特開 2024-10418 自動分析装置

(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】P2024010418

(43)【公開日】2024-01-24

(54)【発明の名称】自動分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 35/00 20060101AFI20240117BHJP

【ＦＩ】

G01N35/00 B

G01N35/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022111745

(22)【出願日】2022-07-12

(71)【出願人】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】松澤 光宏

(72)【発明者】

【氏名】清水 勇人

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 孝宏

(72)【発明者】

【氏名】大草 武徳

【テーマコード（参考）】

2G058

【Ｆターム（参考）】

2G058BB02

2G058BB07

2G058BB12

2G058BB18

2G058BB24

2G058CE08

2G058EA04

2G058HA02

(57)【要約】

【課題】保冷チャンバ内に熱源となるファンを設けることなく、容器出入口から外部の熱や水分が侵入するのを抑制した保冷庫を備える自動分析装置を提供する。
【解決手段】液体を保冷する保冷庫を備えた自動分析装置であって、前記保冷庫は、前記液体を保持する保冷チャンバと、冷却空気を生成して前記保冷チャンバに供給する冷却装置と、を有し、前記保冷チャンバは、液体を収容する容器を支持して回転可能なディスクと、前記ディスクを収納するジャケットと、前記ジャケットの上方を覆うカバーと、を備え、前記カバーには、前記容器を出し入れする容器出入口と、前記容器出入口の下方を横切る空気の流れを発生させる流路と、が形成されている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体を保冷する保冷庫を備えた自動分析装置であって、
前記保冷庫は、前記液体を保持する保冷チャンバと、冷却空気を生成して前記保冷チャンバに供給する冷却装置と、を有し、
前記保冷チャンバは、液体を収容する容器を支持して回転可能なディスクと、前記ディスクを収納するジャケットと、前記ジャケットの上方を覆うカバーと、を備え、
前記カバーには、前記容器を出し入れする容器出入口と、前記容器出入口の下方を横切る空気の流れを発生させる流路と、が形成されていることを特徴とする自動分析装置。

【請求項2】

請求項１に記載の自動分析装置において、
前記流路は、前記保冷チャンバ内の空気の一部を取り入れて、前記容器出入口の下方へ向けて水平方向に吹き出すことを特徴とする自動分析装置。

【請求項3】

請求項２に記載の自動分析装置において、
前記カバーは、空気を外径側へ案内する案内部を有することを特徴とする自動分析装置。

【請求項4】

請求項３に記載の自動分析装置において、
前記案内部は、前記流路の高さ寸法が内径側より外径側の方が大きくなる形状であることを特徴とする自動分析装置。

【請求項5】

請求項３に記載の自動分析装置において、
前記案内部は、前記流路の途中に形成される、内径側の流れを阻害する邪魔板であることを特徴とする自動分析装置。

【請求項6】

請求項２に記載の自動分析装置において、
前記容器出入口は、内径側から外径側へ延びる長孔の形状を有しており、
前記流路に導かれた空気は、前記長孔の長手方向に対して、垂直に吹き出されることを特徴とする自動分析装置。

【請求項7】

請求項２に記載の自動分析装置において、
前記容器出入口を挟んで前記流路と対向する部分には、前記カバーの下面に傾斜が形成されており、前記容器出入口に近づくに従って前記カバーが薄くなることを特徴とする自動分析装置。

【請求項8】

請求項２に記載の自動分析装置において、
前記保冷チャンバは、前記ジャケット内に配置されて前記ジャケット内の空気を整流するソケットをさらに備え、
前記流路の入口は、前記容器出入口よりも外径側にあって、前記ソケットと面する部分に形成されていることを特徴とする自動分析装置。

【請求項9】

請求項８に記載の自動分析装置において、
前記ジャケットには、前記冷却装置から供給される冷却空気を取り込む入口と、前記保冷チャンバ内を循環して前記容器を冷却した空気を前記冷却装置へ回収する出口と、が形成されており、
前記ソケットには、前記入口から前記ジャケット内に取り込まれた冷却空気を流入させる空気流入口と、前記出口のある空間へと空気を流出させる空気流出口と、が形成されており、
前記空気流入口から取り込まれた冷却空気の主流は、前記容器を冷却して前記空気流出口に至り、
冷却空気の主流から分岐した空気が、前記流路に取り入れられることを特徴とする自動分析装置。

【請求項10】

液体を保冷する保冷庫を備えた自動分析装置であって、
前記保冷庫は、前記液体を保持する保冷チャンバと、冷却空気を生成して前記保冷チャンバに供給する冷却装置と、を有し、
前記保冷チャンバは、液体を収容する容器を支持して回転可能なディスクと、前記ディスクを収納するジャケットと、前記ジャケットの上方を覆うカバーと、を備え、
前記カバーには、前記容器を出し入れする容器出入口が形成され、
前記カバーの上面には、前記容器出入口の上方を横切る空気の流れを発生させるファンが設けられることを特徴とする自動分析装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の自動分析装置において、
前記容器出入口に対して空気の下流側では、前記カバーの上面に傾斜が形成されており、前記容器出入口に近づくに従って前記カバーが薄くなることを特徴とする自動分析装置。

【請求項12】

請求項１０に記載の自動分析装置において、
前記ファンは、水平方向に対して上方へ傾斜させた向きに空気を吹き出すことを特徴とする自動分析装置。

【請求項13】

請求項１０に記載の自動分析装置において、
前記ファンのある側と前記容器出入口を挟んで反対側には、前記ファンとは別のファンが前記カバーの上面に設けられていることを特徴とする自動分析装置。

【請求項14】

請求項１０に記載の自動分析装置において、
前記容器出入口の下面と前記ディスクとの距離が、前記カバーの底面と前記ディスクとの距離よりも大きいことを特徴とする自動分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

自動分析装置には、一般に、試薬を収容する試薬容器を保冷するための保冷庫が設けられており、保冷庫のカバーには、試薬容器を出し入れするための開口部（容器出入口）が形成されている。この開口部から高温かつ多湿の外気が保冷庫内に流入すると、保冷庫内で結露が発生する可能性があるため、外気の流入を抑制するための技術が考えられている。例えば、特許文献１には、「試薬保冷庫の試薬カバーに設けられた試薬出し入れ用の開口部に、開閉扉が開放したときに外気と庫内冷気を遮断可能な空気層のエアーカーテンを生成するエアーカーテン装置を設ける」（要約）と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－１３９２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１に記載された保冷庫は、エアーカーテン装置自体が熱を発生させる可能性があり、その場合、保冷庫内の温度が上昇したり、保冷庫内の温度分布が不均一となったりする問題があった。

【0005】

本発明の目的は、保冷チャンバ内に熱源となるファンを設けることなく、容器出入口から外部の熱や水分が侵入するのを抑制した保冷庫を備える自動分析装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための、代表的な手段は、液体を保冷する保冷庫を備えた自動分析装置であって、前記保冷庫は、前記液体を保持する保冷チャンバと、冷却空気を生成して前記保冷チャンバに供給する冷却装置と、を有し、前記保冷チャンバは、液体を収容する容器を支持して回転可能なディスクと、前記ディスクを収納するジャケットと、前記ジャケットの上方を覆うカバーと、を備え、前記カバーには、前記容器を出し入れする容器出入口と、前記容器出入口の下方を横切る空気の流れを発生させる流路と、を形成したものである。

【0007】

さらに代表的な手段は、液体を保冷する保冷庫を備えた自動分析装置であって、前記保冷庫は、前記液体を保持する保冷チャンバと、冷却空気を生成して前記保冷チャンバに供給する冷却装置と、を有し、前記保冷チャンバは、液体を収容する容器を支持して回転可能なディスクと、前記ディスクを収納するジャケットと、前記ジャケットの上方を覆うカバーと、を備え、前記カバーには、前記容器を出し入れする容器出入口が形成され、前記カバーの上面には、前記容器出入口の上方を横切る空気の流れを発生させるファンを設けたものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、保冷チャンバ内に熱源となるファンを設けることなく、容器出入口から外部の熱や水分が侵入するのを抑制した保冷庫を備える自動分析装置を提供できる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施例１に係る自動分析装置の保冷庫の全体構成を示す図。

【図2】保冷チャンバの分解図。

【図3】保冷チャンバの中心軸と容器出入口を含む面で切断した断面図。

【図4】図３におけるＡ－Ａ断面と容器出入口の位置関係を示した平面図。

【図5】保冷チャンバの中心軸を含み図３と異なる面で切断した断面を簡略化するとともに、保冷チャンバ内の空気の流れを示した図。

【図6】図３におけるＢ－Ｂ断面図。

【図7】ソケットの上部とカバーを斜め上方から見た斜視図。

【図8】図７を裏側から（Ｖｉｅｗ Ａ）から見た斜視図。

【図9】実施例２に係る自動分析装置のカバーの流路付近を拡大した図。

【図10】実施例３に係る自動分析装置のカバーの水平断面図。

【図11】実施例４の図６に相当する断面図。

【図12】実施例５の図６に相当する断面図。

【図13】実施例６の図６に相当する断面図。

【図14】実施例７の図６に相当する断面図。

【図15】実施例８の図６に相当する断面図。

【図16】実施例９の図６に相当する断面図。

【図17】実施例１０の図６に相当する断面図。

【図18】流速比Ｖ２／Ｖ１と保冷チャンバ内へ流れ込む空気の流量の関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、本実施形態は、複数の実施例が含まれるが、共通する構成については同じ符号を付して説明を省略する。

【0011】

自動分析装置は、保冷庫１００の他、図示しない、試料ディスク、試料分注機構、試薬分注機構、恒温槽および光度計などを備える。保冷庫１００は、試薬が周囲環境により変性するのを防止するために、その内部を低温に温度制御する。試料ディスクは、その円周上に試料を収容する複数の試料容器を支持するとともに回転可能である。また、試料ディスクの回転により特定の試料容器が試料吸引位置に移動したとき、試料分注機構（試料分注プローブ）は、下降して当該試料容器から試料を吸引した後、上昇して所定位置まで水平移動し、再び下降して、反応容器に吸引した試料を吐出する。

【0012】

一方、保冷庫１００の内部には、試薬ディスクが配置されており、この試薬ディスクは、放射状に複数の試薬容器（チューブ２７）を支持するとともに、モータなどの駆動部によって回転可能である。試薬分注機構（試薬分注プローブ）は、試薬吸引位置まで水平移動した後に下降し、保冷庫１００の上面のカバー１１に形成された吸引用孔(図示せず)を介して、試薬容器に挿入し、試薬を吸引する。さらに、試薬分注機構は、上昇した後、所定位置まで水平移動し、再び下降して、反応容器に吸引した試薬を吐出する。試料と試薬の入った反応容器は、一定温度に制御された恒温槽の中で化学反応を促進され、この反応過程を光度計によって測定することで、試料の分析が行われる。

【0013】

ここで、保冷庫１００は、試薬容器を保持する保冷チャンバ１０と、冷却空気を生成して保冷チャンバ１０に供給する冷却装置５０と、を有する。また、保冷チャンバ１０に設けられるカバー１１には、試薬容器を出し入れする容器出入口１６が形成されている。本実施形態のカバー１１は、容器出入口１６から外気が流入するのを抑制するために、エアーカーテンを生成する構造を備える。ただし、本実施形態では、熱の発生源であるファンを保冷チャンバ１０内に設置することなく、エアーカーテンを生成する構造を採用しているので、保冷チャンバ１０内の温度上昇や温度不均一の抑制が可能となっている。

【0014】

実施例１～４は、保冷チャンバ１０のカバー１１に、ファンを用いずにエアーカーテンを生成する構造、すなわち、容器出入口１６の下方を横切る空気の流れを発生される流路２３、を形成するものである。一方、実施例５～１０は、保冷チャンバ１０のカバー１１の外側（上側）に、エアーカーテンを生成する機構、すなわち、容器出入口１６の上方を横切る空気の流れを発生させる外部ファン４０、を設けるものである。以下、各実施例について、具体的に説明する。

【実施例0015】

実施例１に係る自動分析装置について、図１～図８を用いて説明する。図１は、実施例１に係る自動分析装置の保冷庫の全体構成を示す図である。保冷庫１００は、試薬類を保冷保管するための保冷チャンバ１０、保冷チャンバ１０に冷却空気を供給するための冷却装置５０、から主に構成される。冷却装置５０は、例えば冷凍サイクルを利用した装置やペルチェ素子を利用した装置である。

【0016】

図２は、保冷チャンバの分解図である。保冷チャンバ１０は、ジャケット１５、ソケット１４、試薬ディスク（ディスク下１３、ディスク上１２）、カバー１１、から主に構成される。ジャケット１５は、ソケット１４とともに試薬ディスクを収納するものである。ソケット１４は、ジャケット１５内に配置されてジャケット１５内の空気を整流するものであり、その外周側面には空気流入口１７が形成されている。ディスク下１３は、回転軸１９を介して駆動部の動力が伝達され、ディスク上１２とともに回転できるようになっている。なお、本実施形態の試薬ディスクは、ディスク上１２とディスク下１３を組み合わせて構成されているが、一体で構成されていても良い。カバー１１は、ジャケット１５の上方を覆うものであり、保冷チャンバ１０の内と外との間でチューブ２７を出し入れするための容器出入口が形成されている。ジャケット１５およびカバー１１は、熱伝導率の小さい断熱材で形成されるのが望ましい。一方、ディスク上１２、ディスク下１３およびソケット１４は、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイドおよびポリエステルなどの樹脂で形成される。

【0017】

次に、図１～図６を用いて空気の流れを説明する。図３は、保冷チャンバの中心軸と容器出入口を含む面で切断した断面図、図４は、図３におけるＡ－Ａ断面と容器出入口の位置関係を示した平面図、図５は、保冷チャンバの中心軸を含み図３と異なる面で切断した断面を簡略化するとともに、保冷チャンバ内の空気の流れを示した図である。

【0018】

冷却装置５０で冷却された空気は、冷却装置５０の一部を構成するファン（図示せず）により流れが生じ、図１の矢印３１に示すように、保冷チャンバ１０内に流入する。このとき、冷却装置５０から供給される空気は、図４に示すように、ジャケット１５の下部に形成された保冷チャンバ入口２１を介して、保冷チャンバ１０内に取り込まれる。なお、ジャケット１５の下部には、保冷チャンバ入口２１の他、保冷チャンバ１０内を循環して試薬の冷却に寄与した空気を冷却装置５０へ回収するための保冷チャンバ出口２２も形成されている。

【0019】

保冷チャンバ１０内に流入した空気は、仕切り２６の外径側に沿って、図４の矢印３３のように、反時計回りに流れる。ここで、仕切り２６は、ジャケット１５の底面から上方へ突出するように形成され、保冷チャンバ入口２１が設けられている外径側の空間と、保冷チャンバ出口２２が設けられている内径側の空間と、を区画している。空気は、周方向に流れながら、図５の矢印３４のように、ソケット１４の外周側面に形成された空気流入口１７を介して、ソケット１４の内側の空間、すなわち、試薬ディスクおよびチューブ２７が存在する空間に流入する。チューブ２７を冷却した空気は、図５の矢印３５のように、ソケット１４の内周側面に形成された空気流出口１８を介して、ソケット１４の外側（下側）、かつ、仕切り２６の内径側の空間に送り出される。その後、空気は、図４の矢印３５のように、反時計回りに流れて保冷チャンバ出口２２から保冷チャンバ１０外へ流出し、図１の矢印３２のように、冷却装置５０へ回収される。

【0020】

なお、保冷チャンバ１０内での空気の流れは、前述したものに限られない。例えば、保冷チャンバ入口２１を内径側の空間に設け、保冷チャンバ出口２２を外径側の空間に設けた場合、保冷チャンバ１０内での空気の流れは、時計回りとなる。この場合、空気流入口１７がソケット１４の内周側面に形成され、空気流出口１８がソケット１４の外周側側面に形成される。

【0021】

以上述べた保冷チャンバ１０内での空気の流れは、冷却装置５０内のファンにより生じる流れの主流であるが、本実施例では、保冷チャンバ１０の流路２３により、主流の一部を分岐してエアーカーテンを生成する。すなわち、本実施例の流路２３は、図６に示すように、保冷チャンバ１０内の空気の一部を取り入れて、容器出入口１６の下方へ向けて水平方向に吹き出す。図６は、図３におけるＢ－Ｂ断面図である。

【0022】

流路２３の入口２４は、容器出入口１６よりも外径側にあって、カバー１１がソケット１４と面する部分に形成される。具体的には、ソケット１４の上部に形成される貫通孔と、カバー１１の下面に形成される開口と、を接続させることで、流路２３へ空気が取り込まれるようにしている。すなわち、入口２４はカバー１１の外径側に形成されているので、保冷チャンバ１０内を流れる主流のうち、特に流れの強い（流速の高い）空気を流路２３へ取り込める。

【0023】

次に、図７および図８を用いてカバーの構成の詳細を説明する。図７は、ソケットの上部とカバーを斜め上方から見た斜視図であり、図８は、図７を裏側から（Ｖｉｅｗ Ａ）から見た斜視図である。なお、各図の矢印３７は、図中の矢印３７は、入口２４から流路２３を通り容器出入口１６に向かって流れる空気の様子を示している。

【0024】

前述のように、保冷チャンバ１０内の空気の主流が反時計回りの場合、主流が分岐して流れる流路２３も主流の向きに近づけると、強いエアーカーテンが生成できると考えられる。したがって、流路２３の入口２４は、容器出入口１６よりも、主流の上流側に近い位置とするのが望ましい。

【0025】

容器出入口１６は、内径側から外径側へ延びる長孔の形状を有している。そして、流路２３は、容器出入口１６の長孔の長手方向に対して垂直となるように形成される。これにより、流路２３から吹き出された空気の流れも、容器出入口１６の長手方向に対して垂直になり、容器出入口１６を斜めに横切る場合と比べて、横切る距離が短くなるので、容器出入口１６の上方から外気が入り難くなる。

【0026】

ただし、入口２４から流路２３に取り込まれた空気の流れは、内径側に向かい易い傾向がある。したがって、流路２３から吹き出される空気の流れを、容器出入口１６の長手方向に垂直に維持するためには、空気を外径側へ意図的に案内する案内部も設けることが望ましい。そこで、本実施例では、図８に示すように、カバー１１の下面のうち、容器出入口１６を挟んで流路２３と反対側に、案内部として、容器出入口１６の長手方向と垂直な方向に延びる段差２０を形成している。

【0027】

本実施例によれば、容器出入口１６の下方を空気が塞ぐように流れるエアーカーテンが生成されるため、容器出入口１６を介した外部からの熱および水分の侵入が抑制される。さらに、エアーカーテンを生成するためのファンなどの熱源を保冷チャンバ１０内に設置する必要がないため、保冷チャンバ１０内の温度上昇が防止できる。その結果、保冷チャンバ１０内の結露が抑制できるだけでなく、温度上昇や温度不均一も抑制が可能となっている。

【実施例0028】

実施例２に係る自動分析装置について、図９を用いて説明する。図９は、実施例２に係る自動分析装置のカバーの流路付近を拡大した図である。本実施例は、空気を外径側へ意図的に案内する案内部として、流路２３の高さ寸法２３Ｗが内径側より外径側の方が大きくなるような形状を採用したものである。これにより、内径側に向かい易い傾向のある空気の流れが整流され、容器出入口１６を横切る空気の流速が、径方向について均一となる。すなわち、容器出入口１６の長手方向に圧力差がなくなり、保冷チャンバ１０外からの空気の侵入を防ぐ効果が高まる。