JP2014218323A - 冷凍保管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】設置、移動、保守点検、内部の各機構の部品交換や構成変更を、少ない作業負担で短時間に行うことが可能であり、全体を小型化することが可能で自由度の高い冷凍保管装置を提供すること。【解決手段】複数の容器を冷凍保管する冷凍保管領域１０１と冷凍保管領域１０１に隣接して設けられ容器の搬入・搬出を行う搬出入領域１０２が、冷凍保管モジュール１１０と搬出入モジュール１５０として、それぞれ独立し、接続・分離可能に構成されていること。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の容器を冷凍保管する冷凍保管領域と、冷凍保管領域に隣接して設けられ容器の搬入搬出を行う搬出入領域とを備えた冷凍保管装置に関するものである。

近年、従来、化学、生化学、生体学、製薬などの基礎研究あるいは応用研究においては、大量の生体サンプル、臨床サンプル、化学合成物などの試料を検査等のために保管している。
例えば、創薬研究プロセスにおいて、生体活性等を調査するため、多種多様な検査、実験のために微量で多数の試料を取り扱うことが必要であり、マイクロ（テスト）チューブ等の容器に収められた試料を、安定した環境のもとで大量に保管するとともに、任意の試料を迅速に取り出す技術が欠かせない。

このような用途のために、複数のマイクロ（テスト）チューブ等の容器を冷凍保管する冷凍保管領域と、該冷凍保管領域に隣接して設けられ必要な検査、実験等に用いる試料の収められた指定の容器の搬入搬出を行う搬出入領域とを備え、搬出入領域に任意の容器を移動させるピッキング機構が設けられた冷凍保管装置が公知である。
例えば、特開２００４−２６９１００号公報（特許文献１）等に示す冷凍保管装置（化合物ライブラリー）は、冷凍保管領域（保管エリア１１）内に自動回転倉庫が設置されて多数の容器が冷凍保管されており、搬出入領域（移載エリア１４および入出庫エリア１３）内にピッキング機構（ピッキングロボット２０）が設けられて任意の容器を搬入・搬出するように構成されている。

特開平２００４−２６９１００号公報

特許文献１に示すような公知の冷凍保管装置においては、冷凍保管領域と搬出入領域が一体に構成されているため、装置全体を組立設置した後は、設置場所の移動、保守点検、内部の各機構の部品交換や構成変更に際し、保管された容器等を全て取り出して装置全体の運転を完全に停止したうえで、装置を分解して内部を点検したり、各機構の部品交換や構成変更を行ったり、移動したりする必要があり、作業が大掛かりで、かつ、時間がかかるという問題があった。
保守点検、内部の各機構の部品交換や構成変更等を行う場合には、内部に作業者が入って作業できる空間を有するように設計することで、装置の分解を避けることも考えられるが、装置を作業空間分大きく設計しなければならないという問題があった。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、設置、移動、保守点検、内部の各機構の部品交換や構成変更を、少ない作業負担で短時間に行うことが可能であり、全体を小型化することが可能な冷凍保管装置を提供することを目的とするものである。

本請求項１に係る発明は、複数の容器を冷凍保管する冷凍保管領域と、前記冷凍保管領域に隣接して設けられ容器の搬入・搬出を行う搬出入領域とを備え、前記冷凍保管領域は、冷凍保管領域空調機構によって冷却され、前記搬出入領域には、複数の容器を保持可能な容器トレイを移動させるトレイ移載機構と、複数の容器トレイを載置可能なトレイ載置部と、前記トレイ載置部に載置された複数の容器トレイ間で任意の容器を移動させるピッキング機構とが設けられた冷凍保管装置であって、前記冷凍保管領域が冷凍保管モジュールとして、前記搬出入領域が搬出入モジュールとして、それぞれ独立して構成され、前記冷凍保管モジュールと前記搬出入モジュールとが接続・分離可能に構成されていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に係る冷凍保管装置の構成に加え、前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの外周面には、断熱パネルが設けられ、前記断熱パネルの少なくとも一部が、着脱可能な着脱パネルで構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に係る冷凍保管装置の構成に加え、前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの少なくとも一方の底部には、転動機構および床面固定機構が設けられていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項４に係る発明は、請求項２または請求項３に係る冷凍保管装置の構成に加え、前記着脱パネルが、前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの外周面への取り付け時にパッキン部材により気密に取付けられることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項５に係る発明は、請求項２乃至請求項４のいずれかに係る冷凍保管装置の構成に加え、前記着脱パネルの周縁部が凹凸形状を有し、前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの外周面への取り付け時に対応する凹凸形状で嵌合することにより、前記課題を解決するものである。

本請求項６に係る発明は、請求項２乃至請求項５のいずれかに係る冷凍保管装置の構成に加え、前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの外周面が、前記着脱パネルに代えて、外気を遮断し作業スペース空間を確保する作業モジュールを接続・分離可能に構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項７に係る発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに係る冷凍保管装置の構成に加え、前記冷凍保管モジュールの前記搬出入モジュールとの接続面が、外気を遮断し作業スペース空間を確保する作業モジュールまたは外気を遮断する遮断パネルを接続・分離可能に構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに係る冷凍保管装置の構成に加え、前記冷凍保管モジュールと前記搬出入モジュールが、同一温度に冷却されることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに係る冷凍保管装置の構成に加え、前記冷凍保管モジュールには、複数の容器を支持する容器トレイを多数保持するとともに任意の容器トレイを隣接する前記搬出入モジュール側に移動可能な自動倉庫機構が設けられ、前記搬出入モジュールに設けられたトレイ移載機構は、前記冷凍保管モジュールから容器トレイを取り出して前記トレイ載置部に移載可能に構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１０に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれかに係る冷凍保管装置の構成に加え、前記搬出入モジュールには、外部との間で容器トレイを搬入搬出する搬出入扉と、前記搬出入扉に隣接してトレイ搬出入載置部が設けられ、前記トレイ載置部および前記ピッキング機構が、前記トレイ搬出入載置部の下方に設けられていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１１に係る発明は、請求項１乃至請求項９のいずれかに係る冷凍保管装置の構成に加え、前記トレイ移載機構が、トレイ移載テーブル部と、前記トレイ移載テーブル部を支持するとともに水平方向に移動させる水平アーム部と、前記水平アーム部を支持するとともに垂直方向に移動させる垂直柱部とを有し、前記垂直柱部が、水平アーム部の一方の端部側のみに設けられていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１２に係る発明は、請求項１１に係る冷凍保管装置の構成に加え、前記トレイ移載テーブル部が、容器トレイの方向を２７０°以上水平回転させることが可能に構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１３に係る発明は、請求項１１または請求項１２に係る冷凍保管装置の構成に加え、前記搬出入モジュールの前記トレイ移載テーブル部の水平方向移動範囲の側面に、容器トレイの搬出入が可能な大きさの側部搬出入開口部が設けられ、該側部搬出入開口部には、着脱可能な側部搬出入パネルが設けられていることにより、前記課題を解決するものである。

請求項１に係る冷凍保管装置によれば、冷凍保管領域が冷凍保管モジュールとして、搬出入領域が搬出入モジュールとして、それぞれ独立して構成され、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールとが接続・分離可能に構成されていることにより、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールを分離することで、作業者がそれぞれの分離された接続面から内部機構へアクセスが可能となるため、保守点検、内部の各機構の部品交換や構成変更を、少ない作業負担で短時間に行うことが可能となるとともに、内部に作業スペースを確保する必要がなく全体を小型化することが可能となる。
また、モジュール単位での組立、交換が可能となるため、モジュールを交換することで内部の各機構の部品交換や構成変更に代えることも可能である。
また、内部の機構や構成が異なる装置を製造する場合、それぞれのモジュール単位で異なる仕様のものを製造すれば、それらを適宜組み合わせることでより多くの仕様の冷凍保管装置を製造することが可能となり、様々なニーズに対する自由度が向上する。
さらに、設置場所の移動の際も、それぞれのモジュールに分解することが可能なため、少ない作業負担で短時間に行うことが可能となる。
また、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールをそれぞれ工場で組み立て完成させ、使用場所では搬入とモジュールの接続・固定のみで設置を行うことも可能であり、設置作業が極めて簡単になる。
また、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールを独立させることで小型化しやすく、例えばそれぞれのモジュールをエレベータサイズとすることで、使用場所への搬入も容易となる。

請求項２に記載の構成によれば、断熱パネルの少なくとも一部が、着脱可能な着脱パネルで構成されていることにより、必要な部分の側方に着脱パネルを設けることで、冷凍保管モジュールと搬出入モジュール接続面以外からの内部機構へアクセスも容易となり、さらに少ない作業負担で短時間に行うことが可能となるとともに、内部に作業スペースを確保する必要がなく全体を小型化することが可能となる。
また、外周面の全ての断熱パネルを任意の大きさに区分した複数の着脱パネルとしてもよく、その場合、任意の外周面から内部機構へアクセスが容易となるとともに、断熱パネル自体の補修、変更等も容易に行うことが可能となる。
請求項３に記載の構成によれば、転動機構を設けることで、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールとの接続・分離を容易に行うことができ、作業者の負担がさらに少なくなり時間も短縮できる。
冷凍保管モジュールおよび搬出入モジュールの両方にキャスタ等の転動機構を設ければ、各種作業や設置場所の移動をさらに容易に行うことが可能となる。
また、床面固定機構を設けることで、確実に設置場所に固定することができる。
請求項４に記載の構成によれば、着脱パネルが冷凍保管モジュールおよび搬出入モジュールの外周面への取り付け時にパッキン部材により気密に取付けられることにより、断熱性が向上する。
請求項５に記載の構成によれば、着脱パネルの周縁部が取り付け時に対応する凹凸形状で嵌合することにより、気密性が増しさらに断熱性が向上するとともに、着脱作業の作業性が向上し作業時間を短縮することができる。

請求項６に記載の構成によれば、冷凍保管モジュールおよび搬出入モジュールの外周面が着脱パネルに代えて、外気を遮断し作業スペース空間を確保する作業モジュールを接続・分離可能に構成されていることにより、着脱パネルを外しての保守点検作業時に、内部の温度上昇を防ぎつつ作業モジュール内で作業者が作業を行うことができるため、装置全体の運転を停止する必要がなく、さらに少ない作業負担で短時間に作業を行うことができる。
請求項７に記載の構成によれば、冷凍保管モジュールの搬出入モジュールとの接続面が、外気を遮断し作業スペース空間を確保する作業モジュールまたは外気を遮断する遮断パネルを接続・分離可能に構成されていることにより、冷凍保管モジュールの保守点検作業時に、内部の温度上昇を防ぎつつ作業モジュール内で作業者が作業を行うことができる。
また、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールを分離しての搬出入モジュールの保守点検作業時に、遮断パネルで冷凍保管モジュールの内部の温度上昇を防ぐことができる。
このことで、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールを分離しての保守点検作業時に、装置全体の運転を停止する必要がなく、さらに少ない作業負担で短時間に作業を行うことができる。
請求項８に記載の構成によれば、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールが、同一温度に冷却されることにより、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールを隔離する壁および容器を受け渡しするための扉等を設ける必要がなく、装置を簡素し小型化できる。
また、冷凍保管モジュールの冷気で搬出入モジュールを冷却すればよいため、搬出入モジュールに空調機器類を装備する必要がなく、装置を簡素し小型化できる。

請求項９に記載の構成によれば、冷凍保管モジュールには自動倉庫機構が設けられ、搬出入モジュールに設けられたトレイ移載機構は、冷凍保管モジュールから容器トレイを取り出してトレイ載置部に移載可能に構成されていることにより、任意の容器を自動的に取り出すことができる。
請求項１０に記載の構成によれば、搬出入モジュールには、外部との間で容器トレイを搬入搬出する搬出入扉と、搬出入扉に隣接してトレイ搬出入載置部が設けられ、トレイ載置部およびピッキング機構が、トレイ搬出入載置部の下方に設けられていることにより、水平方向の設置面積を小さくし、装置を小型化できる。
また、ピッキング機構に対して保守点検等の作業時に、いずれの側面からもトレイ搬出入載置部に邪魔されることなくアクセス可能なため、少ない作業負担で短時間に行うことができる。

請求項１１に記載の構成によれば、垂直柱部が水平アーム部の一方の端部側のみに設けられていることにより、垂直柱部が１本のみとなり専有するスペースを小さくすることができ、全体を小型化することができる。
また、搬出入モジュール内の各機構の保守点検等の作業時にも、垂直柱部が一本のみであるため各機構へのアクセスが容易となり、少ない作業負担で短時間に行うことが可能となる。
請求項１２に記載の構成によれば、トレイ移載テーブル部が容器トレイの方向を２７０°以上水平回転させることが可能なことにより、容器トレイを側面方向に向けて移載することが可能となり、外部との容器トレイの搬出入の方向の選択肢が増加し、設計や配置の自由度が向上する。
請求項１３に記載の構成によれば、搬出入モジュールのトレイ移載テーブル部の水平方向移動範囲の側面に、容器トレイの搬出入が可能な大きさの側部搬出入開口部が設けられ、側部搬出入開口部には、着脱可能な側部搬出入パネルが設けられていることにより、側方からの容器トレイの搬出入が可能となり設計や配置の自由度が向上する。
また、側部搬出入開口部を有する冷凍保管装置を側部搬出入開口部の位置を合わせて並べることで、冷凍保管装置間での容器トレイの移動を自動的に行うことができるため、保管すべき容器の量に応じて冷凍保管装置の数を変更すれば大きさの異なる装置を準備する必要がなく、設計や配置の自由度が向上する。

本発明の一実施形態に係る冷凍保管装置の斜視図。 本発明の一実施形態に係る冷凍保管装置の一部構成を分離した斜視図。 本発明の一実施形態に係る冷凍保管装置の側面透視図。 本発明の一実施形態に係る冷凍保管装置の正面透視図。 本発明の一実施形態に係る冷凍保管装置の平面透視図。 図５のＡ−Ａ断面図。 図３のＢ−Ｂ断面図。 図３のＣ−Ｃ断面図。 図３のＤ−Ｄ断面図。 図３のＥ−Ｅ断面図。

本発明の冷凍保管装置は、複数の容器を冷凍保管する冷凍保管領域と、冷凍保管領域に隣接して設けられ容器の搬入・搬出を行う搬出入領域とを備え、冷凍保管領域は冷凍保管領域空調機構によって冷却され、搬出入領域には複数の容器を保持可能な容器トレイを移動させるトレイ移載機構と、複数の容器トレイを載置可能なトレイ載置部と、トレイ載置部に載置された複数の容器トレイ間で任意の容器を移動させるピッキング機構とが設けられ、冷凍保管領域が冷凍保管モジュールとして、搬出入領域が搬出入モジュールとして、それぞれ独立して構成され、冷凍保管モジュールと搬出入モジュールとが接続・分離可能に構成され、設置、移動、保守点検、内部の各機構の部品交換や構成変更を、少ない作業負担で短時間に行うことが可能であり、全体を小型化することが可能なものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。

本発明の一実施形態に係る冷凍保管装置１００について、図１乃至図１０に基づいて説明する。
冷凍保管装置１００は、複数の容器を冷凍保管する冷凍保管領域１０１と、冷凍保管領域１０１に隣接して設けられ容器の搬入・搬出を行う搬出入領域１０２とを備えている。
冷凍保管領域１０１には、複数の容器を支持した容器トレイを多数保持可能な自動倉庫機構１２０が設けられるとともに、冷凍保管領域空調機構１１１によってその内部空間は−２０℃以下に冷却される。
搬出入領域１０２には、複数の容器を保持可能な容器トレイを移動させるトレイ移載機構１６０と、複数の容器トレイを載置可能なトレイ載置部１５１と、トレイ載置部１５１に載置された複数の容器トレイ間で任意の容器を移動させるピッキング機構１７０とが設けられている。

冷凍保管領域１０１と搬出入領域１０２は、図２に示すように、それぞれ、冷凍保管モジュール１１０と搬出入モジュール１５０として独立し構成され、冷凍保管モジュール１１０と搬出入モジュール１５０とが接続・分離可能に構成されている。
冷凍保管モジュール１１０および搬出入モジュール１５０の底部には、転動機構としてのキャスタ１０３および床面固定機構１０４が設けられている。
床面固定機構１０４は、例えば図３、図４、図６、図１０に示すように、ネジ手段によって接地部が上下に移動して、キャスタ１０３の接地、非接地を選択するとともに、設置場所における水平の確保等を行うものである。
接続・分離の際、あるいは、全体を移動させる際には、床面固定機構１０４の高さを変えてキャスタ１０３を接地することにより、キャスタ１０３により容易に移動可能なる。

冷凍保管モジュール１１０と搬出入モジュール１５０の互いに接続・分離する際のそれぞれの接合面は開放されており、冷凍保管モジュール１１０の側面には断熱パネル１１２が固定され、冷凍保管モジュール１１０の背面は着脱パネル１１３が着脱可能に取付けられている。
搬出入モジュール１５０の側面および正面は、着脱パネル１５３が着脱可能に取付けられており、搬出入モジュール１５０の正面に取り付けられる着脱パネル１５３には、外部との間で容器トレイを搬入搬出する搬出入扉１５４が設けられている。

搬出入モジュール１５０の側面に取り付けられる着脱パネル１５３には、容器トレイの搬出入が可能な大きさの側部搬出入開口部１５６が設けられ、該側部搬出入開口部１５６には着脱可能な側部搬出入パネル１５７が取付けられている。
着脱パネル１１３、１５３の周縁部は凹凸形状を有し、取り付け時に対応する凹凸形状で嵌合するように形成されており、気密性が増し断熱性が向上するとともに、着脱作業の作業性が向上し作業時間を短縮することができる。
また、パッキン部材（図示せず）を用いることで、気密性が増し断熱性が向上する。

冷凍保管モジュール１１０と搬出入モジュール１５０の接続、および、それぞれの着脱パネル１１３、１５３の取付けの際の固定のため、図１、図２に示すように、作業者が操作しやすい固定金具１０５が設けられており、作業性を向上させている。
なお、固定金具１０５の具体的な構造は公知のものでよく、配置場所に応じて異なる構造のものであってもよく、また配置位置、数等は適宜必要に応じて設計すればよい（図では簡略化して示しており、これに限定されるものではない。）。
また、冷凍保管モジュール１１０と搬出入モジュール１５０のどの面にどのような形状、大きさの断熱パネルおよび着脱パネルを組み合わせて配置するかについても、内部機器の構成や保守点検等の必要性に応じて設計すればよい。

冷凍保管モジュール１１０と搬出入モジュール１５０の接合面にはパネル等の隔離する壁がないため、接続しての運転時、冷凍保管領域１０１と搬出入領域１０２は、冷凍保管モジュール１１０の冷凍保管領域空調機構１１１によって、同時に−２０℃以下の同一温度に冷却される。
このことで、容器を受け渡しするための可動の扉等を設ける必要がなく、装置を簡素し小型化できる。
また、冷凍保管モジュール１１０の冷気で搬出入モジュール１５０を冷却すればよいため、搬出入モジュール１５０に空調機器類を装備する必要がなく、装置を簡素し小型化できる。

冷凍保管モジュール１１０内に設けられた自動倉庫機構１２０は、図３、図６乃至図８に示すように、無端軌道上を複数の垂直ラック１２１が連結されて移動可能に構成された、いわゆる回転式の自動倉庫機構１２０が、２列配置されている。
複数の垂直ラック１２１は、それぞれ上下方向に容器トレイを収容可能な複数の棚１２２を有しており、複数の棚１２２は上下方向のピッチの異なるものを含んでいる。
このことで、少ない空間に多数の容器トレイを収容することができるとともに、同一の装置で異なる高さの容器を収容することができ、多様容器を扱う場合でも装置を増設することなく対応できる。
なお、自動倉庫機構１２０は、容器を収容する任意の棚、あるいは、収容された任意の容器自体を搬出入モジュール１５０側に移動させることができるものであれば、いかなる構成のものであってもよい。

搬出入モジュール１５０には、図１乃至図１０に示すように、外部との間で容器トレイを搬入搬出する搬出入扉１５４と、搬出入扉１５４に隣接してトレイ搬出入載置部１５５が設けられ、トレイ載置部１５１およびピッキング機構１７０が、トレイ搬出入載置部１５５の下方に設けられている。
また、冷凍保管モジュール１１０との接合面と垂直に配置されたトレイ搬出入載置部１５５、トレイ載置部１５１およびピッキング機構１７０との間に、容器トレイを移動させるトレイ移載機構１６０が設けられている。
トレイ移載機構１６０は、トレイ移載テーブル部１６１と、トレイ移載テーブル部１６１を支持するとともに水平方向に移動させる水平アーム部１６２と、水平アーム部１６２を支持するとともに垂直方向に移動させる垂直柱部１６３とを有している。
垂直柱部１６３は、水平アーム部１６２の一方の端部側のみに設けられ、水平アーム部１６２を片持ち支持するように構成されており、このことで、配置のために専有するスペースを小さくすることができ、全体を小型化することができる。

搬出入モジュール１５０のトレイ移載テーブル部１６１の水平方向移動範囲の側面には、容器トレイの搬出入が可能な大きさの側部搬出入開口部１５６が設けられ、該側部搬出入開口部１５６には、着脱可能な側部搬出入パネル１５７が設けられている。
また、トレイ移載テーブル部１６１は、容器トレイの方向を２７０°以上水平回転させることが可能に構成されており、側部搬出入開口部１５６から容器トレイの搬出入が可能に構成されている。
このことにより、外部との容器トレイの搬出入の方向の選択肢が増加するとともに、側部搬出入開口部１５６を有する複数の冷凍保管装置１００を側部搬出入開口部１５６の位置を合わせて並べることで、冷凍保管装置１００間での容器トレイの移動を自動的に行うことができるため、保管すべき容器の量に応じて冷凍保管装置１００の数を変更すれば大きさの異なる装置を準備する必要がなく、設計や配置の自由度が向上する。

また、冷凍保管モジュール１１０および搬出入モジュール１５０の外周面に着脱パネル１１３、１５３に代えて接続・分離可能で、外気を遮断し作業員の作業スペース空間を確保する作業モジュール（図示せず）を別途準備することにより、着脱パネル１１３、１５３を外しての保守点検作業時に、内部の温度上昇を防ぎつつ作業モジュール内で作業者が作業を行うことができるため、装置全体の運転を停止する必要がなく、さらに少ない作業負担で短時間に作業を行うことができる。
さらに、冷凍保管モジュール１１０および搬出入モジュール１５０の接続面に接続・分離可能で、外気を遮断し作業員の作業スペース空間を確保する作業モジュール（図示せず）および、遮断パネル（図示せず）を別途準備することにより、冷凍保管モジュール１１０と搬出入モジュール１５０を分離しての保守点検作業時に、装置全体の運転を停止する必要がなく、さらに少ない作業負担で短時間に作業を行うことができる。

ピッキング機構１７０は、把持爪（図中符号は省略）と、把持爪を容器に対して垂直方向に接離する軸を含む少なくとも３軸方向に移動させる爪移動手段１７２を有し、把持爪は異なる寸法の容器を把持可能に構成されている。
このことにより、保管すべき容器のサイズによって機器類の配置や構成を変更する必要がなく、設計や配置の自由度が向上する。

以上のように構成された、本発明の一実施形態に係る冷凍保管装置１００の動作について説明する。
まず、マイクロ（テスト）チューブ等の容器に収められた試料を冷凍保管する際の動作について説明する。
最初に、搬出入扉１５４を開放して、試料を収容した複数の容器を保持した容器トレイがトレイ搬出入載置部１５５上に載置される。
そして、搬出入扉１５４を閉じた後、トレイ移載機構１６０によって容器トレイがいずれかの冷凍保管モジュール１１０の自動倉庫機構１２０の所定の棚１２２と対面する位置に移動され、容器トレイは当該棚１２２に収容される。

次に、指定された試料が収められ冷凍保管された容器を抽出する際の動作について説明する。
最初に、搬出入扉１５４を開放して、空の容器トレイがトレイ搬出入載置部１５５上に載置される。
次いで、搬出入扉１５４を閉じた後、トレイ移載機構１６０によって空の容器トレイがトレイ載置部１５１に移動され、トレイ載置部１５１に載置される。
これらの動作と並行して、指定された試料が収められた容器を保持した容器トレイがトレイ移載機構１６０側に位置するように、自動倉庫機構１２０の垂直ラック１２１が移動する。

次に、トレイ移載機構１６０によって指定の容器を保持した容器トレイがトレイ載置部１５１の空の容器トレイに隣接した位置に移動され、載置される。
そして、ピッキング機構１７０によって指定の容器が指定の数だけ空の容器トレイに移し替えられる。
次いで、指定の容器を保持していた容器トレイがトレイ移載機構１６０によってトレイ載置部１５１から、自動倉庫機構１２０の垂直ラック１２１に戻される
複数の異なる容器トレイに保持された試料が指定された場合には、この自動倉庫機構１２０の垂直ラック１２１からの指定の容器トレイの取り出し、ピッキング機構１７０による指定の容器の移し替え、自動倉庫機構１２０の垂直ラック１２１への指定の容器トレイの戻し動作が繰り返される。
本実施形態では、図４、図７、図１０に示すように、トレイ載置部１５１には３つの容器トレイが載置できるように構成されているため、自動倉庫機構１２０から取り出される容器トレイを２つまで同時に載置でき、作業を並列化、効率化することが可能である。

指定した容器が全て抽出されると、抽出された容器を保持した容器トレイがトレイ移載機構１６０によってトレイ載置部１５１から搬出され、トレイ搬出入載置部１５５に載置される。
そして、抽出された容器を保持した容器トレイは、搬出入扉１５４を開放してトレイ搬出入載置部１５５上から外部に取り出される。
なお、トレイ移載機構１６０のトレイ移載テーブル部１６１と、トレイ搬出入載置部１５５、トレイ載置部１５１および垂直ラック１２１との容器トレイの移動のための機構は、トレイ移載テーブル部１６１に設けられていてもよく、別途の機構が配置されていてもよい。

また、冷凍保管装置１００内での各機構の一連の動作は、図示しない制御装置によって自動制御されるものであるが、搬出入扉１５４の開閉、トレイ搬出入載置部１５５と外部との容器トレイの移動についても、別途の機構を配置して、制御装置によって自動的に行われるようにしてもよい。
また、外部との容器トレイの搬出入は、側部搬出入開口部１５６を用いて行なってもよく、複数の冷凍保管装置１００を側部搬出入開口部１５６の位置を合わせて並べた場合には、側部搬出入開口部１５６を用いて隣接する冷凍保管装置１００に保管された容器トレイを受渡してもよい。

なお、図１乃至図１０に示したものは、本発明に係る冷凍保管装置の一実施形態を具体化したものであり、また、一部構成については簡略化、あるいは省略して図示したものである。
本発明に係る冷凍保管装置の形状、寸法、配置関係、採用される機器等は、これに限定されるものではなく、必要に応じて適宜設計されるものである。
また、冷凍保管される対象は、化学、生化学、生体学、製薬などの基礎研究あるいは応用研究に用いられる試料等に限定されるものではなく、いかなる対象であってもよい。

１００ ・・・ 冷凍保管装置
１０１ ・・・ 冷凍保管領域
１０２ ・・・ 搬出入領域
１０３ ・・・ キャスタ（転動機構）
１０４ ・・・ 床面固定機構
１０５ ・・・ 固定金具
１１０ ・・・ 冷凍保管モジュール
１１１ ・・・ 冷凍保管領域空調機構
１１２ ・・・ 断熱パネル
１１３ ・・・ 着脱パネル
１２０ ・・・ 自動倉庫機構
１２１ ・・・ 垂直ラック
１２２ ・・・ 棚
１５０ ・・・ 搬出入モジュール
１５１ ・・・ トレイ載置部
１５３ ・・・ 着脱パネル
１５４ ・・・ 搬出入扉
１５５ ・・・ トレイ搬出入載置部
１５６ ・・・ 側部搬出入開口部
１５７ ・・・ 側部搬出入パネル
１６０ ・・・ トレイ移載機構
１６１ ・・・ トレイ移載テーブル部
１６２ ・・・ 水平アーム部
１６３ ・・・ 垂直柱部
１７０ ・・・ ピッキング機構
１７２ ・・・ 爪移動手段

Claims (13)

1. 複数の容器を冷凍保管する冷凍保管領域と、前記冷凍保管領域に隣接して設けられ容器の搬入・搬出を行う搬出入領域とを備え、
   前記冷凍保管領域は、冷凍保管領域空調機構によって冷却され、
   前記搬出入領域には、複数の容器を保持可能な容器トレイを移動させるトレイ移載機構と、複数の容器トレイを載置可能なトレイ載置部と、前記トレイ載置部に載置された複数の容器トレイ間で任意の容器を移動させるピッキング機構とが設けられた冷凍保管装置であって、
   前記冷凍保管領域が冷凍保管モジュールとして、前記搬出入領域が搬出入モジュールとして、それぞれ独立して構成され、
   前記冷凍保管モジュールと前記搬出入モジュールとが接続・分離可能に構成されていることを特徴とする冷凍保管装置。
2. 前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの外周面には、断熱パネルが設けられ、
   前記断熱パネルの少なくとも一部が、着脱可能な着脱パネルで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍保管装置。
3. 前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの少なくとも一方の底部には、転動機構および床面固定機構が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷凍保管装置。
4. 前記着脱パネルが、前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの外周面への取り付け時にパッキン部材により気密に取付けられることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の冷凍保管装置。
5. 前記着脱パネルの周縁部が凹凸形状を有し、前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの外周面への取り付け時に対応する凹凸形状で嵌合することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の冷凍保管装置。
6. 前記冷凍保管モジュールおよび前記搬出入モジュールの外周面が、前記着脱パネルに代えて、外気を遮断し作業スペース空間を確保する作業モジュールを接続・分離可能に構成されていることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれかに記載の冷凍保管装置。
7. 前記冷凍保管モジュールの前記搬出入モジュールとの接続面が、外気を遮断し作業スペース空間を確保する作業モジュールまたは外気を遮断する遮断パネルを接続・分離可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の冷凍保管装置。
8. 前記冷凍保管モジュールと前記搬出入モジュールが、同一温度に冷却されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の冷凍保管装置。
9. 前記冷凍保管モジュールには、複数の容器を支持する容器トレイを多数保持するとともに任意の容器トレイを隣接する前記搬出入モジュール側に移動可能な自動倉庫機構が設けられ、
   前記搬出入モジュールに設けられたトレイ移載機構は、前記冷凍保管モジュールから容器トレイを取り出して前記トレイ載置部に移載可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の冷凍保管装置。
10. 前記搬出入モジュールには、外部との間で容器トレイを搬入搬出する搬出入扉と、前記搬出入扉に隣接してトレイ搬出入載置部が設けられ、
    前記トレイ載置部および前記ピッキング機構が、前記トレイ搬出入載置部の下方に設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の冷凍保管装置。
11. 前記トレイ移載機構が、トレイ移載テーブル部と、前記トレイ移載テーブル部を支持するとともに水平方向に移動させる水平アーム部と、前記水平アーム部を支持するとともに垂直方向に移動させる垂直柱部とを有し、
    前記垂直柱部が、水平アーム部の一方の端部側のみに設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の冷凍保管装置。
12. 前記トレイ移載テーブル部が、容器トレイの方向を２７０°以上水平回転させることが可能に構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の冷凍保管装置。
13. 前記搬出入モジュールの前記トレイ移載テーブル部の水平方向移動範囲の側面に、容器トレイの搬出入が可能な大きさの側部搬出入開口部が設けられ、
    該側部搬出入開口部には、着脱可能な側部搬出入パネルが設けられていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の冷凍保管装置。

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