CN113166693B - 无菌作业装置的驱动机构 - Google Patents

Abstract

提供一种驱动机构，能够耐受过氧化氢等灭菌气体的灭菌处理、进而能够进行正确的定位动作。本发明的驱动机构利用磁耦合机构将配置在隔断灭菌气体的隔壁的内部空间的移动块和配置在隔壁的外部空间的移动台连结，进而，在移动块和移动台的未配置磁耦合机构的面上，以成为相互排斥的磁极的方式配置施力磁铁单元，使该施力磁铁单元产生的斥力成为对移动台朝向隔壁施力的作用力。

Description

无菌作业装置的驱动机构

技术领域

本发明涉及一种直动机构，即使暴露于过氧化氢气体等腐蚀性高的气体气氛中，也不会发生故障，且能够高精度地进行动作。

背景技术

在制药领域或再生医疗领域中，作为用于细胞的培养或各种试验等的装置，利用安全柜、隔离器这样的无菌作业装置。如再生医疗领域所代表的那样，细胞的播种、培养基的更换、观察这样的一系列的作业需要不产生污染的高清洁度。另外，这样的一系列的作业在无菌作业装置内的灭菌处理后的清洁的环境下进行。培养、试验是长时间持续进行的，在其过程中，在规定的时机掌握试样的状态，或者进行培养基的更换这样的作业是不可或缺的。

另外，以往在无菌作业装置内进行的细胞的播种、培养基的更换是由作业者通过手动作业进行的，但近年来，为了提高作业的效率而将自动化这样的作业的装置配置在无菌作业装置内。在专利文献1中，公开了配置于图1所示的隔离器的内部空间的分注装置50。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5903265号公报

专利文献1所公开的分注装置50具备使注射器61在上下方向上滑动驱动的滑动装置64和使注射器61在X轴方向和Y轴方向上旋转的旋转装置65，通过使该旋转装置65的各转动轴正交地配置，从而使驱动装置自身小型化。进而，通过使驱动装置小型化，能够提高载置台51、贮存容器A1的配置位置的自由度，因此，将贮存容器A1配置在不会混入因驱动装置的动作而产生的微粒的位置。由此，能够防止由驱动装置的动作引起的培养物、培养液的微粒污染。

发明内容

(发明要解决的课题)

然而，近年来，通过在无菌作业装置的作业空间中充满氧化性气体来进行除污的气体灭菌法的处理，特别是过氧化氢气体灭菌的灭菌时间比较短，而且灭菌后被分解成氧和氢，所以是安全的，因此被广泛实施。在无菌作业装置中，除了从外部环境侵入来的杂菌、污染物质的除去之外，为了防止交叉污染，在处理种类不同的细胞的情况下，在每次作业结束时实施。但是，过氧化氢具有强力的腐蚀作用，因此被灭菌处理的被处理物被限定为具有耐腐蚀性的材质。在专利文献1的分注装置50中，驱动注射器61、贮存容器A1的驱动机构以露出的状态设置，在用过氧化氢气体等灭菌气体进行灭菌的情况下，灭菌气体的成分附着在露出的机构部分而腐蚀，作业变得不能继续。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于提供一种能够耐受过氧化氢等灭菌气体的灭菌处理且能够进行更准确的定位动作的驱动机构。

(用于解决课题的技术方案)

为了实现上述目的，本发明的驱动机构的特征在于，具备：移动块；驱动部，其使所述移动块移动；引导机构，其将所述移动块向规定的方向引导；隔壁，其将所述移动块、所述驱动部以及所述引导机构与外部环境隔绝；移动台，其在所述隔壁的外侧且隔着所述隔壁与所述移动块对置的位置上覆盖所述隔壁的至少一部分，且所述移动台设置为能够沿着所述隔壁移动；第一磁耦合机构，其在所述移动块与所述移动台隔着所述隔壁相互对置的各面(第一面)具备相互吸引的磁铁；以及第二磁耦合机构，其具备设置于第二面且分别相互吸引的磁铁，所述第二面是与所述第一面正交的各面，且是隔着所述隔壁相互对置的所述移动块与所述移动台的面，所述移动台追随所述移动块的移动而在所述隔壁所引导的轨道上移动。

也可以构成为具备滚动体，该滚动体以能够滚动的方式安装于所述移动台的与所述隔壁对置的面。另外，也可以附加如下结构：具备施力磁铁单元，该施力磁铁单元在第三面设置有在加强所述第一磁耦合机构和/或第二磁耦合机构的吸附力的方向上相互排斥的磁极，所述第三面是与所述移动块和所述移动台的所述第一面及所述第二面不同的面，且是所述移动块和所述移动台的隔着所述隔壁相互对置的各面。由此，移动台能够更准确地在隔壁所引导的轨道上移动。

另外，其特征在于，构成所述第一磁耦合机构和所述第二磁耦合机构的磁铁是永久磁铁。而且，也可以构成为，在构成所述第一磁耦合机构和所述第二磁耦合机构的磁铁中包含电磁铁。

另外，也可以是，所述移动块和所述移动台的配置所述施力磁铁单元的面相对于配置所述第二磁耦合机构的面以规定的角度倾斜地配置。通过采用上述结构，由施力磁铁单元产生的作用力能够作用于第一磁耦合机构和第二磁耦合机构这两者，因此能够使移动台更准确地在隔壁所引导的轨道上移动。

另外，本发明的驱动机构能够在分配装置、培养基更换装置、培养细胞处理装置的移动部分中使用，具有耐腐蚀性，因此即使利用氧化性气体对这些装置整体进行气体灭菌也不会腐蚀，能够使装置稳定地运转。

(发明效果)

根据本发明的结构，通过提高可动部分的密封性，能够利用氧化性气体进行气体灭菌，因此能够防止杂菌等的污染，并且能够长期稳定地使装置可动。另外，由于能够进行移动台的准确的定位动作，因此能够长期稳定地进行以往的装置不能进行的准确的进退动作。

附图说明

图1是表示作为具备以往的驱动机构的一例的分注装置的图。

图2是表示作为本发明的一个实施方式的驱动机构的立体图。

图3是本发明的一实施方式的驱动机构的XY平面的剖视图。

图4是本发明的一实施方式的驱动机构的YZ平面的剖视图。

图5是表示本发明的驱动机构所具备的滚动体的剖视图。

图6是表示本发明的驱动机构所具备的磁铁单元的配置的概略剖视图。

图7是表示本发明的驱动机构所具备的磁铁单元中的各磁铁的配置的概略图。

图8是表示本发明的驱动机构的其他实施方式的图。

图9是表示作为本发明的一实施方式的分配装置的主视图。

图10是表示作为本发明的一实施方式的分配装置的侧视图。

图11是表示配置有作为本发明的一实施方式的分配装置的无菌作业装置的主视图。

图12是表示无菌作业装置所具备的作业空间的概略的图。

图13是表示作为本发明的一实施方式的分配密封装置的使用状态的例子的主视图。

图14是表示作为本发明的一实施方式的分配密封装置的其他使用状态的主视图。

图15是表示作为本发明的一实施方式的分配密封装置的一部分的侧视图。

图16是表示分配密封装置所具备的注入辅助单元的动作的图。

图17是表示分配密封装置所具备的注入口保持单元的结构和动作的剖视图。

图18是表示分配密封装置所具备的熔接单元的结构和动作的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的详细情况进行详细说明。图2是表示作为本发明的一实施方式的驱动机构1的立体图，图3是表示驱动机构1的移动台5部分的XY平面中的横截面的图，图4是表示驱动机构1的YZ平面中的中央纵剖面的图。本发明的驱动机构1具备：移动块2，其通过内部的丝杠轴8的旋转而移动；引导机构3，其将移动块2向规定的方向引导；驱动源4，其通过使丝杠轴8旋转驱动而使移动块2移动；以及移动台5，其与移动块2一起移动。另外，移动块2、引导机构3和驱动源4通过隔壁6配置在与外部环境(分配装置等装置内外部环境：以下称为“作业空间”：相当于后述的作业空间36)隔绝的空间，移动台5配置在隔壁6的外侧(作业空间)。

另外，在移动块2和移动台5上，具备以隔着隔壁6相互通过磁力相互吸引的方式配置的第一驱动磁铁单元Mg1、第一从动磁铁单元Mg2、第二驱动磁铁单元Mg3和第二从动磁铁单元Mg4。通过基于这些磁铁单元Mg1～Mg4的吸附力的磁耦合，移动台5追随移动块2的移动而沿着隔壁6移动。

进而，在移动块2、移动台5的配置有第二驱动磁铁单元Mg3和第二从动磁铁单元Mg4的面的相反侧(图3中的右侧)面，具备以通过彼此的磁力排斥的方式配置的第一施力磁铁单元Mg5和第二施力磁铁单元Mg6。以该相互排斥的方式配置的施力磁铁单元Mg5、Mg6产生的斥力成为对移动块2与移动台5之间的基于磁耦合的吸附力向同一方向施力并进行加强的作用力，能够将移动台5相对于隔壁6的距离保持为恒定。

本实施方式的驱动机构1所具备的引导机构3具备：导轨3b，其将固定于移动块2的移动件3a向规定的方向引导；丝杠轴8，其以与导轨3b平行的方式配置并与固定于移动块2的滚珠螺母7螺合；以及作为驱动源的马达4，其与丝杠轴8连结而对丝杠轴8进行旋转驱动。导轨3b固定于作为驱动机构1的基座的壳体9的内部空间的一面，丝杠轴8以能够旋转的方式固定于壳体9。另外，具备本实施方式的引导机构3的壳体9具有纵长的大致长方体形状，在其一端部经由托架12固定有马达4。本实施方式的引导机构3所具备的马达4的旋转轴10经由联轴器4a与丝杠轴8同心轴状地连结，通过马达4的旋转轴10进行旋转动作，丝杠轴8也进行旋转动作。

在壳体9的长度方向的壁面设置有检测移动块2的位置的位置检测传感器S1、S2。另外，在马达4附近设置有检测马达4的旋转轴10的旋转角度的光学式的旋转检测传感器S3，通过固定于旋转轴10的传感器挡块11切断该旋转检测传感器S3的光轴来检测旋转轴10的旋转位置。这些传感器S1、S2、S3与控制马达4的旋转的控制部70连接。另外，本实施方式的驱动机构1所具备的马达4是容易控制旋转轴10的旋转角度的步进马达，通过来自控制部70的控制信号进行旋转轴10的旋转控制。另外，对移动块2进行检测的位置检测传感器S1、S2能够应用透射光式传感器、反射式传感器、磁传感器等，但也可以使用除此以外的检测方法的传感器。

在图1至图6所例示的实施方式中，驱动机构1所具备的移动块2呈大致长方体的形状，在与导轨3b对置的面F1上固定有导轨3b的移动件3a。另外，在移动块2形成有供丝杠轴8贯通的孔13，与该丝杠轴8螺合的滚珠螺母7在插入孔13的状态下固定于移动块2。根据该结构，移动块2能够与丝杠轴8的旋转联动地在导轨3b所引导的面内移动。

另外，在移动块2的固定有移动件3a的面F1的相反侧的面F2(正面)固定有第一驱动磁铁单元Mg1。而且，在与移动块2的正面F2相对的移动台的5面F2’上，以与第一驱动磁铁单元Mg1平行的方式固定有第一从动磁铁单元Mg2。该第一驱动磁铁单元Mg1和第一从动磁铁单元Mg2通过相互不同的磁极相对而产生的吸附力构成第一磁耦合机构。

另外，在移动块2的相对于正面F2大致呈直角地形成的左侧面(第一侧面)F3固定有第二驱动磁铁单元Mg3。进而，在隔着隔壁6与移动块2的第一侧面F3对置的移动台5的左侧面(第一侧面)F3’，以相对于第二驱动磁铁单元Mg3平行的方式固定有第二从动磁铁单元Mg4。该第二驱动磁铁单元Mg3和第二从动磁铁单元Mg4通过相互不同的磁极相对而产生的吸附力构成第二磁耦合机构。

而且，在移动块2的形成于第一侧面F3的相反侧的右侧面(第二侧面)F4配置有第一施力磁铁单元Mg5。另外，在隔着隔壁6与移动块2的第二侧面F4对置的移动台5的右侧面(第二侧面)F4’，以相对于第一施力磁铁单元Mg5平行的方式固定有第二施力磁铁单元Mg6。该第一施力磁铁单元Mg5和第二施力磁铁单元Mg6彼此相同的磁极相对，从而形成相互排斥的磁场。该第一施力磁铁单元Mg5和第二施力磁铁单元Mg6产生的斥力向移动台5的第二侧面F4’从移动块2的第二侧面F4远离的方向施力，以加强由第二磁耦合造成的吸附力(使移动台5紧贴于与移动块2的第一侧面F3接近的隔壁6侧而作用的吸附力)。该第一施力磁铁单元Mg5及第二施力磁铁单元Mg6能够在希望对第一和/或第二磁耦合机构的吸附力进行加强的情况下选择性地进行附加。

本实施方式的驱动机构1所具备的隔壁6是将移动块2、引导机构3以及马达4从作业空间气密地隔绝的箱状的部件，固定于壳体9。由隔壁6划定的空间的内部维持为一般大气气氛，即使作业空间充满过氧化氢气体等氧化性气体气氛，配置于隔壁6的内部空间的引导机构3也不会受到由氧化性气体气氛引起的腐蚀作用的影响，能够正常地动作。

本实施方式所例示的驱动机构1所具备的移动台5是具有大致“コ”(对应日语中的“コ”)字状的截面的部件，在隔壁6所划定的空间的外侧的外部环境以覆盖隔壁6的方式配置。另外，在本实施方式的移动台5的与隔壁6对置的面即正面F2’、第一侧面F3’、第二侧面F4’分别安装有多个滚动体14。本实施方式的滚动体14是对抗由磁铁单元Mg1～Mg4产生的磁吸附力来支承移动台5的构件，另外，是将隔壁6与移动台5之间的距离保持为恒定的构件。进而，是降低在隔壁6上滑动移动的移动台5的滑动阻力的部件。通过在与隔壁6相对的面上具备滚动体14，移动台5中，移动台5的主体不会与隔壁6接触，能够追随移动块2的移动而在隔壁6上移动。

图5是例示本实施方式的驱动机构1所具备的滚动体14的剖视图。本实施方式的滚动体14由用树脂件形成为圆环状的车轮部件14a、插入车轮部件14a的轴承14b、插入轴承14b的内圈的不锈钢制的轴14c、配置于轴承14b的内圈与移动台5之间的套环14d、具有大致漏斗状的形状的密封件14e构成。密封件14e配置于车轮部件14a的两侧面，并且，密封件14e前端的唇部分周缘与车轮部件14a气密地接触。由此，配置有轴承14b的空间成为通过车轮部件14a和密封件14e而从作业空间隔绝的空间，防止氧化性气体的粒子与轴承14b接触。

需要说明的是，圆环状的车轮部件14a优选由耐磨损性、耐化学药品性高的工程塑料、例如PEEK(聚醚醚酮)、PPS(聚苯硫醚)、Vespel(注册商标)这样的原材料形成。另外，密封件14e优选由氟橡胶、丙烯酸橡胶、氢化丁腈橡胶、硅树脂、乙酸乙烯酯乙烯树脂、乙丙橡胶等耐热性、耐化学药品性优异、具有柔软性的原材料形成。

接着，对本实施方式的磁铁单元Mg1～Mg4进行说明。图6(a)、(b)是表示本实施方式的驱动机构1所具备的磁铁单元Mg1～Mg4的永久磁铁的配置的概略剖视图。图6(a)是表示驱动机构1的移动块2及移动台5的永久磁铁的极性配置的纵向局部剖视图，图6(b)是横向剖视图。本实施方式的磁铁单元Mg1～Mg4以形成为矩形的多个永久磁铁在旁边彼此极性不同的方式配置成格子状。另外，相互对置配置的磁铁单元Mg1～Mg4构成为相对于对置的磁铁的磁极配置吸附力进行作用的磁极。通过这样构成，对置配置的磁极通过不同的磁铁彼此的吸附力向图中的箭头所示的方向对移动台5施力，能够将移动块2和移动台5的位置有效地维持在规定的位置。另外，即使在由于某些负载施加于移动台5而使驱动磁铁单元Mg1、Mg3与从动磁铁单元Mg2、Mg4的位置关系偏离的情况下，由于各个磁铁在其旁边配置的同极的磁铁彼此之间相互排斥，因此起到使移动台5的位置返回到规定的位置的作用。

图7(a)～(c)是例示分别从隔壁6侧观察驱动磁铁单元Mg1、Mg3和从动磁铁单元Mg2、Mg4的配置时的极性的图。磁铁单元Mg1～Mg4所使用的磁铁的形状和配置并不限定于图7(a)所示的将永久磁铁分别配置成两列的实施方式，例如也可以如图7(b)那样将永久磁铁配置为三列，也可以如图7(c)那样将截面形状为圆形的磁铁配置成交错格子状。另外，也能够使磁铁的截面形状为矩形或圆形以外的形状。而且，也可以采用在各磁铁上安装使吸附力增加的磁轭的结构。另外，在磁铁单元Mg1～Mg4中使用的磁铁中，优选使用钕磁铁、钐钴磁铁这样的磁力强的磁铁。另外，由于钕磁铁、钐钴磁铁这样的磁铁容易腐蚀，因此优选用对过氧化氢气体等腐蚀性高的气体具有耐性的镍等的表面处理、硅酮等耐性材料对磁铁表面实施涂布处理。

接着，对本实施方式的第一和第二施力磁铁单元Mg5、Mg6进行说明。本实施方式的施力磁铁单元Mg5、Mg6以形成为矩形的多个磁铁在相邻彼此极性不同的方式配置成格子状。另外，相互对置配置的施力磁铁单元Mg5、Mg6构成为相对于对置的磁铁的磁极配置斥力作用的磁极。参照图6(b)。另外，在施力磁铁单元Mg5、Mg6中使用的磁铁的形状和配置并不限定于上述实施方式。例如，如上述说明的那样，也可以是将截面形状为圆形的磁铁配置成交错格子状的方式，也能够充分将磁铁的截面形状形成为矩形或圆形以外的形状。另外，也可以采用在各磁铁上安装增加斥力的磁轭的结构。另外，在用于施力磁铁单元Mg5、Mg6的磁铁中，优选使用钕磁铁、钐钴磁铁这样的磁力强的永久磁铁。另外，优选对磁铁表面用对过氧化氢气体等腐蚀性高的气体具有耐性的镍等的表面处理、硅酮等耐性材料实施涂布处理。

另外，移动块2构成为在引导机构3所引导的面内移动，不产生与行进方向正交的方向的位置偏移。但是，没有对移动台5进行引导的机构，移动台5仅通过磁铁单元Mg1～Mg4产生的磁吸附力被隔壁6按压，因此容易发生与移动台5的移动相伴的与行进方向正交的方向的位置偏移。因此，本实施方式的驱动机构1构成为，使由第一施力磁铁单元Mg5和第二施力磁铁单元Mg6产生的斥力向将移动台5向隔壁6按压的方向施力。将该移动台5向隔壁6按压的作用力的方向构成为与将由磁铁单元Mg3和磁铁单元Mg4造成的移动台5向隔壁6吸引的吸附力的方向相同。由此，移动台5在磁铁单元Mg3与磁铁单元Mg4的磁耦合机构的磁吸附力的基础上，对面F3’向朝向隔壁6被按压的方向施力，因此移动台5能够在隔壁6所引导的轨道准确地移动。

本实施方式的隔壁6除了收纳对灭菌气体耐性低的移动块2、引导机构3、驱动源4并在灭菌处理时从灭菌气体充满的作业空间隔绝的功能以外，还具有准确地引导移动台5的移动方向的功能。而且，除了克服由磁铁单元Mg1和Mg2、Mg3和Mg4产生的吸附力来支承移动台5的功能以外，还具有对抗由磁铁单元Mg5和Mg6产生的斥力来支承移动台5的功能。因此，为了对抗这样的吸附力、斥力，隔壁6优选使用坚固的部件。另外，本实施方式的隔壁6由耐腐蚀性高且比较强韧的不锈钢形成。另外，由于对移动台5所具备的滚动体14所抵接的部分施加较大的载荷，因此也可以设为使隔壁6的部件的厚度沿着滚动体14所通过的轨道变厚而承受载荷的构造。进而，也可以构成为沿着滚动体14所通过的轨道配置强韧的部件，沿着磁铁单元Mg1～6所通过的轨道配置磁力透过性高的部件，将各个部件气密地连接。

接着，对作为本发明的第二实施方式的驱动机构15进行说明。图8是表示本实施方式的驱动机构15的XY平面的截面的图。另外，对与作为第一实施方式的驱动机构1相同的结构赋予共用的参照编号。本实施方式的驱动机构15所具备的移动块16与第一实施方式的移动块2同样地具有与X轴平行的正面F2和与相对于正面F2成直角的Y轴方向平行的第一侧面F3。另外，本实施方式的驱动机构15所具备的移动台17与第一实施方式的移动台5同样地具有与X轴平行的正面F2’和与正面F2’成直角的与Y轴方向平行的第一侧面F3’。另外，在移动块16与移动台17正面F2、F2’、第一侧面F3、F3’上，与第一实施方式同样地固定有磁铁单元Mg1、Mg2、Mg3、Mg4，第一驱动磁铁单元Mg1与第一从动磁铁单元Mg2、以及第二驱动磁铁单元Mg3与第二从动磁铁单元Mg4各自之间通过基于极性不同的磁极的磁耦合而结合。而且，在第一驱动磁铁单元Mg1与第一从动磁铁单元Mg2、以及第二驱动磁铁单元Mg3与第二从动磁铁单元Mg4之间的空间，分别配置有形成有与正面F2、F2’和第一侧面F3、F3’平行的壁面的隔壁18。隔壁18与第一实施方式的驱动机构1同样地，将移动块16和引导机构3、滚珠丝杠机构8、驱动源4等收纳于从作业空间气密地隔绝的内部空间。

形成于本实施方式的移动块16的第二侧面F5与俯视时相对于Y轴方向平行地形成的第一实施方式的移动块2相比，倾斜θ度地形成。另外，与俯视观察时相对于Y轴方向平行地形成的第一实施方式的移动台5相比，在本实施方式的移动台17上形成的第二侧面F5’形成为倾斜θ度。另外，与此对应地，本实施方式的隔壁18的配置于移动块16与移动台17之间的面也与第一实施方式的隔壁6相比倾斜θ度地形成。

在形成于本实施方式的移动块16的第二侧面F5固定有第一施力磁铁单元Mg5，在移动台17的与移动块16对置的第二侧面F5’，第二施力磁铁单元Mg6配置于与第一施力磁铁单元Mg5对置的固定。第一施力磁铁单元Mg5和第二施力磁铁单元Mg6在俯视观察时相对于Y轴方向倾斜了θ度的状态下分别固定于第二侧面F5、F5’。

通过设为上述结构，第一施力磁铁单元Mg5与第二施力单元Mg6相斥而产生的作用力所作用的方向与X轴方向及Y轴方向均不平行。换言之，由第一施力磁铁单元Mg5和第二施力单元Mg6生成的作用力具有对移动台17向X轴方向施力的分量和向Y轴方向施力的分量这两者的分量，因此，不仅将移动台17在X轴方向上按压，还在Y轴方向上进行按压。由此，移动台17能够在不在隔壁18所规定的平面内的轨道错位的情况下移动。

接着，对使用了本发明的驱动机构1的一实施方式即分配装置20进行说明。图9是表示本实施方式的分配装置20的主视图，图10是其侧视图。本实施方式的分配装置20是用于将填充在大容量的容器19中的培养基(培养液)自动地分配到多个细分容器21的装置。本实施方式的分配装置20包括：容器保持单元22，其以喷出口19a朝下的倒立状态保持大容量的容器19；容器架23，其收纳多个细分容器21；架移动单元24，其使容器架23沿水平方向移动；泵单元26，其吸引填充于容器19的培养基(培养液)并从喷嘴25排出；以及喷嘴升降单元27，其使喷嘴25沿铅垂方向升降移动。

本实施方式的容器保持单元22具备保持大容量的容器19的托盘部28和使托盘部28沿水平方向延伸的旋转轴L1为旋转中心旋转的驱动源29。在将大容量的容器19固定于托盘部28时，使托盘部28处于放倒的状态，在将容器19固定于托盘部28而将吸引用管30连接于容器19的排出口19a之后，使驱动源29旋转动作，使托盘部28直立。之后，容器19维持在将排出口19a朝下的倒立状态。

泵单元26在内部具备未图示的泵，泵经由吸引用管30吸引填充于容器19的培养基(培养液)，经由喷出用管31从喷嘴25喷出培养基(培养液)。另外，未图示的泵是公知的泵，优选使用蠕动泵、压电泵这样的清污比较容易、且污染试样的可能性小的泵。

本发明的驱动机构1用于分配装置20的架移动单元24和喷嘴升降单元27。架移动单元24以使本发明的驱动机构1以移动台5的正面朝上的方式在水平方向放倒的状态配置。在移动台5的上表面固定有架载置台32，在该架载置台32的规定的位置以能够装卸的方式安装有容器架23。在容器架23上，多个细分容器21以将注入口21a朝上的姿势在附图中在左右方向上排列配置，该容器架23固定在架载置台32上的规定的位置。另外，在细分容器21中具备3个圆筒状的口，注入口21a以外的2个口用于取出注入到细分容器21的内部的培养基等，在从注入口21a注入培养基时，这2个口被气密地封闭。图9(a)是表示在图中配置于容器架23的右端的细分容器21的注入口21a位于喷嘴25的正下方的位置的图，图9(b)是表示配置于容器架23的左端的细分容器21的注入口21a位于喷嘴25的正下方的位置的图。架移动单元24通过使移动台5沿水平方向移动，具有足以使收容于容器架23的所有的细分容器21移动至喷嘴25的正下方的行程。用于使这些各细分容器21移动至喷嘴25的正下方的马达4的位置信息由作业者预先示教，其位置信息存储于控制部70。

使喷嘴25在铅垂方向上升降移动的喷嘴升降单元27以在铅垂方向上竖立设置的状态具备本发明的驱动机构1。在移动台5上固定有固定喷嘴25的喷嘴托架33。喷嘴升降单元27配置于在喷嘴25下降时，喷嘴25能够插通于收容于容器架23的细分容器21的注入口21a的位置。另外，喷嘴升降单元27所具备的驱动机构1具有如下行程：在喷嘴25下降时，喷嘴25的前端到达细分容器21的中央部附近，另外，能够上升移动至细分容器21的上端部与喷嘴25的前端部不干涉的位置。在喷嘴25的基端部连接有排出用管31的前端，从泵单元26供给的培养基(培养液)被供给至喷嘴25，并注入至细分容器21。用于使喷嘴25的移动到上升位置和下降位置的马达4’的位置信息由作业者预先示教，其位置信息存储在控制部70中。

架移动单元24和喷嘴升降单元27的各马达4、4’和容器保持单元22的驱动源29以及泵单元26的泵的工作由未图示的分配装置控制单元控制。分配装置控制单元至少由公知的计算机、保存动作程序、预先示教的各种数据的存储部、和在与上级侧的主计算机之间进行通信的通信部构成，接收来自各传感器的输入信号并沿着预先存储的动作程序向各单元所具备的控制部发送动作指令，使各驱动机构动作。根据上述结构，本实施方式的分配装置20能够将填充于大容量容器19的培养基(培养液)依次自动地分配到收纳于容器架23的多个细分容器21。也可以在分配装置控制单元内包含驱动机构1的控制部70。

另外，构成本实施方式的分配装置20的各单元固定在基板34上。另外，本实施方式的分配装置20配置在能够进行图11、12所例示那样的过氧化氢气体灭菌的无菌作业装置35的作业空间36内。图11是例示具备本实施方式的分配装置20的无菌作业装置35的主视图，图12是表示无菌作业装置的作业空间36的内部结构的概略的侧视图。无菌作业装置35也被称为隔离器，在无菌作业装置35的内部形成有与外部气氛隔离的清洁的作业空间36。另外，在无菌作业装置35的旁边连结有无菌保管装置44，使该无菌保管装置44的保管库与作业空间36连通的通路由门45(图12)分隔。作业空间36通过使通过在无菌作业装置35的上部及下部配置的未图示的HEPA过滤器(High Efficiency Particip Air Filter)而流入的清洁空气循环，由此维持为规定的清洁度。

在作业空间36的正面侧安装有能够气密地封闭作业空间36的正面门37，本实施方式的分配装置20打开该正面门37而设置于作业空间36内部。在正面门37上具备以作业者能够观察作业空间36内部的方式由透明的玻璃或树脂成型的窗38。另外，在窗38的规定的位置形成有圆形的开口，在该开口气密地固定有手套(对应日语：グローブ)39。处于外部环境的作业者通过将该手套39佩戴于两手，能够一边从窗38目视作业空间36内部一边对搬入到作业空间36的物品实施规定的处置。另外，在本实施方式的无菌作业装置35上连接有供给过氧化氢蒸汽等灭菌气体的未图示的灭菌装置。通过使从该灭菌装置供给的灭菌气体充满作业空间36，从而对作业空间36和配置于作业空间36的分配装置20进行灭菌处理。另外，控制本实施方式的分配装置20的动作的控制单元和向分配装置20供给电源的电源单元、以及控制各单元的动作的控制部，为了不受到充满于作业空间36的杀菌气体的影响，而配置于与无菌作业装置35内部的作业空间36隔绝的空间。

另外，在无菌作业装置35中与作业空间36相邻地具备传递箱40。传递箱40是用于在作业空间36与外部环境之间交换物品的箱状的带有杀菌功能的装置。作业空间36内的作业所需的容积比较小的设备、培养基等试样经由该传递箱40带入作业空间36内。在传递箱40中具备：利用紫外线或灭菌气体对带入到传递箱40的内部空间的物品进行灭菌的灭菌机构；将外部环境和传递箱40的内部空间分隔的门41；以及将传递箱40的内部空间与作业空间36隔开的未图示的门。

在将物品搬入作业空间36内时，作业者打开配置在无菌作业装置35的正面的门41，将物品搬入到传递箱的内部空间后，关闭门41，进行传递箱40的内部空间的灭菌处理。如果该灭菌处理完成，则作业者佩戴手套39，将分隔作业空间36和传递箱40的内部空间的门从作业空间36侧打开，将物品搬入到作业空间36内之后，关闭该门。通过上述步骤，搬入到作业空间36内的物品被无菌化，因此作业空间36被维持为清洁的状态。

接着，对设置于无菌作业装置35的本实施方式的分配装置20的动作进行说明。设置于本实施方式的分配装置20的容器19、细分容器21、容器架23经由传递箱40搬入作业空间36。作业者在佩戴了手套39的状态下，将细分容器21设置于容器架23后，将容器架23固定于架移动单元24的架载置台32上。接着，作业者在将吸引用管30连接于容器19的排出口19a之后，将容器19固定于托盘部28。之后，对无菌作业装置35的触摸面板42、操作面板43进行操作，开始分配装置20的自动分配动作。

若接收到动作开始的信号，则控制单元使容器保持单元22的驱动源29工作，使托盘部28旋转移动直至容器19成为倒立姿势，接着，使架移动单元24的马达4工作而使容器架23移动至规定的位置。在此，规定的位置是指收容于容器架23的细分容器21中的配置于容器架23的端部的细分容器21的注入口21a位于喷嘴升降单元27的喷嘴25的正下方的地点，该位置信息预先存储于控制部70。

接着，控制单元使喷嘴升降单元27的马达4工作，使喷嘴25下降，直至喷嘴25插通于位于喷嘴25的正下方的细分容器21的注入口21a。之后，控制单元使泵单元26工作，将填充在容器19中的培养基(培养液)注入到细分容器21中。若注入规定量的培养基(培养液)，则控制单元使泵单元26的工作停止后，使喷嘴25上升移动至远离细分容器21的位置。之后，使架移动单元24的马达4工作，使容器架23移动，以使填充了培养基(培养液)的细分容器21的相邻的细分容器21位于喷嘴25的正下方。通过重复上述步骤，向收容于容器架23的细分容器21依次自动地注入培养基(培养液)。

当培养基(培养液)向细分容器21的分配结束时，作业者打开门45而将容器架23和完成了填充的细分容器21运到保管装置44的保管库，将下一个容器架23和细分容器21从传递箱40输送到分配装置20。另外，根据需要，利用灭菌气体对作业空间36内和分配装置20进行灭菌处理。

接着，对作为本发明的其他实施方式的分配密封装置46进行说明。图13、14是表示本实施方式的分配密封装置46的主视图，图15是表示对分配密封装置46从图13中的第一及第二容器升降单元47a、47b之间及第一及第二注入口保持单元49a与49b之间的位置观察第一容器升降单元47a及第一注入辅助单元52侧的状态的侧视图。本实施方式的分配密封装置46除了作为本发明的第一实施方式的分配装置20以外，还具备用于保持柔软的细分容器21的注入口21a并可靠地进行培养基的供给的注入口保持单元49a、49b、以及用于通过热将细分容器21的注入口21a熔接而密封的熔接单元60。而且，本实施方式的分配密封装置46具备分别抬起收纳于容器架23的细分容器21的两个容器升降单元47a、47b。容器升降单元47a、47b由从下方支承细分容器21的容器支承部件48和使该容器支承部件48在铅垂方向上升降移动的驱动机构1构成。容器升降单元47a、47b固定于基板34的下表面，隔着形成于基板34和容器架23的底部的开口部从下方支承细分容器21并使其升降移动。

排列收容有多个细分容器21的容器架23通过架移动单元24在附图中从左向右移动，由此从右端的细分容器21依次注入培养基，之后，通过熔接单元60对注入口21a进行密闭处理。以下依次进行说明。

当容器架23到达规定的位置时，第一容器升降单元47a工作，使收容在容器架23的右端的细分容器21(第一细分容器21-1)上升移动。通过第一容器升降单元47a上升移动到规定位置的第一细分容器21-1被第一注入口保持单元49a保持在注入口21a成为规定高度的位置。当注入口21a由注入口保持单元49保持时，喷嘴升降单元27工作而将喷嘴25插入注入口21a，向第一细分容器21-1的内部供给培养基。当培养基的供给结束时，从注入口21a取出喷嘴25，解除注入口保持单元49对注入口21a的保持。之后，第一细分容器21-1通过容器升降单元47a下降而返回到容器架23。

接着，使容器架23向右方向移动直到下一个细分容器21位于喷嘴25的正下方为止。然后，各单元依次进行上述培养基供给动作。这样，向收容于容器架23的细分容器21依次供给培养基。然后，在第一细分容器21-1移动至第二容器升降单元47b的正上方时，第一细分容器21-1通过第二容器升降单元47b上升至规定的位置，开始注入口21a的密闭动作(参照图14、图15)。通过第二容器升降单元47b上升移动至规定位置的第一细分容器21-1被第二注入口保持单元49b保持为使注入口21a位于规定的位置。当注入口21a被注入口保持单元49保持时，注入口21a被熔接单元60所具备的加热部件66按压，且被熔接而被密封。

另外，细分容器21通过在从喷嘴25注入培养基时设置于第一注入口保持单元49a的下侧的注入辅助单元52，吸引保持相对的容器壁面，向相互分离的方向分离。图16是表示注入辅助单元52的动作的图。所有的细分容器21是将树脂制的片材贴合而制作的，为了向内部供给培养基需要大的注入压力。因此，通过该注入辅助单元52将容器侧面向相互分离的方向拉开，从而在细分容器21内部形成空间，培养基的注入变得容易。在注入辅助单元52的与细分容器21的侧面抵接的部分以相对的方式具备两个吸盘53a、53b。该各吸盘53a、53b固定于一对轴63a、63b各自的前端部。一对轴63a、63b通过注入辅助单元52内所具备的驱动源进行夹持及夹持解除动作。当细分容器21由第一容器升降单元47a进行的上升移动结束时，注入辅助单元52从左右两侧夹持细分容器21的侧面。参照图16(a)。接着，注入辅助单元52利用来自未图示的真空源的真空压力，利用吸盘53a、53b吸附保持细分容器21的两侧面，利用注入辅助单元52所具备的开闭机构，使紧贴的细分容器21的两壁面分离，在细分容器21的内部产生空间。参照图16B。在注入辅助单元52的主体壳体52a与各轴63a、63b之间配置有气密地封闭壳体52a的内部空间的波纹管构件57。通过上述结构，防止了壳体52a内部的灭菌气体的侵入。

接下来，对第一以及第二注入口保持单元49a、49b(以下只要没有特别需要，简称为”注入口保持单元49”)进行说明。图17是表示注入口保持单元49的结构和动作的剖视图。在注入口保持单元49具备左右对称地配置的一对注入口保持构件54a、54b，通过该注入口保持构件54a、54b进行开闭动作来进行注入口21a的保持以及保持解除。本实施方式的保持单元49具备作为使各注入口保持构件54a、54b进行开闭动作的驱动源而公知的步进马达55a、55b。步进马达55a、55b配置在注入口保持单元49所具备的壳体56的内部。另外，在各注入口保持构件54a、54b与壳体56之间配置有气密地封闭壳体56的内部空间的波纹管构件57。壳体56自身也气密地形成，通过上述结构，能够防止灭菌气体侵入壳体56内部。另外，在壳体56内部配置有透射光传感器58a～58d，通过将该透射光传感器58a～58d的光轴配置在各注入口保持部件54a、54b的基端部的传感器设备59a、59b通过开闭动作进行遮光，从而熔接单元60的控制部能够识别各注入口保持部件54a、54b处于开状态还是闭状态。另外，使注入辅助单元52的吸盘53a、53b向打开位置和关闭位置移动的驱动机构也具备与上述的机构相同的机构。

接着，对熔接单元60进行说明。图18是表示熔接单元60的结构和动作的剖视图。本实施方式的熔接单元60是利用热将细分容器21的注入口21a熔接而将细分容器21的内部密封的装置。细分容器21的注入口21a由尼龙、聚丙烯这样的热塑性树脂形成，通过施加热量能够容易地密封。在本实施方式的熔接单元60中，在相对于注入口21a进退移动的一对轴62a、62b各自的前端固定有加热部件66a、66b。本实施方式的熔接单元60具备的加热部件66a、66b由铝形成，在内部具备加热器，由此，加热部件66a、66b被加热到能够熔接注入口21a的温度。另外，加热部件66a、66b的表面被氟树脂涂布。由此，防止被加热的注入口21a的树脂材料附着于加热部件66a、66b。另外，使一对轴62a、62b进退移动的驱动机构具备与注入口保持单元49所具备的驱动机构相同的机构。通过上述结构，熔接单元60一边对注入口21a的前端部进行加热一边进行按压，从而能够将注入口21a密闭。另外，通过在熔接单元60的下方具备注入口保持单元49，能够在熔接注入口21a之前将注入口21a保持在规定的位置，因此能够进行可靠的熔接。

另外，在本实施方式的熔接单元60的下方配置有从下方支承细分容器21的第二容器升降单元47b，熔接单元60相对于由第二容器升降单元47b上升到规定的位置的已注入培养基的细分容器21熔接并密封注入口21a的前端部。在本实施方式的分配密封装置46中，收纳有细分容器21的架23与作为第一实施方式的分配装置20同样地，通过架移动单元24依次移动。另外，本实施方式的分配密封装置46所具备的喷嘴升降单元27与熔接单元60的分离距离优选为收纳架23的细分容器21的间隔的整数倍。通过设为细分容器21的收纳间隔的整数倍，在向收纳于规定位置的架23中收纳的细分容器21注入培养基的过程中，能够通过熔接单元60密封已经结束了培养基注入的其他细分容器21的注入口21a。

另外，利用了本发明的驱动机构1的装置并不限定于上述的分配装置20、分配密封装置46，例如，适合于具备进行细胞的播种或试剂的分注的分注装置、更换培养中的细胞的培养基(培养液)的培养基更换装置这样的使对象物在直线方向上移动的直动机构，且需要利用腐蚀性气体进行灭菌处理的装置。另外，并不限于与细胞培养直接相关的装置，例如也能够应用于利用显微镜观察培养中的细胞、或进行培养的细胞的分株的培养细胞处理装置。

另外，在本发明的实施方式中，在移动块2、16所具备的移动侧磁铁单元Mg1、Mg3以及第一施力磁铁单元Mg5中使用了永久磁铁，但本发明并不限定于此，也可以代替永久磁铁而具备电磁铁。并且，在本实施方式中，作为将驱动源4的驱动力向移动块2、16传递的机构而具备滚珠螺母7和丝杠轴8，但本发明并不限定于此，例如，也可以具备带、链等驱动传递机构。并且，也可以代替驱动源4而具备线性马达。

以上，参照实施方式对本发明的驱动机构1、15进行了说明，但本发明并不限定于此，也包括不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。

Claims (10)

1.一种无菌作业装置的驱动机构，其特征在于，所述无菌作业装置的驱动机构设置在充满无菌气氛和/或灭菌气体的作业空间内，并且使在所述作业空间内进行动作的驱动部移动，

所述驱动机构具备：

隔壁，其由耐腐蚀性材料构成，所述隔壁形成从充满所述无菌气氛和/或所述灭菌气体的作业空间隔绝且密闭的内部空间；

移动块，其设置在所述内部空间内；

所述驱动部，其设置在所述内部空间内，并使所述移动块移动；

引导机构，其设置在所述内部空间内，并将所述移动块向规定的方向引导；

移动台，其在所述隔壁的外侧的所述作业空间中，在隔着所述隔壁与所述移动块对置的位置上覆盖所述隔壁的至少一部分，且所述移动台设置为通过密封过的滚动体而能够沿着所述隔壁移动；

第一磁耦合机构，其在所述移动块与所述移动台隔着所述隔壁相互对置的各面即第一面具备相互吸引的第一驱动磁铁单元以及第一从动磁铁单元；

第二磁耦合机构，其具备设置于第二面且分别相互吸引的第二驱动磁铁单元以及第二从动磁铁单元，所述第二面是与所述第一面正交的各面，且是隔着所述隔壁相互对置的所述移动块与所述移动台的面；以及

施力磁铁单元，该施力磁铁单元在第三面设置有在加强所述第一磁耦合机构和/或第二磁耦合机构的吸附力的方向上相互排斥的磁极，所述第三面是与所述移动块和所述移动台的所述第一面及所述第二面不同的面，且是所述移动块和所述移动台的隔着所述隔壁相互对置的各面，

所述第一驱动磁铁单元、所述第一从动磁铁单元、所述第二驱动磁铁单元以及所述第二从动磁铁单元以多个磁铁在旁边彼此极性不同的方式配置，

所述移动台追随所述移动块的移动而在所述隔壁所引导的轨道上移动。

2.根据权利要求1所述的无菌作业装置的驱动机构，其特征在于，

所述移动块和所述移动台的配置有所述施力磁铁单元的所述第三面相对于配置有所述第二磁耦合机构的所述第二面以规定的角度倾斜地配置。

3.根据权利要求1或2所述的无菌作业装置的驱动机构，其特征在于，

所述驱动机构具备所述滚动体，该滚动体以能够滚动的方式安装于所述移动台的与所述隔壁对置的面。

4.根据权利要求1或2所述的无菌作业装置的驱动机构，其特征在于，

构成所述第一磁耦合机构和所述第二磁耦合机构的磁铁是永久磁铁。

5.根据权利要求4所述的无菌作业装置的驱动机构，其特征在于，

在构成所述第一磁耦合机构和所述第二磁耦合机构的磁铁中包含电磁铁。

6.一种分配装置，其具备权利要求1或2所述的无菌作业装置的驱动机构。

7.一种分注装置，其具备权利要求1或2所述的无菌作业装置的驱动机构。

8.一种培养基更换装置，其具备权利要求1或2所述的无菌作业装置的驱动机构。

9.一种培养细胞处理装置，其具备权利要求1或2所述的无菌作业装置的驱动机构。

10.一种无菌作业装置的驱动机构，其特征在于，所述无菌作业装置的驱动机构设置在充满无菌气氛和/或灭菌气体的作业空间内，并且使在所述作业空间内进行动作的驱动部移动，

所述驱动机构具备：

隔壁，其由耐腐蚀性材料构成，所述隔壁形成从充满所述无菌气氛和/或所述灭菌气体的作业空间隔绝且密闭的内部空间；

移动块，其设置在所述内部空间内；

所述驱动部，其设置在所述内部空间内，并使所述移动块移动；以及

引导机构，其设置在所述内部空间内，并将所述移动块向规定的方向引导，

在由所述隔壁规定的所述作业空间中，且在所述移动块所对置的位置处，以覆盖所述隔壁的方式配置有“コ”字状的移动台，

在所述移动块的第一面具备第一驱动磁铁单元，

在所述移动块的与所述第一面正交的第二面具备第二驱动磁铁单元，

在所述移动块的与配置有所述第二驱动磁铁的面对置的面上配置有第一施力磁铁单元，

在所述移动台的与所述第一驱动磁铁单元对置的面上配置有第一从动磁铁单元，

在所述移动台的与所述第二驱动磁铁单元对置的面上配置有第二从动磁铁单元，

在所述移动台的与配置有所述第二从动磁铁单元的面对置的面且所述移动块的与所述第一施力磁铁单元对置的面上配置有第二施力磁铁单元，

在所述移动台的配置有所述第一从动磁铁单元的面和配置有所述第二从动磁铁单元的面上以能够滚动的方式安装有密封过的滚动体，

所述第一驱动磁铁单元、所述第一从动磁铁单元、所述第二驱动磁铁单元以及所述第二从动磁铁单元以多个磁铁在旁边彼此极性不同的方式配置，

所述第一驱动磁铁单元和所述第一从动磁铁单元、以及所述第二驱动磁铁单元和所述第二从动磁铁单元具有彼此不同的磁极，

所述第一施力磁铁单元和所述第二施力磁铁单元具有彼此相同的磁极，

所述移动台追随所述移动块的移动而在所述隔壁所规定的面内移动。