JP2017100857A - 低温移送ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ簡素な構成で、保管対象の温度上昇に起因した劣化を回避しつつ、低温格納庫への保管対象の搬入を容易に達成する低温移送ユニットを提供すること。
【解決手段】移送ラック２０と保冷カバー３０とラックステージ４０とを備え、ラックステージ４０は、ラック収容部４１とカバー収容部４２とを有し、ラック収容部４１は、移送ラック２０を挿入させるラック挿入口４１ａを有し、カバー収容部４２は、ラック挿入口４１ａからの移送ラック２０の抜け出しが、カバー収容部４２に収容された保冷カバー３０によって阻止されるように、ラック収容部４１のラック挿入口４１ａ側に隣接して設けられている低温移送ユニット１０。
【選択図】図３

Description

本発明は、低温下で保管対象を保管する低温格納庫と、低温下で保管対象を搬送するための低温搬送箱との間で、低温状態を維持しつつ保管対象を移送するための低温移送ユニットに関し、特に、医学、生物工学および薬学において薬剤を発見したり設計したりするプロセスにおいて用いられる創薬用試料を低温状態を維持しつつ移送するための低温移送ユニットに関する。

従来、医学、生物工学および薬学において薬剤を発見したり設計したりするプロセスにおいて用いられる創薬用試料を注入した複数のチューブを収容したラックを、その内部に注入された液体窒素によって内部温度を−１５０℃等の低温で維持した低温格納庫内で保管する低温保管システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

このような低温保管システムにおいては、低温格納庫の外部でラックを搬送する際に外気温に起因して創薬用試料の温度が上昇することを避けるために、内部温度を−１５０℃等の低温で維持したドライシッパー等の低温搬送箱内にラックを収容した状態でラックの搬送を行うことも周知である。

特開２０１５−０００７９７号公報 特開２０１２−５６７３０号公報

ところが、上述したようなドライシッパー等の低温搬送箱を利用した場合であっても、低温格納庫内にラックを搬入する時には低温搬送箱からラックを取り出す必要があることから、ラックが外気温に曝されて各チューブの温度が上昇し、各チューブ内の創薬用試料の品質劣化が生じるという問題があった。

また、上述した創薬用試料の温度上昇を抑制するために、特許文献２に開示されるように、低温格納庫に対するラックの入出庫を行う作業室の温度を外部環境よりも低温に維持することも考えられるが、作業室全体を充分に低温に維持することは難しく、また、低温に維持するためのランニングコスト等も高価になるという問題もある。

上述した問題は、液体窒素等の冷却材によって創薬用試料の温度を−１５０℃等の超低温に設定した場合に、より一層顕著になる。

そこで、本発明は、これらの問題点を解決するものであり、低コストかつ簡素な構成で、保管対象の温度上昇に起因した劣化を回避しつつ、低温格納庫への保管対象の搬入を容易に達成する低温移送ユニットを提供することを目的とするものである。

本発明は、低温下で保管対象を保管する低温格納庫と、低温下で保管対象を搬送するための低温搬送箱との間で、低温状態を維持しつつ保管対象を移送するための低温移送ユニットであって、保管対象を保持するための保持部を有した移送ラックと、前記移送ラックに着脱可能に装着される保冷カバーと、前記低温格納庫内に設置されるラックステージとを備え、前記ラックステージは、前記移送ラックの少なくとも一部分を収容するラック収容部と、前記保冷カバーの少なくとも一部分を収容するカバー収容部とを有し、前記ラック収容部は、前記移送ラックを挿入させるラック挿入口を有し、前記カバー収容部は、前記ラック挿入口からの前記移送ラックの抜け出しが、前記カバー収容部に収容された保冷カバーによって阻止されるように、前記ラック収容部の前記ラック挿入口側に隣接して設けられていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明によれば、保管対象を保持するための保持部を有した移送ラックと、移送ラックに着脱可能に装着される保冷カバーと、低温格納庫内に設置されるラックステージとを備えていることにより、低温搬送箱から低温格納庫へ保管対象を搬入する際に、保冷カバーを装着した状態の移送ラックを低温格納庫内に搬入した後、移送ラックから保冷カバーを取り外すことで、移送ラックに保持された保管対象を外気温に曝すことを回避し、保管対象の温度上昇に起因した劣化を回避しつつ、低コストかつ簡素な構成で、低温格納庫への保管対象の搬入を達成することができる。
また、ラックステージがラック収容部とカバー収容部とを有し、カバー収容部が、ラック収容部のラック挿入口側に隣接して設けられていることにより、カバー収容部に設置した保冷カバーを利用して、ラック挿入口からの移送ラックの抜け出しを阻止することが可能であるため、簡素な構成で、低温格納庫内で移送ラックを確実に保持することができ、また、移送ラックを固定するにあたって、低温格納庫内にモータやラッチ等の可動部を設ける必要がないため、構成を簡素化できるとともに、低温格納庫内の冷気によって当該可動部が凍り付く等の不具合を回避でき、低温格納庫内における移送ラックの安定した保持を実現することができる。

本請求項２に係る発明によれば、ラック収容部のラック挿入口が移送ラックを側方から挿入させるように設けられ、ラック収容部が移送ラックの上方への移動を規制する浮き上がり規制部を有することにより、簡素な構成で、ラック収容部に収容された移送ラックの上方への移動を規制することが可能であるため、移送ラックから保冷カバーを取り外す作業や、移送ラックの保持部に対する保管対象の着脱作業を安定かつ円滑に行うことができる。
本請求項３に係る発明によれば、移送ラックおよび保冷カバーをハンドリングするハンドリング機構が、移送ラックから保冷カバーを外して上方に持ち上げた後に、保冷カバーを垂直軸を中心として所定角度で回転させ、保冷カバーをカバー収容部に設置するように構成されていることにより、カバー収容部への保冷カバーの設置時に、ハンドリング機構が移送ラックに干渉することを回避することが可能であるため、移送ラックや保冷カバーの設計自由度を向上させることができる。
本請求項４に係る発明によれば、移送ラックまたは保冷カバーの少なくとも一方が、その上方側に幅狭部を有していることにより、幅狭部を設けることによって把持アームの動作空間を確保することが可能であるため、カバー収容部への保冷カバーの設置時に、把持アームが移送ラックに干渉することを回避でき、把持アームの動作設計に係る設計自由度を向上することができる。
本請求項５に係る発明によれば、識別子を読み取るコードリーダを更に備え、移送ラックのラック本体の少なくとも一部分が透明材料から形成されていることにより、ラック本体に保冷カバーを装着した状態のままで、ラック本体に保持された保管対象に付された識別子をコードリーダによって読み取ることが可能であるため、保管対象の温度上昇に起因した劣化を回避しつつ、低温格納庫に対する保管対象の入出庫管理等を容易に達成できる。
本請求項６に係る発明によれば、ラックステージが、低温搬送箱内にも設置されることにより、低温搬送箱内において移送ラックを容易に固定することが可能になり、低温搬送箱を用いた保管対象の搬送の安全性を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る低温移送ユニットの仕様態様を示す斜視図。 保冷カバー付きの移送ラックをラックステージに設置した状態を示す斜視図。 移送ラックから取り外した保冷カバーをラックステージに設置した状態を示す斜視図。 移送ラックおよび保冷カバーを示す斜視図。 ラックステージを示す斜視図。 図５とは異なる方向からラックステージを見て示す斜視図。 ラックステージに対する移送ラックおよび保冷カバーの設置方法を示す説明図。

以下に、本発明の一実施形態に係る低温移送ユニット１０について、図面に基づいて説明する。

低温移送ユニット１０は、保管対象であるチューブＣを低温下で保管する低温格納庫５０と、低温下でチューブＣを搬送するための低温搬送箱６０との間で、低温状態を維持しつつチューブＣを移送するものである。

低温移送ユニット１０は、図１〜図６に示すように、チューブＣを保持するチューブ保持部２２を有した移送ラック２０と、移送ラック２０の上方に着脱可能に装着される保冷カバー３０と、低温格納庫５０内および低温搬送箱６０内に設置されるラックステージ４０と、低温格納庫５０外に設置された２次元コードリーダ７０と、移送ラック２０や保冷カバー３０をハンドリングするハンドリング機構８０とを備えている。

低温格納庫５０は、その内部に注入された液体窒素によって−１５０℃等の超低温下でチューブＣを保管するものであり、図１に示すように、低温格納庫５０の上面には開口部が設けられ、開口部には開閉扉が設けられている。このように、低温格納庫５０の上面に開口部を設けることにより、低温格納庫５０内の冷気が外部に漏れ出すことを抑制し、低温格納庫５０内を低温に維持することができる。また、低温格納庫５０が液体窒素による超低温下で試料を保管するものであることにより、−１５０℃等の超低温化での保管を必要とする生体細胞等の試料にも対応することができる。低温格納庫５０内には、ラックステージ４０が固定状態で設置されている。

低温搬送箱６０は、その内部に注入された液体窒素によって−１５０℃等の超低温下でチューブＣを保管および搬送するために用いられるものであり、図１に示すように、箱本体６１および蓋６２から構成されている。箱本体６１内の底部には、ラックステージ４０が固定状態で設置されている。

移送ラック２０は、図３や図４に示すように、直方体状のラック本体２１と、ラック本体２１上に固定され、複数のチューブＣを立てた状態で上方から着脱可能に保持するチューブ保持部２２とを有している。

ラック本体２１は、少なくとも一部分が透明材料から形成されている。これにより、図１に示す２次元コードリーダ７０上にラック本体２１を置いた際に、チューブＣの底面に付された２次元コード（図示しない）を２次元コードリーダ７０によって読み取ることができる。この２次元コードリーダ７０によって読み取った情報は、低温格納庫５０に対するチューブＣの入出庫管理等に利用する。なお、本実施形態では、移送ラック２０の底部に位置するラック本体２１の少なくとも一部分をガラスやプラスチック等の透明材料で形成し、チューブＣに付された２次元コードを読み取るように構成したが、保冷カバー３０が装着された状態の移送ラック２０の外部からチューブＣに付された２次元コードを読み取るためには、移送ラック２０または保冷カバー３０の少なくとも一部分を透明に形成すればよい。また、チューブＣに付される識別子は、２次元コード以外のものであっても構わない。

また、ハンドリング機構８０の一対の把持アーム８１によって把持される、ラック本体２１の長辺側の両側面には、図４に示すように、把持用穴２３が形成されている。

保冷カバー３０は、その下側が開口した箱状に形成され、移送ラック２０に取り付けられた状態で、チューブＣ等を密閉状態で覆い、移送ラック２０の冷気が外部に漏出することを防止するものである。保冷カバー３０は、上方から見た場合に長方形状に形成され、移送ラック２０に対して上方から嵌め込むことで、移送ラック２０に装着される。本実施形態では、保冷カバー３０が、熱容量が大きいとともに熱伝導率が小さく、防錆性に優れたステンレスから形成されているが、保冷カバー３０の具体的材料はこれに限定されず、例えば、断熱性の高い材料から保冷カバー３０を形成してもよい。

また、保冷カバー３０は、図４に示すように、直方体状の下側部分３１と、下側部分３１の上方の直方体状の幅狭部３２とを有している。本実施形態では、幅狭部３２は、下側部分３１よりも、その長辺側の両側面を内側に凹ました形状を有している。また、ハンドリング機構８０の一対の把持アーム８１によって把持される、下側部分３１の長辺側の両側面には、把持用穴３３が形成されている。

なお、本実施形態では、保冷カバー３０の上方に、一対の把持アーム８１によって把持される幅狭部３２を設けたが、同様に、移送ラック２０（ラック本体２１）の上方に、その下側部分よりも幅狭な幅狭部（図示しない）を設けてもよく、また、当該幅狭部を移送ラック２０のみに設けてもよい。

また、移送ラック２０および保冷カバー３０の少なくとも一方に、チューブ保持部２２に保持されたチューブＣを冷却するためのドライアイスや液体窒素等の保冷剤を収容する保冷剤収容部を形成してもよい。

ラックステージ４０は、図１に示すように、低温格納庫５０内および低温搬送箱６０内に設置され、移送ラック２０を着脱可能に固定するものである。ラックステージ４０は、図５や図６に示すように、移送ラック２０の少なくとも一部分（本実施形態ではラック本体２１）を収容するラック収容部４１と、保冷カバー３０の少なくとも一部分（本実施形態では下側部分３１）を収容するカバー収容部４２とを一体に有している。

ラック収容部４１は、ラック本体２１を側方（水平方向の一方向）から挿入させて収容するように形成され、図５や図６に示すように、挿入方向の手前側に形成された開口部であるラック挿入口４１ａと、挿入方向の奥側に形成された奥側移動規制部４１ｂと、挿入方向の左右両側に形成された横側移動規制部４１ｃと、底部４１ｅとを有している。

これら奥側移動規制部４１ｂおよび左右の横側移動規制部４１ｃによって、ラック収容部４１に収容された移送ラック２０は、挿入方向の奥側および左右両側への移動が規制される。

また、ラック収容部４１に収容された移送ラック２０は、カバー収容部４２に保冷カバー３０が収容された状態では、保冷カバー３０によって、挿入方向の手前側への移動が規制され、すなわち、ラック挿入口４１ａからの抜け出しが阻止される。

また、左右の横側移動規制部４１ｃの上端には、浮き上がり規制部４１ｄがそれぞれ形成されており、これにより、ラック収容部４１に収容された移送ラック２０の上方への移動が規制される。

カバー収容部４２は、図５や図６に示すように、ラック収容部４１のラック挿入口４１ａ側、すなわち、ラック収容部４１の挿入方向手前側に隣接して設けられている。

カバー収容部４２は、保冷カバー３０を上方から受け入れるように設けられ、図５や図６に示すように、挿入方向（ラック収容部４１に対してラック本体２１を挿入する方向）の手前側に形成された手前側移動規制部４２ａと、挿入方向の左右両側に形成された横側移動規制部４２ｂと、底部４２ｃとを有している。

これら手前側移動規制部４２ａおよび左右の横側移動規制部４２ｂによって、カバー収容部４２に収容された保冷カバー３０は、挿入方向の手前側および左右両側への移動が規制される。
また、カバー収容部４２の底部４２ｃは、ラック収容部４１の底部４１ｅよりも一段低く形成されている。

ハンドリング機構８０は、図７に示すように、互いに接近可能な一対の把持アーム８１と、把持アーム８１を駆動する直動アクチュエータ等の駆動源（図示しない）と、各部を制御するＰＬＣ等から成る制御部（図示しない）とを有している。把持アーム８１の下端には、移送ラック２０等を把持するための把持部が形成されている。

次に、ラックステージ４０に対する移送ラック２０および保冷カバー３０の設置方法
について、以下に説明する。

まず、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、保冷カバー３０を装着した状態の移送ラック２０をラックステージ４０のラック収容部４１に設置する。
具体的には、一対の把持アーム８１によってラック本体２１の長辺側の両側面を把持し、ラック挿入口４１ａからラック収容部４１内にラック本体２１を水平方向に挿入する。

次に、図７（ｂ）に示すように、一対の把持アーム８１によるラック本体２１の把持を解除した後、一対の把持アーム８１を上方に移動させ、一対の把持アーム８１によって保冷カバー３０を把持する。
この際、一対の把持アーム８１は、下側部分３１の長辺側の両側面を把持する。

次に、一対の把持アーム８１は、保冷カバー３０を上方に持ち上げることで、移送ラック２０から保冷カバー３０を取り外す。
この際、移送ラック２０は、ラックステージ４０の浮き上がり規制部４１ｄによって上方への移動が規制されているため、保冷カバー３０と共に上方に持ち上がることはない。

最後に、一対の把持アーム８１によって、保冷カバー３０を、カバー収容部４２の上方に移動させるとともに、垂直軸を中心として所定角度（本実施形態では９０°）で回転させて姿勢を変えた後、図７（ｃ）に示すように、保冷カバー３０をカバー収容部４２内に上方から設置する。

なお、上記では、保冷カバー３０を所定角度（本実施形態では９０°）で回転させた後、保冷カバー３０をカバー収容部４２内に設置するものとして説明したが、保冷カバー３０を回転させることなく、保冷カバー３０をカバー収容部４２内に設置してもよい。

また、ラックステージ４０からの移送ラック２０および保冷カバー３０の取り外し方法については、上述した設置方法の逆の手順を辿ればよく、その説明を省略する。

次に、低温搬送箱６０から低温格納庫５０への移送ラック２０の移送方法について、以下に説明する。

まず、保冷カバー３０を装着した状態の移送ラック２０を収容した低温搬送箱６０を、低温格納庫５０外の載置台９０に設置した後、低温搬送箱６０の箱本体６１から蓋６２を取り外す。この蓋６２の取り外しは、機械で行ってもよく、使用者が手動で行ってもよい。
また、低温搬送箱６０内に移送ラック２０を収容した状態では、低温搬送箱６０内に設置されたラックステージ４０に、移送ラック２０および保冷カバー３０が設置されている。

次に、保冷カバー３０を装着した状態の移送ラック２０を、一対の把持アーム８１によって挟持して低温搬送箱６０から取り出し、載置台９０上に設置された２次元コードリーダ７０上に、移送ラック２０をセットする。

次に、２次元コードリーダ７０によって、各チューブＣの底面に付された２次元コードを読み取る。

最後に、一対の把持アーム８１によって移送ラック２０を低温格納庫５０内に移送し、低温格納庫５０内に設置されたラックステージ４０に対して移送ラック２０および保冷カバー３０をセットする。

なお、低温格納庫５０から低温搬送箱６０への移送ラック２０の移送方法については、上述した低温搬送箱６０から低温格納庫５０への移送ラック２０の移送方法と同様であるため、その説明を省略する。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、保管対象が生体細胞等の試料を注入されたチューブであるものとして説明したが、保管対象の具体的態様は、低温下で保管する必要のあるものであれば如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、低温格納庫および低温搬送箱がその内部に注入された液体窒素による−１５０℃等の超低温で保管対象を保管するものとして説明したが、低温格納庫および低温搬送箱内の温度や、冷却方法の具体的態様は、これに限定されず、例えば、低温格納庫および低温搬送箱内の温度を−８０℃等に設定してもよく、また、冷却方法は、電気や炭酸ガス等の他のガスを用いるものであってもよい。
また、上述した実施形態では、ラックステージが低温格納庫内および低温搬送箱内に設置されているものとして説明したが、ラックステージを低温格納庫内のみに設置してもよい。
また、ラックステージの具体的態様については、ラック収容部に収容された移送ラックのラック挿入口からの抜け出しが、カバー収容部に収容された保冷カバーによって阻止されるように、ラック収容部およびカバー収容部が設けられているものであれば如何なるものでもよい。
例えば、上述した実施形態では、ラック収容部に収容された移送ラックが、ラック収容部の移動規制部によって挿入方向の奥側および左右両側に移動規制され、残りの挿入方向の手前側を保冷カバーによって移動規制されるものとして説明したが、ラック収容部に収容された移送ラックが、ラック収容部の移動規制部によって挿入方向の左側または右側の一方および奥側に移動規制され、対角位置に設置された保冷カバーによって抜け止めされるように構成してもよい。
また、ラック収容部およびカバー収容部に形成された各規制部は、必要に応じて設ければよく、また、各規制部の具体的態様は、実施態様に応じて設計すればよい。

１０ ・・・ 低温移送ユニット
２０ ・・・ 移送ラック
２１ ・・・ ラック本体
２２ ・・・ チューブ保持部（保持部）
２３ ・・・ 把持用穴
３０ ・・・ 保冷カバー
３１ ・・・ 下側部分
３２ ・・・ 幅狭部
３３ ・・・ 把持用穴
４０ ・・・ ラックステージ
４１ ・・・ ラック収容部
４１ａ ・・・ ラック挿入口
４１ｂ ・・・ 奥側移動規制部
４１ｃ ・・・ 横側移動規制部
４１ｄ ・・・ 浮き上がり規制部
４１ｅ ・・・ 底部
４２ ・・・ カバー収容部
４２ａ ・・・ 手前側移動規制部
４２ｂ ・・・ 横側移動規制部
４２ｃ ・・・ 底部
５０ ・・・ 低温格納庫
６０ ・・・ 低温搬送箱
６１ ・・・ 箱本体
６２ ・・・ 蓋
７０ ・・・ ２次元コードリーダ（コードリーダ）
８０ ・・・ ハンドリング機構
８１ ・・・ 把持アーム
９０ ・・・ 載置台
Ｃ ・・・ チューブ（保管対象）

Claims (6)

1. 低温下で保管対象を保管する低温格納庫と、低温下で保管対象を搬送するための低温搬送箱との間で、低温状態を維持しつつ保管対象を移送するための低温移送ユニットであって、
   保管対象を保持するための保持部を有した移送ラックと、前記移送ラックに着脱可能に装着される保冷カバーと、前記低温格納庫内に設置されるラックステージとを備え、
   前記ラックステージは、前記移送ラックの少なくとも一部分を収容するラック収容部と、前記保冷カバーの少なくとも一部分を収容するカバー収容部とを有し、
   前記ラック収容部は、前記移送ラックを挿入させるラック挿入口を有し、
   前記カバー収容部は、前記ラック挿入口からの前記移送ラックの抜け出しが、前記カバー収容部に収容された保冷カバーによって阻止されるように、前記ラック収容部の前記ラック挿入口側に隣接して設けられていることを特徴とする低温移送ユニット。
2. 前記保持部は、前記保管対象を上方から着脱可能に保持するように設けられ、
   前記保冷カバーは、前記移送ラックの上方に着脱可能に装着され、
   前記ラック挿入口は、前記移送ラックを側方から挿入させるように設けられ、
   前記ラック収容部は、前記移送ラックの上方への移動を規制する浮き上がり規制部を有することを特徴とする請求項１に記載の低温移送ユニット。
3. 前記移送ラックおよび前記保冷カバーをハンドリングするハンドリング機構を更に備え、
   前記ハンドリング機構は、前記ラック収容部に収容された前記移送ラックから前記保冷カバーを外して上方に持ち上げた後に、前記保冷カバーを垂直軸を中心として所定角度で回転させ、前記保冷カバーを前記カバー収容部に設置するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の低温移送ユニット。
4. 前記移送ラックおよび前記保冷カバーをハンドリングするハンドリング機構を更に備え、
   前記ハンドリング機構は、互いに接近可能な一対の把持アームを有し、
   前記移送ラックまたは前記保冷カバーの少なくとも一方は、その上方側に幅狭部を有していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の低温移送ユニット。
5. 識別子を読み取るコードリーダを更に備え、
   前記移送ラックのラック本体は、少なくとも一部分が透明材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の低温移送ユニット。
6. 前記ラックステージは、前記低温搬送箱内にも設置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の低温移送ユニット。

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