(57)【要約】蓋を個別に取り出すためのエジェクタピンシステムを有する、テストチューブの自動蓋着脱のための装置。【選択図】図１ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋が着脱可能なチューブ（１１２）の蓋を着脱するための蓋着脱装置（１００）であって、前記チューブは、該チューブを保持するための開孔部を２次元配列で有するラック（１１１）に配置されたものであり、前記装置は、
前記ラック（１１１）を支持するためのラック支持体（１１０）と、
２次元配列（１２１）の蓋着脱グリッパ（１２２）を支持するヘッドユニット（１２０）であって、各蓋着脱グリッパ（１２２）は、蓋（１１３）を係合保持するように構成された蓋着脱ソケットユニット（１２３）を含み、前記蓋着脱グリッパ（１２２）が、前記ラック（１１１）における配列によって画定されたチューブ開孔部に合わせて整列されるものである、ヘッドユニット（１２０）と、
前記ラック支持体（１１０）と前記ヘッドユニット（１２０）とを互いに相対的に近づけるか又は遠ざけるように移動し、少なくとも１つの蓋着脱ソケットユニット（１２３）を少なくとも１つのチューブ（１１２）の蓋（１１３）に係合させるか又はそれらの係合を解除するための駆動機構（１３０）と、
少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）及びそれに取り付けられた蓋着脱ソケットユニット（１２３）を回転するための駆動システム（１４０）であって、前記少なくとも１つの蓋着脱ソケットユニット（１２３）が少なくとも１つの蓋（１１３）と係合した後に、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）が一方向に回転した場合には前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）の回転により前記少なくとも１つの蓋（１１３）が前記ラック（１１１）内の前記少なくとも１つのチューブ（１１２）に取り付けられ、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）が反対方向に回転した場合には前記少なくとも１つの蓋（１１３）が前記少なくとも１つのチューブ（１１２）から取り外される、駆動システム（１４０）と、
を備え、 
前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）は、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）及びそれに取り付けられた前記着脱ソケットユニット（１２３）を貫通する貫通路（２２１）を有し、
エジェクタピン（２３０）が前記貫通路（２２１）内に移動可能に配置され、
前記エジェクタピン（２３０）が、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）及び該グリッパ（１２２）に取り付けられた蓋着脱ソケットユニット（１２３）に対して並進運動することにより前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）内に保持されている蓋（１１３）を解放するように構成されている、
蓋着脱装置（１００）。
【請求項２】
それぞれに蓋着脱ソケットユニット（１２３）が取り付けられた複数の蓋着脱グリッパ（１２２）を備え、各蓋着脱グリッパ（１２２）がそれぞれ独立して蓋（１１３）を係合し、及び／又は蓋（１１３）の係合を解除し得るように構成された、請求項１に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項３】
前記ラック（１１１）内に収容された各チューブ（１１２）に対してそれぞれ独立に蓋の着脱がされ得るように構成された、請求項１又は２に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項４】
前記蓋着脱グリッパ（１２２）それぞれ及び前記エジェクタピン（２３０）それぞれの動作を互いに独立して制御するように構成された制御ユニット（１６０）をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項５】
前記蓋（１１３）がねじ蓋である、請求項１から４のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項６】
前記制御ユニット（１６０）に関連付けられたユーザインタフェースであって、前記ラック（１１１）内に配置された、蓋（１１３）を受容及び／又は放出できるように構成された前記チューブ（１１２）に、何れの蓋着脱グリッパ（１２２）を、前記ヘッドユニット（１２０）内の前記蓋着脱グリッパ（１２２）の位置に対応する位置で係合するか、及び／又はそれらの係合を解除するかをユーザが決定できるように構成されたユーザインタフェースをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項７】
蓋（１１３）を係合保持することができ、かつ貫通路（２２１）を有する蓋着脱ソケットユニット（１２３）と、
同じく貫通路（２２１）を有するエジェクタピンガイド（２２０）と、
エジェクタピン（２３０）と、
を備える蓋着脱グリッパ（１２２）であって、
前記ソケットユニット（１２３）が前記エジェクタピンガイド（２２０）に取り付けられたときに前記エジェクタピン（２３０）が前記ガイド（２２０）及び前記ソケットユニット（１２３）内を並進運動し得るように、前記ソケットユニット（１２３）及び前記ガイド（２２０）が整列された、蓋着脱グリッパ（１２２）。
【請求項８】
前記ソケットユニット（１２３）は、前記エジェクタピンガイド（２２０）に対して取り付け可能であり、かつ取り外し可能である、請求項７に記載の蓋着脱グリッパ（１２２）。
【請求項９】
作動時に前記エジェクタピン（２３０）において回転運動を誘導するように構成されたアクチュエータユニット（２４０）であって、該アクチュエータユニット（２４０）はアクチュエータ（２５０）、好ましくは電気モータと、任意でギア（２６０）とを備えるものであり、かつ前記エジェクタピン（２３０）に取り付けられたものである、アクチュエータユニット（２４０）と、
前記エジェクタピン（２３０）の回転運動を前記エジェクタピンガイド（２２０）又は前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）に伝達するための手段２３１と、
をさらに備える、請求項７又は８に記載の蓋着脱グリッパ（１２２）。
【請求項１０】
前記アクチュエータユニット２４０に対するトルクを検出するように構成されたセンサと、前記アクチュエータユニット２４０に対して作用するトルクが所定の閾値を超えた場合に前記アクチュエータユニット２４０の回転運動を停止させるための内部手段又は外部手段と、をさらに備える、請求項９に記載の蓋着脱グリッパ。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか一項に記載の蓋着脱グリッパ（１２３）であって、各蓋着脱グリッパ１２３が独立に回転作動されかつ制御されるように前記蓋着脱装置（１００）内に配置された、複数の蓋着脱グリッパ（１２３）。
【請求項１２】
グリッパコネクタ（３１０）と、
ソケット（３２０）と、
前記グリッパコネクタ（３１０）と前記ソケット（３２０）との間に任意で機械的接続部（３３０）と、 
を備え、
前記グリッパコネクタ（３１０）、前記ソケット（３２０）、及び前記任意の機械的接続（３３０）がそれぞれ貫通路（２２１）を有し、
請求項７から１１のいずれか一項に記載の蓋着脱グリッパ（１２２）とともに用いるための蓋と係合保持することができる、
蓋着脱ソケットユニット（１２３）であって、
前記グリッパコネクタ（３１０）、前記ソケット（３２０）、及び前記任意の機械的接続部（３３０）を組み立てて前記ソケットユニット（１２３）を形成した場合において、前記貫通路（２２１）が、前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）を前記ガイド（２２０）に取り付けたときに前記エジェクタピン（２３０）が前記ガイド（２２０）及び前記ソケットユニット（１２３）内を並進運動し得るように整列されている、蓋着脱ソケットユニット（１２３）。
【請求項１３】
前記機械的接続部（３３０）の外側に付勢手段（２２３）、好ましくはコイルばねをさらに備える、請求項１２に記載の蓋着脱ソケット。
【請求項１４】
貫通路（２２１）と、
前記貫通路（２２１）の中心線に対して直角に近づくか若しくは離れる方向に又はその両方の方向に方向づけられる少なくとも１つの摩擦ピン（３２１）と、
を備える、請求項１２又は１３に記載の蓋着脱ソケットユニット（１３２）において用いるための蓋着脱ソケット（３２０）であって、 
前記少なくとも１つの摩擦ピン（３２１）が、蓋（１１３）の周囲を掴むか、若しくは前記蓋（１１３）内の空洞に挿入されるか、又は前記蓋（１１３）の周囲を掴み、かつ前記蓋に挿入されるように方向づけられる、
蓋着脱ソケット（３２０）。
【請求項１５】
前記蓋着脱ソケット（３２０）を取り囲む外ばね（３４０）をさらに備え、好ましくは、前記外ばね（３４０）がエラストマー系材料から製造されたＯリングである、請求項１４に記載の蓋着脱ソケット（３２０）。
【請求項１６】
プラスチック、好ましくはＰＥＥＫ又はＰＯＭから作製された、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の蓋着脱ソケットユニット（１２３）又は蓋着脱ソケット（３２０）。
【請求項１７】
射出成形された、請求項１６に記載の蓋着脱ソケットユニット（１２３）又は蓋着脱ソケット（３２０）。
【請求項１８】
請求項７から１１のいずれか一項に記載の少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）と、請求項１２から１７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの蓋着脱ソケットユニット（１２３）と、をさらに備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項１９】
請求項１から６又は請求項１８のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）の使用。
【請求項２０】
請求項１から６又は請求項１８のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）を操作して少なくとも１つの蓋を取り付ける又は取り外す方法であって、
該方法は、
駆動システム（１３０）によってヘッドユニット（１２０）をラック支持具（１１０）に向けて移動させる段階、
蓋着脱グリッパ（１２２）によってソケットユニット（１２３）上のソケット（３２０）を介して対向する蓋（１１３）を対向するテストチューブ（１１２）に係合させる段階、
前記駆動システム（１３０）が前記ヘッドユニット（１２０）を前記ラック支持体（１１０）から離れるように移動させる運動と、前記蓋（１１３）と接触する前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）に接続された少なくとも１つのアクチュエータユニット（２４０）によって前記ヘッドユニット（１２０）の移動と同時に生じる少なくとも１つのグリッパユニット（１２２）の回転運動との協調運動によって、前記テストチューブ（１１２）への前記蓋（１１３）の係合を解除する段階、
を含み、
蓋着脱グリッパ（１２２）に接触しているが、当該蓋着脱グリッパ（１２２）の一部を形成する前記アクチュエータユニット（２４０）による回転運動を受けていない蓋は、対応する各テストチューブ（１１２）から取り外されることはなく、
取り外された蓋を取り付けるために、前記段階を逆の順序で実行し、前記エジェクタピン（（２７０））に対するトルクを検出する手段（２７０）が、トルクが特定の閾値を超えたことを記録したときに、前記段階を終了し、
いまや蓋を有する前記チューブ（１１２）を取り出すために、駆動機構（１５０）によって前記チューブ（１１２）を前記エジェクタピン（２３０）に向かって移動し、それによって前記ソケットユニット（１２３）及びエジェクタピンガイド（２２０）を、前記蓋（１１３）に接触する前記エジェクタピン（２３０）の端部を越えて移動し、その結果、前記チューブ（１１２）が解放され、前記蓋着脱装置（１００）が、自由に新しい蓋着脱サイクルを実行できるようにする、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓋着脱機器、及びチューブに蓋を着脱するための方法、より詳細には、実験室又は微生物学システムで用いられるマイクロチューブ等のテストチューブからねじ山付きの蓋を取り外すための機器及び方法に関する。
【背景】
【０００２】
高価値の生体試料は、複数のテストチューブを収納する、いわゆるＳＢＳ形式のラックを用いて保管及び処理されることが多い。このようなラックは、例えば、管チューブを安全にしっかり保持するように設計された８×１２個の開孔部からなる配列において９６個のテストチューブを収容し得る。テストチューブ及びその中身は、処理システムにおいて、例えば冷蔵庫と様々な処理ステーションとの間において操作されてもよく、さらに（部分的若しくは全体的）充填される必要があってもよいし、又は同時に若しくは別個に処理される必要があってもよい。
【０００３】
従来、蓋の着脱は、テストチューブがラックに保持された状態で、又はラックから分離された後に、一度に１つのテストチューブに対して手動又は蓋着脱ユニットを用いて行われていた。これは面倒な作業である（特に手動による蓋着脱の場合）ばかりでなく、複数のテストチューブを同じ方法で同時に処理する必要があるのはよくあることであるため時間もかかる。
【０００４】
直線配列の蓋着脱ユニットを設けることにより１列のチューブに対する蓋着脱が可能になることは知られているが、そのようなシステムは、蓋着脱ユニットの駆動機構の寸法故に、つまりテストチューブの近接した間隔により蓋着脱ユニットの駆動機構を蓋着脱ヘッドから遠ざけることが必要となり、さらに蓋着脱ユニットの駆動機構をそれら大きさ故にラックよりも大きい設置面積上に配置することが必要となる結果、巨大なものとなっていた。
【０００５】
特許文献１には、蓋が装着された複数のテストチューブが所与の位置に収容されたラックを支持するためのテストチューブラック支持体を有する、蓋着脱装置が開示されている。ヘッドユニットは蓋着脱スピンドルの２次元配列を支持し、各スピンドルは、クラッチと蓋着脱スピゴット又は蓋着脱ソケットとを備え、これらのスピンドルは、ラックにおいて画定されたテストチューブ位置に合わせて整列される。駆動機構はその使用時に、蓋が装着されたテストチューブが収容されたラックがラック支持体に配置され、スピゴット又はソケットをチューブの蓋に係合するか若しくはそれらの係合を解除する際、チューブとヘッドユニットとが互いに相対的に近づき、又は互いに離れるようにそれらを移動する。スピンドル駆動システムは、スピゴット又はソケットが蓋に係合した後、スピゴット又はソケットを一斉に同時に回転させ、チューブに蓋を取り付け、又はチューブから蓋を取り外す。スピゴットからの蓋の取り出しは、外ネットをスピンドルの並進運動とは反対方向に移動して１回の移動ですべてのソケットをすべての蓋から取り外すことにより生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許公報第１８８２９４９号（ＥＰ１８８２９４９）
【摘要】
【０００７】
このような背景に基づき、本出願人は、標準的な実験用テストチューブラックの強固な閉じ込めた状態の中に保持された１つ以上のテストチューブに蓋を着脱するための単純かつカスタマイズ可能な装置が必要であることを認識した。このような装置があれば、実験用途に各チューブに対して別々に蓋の着脱をすることが可能となるとともに、ラック内のすべてのチューブに対して同時に蓋を着脱することが可能となる。
【０００８】
この目的は、蓋着脱ソケットユニットを備えた１つ以上の蓋着脱グリッパを有する、テストチューブの蓋を着脱するための装置であって、前記１つ以上のグリッパがそれぞれ、該１つ以上のグリッパ内にエジェクタピンが移動可能に配置されるように構成され、かつ前記エジェクタピンが前記１つ以上のグリッパに対して並進運動することにより、ソケットユニットによって保持されている蓋をソケットユニットから解放させ得る、テストチューブの蓋を着脱するための装置を提供することによって達成される。
【０００９】
この目的はさらに、蓋着脱ソケットユニットを備える蓋着脱グリッパであって、前記エジェクタピンが前記グリッパ及びソケットユニットに対して並進運動することにより、ソケットユニットによって保持されている蓋をソケットユニットから解放することができるように、前記グリッパ及びソケットユニットが配置された、蓋着脱グリッパを提供することによって達成される。
【００１０】
この目的はさらに、前記エジェクタピンに、前記エジェクタピンを回転することができるアクチュエータユニットを設けることによって達成される。
【００１１】
この目的はさらに、複数の異なる実験用テストチューブシステムに適合可能である、テストチューブの蓋を掴み、かつ保持するためのソケットを前記蓋着脱ソケットユニットに設けることによって達成される。
【００１２】
この目的はさらに、上記装置を、前記装置の内部又は外部に設けられたプログラマブルロジックコントローラ、マイクロプロセッサ、又はコンピュータアプリケーションであって、グリッパユニット及びエジェクタピンからなる配列全体の下位群において又はグリッパユニット及びエジェクタピン全体においてグリッパユニット及びエジェクタピンの運動を別々に制御するためのプログラマブルロジックコントローラ、マイクロプロセッサ又はコンピュータアプリケーションと組み合わせ、かつグリッパ配列内の何れのグリッパがラック内の対応するテストチューブに係合するかをユーザが選択することを可能にするユーザインタフェースを設けることによって実現される。
【００１３】
本開示による装置及び方法のさらなる目的、特徴、利点及び特性は、以下の発明を実施するための形態から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本説明の以下の詳細部分では、本明細書の教示について図面に示す例示の実施形態を参照しながらより詳細に説明する。
【図１ａ】図１a及び図１ｂは、本明細書の教示による蓋着脱装置を示す、２つの異なる図である。図１ａには、本発明による装置と外部制御ユニットとの組み合わせが例として示されているが、この実施形態が好ましい実施形態と考慮されるものでもない。
【図１ｂ】図１a及び図１ｂは、本明細書の教示による蓋着脱装置を示す、２つの異なる図である。
【図２】本明細書の教示による蓋着脱グリッパを示す図である。
【図３ａ】本明細書の教示による４つの蓋着脱ソケットユニットを例として示す図である。
【図３ｂ】蓋着脱ソケットを取り囲む外ばねと組み合わされた蓋着脱ソケットユニットを例として示す図である。
【詳細説明】
【００１５】
以下の発明を実施するための形態では、蓋着脱装置、蓋着脱グリッパ、蓋着脱ソケットユニット、及び蓋着脱グリッパを個別に制御するためのアプリケーションについて、例示の実施形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１ａ及び１ｂには、本発明による蓋着脱装置１００の一実施形態が詳細に示されている。図１ａでは外部制御ユニット１６０が例示目的で示されている。当業者には明らかなように、制御ユニット１６０は、何らかの目的のために装置１００の外部に設けることもできるし、他の目的のために装置内に組み込むこともできる。さらに、制御ユニット１６０と装置１００との間の接続は、当業者の選択に応じて、図に示すケーブルであってもよいし、又はＷＩＦＩ接続若しくはその他選択肢による同等のものとすることができ、このような選択は最新の実験室環境においては瑣末な事項と考えられる。
【００１７】
蓋着脱装置１００は、チューブラック１１１、好ましくはテストチューブラックを支持するためのラック支持具１１０を備え、前記チューブラック１１１は、該ラック１１１内の少なくとも１つの所定の位置に、蓋１１３、好ましくはねじ蓋を受容及び／又は放出できるように適合させた少なくとも１つのチューブ１１２、好ましくはテストチューブを収容するためのものである。
【００１８】
蓋着脱装置１００は、蓋着脱グリッパ１２２の２次元配列１２１（本例示実施形態では６×８の配列）を支持するヘッドユニット１２０をさらに備える。各蓋着脱グリッパ１２２は、蓋を係合保持することができる蓋着脱ソケットユニット１２３を備え、蓋着脱グリッパ１２２は、ラック１１１内のチューブの位置に合わせて整列される。
【００１９】
蓋着脱装置１００は、少なくとも１つのチューブ１１２が収容されたラック１１１がラック支持具１１０に配置されたときに、使用時にラック支持体１１０とヘッドユニット１２０とを互いに相対的に近づけるか又は遠ざけるように移動させ、少なくとも１つの蓋着脱ソケットユニット１２３を少なくとも１つのチューブ１１２に係合させるか、それらの係合を解除するための駆動システム１３０も備える。
【００２０】
蓋着脱装置１００は、少なくとも１つの蓋着脱グリッパ１２２及びそれに取り付けられた蓋着脱ソケットユニット１２３を回転するための駆動システム１４０をさらに備え、少なくとも１つの蓋着脱ソケットユニット１２３が少なくとも１つの蓋１１３に係合した後に、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ１２２が一方向に回転した場合には蓋着脱ソケットユニット１２３の前記回転により少なくとも１つの蓋１１３がラック１１１内の少なくとも１つのチューブ１１２に取り付けられ、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ１２２が反対方向に回転した場合には蓋着脱ソケットユニット１２３の前記回転により少なくとも１つの蓋１１３が少なくとも１つのチューブ１１２から取り外され得る。
【００２１】
さらに、蓋着脱装置１００は、ヘッドユニット１２０の内部に設けられた駆動システム１５０をさらに備え、この駆動システム１５０により、ヘッドユニット１２０が駆動システム１５０によって移動されたときに、第１の取付体１５１及び第２の取付体１５２が、ヘッドユニット１２０の動きとは無関係に互いに近づくか又は遠ざかるように移動することが可能になる。
【００２２】
最後に、蓋着脱装置１００は、制御ユニット１６０をさらに備える。前記制御ユニットは、プログラマブルロジックコントローラ、マイクロプロセッサ、又はコンピュータアプリケーションであることが好ましい。前記制御ユニット１６０は、前記装置１００の内部に設けられてもよいし、外部に設けられてもよく、グリッパ配列内の何れのグリッパ（単数）又はグリッパ（複数）をラック内の対応するチューブに係合させるかをユーザが選択することを可能にするユーザインタフェースを設けることによって、グリッパユニット及びエジェクタピンからなる配列全体の下位群において又はグリッパユニット及びエジェクタピン全体においてグリッパユニット及びエジェクタピンの運動、即ち並進運動と回転運動の両方を個別に制御するためのものである。好ましい実施形態では、制御ユニット１６０が、回転する各グリッパに関連するトルクを計測するための手段２７０と、所与の閾値を超えた場合に少なくとも１つのグリッパの回転を停止するための手段２８０とを備え、前記手段２７０は、少なくとも１つのグリッパを連続的に回転するために必要となる、駆動システム１４０に供給する電流を計測することによって、回転する各グリッパに関連するトルクを計測するものであることが好ましい。
【００２３】
図２には、本発明による蓋着脱グリッパ１２２の一実施形態が詳細に示されている。
【００２４】
蓋着脱グリッパ１２２は、蓋を係合保持することができ、かつ貫通路２１１を有する蓋着脱ソケットユニット１２３と、同じく貫通路２２１を有するエジェクタピンガイド２２０と、エジェクタピン２３０とを備え、ソケットユニット１２３及びエジェクタピンガイド２２０は、前記エジェクタピン２３０が前記ソケットユニット１２３及び前記エジェクタピンガイド２２０内を並進運動するように配置される。
【００２５】
エジェクタピン２３０は、例えば上述の第１の取付体１５１に取り付けられていることなどにより、前記第１の取付体１５１に対して固定状態になる。同様に、エジェクタピンガイド２２０は、例えば前記第２の取付体１５２に取り付けられていることなどにより、前記第２の取付体１５２に対して固定状態になる。これにより、駆動システム１５０が作動したときに、前記ソケットユニット１２３及び前記エジェクタピンガイド２２０内における前記エジェクタピン２３０の前記並進運動を実現することができる。
【００２６】
前記蓋着脱ソケットユニット１２３及び前記エジェクタピンガイドは、１つの部品として製造されていてもよいが、そうでないことが好ましい。したがって、好ましい実施形態においては、蓋着脱ソケットユニット１２３は、前記エジェクタピンガイド２２０に着脱可能であることにより、前記蓋着脱ソケットユニット１２３が前記エジェクタピンガイド２２０に取り付けられた場合に前記エジェクタピン２３０が、前記蓋着脱ソケットユニット１２３に取り付けられた前記エジェクタピンガイド２２０内で並進運動をし得る。 
【００２７】
エジェクタピン２３０を回転する駆動システム１４０は、前記エジェクタピン２３０に連結された複数のアクチュエータユニット２４０を備え、各アクチュエータユニット２４０は、前記エジェクタピン２３０に機械的に連結されたアクチュエータ２５０、好ましくは電気モータを備える。アクチュエータユニット２４０の好ましい実施形態では、前記アクチュエータ２５０が、ギア２６０を用いて前記エジェクタピン２３０に機械的に連結される。さらに、駆動システム１４０は、前記エジェクタピン２３０に対するトルクを感知するための内部手段又は外部手段２７０（例えば、アクチュエータ２５０が電気モータである場合は、アクチュエータ２５０に供給される電流の変化を検出することにより前記エジェクタピン２３０に対するトルクを感知する内部手段又は外部手段）と、トルクが特定の閾値を超えた場合にアクチュエータの運動を停止するための内部手段又は外部手段２８０とを備えていてもよい。しかしながら、トルクを検出する手段２７０及びアクチュエータの運動を停止するための手段２８０は、制御ユニット１６０に関連付けられていることが好ましい。
【００２８】
前記アクチュエータユニット２４０によって前記エジェクタピン２３０を回転させる、このさらなる実施形態では、ギア２６０に連結されたアクチュエータ２５０の構成において、前記エジェクタピン２３０が、前記アクチュエータユニット２４０によって作り出される回転運動を前記エジェクタピンガイド２２０又は前記蓋着脱ソケットユニット１２３に伝達するための手段２３１を備えていることが好ましい。一実施形態では、前記エジェクタピン２３０の回転運動を前記エジェクタピンガイド２２０に伝達するための前記手段２３１は、前記エジェクタピン２３０から直角に突き出し、かつエジェクタピンガイド２２０において長手方向の溝２２１の内部に突き出たピン２３２にある。
【００２９】
さらなる実施形態では、エジェクタピンガイド２２０が、蓋着脱ソケットユニット１２３を前記エジェクタピンガイド２２０に取り付けるための手段２２２をさらに備える。好ましい実施形態では、蓋着脱ソケットユニット１２３を取り付けるための手段２２２が、付勢手段２２３、好ましくはコイルばねをさらに備える。
【００３０】
図３には、本発明による蓋着脱ソケットユニット１２３の一実施形態が詳細に示されている。
【００３１】
図３には、蓋１１３、好ましくはテストチューブ蓋を係合保持することができる蓋着脱ソケットユニット１２３が説明されており、蓋着脱ソケットユニット１２３は、蓋着脱グリッパ１２２又は最も好ましい実施形態では前記取り出しピンガイド２２０への取り付け及び取り外しを行うグリッパコネクタ３１０を有する蓋着脱グリッパ１２２とともに用いるためのものである。蓋着脱ソケットユニットが前記取り出しピンガイドに恒久的に取り付けられた実施形態は図示されていないが、そのような実施形態はあまり好ましいものではない。しかしながら、蓋へのソケットユニット１２３の係合方法及びその解除方法は、どのようにソケットユニット１２３がエジェクタピンガイド２２０に取り付けられるか、さらにこの取り付けが恒久的であるかどうかとは無関係となるようにソケットユニット１２３が着想されることは理解されるべきであり、この事は図３の内容からも明らかである。
【００３２】
ソケットユニット２１３が前記エジェクタピンガイド２２０に恒久的に取り付けられる実施形態においても、ソケットユニット１２３が前記エジェクタピンガイド２２０に対して着脱可能である好ましい実施形態においても、前記ソケットユニット１２３は、蓋、好ましくはテストチューブ蓋、より好ましくはテストチューブのねじ蓋に接続されるソケット３２０を備える。ソケットユニット１２３が着脱可能である好ましい実施形態では、ソケットユニット１２３が、前記グリッパコネクタ３１０と前記ソケット３２０との間に機械的接続部３３０をさらに備えていてもよく、前記グリッパコネクタ３１０、前記ソケット３２０、及び前記任意の機械的接続部３３０が、それぞれ貫通路２２１を有してもよい。
【００３３】
ソケットユニット１２３及びエジェクタピンガイド２２０は、好ましくは射出成形などの成形方法で、好ましくはプラスチック材から製造される。ソケットユニットを前記エジェクタピンガイド２２０に恒久的に取り付ける場合は、この組立体も、好ましくは射出成形などの成形方法で、プラスチック材から製造されていてもよい。ソケットユニット１２３を前記エジェクタピンガイド２２０に恒久的に取り付けない場合は、前記エジェクタピンガイド２２０は、また、アルミニウム又はステンレス鋼を含むがこれらに限定されない金属などのプラスチック以外の材料から、射出成形以外のもので前記エジェクタピンガイド２２０を製造する手段を用いて製造されていてもよい。
【００３４】
ソケットユニット１２３及びエジェクタピンガイド２２０の製造に有効な既知のプラスチック材には、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）又はＰＯＭ（ポリオキシメチレン）があるが、他のプラスチック材も当業者に知られている。
【００３５】
図３ａ及び３ｂに、ソケット３２０についてさらに詳細に説明されている。当該技術分野ではさまざまなテストチューブの蓋が知られているため、本発明は、単純かつ適応性のある取り付け方法を用いて、ソケットユニット１２３を単純な様式でテストチューブの蓋に取り付けることを可能にすることをさらなる目的としている。
【００３６】
このため、各ソケット３２０は少なくとも１つの摩擦ピン３２１、好ましくは複数の摩擦ピン３２１を備える。本発明によるソケット３２０は、前記エジェクタピン２３０が前記ソケット３２０を貫通することを可能にする貫通路２２１をさらに有する。
【００３７】
本発明によるソケット３２０は、ソケット３２０がテストチューブ蓋１１３に係合する際にテストチューブ蓋１１３上に押し込まれ、及び／又はテストチューブ蓋１１３がソケット挿入用の溝を有する場合にはソケット３２０をさらに前記溝に挿入され得るように製造される。特定のテストチューブ蓋に対して用いる取り付け方法とは別に、少なくとも１つの摩擦ピン３２１を設けることにより、ソケット３２０とテストチューブ蓋１１３との密着を確実にし、その結果、蓋着脱グリッパ１２２が、運動、即ち並進運動又は並進運動と回転運動との組み合わせの運動を行っている際に、蓋１１３は、エジェクタピン２３０を用いて取り出されるまで、ソケット３２０内に保持される。
【００３８】
ソケットを挿入することができる溝を有さないテストチューブ蓋１１３に対して用いるソケット３２０の一実施形態では、ソケット３２０の内側の幾何学形状がテストチューブ蓋１１３の外側の幾何学形状と一致する幾何学形状であり、テストチューブ蓋１１３の同幾何学形状は、エジェクタピンガイド２２０の中心に向かって突き出すようにソケットの内側表面に配置された、少なくとも１つの、好ましくは複数の摩擦ピン３２１に係合するものである。
【００３９】
ソケットを挿入することができる溝を有する蓋１１３に対して用いるソケット３２０の別の実施形態では、ソケット３２０が、前記ソケット３２０の前記エジェクタピンガイド２２０に対向していない表面に配置された、少なくとも１つの、好ましくは複数の摩擦ピン３２１を有する。
【００４０】
一部のテストチューブ蓋に対して用いるさらなる実施形態では、少なくとも１つの摩擦ピン３２１を配置する前述の２つの態様を組み合わせることが好ましい。
【００４１】
図３ａ及び３ｂには、テストチューブ蓋１１３へのソケットユニット１２３の取り付けを強化するソケットユニット１２３の改善案が示されており、これは前記蓋が破損又は摩耗したときに特に有効である。この改善案では、ソケット３２０の外側にばね３４０を配置して前記ソケットを取り囲むことにより、蓋がソケットの内側に取り付けられたときに、内側の蓋に摩擦力を与えるか（図３ａ）、又はソケット３２０の中心に向かって圧縮力を与え（図３ｂ）、その結果、少なくとも１つの摩擦ピン３２１によって与えられる前記蓋１１３上の摩擦力を増加させる。ばねの形状は、ばねが外側に設けられるソケット３２０の形状によって決定される。ばね３４０は、任意の弾性材料から作製され得るが、好ましくはゴムやＰＶＣなど（これらに限定されない）のエラストマーから、好ましくはＯリングの形態、又は金属ばねリングなどのサークリップの形態で作製されていてもよい。
【００４２】
ヘッドユニット１２０はその動作時に、駆動システム１３０によって、ラック支持体１１０に向かって移動される。蓋着脱グリッパ１２２は、ソケットユニット１２３上のソケット３２０を介して、対向する蓋１１３を対向するテストチューブ１１２に係合する。テストチューブ１１２からの蓋１１３の係合解除は、駆動システム１３０がヘッドユニット１２０をラック支持体１１０から離れるように移動させる運動と、前記蓋１１３と接触する前記蓋着脱グリッパ１２２に接続されたアクチュエータユニット２４０の回転運動との協調運動によって生じる。蓋着脱グリッパ１２２に接触しているが、このような蓋着脱グリッパ１２２の一部を形成するアクチュエータユニット２４０の回転を受けない蓋は、対応する各テストチューブ１１２から取り外されることはない。
【００４３】
取り外された蓋を取り付けるには、上記手順を逆の順序で実行する。この手順は、エジェクタピンに対するトルクを検出する手段２７０が、トルクが特定の閾値を超えたことを記録したときに終了する。駆動機構１５０によって前記チューブ１１２をエジェクタピン２３０に向かって移動することによりソケットユニット１２３及びエジェクタピンガイド２２０を蓋１１３に接触するエジェクタピン２３０の端部を越えて移動させ、その結果、前記蓋が解放されることにより、現に蓋を有するチューブ１１２はソケット３２０から放出されたそのキャップを有することとなり、蓋着脱システム１００は自由に新しい蓋着脱サイクルを実行できるようになる。
【００４４】
特許請求の範囲で用いられる用語「備える」("comprising")は、他の要素又は段階を除外するものではない。特許請求の範囲で用いられる用語「一」("a"又は"an")は、複数を除外するものではない。コントローラは、特許請求の範囲に記載されている複数の手段の機能を有していてもよい。特許請求の範囲で用いられる参照符号は範囲を制限するものと解釈してはならない。
【００４５】
ここまで本発明について、例示を目的として詳細に説明してきたが、上記詳細は例示のみを目的としており、当業者によって本発明の範囲から逸脱することなく、本発明に変更が為され得ることを理解されたい。
【図１ａ】
2015525720.tif 000003
【図１ｂ】
2015525720.tif 000004
【図２】
2015525720.tif 000005
【図３ａ】
2015525720.tif 000006
【図３ｂ】
2015525720.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月7日(2015.4.7)
【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】
蓋が着脱可能なチューブ（１１２）の蓋を着脱するための蓋着脱装置（１００）であって、前記チューブは、該チューブを保持するための開孔部を２次元配列で有するラック（１１１）に配置されたものであり、前記装置は、
前記ラック（１１１）を支持するためのラック支持体（１１０）と、
２次元配列（１２１）の蓋着脱グリッパ（１２２）を支持するヘッドユニット（１２０）であって、各蓋着脱グリッパ（１２２）は、蓋（１１３）を係合保持するように構成された蓋着脱ソケットユニット（１２３）を含み、前記蓋着脱グリッパ（１２２）が、前記ラック（１１１）における配列によって画定されたチューブ開孔部に合わせて整列されるものである、ヘッドユニット（１２０）と、
前記ラック支持体（１１０）と前記ヘッドユニット（１２０）とを互いに相対的に近づけるか又は遠ざけるように移動し、少なくとも１つの蓋着脱ソケットユニット（１２３）を少なくとも１つのチューブ（１１２）の蓋（１１３）に係合させるか又はそれらの係合を解除するための駆動機構（１３０）と、
少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）及びそれに取り付けられた蓋着脱ソケットユニット（１２３）を回転するための駆動システム（１４０）であって、前記少なくとも１つの蓋着脱ソケットユニット（１２３）が少なくとも１つの蓋（１１３）と係合した後に、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）が一方向に回転した場合には前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）の回転により前記少なくとも１つの蓋（１１３）が前記ラック（１１１）内の前記少なくとも１つのチューブ（１１２）に取り付けられ、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）が反対方向に回転した場合には前記少なくとも１つの蓋（１１３）が前記少なくとも１つのチューブ（１１２）から取り外される、駆動システム（１４０）と、
を備え、 
前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）は、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）及びそれに取り付けられた前記着脱ソケットユニット（１２３）を貫通する貫通路（２２１）を有し、
エジェクタピン（２３０）が前記貫通路（２２１）内に移動可能に配置され、
前記エジェクタピン（２３０）が、前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）及び該グリッパ（１２２）に取り付けられた蓋着脱ソケットユニット（１２３）に対して並進運動することにより前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）内に保持されている蓋（１１３）を解放するように構成されている、
蓋着脱装置（１００）。
【請求項２】
それぞれに蓋着脱ソケットユニット（１２３）が取り付けられた複数の蓋着脱グリッパ（１２２）を備え、各蓋着脱グリッパ（１２２）がそれぞれ独立して蓋（１１３）を係合し、及び／又は蓋（１１３）の係合を解除し得るように構成された、請求項１に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項３】
前記ラック（１１１）内に収容された各チューブ（１１２）に対してそれぞれ独立に蓋の着脱がされ得るように構成された、請求項１又は２に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項４】
前記蓋着脱グリッパ（１２２）それぞれ及び前記エジェクタピン（２３０）それぞれの動作を互いに独立して制御するように構成された制御ユニット（１６０）をさらに備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項５】
各々独立に回転作動されかつ制御される複数の蓋着脱グリッパ（１２３）を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項６】
前記制御ユニット（１６０）に関連付けられたユーザインタフェースであって、前記ラック（１１１）内に配置された、蓋（１１３）を受容及び／又は放出できるように構成された前記チューブ（１１２）に、何れの蓋着脱グリッパ（１２２）を、前記ヘッドユニット（１２０）内の前記蓋着脱グリッパ（１２２）の位置に対応する位置で係合するか、及び／又はそれらの係合を解除するかをユーザが決定できるように構成されたユーザインタフェースをさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項７】
前記蓋（１１３）がねじ蓋及びであり、及び／又は前記チューブは標準的な実験用テストチューブである、請求項１から６のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項８】
蓋（１１３）を係合保持することができ、かつ貫通路（２２１）を有する蓋着脱ソケットユニット（１２３）と、
同じく貫通路（２２１）を有するエジェクタピンガイド（２２０）と、
エジェクタピン（２３０）と、
を備える蓋着脱グリッパ（１２２）であって、
前記ソケットユニット（１２３）が前記エジェクタピンガイド（２２０）に取り付けられたときに前記エジェクタピン（２３０）が前記ガイド（２２０）及び前記ソケットユニット（１２３）内を並進運動し得るように、前記ソケットユニット（１２３）及び前記ガイド（２２０）が整列されており、
作動時に前記エジェクタピン（２３０）において回転運動を誘導するように構成されたアクチュエータユニット（２４０）であって、該アクチュエータユニット（２４０）はアクチュエータ（２５０）、好ましくは電気モータと、任意でギア（２６０）とを備えるものであり、かつ前記エジェクタピン（２３０）に取り付けられたものである、アクチュエータユニット（２４０）と、
前記エジェクタピン（２３０）の回転運動を前記エジェクタピンガイド（２２０）又は前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）に伝達するための手段２３１と、
を備える、蓋着脱グリッパ（１２２）。
【請求項９】
前記ソケットユニット（１２３）は、前記エジェクタピンガイド（２２０）に対して取り付け可能であり、かつ取り外し可能である、請求項８に記載の蓋着脱グリッパ（１２２）。
【請求項１０】
前記アクチュエータユニット２４０に対するトルクを検出するように構成されたセンサと、前記アクチュエータユニット２４０に対して作用するトルクが所定の閾値を超えた場合に前記アクチュエータユニット２４０の回転運動を停止させるための内部手段又は外部手段と、をさらに備える、請求項８または９に記載の蓋着脱グリッパ。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれかに一項に記載の蓋着脱グリッパであって、
グリッパコネクタ（３１０）と、
ソケット（３２０）と、
前記グリッパコネクタ（３１０）と前記ソケット（３２０）との間に任意で機械的接続部（３３０）と、 
を備え、
前記グリッパコネクタ（３１０）、前記ソケット（３２０）、及び前記任意の機械的接続（３３０）がそれぞれ貫通路（２２１）を有し、
前記グリッパコネクタ（３１０）、前記ソケット（３２０）、及び前記任意の機械的接続部（３３０）を組み立てて前記ソケットユニット（１２３）を形成した場合において、前記貫通路（２２１）が、前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）を前記ガイド（２２０）に取り付けたときに前記エジェクタピン（２３０）が前記ガイド（２２０）及び前記ソケットユニット（１２３）内を並進運動し得るように整列されている、蓋着脱グリッパ。
【請求項１２】
前記機械的接続部（３３０）の外側に付勢手段（２２３）、好ましくはコイルばねをさらに備える、請求項１１に記載の蓋着脱グリッパ。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の蓋着脱グリッパであって、
貫通路（２２１）と、
前記貫通路（２２１）の中心線に対して直角に近づくか若しくは離れる方向に又はその両方の方向に方向づけられる少なくとも１つの摩擦ピン（３２１）と、
を備え、 
前記少なくとも１つの摩擦ピン（３２１）が、蓋（１１３）の周囲を掴むか、若しくは前記蓋（１１３）内の空洞に挿入されるか、又は前記蓋（１１３）の周囲を掴み、かつ前記蓋に挿入されるように方向づけられる、蓋着脱グリッパ。
【請求項１４】
前記蓋着脱ソケット（３２０）を取り囲む外ばね（３４０）をさらに備え、好ましくは、前記外ばね（３４０）がエラストマー系材料から製造されたＯリングである、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の蓋着脱グリッパ。
【請求項１５】
前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）又は前記蓋着脱ソケット（３２０）はプラスチック、好ましくはＰＥＥＫ又はＰＯＭから作製されたものである、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の蓋着脱グリッパ。
【請求項１６】
前記蓋着脱ソケットユニット（１２３）又は前記蓋着脱ソケット（３２０）は射出成形されたものである、請求項１５に記載の蓋着脱グリッパ。
【請求項１７】
前記蓋着脱グリッパが請求項８から１６のいずれか一項に記載の蓋着脱グリッパである、請求項１から７のいずれか一項に記載の蓋着脱装置（１００）。
【請求項１８】
請求項１に記載の蓋着脱装置（１００）を操作して少なくとも１つの蓋を取り付ける又は取り外す方法であって、
該方法は、
駆動システム（１３０）によってヘッドユニット（１２０）をラック支持具（１１０）に向けて移動させる段階、
前記ヘッドユニットに設けられる蓋着脱グリッパ（１２２）によって、対向する蓋（１１３）を、ソケットユニット（１２３）上のソケット（３２０）を介して、前記ラック支持具のラックに配される対向するテストチューブ（１１２）に係合させる段階、
前記駆動システム（１３０）が前記ヘッドユニット（１２０）を前記ラック支持体（１１０）から離れるように移動させる運動と、前記蓋（１１３）と接触する前記少なくとも１つの蓋着脱グリッパ（１２２）に接続された少なくとも１つのアクチュエータユニット（２４０）によって前記ヘッドユニット（１２０）の移動と同時に生じる少なくとも１つのグリッパユニット（１２２）の回転運動との協調運動によって、前記テストチューブ（１１２）への前記蓋（１１３）の係合を解除する段階、
を含み、
蓋着脱グリッパ（１２２）に接触しているが、当該蓋着脱グリッパ（１２２）の一部を形成する前記アクチュエータユニット（２４０）による回転運動を受けていない蓋は、対応する各テストチューブ（１１２）から取り外されることはなく、
取り外された蓋を取り付けるために、前記段階を逆の順序で実行し、前記エジェクタピン（（２７０））に対するトルクを検出する手段（２７０）が、トルクが特定の閾値を超えたことを記録したときに、前記段階を終了し、
いまや蓋を有する前記チューブ（１１２）を取り出すために、駆動機構（１５０）によって前記チューブ（１１２）を前記エジェクタピン（２３０）に向かって移動し、それによって前記ソケットユニット（１２３）及びエジェクタピンガイド（２２０）を、前記蓋（１１３）に接触する前記エジェクタピン（２３０）の端部を越えて移動し、その結果、前記チューブ（１１２）が解放され、前記蓋着脱装置（１００）が、自由に新しい蓋着脱サイクルを実行できるようにする、
方法。
【国際調査報告】
2015525720.tif 000008
2015525720.tif 000009
2015525720.tif 000010
2015525720.tif 000011
2015525720.tif 000012
2015525720.tif 000013