JP4421602B2 - 小型容器の栓体開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は新規な小型容器の栓開閉装置に関する。詳しくは、試料、試薬等の内容物を収容する筒状の容器本体と該容器本体の開口を閉塞する栓体とを備えた、いわゆるマイクロチューブと称される小型容器の栓体を多数一度に開閉する技術に関する。

化学物質の分析や薬の研究等の分野で、多数の試料を保管するために、いわゆるマイクロチューブと称される小型容器が使用される。

マイクロチューブ１は、例えば、図９に示すように、筒状を成し上端が開口した容器本体２と、該容器本体２の開口２ａを閉塞する栓体３とから成る。

容器本体２はほぼ円筒状を為し、下端部２ｂは他の部分より径が細くされ、且つ、ほぼ四角柱の外形を有する。そして、該下端部２ｂの下端面には浅い凹部２ｃが形成されており、該凹部２ｃには内容物等を識別するための図示しない標識を貼付しうるようになっている。

栓体３は、頭部３ａと該頭部３ａの下端から突出した嵌合部３ｂとが一体に形成されて成り、嵌合部３ｂの外周には雄ねじ３ｃが形成され、該雄ねじ３ｃが容器本体２の上端部内面に形成された雌ねじ２ｄと螺合することによって、栓体３が容器本体２の開口２ａをしっかりと閉塞する。前記頭部３ａには上端に開口した嵌合凹部３ｄが形成されており、該嵌合凹部３ｄの内面は多角形状に形成されている。

化学物質の分析や薬の研究等の分野では、同じ試料に異なる試薬を注入したり、同じ試薬でも量を異ならせる等、一度に多数の分析が必要になるため、一つのラックに多数のマイクロチューブが収容された状態で保管される。

上記したように、マイクロチューブは一度に多数のものが取り扱われるため、その栓体３の開閉が大変な労力となり、また、時間を要する。

本発明は、上記した事情に鑑み、少なくとも一つのラックに収容された全てのマイクロチューブに対して栓体の着脱を一度に行うことを課題とする。

本発明小型容器の栓体開閉装置は、支持板と該支持板に対して回転運動をする駆動板とを有し、多数の栓体回転治具が前記支持板に回転自在に支持され、一端が前記栓体回転治具に連結されたクランクの他端が前記駆動板に回転自在に支持され、前記クランクの一端と他端との間の中間部分は傾斜されて設けられ、前記栓体回転治具の下端部には小型容器の栓体の嵌合凹部に嵌合し得る嵌合連結部が形成されたものである。

従って、本発明小型容器の栓体開閉装置にあっては、駆動板を支持板に対して回転させることによって、栓体回転治具を回転させることができ、しかも、栓体回転治具に駆動板の回転を伝達するクランクの中間部分が傾斜されているので、隣接するクランク同士が互いに干渉することが無く、従って、狭い空間に多数のクランク及び栓体回転治具を配置することができ、よって、多数のマイクロチューブの栓体を一度に回転させることができる。

本発明の小型容器の栓体開閉装置は、上下動可能な可動枠と、前記可動枠に支持された支持板と、前記可動枠に支持されたモータの回転軸に駆動クランクを介して接続されており、前記支持板の上方に設けられて、前記駆動クランクの回転により前記支持板と平行な方向に所定の半径で回転駆動される駆動板と、前記支持板を貫通し、該支持板に回転自在に支持された栓体回転治具であって、下端に、小型容器に設けられた栓体の嵌合凹部に嵌合する嵌合連結部を有する複数の栓体回転治具と、前記複数の栓体回転治具の各々に対応して設けられ、下端が前記栓体回転治具の上端に連結され、上端が前記駆動板に回転自在に支持された複数のクランクであって、前記各クランクは前記下端と前記上端の間に斜め上方に曲がっている傾斜部を有し、該複数のクランクは、前記駆動板を回転させて該クランクが回転したときに前記傾斜部が互いに干渉して衝突しないで回転するように整列配置されている複数のクランクと、を備え、
前記可動枠を下方に移動させて、前記支持板の下方に載置された複数の小型容器の上部に設けられた栓体の嵌合凹部に前記栓体回転治具の前記嵌合連結部を嵌合し、前記駆動板を回転させることにより、前記複数のクランクを介して前記複数の栓体回転治具を同時に同一方向に回転させて前記栓体を同時に同一方向に回転させ、これにより前記複数の小型容器を閉栓しているねじ込み式の前記栓体をすべて同時に取り外し、前記駆動板を逆方向に回転させることにより複数の前記ねじ込み式の前記栓体を同時に閉栓することを特徴とする。

従って、本発明小型容器の栓体開閉装置にあっては、駆動板を支持板に対して回転させることによって、栓体回転治具を回転させることができ、しかも、栓体回転治具に駆動板の回転を伝達するクランクの中間部分が傾斜されているので、隣接するクランク同士が互いに干渉することが無く、従って、狭い空間に多数のクランク及び栓体回転治具を配置することができ、よって、多数のマイクロチューブの栓体を一度に回転させることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、前記嵌合連結部の少なくとも外周部分は弾性材料で形成されているので、小型容器の栓体の嵌合凹部に嵌合したときに、外周部分の弾性材料が嵌合凹部の内周面形状になじむため、嵌合凹部の形状が異なるマイクロチューブにも対応可能である。

請求項３に記載した発明にあっては、前記嵌合連結部は中心部の剛体からなる心棒部分と該心棒部分に着脱可能に外嵌される弾性チューブとから成るので、弾性チューブが疲労により弾性が減少したり、破損した場合には、弾性チューブのみを交換することによって、機能が回復するので、経済的である。

以下に、本発明小型容器の栓体開閉装置を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

先ず、本発明の基本原理を図１を参照して説明する。

支持板１０に栓体回転治具２０が多数回転自在に支持される。クランク２１の一端２１ａが栓体回転治具２０の上端２０ａに連結される。クランク２１の他端２１ｂはほぼ上下方向に延びている。そして、クランク２１の一端２１ａと他端２１ｂとの間の中間部分２１ｃは傾斜されている。なお、中間部分２１ｃの傾斜角度は隣接するクランク２１同士が互いに干渉しないで回転しうる角度とする。また、栓体回転治具２０の心棒部分２０ｂとクランク２１とは金属棒で一体に形成しても良い。そして、栓体回転治具２０の心棒部分２０ｂの下端部に弾性チューブ２２が外嵌されて嵌合連結部２０ｃが形成される。なお、図２に示すように、心棒部分２０ｂの下端部をテーパー状にしておけば、嵌合連結部２０ｃの下端部がテーパー状になり、栓体３の嵌合凹部３ｄへ挿入しやすくなる。

前記支持板１０の上方に近接して駆動板３０が配置される。そして、該駆動板３０に前記クランク２１の他端２１ｂが回転自在に支持される。モータ３１によって回転される駆動クランク３２の先端３２ａが駆動板３０に回転自在な状態で連結される。モータ３１が駆動すると、駆動クランク３２の先端３２ａは偏芯回転をし、それによって、駆動板３０は支持板１０に対して一定の回転半径で回転することになり、他端２１ｂが駆動板３０に回転自在に支持されているクランク２１が回転することになり、これによって、栓体回転治具２０が回転されることになる。

次に、小型容器の栓体開閉装置１００の概要を図３によって説明する。

機枠１１０に固定枠１１１が固定的に支持されている。前記固定枠１１１に従動枠１２０が上下に移動可能に支持されている。従動枠１２０と固定枠１１１との間にはバネ１２１が圧縮された状態で介挿されており、これによって、従動枠１２０は上方へ付勢されている。また、従動枠１２０にはストッパ凹部１２２が形成されている。

さらに、前記固定枠１１１に上下方向に移動可能に支持された図示しない可動枠が設けられており、該可動枠に前記支持板１０及びモータ３１が支持されている。支持板１０には、複数の回転腕３３（図面では２個示してある）の一端部が第１の軸３３ａで回転自在に支持されている。また、前記回転腕３３の他端部が第２の軸３３ｂによって駆動板３０に回転自在に支持されている。従って、駆動板３０は２つの軸３３ａと３３ｂとの間の間隔を回転半径として支持板１０に対して回転可能に支持される。また、支持板１０の下面には間隔調整用のスペーサ突部１１が突設されている。

なお、駆動板３０の回転半径は前記回転腕３３の回転半径によって決まるため、前記駆動クランク３２の先端３２ａと該先端３２ａが嵌合する駆動板３０の連結孔３４との間に余裕を設けておいても良い。

前記従動枠１２０の下端部には外し板１３０が支持されており、該外し板１３０には多数の挿通孔１３１が形成されている。前記挿通孔１３１の径は、栓体回転治具２０の嵌合連結部２０ｃの外径より僅かに大きく、マイクロチューブ１の栓体３の頭部３ａの外径より小さく形成されている。

前記固定枠１１１にはストッパ１４０が支持されており、該ストッパ１４０は可動ピン１４１を有しており、該可動ピン１４１は図３に示す待機位置と図４に示すストッパ位置との間を移動可能に形成されている。

次に、小型容器の栓体開閉装置１００の動作について説明する。

図３乃至図５を参照して、容器本体２に栓体３を挿着する動作について説明する。

図３に示すように、従動枠１２０及び図示しないもう一つの可動枠が上昇位置にあり、支持板１０のスペーサ突部１１が外し板１３０の上面に当接して、支持板１０と外し板１３０との間の間隔が所定の間隔に保たれている。また、ストッパ１４０の可動ピン１４１は待機位置にある。この状態で、各栓体回転治具２０の嵌合連結部２０ｃに栓体３が保持された状態とする。すなわち、嵌合連結部２０ｃの先端を栓体３の嵌合凹部３ｄにあてがった状態で栓体３を上方へ押し込めば、嵌合連結部２０ｃの弾性チューブ２２が弾性変形し、これによって、栓体３が嵌合連結部２０ｃに保持される。

一方、多数のマイクロチューブ１の容器本体２がラック４に保持された状態で外し板１３０の下方に位置されている。ラック４の底部には容器本体２の下端部２ｂを挿入する図示しない穴が形成されており、該穴に前記下端部２ｂが嵌合することによって、容器本体２は回転を阻止される。

図３の状態から、図示しない可動枠が下降し、これによって下降する支持板１０のスペーサ突部１１によって外し板１３０が下方へ押されるので、外し板１３０及びこれを支持している従動枠１２０がバネ１２１を圧縮しながら支持板１０と共に下降する。このとき、モータ３１が駆動されて、駆動板３０が右回転に回転されながら下降する。これによって、栓体３が容器本体２に捻じ込まれ、完全に下降したところ（図４参照）で、僅かに駆動板３０が回転されて、栓体３の容器本体２への捻じ込みが十分に為されるようにする。

それから、ストッパ１４０が駆動されて、可動ピン１４１が従動枠１２０のストッパ凹部１２２と係合する。

図４に示す状態から図示しない可動枠が上昇されると、従動枠１２０のストッパ凹部１２２にストッパ１４０の可動ピン１４１が係合しているので、従動枠１２０は上昇することができず、図４で示す位置に置いて行かれる。そのため、支持板１０が上昇し、該支持板１０と共に上昇する栓体回転治具２０に対して、栓体３は上端の周縁部が外し板１３０の挿通孔１３１の下側周縁部に係合して上昇を阻止される。これによって、栓体回転治具２０が栓体３から抜け出て上昇される（図５参照）。以上のようにして、ラック４に保持された全ての容器本体１に栓体３が挿着される。

次に、図６乃至図８を参照して容器本体１から栓体３を外す動作について説明する。

栓体３が挿着された容器本体１がラック４に保持されている。そして、図５の状態からストッパ１４０の可動ピン１４１が従動枠１２０のストッパ凹部１２２から外れると、従動枠１２０はバネ１２１によって上方へ移動し、外し板１３０が支持板１０のスペーサ突部１１に当接したところで止まる。このとき、栓体回転治具２０の嵌合連結部２０ｃは外し板１３０の挿通孔１３１を挿通されて外し板１３０より下側に位置する（図６参照）。

図６の状態から、図示しない可動枠が降下して、支持板１０、モータ３１、駆動板３０が下降し、支持板１０に押されて従動板１２０も共に下降する。そして、最下端まで下降すると、栓体回転治具２０の嵌合連結部２０ｃがラック４に保持されたマイクロチューブ１の栓体３の嵌合凹部３ｄに嵌合される（図７参照）。すなわち、嵌合連結部２０ｃの弾性チューブ２２が心棒部分２０ｂと栓体３の嵌合凹部３ｄの内周面との間で弾性変形し、嵌合連結部２０ｃと栓体３とがしっかりと結合される。

そこで、図７に示す状態から、モータ３１が駆動されて駆動板３０が左回転に回転しながら、支持板１０、駆動板３０、モータ３１が上昇し、これによって従動枠１２０も支持板１０と共に上昇する（図８参照）。従って、栓体３が容器本体１から外され、栓体回転治具２０に支持されたまま上昇する。

上記したように、小型容器の栓体開閉装置１００にあっては、多数のマイクロチューブ１の栓体３を一度に開閉することができ、マイクロチューブ１の栓体３の開閉操作が省力化される。

なお、前記実施の形態に示した各部の形状及び構造は、何れも本発明の理解を容易にするために簡略化して示してあるもので、これらによって、本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図面は本発明小型容器の栓体開閉装置の実施の形態を示すものであり、本図は栓体回転治具を回転させる機構の原理を示す概略分解斜視図である。 栓体回転治具の嵌合連結部の一例を示す断面図である。 図４及び図５と共に栓体の取付動作を示す概略側面図であり、本図は待機状態を示すものである。 栓体を容器本体に捻じ込む状態を示す図である。 栓体を容器本体に捻じ込み、栓体回転治具が上昇した状態を示す図である。 図７及び図８と共に栓体の取り外し動作を示す概略側面図であり、本図は待機状態を示すものである。 栓体回転治具が下降し栓体に連結された状態を示す図である。 栓体が栓体回転治具と共に上昇した状態を示す図である。 マイクロチューブの概要を示す概略斜視図である。

符号の説明

１…マイクロチューブ、２…容器本体、３…栓体、３ｄ…嵌合凹部、１０…支持板、２０…栓体回転治具、２０ｂ…心棒部分、２０ｃ…嵌合連結部、２２…弾性チューブ、３０…駆動板、２１…クランク、２１ａ…クランクの一端、２１ｂ…クランクの他端、２１ｃ…クランクの中間部分

Claims (3)

1. 上下動可能な可動枠と、
   前記可動枠に支持された支持板と、
   前記可動枠に支持されたモータの回転軸に駆動クランクを介して接続されており、前記支持板の上方に設けられて、前記駆動クランクの回転により前記支持板と平行な方向に所定の半径で回転駆動される駆動板と、
   前記支持板を貫通し、該支持板に回転自在に支持された栓体回転治具であって、下端に、小型容器に設けられた栓体の嵌合凹部に嵌合する嵌合連結部を有する複数の栓体回転治具と、
   前記複数の栓体回転治具の各々に対応して設けられ、下端が前記栓体回転治具の上端に連結され、上端が前記駆動板に回転自在に支持された複数のクランクであって、前記各クランクは前記下端と前記上端の間に斜め上方に曲がっている傾斜部を有し、該複数のクランクは、前記駆動板を回転させて該クランクが回転したときに前記傾斜部が互いに干渉して衝突しないで回転するように整列配置されている複数のクランクと、
   を備え、
   前記可動枠を下方に移動させて、前記支持板の下方に載置された複数の小型容器の上部に設けられた栓体の嵌合凹部に前記栓体回転治具の前記嵌合連結部を嵌合し、前記駆動板を回転させることにより、前記複数のクランクを介して前記複数の栓体回転治具を同時に同一方向に回転させて前記栓体を同時に同一方向に回転させ、これにより前記複数の小型容器を閉栓しているねじ込み式の前記栓体をすべて同時に取り外し、前記駆動板を逆方向に回転させることにより複数の前記ねじ込み式の前記栓体を同時に閉栓することを特徴とする小型容器の栓体開閉装置。
2. 前記嵌合連結部と前記クランクは、一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の小型容器の栓体開閉装置。
3. 前記嵌合連結部の少なくとも外周部分は弾性材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の小型容器の栓体開閉装置。

Images