JP6051273B1

JP6051273B1 - 試験管のキャップ着脱装置

Info

Publication number: JP6051273B1
Application number: JP2015133281A
Authority: JP
Inventors: 瀬川　志朗; 志朗瀬川
Original assignee: Takigen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Takigen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2035-07-02
Also published as: JP2017013010A

Abstract

【課題】手持ちで取り扱える小型の装置で、動力源を用いることなく簡易に手動で操作できる試験管のキャップ着脱装置を提供する。【解決手段】キャップ着脱装置１は、主フレーム２、キャップ保持部材３、パチン錠４を具備する。主フレーム２は、複数の試験管５１を起立状態で一列に並べて保持する。キャップ保持部材３は、各試験管５１の開口に上下方向に嵌合される複数のキャップ５２を着脱自在に保持し、垂直に上下動する。パチン錠４は、主フレーム２に固定され、それのフック３２が、キャップ保持部材３を上下動させるように係合する。レバー３１がロック位置から非ロック位置へ回動する間にキャップ保持部材３を押し上げ、キャップ５２を試験管５１から抜き取り、非ロック位置からロック位置へ回動する間にキャップ保持部材３を引き下げ、キャップ５２を試験管５１に押し込む。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、複数の試験管を整列して保持し、これに装着されるキャップを同時に着脱する試験管キャップの着脱装置に関する。

従来、多数のマイクロチューブのキャップを一度に開閉できる開閉装置が特許文献１に提案されている。この装置は、多数の挿通孔を有する第１のプレートと、基台の面に対して鉛直方向に第１のプレートを移動させる第１の駆動機構と、第１のプレートに回転自在に支持される多数のロッドとを備える。ロッドは、ロッドの一端に挿通孔と螺合するボールねじ部と、ロッドの他端にキャップと嵌合しキャップを開閉するホルダー部とを有し、第１のプレートが基台の面に対して鉛直方向に移動することでボールねじ部が回転する構成である。

特開２０１０−１００３１２号公報

上記従来のキャップ着脱装置は、円筒形の本体に対してキャップを螺合させて装着する構造の試験管に適用するためのもので、試験管本体にキャップを圧入して装着する構造のものには適用することができない。また、分注システム内に組み込まれる着脱装置であって、構成が複雑で大型のものである。このため、より少数の試験管を簡易に取り扱うのには適さない。
したがって、本発明は、手持ちで取り扱える小型の装置で、動力源を用いることなく簡易に手動で操作できる試験管のキャップ着脱装置を提供することを目的としている。

以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、本発明の試験管のキャップ着脱装置１は、主フレーム２と、キャップ保持部材３と、パチン錠４とを具備する。
主フレーム２は、左右一対の垂直の側板６の間に複数の試験管５１を起立状態で一列に並べて着脱自在に保持する。キャップ保持部材３は、各試験管５１の開口に上下方向に嵌合される複数のキャップ５２を着脱自在に保持し、当該開口に対してキャップ５２を垂直に押し込み・引き抜きできるように主フレーム２に対して下方の押し込み位置と上方の引き抜き位置との間を垂直に上下動自在に支持される。パチン錠４は、左右一対が主フレーム２に固定され、キャップ保持部材３を押し込み位置と引き抜き位置との間で上下に移動させるようにキャップ保持部材３に離脱可能に係合する。パチン錠４は、主フレーム２の側板６の外側部に水平軸３０によって枢支されロック位置と非ロック位置との間を回転自在のレバー３１と、基端側において当該レバー３１に枢支され先端側においてキャップ保持部材３に係脱自在のフック３２とを具備する。キャップ保持部材３は、主フレーム２の側板６の上方に水平に配置され、左右両側にパチン錠４のフック３２を外側方から離脱可能に受け入れて上下方向に拘束する係合部２６を具備する。パチン錠４のフック３２は、先端側においてキャップ保持部材３の係合部２６に係脱自在で、レバー３１がロック位置から非ロック位置まで回動する間にキャップ保持部材３を下方の押し込み位置から上方の引き抜き位置へ押し上げることによりキャップ５２を試験管５１から抜き取り、レバー３１が非ロック位置からロック位置まで回動する間にキャップ保持部材３を上方の引き抜き位置から下方の押し込み位置へ引き下げることによりキャップ５２を試験管５１に押し込むことができるように構成される。

本発明のキャップ着脱装置１は、パチン錠４のトグル機構により、小さな力で、容易に複数の試験管５１のキャップ５２を着脱操作することができ、しかも小型で簡易な構成で、取り扱いが容易であるという効果を有する。

本発明に係る試験管のキャップ着脱装置の正面図で、キャップが密閉嵌合位置にある。本発明に係る試験管のキャップ着脱装置の正面図で、キャップが中間嵌合位置にある。本発明に係る試験管のキャップ着脱装置の正面図で、キャップが非嵌合位置にある。図１のキャップ着脱装置の平面図である。図１のキャップ着脱装置の側面図で、キャップが密閉嵌合位置にある。図１のキャップ着脱装置の側面図で、キャップが中間嵌合位置にある。図１のキャップ着脱装置の側面図で、キャップが非嵌合位置にある。図１のキャップ着脱装置の背面図である。図１のキャップ着脱装置のキャップ保持部材を背面側へ水平に転倒させた状態の正面図である。図１のキャップ着脱装置のキャップ保持部材を背面側へ水平に転倒させた状態の側面図である。図１のキャップ着脱装置のキャップ保持部材を背面側へ水平に転倒させ、保持プレートを開いた状態の側面図である。図１のキャップ着脱装置のキャップ保持部材を背面側へ水平に転倒させた状態の平面図である。図１のキャップ着脱装置のキャップ保持部材を背面側へ水平に転倒させ、保持プレートを開いた状態の平面図である。図１のキャップ着脱装置における試験管把持部材の断面図である。（Ａ）は図１のキャップ着脱装置におけるキャップ保持部材の側面図、（Ｂ）は試験管及びキャップとの関係を示すキャップ保持部材の一部の断面図である。適用する試験管とキャップの一例を示す断面図である

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
この実施形態のキャップ着脱装置を適用する試験管とこれに装着されるキャップの一例を図１０に示す。試験管５１は、底丸の円筒形で、上縁の外周に環状凸部５１ａを具備する。これに装着されるキャップ５２は、弾性合成樹脂で二重構造に一体形成され、試験管５１の開口部に外嵌される外側壁部５２ａと、内嵌される内側壁部５２ｂとを具備する。外側壁部５２ａの内周下部には、試験管５１の環状凸部５１ａにスナップ係合する係合突起５２ｃが形成され、内側壁部５２ｂの外周上部には、試験管５１の上縁部内周に気密に嵌合する環状の密閉突起５２ｄが形成される。また、外側壁部５２ａの外周下縁には、フランジ部５２ｅが形成される。キャップ５２は、試験管５１の開口部に垂直方向に、２段階で圧入して装着される。すなわち、キャップ５２は、図１０（Ａ）に示す試験管５１から離脱した位置から、図１０（Ｂ）に示す第１段階の中間嵌合位置を経て、図１０（Ｃ）に示す第２段階の完全嵌合位置（図１０（Ｃ））に到達する。中間嵌合位置では、環状凸部５１ａが係合突起５２ｃを通過してスナップ嵌合するが、試験管５１内外の通気性は確保される。完全嵌合位置では、開口の内周に密閉突起５２ｄが密着し、試験管５１とキャップ５２とが気密に嵌合して、試験管５１内の密閉性が確保される。

図１ないし図５に示す試験管キャップの着脱装置１は、主フレーム２と、キャップ保持部材３と、パチン錠４とを具備する。

主フレーム２は、図示しないテーブルや支持台上に通常は水平に置かれるベース板５と、ベース板５の長手方向の両端部（左右両端部）から相対向して直角に上方へ起立する左右一対の側板６と、両側板６間に水平に架設される試験管把持部材７とを具備する。

試験管把持部材７は、両側板６の間に複数の試験管５１を起立状態で一列に並べて解放可能に把持する。図４、図７Ａ、図８に示すように、試験管把持部材７は、試験管の整列方向に直交する方向である前後方向一対の支持枠８，９と、各支持枠８，９内に保持される弾性把持部材１０，１１と、一対の支持枠８，９間を締め付けたり解放したりするファスナ１２とを具備する。

前後一対の支持枠８，９は、断面コ字状で、互いに開放部を前後に対向させて両側板６の間に渡るように支持され、左右方向に相互間隔を置いて前後に相対向するように形成された複数の円弧状の切欠部８ａ，９ａを具備する。

弾性把持部材１０，１１は、それぞれ支持枠８，９の内側に嵌合し、切欠部８ａ，９ａに対応する位置に、これよりも半径の小さい円弧状の把持凹部１０ａ，１１ａを具備する。

一方の支持枠８である固定支持枠は、左右両端部において側板６に固着される。ファスナ１２は、上下一対の締めリンク板１３と、リンク板１３に枢支される締め付けレバー１４とを具備する。

リンク板１３は、一端側において固定支持枠８の上下面に軸１５で枢支され、他端側において軸１６で締め付けレバー１４を枢支する。他方の支持枠９である可動支持枠は、上下のリンク板１３の間で、固定支持枠８に対して接近した把持位置と離反した解放位置との間を移動自在である。可動支持枠９が把持位置にあるとき、弾性把持部材１０，１１は、把持凹部１０ａ，１１ａ内に試験管５１を弾性的に把持する。

締め付けレバー１４は、基端部において軸１６でリンク板１３に枢支される。締め付けレバー１４の枢止部から離れた位置において枢ピン１７でローラ１８が軸支される。締め付けレバー１４は、軸１６を中心に、ローラ１８を可動支持枠１９の背面に転動させながら、把持位置と解放位置との間を正逆回転自在であり、解放位置から把持位置に至る直前に死点を超え、把持位置においてローラ１８を圧接させて、可動支持枠９を把持位置にロックする。

キャップ保持部材３は、各試験管５１の開口に嵌合される複数のキャップ５２を着脱自在に保持し、当該開口に対してキャップ５２を垂直に押し込んだり、引き抜いたりできるように、主フレーム２に対して下方の押し込み位置（図１Ａ、図３Ａ）と上方の引き抜き位置（図１Ｃ、図３Ｃ）との間を垂直に上下動自在に、昇降支柱１９を介して主フレーム１の上方に支持される。

左右一対の昇降支柱１９は、側板６の後方位置において、それぞれ側板６の外側面に垂直昇降自在に支持される。昇降支柱１９は、上下方向の２つの長孔１９ａを有し、これらの長孔１９ａを介して側板６に螺合固定されたガイドボルト２０により、上下動自在に支持される。昇降支柱１９の下端部とベース板５との間には、ばね２１が介設され、これにより、昇降支柱１９は、上昇位置（図３Ｃ）に付勢される。

キャップ保持部材３は、図３に示すように、試験管把持部材７の上方に水平に対向するセット位置と、図５、図６Ａ、図７Ａに示すように、そこから後方へ１８０°表裏反転したアンセット位置へ回転自在に構成される。キャップ保持部材３は、アンセット位置においてキャップ５２を着脱操作可能で、セット位置においてパチン錠４のフック３２に係合し、パチン錠４の開閉により昇降可能である。キャップ保持部材３は、平板状の主プレート２２と、主プレート２２と協働してキャップ５２を保持する平板状の保持プレート２３と、両プレート２２，２３間を開閉自在に接続するヒンジ２４とを具備する。

主プレート２２は、左右両端部において昇降支柱１９の上部間に、水平軸２５により枢支され、試験管把持部材７の上方に水平に対向するセット位置と、そこから後方へ１８０°表裏反転したアンセット位置（図５、図６Ａ）へ回転自在に構成される。主プレート２２は、図２に示すように、試験管把持部材７に把持された試験管５１の上方の対応する位置に、キャップ５２を嵌合させる複数の保持孔２２ａを具備し、また上部の左右両端部には、パチン錠４のフックが係脱する係合部２６を具備する。図９（Ｂ）に示すように、保持孔２２ａは、キャップ５２のフランジ部５２ｅより小径で、キャップ５２を嵌合させたときに周縁部にフランジ部５２ｅを当接させる。主プレート２２は、保持プレート２３の蝶着側と反対側の縁部に、屈折片２２ｂを有し、この屈折片２２ｂに複数の係合スリット２２ｃが形成される。係合スリット２２ｃは、隣接する保持孔２２ａの間隔の中間部対応位置に配置される。係合部２６は、主プレート２２の両端部外側へ突出するように形成され、上部片２６ａと下部片２６ｂとを具備する。上部片２６ａと下部片２６ｂとの間に、外側へ開放する係合凹部が形成される。

保持プレート２３は、主プレート２２に重合する閉位置（図６Ａ、図７Ａ、図９Ａ）と、主プレート２２から開離した開位置（図６Ｂ、図７Ｂ）との間を回転自在で、閉位置において、主プレート２２に保持されたキャップ５２の下端面に当接することによってキャップ５２を保持し、開位置において下端面から離れてこれを解放する。保持プレート２３は、閉位置において主プレート２２の保持孔２２ａに重なる複数の貫通孔２３ａを有し、また主プレート２２の係合スリット２２ｃに係脱するロックレバー２７を具備する。図９（Ｂ）に示すように、貫通孔２３ａは、キャップ５２のフランジ部５２ｅの外径より小径で、試験管５１の環状凸部５１ａの外径より大径である。したがって、キャップ５２のフランジ部５２ｅは主プレート２２と保持プレート２３との間に挟持される。また試験管５１の上部は、貫通孔２３ａを上方へ通過し、それによってキャップ５２内に嵌合することができる。ロックレバー２７は、隣接する貫通孔２３ａの間隔の中間部対応位置において枢ピン２８で枢支され、係合スリット２２ｃに係合した回転位置で保持プレート２３を閉位置に保持し、それによって、両プレート２２，２３間にキャップ５２を保持する。

したがって、キャップ保持部材３は、昇降支柱１９と共に昇降し、下位の押し込み位置と上位の引き抜き位置との間を昇降自在であり、押し込み位置において、保持するキャップ５２を試験管５１へ押し込み、引き抜き位置において、キャップ５２を試験管５１から離脱させる。

パチン錠４は、両側板６の外側面に取り付けられ、それの開閉操作に伴い、キャップ保持部材３を押し込み位置と引き抜き位置との間で上下に移動させるように、フック３２が、係合部２６に離脱可能に係合する。パチン錠４は、ブラケット２９、レバー３１、フック３２を具備する。

ブラケット２９は、両側板６の外側面に固着される。レバー３１は、基端側において水平軸３０でブラケット２９に枢支され、先端が下方に向いたロック位置(図１Ａ、図３Ａ)と上方に向いた非ロック位置（図１Ｃ、図３Ｃ）との間をほぼ１８０°正逆回転自在である。

フック３２は、基端側においてレバー３１の中間部に枢支され、先端側においてキャップ保持部材３の係合部２６に係脱自在である。フック３２は、係合部２６の上下部片２６ｂ、２６ｂの間に側方からに進入し、両片間において上方及び下方に拘束される。レバー３１がロック位置(図１Ａ、図３Ａ)から非ロック位置（図１Ｃ、図３Ｃ）まで回動する間に、フック３２は、キャップ保持部材３を下位の押し込み位置から上位の引き抜き位置へ押し上げる。この間に、キャップ５２は、試験管５１に嵌合した状態から上方へ引き抜かれた状態まで移動する。逆に、レバー３１が非ロック位置（図１Ｃ、図３Ｃ）からロック位置(図１Ａ、図３Ａ)まで回動すると、フック３２は、キャップ保持部材３を下位の押し込み位置へ引き下げ、キャップ５２を試験管５１内に押し込む。

キャップの着脱装置１は、例えば複数の試験管５１により、同時に細胞の培養を行う場合に、それらの試験管を密閉状態で保持して保管庫に保管し、定期的にキャップ５２を抜いて、炭酸ガスの吸入あるいは培地の交換等を複数の試験管５１について同時に行うように使用する。キャップの着脱装置１を使用する場合、まず、試験管把持部材７の締め付けレバー１４を解放位置におき、支持枠８，９(図７Ａ、図８)間を開き、キャップ保持部材３の主プレート２２をアンセット位置へ倒し、保持プレート２３をその反対側へ倒して両者間を展開しておく(図６Ｂ、図７Ｂ)。キャップ５２を主プレート２２の保持孔２２ａに嵌合させたら、保持プレート２３を主プレート２２に重ねるように反転させる(図６Ａ、図８)ことで、両プレート２２，２３間にキャップ５２を挟み、ロックレバー２７をロック位置へ回転させて両プレート２２，２３を重合状態に保持する。次いで、試験管５１を把持部材７の把持凹部１０ａ,１１ａ間に差し込んで、締め付けレバー１４を締め付け位置に回転させ、支持枠８，９(図７Ａ、図８)間を閉じ、弾性把持部材１０，１１間に試験管５１を把持する。この状態で、試験管５１内に、例えば培地と培養すべき細胞を収容する。次いで、図３Ｃ、図９Ａに示すように、キャップ保持部材３を前方へ１８０°反転させてセット位置に配置する。この状態で、キャップ５２が試験管５１の上方に配置される（図１Ｃ、図３Ｃ）。パチン錠のフック３２を係合部２６に掛け、レバー３１を引き下げると、キャップ５２を保持したキャップ保持部材３が引き下げられ、図１Ｂ、図３Ｂに示す中間位置に至る。この間に、キャップ５２が試験管５１の開口内へ押し込まれ、中間嵌合位置（図１０（Ｂ））に至る。中間嵌合位置では、試験管５１内の通気性が確保されている。レバー３１をさらに引き下げて図１Ａ、図３Ａに示すロック位置に至ると、キャップ５２は、試験管５１に対して完全嵌合位置（図１０（Ｃ））まで押し込まれ、試験管５１は気密に密閉される。その後、レバー３１のロック位置と非ロック位置との間の回動操作により、複数の試験管５１のキャップ５２を同時に開閉、着脱操作することができる。パチン錠４のトグル機構を介してキャップ保持部材３が上下動するので、複数のキャップ５２を比較的小さな力で、同時に試験管５１に対して開閉、着脱操作することができる。

１キャップの着脱装置
２主フレーム
３キャップ保持部材
４パチン錠
５ベース板
６側板
７試験管把持部材
８支持枠
８ａ切欠部
９支持枠
９ａ切欠部
１０弾性把持部材
１０ａ把持凹部
１１弾性把持部材
１１ａ把持凹部
１２ファスナ
１３締め付け板
１４締め付けレバー
１５軸
１６軸
１７枢ピン
１８締め付けローラ
１９昇降支柱
１９ａ長孔
２０ガイドボルト
２１ばね
２２主プレート
２２ａ保持孔
２２ｂ屈折片
２２ｃスリット
２３保持プレート
２４ヒンジ
２５水平軸
２６係合部
２６ａ上部片
２６ｂ下部片
２７ロックレバー
２８枢ピン
２９ブラケット
３０水平軸
３１レバー
３２フック
５１試験管
５１ａ環状凸部
５２キャップ
５２ａ外側壁部
５２ｂ内側壁部
５２ｃ係合突起
５２ｄ密閉凸部
５２ｅフランジ部

Claims

左右一対の垂直の側板の間に複数の試験管を起立状態で一列に並べて着脱自在に保持する主フレームと、
前記各試験管の開口に嵌合される複数のキャップを着脱自在に保持し、当該開口に対してキャップを垂直に押し込み・引き抜きできるように主フレームに対して下方の押し込み位置と上方の引き抜き位置との間を垂直に上下動自在に支持されるキャップ保持部材と、
前記主フレームに固定され、前記キャップ保持部材を押し込み位置と引き抜き位置との間で上下に移動させるように前記キャップ保持手段に離脱可能に係合する一対のパチン錠とを具備し、
前記パチン錠は、前記主フレームの側板の外側部に水平軸によって枢支されロック位置と非ロック位置との間を回転自在のレバーと、基端側において当該レバーに枢支され先端側において前記キャップ保持部材に係脱自在のフックとを具備し、
前記キャップ保持部材は、前記主フレームの側板の上方に水平に配置され、左右両側に前記パチン錠のフックを外側方から離脱可能に受け入れて上下方向に拘束する係合部を具備し、
前記パチン錠のフックは、先端側において前記キャップ保持部材の係合部に係脱自在で、前記レバーがロック位置から非ロック位置まで回動する間にキャップ保持部材を前記下方の押し込み位置から上方の引き抜き位置へ押し上げることにより前記キャップを試験管から抜き取り、前記レバーが非ロック位置からロック位置まで回動する間にキャップ保持部材を前記上方の引き抜き位置から下方の押し込み位置へ引き下げることにより前記キャップを試験管に押し込み可能に構成されることを特徴とする試験管のキャップ着脱装置。
前記キャップ保持部材は、前記主フレームの側板に対して下方の押し込み位置と上方の引き抜き位置との間を昇降自在で、引き抜き位置に付勢されて支持される一対の昇降支柱を介して主フレームの側板に支持されることを特徴とする請求項１に記載の試験管のキャップ着脱装置。
前記主フレームの側板間に、前記各試験管を上下に挿通させて把持・解放可能な試験管把持部材が架設され、
前記昇降支柱は、前記試験管の整列方向に直交する一方向である後方位置に配置され、
前記キャップ保持部材は、一端側において前記昇降支柱の上部間に水平軸により枢支され、前記試験管把持部材の上方に水平に対向するセット位置とそこから後方へ１８０°表裏反転したアンセット位置へ回転自在に構成され、アンセット位置において前記キャップを着脱操作可能で、セット位置において前記パチン錠のフックに係合して押し込み位置と引き抜き位置へ昇降可能であることを特徴とする請求項２に記載の試験管のキャップ着脱装置。
前記キャップ保持部材は、前記各キャップを嵌合させる複数の開口を有する主プレートと、主プレートに重合する閉位置と主プレートから開離した開位置との間を回転自在に主プレートに枢支され閉位置において主プレートとの間でキャップを挟持する保持プレートとを具備し、
前記キャップ保持部材の主プレートは、左右両端部において前記昇降支柱に枢支され、左右両端部に前記パチン錠のフックを受け入れるように設けられる前記係合部と、前記各キャップを嵌合させる複数の開口とを具備し、
前記保持プレートは、一側縁部において前記主プレートの前記昇降支柱への枢支側の縁部に枢支され、重合位置において主プレートに係合可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の試験管のキャップ着脱装置。