JP6088791B2 - チャッキング装置 - Google Patents

Description

本発明は、試験管を保持するチャッキング装置に関する。

現在、血液などの検体を試験管に収容した状態で搬送し、各種処理を行う検体処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。検体処理装置は、試験管をチャッキング装置により保持し、処理を行う位置までチャッキング装置を移動装置により移動させ、チャッキング装置により試験管の保持を解除することで、試験管を所定の位置に搬送する。

このようなチャッキング装置は、試験管を挟持することで保持するアームと、アームを開閉する開閉機構と、開閉機構を駆動するエアコンプレッサ及びエアシリンダを有する駆動手段と、を備えている。チャッキング装置は、試験管をアームにより保持後、移動装置により所定の位置まで試験管が搬送される間、駆動手段により開閉機構を継続して駆動することで、アームによる試験管の保持が維持される。

特開２０１１−１３０８６号公報

上述したチャッキング装置では、以下の問題があった。即ち、上述したチャッキング装置は、エアコンプレッサ及びエアシリンダを用いた駆動手段により、開閉機構を駆動する構成であることから、装置が大型となる問題があった。

例えば、駆動手段にエアコンプレッサ及びエアシリンダを用いない構成として、モータを駆動手段に用いることも考えられる。しかし、モータを用いた場合では、アームにより試験管を保持後、当該保持を維持するために、モータに電力の供給を継続する必要があり、モータの発熱や過電流によるモータの損傷等の虞がある。

そこで、本発明は、モータを用いても試験管の保持を維持可能なチャッキング装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のチャッキング装置は、次のように構成されている。

本発明の一態様として、試験管を保持可能な一対のアームと、前記一対のアームを開閉させる開閉機構と、前記開閉機構を駆動するモータと、２つの異なる供給電圧で前記モータに電力を供給する供給手段と、を備え、前記供給手段は、前記一対のアームによる前記試験管の保持を検出可能な検出器と、前記異なる供給電圧のいずれかに切り替える切換手段と、前記試験管の保持が前記検出器で検出された後、前記切換手段を切り替えて、前記モータに供給する前記電力の供給電圧を低下させる制御装置と、を具備し、前記検出器は、前記一対のアームが前記試験管を保持可能な間隔となる位置に位置したことを検出可能に構成される。

本発明によればモータを用いても試験管の保持を維持可能なチャッキング装置を提供することが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る検体処理装置の構成を示す説明図。 同検体処理装置に用いられるチャッキング装置の構成を示す説明図。

以下、本発明の一実施の形態に係る検体処理装置１に用いられるチャッキング装置１０の構成について、図１及び図２を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る検体処理装置１の構成を模式的に示す説明図、図２は検体処理装置１に用いられるチャッキング装置１０の構成であって、使用の一例を模式的に示す説明図である。

図１に示すように、検体処理装置１は、試験管１００を保持するチャッキング装置１０と、チャッキング装置１０を移動させる移動装置１１と、試験管１００を支持する複数の試験管ホルダ１２と、制御装置１３と、を備えている。また、検体処理装置１は、試験管１００に収容された検体を処理する処理手段１４を備えている。

このような検体処理装置１は、チャッキング装置１０及び移動装置１１により、検体が処理手段１４により処理される位置に試験管１００を搬送し、検体を処理可能に形成されている。

試験管１００は、検体を収納可能に形成されている。試験管１００は、図１においては、ドーム状の底部を有する円筒状の構成を説明するが、これに限定されず、検体を収納可能、且つ、チャッキング装置１０により保持可能な構成であれば、他の構成でもよい。

チャッキング装置１０は、アーム２１と、開閉機構２２と、モータ２３と、供給手段２４と、を備えている。

アーム２１は、一対のアーム部３１により構成される。アーム２１は、一対のアーム部３１の先端が開閉可能に形成されている。ここで、一対のアーム部３１の先端の開閉とは、一対のアーム部３１の近接及び離間である。アーム２１は、一対のアーム部３１の先端が閉塞することで、試験管１００を挟持して保持する。

開閉機構２２は、アーム２１の先端を開閉可能に形成されている。具体的には、開閉機構２２は、モータ２３の回転運動を直線運動に変換する変換機構３５と、直線運動によりアーム２１を開閉するリンク機構３６と、を備えている。

変換機構３５は、モータ２３の回転軸に接続されたボールねじ４１と、ボールねじ４１と螺合するボールナット４２と、を備えている。ボールナット４２は、ボールねじ４１の回転方向の移動が規制されている。

リンク機構３６は、基部４４と、可動部４５と、リンク４６と、を備えている。基部４４は、ボールねじ４１の先端に回転可能に固定される。換言すると、基部４４は、ボールねじ４１の先端に固定されるとともに、ボールねじ４１を回転自在に軸支する。

可動部４５は、ボールナット４２に固定され、ボールナット４２の移動に追従して移動可能に形成されている。可動部４５は、一対のピン４７を備えている。

リンク４６は、長板状に形成された一対のリンク部４９と、リンク部４９にそれぞれ形成された、ピン４７をスライド移動させる溝部５０と、基部４４に固定された回転軸５１と、を備えている。リンク部４９は、その一方の端部にアーム部３１がそれぞれ固定されるとともに、他方側に溝部５０が形成される。また、リンク部４９は、回転軸５１が、一方の端部及び溝部５０間に設けられ、回転軸５１を中心に回動する。

溝部５０は、ピン４７が直線移動可能に延設されている。溝部５０は、回転軸５１を介してリンク部４９が基部４４に固定された場合に、その長手方向が、可動部４５の移動方向に対して傾斜して、リンク部４９に形成される。換言すると、溝部５０は、可動部４５の移動に伴ってピン４７が直線移動することで、回転軸５１を中心にリンク部４９を回動可能に形成されている。

溝部５０は、例えば、可動部４５が基部４４に近接することで、一対のリンク部４９の先端が離間し、一対のアーム部３１が開状態となり、可動部４５が基部４４から離間することで、一対のリンク部４９の先端が近接し、一対のアーム部３１が閉状態となるように、その形状が形成されている。

モータ２３は、ＤＣモータである。モータ２３は、ボールねじ４１を回転可能に形成されている。モータ２３は、例えば、定格電圧が２４Ｖに形成されている。モータ２３は、その電流の流れ方向を切り替えることで、ボールねじ４１の回転方向を切換可能に形成されている。

供給手段２４は、モータ２３及び電力の供給源に接続され、供給源からの電力をモータ２３に供給可能に形成されている。具体的には、供給手段２４は、２つの異なる供給電圧に設定された２つの電力の一方を、モータ２３に供給可能に形成されている。供給手段２４は、切換リレー５５と、検出器５６と、制御装置１３と、により構成される。

切換リレー５５は、モータ２３に供給する電力を切換え可能に形成された、切換手段である。例えば、２つの異なる供給電圧は、モータ２３の定格電圧と、この定格電圧よりも低い低電圧である。例えば、定格電圧は２４Ｖであって、低電圧は、５Ｖ〜１２Ｖである。ここで、低電圧は、モータ２３の負荷を低減可能、且つ、一対のアーム部３１により試験管１００の挟持が可能な電圧であれば、適宜設定可能である。

切換リレー５５は、信号線Ｓにより、制御装置１３に電気的に接続され、制御装置１３により電流の流れを切り替え可能に形成されている。切換リレー５５は、第１の状態において、定格電圧が供給される供給源、例えば、制御装置１３に形成された定格電圧を供給する供給源６０に信号線Ｓを介して接続される。また、切換リレー５５は、第１の状態から切り替えられた第２の状態において、低電圧が供給される供給源、例えば、制御装置１３に形成された、低電圧を供給する供給源６０に信号線Ｓを介して接続される。

検出器５６は、アーム２１による試験管１００の保持を検出可能に形成されている。例えば、検出器５６は、リンク部４９に接続された一対のアーム部３１が試験管１００を保持可能な位置に位置した可動部４５を検出可能に形成されている。検出器５６は、制御装置１３に、信号線Ｓを介して接続されている。検出器５６は、検出した可動部４５の情報を、制御装置１３に送信可能に形成されている。

移動装置１１は、チャッキング装置１０を移動可能に形成されている。例えば、移動装置１１は、チャッキング装置１０を三軸方向に移動可能に形成されている。移動装置１１は、信号線Ｓを介して制御装置１３に接続されている。

試験管ホルダ１２は、複数設けられる。試験管ホルダ１２は、試験管１００を支持可能に形成されている。例えば、試験管ホルダ１２は、試験管１００を取り出す第１位置に設けられた試験管ホルダ１２Ａと、試験管１００を搬送し、例えば処理手段１４により処理される位置である第２位置に設けられた試験管ホルダ１２Ｂと、を備えている。

制御装置１３は、移動装置１１、切換リレー５５及び検出器５６に、信号線Ｓを介して電気的に接続される。制御装置１３は、モータ２３に電力を供給可能に形成されている。制御装置１３は、例えば、２つの異なる供給電圧で、モータ２３に電力を供給する供給源６０を有している。供給源６０には、切換リレー５５が接続され、切換リレー５５の状態に応じて、定格電圧及び低電圧のいずれかをモータ２３に供給する。また、制御装置１３は、検出器５６で検出された検出結果に基づいて、切換リレー５５を切換可能に形成されている。

制御装置１３は、移動装置１１を制御し、チャッキング装置１０を移動させることで、チャッキング装置１０を、保持する試験管１００に移動可能に形成されている。また、制御装置１３は、チャッキング装置１０を移動させることで、チャッキング装置１０に保持された試験管１００を、所定の位置に搬送可能に形成されている。

次に、このように構成された検体処理装置１による、試験管１００の搬送について説明する。本実施の形態においては、試験管１００を試験管ホルダ１２Ａである第１位置１２Ａから、試験管ホルダ１２Ｂである第２位置１２Ｂへと移動させる構成について説明する。

先ず、制御装置１３は、外部入力又は予め記憶されたプログラム等から、試験管１００を第１位置１２Ａから第２位置１２Ｂに搬送する指示を受信すると、先ず、移動装置１１を制御し、チャッキング装置１０を、第１位置１２Ａの上方に移動させる。

次に、制御装置１３は、一対のアーム部３１を開状態とし、一対のアーム部３１間に、試験管１００を位置させる。具体的には、制御装置１３は、切換リレー５５を介してモータ２３に定格電圧で電力を供給し、一対のアーム部３１の先端を開放させる。なお、このとき、制御装置１３は、ボールナット４２が基部４４に近接する方向に移動するボールねじ４１の回転方向に、モータ２３を回転させる。また、制御装置１３は、一対のアーム部３１の先端が、試験管１００の中腹部に位置するように、移動装置１１を制御し、チャッキング装置１０を下降させる。

制御装置１３は、試験管１００を保持可能な位置にチャッキング装置１０を下降させたあと、モータ２３に電力を供給し、一対のアーム部３１により試験管１００を保持させる。具体的には、図１に示すように、制御装置１３は、切換リレー５５を介して定格電圧で電力をモータ２３に供給する。なお、このとき、制御装置１３は、ボールナット４２が基部４４から離間する方向に移動するボールねじ４１の回転方向に、モータ２３を回転させる。

チャッキング装置１０は、モータ２３の回転により、ボールねじ４１が回転し、ボールナット４２が移動する。これにより可動部４５は基部４４から離間する方向に移動する。可動部４５の移動に伴って、ピン４７も直線移動する。ピン４７がリンク部４９の溝部５０を移動することで、リンク部４９は、ピン４７により溝部５０が押圧され、回転軸５１を中心にその先端が近接する方向に回動する。

リンク部４９の移動に伴って、一対のアーム部３１の先端が近接し、当該アーム部３１は、閉状態となり、試験管１００を挟持する。検出器５６は、一対のアーム部３１が試験管１００を保持可能な位置に可動部４５が位置したことを検出すると、当該検出した情報を制御装置１３に送信する。

制御装置１３は、検出器５６からの情報を受信すると、図２に示すように切換リレー５５を切り替えて、モータ２３に定格電圧よりも低い、低電圧の電力を供給する。これにより、一対のアーム部３１は、モータ２３の出力が低下した状態で、換言すると、挟持する力が低下した状態で試験管１００の保持を継続する。

この状態で、制御装置１３は、移動装置１１を制御し、試験管１００を第１位置１２Ａである試験管ホルダ１２Ａから、第２位置１２Ｂである試験管ホルダ１２Ｂに搬送する。試験管１００を試験管ホルダ１２Ｂに搬送後、制御装置１３は、モータ２３に定格電圧で電力を供給する。なお、このとき、制御装置１３は、可動部４５が基部４４に近接する方向に移動可能に、モータ２３の回転方向を変更させる。

これにより、試験管１００は、チャッキング装置１０による保持が解除され、試験管ホルダ１２Ｂに支持される。制御装置１３は、移動装置１１を制御し、チャッキング装置１０を試験管１００から離間させる。このように、検体処理装置１は、試験管１００を搬送する。また、検体処理装置１は、第２位置１２Ｂにて、処理手段１４により検体の処理を行う。

このように構成された検体処理装置１によれば、チャッキング装置１０は、試験管１００をアーム２１により挟持したことを検出器５６により検出後、切換リレー５５を切り替えることで、モータ２３に供給する電力の供給電圧を低下させる。チャッキング装置１０は、アーム２１による試験管１００の保持を維持する間、モータ２３に低電圧が供給することで、モータ２３の負荷を低下させることが可能となる。これにより、モータ２３に過度な負荷や電流が印加されることを防止し、モータ２３の発熱、及び、過電流によるモータの損傷を防止することが可能となる。

上述したように本発明の一実施の形態に係る検体処理装置１によれば、試験管１００の保持後に、モータ２３を駆動する供給電圧を低下させることで、モータ２３の負荷を低減し、モータ２３を用いても試験管１００の保持を維持可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。上述した例では、チャッキング装置１０は、検体処理装置１に用いる構成を説明したが、これに限定されない。例えば、チャッキング装置１０は、検体の処理を行わず、試験管１００の搬送のみを行う搬送装置に用いる構成であってもよい。また、チャッキング装置１０は、アーム２１の開閉を、変換機構３５及びリンク機構３６により行う構成を説明したが、これに限定されない。チャッキング装置１０は、アーム２１の開閉をモータ２３の動力により行うとともに、アーム２１により試験管１００の保持を維持する間、モータ２３へ電力の供給が継続される構成であれば、他の構成であってもよい。

また、上述した例では、検体処理装置１は、検体が収容された試験管１００を、チャッキング装置１０及び移動装置１１により、検体を処理する位置に搬送する構成を説明したが、これに限定されない。例えば、検体が収容されていない試験管１００をチャッキング装置１０及び移動装置１１により搬送する構成であってもよい。

さらに、上述した例では、制御装置１３が２つの異なる供給電圧でモータ２３に電力を供給する供給源６０を有する構成を説明したがこれに限定されない。供給源６０は、２つの異なる電圧をモータ２３に供給可能であれば、制御装置１３とは別体に設けられる構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 試験管を保持可能なアームと、
前記アームを開閉させる開閉機構と、
前記開閉機構を駆動するモータと、
２つの異なる供給電圧で前記モータに電力を供給する供給手段と、
を備えることを特徴とするチャッキング装置。
［２］ 前記供給手段は、
前記アームによる前記試験管の保持を検出可能な検出器と、
前記異なる供給電圧のいずれかに切り替える切換手段と、
前記試験管の保持が前記検出器で検出された後、前記切換手段を切り替えて、前記モータに供給する前記電力の供給電圧を低下させる制御装置と、
を備えることを特徴とするチャッキング装置。
［３］ 前記２つの異なる供給電圧は、一方が前記モータの定格電圧であって、他方が前記定格電圧よりも低い電圧であることを特徴とする［２］に記載のチャッキング装置。

１…検体処理装置、１０…チャッキング装置、１１…移動装置、１２…試験管ホルダ、１３…制御装置、１４…処理手段、２１…アーム、２２…開閉機構、２３…モータ、２４…供給手段、３１…アーム部、３５…変換機構、３６…リンク機構、４１…ボールねじ、４２…ボールナット、４４…基部、４５…可動部、４６…リンク、４７…ピン、４９…リンク部、５０…溝部、５１…回転軸、５５…切換リレー（切換手段）、５６…検出器、６０…供給源、１００…試験管、Ｓ…信号線。

Claims (2)

1. 試験管を保持可能な一対のアームと、
   前記一対のアームを開閉させる開閉機構と、
   前記開閉機構を駆動するモータと、
   ２つの異なる供給電圧で前記モータに電力を供給する供給手段と、
   を備え、
   前記供給手段は、
   前記一対のアームによる前記試験管の保持を検出可能な検出器と、
   前記異なる供給電圧のいずれかに切り替える切換手段と、
   前記試験管の保持が前記検出器で検出された後、前記切換手段を切り替えて、前記モータに供給する前記電力の供給電圧を低下させる制御装置と、
   を具備し、
   前記検出器は、前記一対のアームが前記試験管を保持可能な間隔となる位置に位置したことを検出可能に構成されることを特徴とするチャッキング装置。
2. 前記２つの異なる供給電圧は、一方が前記モータの定格電圧であって、他方が前記定格電圧よりも低い電圧であることを特徴とする請求項１に記載のチャッキング装置。

Images