JP2014077772A - 検体搬送装置、検体処理装置、および検体搬送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検体容器を立位状態に維持したまま搬送することが可能な検体搬送装置、検体処理装置、及び検体搬送方法を提供する。
【解決手段】検体搬送装置２０は、検体を収容するカップ状の検体容器１１を立位状態で保持するホルダ１６と、所定の搬送路に沿って配されるチェーン部材２３と、チェーン部材の所定箇所に設けられ、ホルダを支持する支持部２４と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、検体搬送装置、検体処理装置、および検体搬送方法に関する。

例えば沈査、定性、生化などの検査において、尿などの検体を尿カップ等の検体容器に収容し、各種処理ステーションを通る所定の経路に沿って搬送する。尿カップの搬送機構としてはベルト式のコンベヤ機構が一般的であり、両側に設けられた搬送レールに係合するホルダをベルト上に載置しベルトを走行させて搬送している。

特開２０１１-０１３０８６号公報

カップ状の検体容器の搬送では、カップの位置ずれによる傾斜・転倒を防止して立位状態を維持しながら搬送することが求められる。

一形態にかかる検体搬送装置は、検体を収容するカップ状の検体容器を立位状態で保持するホルダと、所定の搬送路に沿って配されるチェーン部材と、前記チェーン部材の所定箇所に設けられ、前記ホルダを支持する支持部と、を備えることを特徴とする。

他の一形態に係る検体処理装置は、前記検体搬送装置と、前記搬送路の側部に設けられ、前記検体ホルダを立位状態で回転させて内部の前記検体を撹拌する撹拌部と、前記搬送路において前記撹拌部の下流側に設けられ、前記検体容器の前記検体を分取し、他の容器に分注する分取・分注部と、を備えたことを特徴とする。

他の一形態に係る検体搬送方法は、検体を収容するカップ状の検体容器を、ホルダにて立位状態で保持するとともに、所定の搬送路に沿って配されるチェーン部材の所定箇所に前記ホルダを支持した状態で、前記チェーン部材を送り駆動することを特徴とする。

実施形態によれば、検体容器を立位状態に維持したまま搬送することが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る検体処理装置の説明図。 同実施形態にかかる撹拌部を一部切欠して示す側面図。 同実施形態にかかる搬送部の内部構造を示す側面図。 同実施形態にかかる搬送部の内部構造を示す斜視図。 他の実施形態にかかる検体処理装置を示す平面図。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態にかかる検体処理装置１０について図１及び図２を参照して説明する。図１は本実施形態にかかる検体処理装置１０の説明図、図２は撹拌部３０の側面図であり、フレーム２２等を破断して一部断面で示している。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示している。

検体処理装置１０は各種検査処理に先立って予め検体を撹拌、分取・分注する装置であり、例えば分析装置の前処理装置の１つとして用いられる。検体処理装置１０は、所定の搬送パスに沿って検体容器としてのカップ１１を搬送する搬送部２０と、搬送されるカップ１１をホルダ１６毎回転させて検体の撹拌を行う撹拌部３０（撹拌装置）と、撹拌の直後にカップ１１から検体１２を分取し、スピッツ等に分注する分取・分注部４０と、各部の動作を制御する制御部５０と、を備えている。さらに搬送パスの上流側や下流側には各種の処理部が設置されており、搬送されるカップ１１またはカップ１１内の検体に対して各種の処理が施されるようになっている。

本実施形態では、検体１２は尿であり、検体容器として筒状のカップ１１を用いた。カップ１１は例えば紙製であって、上面開口を有し、内部に尿を収容する空間を有する円筒形状に構成されている。カップ１１は上側が広くなるように拡径し、下部がホルダ１６の保持部１７に挿入されて立位状態で支持され、搬送される。カップ１１の外周側面には、検体の量を認識するための目盛１１ａや、検体の識別情報を表示するバーコード１１ｂ等の各種検体情報が表示されている。なお、本実施形態では一例として底部直径３０〜１００ｍｍ、上面開口部の直径５０〜１５０ｍｍ、高さ３０〜１００ｍｍ程度のサイズのカップ１１を用いた。

図１及び図２に示すように、ホルダ１６は、カップ１１の下部の外側面を保持する保持部１７と、保持部１７の下に連続して設けられる首部１８と、首部１８の下に連続する大径の回転盤１９と、を同軸的に一体に備えている。

保持部１７は上側が拡径する有底円筒状に構成されている。保持部１７は樹脂製で有底円筒状を成す筒部１７ａと、筒部１７ａの外周の一部を被覆する金属製の外側層１７ｂとを有している。筒部１７ａの内側の樹脂表面がカップ１１の外周に密着し、カップ１１を略鉛直の立位状態に維持したまま、円形の収容空間に保持するように構成されている。

首部１８は保持部１７の下に連続して一体に成形され、保持部１７の底部の中心から下方に突出するように連続して設けられている。首部１８は搬送部２０のガイドレール２１間のスリット２１ａに沿って案内される。

回転盤１９（回転部）は、首部１８の下に連続して設けられ、樹脂製で円盤状に構成された円盤部１９ａと、円盤部１９ａの中心から下方に突出する係合部１９ｂとを備えている。円盤部１９ａの外周側面は、ローラ３３の外周側面と当接して配置され、摩擦によりローラ３３に追従して回転するように構成されている。

係合部１９ｂは回転軸に沿って下方に突出し、搬送部２０のチェーンベルト２３（チェーン部材）上に設けられた支持部２４に回転可能に係合保持されている。

図４に示すように、円盤部１９ａの下側には同軸であって、円盤部１９ａよりも小径で係合部１９ｂよりも大径の円形部１９ｄが突出して設けられている。この円形部１９ｄの下面からピン状の係合部１９ｂが下方に突出して設けられている。係合部１９ｂをブロック２５の支持孔２５ａに挿入した際に円形部１９ｄの下面がブロック２５に当接することでホルダ１６の高さ位置が規制される。

並列する複数のホルダ１６のうちの約半数には、さらに円盤部１９ａとガイドレール２１との間の距離を規制する規制プレート１９ｃが装着され、円盤部１９ａの位置を規制している。規制プレート１９ｃを１個置きに装着することで、ローラーチェーン７０上に並列して固定される円盤部１９ａの位置が交互に上下方向にずれ、隣り合う円盤部１９ａの外周の一部が上下に重なるように配置した。すなわち、並列される複数のホルダ１６において、約半数のホルダ１６では規制プレート１９ｃの上面と保持部１７の下面との間にガイドレール２１が係合し、約半数のホルダ１６では、円盤部１９ａの上面と保持部１７の下面との間にガイドレール２１が係合する。

なお、首部１８の上端面から円形部１９ｄの下端面までの距離は全てのホルダ１６で同長さになるように揃えられ、ホルダ１６及びカップ１１の高さ位置は一定に揃えられる。

搬送部２０は、チェーン式の搬送機構であって、所定の搬送パスに沿う一対のガイドレール２１を有するフレーム２２と、搬送パスに沿って配されガイドレール２１の裏側でホルダ１６を係合保持した状態で移動するチェーンベルト２３と、チェーンベルト２３上にホルダを支持する支持部２４と、チェーンベルト２３を送り駆動する搬送モータやエアアクチュエータ等の駆動手段と、を備え、ホルダ１６を搬送パスに沿って搬送する機能を有する。

一対のガイドレール２１間には搬送パスを規定するスリット２１ａが形成される。また、ガイドレール２１はローラ３３と回転盤１９との対向部において側部が一部分切欠かれた窓部２１ｂを有し、この窓部２１ｂからローラ３３が露出している。

図３及び図４に内部構造を示すように、チェーンベルト２３はローラーチェーン７０であって、複数の連結駒７０ａが連結されて構成されている。各連結駒７０ａは、ローラ７１と、軸体７２と、ローラ７１の両端に配される一対の内側プレート７３と、内側プレート７３より外側に配される一対の外側プレート７４と、を備えて構成されている。

各プレート７３,７４は平面視ひょうたん形状の板であって、軸体７２が挿通する孔部を二つずつ備えている。ローラ７１内に挿通される軸体７２を中心にローラ７１の両端にそれぞれ一対のプレート７３，７４がローラ７１に内蔵されるブッシュを介して軸支される。内側プレート７３と外側プレート７４の一方の孔部が互いに１つの共通の軸体７２に挿通されて軸支され、他方の孔部が互いに反対側に隣接する別の２つの軸体７２にそれぞれ挿通されて軸支されることで、複数の連結駒７０ａが回動可能に複数連結される。

ローラーチェーン７０には所定のピッチで固定用プレート７６が設けられている。固定用プレート７６は上流側の軸体７２の外側プレートの位置に配される外側片７６ａと、外側片から連続して内方に屈曲する屈曲片７６ｂと、次の軸体７２の内側プレートの位置に配置される内側片７６ｃと、を連続して一体に有するプレートであって、ホルダ１６を固定する箇所において軸体７２の両端に一対の固定用プレート７６がそれぞれ設けられる。

この固定用プレート７６の下流側の内側片７６ｃと、次の連結駒７０ａの内側プレート７３の上面に、支持部２４が固定される。

ローラーチェーン７０の所定箇所には動力伝達手段としてのスプロケットがローラーチェーン７０に噛み合って係合した状態で設けられている。搬送モータやエアアクチュエータなどの駆動手段によりスプロケットを回転駆動することで、ローラーチェーンが搬送パスに沿って送られ、この搬送によって、ローラーチェーン７０上の所定箇所に支持されたホルダ１６が搬送パスに沿って移動する。

支持部２４は、係合部１９ｂが挿入支持される支持孔２５ａを有するブロック２５を備え、固定用プレート７６とその下流側に隣接する内側プレート７３の上面にブラケット２６を介して固定されている。ブラケット２６は断面コ字状に屈曲しブロック２５の両側部を挟む一対の側片２６ａと側片２６ａの下端縁を連結する底片を一体に有して構成されている。ブラケット２６は上側の開口にブロック２５を保持し、底片が固定用プレート７６及び内側プレート７３の上面にねじ留め固定され、両側の側片２６ａがブロック２５の側部にねじ留め固定されることにより、ローラーチェーン７０にブロック２５を固定する。

図４に示すように、所定のピッチで支持部２４がチェーンベルト２３上に固定され、そのブロック２５の支持孔２５ａにホルダ１６から下方に突出するピン状の係合部１９ｂが挿入され、保持される。

図２に示すように、一対のガイドレール２１の下側に回転盤１９が配され、ガイドレール２１の上側に保持部１７が配され、ガイドレール２１間のスリット２１ａに案内されてホルダ１６の首部１８が移動可能な状態で、ホルダ１６がフレーム２２に係止されるとともに、回転盤１９の下方において係合部１９ｂがチェーンベルト２３上の支持部２４に係合保持される。

撹拌部３０は、検体１２を収容するカップ１１を立位状態で保持するホルダ１６を回転させる回転機構部３１を備える。回転機構部３１は、制御部５０に制御される撹拌モータ３２と、撹拌モータ３２に接続されて回転するローラ３３とを備えている。ここでは、ローラ３３の回転に追従して回転するホルダ１６の円盤部１９ａが回転機構部３１の動力伝達機能の一部を担っている。

ローラ３３は、樹脂製で円筒状に構成されている。ローラ３３は、撹拌モータ３２によって回転駆動され、樹脂製の外周面に当接した円盤部１９ａを回転させる動力伝達機構として機能する。

図１に示すように、撹拌部３０の側部には、バーコード読取装置３４が設けられている。このバーコード読取装置３４は、撹拌時のカップ１１の回転初期に、カップ１１の側部に付されたバーコード１１ｂを検出し、表示された各種情報を検出する。

分取・分注部４０は、搬送パスにおいて撹拌部３０の下流側に隣接して設けられている。分取・分注部４０は、例えば撹拌後のカップ１１を傾動させる傾動部４１と、カップ１１内の検体１２を分取・分注するノズル４２と、ノズル４２を支持して動作する移動アーム４３と、移動アーム４３及びノズル４２を作動させる駆動部と、を備えて構成され、制御部５０の制御によって所定のタイミングで動作する。

傾動部４１は進退動可能な押圧片４１ａを備える。傾動部４１は制御部５０の制御によって所定のタイミングで押圧片４１ａを進退動させることにより、撹拌直後のカップ１１の側面の所定位置を所定量押圧してカップ１１を傾動させる。

ノズル４２は、検体１２を所定量吸引及び吐出可能であり、上下動（進退動）可能に構成されている。ノズル４２は制御部５０の制御による移動アーム４３の動作に伴って移動可能に構成されている。

以下、本実施形態に係る検体処理装置１０の動作について説明する。

搬送部２０においてフレーム２２にホルダ１６が回転可能に支持された状態で、制御部５０によって搬送用の駆動手段を駆動し、チェーンベルト２３を移送する。チェーンベルト２３の移送に伴い、ホルダ１６が立位状態のまま搬送パスに沿って移動する。

例えばチェーンベルト２３に噛み合うスプロケットを回転駆動し、チェーンベルト２３を送り方向に移動させる。ローラーチェーン７０に所定ピッチで設けられたプレート７６,７３上に固定されたブロック２５に挿入支持されたホルダ１６はローラーチェーン７０の移動に伴って移送される。このとき、軸支されたホルダ１６の位置ずれや傾斜・転倒を防止し、所定間隔で順次処理ステーションに立位状態を維持したままカップ１１を送ることが可能となる。

搬送パスには複数のカップ１１が所定の間隔で保持され、チェーンベルト２３の移送に伴って順次流れており、複数のカップ１１に対して同時に並行して各種の処理が行われる。ここでは、一つのカップ１１に着目して撹拌処理及び分取分注処理を順番に説明する。

制御部５０は、対象のカップ１１が撹拌部３０の処理ステーションに到達した時点で、チェーンベルト２３の移動を一時停止する。そして、撹拌モータ３２を駆動することにより、ローラ３３を回転させる。ローラ３３の外周面３３ａが回転盤１９の円盤部１９ａの樹脂表面に当接した状態でローラ３３が回転すると、摩擦により回転盤１９がローラ３３の回転に追従して回転することで、ホルダ１６が回転し、ホルダ１６に保持されたカップ１１が立位状態に保持されたまま回転する。

この回転により、カップ１１内の検体１２が全体的に撹拌される。なお、回転速度や時間の条件は、検体１２の量等に応じて決定され、例えば飛散防止や所望の撹拌精度を満たすように設定する。本実施形態では例えば１５０〜２００ｒｐｍ程度の回転速度に設定した。

本実施形態では、カップ１１の回転時に、バーコード読取装置３４にて、カップ１１の側部に付されたバーコード１１ｂを検出し、表示された各種情報を検出する。すなわち、撹拌用のカップ１１の回転動作を利用して、側部のいずれかの部分に付されたバーコード１１ｂの検出を行うことで、読取動作を効率的に行う。

撹拌処理後に搬送部２０を駆動してカップ１１を下流の分取・分注部４０に送る。対象のカップ１１が分取・分注部４０の処理ステーションに到達した時点で、一時停止する。なお、撹拌部３０には次のカップ１１が送られ、次のカップ１１に対して上記と同様に撹拌処理が行われる。

分取・分注部４０において、制御部５０により移動アーム４３を駆動させてノズル４２をカップ１１の真上に移動させる。

ノズル４２の移動と並行して傾動部４1によってカップ１１の所定箇所を所定量押圧することで、カップ１１を傾ける傾動動作を行う。カップ１１が傾くと、内部の検体１２がノズル４２の位置に集められ、検体１２の深さが深くなるため、分取しやすくなる。

次に所定のタイミングでノズル４２を下降し、傾斜状態の撹拌後のカップ１１に挿入する。この挿入状態で吸引動作を行い、内部の検体１２を所定量分取する。

分取後にノズル４２を上昇させてカップ１１から抜き出し、移動アーム４３によって所定の分注ポイントまで移動させ、他のスピッツ等の容器に検体１２を吐出して分注する。以上により撹拌処理及び分取・分注処理が完了する。

なお、分取処理の終了後には傾動部４１の押圧片４１ａを退避させてカップ１１を立位状態に戻し、所定のタイミングで搬送部２０を駆動することによりカップ１１を下流側に送る。この時、上流側から撹拌処理後の別のカップ１１が分取・分注部４０に送られる。以上の処理を繰り返し、複数のカップ１１に対して順次処理を行う。

本実施形態にかかる検体処理装置１０によれば、カップ１１を立位状態に維持したまま複雑な搬送パスを移動させることができる。すなわち、ローラーチェーン７０の所定箇所にホルダを個々に軸支した構造としたことにより、ホルダ１６がローラーチェーン７０の所定箇所に軸支され、搬送方向や側方に移動するのを防止できる。またカップ１１の下部の周囲を囲んで密着保持する保持部１７によって垂直な立位状態を保持しつつ、回転力を伝達することが可能となる。

さらに、搬送部２０をチェーン構造としたことにより、湾曲して往復するような複雑な搬送パスに適用した場合であっても、ホルダ１６の位置ずれや傾動を防止してスムーズな搬送が可能となる。例えばベルトに載置して送るベルトコンベヤ式の場合には、搬送方向の変更や往復動作の構造が複雑となるが、本実施形態のチェーン構造によれば搬送方向の変更や往復動作も単純な構造で容易に実現できる。

また、搬送部２０ではホルダ１６を上からブロック２５に挿入あるいはブロック２５から上に抜き出すだけでホルダ１６の着脱が可能であり、複数種類のホルダ１６に適用できるため、様々なサイズの検体容器に適用できる。

なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

例えば他の実施形態として図５に示す検体処理装置１００は、装置１００の上面に矩形の板状の搬送フレーム６１を備え、この搬送フレーム６１の面内において複数回搬送方向が変化するループ状の搬送パスＡが形成されている。搬送パスＡに沿って所定位置に、撹拌部３０、分取・分注部４０、搬入部、搬出部等の各種処理ステーションが設けられている。

この実施形態では搬送パスＡに沿うスリット２１ａが搬送フレーム６１に形成され、このスリット２１ａの両側部のフレーム部分がガイドレール２１を構成する。このフレーム６１の下側（裏側）で、搬送パスＡに沿って、複数の連結駒７０ａが繋がれたループ状のローラーチェーン７０（チェーンベルト２３）が配されている。

図５に示すように搬送パスＡの各湾曲部Ａ１の内側にはローラーチェーン７０に噛み合うスプロケット８１が配設されている。スプロケット８１は外周にローラーチェーン７０に噛み合う歯部を有し、その回転軸が駆動手段に接続されている。なお、図５では２か所のスプロケット８１のみを示し、他の湾曲部におけるスプロケット８１を省略しているが、実際には図５に示す搬送パスＡに設けられた１２か所の湾曲部全てにスプロケット８１が配置されている。このスプロケット８１は、ローラーチェーン７０の位置決め機能と駆動力伝達機能を有し、ローラーチェーン７０がスプロケット８１に噛み合った状態で、搬送モータやエアアクチュエータ等の駆動手段によっていずれかのスプロケット８１を回転駆動することで、ローラーチェーン７０が搬送パスＡに沿ってスムーズに送られる。

この他、例えば上記実施形態では検体及び検体容器として尿と、カップを例示したが、これに限られるものではなく他の検体及び検体容器にも適用可能である。

この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。

１０…検体処理装置、１１…カップ、１２…検体、１６…ホルダ、１７…保持部、１９…回転盤（回転体）、１９ａ…円盤部、１９ｂ…係合部、１９ｃ…規制プレート、２０…搬送部（検体搬送装置）、２１…ガイドレール、２１ａ…スリット、２１ｂ…窓部、２２…フレーム、２３…チェーンベルト、２４…支持部、２５ａ…支持孔、２５…ブロック、２６…ブラケット、３０…撹拌部（撹拌装置）、３１…回転機構部、３２…撹拌モータ、３３…ローラ、３３ａ…外周面、４０…分取・分注部、４１…傾動部、４１ａ…押圧片、４２…ノズル、４３…移動アーム、５０…制御部、６１…搬送フレーム、７０…ローラーチェーン、７０ａ…連結駒、７１…ローラ、７２…軸体、７３…内側プレート、７４…外側プレート、７６…固定用プレート、７６ａ…外側片、７６ｂ…屈曲片、７６ｃ…内側片、８１…スプロケット、１００…検体処理装置。

Claims (4)

1. 検体を収容するカップ状の検体容器を立位状態で保持するホルダと、
   所定の搬送路に沿って配されるチェーン部材と、
   前記チェーン部材の所定箇所に設けられ、前記ホルダを支持する支持部と、
   を備えることを特徴とする検体搬送装置。
2. 前記ホルダを所定の搬送路に沿って案内するガイドレールを備え、
   前記検体容器は前記検体を収容する筒状のカップであり、
   前記チェーン部材は互いに連結される複数の連結駒を有し前記ガイドレールの下側で前記搬送路に沿って配され、
   前記チェーン部材には支持孔を有する支持部が設けられ、
   前記ホルダは、前記ガイドレールの上側で前記カップの下部の外周部を保持する保持部と、前記保持部の下方に設けられ前記ガイドレールに案内される首部と、前記首部より下方に設けられ下方に突出し前記チェーン部材の前記支持孔に挿入される係合部と、を備えることを特徴とする検体搬送装置。
3. 請求項１または２に記載の検体搬送装置と、
   前記搬送路の側部に設けられ、前記検体ホルダを立位状態で回転させて内部の前記検体を撹拌する撹拌部と、
   前記搬送路において前記撹拌部の下流側に設けられ、前記検体容器の前記検体を分取し、他の容器に分注する分取・分注部と、
   を備えたことを特徴とする検体処理装置。
4. 検体を収容するカップ状の検体容器を、ホルダにて立位状態で保持するとともに、
   所定の搬送路に沿って配されるチェーン部材の所定箇所に前記ホルダを支持した状態で、前記チェーン部材を送り駆動することを特徴とする検体搬送方法。

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