反応容器自動開閉用装置
本発明は、反応容器（１３）自動開閉するための開閉装置に関する。開閉装置は一つ以上の反応容器（１３）を回転しないように保持するための保持装置（１６）と、反応容器（１３）用のふた（１２）を把持するためのグリッパ（１１）であって、ふた（１２）を保持するためにグリップジョー（２０，３４）を有しているグリッパ（１１）と、グリッパ（１１）を回転可能に保持するための回転機構（１０）と、を具備している。開閉装置において、ふた（１２）は、グリップジョー（２０，３４）間の部分に挿入される場合、グリップジョー（２０，３４）により摩擦接触で保持されるようになっていて、グリッパ（１１）はグリップジョー（２０，３４）を開閉するための能動式作動装置を有していないことを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反応容器自動開閉用装置に関する。より詳しくは、本発明はふた付きの反応容器自動開閉用装置に関するものであって、ふたは反応容器にねじ込まれている。本発明は、化学反応及び／又は生物反応を行なうためのロボットを含んだ用途に適しているものである。
【背景技術】
【０００２】
グリッパを備えた反応容器の自動開閉用装置は周知であって、そのグリッパはふたを握持するべく作動され、回転機構を備えており、従ってグリッパはふたを反応容器にねじ込んだり、はずしたりするのに使用できるようになっている。一般に反応容器は特殊な形状をしていて、従って反応容器はホルダの適切な保持部分に能動的に係合するようになっている。このことにより、反応容器を回転することのない取り付けが保証されている。
【０００３】
特許文献１において同様な装置が公知であって、装置において、反応容器が特定区画に垂直リブを有している。このことが反応容器を回転しないように設置することを可能にしている。これらの反応容器のふたは二つの水平スリットで作られていて、その二つのスリットはふたの本体上部区画にお互いに真反対に配置されている。これらのスリット各々は、一方の端部においてふたの最上部に延伸していて、従ってふたグリップ機構は水平ピンによりふたに係合することができ、反応容器からふたをはずすために必要なトルクを作用することができるようになっている。本グリッパにおいて、以下のことが利点であって、ふたを能動的にグリップするための特別な作動機構を備えていないけれども、代わりに受動的にピンをスリットに係合することだけによりふたを係合することができるようになっている。このことは、付加的な制御機能が省かれるので、ロボットへの組み込みを容易なものにしている。しかしながら、本装置の欠点は特別に設計されたふたが使用されていることである。従って、顧客が入手した反応容器及び生産プロセスによる反応容器の自動開閉用装置のような従来形のふたで閉止された反応容器を使用することが不可能になっている。このことは、従来形のふたを、この目的のために特別に設計されたふたに取り替えることを必要としている。さらに、これらの特別なふたは高価なものである。
【特許文献１】米国特許第６２１６３４０号明細書
【特許文献２】国際特許公開第９９／２６０７０号パンフレット
【特許文献３】米国特許第４８６８１０５号明細書
【特許文献４】米国特許第５６３５３５２号明細書
【特許文献５】米国特許第５６８１７０２号明細書
【特許文献６】欧州特許第２２５８０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は簡単な構造であって、しかも従来形の反応容器開閉用ねじ込みふたを容易にかつ確実に握持することができる、反応容器の自動開閉用装置を作りだすことである。
【０００５】
本目的は請求項１に記載の特徴を備えた装置により達成されている。
【０００６】
本発明は、従来形の反応容器を確実に開閉でき、かつ特別な構造のものではない、反応容器の自動開閉用装置を作りだすことである。
【０００７】
本目的は請求項６に記載の特徴を備えた装置により達成されている。
【０００８】
本発明における利点のある改良はそれぞれの従属請求項に規定されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による反応容器を自動開閉するための開閉装置が、
一つ以上の反応容器を回転しないように保持するための保持装置と、
反応容器用のふたを把持するためのグリッパであって、前記ふたを保持するためにグリップジョーを有しているグリッパと、
グリッパを回転可能に保持するための回転機構と、
を具備している。
【００１０】
請求項１による解決方法において、前記ふたは、前記グリップジョー間の部分に挿入される場合、グリップジョーにより摩擦接触で保持されるようになっていて、前記グリッパはグリップジョーを開閉するための能動式作動装置を有していないことを特徴としている。
【００１１】
従って、ふたはグリップジョーとふたとの間の摩擦接触により確実に保持される。グリップジョーを作動するための調節機構は必要なく、そのようないずれの機構の必要もない。それにもかかわらず、従来形のふたはこの目的のために特別な構造を必要とすることなくグリッパにより保持することができる。
【００１２】
本発明の好適な改良によると、グリップジョーが回転方向に対して直角に延びている一つ以上の切り込みウェブを自身のグリップ表面に有している。切り込みウェブはふた表面に係合する鋭利な切り込みエッジを有していて、従ってグリッパからふたへの大きなトルクの伝達を可能にしている。
【００１３】
請求項６における解決方法において、保持装置が、前記反応容器を保持するために開口部を備えているお互いに上下に配置された三段の多孔板を有している。前記上段多孔板及び下段多孔板は、お互いに同一高さに作られた開口部を有していて、そして固定的に配置されており、前記中段多孔板は第一位置と第二位置との間でスライドするようになっていて、前記第一位置において中段多孔板の開口部が上段及び下段多孔板の開口部と一直線になっているものであり、前記第二位置において中段多孔板の開口部が上段及び下段多孔板の開口部に対して多少オフセットしており、従って前記多孔板の開口部に挿入された前記反応容器はクランプされていることと、前記中段多孔板を前記第二位置に固定する手段が備えられていることと、を特徴としている。
【００１４】
一つ以上の反応容器を多孔板の適切な開口部に挿入することができ、そして中段多孔板をスライドすることにより多孔板に回転しないようにクランプすることができ、一方反応容器は中段多孔板を第二位置に固定することにより適切に保持される。
【００１５】
好適な実施形態において、前記中段多孔板の前記開口部各々が突起及び開口部のエッジを含んでいて、前記突起は開口部の内側に延伸していて、かつ開口部の中心軸と開口部の端部との間のほぼ交差区画に配置されていて、前記中心軸は前記スライド方向に延びているものである。反応容器が多孔板にクランプされる場合、この突起が多孔板の壁面に対して押しつけられ、従って反応容器を能動的に保持するようになっている。
【００１６】
好ましくは、前記上段多孔板の前記開口部各々及び／又は前記下段多孔板の前記開口部各々が突起を含んでいて、前記突起は前記開口部の内側に延伸し、かつ前記中段多孔板の前記突起と真反対側に配置されている。これが、反応容器を多孔板に保持している係合に打ち勝つようになっている。
【００１７】
本発明による装置のさらなる利点は以下の組合わせ、すなわち；１）ふたを摩擦接触により保持することと、２）反応容器をクランプすることにより保持することとにより達成されている。というのは、反応容器をクランプすることが反応容器の垂直移動を防止していて、従ってグリッパがふたに押しつけられる場合、又はふたが反応容器からはずされる場合における反応容器の移動を防止している。反応容器をクランプすることが二つの機能を果すようになっていて、一つは、ふたを開閉する際に反応容器を回転しないように保持することであり、もう一つはグリッパの押し込む際、又はふたをはずす際、又はグリッパをふたにねじ込んだ後に外ずす際に力を吸収するようになっていることである。
【００１８】
反応容器をクランプすることにより保持するので、グリッパがふたに押しつけられる場合に作用する力は、単にグリッパを作動させるのに使用される装置の機械的特性により限定されるだけである。従ってクランプして保持することはグリッパを押す場合に相当な摩擦力の使用を必要とする。
【００１９】
図面を参照して本発明を以下に詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
反応容器を自動開閉するための本発明による装置は、ロボットで使用されるようになっている。そのようなロボットを図１に図示する。ロボット１は作業用プラットホーム２、後方壁面３及びロボットアーム４を有している。ロボットアーム４は、後方壁面３の上端部区域における水平レール（図示せず）に沿って横断でき、従って作業用プラットホーム２全体を通過できるようになっている。垂直に延伸する三本のハンドリングアーム５，６，７がロボットアーム上に配置されている。ハンドリングアームはロボットアーム４の中に延在しているレール（図示せず）に交差して取りつけられているので、ロボットアーム４の長手方向に横断できるようになっている。ハンドリングアームが垂直方向にも横断できるようになっている。ハンドリングアーム５は、化学薬品及び／又は生物試薬を取るためのピペットチップを有している。ハンドリングアーム６は、マイクロタイヤプレートを操作するのに使用できるフォーク状のグリップエレメント９を備えている。ハンドリングアーム７は下端部に回転機構１０を有していて、反応容器１３用のグリップふた１２のためのグリッパ１１が回転装置に連結されている。グリッパ１１について以下に詳述する。
【００２１】
種々の作業ステーションがロボットに提供されていて、この種のロボットはユーザのニーズに合うように作られている。本実施形態において、作業用プラットホーム２は各々がバイブレータ１４を備えた二つのバイブレータステーションを備えていて、バイブレータ１４には反応容器保持用のサーマルブロックが取り付けられている。サーマルブロック１５は良熱伝導材料で作られた長方形本体であって、本体には昇温された熱媒体、例えばシリコン油を流すための流路が作られている。サーマルブロック１５の上面には、反応容器１３の下面が能動的に保持される凹部があって、サーマルブロック１５と反応容器との間で良好な熱伝達を可能にしている。反応容器１３一式を操作するためのラック１６が、サーマルブロック１５を備えたバイブレータ１４各々に取り付けられている。このラックについて以下に詳述する。
【００２２】
本実施形態におけるロボットは、ＨＣＶ患者からのリンパ液又はリンパ漿中のＣ型肝炎ビールスのＲＮＡ（ＨＣＶＲＮＡ）をＵＥＲＳＡＮＴ（商標名）のＨＣＶＲＮＡ３．０テスト（ｂＤＮＡ）により直接定量化するためのものであり、又はＨＩＶ−Ｉ患者からのリンパ漿中の免疫欠如症ビールスタイプＩ（ＨＩＶ−Ｉ）をＵＥＲＳＡＮＴ（商標名）のＨＣＶＲＮＡ３．０テスト（ｂＤＮＡ）により直接定量化するためのものである。これに関連して、特許文献３−６参照のこと。図１に図示する実施形態において、ロボットは実験用キャビネットの中に取り付けられていて、そのキャビネットは熱媒体を昇温し循環させるためのユニットをロボットの下方区域に備えている。本ユニットにおいて、熱媒体はホース１７によりサーマルブロックに供給されかつサーマルブロックから除去される。
【００２３】
作業用プラットホーム２が使い捨て式ピペットチップ用コンテナと使用済ピペットチップ用コンテナとを有している。他の作業ステーション、例えばサーモサイクラ（ｔｈｅｒｍｏｃｙｃｌｅｒ）がこの種のロボット１に組み込まれてもよい。そのようなロボットの形状及び一般的な構造とに関して特許文献２を参考としてここに包含するものである。ふたを保持するようになっているグリップジョー２０により形成された開口部は、調節ねじ２３により所定の範囲で調節することができる。
【００２４】
図２ａ及び２ｂは、本発明によるグリッパ１１の第一実施形態を図示している。このグリッパ１１は、正六角形ベースと対応する上面とを備えたほぼプリズム状のフレーム構造体を有している。三つの垂直スロット１９がフレーム構造体１８の側壁面交互に作られている。各スロット１９が、フレーム構造体１８から下向きにわずかに延伸しているグリップジョー２０を含んでいる。シャフト２１は各々のグリップジョー２０を貫通し、そしてフレーム構造体１８に取り付けられている。
【００２５】
ばね要素２２が、シャフト２１の下方区域においてグリップジョー２０各々とフレーム構造体１８との間に設置されているので、グリップジョー２０の下端部は外向きに付勢されている。グリップジョー２０各々は調節ねじ２３がねじ込まれるタップ穴をシャフト２１の上方に含んでいて、その調節ねじ２３により、それぞれのグリップジョー２０の下端部と垂直対称軸２４との間の距離が調節できるようになっている。
【００２６】
グリップジョー２０各々は、グリッパ１１の対称軸２４に向かって対面しているグリップ表面２５をフレーム構造体１８の下方に延在している区域に有している。グリップ表面２５各々には、水平ストップウェブ２６が最上部に取り付けられている下向きかつ半径方向外向きに延びている挿入スロープ２７がグリップ表面２５の下部エッジに接続している。
【００２７】
少なくとも一つの垂直方向に延びている切り込みウェブ２８がグリップ表面２５各々に形成されている。本実施形態においては、グリップ表面２５各々は一つの切り込みウェブ２８を備えている。本発明との関連において、数個の切り込みウェブをグリップ表面各々に取り付けることも可能である。グリップ表面２５の上方に突出する切り込みウェブ２８の高さは、反応容器１３の壁面厚さよりも低い（図６ａ，６ｂ）。本実施形態においては、高さは０．５mmである。切り込みウェブ２８各々は、グリップ表面２５から一点に向かってテーパーが付いていて、従って垂直な切り込みエッジを形成している。
【００２８】
本発明による装置は、タイプ“ｍｉｃｒｏｔｕｂｅ １．５ml”の反応容器をハンドリングするＳａｒｓｔｅｄｔ社により提供されていて、商品番号ＳＡＲ−７２６９２及びＳＡＲ−６２６９２００５で流通されている（ｗｗｗ．ｓｃｉｍａｒｔ．ｃｏｍ／ｔｕｂｅｓ／ｓｃｒｅｗｃａｐ．ｈｔｍｌ）。
【００２９】
フレーム構造体１８の上面に設置されているのは中心に配置された盲穴２９である。グリッパ１１は、盲穴２９を介して回転機構１０の回転式駆動ピンに押し付けられていて、二本の位置決めねじ３０により回転機構１０に固定されている。
【００３０】
初期状態において、グリップジョー２０は把持されるふた１２の円周部分よりわずかに小さい部分をグリップ表面２５を用いて画成している。挿入スロープ２７の下部エッジに接続する部分はふた１２の円周部分より多少広くなっている。従って、グリッパ１１がふた１２に押しつけられると、ふた１２は弾性的にわずかに変形し、停止ウェブ２６に達するまでグリップジョー２０の間の部分に挿入される。グリップ表面２５とふたの外壁面との間の摩擦接触によりふたはグリッパ１１に保持されていて、従って、ふたを操作することができる。さらに、切欠きウェブ２８がふたの外壁面を内向きにわずかに押し、締め切り形状となるので、グリッパ１１はふた１２に大きなトルクを作用することが可能となる。
【００３１】
図３ａ及び３ｂは本発明によるグリッパ１１の第二実施形態を図示している。本グリッパ１１は管状区画３１を上部に有していて、その管状区画３１は、グリッパ１１を回転機構１０の回転式駆動ピンに固定するために、位置決めねじ３０を挿入するための二つのタップ穴を備えている。水平レール区画３２が管状区画３１の下端部に形成されている。このレール区画３２の下側にはあり溝３３が形成されている。
【００３２】
二つのグリップジョー３４があり溝３３の中で支持されかつスライドできるようになっていて、そしてグリップジョー３４はばね要素３５に接続されているので対称軸２４の方向に予圧されるようになっている。スペーサエレメント３６は二つのグリップジョー３４の間の部分に備えられていて、グリップジョー３４は初期状態において、すなわちふたなしの状態でばね要素３５の予圧により接触されている。
【００３３】
グリッパ３４各々は円形セグメント状の本体を有していて、その本体には、円形セグメントの中心が対称軸２４の近傍にある。グリップジョー３４の下三分の一に区画が内面に加工されているので、グリップジョー３４がグリップ表面３７をこの区域に有していて、グリップ表面３７は対称軸２４に向かって対面していて、かつ最上部において止め部分３８により区切られている。グリップ表面３７各々の下部エッジには挿入スロープ２９が接続し下向きかつ半径方向外向きに延びている。
【００３４】
垂直切り込みウェブ２８がグリップ表面３７各々に形成されている。本実施形態においては、三つの切り込みウェブがグリップ表面３７各々に備えられている。切り込みウェブの構造は第一実施形態のグリッパ１１と一致したものである。
【００３５】
初期状態において、二つのグリップジョー３４は把持するふた１２の円周部分より多少小さな区域をグリップ表面３７で画成している。挿入スロープ３９の下部エッジにより区切られた部分はふた１２の円周部分より多少大きくなっている。従って、グリッパ１１がふた１２に押しつけられると、グリップジョー３４が、挿入スロープ３９におけるふた１２の挿入によりばね要素３５のばね作用に抗して押し開かれ、そしてふたは止め部分３８に接触するようになるまでグリップジョー３４の間の部分に挿入される。ふた１２は、グリップ表面３７とふたの外壁面との間の摩擦接触によりグリッパ１１により保持されているので、操作できるようになっている。切り込みウェブ２８は、相当なトルクを伝達するための締切り形状をもたらしている。
【００３６】
反応容器保持用のラック１６につき以下に詳述する（図４ａ，４ｂ，４ｃ）。本ラック１６は二つの側壁面４０と上壁面４１とを備えた逆Ｕ字形に作られている。側壁面は各々外向きに湾曲していて、従って外向きに突出している細い帯板状のベース区画４２を形成している。上壁面４１は規則正しく挿入された反応容器を保持するための開口部４３を備えた多孔板を形成している。上壁面４１から所定距離、例えば５−１０mm下方にもう一つの多孔板である下段多孔板４４がある。側壁面４０に接続する下段多孔板（４４）のエッジ部分は、下向きにフランジ取り付けされていて、フランジ取り付けされた区画は、例えばハンダ付け又はねじ継手により側壁面４０に取り付けられている。上壁面４１である上段多孔板４１と下段多孔板４４とは中央空間を形成していて、その中央空間にはさらなる多孔板４５である中段多孔板が取り付けられている。
【００３７】
多孔板４５の平面図を図５ａに図示する。平面図において、本多孔板はほぼ長方形であって、二つの端部エッジ４６と二つの長手エッジ４７とを有している。二つの長手エッジ４７各々には二つのラグ４８が成形されている。ラグ４８は側壁面４０における対応するスリット４９に係合している（図４ａ）。スリット４９はラグ４８より長いので、中段多孔板４５は、スライド方向を画成する長手エッジ４７の方向にスライド可能に取り付けられている。
【００３８】
中段多孔板４５も開口部４３を有していて、その開口部４３は、上段及び下段の多孔板４１，４４の形状、サイズ及びパターンと同一である。
【００３９】
上段及び下段の多孔板４１，４４の開口部は直線投影においてお互いに上下に正確に配置されている。中段多孔板４５は三つの多孔板はお互いに上下に正しく配置されている、すなわち三つの多孔板の対応する開口部がお互いに一直線になっている第一位置に合わせられていてもよい。中段多孔板４５は、開口部が上段及び下段の多孔板４１，４４の開口部に対してオフセットしている第二位置に移動することができて、その場合開口部はお互いに一直線上にはない。
【００４０】
開口部４３（図５ｂ）は移動方向に多少延伸していて、二つの半円セグメント形状であって、お互いにわずかに離間している。本実施形態において、半円セグメントは半径５．６mmで１．２mm離間している。二つの半円セグメントの頂部には、小さな突起５０が開口部分に作られている。従って、この突起５０は、移動方向に延びている開口部４３の中心線と開口部の境界エッジとの間の交差部分に位置している。上から見て、突起５０は丸くて角がないので、反応容器を穿孔することはない。
【００４１】
三つの多孔板４１，４４，４５のすべての開口部は同一の突起５０を有していて、上部及び下部多孔板４１，４４の突起は各々中段多孔板の突起と真反対に配置されている。
【００４２】
二つの調節装置５１がラック１６の端面に設置されていて、中段多孔板を第一位置と第二位置との間で移動方向に前後できるようになっていて、従って第二位置に固定できるようになっている。調節装置５１は二つの蝶ねじ５２を有している。蝶ねじ５２は、中段多孔板４５に接続されたロッドを支持する中心穴を有している。このロッドは長手方向にねじタップ穴を有していて、その中にねじ５３がねじ込まれ、ねじ５３はねじヘッドを蝶ねじ５２に置いている。多孔板の側面において、蝶ねじ各々が対応する止め具５４に取り付けられていて、その止め具は上部及び下部多孔板４１，４４にしっかりと接続されている。中段多孔板に接続されたロッドは止め具５４各々を貫通している。止め具５４及び蝶ねじ５２各々は接触面５５，５６を有している。
【００４３】
接触面５５，５６は移動方向に対して直角に配置された平面に対して鋭角に配置されているばね要素（図示せず）が、止め具５４と中段多孔板４５との間に備えられていて、多孔板４５を止め具５４から離間するように付勢している。蝶ねじ５２が止め具５４の接触面５６に対して平坦な接触面５５に位置している場合、中段多孔板は止め具５４から最も離れた位置になっている。この位置は、中段多孔板４５の開口部が上部及び下部多孔板４１，４４の開口部４３と一直線上になるようにねじ５３により調節される。蝶ねじ５２が１８０°回転されると、角度の付いた接触面が蝶ねじ５２を止め具５４に対して移動させる。この結果、中段多孔板４５は止め具５４へ向けてのばね要素のばね作用に抗して移動され、第二位置に位置して開口部４３が上部及び下部多孔板４１，４４の開口部に対してオフセットする。接触面５５，５６が小さなスナップ留め凹部と対応するスナップ突起とを備えているので、中段の多孔板が第二位置に位置すると蝶ねじは止め具５４に係合する。
【００４４】
四つの穴５７が二つのベース区画４２各々に作られている。二つのベース区画の一方に、スライド５８が穴５７の真上の部分に備えられている。各スライド５８は一方の端部が穴５７に合うように拡げられている長穴を有している。対応するピンがバイブレータステーション１４に備えられていて、各ピンは穴５７を貫通するヘッド６０を備えている。ラック１６がバイブレータステーション１４に置かれる場合、ヘッド６０は穴５７と長穴５９の拡大部分を介してガイドされる。スライド５８は、長穴５９の狭い部分が背後からヘッド６０を係合するように移動され、ラックがバイブレータステーション１４に固定される。バイブレータステーション１４に形成された適切なフック状エレメントが、他のベース区画４２の穴５７を通過する。この手段によりラック１６はバイブレータステーション１４に固定されていて、バイブレータステーションにより作用される振動運動中にバイブレータステーションに保持されているようになっている。
【００４５】
図４ａ及び４ｂに図示する実施形態において、ホース１７用継手６１がサーマルブロック１５の端面に備えられている。継手６１間には、サーマルブロック１５に取り付けられた温度センサへのリード線６２がある。
【００４６】
本発明によるラック１６は、多数の反応容器をラック１６に配列し固定するためのスコープを用いてロボット１の外部に一連の検体を準備することを可能にしている。中段の多孔板は第一位置において、その開口部は上部及び下部多孔板の開口部に一致している。反応容器は例えば手で開口部４３に挿入される。開口部は、反応容器１３に形成された環状ウェブ６３を用いて反応容器１３がそこから落下しないけれども上段多孔板４１の最上部に位置するように寸法化されている。すべての反応容器１３をラック１６に配列する場合、中段多孔板４５は蝶ねじ５２を回転して第二位置に位置決めされる。このことが反応容器１３をラックにしっかりと把持する。というのは、中段多孔板の開口部４３が上段及び下段多孔板の開口部４３に対して移動するからである。詳しくは、突起５０が反応容器１３の弾性的に降伏したプラスチック材料を多少圧迫するので、把持による摩擦接触に加えてラック１６と反応容器１３との間にも締切り形状が形成される。中段及び下段多孔板４５，４４は、連続した垂直リブが形成されている反応容器１３の区画６４に作用するようにラック１６に配置されている。
【００４７】
このようにして反応容器を載せたラック１６はバイブレーションステーション１４にて操作され固定される。このラックは別の工程、例えばオートクレーブに送り込むことも可能である。
【００４８】
本発明によるラックは、多数の反応容器を垂直方向に回転することなく固定するようになっている。このため、本発明によるラックは利点的に本発明によるグリッパと組合わせて使用することができる。というのは、グリッパが反応容器のふたに押しつけられる場合に、そしてグリッパが反応容器にねじ込まれたふたからはずされる場合に作用される大きな力がラックの使用中に安全に、問題を生ずることなく吸収されるからである。
【００４９】
本発明によるラックは構造が簡単で、そして安価に製造することができる。さらなる利点は、従来形のふた付き反応容器を使用できることである。
【００５０】
本発明を、実施形態を用いて説明してきた。本発明との関連において、第一実施形態によるグリッパ１１の三つの調節ねじ２３の代りに、盲穴２９のベース部分が円錐テーパを備えていてもよくて、そしてグリップジョーの上部がこの円錐面に接触していてもよい。テーパはグリッパの垂直なタップ穴に支持されたねじ山付きロッドに設置されている。ねじ山付きロッドを回転することにより、テーパの垂直位置が変化し、そしてグリップジョーがシャフト２１周囲で旋回するので、保持部分が調節されるようになっている。
【００５１】
本発明のさらなる修正により、自転車のハブとして衆知な急速式クランプエレメントが前述した調節装置５１の代りに使用されてもよい。
【００５２】
本発明の範囲内において、ロボットが共通の水平レール上に延びている数個のロボットアームを有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明による反応容器自動開閉装置を備えたロボットである。
【図２ａ】図２ａは、本発明によるグリッパの斜視図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａにおけるグリッパの断面図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明による他のグリッパの斜視図である。
【図３ｂ】図３ｂは、図３ａにおけるグリッパの断面図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明による反応容器を保持するためのラックであって、熱ブロック及びバイブレータも合わせて図示されている。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａにおける装置の平面図である。
【図４ｃ】図４ｃは、図４ａにおける装置の部分断面図である。
【図５ａ】図４ａにおけるラックの多孔板の平面図である。
【図５ｂ】多孔板の孔の拡大図である。
【図６ａ】ふた付き反応容器の側面図である。
【図６ｂ】図６ｂにおける反応容器及びふたの斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ロボット
２ 作業用プラットホーム
３ 後方壁面
４ ロボットアーム
５ ハンドリングアーム
６ ハンドリングアーム
７ ハンドリングアーム
８ ピペット先端
９ グリップエレメント
１０ 回転機構
１１ グリッパ
１２ ふた
１３ 反応容器
１４ バイブレータステーション
１５ サーマルブロック
１６ ラック
１７ ホース
１８ フレーム構造体
１９ スロット
２０ グリップジョー
２１ シャフト
２２ ばね要素
２３ 調節ねじ
２４ 対称軸
２５ グリップ表面
２６ 停止ウェブ
２７ 挿入スローブ
２８ 切り込みウェブ
２９ 盲穴
３０ 位置決めねじ
３１ 管状区画
３２ レール区画
３３ スロット
３４ グリップジョー
３５ ばね要素
３６ スペーサエレメント
３７ グリップ表面
３８ ストップステップ
３９ 挿入スロープ
４０ 側壁面
４１ 上段多孔板
４２ ベース区画
４３ 開口部
４４ 下段多孔板
４５ 中段多孔板
４６ 端部エッジ
４７ 長手エッジ
４８ ラグ
４９ スリット
５０ 突起
５１ 調節装置
５２ 蝶ねじ
５３ ねじ
５４ 停止エレメント
５５ 接触表面
５６ 接触表面
５７ 穴
５８ スライド
５９ 長穴
６０ ヘッド
６１ 継手
６２ リード線
【技術分野】
【０００１】
本発明は反応容器自動開閉用装置に関する。より詳しくは、本発明はふた付きの反応容器自動開閉用装置に関するものであって、ふたは反応容器にねじ込まれている。本発明は、化学反応及び／又は生物反応を行なうためのロボットを含んだ用途に適しているものである。
【背景技術】
【０００２】
グリッパを備えた反応容器の自動開閉用装置は周知であって、そのグリッパはふたを握持するべく作動され、回転機構を備えており、従ってグリッパはふたを反応容器にねじ込んだり、はずしたりするのに使用できるようになっている。一般に反応容器は特殊な形状をしていて、従って反応容器はホルダの適切な保持部分に能動的に係合するようになっている。このことにより、反応容器を回転することのない取り付けが保証されている。
【０００３】
特許文献１において同様な装置が公知であって、装置において、反応容器が特定区画に垂直リブを有している。このことが反応容器を回転しないように設置することを可能にしている。これらの反応容器のふたは二つの水平スリットで作られていて、その二つのスリットはふたの本体上部区画にお互いに真反対に配置されている。これらのスリット各々は、一方の端部においてふたの最上部に延伸していて、従ってふたグリップ機構は水平ピンによりふたに係合することができ、反応容器からふたをはずすために必要なトルクを作用することができるようになっている。本グリッパにおいて、以下のことが利点であって、ふたを能動的にグリップするための特別な作動機構を備えていないけれども、代わりに受動的にピンをスリットに係合することだけによりふたを係合することができるようになっている。このことは、付加的な制御機能が省かれるので、ロボットへの組み込みを容易なものにしている。しかしながら、本装置の欠点は特別に設計されたふたが使用されていることである。従って、顧客が入手した反応容器及び生産プロセスによる反応容器の自動開閉用装置のような従来形のふたで閉止された反応容器を使用することが不可能になっている。このことは、従来形のふたを、この目的のために特別に設計されたふたに取り替えることを必要としている。さらに、これらの特別なふたは高価なものである。
【特許文献１】米国特許第６２１６３４０号明細書
【特許文献２】国際特許公開第９９／２６０７０号パンフレット
【特許文献３】米国特許第４８６８１０５号明細書
【特許文献４】米国特許第５６３５３５２号明細書
【特許文献５】米国特許第５６８１７０２号明細書
【特許文献６】欧州特許第２２５８０７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は簡単な構造であって、しかも従来形の反応容器開閉用ねじ込みふたを容易にかつ確実に握持することができる、反応容器の自動開閉用装置を作りだすことである。
【０００５】
本目的は請求項１に記載の特徴を備えた装置により達成されている。
【０００６】
本発明は、従来形の反応容器を確実に開閉でき、かつ特別な構造のものではない、反応容器の自動開閉用装置を作りだすことである。
【０００７】
本目的は請求項６に記載の特徴を備えた装置により達成されている。
【０００８】
本発明における利点のある改良はそれぞれの従属請求項に規定されている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による反応容器を自動開閉するための開閉装置が、
一つ以上の反応容器を回転しないように保持するための保持装置と、
反応容器用のふたを把持するためのグリッパであって、前記ふたを保持するためにグリップジョーを有しているグリッパと、
グリッパを回転可能に保持するための回転機構と、
を具備している。
【００１０】
請求項１による解決方法において、前記ふたは、前記グリップジョー間の部分に挿入される場合、グリップジョーにより摩擦接触で保持されるようになっていて、前記グリッパはグリップジョーを開閉するための能動式作動装置を有していないことを特徴としている。
【００１１】
従って、ふたはグリップジョーとふたとの間の摩擦接触により確実に保持される。グリップジョーを作動するための調節機構は必要なく、そのようないずれの機構の必要もない。それにもかかわらず、従来形のふたはこの目的のために特別な構造を必要とすることなくグリッパにより保持することができる。
【００１２】
本発明の好適な改良によると、グリップジョーが回転方向に対して直角に延びている一つ以上の切り込みウェブを自身のグリップ表面に有している。切り込みウェブはふた表面に係合する鋭利な切り込みエッジを有していて、従ってグリッパからふたへの大きなトルクの伝達を可能にしている。
【００１３】
請求項６における解決方法において、保持装置が、前記反応容器を保持するために開口部を備えているお互いに上下に配置された三段の多孔板を有している。前記上段多孔板及び下段多孔板は、お互いに同一高さに作られた開口部を有していて、そして固定的に配置されており、前記中段多孔板は第一位置と第二位置との間でスライドするようになっていて、前記第一位置において中段多孔板の開口部が上段及び下段多孔板の開口部と一直線になっているものであり、前記第二位置において中段多孔板の開口部が上段及び下段多孔板の開口部に対して多少オフセットしており、従って前記多孔板の開口部に挿入された前記反応容器はクランプされていることと、前記中段多孔板を前記第二位置に固定する手段が備えられていることと、を特徴としている。
【００１４】
一つ以上の反応容器を多孔板の適切な開口部に挿入することができ、そして中段多孔板をスライドすることにより多孔板に回転しないようにクランプすることができ、一方反応容器は中段多孔板を第二位置に固定することにより適切に保持される。
【００１５】
好適な実施形態において、前記中段多孔板の前記開口部各々が突起及び開口部のエッジを含んでいて、前記突起は開口部の内側に延伸していて、かつ開口部の中心軸と開口部の端部との間のほぼ交差区画に配置されていて、前記中心軸は前記スライド方向に延びているものである。反応容器が多孔板にクランプされる場合、この突起が多孔板の壁面に対して押しつけられ、従って反応容器を能動的に保持するようになっている。
【００１６】
好ましくは、前記上段多孔板の前記開口部各々及び／又は前記下段多孔板の前記開口部各々が突起を含んでいて、前記突起は前記開口部の内側に延伸し、かつ前記中段多孔板の前記突起と真反対側に配置されている。これが、反応容器を多孔板に保持している係合に打ち勝つようになっている。
【００１７】
本発明による装置のさらなる利点は以下の組合わせ、すなわち；１）ふたを摩擦接触により保持することと、２）反応容器をクランプすることにより保持することとにより達成されている。というのは、反応容器をクランプすることが反応容器の垂直移動を防止していて、従ってグリッパがふたに押しつけられる場合、又はふたが反応容器からはずされる場合における反応容器の移動を防止している。反応容器をクランプすることが二つの機能を果すようになっていて、一つは、ふたを開閉する際に反応容器を回転しないように保持することであり、もう一つはグリッパの押し込む際、又はふたをはずす際、又はグリッパをふたにねじ込んだ後に外ずす際に力を吸収するようになっていることである。
【００１８】
反応容器をクランプすることにより保持するので、グリッパがふたに押しつけられる場合に作用する力は、単にグリッパを作動させるのに使用される装置の機械的特性により限定されるだけである。従ってクランプして保持することはグリッパを押す場合に相当な摩擦力の使用を必要とする。
【００１９】
図面を参照して本発明を以下に詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
反応容器を自動開閉するための本発明による装置は、ロボットで使用されるようになっている。そのようなロボットを図１に図示する。ロボット１は作業用プラットホーム２、後方壁面３及びロボットアーム４を有している。ロボットアーム４は、後方壁面３の上端部区域における水平レール（図示せず）に沿って横断でき、従って作業用プラットホーム２全体を通過できるようになっている。垂直に延伸する三本のハンドリングアーム５，６，７がロボットアーム上に配置されている。ハンドリングアームはロボットアーム４の中に延在しているレール（図示せず）に交差して取りつけられているので、ロボットアーム４の長手方向に横断できるようになっている。ハンドリングアームが垂直方向にも横断できるようになっている。ハンドリングアーム５は、化学薬品及び／又は生物試薬を取るためのピペットチップを有している。ハンドリングアーム６は、マイクロタイヤプレートを操作するのに使用できるフォーク状のグリップエレメント９を備えている。ハンドリングアーム７は下端部に回転機構１０を有していて、反応容器１３用のグリップふた１２のためのグリッパ１１が回転装置に連結されている。グリッパ１１について以下に詳述する。
【００２１】
種々の作業ステーションがロボットに提供されていて、この種のロボットはユーザのニーズに合うように作られている。本実施形態において、作業用プラットホーム２は各々がバイブレータ１４を備えた二つのバイブレータステーションを備えていて、バイブレータ１４には反応容器保持用のサーマルブロックが取り付けられている。サーマルブロック１５は良熱伝導材料で作られた長方形本体であって、本体には昇温された熱媒体、例えばシリコン油を流すための流路が作られている。サーマルブロック１５の上面には、反応容器１３の下面が能動的に保持される凹部があって、サーマルブロック１５と反応容器との間で良好な熱伝達を可能にしている。反応容器１３一式を操作するためのラック１６が、サーマルブロック１５を備えたバイブレータ１４各々に取り付けられている。このラックについて以下に詳述する。
【００２２】
本実施形態におけるロボットは、ＨＣＶ患者からのリンパ液又はリンパ漿中のＣ型肝炎ビールスのＲＮＡ（ＨＣＶＲＮＡ）をＵＥＲＳＡＮＴ（商標名）のＨＣＶＲＮＡ３．０テスト（ｂＤＮＡ）により直接定量化するためのものであり、又はＨＩＶ−Ｉ患者からのリンパ漿中の免疫欠如症ビールスタイプＩ（ＨＩＶ−Ｉ）をＵＥＲＳＡＮＴ（商標名）のＨＣＶＲＮＡ３．０テスト（ｂＤＮＡ）により直接定量化するためのものである。これに関連して、特許文献３−６参照のこと。図１に図示する実施形態において、ロボットは実験用キャビネットの中に取り付けられていて、そのキャビネットは熱媒体を昇温し循環させるためのユニットをロボットの下方区域に備えている。本ユニットにおいて、熱媒体はホース１７によりサーマルブロックに供給されかつサーマルブロックから除去される。
【００２３】
作業用プラットホーム２が使い捨て式ピペットチップ用コンテナと使用済ピペットチップ用コンテナとを有している。他の作業ステーション、例えばサーモサイクラ（ｔｈｅｒｍｏｃｙｃｌｅｒ）がこの種のロボット１に組み込まれてもよい。そのようなロボットの形状及び一般的な構造とに関して特許文献２を参考としてここに包含するものである。ふたを保持するようになっているグリップジョー２０により形成された開口部は、調節ねじ２３により所定の範囲で調節することができる。
【００２４】
図２ａ及び２ｂは、本発明によるグリッパ１１の第一実施形態を図示している。このグリッパ１１は、正六角形ベースと対応する上面とを備えたほぼプリズム状のフレーム構造体を有している。三つの垂直スロット１９がフレーム構造体１８の側壁面交互に作られている。各スロット１９が、フレーム構造体１８から下向きにわずかに延伸しているグリップジョー２０を含んでいる。シャフト２１は各々のグリップジョー２０を貫通し、そしてフレーム構造体１８に取り付けられている。
【００２５】
ばね要素２２が、シャフト２１の下方区域においてグリップジョー２０各々とフレーム構造体１８との間に設置されているので、グリップジョー２０の下端部は外向きに付勢されている。グリップジョー２０各々は調節ねじ２３がねじ込まれるタップ穴をシャフト２１の上方に含んでいて、その調節ねじ２３により、それぞれのグリップジョー２０の下端部と垂直対称軸２４との間の距離が調節できるようになっている。
【００２６】
グリップジョー２０各々は、グリッパ１１の対称軸２４に向かって対面しているグリップ表面２５をフレーム構造体１８の下方に延在している区域に有している。グリップ表面２５各々には、水平ストップウェブ２６が最上部に取り付けられている下向きかつ半径方向外向きに延びている挿入スロープ２７がグリップ表面２５の下部エッジに接続している。
【００２７】
少なくとも一つの垂直方向に延びている切り込みウェブ２８がグリップ表面２５各々に形成されている。本実施形態においては、グリップ表面２５各々は一つの切り込みウェブ２８を備えている。本発明との関連において、数個の切り込みウェブをグリップ表面各々に取り付けることも可能である。グリップ表面２５の上方に突出する切り込みウェブ２８の高さは、反応容器１３の壁面厚さよりも低い（図６ａ，６ｂ）。本実施形態においては、高さは０．５mmである。切り込みウェブ２８各々は、グリップ表面２５から一点に向かってテーパーが付いていて、従って垂直な切り込みエッジを形成している。
【００２８】
本発明による装置は、タイプ“ｍｉｃｒｏｔｕｂｅ １．５ml”の反応容器をハンドリングするＳａｒｓｔｅｄｔ社により提供されていて、商品番号ＳＡＲ−７２６９２及びＳＡＲ−６２６９２００５で流通されている（ｗｗｗ．ｓｃｉｍａｒｔ．ｃｏｍ／ｔｕｂｅｓ／ｓｃｒｅｗｃａｐ．ｈｔｍｌ）。
【００２９】
フレーム構造体１８の上面に設置されているのは中心に配置された盲穴２９である。グリッパ１１は、盲穴２９を介して回転機構１０の回転式駆動ピンに押し付けられていて、二本の位置決めねじ３０により回転機構１０に固定されている。
【００３０】
初期状態において、グリップジョー２０は把持されるふた１２の円周部分よりわずかに小さい部分をグリップ表面２５を用いて画成している。挿入スロープ２７の下部エッジに接続する部分はふた１２の円周部分より多少広くなっている。従って、グリッパ１１がふた１２に押しつけられると、ふた１２は弾性的にわずかに変形し、停止ウェブ２６に達するまでグリップジョー２０の間の部分に挿入される。グリップ表面２５とふたの外壁面との間の摩擦接触によりふたはグリッパ１１に保持されていて、従って、ふたを操作することができる。さらに、切欠きウェブ２８がふたの外壁面を内向きにわずかに押し、締め切り形状となるので、グリッパ１１はふた１２に大きなトルクを作用することが可能となる。
【００３１】
図３ａ及び３ｂは本発明によるグリッパ１１の第二実施形態を図示している。本グリッパ１１は管状区画３１を上部に有していて、その管状区画３１は、グリッパ１１を回転機構１０の回転式駆動ピンに固定するために、位置決めねじ３０を挿入するための二つのタップ穴を備えている。水平レール区画３２が管状区画３１の下端部に形成されている。このレール区画３２の下側にはあり溝３３が形成されている。
【００３２】
二つのグリップジョー３４があり溝３３の中で支持されかつスライドできるようになっていて、そしてグリップジョー３４はばね要素３５に接続されているので対称軸２４の方向に予圧されるようになっている。スペーサエレメント３６は二つのグリップジョー３４の間の部分に備えられていて、グリップジョー３４は初期状態において、すなわちふたなしの状態でばね要素３５の予圧により接触されている。
【００３３】
グリッパ３４各々は円形セグメント状の本体を有していて、その本体には、円形セグメントの中心が対称軸２４の近傍にある。グリップジョー３４の下三分の一に区画が内面に加工されているので、グリップジョー３４がグリップ表面３７をこの区域に有していて、グリップ表面３７は対称軸２４に向かって対面していて、かつ最上部において止め部分３８により区切られている。グリップ表面３７各々の下部エッジには挿入スロープ２９が接続し下向きかつ半径方向外向きに延びている。
【００３４】
垂直切り込みウェブ２８がグリップ表面３７各々に形成されている。本実施形態においては、三つの切り込みウェブがグリップ表面３７各々に備えられている。切り込みウェブの構造は第一実施形態のグリッパ１１と一致したものである。
【００３５】
初期状態において、二つのグリップジョー３４は把持するふた１２の円周部分より多少小さな区域をグリップ表面３７で画成している。挿入スロープ３９の下部エッジにより区切られた部分はふた１２の円周部分より多少大きくなっている。従って、グリッパ１１がふた１２に押しつけられると、グリップジョー３４が、挿入スロープ３９におけるふた１２の挿入によりばね要素３５のばね作用に抗して押し開かれ、そしてふたは止め部分３８に接触するようになるまでグリップジョー３４の間の部分に挿入される。ふた１２は、グリップ表面３７とふたの外壁面との間の摩擦接触によりグリッパ１１により保持されているので、操作できるようになっている。切り込みウェブ２８は、相当なトルクを伝達するための締切り形状をもたらしている。
【００３６】
反応容器保持用のラック１６につき以下に詳述する（図４ａ，４ｂ，４ｃ）。本ラック１６は二つの側壁面４０と上壁面４１とを備えた逆Ｕ字形に作られている。側壁面は各々外向きに湾曲していて、従って外向きに突出している細い帯板状のベース区画４２を形成している。上壁面４１は規則正しく挿入された反応容器を保持するための開口部４３を備えた多孔板を形成している。上壁面４１から所定距離、例えば５−１０mm下方にもう一つの多孔板である下段多孔板４４がある。側壁面４０に接続する下段多孔板（４４）のエッジ部分は、下向きにフランジ取り付けされていて、フランジ取り付けされた区画は、例えばハンダ付け又はねじ継手により側壁面４０に取り付けられている。上壁面４１である上段多孔板４１と下段多孔板４４とは中央空間を形成していて、その中央空間にはさらなる多孔板４５である中段多孔板が取り付けられている。
【００３７】
多孔板４５の平面図を図５ａに図示する。平面図において、本多孔板はほぼ長方形であって、二つの端部エッジ４６と二つの長手エッジ４７とを有している。二つの長手エッジ４７各々には二つのラグ４８が成形されている。ラグ４８は側壁面４０における対応するスリット４９に係合している（図４ａ）。スリット４９はラグ４８より長いので、中段多孔板４５は、スライド方向を画成する長手エッジ４７の方向にスライド可能に取り付けられている。
【００３８】
中段多孔板４５も開口部４３を有していて、その開口部４３は、上段及び下段の多孔板４１，４４の形状、サイズ及びパターンと同一である。
【００３９】
上段及び下段の多孔板４１，４４の開口部は直線投影においてお互いに上下に正確に配置されている。中段多孔板４５は三つの多孔板はお互いに上下に正しく配置されている、すなわち三つの多孔板の対応する開口部がお互いに一直線になっている第一位置に合わせられていてもよい。中段多孔板４５は、開口部が上段及び下段の多孔板４１，４４の開口部に対してオフセットしている第二位置に移動することができて、その場合開口部はお互いに一直線上にはない。
【００４０】
開口部４３（図５ｂ）は移動方向に多少延伸していて、二つの半円セグメント形状であって、お互いにわずかに離間している。本実施形態において、半円セグメントは半径５．６mmで１．２mm離間している。二つの半円セグメントの頂部には、小さな突起５０が開口部分に作られている。従って、この突起５０は、移動方向に延びている開口部４３の中心線と開口部の境界エッジとの間の交差部分に位置している。上から見て、突起５０は丸くて角がないので、反応容器を穿孔することはない。
【００４１】
三つの多孔板４１，４４，４５のすべての開口部は同一の突起５０を有していて、上部及び下部多孔板４１，４４の突起は各々中段多孔板の突起と真反対に配置されている。
【００４２】
二つの調節装置５１がラック１６の端面に設置されていて、中段多孔板を第一位置と第二位置との間で移動方向に前後できるようになっていて、従って第二位置に固定できるようになっている。調節装置５１は二つの蝶ねじ５２を有している。蝶ねじ５２は、中段多孔板４５に接続されたロッドを支持する中心穴を有している。このロッドは長手方向にねじタップ穴を有していて、その中にねじ５３がねじ込まれ、ねじ５３はねじヘッドを蝶ねじ５２に置いている。多孔板の側面において、蝶ねじ各々が対応する止め具５４に取り付けられていて、その止め具は上部及び下部多孔板４１，４４にしっかりと接続されている。中段多孔板に接続されたロッドは止め具５４各々を貫通している。止め具５４及び蝶ねじ５２各々は接触面５５，５６を有している。
【００４３】
接触面５５，５６は移動方向に対して直角に配置された平面に対して鋭角に配置されているばね要素（図示せず）が、止め具５４と中段多孔板４５との間に備えられていて、多孔板４５を止め具５４から離間するように付勢している。蝶ねじ５２が止め具５４の接触面５６に対して平坦な接触面５５に位置している場合、中段多孔板は止め具５４から最も離れた位置になっている。この位置は、中段多孔板４５の開口部が上部及び下部多孔板４１，４４の開口部４３と一直線上になるようにねじ５３により調節される。蝶ねじ５２が１８０°回転されると、角度の付いた接触面が蝶ねじ５２を止め具５４に対して移動させる。この結果、中段多孔板４５は止め具５４へ向けてのばね要素のばね作用に抗して移動され、第二位置に位置して開口部４３が上部及び下部多孔板４１，４４の開口部に対してオフセットする。接触面５５，５６が小さなスナップ留め凹部と対応するスナップ突起とを備えているので、中段の多孔板が第二位置に位置すると蝶ねじは止め具５４に係合する。
【００４４】
四つの穴５７が二つのベース区画４２各々に作られている。二つのベース区画の一方に、スライド５８が穴５７の真上の部分に備えられている。各スライド５８は一方の端部が穴５７に合うように拡げられている長穴を有している。対応するピンがバイブレータステーション１４に備えられていて、各ピンは穴５７を貫通するヘッド６０を備えている。ラック１６がバイブレータステーション１４に置かれる場合、ヘッド６０は穴５７と長穴５９の拡大部分を介してガイドされる。スライド５８は、長穴５９の狭い部分が背後からヘッド６０を係合するように移動され、ラックがバイブレータステーション１４に固定される。バイブレータステーション１４に形成された適切なフック状エレメントが、他のベース区画４２の穴５７を通過する。この手段によりラック１６はバイブレータステーション１４に固定されていて、バイブレータステーションにより作用される振動運動中にバイブレータステーションに保持されているようになっている。
【００４５】
図４ａ及び４ｂに図示する実施形態において、ホース１７用継手６１がサーマルブロック１５の端面に備えられている。継手６１間には、サーマルブロック１５に取り付けられた温度センサへのリード線６２がある。
【００４６】
本発明によるラック１６は、多数の反応容器をラック１６に配列し固定するためのスコープを用いてロボット１の外部に一連の検体を準備することを可能にしている。中段の多孔板は第一位置において、その開口部は上部及び下部多孔板の開口部に一致している。反応容器は例えば手で開口部４３に挿入される。開口部は、反応容器１３に形成された環状ウェブ６３を用いて反応容器１３がそこから落下しないけれども上段多孔板４１の最上部に位置するように寸法化されている。すべての反応容器１３をラック１６に配列する場合、中段多孔板４５は蝶ねじ５２を回転して第二位置に位置決めされる。このことが反応容器１３をラックにしっかりと把持する。というのは、中段多孔板の開口部４３が上段及び下段多孔板の開口部４３に対して移動するからである。詳しくは、突起５０が反応容器１３の弾性的に降伏したプラスチック材料を多少圧迫するので、把持による摩擦接触に加えてラック１６と反応容器１３との間にも締切り形状が形成される。中段及び下段多孔板４５，４４は、連続した垂直リブが形成されている反応容器１３の区画６４に作用するようにラック１６に配置されている。
【００４７】
このようにして反応容器を載せたラック１６はバイブレーションステーション１４にて操作され固定される。このラックは別の工程、例えばオートクレーブに送り込むことも可能である。
【００４８】
本発明によるラックは、多数の反応容器を垂直方向に回転することなく固定するようになっている。このため、本発明によるラックは利点的に本発明によるグリッパと組合わせて使用することができる。というのは、グリッパが反応容器のふたに押しつけられる場合に、そしてグリッパが反応容器にねじ込まれたふたからはずされる場合に作用される大きな力がラックの使用中に安全に、問題を生ずることなく吸収されるからである。
【００４９】
本発明によるラックは構造が簡単で、そして安価に製造することができる。さらなる利点は、従来形のふた付き反応容器を使用できることである。
【００５０】
本発明を、実施形態を用いて説明してきた。本発明との関連において、第一実施形態によるグリッパ１１の三つの調節ねじ２３の代りに、盲穴２９のベース部分が円錐テーパを備えていてもよくて、そしてグリップジョーの上部がこの円錐面に接触していてもよい。テーパはグリッパの垂直なタップ穴に支持されたねじ山付きロッドに設置されている。ねじ山付きロッドを回転することにより、テーパの垂直位置が変化し、そしてグリップジョーがシャフト２１周囲で旋回するので、保持部分が調節されるようになっている。
【００５１】
本発明のさらなる修正により、自転車のハブとして衆知な急速式クランプエレメントが前述した調節装置５１の代りに使用されてもよい。
【００５２】
本発明の範囲内において、ロボットが共通の水平レール上に延びている数個のロボットアームを有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明による反応容器自動開閉装置を備えたロボットである。
【図２ａ】図２ａは、本発明によるグリッパの斜視図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａにおけるグリッパの断面図である。
【図３ａ】図３ａは、本発明による他のグリッパの斜視図である。
【図３ｂ】図３ｂは、図３ａにおけるグリッパの断面図である。
【図４ａ】図４ａは、本発明による反応容器を保持するためのラックであって、熱ブロック及びバイブレータも合わせて図示されている。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａにおける装置の平面図である。
【図４ｃ】図４ｃは、図４ａにおける装置の部分断面図である。
【図５ａ】図４ａにおけるラックの多孔板の平面図である。
【図５ｂ】多孔板の孔の拡大図である。
【図６ａ】ふた付き反応容器の側面図である。
【図６ｂ】図６ｂにおける反応容器及びふたの斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
１ ロボット
２ 作業用プラットホーム
３ 後方壁面
４ ロボットアーム
５ ハンドリングアーム
６ ハンドリングアーム
７ ハンドリングアーム
８ ピペット先端
９ グリップエレメント
１０ 回転機構
１１ グリッパ
１２ ふた
１３ 反応容器
１４ バイブレータステーション
１５ サーマルブロック
１６ ラック
１７ ホース
１８ フレーム構造体
１９ スロット
２０ グリップジョー
２１ シャフト
２２ ばね要素
２３ 調節ねじ
２４ 対称軸
２５ グリップ表面
２６ 停止ウェブ
２７ 挿入スローブ
２８ 切り込みウェブ
２９ 盲穴
３０ 位置決めねじ
３１ 管状区画
３２ レール区画
３３ スロット
３４ グリップジョー
３５ ばね要素
３６ スペーサエレメント
３７ グリップ表面
３８ ストップステップ
３９ 挿入スロープ
４０ 側壁面
４１ 上段多孔板
４２ ベース区画
４３ 開口部
４４ 下段多孔板
４５ 中段多孔板
４６ 端部エッジ
４７ 長手エッジ
４８ ラグ
４９ スリット
５０ 突起
５１ 調節装置
５２ 蝶ねじ
５３ ねじ
５４ 停止エレメント
５５ 接触表面
５６ 接触表面
５７ 穴
５８ スライド
５９ 長穴
６０ ヘッド
６１ 継手
６２ リード線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器を自動開閉するための開閉装置であって、
一つ以上の反応容器（１３）を回転しないように保持するための保持装置（１６）と、
前記反応容器（１３）用のふた（１２）を把持するためのグリッパ（１１）であって、前記ふた（１２）を保持するためにグリップジョー（２０，３４）を有しているグリッパ（１１）と、
前記グリッパ（１１）を回転可能に保持するための回転機構（１０）と、
を具備する開閉装置において、
前記ふた（１２）は、前記グリップジョー（２０，３４）間の部分に挿入される場合、グリップジョー（２０，３４）により摩擦接触で保持されるようになっていて、前記グリッパ（１１）はグリップジョー（２０，３４）を開閉するための能動式作動装置を有していないことを特徴とする、
開閉装置。
【請求項２】
前記グリップジョー（２０，３４）が挿入スロープ（２７，３９）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記グリップジョー（２０，３４）が、回転方向に対して直角に延びている一つ以上の切り込みウェブ（２８）を自身のグリップ表面（２５，３７）に有していることを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項４】
前記切り込みウェブ（２８）が前記グリップ表面（２５，３７）を越えて突出している高さは、前記反応容器（１３）の壁面厚さより小さくて、好ましくは０．５mm以下であることを特徴とする、請求項３に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記保持装置（１６）が、前記反応容器（１３）をクランプし保持するためのクランプ機構を有していることを特徴とする、請求項１−４のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項６】
反応容器を自動開閉するための開閉装置であって、
一つ以上の反応容器（１３）の非回転保持用の保持装置（１６）と、
前記反応容器（１３）用のふた（１２）を把持するためのグリッパ（１１）であって、前記ふた（１２）を保持するためにグリップジョー（２０，３４）を有しているグリッパ（１１）と、
前記グリッパ（１１）を回転可能に保持するための回転機構（１０）と、
を具備する開閉装置において、
前記保持装置（１６）が、前記反応容器（１３）を保持するために開口部（４３）を備えているお互いに上下に配置された三段の多孔板（４１，４４，４５）を有していて、前記上段多孔板及び下段多孔板（４１，４４）は、お互いに同一高さに作られた開口部を有していて、そして固定的に配置されており、前記中段多孔板（４５）は第一位置と第二位置との間でスライドするようになっていて、前記第一位置において中段多孔板の開口部（４３）が上段及び下段多孔板の開口部と一直線になっていて、前記第二位置において中段多孔板の開口部（４３）が上段及び下段多孔板の開口部（４３）に対して多少オフセットしており、従って前記多孔板（４１，４４，４５）の開口部（４３）に挿入された前記反応容器（１３）はクランプされていることと、
前記中段多孔板（４５）を前記第二位置に固定する手段（５１）が備えられていることと、
を特徴とする、請求項１−５のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記中段多孔板（４５）が一方向だけのスライド方向にスライドするように取り付けられていることを特徴とする、請求項６に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記開口部（４３）の前記スライド方向における大きさは、スライド方向に直角な方向の大きさと比較してより大きいことを特徴とする、請求項７に記載の開閉装置。
【請求項９】
前記中段多孔板（４５）の前記開口部（４３）各々が突起（５０）及び開口部（４３）のエッジを含んでいて、前記突起（５０）は開口部（４３）の内側に延伸していて、かつ開口部（４３）の中心軸と開口部（４３）の端部との間のほぼ交差区画に配置されていて、前記中心軸は前記スライド方向に延びているものであることを特徴とする、請求項７又は８に記載の開閉装置。
【請求項１０】
前記上段多孔板（４１）の前記開口部（４３）各々及び／又は前記下段多孔板（４４）の前記開口部（４３）各々が突起（５０）を含んでいて、前記突起（５０）は前記開口部（４３）の内側に延伸し、かつ前記中段多孔板（４５）の前記突起（５０）と真反対側に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の開閉装置。
【請求項１１】
前記中段多孔板（４５）を前記スライド方向に移動しかつ固定するための手段が備えられていることを特徴とする、請求項６−１０のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項１２】
作業用プラットホーム（２）と、一つ以上のハンドリングアーム（５，６，７）とを備えたロボットであって、
請求項１−１１のいずれか一項に記載の開閉装置を特徴としていて、
一つのハンドリングアーム（７）がグリッパ（１１）を回転可能に保持するための回転機構（１０）を備えている、
ロボット。
【請求項１３】
前記作業用プラットホームには、保持装置（１６）を回転しないように取り付けるための取り付け具、例えば位置決め装置が備えられていることを特徴とする、請求項１１に記載のロボット。
【請求項１】
反応容器を自動開閉するための開閉装置であって、
一つ以上の反応容器（１３）を回転しないように保持するための保持装置（１６）と、
前記反応容器（１３）用のふた（１２）を把持するためのグリッパ（１１）であって、前記ふた（１２）を保持するためにグリップジョー（２０，３４）を有しているグリッパ（１１）と、
前記グリッパ（１１）を回転可能に保持するための回転機構（１０）と、
を具備する開閉装置において、
前記ふた（１２）は、前記グリップジョー（２０，３４）間の部分に挿入される場合、グリップジョー（２０，３４）により摩擦接触で保持されるようになっていて、前記グリッパ（１１）はグリップジョー（２０，３４）を開閉するための能動式作動装置を有していないことを特徴とする、
開閉装置。
【請求項２】
前記グリップジョー（２０，３４）が挿入スロープ（２７，３９）を有していることを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項３】
前記グリップジョー（２０，３４）が、回転方向に対して直角に延びている一つ以上の切り込みウェブ（２８）を自身のグリップ表面（２５，３７）に有していることを特徴とする、請求項１に記載の開閉装置。
【請求項４】
前記切り込みウェブ（２８）が前記グリップ表面（２５，３７）を越えて突出している高さは、前記反応容器（１３）の壁面厚さより小さくて、好ましくは０．５mm以下であることを特徴とする、請求項３に記載の開閉装置。
【請求項５】
前記保持装置（１６）が、前記反応容器（１３）をクランプし保持するためのクランプ機構を有していることを特徴とする、請求項１−４のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項６】
反応容器を自動開閉するための開閉装置であって、
一つ以上の反応容器（１３）の非回転保持用の保持装置（１６）と、
前記反応容器（１３）用のふた（１２）を把持するためのグリッパ（１１）であって、前記ふた（１２）を保持するためにグリップジョー（２０，３４）を有しているグリッパ（１１）と、
前記グリッパ（１１）を回転可能に保持するための回転機構（１０）と、
を具備する開閉装置において、
前記保持装置（１６）が、前記反応容器（１３）を保持するために開口部（４３）を備えているお互いに上下に配置された三段の多孔板（４１，４４，４５）を有していて、前記上段多孔板及び下段多孔板（４１，４４）は、お互いに同一高さに作られた開口部を有していて、そして固定的に配置されており、前記中段多孔板（４５）は第一位置と第二位置との間でスライドするようになっていて、前記第一位置において中段多孔板の開口部（４３）が上段及び下段多孔板の開口部と一直線になっていて、前記第二位置において中段多孔板の開口部（４３）が上段及び下段多孔板の開口部（４３）に対して多少オフセットしており、従って前記多孔板（４１，４４，４５）の開口部（４３）に挿入された前記反応容器（１３）はクランプされていることと、
前記中段多孔板（４５）を前記第二位置に固定する手段（５１）が備えられていることと、
を特徴とする、請求項１−５のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項７】
前記中段多孔板（４５）が一方向だけのスライド方向にスライドするように取り付けられていることを特徴とする、請求項６に記載の開閉装置。
【請求項８】
前記開口部（４３）の前記スライド方向における大きさは、スライド方向に直角な方向の大きさと比較してより大きいことを特徴とする、請求項７に記載の開閉装置。
【請求項９】
前記中段多孔板（４５）の前記開口部（４３）各々が突起（５０）及び開口部（４３）のエッジを含んでいて、前記突起（５０）は開口部（４３）の内側に延伸していて、かつ開口部（４３）の中心軸と開口部（４３）の端部との間のほぼ交差区画に配置されていて、前記中心軸は前記スライド方向に延びているものであることを特徴とする、請求項７又は８に記載の開閉装置。
【請求項１０】
前記上段多孔板（４１）の前記開口部（４３）各々及び／又は前記下段多孔板（４４）の前記開口部（４３）各々が突起（５０）を含んでいて、前記突起（５０）は前記開口部（４３）の内側に延伸し、かつ前記中段多孔板（４５）の前記突起（５０）と真反対側に配置されていることを特徴とする、請求項９に記載の開閉装置。
【請求項１１】
前記中段多孔板（４５）を前記スライド方向に移動しかつ固定するための手段が備えられていることを特徴とする、請求項６−１０のいずれか一項に記載の開閉装置。
【請求項１２】
作業用プラットホーム（２）と、一つ以上のハンドリングアーム（５，６，７）とを備えたロボットであって、
請求項１−１１のいずれか一項に記載の開閉装置を特徴としていて、
一つのハンドリングアーム（７）がグリッパ（１１）を回転可能に保持するための回転機構（１０）を備えている、
ロボット。
【請求項１３】
前記作業用プラットホームには、保持装置（１６）を回転しないように取り付けるための取り付け具、例えば位置決め装置が備えられていることを特徴とする、請求項１１に記載のロボット。
【図１】
【公表番号】特表２００７−５２６９８３（Ｐ２００７−５２６９８３Ａ）
【公表日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１６０９０（Ｐ２００６−５１６０９０）
【出願日】平成１６年７月１日（２００４．７．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００７１７９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００２７２８
【国際公開日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（５９１００３０１３）エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲー (1,754)
【氏名又は名称原語表記】Ｆ． ＨＯＦＦＭＡＮＮ−ＬＡ ＲＯＣＨＥ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年９月２０日（２００７．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１日（２００４．７．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００４／００７１７９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００２７２８
【国際公開日】平成１７年１月１３日（２００５．１．１３）
【出願人】（５９１００３０１３）エフ．ホフマン−ラ ロシュ アーゲー (1,754)
【氏名又は名称原語表記】Ｆ． ＨＯＦＦＭＡＮＮ−ＬＡ ＲＯＣＨＥ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ
【Ｆターム（参考）】
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