JP5535397B2 - 温度コントロール可能な交換ブロックのための結合部 - Google Patents

Description

本発明は、検査容器を収容し且つ温度コントロールする交換ブロックに解離可能に結合される取付け装置と、該取付け装置を混合運動させる駆動装置と、交換ブロックを温度コントロールする温度コントロール装置とを備えた、検査容器内容物を混合し且つ温度コントロールする装置に関する。

内部で容器内容物が混合されるミキサは十分に知られている。特に研究室用には、複数の小型の容器が適当なホルダ、いわゆる「交換ブロック」（温度コントロール用にも使用可能な、容器を収容する装置）において２桁、３桁又はそれどころか４桁の数の極めて多数のグループにまとめられていることによって少量の液体をも混合することができるミキサがある。このような容器及び交換ブロックにおける所属の収容部は規格化されていてよい。例えば、０．２ｍｌ、０．５ｍｌ、１．５ｍｌ及び２．０ｍｌの容積を有する容器、並びにこのためにそれぞれ規格化された適当な収容部を備えた交換ブロックがある。更に例えば、クライオ容器用、ファルコン容器用（例えば１．５ｍｌ及び５０ｍｌ）、ガラス容器及びビーカー用、タンク用、例えば９６及び３８４の容器を備えたマイクロタイタープレート（ＭＴＰ）用、ディープウェルプレート（ＤＷＰ）用、スライド用及び９６の容器（ウェル）を備えたＰＣＲプレート用の交換ブロックがある。枚挙にいとまが無いが、これらはミキサが適合させられるべき検査容器が多岐にわたって存在していることを示唆している。

前記交換ブロックは大抵、個々の容器が上方から交換ブロックに差し込まれるように構成されているので、公知のミキサに関して好ましくは、実質的に１つの水平面内で行われる円形に並進振動する混合運動が確立された。この目的のために、公知のミキサにおいては一般に、好ましくは電動モータによって駆動されるアンバランス駆動装置が、「テーブル」（交換ブロックが取り付けられる取付け装置）の円形運動の実施を担っている。このようなミキサは通常、２００ｒｐｍ〜３０００ｒｐｍの回転周波数で駆動されるが、１００ｒｐｍ〜１００００ｒｐｍの回転周波数も可能である。一般に周波数は調節可能である。

検査容器内容物を混合するのみならず、温度コントロールすることもできるようにするために、ミキサが温度コントロール装置も有している場合は、温度コントロール装置の熱源又はヒートシンクが少なくとも１つの接触面の上面を加熱するようになっている取付け装置が存在しており、前記接触面は、その上に取り付けられた交換ブロックの下面に直接に接触することにより、交換ブロックと熱伝導結合する。

一般に、取付け装置の接触面及びこの接触面に接触する交換ブロックの下面は平らであるか、又はほぼ平らである。この場合、これらの面の傾斜は通常最大１０°だけ、水平面から変位している。取付け装置の接触面は、この取付け装置の全面積であってよいが、ある程度の部分、一般に少なくとも７０％だけであってもよい。更に、複数の、例えば２つ，４つ，６つ，８つ又は９つの交換ブロックが取付け装置に取り付けられてもよい。この場合、好ましくはこれらの交換ブロックは、同じ大きさの下面を有している。取付け装置の温度コントロールされる接触面との熱伝導接触を生ぜしめるために、このような交換ブロックは一般に良好に熱伝導する金属、特にアルミニウム又は銀等の材料から成っており、この場合、ブロックは中実に構成されていてよいか、又は腐食処理された構造を有していてよく、この腐食処理された構造は重量軽減のために、試料を収容し且つ交換ブロックの下面から容器に対して良好に熱搬送するための構造だけが、公知のように取付け装置にねじ締結されるようになっている。ねじは、ドライバ等の工具によって比較的簡単に外されるので、交換ブロックは、例えば別のサイズの検査容器用の交換ブロックと交換可能である。

本発明の課題は、交換ブロック内に配置された容器の内容物を混合し且つ加熱する、取扱いが改善されたミキサを提供することである。特に、ユーザが素手でミキサにおける交換ブロックの着脱を行えるようにしたい。

この課題は、本発明に基づき請求項１に記載の特徴を有するミキサによって解決される。有利な構成は従属請求項に記載されている。

検査容器内容物を混合し且つ温度コントロールするための本発明によるミキサは、交換ブロックを備えた取付け装置と、混合運動駆動装置と、温度コントロール装置とを有している。取付け装置は、検査容器を収容し且つ温度コントロールするように調整された交換ブロックと解離可能に結合されている。駆動装置は、取付け装置を交換ブロックと一緒に混合運動させるように調整されている。温度コントロール装置は、熱源又はヒートシンクを有しており、この熱源又はヒートシンクは、取付け装置の接触面と交換ブロックの接触面とを介して、交換ブロックと熱伝導結合している。前記接触面は、互いに接触し合っている。

好適には、取付け装置及び交換ブロックの接触面は平らであるか、又はほぼ平らである。この場合、これらの面の傾斜は最大１０°だけ、好適には最大３°だけ、特に好適には最大１°だけしか、水平面から変位していない。取付け装置の接触面は、この取付け装置の全面積であってよいが、７０％、好適には８０％、又は特に好適には９０％よりも大きなある程度の部分だけであってもよい。更に、複数の、好適には２つ，４つ，６つ，８つ又は９つの交換ブロックが取付け装置に取り付けられてもよい。この場合、これらの交換ブロックは、好ましくは同じ大きさの下面を有している。

本発明では、取付け装置の交換ブロックとの解離可能な結合は、ばね部材によって維持されており、このばね部材のばね力により、第１のアンダカット部を、互いに水平方向の少なくとも１つの第１の方向に締め付けている。この場合、前記アンダカット部は、取付け装置と交換ブロックとの間に設けられている。好ましくは、前記アンダカット部は交換ブロックの、ばね部材が作用する側とは反対の側に位置している。本発明は、有利には交換ブロックの取付け装置との確実な形状接続的な結合を、交換ブロックが上述した混合運動の荷重にさらされた場合でも可能にする。前記結合部は、一方では容易に取扱い可能に着脱され得、且つ他方では、ばね予負荷に基づいて遊びが無い。特に、交換ブロックの着脱は、ユーザが素手で行うことができる。

使用されるばね部材によってもたらされるばね力は、一般に３０〜１５０Ｎ、好適には５０〜１００Ｎ、特に好適には６５〜８５Ｎである。これにより、一方では取付け装置と交換ブロックとの間の確実な結合が保証されており、且つ他方では、前記力は１人のユーザによってもたらすこともできる程度の大きさであるに過ぎない。

取付け装置に交換ブロックを確実に取り付けるために、交換ブロックは２つの水平な空間方向（Ｘ方向及びＹ方向）並びにこれらの水平な空間方向に対して垂直方向（Ｚ方向）に固定されていなければならない。本発明による結合は、少なくとも第１のアンダカット部により、Ｚ方向での形状接続的な結合を保証する。少なくとも１つの第１の方向（例えばＸ方向又はＹ方向）で、ばね部材はそのばね力により、互いに食い込み合う２つのアンダカット成形要素のうちの一方を他方のアンダカット成形要素に締め込んで、この結合部を水平な前記方向で固定する。この場合、一方のアンダカット成形要素は取付け装置に配置されており、所属の他方のアンダカット成形要素は交換ブロックに配置されている。好ましくは、このアンダカット成形要素は交換ブロックの下部に配置されている。ばね部材のばね力もやはり、好ましくは交換ブロックの下部に作用する。

また、第２のアンダカット部の、互いに食い込み合う２つのアンダカット成形要素の（第１の水平方向とは直線上にない）第２の水平方向での好適な締め付け合いによって、結合部は各水平方向運動に対して完全に、有利には遊びなく固定される。第２の水平方向での締め付け合いも、第２のばね部材のばね力によって、又は第１のばね部材のばね力によって生ぜしめられていてもよい。後者の場合にばね部材は、ばね力のベクトルが第１の水平方向に作用する成分と、第２の水平方向に作用する成分とに分解されてばね力がアンダカット成形要素に作用するように形成されていてよい。

好ましくは、ばね力が水平に作用する１つの水平方向用又は２つの水平方向用に、２つのばね部材が設けられているので、交換ブロックを緊締する力は、これらのばね部材に分配される。このことは、ユーザによるばね部材の操作及び解離を著しく簡単にする。これに対応してもちろん、更に多くのばね部材が１つの水平方向用又は２つの水平方向用に設けられていてもよい。しかしながら、操作せねばならないばね部材の数が極端に多くなると、交換ブロックの着脱にもやはり手間がかかる。

第２の水平方向に、アンダカット部ではなく水平なストッパ、例えばセンタリングピンを設けることが有利でもある。この場合、第１のアンダカット部と、１つの水平方向に作用する少なくとも１つのばね部材とに基づく結合は、ブロックをアンダカット部にフック状に係合させ、次いでブロックを下方に旋回させて閉じることにより行うことができる。

本発明によるミキサの一部としての交換ブロックと解離可能に結合された状態の取付け装置を断面して側方から見た図である。 交換ブロックと解離可能に結合された状態の本発明による択一的な取付け装置を部分的に断面して示した立体図である。 図２に示した装置を別の視点から見て部分的に断面して示した立体図である。 交換ブロックと解離可能に結合された状態の、取付け装置の別の択一的な構成の立体図である。 図４に示した装置の一部を別の視点から見た立体図である。 従来技術による交換ブロックの立体図である。 図６に示した交換ブロック無しで示した従来技術によるミキサである。

以下に、本発明の実施形態を図面につき詳しく説明する。

図１に示した取付け装置２は、所定の駆動装置（図示せず）により水平方向に混合運動させることができる。更に、ミキサ（全体として完全には図示せず）は取付け装置２を加熱可能な熱源（図示せず）を備えた温度コントロール装置（部分的にのみ図示）を有している。取付け装置は、この取付け装置２に取り付けられた交換ブロック４と熱伝導結合している。この熱伝導結合は、ほぼ水平方向に相接して位置する接触面６，８、即ち取付け装置２の上側の接触面６と交換ブロック４の下側の接触面８とを介して行われる。

取付け装置と交換ブロックとは、ばね部材１０、つまり側方押圧部材１０によって互いに解離可能に結合されている。側方押圧部材はヘッド１２を有する公知の構成要素であり、ヘッド１２は旋回点１４を中心として任意の方向で側方にばね弾性的に変位され得る。側方押圧部材１０は、そのばね力によって第１のアンダカット部１６−つまり互いに食い込み合うようにアンダカットが成形されたアンダカット成形要素１８，２０のうちの、交換ブロック４に設けられた一方のアンダカット成形要素１８の形状接続作用面としての傾斜面１６−を、第１の水平方向で（図面左側に向かって）、互いに食い込み合うアンダカット成形要素１８，２０のうちの他方のアンダカット成形要素２０、つまり取付け装置２に設けられた形状接続作用面としての傾斜面１６に締め込む。

両アンダカット成形要素１８，２０に設けられた傾斜面１６は、側方押圧部材１０，１２による交換ブロックの（図面左側に向かう）締め込みが、取付け装置２のアンダカット成形要素２０の形状接続作用面の傾斜面１６に対して左向きに作用する押圧力を、垂直方向の力成分を有する反力に変換するように方向付けられている。この垂直方向の力成分は、水平方向に相接して位置する接触面６，８の圧着力として働き、このようにして有利には接触面６，８間のより確実な熱伝導結合を生ぜしめる。

図示の断面に対して（平面図で見て）直角な取付け装置２及び交換ブロック４の垂直方向断面は別個に表示されていない。この第２の水平方向の装置における固定部は、取付け装置２に設けられた側方の垂直方向制限側面によって簡単に形成され、これらの垂直方向制限側面の間に交換ブロック４が形状接続的にガイドされている。

解離可能な結合部は、垂直方向（Ｚ方向）で、一方では前記アンダカット部１６によって、且つ他方では側方押圧部材１０によって位置固定されている。

交換ブロック４と取付け装置２との間の解離可能な結合を解離するために、水平方向に相接して位置する接触面６，８は、レバー装置２２によって互いに押し離される。これにより、側方押圧部材１０のヘッド１２は、交換ブロック４に設けられた第１の案内面２４に沿って側方に向かって（図面右側に）押圧され、結合部が閉じられた状態（接触面６，８が水平方向に相接して位置する状態）で側方押圧部材１０が差し込まれていた交換ブロック４の分岐部２６から最終的にスナップ式に外れる。

択一的に、交換ブロック４と取付け装置２との間の結合は、レバー（図示せず）が側方押圧部材１０のヘッド１２に直接に作用して、アンダカット成形要素１６，１８の相互締め付けが緩められるように側方押圧部材１０が（図面右側に向かって）旋回することにより解離可能であってよい。

前記結合を解離するための別の択一的な構成（やはり図示せず）は、取付け装置２のアンダカット成形要素２０が適当なレバー（図示せず）によりアンダカット部２０から側方に（図面左側に向かって）移動可能であることによって形成され得る。

図示の解離可能な結合部は、交換ブロック４がそのアンダカット成形要素１８（並びに場合によっては既に上述した第２のアンダカット成形要素（図示せず））でもって、取付け装置２の相補的なアンダカット成形要素２０に挿入されることによって、一度解離されても再び容易に結合され得るようになっており、この場合、側方押圧部材のヘッド１２（並びに場合によっては上述した第２の側方押圧部材）は、それぞれ対応配置された交換ブロックの分岐部２６の縁部に位置している。側方押圧部材のヘッド１２に設けられた第２の案内面２８は、水平方向に相接して位置する接触面に対して垂直な鉛直方向の圧着作用により、解離可能な結合部を所定のプレポジション（図示せず）からスナップ係合できるように方向付けられており、この場合、側方押圧部材１０のヘッド１２が分岐部２６に滑り込んでスナップ係合するようになっている。

図２及び図３に立体的に（部分的に断面して）示した装置は、図１に示した装置と極めて類似している（機能的に比較可能な要素は、図１に示したものと同一の符号を有している）。図２及び図３においても、交換ブロック４と取付け装置２との間の解離可能な結合は、ばね部材としての側方押圧部材１０によって形成されており、この側方押圧部材１０は、その側方の（水平方向の）ばね力によって、傾斜面１６として構成された第１のアンダカット部を締め付ける。但し図１とは異なり、図２及び図３に示した側方押圧部材１０は、交換ブロック４に取り付けられており、（側方押圧部材１０のヘッド１２に対して相補的な作用面としての）分岐部２６は、取付け装置２に取り付けられている（図１に示したように、側方押圧部材１０が取付け装置２に取り付けられており、分岐部２６が交換ブロック４に取り付けられているのではない）。図１に関するその他の説明は、図２及び図３についても同様に読むことができる。

図４及び図５に示した解離可能な結合部は、上述した２つの構成とは著しく相違している（この場合も、別の構成ではあるが、機能的に比較可能な要素には図１〜図３に付したものと同一の符号を付してある）。この場合、取付け装置２はベースプレートにより著しく概略的に示されており、このベースプレートは、その一方の縁部３に沿って垂直方向に突出した２つのピン２３を有しており、これらのピン２３は、その上端部の直ぐ下に環状の溝２６を有している。取付け装置２及び交換ブロック４の水平な接触面６，８が相接するように交換ブロック４が上方から取付け装置２に当て付けられると直ちに、スプリングワイヤ１０が環状の溝２６の側方に形状接続的に押し込まれる（図５）。この位置において２つのピン２３は交換ブロック４に設けられた孔２５を貫通して延びていて、上側が孔２５から突出しており、これにより、溝２６は孔２５の下縁部と正確に合致しているので、スプリングワイヤ１０はその弾性力によって溝２６に押し込まれて溝２６の側方に係合する。

つまり、この側方の予負荷によって、一方では溝２６の上縁部１６により形成され且つ他方ではスプリングワイヤ１０の上面により形成されたアンダカット部が、水平方向に互いに締め付け合うようになっている。

前記縁部３とは反対側に位置する縁部３０に沿って、取付け装置２及び交換ブロック４は予め位置決め可能な形状接続式の結合部材３２を有しており、これらの結合部材もやはりアンダカット部並びに側方のストッパにより、交換ブロック４と取付け装置２とが互いに垂直方向に離間しないように働き（結合部材３２のアンダカット部に基づく）、且つ水平方向に（縁部３，３０の方向に）ずれないように働く（結合部材３２の側方のストッパに基づく）。その他の自由度は、ピン２３と孔２５との間の形状接続的な結合並びにスプリングワイヤ１０と溝２６との間のアンダカット部に基づいて確定される。

取付け装置２と交換ブロック４との間の解離可能な結合は、スプリングワイヤ１０を溝２６から押し出すプッシュボタン２２によって解離され得る。

図６及び図７には、単に観察用に従来技術による交換ブロック４０（図６）が示されており、この交換ブロック４０は２つのねじ４２を用いて、従来技術によるミキサ４８の取付け装置４６に設けられた２つのねじ山付き孔４４に取り外し可能に取り付けられる。

Claims (14)

1. −検査容器を収容し且つ温度コントロールするホルダ（４）と解離可能に結合される取付け装置（２）と、
   −該取付け装置（２）を混合運動させる駆動装置と、
   −熱源又はヒートシンクを備えた温度コントロール装置とを有する、
   検査容器内容物を混合し且つ温度コントロールする装置であって、
   −前記ホルダが、接触面（８）を有する交換ブロック（４）であり、
   −前記温度コントロール装置が、取付け装置（２）に設けられた接触面（６）を有しており、
   −前記接触面（６，８）が相接して位置することにより、前記温度コントロール装置と前記容器ホルダとが熱伝導結合するようになっており、
   −前記解離可能な結合は、前記取付け装置（２）と交換ブロック（４）との間の第１のアンダカット部（１６）を、ばね力によって互いに水平方向の少なくとも第１の方向に締め付けるばね部材（１０）によって維持されており、
   −前記アンダカット部の、互いに食い込み合う２つのアンダカット成形要素（１８，２０）のうちの少なくとも一方が、形状接続作用面を有しており、該形状接続作用面は、水平に相接して位置する前記接触面に対して傾斜して方向付けられており、これにより水平方向の相互締め付けが、水平に相接して位置する前記接触面相互の鉛直方向の圧着力を生ぜしめるようになっていることを特徴とする、検査容器内容物を混合し且つ温度コントロールする装置。
2. 前記取付け装置（２）及び交換ブロック（４）における接触面（６，８）は、実質的に水平に相接して位置するようになっている、請求項１記載の装置。
3. 前記ばね部材及び／又は第２のばね部材は、そのばね力により第２のアンダカット部を互いに水平方向の第２の方向に締め付ける、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記アンダカット部の、互いに食い込み合う２つのアンダカット成形要素のうちの少なくとも一方が、形状接続作用面を有しており、該形状接続作用面は、水平に相接して位置する前記接触面に対して傾斜して方向付けられており、これにより水平方向の相互締め付けが、水平に相接して位置する前記接触面相互の鉛直方向の圧着力を生ぜしめるようになっている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
5. 前記形状接続作用面は傾斜面である、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 前記ばね部材は側方押圧部材である、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 前記結合を解離するために、前記水平に相接して位置する接触面が、レバー装置を介して互いに押し離され、取付け装置及び交換ブロックに設けられた第１の案内面（２４）が、解離可能な結合部を前記押し離しによりスナップ式に外すように方向付けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
8. 結合を解離するためのレバーが設けられており、該レバーにより前記ばね部材のうちの少なくとも１つを、前記相互締め付けを生ぜしめるばね力が低下するように動かすことができる、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 結合を解離するために、前記アンダカット部の互いに食い込み合う２つのアンダカット成形要素のうちの少なくとも一方が、前記アンダカット部から側方に離脱運動可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 取付け装置及び交換ブロックに設けられた第２の案内面が、解離可能な結合部を所定のプレポジションから鉛直方向に圧着することによりスナップ係合させるように方向付けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
11. 前記第１のアンダカット部は、前記取付け装置に設けられたアンダカット成形要素及び／又は前記交換ブロックに設けられたアンダカット成形要素によって形成される、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
12. 前記ばね部材のばね力は、３０〜１５０Ｎである、請求項１から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 前記ばね部材のばね力は、５０〜１００Ｎである、請求項１２記載の装置。
14. １つの水平方向につき２つのばね部材が、交換ブロックを緊締するために設けられている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の装置。

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