JP2007309952A - 容器移送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器を測定装置まで前進させる容器移送装置を備えた多重チャンネルピペット用較正装置が、較正測定の精度を損なうことなく、複雑でない設計を有し、コストが安く、操作のスピードがより速く、合理的な時間内に多重チャンネルピペットを較正できるようにすることである。
【解決手段】注入可能な物質を収容した複数の容器１３を測定装置に移送する操作が可能である容器移送装置において、複数の容器１３を、それぞれの上端開口部を挟んで対向する位置に取り付けられた剛性のある懸垂部材１９、１９’で吊り下げて、別々に取り扱い可能に保持する保持装置１０を有するとともに、この保持装置１０に保持された容器１３を次々に測定装置へ移送し、その後測定装置から取り出す手段を有するようにしたのである。
【選択図】図２

Description

本発明は、被験液を収容した容器を測定装置へ移送する容器移送装置に関する。

ピペットは、一定量の液体を一つの容器から別の容器へ移す器具であり、特に実験室で用いられる。一連の分析実験の最初の段階で、ピペットを用いて液体を分配することがしばしばある。多重チャンネルピペットは一つまたは複数の容器から同時に液体を吸引したり、複数の容器へ同時に分配したりすることが可能なので、多重チャンネルピペットを用いることは非常に能率的である。特に重要なのは、吸い出して分配する液体の量がすべてのチャンネルにおいて均等であることである。分配する液体の量が正確でなければならないという厳しい要求を考慮し、上記の目的に用いるピペット、特に多重チャンネルピペットは、一年間に何度も検査しなければならない。さらに、ピペットの検定試験は、公的基準と国際規格に基づいて行なう必要がある。検定試験は、しばしば較正と呼ばれる。

たとえば、体積１マイクロリットル以上のエアクッションを有するピストンピペットについては、重量測定法による較正が可能で、通常、被験液として蒸留水を使用し、ピペットに入っている水の重量と密度から体積を計算するという方法をとる。大気の温度、圧力、相対湿度を含む環境ファクターが、体積計算において考慮される。重量測定法の詳細は、たとえば、ドラフト規格ｐｒ−ＥＮ８６５５またはＩＳＯ／ＤＩＳ８６５５の第６部に規定されている。可変体積ピペットについては、試験は公称容積の１００％と５０％と少なくとも１０％以上で行なわれる。規格に基づく完全な較正試験とするためには、各体積量について、測定を少なくとも１０回連続して行なわなければならない。多重チャンネルピペットの試験については、ｐｒ−ＥＮ８５６５またはＩＳＯ／ＤＩＳ８６５５の第６部７．３条の規定によれば、すべてのチャンネルに被験液を充填しなければならないが、測定装置の荷重受け装置に載った容器には試験されているチャンネル内の液体だけを注入しなければならない。言い換えれば、各チャンネルは別々に測定しなければならない。上記規格に規定されたより詳しい手順によれば、単一チャンネルピペットの場合で３０回の測定が要求され、たとえば１２チャンネルの多重チャンネルピペットの場合で吸い出しと分配と計量を３６０回反復することを要求されているので、特に複数の体積を多重チャンネル可変体積ピペットで試験しなければならない場合、試験に数時間を要する。

多重チャンネルピペット用の重量測定試験装置は特許文献１、特許文献２（特許文献１のパテントファミリ）が開示しており、この試験装置では、各ピペットチャンネル（最低２チャンネル）について個別の受け装置が設けられ、各受け装置について個別の計量セルが設けられている。言い換えれば、この装置は、各ピペットチャンネルについて個別の計量セルを有する。この思想によれば、１２チャンネルのピペットの場合、１２個の計量セルが必要になる。
西独国実用新案公開第２９９１７９４０号明細書 米国特許第６６１５６３８号明細書

多重チャンネルピペット用の重量測定試験装置の上記構成は、複数の計量セルすなわちピペットチャンネルと同数の計量セルが必要になるという不利な点があり、計量セルも各々較正しなければならない。したがって、この方法の実施には非常に費用がかかる。さらに、計量セルは、互いに近接させて配置しなければならないことも不利な点である。このことにより、達成される精度に限界が生じる。なぜなら、計量セルを十分に小型化するためには計量セルをストレインゲージにしなければならないが、ストレインゲージはピペットの較正に要求される精度を常に有しているわけではないからである。計量セルを近接させて配置した場合、蓄熱や熱流が計量の精度に悪影響をおよぼす温度勾配を発生させることがある。多重チャンネルピペットの上記思想は、電磁補償式セルを使えば実現できるが、この方式のセルは、ピペットのチャンネルから液体を注入、充填する時、容器の間隔に対応した距離より大きな間隔を互いにあけて配置する必要がある。したがって、それぞれの荷重受け装置の方へ容器を移動しなければならず、そのためロッドとレバーを含む複雑な構造を要する。したがって、多重電磁補償セルで得られる精度が高くなるほど、複数の計量セルを監視、較正するための構成が複雑になるのでコストも高くなる。

それゆえ、本発明の目的は、容器を測定装置まで前進させる容器移送装置を備えた多重チャンネルピペットの重量測定式較正装置が、較正測定の精度を損なうことなく、複雑でない設計を有し、コストが安く、操作のスピードがより速く、合理的な時間内に多重チャンネルピペットを較正できるようにすることである。

本発明による多重チャンネルピペットの重力測定式較正装置は、計量しようとする物質を収容した容器を支持する構造の荷重受け装置を備えた秤を有する。この較正装置は、多重チャンネルピペットから被験液が分配される一定数の容器を支持する保持装置を有する。この較正装置は、さらに、保持装置を荷重受け装置の方へ前進させる移送装置を有する。容器は、互いに所定の距離をとって均等な間隔をあけて保持装置に嵌まっている。移送装置は、容器を測定装置へ順次送り込み、その後測定装置から取り出すための手段を備えている。

本発明による較正装置は秤を一つしか有していないので、コストを低く抑えることができる。また、この装置は構造が単純なので、従来技術による公知の装置より設置スペースが小さい。秤が一つしか必要でないので、公知の自己較正機構を備え、多重チャンネルピペットを較正するための規格の厳しい要求を満たす高精度秤を用いることが可能である。移送装置および／または保持装置は、荷重受け装置に容器を正確に配置するように設計されている。本発明による較正装置は、標準モデルの高精度分析秤の付属品として、あるいは一体型装置として提供することが可能である。

本発明の好ましい実施例において、移送装置はハウジング内に設けられ、秤も同じハウジング内に設けられている。荷重受け装置は秤の上部に配置され、上方へ延びてハウジングの開口部を通過し、保持装置まで達している。荷重受け装置は二つの横向きの翼部を有し、翼部はその上端部に、容器を吊り下げた状態で確実に位置決めするための鋸歯状切込みを有している。

本発明の有利な実施例において、保持装置に嵌まった容器間の所定の距離は、較正しようとしている多重チャンネルピペットの先端の間隔に対応し、保持装置に嵌まった容器の数は、ピペットの先端の数と同じかそれ以上である。

保持装置を荷重受け装置へ前進させるための移送装置は、多重チャンネルピペットの較正以外の用途にも使用可能である。保持装置に嵌まった容器を測定装置まで移送することができるため、たとえばスペクトロメータにも有益である。

移送装置は、液体または流動性を有する固体状の物質を充填できる容器が嵌まる保持装置を備えている。保持装置に嵌まった容器は、セルフセンタリング機能を有し、個々に扱うことができるように構成されている。保持装置は、移送装置内で動かせるように構成され、外乱によって容器が静止位置から外れたときその容器の動きを減衰させる手段を有している。移送装置は、容器を測定装置へ順次送り込むように設けられている。移送装置は、一つの容器を測定装置から取り出すのと同じ動きによって、次の容器を測定装置へ送り込む。

容器の断面は、楕円形、円形、または四角形とすればよい。容器は、保持装置に嵌まった状態で、互いに所定の距離をとって均等な間隔に配置されている。それぞれの容器はその上端に、剛性を有する一対の水平懸垂部材を有し、その懸垂部材により保持装置の保持ラックに設けた切込みに容器が吊り下げられる。

本発明の有利な実施例において、懸垂部材は、容器の周囲を部分的に囲むソケットにより容器に取り付けられたロッド部材から成る。ロッド部材はその両端に内側向きのコーンを有し、各対の少なくとも一方がダブルコーン（二つのコーンが底面で結合し先端が互いに逆方向を指す状態であるもの）を有している。環状溝が、内側向きのコーンの先端が外側向きのダブルコーンの先端と出会う位置に形成されている。環状溝は、保持ラックの切込みへの懸垂部材の載置位置を決定するのに役立つ。

本発明の特に有利な実施例において、保持装置は、移送装置から分離しうるように設計される。

保持装置は、容器内の液体の汚染を防ぎ、蒸発を減らすためのカバーを有する。また、保持装置は、容器の開口部近傍に少なくとも一つのタブを有する。タブは、被験液で充たされ、保持装置内部の空気を飽和させることにより、容器内の被験液の蒸発を抑える役目をしている。保持装置の下側は、保持装置が平らな面に置かれた時に空気が循環しないように、特に装置をピペットの較正に用いる時に分析秤の荷重受け装置にエアドラフトが当たらないようになっている。

本発明による別の有利な実施例において、移送装置は、保持装置が水平方向に前後に移動するのと同時に上下運動するという複合運動を行なうように設計されている。複合運動の駆動機構は、移送装置内に設けられた単一のモータによって作動する。

本発明による有利な実施例は、移送装置の移送チャンネル内を移動し、かつ保持装置を載せる座を有する移送キャリッジを備えている。移送装置内での移送キャリッジの動きは、移送装置の一部を成す少なくとも一つの移送ラックで案内される。また、移送装置は、移送装置内での保持装置の実際の位置または移送キャリッジの実際の位置を検出するための位置センサを備えていることが好ましい。

有利な実施例において、移送装置はハウジングに収容され、駆動機構はハウジングに取り付けられている。駆動機構は、少なくとも二つのボルトまたはローラの付いた駆動輪を備えている。アーチ形の切込みを有する駆動ラックが、移送キャリッジまたは保持装置のいずれかに取り付けられている。駆動輪のボルトまたはローラは、駆動ラックの切欠部に係合し、駆動輪が回転すると、保持装置が移送チャンネルに沿って移動するようになっている。保持装置の駆動ラックと、移送ラックと、保持ラックは、同一のピッチで形成されている。

保持装置は、直線または円形の軌道上を移送装置により案内される。円形軌道の場合、保持装置はカルーセル（回転ラック）保持器のような環状に設計してもよい。

本発明によるさらに別の実施例において、容器は、たとえばその底面にコードをマーキングされている。移送装置は、センサヘッドと、容器の底面からセンサヘッドへコード化された情報を送る手段とを適切に備えている。これに加え、あるいはこれに代えて、保持装置にマーキングされたコードと同じ高さのところに移送装置に取り付けられたセンサ装置で読み取り可能なコードを、保持装置にマーキングしてもよい。

本発明による多重チャンネルピペットの重量測定式較正装置および容器を測定装置へ送り込むための移送装置の構成と作用は、好ましい実施例に関する以下の説明と図面から明らかになる。

多重チャンネルピペットの重量測定式較正装置は、荷重受け装置を備えた電子秤と、保持装置と、容器移送装置とから成る。図１は、ハウジング２を備えた移送装置１と、ハウジングの中央を通る移送チャンネル５を示す。移送ラック７は、チャンネル５の内側を向いた側壁３の上部近くに設けられている。各移送ラックの底部４は、先端を切った正弦波状の断面を有する。正弦波状の断面は、たとえば各側壁３を切削し凹部として形成してもよいが、その場合、側壁３はより肉厚の材料で形成される。あるいは、正弦波状の断面は、側壁３に取り付けたレールの一部として形成してもよい。移送ラック７は、上部が上側のラック断面６によりアーチ形に形成され、アーチの最高点が底面４の先端を切った波形の頂点の反対側に位置する。図５について後にさらに詳しく説明するように、移送キャリッジ８は、移送ラック７に案内されて移送チャンネル内を移動することが可能である。保持装置１０は、保持フレームとも呼ばれ、移送キャリッジ８のたとえば切込みなどの座１２にぴったり嵌まる脚部１１を有する。保持装置１０を移送キャリッジ８に載せておくために追加の固定装置を用いる必要はない。カバー９は、保持装置１０を覆っている。

図２は、被験液（普通は水）を入れる容器１３を収容した保持装置１０を斜め上方から見た図である。図２はまた、カバー９を下側から見たカバー９の斜視図でもある。保持装置１０は、三つの主要部分から成る横長のＴ字形の構造を有する。側壁１４は、脚部１１から保持装置１０のほぼ上縁部まで延びている。タブ１５は、両側壁１４の外側に配置されている。タブ１５は、ピペットの試験に用いるのと同じ液体（普通は水）か、水を含んだスポンジが入っている。その目的は、容器１３内の被験液の蒸発に対抗して湿気を与えて保持装置１０内の空気を飽和させることにある。タブ１５の近くに取り付けた湿度センサを用いて飽和度を確認してもよい。側壁１４は、保持ラック１６を形成する鋸歯状の上部リムを有する。一方の側壁１４のリムの先端１７と三角形の切込み１８は、他方の側壁１４のリムの先端と三角形の切込みと対称に一線上に並んでいる。保持ラック１６の切込みは、容器１３を受ける座の役目を果たす。容器１３は、保持ラック１６の切込み１８に嵌まった懸垂部材１９、１９′で吊るされている。このようにして一連の容器１３が、隣り合う切込みに次々に嵌め込まれる。保持装置１０は、底面に開口部を有している。保持装置１０がたとえば移送チャンネルの床６０（図１参照）などの平坦面に置かれた場合、保持装置１０の底面が閉鎖されることにより、中の空気や蒸気が周囲の空気と入れ替わらないようになっている。

容器１３は、ガラス製で、円形の断面を有する細長い形状であるのが好ましい。たとえば、標準的な試験管が適当である。場合によってはポリマー製容器を用いてもよい。容器１３の長さは、保持装置１０に収まるかぎり、特別な長さにする必要はない。懸垂部材１９、１９′は、容器１３上端の開口部の近くに、対向する位置に取り付けられる。一方の側の懸垂部材１９は、各容器１３の反対側の位置に取り付けられた懸垂部材１９′とは、形状が異なる。懸垂部材１９′は、容器１３の周囲を部分的に包み込む輪郭をもつソケット２３を有する。懸垂部材１９′は、このソケット２３から内側のコーン２５を介してロッド部材２４′まで延び、外側のコーン２６に至る。ロッド部材２４′は、ロッド部材２４′が外側のコーン２６の先端に接する位置の近くで、保持ラック１６の切込み１８の一つに嵌まる。

反対側の懸垂部材１９は、内側のコーン２５と外側のコーン２６の間に追加のダブルコーン２７を有することを除いて、懸垂部材１９′に似ている。懸垂部材１９のダブルコーン２７の頂点は、外側のコーン２６の頂点に近接しているので、環状溝２８は二つの頂点の接点に形成される。図４に関して後に説明するように、溝２８は、同心の環状溝でなくともよい。環状溝２８は、保持ラック１６の切込み１８に載置され、懸垂部材１９を位置決めする座となる。環状溝と切込み１８の斜面の間の摩擦は、外乱による吊られた容器１３の前後への振り子運動を減衰する効果を発揮する。容器１３は、互いに接触しない範囲で最小の間隔で配置される。容器１３を吊り下げるという思想により、容器１３は互いに平行に保たれ、保持装置１０が平らでない場合でも容器同士が接触しない。

懸垂部材１９、１９′は金属製が好ましく、たとえば接着により容器１３に取り付けてもよい。しかし、容器１３と懸垂部材１９、１９′を、たとえばポリエステル材料の加圧成形により一体に形成することも考えられる。特にポリエステル製容器の場合、静電気の蓄積を防止するため導電性のコーティングを容器に施すことが有益である。

容器１３は、たとえばピペットの先端が容器の壁に触れるために、保持装置１０の横方向へわずかにずれることがある。しかし、ピペットが容器の壁から離れた後、コーンと切込み１８の相互作用により、懸垂部材１９、１９′が再びセルフセンタリングにより平衡状態になるので、横方向へずれた状態が解消する。

容器の吊下げ機構を備えた保持装置１０と協働する移送装置１は、容器１３が互いに接触しないようにセルフセンタリング式の座に吊り下げられた自動移送システムを構成している。容器１３は、固相の液体または流動性物質を収容できる。容器１３を測定装置まで移送する際、測定装置への容器一つずつの送り込みや装置からの取り出しを行なうことができる。容器が測定装置から取り出されると、次に続く容器が測定装置内の所定位置まで同時に前進する。保持ラック１６の三角形の切込み１８に環状溝２８を係合させて各容器１３を載置することにより、たとえば保持装置１０が揺れたり傾いたりして容器の平衡が乱れても、容器の揺れを減衰させる優れた効果を発揮する。容器１３はさらに、この載置機構により正確にセルフセンタリングを行なう。この機構は、測定対象の物質がこぼれるのを防ぐのに役立つ。

さらに図２が示すように、保持装置１０は、カバー９で閉鎖してもよい。カバー９は、そこから容器１３を収容でき、独自の閉鎖装置を有する開口部２０（図１参照）を有していてもよい。また、カバー９は、タブ１５の上方に透明な窓２１を有し、懸垂部材１９、１９′の端部が正確に並んでいることと、タブに液体が充填されていることをオペレータが確認できるようになっている。カバー９は、測定対象の液体の蒸発と汚染を防止することに加え、たとえば保持装置１０が大きく揺れたり、あるいはユーザが保持装置１０を突然動かしたり置いたりしたときでも、容器１３が保持ラック１６の切込み１８の座から外れないように、容器１３を固定する役目もする。カバー９は、固定手段として、留め金付きの二つの固定ラック２２を有しており、この固定ラック２２は、カバー９が所定の位置に取り付けたとき、側壁１４の外側にあるロッド部材２４、２４′の間のスペースへ下降する。保持ラック１６と固定ラック２２がどのように協働するかは、図８についての説明の中で、さらに詳しく述べる。

図３は、容器と懸垂部材の別の構成を上から見た図である。容器は、小さな四角形の断面（図３Ｄの容器３２）、長方形の断面（図３Ｃの容器３１）、楕円形の断面（図３Ｂの容器３０）、または円形の断面（図３Ａの容器３０）を有している。懸垂部材１９、１９′は、図３Ａ〜３Ｄに示すそれぞれの容器の大きさと形状に適合している。手動式多重チャンネルピペットの先端の間隔は通例９ｍｍであるが、自動式多重チャンネルピペットの標準になりつつある４．５ｍｍの間隔よりも、容器の断面形状についてより多様な設計に合わせることができる。しかし、４．５ｍｍの間隔であっても、このような容器についてのフレキシブルな設計に対応可能である。懸垂部材は、回転軸を中心にした対称形以外の形状とすることが可能で、先端の間隔が狭い多重チャンネルピペットに容器の間隔を合わせなければならない場合、このことは特に好ましい。容器の間隔は、保持装置１０の保持ラック１６が有する切込み（三角形以外でもよい）のピッチによって決まる。この間隔が、本発明の構成による較正を行おうとしている多重チャンネルピペットの先端の間隔に対応していることは、言うまでもない。

図４は、長方形の断面を有する狭い容器３１の立体図である。懸垂部材５３、５３′は、断面が四角形で、一方の側に台形の切込み５４を有し、他方の側に、互いに並んだ好ましくは台形の二つのやや狭い切込みまたはノッチ５５、５６を有している。容器３１は、切込み５４とノッチ５６の外端において保持装置１０で吊られている。ノッチ５５と切込み５４の内端は、図６および図８について、後にさらに詳しく説明するように、秤の荷重受け装置上の所定位置に容器３１を載置する役目を果たす。懸垂部材５３、５３′の高さは、外端部のほうが低くなっている。懸垂部材５３、５３′の形状により、上記の形状や他の考えうる多くの形状の場合と同様に、容器３１を適合する形状を有する保持装置１０の載置機構に安定したセルフセンタリング可能な、かつ振動減衰効果を有する状態で置くことが可能になる。保持装置１０の鋸歯の形状を懸垂部材の円形ノッチ２８またはノッチ５６に適合させることにより、摩擦が大きすぎて吊り下げられた容器が動かなかったり、逆に摩擦が小さすぎて簡単に前後に揺れたりしないようにすることが重要である。

図５は、移送チャンネル５内の移送キャリッジ８を示す。明確さを期すために、分解図においてチャンネルの側壁３を移送キャリッジから離れた状態で示す。切欠部すなわち座１２はピン３３と協働し、追加の接続手段なしで座１２に保持手段１０をしっかり固定する。少なくとも三つの側方へ延びる案内ペグ３４、たとえば一方の側に設けた二つの案内ペグと他方の側に設けた一つの案内ペグが移送ラック７に係合して、移送キャリッジ８は上下にジグザグ運動しながら移送ラックに沿って案内される。案内ペグ３４は、たとえば移送キャリッジ８の玉軸受で支持されて回転する軸に取り付けられ、この場合キャリッジ８の一方の側の前方と後方に二本の軸が、他方の側の中央に一本の軸が配置されている。移送キャリッジ８は、ほぼ正弦曲線を描く底面４の波形の頂点が上側のアーチ６内でセンタリングされるという移送ラック７の特殊な設計のため、その軌道から外れたり、傾いて詰まったりすることもない。

移送ラック７と保持装置１０の保持ラック１６は、本発明による装置を用いて較正を行おうとしている多重チャンネルピペットの先端の間隔に合わせた同じピッチを有している。

移送ラック７の特殊な設計には、移送キャリッジ８を前進させると同時に上下運動させるために、単一の駆動機構で駆動できるという別の有利さもある。駆動機構の一部は移送チャンネル７の一方の側壁３に接続され、他の部分は移送キャリッジ８の下側に接続されている。移送キャリッジ８に接続された部分とは、図５に示すように移送キャリッジの手前側に、移送ラック７および保持ラック１６と同じピッチで配置されたアーチ形の切込みを有するラック３６である。移送装置１は、移送装置１に対する保持装置１０と移送キャリッジ８の位置決めに用いられる位置決めセンサ（図示せず）を有するのが好ましい。

容器１３を含む保持装置１０全体を載せた移送キャリッジ８は、移送チャンネル５のほぼ中央を、ハウジング２の底部に配置された秤３７に向かって前進する。図６に示すように、荷重受け装置３８は、直立状態で秤３７に取り付けられる。荷重受け装置３８は、移送チャンネル５の床６０の開口部を通り抜ける。荷重受け装置３８は、垂直に延びる翼３９を備えた基部５９を有する。容器１３は、保持ラック１６の鋸歯状リムより容器に近い位置で、翼３９に載置されている。装置が作動状態にあるとき、保持装置１０はカバー９で閉鎖され、二つの横方向のタブ１５は水で満たされている。図６は、さらに、移送キャリッジの案内ペグ３４が、移送チャンネル５の両側で移送ラック７にどのように係合するかを示す。駆動ラック３６は、右側に示されているように、移送キャリッジ８の下側に取り付けられている。駆動輪５１の偏心ボルトまたはローラ５２は、駆動ラック３６に係合している。駆動輪５１は、駆動輪５１と同じ軸５７に取り付けられた歯車（図示せず）に回転可能に連結されている。この歯車は、モータ（図示せず）で駆動されるウオーム歯車（図示せず）と噛み合っている。

秤は、移送装置１のハウジング２内に収容され、エアドラフトから保護されている。保持装置１０内の荷重受け装置３８は、計量のため移送動作が中断している間、すなわち保持装置１０がその軌道の最下点にあって側壁１４が移送チャンネル５の床６０に接触している間、エアドラフトから完全に保護されている。

圧力センサ５８および／または温度センサは、被験液の密度を決めるのに用いられる環境パラメータを監視するため、秤３７の近くに取り付けられる。

移送装置１は、単一のモータで駆動される。この単一のモータは、移送装置１のハウジング２内の移送ラック７の下方または側面に収容される。駆動機構は、水平と同時に上下にも動くという複合した動作で、移送キャリッジ８を案内するように設計されている。

図７は、移送チャンネル５から駆動機構３５および移送ラック７の方向を見た斜視図で、これらがどのように協働するかを示す。前面には、荷重受け装置３８が移送チャンネル５の床６０を通り抜けるための開口部４０がある。駆動輪５１は、シャフト５７に関して対称の対向位置にある二つの偏心ボルトまたはローラ５２を有する（図６参照）。偏心ローラ５２は、駆動ラック３６のアーチ形切欠部に係合している。移送キャリッジ８の案内ペグ３４は、移送ラック７の凹部の一つに嵌まっている。ボルトまたはローラ５２の大きさと間隔は、駆動ラック３６の二つの連続したアーチ６１に正確に係合するようになっている。送り運動のサイクルが始まる段階で、二つのボルト５２は、図７が示すように水平に並んだ位置にあり、駆動ラック３６を有する移送キャリッジ８は、移動サイクルの最下点に位置する。計量はこの位置で行われる。続いて駆動輪５１が回転し、一方のボルトが下方へ動いて駆動ラック３６から離れ、他方のボルト５２が上方へ動いてアーチ６１の中へより深く嵌まることにより、案内ペグ３４が移送ラック７の外周に沿って動くにつれて、移送キャリッジ８が水平に前進すると同時に上下方向にも動く。一方のボルト５２が他方のボルトの真上に位置する点において、案内ペグ３４が移送ラック７の平らな波形の頂点の一つの上を滑るように進む。この位置は、容器１３が保持装置１０から荷重受け装置３８へ一つずつセットされ、その後保持装置１０へ戻されるサイクルにおけるの最高点を示す。このサイクルについては、図８に関する説明においてさらに詳しく説明する。

図８は、移送装置１と、保持装置１０と、荷重受け装置３８（図６参照）が、どのように協働するかを示す側面図である。荷重受け装置の両翼３９の上端は、容器１３が嵌まる座としてＶ字形凹部４１を有している。図８は、さらに、カバー９の固定ラック２２により、容器１３が保持装置１０の座から落ちないことを示す。

移送キャリッジ８と駆動ラック３６を有する保持装置１０が移動サイクルの最下点の一つにあるとき、荷重受け装置の翼３９は、保持装置１０の側壁１４にある保持ラック１６の三角形凹部１８から約２ｍｍ上方にある。翼３９の凹部４１の深さは、保持ラック１６の凹部１８と先端１７の間の垂直距離より約１〜２ｍｍ小さい。この構成において、容器１３を荷重受け装置３８に一つずつ順番に置いてゆく動作は、次のように行われる。サイクルの始めにおいて、図７についてすでに述べたように、保持装置１０が駆動機構により上方と前方へ押される。持ち上げ動作により、保持ラック１６の凹部１８が荷重受け装置３８の翼３９の外コーナーよりわずかに高い位置まで持ち上がる。次に保持装置１０が下方へ動かす動作により、荷重受け装置がロッド部材２４、２４′で容器を受け止め、ロッド部材２４、２４′がＶ字形凹部４１の底へ滑り込む。この段階において、容器１３は、保持装置１０のどの部分にも接触しないで荷重受け装置３８内で吊り下げられ、計量工程が開始可能になる。容器１３が荷重受け装置３８に置かれるのと同じ動作で、保持装置１０が上方へ動く間に、保持ラック１６が荷重受け装置の翼３９のＶ字形凹部４１から容器を持ち上げる。

固定ラック２２は、固定ラック２２の切込みの縁部が保持ラック１６の先端１７と重なり合うので、容器１３が保持ラック１６の三角形凹部１８から外れないように容器１３を固定する。また、このことにより、固定ラック２２の爪４３の間のアーチ４２は容器が固定位置から外れない状態のまま容器が傾くことができるように十分に高い位置にあるので、容器１３が荷重受け装置３８の座に嵌まった状態で横方向に傾くことができるようになっている。

図９は、保持装置１０の横断面図であり、どのように液体がピペットの先端４４から容器１３の一つへ供給されるかを示す。多重チャンネルピペットから容器１３への液体の注入は、保持装置１０が移送装置１の外側にあるときか、移送装置１が開始位置にあるとき、すなわち容器１３の最初の一つが荷重受け装置３８に載る前に、行なうことができる。多重チャンネルピペットの先端の間隔は保持装置１０内の容器１３の間隔に対応しているので、多重チャンネルピペットのすべてのチャンネルから容器１３へ一度に液を注入することができる。このことにより、上記の設計で必要な各チャンネルから別々に液体を注入するという時間のかかる操作や、ｎ個のチャンネルのピペットで液の吸引（取入れ）と吐出をｎ回反復するという付随の動作が不要になる。蒸発速度決定のために、保持装置１０内の充填済容器の前後に追加の容器１３を置くと効果があることがわかっている。

上記の構成による装置を用いた較正は、たとえば次のように行なう。

まず、移送装置１により空の容器１３を移動させて、空の容器の重量を測定し、その値をたとえば電子秤のメモリーユニットに記憶させるための風袋測定工程を行なう。蒸発速度決定のため、たとえばすでに較正済のピペットから最初と最後の容器１３に決まった量の液体を注入する。次に、被験液（液体）をピペットの全チャンネルに吸引し、その後、残りのすべての容器１３へ一度に注入する。試験のこの段階では、保持装置１０は移送装置１の内外どちらにあってもよい。液体は容器の中へ前もって、すなわち較正装置によって前の較正または風袋計量工程を行なっている間に、注入することが可能である。保持装置１０を移送装置１の移送キャリッジ８にセットした後、最初の容器１３（蒸発速度決定のために追加する容器の一つでもよい）が秤３７まで前進させて計量する。次に、多重チャンネルピペットから液体を注入した複数の容器のうちの最初の容器１３を、荷重受け装置３８まで前進させて計量する。一つの容器１３を荷重受け装置から取り出すのと同じ動作により、次の容器を荷重受け装置に置き、液体が入った状態でその容器を計量する。このサイクルは、ピペットのチャンネルの一つから液体が注入された容器の各々について反復される。この工程で重要なファクターは、すべての容器１３が荷重受け装置３８に全く同じように置かれるということである。上記の説明から明らかなように、本発明による装置は、容器を荷重受け装置３８の上に置く動作を精密に繰り返し、確実に行なう上で、極めて有利に設計されている。最後の容器１３の計量は、蒸発速度を決定するのに役立つ。さらに蒸発速度を確定するためには、移送方向を逆転させてキャリッジを最初の位置まで直接戻し、最初の容器１３を再び計量する。蒸発速度は、たとえば、最初から最後までの一連の計量に要する時間内に起こる蒸発による重量損失が時間に対してリニアに変化するという仮定に基づいて計算され、これに対応する蒸発損失がピペットの各チャンネルの体積計算において用いられる。容器の計量サイクル長は、秤３７の安定に要する時定数を考慮し、また、蒸発による重量損失が時間の一次関数であるという仮定に工程が矛盾しないように、所定の長さにすべきである。さらに、環境変数、特に温度と気圧と湿度は、被験液の温度とともに、継続して計測しなければならない。気圧と、特に被験液の温度は、被験液の重量と密度に基づく試験体積の計算に算入される。他の環境変数も、試験条件を確認し、条件を一定に保つために、監視される。このことは、被験液が気化することを考えると特に重要である。

上記の実施例およびその変形例による較正試験は、電子秤のメモリーユニットにコンピュータプログラムルーチンとして記憶させてもよい。

図１０は、荷重受け装置３８において前後の容器１３よりわずかに持ち上げられた位置にある容器１３′を示す。また、図１０は、ハウジング２の下部に取り付けられ、被験液および／または容器１３、１３′に関するデータを受け取るのに役立つコードリーダー機構４５を示す。たとえば、容器の底面６２に記載された光学コード４６の読み取り機構は、レーザーダイオードおよびフォトダイオードを有するセンサヘッドを備えていてもよい。レーザーダイオードは、コード化されたマーキング４６で反射された後フォトダイオードに達する光を照射する。コードは、バーコードかマトリックスコードとしてもよい。センサヘッドが荷重受け装置３８に直接載らないように、コードリーダー機構４５は、光がセンサヘッド４７から容器の底面６２へ向かう途中で光の向きを変え、センサヘッドへ戻すための要素を含む。図１０の実施例において、光路は、荷重受け装置３８の翼３９の間のスペースへ延びる偏菱形プリズム４８により形成される。もちろん、装置の配置によっては、光の方向を決める他の光学要素を設けることも可能である。また、コードリーダー機構４５は、光学要素でなくともよい。磁力や電波の原理に基づくシステムを用いることも考えられる。しかし、秤３７が電磁力の補償の原理に基づく計量セルを用いている場合、コードリーダー機構４５には光学要素を用いるのが好ましい。

しかし、コード識別機能を用いるという思想は、容器１３に限定する必要はない。図１１に示すように、たとえば保持装置１０にバーコード４９やマトリックスコードなどのコードを付け、スキャナ５０でそのコードを読み取るようにしてもよい。バーコード４９は保持装置１０の側面に付け、これと同じ高さでスキャナ５０が移送装置１０上の付属部に配置されている。

個々の容器または装置全体にコードを付けることは、多重チャンネルピペットの較正だけでなく、試料を測定装置へ移送する必要がある実験室での他の用途にも移送装置１を使用する場合、特に有用である。個々の保持装置１０にコードを付けることは、保持装置を移送装置から分離できる場合や、二つ以上の保持装置を用いる場合、たとえば計量の間、一つの保持装置に試料を載せ、他の保持装置を移送装置１で動かすような場合に必要である。

本発明の思想は、閉鎖ループ状軌道たとえば円周に沿って保持装置を移動させる移送装置にも、適用可能である。また、円形構造を保持装置１０自体に用いることも可能であり、多数の容器を測定装置まで移送する場合、特に有用である。

本発明による移送装置の全体図 容器の保持装置の好ましい実施例の斜視図 容器Ａ〜Ｄの、四つの異なる実施例を、懸垂部材に嵌まった状態で示す平面図 特に幅が狭い容器に適した懸垂部材の他の構成を示す斜視図 移送ラックと移送容器を、互いに間隔をおいた状態で示す斜視図 保持装置内の荷重受け装置の実施例を、容器を収容した状態で示す断面図 移送サイクルの最下点にある駆動機構の好ましい実施例を示す図 移送装置と荷重受け装置がどのように協働するかを側方から示す詳細図 保持装置の断面図 荷重受け装置近傍にある内蔵コードリーダ機構を、容器底部に付けたコードとともに示す図 バーコードを付けた保持装置を有し、バーコードリーダが取り付けられた移送装置の斜視図

符号の説明

１ 移送装置
２ ハウジング
３ 側壁
４ 底面
５ 移送チャンネル
６ 上側のアーチ
７ 移送ラック
８ 移送キャリッジ
９ カバー
１０ 保持装置
１１ 脚部
１２ 保持装置用の座
１３、１３′ 容器
１４ 側壁
１５ タブ
１６ 保持ラック
１７ チップ
１８ 切込み
１９、１９′ 懸垂部材
２０ 開口部
２１ 透明な窓
２２ 保持ラック
２３ ソケット
２４、２４′ ロッド部材
２５ 内側のコーン
２６ 外側のコーン
２７ ダブルコーン
２８ 環状溝
２９ 円形の断面を有する容器
３０ 楕円形の断面を有する容器
３１ 長方形の断面を有する容器
３２ 小さい四角形の断面を有する容器
３３ ピン
３４ 側方へ延びる案内ペグ
３５ 駆動機構
３６ 駆動ラック
３７ 秤
３８ 荷重受け装置
３９ 翼
４０ 開口部
４１ Ｖ字形凹部
４２ アーチ
４３ 爪
４４ ピペットの先端
４５ コードリーダ装置
４６ 光学コード
４７ センサヘッド
４８ 偏菱形プリズム
４９ バーコード
５０ スキャナ
５１ 駆動輪
５２ ボルトまたはローラ
５３、５３′ 懸垂部材
５４ 台形の切込み
５５ 台形の切込み
５６ 台形の切込み
５７ 軸
５８ 圧力センサ
５９ 荷重受け装置の基部
６０ 移送チャンネルの床
６１ 駆動ラックのアーチ
６２ 容器の底部

Claims (11)

1. 注入可能な物質を収容した複数の容器（１３）を測定装置に移送する操作が可能である容器移送装置において、
   上記複数の容器（１３）を、それぞれの上端開口部を挟んで対向する位置に取り付けられた剛性のある懸垂部材（１９、１９’）で吊り下げて、別々に取り扱い可能に保持する保持装置（１０）を有するとともに、この保持装置（１０）に保持された容器（１３）を次々に上記測定装置へ移送し、その後上記測定装置から取り出す手段を有していることを特徴とする容器移送装置。
2. 上記保持装置（１０）が、その両側壁（１４）に切込み（１８）を設けた保持ラック（１６）を有し、これらの両保持ラック（１６）の切込み（１８）に上記懸垂部材（１９、１９’）を係合させることにより、上記容器（１３）を吊り下げた状態で保持するようにした請求項１に記載の容器移送装置。
3. 上記懸垂部材（１９、１９’）が、上記容器（１３）の周囲を部分的に包み込むソケット（２３）と、傾斜面を外向きにした内側のコーン（２５）と傾斜面を内向きにした外側のコーン（２６）を有するロッド部材（２４、２４’）とから成る請求項２に記載の容器移送装置。
4. 上記ロッド部材（２４、２４’）の少なくとも一方が、上記内側コーン（２５）と外側コーン（２６）の間に位置し、底面どうしで結合された二つのコーンから成るダブルコーン（２７）を有し、上記ダブルコーン（２７）の外側の傾斜面と外側コーン（２６）の傾斜面を溝側面とする台形状断面の環状溝（２８）が形成され、上記懸垂部材（１９または１９’）を上記環状溝（２８）で上記保持ラック（１６）の切込み（１８）に係合させることにより、上記容器（１３）をセルフセンタリング可能とするとともに、外乱により上記容器（１３）が平衡状態から外れた場合の容器（１３）の揺れが減衰されるようにした請求項３に記載の容器移送装置。
5. 移送キャリッジ（８）と、上記移送キャリッジ（８）がその中を移動する移送チャンネル（５）とを有し、上記移送キャリッジ（８）が上記保持装置（１０）のための座（１２）を有する請求項１乃至４のいずれかに記載の容器移送装置。
6. 上記保持装置（１０）の動きを案内する少なくとも一つの移送ラック（７）を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の容器移送装置。
7. 上記保持装置（１０）と上記移送キャリッジ（８）の一方の位置を決定するように操作可能な位置センサを備えている請求項５または６に記載の容器移送装置。
8. 駆動機構（３５）と、ハウジング（２）と、少なくとも二本のボルト（５２）を有する駆動輪（５１）と、アーチ形切込み（６１）を有する駆動ラック（３６）を有し、上記駆動輪（５１）を有する上記駆動機構（３５）が上記ハウジング（２）に取り付けられ、上記駆動ラック（３６）が上記移送キャリッジ（８）と上記保持装置（１０）の一方に取り付けられ、上記ボルト（５２）が上記駆動ラック（３６）の上記アーチ形切込み（６１）に係合するように構成されている請求項５乃至７のいずれかに記載の容器移送装置。
9. 上記駆動ラック（３６）と、上記移送ラック（７）と、上記保持ラック（１６）が共通のピッチで形成されている請求項８に記載の容器移送装置。
10. 上記保持装置（１０）を直線経路に沿って案内する請求項１乃至９のいずれかに記載の容器移送装置。
11. 上記保持装置（１０）を円形経路に沿って案内する請求項１乃至９のいずれかに記載の容器移送装置。

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