JP4972065B2 - ラック搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の容器を保持するラックを搬送するラック搬送装置に関し、特にラック搬送装置の構造に関する。

検体前処理システムは、血液、尿などの検体に対して、遠心分離処理、開栓処理、分注処理等の前処理を段階的に実行するシステムである（例えば特許文献１参照）。かかるシステムは、一般に、複数の処理ユニットを連結させたものとして構成される。個々の処理ユニットには、様々なラック搬送機構が搭載される。ここで、ラックは複数の検体（検体容器）を保持する部材であり、採血管ラック、試験管ラックなどとも称されている。ラック搬送装置は、検体前処理システム以外の分析システム等にも搭載されている。

ラック搬送装置の内で、ラックの追い抜かしが可能なものがある。かかるラック搬送装置は、典型的には、第１コンベア及び第２コンベアからなる主搬送路と、それに並行して設けられた副搬送路（処理用搬送路）と、を有する。第１コンベア及び第２コンベアは、上流から下流の流れ方向に連接して設けられて、上記主搬送ラインを構成し、直送動作時には、第１コンベアから第２コンベアへのラックの直接的な移送が可能である。一方、ラック上の各検体に対して処理を行う場合、主搬送路から副搬送路へラックが引き込まれ、そこでラック送りを行いながら各検体の処理が実行される。その場合、後続ラックの追い抜かしが可能となる。例えば、複数の分注ユニットを並列動作させる場合、それぞれの分注ユニットに上記のような追い抜かし機能付きのラック搬送装置が搭載される。更に、詳しく説明すると、第１コンベアから副搬送ラインへのラックの移載はアーム部材による横送りにより行われ、同様に、副搬送ラインから第２コンベアへのラックの移載もアーム部材による横送りにより行われる。副搬送路は、ラックを滑動させる平坦なプレート部材を有し、副搬送路上では、従来、爪によるラック送りがなされる。すなわち、副搬送路には爪送り機構が設けられ、ラックの側面に形成された溝に爪を引っかけて、爪を１ピッチずつ前方に送ることにより、ラック搬送が繰り返される。

副搬送路上でのラック搬送を爪送り方式で行うのは、そこで搬送ベルトによるコンベアによりラック搬送を行うと、ベルトへの張力によりベルトに反りが生じ易く、このためそこへのラックの移載時にベルトの端部がラックの脚部に引っ掛かり易いという問題が懸念されるからである。そのような反りが生じていなくても、やはりラックの受入時にベルトの端部がラックの脚部に引っ掛かかり易いという点も指摘されている。つまり、従来においては、ベルトからプレートへの移載、プレートからベルトへの移載といった方式が採用されていた。

なお、特許文献２に記載されたラック搬送装置は分岐構造を有する。特許文献３には追い抜かし路を有するラック搬送路が開示されている。しかし、いずれの特許文献にも、主搬送路と副搬送路の具体的構成は開示されていない。

特開２００４−６１１６９号公報 特開２０００−２７１０号公報 特開２０００−８４４３６号公報

上記で説明した従来技術の場合、副搬送路では爪部材によるラック搬送が行われていたため、ラックの搬送終了の都度、爪部材を移動終了位置から移動開始位置まで復帰させる動作を行う必要があった。つまり、動作時間を短縮化するのが困難であった。近時、反りが生じにくい良質のベルトが提供されているが、単純にそのようなベルトを採用しても、ベルトからベルトへのラック移載の場合にはやはり引っ掛かりという問題が懸念される。ベルトが変形性をもった可動部材であって厳密には表面レベルがその全面にわたって完全に一定ではないからである。ラック移載時に、ラックの引っ掛かりを防止し、ひいてはラック転倒を防止することが求められている。

本発明の目的は、動作効率が良く信頼性の高いラック搬送を行えるようにすることにある。

本発明に係るラック搬送装置は、ベルト方式の第１コンベアと、前記第１コンベアの下流側に連接して設置されたベルト方式の第２コンベアと、前記第１コンベア及び前記第２コンベアからなるコンベア列と並行に設置されたベルト方式の第３コンベアと、前記第１コンベアと前記第３コンベアの受入位置との間に設けられ、前記第１コンベア側が低く前記第３コンベア側が高い第１斜面を有する第１中継台座と、前記第３コンベアの排出部と前記第２コンベアとの間に設けられ、前記第３コンベア側が低く前記第２コンベア側が高い第２斜面を有する第２中継台座と、前記第１コンベアから前記第１斜面を介して前記第３コンベアの受入位置へラックを送り出す第１移載機構と、前記第３コンベアの排出位置から前記第２斜面を介して前記第２コンベアへラックを送り出す第２移載機構と、を含み、直送動作時には、前記第１コンベアから前記第２コンベアへ直接的にラックが送られ、引き込み動作時には、前記第１コンベアから前記第３コンベアを経由して前記第２コンベアへラックが送られ、前記引き込み動作時において、前記第１コンベアから前記第３コンベアへラックを移載する際に当該ラックが前記第１斜面上を滑り上がり運動し、且つ、前記第３コンベアから前記第２コンベアへラックを移載する際に当該ラックが前記第２斜面上を滑り上がり運動する、ことを特徴とする。

上記構成によれば、第１コンベアと第３コンベアとの間（往路）に第１斜面が設けられているので、第１斜面では、第１コンベアからそのラック載置面よりも低い位置においてラックを受け取って、その横送りの過程においてラックを自然に高い位置に上昇させ、その位置からそれよりも低い第３コンベアのラック載置面へラックを渡すことが可能である。同様に、第３コンベアと第２コンベアとの間（復路）に第２斜面が設けられているので、第２斜面では、第３コンベアからそのラック載置面よりも低い位置においてラックを受け取って、その横送りの過程においてラックを自然に高い位置に上昇させ、その位置からそれよりも低い第２コンベアのラック載置面へラックを渡すことが可能である。斜面の角度を、例えば１０度以下、望ましくは数度程度に設定すれば、傾斜あるいは受け渡しを原因としてラックが転倒する可能性を非常に小さくできる。その可能性を更に低減し、あるいは、その可能性をゼロにするには、転倒防止用のレール等を利用するようにすればよい。各斜面を摩擦係数の小さい金属プレート表面として構成するのが望ましい。上方から見た斜面の幅（ラック移載方向の幅）があまり小さいと、どうしても傾斜角度が大きくなってしまうので、ある程度の大きさとするのが望ましく、その一方、その幅をあまり大きくすると、デットスペースが増えて装置が大型化してしまうし、移載時間が長くなってしまうので、例えば、その幅をラックの幅（ラック移載方向の幅）に対して０．５〜１．５倍の大きさに設定してもよい。

望ましくは、前記第１斜面は、前記第１コンベア側の低い前端部と、前記第２コンベア側の高い後端部と、を有し、前記第１斜面における低い前端部は前記第１コンベアのラック載置面よりも低い位置に設定され、前記第１斜面における高い後端部は前記第３コンベアのラック載置面よりも高い位置に設定され、前記第２斜面は、前記第３コンベア側の低い前端部と、前記第２コンベア側の高い後端部と、を有し、前記第２斜面における低い前端部は前記第３コンベアのラック載置面よりも低い位置に設定され、前記第２斜面における高い後端部は前記第２コンベアのラック載置面よりも高い位置に設定される。

望ましくは、前記第１斜面及び前記第２斜面のそれぞれにはラック底部に形成された溝に嵌め込まれる転倒防止用レールが設けられる。レールとしては、その根元が細く、上部が肥大しているものを利用してもよい。そのようなレールが嵌め込まれる溝は、望ましくは、下部開口が狭く、その上部空洞が大きい形態を有する。両者が係合した状態ではラックの傾斜運動が制限され、斜面に沿った並行運動（斜めに上昇する運動）だけが許容される。

望ましくは、前記第１コンベア、前記第２コンベア及び前記第３コンベアのラック載置面レベルは互いに同一の規定レベルに定められ、前記第１斜面がその中間位置において前記規定レベルを斜めに横切る傾斜状態にあり、且つ、前記第２斜面がその中間位置において前記規定レベルを逆向きで斜めに横切る傾斜状態にある。

以上説明したように、本発明によれば、動作効率が良く信頼性の高いラック搬送を行えるラック搬送装置を提供できる。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。

図１には、本発明に係るラック搬送装置の好適な実施形態が示されており、図１はその要部構成を示す模式図である。このラック搬送装置は、例えば、検体前処理システム、分注システム等に組み込まれるものである。搬送対象となるラックは複数の検体容器を保持するものであり、ここで検体は例えば血液、尿などである。

図１に示すラック搬送装置１０は、第１コンベア１２、第２コンベア１４及び第３コンベア１６を有している。第１コンベア１２及び第２コンベア１４は図においてＸ方向として示す流れ方向に沿って連接して設けられており、それらは主搬送路を構成する。なお、Ｘ方向に直交する方向としてＹ方向が定義されている。第１コンベア１２が上流側のコンベアであり、第２コンベア１４が下流側のコンベアである。２つのコンベア１２，１４に跨って、且つ、それらと平行に、上記の第３コンベア１６が設けられており、その第３コンベア１６は副搬送路（処理搬送路）を構成する。

第１コンベア１２と第３コンベア１６の受入部１６Ａとの間には第１中継台１８が設けられている。第３コンベア１６の排出部１６Ｂと第２コンベア１４との間には第２中継台２０が設けられている。それらの中継台１８，２０は後に詳述するようにそれぞれ斜面を有している。ただし、第１中継台１８が有する斜面と第２中継台２０が有する斜面はその傾き方向が互いに逆転している。

第１コンベア１２から第３コンベア１６へラック４２を送るために、第１押出し機構２２が設けられている。すなわち、図１において、第１押出し機構２２はラック４２を符号１０４で示す方向に押し出す機構である。同様に、第３コンベア１６から第２コンベア１４へラックを送るために、第２押出し機構２４が設けられている。その第２押出し機構２４は符号１０６で示される方向にラックを押し出すものである。

さらに具体的に説明すると、第１コンベア１２は、搬送用のベルト３０と、それを駆動する駆動機構３２と、を有している。第２コンベア１４も、ベルト３４と、それを駆動する駆動機構３６と、を有している。第３コンベア１６も、ベルト３８と、それを駆動する駆動機構４０と、を有している。第１押出し機構２２は、図１においてＹ方向に運動する押出し部材４３と、それを駆動する駆動機構４４と、を有している。図１においては各押出し機構の概略が示されている。具体的には各種の押出し構造を採用することが可能である。第２押出し機構２４も、第１押出し機構２２と同様の構成を有し、それは押出し部材４６と、駆動機構４８と、を有している。なお、図１においては、ラック４２に対して押出し部材４３によって符号１０４方向に押出しを行った場合における途中状態が２点鎖線で示されている。

副搬送路１０２すなわち第３コンベア１６においては、受入部１６Ａに移載されたラックがその下流側に向けて１ピッチずつ送られる。本実施形態においては、例えば符号１１０Ａで示される位置に分注ポイントが設定されており、各検体がその分注ポイント１１０Ａに位置決められる。そして、位置決められた検体が図示されていない分注ノズルによって吸引され、その検体が別途設けられた子検体ラック５０上の子検体容器１１０Ｂに吐出される。その流れが符号１１０で示されている。第３コンベア１６においてはラックが１ピッチずつ送られ、それと同期して分注処理が実行される。第３コンベア１６から処理後のラックが第２コンベア１４側へ送り出されると、必要に応じて新しいラックが第３コンベア１６の受入部１６Ａに引き込まれる。もちろん、第３コンベア１６上に複数のラックが配置され、それらが駆動されるようにしてもよい。本実施形態においては、従来例において説明した爪送り機構が設けられていない。すなわち副搬送路１０２上においてラックを搬送した後に爪を原点まで戻す必要がないので、動作効率を向上できるという利点がある。

図１に示すラック搬送装置１０は２つの動作モードを有している。直送モードにおいては、第１コンベア１２からその下流にある第２コンベア１４へラックがそのまま渡される。すなわち主搬送路１００に沿ってラックがそのまま上流から下流に流される。その際、第３コンベア１６上に別のラックが存在しているならば、追い抜かし状態となる。一方、引き込みモードにおいては、第１コンベア１２からラックが第３コンベア１６に移載され、第３コンベア１６上におけるラック搬送とともに検体処理が実行され、その後にラックが第３コンベア１６から第２コンベア１４に送られる。もっとも、図１に示した構成の採用にあたって検体に対する処理を行わずに、単に追い抜かし路として副搬送路１０２を利用することも可能である。

図２には、ラック４２の一例が示されている。ラックとしては従来から各種のものが実用化されており、複数種類のラックに対応できるようにラック搬送装置を構成するのが望ましい。図２に示すラック４２は５つの検体容器収納穴５２を有し、ラック４２の底部には溝５４が形成されている。溝５４は下方開口がやや狭められており、それに連なる上方空洞がラック長手方向に広がっている。

図３には、本実施形態に係るラック搬送装置の斜視図が示されている。このラック搬送装置は例えば分注処理ユニットの上部に組み込まれるモジュールである。

図４には、図３に示したラック搬送装置１０の上面図が示されている。Ａ−Ａ断面が図５に示されており、Ｂ‐Ｂ断面が図６に示されている。なお、図４において第１中継台１８にはレール５８が設けられており、第２中継台２０にはレール６２が設けられている。

図５及び図６を用いて高さ関係について説明する。まず図５において、第１中継台１８はその上面としての第１斜面５６を有する。第１斜面５６上には上述したレール５８が設置されている。第１コンベア１２は、上述したようにベルトを有し、図５においてはそのベルトにおけるラック載置面が符号３０Ａで示されている。一方、第３コンベア１６はベルトを有し、そのベルトにおけるラック載置面が符号３８Ａで示されている。図示されるように、第１斜面５６における第１コンベア１２側の端（前端）５６Ａの高さは、第１コンベア１２におけるラック載置面３０Ａの高さよりも低い。そのギャップｄは例えば数ｍｍであり、具体的には例えば５ｍｍである。また、第１斜面５６における第３コンベア１６側の端（後端）５６Ｂの高さは、第３コンベア１６におけるラック載置面３８Ａの高さよりも若干高い。そのギャップｄは上記のとおりの数値に設定される。

図６において、第２中継台２０は第２斜面６０を有し、その第２斜面６０上にはレール６２が設けられている。第２斜面６０の前端が符号６０Ａで示されており、その後端が符号６０Ｂで示されている。前端６０Ａは第３コンベア１６におけるラック載置面３８Ａよりも低い位置に設定されており、後端６０Ｂは第２コンベア１４におけるラック載置面３４Ａよりも高い位置に設定されている。各高さ関係におけるギャップｄは上記で示した数値として設定されている。

したがって、図５に示すように、第１コンベア１２から第３コンベア１６へラックを送る場合、ラック載置面３０Ａ上にあるラックはそれよりも低い位置に設定された前端５６Ａ側から第１斜面５６上に載せられることになり、さらに横送りを進めると第１斜面５６上をラックが滑り上がって自然にそれが高い位置に持ち上げられ、後端５６Ｂを経由してそれよりも若干低いラック載置面３８Ａ上に送り込まれることになる。これと同様に、図６において、ラック載置面３８Ａ上にあるラックは、それよりも若干低い前端６０Ａを経由して第２斜面６０上に載せられ、その斜面に沿って上昇し、後端６０Ｂを経由してそれよりも低いラック載置面３４Ａ上に載せられることになる。

以上の高さ関係によれば、（換言すれば斜面の効果的な利用によれば、）ベルト表面の高さに若干のぶれがあったとしても、あるいはそれが若干反っていたような場合であっても、ラックの脚部がベルトの端部に引っかかってしまう問題を効果的に防止することが可能となる。ここで、第１コンベアと第３コンベアとの間及び第３コンベアと第２コンベアとの間の距離は例えばラックの横幅を１とした場合においてその０．５〜１．５倍の大きさに設定されるのが望ましい。もちろんその数値は一例である。いずれにしても、あまり斜面の角度が急であるとラックの横送りに際してそれを円滑に斜面に沿って滑り上がらせることが困難となったりあるいは各面間の移載時にラックの転倒という問題が生じることが予想されるので、斜面の角度はあまり急にしない方が望ましい。その一方において斜面の長さあるいは中継台の横幅をあまり大きくすると移載時間が増大してしまうため、それらの２つの問題のトレードオフ関係において適切な角度及び長さを設定するのが望ましい。ちなみに、各コンベアにおけるラック載置面の高さは互いに同一であり、それは規定レベルに合わせられている。図５および図６の対比から明らかなように、第１斜面５６はその中間位置において規定レベルを横切るように設定されており、このことは第２斜面６０についても同様である。ただし、第１斜面と第２斜面はそれを同一方向から眺めたならば互いに逆向きのつまり逆傾斜の関係にある。

図７にはレール５８および６２の作用が示されている。ここではレール５８を代表してその機能を説明すると、ラック４２には上述したようにその脚部に下側に開いた溝５４が形成されており、その溝５４は左右方向に貫通している。溝５４の下面開口は、ラック長手方向について観察した場合に上部空洞よりも狭く、逆に言えば下面開口よりも上部空洞の方が広がっている。これに合わせて、レール５８は、その下部よりも上部の方がラック長手方向において増大する形態を有しており、すなわちレール５８と溝５４はある程度の隙間を持って互いに噛み合う関係にある。したがって、ラックが第１中継台に載せられる時に、ラックの溝５４にレール５８が嵌め込まれることになるので、傾斜状態においてラックを横送りしてもラックの転倒は確実に防止される。もっとも、レールへの嵌め込みおよびレールからの取り出し時にラックが転倒する可能性は否めないが、それぞれのコンベアにおいては転倒防止用の壁が設置されており、また押出し機構が有する押出し部材の保持作用もあるので、結果としてどの段階においてもラックの転倒が効果的に防止されている。ちなみに、レールは搬送する対象となるラックの種類に応じて設置するのが望ましく、溝が形成されていないラックについてはレールを設けなければよい。その場合においても、斜面の角度や長さを適切に設定することによりラックの転倒をほぼ防止することが可能と言える。

一般に、ラック搬送においてはラックを直立させた状態を維持しつつそれを搬送するのが常識であると言えるが、上記実施形態においては２つのベルト間のラック移送にあたってラックを斜面上において滑動させるという新しい仕組みを設けたので、ラックがベルトに引っかかってしまう問題を効果的に防止でき、その結果として副搬送路においてもベルト方式を採用することが可能となり、これにより動作効率を向上することが可能である。したがって極めて実用性の高いラック搬送装置を構成することが可能である。

本発明に係るラック搬送装置の好適な実施形態を示す模式図である。 ラックの一例を示す斜視図である。 実施形態のラック搬送装置の斜視図である。 図３に示すラック搬送装置の上面図である。 第１斜面の作用を説明するための図である。 第２斜面の作用を説明するための図である。 転倒防止のためのレールを説明するための図である。

符号の説明

１０ ラック搬送装置、１２ 第１コンベア、１４ 第２コンベア、１６ 第３コンベア、１８ 第１中継台、２０ 第２中継台、２２ 第１押出し機構、２４ 第２押出し機構。

Claims (4)

1. ベルト方式の第１コンベアと、
   前記第１コンベアの下流側に連接して設置されたベルト方式の第２コンベアと、
   前記第１コンベア及び前記第２コンベアからなるコンベア列と並行に設置されたベルト方式の第３コンベアと、
   前記第１コンベアと前記第３コンベアの受入位置との間に設けられ、前記第１コンベア側が低く前記第３コンベア側が高い第１斜面を有する第１中継台座と、
   前記第３コンベアの排出部と前記第２コンベアとの間に設けられ、前記第３コンベア側が低く前記第２コンベア側が高い第２斜面を有する第２中継台座と、
   前記第１コンベアから前記第１斜面を介して前記第３コンベアの受入位置へラックを送り出す第１移載機構と、
   前記第３コンベアの排出位置から前記第２斜面を介して前記第２コンベアへラックを送り出す第２移載機構と、
   を含み、
   直送動作時には、前記第１コンベアから前記第２コンベアへ直接的にラックが送られ、引き込み動作時には、前記第１コンベアから前記第３コンベアを経由して前記第２コンベアへラックが送られ、
   前記引き込み動作時において、前記第１コンベアから前記第３コンベアへラックを移載する際に当該ラックが前記第１斜面上を滑り上がり運動し、且つ、前記第３コンベアから前記第２コンベアへラックを移載する際に当該ラックが前記第２斜面上を滑り上がり運動する、
   ことを特徴とするラック搬送装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記第１斜面は、前記第１コンベア側の低い前端部と、前記第２コンベア側の高い後端部と、を有し、前記第１斜面における低い前端部は前記第１コンベアのラック載置面よりも低い位置に設定され、前記第１斜面における高い後端部は前記第３コンベアのラック載置面よりも高い位置に設定され、
   前記第２斜面は、前記第３コンベア側の低い前端部と、前記第２コンベア側の高い後端部と、を有し、前記第２斜面における低い前端部は前記第３コンベアのラック載置面よりも低い位置に設定され、前記第２斜面における高い後端部は前記第２コンベアのラック載置面よりも高い位置に設定された、
   ことを特徴とするラック搬送装置。
3. 請求項２記載の装置において、
   前記第１斜面及び前記第２斜面のそれぞれにはラック底部に形成された溝に嵌め込まれる転倒防止用レールが設けられた、
   ことを特徴とするラック搬送装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置において、
   前記第１コンベア、前記第２コンベア及び前記第３コンベアのラック載置面レベルは互いに同一の規定レベルに定められ、
   前記第１斜面がその中間位置において前記規定レベルを斜めに横切る傾斜状態にあり、且つ、前記第２斜面がその中間位置において前記規定レベルを逆向きで斜めに横切る傾斜状態にある、
   ことを特徴とするラック搬送装置。

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