JP6161203B2 - 低温収容システム - Google Patents

Description

本発明は、低温環境下でワークを収容する低温収容室内にワークを取り出し可能に収容する低温収容システムに関し、特に、医学、生物工学および薬学において薬剤を発見したり設計したりするプロセスにおいて用いられる創薬用試料を低温収容室内に取り出し可能に収容する低温収容システムに関する。

従来、ワーク（ラック）を所定位置に解放可能に固定する機構として、ラック収容保持部の横方向の一側縁（長辺）側に配置される可動式浮き上がり防止爪と、ラック収容保持部の横方向の他側縁に配置されラックを横方向に位置決めする固定式浮き上がり防止爪と、ラック収容保持部の縦方向の一側縁（短辺）側に配置される可動式浮き上がり防止爪と、ラック収容保持部の縦方向の他側縁に配置されラックを縦方向に位置決めする固定式浮き上がり防止爪と、長辺側および短辺側の可動式浮き上がり防止爪をそれぞれ横方向および縦方向に進退自在に駆動するアクチュエータと、を備える創薬用チューブ保管システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００９−４２０１１号公報

ところが、この特許文献１の創薬用チューブ保管システムを、低温環境下でワークを収容する低温収容室内に設置する場合、特許文献１の創薬用チューブ保管システムでは可動式浮き上がり防止爪を駆動するにあたりアクチュエータを使用していることから、低温収容室内に当該アクチュエータを設置することになる。この場合、通常のアクチュエータは低温環境下では正常に作動しないことから、ヒータ等を設置することでアクチュエータを使用することが可能な温度環境を作り出す必要がある。

そのため、このようなヒータの設置によって、装置構造が複雑化するとともに装置のコストが増大するという問題に加え、ヒータの熱によって低温収容室内の温度が上昇してしまうため、温度が上昇した分を補うだけの強力な冷却機能をフリーザに持たせる必要があるという問題が生じていた。また、低温環境下でも正常に作動するアクチュエータも存在するが、そのようなアクチュエータは高価であり、やはり装置のコストが増大するという問題が生じる。

また、各部の状態を検知するためにセンサを設置することがあるが、このようなセンサを低温収容室内に設置する場合、通常のセンサは低温環境下では正常に作動しないことから、上述したアクチュエータと同様の問題が生じる。

更には、上述したアクチュエータやセンサやヒータを低温収容室内に設置する場合、これら機器を設置するための多大なスペースを低温収容室内に必要とするという問題もあった。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構造およびコストの低減を実現しつつ、低温環境下における安定したワークの収容を実現する低温収容システムを提供することを目的とするものである。

本発明は、低温収容室内にワークを取り出し可能に収容する低温収容システムであって、前記低温収容室内においてワークを固定するワーク固定機構と、前記低温収容室の外部から低温収容室内にワークをセットするとともに、前記低温収容室内から低温収容室の外部にワークを取り出すワークハンドリング機構とを備え、前記ワーク固定機構は、前記ワークを載置するワーク載置部と、前記ワーク載置部に対してワークを解放可能に固定するラッチとを有し、前記ワークハンドリング機構は、前記ワークを解放可能に保持するワーク保持部材と、前記ラッチによるワークの固定を解放するラッチ作動部材とを有し、前記ワークハンドリング機構は、前記ラッチ作動部材を駆動する第１のアクチュエータと、前記ワーク保持部材を駆動する第２のアクチュエータとを更に有していることにより、前記課題を解決するものである。
また、本発明の他の態様は、低温収容室内にワークを取り出し可能に収容する低温収容システムであって、前記低温収容室内においてワークを固定するワーク固定機構と、前記低温収容室の外部から低温収容室内にワークをセットするとともに、前記低温収容室内から低温収容室の外部にワークを取り出すワークハンドリング機構とを備え、前記ワーク固定機構は、前記ワークを載置するワーク載置部と、前記ワーク載置部に対してワークを解放可能に固定するラッチとを有し、前記ワークハンドリング機構は、前記ワークを解放可能に保持するワーク保持部材と、前記ラッチによるワークの固定を解放するラッチ作動部材とを有し、前記ラッチおよび前記ラッチ作動部材は、それぞれ複数設けられ、前記複数のラッチ作動部材のうち少なくとも２つは、共通のアクチュエータによって駆動されることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１、３に係る発明によれば、ラッチによるワークの固定を解放するラッチ作動部材をワークハンドリング機構側に設けることにより、ラッチ作動部材を駆動するためのアクチュエータを低温収容室内に常設する必要がなくなり、前記アクチュエータを低温収容室内に常設する場合とは異なり、アクチュエータを温めるためのヒータや低温環境下で使用可能な高価なアクチュエータを必要としないため、簡素な構造およびコストの低減を実現しつつ、低温環境下における安定したワークの収容を実現できる。

本請求項１に係る発明によれば、ラッチ作動部材を駆動する第１のアクチュエータとワーク保持部材を駆動する第２のアクチュエータとをワークハンドリング機構側に設けることにより、低温収容室内にアクチュエータを常設した場合の弊害を回避できる。
本請求項４に係る発明によれば、ラッチが、ワーク載置部へワークをセットする時に、ワークハンドリング機構またはワークによって押されてワーク解放位置に移動するように配置されていることにより、ワークのセット時にラッチをワーク解放位置に移動させるためのアクチュエータ等の機器の設置が不要になるため、装置構造を簡素化することができる。
本請求項５に係る発明によれば、ラッチをワーク固定位置に向けて付勢する付勢手段を設けることにより、ワークのセット時にラッチをワーク固定位置に移動させるためのアクチュエータ等の機器の設置が不要になるため、装置構造を簡素化することができる。
本請求項６に係る発明によれば、ワーク載置部にワークをセットする時に、ワーク載置部側に向けてワークを押す押圧部をワーク保持部材に設けることにより、ワークを正しい状態でワーク載置部に確実にセットし、ラッチによるワーク固定の確実性を向上することができる。
本請求項７に係る発明によれば、ワークハンドリング機構にセンサが取り付けられていることにより、各部の状態を検知することができるばかりでなく、センサを低温収容室内に常駐させる必要がなくなる。
本請求項２、３に係る発明によれば、複数のラッチ作動部材のうち少なくとも２つを共通のアクチュエータによって駆動することにより、低温収容システムの装置構造を簡素化することができるばかりでなく、複数のラッチ作動部材の作動のタイミングを同期させることが可能であるため、ラッチによる固定の確実な解放を実現できる。

本発明の一実施形態に係る低温収容システムの使用態様の例を示す斜視図。 低温収容システムの使用態様を模式的に示す説明図。 ワークハンドリング機構がフリーザ内に進入した状態を示す説明図。 ワークハンドリング機構がフリーザ内に進入した状態であって、ラッチによってラックが固定された状態を示す説明図。 ワークハンドリング機構がフリーザ内に進入した状態であって、ラッチによるラックの固定が解放された状態を示す説明図。 低温収容システムのワークであるラックおよびチューブを示す斜視図。

本発明の一実施形態である低温収容システム１０は、創薬用試料を封入した多数のチューブＣを収容するラックＲを、フリーザＦの低温収容室Ｍ内に固定状態で収容するとともに、低温収容室Ｍ内に収容されたラックＲを低温収容室Ｍの外部に取り出すものである。

ここで、本実施形態では、フリーザＦは、ラックＲを低温環境下で格納する格納庫Ｋから取り出されたラックＲを低温環境下で収容し、当該ラックＲに載置されたチューブＣを、同じくフリーザＦ内にセットされた他のラックＲに移し替える用途で用いられる。

以下に、低温収容システム１０の各構成要素について、詳細に説明する。なお、図３〜図５においては、低温収容システム１０の各構成要素のうち、低温収容室Ｍ内へのラックＲのセット時および低温収容室Ｍ内からのラックＲの取り出し時に作動する主な構成要素にハッチングを施している。

低温収容システム１０は、図２や図３に示すように、低温収容室Ｍ内においてラックＲを開放可能に固定するワーク固定機構２０と、低温収容室Ｍの外部から低温収容室Ｍ内にラックＲをセットするとともに、低温収容室Ｍ内から低温収容室Ｍの外部にラックＲを取り出すワークハンドリング機構３０とを備えている。

ワーク固定機構２０は、本実施形態では、図２に示すように、低温収容室Ｍの底面であるステージＳ上に２つ設置されている。各ワーク固定機構２０は、図３や図４に示すように、その上部にラックＲを着座させる４つのワーク用受け台２１と、ラックＲ用の収容スペースであるワーク載置部２２と、ワーク載置部２２にセットされたラックＲを解放可能に固定する２つのラッチ２３と、ラッチ２３を支持する２つのラッチ用支持台２４とを備えている。ワーク用受け台２１およびラッチ用支持台２４は、ステージＳ上に固定されている。

各ラッチ２３は、図３や図４に示すように、水平方向に伸びる回動軸２３ａを中心として、ラッチ用支持台２４によって回動可能に支持され、ラックＲを固定するワーク固定位置とラックＲを解放するワーク解放位置との間を移動可能に構成されている。ラッチ２３は、付勢バネ２５によってワーク固定位置に向けて付勢されている。ラッチ２３は、図３に示すように、ラッチ２３から水平方向に向けて伸びるラッチ作動端２３ｂと、センサ用突出片２３ｃとを有している。

ワークハンドリング機構３０は、図３や図４に示すように、上下方向および水平方向に移動可能な移動アーム３１と、ラックＲを解放可能に保持する４つのワーク保持部材３２と、ラッチ２３によるラックＲの固定を解放する２つのラッチ作動部材３３と、ラッチ作動部材３３を駆動する第１のアクチュエータ３４と、ワーク保持部材３２を駆動する第２のアクチュエータ３５と、ラッチ２３の状態を検知するラッチ用センサ３６と、ワーク載置部２２にラックＲがセットされているかを確認するワーク確認センサ（図示しない）とを有している。

ワーク保持部材３２とラッチ作動部材３３と第１のアクチュエータ３４と第２のアクチュエータ３５とワーク確認センサ（図示しない）とは、移動アーム３１に取り付けられており、移動アーム３１の移動に伴って移動する。

各ワーク保持部材３２は、共通の第２のアクチュエータ３５によって水平方向に沿って移動するように構成され、図４に示すように水平方向内側に移動した時にラックＲを保持し、図５に示すように水平方向外側に移動した時にラックＲを解放する。各ワーク保持部材３２は、図３に示すように、ラックＲを下方から支持する支持片３２ａと、上方からラックＲに接し、ワーク保持部材３２の下方への移動に伴ってラックＲを下方に向けて押す押圧部３２ｂとを有している。

各ラッチ作動部材３３は、共通の第１のアクチュエータ３４によって水平方向に沿って移動するように構成され、図５に示すように水平方向外側に移動することでラッチ２３のラッチ作動端２３ｂを押し、ラッチ２３をワーク解放位置に向けて回動させる。

ラッチ用センサ３６は、ラッチ２３がワーク固定位置またはワーク解放位置のいずれにあるのかを検知するセンサであり、具体的には、図３〜図５から分かるように、ラッチ用センサ３６のコ字状部分の間にラッチ２３のセンサ用突出片２３ｃが位置しているか否かで、ラッチ２３の状態を検出する。なお、上記はラッチ用センサ３６の構成の一例であり、ラッチ用センサ３６の具体的構成は如何なるものでもよい。

つぎに、本実施形態の低温収容システム１０を用いた、フリーザＦの低温収容室Ｍの外部から低温収容室Ｍ内へのラックＲのセット方法について説明する。

まず、低温収容室Ｍの外部において、ワークハンドリング機構３０の複数のワーク保持部材３２によってラックＲを保持する。

次に、ワークハンドリング機構３０（移動アーム３１）を低温収容室Ｍ内に向けて下方に移動させ、ラックＲをワーク用受け台２１に着座させる、すなわち、ラックＲをワーク載置部２２にセットする。

この際、各ラッチ２３は、ワーク保持部材３２によって把持されたラックＲによって押されてワーク解放位置に向けて回動し、その後、図４に示すように、ラックＲがワーク載置部２２にセットされた時に、各ラッチ２３は、ラックＲによる支持を失って付勢バネ２５の付勢力によりワーク固定位置に向けて回動し、ラックＲに係合してラックＲをワーク載置部２２に固定する。

なお、上記では、ラックＲのセット時に、ワーク保持部材３２によって把持されたラックＲがラッチ２３をワーク解放位置に向けて押すものとして説明したが、ワークハンドリング機構３０のいずれかの構成要素がラッチ２３をワーク解放位置に向けて押すように構成してもよい。

つぎに、本実施形態の低温収容システム１０を用いた、低温収容室Ｍ内からフリーザＦの低温収容室Ｍの外部へのラックＲの取り出し方法について説明する。

まず、ワークハンドリング機構３０（移動アーム３１）を低温収容室Ｍの外部から低温収容室Ｍ内に向けて移動させる。

次に、ワーク保持部材３２を水平方向内側に移動させてワーク保持部材３２によってラックＲを保持するとともに、ラッチ作動部材３３を水平方向外側に移動させてラッチ２３をワーク解放位置に向けて押し、ラッチ２３によるラックＲの固定を解放する。

その後、ワークハンドリング機構３０（移動アーム３１）を低温収容室Ｍの外部に向けて移動させることで、低温収容室Ｍの外部へラックＲを取り出す。

なお、上記で説明したラックＲのセット時やラックＲの取り出し時において、ワークハンドリング機構３０（移動アーム３１）が低温収容室Ｍの内部に進入した状態（すなわち、移動アーム３１が最下方まで移動した状態）では、第１のアクチュエータ３４や第２のアクチュエータ３５やラッチ用センサ３６やワーク確認センサ（図示しない）等が低温収容室Ｍ内に入るように構成されている。しかしながら、ワークハンドリング機構３０の第１のアクチュエータ３４や第２のアクチュエータ３５やラッチ用センサ３６やワーク確認センサ（図示しない）等は、低温収容室Ｍ内に常に入り込まないように構成してもよい。

上述した実施形態では、低温収容システムのハンドリング対象であるワークが、創薬用試料を封入した多数のチューブを収容するラックであるものとして説明したが、ワークの具体的態様は、低温収容室内に収容する必要のあるものであれば、如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、低温収容室を有するフリーザの用途が、低温収容室内にセットされた２つのラック間でチューブを移し替えるものであるとして説明したが、低温収容室の用途はこれに限定されず、例えば、単にラック（ワーク）を低温環境下で保管する用途で低温収容室を用いてもよい。
また、上述した実施形態では、ラッチが回動可能に構成されるものとして説明したが、ラッチの具体的構成は、ワーク固定位置とワーク解放位置との間を移動するように構成されていれば、如何なるものでもよく、例えば、所定方向に沿って移動可能な直動式のラッチであってもよい。
また、上述した実施形態では、ラッチをワーク固定位置に向けて付勢する付勢手段が、付勢バネであるものとして説明したが、付勢手段の具体的構成は、これに限定されず、例えば、重力を利用した重りやゴム等の弾性体であってもよい。なお、付勢バネや重りを用いた場合、低温環境下においても安定して付勢力を供給することが可能であるため、より好ましい。
また、ラッチの回動軸は、ラッチ先端部に対して、上側かつ水平方向外側にあるのが好ましいが、その他の位置関係にあっても構わない。
また、ラッチの先端部は、ラックに確実に係合するように、フック状の形状等をなしていても構わない。
また、上述した実施形態では、４つのワーク保持部材でラックを四方から挟み持つことでラックを保持するものとして説明したが、ワーク保持部材の具体的態様はこれに限定されず、例えば、２つのワーク保持部材で二方から挟み持つことでラックを保持してもよい。
また、上述した実施形態では、ラッチ作動部材が、水平方向外側にラッチのラッチ作動端を押すことでラッチをワーク解放位置に移動させるものとして説明したが、ラッチ作動部材およびラッチの具体的態様はこれに限定されない。
また、上述した実施形態では、複数のラッチ作動部材が共通のアクチュエータによって駆動されるものとして説明したが、複数のラッチ作動部材を個別のアクチュエータによって駆動してもよい。
また、同様に、上述した実施形態では、複数のワーク保持部材が共通のアクチュエータによって駆動されるものとして説明したが、複数のワーク保持部材を個別のアクチュエータによって駆動してもよい。
また、上述した実施形態では、ラッチ作動部材が、その移動によりラッチを押してワーク解放位置に移動させるものの、ラッチの固定動作には関与していない。しかしながら、ラッチの固定についても、ラッチ作動部材の移動によりラッチを押しワーク固定位置に移動させるように、ラッチ作動部材およびラッチを構成してもよい。
また、上述した実施形態では、ワークハンドリング機構に取り付けられるセンサが、ラッチ用センサやワーク確認センサであるものとして説明したが、ワークハンドリング機構に取り付けられるセンサの用途は、如何なるものでもよい。

１０ ・・・ 低温収容システム
２０ ・・・ ワーク固定機構
２１ ・・・ ワーク用受け台
２２ ・・・ ワーク載置部
２３ ・・・ ラッチ
２３ａ ・・・ ラッチの回動軸
２３ｂ ・・・ ラッチ作動端
２３ｃ ・・・ センサ用突出片
２４ ・・・ ラッチ用支持台
２５ ・・・ 付勢バネ（付勢手段）
３０ ・・・ ワークハンドリング機構
３１ ・・・ 移動アーム
３２ ・・・ ワーク保持部材
３２ａ ・・・ 支持片
３２ｂ ・・・ 押圧部
３３ ・・・ ラッチ作動部材
３４ ・・・ 第１のアクチュエータ
３５ ・・・ 第２のアクチュエータ
３６ ・・・ ラッチ用センサ
Ｆ ・・・ フリーザ
Ｍ ・・・ 低温収容室
Ｓ ・・・ ステージ
Ｋ ・・・ 格納庫
Ｒ ・・・ ラック（ワーク）
Ｃ ・・・ チューブ

Claims (7)

1. 低温収容室内にワークを取り出し可能に収容する低温収容システムであって、
   前記低温収容室内においてワークを固定するワーク固定機構と、前記低温収容室の外部から低温収容室内にワークをセットするとともに、前記低温収容室内から低温収容室の外部にワークを取り出すワークハンドリング機構とを備え、
   前記ワーク固定機構は、前記ワークを載置するワーク載置部と、前記ワーク載置部に対してワークを解放可能に固定するラッチとを有し、
   前記ワークハンドリング機構は、前記ワークを解放可能に保持するワーク保持部材と、前記ラッチによるワークの固定を解放するラッチ作動部材とを有し、
   前記ワークハンドリング機構は、前記ラッチ作動部材を駆動する第１のアクチュエータと、前記ワーク保持部材を駆動する第２のアクチュエータとを更に有していることを特徴とする低温収容システム。
2. 前記ラッチおよび前記ラッチ作動部材は、それぞれ複数設けられ、
   前記複数のラッチ作動部材のうち少なくとも２つは、共通のアクチュエータによって駆動されることを特徴とする請求項１に記載の低温収容システム。
3. 低温収容室内にワークを取り出し可能に収容する低温収容システムであって、
   前記低温収容室内においてワークを固定するワーク固定機構と、前記低温収容室の外部から低温収容室内にワークをセットするとともに、前記低温収容室内から低温収容室の外部にワークを取り出すワークハンドリング機構とを備え、
   前記ワーク固定機構は、前記ワークを載置するワーク載置部と、前記ワーク載置部に対してワークを解放可能に固定するラッチとを有し、
   前記ワークハンドリング機構は、前記ワークを解放可能に保持するワーク保持部材と、前記ラッチによるワークの固定を解放するラッチ作動部材とを有し、
   前記ラッチおよび前記ラッチ作動部材は、それぞれ複数設けられ、
   前記複数のラッチ作動部材のうち少なくとも２つは、共通のアクチュエータによって駆動されることを特徴とする低温収容システム。
4. 前記ラッチは、ワーク固定位置とワーク解放位置との間を移動可能に設けられ、
   前記ラッチは、前記ワークハンドリング機構によって前記ワーク載置部へワークをセットする時に、前記ワークハンドリング機構またはワークによって押され、前記ワーク解放位置に移動するように配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の低温収容システム。
5. 前記ワーク固定機構は、前記ラッチをワーク固定位置に向けて付勢する付勢手段を更に有することを特徴とする請求項４に記載の低温収容システム。
6. 前記ワーク保持部材は、前記ワーク載置部にワークをセットする時に、前記ワーク載置部側に向けてワークを押す押圧部を有することを請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の低温収容システム。
7. 前記ワークハンドリング機構には、センサが取り付けら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低温収容システム。

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