JP2018184265A - 保管装置および保管システム - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で多数の保管物を収容できるとともに、入出庫のミスを効果的に抑制し、入出庫時の保管物に対する外部環境による影響を低減することが可能な保管装置および保管システムを提供すること。【解決手段】保管庫本体１１０の内部収容空間１１１には、複数のスプロケットに掛け回され保管物を保持可能な無端帯状体が設けられた多層の保管棚１１２が設けられ、保管棚１１２の各層には無端帯状体が掛け回された保管領域と、入出庫扉１３０に対峙する入出庫領域とが設けられ、無端帯状体は、保管領域から一部突出して入出庫領域を通過するように掛け回されること。【選択図】図１

Description

本発明は、保管物を内部収容空間に保管する保管庫本体と、保管物を搬入・搬出する入出庫扉とを有する保管装置および保管システムに関するものである。

従来、化学、生化学、生体学、製薬などの基礎研究あるいは応用研究においては、大量の生体サンプル、臨床サンプル、化学合成物などの試料を検査等のために保管している。例えば、創薬研究プロセスにおいても、生体活性等を調査するため、多種多様な検査、実験が行われているが、この中では、微量で多数の試料を取り扱うことが必要であり、通常マイクロ（テスト）チューブに封入された試料を、安定した環境のもとで大量に保管することが要請されていた。
このようなマイクロチューブは、平板状のラックに多数収容されて、冷凍庫のような、湿度、温度を一定に管理された収容庫に保管されることが通常であった。

しかし、近年の医学、薬学、臨床、生化学、農学等におけるバイオ技術等の著しい進展に伴い、数多くの試料を迅速に扱う作業が増大していて、数多くの試料をマイクロチューブのような容器に封入して保管管理することが重要になってきている。
このため、より多数の試料を収容するため、１６行２４列で３８４個と多数の区画を有するラックを、多数収容庫に収容するものも現れている。
また、遠心分離機ＣＦと結合された収容機構として、マイクロチューブＭＴのような試料容器を複数の収容部を備えた試料容器支持体に収容し、これを多列にして保管するようにしたことも提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

ところが、前述したような多数の区画を有するラックを使用する場合、各区画に稠密に試料容器が収容されて収容効率を向上することはできるが、ラック一面のみでは収容可能な試料容器の数に限界があり、かといってこれを多段に積載して収容する試料容器の数を増加すると、下段のラックから試料容器を取り出そうとする際に上段のラックがその取り出し作業の障害となり、収容された試料容器の出し入れが不自由となってしまうという問題があった。
また、前述した試料容器キャリアを使用する場合にも、基本的には平面内に多数の試料容器を収容するのみであるから、収容できる試料容器の数にもおのずから限界があり、近年の大量、迅速に取り扱うという要請に対し充分対応できなくなってきている、という問題があった。

そこで、出願人は、試料容器を入出庫する扉を複数設けたハウジングと、該ハウジング内に前記扉のそれぞれに対向して奥行方向に配置されて移動自在である複数の無端帯状体と、該無端帯状体の側面に配置されて前記試料容器を保持する容器支持体とを備えた試料容器保管庫を提案した。
この試料容器保管庫によれば、大量の試料容器をハウジング内に収容することができるとともに、奥行方向に多数保管されている試料容器を無端帯状体を移動させて適宜に開閉扉の位置まで移動させてこの位置で試料容器を挿入、取り出しを実行するため、他の試料容器に阻害されることなく容易に入出庫作業を実行することができる。
また、複数の開閉扉のそれぞれ毎に入出庫作業を独立して行うことができるため、入出庫作業を各開閉扉毎に同時並行的に遂行して入出庫作業を大幅に迅速化することができる（特許文献２参照。）。

特開平７−３０３８５０号公報 特開２０１２−１７７６００号公報

特許文献２で公知の試料容器保管庫は、入出庫する扉を複数設けたことで、所望の容器が保管された無端帯状体のみにアクセスでき、容易に目的の容器を入出庫できる。
しかしながら、扉を開放した際の開口は、作業者が手を挿入して容器を取り出すための大きさが必要であるため、扉付近に多数の容器が存在することとなり、扉を開放した際に外部環境の影響を受け、温度上昇や霜の付着等の問題が発生する虞があった。
また、作業者は、開口に面する無端帯状体に保持された複数の容器にアクセス可能であり、入出庫のミスが発生する虞があった。

本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、簡単な構成で多数の保管物を収容できるとともに、入出庫時の保管物に対する外部環境による影響を低減するとともに、入出庫のミスを効果的に抑制することが可能な保管装置および保管システムを提供するものである。

本発明に係る保管装置は、保管物を内部収容空間に保管する保管庫本体と、保管物を搬入・搬出する入出庫扉とを有する保管装置であって、前記保管庫本体の内部収容空間には、多層の保管棚が設けられ、前記多層の保管棚には、それぞれ複数のスプロケットと、前記複数のスプロケットに掛け回され保管物を保持可能な無端帯状体が設けられ、前記保管棚の各層には、前記無端帯状体が掛け回された保管領域と、前記入出庫扉に対峙する入出庫領域とが設けられ、前記無端帯状体は、前記保管領域から一部突出して前記入出庫領域を通過するように掛け回されることにより、前記課題を解決するものである。
また、本発明に係る保管システムは、前述の保管装置と、制御装置とを備えた自動保管システムであって、前記制御装置が、前記無端帯状体を駆動する駆動制御部と、前記入出庫扉をロックする扉制御部を有することにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る保管装置によれば、保管棚の各層には、無端帯状体が掛け回された保管領域と、入出庫扉に対峙する入出庫領域とが設けられ、無端帯状体は、保管領域から一部突出して入出庫領域を通過するように掛け回されることにより、入出庫領域に存在する保管物の数を少なくすることができ、入出庫扉を開放した際の外部環境の影響を低減するとともに、入出庫のミスを低減することが可能となる。
また、保管物の数が減少する内部収容空間が入出庫領域のみであり、保管領域の容器の収容密度を減少させる必要がないため、多数の保管物を収容することが可能である。

本請求項２に記載の構成によれば、入出庫扉は、保管棚の各層に対応して複数設けられるとともに、保管棚の層の厚さよりも大きく形成され、隣接する層の入出庫扉は、互いに干渉しない位置にずらして設けられていることにより、作業に必要な入出庫扉の大きさを確保しつつ、保管棚の各層の間隔を小さくし、内部収容空間の保管棚の数を多くすることができるため、作業性を落とすことなく多数の保管物を収容することが可能である。
本請求項３に記載の構成によれば、保管領域で無端帯状体が掛け回される複数のスプロケットが、保管棚の各層で共通の回転軸線を有することにより、無端帯状体の駆動のための構成を簡素化することができ、全ての保管棚の無端帯状体を駆動源で駆動することも可能となる。

本請求項４に記載の構成によれば、入出庫領域には、複数の入出庫扉にそれぞれ対応して内部収容空間と区画された複数の隔離室が形成され、隔離室は、無端帯状体と保管物のみが通過可能な移動通路で内部収容空間と連通するように構成されていることにより、入出庫扉を開放した際の外部環境の影響を隔離室内にとどめて、内部収容空間への外部環境の影響を低減することができる。
本請求項５に記載の構成によれば、移動通路には、無端帯状体の通過部分以外を開閉するシャッターが設けられていることにより、入出庫扉を開放した際の外部環境の影響を隔離室内に確実にとどめて、内部収容空間への外部環境の影響をさらに低減することができる。
本請求項６に記載の構成によれば、シャッターは、閉じた際に単一の保管物のみが隔離室内に存在するように形成されていることにより、入出庫扉を開放した際の入出庫対象でない保管物に対する外部環境の影響をさらに低減することができる。

本請求項７に係る保管システムによれば、制御装置が、無端帯状体を駆動する駆動制御部と、入出庫扉をロック・解除する扉制御部を有することにより、入出庫の管理を自動化し、作業者の作業負担が軽減されるとともに、間違った保管棚や無端帯状体の位置で入出庫することを防止することができる。
また、他の入出庫扉を誤って開放することが防止され、入出庫対象でない保管物に対する外部環境の影響をさらに低減することができる。
本請求項８に記載の構成によれば、扉制御部が、入出庫扉のロック・解除とシャッターの開閉を連動させるように構成されていることにより、作業者の作業負担がさらに軽減されるとともに、内部収容空間への外部環境の影響をさらに低減することができる。
本請求項９に記載の構成によれば、保管装置の入出庫扉あるいはその近傍には、扉制御部に制御される各入出庫扉に対応した表示器が設けられていることにより、作業者の作業効率をさらに高めることができる。

本発明の第１実施形態である保管装置の一部カット斜視図。 本発明の第１実施形態である保管装置の一部カット正面図。 本発明の第１実施形態である保管装置の一部カット平面図。 保管棚（Ｒ）に掛け回された保管チェーンおよびスプロケットの説明図。 保管棚（Ｃ）に掛け回された保管チェーンおよびスプロケットの説明図。 保管棚（Ｌ）に掛け回された保管チェーンおよびスプロケットの説明図。 保管棚（Ｒ）、（Ｃ）、（Ｌ）に掛け回された保管チェーンおよびスプロケットを重ね合わせた配置説明図。 保管チェーンおよびスプロケットの一部拡大図。 隔離室のシャッターが開いた状態の斜視説明図。 隔離室のシャッターが閉じた状態の斜視説明図。 隔離室のシャッターが開いた状態の断面斜視説明図。 隔離室のシャッターが閉じた状態の断面斜視説明図。

本発明の保管装置は、保管物を内部収容空間に保管する保管庫本体と、保管物を搬入・搬出する入出庫扉とを有する保管装置であって、保管庫本体の内部収容空間には、多層の保管棚が設けられ、多層の保管棚には、それぞれ複数のスプロケットと、複数のスプロケットに掛け回され保管物を保持可能な無端帯状体が設けられ、保管棚の各層には、無端帯状体が掛け回された保管領域と、入出庫扉に対峙する入出庫領域とが設けられ、無端帯状体は、保管領域から一部突出して入出庫領域を通過するように掛け回されるものであれば、その具体的な実施態様はいかなるものであってもよい。
また、本発明の保管システムは、前記保管装置と、制御装置とを備えた保管システムであって、制御装置が、無端帯状体を駆動する駆動制御部と、入出庫扉をロック・解除する扉制御部を有するものであれば、その具体的な実施態様はいかなるものであってもよい。

本発明の無端帯状体は、保管物を保持可能な構造を有していれば、チェーン、ベルト等いかなるものであってもよく、その材質も、金属、樹脂等のいかなるものであってもよい。
また、本発明のスプロケットは、無端帯状体に対して係合する歯や突起を有するものであってもよく、歯や突起を有さないものであってもよい。
さらに、摩擦が少ないものであれば、回転せずに摺接することで無端帯状体が掛け回されるものであってもよい。

本発明の一実施形態である保管システム１００は、図１乃至図３に示すように、保管装置１０１と制御装置１０２を有している。
保管装置１０１は、保管物を内部収容空間１１１に保管する保管庫本体１１０と、保管物を搬入・搬出する入出庫扉１３０とを有しており、制御装置１０２は保管庫本体１１０の上部に一体に設けられている。
保管庫本体１１０の内部収容空間１１１には、多層の保管棚１１２が設けられ、多層の保管棚１１２には、それぞれ複数のスプロケット１１３と、複数のスプロケット１１３に掛け回され保管物を保持可能な無端帯状体１２０が設けられている。
保管棚１１２の各層には、図４乃至図６に示すように、無端帯状体１２０が掛け回された保管領域１１４と、入出庫扉１３０に対峙する入出庫領域１１５とが設けられ、無端帯状体１２０は、各層で保管領域１１４から一部突出して入出庫領域１１５を通過するように掛け回されている。

入出庫扉１３０は、保管棚１１２の各層に対応して複数設けられるとともに、保管棚１１２の層の厚さよりも大きく形成され、隣接する層の入出庫扉１３０は、互いに干渉しない位置にずらして設けられている。
また、各入出庫扉１３０の側方には表示器１３１が設けられている。
各層の無端帯状体１２０は、入出庫扉１３０の位置に対応して、保管領域１１４から一部突出して入出庫領域１１５を通過する位置をずらして掛け回されている。
本実施形態では、図１、図２に示すように、入出庫扉１３０が左右３位置にずらして配置され、無端帯状体１２０もそれに対応するよう、図４乃至図６に示すように、入出庫領域１１５を通過する位置が左右３位置に設定される。

また、図７に示すように、保管領域１１４で無端帯状体１２０が掛け回される複数のスプロケット１１３は、保管棚１１２の各層で共通の回転軸１１６を有し、入出庫領域１１５で無端帯状体１２０が掛け回される複数のスプロケット１１３も、同一位置で突出する層の全部のスプロケット、および隣接位置で突出する層の一部のスプロケット１１３も共通の回転軸１１６を有するように配置されている。
各スプロケット１１３は、無端帯状体１２０の駆動源となるもののみ回転軸１１６に回転固定され、それ以外のスプロケット１１３は回転軸１１６に対して回転可能に配置されている。
このことで、各層で同一位置のスプロケット１１３を同一の回転軸１１６と回転固定すれば、全ての層の無端帯状体１２０を１つ回転軸１１６を回転駆動することで駆動することが可能であり、各層で異なる位置のスプロケット１１３を異なる回転軸１１６と回転固定することで、各層の無端帯状体１２０をそれぞれ独立して駆動することも可能である。

無端帯状体１２０は、図８に示すように、複数の１対のリンクプレート１２２を、接続ピン１２１によって回転可能に長手方向に順次接続したチェーンで構成されており、保管物であるチューブＴは、各リンクプレート１２２に設けられた２箇所の保持孔１２３、および、接続ピン１２１を中空とした保持孔１２３に収容保持可能に構成されている。
また、スプロケット１１３の係合歯１１７は、接続ピン１２１に係合し、リンクプレート１２２の保持孔１２３に保持されたチューブＴには干渉しないよう設けられている。
なお、無端帯状体１２０は、それ自体に収容保持部を持たず、別体の保持のケース等を取り付ける構造であってもよい。

内部収容空間１１１の入出庫領域１１５には、図１、図３に示すように、各入出庫扉１３０に対応して内部収容空間１１１と区画された隔離室１４０が形成されている。
隔離室１４０は、図９乃至図１２に示すように、無端帯状体１２０とチューブＴのみが通過可能な移動通路１４１で内部収容空間１１１と連通するように構成され、移動通路１４１には、無端帯状体１２０の通過部分以外を開閉するシャッター１４２が設けられている。
隔離室１４０の内部は、上方に作業者が手を挿入可能に設けられた取出部１４５と、下方に、無端帯状体１２０とチューブＴが通過する左右の移動通路１４１に挟まれるように設けられた切出部１４３と、取出部１４５と切出部１４３の間を円滑につなぐテーパ部１４４とを有している。
切出部１４３は、左右方向にチューブＴが１本だけ存在可能な幅に形成されており、シャッター１４２が閉じた際に、１本のチューブＴのみを隔離室１４０内に残して、内部収容空間１１１と隔離室１４０の内部とがシャッター１４２によって隔離され、入出庫扉１３０を開放した際に、内部収容空間１１１に対するに外気の影響を低減するように構成されている。

本実施形態では、入出庫扉１３０が左右３位置にずらして配置され、無端帯状体１２０もそれに対応するよう、入出庫領域１１５を通過する位置が左右３位置に設定されているため、隔離室１４０の高さ方向寸法は保管棚１１２の３層分に形成されている。
隔離室１４０は、作業者が直接手を挿入して作業する大きさが必要なことから、チューブＴの高さ方向サイズが小さい場合には、入出庫扉１３０および無端帯状体１２０が入出庫領域１１５を通過する位置を４位置以上にすることで、隔離室１４０を小さくすることなく、各層の厚みを小さくすることができ、作業性を犠牲にすることなく収容本数を増やすことができる。

本実施形態では、制御装置１０２は保管庫本体１１０の内部収容空間１１１の上部に収容されているが、制御装置１０２の一部あるいは全部が、保管庫本体１１０とは別の場所に配置されていてもよい。
また、この保管庫本体１１０の内部収容空間１１１の上部空間には、冷却装置やそれらの機器の制御手段、電源手段、通信手段等、様々な機器類が収容されてもよい。
制御装置１０２は、無端帯状体１２０を駆動する駆動制御部と、入出庫扉１３０をロック・解除する扉制御部を有しており、入出庫対象となる所定の保管棚１１２の無端帯状体１２０の所定の保持孔１２３を、対応する入出庫扉１３０からアクセス可能な位置まで駆動し、当該入出庫扉１３０のロックを解除可能とするとともに、入出庫扉１３０のロック・解除と当該隔離室１４０のシャッター１４２の開閉および表示器１３１の表示を連動させるように構成されている。

なお、上記実施形態では、隔離室１４０の内部に作業者が取出部１４５に手を挿入し、上方から指を切出部１４３に挿入してチューブＴを無端帯状体１２０から上方に引き抜くことを考慮し、隔離室１４０の内部には、取出部１４５と切出部１４３の間を円滑につなぐテーパ部１４４が設けられているが、チューブＴがある程度大きく切出部１４３の幅がある程度確保できる場合は、テーパ部１４４がなくてもよい。
また、無端帯状体１２０がチューブＴを側方から取り出し可能な保持構造であれば、取出部１４５を切出部１４３の上方でなく入出庫扉１３０側に設けてもよく、隔離室１４０の内部空間の形状は、保管物の大きさ、形状、無端帯状体１２０の保持構造に応じて、様々な形態を採用可能である。
また、それに応じて、シャッター１４２の形状、動作方向等も様々な形態を採用可能である。
さらに、制御装置１０２は、その配置や物理的な形状はいかなるものであってもよく、他の保管物の管理システムや、研究設備、試験設備、製造設備等の保管装置１０１が利用される設備における他の上位システムがその機能を有するものであってもよい。

１００ ・・・保管システム
１０１ ・・・保管装置
１０２ ・・・制御装置
１１０ ・・・保管庫本体
１１１ ・・・内部収容空間
１１２ ・・・保管棚
１１３ ・・・スプロケット
１１４ ・・・保管領域
１１５ ・・・入出庫領域
１１６ ・・・回転軸
１１７ ・・・係合歯
１２０ ・・・無端帯状体
１２１ ・・・接続ピン
１２２ ・・・リンクプレート
１２３ ・・・保持孔
１３０ ・・・入出庫扉
１３１ ・・・表示器
１４０ ・・・隔離室
１４１ ・・・移動通路
１４２ ・・・シャッター
１４３ ・・・切出部
１４４ ・・・テーパ部
１４５ ・・・取出部
Ｔ ・・・チューブ（保管物）

Claims (9)

1. 保管物を内部収容空間に保管する保管庫本体と、保管物を搬入・搬出する入出庫扉とを有する保管装置であって、
   前記保管庫本体の内部収容空間には、多層の保管棚が設けられ、
   前記多層の保管棚には、それぞれ複数のスプロケットと、前記複数のスプロケットに掛け回され保管物を保持可能な無端帯状体が設けられ、
   前記保管棚の各層には、前記無端帯状体が掛け回された保管領域と、前記入出庫扉に対峙する入出庫領域とが設けられ、
   前記無端帯状体は、前記保管領域から一部突出して前記入出庫領域を通過するように掛け回されることを特徴とする保管装置。
2. 前記入出庫扉は、前記保管棚の各層に対応して複数設けられるとともに、前記保管棚の層の厚さよりも大きく形成され、
   隣接する層の前記入出庫扉は、互いに干渉しない位置にずらして設けられていることを特徴とする請求項１に記載の保管装置。
3. 前記保管領域で前記無端帯状体が掛け回される複数のスプロケットが、前記保管棚の各層で共通の回転軸線を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保管装置。
4. 前記入出庫領域には、複数の前記入出庫扉に対応して前記内部収容空間と区画された複数の隔離室が形成され、
   前記隔離室は、前記無端帯状体と保管物のみが通過可能な移動通路で前記内部収容空間と連通するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の保管装置。
5. 前記移動通路には、前記無端帯状体の通過部分以外を開閉するシャッターが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の保管装置。
6. 前記シャッターは、閉じた際に単一の保管物のみが前記隔離室内に存在するように形成されていることを特徴とする請求項５に記載の保管装置。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の保管装置と、制御装置とを備えた保管システムであって、
   前記制御装置が、前記無端帯状体を駆動する駆動制御部と、前記入出庫扉をロック・解除する扉制御部を有することを特徴とする保管システム。
8. 前記保管装置の前記入出庫扉の内側には、前記内部収容空間とは区画され、前記入出庫扉を介して外部からアクセス可能な隔離室が形成され、
   前記隔離室は、前記無端帯状体と保管物が通過可能な移動通路で内部収容空間と連通するように構成され、
   前記移動通路には、前記無端帯状体の通過部分以外を開閉するシャッターが設けられ、
   前記扉制御部が、前記入出庫扉のロック・解除と前記シャッターの開閉を連動させるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の保管システム。
9. 前記保管装置の前記入出庫扉あるいはその近傍には、前記扉制御部に制御される各入出庫扉に対応した表示器が設けられていることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の保管システム。

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