专利名称：冷冻保存装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及收纳冷冻保存容器的手套箱(即冷冻保存装置)，其能够防止取出放 入收容在冷冻保存容器内的安瓿时安瓿的结霜等。本申请基于2008年01月18日于日本申请的专利申请2008-009393号、以及2008 年10月17日于日本申请的专利申请2008-268768号主张优先权，在此援用其内容。
背景技术：
作为简便地保存用于新药开发或医疗基础研究中的实验动物的精子、受精卵、细 胞等生物试样的方法，一般使用冷冻保存方法。特别是，使用液化氮的冷冻保存方法能够最 长时间稳定地保存而被广泛使用。这种冷冻保存方法中，生物试样被收纳在安瓿中，安瓿被收纳在安瓿收纳具中之 后，在冷冻保存容器内冷冻保存。从上述冷冻保存容器对安瓿进行入出库时，安瓿和安瓿收 纳具与大气接触，大气中的水分将作为霜附着在安瓿和安瓿收纳具、冷冻保存容器等上。另 外，将安瓿收纳在安瓿收纳具中时或将安瓿收纳具收纳于上述冷冻保存容器时，由于附着 堆积在安瓿收纳具上的霜会导致收纳作业难以进行。对收容在冷冻保存容器内的安瓿一一分配管理代码以进行管理。当霜附着在安瓿 上时，记载在安瓿表面上的管理代码将难以读取，从而成为读取传感器误操作的原因。而且，当霜附着在安瓿上时，大气中的尘埃也同时附着，成为安瓿被污染的原因。 以往为了去除附着在安瓿和安瓿收纳具上的霜，需要在每次入出库时进行擦拭。另外，由于每次入出库时附着在安瓿和安瓿收纳具上的霜会作为霜或冰粒累积在 冷冻保存容器内，因此当去除这些霜或冰粒时，需要定期地在转移冷冻保存容器内的安瓿 等保存试样之后，去除该容器内的液体氮，使容器内干燥，即进行所谓的维护。另外，还具有当通过操作者的目视确认进行安瓿收纳具、安瓿的识别时，由于霜的 附着等造成安瓿的拿错、遗失等问题。作为涉及手套箱的现有技术，例如有以下所示的技术。专利文献1 特开平8-192363号公报专利文献2 日本专利第2801809号公报专利文献3 日本专利第3135034号公报专利文献4 实开平5-49294号公报专利文献5 特开平1-200157号公报专利文献6 特开2002-282712号公报
发明内容
因此，本发明的课题在于提供一种当安瓿、安瓿收纳具从冷冻保存容器入出库时， 能够抑制霜附着在安瓿、安瓿收纳具和冷冻保存容器上，不会发生安瓿的拿错、遗失等的手 套箱。此外，本发明的另一个课题在于提供一种适合于这种手套箱的冷冻保存容器。
为了解决上述课题，本发明的第一方案涉及一种冷冻保存容器，包括存储低 温液化气体的容器主体、关闭该容器主体的口部并形成有多个沿上下方向(vertical direction)贯通的插入孔的盖件、和能够插通地收容在该盖件的插入孔中的安瓿收纳具， 所述安瓿收纳具由支撑柱和沿该支撑柱的上下方向并排安装的多个安瓿收纳部构成。本发明的第一方案中，优选进一步包括插入于所述盖件的插入孔中的鞘管，所述 安瓿收纳具能够插通地收容在所述鞘管中，在所述鞘管上形成有多个气体透过孔。换言之，优选本发明的第一方案优选包括存储低温液化气体的容器主体、关闭该 容器主体的口部并形成有多个沿上下方向贯通的插入孔的盖件、插入于该盖件的插入孔中 的鞘管、和能够插通地收容在该鞘管中的安瓿收纳具，在所述鞘管上形成有多个气体透过 孔，所述安瓿收纳具由支撑柱和沿该支撑柱的上下方向并排安装的多个安瓿收纳部构成。本发明的第二方案涉及一种手套箱，由收纳上述冷冻保存容器的收纳部和与所述 收纳部的上部连通设置的入出库作业空间部构成，所述入出库作业空间部能够从外部透 视，并且所述入出库作业空间部被干燥气体充满而为正压，在所述入出库作业空间部的内 部进行收容在所述收纳部中的冷冻保存容器的、安瓿收纳具的入出库作业。本发明的第二方案中，优选在所述入出库作业空间部的壁面上设置有安装有逆流 防止机构或过滤器的气体排出口，在所述收纳部的壁面上设置有安瓿出入箱。另外，本发明的第二方案中，优选设置有测量所述入出库作业空间部内的露点的 露点计，还设置有干燥气体供给部，当该露点计的指示值为规定值以上时，该干燥气体供给 部向该入出库空间部内供给降低该空间部的露点的干燥气体。另外，本发明的第二方案中，优选在所述入出库作业空间部的顶板部分设置有将 特定的安瓿收纳具从所述冷冻保存容器提起，然后推入的自动搬运机械手。另外，本发明的第二方案中，优选所述自动搬运机械手根据特定的安瓿收纳具的 位置和收纳在该安瓿收纳具中的安瓿的位置的指示，通过三轴控制进行动作。另外，本发明的第二方案中，优选所述自动搬运机械手具备夹持头，该夹持头沿三 轴方向行进并移动到特定的安瓿收纳具的位置，将该安瓿收纳具提起直到特定的安瓿从所 述冷冻保存容器露出，然后推入。另外，本发明的第二方案中，优选在所述入出库作业空间部设置有传递箱，该传递 箱具有向外部开口的气密的操作口，并且还具有由所述自动搬运机械手从所述冷冻保存容 器提起的安瓿收纳具所插入的上部收容管，在该上部收容管上形成有用于从插入的安瓿收 纳具取出安瓿的取出窗。另外，本发明的第二方案中，优选在所述入出库作业空间部设置有传递箱，该传递 箱具有向外部开口的气密的操作口，并且在该传递箱的背面形成有与由所述自动搬运机械 手从所述冷冻保存容器提起的安瓿收纳具相配合的纵槽部，在该纵槽部上形成有用于从插 入的安瓿收纳具取出安瓿的取出窗。另外，本发明的第二方案中，优选所述传递箱由透明材料制作，所述传递箱的内部 被干燥气体充满。另外，本发明的第二方案中，优选在所述安瓿上附带条形码，根据该条形码的识别 管理信息，对所述自动搬运机械手取出的安瓿收纳具的安瓿进行识别。另外，本发明的第二方案中，优选设置有用于向所述冷冻保存容器供给液化气体的管道，该管道贯通所述收纳部和冷冻保存容器，该管道的一端延伸至冷冻保存容器的底 部，另一端与液化气体供给单元相连接。发明效果根据本发明，通过将所述入出库作业空间部充满干燥气体，能够将入出库作业空 间部内保持为干燥的状态。另外，当从冷冻保存容器对安瓿、安瓿收纳具进行入出库时，能 够抑制霜附着在安瓿、安瓿收纳具和冷冻保存容器上。因此，能够容易地进行记载于安瓿表 面的试样管理代码的读取，此外还能够降低冷冻保存容器的维护频率。进一步地，所述入出库作业空间部被干燥气体充满而为正压，从而防止大气的进 入，抑制带有尘埃、细菌、病毒等的大气、作业员的呼气混入到入出库作业空间部内。另外， 能够保持干燥且洁净的状态，从而能够防止安瓿受到污染。另外，利用露点计监控入出库作业空间部内的湿度，当露点上升时，通过导入干燥 气体，将入出库作业空间部内总是保持为干燥状态，从而能够可靠地防止结霜。通过在入出库作业空间部的顶板部设置自动搬运机械手，能够自动进行从上述冷 冻保存容器将特定的安瓿收纳具提起，并且使收纳在该安瓿收纳具中的安瓿从冷冻保存容 器露出。另外，能够高效地实施特定的安瓿从冷冻保存容器的取出和收纳。另外，通过在入出库作业空间部设置传递箱，并将安瓿收纳具放入该传递箱内，不 佩戴手套就能够进行安瓿的取出、收纳作业等，因此提高作业效率。进一步地，对各个安瓿附上条形码，根据该条形码的识别管理信息来控制自动搬 运机械手的动作，由此自动搬运机械手能够从冷冻保存容器中取出目标安瓿收纳具，并使 目标安瓿位于传递箱的取出窗。另外，能够由条形码阅读器读取该安瓿的条形码以进行安 瓿的识别，因此不会拿错安瓿，能够使现每一瓶安瓿都可靠地入出库。通过使用包括容器主体、关闭该容器主体的口部并形成有多个插入孔的盖件、和 能够插通该盖件而被收容的安瓿收纳具，且上述安瓿收纳具具有多个安瓿收纳部的冷冻保 存容器，在入出库作业时目标以外的安瓿被取出冷冻保存容器外的次数将大幅减少。另外， 由此在安瓿等上结霜的频率也进一步降低。
图1是表示本发明的手套箱的一个示例的概要整体结构图；图2是表示本发明的手套箱中的安瓿出入箱的一个示例的概要剖视图；图3是表示本发明的手套箱中的干燥气体供给设备的一个示例的概要结构图；图4是表示本发明的手套箱中的冷冻保存容器的一个示例的局部剖切概要立体 图；图5是表示本发明的手套箱中的向冷冻保存容器供给低温液化气体的低温液化 气体供给设备的一个示例的概要结构图；图6是表示本发明的手套箱中的盖件和鞘管的一个示例的概要剖视图；图7是表示本发明的手套箱中的安瓿收容具的一个示例的概要说明图；图8是表示具备本发明的机械手的手套箱的一个示例的概要俯视图；图9是表示具备本发明的机械手的手套箱的一个示例的概要侧视图；图10是表示本发明中的机械手的构造的一个示例的概要结构图11是表示具备本发明的机械手的手套箱的另一个示例的概要侧视图；图12是表示本发明中的传递箱的一个示例的概要结构图；图13是表示具备本发明的机械手的手套箱的另一个示例的概要俯视图；图14是表示本发明中的传递箱的另一个例子的概要结构图。符号说明1...手套箱；la...收纳部；lb...入出库作业空间部；2...冷冻保存容器； 7...排气口 ；8...容器主体；9...盖件；10...安瓿收纳具；11...鞘管；20...支撑柱； 23...安瓿收容部；27...露点计；31...液化气体供给管；32...安瓿出入箱；41...液化气 体供给源；58...夹持头；71...传递箱；72...操作口 ；76...上部收容管；77...取出窗； 79...条形码阅读器；82...夹具。
具体实施例方式以下使用图1至图7对本发明的一个实施方式进行说明。(手套箱)图1是表示本发明的手套箱1的一个示例的概要结构图。该示例中的手套箱1是 外形尺寸约为高2000mm、宽1000mm、深IOOOmm的长方体形的箱子。该手套箱1通过间隔板Ic在上下方向上一分为二，由上部的入出库作业空间部 (以下称为作业空间部)Ib与下部的收纳部Ia构成。收纳部Ia和作业空间部Ib的大小和 形状分别是一边约为IOOOmm的正方体形。在收纳部Ia中放入有冷冻保存容器2，在上述间隔板Ic的中心形成有圆形的贯通 孔，从作业空间部Ib通过该贯通孔能看到收纳部Ia内的冷冻保存容器2的开口部。通过开闭形成在收纳部Ia的一个侧面的门3，能够从收纳部Ia取出放入冷冻保存 容器2。内置在收纳部Ia中的冷冻保存容器2的开口部，该开口部面向作业空间部Ib并与 之相通，能够从该开口部取出放入安瓿收纳具。在收纳部Ia的外壁面上形成有安瓿出入箱32。该安瓿出入箱32用于临时收容从冷冻保存容器2取出的安瓿或将要收容在冷冻 保存容器2中的安瓿，该安瓿出入箱32与形成在上述间隔板Ic上的开口 Id连通(参考图 2)。图2表示上述安瓿出入箱32的一个示例。安瓿出入箱32被设置在间隔板Ic的 正下方的相当于间隔板Ic的四个角的位置上，并且其位置以避开冷冻保存容器2的圆形的 容器主体8的方式来决定。该安瓿出入箱32为普通的带有盖32a的抽屉，在该盖32a上形成有用于落入安瓿 25的开口 32b。在推入安瓿出入箱32时，该开口 32b与形成在间隔板Ic上的开口 Id连通。当向里推入安瓿出入箱32时，形成在收纳部Ia的外壁上的开口部被安瓿出入箱 32的表板32c气密地关闭。另外，当向前拉出安瓿出入箱32时，形成在间隔板Ic上的开口 Id被盖32a气密地关闭。通过这种构造，外部气体不会随着安瓿的取出放入而侵入到作业 空间部Ib内。作业空间部Ib通过利用由玻璃或丙烯酸树脂等构成的透明板覆盖周围而形成， 从而能够从外部目视确认上述作业空间部Ib内的作业，例如，由丙烯酸树脂覆盖作业空间部lb的正面和两侧面等。另外，将覆盖作业空间部lb的周围的丙烯酸树脂设为两层，使其 具有绝热性，还能够防止在丙烯酸树脂板的外面结露、结霜。在覆盖作业空间部lb的透明板的正面、一个侧板和其相反侧的侧板三面上，在每 一个面上形成有两处圆形的手套安装用开口部4...。在开口部4...上安装有橡胶制的手 套安装箍5...，在该手套安装箍5...上安装有橡胶制的手套6...。开口部4...被设置在距地面1300 1400mm的位置上，使得操作者在站立的作业 状态下，能够佩戴手套6...顺利地进行入出库作业。此外，图1中描绘了仅形成在一个侧 板的面上的开口部4安装有手套6的状态。通过在作业空间部lb的上述三面上设置手套6，能够从三个方向向作业空间部lb 内进行作业，因此即使安瓿收纳具10被配置在冷冻保存容器2的整个开口部上，也能够使 用形成在三面之中的任一面上的手套6而容易地进行入出库作业。在作业空间部lb的顶壁上形成有排气口 7，并安装有逆流防止机构或过滤器(未 图示)，以防止大气中的尘埃进入。另外，如图3所示，在上述作业空间部lb内安装有露点传感器26。该露点传感器 26测量作业空间部lb内的气氛气体中的水分含量，来自露点传感器26的信号被发送到露 点计27，在该露点计27中，根据测量的水分含量计算出作业空间部lb内的露点。在露点计27中预先设定作业空间部lb内的露点如-50°C等，当由露点计27计算 出的露点为该设定露点以上时，从干燥气体供给管28向作业空间部lb内供给干燥气体。干燥气体供给管28的一端在作业空间部lb内开口，另一端经由流量调节阀29、气 化器30与后述的液化气体供给管31连接。流量调节阀29根据来自露点计27的控制信号，控制干燥气体的流量。从液化气体供给管31分流的低温液化气体经气化器30气化变为干燥气体，并经 过流量调节阀29流量控制后被导入作业空间部lb。(冷冻保存容器)如图4所示，冷冻保存容器2大致由容器主体8、盖件9、安瓿收纳具10...和鞘管 11...构成。冷冻保存容器2是具有由不锈钢等构成的内槽12与外槽13形成的双层构造 并且内槽12与外槽13之间的空隙为真空的双层真空绝热容器。在该容器主体8的内槽12的底部附近安装有多孔板14，液化氮等低温液化气体被 充满至该多孔板14附近。另外，内槽12的口部的开口径比内槽12的躯干部的内径稍小， 内槽12形成所谓筒形锅状(寸胴鍋状)的形状。另外，如图5所示，在该冷冻保存容器2上设置有用于向其容器主体8内供给或补 充低温液化气体的液化气体供给管31。该液化气体供给管31的一端贯通手套箱1的收纳 部la的侧壁部和容器主体8的侧壁部并延伸至内槽12的底部附近，另一端经由流量调节 阀31a与液化气体供给源41连接。进一步地，在冷冻保存容器2的容器主体8内设置有检测低温液化气体的存积液 位的液面传感器42和检测容器主体8内的气相温度的温度传感器43，来自这些传感器42、 43的检测信号被发送到液化气体供给源41，以控制向容器主体8内供给的低温液化气体的 供给时间、供给量。容器主体8的内槽12的口部由盖件9可开闭地关闭。如图4所示，盖件9为其外径与内槽12的口部的开口径大致相同的圆柱状，并且如图6所示，是由圆板状的上板15和 下板16与它们之间的由发泡聚氨酯树脂等绝热材料形成的绝热体17构成的厚度为200 300mm左右的盖件，绝热性能较高。在盖件9上形成有在其厚度方向(上下方向)上贯通该盖件9的多个例如300 500个插入孔18...。该插入孔18的内径为15 25mm左右。在所有这些插入孔18...中插入有鞘管11...。如图4所示，该鞘管11为外径 15 25mm、内径13 23mm、长500 700mm左右的直管状物，其底部到达多孔板14，其口 部露出于盖件9的上侧表面呈开口的状态。鞘管11...的上部与上述盖件9相接的部分由树脂管构成，其下侧的部分由不锈 钢、铝合金等构成。另外，在鞘管11...的周壁上形成有多个小径的气体透过孔19...。在鞘管11的顶部整体安装有用于将该鞘管11固定在盖件9上的固定爪(图示 略)，通过将上述固定爪配合到形成在盖件9的插入孔18的上缘部(上板15)的配合凹部 (图示略)中，鞘管11被固定在盖件9上，从而使得鞘管11不会随着安瓿收容具10的提起 而被同时提起。(安瓿收纳具)在上述鞘管11...内插通有能够沿上下方向移动的安瓿收纳具10...。如图7所 示，该安瓿收纳具10由不锈钢、铝合金等构成的支撑柱20 ；设置在该支撑柱20的上部的圆 棒状的绝热部21 ；安装在该绝热部21的上部的把手部22 ；和在支撑柱20的上下方向上分 配有间隔地并排并排设置的多个(例如八个)安瓿收纳部23...构成。上述支撑柱20在水平方向的截面形状为呈圆弧状弯曲的带状物，在支撑柱20的 下端部设置有引导管24。该引导管24用于使安瓿收纳具10即使在将安瓿收纳具10提起 至其最下端的安瓿收纳部23时也不会从盖件9脱落。此外，该引导管24并不是必须的。上述绝热部21的外径与上述鞘管11的内径大致相同，其上下方向的长度与上述 盖件9的上下方向的厚度大致相同。另外，该绝热部21的内部由玻璃纤维增强环氧树脂等合成树脂构成，周边部由发 泡聚氨酯树脂等发泡树脂形成，绝热性能较高。如图7所示，上述支撑柱20并不位于上述绝热部的中心轴上，支撑柱20为连接设 置在绝热部21的侧部上的状态。上述安瓿收纳部23为保持、收纳封入有应冷冻保存的试样的一个安瓿25的有底 圆筒形杯状物，并且与支撑柱20整体设置在支撑柱20的侧部。关于安瓿收纳部23的上下 方向的间隔，该间隔以当在安瓿收纳部23中收纳有安瓿25时，安瓿25的顶部与其上方的 安瓿收纳部23的底部之间产生5 IOmm左右的间隙的方式来确定。另外，该安瓿收纳部23的外径比上述绝热部21的外径稍小，以其中心轴与上述绝 热部21的中心轴大致一致的方式安装在上述支撑柱20上。另外，如图4所示，在冷冻保存容器2的容器主体8的上端部，固定有由海绵、橡胶 等缓冲材料构成的环状填料33，当冷冻保存容器2被放入在收纳部Ia的固定位置时，该填 料33能够压附在上述间隔板Ic的下表面上。将冷冻保存容器2放入收纳部Ia中时，打开收纳部Ia的门拉出存放在收纳部Ia内的托盘(图示略)，将冷冻保存容器2放置在该托盘上，将冷冻保存容器2推入其内部。 当冷冻保存容器2到达固定位置时，冷冻保存容器2在被向上方稍微抬起的状态下固定，由此上述填料33贴紧在间隔板Ic的下表面上。如图4所示，在冷冻保存容器2的盖件9的周缘部设置有贯通盖件9的放气管34， 在该放气管34的上部安装有排气阀35，由此能够从容器主体8内排放出在容器主体8内气 化的低温液化气体，并能够保持容器主体8内不为负压。如上所述，在容器主体8的内槽12内充满了低温液化气体的一部分气化的低温气 体，该低温气体通过鞘管11的气体透过孔19...到达安瓿收纳具10，冷却保持在安瓿收纳 具10中的安瓿25并使其为冷冻状态。由此，能够将多个安瓿25...保存在冷冻状态下，进行冷冻保存。此外，收容在冷冻保存容器2中的安瓿25通常是预备冷冻状态的安瓿，然而也可 以是其他状态的安瓿。这种构造的冷冻保存容器2与现有冷冻保存容器相比较能够在一个冷冻保存容 器2内收容许多安瓿25。另外，由于每一根安瓿收纳具10的安瓿收容数变少，因此具有在 入出库作业时安瓿25...被取出冷冻保存容器2外的次数大幅减少，安瓿上的结霜的频率 下降的优点。(手套箱的使用方法)接下来，对这种构造的手套箱1的使用方法进行说明。首先，在容器主体8的内槽12内将液化氮等低温液化气体充满至多孔板14附近。接着，由盖件9关闭冷冻保存容器2的开口部，在盖件9的所有插入孔18...中插 入鞘管11...。然后，从干燥气体供给管28将氮气等干燥气体导入到作业空间部Ib内，将作业空 间部Ib内部的压力设为高于外部气压0. 1 10%左右的正压，防止外部气体向手套箱1侵 入。作为向作业空间部Ib内供给干燥气体的手段，有如上所述的经由干燥气体供给 管28进行的方法、和经由设置在冷冻保存容器2的盖件9上的放气管34从冷冻保存容器 2向作业空间部Ib内供给气化的低温液化气体的方法。位于作业空间Ib内的干燥气体根据需要从排气口 7排出。由于在排气口 7上设 置有过滤器和逆流防止机构，因此从作业空间部Ib内向作业空间部Ib外流动，而不会从作 业空间部Ib外向该作业空间部Ib内流动。由此，作业空间部Ib内为总是被干燥气体充满的状态。将安瓿25收容在冷冻保存容器2中时，将封入有应冷冻保存的试样的安瓿25向 安瓿出入箱32放入，拿入作业空间部lb。接着，作业者在将手插入手套箱1的手套6、6的 状态下，从冷冻保存容器2将指定的安瓿收纳具10提起。然后，将上述安瓿出入箱32内的 安瓿25取出，并向指定的安瓿收纳具10的安瓿收纳部23放入后，将安瓿收纳具10推入冷 冻保存容器2内。从冷冻保存容器2取出安瓿25的作业与上述收容安瓿25的作业的作业顺序相反。在此，例如在各安瓿收纳具10的露出盖件9的表面的把手部22...或者在插入有安瓿收纳具10的鞘管11. · ·上分别标注第一识别符号(例如，1、2、3. . . η)，将收容在一根 安瓿收纳具10中的安瓿25的管数定为八管，从上开始依次标注第二识别符号A、B、C. . . H， 由此能够通过例如“2-B”的识别管理编号来对一管安瓿25进行识别管理。另外，能够从冷冻保存容器2的外部获知存放有作为目标的安瓿25的安瓿收纳具 10。
而且，例如当从冷冻保存容器取出识别管理编号“2-B”的安瓿25时，从冷冻保存 容器2的外侧目视确认标注有第一识别符号“2”的安瓿收纳具10之后，将其从鞘管11提 起，并将其从上数第二个安瓿25 (第二识别符号“B”)取出。此时的安瓿收纳具10的提起 位置当然到从上数第二个安瓿25能够取出的位置即可，位于第三个以下的安瓿25不会与 外部气体接触。另外，重新将其他的安瓿25收纳在安瓿收纳具10的空的安瓿收容部23中时也是 同样的。即使万一安瓿25从安瓿收纳具10的安瓿收容部23脱落，也会留在鞘管11内，在 此情况下能够从鞘管11将安瓿25回收，而不会浪费宝贵的试样。另外，当提起、插入安瓿收纳具10时无需从冷冻保存容器2上卸下盖件9，因此能 够降低低温液化气体的消耗量。以上说明的实施方式中示出了使用鞘管11的方式，但本发明也可以是不使用鞘 管11的方式。在此情况下，除了难以回收从安瓿收纳具10的安瓿收容部23脱落的安瓿25 以外，能够获得与上述实施方式同样的作用效果。进一步地，不言而喻即使冷冻保存容器2未安装有多孔板14也不会有任何障碍。另外，安瓿收纳具10的安瓿收容部23的形状并不限于上述形状，例如也可以构造 为从支撑柱20的两侧延伸出两个卡止爪片，由两个卡止爪片夹住安瓿25来保持。下面利用图8至图14说明本发明的其他实施方式。(装备有自动搬运机械手的手套箱的一个实施方式)上述安瓿的入出库作业除了使用手套6的手动操作以外，还能够通过使用自动搬 运机械手的半自动操作来进行。图8至图10表示具备自动搬运机械手的手套箱的一个示例。这里的自动搬运机 械手(以下称为机械手)被设置在作业空间部Ib的上部空间中。如图8所示，在作业空间部Ib的上部安装有一对平行的X轴导轨51、51。该X轴 导轨51例如为光滑的圆棒状物，分别配置在顶壁的一个端缘部和与其对置的另一个端缘 部上。在X轴导轨51、51上装配有分别在该X轴导轨51上往复移动的一对X轴架台52、 52。该X轴架台52是中空的圆筒状部件，该X轴架台52通过在其内部的中空部插通上述 X轴导轨51而滑动，以沿X轴方向往复移动。在这一对X轴架台52、52上架设有连接该一对X轴架台52、52的两条相互平行的 例如圆棒状的Y轴导轨53、53。在这一对Y轴导轨53、53上安装有在该一对Y轴导轨53、 53上往复移动的一个Y轴架台54。Y轴架台54由一对滑动体55、55与连接该一对滑动体55、55的连结体56构成。滑动体55由中空圆筒体构成，滑动体55通过在其内部的中空部插通上述Y轴导轨53而滑动，以沿Y轴方向往复移动，由此Y轴架台54也沿Y轴方向往复移动。如图9所示，在Y轴架台54上安装有一条垂下的Z轴导轨57。该Z轴导轨57的前端部延伸至上述间隔板Ic附近。在Z轴导轨57上能够纵向运动地安装有夹持头58。如图10所示，在该夹持头58的下表面设置有夹持上述安瓿收纳具10的把手部22 的一对夹持片59、59。这一对夹持片59、59通过互相接近或互相分离，由此能够夹持或放开上述把手部 22。在该示例中，优选将上述把手部22的形状设为棱柱状，由此当由夹持片59、59夹 持把手部22时，能够确定安瓿收纳具10的安瓿收容部23的朝向，使其朝向操作者侧。此 夕卜，条形码的读取、安瓿的取出、收容操作将变得容易。根据以上结构，夹持头58能够在作业空间部内沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向 的三轴方向自如地移动，由此能够将收容在冷冻保存容器2内的任意的安瓿收纳具10提起 至任意的位置。这种夹持头58的动作通过设置在手套箱1外的控制装置60进行控制。利用该机械手进行的安瓿的取出和安放操作如下所示来进行。首先，因为冷冻保存容器2在收纳部Ia内的位置由于冷冻保存容器2的取出放入 有时会稍有偏移，所以每次都需要确定夹持头58的基准点(原点)。该基准点的设定，通过对二至三个安瓿收纳具10实施以下示教操作来进行，即从 冷冻保存容器2将特定的安瓿收纳具10提起至指定的位置，使夹持头58的夹持片59、59 移动到该位置，由夹持片59、59夹持特定的安瓿收纳具10的把手部22。将在该状态下露出 的安瓿25或者安瓿收容部23的上述识别管理编号输入到控制装置60。上述识别管理编号 使用图示面板等输入装置61输入到控制装置60。另外，关于XY轴方向还有以下的设定方法，但并不限定于此，即预先在盖件9的上 表面设置任意的基准点(两点)，将各安瓿收纳具10的位置与基准点的位置相互的位置关 系预先存储在控制装置60中，当冷冻保存容器2偏移时，通过微调整的驱动使机械手(能 够利用激光目视确认)回到基准点，并再次存储。此外，关于Z轴，通过稍长地夹取把手部22的颈部从而多少能够应对偏移，而且利 用安装在容器2脚下的水平调节装置来调整冷冻保存容器2的高度，能够对准夹持片59、59 的开闭位置与把手部22的位置。当取出安瓿25时，对输入装置61输入应取出的安瓿的识别管理编号。由此，夹持 头58移动到目标位置，夹持片59、59夹持目标安瓿收纳具10的把手部22，并将安瓿收纳具 10提起直到目标安瓿25露出于外部时停止。在该状态下，操作者将手插入作业空间部Ib的手套6...，利用人力从安瓿收纳具 10取出，并放入安瓿出入箱32，取出手套箱1外。接着，当按下输入装置61的“取出装入完成按钮”时，夹持头58将该安瓿收纳具 10推入上述冷冻保存容器2内，放开夹持片59、59，之后回到待机位置。当收容安瓿时，与取出同样，从上述冷冻保存容器2提起目标安瓿收纳具10，并使 作为目标的空的安瓿收容部23露出。在该状态下，操作者利用人手将安瓿收容在空的安瓿收容部23中。
接着，当按下输入装置61的“取出装入完成按钮”时，夹持头58将该安瓿收纳具 10推入上述冷冻保存容器内，放开夹持片59、59，之后回到待机位置。通过使用这种机械手，当从上述冷冻保存容器2提起作为目标的安瓿收纳具10 时，不需要通过目视来确认安瓿收纳具10的第一识别符号的作业，提高了作业效率。由于在冷冻保存容器2内插入有300 500根左右的安瓿收纳具10，目视确认作 业既花费工夫又有可能误认，通过使用该机械手能够消除这些问题。(装备有自动搬运机械手的手套箱的另一个实施方式)图11至图13表示装备有机械手的手套箱的另一个实施方式。该实施方式中，在入出库作业空间部Ib内的间隔板Ic附近设置有传递箱71。该 传递箱71是由玻璃、丙烯酸树脂、碳酸酯树脂等透明材料构成的大致长方体形的内部为空 洞的箱体。传递箱71的一个侧面从切掉构成作业空间部Ib的壁的一部分所形成的开口部露 出从而与外部相邻，将该侧面作为操作口 72。操作口 72需要总是保持气密，通常如图12所示，由透明的板材构成的外门73关 闭，需要时该外门73向上方或侧方移动以露出内门74。内门74通过沿上下方向无间隙地并排由橡胶、软质发泡塑料等富有挠性的材料 构成的多条挠性带75、75...而构成，操作者能够将手插入到挠性带75、75之间以在传递箱 71内进行作业。此外，通过使内门74为气密构造，也可以省略外门73。另外，图12中，挠 性带75、75...的长边方向是水平方向，但也可以是水平方向以外的方向。例如，挠性带75、 75...的长边方向也可以是上下方向，在此情况下，沿水平方向无间隙地并排挠性带75、 75··· ο另外，在传递箱71上设置有从其上表面到下表面贯通的上部收容管76。该上部收 容管76用于插入由上述机械手从冷冻保存容器2拔出的安瓿收纳具10。如图12所示，在该上部收容管76上形成有取出窗77。该取出窗77，用于当将安 瓿收纳具10插入上部收容管76中时，操作者用手将目标安瓿25抓住并从安瓿收纳具10 取出，是比安瓿25的大小稍大的开口部。进一步地，如图13所示，在传递箱71上设置有至少在操作时将其内部充满干燥气 体，放出用于使其内部为正压的干燥气体的放出口 78，该放出口 78与上述干燥气体供给管 28 (参考图3)相连接。在传递箱71内的两侧方分别设置有一台固定式的条形码阅读器79、79。该条形码 阅读器79用于读取附在安瓿25上的条形码标签的条形码，以进行安瓿25的识别管理，来 自条形码阅读器79、79的条形码信息被输入上述控制装置60。此外，条形码阅读器79并不限于两台，也可以是一台。如图11所示，在冷冻保存容器2上设置有下部收容管80。该下部收容管80用于 当利用机械手拔出的安瓿收纳具10被插入上述上部收容管76时，收容安瓿收纳具10的下 方部分，但根据安瓿收纳具10的插入深度也会有下方部分不被收容的情况。下部收容管80被设置为贯通冷冻保存容器2的盖件9，到达内槽12内。下部收容管80的平面位置位于上述上部收容管76的正下方，由此一根安瓿收纳 具10插通上述上部收容管76与下部收容管80而被收纳。
在Z轴导轨57上安装有向下方延伸的棒状的腿部81。该腿部81能够沿Z轴导 轨57纵向运动。在夹持头58上形成有用于腿部81的贯通孔，夹持头58能够沿着Z轴导 轨57和腿部81纵向运动。在腿部81的下端部设置有夹持安瓿收纳具10的下端部的夹具 82。利用该夹具82与上述一对夹持片59、59分别夹持从冷冻保存容器2拔出的安瓿收纳 具10的上部与下部。由此，防止安瓿收纳具10移动时发生摆动，从而将安瓿收纳具10插 入上述上部收容管76变得容易。此外，当夹持头58为了拔出安瓿收纳具10而接近盖件9 时，腿部81下降到Z轴导轨57的下端并打开夹具82，从而不会妨碍夹持头58的夹持片59、 59的动作。
腿部81并不限于上述示例，还可以直接安装在夹持头58上。在此情况下，将腿部 81的形状设为能够伸缩的形状。由此，当夹持头58为了拔出安瓿收纳具10而接近盖件9 时，腿部81收缩在盖件9上并打开夹具82，从而不会妨碍夹持头58的夹持片59、59的动作。另外，夹具82还可以直接安装在Z轴导轨57上。在此情况下，夹具82能够沿着Z 轴导轨57纵向运动。由此，当夹持头58为了拔出安瓿收纳具10而接近盖件9时，夹具82 下降到Z轴导轨57的下端并打开，从而不会妨碍夹持头58的夹持片59、59的动作。另外，在控制装置60中内置有执行以下操作的程序。S卩，执行下述一系列动作的程序，当对上述输入装置61输入安瓿的识别管理编号 时，夹持头58拔出目标安瓿收纳具10，其下部由夹具82保持，使该状态下的安瓿收纳具10 移动到上述上部收容管76的正上方，进一步将安瓿收纳具10插入上部收容管76或插入上 部收容管76和下部收容管80，当目标安瓿25到达上述取出窗77的位置时停止。在该实施方式中，在所有安瓿25的躯干部上贴付有记录其识别管理编号等信息 的条形码标签(图示略)。另外，在该实施方式中，不需要手套6、6...和安瓿出入箱32、32。下面对该实施方式中的动作进行说明。当对上述输入装置61输入应取出的安瓿的识别管理编号时，控制装置60执行上 述程序，机械手的把持头58从冷冻保存容器拔出目标安瓿收纳具10，由夹具82保持安瓿收 纳具10的下部，在此状态下使安瓿收纳具10移动到传递箱71的上部收容管76的正上方 的位置。 接着，将安瓿收纳具10插入上述上部收容管76，当存放于安瓿收纳具10中的多个 安瓿之中的目标安瓿下降到上部收容管76的取出窗77的位置时，停止安瓿收纳具10的插 入。此时，收容在安瓿收容具10中的安瓿25面向取出窗77。此时，两个条形码阅读器79、79读取露出于取出窗77的安瓿的条形码，并将其识 别管理编号发送到控制装置60。控制装置60对来自条形码阅读器79、79的识别管理编号与来自输入装置61的识 别管理编号进行比较，当两者一致时确认为目标安瓿，并通过指示灯、指示蜂鸣器等进行指
7J\ ο操作者在确认该指示之后，打开传递窗71的外门73，从内门74经过操作口 72将 手插入内部，取出安瓿。接着，当按下输入装置61的“取出装入完成按钮”时，夹持头58将该安瓿收纳具 10从上述上部收容管76拔出，插入冷冻保存容器2的原来的位置，出库作业结束。
此外，当将安瓿收纳具10插入冷冻保存容器2的原来的位置、或者插入上述上部 收容管76时，通过将安瓿收纳具10的绝热部21的下部和引导管24的下部的形状设为比各自的躯干部细的锥状(图示略)，能够更顺利地插入。当向安瓿收纳具10收纳安瓿时，与取出同样地，将目标安瓿收纳具10从上述冷冻 保存容器2提起，插入上述上部收容管76，使作为目标的空的安瓿收容部23露出于取出窗 77。在该状态下，操作者利用人手经由传递箱71的操作口 72将安瓿收容在空的安瓿 收容部23中。此时，条形码阅读器79、79读取附在安瓿上的条形码，将识别管理编号发送到控 制装置60，与输入到输入装置61的识别管理号进行比较，确实目标安瓿是否已被存收容到 目标安瓿收容部23中。操作者当通过如前所述的指示获知得到确认时，按下输入装置61 的“取出装入完成按钮”。这样，机械手的夹持头58将该安瓿收纳具10从上述上部收容管76拔出，插入上 述冷冻保存容器2的原来的位置，入库作业结束，回到待机位置。在该实施方式中，能够使传递箱71内的气氛为干燥状态，霜不会附着在露出于取 出窗77的安瓿上。因此，能够利用条形码阅读器79、79可靠无误地读取附在安瓿上的条形 码。因此，能够准确地确认从安瓿收纳具10取出的或存放在安瓿收纳具10内的安瓿是目 标安瓿，从而能够防止安瓿拿错。另外，安瓿的入出库作业的绝大部分，特别是用于特定安瓿的作业得以自动进行， 大幅减轻了操作者的负担。进一步地，党作为目标的安瓿被存放到安瓿收纳具10的上部的安瓿收容部23中 时，因为安瓿收纳具10的大部分位于冷冻保存容器2的下部收容管80内，所以存在于该部 分的安瓿被保持为冷却状态。因此，对安瓿施加无用的热的频率降低。(装备有自动搬运机械手的手套箱的变形例)图14表示上述实施方式的变形例的重要部分。在该变形例中，在传递箱71上不具有上部收容管76，作为代替在传递箱71的背面 设置有纵槽部83。该纵槽部83的截面形状为半圆形，以沿上下方向的形式形成在传递箱 71的背面，在其中间部切掉部分形成有取出窗77。该取出窗77与上面的示例同样用于取 出安瓿。在该变形例中，从冷冻保存容器2拔出的安瓿收纳具10沿着纵槽部83下降，从取 出窗77取出或收容目标安瓿。上述实施方式中，出于操作性的考虑将传递箱71配置在入出库空间部Ib的一个 侧面的中央部上，但并不限于此，还可以将传递箱71配置在角部。然而，这样手套箱1中会 产生无法将下部收容管80设置在冷冻保存容器2的内部的情况，产生即使不设置下部收容 管80也可以的情况。因此，插入到传递箱71的上部收容管76中的安瓿收纳具10的下部 将暴露在常温下。产业上的利用可能性通过本发明，在生物领域、医疗领域、制药领域、畜产领域中的各研究机构和医疗 机构中，能够长期稳定地保存各种生物试样。
权利要求
一种冷冻保存容器，包括存储低温液化气体的容器主体、关闭该容器主体的口部且形成有多个沿上下方向贯通的插入孔的盖件、和能够插通地收容在该盖件的插入孔中的安瓿收纳具，所述安瓿收纳具由支撑柱和沿该支撑柱的上下方向并排安装的多个安瓿收纳部构成。
2.根据权利要求1所述的冷冻保存容器，进一步包括插入于所述盖件的插入孔中的鞘 管，所述安瓿收纳具能够插通地收容在所述鞘管中，在所述鞘管上形成有多个气体透过孔。
3.一种手套箱，由收纳根据权利要求1所述的冷冻保存容器的收纳部和与所述收纳部 的上部连通设置的入出库作业空间部构成，所述入出库作业空间部能够从外部透视，并且 所述入出库作业空间部被干燥气体充满而为正压，在所述入出库作业空间部的内部进行收 容在所述收纳部中的冷冻保存容器的安瓿收纳具的入出库作业。
4.根据权利要求3所述的手套箱，在所述入出库作业空间部的壁面上设置有安装有逆 流防止机构或过滤器的气体排出口，在所述收纳部的壁面上设置有安瓿出入箱。
5.根据权利要求3所述的手套箱，设置有测量所述入出库作业空间部内的露点的露点 计，还设置有干燥气体供给部，当该露点计的指示值为规定值以上时，该干燥气体供给部向 该入出库空间部内供给降低该空间部的露点的干燥气体。
6.根据权利要求3所述的手套箱，在所述入出库作业空间部的顶板部分设置有将特定 的安瓿收纳具从所述冷冻保存容器提起，然后推入的自动搬运机械手。
7.根据权利要求6所述的手套箱，所述自动搬运机械手根据特定的安瓿收纳具的位置 和收纳在该安瓿收纳具中的安瓿的位置的指示，通过三轴控制进行动作。
8.根据权利要求7所述的手套箱，所述自动搬运机械手具备夹持头，该夹持头沿三轴 方向行进并移动到特定的安瓿收纳具的位置，将该安瓿收纳具提起直到特定的安瓿从所述 冷冻保存容器露出，然后推入。
9.根据权利要求6所述的手套箱，在所述入出库作业空间部设置有传递箱，该传递箱 具有向外部开口的气密的操作口，并且还具有由所述自动搬运机械手从所述冷冻保存容器 提起的安瓿收纳具所插入的上部收容管，在该上部收容管上形成有用于从插入的安瓿收纳 具取出安瓿的取出窗。
10.根据权利要求6所述的手套箱，在所述入出库作业空间部设置有传递箱，该传递箱 具有向外部开口的气密的操作口，并且在该传递箱的背面形成有与由所述自动搬运机械手 从所述冷冻保存容器提起的安瓿收纳具相配合的纵槽部，在该纵槽部上形成有用于从插入 的安瓿收纳具取出安瓿的取出窗。
11.根据权利要求9或10所述的手套箱，所述传递箱由透明材料制作，所述传递箱的内 部被干燥气体充满。
12.根据权利要求9或10所述的手套箱，在所述安瓿上附有条形码，根据该条形码的识 别管理信息，对所述自动搬运机械手取出的安瓿收纳具的安瓿进行识别。
13.根据权利要求3所述的手套箱，设置有用于向所述冷冻保存容器供给液化气体的 管道，该管道贯通所述收纳部和冷冻保存容器，该管道的一端延伸至冷冻保存容器的底部， 另一端与液化气体供给单元相连接。
全文摘要
本发明提供一种冷冻保存容器，包括存储低温液化气体的容器主体、关闭该容器主体的口部并形成有多个沿上下方向贯通的插入孔的盖件、和能够插通地收容在该盖件的插入孔中的安瓿收纳具，所述安瓿收纳具由支撑柱和沿该支撑柱的上下方向并排安装的多个安瓿收纳部构成。
文档编号A61J3/00GK101808608SQ20088010851
公开日2010年8月18日 申请日期2008年11月11日 优先权日2008年1月18日
发明者吉村滋弘, 太田英俊, 武内雅弘, 藤田守 申请人:大阳日酸株式会社