JPH0650980A - 開栓方法及び自動開栓装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】弾性体からなる栓で密封され、固定された栓付
き採液管の栓を外力により引き上げて開栓する栓付き採
液管の開栓方法において、栓付き採液管内に細管を貫通
させ、該細管から気体を流入させて採液管内を加圧する
ことを特徴とする栓付き採液管の開栓方法、並びに該開
栓方法を利用した自動開栓装置。 【効果】本発明の開栓方法によると、形状が異なる採液
管が混在しても人が直接手を触れずに開栓でき、またこ
の方法は汎用性のある簡略化されたものであり、機械化
の適合性が極めて高い。従って自動化が容易であり、こ
れを利用した本発明の自動開栓装置は、形状等の異なる
採液管に対しても自動で開栓でき、ウイルス感染等の危
険性をなくすと共に、省力化も図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は弾性体からなる栓で密封
された採液管の開栓方法に関し、更に詳しくは臨床検査
において、人が直接手を触れずに開栓できるような栓付
き採血管等の採液管の開栓方法とそれを利用した自動開
栓装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】臨床検査分野において、真空採血管の普
及が高まっている。この真空採血管は、内部の真空度を
長期間にわたり一定に保つため、密封栓としてゴム栓を
用いている。採血後、血液を遠心分離により血清と血餅
とに分離する等の処理がなされるが、その後血清をとり
出すには、このゴム栓を取り外さねばならない。そし
て、従来はすべて人手によりゴム栓をねじって取り外す
という方法でこれを行っていた。しかし、ヒトが手で多
数の開栓を行うと指の皮が剥がれたり、腱鞘炎になるこ
ともある。また容器の破損、容器端面でのひっかかりな
どで手に傷を負う危険が常にともない、別に手に傷が有
る場合も含めて肝炎、エイズのような感染力の強い疾患
による感染の危険性が絶えずつきまとうため、安全上大
きな問題をかかえていた。

【０００３】これらを改善すべく、例えば、特開平１−
２６３５５８号公報における「真空採血管開栓装置」で
は、採血管を固定し、左右方向から順次応力をかけてゴ
ム栓にひねりを与え、栓を徐々に上方に移動させて採血
管を開栓する方法が開示されている。また、実開平２−
１２８９４９号公報における「ゴム栓取り外し装置」で
は、採血管を固定し、ゴム栓を斜め下から斜め上方に押
し上げて開栓する方法が開示されている。しかしなが
ら、これらの開栓装置の原理となっている開栓方法は、
ヒトが手で栓を開けるような動作を単に機械化したもの
にすぎず、動作が複雑であったり、開栓に大きな力を必
要としたりする。また、これらに開示されている開栓装
置は、外径、高さ、栓等の形状が同じ採血管の場合に対
応することを想定しており、形状が異なる採血管が混在
する場合に対応できる開栓装置は、未だ実用化されてい
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、臨床検査センタ
ー等の実際の検査現場では、採血管の種類を１種類に絞
ることが難しいという実情が存在する。即ち、臨床検査
センター等で指定した採血管以外の採血管で検査依頼を
受けなければならないことがあり、このような指定以外
の採血管は、形状が異なっている場合が多いからであ
る。このような状況下で、形状が異なる採血管が混在す
る場合に対応できるような開栓装置の要求が大きい。

【０００５】しかし、前述のようにこのような装置は未
だ実用化されておらず、その原因としては、採血管のゴ
ム栓は密封度よく保持されているため簡単に取り外すこ
とができず、開栓時にゴム栓のひねり等の複雑な操作が
必要であったことが挙げられる。従って、形状が異なる
採血管が混在する場合に対応できるような開栓装置を実
用化するためには、ヒトが手で開けるような動作を単に
機械化したような方法ではなく、より機械化の適合性の
ある全く新しい、より簡略化された開栓方法を創出する
必要があった。本発明の目的は、かかる課題を解決すべ
く、外径、高さ、栓等の形状が異なる採液管が混在して
もヒトが直接手を触れずに開栓でき、更に、より機械化
の適合性のある栓付き採液管の開栓方法、及びその方法
を利用した自動開栓装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の要旨は、
（１）弾性体からなる栓で密封され、固定された栓付き
採液管の栓を外力により引き上げて開栓する栓付き採液
管の開栓方法において、栓付き採液管内に細管を貫通さ
せ、該細管から気体を流入させて採液管内を加圧するこ
とを特徴とする栓付き採液管の開栓方法、（２）弾性体
からなる栓で密封され、固定された栓付き採液管の栓を
外力により引き上げて開栓する栓付き採液管の開栓方法
において、栓付き採液管内に細管を貫通させ、該細管か
ら気体を流入させて採液管内を加圧し、開栓寸前に細管
から気体を流出させて該採液管内の圧力を大気圧に戻す
ことを特徴とする栓付き採液管の開栓方法、（３）弾性
体からなる栓で密封された栓付き採液管の自動開栓装置
において、該採液管を固定する固定具と、該固定具によ
り固定された採液管の開口部を密封した栓を挟持する保
持具と、該保持具を該採液管の中心軸に直交する面に対
して上下方向へ移動させる駆動手段と、栓に細管を貫通
・抜去する貫通手段と、該貫通手段により貫通した細管
から気体を流入又は流出させて採液管内を加圧又は大気
圧にする圧制御手段とを具備したことを特徴とする自動
開栓装置、に関するものである。

【０００７】本発明の開栓方法の対象となる栓付き採液
管は、弾性体からなるフタ状の栓によって採液管内部が
密封されるものであれば、その外径、高さ等の形状等は
特に限定されることはない。また採液管に取り付けられ
る栓は、弾性体からなるものであり、例えばゴム製、熱
可塑性エラストマー製、プラスチック製等、細管により
貫通が可能な材質のものであれば特に限定されることは
ない。

【０００８】本発明の開栓方法に用いられる細管は、気
体が内部を通過できるように管状になっており、かつ栓
を貫通可能なものであれば特に限定されることはない。
但し、貫通の際に必要な力を小さくするという点から、
その先端は円錐状または刃先状のような鋭利な形状の方
が好ましく、また管径もより小さく、さらにその材質も
栓の材質に対して摩擦抵抗の小さいものが好ましい。ま
た細管先端の管内部に栓の材料（ゴム等）が詰まらない
ように、例えば図１に示すように細管の開口部をその側
面に設けてもよい（この場合においても先端の形状は、
特に限定されない）。本発明の開栓方法は、栓付き採液
管内にこのような細管を貫通させ、該細管から気体を採
液管内に流入させて採液管内を加圧することによって、
より小さな外力で栓を引き上げて又は自然に開栓するこ
とを特徴とする。本発明において、外力とは加圧以外の
開栓のための外部からの力をいい、例えば後述のような
細管を引き上げる力、保持具を引き上げる力を意味する
ものである。

【０００９】細管を貫通させる方法は、細管の中心軸方
向に貫通に要するだけの力が加わるような方法であれば
特に限定されることなく、採液管を固定しておき上部か
ら人力あるいは機械的力を加えるなどの方法を用いるこ
とができる。流入させる気体は、空気、窒素ガス等の不
活性ガスのように採液管内に入れられた検体に悪影響を
与えないものであれば、特に限定されることはない。ま
た加圧の手段も特に限定されることはなく、加圧シリン
ジ、エアーコンプレッサー、ガスボンベ等、通常の加圧
に用いられる公知の手段を用いればよい。このとき、加
圧による採液管内の圧力が大気圧より高ければ栓を上部
に押し上げる力が働き、より小さな外力で栓を引き上げ
て、又は自然に開栓することができるが、本発明におい
ては採液管内の圧力は１．１〜３ｋｇｆ／ｃｍ² が好ま
しい。１．１ｋｇｆ／ｃｍ² より小さいと栓を上部に押
し上げる力が弱く、３ｋｇｆ／ｃｍ² より大きいと瞬間
的に開栓して内部の検体が飛散したり、また採液管が破
損してしまうためである。本発明の開栓方法では、この
ような加圧の程度により開栓の態様が以下のように異な
る。即ち、（１）栓と採液管の摩擦力と細管と栓の摩擦
力を合計した摩擦力に対して、加圧による栓を押し上げ
る力が小さい場合には、後述する外力によって、栓を引
き上げて開栓する、（２）栓と採液管の摩擦力と細管と
栓の摩擦力を合計した摩擦力と、加圧による栓を押し上
げる力がほぼ等しい場合には、後述する外力によって、
殆ど力を要することなく開栓する、あるいは、（３）栓
と採液管の摩擦力と細管と栓の摩擦力を合計した摩擦力
に対して、加圧による栓を押し上げる力が大きい場合に
は、外力なしで栓が押し上げられて自然に開栓する。な
お真空採血管のように内部が減圧されている場合は、大
気圧付近の弱い加圧であっても減圧状態のまま開栓する
場合と比較して、より小さな外力で栓を引き上げて開栓
することができるという効果が得られる。

【００１０】以上のようにして採液管内を加圧すること
により、例えば採液管内が減圧状態であっても、内部の
圧力を増加させて栓を押し上げる力を生じさせ、より小
さな外力で又は自然に栓を引き上げて開栓することがで
きるが、本発明では更に、開栓寸前に採液管内の圧力を
大気圧に戻す方法が好適な態様となる。即ち、このよう
に開栓前の圧力を大気圧に戻すことにより、開栓時に採
液管内部の検体が飛散するのを防ぎ、検体の飛散による
クロスコンタミネーションを防ぐことができる。ここ
で、開栓寸前とは、栓が採液管から離れる直前の状態を
いうが、この状態を機械的に認識する場合、例えば光学
センサー等により栓の位置を検知し、栓の移動した距離
を算出する等して認識することができる。なお、この状
態では栓が採液管本体と小面積でしか接触しておらず緩
んだ状態となっているため、加圧状態でなくとも小さな
外力で栓を引き上げて容易に開栓することができる。

【００１１】本発明の開栓方法は、前述のように加圧を
行ないながら、固定された栓付き採液管の栓を外力によ
り引き上げて、あるいはその過程において上記のように
内部の圧力を大気圧に戻した後開栓するものであるが、
採液管の栓を外力により引き上げる手段としては、以下
の態様がある。 （１）採液管本体を固定しておき、前述のようにして採
液管内に貫通させた細管を採液管の中心軸に直交する面
に対して上方へ引き上げる。 （２）採液管本体を固定しておき、栓を挟持した保持具
を採液管の中心軸に直交する面に対して上方へ引き上げ
る。 （３）採液管本体を固定しておき、該採液管内に貫通さ
せた細管および栓を挟持した保持具を採液管の中心軸に
直交する面に対して上方へ引き上げる。 これらの外力を付加する操作は加圧開始と同時に行って
もよく、内部圧が一定になった後行ってもよく、また圧
力により自然に開栓する直前ないし直後に行ってもよ
い。上記（１）については、本発明の開栓方法の必須構
成要件である細管を用いる以外に栓の引き上げに他の手
段を必要としないため、より簡易な方法となり、前記の
ように加圧時の圧力を高くして自然に開栓させる場合に
も有効である。上記（２）については加圧した後、貫通
した細管を予め抜去した後行ってもよい。また細管を採
液管に貫通させた後、採液管本体を固定する代わりに栓
を細管及び／又は保持具で固定し、加圧と採液管の重量
による重力で下方へ採液管本体を落下させながら開栓す
ることも可能である。

【００１２】これらの開栓方法は、上記従来技術のよう
に複雑な動作を必要とせず、汎用性のある簡略化された
開栓方法であり、機械化の適合性が極めて高いものであ
る。従って、この開栓方法は自動開栓装置に応用して自
動化することが容易であり、更にこれまで問題とされて
きた形状が異なる採液管が混在している場合において
も、その汎用性から十分対応しうるものである。

【００１３】以下に、採液管内を加圧しながら栓を挟持
した保持具を採液管の中心軸に直交する面に対して上方
へ引き上げ、栓が押し上げられた状態で採液管内の圧力
を大気圧に戻し、再び該保持具を同様に上方へ引き上げ
ることにより開栓する方法を原理とした、本発明の自動
開栓装置について説明する。

【００１４】本発明の自動開栓装置は、弾性体からなる
栓で密封された栓付き採液管の自動開栓装置において、
該採液管を固定する固定具と、該固定具により固定され
た採液管の開口部を密封した栓を挟持する保持具と、該
保持具を該採液管の中心軸に直交する面に対して上下方
向へ移動させる駆動手段と、栓に細管を貫通・抜去する
貫通手段と、該貫通手段により貫通した細管から気体を
流入又は流出させて採液管内を加圧又は大気圧にする圧
制御手段とを具備したことを特徴とする。

【００１５】採液管を固定する固定具は、採液管本体を
挟持等して固定するものであれば特に限定されることは
ない。固定された採液管の開口部を密封した栓を挟持す
る保持具は、栓が挟持できるものであればよく、挟持し
た栓を上方へ引き上げる時これが滑らないように栓に接
触する部分は、摩擦抵抗の大きいものまたは先端が鋭利
な突起状（例えば爪のような形状、ノコギリ刃のような
形状、剣山のような形状等）になっている方が好まし
い。

【００１６】保持具を上下方向へ移動させる駆動手段
は、例えば空気圧方式、ベルトドライブ方式（モーター
駆動力利用）、ギアー方式（モーター駆動力利用）等の
ような通常の小型機器に用いられるものなら特に限定さ
れることはない。栓に細管を貫通・抜去する貫通手段
は、前記の細管とそれを栓に貫通・抜去させるための駆
動部からなる。駆動部は前記の駆動手段と同様に通常の
小型機器に用いられるものなら特に限定されることはな
い。採液管内を加圧又は大気圧にする圧制御手段は、貫
通した細管から気体を流入又は流出させて採液管内の圧
力を制御できるものであればよく、前記の加圧手段とレ
ギュレータ等の組み合わせ等により圧力制御し、電磁弁
等による加圧系の開放により大気圧に戻すことができ
る。

【００１７】本発明の自動開栓装置では、前記の手段を
複数設けて各操作を並行して行うことにより複数の開栓
を同時に行うことも可能である。このようにすれば、装
置１台で行う採液管１本当たりの開栓の時間を短くする
ことができる。また本発明の自動開栓装置は、前記の一
連の操作をシーケンスコントローラ等で制御してその操
作を繰り返すことにより、全自動で多数の栓付き採液管
の連続開栓が可能となるようにしてもよい。更に、栓の
有無を光学センサー等で検知して開栓が必要であるかを
予め認識させておくようにすることもできる。

【００１８】

【作用】採液管内を加圧することにより、減圧状態また
は大気圧程度であった採液管内の圧力が上昇し、加圧し
ないときと比べて小さい力で又は自然に開栓でき、この
ため、細管の引き上げまたは単に栓を挟持して引き上げ
るというような簡易な方法で栓付き採液管を開栓するこ
とができる。

【００１９】

【実施例】以下に実施例をあげ、本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

【００２０】実施例１ 本発明の開栓方法のうち、栓付き採液管内に細管を貫通
させ、該細管から気体を流入させて採液管内を加圧して
栓を押し上げ、次いで該採液管内の圧力を大気圧に戻す
と共に、該細管を採液管の中心軸に直交する面に対して
上方へ引き上げることによる栓付き採液管の開栓方法を
図２により具体的に説明する。採液管本体１は栓２で密
封され、通常は内部が０．１〜１．２ｋｇｆ／ｃｍ²な
っており、内部には検体９が入っている（図２−ａ）。
また該採液管本体１は固定具３により固定されている。

【００２１】このように固定された採液管本体１に取り
付けられた栓２に対して、採液管の中心軸方向に力を加
えて細管６を貫通させ、該細管６からコンプレッサーを
用いて空気を流入させて採液管内を加圧（２．５ｋｇｆ
／ｃｍ² ）する（図２−ｂ）。この加圧によって採液管
内の圧力が上昇し、栓の摩擦力を超えると栓が押し上げ
られるようになる。開栓寸前の位置まで栓が押し上げら
たときに、細管６を通して採液管内の空気を流出させ、
採液管内の圧力を大気圧に戻す（図２−ｃ）。この状態
では、栓２が採液管本体１と小面積でしか接触しておら
ず緩んだ状態となっており、このとき細管６を採液管の
中心軸に直交する面に対して上方へ引き上げることによ
り栓２を引上げて、容易に栓付き採液管を開栓すること
ができる（図２−ｄ）。

【００２２】実施例２ 本発明の自動開栓装置のうち５本の採液管を並行して開
栓するものの具体的構成例について図３、図４を用いて
説明する。本発明の自動開栓装置に使用できる採液管
は、臨床検査分野において血液検査用として用いられて
いる採血管であり、その採血管のサイズは、外径が１３
φあるいは１６φで、高さが７５ｍｍあるいは１００ｍ
ｍの計４種類である。このようなサイズの違いは、光学
センサーを使用して認識し、開栓時に採血管を固定する
際に、採血管の中心軸が同じになるように固定位置の調
整を機械的に行う。これらの採血管の栓は、ゴム製ある
いはプラスチック製の栓であり、採血管を密封できる形
状になっている。

【００２３】図３は、本発明の自動開栓装置の全体図
（平面図と右側面図）であり、まず全体の構成について
説明する。前記の採血管１５は、５連式のラック１６
（上記の両サイズに対応したもの）に保持される。ラッ
ク１６は直立したまま移送できるようになっており、ラ
ック収納部１０からサイズ判定部１１、開栓部１２を通
過してラック回収部１３まで移送され、開栓等の各操作
に供される。このように５本の採血管１５に対して並行
して操作を行うことにより、開栓を５本同時に行うこと
が可能であり、装置の開栓処理効率を高めることができ
る。また、開栓部１２の前方には栓廃棄トレー１４が設
けられている。

【００２４】図４は、図３の自動開栓装置の開栓部１２
の構造を断面図により示したものであり、開栓操作の詳
細について説明する。サイズ判定部１１から移送されて
きたラック１６は開栓部１２で停止する。保持された採
血管１５は、サイズ判定により決定された採血管１５の
中心が同じになるような固定位置に、固定具３で採血管
本体２１を挟持して固定する。採血管本体２１は栓２で
密封され更に減圧された状態（０．３ｋｇｆ／ｃｍ²）
となっており、内部には血液２２が入っている。

【００２５】栓２と接触する先端部が爪状である保持具
４により、固定された採血管本体２１に取り付けられた
栓２を挟持する。更に、貫通手段７の駆動によりステン
レス針からなる細管６を採血管の中心軸方向に移動さ
せ、栓２に細管６を貫通させる。コンプレッサー、レギ
ュレータからなる圧制御手段８を用いてこの細管６から
空気を流入させ、採血管１５内部を加圧（２ｋｇｆ／ｃ
ｍ² ）する。このとき同時に、栓２を挟持した保持具４
をベルトドライブからなる駆動手段５により、採血管の
中心軸に直交する面に対して上方へ引き上げる。開栓寸
前の位置まで栓が引き上げられたときに、これを光学セ
ンサーで認識し、圧制御手段８により細管６を通して空
気を流出させ、採血管内の圧力を大気圧に戻す。

【００２６】この状態では、栓２が採血管本体２１と小
面積でしか接触しておらず緩んだ状態となっており、こ
のとき再び栓２を挟持した保持具４を採血管の中心軸に
直交する面に対して上方へ引き上げることにより容易に
採血管を開栓することができる。開栓後、栓２から細管
６が抜去され、保持具４でのみ栓２が挟持された状態と
なる。その後、栓２は保持具４に挟持されたまま駆動手
段５により栓廃棄トレー１４上まで移送され廃棄され
る。廃棄後、保持具４は駆動手段５により元の位置に戻
される。以上の一連の操作をシーケンスコントローラで
制御してその操作を繰り返すことにより、全自動で多数
の栓付き採血管の連続開栓が可能となる。

【００２７】

【発明の効果】本発明の弾性体からなる栓で密封された
栓付き採液管の開栓方法によると、外径、高さ、栓等の
形状が異なる採液管が混在しても人が直接手を触れずに
開栓でき、更に、この方法は複雑な動作を必要とせず、
汎用性のある簡略化された開栓方法であり、機械化の適
合性が極めて高いものである。従って自動化が容易であ
り、これを利用した本発明の自動開栓装置は、形状等の
異なる採液管に対しても自動で開栓でき、ヒトが手で開
栓するときのようなウイルス感染等の危険性がなくな
る。さらに、自動化することにより省力化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の開栓方法に用いられる細管の
一例を断面図により示したものである。

【図２】図２は、本発明の開栓方法の一例（実施例１）
を模式図により経時的に示したものである。

【図３】図３は、本発明の自動開栓装置の一例（実施例
２）を平面図と右側面図により示したものである。

【図４】図４は、図３の自動開栓装置のうち開栓部の構
造を断面図により示したものである。

【符号の説明】

１ 採液管本体 ２ 栓 ３ 固定具 ４ 保持具 ５ 駆動手段 ６ 細管 ７ 貫通手段 ８ 圧制御手段 ９ 検体 １０ ラック収納部 １１ サイズ判定部 １２ 開栓部 １３ ラック回収部 １４ 栓廃棄トレー １５ 採血管 １６ ラック ２１ 採血管本体 ２２ 血液 ２３ 開口部 ２４ 刃

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弾性体からなる栓で密封され、固定され
   た栓付き採液管の栓を外力により引き上げて開栓する栓
   付き採液管の開栓方法において、栓付き採液管内に細管
   を貫通させ、該細管から気体を流入させて採液管内を加
   圧することを特徴とする栓付き採液管の開栓方法。
2. 【請求項２】 弾性体からなる栓で密封され、固定され
   た栓付き採液管の栓を外力により引き上げて開栓する栓
   付き採液管の開栓方法において、栓付き採液管内に細管
   を貫通させ、該細管から気体を流入させて採液管内を加
   圧し、開栓寸前に細管から気体を流出させて該採液管内
   の圧力を大気圧に戻すことを特徴とする栓付き採液管の
   開栓方法。
3. 【請求項３】 弾性体からなる栓で密封された栓付き採
   液管の自動開栓装置において、該採液管を固定する固定
   具と、該固定具により固定された採液管の開口部を密封
   した栓を挟持する保持具と、該保持具を該採液管の中心
   軸に直交する面に対して上下方向へ移動させる駆動手段
   と、栓に細管を貫通・抜去する貫通手段と、該貫通手段
   により貫通した細管から気体を流入又は流出させて採液
   管内を加圧又は大気圧にする圧制御手段とを具備したこ
   とを特徴とする自動開栓装置。