特開 2024-31317 試料管移送装置

(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】P2024031317

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】試料管移送装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 24/00 20060101AFI20240229BHJP

【ＦＩ】

G01N24/00 510C

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022134803

(22)【出願日】2022-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】000004271

【氏名又は名称】日本電子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 由宇生

(57)【要約】

【課題】試料管を保護しつつ試料管を確実に移送する。
【解決手段】ロードユニット３４は、コーン状の隙間Ｇ１から通路上の第１位置Ｐ１へロードガスを噴射する。これにより試料管をロードするための第１ガス流が生じる。イジェクトユニット３６は、コーン状の隙間Ｇ２から通路上の第２位置Ｐ２へイジェクトガスを噴射する。これにより試料管をイジェクトするための第２ガス流が生じる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料管内の試料に対するＮＭＲ測定の前に、試料管収容器と試料管回転器との間の通路における第１位置へロードガスを噴射し、前記試料管収容器から前記試料管回転器へ前記試料管を移送する第１ガス流を生じさせるロードユニットと、
前記試料に対するＮＭＲ測定の後に、前記通路における第２位置へイジェクトガスを噴射し、前記試料管回転器から前記試料管収容器へ前記試料管を移送する第２ガス流を生じさせるイジェクトユニットと、
を含むことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項2】

請求項１記載の試料管移送装置において、
前記ロードユニットは、前記試料管回転器側を向く第１出口を有し前記通路に対して前記ロードガスを噴射する第１隙間を含み、
前記イジェクトユニットは、前記試料管収容器側を向く第２出口を有し前記通路に対して前記イジェクトガスを噴射する第２隙間を含む、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項3】

請求項２記載の試料管移送装置において、
前記第１隙間及び前記第２隙間は、それぞれ、コーン状の隙間であり、
前記第１出口及び前記第２出口は、それぞれ、環状の出口である、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項4】

請求項１記載の試料管移送装置において、
前記第１位置及び前記第２位置の内で、前記試料管回転器に近い方が前記第１位置であり、前記試料管収容器に近い方が前記第２位置である、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項5】

請求項１記載の試料管移送装置において、
前記ロードユニット及び前記イジェクトユニットは連結されている、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項6】

請求項１記載の試料管移送装置において、
前記試料管回転器は、そこに収容された前記試料管の一方端面に対してガスを吹き付けるスラストガスベアリングを有し、
前記ロードユニットは、前記試料管回転器内において前記試料管が回転している回転状態において前記第１ガス流を生じさせ、
前記回転状態において前記第１ガス流によるガスが前記試料管の他方端面に対して吹き付けられる、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項7】

請求項１記載の試料管移送装置において、
前記イジェクトユニットは、前記試料管が前記試料管収容器内に戻された後も前記第２ガス流を生じさせる、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項8】

請求項１記載の試料管移送装置において、
前記通路における少なくとも上端部分を囲む上端部材を含み、
前記試料管収容器は、
前記試料管を収容する収容室と、
前記収容室の底に設けられ、当該試料管収容器が前記上端部材に連結された時に閉状態から開状態へ変化し、当該試料管収容器が前記上端部材から離脱した時に開状態から閉状態へ変化する開閉機構と、
を含み、
前記開閉機構は、前記閉状態において前記収容室内の前記試料管を支える複数の可動要素を含む、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項9】

請求項８記載の試料管移送装置において、
静磁場発生器のボア内に設けられた中空のガイド部材を含み、
前記ガイド部材内において前記試料管収容器が落下運動し、これにより前記試料管収容器が前記上端部材に連結される、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【請求項10】

請求項９記載の試料管移送装置において、
前記試料管収容器を前記ガイド部材から離脱させ且つ前記試料管収容器を浮上させるために前記ガイド部材内に上昇ガス流を生じさせるリフトユニットを含む、
ことを特徴とする試料管移送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は試料管移送装置に関し、特に、ＮＭＲ測定システムにおいて試料管収容器と試料管回転器との間で試料管を移送する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

ＮＭＲ（核磁気共鳴：Nuclear Magnetic Resonance）測定システムは、試料を分析するために試料において生じるＮＭＲを測定するシステムである。ＮＭＲ測定システムは、静磁場発生器、ＮＭＲ測定プローブ、分光計等を有する。

【0003】

ＮＭＲ測定の対象が固体試料である場合、一般に、ＭＡＳ（Magic angle spinning）法が用いられる。ＭＡＳ法では、試料管が静磁場に対して所定の角度（概ね５４．７度）傾けられた状態において試料管に回転運動を行わせながら、試料管内の固体試料に対するＮＭＲ測定が実施される。固体試料は例えば粉体である。ＭＡＳ法の実施に際しては、ＮＭＲ測定プローブ内に試料管回転器（以下、単に「回転器」という。）が設けられる。回転器において、回転運動する試料管はローターであり、回転器それ自体はステータである。回転器はＭＡＳモジュールとも呼ばれる。

【0004】

回転器に対して試料管をセットしまた回転器から試料管を取り出す際に、ユーザーに対して、ＮＭＲ測定プローブの取り外しや取り付けを求めると、ユーザーにおいて大きな負担が生じる。

【0005】

試料管の交換を容易にするために、試料管移送装置が提案されている（特許文献１～３を参照）。試料管移送装置は、試料管収容器（以下、単に「収容器」という。）と回転器との間で、試料管を自動的に移送する装置である。収容器は、例えば、試料管キャリアである。

【0006】

特許文献１、２に開示された試料管移送装置では、静磁場発生器の上側に設けられた収容器と静磁場発生器内の回転器との間で試料管が移送されている。収容器と回転器との間の通路の途中には、試料管を排出（イジェクト）するためのユニットが設けられている。そのユニットは、通路の中心軸に対して傾斜した方向から通路の中へガスを噴射する噴射孔を有している。ガスの噴射により、回転器から収容器へ向かうガス流が生じている。このガス流により試料管が排出されている。特許文献１，２には、試料管の投入（ロード）時に機能する具体的な構成は開示されていない。

【0007】

特許文献３に開示された試料管移送装置では、静磁場発生器の下側に設けられた収容器と静磁場発生器内の回転器との間で試料管が移送されている。試料管の移送はガス流によって行われているが、ガス流を生成するための具体的な構成は特許文献３には開示されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許第６０１６３７３号明細書

【特許文献2】特許第６８７６４７１号明細書

【特許文献3】特許第６４４５４８４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ＮＭＲ測定システムにおける試料管移送装置において、試料管が運動する通路それ全体にわたって試料管に対して適度な移送力を与えることが望まれる。具体的には、試料管の破損や摩耗の回避、及び、通路の途中での試料管の停止の回避を両立させることが望まれている。近時、試料管の直径は益々小さくなっており、静電気や試料管表面の汚れ等に起因して、通路の途中で試料管が止まりやすくなっている。試料管のロード時に通路の途中で試料管が止まってしまうと、試料に対するＮＭＲ測定を行うことができなくなる。

【0010】

本発明の目的は、試料管を保護しつつ試料管を確実に移送することにある。本発明の他の目的は、試料管の姿勢が不安定にならないように試料管を移送することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る試料管移送装置は、試料管内の試料に対するＮＭＲ測定の前に、試料管収容器と試料管回転器との間の通路における第１位置へロードガスを噴射し、前記試料管収容器から前記試料管回転器へ前記試料管を移送する第１ガス流を生じさせるロードユニットと、前記試料に対するＮＭＲ測定の後に、前記通路における第２位置へイジェクトガスを噴射し、前記試料管回転器から前記試料管収容器へ前記試料管を移送する第２ガス流を生じさせるイジェクトユニットと、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、試料管を保護しつつ試料管を確実に移送できる。あるいは、本発明によれば、試料管の姿勢が不安定にならないように試料管を移送できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態に係る試料管移送装置を含むＮＭＲ測定システムを示す図である。

【図2】構造体の一例を示す断面図である。

【図3】試料管ロード時の動作を示す模式図である。

【図4】試料管イジェクト時の動作を示す模式図である。

【図5】回転器を示す模式図である。

【図6】キャリア（収容器）を示す断面図である。

【図7】キャリアの動作を示す断面図である。

【図8】ガス供給制御を示すタイミングチャートである。

【図9】試料管移送装置の動作例を示すフローチャートである。

【図10】試料管移送装置の他の動作例を示すフローチャートである。

【図11】構造体の他の例を示す断面図である。

【図12】図１１に示した構造体の動作を示す図である。

【図13】他の実施形態に係る試料管移送装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

【0015】

（１）実施形態の概要
実施形態に係る試料管移送装置は、ロードユニット及びイジェクトユニットを有する。ロードユニットは、試料管内の試料に対するＮＭＲ測定の前に、試料管収容器と試料管回転器との間の通路における第１位置へロードガスを噴射し、試料管収容器から試料管回転器へ試料管を移送する第１ガス流を生じさせる。イジェクトユニットは、試料に対するＮＭＲ測定の後に、通路における第２位置へイジェクトガスを噴射し、試料管回転器から試料管収容器へ試料管を移送する第２ガス流を生じさせる。

【0016】

上記構成によれば、ロードユニット及びイジェクトユニットの両方が設けられているので、試料管のロード及び試料管のイジェクトを確実に行える。より詳しくは、通路の途中（第１位置、第２位置）にガス（ロードガス、イジェクトガス）が送り込まれ、これによりガス流（第１ガス流、第２ガス流）が生成されるので、通路それ全体にわたって試料管に対して適度な移送力を与えることができる。よって、試料管を保護しつつ、試料管を確実に移送できる。

【0017】

上記構成において、試料管収容器は、通路の一方端に設けられる部材である。試料管収容器は、例えば、キャリア、ホルダ、マガジンラック、投入口等である。試料管回転器は、通路の他方端に設けられるモジュールであり、具体的には、ＭＡＳ法に従って試料管に回転運動を行わせるものである。静磁場発生器の上側から試料管が投入されてもよいし、静磁場発生器の下側から試料管が投入されてもよい。通路の一部が湾曲部分を構成していてもよいし、通路の途中に方向転換器が設けられてもよい。

【0018】

実施形態において、ロードユニットは、試料管回転器側を向く第１出口を有し通路に対してロードガスを噴射する第１隙間を含む。イジェクトユニットは、試料管収容器側を向く第２出口を有し通路に対してイジェクトガスを噴射する第２隙間を含む。

【0019】

試料管ロード時に、第１開口から第１位置へロードガスが送られると、第１位置の上流側に存在するガスが下流側へ引き込まれ、同時に、第１位置に存在するガスが下流側へ押し出される。すなわち、第１位置よりも上流側の区間（第１上流区間）において第１上流側ガス流が生じ、第１位置よりも下流側の区間（第１下流区間）において第１下流側ガス流が生じる。実施形態において、第１上流区間では負圧が生じ、通路における一方端等を通じて、外界に存在する大気が第１上流区間へ流入する。また、実施形態において、第１下流区間では正圧が生じ、通路における他方端等を通じて、外界へガスが放出される。よって、第１上流側ガス流による移送力が過大となることを防止でき、且つ、第１下流側ガス流による移送力が過小となることを防止できる。第１上流側ガス流及び第１下流側ガス流により第１ガス流が構成される。第１ガス流は、それ全体にわたって、適度な移送力を発揮するものである。

【0020】

一方、試料管イジェクト時に、第２開口から第２位置へイジェクトガスが送られると、第２位置の上流側に存在するガスが下流側へ引き込まれ、且つ、第２位置に存在するガスが下流側へ押し出される。すなわち、第２位置よりも上流側の区間（第２上流区間）において第２上流側ガス流が生じ、第２位置よりも下流側の区間（第２下流区間）において第２下流側ガス流が生じる。実施形態において、第２上流区間では負圧が生じ、通路における他方端等を通じて、外界に存在する大気が第２上流区間へ流入する。また、実施形態において、第２下流区間では正圧が生じ、通路における一方端等を通じて、外界へガスが放出される。よって、第２上流側ガス流による移送力が過大となることを防止でき、且つ、第２下流側ガス流による移送力が過小となることを防止できる。第２上流側ガス流及び第２下流側ガス流により第２ガス流が構成される。第２ガス流は、それ全体にわたって、適度な移送力を発揮するものである。

【0021】

実施形態において、第１隙間及び第２隙間は、それぞれ、コーン状の隙間である。第１出口及び第２出口は、それぞれ、環状の出口である。この構成によれば、試料管ロード時において、第１位置を試料管が通過する際に、試料管の周囲から試料管の側面に向かってロードガスが噴射されるので、試料管の姿勢が不安定になることを防止できる。また、試料管イジェクト時において、第２位置を試料管が通過する際に、試料管の周囲から試料管の側面に向かってイジェクトガスが噴射されるので、試料管の姿勢が不安定になることを防止できる。

【0022】

実施形態において、第１位置及び第２位置の内で、試料管回転器に近い方が第１位置であり、試料管収容器に近い方が前記第２位置である。この構成によれば、第１上流区間内（つまり負圧区間内）に第２位置を設定でき、また、第２上流区間内（つまり負圧区間内）に第１位置を設定できる。よって、試料管ロード時において、第２位置を試料管が通過する際に、試料管の姿勢が不安定になることを防止できる。また、試料管イジェクト時において、第１位置を試料管が通過する際に、試料管の姿勢が不安定になることを防止できる。負圧及び正圧は、一般に、大気圧又は外界圧力を基準として定義されるものである。

【0023】

実施形態において、ロードユニット及びイジェクトユニットは連結されている。この構成によれば、２つのユニットの中心軸（具体的には２つの内部通路の中心軸）を一致させることが容易となる。また、第１位置及び第２位置を近付けることが容易となる。

【0024】

実施形態において、試料管回転器は、そこに収容された試料管の一方端面に対してガスを吹き付けるスラストガスベアリングを有する。ロードユニットは、試料管回転器内において試料管が回転している回転状態において第１ガス流を生じさせる。回転状態において第１ガス流によるガスが試料管の他方端面に対して吹き付けられる。この構成によれば、試料管の回転状態において、回転中心軸方向における試料管位置を安定化させることができる。

【0025】

実施形態において、イジェクトユニットは、試料管が試料管収容器内に戻された後も第２ガス流を生じさせる。この構成によれば、通路内への異物の侵入を防止できる。特に、試料収容器の浮上後において、第２ガス流を継続的に生じさせるのが望ましい。

【0026】

実施形態に係る試料管移送装置は、通路における少なくとも上端部分を囲む上端部材を含む。試料管収容器は、試料管を収容する収容室と、開閉機構と、を有する。開閉機構は、収容室の底に設けられ、当該試料管収容器が上端部材に連結された時に閉状態から開状態へ変化し、当該試料管収容器が上端部材から離脱した時に開状態から閉状態へ変化する。開閉機構は、閉状態において収容室内の試料管を支える複数の可動要素を含む。

【0027】

上記構成によれば、上端部材に対する試料管収容器の着脱に従って開閉機構が動作するので、開閉機構を外部から制御する必要がない。また、複数の可動要素によって試料管を安定的に支えることが可能となる。

【0028】

実施形態に係る試料管移送装置は、静磁場発生器のボア内に設けられた中空のガイド部材を含む。ガイド部材内において試料管収容器が落下運動し、これにより試料管収容器が上端部材に連結される。実施形態に係る試料管移送装置は、試料管収容器をガイド部材から離脱させ且つ試料管収容器を浮上させるためにガイド部材内に上昇ガス流を生じさせるリフトユニットを含む。

【0029】

（２）実施形態の詳細
図１には、実施形態に係る試料管移送装置を含むＮＭＲ測定システム１０が示されている。ＮＭＲ測定システムは、試料を分析するためのシステムであり、具体的には、固体試料において生じるＮＭＲを測定するシステムである。

【0030】

ＮＭＲ測定システム１０は、静磁場発生器１２、ＮＭＲ測定プローブ１４、試料管移送装置１８、分光計６３、等を有する。図１においては、分光計６３の具体的構成の図示が省略されている。ＮＭＲ測定システム１０は、更に、流量調整器群４８及び主制御部６０を有する。流量調整器群４８及び主制御部６０を試料管移送装置１８の一部であると理解してもよい。なお、図１においては、各要素が模式的に表現されており、あるいは、誇張表現されている。また、図１においては、ＮＭＲ測定プローブ１４の内部に設けられている複数の配管の図示が省略されている。

【0031】

静磁場発生器１２は、超電導マグネットを有し、静磁場を生じさせるものである。静磁場の方向は、図１において上下方向である。静磁場発生器１２は、貫通孔としてのボア１２Ａを有する。

【0032】

ＮＭＲ測定プローブ１４は、本体２０と基部２２とにより構成される。本体２０は、ボア１２Ａ内に挿入される部分であり、それは円筒状の形態を有している。基部２２は、ボア１２Ａの外側（下側）に配置される部分である。本体２０における上端部の内部には、図示されていない検出コイルと共に、回転器２４が配置されている。また、その上端部の内部には、後に詳述するロードユニット３４及びイジェクトユニット３６を含む構造体３０が設けられている。

【0033】

基部２２と分光計６３とが信号線６２を介して電気的に接続されている。分光計には、送信器、受信器、ＮＭＲスペクトル生成器、等が含まれる。ボア１２Ａには中空のガイド部材１６が配置されている。具体的には、ＮＭＲ測定プローブ１４の本体２０の上側にガイド部材１６が配置されている。

【0034】

試料管移送装置１８は、試料を収容した試料管を移送する装置である。具体的には、試料管ロード時に、キャリア２６から回転器２４へ試料管を移送し、試料管イジェクト時に、回転器２４からキャリア２６へ試料管を移送するものである。キャリア２６は、収容器の一種である。ホルダ、マガジンラック等に収容されている試料管がロードされてもよい。回転器２４は、試料管を回転運動させるＭＡＳモジュールである。キャリア２６と回転器２４との間に試料管移送用の通路が設けられている。

【0035】

試料管移送装置１８は、軸状部材２８、構造体３０、湾曲管３２、等を有する。キャリア２６及び回転器２４を試料管移送装置１８の一部であるとみなしてもよい。軸状部材２８の内部には中空部材が配置されており、その内部は通路の一部である。構造体３０に形成された貫通孔も通路の一部である。また、湾曲管３２の内部も通路の一部である。軸状部材２８の上端部は、通路の上端部を囲む部分である。

【0036】

キャリア２６は、試料管を収容する収容室を有する。ＮＭＲ測定前の試料管及びＮＭＲ測定後の試料管が収容室に収容される。回転器２４は、試料管を収容する収容空間を有する。収容空間内に収容された試料管に対して回転駆動力が与えられる。上記通路の一端（上端）がキャリア２６内の収容室に連なっており、上記通路の他端（下端）が回転器２４内の収容空間に連なっている。

【0037】

構造体３０は、ロードユニット３４及びイジェクトユニット３６を有する。ロードユニット３４は、回転器２４側を向く噴射口を有し、試料管ロード時に、通路に対して斜め方向からロードガスを噴射する。これにより、通路において第１ガス流が生じる。第１ガス流は、図１において上から下への流れである。第１ガス流により、キャリア２６から回転器２４へ試料管が移送される。

【0038】

イジェクトユニット３６は、キャリア２６側を向く噴射口を有し、試料管イジェクト時に、通路に対して斜めの方向からイジェクトガスを噴射する。これにより、通路において第２ガス流が生じる。第２ガス流は、図１において下から上への流れである。第２ガス流により、回転器２４からキャリア２６へ試料管が移送される。

【0039】

ＮＭＲ測定に先立って、試料管を収容したキャリア２６がガイド部材１６の中に落とし込まれる。その落下運動により、キャリア２６が軸状部材２８に連結される。その後、第１ガス流により、キャリア２６の内部から通路へ試料管が送り出される。ＮＭＲ測定の後、第２ガス流により、回転器２４からキャリア２６の内部へ試料管が移送される。その後、リフトガスによる浮上力がキャリア２６に与えられ、キャリアが上昇運動（浮上運動）する。図示されていないストッパにより、キャリア２６のそれ以上の上昇が制限される。キャリア２６は、後述するように、収容室及び開閉機構を有する。

【0040】

配管３８は、ロードガスを供給するためのものであり、配管４０は、イジェクトガスを供給するためのものであり、配管４２は、リフトガスを供給するためのものである。配管４４は、ベアリングガスを供給するためのものであり、配管４６は、ドライブガスを供給するためのものである。

【0041】

流量調整器群４８は、図示の構成例において、５つの流量調整器５０，５２，５４，５６、５８により構成されている。流量調整器５０は、ロードガスの流量を調整するコントローラである。流量調整器５２は、イジェクトガスの流量を調整するコントローラである。流量調整器５４は、リフトガスの流量を調整するコントローラである。流量調整器５６は、ベアリングガスの流量を調整するコントローラである。流量調整器５８は、ドライブガスの流量を調整するコントローラである。

【0042】

上記のロードガス及びイジェクトガスとして、乾燥空気（例えば露点を摂氏０度より低くしたもの）、不活性ガス（例えば窒素ガス、アルゴンガス）、それらを混合したガス、等を用いることができる。なお、ロードガス及びイジェクトガスの流量は、例えば、１Ｌ／ｍｉｎ以上である。それらのガスの圧力は、例えば、５ｋＰａ以上である。ロードガス及びイジェクトガス以外のガスも、乾燥空気、不活性ガス等により構成され得る。

【0043】

主制御部６０は、ＮＭＲ測定システムを構成する各要素の動作を制御するものである。主制御部６０により、流量調整器群４８の動作が制御される。主制御部６０が行うガス制御の内容については後に説明する。

【0044】

図１に示した構成において、軸状部材２８の上端部を静磁場発生器１２の上側まで引き上げ、その上端部に、試料管ホルダ、複数の試料管を備えたマガジンラック、等を接続してもよい。

【0045】

図２には、構造体３０の断面が示されている。構造体３０は、ロードユニット３４及びイジェクトユニット３６を有する。Ｐ１は、ロードガスの噴射が行われる第１位置を示しており、Ｐ２は、イジェクトガスの噴射が行われる第２位置を示している。

【0046】

より詳しくは、構造体３０は、本体６５、上側部材６６、中間部材６８及び下側部材７０を有する。本体６５は、筒状の形態を有し、それは上下方向に伸長した貫通孔６４を有している。貫通孔６４の中に、上側部材６６、中間部材６８及び下側部材７０が配置されている。

【0047】

本体６５は、ロードガスが流れる流路７６、イジェクトガスが流れる流路７８、及び、リフトガスが流れる流路８０を有する。流路７６にはポート８２を通じてロードガス８６が送られている。流路７８にはポート８４を通じてイジェクトガスが送られている。流路８０には図示されていない経路を通じてリフトガス９０が送られている。流路８０から上方へリフトガスが送られている。流路８０及びそれに接続される配管等により、上昇ガス流を生じさせるリフトユニットが構成される。なお、図２においては、複数の配管等の図示が省略されている。

【0048】

中間部材６８は、下向きのノズル９４及び上向きのノズル９６を有する。中間部材６８は、貫通孔９８を有している。下側部材７０は、ノズル９４の周囲を取り囲むコーン状（円錐面状、漏斗状又は傘状）の斜面１００を有する。斜面１００とノズル９４の外面（テーパー面）９５との間にコーン状の隙間Ｇ１が生じている。隙間Ｇ１は、回転器側を向く環状の出口（噴射口）ａ１を有する。流路７６に連なる貯留室１０２から送り込まれたロードガスが、隙間Ｇ１を介して、第１位置Ｐ１（具体的には合流空間１０４）へ噴射される。この噴射により、通路において第１ガス流が生じる。

【0049】

具体的には、第１位置Ｐ１へのロードガスの噴出により、第１位置Ｐ１より上流側に存在するガスが第１位置Ｐ１へ引き込まれ、同時に、第１位置Ｐ１に存在するガスがそれよりも下流側へ押し出される。これにより、第１位置Ｐ１よりも上流側の第１上流区間内において第１上流側ガス流が生じ、第１位置Ｐ１よりも下流側の第１下流区間内において第１下流側ガス流が生じる。実施形態においては、第１上流区間では負圧が生じ、通路の一方端等を通じて外界に存在する大気が通路内に進入する。第１下流区間では正圧が生じ、通路の他方端等からガスが外界へ放出される。第１上流側ガス流と第１下流側ガス流により第１ガス流が構成される。

【0050】

なお、下側部材７０に形成された貫通孔１０６が直線管７４の内部空間に連なっている。その直線管７４は湾曲管３２に連結されている。貫通孔９８、合流空間１０４及び貫通孔１０６は、通路の一部である。

【0051】

上側部材６６は、ノズル９６の周囲を取り囲むコーン状の斜面１０８を有する。斜面１０８とノズル９６の外面（テーパー面）９７との間にコーン状の隙間Ｇ２が生じている。隙間Ｇ２は、キャリア側を向く環状の出口（噴出口）ａ２を有する。流路７８に連なる貯留室１１０から送り込まれたイジェクトガスが、隙間Ｇ２を介して、第２位置Ｐ２（具体的には合流空間１１２）へ噴射される。この噴射により、第２ガス流が生じる。

【0052】

具体的には、第２位置Ｐ２へのイジェクトガスの噴出により、第２位置Ｐ２より上流側に存在するガスが第２位置Ｐ２へ引き込まれ、同時に、第２位置Ｐ２に存在するガスがそれよりも下流側へ押し出される。これにより、第２位置Ｐ２よりも上流側の第２上流区間内において第２上流側ガス流が生じ、第２位置Ｐ２よりも下流側の第２下流区間内において第２下流側ガス流が生じる。実施形態においては、第２上流区間では負圧が生じ、通路の一方端等を通じて外界に存在する大気が通路内に進入する。第２下流区間では正圧が生じ、通路の他方端等からガスが外界へ放出される。第２上流側ガス流と第２下流側ガス流により第２ガス流が構成される。

【0053】

上側部材６６に形成された貫通孔１１４が合流空間１１２に連なっている。貫通孔１１４が直線管７２の内部空間に連なっている。合流空間１１２及び貫通孔１１４も通路の一部である。

【0054】

図３には、試料管ロード時の動作が示されている。ロードユニット３４では、コーン状の隙間Ｇ１から第１位置Ｐ１に向けてロードガス１１８が噴射される。この噴射により、第１位置Ｐ１よりも上流側の第１上流区間１２６において、試料管１２４に対して第１移送力を与える第１上流側ガス流１２０が生じ、同時に、第１位置Ｐ１よりも下流側の第１下流区間１２８において試料管に対して第２移送力を与える第１下流側ガス流１２２が生じる。第１上流区間１２６では負圧が生じ、第１下流区間１２８では正圧が生じる。よって、第１移送力が過大となることを防止でき、且つ、第２移送力が過小となることを防止できる。

【0055】

ロードユニット３４を試料管が通過する際、試料管の側面に対して均等にロードガスが吹き付けられるので、試料管の姿勢が不安定となることはない。試料管ロード時において、イジェクトユニット３６は動作しないが、仮に、隙間Ｇ２を介した若干のガス流通が許容されていても、通路へ入るガス流１２３が生じるだけであり、イジェクトユニット３６を通過する試料管の姿勢が不安定になることはない。

【0056】

図４には、試料管イジェクト時の動作が示されている。イジェクトユニット３６では、コーン状の隙間Ｇ２から第２位置Ｐ２に向けてイジェクトガス１３２が噴射される。この噴射により、第２位置Ｐ２よりも上流側の第２上流区間１４０において、試料管１３８に対して第３移送力を与える第２上流側ガス流１３４が生じ、同時に、第２位置Ｐ２よりも下流側の第２下流区間１４２において試料管に対して第４移送力を与える第２下流側ガス流１３６が生じる。第２上流区間１４０では負圧が生じ、第２下流区間１４２では正圧が生じる。よって、実施形態では、第３移送力が過大となることを防止でき、且つ、第４移送力が過小となることを防止できる。

【0057】

イジェクトユニット３６を試料管が通過する際、試料管の側面に対して均等にイジェクトガスが吹き付けられるので、試料管の姿勢が不安定となることはない。試料管イジェクト時において、ロードユニット３４は動作しないが、仮に、隙間Ｇ１を介した若干のガス流通が許容されていても、通路へ入るガス流１３７が生じるだけであり、ロードユニット３４を通過する試料管の姿勢が不安定になることはない。

【0058】

なお、図２～図４に示した構成においては、ロードユニット３４及びイジェクトユニット３６が連なっており、つまり、それらが一体化されている。これにより、２つのユニット３４，３６の中心軸を一致させることが容易である。更に、部品点数の削減、組立容易、等の利点も得られる。もっとも、２つのユニット３４，３６を別体化してもよい。

【0059】

図５には、回転器２４が模式的に示されている。湾曲管３２の端部に回転器２４が連結されている。回転器２４は、試料管１４６を収容する収容空間１４４を有する。試料管１４６の一端部には、回転検出のためのマーカー１４７が設けられている。試料管１４６の他端部には、複数のタービン翼１４８が設けられている。試料管１４６の内部は、試料を収容する試料室である。

【0060】

試料管１４６の直径は、例えば、０．５～２ｍｍの範囲内にある。特に、試料管１４６の直径が１ｍｍ程度又はそれ以下になると、静電気や試料管表面の汚れ等に起因して通路の途中で試料管１４６が止まり易くなる。実施形態において、上記のように、ロードユニット及びイジェクトユニットが設けられているので、試料管ロード時及び試料管イジェクト時における試料管の停止を確実に防止できる。

【0061】

収容空間１４４を取り囲むように２つのガスベアリング１５２，１５４が設けられている。各ガスベアリング１５２，１５４は、試料管１４６の側面に対してベアリングガスを吹き付けることにより、試料管１４６を非接触で保持する機構である。また、試料管１４６の一方端面に対してガスを吹き付けるスラストガスベアリング１５６が設けられている。ドライブユニット１５８は、複数のタービン翼１４８に対してドライブガスを吹き付けることにより、試料管１４６に回転力を生じさせるものである。符号１５０は、試料管１４６の中心軸を示しており、それは回転軸に一致している。

【0062】

実施形態においては、試料管ロード後の試料管回転状態においても、通路に対してロードガスが供給されており、つまり第１ガス流が維持されている。第１ガス流によるガス１６２が試料管１４６の他方端面に対して吹き付けられている。ガス１６２の吹き付け方向は、スラストガスベアリング１５６のガス吹き付け方向とは逆の方向である。これにより、中心軸１５０の方向において、試料管１４６の位置を高精度に保持することが可能である。

【0063】

検出器１６０は、試料管１４６の回転を検出するものである。検出器１６０は、レーザー光を出射する光ファイバと、試料管で反射したレーザー光（反射光）を受け取る光ファイバと、を有する。試料管１４６の回転に伴ってマーカー１４７が回転するので、反射光の光量が周期的に変化する。その変化から単位時間当たりの回転数つまり回転速度が演算される。

【0064】

図６には、キャリア２６の断面が示されている。なお、図６においては、複数の配管等の図示が省略されている。

【0065】

キャリア２６は、本体１６４、キャップ１６６、可動部材１６８及び開閉機構１７０を有する。本体１６４は、ロードガス用の貫通孔１７２及びイジェクトガス用の貫通孔１７４を有する。更に、本体１６４は、リフトガス用の貫通孔も有するが、図１には、それは現れていない。本体１６４の中には、収容室１７１が形成されている。収容室１７１の上端部は、複数の連絡孔１７３を介して外界に連なっている。本体１６４は、下向きに突出した突出部１６４Ａを有する。突出部１６４Ａを覆うようにキャップ１６６が設けられている。キャップ１６６の内部に開閉機構１７０が設けられている。

【0066】

符号１７６は、図６において破線の円で囲まれている部分の拡大図を示している。可動部材１６８における軸部分が、キャップ１６６に形成された開口１６６Ａを通過している。開閉機構１７０は、図示の構成例では、２つのレバー１８４，１８６を有する。２つのレバー１８４，１８６は、キャリアが有する中心軸の周囲に均等に配置されており、具体的には、中心軸の一方側及び他方側に配置されている。各レバー１８４，１８６は、回転軸１８０，１８２周りにおいて回転運動することが可能な可動片である。

【0067】

レバー１８４は、肩部１８８及び上端部１９２を有する。肩部１８８は、開閉機構１７０が閉状態にある場合に、試料管２００を支える台座として機能する。肩部１８８の下側には斜面が形成されている。上端部１９２は、突出部に形成された斜面１９６に当たっている。レバー１８４が下降状態にある場合、レバー１８４の起立姿勢（垂直姿勢）が生じる。レバーが上昇運動すると、斜面１９６に沿って上端部１９２が図中左方向へ開き運動し、レバー１８４の傾斜姿勢が生じる。その状態では肩部１８８の支持作用が消失する。

【0068】

レバー１８４とレバー１８６は線対称関係にある。レバー１８６は、肩部１９０及び上端部１９４を有する。肩部１９０は、開閉機構１７０が閉状態にある場合に、試料管２００を支える台座として機能する。肩部１９０の下側には斜面が形成されている。上端部１９４は、突出部に形成された斜面１９８に当たっている。レバー１８６が下降状態にある場合、レバー１８６の起立姿勢（垂直姿勢）が生じる。レバー１８６が上昇運動すると、斜面１９８に沿って上端部１９４が図中右方向へ開き運動し、レバー１８６の傾斜姿勢が生じる。その状態では、肩部１９０の支持作用が消失する。

【0069】

符号１７８が示しているように、可動部材１６８は上下方向に運動可能である。可動部材１６８が軸状部材の先端部に当たって上昇運動すると、開閉機構１７０が閉状態から開状態へ変化する。これにより、収容室の底が開く。キャリア２６が軸状部材の先端部から離脱して、可動部材１６８が下降運動すると、開閉機構１７０が開状態から閉状態へ変化する。これにより、収容室の底が閉じる。

【0070】

各レバー１８４，１８６は開閉機構１７０を構成する可動要素である。３つ以上のレバーを設けてもよい。複数のレバーに代えて、複数の可動片又は複数のバネ部材を設けてもよい。その場合、複数のバネ部材は、それぞれ、可動部材１６８の運動に従って弾性変形する。キャリア２６が有する中心軸の周りに均等に複数の可動片又はバネ部材が設けられる。

【0071】

図７には、連結状態が示されている。キャリア２６の落下運動後、キャリア２６が軸状部材の上端部２０２に結合する。これにより可動部材１６８に対して押上げ力２０４が及び、可動部材１６８が上昇運動する。これにより、符号２０６が示すように、開閉機構１７０が閉状態から開状態へ変化する。それと同時に、通路へロードガスが供給され、第１ガス流が生じる。収容室１７１内の試料管は、重力作用及び第１ガス流により、下方へ移動する。なお、収容室１７１は上記のように複数の連絡孔１７３を通じて外界に連なっている。外界から複数の連絡孔１７３を通じて大気が収容室へ流れ込む。

【0072】

図８には、主制御部が実行するガス制御が示されている。待機状態おいて、Ｓ１０では、キャリアがガイド部材の中に配置される。キャリアが落下運動し、連結状態が生じる。なお、待機状態では、イジェクトガスの供給が継続されており（符号２１２を参照）、リフトガスの供給も継続されている（符号２１４を参照）。リフトガスの流量は、キャリアの落下運動を妨げない程度の小流量である。

【0073】

Ｓ１２では、主制御部がロード指示を出力する。例えば、ユーザーによる所定の操作に従ってロード指示が出力されてもよい。ロード指示が出力された時点で、イジェクトガスの供給が停止され、且つ、ロードガスの供給が開始される（符号２１６を参照）。Ｓ１４において試料管のロードが完了する。すなわち、試料管が回転器の中に配置される。実際には、ロード指示からの一定時間ｔ１の経過時点でロード完了が判断されている。符号１２８は、ロードガスの供給により生じた第１ガス流による試料管移送の期間を示している。

【0074】

Ｓ１６において、主制御部から回転指示が出力される。これにより、回転器へのベアリングガス及びドライブガスの供給が開始される（符号２２２を参照）。回転開始後、Ｓ２０において、試料管の回転の有無が判定される。その判定により、試料管が回転器に収容されているか否かが事後的にチェックされる。試料管が回転器に収容されていない場合におけるエラー動作については後述する。

【0075】

Ｓ１８において、ＮＭＲ測定が実施される。ＮＭＲ測定期間の全体にわたって、第１ガス流が維持される（符号２２０を参照）。これにより、試料管におけるスラスト方向の位置ずれが抑制される。なお、ＮＭＲ測定期間において、第１ガス流の流量を変更してもよい。例えば、ロード時においては第１流量を設定し、回転時においては第１流量よりも少ない第２流量を設定してもよい（符号２２４を参照）。

【0076】

ＮＭＲ測定の終了後、Ｓ２２において、主制御部がイジェクト指示を出力する。その時点で、ロードガスの供給が停止され、同時に、イジェクトガスが供給され、これにより第２ガス流が生じる（符号２２６を参照）。Ｓ２４においてイジェクト完了が判定されている。実際には、イジェクト指示から所定の時間ｔ２を経過した時点でイジェクト完了が判定されている。キャリア内に試料管を検出するセンサを設け、センサの出力信号に基づいてイジェクト完了を判定してもよい。

【0077】

Ｓ２６では、主制御部がリフト指示を出力する。これにより、リフトガスが供給される。その流量は大流量である（符号２２８を参照）。上昇ガス流により、キャリアが所定位置まで上方へ持ち上げられる。Ｓ２８ではリフト完了が判定される。その時点で、リフトガスの流量が大流量から小流量へ変更される（符号２３０を参照）。これにより、Ｓ３０において、次のキャリアの受け入れを待つ状態（待機状態）が形成される。待機状態では、イジェクトガス及びリフトガスの両方が流される。これにより通路を含むボア内への異物の進入が防止される。

【0078】

図９には、試料管移送装置の動作例が示されている。図９は、主制御部の制御内容を示すものでもある。図９においてはガス制御についての詳細が省略されている。

【0079】

Ｓ５０では、ユーザーにより、ガイド部材の入口にキャリアが配置される。その後、結合状態が生じる。Ｓ５２では、主制御部がロード指示を出力する。Ｓ５４において、試料管がロードされる。すなわち、キャリアから回転器へ試料管が移送される。Ｓ５６では、回転開始後において回転の検出の有無が判定される。

【0080】

Ｓ５６において、回転が検出された場合、Ｓ５８において、ＮＭＲ測定が実行される。その終了後、Ｓ６０において、主制御部がイジェクト指示を出力する。Ｓ６２において、試料管のイジェクトが実施される。Ｓ６４では、リフトガスが供給され、キャリアが上方へ持ち上げられる。

【0081】

一方、Ｓ５６において、回転が検出されなかった場合、Ｓ６６において、ロード動作回数Ｎが最大値Ｎmaxを超えたか否かが判断される。ロード動作回数Ｎが最大値Ｎmax以下であれば、Ｓ６８においてロード動作回数Ｎがインクリメントされた上で、Ｓ５４以降の工程が再び実行される。なお、ロード動作回数Ｎの初期値は１である。Ｓ６６において、ロード動作回数Ｎが最大値Ｎmaxを超えたと判断された場合、Ｓ７０においてエラー処理が実行される。例えば、ユーザーに対してエラーが報知される。

【0082】

図１０には、試料管移送装置の他の動作例が示されている。図１０において、図９に示した工程と同様の工程には同一の工程番号を付し、その説明を省略する。Ｓ６６において、ロード動作回数Ｎが最大値Ｎmax以下であれば、Ｓ７２において、イジェクト指示が出力され、それに従って、Ｓ７４においてイジェクト動作が実行される。更に、Ｓ７６では、キャリアを浮上させる動作が実行される。その上で、Ｓ６８においてロード動作回数Ｎがインクリメントされる。その後、Ｓ５２以降の各工程が繰り返し実行される。例えば、キャリアの結合状態の不良が疑われるような場合に、図１０に示した他の動作例を採用し得る。

【0083】

図１１には、構造体の他の例が示されている。構造体２５０は、ロードユニット２５２及びイジェクトユニット２５４を有する。上側に設けられているユニットがロードユニット２５２であり、下側に設けられているユニットがイジェクトユニット２５４である。

【0084】

ロードユニット２５２は、コーン状の隙間Ｇ３から第１位置Ｐ１へロードガスを噴射するものである。これにより第１ガス流が生じる。イジェクトユニット２５４は、コーン状の隙間Ｇ４から第２位置Ｐ２へイジェクトガスを噴射するものである。これにより第２ガス流が生じる。隙間Ｇ３が有する出口（噴射口）の向きは下向きであり、隙間Ｇ４が有する出口（噴射口）の向きは上向きである。

【0085】

試料管ロード時において、第１位置Ｐ１よりも上流側の第１上流区間２５６において負圧が生じ、第１位置Ｐ１よりも下流側の第１下流区間２５８において正圧が生じる。試料管イジェクト時において、第２位置Ｐ２よりも上流側の第２上流区間２６０において負圧が生じ、第２位置Ｐ２よりも下流側の第２下流区間２６２において正圧が生じる。

【0086】

図１２には、試料管ロード時における、図１１に示した構造体の動作が示されている。ロードユニット２５２において、ロードガス２６４が隙間Ｇ３から第１位置Ｐ１へ噴射されており、これにより第１ガス流が生じている。ロードユニット２５２内において、ロードガス２６４は、試料管２６６の側面に対して均等に吹き付けられるため、試料管の姿勢が不安定になることはない。

【0087】

一方、第１下流区間２５８では正圧が生じるところ、隙間Ｇ４において若干のガス流通が許容されている場合、隙間Ｇ４に入り込むガス流２７０が生じ得る。そのようなガス流２７０により試料管２７２の姿勢が不安定になるおそれがある。そのような問題を回避するために、図２に示した構造体を採用することが望まれる。もっとも、試料管２７２の姿勢の不安性という問題が生じない場合には、図１１に示した構造体を採用してもよい。

【0088】

図１３には、他の実施形態に係る試料管移送装置が示されている。試料管移送装置２７３は、キャリア２６と回転器２４との間で試料管の移送を行うものである。試料管移送装置２７３は、軸状部材２８０、ロードユニット２７６、イジェクトユニット２７８、軸状部材２７４、湾曲管、等を有している。

【0089】

ロードユニット２７６は、通路上の第１位置に対してロードガスを噴射し、これにより通路において第１ガス流を生じさせるものである。第１ガス流は図１３において下向きの流れである。イジェクトユニット２７８は、通路上の第２位置に対してイジェクトガスを噴射し、これにより通路において第２ガス流を生じさせるものである。第２ガス流は図１３において上向きの流れである。ロードユニット２７６及びイジェクトユニット２７８として、図２に示した構成が採用されてもよい。

【0090】

ロードユニット２７６及びイジェクトユニット２７８は、キャリア２６に近い位置に設けられており、具体的には、静磁場発生器の外側に設けられている。図１３に示す構成では、キャリア２６の落下運動や浮上運動は行われない。例えば、ユーザーにより、軸状部材２８０に対してキャリア２６が取り付けられる。

【0091】

図１３に示す構成では、第１位置を堺として第１上流区間及び第１下流区間が定められ、また、第２位置を堺として第２上流区間及び第２下流区間が定められる。第１下流区間での過大な移送力や第２上流区間での移送力の過小が問題となる場合、図１に示した構成を採用することが望まれる。

【0092】

図１３に示す構成において、ロードユニット２７６とイジェクトユニット２７８の位置
を入れ替えてもよい。ボア内部であってＮＭＲプローブよりも上側の中間位置にロードユニット２７６とイジェクトユニット２７８を配置してもよい。

【0093】

上記実施形態においては、静磁場発生器の上側から試料管が投入されたが、静磁場発生器の下側から試料管が投入されてもよい。その場合においても通路の途中に第１位置及び第２位置を設定すれば、上記実施形態と同様の作用効果を得られる。上記実施形態において、クライオＮＭＲ測定プローブが用いられてもよい。

【0094】

試料管の回転状態において試料管の他方端面へガスを吹き付ける技術を、実施形態に係る試料管移送装置以外の試料管移送装置へ適用してもよい。また、開閉機構を備えたキャリアを、実施形態に係る試料管移送装置以外の試料管移送装置（例えば溶液試料を収容した試料管を移送する装置）へ適用してもよい。

【符号の説明】

【0095】

１０ ＮＭＲ測定システム、１２ 静磁場発生器、１４ ＮＭＲ測定プローブ、１８ 試料管移送装置、２４ 回転器、２６ キャリア（収容器）、３０ 構造体、３４ ロードユニット、３６ イジェクトユニット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】