JP6713302B2 - 角度調節機構および包装システム - Google Patents

Description

本発明は、ワークに付属する突起部の角度調節機構およびワークの包装システムに関するものである。

カテーテルの製造工程においては様々な組立加工作業を行うため、原材料情報等のトレースが可能なように製品のいずれかの箇所に製品情報を示すコードを刻印、印刷するなどして表示することが多い。表示するコードの種類は表示箇所および表示情報により様々であるが、図３ｂに示すように、ハブやマニホールドと呼ばれるカテーテル操作部のような２ｃｍ四方程度の小型部材に製品情報を表示する時には、狭い領域内により多くの情報を蓄積できる二次元コードが用いられることが多い。カテーテルは、少なくとも長尺部材と、その手元側にカテーテルの長軸周りに回転可能に取り付けられたカテーテル操作部とを含む。カテーテルの製品形態の一つとしては図３ａ、図３ｅに示すように、カテーテルを保護する長尺のチューブ部材を渦巻状に形成した包装体内に、カテーテルの長尺部材を配置し、包装体の外側にカテーテル操作部を配置した形態がある。

カテーテルの製造工程、特に包装工程において、前記カテーテル操作部に表示された二次元コードの読取りには図４ａに示すように照明およびイメージセンサを含む読取り部を用いて得られた撮像データをコンピュータに取り込み、ソフトを用いた画像処理によりコードの読取りを行う場合がある。読取りシステムとしては前記渦巻状のカテーテル包装体を水平に載置した状態でコードが読めるようにするため、図４ｂに示すように読取り部のなす面とカテーテル操作部のなす面とがほぼ同一面になるように配置される必要がある。なお、読取り部のなす面とは、読取り部と撮像対象とを結ぶ直線に垂直な面である。しかしながら、前記カテーテル操作部は包装体に固定されていないことが多く、カテーテルの長軸周りに回転可能であるため、図４ｃに示すように読取り部のイメージセンサ内のレンズ部がなす面とコードが表示された部材の角度が同一とはならない場合がある。このような場合には、読取りコードが読取り可能に取得できないため、コード読取りエラーが生じてしまう可能性がある。また、カテーテル操作部表面自体が平面ではなく曲面であり、その上にコードが表示される場合がある。その場合ではイメージセンサ内のレンズ部がなす面とコードの角度が適切な角度にならなければ読取りができない可能性がある。

前記エラーが生じると工程によっては作業が止まってしまうおそれがあり、生産効率が著しく低減する。あるいは装置内に前記読取り工程が含まれている場合では装置内稼働停止となり、やはり生産効率が低下してしまう。

文献１においては、照射輝度値を変動させることにより検査画像の読取り安定性を上げる方法について提示している。しかしながらこのような手段では、例えば上記のようなイメージセンサ内のレンズ部がなす面とコードが表示された部材がなす面がほぼ垂直になった場合に読取りできない可能性がある。

文献２においてはワークの外周端縁に対し冶具を用いてワーク形状を変形させてワークを保持する方法が提示されている。しかし、カテーテルのように繊細な製品を変形させると製品の破損につながる恐れがある。

特開２０１５−２３２４７８号公報 特開２００９−２７４１４０号公報

前述したように、製品情報を示す製品に付されたコードを読取り可能に取得するには、コードがイメージセンサに対して読取り可能に配置されることが必要である。従来の読取りシステムでは、カテーテルに回転可能に取り付けられたカテーテル操作部上のコードが、読取りシステムイメージセンサがなす面とコードが表示された部材の角度が適切にならない場合に、読取り可能に撮像することが困難であった。

前述の問題を鑑みて、本発明の目的とするところは、包装体に内包されるワークに回転可能に取り付けられた突起部のなす面を調節する角度調節機構および前記機構を含む包装システムを提供することにある。

本発明者が鋭意検討したところ、包装体に内包されたワークに対し回転可能に取り付けられた突起部が包装体から露出する状態での突起部の角度を調節する機構において、固定部および調節部を設けることにより本発明を完成するに至った。

（１）本発明は、包装体と、前記包装体に内包されるワークに対し回転可能に取り付けられ、前記包装体から露出する突起部とのなす角度を調節する機構において、前記包装体を水平状態で固定する固定部と、前記突起部に前記包装体がなす平面に対し鉛直上下方向の少なくとも一方から前記突起部の角度を変位させる調節部とを備える角度調節機構に関する。
（２）前記調節部は、不動の把持面と上下方向に移動可能な可動把持部を含むことが好ましい。
（３）前記調節部は、前記突起部に接する面に弾性部材が設けられていることが好ましい。
（４）本発明は上記構成に加え、前記突起部の回転軸を撮像するように配置された撮像装置と、前記撮像装置の撮像情報を基に前記包装体と突起部とのなす角度を演算する角度演算装置と、前記角度演算装置の演算した角度を基に前記調節部による前記突起部の変位角度を調節する駆動装置とを備えることが好ましい。
（５）前記撮像装置は、前記突起部の回転軸と同軸上に配置されることが好ましい。
（６）前記撮像装置は、前記突起部の回転軸に加え、前記突起部に表示された情報を撮像することが好ましい。
（７）さらに本発明は、上記いずれかに記載の角度調節機構と、前記包装体がなす面と平行に配置され、前記突起部に表示された情報を読取るカメラ機構を有する包装システムに関する。

本発明によれば、ワークに回転可能に設けられた突起部の角度を調節することが可能になるため突起部に表示された情報の読取り精度が向上し、製造ラインの停滞や装置が停止することによる生産効率低下を抑えることが可能となる。

本発明に係るカテーテルのカテーテル操作部の角度調節機構における実施形態の一形態を表す平面図である。 実施形態のＡ−Ａ’断面図である。 本発明の異なる一形態を示すＡ−Ａ’断面図である。 本発明の異なる一形態を示すＡ−Ａ’断面図である。 本発明の異なる一形態を示すＡ−Ａ’断面図である。 カテーテル包装システムの一部を示した平面図である。 一般的なカテーテル包装形態を示した平面図である。 カテーテル操作部の拡大図である。 一般的なカテーテル包装形態のＢ−Ｂ’断面図である。 一般的なカテーテル包装形態のＢ−Ｂ’断面図である。 カテーテル操作部形状が異なるカテーテル包装形態を示した平面図である。 カテーテル操作部に表示されたコードを読取る機構を表す模式図である。 カテーテル操作部がなす面とイメージセンサのレンズ部がなす面とが平行である場合を表す模式図である。 カテーテル操作部がなす面とイメージセンサのレンズ部がなす面が平行でない場合を表す模式図である。

以下、本発明に係る角度調節機構および包装システムの実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、便宜上、図面において符号を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。また、図面における種々部材の寸法は、便宜上、見やすいように調整されていることもある。
＜第一の実施形態＞

本発明に係る角度調節機構および包装システムは、包装体に内包されるワークをカテーテルとした場合、カテーテルの製造工程において、カテーテルを取り扱うための機構および装置として用いることができる。カテーテルは、少なくとも長尺部材と、その手元側にカテーテルの長軸周りに回転可能に取り付けられたカテーテル操作部１１とを含む。カテーテルは、使用時までカテーテルを保護するために、カテーテルを内包可能な中空部材が渦巻状に形成された包装体１２に収納される。カテーテルの長尺部材は、包装体内に挿入され、包装体の形状に沿って渦巻状に保持される。図３ａ、図３ｃに示すように、カテーテル操作部１１は、カテーテルの包装状態で前記包装体１２の外に出ている。カテーテル操作部１１には、図３ｂに示すようにカテーテルの製品情報を示すコード２が付されている。コード２は、カテーテル操作部１１に直接印字、刻印されたり、印字されたラベルが貼り付けられるなどによりカテーテル操作部１１に付される。突起部に表示された情報には、このようなコード類や文字情報などがある。

図１ａに示すように本発明に係る角度調節機構は、カテーテルの長尺部材が挿入された包装体１２を、載置面と水平状態で固定する固定部２１と、カテーテル操作部１１を鉛直上下方向から把持する把持部２２を含む調節部と、前記固定部２１内に配置された包装体１２に挿入されたカテーテルを水平方向から撮像するイメージセンサ２３を含む撮像装置を備える。

カテーテル操作部１１は、カテーテルの長軸に対し、回転可能に取り付けられた突起部を有する形状であればよい。カテーテル操作部そのものが突起部として回転可能であってもよいし、カテーテル操作部に回転可能に取り付けられた突起部を有していてもよい。特に、ワークに対し回転可能に取り付けられ、少なくとも１つの平面を規定する突起部を備える形状であることが好ましい。１つの平面を規定するとは、突起部を含むカテーテル操作部１１が略平板状であるために、カテーテル操作部１１について突起部と回転軸を含む仮想平面が構成されることをいう。図１ａから図１ｃにおいては円筒部に突起部として両翼部１１ａが備わった形状で記載しているが特に限定されず、例えば翼部１１ａが一方のみである形態や、図３ｅで示すような二股形状の形態でもよい。両翼が備わった形状である場合、突起部である両翼部によって回転軸を含む平面が規定される。二股形状である場合、二股形状によって回転軸を含む平面が規定される。カテーテル操作部材１１は、製品によって異なるが、種々のハブやマニホールドとすることができる。ハブは、図３ａに示すように、円筒状の本体に突起部としての翼部が設けられた形状、マニホールドは、図３ｅに示すように、全体として突起部であり、二股の形状である。

カテーテル操作部上には、製品情報などの情報２が表示される。図３ｄに示されるように、情報２が表示される箇所はカテーテル操作部上であればいずれでもよく、平面上であっても、曲面上であってもよい。また、上記回転軸を含む平面状に表示されてもよく、異なる面上であってもよい。

カテーテルを保護する包装体１２は、包装体内にカテーテルの長尺部材を保持する。長尺部材を効率的かつ安全に保持するため、包装体の形状は渦巻状であることが好ましい。包装体が水平に形成された渦巻状であることにより、包装体の水平面を規定することができる。その他包装体は、直方体状や円筒状とすることができる。また、ワークを封入した袋状の形態であってもよい。包装体１２は後述する固定部２１によって水平状態に固定される。

固定部２１は、図１にはカテーテル操作部１１と水平反対側に、上下面と側壁により断面視コの字で包装体１２を水平に固定する機構を記載しているが、特に限定はなく単純に包装体１２の渦巻部分を上下で挟む機構でもよい。鉛直上下に可動して挟む形態は、後述する包装システムに用いる場合、包装体に挿入されたカテーテル１の搬送時にひっかかりのリスクが低減するため好ましい。固定部２１は、包装体２１を水平に固定し、突起部の角度調節の基準となる水平面を規定する。

カテーテル操作部１１の角度を変位させる調節部に含まれる把持部２２は、カテーテル操作部に接触することにより、カテーテルに対し回転可能に取り付けられたカテーテル操作部を回転させて角度を変位させる。カテーテル操作部は、情報が付された面が、読取り装置のレンズ面と略平行になるように角度を調節されることが好ましい。あるいは、カテーテル操作部の規定する平面が撮像装置のレンズ面と略平行であってもよい。これにより、読取り装置を移動させることなく、カテーテル操作部上の表示を取得画像の補正などをせずに効率的に読取ることができる。固定部２１が包装体を水平方向に固定し、読取り装置のレンズ面が包装体のなす面と平行に設置されている場合は、包装体のなす平面とカテーテル操作部のなす面とを略平行に配置することにより、カテーテル操作部上の表示を撮像装置により効率的に読取ることができる。突起部に表示された情報を読み取るカメラ機構との関係によって、調節部は、カテーテル操作部の角度を調節することができる。図１ｄに示すように、読取り装置２４のレンズ面とカテーテル操作部の回転軸を含む仮想平面とが平行になるように、調節部によりカテーテル操作部の角度を変位してもよく、図１ｅに示すように、読取り装置２４のレンズ面と表示された情報２とが平行になるように調節部によりカテーテル操作部の角度を変位してもよい。いずれの場合も突起部上に表示された情報を読取り部により読み取ることができる。

図１では、上側把持部２２ａにはカテーテル操作部１１の両翼部の一方の翼部のみを鉛直上側から押し、下側把持部２２ｂは鉛直下側から上方向にカテーテル操作部１１全体を押し上げる構造を記載しているが、特に制御方法や把持部形状は限定されない。把持部の形状は、突起部の形状に応じて適宜選択することができる。上側把持部２２ａは、例えば図１ｃに示すようなカテーテル操作部１１を上からから押さえ、水平状態に押さえこむ下駄構造でもよい。下側把持部２２ｂは、ワーク下側から、固定部２１の包装体１２を載置する面と下側把持部２２ｂのカテーテル操作部１１に接する面が水平になるまで上昇することが好ましい。上側把持部２２ａまたは下側把持部２２ｂの一方は不動で、他方は可動である形態でもよい。これにより、可動部材を減らし、装置を簡略化し、製作費用を抑えることができる。また、下側把持部２２ｂを有さない形態であってもよい。さらに把持部２２のワークに面する面にはカテーテル操作部１１を傷つけないように、図１ｂに示す弾性部材２２ｃが設けられてもよい。弾性部材は特に限定しないが例えばニトリルゴム、飴ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコンゴムなどがあるが、異物発生の観点から耐摩耗性を備えたゴムが望ましい。

撮像装置のイメージセンサ２３は、図１ｂ、図１ｃ、図３ｄで示すようカテーテル操作部１１の両翼部がなす面と包装体１２がなす面がなす角度θを取得するため包装体に挿入されたカテーテル１を水平方向から撮像するように配置されている。イメージセンサ２３は、撮像用のレンズを備える。イメージセンサにより得たカテーテル操作部１１の角度情報は、前記把持部２２を制御するために用いる。イメージセンサ２３の機種および位置検出ソフトおよびイメージセンサ配置については特に限定されない。撮像装置は、カテーテル操作部の回転軸と同軸上に配置されることが好ましい。これにより突起部であるカテーテル操作部の規定する平面を垂直方向から撮像することができ、突起部のなす平面角度を効率的に取得することができる。また、撮像装置は、突起部の回転軸に加えて、突起部に表示された情報を撮像する装置であってもよい。これにより１の撮像装置により突起部のなす角度と製品情報の２つを取得することができる。この場合、撮像装置は包装体がなす面と平行に配置されてもよい。これにより、撮像装置が突起部の表面の印字情報を効率的に撮影することができる。

イメージセンサ２３は、カテーテル操作部１１がなす面が検出できればよく、カテーテル操作部のみを撮像してもよく、カテーテル操作部材と包装体の両方を撮像してもよい。包装体のなす平面を基準に突起部のなす平面を調節する場合には、包装体とカテーテル操作部材の両方を撮像することが好ましい。図１ａ、図１ｂではイメージセンサ２３は包装体１２に挿入されたカテーテル１と同一水平面上に配置されているが特に限定されない。例えばイメージセンサ２３の撮像面をカテーテル操作部１１の鉛直上部に配置し、包装体に挿入されたカテーテル１の水平面が撮像できるようにイメージセンサ２３の鉛直下部に鏡を配置してもよいし、例えば後に画像処理で読取り画像内のコード状態を補正するため包装体に挿入されたカテーテル１の水平面がなす面から下方にカテーテル操作部１１の断面方向が撮像できるよう配置してもよい。

角度演算装置は、前記撮像装置の撮像情報を基に包装体と突起部とのなす角度を演算する。予め包装体の水平面情報を取得しておき、突起部の撮像情報を基に角度を演算してもよく、そのつど包装体と突起部の撮像情報から角度を演算してもよい。

駆動装置は、前記角度演算装置の演算した角度を基に前記角度調節機構の調節部を変位させる。調節部の変位量は、前記角度演算装置の算出した角度を基に、前記撮像装置の撮像面の位置と、突起部に表示された情報を考慮して決定される。

角度調節機構の動作の流れは、図１ａに示すように、まずカテーテル操作部１１に対してイメージセンサ２３による撮像を行う。その後撮像した画像データを基に画像処理を行い、例えば、包装体１２がなす面とカテーテル操作部１１がなす面の角度θおよびカテーテル操作部１１の座標を角度演算装置により算出する。それら情報を基に駆動装置が把持部２２を移動させカテーテル操作部１１の突起部を回転させカテーテル操作部１１がなす面の角度を調節する。
＜第二の実施形態＞

図２には図１の角度調節機構を搭載したカテーテル包装システムの一部を示す。本カテーテル包装システムは所定時間毎に断続的に動くコンベア３１を備え、角度調節機構の固定部２１、調節部２２および撮像装置に含まれるイメージセンサ２３を備え、さらに、包装体１２に挿入されたカテーテル１をラインから出すための押し部３２およびシューター３３を備える。さらに袋３を開口する吸着部３４を備える。包装体１２に挿入されたカテーテルの搬送装置には図ではコンベア３１を示したが特に限定せず多軸ロボットを用いた搬送でもよい。

包装体に挿入されたカテーテルが、コンベア３１に運ばれ角度調節機構に到達した際に、イメージセンサ２３はコンベア３１がなす面の延長とイメージセンサ２３のレンズ中央部が交わるよう配置されている。コンベア３１のなす面と、固定部２１が包装体を固定する水平方向は平行である。カテーテル操作部１１との干渉を避けるために、イメージセンサ２３を上下方向に可動に配置してもよい。イメージセンサ２３の配置手段には特に限定されず、例えばカテーテル操作部１１とイメージセンサ２３が干渉しないようイメージセンサ２３をコンベア３１上端から下方向にカテーテル操作部１１に対して角度をつけた状態で配置し、撮像後の画像処理により角度情報を取得した方がイメージセンサ２３を動かす必要がなくなるので好ましい。

押し部３２は、図２ではコンベア３１がなす面と平行な面にコンベア３１の進行方向と垂直にスライドする機構で、コンベアにより搬送されたカテーテルをコンベアからシューター３３まで押して、包装体に挿入されたカテーテルを袋に挿入するために用いる。このようにカテーテルを袋に挿入する機構は押し部３２に限定されず、例えば多軸ロボットを用いて包装体に挿入されたカテーテルを把持して、袋３に挿入する構造でもよい。図においてシューター３３は包装体に挿入されたカテーテルを、コンベア３１から袋３へ滑らせて包装体に挿入されたカテーテル１の面を垂直方向に近づけた状態で袋３の中に入れる構造をとっているが、特に形態や角度には限定せず、例えばコンベア３１と並行状態に配置された袋３の開口状態に対して前述した押し部３４でそのまま押して包装体に挿入されたカテーテルを袋３の中に挿入してもよく、その場合はシューター３３は不要となる。吸着部３４は図２では袋３を開口するため真空パッドによる吸引を行っているが特に限定せず粘着性を貼り付けた棒状のものでもよいが、連続運転を考慮すると真空を用いた吸引の方が好ましい。

動作フローとしては、図２のようにコンベア３１右端部に、カテーテル操作部１１がコンベア３１上に配置されないように、包装体に挿入されたカテーテルを配置する。包装体のコンベアへの配置は、装置を用いてもよく、人手で配置してもよい。所定時間ごとにコンベア３１が作動し、カテーテルが角度調節機構である固定部２１と把持部２２の箇所へ搬送される。角度調節機構でカテーテル操作部１１がなす角度によりイメージセンサ２３を用いて撮像、画像処理を行うことにより角度情報を取得する。その角度情報を基に駆動機構が調節部２２の位置制御をしてカテーテル操作部１１の角度を修正する。その後読取り部２４により撮像し、カテーテル操作部１１に表示されているコード情報を読取る。読取り情報を基にし、図には記載していないが製品ラベルの発行と貼付けあるいは製品情報のシリアルナンバーを照合するなど他のアプリケーションも併用することができるが本説明では特に限定しない。カテーテル操作部１１の角度を修正後にさらにコンベア３１でカテーテルを進め、押し部３４により包装体に挿入されたカテーテル１をコンベア３１のラインから外し、カテーテルを袋３で包装すべくシューター３３に載せる。別ラインでシューター３３先端部に搬送された袋を開けておき、自重による推進力により袋３へ包装体に挿入されたカテーテル１が挿入される。図には記載していないがその後は吸着部３４により袋３を別ラインに搬送し袋３の封止を行ったり検査などを行ったりするが、本説明では特に限定しない。

１ 包装体に挿入されたカテーテル
２ コード
３ 袋
１１ カテーテル操作部
１１ａ 翼部
１２ 包装体
２１ 固定部
２２ 調節部
２２ａ 上側把持部
２２ｂ 下側把持部
２２ｃ 弾性部材
２３ イメージセンサ
２４ 読取り部
２５ コンピュータ
３１ コンベア
３２ 押し部
３３ シューター
３４ 吸着部

Claims (7)

1. 長尺のワークを内包する中空部材であって、渦巻状に固定され、前記渦巻が平面をなす包装体と、前記包装体に内包されるワークに対し回転可能に取り付けられ、前記包装体から露出し、回転軸をはさんでのびる２つの翼部を含み、両翼部が仮想平面をなす突起部とのなす角度を調節する機構において、
   前記包装体がなす平面を水平状態で固定する固定部と、
   前記包装体がなす平面が固定された水平面に対し鉛直上下方向の少なくとも一方から前記回転可能な突起部に接触することにより前記突起部のなす仮想平面の角度を変位させて前記仮想平面を前記水平面と平行にする調節部と、を備える角度調節機構。
2. 前記調節部は、不動の把持部と前記水平面に対し鉛直上下方向に移動可能な可動把持部を含む請求項１に記載の角度調節機構。
3. 前記調節部の不動の把持部と可動把持部の前記突起部に接する面に弾性部材が設けられた請求項２に記載の角度調節機構。
4. 前記回転可能な突起部の回転軸を前記水平方向から前記回転軸に向かって撮像するように配置された撮像装置と、前記撮像装置の撮像情報を基に前記包装体と突起部とのなす角度を演算する角度演算装置と、前記角度演算装置の演算した角度を基に、前記可動把持部を前記包装体がなす平面に対し鉛直上下方向に移動させ前記回転可能な突起部に接触することにより前記突起部を回転させることにより前記調節部による前記突起部の変位角度を調節する前記可動把持部の駆動装置とを備える請求項２または３に記載の角度調節機構。
5. 前記撮像装置は、前記突起部の回転軸と同軸上に配置される請求項４に記載の角度調節機構。
6. 前記撮像装置は、前記突起部に表示された情報を撮像する請求項４に記載の角度調節機構。
7. 請求項１から６いずれか１項に記載の角度調節機構と、撮像レンズを含み、前記包装体がなす面と該レンズ面とが平行に配置され、前記突起部に表示された情報を読取るカメラ機構を有する包装システム。

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