JP7545260B2 - 検体搬送装置、検体分析システムおよび検体前処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、検体搬送装置、検体分析システムおよび検体前処理装置に関する。

臨床検査のための検体分析システムでは、血液、血漿、血清、尿、その他の体液等の検体（サンプル）に対し、指示された分析項目の検査を実行する。この検体分析システムでは、複数の機能の装置をつなげ、自動的に各工程を処理することができる。つまり、検査室の業務合理化のために、生化学や免疫など複数の分析分野の分析部や分析に必要な前処理を行う前処理部を搬送ラインで接続して、１つのシステムとして運用している。

従来の検体分析システムで用いられている搬送ラインは、主にベルト駆動方式がメインである。このようなベルト駆動方式では、搬送途中でなんらかの異常により搬送が停止してしまうと、それより下流側の装置に検体を供給できなくなる、との問題がある。このため、ベルトの摩耗について十分に注意を払う必要があった。

近年、医療の高度化及び高齢化社会の進展により、検体処理の重要性が高まってきている。そこで、検体分析システムの分析処理の能力の向上のために、検体の高速搬送や大量同時搬送、および複数方向への搬送が望まれている。そのような搬送を実現する技術の一例として、特許文献１に記載の技術がある。

特許文献１には、各々が少なくとも１つの磁気的活性デバイス、好ましくは少なくとも１つの永久磁石を備え、試料を含む試料容器を運ぶように適合されたいくつかの容器キャリア（１）と、複数の容器キャリアを運ぶように適合された搬送平面と、搬送平面の下方に静止して配置されたいくつかの電磁アクチュエータであって、容器キャリアに磁力を印加することによって搬送平面の上で容器キャリアを移動させるように適合された電磁アクチュエータと、搬送平面と、研究室ステーション、好ましくは分析前ステーション、分析ステーション、および／または分析後ステーションとの間で試料品を移送するように配置された少なくとも１つの移送デバイスであって、試料品が、容器キャリア、試料容器、試料の一部、および／または試料一式である、移送デバイスとを備える研究室試料配送システムが記載されている。特許文献２には、試料容器を搭載した容器キャリアを磁気的な力によって搬送する構成が開示されている。

特開２０１７－２２７６４８号公報

上述した特許文献１に記載の技術では、容器キャリアの位置に応じて、ステップ状に電磁アクチュエータを起動することが記載されている。しかしながら、特許文献２のシステムでは、容器キャリアの位置に応じて起動する電磁アクチュエータを切り替えるのみである。すなわち、容器キャリアの永久磁石を運びたい位置にある電磁アクチュエータに電流を印加し、永久磁石と電磁アクチュエータの吸引力によって目標の位置に停止させているが、電磁アクチュエータの吸引力は永久磁石を運びたい方向の力（推力）と永久磁石を搬送面に押し付ける力（垂直力）を発生させる。が、永久磁石が電磁アクチュエータの真上に来た場合は、推力はほぼゼロになるのに対し、垂直力は小さくならない。つまり、永久磁石が目的とする位置に近づくほど、永久磁石を横方向に移動させようとする力である推力が小さく、垂直力により永久磁石と搬送面間の摩擦力が相対的に大きくなり、永久磁石の停止位置精度が低下するといった課題があった。

さらに、永久磁石が静止した状態から微小な位置を変えようとした場合、推力に対して大きな摩擦力があり、摩擦力が静摩擦から動摩擦に状態が変化し、微小な永久磁石の位置精度を得ることが困難であるといった課題があった。

本発明は、上記事情に鑑み、検体の停止時の位置精度が高く、停止時の微小な位置を調整可能とした検体搬送装置、検体分析システムおよび検体前処理装置を提供する。

上述した課題を解決するため、本発明に係る検体搬送装置の第１の態様は、永久磁石が設けられた検体と、前記永久磁石を介して前記検体を搬送する搬送路と、前記搬送路の前記検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、前記コイルに電流を流す駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記永久磁石を停止させる位置の直下にある第１のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の垂直方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルに隣接する第２のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の水平方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに同時に電流を流すことで前記永久磁石の停止位置を調整し、前記永久磁石の中心と、前記第１のコイルの中心までの距離ｄ／２としたときに、前記永久磁石の中心が、±ｄ／２の区間にあるときにおいて、前記駆動回路が前記第１のコイルに前記永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を流すことにより前記永久磁石の停止位置を調整することを特徴とする。
また、本発明に係る検体搬送装置の第１の態様は、永久磁石が設けられた検体と、前記永久磁石を介して前記検体を搬送する搬送路と、前記搬送路の前記検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、前記コイルに電流を流す駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記永久磁石を停止させる位置の直下にある第１のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の垂直方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルに隣接する第２のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の水平方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに同時に電流を流すことで前記永久磁石の停止位置を調整し、前記コイルは、磁性体からなるコアと、前記コアの外周に巻かれた巻線と、を有し、前記永久磁石の径Ｄが、前記第１のコイルのコアの径ｄより大きく、前記永久磁石の中心が、±（Ｄ－ｄ）／２の範囲にあるときにおいて、前記駆動回路が前記第１のコイルに前記永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を流すことにより前記永久磁石の停止位置を調整することを特徴とする。
また、本発明に係る検体搬送装置の第１の態様は、永久磁石が設けられた検体と、前記永久磁石を介して前記検体を搬送する搬送路と、前記搬送路の前記検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、前記コイルに電流を流す駆動回路と、を備え、前記駆動回路は、前記永久磁石を停止させる位置の直下にある第１のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の垂直方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルに隣接する第２のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の水平方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに同時に電流を流すことで前記永久磁石の停止位置を調整し、前記コイルは、磁性体からなるコアと、前記コアの外周に巻かれた巻線と、を有し、前記永久磁石の径Ｄが、前記第１のコイルのコアの径ｄより小さく、前記永久磁石の中心が、±（ｄ－Ｄ）／２の範囲にあるときにおいて、前記駆動回路が前記第１のコイルに前記永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を流すことにより前記永久磁石の停止位置を調整することを特徴とする。
また、本発明に係る検体搬送装置の第１の態様は、永久磁石が設けられた検体と、前記永久磁石を介して前記検体を搬送する搬送路と、前記搬送路の前記検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、前記コイルに電流を流す駆動回路と、を備え、 前記駆動回路は、前記永久磁石を停止させる位置の直下にある第１のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の垂直方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルに隣接する第２のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の水平方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに同時に電流を流すことで前記永久磁石の停止位置を調整し、前記第１のコイルの巻線を挟み込むように配置した前記第２のコイルの巻線と第３のコイルの巻線を有し、前記永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を前記第１のコイルの巻線に流し、前記永久磁石の極性と吸引する磁束を生じさせる電流を前記第２のコイルの巻線と前記第３のコイルの巻線に流すことを特徴とする。

本発明の第２の態様は、上述した本発明の検体搬送装置を有する検体分析システムである。

本発明の第３の態様は、上述した本発明の検体搬送装置を有する検体前処理装置である。

本発明のより具体的な構成は、特許請求の範囲に記載される。

本発明によれば、検体の停止時の位置精度が高く、停止時の微小な位置を調整可能とした検体搬送装置、検体分析システムおよび検体前処理装置を提供することができる。

上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

実施例１の搬送装置の概略構成を示す斜視図 実施例１の搬送装置の概略構成を示す断面図 実施例１の搬送装置の概略構成を示す断面図 Ｂ位置付近のＺ軸方向に働く力を示すグラフ 永久磁石をＡ位置からＢ位置に移動させた場合の各位置における推力（Ｘ方向に働く力）を示すグラフ 実施例２の搬送装置の概略構成を示す断面図 実施例３の搬送装置の概略構成を示す断面図 実施例４の搬送装置の概略構成を示す断面図 実施例４の搬送装置の概略構成を示す断面図 実施例５の永久磁石１０およびコア２０の形状を示す模式図である。 実施例６の搬送装置の概略構成を示す断面図 実施例７の検体搬送装置の概略構成模式図 実施例８の検体分析システムの概略構成を示す模式図 実施例９の検体前処理システムの概略構成を示す模式図

以下に本発明の搬送装置、検体分析システムおよび検体前処理装置の実施例を、図面を用いて説明する。

図１は実施例１の搬送装置の概略構成を示す斜視図であり、図２および図３は実施例１の搬送装置の概略構成を示す断面図である。図１～３に示すように、本実施例の検体搬送装置１ａは、永久磁石１０が設けられた検体（図示せず）と、永久磁石１０を介して検体を搬送する搬送路１５（図２）と、搬送路１５の検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、コイルに電流を流す駆動回路と（図示せず）とを備える。永久磁石１０は被搬送体である検体の容器等に設けられ、永久磁石１０とともに検体が搬送路１５を移動する。コイルは、磁性体からなるコア２０と、コア２０の外周に巻かれた巻線３０とを有する。

図１は、磁性体からなるコア２０の周りに巻線３０を配置したコイルを５つ配置した搬送装置の例である。巻線３０に流した電流により生じる磁極によって、検体に設けられた永久磁石１０を搬送する。つまり、移動したい方向（進行方向）のコア２０に磁極を生じさせ、その磁極によって永久磁石１０を引っ張ることで被搬送体を進行方向に搬送する。本実施例では、５つのコア２０において、被搬送体の永久磁石１０の検体１０を搭載する側と反対側（―Ｚ軸方向側）で磁性体のヨーク４０で磁気的に結合されている。このようにすることで、複数のコア２０を保持することができ、また、コア２０の位置の精度も得られると同時に、永久磁石１０に作用する磁束も大きくできる利点がある。本実施例では、５つのコア２０を十字状に配列しており、永久磁石１０をＸ軸方向およびＹ軸方向に移動させることができる。なお、本実施例のコア２０の数は５つであるが、この数に限定されるわけではない。コア２０を被搬送したい領域に敷き詰めることで、広範囲の搬送を可能にするものである。

図１において、永久磁石１０はコア２０のＺ軸方向に、コア２０と対向するように配置され、搬送路上を移動する。永久磁石１０は、進行したい方向の巻線３０に電流を流し、進行したい方向のコア２０に、永久磁石１０の磁極を吸引する磁極を生じさせ、その位置に移動させるものである。本実施例においては、コア２０の永久磁石側に平板状の搬送路１５が配置される。被搬送体に設けられた永久磁石１０は、搬送面の上をすべるように移動する。

図３を用いて、永久磁石１０をＸ軸方向にＡ位置からＢ位置に移動し、Ｂ位置に停止させる場合の永久磁石１０の停止方法について説明する。本図では搬送路は図示しない。例えば、Ｂの位置で試薬の滴下や、分注作業のためにロボットなどが検体を保持しようとする場合や、搬送面上で分注や試薬の滴下を行う場合、被搬送体となる検体等の位置がばらつくと検体や試液がこぼれてしまったり、場合によっては、開栓している検体が倒れてしまい、検体が搬送面上にこぼれてしまう場合がある。つまり、搬送面上の位置精度のばらつきによって作業ミスが生じていた。

本発明は、コア２０の狙った位置に精度よく検体停止させることを目的としている。Ｂ位置に永久磁石１０を停止させようとした場合、Ｘ方向のＢ位置近傍では、永久磁石１０と、永久磁石１０の直下のコア２０Ｂと吸引力が働く。つまり、永久磁石１０に－Ｚ方向に力が生じる。この－Ｚ方向に生じる力は、永久磁石１０を搬送面に押し付ける力となり、永久磁石１０が移動する際の摩擦力になる。そこで、永久磁石１０の直下のコア２０Ｂに巻かれた巻線３０Ｂに永久磁石１０の磁極に反発する磁極を発生させる電流を流すことで、この－Ｚ方向の力を軽減できる。

図４はＢ位置付近のＺ軸方向に働く力を示すグラフである。図４は、巻線３０Ｂに永久磁石１０の磁極に反発する磁極を発生させる電流と永久磁石１０に働くＺ方向の力を示している。反発させる磁極を発生させる電流の増加に伴い、Ｚ方向の力は減少し、おおむね０．３Ａ～０．３５Ａ程度の電流でＺ方向の力を０近くにできる（図４の位置０がＢ位置に永久磁石１０がある場合のＺ方向に働く力）。ここで、巻線３０Ｂに反発する磁極を発生させる電流を流さない場合は、－Ｚ方向に１．７Ｎ以上の力が発生し、これが、永久磁石１０を搬送面に押し付ける摩擦力が発生する。

図５は永久磁石をＡ位置からＢ位置に移動させた場合の各位置における推力（Ｘ方向に働く力）を示すグラフである。図５は、巻線３０Ｂに永久磁石１０を吸引させる電流を流した場合の、永久磁石１０のＸ方向の位置がＡ（位置－１．０）からＢ（位置０．０）に移った場合の永久磁石１０に作用するＸ方向の力（推力）を示す。従来の方法は、この目的とする場所に移動停止させようとする場合、永久磁石１０がＡの位置にあれば、コア２０Ｂに吸引する磁極を生じるように、Ｂ位置の巻線３０Ｂに電流を流すことで、Ｂ位置に引き込んで停止させていた。しかし、その場合の推力と位置の特性は、永久磁石１０がＡ位置からＢ位置に行くにしたがって一度は徐々に大きくなっていくが、中間を超えた付近から減少していき、Ｂ位置ではほぼ推力がゼロになる。つまり、永久磁石１０が目標とするＢ位置の近傍に近づくと、Ｘ方向に移動させることのできる推力がほぼ０になってしまう。このため、目標のＢ位置近傍での位置決め精度が悪化する。

さらに、図４に示したように、永久磁石１０に働く－Ｚ方向の力は、大きく変化しないため推力に対し、相対的に摩擦力が大きくなり、摩擦力に打ち勝つ推力を発生できなくなるため、Ｂ位置に正確に止めるのが困難であった。また、目標のＢ位置からずれた場所で一度止まってしまうと、静摩擦力が生じ、再度動かすのに十分な推力が発生できないことや、隣接するコアで引き込んだ場合も静摩擦から動摩擦に変化するタイミングで急峻に被搬送体が動くため微小な位置決めが困難であった。

そこで、少なくとも２つ以上の、コイルを有し、永久磁石を停止させる位置の永久磁石に対向する位置にある第１のコイル（コア２０Ｂにまかれた第１の巻線３０Ｂ）と、コア２０Ｂにまかれた第１のコイルの巻線３０Ｂと隣り合う第２のコイル（コア２０Ｃに巻かれた巻線３０Ｃ）に電流を流すことにより、第１のコイル（第１の巻線３０Ｂ）により主にＺ方向の力（摩擦力）を調整し、第２のコイル（第２の巻線）３０Ｃにより主にＸ方向の力（推力）を調整することにより、摩擦力の影響を軽減し、位置決めの精度を向上できる。巻線に電流を流すことにより、Ｘ方向およびＺ方向の両方の力が生じるが、永久磁石１０の直下の第１の巻線３０Ｂを励磁した場合、推力＜吸引力であり、第１の巻線３０Ｂに隣り合う第２の巻線３０Ｃを励磁した場合、推力＞吸引力となるため、少なくとも２つの巻線に同時に電流を流すことにより、推力と吸引力を調整することが可能になり、目標の位置で停止させる精度が向上する。

図６は実施例２の搬送装置の概略構成を示す断面図である。実施例６の検体搬送装置１ｂの基本的な構成は図１に示した検体搬送装置１ａと同様である。

永久磁石１０の目標停止位置となるコア２０ＢのＸ軸方向の中心に対し、永久磁石１０までの距離をｘ１とする。ここで、永久磁石１０の径をＤ、コア２０Ｂの径をｄとする。仮に、停止させようとする位置のコア中心と、永久磁石１０までの距離ｘ１が、永久磁石１０の半径Ｄ／２、コア２０Ｂの半径ｄ／２より短い場合、永久磁石１０とコア２０Ｂが搬送路１５を介して対向する。この対向する面積が大きくなると、－Ｚ方向の力が大きくなる。つまり、永久磁石１０とコア２０Ｂの間の摩擦力が大きくなる。したがって、この範囲で、第１のコイル（コア２０Ｂに巻かれた巻線３０Ｂ）に、永久磁石１０と反発する磁極を発生させることで、摩擦力を低減できる。このとき、永久磁石１０搬送方向の先にある第２のコイルの２０には、永久磁石１０を吸引させる磁極を発生させる、あるいは、永久磁石１０の慣性力によってＸ方向に移送させる。つまり、ｘ１≦（Ｄ／２＋ｄ／２）の区間において、永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を前第１の巻線２０Ｂに流すことにより、摩擦力を軽減でき、位置決めの精度を向上できる。

また、永久磁石１０がある速度で移動している際は、Ｘ方向の移動は被搬送体の慣性力で行い、ｘ１≦（Ｄ／２＋ｄ／２）の区間のみで直下の巻線２０Ｂで反発力を発生させ、摩擦力を軽減することも可能である。

図７は実施例３の搬送装置の概略構成を示す断面図である。本実施例７の検体搬送装置１ｃの基本的な構成は図１に示した検体搬送装置１ａと同様である。

図７において、永久磁石１０の径をＤ、コア２０Ｂの径をｄとする。永久磁石１０の中心が、前記永久磁石を停止させる位置の永久磁石に対向する位置にあるコア２０Ｂの中心に対して±ｄ／２の範囲にあるときにおいては、永久磁石１０がコア２０Ｂによって－Ｚ方向に作用する力が大きくなり、摩擦力が急激に大きくなる。さらに、永久磁石１０のコア２０Ｂへの流入量の変化量が大きく変化しないため、磁束の変化量で推力が決まるため推力も小さい領域となる。したがって、この領域では摩擦力が大きく、推力が小さくなる範囲であり、永久磁石１０の極性と反発する磁束を生じさせる電流を第１の巻線２０Ｂに流すことにより永久磁石１０へ作用する推力と摩擦力の比、つまり推力／摩擦力を大きくできるため、実効的な推力が向上し、停止位置の精度が向上する。

図８および図９は実施例４の搬送装置の概略構成を示す断面図である。本実施例８の検体搬送装置１ｄの基本的な構成は図１に示した搬送装置１と同様である。

図８において、永久磁石１０の径をＤ、コア２０Ｂの径をｄとする。図８は、永久磁石１０の径Ｄが永久磁石１０を停止させる位置の永久磁石１０に対向する位置にあるコア２０Ｂの径ｄより大きい。このとき、永久磁石１０の中心が永久磁石１０を停止させる位置の永久磁石１０に対向する位置にあるコアの中心に対して±（Ｄ－ｄ）／２の範囲にあるとき、小さい径側のコア２０Ｂは常に永久磁石１０と対向しており、対向面積も大きくなり、その範囲を移動する際において、対向面積の変化が小さい。つまり、永久磁石１０とコア２０Ｂの－Ｚ方向の力が大きく、推力が小さい範囲である。このとき、永久磁石１０の極性と反発する磁束を生じさせる電流を第１の巻線２０Ｂに流すことにより、永久磁石１０に作用する推力を大きく、摩擦力を小さくできる。

ここで、永久磁石１０およびコア２０の形状は円柱状に限定されるものではなく、同様の効果が得られれば良い。

図９において、永久磁石１０の径をＤ、コア２０Ｂの径をｄとする。図９は、永久磁石１０の径Ｄが永久磁石１０を停止させる位置の永久磁石１０に対向する位置にあるコア２０Ｂの径ｄより小さい。このとき、永久磁石１０の中心が永久磁石１０を停止させる位置の永久磁石１０に対向する位置にあるコアの中心に対して±（ｄ－Ｄ）／２の範囲にあるとき、小さい径側のコア２０Ｂは常に永久磁石１０と対向しており、対向面積も大きくなり、その範囲を移動する際において、対向面積の変化が小さい。つまり、永久磁石１０とコア２０Ｂの－Ｚ方向の力が大きく、推力が小さい範囲である。このとき、永久磁石１０の極性と反発する磁束を生じさせる電流を第１の巻線２０Ｂに流すことにより、永久磁石１０に作用する推力を大きく、摩擦力を小さくできる。

図１０は永久磁石１０およびコア２０の形状を示す模式図である。本実施例では、検体に設けられた永久磁石１０と、コア２０の形状例について説明する。図１０の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）の各図は、永久磁石１０と、コア２０を搬送面（ＸＹ平面）に投影した図である。

図１０（ａ）は、円柱の永久磁石１０と、円柱のコア２０の場合であり、永久磁石１０の径が円柱のコア２０の径よりも小さいケースである。この場合、円柱のコア２０のＸＹ面の投影領域内に、永久磁石１０のＸＹ面の投影領域が収まる範囲において、永久磁石１０の極性と反発する磁束を生じさせる電流を第１の巻線２０に流すことにより、永久磁石１０に作用する推力を大きく、摩擦力を小さくできる。

図１０（ｂ）は、円柱の永久磁石１０と、円柱のコア２０の場合であり、永久磁石１０の径が円柱のコア２０の径よりも大きいケースである。この場合、永久磁石１０のＸＹ面の投影領域内に、円柱のコア２０のＸＹ面の投影領域が収まる範囲において、永久磁石１０の極性と反発する磁束を生じさせる電流を第１の巻線２０に流すことにより、永久磁石１０に作用する推力を大きく、摩擦力を小さくできる。

図１０（ｃ）は、矩形の永久磁石１０と、矩形のコア２０の場合であり、永久磁石１０の面積が円柱のコア２０の面積よりも小さいケースであり、この場合、矩形のコア２０のＸＹ面の投影領域内に、矩形の永久磁石１０のＸＹ面の投影領域が収まる範囲において、永久磁石１０の極性と反発する磁束を生じさせる電流を第１の巻線２０に流すことにより、永久磁石１０に作用する推力を大きく、摩擦力を小さくできる。

図１０（ｄ）は、円柱の永久磁石１０と、矩形のコア２０の場合であり、永久磁石１０の面積が円柱のコア２０の面積よりも小さいケースであり、この場合、矩形のコア２０のＸＹ面の投影領域内に、円柱の永久磁石１０のＸＹ面の投影領域が収まる範囲において、永久磁石１０の極性と反発する磁束を生じさせる電流を第１の巻線２０に流すことにより、永久磁石１０に作用する推力を大きく、摩擦力を小さくできる。

図１１は実施例６の搬送装置の概略構成を示す断面図である。基本的な構成・作用は他の実施例と同様であるが、コア２０の永久磁石１０に対向する側の形状が大きくなっており、巻線３０の内側のコア断面より大きい（Ｔ字形状）。このとき、巻線に流した電流によって生じる磁束が大きくなり、また、永久磁石１０とコア２０の対向面積も大きくできるため、搬送区間における永久磁石１０に作用する推力のピークを大きくできる（図５に示した推力のピークが増加する）。しかし、コア２０の直上のでは推力がゼロになるため、コア２０のＸ方向の近辺では推力がほぼゼロになる。その一方で、永久磁石１０とコア２０の対向面積が大きくなり、－Ｚ方向の力、すなわち摩擦力が大きくなってしまう。このように、コア２０の形状をＴ字形状にすることで大きなピーク推力が得られ、コア２０の直上の摩擦力を小さくすることで、搬送能力および搬送のための推力が大きく、摩擦力が小さい搬送装置を提供できる。

図１２は実施例７の検体搬送装置の模式図である。本実施例では、実施例１～６で説明した検体搬送装置の周辺の構成をより詳細に説明する。実施例７の検体搬送装置１００は、３つのコア２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃを有し、その各コア周りに巻線３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを配置したものである。各巻線にはそれぞれ駆動回路５０が設けられ、個別に各巻線の電流値を制御できる。その電流値は、永久磁石１０の位置を検出する位置または速度検出部６０を有しており、その情報を基に電流指令演算部５５で算出される。このように構成することで、各巻線の電流値を永久磁石１０の位置に基づき調整することにより、微小な位置の位置決めが可能となり、搬送位置の精度を向上できる。

図１３は実施例８の検体分析システムの模式図である。本実施例では、本発明の検体搬送装置を備えた検体分析システムについて説明する。

図１３に示すように、検体分析システム２００ａは、反応容器に検体と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する装置であり、搬入部１０１、緊急ラック投入口１１３、搬送ライン１０２、バッファ１０４、分析部１０５、収納部１０３、表示部１１８および制御部１２０を備える。

搬入部１０１は、血液や尿などの生体試料を収容する検体容器１２２が複数収納された検体ラック１１１を設置する場所である。緊急ラック投入口１１３は、標準液を搭載した検体ラック（キャリブラック）や緊急で分析が必要な検体が収容された検体容器１２２を収納する検体ラック１１１を装置内に投入するための場所である。

バッファ１０４は、検体ラック１１１中の検体の分注順序を変更可能なように、搬送ライン１０２によって搬送された複数の検体ラック１１１を保持する。

分析部１０５は、バッファ１０４からコンベアライン１０６を経由して搬送された検体を分析する。その詳細は後述する。

収納部１０３は、分析部１０５で分析が終了した検体を保持する検体容器１２２が収容された検体ラック１１１を収納する。

搬送ライン１０２は、搬入部１０１に設置された検体ラック１１１を搬送するラインであり、上述した実施例１～実施例６で説明した本発明の検体搬送装置の構成を有する。本実施例では、磁性体、好適には永久磁石は検体ラック１１１の裏面側に設けられている。

分析部１０５は、コンベアライン１０６、反応ディスク１０８、検体分注ノズル１０７、試薬ディスク１１０、試薬分注ノズル１０９、洗浄機構１１２、試薬トレイ１１４、試薬ＩＤリーダー１１５、試薬ローダ１１６、分光光度計１２１等により構成される。

コンベアライン１０６は、バッファ１０４中の検体ラック１１１を分析部１０５に搬入するラインであり、上述した実施例１～実施例６で説明した本発明の検体搬送装置の構成を有する。

反応ディスク１０８は、複数の反応容器を備えている。検体分注ノズル１０７は、回転駆動や上下駆動により検体容器１２２から反応ディスク１０８の反応容器に検体を分注する。試薬ディスク１１０は、複数の試薬を架設する。試薬分注ノズル１０９は、試薬ディスク１１０内の試薬ボトルから反応ディスク１０８の反応容器に試薬を分注する。洗浄機構１１２は、反応ディスク１０８の反応容器を洗浄する。分光光度計１２１は、光源（図示省略）から反応容器の反応液を介して得られる透過光を測定することにより、反応液の吸光度を測定する。

試薬トレイ１１４は、検体分析システム２００ａ内への試薬登録を行う場合に、試薬を設置する部材である。試薬ＩＤリーダー１１５は、試薬トレイ１１４に設置された試薬に付された試薬ＩＤを読み取ることで試薬情報を取得するための機器である。試薬ローダ１１６は、試薬を試薬ディスク１１０へ搬入する機器である。

表示部１１８は、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度の分析結果を表示するための表示機器である。

制御部１２０は、コンピュータ等から構成され、検体分析システム２００ａ内の各機構の動作を制御するとともに、血液や尿等の検体中の所定の成分の濃度を求める演算処理を行う。

以上が検体分析システム２００ａの全体的な構成である。

上述のような検体分析システム２００ａによる検体の分析処理は、一般的に以下の順に従い実行される。

まず、検体ラック１１１が搬入部１０１または緊急ラック投入口１１３に設置され、搬送ライン１０２によって、ランダムアクセスが可能なバッファ１０４に搬入される。

検体分析システム２００ａは、バッファ１０４に格納されたラックの中で、優先順位のルールに従い、最も優先順位の高い検体ラック１１１をコンベアライン１０６によって、分析部１０５に搬入する。

分析部１０５に到着した検体ラック１１１は、さらにコンベアライン１０６によって反応ディスク１０８近くの検体分取位置まで移送され、検体分注ノズル１０７によって検体を反応ディスク１０８の反応容器に分取される。検体分注ノズル１０７により、当該検体に依頼された分析項目に応じて、必要回数だけ検体の分取を行う。

検体分注ノズル１０７により、検体ラック１１１に搭載された全ての検体容器１２２に対して検体の分取を行う。全ての検体容器１２２に対する分取処理が終了した検体ラック１１１を、再びバッファ１０４に移送する。さらに、自動再検を含め、全ての検体分取処理が終了した検体ラック１１１を、コンベアライン１０６および搬送ライン１０２によって収納部１０３へと移送する。

また、分析に使用する試薬を、試薬ディスク１１０上の試薬ボトルから試薬分注ノズル１０９により先に検体を分取した反応容器に対して分取する。続いて、撹拌機構（図示省略）で反応容器内の検体と試薬との混合液の撹拌を行う。

その後、光源から発生させた光を撹拌後の混合液の入った反応容器を透過させ、透過光の光度を分光光度計１２１により測定する。分光光度計１２１により測定された光度を、Ａ／Ｄコンバータおよびインターフェイスを介して制御部１２０に送信する。そして制御部１２０によって演算を行い、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度を求め、結果を表示部１１８等にて表示させたり、記憶部（図示省略）に記憶させたりする。

なお、図１３に示すように、検体分析システム２００ａは、上述したすべての構成を備えている必要はなく、前処理用のユニットを適宜追加したり、一部ユニットや一部構成を削除したりすることができる。また、分析部１０５は生化学分析用に限られず、免疫分析用であってもよい、更に１つである必要はなく、２以上備えることができる。この場合も、分析部１０５と搬入部１０１との間を搬送ライン１０２により接続し、搬入部１０１から検体ラック１１１を搬送する。

図１４は検体前処理システムの模式図である。本実施例では、検体前処理装置１５０の全体構成について図１４を用いて説明する。

図１４において、検体前処理装置１５０は、検体の分析に必要な各種前処理を実行する装置である。図１４中左側から右側に向けて、閉栓ユニット１５２、検体収納ユニット１５３、空きホルダスタッカー１５４、検体投入ユニット１５５、遠心分離ユニット１５６、液量測定ユニット１５７、開栓ユニット１５８、子検体容器準備ユニット１５９、分注ユニット１６５、移載ユニット１６１を基本要素とする複数のユニットと、これら複数のユニットの動作を制御する操作部ＰＣ１６３とから構成されている。

検体前処理装置１５０で処理された検体の移送先として、検体の成分の定性・定量分析を行うための検体分析システム２００ａが接続されている。

検体投入ユニット１５５は、検体が収容された検体容器１２２を検体前処理装置１５０内に投入するためのユニットである。遠心分離ユニット１５６は、投入された検体容器１２２に対して遠心分離を行うためのユニットである。液量測定ユニット１５７は、検体容器１２２に収容された検体の液量測定を行うユニットである。開栓ユニット１５８は、投入された検体容器１２２の栓を開栓するユニットである。子検体容器準備ユニット１５９は、投入された検体容器１２２に収容された検体を次の分注ユニット１６５において分注するために必要な準備を行うユニットである。分注ユニット１６５は、遠心分離された検体を、検体分析システムなどで分析するために小分けを行うとともに、小分けされた検体容器１２２、子検体容器１２２にバーコード等を貼り付けるユニットである。移載ユニット１６１は、分注された子検体容器１２２の分類を行い、検体分析システムへの移送準備を行うユニットである。閉栓ユニット１５２は、検体容器１２２や子検体容器１２２に栓を閉栓するユニットである。検体収納ユニット１５３は、閉栓された検体容器１２２を収納するユニットである。

これら各ユニット間や検体前処理装置１５０と検体分析システム２００ａとの間で検体容器１２２を保持する検体ホルダや検体ラックを搬送する機構として実施例１乃至実施例６のいずれかの搬送装置を用いる。

なお、検体前処理装置１５０は、上述したすべての構成を備えている必要はなく、更にユニットを追加したり、一部ユニットや一部構成を削除したりすることができる。

また、本実施例の検体分析システムは、図１４に示すような検体前処理装置１５０と検体分析システム２００ａから構成された検体分析システム２００であってもよい。この場合は、各システム内だけではなく、システムとシステムとの間を上述した実施例１～実施例３の検体送装置にて接続し、検体容器１２２を搬送することができる。

本発明の実施例７の検体分析システム２００ａや検体前処理装置１５０は、前述した実施例１の搬送装置１ａを備えていることにより、高効率で検体容器１２２を搬送先まで搬送することができ、分析結果が得られるまでの時間を短くすることができる。また搬送トラブルも少なく、検査技師の負担を軽減することができる。

なお、本実施例は、検体が収容された検体容器１２２を５本保持する検体ラック１１１を搬送対象として搬送する場合について例示したが、検体容器１２２を５本保持する検体ラック１１１以外にも、検体容器１２２を２本保持する検体ホルダを搬送対象として搬送することができる。

なお、本発明は、上記の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。上記の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も可能であり、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・置換をすることも可能である。

例えば、実施例１～実施例８では、搬送装置で搬送する被搬送物が検体ラック１１１や検体ホルダである場合について説明したが、被搬送物は検体容器１２２を保持するラック、ホルダ等に限られず、大規模に搬送することが求められる様々な物体を搬送対象とすることができる。

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ…検体搬送装置、１０…永久磁石、１５…搬送路、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…コア（磁極）、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…巻線、４０…ヨーク、５０…駆動回路、５５…電流指令演算部、６０…位置または速度検出部、１００…検体分析システム、１０１…搬入部、１０２…搬送ライン、１０３…収納部、１０４…バッファ、１０５…分析部、１０６…コンベアライン、１０７…検体分注ノズル、１０８…反応ディスク、１０９…試薬分注ノズル、１１０…試薬ディスク、１１１…検体ラック（被搬送物）、１１２…洗浄機構、１１３…緊急ラック投入口、１１４…試薬トレイ、１１５…リーダー、１１６…試薬ローダ、１１８…表示部、１２０…制御部、１２１…分光光度計、１２２…検体容器、１５０…検体前処理装置、１５２…閉栓ユニット、１５３…検体収納ユニット、１５４…ホルダスタッカー、１５５…検体投入ユニット、１５６…遠心分離ユニット、１５７…液量測定ユニット、１５８…開栓ユニット、１５９…子検体容器準備ユニット、１６１…移載ユニット、１６３…操作部ＰＣ、１６５…分注ユニット、２００ａ…検体分析システム。

Claims (6)

1. 永久磁石が設けられた検体と、
   前記永久磁石を介して前記検体を搬送する搬送路と、
   前記搬送路の前記検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、
   前記コイルに電流を流す駆動回路と、を備え、
   前記駆動回路は、前記永久磁石を停止させる位置の直下にある第１のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の垂直方向にかかる力を調整し、
   前記第１のコイルに隣接する第２のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の水平方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに同時に電流を流すことで前記永久磁石の停止位置を調整し、
   前記永久磁石の中心と、前記第１のコイルの中心までの距離ｄ／２としたときに、
   前記永久磁石の中心が、±ｄ／２の区間にあるときにおいて、前記駆動回路が前記第１のコイルに前記永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を流すことにより前記永久磁石の停止位置を調整することを特徴とする検体搬送装置。
2. 永久磁石が設けられた検体と、
   前記永久磁石を介して前記検体を搬送する搬送路と、
   前記搬送路の前記検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、
   前記コイルに電流を流す駆動回路と、を備え、
   前記駆動回路は、前記永久磁石を停止させる位置の直下にある第１のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の垂直方向にかかる力を調整し、
   前記第１のコイルに隣接する第２のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の水平方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに同時に電流を流すことで前記永久磁石の停止位置を調整し、
   前記コイルは、磁性体からなるコアと、前記コアの外周に巻かれた巻線と、を有し、
   前記永久磁石の径Ｄが、前記第１のコイルのコアの径ｄより大きく、
   前記永久磁石の中心が、±（Ｄ－ｄ）／２の範囲にあるときにおいて、前記駆動回路が前記第１のコイルに前記永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を流すことにより前記永久磁石の停止位置を調整することを特徴とする検体搬送装置。
3. 永久磁石が設けられた検体と、
   前記永久磁石を介して前記検体を搬送する搬送路と、
   前記搬送路の前記検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、
   前記コイルに電流を流す駆動回路と、を備え、
   前記駆動回路は、前記永久磁石を停止させる位置の直下にある第１のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の垂直方向にかかる力を調整し、
   前記第１のコイルに隣接する第２のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の水平方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに同時に電流を流すことで前記永久磁石の停止位置を調整し、
   前記コイルは、磁性体からなるコアと、前記コアの外周に巻かれた巻線と、を有し、
   前記永久磁石の径Ｄが、前記第１のコイルのコアの径ｄより小さく、
   前記永久磁石の中心が、±（ｄ－Ｄ）／２の範囲にあるときにおいて、前記駆動回路が前記第１のコイルに前記永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を流すことにより前記永久磁石の停止位置を調整することを特徴とする検体搬送装置。
4. 永久磁石が設けられた検体と、
   前記永久磁石を介して前記検体を搬送する搬送路と、
   前記搬送路の前記検体を搬送する面と反対側の面に設けられた複数のコイルと、
   前記コイルに電流を流す駆動回路と、を備え、
   前記駆動回路は、前記永久磁石を停止させる位置の直下にある第１のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の垂直方向にかかる力を調整し、
   前記第１のコイルに隣接する第２のコイルに流す電流によって、前記永久磁石の水平方向にかかる力を調整し、前記第１のコイルおよび前記第２のコイルに同時に電流を流すことで前記永久磁石の停止位置を調整し、
   前記第１のコイルの巻線を挟み込むように配置した前記第２のコイルの巻線と第３のコイルの巻線を有し、前記永久磁石の極性と反発する磁束を生じさせる電流を前記第１のコイルの巻線に流し、前記永久磁石の極性と吸引する磁束を生じさせる電流を前記第２のコイルの巻線と前記第３のコイルの巻線に流すことを特徴とする検体搬送装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検体搬送装置を備えたことを特徴とする検体分析システム。
6. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の検体搬送装置を備えたことを特徴とする検体前処理装置。

Images