JP5860908B2 - ワーク把持装置 - Google Patents

Description

本発明は、ワークを把持した状態で収容するワーク把持装置に関し、特に、創薬研究等の分野において、創薬用試料を封入した多数のチューブを収容するラックを把持した状態で収容するワーク把持装置に関する。

従来、ラック収容部の横方向の一側縁側に配置される第１の可動式浮き上がり防止爪と、ラック収容部の横方向の他側縁に配置されラックを横方向に位置決めする第１の固定式浮き上がり防止爪と、第１の可動式浮き上がり防止爪を横方向に進退自在に駆動する第１のアクチュエータと、ラック収容部の縦方向の一側縁側に配置される第２の可動式浮き上がり防止爪と、ラック収容部の縦方向の他側縁に配置されラックを縦方向に位置決めする第２の固定式浮き上がり防止爪と、第２の可動式浮き上がり防止爪を縦方向に進退自在に駆動する第２のアクチュエータとを備える創薬用チューブ保管システムが知られている（例えば特許文献１参照）。

この従来の創薬用チューブ保管システムでは、ラック収容部にラックをセットした状態では、ラックの浮き上がりを阻止するように、第１の固定式浮き上がり防止爪がラックに係合する。そして、この従来の創薬用チューブ保管システムでは、第１の固定式浮き上がり防止爪に、スプリングの力を利用してラックをラック収容部の内側に向けて押し戻すプランジャ機構が内蔵されており、第１の可動式浮き上がり防止爪によるワークを押し付けが解除された際に、プランジャ機構によってラックをラック収容部の内側に向けて押し戻し、第１の固定式浮き上がり防止爪とラックとの係合を解除する。

特開２００９−４２０１１号公報

ところが、従来の創薬用チューブ保管システムでは、プランジャ機構がスプリングを利用した構造であることから、ラックのセット時において第１の固定式浮き上がり防止爪にラックを係合させる際に、スプリングの力が前記係合時における抵抗として機能して、第１の固定式浮き上がり防止爪に対するラックの係合が円滑に行われず、ラックを適切に把持することができない場合があった。また、プランジャ機構が複雑であることから、プランジャ機構自体に不具合が生じ易く、また、プランジャ機構の設置によって装置全体の構造が複雑になるという問題もある。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡便な構造で、ワークのセット時における確実かつ円滑なワークの把持を実現するワーク把持装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、ワークを把持した状態で収容するワーク把持装置であって、ワークを収容するためのワーク収容部と、前記ワーク収容部にセットされたワークを横方向に挟み込んで把持する横方向把持機構とを備え、前記横方向把持機構は、横方向に移動可能に設けられた横方向移動部材と、前記ワーク収容部の横方向の一側縁側に配置され、ワークに係合してワークを横方向に位置決めする横方向位置決め部とを有し、前記横方向移動部材は、前記ワーク収容部の横方向の他側縁側に配置された横方向把持プッシャ部と、前記ワーク収容部の前記一側縁側に配置された押出プッシャ部とを一体に有することにより、前記課題を解決するものである。

本発明は、ワークを把持した状態で収容するワーク把持装置であって、ワークを収容するためのワーク収容部と、前記ワーク収容部にセットされたワークを横方向に挟み込んで把持する横方向把持機構とを備え、前記横方向把持機構は、横方向に移動可能に設けられた横方向移動部材と、前記ワーク収容部の横方向の一側縁側に固定状態で配置され、ワークに係合してワークを横方向に位置決めする横方向位置決め部とを有し、前記横方向移動部材は、前記ワーク収容部の横方向の他側縁側に配置され、前記横方向移動部材を前記一側縁側に向けて横方向に移動させた時に、前記ワークを前記一側縁側に向けて横方向に押し、前記横方向位置決め部とによって前記ワークを横方向に挟み込んで把持する横方向把持プッシャ部と、前記ワーク収容部の前記一側縁側に配置され、前記横方向移動部材を前記他側縁側に向けて横方向に移動させた時に、前記ワークを前記他側縁側に向けて押し、前記ワークと前記横方向位置決め部との係合を解除する押出プッシャ部と、を一体に有することにより、前記課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明によれば、アクチュエータが縦方向把持機構および横方向把持機構を共通して駆動することにより、縦方向把持機構用のアクチュエータと横方向把持機構用のアクチュエータとを個別に設けた場合と比較して、アクチュエータの数量を低減することができ、装置の小型化を実現できる。
本請求項３に係る発明によれば、縦方向把持機構の第１の縦方向移動部材と第２の縦方向移動部材との間に弾性部材を介在させることにより、弾性部材の弾性を利用して縦方向把持プッシャ部によってワークに対して適度な圧力を加えることが可能であるため、ワーク把持の信頼性を向上でき、また、弾性部材の弾性変形によって各ワークの縦方向の寸法差を吸収することが可能であるため、縦方向の寸法が異なる複数種類のワークをワーク把持装置の収容対象とすることができる。また、縦方向把持機構および横方向把持機構を共通のアクチュエータで駆動する場合、第１の縦方向移動部材と第２の縦方向移動部材との間に弾性部材を配置することにより、縦方向把持機構によってワークを縦方向に把持した後、時間差をつけて、横方向把持機構によってワークを横方向に把持する場合であっても、前記時間差分の第１の縦方向移動部材の移動を弾性部材の弾性変形によって吸収することが可能であるため、縦方向把持プッシャ部によってワークが過度に押されることを回避できる。
本請求項４に係る発明によれば、横方向位置決め部がラックの浮き上がりを阻止するように構成されていることにより、ワーク把持装置にラックが収容された状態でラックに対して保持対象を上下方向に着脱する場合であっても、ラックの浮き上がりを阻止し、ラックに対する保持対象の円滑な着脱を実現することができる。

本発明の一実施形態であるワーク把持装置を示す上面図。 ワーク把持装置を示す正面図。 ワーク把持装置を示す背面図。 ワーク把持装置を示す左側面図。 ワーク把持装置を示す右側面図。 図１のＶＩ―ＶＩ線を矢印方向に見て示す説明図。 ワーク把持装置の各部を概略的に示す動作説明図。 ワーク把持装置のワークであるラックを示す斜視図。

本発明の一実施形態であるワーク把持装置１は、創薬用試料を封入した多数のチューブＣを収容するラックＲを着脱可能に把持した状態で収容するものである。

ワーク把持装置１は、図１〜図６に示すように、各構成部材を支持するベーステーブル１０と、ラックＲを収容するための空間であるワーク収容部９０と、ワーク収容部９０にセットされたラックＲを横方向Ｘに挟み込んで把持する横方向把持機構と、ワーク収容部９０にセットされたラックＲを縦方向Ｙに挟み込んで把持する縦方向把持機構と、縦方向把持機構および横方向把持機構を駆動する共通のアクチュエータ８０とを備えている。なお、図２や図６においては、アクチュエータ８０の図示を省略している。

横方向把持機構は、図１や図７に示すように、横方向Ｘに移動可能に設けられた横方向移動部材２０と、ワーク収容部９０の横方向Ｘの一側縁側に固定状態で配置された横方向位置決め部３０と、ワーク収容部９０の横方向Ｘの他側縁側に固定状態で配置された横方向ガイド部３１とを有している。

横方向移動部材２０は、図１や図７に示すように、全体形状が略コの字状に設けられ、ワーク収容部９０の横方向Ｘの他側縁側に配置される横方向把持プッシャ部２１と、ワーク収容部９０の一側縁側に配置される押出プッシャ部２２と、アクチュエータ８０に接続された第１のピニオンギア８１に噛み合うギア部２３とを有している。横方向把持プッシャ部２１は、ラックＲを横方向Ｘに把持した状態で、ラックＲのフランジ部Ｆの上側に係合し、ラックＲの浮き上がりを阻止するように構成されている。横方向移動部材２０は、図４から分かるように、横方向Ｘに沿って延びる２つの横方向リニアガイド２４によって、横方向Ｘに移動可能に支持されている。

横方向位置決め部３０は、図１や図７に示すように、ラックＲのセット時にラックＲを横方向Ｘに位置決めするものであり、ラックＲを横方向Ｘに把持した状態で、ラックＲのフランジ部Ｆの上側に係合し、ラックＲの浮き上がりを阻止するように構成されている。横方向ガイド部３１は、ラックＲのセット時にラックＲをワーク収容部９０にガイドするものである。

縦方向把持機構は、図１や図７に示すように、アクチュエータ８０によって駆動されて縦方向Ｙに移動する第１の縦方向移動部材４０と、縦方向Ｙに移動可能に設けられた第２の縦方向移動部材５０と、第１の縦方向移動部材４０および第２の縦方向移動部材５０の間に介在して配置された弾性部材６０と、ワーク収容部９０の縦方向Ｙの一側縁側に固定状態で配置された縦方向位置決め部７０と、ワーク収容部９０の縦方向Ｙの他側縁側に固定状態で配置された縦方向ガイド部７１とを有している。

第１の縦方向移動部材４０は、図１に示すように、第１の縦方向移動部材４０と第１のピニオンギア８１との間に配置された第２のピニオンギア８２に噛み合うギア部４１を有している。第１の縦方向移動部材４０は、図３から分かるように、縦方向Ｙに沿って延びる第１の縦方向リニアガイド４２によって、縦方向Ｙに移動可能に支持されている。

第２の縦方向移動部材５０は、図１や図７に示すように、ワーク収容部９０の縦方向Ｙの他側縁側に配置され縦方向ＹにラックＲを押すための縦方向把持プッシャ部５１を有している。縦方向把持プッシャ部５１は、ラックＲを縦方向Ｙに把持した状態で、ラックＲのフランジ部Ｆの上側に係合し、ラックＲの浮き上がりを阻止するように構成されている。第２の縦方向移動部材５０は、図３から分かるように、縦方向Ｙに沿って延びる第２の縦方向リニアガイド５２によって、縦方向Ｙに移動可能に支持されている。

弾性部材６０は、金属製等のスプリングとして構成され、第１の縦方向移動部材４０および第２の縦方向移動部材５０の間に挟まれた状態で配置されている。弾性部材６０の一端は、第１の縦方向移動部材４０に固定され、弾性部材６０の他端は、第２の縦方向移動部材５０に固定されている。なお、弾性部材６０の具体的態様は、スプリングに限定されず、例えば、ゴムや合成樹脂等であってもよい。

縦方向位置決め部７０は、図１や図７に示すように、ラックＲのセット時にラックＲを縦方向Ｙに位置決めするものである。縦方向ガイド部７１は、ラックＲのセット時にラックＲをワーク収容部９０にガイドするものである。

ラックＲは、合成樹脂等の可撓性を有する材料から成り、図８に示すように、多数のチューブＣを上下方向に着脱可能に保持するものである。ラックＲに対するチューブＣの着脱は、ワーク把持装置１によってラックＲを保持した状態で、ピッキング装置（図示しない）を用いて行われる。本実施形態では、ラックＲは、矩形状に形成され、その縦方向Ｙの寸法が、その横方向Ｘの寸法よりも長く設定されている。

つぎに、ワーク把持装置１に対するラックＲのセット方法について、図７に基づいて説明する。

まず、ハンドリング機構（図示しない）によってラックＲをワーク収容部９０に配置する。

次に、アクチュエータ８０を駆動することで、第１の縦方向移動部材４０と弾性部材６０と第２の縦方向移動部材５０とを、ワーク収容部９０の縦方向Ｙの一側縁側（図７の紙面下側）に向けて移動させるとともに、横方向移動部材２０を、ワーク収容部９０の横方向Ｘの一側縁側（図７の紙面右側）に向けて移動させる。

次に、本実施形態では、先に、第２の縦方向移動部材５０の縦方向把持プッシャ部５１によって、ラックＲを縦方向Ｙに押し、縦方向把持プッシャ部５１と縦方向位置決め部７０とによってラックＲを把持する。

次に、横方向移動部材２０の横方向把持プッシャ部２１によって、ラックＲを横方向Ｘに押し、横方向把持プッシャ部２１と横方向位置決め部３０とによってラックＲを把持する。

なお、この横方向ＸにおけるラックＲの把持を行っている最中、アクチュエータ８０によって駆動された第１の縦方向移動部材４０は、ワーク収容部９０の縦方向Ｙの一側縁側（図７の紙面下側）に向けて移動し続けるが、弾性部材６０が圧縮するように弾性変形して第１の縦方向移動部材４０の移動を吸収するため、第２の縦方向移動部材５０の縦方向把持プッシャ部５１によってラックＲが過度に押されることを抑制できる。

つぎに、ワーク把持装置１からのラックＲのリリース方法について、図７に基づいて説明する。

まず、アクチュエータ８０を駆動することで、第１の縦方向移動部材４０を、ワーク収容部９０の縦方向Ｙの他側縁側（図７の紙面上側）に向けて移動させるとともに、横方向移動部材２０を、ワーク収容部９０の横方向Ｘの他側縁側（図７の紙面左側）に向けて移動させる。

次に、本実施形態では、先に、横方向移動部材２０の横方向把持プッシャ部２１による横方向ＸへのラックＲの押し付けが解除されるとともに、横方向移動部材２０の押出プッシャ部２２によって、ラックＲをワーク収容部９０の内側に向けて押し、ラックＲのフランジ部Ｆと横方向位置決め部３０との係合を解除する。

なお、この横方向ＸにおけるラックＲの把持の解除を行っている最中、アクチュエータ８０によって駆動された第１の縦方向移動部材４０は、ワーク収容部９０の縦方向Ｙの他側縁側（図７の紙面上側）に向けて移動し続けるが、弾性部材６０が伸張するように弾性変形（弾性復帰）するため、第２の縦方向移動部材５０は動かない。

次に、第２の縦方向移動部材５０がワーク収容部９０の縦方向Ｙの他側縁側（図７の紙面上側）に向けて移動して、第２の縦方向移動部材５０の縦方向把持プッシャ部５１による縦方向ＹへのラックＲの押し付けが解除される。

なお、上述した実施形態では、ワーク把持装置のワークが、創薬用試料を封入した多数のチューブを収容するラックであるものとして説明したが、ワークの具体的態様はこれに限定されず、如何なるものでもよい。
また、上述した実施形態では、ワーク把持装置が横方向および縦方向にワークを把持するように構成されるものとして説明したが、ワーク態様によっては、横方向のみにワークを把持するようにワーク把持装置を構成してもよい。
また、上述した実施形態では、横方向把持プッシャ部や縦方向把持プッシャ部や横方向位置決め部にワークを浮き上がり防止機能を設けたが、ワーク態様に応じて、浮き上がり防止機能を設ける把持プッシャ部や位置決め部を任意に決定すればよい。
また、上述した実施形態では、ワークのセット時において、横方向におけるワークの把持の後に、縦方向におけるワークの把持が行われるものとして説明したが、動作の順番やタイミング等は任意に設定すればよい。ワークのリリース時における動作の順番やタイミング等についても、任意に設定すればよい。
また、上述した実施形態では、ワークの浮き上がりを阻止するように横方向移動部材がワークに係合するものとして説明したが、横方向移動部材とワークとの係合態様は、ワークのリリース時に、押出プッシャ部によってワークをワーク収容部の内側に向けて押すことで、係合が解除されるものであれば如何なるものでもよい。
また、本明細書内では、用語「横方向」を水平面内における一方向の意味で用い、また、用語「縦方向」を水平面内における他方向の意味で用いており、これら用語は、長手・短手等の上記以外の技術的意味を含むものではない。

１ ・・・ ワーク把持装置
１０ ・・・ ベーステーブル
２０ ・・・ 横方向移動部材
２１ ・・・ 横方向把持プッシャ部
２２ ・・・ 押出プッシャ部
２３ ・・・ ギア部
２４ ・・・ 横方向リニアガイド
３０ ・・・ 横方向位置決め部
３１ ・・・ 横方向ガイド部
４０ ・・・ 第１の縦方向移動部材
４１ ・・・ ギア部
４２ ・・・ 第１の縦方向リニアガイド
５０ ・・・ 第２の縦方向移動部材
５１ ・・・ 縦方向把持プッシャ部
５２ ・・・ 第２の縦方向リニアガイド
６０ ・・・ 弾性部材
７０ ・・・ 縦方向位置決め部
７１ ・・・ 縦方向ガイド部
８０ ・・・ アクチュエータ
８１ ・・・ 第１のピニオンギア
８２ ・・・ 第２のピニオンギア
９０ ・・・ ワーク収容部
Ｘ ・・・ 横方向
Ｙ ・・・ 縦方向
Ｚ ・・・ 上下方向
Ｒ ・・・ ラック（ワーク）
Ｆ ・・・ フランジ部
Ｃ ・・・ チューブ（保持対象）

Claims (4)

1. ワークを把持した状態で収容するワーク把持装置であって、
   ワークを収容するためのワーク収容部と、前記ワーク収容部にセットされたワークを横方向に挟み込んで把持する横方向把持機構とを備え、
   前記横方向把持機構は、横方向に移動可能に設けられた横方向移動部材と、前記ワーク収容部の横方向の一側縁側に固定状態で配置され、ワークに係合してワークを横方向に位置決めする横方向位置決め部とを有し、
   前記横方向移動部材は、
   前記ワーク収容部の横方向の他側縁側に配置され、前記横方向移動部材を前記一側縁側に向けて横方向に移動させた時に、前記ワークを前記一側縁側に向けて横方向に押し、前記横方向位置決め部とによって前記ワークを横方向に挟み込んで把持する横方向把持プッシャ部と、
   前記ワーク収容部の前記一側縁側に配置され、前記横方向移動部材を前記他側縁側に向けて横方向に移動させた時に、前記ワークを前記他側縁側に向けて押し、前記ワークと前記横方向位置決め部との係合を解除する押出プッシャ部と、
   を一体に有することを特徴とするワーク把持装置。
2. 前記ワーク収容部にセットされたワークを縦方向に挟み込んで把持する縦方向把持機構と、前記横方向把持機構および前記縦方向把持機構を駆動する共通のアクチュエータとを更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のワーク把持装置。
3. 前記ワーク収容部にセットされたワークを縦方向に挟み込んで把持する縦方向把持機構を備え、
   前記縦方向把持機構は、アクチュエータによって縦方向に移動する第１の縦方向移動部材と、縦方向把持プッシャ部を有した縦方向に移動可能な第２の縦方向移動部材と、前記第１の縦方向移動部材および前記第２の縦方向移動部材の間に介在する弾性部材と、前記ワーク収容部を挟んで前記縦方向把持プッシャ部の反対側に固定状態で配置された縦方向位置決め部とを有し、
   前記縦方向把持プッシャ部は、前記第２の縦方向移動部材を前記縦方向位置決め部側に向けて縦方向に移動させた際に、前記縦方向位置決め部側に向けて縦方向に前記ワークを押し、前記縦方向位置決め部とによって前記ワークを縦方向に挟み込み把持するように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワーク把持装置。
4. 前記ワークは、保持対象を上下方向に着脱させて保持するラックであり、
   前記横方向位置決め部は、前記ラックに係合してラックの浮き上がりを阻止するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワーク把持装置。

Images