JP3625147B2 - 紙片体自動移載装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一括投入された複数の紙片体から所定の数を取り出して、培地の所定位置に置く紙片体自動移載装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
抗生物質の有効性・効力を知る方法には、その抗生物質を投与した動物の血液・尿・臓器内に残留又は排出される抗生物質の濃度を測定することでそれを知る方法がある。この測定方法の一つに、菌を混ぜた寒天平板培地に、組織抽出液又は採取した体液を適度な濃度に希釈して浸透させた直径６ｍｍ程度の紙片体（以下、「ディスク」とも称す）を置き、その後寒天平板培地を培養してディスクに浸透させた抗生物質の濃度に比例させて菌の発育を阻止させ、そのエリア（阻止円）の大きさを測定して、抗生物質の効力を知るディスク法がある。
【０００３】
このディスク法では、先ず、抗生物質を投与した動物・患者の体液を採取して希釈するか又は組織から抽出した液をディスクに浸透させる。標準液又は検体液を浸透させたディスクは、余分な水分を除くために、軽く吸取紙上に置く。次いで、図９に示すように、浸透させたディスク１を、シャーレ３に形成した寒天平板５上の決められた箇所（通常は、３６ｍｍ×３６ｍｍの４箇所）に１個ずつ置く。この際、ディスクは、四角の一方の対角に標準液を浸透させた一対のもの１ａ、１ａを、他方の対角に検体液を浸透させた一対のもの１ｂ、１ｂ、即ち、合計４つを置く。その処理は、ほぼ同時に行われなければならないため、２人の実験者により作業が行われる。
【０００４】
対角に４つのディスク１が置かれた寒天平板５は、所定の条件下で培養される。培養の後、抗生物質の濃度に比例して菌の発育が阻止されて形成された阻止円の大きさを測定し、検体の抗生物質濃度を算出する。これにより、抗生物質の有効性・効力を知ることができた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
抗生物質の有効性・効力を知るための従来のディスク法は、ディスクが実験者による手作業で置かれていた。このため、省力化が図れず、作業時間が長く、しかも、ディスクの移載位置にバラツキの生じる問題があった。このことから、紙片体が自動で移載できる装置の開発が望まれていた。
しかしながら、紙片体自動移載装置の実現には、以下の解決しなければならない諸問題があった。即ち、ディスクの移載される培地面には水分があるため、移載時期が異なれば、培地面からのディスクの水分吸収度合いが異なり、測定結果に影響を及ぼす不具合がある。このため、４つのディスクを、四角の対角上に、同時に置くことが要求された。
また、ディスクは、軽い紙片体であるため、一括供給された複数のものを、重なりなく一枚ずつ整列させることが困難であった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、一括して供給された複数の紙片体から所定数が取り出せ、しかも、これらそれぞれの紙片体が培地の所定位置に自動で移載可能な紙片体自動移載装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、紙片体投入部に一括供給された複数の紙片体から所定数を取り出し、それぞれの該紙片体を培地の所定位置に置く紙片体自動移載装置であって、前記紙片体投入部に延設された排出路とこの排出路を段差を以て二列に分岐する分岐路とにより、前記紙片体投入部から送られた紙片体を二列に略均等数に分ける分流部と、基端が前記分流部の分岐路に連結され前記紙片体投入部から送られた紙片体を先端で停止させることで、この紙片体を略水平に前詰めして二列に整列させる整列直進フィーダと、を備えた構成とするものである。
【０００７】
この紙片体自動移載装置では、紙片体投入部から送られた紙片体が整列直進フィーダに二列に整列されて前詰めされる。整列直進フィーダのそれぞれの列から同じ位置の一対の紙片体が取り出されることで、四つの紙片体が、四角の対角線上に配置可能になる。これにより、従来人手により移載していた対角線上の四つの紙片体が、簡単な構造で且つ高い位置精度で自動移載可能になる。
【０００８】
そして、前記分流部が、前記排出路の略中央部に立設され前記紙片体投入部から送られた複数の前記紙片体を略半分に分けて前記分岐路のそれぞれへ振り分ける邪魔板ガイドを備える構成とすることができる。
【０００９】
この紙片体自動移載装置では、紙片体投入部から排出路へ送られた紙片体が、邪魔板ガイドによって略半分に分けられ、整列直進フィーダのいずれか一方の列のみに紙片体が過剰供給されることがない。これにより、一括投入された紙片体が、二つに分岐した分岐路のそれぞれへ振り分けられ、整列直進フィーダのそれぞれの列に均等に分けられる。
【００１０】
また、前記分岐路の高位置側に設けられ、上下に重なって移送される複数の紙片体のうち最下位の紙片体のみを通過させるとともに最下位以外の紙片体を前記分岐路の低位置側へ落下させる第一高さ規制板と、前記分岐路の他方に設けられ、上下に重なって移送される複数の紙片体のうち最下位の紙片体のみを通過させるとともに最下位以上の紙片体を前記紙片体投入部へ落下させる第二高さ規制板と、を備えた構成とすることができる。
【００１１】
この紙片体自動移載装置では、分岐路の一方に、重なって送られた最下位以外の紙片体が、第一高さ規制板によって分岐路の他方へ落下される。また、分岐路の他方に、重なって送られた最下位以外の紙片体が、第二高さ規制板によって紙片体投入部へ落下される。これにより、重なりのない整列した紙片体が整列直進フィーダに送り込まれるとともに、分岐路のそれぞれで重なり合っていた余剰の紙片体が、紙片体投入部へ戻され、再搬送されることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る紙片体自動移載装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る紙片体自動移載装置を側面から視た斜視図、図２は図１に示した紙片体自動移載装置の側面図、図３は図２の要部拡大図、図４は図２の一部分を省略したＡ−Ａ矢視図である。なお、説明の都合上、図３の左右方向をＸ軸方向、図３の上下方向をＺ軸方向として説明を行う。
【００１３】
基台１１上にはディスク供給フィーダ１３が設置され、ディスク供給フィーダ１３の上部はディスク投入部（ボール部）１５となっている。ボール部１５には、複数のディスク１７が一括して投入される。ボール部１５の底板は、上下方向に振動しながら中心軸１９を中心にして微小量円周方向に前後移動されるようになっている。従って、ボール部１５に一括投入された複数のディスク１７は、個々にほぐされてボール部１５の半径方向外側に寄せられながら一方向（図１の反時計回り方向）に回転移動する。
【００１４】
ボール部１５の外周には、排出路２１が延設されている。従って、ボール部１５の外周側に寄せられて回転移動するディスク１７は、排出路２１から外部へ排出される。排出路２１は、段差を以て二つに分岐して分岐路２３となる。この排出路２１と、分岐路２３とは、後述の分流部２７を構成する。分岐路２３は、整列直進フィーダ２５にそれぞれ接続されている。つまり、ボール部１５から送られたディスク１７は、分流部２７を経て整列直進フィーダ２５に到達する。また、ディスク１７の二列は整列直進フィーダ２５においては、ほぼ水平位置となる構成である。
【００１５】
基台１１上には、一対の支柱２９、２９が立設される。この支柱２９、２９の間には、一対のレールロッド３１、３１が架設されている。このレールロッド３１、３１の平行な方向をＸ軸方向とし、レールロッド３１、３１にはスライドブロック３３がＸ軸方向にスライド自在に取り付けられている。
【００１６】
支柱２９、２９の一方には、Ｘ軸駆動シリンダ３５が固設され、Ｘ軸駆動シリンダ３５の駆動軸はスライドブロック３３に固定されている。つまり、スライドブロック３３は、Ｘ軸駆動シリンダ３５が駆動されることにより、レールロッド３１、３１に沿ってＸ軸方向に移動される。
【００１７】
スライドブロック３３の下部には、垂直軸３７を介してノズルブロック３９が垂直下方向であるＺ軸方向に移動自在に取り付けられている。スライドブロック３３の上部にはＺ軸である垂直軸３７の駆動シリンダ４１が固設され、この垂直軸３７にはノズルブロック３９に固定されている。つまり、ノズルブロック３９は、Ｚ軸駆動シリンダ４１が駆動されることにより、Ｚ軸方向に移動される。
【００１８】
ノズルブロック３９の下部には、Ｚ軸方向の４本の吸引ノズル４３が四角の対角位置（例えば、３６×３６ｍｍ）で且つ同一高さで配設されている。これらの吸引ノズル４３は、下端が吸引用の開口部となっている。ディスク１７の大きさが直径６ｍｍである場合、吸引ノズル４３は内径が２ｍｍ程度、外径が４ｍｍ程度に設定される。この口径はディスクを吸引できる大きさであれば、このような数値に限定されるものではない。
【００１９】
それぞれの吸引ノズル４３にはホース４５が接続され、ホース４５はマニホールド４７に接続されている。マニホールド４７にはメインホース４９が接続され、メインホース４９は真空ポンプ５１に接続されている。マニホールド４７と真空ポンプ５１との間のメインホース４９には真空ピンチバルブ５３が設けられ、真空ピンチバルブ５３はメインホース４９を真空ポンプ５１又は大気側に切り換えできるようになっている。
【００２０】
一方、基台１１上にはシャーレセット部５５が設けられ、シャーレセット部５５の上面にはディスク１７の移載所定位置にシャーレ５７をセットできるストッパーが配置されている。このシャーレセット部５５にセットされたシャーレ５７の上方には、スライドブロック３３がスライド移動されて配置可能となっている。
【００２１】
整列直進フィーダ２５は、ディスク１７を一列に並べて搬送する搬送路を二列有している。この搬送路は、上述の分岐路２３にそれぞれ接続されている。整列直進フィーダ２５の先端には、ストッパー６９が設けられている。ストッパー６９は、整列直進フィーダ２５に並んだ先端のディスク１７の移動を規制する。つまり、整列直進フィーダ２５には、最先端のディスク１７がせき止められて、前詰めされるようになっている。従って、この前詰め部からディスク１７が取り出されれば、その空きスペースは、後続のディスク１７によって詰められることになる。
【００２２】
整列直進フィーダ２５の上下には、その整列状態のディスク１７の有無を検出するディスク検知センサー７１（図２参照）が設けられている。整列直進フィーダ２５の上面には、カバー７３が被せられている。カバー７３には、四つの取出し穴７５（図１参照）が穿設されている。取出し穴７５は、整列直進フィーダ２５のそれぞれの列から同じ位置の一対のディスク１７が取り出せる位置に配設されている。
【００２３】
基台１１には、制御装置７７が設けられている。制御装置７７は、ディスク供給フィーダ１３、Ｘ軸駆動シリンダ３５、Ｚ軸駆動シリンダ４１、真空ポンプ５１、ディスク検知センサー７１等に電気的に接続されている。
【００２４】
次に、ディスク１７の整列機構部について説明する。
図５は分流部の斜視図、図６は高さ規制部の斜視図である。
排出路２１に送られたディスク１７は、分流部２７によってほぼ半分ずつに分けられ、高さ規制部８１によって重なりがなくなる。分流部２７は、排出路２１と、分岐路２３と、邪魔板ガイド８３とからなる。邪魔板ガイド８３は、排出路２１の略中央部に立設されている。ボール部１５から送られた複数のディスク１７は、略半分に分けられて分岐路２３のそれぞれへ振り分けられる。
【００２５】
この実施形態では、図５に示すように、排出路２１が湾曲し、その略中央に邪魔板ガイド８３が立設されている。邪魔板ガイド８３と、排出路２１の外側との間には、ディスク１７の略直径分の通過幅が確保されている。邪魔板ガイド８３と、排出路２１の内側との間には、ディスク１７の略直径分の通過幅が確保されている。また、排出路２１の内側の縁部からは、ディスク１７がボール部１５へ落下可能となっている。
【００２６】
従って、排出路２１から送られるディスク１７の量が多い場合には、排出路２１の外側に、一列分のディスク１７が割り振られる。残りのディスク１７は、排出路２１の内側に、一列分のディスク１７が割り振られる。更に、排出路２１の内側に、並びきらなかった余剰のディスク１７は、排出路２１の内側の縁部からボール部１５へ落下するようになっている。また、排出路２１から送られるディスク１７の量が少ない場合には、排出路２１から送られるディスク１７が略半分ずつに割り振られて分岐路２３のそれぞれへ送られる。つまり、ディスク１７の送られる量が多い場合、少ない場合にかかわらず、ディスク１７が均等に分けられるようになっている。
【００２７】
また、高さ規制部８１は、分岐路２３の一方に設けられた第一高さ規制板８５と、分岐路２３の他方に設けられた第二高さ規制板８７とからなる。第一高さ規制板８５は、一方の分岐路２３において上下に重なった複数のディスク１７のうち最下位のディスク１７のみを通過させるとともに、最下位以上のディスク１７を分岐路２３の他方へ落下させる。第二高さ規制板８７は、他方の分岐路２３において上下に重なった複数のディスク１７のうち最下位のディスク１７のみを通過させるとともに、最下位以上のディスク１７をボール部１５へ落下させるようになっている。
【００２８】
次に、このように構成された紙片体自動移載装置９１の作用を説明する。
図８は一括投入されたディスクがシャーレに移載されるまでの過程を表した概念図である。
先ず、操作の準備として、ディスク供給フィーダ１３のボール部１５に、ディスク１７を投入し、装置の原点復帰を行う。
ボール部１５内のディスク１７は、振動を受けてほぐされながら、排出路２１から分流部２７へ送られる。分流部２７に到達したディスク１７は、邪魔板ガイド８３によって、振り分けられ、分岐路２３に一列となって送られる。
【００２９】
この際、重なり合うディスク１７は、それぞれの分岐路２３において、第一高さ規制板８５、第二高さ規制板８７によって一枚に規制される。余剰となったディスク１７は、ボール部１５へと落下され、再び排出路２１から送り出されることになる。
【００３０】
分岐路２３に送られたディスク１７は、整列直進フィーダ２５に二列となって入り、先端のストッパー６９によって、前詰めされる。整列直進フィーダ２５の所定の位置までディスク１７が前詰めされると、ディスク検知センサー７１がディスク１７を検知し、ディスク供給フィーダ１３の駆動が停止される。これにより、ディスク１７の過剰供給が防止される。なお、この位置までディスク１７が供給整列されると、装置の原点復帰が終了したことになる。また、この一連の動作を行っている間に、吸引ノズル４３も原点復帰動作が行われる。
【００３１】
ここで、寒天平板培地９３の形成されたシャーレ５７を、蓋を外してシャーレセット部５５に置き、制御装置７７の運転スイッチを押すと、四本の吸引ノズル４３が、所定量下降し、取出し穴７５を介して整列直進フィーダ２５内のディスク１７の上面に軽く接触する。
【００３２】
次いで、真空ピンチバルブ５３が作動され、メインホース４９に真空ポンプ５１からの真空圧が伝わり、吸引ノズル４３のそれぞれにディスク１７が吸引保持される。
【００３３】
次いで、Ｚ軸駆動シリンダ４１が駆動されることで、吸引ノズル４３が上昇してディスク１７が整列直進フィーダ２５から取り出される。続いて、Ｘ軸駆動シリンダ３５が駆動されると、スライドブロック３３がシャーレ５７上に移動され、再びＺ軸駆動シリンダ４１が駆動されることで、吸引ノズル４３に保持されたディスク１７がシャーレ５７の寒天平板培地９３上に配置される。
【００３４】
この状態で、真空ピンチバルブ５３が作動することで、メインホース４９の真空圧が遮断されるとともに、メインホース４９に大気圧が加えられる。吸引ノズル４３は、大気圧が加えられることにより、ディスク１７の吸引保持が解除される。従って、吸引保持が解除されたディスク１７は、寒天平板培地９３上の所定位置に移載される。
【００３５】
この紙片体自動移載装置９１によれば、ボール部１５から排出路２１へ送られたディスク１７が、邪魔板ガイド８３によって略半分に分けられ、整列直進フィーダ２５のいずれか一方の列のみにディスク１７が過剰供給されることがない。これにより、一括投入されたディスク１７が、二つに分岐した分岐路２３のそれぞれへ振り分けられ、整列直進フィーダ２５のそれぞれの列に均等に分けられる。
【００３６】
また、分岐路２３の一方に、重なって送られた最下位以上のディスク１７が、第一高さ規制板８５によって分岐路２３の他方へ落下される。また、分岐路２３の他方に、重なって送られた最下位以上のディスク１７が、第二高さ規制板８７によってボール部１５へ落下される。これにより、重なりのない整列したディスク１７が整列直進フィーダ２５に送り込まれるとともに、分岐路２３のそれぞれで重なり合っていた余剰のディスク１７が、ボール部１５へ戻され、再搬送されることになる。
【００３７】
この結果、ボール部１５から送られたディスク１７が整列直進フィーダ２５に二列に整列されて前詰めされる。そして、整列直進フィーダ２５のそれぞれの列から同じ位置の一対のディスク１７が取り出されることで、四つのディスク１７が、四角の対角線上に配置可能になる。これにより、従来人手により載置していた対角線上の四つのディスク１７が、簡単な構造で且つ高い位置精度で自動移載可能になる。
【００３８】
次に、ディスク１７の整列機構部の他の実施形態について説明する。
図７は整列機構部の他の実施形態の分流部の斜視図である。なお、高さ規制部については同様の構成とする。
排出路２１に送られたディスク１７は、分流部２７によってほぼ半分ずつに分けられ、高さ規制部８１によって重なりがなくなる。分流部２７は、排出路２１と、分岐路２３と、邪魔板ガイド９３とからなる。排出路２１から繋がる２つの分岐路２３は、その分岐点Ｘから内側の分岐路２３が徐々に低くなって段差を与えられる構成となっている。邪魔板ガイド９３は分岐点Ｘの上流側で間隔ｈをもって固定されている。ボール部１５から送られた複数のディスク１７は、この邪魔板ガイド９３と分岐点Ｘとにより略半分ずつに分けられて分岐路２３のそれぞれへ振り分けられる。間隔ｈはディスク１７の直径のほぼ半分程度と設定されるのが好ましい。更に、邪魔板ガイド８３の下流側先端は分岐点Ｘ対して外側の分岐路２３よりに配置される。
【００３９】
この実施形態で、排出路２１は湾曲しており、邪魔板ガイド８３の上流側先端部はこの側壁に接触配置されている。そこで、ボール部１５の排出路２１を送られるディスク１７はボール部１５の最上部側壁に沿って移動し、図７のように、この邪魔板ガイド８３位置に到達するとこれに沿って移動するようになる。
邪魔板ガイド８３の下流側先端からは、上述のように、ディスク１７の直径のほぼ半分程度の間隔ｈを以て分岐点Ｘに到達するように配置されているので、送られてきたディスク１７は、微妙なバランスの基に、分岐路２３の内側と外側に自然と分かれてゆく。従って、この邪魔板ガイド８３の下流側先端位置の取り方により、分流割合をある程度設定することが可能である。
【００４０】
このように、本実施形態では、排出路２１から送られるディスク１７がどのような量であっても、所望の割合で振り分けることが可能となる。従って、ボール部１５のディスク１７がなくなるような状態でも、最後のディスク１７となるまで、所望の割合で振り分けることが可能となる。つまり、ディスク１７の送られる量が多い場合、少ない場合にかかわらず、ディスク１７が均等に分けられるようになっている。
【００４１】
【実施例】
次に、手作業による場合と、発明に係る紙片体自動移載装置を用いた場合とのディスク法の作業時間について調査した結果を説明する。
１．手作業の場合（人員：二名）
〔作業条件〕
・シャーレ枚数：１００枚
・ディスク：４枚／シャーレ
・繰り返し回数：３回
〔調査結果〕
回数Ｎｏ． 作業時間 シャーレ１枚当たりの平均所要時間
１． １６分２８秒
２． １５分１８秒 約９．５秒
３． １５分０８秒
【００４２】
２．手作業の場合（人員：一名）
〔作業条件〕
・シャーレ枚数：１００枚
・ディスク：４枚／シャーレ
・繰り返し回数：３回
〔調査結果〕
回数Ｎｏ． 作業時間 シャーレ１枚当たりの平均所要時間
１． １８分２９秒
２． １７分１３秒 約１０．３秒
３． １５分４５秒
【００４３】
３．紙片体自動移載装置を用いた場合

【００４４】
上述の結果から明らかなように、本発明に係る紙片体自動移載装置を用いた場合には、シャーレ１枚当たり、１．５乃至２．３秒の時間短縮が可能であることが分かった。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る請求項１記載の紙片体自動移載装置は、紙片体投入部から送られた紙片体を、前詰めして二列に整列させる整列直進フィーダを設けたので、平行に並べたそれぞれの整列直進フィーダから同じ位置の一対の紙片体を取り出すことで、四つの紙片体を四角の対角線上に配置可能にできる。この結果、従来人手により移載していた紙片体を、簡単な構造で自動移載できるようになる。
【００４６】
請求項２記載の紙片体自動移載装置は、紙片体投入部から送られた複数の紙片体を略半分に分けて分岐路のそれぞれへ振り分ける邪魔板ガイドを、排出路の略中央部に立設したので、紙片体投入部から送られた紙片体を、整列直進フィーダの一方の列のみに過剰供給されることを防止して、整列直進フィーダの二つの列に均等に分けることができる。
【００４７】
請求項３記載の紙片体自動移載装置は、最下位以上の紙片体を分岐路の他方へ落下させる第一高さ規制板を、分岐路の一方に設け、最下位以上の紙片体を投入部へ落下させる第二高さ規制板を、分岐路の他方に設けたので、整列直進フィーダのそれぞれの列に、重なりのない整列した紙片体を送ることができるとともに、重なり合っていた余剰紙片体を投入部へ戻すことができる。この結果、整列直進フィーダからの紙片体の取出しを確実にし、紙片体自動移載動作の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る紙片体自動移載装置を側面から視た斜視図である。
【図２】図１に示した紙片体自動移載装置の側面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】図２の一部分を省略したＡ−Ａ矢視図である。
【図５】分流部の斜視図である。
【図６】高さ規制部の斜視図である。
【図７】整列機構部の他の実施形態の分流部の斜視図である。
【図８】一括投入されたディスクがシャーレに移載されるまでの過程を表した概念図である。
【図９】所定位置にディスクの移載されたシャーレの斜視図である。
【符号の説明】
１５ ボール部（紙片体投入部）
１７ ディスク（紙片体）
２１ 排出路
２３ 分岐路
２５ 整列直進フィーダ
２７ 分流部
８３ 邪魔板ガイド
８５ 第一高さ規制板
８７ 第二高さ規制板
９１ 紙片体自動移載装置

Claims (3)

1. 紙片体投入部に一括供給された複数の紙片体から所定数を取り出し、それぞれの該紙片体を培地の所定位置に置く紙片体自動移載装置であって、
   前記紙片体投入部に延設された排出路とこの排出路を段差を以て二列に分岐する分岐路とにより、前記紙片体投入部から送られた紙片体を二列に略均等数に分ける分流部と、
   基端が前記分流部の分岐路に連結され前記紙片体投入部から送られた紙片体を先端で停止させることで、この紙片体を略水平に前詰めして二列に整列させる整列直進フィーダと、
   を備えたことを特徴とする紙片体自動移載装置。
2. 前記分流部が、前記排出路の略中央部に立設され前記紙片体投入部から送られた複数の前記紙片体を略半分に分けて前記分岐路のそれぞれへ振り分ける邪魔板ガイドを備えることを特徴とする請求項１記載の紙片体自動移載装置。
3. 前記分岐路の高位置側に設けられ、上下に重なって移送される複数の紙片体のうち最下位の紙片体のみを通過させるとともに最下位以外の紙片体を前記分岐路の低位置側へ落下させる第一高さ規制板と、
   前記分岐路の他方に設けられ、上下に重なって移送される複数の紙片体のうち最下位の紙片体のみを通過させるとともに最下位以上の紙片体を前記紙片体投入部へ落下させる第二高さ規制板と
   を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の紙片体自動移載装置。

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