(57)【要約】【課題】生体試料を凍結保存するために必要な断熱性を確保しやすく、凍結保存容器が単体で市販されている大型液体窒素タンクである場合にも採用することができる、凍結保存容器に対する試料容器の入出庫作業を自動で行う凍結保存装置を提供する。【解決手段】開閉蓋３を開閉する蓋開閉装置Ａ、ターンテーブルＴの回転軸Ｒを駆動する回転駆動装置Ｂ、開閉蓋３を開けた状態で、マガジンＭの上昇及び上昇させたマガジンＭの下降を行うマガジン昇降装置Ｃ、昇降装置Ｃにより上昇したマガジンＭへの試料容器の入庫又はマガジンＭからの試料容器Ｓの出庫を行う入出庫装置を備えた。回転駆動装置Ｂが、回転軸Ｒに装着された被駆動部材Ｅ及び開閉蓋３を閉じた状態で容器本体２の外部に配置された駆動部材Ｆ、並びに開閉蓋３を開けた状態で開口部２Ａを通して駆動部材Ｆを被駆動部材Ｅに連結する駆動連結手段Ｇにより構成される。【選択図】図２
2017013957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直方向に長いマガジンを複数並設し、前記マガジン内に上下多段に保持された試料容器内の生物学的試料を、液化された気体を冷却材及び冷媒として、その気相雰囲気内で凍結させた状態で保存する気相式凍結保存容器を備え、前記凍結保存容器に対する前記試料容器の入出庫作業を自動で行う凍結保存装置であって、
前記凍結保存容器が、真空断熱二重構造であり、上面に開口部が形成されるとともに、前記開口部を開閉する開閉蓋が設けられ、底部に前記液化された気体が貯留された円筒状容器本体、及び前記マガジンを鉛直の回転軸まわりに回転可能に支持するターンテーブルを有するものであり、
前記開閉蓋を前記容器本体の外部から開閉する蓋開閉装置と、
前記ターンテーブルの回転軸を駆動する回転駆動装置と、
前記開閉蓋を開けた状態で、前記マガジンの上昇、及び上昇させた前記マガジンの下降を前記容器本体の外部から行うマガジン昇降装置と、
前記マガジン昇降装置により上昇した前記マガジンへの前記試料容器の入庫、又は前記マガジンからの前記試料容器の出庫を前記容器本体の外部から行う入出庫装置とを備え、
前記回転駆動装置が、前記ターンテーブルの回転軸に装着された被駆動部材、及び前記開閉蓋を閉じた状態で前記容器本体の外部に配置された駆動部材、並びに、前記開閉蓋を開けた状態で前記開口部を通して前記駆動部材を前記被駆動部材に連結する駆動連結手段により構成されることを特徴とする凍結保存装置。
【請求項２】
前記被駆動部材が、前記回転軸の上端部に取り付けた、前記回転軸と同軸の被駆動歯車であり、
前記駆動部材が、前記被駆動歯車に噛合する駆動歯車、及び下端に前記駆動歯車が取り付けられた鉛直方向に長い鉛直ロッド、及び前記鉛直ロッドを回転させる回転アクチュエータであり、
前記駆動連結手段が、前記駆動部材を昇降させる昇降装置、及び前記駆動部材を水平方向に移動させる水平移動装置、並びに、前記回転軸と同軸の円筒面、及び前記円筒面に繋がる底面を有するガイド部材であり、
前記駆動歯車が、前記ガイド部材の円筒面により前記回転軸の径方向外方へ逃げないようにガイドされた状態で前記被駆動歯車に噛合する請求項１記載の凍結保存装置。
【請求項３】
前記被駆動歯車が小径側を上にしたテーパ平歯車であり、前記駆動歯車が小径側を下にしたテーパ平歯車である請求項２記載の凍結保存装置。
【請求項４】
前記回転駆動装置により前記ターンテーブルの前記回転軸まわりの原点合わせを行う請求項１記載の凍結保存装置。
【請求項５】
前記蓋開閉装置及び前記マガジン昇降装置が、垂直多関節型ロボット、及び前記垂直多関節型ロボットを昇降させる昇降駆動機構である請求項１記載の凍結保存装置。
【請求項６】
前記蓋開閉装置が垂直多関節型ロボットであり、
前記マガジン昇降装置が、前記垂直多関節型ロボット、及び前記垂直多関節型ロボットを昇降させる昇降駆動機構である請求項１記載の凍結保存装置。
【請求項７】
前記マガジンが、前記ターンテーブルに下端部が固定された、上下方向に伸縮可能な複数段からなる伸縮支柱により、昇降可能に且つ垂直軸まわりに回転可能に支持されてなる請求項１記載の凍結保存装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料容器に収容した生物学的試料を液化された気体の気相雰囲気内で凍結させた状態で保存する、上面に開閉蓋が設けられた気相式凍結保存容器を備えた、前記凍結保存容器に対する前記試料容器の入出庫作業を自動で行う凍結保存装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療・バイオ関連の研究、及びその成果の事業化は目覚ましく進展しており、生体試料（組織・細胞・血液等）の正確で再現可能な分析を容易にするために、生体試料を極低温で凍結保存するバイオバンクの重要性が高まっている。
現在、世界には５０００以上の手動式バイオバンク（例えば、非特許文献１及び２のような単体で市販されている大型液体窒素タンクを用いて生体試料を凍結保存するもの）が存在し、約５億のヒト生体試料が保存されていると推定されている。
手動式バイオバンクを構成する液体窒素タンク（気相式凍結保存容器）は、タンク内の底部へ液体窒素を供給してその量を調節し、液体から気体へ蒸発する雰囲気（気相）の温度を、例えば−１５０℃（±３℃）に保つ構造になっている。
また、液体窒素は、生体組織に付着すると凍傷を引き起こすとともに、密閉空間で急激に気化させると酸素欠乏症に陥る（労働災害を防ぐため作業場所の酸素濃度は１８％以上に保つ必要がある）ので、非常に慎重な取り扱いが必要になる。
【０００３】
ここで、手動式バイオバンクを構成する大型液体窒素タンクに対する生体試料が入った試料容器の入出庫作業は、
（１）タンク上面の蓋を開けること、
（２）試料容器を上下多段に収容したマガジンを回転軸まわりに回転可能に支持するターンテーブルを所要角度回転すること、
（３）ターンテーブル上のマガジンを持ち上げてマガジンの所要箇所へ試料容器を収容すること、又はターンテーブル上のマガジンを持ち上げてマガジンから所要の試料容器を取り出すこと、
（４）マガジンを降ろしてターンテーブル上の元の位置に戻すこと、
（５）タンク上面の扉を閉じること、
であり、安全教育を受けた作業者により行われる。
【０００４】
前記入出庫作業を行う作業者は、凍傷等を防ぐために革製の長手袋やゴーグル等の保護具を装着した状態で作業を行う必要があるとともに、前記（２）ないし（４）の作業を行う場合、結露等により視認性が悪い場合がある。
よって、手動式バイオバンクでは、前記入出庫作業が人手により作業であること、及び作業性が悪く作業者への負担が非常に大きいことから、
（Ａ）前記（２）ないし（４）の作業時間が掛かるため蓋を開けている時間が長くなるので大型液体窒素タンク内の生体試料の品質が低下するおそれがある、
（Ｂ）マガジンの所要箇所へ試料容器を収容する際に収容箇所を間違えることや、マガジンから所要の試料容器を取り出す際に取り出す試料容器を間違えることが起こり得る、
という問題点がある。
【０００５】
このような状況に鑑み、生体試料の品質低下を抑制するとともに信頼性を向上するために、気相式凍結保存容器に対する生体試料が入った試料容器の入出庫作業を自動化する提案もされている。
すなわち、上下に作業室及び気相式凍結保存容器に相当する低温格納室を配置し、下側の低温格納室に、試料容器を複数保持する保管プレートを縦方向に複数収容する保管ラックを平面視で格子状に配置した状態で格納し、低温格納室に隣接する上側の作業室に、保管プレートを搬送するとともに保管ラックに出し入れするプレート搬送機構を設けたものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００６】
また、気相式凍結保存容器である大型液体窒素タンクの内部に、垂直軸を中心として回転可能な状態で前記タンク内に上下に配置された複数の回転ステージを設け、前記複数の回転ステージのうち少なくとも一部の回転ステージには、保管対象を保管する保管領域を設け、前記複数の回転ステージのうち最下段の回転ステージ以外の回転ステージには、上下方向に貫通する移送用スリットを設けるとともに、前記複数の回転ステージを互いに独立して回転させるために前記液体窒素タンクの上壁を貫通して外部から内部に延びるポール及びポールに取り付けられたギヤ、並びに前記ポールを回転させる駆動源からなるステージ駆動機構、並びに保管対象をハンドリングするハンドリング機構を備えたものがある（例えば、特許文献３参照）。
さらに、気相式凍結保存容器である大型液体窒素タンクの内部に、前記液体窒素タンクの軸線を中心として回転可能な回転部材と、前記回転部材に支持された複数のケーン支持枠と、前記ケーン支持枠にそれぞれ設けられた複数のケーン支持部材（鞘管）とを設けるとともに、前記液体窒素タンクの外部に、前記回転部材の回転軸に出力軸を直結させて前記回転部材を回転させる駆動手段と、前記液体窒素タンクの天板部に設けられた開口部から前記ケーン支持部材に支持されたケーンの一つを出し入れするケーン入出庫手段とを備えたものがある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６６９４７６７号明細書
【特許文献２】特許第５４５０３２６号公報
【特許文献３】特開２０１５−０００７９７号公報
【特許文献４】特開２０１５−０８９３９６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「MVE 1800 Series」のカタログ, チャートジャパン株式会社, インターネット＜URL:http://www.ekitaichisso.com/mve1800＞
【非特許文献２】「LABSシリーズ」のマニュアル, Taylor-Wharton Cryogenics LLC, インターネット＜URL:http://www.taylorwharton.com/assets/base/doc/products/refrigerators/TW-LABS-Manual-Digital-TOC-BlackandWhite.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のような従来の気相式凍結保存容器に対する試料容器の入出庫作業を自動化する凍結保存装置において、特許文献１及び２のような保管プレートを縦方向に複数収容する保管ラックを平面視で格子状に配置して、前記保管ラックをその配置位置で昇降させて作業室に個別に出し入れする構成は、気相式凍結保存容器が前記単体で市販されている大型液体窒素タンクである場合には採用できない。
【００１０】
また、特許文献３のような大型液体窒素タンクの内部に上下に配置された複数の回転ステージを設けて独立して回転させるステージ駆動機構を備える構成は、大型液体窒素タンクの内部に複数の回転ステージがあるとともに、前記回転ステージを駆動するステージ駆動機構のポール（駆動機構連結部）が大型液体窒素タンクの上壁を貫通することから、大型液体窒素タンクが専用の特殊なものになるので、前記単体で市販されている大型液体窒素タンクを使用できない。
さらに、特許文献４のような大型液体窒素タンクの内部の回転部材の回転軸に前記タンクの外部の駆動手段の出力軸を直結する構成は、前記回転軸と前記出力軸を連結する部分（駆動機構連結部）が大型液体窒素タンクの上壁を貫通することから、大型液体窒素タンクが専用の特殊なものになるので、前記単体で市販されている大型液体窒素タンクを使用できない。
【００１１】
ここで、特許文献３及び４のような凍結保存装置では、大型液体窒素タンクの内部に設けた回転ステージ又は回転部材を駆動するステージ回転用駆動源又は駆動手段を前記タンクの外部に設置している。
しかしながら、ステージ回転用駆動源又は駆動手段が前記駆動機構連結部を介して回転ステージ又は回転部材に常時繋がっているので、ステージ回転用駆動源や駆動手段で発生する熱や、前記タンクの外部の熱が前記駆動機構連結部を介して熱伝導により前記タンクの内部に伝わる構造となっている。
よって、前記タンクの上壁を貫通する孔があることとも相俟って、生体試料を極低温で凍結保存するために必要な断熱性を確保しにくいという問題点がある。
その上、特許文献３及び４のような凍結保存装置のような構成にするために、前記単体で市販されている大型液体窒素タンクの改造を行う場合、真空断熱二重構造であるタンクの上壁への孔あけ等の大幅な改造が必要になるので、前記大型液体窒素タンクを製造するメーカーの保証範囲外になるとともに、メンテナンス対象外になってしまう。
【００１２】
そこで本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、気相式凍結保存容器に対する生体試料が入った試料容器の入出庫作業を自動で行う凍結保存装置において、生体試料を極低温で凍結保存するために必要な断熱性を確保しやすく、気相式凍結保存容器が前記単体で市販されている大型液体窒素タンクである場合にも採用できる凍結保存装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る凍結保存装置は、前記課題解決のために、鉛直方向に長いマガジンを複数並設し、前記マガジン内に上下多段に保持された試料容器内の生物学的試料を、液化された気体を冷却材及び冷媒として、その気相雰囲気内で凍結させた状態で保存する気相式凍結保存容器を備え、前記凍結保存容器に対する前記試料容器の入出庫作業を自動で行う凍結保存装置であって、前記凍結保存容器が、真空断熱二重構造であり、上面に開口部が形成されるとともに、前記開口部を開閉する開閉蓋が設けられ、底部に前記液化された気体が貯留された円筒状容器本体、及び前記マガジンを鉛直の回転軸まわりに回転可能に支持するターンテーブルを有するものであり、前記開閉蓋を前記容器本体の外部から開閉する蓋開閉装置と、前記ターンテーブルの回転軸を駆動する回転駆動装置と、前記開閉蓋を開けた状態で、前記マガジンの上昇、及び上昇させた前記マガジンの下降を前記容器本体の外部から行うマガジン昇降装置と、前記マガジン昇降装置により上昇した前記マガジンへの前記試料容器の入庫、又は前記マガジンからの前記試料容器の出庫を前記容器本体の外部から行う入出庫装置とを備え、前記回転駆動装置が、前記ターンテーブルの回転軸に装着された被駆動部材、及び前記開閉蓋を閉じた状態で前記容器本体の外部に配置された駆動部材、並びに、前記開閉蓋を開けた状態で前記開口部を通して前記駆動部材を前記被駆動部材に連結する駆動連結手段により構成されることを特徴とする（請求項１）。
【００１４】
このような構成によれば、前記駆動部材は前記開閉蓋を閉じた状態では前記容器本体の外部に配置されており、前記ターンテーブルの回転軸に装着された被駆動部材から離間している。そして、前記被駆動部材を駆動する場合、前記開閉蓋を開けることにより内外を連通する前記開口部を通して、前記駆動連結手段により前記駆動部材が前記被駆動部材に連結する。
したがって、特許文献３及び４のような駆動機構連結部を通すための、前記凍結保存容器の上壁を貫通する孔を形成する必要がない。
よって、前記上壁を貫通する孔がなく、前記容器本体の外部に配置した駆動源が前記回転軸に常時繋がっていないので、真空断熱二重構造の容器本体において、生体試料を極低温で凍結保存するために必要な断熱性を確保しやすい。
その上、前記上壁を貫通する孔がない前記容器本体の構造により、気相式凍結保存容器が前記単体で市販されている大型液体窒素タンクである場合にも採用できる。
その上さらに、既設の手動式バイオバンクに用いられている前記単体で市販されている大型液体窒素タンクに対しても、その試料容器の入出庫作業の自動化を行う凍結保存装置を構成できる。
【００１５】
ここで、前記被駆動部材が、前記回転軸の上端部に取り付けた、前記回転軸と同軸の被駆動歯車であり、前記駆動部材が、前記被駆動歯車に噛合する駆動歯車、及び下端に前記駆動歯車が取り付けられた鉛直方向に長い鉛直ロッド、及び前記鉛直ロッドを回転させる回転アクチュエータであり、前記駆動連結手段が、前記駆動部材を昇降させる昇降装置、及び前記駆動部材を水平方向に移動させる水平移動装置、並びに、前記回転軸と同軸の円筒面、及び前記円筒面に繋がる底面を有するガイド部材であり、前記駆動歯車が、前記ガイド部材の円筒面により前記回転軸の径方向外方へ逃げないようにガイドされた状態で前記被駆動歯車に噛合するのが好ましい（請求項２）。
このような構成によれば、鉛直ロッド下端に取り付けた駆動歯車を、水平移動装置及び昇降装置により、ターンテーブルの回転軸の上端部に取り付けた被駆動歯車に噛合させる際に、駆動歯車が径方向外方へ逃げないようにガイド部材の円筒面によりガイドされるので、ターンテーブルの回転軸を駆動する動作が安定する。
【００１６】
また、前記被駆動歯車が小径側を上にしたテーパ平歯車であり、前記駆動歯車が小径側を下にしたテーパ平歯車であるのがより好ましい（請求項３）。
このような構成によれば、停止している回転軸上端部の被駆動歯車に対して、駆動歯車を下降させながら上方から近づけて噛合させる動作がより円滑になる。
その上、組み付け調整の際に、テーパ歯車同士を軸方向へ相対的に動かすことにより、バックラッシを調整できる。
【００１７】
さらに、前記回転駆動装置により前記ターンテーブルの前記回転軸まわりの原点合わせを行うのが好ましい（請求項４）。
このような構成によれば、駆動連結手段により駆動部材を被駆動部材に連結した状態で、ターンテーブルの回転軸を駆動する回転駆動装置を用いてターンテーブルの回転軸まわりの原点合わせを行うことにより、原点合わせを容易に行うことができる。
【００１８】
さらにまた、前記蓋開閉装置及び前記マガジン昇降装置が、垂直多関節型ロボット、及び前記垂直多関節型ロボットを昇降させる昇降駆動機構であるのが好ましく（請求項５）、前記蓋開閉装置が垂直多関節型ロボットであり、前記マガジン昇降装置が、前記垂直多関節型ロボット、及び前記垂直多関節型ロボットを昇降させる昇降駆動機構であるのがより好ましい（請求項６）。
これらのような構成によれば、自由度の高い垂直多関節型ロボットにより、開閉蓋の被把持部を把持して開閉する動作、及び所望位置のマガジンの上端部を把持する動作を行うことができる。また、垂直多関節型ロボットによりマガジンを把持して前記ロボットの姿勢を保持した状態で、昇降駆動機構のみを駆動制御することにより、マガジンの昇降を行うことができる。よって、蓋開閉装置及びマガジン昇降装置が行う動作の教示作業や前記装置の駆動制御が容易になる。
【００１９】
また、前記マガジンが、前記ターンテーブルに下端部が固定された、上下方向に伸縮可能な複数段からなる伸縮支柱により、昇降可能に且つ垂直軸まわりに回転可能に支持されてなるのが好ましい（請求項７）。
このような構成によれば、マガジン昇降装置によりマガジンを上昇させた後にマガジンを下降させ、マガジン昇降装置をマガジンから離反させた際に、伸縮支柱により支持されたマガジンがターンテーブル上の所定位置に確実に復帰するので、ターンテーブル上のマガジンの位置がずれることがない。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明に係る凍結保存装置によれば、
（１）駆動機構連結部を通すために凍結保存容器の上壁を貫通する孔がなく、容器本体の外部に配置した駆動源がターンテーブルの回転軸に常時繋がっていないので、真空断熱二重構造の容器本体において、生体試料を極低温で凍結保存するために必要な断熱性を確保しやすいこと、
（２）前記上壁を貫通する孔がない前記容器本体の構造により、気相式凍結保存容器が非特許文献１及び２のような単体で市販されている大型液体窒素タンクである場合にも採用できること、
（３）既設の手動式バイオバンクに用いられている前記単体で市販されている大型液体窒素タンクに対しても、その試料容器の入出庫作業の自動化を行う凍結保存装置を構成できること、
等の顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態に係る凍結保存装置の正面図である。
【図２】同じく部分縦断正面図であり、蓋開閉装置の垂直多関節型ロボットで開閉蓋を開けた状態を示している。
【図３】同じく要部拡大部分縦断正面図であり、垂直多関節型ロボットの把持ハンドを開閉蓋の被把持具から離した状態を示している。
【図４】同じく要部拡大部分縦断正面図であり、駆動連結手段により駆動部材を被駆動部材に連結した状態を示している。
【図５】同じく要部拡大部分縦断正面図であり、マガジン昇降装置の垂直多関節型ロボットでマガジンの上端部を把持した状態を示している。
【図６】同じく要部拡大部分縦断正面図であり、マガジン昇降装置の昇降駆動機構でマガジンを上昇させた状態を示している。
【図７】駆動連結手段の動作説明用正面図であり、（ａ）は駆動連結手段により駆動部材を気相式凍結保存容器の外部に保持した状態を、（ｂ）は駆動連結手段により駆動部材を被駆動部材に連結させた状態を示している。
【図８】回転軸まわりを示す要部拡大横断平面図であり駆動連結手段により駆動部材を被駆動部材に連結させた状態を示している。
【図９】マガジンを示す斜視図である。
【図１０】同じく縦断正面図である。
【図１１】マガジン昇降装置によりマガジンを上昇させた状態を示す縦断正面図である。
【図１２】垂直多関節型ロボットの先端フランジに取り付けた把持ハンドの動作説明用正面図であり、（ａ）は把持ハンドを開いた状態を、（ｂ）は把持ハンドを閉じてマガジンの上端部を把持した状態を示している。
【図１３】入出庫装置の動作説明用平面図であり、（ａ）は取り出す試料容器に向けてアームを旋回させた状態を、（ｂ）はマガジンから取り出した試料容器を仮置台に置くまでの動作を示している、
【図１４】入出庫装置、及びマガジン昇降装置により上昇したマガジンを示す要部拡大右側面図である。
【図１５】同じく要部拡大右側面図であり、（ａ）はマガジンの垂直軸まわりの原点合わせ作業を、（ｂ）は把持ハンドが試料容器を把持できる位置までアームを進出させた状態を示している。
【図１６】把持ハンドで把持した試料容器を、マガジン昇降装置によりマガジンを下降させることにより支持板の支持孔から出した状態を示す要部拡大右側面図である。
【図１７】入出庫装置のアームの先端に取り付けた把持ハンドの動作説明用要部拡大平面図であり、（ａ）は把持ハンドを開いた状態を、（ｂ）は把持ハンドを閉じて試料容器を把持した状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。
【００２３】
図１の正面図、及び図２の部分縦断正面図に示すように、本発明の実施の形態に係る凍結保存装置１は、気相式凍結保存容器Ｖに対する試料容器Ｓの入出庫作業を自動で行うものである。
気相式凍結保存容器Ｖは、真空断熱二重構造であり、上面に開口部２Ａが形成されるとともに、開口部２Ａを開閉する開閉蓋３が設けられ、底部に液化された気体である液体窒素Ｌが貯留された円筒状容器本体２、及びターンテーブルＴを有する。
ターンテーブルＴは、鉛直方向に長いマガジンＭ，Ｍ，…を鉛直の回転軸Ｒまわりに回転可能に支持する。
マガジンＭは、上下多段に試料容器Ｓ，Ｓ，…を保持しており、試料容器Ｓには生物学的試料が収容される。
試料容器Ｓ内の生物学的試料は、円筒状容器本体２内で、液体窒素Ｌを冷却材及び冷媒として、その気相雰囲気内で凍結させた状態で保存される。
ここで、生物学的試料としては、動物（ヒトを含む）、植物、原生動物、真菌、細菌、ウイルス、または他の生物学的起源である、あらゆる試料が挙げられる。
【００２４】
凍結保存装置１は、開閉蓋３を容器本体２の外部から開閉する蓋開閉装置Ａ、ターンテーブルＴの回転軸Ｒを駆動する回転駆動装置Ｂ、開閉蓋３を開けた状態で、マガジンＭの上昇、及び上昇させたマガジンＭの下降を容器本体２の外部から行うマガジン昇降装置Ｃ、並びに、マガジン昇降装置Ｃにより上昇したマガジンＭへの試料容器Ｓの入庫、又はマガジン昇降装置Ｃにより上昇したマガジンＭからの試料容器Ｓの出庫を容器本体２の外部から行う入出庫装置Ｄを備える。
また、回転駆動装置Ｂは、ターンテーブルＴの回転軸Ｒに装着された被駆動部材Ｅ、及び開閉蓋３を閉じた状態で容器本体２の外部に配置された駆動部材Ｆ、並びに、開閉蓋３を開けた状態で開口部２Ａを通して駆動部材Ｆを被駆動部材Ｅに連結する駆動連結手段Ｇにより構成される。
【００２５】
枠体Ｗは、蓋開閉装置Ａ、回転駆動装置Ｂ、マガジン昇降装置Ｃ、及び入出庫装置Ｄ等を支持するように適宜形態に形成され、図示しない位置決め固定手段により凍結保存容器Ｖの円筒状容器本体２に対して位置決めされた状態で固定される。
よって、凍結保存容器Ｖ、並びに蓋開閉装置Ａ、回転駆動装置Ｂ、マガジン昇降装置Ｃ、及び入出庫装置Ｄ等からなる凍結保存装置１は、キャスターＯ１，Ｏ１，…、及びキャスターＯ２，Ｏ２，…により移設が容易であり、アジャスターボルトＰ，Ｐにより床面上の所定位置に固定される。
【００２６】
蓋開閉装置Ａ及びマガジン昇降装置Ｃは、動作範囲が広く自由度が大きい例えば６軸の垂直多関節型ロボット４、及び、垂直多関節型ロボット４を昇降させる、昇降ストロークが大きい昇降駆動機構５により構成される。
なお、蓋開閉装置Ａを垂直多関節型ロボット４のみから構成してもよい。
垂直多関節型ロボット４は、その先端のフランジに把持ハンドＨ１が取り付けられているので、開閉蓋３の被把持部である被把持具３Ａを把持できるとともに、マガジンＭの上端部の首部Ｎも把持できる。
昇降駆動機構５は、図３の要部拡大部分縦断正面図に示すように、垂直多関節型ロボット４の基体が固定されたロボットベース１７を鉛直方向のガイドに沿って昇降させるものであり、ロボットベース１７に固定されたナット１８に螺合するネジ軸１９を回転することによりロボットベース１７及び垂直多関節型ロボット４が昇降する。
【００２７】
ネジ軸１９は、その上下端部が回転可能に支持されており、下端部の上側にはウォームホイール２４が同軸に取り付けられるとともに、ウォームホイール２４には円筒ウォーム２３が噛合する。
よって、回転アクチュエータ２０の回転は、プーリ２１Ａ及び２１Ｂ並びにタイミングベルト２２を介して、プーリ２１Ｂと同軸の円筒ウォーム２３に伝達され、ウォームホイール２４により回転方向が変換されてネジ軸１９が回転する。
このような円筒ウォーム２３及びウォームホイール２４からなるウォームギヤの非可逆性、すなわち円筒ウォーム２３からウォームホイール２４を回すことができるが、ウォームホイール２４から円筒ウォーム２３を回すことができないことにより、仮に停電等があったとしても垂直多関節型ロボット４が落下することがない。
【００２８】
次に、回転駆動装置Ｂの構成例、及びその動作について説明する。
回転駆動装置Ｂは、前記のとおり、図３及び図４の要部拡大部分縦断正面図に示す被駆動部材Ｅ、駆動部材Ｆ、及び駆動連結手段Ｇにより構成される。
図７の正面図に示すように、被駆動部材Ｅは、回転軸Ｒの上端部に取り付けた、回転軸Ｒと同軸の被駆動歯車６であり、例えば回転軸Ｒの上端面の螺孔を利用して取り付けられる。
駆動部材Ｆは、図７（ｂ）のように被駆動歯車６に噛合する駆動歯車７、及び下端に駆動歯車７が取り付けられた鉛直方向に長い鉛直ロッド８、及び鉛直ロッド８を回転させる回転アクチュエータ９により構成される。
駆動連結手段Ｇは、駆動部材Ｆを昇降させる昇降装置１０、及び駆動部材Ｆを水平方向に移動させる水平移動装置１１、並びに、回転軸Ｒと同軸の円筒面１２Ａ、及び円筒面１２Ａに繋がる底面１２Ｂを有するガイド部材１２により構成される。
【００２９】
ここで、図３及び図７（ａ）のように駆動連結手段Ｇにより駆動部材Ｆを気相式凍結保存容器Ｖの外部に保持した状態から、図４及び図７（ｂ）のように駆動連結手段Ｇの水平移動装置１１及び昇降装置１０を駆動して駆動部材Ｆの駆動歯車７を被駆動部材Ｅである被駆動歯車６に連結させた状態では、ガイド部材１２の円筒面１２Ａにより、駆動歯車７が回転軸Ｒの径方向外方へ逃げないようにガイドされた状態で被駆動歯車６に噛合する。
よって、駆動連結手段Ｇにより駆動部材Ｆを被駆動部材Ｅに連結してターンテーブルＴの回転軸Ｒを駆動する動作が安定する。
また、図７に示すように、被駆動歯車６は小径側を上にしたテーパ平歯車であり、駆動歯車７は小径側を下にしたテーパ平歯車であるので、停止している回転軸Ｒの上端部の被駆動歯車６に対して、駆動歯車７を下降させながら上方から近づけて噛合させる動作がより円滑になる。
その上、組み付け調整の際に、テーパ歯車同士を軸方向へ相対的に動かすことにより、バックラッシを調整できる。
【００３０】
次に、ターンテーブルＴの回転軸Ｒまわりの原点合わせについて説明する。
図７（ｂ）の正面図、及び図８の要部拡大横断平面図に示すように、駆動連結手段Ｇにより駆動部材Ｆを被駆動部材Ｅに連結した状態で、回転アクチュエータ９を回転させると、駆動歯車７に噛合している被駆動歯車６が回転するので、被駆動歯車６とともに回転軸Ｒ及びターンテーブルＴも回転する。
ガイド部材１２の円筒面１２Ａに繋がる底面１２Ｂ上には、回転軸Ｒまわりの周方向の一箇所に検出ドグ１３が取り付けられている。
そして、駆動部材Ｆの固定側から垂下するロッド１５の下端の当接体１４はガイド部材１２の底面１２Ｂ上を転動する。
【００３１】
ガイド部材１２が被駆動歯車６とともに回転し、当接体１４が検出ドグ１３により押し上げられると、ロッド１５も押し上げられるので、ロッド１５の上端がリミットスイッチ１６をオンにする。
よって、このリミットスイッチ１６の信号を検出することにより、被駆動歯車６及びガイド部材１２と一体に回転するターンテーブルＴの原点合わせを行うことができる。
このように、回転駆動装置Ｂにより、その駆動連結手段Ｇにより駆動部材ＦをターンテーブルＴの回転軸Ｒに装着された被駆動部材Ｅに連結した状態で、ターンテーブルＴの回転軸Ｒまわりの原点合わせを行うことにより、原点合わせを容易に行うことができる。
また、ターンテーブルＴの原点合わせが完了した状態で、回転駆動装置ＢによりターンテーブルＴの回転軸Ｒを駆動して所望角度まで回転させることにより、入出庫を行う試料容器Ｓを保持したマガジンＭを、マガジン昇降装置Ｃがアクセスできる開口２Ａの下方位置まで移動させることができる。
【００３２】
次に、マガジンＭの構成例について説明する。
図９の斜視図、並びに図１０及び図１１の縦断正面図に示すように、マガジンＭは、上下多段の棚板２６，２６，…を備えるとともに、各棚板２６の上側に支持板２７が取り付けられ、支持板２７には、周方向に周方向に支持孔２７Ａ，２７Ａ，…が形成される。
本実施の形態ではバイアル瓶である試料容器Ｓ，Ｓ，…を支持板２７の支持孔２７Ａ，２７Ａ，…に入れることにより、棚板２６，２６，…で支持される。
よって、マガジンＭは、上下多段に多数の試料容器Ｓ，Ｓ，…を保持できる。
また、マガジンＭは、図１０の下降位置と、図１１の上昇位置との間を上下方向に伸縮可能な伸縮支柱を構成する同軸の３段の支柱Ｉ，Ｊ，Ｋを備えており、下段の支柱Ｋは、ターンテーブルＴに固定されベースＵに固定される。
中段の筒状の支柱Ｊは、下段の支柱Ｋから離間しない範囲（図１１の状態）まで、支柱Ｋに対して上昇でき、上段の筒状の支柱Ｉは、中段の支柱Ｊから離間しない範囲（図１１の状態）まで、支柱Ｊに対して上昇できるとともに、中段の支柱Ｊに対して垂直軸まわりに回転できる。
ここで、棚板２６，２６，…及び支持板２７，２７，…は、上段の支柱Ｉに固定されているので、マガジンＭは、ターンテーブルＴに下端部が固定された、上下方向に伸縮可能な複数段からなる伸縮支柱（例えば支柱Ｉ，Ｊ，Ｋ）により、昇降可能に且つ垂直軸まわりに回転可能に支持される。
よって、マガジン昇降装置ＣによりマガジンＭを上昇させた後にマガジンＭを下降させ、マガジン昇降装置ＣをマガジンＭから離反させた際に、前記伸縮支柱により支持されたマガジンＭがターンテーブルＴ上の所定位置に確実に復帰するので、ターンテーブルＴ上のマガジンＭの位置がずれることがない。
【００３３】
次に、マガジンＭを上昇させる動作について説明する。
図４の要部拡大部分縦断正面図は、前記のとおり、回転駆動装置ＢによりターンテーブルＴの回転軸Ｒを駆動して、入出庫を行う試料容器Ｓを保持したマガジンＭを、マガジン昇降装置Ｃがアクセスできる開口２Ａの下方位置まで移動させた状態を示している。
この状態で、昇降駆動機構５を駆動して垂直多関節型ロボット４を下降させるとともに、垂直多関節型ロボット４を駆動して、図１２（ａ）の正面図のように垂直多関節型ロボット４先端の把持ハンドＨ１を開いた状態で爪２５，２５をマガジンＭ上端の首部Ｎの近傍に位置させる。
その位置で把持ハンドＨ１を駆動することにより、図１２（ｂ）の正面図のように内方へ移動した爪２５，２５により首部Ｎが把持されるので、図５の要部拡大部分縦断正面図に示す位置から、昇降駆動機構５を駆動することにより、マガジンＭは、例えば図６の要部拡大部分縦断正面図に示す位置まで上昇する。
【００３４】
次に、凍結保存装置１が凍結保存容器Ｖから所望の試料容器Ｓを出庫する作業を行う場合について、その動作の流れの一例（概要のみ）を説明する。なお、以下の各動作において、同時に動作可能な作業はそれらを同時に（並行して）行うことにより、タクトタイムを短縮できる。
【００３５】
＜出庫作業の動作の流れ＞
（１）図１に示す凍結保存容器Ｖの開閉蓋３が閉じた状態で、蓋開閉装置Ａの昇降駆動機構５により蓋開閉装置Ａの垂直多関節型ロボット４を所定高さまで移動させ、垂直多関節型ロボット４を、その把持ハンドＨ１が閉じている開閉蓋３の被把持具３Ａを把持できる所定姿勢にする。
（２）把持ハンドＨ１をオンにして被把持具３Ａを把持する。
（３）垂直多関節型ロボット４により、図２のように開閉蓋３を開ける。
（４）把持ハンドＨ１をオフにするとともに、把持ハンドＨ１を開閉蓋３の被把持具３Ａ
から離した図３のような垂直多関節型ロボット４の待機姿勢にする。
【００３６】
（５）図３及び図７（ａ）のように駆動部材Ｆが凍結保存容器Ｖの外部にある状態から、駆動連結手段Ｇにより、図４及び図７（ｂ）のように駆動部材Ｆの駆動歯車７を被駆動部材Ｅである被駆動歯車６に連結させる。
（６）回転駆動装置Ｂの駆動連結手段Ｇにより駆動部材ＦをターンテーブルＴの回転軸Ｒに装着された被駆動部材Ｅに連結した状態で、ターンテーブルＴの回転軸Ｒまわりの原点合わせを行う。
（７）ターンテーブルＴの回転軸Ｒまわりの原点合わせが完了した状態で、回転駆動装置ＢによりターンテーブルＴを所望角度まで回転させることにより、出庫を行う所望の試料容器Ｓを保持したマガジンＭを、マガジン昇降装置Ｃの垂直多関節型ロボット４がアクセスできる開口２Ａの下方位置まで移動させる。
【００３７】
（８）マガジン昇降装置Ｃの昇降駆動機構５により垂直多関節型ロボット４を下降させ、垂直多関節型ロボット４を、図５に示すような把持ハンドＨ１がマガジンＭの首部Ｎを把持できる所定の姿勢にする。
（９）把持ハンドＨ１をオンにして首部Ｎを把持する。
（１０）昇降駆動機構５により図６のようにマガジンＭを上昇させて出庫を行う所望の試料容器Ｓがある段数まで引き上げる。
【００３８】
（１１）詳細は後述する入出庫装置Ｄにより、上昇したマガジンＭから所望の試料容器Ｓを取り出して仮置台Ｑ（図１参照）上に置く。
（１２）昇降駆動機構５により垂直多関節型ロボット４を下降させ、マガジンＭを下降させて容器本体２内に戻す。
【００３９】
（１３）把持ハンドＨ１をオフにするとともに、昇降駆動機構５により垂直多関節型ロボット４を下降させ、図３のような垂直多関節型ロボット４の待機姿勢にする。
（１４）図４及び図７（ｂ）のように駆動部材Ｆの駆動歯車７を被駆動部材Ｅである被駆動歯車６に連結した状態から、駆動連結手段Ｇにより、図３及び図７（ａ）のように駆動部材Ｆが凍結保存容器Ｖの外部にある状態に復帰させる。
【００４０】
（１５）垂直多関節型ロボット４を、その把持ハンドＨ１が図３のように開いている開閉蓋３の被把持具３Ａを把持できる所定姿勢にする。
（１６）把持ハンドＨ１をオンにして被把持具３Ａを把持する。
（１７）垂直多関節型ロボット４により、開閉蓋３を閉じる。
（１８）把持ハンドＨ１をオフにするとともに、把持ハンドＨ１を開閉蓋３の被把持具３Ａから離した図１のような垂直多関節型ロボット４の待機姿勢にする。
【００４１】
なお、凍結保存装置１が凍結保存容器Ｖへ所望の試料容器Ｓを入庫する作業を行う場合の動作は、前記「出庫作業の動作の流れ」と逆の動作になる。
また、出庫の際における仮置台Ｑから入出庫口への試料容器Ｓの搬送、及び入庫の際における入出庫口から仮置台Ｑまでの試料容器Ｓの搬送は、図示しない適宜の搬送装置により行う。
【００４２】
次に、入出庫装置Ｄについて、先ず、その構成例について説明する。
図１３の平面図、及び図１４の要部拡大右側面図に示すように、入出庫装置Ｄは、アームＸの先端に把持ハンドＨ２を備えるとともに、アームＸを試料容器Ｓに対して進退させる第１直動アクチュエータ３１、アームＸを仮置台Ｑに対して進退させる第２直動アクチュエータ３２、アームＸを垂直軸まわりに旋回させる旋回アクチュエータ３３、並びに、仮置台Ｑに載置された試料容器を持ち上げる際、及び仮置台Ｑに試料容器Ｓを載置する際の短ストロークの昇降動作を行う昇降アクチュエータ３４を備える。
図１４の要部拡大右側面図に示すように、アームＸの先端部には、例えば透過型光電センサである原点出しセンサ３０、及び原点出しセンサ３０をアームＸの先端部から水平方向へ進退させるセンサアクチュエータ２９が取り付けられる。
また、図９の斜視図、及び図１４の要部拡大右側面図に示すように、マガジンＭの上端部には円板状の原点用板２８が設けられ、原点用板２８の径方向端縁の周方向の一部には切欠２８Ａが形成される。
【００４３】
次に、入出庫装置Ｄが所望の試料容器Ｓを出庫する作業を行う際における動作について説明する。すなわち、前記「出庫作業の動作の流れ」の（１１）の動作について説明する。
【００４４】
＜出庫作業における入出庫装置Ｄの動作の流れ＞
（１）例えば図６の要部拡大部分縦断正面図のように容器本体２の外部に引き出されたマガジンＭに対し、図１３（ａ）の平面図のようにアームＸをマガジンＭの試料容器Ｓに対向させ、第１直動アクチュエータ３１により、図１５（ａ）の要部拡大右側面図のようにアームＸ先端の把持ハンドＨ２を試料容器Ｓに近づけた状態にする。
（２）図１５（ａ）の実線の状態から、図１５（ａ）の二点鎖線のようにセンサアクチュエータ２９により原点出しセンサ３０を進出させ、原点用板２８の径方向端縁を原点出しセンサ３０が上下に挟んだ検出位置にする。
（３）垂直多関節型ロボット４の下方へ向いた先端フランジを回動させることにより把持ハンドＨ１を回動させ、図９に示す原点用板２８の切欠２８Ａが原点出しセンサ３０の位置に来た角度位置をマガジンＭの垂直軸まわりの原点として検出することにより、マガジンＭの垂直軸まわりの原点合わせ作業を行う。
（４）センサアクチュエータ２９により原点出しセンサ３０を後退させ（図１５（ａ）の実線の状態に戻す）、出庫を行う所望の試料容器ＳがアームＡに対向する位置になるように、垂直多関節型ロボット４の下方へ向いた先端フランジの回動動作、及び昇降駆動機構５による昇降動作を行う。
【００４５】
（５）第１直動アクチュエータ３１により、図１５（ｂ）の要部拡大右側面図、及び図１７（ａ）の要部拡大平面図に示すように把持ハンドＨ２が所望の試料容器Ｓを把持できる位置までアームＸを進出させる。
（６）図１７（ｂ）の要部拡大平面図に示すように、把持ハンドＨ２をオンにして爪３５，３５を内方へ移動させることにより試料容器Ｓを把持する。
（７）図１６の要部拡大右側面図に示すように、昇降駆動機構５によりマガジンＭを下降させることにより、把持ハンドＨ２で把持した試料容器Ｓを支持板２７の支持孔２７Ａから出す。
【００４６】
（８）図１６中の矢印に示すように、第１直動アクチュエータ３１によりアームＸを後退させる。
（９）図１３（ｂ）の平面図に示すように、第２直動アクチュエータ３２によりアームＸを仮置台Ｑに近づく方向へ移動させ、旋回アクチュエータ３３によりアームＸを旋回させることにより、試料容器Ｓを仮置台Ｑの真上に位置させ、昇降アクチュエータ３４により試料容器Ｓを仮置台Ｑに載置する。
（１０）把持ハンドＨ２をオフにするとともに、把持ハンドＨ２を仮置台Ｑ上の試料容器Ｓから離した入出庫装置Ｄの待機姿勢にする。
【００４７】
以上の説明においては、液化された気体が液体窒素である場合を示したが、本発明における液化された気体は、液体窒素に限定されるものではなく、液体空気、液体酸素、液体水素、液体アルゴン又は液体へリウム等であってもよい。
また、以上の説明においては、試料容器がバイアル瓶である場合を示したが、本発明における試料容器は、バイアル瓶に限定されるものではなく、９６チューブや３８４チューブを収容したチューブラック等であってもよい。
【００４８】
以上のような凍結保存装置１の構成によれば、図１のように開閉蓋３を閉じた状態では駆動部材Ｆは容器本体２の外部に配置されており、ターンテーブルＴの回転軸Ｒに装着された被駆動部材Ｅから離間している。そして、被駆動部材Ｅを駆動する場合、開閉蓋３を開けることにより内外を連通する開口部２Ａを通して、図４のように駆動連結手段Ｇにより駆動部材Ｆが被駆動部材Ｅに連結する。
したがって、特許文献３及び４のような駆動機構連結部を通すための、凍結保存容器Ｖの上壁を貫通する孔を形成する必要がない。
よって、前記上壁を貫通する孔がなく、容器本体２の外部に配置した駆動源が回転軸Ｒに常時繋がっていないので、真空断熱二重構造の容器本体２において、生体試料を極低温で凍結保存するために必要な断熱性を確保しやすい。
また、前記上壁を貫通する孔がない容器本体２の構造により、凍結保存容器Ｖが非特許文献１及び２のような単体で市販されている大型液体窒素タンクである場合にも採用できる。
さらに、既設の手動式バイオバンクに用いられている前記単体で市販されている大型液体窒素タンクに対しても、その試料容器の入出庫作業の自動化を行う凍結保存装置を構成できる。
【００４９】
さらにまた、蓋開閉装置Ａ及びマガジン昇降装置Ｃを、垂直多関節型ロボット４、及び垂直多関節型ロボット４を昇降させる昇降駆動機構５により構成することにより、自由度の高い垂直多関節型ロボット４により、開閉蓋３の被把持部３Ａを把持して開閉する動作、及び所望位置のマガジンＭの上端部を把持する動作を行うことができる。その上、垂直多関節型ロボット４によりマガジンＭを把持してロボット４の姿勢を保持した状態で、昇降駆動機構５のみを駆動制御することにより、マガジンＭの昇降を行うことができる。よって、蓋開閉装置Ａ及びマガジン昇降装置Ｃが行う動作の教示作業や前記装置の駆動制御が容易になる。
【符号の説明】
【００５０】
１  凍結保存装置                        ２  円筒状容器本体
２Ａ  開口部                            ３  開閉蓋
３Ａ  被把持具（被把持部）              ４  垂直多関節型ロボット
５  昇降駆動機構                        ６  被駆動歯車
７  駆動歯車                            ８  鉛直ロッド
９  回転アクチュエータ                  １０  昇降装置
１１  水平移動装置                      １２  ガイド部材
１２Ａ  円筒面                          １２Ｂ  底面
１３  検出ドグ                          １４  当接体
１５  ロッド                            １６  リミットスイッチ
１７  ロボットベース                    １８  ナット
１９  ネジ軸                            ２０  回転アクチュエータ
２１Ａ，２１Ｂ  プーリ                  ２２  タイミングベルト
２３  円筒ウォーム                      ２４  ウォームホイール
２５  爪                                ２６  棚板
２７  支持板                            ２７Ａ  支持孔
２８  原点用板                          ２８Ａ  切欠
２９  センサアクチュエータ              ３０  原点出しセンサ
３１  第１直動アクチュエータ            ３２  第２直動アクチュエータ
３３  旋回アクチュエータ                ３４  昇降アクチュエータ
３５  爪
Ａ  蓋開閉装置                          Ｂ  回転駆動装置
Ｃ  マガジン昇降装置                    Ｄ  入出庫装置
Ｅ  被駆動部材                          Ｆ  駆動部材
Ｇ  駆動連結手段                        Ｈ１，Ｈ２  把持ハンド
Ｉ，Ｊ，Ｋ  支柱                        Ｌ  液体窒素
Ｍ  マガジン                            Ｎ  首部
Ｏ１，Ｏ２  キャスター                  Ｐ  アジャスターボルト
Ｑ  仮置台                              Ｒ  回転軸
Ｓ  試料容器                            Ｔ  ターンテーブル
Ｕ  ベース                              Ｖ  気相式凍結保存容器
Ｗ  枠体                                Ｘ  アーム
【図１】
2017013957.tif 000003
【図２】
2017013957.tif 000004
【図３】
2017013957.tif 000005
【図４】
2017013957.tif 000006
【図５】
2017013957.tif 000007
【図６】
2017013957.tif 000008
【図７】
2017013957.tif 000009
【図８】
2017013957.tif 000010
【図９】
2017013957.tif 000011
【図１０】
2017013957.tif 000012
【図１１】
2017013957.tif 000013
【図１２】
2017013957.tif 000014
【図１３】
2017013957.tif 000015
【図１４】
2017013957.tif 000016
【図１５】
2017013957.tif 000017
【図１６】
2017013957.tif 000018
【図１７】
2017013957.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月19日(2016.5.19)
【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】
マガジンと、前記マガジンに保持された試料容器と、冷媒とを、その内部に収納可能な凍結保存容器を備える凍結保存装置であって、
前記凍結保存容器は、上面に開口部が形成されるとともに、前記開口部を開閉する開閉蓋が設けられ、底部に前記冷媒が貯留された容器本体、及び前記マガジンをターンテーブルの鉛直の回転軸まわりに回転可能に支持する前記ターンテーブルを有するものであり、
前記ターンテーブルの回転軸を駆動する回転駆動装置が、前記ターンテーブルの回転軸に装着された被駆動部材、及び前記開閉蓋を閉じた状態で前記容器本体の外部に配置された駆動部材、並びに、前記開閉蓋を開けた状態で前記開口部を通して前記駆動部材を前記被駆動部材に連結する駆動連結手段により構成されることを特徴とする凍結保存装置。
【請求項２】
前記開閉蓋を前記容器本体の外部から開閉する蓋開閉装置と、
前記蓋開閉装置により前記開閉蓋を開けた状態で、前記マガジンの上昇、及び上昇させた前記マガジンの下降を前記容器本体の外部から行うマガジン昇降装置と、
前記マガジン昇降装置により上昇した前記マガジンへの前記試料容器の入庫、又は前記マガジンからの前記試料容器の出庫を前記容器本体の外部から行う入出庫装置と
をさらに備える請求項１記載の凍結保存装置。
【請求項３】
前記被駆動部材が、前記回転軸の上端部に取り付けた、前記回転軸と同軸の被駆動歯車であり、
前記駆動部材が、前記被駆動歯車に噛合する駆動歯車、及び下端に前記駆動歯車が取り付けられた鉛直ロッド、及び前記鉛直ロッドを回転させる回転アクチュエータであり、
前記駆動連結手段が、前記駆動部材を昇降させる昇降装置、及び前記駆動部材を水平方向に移動させる水平移動装置、並びに、前記回転軸と同軸の円筒面、及び前記円筒面に繋がる底面を有するガイド部材であり、
前記駆動歯車が、前記ガイド部材の円筒面により前記回転軸の径方向外方へ逃げないようにガイドされた状態で前記被駆動歯車に噛合する請求項１記載の凍結保存装置。
【請求項４】
前記被駆動歯車が小径側を上にしたテーパ平歯車であり、前記駆動歯車が小径側を下にしたテーパ平歯車である請求項３記載の凍結保存装置。
【請求項５】
前記回転駆動装置により前記ターンテーブルの前記回転軸まわりの原点合わせを行う請求項１記載の凍結保存装置。
【請求項６】
前記蓋開閉装置及び前記マガジン昇降装置が、垂直多関節型ロボット、及び前記垂直多関節型ロボットを昇降させる昇降駆動機構である請求項２記載の凍結保存装置。
【請求項７】
前記蓋開閉装置が垂直多関節型ロボットであり、
前記マガジン昇降装置が、前記垂直多関節型ロボット、及び前記垂直多関節型ロボットを昇降させる昇降駆動機構である請求項２記載の凍結保存装置。
【請求項８】
前記マガジンが、前記ターンテーブルに下端部が固定された、上下方向に伸縮可能な複数段からなる伸縮支柱により、昇降可能に且つ垂直軸まわりに回転可能に支持されてなる請求項１記載の凍結保存装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明に係る凍結保存装置は、前記課題解決のために、マガジンと、前記マガジンに保持された試料容器と、冷媒とを、その内部に収納可能な凍結保存容器を備える凍結保存装置であって、
前記凍結保存容器は、上面に開口部が形成されるとともに、前記開口部を開閉する開閉蓋が設けられ、底部に前記冷媒が貯留された容器本体、及び前記マガジンをターンテーブルの鉛直の回転軸まわりに回転可能に支持する前記ターンテーブルを有するものであり、
前記ターンテーブルの回転軸を駆動する回転駆動装置が、前記ターンテーブルの回転軸に装着された被駆動部材、及び前記開閉蓋を閉じた状態で前記容器本体の外部に配置された駆動部材、並びに、前記開閉蓋を開けた状態で前記開口部を通して前記駆動部材を前記被駆動部材に連結する駆動連結手段により構成されることを特徴とする（請求項１）。
そして、前記開閉蓋を前記容器本体の外部から開閉する蓋開閉装置と、
前記蓋開閉装置により前記開閉蓋を開けた状態で、前記マガジンの上昇、及び上昇させた前記マガジンの下降を前記容器本体の外部から行うマガジン昇降装置と、
前記マガジン昇降装置により上昇した前記マガジンへの前記試料容器の入庫、又は前記マガジンからの前記試料容器の出庫を前記容器本体の外部から行う入出庫装置と
をさらに備えるのが好ましい（請求項２）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ここで、前記被駆動部材が、前記回転軸の上端部に取り付けた、前記回転軸と同軸の被駆動歯車であり、前記駆動部材が、前記被駆動歯車に噛合する駆動歯車、及び下端に前記駆動歯車が取り付けられた鉛直ロッド、及び前記鉛直ロッドを回転させる回転アクチュエータであり、前記駆動連結手段が、前記駆動部材を昇降させる昇降装置、及び前記駆動部材を水平方向に移動させる水平移動装置、並びに、前記回転軸と同軸の円筒面、及び前記円筒面に繋がる底面を有するガイド部材であり、前記駆動歯車が、前記ガイド部材の円筒面により前記回転軸の径方向外方へ逃げないようにガイドされた状態で前記被駆動歯車に噛合するのが好ましい（請求項３）。
このような構成によれば、鉛直ロッド下端に取り付けた駆動歯車を、水平移動装置及び昇降装置により、ターンテーブルの回転軸の上端部に取り付けた被駆動歯車に噛合させる際に、駆動歯車が径方向外方へ逃げないようにガイド部材の円筒面によりガイドされるので、ターンテーブルの回転軸を駆動する動作が安定する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、前記被駆動歯車が小径側を上にしたテーパ平歯車であり、前記駆動歯車が小径側を下にしたテーパ平歯車であるのがより好ましい（請求項４）。
このような構成によれば、停止している回転軸上端部の被駆動歯車に対して、駆動歯車を下降させながら上方から近づけて噛合させる動作がより円滑になる。
その上、組み付け調整の際に、テーパ歯車同士を軸方向へ相対的に動かすことにより、バックラッシを調整できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
さらに、前記回転駆動装置により前記ターンテーブルの前記回転軸まわりの原点合わせを行うのが好ましい（請求項５）。
このような構成によれば、駆動連結手段により駆動部材を被駆動部材に連結した状態で、ターンテーブルの回転軸を駆動する回転駆動装置を用いてターンテーブルの回転軸まわりの原点合わせを行うことにより、原点合わせを容易に行うことができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
さらにまた、前記蓋開閉装置及び前記マガジン昇降装置が、垂直多関節型ロボット、及び前記垂直多関節型ロボットを昇降させる昇降駆動機構であるのが好ましく（請求項６）、前記蓋開閉装置が垂直多関節型ロボットであり、前記マガジン昇降装置が、前記垂直多関節型ロボット、及び前記垂直多関節型ロボットを昇降させる昇降駆動機構であるのがより好ましい（請求項７）。
これらのような構成によれば、自由度の高い垂直多関節型ロボットにより、開閉蓋の被把持部を把持して開閉する動作、及び所望位置のマガジンの上端部を把持する動作を行うことができる。また、垂直多関節型ロボットによりマガジンを把持して前記ロボットの姿勢を保持した状態で、昇降駆動機構のみを駆動制御することにより、マガジンの昇降を行うことができる。よって、蓋開閉装置及びマガジン昇降装置が行う動作の教示作業や前記装置の駆動制御が容易になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、前記マガジンが、前記ターンテーブルに下端部が固定された、上下方向に伸縮可能な複数段からなる伸縮支柱により、昇降可能に且つ垂直軸まわりに回転可能に支持されてなるのが好ましい（請求項８）。
このような構成によれば、マガジン昇降装置によりマガジンを上昇させた後にマガジンを下降させ、マガジン昇降装置をマガジンから離反させた際に、伸縮支柱により支持されたマガジンがターンテーブル上の所定位置に確実に復帰するので、ターンテーブル上のマガジンの位置がずれることがない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
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