(57)【要約】工作物を搬送するためのモジュラユニットであって、このようなユニットのアレイにおいて使用するのに適しているモジュラユニットは、上部と、工作物を前記上部へ、および／または前記上部から進ませる搬送手段であって、工作物がユニットの上部に配置されると搬送手段に工作物が置かれる、前記上部の一部である搬送手段とを含み、搬送手段はこのユニットの上部の１つ以上の領域を占有しており、一方、上部の１つ以上の残りの領域は搬送手段により占有されていないが、工作物処理装置を受けるのに適しているモジュラユニット。【選択図】図１
2007513790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を搬送するためのモジュラユニットであって、このようなユニットをアレイ状にして使用するのに適しているモジュラユニットは、上部と、工作物を前記上部へ、および／または前記上部から進ませる搬送手段であって、工作物がユニットの上部に配置されると搬送手段に工作物が置かれる、前記上部の一部である搬送手段とを含み、搬送手段はユニットの上部の１つ以上の領域を占有しており、一方、上部の１つ以上の残りの領域は搬送手段により占有されていないが、工作物処理装置を受けるのに適しているモジュラユニット。
【請求項２】
搬送手段が実質的に上部の周縁部沿いに配置されており、上部の周縁部の内側に配置されているユニットの上部の領域が工作物処理装置を受けるのに適している、請求項１記載のモジュラユニット。
【請求項３】
搬送手段が、ホイールと、ホイールの回転を引き起こす駆動装置と、工作物がユニットの上部に配置されるとホイールを工作物に選択的に係合させるための手段とを含む、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項４】
ユニットが、工作物をある方向に押し進めるための少なくとも１つのホイールと、工作物と選択的に係合し、使用中に第２の方向に配向される少なくとも１つの第２ホイールとを含む、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項５】
ユニットの少なくとも１つの第２ホイールは工作物と係合するのみでなく、工作物が第２ホイールのみと係合するように工作物を持ち上げるようにもなっている、請求項４記載のモジュラユニット。
【請求項６】
ユニットの少なくとも１つのホイールとユニットの少なくとも１つの第２ホイールとが相互に対して直交する、請求項４または５記載のモジュラユニット。
【請求項７】
ユニットが、２つの区画、つまりユニットの上側区画に配置された工作物処理装置を受けるための区画と、制御電子装置を有する第２区画とを含み、また、個別の部材が設けられて、第２区画を第１区画から封止する、請求項１記載のモジュラユニット。
【請求項８】
工作物持ち上げ手段が工作物を持ち上げるために設けられ、ある工作物を持ち上げる間、搬送手段は工作物を継続して搬送することができるように、持ち上げ手段は十分な間隔で設けられている、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項９】
ユニットがそれぞれ請求項１〜８のいずれか１項記載によるものであり、実質等しい高さであり、また、制御手段が設けられ、これによってＸおよびＹ平面におけるあるユニットから他のユニットへの変位が制御される、モジュラユニットのアレイ。
【請求項１０】
各ユニットの制御手段は、あるユニットからその直接隣接するユニットまで直接通信することができ、これにより、あるユニットから次のユニットまでの搬送を調節することができる、請求項９記載のモジュラユニットのアレイ。
【請求項１１】
工作物処理装置を含むユニットの上に、モジュラユニットのさらなるアレイが懸吊される、請求項９記載のモジュラユニットのアレイ。
【請求項１２】
制御手段が、工作物のタイプに応じた複数の動作プロトコルを記憶し、工作物に応じて適切な動作プロトコルを選択して一連のユニットの動作を指示し、また、予定手段が設けられており、これにより、モジュラユニットのアレイ内で幾つかのプロトコルが並行して作動することができる、請求項９、１０、または１１記載のモジュラユニットのアレイ。
【請求項１３】
１つ以上のプレートに凹部が設けられ、モジュラユニットがこの凹部内に対し選択的に挿入および除去される、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニットのアレイ。
【請求項１４】
ユニットの上部から突出するとともに、工作物が上部に配置されると該工作物の円錐状凹部に係合するような寸法および形状である手段を含み、これにより、ユニットの上部での工作物の位置を正確にすることができる、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項１５】
モジュラユニットがパレットとともに作動し、このパレットが、１つ以上のホイールに対応する１つ以上の凹状トラックを有する、請求項３以降に記載のモジュラユニット。
【請求項１６】
工作物がセンサの上に配置されると該工作物の位置を検出するための前記センサを含む、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項１７】
ベルトまたはチェーンに一時的に生じる緩みが自動的に補償され、必要ならばその後に、既にかかっている緊張を解放するような相応に反対の向きの緊張手段の動きが続くことを要する種類のベルトドライブまたはチェーンドライブ用の緊張構成体であって、緊張手段が、使用中にベルトまたはチェーンの反対の動作に対してそれぞれ同時に持ち堪えるように鏡像構成になっている第１および第２アームを含むことを特徴とする緊張構成体。
【請求項１８】
実質的に添付の本文および／または図を参照して上文に記載したような、および／または、添付の本文および／または図の任意の適切な組み合わせにおいて説明したようなモジュラユニットまたはモジュラユニットのアレイまたは緊張構成体。                                                                            
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作物を搬送するためのモジュラユニットであって、このようなユニットをアレイ状にして使用するのに適したモジュラユニットに関する。また本発明は、工作物を搬送するためのモジュラユニットのアレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、以下の分野における具体的な応用例を有することになる。
・遺伝学、
・製造業、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）あるいは同様の電子部品、
・梱包仕分け／取扱い、
・その他の適切な自動加工システム。
【０００３】
広く知られている搬送システムというのは、コンベヤを基にしたシステムか、または把持装置を基にしたシステムのいずれかである。伝統的なシステム内での加工のために搬送される工作物はふつう加工装置の真下または上部に設置される。上側加工、例えば液体取扱いに関しては、従来のコンベヤシステムを用いることができ、一方で例えばサーモサイクリングには、把持装置を基にしたシステムを用いて、サーモサイクリング装置の上部または内部のいずれかに工作物を設置することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コンベヤを基にした伝統的なシステムでは、工作物を搬送システムから除去せずに、工作物の下から、または工作物の上下から同時に工作物を処理することは不可能である。通常は把持装置を基にした機構を使用して、まずコンベヤからプレートを除去し、次にこのプレートを専用の加工ステーションに設置しなければならない。
【０００５】
伝統的なシステムの別の欠点とは、これらのシステムを使用して頻繁に変化する種々の処置を行う場合、これらのシステムにはシステム全体の代用品と、その一時的な取替えとしての、適合性のない新規のシステムの設計とがしばしば必要となることである。これは実際に非常に高価なものとなるので伝統的なシステムをしばしば他のシステムと組み合わせて使用することになり、このことはモーメントの要件を満たすために過剰な空間の使用を引き起こす。この問題は遺伝分析において特に際立ち、そこでは、操作範囲およびそれらの順序が大きく変動して、実行すべき動作の量が天文学的に大きくなる。
【０００６】
本発明により達成の求められる利点の１つとは、工作物をモジュラユニットから除去する必要なく、下からも、上下から同時にも、あるいは上のみからさえもそれらの処理を可能にしつつ工作物の搬送を促進するモジュラユニットを提供することである。
【０００７】
求められる別の利点とは、ＸおよびＹ平面へ工作物を搬送する方法を改良することである。
【０００８】
求められるさらなる利点とは、ユニットの上部から工作物を除去できるようにし、１つの工作物を持ち上げる間、工作物の搬送を継続できるようにするモジュラユニットを提供することである。
【０００９】
求められるさらなる利点とは、改良された制御システムのもとでモジュラユニットのアレイを提供し、より効果的なユニットの複合加工を可能にすることである。
【００１０】
以下の特許出願は、本出願人らに公知の先行技術を構成している：
ＵＳ６０６８３９３（Ｚｙｍａｒｋ）、
ＵＳ６３７４９８９（Ｂａｙｅｒ）、
ＵＳ２００２／０１０２１４９（Ｔｅｋ  Ｃｅｌ）、
ＷＯ０２／４９７６１／Ａ２（Ｐｒｏｔｅｄｙｎｅ）、
ＵＳ４８５０４７２（ＧＭＮ）。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、以下の項で詳述される特徴により、上記で開示されている当技術分野の全体的な背景および特定の特許参考文献とは区別される。
【００１２】
広範なその第一の側面において、本発明は、工作物を搬送するためのモジュラユニットであって、このようなユニットをアレイ状にして使用するのに適したモジュラユニットを提供する。このモジュラユニットは、上部と、工作物を前記上部へ、および／または前記上部から進ませる搬送手段であって、工作物がユニットの上部に配置されると搬送手段に工作物が置かれる、前記上部の一部である搬送手段とを含み、搬送手段はこのユニットの上部の１つ以上の領域を占有しており、一方、上部の１つ以上の残りの領域は搬送手段により占有されていないが、工作物処理装置を受けるのに適している。
【００１３】
搬送システムと一緒に工作物の下からと上下からの処理が可能となるので、この特徴構成は特に有利である。また、この構成は通常、工作物に施される一連の異なる加工を含む複合加工を自動化する際に時間および空間の相当の節約を可能にするので、特に有利である。工作物を上部から除去する要件を最小にすることにより、より効果的な加工が可能となる。また、そのコンパクトさと柔軟性が達成可能であるという点で特に有益である。
【００１４】
本発明の最も広範な側面による補助的な側面において、搬送手段は実質的に上部の周縁部沿いに配置されており、上部の周縁部の内側に配置されているユニットの上部の領域は、工作物処理装置を受けるのに適している。
【００１５】
この構成は、改良された工作物処理を達成しつつ工作物を安定して進ませることができるので特に有益である。これは、工作物を把持して工作物の下から処理するための特定の工作物処理装置上へと持ち上げる必要なく工作物を下から処理できるという点で、特に有益となろう。
【００１６】
さらなる補助的な側面において、搬送手段は、ホイールと、ホイールの回転を引き起こす駆動装置と、工作物がユニットの上部に配置されるとホイールを工作物に選択的に係合させる手段とを含む。
【００１７】
この付加的な特徴組み合わせは、工作物を所定の方向に変位するように、あるいは、モジュラユニットがそのように工作物を変位しないように制御されるべきであるならばその方向に工作物を指向しないように、ユニットが制御されるのを可能とすることになろう。
【００１８】
さらなる補助的な側面において、ユニットは、工作物をある方向に押し進めるための少なくとも１つのホイールと、工作物と選択的に係合し、使用中に第２の方向に配向される少なくとも１つの第２のホイールとを含む。
【００１９】
この構成の利点の１つは、工作物が、工作物自体の通常の持ち上げや回転を必要とすることなく、一方の作用線から他方の作用線まで容易に変位されるのを可能とすることであろう。
【００２０】
さらなる補助的な側面において、ユニットの少なくとも１つの第２ホイールは工作物と係合するばかりでなく、工作物が第２ホイールのみと係合するように工作物を持ち上げるようにもなっている。
【００２１】
このことにより、第２ホイールは、ある動作モードにおいて工作物を変位すべき方向を専ら制御できることになろう。この構成では、第１ホイール組が回転すれば工作物を進ませることは中止されることになろう。このことにより、第２ホイール組の作動中、第１ホイール組の回転は自由に継続が可能とすることができる。
【００２２】
さらなる補助的な側面において、ユニットの少なくとも１つのホイールと、ユニットの少なくとも１つの第２ホイールとが相互に対して直交する。このことにより、工作物自体の回転を必要とすることなく工作物の変位ラインを容易に変更することができるのでこれは特に有利である。
【００２３】
さらなる補助的な側面において、ユニットは、２つの区画、つまりユニットの上側区画に配置された工作物処理装置を受けるための区画と、制御電子装置を有する第２区画とを含み、また、個別の部材が設けられて、第２区画を第１区画から封止する。
【００２４】
このことは例えば上側区画が、さもなくば制御電子装置を損傷する物質を用いて洗浄される場合に特別な利点を有する。
【００２５】
さらなる補助的な側面において、工作物持ち上げ手段が工作物を持ち上げるために設けられ、ある工作物を持ち上げる間、搬送手段は工作物を継続して搬送することができるように、持ち上げ手段は十分な間隔で設けられている。
【００２６】
さらなる補助的な側面において、本発明はモジュラユニットのアレイを提供し、そこではユニットはそれぞれ先行する任意の側面によるものであり、実質的に等しい高さであり、また、制御手段が設けられ、これによりＸおよびＹ平面におけるあるユニットから他のユニットへの変位が制御される。
【００２７】
モジュラユニットがこうしてモジュラユニットをアレイ状にして設置されると、システムの柔軟性およびコンパクトさに関する利点が強調される。
【００２８】
さらなる補助的な側面において、各ユニットの制御手段は、あるユニットからその直接隣接するユニットまで直接通信することができ、これにより、あるユニットから次のユニットまでの搬送を調節することができる。
【００２９】
さらなる補助的な側面において、工作物処理装置を含むユニットの上に、モジュラユニットのさらなるアレイが懸吊される。この構成は、工作物の上下両方からの改良された処理を可能とすることになろう。
【００３０】
さらなる補助的な側面において、制御手段は、工作物のタイプに応じた複数の動作プロトコルを記憶し、工作物に応じて適切な動作プロトコルを選択して一連のユニットの動作を指示する。また、予定手段が設けられており、これにより、モジュラユニットのアレイ内で幾つかのプロトコルが並行して作動することができる。
【００３１】
この特徴構成は、ユニットのマルチタスクモジュラアレイの最適な操作を可能とすることになろう。
【００３２】
さらなる補助的な側面において、１つ以上のプレートに凹部が設けられ、モジュラユニットがこの凹部内に対し選択的に挿入および除去される。このことにより、モジュラユニットのグループ化を正確に構築することが可能となる。
【００３３】
さらなる補助的な側面において、モジュラユニットは、ユニットの上部から突出するとともに、工作物が上部に配置されるとこの工作物の円錐状凹部に係合するような寸法および形状である手段を含み、これにより、ユニットの上部での工作物の位置を正確にすることができる。
【００３４】
さらなる補助的な側面において、モジュラユニットはパレットとともに作動し、このパレットは、１つ以上のホイールに対応する１つ以上の凹状トラックを有する。この特性も、パレットの位置がモジュラユニットおよび処理装置に対して極めて正確となるのを可能にする。
【００３５】
さらなる補助的な側面において、モジュラユニットは、工作物がセンサの上に配置されると該工作物の位置を検出するための前記センサを含む。このことにより、モジュラユニットに対する工作物の極めて正確な位置決めが可能となる。
【００３６】
第２の広範な側面において、本発明は、ベルトまたはチェーンに一時的に生じる緩みが自動的に補償され、必要ならばその後に、既にかかっている緊張を解放するような相応に反対の向きの緊張手段の動きが続くことを要する種類のベルトドライブまたはチェーンドライブ用の緊張構成体を提供する。この緊張構成体は、緊張手段が、使用中にベルトまたはチェーンの反対の動作に対してそれぞれ同時に持ち堪えるように鏡像構成になっている第１および第２アームを含むことを特徴としている。このことは、モジュラユニットに使用される際、ホイールの組がそれらの駆動ホイールに対して変位されるとホイールがその従来の回転方向とは反対の方向に回転するのを防止するので特に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、上側区画（符号２で参照）および下側区画（全体として符号３で参照）を有するモジュラユニット（全体として符号１で参照）を示す。上側区画２はある数のプレートからなるハウジング４を含み、このプレートはハウジングの各面の壁として働く。図１の斜視図ではプレート５、６、７のみが見える。さまざまな壁を互いに取り付けるための手段の一部として符号８で参照するような適切な数のねじが設けられて、ハウジング４を形成する。ハウジングの上部プレート５は、符号９で参照するような複数の長手方向切抜き領域を組み込んでおり、この領域は、符号１０で参照するような複数のホイールがプレートから突出するのを可能にするので、これらのホイールは工作物に係合して工作物をこのモジュラユニットの上部へ、および／または上部から進ませることができるようになる。このモジュラユニットには２組のホイールが設けられており、各々は同一方向に配向され、相互から離間して概ね上部プレート５の周縁部上に配置されている。２組のホイール間に設けられた空間は、工作物処理装置を組み込むのに好適とすることができる。上部プレート５内には符号１１で参照するようなさらなる切抜きが設けられて、それらの各々は符号１２で参照するような遊び車を収容するが、この遊び車は、モジュラユニットをアレイ状にして使用される場合、このようなユニット間での工作物の詰まりを防止するように設計されている。これらのホイールに加えて、垂直に変位可能なロッド（図面には示さず）をモジュラユニットの各隅部または外周領域に設けることができる。これらのロッドは角の丸めてある先端部を有することができるので、（空気圧手段を介して持ち上げられた場合）工作物またはパレットの真下に配置された円錐状凹所との嵌め合い係合が可能となり、モジュラユニット上でパレットを正確に配置することができる。
【００３８】
下側区画３は、モジュラユニットの制御手段の一部を組み込んでいる。制御手段は電子制御手段１３およびモータ１４を含むことができ、この電子制御手段は、モジュラユニットの上部プレートのホイールの組の周期運動を制御するように、当業者により選択することができる。符号１５で参照するような脚部が設けられており、その長さは、ユニットの下側区画３と地面との間に十分な間隔が可能となるように選択される。脚部は、冷却を目的とする気流を可能とするように、モータから十分な距離のところに設置することもできる。ユニットの上側区画内部で、例えば駆動機構またはその他の工作物処理装置の釈放自在な取付けを可能とするために、プレート内に符号１６で参照するようなその他の開口を設けることができる。
【００３９】
図２は、モジュラユニット１の内側の斜視図を示す。全体として符号１７および符号１８で参照する２組のホイールを、モータ１４により作動されるとホイールの組の回転をもたらすそのそれぞれの駆動ベルト１９、２０と一緒に示す。また、定荷重ばね２１が設けられて、ホイールに回転を正しく伝達するために駆動ベルトが緊張状態に維持される。図からわかるように、ホイールの組は、ハウジングの中央領域に比較的大きな何もない空間が生じるようにハウジングの周縁部に用意されており、このことは当業者により選択されるような適切な工作物処理装置を受けるのに理想的となる。この中央領域は、適宜、回路基板または駆動機構により占有することもできる。
【００４０】
底板２２が設けられ、ユニットの下側区画を上側区画から封止するための手段の一部となる。下側区画を上側区画から封止するための手段の一部として囲い体２３も設けられるが、とりわけ、十分な封止を提供しつつ１つ以上のベルトの通路を許容するようになっている。また、底板２２に符号２４で参照するような幾つかの切抜きを設けて、必要に応じて供給管路が通るようにすることもできる。供給管路は電導手段、流体管、および光送信機を含むことができる。ユニットの対向する隅部には１対のセンサ２５および２６が既に配置して設けられており、工作物の存在の有無を検知する。これらのセンサは、工作物がこれらのセンサ上に配置される場合のみにセンサがトリガされるように選択された比較的短い焦点距離および有効な波長を有する光学センサとすることができる。
【００４１】
図３は第２のユニットタイプを全体として符号２７で参照して示す。このユニットの作用線はＹ方向にあり、したがってユニットはＹモジュラユニットと称することができる。このユニットの周縁部は、図１にも図２にも記載されているユニット１の周縁部と同様である。主要な差異は、Ｙモジュラユニットが符号２８および符号２９で参照される２組のホイールを含み、これらのホイールは、ユニットの周縁部に、ただしユニットの短い方の辺に沿って配置されているので、工作物をＹ方向に進ませることができるということである。この構成における大きな何もない空間を、組２８と組２９との間にはっきり見ることができる。
【００４２】
図４はモジュラユニットを全体として符号３０で参照して示しており、このモジュラユニットは概ねＸ方向に配向された２組のホイール３１および３２を含み、さらなる２組のホイール３３および３４がＹ方向に挿入されている。したがって、図示のモジュラユニットはＸおよびＹモジュラユニットと称することができる。ホイールの組３３および３４のみが工作物と係合する一方、ホイールの組３１および３２はその工作物から離間するようにホイールの組３３および３４を持ち上げるための手段が設けられる。この構成は、工作物がＸ方向への推進力からＹ方向への推進力のモードへ変位するのを可能とすることになろう。当業者により持上げおよび駆動機構を公知の選択肢から選択することができ、これがモジュラユニットの中央領域を占有することができる。
【００４３】
図５はさらなるモジュラユニットを全体として符号３５で参照して示しており、少なくとも１つのホイールを含むモジュラユニットの実施形態を概略示しているが、符号３６で参照するようなホイールを上げ下げし、同時に、単一のホイールまたは１組のホイールが工作物をモジュラユニットの上部に沿ってＸおよびＹ平面内で変位できるようにするために例えば矢印３７で示すような回転手段を提供することにより、このモジュラユニットを工作物と選択的に係合させることができる。この機能を実行するのに必要な駆動手段および制御手段は、公知の選択肢から当業者により選択することができる。
【００４４】
図６はさらなるモジュラユニットを全体として符号３８で参照して示す。ユニットの上部からアクチュエータ３９が突出して示されており、このアクチュエータは、符号４０で参照するような工作物を持ち上げるのに適するように選択される。この実施形態を、パレットを上下に積み重ねるためのスタッカとして使用することができる。また、この実施形態は、別の工作物（図面には示さず）がモジュラユニットの上面を横切って進められる間、その進められる工作物の変位ライン外で１つ以上の工作物を持ち上げるのを可能とする。
【００４５】
上述のモジュラユニットを、各ユニットが実質等しい高さであるモジュラユニットをアレイ状にして使用することができる。用語「実質等しい高さである」というのは広範に解釈されることを意図しており、例として、隣接するユニット間で例えば１０ｍｍの変動を許容し、あるユニットから次のユニットまでの工作物の即座の通路を可能にすることになる。この意味で、ＸモジュラユニットはＹモジュラユニットよりも１０ｍｍ低くすることができ、ＸＹモジュラユニットについては、進ませモードでは、Ｘ進ませ領域がＹ進ませ領域よりも１０ｍｍ低くなろう。
【００４６】
図７はモジュラユニットの１つのアレイを全体として符号４１で参照して示しており、このアレイは、モジュラユニットのアレイ４１上に懸吊されたさらなるモジュラユニットのアレイ（全体として符号４２で参照）に関連している。モジュラユニットの下側のアレイ４１は、工作物をＸ方向にもＹ方向にも変位するための複数のモジュラユニットの中に、工作物４３をＸ方向に変位するためのモジュラユニット（符号４４で参照）が混ざりあったものを含む。上述のモジュラユニットのアレイは液体噴射または吸引ヘッド４６を含むことができる。各ヘッド４６は、単一のノズル、またはノズルのアレイを含むことができ、このノズルのアレイはキャビティのアレイに対応しており、このキャビティは、多様な処理のためにモジュラユニットのアレイに沿って変位されるべき工作物内に配置される。懸吊されたユニットのアレイは、図１２に記載し図示した種類のプレートとすることができる。本実施形態では８つのプレートが既に含まれているが、そのうちの２つのみが例えば図１２のプレートである。プレートはそれ自体、符号４３で参照するような鉤および支持棒組立体から懸吊されている。これらの支持棒は、Ｌ字形の梁によりそれらの末端でまとめられており、この梁は、囲い体の壁またはＺ変位構成体に固着することができる。このＺ変位構成体は図１５を参照してより詳細に記載する。
【００４７】
本発明は、個々の各ノズルヘッドのアレイが、それ自体モジュラ式となるようにノズルヘッドのアレイから個々に分離可能とすることができるということも想定している。ＸおよびＹ平面内でのある配置から他の配置へのヘッド４６の制御された変位を可能とする手段を設けることができる。適宜ヘッドをＺ方向に変位するための手段を設けることもできる。
【００４８】
図８はモジュラユニットのさらなるアレイを全体として符号４７で参照して示しており、そこでは、ユニット４８およびユニット４９はそれぞれその上面に流体浴５０と照明ユニット５１とを組み込んでおり、このことにより工作物の下からの処理が可能となる。
【００４９】
工作物のうちの任意の１つをスタック５２から抜き取って適切な工作物を上面に設置し、この同一平面のアレイ上で処理およびさらなるユニットへ推進するための手段を設けることができる。工作物がその開口したキャビティ内に液体の生物試料を含む際、本実施形態の同一平面のアレイは特に有利である。
【００５０】
本発明において想定される工作物処理装置とは、生物材料の分析の意味において、以下を含む群から成るものとすることができる。
・液体取扱い装置、
・液体供給装置、
・化学浴、
・使い捨て先端具を交換するための器具、
・除去装置、
・混合機、
・特に洗浄用の超音波装置、
・光学測定装置、
・あらゆる種類のセンサ、
・加熱し、一定温度を維持し、試料を冷却するための熱交換器（これらの熱交換器は、シリンダを使用することにより変位可能とすることができる。適切な場合、熱交換器は、公知の装置、例えば「ペルチェ」冷却装置および／または抵抗加熱器の範囲から選択することができる。）
・工作物を傾けるための装置、
・工作物を３次元位置に配置するための装置、
・ヘッド変更装置、
・その他の任意の生物処理装置。
【００５１】
図７に示すような種類のモジュラユニットの代表的な多機能アレイのための制御手段は、さまざまな工作物のタイプに応じて複数の動作プロトコルを保存する加工手段を中心地点に配置して利用している。例えば、工作物が第２の種類のプレートではなく第１の種類のプレートであるかどうかに応じて、中心の加工手段は、さまざまなモジュラユニットにより実行されるべき異なる種類の一連の動作をトリガすることになる。また、利用するには最良の方法となるはずの、同時に作動するプロトコル数（最高効率となるためにその順序で動作が実行されるべき）が与えられれば、加工手段は確立されるようになっている。
【００５２】
例えば、２つのプロトコルが同時に作動する場合、制御手段は、その動作を両方のプロトコルの１回の加工ステップに調節することができる。例えば、制御手段は、第１の種類のプロトコルの１回のステップ、および第２の種類のプロトコルの１回のステップを調節して、調節された１つの複製動作を達成することができる。
【００５３】
所定のプロトコルの動作を評価するための手段を設けることができるので、ある所定の基準が満たされる場合、プロトコルを途中で中断し、他のプロトコルを採用することができる。
【００５４】
加工手段からの命令は各ユニットに送信されて、適切な場合、ホイールの組の所定の変位または回転に関してその応答がトリガされることになる。あるユニットからその直接隣接するユニットまでの直接通信を確立することによってあるユニットから次のユニットまでの変位を調節する手段が設けられるということが想定される。例えば、各ユニットがステッピングモータを使用しておりホイールの回転をもたらす場合、隣接する２つのユニットの制御プロトコルは変位を調節して、あるモジュラユニットからその隣接するモジュラユニットまで工作物が変位される。
【００５５】
個々の各ユニットが送信を受けるのを可能にするためのバス構成体が設けられる。
【００５６】
システムは、少なくとも３つの異なる種類の一時停止に対処するように用意されている。第１の一時停止は、もはや工作物がシステムに送り込まれない場合であり、これにより、既にシステム内にある工作物がその所定の動作シーケンスを完了した後にのみシステムが停止する。第２の一時停止は、加工中の１つ以上のタスクの中断であり、これにより、中断されなかった動作が続行される。中断によって有効となれば、プロトコルは代替のルートを選択することもできる。第３の一時停止は、システムの即時完全停止である。
【００５７】
図９は、さらなるモジュラユニットを組み込む本発明のさらなる可能な実施形態を示しており、このモジュラユニットを上面５４と共に全体として符号５３で参照する。上面５４は、図で概略示して符号５５で参照するコンベヤを組み込んでおり、これにより、ユニットの上部を横切る工作物の搬送が可能となる。上面の領域が符号５６で参照する工作物処理装置により占有されているが、この工作物処理装置を例えば光学評価手段に装備して、コンベヤにより運搬される際に工作物を評価することができる。
【００５８】
図１０は、上記の図７において導入されるような種類の可能な懸吊ヘッドの実施例を示す。ヘッド５７は、符号５９で参照するようなキャビティのアレイを有する工作物５８上で懸吊されるようになっている。ヘッド５７は、符号６０で参照するような複数の先端部を含む。各先端部６０はＺ方向に変位可能である。各先端部は、キャビティを往復して液体を移し換えたり抜き取ったりするようになっていてもよい。先端部６０は、空気圧手段、または当業者により選択されるステッピングモータ等のその他任意の適切な手段を介してＺ方向に変位することができる。各先端部は、符号６２で参照するようなハウジング内部でばね負荷されているので、いちど先端部が対応するそのキャビティ上でその動作を実行すると自動的にその空転位置に戻ることができる。空転位置の一例は、先端部６０が示す位置である。
【００５９】
ヘッド５７は１２の先端部のアレイを有し、これらの先端部はハウジング６２の下部末端で、各先端部を収容するために複数の切抜きを有するプレート６３によりまとめられている。各先端部の制御手段は上側の囲い体６４に配置されている。ヘッド制御手段は、同期モードで動作するように、または各先端部を個別に作動させるように設定することができる。単一のポンプユニットを使用して先端部のアレイを作動させることができる。このようなポンプユニットの実施例を図１１に符号６５で参照して示す。本実施形態におけるステッピングモータ６６は符号６７で参照するような複数のサブユニットを駆動し、その各々は特定の先端部とともに動作する。各サブユニットと先端部との間に、可撓性導管（図面には示さず）を設けることができる。ポンプは、例えば抜取り、混合、吸引、および分配のさまざまなモードで動作するように制御される蠕動ポンプとすることができる。このシステムは、各先端部が個々に動作するのを許容する弁等の使用を想定している。
【００６０】
各ポンプユニット６７は駆動されて、ステッピングモータの回転方向に応じて吸引または分配する。
【００６１】
分配モードにおいて、ポンプはポンプへと液体を汲み上げることができ、このポンプと協同して動作するバイパス弁６７’の位置に応じて、液体がバイパスループ内で循環したり先端部へ向けて流出できることになる。制御システムが設けられて各弁は個々に作動され、制御手段により選択されるとシステムの６つの先端部のうち任意のものが機能することが可能となる。
【００６２】
この最後の実施形態は１２の先端部のアレイの使用を示すが、より多数の先端部を有するヘッドを達成できるように、プレート６３を同様な機能のより大きなプレートに取り替えることができる。したがってこのシステムは、システムのモジュラ搬送ユニットと同様に拡張可能でありモジュラ式である。
【００６３】
図１２はヘッド支持フレームを全体として符号６８で参照して示しており、このヘッド支持フレームは、Ｘステッピングモータ組立体７０およびＹステッピングモータ組立体７１用に共通の支持プレートとして働くプレート６９を有する。Ｘステッピングモータ組立体は、ステッピングモータハウジング７２とベルトと第１Ｘ支承ロッドハウジング７３とを組み込んでいる。Ｘ支承ロッドは端部を図に見ることができ、符号７４で参照されている。ヘッド組立体７５全体は、第１Ｘ支承ロッド７４とハウジング７３’内に配置された第２Ｘ支承ロッド７６とに掴まりながらＸ方向に変位することができる。各ハウジングは、ねじまたはその他の同様な取付け手段を使用することによりプレート６９に固着されている。各ハウジングは同様に、耐水封止を形成し、特に耐エタノール封止を形成するようにも取り付けられる。
【００６４】
ステッピングモータ７１はスラストチューブ（その端部は図の符号７８で参照）を駆動するが、このスラストチューブはハウジング７７内に配置されており、ステッピングモータがベルト７９に運動を伝えて、Ｘの位置に関係なくＹの変位を引き起こして構成体を到達させる。Ｙ方向には、ヘッド７５がＹ支承ロッド８０および８１に沿って摺動することができる。連結梁８２は、Ｙ支承ブロック８３および８４をＸ支承ロッド７４および７６に連結させている。したがって、図示する構成体はＸおよびＹ平面内での変位を達成する。
【００６５】
図１３は、パレット８６内に固着された工作物８５の詳細図を示す。パレット８６は、基本的に長方形の凹所を有して同様の形状の工作物を収容し、工作物が偶発的にパレットから抜けないようにする。パレット８６の密度は工作物８５の密度よりも高く、搬送手段のホイールと有利に係合するために十分な質量を有するように選択されている。符号８７で参照するようなパレットの隅部は好ましくは角を丸めてあり、符号８８で参照するような工作物の隅部のうちの１つ以上は、ある点で終端するというよりはむしろ切り落としてある。パレット８６は長手方向凹所を組み込んでおり、この凹所は、８９および９０等、パレットの幅にわたって、また、９１および９２において終端する凹所等、パレットの長さ部分にわたって延びている。これらの凹所は案内レールを形成し、ホイールが作動してパレットおよび工作物組立体の変位をもたらす。また、パレットは隆起した隅部９３、９４、９５、９６を有する。パレットはまた、より小さい高さ部分、例えば９７および９８を組み込んでいる。部分９８は、把持アーム（図面には示さず）への有利な接近を可能とすることができ、この把持アームは工作物を掴んで工作物をそのパレットから離すことができる。隅部９６からはボタンが突出しており、このボタンは、工作物をパレットから離すことができるように、内側へ押圧されるとスナップフィット式取付けを解放する。スナップフィットは、工作物がパレットに固着される際、使用中に工作物およびパレットが受ける振動を介して工作物が除去されるのを防止するようなやり方で、工作物がパレットに固着されるのを可能にする。
【００６６】
システムは広範な種類のパレットおよび工作物組立体を使用することができる。工作物およびパレット組立体のさらなる実施例として、キャビティのアレイの代わりに長方形の単一の収容部分を有する工作物を採用することができる。
【００６７】
図１４に示すシステムの部分はモジュラプラットフォーム１００を使用しており、このモジュラプラットフォームには符号１０２で参照するような６つの凹所を有するフレーム１０１が取り付けられて、モジュラユニットをこのフレーム内へと差し込むことができる。符号１００で参照するような複数のプラットフォームを並べて使用して、任意の特定用途のために、所望する任意の寸法のプラットフォームを形成することができる。フレーム１０１は、符号１０３で参照するような複数の脚部によりプラットフォーム１００から離間している。この構成は、個々のユニットがその独自の脚部を有するという要件を排除している。
【００６８】
図１５は、モジュラユニットのアレイで使用するための外側囲い体１０４と、頭上式サービス１０５、例えば図７および図１２を参照して記載するようなものとを示しており、これらのサービスは、Ｚ梁１０６および１０７に沿って持ち上げてサービス用に接近できるようになっている。頭上式サービスの変位は、ステッピングモータ、またはこの用途に適切な変位手段のその他の形態により駆動することができる。車のトランクと同様のやり方で持ち上げることができるように、外側ドア１０８には１０９に配置された蝶番式機構が設けられている。外側ドア１０８の一部である摺動式ドア１１０も設けられている。操作者は、取っ手１１１で上方向に単に手動で引き上げてこのドアを開放する。
【００６９】
外側ドア１０８の一部としてタッチスクリーン１１４が設けられ、囲い体内部に配置されたモジュラシステムの操作を操作者が制御するのが可能になる。囲い体の短い辺上には、パレットまたはその他の工作物を囲い体に例えばロボットアームにより自動的に挿入するのを可能にする自動開口部を設けることができる。この開口部は、水平線１１２で示す高さに設置することができる。下側モジュラユニットの真下に空間１１３が設けられて任意の種類の供給サービスを収容する。
【００７０】
図１６および図１７はそれぞれ、洗浄モード（図１６）および運転モード（図１７）の両方におけるシステム内部の気流を示す。図は、垂直方向における囲い体の略断面図である。洗浄モードでは、ドア１１４が開放してあり、システム内への循環が可能である。同様に、送風機１１５が、高性能フィルタ（ＨＥＰＡ）１１９に通された空気をシステム内へと引き込み、フィルタリングされた空気はドアを介して入る空気に加わって、仕切り１１６の周りを強制的に循環させられる。分離板１０６を通過した空気は次に、送風機１１７およびフィルタ１１８を通って引き出されてシステムを退出する。このシステムが本発明の囲い体において使用されると、上側フィルタは図１５に示す囲い体のフレーム上に設置することができる一方、仕切りはモジュラユニットの下側アレイとし、下側フィルタはモジュラユニットの下側アレイの真下に配置することができる。
【００７１】
運転モードでは、ドア１１４が閉鎖される一方、送風機１１５およびフィルタ１１９が作動し、送風機１１７およびフィルタ１１８が空転する。
【００７２】
図１８はベルト緊張機構を全体として符号１２０で参照して示す。工作物を持ち上げて隅部の周りで変位させる隆起構成でのホイール（符号１２１で参照するようなもの）を示す。この構成では、ホイール１２１とプーリまたは駆動装置１２３との間でベルト１２２が緊張状態に保持される。アーム１２４および１２５はそれぞれその最外端にホイール１２６および１２７を有し、これらのホイールは、ベルト１２２を緊張させるために内側へ枢動するよう付勢されている。
【００７３】
ホイール１２１が低下されると、図説１２２’において示すように、アーム１２４および１２５がベルト１２２を引っ張る。同時に、アーム１２６および１２７により部材１２８および１２９がそれぞれベルト１２２’を変位させ、配置１３０および１３１でベルト１２２’と係合してベルトに緊張を与える。この構成体により、さもなくばホイールの不正確な変位を生じることになる張力損失をこのようなシステムにおいて防止することが可能となる。
【００７４】
本発明の範囲は、（以下に続く）請求項において規定される。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】Ｘモジュラユニットの斜視図を示す。
【図２】Ｘモジュラユニットの内部を詳解した斜視図を示す。
【図３】Ｙモジュラユニットの内部を詳解した斜視図を示す。
【図４】ＸＹモジュラユニットの斜視図を示す。
【図５】本発明のさらなる実施形態の略斜視図を示す。
【図６】本発明のさらなる実施形態の略斜視図を示す。
【図７】上側モジュラユニットのアレイと協同して動作する下側モジュラユニットのアレイを示す。
【図８】下側モジュラユニットのさらなるアレイを示す。
【図９】本発明によるモジュラユニットのさらなる実施形態を示す。
【図１０】工作物と協同して動作するヘッドの斜視図を示す。
【図１１】ポンプユニットの斜視図を示す。
【図１２】ヘッド支持フレームを斜視図で示す。
【図１３】工作物およびパレット組立体を斜視図で示す。
【図１４】モジュラユニットのアレイおよびそれらのプラットフォームを斜視図で示す。
【図１５】本発明のモジュラユニットのアレイとの使用に適している外側囲い体の斜視図を示す。
【図１６】「洗浄」モードにおける囲い体内部の気流の流れ図である。
【図１７】「動作」モードにおける囲い体内部の気流の流れ図を示す。
【図１８】本発明のモジュラユニット用コンベヤベルトを緊張するのに適している緊張機構を平面図で示す。
【符号の説明】
【００７６】
１１５、１１７  送風機
１１８、１１９  ＨＥＰＡフィルタ
【図１】
2007513790.tif 000003
【図２】
2007513790.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007513790.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2007513790.tif 000015
【図１４】
2007513790.tif 000016
【図１５】
2007513790.tif 000017
【図１６】
2007513790.tif 000018
【図１７】
2007513790.tif 000019
【図１８】
2007513790.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月5日(2005.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作物を搬送するためのモジュラユニットであって、このようなユニットをアレイ状にして使用するのに適しているモジュラユニットは、上部と、工作物を前記上部へ、および／または前記上部から進ませる被駆動搬送手段であって、工作物がユニットの上部に配置されると被駆動搬送手段に工作物が置かれる、前記上部の一部である搬送手段と、前記搬送手段の駆動を制御するための制御手段と、搬送されるいずれの工作物からも前記制御手段を隔離する上部プレートとを含み、前記被駆動搬送手段が前記上部の少なくとも２つの離間した位置に実質配置されており、前記位置間の空間は被駆動搬送手段により占有されていないが工作物処理装置を受けるのに適しているモジュラユニット。
【請求項２】
搬送手段が実質的に上部の周縁部沿いに配置されており、上部の周縁部の内側に配置されているユニットの上部の領域が工作物処理装置を受けるのに適している、請求項１記載のモジュラユニット。
【請求項３】
搬送手段が、ホイールと、ホイールの回転を引き起こす駆動装置と、工作物がユニットの上部に配置されるとホイールを工作物に選択的に係合させるための手段とを含む、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項４】
ユニットが、工作物をある方向に押し進めるための少なくとも１つのホイールと、工作物と選択的に係合し、使用中に第２の方向に配向される少なくとも１つの第２ホイールとを含む、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項５】
ユニットの少なくとも１つの第２ホイールは工作物と係合するのみでなく、工作物が第２ホイールのみと係合するように工作物を持ち上げるようにもなっている、請求項４記載のモジュラユニット。
【請求項６】
ユニットの少なくとも１つのホイールとユニットの少なくとも１つの第２ホイールとが相互に対して直交する、請求項４または５記載のモジュラユニット。
【請求項７】
ユニットが、２つの区画、つまりユニットの上側区画に配置された工作物処理装置を受けるための区画と、制御電子装置を有する第２区画とを含み、また、個別の部材が設けられて、第２区画を第１区画から封止する、請求項１記載のモジュラユニット。
【請求項８】
工作物持ち上げ手段が工作物を持ち上げるために設けられ、ある工作物を持ち上げる間、搬送手段は工作物を継続して搬送することができるように、持ち上げ手段は十分な間隔で設けられている、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項９】
ユニットがそれぞれ請求項１〜８のいずれか１項記載によるものであり、実質等しい高さであり、また、制御手段が設けられ、これによってＸおよびＹ平面におけるあるユニットから他のユニットへの変位が制御される、モジュラユニットのアレイ。
【請求項１０】
各ユニットの制御手段は、あるユニットからその直接隣接するユニットまで直接通信することができ、これにより、あるユニットから次のユニットまでの搬送を調節することができる、請求項９記載のモジュラユニットのアレイ。
【請求項１１】
工作物処理装置を含むユニットの上に、モジュラユニットのさらなるアレイが懸吊される、請求項９記載のモジュラユニットのアレイ。
【請求項１２】
制御手段が、工作物のタイプに応じた複数の動作プロトコルを記憶し、工作物に応じて適切な動作プロトコルを選択して一連のユニットの動作を指示し、また、予定手段が設けられており、これにより、モジュラユニットのアレイ内で幾つかのプロトコルが並行して作動することができる、請求項９、１０、または１１記載のモジュラユニットのアレイ。
【請求項１３】
１つ以上のプレートに凹部が設けられ、モジュラユニットがこの凹部内に対し選択的に挿入および除去される、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニットのアレイ。
【請求項１４】
ユニットの上部から突出するとともに、工作物が上部に配置されると該工作物の円錐状凹部に係合するような寸法および形状である手段を含み、これにより、ユニットの上部での工作物の位置を正確にすることができる、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項１５】
モジュラユニットがパレットとともに作動し、このパレットが、１つ以上のホイールに対応する１つ以上の凹状トラックを有する、請求項３以降に記載のモジュラユニット。
【請求項１６】
工作物がセンサの上に配置されると該工作物の位置を検出するための前記センサを含む、先行請求項のいずれか１項記載のモジュラユニット。
【請求項１７】
ベルトまたはチェーンに一時的に生じる緩みが自動的に補償され、必要ならばその後に、既にかかっている緊張を解放するような相応に反対の向きの緊張手段の動きが続くことを要する種類のベルトドライブまたはチェーンドライブ用の緊張構成体であって、緊張手段が、使用中にベルトまたはチェーンの反対の動作に対してそれぞれ同時に持ち堪えるように鏡像構成になっている第１および第２アームを含むことを特徴とする緊張構成体。
【請求項１８】
実質的に添付の本文および／または図を参照して上文に記載したような、および／または、添付の本文および／または図の任意の適切な組み合わせにおいて説明したようなモジュラユニットまたはモジュラユニットのアレイまたは緊張構成体。
【国際調査報告】
2007513790.tif 000021
2007513790.tif 000022
2007513790.tif 000023
2007513790.tif 000024
2007513790.tif 000025