(57)【要約】【課題】低温環境下においても高速回転が可能であり、粉塵等の発生の心配がなく、高速回転時にも振動が発生しない自動回転倉庫を提供すること。【解決手段】複数の小型ワークを保管する自動回転倉庫であって、複数の小型ワークを収容したトレイを垂直方向に複数収納可能に区画した収納室が形成された垂直収納棚を有し、垂直収納棚は、直線搬送部２０Ａと曲線搬送部２０Ｂからなる無端循環軌道により、上端部及び下端部を水平移動可能に支持されており、垂直収納棚の上端部及び／又は下端部にＮ極とＳ極の永久磁石からなるリニアモータ二次側可動部５０が固設されており、リニアモータ二次側可動部に対峙するように無端循環軌道の直線搬送部に平行して、一次鉄心上に３相コイルを巻回してなるリニアモータ一次側固定部６０が固設された構造からなる。【選択図】    図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の小型ワークを保管する自動回転倉庫において、
前記自動回転倉庫は、複数の小型ワークを収容したトレイを垂直方向に複数収納可能に区画した収納室が形成された垂直収納棚を有し、
前記垂直収納棚は、直線搬送部と曲線搬送部からなる無端循環軌道により、上端部及び下端部を水平移動可能に支持されており、
前記垂直収納棚の上端部及び／又は下端部にＮ極とＳ極の永久磁石からなるリニアモータ二次側可動部が固設されており、
前記リニアモータ二次側可動部に対峙するように前記無端循環軌道の直線搬送部に平行して、一次鉄心上に３相コイルを巻回してなるリニアモータ一次側固定部が固設されており、
前記リニアモータ二次側可動部及び前記リニアモータ一次側固定部との間に働く吸引力及び反発力により、前記垂直収納棚が前記無端循環軌道に沿って水平走行することを特徴とする自動回転倉庫。
【請求項２】
前記複数の小型ワークが、試料を封入したバイアル瓶又はマイクロチューブである請求項１に記載の自動回転倉庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新薬の開発等に使用される自動回転倉庫に関するものであり、さらに詳しくは、例えば、薬品や化合物等の試料を封入したバイアル瓶やマイクロチューブなどの複数の小型ワークを収容したトレイを低温環境下で高密度に収納・管理するのに適した自動回転倉庫に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、創薬研究の分野においては、薬剤や化合物等の試料が封入されたバイアル瓶やマイクロチューブなどの複数の小型ワークを保管用トレイにマトリクス状に列立収容し、この保管用トレイを自動回転棚などに保管していた。この自動回転棚は、複数の保管用トレイを垂直方向に収納可能なように区画された収納室が形成された垂直収納棚が無端循環軌道上に複数移動可能に保持されている。そして、無端循環軌道に沿って張架されたチェーン等により垂直収納棚を水平走行させることにより、無端循環軌道の少なくとも１カ所に設置された入出庫エリアにおいて、トレイを取り出したり、収納したりすることが可能になっている。
【０００３】
近年、創薬研究の分野において、化合物を自在に組み合わせて、多種類の化合物群（ライブラリー）を効率的に合成することにより新薬発見の可能性を上げるコンビナトリアル・ケミストリーと呼ばれる新しい技術が注目されており、その技術の実用化にあたっては、数十万から数百万種にも及ぶ多種類のワークを低温環境下で保管する高密度保管技術と、高密度保管されたワークの中から特定のワークを高速に取り出すピッキング技術の開発が欠かせなくなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の自動回転倉庫は、チェーン等により垂直収納棚を水平走行させていたため、低温環境下で使用した場合にチェーンの屈曲動作が堅くなり、高速回転が阻害されるという問題が生じていた。また、チェーンやチェーンを駆動するためのモータ等の駆動源から、粉塵等が発生し、自動回転倉庫内の雰囲気が汚染される等の問題も指摘されていた。さらに、チェーン駆動の場合、チェーンとスプロケットとの噛み合い振動が垂直収納棚に伝わり、高速回転をさせた場合、その振動によりワークが転倒、落下するという問題も懸念されていた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、創薬研究の分野において要求される小型ワークの低温環境下での高密度保管・高速ピッキングを実現するため、低温環境下においても高速回転が可能であり、粉塵等の発生の心配がなく、高速回転時にも振動が発生しない自動回転倉庫を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、複数の小型ワークを低温環境下で高密度保管し、所望のワークを高速に取り出すことが可能である、創薬研究等に好適に使用される自動回転倉庫において、当該自動回転倉庫は、複数の小型ワークを収容したトレイを垂直方向に複数収納可能に区画した収納室が形成された垂直収納棚を有し、この垂直収納棚は、直線搬送部と曲線搬送部からなる無端循環軌道により、上端部及び下端部を水平移動可能に支持されており、その垂直収納棚の上端部及び／又は下端部にＮ極とＳ極の永久磁石からなるリニアモータ二次側可動部が固設されており、このリニアモータ二次側可動部に対峙するように前記無端循環軌道の直線搬送部に平行して、一次鉄心上に３相コイルを巻回してなるリニアモータ一次側固定部が固設されており、前記リニアモータ二次側可動部及び前記リニアモータ一次側固定部との間に働く吸引力及び反発力により、前記垂直収納棚が前記無端循環軌道に沿って水平走行する構成としている。
【０００７】
【作用】
請求項１に係る発明によれば、複数の小型ワークを保管する自動回転倉庫において、当該自動回転倉庫が、複数の小型ワークを収容したトレイを垂直方向に複数収納可能に区画した収納室が形成された垂直収納棚を有し、この垂直収納棚が、直線搬送部と曲線搬送部からなる無端循環軌道により、上端部及び下端部を水平移動可能に支持されており、その垂直収納棚の上端部及び／又は下端部にＮ極とＳ極の永久磁石からなるリニアモータ二次側可動部を固設し、このリニアモータ二次側可動部に対峙するように前記無端循環軌道の直線搬送部に平行して、一次鉄心上に３相コイルを巻回してなるリニアモータ一次側固定部を固設した構成としたことにより、リニアモータ二次側可動部及びリニアモータ一次側固定部との間に吸引力及び反発力が作用し、垂直収納棚が無端循環軌道に沿って水平走行する。さらに、請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明が奏する作用に加えて、低温環境での取扱いが要求されるバイアル瓶やマイクロチューブの高密度保管、高速ピッキングが可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本発明による自動回転倉庫を用いて構成した創薬研究用の化合物ライブラリー自動回転倉庫を説明する概略図であり、図１（ａ）は、その上面図を示しており、図１（ｂ）は、その側面図を示している。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【０００９】
図１に示したシステムでは、複数の小型ワークを格納したトレイ１０を垂直に２４段収納できる垂直収納棚１００を２４列有する自動水平回転棚２００Ａ，２００Ｂが２機用いられている。そして、各自動水平回転棚２００Ａ，２００Ｂの旋回部分の一方にトレイの入出庫エリア２３０Ａ，２３０Ｂが設けられている。隣接する垂直収納棚１００は、互いに連結されており、各垂直収納棚１００の下端部には、図２に示すように垂直収納棚の荷重を受ける走行ローラ２２及び無端循環軌道２０を内側と外側から挟持するガイドローラ２４が枢設されている。この走行ローラ２２とガイドローラ２４により、連結された垂直収納棚１００が無端循環軌道２０上を水平走行可能に支持されている。また、各垂直収納棚の下端部の無端循環軌道の外側に、Ｎ極とＳ極の永久磁石からなるリニアモータ二次可動部５０が固設されている。そして、そのリニアモータ二次可動部５０に対峙するように、一次鉄心上に３相コイルを巻回してなるリニアモータ一次側固定部６０が、自動水平回転棚の無端循環軌道の直線搬送部に平行して固設されている。このリニアモータ二次可動部とリニアモータ一次側固定部との間に働く吸引力と反発力により、垂直収納棚１００が水平走行し、自動水平回転棚が回転する。
【００１０】
入出庫管理端末（図示はされていない）から作業員によって、あるいは、予め用意されたプログラムに従って、トレイの取り出し、収納が指示されると、自動水平回転棚２００Ａ，２００Ｂが回転し、所望のトレイを収納した、あるいはトレイを収納すべき垂直収納棚１００が入出庫エリア２３０Ａ，２３０Ｂに移動する。そして、各入出庫エリアに隣接して設置された入出庫自動移載機３００により、所望のトレイの取り出し、収納が行われる。
【００１１】
次に、本発明の自動回転倉庫の駆動機構について、図３を用いて詳述する。図３は、本発明の自動回転倉庫の駆動機構を説明する概略図である。２０Ａ，２０Ｂは、自動回転倉庫の無端循環軌道の直線搬送部と曲線搬送部のレールを示している。そして、前記垂直収納棚の下端部に延設されたフレームに軸支された走行ローラ２２によって、前記無端循環軌道上に垂直収納棚が水平走行可能に支持されるとともに、ガイドローラ２４が内側と外側から無端循環軌道を挟持し、走行ローラ２２が無端循環軌道から脱輪することを防いでいる。図３に示した例では、外側２つと内側１つのガイドローラ２４により、無端循環軌道を挟持しているため、無端循環軌道の曲線搬送部のレール幅を直線搬送部のレール幅よりも広くすることにより、外側と内側のガイドローラの水平間距離（図３におけるｄ）を一定にすることができ、曲線搬送部通過時におけるガタつきを抑制している。
【００１２】
また、前記フレームには、Ｎ極とＳ極の永久磁石からなるリニアモータ二次側可動部５０が固設されている。そして、このリニアモータ二次側可動部に対峙するように、無端循環軌道の直線搬送部に平行して、一次鉄心上に３相コイルＵ，Ｖ，Ｗを巻回してなるリニアモータ一次側固定部６０が固設されている。
【００１３】
この３相コイルＵ，Ｖ，Ｗに図示はされていないがサーボアンプなどから、互いに１２０度の位相差を有する３相交流を流すことにより、前記一次鉄心上にＮ極とＳ極が交互に並んだ３相コイルの合成磁極を発生させる。発生させる磁極は、二次側可動部５０の永久磁石（Ｎ極及びＳ極）との相対的位置関係及び駆動方向に決定される。リニアモータ二次側可動部とリニアモータ一次側固定部が、図２に示した位置関係にある場合、吸引力（Ｎ極−Ｓ極間）及び反発力（Ｎ極−Ｎ極、Ｓ極−Ｓ極）によって、リニアモータ二次側可動部は、右方向へ移動する推進力を受ける。
【００１４】
リニアモータ二次側可動部の移動量は、リニアモータ二次側可動部に設けたリニアスケール３０の位置をリニアスケール検出ヘッド７０により検出することにより検知される。そして、検知された移動量をサーボアンプへフィードバックし、リニアモータ一次側固定部の磁極位置を変化させる。この動作が繰り返されることにより、リニアモータ二次側可動部が無端循環軌道に沿って水平走行する。
【００１５】
３相コイルＵ，Ｖ，Ｗに流す３相交流の周波数を上げていくことにより、リニアモータ二次側可動部の推進速度を速くすることができる。逆に、周波数を下げることにより、リニアモータ二次側可動部の推進速度を遅くすることができる。さらに、３相コイルに直流を通電することにより、リニアモータ二次側可動部を停止させ、所定の位置に固定させることができる。
【００１６】
本発明の自動回転倉庫は、上記のような駆動機構を採用しているため、推進方向以外に無効推力が発生せず、静粛でスムーズな走行が実現できる。また、リニアモータ二次側可動部とリニアモータ一次側固定部は、ともに線形形状であるため磁気回路の最適設計が容易であり、推力変動を低減させ、優れた加減速応答性と停止精度を達成することができる。さらに、ダイレクトドライブのため、部品点数の削減が図られるとともに、走行ローラ２２及びガイドローラ２４以外は非接触であり、粉塵等の発生の心配やメンテナンスの必要もない。また、チェーン等の屈曲摺動する伝動媒体を使用しないので、例えば、摂氏零度以下であるような低温環境下で使用した場合にも円滑な走行が保証される。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の小型ワークを保管する自動回転倉庫において、当該自動回転倉庫が、複数の小型ワークを収容したトレイを垂直方向に複数収納可能に区画した収納室が形成された垂直収納棚を有し、この垂直収納棚が、直線搬送部と曲線搬送部からなる無端循環軌道により、上端部及び下端部を水平走行可能に支持されており、その垂直収納棚の上端部及び／又は下端部にＮ極とＳ極の永久磁石からなるリニアモータ二次側可動部を固設し、このリニアモータ二次側可動部に対峙するように前記無端循環軌道の直線搬送部に平行して、一次鉄心上に３相コイルを巻回してなるリニアモータ一次側固定部を固設した構成としたことにより、リニアモータ二次側可動部及びリニアモータ一次側固定部との間に吸引力及び反発力が作用し、垂直収納棚が無端循環軌道に沿って水平走行するので、低温環境下においても高速回転が可能となる。しかも、粉塵等の発生の心配がないため、自動回転倉庫内の雰囲気を清浄な状態に維持できるため、厳密な雰囲気管理が要求される創薬研究に対しても好適に利用できる。
【００１８】
さらに、高速回転時にも振動を発生させることないので、ワークの取り出し、収納をスピーディに行うことができ、創薬研究における効率化が可能になる。また、駆動源が各垂直収納棚と無端循環軌道に分散配置されるため、駆動源を薄く構成することができ、装置の小型化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による化合物ライブラリー自動回転棚の全体を示す概略図であり、（ａ）が上方側から見た時の概略上面図であり、（ｂ）が側方側から見た時の概略側面図である。
【図２】図１の化合物ライブラリー自動回転棚をＡ−Ａ線で切断した時の断面図である。
【図３】本発明の自動回転棚の駆動機構を説明する概略図である。
【符号の説明】
１０              ・・・トレイ
２０Ａ，２０Ｂ    ・・・無端循環軌道
２２              ・・・走行ローラ
２４              ・・・ガイドローラ
３０              ・・・リニアスケール
４０              ・・・ローラ
５０              ・・・リニアモータ二次側可動部
６０              ・・・リニアモータ一次側固定部
７０              ・・・リニアスケール検出ヘッド
１００            ・・・垂直収納棚
２００Ａ，２００Ｂ・・・自動水平回転棚
２３０Ａ，２３０Ｂ・・・入出庫エリア
３００            ・・・入出庫自動移載機
【図１】
2004168512.tif 000003
【図２】
2004168512.tif 000004
【図３】
2004168512.tif 000005