JPH11287810A - チップの自動供給及び収納容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】一度に大量のチップをホッパーに投入するだけ
で、チップ先端部を損傷する心配なしに、しかもチップ
の向きを分注装置に対して一定に揃えた状態で１本ずつ
供給することができるチップ供給装置を提供すること。 【解決手段】チップを収納するためのホッパーと、ホッ
パーの下部開口から落下したあチップを搬送するための
羽付きベルトを含む搬送手段からなる装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生化学分析や臨床
検査等の分野で多用されている、ディスポーザブル（使
い捨て）チップ等のノズルチップ（以下、単にチップと
略する）を大量に収容しつつ、自動分注装置に対して自
動的に供給するための自動供給及び収納容器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】臨床検査等の分野でチップを用いて液体
の吸引、吐出を行う場合、検査開始前にチップをチップ
ラックに必要本数載置したうえで自動分注装置に供給す
る。この作業を人の手で行うとすれば、チップを１本ず
つ取り扱わなければならないため、非常に効率の悪い作
業となってしまう。特に血液検査等に代表される、大量
の液体を処理する自動分注装置においては、大量のチッ
プを消費するために随時チップを供給する必要が生じる
ため、この作業を人の手で行うことは非効率である。

【０００３】そこで従来から、振動を利用するタイプや
梃子を利用するタイプのチップ自動供給装置が提案され
ている。振動を利用するタイプの装置は、チップを収容
するホッパーをバネ等の弾性体で懸架しておき、該ホッ
パーに振動を与え、ホッパー内に収容されたチップを整
列させながら少しずつ移動し、最終的にノズルを自動分
注装置に供給するものである。梃子を利用するタイプの
チップ自動供給装置は、チップを収容するホッパー内に
回転する梃子を設けておき、ホッパー内のチップが塊と
なるのを防ぎつつ、ホッパーの下部開口からチップを落
下させ、落下したチップをベルトによって搬送して自動
分注装置に供給するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した振動を利用す
るタイプや梃子を利用するタイプのチップ自動供給装置
では、次のような課題がある。

【０００５】まず、振動を利用するタイプの装置では、
ホッパーに常に振動を与えなければならないために装置
を稼働する際の騒音が大きいという課題がある。また、
ホッパーに振動を与えながらチップを整列させ、移動さ
せるためにノズル間に充分な隙間が必要となり、ホッパ
ーの容積の割には収容できるチップの量が少ないという
課題もある。このため、自動分注装置を連続駆動しよう
とする場合には、頻繁にチップをホッパーに足さなけれ
ばならない。また更には、当初ホッパーに入れたチップ
が繰り返しホッパー内を回転してしまい、その間にチッ
プ先端部に損傷が生じたり、ホッパー内に侵入した埃に
より汚染されてしまう可能性もある。

【０００６】次に梃子を利用するタイプの装置では、梃
子によってチップの塊をくずす際に、チップの先端部を
損傷してしまう可能性がある。また、くずしたチップを
ベルトによって搬送し、自動分注装置に供給する際に、
ベルト上でチップが回転したり移動したりし易いため、
チップの向きを分注装置に対して一定に揃えた状態で供
給することができないという課題もある。

【０００７】従って本発明の目的は、いったん大量のチ
ップをホッパーに投入すれば長時間にわたるチップ供給
が可能で、しかもチップ先端部が損傷する心配なしに、
チップの向きを一定に揃えた状態で１本ずつ供給できる
チップ自動供給及び収納容器を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた請求項１の発明は、チップを収納するための
ホッパーと、ホッパーから落下したチップを搬送するた
めの羽付きベルトを含む搬送手段からなる装置である。

【０００９】そして請求項２の発明は、搬送手段が鉛直
方向に対して傾斜して配置されており、ホッパーからの
チップ供給地点から高い地点にまでチップを搬送した
後、該地点でチップを下に落下させることを特徴とする
ものであり、請求項３の発明は前記チップを落下させる
地点において、チップを搬送手段から鉛直に落下させる
ためのガイド手段を有することを特徴とし、請求項４の
発明は羽付きベルトがチップ全長以上の幅を有すると共
に、その羽がチップの幅分離間して配置されていること
を特徴とし、請求項５の発明はホッパーから供給される
チップが羽付きベルト上で積層されたまま搬送されない
ようにするための積層排除手段を有していることを特徴
とし、請求項６の発明は積層排除手段がホッパー又は搬
送手段に装備された刷毛であり、積層したチップの通過
を排除する機能を有することを特徴とし、請求項７の発
明はホッパーの底面が羽付きベルトによるチップの搬送
面に対して傾斜していることを特徴とし、請求項８の発
明はホッパーの下部開口が、チップ全長以上かつ羽付き
ベルト幅以下の長辺と、チップ幅以上かつチップ全長未
満の短辺を有する概ね長方形状であることを特徴とし、
請求項９の発明はホッパーの下部開口の一部を閉塞す
る、ホッパーから落下したチップがホッパーと羽付ベル
トの間に食い込むことを防止するための食い込み防止手
段を有することを特徴とするものである。以下、図面に
基づき本発明の一実施形態について説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態の一例
について説明するための側面図であり、図２は、該装置
のホッパーを上部から観察した図であり、図３は、該装
置のホッパーを取り外した様子を示す図である。図中、
１はホッパー、２は羽付（羽付ベルト）、３は刷毛、４
は羽付ベルト駆動用モータ（駆動輪）、５はガイド手
段、６は食い込み防止手段（食い込み防止板）、７はチ
ップをそれぞれ示す。なお図１においてホッパー１は、
説明の便宜上、断面を記載した。

【００１１】ホッパー１は、不図示の支持手段により支
持されており、多数のチップを内部に収容し、その下部
に配置された羽付きベルトに供給する役割を有する。金
属やプラスチック等、ホッパーを製造する材料は特に制
限されないが、内部に収容されたチップの量を確認する
ために全体を透明又は半透明の材料で製造したり、一部
に透明材料を用いて確認用の窓を設けることが好まし
い。ホッパーのチップ収容能力は適宜決定可能である
が、例えば５００本程度収容可能にすることが例示でき
る。

【００１２】ホッパーの底面８は、羽付ベルトによるチ
ップの搬送面に対して傾斜させることで、ホッパーから
一時に大量のチップが羽付きベルト上に落ちてホッパー
と羽付ベルトとの間で挟まれてしまう等の障害が発生す
るのを防止することが可能となる。具体的には、側面か
ら観察した場合に底面８と羽付ベルトが成す角度が５度
〜４５度となるようにすることが例示できるが、重力に
よるチップの落下を妨げず、かつ前記効果を達成する角
度として１０度〜３０度程度が特に好ましい。

【００１３】ホッパーの底面に設けられる下部開口９
は、図２に示したように、チップ全長以上かつ羽付きベ
ルト幅以下の長辺と、チップの幅以上かつチップ全長未
満の短辺を有する概ね長方形状とすることが好ましい。
チップは全体として見たときに先細り円錐形状であるた
め、搬送方向とは直角に羽付きベルトに載置して搬送す
るのが効率的である。そこで本発明では、ホッパーの開
口を前記のような概ね長方形の開口とし、搬送手段にも
後述のように種々の工夫をこらすことで、チップ搬送の
効率化を図ろうとするものである。このため、ホッパー
の下部開口の長辺はチップの全長以上とし、短辺はチッ
プの全長以下としてチップが搬送方向に沿って載置され
るのを防ぐのが好ましい。なお長辺を羽付ベルトの幅以
下とするのが好ましいのは、ベルトに載置した際にノズ
ルチップの根本部分又は先端部分が羽付きベルトからは
み出してしまうと、搬送途中でベルトから転落する等の
障害が発生する可能性があるからである。また短辺はチ
ップの幅以上あれば良いが、あまり狭くするとホッパー
の下部でチップが絡み合い、塊となって詰まりを生じる
恐れがあるため、前記好ましい範囲を満たしつつ、チッ
プ幅の３〜６倍程度とすることが好ましい。より具体的
な各部寸法は、本発明の装置によって自動分注装置に自
動供給しようとするチップの全長や外径等の各部寸法を
考慮し、例えば予備的な実験等を行って決定することが
できる。

【００１４】なお、ホッパーの下部開口に後述する食い
込み防止手段を設ける場合、該手段によって閉塞される
開口部分は実質的に開口として機能しないから、長辺及
び短辺を考慮する際には食い込み防止手段で閉塞される
部分を除外した場合に前記条件を満たすことが好まし
い。

【００１５】以上に説明した、傾斜したホッパー底面と
チップの全長や幅等で規定されるホッパー下部開口部に
より、無造作にチップをホッパーに投入した場合であっ
ても、実際にチップが開口から羽付きベルト上に供給さ
れる際には、チップは搬送方向と概ね直角方向に整列し
た状態になる。即ちこれら各構成により、チップの向き
を一定に揃えるノズルチップ横転効果が達成されるので
ある。該効果をより高めるために、例えばホッパーの下
部を緩やかに振動させる振動手段を配置しても良い。

【００１６】図１及び図２に記載したように、ホッパー
の下部開口のうち、最も下部（図においては、最も羽付
きベルトの駆動用モータに近い部分）には、開口の一部
を閉塞する食い込み防止手段を設けることが好ましい。
これにより、開口部においてノズルチップが溜まってし
まい、溜まったノズルチップが羽付きベルトの回転によ
って跳ね上げられて先端部分等が折れ曲がるというよう
なことを防止したり、ホッパー上部に位置するノズルチ
ップで押されたものが羽付きベルトとの間に食い込む等
の障害が起きるのを防止することが可能となる。食い込
み防止手段としては、例えば図のように板を取り付けた
り、三角柱や円柱等を配置しても良い。食い込み防止手
段は、羽付ベルト表面からノズル幅以下だけ離間して配
置されることが好ましい。なお食い込み防止手段は、羽
付ベルトとの離間距離を容易に調整できるようにホッパ
ーに取り付けられていることが好ましい。

【００１７】ホッパーの下部開口から落下したチップを
搬送する搬送手段は、羽付ベルト、無限軌道である羽付
ベルトを駆動するための駆動用モータ（駆動輪）の他、
該モータの他端に位置する主転輪や搬送手段全体を支持
する支持手段等から構成されるが、搬送距離等に応じて
モータと主転輪の間に副転輪を配置する等しても良い。
支持手段は、ホッパーの支持手段を兼用の支持手段であ
っても、ホッパーの支持手段から独立した支持手段であ
っても良い。搬送手段は、この支持手段により鉛直方向
に対して傾斜して配置することにより、羽付ベルト、即
ちチップの搬送面が鉛直方向に対して傾斜するようにす
ることが好ましい。このように搬送手段を傾斜して配置
し、かつチップの搬送をより低い位置（チップがホッパ
ーから羽付ベルト上に落下する位置）から高い位置とす
ることにより、ホッパーから供給されるノズルチップを
確実に拾い上げて搬送することが可能になり、ノズルチ
ップ同士が絡み合って塊となったまま搬送されるのを防
止することもできる。

【００１８】図１では、駆動用モータ（駆動輪）を下端
に配置し、上端には主転輪を配置しているが、両者は逆
であっても良い。また羽付きベルトは平ベルトであって
も良いが、駆動輪の空転を防ぐ等の目的で駆動輪に突起
を設けるとともに、羽付ベルトに該突起に嵌合する孔を
儲けるなどしても良い。

【００１９】搬送手段は、通常の部材を用いて構成する
ことが可能である。特に羽付きベルトについては、無限
軌道として使用するのに適した、例えばゴム等の柔らか
な材料を使用することが好ましい。これによりチップが
ホッパーから落下した際の衝撃を最小限にとどめること
もできる。この羽付きベルトは、チップ全長以上の幅を
有するものが好ましい。ノズルチップの全長以下の幅で
あると、チップが搬送中にベルトから転落する等の障害
が発生する可能性があるからである。

【００２０】ベルト上に配置される羽は、上記のように
傾斜して配置された搬送手段において、チップ傾斜した
搬送面に沿って搬送する際にチップを確実に拾い上げ、
搬送することを可能とするものである。この羽は、前記
したように傾斜して配置された搬送手段にあって、鉛直
になるようにベルト上に傾斜して設けられていることが
特に好ましい。羽はチップの幅１個分、即ちチップの最
大外径、に多少のゆとりを持たせた距離だけ離間して、
ベルト全面に渡って配置することが好ましいが、例えば
各羽の間に２個のチップを保持して搬送するような装置
を提供する場合にはチップの幅２個分離間して配置する
こともできる。

【００２１】羽の高さは、チップの幅（最大外径）の１
／２以上とすることが好ましいが、例えば各羽の間に２
個のチップを積層して搬送するような装置を提供する場
合には３／２以上とすることもできる。

【００２２】本願発明においては、ベルト上の羽をチッ
プ幅１個分離間して配置するとともに、その高さをチッ
プ幅の１／２程度として各羽間に１個のチップを載置し
て搬送するように構成することが特に好ましい。このよ
うな構成が、チップが羽付ベルトとホッパーとの間に挟
まってチップ供給が中断される等の障害を起こしにくい
からである。この好ましい構成により各羽の間に１個の
チップが載置されるようになるが、仮に他のチップが積
層されることが予想される場合には、後述の積層排除手
段を配置し、積層されたチップを後送りして排除するこ
とが好ましい。この積層排除手段によれば、前記したホ
ッパーにおけるチップ横転効果にもかかわらず搬送方向
とは直角方向にならないまま供給されたチップをも後送
りして排除することが可能である。むろん、例えば２個
以上のチップを羽の間に積層載置して搬送することを意
図する場合であっても、意図した数以上のチップが積層
された状態で搬送されるのを防止することはできる。

【００２３】積層排除手段として、羽付ベルトに向かっ
て刷毛を配置したり、同位置に柔軟なゴム等の部材から
なる薄板等を配置することが例示できる。例えば刷毛を
配置する場合、その長さは、例えば各羽の間に１個のチ
ップを保持して搬送しようとするのであれば、意図した
通りに載置されたチップのみが通過可能で積層されたチ
ップは通過できないような位置まで伸ばせれば良い。こ
のように積層排除手段は、積層した状態で搬送されてき
たチップや搬送方向に沿った状態で搬送されてきたチッ
プ（このチップは羽の間に載置されず、複数の羽の上に
載置された状態となる）の通過を制限し、その位置で足
止めして後送りできるのであれば、その配置場所にも特
に制限はないが、例えば図１のように、ホッパーの底部
開口であって前記食い込み防止手段に対抗する側に配置
すると効果的である。

【００２４】積層排除手段と羽付ベルト間の離間距離
は、羽の高さや羽の間に載置して搬送しようとするチッ
プの数を勘案して決定すれば良いが、例えば各羽の間に
１個のチップを載置して搬送するのであれば、常に配置
されたチップと軽く接触するようにしておくか、積層さ
れたチップがある場合、該積層されたチップと強く接触
するようにすることが例示できる。なお積層排除手段
は、羽付ベルト全幅に渡って配置されていることが好ま
しい。

【００２５】搬送手段は、上記のように傾斜して配置さ
れていることにより、ホッパーからのチップ供給地点か
ら高い地点にまでチップを搬送した後、搬送手段の端に
おいてチップを下に落下させる。チップの落下地点に
は、落下したノズルチップを受ける容器を配置してお
き、該容器から自動分注装置のノズルにチップを供給し
たうえで血液や血清等の生体液に代表される液体の吸
引、吐出操作を行う。そして例えば羽付ベルトの駆動用
モータを制御する等すれば、自動分注装置におけるチッ
プの消費状況に合わせ、消費された分を速やかに供給す
るということも可能となる。

【００２６】ここで、チップを落下させる点、即ち搬送
手段における羽付ベルトによるチップの搬送方向が逆転
する、無限軌道における副転輪の位置には、チップを鉛
直に落下させるためのガイド手段５を設けることが好ま
しい。ガイド手段は、プラスチックや金属等の薄板で構
成した「へ」の字型の覆いであり、これにより搬送され
てきたチップが放物線を描いて落下するのを防止し、意
図した地点に確実に落下させることが可能となる。な
お、落下するチップの方向を、例えば尖端部が下を向く
ようにするには、例えば図４に示したようなチップ方向
修正手段を配置すれば良い。図４の上部は漏斗状のチッ
プ方向修正手段本体１０を側面から見た図であり、図４
の下部は漏斗状のチップ方向修正手段本体１０を上部か
ら見た図である。図中、１１及び１２は、チップの方向
を修正するための突起であり、チップの根本部分（自動
分注装置のノズルが挿入される部分）が該突起に接触す
ると回転し、チップ尖端部を下側にして漏斗状本体から
落下する。この手段を用いれば、羽付ベルトで搬送され
落下されたチップの尖端部が図面右方向又は左方向のい
ずれを向いている場合であっても、チップの落下中に尖
端部が図中下方向を向くようにできる。従ってチップの
落下地点に、例えばチップラックをＸ−Ｙ方向に移動可
能に配置しておけば、自動分注装置に対して装着可能な
状態でチップを供給できるのである。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、ホッパーに大量のチッ
プを投入しておくのみで、自動的に自動分注装置にチッ
プを供給することが可能である。しかも、本発明の好ま
しい形態によれば、先細りとなった尖端部等、チップの
中でも特に衝撃等の外部からの力に弱い部分が曲がった
り折れたりすることを防止しつつ、チップを自動分注装
置等に供給することができる。

【００２８】本発明の装置によれば、チップを１本ず
つ、正確に分注装置等に供給することも可能である。し
かもベルト上に配置した羽の数と駆動用モータの回転数
等から供給されたチップの数を把握したり、或いは、例
えば羽付ベルトによるチップ搬送可能上に簡便なチップ
検出センサーを配置するすることにより、より正確に供
給されたチップ数を把握することができるから、自動分
注装置による吸引、吐出操作に供されたチップ数を管理
したり、することもできる。更には、ホッパーに投入し
たチップ数が分かっている場合には、ホッパー中のチッ
プ残数を正確に推定することが可能であるから、チップ
を追加投入する時期等を事前に推定したり、或いは、例
えばホッパーに対してチップを投入する手段等を別途配
置しておけば、ホッパー容量にもかかわらず、より大量
のチップを自動的に供給するシステムを構築することも
容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明における好適な構成を有する装
置の側面を示す図である。

【図２】図２は、図１に示した装置を上部から観察した
図である。

【図３】図３は、図１に示した装置の搬送手段を上部か
ら観察した図である。

【図４】図４は、チップ方向修正手段の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ ホッパー ２ 羽（羽付ベルト） ３ 刷毛 ４ 羽付ベルト駆動用モーター（駆動輪） ５ ガイド手段 ６ 食い込み防止手段 ７ チップ ８ ホッパー底面 ９ ホッパー底部開口 １０ 漏斗状のチップ方向修正手段本体 １１、１２ 突起

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズルチップを収納するためのホッパー
   と、ホッパーの下部開口から落下したノズルチップを搬
   送するための羽付きベルトを含む搬送手段からなる装
   置。
2. 【請求項２】搬送手段が鉛直方向に対して傾斜して配置
   されており、ホッパーからのノズルチップ供給地点から
   高い地点にまでノズルチップを搬送した後、該地点でノ
   ズルチップを下に落下させるものである請求項１の装
   置。
3. 【請求項３】前記ノズルチップを落下させる地点におい
   て、ノズルチップを搬送手段から鉛直に落下させるため
   のガイド手段を有することを特徴とする請求項２の装
   置。
4. 【請求項４】羽付きベルトが、ノズルチップ全長以上の
   幅を有すると共に、その羽がノズルチップの幅分離間し
   て配置されていることを特徴とする請求項１の装置。
5. 【請求項５】ホッパーから供給されるノズルチップが羽
   付きベルト上で積層されたまま搬送されないようにする
   ための積層排除手段を有していることを特徴とする請求
   項１の装置。
6. 【請求項６】積層排除手段がホッパー又は搬送手段に装
   備された刷毛であり、積層したノズルチップの通過を排
   除する機能を有することを特徴とする請求項５の装置。
7. 【請求項７】ホッパーの底面が羽付きベルトによるノズ
   ルチップの搬送面に対して傾斜していることを特徴とす
   る請求項１の装置。
8. 【請求項８】ホッパーの下部開口が、ノズルチップ全長
   以上かつ羽付きベルト幅以下の長辺と、ノズルチップ幅
   以上かつノズルチップ全長未満の短辺を有する概ね長方
   形状であることを特徴とする請求項１の装置。
9. 【請求項９】ホッパーの下部開口の一部を閉塞する、ホ
   ッパーから落下したノズルチップがホッパーと羽付ベル
   トの間に食い込むことを防止するための食い込み防止手
   段を有することを特徴とする請求項１の装置。