JP6702502B2 - オートサンプラ用のプレートチェンジャ - Google Patents

Description

本発明は、液体クロマトグラフなどの分析装置で分析するサンプルを保持する複数のサンプルプレートが設置されるプレート保管庫、及びそのプレート保管庫に格納された任意のサンプルプレートを取り出すように構成された搬送機構を有するプレートチェンジャに関するものである。

液体クロマトグラフによる分析では、複数のサンプルを液体クロマトグラフの分析流路中に注入するためにオートサンプラが用いられる場合がある。オートサンプラは、複数のサンプルバイアルやサンプルそのものを保持したサンプルプレートが所定位置に設置されるようになっており、サンプルプレートに保持されているサンプルを自動的に採取し、液体クロマトグラフの分析流路中に注入するように構成されている（特許文献１参照。）。

液体クロマトグラフで分析するサンプルが多数存在する場合には、オートサンプラに設置するサンプルプレートを自動的に交換するプレートチェンジャがさらに用いられることがある。プレートチェンジャは、複数のサンプルプレートを格納するプレート保管庫と、プレート保管庫に格納されたサンプルプレートの搬送を行なう搬送機構と、を備えている。搬送機構は、プレート保管庫からサンプルプレートを取り出してオートサンプラへ設置したり、オートサンプラに設置されていたサンプルプレートをプレート保管庫へ格納したりするようになっている。

上記のプレートチェンジャを使用することにより、ユーザは分析対象のサンプルを保持させた複数のサンプルプレートをプレートチェンジャのプレート保管庫に格納しておくだけでよく、ユーザによってプレート保管庫に格納された各サンプルプレートは、搬送機構によって順次オートサンプラへ搬送されて設置され、各サンプルの分析が順次自動的に行なわれる。

特開２０１６−７０６９５号公報

上記のようなプレートチェンジャの搬送機構がプレート保管庫に格納されたサンプルプレートを正確に保持するためには、プレート保管庫内の所定の位置にサンプルプレートが正しく配置されている必要がある。プレート保管庫内におけるサンプルプレートの位置が所定の位置からずれていると、搬送機構がサンプルプレートを正しく保持することができない。そのため、ユーザがサンプルプレートをプレート保管庫へ格納する際には、ユーザがプレート保管庫内の決まった位置へサンプルプレートを正確に配置しなければならず、ユーザによるサンプルプレートの設置に手間がかかる。

そこで、プレート保管庫内のサンプルプレートが設置される場所の両側に、ユーザがサンプルプレートをプレート保管庫内へ挿入する際にサンプルプレートを正しい設置位置へ導くガイドを設けることが考えられる。そうすれば、ユーザはサンプルプレートがプレート保管庫内の正しい位置に配置されているか否かを意識しなくても、プレート保管庫内に挿入されたサンプルプレートがガイドによって正しい設置位置へ配置される。

しかし、そのようなガイドを設けると、プレート保管庫内のサンプルプレートの両側にサンプルプレートの側面を把持するためのアームが入り込むスペースが狭くなってしまう。特に、多くのサンプルプレートを保管できるように１つのサンプルプレートの保管スペースを狭く設計した場合には、サンプルプレートの位置決め用のガイドを設けるスペースがなく、そのようなガイドを設けると、搬送機構がサンプルプレートを把持してプレート保管庫に対する出し入れを行なうことができなくなる。

このような場合、搬送機構がサンプルプレートを保持できるようにするためのアタッチメントをサンプルプレートに取り付け、搬送機構がアタッチメントを保持するようにすればよいが、そうするとプレート保管庫への設置前にユーザが各サンプルプレートにアタッチメントを取り付ける作業が必要となり、ユーザビリティを損なう。

そこで、本発明は、サンプルプレートをプレート保管庫の所定の設置位置へ正確かつ容易に設置することができ、サンプルプレートにアタッチメントを取り付けなくてもプレート保管庫に格納されたサンプルプレートを搬送機構が正確に保持することができるようにすることを目的とするものである。

本発明に係るオートサンプラ用のプレートチェンジャは、サンプルプレートを設置するためのプレート設置台を内部に有し、前記プレート設置台に設置されたサンプルプレートを水平面内における一方向へ取り出すための搬送用窓部が設けられているプレート保管庫と、サンプルプレートの前記一方向に平行な両側面を把持する少なくとも一対の把持部を有し、前記プレート設置台に設置されているサンプルプレートを前記把持部で把持して搬送する搬送機構と、を備えている。そして、前記プレート保管庫は、前記プレート設置台に設置されるサンプルプレートの前記両側面のうちの少なくとも一方の側面を支持してサンプルプレートを前記プレート設置台上における所定の設置位置へ導くプレートガイドを有する。そして、前記搬送用窓部から前記プレート保管庫内に前記把持部が挿入されたときに、前記把持部と干渉する位置に設けられている前記プレートガイドが前記把持部の動作に干渉しない位置へ移動するように構成されている。

ここで、本発明における「サンプルプレート」には、サンプルを収容するための複数のウェルが上面に設けられたウェルプレートや、サンプルの入ったサンプルバイアルを保持するための複数の穴が上面に設けられたバイアルプレートなど、液体クロマトグラフなどの分析装置用のオートサンプラで使用され得るプレートがすべて含まれる。

また、本発明でのプレート設置台上における「所定の設置位置」とは、搬送機構の把持部がサンプルプレートの側面を正確に把持することが可能な位置を意味する。

本発明の好ましい実施態様では、前記プレートガイドが、前記プレート設置台の両側縁部において前記プレート設置台に設置されるサンプルプレートの前記両側面を支持するように設けられていることが好ましい。そうすれば、プレート設置台に設置されるサンプルプレートの両側面の位置がプレートガイドによって規定されるので、サンプルプレートがより確実に所定の設置位置へ設置されるようになる。

前記プレートガイドは、前記搬送用窓部を介して前記プレート保管庫内に挿入された前記把持部と接触して該把持部から押圧されたときに、前記把持部からの応力によって前記把持部の動作に干渉しない位置へ移動するように構成されていることが好ましい。そうすれば、プレートガイドを駆動する専用の機構が不要となる。

上記の場合、好ましい実施態様として、プレートガイドが、弾性体による弾性力によって、前記プレート設置台に設置されるサンプルプレートの側面を支持する位置に弾性的に支持されている例を挙げることができる。

さらに好ましい実施態様として、プレートガイドが前記搬送機構の把持部と干渉する位置と干渉しない位置との間で変位するように、プレートガイドが回動可能に軸支されている例が挙げられる。このような構造をとることで、プレート保管庫内の構成が簡単なものとなり、コストの低減を図ることができる。

本発明のプレートチェンジャにおけるプレート保管庫では、ユーザがサンプルプレートを前記プレート設置台へ設置するための設置用窓部を前記搬送用窓部と対向する位置に設けることができる。その場合、前記プレート設置台は、前記設置用窓部側から前記搬送用窓部側へ前記プレート設置台上をスライドしながら前記プレート保管庫内へ挿入されるサンプルプレートの側面を支持して該サンプルプレートを前記所定の設置位置へ導くスライドガイドを、前記プレートガイドよりも前記設置用窓部側で前記把持部の動作に干渉しない位置に備えていることが好ましい。そうすれば、ユーザにとって、サンプルプレートを所定の設置位置へ設置することがさらに容易になる。

本発明に係るオートサンプラ用のプレートチェンジャは、プレート保管庫が、プレート設置台に設置されるサンプルプレートの両側面のうちの少なくとも一方の側面を支持してサンプルプレートをプレート設置台上における所定の設置位置へ導くプレートガイドを有するので、プレート設置台上の所定の設置位置にサンプルプレートを設置することが容易になる。そして、プレートガイドは、搬送用窓部からプレート保管庫内に搬送機構の把持部が挿入されたときに把持部の動作に干渉しない位置へ移動するように構成されているので、サンプルプレートにアタッチメントを取り付けなくても、搬送機構の把持部でサンプルプレートの側面を挟み込んで把持することが可能である。すなわち、本発明のプレートチェンジャは、サンプルプレートを正しい設置位置へ設置することを容易にするプレートガイドを設けながらも、サンプルプレートにアタッチメントを取り付けずに、搬送機構の把持部によってサンプルプレートの側面を直接的に把持することができる。

プレートチェンジャの一実施例を示す概略構成図である。 プレート保管庫内の構造の一例を示す斜視図である。 プレートガイドの移動原理の一例を示すプレートガイド部分におけるプレート設置台の断面図であり、（Ａ）はアームが挿入されていない状態、（Ｂ）はアームが挿入されている状態、を示している。

以下、本発明のプレートチェンジャの一実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１に示されているように、プレートチェンジャ１はプレート保管庫２と搬送機構４を備えている。プレート保管庫２は筐体６の内部に複数のサンプルプレートＰを格納して保管しておくためのものである。サンプルプレートＰとしては、サンプルを収容する複数のウェルが上面に設けられたウェルプレートや、サンプルの入った複数のサンプルバイアルを収容する複数の穴が上面に設けられたバイアルプレートなど、分析装置のオートサンプラで用いられるプレートであればいかなるものであってもよい。

プレート保管庫２は、サンプルプレートＰを設置するためのプレート設置台８を複数備えている。プレート設置台８は鉛直方向に並んで配列されており、各プレート設置台８に１つのサンプルプレートＰが設置されるようになっている。プレート保管庫２は、前面側に設置用窓部１０、背面側に搬送用窓部１２を備えている。設置用窓部１０と搬送用窓部１２は筐体６の互いに対向する位置に設けられた開口である。

設置用窓部１０は、ユーザがサンプルプレートＰを所望のプレート設置台８上へ設置したり、プレート設置台８上に設置されているサンプルプレートＰを取り出したりするためのものである。設置用窓部１０には開閉扉１４が設けられている。プレート設置台８上へのサンプルプレートＰの設置は、図において矢印で示されている水平面内における一方向、すなわち設置用窓部１０側から搬送用窓部１２側へ向かう方向へサンプルプレートＰをプレート設置台８上でスライドさせることにより行なう。プレート設置台８からのサンプルプレートＰの取出しは、設置時の方向とは反対の方向、すなわち搬送用窓部１２側から設置用窓部１０側へ向かう方向へサンプルプレートＰをスライドさせることにより行なう。この実施例では、サンプルプレートＰの設置時や取出し時にサンプルプレートＰがプレート設置台８上をスライドさせられる方向を「スライド方向」と称する。

搬送用窓部１２は、搬送機構４がサンプルプレートＰを所定のプレート設置台８上へ設置したり、プレート設置台８上に設置されているサンプルプレートＰを取り出したりするためのものである。

搬送機構４は、図示されていない駆動機構によって、プレート保管庫２の背面側で水平面内方向と鉛直方向へ移動させられる。搬送機構４は互いに平行にかつ水平に伸びた一対のアーム１６を備えている。２本のアーム１６は、プレート保管庫２内におけるサンプルプレートＰのスライド方向と平行に伸びている。搬送機構４は２本のアーム１６の間隔を可変に調節できるようになっており、２本のアーム１６の間にサンプルプレートＰを挟み込んでサンプルプレートＰの側面を把持することができる。２本のアーム１６はサンプルプレートＰの側面を把持するための把持部を構成している。

搬送機構４は、プレート保管庫２の搬送用窓部１２側からプレート保管庫２内へ２本のアーム１６を挿入し、プレート保管庫２内のプレート設置台８上に設置されているサンプルプレートＰの側面を把持し、上述のスライド方向へサンプルプレートＰをスライドさせることによってプレート保管庫２から取り出し、所定の搬送先へ搬送する。サンプルプレートＰの搬送先は、例えば液体クロマトグラフに用いられるオートサンプラである。また、搬送機構４は、サンプル処理の終了したサンプルプレートＰをプレート保管庫２まで搬送してきて、プレート保管庫２内の所定のプレート設置台８上に、そのサンプルプレートＰを搬送用窓部１２から挿入して設置する。

なお、この実施例では詳述しないが、プレート保管庫２は、筐体６の内部に格納されたサンプルプレートＰの温度を予め設定された温度に調節するためのヒータやペルチェ素子などの温調機構（図示は省略）を備えていてもよい。

図２は、プレートチェンジャ１のプレート保管庫２内の構造を説明するために、１つのプレート設置台８を抜き出して示したものである。

搬送機構４（図１を参照。）がアーム１６によってプレート保管庫２内のサンプルプレートＰを正確に把持するためには、サンプルプレートＰがプレート設置台８上の所定の設置位置に正しく配置されている必要がある。プレート設置台８上に設置されたサンプルプレートＰの位置が所定の設置位置からずれていると、搬送機構４のアーム１６がプレート設置台８上のサンプルプレートＰを正確に把持することができなくなる。

サンプルプレートＰをプレート設置台８上の所定の設置位置へ正しく設置させるための機構として、この実施例のプレート保管庫２は、プレート設置台８の側縁部にスライドガイド１８とプレートガイド２０を備えている。

スライドガイド１８は、プレート設置台８上における設置用窓部１０側の両側縁部に設けられている。スライドガイド１８は、設置用窓部１０側から挿入されてプレート設置台８上をスライドするサンプルプレートＰの側面を支持し、サンプルプレートＰをプレート設置台８上の正しい設置位置へ導くためのものである。スライドガイド１８は、搬送用窓部１２側から挿入される搬送機構４のアーム１６の動作に干渉しない位置に設けられている。

なお、この実施例ではスライドガイド１８が円柱形状を有するものであるが、プレート設置台８上をスライドするサンプルプレートＰの側面を支持して所定の設置位置へ導くことができる形状であれば、いかなる形状であってもよい。また、サンプルプレートＰのスライドの抵抗とならないようにスライドガイド１８が水平面内において回転するローラによって構成されていてもよい。

プレートガイド２０はスライドガイド１８よりも搬送用窓部１２側の両側縁部に設けられている。プレートガイド２０は、設置用窓部１０側から搬送用窓部１２側へ向かってプレート設置台８上をスライドしてきたサンプルプレートＰの側面の搬送用窓部１２側部分を支持し、サンプルプレートＰの搬送用窓部１２側部分を所定の設置位置に位置決めするためのものである。

スライドガイド１８及びプレートガイド２０がプレート設置台８に設けられていることにより、ユーザはサンプルプレートＰをプレート設置台８の所定の設置位置への正確な設置を容易にかつスムーズに行なうことができる。すなわち、ユーザによってプレート設置台８上に挿入されたサンプルプレートＰのスライド方向はスライドガイド１８によって規定され、プレート保管庫２の奥まで挿入されたサンプルプレートＰの搬送用窓部１２側部分の位置がプレートガイド２０によって位置決めされる。

なお、プレートガイド２０は、必ずしもプレート設置台８の「両側の」側縁部に設けられている必要はなく、プレート設置台８の一方の側縁部にのみ設けられていてもよい。プレートガイド２０がプレート設置台８の一方の側縁部にのみ設けられている場合でも、サンプルプレートＰの一方の側面の位置をそのプレートガイド２０に接触させて位置決めするようにすれば、サンプルプレートＰを所定の設置位置へ正確に設置することができる。

ここで、プレート設置台８上に設置されたサンプルプレートＰの側方の空間は、搬送機構４のアーム１６がサンプルプレートＰを把持する動作を行なうための空間である。プレートガイド２０はこの空間に設けられているが、アーム１６が搬送用窓部１２側からこの空間に挿入されたときにアーム１６の動作に干渉しない位置へ移動するように構成されている。

プレートガイド２０の移動原理の一例について、図３を用いて説明する。

プレートガイド２０は搬送用窓部１２側に一側面２０ａをもつ略三角柱形状の部材である。プレートガイド２０の搬送用窓部１２側の下部は、サンプルプレートＰのスライド方向と直交する水平方向（図３において紙面に垂直な方向）へ延びる支持軸２２によって、鉛直平面内で回転可能に軸支されている。

プレートガイド２０は、弾性部材２４によって、鉛直平面内での一方の回転方向（図３において時計回りの方向）へ付勢されている。プレートガイド２０の設置用窓部１０側の端部にストッパ２０ｂが設けられており、ストッパ２０ｂがプレート設置台８の下面と係合するようになっている。これにより、弾性部材２４の弾性力によって時計回りの方向へ回転しようとするプレートガイド２０は、ストッパ２０ｂがプレート設置台８の下面と係合することによって、プレート設置台８に設けられた開口から一側面２０ａがプレート設置台８の上方へ突起した状態（図３（Ａ）の状態）で維持される。すなわち、プレートガイド２０は、プレート設置台８の上面から突起した状態で維持されるように、弾性部材２４によって弾性的に支持されている。図３（Ａ）の状態において、プレートガイド２０の一側面２０ａは、設置用窓部１０側から搬送用窓部１２側へ向かって下降する方向へ傾斜した状態となる。

この実施例では、弾性部材２４としてトーションバネが用いられている。プレート設置台８の下方には、トーションバネ２４の一端と係合する係合部２６が設けられている。なお、弾性部材２４としては、プレートガイド２０を弾性的に支持することができるものであればいかなる弾性体を用いてもよい。

図３（Ｂ）に示されているように、搬送機構４のアーム１６がプレート設置部８上のサンプルプレートＰの側方の空間に挿入されると、アーム１６がプレートガイド２０の一側面２０ａを設置用窓部１０側へ押し倒し、プレートガイド２０がプレート設置台８の下方へ格納される。すなわち、アーム１６がプレートガイド２０の一側面２０ａを押下げることによって、プレートガイド２０がアーム１６の動作に干渉しない位置へ移動する。

このように、プレートガイド２０はサンプルプレートＰがプレート設置台８上に設置される際には、サンプルプレートＰを所定の設置位置へ導くガイドとしての役割を果たし、一方で、搬送機構４のアーム１６が搬送用窓部１２側から入ってきたときは、アーム１６の動作に干渉しない位置へ移動するようになっている。この構造により、プレート設置台８上における所定の設置位置へサンプルプレートＰを設置することを容易にしながら、サンプルプレートＰの側面を搬送機構４のアーム１６によって把持することを可能にしている。

以上において説明した実施例は本発明の実施形態の一例にすぎず、適宜設計上の変更が可能である。例えば、プレートガイド２０の形状はこの実施例に示されるものに限定されない。プレートガイド２０の一側面２０ａも必ずしも直線形状である必要はなく、湾曲していてもよい。また、一側面２０ａにアーム１６との間の摩擦を低減するためのローラ等が設けられていてもよい。なお、そのようなローラはアーム１６側に設けられていてもよい。

１ プレートチェンジャ
２ プレート保管庫
４ 搬送機構
６ 筐体
８ プレート設置台
１０ 設置用窓部
１２ 搬送用窓部
１４ 開閉扉
１６ アーム
１８ スライドガイド
２０ プレートガイド
２０ａ プレートガイドの一側面
２０ｂ ストッパ
２２ 支持軸
２４ 弾性部材
２６ 係合部
Ｐ サンプルプレート

Claims (6)

1. サンプルプレートを設置するためのプレート設置台を内部に有し、前記プレート設置台に設置されたサンプルプレートを水平面内における一方向へ取り出すための搬送用窓部が設けられているプレート保管庫と、
   サンプルプレートの前記一方向に平行な両側面を把持する少なくとも一対の把持部を有し、前記プレート設置台に設置されているサンプルプレートを前記把持部で把持して搬送する搬送機構と、を備え、
   前記プレート保管庫は、前記プレート設置台に設置されるサンプルプレートの前記両側面のうちの少なくとも一方の側面を支持してサンプルプレートを前記プレート設置台上における所定の設置位置へ導くプレートガイドを有し、
   前記搬送用窓部から前記プレート保管庫内に前記把持部が挿入されたときに、前記把持部と干渉する位置に設けられている前記プレートガイドが前記把持部の動作に干渉しない位置へ移動するように構成されている、オートサンプラ用のプレートチェンジャ。
2. 前記プレートガイドは、前記プレート設置台の両側縁部において、前記プレート設置台に設置されるサンプルプレートの前記両側面を支持するように設けられている請求項１に記載のプレートチェンジャ。
3. 前記プレートガイドは、前記搬送用窓部を介して前記プレート保管庫内に挿入された前記把持部と接触して該把持部から押圧されたときに、前記把持部からの応力によって前記把持部の動作に干渉しない位置へ移動するように構成されている請求項１又は２に記載のプレートチェンジャ。
4. 前記プレートガイドは、弾性体による弾性力によって、前記プレート設置台に設置されるサンプルプレートの側面を支持する位置に弾性的に支持されている請求項３に記載のプレートチェンジャ。
5. 前記プレートガイドは、前記把持部に干渉する位置と干渉しない位置との間で移動するように、回動可能に軸支されている請求項３又は４に記載のプレートチェンジャ。
6. 前記プレート保管庫は、ユーザがサンプルプレートを前記プレート設置台へ設置するための設置用窓部を前記搬送用窓部と対向する位置に備えているとともに、前記設置用窓部側から前記搬送用窓部側へ前記プレート設置台上をスライドしながら前記プレート保管庫内へ挿入されるサンプルプレートの側面を支持して該サンプルプレートを前記所定の設置位置へ導くスライドガイドを、前記プレートガイドよりも前記設置用窓部側で前記把持部の動作に干渉しない位置に備えている請求項３から５のいずれか一項に記載のプレートチェンジャ。

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