JP7159472B2 - 検体搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、検体搬送装置に関する。

病院や検査施設では、患者などから供される血液や尿などの検体が臨床検査のための分析装置により分析される。分析に先立ち、検体検査自動化システムでは遠心分離や開栓、分注といった前処理が検体に対して行われ、前処理後の検体が分析装置に搬送される。検体検査自動化システム内での検体の搬送には、検体の入った１本の検体容器を搭載可能な検体ホルダが用いられ、搬送面を滑走させて搬送させる。

その搬送方法としては、搬送面の下方に固定されて配列された複数の電磁アクチュエータにより磁場を発生させることで、検体ホルダ内の磁石を吸引・反発させることにより搬送面上を滑走させる手法が知られている。例えば、特許文献１には、検体ホルダを停止させる際に「終点電磁アクチュエータが電磁的センタリング引力を印加し、終点電磁アクチュエータに隣接して配置された電磁アクチュエータがセンタリング斥力を印加する」ことが記載されている。

特表２０１７－５２７８０４号公報

特許文献１のように、電磁アクチュエータの吸引力や反発力だけで検体ホルダをセンタリングしようとしても、検体ホルダの重量や搬送面の摩擦力によって、センタリングの精度にバラツキが生じる懸念がある。このように、検体ホルダの停止位置がずれた状態にあると、検体容器をアームで挿抜したりする際に、アーム等が検体容器と接触するなどし、場合によっては、検体容器を転倒させてしまう可能性もある。

本発明の目的は、検体ホルダを特定の場所に精度よく位置させ、安定した処理を行うことのできる、信頼性の高い検体搬送装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、検体容器を保持するとともに磁性体が設けられた検体ホルダと、前記磁性体を吸引または反発することで前記検体ホルダを搬送および停止させる第１位置決め手段と、を備えた検体搬送装置において、前記検体ホルダまたは前記検体容器を押し付ける第２位置決め手段を設けた。

本発明によれば、検体ホルダを特定の場所に精度よく位置させ、安定した処理を行うことのできる、信頼性の高い検体搬送装置を提供することが可能となる。

実施例１における検体搬送装置の模式図（解放時） 実施例１における押し付け機構の断面図（解放時） 実施例１における検体搬送装置の模式図（押し付け時） 実施例１における押し付け機構の断面図（押し付け時） 実施例２における検体搬送装置の模式図（解放時） 実施例２における押し付け機構の断面図（解放時） 実施例２における検体搬送装置の模式図（押し付け時） 実施例２における押し付け機構の断面図（押し付け時） 実施例３における検体搬送装置の模式図（押し付け時） 実施例３における押し付け機構の断面図（押し付け時）

本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本実施例に係る検体搬送装置を表す模式図である。制御装置２に接続された検体搬送装置１の搬送面４上面は、摩擦力の小さい平らな面で構成されており、その背面側（下方）には、制御装置２で制御可能な電磁アクチュエータ１０が等間隔に配列されている。ここで、電磁アクチュエータ１０は、磁性体からなるコアと、このコアの外周に巻かれた巻線と、により、電磁石としたものであり、第１位置決め手段に相当する。搬送ポジションａ部５には、検体容器を１本搭載可能な検体ホルダ５００が、検体容器５０１を搭載した状態で待機している。検体ホルダ５００は、内部に図示しない磁性体が設けられている。そのため、制御装置２で電磁アクチュエータ１０に電流を供給して搬送面４上に磁場を発生させることで、検体ホルダ５００内の磁性体を吸引・反発することができる。その結果、電磁アクチュエータ１０の配列に沿って搬送面４上を、２次元に検体ホルダ５００を搬送させることが可能となる。なお、検体ホルダ５００内に設けられる磁性体の例としては、ネオジムやフェライトなどの永久磁石が望ましいが、その他の磁石や軟磁性体でも良い。

また、搬送ポジションｂ部６の上方には、検体容器５０１を把持するアームが備えられている。そして、搬送ポジションｂ部６に検体ホルダ５００が搬送された状態のときに、検体ホルダ５００に保持された検体容器５０１を、アームによって把持し挿抜することができる。また、搬送ポジションｂ部６を挟んで両側には、水平方向に移動して検体ホルダ５００を押し付ける押し付け機構１００ａ，１００ｂが左右対称に設けられている。

図２は、図１における搬送ポジションｂ部６を矢印９００から見たときの断面を示したものである。搬送面４の下には、電磁アクチュエータ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが配列されている。そして、搬送面４を挟んで電磁アクチュエータ１０ａの直上に押し付け機構１００ａが位置し、搬送面４を挟んで電磁アクチュエータ１０ｃの直上に押し付け機構１００ｂが位置している。

ここで、第２位置決め手段に相当する押し付け機構１００ａは、主に搬送面設置部１０１ａ、スライド部１０２ａおよび押し付け可動部１０３ａから構成されている。搬送面設置部１０１ａが搬送面４に固定され、スライド部１０２ａが搬送面設置部１０１ａに移動可能に固定され、押し付け可動部１０３ａがスライド部１０２ａに固定されている。また、押し付け可動部１０３ａは、中央に凹部を有する先端部１０５ａと、永久磁石１０４ａと、を有している。この凹部は、押し付け機構１００ａで検体ホルダ５００を押し付ける際、検体ホルダ５００を押し付け可動部１０３ａの中央に寄せ易くするものであり、検体ホルダ５００の位置ずれを補正するのに寄与している。なお、永久磁石１０４ａは、他の磁性体であっても良い。

そして、電磁アクチュエータ１０ａが搬送面４上に磁場を発生させると、押し付け可動部１０３ａの永久磁石１０４ａに電磁力が作用し、スライド部１０２ａの方向に沿って押し付け可動部１０３ａが移動するようになっている。図２は、押し付け機構１００ａが最も開いた状態を示している。

ここで、永久磁石１０４ａの可動範囲は、電磁アクチュエータ１０ａの軸上よりも常に内側（電磁アクチュエータ１０ｂ側）にあるように制限している。このため、押し付け可動部１０３ａが意図せず逆の向きに移動してしまうのを抑制できる。なお、押し付け機構１００ｂは、押し付け機構１００ａと同じ構造で構成されている。

次に、検体ホルダ５００を搬送する方法について説明する。本実施例では、図１の搬送経路２００に従い、検体ホルダ５００を搬送ポジションａ部５から搬送ポジションｂ部６へ搬送する場合について説明する。

まず、検体ホルダ５００が搬送ポジションａ部５にあるとき、検体ホルダ５００直下の電磁アクチュエータは、検体ホルダ５００の磁性体に対して反発力が作用するような磁場を発生させる。このとき、進行方向にある隣接した電磁アクチュエータは、検体ホルダ５００の磁性体に対して吸引力が作用するような磁場を発生させる。このような反発力と吸引力により、検体ホルダ５００の磁性体に進行方向への推力が加わり、検体ホルダ５００が搬送面４上で滑走し、進行方向にある隣接した電磁アクチュエータ直上に移動する。この電磁アクチュエータによる吸引と反発の制御を繰り返すことで、検体ホルダ５００は搬送ポジションｂ部６まで到達する。しかし、検体ホルダ５００は、搬送ポジションｂ部６直下の電磁アクチュエータ１０ｂの軸上から少なからずずれた位置に停止する。

このように、第１位置決め手段である電磁アクチュエータが、目標位置である電磁アクチュエータ１０ｂの軸上の近辺まで検体ホルダ５００を搬送して停止させた後は、第２の位置決め手段である押し付け機構１００ａ，１００ｂが、電磁アクチュエータ１０ｂの軸上へ検体ホルダ５００を更に近づける。次に、ずれた位置に停止した検体ホルダ５００を、電磁アクチュエータ１０ｂの軸上にセンタリングする方法について説明する。

具体的には、まず電磁アクチュエータ１０ｂへの電流供給を停止し、検体ホルダ５００の磁性体に作用する吸引力を停止する。つぎに、押し付け機構１００ａの直下にある電磁アクチュエータ１０ａおよび押し付け機構１００ｂの直下にある電磁アクチュエータ１０ｃに対して、同時に電流を供給する。このときの電流は、押し付け可動部の各永久磁石１０４ａ，１０４ｂに反発力を作用させるような向きとする。すると、永久磁石１０４ａ，１０４ｂに対して、各電磁アクチュエータから遠ざかる向き（電磁アクチュエータ１０ｂ側）に力が加わる。その結果、押し付け可動部１０３ａ，１０３ｂが内側に移動し、図３および図４の通り、検体ホルダ５００を相対するように挟み込んで、検体ホルダ５００の位置ずれを補正できる。

検体ホルダ５００のセンタリングが完了すると、図示しないアームが、下降して検体ホルダ５００上の検体容器５０１を把持した後、上昇して検体容器５０１を引き抜く。引き抜かれた検体容器５０１は、そのまま別の搬送装置や分析装置等へ移載される。

また、空になった検体ホルダ５００を再び搬送させるため、今度は電磁アクチュエータ１０ａおよび電磁アクチュエータ１０ｃに対して、各永久磁石１０４ａ，１０４ｂに吸引力が作用するような向きに電流を同時に供給する。すると、永久磁石１０４ａ，１０４ｂに対して、各電磁アクチュエータに近づく向きに力が加わり、押し付け可動部１０３ａ，１０３ｂがセンタリング時とは反対の外側へ移動し、検体ホルダ５００が押し付け状態から解放される。その後は、搬送経路２０１に従い、各電磁アクチュエータによって、検体ホルダ５００が搬送ポジションｃ部７へ搬送される。

このように、本実施例では、搬送面４の下に配置されて検体ホルダ５００を磁気的に搬送および停止させる第１位置決め手段（電磁アクチュエータ）だけでなく、搬送面４の上に配置され、検体ホルダ５００を機械的に押し付ける第２位置決め手段（押し付け機構）も有している。このため、検体ホルダ５００の停止位置にずれがあっても、第２位置決め手段が検体ホルダ５００に物理的に接触して、位置ずれを補正できる。その結果、検体容器５０１を挿抜する際にアームが検体容器５０１と接触したり、検体容器５０１に分注プローブを挿抜する際に検体容器５０１と接触したり、するのを防止できる。

また、本実施例では、第２位置決め手段（押し付け機構）を動作させる際に、第１位置決め手段である電磁アクチュエータの電磁石を利用しているので、搬送面４上に新たなアクチュエータを追加する必要がない。したがって、新たなアクチュエータが発する熱による検体の劣化を防止できるだけでなく、検体搬送装置が大型化するのも防止できる。

なお、本実施例では、押し付け機構が押し付ける対象は、検体ホルダ５００であるが、検体容器５０１であっても良い。また、本実施例では、検体ホルダ５００と当接する面である押し付け可動部１０３ａ，１０３ｂ先端に凹部を設けたが、これに限らない。例えば、押し付け可動部１０３ａ，１０３ｂの先端にそれぞれベアリングを設けておき、検体ホルダ５００を押し付けたときに、検体ホルダ５００が２つのベアリングの間に入り込むようにして、位置ずれを補正しても良い。

実施例２の検体搬送装置１１の構造を図５および図６に示す。本実施例は、搬送ポジションｂ部６で検体ホルダ５００をセンタリングするための構成が、実施例１と異なっている。すなわち、本実施例では、押し付け機構１００ａが片側のみにあり、もう片側の押し付けのために衝立１１０が搬送面４上に固定されている。

次に、本実施例における検体ホルダ５００のセンタリングの方法について説明する。検体ホルダ５００が電磁アクチュエータ１０ｂの直上付近まで搬送されると、電磁アクチュエータ１０ｂへの電流供給を停止し、検体ホルダ５００の磁性体に作用する吸引力を停止する。その後、押し付け機構１００ａの直下にある電磁アクチュエータ１０ａに対して、押し付け可動部１０３ａの永久磁石１０４ａに反発力が作用するような向きに、電流を供給する。すると、永久磁石１０４ａに対して、電磁アクチュエータ１０ａから遠ざかる向き（電磁アクチュエータ１０ｂ側）に力が加わる。その結果、押し付け可動部１０３ａが内側に移動し、図７および図８の通り、検体ホルダ５００を衝立１１０へ押し当てて、検体ホルダ５００の位置ずれを補正できる。

ただし、検体ホルダ５００は、電磁アクチュエータ１０ｂの軸上ではなく、衝立１１０へ押し当てられた位置でセンタリングされる。このため、検体容器５０１を挿抜する際には、当該位置の上方へアームを移動させることになる。

また、検体容器５０１の挿抜が完了すると、空になった検体ホルダ５００を再び搬送させるため、今度は電磁アクチュエータ１０ａに対して、永久磁石１０４ａに吸引力が作用するような向きに電流を供給する。すると、押し付け可動部１０３ａがセンタリング時とは反対の外側（電磁アクチュエータ１０ａ側）へ移動し、検体ホルダ５００の押し付け状態が解放される。

このとき、検体ホルダ５００は電磁アクチュエータ１０ｂ直上になく、このまま搬送ポジションｃ部７へ搬送すると、衝立１１０の凹部により、搬送が正常に行えない。このため、電磁アクチュエータ１０ｂによって検体ホルダ５００の磁性体を吸引することで、検体ホルダ５００を電磁アクチュエータ１０ｂ直上にずらす。その後は、実施例１と同様の手法により、搬送ポジションａ部５から搬送ポジションｂ部６へ搬送される。

なお、衝立１１０は、凹部がなく平らな形状であっても、押し付け機構１００ａの先端部１０５ａが凹部を有しているため、センタリングを行うことは可能である。したがって、凹部のない衝立１１０を、電磁アクチュエータ１０ｂ軸上から検体ホルダ５００の半径の距離だけ離れた位置に設置することもできる。この場合、押し付け機構１００ａの先端部１０５ａで検体ホルダ５００を押し付けたとき、検体ホルダ５００は電磁アクチュエータ１０ｂの軸上付近にセンタリングされるため、検体ホルダ５００の磁性体を吸引して電磁アクチュエータ１０ｂ直上にずらす制御は不要となる。

本実施例によれば、実施例１と同様に、検体ホルダ５００を押し付ける第２位置決め手段を有しているため、検体ホルダ５００を特定の場所に精度よく位置させ、安定した処理を行うことのできる、信頼性の高い検体搬送装置を提供できる。さらに、本実施例では、第２位置決め手段の一部を、搬送面４上に固定された衝立１１０で構成し、押し付け機構を１つとしたため、実施例１よりも安価な検体搬送装置を提供することも可能である。

なお、第２位置決め手段は、複数個所から検体ホルダ５００を物理的に挟み込む構成であれば、複数個所のうちのどれかが固定されたものであっても構わない。ただし、一方側から検体ホルダ５００と２点以上で接触させ、他方側からも検体ホルダ５００と２点以上で接触させるような構成が、センタリングの精度向上のためには望ましい。

実施例３の検体搬送装置２１の構造を図９および図１０に示す。本実施例も、実施例１同様に、検体ホルダ５００の両側に、押し付け機構１２０ａ，１２０ｂを設け、各押し付け機構１２０ａ，１２０ｂは永久磁石１２１ａ，１２１ｂを有しており、各先端部１２２ａ，１２２ｂは、中央に凹部が形成されている。

本実施例では、検体ホルダ５００をセンタリングするとき、押し付け機構１２０ａ，１２０ｂ直下の電磁アクチュエータ１０ａ，１０ｃに対して、各永久磁石１２１ａ，１２１ｂに反発力を作用させるような向きに電流を同時に供給する。また、検体ホルダ５００の直下付近にある電磁アクチュエータ１０ｂに対しても、各永久磁石１２１ａ，１２１ｂに吸引力を作用させるような向きに電流を同時に供給する。このとき、電磁アクチュエータ１０ｂに対して供給する電流は、電磁アクチュエータ１０ａ，１０ｃよりも弱いものとする。

すると、電磁アクチュエータ１０ａ，１０ｃによる反発力と、電磁アクチュエータ１０ｂによる吸引力の推力によって、押し付け機構１２０ａ，１２０ｂの各永久磁石１２１ａ，１２１ｂが電磁アクチュエータ１０ｂ側に引き寄せられる。つまり、本実施例では、押し付け機構１２０ａ，１２０ｂそのものが、相対する向きに移動することで、検体ホルダ５００を挟み込んで、検体ホルダ５００の位置ずれを補正する。このとき、検体ホルダ５００も電磁アクチュエータ１０ｂによって吸引された状態であるが、両隣の押し付け機構１２０ａ，１２０ｂの推力のほうが強力であるため、電磁アクチュエータ１０ｂの軸上へセンタリングできる。

なお、押し付け機構１２０ａ，１２０ｂが検体ホルダ５００の押し付け状態を解放するときは、電磁アクチュエータ１０ｂによる検体ホルダ５００の吸引を停止し、電磁アクチュエータ１０ａ，１０ｃは反発から吸引に切り替える。これにより、押し付け機構１２０ａ，１２０ｂは、それぞれ電磁アクチュエータ１０ａ，１０ｂ直上に移動し、検体ホルダ５００の解放が完了する。

次に、押し付け機構１２０ａは、搬送ポジションｄ部８へ戻す方法について説明する。まず、移動前の押し付け機構１２０ａの直下にある電磁アクチュエータ１０ａに対して、永久磁石１２１ａに反発力を作用させるような向きに電流を供給すると同時に、移動先の隣接した電磁アクチュエータ１０ｄに対して、永久磁石１２１ａに吸引力を作用させるような向きに電流を供給する。すると、押し付け機構１２０ａの永久磁石１２１ａが電磁アクチュエータ１０ｄ側に引き寄せられ、押し付け機構１２０ａは、電磁アクチュエータ１０ｄ直上の搬送ポジションｄ部８への移動が完了する。

本実施例によれば、押し付け機構そのものを搬送面４上の任意の場所に移動できるので、検体ホルダ５００を任意の場所に精度よく位置させることが可能となる。

１ 検体搬送装置
２ 制御装置
４ 搬送面
５ 搬送ポジションａ部
６ 搬送ポジションｂ部
７ 搬送ポジションｃ部
８ 搬送ポジションｄ部
１０, １０ａ, １０ｂ, １０ｃ、１０ｄ 電磁アクチュエータ
１１ 検体搬送装置
１００ａ, １００ｂ 押し付け機構
１０１ａ, １０１ｂ 搬送面設置部
１０２ａ, １０２ｂ スライド部
１０３ａ, １０３ｂ 押し付け可動部
１０４ａ, １０４ｂ 永久磁石
１０５ａ, １０５ｂ 先端部
１１０ 衝立
１２０ａ, １２０ｂ 押し付け機構
１２１ａ, １２１ｂ 永久磁石
１２２ａ, １２２ｂ 先端部
２００, ２０１, ２０２ 搬送経路
５００ 検体ホルダ
５０１ 検体容器

Claims (7)

1. 検体容器を保持するとともに、磁性体が設けられた検体ホルダと、
   搬送面の下に配置され、前記磁性体を吸引または反発することで前記検体ホルダを搬送および停止させる第１位置決め手段と、
   を備えた検体搬送装置において、
   前記検体ホルダまたは前記検体容器を押し付ける第２位置決め手段が、前記搬送面の上に配置され、
   前記第１位置決め手段は、電磁石に電流を供給することで前記搬送面の上に磁場を発生させるものであって、
   前記第２位置決め手段の少なくとも一部が、前記第１位置決め手段が発生させる磁場から受ける磁力によって、前記検体ホルダを押し付けることを特徴とする検体搬送装置。
2. 請求項１に記載の検体搬送装置において、
   前記第１位置決め手段が、前記検体ホルダを目標位置の近辺まで搬送して停止させた後、
   前記第２位置決め手段が、前記検体ホルダを前記目標位置へ更に近づけることを特徴とする検体搬送装置。
3. 請求項１に記載の検体搬送装置において、
   前記第２位置決め手段は、前記検体ホルダまたは前記検体容器を複数個所から挟み込むことを特徴とする検体搬送装置。
4. 請求項３に記載の検体搬送装置において、
   前記第２位置決め手段のうち前記検体ホルダまたは前記検体容器と当接する面に、凹部を有することを特徴とする検体搬送装置。
5. 請求項３に記載の検体搬送装置において、
   前記第２位置決め装置は、前記検体ホルダまたは前記検体容器を押し付ける押し付け機構と、前記搬送面の上に固定された衝立と、を有することを特徴とする検体搬送装置。
6. （削除）
7. 請求項１に記載の検体搬送装置において、
   前記第２位置決め手段の少なくとも一部が、前記第１位置決め手段が発生させる磁場から受ける磁力によって、前記搬送面の上を移動することを特徴とする検体搬送装置。

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