JPS60247167A

JPS60247167A - ケミカルマニピユレ−タ

Info

Publication number: JPS60247167A
Application number: JP10433484A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Watanabe; 渡辺　千尋; Masahiro Yamamoto; 昌宏山本
Original assignee: Seiko Instruments Inc; Seiko Instruments and Electronics Ltd
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 1984-05-23
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1985-12-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はケミカルマニピュレータの改良に関［、、特に
反応容器のホルダを搬送するためのヘッドの動％ヲスム
ーズにするための新規な改良１／！−関するものである
。

（従来技術）従来よりケミカルマニピュレータ［Ｉ）ＮＡシーケンサ
等に用いられているが、装置内に配設された恒温槽やミ
キサ等のステージがバラバラの高さｔ（取シ付けられて
いるため、各ステージに反応容器を収納する際、この反
応容器をホルダに保持して搬送するためのヘッドが最短
距離で移動できずに突出したステージを避けて移動して
いた。

（発明の目的）本発明に上記欠点を速やかに解決すべくなされたもので
、各ステージの上端面を同一平面となるように構成する
ことにより、所望のステージに対して最短距離でヘッド
が駆動できるケミカルマニピュレータを提供することを
目的としたものである。

（発明の構成）以下図面に従って本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明に関わるケミカルマニピュレータの概略
平面図である。図面において、１に基台であシ後述する
複数のステージが配設されている。

２は基台１上を平面台に任意に駆動されるヘッド、３は
ヘッド２の端部に設けられ、後述するホルダ４０を麿脱
自在に保持するためのチャック部材、４はヘッド２に設
けられチャック部材３を基台１に対し垂直方向に駆動す
るための２軸モータ、５にヘッド２のナツト穴を貫通し
２ｘネジ軸、６にネジ棒５を回転駆動するＸ軸モータ、
７ｔｒｉヘツド２に貫通され該ヘッド２をＸ軸方向に移
動自在にガイドするＸガイド軸、８ｌ−１Ｘ軸モータ６
をネジ軸５およびガイド軸７と共に保持するモータヘッ
ド、９にモータヘッド８のナツト穴を貫通したＹネジ軸
、１０［Ｘネジ軸９を回転駆動するＹ軸モータ　１１［
Ｘネジ軸５およびＸガイド軸の他端を保持する軸ヘッド
、１２ｉｄ軸ヘツド１１を貫通し該軸ヘッド１１をＸ軸
方向に移動自在にガイドするＹガイド軸である。そして
、ヘッド２［Ｘネジ２はＸネジ軸５の回転によって、Ｘ
軸方向に移動し、Ｘネジ軸９の回転によってＸ軸方向に
移動するようになっている。

又、基台ＩＫＯ後述するホルダ４０を収納するための種
々のステージが配設されている。２０は１２個のホルダ
を収納できるホルダ収納部、２１゜２２．２５にそれぞ
れ＋９０℃、−２０℃。

＋２０℃の恒温槽であり、９０℃の恒温槽２１にに蓋２
１ａが用意されている。２４はミキサであり、恒温槽２
１，２２．２３と同様２個のホルダを収納できるように
なっている。２５に乾燥器、２６０ホルダ収納用バケツ
）２６ａを有する遠心分離器、２７は遠心分離器２６に
設けられた開孔であり、この開孔２７ｉ１Ｑｔ蓋２７ａ
が用意されている。２８に遠心分離器２６のバランサで
ある。

２９は着脱自在の複数のノズルおよび各ノズルをチャッ
ク部材３を介して着脱するための突出部５０を有するノ
ズルステージであり、それぞれのノズルからに図示しな
いポンプによシ異なる試薬が注出するようになっている
。以上の各ステージにすべて基台１に埋設した状態にな
っており、ホルダ４０を収納したときその上端面に基台
１と同一平面となるように配設されている。

第２図はホルダ４０の詳細を示し、４１にプレート部　
４２にプレート部４１の４箇所に形成された貫通孔であ
り、各貫通孔４２には試験管状の反応容器４５が挿入さ
れ鍔部４５ａで位置決め係止されるようになっている。

４４はプレート部４１の上面中央部に突設された突出保
持部であシ、チャック部材５１Ｃｉ脱するための小径部
４４ａを有している。尚、前記ノズルステージ２９の突
出部６０はこの突出保持部４４と同一形状となっている
ことに言うまでもない。４５にチャック部材３に対する
位置決め孔であるっこのような構成よりなるホルダ４０は基台１に設けられ
た各ステージの凹部４６ＶＣ収納され、反応容器４３に
それぞれ対応して設けられた穴４７に収納される。凹部
４６の深さにプレート部４１と一致しているので、プレ
ー）　’Ｗ５　”の上端面に常に基台１の表面と同一平
面となるようになっている。

第３図（ａ）　、　（ｂ）　ｎヘッド２の詳細を示す側
断面であり、５０にＸネジ軸５と螺合されるナツト穴、
５２に２軸モータ４により回転駆動する２ネジ軸、５５
１１Ｚネジ軸５２と螺合しチャック部材３を保持するた
めのチャック保持部、５４はチャック保持部５３に固着
された第１筒体、５５は第１筒体５４の外周に摺動自在
に設けられ圧縮バネ５６を介して下方に付勢されｆＣ第
２筒体、５７は第１筒体の開孔５４ａ内に摺動自在に設
けられ圧縮バネ５８を介して下方に付勢された案内子、
５９は第１筒体の切欠部５４に＋に設けられた複数の球
体であり、この球体５９に第２筒体のテーパ部５５ａの
内壁と案内子の小径端５５７ａの外周面との間に支持さ
れている。６０ｒｉホルダ４０をチャッキングするとき
位置決め孔４５に挿入されるガイドピン、６１ｉｊ第２
筒体５５に設けられ圧縮バネ６２ｉＣより下方に付勢さ
れ几センサレバー、６３ｒｉ第１筒体５４の下端部に設
けられカサバネ６３ａにより下方に付勢されたスイッチ
ピンであり、このスイッチピン６５がホルダプレート部
４１により上方に押し上げられるとセンサレバー６１に
価合し、ホルダ４０がチャッキングされたことを確認す
る信号Ａが出力されるようになっている。

６４にチャック保持部５３に対し中心ピン６４ａ中心に
回動可能に設けられた回動レバーであり、一端にレリー
ズ６５の先端６５ａＶｃ対向し、他端は第２筒体５５に
係合されている。６６けプランジャであり、このプラン
ジャ６６によりレリーズ６５を矢印Ｂ方向に駆動すると
、回動レバー６４を介して第２筒体５５がバネ５６に抗
して上昇するようになっている。

尚、第４図は遠心分離器２６の概略断面図を示し、７０
Ｆｉ遠心ロータ、７１に遠心用モータ、７２はモータ７
１によシ高速回転する遠心軸、７３け遠心軸７２に設け
られたセンス板、７４にセンス板７６により位置検出す
る位置決めセンナ、７５ａに、位置決め七〜り７６の他
端に設けられた駆動磁石部７５ｂと磁気的結合をする磁
石部である。

７７にロータ位置固定用モ〜りである。７８にモータ７
７の軸に設けられ友カム、７９にカム７８と当接するス
ライダであり、モータ７７の回転駆動によりスライダの
先端７９ａがバネ８０に抗して矢印方向へ突出し、前記
ロータ７ＯＫ設けられたガイド穴８ｂに挿入されるよう
になっている。

従って、遠心分離器２６が停止したとき、ロータ７０に
必ず定位置に固定され、ホルダに取外し可能な状態とな
る。

（作用）次に具体的動作について説明する。

捷ずチャック部材３がホルダ収納部２０がらホルダ４０
を保持する場合、Ｘ軸モータ６およびＹ軸モータ１０に
よりヘッド２に最短距離で基台１上を移動し収納部２０
上に到達する。所定のホルダ４０上に停止したチャック
部材ｓｇｚ軸モータ４により下降し、第１筒体５４の開
孔５４ａ内にホルダの突出保持部４４が挿入される。更
にチャック部材５が下降すると突出保持部４４け案内子
の面取シ部５７ｂＫ位置決めされながら該案内子５７を
バネ５８に抗して相対的に押し上げる。すると、小径部
５７ａから解放された球体５９に、テーパ部５５ａにニ
ジ突出保持部４４を径方向に押圧し、小径部４４ａに落
ち込んで係止する。このときバネ５６により第２筒体５
５が第１筒体５４の下端部との空隙りだけ落下して球体
５９を外周から支持し、小径６ｉＳ４４ａから球体５９
が抜けないように固定する。次にチャック部材３が上昇
すると、ホルダ４０は持ち上げられ、所望のステージへ
と搬送可能な状態となる。このときガイトビ／６０が位
置決め孔４５に係合するので、ボルダ４０が回転するこ
とにない。

ホルダ４０をヘッド２から１雅脱するには、所望のステ
ージの凹＝（１４６Ｋ収納した後、プランジャ６６によ
り、レリーズ６５および回動レバー６４を介して第２筒
体５５をバネ５６に抗して上昇させる。すると球体５９
け解放され、この状態でチャック部材３を上昇させると
ホルダ４ｏの重みで球体５９に小径部４４ａから外れ、
突出保持部４４にチャック部材５から離脱する。ホルダ
４０がヘッドから外れると、回動レバー６４がリセット
されると共に、再び案内子５７が落下してきてチャック
部材３に第３図（ｂ）の状態に戻る。

＋２０℃との恒畠槽２５において反応容器４５内のサン
プルに試薬を添加する場合、チャック部材３を用いて前
述のように突出部６ｏを保持し、所望のノズルをノズル
ステージ２９から搬送して行なう。このとき、各ノズル
からに図示しないチューブがポンプと継がっており、恒
温槽２３まで移動できる。

又、蓋２１ａ、２７ａ、バランサ２８にもノズル同様の
突出部３０を有して２り、前述同様チャック部材３を介
して適宜着脱される。＋９０℃の恒温槽でに、反応容器
４３内のサンプルが乾燥しないように蓋２１ａ（ｉ−付
加するが、ホルダ４ｏの突出保持部４４を逃げるための
貫通孔２１ｂが一対形成されている。遠心分離器２６の
パケット２６ａｌｄ第４図に示すように対角線上に揺動
自在に一対設けられている。従って、２個のホルダをセ
ットすることができるが、１個のホルダのみの場合、バ
ランサ２８を他方のパケット２６に収納する。

遠心分離器の開孔２′７には使用中蓋２’７　ａ金がぶ
せるので、バケツ）２６ａの配設位置σ開孔２７より突
出保持部４４の高さ以上に十分低くなっている。従って
、バケツ）２６ａにホルダ４０を出し入れする際には、
チャック部材５は相等量の２軸駆動がなされる。

＋２０℃の恒温Ｍ２３にて試系を添加する場合に、ホル
ダ４０を恒温槽２６にセットした後、チャック部材３を
ノズルステージ２９上に移動し、突出部３０を介して所
望の試薬ノズルを保持し、次に恒温槽２５上に移動して
試薬をホルダ内の反応容器４３に注入する。

ミキサ２４にに遠心分離器と同様に揺動自在のパケット
が収納されておシ、図示しない揺動モータによりミキシ
ングが行なわれる。

以上の動作にすべて図示しない制御部からの信号により
、所足のショーケンスで行なわれるので、初めにホルダ
収納部２０にホルダ群をセットするのみで完全自動かつ
速やかに処理が終了する。

（効果）以上述べた通り本発明によれば、恒温槽やミキサ等の各
ステージの上端面を基台表面と一致するように同一平面
に構成したので、反応容器を保持すゐホルダを搬送する
ためのヘッドを最短距離で駆動することができ、速やか
に所望のステージにホルダを搬送するケミカルマニビュ
レータヲ提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図に概略平面図、第
２図にホルダの斜視図、第５図（ａ）Ｕヘッドの側面部
分断面図、第３図（ｂ）はチャック部材の側断面図、第
４図に遠心分離器の側断面図である。１・・・基台　２・・・ヘッド３・・・チャック部材　４・・・２軸モータ５・・・Ｘ
ネジ軸　６・・・Ｘ軸上−タ７・・・Ｘガイド軸　９・
・・Ｙネジ軸１０・・・Ｙ軸モータ　１２・・・Ｙガイ
ド軸２０・・・ホルダ収納部　２１・・・＋９０℃恒温
槽２２・・・−２０℃恒温槽２３・・・＋２０℃恒温槽２４・・・ミキサ　２５・・・乾燥器２６・・・遠心分離器　２６ａ・・・パケット２７・・
・開孔　２８・・・バランサ２９・・・ノズルステージ　６０・・・突出部４０・・
・ホルダ　４３・・・反応容器４４・・・突出保持部　
４６・・・凹部４７・・・穴　５０・・・ナツト穴５１・・・ストレート穴　５２・・・２ネジ軸５４・・
・第１筒体　５５・・・第２筒体５７・・・案内子　５
９・・・球体６１０８．センサレバー　６４・・・回動レバー６４ａ
・・・中心ビン　６５・・・レリーズ６６・・・プラン
ジャ　７０・・・遠心ロータ７１・・・遠心用モータ　
７２・・・遠心軸７６・・・センサ板　７４・・・位置
決めセンサ７６・・・位置決めモータ　７７・・・ロー
タ固定モータ７８１６．力、　７９・・・スライダ以　上出願人　セイコー電子工業株式会社代理人　弁理士　最　上　務第２図７／７第３図（α）

Claims

【特許請求の範囲】

ＸガイドおよびＹガイドに沿って平面的に任意ぐこ駆動
可能なヘッドと、このヘッドに対向する平面上に設けら
れた恒Ｓ槽およびミキサを含む複数のステージと、前記
ヘッドを介して前記複数のステージの各々に選択的に収
納されるホルダと−このホルダに保持された複数の反応
容器とからなるケミカルマニピュレータにかいて、前記
複数のステージの上端面を同一平面となるように構成し
′ｆｃＣとを％徴とするケミカルマニピュレータ。