WO2021084823A1

WO2021084823A1 - 検体容器把持装置及び検体搬送装置、接続装置

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Publication number: WO2021084823A1
Application number: PCT/JP2020/029073
Authority: WO
Inventors: 山下　太一郎; 茂輝山口; 正史遠藤
Original assignee: 株式会社日立ハイテク
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2020-07-29
Publication date: 2021-05-06
Also published as: CN114556109A; EP4053567A1; JP7326113B2; JP2021071381A; US20220357354A1; EP4053567A4

Abstract

検体に異物を混入させることなく検体容器を把持できる検体容器把持装置、及びそれを備える検体搬送装置、接続装置を提供する。検体が収容される検体容器を把持する検体容器把持装置であって、前記検体容器が乗せられる検体キャリアが所定の位置まで搬送されるまでは前記検体キャリアを搬送する搬送路の外で待機し、前記所定の位置へ前記検体キャリアが搬送されると前記搬送路に向かって水平移動して前記所定の位置にて前記検体容器を水平方向から把持するクランプの対を備えることを特徴とする。

Description

検体容器把持装置及び検体搬送装置、接続装置

　本発明は、血液や尿等の検体を収容する検体容器を搬送する検体搬送装置と検体を分析する分析装置とを接続する接続装置または検体搬送装置において、検体容器を把持する検体容器把持装置に関する。

　病院や検査施設では検体検査自動化システムを用いて、被検者から供される血液や尿等の検体を臨床検査のための分析にかける。検体検査自動化システムには、検体が収容される検体容器に対して様々な前処理を行う前処理装置や検体容器を搬送する検体搬送装置、検体容器から検体を採取して分析する分析装置、検体搬送装置と分析装置を接続する接続装置が含まれる。また検体検査自動化システムでは所定の位置、例えば検体容器から検体を採取する位置に、検体容器を正確に配置することが求められる。

　特許文献１には、検体容器を保持し、カルーセルによって所定の位置まで搬送されたキャリアが上方へ移動させられるのに連動して、移動した位置において検体容器を正確に把持する一対のセンタリングジョーを備える装置が開示されている。

特開２０１７－１２９５７６号公報

　しかしながら特許文献１では、検体容器が搬送される搬送路の上にセンタリングジョーが配置されるため、センタリングジョーから発生する摩耗粉等の異物が検体容器の中の検体に混入する場合がある。検体への異物の混入は、分析装置の分析精度を低下させる。

　そこで本発明は、検体に異物を混入させることなく検体容器を把持できる検体容器把持装置、及びそれを備える検体搬送装置、接続装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために本発明は、検体が収容される検体容器を把持する検体容器把持装置であって、前記検体容器が乗せられる検体キャリアが所定の位置まで搬送されるまでは前記検体キャリアを搬送する搬送路の外で待機し、前記所定の位置へ前記検体キャリアが搬送されると前記搬送路に向かって水平移動して前記所定の位置にて前記検体容器を水平方向から把持するクランプの対を備えることを特徴とする。

　また本発明は、検体が収容される検体容器を搬送する検体搬送装置であって、前記検体容器把持装置を備えることを特徴とする。

　また本発明は、検体が収容される検体容器を搬送する検体搬送装置と前記検体を分析する分析装置とを接続する接続装置であって、前記検体容器把持装置を備えることを特徴とする。

　本発明によれば、検体に異物を混入させることなく検体容器を把持できる検体容器把持装置、及びそれを備える検体搬送装置、接続装置を提供することができる。

実施例１の検体検査自動化システムの全体構成を示す図である。実施例１の接続装置を示す斜視図である。実施例１の接続装置を示す上面図である。検体容器把持装置の要部を示す上面図である。実施例１の検体容器把持装置の構成を示す斜視図である。実施例１の検体容器把持装置の構成を示す上面図である。実施例１の検体容器把持装置の動作の流れを示す図である。実施例１の検体容器把持装置の動作を示す上面図である。実施例１の検体容器把持装置の動作を示す上面図である。実施例１の検体容器把持装置の動作を示す上面図である。実施例１の検体容器把持装置の動作を示す上面図である。実施例１の検体容器把持装置の動作を示す上面図である。実施例１の検体容器把持装置の動作を示す上面図である。実施例１の検体容器把持装置の接触面を示す拡大図である。実施例１の検体容器把持装置の動作を示す上面図である。実施例２の検体容器把持装置の構成と動作を示す上面図である。実施例２の検体容器把持装置の構成と動作を示す上面図である。実施例２の検体容器把持装置の構成と動作を示す上面図である。実施例２の検体容器把持装置の構成と動作を示す上面図である。実施例３の検体容器把持装置の構成と動作を示す上面図である。実施例４の検体容器把持装置の構成と動作を示す上面図である。

　以下、図面を参照して、本実施例について説明する。なおいくつかの図面には、方向を明確にするために、上下左右前後の方向を示す。

　図１を用いて、本実施例の検体検査自動化システム１について説明する。検体検査自動化システム１は、被検者から供される血液や尿等の検体に各種の前処理を施した後、臨床検査のための分析をするシステムである。検体検査自動化システム１は、前処理装置２、検体搬送装置３、検体バッファ４、接続装置５、分析装置６、制御装置９を備える。以下、各装置について説明する。

　前処理装置２は、検体の分析に先立って、検体に前処理を施す装置である。前処理には、検体が収容される検体容器７の受付処理、遠心分離処理、検体容器７内の液量等の計測処理、検体容器７の開栓処理、検体を小分けする分注処理等が含まれる。

　検体搬送装置３は、１本の検体容器７が乗せられた検体キャリア８を前処理装置２と分析装置６との間で搬送する装置である。検体搬送装置３には、検体キャリア８の往路と復路となる２つの搬送路が設けられる。

　検体バッファ４は、搬送路上で検体キャリア８が渋滞するのを防ぐために、検体キャリア８を一時的に格納する装置である。検体バッファ４は、必要に応じて設けられる。

　接続装置５は、検体搬送装置３と分析装置６との間を接続する装置であり、分析装置６が検体を採取する位置である検体採取位置１０へ検体キャリア８を搬送する。なお接続装置５については、図２及び図３を用いて後述する。

　分析装置６は、検体採取位置１０へ搬送された検体キャリア８上の検体容器７から採取される検体を分析する装置である。検体の採取は、検体採取位置１０にある検体容器７に上方から挿入されるノズル等によって行われる。

　制御装置９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、センサ等で取得された情報に基づいて、各装置の動作を制御する。

　図２及び図３を用いて、本実施例の接続装置５について説明する。接続装置５は、カルーセル２１と検体容器把持装置２０を有する。

　カルーセル２１は、検体キャリア８を検体採取位置１０へ搬送する装置であり、複数のツメ２２と円弧形状の搬送路２３を有する。ツメ２２は、平面形が略五角形の薄板であり、搬送路２３に沿って頂点が外周を向くように等間隔に配置され、搬送路２３に沿って回動する。ツメ２２の間には検体キャリア８が保持される空隙が設けられるので、ツメ２２の回動によって検体キャリア８が搬送路２３の上を等間隔で搬送される。

　搬送路２３は、検体搬送装置３から検体キャリア８が搬入される検体搬入路１１と、検体搬送装置３へ検体キャリア８が搬出される検体搬出路１２に接続される。検体搬入路１１に搬入された検体キャリア８はキャリア分離部１３によってせき止められる。検体キャリア８がせき止められている間に、検体容器７に取り付けられたバーコードラベルやＲＦＩＤが読み取り部１４によって読み取られ、検体に係る情報が取得される。検体に係る情報が取得された後、検体キャリア８はキャリア分離部１３から解放され、搬送路２３へ一つずつ搬送される。搬送路２３上の検体キャリア８はツメ２２の回動によって搬送され、検体採取位置１０に到達した後、さらに搬送されて検体搬出路１２から搬出される。

　検体容器把持装置２０は、検体採取位置１０に搬送された検体容器７を把持する装置であり、検体容器７を把持することで検体容器７の位置固定や転倒防止をする。検体容器把持装置２０は、検体採取位置１０へ検体キャリア８が搬送されるまでは搬送路２３の外で待機し、検体採取位置１０へ検体キャリア８が搬送されると、搬送路２３に向かって水平移動し、検体採取位置１０にて検体容器７を水平方向から把持する。検体容器把持装置２０は、検体採取位置１０へ検体キャリア８が搬送されるまでは搬送路２３の外で待機し、検体採取位置１０に検体キャリア８が搬送されてから検体容器７に向かって水平移動するので、検体容器７の中に異物を混入させずに済む。また検体容器把持装置２０は、検体採取位置１０へ検体キャリア８が搬送されるまでは搬送路２３の外で待機するので検体容器７の搬送を妨げず、鉛直方向へは移動せず水平方向への移動だけであるので上下方向の小型化が可能である。

　図４を用いて、検体容器把持装置２０の要部について説明する。検体容器把持装置２０は、左右対称に配置されるクランプ３０の対を備える。なお図４にはクランプ３０の対の左側のみが示され、対称軸３６によって対称に配置される右側のクランプ３０は省略される。対称軸３６はカルーセル２１の中心と検体採取位置１０とを結ぶ線であることが好ましい。クランプ３０は、接触面３１と第一ピン３２、第二ピン３３を有する。

　接触面３１は、検体容器７に接触する面であり、クランプ３０の一端に設けられる。接触面３１が検体容器７に左右から接触することにより検体容器７が把持される。左右対称に設けられる接触面３１によって把持されるので、検体容器７は安定して精度よく把持される。

　第一ピン３２は、水平面内で円弧を描くように駆動させられる軸であり、クランプ３０の他端に設けられる。なお、第一ピン３２が描く円弧を第一円弧３４、第一円弧３４の中心を第一中心３８とする。第一ピン３２が駆動させられる方向は左右で逆方向であり、左側の第一ピン３２が時計回りである場合、右側は反時計回りである。

　第二ピン３３は、第一ピン３２の駆動にともなって、水平面内で円弧を描くように移動させられる軸であり、クランプ３０の両端の間に設けられる。なお、第二ピン３３が描く円弧を第二円弧３５、第二円弧３５の中心を第二中心３９とする。第二ピン３３が移動させられる方向は、第一ピン３２と同様に、左右で逆方向である。

　第二中心３９は、クランプ３０の対の外側であっても、対称軸３６の上であっても良い。両者を区別するために、クランプ３０の対の外側にある第二中心３９を第二中心３９ａ、対称軸３６の上にある第二中心３９を第二中心３９ｂとする。また第二中心３９ａに対する第二円弧３５を第二円弧３５ａ、第二中心３９ｂに対する第二円弧３５を第二円弧３５ｂとする。第二中心３９ｂと第二円弧３５ｂは、左右で共用される。

　以上の要部を有する検体容器把持装置２０において、第一ピン３２が駆動される方向は第一円弧３４の接線方向であり、第二ピン３３が移動する方向は第二円弧３５の接線方向である。したがってクランプ３０の上の各点が移動する方向は、第一ピン３２と第一中心３８とを結ぶ直線と第二ピン３３と第二中心３９とを結ぶ直線との交点３７を中心とする円弧の接線方向となる。図４には、クランプ３０の接触面３１が移動する方向の一例として、第一ピン３２と第一中心３８とを結ぶ直線と第二ピン３３と第二中心３９ａとを結ぶ直線との交点３７ａを中心とする円弧の接線方向が矢印で示される。第二中心３９が対称軸３６の上にある場合は、第一ピン３２と第一中心３８とを結ぶ直線と第二ピン３３と第二中心３９ｂとを結ぶ直線との交点３７ｂを中心とする円弧の接線方向がクランプ３０の上の点の移動方向となる。

　図５及び図６を用いて、検体容器把持装置２０のより具体的な構成について説明する。本実施例の検体容器把持装置２０は、モータ４０が生成する回転駆動力を第一ピン３２に伝達する伝達部を備え、伝達部はクランクアーム４２や連結板４４、第一ギア４９、第二ギア５１、第三ギア５２等を有する。以下、伝達部の一例について説明する。

　モータ４０は、例えばステッピングモータであり、上下方向を軸として回転する回転軸４１を有する。なおモータ４０が正回転のとき回転軸４１は時計周りに回転する。回転軸４１にはクランクアーム４２の一端が固定接続されるので、クランクアーム４２は回転軸４１と一体として回転する。クランクアーム４２の他端には連結板４４の一端と回動自在に接続される連結軸４３が設けられ、連結板４４の他端には連結軸４３方向を向く長穴４８が穿設される。長穴４８には、約９０°の中心角を有する扇形の歯車である第一ギア４９と接続される伝達軸４５が貫通させられる。伝達軸４５は長穴４８に沿って移動可能であるので、回転軸４１が時計周りに回転すると伝達軸４５が左方向に引っ張られ、第一ギア軸５０を回転中心として第一ギア４９が時計周りに回転する。

　なお伝達軸４５は引きバネであるバネ４６の一端と接続され、バネ４６の他端はバネ固定部４７にて連結板４４に支持される。バネ４６によってバネ固定部４７に向けて引っ張られる伝達軸４５は、長穴４８の連結軸４３側の面に当接した状態を維持する。

　第一ギア４９には第二ギア５１が噛み合っているので、第一ギア４９が時計周りに回転すると第二ギア５１が反時計周りに回転する。第二ギア５１は、左右一対の第三ギア５２の内の右側と、回転軸である第一中心３８を共有するので、第二ギア５１が反時計周りに回転すると右側の第三ギア５２も反時計周りに回転する。左右一対の第三ギア５２は歯数が同一であって互いに噛み合うので、右側の第三ギア５２が反時計周りに回転すると左側の第三ギア５２は時計周りに回転する。左右一対の第三ギア５２には、左右対称に配置されるクランプ３０が有する第一ピン３２がそれぞれ設けられるので、第三ギア５２の回転によって第一ピン３２はそれぞれ第一円弧３４の上を左右対称に駆動させられる。

　また左右対称に配置されるクランプ３０が有する第二ピン３３は左右一対のリンクアーム５３の一端と回動自在にそれぞれ接続され、リンクアーム５３の他端には回動自在に軸支される第二中心３９ａが左右対称にそれぞれ設けられる。すなわちリンクアーム５３によって第二ピン３３は第二円弧３５ａの上を移動する。

　そして第一ピン３２が第一円弧３４の上を駆動するのにともなって第二ピン３３が第二円弧３５ａの上を移動するので、接触面３１は交点３７ａを中心とする円弧の接線方向に移動する。交点３７ａは第一ピン３２と第一中心３８とを結ぶ直線と第二ピン３３と第二中心３９ａとを結ぶ直線とが交差する点であり、第一ピン３２と第二ピン３３の移動にともなって位置が変わるので、接触面３１は図６中の矢印のような曲線を描きながら移動する。

　なお第一ギア４９の回転角度を検知するために、第一検知板５４と第一センサ５６が備えられても良い。第一検知板５４は第一ギア４９に固定され、第一ギア４９とともに回転する。第一センサ５６は、検体容器把持装置２０の原点位置である回転軸４１、連結軸４３、バネ固定部４７、伝達軸４５が記載された順に略一直線に並ぶときの第一検知板５４を検知する位置に配置される。

　また連結板４４の位置を検知するために、第二検知板５５と第二センサ５７が備えられても良い。第二検知板５５は連結板４４に固定され、連結板４４とともに移動する。第二センサ５７は、連結軸４３、回転軸４１、バネ固定部４７、伝達軸４５が記載された順に略一直線に並ぶときの第二検知板５５を検知する位置に配置される。

　さらに第一ギア４９が所定の回転角度に達したときの第一検知板５４を検知する位置に第三センサ５８が配置されても良い。なお第一センサ５６、第二センサ５７、第三センサ５８は、図示されない支持部材によって、検体容器把持装置２０に固定される。

　図７を用いて、本実施例の検体容器把持装置２０の動作の流れの一例について説明する。

　（Ｓ７０１）
　接続装置５は、制御装置９からの指示に基づいて、検体キャリア８を搬入する。検体キャリア８がキャリア分離部１３によってせき止められる間に、読み取り部１４によって検体に係る情報が取得されることが好ましい。また第一センサ５６の出力に基づいて制御装置９が検体容器把持装置２０を原点位置に移動させておくことが好ましい。

　（Ｓ７０２）
　カルーセル２１は、制御装置９からの指示に基づいて、ツメ２２を搬送路２３の周方向に回動させる。ツメ２２の間に保持される検体キャリア８は、搬送路２３に沿って搬送される。

　（Ｓ７０３）
　制御装置９は、検体キャリア８が検体採取位置１０に達したか否かを判定する。達していなければＳ７０２へ処理が戻され、達していればＳ７０４へ処理が進む。

　（Ｓ７０４）
　制御装置９は、カルーセル２１を停止させた状態で、モータ４０を正回転させる。なお、分析装置６の高さに応じて、図示されない昇降装置によって検体キャリア８の高さが調整されても良い。

　（Ｓ７０５）
　制御装置９は、検体容器把持装置２０が検体容器７を把持したか否かを判定する。把持していなければＳ７０６へ処理が進み、把持していればＳ７０７へ処理が進む。

　図８乃至図１１を用いて検体容器把持装置２０が検体容器７を把持するまでの動作について説明する。図８は、回転軸４１が時計周りに回転することによって連結軸４３が原点位置から角度θ１だけ回動した状態である。連結軸４３の回動にともなって、第一ピン３２と第二ピン３３が移動し、交点３７ａも移動するので接触面３１の移動方向は図８の矢印方向となる。なお図８では第一検知板５４が第一センサ５６から外れているので、図８の状態で回転軸４１を反時計周りに回転させることでＳ７０１における検体容器把持装置２０の原点位置への移動を実行しても良い。

　図９は、回転軸４１が時計周りにさらに回転することによって連結軸４３が原点位置から角度θ２（＞θ１）だけ回動した状態である。第一ピン３２と第二ピン３３との移動にともない、第一ピン３２と第一中心３８とを結ぶ直線と第二ピン３３と第二中心３９とを結ぶ直線との交点３７ａは図９に示す位置に移動するので、接触面３１の移動方向は図９の矢印方向となる。またクランプ３０が搬送路２３と交差する。

　図１０は、回転軸４１が時計周りにさらに回転することによって連結軸４３が原点位置から角度θ３（＞θ２）だけ回動した状態である。第一ピン３２と第二ピン３３との移動にともなって交点３７ａが移動し、検体採取位置１０に配置された検体容器７に接触面３１が接触する。なお、原点位置から図１０の状態に至る過程では、バネ４６は伝達軸４５を長穴４８の中で引っ張るだけであり、バネ４６の弾性力は伝達軸４５から第一ギア４９へ伝達されない。よってクランプ３０の移動に要する負荷は加速による慣性力と摩擦負荷だけであるので、原点位置から接触面３１が検体容器７に接触するまでのモータ４０の消費電力を低減できる。またクランプ３０は１個のモータ４０で駆動するため、検体容器把持装置２０を安価に構成できる。なお図１０の状態では、接触面３１は検体容器７に接触しているに過ぎず、クランプ３０に検体容器７を把持する力は生じていない。

　図１１は、回転軸４１が時計周りにさらに回転することによって連結軸４３が原点位置から角度θ４（＞θ３）だけ回動し、回転軸４１に対して伝達軸４５とは反対側に移動させた状態である。クランプ３０が検体容器７に接触しているので、第一ピン３２と第二ピン３３の位置が固定されるのにともなって第三ギア５２、第二ギア５１、第一ギア４９の回転角度と、伝達軸４５の位置が固定される。伝達軸４５の位置が固定されるのに対して、バネ固定部４７が連結板４４とともに回転軸４１へ近接する方向に移動するので、バネ４６は引き延ばされ、伝達軸４５を介して第一ギア４９を時計回りに回転させるトルクを生じさせる。このトルクは、第二ギア５１と第三ギア５２を介して、クランプ３０に作用し、検体容器７を把持する力となる。また図１１の状態では、連結軸４３とバネ固定部４７を結ぶ直線が回転軸４１の中心よりも後方に位置するので、バネ４６の弾性力によってモータ４０の逆回転を防止できる。

　第二センサ５７は、連結軸４３とバネ固定部４７を結ぶ直線が回転軸４１の中心よりも後方に位置するときの第二検知板５５を検知する位置に配置されても良い。すなわち、第二センサ５７の出力によって、検体容器把持装置２０が検体容器７を把持したか否かが判定されても良い。

　ところで、検体容器７には直径の異なる複数の種類が存在する。図１２と図１３を用いて、図１１等に示した検体容器７の直径ｄ１よりも細い直径ｄ２とｄ３の場合について説明する。なおｄ２＝（ｄ１＋ｄ３）／２とする。

　図１２には直径ｄ２（＜ｄ１）の検体容器７を把持する様子が示される。図１２では、交点３７ａが検体容器７に対して前後方向の接線上に位置するときに、接触面３１が検体容器７に接触する。そのため検体容器７には左右方向からの把持力のみが印加される。

　図１３には直径ｄ３（＜ｄ２）の検体容器７を把持する様子が示される。図１３では、交点３７ａが図１２の場合よりも左方に移動するので、右後方への把持力が印加される。なお、図１１では、交点３７ａが図１２の場合よりも右方に移動するので、右前方への把持力が印加される。そのためクランプ３０の対によって、図１３では後方へ、図１１では前方へ移動させようとする力が検体容器７に作用する。そこで、接触面３１は検体容器７を包み込むような形状、例えばＶ字型の溝を有する形状であることが好ましい。

　図１４を用いて接触面３１の形状の一例について説明する。なお図１４（ａ）は太い直径ｄ１の場合の接触面３１の近傍の拡大図であり、図１４（ｂ）は細い直径ｄ３の場合である。また図１４（ｂ）には太い直径ｄ１の場合が点線で示される。図１４において、接触面３１はＶ字型の溝を有する形状であり、前側接触面３１ａと後側接触面３１ｂに分けられる。

　図１４（ａ）では、図１１と同様に、交点３７ａが前後方向の接線よりも右方にあるので、左側のクランプ３０は右前方に移動する。このとき前側接触面３１ａは点Ｐで検体容器７に接触し、検体容器７の中心位置Ｏに向かう反力Ｆａを生じさせる。また前側接触面３１ａが点Ｐで検体容器７に接触するときに、後側接触面３１ｂが点Ｑで検体容器７に接触し、検体容器７の中心位置Ｏに向かう反力Ｆｂを生じさせるように、後側接触面３１ｂは配置される。このように前側接触面３１ａと後側接触面３１ｂが配置されることより、左右一対のクランプ３０は検体容器７を中心位置Ｏにて把持できる。

　図１４（ｂ）では、図１３と同様に、交点３７ａが前後方向の接線よりも左方にあるので、左側のクランプ３０は右後方に移動する。このとき前側接触面３１ａは点Ｐ’で検体容器７’に接触し、検体容器７’の中心位置Ｏ’に向かう反力Ｆａ’を生じさせる。また前側接触面３１ａが点Ｐ’で検体容器７’に接触するときに、後側接触面３１ｂが点Ｑ’で検体容器７’に接触し、検体容器７’の中心位置Ｏ’に向かう反力Ｆｂ’を生じさせるように、後側接触面３１ｂは配置される。このように前側接触面３１ａと後側接触面３１ｂが配置されることより、左右一対のクランプ３０は検体容器７を中心位置Ｏにて把持できる。

　ここで、点Ｐから点Ｐ’までの距離と点Ｑから点Ｑ’までの距離が、（ｄ１－ｄ３）／２に等しくなるように、前側接触面３１ａと後側接触面３１ｂの相対位置と角度が設定されることが好ましい。このような配置により、直径の異なる複数の種類の検体容器７を正確に把持することができる。なお、検体容器７の中心位置Ｏと検体容器７’の中心位置Ｏ’とは同じ位置でなくても良く、例えば０．２ｍｍ程度の誤差を有していても良い。

　また直径ｄ２の検体容器７が把持されたときの交点３７ａの位置が、異径の検体容器７の各側面から後方に延伸した各接線に挟まれる範囲に配置されることが好ましい。具体的には、直径ｄ１の検体容器７の側面から後方に延伸した接線と、直径ｄ３の検体容器７の側面から後方に延伸した接線との間に、直径ｄ２の検体容器７が把持されたときの交点３７ａが配置されることが好ましい。このような配置により、直径ｄ１～ｄ３の範囲の検体容器７を正確に把持することができる。

　（Ｓ７０６）
　制御装置９は、検体採取位置１０に搬送された検体キャリア８の上に検体容器７が無いことを検知したか否か判定する。検体容器７が無いことを検知しなければＳ７０４へ処理が戻り、検知すればＳ７０９へ処理が進む。

　図１５を用いて、検体容器７が無い場合について説明する。図１５は、接触面３１が検体容器７に接触した図１０の状態から、回転軸４１が時計周りにさらに回転することによって連結軸４３が原点位置から角度θ５（＞θ３）だけ回動した状態である。なおθ５はθ４より小さい。第一ピン３２と第二ピン３３との移動にともなって交点３７ａが移動し、接触面３１同士が接触する。接触面３１は検体容器７に接触しないので、第一ギア４９は図１０の状態からさらに回転し、第一ギア４９の回転にともなって第一検知板５４が第三センサ５８の位置まで移動し、第三センサ５８の出力が変化する。すなわち、第三センサ５８の出力によって、検体採取位置１０に検体容器７が無いことが検知されても良い。

　（Ｓ７０７）
　制御装置９は、モータ４０を停止させる。検体容器７は、バネ４６が引き延ばされることによってクランプ３０に作用するトルクによって把持される。

　（Ｓ７０８）
　分析装置６は、検体容器把持装置２０が把持している検体容器７から検体を採取する。

　（Ｓ７０９）
　制御装置９は、モータ４０を逆回転させる。モータ４０が逆回転することにより、クランプ３０の対は検体容器７の把持を解除し、原点位置に向かって水平移動する。

　（Ｓ７１０）
　制御装置９は、検体キャリア８が原点位置に達したか否かを判定する。達していなければＳ７０９へ処理が戻され、達していればＳ７１１へ処理が進む。検体キャリア８が原点位置に達したか否かは、第一センサ５６の出力によって判定されても良い。

　（Ｓ７１１）
　制御装置９は、モータ４０を停止させる。クランプ３０の対は原点位置に復帰している。なお、Ｓ７０４において検体キャリア８の高さが調整された場合は、本ステップにおいて検体キャリア８が元の高さに戻される。

　（Ｓ７１２）
　制御装置９は、分析対象となる次の検体の有無を判定する。次の検体が無ければ終了となり、有ればＳ７０１へ処理が戻る。

　以上説明した処理の流れにより、搬送路２３の上の検体容器７に収容される検体にクランプ３０の対から発生する摩耗粉等の異物を混入させることなく検体容器７を把持することができる。なお本実施例の検体容器把持装置２０は水平方向に移動し、水平方向から検体容器７を把持するので、上下方向の小型化が可能である。また検体採取位置１０へ検体キャリア８が搬送されるまで、クランプ３０の対は搬送路２３の外で待機するので検体容器７の搬送を妨げない。

　実施例１では、クランプ３０の対の外側に第二中心３９がある場合、すなわち第二中心３９ａについて説明した。本実施例では、クランプ３０の対の対称軸３６の上に第二中心３９がある場合、すなわち第二中心３９ｂについて説明する。なお実施例１と同じ構成については説明を省略する。

　図１６乃至図１９を用いて本実施例の検体容器把持装置２０の構成と、原点位置から検体容器７を把持するまでの動作について説明する。図１６に示すように本実施例の検体容器把持装置２０は、実施例１と同様に、左右対称に配置されるクランプ３０の対と第三ギア５２の対を有する。なお図１６では、モータ４０から第二ギア５１までの構成を省略する。

　クランプ３０は、実施例１と同様に、接触面３１と第一ピン３２、第二ピン３３を有する。接触面３１は、検体容器７に接触する面であり、クランプ３０の一端に設けられる。第一ピン３２は、クランプ３０の他端に設けられ、第三ギア５２に回動自在に接続されることで、第一中心３８を回転中心とする円弧を描くように駆動させられる。第二ピン３３は、クランプ３０の両端の間に設けられ、第二リンクアーム６０の一端に回動自在に接続される。第二リンクアーム６０の他端は、対称軸３６の上に配置される第二中心３９ｂに回動自在に接続される。なお第二リンクアーム６０は、対称軸３６に対して左右対称に配置される。

　このような構成により、本実施例の第二ピン３３は、第一ピン３２の駆動にともなって、第二中心３９ｂを中心とする第二円弧３５ｂを描くように移動させられる。そして、接触面３１は、第一ピン３２と第一中心３８とを結ぶ直線と第二ピン３３と第二中心３９ｂとを結ぶ直線との交点３７ｂを中心とする円弧の接線方向に移動する。なお図１６は、検体容器把持装置２０が原点位置にいる状態であって、左側の第三ギア５２が時計回りに回転するときに接触面３１が移動する方向を矢印で示している。

　図１７は、左側の第三ギア５２が原点位置から時計回りに回動することによって、第一ピン３２と第二ピン３３が移動し、クランプ３０の対が開きながら前方に移動した状態である。第一ピン３２と第二ピン３３の移動にともない、交点３７ｂは図１７に示す位置に移動しており、接触面３１の移動方向は図１７の矢印で示される。

　図１８は、左側の第三ギア５２が時計回りにさらに回動することによって、第一ピン３２と第二ピン３３が移動し、クランプ３０の対が閉じながら前方に移動した状態である。第一ピン３２と第二ピン３３の移動にともない、交点３７ｂは図１８に示す位置に移動しており、接触面３１の移動方向は図１８の矢印で示される。

　図１９は、左側の第三ギア５２が時計回りにさらに回動することによって、第一ピン３２と第二ピン３３が移動し、クランプ３０の対がさらに閉じて接触面３１が検体容器７に接触した状態である。交点３７ｂは図１９に示す位置に移動しており、接触面３１の移動方向は図１９の矢印で示されるようにほぼ右方である。接触面３１の移動方向がほぼ右方であるので、検体採取位置１０に搬送された検体容器７は左右対称のクランプ３０の対によって正確に把持される。

　以上説明した構成と動作により、実施例１と同様に、検体容器７に収容される検体にクランプ３０の対から発生する摩耗粉等の異物を混入させることなく検体容器７を把持することができる。また本実施例の検体容器把持装置２０も水平方向に移動し、水平方向から検体容器７を把持するので、上下方向の小型化が可能である。また検体採取位置１０へ検体キャリア８が搬送されるまで、クランプ３０の対は搬送路２３の外で待機するので検体容器７の搬送を妨げない。

　実施例２では、第二リンクアーム６０を用いることによって、第二中心３９ｂを中心とする第二円弧３５ｂの上で第二ピン３３を移動させることについて説明した。本実施例では、第二リンクアーム６０の代わりに、第二ピン３３が摺動しながら移動するガイド溝７０を用いることついて説明する。なお実施例２と同じ構成については説明を省略する。

　図２０を用いて本実施例の検体容器把持装置２０の構成について説明する。本実施例の検体容器把持装置２０は、実施例２と同様に、左右対称に配置されるクランプ３０の対と第三ギア５２の対を有し、クランプ３０は接触面３１と第一ピン３２、第二ピン３３を有する。実施例２と同様に、接触面３１は検体容器７に接触する面であり、第一ピン３２は第三ギア５２に回動自在に接続される。本実施例の第二ピン３３は、第二中心３９ｂを中心とする第二円弧３５ｂに沿って設けられるガイド溝７０の中を摺動しながら移動する。なおガイド溝７０は、対称軸３６に対して左右対称に配置される。またガイド溝７０は、第二円弧３５ｂに沿う形状に限定されず、図４に示される第二円弧３５ａに沿う形状であっても良い。

　このような構成により、本実施例の第二ピン３３は、第一ピン３２の駆動にともなって、第二円弧３５ｂを描くように移動させられる。そして、接触面３１は、第一ピン３２と第一中心３８とを結ぶ直線と第二ピン３３と第二中心３９ｂとを結ぶ直線との交点３７ｂを中心とする円弧の接線方向に移動する。なお図２０は、検体容器把持装置２０が原点位置にいる状態を実線で、検体採取位置１０にある検体容器７をクランプ３０が把持した状態を点線で、原点位置から把持状態までの接触面３１の移動方向を曲線矢印で示している。

　以上説明した構成により、実施例２と同様に、検体容器７に収容される検体にクランプ３０の対から発生する摩耗粉等の異物を混入させることなく検体容器７を把持することができる。また本実施例の検体容器把持装置２０も水平方向に移動し、水平方向から検体容器７を把持するので、上下方向の小型化が可能である。また検体採取位置１０へ検体キャリア８が搬送されるまで、クランプ３０の対は搬送路２３の外で待機するので検体容器７の搬送を妨げない。

　実施例１乃至３では、カルーセル２１によって搬送される検体キャリア８上の検体容器７を把持することついて説明した。本実施例では、円弧形状の搬送路２３に沿って搬送される検体容器７ではなく、検体搬送装置３が備える直線形状の直線搬送路８０に沿って搬送される検体容器７を把持することについて説明する。なお実施例１と同じ構成については説明を省略する。

　図２１を用いて本実施例の検体容器把持装置２０の構成について説明する。本実施例の検体容器把持装置２０は、所定の位置に検体容器７が搬送されるまでは、直線搬送路８０の外で待機し、所定の位置に検体容器７が搬送されると直線搬送路８０に向かって水平移動して水平方向から検体容器７を把持するクランプ３０の対を有する。クランプ３０の駆動機構は、実施例１乃至３のいずれかと同じでも良い。なお図２１は、検体容器把持装置２０が原点位置にいる状態を実線で、所定の位置にある検体容器７をクランプ３０が把持した状態を点線で、原点位置から把持状態までのクランプ３０の先端の移動方向を曲線矢印で示している。

　以上説明した構成により、実施例１乃至３と同様に、検体容器７に収容される検体にクランプ３０の対から発生する摩耗粉等の異物を混入させることなく検体容器７を把持することができる。また本実施例の検体容器把持装置２０も水平方向に移動し、水平方向から検体容器７を把持するので、上下方向の小型化が可能である。また所定の位置へ検体容器７が搬送されるまで、クランプ３０の対は直線搬送路８０の外で待機するので検体容器７の搬送を妨げない。

　本発明の検体容器把持装置及び検体搬送装置、接続装置について、４つの実施例を説明した。なお、本発明の検体容器把持装置及び検体搬送装置、接続装置は上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせても良い。さらに、上記実施例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除しても良い。

１：検体検査自動化システム、２：前処理装置、３：検体搬送装置、４：検体バッファ、５：接続装置、６：分析装置、７：検体容器、８：検体キャリア、９：制御装置、１０：検体採取位置、１１：検体搬入路、１２：検体搬出路、１３：キャリア分離部、１４：読み取り部、２０：検体容器把持装置、２１：カルーセル、２２：ツメ、２３：搬送路、３０：クランプ、３１：接触面、３２：第一ピン、３３：第二ピン、３４：第一円弧、３５：第二円弧、３６：対称軸、３７：交点、３８：第一中心、３９：第二中心、４０：モータ、４１：回転軸、４２：クランクアーム、４３：連結軸、４４：連結板、４５：伝達軸、４６：バネ、４７：バネ固定部、４８：長穴、４９：第一ギア、５０：第一ギア軸、５１：第二ギア、５２：第三ギア、５３：リンクアーム、５４：第一検知板、５５：第二検知板、５６：第一センサ、５７：第二センサ、５８：第三センサ、６０：第二リンクアーム、７０：ガイド溝、８０：直線搬送路

Claims

　検体が収容される検体容器を把持する検体容器把持装置であって、
　前記検体容器が乗せられる検体キャリアが所定の位置まで搬送されるまでは前記検体キャリアを搬送する搬送路の外で待機し、前記所定の位置へ前記検体キャリアが搬送されると前記搬送路に向かって水平移動して前記所定の位置にて前記検体容器を水平方向から把持するクランプの対を備えることを特徴とする検体容器把持装置。
　請求項１に記載の検体容器把持装置であって、
　前記クランプは、一端に前記検体容器と接触する接触面を、他端に第一ピンを、両端の間に第二ピンを有し、左右対称に配置されることで対をなし、
　前記第一ピンが第一円弧の上を駆動させられるのにともなって、前記第二ピンが第二円弧の上を移動することを特徴とする検体容器把持装置。
　請求項２に記載の検体容器把持装置であって、
　前記第二円弧の中心が前記クランプの対の外側にあることを特徴とする検体容器把持装置。
　請求項２に記載の検体容器把持装置であって、
　前記第二円弧の中心が前記クランプの対の対称軸の上にあることを特徴とする検体容器把持装置。
　請求項２に記載の検体容器把持装置であって、
　回転駆動力を生成するモータと、
　前記回転駆動力を前記第一ピンに伝達する伝達部をさらに備え、
　前記伝達部は、前記接触面が前記検体容器に接触したあとの回転駆動力によって延伸する弾性部を有することを特徴とする検体容器把持装置。
　請求項５に記載の検体容器把持装置であって、
　前記伝達部は、一端が前記モータの回転軸に固定接続されるクランクアームと、前記クランクアームの他端に回動自在に接続される連結軸を一端に、前記回転駆動力を伝達する伝達軸を他端に有する連結板とをさらに有し、
　前記連結軸を前記回転軸に対して前記伝達軸とは反対側に移動させ、前記連結軸と前記伝達軸とを結ぶ線が前記回転軸の中心よりも後方に位置させることを特徴とする検体容器把持装置。
　請求項２に記載の検体容器把持装置であって、
　前記第二円弧は、前記第二ピンに回動自在に接続される一端と、回動自在に軸支される他端とを有するリンクアームによって形成されることを特徴とする検体容器把持装置。
　請求項２に記載の検体容器把持装置であって、
　前記第二円弧は、前記第二ピンが摺動するガイド溝によって形成されることを特徴とする検体容器把持装置。
　検体が収容される検体容器を搬送する検体搬送装置であって、
　請求項１に記載の検体容器把持装置を備えることを特徴とする検体搬送装置。
　検体が収容される検体容器を搬送する検体搬送装置と前記検体を分析する分析装置とを接続する接続装置であって、
　請求項１に記載の検体容器把持装置を備えることを特徴とする接続装置。