JP5393321B2 - 自動分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、血液，尿などの生体サンプルに含まれる各種の成分の定性・定量分析する自動分析装置に係り、特に複数のラック搬送ラインを備え該ラック搬送ライン間でラックの搬送を行うラック搬送機構に関する。

複数の分析装置を接続した自動分析装置や自動分析システムにおいて、分析装置，分析装置と対となって組み合わされ分析部の稼動状況によって検体ラックを待機させるラック待機機構，ラックの投入部，ラックの搬送部，ラックの収納部から構成されるラック搬入出機構等、システムを構成する機構へのラックの搬送は、複数のラック搬送ラインを介して行われている。各機構へのラックの搬送を効率良く行うために、複数のラック搬送ライン間でラックを搬送する際にはラック搬送機構が用いられている。

一つのラインから他のラインにラックを搬送する場合は、移動後のラック搬送ラインの上面高さを、移動前のラック搬送ラインの上面高さよりも、わずかに低く設定すればラックをラック搬送方向に対して直角方向に水平移動させることが可能である。特許文献１には複数の搬送ラインに渡ってラックを搬送するために、ラックを挟んで平行に搬送する発明が開示されている。

特開平１１−３０６１８号公報

近年では装置の処理効率向上のため、複数ライン間を双方向にラックが移動できるラック搬送機構が望まれている。しかし、特許文献１に記載された発明では単にラックを掴んで搬送先のラック搬送ラインに平行移動させるのみであるため、搬送先のラック搬送ラインの上面高さが、元のラック搬送ラインの上面高さよりも高く設定してある場合には、搬送先のラック搬送ラインの上面にラックの下面が引っ掛かってしまい、ラック搬送失敗やラック滑落となりうる。これを解決するために、ラックを掴んだ後、一定高さまで持ち上げてから搬送する方式も考えられるが、単に搬送するのみでは搬送の際の振動でラックを掴むグリッパ部が滑り、結果としてラックが搬送ラインに落下する恐れがある。ラックが搬送中に滑落して搬送ラインや分析装置に検体が付着すると、装置を停止させて復旧させなくてはならない。

本発明の目的は、複数のラック搬送ライン間でのラックの搬送中に、ラックがラック搬送機構から滑ってラック搬送ラインに引っかかること、及びラックの搬送中の落下を防ぐ、ラック搬送機構を提供することである。

上記課題に鑑み、本願発明は以下の構成を備える。

液体を収容した容器を少なくとも１本以上保持するラックと、該ラックを搬送する複数の搬送ラインと、該複数の搬送ラインのうち、一つの搬送ライン上にある前記ラックを他の搬送ライン上へと搬送するラック搬送機構と、を備えたラック搬送機構であって、
前記ラック搬送機構は、並行に設置され互いに近づく方向にバネで接続された２枚のグリッパ板支持体と、該２枚のグリッパ板支持体の内側にあり上下動機構によって上下動する２枚のグリッパ板と、前記グリッパ板支持体を開閉動作させる開閉機構と、を有するグリッパ部と、
前記グリッパ板と連動して動き、前記ラックの下面を支持するツメ部を有するストッパ部と、を備えたことを特徴とするラック搬送機構。

グリッパ板を上下動させる上下動機構は、モータの回転を上下の動作に変換できるものであればどのようなものでも良い。例えば、モータの回転に伴って回転するプーリの回転軸に段つきカムを備え、グリッパ板に取り付けられたカムフォロアがモータの回転により、段つきカムの勾配に沿うように移動することで、グリッパ板は上下に移動するものが考えられる。もしくは、モータの回転に伴って回転する軸に螺旋状にネジが形成されており、該ネジの回転によりグリッパ板が上下に移動するよう設計されていても良い。

また、グリッパ板を開閉させる機構は、モータの回転をラックの挟む方向に変更できるものであればどのようなものであっても良い。

ストッパ部は、ツメがラックの下面に接触して下から支えるように構成されており、該ツメはグリッパ部がラックを挟む動作、もしくはラックを持ち上げる動作に連動して機能することを特徴としており、そのような機能を持つものであればどのようなものであっても良い。たとえば、グリッパ板の挟み動作に連動してラックの下面を支える場合には、持ち上げる動作時にラックの滑落が発生しないため、より正確なオペレーティングが可能である。また、グリッパ板がラックを持ち上げる動作に連動して支える場合には、前述の場合よりもストッパ部の構成をコンパクト化することができる。

本発明によれば、ラックは搬送時にグリッパ部から滑り落ちないようストッパ部によって支持されているため、ラック搬送ライン上面でのラックの引っかかりおよび落下を防ぐことができる。さらに、ラックを掴んだ後に持ち上げ、ラックを置いた後に掴みを開放するグリッパ部の動作を制御する駆動部は、ラックの支持および支持を開放するストッパ部の動作も制御し、新たな駆動部を必要としないため価格の低減および省スペース化されたラック搬送機構を提供することができる。

本発明の実施例における自動分析システム構成図。 実施例１におけるラック搬送機構の上面図およびグリッパ部とストッパ部の動作説明図。 実施例１におけるラック保持時のラック搬送機構上面図およびグリッパ部とストッパ部の動作説明図。 実施例１におけるラック持ち上げ時のラック搬送機構上面図およびグリッパ部とストッパ部の動作説明図。 段つきカムとカムフォロアの拡大図。 実施例１におけるストッパ部の動作説明図。 実施例２におけるラック搬送機構上面図。 実施例２におけるグリッパ部とストッパ部の動作説明図。 実施例２におけるラック保持時のグリッパ部とストッパ部の動作説明図。 実施例２におけるストッパ部の動作説明部。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図１は、自動分析装置における本発明のラック搬送機構の役割を示すための装置全体を上方から見た図である。図１では、ラック２３０の投入と収納を行うラック搬入出機構１００，ラック搬入出機構と各機能モジュールとの間でラック２３０を搬送するラック搬送送りライン２１０，ラック搬送戻りライン２２０と、ラック搬送送りライン２１０，ラック搬送戻りライン２２０に沿って配置され、ラック搬送送りライン２１０，ラック搬送戻りライン２２０との間でラック２３０の搬送を行い、また一時的にラック２３０を待機させるラック待機機構３００，ラック待機機構３００にラック２３０を搬送するラック待機機構搬送ライン３０１があり、ラック待機機構３００各々と対をなしラック待機機構の右側に配置される分析装置４００，ラック待機機構３００の左側に配置される付属モジュール５００，ラック搬送送りライン２１０，ラック搬送戻りライン２２０とラック待機機構３００間でのラック２３０の搬送を行うラック搬送機構６００で構成される自動分析装置を例に示している。

以下に自動分析の一連の流れを示す。

ラック搬入出機構１００からラック２３０がラック搬送送りライン２１０を介して搬送し、ラック搬送機構６００によってラック搬送送りライン２１０からラック待機機構搬送ライン３０１，ラック待機機構３００へラック２３０を搬送し、必要に応じて分析装置４００もしくは付属モジュール５００へと搬送し、分析終了後、ラック待機機構３００へラック２３０を搬送し、ラック搬送機構６００によってラック搬送戻りライン２２０に搬送され、ラック搬送戻りライン２２０を介してラック搬入出機構１００の収納部へと搬送される。

次に、図２から図１０を用いてラック搬送送りライン２１０からラック待機機構搬送ライン３０１にラック２３０を搬送する動作を例に、ラック搬送機構６００の詳細について説明する。

以下に示す実施例はラック２３０が上がる際にラック２３０の支持を行うストッパ機構に関する実施例で、この実施例を実施例１と定義する。

図２を用いて本実施例における各部の動作を説明する。図２（ａ）はラック搬送機構６００を上方から見た図であり、図２（ｂ）はラック搬送機構６００を側面から見た図である。この図においては、ラック２３０が搬送送りライン２１０上を搬送される方向をＸ軸に、ラック２３０がラック搬送機構６００によってラック搬送送りライン２１０から他のラインへ搬送される方向をＹ軸に、該装置の高さ方向をＺ軸に定義している。

ラック搬送機構６００は、ラック２３０を保持し、Ｚ方向に持ち上げるグリッパ部６１０と、グリッパ部６１０をＹ方向に移動させるラック移動部６２０，搬送中にラック２３０が滑り落ちないよう支持するグリッパ部６１０に取り付けられたストッパ部６３０から構成される。グリッパ部６１０はモータ６１１とベルト６１２により駆動力を伝達するプーリ６１３，プーリの回転軸６１４，カムフォロア６１５が付きＺ方向に上下動できる２枚のグリッパ板６１６，グリッパ板６１６を互いに引き付ける方向に働く引きバネ６１７から構成される。またプーリ６１３には２つのベアリング６１８が備わっており、プーリの回転軸６１４には段付きのカム６１９が取り付けられている。

ラック搬送送りライン２１０上にラック２３０が有り、当該ラック２３０をラック待機機構搬送ライン３０１へ搬送する場合を考える。まず、ラック２３０の真上にラック搬送機構６００を位置付ける。このとき、グリッパ部６１０は開いた状態、すなわちプーリ６１３に取り付けられた２つのベアリング６１８が２枚のグリッパ板６１６を押し開いた状態となっており、カムフォロア６１５とカム６１９は接触しない状態となっている。

次に図３（ａ）にあるように、グリッパ部６１０は搬送位置に停止したラック２３０をグリッパ板６１６で保持するため、グリッパ部モータ６１１を駆動してプーリ６１３を回転させる。これによりベアリング６１８の位置が移動し、２枚のグリッパ板６１６は引きバネ６１７の引力により矢印方向に閉じ、ラック２３０を保持する（図３（ａ）参照）。

更にグリッパ部モータ６１１を回転させると、図４（ａ）にあるようにベアリング６１８はグリッパ板６１６と接触しない状態となり、カムフォロア６１５がカムの高い段の部分に乗り上げる（図４（ｂ）および図５参照）。これにより、２枚のグリッパ板６１６及びグリッパ板６１６に取り付けられたストッパ部６３０はＺ方向に上昇する。グリッパ部６１０がストッパ部６３０のツメ６３１突起部６３３を矢印の方向に押し当てることで、突起部６３３に付随するツメ６３１も矢印の方向に移動し、ツメ６３１が、ラック２３０が滑り落ちないよう下面を支持することを可能にした（図６）。

ラック２３０がラック待機機構搬送ライン３０１に移動した後は、グリッパ部６１０はラック２３０を下ろす方向にグリッパ部モータ６１１を回転させ、グリッパ板６１６を開く。これによってストッパ部６３０の突起部６３３を矢印の方向に押し当てていたグリッパ部６１０の押し当てが開放され、ツメ６３１はストッパバネ６３２の張力によって矢印と反対方向に移動し、ラック２３０下面の支持を解く。

この動作は、ラック２３０保持の場合と逆方向にグリッパ部モータ６１１を回転させることにより行われ、保持動作と逆の順序にて行われる。グリッパ板６１６の上下動作と共にストッパ部６３０のラック２３０の下面に対する支持を連動させることができる。

なお、実施例１ではストッパ部６３０はグリッパ部６１０に取り付けられたグリッパ部モータ６１１で駆動し、グリッパ板６１６の上下動作に連動してラック２３０の支持及び支持の開放を行うように構成したが、グリッパ板６１６上下動作とストッパ部６３０の支持を行うモータを独立して別個に有するように構成しても同様にラックのグリップとラック下面の支持という効果が得られる。

さらに、実施例１では２つのライン間における双方向移動を可能にするラック２３０の搬送機構の動作に関して説明したが、このラック搬送機構の、ラック移動部の稼動範囲広げて停止位置を複数にすれば、２以上の複数のライン間でのラック２３０の搬送を可能にする。

実施例１では、ラック２３０を持ち上げた後に、ラック２３０がグリッパ部から滑り落ちないようラック２３０の下面を支持するストッパ部６３０について説明したが、ラック２３０を掴む前または掴むと同時に、ラック２３０を支持するストッパ部６３０の実施例２について図７〜図１０を用いて以下に説明する。

実施例２における基本的な構成は図７に示されているが、ストッパ部６３０，ラック搬送送りライン２１０，ラック待機機構搬送ライン３０１以外は実施例１と同様であるため、説明の詳細は省略する。

図８にストッパ部６３０，ラック搬送送りライン２１０及びラック待機機構搬送ライン３０１の構成を示す。ストッパ部６３０はグリッパ板６１６に固定して取り付けられており、ラック搬送送りライン２１０およびラック待機機構搬送ライン３０１のＹ方向（ラック進行方向に対する搬送ラインの幅方向）寸法ＡおよびＢはラック２３０のＹ方向（幅）寸法Ｃよりも小さくなるような構成となっている（図８）。

ラック搬送送りライン２１０にあるラック２３０に対して、ラック移動部６２０を上方に位置付ける。その後グリッパ部モータ６１１が駆動してベアリングを動かすことによって、グリッパ板６１６が矢印方向へ移動し、ラック２３０を保持する（図９）。その際、グリッパ板６１６に付随しているストッパ部６３０も矢印方向へ移動し、ラック２３０下面を支持する（図１０）。その後、段付カムとカムフォロアによってラック２３０を上方に移動させ、ラック２３０をラック搬送送りライン２１０へ移送し、ライン上に置いた後に再びグリッパ部モータ６１１を回転させると、グリッパ板６１６が矢印の方向と逆向きに移動してラック２３０の保持を解くのと同時に、グリッパ板６１６に付随しているストッパ部６３０も矢印と逆向きに移動し、ラック２３０の下面の支持を解く。

本実施例では、ラック２３０の下面支持のタイミングを、ストッパ部６３０の仕組みとツメの大きさによって調節できる。ツメの大きさがグリッパ板のラック保持前後のＹ軸方向における変動よりも小さい場合には、ラック２３０を保持し持ち上げた後に下面の支持をすることができる。また、ツメの大きさがそれよりも大きく、且つ、ラック搬送ラインの幅寸法Ａとラックの幅寸法Ｃの差よりも小さい場合には、ラック２３０はグリッパ板６１６による保持よりも早いタイミングでラック２３０の下面支持されることとなり、支持の後に持ち上げるのでより確実なラック搬送が実現する。

なお、実施例１と同様にストッパ部６３０はグリッパ部６１０に取り付けられたグリッパ部モータ６１１で駆動し、グリッパ板６１６保持および保持を開放する動作に連動してラック２３０の支持及び支持を解くように構成したが、グリッパ板６１６保持の動作とラック２３０の支持のモータを独立して有するように構成しても同様に、ラック２３０の保持とラック２３０下面の支持という効果が得られる。

さらに、実施例１と同様に２つのライン間におけるラック２３０の搬送に関して説明したが、このラック搬送機構をラック移動部の稼動範囲広げ、停止位置を複数にすることで、複数のライン間でのラック２３０の搬送を可能にする。

１００ ラック搬入出機構
２１０ ラック搬送送りライン
２２０ ラック搬送戻りライン
２３０ ラック
３００ ラック待機機構
３０１ ラック待機機構搬送ライン
４００ 分析装置
５００ 付属モジュール
６００ ラック搬送機構
６１０ グリッパ部
６１１ グリッパ部モータ
６１２ ベルト
６１３ プーリ
６１４ プーリ回転軸
６１５ カムフォロア
６１６ グリッパ板
６１７ 引きバネ
６１８ ベアリング
６１９ カム
６２０ ラック移動部
６２１ ラック移動部モータ
６３０ ストッパ部
６３１ ツメ
６３２ ストッパバネ
６３３ 突起部

Claims (10)

1. 液体を収容した容器を少なくとも１本以上保持するラックと、
   該ラックを搬送する複数の搬送ラインと、
   該複数の搬送ラインのうち、一つの搬送ライン上にある前記ラックを他の搬送ライン上へと搬送するラック搬送機構と、を備えたラック搬送機構であって、
   前記ラック搬送機構は、
   平行に設置され、互いに近づく方向にバネで接続され開閉動作する２枚のグリッパ板支持体と、該２枚のグリッパ板支持体の内側にあり上下動作し、前記ラックを保持する２枚のグリッパ板と、を有するグリッパ部と、
   前記ラックの下面を支持するツメ部を有し、前記ツメ部は前記グリッパ部の動作と連動して前記ラックの下面と接触する状態及び接触しない状態とを切り替えるストッパ部と、を備えたことを特徴とするラック搬送機構。
2. 請求項１記載のラック搬送機構において、
   前記ストッパ部を機能させる機構は、前記グリッパ部を開閉させる機構，前記グリッパ部を上下させる機構、の少なくともいずれかと共通であることを特徴とするラック搬送機構。
3. 請求項１記載のラック搬送機構において、
   前記グリッパ部は、
   モータによって回転するプーリと、
   該プーリの回転によって前記グリッパ板支持体との接触状態を変え、グリッパ板を開閉させるベアリングと、
   前記プーリの回転に伴って回転し、回転方向に高さ勾配を持つ段付カムと、
   前記グリッパ板に固定され、前記段付カムの勾配に沿って高さを変更するカムフォロアと、を備えたことを特徴とするラック搬送機構。
4. 請求項１〜３いずれか記載のラック搬送機構において、
   前記ストッパ部は、
   前記ツメ部を支持する支持部と、該支持部と前記グリッパ板とを連結するストッパバネと、前記グリッパ板が上昇する際に前記グリッパ板支持体と接触して前記ストッパバネを押し込む突起部と、を備え、
   前記ツメ部の長さは前記グリッパ部の厚みよりも大きいことを特徴とするラック搬送機構。
5. 請求項１〜３いずれか記載のラック搬送機構において、
   前記ストッパ部は、
   前記ツメ部を支持し前記グリッパ部に固定して接続する支持部を備え、
   前記ツメ部の長さは、前記グリッパ板による前記ラックの保持前における前記ラックの壁面と前記グリッパ板との間隔よりも小さく、且つ、前記グリッパ板の厚みよりも大きいことを特徴とするラック搬送機構。
6. 液体を収容した容器を保持するラックを搬送するラック搬送機構において、
   平行に設置され、互いに引き付ける方向に働くバネで接続され開閉動作する２枚のグリッパ板支持体と、上下動作し、前記ラックを保持する２枚のグリッパ板と、を有するグリッパ部と、
   前記ラックの下面を支持するツメ部を有し、前記ツメ部は前記グリッパ板の上下動作と連動して前記ラックの下面と接触する状態及び接触しない状態とを切り替えるストッパ部と、を備えたことを特徴とするラック搬送機構。
7. 請求項６記載のラック搬送機構において、
   前記グリッパ板が上昇することで、前記ストッパ部は前記グリッパ板支持体に押し当てられ、当該押し当てによって前記ラックの下面を支持することを特徴とするラック搬送機構。
8. 請求項６または７記載のラック搬送機構において、
   さらに、前記２枚のグリッパ板支持体を駆動させるモータと、前記モータを駆動することで回転するプーリと、前記プーリの回転軸に取り付けられた段付カムと、を備え、
   前記段付カムによって前記２枚のグリッパ板は上下動作することを特徴とするラック搬送機構。
9. 液体を収容した容器を少なくとも１本以上保持するラックと、
   該ラックを搬送する複数の搬送ラインと、
   該複数の搬送ラインのうち、一つの搬送ライン上にある前記ラックを他の搬送ライン上へと搬送するラック搬送機構と、を備えたラック搬送機構におけるラック搬送方法において、
   前記ラック搬送機構は、
   開閉動作する２枚のグリッパ板支持体と、上下動作し、前記ラックを保持する２枚のグリッパ板と、を有するグリッパ部と、
   前記ラックの下面を支持するツメ部を有するストッパ部と、を備え、
   前記搬送ライン上の前記ラックの側面を前記グリッパ板で挟んで保持した後、該ラックを持ち上げるステップと、
   該ラックを持ち上げるステップにおいて、前記ストッパ部が前記グリッパ板支持体に押し当てられることによって、前記ラックの下面を前記ツメ部で支持するステップと、
   他の搬送ラインへ該ラックを搬送するステップとを有することを特徴とするラック搬送方法。
10. 請求項９記載のラック搬送方法において、
    前記ラックの側面の保持、前記ラックの持ち上げ、及び、前記ラックの下面の支持とが、一つのモータ駆動により行われることを特徴とするラック搬送方法。

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