JPH1048100A - 分注装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】互いに検体容器の配列のピッチが異なる複数の
ラック間における吸引および吐出を自由に行なうことが
可能な可変ピッチ機構を有する分注装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】自動分注装置において、互いに直径が異な
るプーリ４５〜４８に巻付けられているベルト５１〜５
４に連結金具５５〜５８を介して分注ヘッド２６〜３０
を支持する取付け台２１〜２５を連結するようにし、モ
ータ４０によってプーリ４５〜４８が取付けられている
駆動軸４１を所定の角度回転駆動することによって、分
注ヘッド２６〜３０の間隔が等間隔でしかもそれらのピ
ッチを変更するようにし、互いにピッチの異なるラック
間において複数本同時に分注動作を行ない得るようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は分注装置に係り、と
くに先端部に注出部を有する複数の分注ヘッドを備えて
成る分注装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液検査等の検体検査において、一定量
の試料を吸入採取するとともに、吸入採取された試料を
所定のラック上の検体容器に分注するために、自動分注
装置が広く用いられている。このような分注装置は医療
用あるいは化学的、生物学的な種々の試料分析に供され
ている。

【０００３】このような分注装置は、親ラックから検体
試料を採取するとともに、採取した試料が子ラック上の
検体容器に一定量ずつ吐出されることになる。ここで子
ラック内の検体容器の配置のピッチが親ラックや分注ヘ
ッドのピッチと異なる場合が少なくない。このような場
合に、吸引吐出動作を複数本同時に行なって効率良く動
作させるためには、分注ヘッドのピッチを可変構造とす
ることが好ましい。

【０００４】そこで特定の分注ヘッドを固定するととも
に、他の分注ヘッドを可動にすることによって２つの分
注ヘッド間のピッチを変更できるようにし、２つのヘッ
ドでの分注を並行して行なうようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のこのような分注
装置は、分注ヘッドが２つの場合にはそのピッチを任意
に調整することができるが、分注ヘッドを３つ以上有す
る分注装置においてはそのピッチを可変することができ
なかった。そこでそれぞれの分注ヘッドについてそれぞ
れ互いに独立の可変構造とするとともに、必要な駆動源
を分注ヘッドの数量分用意し、複数本の分注動作に対応
して行なうようにしていた。

【０００６】このような構成によれば、重量が増加し、
スペースを要し、構造が複雑になる問題があった。また
分注ヘッドの取付け間隔が広くなって結果的に平面上に
おける動作エリアが大きくなり、装置全体としても大き
くなってしまうという問題があった。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、構造がシンプルでしかも装置全体の大
きさもあまり大きくならず、各分注ヘッド毎のピッチを
可変とするようにした分注装置を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、先端部に注出
部を有する複数の分注ヘッドと、前記複数の分注ヘッド
をそれぞれ横方向に移動調整可能に支持する支持手段
と、共通の駆動軸に取付けられており、それらの有効径
の差が順次等しくなるような値に設定されている複数の
伝動輪と、前記複数の伝動輪の回転運動を対応する分注
ヘッドにそれぞれ伝達し、これによって対応する分注ヘ
ッドをそれぞれ対応するストロークずつ横方向に移動さ
せる複数の伝動手段と、前記共通の駆動軸を所定の角度
回転させる駆動源と、をそれぞれ具備する分注装置に関
するものである。

【０００９】前記複数の伝動輪がそれぞれ所定の有効径
を有するプーリから構成されるとともに、前記複数の伝
動手段が対応するプーリに巻付けられかつ対応する分注
ヘッドと連結されているベルトから構成されてよい。

【００１０】前記複数の伝動輪の有効径をそれぞれ
ｒ_a 、ｒ_b 、ｒ_c 、ｒ_d ・・・とすると、ｒ_a −ｒ_b ＝
ｒ_b −ｒ_c ＝ｒ_c −ｒ_d ＝・・・の関係を満たすように
してよい。

【００１１】前記複数の分注ヘッドが支持手段を介して
ロボットの先端部に取付けられていてよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態に係
る分注装置の全体の構成を示すものであって、この分注
装置は直交ロボットを応用したものである。直交ロボッ
トはＸ方向移動レール１１とＹ方向移動レール１２とを
備え、Ｙ方向移動レール１２がＸ方向移動レール１１に
よってＸ軸方向に移動可能に支持されている。そしてＹ
方向移動レール１２上においてＹ軸方向に移動自在に可
動ベース１３が支持されている。

【００１３】可動ベース１３上には上下に一対の横レー
ル１７、１８がそれぞれ取付けられている。そしてこれ
らの横レール１７、１８によって取付け台２１、２２、
２３、２４、２５がそれぞれ移動可能に支持されてい
る。なおここでは上側の横レール１７によって取付け台
２２、２４が横方向に移動可能に取付けられ、下側の横
レール１８によって取付け台２１、２３、２５が移動可
能に支持されている。

【００１４】これらの取付け台２１〜２５上にはそれぞ
れ図１〜図３に示すように分注ヘッド２６、２７、２
８、２９、３０が取付けられている。これらの分注ヘッ
ド２６〜３０は取付け台２１〜２５上のシリンダ３１と
組合わされ、これによって分注ヘッド２６〜３０による
試料の吸引および吐出が行なわれるようになっている。
また分注ヘッド２６〜３０の先端部にはそれぞれ注出部
を構成する分注チップ３２が取付けられている。

【００１５】次に上記分注ヘッド２６〜３０の横方向の
配列のピッチを可変にするための構成ついて説明する
と、とくに図４〜図７に示すように、ピッチ可変機構の
駆動源を構成するモータ４０が可動ベース１３によって
支持されている。そしてモータ４０の軸線と平行に駆動
軸４１が回転可能に支持されている。そしてモータ４０
の出力軸に取付けられているプーリ４２と駆動軸４１の
下端部に取付けられているプーリ４３との間にはベルト
４４が掛渡されるようになっている。

【００１６】駆動軸４１上には互いに有効径が異なるプ
ーリ４５、４６、４７、４８が順次固着されている。

【００１７】これらのプーリ４５、４６、４７、４８に
はそれぞれベルト５１、５２、５３、５４が掛渡されて
いる。そしてベルト５１〜５４はそれぞれ連結金具５
５、５６、５７、５８を介して上記分注ヘッド２６〜２
９と連結されるようになっている。

【００１８】なおこの実施の形態においては分注ヘッド
３０が移動しないようになっているが、この構成は有効
径０のプーリとベルトを介して連結されているのと等価
である。このような構成に代えて分注ヘッド３０につい
ても、対応するプーリとベルトを介して連結して移動調
整できるようにしてもよい。

【００１９】このように本実施の形態に係る分注装置
は、複数本の分注ヘッド２６〜３０を備え、これらがそ
れぞれ取付け台２１〜２５を介して可動ベース１３上に
取付けられるようになっており、横レール１７、１８に
よってＹ軸方向に移動可能になっている。分注ヘッド２
６〜３０には、試料等を吸引および吐出するための構造
をもつシリンダ３１があり、その先端には容易に着脱可
能な分注チップ３２が取付けられている。これらがそれ
ぞれ独立して上下方向に移動可能になっている。

【００２０】分注動作は次のようにして行なわれる。吸
引される位置に取込まれた親ラック６１には図１に示す
ように、複数本の親検体容器６２が整列された状態で置
かれている。そして親ラック６１上に移動した分注ヘッ
ド２６〜３０は単独あるいは複数本同時に下降し、親検
体容器６２内に入って対応する分注チップ３２によって
試料を吸引する。吸引後に分注ヘッド２６〜３０が上昇
する。そしてこの後にＸ方向移動レール１１とＹ方向移
動レール１２とから成るロボットの動作によって、分注
ヘッド２６〜３０は複数の子ラック６３、６４が配され
た位置へ移動し、再び分注ヘッド２６〜３０が下降す
る。そして予め定められた子ラック６３内の子検体容器
６６内に定められた量を分注する。

【００２１】検査工程で使用される子検体容器６６、６
７、６８は検査の項目が多岐にわたるために、子ラック
６３、６４、６５の形状も様々な形状になってしまう。
とくに分注動作の際に分注ヘッド２６〜３０の間隔、す
なわちピッチｐと親ラック６１の親検体容器６２の間隔
ｐ、および子ラック６３、６４の子検体容器６６、６
７、６８の間隔ｐが同一である場合は問題がないが、こ
れらの間隔が異なる場合には、複数本同時に分注動作を
行なうことができず、効率が著しく悪化することにな
る。そこで異なる間隔ｑのピッチの子ラック６５のよう
な場合においては、複数本の分注ヘッド２６〜３０の間
隔を変更する必要がある。

【００２２】そこで本実施の形態においては、図５〜図
７に示すように、分注ヘッド２６〜３０のピッチを可変
としている。すなわちＹ方向移動レール１２上の可動ベ
ース１３には２本の横レール１７、１８が取付けられ、
これらの横レール１７、１８によって取付け台２１〜２
５をそれぞれ移動可能に取付けることによって、分注ヘ
ッド２６〜３０を移動可能にしている。

【００２３】可変ピッチ機構の駆動源としてモータ４０
を備え、このモータ４０の出力軸の先端部にプーリ４２
を取付け、モータ４０の回転をプーリ４２、ベルト４
４、およびプーリ４３を介して駆動軸４１に伝達するよ
うにしている。駆動軸４１上には順次直径の異なるプー
リ４５〜４８が取付けられ、モータ４０によって駆動軸
４１が所定の角度回転されると、プーリ４５〜４８もこ
れに連動してプーリ４２、４３の直径比に応じて所定の
角度回転するようになっている。

【００２４】それぞれのプーリ４５〜４８にはベルト５
１〜５４が巻付けられており、ベルト５１〜５４はそれ
ぞれ連結金具５５〜５８を介して分注ヘッド２６〜３０
と連結されるようになっている。

【００２５】従ってモータ４０を回転駆動することによ
って、予め計算された異なる直径のプーリ４５〜４８を
回転駆動することによって、連結金具５５〜５８を介し
て分注ヘッド２６〜３０の間隔を等間隔を保ちながら移
動させることが可能になる。いまこれらのプーリ４５〜
４８の直径をそれぞれｒ_a 、ｒ_b 、ｒ_ｃ、ｒ_d とする
と、ｒ_a −ｒ_b ＝ｒ_b −ｒ_c ＝ｒ_c −ｒ_d ＝・・・の関
係を満たす値に設定されている。なお端部の分注ヘッド
３０を横レール１８に直接取付け固定する場合には、こ
の分注ヘッド３０の仮想プーリの直径ｒ_e ＝０として扱
えばよい。分注ヘッド２６〜３０がそれぞれ取付け台２
１〜２５に順次取付けられるようになっている。従って
分注ヘッド２６〜３０が取付け台２１〜２５に取付けら
れることによって、一連のヘッド２６〜３０が等間隔で
近接および離間するように移動されるようになる。

【００２６】その理由を説明すると、モータ４０を駆動
する前の分注ヘッド２６〜３０のピッチをｐとし、モー
タ４０によって駆動軸４１が所定の角度θだけ回転駆動
されたとする。すると分注ヘッド２６、２７間の間隔
（ピッチ）は、 ｐ＋（ｒ_a −ｒ_b ）θ となる。また分注ヘッド２７、２８間の間隔（ピッチ）
は、 ｐ＋（ｒ_b −ｒ_c ）θ となる。同様に分注ヘッド２８、２９間の間隔（ピッ
チ）は、 ｐ＋（ｒ_c −ｒ_d ）θ となる。そしてプーリ４５〜４８の直径のｒ_a 、ｒ_b 、
ｒ_c 、ｒ_d の関係が上述の関係にあることから、駆動軸
４１が駆動した後の間隔は等間隔であってしかも駆動軸
４１の回転角度θに比例した値になる。

【００２７】従ってこのような構造によれば、単一のモ
ータ４０と、プーリ４５〜４８と、ベルト５１〜５４と
から成る極めて簡潔な構成によって、分注ヘッド２６〜
３０の間隔、すなわちこれらのピッチを任意に調整する
ことが可能になる。従って親ラック６１とは異なるピッ
チｑを有する子ラック６５の子検体容器６８に対しても
容易に対応することが可能になり、このような子検体容
器６８に対して複数本同時に確実に分注することが可能
になる。

【００２８】このように本実施の形態の分注装置は、Ｙ
方向移動レール１２上の可動ベース１３に取付け台２１
〜２５を移動可能に取付けるとともに、直径が異なる複
数のプーリ４５〜４８を共通の駆動軸４１上に配し、し
かも駆動軸４１がモータ４０と連動するようにし、それ
ぞれのプーリ４５〜４８にベルト５１〜５４を巻付け、
これらのベルト５１〜５４を分注ヘッド２６〜３０を支
持する取付け台２１〜２５と連結することによって、分
注ヘッド２６〜３０の間隔が等間隔で近接および離間す
ることが可能になり、互いに異なるピッチのラック６
１、６５間においても、複数本の分注ヘッド２６〜３０
について同時に分注動作を行ない得るようにしたもので
ある。

【００２９】従ってこのような構成によれば、複数種類
のラック６１、６３〜６５の形態に対しても、吸引、吐
出の分注動作が複数の分注ヘッド２６〜３０について同
時に行なうことができるようになり、分注装置の分注効
率が改善されるとともに、分注のタクトタイムの短縮が
図られるようになる。また分注ヘッド２６〜３０のピッ
チを可変する機構がシンプルな構造であるために、装置
全体の大きさも可変ピッチ機構を必要としない装置とあ
まり変らない大きさで済むようになり、これによって分
注装置の動作エリアが増大することが防止される。

【００３０】なお上記実施の形態においては、分注ヘッ
ド２６〜３０のピッチを等間隔でしかも調整可能にする
ために、駆動軸４１に取付けられている４つのプーリ４
５〜４８と、これらのプーリ４５〜４８の回転運動を取
付け台２１〜２５に伝達するためのベルト５１〜５４と
から成る巻掛け伝動装置を用いるようにしているが、こ
のような構成に代えて、ラックアンドピニオン機構を用
いることもできる。すなわち駆動軸４１に互いに有効ピ
ッチ径の異なる複数のピニオンを取付けるとともに、こ
のようなピニオンをそれぞれのピニオンと係合するラッ
クを介して取付け台２１〜２５に伝達するようにしても
よい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、先端部に注出部
を有する複数の分注ヘッドと、複数の分注ヘッドをそれ
ぞれ横方向に移動調整可能に支持する支持手段と、共通
の駆動軸に取付けられており、それらの有効径の差が順
次等しくなるような値に設定されている複数の伝動輪
と、複数の伝動輪の回転運動を対応する分注ヘッドにそ
れぞれ伝達し、これによって対応する分注ヘッドをそれ
ぞれ対応するストロークずつ横方向に移動させる複数の
伝動手段と、共通の駆動軸を所定の角度回転させる駆動
源と、をそれぞれ具備するようにしたものである。

【００３２】従って駆動源を介して共通の駆動軸を所定
の角度回転させることによって、複数の伝動手段を介し
て分注ヘッドがそれぞれ所定のストロークずつ移動され
ることになり、これによって複数の分注ヘッドの間隔、
すなわち分注ヘッドのピッチを任意に変更することが可
能になり、互いにピッチが異なるラック間における検体
の吸入あるいは吐出を同時に行なうことが可能になる。

【００３３】複数の伝動輪がそれぞれ所定の有効径を有
するプーリから構成されるとともに、複数の伝動手段が
対応するプーリに巻付けられかつ対応する分注ヘッドと
連結されているベルトから構成されるようにすると、プ
ーリとベルトとから成る可変ピッチ機構によって分注ヘ
ッド間のピッチを任意に変更できるようになる。

【００３４】複数の伝動輪の有効径をそれぞれｒ_a 、ｒ
_b 、ｒ_c 、ｒ_d ・・・とすると、ｒ_a −ｒ_b ＝ｒ_b −ｒ
_c ＝ｒ_c −ｒ_d ＝・・・の関係を満たすようにすると、
分注ヘッド間の間隔が常に等しくしかもそれらのピッチ
を任意に変更できるようになる。

【００３５】複数の分注ヘッドが支持手段を介してロボ
ットの先端部に取付けられるようにした構成によれば、
ピッチが可変な複数の分注ヘッドを任意の位置まで移動
することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】分注装置の全体の構成を示す要部斜視図であ
る。

【図２】同要部正面図である。

【図３】同要部側面図である。

【図４】同要部背面図である。

【図５】ピッチ可変機構の正面図である。

【図６】同底面図である。

【図７】同側面図である。

【符号の説明】 １１‥‥Ｘ方向移動レール、１２‥‥Ｙ方向移動レー
ル、１３‥‥可動ベース、１７、１８‥‥横レール、２
１〜２５‥‥取付け台、２６〜３０‥‥分注ヘッド、３
１‥‥シリンダ、３２‥‥分注チップ（注出部）、４０
‥‥モータ、４１‥‥駆動軸、４２、４３‥‥プーリ、
４４‥‥ベルト、４５‥‥プーリ（ｒ_a ）、４６‥‥プ
ーリ（ｒ_b ）、４７‥‥プーリ（ｒ_c ）、４８‥‥プー
リ（ｒ_d ）、５１〜５４‥‥ベルト、５５〜５８‥‥連
結金具、６１‥‥親ラック、６２‥‥親検体容器、６３
〜６５‥‥子ラック、６６〜６８‥‥子検体容器

フロントページの続き (72)発明者 山岸 将人 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部に注出部を有する複数の分注ヘッド
   と、 前記複数の分注ヘッドをそれぞれ横方向に移動調整可能
   に支持する支持手段と、 共通の駆動軸に取付けられており、それらの有効径の差
   が順次等しくなるような値に設定されている複数の伝動
   輪と、 前記複数の伝動輪の回転運動を対応する分注ヘッドにそ
   れぞれ伝達し、これによって対応する分注ヘッドをそれ
   ぞれ対応するストロークずつ横方向に移動させる複数の
   伝動手段と、 前記共通の駆動軸を所定の角度回転させる駆動源と、 をそれぞれ具備する分注装置。
2. 【請求項２】前記複数の伝動輪がそれぞれ所定の有効径
   を有するプーリから構成されるとともに、前記複数の伝
   動手段が対応するプーリに巻付けられかつ対応する分注
   ヘッドと連結されているベルトから構成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の分注装置。
3. 【請求項３】前記複数の伝動輪の有効径をそれぞれ
   ｒ_a 、ｒ_b 、ｒ_c 、ｒ_d ・・・とすると、 ｒ_a −ｒ_b ＝ｒ_b −ｒ_c ＝ｒ_c −ｒ_d ＝・・・の関係を
   満たすことを特徴とする請求項１に記載の分注装置。
4. 【請求項４】前記複数の分注ヘッドが前記支持手段を介
   してロボットの先端部に取付けられていることを特徴と
   する請求項１に記載の分注装置。