(57)【要約】【課題】複数の容器の開口部に装着されたキャップを容易に取り外すことができるキャップ取外し装置およびキャップ取外し方法を提供する。【解決手段】キャップ取外し装置１０の回転体１１を軸回りに回転させながら該回転体１１をＸ方向に移動させていくことによって、複数の容器２の開口部２ａに装着されているキャップ３に、係合部１２を次々に係合していくとともに、該係合部１２の回転移動によってキャップ３を係合部１２に係合した状態で容器２の開口部２ａから次々に取り外していく。【選択図】図２
2007197055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ方向とこれに直交するＹ方向とにそれぞれ所定ピッチで配置されたうえでラックに保持された複数の容器の開口部にそれぞれ装着されたキャップを前記容器の開口部から取り外すキャップ取外し装置であって、
Ｙ方向と平行な軸線回りに回転可能な回転体と、この回転体の外周部に周方向に所定間隔でかつＹ方向に所定間隔で放射状に突出して設けられて、前記複数の容器の開口部に装着されたキャップに係合可能な係合部とを備え、
前記回転体とラックとは、前記容器の開口部と前記回転体とが対向した状態でＸ方向に相対的に移動可能であることを特徴とするキャップ取外し装置。
【請求項２】
請求項１に記載のキャップ取外し装置によって、複数の容器の開口部にそれぞれ装着されたキャップを取り外すキャップ取外し方法であって、
前記回転体を軸回りに回転させながら該回転体と前記ラックとを相対的にＸ方向に移動させていくことによって、前記複数の容器の開口部に装着されているキャップに、前記係合部を次々に係合していくとともに、該係合部の回転移動によって前記キャップを前記係合部に係合した状態で前記容器の開口部から次々に取り外していくことを特徴とするキャップ取外し方法。
【請求項３】
前記容器の開口部から取り外されて、前記回転体の複数の係合部にそれぞれ係合しているキャップを該係合部から取り外すに際し、
櫛歯が所定ピッチで複数形成された櫛部材を、前記回転体の外周部の近傍に、該回転体の軸線方向に沿って配置しておき、
前記回転体をその軸線回りに回転させながら、該軸線方向に沿って配置された前記係合部を前記櫛部材の櫛歯間に挿入していくとともに、該係合部に係合しているキャップを前記係合部の回転移動によって、前記隣り合う櫛歯で外れる方向に押圧して取り外していくことを特徴とする請求項２に記載のキャップ取外し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体を収容する容器の開口部に装着されたキャップを取り外すキャップ取外し装置およびキャップ取外し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
物質の生化学的反応などの試験を系統的に行う際に用いられる装置として、分注装置が知られている。この分注装置では、試薬や検体などの液体収容用のウェルが規則配列で設けられたマイクロタイタープレートや、小型の試験管形状のチューブを対象として、液体の分注操作が行われる。チューブを用いる場合には、使用される分注装置の分注ティップの配列に対応して製作されたチューブラックに縦姿勢で保持させ、上面の開口部から液体の注入や取り出しが行われる。
【０００３】
そしてチューブを対象として分注を行った後、液体を外部雰囲気と遮断するなどの目的でチューブ（容器）を閉塞する必要がある場合には、チューブの開口部にキャップを装着する。キャップとしては樹脂をチューブの開口部に嵌合する嵌合部を有する形状に成形したものが用いられる。
この装着されたキャップは新たな分注操作を行う際などに取り外されるが、このキャップの取外し作業は、キャップを指先で摘んで容器の開口部から抜き取ることによって行ったり、特許文献１に記載の装置を用いて行っている。この装置では、キャップを把持するなどの方法で保持して上方に引き上げることにより嵌合部を開口部から離脱させることにより行われる。
【特許文献１】特開２０００−８１４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、チューブラックに保持されているチューブ（容器）は、例えば８行×１２列の行列状に配置されているので、かなりの数となる。したがって、これら多数の容器の開口部に装着されたキャップを取り外すのには、効率が悪く非常に手間のかかる作業となる。
また、キャップは容器を閉塞して密閉する目的で装着されることから、嵌合部と容器の開口部との嵌め合い部は接触面に面圧が作用するような嵌め合い状態に設定されている。したがって、キャップを上昇させて嵌合部を容器の開口部から離脱させる際には、容器がキャップに連れられて持ち上げられないよう、容器を外側からクランプするなどの方法で保持する必要があった。ところが、チューブラックに格子状配列で多数収納された状態の容器からキャップを取り外すような場合には、容器を簡便な方法で保持することが難しく、不具合なく確実にキャップを取り外すことが困難であった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の容器の開口部に装着されたキャップを容易に取り外すことができるキャップ取外し装置およびキャップ取外し方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のキャップ取外し装置は、Ｘ方向とこれに直交するＹ方向とにそれぞれ所定ピッチで配置されたうえでラックに保持された複数の容器の開口部にそれぞれ装着されたキャップを前記容器の開口部から取り外すキャップ取外し装置であって、
Ｙ方向と平行な軸線回りに回転可能な回転体と、この回転体の外周部に周方向に所定間隔でかつＹ方向に所定間隔で放射状に突出して設けられて、前記複数の容器の開口部に装着されたキャップに係合可能な係合部とを備え、
前記回転体とラックとは、前記容器の開口部と前記回転体とが対向した状態でＸ方向に相対的に移動可能であることを特徴とする。
【０００７】
ここで、回転体とラックとがＸ方向に相対的に移動可能とする場合、ラックを固定した状態で回転体をＸ方向に移動可能としてもよいし、回転体を固定した状態でラックをＸ方向に移動可能としてもよいし、回転体とラックとの双方をＸ方向に移動可能としてもよい。
【０００８】
請求項２に記載のキャップ取外し方法は、請求項１に記載のキャップ取外し装置によって、複数の容器の開口部にそれぞれ装着されたキャップを取り外すキャップ取外し方法であって、
前記回転体を軸回りに回転させながら該回転体と前記ラックとを相対的にＸ方向に移動させていくことによって、前記複数の容器の開口部に装着されているキャップに、前記係合部を次々に係合していくとともに、該係合部の回転移動によって前記キャップを前記係合部に係合した状態で前記容器の開口部から次々に取り外していくことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載のキャップ取外し方法は、請求項２に記載のキャップ取外し方法において、前記容器の開口部から取り外されて、前記回転体の複数の係合部にそれぞれ係合しているキャップを該係合部から取り外すに際し、
櫛歯が所定ピッチで複数形成された櫛部材を、前記回転体の外周部の近傍に、該回転体の軸線方向に沿って配置しておき、
前記回転体をその軸線回りに回転させながら、該軸線方向に沿って配置された前記係合部を前記櫛部材の櫛歯間に挿入していくとともに、該係合部に係合しているキャップを前記係合部の回転移動によって、前記隣り合う櫛歯で外れる方向に押圧して取り外していくことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載のキャップ取外し装置によれば、回転体を軸回りに回転させながら該回転体とラックとを相対的にＸ方向に移動させていくことによって、複数の容器の開口部に装着されているキャップに、回転体に設けられた係合部を次々に係合していくとともに、該係合部の回転移動によってキャップを係合部に係合した状態で前記容器の開口部から次々に取り外していくことによって複数の容器の開口部に装着されたキャップを容易に取り外すことができる。つまり、Ｙ方向に配置されている複数の容器の開口部に装着されているキャップに、回転体の軸線方向に配置された複数の係合部を一列一斉に係合した状態で取り外すことができ、回転体を回転させながら該回転体とラックとを相対的にＸ方向に移動させることによって、次々に、その列の容器の開口部に装着されているキャップを一斉に係合した状態で取り外すことができる。したがって、複数の容器の開口部に装着されているキャップを容易に取り外すことができる。
また、キャップは係合部の回転移動によってキャップの一方側の縁部を支点として傾斜するようにして他方側の縁部から容器の開口部から外れていく。したがって、容器がキャップによって持ち上げられるのを防止して、キャップを不具合なく確実に取り外すことができる。
【００１１】
請求項２に記載のキャップ取外し方法によれば、請求項１と同様に、複数の容器の開口部に装着されているキャップを容易に取り外すことができる。
【００１２】
請求項３に記載のキャップ取外し方法によれば、回転体をその軸線回りに回転させながら、該軸線方向に沿って配置された係合部を櫛部材の櫛歯間に挿入していくとともに、該係合部に係合しているキャップを前記係合部の回転移動によって、隣り合う櫛歯で外れる方向に押圧して取り外していくので、回転体の複数の係合部にそれぞれ係合しているキャップを該係合部から容易に取り外すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
まず、本発明に係るキャップ取外し装置を説明する前に、キャップとこのキャップが装着される容器、この容器を多数保持するラックについて説明する。
図１に示すように、ラック１にはチューブ状の容器２を縦横複数並べて保持するための凹部１ａが格子状（行列状）の平面規則配列で設けられており、凹部１ａには容器２が直立姿勢で挿入され保持される。なお、本実施の形態では、凹部１ａはＸ方向に８個、Ｙ方向に１２個、合計９６個形成されている。
【００１４】
容器２は透明樹脂を上部が開口した試験管形状に成形した樹脂部品であり、開口部２ａには必要に応じてキャップ３が装着される。キャップ３は上面中央に凹部３ａが設けられ、上縁部に鍔部３ｂが張り出した形状の樹脂製の栓部材である。キャップ３の下部は鍔部３ｂよりも径寸法が小さい円柱状の嵌合部３ｃとなっている。
キャップ３の容器２の開口部２ａへの装着に際しては、嵌合部３ｃを開口部２ａ内に設けられた段付部２ｂに圧入する。凹部３ａには内径が中間部分よりも外側に拡がった底部３ｄが設けられており、後述するキャップ取外し動作において、係合部の先端部を凹部３ａ内に挿入して底部３ｄに嵌り込ませることにより、キャップ３を係合部に係合させることができるようになっている。すなわち、キャップ３に設けられた凹部３ａは、キャップ３を係合部によって係合するための被係合部となっている。
【００１５】
次に、本発明に係るキャップ取外し装置について説明する。
図２に示すように、キャップ取外し装置１０は、回転体１１とこの回転体１１の外周部に所定間隔で設けられた複数本の係合部１２とを備えている。
回転体１１は円柱状に形成されており、その軸線方向は前記ラック１に保持された複数のキャップ３が１２個配列されたＹ方向に向けられている。また、回転体１１の軸線方向の長さはラック１のＹ方向における長さより若干長くなっている。回転体１１の両端部はアーム１３によって軸線回りに回転可能に支持されており、該回転体１１の端面に軸線と同軸に設けられた入力軸１１ｂには、図示しない駆動モータの出力軸が直接または適宜の減速機構を介して連結されている。そして、この駆動モータによって回転体１１は軸線回りに回転するようになっている。
【００１６】
また、前記アーム１３は、Ｘ方向に延在する図示しないガイドレールによってＸ方向に移動可能となっており、該アーム１３は図示しない移動機構によってＸ方向に移動するようになっている。移動機構としては例えば、ラック＆ピニオンやボールねじ＆ナット等が挙げられるが、これに限るものではない。ラック＆ピニオンの場合は、ラックをガイドレールに沿って配置するとともに、このラックに噛合するピニオンを前記アームに回転可能に取り付ければよい。また、ボールねじ＆ナットの場合は、ボールねじをガイドレールに沿って配置するとともに、このボールねじに螺合するナットを前記アームに取り付ければよい。また、前記アーム１３は図示しない昇降機構によって昇降可能となっている。昇降機構としては例えばシリンダ装置が挙げられるがこれに限るものではない。
なお、前記回転体１１は、その回転速度や回転位置が図示しない制御部によって制御され、アーム１３はそのＸ方向への移動速度や移動位置が図示しない制御部によって制御され、さらに昇降速度や昇降位置が図示しない制御部によって制御されるようになっている。
【００１７】
前記係合部１２は回転体１１の外周部に周方向に一定間隔でかつＹ方向に一定間隔で放射状に突出して設けられている。これら係合部１２は複数（実施の形態では９６個）の容器２の開口部２ａに装着されたキャップ３に係合可能なものであり、その先端部には拡径部１２ａが形成されている。拡径部１２ａの直径は、前記キャップ３の底部３ｄとほぼ等しくなっており、これによって、拡径部１２ａは底部３ｄに嵌り込むことができるようになっている。また、回転体１１の周方向に一定間隔で立設された複数の係合部１２間のピッチはＸ方向に配置された複数の容器３の開口部３ａ間のピッチと等しくなっており、Ｙ方向に一定間隔で立設された複数の係合部１２間のピッチは、Ｙ方向に配置された複数の容器３の開口部３ａ間のピッチと等しくなっている。
このように回転体１１の外周部には、９６個の係合部１２が放射状に突出して設けられており、それぞれの係合部１２よって、ラック１に保持されている９６個の容器２の開口部２ａに装着されているキャップ３に係合可能となっている。
【００１８】
次に上記構成のキャップ取外し装置１０によって、ラック１に保持された複数（９６個）の容器２の開口部２ａに装着されているキャップ３を取り外す方法について説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、ラック１に複数の容器２が直立した状態で保持されており、全ての容器２の開口部２ａにはキャップ３が装着されている。容器２は例えば９６個あるが、これら容器２は９６個の凹部１ａを備えたラック１に保持される。ラック１にはＸ方向に８個の凹部１ａが一定間隔で設けられており、Ｙ方向（図２（ａ）において紙面と直交する方向）に１２個の凹部１ａが一定間隔で設けられている。このような凹部１ａにそれぞれ容器２が挿入される。したがって、ラック１にはＸ方向に容器２が一定間隔で８個、Ｙ方向に容器２が一定間隔で１２個、合計９６個保持されている。
そして、容器２を保持したラック１を、キャップ取外し装置１０のテーブル１０ａに載置または固定した後、スタートスイッチを入れると、テーブル１０ａが装置内部に向かって移動し、これによってラック１が装置内に移動する。なお、手動により、テーブル１０ａを装置内部に向かって移動させて、ラック１を装置内に移動させるようにしてもよい。
【００１９】
次に、図２（ｂ）に示すように、アーム１３が下降することによって、回転体１１が下降する。この際、回転体１１の最下端部に位置する係合部１２の先端の拡径部１２ａがキャップ３の凹部３ａの先端開口部に斜めから入り込んだ状態となる。この状態で回転体１１をアーム１３によって右方に移動（前進）させるとともに、回転体１を軸回りに回転させると、図３に示すように、係合部１２の拡径部１２ａがキャップ３の凹部３ａの底部３ｄに斜め上方から嵌っていき、回転体１１の回転とともに係合部１２が略鉛直となったところで、拡径部１２ａが底部３ｄに完全に嵌合し、これによって係合部１２がキャップ３の凹部３ａに係合する。さらに、回転体１１を前進させるとともに回転させると、係合部１２が斜め上方に回転移動していくので、これに伴ってキャップ３が一方（図３において右方）の縁部を支点として傾斜するようにして他方（図３において左方）の縁部から上昇して容器２の開口部２ａから外れていく。これによって、一列目の１２個の容器２に装着されている１２個のキャップ３が容器２から外れていく。
【００２０】
次に、図２（ｃ）に示すように、回転体１１を軸線回りに時計方向に回転させつつ、アーム１３をＸ方向右方に移動させていくことによって、回転体１１を右方に移動（前進）させて二列目以降の容器２の開口部２ａに装着されているキャップ３に係合部１２を次々に係合していくとともに、該係合部１２の回転移動によってキャップ３を係合部１２に係合した状態で容器２の開口部２ａから次々に取り外していく。なお、回転体１１の右方への移動速度は、回転体１１の接線方向の回転速度と等しく設定する。
【００２１】
上記のようにして、回転体１１を回転させつつ右方に移動させて、図２（ｄ）に示すように、８列目のキャップ３を容器２の開口部２ａから外したら、前記アーム１３を上昇させて回転体１１を上昇させる。回転体１１の全ての係合部１２にはそれぞれキャップ３が係合された状態となっている。
その後アーム１３を左方に移動（後退）させることによって、回転体１１を後退させて、ラック１の後方（左方）にある廃棄ボックス１４の直上に位置させる。
【００２２】
次に図２（ｅ）に示すように、回転体１１の係合部１２にそれぞれ係合しているキャップ３を該係合部３から櫛部材２０を用いて取り外す。
前記櫛部材２０は、図４および図５に示すように、９つの櫛歯２１が一定間隔で配置された略Ｌ字状の板体で構成されている。隣り合う櫛歯２１，２１間の間隔は、キャップ３の外径より小さく、かつ、回転体１１に設けられている係合部１２の拡径部１２ａの直径より大きくなっている。したがって、櫛歯２１，２１間には、係合部１２が挿入可能となっている。
【００２３】
前記櫛部材２０は、図２（ｅ）および図４に示すように、廃棄ボックス１４上において、櫛歯２１を水平にして設けられている。また、櫛部材２０はその長手方向を回転体１１の軸方向に沿わせて、回転体１１の外周部の近傍に設けられている。また、櫛部材２０はその櫛歯２１が回転体１１の外周面と係合部１２に係合されているキャップ３との間に位置するようにして配置されている。
【００２４】
そして、図４に示す状態で、回転体１１を時計回りに回転させながら、回転体１１の外周部に設けられた複数の係合部１２を櫛部材２０の櫛歯２１，２１間に挿入していくとともに、該係合部２０に係合しているキャップ３を係合部１２の回転移動によって、隣り合う櫛歯２１，２１で外れる方向に押圧して取り外していく。外されたキャップ３は廃棄ボックス１４に落下して廃棄される。
このキャップ３の廃棄後、または廃棄と同時にテーブル１０ａを装置外に移動し、これによって、ラック１を装置外に移動する。このラック１に保持されている全ての容器２の開口部２ａからキャップ３が外されているかどうかを目視等によって確認した後、このラック１を取り出してキャップ取外し着作業を終了する。
【００２５】
このように本実施の形態によれば、回転体１１を軸回りに回転させながら該回転体１１Ｘ方向右方に移動させていくことによって、９６個の容器２の開口部２ａに装着されているキャップ３に、回転体１１に設けられた係合部１２を次々に係合していくとともに、該係合部１２の回転移動によってキャップ３を係合部１２に係合した状態で容器２の開口部２ａから次々に取り外していくことによって、９６個の容器２の開口部２ａに装着されたキャップ３を容易に取り外すことができる。つまり、Ｙ方向に配置されている１２個の容器２の開口部２ａに装着されているキャップ３に、回転体１１の軸線方向に配置された１２個の係合部１２を一列一斉に係合した状態で取り外すことができ、回転体１１を回転させながら該回転体１１を８列分前進させることによって、次々に、その列の容器２の開口２ａ部に装着されているキャップ３を一斉に係合した状態で取り外すことができる。したがって、９６の容器２の開口部２ａに装着されているキャップ３を容易に取り外すことができる。
【００２６】
また、キャップ３は係合部１２の回転移動によってキャップ３の一方側の縁部を支点として傾斜するようにして他方側の縁部から容器２の開口部２ａから外れていくので、容器２がキャップ３によって持ち上げられるのを防止して、キャップ３を不具合なく確実に取り外すことができる。
【００２７】
さらに、回転体１１をその軸線回りに回転させながら、該軸線方向に沿って配置された係合部１２を櫛部材２０の櫛歯２１，２１間に挿入していくとともに、該係合部１２に係合しているキャップ３を係合部１１の回転移動によって、隣り合う櫛歯２１，２１で外れる方向に押圧して取り外していくので、回転体１１の９６個の係合部１２にそれぞれ係合している９６個のキャップ３を該係合部１２から容易に取り外すことができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、回転体１１に設けられている係合部１２の先端部に拡径部１２ａを形成し、この拡径部１２ａをキャップ３の凹部３ａの底部３ｄに嵌め込むようにしたが、係合部１２の先端部には、この拡径部１２ａに代えて、底部３ｄに係止される係止部を形成してもよい。この場合、係止部は、係合部の先端部に、少なくとも回転体１１の回転方向に向けて突出するように形成すればよい。
また、前記拡径部１２ａは周方向に連続したものでもよいし、周方向に所定間隔で形成したものでもよい。
【００２９】
また、本実施の形態では、図２（ｂ）において、Ｘ方向左側から右側に向かって、回転体１１を移動させて、Ｘ方向左側の容器２のキャップ３からＸ方向右側に向かって順次取り外して行き、その後回転体１１を左側に移動させ、ラック１の後方（左方）に配置した櫛部材２０で、回転体１１の係合部１２に係合しているキャップ３を取り外すようにしたが、これに代えて、図２（ｂ）において、Ｘ方向右側から左側に向かって、回転体１１を移動させて、Ｘ方向右側の容器２のキャップ３からＸ方向左側に向かって順次取り外して行くようにすれば（この場合、回転体１１の軸回りの回転方向は図２（ｃ）と反対になる。）、図２（ｄ）のように回転体１１を反対側の位置に戻すことなく、櫛部材２０により回転体１１の係合部１２に係合しているキャップ３を取り外すことができる。また、図２の場合には、図２（ｄ）のように回転体１１を反対側の位置に戻す際に、キャップなしの容器２の上を容器２から取り外されたキャップ３が通過するので、キャップ３に液体等が付着していると、他の容器２にその液体等が落下する虞があるが、前述のようにすると、容器２から取り外されたキャップ３がキャップなしの容器２の上を通過することがないので、このような虞がない。
【００３０】
さらに、本実施の形態では、回転体１１をＸ方向に移動させるようにしたが、これに代えて、回転体１１をＹ方向に移動させるようにしてもよい。この場合、回転体１１をその軸線をＸ方向に向けて配置するとともに、係合部１２を回転体１１の外周部に周方向に一定間隔で１２個かつＹ方向に一定間隔で８個放射状に突出して設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るキャップ取外し装置によってキャップが取り外される容器をラックとともに示すもので、（ａ）は容器およびラックの斜視図、（ｂ）は容器を示す図である。
【図２】本発明に係るキャップの取外し方法の一例を示す工程図であり、（ａ）はラックに保持された容器にキャップを装着している状態を示す側面図、（ｂ）はキャップ取外し装置によって、一列目のキャップに係合部を係合している状態を示す側面図、（ｃ）はキャップ取外し装置によって容器からキャップを次々に取り外している状態を示す側面図、（ｄ）はキャップを容器から取外し終えた状態を示す側面図、（ｅ）は係合部に係合しているキャップを廃棄する状態を示す側面図である。
【図３】本発明に係るキャップ取外し方法を説明するためのもので、係合部がキャップに係合していく状態を示す要部の側断面図である。
【図４】本発明に係るキャップ取外し方法を説明するためのもので、係合部に係合しているキャップを廃棄する状態を示す側断面図である。
【図５】本発明に係るキャップ取外し方法で使用される櫛部材の下面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  ラック
２  容器
２ａ  開口部
３  キャップ
１０  キャップ取外し装置
１１  回転体
１２  係合部
２０  櫛部材
２１  櫛歯
【図１】
2007197055.tif 000003
【図２】
2007197055.tif 000004
【図３】
2007197055.tif 000005
【図４】
2007197055.tif 000006
【図５】
2007197055.tif 000007