JP5300212B2

JP5300212B2 - 搬送装置

Info

Publication number: JP5300212B2
Application number: JP2007142571A
Authority: JP
Inventors: 正和村上; 宏鈴木
Original assignee: Beckman Coulter Inc
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: JP2008297029A

Description

本発明は、搬送装置に関するものである。

従来、複数の物品を振動によって搬送する搬送装置は、電子部品等の小型部品の搬送手段として使用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された振動式部品搬送装置は、数ｍｍ或いはそれ以下の寸法を有する微小な部品を搬送路に沿って搬送しながら姿勢検出器によって部品の姿勢を光学的に検出し、姿勢が不良である場合には姿勢変更手段が気流を吹き付けて姿勢を変更させている。そして、搬送後段において姿勢検出器によって検出した部品の姿勢が不良である場合には、排出手段が気流によって姿勢不良部品を搬送路上から吹き飛ばすことによって排出している。

特開２００６−３３５４８７号公報

ところで、特許文献１の振動式部品搬送装置は、部品の姿勢を光学的に検出する姿勢検出器や、姿勢を変更させる姿勢変更手段、更には姿勢不良部品を搬送路上から吹き飛ばす排出手段を必要とし、構造が複雑で構成部品数が増大することから装置が大型化するという問題があり、数ｍｍ或いはそれ以下の寸法を有する微小な部品しか搬送対象にできないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡単な構造でありながら搬送する物品の姿勢制御や姿勢不良物品の排出を容易に行うことができ、構成部品数が少なく小型な搬送装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の搬送装置は、少なくとも一端が開口すると共に、前記一端の断面積が他端の断面積よりも大きく、長手方向中央から前記一端側に重心が位置する複数の物品を振動によって搬送する搬送装置であって、供給される前記複数の物品を振動によって倒伏状態で１列に整列させて搬送する搬送溝と、前記搬送溝の搬送方向に沿って設けたスリットによって形成され、前記一端と重心との間の前記物品外周の下方支持部を支持して搬送する一組の搬送アームとを有する搬送部を備え、倒伏状態で搬送される前記物品を前記一組の搬送アームにおいて、前記重心と前記下方支持部との位置の違いによって起立させて前記一組の搬送アームに沿って起立状態で搬送し、或いは前記一端で入れ子状に重なった前記物品を前記一組の搬送アームに沿って倒伏状態で搬送することを特徴とする。

また、本発明の搬送装置は、上記の発明において、前記搬送部は、前記複数の物品の供給を案内する案内部材を有することを特徴とする。

本発明の搬送装置は、倒伏状態で搬送溝を搬送される物品を一組の搬送アームにおいて重心と下方支持部との位置の違いによって起立させ、一組の搬送アームに沿って起立状態で搬送するので、簡単な構造でありながら搬送する物品の姿勢制御を容易に行うことができ、入れ子状に重なった物品は、一組の搬送アームに沿って倒伏状態で搬送するので、倒伏状態で搬送される物品は姿勢不良物品として容易に排出することができ、構成部品数が少なく小型な搬送装置を提供することができるという効果を奏する。

以下、本発明の搬送装置にかかる実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の搬送装置の斜視図である。図２は、本発明の搬送装置の正面図である。図３は、本発明の搬送装置の平面図である。図４は、本発明の搬送装置の左側面図である。

搬送装置１は、図１〜図４に示すように、起振部４、第１搬送部１０及び第２搬送部２０を備えており、振動によって搬送する物品として、例えば、図５に示すノズルチップＣを搬送する。

起振部４は、図１，図２及び図４に示すように、４本の脚２を有する設置台３上に設置され、台座４ａ、電磁石４ｂ、振動台４ｃ及び２枚の板ばね４ｄを有し、第１搬送部１０及び第２搬送部２０をノズルチップＣの搬送方向と並行する方向（図２，図３の左右方向）に２５〜５０Ｈｚの振動数で振動させる。

台座４ａは、設置台３上に固定され、上面に電磁石４ｂが載置されると共に、前後の端面が斜めに形成されている。振動台４ｃは、電磁石４ｂの可動鉄心が設けられ、前後の端面が斜めに形成されている。板ばね４ｄは、下部が台座４ａの端面に、上部が振動台４ｃの端面に、取り付けられている。これにより、振動台４ｃは、電磁石４ｂによって振動され、連結部材５を図２及び図３の左右方向に振動させる。

ここで、連結部材５は、図１，図２及び図４に示すように、前後に支柱７と２本の支柱８を取り付けた支持板６が設置されている。支柱７は、第１搬送部１０を支持し、２本の支柱８は、上部に形成した台座８ａに第２搬送部２０が設置されている。一方、台座８ａは、ノズルチップＣの搬送方向下流側にノズルチップＣの下部搬送レール２３への落下による移送を案内するガイド斜面８ｂが形成されている。また、支柱７と一方の支柱８との間には、案内部材９が架設されている。

案内部材９は、複数個入れ子状に重なった姿勢不良のノズルチップＣの排出を案内する部材であり、略箱形状の本体９ａの両側に支柱７と一方の支柱８に取り付ける取付片９ｂ，９ｃを有している。本体９ａは、正面側とノズルチップＣの搬送方向に沿った前後に壁面を有し、背面側は開放されている。本体９ａは、斜め上方へ外向きに張り出すガイド板９ｄが正面側の上部に形成され、背面側の下部には斜め下方へ外向きに張り出す排出案内板９ｅが形成されている。排出案内板９ｅは、一組の搬送アーム１２ｄと一組の上部搬送レール２１との間から排出されるノズルチップＣを中心軸周りに回転させながら案内し、回収部Ｐr（図１３参照）へと落下させる。

第１搬送部１０は、図１〜図４に示すように、搬送部材１２と供給ガイド１４，１５とを有している。

搬送部材１２は、図３及び図６〜図８に示すように、一端に端部ブロック１３が設けられた長手状の部材であり、支柱７に取り付けた支持ブロック１１によって水平に支持されている。搬送部材１２は、金属又は合成樹脂から成形された本体１２ａの上面に全長に亘って搬送溝１２ｂが形成され、本体１２ａの右半側には搬送溝１２ｂの搬送方向に沿って設けたスリット１２ｃによって一組の搬送アーム１２ｄが形成されている。搬送溝１２ｂは、供給される複数のノズルチップＣを振動によって倒伏状態で１列に整列させて搬送する溝であり、図９に示すように、底面の幅がノズルチップＣ一端の大径部分の直径よりも僅かに広く、底面の両側には外側に向かって高くなる傾斜面が形成されている。

このとき、搬送溝１２ｂの底面は、図３及び図６に示すように、ノズルチップＣの搬送方向に見てスリット１２ｃと同一直線上に配置されている。また、搬送溝１２ｂの傾斜面は、図９に示すように、正面側が背面側よりも高くなるように形成されている。一組の搬送アーム１２ｄは、ノズルチップＣの下方支持部となる段部Ｄを支持して起振部４が付与する振動によってノズルチップＣを搬送する。ここで、各搬送アーム１２ｄは、段部Ｄに当接する内側上部に全長に亘って曲面状の面取りを施しておくと、搬送する際に段部Ｄが引っ掛かることなくノズルチップＣを円滑に搬送することができる。

供給ガイド１４，１５は、搬送部材１２の周囲を覆って搬送部材１２に供給される複数のノズルチップＣの搬送溝１２ｂへの落とし込みを案内すると共に、搬送溝１２ｂからの脱落を規制する。供給ガイド１４は、搬送部材１２の正面及び左側面を覆い、図１〜図４に示すように、搬送部材１２の正面にねじ止めされる側板１４ａ、搬送溝１２ｂへ向かって斜めに傾斜する傾斜板１４ｂ及び端部ブロック１３の端面に取り付けられ端部ブロック１３の上方へ延びる端面板１４ｃが折り曲げ加工によって一体に成形されている。供給ガイド１５は、搬送部材１２の背面を覆い、搬送部材１２の背面にねじ止めされる側板１５ａ及び搬送溝１２ｂへ向かって斜めに傾斜する傾斜板１５ｂが折り曲げ加工によって一体に成形されている。

ここで、ノズルチップＣは、自動分析装置の分注装置で使用される使い捨て用のノズルであり、図５に示すように、両端が開口すると共に、一端の断面積が他端の断面積よりも大きくなる長尺の円錐筒状に成形され、一端外周にフランジＦが形成されると共に、一端側外周に下方支持部となる段部Ｄが形成されている。ノズルチップＣは、フランジＦ下部が上方支持部となり、長手方向中央の点Ｃtと段部Ｄとの間に重心Ｇ1が存在する。このため、搬送溝１２ｂに供給されるノズルチップＣは、搬送溝１２ｂの底面上では倒伏し、振動によって図９に矢印で示すように左右に転動しても、両側の傾斜面によって戻されると共に、側板１４ａ，１５ａに落下を規制されて搬送溝１２ｂ内を倒伏状態で搬送される。

第２搬送部２０は、図１〜図４及び図６〜図８に示すように、それぞれ金属又は合成樹脂から成形された一組ずつの上部搬送レール２１と下部搬送レール２３とを有している。

上部搬送レール２１は、図６及び図７に示すように、搬送アーム１２ｄの端部上方に一端を配置して支柱８の台座８ａ上面に設置され、第１搬送部１０のノズルチップＣの搬送方向に沿って隣接配置される。上部搬送レール２１は、本体２１ａの下部側面にフランジＦ下部に当接してノズルチップＣを支持する支持フランジ２１ｂが形成されると共に、支持フランジ２１ｂが第１搬送部１０側に延出した延出片２１ｃを有している。一組の上部搬送レール２１は、本体２１ａ上部の２箇所に設けたスペーサ２２によって支持フランジ２１ｂ，２１ｂ間がノズルチップＣのフランジＦ下部の直径よりも僅かに広くなるように互いに平行に保持され、図１０に示すように、支持フランジ２１ｂ，２１ｂによってノズルチップＣをフランジＦ下部で支持して搬送する。ここで、搬送溝１２ｂの底面と支持フランジ２１ｂ上面との間の距離は、ノズルチップＣのフランジＦ下面と段部Ｄとの距離よりも若干短く設定されている。

また、支持フランジ２１ｂは、ノズルチップＣの上方支持部、即ち、フランジＦ下部を支持する上部内側に、図１０に示すように、全長に亘って曲面状の面取りが施されている。このため、上部搬送レール２１は、搬送する際に上方支持部となるフランジＦの下部が引っ掛かることなくノズルチップＣを円滑に搬送することができる。特に、この面取りをスリット１２ｃによって形成される一組の搬送アーム１２ｄの上部内側に施すと、様々な姿勢で搬送部材１２に供給されるノズルチップＣが、例えば、倒伏状態で供給された場合、フランジＦ上部が搬送アーム１２ｄの上部内側に引っ掛かることなくノズルチップＣを円滑に搬送することができるという利点がある。

下部搬送レール２３は、図６及び図７に示すように、支柱８の台座８ａ下面にノズルチップＣの搬送方向に沿って設置されている。下部搬送レール２３は、本体２３ａの下部側面にフランジＦ下部に当接してノズルチップＣを支持する支持フランジ２３ｂが形成されている。一組の下部搬送レール２３は、本体２３ａ上部の２箇所に設けたスペーサ２４によって支持フランジ２３ｂ，２３ｂ間がノズルチップＣのフランジＦ下部の直径よりも僅かに広くなるように互いに平行に保持される。一組の下部搬送レール２３は、一組の上部搬送レール２１によって搬送され、台座８ａのガイド斜面８ｂを通って搬入されるノズルチップＣを支持フランジ２３ｂ，２３ｂによってフランジＦ下部で支持して搬送する。

以上のように構成される搬送装置１は、例えば、自動分析装置の分注装置に複数のノズルチップＣを搬送する際、起振部４によって第１搬送部１０及び第２搬送部２０を振動させ、供給ガイド１４，１５から搬送部材１２に複数のノズルチップＣを供給する。すると、複数のノズルチップＣは、供給ガイド１４，１５に案内されて搬送溝１２ｂ上へ落とし込まれ、振動によって第１搬送部１０を１列に搬送された後、一組の搬送アーム１２ｄから一組の上部搬送レール２１に順次移し変えられる。そして、上部搬送レール２１に移し変えられた各ノズルチップＣは、振動によって上部搬送レール２１を搬送された後、台座８ａのガイド斜面８ｂに案内されて一組の下部搬送レール２３へ搬入され、下部搬送レール２３によって端部へ搬送される。

このとき、第１搬送部１０は、スリット１２ｃによって搬送部材１２に一組の搬送アーム１２ｄが形成されている。また、ノズルチップＣは、長手方向中央の点Ｃtと段部Ｄとの間に重心Ｇ1が存在する。このため、ノズルチップＣは、搬送溝１２ｂ上へ落とし込まれると、総て倒伏する。そして、第１搬送部１０を振動によって搬送される複数のノズルチップＣは、倒伏状態で搬送溝１２ｂ上を１列に搬送される。

倒伏状態で搬送されるノズルチップＣは、その後、搬送溝１２ｂから一組の搬送アーム１２ｄへ移行する際に、重心Ｇ1と下方支持部である段部Ｄとの位置の違いによって起立し、起立状態で一組の搬送アーム１２ｄに沿って搬送される。このため、搬送装置１は、ノズルチップＣが有する重心Ｇ1の位置の違いを利用することで、スリット１２ｃによって一組の搬送アーム１２ｄを形成した搬送部材１２の簡単な構造によってノズルチップＣの姿勢を倒伏状態から起立状態に制御することができる。

また、ノズルチップＣは、両端が開口すると共に、一端の断面積が他端の断面積よりも大きくなる長尺の円錐筒状に成形されている。このため、供給ガイド１４，１５から搬送部材１２に複数のノズルチップＣを供給した際、ノズルチップＣは、複数重なり、例えば、図１１に示すように、２つが入れ子状に重なる場合がある。このように重なったノズルチップＣは、長手方向から見た場合に、重心の位置が更に断面積が大きい一端のフランジＦ側に移行し、重心Ｇ2となる。

このため、入れ子状に重なったノズルチップＣは、重心が上方に位置するトップヘビイーとなる。従って、このようなノズルチップＣは、図１２及び図１３に示すように、倒伏状態で搬送溝１２ｂ上を搬送され、一組の搬送アーム１２ｄへ移行しても、重心Ｇ2の位置が一端のフランジＦ側に存在することから、倒伏状態が保持され、単独のノズルチップＣのように起立することはない。このため、入れ子状に重なった姿勢不良のノズルチップＣは、倒伏状態で一組の搬送アーム１２ｄ上を搬送されるので、単独のノズルチップＣのように、一組の搬送アーム１２ｄから一組の上部搬送レール２１に移し変えられることはない。

そして、入れ子状に重なった姿勢不良のノズルチップＣは、図１２及び図１４に示すように、一組の搬送アーム１２ｄ上を搬送された後、第１搬送部１０と第２搬送部２０との境界となる一組の搬送アーム１２ｄと一組の上部搬送レール２１との間から排出され、案内部材９へ落下する。案内部材９へ落下した入れ子状に重なった姿勢不良のノズルチップＣは、図１２及び図１３に示すように、背面側へ向かって斜め下方に張り出した排出案内板９ｅに案内されて中心軸周りに回転しながら回収部Ｐrへと落下してゆく。このようにして回収部Ｐrへ回収された入れ子状に重なった姿勢不良のノズルチップＣは、個々のノズルチップＣに引き分けた後、再度供給ガイド１４，１５から供給して使用に供される。

以上のように、搬送装置１は、構造が簡単な搬送部材１２によってノズルチップＣの姿勢制御を容易に行うことができ、搬送部材１２を備えた第１搬送部１０と第２搬送部２０とを使用することによって入れ子状に重なった姿勢不良のノズルチップＣを容易に排出することができる。しかも、搬送装置１は、ノズルチップＣを搬送する第１搬送部１０と第２搬送部２０との簡単な機械的構成を利用しているので、構成部品数が少なく小型であるという利点を有している。

また、搬送装置１は、第１搬送部１０の搬送部材１２、第２搬送部２０の上部搬送レール２１や下部搬送レール２３をブロック状のレールから構成しているので、これらを金属板から構成していた従来の搬送装置に比べ、発生する振動音を小さく押えることができる。更に、搬送装置１は、第２搬送部２０の上部搬送レール２１や下部搬送レール２３の間隔を上部に配置するスペーサ２２，２４によって規定しているので、スペーサの長さを決めればレールの間隔が一様に決まり、調整作業が不要なうえ、スペーサをレールの上部に配置したので組立作業も容易になるという利点がある。

ここで、搬送溝１２ｂは、ノズルチップＣが一組の搬送アーム１２ｄを形成するスリット１２ｃの位置へ搬送されれば、断面形状は３つの平面からなる上述の形状に限定されるものではなく、例えば、図１５に示すように、湾曲面によって形成されていてもよい。

また、起振部４は、駆動手段として電磁石を使用したが、第１搬送部１０及び第２搬送部２０を振動させて物品を搬送させることができれば電磁石に限定されるものではない。

更に、搬送装置１が搬送する物品は、自動分析装置の分注装置で使用される使い捨て用のノズルチップＣに限定されるものではなく、少なくとも一端が開口すると共に、一端の断面積が他端の断面積よりも大きく、長手方向中央から一端側に重心が位置する物品であれば、試薬容器や飲料用のコップ、例えば、図１６に示す飲料用のコップ３０であってもよい。

コップ３０は、図１６に示すように、一端の上部に開口３０ａを有し、他端に底面３０ｂが形成されると共に、下方から上方に向かって側壁３０ｃが半径方向に広がるように傾斜している。コップ３０は、図１６及び図１７に示すように、上下方向略中間に重心Ｇ3が存在し、開口３０ａと重心Ｇ3との間の傾斜した側壁３０ｃの中間の点ＰLが下方支持部となり第１搬送部１０の一組の搬送アーム１２ｄによって支持される。また、コップ３０は、図１８に示すように、側壁３０ｃの開口３０ａと点ＰLとの間の点ＰUが上方支持部となり第２搬送部２０の一組の上部搬送レール２１や下部搬送レール２３によって支持される。

このため、コップ３０は、図１９に示すように入れ子状に２つ重なると、重心の位置が更に断面積が大きい一端の開口３０ａ側に移行し、重心Ｇ4となる。このため、入れ子状に２つ重なったコップ３０は、一組の搬送アーム１２ｄによって支持しようとしても重心Ｇ4の位置が搬送アーム１２ｄの接触する側壁３０ｃの上方に位置することから倒伏してしまい、第１搬送部１０と第２搬送部２０との境界の一組の搬送アーム１２ｄと一組の上部搬送レール２１との間から排出されてしまう。

尚、実施の形態の第２搬送部２０は、上部搬送レール２１と下部搬送レール２３とを有している。しかし、第２搬送部２０は、一組の搬送アーム１２ｄから一組の平行な上部搬送レール２１に移し変えて所望位置まで搬送し、或いは一端で入れ子状に重なったノズルチップＣを一組の搬送アーム１２ｄと一組の上部搬送レール２１との間から排出することができればよいので、下部搬送レール２３はなくてもよい。

また、第１搬送部１０を構成する搬送部材１２は、本体１２ａに供給される複数の物品を振動によって倒伏状態で１列に整列させて搬送する搬送溝１２ｂと、搬送溝１２ｂの搬送方向に沿って設けたスリット１２ｃによって形成され、物品の一端と重心との間の下方支持部を支持して搬送する一組の搬送アーム１２ｄとを有していればよい。従って、搬送部材１２は、スリット１２ｃを搬送溝１２ｂの中間から形成した実施の形態とは異なり、スリット１２ｃを搬送溝１２ｂの全長に亘って形成し、一組の搬送アーム１２ｄによってノズルチップＣの下方支持部（段部Ｄ）やコップ３０の下方支持部（点ＰL）を支持して搬送するようにしてもよい。

本発明の搬送装置の斜視図である。本発明の搬送装置の正面図である。本発明の搬送装置の平面図である。本発明の搬送装置の左側面図である。本発明の搬送装置によって搬送される物品の一例であるノズルチップの正面図であり、上方支持部、下方支持部及び長手方向に沿った重心の位置を説明する図である。供給ガイド及び案内部材を外すと共に、第２搬送部の一方の上部搬送レールを破断した本発明の搬送装置の要部拡大斜視図である。図６において第１搬送部の搬送部材を一部破談すると共に、第２搬送部の一方の下部搬送レールを破断した要部拡大正面図である。図６に示す本発明の搬送装置の平面図である。図７に示す搬送部材のＣ1−Ｃ1線に沿った断面図である。図７に示す搬送レールのＣ2−Ｃ2線に沿った断面図である。入れ子状に重なったノズルチップの正面図であり、長手方向に沿った重心の位置を説明する図である。入れ子状に重なったノズルチップの搬送と排出される状態を案内部材の一部を切り欠いて示す本発明の搬送装置の要部拡大斜視図である。図１２に示す搬送装置から入れ子状に重なったノズルチップが排出される様子を示す要部拡大平面図である。図１２に示す搬送装置から入れ子状に重なったノズルチップが排出される様子を示す要部拡大正面図である。搬送部材に形成する搬送溝の変形例を示す図９に対応した断面図である。本発明の搬送装置によって搬送するノズルチップ以外の物品の例として、飲料用のコップを示す正面図である。コップの下方支持部及び長手方向に沿った重心の位置を説明する正面図である。コップの上方支持部を説明する図であり、下方支持部及び長手方向に沿った重心の位置と共に示した正面図である。コップが入れ子状に２つ重なった場合の新たな重心の位置を説明する正面図である。

符号の説明

１搬送装置
２脚
３設置台
４起振部
４ａ台座
４ｂ電磁石
４ｃ振動台
４ｄ板ばね
５連結部材
６支持板
７，８支柱
９案内部材
１０第１搬送部
１１支持ブロック
１２搬送部材
１２ａ本体
１２ｂ搬送溝
１２ｃスリット
１２ｄ搬送アーム
１３端部ブロック
１４，１５供給ガイド
２０第２搬送部
２１上部搬送レール
２１ａ本体
２１ｂ支持フランジ
２１ｃ延出片
２２スペーサ
２３下部搬送レール
２３ａ本体
２３ｂ支持フランジ
２４スペーサ
３０コップ
Ｃノズルチップ
Ｇ1〜Ｇ4 重心

Claims

少なくとも一端が開口すると共に、前記一端の断面積が他端の断面積よりも大きく、長手方向中央から前記一端側に重心が位置する複数の物品を振動によって搬送する搬送装置であって、
供給される前記複数の物品を振動によって倒伏状態で１列に整列させて搬送する搬送溝と、前記搬送溝の搬送方向に沿って設けたスリットによって形成され、前記一端と重心との間の前記物品外周の下方支持部を支持して搬送する一組の搬送アームとを有する搬送部を備え、
倒伏状態で搬送される前記物品を前記一組の搬送アームにおいて、前記重心と前記下方支持部との位置の違いによって起立させて前記一組の搬送アームに沿って起立状態で搬送するとともに、前記一端で入れ子状に重なった前記物品を前記一組の搬送アームに沿って倒伏状態で搬送し、倒伏状態で搬送される前記一端で入れ子状に重なった前記物品を回収部へ排出する、搬送装置。
前記搬送部は、前記複数の物品の供給を案内する案内部材を有する、請求項１に記載の搬送装置。