CN105984825A - 闭栓装置、闭栓单元以及闭栓方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种闭栓装置、闭栓单元以及闭栓方法。一实施方式所涉及的闭栓装置(1)包括：构成为能够对装配在形成为能够收容检测体的检测体容器(11)的开口的盖(13)进行保持的保持机构部(21)；使所述盖(13)移动的移动机构部(24)；使所述盖(13)旋转的旋转机构部(22)；检测旋转时的转矩的转矩检测部(35)；以及基于利用所述转矩检测部(35)检测出的转矩而对所述旋转机构部(22)的旋转量进行控制的控制部(40)。

Description

闭栓装置、闭栓单元以及闭栓方法

技术领域

本发明涉及闭栓装置、闭栓单元以及闭栓方法。

背景技术

在对例如血液、血清等检测体进行检查、分析等检测体处理中，在检测体容器处于立起的状态下将其保持于保持器并搬运，利用设置于保持器的搬运路的各种检测装置进行各种处理。在这样的检测体处理中，对封闭检测体容器的开口的盖进行装配。例如通过在把持检测体容器的状态下将由橡胶等柔软性高的材料构成的盖压入检测体容器的开口，从而对盖进行装配(例如，日本特公平7-29668号公报)。并且，为了提高密封性还提出了旋入式的盖。

发明内容

旋入式的盖如果紧固缓慢，则密封性下降。因此，正在寻求一种可靠地装配盖的技术。

一实施方式所涉及的闭栓装置包括：保持机构部，所述保持机构部构成为能够对装配于检测体容器的开口的盖进行保持，所述检测体容器形成为能够收容检测体；移动机构部，所述移动机构部使所述盖移动；旋转机构部，所述旋转机构部使所述盖旋转；转矩检测部，所述转矩检测部检测旋转时的转矩；以及控制部，所述控制部根据利用所述转矩检测部检测出的转矩对所述旋转机构部的旋转量进行控制。

根据本发明的一实施方式，能够提供一种能够可靠地装配盖的闭栓装置、闭栓单元以及闭栓方法。

附图说明

图1是本发明的一实施方式所涉及的闭栓装置的主视图。

图2是表示该实施方式所涉及的检测体容器的结构的立体图。

图3是表示该实施方式所涉及的盖的结构的立体图。

图4是表示该盖的结构的俯视图。

图5是该实施方式所涉及的闭栓部的后视图。

图6是表示该闭栓部的结构的说明图。

图7是表示该闭栓部的保持轴的卡合部的结构的立体图。

图8是表示该实施方式所涉及的闭栓装置的供给机构的结构的平面图。

具体实施方式

以下，参照图1至图7对本发明的一实施方式所涉及的闭栓装置1进行说明。另外，在各图中，适当将结构扩大、缩小或者省略表示。图中箭头X、Y、Z分别表示相互正交的三个方向。图1是第一实施方式所涉及的闭栓装置1的主视图。图2是表示检测体容器11的结构的立体图。图3是表示盖的结构的立体图，图4是表示盖13的结构的俯视图。图5是闭栓部的后视图。图6是通过一部分截面表示闭栓部的说明图。图7是表示保持轴26的顶端部分的结构的立体图。

图1所示的闭栓装置1包括：沿规定的路径搬运检测体容器11的搬运单元10；将盖装配到检测体容器11的上表面开口的闭栓部20；以及作为控制各部的动作的控制部的控制装置40。闭栓装置1是在各种检查之前多个依次对检测体容器11进行闭栓处理的前处理装置中的一个。

图1以及图2所示的检测体容器11是例如试验管、采血管等由透明的玻璃或者树脂材料形成的管型的检测体容器。检测体容器11形成为在内部具有能够收容检测体的空间的有底圆筒形状。检测体容器11具有弯曲的底部11a，并且在上部具有圆形的开口11b。检测体容器11的上部构成在外周面形成有螺旋状的螺纹槽的外螺纹部11c。在检测体容器11的外周侧面粘贴例如包括识别信息的条形码。检测体容器11是粗度为长度为75mm、100mm等的试验管。

如图1、图3以及图4所示，装配到检测体容器11的盖13例如是由合成树脂材料通过树脂成形而形成的。盖13在轴向的一端侧具有作为供检测体容器11的上部插入的圆柱状的空间的插入部13a。在插入部13a的内周面构成内螺纹部13b，该内螺纹部13b具有与外螺纹部11c卡合的螺旋状的突条。在盖13的外周形成有多个防滑用的槽。

在盖13的轴向另一端侧形成有作为供闭栓部20的后述的保持轴26插入的圆柱状的空间的保持孔13d。在保持孔13d上沿周向立设有六个纵板13e，所述纵板13e是作为具有沿径向以及轴向延伸的一对主面的卡合凹凸。纵板13e构成为宽度尺寸稍小于狭缝27b的宽度尺寸，从而在保持轴26插入至保持孔13d时与卡合部27的狭缝27b卡合。

图1所示的搬运单元10是带式输送机式的搬运机构，包括：保持处于立起状态的检测体容器11的保持器12；沿着规定的搬运路径以固定宽度设置的一对导轨15；在导轨15之间遍布整个搬运路径而配置的例如橡胶制的搬运带16；设置于搬运带16的里侧的多个搬运辊；以及形成为对搬运辊进行旋转驱动的驱动源的搬运马达。

保持器12构成为能够保持检测体容器11。保持器12包括：具有在上部开口的插入孔的保持体12a；从保持体12a的外周的上端朝向上方立设的多个保持销12b；以及包围多个保持销12b的周围的保持环12c。

检测体容器11的底部11a插入至插入孔，被保持体12a支承，并且检测体容器11的侧部外周被多个保持销12b保持。此时通过保持环12c朝向径向内侧对保持销12b施力，从而使检测体容器11的外周面被多个保持销12b夹持。

通过伴随搬运辊的旋转而产生的搬运带16的输送移动，搬运单元10在一对导轨15之间沿着规定的搬运路径对载置于搬运带16上的保持器12进行搬运。在搬运单元10的搬运带16上，借助搬运带16的移动从上游侧向下游侧输送保持器12。搬运单元10使保持器12在闭栓位置P1处停止，该闭栓位置P1是搬运路径途中的进行闭栓处理的位置。在导轨15的闭栓位置P1设置有夹着保持器12而配置的一对保持片17。通过控制装置40的控制，保持片17、17进行开闭动作，由此对在闭栓位置P1处停止的检测体容器11的侧部进行保持以及放开。

如图1、图5以及图6所示，闭栓部20包括：保持盖13的保持机构部21；使保持机构部21旋转的旋转机构部22；作为对保持机构部21以及旋转机构部22进行支承的支承部的支承框架23；使支承框架23在Z轴方向上往返动作的移动机构部24；以及将盖13供给至规定的预备位置P3的供给机构部25。在图1中省略供给机构部25，只用虚线表示一部分。

保持机构部21包括在顶端具有卡合部的保持轴26。保持轴26能够在搬运路径上的规定位置升降，并且沿上下方向配置。保持轴26的一端侧配置于支承框架23的下部。保持轴26的另一端侧收容在支承框架23内，并经由转矩传感器35与旋转用马达31连接。在保持轴26的顶端形成有卡合部27。

卡合部27绕旋转轴具有六个插入片27a。在相邻的插入片27a之间形成有构成为能够供纵板13e进入的狭缝27b。各插入片27a的顶端侧呈锥形状地变细，形成为顶端变细形状。在卡合部27被插入到盖13的保持孔13d时，盖13的纵板13e进入狭缝27b，由此保持轴26的卡合部27与盖13卡合，盖13被保持于保持轴26。此时，由于插入片27a是锥形的顶端变细形状，因此即使盖13的纵板13a与狭缝27b的位置发生偏移，在保持轴26下降以及旋转时，也以插入片27a被插入至纵板13e之间的空间的方式进行引导。

在该卡合状态下，借助旋转马达进行的保持轴26的旋转动作经由纵板13e和狭缝27b而被传递至盖13。

保持轴26的基端侧通过转矩传感器35与旋转用马达31的输出轴31a连接。

旋转机构部22具有旋转用马达31，所述旋转用马达31具有与保持轴26连结的输出轴31a。旋转用马达31的输出轴31a在支承框架23内延伸，并经由转矩传感器35而与保持轴26连接。旋转用马达31根据控制装置40的控制，以规定的时机对保持轴26进行旋转驱动。

支承框架23是在内部构成收容转矩传感器35的收容空间的壳体。支承框架23包括：构成外观呈立方体状的外部轮廓的多个框架部件23a；以及在收容空间内沿宽度方向架设的多个支承板23b。

在支承框架23内，彼此通过耦合器33连接的马达的输出轴31a、传感器轴35b、以及保持轴26构成的轴34连续并延伸。并且，在支承框架23内部的支承板23b上固定有作为转矩检测部的转矩传感器35。在支承框架23的上表面上固定有旋转用马达31。

转矩传感器35是非接触式的磁致伸缩式转矩传感器。转矩传感器35包括：机壳35a；与保持轴26连接的传感器轴35b；配置于传感器轴35b的周围的励磁、检测线圈；磁屏蔽护罩；放大器基板；以及连接器。

机壳35a通过螺钉等紧固部件23c固定于支承框架23。传感器轴35b在机壳35a内延伸。传感器轴35b使用磁致伸缩特性优异的磁性材料。传感器轴35b的一端侧经由耦合器33而与保持轴26连接。传感器轴35b的另一端侧经由耦合器33而与移动用马达36的输出轴36a连接。励磁检测线圈将与转矩量对应的磁特性的变化变换为电信号。放大器基板向励磁用线圈供给励磁电压，并将来自检测线圈的电信号(电压)放大。

在转矩传感器35中，若向传感器轴35b施加转矩，则选择性地分别将拉伸应力和压缩应力作用于保持各向异性的一对磁致伸缩材料，由此磁导率因逆磁致伸缩效应而变化。通过利用检测线圈以及放大器基板对磁导率的变换进行直流变换以及差动放大，得到与转矩成比例的电压输出。

移动机构部24包括：移动用马达36；安装于支承框架23的背面的齿条37；以及设置于移动用马达36的输出轴并能够与齿条37卡合的小齿轮38。

齿条37是细长的板状部件，并形成有沿Z方向排列的多个齿。

移动用马达36是能够正反旋转的旋转马达，并朝向侧向地被支承于用于将闭栓部20设置在规定位置的托架的背部。移动用马达36的输出轴与搬运方向平行地延伸。在移动用马达36的输出轴36a的顶端通过耦合器33连接并固定有小齿轮38的轴体38a。

小齿轮38构成为在外周面具有沿周向排列的多个齿，并配置于支承框架23的背部从而与设置于支承框架23的齿条37啮合。

利用移动用马达36的驱动而使小齿轮38旋转，由此使齿条37相对升降，使支承框架23升降移动。伴随该升降动作，保持轴26能够在检测体容器11的上方沿与上部开口接触、分离的方向往返动作。

供给机构部25包括：构成为能够保持盖13以及解除对盖13的保持的开闭臂41；支承开闭臂41的臂托架42；使臂托架42在X方向上往返移动的臂移动机构部43；以及使臂托架42与臂移动机构部43一起在Y方向上往返移动的螺旋式移动机构部44。

开闭臂41包括：把持盖13的一对开闭片41a、41a；以及使开闭片41a、41a以规定的轴为中心旋转的马达41b。

通过使马达41b被正反地旋转驱动，开闭臂41以开闭片41a、41a相互接触、分离的方式转动，进行盖13的保持或者解除对盖13的保持。

臂移动机构部43包括：旋转马达43a；与旋转马达43a的输出轴连接并被旋转驱动的小齿轮43b；以及配置成与小齿轮43b啮合并固定于臂托架42的齿条43c。

在臂移动机构部43中，通过使旋转马达43a被正反地旋转驱动，小齿轮43b以Y轴为中心旋转，具有在X方向上排列的齿的齿条43c在X方向上往返移动。伴随于此，具有齿条43c的臂托架42在支承开闭臂41的状态下在X方向上往返移动。

螺旋式移动机构部44包括：旋转马达44a；与旋转马达44a的输出轴连接的螺杆44b。螺杆44b在外周面形成有螺旋状的凹凸44c。臂托架42与该螺旋状的凹凸44c卡合从而被支承。螺杆44b具有将以轴为中心的旋转运动变换为轴向的直线运动的功能。

当使旋转马达44a被正反地旋转驱动时，螺杆44b沿Y轴方向旋转，由此与该螺杆44b的外表面的螺旋状的凹凸44c卡合的臂托架42在Y轴上往返移动。

控制装置40包括：存储各种信息的存储部；基于识别信息等进行运算、判定的数据处理的数据处理部；以及驱动各马达的驱动部。控制装置40与转矩传感器35电连接。并且，控制装置40与闭栓部20的马达31、36等连接，并基于利用转矩传感器35检测出的转矩控制旋转机构部22的动作。并且，控制装置40与供给机构部25的各种马达41b、43a、44a连接，并以规定的时机反复进行盖13的供给动作。

控制装置40控制搬运单元10并以固定的时机反复进行搬运带16的输送动作和停止。并且，控制装置40具有通过控制旋转用马达31的动作使保持盖13的保持机构部21旋转的功能。控制装置40具有通过控制移动用马达36的动作使保持机构部21与支承框架23一起升降动作的功能。

以下，对使用本实施方式所涉及的闭栓部20的闭栓方法进行说明。

控制装置40通过控制搬运单元10的搬运马达使保持器12沿着规定的搬运路径从上游侧向下游侧移动。当例如通过设置于搬运路径的侧部的传感器等检测出保持器到达闭栓位置P1时，控制装置40停止搬运。控制装置40例如以固定的时机反复进行传送带的输送运动和停止。

控制装置40通过控制供给机构部25进行盖13的供给。即，通过例如以规定的时机反复进行开闭臂41的开闭动作和臂托架42在X方向以及Y方向上的往返移动，并以固定的时机反复进行把持、移动、放开、移动的一连串的处理，从而依次将盖13从供给台45供给至闭栓位置的上方的预备位置P3。

具体而言，首先使臂托架42在X方向以及Y方向上移动，使开闭臂41移动至对位于供给台45上的供给位置P2的盖13进行夹持的位置，所述供给台45位于闭栓位置P1的侧方。然后，通过关闭开闭臂41，把持放置在供给台45上的盖13。然后，在把持状态下使开闭臂41沿X方向移动并从供给台退避，并沿Y方向移动至闭栓位置P1，由此将盖13配置于位于保持轴26的下方且位于检测体容器11的上方的规定的预备位置P3。

当被保持器12保持的检测体容器11在闭栓位置P1停止时，控制装置40对移动用马达36以及旋转用马达31进行驱动，使保持轴26下降移动以及旋转。

借助移动用马达36的旋转而使小齿轮38旋转，由此与小齿轮38啮合的齿条37与支承框架23一起下降。然后，被支承框架23支承的保持轴26下降。此时，保持轴26被插入到配置于保持轴26的下方的盖13的保持孔13d，然后保持轴26下降，盖13被按压并下降。

被保持轴26按压并下降了的盖13从开闭臂41朝向下方脱落，覆盖配置于下方的检测体容器11的上部。此时，检测体容器11的上部开口缘被插入至盖13的插入部13a。

然后，借助旋转用马达31的旋转而使保持轴26朝向规定的方向旋转。另外，由于插入片27a是锥形的顶端变细形状，因此即使盖13的纵板13e与狭缝27b的位置发生偏移，在保持轴26下降以及旋转时，也以插入片27a被插入至纵板13e之间的空间的方式进行引导。并且，通过保持轴26的狭缝27b与盖13的保持孔13d的纵板13e卡合，使盖13与保持轴26的相对旋转受到限制，盖13与保持轴26一起旋转。借助该旋转，检测体容器11的外螺纹部11c与盖13的内螺纹部13b螺纹结合，依次闭栓。

此时，利用转矩传感器35检测作用于保持轴26的转矩，并发送到控制装置40。控制装置40检测转矩，在检测值到达预先设定的规定值的时刻，控制旋转用马达31从而停止旋转。

如上所述，以所需要的紧固力将盖装配到检测体容器11的上部开口11b，完成闭栓处理。当完成闭栓时，使保持轴26上升，并打开供给机构部25的开闭臂41，使其向供给台45移动。通过以规定的时机反复进行上述步骤，连续进行将从供给台45依次供给至预备位置P3的盖13装配到依次供给至闭栓位置P1的检测体容器11。闭栓后的检测体容器11借助搬运单元10的动作被进一步向下游侧输送。

根据本实施方式所涉及的闭栓部20以及闭栓方法，能够获得以下效果。即，通过检测伴随盖13的旋转而产生的转矩，并根据该转矩控制旋转量，能够以适当的紧固力装配旋入式的盖13，因此能够确保高密封性。

并且，通过在使盖13在检测体容器11与保持轴26之间等待的状态下，使保持轴26下降以及旋转这样简单的动作完成闭栓处理，因此能够在短时间内准确地进行许多检测体容器11的闭栓处理。

并且通过在盖13侧设置收容孔并构成能够向旋转方向传递动力的纵板13e，能够进行保持处理以及装配处理。并且，通过将各插入片27a形成为锥形的顶端变细形状，即使盖13的纵板13e与狭缝27b的位置发生偏移，在保持轴26下降以及旋转时，也以插入片27a被插入至纵板13e之间的空间的方式进行引导，因此能够容易且可靠地使保持轴26与盖13卡合。因此，通过将盖11的结构形成为具有沿径向以及轴向延伸的多个纵板13e的容易成型的简单结构，能够抑制制造成本。并且，关于盖13和保持轴26，即使不在旋转方向上进行严格的位置调整等，也能够通过保持轴26将盖13可靠地与沿搬运路径流动的检测体容器11螺纹结合。

另外，本发明不限定于上述各实施方式，在实施阶段，在不脱离本发明的主旨的范围内可以变形构成要素并具体化。

Claims (7)

1.一种闭栓装置，其特征在于，包括：

保持机构部，所述保持机构部构成为能够对装配于检测体容器的开口的盖进行保持，所述检测体容器形成为能够收容检测体；

移动机构部，所述移动机构部使所述盖移动；

旋转机构部，所述旋转机构部使所述盖旋转；

转矩检测部，所述转矩检测部检测旋转时的转矩；以及

控制部，所述控制部根据利用所述转矩检测部检测出的转矩对所述旋转机构部的旋转量进行控制。

2.根据权利要求1所述的闭栓装置，其特征在于，

所述保持机构部包括保持轴，所述保持轴具有构成为能够与所述盖卡合的卡合部，

在所述检测体容器的开口缘设置有螺纹部，

在形成于所述盖的轴向一端侧的插入部的内周面设置有与所述检测体容器的螺纹部卡合的螺纹部，

在所述盖的轴向另一端侧形成有供所述保持机构部的保持轴插入的保持孔，并且在所述保持孔的内部形成有与所述卡合部卡合的凹凸。

3.根据权利要求2所述的闭栓装置，其特征在于，

所述闭栓装置具有供给机构部，所述供给机构部将所述盖供给至闭栓位置中所述检测体容器与所述保持轴之间的位置，

所述移动机构部通过使所述保持轴朝向所述检测体容器移动，从而对配置在所述保持轴与所述检测体容器之间的所述盖进行保持，并使所述盖移动并装配于所述检测体容器的开口，

通过使所述保持轴旋转而将所述盖与所述检测体容器的螺纹部螺纹结合。

4.根据权利要求1所述的闭栓装置，其特征在于，

所述保持机构部包括保持轴，所述保持轴具有与所述盖卡合的卡合部，

所述旋转机构部具有使所述保持轴旋转的马达，

所述移动机构部包括：

齿条，所述齿条设置于支承所述旋转机构部以及所述保持机构部的支承部；以及

小齿轮，所述小齿轮构成为能够与所述齿条卡合，且所述小齿轮能够旋转。

5.根据权利要求2所述的闭栓装置，其特征在于，

所述盖在所述保持孔内具有沿径向延伸的纵板，

所述卡合部包括：

狭缝，所述狭缝设置于所述保持轴的顶端，且构成为能够供所述纵板插入；以及

顶端变细形状的插入片，所述插入片设置在多个所述狭缝之间。

6.一种闭栓单元，其特征在于，所述闭栓单元进一步包括：

权利要求1至5中任一项所述的闭栓装置；以及

搬运单元，所述搬运单元沿规定的路径搬运保持器，所述保持器构成为能够将所述检测体容器保持为立起状态。

7.一种闭栓方法，其特征在于，所述闭栓方法包括如下步骤：

使保持轴朝向具有开口的所述检测体容器移动，所述保持轴与装配到检测体容器的盖卡合；

通过使所述保持轴旋转而将所述盖与所述检测体容器螺纹结合；

检测在所述旋转时作用于所述保持轴的转矩；

基于所述检测出的转矩而控制所述保持轴的旋转动作。