JP2016098079A - ピペットチップ自動収納装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピペットチップを迅速かつ確実にラックへと供給し、自動的に収納することができるピペットチップ自動収納装置を提供する。【解決手段】ピペットチップＣを自動的にラックＲに収納するピペットチップ自動収納装置１であって、ピペットチップＣの頭部Ｃ１を保持しながらラックＲの配置方向へ搬送する搬送手段４と、搬送手段４の終端において下向きに傾斜配置されておりピペットチップＣをラックＲの収納穴ｈへ向けて滑り落とす滑落シュート５と、滑落シュート５の上面側に対向する位置において滑落シュート５との間隔が下方に向けて狭くなるように垂下されて揺動自在に支持されている揺動プレート６とを有する。【選択図】 図５

Description

本発明は、マイクロピペット等の先端に取り付けられるピペットチップを自動的にラックに収納するピペットチップ自動収納装置に関するものである。

従来、未使用のピペットチップは、複数の収納穴を有するラックに収納された状態で使用されている。ところが、ピペットチップは１０００本単位で袋詰めされていることが多いため、それらの小さなピペットチップを一本ずつ手作業でラックへ収納することは、極めて煩雑であり多大な時間を要する作業となっている。

このため、手作業ではなく自動的にピペットチップをラックに収納する技術が提案されている。例えば、特開２００１−１８７６２９号公報には、ピペット用チップを回転ドラムの内周底部に形成されたすくい樋によってすくい上げるとともに、ドラムの回転に伴ってすくい樋が内周上部に到達した段階で落下させ、この落下するチップのうち適正な姿勢のものを受部材によってキャッチし、チップの先端側をスリット間に落とし込ませるようにしながらも他端の基部側を保持するスライドレールに案内して、チップを一定姿勢に整列させた状態で順次収納体に個別に収容する方法が開示されている（特許文献１）。

特開２００１−１８７６２９号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、単に傾斜状態で固定されたスライド板によってスライドレールが構成されている（図１、図９等）。このため、ピペットチップの頭部とスライド板との間に発生する摩擦抵抗によって、ピペットチップがスライド板上をスムーズに滑り落ちず搬送速度の制御が難しく、迅速かつ確実に供給できないという問題がある。

また、特許文献１では、スライドレールから受け取ったピペットチップをラックへ送り出す個別送出部が、送り車とガイド体とから構成されている（図１３等）。このため、送り車を回転させる駆動機構が必要であり、装置が複雑化・高コスト化するという問題がある。また、送り車の突起がピペットチップの頭部に挿入されずに引っ掛かったり、逆に当該突起からピペットチップがうまく外れないおそれもある。

また、ピペットチップは、極めて軽量で挙動が不安定であるところ、ガイド体としての落下パイプは、ピペットチップの頭部と略同径程度の細い筒状に形成されている。このため、ピペットチップがわずかにでも傾斜していると、落下パイプに弾かれてうまく入らない。また、落下パイプ内にほこり等の異物が混入すると、ピペットチップが引っ掛かってスムーズに落下しないという問題もある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、ピペットチップを迅速かつ確実にラックへと供給し、自動的に収納することができるピペットチップ自動収納装置を提供することを目的としている。

本発明に係るピペットチップ自動収納装置は、ピペットチップを自動的にラックに収納するピペットチップ自動収納装置であって、前記ピペットチップの頭部を保持しながら前記ラックの配置方向へ搬送する搬送手段と、前記搬送手段の終端において下向きに傾斜配置されており前記ピペットチップを前記ラックの収納穴へ向けて滑り落とす滑落シュートと、前記滑落シュートの上面側に対向する位置において前記滑落シュートとの間隔が下方に向けて狭くなるように垂下されて揺動自在に支持されている揺動プレートとを有している。

また、本発明の一態様として、前記搬送手段は、前記ピペットチップの頭部を保持しうる隙間を隔てて平行に傾斜されて互いに外回りに回転するように支持されている一対の回転ロッドから構成されており、前記回転ロッドの一方には、下端部近傍の外周面に沿って螺旋状のスパイラルリングが巻き付けられているとともに、前記回転ロッドの傾斜に沿って下方に移動される前記ピペットチップの下降速度が、前記スパイラルリングに沿って搬送される前記ピペットチップの搬送速度よりも速くなるように前記回転ロッドの傾斜角度が調整されていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、前記回転ロッドは、前記ピペットチップを前記ラックに供給する量を制御するための下方回転ロッドとして機能し、この下方回転ロッドの上方には、前記ピペットチップを直立状態で前記下方回転ロッドへ供給する一対の上方回転ロッドが設けられていてもよい。

また、本発明の一態様として、一対の前記上方回転ロッドは、前記ピペットチップの頭部を保持しうる隙間を隔てて平行に傾斜されて互いに外周りに回転されるとともに、前記上方回転ロッド間の隙間が前記下方回転ロッド間の隙間に沿って重なる直上位置に支持されており、各上方回転ロッドの外周面には、直立状態の前記ピペットチップを前記下方回転ロッドの隙間に落下させる落下溝が形成されていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、前記上方回転ロッドの一方には、外周面に沿って螺旋状の上方スパイラルリングが巻き付けられており、前記上方スパイラルリングは、前記落下溝よりも上方側の各ピッチが、前記落下溝の軸心方向長さよりも大きく形成されていてもよい。

また、本発明の一態様として、前記上方回転ロッドの一方には、前記落下溝よりも下方位置に下方側に向けて拡径されたテーパ部が設けられているとともに、前記上方回転ロッドの他方には、前記テーパ部と向かい合う位置に拡径部が設けられていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、前記上方回転ロッドの他方には、前記テーパ部の終端部近傍の外周面に前記落下溝から落下しなかった前記ピペットチップを下方へ払い落とす払落し部材が設けられているとともに、前記上方回転ロッドの一方には、前記払落し部材と向かい合う位置に前記払落し部材を収容する収容溝が形成されていてもよい。

また、本発明の一態様として、前記下方回転ロッドの下端には、前記ピペットチップを前記滑落シュートへ落下させて供給する供給用小径部が形成されていてもよい。

さらに、本発明の一態様として、前記下方回転ロッドには、前記落下溝の直下位置よりも上方側に、前記ピペットチップを落下させて供給量を制限する供給制限用小径部が形成されていてもよい。

また、本発明の一態様として、前記ラックを載置可能な凹状載置板と、この凹状載置板を所定位置に移動するステージ移動モータとを有する移動ステージと、前記ラックを載置可能であって前記凹状載置板の凹部に相補する凸部を備えてなる凸状載置板と、この凸状載置板を揺動自在に軸支する円盤フレームと、この円盤フレームを回転駆動するゴンドラ駆動モータとを有する回転ゴンドラと、前記ステージ移動モータおよび前記ゴンドラ駆動モータを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記回転ゴンドラから前記移動ステージへ前記ラックを受け渡す場合、前記ラックを載置した前記凸状載置板の下方へ前記凹状載置板を移動させた後、前記凸状載置板の凸部が前記凹状載置板の凹部を通過するようにして前記凸状載置板を下方へ回転移動させ、前記移動ステージから前記回転ゴンドラへ前記ラックを受け渡す場合、前記ラックを載置した前記凹状載置板の下方へ前記凸状載置板を移動させた後、その凸部が前記凹部を通過するようにして前記凸状載置板を上方へ回転移動させてもよい。

本発明によれば、ピペットチップを迅速かつ確実にラックへと供給し、自動的に収納することができる。

本発明に係るピペットチップ自動収納装置の一実施形態を示す一部断面正面図である。 図１の平面図である。 図１の右側面図である。 本実施形態において、回転ゴンドラを省略した正面図である。 図４の右側面図である。 本実施形態の上方回転ロッドおよび下方回転ロッドを示す平面図である。 本実施形態の上方回転ロッドおよび下方回転ロッドにおいて、ピペットチップを供給する様子を示す図である。 本実施形態における上方回転ロッドおよび下方回転ロッドの連動状態を示す正面図である。 本実施形態の滑落シュートおよび揺動プレートを示す（ａ）正面図、および（ｂ）ピペットチップが滑落する際の一部断面側面図である。 本実施形態の回転ゴンドラを示す側面図である。 本実施形態の凸状載置板および凹状載置板を示す平面図である。 本実施形態において、（ａ）回転ゴンドラから移動ステージへラックを受け渡す様子、および（ｂ）移動ステージから回転ゴンドラへラックを受け渡す様子を示す図である。

以下、本発明に係るピペットチップ自動収納装置１の一実施形態について図面を用いて説明する。

本実施形態のピペットチップ自動収納装置１は、ピペットチップＣを自動的にラックＲに収納するためのものであり、図１から図３に示すように、多数のピペットチップＣが投入される回転ドラム２と、この回転ドラム２から受け取ったピペットチップＣを直立状態にさせる一対の上方回転ロッド３と、この上方回転ロッド３から受け取ったピペットチップＣの供給量を制御する一対の下方回転ロッド４と、この下方回転ロッド４から受け取ったピペットチップＣをラックＲの収納穴ｈへ滑り落とす滑落シュート５と、この滑落シュート５を滑り落ちるピペットチップＣの挙動を安定させる揺動プレート６と、ラックＲを所定位置に移動する移動ステージ７と、この移動ステージ７との間でラックＲを受け渡しする回転ゴンドラ８とを有している。以下、各構成について詳細に説明する。

なお、本発明において、ピペットチップＣとは、図９（ｂ）に示すように、マイクロピペット等の先端に取り付けられる頭部Ｃ１と、先細り形状に形成された先端部Ｃ２とを有する全てのチップを含む概念である。また、ラックＲとは、図１１に示すように、ピペットチップＣを収納する収納穴ｈが複数形成されている全てのラックＲを含む概念である。

回転ドラム２は、投入された多数のピペットチップＣの向きを揃えつつ上方へと搬送し、上方回転ロッド３へ受け渡すものである。本実施形態において、回転ドラム２は、図４および図５に示すように、略円筒状のドラム本体２１と、このドラム本体２１の外周面を支持して回転力を伝達する一対の回転支持軸２２と、これら回転支持軸２２を回転駆動するドラム駆動モータ２３とを有している。

ドラム本体２１の背面には、ピペットチップＣを投入する投入口２１１が形成されており、正面には上方回転ロッド３および下方回転ロッド４を挿入する開口２１２が形成されている。また、ドラム本体２１の内周面には、図４および図５に示すように、ピペットチップＣをすくい上げて落下させる断面略半円状のすくい爪２１３が、円周方向に沿って複数設けられている。各すくい爪２１３は、その長手方向がドラム本体２１の軸心と略平行となるように配置されている。また、各回転支持軸２２は、図２に示すように、連動ベルト２２１によって連結されており、一つのドラム駆動モータ２３で同時に回転するようになっている。なお、すくい爪２１３の形状や個数は、ドラム本体２１に投入されたピペットチップＣを底部ですくい上げ、上部で落下させ得るものであれば適宜選択してもよい。

上方回転ロッド３は、回転ドラム２から落下されたピペットチップＣを直立状態とし、下方回転ロッド４へ供給するものである。本実施形態において、上方回転ロッド３は、一対の丸棒で構成されており、下方回転ロッド４の上方に設けられている。また、各上方回転ロッド３は、図１から図５に示すように、ピペットチップＣの頭部Ｃ１を保持しうる隙間を隔てて平行に傾斜され、互いに外周りに回転するようになっている。このため、ピペットチップＣは、各上方回転ロッド３により持ち上げられて摩擦抵抗が低減するとともに、傾斜によって各上方回転ロッド３の下端部に向けて自然に滑り落ちる。

また、図２および図６に示すように、一対の上方回転ロッド３間の隙間は一対の下方回転ロッド４間の隙間に沿って重なる直上位置に支持されているとともに、各上方回転ロッド３の外周面には、直立状態のピペットチップＣを下方回転ロッド４間の隙間に落下させる落下溝３１が形成されている。また、上方回転ロッド３の一方には、落下溝３１よりも下方位置に下方側に向けて拡径されたテーパ部３３が形成されている。さらに、上方回転ロッド３の他方には、テーパ部３３と向かい合う位置に一定の径で拡径された拡径部３４が設けられている。これらテーパ部３３および拡径部３４によって、落下溝３１から落下しなかったピペットチップＣは、各上方回転ロッド３の上方へ持ち上げられるようになっている。

なお、本実施形態では、図５および図６に示すように、各上方回転ロッド３の外周面にくびれ部を形成することで落下溝３１を構成しているが、この構成に限定されるものではない。直立状態のピペットチップＣの頭部Ｃ１を通過させ、傾斜状態のピペットチップＣの頭部Ｃ１を通過させない溝であれば、どのような形状であってもよい。ここで、直立状態とは、ピペットチップＣが鉛直下向きに保持されている状態のみならず、鉛直方向に対してわずかに傾斜した状態も含む概念である。

また、本実施形態において、各一対の上方回転ロッド３の一方には、図２および図６に示すように、外周面に沿って螺旋状の上方スパイラルリング３２が巻き付けられている。本実施形態において、上方スパイラルリング３２は、落下溝３１よりも上方側の各ピッチが、落下溝３１の軸心方向長さよりも大きく形成されている。また、上方スパイラルリング３２は、テーパ部３３近傍における各ピッチが、ピペットチップＣの頭部Ｃ１よりも狭く形成されており、ピペットチップＣを持ち上げ易くなっている。

さらに、本実施形態において、各一対の上方回転ロッド３の他方には、図２および図６に示すように、下端部近傍の外周面に落下溝３１から落下しなかったピペットチップＣを下方へ払い落とす払落し部材３５が設けられている。また、上方回転ロッド３の一方には、払落し部材３５と向かい合う位置に払落し部材３５を収容する収容溝３６が形成されている。このため、落下溝３１から落下せずに上方回転ロッド３の下端部まで送られたピペットチップＣは、テーパ部３３および拡径部３４によって持ち上げられた後、外回り回転する払落し部材３５により下方へ払い落とされ、装置底部のチップ受け（図示せず）等に回収されるようになっている。

また、収容溝３６は、払落し部材３５が各上方回転ロッド３間に挟み込まれないように、内側に回転してきた払落し部材３５を収容するとともに、ピペットチップＣによって倒された払落し部材３５を再度立ち上がらせる役割を果たすようになっている。なお、本実施形態では、払落し部材３５として、合成樹脂製の細い糸を複数突出させているが、この構成に限定されるものではなく、ピペットチップＣを払い落とせる部材であればよい。

下方回転ロッド４は、上方回転ロッド３から受け取ったピペットチップＣをラックＲに供給する量を制御するものである。本実施形態において、下方回転ロッド４は、一対の丸棒で構成されており、上方回転ロッド３の下方に設けられている。また、各下方回転ロッド４は、図５および図６に示すように、ピペットチップＣの頭部Ｃ１を保持しうる隙間を隔てて平行に傾斜され、互いに外周りに回転するように支持されている。このため、ピペットチップＣは、上方回転ロッド３と同様、各下方回転ロッド４により持ち上げられて摩擦抵抗が低減するとともに、傾斜によって各下方回転ロッド４の下端部に向けて自然に滑り落ちる。なお、上方回転ロッド３と下方回転ロッド４とは上下において互いに平行となるように配置されており、ピペットチップＣの受け渡しが確実になされる。

また、本実施形態において、各一対の下方回転ロッド４の一方には、図５および図６に示すように、下端部近傍の外周面に沿って螺旋状の下方スパイラルリング４１が巻き付けられている。また、一対の下方回転ロッド４は、当該下方回転ロッド４の傾斜に沿って下方に移動するピペットチップＣの下降速度が、下方スパイラルリング４１に沿って搬送されるピペットチップＣの搬送速度よりも速くなるように、その傾斜角度が調整されている。このため、下方回転ロッド４の回転速度に応じて下方スパイラルリング４１からピペットチップＣが規則的に搬送される一方、その搬送速度よりも早くピペットチップＣが下降するため、ピペットチップＣを供給し損ねることがない。

なお、本実施形態では、ピペットチップＣをラックＲの配置方向へ搬送する搬送手段４として、上述した一対の下方回転ロッド４を使用しているが、この構成に限定されるものではない。すなわち、ピペットチップＣの頭部Ｃ１を保持しながらラックＲの配置方向へ搬送しうる構成であれば、上記特許文献１に記載されたような搬送機構を採用してもよい。

また、本実施形態では、図５および図６に示すように、各下方回転ロッド４の下端に、ピペットチップＣを滑落シュート５へ落下させて供給するための供給用小径部４２が形成されている。これら供給用小径部４２の隙間は、ピペットチップＣの頭部Ｃ１よりもやや大きくなるように形成されている。このため、ピペットチップＣは、下方回転ロッド４の下端に到達すると、供給用小径部４２の隙間から自然落下し、滑落シュート５へ供給されるようになっている。

また、本実施形態において、下方回転ロッド４には、落下溝３１の直下位置よりも上方側に、ピペットチップＣを落下させて供給量を制限するための供給制限用小径部４３が形成されている。これら供給制限用小径部４３の隙間も、ピペットチップＣの頭部Ｃ１よりもやや大きくなるように形成されている。このため、図７に示すように、下方回転ロッド４間に順次貯留されたピペットチップＣが、供給制限用小径部４３まで到達すると、その隙間から自然落下し、それ以上は貯留されなくなる。このため、上方回転ロッド３間に斜めまたは横向きで落下したピペットチップＣは、頭部Ｃ１を中心に回転した際、下端側に接触するようなピペットチップＣが存在しないため、直ちに直立状態となる。

また、本実施形態では、図８に示すように、各上方回転ロッド３および各下方回転ロッド４の端部には、互いに噛合する連動ギヤ群Ｇが設けられており、一つのロッド駆動モータ４４によって、対をなす上方回転ロッド３および下方回転ロッド４が互いに外回りに回転するようになっている。

滑落シュート５は、下方回転ロッド４から受け取ったピペットチップＣをラックＲの収納穴ｈへ向けて滑り落とすものである。本実施形態において、滑落シュート５は、図５に示すように、下方回転ロッド４の隙間の下端部近傍から下方回転ロッド４の軸心に対して直交方向下向きに傾斜配置された状態で固定されている。また、滑落シュート５は、図９に示すように、長手方向に沿って断面略Ｖ字状に形成されている。

なお、本実施形態では、搬送手段として一対の下方回転ロッド４を使用しているため、滑落シュート５が、下方回転ロッド４の隙間の下端部において傾斜配置されているが、この構成に限定されるものではない。すなわち、滑落シュート５は、搬送手段の終端において下向きに傾斜配置されていればよい。

また、本発明において、直交方向とは、下方回転ロッド４の軸心に対する直交方向のみならず、当該直交方向に対してわずかに傾斜した方向を含む概念である。また、本実施形態において、滑落シュート５は断面略Ｖ字状に形成されているが、この構成に限定されるものではなく、ピペットチップＣを安定状態で滑り落とす形状であれば、断面略円弧状等であってもよい。

揺動プレート６は、滑落シュート５を滑り落ちるピペットチップＣの挙動を安定させるものである。本実施形態において、揺動プレート６は、図９に示すように、略長方形状の軽量な薄板で構成されている。また、揺動プレート６は、滑落シュート５の上面側に対向する位置において、滑落シュート５との間隔が下方に向けて狭くなるように垂下されて揺動自在に支持されている。具体的には、図９に示すように、揺動プレート６の上端部に設けられた揺動軸６１が、滑落シュート５の略中間位置から突出形成された一対の支持片６２，６２に揺動自在に支持されている。

また、本実施形態では、図５および図９に示すように、揺動プレート６の下端部に、揺動プレート６のバランスを安定させるためのバランスウェイト６３が設けられている。このため、バランスウェイト６３の動きを光センサ等で検出することにより、揺動プレート６が揺動したか否か、すなわち、ピペットチップＣが間違いなく滑落シュート５から落下したか否かを検出しうるようになっている。

なお、本実施形態では、上述した上方回転ロッド３、下方回転ロッド４、滑落シュート５および揺動プレート６からなるフィーダユニットを２セット設けることで、一度に二本のピペットチップＣを同時に収納可能に構成されている。このため、一度に一本のピペットチップＣを収納する構成と比較して、移動ステージ７の移動スピードを落としても同等以上の収納速度を確保でき、かつ、ステージ駆動モータ７２による位置合わせ精度が向上される。

移動ステージ７は、ラックＲの各収納穴ｈが滑落シュート５の下端と一致する位置にラックＲを移動させるものである。具体的には、図１から図５に示すように、移動ステージ７は、ラックＲを載置可能な凹状載置板７１と、この凹状載置板７１を所定位置に移動するステージ移動モータ７２とを有している。

本実施形態では、凹状載置板７１が、平面視で各回転ロッド３，４の軸心方向にスライドする縦レール７３上に設けられており、この縦レール７３が、当該縦レール７３の直交方向にスライドする横レール７４上に設けられている。また、ステージ移動モータ７２は、縦レール７３に沿ってスライドさせる縦レールモータ７２ｘと、横レール７４に沿ってスライドさせる横レールモータ７２ｙとから構成されている。

なお、本実施形態では、ラックＲの収納穴ｈがＸＹ方向に配列されているため、ＸＹ方向に駆動可能な移動ステージ７を採用しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、収納穴ｈが同心円状に配列されたラックＲを使用する場合は、ラックＲを所定角度ずつ回転駆動させるような移動ステージ７であってもよい。

回転ゴンドラ８は、移動ステージ７との間でラックＲを受け渡しするものである。本実施形態において、回転ゴンドラ８は、図１、図２および図１０に示すように、ラックＲを載置可能な凸状載置板８１と、この凸状載置板８１を揺動自在に軸支する円盤フレーム８２と、この円盤フレーム８２を回転駆動するゴンドラ駆動モータ８３とを有している。そして、始動時には、全ての凸状載置板８１に空のラックＲを載置しておき、当該ラックＲを順次移動ステージ７へ供給する一方、ピペットチップＣが収納されたラックＲを順次回収するようになっている。

具体的には、回転ゴンドラ８は、その回転軸が横レール７４方向に一致されており、移動ステージ７に隣接されている。また、移動ステージ７の横レール７４は、図４に示すように、凹状載置板７１を回転ゴンドラ８の凸状載置板８１の位置までスライド可能に構成されている。さらに、凸状載置板８１は、図１１に示すように、凹状載置板７１の凹部に相補する凸部を備えている。つまり、凹状載置板７１および凸状載置板８１は、単独でラックＲを保持しうるように、互いに相補する凹凸形状に形成されている。なお、本実施形態では、ラックＲの収納穴ｈを厳密に位置合わせする必要があるため、凸状載置板８１と比較してラックＲの位置ズレが少なく安定する凹状載置板７１を移動ステージ７側に用いている。

以上の構成により、図１２（ａ）に示すように、空のラックＲを載置した凸状載置板８１の下方へ凹状載置板７１を移動させた後、凸状載置板８１の凸部が凹状載置板７１の凹部を通過するようにして、凸状載置板８１を下方へ回転移動させると、回転ゴンドラ８から移動ステージ７へ空のラックＲが受け渡される。一方、図１２（ｂ）に示すように、ピペットチップＣが収納されたラックＲを載置した凹状載置板７１の下方へ凸状載置板８１を移動させた後、凸状載置板８１の凸部が凹状載置板７１の凹部を通過するようにして、凸状載置板８１を上方へ回転移動させると、移動ステージ７から回転ゴンドラ８へ当該ラックＲが受け渡される。以上の動作が完了すると、次の空ラックＲを載置した凸状載置板８１が凹状載置板７１の上方となるように移動され、全てのラックＲにピペットチップＣが収納されるまで上述した動作を繰り返すこととなる。

また、本実施形態では、上述したドラム駆動モータ２３、ロッド駆動モータ４４、ステージ移動モータ７２、およびゴンドラ駆動モータ８３を制御する制御手段（図示せず）を有している。制御手段は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されており、上述した各構成部による動作を実現するように、各モータの回転速度や駆動のオンオフを制御するようになっている。

つぎに、本実施形態のピペットチップ自動収納装置１による作用について説明する。

まず、本実施形態のピペットチップ自動収納装置１を用いて、ピペットチップＣをラックＲへ収納する場合、制御手段が、ステージ移動モータ７２を制御し、空のラックＲを載置した凸状載置板８１の下方へ凹状載置板７１を移動させた後、ゴンドラ駆動モータ８３を制御し、凸状載置板８１の凸部が凹状載置板７１の凹部を通過するようにして、凸状載置板８１を下方へ回転移動させる。このとき、凸状載置板８１および凹状載置板７１が、互いに相補する凹凸形状であるため、互いに接触することなく上下方向にすれ違う。これにより、空のラックＲが回転ゴンドラ８の凸状載置板８１から移動ステージ７の凹状載置板７１へと受け渡される。

つぎに、制御手段がステージ移動モータ７２を制御し、凹状載置板７１上に載置されたラックＲをＸＹ方向に移動する。これにより、ラックＲの収納穴ｈと滑落シュート５の下端部との位置合わせが行われる。一方、制御手段は、回転ドラム２のドラム駆動モータ２３を制御し、ドラム本体２１の回転を開始する。

つづいて、回転ドラム２のドラム本体２１内に、多数本のピペットチップＣを投入する。これにより、ドラム本体２１の内周面に設けられたすくい爪２１３が、ピペットチップＣを軸心方向に沿う状態ですくい上げるとともに、ドラム本体２１の回転に伴って上方へと搬送した後、上方回転ロッド３の上方で自然落下させる。

各上方回転ロッド３間に自然落下するピペットチップＣには、偶然に直立状態で落下するものと、斜めまたは横向き状態で落下するものとが存在する。このとき、本実施形態では、下方回転ロッド４に設けられた供給制限用小径部４３が、落下溝３２の直下位置よりも上方にピペットチップＣが貯留するのを防止し、供給量を制限する。このため、上方回転ロッド３間に狭持されたピペットチップＣの下方位置において、下方回転ロッド４間にピペットチップＣが存在することがなく、図７に示すように、斜めまたは横向きで落下したピペットチップＣであっても、狭持された頭部Ｃ１を中心に回転して直立状態となる。

直立状態となったピペットチップＣは、互いに外周りに回転する上方回転ロッド３によって、上方へ持ち上げられ摩擦抵抗が低減するため、傾斜に沿って下方へ滑り落ちる。そして、ピペットチップＣが上方スパイラルリング３２に到達すると、当該上方スパイラルリング３２が、落下溝３１の軸心方向長さよりも大きな各ピッチ間にピペットチップＣを一つずつ巻き込みながら規則的に送り出す。そして、落下溝３１まで送り出されたピペットチップＣは、下方回転ロッド４間へ直立状態のまま自然落下する。

上記のように、本実施形態では、上方回転ロッド３間のピペットチップＣが供給過多になっても、下方回転ロッド４間に供給されるピペットチップＣの数が制限される。一方、落下溝３１から落下せずに上方回転ロッド３の下端側に送られたピペットチップＣは、テーパ部３３および拡径部３４の隙間が徐々に狭くなることで持ち上げられる。その後、払落し部材３５により下方へ払い落とされ、装置底部のチップ受け（図示せず）等に回収され、再びドラム本体２１内に投入される。

このとき、収容溝３６が内側に回転してきた払落し部材３５を収容し、払落し部材３５が各上方回転ロッド３間に挟み込まれるのを防止する。このため、各上方回転ロッド３が払い落し部材３５を噛み込んで止まってしまうことがない。また、収容溝３６は、ピペットチップＣによって倒された払落し部材３５を再度立ち上がらせ、払い落とし機能を維持させる。

つぎに、下方回転ロッド４間に直立状態のピペットチップＣが自然落下すると、各下方回転ロッド４が互いに外周りに回転してピペットチップＣを持ち上げ、摩擦抵抗を低減するとともに、傾斜によって下方へと滑り落とす。そして、ピペットチップＣが下方回転ロッド４の下端部まで到達すると、下方スパイラルリング４１が各ピッチ間にピペットチップＣを一つずつ巻き込みながら規則的に送り出し、供給用小径部４２から滑落シュート５へと落下させる。

このとき、本実施形態では、上述した下方スパイラルリング４１による搬送速度よりも早い速度でピペットチップＣが下降するように下方回転ロッド４が傾斜されている。このため、下方回転ロッド４の回転速度に応じて下方スパイラルリング４１からピペットチップＣが規則的に送り出される一方、その搬送速度よりも速くピペットチップＣが下端部へ下降する。よって、下方スパイラルリング４１には、常時ピペットチップＣが確実に供給され、滑落シュート５へ落下し損ねることがない。

ピペットチップＣが下方回転ロッド４から滑落シュート５へ落下すると、滑落シュート５の傾斜に沿ってピペットチップＣがラックＲの収納穴ｈへ滑り落ちる。このとき、揺動プレート６は、滑落シュート５との間隔が上方で広く開けられているため、ピペットチップＣを迅速かつ確実に揺動プレート６と滑落シュート５との間に誘導する。一方、揺動プレート６は、滑落シュート５との間隔が下方に向けて狭くなるため、ピペットチップＣを滑落シュート５側に抑え付けながら、安定的に落下させる。

また、本実施形態では、バランスウェイト６３が揺動プレート６の挙動を安定させ、ピペットチップＣの落下時以外の揺動を抑制する。このため、光センサ等でバランスウェイト６３の動作を検出することにより、ピペットチップＣが落下したか否かを確実に検出する。

ピペットチップＣが収納穴ｈに収納された後、次のピペットチップＣが落下するまでの間に、制御手段がステージ移動モータ７２を駆動し、ラックＲを載置した凹状載置板７１を移動させる。これにより、ピペットチップＣが収納されていない収納穴ｈが滑落シュート５の下端部に位置合わせされる。以上の動作を繰り返すことで、ラックＲの全ての収納穴ｈにピペットチップＣが自動的に収納される。

一つのラックＲの全収納穴ｈにピペットチップＣが収納された後、制御手段は、ステージ移動モータ７２を制御し、凹状載置板７１を凸状載置板８１の下方へ移動させる。つづいて、制御手段は、ゴンドラ駆動モータ８３を制御し、凹状載置板７１の下方へ空の凸状載置板８１を移動させ、凸状載置板８１の凸部が凹状載置板７１の凹部を通過するようにして凸状載置板８１を上方へ回転移動させる。これにより、ピペットチップＣを収納済みのラックＲが移動ステージ７から回転ゴンドラ８へ自動的に受け渡される。

移動ステージ７から回転ゴンドラ８への受け渡しが完了すると、制御手段は、再びゴンドラ駆動モータ８３を制御し、次の空ラックＲを載置した凸状載置板８１を凹状載置板７１の上方位置に移動する。以上の動作を繰り返すことにより、全てのラックＲの全ての収納穴ｈにピペットチップＣが自動的に収納される。

なお、本実施形態では、回転ゴンドラ８がユニット化されており、回転軸を抜き差しすることで交換可能に構成されている。このため、一つの回転ゴンドラ８に搭載された全てのラックＲにピペットチップＣが収納された後、当該回転ゴンドラ８を取り外し、空きラックＲが搭載された回転ゴンドラ８に交換するだけで、引き続き自動収納作業が続行可能となる。

以上のような本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
１．ピペットチップＣを迅速かつ確実にラックＲへ供給し、自動的に収納することができる。
２．下方回転ロッド４から滑落シュート５へピペットチップＣを確実に供給することができる。
３．上方回転ロッド３から下方回転ロッド４へのピペットチップＣの供給を制御することができる。
４．上方回転ロッド３間の隙間に落下したピペットチップＣが、斜めや横向き状態であっても速やかに直立状態へと変化させることができる。
５．上方回転ロッド３上で供給過多となったピペットチップＣを確実に払い落とし、上方回転ロッド３のスムーズな回転を確保することができる。
６．空のラックＲの供給作業およびピペットチップＣが収納されたラックＲの回収作業を自動化することができる。

なお、本発明に係るピペットチップ自動収納装置１は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することができる。

例えば、上述した本実施形態では、上方回転ロッド３、下方回転ロッド４、滑落シュート５および揺動プレート６からなるフィーダユニットを２セット設けることで、一度に２本のピペットチップＣを収納可能としている。しかしながら、この構成に限定されるものではなく、上記フィーダユニットは少なくとも１セットあればよく、３セット以上備えていてもよい。例えば、上述した本実施形態では、移動ステージ７をＸＹ方向に駆動する必要があるが、一列分の収納穴ｈの数だけフィーダユニットを用意すれば、一方向にのみ駆動するだけでよくなる。

また、上述した本実施形態では、移動ステージ７へラックＲを供給する作業、および移動ステージ７からラックＲを回収する作業を全自動で行うため、回転ゴンドラ８を設置している。しかしながら、上記各作業を手動で行う場合には、回転ゴンドラ８を設置する必要はない。

さらに、上述した本実施形態では、回転ドラム２および上方回転ロッド３を介して下方回転ロッド４へピペットチップＣを供給しているが、この構成に限定されるものではない。すなわち、下方回転ロッド４に直立状態のピペットチップＣを供給しうる構成であれば、上記特許文献１に記載されたような構成を採用してもよい。

１ ピペットチップ自動収納装置
２ 回転ドラム
３ 上方回転ロッド
４ 下方回転ロッド（搬送手段）
５ 滑落シュート
６ 揺動プレート
７ 移動ステージ
８ 回転ゴンドラ
２１ ドラム本体
２１１ 投入口
２１２ 開口
２１３ すくい爪
２２ 回転支持軸
２２１ 連動ベルト
２３ ドラム駆動モータ
３１ 落下溝
３２ 上方スパイラルリング
３３ テーパ部
３４ 拡径部
３５ 払落し部材
３６ 収容溝
４１ 下方スパイラルリング
４２ 供給用小径部
４３ 供給制限用小径部
４４ ロッド駆動モータ
６１ 揺動軸
６２ 支持片
６３ バランスウェイト
７１ 凹状載置板
７２ ステージ移動モータ
７２ｘ 縦レールモータ
７２ｙ 横レールモータ
７３ 縦レール
７４ 横レール
８１ 凸状載置板
８２ 円盤フレーム
８３ ゴンドラ駆動モータ
Ｃ ピペットチップ
Ｃ１ 頭部
Ｃ２ 先端部
Ｇ 連動ギヤ群
Ｒ ラック
ｈ 収納穴

Claims (10)

1. ピペットチップを自動的にラックに収納するピペットチップ自動収納装置であって、
   前記ピペットチップの頭部を保持しながら前記ラックの配置方向へ搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段の終端において下向きに傾斜配置されており前記ピペットチップを前記ラックの収納穴へ向けて滑り落とす滑落シュートと、
   前記滑落シュートの上面側に対向する位置において前記滑落シュートとの間隔が下方に向けて狭くなるように垂下されて揺動自在に支持されている揺動プレートと
   を有するピペットチップ自動収納装置。
2. 前記搬送手段は、前記ピペットチップの頭部を保持しうる隙間を隔てて平行に傾斜されて互いに外回りに回転するように支持されている一対の回転ロッドから構成されており、
   前記回転ロッドの一方には、下端部近傍の外周面に沿って螺旋状のスパイラルリングが巻き付けられているとともに、前記回転ロッドの傾斜に沿って下方に移動される前記ピペットチップの下降速度が、前記スパイラルリングに沿って搬送される前記ピペットチップの搬送速度よりも速くなるように前記回転ロッドの傾斜角度が調整されている、請求項１に記載のピペットチップ自動収納装置。
3. 前記回転ロッドは、前記ピペットチップを前記ラックに供給する量を制御するための下方回転ロッドとして機能し、この下方回転ロッドの上方には、前記ピペットチップを直立状態で前記下方回転ロッドへ供給する一対の上方回転ロッドが設けられている、請求項１または請求項２に記載のピペットチップ自動収納装置。
4. 一対の前記上方回転ロッドは、前記ピペットチップの頭部を保持しうる隙間を隔てて平行に傾斜されて互いに外周りに回転されるとともに、前記上方回転ロッド間の隙間が前記下方回転ロッド間の隙間に沿って重なる直上位置に支持されており、各上方回転ロッドの外周面には、直立状態の前記ピペットチップを前記下方回転ロッドの隙間に落下させる落下溝が形成されている、請求項３に記載のピペットチップ自動収納装置。
5. 前記上方回転ロッドの一方には、外周面に沿って螺旋状の上方スパイラルリングが巻き付けられており、前記上方スパイラルリングは、前記落下溝よりも上方側の各ピッチが、前記落下溝の軸心方向長さよりも大きく形成されている、請求項３または請求項４に記載のピペットチップ自動収納装置。
6. 前記上方回転ロッドの一方には、前記落下溝よりも下方位置に下方側に向けて拡径されたテーパ部が設けられているとともに、前記上方回転ロッドの他方には、前記テーパ部と向かい合う位置に拡径部が設けられている、請求項４または請求項５に記載のピペットチップ自動収納装置。
7. 前記上方回転ロッドの他方には、前記テーパ部の終端部近傍の外周面に前記落下溝から落下しなかった前記ピペットチップを下方へ払い落とす払落し部材が設けられているとともに、前記上方回転ロッドの一方には、前記払落し部材と向かい合う位置に前記払落し部材を収容する収容溝が形成されている、請求項５または請求項６に記載のピペットチップ自動収納装置。
8. 前記下方回転ロッドの下端には、前記ピペットチップを前記滑落シュートへ落下させて供給する供給用小径部が形成されている、請求項３から請求項７のいずれかに記載のピペットチップ自動収納装置。
9. 前記下方回転ロッドには、前記落下溝の直下位置よりも上方側に、前記ピペットチップを落下させて供給量を制限する供給制限用小径部が形成されている、請求項４から請求項８のいずれかに記載のピペットチップ自動収納装置。
10. 前記ラックを載置可能な凹状載置板と、この凹状載置板を所定位置に移動するステージ移動モータとを有する移動ステージと、
    前記ラックを載置可能であって前記凹状載置板の凹部に相補する凸部を備えてなる凸状載置板と、この凸状載置板を揺動自在に軸支する円盤フレームと、この円盤フレームを回転駆動するゴンドラ駆動モータとを有する回転ゴンドラと、
    前記ステージ移動モータおよび前記ゴンドラ駆動モータを制御する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、
    前記回転ゴンドラから前記移動ステージへ前記ラックを受け渡す場合、前記ラックを載置した前記凸状載置板の下方へ前記凹状載置板を移動させた後、前記凸状載置板の凸部が前記凹状載置板の凹部を通過するようにして前記凸状載置板を下方へ回転移動させ、
    前記移動ステージから前記回転ゴンドラへ前記ラックを受け渡す場合、前記ラックを載置した前記凹状載置板の下方へ前記凸状載置板を移動させた後、その凸部が前記凹部を通過するようにして前記凸状載置板を上方へ回転移動させる、請求項１から請求項９のいずれかに記載のピペットチップ自動収納装置。

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