JP6211401B2 - 撹拌装置 - Google Patents

Description

本発明は、収納容器に格納された被撹拌物を回転または揺動して撹拌する撹拌装置に関するものである。

献血者が献血すると、献血者からの血液は、収納容器である血液バッグに採取されて、保管される。血液の採取中では、採血装置により血液バッグを載せた載せ皿を揺動して、血液バッグ内に予め充填された抗血液凝固剤と採血した血液とを十分に混和する。このような採血装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。

血液が格納された血液バッグは、血液センターに集約される。血液センターでは、血液を構成する各成分を混和させるために、血液バッグを１つずつ手に持ち、肘を中心に腕を上下に振りながら撹拌している。しかし、人それぞれに撹拌の時間が違ったり、血液バッグを揺動の度合いがことなったりしてばらつきが生じている。

一方、多数の容器のそれぞれに被撹拌物を格納して撹拌する従来の撹拌装置として、血液バッグではなく試験管ではあるが、特許文献２に記載されたものが知られている。
特許文献２に記載の「ラック内で一緒のグループとされた試験管から血液製品のサンプルを撹拌し採取するための装置」には、被撹拌物として血液を格納した複数の試験管をラックに並べて配列してＵ字状の弾性クリップで保持し、ラックを支持するラック支持体を軸周りに、完全な回転運動あるいは交互に方向が変わる回転運動を付与して、試験管を撹拌するものである。

特開２０１２−２１７６２３号公報 特開平８−２４８０３６号公報

特許文献２に記載の「ラック内で一緒のグループとされた試験管から血液製品のサンプルを撹拌し採取するための装置」では、試験管をＵ字状の弾性クリップで保持しているが、特許文献１に記載の採血装置での血液バッグを、１つずつ保持するのは困難である。

それは、血液バッグは、２００ｍＬサイズのものや４００ｍＬサイズのものがあり、血液が格納されると厚みが変わるため、定型の直径を有する試験管と異なるためである。また、血液バッグは、チューブをバッグ本体に巻き付けて運搬され、取り扱われるため、同じ容量のものでも幅が一定ではない。

例えば、収容容器を棚部に一列に配置して、１つずつの収容容器を間仕切りで区切ってもよいが、所定間隔ごとに間仕切りを設けると、幅広い収容容器に合わせて、その間隔を取ることになるため、幅が狭い収容容器では間仕切りとの間に隙間ができる。

そうなると、撹拌のために、収容容器を回転させたり、揺動させたりすると、間仕切りの間で、しっかりと収まった収容容器は安定して撹拌されるが、間仕切りの間に隙間ができた収容容器は安定しない状態となり、動いてしまうため、撹拌がうまくいかないおそれがある。

そこで本発明は、それぞれの収容容器を均一に撹拌することで、被撹拌物の品質を一定に保つことができる撹拌装置を提供することを目的とする。

本発明の撹拌装置は、被撹拌物が格納された収納容器が一列に配置される棚部と、前記棚部を回転または揺動させる撹拌駆動部と、前記棚部に配置された収納容器を片寄せすることで集約して、前記収納容器を保持する保持部とを備えたことを特徴とする。
本発明の撹拌装置によれば、棚部に配置された収納容器を片寄せする保持部を備えているため、収容容器を隙間なく集約することができ、保持することができるので、サイズの異なる収容容器を、回転させたり揺動させたりしても、しっかりと被撹拌物を撹拌することができる。

前記保持部が、収納容器の配列方向に沿って所定間隔ごとに配置された間仕切りと、前記間仕切りの間隔を狭めながら片寄する集約駆動部とを備えているのが望ましい。間仕切りが収納容器の配列方向に沿って所定間隔ごとに配置されているため、操作者は間仕切りの間に収納容器を置いていくことができる。そして、集約駆動部により間仕切りが間隔を狭めながら片寄するので、間仕切りにより収容容器が押され、片寄方向に移動させられて、確実に収容容器を集約することができる。

前記集約駆動部は、前記間仕切りが隣接する間仕切りに片寄されると所定間隔を維持して、前記隣接する間仕切りを押すスペース部材と、前記棚部に並んだ間仕切りのうち片寄側とは反対に位置する最遠の間仕切りに連結して片寄方向に移動させる伸縮部とを備えるのが望ましい。伸縮部が、最遠の間仕切りに連結して片寄方向に移動させると、この間仕切りが隣接する間仕切りに接近する。間仕切り同士の間隔を維持するスペース部材が、隣接する間仕切りを押し始めるので、間仕切りの片寄に伴って、順次、収納容器を集約することができる。

前記棚部に、低摩擦加工が施していると、保持部により収納容器が片寄されるときに、収納容器が少ない抵抗で棚部を移動することができるので、収納容器をスムーズに片寄せすることができる。

前記撹拌駆動部による撹拌を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記棚部の両端部の支軸を中心として、前記棚部を回転または揺動させるときに、前記支軸の初期角度が設定されるのが望ましい。制御部により棚部を回転または揺動させるときに、棚部の支軸の初期角度が設定できると、棚部の高さ位置、前後位置に合わせて初期角度を設定すれば、操作者は収容容器を棚部に配置させやすい角度にすることができる。

前記棚部が複数設けられていると共に、前記棚部に対応させて前記撹拌駆動部が複数設けられ、前記制御部は、前記複数の棚部の初期角度の設定が異なる場合でも、前記複数の棚部の撹拌開始角度を合わせて、前記撹拌駆動部に撹拌を指示するのが望ましい。棚部の支軸の初期角度がそれぞれの棚部で異なっていても、制御部が、それぞれの棚部を、一旦、撹拌開始角度に合わせてから、撹拌駆動部に撹拌を指示して、撹拌を開始するので、撹拌が更に均一に行うことができる。

本発明の撹拌装置は、収容容器を隙間なく集約することができ、保持することができるので、サイズの異なる収容容器を、回転させたり揺動させたりしても、しっかりと被撹拌物を撹拌することができる。従って、本発明の撹拌装置は、それぞれの収容容器を均一に撹拌することで、被撹拌物の品質を一定に保つことができる。

本発明の実施の形態に係る撹拌装置を示す斜視図である。 図１に示す撹拌装置の前扉を取り外した状態の正面図である。 図１に示す撹拌装置の前扉と外装板を取り外した状態の斜視図である。 図１に示す撹拌装置の撹拌空間に設けられた撹拌ロッカーと、この撹拌ロッカーを揺動させる撹拌駆動部とを見える状態とした斜視図である。 図２に示す撹拌装置の上段に位置するロッカー部に設けられた集約駆動部を説明するための背面図である。 図５に示す集約駆動部を説明するための平面図である。 図６に示す集約駆動部を説明するための背面図である。 図６の集約駆動部が片寄せした状態の背面図である。 図１に示す撹拌装置全体を統括制御する制御部を説明するためのブロック図である。 図４に示す撹拌ロッカーの揺動を説明するための側面図である。

本発明の実施の形態に係る撹拌装置を図面に基づいて説明する。
図１および図２に示す撹拌装置１０は、被撹拌物として液体である血液を撹拌するものである。血液は収納容器の一例である血液バッグＢに格納された状態で、撹拌装置１０内に配置される。血液バッグＢは、血液が格納されるバッグ本体にチューブが接続された軟質容器である。血液バッグＢは、容量が２００ｍＬ用のものや、４００ｍＬ用のものが使用できる。
図１および図３に示すように、撹拌装置１０は、骨組みである本体フレーム部１０１を外装板１０２が囲い、中央部に血液を撹拌するための撹拌空間１１０を閉鎖空間とするための前扉１０３が形成されている。

図２から図４に示すように、撹拌装置１０の撹拌空間１１０には、撹拌ロッカー２０が設置されている。撹拌ロッカー２０は、２個のロッカー部２１０が左右に一体的に形成されたものである。本実施の形態では、撹拌ロッカー２０が前後方向にずれると共に、上下方向にずれた位置に２台配置されている。
ロッカー部２１０は、血液バッグＢが一列に配置される棚部として機能するものである。ロッカー部２１０は、底板２１１に、側板２１２、背板２１３、天板２１４が取り付けられて前面を開口部とし、前面に透明な戸２１５が付けられた戸棚である。
底板２１１と、背板２１３とには、低摩擦加工が施されている。本実施の形態では、底板２１１と、背板２１３とに、フッ素樹脂（例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）など）製シートを貼り付けているが、底板２１１と、背板２１３とを形成するための板材の表面に、フッ素樹脂加工を直接施してもよい。

ロッカー部２１０は、正面視して長方形状であり、側面視して略正方形状に形成されている。ロッカー部２１０の両端部に位置する側板２１２の中心には、ロッカー部２１０の長手方向に沿った軸線と方向を一致させた支軸２１７が形成されている。この支軸２１７は、撹拌空間１１０の側板１１１を貫通している。また、ロッカー部２１０の背板２１３には、ロッカー部２１０の長手方向に沿って２本のスリット２１８が形成されている。

撹拌空間１１０の一方の側板１１１には、側板１１１を貫通した支軸２１７を駆動軸とする撹拌駆動部４０が配置されている。撹拌駆動部４０は、本体フレーム部１０１に設置されている。撹拌駆動部４０は、撹拌ロッカー２０を、支軸２１７を中心として所定角度の範囲を往復させて、揺動させるためのモーターである。

図５から図８に示すように、ロッカー部２１０の背板２１３の裏側には、ロッカー部２１０に配置された血液バッグＢを片寄せすることで集約して、血液バッグＢを保持する保持部５０が形成されている。なお、図７および図８においては、後述する伸縮部は図示していない。

保持部５０は、血液バッグＢ（図４参照）の配列方向に沿って所定間隔ごとに配置された間仕切り５１０と、間仕切り５１０の間隔を狭めながら片寄する集約駆動部５２０とを備えている。

間仕切り５１０同士が開いた状態の間隔は、血液が格納された４００ｍＬまたは２００ｍＬの血液バッグＢにチューブが巻かれたときの厚みより十分広くしている。間仕切り５１０が血液バッグＢを押さえたときの間隔が不十分であるときには、間仕切り５１０の厚みを厚くするものを被せて対応を図ることも可能である。
また、それぞれの間仕切り５１０の間に１個ずつ血液バッグＢを配置して、撹拌ロッカー２０全部で２０個の血液バッグＢが撹拌できるように、間仕切り５１０が１つのロッカー部２１０に５つ設けられている。間仕切り５１０は、ロッカー部２１０の背板２１３に向いた一対の腕部と、一対の腕部を連結する連結部とから構成されている。間仕切り５１０は、２本の腕部が、背板２１３に形成されたスリット２１８（図２参照）を貫通して集約駆動部５２０に接続されている。

集約駆動部５２０は、ロッカー部２１０の背板２１３の裏側に位置しているが、ロッカー部２１０の背面カバー２１９（図５参照）により覆われている。集約駆動部５２０は、支持フレーム部５２１と、連結部材５２２と、スペース部材５２３と、伸縮部５２４と、コイルばね５２５と、案内レール５２６とを備えている。
支持フレーム部５２１は、ロッカー部２１０の背板２１３の裏側に取り付けられている矩形状の枠体である。
連結部材５２２は、間仕切り５１０を片寄せするときには、間仕切り５１０の間隔に応じて縮み、間仕切り５１０の間隔を拡げるときには、一方の間仕切り５１０の移動に伴い延びて、隣接する他方の間仕切り５１０を牽引する機能を有する。
連結部材５２２は、それぞれの間仕切り５１０の２本の腕部に接続された接続部材５２２ａと、隣り合う間仕切り５１０に連結する接続部材５２２ａに、それぞれの一端部が軸部材により回動自在に連結されていると共に、他端部同士が軸部材により回動自在に連結された一対のアーム部材から成る折り畳み部材５２２ｂとにより構成されている。

スペース部材５２３は、棒状部材の先端部に衝撃を吸収するゴム部材が形成されている。スペース部材５２３は、間仕切り５１０が隣接する間仕切り５１０に接近すると隣接する間仕切りを押して所定間隔を維持する。スペース部材５２３の長さは、血液が格納された状態の血液バッグＢの厚みより少し短く形成されている。例えば、血液バッグＢとして、４００ｍＬまたは２００ｍＬのいずれか一方のみが使用される場合には、その容量の血液バッグＢの厚みに合わせてスペース部材５２３の長さが決定される。４００ｍＬ用と２００ｍＬ用とが混在する場合には、厚みが薄い方に合わせてスペース部材５２３の長さが決定される。スペース部材５２３のゴム部材をねじ込み式にして棒状部材に取り付ければ、ゴム部材の突出量で、スペース部材５２３の長さを調整するようにしてもよい。

伸縮部５２４は、一端が支持フレーム部５２１に連結され、他端がロッカー部２１０に並んだ間仕切り５１０のうち、片寄方向とは反対側に位置する最遠の間仕切り５１０に連結して、片寄方向に移動させるシリンダである。
コイルばね５２５は、支持フレーム部５２１の左右の端部と、この端部に最も近い間仕切り５１０との間に設けられている。
案内レール５２６は、間仕切り５１０を片寄せ方向に安定して移動させるためのものである。支持フレーム部５２１に、ロッカー部２１０の長手方向に沿って取り付けられた２本の平行なレールである。案内レール５２６は、間仕切り５１０の腕部の先端部に形成された貫通孔に、スライド自在に挿通している。

図１に示す撹拌装置１０の右側には、撹拌ロッカー２０の揺動を制御する制御部３０（図９参照）を操作するための操作盤３０１が配置されている。
図９に示すように制御部３０は、撹拌制御部３１０と、撹拌用ドライバー部３２０と、保持用ドライバー部３３０とを備えている。

撹拌制御部３１０は、操作盤３０１に操作画面の表示や装置状態の表示を行う機能と、操作盤３０１からの操作により始動や停止、設定が指示され、指示された内容に応じて動作する機能とを備えている。撹拌用ドライバー部３２０は、撹拌制御部３１０からの制御信号を受信して、撹拌駆動部４０を動作させるための電流を駆動する。
保持用ドライバー部３３０は、撹拌制御部３１０からの制御信号を受信して、伸縮部５２４を動作させるための電流を駆動する。

以上のように構成された本発明の実施の形態に係る撹拌装置１０の動作および使用状態について、図面に基づいて説明する。
操作者は、図１に示す操作盤３０１を操作して、揺動速度、揺動時間、揺動角度およびロッカー部２１０の初期角度などの設定を行う。操作者によって設定された各値は、撹拌制御部３１０に格納される。

図８に示す撹拌制御部３１０は、操作者によって設定された初期角度に基づいて、撹拌用ドライバー部３２０を介して撹拌駆動部４０に回動指示を出力して、ロッカー部２１０を傾斜させる。
図１０に示すように、操作者が、水平方向に対して、下側に位置するロッカー部２１０の初期角度θ１を、上側に位置するロッカー部２１０の初期角度θ２より大きく設定する。そうすることで、撹拌装置１０の前に立つ操作者は、血液バッグＢをロッカー部２１０に容易に挿入することができる。

操作者が、図２に示す血液バッグＢをロッカー部２１０へ、血液バッグＢの配列方向に沿って所定間隔ごとに配置されたそれぞれの間仕切り５１０の間に配置する。そして、操作者が操作盤３０１を操作して始動を指示する。図９に示す撹拌制御部３１０は、保持用ドライバー部３３０を介して伸縮部５２４に縮小を指示する。
図６および図７に示す伸縮部５２４が縮小することで、片寄方向とは反対側に位置する最遠の間仕切り５１０が、案内レール５２６に沿って片寄方向に移動する。最遠の間仕切り５１０が片寄方向に移動することで、片寄方向側に隣接する間仕切り５１０に接近して、隣接する間仕切り５１０のスペース部材５２３が、隣接する間仕切り５１０に接近する間仕切り５１０に当接する。

更に、最遠の間仕切り５１０が片寄方向に移動することで、最遠の間仕切り５１０がスペース部材５２３を押すことで、隣接する間仕切り５１０が片寄方向に移動し始める。
このようにして、図８に示すように、間仕切り５１０が隣接する間仕切り５１０に接近して、隣接する間仕切り５１０のスペース部材５２３を押すことで、順次、最遠の間仕切り５１０から片寄方向に並ぶ間仕切り５１０同士の間隔がスペース部材５２３の長さとなって、血液バッグＢが片寄せられ、集約される。
ロッカー部２１０の底板２１１と、背板２１３とに低摩擦加工の一例であるフッ素樹脂加工が施されているため、血液バッグＢをスムーズに片寄せすることができる。

図９に示す撹拌制御部３１０は、血液バッグＢの集約が完了しても、伸縮部５２４に縮小を指示した状態を維持する。伸縮部５２４の縮小が維持されるので、血液バッグＢが、間仕切り５１０にしっかり保持された状態が維持される。
血液バッグＢの集約が完了すると、図９に示す撹拌制御部３１０は、図１０に示すように、初期角度θ１，θ２により傾斜した状態のそれぞれのロッカー部２１０を、一旦、撹拌開始角度として、水平方向に合わせる。
そして、図９に示す撹拌制御部３１０は、操作者によって設定された揺動速度、揺動時間および揺動角度に基づいて、撹拌用ドライバー部３２０を介して撹拌駆動部４０に揺動指示を出力して、ロッカー部２１０を揺動させる。

ロッカー部２１０の支軸２１７の初期角度が、それぞれのロッカー部２１０で異なっていても、制御部３０の撹拌制御部３１０が、それぞれのロッカー部２１０を、一旦、撹拌開始角度（水平方向）に合わせてから、撹拌駆動部４０に撹拌を指示して、撹拌を開始するので、撹拌が更に均一に行うことができる。

撹拌制御部３１０は、揺動開始からの揺動時間が経過すると、ロッカー部２１０の揺動停止を、撹拌用ドライバー部３２０を介して撹拌駆動部４０に出力する。
そして、撹拌制御部３１０は、保持用ドライバー部３３０を介して伸縮部５２４に伸張を指示する。

図６に示す伸縮部５２４が伸張することで、最遠の間仕切り５１０が、片寄方向とは反対の開放方向に移動する。最遠の間仕切り５１０が開放方向に移動することで、最遠の間仕切り５１０と隣接する間仕切り５１０との間の連結部材５２２の折り畳み部材５２２ｂが開いて、長さ方向に延びて限界まで達すると、折り畳み部材５２２ｂにより隣接する間仕切り５１０が牽引し始める。

このようにして、間仕切り５１０が隣接する間仕切り５１０から離間して、間仕切り５１０が隣接する間仕切り５１０を牽引することで、最遠の間仕切り５１０から、順次、間仕切り５１０同士の間隔が拡がる。伸縮部５２４が連結された間仕切り５１０とは反対側の間仕切り５１０（最後に牽引される間仕切り５１０）は、支持フレーム部５２１の端部とコイルばね５２５を介して接続されているので、他の間仕切り５１０に引きづられて、側板２１２との間隔が拡がり過ぎてしまうことを防止することができる。
間仕切り５１０が初期位置まで拡がると、撹拌制御部３１０は、保持用ドライバー部３３０を介して伸縮部５２４に伸張の停止を指示する。
操作者は、互いの間隔が拡がった間仕切り５１０の間から血液バッグＢを取り出す。

このように、本実施の形態に係る撹拌装置１０によれば、ロッカー部２１０に配置された血液バッグＢを片寄せする保持部５０を備えているため、血液バッグを隙間なく集約することができ、保持することができるので、サイズが異なったり、血液を格納することで厚みが異なったり、チューブの巻き方が異なることなることで厚みが異なったりする血液バッグＢを、揺動しても、しっかりと血液を撹拌することができる。従って、撹拌装置１０は、それぞれの血液バッグＢを均一に撹拌することができるので、血液の品質を一定に保つことができる。

また、間仕切り５１０が血液バッグＢの配列方向に沿って所定間隔ごとに配置されているため、操作者は間仕切り５１０の間に血液バッグＢを置いていくことができる。そして、集約駆動部５２０により間仕切り５１０が間隔を狭めながら片寄するので、間仕切り５１０により血液バッグＢが押され、片寄方向に移動させられて、血液バッグＢを集約することができる。従って、撹拌装置１０は、血液バッグＢにダメージを与えることなく集約することができる。

なお、本実施の形態では、撹拌装置１０は、被撹拌物としての血液を、収納容器としての血液バッグＢに格納して撹拌していた。しかし、被撹拌物は他の液体でも、粒状体でもよい。また、収納容器は、血液バッグＢのように軟質容器の他、硬質容器でもよい。軟質容器は、被撹拌物を格納しても形が定まりに難いため、本実施の形態に係る撹拌装置１０は好適に用いることができる。
また、本実施の形態に係る撹拌装置１０では、撹拌駆動部４０がロッカー部２１０を揺動させているが、ロッカー部２１０を回転させて被撹拌物を撹拌してもよい。また、撹拌駆動部は、ロッカー部２１０を複数回ほど回転させた後に、反転させて回転させてもよい。

本発明の撹拌装置は、多数の収納容器に被撹拌物を格納して撹拌することができるので、大量の被撹拌物の撹拌が必要な産業分野に好適であり、被撹拌物が血液であれば血液センターでの使用が最適である。

１０ 撹拌装置
１０１ 本体フレーム部
１０２ 外装板
１０３ 前扉
１１０ 撹拌空間
１１１ 側板
２０ 撹拌ロッカー
２１０ ロッカー部
２１１ 底板
２１２ 側板
２１３ 背板
２１４ 天板
２１５ 戸
２１７ 支軸
２１８ スリット
２１９ 背面カバー
３０ 制御部
３０１ 操作盤
３１０ 撹拌制御部
３２０ 撹拌用ドライバー部
３３０ 保持用ドライバー部
４０ 撹拌駆動部
５０ 保持部
５１０ 間仕切り
５２０ 集約駆動部
５２１ 支持フレーム部
５２２ 連結部材
５２２ａ 接続部材
５２２ｂ 折り畳み部材
５２３ スペース部材
５２４ 伸縮部
５２５ コイルばね
５２６ 案内レール
Ｂ 血液バッグ

Claims (3)

1. 被撹拌物が格納された収納容器が一列に配置される棚部と、
   前記棚部を回転または揺動させる撹拌駆動部と、
   前記収納容器の配列方向に沿って所定間隔ごとに配置された間仕切りの間隔を狭めながら、前記間仕切りを片寄せすることで、前記棚部に配置された収納容器を集約して、前記収納容器を保持する保持部と、
   前記撹拌駆動部への始動が指示されると、前記保持部に前記間仕切りの片寄せにより前記収納容器を集約させ、前記撹拌駆動部に前記棚部の回転または揺動をさせる制御部とを備えたことを特徴とする撹拌装置。
2. 前記保持部は、前記間仕切りが隣接する間仕切りに片寄されると所定間隔を維持して、前記隣接する間仕切りを押すためのスペース部材と、前記棚部に並んだ間仕切りのうち片寄側とは反対に位置する最遠の間仕切りに連結して片寄方向に移動させるための伸縮部とを備えた請求項１記載の撹拌装置。
3. 前記棚部には、低摩擦加工が施された請求項１または２記載の撹拌装置。