(57)【要約】      （修正有）【課題】ターンテーブルの巨大化を抑え、動作中に容易にサンプルの追加を行なえるＮＭＲ装置用自動試料交換装置を提供する。【解決手段】周方向にサンプルを配置した円形のターンテーブルの少なくとも１つのサンプル位置を切り欠いて、馬蹄状にしたターンテーブルを垂直方向に複数個積層させ、独立に回転できるように構成するとともに、任意のターンテーブルから試料を選んで取り上げる際に、試料が置かれたターンテーブル以外のターンテーブルの切り欠き部を、試料が置かれたターンテーブルの試料が置かれた方向と同じ向きに上下方向に揃えて配列させ、該配列された切り欠き部が作る縦空間を、アクチュエータまたはマニピュレータで構成された移送手段が縦方向に移動することにより、下から上方向に試料を移送するようにし、上方向に運ばれた試料は別のマニピュレータにより横方向に搬送されて、超伝導磁石に開けられた縦穴の直上に運ばれ縦穴内に投入される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向にサンプルを配置した円形のターンテーブルの少なくとも１つのサンプル位置を切り欠いて、馬蹄状にしたターンテーブルを垂直方向に複数個積層させ、個々のターンテーブルがそれぞれ独立に回転できるように構成するとともに、
任意のターンテーブルから試料を選んで取り上げる際には、その試料が置かれたターンテーブル以外のターンテーブルの切り欠き部を、試料が置かれたターンテーブルのその試料が置かれた方向と同じ向きに上下方向に揃えて配列させ、
該配列された切り欠き部が作る縦空間を、試料移送手段が縦方向に移動することにより、下から上方向に向けて前記試料を移送するようにしたことを特徴とするＮＭＲ装置用自動試料交換装置。
【請求項２】
前記試料移送手段は、アクチュエータまたはマニピュレータであることを特徴とする請求項１記載のＮＭＲ装置用自動試料交換装置。
【請求項３】
上方向に運ばれた前記試料は、別のマニピュレータにより横方向に搬送されて、ＮＭＲ測定の際に試料に静磁場を印加する役割を持つ超伝導磁石の中央部に開けられた縦穴の直上に運ばれ、該超伝導磁石の縦穴内に投入されることにより、ＮＭＲ測定に供されることを特徴とする請求項１または２記載のＮＭＲ装置用自動試料交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＭＲ装置に用いられる自動試料交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＭＲ装置は、試料に強力な静磁場（主磁場）を印加して試料中の核スピンを持った原子核の磁気モーメントに静磁場方向を軸とする歳差運動を惹起させ、そこに静磁場方向に直交する向きの高周波磁場を印加して原子核の磁気モーメントの歳差運動を励起し、その後、原子核の磁気モーメントの歳差運動が励起状態から基底状態に戻る際に放出されるＮＭＲ信号を試料に固有な周波数を持った高周波磁界として観測する装置である。
【０００３】
現在では、ＮＭＲ測定の相当部分は、手順の確定したルーチン測定となっており、試料を連続的にセットしたり取り出したりする作業を効率化するために、自動的に試料の出し入れを行なう自動試料交換装置が用いられるようになっている（特許文献１〜３）。
【０００４】
自動設定可能な試料点数の少ない自動試料交換装置の場合、図１のように、超伝導磁石（ＳＣＭ）の上部に直接自動試料交換装置を取り付けて、ＮＭＲ試料の試料交換を行なわせることが可能である。このようなＳＣＭ直上型の自動試料交換装置では、サンプル保持機構としてチャッキングプレート３１を採用している（特許文献１）。
【０００５】
円筒状のサンプルスリーブ３０は、ターンテーブル３２の上に固定される形でターンテーブル３２の周上に等間隔に８個設けられている。各サンプルスリーブ３０には、サンプルロータ３３を装着されたサンプル管が１個ずつ挿入設置されている。ターンテーブル３２の回転軸は、ＳＣＭの直上からずれた位置に置かれており、ターンテーブル３２の回転によって８個から成るサンプルスリーブ３０の任意の１つだけをＳＣＭの中心軸上に送ることができる構造になっている。
【０００６】
ＳＣＭの直上からは、ＳＣＭの中心軸に沿って筒状のハウジング３４が鉛直下方向に延びていて、ハウジング３４の穴に沿ってサンプルロータ３３を摺動落下させることにより、サンプル管をＮＭＲ測定部に運ぶことができる構造になっている。通常は、ハウジング３４の穴の底方向から上方向に向けて、イジェクト・エアが送風されていて、その風圧によってサンプルロータ３３はハウジング３４の上端開口部に位置するサンプルスリーブ３０の中で浮いた状態となっている。このとき、イジェクト・エアを絞ると、風圧の減少によってサンプルロータ３３はゆっくりと下降していき、ＮＭＲ測定部にサンプル管をロードさせることができる。
【０００７】
サンプルスリーブ３０がＳＣＭのハウジング３４の直上から外れている位置では、ハウジング３４から吹き上げてくるイジェクト・エアがないのでサンプルロータ３３を浮かせることができない。そのため、チャッキングプレート３１でサンプルロータ３３を受け止めてサンプルロータ３３が落下しないようにしている。
【０００８】
ハウジング３４の直上の位置では、サンプルスリーブ３０からハウジング３４内のＮＭＲ測定部へのサンプルロータ３３のロードを可能にするため、チャッキングプレート３１に切欠きが設けられている。切欠きの存在のため、この位置ではチャッキングプレート３１によるサンプルロータ３３の保持は行なわれないが、サンプルロータ３３はハウジング３４から吹き上げてくるイジェクト・エアの風圧によってサンプルスリーブ３０の中で浮いた状態となって空中に保持される。
【０００９】
ターンテーブル３２の回転時に別のサンプルロータ３３がハウジング３４の直上を通過する際は、チャッキングプレート３１の切欠きを通るため、チャッキングプレート３１によるサンプルロータ３３の保持は行なわれないが、イジェクト・エアの風圧によってサンプルロータ３３が浮き上がるため、サンプルロータ３３が沈み込んでハウジング３４とターンテーブル３２との間に挟まれることはない。
【００１０】
目的のサンプル管を保持したサンプルロータ３３がハウジング３４の直上の位置に来たら、ターンテーブル３２の回転を止め、イジェクト・エアの風量を絞ってサンプルロータ３３をハウジング３４内の測定部にロードさせる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−６２３１５号公報
【特許文献２】米国特許第５５３４７８０号公報
【特許文献３】米国特許第４５８１５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このような自動試料交換装置においては、ターンテーブルを用いると、サンプルの把持を垂直方向から行なう作業となるため、垂直方向に大きなスペースを必要とした。そのため、多本数のサンプルをセットしようとすると、ターンテーブルが平面方向に広がってしまい、ターンテーブル自体が巨大になって、大きなスペースを必要とすることになり、占有している面積が増えてしまうという問題があった。
【００１３】
また、ターンテーブルの回転動作中に、サンプルを追加することが困難であるという問題があった。そのため、サンプルをターンテーブル上に追加するには、ターンテーブルの回転を停止させる必要があった。
【００１４】
本発明は、上述した点に鑑み、ターンテーブルの巨大化を抑え、動作中に容易にサンプルの追加を行なえるＮＭＲ装置用自動試料交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この目的を達成するため、本発明にかかるＮＭＲ装置用自動試料交換装置は、
周方向にサンプルを配置した円形のターンテーブルの少なくとも１つのサンプル位置を切り欠いて、馬蹄状にしたターンテーブルを垂直方向に複数個積層させ、個々のターンテーブルがそれぞれ独立に回転できるように構成するとともに、
任意のターンテーブルから試料を選んで取り上げる際には、その試料が置かれたターンテーブル以外のターンテーブルの切り欠き部を、試料が置かれたターンテーブルのその試料が置かれた方向と同じ向きに上下方向に揃えて配列させ、
該配列された切り欠き部が作る縦空間を、試料移送手段が縦方向に移動することにより、下から上方向に向けて前記試料を移送するようにしたことを特徴としている。
【００１６】
また、前記試料移送手段は、アクチュエータまたはマニピュレータであることを特徴としている。
【００１７】
また、上方向に運ばれた前記試料は、別のマニピュレータにより横方向に搬送されて、ＮＭＲ測定の際に試料に静磁場を印加する役割を持つ超伝導磁石の中央部に開けられた縦穴の直上に運ばれ、該超伝導磁石の縦穴内に投入されることにより、ＮＭＲ測定に供されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のＮＭＲ装置用自動試料交換装置によれば、馬蹄状のターンテーブルを垂直方向に複数個積層させて使用するので、ターンテーブルの巨大化を抑え、動作中に容易にサンプルの追加を行なえるＮＭＲ装置用自動試料交換装置を提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来のＮＭＲ装置用自動試料交換装置の一例を示す図である。
【図２】本発明にかかるターンテーブルの一実施例を示す図である。
【図３】本発明にかかるターンテーブルの一実施例を示す図である。
【図４】本発明にかかるターンテーブルの取り付け方を示す図である。
【図５】本発明にかかるＮＭＲ装置用自動試料交換装置の一実施例を示す図である。
【図６】本発明にかかるＮＭＲ装置用自動試料交換装置の別の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００２１】
まず、初めにターンテーブルと円筒について説明する。図２に本発明にかかるターンテーブルを示す。このターンテーブルは、７本のＮＭＲ試料管をセットできるよう、「２」の位置から「８」の位置まで、７ヶ所にＮＭＲ試料管を挿入できる穴を持っている。また、ターンテーブルの回転中心に穴部を備え、該穴部から「１」の位置に向けて、大きく切り欠かれたスリット状の切れ込み部を有し、全体が馬蹄形をしている。
【００２２】
また、図３に、このターンテーブルを裏側から見た様子を示す。ターンテーブルの裏面には、ＮＭＲ試料管用の隣り合った穴と穴の間に、ターンテーブルの回転中心から放射状に延びた細長い切り欠き部が設けられている。
【００２３】
図４に円筒と馬蹄状ターンテーブルを水平方向から見た図を示す。図４の上半分では、円筒２に対してターンテーブル１の馬蹄の切れ込み部、また円筒２に放射状に取り付けられた羽３（円筒部からの突起部）に対して、ターンテーブル１の裏面に彫られた細長い切り欠き部が嵌合しており、ターンテーブル１は円筒部２にしっかりと固定されている。このため、円筒２が回転すると、その回転に同期して、ターンテーブル１も回転することになる。
【００２４】
次に、図の下半分に、円筒５に対してターンテーブル４を固定するときの様子を示している。ターンテーブル４の馬蹄の切れ込み部を円筒５の方向へ向け、水平方向から円筒５にターンテーブル４の該切れ込み部を挿入する。その後、ターンテーブル４を適宜回転させ、円筒５の羽６とターンテーブル４の裏面に彫られた細長い切り欠き部を嵌合させて、円筒５にターンテーブル４をしっかりと固定させる。
【００２５】
このように、馬蹄状のターンテーブルを複数個、垂直方向に積層させて設置することにより、多数のサンプルをセットすることができ、また必要に応じて、サンプルの追加や差し替えを行なわせることができる。
【００２６】
馬蹄形のターンテーブルを用いた試料交換装置を図５に示す。ターンテーブル１１、１３、１５の回転軸となる円筒１２、１４、１６は、円筒ごとに独立して回転し、制御できるように構成されている。ターンテーブル１１の「２」の位置にサンプル１９が格納されている。
【００２７】
ここで、ターンテーブル１１の「２」番を選択すると、円筒１２が回転移動することにより、ターンテーブル１１の「２」番のサンプル１９が円筒状シリンダ１０の真下にやって来る。また、他のターンテーブル１３、１５は「１」番の位置、すなわちターンテーブルの馬蹄の切れ込み部が円筒状シリンダ１０の真下にやって来る。
【００２８】
こうすることで、選択されなかったターンテーブル１３、１５はＺ軸アクチュエータ１８を通過させることができ、選択されたターンテーブル１１の「２」番に置かれたサンプル１９のみが、Ｚ軸アクチュエータ１８によって下から上方に向けて押し上げられる。
【００２９】
押し上げられたサンプル１９は、円筒状シリンダ１０を通って、マニピュレータ９に把持される。マニピュレータ９はガイドレール８を通って横方向に移動し、ＮＭＲ測定の際にサンプルに静磁場を印加する役割を持つ超伝導磁石７の中央部に開けられた縦穴の直上にサンプルを運び、超伝導磁石７の縦穴内にサンプル１９を投入する。これにより、サンプルはＮＭＲ測定に供される。
【００３０】
測定が終了すれば、逆の工程を行なうことにより、サンプル１９をターンテーブル１１の「２」番のもとの位置に戻すことができる。
【実施例２】
【００３１】
本発明の別の実施例について説明する。図６は、図５のＺ軸アクチュエータ１８の代わりに、Ｚ軸マニピュレータ２４を用いる変形例である。ターンテーブル２５、２７の回転軸となる円筒２６、２８は、円筒ごとに独立して回転し、制御できるように構成されている。ターンテーブル２５の「２」の位置にサンプルが格納されている。
【００３２】
ここで、ターンテーブル２５の「２」番を選択すると、円筒２６が回転移動することにより、ターンテーブル２５の「２」番のサンプルがＺ軸マニピュレータ２４のＺ軸方向の軸線上にやって来る。また、他のターンテーブル２７は「１」番の位置、すなわちターンテーブルの馬蹄の切れ込み部がマニピュレータ２３のＺ軸方向の軸線上にやって来る。
【００３３】
こうすることで、選択されなかったターンテーブル２８はＺ軸マニピュレータ２４を通過させることができ、選択されたターンテーブル２５の「２」番に置かれたサンプルのみが、Ｚ軸マニピュレータ２４に把持されて下から上方に向けて持ち上げられる。
【００３４】
持ち上げられたサンプルは、マニピュレータ２３に受け渡されて把持される。マニピュレータ２３はガイドレール２２を通って横方向に移動し、ＮＭＲ測定の際にサンプルに静磁場を印加する役割を持つ超伝導磁石２１の中央部に開けられた縦穴の直上にサンプルを運び、超伝導磁石２１の縦穴内にサンプルを投入する。これにより、サンプルはＮＭＲ測定に供される。
【００３５】
測定が終了すれば、逆の工程を行なうことにより、サンプルをターンテーブル２５の「２」番のもとの位置に戻すことができる。
【００３６】
本実施例の優れている点は、実施例１ではＺ軸アクチュエータ１８がサンプルを下から押し上げる機構のため、Ｚ軸アクチュエータの棒体が収納されるスペースが必要であったが、本実施例ではサンプルを横から把持する構成なので、収納のスペースを必要としないことである。これにより、積層される馬蹄状ターンテーブルの数を、より増やすことが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
自動試料交換装置に広く利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１：ターンテーブル、２：円筒、３：羽、４：ターンテーブル、５：円筒、６：羽、７：超伝導磁石、８：ガイドレール、９：マニピュレータ、１０：円筒状シリンダ、１１：ターンテーブル、１２：円筒、１３：ターンテーブル、１４：円筒、１５：ターンテーブル、１６：円筒、１７：オートサンプラ筐体、１８：Ｚ軸アクチュエータ、１９：サンプル、２０：防振台、２１：超伝導磁石、２２：ガイドレール、２３：マニピュレータ、２４：Ｚ軸マニピュレータ、２５：ターンテーブル、２６：円筒、２７：ターンテーブル、２８：円筒、２９：防振台、３０：サンプルスリーブ、３１：チャッキングプレート、３２：ターンテーブル、３３：サンプルロータ、３４：タウジング直上の位置、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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