JP6660937B2

JP6660937B2 - 点検デバイス

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Publication number: JP6660937B2
Application number: JP2017506126A
Authority: JP
Inventors: 栄治高谷; 英雄榎; 茂輝山口; 浩一小張; 能明宍戸; 雅仁角野
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2020-03-11
Anticipated expiration: 2036-02-01
Also published as: EP3273251A1; EP3273251A4; EP3273251B1; US10768186B2; WO2016147714A1; US20180052183A1; JPWO2016147714A1; CN107407688A; CN107407688B

Description

本発明は、試験管搬送システムを点検する点検デバイスに関する。

医療用分析装置または検体検査自動化システムにおいて、検査対象である血液、髄液、尿は専用の試験管に採取され、医療用の分析装置や、分析を実行する前に必要となる前処理を実施する検体前処理システム（以降は併せて試験管搬送システムと称する）に投入され、必要な分析や前処理を行う。試験管は、検体チャック機構により把持され、分析装置または検体検査自動化システムに専用の１本、５本または１０本の試験管をまとめて搭載できる検体用ラックに乗せられ、ベルトライン、または爪送り機構等により装置内を搬送される。

このような試験管搬送システムの例が特許文献１に記載されている。

国際公開第２０１１／４０２０３号（米国特許出願公開第２０１２／１２７４６８７号明細書）

特許文献１に記載の試験管搬送システムでは、検体ラックを長距離搬送する搬送ラインを、複数のベルトライン機構を連結することによって構成している。従来では、このようなシステムの搬送機構を据え付けまたはメンテナンスするにあたり、ベルトラインのつなぎ目の段差有無や搬送ラインの平行度を目視または水準器等により確認し、多数の検体用ラックを搬送させることによるランニングを行い、異常が発生しないことを確認する必要があり、時間と労力がかかっていた。そのため、機構のメンテナンスをルーチンとして実行することが難しく、オペレータは異常が発生したことを認識してから装置の状態を改善するためのメンテナンスを実行することが一般的であった。

さらに近年では、特許文献２に記載のように搬送ラインが複数の階層に亘って配置され、オペレータが外部から視認できない下段階層に検体ラックが搬送される場合や、装置内部の奥まった箇所を搬送されることもあり、外装カバーを外さないと目視による確認ができないという課題がある。

上記課題を解決するための本願発明の構成は以下の通りである。すなわち、点検デバイスであって、試験管を保持し搬送する搬送体に着脱可能に保持できる外形を有する筺体と、前記筺体内に設けられ、搬送中における装置内の状態を検出するセンサと、前記センサの出力データを記憶する記憶部と、前記記憶部内のデータを外部に転送する転送部と、を有することを特徴としている。

また、別の例として、本発明の点検デバイスは、試験管を保持し搬送ベルト上を搬送することが可能な搬送体と、搬送体内に設けられ、搬送中における装置内の状態を検出するセンサと、センサの出力データを記憶する記憶部と、記憶部内のデータを外部に転送する転送部と、を有する。

試験管搬送装置の据え付けや調整、点検作業を高効率化することが可能となる。

検体搬送システムの概略を示す図である。試験管搬送システムで用いられる試験管保持体の一例を示す図である。試験管型点検デバイス（タイプ１）の概略図である。試験管型点検デバイス（タイプ２）の概略図である。試験管型点検デバイス（タイプ３）の概略図である。電子タグを用いた場合のシステム概略図である。点検デバイス５００（タイプ４）の概略図である。試験管揺れ計測用点検デバイスの概略図である。ラック型点検デバイスの概略図である。自動充電・表示・リモコン対応点検デバイスの概略図である。ベルトライン間で進行方向が変わる場合のラックの移動状態を示す図である。ベルトライン間で進行方向が一致する場合のラックの移動状態を示す図である。複数のベルトライン上を進行するラックの移動状態を示す図である。複数のベルトライン上を移動した時の角速度変動の全体を示す図である。ベルト間接続部での角速度変動の実例を示す図である。ベルト間接続部でのラックの傾きと段差の幾何学的関係を表わす図である。ベルト間接続部でのラックの傾き角と段差の相関を示す図である。検体検査自動化システムを通過した点検デバイスから得られたデータから算出した段差を示す図である。底面に距離センサを備えたラック型点検デバイスの概略図である。

本発明の概要を、以下図面を用いて説明する。

図１は本発明において点検対象となる検体搬送システムを示す図である。検体搬送システムは搬送方向に延伸したベルトコンベヤ９を配置しており、ベルトコンベヤの搬送方向に沿って試験管や検体に対する処理や分析を実施するユニットが配置されている。図１の場合では、検体容器を装置内に投入する投入モジュール１、検体に対して遠心処理を実施する遠心モジュール２、開口部を密閉する栓を開栓する開栓モジュール３、分注用の子検体容器を容易する子検体準備モジュール４、試験管から子検体容器に子分注処理を実行する分注モジュール５、処理が終了した検体の開口部を閉栓する閉栓モジュール６、試験管をホルダからトレイに移載して収納する収納モジュール７等がある。

また、これらのモジュールでの処理を実行するにあたり、試験管は、ベルトコンベヤ９上に載せられた状態で所定のモジュールまで搬送される処理、試験管をつかみ上げて別の場所に移載する処理、試験管の開口部に設けられた栓を開栓される処理、開口部をから所定量の検体を吸引される処理、開口部を閉栓する処理等が実行される。なお、これらの処理内容は一例であり、試験管に対して他の処理を実行するようにしても良い。

試験管および子検体容器は、専用のラックやホルダに搭載された状態でベルトライン上を搬送される。なお、本発明においてベルトコンベヤ９は、一般的なベルトコンベヤの構成を有する。無端状に形成されたベルトをローラで一方向に回転移送させることによりベルト上に配置された物体を一方向に搬送することができる。検体搬送システムにおいては、長さが規定されたベルトコンベヤ機構が用意されており、長い距離搬送させる必要がある場合は、ベルトコンベヤ機構を複数台連結させる。

また、投入モジュール１、遠心モジュール２、収納モジュール７には、上方から試験管をチャッキングして掴み上げ、別の場所へ移送させる検体チャック機構＊が設けられている。また、分注モジュール５には試験管の開口部から検体を吸引する分注プローブ機構＊が設けられている。

なお、図１では検体前処理用のモジュールを配置したシステムを例示しているが、検体前処理システムの下流に分析用の分析モジュールを配置した構成であっても良いし、分析モジュールのみをベルトコンベヤに沿って複数配置したシステムであっても良い。

図２は図１に例示する試験管搬送システムにおいて使用される、試験管を保持して搬送する搬送体の一例を示す図である。（ａ）は試験管１７を１本ずつ保持して搬送する一本
ラック１１であり、（ｂ）は複数本の試験管１７を保持して搬送する複数本ラック１２で
ある。

＜加速度センサ、傾斜センサ、マイク、照度センサ、温度センサ＞
図３に試験管型点検デバイス１００（タイプ１）の概要を示す。図１中、１０１はデバイス自体の筺体でありサイズは一般的な試験管（外径１６ｍｍ、長さ１００ｍｍ）と略同形状とする。１０２は加速度、角度、温度、照度、音等のセンサ、１０３は測定データの記録、判定、有線または無線によるデータ送信を行う制御部、１０４は検体搬送を強制的に停止させる機械的ストッパ機構、１０５は電源部であり外部からの有線による充電が可能とする。１０６は異常発生時の警告灯である。センサ１０２は、点検項目により、加速度、角度、温度、照度のセンサ、または音記録のマイクのいずれかあるいはこれらの組合せを有するものとする。測定対象としては、加速度、角度センサによる検体搬送を行うラインのガタつき、ベルトの摩耗具合の点検、搬送中の装置内部温度を計測することによる検体搬送過程での温度環境の点検、搬送中の音を記録することによって搬送を行うラインの機械的異音による故障個所の点検、各種光系センサの異常発生の原因となる搬送ライン部内部の照度の点検、広角カメラを上端や側面に搭載し、搬送ライン内部を観察し、故障個所やライン上の障害物や落下物の点検が可能である。さらにカメラを上端や下端に搭載した場合には、検体の搭載位置のティーチング時の支援ツールとして使用することもできる。

試験管型点検デバイスの外形形状は一般的な試験管（直径１６ｍｍ、長さ１００ｍｍ）と略同形状とする。全く同じである必要はないが、少なくとも一般的な試験管の搬送に使用される一本ラック１１や複数本ラック１２、もしくはチャック機構と係合可能な形状を有する必要がある。

この試験管型点検デバイスを、一般の試験管が搭載されるラックに搭載してベルトライン上に搬送させる。搬送中に試験管にかかる加速度、搬送中の試験管の角度（傾き）、周囲の温度や明るさ、周囲の音をセンサ１０２によりセンシングする。

制御部１０３では、センサ１０２の出力を取得し、予め設定されている閾値と比較することでセンシング結果が異常であるか否かを判定する。制御部１０３での判定結果から、ストッパ機構１０４のストッパを解除することにより、バネによって点検デバイスから外周への突起物を出し、この突起物を搬送ラインの側壁（ガイド）等に押し当てることにより、搬送動作を強制的に停止させ、異常発生位置をオペレータに知らせる。異常発生位置および異常内容を確認した後は、ストッパを手で戻す事により元の直径に戻すことができる。

なお、制御部１０３での異常判定の条件（閾値）は、接続する外部端末によって変更可能とする。また外部端末からの制御により、各種センサの初期化、測定データの消去、測定データの観測周期等の設定操作も可能とする。

センサ１０２により取得したデータは、有線または無線によるデータ通信で、外部端末へ転送するものとする。有線によるデータ通信は、点検作業が終了して収納部に収納された点検デバイスをオペレータが回収し、パーソナルコンピュータ等へケーブルを介して接続し、データを転送する。無線によるデータ通信の場合は、点検作業中にリアルタイムで測定データをパーソナルコンピュータ等へ送信し、オペレータが参照することを可能とする。電源部１０５は充電可能な電池を使用し、有線によって充電を行うものとする。

搬送中における装置内の状態は、センサ１０２により加速度、速度、搬送中の振動、傾き、照度、音量等のパラメータとして測定され数値化される。

センサ１０２として加速度センサを備えた場合には、搬送中の振動や速度を測定することが可能となる。ベルトラインのベルトが摩耗している箇所では加速度や速度が急激に変化するため、搬送中の速度情報を取得することにより、ベルト摩耗状態を確認することができる。そのため、本実施例における点検デバイスを定期的に検体搬送システム内に搬送させることにより、ベルトラインの摩耗状態をチェックすることが可能となり、異常の傾向が識別できたタイミングですぐに対応することが可能となる。

また、加速度センサにて搬送中の振動情報を取得することにより、複数のベルトコンベヤ機構が接続されている場合に、接続部における段差の有無を確認することができる。検体搬送システムを新しく設置する場合に、搬送ベルト同士が滑らかに接続されているかを、本実施例における点検デバイスで確認することにより、検体を搬送する前に大きな段差を検出することができ、スムーズに据え付けすることが可能となる。

センサ１０２として傾斜センサを備えた場合には、搬送中の試験管の傾斜状態を測定することができ、ひいては、ベルトラインの水平度合を評価することができる。この場合にも、実検体を搬送させる前に本発明における点検デバイスを流すことにより、事前にベルトラインの水平度合を確認することができ、スムーズな据え付けを実現可能とする。

センサ１０２としてマイクを搭載した場合には、搬送ラインを搬送中に駆動機構から生じる動作音を記録することが可能となる。駆動機構に異常が発生する際には、動作音にも異常音が生じる場合があるので、周囲の動作音を記録し、記録した音を予め設定された通常状態における動作音の波形と比較することで、駆動機構の異常状態を判断することが可能であるためである。また、機械的な故障音により駆動源の不調を検出することも可能となる。

センサ１０２として照度センサを搭載した場合には、搬送ライン近辺における装置内の照度を記録することが可能となる。一般的に検体搬送システムでは、フォトインタラプタ等の光センサを用いて検体容器の有無を検出したり（有無センサ）、レーザーを使って検体容器内の液量や状態を検出する（サンプルチェッカ）ことがある。照度センサを備えることにより、フォトインタラプタや液量センサ等の誤検知の原因となる外乱光の状態を測定可能となる。また、上述したフォトインタラプタ等や、検体容器に添付されたバーコードを読取るバーコードリーダが十分な光量を出力しているかをチェックでき、機構が劣化する前にその傾向を識別することが可能である。

センサ１０２として温度センサを搭載した場合には、搬送ライン近辺における装置内の温度を記録することが可能となる。温度が極端に高いあるいは低い場合には、搬送が長時間に及ぶと検体が劣化する可能性があるため、装置内温度を定期的あるいはオペレータの必要としたタイミングで測定する。

これらの各種試験管型点検デバイスを目的とした検知器を搭載した数種類の試験管型点検デバイスを組み合わせて、日常業務において定期的に投入し測定データの変化から、調整時期の予定や部品交換を行うことにより、日常業務における故障率の大幅な軽減を図ることができる。またサービスマンによるメンテナンス作業の時間短縮や、調整後の評価が可能となる点においても大きな効果がある。

なお、本実施例において点検デバイスは直径１６ｍｍで長さを１００ｍｍとしたが、この形状に限定されるものではない。たとえば検体搬送システムで他の外形の試験管（直径１３ｍｍなど）を使用する場合にはより細くしても良い。また、点検デバイスの形状が試験管と全く同じである必要はなく、一本ラックや複数本ラック、検体チャック機構などの試験管を搬送する機構によって搬送可能な形状であればよい。例えば、ラックで搬送する場合には、ラックによって保持される部分が試験管の形状と同一の形状をしているか、試験管よりも若干細い外形をしていれば、その他の部分の形状は特に問わない。また、検体チャック機構により試験管を搬送する場合には、検体チャック機構のアームが把持する部分およびその近傍が一般の試験管と同様の形状をしていれば良い。点検デバイスの長さについても、搬送時に装置のカバーや他の機構に接触して転倒しない程度の長さであれば、既存の試験管よりも長くしても良い。

＜上端にカメラ＞
図４に試験管型点検デバイス２００（タイプ２）の概要を示す。図２中、２０１はデバイス自体の筺体でありサイズは一般的な試験管（外径１６ｍｍ、長さ１００ｍｍ）と同形状とする。２０２は撮影データの記録、データ送信を行う制御部、２０３は電源部、２０４はカメラである。

カメラ２０４は本実施例における点検デバイスの上端に搭載され、試験管型点検デバイスの上方向を撮影することとなる。撮影された画像は制御部にて記録され、有線または無線データ通信により、外部端末へ送信される。電源部は充電可能な電池を使用し、有線によって充電を行うものとする。なお、カメラとして本実施例では広角カメラを用いた。

近年では検体を搬送する機構の多層化が進み、カバーで覆われた装置の内側を検体が搬送され、検体の搬送状態を外側からオペレータが目視で確認できない場合がある。本試験管型点検デバイスを用いることにより、外装カバーを外さないで、装置の内側に配設された搬送ラインの状態をチェックすることが可能となる。

また、試験管の上方の画像を取得することができるので、試験管に対して上方からアクセスする機構の位置調整のためのティーチングを実施することができる。その際には、撮像した画像は無線通信によりリアルタイムで外部コンピュータに送信され、画面上に表示されることが望ましい。オペレータまたはサービスマンは、画面上にリアルタイムに表示される画像を見ながら、機構の位置を調整することが可能である。例えば分注機構や攪拌機構など試験管の開口部から容器内部にアクセスする機構や、検体チャック機構など試験管の上端をアームにより挟んで持つような機構に対して有効である。

なお、本実施例では広角カメラを用いたが、３６０度撮影可能な全方位カメラを搭載すれば、上方のみならず、側方に位置する機構の状態もチェック可能である。例えば、搬送中の試験管の有無を検出するフォトインタラプタや、検体容器に添付されたバーコードラベルを読取るバーコードリーダ等は、搬送ラインに対して搬送方向側方に配置されている場合が多い。そのため、全方位カメラによりこれらの機構が正しく読取や検出が可能な位置に設置されているか、チェックすることができる。

＜下端にカメラ＞
図５に試験管型点検デバイス３００（タイプ３）の概要を示す。図３中、３０１はデバイス自体の筺体でありサイズは一般的な試験管（外径１６ｍｍ、長さ１００ｍｍ）と同形状とする。３０２は撮影データの記録、データ送信を行う制御部、３０３は電源部、３０４はカメラである。

カメラ３０４は点検デバイス３００の下端に搭載され、点検デバイスの下方向を撮影することとなる。撮影された画像は制御部にて記録され、有線または無線データ通信により、外部端末へ送信される。なお、本実施例では一例として広角カメラを用いることとした。

一般的な前処理装置での試験管を搭載する位置の登録作業は、装置の操作方向からセットする搭載位置を横方向から視認しながら位置の登録を行う。点検デバイスの下端カメラ付きを使用し、外部端末でリアルタイムの映像を見ながらティーチング作業を行った場合、試験管のセット位置に対して真上から見ることとなるため、ティーチングの作業および精度についても向上することが可能となる。また、リアルタイムでの映像転送処理を行うことによって、位置登録を行うポイントの真上からの視点を得られるため、自動ティーチングを行うことも可能となる。

＜RFIDを利用した場合＞
図６に本発明における試験管型点検デバイスに位置情報を送信可能なＲＦＩＤリーダ／ライタを配置した搬送ラインの概要を示す。

本実施例における試験管搬送システムでは、読み書き可能なＲＦＩＤタグ４０１を用いて、検体容器や試薬容器の搬送状況の管理を行う。検体搬送システムの搬送ライン４０６近傍には、ＲＦＩＤタグに読み書きするＲＦＩＤリーダ／ライタ４０２が配置されている。ＲＦＩＤリーダ／ライタが配置される場所としては、試験管に対して分注機構や検体チャック機構などの機構がアクセスする位置の近傍や、分岐部の近傍となる。

本実施例においては、点検デバイスをラック４０７に搭載してベルトコンベヤ４０６上を搬送させる。ベルトコンベヤ４０６の下方には、点検デバイスに設けられたＲＦＩＤタグに対して、位置情報を送信するＲＦＩＤリーダ／ライタ４０２が設けられている。ＲＦＩＤタグに書き込まれた位置情報は、制御部４０３に送信され、センサ４０４やカメラ４０５により取得した各種情報と関連付けて記憶される。検出されたデータは無線または有線で外部コンピュータに送信される。オペレータは、センシング情報と位置情報を関連付けてチェックすることにより、異常が推定される装置内の箇所をすぐに特定し、対応することが可能となる。

なお、本実施例では一例としてＲＦＩＤタグを用いたが、非接触で位置情報を書き込み可能な記憶媒体であれば、ＲＦＩＤタグ以外の構成であっても良い。

＜試験管内に収容されるタイプの点検デバイス＞
図７に、本発明における点検デバイス５００（タイプ４）の概要を示す。点検デバイスは加速度、角度、温度、照度、音等のセンサ５０２、測定データの記録、判定を行う制御部５０３、電源部５０４を備える。

本実施例における点検デバイスの外形は、一般的に検体搬送システムで使用される試験管５０６の内径よりも細径となるように構成されており、空の試験管５０６内部に点検デバイス５００を収容し、他の試験管と同様に検体搬送システム内に流すことで点検を実施することが可能となる。

オペレータまたはサービスマンは、点検デバイス５００を収容した試験管を検体投入部にセットし、装置をオペレーション状態にして搬送を開始させる。一通りの搬送が終了して点検デバイス５００が検体収納部に収納されると、試験管内から点検デバイス５００を取出し、外部のコンピュータに接続して、記録された情報を吸い出し、検体搬送システムの装置・機構状態をチェックすることができる。

本実施例によれば、使用する試験管の種類によらずに点検デバイス５００を用いた装置の据え付け状態、機構の劣化状況、周囲環境をモニタリングすることができるので、点検デバイス５００の適用可能範囲を容易に拡張することができる。

＜試験管揺れ計測用点検デバイス＞
本実施例では、検体入りの検体容器と重量および重心をほぼ同じく調整した試験管型点検デバイスについて説明する。

図８に、本実施例における試験管型点検デバイス６００（タイプ５）の概要を示す。本実施例では真空採血管などの栓６０９付きの検体容器６０１を点検デバイスの外郭とし、検体容器６０１内に加速度、角速度のセンサ６０２、測定データの記録、判定を行う制御部６０３、電源部６０５、ウエイト６０７とスペーサ６０８を備える。電源部６０５はセンサ６０２、制御部６０５等に電力を供給する。制御部６０５は、センサの出力データを記憶する記憶部や、記憶されたデータを外部に転送する転送部を含んでいてもよく、これらを含む場合には記憶部および転送部にも電力が供給される。

本実施例では、点検デバイスの重量と重心が検体入りの検体容器と同じになるようにウエイト６０７とスペーサ６０８の重量と長さを調整する。つまり、ウエイトやスペーサを複数種類用意しておき、これらを入れ替えることで、検体入りの検体容器と同じ重量および重心になるように調整する。したがって、点検デバイスはウエイトやスペーサを出し入れ可能な開口部を有する。真空採血管などの検体容器６０１には、容器の大きさと真空度に応じて血液などの密度のばらつきの少ない規定量の検体が吸引されるので、検体吸引後の重量と重心が一定となる。検体吸引後の検体容器６０１の重量と重心に一致するように、センサ６０２、制御部６０３、電源部６０５、ウエイト６０７とスペーサ６０８を空の検体容器６０１内に配置する。センサ６０２、制御部６０３、電源部６０５の重量と重心は任意に変更できないので、ウエイトやスペーサの重量と長さを調整する。ウエイトの長さや大きさを調整することで、点検デバイスの重量を調整することができる。またスペーサの長さや大きさを調整することで、点検デバイスの重心の位置を調整することができる。重量、重心はどちらか一方のみが調整されてもよいが、搬送中に検体入りの検体容器と同様にふるまうようにするためには重量と重心の両方が調整されることが好ましい。
本実施例によれば、搬送ライン内の検体容器の動きに近い測定データを得ることができるので、段差調整等の目標値を定めることが容易になる。なお、本実施例では、重量と重心を両方調整する例を説明したが、いずれか片方のみの調整でもよいことは明らかである。

＜ラック型点検デバイス＞
本実施例では、ラックにセンサを内蔵したラック型点検デバイスについて説明する。以下では、一本ラックを例に挙げて説明するが、本実施例の適用はこれに限られず複数本の検体容器が収納可能なラックに適用することもできる。「ラック」は、試験管を保持することが可能な収容部を有し、搬送ベルト上を搬送されるため、「搬送体」と称されることもある。

図９に、一本ラックにセンサを内蔵したラック型点検デバイス７００（タイプ６）の構造を示す。ラック点検デバイスは一本ラックの内部にセンサ部７０２、電源部７０５、制御部７０３に加え受電部７０１を設置したものである。センサ部７０２は前述の実施例と同様、搬送中における装置内の状態を検出するものである。また、制御部７０３も、前述の通り、センサの出力データを記憶する記憶部や記憶されたデータを外部に転送する転送部を含んでいてもよい。受電部７０１は、搬送ライン４０６を挟んで設けた外部の送電部７０４から電磁誘導により電力を受け取り、電源部７０５に電力を供給する。電源部７０５は、センサおよび制御部内の記憶部や転送部に電力を供給する。送電部７０４は点検デバイス７００の外部に設けられている。より好ましくは、送電部７０４は搬送路の少なくとも一部に設けられている。送電部７０４は図９のように搬送ラインを挟んでラック型点検デバイス７００に対向してもよいし、搬送ラインに埋め込まれ、ラック型点検デバイス７００の底面と直接対向してもよい。

また、受電部７０１および送電部７０４はそれぞれ通信機能を備えていてもよい。この場合、７０１、７０４をそれぞれ通信部と呼ぶこともできる。搬送ラインに設けられた通信部７０４は検体搬送システム全体を制御するシステム制御部７０７からの測定開始時間や時間幅などの指令を一本ラック内の通信部７０１を通じてラック内の制御部７０３に送信する。また、通信部７０４は、制御部７０３に記録されているセンサ部７０２により得られたラックの動きなどの情報を受信しシステム制御部７０７に送る。ラック型点検デバイス７００は試験管の下部周囲を挟んでラック上に固定する一本ラックと同様の試験管保持部７１１を有するが、試験管保持部７１１がなくてもよいし、ラック外上部に他のセンサを設置してもよい。また、通信部７０１は通信部７０４を介さずに直接システム制御部と無線で通信してもよい。なお、通信部は受電部または送電部と別々に設けられてもよい。

通常、搬送ラインには試験管を載せずに空のラックのみが搬送されるラインがあるが、本実施例によれば、試験管が通過するラインだけでなく空のラックのみが通る搬送ラインの情報も得ることができる。また、搬送ライン上で電源部の充電とシステム制御部との情報の授受が出来るので、点検デバイスを他の検体が入った検体容器と一緒に検体搬送システム内を搬送させることで、検体搬送システムの状態を常時監視することができる。

なお、本実施例で説明した受電部７０１および送電部７０４は、他の実施例で示す試験管型点検デバイスにも適用可能である。

＜自動充電・表示・リモコン対応点検デバイス＞
本実施例では、測定結果の表示方法について説明する。

図１０に、試験管型点検デバイス８００（タイプ７）の概要を示す。点検デバイス８００はセンサ８０２、制御部８０３、表示部８０４、電源部８０５、通信用コイル８０７、受電用コイル８０８、電源／通信変換部８０６を備える。また、送電／通信ドック８２０は試験管保持部８２６と、通信用コイル８２７、送電用コイル８２８と電源／通信変換部８２９を有する。また、リモコン８１０は表示部８１１、制御部８１３、操作ボタン８１２、電源８１５を有する。点検デバイス８００を送電／通信ドック８２０の試験管保持部８２６に装着すると点検デバイス８００の通信用コイル８０７と送電／通信ドック８２０の通信用コイル８２７が近接し、点検デバイス８００とシステム制御部７０７間のデータ通信が可能になる。また、同時に点検デバイス８００の受電用コイル８０８と送電／通信ドック８２０の送電用コイル８２８が近接し、電源部８０５の非接触充電が可能になる。電源／通信変換部８０６と電源／通信変換部８２９は通信用コイル８０７と通信用コイル８２７間のデータ通信を制御し、点検デバイス８００の制御部８０３と検体搬送システム全体を制御するシステム制御部７０７間のデータの授受を可能にするものである。また、電源／通信変換部８２９は送電用コイル８２８に電流を流し、これにより受電用コイル８０８に生じた電流が電源／通信変換部８０６で適正なレベルに変換され電源８０５を充電する。

点検デバイス８００のセンサ８０２により得られた信号は制御部８０３に含まれる演算部で段差などの測定値に変換されて表示部８０４に表示される。このように点検デバイスに測定結果を表示することで、どこでどのような段差があったかを、作業者がその場で認識することができるので、段差を改善する作業時の効率が向上する。

また、リモコン８１０は点検デバイス８００の制御部８０３と無線通信し、制御部８０３から送信された測定結果を制御部８１３で受信し表示部８１１に表示する。また、操作ボタン８１２により、表示部８１１、表示部８０４の表示の切り替えや点検デバイス８００に測定開始などの指令を出す。一般に、検体搬送システムは大型のものもあり、遠くからでは点検デバイス８００の表示部８０４を視認できないこともありうる。したがって、リモコンにより手元で検出した段差を把握できることが望ましい。また、搬送ライン上に複数の点検デバイスが走っている場合には、リモコンにより手元で各点検デバイスの測定結果の表示を切り替えることで、作業者が搬送ライン上の点検デバイスを追いかける必要がなくなり、作業効率が向上する。

点検デバイス８００は検体チャック機構１０により送電／通信ドック８２０に装着するため、投入モジュール１、遠心モジュール２、収納モジュール７の一部に設置するのが望ましいが、他のモジュールに検体チャック機構と送電／通信ドックを設けてもよい。

本実施例によれば、点検デバイスを検体搬送システムに常駐させ、システム制御部により自動充電、直接操作することができるので、検体搬送システムの連続自動監視が可能になり装置メンテナンスが容易になる。また、リモコンにより測定結果をその場で視認したり、点検デバイスを操作したりできるため作業者による装置調整やメンテナンスが容易になる。

＜段差測定法＞
本実施例では、図１１〜図１８により、点検デバイスから得られた角速度信号からベルトラインのつなぎ目（接続部）の段差の値を求める方法を説明する。

ベルトラインは上流側のベルトと下流側のベルトの進行方向が直交する場合と、同じ方向に直進する場合がある。図１１にベルトライン間で進行方向が直交する場合、図１２に直進する場合の一本ラックの動きを示す。図１１、図１２の各（ａ）（ｂ）（ｃ）は側面から見た動きで、各（ｄ）（ｅ）（ｆ）は上面から見た動きである。通常、一本ラックが下流側のベルトの側面に接触して停止または転倒しないように、上流側に比べ下流側のベルト面を低く設定する。ベルト間で進行方向が直交する場合、上流側のベルト４０６１に乗った一本ラック１１は、接続部の段差４３６１に達したあと（図１１（ａ）（ｄ））、下流側のベルト４０６２側に倒れて進行方向先端がベルト４０６２に接触する（図１１（ｂ）（ｅ））。さらに、ベルト４０６１により押し出され、ベルト４０６２に引きずられて底面に垂直な中心軸１１１周りに回転しながらベルト４０６２上に着地し（図１１（ｃ）（ｆ））、次のベルトラインに向かって移動する。

また、図１２に示すようにベルト間を直進する場合、上流側のベルト４０６３に乗った一本ラック１１は、接続部の段差４３６３に達したあと（図１２（ａ）（ｄ））、下流側のベルト４０６４側に倒れて進行方向先端がベルト４０６４に接触する（図１２（ｂ）（ｅ））。さらに、ベルト４０６３により押し出されるとともに、ベルト４０６４に引かれるが進行方向が同じため、中心軸１１１周りの回転を伴わず移動しベルト４０６４上に着地し（図１２（ｃ）（ｆ））、次のベルトラインに向かって移動する。ただし、一本ラックがベルトを逸脱しないように、ベルト両側に平板状のガイドを設けるため一本ラックの側面がガイドに接触し回転する場合がある。

図１３に一本ラック１１が複数のベルトライン間を順次移動する様子を示す。最初、ベルト４０６１に乗った一本ラック１１上のセンサの３次元座標１１１０のｙ軸がベルトの進行方向、ｘ軸がベルト面に平行かつ進行方向に垂直な方向、ｚ軸が一本ラック１１の中心軸１１１に一致しているとする（図１３で一本ラック１１に固定した矢印はｙ軸を示す）。ベルトライン間で進行方向が直交する場合（例えばベルト４０６１からベルト４０６２）、センサのｘ軸およびｙ軸は中心軸１１１周りに大きく回転する。一方、また、ベルトライン間で直進する場合はほとんど回転しない。図１３のベルトラインでは、２つのＲＦＩＤの間にベルトの継ぎ目（接続部）を一つだけ挟むように、ＲＦＩＤが配置されている。ＲＦＩＤは以下の通り、一本ラックの先端が上流側ベルト４０６３に達したタイミング９６５２（時刻t₂）の特定に用いることもできるが、不要であればなくてもよい。

図１４は、図１３のベルトラインを通過したセンサから得られたｘ軸・ｙ軸・ｚ軸周りの角速度出力の時間変化例である。図１３の各ＲＦＩＤを通過したタイミングを併記している。一本ホルダ１１の先端が下流側のベルトに接触したタイミングを順次破線９４１・９４２・９４３・９４４に示す。ｚ軸周りの角速度９３０は、一本ホルダ１１が下流側のベルトに接触したタイミングから変化し始め、一本ホルダ１１が下流側のベルトに着地すると０に戻る。進行方向が直交する場合、ｚ軸周りに大きく回転するため、接触したタイミングをｚ軸周りの角速度９３０から検出することは容易であるが、直進する場合は変化が小さく検出が困難である。また、一本ホルダがライン上を直進している場合、ガイドとの接触による回転がわずかで、角速度センサの感度以下の場合がある。そのため、ベルトライン間を移動するうちに角速度を積分して得られたｚ軸の回転角と、図１３に示す実際の回転角の間の誤差が増大する場合がある。通常、一本ホルダの動きを装置上の動作として把握するため、ｚ軸の回転角を用いてセンサ出力を座標変換し、装置に固定した３次元座標系１１２０での値に変換する。例えば、ｘ軸・ｙ軸・ｚ軸周りの角速度、角度をそれぞれ、ｄθ／ｄｔ・ｄφ／ｄｔ・ｄψ／ｄｔ、θ・φ・ψと、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸周りの角速度、角度をそれぞれ、ｄΘ／ｄｔ・ｄΦ／ｄｔ・ｄΨ／ｄｔ、Θ・Φ・Ψとすると、

として求めることができる。（数１）（数２）からｚ軸の回転角ψに誤差が生じると段差での傾きを示すΘやΦを正確に求められないことがわかる。そこで、図１１・図１２に示すように段差での傾きが進行方向に向かって生じることを利用し、ｘ軸とｙ軸周りの角速度を合成した絶対値dα/dtを積分して段差での傾きαを求める。dα/dtは、以下の式で求められる。

図１５（ａ）（ｂ）の縦軸は、それぞれ、一本ホルダ１１がベルト間を直進した時に測定されたｘ軸とｙ軸周りの角速度例である。図１５（ｃ）の縦軸は上記（数４）で求めた絶対値である。一本ホルダ１１が複数のベルト間を移動する場合、取得した角速度データには図１５に示すような角速度変動が複数存在する。一本ラック１１が下流側ベルトに接触するタイミングは図１４のｚ軸周りの角速度の立ち上がりから求めることができる。また、図１３に示すように各ラインにＲＦＩＤを設ければ、隣接する２個のＲＦＩＤ間にベルト間の接続部が一か所だけ存在するから、２つのＲＦＩＤ信号間で図１５に示す接続部通過による角速度の変動９１５、９２５、９６５が一個だけ生じる。したがってこの変動の最初のピークを検出し一本ラックの先端が上流側ベルト４０６３に達したタイミング９６５２（時刻t₂）とすることができる。

また、一本ラックの先端が上流側ベルト４０６３に達したタイミング９６５１（時刻t₁）は、一本ラックの径をL、上流側のベルトの速度をVとすると、

で求められる。

また、（数６）に示すように、一本ラックの先端が上流側ベルト４０６３に達したタイミング９６５１（時刻t₁）から下流側ベルトに接触したタイミング９６５２（時刻t₂）の間で角速度絶対値を積分することにより段差での傾き角αを得ることができる。

次に、傾き角αから段差を求める方法について説明する。図１６は一本ホルダ１１の先端が下流側ベルト４０６２に接触した瞬間の模式図である。上流側ベルト４０６１の末端に接するプーリ４１６１の半径をr、段差をh、一本ホルダ１１の底面とローラ４１６１の円筒面の接触線と一本ホルダ１１の先端が下流側のベルト４０６２に接する点との距離をL₁とすると、幾何学的関係から、

とみなすことができる。また、傾きを開始するタイミングはすくなくとも一本ホルダ１１の先端がローラ４１６１か離れた時間以降と考えられるから、

となり、上の２つの式から段差hは、

となる。bは一本ホルダ１１（試験管１７を含む）の重心の位置や上流側ベルト４０６１の速度により変化するため一意ではないが、図１７に示すように設定した既知の段差に対する傾き角αを実験により求め、上記（数９）から算出できる。今回の例ではb=0.6とすると実験データと上記（数９）で表わされる曲線（破線）が一致する。また、（数８）の条件も満たしている。

図１８は、複数のベルトライン機構を経由した時の角速度データから本実施例の方法により１４箇所のベルト接続部における段差を算出した結果である。図１８では１回目の測定結果９６１を実線で、２回目の測定結果９６２を点線で示している。１回目の測定結果９６１と２回目の測定結果９６２がよく一致していることから、本実施例の段差測定法が有効であることがわかる。

本実施例によれば角速度センサから得られた角速度からベルト間の段差を自動的かつ定量的に算出できるので装置の調整やメンテナンスの労力を軽減できる。

＜底面に距離センサ＞
本実施例では、ラック型点検デバイスの底面に距離センサを設けた例について説明する。以下で、「底面」とは、搬送ベルトに向かい合う面のことを意味する。

図１９は、図９に示す実施例７のラック型点検デバイス７２０の底面に距離センサ７２７を設けたものである。距離センサ７２７は搬送ベルトに向かい合うように設置される。距離センサ７２７はベルトや図示しないベルトを裏打支持する金属板などに反応し距離センサ７２７とベルトや金属面との距離を計測するものである。つまり、距離センサ７２７は当該距離センサが設けられた搬送体の底面から搬送ベルトまでの距離を計測するものである。距離計測対象を金属とすれば渦電流センサなどが使用できる。また距離計測対象をベルトとすれば反射型の光センサや超音波センサなどが使用できる。例えば図１９ではラック型点検デバイス７２０がベルト間を移動しているところである。このような場合、距離センサ７２７で測定される距離は大きく変動する。また、ラック型点検デバイス７２０がベルト上に乗って移動している場合は、距離センサ７２７の出力は最小のままほとんど変化しないので、距離センサ７２７の出力値の変動からベルト間の接続部の位置を検出することができる。また、既知の段差を通過した時の距離センサ７２７の出力を利用して段差算出用の校正曲線を作成し段差を求めてもよい。また、距離センサ７２７と、距離センサ７２７の出力から段差を演算する演算回路と、演算結果を記録するメモリと、演算結果を表示するＬＣＤなどの表示器と、それらの電源となる蓄電池と、演算結果の切り替えや電源のオンオフを行う操作ボタンと外部からの電源供給や情報の授受を行う接続端子を持つ段差測定専用の点検デバイスとしてもよい。また、距離センサ７２７をラック型点検デバイス７２０の底面中心に設けると好ましい。

本実施例によれば距離センサ７２７の信号によりベルト間の接続部の位置を検出できるので、実施例９に示したＲＦＩＤが不要になり装置コストを低減できる。また、距離センサの出力から段差を求められるので段差や接続部検出用として他のセンサを搭載する必要がない。これによって低コストな点検デバイスを実現できる。また、距離センサ７２７をラック型点検デバイス７２０の底面中心に設ければ、ラックがｚ軸周りに回転してもベルトの中心付近からずれることがなく、ｚ軸周りの回転によるセンサ出力の変動がないため測定精度が向上する。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、光ディスク等の記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１：投入モジュール、２：遠心モジュール、３：開栓モジュール、４：子検体準備モジュール、５：分注モジュール、６：閉栓モジュール、７：収納モジュール、９：ベルトコンベヤ、１１：一本ラック、１２：複数本ラック、１３：検体チャック機構、１４：分注プローブ機構、１７：試験管、

１００，２００，３００，５００，６００，７００，８００：点検デバイス、１０１，２０１，３０１，５０１：筺体、１０２，４０４：センサ、１０３，２０２，３０２，４０３：制御部、１０４：ストッパ機構、１０５，２０３，３０３，５０４：電源部、１０６：警告灯、１１１：中心軸、２０４，３０４，４０５：カメラ、

６００：点検デバイス、６０１：検体容器、６０２：センサ、６０３：制御部、６０５：電源部、６０７：ウエイト、６０８：スペーサ、６０９：栓、

７００：ラック型点検デバイス、７０１：受電・通信部、７０２：センサ部、７０３：制御部、７０４：送電・通信部、７０５：電源部、７０７：システム制御部、７１１：試験管保持部、７２７：距離センサ、

８００：点検デバイス、８０２：センサ、８０３：制御部、８０４：表示部、８０５：電源部、８０６：電源／通信変換部、８０７：通信用コイル、８０８：受電用コイル、８１０：リモコン、８１１：表示部、８１２：操作ボタン、８１３：制御部、８２０：送電／通信ドック、８２６：ラック、８２７：通信用コイル、８２８：送電用コイル、８２９：電源／通信変換部、

９１０：ｘ軸周りの角速度（センサ座標系）、９１５：ｘ軸周りの角速度の変動（センサ出力）、９２０：ｙ軸周りの角速度（センサ座標系）、９２５：ｙ軸周りの角速度の変動（センサ出力）、９３０：ｚ軸周りの角速度（センサ座標系）、９６１：１回目測定値、９６２：２回目測定値、９６５：角速度絶対値の変動

１１１０：ラック上のセンサの座標系、１１１１、１１１２、１１１３、１１１４、１１１５：ラック、１１２０：装置の座標系（外界）
４０２１、４０２２、４０２３、４０２４、４０２５：ＲＦＩＤリーダ／ライタ

４０６１、４０６２、４０６３、４０６４、４０６５：ベルト、４１６１、４１６３、４１６４：プーリ、４２６１、４２６２、４２６３、４２６４：ガイド、４３６１、４３６３：段差

Claims

所定の径を有する試験管を保持する搬送体を搬送ベルト上で搬送する搬送システムを備える自動分析システムにおける所定の箇所の状態を点検する点検デバイスであって、
前記試験管の径以下の径を有し、前記搬送体に着脱可能な収容体と、
前記収容体内に設けられ、搬送中における前記自動分析システム内の状態を検出するセンサと、
前記センサの出力データを記憶する記憶部と、
前記記憶部内のデータを外部に転送する転送部と、を有する点検デバイス。
請求項１記載の点検デバイスにおいて、
前記センサは加速度センサ、角速度センサ、傾斜センサ、マイク、照度センサ、温度センサの少なくともいずれかである、点検デバイス。
請求項１記載の点検デバイスにおいて、
前記センサは撮像素子であり、
前記転送部は、前記撮像素子により撮像した画像を外部コンピュータに送信する手段である、点検デバイス。
請求項１記載の点検デバイスにおいて、
前記搬送体による搬送中に、搬送経路近傍に配置された書き込みアンテナから位置情報を非接触で書き込み可能な記憶媒体を備える、点検デバイス。
請求項１記載の点検デバイスにおいて、
前記収容体は、前記試験管と同一形状をなし、
前記センサ、前記記憶部、および前記転送部を前記収容体内に収容した状態で、当該収容体を前記搬送体に保持させて自動分析システム内を搬送させることにより、搬送中における装置内の状態を前記センサで検出して前記記憶部に記憶させる、点検デバイス。
請求項１記載の点検デバイスにおいて、
前記センサ、前記記憶部、および前記転送部に電力を供給する電源部を有する、点検デバイス。
請求項１記載の点検デバイスにおいて、
当該点検デバイスの重量を調整する錘または当該点検デバイスの重心を調整するスペーサを有する、点検デバイス。
請求項１記載の点検デバイスにおいて、
当該点検デバイスの外部に設置された送電部から電力を受電し、電源部に電力を供給する受電部を有する、点検デバイス。
請求項８記載の点検デバイスにおいて、
前記受電部は、搬送路の一部に設けられている送電部から電力を受電する、点検デバイス。
請求項１記載の点検デバイスにおいて、
前記センサからの出力データを処理する演算部と、
前記演算部での演算結果を表示する表示部を備えた、点検デバイス。
搬送ベルトを含む搬送システムを備える自動分析システムにおける所定の箇所の状態を点検する点検デバイスであって、
前記搬送システムの前記搬送ベルト上で搬送され、試験管を保持することが可能な搬送体と、
前記搬送体内に設けられ、搬送中における前記自動分析システム内の状態を検出するセンサと、
前記センサの出力データを記憶する記憶部と、
前記記憶部内のデータを外部に転送する転送部と、を有する点検デバイス。
請求項１１記載の点検デバイスにおいて、
前記センサ、前記記憶部、および前記転送部に電力を供給する電源部を有する、点検デバイス。
請求項１１記載の点検デバイスにおいて、
当該点検デバイスの外部に設置された送電部から電力を受電し、電源部に電力を供給する受電部を有する、点検デバイス。
請求項１３記載の点検デバイスにおいて、
前記受電部は、搬送路の一部に設けられている送電部から電力を受電する、点検デバイス。
請求項１１記載の点検デバイスにおいて、
前記搬送体の底面に、当該搬送体の底面から搬送ベルトまでの距離を計測する距離センサを有する、点検デバイス。