JP2024005728A - 粉体供給装置および処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】計量穴の粉体にかかる荷重の変動を小さくして、正確に粉体を計量できる粉体供給装置を提供することを一の目的とする。【解決手段】粉体供給装置の供給部は、排出口から下方に設けられた筒状のシュートと、シュートの下方に設けられた計量部を備える。計量部には、計量穴が形成されている。計量穴は、計量部を上方から平面視した場合に、シュートよりも外側の計量領域に形成されている。【選択図】図６

Description

本開示は、粉体を定量的に供給する粉体供給装置および試料を自動処理するための処理システムに関する。

特許第４７２８７９４号公報（特許文献１）には、ホッパーに収容された粉体をホッパーからホッパーの下に設けられた供給盤の粉体収容部へ供給し、粉体収容部に供給された粉体をすりきり板ですりきる粉体計量供給機が開示されている。

特許第４８１８５３２号公報（特許文献２）には、貯室の底面の粉体充填口から粉体が落下して供給盤の小室へ充填され、小室に充填された粉体をすりきり板ですりきって一定量にする粉体定量供給機が開示されている。

特許第４７２８７９４号公報 特許第４８１８５３２号公報

計量穴である小室に粉体を充填することで一定量の粉体を計量する場合、計量穴内の粉体のかさ密度に応じて粉体の重量が変化する。粉体のかさ密度は、粉体にかかる荷重によって変動する。

たとえば、粉体を収容するコンテナの排出口の真下に計量穴を形成した場合、コンテナ内の粉体の重さが計量穴の粉体にかかる。コンテナ内の粉体の重さは、粉体を供給していくうちに減ったり、粉体を補充したことで増えたりと、変動する。そのため、コンテナ内の粉体の重さが計量穴の粉体にかかると、コンテナ内の粉体の重さの変動によって計量穴の粉体にかかる荷重が変動する。その結果、同じ容積の計量穴で粉体を計量しても、計量穴の粉体にかかる荷重によって粉体の重量が変化し、正確に粉体を計量することができないという課題があった。

本開示は、計量穴の粉体にかかる荷重の変動を小さくして、正確に粉体を計量できる粉体供給装置を提供することを一の目的とする。

本開示の粉体供給装置は、下端に排出口が形成され、粉体を収容するコンテナと、排出口の下方に設けられ、コンテナから排出された粉体を計量し、計量された粉体を供給先に供給する供給部と、を備える。供給部は、排出口から下方に設けられた筒状のシュートと、シュートの下方に設けられ、少なくとも１つの計量穴が形成された計量部と、少なくとも１つの計量穴の壁面の上端部を通過するように計量部に対して相対的に移動可能に設けられた移動部と、を含む。移動部の移動に伴って、少なくとも１つの計量穴に粉体が入るとともに、上端部において粉体がすりきられる。少なくとも１つの計量穴は、計量部を上方から平面視した場合に、シュートよりも外側の計量領域に形成されている。

本開示の処理システムは、試料を自動で処理するためのシステムであって、下端に排出口が形成され、粉体を収容するコンテナと、排出口の下方に設けられ、コンテナから排出された粉体を計量し、計量された粉体を供給先に供給する供給部と、供給部から粉体の供給を受ける供給位置に試料容器を搬送する搬送装置と、制御部と、を備える。供給部は、排出口から下方に設けられた筒状のシュートと、シュートの下方に設けられ、少なくとも１つの計量穴が形成された計量部と、少なくとも１つの計量穴の壁面の上端部を通過するように計量部に対して相対的に移動可能に設けられた移動部と、を含む。移動部の移動に伴って、少なくとも１つの計量穴に粉体が入るとともに、上端部において粉体がすりきられる。少なくとも１つの計量穴は、計量部を上方から平面視した場合に、シュートよりも外側の計量領域に形成されている。制御部は、所定の処理が完了した以降に、試料容器を供給位置に搬送するように搬送装置を制御する。制御部は、供給位置に試料容器が搬送されたことに基づいて当該試料容器に粉体の供給を開始するように供給部を制御する。制御部は、所定の処理を開始してから供給位置に試料容器が搬送されるまでの間に、粉体の計量が完了するように供給部を制御する。

本開示によれば、計量穴が計量領域に形成されているため、コンテナ内の粉体の重さが計量穴にかからない。その結果、計量穴の粉体にかかる荷重の変動を小さくすることができ、正確に粉体を計量できる。

粉体供給装置の概略斜視図である。 供給部周辺の概略断面図である。 図２中に示す領域ＩＩＩの拡大図である。 供給部の概略斜視図である。 供給部の平面図である。 供給部の平面図である。 処理システムの概略構成を説明する図である。 処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［粉体供給装置］
＜粉体供給装置の構成＞
図１は、粉体供給装置の概略斜視図である。以降の説明において、粉体供給装置１の設置面をｘｙ平面とし、ｘｙ平面に対して垂直な軸をｚ軸と規定する。また、以降の説明において、上はｚ軸の正方向、下はｚ軸の負方向とする。

図１に示すように、粉体供給装置１は、コンテナ１０と、コンテナ１０の下方に設けられた供給部２０とを備える。粉体供給装置１は、供給部２０の下方に設けられた回収トレイ３０をさらに備える。また、供給部２０の真下には、ラック２に保持された試料瓶３が設置される。

コンテナ１０には、粉体が収容される。図示していないものの、コンテナ１０の上部には開口が設けられており、コンテナ１０は、開口を通して粉体を補充できるように構成されている。なお、コンテナ１０の上部に設けられた開口に取り外し可能な蓋を取り付けてもよい。

コンテナ１０に収容された粉体は、コンテナ１０の下端に形成された排出口１２（図２参照）から供給部２０へ排出される。供給部２０は、粉体を計量し、計量された粉体を供給先である試料瓶３へ供給する。供給部２０は、計量穴２４２（図２参照）に粉体を入れ、計量穴２４２の壁面の上端部２４６（図２参照）において粉体がすりきられることで粉体を計量する。すなわち、供給部２０は、粉体を容積で計量する。供給部２０内の粉体のうち試料瓶３へ供給されなかった粉体の少なくとも一部は、回収トレイ３０に排出されて回収される。

試料瓶３は、供給部２０から粉体の供給を受ける供給位置に、ラック２に収容された状態で設置される。試料瓶３は、例えば遠沈管であり、粉体といった試料を収容する。ラック２は、複数の試料瓶３を保持する。ラック２（すなわち、試料瓶３）は、人の手によって供給位置に設置されてもよく、また、ベルトコンベアおよびロボットアームなどの搬送装置によって供給位置に設置されてもよい。

＜供給部の構成＞
図２は、供給部周辺の概略断面図である。図３は、図２中に示す領域ＩＩＩの拡大図である。図４は、供給部の概略斜視図である。なお、図４においては、便宜上、カバー２３を外した状態であって、外筒２１の内側だけを記載している。

供給部２０は、外筒２１と、シュート２２と、カバー２３と、計量部２４と、移動部２６と、駆動装置２８と、シャッター２９とを備える。

外筒２１は、計量部２４の上面に設けられている。カバー２３は、外筒２１の上に設けられている。カバー２３は、外筒２１の上方を塞ぎ、供給部２０の天井壁として機能する。カバー２３の中心には開口２３２が形成されている。開口２３２には、排出口１２が取り付けられる。

シュート２２は、筒状であって、排出口１２の下方に設けられている。本実施の形態において、シュート２２は、カバー２３の下面（換言すると、供給部２０の天井面）に取り付けられており、コンテナ１０とつながるように開口２３２の外周に取り付けられている。コンテナ１０に収容された粉体は、排出口１２からシュート２２を通って、供給部２０内に送られる。

計量部２４は、平板状の部材である。なお、計量部２４の形状は、これに限られない。計量部２４には、計量部２４をｚ軸方向に貫通する４つの計量穴２４２が形成されている。なお、計量穴２４２の数は、４つに限定されるものではなく、少なくとも１つ以上であればよい。

計量部２４は、計量穴２４２に着脱可能なカップ２４４をさらに備える。カップ２４４は、計量穴２４２内の容積を調整するためのものであって、ｚ軸方向に貫通する穴が形成されている。カップ２４４を計量穴２４２に取り付けることで、計量穴２４２の大きさ（計量する容積）を変更できる。計量部２４は、着脱可能なカップ２４４をさらに備えることで、穴の大きさが異なる別の種類のカップに付け替えるだけで、容易に計量する粉体の量（容積）を変更できる。

なお、供給部２０によって計量される粉体の量（容積）を変更する方法は、カップ２４４の種類を変更する方法に限られない。たとえば、計量穴２４２の大きさが異なる複数種類の計量部２４を用意し、計量部２４を取り替えることで計量される粉体の量（容積）を変更できるようにしてもよい。

移動部２６は、計量部２４の上を移動可能に設けられている。本実施の形態において、移動部２６は、十字状の板状部材であって、十字の交差部分がシュート２２の中心軸に重なるように、計量部２４に回転可能に取り付けられている。

駆動装置２８は、移動部２６を動かすモータである。駆動装置２８によって移動部２６が回転すると、移動部２６の４つの翼２６２の各々が、計量穴２４２の壁面の上端部２４６（換言すると、計量穴２４２の縁）を通過する。なお、翼２６２は、計量部２４（カップ２４４）の上面と接していてもよいが、摩擦を小さくするために計量部２４（カップ２４４）との間に０．５ｍｍ程度の隙間が形成されるように配置されてもよい。

図３に示すように、移動部２６は、シュート２２と計量部２４との間に設けられており、移動部２６とシュート２２との間にわずかな隙間が形成されている。また、シュート２２と計量部２４との間であって、移動部２６が設けられていない箇所には、移動部２６とシュート２２との間の隙間に翼２６２の厚み分の隙間を加えた隙間Ｃが形成されることとなる。

図４に示すように、移動部２６は、鉛直方向に伸びる搬送部２６４を有する。搬送部２６４は、移動部２６の４つの翼２６２の各々に設けられている。搬送部２６４は、翼２６２の移動方向に対して垂直な辺上に設けられている。

図２に戻り、シャッター２９は、計量穴２４２の下方を覆い開閉可能に構成されている。閉じた状態において、シャッター２９は、計量穴２４２の底として機能する。試料瓶３は、計量穴２４２の真下に設置される。シャッター２９は、図２中のＤ１方向に開く。シャッター２９が開くと、計量穴２４２の粉体は、落下して試料瓶３内に供給される。

図示していないものの、シャッター２９は、４つの計量穴２４２の各々に対応するように４つ設けられている。なお、シャッター２９は、計量部２４に形成されている計量穴２４２の数に応じて設けられていればよい。たとえば、計量穴２４２が３つ形成されているのであれば、シャッター２９は３つ設けられていればよい。

シャッター２９は、ソレノイドといったアクチュエータ（不図示）を駆動させることで開閉可能に構成されている。アクチュエータは、複数のシャッター２９の各々に対応するように複数設けられていてもよいし、複数のシャッター２９に対して一つ設けられていてもよい。

＜計量領域＞
図５および図６は、供給部の平面図である。図５および図６においては、便宜上、カバー２３を外した状態であって、外筒２１の内側だけを記載している。

図５および図６に示すように、供給部２０を上方から平面視した場合に、供給部２０内の領域、より具体的には、外筒２１内の領域は、シュート２２によって、シュート２２の外側の計量領域Ａ１と、シュート２２の内側の落下領域Ａ２とに分けられる。

複数の計量穴２４２は、各々、計量部２４を上方から平面視した場合に、シュート２２の外側の計量領域Ａ１に形成されている。また、計量穴２４２は、シュート２２の中心軸を中心とした同心円上の周方向に等間隔で複数形成されている。移動部２６は、計量部２４上をシュート２２の中心軸を中心に計量穴２４２の壁面の上端部２４６を通過するように移動する。換言すると、計量穴２４２は、移動部２６の移動方向に沿って等間隔に複数形成されている。

搬送部２６４は、翼２６２の移動方向に対して垂直な辺のうち、シュート２２の外側である計量領域Ａ１に伸びた辺に設けられている。そのため、複数の搬送部２６４は、各々、計量領域Ａ１に設けられている。移動部２６は、計量部２４上をシュート２２の中心軸を中心に回転可能に設けられている。すなわち、搬送部２６４は、計量領域Ａ１内を移動し、落下領域Ａ２内を通過することはない。

翼２６２は、計量穴２４２上を通過したときに、計量穴２４２を覆う程度の幅を有する。そのため、翼２６２が計量穴２４２の上に位置している図５に示す状態のときに、翼２６２は計量穴２４２の天井壁として機能する。

計量部２４には、さらに、計量部２４をｚ軸方向に貫通する排出穴２４８が形成されている。排出穴２４８は、計量領域Ａ１に形成されており、排出穴２４８の下に回収トレイ３０が設置されている。計量領域Ａ１内に移動した粉体のうち、計量穴２４２内に入らなかった粉体の少なくとも一部は、排出穴２４８を通って、回収トレイ３０に排出される。

＜粉体供給装置の動作＞
粉体供給装置１の動きについて説明する。粉体は、図示していないコンテナ１０の上部に設けられた開口からコンテナ１０内に収容される。コンテナ１０内に収容された粉体は、排出口１２からシュート２２内に排出される。

シュート２２内に排出された粉体は、落下領域Ａ２内に落ちる。計量領域Ａ１は、シュート２２によって落下領域Ａ２と領域が隔てられている。そのため、コンテナ１０内の粉体の重さは、計量部２４上の落下領域Ａ２にかかる一方、計量領域Ａ１にはかからない。

駆動装置２８を駆動させて移動部２６を回転させると、移動部２６の翼２６２と翼２６２との間の計量部２４上に落下した粉体が翼２６２によって押し出され、隙間Ｃを通って少量ずつ計量領域Ａ１に送り出される。なお、翼２６２とシュート２２との間のわずかな隙間からも粉体が落下領域Ａ２から計量領域Ａ１へ移動する。

計量領域Ａ１に移動した粉体は、搬送部２６４および翼２６２によって計量領域Ａ１内を移動して計量穴２４２内に落下する。なお、移動部２６を回転させている間、シャッター２９は、閉じた状態にある。そのため、計量穴２４２内に落下した粉体が試料瓶３に落ちることはない。移動部２６を回転させると計量穴２４２内に次々と粉体が落下していき、計量穴２４２に粉体が充填されていく。上端部２４６よりも上にある粉体は、翼２６２によってすりきられる。すなわち、移動部２６が移動することに伴って、計量穴２４２に粉体が入るとともに、移動部２６が上端部２４６を通過して上端部２４６において粉体がすりきられる。また、計量領域Ａ１内を移動する粉体の一部は、排出穴２４８から回収トレイ３０に排出される。

その後、複数の計量穴２４２の各々に粉体が充填され、計量穴２４２内が粉体で満たされると、粉体供給装置１は、移動部２６の回転を止めてシャッター２９を開く。これにより、計量穴２４２の容積分の粉体が試料瓶３に供給されることとなる。なお、粉体供給装置１は、計量穴２４２内が粉体で満たされたか否か、すなわち、計量が完了したか否かを任意の方法で判断すればよい。例えば、粉体供給装置１は、移動部２６の回転回数を数え、回転回数が一定回数以上に達したら計量穴２４２内が粉体で満たされたと判断してもよい。

なお、粉体供給装置１は、図５に示すように、複数の翼２６２の各々が計量穴２４２上に位置する状態で移動部２６の回転を停止させて、その後、シャッター２９を開くようにしてもよい。これにより、シャッター２９が開いているときに計量穴２４２内に粉体が落下することを防止できる。

粉体供給装置１は、試料瓶３に粉体が供給されたのち、再びシャッター２９を閉じる。その後、移動部２６を回転させると、計量穴２４２内に粉体が充填されて、粉体の計量が再開される。粉体供給装置１は、移動部２６を回転させることで粉体を計量し、移動部２６を停止した状態でシャッター２９を開くことで粉体を供給する。粉体供給装置１は、移動部２６の回転および停止ならびにシャッター２９の開放および閉鎖を繰り返すことで、連続的に粉体を計量して供給する。

粉体供給装置１は、粉体を容積で計量する。容積で粉体を計量する場合、計量穴２４２内の粉体にかかる荷重が変化すると、粉体のかさ密度が変化して、供給する粉体の重量が変化してしまう。

本実施の形態においては、計量穴２４２が計量領域Ａ１に形成されているため、コンテナ１０内の粉体の重さが計量穴２４２にかからない。そのため、計量穴の粉体にかかる荷重の変動を小さくすることができ、正確に粉体を計量できる。

さらに、本実施の形態において、計量部２４には、排出穴２４８が形成されている。計量領域Ａ１内に移動した粉体のうち、余剰分は、排出穴２４８を通って、供給部２０の外部である回収トレイ３０に排出される。そのため、計量領域Ａ１内の粉体の量を少なく保つことができ、計量穴の粉体にかかる荷重を小さくできる。

また、複数の搬送部２６４は、各々、計量領域Ａ１に設けられており、計量領域Ａ１内を移動する。そのため、搬送部２６４は、計量領域Ａ１内に移動したわずかな粉体だけを搬送すればよく、駆動装置２８にかかる負荷を低減できる。

また、シュート２２と計量部２４との間に隙間Ｃを設けることで、隙間Ｃを設けるという容易な方法で落下領域Ａ２から計量領域Ａ１へ粉体を移動させることができる。

また、計量穴２４２の下方を覆う開閉可能なシャッター２９を設けることで、シャッター２９の開閉という容易な方法で粉体の供給を実現できる。

また、本実施の形態においては、複数の計量穴２４２を設け、各々の下方を覆うシャッター２９を設けた。これにより、シャッター２９を開くことで、同時に複数の試料瓶３に粉体を供給できる。

［処理システム］
本実施の形態にかかる粉体供給装置１は、試料を自動で処理するための処理システムに組み込むことができる。粉体供給装置１を含む処理システムＳＹＳについて、説明する。

＜処理システムの構成＞
図７は、処理システムの概略構成を説明する図である。処理システムＳＹＳは、図１～図６を用いて説明した粉体供給装置１を含み、試料を自動で処理する。

処理システムＳＹＳは、第１の添加ユニット１００、第２の添加ユニット２００、ロボットアーム４０、およびコントローラ９０を備える。第２の添加ユニット２００は、図１～図６を用いて説明した粉体供給装置１を含む。

第１の添加ユニット１００は、搬送装置１１０、着脱装置１２０、添加装置１３０、および振とう装置１４０を備える。搬送装置１１０には、複数のラック２が順次導入される。搬送装置１１０は、ベルトコンベアを含み、導入されたラック２を第１の添加ユニット１００内で一方向またはその反対方向に搬送する。着脱装置１２０は、ラック２に保持された各試料瓶３のキャップ４を回転させることにより、各試料瓶３のキャップ４を着脱する。

添加装置１３０は、一例として、ラック２の各試料瓶３に液体を添加する。振とう装置１４０には、添加装置１３０により処理が行われた複数のラック２、または第２の添加ユニット２００により処理が行われた複数のラック２が順次導入される。振とう装置１４０は、導入されたラック２を振とうすることにより、各試料瓶３の内容物を撹拌する。

第２の添加ユニット２００は、搬送装置２１０、着脱装置２２０および粉体供給装置１を含む。搬送装置２１０には、第１の添加ユニット１００から複数のラック２が順次導入される。搬送装置２１０は、供給部２０から粉体の供給を受ける供給位置に試料瓶３を搬送する搬送装置の一例である。搬送装置２１０は、搬送装置１１０と同様の構成を有し、導入されたラック２を第２の添加ユニット２００内で搬送する。着脱装置２２０は、着脱装置１２０と同様の構成を有し、ラック２に保持された各試料瓶３のキャップ４を着脱する。粉体供給装置１は、第２の添加ユニット２００の添加装置として機能し、ラック２の各試料瓶３に一定量の粉体を添加する。

ロボットアーム４０は、ラック２を保持して、第１の添加ユニット１００と第２の添加ユニット２００との間でラック２を搬送する。この場合、各ラック２を他のラック２と干渉させることなくラック２を搬送することができる。ロボットアーム４０は、搬送装置１１０と、振とう装置１４０と、搬送装置２１０との間でラック２を搬送する。

コントローラ９０は、例えばＣＰＵ（中央処理装置）を含む。コントローラ９０は、第１の添加ユニット１００、第２の添加ユニット２００、およびロボットアーム４０の動作を制御する。

＜処理の流れ＞
コントローラ９０は、添加装置１３０で試料瓶３に液体を添加した後、振とう装置１４０で試料を攪拌させ、その後、粉体供給装置１で試料瓶３に粉体を供給するように第１の添加ユニット１００、第２の添加ユニット２００、およびロボットアーム４０を制御する。

図８は、処理の一例を示すフローチャートである。図８においては、便宜上、振とう装置１４０にラック２が搬送された後に行われる処理を示す。

Ｓ１において、コントローラ９０は、振とう装置１４０に振とうを開始することを指示する。振とう装置１４０は、振とうを開始し、振とうが終了すると、Ｓ３において、コントローラ９０に完了したことを通知する。

コントローラ９０は、振とう装置１４０に振とうを指示した後、Ｓ２－１において、粉体供給装置１に計量を開始することを指示する。粉体供給装置１は、計量開始の指示を受けて、Ｓ２－２において、粉体の計量を開始するために、駆動装置２８を駆動させて移動部２６を回転させる。計量が完了すると、粉体供給装置１は、Ｓ２－３において、駆動装置２８を止めて、移動部２６を停止する。粉体供給装置１は、Ｓ２－４において、コントローラ９０に計量が完了したことを通知する。

コントローラ９０は、振とうが終了したことを受けて、ロボットアーム４０に搬送の開始を指示する。ロボットアーム４０は、指示を受けて、ラック２を振とう装置１４０から搬送装置２１０へ搬送する。移動が完了すると、ロボットアーム４０は、Ｓ５において、コントローラ９０に完了したことを通知する。

コントローラ９０は、搬送装置２１０にラック２が搬送されたことを受けて、Ｓ６において、搬送装置２１０に搬送の開始を指示する。搬送装置２１０は、指示を受けて、ラック２を着脱装置２２０へ搬送する。搬送が完了すると、搬送装置２１０は、Ｓ７において、コントローラ９０に完了したことを通知する。

コントローラ９０は、着脱装置２２０にラック２が搬送されたことを受けて、Ｓ８において、着脱装置２２０にキャップ４の取り外しを指示する。着脱装置２２０は、指示を受けて、ラック２に保持された各試料瓶３のキャップ４を取り外す。取り外し終わると、着脱装置２２０は、Ｓ９において、コントローラ９０に完了したことを通知する。

コントローラ９０は、キャップ４が取り外されたことを受けて、Ｓ１０において、搬送装置２１０に搬送の開始を指示する。搬送装置２１０は、指示を受けて、ラック２を着脱装置２２０から粉体供給装置１へ搬送する。搬送が完了すると、搬送装置２１０は、Ｓ１１において、コントローラ９０に完了したことを通知する。

コントローラ９０は、粉体供給装置１にラック２が搬送されたことを受けて、粉体供給装置１に供給の開始を指示する。粉体供給装置１は、供給開始の指示を受けて、Ｓ１３において、シャッター２９を開放する。これにより、Ｓ２－２、Ｓ２－３において、予め計量しておいた粉体が、試料瓶３に供給される。粉体供給装置１は、Ｓ１４において、シャッター２９を閉じる。粉体供給装置１は、Ｓ１５において、コントローラ９０に完了したことを通知する。

図示していないものの、コントローラ９０は、粉体の供給が完了したことを受けて、試料瓶３にキャップ４を取り付けて、振とう装置１４０で振とうが行われるように、搬送装置２１０、着脱装置２２０、振とう装置１４０、およびロボットアーム４０を制御する。

図示していないものの、第１の添加ユニット１００の搬送装置１１０には、図示しない搬送装置により複数のラック２が順次導入される。そのため、処理システムＳＹＳにおいては、Ｓ１～Ｓ１５を含む処理が、繰り返される。

以上のように、コントローラ９０は、搬送装置２１０が粉体供給装置１にラック２を搬送し終わるＳ１１よりも前のＳ２－１において、粉体の計量を開始するように粉体供給装置１に指示する。そして、コントローラ９０は、Ｓ１１よりも前に、粉体の計量が完了するように粉体供給装置１を制御する。

換言すると、コントローラ９０は、搬送装置２１０が粉体の供給位置にラック２（試料瓶３）を搬送する前に粉体の計量が完了するように粉体供給装置１を制御する。このように、搬送装置２１０がラック２を供給位置に搬送するまでに粉体の計量が完了するように粉体供給装置１が制御されることで、粉体の供給に要する時間を短縮することができ、スループットが向上する。

なお、コントローラ９０は、搬送装置２１０がラック２を供給位置に搬送するよりも前に行われる所定の処理を開始してから、Ｓ１１において搬送装置２１０がラック２を供給位置に搬送するまでの間に、粉体の計量が完了するように粉体供給装置１を制御すればよい。所定の処理は、振とう装置１４０による振とう処理に限られない。たとえば、ロボットアーム４０によるラック２の搬送処理、搬送装置２１０によるラック２の搬送処理、着脱装置２２０によるキャップ４の取り外し処理であってもよい。すなわち、所定の処理とは、一の試料瓶３に対して連続して行われる処理のうち、搬送装置２１０がラック２を供給位置に搬送するよりも前に行われる処理であればよい。

また、ラック２が粉体供給装置１に順次搬送されるような場合、所定の処理は、粉体を試料瓶３に供給する処理であってもよい。すなわち、コントローラ９０は、試料瓶３への粉体供給をしてから次の試料瓶３は供給位置に搬送されるまでの間に、計量が完了するように粉体供給装置１を制御するようにしてもよい。

本実施の形態においては、処理システムＳＹＳは、コントローラ９０が粉体の計量が完了するように粉体供給装置１を制御する構成であった。なお、処理システムＳＹＳは、コントローラ９０と、粉体供給装置１に搭載されたＣＰＵといった制御部とが協同して粉体の計量および供給を完了させるような構成であってもよい。

［変形例］
本実施の形態において、移動部２６が回転するものとした。なお、移動部２６は、計量部２４に対して相対的に移動可能に構成されていればよく、計量部２４を移動させるようにしてもよい。また、移動部２６は、回転するものとしたが、並進するものであってもよく、また、回転と並進とを組み合わせた移動をするものであってもよい。

本実施の形態において、移動部２６は、十字状の板状部材であるとしたが、これに限られない。たとえば、移動部２６は、シュート２２の下端の外周に放射状に部材を取り付けて、シュート２２を回転させることで実現されてもよい。

本実施の形態において、シュート２２と計量部２４との間に形成した隙間Ｃから、シュート２２内の粉体が計量領域Ａ１に移動するものとした。なお、シュート２２内（落下領域Ａ２内）の粉体を計量領域Ａ１に移動させる方法は、隙間Ｃを形成する方法に限られない。シュート２２内（落下領域Ａ２内）の粉体を計量領域Ａ１に移動させる方法は、水平方向に粉体が移動するような構成であることが好ましく、たとえば、シュート２２の側面に１または複数の貫通孔を設け、貫通孔から粉体を移動させるようにしてもよい。

本実施の形態において、粉体は、翼２６２によって徐々に落下領域Ａ２から計量領域Ａ１に送り出されるものとした。なお、落下領域Ａ２から計量領域Ａ１へ空気を送り出すようにすることで、落下領域Ａ２から計量領域Ａ１に粉体を送り出すようにしてもよい。

本実施の形態において、シュート２２とコンテナ１０の排出口１２とは、つながっているものとした。なお、シュート２２と排出口１２との間に開閉可能なシャッターを設けてもよい。その結果、計量部２４の落下領域Ａ２上にはシュート２２内の粉体の重さだけがかかるようになり、計量部２４の落下領域Ａ２上にかかる荷重を小さくでき、移動部２６にかかる荷重も小さくできる。その結果、移動部２６を動かす駆動装置２８への負荷を低減できる。

本実施の形態において、シャッター２９を開けることで粉体を供給するものとした。なお、粉体供給装置１は、シャッター２９に加えて、供給方向に向かって空気を送り出す機能を備えていてもよい。空気を送り出して粉体を押し出すことで、計量穴２４２に粉体が残ってしまうことを防止できる。

本実施の形態において、処理システムＳＹＳは、液体を添加する添加装置１３０と、粉体を添加する粉体供給装置１とを含むものとした。なお、処理システムＳＹＳは、粉体供給装置１を備えていればよく、たとえば、粉体供給装置１と搬送装置とによって構成されていてもよく、また、さらに別の装置（遠心分離機、分析装置など）を備える構成であってもよい。

［態様］
上述した実施の形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（第１項）一態様に係る粉体供給装置は、下端に排出口が形成され、粉体を収容するコンテナと、排出口の下方に設けられ、コンテナから排出された粉体を計量し、計量された粉体を供給先に供給する供給部と、を備える。供給部は、排出口から下方に設けられた筒状のシュートと、シュートの下方に設けられ、少なくとも１つの計量穴が形成された計量部と、少なくとも１つの計量穴の壁面の上端部を通過するように計量部に対して相対的に移動可能に設けられた移動部と、を含む。移動部の移動に伴って、少なくとも１つの計量穴に粉体が入るとともに、上端部において粉体がすりきられる。少なくとも１つの計量穴は、計量部を上方から平面視した場合に、シュートよりも外側の計量領域に形成されている。

第１項に記載の粉体供給装置によれば、計量穴が計量領域に形成されているため、コンテナ内の粉体の重さが計量穴にかからない。その結果、計量穴の粉体にかかる荷重の変動を小さくすることができ、正確に粉体を計量できる。

（第２項）第１項に記載の粉体供給装置において、計量部とシュートとの間に隙間が形成されており、シュート内の粉体は、隙間を通って計量領域へ移動する。

第２項に記載の粉体供給装置によれば、計量部とシュートとの間に隙間を設けるという容易な方法で粉体を計量領域Ａ１に移動させることができる。

（第３項）第１項または第２項に記載の粉体供給装置において、移動部は、鉛直方向に伸びる搬送部を有する。搬送部は、計量部を上方から平面視した場合に、計量領域に設けられている。

第３項に記載の粉体供給装置によれば、搬送部が計量領域に設けられているため、移動部の移動に伴って、搬送部は、シュート内から計量領域内に移動したわずかな粉体だけを移動させればよいため、移動に要するエネルギーを低減できる。

（第４項）第１項～第３項のうちいずれか１項に記載の粉体供給装置１において、計量部には、計量穴に入らなかった当該計量部上の粉体を外部に排出するための排出穴が形成されている。

第４項に記載の粉体供給装置によれば、計量領域内の粉体の量の少なく保つことができ、計量穴の粉体にかかる荷重を小さくできる。

（第５項）第１項～第４項のうちいずれか１項に記載の粉体供給装置において、供給部は、少なくとも１つの計量穴の下方を覆い、開閉可能に構成されたシャッターをさらに含む。

第５項に記載の粉体供給装置によれば、シャッターの開閉という容易な方法で計量穴内の粉体を供給できる。

（第６項）一態様にかかる試料を自動で処理するための処理システムは、下端に排出口が形成され、粉体を収容するコンテナと、排出口の下方に設けられ、コンテナから排出された粉体を計量し、計量された粉体を供給先に供給する供給部と、供給部から粉体の供給を受ける供給位置に試料容器を搬送する搬送装置と、制御部と、を備える。供給部は、排出口から下方に設けられた筒状のシュートと、シュートの下方に設けられ、少なくとも１つの計量穴が形成された計量部と、少なくとも１つの計量穴の壁面の上端部を通過するように計量部に対して相対的に移動可能に設けられた移動部と、を含む。移動部の移動に伴って、少なくとも１つの計量穴に粉体が入るとともに、上端部において粉体がすりきられる。少なくとも１つの計量穴は、計量部を上方から平面視した場合に、シュートよりも外側の計量領域に形成されている。制御部は、所定の処理が完了した以降に、試料容器を供給位置に搬送するように搬送装置を制御する。制御部は、供給位置に試料容器が搬送されたことに基づいて当該試料容器に粉体の供給を開始するように供給部を制御する。制御部は、所定の処理を開始してから供給位置に試料容器が搬送されるまでの間に、粉体の計量が完了するように供給部を制御する。

第６項に記載の処理システムによれば、計量穴が計量領域に形成されているため、コンテナ内の粉体の重さが計量穴にかからない。その結果、計量穴の粉体にかかる荷重の変動を小さくすることができ、正確に粉体を計量できる。さらに、このように、供給位置に試料容器が搬送されるまでに粉体の計量が完了するように供給部が制御されることで、粉体の供給に要する時間を短縮することができ、スループットを向上できる。

今回開示された各実施の形態は、技術的に矛盾しない範囲で適宜組合わせて実施することも予定されている。そして、今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 粉体供給装置、２ ラック、３ 試料瓶、４ キャップ、１０ コンテナ、１２ 排出口、２０ 供給部、２１ 外筒、２２ シュート、２３ カバー、２４ 計量部、２６ 移動部、２８ 駆動装置、２９ シャッター、３０ 回収トレイ、４０ ロボットアーム、９０ コントローラ、１００ 第１の添加ユニット、１１０，２１０ 搬送装置、１２０，２２０ 着脱装置、１３０ 添加装置、１４０ 振とう装置、２００ 第２の添加ユニット、２３２ 開口、２４２ 計量穴、２４４ カップ、２４６ 上端部、２４８ 排出穴、２６２ 翼、２６４ 搬送部、Ａ１ 計量領域、Ａ２ 落下領域、Ｃ 隙間、ＳＹＳ 処理システム。

Claims (6)

1. 下端に排出口が形成され、粉体を収容するコンテナと、
   前記排出口の下方に設けられ、前記コンテナから排出された粉体を計量し、計量された粉体を供給先に供給する供給部と、を備え、
   前記供給部は、
   前記排出口から下方に設けられた筒状のシュートと、
   前記シュートの下方に設けられ、少なくとも１つの計量穴が形成された計量部と、
   前記少なくとも１つの計量穴の壁面の上端部を通過するように前記計量部に対して相対的に移動可能に設けられた移動部と、を含み、
   前記移動部の移動に伴って、前記少なくとも１つの計量穴に粉体が入るとともに、前記上端部において粉体がすりきられ、
   前記少なくとも１つの計量穴は、前記計量部を上方から平面視した場合に、前記シュートよりも外側の計量領域に形成されている、粉体供給装置。
2. 前記計量部と前記シュートとの間に隙間が形成されており、
   前記シュート内の粉体は、前記隙間を通って前記計量領域へ移動する、請求項１に記載の粉体供給装置。
3. 前記移動部は、鉛直方向に伸びる搬送部を有し、
   前記搬送部は、前記計量部を上方から平面視した場合に、前記計量領域に設けられている、請求項１または請求項２に記載の粉体供給装置。
4. 前記計量部には、前記少なくとも１つの計量穴に入らなかった当該計量部上の粉体を外部に排出するための排出穴が形成されている、請求項１または請求項２に記載の粉体供給装置。
5. 前記供給部は、前記少なくとも１つの計量穴の下方を覆い、開閉可能に構成されたシャッターをさらに含む、請求項１または請求項２に記載の粉体供給装置。
6. 試料を自動で処理するための処理システムであって、
   下端に排出口が形成され、粉体を収容するコンテナと、
   前記排出口の下方に設けられ、前記コンテナから排出された粉体を計量し、計量された粉体を供給先に供給する供給部と、
   前記供給部から粉体の供給を受ける供給位置に試料容器を搬送する搬送装置と、
   制御部と、を備え、
   前記供給部は、
   前記排出口から下方に設けられた筒状のシュートと、
   前記シュートの下方に設けられ、少なくとも１つの計量穴が形成された計量部と、
   前記少なくとも１つの計量穴の壁面の上端部を通過するように前記計量部に対して相対的に移動可能に設けられた移動部と、を含み、
   前記移動部の移動に伴って、前記少なくとも１つの計量穴に粉体が入るとともに、前記上端部において粉体がすりきられ、
   前記少なくとも１つの計量穴は、前記計量部を上方から平面視した場合に、前記シュートよりも外側の計量領域に形成されており、
   前記制御部は、
   所定の処理が完了した以降に、試料容器を前記供給位置に搬送するように前記搬送装置を制御し、
   前記供給位置に試料容器が搬送されたことに基づいて当該試料容器に粉体の供給を開始するように前記供給部を制御し、
   前記所定の処理を開始してから前記供給位置に試料容器が搬送されるまでの間に、粉体の計量が完了するように前記供給部を制御する、処理システム。

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