特開 2023-172845 キャップ開閉装置及びその制御方法、マイクロチューブラック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023172845

(43)【公開日】2023-12-06

(54)【発明の名称】キャップ開閉装置及びその制御方法、マイクロチューブラック

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/02 20060101AFI20231129BHJP

   B67B 7/12 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

G01N35/02 B

B67B7/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】21

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022174960

(22)【出願日】2022-10-31

(31)【優先権主張番号】P 2022083972

(32)【優先日】2022-05-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用申請有り （１） ▲１▼開催日： 令和４年６月１日～６月４日 ▲２▼集会名、開催場所： 一般社団法人日本機械学会、ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２２ ｉｎ Ｓａｐｐｏｒｏ（北海道札幌市白石区東札幌６条１丁目１－１ 札幌コンベンションセンター） ▲３▼公開者： 神野 誠、 野々山 良介 ▲４▼公開された発明の内容： 神野 誠及び野々山 良介がロボティクス・メカトロニクス講演会２０２２ ｉｎ Ｓａｐｐｏｒｏにて、神野誠及び野々山良介が発明したマイクロチューブのキャップ開閉装置に関する研究について公開した。 （２） ▲１▼ 発行日：令和４年６月１日 ▲２▼ 刊行物：「ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２２ ｉｎ Ｓａｐｐｏｒｏ」（電子データ配布） １Ａ１－Ｆ０６ ▲３▼ 発行者：一般社団法人 日本機械学会 ▲４▼ 公開者：神野 誠、野々山 良介 ▲５▼ 公開のタイトル：「ＰＣＲ検査前処理工程効率化のためのマイクロチューブキャッパーの開発」 ▲６▼ 添付の書面： 「ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２２ ｉｎ Ｓａｐｐｏｒｏ」の表紙、総目次、講演概要目次、１Ａ１－Ｆ０６のコピー

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、戦略的創造研究推進事業「ウイルス変異を考慮した大量自動検査システムの研究」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】502245118

【氏名又は名称】学校法人国士舘

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】神野 誠

(72)【発明者】

【氏名】野々山 良介

【テーマコード（参考）】

2G058

3E081

【Ｆターム（参考）】

2G058CA02

3E081AA16

3E081AB03

3E081AC01

3E081BB19

3E081BB27

3E081EE02

3E081EE13

(57)【要約】

【課題】多様なマイクロチューブのキャップ形状に対応するキャップ開閉機構の提供。
【解決手段】容器本体と、ヒンジ部を介して容器本体に接続されたキャップとを有するマイクロチューブのキャップを開閉するキャップ開閉装置は、第１の回転軸により回転する第１アームと第２の回転軸により回転する第２アームを有し、第１アームは、第１の方向への回転に従って、所定位置に配置されたマイクロチューブのキャップの縁部と係合してキャップを開栓するように爪部を動かし、第２アームは、第１の方向とは逆の第２の方向への回転に従って、マイクロチューブのキャップを閉栓するように押圧部材を動かす。制御部は、爪部と押圧部材との間にキャップが位置し、第１の回転軸と爪部とを結ぶ直線と第２の回転軸と押圧部材を結ぶ直線との成す角度が所定の角度範囲に収まった状態を維持しながら第１の方向へ第１、第２アームを回転させ、キャップを開栓する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器本体と、ヒンジ部を介して前記容器本体に接続されたキャップとを有するマイクロチューブの前記キャップを開閉する装置であって、
第１の回転軸により回転する第１アームであって、前記第１アームの第１の方向への回転に従って、所定位置に配置された前記マイクロチューブの前記キャップの縁部と係合して前記キャップを開栓するように動く爪部を含む前記第１アームと、
第２の回転軸により回転する第２アームであって、前記第２アームの前記第１の方向とは逆の第２の方向への回転に従って、前記所定位置に配置された前記マイクロチューブの前記キャップを閉栓するように押す押圧部材を含む前記第２アームと、
前記爪部と前記押圧部材との間に前記キャップを位置させ、前記第１の回転軸と前記爪部とを結ぶ第１の直線と前記第２の回転軸と前記押圧部材とを結ぶ第２の直線との成す角度が所定の角度範囲に収まる特定の回転位置関係に維持しながら、前記第１アームと前記第２アームとを前記第１の方向へ回転させて前記キャップを開栓する制御手段と、を備えることを特徴とするキャップ開閉装置。

【請求項2】

前記所定の角度範囲は、１０°～３５°の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項3】

前記制御手段は、前記第１アームと前記第２アームとを等速で回転することにより、前記特定の回転位置関係を維持することを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項4】

前記制御手段は、前記爪部と前記押圧部材との間に前記キャップを位置させ、前記特定の回転位置関係に維持しながら前記第１アームと前記第２アームとを前記第２の方向へ回転させることにより前記キャップを閉栓することを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項5】

前記制御手段は、前記キャップの開栓の開始において、前記爪部と前記押圧部材とにより前記キャップを撓ませるように前記第１アームと前記第２アームの回転位置を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項6】

前記キャップの撓みにより、前記キャップの一部が前記容器本体から離れることを特徴とする請求項５に記載のキャップ開閉装置。

【請求項7】

前記所定位置に配置された前記マイクロチューブの側面を一方の端部で押圧している押圧状態と押圧していない非押圧状態との間で遷移するようにスライド可能なピンと、
前記第２アームの前記第２の方向への回転とともに回転し、前記回転に応じて前記ピンを前記押圧状態へスライドさせる付勢部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項8】

前記ピンのスライドの方向は、前記第２の回転軸と平行な方向である、ことを特徴とする請求項７に記載のキャップ開閉装置。

【請求項9】

前記付勢部材は、
前記第２の回転軸の方向に第１の厚みを有する第１の部分と、前記第１の部分よりも厚い第２の厚みを有する第２の部分とを有し、
前記付勢部材の前記第２の方向への回転に応じて、前記ピンの前記一方の端部と反対側の他方の端部が前記第１の部分に当接した状態から前記第２の部分に当接した状態に遷移することにより、前記ピンが前記非押圧状態から前記押圧状態へスライドする、ことを特徴とする請求項７に記載のキャップ開閉装置。

【請求項10】

前記付勢部材は、前記第１の厚みから前記第２の厚みへ徐々に厚みが変化するように前記第１の部分と前記第２の部分とを接続する傾斜部分を含む、ことを特徴とする請求項９に記載のキャップ開閉装置。

【請求項11】

前記マイクロチューブを前記所定位置に配置するために、前記容器本体を挿入する挿入孔を備えることを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項12】

前記挿入孔の周囲に設けられ、前記挿入孔に挿入される前記マイクロチューブの前記容器本体の開口部に設けられたリム部を支持する支持部を備えることを特徴とする請求項１１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項13】

前記支持部は、前記リム部のうちの、前記挿入孔に挿入される前記マイクロチューブの前記ヒンジ部の位置と、前記ヒンジ部の位置に対向した位置とで前記リム部を支持することを特徴とする請求項１２に記載のキャップ開閉装置。

【請求項14】

前記押圧部材は、前記第２の回転軸と交差する方向と平行に延びており、前記第２の回転軸から遠い側の端部に、前記キャップの略中央部を押すための第１の凸部を有することを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項15】

前記押圧部材は、前記第２の回転軸に近い側の端部に、前記第１の凸部よりも低い第２の凸部を有することを特徴とする請求項１４に記載のキャップ開閉装置。

【請求項16】

前記第１の回転軸と前記第２の回転軸が同軸であることを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項17】

前記第１の回転軸と前記第２の回転軸は互いに平行、且つ、近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ開閉装置。

【請求項18】

容器本体と、ヒンジ部を介して前記容器本体に接続され、開栓のための突起部が形成されたキャップとを有するマイクロチューブを収容するための挿入部を複数有するマイクロチューブラックであって、
前記挿入部が、
前記マイクロチューブの前記容器本体を収容するための挿入孔と、
前記挿入孔に挿入されたマイクロチューブの前記ヒンジ部の下面を支持する第１の支持部と、
前記第１の支持部の両側に配置され、前記第１の支持部よりも上に伸びる一対の突起部であって、前記一対の突起部のそれぞれには、前記一対の突起部の間隔が前記第１の支持部へ向かって狭くなるようにテーパーが付けられている前記一対の突起部と、を備えることを特徴とするマイクロチューブラック。

【請求項19】

前記挿入部は、前記挿入孔に挿入された前記マイクロチューブの前記突起部を支持する第２の支持部をさらに備える、請求項１８に記載のマイクロチューブラック。

【請求項20】

複数の前記挿入部が１行に配列されているラックと、
複数の前記ラックを並べて収容するラックケースと、を備えることを特徴とする請求項１８に記載のマイクロチューブラック。

【請求項21】

容器本体と、ヒンジ部を介して前記容器本体に接続されたキャップとを有するマイクロチューブを所定位置に配置する工程と、
爪部を有する第１アームを第１の回転軸を中心として第１の方向へ回転させることにより、前記所定位置に配置された前記マイクロチューブの前記キャップの縁部と前記爪部とを係合させて前記キャップを開栓する工程と、
押圧部材を有する第２アームを第２の回転軸を中心として前記第１の方向とは逆の第２の方向へ回転させることにより、前記所定位置に配置された前記マイクロチューブの前記キャップを前記押圧部材が押して閉栓する工程と、を備え、
前記開栓する工程では、前記爪部と前記押圧部材との間に前記キャップを位置させ、前記第１の回転軸と前記爪部とを結ぶ第１の直線と前記第２の回転軸と前記押圧部材とを結ぶ第２の直線との成す角度が所定の角度範囲に収まっている特定の回転位置関係を維持しながら、前記第１アームと前記第２アームとを前記第１の方向へ回転させる、ことを特徴とするキャップ開閉装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャップ開閉装置及びその制御方法、マイクロチューブラックに関する。

【背景技術】

【0002】

新型コロナウイルス（COVID-19）や、将来的なさらなるウイルス変異や未知のウイルスに対応するためＰＣＲ検査等を行うシステムの自動化は不可欠となっている。ＰＣＲ検査等では、唾液や鼻咽頭ぬぐい液などの複数種の検体を、遠心管、凍結保存チューブ、マイクロチューブなど様々な容器を用いて処理が行われる。検査システムの自動化・効率化において、それら容器の開閉を自動化することは、重要なポイントとなる。

【0003】

特許文献１には、図７に示されるようなマイクロチューブのキャップを開閉する機構が開示されている。本装置によれば、開閉部（７１０）をスライドさせることによりマイクロチューブのキャップ先端を締結部（７５０）の空間に挿入させ、この状態で開閉部（７１０）を回転させることによりマイクロチューブのキャップを開閉する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１９－５２７３３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

遠心管、凍結保存チューブ、マイクロチューブなどの検体容器は、様々な理化学用品メーカから販売されおり、ＰＣＲ検査施設などでは、このような検体容器を大量に消費する。マイクロチューブの場合、容量が同じであれば、概ね容器の外形（直径、長さ）寸法は同等であるが、キャップの形状や寸法は、操作性やシール性などについて他社との差別化を図るために、メーカごとに微妙に異なっている。使用されるマイクロチューブを統一することができれば、キャップの開閉を自動化することは容易である。しかし、特定のメーカのマイクロチューブに限定すると、そのメーカからマイクロチューブを入手するのが困難な状況に陥ったときに、検査を実施できなくなるという致命的な状況を招く。また、マイクロチューブの形状を完全に規格化し、各社から同一のマイクロチューブを提供できるようにすることも容易ではない。したがって、様々なメーカのマイクロチューブを取り扱うことができる自動化システムを構築することが、重要である。

【0006】

マイクロチューブを取り扱う作業は、検体容器のハンドリング作業、検体容器の開栓・閉栓作業、要求作業（分注作業、攪拌作業、遠心作業など）などから構成されている。前述のように、キャップ形状がさまざまであることから、その開栓・閉栓作業を自動化することは、検査システムの自動化、効率化の重要な要素技術となる。多軸のロボット（マニピュレータ）によりマイクロチューブの開栓・閉栓作業を行う場合、ロボットの動作が大きくなり、動作範囲や作業時間などに課題がある。

【0007】

また、特許文献１はマイクロチューブのキャップ開閉を専門に行う装置であるが、複数のマイクロチューブのキャップを同時に開閉することを目的としており、マイクロチューブのキャップ形状の変化に対応するための考慮はなされていない。例えば、特許文献１は、キャップの先端部をキャップの上側から引っ掛けて開栓する構成を有するが、引っ掛ける部分の隙間（締結部（７５０）の高さ方向の幅）が限られているため、開閉可能なキャップの先端の厚みが締結部（７５０）の隙間の大きさにより制限されてしまう。

【0008】

本発明は、多様なマイクロチューブのキャップ形状に対応するキャップ開閉機構を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様によるキャップ開閉装置は以下の構成を備える。すなわち、
容器本体と、ヒンジ部を介して前記容器本体に接続され、開栓のための突起部が形成されたキャップとを有するマイクロチューブの前記キャップを開閉する装置であって、
第１の回転軸により回転する第１アームであって、前記第１アームの第１の方向への回転に従って、所定位置に配置された前記マイクロチューブの前記突起部と係合して前記キャップを開栓するように動く爪部を含む前記第１アームと、
第２の回転軸により回転する第２アームであって、前記第２アームの前記第１の方向とは逆の第２の方向への回転に従って、前記所定位置に配置された前記マイクロチューブの前記キャップを閉栓するように押す押圧部材を含む前記第２アームと、
前記第１アームと前記第２アームとの回転を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記キャップを開栓する際に、前記第１アームと前記第２アームとの回転位置関係を、前記第１アームと前記第２アームとの成す角度を所定の角度範囲に収まるように維持した状態で、前記第１アームと前記第２アームとを前記第１の方向へ回転する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、マイクロチューブの多様なキャップの形状に対して、より確実にキャップを開閉することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態によるキャップ開閉装置の概要を示す図である。

【図2】第１実施形態によるキャップ開閉装置の開閉部の詳細を示す図である。

【図3】第１実施形態によるキャップ開閉動作を説明する図である。

【図4】第１実施形態による、キャップ開閉動作における開栓アームと閉栓アームの制御を説明する図である。

【図5】（ａ）は挿入孔に設けられる後支持部の変形例を、（ｂ－１）は押圧部材を説明する図、（ｂ－２）は押圧部材の変形例を示す図。

【図6A】マイクロチューブを収容するマイクロチューブラックを説明する図である。

【図6B】マイクロチューブを収容するマイクロチューブラックを説明する図である。

【図7】従来のキャップ開閉機構を示す図である。

【図8】第２実施形態による、キャップ開閉動作における開栓アームと閉栓アームの制御を説明する図である。

【図9】第３実施形態による閉栓アームの構造と、マイクロチューブを固定するためのピンを説明する図。

【図10】第３実施形態による閉栓アームと、マイクロチューブを固定するためのピンの動きを説明する図。

【図11】第３実施形態による閉栓アームと、マイクロチューブを固定するためのピンの動きを説明する図。

【図12】ピンの形状を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴は任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0013】

＜第１実施形態＞
図１は、実施形態によるキャップ開閉装置１００の概観を示す図である。（ａ）は外カバーが装着されたキャップ開閉装置１００の外観図であり、（ｂ）はキャップ開閉装置１００の内部構造を示す図である。外カバー１０１、１０２の内部には、制御部１２１、および上位コントローラと通信接続する回路基板１２２、ＤＣサーボモータ１３１等が収納されている。制御部１２１は、ＤＣサーボモータ１３１の駆動制御を含む、上位コントローラ（不図示）からの指示に従った各種制御、等を行う。例えば、制御部１２１は、図４により後述される開閉機構の駆動（開栓アーム、閉栓アームの駆動）を制御する。外カバー１０１，１０２によりキャップ開閉装置１００の上部に開口部が形成され、この開口部にマイクロチューブ２００の開栓および閉栓を行うための開閉機構１０８が露出している。この構造により、作業者や移載機がマイクロチューブ２００を開閉機構１０８の所定位置に配置したり、開閉機構１０８から取り出したりすることができる。開閉機構１０８は、所定位置に配置されたマイクロチューブ２００のキャップ２０２を開閉するために動作する第１アーム（以下、開栓アーム１１１）と、第２アーム（以下、閉栓アーム１１２）を含む。

【0014】

ＤＣサーボモータ１３１ａは、閉栓アーム１１２を回転駆動する。ＤＣサーボモータ１３１ａのモータシャフト先端には傘歯車１３２ａが設けられ、閉栓アーム１１２の回転シャフトに連結された傘歯車１３２ｂとかみ合っている。この構成により、ＤＣサーボモータ１３１のシャフトの回転により閉栓アーム１１２が回転シャフトを軸として回転する。開栓アーム１１１にも同様の構成（ＤＣサーボモータ１３１ｂ、傘歯車１３２ｃ、１３２ｄ）が設けられており、ＤＣサーボモータ１３１ｂの駆動により開栓アーム１１１が回転する。開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２は、独立した動作が可能であり、また、それらの動作領域においてお互いが干渉しない形状および配置となっている。

【0015】

次に、キャップ開閉装置１００の開閉機構１０８についてより詳細に説明する。図２は、開閉機構１０８の構成を説明するための図である。図２（ａ）は、開閉機構１０８を上方（図１の矢印１９１）から見た図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）のＡ－Ａ断面を示す図である。図２（ｃ）は開閉機構１０８を正面（図１の矢印１９２）から見た図である。図２（ｂ）は、開閉機構１０８において、マイクロチューブ２００が未挿入であり、開栓アーム１１１が回転した状態を示している。

【0016】

マイクロチューブ２００は、挿入孔１０５に挿入さることにより所定位置に配置される。図２（ｄ）に示されるように、マイクロチューブ２００は、容器本体２０１と、容器本体２０１にヒンジ部２０３を介して接続されるキャップ２０２を有する。キャップ２０２の縁部は、容器本体２０１のリム部２０５よりも突出する部分である突起部２０４が設けられており、突起部２０４はキャップ２０２の開栓に用いられ得る。容器本体２０１の開口には、リム部２０５が設けられている。リム部２０５の一部は、容器本体２０１の開口の径方向へ延びて、ヒンジ部２０３に接続される。突起部２０４とヒンジ部２０３は対向する位置に設けられている。

【0017】

開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２は、ＤＣサーボモータ１３１ｂ、１３１ａを駆動することにより、それぞれ回転軸１０６を中心として回転する。本実施形態の開栓アーム１１１は、略Ｌ字形状を有し、一端は回転軸１０６と同軸である回転シャフトに接続されている。開栓アーム１１１の他端には、マイクロチューブ２００のキャップ２０２に設けられた突起部２０４の下側に係合可能な爪部１１５が設けられている。爪部１１５は、開栓アーム１１１の回転に従って回転軸１０６を中心とした円周上を移動する。爪部１１５は、この移動の過程で突起部２０４と係合し、突起部２０４を下側から押し上げるように作用してキャップ２０２を開栓する。また、図２（ｄ）に示されるように、爪部１１５は、テーパー形状の断面を有している。これにより、図２（ｄ）に示される開栓アーム１１１の回転位置（開栓アーム１１１の待機位置（図２、図３により後述））において、爪部１１５を前支持部１０３に接近させることができ、爪部１１５を様々な形状の突起部２０４に対してより確実に係合させることができる。

【0018】

閉栓アーム１１２の一端は、回転軸１０６と同軸である回転シャフトに接続される。閉栓アーム１１２の他端には、第１凸部１１３と第２凸部１１４が形成された押圧部材１１６が設けられている。押圧部材１１６は、閉栓アーム１１２の回転に従って回転軸１０６を中心とした円周上を移動する。押圧部材１１６は、回転軸１０６と交差する方向（本例では直交する方向）と平行（オフセット）した方向へ延びており、回転軸１０６から遠い側の端部に、キャップ２０２の略中央部（中央部または中央部よりも突起部２０４側であることが好ましい）でキャップ２０２の上面と接触する第１凸部１１３を有する。したがって、第１凸部１１３は、押圧部材１１６の上記移動によりキャップ２０２の略中央部を閉栓方向へ押し、マイクロチューブ２００を閉栓する。押圧部材１１６の第２凸部１１４は、回転軸１０６に近い側の端部に設けられており、回転軸１０６を中心に回転移動する。これにより、第２凸部１１４は常にヒンジ部２０３の近辺の周囲を移動することになり、マイクロチューブ２００が浮き上がるのを防止する。第２凸部１１４のこの作用については後述する。

【0019】

なお、本実施形態では開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転軸１０６を同一軸としているが、これに限られるものではない。但し、それぞれのアームの回転軸はヒンジ部２０３により規定される回転軸の近傍にあることが望ましい。特に、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転軸１０６がヒンジ部２０３の回転軸（キャップ２０２の開栓／閉栓の軌跡の円弧の中心）と略一致していることが好ましい。キャップ２０２は、おおむねヒンジ部２０３の回転軸を中心に開閉するので、開栓アーム１１１の回転軸をヒンジ部２０３の回転軸の近傍に配置することで、開栓動作中から開栓後まで、爪部１１５を突起部２０４に対して確実に係合することができる。また、閉栓アーム１１２の回転軸をヒンジ部２０３の回転軸の近傍に配置することで、閉栓時において閉栓アーム１１２をキャップ２０２の上面を垂直方向に押し付けることが可能となる。これにより、閉栓アーム１１２の押し付け力を確実にキャップ２０２の上面に伝えることができる。また、開栓／閉栓の動作時に、第２凸部１１４は、ヒンジ部２０３の周りを回転するため、ヒンジ部２０３と干渉したり離れすぎたりすることなく、開栓の初期に生じ得るマイクロチューブ２００の挿入孔１０５からの抜けを有効に防止することができる。

【0020】

挿入孔１０５は、マイクロチューブ２００（容器本体２０１）を挿入するための孔である。前支持部１０３と後支持部１０４は、マイクロチューブ２００が挿入孔１０５に挿入された際に、容器本体２０１のリム部２０５を支持する。前支持部１０３は突起部２０４側の位置で、後支持部１０４はヒンジ部２０３側の位置でそれぞれリム部２０５を支持する。前支持部１０３と後支持部１０４によってマイクロチューブ２００のリム部２０５を支持することで、図２（ｄ）に示されるように、爪部１１５をキャップ２０２の突起部２０４の下側に配置するための空間が確保される。挿入孔１０５の両脇に確保されている領域１０７は、マイクロチューブ２００を挿入孔１０５に挿入したり取り出したりする（ピックアンドプレース）ために、ロボット等のグリッパーがアプローチすることを可能にする。

【0021】

次に、開閉機構１０８によるマイクロチューブのキャップの開栓動作と閉栓動作を図３および図４を参照して説明する。本実施形態のキャップ開閉装置１００は、開栓アーム１１１の爪部１１５により突起部２０４の下面を押し上げ、閉栓アーム１１２の押圧部材１１６によりキャップ２０２の上面の位置の変動を抑制しながらキャップ２０２を開く。これにより、キャップ２０２の形状に違いがあっても、確実にキャップ２０２を開閉可能としている。

【0022】

図３は、開閉機構１０８のキャップ開閉動作時における開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の動作状態を示す図である。また、図４は開閉機構１０８のキャップ開閉動作における開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転制御を説明する図である。図４に示される開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転制御は、制御部１２１がＤＣサーボモータ１３１ａ、１３１ｂを駆動制御することにより実現される。図４において、線分４０１は、回転軸１０６と、爪部１１５の突起部２０４に係合する面とを結ぶ直線を示し、線分４０２は、回転軸１０６と第１凸部１１３の頂点（キャップ２０２と接触する部分）とを結ぶ直線を示す。図４では、線分４０１と線分４０２により開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転位置を表している。但し、図４では、図を分かり易くするために、線分４０１を白抜きの矩形で、線分４０２を黒塗りの矩形で示している。以下、線分４０１の回転位置を開栓アーム１１１の回転位置ともいう。同様に、線分４０２の回転位置を閉栓アーム１１２の回転位置ともいう。軸４１１と軸４１２は回転軸１０６を通り、９０°で交わる。また、図４において、開栓アーム１１１の回転角度は軸４１２の位置を０度として反時計回りを正方向とし、閉栓アーム１１２の回転角度は軸４１２の位置を０度として時計回りを正方向として表わされる。

【0023】

図３（ａ）では、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２が待機状態となっており、この状態でマイクロチューブ２００の挿入孔１０５に対する挿入、取り出しを行うことができる。図３（ａ）では、閉栓状態のマイクロチューブ２００が挿入孔１０５に挿入された状態を示している。これは、図４の状態１であり、開栓アーム１１１の回転位置が１００°、閉栓アーム１１２の回転位置が５０°となっている。開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の状態１への移動は、例えば、外部装置からの信号に応じて実行される。この状態で、例えば外部装置からの開栓指示信号を受信すると、制御部１２１は開栓動作を開始する。開栓動作が開始されると、開栓アーム１１１が９５°の位置まで時計方向に回転し、閉栓アーム１１２が－８０°の位置まで反時計方向に回転することにより、状態２（図３（ｂ））へ遷移する。状態２において、開栓アーム１１１が９５°の位置に回転しており、爪部１１５が前支持部１０３の上端の近傍の位置、すなわち、突起部２０４の下面側近傍に位置している。また、閉栓アーム１１２は－８０°の回転位置に回転し、押圧部材１１６（第１凸部１１３と第２凸部１１４）がキャップ２０２の上面の近傍に位置することになる。この時、押圧部材１１６は、キャップ２０２の上面に略接触してもよいが、必ずしも接触する必要はない。後述のように、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２はこのような特定の回転位置関係を維持して開栓動作を行う。なお、状態１から状態２へ遷移する際、開栓アーム１１１は、１００°～９５°の間を２０°／ｓのスピードで回転する。また、閉栓アーム１１２は、５０°～－３０°の間を６０°／ｓのスピードで、－３０°～－８０°の間を２０°／ｓで回転する。なお、状態２へ移行する際に閉栓アーム１１２の回転速度を減速するのは、回転のオーバーシュートによりキャップ２０２と第１凸部１１３が接触してしまうことを防止するためである。オーバーシュートが生じないのであれば、５０°～－８０°の間を６０°／ｓのスピードで閉栓アーム１１２を回転するようにしてもよい。すなわち、閉栓アーム１１２の高速動作の状態においては、閉栓アーム１１２の指令（目標）角度と実際の角度の偏差が大きくなる。閉栓アーム１１２の動作がキャップ２０２と第１凸部１１３が接触する可能性がある動作である場合、そのような偏差を少なくする必要がある。図４では、そのような偏差を小さくするために、状態１から状態２への遷移の途中から閉栓アーム１１２を低速で動作させている。但し、制御性や動作に支障がなければ、特に低速にする必要はない。また、状態２に至る開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の動作順序は特に限定されない。例えば、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２のどちらかが先に状態２の回転位置に到達してもよいし、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２とが同時に状態２の回転位置に到達するようにしてもよい。

【0024】

次に、開栓アーム１１１は９５°から－４０°まで時計方向に、閉栓アーム１１２は－８０°から５０°まで時計方向に、同じスピード（６０°／ｓ）で回転して、状態２から状態３へ遷移する。すなわち、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２は、状態２におけるアーム間の角度（特定の回転位置関係）を維持しながら、時計方向に回転する。この回転の間に、開栓アーム１１１の爪部１１５がキャップ２０２の突起部２０４と係合し、キャップ２０２を開栓する。また、マイクロチューブ２００が挿入孔１０５に挿入された状態において、ヒンジ部２０３により規定される回転軸と開栓アーム１１１の回転軸１０６とは略平行、且つ近傍に位置する。そのため、開栓アーム１１１の回転の間、爪部１１５とキャップ２０２の突起部２０４の位置関係は略一定となり、開栓アーム１１１の－４０°の回転位置までキャップ２０２を開くことができる。例えば、図７で説明した特許文献１の構成では、キャップの先端が締結部（７５０）に挿入されるように開閉部７１０をスライドさせるため、開閉部（７１０）の回転軸がキャップのヒンジ部分から離れている。このため、図７（ｃ）に示されるように、キャップをある程度開いたところで、キャップが締結部（７５０）から外れてしまい、キャップを開く角度が限られてしまう。こうして図３（ｃ）に示されるようにマイクロチューブ２００のキャップ２０２の開栓が完了する。状態３において、マイクロチューブ２００が十分に開口し、マイクロチューブ内への試薬の注入といったアクセスが可能となる。

【0025】

状態３における開栓アーム１１１の角度は、必ずしも－４０°である必要はない。閉栓後のピペッティング作業などにおいてピペッターのチップなどと干渉の生じない程度開栓されていればよい。ただし、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の間にはキャップ２０２が存在するため、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の相対角度（すなわち、線分４０１と線分４０２の成す角度）が、所定量確保されている必要がある。キャップ２０２のバリエーションを考慮すると、開栓時に維持される開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転位置関係は、例えば１０°～３５°の相対角度であることが好ましい。すなわち、状態２から状態３への遷移の間、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２との成す角度が所定の角度範囲（例えば、１０°～３５°）に収まっているという特定の回転位置関係が維持される。開栓時に維持される両アームの回転位置関係は、両アームの相対角度が大きいほど許容されるキャップ２０２の厚みの変化が大きくなるが、マイクロチューブ２００の浮き上がりを防止する能力が低下する。

【0026】

また、上述のように、回転軸１０６は閉栓アーム１１２の回転軸でもある。したがって、マイクロチューブ２００が挿入孔１０５に挿入された状態において、閉栓アーム１１２の回転軸もヒンジ部２０３の回転軸と略平行、且つ近傍に位置する。そのため、状態２から状態３へ閉栓アーム１１２が回転する間、回転軸１０６に近い第２凸部１１４は、マイクロチューブ２００のヒンジ部２０３の近辺を回転する。この動作により、第２凸部１１４は、開栓アーム１１１の爪部１１５によりマイクロチューブ２００のキャップ２０２の突起部２０４が押し上げられる際に、マイクロチューブ２００が浮き上がることを防止し、開栓動作がより確実に遂行され得る。

【0027】

なお、本実施形態では、状態２において、閉栓アーム１１２を、押圧部材１１６がキャップ２０２の上面に略接触状態の－８０°の位置まで回転させているが、必ずしもその必要はない。閉栓アーム１１２の回転位置は、例えば、第２凸部１１４が、マイクロチューブ２００の浮き上がりが防止ないし許容できる程度であればよく、例えば、－６０°前後であってもよい。また、本実施形態では、状態２から状態３への遷移において、開栓アーム１１１を時計方向へ１３５°、閉栓アーム１１２を時計方向へ１３０°回転している。これは、マイクロチューブ２００のキャップ２０２をより大きな角度で開栓させて、閉栓後のピペッティング作業をより容易にするためである。なお、図４の例では、状態２よりも状態３の方が、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２との間の角度が小さい。これにより、開栓状態時および閉栓動作時において、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２とがより狭い角度でキャップ２０２を挟むことができ、より安定した開栓状態の維持および閉栓動作を行える。しかしながら、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転制御はこれに限られない。例えば、状態３において開栓アーム１１１を－３５°の回転位置で停止するようにしてもよいし、閉栓アーム１１２を５５°の回転位置で停止するようにしてもよい。また、状態２において、開栓アーム１１１の回転位置を９０°とし、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の間の角度を１０°で維持しながら、状態３へ遷移させてもよい。さらに、上記では、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２を等速で回転させ、両アーム間の角度を一定に維持して開栓動作（状態２から状態３への遷移）を行ったがこれに限られるものではない。開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の間にキャップ２０２を存在させ、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の間の角度を所定の範囲（例えば、１０°～３５°）に維持しながら状態２から状態３への遷移が行われればよい。したがって、図４の状態２から状態３への遷移において、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２との回転速度をともに６０°／ｓとしたが、両アームの回転速度は等しくなくてもよい。例えば、開栓アーム１１１を６０°／ｓで回転させ、閉栓アーム１１２を５８°／ｓで回転させれば、両アームがほぼ同時に状態３の回転位置に到達することになる。

【0028】

次に閉栓動作を説明する。例えば、制御部１２１は、外部装置からの閉栓指示信号に応じて、閉栓動作を開始する。開栓アーム１１１が－４０°から１００°まで回転し、閉栓アーム１１２が、５０°から－８２°まで回転して、状態３から状態４へ遷移することにより、マイクロチューブ２００のキャップ２０２が閉栓される。状態３から状態４への遷移において、開栓アーム１１１は、－４０°～４２°の間を６０°／ｓのスピードで、４２°～１００°の間を２０°／ｓのスピードで回転する。また、閉栓アーム１１２は、５０°～－３２°の間を６０°／ｓのスピードで、－３２°～－８２°の間を２０°／ｓのスピードで回転する。このように、閉栓アーム１１２によりキャップ２０２を閉じる動作において、閉栓の直前から回転速度を遅くすることにより閉栓アーム１１２の目標角度に対する追従遅れを低減し、キャップ２０２をより確実に閉めることを可能としている。また、状態２よりも閉栓アーム１１２を負の方向（反時計方向）へ余分に（本例では２°）回転することにより、キャップ２０２を容器本体２０１へ確実に押し込み、閉栓を実現している。なお、閉栓時（状態３から状態４への遷移）においても開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の特定の回転位置関係を維持するようにしたが、これに限られるものではない。閉栓時において、開栓アーム１１１は、閉栓アーム１１２による閉栓動作を妨害しないように動作すればよい。例えば、開栓アームは６０°／ｓのまま１００°の位置まで回転するようにしてもよい。

【0029】

その後、閉栓アーム１１２のみが－８２°から５０°の位置まで時計方向に回転して状態５へ遷移し、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２は待機状態に戻る（図３（ａ））。この状態で、マイクロチューブ２００を挿入孔１０５から取り出すことが可能になる。また、マイクロチューブ２００を取り出した後は、新たなマイクロチューブ２００を挿入孔１０５へ挿入することが可能となる（状態１）。

【0030】

なお、開閉機構１０８において、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転軸１０６と挿入孔１０５に挿入されたマイクロチューブ２００のヒンジ部２０３の回転軸とは、極力平行であり、近傍であることが望ましい。そこで、後支持部１０４に図５（ａ）に示すような一対のガイド部６０１を設けてもよい。すなわち、後支持部１０４の両側に一対のガイド部６０１を設け、後支持部１０４の支持面に向かって一対のガイド部６０１の間隔が狭くなるようにガイド部６０１が対向する面にテーパーが付けられている。このような構成により、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転軸１０６とヒンジ部２０３の回転軸とが平行になるように、挿入孔１０５に挿入されるマイクロチューブ２００の向きを安定させることができる。

【0031】

また、押圧部材１１６は、図５（ｂ－１）に示されるように、第１凸部１１３と第２凸部１１４を有する構成としたが、これに限られるものではなく、回転軸から遠い側に最も大きい厚みを有する構造であればよい。例えば、図５（ｂ－２）の押圧部材１１６ａに示されるように、第２凸部１１４と同じ厚みを有する部分６０３と、第１凸部１１３と同じ高さの凸部６０２を有する構成であってもよい。この場合、第１凸部１１３と第２凸部１１４との高さの差Ｈ１と、凸部６０２の部分６０３に対する高さＨ２が等しくなる。なお、第１凸部１１３および凸部６０２を略球面形状とすることで、キャップ上面の高さに多少変化があっても、閉栓時に閉栓力をキャップの中央ないし少し前方の位置に確実に集中させることができる。第１凸部１１３が平らな面で構成された場合、キャップ上面の高さが変化すると、押圧位置が前後にずれてしまう。

【0032】

また、上述のように第２凸部１１４には、開栓時におけるマイクロチューブ２００の浮き上がりを防止する役割がある。図５（ｂ－１）に示されるように、第２凸部１１４を押圧部材１１６の後端部（回転軸側）に配置することで、閉栓アーム１１２の角度が変化しても、第２凸部１１４は常に回転中心近傍に存在することになり、広い範囲でマイクロチューブ２００の浮き上がりを防止する効果を発揮できる。したがって、閉栓時の押圧部材１１６の角度精度の制約を緩和でき、いろいろな形状のキャップに対応できるという効果が得られる。図５（ｂ－２）の場合、Ｈ２を０に近づけるほど（部分６０３を凸部６０２の高さに近づけるほど）浮き上がり防止の効果を発揮することができるが、押圧部材１１６ａの押圧面側が平らになると、上述の通り、閉栓力に支障が生じる。一方、第１凸部１１３と第２凸部１１４が、ほぼ同じ高さ、すなわちＨ１≒０であっても、図５（ｂ－１）の押圧部材１１６のようにそれらの間に凹部があれば、上述の効果は発揮できる。ただし、閉栓アーム１１２が開いたとき、ヒンジ部２０３と第２凸部１１４が干渉しないようにする必要がある。第１凸部１１３と第２凸部１１４との差Ｈ１をある程度確保することにより、ヒンジ部２０３と第２凸部１１４との間の干渉をより確実に避けることが可能となる。

【0033】

以上、開栓／閉栓時の開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の位置（角度）関係についてまめると、以下のようになる。
（１）開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の間には、キャップ２０２が存在する。このため、閉栓アーム１１２が開栓アーム１１１よりも閉栓側には位置することはなく、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の相対角度は所定量以上が確保される。仮に、閉栓アーム１１２が開栓アーム１１１よりも閉栓側に位置するとキャップ２０２が壊れたり、過負荷となってＤＣサーボモータが停止したりする。
（２）キャップ２０２の開栓は、基本的に開栓アーム１１１が行うが、第２凸部１１４がマイクロチューブ２００の浮き上がりを防止できるように、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の角度関係が維持される。このとき、必ずしも、第１凸部１１３がキャップ上面に接触している必要はない。したがって、キャップ開閉装置１００は様々なマイクロチューブ２００に対応できる。
（３）キャップ２０２の閉栓は、基本的に閉栓アーム１１２が行う。この時、開栓アーム１１１は、閉栓アーム１１２による閉栓動作を邪魔しない位置にあればよい。また、閉栓アーム１１２によりキャップ２０２を容器本体２０１へ押圧する時は、閉栓アーム１１２の回転速度を遅くしたほうがよい。

【0034】

図６Ａは、キャップ開閉装置１００の挿入孔１０５へマイクロチューブ２００を自動移載する際に用いられ得る、複数のマイクロチューブを収容可能なマイクロチューブラック３００を示す図である。図６Ａ（ａ）に示されるように、マイクロチューブラック３００は複数のマイクロチューブを収容する。マイクロチューブラック３００に収容されている複数のマイクロチューブ２００は、例えば、一つずつロボットハンドで把持されキャップ開閉装置１００へ移載される。

【0035】

図６Ａ（ｂ）を参照すると、マイクロチューブラック３００には、一つのマイクロチューブ２００を配置するための挿入部が複数設けられている。各々の挿入部は、挿入孔３０３と、一対のガイド部３０１と、一対のガイド部３０１の間に設けられた支持部３０２を有する。支持部３０２の面の一部は、挿入孔３０３の内面と連続している。一対のガイド部３０１の間にマイクロチューブ２００のヒンジ部２０３が入るようにマイクロチューブ２００が挿入孔３０３に挿入されると、支持部３０２によりヒンジ部２０３（またはヒンジ部２０３側のリム部２０５）が支持される。挿入孔３０３に向かって一対のガイド部３０１の間隔が狭くなるようにそれぞれのガイド部３０１にテーパーが付けられており、ガイド部３０１のテーパー面が支持部３０２と接続される。この構成により、ロボットないし作業者がマイクロチューブ２００を挿入孔３０３に配置する場合に、マイクロチューブ２００の姿勢ずれが許容され、修正される。また、支持部３０２でマイクロチューブのヒンジ部２０３（又はその近傍のリム部）を支持することにより、挿入孔３０３に配置されたマイクロチューブの長さに関わらず、蓋の高さを概ね一定にすることができる。そのため、ロボットないし作業者がマイクロチューブラック３００からキャップ開閉装置１００へマイクロチューブ２００を移載する際に、マイクロチューブの把持が容易になる。なお、図６（Ｂ）に示されるように、挿入部は、キャップ２０２の突起部２０４を支持する前支持部３０４（上述した前支持部１０３と同様の機能を有する）を有してもよい。

【0036】

さらに、図６Ｂに示されるように、複数のマイクロチューブ２００に対応する複数の挿入部が１行に並ぶ複数のラック３１０をラックケース３２０に収納し、行列状に配置された挿入部を有するマイクロチューブラック３３０を構成するようしてもよい。例えば、ラック３１０の収納状態が異なるラックケース３２０を用意することで、様々な行列配置の挿入部を有するマイクチューブラックを構成することができる。例えば、図６（Ｂ）のように、１行４列のラック３１０を縦に３ラック並べて配置するラックケース３２０を用いることで、マイクロチューブの挿入部が３行４列に配置されたマイクロチューブラック３３０が得られる。このようなマイクロチューブラックはロボットによる作業に適している。また、ラック３１０を横に３ラックを並べて配置するラックケース（不図示）を用いることで、挿入部が１行１２列に並ぶマイクロチューブラックが得られる。このようなマイクロチューブラックは、作業者が手作業でマイクロチューブの開閉作業を行う場合に適している。このように、ラック３１０とラックケース３２０によりマイクロチューブラックを構成することで、例えば、ロボットや作業者の作業に適した配列で挿入部が並ぶマイクロチューブラックが得られ、ロボットと作業者の共存作業が可能となる。

【0037】

以上のようなマイクロチューブラック３００によれば、複数のマイクロチューブ２００の方向および姿勢を揃えて収容することが容易である。また、マイクロチューブラック３００からキャップ開閉装置１００の開閉機構１０８（挿入孔１０５）にマイクロチューブ２００を正しい方向で移載するための移載機をより容易に実現できる。

【0038】

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２により、マイクロチューブ２００が浮き上がるのを防止しつつ、より確実にマイクロチューブ２００を開栓する構成を説明した。しかしながら、第１実施形態では、開栓動作において、キャップ２０２と容器本体２０１が離されるときに、容器本体２０１に比較的大きな振動が加わる可能性がある。容器本体２０１に加えられた振動により、容器本体２０１内の検体や試薬が飛散したり、混じりあったりすることが考えられる。第２実施形態では、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２により、キャップ２０２を撓ませて開栓する。これによりキャップ２０２と容器本体２０１とを押さえ付けた状態でキャップ２０２の一部を容器本体２０１から分離させ、開栓時のマイクロチューブ２００における振動の発生を抑える。

【0039】

第２実施形態によるキャップ開閉装置１００の構成は第１実施形態（図１～図２）と同様である。図８は、第２実施形態の制御部１２１による、キャップ開閉動作における開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転制御を説明する図である。状態２における開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２との位置関係が、第１実施形態の回転制御（図４）と異なっている。図８の状態２において、開栓アーム１１１の回転位置は例えば８５°であり、閉栓アーム１１２の回転位置は例えば－８０°となっており、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２との間の角度は５°である。状態２において、閉栓アーム１１２の第１凸部１１３によりキャップ２０２の略中央部が上から押さえられ、且つ、開栓アーム１１１の爪部１１５によりキャップ２０２の突起部２０４が下から持ち上げられた状態となり、キャップ２０２に撓みが生じる。このように、キャップ２０２を撓ませることにより、容器本体２０１とキャップ２０２の一部（爪部１１５と係合する突起部２０４側の部分）に分離が生じる。その後、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２とを時計方向に回転させて状態３へと遷移させることにより、容器本体２０１とキャップ２０２との分離が徐々に進行し、マイクロチューブ２００の開栓が完了する。このような開栓動作により、マイクロチューブ２００に加わる開栓時の振動等が低減される。

【0040】

なお、図８の状態２において、開栓アーム１１１の回転位置を８５°、閉栓アーム１１２の回転位置を－８０°としているが、これに限定されるものではなく、上述の様に、キャップ２０２に反りが生じる状態が得られればよい。また、状態２に至る開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の動作順序は特に限定されない。例えば、開栓アーム１１１が先に８５°の回転位置に到達し、その後、閉栓アーム１１２が－８０°の回転位置に到達してもよいし、閉栓アーム１１２が先に－８０°の回転位置に到達し、その後、開栓アーム１１１が８５°の回転位置に到達してもよい。或いは、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２とが同時に状態２の回転位置に到達するようにしてもよい。

【0041】

状態２から状態３への遷移は、第１実施形態と同様に行われ、マイクロチューブ２００の開栓を完了する。すなわち、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２との成す角度が所定の角度範囲（例えば、１０°～３５°）に収まるように、特定の回転位置関係に維持しながら、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２を時計方向に回転する。状態３、状態４、状態５は、第１実施形態と同様である。

【0042】

以上のように、第２実施形態によれば、マイクロチューブ２００の開栓時にマイクロチューブ２００に生じ得る振動を低減することができる。

【0043】

＜第３実施形態＞
第２実施形態では、図８の状態２においてキャップ２０２が撓むことによりキャップ２０２の一部が容器本体２０１から分離するように開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の回転位置関係を設定することで開栓時のマイクロチューブ２００への振動を低減した。第３実施形態では、開栓の開始時にマイクロチューブ２００の側面を押さえる機構を設けることにより、マイクロチューブ２００に生じ得る振動を低減する。

【0044】

第３実施形態によるキャップ開閉装置１００の構成は、開閉機構１０８を除いて第１実施形態（図１、図２）の構成とほぼ同様である。図９は第３実施形態による開閉機構１０８の構造を説明する図である。図９（ａ）に示されるように、閉栓アーム１１２は、付勢部材９０１を有する。付勢部材９０１は、図９（ｂ）（ｃ）に示されるように、第１部分９０２と、第１部分９０２よりも薄い第２部分９０４と、第１部分９０２と第２部分９０４とを接続するように厚みが変化する傾斜部分９０３とを有する。図９（ｃ）に示されるように、ピン９１０は、一方の端部が挿入孔１０５に挿入されているマイクロチューブ２００の壁面に当接し、その反対側の他方の端部（フランジ側）が閉栓アーム１１２の付勢部材９０１に当接するように設けられている。ピン９１０は、付勢部材９０１と当接する位置に応じて矢印９２０の方向にスライド可能であるように設けられている。図９（ａ）に示されるように、付勢部材９０１を有する閉栓アーム１１２が装着されることにより、閉栓アーム１１２の回転動作に応じて、第１部分９０２、傾斜部分９０３、第２部分９０４の面が順次にピン９１０と当接する。付勢部材９０１によるピン９１０のスライドのストロークは、第１部分９０２と第２部分９０４との厚みの差ｄとなる。ピン９１０と第１部分９０２とが当接している間、ピン９１０には挿入孔１０５の内部へ突出するように移動する力が加わり、挿入孔１０５に挿入されているマイクロチューブ２００の側面を押す。この状態（押圧状態）で、マイクロチューブ２００はピン９１０と挿入孔１０５の壁面との間で押圧され、固定される。こうして、マイクロチューブ２００が固定された状態で開栓動作が行われることにより、開栓時におけるマイクロチューブ２００の振動が低減される。図１２は、ピン９１０の形状を説明する図である。ピン９１０は、矢印９２０の方向へ延びるように設けられたピン穴に挿入されており、挿入方向がフランジ９１１により規制され、抜け方向が閉栓アーム１１２の付勢部材９０１により規制されるため、ピン穴から抜けることはない。また、ピン９１０の先端部９１３は、円形の平面９１２を有する円錐形状をなしている。円形の平面９１２を有する円錐形状とすることで、マイクロチューブ２００に対する押圧部の面圧を上げ、かつ、局所的な変形をもたらし、マイクロチューブ２００に機能上問題となる損傷を与えない状態で、確実に保持することが可能となる。円形の直径は０．２～１ｍｍ程度（好ましくは０．４ｍｍ程度）あればよい。また、ピンの押圧量は、マイクロチューブ表面から０．２～１ｍｍ程度（好ましくは０．４ｍｍ程度）あればよい。

【0045】

図１０は閉栓アーム１１２が開栓方向へ移動した後の状態を説明する図である。このとき、付勢部材９０１の薄い部分である第２部分９０４の面とピン９１０のフランジ９１１とが当接した状態、または第２部分９０４の面とフランジ９１１との間に隙間を有する状態となる。このような状態で、ピン９１０は挿入孔１０５へのマイクロチューブ２００の挿抜に影響を及ぼさない位置（非押圧状態）に移動できる。例えば、ピン９１０は、挿入孔１０５の壁面位置またはそれよりも奥に引っ込むことが可能である。従って、仮にピン９１０の先端が挿入孔１０５の壁面より突出した状態にあっても、マイクロチューブ２００の挿入によりピン９１０は挿抜に影響しない位置まで矢印９２１の方向へ押されることになる。図１１は、閉栓アーム１１２が閉栓方向へ移動した後の状態を表しており、付勢部材９０１の第１部分９０２とピン９１０とが当接している。図１０に示される状態から、図１１に示される状態へ閉栓アーム１１２が回転する間、ピン９１０が付勢部材９０１に当接する面は、第２部分９０４から傾斜部分９０３を経て第１部分９０２へと変化する。傾斜部分９０３が介在することにより、ピン９１０は矢印９２２の方向へ徐々に付勢され、非押圧状態から押圧状態へと遷移する。第１部分９０２にピン９１０が当接した状態では、ピン９１０は挿入孔１０５の壁面から突出し、マイクロチューブ２００の側面を押圧する。この状態で、上述のように、挿入孔１０５に挿入されているマイクロチューブ２００の側面がピン９１０と挿入孔１０５の壁面により押さえられ、マイクロチューブ２００は挿入孔１０５に固定された状態となる。

【0046】

なお、図１０の状態から図１１の状態へ閉栓アーム１１２を回転させる途中、傾斜部分９０３においてピン９１０を押す力が必要になるが、斜面を通過すると平らな第１部分９０２になるため、ピン９１０を必要以上に押す力は生じない。また、閉栓時には閉栓アーム１１２の回転に必要な力はキャップ２０２を閉栓する力に加えてピン９１０を矢印９２２の方向へ押すための力が生じるが、ピン９１０を押す力は閉栓アーム１１２の回転方向に対して略直交しているので、支障にはならない。なお、ピン９１０（フランジ９１１）と付勢部材９０１とが当接する面部分は、大きな摩擦力を生じないよう硬質アルマイト処理やタフラム処理などの表面処理またはテフロン（登録商標）などの低摩擦材料などを用いることが望ましい。

【0047】

第１実施形態（図４）で説明したように、図１１に示される閉栓アーム１１２の位置は、開栓開始時の状態（状態２）となる。従って、この状態から開栓動作が開始されると、マイクロチューブ２００はピン９１０により機械的に固定された状態で開栓動作が行われることになり、開栓時の検体や試薬の飛散、混合を低減することができる。なお、第２実施形態（図８）で説明した回転制御により開栓が行われる場合にも第３実施形態の機構を適用できることは言うまでもない。

【0048】

以上のように、第３実施形態によれば、マイクロチューブ２００におけるキャップ２０２の開栓時に、マイクロチューブ２００に生じ得る振動を低減することができる。

【0049】

なお、上記各実施形態において、挿入孔１０５に挿入されたマイクロチューブ２００の周囲を冷却または温度調節する温度調整機構が設けられてもよい。例えば、図２（ｄ）において、挿入孔１０５の周囲のハッチング部分に空間を設けて、冷却機構やヒーターなどを装着可能としてもよい。

【0050】

また、上記各実施形態において、前支持部１０３、後支持部１０４、挿入孔１０５からなるマイクロチューブの配置部を回転軸１０６の方向に複数並べて設けた構成としてもよい。この場合、例えば、第１、第２実施形態では、開栓アーム１１１が複数の配置部に対応する位置に複数の爪部１１５を有し、閉栓アーム１１２が複数の配置部に対応する位置に複数の第１凸部１１３と第２凸部１１４を有する構成とする。或いは、開栓アーム１１１が複数の配置部が並ぶ範囲にわたって延びる爪部１１５を有し、閉栓アーム１１２が複数の配置部が並ぶ範囲にわたって延びる第１凸部１１３と第２凸部１１４を有する構成としてもよい。このような構成により、開栓アーム１１１と閉栓アーム１１２の１度の回転動作により、複数の配置部に配置された複数のマイクロチューブ２００の開栓または閉栓を行うことが可能となる。また、第３実施形態では、付勢部９０１とピン９１０によりそれぞれの配置部に配置されたマイクロチューブ２００の側部を押圧する構成が加わる。この場合、閉栓アーム１１２の回転軸１０６を提供するシャフトを軸方向に延長し、複数の配置部に対応して複数の付勢部９０１が設けられることになる。したがって、閉栓アーム１１２の回転軸１０６の位置は、配置部に配置されたマイクロチューブと干渉しない位置とする必要がある。

【0051】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0052】

１００：キャップ開閉装置、１０１，１０２：外カバー、１０３：前支持部、１０４：後支持部、１０５：挿入孔、１０６：回転軸、１１１：開栓アーム、１１２：閉栓アーム、１１３：第１凸部、１１４：第２凸部、１１５：爪部、１１６：押圧部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】