JP4042053B2 - 揺動装置 - Google Patents

Description

本発明は、分析装置や分注装置などの搬送工程に設けられた撹拌機等により、容器を揺動させて容器内の検体や試液などの液体同士、液体への粉体、固形物の溶解による混合や混和、或いは撹拌などを行なわしめる揺動装置に関するものである。

一般に、この種の分注装置などでは、試液を複数の試験管などの小容器に小分けして定量吐出した後、小容器を備えられた攪拌機まで搬送しセットして揺動させることで小容器内の検体と吐出液とを混和するなどの必要が生じる。
ところで、撹拌機などを備えた分注装置としては、例えば特開平５−１５７７５０号公報に開示された図１に示す如く、所定の分注作業を終えた試料容器（Ｋ６４）を、搬送装置に設けられた水平及び昇降移動可能な一対のロボット把持腕（Ｋ４８，Ｋ４８）を駆動制御して把持し、撹拌機（Ｋ２０）への搬送、およびセットを行うようにしたものが知られている。

しかしながら、このもので用いられる試料容器（Ｋ６４）は、試験管のような細長で、底部も平滑な容器であり、また、撹拌機（Ｋ２０）もその可動時に試料容器（Ｋ６４）においても容器（Ｋ６４）をしっかり保持するように設けられた保持孔（Ｋ７８）内に容器（Ｋ６４）の口部近傍まで嵌挿する、所謂長形円筒型のものが採用されている。つまり、保持孔（Ｋ７８）は、試料容器（Ｋ６４）の形状や長さに適合した深さ、筒径となっており、撹拌機（Ｋ２０）は、試料容器（Ｋ６４）を自身の保持孔（Ｋ７８）内でホールドした状態で揺動するものであった。
なお上記符号と共に付した記号（Ｋ）は当該公報に所載の符号であることを示す。

そのため、当該分注装置に用いることができる容器は、採用する撹拌機により制約を受け、または、撹拌機は、採用する容器に適合したものを選択するか専用のものを製作（特許文献２、図５参照）しなければならず、容器と撹拌機とが互いに一対の関係をもって使用しなければならないという制約を受ける一方、分注装置で取り扱う容器は、試験管型のものだけでなく、ボトル型等を含め外径、高さなど多種多様の形状のものがあり、撹拌機を採用する場合には、形状の異なる複数の容器を取扱いできず、汎用性に欠けるという問題がある。
特開平０５−１５７７５０号公報 特開２００１−１６９７７１号公報

本発明は、上記の如き問題点を一掃すべく創案されたものであって、搬送工程に揺動手段を備えるものでありながら、搬送手段は、容器の搬送機能を有するだけでなく、保持体の昇降による容器長さに適合した位置決めをもって容器口部側を保持する機能をも持たせることができる一方、揺動手段は、それ自体によってのみ容器を保持する必要が無くなり、受け部による容器底部の横ズレを規制させた状態で保持すれば良く、したがって、容器は、その外径（太さ）、長さなど種々の外観形状の異なるものであっても、同じ搬送工程中において、或いは固有の容器形状が採用される種々の分注装置等への使用を可能ならしめることができるばかりか、受け部を、低速から高速へ、水平揺動幅が小さいものから大きいものへ、加えて小さく上下させるなど、容器口部側を揺動中心としたバリエーションに富んだ揺動運転を可能ならしめることのできる揺動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明が採用した技術手段は、搬送手段に設けられた昇降可能な把持体によって容器を把持し、該容器を、所定位置から撹拌機等の揺動手段に搬送セットし、該揺動手段の可動により容器内液体の混合や撹拌などを行う揺動装置であって、該揺動装置は、前記揺動手段に揺動可能に設けられ、その可動時に前記セットされた容器を自立不能に載置保持する受け部と、前記搬送手段に昇降可能に設けられ、前記容器を自立させて遊間保持する保持体とで構成し、容器を、該容器底部側と口部側とをそれぞれ前記受け部と保持体とで遊動可能に保持せしめ、受け部の作動により揺動すべく構成したことを特徴とするものである。

本発明の揺動装置は、搬送手段により揺動手段に搬送された容器を、前記揺動手段に揺動可能に設けられ、その可動時にセットされた容器を自立不能に載置保持する受け部と、前記搬送手段に昇降可能に設けられ、前記容器を自立させて遊間保持する保持体とで構成し、容器の底部側と口部側を、それぞれ前記受け部と保持体とで遊動可能に保持せしめ、受け部の作動により揺動すべく構成したことによって、搬送工程に揺動手段を備えるものでありながら、搬送手段は、容器の搬送機能を有するだけでなく、保持体の昇降による容器長さに適合した位置決めをもって容器口部側を保持する機能をも持たせることができる一方、揺動手段は、それ自体によってのみ容器を保持する必要が無くなり、受け部による容器底部の横ズレを規制させた状態で保持して駆動源として採用すれば良く、したがって、容器は、その外径（太さ）、長さなど種々の外観形状の異なるものであっても、同じ搬送工程中において、或いは固有の容器形状が採用される種々の分注装置等への使用を可能ならしめることができるばかりか、受け部を、低速から高速へ、水平揺動幅が小さいものから大きいものへ、加えて小さく上下させるなど、容器口部側を揺動中心としたバリエーションに富んだ揺動運転を可能ならしめることができる。

以下、本発明の実施の形態を、好適な実施の形態として例示する揺動装置を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は搬送手段に設けられた把持体の概要図、図２は揺動装置の概要図である。
図に示すように、１は分注装置に備えられた前後、左右、上下（ＸＹＺ軸）方向の任意に動作制御される分注機構（図示しない）に隣設された搬送手段であって、該搬送手段１は、容器２を把持する昇降可能な把持体１１を備えており、所定の容器ラックに収容されたの検体入り容器２を、分注テーブルにセットし、ニードルにより吸入した試液を吐出するなどの任意の分注作業後に、揺動手段３に搬送し、揺動手段３に備えられた受け部３１にセットせしめるよう前記分注機構と同様にＸＹＺ軸方向の任意に動作制御される。

前記把持体１１は、円筒ケーシング１２の中心方向にスライド自在に嵌装され、等角度をもって配設された３つのＴ字状の作動部材１１１、１１１、１１１と、該作動部材１１１の下面部に夫々下方に延出して設けられた逆Ｌ字状の把持腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃとで構成される。図１（Ａ）は把持腕１１ａの動作状態を示し、図１（Ｃ）は図１（Ｂ）に位置する把持腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃが互いに近接した状態と離間した状態を示しており、該把持腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、ケーシング１２内に流入されるエアー制御によって進退動作する作動部材１１１に連動して、所定ストローク（約１５ｍｍ）内で三方向から同期して互いに近接・離間動作するよう構成されている。
これにより、各把持腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、容器２の口部の口径が約１２〜３５ｍｍ程度のものを、当該任意口径よりも僅かに（略３ｍｍ程度）拡開した待機状態から下動し、容器２の口部を上方から被嵌して把持するようになっている。なお、前記スライドストロークの幅設定は、把持体１１やケーシング１２などの構成部材を適宜変更することにより任意に行えるのものである。

前記揺動手段３は、偏心軸構造により回転する回転軸３２に揺動架台として軸支された受け部３１を、前後または左右、または前後左右の円運動により平面揺動する機能を備える攪拌機、ミキサー（混合機）、加振機など任意の揺動機器（本実施例においてはミキサー）が採用されると共に、ミキサー等に予め設けられているスイッチ等は切断され制御機構によりスイッチのＯＮ−ＯＦＦが自動制御されるようになっている。
なお、偏心軸構造により、受け部３１が動作停止時に容器２の適正な搬送セット位置に対し位置ズレを生じる場合、揺動手段３自体に位置決め機能が備えられていないものについては、受け部３１を三方向から押動するような別途位置決め手段を設けてズレ補正する。

前記受け部３１は、その可動時に少なくともセットされた容器２が自立保持不能な状態で、容器２底部を保持する深さをもって形成された円形の凹状受け溝３１１が設けられており、さらに、この受け溝３１１には、図２に示すように、その底面に円錐溝３１２が形成されている。図２（Ａ）は底部が湾曲した試験管型容器２ａを、図２（Ｂ）は底部が平面的なボトル型容器２ｂを、それぞれ形状の異なるタイプの容器２として受け部３１にセットした状態を示したものであって、容器２ａ、２ｂ共にその底部を円錐溝３１２の傾斜面上に載置させることにより、横ズレ規制された状態で位置決め保持されるようになっている。なお、円錐溝３１２の形成は要否を含み任意であり、受け溝３１１は、円筒溝として形成したがこれに限定されるものでなく、複数の起立片を設けるようにしても良く、要は容器底部の移動が規制されるもので有ればよい。

一方、前記把持体１１に把持された状態で、受け部３１上に搬送セットされた容器２は、前記各把持腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃを、容器口部側を保持する保持体として機能するよう、容器口部から僅かに（略３ｍｍ程度）離間（拡開）させて把持を解除し、必要において僅かに上動させて遊動可能な揺動待機姿勢で遊間保持することで、前記円錐溝３１２の傾斜面上に載置状態で遊間保持される。
その際、受け部３１に載置された容器２は、その種類により、容器２ａの場合は、受け部３１を揺動しない状態で自立することができず、揺動前においても把持体１１によって容器口部が保持され、また、容器２ｂの場合は、受け部３１を揺動しない状態であれば自立することができ、把持体１１による容器口部の保持はなされないが、揺動時においては自立不能となり容器口部が保持されることとなる。
なお、本実施例においては、把持体１１を容器口部の外側で保持する保持体として兼用したが、容器口部の内側を保持すべく昇降可能な別途棒体などを遊挿するようにした保持体を設けても良い。その際、保持体は使用する容器の口部内径に対して最適な間隔を持って保持するように可変タイプとすることが望ましい。

図３は容器２ａを揺動した状態の説明図である。図に示すように、揺動装置は、揺動手段３に揺動可能に設けられ、その可動時にセットされた容器２を自立保持不能に載置保持する受け部３１と、前記搬送手段１に昇降可能に設けられ、前記容器２を自立させて遊間保持する保持体として機能する把持体１１とで構成され、揺動手段３を駆動すると受け部３１が平面運動により回転揺動される。その結果、容器２ａは、その底部側が円錐溝３１２の傾斜面上に遊動可能に載置保持され、口部側が各把持腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃにより遊動可能な自由端として遊嵌保持された状態で揺動する。つまり、容器２ａは、その底部側を受け部３１の作動に従って大きく回転する動端側とし、口部側を把持体１１の遊嵌支承により小さく回転する支端側として、容器２ａの揺動中心が容器口部側に位置する状態で、下側が大きく上側が小さな略円錐軌跡をもって自在揺動する構成となっている。
また、容器２ａは、その底部が円形となっているため、受け部３１の作動に従って前記円錐溝３１２の傾斜面上を円形底部が滑る状態で接触面が変位し、受け部３１が円運動によらず楕円または直線運動による場合は、平面揺動であっても容器２ａが若干の上下振幅を伴うこととなり、その揺動中心も上下変動する三次元的揺動を与えることができる。なお、平形底部の容器２ｂの場合も前記傾斜面との面接態様は異なるがその動作は略同じである。また、受け溝３１１の底面が円錐溝３１２を形成しない平面（凹溝）である場合は、揺動幅、容器の形状に適合した所定の横ズレ規制クリアランスをもって遊間保持することのできる溝形状とすれば良く、受け溝３１１の形状も円形に限定されず多角形のものであっても良い。

叙述の如く構成された本発明の実施例の形態において、所定の分注工程において、いま、容器２を搬送手段１によって揺動手段３へ搬送しセットすることで揺動するのであるが、本発明における揺動装置は、搬送手段１の存在に着目し、該搬送手段１を、搬送機能に加えて揺動手段３と共に揺動装置の構造体としても機能すべく構成し、搬送手段１と揺動手段３とが組として構成されている。
つまり、本揺動装置は、搬送手段１により揺動手段３に搬送された容器２を、容器底部側では、揺動手段３を可動した際、受け部３１に対して自立不能となるよう横ズレ規制された遊間状態で載置保持させる一方、容器口部側では、搬送手段１に設けた昇降可能な保持体としての把持体１１により遊間保持させて、容器２の底部側と口部側をそれぞれ遊動可能に保持した状態で、受け部３１の作動により揺動すべく構成されているので、例えば、受け部３１を回転作動させると、容器２は、底部側をそれに従って大きく旋回する動端側とし、口部側を把持体１１の遊間支承により小さく旋回する支端側として、容器２の揺動中心が容器口部側に位置する状態で、下側が大きく上側が小さな略鼓状の円錐軌跡をもって自在揺動することができる。

これにより、搬送工程に揺動手段３を備えるものでありながら、搬送手段１は、容器２の搬送機能を有するだけでなく、保持体（把持体１１）の昇降による容器長さに適合した位置決めをもって容器口部側を保持する機能をも持たせることができる一方、揺動手段３は、それ自体によってのみ容器２を保持する必要が無くなり、受け部３１による容器底部の横ズレを単に規制させた状態で保持すれば良く、殊更専用のものを導入することなく、種々の汎用性有る安価な揺動機器を駆動源として採用することが可能となる。したがって、容器２は、その外径（太さ）や長さなど種々の外観形状が異なるものであっても、同じ搬送工程中において、或いは固有の容器形状が採用される種々の分注装置等への使用を可能ならしめることができるばかりか、受け部３１を、低速から高速へ、水平揺動幅が小さいものから大きいものへ、加えて小さく上下させるなど、容器口部側を揺動中心としたバリエーションに富んだ揺動運転を可能ならしめることができる。

また、前記把持体１１は、容器２の口部側を、把持の解除状態により遊間保持せしめることで前記保持体に兼用すべく構成されているので、別途保持体を設ける必要が無くなり、装備される搬送手段１の機能を利用して、把持体１１の昇降及び把持の動作を制御することにより行えるので、保持体の導入コストを不要ならしめることができる。
つまり、前記把持体１１は、容器２の口部側の側面を三方向から把持する把持腕１１ａ、１１ｂ、１１ｃで構成されているため、また、前記受け部３１は、回転軸３２に偏心軸支して平面方向に揺動せしめ、容器２の揺動中心が容器口部側に位置するよう構成されているため、容器口部側を遊動可能な自由端として遊嵌保持された状態で揺動することができ、受け部３１の円運動による始動時や、楕円または直線運動による場合における平面揺動であっても、容器２の揺動中心が上下に変位するような、上下微動を伴う三次元的揺動を与えることができるばかりか、受け部３１自体が小さな上下揺動を伴って作動するものであっても対応することができ、バリエーションに富んだ揺動をもって、容器内液体に対する撹拌、溶解、混合等の処理を行うことができる。
さらに、前記受け部３１を回転揺動せしめることで、前記容器２内の液体を渦流を生成する流動挙動により制御することができ、撹拌棒などを用いなくとも容器内液体の混合等を良好に行なわしめることができる。

また、前記受け部３１は、容器底部を遊間保持する凹状の受け溝３１１に形成されているので、容器２の底部は、受け溝３１１の内壁により所定のクリアランスを持って横ズレ規制することができ、容器２は、受け部３１の作動に追随した傾斜角をもって揺動させることができる。
しかも、受け溝３１１の底面には、円錐溝３１２が形成されているので、受け部３１の円運動などの揺動時に、傾斜面（内壁）上に横ズレ規制させた状態で載置することができ、底部が球面状の試験管型容器２ａを用いる場合であっても、受け部３１の円運動などに伴うズレ幅や滑り状態を小さくでき、湾曲底部と円錐溝３１２の傾斜面との良好な接触状態をもって、また、底部が平面的なボトル型容器２ｂを用いる場合においても、底部の角部と円錐溝３１２の傾斜面との良好な接触状態をもって、それぞれ遊間保持することができる。

搬送手段に設けられた把持体の概要図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は（Ｂ）に位置する把持腕が互いに近接した状態と離間した状態の説明図。 揺動装置の概要図であり、（Ａ）は試験管型容器をセットした状態図、（Ｂ）はボトル型容器をセットした状態図。 容器の揺動状態を示す説明図。

符号の説明

１ 搬送手段
１１ 把持体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 把持腕
１１１ 作動部材
１２ ケーシング
２ 容器
３ 揺動手段
３１ 受け部
３１１ 受け溝
３１２ 円錐溝
３２ 回転軸

Claims (7)

1. 搬送手段に設けられた昇降可能な把持体よって容器を把持し、該容器を、所定位置から撹拌機等の揺動手段に搬送セットし、該揺動手段の可動により容器内液体の混合や撹拌などを行う揺動装置であって、該揺動装置は、前記揺動手段に揺動可能に設けられ、その可動時に前記セットされた容器を自立不能に載置保持する受け部と、前記搬送手段に昇降可能に設けられ、前記容器を自立させて遊間保持する保持体とで構成し、容器を、該容器底部側と口部側とをそれぞれ前記受け部と保持体とで遊動可能に保持せしめ、受け部の作動により揺動すべく構成したことを特徴とする揺動装置。
2. 請求項１において、前記把持体は、容器の口部側を、把持の解除状態により遊間保持せしめることで前記保持体に兼用すべく構成されていることを特徴とする揺動装置。
3. 請求項１または２において、前記把持体は、容器の口部側を三方向から把持する把持腕で構成されていることを特徴とする揺動装置。
4. 請求項１乃至３の何れかにおいて、前記受け部を、回転軸に偏心軸支して平面方向に揺動せしめ、前記容器の揺動中心が容器口部側に位置するよう構成されていることを特徴とする揺動装置。
5. 請求項４において、前記受け部を回転揺動せしめ、前記容器内の液体を渦流動するようにしたことを特徴とする揺動装置。
6. 請求項１乃至５の何れかにおいて、前記受け部は、容器底部を遊間保持する凹状の受け溝に形成されていることを特徴とする揺動装置。
7. 請求項６において、前記受け溝は、その底面が円錐溝に形成されていることを特徴とする揺動装置。