JP2018057348A - 試料容器搬送装置、および細胞培養システム - Google Patents

Abstract

【課題】インキュベータや細胞培養システムに備えられ、所定の場所に配置された複数の扉部材を自ら開閉して、フィンガ上に支持する試料容器を搬送することが可能な搬送装置の提供。【解決手段】搬送装置１を、少なくとも、基台２に回転可能に固定され、水平面内を旋回可能な旋回ステージ４と、旋回ステージ４を旋回移動させる旋回駆動機構５と、旋回ステージ４に進退可能に固定されるフィンガ６と、フィンガ６を進退移動させるフィンガ駆動機構７と、扉部材と係合する係合部材８を扉部材に対して進退移動させる係合部材駆動機構９とを備えるロボット部１ａと、ロボット部１ａを鉛直方向に昇降移動させる昇降駆動機構３とで構成する、搬送装置１。【選択図】図３

Description

本発明は、微生物や細胞の培養を行う際に使用されるインキュベータや分注装置、検査装置といった各種装置間で試料容器を搬送する搬送装置、及び、これら装置を組み合わせて構成される細胞培養装置に関するものである。

微生物や細胞などの培養や試験に用いられる装置として培養装置や分注装置、顕微鏡等の検査装置が利用されている。培養装置はインキュベータとも呼ばれ、培養や試験の対象となる多数の試料を収納する培養庫内に温度や湿度、二酸化炭素濃度等の環境条件を維持する手段を備えた装置である。微生物や細胞などの培養や試験は長時間継続して行われるものであり、その過程においては、定期的に各試料の状態を把握したり、必要に応じて培地の交換等の処置を施したりする必要がある。そこで、定期的に試料を培養庫から取り出して、検査・分析を行うために、記憶手段や演算手段、搬送機構を備えて、培養庫に対して自動で試料容器を搬入及び搬出が出来るインキュベータが多数考案されている。また、こういった自動で試料容器の搬入及び搬出が可能なインキュベータの近傍に、既存の搬送装置や検査装置、分注装置を配置して、所定のプログラムに沿って試料の培養や検査を行う自動培養システムも、現在まで多数考案されている。

特許第５７１１９６５号公報

特許文献１には、培養庫（恒温室８１）を形成する壁８２の外側に配置された搬送装置８３を備える培養装置（恒温装置８０）が開示されている。図１、図２を参照。この恒温装置８０は、恒温室８１の外部に配置された搬送装置８３が、試料容器Ａを収容する恒温室８１の壁８２に設けられた開口部８４を遮蔽する複数の遮蔽板８５と係合して、昇降機構８６により遮蔽板８６を上方に移動させて試料容器Ａを搬入、搬出するための小開口部８７を現出させている。そして、この小開口部８７を介して搬送装置８３が備えるアーム機構８９によって恒温室８１内に配置されるラック９０に対して試料容器Ａを遣り取りする構成となっている。この構成により、恒温室８１の外部領域に配置された搬送装置８３は、搬送装置８３の可動部や電気部品が恒温室８１内部の高温度や高湿度の影響を受けることがなくなり、恒温装置８０は長期間安定して稼働することが可能になった。さらに、搬送装置８３が培養庫の内部に配置されていないので、ドア９６を開けて恒温室８１を開放することなくメンテナンス作業を行うことができるので、メンテナンス作業のために培養を中断する必要が無くなった。

しかしながら、特許文献１が開示する恒温装置８０が備える搬送装置８３は、恒温室８１内部に収容された試料容器Ａを恒温装置８０の外部に備えられる受渡しステージ９１まで搬送することは出来るが、検査装置や分注装置等の他の装置まで試料容器Ａを搬送することは出来ない。そこで、恒温装置８０の近傍に、検査装置や分注装置まで試料容器Ａを搬送する公知の容器運搬装置を設置する必要があり、結果として、コストの増大や装置全体の占有面積の拡大を招いてしまうのである。

さらに、特許文献１に記載の恒温装置８０は、恒温室８１から取り出した試料容器Ａを公知の容器運搬装置に受け渡すために、試料容器Ａを装置外部に備えられる受渡しステージ９１に載置する必要がある。また、搬送装置８３が配置される空間８８は、外部雰囲気の恒温室８１内への侵入を防止するために、周囲をカバー９２で覆われた密閉空間となっていて、搬送装置８３が受渡しステージ９１に試料容器Ａを搬送するためには、受渡しステージ９１近傍にカバー９２に設けられた受渡し開口部９３を遮蔽するシャッター９４を開ける必要がある。図２を参照。ところが、遮蔽板８５と係合する係合機構９５は、恒温装置のカバー９２に設けられたシャッター９４を開ける機構を有していない。そのため、特許文献１の恒温装置８０では、遮蔽板８５を開閉するための係合機構９５や昇降機構８６とは別に、シャッター９４を開閉する機構を設ける必要がある。

本発明は上記問題点を解決するために為なされたものであり、所定の場所に配置された遮蔽板やシャッターといった扉部材を開閉することが可能で、且つ、安価な搬送装置を提供するものである。さらに、この搬送装置を備えるインキュベータ、及び細胞培養システムを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明の搬送装置は、試料容器を搬送するための開口部を閉鎖可能であり、ガイド部材によって上下方向に案内される扉部材と係合して上下移動させる搬送装置であって、鉛直方向に延在する案内部材を備える昇降駆動機構と、前記昇降駆動機構の昇降部材に固定される基台と、基台に回転自在に取り付けられる旋回ステージと、前記旋回ステージを旋回駆動する旋回駆動機構と、前記旋回ステージに水平方向で進退移動自在に配置されるフィンガと、前記フィンガを進退駆動するフィンガ駆動機構と、前記旋回ステージに水平方向で進退移動自在に配置され、前記扉部材と係合する係合部材と、前記係合部材を進退駆動する係合部材駆動機構と、を備え、前記係合部材は、所定の間隔をあけて前記フィンガよりも上方に配置されていることを特徴としている。

上記構成により本発明の搬送装置は、旋回ステージの可動範囲内に配置される扉部材であれば、その扉部材と係合して昇降移動を行い、フィンガ上に支持する試料容器を、開口部を介して搬送することが可能になる。ここで、係合部材が備える係合ピンは、扉部材に形成されている係合孔に挿入可能な直径を有する円柱状の部材とすることが可能である。係合ピンを円柱形状とすることで、部品の調達が容易になる。係合孔の係合ピンに接触する部分が摩耗することを防止出来る。なお、各駆動機構の駆動力伝達機構は、ボールねじ機構やベルト機構、ラック＆ピニオン機構といった公知の機構が適用可能である。

また、本発明の搬送装置が備えるフィンガの進退移動方向と係合部材の進退移動方向とは、水平面内において平行となるように配置されていることを特徴としている。上記構成とすることで、扉部材と係合部材とが係合する角度と、フィンガが試料容器を持ち上げたり置いたりする際の角度とを一致させることが出来る。これにより、旋回ステージの動作を省略することが出来る。

本発明の搬送装置は、昇降機構を水平方向に移動させる走行駆動機構を備えることを特徴としている。上記構成により、搬送装置が備える係合部材やフィンガの可動範囲が大幅に拡大される。なお、走行駆動機構の駆動力伝達機構は、ボールねじ機構やベルト機構、ラック＆ピニオン機構といった公知の機構が適用可能である。

また、本発明のインキュベータは、搬送装置と、扉部材を備える少なくとも一つの培養庫を備えることを特徴としている。上記構成により、搬送装置が備える係合部材が、培養庫が備える扉部材と係合して扉部材を上昇させて、同じく本発明の搬送装置が備えるフィンガが、培養庫内部に配置された試料容器を所定の場所まで移動させることが可能になる。また、本発明のインキュベータが、搬送装置を配置する第一の空間を外部環境から遮断する第一のカバーを備えることで、インキュベータが備える培養庫の内部に、雑菌や塵埃を含む空気が侵入することを防止することが出来る。

また、本発明のインキュベータは、第一の空間を形成する第一のカバーには、搬送装置が試料容器を第一の空間の外部へと搬出するための受渡し開口部が形成され、この開口部は、係合部材が係合可能な扉部材によって閉鎖され、扉部材が搬送装置によって上昇移動させられることにより、開口部は開放されることを特徴としている。上記構成とすることで、搬送装置は、第一のカバーに配置される扉部材を昇降移動させることができ、さらに搬送装置は、扉部材の上昇移動により出現する受渡し開口部を介して、第一の空間の外側に配置される受渡しステージとの間で試料容器を受渡しすることが出来る。なお、扉部材を上昇させたとき、開放された受渡し開口部から雑菌や塵埃を含む空気が第一の空間に侵入してくるが、培養庫の扉部材は閉じられているので、培養庫の内部まで雑菌や塵埃が侵入してくることは無い。

また、本発明の細胞培養システムは、搬送装置と、扉部材を備える少なくとも一つの培養庫と、扉部材を備える少なくとも一つの検査装置とを備えることを特徴としている。上記構成により、例えば、培養中の細胞を所定のタイミングで検査装置によって検査することが出来る。また、本発明の培養システムが、搬送装置を配置する第二の空間を外部環境から遮断する第二のカバーを備えることで、培養システムが備える培養庫や検査装置の内部に、雑菌や塵埃を含む空気が侵入することを防止することが出来る。

また、本発明の細胞培養システムは、第二の空間を形成する第二のカバーには、搬送装置が試料容器を第二の空間の外部へと搬出する開口部が形成され、開口部は、係合部材が係合可能な扉部材によって閉鎖され、扉部材が搬送装置によって上昇移動させられることにより、開口部は開放されることを特徴としている。上記構成とすることで、搬送装置は第二のカバーに配置される扉部材を昇降移動させることができ、さらに搬送装置は、扉部材の上昇移動により出現する受渡し開口部を介して、第二の空間の外側に配置される受渡しステージとの間で試料容器を受渡しすることが出来る。なお、扉部材を上昇させたとき、開放された受渡し開口部から雑菌や塵埃を含む空気が第二の空間に侵入してくるが、培養庫と検査装置が備える扉部材は閉じられているので、培養庫や検査装置の内部まで雑菌や塵埃が侵入してくることは無い。

本発明の搬送装置を用いることにより、所定の場所に配置された遮蔽板やシャッターといった扉部材を開閉することが可能になり、これら扉部材を開閉する専用の開閉機構を備える必要が無くなる。これにより、コストを低減させることが出来る。本発明のインキュベータや培養システムを用いことにより、外部からの雑菌や塵埃を含んだ空気が培養庫内や検査装置の内部まで侵入することを防止出来る。これにより、試料が雑菌や塵埃に汚染されることが無くなり、成功率の高い培養が可能になる。

図１は、従来の搬送装置を備える培養装置を示す斜視図である。 図２は、従来の搬送装置を備える培養装置を示す断面図である。 図３は、本発明の一実施形態である搬送装置１を示す図である。 図４は、本発明の一実施形態である搬送装置１を示す図である。 図５は、本発明の搬送装置が備えるロボット部１ａを示す図である。 図６は、本発明の搬送装置が備えるロボット部１ａを示す図である。 図７は、本発明の搬送装置が備えるフィンガ駆動機構７の動作を示す図である。 図８は、本発明の搬送装置が備える係合部材駆動機構９の動作を示す図である。 図９は、本発明の搬送装置が備える旋回テーブル４の可動範囲を示す図である。 図１０は、本発明の搬送装置が備える反射光式センサ５１の態様を示す図である。 図１１は、本発明の一実施形態である搬送装置１を備えるインキュベータ５２を示す断面図である。 図１２は、本発明の一実施形態である搬送装置１を備えるインキュベータ５２を上面から見た断面図である。 図１３は、本発明の搬送装置が行う試料容器搬送動作を示す図である。 図１４は、本発明の一実施形態である搬送装置１と培養庫を２つ備えるインキュベータ７２を示す図である。 図１５は、本発明の第二の実施形態である搬送装置１´を示す斜視図である。 図１６は、本発明の第二の実施形態である搬送装置１´を備える細胞培養システム６２、６２´の概要を示す図である。 図１７は、本発明の搬送装置が備えるフィンガ駆動機構の他の実施形態を示す図である。 図１８は、本発明の搬送装置が備えるロボット部１ａの他の実施形態を示す図である。 図１９は、本発明の搬送装置が備える制御装置１００の入出力系統を示すブロック図である。

以下に、本発明の詳細を図示する実施形態に基づいて説明する。図３は本発明の一実施形態である搬送装置１を示す正面図であり、図４は上面から見た図である。また、図５は搬送装置１を構成するロボット部１ａを示す側面図である。本実施形態の搬送装置１は、基台２に回転可能に固定され、水平面内を旋回可能な旋回ステージ４と、旋回ステージ４を旋回移動させる旋回駆動機構５と、旋回ステージ４に進退可能に固定されるフィンガ６と、フィンガ６を進退移動させるフィンガ駆動機構７と、扉部材１０と係合する係合部材８を扉部材１０に対して進退移動させる係合部材駆動機構９とを備えるロボット部１ａと、ロボット部１ａを鉛直方向に昇降移動させる昇降駆動機構３とで構成されている。

本実施形態の昇降駆動機構３は、鉛直方向に立設される昇降ベースプレート１１に駆動伝達部材であるボールねじ機構１２と案内部材であるリニアスライドガイド１３が、鉛直方向沿って取付けられている。基台２はボールねじ機構１２のナット部１２ａとリニアスライドガイド１３の摺動子１３ａにブラケット１４を介して固定されている。また、ボールねじ機構１２のねじ軸の先端部には昇降駆動モータ１５がカップリングを介して固定されていて、昇降駆動モータ１５が回転動作することで、基台２はリニアスライドガイド１３に案内される鉛直面内を昇降移動する。なお、昇降駆動モータ１５には、ロータの回転角度制御が容易なステッピングモータやサーボモータを使用することが望ましい。さらに、ロータの回転位置を検出するエンコーダや、ナット部１２ａの位置を検出するセンサ等の検出器を設けることにより、昇降駆動モータ１５の作動を監視することが可能になる。また、本実施形態の搬送装置１では、ボールねじ機構１２とリニアスライドガイド１３とが昇降ベースプレート１１を挟んで対向する面に配置されているが、他の実施形態として、昇降ベースプレート１１の同一の面に配置することとしてもよい。

基台２はアルミニウムやステンレススティールといった金属で形成された箱状の部材で構成されていて、基台２の上面には旋回ステージ４の底面に固定されているシャフト１６が、鉛直方向に延在する中心軸Ｃを回転中心として水平面内で回転可能に、軸受けを介して取り付けられている。また、基台２には旋回ステージ４を旋回移動させる駆動源である旋回駆動モータ１８が固定されている。図５、図６を参照。シャフト１６は基台２の内部空間を貫通するように配置されていて、さらに、基台２の内部空間内で、旋回プーリ１７がシャフト１６と同心軸状に固定されている。また、旋回プーリ１７は、旋回駆動モータ１８のロータシャフトに固定されたプーリ１９と歯付きベルト２０を介して所定の回転比で連結されている。旋回駆動機構５は、旋回駆動モータ１８と、旋回駆動モータ１８のロータシャフトに固定されたプーリ１９と、旋回プーリ１７と、歯付きベルト２０と、シャフト１６とで構成されていて、この構成により、旋回駆動モータ１８が回転動作することで、旋回ステージ４は中心軸Ｃを回転中心として回転動作する。なお、旋回駆動モータ１８には、ロータの回転角度制御が容易なステッピングモータやサーボモータを使用することで、旋回ステージ４を所定の回転角度移動させることが出来る。さらに、ロータシャフトの回転位置を検出するエンコーダや、旋回ステージ４の位置を検出するセンサ等の検出器を設けることにより、昇降駆動モータ１８の作動を監視することが可能になる。

なお、旋回ステージ４は、底面にシャフト１６が固定された底板２１の上面に複数のスペーサ２２が固定され、このスペーサ２２の上面に円盤状の旋回テーブル２３が固定される二階建て構造となっている。旋回テーブル２３には、後述するフィンガ６を支持する支持ブロック２４の進退移動軌跡に対応する直線状の細長い貫通穴２５が設けられている。また、旋回テーブル２３の底面には、この貫通穴２５に関して平行となるようにリニアスライドガイド２６が固定されている。さらに、リニアスライドガイド２６の摺動子２６ａには、断面形状が略Ｕの字状のカム部材２７が開口部２７ａを下に向けた状態で固定されている。また、カム部材２７が摺動子２６ａに固定された近傍には、フィンガ６を支持するための支持ブロック２４がカム部材２７に固定されている。支持ブロック２４は、カム部材２７に固定された状態で、上部が旋回テーブル２３の上面よりも上方に突出可能な寸法を有している。上記構成により、旋回テーブル２３の下方に配置されるカム部材２７がリニアスライドガイド２６に案内される方向に進退移動することで、旋回テーブル２３の上方に配置されるフィンガ６はカム部材２７と共に一体的に進退移動することが可能となる。

また、旋回ステージ４の底面には、カム部材２７を進退移動させるフィンガ駆動モータ２８が備えられている。フィンガ駆動モータ２８は、内部に減速ギアを備えるギアードモータであり、ロータシャフト２９がモータ本体から下向きに突出するように旋回ステージ４の下面に固定されている。ロータシャフト２９の先端部には、棒状のアーム部材３０の一端が固定されていて、このアーム部材３０の他端には、カムフォロア３１が取り付けられている。カムフォロア３１は中心軸となるシャフト３１ａに外輪３１ｂが回転自在に取り付けられた部材であり、この外輪３１ｂがカム部材２７のＵ字状の壁部材に囲まれた空間に配置されるようにアーム部材３０の先端に取り付けられている。

上記構成により、フィンガ駆動モータ２８のロータシャフト２９が上面視して時計回りに回転することでアーム部材３０も時計回りに回転移動する。これにより、カムフォロア３１の外輪３１ｂがロータシャフト２９を回転中心として時計回りに円弧状の軌跡を描く移動をしながら、カム部材２７の進行方向側の壁を押し進めることで、フィンガ６は、リニアスライドガイド２６に案内されて前方へと直線移動させられる。また、フィンガ駆動モータ２８が反対の回転方向に作動して、アーム部材３０が反時計回りに回転移動することで、フィンガ６は、リニアスライドガイド２６に案内されて後方へと直線移動させられる。これにより、支持ブロック２４を介してカム部材３０に固定されたフィンガ６もカム部材３０と共に直線移動させられる。図７を参照。なお、フィンガ駆動モータ２８には、ロータの回転角度制御が容易なステッピングモータやサーボモータを使用することが望ましい。さらに、ロータシャフト２９の回転位置を検出するエンコーダや、フィンガ６の位置を検出するセンサ等の検出器を設けることにより、フィンガ駆動モータ２８の作動を監視することが可能になる。

また、旋回ステージ４の上面には、フィンガ６上に支持されている試料容器Ａに添付されたバーコードを読み取るためのバーコードリーダー３２が備えられている。このバーコードリーダー３２により、フィンガ６によって培養庫内から取り出した試料容器Ａに付与された個別の識別標識を読み取ることが可能となり、この読み取った個別のデータは上位側のコンピュータに送信され、培養の工程管理を行うために用いられる。さらに、旋回ステージ４の上面には、フィンガ６上の試料容器Ａの有無を検知する在荷センサを備えてもよい。在荷センサは、透過光式センサや反射光式センサ、静電容量式センサといった種々の検出方式のセンサが適用可能である。

さらに、旋回ステージ４には、係合部材８と、この係合部材８を扉部材１０に対して進退駆動する係合部材駆動機構９とが備えられている。係合部材８は、インキュベータや分注装置等が備えるスライド式の扉部材１０と係合するための部材である。本実施形態の係合部材８は、所定の間隔を空けて互いに平行に配置された係合ピン８ａと、この係合ピン８ａが固定されたスライドブロック８ｂとで構成される。この係合部材８の形状や配置間隔は係合する扉部材１０に設けられる係合部の形状に対応している。本実施形態の係合ピン８ａは、扉部材１０に所定の間隔を空けて二か所に設けられる係合孔１０ａに対応するために、この各係合孔１０ａに対して挿入可能な直径を有する円柱状の形状を有している。係合部材８の材質は、複数の扉部材１０の荷重を支持することが可能な強度が必要であり、本実施形態の係合部材８は、ステンレススティールで形成されている。なお、係合ピン８ａは係合孔１０ａに対応する形状であれば、例えば四角柱や立方体であってもよい。また、係合孔１０ａは必ずしも二か所に設ける必要は無く、一か所でもよいし、三か所以上設けても良い。この場合、係合ピン８ａも係合孔１０ａに対応する形状と数を備えることが望ましい。さらに、扉部材１０に突出部を設け、その突出部に挿入可能な孔を係合部材８に形成するように構成してもよい。

係合部材８の扉部材１０への係合は、係合部材８が前進移動を行い扉部材１０に形成される係合孔１０ａの内部空間に進入した後、昇降駆動機構３がロボット部１ａを上昇移動させることにより行われる。係合部材８と係合することにより、扉部材１０は、ガイド部材５３が案内する面内をロボット部１ａと一体的に上昇移動することとなる。また、係合部材８を進退駆動する係合部材駆動機構９は、旋回テーブル２３の上面にスペーサ３３を介して固定されている。旋回テーブル２３上に固定されたスペーサ３３の上面には、係合部材駆動機構９のベース板３４が固定されている。ベース板３４は上面視して略Ｌ字型の部材であり、旋回テーブル２３の旋回領域の内側に収まるように配置されている。また、スペーサ３３は、フィンガ６と係合部材８との干渉を避けるために設けられたものである。フィンガ６は、フィンガ６よりも下方に配置された旋回テーブル２３と上方に配置されたベース板３４と左右に配置されたスペーサ３３とで囲まれた空間を通過して進退移動を行う。なお、フィンガ６と係合部材８との上下方向の離間距離は、係合部材８と係合する扉部材１０の寸法や試料容器Ａの寸法により適宜調整される。

係合部材駆動機構９のベース板３４の上面には、比較的小さな２本のリニアスライドガイド３５が、旋回テーブル２３に配置されたリニアスライドガイド２６と平行となるように固定されている。これにより、フィンガ６と係合部材８とは、水平面内において平行に進退移動可能である。この２本のリニアスライドガイド３５の各摺動子は係合部材８のスライドブロック８ｂと結合されている。さらに、スライドブロック８ｂの一端には、略Ｕ字型の形状をしたプッシュプレート３６が固定されていて、このプッシュプレート３６の内側には、係合部材駆動モータ３７が配置されている。この係合部材駆動モータ３７は、本体内部のロータが所定の方向に回転動作することで、ロータと同軸状に配置されたモータシャフト３７ａがロータの回転に連動して前進もしくは後退移動するものであり、本実施形態が備える係合部材駆動モータ３７は、モータシャフト３７ａがリニアスライドガイド３５と平行になるようにベース板３４に固定されている。これにより、係合部材駆動モータ３７は、モータシャフト３７ａを前進および後退移動させることで、プッシュプレート３６と、プッシュプレート３６に固定されたスライドブロック８ｂを、リニアスライドガイド３５が案内する方向に前進及び後退移動させることができる。

さらに、ベース板３４には、プッシュプレート３６の位置を検出する透過光式センサ３８ａ、３８ｂが配置されていて、この透過光式センサ３８ａ、３８ｂの光軸をプッシュプレート３６に取り付けられたドグ３９が遮るか、もしくは遮光した状態を解除することで、制御装置１００がプッシュプレート３６の位置を検知することが出来る。なお、本実施形態の搬送装置１では、プッシュプレート３６を進退移動させる駆動源として、ロータの回転角度制御が可能な直動ステップモータ３６を使用しているが、これ以外にも、例えば電磁石の磁気によりシャフトを進退移動させるリニアアクチュエータを用いても良い、さらに、圧縮空気によりシャフトを進退移動させるエアシリンダを用いても良い。

係合部材８を所定の扉部材１０と係合させるには、まず昇降駆動機構３を動作させて目的の扉部材１０の係合孔１０ａが配置される高さまで係合部材８を昇降移動させる。次に、旋回駆動機構５を動作させて旋回テーブル２３上に配置される係合部材８を目的の扉部材１０に正対する位置まで旋回移動させる。図８（ａ）を参照。旋回テーブル２３と係合部材８の移動が終了したら、係合部材駆動機構９を動作させて係合ピン８ａが係合孔１０ａの内部に進出するまで係合部材８を前進移動させる。図８（ｂ）を参照。なお、本発明の搬送装置１が備える係合部材８と係合部材駆動機構９は旋回ステージ４の旋回テーブル２３の上面に固定されているので、係合部材８と係合部材駆動機構９とは、旋回駆動機構５による旋回テーブル２３の回転動作とともに一体的に旋回移動することが出来る。これにより、係合部材８は旋回テーブル４の可動範囲内に配置された扉部材１０と係合することが出来る。図９を参照。さらに、本発明の搬送装置１には昇降駆動機構３が備えられていて、この昇降駆動機構３と旋回駆動機構５とが動作することにより、係合部材８と係合部材駆動機構９は、中心軸Ｃを回転中心とする円筒状の可動領域内に配置された扉部材１０と係合することが出来る。なお、本実施形態の搬送装置１が備える旋回ステージ４は、昇降駆動機構３が配置される領域を除く約２7０°の範囲で配置される扉部材１０に正対することが可能である。この扉部材１０の配置可能領域は、昇降駆動機構３が配置される領域の大きさに影響されるので、昇降駆動機構３を可能な限り小型化することで、扉部材１０の配置可能領域は大きくなる。

また、ベース板３４を支持するスペーサ３３には、反射光式センサ５１が備えられている。本実施形態の搬送装置１が備える反射光式センサ５１は、不図示のセンサアンプから出力された検出光５１ｃが投光部５１aを介して照射され、試料容器Ａに反射した検出光５１ｃが受光部５１ｂを介してセンサアンプによって認識されることで、試料容器Ａの有無を識別するセンサである。本実施形態の搬送装置１では、扉部材１０に対向する位置であって、フィンガ６が進退動作する空間の両側に配置される一対のスペーサ３３に、投光部５１ａと受光部５１ｂがそれぞれ配置されている。図１０を参照。この反射光式センサ５１を備えることで、存在しない試料容器Ａに対してフィンガ６を伸長させるといった無駄な動作を省略することが出来る。さらに、フィンガ６が保持した試料容器Ａを目的の場所に載置する場合に、目的の場所に他の試料容器Ａが載置されていた場合、この反射光式センサ５１によって試料容器Ａの有無を検出することで、培養庫４０に収納された試料容器Ａが、フィンガ６やフィンガ６に支持される別の試料容器Ａと衝突するというトラブルを防止することが出来る。

本発明の搬送装置１が備える昇降駆動機構３、旋回駆動機構５、フィンガ駆動機構７、係合部材駆動機構９を構成する各モータの作動は、制御装置１００から送信される指令により行われる。図１９は本発明の搬送装置１、１´が備える制御系統を図示するブロック図である。制御装置１００は、少なくとも、公知のコンピュータと動作プログラムや予め教示された各種データを保存する記憶部と上位側のホストコンピュータとの間で通信を行う通信部とで構成されていて、各センサからの入力信号や上位側のコンピュータからの指令を受信して、予め記憶した動作プログラムに沿って各駆動機構を動作させる。なお、制御装置１００の記憶部に記憶される各種データとは、各駆動機構が備える各モータが動作する際のスピードデータや、各駆動機構が行う動作に対する到達点のポジションデータ等が含まれる。

次に、本実施形態の搬送装置１が培養装置などに備えられた扉部材１０をスライド移動させて、内部に保存されている試料容器Ａを外部へと搬出する際の動作について説明する。図１１は本実施形態の搬送装置１がインキュベータ５２の壁５２ａに配置された態様を側面から見た断面図であり、図１２は上面から見た断面図である。本実施形態のインキュベータ５２は、培養や検査の対象となる試料を収容する試料容器Ａを保管する培養庫４０に温度や湿度といった環境条件を維持する公知の手段を備えたものである。また、本実施形態のインキュベータ５２は、培養庫４０内に収納された試料容器Ａを水平面内で回転移動させる機構を備えたインキュベータ５２であり、培養庫４０の内部には、複数の棚段の夫々に試料容器Ａを載置可能なラック４１と、このラック４１を放射状に６個載置して回転移動させるラックステージ４２とが配置されている。

ラックステージ４２の底面には、ラックステージ駆動機構４３が配置されている。ラックステージ駆動機構４３は、駆動源であるラックステージ駆動モータ４３ａと、ラックステージ駆動モータ４３ａの駆動力をラックステージ４２に伝達するシャフト４２ａとから構成されていて、このシャフト４２ａの先端は、ラックステージ４２を水平面内で回転移動させるラックステージ駆動モータ４３ａの駆動軸が不図示のカップリングを介して固定されている。なお、ラックステージ駆動モータ４３ａはロータの回転角度の正確な制御が可能なステッピングモータが用いられている。さらに、ラックステージ駆動モータ４３ａのシャフト４２ａの回転位置を検出するエンコーダや、ラックステージ４２の位置を検出するセンサ等の検出器を設けることにより、ラックステージ駆動モータ４３ａの作動を監視することが可能になる。また、ラックステージ駆動モータ４３ａは不図示のインキュベータ制御装置から送信される指令によって回転動作を制御される。インキュベータ制御装置には公知のコンピュータと記憶部が備えられていて、記憶部には動作プログラムや、予め教示されたラックステージ駆動モータ４３ａのスピードデータや各ラック４１が扉部材１０に正対する回転位置データ等が記憶されている。これにより、インキュベータ制御装置は、上位側のコンピュータからの指令を受信して、所定のラック４１を扉部材１０に正対する位置へと旋回移動させることが出来る。

さらに、本実施形態のインキュベータ５２には、試料容器Ａの搬入と搬出を行うために形成された大開口部４４を遮蔽するための複数の扉部材１０が、ガイド部材５３に案内される面内を鉛直方向に積み重ねられた状態で配置されている。本実施形態の搬送装置１は、昇降駆動機構３が扉部材１０の積み上げられた方向と平行になるように、且つ、係合ピン８ａが夫々の扉部材１０に形成された係合孔１０ａと係合可能な位置となるように、インキュベータ５２の壁面にブラケット４５を介して固定されている。インキュベータ５２の底面の四隅には、姿勢調整用のアジャスタ７０が配置されていて、このアジャスタ７０の繰り出し量を調整することでインキュベータ５２の傾きを調整することが出来る。また、ブラケット４５にはＸ軸方向およびＹ軸方向についての調整機能が備えられており、このブラケット４５を調整することで、積み重ねられて配置される扉部材１０に対する搬送装置１の位置を調整することが出来る。上記調整を行うことによって、搬送装置１は任意の扉部材１０の係合孔１０ａに、係合ピン８ａを挿入することが出来る。

インキュベータ５２に固定された搬送装置１の側面と後方、及び上下はカバー４７によって覆われていて、搬送装置１が配置される空間は外部環境から隔離されている。また、このカバー４７の扉部材１０と対向する面には受渡し開口部４８が設けられ、カバー４７の受渡し開口部４８付近の外側には、受渡しステージ４９が備えられている。この受渡し開口部４８は、試料容器Ａを保持するフィンガ６が通過可能な寸法を有していて、この受渡し開口部４８を介して、搬送装置１はフィンガ６と受渡しステージ４９との間で試料容器Ａを遣り取りすることが可能になる。

さらに、本実施形態のインキュベータ５２には、この受渡し開口部４８を閉鎖可能な扉部材５０が備えられている。この扉部材５０には、扉部材１０と同様に係合ピン８ａが挿入可能な係合孔１０ａが設けられていて、この係合孔１０aを介して搬送装置１と係合した扉部材５０は、搬送装置１の昇降移動に連動して、ガイド部材５３が案内する垂直な面内を昇降移動する。なお、扉部材１０と扉部材５０とは全く同じものであって良いし、必要に応じて異なる構成としてもよい。特に、培養庫４０に配置される扉部材１０は、培養庫４０内部の比較的高温に管理された環境を、培養庫４０外部の環境から保護するために扉部材１０の内部に断熱材を配置するか、もしくは熱伝導率の低い素材を使用することが望ましい。

培養庫４０内のラック４１に載置された所定の試料容器Ａを庫外に配置された受渡しステージ４９まで搬送するには、まず、ホストコンピュータからの指令を受信したインキュベータ制御装置が、ラックステージ駆動モータ４３ａを作動させて、ホストコンピュータが指定した試料容器Ａが載置されたラック４１が扉部材１０に正対する位置まで、ラックステージ４２を旋回移動させる。同時に、ホストコンピュータからの指令を受信した制御装置１００は、予め教示された位置であって、ホストコンピュータが指定した試料容器Ａが載置された棚段に対応する扉部材１０´の係合孔１０ａに、係合ピン８ａが挿入可能な所定の高さ位置まで昇降駆動モータ１５を作動させてロボット部１ａを昇降移動させる。さらに、制御装置１００は旋回駆動モータ１８を作動させて、係合ピン８ａが係合孔１０ａ´に挿入可能であり、且つ、フィンガ６が試料容器Ａを受け取り可能な教示位置まで、旋回ステージ４を旋回移動させる。なお、この昇降移動と旋回移動を行う前に、制御装置１００は透過光式センサ３８ａ、３８ｂの入力信号を受信して、係合部材８が扉部材１０に干渉しない後退位置にあることと、不図示のフィンガ６の位置を検出するセンサの入力信号を受信して、フィンガ６が他の部材と干渉しない後退位置にあることを確認する。

上記移動が終了すると、制御装置１００は係合部材駆動モータ３７を作動させて係合ピン８ａを係合孔１０ａ´に挿入させる。図１３（ａ）を参照。係合ピン８ａの挿入が完了すると、制御装置１００は昇降駆動モータ１５を作動させて、ロボット部１aを上昇移動させる。この上昇移動によって、係合ピン８ａと係合する扉部材１０´と、この扉部材１０´の上に積み上げられた全ての扉部材１０とが上方へ移動することとなり、小開口部４６が出現する。なお、小開口部４６は試料容器Ａを支持した状態のフィンガ６が通過するための開口部であり、試料容器Ａを支持した状態のフィンガ６が通過可能な高さを有する。図１３（ｂ）を参照。また、ここでロボット部１ａが行う上昇移動は、試料容器Ａを搬送するための小開口部４６を出現させるための移動であり、係合ピン８ａが係合孔１０ａに挿入する高さから、フィンガ６が目的の試料容器Ａを下方から掬い上げるために、試料容器Ａの下方に進出することが出来る高さ位置まで移動することである。また、この上昇移動により出現した小開口部４６を介して、反射光式センサ５１は試料容器Ａの有無を検出する。図９を参照。なお、搬出する試料容器Ａが検出されなかった場合には、制御装置１００は上位側のコンピュータに試料容器Ａが存在しないというトラブル信号を送信して、扉部材１０´を下降移動させて小開口部４６閉じる。

反射光式センサ５１によって試料容器Ａの存在が検出されると、制御装置１００は、フィンガ駆動モータ２８を作動させてフィンガ６を目的の試料容器Ａの予め教示された前進位置まで移動させた後、昇降駆動モータ１５を作動させてロボット部１ａを微小上昇移動させる。この上昇移動によってラック４１に支持されていた試料容器Ａは、フィンガ６によって下方から掬い上げられる。このフィンガ６の試料容器Ａを掬い上げる微小上昇移動によって、係合ピン８ａと係合する扉部材１０´と、扉部材１０´よりも上方に配置される扉部材１０も一体的に上昇移動する。図１３（ｃ）を参照。その後、制御装置１００はフィンガ駆動モータ２８を逆回転方向に作動させて、フィンガ６を元の待機位置まで後退移動させる。この後退動作により、試料容器Ａは培養庫４０からカバー４７で覆われた空間へと搬出される。次に制御装置１００は、昇降駆動モータ１５を作動させてロボット部１ａを下降移動させて、係合ピン８ａと係合している扉部材１０´とその上方の全ての扉部材１０とを、元の位置まで下降移動させることで小開口部４６を閉鎖する。この動作により、培養庫４０は外部環境から隔離される。その後制御装置１００は、係合部材駆動モータ３７を作動させて係合部材８を元の後退位置まで移動させて、扉部材１０´との係合を解除する。ここで制御装置１００は各センサの入力信号を受信して、フィンガ６と係合部材８とが元の待機位置まで後退していることを確認する。

次に、制御装置１００は、旋回駆動モータ１８を作動させて、扉部材１０に正対する位置から扉部材５０に正対する位置まで、旋回ステージ４を旋回移動させて、上記した扉部材１０を開ける手順と同じ手順で扉部材５０を開口部４８から上方に移動させる。この時の扉部材５０を上昇させる移動量は、扉部材１０を上昇させる際の移動量よりも大きくすることで、フィンガ６が保持する試料容器Ａを受渡しステージ４９に真上から置くことが出来る。試料容器Ａの載置が終了すると、制御装置１００はフィンガ６を元の待機位置まで後退移動させた後、昇降駆動モータ１５を逆回転方向へ作動させて受渡し開口部４８を閉鎖する位置まで、扉部材５０を下降させて、係合部材駆動モータ３７を後退動作させて係合ピン８ａを待機位置まで後退させることで、扉部材５０との係合を解除する。以上で、培養庫４０内に配置された試料容器Ａを受渡しステージ４９へと搬送する動作は終了する。なお、受渡しステージ４９上に載置された試料容器Ａを培養庫４０内の所定のラック４１へと搬送するには、上述した手順を逆にたどっていくことで実施できる。

上記説明したように、本発明の搬送装置１では、フィンガ６と、フィンガ駆動機構７と、係合部材８と、係合部材駆動機構９とが旋回動作可能な旋回ステージ４に備えられているので、旋回ステージ４が旋回可能な範囲に配置される全ての扉部材１０を開閉して、試料容器Ａを搬送することが可能になる。この構成により、扉部材１０、５０を開閉するための機構を設ける必要が無くなり、コストの削減に寄与する。さらに、開閉機構が占有する領域を削減することが出来るので、インキュベータ５２をコンパクトにすることが可能になる。

さらに、搬送装置１が配置される周囲をカバー４７によって覆うことで、無菌状態の培養庫４０内への雑菌や塵埃の侵入を防止することが出来る。特に、培養庫４０を閉鎖する扉部材１０を開ける時には外部環境を遮断する扉部材５０を閉鎖状態に維持しておき、扉部材５０を開ける時には扉部材１０を閉鎖状態に維持しておけば、この空間５５がクリーンルームの前室やパスボックスの様な緩衝領域となって、外部からの一般大気が直接的に培養庫４０の内部に侵入してくることは無くなるので、一般大気に含まれる雑菌や塵埃の侵入も無くなる。また、他の実施形態として、この空間５５の天井部分にＦＦＵ（Ｆｕｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｕｎｉｔ）を配置して、この空間５５の内部に無菌状態に維持された清浄な濾過空気をダウンフローとして供給し、空間５５の床から外部に排出されるように構成しておけば、外部から侵入してきた大気に含まれる雑菌や塵埃は、このダウンフローによって空間５５の外部へと排出されるので、空間５５の内部と培養庫４０の内部を常に清浄に維持することが出来る。

本発明の搬送装置１が備える旋回ステージ４は、昇降駆動機構３が配置される領域を除く約２7０°の回転移動が可能であるので、左右対称な培養庫４０ａ、４０ｂが並べて配置されるインキュベータ７２であっても、一台の搬送装置１のみで、各培養庫４０ａ、４０ｂに対応できる。図１４は、それぞれ内部環境を個別に制御される培養庫４０ａ、４０ｂを備えるインキュベータ７２を上面から示す断面図である。本実施形態の場合、各培養庫４０ａ、４０ｂが備える扉部材１０を、搬送装置１の旋回ステージ４の回転中心軸Ｃを中心として等距離に、且つ、放射状に配置することで、係合部材８は培養庫４０ａ、４０ｂのそれぞれの扉部材１０に係合することが可能になる。さらに、搬送装置１の周囲をカバー５４で覆い、このカバー５４の旋回ステージ４が到達可能な領域に受渡し開口部４８と受渡しステージ４９とを設け、この受渡し開口部４８を閉鎖可能な扉部材５０を設けることで、外部に配置された装置との間で試料容器Ａの受渡しを行うことが出来る。扉部材５０を旋回ステージ４の回転移動可能な範囲に配置することで、前の実施形態と同様に、搬送装置１が扉部材５０を上方に移動させて試料容器Ａを受渡しステージ４９に対して遣り取りすることが出来る。

上記ように、本実施形態の搬送装置１の到達可能な範囲に複数の培養庫４０ａ、４０ｂを備えるインキュベータ７２であれば、各培養庫４０ａ、４０ｂにそれぞれ個別の搬送装置を設けるよりもコストと占有スペースを大幅に削減することが出来る。さらに、内部環境を個別に制御されることにより、一方の培養庫４０ａでは通常の条件での培養を行い、他方の培養庫４０ｂでは低酸素濃度の環境条件での培養を行うといったことが可能になり、培養庫４０を一つしか持たないインキュベータ５２を二つ用意する場合に比べて、コストを大幅に削減出来る。

さらに、インキュベータ７２に配置される培養庫４０ａ、４０ｂのうち、例えば片方の培養庫４０ｂの代わりに細胞検査装置を配置することで細胞培養システムとして使用することが出来る。培養中の所定のタイミングで、試料容器Ａを外部環境に曝すことなく細胞の生育状況を確認することが出来る。また、予定していた培養が完了した際には、受渡し開口部４８を介して受渡しステージ４９へと試料容器Ａを搬出することが出来る。

次に、本発明の第二の実施形態である搬送装置１´について説明する。図１５は本発明の第二の実施形態である搬送装置１´を示す斜視図である。本実施形態の搬送装置１´は、第一の実施形態である搬送装置１と、搬送装置１を水平面内で直線移動させる走行駆動機構５６とで構成される。走行駆動機構５６は、水平に配置されるベースプレート６０と、搬送装置１を載置する走行テーブル５７と、ベースプレート５９に固定され、走行テーブル５７を水平面内で所定の方向に案内するリニアスライドガイド５８と、走行テーブル５７をリニアスライドガイド５８が案内する水平面内を移動させるボールねじ機構５９と、駆動軸がボールねじ機構５９のねじ軸先端部にカップリングを介して固定される走行駆動モータ６１とを備えている。なお、第一の実施形態と同様に、走行駆動モータ６１の作動は制御装置１００によって制御される。また、走行駆動モータ６１には、ロータの回転角度制御が容易なステッピングモータやサーボモータを使用することが望ましい。さらに、走行駆動モータ６１の位置を検出するエンコーダや、走行駆動機構５６の位置を検出するセンサ等の検出器を設けることにより、走行駆動モータ６１の作動を監視することが可能になる。上記構成により、搬送装置１´は、走行機構５６が案内する水平面内、および昇降駆動機構３が案内する垂直面内で、ロボット部１ａを移動させることが出来る。なお、本実施形態の搬送装置１´は、走行駆動モータ６１の駆動力をボールねじ機構５９によって走行テーブル５７へと伝達しているが、ボールねじ機構５９に替えて、他の公知の駆動伝達手段でも同様の効果を得ることが出来る。例えば、リニアスライドガイド５８に対して平行に配置されるラックギアと、ラックギアに歯合するピニオンギアを備える走行駆動モータ６１を走行テーブル５７に配置することで走行テーブル５７を移動させる機構としてもよい。さら、ベルトによる駆動力伝達方式としてもよい。

本実施形態の搬送装置１´は、直線状に配置されるインキュベータ５２の各扉部材１０を開閉して、培養庫４０内部に収納される試料容器Ａを所定の位置に搬送することが可能になる。例えば、図１６のように上記構成の搬送装置１´と三台以上のインキュベータ５２、もしくは、他の細胞培養に関連する機器とで、培養システム６２を構成することが出来る。培養システム６２は、三台以上のインキュベータ５２を搬送装置１´の走行駆動機構５６の走行方向に対して平行になるように並べて、それぞれのインキュベータ５２が備える扉部材１０を走行駆動機構５６の走行方向に対して平行、且つ走行駆動機構５６に正対するように配置する。さらに、搬送装置１´が配置される空間をカバー６８で覆い、このカバー６８と各インキュベータ５２の壁面とで外部環境から隔離された空間６９を形成することで、この空間６９が緩衝領域となって、外部からの雑菌や塵埃の侵入を防止することが出来る。図１６（ａ）を参照。

なお、前述の実施形態と同様に、本実施形態の搬送装置１´はカバー６８の所定の場所に受渡し開口部４８が形成され、カバー６８の受渡し開口部４８付近に受渡しステージ４９が備えられ、さらに、受渡し開口部４８を閉鎖可能な扉部材５０が備えられる。そして、外部からの試料容器Ａの供給や、予定していた培養工程が終了した試料容器Ａの取出しが、この受渡し開口部４８を介して行われることで、空間６９は清浄な状態を維持される。また、この空間６９の天井部分にＦＦＵ（Ｆｕｎ Ｆｉｌｔｅｒ Ｕｎｉｔ）を配置して、この空間６９の内部に無菌状態に維持された清浄な濾過空気をダウンフローとして供給し、空間６９の床から外部に排出されるように構成しておけば、外部から侵入してきた大気に含まれる雑菌や塵埃、搬送装置１´の各駆動機構の作動によって発生する塵埃は、このダウンフローによって空間６９の外部へと排出されるので、空間６９の内部と培養庫４０の内部を常に清浄に維持することが出来る。上記構成とすることで、各インキュベータ１０にそれぞれ搬送装置を設けるよりもコストと占有スペースを大幅に削減することが出来る。さらに、従来の培養システムのようにインキュベータ間で試料容器Ａを搬送する専用の搬送装置を設ける必要が無くなり、コストを大幅に削減することが出来る。また、

搬送装置１´を使用してインキュベータ５２内の試料容器Ａを外部に搬送するためには、まず、走行駆動モータ６１を作動させて所定の試料容器Ａが収納されるインキュベータ５２の扉部材１０に正対する位置までロボット部１ａを水平方向に移動させる。同時に、昇降駆動機構３を作動させて、所定の試料容器Ａが載置されるラック４１に対応する扉部材１０と係合可能な高さ位置までロボット部１ａを昇降移動させ、前述の試料容器Ａの取出し手順に従って試料容器Ａをラック４１から持ち上げ、所定のインキュベータ５２、もしくは、受渡しステージ４９へと搬送することにより行われる。

走行駆動機構５６を備えることによって、搬送装置１´は三台以上のインキュベータ５２に対して試料容器Ａを搬送することが出来ることに加え、さらに大きな利点を有する。例えば、三台以上のインキュベータ５２を配置するにあたり、各インキュベータ１０の組立誤差や部品の製造誤差によって、扉部材１０が鉛直方向からずれて積み重ねられている場合がある。この場合、各インキュベータ５２の傾きを調整することで対応する必要があるが、インキュベータ５２の本体の傾きを変えようとすると、隣り合ったインキュベータ５２と干渉して十分な調整が出来ないことがある。また、位置調整には多大な時間が必要なうえ、調整出来たとしても、隣り合うインキュベータとの間に隙間が出来てしまい、この隙間を介して外部から雑菌が侵入するといった不具合が発生する場合がある。しかしながら、本実施形態の搬送装置１´であれば、各扉部材１０の位置に対する走行駆動機構５６の教示位置を調整することが出来るので、走行駆動機構５６の延在方向にずれた扉部材１０を開閉することが可能になる。また、搬送装置１´が水平方向に移動出来ることにより、例えばインキュベータ５２のメンテナンスを行う際に、搬送装置１´をそのインキュベータ５２から遠ざけておけば、扉部材１０が配置される側から容易にメンテナンスを行うことが出来る。

なお、上記実施形態では搬送装置１´の周囲に複数のインキュベータ５２を配置する構成としていたが、本発明の搬送装置１´はこの構成に限定されることはない。インキュベータ５２以外に、例えば、新しい試料容器Ａを供給するプレート供給装置、試料の状態を確認する顕微鏡やアナライザーといった検査装置、分注装置、培地交換装置といった液体取扱装置を配置することも十分に可能である。この場合、検査装置、分注装置、培地交換装置に試料容器Ａを搬送するための開口部を設け、その開口部を閉鎖する扉部材１０を配置することで、搬送装置１´がこの扉部材１０を開閉して、試料容器Ａを各装置内部に対して搬入、搬出することが出来る。図１６（ｂ）を参照。上記構成とすることで、プレート供給装置から供給される試料容器Ａを分注装置に搬送して、目的の細胞の播種と培地供給を行い、インキュベータ５２の培養庫４０へと搬送し、所定のタイミングで培地交換や顕微鏡による検査が行うという一連の培養工程を細胞培養システム６２´内の、外部環境から隔離された環境内で行うことが出来る。本実施形態の搬送装置１´はこういった細胞培養に関する一連の作業を自動で行う細胞培養システム６２に組み込むことも出来る。

以上に本発明の搬送装置１、１´の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、公知の技術を使って種々変更することが出来る。例えば、フィンガ駆動機構７ではアーム部材３０とカム部材２７を使用してフィンガ駆動モータ２８の駆動力をフィンガ６に伝達していたが、上記駆動力伝達機構に替えて、ベルト６３とプーリ６４、６５による伝達機構とすることも可能である。

図１７は、フィンガ駆動機構７の他の実施形態であるフィンガ駆動機構７´を示す図である。なお、フィンガ駆動機構７´が備える部材でフィンガ駆動機構７が備えるものと同一の部材には、同じ番号を付与している。フィンガ駆動機構７´が備える駆動力伝達機構は、旋回テーブル２３の下面に配置されるフィンガ駆動モータ２８の駆動力を、駆動プーリ６４と、ベルト６３によってフィンガ６へと伝達するものである。本実施形態のフィンガ駆動機構７´が備えるフィンガ駆動モータ２８は、旋回テーブル２３の下面に、ロータシャフトを上にして配置されていて、このロータシャフトには駆動プーリ６４が同心軸状に固定されている。また、旋回テーブル２３の下方には駆動プーリ６４と歯合するベルト６３が配置されていて、このベルト６３は、駆動プーリ６４と、旋回テーブル２３の下面に軸受けを介して回転可能に取り付けられる二つの従動プーリ６５との三個のプーリに架け渡されている。

二個の従動プーリ６５は旋回テーブル２３に形成される貫通穴２５の両端部近傍であって、架け渡されたベルト６３がリニアスライドガイド２６に対して平行となる位置に回転可能に取付けられている。また、フィンガ６を支持する支持ブロック２４は、このスライドガイド２６が備える摺動子２６ａに連結プレート６６を介して固定されている。さらに、連結プレート６６は連結部材６７を介してベルト６３と連結されていて、上記構成により、フィンガ駆動モータ２８´が所定の回転方向に作動することで、フィンガ６はリニアスライドガイド２６が案内する方向に直線移動することが可能になる。

上記構成とすることで、アーム部材３０やカム部材２７、カムフォロア３１といった比較的高価な部材を使用する必要が無くなり、製造コストを削減することが出来る。さらに、アーム部材３０の回転動作をカム部材２７の直線動作に変換する機構では、カム部材２７の位置によって、アーム部材３０の回転動作に対するカム部材２７の移動距離が一定では無いという欠点がある。すなわち、アーム部材３０が一定の回転移動を行った場合でも、アーム部材３０がカム部材２７の直線移動軌跡に対して直角に近い位置と、移動軌跡に対して鋭角となる位置とではカム部材２７の移動距離に差が生じるのである。これにより、フィンガ駆動モータ２８が一定のスピードで回転した場合、カム部材２７およびフィンガ６は、徐々にスピードを変化させながら直線移動することになる。これに対し、本実施形態のフィンガ駆動機構７´では、フィンガ６の進行方向に対して平行に移動するベルト６３が駆動力を伝達する形態であるので、フィンガ駆動モータ２８が一定のスピードで回転動作した場合、フィンガ６も一定のスピードで直線移動することが出来る。

また、他の実施形態として、係合部材８の側面に配置されていた係合部材駆動機構９を、係合部材８の後方に配置してもよい。図１８を参照。こうすることで、係合部材駆動モータ３７が発生させる推進力を、係合部材８は固定ブロック８ｂの中心付近で受けることが出来るので、固定ブロック８ｂはリニアスライドガイド３５上をスムーズに移動することが出来る。さらに、旋回テーブル２３の上面に、旋回テーブル２３と同じ直径を有する保護フード７１を配置してもよい。図１８を参照。保護フード７１は円筒状の部材７１ａに同じ直径の円盤状の蓋７１ｂを上から被せたものであり、扉部材１０と正対する位置には、試料容器Ａを支持するフィンガ６が通過可能な開口が形成されたものである。この保護フード７１を旋回テーブル２３上に配置することで、フィンガ６に支持される試料容器Ａを保護することが出来る。さらに、扉部材１０を上方に移動させた際に、搬送装置１が配置される空間５５の空気が小開口部４６を介して培養庫４０の内部に侵入することを防止することが出来るので、培養庫４０内部の所定の雰囲気に維持された環境を乱すことも無くなる。

以上、本発明の搬送装置について、実施形態に沿って説明してきたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、当業者がこの発明の要旨を逸脱しない範囲での変更をなしたとしても本発明に含まれる。

Claims (10)

1. 試料容器を搬送するための開口部を閉鎖可能であり、ガイド部材によって上下方向に案内される扉部材と係合して上下移動させる搬送装置であって、
   鉛直方向に延在する案内部材を備える昇降駆動機構と、
   前記昇降駆動機構の昇降部材に固定される基台と、
   基台に回転自在に取り付けられる旋回ステージと、
   前記旋回ステージを旋回駆動する旋回駆動機構と、
   前記旋回ステージに水平方向で進退移動自在に配置されるフィンガと、
   前記フィンガを進退駆動するフィンガ駆動機構と、
   前記旋回ステージに水平方向で進退移動自在に配置され、前記扉部材と係合する係合部材と、
   前記係合部材を進退駆動する係合部材駆動機構と、を備え、
   前記係合部材は、所定の間隔をあけて前記フィンガよりも上方に配置されている
   ことを特徴とする搬送装置。
2. 前記係合部材が備える係合ピンは、前記扉部材に形成されている係合孔に挿入可能な直径を有する円柱状の部材である
   ことを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記フィンガの進退移動方向と前記係合部材の進退移動方向とは、水平面内において平行となるように配置されている
   ことを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれか１項に記載の搬送装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の搬送装置であって、
   さらに、前記昇降機構を水平方向に移動させる走行駆動機構を備える
   ことを特徴とする搬送装置。
5. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の搬送装置と、
   前記扉部材を備える少なくとも一つの培養庫と、
   を備えるインキュベータ。
6. 請求項５に記載のインキュベータであって、
   前記インキュベータは、前記搬送装置を配置する第一の空間を外部環境から遮断する第一のカバーを備えることを特徴とするインキュベータ。
7. 前記第一の空間を形成する前記第一のカバーには、
   前記搬送装置が試料容器を前記第一の空間の外部へと搬出するための受渡し開口部が形成され、
   前記開口部は、前記係合部材が係合可能な前記扉部材によって閉鎖され、
   前記扉部材が前記搬送装置によって上昇移動させられることにより、
   前記開口部は開放されることを特徴とする請求項７に記載のインキュベータ。
8. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の搬送装置と、
   前記扉部材を備える少なくとも一つの培養庫と、
   前記扉部材を備える少なくとも一つの検査装置と、
   を備えることを特徴とする細胞培養システム。
9. 請求項７に記載の細胞培養システムであって、
   前記細胞培養システムは、前記搬送装置を配置する第二の空間を外部環境から遮断する第二のカバーを備えることを特徴とする細胞培養システム。
10. 前記第二の空間を形成する前記第二のカバーには、
    前記搬送装置が試料容器を前記第二の空間の外部へと搬出する開口部が形成され、
    前記開口部は、前記係合部材が係合可能な前記扉部材によって閉鎖され、
    前記扉部材が前記搬送装置によって上昇移動させられることにより、
    前記開口部は開放されることを特徴とする請求項８に記載の細胞培養システム。

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