KR101533307B1

KR101533307B1 - 항온 장치

Info

Publication number: KR101533307B1
Application number: KR1020107023963A
Authority: KR
Inventors: 세이시 야마시타
Original assignee: 로제 가부시키가이샤
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2015-07-02
Also published as: JPWO2010001873A1; US9040292B2; EP2292728A4; KR20100127855A; US20110124093A1; EP2292728A1; EP2292728B1; CN102046770A; EP2292728B9; JP5731825B2; WO2010001873A1

Abstract

[과제] 고장이 적고, 메인터넌스가 용이하며 신뢰성이 높은 배양·시험을 행할 수 있는 항온 장치를 제공한다.
[해결 수단] 시료 테이블(5)과 시료 테이블 구동 수단(6)의 구동 전달 수단으로서 비접촉의 자기 수단을 사용함으로써 항온실(15) 내로부터 기계적·전기적 구조물을 배제하여 고장의 저감과 메인터넌스성을 향상시킨다. 또한, 반송 수단(11)에는 패스 박스를 설치하여 반송시의 분위기 치환을 최소한으로 억제한다. 시료 테이블 구동 수단(6)과 반송 수단(11)은 항온실(15)로부터 착탈 가능하게 하여 고온에 의한 멸균을 가능하게 한다.

Description

항온 장치{CONSTANT-TEMPERATURE EQUIPMENT}

본 발명은 적어도 온도를 일정하게 유지하는 항온 장치에 관한 것이다.

미생물이나 세포 등의 배양이나 시험에 사용되는 장치로서 항온 장치가 이용되고 있다. 항온 장치는 배양이나 시험의 대상이 되는 다수의 시료를 수납하는 항온실에 온도나 습도, 이산화탄소 농도 등의 환경 조건을 유지하는 수단을 구비한 것이다. 또한, 배양이나 시험은 장시간 계속해서 행하여지는 것이고, 그 과정에 있어서는 정기적으로 각 시료의 상태를 파악할 필요가 있다. 그 때문에, 정기적으로 시료를 항온실로부터 꺼내서 행하는 검사·분석 공정이 불가결한 것으로 되어 있다. 그래서, 기억 수단이나 연산 수단 및 반송 기구를 구비하여 자동화된 항온 장치가 현재까지 다수 고안되어 있다. 이것은 시료가 들어있는 용기의 출납, 검사·분석 공정에의 주고받기, 시료의 상태 관리 등을 자동으로 행하는 기능을 구비한 것이고, 이 장치에 의해 장기간에 걸친 배양·시험을 효율적으로 행할 수 있게 되었다.

일본 특허 공개 2001-172호 공보 일본 특허 공표 2005-500522호 공보

그러나, 지금까지의 자동 반송 기능을 구비한 항온 장치에서는 기계적·전기적 요소가 항온실 내에 있기 때문에 배양이나 시험을 행할 때에 여러 가지 문제가 발생하고 있다. 그것은 배양시의 온도나 습도와 같은 환경에 영향을 받아 고장의 빈도가 높아져 수리·메인터넌스를 행하도록 하여도 구조가 복잡하기 때문에 다대한 시간을 요하고, 그만큼 배양이나 시험의 개시가 늦어져 버린다고 하는 문제가 있다. 또한, 고장이 배양이나 시험 도중에 발생했을 경우에 배양이나 시험 자체의 신뢰성에 치명적인 영향을 줄 수 있다.

한편, 항온실 내는 배양이나 시험의 개시 전에 잡균을 제거할 필요가 있다. 공기 중의 잡균이나, 이전 행한 배양이나 시험에서 사용한 세포나 미생물이 항온실 내에 잔류하고 있으면 다음에 배양이나 시험을 하는 세포나 미생물에 영향이 있어 장시간에 걸친 배양이나 시험의 신뢰성을 손상시킬 위험성이 있기 때문이다. 그래서, 종래의 인큐베이터에서는 자외선 멸균, 건열 멸균 등의 멸균 처리를 행하거나, 또는 약액으로 닦아냄으로써 멸균하고 있었다.

그러나, 지금까지의 자동 반송 기능을 구비한 항온 장치에서 상기 멸균 작업을 행하려고 하면 여러 가지 문제가 발생한다. 예를 들면, 자외선 멸균에서는 구조물에 의한 그림자의 부분은 자외선이 닿지 않아 여러 가지 각도로 몇 번이나 자외선의 조사를 행해야만 한다. 또한, 건열 멸균을 행할 경우에는 150℃~180℃라고 하는 고온에 의해 전기 부품이나 밀봉재를 파손시켜 버리는 것이다. 그래서, 부품을 파손시키지 않을 정도의 낮은 온도에 의한 건열 멸균을 행하거나, 또는 내부를 분해해서 약액에 의한 닦아내기 작업을 행하는 것밖에 방법이 없었다.

또한, 자동 반송을 행할 경우에 용기의 출납을 위하여 자동 반송 전용의 작은 개구부를 갖는 항온 장치의 경우, 문을 설치해서 외부와는 격리된 실내를 유지하고 있어도 용기의 출납을 행할 때는 문을 개방해야만 하여 항온실 내의 분위기가 외부 환경에 영향을 받아 배양이나 시험의 신뢰성을 저하시켜 버릴 가능성이 있다. 배양·시험은 장기간에 걸쳐 행하여지는 것이어서 상기한 문제점의 해결이 강하게 요망되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점에 착안하고, 이것을 유효하게 해결하기 위하여 고안된 것이다.

본 발명의 항온 장치는 벽면으로 둘러쌓인 폐공간을 갖는 항온실과, 상기 항온실 내에 착탈 가능하게 배치되고 시료를 수용한 용기를 수납하는 시료 선반을 탑재하는 시료 테이블과, 시료 테이블에 장착된 복수의 종동(從動) 마그넷과, 상기 복수 종동 마그넷의 시료 테이블에 대한 장착 위치에 대응해서 배치된 복수의 마그넷과, 상기 복수의 마그넷 상호의 배치 위치를 규정함과 아울러 상기 복수의 마그넷에 의해 이동 자계를 발생시키는 수단을 실장하는 하우징 유닛과, 상기 하우징 유닛을 상기 항온실의 벽면을 통해서 상기 복수의 마그넷이 상기 복수의 종동 마그넷에 대하여 자기결합하도록 상기 벽면의 외측으로부터 장착하는 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 말하는 항온실이란, 적어도 실내의 온도를 일정하게 할 수 있는 이외에 습도, 산소, 질소, 탄산가스 등의 가스 농도를 제어하는 기능을 갖는 항온 장치의 일부이고, 시료를 수납하는 실을 나타낸다. 특히, 본 발명의 항온 장치는 생물학 분야에서 사용되는 배양조로서 최적이다.

(발명의 효과)

항온실 내에는 시료 테이블을 이동시키는 전기적·기계적 구조물이 존재하지 않기 때문에 항온실 내의 구조물 전부를 고온에 의한 건열 멸균을 행할 수 있게 된다. 또한, 항온실 벽을 통해서 항온실 내의 시료 테이블을 비접촉으로 이동시키기 때문에 항온실 내의 고온, 고습과 같은 분위기의 영향을 받지 않고 완료된다.

또한, 만일 배양·시험 중에 전기적·기계적 구조물이 고장난 경우라도 하우징 유닛만 분리해서 수리를 행할 수 있으므로 배양·시험의 중단과 같은 것도 피할 수 있다. 또한, 배양·시험 중에 습도 유지 수단도 설치할 수 있어 양호한 배양 환경이 유지된다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 항온 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 의한 항온 장치의 분리 가능 부분을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 의한 항온 장치의 단면도이다.
도 4는 반송 수단의 일실시형태를 설명하는 단면도이다.
도 5는 반송 수단과 피반송물의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 반송 수단에 의한 피반송물을 반송하는 순서를 설명하는 도면이다.
도 7은 차폐 수단의 맞물림 수단을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 차폐판의 단면 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 시료 테이블 구동 수단에 배치되는 마그넷의 형태를 설명하는 도면이다.
도 10은 시료 테이블에 배치되는 마그넷의 형태를 설명하는 도면이다.
도 11은 반송 수단의 일실시예를 설명하는 도면이다.
도 12는 반송 수단의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.
도 13은 항온실 바닥면에 형성하는 실시예의 물고임부를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 자석의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 전자석을 사용한 구동 수단을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조해서 이하에 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태의 항온 장치(1)의 사시도이고, 도 2는 항온 장치(1)로부터 분리 가능한 부분을 분리시켜서 그린 것이다. 항온 장치(1)는 하우징(2)과, 문(3)과, 시료 선반(4)을 적재한 시료 테이블(5)과, 시료 테이블(5)을 회전 구동시키는 시료 테이블 구동 기구(6)로 이루어져 있다. 하우징(2)에는 개구부가 2개 형성되어 있고, 하나는 시료 선반(4)이나 시료 테이블(5)의 출납, 및 메인터넌스를 행하기 위한 대개구부(7)이고, 다른 하나는 시료 선반(4)의 각 단에 탑재되는 시료 용기(14)를 출납하기 위한 소개구부(8)이다. 소개구부(8)는 시료 선반(4)의 각 단을 모두 항온 장치(1) 외부에 노출시키는 길이를 갖는 세로로 긴 개구이다. 대개구부(7)에는 개구 부분을 막을 수 있는 문(3)이 힌지를 통해서 개폐 가능하게 구비되어 있다.

소개구부(8)에는 시료 용기(14)를 개별적으로 출납하는데 충분한 면적을 갖는 차폐판(9)이 시료 선반(4)의 연직 방향의 단수에 따라서 슬라이드 프레임(10)을 따라 상하 이동 가능하게 연직 방향으로 복수 적층되어 있다. 슬라이드 프레임(10)은 차폐판(9)을 상하 방향으로 안내한다. 이 차폐판(9)에 의해 소개구부(8)는 차폐되고, 항온실(15)은 외부와 격리된 공간으로 되어 있다.

또한, 차폐판(9)에 대면하는 위치에 시료 용기(14)를 출납하는 기능을 갖는 반송 기구(11)가 착탈 가능하게 구비되어 있다. 또한, 반송 기구(11)는 반송 기구(11)의 구성의 일부인 주행 수단(12)에 의해 승강 이동되는 구조로 되어 있다. 이것에 의해, 반송 기구(11)에 구비되어 있는 각 구동 수단의 동작의 조합에 의해 차폐판(9)의 개폐, 시료 용기(14)의 들어올림, 반입 반출, 및 적재를 행할 수 있다. 또한, 반송 기구(11)는 항온 장치 외벽(13)에 착탈 가능하게 장착되어 있고, 상기 항온 장치(1)로부터 분리할 수 있는 구조로 되어 있다.

또한, 항온실(15)을 형성하는 내벽(16)과 항온 장치 외벽(13)에 의해 생긴 공간(17) 내에는 도면에 나타내지는 않았지만 항온실(15) 내의 환경을 유지하기 위한 수단이 구비되어 있고, 항온실(16) 내부의 온도나 이산화탄소 농도 등의 환경 조건을 소정의 조건으로 유지하도록 되어 있다.

이어서 상기 하우징(2) 내부의 구조와 시료 테이블 구동 기구(6)에 대해서 도 2, 도 3을 사용하여 설명한다. 내벽(16) 및 외벽(13)은 베이스판(18)에 고정되어 있다. 항온실(15)을 형성하는 내벽(16)은 상기 대개구부(7)와 상기 소개구부(8)를 제외하고 완전한 격벽의 기능을 갖고 있고, 항온실(15) 내에는 시료를 넣은 시료 용기(14)와, 그 시료 용기(14)를 복수 수납하는 시료 선반(4), 및 그 시료 선반(4)을 복수 적재할 수 있는 시료 테이블(5)을 수납할 수 있도록 되어 있다.

시료 테이블(5)의 바닥 이면에는 볼 캐스터 등의 전동체(19)가 일정 간격으로 장착되어 있고, 이것에 의해 시료 테이블(5)은 항온실(15) 내 바닥면 상으로 이동 가능하게 설치되게 된다. 또한, 시료 테이블(5) 이면에는 종동 마그넷(21)이 소정의 배치로 고정되어 있고, 후술의 시료 테이블 구동 기구(6)에 자기 발생 수단으로서 구비된 구동 마그넷(30)의 움직임에 종동 가능하게 되어 있다. 또한, 본 실시예에서는 전동체(轉動體)(19)를 사용하고 있지만, 전동 가능한 부재 대신에 마찰 저항이 낮은 재질의 부재를 저면에 장착하는 별도의 실시예로 본 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 시료 테이블(5) 상면에는 위치 결정구(20)가 구비되어 있고, 시료 선반(4)을 적재할 때의 위치 결정을 가능하게 하고 있다.

또한, 항온실(15) 저면에는 구조물이 아무것도 없기 때문에 도 13 (1)과 (2)에 나타내는 실시예에서는 습도 유지를 위한 물고임 부분(79)을 형성하고 있다. (1)에서는 전동체(19)의 동작 범위 밖의 바닥면을 낮게 함으로써 순수를 모으는 오목부를 형성하고 있다. 또한, 항온실(15)의 저부 전체가 순수를 모으는 기능을 가지므로 (2)의 실시예에서는 항온실(15)의 저부에 순수를 채워 습도 유지 기능을 갖게 하고 있다. 이 경우, 시료 테이블(5)의 저부에 설치된 전동체(19)에 수지제의 것을 사용하거나, 또는 시료 테이블(5)의 저면 전체를 마찰 저항이 작은 부재로 덮음으로써 내수성을 향상시키고 있다.

시료 선반(4)을 임의의 방향·스피드로 구동하는 시료 테이블 구동 수단(6)은 베이스판(18) 바닥의 이면에 단열재(22)를 사이에 끼워서 장착하고 있다. 이것에 의해, 항온실(15) 내의 환경이 고온으로 유지되는 경우라도 항온실(15) 내의 열의 시료 테이블 구동 수단(6)을 구성하는 부품에의 영향은 최소한으로 된다. 시료 테이블 구동 수단(6)은 플레이트 형상의 하우징 유닛(23), 기어드 모터(24), 풀리(25a·25b), 벨트(26), 마그넷 하우징(27)으로 구성되어 있고, 하우징 유닛(23)에는 기어드 모터(24)가 스페이서(28)를 개재하여 장착되어 있다. 시료 테이블 구동 수단(6)은 이들 구성 요소가 하우징 유닛(23)에 모두 실장되어 있고, 하우징 유닛(23)을 베이스판(18)에 나사에 의해 외측으로부터 장착함으로써 시료 테이블 구동 수단(6)이 일체가 되어 시료 테이블 구동 수단(6)이 항온실(15)에 대하여 착탈 가능하게 된다. 하우징 유닛(23)의 장착시에는 나사이어도 볼트이어도 되지만, 용이하게 메인터넌스가 가능하도록 수동용 그립이 있는 나사를 사용해도 된다.

기어드 모터(24)는 도시되어 있지 않은 제어부와 전기적으로 연결되어 있고, 키보드 등의 입력 수단에 의해 동작 파라미터의 설정이 가능하게 되어 있다. 또한, 기어드 모터(24)의 회전축에는 풀리(25a)가 고정되어 있고, 기어드 모터(24)의 회전력은 벨트(26)에 의해 하우징 유닛(23)에 베어링(29)을 통해서 회전 가능하게 장착된 풀리(25b)에 전달된다.

풀리(25b)에는 복수의 구동 마그넷(30)이 고정되어 있는 마그넷 하우징(27)이 장착되어 있고, 모터의 회전이 풀리(25a·25b), 벨트(26)를 통해서 일정한 속도비로 마그넷 하우징(27)에 전달되어 이동 자계를 발생시킨다. 또한, 복수의 구동 마그넷(30)은 시료 테이블(5) 저부에 고정된 복수의 종동 마그넷(21)의 자극에 대하여 서로 당기는 조합으로 고정되어 있다. 이것에 의해, 마그넷 하우징(27)의 동작이 자력을 통해서 시료 테이블(5)에 전달되어 시료 테이블(5)의 동작으로 된다. 또한, 베이스판(18), 항온실(15) 벽면의 부재에는 자성을 갖지 않거나, 또는 자성이 약한 부재를 사용한다. 또한, 이 구조에 의해 시료 테이블(5)을 항온실(15)로부터 외부로 반출할 때에도 공구를 사용할 필요도 없고, 시료 테이블(5)을 손으로 들어올리는 것만으로 반출 가능하다.

그런데, 항온실(15)의 저면에는 위치 결정재를 포함하여 구조물이 아무것도 없으므로 시료 테이블(5)을 적재할 때의 위치 결정 수단을 어떻게 할지가 문제가 되지만, 시료 테이블(5)과 시료 테이블 구동 기구(6)에 구비된 마그넷 하우징(27)에 배치된 마그넷 서로의 자력에 의해 시료 테이블(5)과 시료 테이블 구동 기구(6)는 서로 당겨지게 되므로 탈착 전과 거의 같은 위치에 시료 테이블(5)을 적재할 수 있게 된다. 또한, 마그넷 하우징(27)의 회전 동작에 추종해서 시료 테이블(5)이 회전 동작함으로써 자동 조심 작용이 나타난다. 즉, 마그넷 하우징(27)의 회전 중심축과 시료 테이블(5)의 회전 중심축이 동일 선상을 통과하도록 시료 테이블(5)이 유도되어 감으로써 시료 테이블(5)의 재설치시에도 높은 위치 재현성을 가질 수 있게 되는 것이다.

시료 테이블 구동 기구(6)의 구동력에 스테핑 모터나 서보 모터를 사용하므로 정전이나 기어드 모터(24)의 탈조 등의 발생으로 포지션 데이터가 소실되었을 경우, 다시 위치 확인 동작이 필요해진다. 그때의 위치 확인 수단으로서 항온실(15)의 외부에 위치 검출 수단을 구비하고, 시료 테이블(5)에 검출물을 구비함으로써 제어부는 시료 테이블(5)의 위치를 파악할 수 있다.

이어서 종동 마그넷(21)과 구동 마그넷(30)에 대하여 설명한다. 도 9는 시료 테이블 구동 기구(6)의 사시도이고, 도 10은 시료 테이블(5)의 사시도이며, 시료 테이블 상면을 투시하여 도시하고 있다. 도 9 (1)~(5)와 도 10 (1)~(5)의 같은 번호끼리가 구동력 전달의 조합으로 되어 있다. 도 9와 도 10의 (1)은 본 실시예에 있어서의 것이고 장방형의 자석을 N극·S극 교대로 배치한 3개 1세트의 자석을 조합해서 사용하고 있다. 자석 3개의 배열 방법은 N극 S극 N극이거나, 또는 S극 N극 S극의 2종류가 있고, 실시예에서는 마그넷 하우징(27)에 대한 시료 테이블(5)의 회전 각도가 소정의 각도일 경우에만 마그넷 하우징(27)과 시료 테이블(5)의 자석 모두가 서로 당기는 배치로 하고 있다.

이것에 의해, 수동으로 시료 테이블(5)을 항온실(15)로부터 분리하고, 다시 항온실(15)에 설치하는 경우라도 시료 테이블(5)을 항온실(15) 내에서 회전시켜 가장 자력이 강한 회전 위치에 시료 테이블(5)을 설치함으로써 분리 전의 회전 위치를 재현할 수 있다.

도 9와 도 10의 (2)는 도 9와 도 10의 (1)과 마찬가지로 3개 1세트의 자석 형상을 마그넷 하우징(27)의 중심으로부터 부채꼴이 되도록 한 것이다. 도 9와 도 10의 (3)은 3개 1세트의 자석을 회전 방향과 반경 방향으로 배분함으로써 회전 방향의 힘의 전달과 마그넷 하우징(27)의 회전 중심에 시료 테이블(5)의 회전 중심이 가까워져 가도록, 즉 자동 조심 효과가 보다 유효하게 얻어지도록 배치되어 있다.

도 9와 도 10의 (4)는 부채꼴의 자석을 마그넷 하우징(27) 전체에 설치함으로써 보다 강한 자력을 얻을 수 있다. 도 9와 도 10의 (5)는 대소 뒤섞인 원형 자석을 마그넷 하우징(27) 전체에 설치함으로써 보다 강한 자력을 얻을 수 있다. 마그넷의 형상이나 조합은 여러 가지 형상이나 수, 배열이 가능하지만, 시료 테이블(5) 이면에 있는 종동 마그넷(21)과, 마그넷 하우징(27) 상면에 있는 구동 마그넷(30)의 형상이나 수, 배열은 공통이고, 또한 마주보는 위치의 자석끼리가 서로 당기는 자극을 갖고 있는 것이 바람직한 것은 말할 필요도 없다. 또한, 요크를 사용함으로써 구동 마그넷(30)의 자력은 보다 강해진다.

이어서, 도 4로부터 반송 기구(11)에 대하여 설명한다. 선회 테이블(35) 상에는 기어드 모터(36)가 고정되어 있고, 기어드 모터(36)의 회전축에는 제 1 암(37a)의 일단이 장착되어 있다. 제 1 암(37a)의 타단에는 제 2 암(37b)의 기단(基端)이, 또한 제 2 암(37b)의 타단에는 핑거(33)의 기단이 연결되어 있다. 제 1 암(37a), 제 2 암(37b)에 의해 핑거(33)를 전진, 후퇴시키는 암 기구를 구성한다. 기어드 모터(36)와 제 1 암(37a), 제 2 암(37b)은 일정한 속도비를 가지고 장착됨으로써 기어드 모터(36)의 회전 운동이 제 1 암(37a), 제 2 암(37b)을 통해서 일정한 속도비를 갖고 핑거(33)의 진퇴 운동에 전달되고 있다.

선회 테이블(35)과 원형 테이블(31)은 스페이서(34)에 의해 고정되어 있고, 선회 테이블(35)은 베어링(38)을 통해서 베이스 선반(39)에 회전 가능하게 장착되어서 선회 기구를 구성한다. 베이스 선반(39)은 플레이트(40)에 고정되어 있다. 선회 테이블(35)에는 톱니바퀴(41)가 구비되어 있고, 플레이트(40)에 고정된 선회 모터(42)의 축에 고착된 톱니바퀴(43)와 맞물려 있으며, 이것에 의해 선회 모터(42)의 구동에 의해 선회 테이블(35)에 고정된 원형 테이블(31), 기어드 모터(36), 및 기어드 모터(36)에 장착되어 있는 제 1 암(37a), 제 2 암(37b), 및 핑거(33)의 회동 동작이 행하여지게 된다.

또한, 베이스 선반(39)에는 원형 테이블(31)의 직경보다 약간 큰 직경의 개구부를 구비한 실드 선반(44)이 원형 테이블(31)과 대향하는 위치에 고정 블럭(45) 을 통해서 고정되어 있다. 이것에 의해, 원형 테이블(31)과 실드 선반(44)은 시료 용기(14)가 통과하는 패스 박스(53)와, 구동 수단이 있는 외부의 격벽의 역할도 행하고 있다.

실드 선반(44) 상부에는 블럭(46)을 통해서 천판(47)이 장착되어 있고, 천판(47)의 상부에는 차폐판(9)의 표면에 형성된 오목부와 맞물리는 탈착편[실시예에서는 맞물림 핀(48)]이 솔레노이드(61)에 의한 전자력에 의해 진퇴 가능하게 장착되어 있다. 맞물림 핀(48)은 솔레노이드(61)를 관통하고 있고, 차광판(9)에 맞물릴 때는 솔레노이드(61)에 의해 전진되고, 맞물림을 해제할 때는 솔레노이드(61)에 의해 후퇴된다. 또한, 맞물림 핀(48)의 후부에는 센서(49)가 구비되어 있고, 이것에 의해 맞물림 핀(48)의 진퇴 위치를 파악할 수 있는 구조로 되어 있다.

핑거(33) 후방에는 개폐문(50)이 실드 선반(44)에 개폐 가능하게 장착되어 있다. 개폐 동작은 회전 구동원(51)에 의해 행하여지지만, 회전 구동원(51)으로서 여기에서는 솔레노이드를 사용하고 있지만 스프링이나 에어 실린더, 모터 등을 사용할 수 있다. 또한, 실드 선반(44), 천판(47)은 차폐판(9)과 미소한 간극을 두고서 대향하고 있고, 좌우 측면에는 측벽(52)이 구비되어 있다. 이것에 의해, 차폐판(9), 천판(47), 개폐문(50), 측벽(52), 선회 테이블(35), 베이스 선반(39), 실드(32)로 제작되는 패스 박스(53)는 소개구부(8)가 개방되었을 때에 항온실(15) 내부의 분위기 변화를 완화하는 완충실로서의 기능을 갖는다. 또한, 보다 격리성을 높이기 위해서 각 접촉부에 고무 등에 의한 도면에 나타내지 않은 밀봉재를 설치하고 있다.

단, 상기 실시예에서는 원형 테이블(31)에 핑거(33)의 진퇴 방향을 따라 긴 구멍(66)이 형성되어 있다. 이것은 제 2 암(37b)과 핑거(33)의 연결 부분의 동작을 위한 것이지만 이것에 의해 차폐판(9)의 개구시에 항온실(15) 내의 고온, 다습한 분위기가 긴 구멍(66)을 통과함으로써 모터(36)의 고장을 일으킬 수도 있다. 그래서, 다른 실시예로서 도 11과 같이, 모터(36)와 제 1 암(37a) 사이에 선회 실드판(67)과 고정 실드판(68)을 설치함으로써 모터(36)로의 분위기의 침입을 방지할 수 있다.

또한, 별도의 실시예로서 도 12에 나타내는 방법이 있다. 모터(36)의 회전축에 제 1 암(37a) 대신에 풀리(69)와 실드판(71)을 동심원 상에 고정한다. 실드판(71)에는 제 1 암(37a)의 선회 궤적 상에 중심을 갖는 빼냄 구멍(72)이 형성되어 있고, 베어링(73)을 통해서 제 2 암(37b)이 핑거(33)측으로부터 삽입되어 있다. 제 2 암(37b)의 제 1 암(37a)과의 연결에는 풀리(75)가 장착되어 있다. 풀리(69)와 풀리(74)의 회전 속도비를 제 1 암(37a)과 동일하게 해 두면 모터(36)의 회전 동작에 의해 풀리(69)와 실드판(71)이 회전되고, 또한 풀리(69)의 회전 동작이 벨트(75)를 통해서 풀리(74)로 전달되고, 제 2 암(37b)을 통해서 핑거(33)가 진퇴 동작한다.

이 방법에 의해 실드 선반(44)과 실드판(71)이 격벽의 역할을 행하고, 제 2 암(37b)보다 하방에 있는 기구를 항온실(15) 내의 고온, 다습한 분위기로부터 격리할 수 있게 된다. 또한, 실드판(71)과 실드 선반(44) 사이에 베어링을 설치함으로써 보다 격리성을 높일 수 있게 된다.

이어서 반송 기구(11)의 구성의 일부인 주행 수단(12)에 대해서 도 4, 도 5로부터 설명한다. 플레이트(40)에는 승강 구동용 승강 기어드 모터(54)가 장착되어 있고, 모터축에는 피니언 기어(55)가 고정되어 있다. 플레이트(40) 이면에는 슬라이드 가이드(56)의 이동자(57)가 고정되어 있고, 승강 베이스(58)에 장착된 슬라이드 가이드(56)의 궤도를 따라 이동할 수 있게 되어 있다. 또한, 승강 베이스(58)에는 피니언 기어(55)에 맞물리는 형상의 톱니를 갖는 랙 기어(59)가 랙 베이스(60)를 통해서 슬라이드 가이드(56)에 장착되어 있다.

승강 베이스(58), 랙 베이스(60)는 하나 이상의 맞물림 핀(48)이 대면하는 차폐판(9)의 맞물림 구멍(76)에 맞물리도록 하우징(2)에 브래킷(63, 64)을 통해서 착탈 가능하게 장착되어 있다. 이러한 점으로부터 최하단부터 최상단까지 어느 위치의 차폐판(9)에서라도 맞물림 핀(48)이 확실하게 맞물릴 수 있게 된다. 또한, 슬라이드 가이드(56)와 랙 기어(59)는 최하단부터 최상단까지의 모든 차폐판(9)에 대해서 1단만큼의 들어올림 동작이 충분히 가능한 스트로크를 갖고 있는 것은 말할 필요도 없다. 또한, 본 실시예의 승강 이동에는 랙 앤 피니언 방식을 채용하고 있지만, 다른 실시예에서는 볼나사에 의해 승강 이동 수단을 설치하고 있고, 또 다른 실시예에서는 리니어 서보에 의한 승강 이동 수단을 설치하고 있다.

장치를 상면으로부터 본 도 5에 나타내는 바와 같이, 홈 포지션에서는 핑거(33)의 중심선과 차폐판(9)이 직각이 되고, 또한 핑거(33)의 중심선의 연장선 상에 시료 테이블(5)의 회전 중심이 통과하도록 위치하고 있다. 핑거(33)는 기어드 모터(36)에 의해 소개구부(8)를 통과해서 항온실(15) 내로 전진하여 시료 선반(4)에 실려 있는 시료 용기(14)의 하방 선단 위치에서 정지하고, 랙 기어(59)가 회전해서 상방으로 미소 이동해서 시료 용기(14)를 적재한 후에 기어드 모터(36)에 의해 후퇴된다. 또한, 기어드 모터(36), 선회 모터(42), 승강 기어드 모터(54), 솔레노이드(61) 및 센서(49)의 입출력 회로는 모두 도시되어 있지 않은 제어부와 전기적으로 연결되어 있고, 조작자가 키보드 등의 입력 수단에 의해 임의의 동작 설정을 행할 수 있게 되어 있다.

이상에 의해, 작업자가 설정한 동작 시퀀스대로 자동으로 항온실(15) 내부의 시료 선반(4)에 수납된 시료 용기(14)를 꺼내거나, 외부로부터 시료 용기(14)를 항온실(15) 내부의 시료 선반(4)에 적재하거나 할 수 있게 된다. 또한, 반송 기구(11)는 상기 하우징(2)으로부터 브래킷(63)과 브래킷(64)을 경계선으로 해서 분리할 수 있게 되어 있어, 항온실(15)의 건열 멸균을 행할 때에는 분리함으로써 건열 멸균시에 열의 영향을 받지 않게 할 수 있어 고장의 요인을 감소시킬 수 있다. 또한, 만일 고장시에는 항온실(15) 내부에 영향을 주는 일없이 메인터넌스가 가능하게 되므로 일부러 배양·시험을 중단하지 않고 완료할 수 있어 효율적인 배양·시험을 행할 수 있다.

이어서, 반송 기구(11)에 의한 시료 용기(14)의 반출 동작에 대해서 도 6의 (1)~(6)을 사용하여 설명한다. 또한, 도면 중의 검은 화살표는 각 구동 부분의 동작 방향을 나타내고 있다.

(1) 작업자에 의해 지시된 시료 용기(14)가 적재되어 있는 시료 선반(4)이 시료 테이블 구동 기구(6)에 의해 핑거(33)를 반송 가능한 위치까지 회전 이동시키고 정지한다. 또한, 반송 기구(11) 상의 맞물림 핀(48)이 시료 선반(4)의 지정된 단에 대응하는 차폐판(9)의 맞물림 구멍(76)과 높이 위치가 일치하는 지점까지 주행 수단(12)에 의해 승강 이동된다.

(2) 각 모터의 위치 정보는 수시로 제어부로 송출되고, 소정의 위치에 도달하면 제어부로부터 신호가 송출되어 솔레노이드(61)가 맞물림 핀(48)을 차폐판(9)의 방향으로 이동시킨다. 제어부는 맞물림 핀(48) 후방에 설치된 센서(49)의 온, 오프 신호에 의해 맞물림 핀(48)과 맞물림 구멍(76)이 충분히 맞물려져 있는지의 여부를 판단한다. 즉, 맞물림 핀(48) 후단이 맞물림 구멍(76)에 맞물려졌을 때의 위치와, 맞물림이 불충분할 때의 위치 사이로 센서(49)의 광축이 통과하도록 해 둠으로써 맞물림 핀(48)의 위치를 확인할 수 있다.

가령 맞물림 핀(48)이 충분히 차광되어 있지 않을 경우, 환언하면 센서(49)의 광축이 차광되어 있는 상태라면 다음 동작으로 진행되지 않도록 설정해 두면 된다. 맞물림 핀(48)과 맞물림 구멍(76)이 충분히 맞물리면 주행 수단(12)이 반송 기구(11)와, 맞물림 핀(48)에 맞물린 차폐판(9)과, 그 차폐판(9)으로부터 상부에 적층된 모든 차폐판을 임의의 이동량만큼 상승 방향으로 이동시키도록 제어부로부터 지령을 내보낸다. 이것에 의해, 맞물림 핀(48)에 의해 맞물린 차폐판(9)보다 위의 위치에 있는 차폐판(64)은 승강 기어드 모터(54)에 의해 슬라이드 프레임(10) 내를 상승 방향으로 이동하고 미소 개구부(62)가 발생한다.

또한, 이동량은 시료 용기(14)의 출납이 가능한 최소 개구 부분을 발생시키는 만큼 있으면 충분하고, 최대로 시료 선반(4)의 일단만큼이다. 이 동작에 의해 항온실(15) 내의 밀폐가 개방되게 되지만, 반송 기구(11) 내의 패스 박스(53)에 의해 격리된 공간은 시료 용기(14)의 반송에 필요한 최소한의 용적밖에 없으므로 항온실(15) 내의 환경 변동은 최소한으로 억제된다.

(3) 승강 기어드 모터(54)가 소정의 차폐판 상승 동작을 종료하면 제어부는 기어드 모터(36)에 핑거(33)를 소정의 위치까지 전진시키도록 지령을 내보낸다. 또한, 핑거(33)와 맞물림 핀(48)의 세로 방향의 위치와 차폐판(9)의 개구를 위한 이동량은 시료 용기(14)의 높이에 의해 결정된다. 핑거(33)가 시료 용기(14) 하방의 소정 위치까지 전진 이동 완료하면 제어부는 주행 수단(12)에 시료 용기(14)를 들어올리기 위한 미소 상승의 지령을 내보낸다.

(4) 승강 기어드 모터(54)에 의한 상승이 완료되어 핑거(33)가 시료 용기(14)를 들어올리면 제어부는 기어드 모터(36)에 핑거(33)를 원래의 위치까지 후퇴시키는 지령을 내보내고, 시료 용기(14)가 항온실(15)로부터 패스 박스(53)로 반송된다. 핑거(33)가 원래의 위치까지 후퇴하고, 시료 용기(14)가 패스 박스(53) 내로 반송되면 제어부는 주행 수단(12)에 (1)의 위치까지 반송 기구(11)를 하강시키는 지령을 내보낸다. 이것에 의해 개방되어 있었던 미소 개구부(62)가 차폐되어 항온실(15) 내는 다시 밀폐된 공간이 된다.

(5) 주행 수단(12)에 의한 반송 기구(11)의 하강 방향으로의 이동이 종료하면 제어부는 솔레노이드(61)에 맞물림 핀(48)을 맞물림 상태로부터 (1)의 위치까지 후퇴시키도록 지령을 내보낸다. 센서(49)의 반응으로 후퇴 동작의 종료가 확인되면 주행 수단(12)에 미리 지정된 시료 용기(14)의 도시하지 않은 주고받기 위치까지 반송 기구(11)를 상승 또는 하강 이동시키는 지령을 내보낸다. 주고받기 위치까지의 이동 종료 후에 제어부는 선회 모터(42)에 지령을 내보내고, 선회 가동 부분을 180도 반대 방향으로 선회시킨다.

(6) 선회 동작 종료 후에 제어부는 개폐문(50)의 회전 구동원(51)에 문 개방의 지령을 내보낸다. 문 개방 완료의 신호를 받은 후에 제어부는 기어드 모터(36)에 핑거(33)를 소정의 주고받기 위치까지 전진시키는 지령을 내보낸다. 주고받기 위치까지 핑거(33)가 전진하면 제어부는 도면에 기재하지 않은 시료 용기 거치대에 핑거(33)를 미소 강하시켜서 시료 용기(14)를 적재하는 지령을 승강 기어드 모터(54)에 내보낸다. 주고받기가 종료된 후에 제어부는 기어드 모터(36)로 핑거(33)를 원래의 위치에 되돌리고, 동작 종료 후에 개폐문(48)을 닫는 지령을 내보내고, 패스 박스(53)는 다시 폐쇄된 공간이 되고, 반출 동작은 완료로 된다.

이 개방 동작에 의해 패스 박스(53)는 외부에 대하여 개방되게 되지만, 패스 박스(53)의 체적을 가능한 한 작게 하고 있기 때문에 외부와의 분위기 치환은 최소한으로 억제된다. 즉, 패스 박스(53)를 설치함으로써 항온실(15) 내에 부유하고 있는 균의 외부로의 누출이 최소한으로 억제되고, 외부로부터 항온실(15) 내로의 잡균의 유입도 최소한으로 억제할 수 있다.

이상, 시료 용기(14)의 반출 동작에 대해서 순서를 따라 설명했지만, 반입 동작을 행하는 경우는 앞의 (1)부터 (6)까지의 순서를 (6)부터 반대로 행하면 가능해진다.

차폐판(9)에 형성된 맞물림 구멍(76)에 맞물리는 형태에 대해서는 도 7 (1)~(5)와 같이 5종류의 것을 실시했다. (1)은 본 실시예에 있어서의 것이고, 맞물림 구멍(76)에 대하여 맞물림 핀(49), 솔레노이드(61), 센서(49)가 각각 2개 설치된 형태이다. (2)는 맞물림 핀(48) 선단에 맞물림 유닛(77)을 설치하고, 솔레노이드(61)가 1개에 의한 구동을 나타낸 것이다. (3)은 맞물림 구멍(76)과 맞물림 유닛(77)을 장방형으로 한 형태이고, 이것에 의해 (1)에 비하여 부품 점수의 삭감이 가능해진다. (4)는 맞물림 구멍(76)을 테이퍼 형상으로 한 것이고, 맞물림 동작을 보다 확실하게 할 수 있다. (5)는 맞물림 구멍(76) 대신에 브래킷(78)을 설치한 것이고, 이것에 의해 (1)~(4)에 비하여 보다 확실한 맞물림 동작이 가능해진다. 또한, 각 차폐판(9)의 맞물림 핀(49)과 맞물림 구멍(76)의 맞물림 위치는 제어부에 교시 데이터를 입력하는 방법을 채용하지만, 센서를 설치하여 맞물림 구멍(76)의 위치를 검지할 수도 있다.

이어서, 차폐판의 단면 형상에 대한 실시예를 도 8 (1)~(7)에서 설명한다. (1)은 본 실시예의 차폐판(9)의 단면 형상이고, 가장 가공이 용이한 형태이다. 그러나, 밀폐성을 향상시키기 위해서는 (2) 이후의 단면 형상을 채용한다. (2)는 상하 부분에 요철을 형성함으로써 차폐판(9)끼리의 접촉 부분을 많이 취할 수 있어 밀폐도가 높게 할 수 있다. (3)(4)는 감합 부분에 경사를 부여함으로써 개폐시의 반복 정밀도를 높이고 있다. (5)(6)은 (2)의 밀폐성과 (3)(4)의 반복 정밀도 향상의 양립을 도모한 것이고, 요철 부분에 경사 또는 둥근 형상을 갖게 하여 보다 감합되기 쉽게 한 것이다.

또한, (7)의 실시예에서는 차폐판(9)을 2열로 배치하여 다른 차폐판(9)과 접하는 부분을 형성하고 있다. 맞물림 핀(48)에 면해서 전방에 배치된 차폐판(9a)의 맞물림 구멍(76a)은 관통 구멍으로 하고, 맞물림 핀(48)은 후방에 배치된 차폐판(9)의 맞물림 구멍(76)에 도달할 만큼의 스트로크를 갖고 있다. 이 구조에 의해, (1)~(6)과 동등한 개구 면적을 보다 적은 매수의 차폐판(9)의 이동으로 얻는 구조로 되어 있다. 또한, 실시예 (1)~(7)의 밀폐성의 향상을 더욱 꾀할 경우에는 차폐판(9)을 자력으로 끌어당겨지는 부재로 하고, 폐쇄시에는 차폐판(9)에 접하는 슬라이드 프레임(10)에 전자석으로 차폐판(9)을 흡착시키고, 소개구부(8)를 개방할 때는 이 전자석으로의 통전을 차단하면 된다.

테이블(5) 이면의 종동 마그넷(21)과 마그넷 하우징(27)에 배치된 구동 마그넷(30)의 위치를 도 14를 참조해서 설명한다. 도 14의 (1-A)~(1-C)가 본 실시예에 있어서의 자석의 배치이고, (1-A)는 시료 테이블(5)을 이면으로부터 본 도면이고, (1-B)는 마그넷 하우징(27)을 상면으로부터 본 도면이다. (1-C)는 마주보는 자석의 수직 단면을 개념적으로 나타낸 도면이다. 정지 상태에서는 마주보는 자석끼리가 서로 당기고 있고, 마그넷 하우징(27)이 이동 방향으로 이동하면 마주보는 자석끼리의 서로 당기는 힘과, 이웃에 있는 동일한 자극의 자석과의 서로 반발하는 힘의 두 개의 힘에 의해 시료 테이블(5)을 이동시키고 있다.

또한, 별도의 실시예로서 도 14의 (2-A)(2-B)(2-C)가 있다. (2-A)는 시료 테이블(5)을 이면으로부터 본 도면이고, (2-B)는 마그넷 하우징(27)을 상면으로부터 본 도면이다. (2-B)에서는 마그넷 하우징(27) 상에 구동 마그넷(30)을 등배 위치로 6개 배치하고 있고, 시료 테이블(5) 상에는 (2-A)와 같이 각각 마주보는 종동 마그넷(21)을 등배보다 동일하게 어긋나게 한 위치에 배치하고 있다. (2-C)는 마주보는 자석의 수직 단면을 개념적으로 나타낸 도면이다. 상하의 자석끼리 정면으로 마주보는 일없이, 또한 동일한 간격으로 자력의 균형된 위치에 설치할 수 있기 때문에 자력의 분산이 감소하여 적은 자석 수로 동등한 자력을 얻고 있다.

이어서, 도 15를 참조하여 모터(24)에 의한 구동력을 사용하지 않고 시료 테이블(5)을 구동시키는 실시예를 설명한다. 도 15의 (1)은 시료 테이블(5)의 바닥에 원통부를 형성하고, 그 둘레벽 상에 자극이 다른 종동 마그넷(21)(영구 자석)을 교대로 배치한 것이며, 도 15의 (2)는 시료 테이블(5) 자체를 원반 형상으로 하고 원반의 둘레벽 상에 자극이 다른 종동 마그넷(21)을 교대로 배치하고 있다. 한편, 시료 테이블 구동 수단(6)측은 종동 마그넷(21)에 대하여 구동 마그넷이 되는 복수의 전자석(80)이 대향하는 위치 관계가 되도록 하우징 유닛(23)의 둘레벽 내면에 배치한 실시예이다. 도 15의 (3)은 상하 방향으로 평면 원주 형상으로 종동 마그넷(21)을 배치하고, 한편 시료 테이블 구동 수단(6)측은 종동 마그넷(21)에 대하여 전자석(80)이 대향하는 위치 관계가 되도록 평면 원주 상에 배치한 실시예이다. 시료 테이블 구동 수단(6)은 둘레벽 내면에 배치된 전자석(80) 또는 평면 원주 형상으로 배치된 전자석(80)이 하우징 유닛(23)에 모두 실장되어 있고, 하우징 유닛(23)을 베이스판(18)에 나사에 의해 장착함으로써 일체로 해서 시료 테이블 구동 수단(6)이 항온실(15)에 대하여 착탈 가능하게 된다. 도 15의 (1)(2)(3) 모든 실시예에 있어서, 하우징 유닛(23)은 베이스판(18) 저면으로부터 분리 가능하게 장착되어 있고, 종동 마그넷(21)이 있는 항온실(15) 내와 전자석(80)이 있는 외부는 내벽(16)에 의해 격절되어 있다. 이 예에서는, 도 2의 실시예의 마그넷 하우징(27)이 갖는 구동 마그넷의 상대 위치 관계를 규정하는 기능은 하우징 유닛(23) 자체가 갖는 것으로 된다.

도 15의 (1)(2)(3)의 실시예 모두에 있어서, 이웃하는 또는 일정 개수 간격을 두고서 전자석(80)끼리가 반대의 자극을 갖도록 하우징 유닛(23) 내에서 배선되고, 또한 하우징 유닛(23)의 외부 또는 내부의 제어 유닛(도시 생략)에 의해 전자석(80)의 자기 극성을 순차적으로 스위칭함으로써 이동 자계를 만들어 시료 테이블(5)을 동작시키고 있다. 또한, 종동 마그넷(21)은 시료 테이블(5)의 전체 둘레에 배치하지 않더라도 시료 테이블(5)을 동작시키는데 충분한 자력이 얻어질 만큼 있으면 된다. 또한, 도 14의 (2)에서 설명한 바와 같이, 구동측의 전자석(80)과 종동측의 마그넷(19)의 위치를 동일 간격으로 자력의 균형된 위치에 설치함으로써 전자석(80)의 자계를 스위칭했을 때에 시료 테이블(5)을 확실하게 이동시키고 있다. 또한, 전자석(80)을 작고, 또한 수를 많게 하며, 종동 마그넷(21)도 상기 전자석과 같은 크기로 함으로써 시료 테이블(5)의 동작의 원활함과 위치 결정의 정밀도를 향상시킨다.

본 실시예에 있어서는, 이동 자계로서 회전 자계를 발생시켰지만, 시료 테이블(5)을 직선 형상으로 이동시킬 때는 전자석을 직선 형상으로 배치해서 직선 이동 자계를 발생시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시에 있어서는 이하의 형태가 있다.

(1) 항온실과, 상기 항온실 내의 환경 조건을 조정하는 환경 조정 수단과, 상기 항온실 내에 착탈 가능하게 배치되는 시료 테이블과, 시료를 수용한 용기를 복수개 수납해 상기 시료 테이블에 탈착 가능하게 장착되는 시료 선반과, 상기 시료 테이블을 상기 항온실 외부로부터 구동시키는 시료 테이블 구동 기구와, 상기 항온실의 일면에 설치된 상기 시료 테이블 및 또는 상기 시료 선반을 반입 반출을 위한 개폐 가능하게 문을 구비한 대개구부와, 상기 항온실의 일측면에 있고 시료 용기의 적어도 1개가 통과 개폐 가능한 차폐판을 구비한 소개구부와, 상기 소개구부를 통해서 적어도 1개의 상기 용기를 반입 반출하는 반송 기구와, 상기 반송 기구 및 상기 시료 테이블 구동 기구의 동작을 제어하는 제어부를 구비하는 항온 장치에 있어서 상기 시료 테이블 구동 기구는 상기 항온실의 외부에 있고, 끼움 분리 가능하게 한다.

(2) 상기 반송 기구가 상기 항온실 외벽에 착탈 가능하게 한다.

(3) 또한, 상기 시료 테이블은 상기 시료 테이블 구동 기구와 대응하는 면에 전동체 또는 저마찰 부재를 구비한다.

(4) 상기 시료 테이블 구동 기구에는 구동원에 의해 동작되는 자기 발생 수단을 구비하고, 상기 시료 테이블에는 상기 항온실을 형성하는 부재를 통해서 상기 자기 발생 수단에 대응하는 위치에 배치되는 종동 마그넷을 구비함으로써 상기 구동원으로부터의 구동력은 상기 항온실을 형성하는 부재를 투과하는 자력에 의한 비접촉 결합에 의해 상기 시료 테이블에 전달된다.

(5) 상기 시료 테이블에 구비되는 종동 마그넷에는 영구 자석을 사용하고, 상기 시료 테이블 구동 기구에 구비되는 자기 발생 수단에도 영구 자석을 사용한다.

(6) 상기 시료 테이블에 구비되는 종동 마그넷에는 영구 자석을 사용하고, 상기 시료 테이블 구동 기구에 구비되는 자기 발생 수단에는 직류 전자석을 사용한다.

(7) 가동 부분이 없는 상기 시료 테이블 구동 기구에는 교류 전자석 또는 직류 전자석을 고착시키고, 상기 시료 테이블은 상기 항온실 내면을 형성하는 부재 를 통해서 상기 교류 전자석 또는 직류 전자석에 대향해서 배치되는 종동 마그넷을 구비하고, 상기 항온실 벽면을 투과하는 자력에 의한 비접촉 결합에 의해 상기 항온실 내면을 형성하는 부재의 이면에 부착된 상기 교류 전자석 또는 직류 전자석의 위상 변화에 의해 발생하는 구동력을 상기 시료 테이블에 전달한다.

(8) 상기 시료 테이블 구동 기구는 상기 항온실 이면에 착탈 가능하게 장착되고, 상기 시료 테이블 구동 기구에는 구동원에 의해 동작되는 자기 발생 수단을 구비하며, 상기 시료 테이블에는 상기 항온실을 형성하는 부재를 통해서 상기 자기발생 수단에 대향해서 배치되는 종동 마그넷을 구비함으로써 상기 구동원으로부터의 구동력은 상기 항온실을 형성하는 부재를 투과하는 자력에 의한 비접촉 결합에 의해 상기 시료 테이블로 전달된다.

(9) 상기 반송 기구는 핑거와 상기 핑거를 전진 후퇴시키는 암 기구와, 상기 핑거와 상기 암 기구를 선회시키는 선회 수단과, 상기 선회 수단을 상하 또는 좌우로 이동시키는 주행 기구를 구비한다.

(10) 상기 반송 기구는 적어도 상기 핑거와 상기 용기를 수납할 수 있고, 상기 용기의 반송 경로 내에 패스 박스를 구비한다.

(11) 또한, 상기 차폐판 개폐 수단을 구비한다.

(12) 상기 차폐판은 상기 주행 기구에 병행해서 1개 이상 배치되고, 상기 반송 기구는 상기 차폐판과의 맞물림 수단을 구비하고, 상기 주행 기구의 이동 동작에 의해 상기 차폐판의 개폐 동작을 행하는 것이다.

(13) 상기 항온실의 일측면은 세로로 긴 개구부를 갖고, 그 외측의 항온 장치 외벽에 설치한 2개의 슬라이드 가이드 내에 상기 차폐판의 복수를 세로로 적층하고, 상기 반송 기구가 대향하는 상기 차폐판에 맞물려서 상기 대면하는 차폐판을 포함하는 상방의 모든 차폐판을 들어올려 적어도 1개의 상기 시료 용기가 통과하는 소개구부를 형성한다.

(14) 상기 복수의 차폐판은 소개구부의 폐쇄시에 각각 상기 시료 선반의 각 선반에 대향하고 있다.

(15) 상기 차폐판이 갖는 맞물림 구멍 또는 브래킷 중 어느 하나와, 상기 반송 기구가 갖는 맞물림 수단에 의해 이들이 맞물린다.

이상의 형태에 의해 항온 장치는, 상기 시료 테이블 구동 기구는 회전판을 갖고, 그 회전 중심에 대하여 원 형상으로 영구 자석과 직류 전자석 중 어느 1종을 상기 회전판에 배치해서 상기 시료 테이블을 회전 구동시킬 수 있다.

(16) 항온실과, 상기 항온실 내의 환경 조건을 조정하는 환경 조정 수단과, 상기 항온실에 착탈 가능하게 적재된 시료 테이블과, 시료를 수용한 용기를 복수개 수납해 시료 테이블에 고정 또는 탈착 가능하게 장착되는 시료 선반과, 상기 시료 테이블을 상기 항온실 외부로부터 구동시키는 시료 테이블 구동 기구와, 상기 항온실의 일측면에 형성되어 상기 시료 테이블 및 또는 상기 시료 선반을 반입 반출을 위한 개폐 가능하게 문을 구비한 대개구부와, 상기 항온실의 일측면에 형성되어 시료 용기의 적어도 1개가 통과 개폐 가능한 차폐판을 구비한 소개구부와, 상기 소개구부를 통해서 적어도 1개의 상기 용기를 반입 반출하는 반송 기구와, 상기 반송 기구 및 상기 시료 테이블 구동 기구의 동작을 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 반송 기구가 상기 항온실의 외부에 있고, 상기 항온실 외벽에 착탈 가능하게 장착되어 있으며, 상기 시료 테이블을 외부로부터 격벽이 되는 항온실 벽면을 투과하는 자력에 의한 비접촉 결합에 의해 구동력을 전달하는 수단을 갖는다.

(17) 항온실이란, 적어도 실내의 온도를 일정하게 할 수 있는 것 이외에 습도, 산소, 질소, 탄산가스 등의 가스 농도를 제어하는 기능을 갖는 항온 장치의 일부이고, 시료를 수납하는 실을 나타낸다. 특히, 본 발명의 항온 장치는 생물학 분야에서 사용되는 배양조로서 최적이다.

(18) 상기 자력에 의한 비접촉 결합은 영구 자석과 영구 자석, 영구 자석과 직류 전자석, 영구 자석과 교류 전자석 중 어느 하나 이상의 조합으로 얻어진다. 또한, 요크를 각 자석에 배치해서 자속의 분산을 배제함으로써 보다 강력한 자력을 얻을 수 있다.

(19) 상기 시료 테이블 구동 기구는 회전 또는 직선 이동하는 마그넷 하우징을 갖고, 그 마그넷 하우징에 자기 발생 수단으로서 영구 자석이나 직류 전자석의 어느 1종을 배치하고 있다. 또한 상기 시료 테이블에는 종동 마그넷으로서 영구 자석을 배치하고 있다. 그리고, 상기 시료 테이블 구동 기구에 설치된 구동원에 의한 상기 마그넷 하우징의 움직임이 상기 자력에 의한 비접촉 결합에 의해 항온실 내면을 형성하는 부재를 통해서 상기 시료 테이블의 추종 동작으로 된다.

(20) 상기 마그넷 하우징에 배치되는 자기 발생 수단에는 직류 전자석 또는 교류 전자석을 이용할 수도 있다. 전자석을 이용함으로써 자력의 강도를 조절할 수 있게 되고, 상기 시료 테이블에 구동력을 전달하는데 최적의 자력을 구하는 것을 용이하게 할 수 있다.

(21) 또한, 모터에 의한 회전 구동력을 사용하지 않더라도 상기 시료 테이블을 동작시킬 수 있게 된다. 직류 전자석을 사용할 경우에는 상기 마그넷 하우징에 상기 영구 자석 대신에 상기 직류 전자석을 고착, 제어부에 의해 상기 직류 전자석의 자극을 순차적으로 스위칭해 감으로써 상기 시료 테이블의 스텝 동작에 의한 추종이 가능하다. 이 경우, 상기 직류 전자석의 일정 간격 내의 밀도를 높임으로써 상기 시료 테이블의 보다 치밀한 위치 결정이 가능해진다.

(22) 또한, 상기 직류 전자석 대신에 교류 전자석을 사용할 수도 있다. 이 경우, 상기 시료 테이블 이면에 배치된 영구 자석을 이동자로서 구동하는 다이렉트 드라이브 모터형으로 할 수 있다. 또한, 어느 구동 방법을 채용했다고 하더라도 상기 시료 테이블 구동 기구는 끼움 분리 가능하게 장착되는 구조로 함으로써 시험·배양 중이라도 상기 항온실 내의 환경에 영향을 주는 일없이 수리·메인터넌스가 가능해진다. 또한, 상기 항온실 내부와 상기 시료 테이블 구동 기구의 장착 부분에는 단열재를 개재하고 있으므로 배양·시험 중의 상기 항온실 내의 고온, 고습한 분위기에 상기 시료 테이블 구동 기구의 구성 요소가 영향을 받는 것도 회피할 수 있다.

(23) 상기 시료 테이블은 이동 운동 가능해지도록 항온실에 수납된다. 이동 운동은 회전이어도, 소개구부에 대하여 좌우로 직선 운동이어도 된다. 바람직하게는 항온실의 중심을 통과하는 수선을 중심으로 해서 회전시킨다.

(24) 상기 시료 테이블의 이면은 상기 시료 테이블 구동 기구의 움직임에 확실하게 종동하기 위해서 전동 수단을 설치하거나 또는 마찰 저항이 낮은 부재를 지지체로서 사용한다. 상기 시료 테이블의 이면에 배치한 영구 자석은 항온실 바닥면과 마찰하지 않도록 일정 거리 띄우거나, 또는 마찰 저항이 낮은 부재로 피복되는 것이 바람직하다. 마찬가지로, 시료 테이블 구동 기구가 영구 자석 내지 직류 전자석을 갖는 경우에는 이들 자체가 운동하기 때문에 상기 항온실 바닥의 이면과의 사이를 일정 거리 띄움으로써 마찰 부하를 없애는 것이 바람직하다.

(25) 상기 시료 선반은 시료 용기를 세로로 복수단 수납할 수 있도록 배치하고 또한 가로로 복수열 고정해서 배치한 구조이어도, 세로 1렬만큼씩으로 분리한 구조이어도 된다. 상기 시료 테이블이 원반 형상일 경우에는 상기 시료 선반은 세로로 원주를 따라 원통 형상으로 일체화시킨 구조이어도, 세로 1렬만큼씩으로 분리한 구조이어도 된다. 후자의 경우에는 원반 형상 시료 테이블 상에 반입 반출 부분을 밖을 향해서 원형으로 배열할 수 있다. 상기 시료 테이블 상에 설치하는 위치 결정구 등의 위 또는 측면에 이들 시료 선반을 적재하지만, 위치 어긋남을 일으키지 않기 위해서 나사 고정이나 스프링 고정해서 고정해도 된다.

(26) 항온실의 일면에 형성하는 대개구부는 항온 장치 운전 중에는 개폐할 일이 거의 없기 때문에 경첩형 내지 끼움형의 문이어도 되고, 그 장착 장소는 측면이어도 천장이어도 되고, 수동에 의해 개폐한다. 이 문은 바람직하게는 항온실 측면에 설치하고, 내부를 관찰할 수 있도록 유리창을 끼울 수도 있다.

(27) 또한, 소개구부는 복수단인 시료 선반의 위치에서 개방되기 때문에 항온실 측면의 일정 장소에 형성하는 것은 아니고, 임의의 시료 선반의 바로 앞에 있는 것이 바람직하다. 소개구부의 개구 면적은 반송 기구가 시료 용기의 적어도 1개를 반입 반출하는데 필요 충분한 크기이면 된다. 상기 소개구부가 갖는 차폐판은 공지의 형상, 방식이어도 되지만, 일반적으로 상부 또는 하부에 경첩을 갖는 문일 경우에 문의 개폐 동작에 의해 기류를 일으키고, 항온실 내부의 분위기와 외부의 분위기가 교반되어 항온실 내의 분위기를 어지럽혀 버릴 위험성이 있다.

그래서, 문의 개폐 방식은 상하 또는 좌우로 슬라이드해서 개폐하는 차폐판으로 함으로써 개폐 동작에 의한 기류의 혼란을 없애고 있다. 또한, 상기 차폐판은 반송 기구와 항온 장치 외벽 사이를 상기 주행 기구에 병행시켜서 간극없고, 또한 상기 시료 선반의 선반수만큼 배치하고 있다.

(28) 시료 선반의 각 단은 같은 높이 간격으로 배치하고, 차폐판은 이것에 대응하는 것으로 해도 되고, 예를 들면 2단분의 크기의 시료 용기를 시료 선반에 적재하는 경우에는 단 사이 칸막이를 제거한다. 또한, 차폐판의 크기는 시료 선반의 각 단의 높이와 같은 것으로 해도 되고, 하지 않아도 된다. 그러나, 패스 박스 및 돔에 대해서는 미리 큰 시료 용기를 탑재하는 것이 판명되어 있는 경우에는 큰 용기를 수용할 수 있는 크기의 것으로 해 둘 필요가 있다.

(29) 상기 반송 기구는 핑거와 상기 핑거를 진퇴 운동시키는 암 기구와 상기 핑거와 상기 암 기구를 수평 또는 승강 이동시키는 주행 수단으로 이루어져 있다. 또한, 상기 반송 기구는 상기 시료 용기의 반송에 필요한 최소한의 용적을 갖는 패스 박스를 구비하고 있고, 상기 시료 용기의 반입·반출시에 내부 환경에 악영향을 주지 않는 구조로 되어 있다. 또한, 상기 패스 박스와 상기 차폐판의 간극은 없는 것이 바람직하지만, 패킹 등 기밀성을 향상시키는 수단을 설치해도 된다.

(30) 상기 반송 기구는 상기 항온실의 상기 소개구부에 인접하는 외부 벽면에 끼움 분리 가능하게 장착되는 구조로 되어 있고, 시험·배양 중이라도 상기 항온실 내의 환경에 영향을 주는 일없이 수리·메인터넌스가 가능하게 되어 있다. 또한, 외부에 장착되어 있으므로 상기 반송 기구의 구성 요소는 상기 항온실 내부의 고온, 고습한 분위기의 영향을 받는 것도 회피할 수 있다.

(31) 상기 반송 기구에는 상기 차폐판과의 맞물림 수단을 설치하고 있고, 상기 차폐판에 개폐 기구를 설치하지 않아도 상기 항온실 외부로부터 상기 차폐판의 개폐를 행할 수 있는 구조로 되어 있다. 즉, 상기 맞물림 수단에 의해 상기 반송 기구와 상기 차폐판은 일체적으로 연동하는 구조가 되어, 개폐 전용 기구를 설치하지 않더라도 상기 반송 기구의 일부분인 상기 주행 기구에 의한 상기 차폐판의 개폐가 가능한 구조로 되어 있다. 이것에 의해, 부품 점수가 적고, 단순한 구조로 할 수 있으며, 비용 저감이나 신뢰성의 향상을 도모할 수 있게 된다. 상기 맞물림 수단에는 막대 형상의 물체에 의한 기계적 연결이나 자력에 의한 연결이 고려된다.

(32) 상기 차폐판은 슬라이드 가이드에 의해 상하 또는 좌우로 이동 가능하게 배열되어 있어도 된다. 상기 차폐판의 인접 부분의 기밀성을 향상시키는 수단으로서 상기 차폐판의 인접부 단면을 감합 가능한 곡선 또는 복수의 직선 형상으로 함으로써 가능해진다.

(33) 상기 차폐판과 상기 항온 장치 외벽의 기밀성을 향상시키 위해서는 상기 차폐판을 자력으로 끌어당겨지는 부재로 하거나, 또는 자력으로 끌어당겨지는 부재를 구비하고, 또한 상기 항온실 외벽의 상기 차폐판과 접하는 위치에 자석을 설치한다. 이것에 의해, 상기 차폐판과 상기 항온실 외벽은 자력에 의해 밀착되어 기밀성을 향상시킬 수 있다.

(34) 상기 반송 기구, 상기 시료 테이블 구동 기구에 사용하는 각종 모터는 스테핑 모터, 서보 모터 등의 펄스 모터가 바람직하다. 이들 모터류의 자동 제어를 위해, 및 항온실 내의 환경 조건을 제어하기 위해서 제어 장치를 설치한다.

(35) 항온 장치의 항온실 내부는 회전축이나 고정 선반 등의 돌기물이 없고, 항온실 내부를 청소하기 쉽게 하기 위해서 내면이 매끄러운 것이 바람직하다. 단, 환경 조건 조정을 위한 습도 조절 공기, 산소, 질소, 탄산가스 등의 가스 공급과 배출을 위한 구멍, 온도, 습도, 각종 가스 농도 등의 센서류를 설치할 수 있다. 이때, 내부를 양압으로 해서 외부 환경의 영향을 받지 않도록 해도 된다.

(36) 항온실 실내에 가습을 위한 물고임부나 결로 방지 기구 등 공지의 기술을 사용해도 된다. 항온실 바닥에 기계적 요소가 없고, 평탄한 면으로 할 수 있기 때문에 항온실에 순수를 모아 두는 것이 가능하고, 또한 항온실 바닥면의 네 구석에 부드러운 곡면을 갖는 오목부를 형성해 물고임부로 하거나, 베트(vat)를 두거나 해서 배양·시험 중의 습도 유지가 가능하다.

(37) 탈착편으로서 맞물림 핀과 같은 기계적 결합 대신에 전자석에 의해 차폐판을 흡착하는 자기적 결합을 이용하는 것이어도 된다.

(38) 도 2에 있어서, 시료 테이블 구동 수단(6)은 기어드 모터(24), 풀리(25a·25b), 벨트(26), 마그넷 하우징(27)의 구성 요소가 하우징 유닛(23)에 모두 실장되어 있는 것으로 했지만, 적어도 마그넷 하우징(27)이 회전 가능하게 실장되는 것이면 된다. 하우징 유닛(23)을 베이스판(18)에 장착함으로써 마그넷 하우징(27)을 항온실(15)의 저면에 대하여 장착할 수 있다.

이들 형태에 의해, 하기와 같은 효과를 얻을 수 있다.

우선 도 2에 나타내는 바와 같이, 항온실(15)로부터 시료 선반(4), 시료 테이블(5), 시료 테이블 구동 기구(6), 반송 기구(11), 주행 수단(12)과 같은 전기적·기계적 구조물을 모두 분리할 수 있기 때문에 항온실(15) 내의 구조물 전부를 종래의 자동 인큐베이터에서는 어려웠던 고온에 의한 건열 멸균을 행할 수 있게 된다. 이때, 상술한 전기적·기계적 구조물을 분리함으로써 건열 멸균시의 고온도에 의한 부품의 고장도 없어진다.

또한, 전기적·기계적 구조물에 의한 요철이 상기 항온실 내에 존재하지 않기 때문에, 멸균 전후의 닦아내기도 간단하게 행할 수 있고, 신뢰성이 높은 멸균을 행할 수 있는 결과, 신뢰성이 높은 배양·시험이 가능해진다. 또한, 시료 선반(4), 시료 테이블(5)은 항온실(15)로부터 간단하게 분리 가능한 구조이므로 시료 선반(4), 시료 테이블(5) 단독에 의한 멸균액 등에 의한 멸균 세정이 가능해진다.

항온실(15) 내에 구동부의 전기적·기계적 구조물이 없고, 항온실(15)과 시료 테이블 구동 기구(6)의 접합 부분에는 단열재(22)를 개재하고 있으므로 항온실(15) 내의 고온, 고습과 같은 분위기의 영향을 받지 않고 완료하기 때문에 구동 부분의 고장이 거의 없어지고, 고장에 의한 배양·시험의 중단이나 배양·시험을 실시할 수 없다고 하는 문제도 없어진다.

또한, 만일 배양·시험 중에 전기적·기계적 구조물이 고장난 경우라도 시료 테이블 구동 기구(6), 반송 기구(11)와 항온실(15) 내는 완전히 격리되어 있으므로 시료 테이블 구동 기구(6), 또는 반송 기구(11)만 분리해서 수리를 행할 수 있으므로 배양·시험의 중단과 같은 것도 회피된다. 또한, 배양·시험 중의 습도 유지 수단도 설치할 수 있어, 양호한 배양 환경이 유지된다.

항온실(15)의 저면에 기계적 요소가 없고, 평탄한 면으로 할 수 있기 때문에 항온실(15)에 순수를 모아 두는 것이 가능해지고, 배양·시험 중의 습도 유지가 가능하다.

반송 기구(11)에는 용기의 반송에 필요한 최소한의 용적을 갖는 패스 박스를 구비하고 있기 때문에 용기의 반입·반출시에 온도나 습도 등이 일정하게 유지된 내부 환경에 악영향을 주는 일이 없어, 안정된 배양·시험 환경을 유지할 수 있다.

차폐판의 개폐를 슬라이드식으로 하고 있고, 필요한 개구 부분 이외는 항상 폐쇄되어 있는 구조에 의해 개폐시의 항온실 내부에 필요없는 기류를 일으키는 일이 없어, 안정된 배양·시험 환경을 유지할 수 있다.

1 : 항온 장치 2 : 하우징
3 : 문 4 : 시료 선반
5 : 시료 테이블 6 : 시료 테이블 구동 수단
7 : 대개구부 8 : 소개구부
9 : 차폐판 10 : 슬라이드 프레임
11 : 반송 수단 12 : 주행 수단
13 : 항온 장치 외벽 14 : 시료 용기
15 : 항온실 16 : 내벽
17 : 공간 18 : 베이스판
19 : 전동체 20 : 위치 결정구
21 : 종동 마그넷 22 : 단열재
23 : 하우징 유닛 24 : 기어드 모터
25a, 25b : 풀리 26 : 벨트
27 : 마그넷 하우징 28 : 스페이서
29 : 베어링 30 : 구동 마그넷
31 : 원형 테이블 32 : 실드
33 : 핑거 34 : 스페이서
35 : 선회 테이블 36 : 기어드 모터
37a : 제 1 암 37b : 제 2 암
38 : 베어링 39 : 베이스 선반
40 : 플레이트 41 : 톱니바퀴
42 : 선회 모터 43 : 톱니바퀴
44 : 실드 선반 45 : 고정 블럭
46 : 블럭 47 : 천판
48 : 맞물림 핀 49 : 센서
50 : 개폐문 51 : 회전 구동원
52 : 측벽 53 : 패스 박스
54 : 승강 기어드 모터 55 : 피니언 기어
56 : 슬라이드 가이드 57 : 이동자
58 : 승강 베이스 59 : 랙 기어
60 : 랙 베이스 61 : 솔레노이드
62 : 미소 개구부 63 : 브래킷
64 : 브래킷 65 : 위의 차폐판
66 : 긴 구멍 67 : 선회 실드판
68 : 고정 실드판 69 : 풀리
70 : 나사 구멍 71 : 실드판
72 : 빼냄 구멍 73 : 베어링
74 : 풀리 75 : 벨트
76 : 맞물림 구멍 77 : 맞물림 유닛
78 : 브래킷 79 : 물고임부
80 : 전자석 유닛

Claims

벽면으로 둘러쌓인 폐쇄 공간을 갖는 항온실;
상기 항온실 내에 착탈 가능하게 배치되어 시료를 수용한 용기를 수납하는 시료 선반을 탑재하는 시료 테이블;
상기 시료 테이블에 장착된 복수의 종동 마그넷, 상기 복수의 종동 마그넷의 시료 테이블에 대한 장착 위치에 대응해서 배치된 복수의 구동 마그넷, 상기 항온실의 벽면을 통해서 상기 복수의 구동 마그넷이 상기 복수의 종동 마그넷에 대하여 자기결합하도록 상기 벽면의 외측으로부터 장착하는 수단, 및 상기 복수의 구동 마그넷에 의해 이동 자계를 발생시키는 수단을 갖는 시료 테이블 구동 수단; 및
상기 항온실 외부에 설치되며, 시료 테이블의 포지션 데이터가 소실되었을 경우, 위치 확인 동작을 행하는 위치 검출 수단;을 가지며,
상기 항온실 내부에 상기 시료 테이블의 위치 결정을 위한 위치 결정재가 없고, 상기 시료 테이블을 배치하는 항온실 바닥이 평탄면이고,
상기 시료 테이블은 상기 시료 테이블 구동 수단과 대향하는 면에 전동체 또는 저마찰 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 항온 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 장착 수단은 상기 복수의 구동 마그넷이 실장되고, 상기 복수의 구동 마그넷의 상호 배치 위치를 규정하는 하우징 유닛인 것을 특징으로 하는 항온 장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 장착 수단은 상기 복수의 구동 마그넷이 실장되고, 상기 복수의 구동 마그넷의 상호 배치 위치를 규정하는 마그넷 하우징과, 상기 마그넷 하우징을 회전 가능하게 조립한 하우징 유닛을 갖는 것을 특징으로 하는 항온 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 시료 테이블에 구비되는 종동 마그넷에는 영구 자석을 사용하고, 상기 시료 테이블 구동 수단에 구비되는 자기 발생 수단에도 영구 자석을 사용하는 것을 특징으로 하는 항온 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 시료 테이블에 구비되는 종동 마그넷에는 영구 자석을 사용하고, 상기 시료 테이블 구동 수단에 구비되는 자기 발생 수단에는 전자석을 사용하는 것을 특징으로 하는 항온 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 전자석의 자기 극성을 스위칭하여 이동 자계를 발생시키는 것을 특징으로 하는 항온 장치.
제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시료 테이블 구동 수단은 회전판을 갖고, 그 회전 중심에 대하여 원 형상으로 상기 복수의 구동 마그넷으로 배치해서 상기 시료 테이블을 회전 구동시키는 것을 특징으로 하는 항온 장치.