JP7049967B2

JP7049967B2 - 放射性試料測定装置及びその動作方法

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Publication number: JP7049967B2
Application number: JP2018161920A
Authority: JP
Inventors: 清文手塚
Original assignee: Hitachi Ltd
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Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2022-04-07
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Description

本発明は放射性試料測定装置及びその動作方法に関し、特に、放射性試料を含む試料皿の搬送に関する。

放射線試料測定装置として様々な装置が実用化されている。その中で試料皿搬送機能を備える放射性試料測定装置について説明する。かかる放射性試料測定装置は、測定前の複数の試料皿を収容する供給タワー、供給タワーから送られてきた各試料皿に含まれる放射性試料を測定する放射線測定ユニット、測定後の複数の試料皿を収容する回収タワー、及び、試料皿を搬送するターンテーブルを有する。供給タワーから回収タワーの方向へ（つまり順方向に）複数の試料皿を搬送しながら放射性測定を行うモードを「ノーマルモード」と称することにする。

上記の放射性試料測定装置には、サイクル測定又はその他の理由から、回収タワーから供給タワーへ複数の試料皿を戻す「リバースモード」が設けられる。リバースモードにおいてもターンテーブルを利用して試料皿が搬送される。サイクル測定は、例えば５０個の放射性試料の測定を１サイクルとし、複数のサイクルを繰り返し実行するものである。サイクル間においてリバースモードが適用される。ノーマルモード及びリバースモードの両モードに対応するために、供給タワー及び開閉タワーのそれぞれに開閉機構が設けられる。開閉機構は、積層された複数の試料皿からなる試料皿スタックを下支えし、必要に応じて、最下段の試料皿を切り出し、また、試料皿スタックへの下方からの試料皿の追加を許容する機構である。

特開２０１０－１５６６３５号公報

放射性試料測定装置において、供給タワーに設けられた開閉機構及び回収タワーに設けられた開閉機構のそれぞれに対して、個別的に駆動機構を設けると、構成が複雑化し、また制御も複雑化してしまう。

本発明の目的は、複数の開閉機構を有する放射性試料測定装置において、構成を簡略化し、あるいは、制御を簡略化することにある。

本発明に係る放射性試料測定装置は、測定前の複数の試料体を収容する第１収容器に設けられた第１開閉機構と、測定後の複数の試料体を収容する第２収容器に設けられた第２開閉機構と、前記第１開閉機構及び前記第２開閉機構に作用するカムを有する駆動機構と、を含み、前記カムは回転軸とそれに直交する基準軸とを有し、前記基準軸が中立角度から正方向へ回転した場合に前記第１開閉機構が閉状態から開状態へ変化して前記第１収容器から最下段の試料体が取り出され、前記基準軸が前記中立角度から負方向へ回転した場合に前記第２開閉機構が閉状態から開状態へ変化して前記第２収容器から最下段の試料体が取り出される、ことを特徴とするものである。

本発明に係る放射性試料測定装置の動作方法は、測定前の複数の試料体を収容する第１収容器に設けられた第１開閉機構と、測定後の複数の試料体を収容する第２収容器に設けられた第２開閉機構と、前記第１開閉機構及び前記第２開閉機構に対して作用するカムを有する駆動機構と、を含む放射性試料測定装置の動作方法であって、前記カムは回転軸とそれに対して直交した基準軸とを有し、ノーマルモードにおいては、前記基準軸が中立角度から正方向へ回転して前記第１開閉機構が閉状態から開状態へ変化し、これによって前記第１収容器から最下段の試料体が取り出され、その際に、前記第２開閉機構の閉状態が維持され、リバースモードにおいては、前記基準軸が前記中立角度から負方向へ回転して前記第２開閉機構が閉状態から開状態へ変化し、これによって前記第２収容器から最下段の試料体が取り出され、その際に、前記第１開閉機構の閉状態が維持される、ことを特徴とするものである。

本発明によれば、複数の開閉機構をそれらに共有のカムによって駆動することができるので、構成を簡略化でき、あるいは、制御を簡略化することができる。

実施形態に係る放射線測定装置を示す斜視図である。放射線測定装置の内部の前側を示す斜視図である。放射線測定装置の内部の後側を示す斜視図である。２つのタワーが取り外された状態を示す図であり、機構群の前側を示す斜視図である。２つのタワーが取り外された状態を示す図であり、機構群の後側を示す斜視図である。２つのタワーの下部の前側を示す斜視図である。２つのタワーの下部の後側を示す斜視図である。機構群を示す正面図である。カムの作用を説明するための図である。ノーマルモードとリバースモードとを説明するための図である。最下段の試料皿を取り出す際の動作を説明するための図である。第１開閉機構の開状態を示す図である。第１開閉機構のつかみ状態を示す図である。ターンテーブルへ試料皿が移載された状態を示す図である。試料皿の回収時の動作を示す図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。

（１）実施形態の概要
実施形態に係る放射性試料測定装置は、第１開閉機構、第２開閉機構及び駆動機構を有する。第１開閉機構は、測定前の複数の試料体を収容する第１収容器に設けられている機構である。第２開閉機構は、測定後の複数の試料体を収容する第２収容器に設けられている機構である。駆動機構は、第１開閉機構及び第２開閉機構の両機構に作用するカムを有する。カムは、回転軸とそれに直交する基準軸とを有する。回転軸は回転中心軸であり、基準軸はカムの回転角度を表現するための仮想的な軸である。基準軸が中立角度から正方向へ回転した場合に第１開閉機構が閉状態から開状態へ変化して第１収容器から最下段の試料体が取り出される。一方、基準軸が中立角度から負方向へ回転した場合に第２開閉機構が閉状態から開状態へ変化して第２収容器から最下段の試料体が取り出される。

上記構成によれば、第１開閉機構及び第２開閉機構がそれらに共通のカムによって駆動されるので、２つの開閉機構のそれぞれに対して独立した駆動機構を配置する場合に比べて、装置構成を簡略化でき、また制御を簡略化できる。カムが回転する方向によって作動させる開閉機構を選択できるので、開動作させる開閉機構を選択するために複雑な構成を設ける必要もない。供給器は供給タワーを含む概念であり、回収器は回収タワーを含む概念である。試料体は放射性試料の担持体であり、それは放射性試料を備えた試料皿を含む概念である。試料体として、カプセル、プレートその他の部材が利用されてもよい。

実施形態においては、基準軸が中立角度から正方向へ回転した場合に第２開閉機構の閉状態が維持され、基準軸が中立角度から負方向へ回転した場合に第１開閉機構の閉状態が維持される。この構成によれば、第１開閉機構の開動作時に第２開閉機構が不用意に開動作してしまうことを防止でき、且つ、第２開閉機構の開動作時に第１開閉機構が不用意に開動作してしまうことを防止できる。

実施形態に係る放射性試料測定装置は、第１開閉機構とカムとの間に設けられ、カムのカム面に接する第１接触子を有する第１リンク機構と、第２開閉機構とカムとの間に設けられ、カムのカム面に接する第２接触子を有する第２リンク機構と、を含み、基準軸が中立角度にある場合、第１接触子がカム面上の第１初期接触位置に接し且つ第２接触子がカム面上の第２初期接触位置に接し、カムは、第１初期接触位置から負方向に連なる部分であって変化する半径を有する第１の変化部分と、第１初期接触位置から正方向に連なる部分であって一定の半径を有する第１の一定部分と、第２初期接触位置から正方向に連なる部分であって変化する半径を有する第２の変化部分と、第２初期接触位置から負方向に連なる部分であって一定の半径を有する第２の一定部分と、を含む。

第１の変化部分及び第２の変化部分は、それぞれ、半径が徐々に小さくなる部分であり、あるいは、半径が徐々に大きくなる部分である。半径の変化によりカム面に接している接触子の位置が変化し、その位置の変化が開閉運動力に転換される。第１の一定部分及び第２の一定部分は、それぞれ、閉状態の維持のための部分であり、カム面に接している接触子の位置の変化を生じさせない部分である。上記構成は、ノーマルモードでは第１開閉機構だけを開閉動作させ、リバースモードでは第２開閉機構だけを開閉動作させることを前提とするものである。もっとも、カムの形状を操作することにより、２つの開閉機構を時相をずらして開閉動作させることも容易である。開閉動作時の速度プロファイルは、カムの形状の調整により、及び／又は、カムの回転速度の調整により容易に制御し得る。

実施形態において、カムは基準軸に対して線対称の形態を有する。この構成によれば、第１開閉機構及び第２開閉機構に同じ動作を行わせることが容易となる。実施形態において、第１の変化部分と第２の変化部分はなだらかに連なっており、第１の一定部分と第２の一定部分は連なっている。この構成によれば、キャリブレーション、中立角度の検出、その他の目的で、２つの接触子の接触状態を維持したまま、カムを３６０度回転させることが可能となる。

実施形態において、第１接触子及び第２接触子は、カムの回転軸を通過する水平線上にある。この構成によれば、２つの接触子からカムへ及ぶ２つの力が打ち消し合うので、カムの回転軸部材へ及ぶ負荷を軽減できる。実施形態において、駆動機構は、駆動源として、回転速度を制御することが可能なモータを有する。この構成によれば、カムの回転速度（つまり開閉速度）をコントロールすることが容易となる。実施形態において、駆動機構は、第１収容器と第２収容器の間に設置されている。この構成によれば、駆動機構の配置に際して、空きスペースを有効活用できる。

実施形態に係る放射性試料測定装置の動作方法においては、ノーマルモードにおいて、基準軸が中立角度から正方向へ回転して第１開閉機構が閉状態から開状態へ変化し、これによって第１収容器から最下段の試料体が取り出され、その際に、第２開閉機構の閉状態が維持され、リバースモードにおいて、基準軸が中立角度から負方向へ回転して第２開閉機構が閉状態から開状態へ変化し、これによって第２収容器から最下段の試料体が取り出され、その際に、第１開閉機構の閉状態が維持される。この動作方法は、カムの回転方向の選択により、ノーマルモード及びリバースモードを切り替えられる。

（２）実施形態の詳細
図１には、実施形態に係る放射性試料測定装置が示されている。この放射性試料測定装置は、複数の放射性試料に対する放射線測定を順次実行するものであり、個々の放射性試料について、例えば放射能を演算するものである。検出対象となる放射線は例えばβ線であるが、γ線、α線等が検出対象になってもよい。各放射性試料は、例えば、濾紙上に捕集されたダストに含まれるβ線放出核種である。濾紙を搬送するために、試料皿が利用されている。試料皿に上記以外の態様で放射性試料が担持されてもよい。試料皿に代えて、放射性試料を収容した試料カセットを利用することも考えられる。なお、放射性試料を担持する試料体としては、試料容器、試料保持器等の様々な構成を採用し得る。

図１に示された放射性試料測定装置１０は大別して上部１２及び下部１４からなる。下部１４には傾斜姿勢を有する表示器１５が設けられている。表示器１５は、例えば、液晶表示器及びタッチパネルからなるものであり、それは入力器としても機能する。上部１２は箱状の形態を有し、その内部には、供給タワー（供給ストッカ）２０及び回収タワー（回収ストッカ）２２が設置されている。供給タワー２０の前側には扉１６が設けられており、回収タワー２２の前側には扉１８が設けられている。

図１においては、回収タワー２２内に複数の試料皿２６が積層かつ収容されている。供給タワー２０及び回収タワー２２は、例えば、一度に５０枚の試料皿を収容し得るものである。なお、図１において、Ｘ方向は前後方向（奥行方向、第１水平方向）であり、Ｙ方向は左右方向（第２水平方向）であり、Ｚ方向は上下方向（垂直方向）である。なお、この放射性試料測定装置１０は、例えば、テーブルやデスク上に設置されるものである。放射性試料測定装置１０が専用の台座上に設置されてもよい。

図２には、放射性試料測定装置の内部（特にその前側）が示されている。なお、各図の説明において、既に説明した要素には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。

ベースプレート２８により、複数の支柱を介して、ミドルプレート３０及びトッププレート３２が支持されている。それらのプレート２８，３０，３２はそれぞれ水平板である。ミドルプレート３０及びトッププレート３２の間には、回転駆動されるターンテーブル３４が設けられている。ターンテーブル３４は、円形を有する回転板であり、ノーマルモードにおいて、供給タワー２０から測定ユニットへ試料皿を順次搬送し、且つ、測定ユニットから回収タワー２２へ試料皿を順次搬送する。リバースモードにおいて、回収タワー２２から供給タワー２０へ試料皿を順次戻し搬送する。

ノーマルモードでは、個々の放射性試料に対して放射線測定が順次実行される。リバースモードは、サイクル測定においてサイクル間で実行されるモードである。個々のサイクルの実行過程ではノーマルモードが実行される。いずれのモードにおいても、ターンテーブル３４は、時計回り方向に回転する。供給タワー２０が設けられている地点（供給ポジション）から測定ユニットが設けられている地点（測定ポジション）までの角度は１２０度であり、測定ユニットが設けられている地点（測定ポジション）から回収タワー２２が設けられている地点（回収ポジション）までの角度は１２０度であり、回収タワー２２が設けられている地点（回収ポジション）から供給タワー２０が設けられている地点（供給ポジション）までの角度は１２０度である。ターンテーブル３４には１２０度間隔で３つの開口部が設けられている。各開口部は試料皿の通過を許容する通路として機能する。

供給タワー２０及び回収タワー２２は、トッププレート３２上に起立状態で設置されている。供給タワー２０の下部には第１開閉機構３６が設けられ、回収タワー２２の下部には第２開閉機構３８が設けられている。第１開閉機構３６及び第２開閉機構３８は、いずれも、閉状態において試料皿スタックを下支えしてそれを保持し、最下段の試料皿を取り出す際に開運動及び閉運動するものである。供給タワー２０の下側には昇降運動するリフト台４０が設けられており、回収タワー２２の下側には昇降運動するリフト台４２が設けられている。第１開閉機構３６及びリフト台４０の協働により、供給タワー２０内の最下段の試料皿の取り出しが行われ、第２開閉機構３８及びリフト台４２の協働により、回収タワー２２内の最下段の試料皿の取り出しが行われる。

後述するように、回収タワー２２へその下側から測定後の試料皿を送り込む際には、その試料皿の上昇運動力によって、第２開閉機構３８が有する一対の爪が上方へ跳ね上げられる。試料皿の通過後、一対の爪が倒れ込んで、元の水平姿勢に復帰し、その後、一対の爪によって試料皿スタックが保持される。供給タワー２０へ試料皿を送り込む際にも同様の動作が行われる。供給タワー２０は、試料皿スタックを保持するケースとして機能するフレーム２１を有し、回収タワー２２は、試料皿スタックを保持するケースとして機能するフレーム２３を有する。

トッププレート３２上であって、供給タワー２０と回収タワー２２の間には、駆動機構４４が設けられている。駆動機構４４は、第１開閉機構３６及び第２開閉機構３８に開閉運動を行わせるための共通の機構である。供給タワー２０と回収タワー２２の間の空きスペースを利用して駆動機構４４が設置されており、駆動機構４４の設置に伴う装置の大型化が回避されている。

図３には、放射線測定装置の内部（特にその後側）が示されている。駆動機構４４と第１開閉機構３６との間には、第１リンク機構４８が設けられている。駆動機構４４と第２開閉機構３８との間には、第２リンク機構５０が設けられている。駆動機構４４で生じた駆動力が第１リンク機構４８を通じて第１開閉機構３６へ伝達され、これにより第１開閉機構３６が開動作する。また、駆動機構４４で生じた駆動力が第２リンク機構５０を通じて第２開閉機構３８へ伝達され、これにより第２開閉機構３８が開動作する。後述するカムの回転方向の選択により、駆動力を伝達する対象が切り替えられる。

図３において、ターンテーブル３４に保持された試料皿４６は測定ポジションに位置決められている。測定ポジションには、具体的には、試料皿４６の上側には図示されていない測定ユニットが設けられている。測定に先立って、試料皿が持ち上げられ、試料皿が測定ユニットの内部へ送り込まれる。その状態で、測定ユニットによって、試料皿に保持された放射性試料から放出されるβ線が検出される。

図４には、駆動機構４４、２つのリンク機構４８，５０及び２つの開閉機構３６，３８からなる機構群の前側が示されている。トッププレート３２には、２つの開口５２，５３が設けられている。開口５２を通じて、供給タワーの下部において、試料皿が上下方向に搬送される。開口５３を通じて、回収タワーの下部において、試料皿が上下方向に搬送される。

駆動機構４４は、駆動源としての単一のモータ５６を有する。モータ５６はパルス列によって動作するＤＣモータである。図示されていない制御部によってモータ５６の回転速度が制御される。その際にはＰＷＭ制御が適用される。モータ５６を利用したので、駆動源として、例えばソレノイドコイルを含む電磁機構を採用した場合よりも、動作時の騒音を低減できる。もっとも、他のタイプの駆動源が利用されてもよい。トッププレート３２上にはフレーム５４が配置されており、そのフレーム５４にモータ５６が固定されている。モータ５６の回転軸（回転軸部材）にはカム５８が取り付けられている。

第１開閉機構３６は、２つの回転軸６４，６６を中心として揺動運動する２つの揺動体６０，６２を有する。揺動体６０の内側には爪６８が設けられており、揺動体６２の内側には爪７０が設けられている。２つの揺動体の閉動作時に、一対の爪６８，７０によって、試料皿が挟まれ、あるいは、試料皿の顎部がその下側から支持される。各爪６８，７０は、通常状態において水平姿勢（揺動体６０，６２に対して直交した姿勢）を有する。各爪６８，７０は、跳ね上がり運動可能に揺動体６０，６２に設けられており、各爪６８，７０に対して下方から押し上げ力が及ぶと、それ自身が跳ね上がり運動する。押し上げ力が消失すると、各爪６８，７０は水平姿勢に復帰する。その復帰を助けるために各爪６８，７０にはばね弾性力が付与されている。第２開閉機構３８は、第１開閉機構３６と同一（正確には対称）の構成を有している。

図５には、機構群の後側が示されている。第１リンク機構４８は、第１接触子としての第１ローラ７２と、メインアーム７４と、２つのサブアーム８０，８２と、を有する。第１ローラ７２は、カム５８の側面（カム面）に回転可能に接している。メインアーム７４はＬ字形状を有し、回転軸７５を中心としてシーソー運動する。その第１端部７４Ａには第１ローラ７２が回転可能に取り付けられており、その第２端部７４Ｂには傾斜姿勢を有する２つのサブアーム８０，８２の上端が連結されている。メインアーム７４には、ばね７８による弾性力が与えられており、具体的には第１端部７４Ａを上方へ引き上げる力が与えられている。すなわち、メインアーム７４には、図５において時計回り方向への回転力が与えられている。これにより第１ローラ７２はカム５８の側面（カム面）から浮くことなく、第１ローラ７２とカム面との接触状態が維持されている。ばね７８の上端は水平固定板７６に固定されている。

カム５８の形状については後に詳述するが、カム５８が中立角度から正方向（図５において反時計回り方向）に回転すると、メインアーム７４が時計回りの方向へ回転し、メインアーム７４の第２端部７４Ｂが下方へ運動する。これにより２つのサブアーム８０，８２の上端が下方へ押し込まれ、その結果、２つのサブアーム８０，８２の下端が互いに離れる方向へ運動し、それらの下端が連結された２つの揺動体６０，６２が開運動する。その後、カム５８が負方向（図５において時計回り方向）に回転すると、２つの揺動体６０，６２が閉運動する。

第２リンク機構５０は、第１リンク機構４８と同一（正確には対称）の構成を有している。カム５８が中立角度から負方向（図５において時計回り方向）に回転すると、その運動力が第２リンク機構５０を通じて第２開閉機構３８に伝達され、第２開閉機構３８が開運動する。その後、カム５８が正方向に回転すると、第２開閉機構が閉運動する。

図６には、供給タワー２０及び回収タワー２２の下部の前側が示されている。図６においては、フレーム２１，２３が図示されており、機構群の一部だけが現れている。図６においてフレーム２１，２３を消去したものが図４に相当する。

図７には、供給タワー２０及び回収タワー２２の下部の後側が示されている。図７においては、フレーム２１，２３が図示されており、機構群の一部だけが現れている。図７においてフレーム２１，２３を消去したものが図５に相当する。

図７において、カム５８は、半径が変化した部分を有しており、カム５８は回転軸部材９４と一体的に回転する。カム５８はスリット９０を有し、スリット９０が真下にある状態がカム５８の原姿勢であり、その時のカム５８の角度が中立角度である。中立角度を検出するためのフォトインタラプタ９２が設けられている。カム５８が中立角度にある場合にスリット９０を通じて発光器から受光器へ光が通過する。カム５８が中立角度から正方向（図７において反時計回り方向）へ回転すると、カム５８から第１リンク機構４８を介して第１開閉機構３６へ駆動力が伝達され、第１開閉機構３６が開動作する。カム５８が中立角度から負方向（図７において時計回り方向）へ回転すると、カム５８から第２リンク機構５０を介して第２開閉機構３８へ駆動力が伝達され、第２開閉機構３８が開動作する。

図８は、機構群の正面図である。駆動機構４４はカム５８を有する。カム５８は仮想的な軸としての基準軸１０２を有する。基準軸１０２はカム５８の回転軸に直交しており、それが角度ゼロに相当する垂直軸１００に一致した状態において、カム５８の角度が中立角度となる。第１開閉機構３６を開動作させる際にはカム５８が正方向（図８において時計回り方向）に回転する（Ｓ１）。その際の回転角度は＋α度である。カム５８が正方向に回転すると、カム５８の形状に沿って、第１ローラ７２が図８において右方向へ運動し（Ｓ２）、第１リンク機構４８におけるメインアーム７４が回転軸７５を回転中心として反時計回り方向に回転し、２つのサブアームの上端が下方へ押し下げられる（Ｓ３）。その結果、２つのサブアームの下端が互いに離れる方向に運動し、第１開閉機構３６が閉状態から開状態へ変化する（Ｓ４）。その後に第１開閉機構３６を閉動作させる際にはカム５８が負方向（図８において反時計回り方向）に回転する。

一方、第２開閉機構３８を開動作させる際にはカム５８が負方向（図８において反時計回り方向）に回転する。その際の動作は第１開閉機構３６の動作と同じである。但し、第２接触子としての第２ローラ１０４の運動方向は図８において左方向である。カム５８の負方向への回転角度は－α度である。第２開閉機構３８を開状態から閉状態へ変化させる際にはカム５８が正方向（図８において時計回り方向）に回転する。なお、α度は例えば６０度、７０度である。

図９には、カム５８の形態が例示されている。その形態は部分的に誇張されている。基準軸１０２は、上記のように、回転軸部材９４の中心（回転軸）及びスリット９０の中心を通過している仮想的な軸である。基準軸１０２の角度は図９において中立角度（０度）である。符号１１０は正方向を示しており、符号１１２は負方向を示している。

第１ローラ７２は、原姿勢にあるカム５８の９時の位置（＋９０度の位置）に当接している。その位置（第１初期当接位置）から負方向にかけて一定の角度範囲（例えば９０度の角度範囲）にわたって半径が徐々に小さくされており、その部分が第１の変化部分１１４である。半径が徐々に小さくされた部分をより狭い角度範囲としてもよい。第１初期当接位置から正方向にかけて一定の角度範囲（例えば９０度の角度範囲）にわたって半径が維持されており、その部分が第１の一定部分１１６である。

第２ローラ１０４は、原姿勢にあるカム５８の３時の位置（－９０度の位置）に当接している。その位置（第２初期当接位置）から正方向にかけて一定の角度範囲（例えば９０度の角度範囲）にわたって半径が徐々に小さくされており、その部分が第２の変化部分１１８である。半径が徐々に小さくされた部分をより狭い角度範囲としてもよい。第２初期当接位置から正方向にかけて一定の角度範囲（例えば９０度の角度範囲）にわたって半径が維持されており、その部分が第２の一定部分１２０である。

基準軸１０２が中立角度にある状態から、カム５８が正方向へ回転して、基準軸１０２が＋α度回転すると、第１ローラ７２は、径方向へのカム面レベルの連続的な減少に伴って図９において右方向に運動する。その際のカム面が符号１２０ａで示されており、また、その際の第１ローラが符号７２ａで示されている。一方、基準軸１０２が中立角度にある状態から、カム５８が負方向へ回転して、基準軸１０２が－α度回転すると、第２ローラ１０４は、径方向へのカム面レベルの連続的な減少に伴って図９において左方向に運動する。その際のカム面が符号１２２ａで示されており、また、その際の第２ローラが符号１０４ａで示されている。

第１の変化部分１１４と第２の変化部分１１８は図９において角度０度の地点で滑らかに連なっている。スリット９０の幅はローラ７２，１０４のサイズから見て非常に小さく、それらの回転運動に際して障害となるものではない。第１の一定部分１１６と第２の一定部分１２０は図９において角度１８０度の地点で連なっている。カム５８は以上のような形態を有しているので、カム５８を３６０度回転させることが可能である。例えば、初期化の際に中立角度を検出又は特定する必要があるが、その際においてカム５８を一回転又はそれ以上回転させてもよい。

第１ローラ７２の回転軸と第２ローラ１０４の回転軸は、回転軸部材９４の中心を通過する水平線（＋９０度と－９０度を結ぶ径線）上にある。これにより第１ローラ７２の当接力ベクトルと第２ローラの当接力ベクトルとが互いに反対向きとなり、それらの力が回転軸部材９４上において打ち消される。このレイアウトにより、回転軸部材９４に加わる応力が除去され又は軽減されている。カム５８は基準線を中心として左右対称の形態を有している。これにより第１開閉機構と第２開閉機構とに同じ動作を行わせることが容易となっている。

図１０には、ノーマルモードでの動作範囲１３２及びリバースモードでの動作範囲１３４が示されている。ノーマルモードでは、カムの角度が０度と＋α度の間で変化する。すなわち、基準線の角度が０度から＋α度へ変化し、これにより第１開閉機構が閉状態から開状態に変化する。その後、基準線の角度が＋α度から０度に復帰する。これにより第１開閉機構が開状態から閉状態に変化する。その過程において、第２開閉機構は閉状態のままである。

リバースモードでは、カムの角度が０度と－α度の間で変化する。すなわち、基準線の角度が０度から－α度へ変化し、これにより第２開閉機構が閉状態から開状態に変化する。その後、基準線の角度が－α度から０度に復帰する。これにより第２開閉機構が開状態から閉状態に変化する。その過程において、第２開閉機構は閉状態のままである。

実施形態によれば、カムの回転方向を選択することにより、開閉動作させる開閉機構を選択することが可能である。一方の開閉機構を動作させる際に他方の開閉機構の樹状態を維持できるので、他方の開閉機構が不用意に動作してしまうこともない。なお、各開閉機構に設けられた一対の爪は可動部材として構成されており、試料皿の浮上に際して、それ自身が姿勢変化するので、試料皿の取込みに際して、各開閉機構の動作を制御する必要がない。

図１１乃至図１５を用いて動作例を説明する。図１１において、（A）にはカムの回転角度の時間変化が示されている。ノーマルモードにおいて縦軸は正側の角度の変化を示し、リバースモードにおいて縦軸は負側の角度の変化を示す。（B)には昇降機構（リフト台）の動作が示されている。(C)には開閉機構の動作が示されている。それはノーマルモードにおいて第１開閉機構の動作であり、リバースモードにおいて第２開閉機構の動作である。

以下においてはノーマルモードを前提として各機構の具体的動作を説明する。図１２に示されているように、第１開閉機構３６の開動作に先立って、リフト台４０が上昇運動する。それがＳ１０で示されている（図１１において符号１２４を参照）。具体的には、リフト台４０が搭載されている昇降ベース１３６が上昇運動を行う。リフト台４０の上昇運動の過程でリフト台４０上に試料皿スタック１３８が載置される。すなわち、一対の爪によって支持されていた試料皿スタックがリフト台４０上へ移載される（図１１において符号１２５を参照）。その後、Ｓ１２で示すように、カム５８が正方向へ回転する。これにより、Ｓ１４で示すように、第１開閉機構３６が開動作を行う（図１１において符号１２６を参照）。図１２は、その開動作後の状態を示すものである。第１開閉機構３６が開状態となっても、第２開閉機構３８の閉状態は維持される。昇降ベースにはリフト台４２も搭載されており、リフト台４０とリフト台４２は一緒に昇降運動する。なお、測定ユニットの直下に同様のリフト台を設けてもよい。その場合、３つのリフト台が同時に昇降運動することになる。

続いて、図１３において、Ｓ１６で示すように、リフト台４０が下降運動する（図１１において符号１２８を参照）。これによりリフト台４０に載置された試料皿スタック１３８も下降運動する。一対の爪６８，７０の間を最下段の試料皿１４０が通過した後（図１１において符号１３１を参照）、Ｓ１８で示すように、カム５８が負方向に回転する。これにより、Ｓ２０で示すように、第１開閉機構３６が閉動作する（図１１において符号１３０を参照）。この閉動作により、一対の爪６８，７０によって最下段から２番目の試料皿１４２が保持される（図１１において符号１３２はつかみポイントを示している）。これにより試料皿スタック１３８から最下段の試料皿１４０が切り出される。それ以外の残留した複数の試料皿により、新たな試料皿スタックが構成される。

図１４には、切り出された試料皿１４０がターンテーブル３４に移載された状態が示されている。その後、Ｓ２２で示すように、ターンテーブル３４が回転し、試料皿１４０が測定ユニットへ搬送される。測定後、ターンテーブル３４が更に回転し、試料皿１４０が回収ポジションへ位置決められる。その回転過程では、新しい試料皿が供給ポジションから測定ポジションへ搬送される。

図１５には、測定後の試料皿が回収タワー内に収容される状態が示されている。Ｓ２４で示すように、試料皿１４０を載置したリフト台４２が上昇すると、試料皿１４０によって第２開閉機構３８における一対の爪１４４，１４６が跳ね上げられる。これにより試料皿１４０の通過が許容される。試料皿１４０の通過後、リフト台４２の上昇運動が終了し、その後に、リフト台４２が下降運動すると、その過程において一対の爪１４４，１４６によって回収タワー内において回収後の１又は複数の試料皿が保持される。この回収過程と同時進行で、試料皿の供給及び試料皿に対する測定が実行される。リバースモードにおいては、第２開閉機構が開閉動作し、回収タワーから供給タワーへ複数の試料皿が上記同様に搬送される。

上記実施形態によれば、第１開閉機構と第２開閉機構との間で駆動機構を共用することができるので、部品点数を削減でき、また制御も簡素化される。特にカムの回転方向の選択によって開閉動作させる開閉機構を選択できるので、その選択に際して複雑な機構を設ける必要がないという利点を得られる。

１０放射性試料測定装置、２０供給タワー、２２回収タワー、３６第１開閉機構、３８第２開閉機構、４４駆動機構、４８第１リンク機構、５０第２リンク機構、５６モータ、５８カム。

Claims

測定前の複数の試料体を収容する第１収容器に設けられた第１開閉機構と、
測定後の複数の試料体を収容する第２収容器に設けられた第２開閉機構と、
前記第１開閉機構及び前記第２開閉機構に作用するカムを有する駆動機構と、
を含み、
前記カムは回転軸とそれに直交する基準軸とを有し、
前記基準軸が中立角度から正方向へ回転した場合に前記第１開閉機構が閉状態から開状態へ変化して前記第１収容器から最下段の試料体が取り出され、前記基準軸が前記中立角度から負方向へ回転した場合に前記第２開閉機構が閉状態から開状態へ変化して前記第２収容器から最下段の試料体が取り出される、
ことを特徴とする放射性試料測定装置。
請求項１記載の放射性試料測定装置において、
前記基準軸が前記中立角度から前記正方向へ回転した場合に前記第２開閉機構の閉状態が維持され、
前記基準軸が前記中立角度から前記負方向へ回転した場合に前記第１開閉機構の閉状態が維持される、
ことを特徴とする放射性試料測定装置。
請求項２記載の放射性試料測定装置において、
前記第１開閉機構と前記カムとの間に設けられ、前記カムのカム面に接する第１接触子を有する第１リンク機構と、
前記第２開閉機構と前記カムとの間に設けられ、前記カムのカム面に接する第２接触子を有する第２リンク機構と、
を含み、
前記基準軸が前記中立角度にある場合、前記第１接触子が前記カム面上の第１初期接触位置に接し且つ前記第２接触子が前記カム面上の第２初期接触位置に接し、
前記カムは、
前記第１初期接触位置から前記負方向に連なる部分であって変化する半径を有する第１の変化部分と、
前記第１初期接触位置から前記正方向に連なる部分であって一定の半径を有する第１の一定部分と、
前記第２初期接触位置から前記正方向に連なる部分であって変化する半径を有する第２の変化部分と、
前記第２初期接触位置から前記負方向に連なる部分であって一定の半径を有する第２の一定部分と、
を含むことを特徴とする放射性試料測定装置。
請求項３記載の放射性試料測定装置において、
前記カムは前記基準軸に対して線対称の形態を有する、
ことを特徴とする放射性試料測定装置。
請求項３記載の放射性試料測定装置において、
前記第１の変化部分と前記第２の変化部分はなだらかに連なっており、
前記第１の一定部分と前記第２の一定部分は連なっている、
ことを特徴とする放射性試料測定装置。
請求項３記載の放射性試料測定装置において、
前記第１接触子及び前記第２接触子は前記回転軸を通過する水平線上にある、
ことを特徴とする放射性試料測定装置。
請求項１記載の放射性試料測定装置において、
前記駆動機構は、駆動源として、回転速度を制御することが可能なモータを有する、
ことを特徴とする放射性試料測定装置。
請求項１記載の放射性試料測定装置において、
前記駆動機構は、前記第１収容器と前記第２収容器の間に設置されている、
ことを特徴とする放射性試料測定装置。
測定前の複数の試料体を収容する第１収容器に設けられた第１開閉機構と、測定後の複数の試料体を収容する第２収容器に設けられた第２開閉機構と、前記第１開閉機構及び前記第２開閉機構に対して作用するカムを有する駆動機構と、を含む放射性試料測定装置の動作方法において、
前記カムは回転軸とそれに直交した基準軸とを有し、
ノーマルモードにおいては、前記基準軸が中立角度から正方向へ回転して前記第１開閉機構が閉状態から開状態へ変化し、これによって前記第１収容器から最下段の試料体が取り出され、その際に、前記第２開閉機構の閉状態が維持され、
リバースモードにおいては、前記基準軸が前記中立角度から負方向へ回転して前記第２開閉機構が閉状態から開状態へ変化し、これによって前記第２収容器から最下段の試料体が取り出され、その際に、前記第１開閉機構の閉状態が維持される、
ことを特徴とする放射性試料測定装置の動作方法。