JP4792491B2 - 試験管の自動開栓装置 - Google Patents

Description

この発明は、血液などの検体を収容した試験管の栓を自動的に開栓する試験管の自動開栓装置に関する。

試験管の栓を開栓する装置として、試験管押え部材により試験管を１本ずつ保持した状態で、試験管の栓を引抜きアームの先端部で咬持する。そして、引抜きアームを栓咬持状態で昇降用シリンダの作動により栓引抜き方向に上昇移動させて栓を試験管から自動的に引き抜くものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
前記引抜きアームは、先端に栓咬持用の爪を有すると共に、昇降用シリンダで引き上げられる際に、傾斜ガイドとの関係でアーム咬持栓を軸心周りに所定の角度範囲だけ回動させるように構成されている。

また、別の試験管栓取外し装置として、栓取外し部の上方位置に上下動可能な可動装置枠を設け、この可動装置枠の昇降作動機構が、栓を咬持するチャックの下降停止位置を大サイズ試験管の栓咬持位置から小サイズ試験管の栓咬持位置まで下げ得るようにしたものも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
前記昇降作動機構は、垂直方向に設けたボールねじと、このボールねじを作動させる駆動モータとを備え、この駆動モータによるボールねじの作動で前記可動装置枠を試験管サイズに対応する移動ストロークで上下動させるようにしている。そして、前記試験管をクランプ機構で保持し、この試験管の栓をチャック機構で咬持した状態で回転させながら栓離脱方向に上昇移動させることにより栓の取外しを行なうように構成されている。このため、試験管サイズが異なっていても、またそれらの試験管に異なる種類の栓が装着されていても、その栓を迅速且つ的確に試験管から取外すことができる。

なお、試験管には、種々異なるサイズ（管径及び管長）があり、（φ１３×７５ｍｍ、φ１３×１００ｍｍ、φ１６×７５ｍｍ、φ１６×１００ｍｍなど）が一般的である。またそれらの試験管の開口部を閉塞する栓の種類も押込み式のゴム栓やプラスチック栓などがある。
特開平５−２２８３７９号公報 特開２００５−２７１９９１号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示されている試験管栓取外し装置は、検体が収容された試験管を搬送する搬送路の途中の栓取外しポジションに試験管クランプ機構が設置されている。搬送路を搬送される試験管が栓取外しポジションに到達すると、試験管が試験管クランプ機構によって保持される。このとき、チャック機構が下降し、試験管の栓をチャック機構で咬持し、チャック機構を回転させながら栓離脱方向に上昇移動させることにより栓の取外しを行なっている。

つまり、搬送路を搬送中の試験管を１本ずつ保持して開栓するようになっている。従って、例えば、試験管ラックに整列状態に収納された多数本の試験管の開栓を行なう場合、試験管ラックの試験管を前記搬送路に移載し、試験管を１本ずつ栓取外しポジションに搬入して開栓を行なう必要があり、開栓作業能率が悪いという問題がある。
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、試験管ラックに整列状態に収納された試験管を複数本ずつ同時に開栓することができ、試験管の開栓を能率的に行なうことができる試験管の自動開栓装置を提供することにある。

この発明は前記目的を達成するために、請求項１は、検体が収容され、開口部が栓体２３で閉栓された複数本の試験管２０を一列で立位状態に保持した試験管ラック１９を搬入する試験管ラック搬入ユニット１２と、前記試験管ラック搬入ユニット１２から搬入された試験管ラック１９を、試験管２０の配列方向に搬送するラック搬送路１８と、前記ラック搬送路１８の搬送途上に設けられ、該ラック搬送路１８を搬送する前記試験管ラック１９を一時的に停止した状態で、１本置きの複数本の試験管２０の胴部を同時にクランプした後、残りの複数本の試験管２０の胴部を同時にクランプする２アクションのクランプ機構８７と、前記クランプ機構８７と連動して設けられ、該クランプ機構８７によってクランプされた複数本の試験管２０の栓体２３を同時に咬持した状態で上昇し、栓体２３を開栓する開栓機構１７と、前記開栓機構１７と連動し、開栓された栓体２３を落下案内する栓案内部材１１７と、前記開栓機構１７を挟んで前記試験管ラック搬入ユニット１２の反対側で、前記ラック搬送路１８の搬出側に設けられ、開栓された試験管２０を保持した試験管ラック１９をストックするストッカーユニット１３と、を具備したことを特徴とする試験管の自動開栓装置にある。

請求項２は、請求項１の前記開栓機構１７は、前記栓体２３を咬持する一対の咬持部材１２１ａ，１２１ｂを備え、該咬持部材１２１ａ，１２１ｂには前進時に前記栓体２３に穿刺される穿刺ピン１２６を有していることを特徴とする。
請求項３は、請求項１または２の前記開栓機構１７は、前記試験管２０に対して前記一対の咬持部材１２１ａ，１２１ｂを交互に上方向に移動しながら該咬持部材１２１ａ，１２１ｂを上昇させ前記栓体２３を前記試験管２０から開栓する昇降機構１０８を備えていることを特徴とする。
請求項４は、請求項１の前記クランプ機構８７は、前記試験管ラック１９の試験管２０に対して進退可能なシャッター９７を備え、前記試験管２０をクランプする動作と連動して前進し、既に開栓された試験管２０の開口部を前記シャッター９７で塞ぐことを特徴とする。

この発明によれば、試験管ラック搬入ユニットから搬出された試験管を保持した試験管ラックのラック搬送路の搬出側に設けられ、ラック搬送路から搬送された試験管ラックに保持された複数本の試験管の栓体を同時に開栓することができ、試験管の開栓を自動的に能率的に行えるという効果がある。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は試験管の自動開栓装置の斜視図、図２は同じく平面図である。図１及び図２に示すように、中央部には開栓機１１が設けられ、開栓機１１の左隣には試験管ラック搬入ユニットとしてのスタートユニット１２が設置され、開栓機１１の右隣にはストッカーユニット１３が設置されている。さらに、スタートユニット１２の近傍にはＣＰＵを備えたコントロールユニット１４が設置されている。

開栓機１１は、基台１５の上部に格納ボックス１６が設けられ、この格納ボックス１６の内部には後述する開栓機構１７が設けられている。格納ボックス１６の後部にはラック搬送路１８が設けられている。ラック搬送路１８は試験管２０を収納した試験管ラック１９を搬送するようになっている。

試験管ラック１９は、図３に示すように、複数本の試験管２０、本実施形態においては、１列に５本の試験管２０を立位状態に収納できるようになっている。すなわち、試験管ラック１９は、横方向に長いラック本体１９ａの上部に１列に５本の試験管２０を立位状態に収納できるように挿入穴１９ｂが設けられている。さらに、ラック本体１９ａの端部にはラック識別用のラック用バーコードラベル２１が貼着されている。各試験管２０には血液等の検体が収容され、側面には試験管識別を行うための試験管用バーコードラベル２２が貼着され、開口部にはゴムまたは合成樹脂からなる栓体２３が装着されている。

また、図２に示すように、開栓機１１の後部に設けられたラック搬送路１８には試験管ラック１９のラック用バーコードラベル２１に付されたバーコードを読み取る第１のバーコードリーダー２４と各試験管２０の試験管用バーコードラベル２２に付されたバーコードを同時に読み取る第２のバーコードリーダー２５が設けられ、バーコードを読み取った後、試験管ラック１９を開栓機構１７に搬送するように構成されている。

スタートユニット１２は、その基台２６が開栓機１１の基台１５と同一高さに構成され、この基台２６の上部には未開栓の試験管２０を保持した多数の試験管ラック１９を収納する複数のラックトレー２７が設けられている。ストッカーユニット１３も同様に、その基台２８が開栓機１１の基台１５と同一高さに構成され、この基台２８の上部には開栓済みの試験管２０及び受付エラーの試験管２０を保持した多数の試験管ラック１９を収納する複数のラックトレー２９が設けられている。

ラックトレー２７，２９は基本的には同一構造であり、試験管ラック１９を立位状態で横一列（試験管２０の配置方向と直交する方向）に配置している。さらに、スタートユニット１２のラックトレー２７にはプッシャーバー３０が設けられ、試験管ラック１９をラック搬入路３１方向に押圧し、最前端の試験管ラック１９から順にラック搬入路３１に搬入できるようになっている。

また、ストッカーユニット１３の後部にはラック搬出路３２が設けられている。そして、ラック搬入路３１の下流端は前記ラック搬送路１８の上流端に接続されている。また、ラック搬出路３２の上流端はラック搬送路１８の下流端に接続されている。従って、ラック搬入路３１とラック搬出路３２はラック搬送路１８と一直線上に連結され、５本の試験管２０を収納した試験管ラック１９を搬送できるようになっている。

ラック搬送路１８、ラック搬入路３１及びラック搬出路３２は、同一構造であり、図４に示すように構成されている。すなわち、互いに平行に離間して配置した一対のガイド板３３によって上部開口の角Ｕ字形の通路３４が形成されている。通路３４の長手方向の前端部と後端部には回転軸３５を水平方向に軸支したローラ３６が回転自在に設けられている。これらローラ３６間にはエンドレスの搬送ベルト３７が掛け渡され、搬送ベルト３７は後述する駆動機構によって通路３４の長手方向に走行するようになっている。従って、試験管ラック１９は搬送ベルト３７に載置され、通路３４に沿って搬送される。

図５及び図６に示すように、ラック搬送路１８の下方の前記基台１５には駆動モータ３８がその回転軸３９を水平方向にした状態に固定され、この駆動モータ３８の回転軸３９には駆動プーリ４０が嵌着されている。前記ローラ３６の回転軸３５は水平方向に突出しており、この回転軸３５には従動プーリ４１が嵌着されている。駆動プーリ４０と従動プーリ４１との間にはベルト４２が掛け渡され、駆動モータ３８の回転がベルト４２を介して搬送ベルト３７に伝達されるようになっている。

次に、図５及び図６に示す第１のバーコードリーダー２４と第２のバーコードリーダー２５を有したバーコードリーダー部４３について説明する。バーコードリーダー部４３の前部にはラック搬送路１８を搬送する試験管ラック１９を一時停止する第１のラックストッパー４４が設けられている。第１のラックストッパー４４は、図７に示すように、基台１５に固定されるブラケット４５が設けられている。ブラケット４５にロータリアクチュエーター４６が回転軸４７を垂直方向に向けて固定されている。回転軸４７にはＬ字形で、先端部にゲルチップ４８ａを設けたストッパー片４８が取付けられている。ストッパー片４８はロータリアクチュエーター４６によって矢印方向に略９０°回動可能であり、試験管ラック１９を停止させる際にはゲルチップ４８ａが２点鎖線に示すように通路３４に突出し、試験管ラック１９を通過させる際には実線で示すように通路３４から退避するようになっている。
さらに、バーコードリーダー部４３のラック搬送路１８の下部には試験管ラック１９を一時的に固定するラック固定機構４９が設けられている。図８に示すように、ラック固定機構４９には基台１５に対して固定されたシリンダブラケット５０が設けられている。シリンダブラケット５０には一対のエアシリンダ５１が平行にしかもピストンロッド５２を反対方向（ラック搬送路１８の幅方向）に突出した状態に設けられている。一対のピストンロッド５２の先端部には取付け片５３を介してアームベース５４が設けられ、これらアームベース５４には互いに対向するチャックベース５５が設けられている。さらに、チャックベース５５には試験管ラック１９をその側面から挟持して固定するゴムチャック５６が設けられている。

また、バーコードリーダー部４３には試験管回転機構５７が設けられている。試験管回転機構５７は、試験管用バーコードラベル２２に付されたバーコードを第２のバーコードリーダー２５によって読み取る際に、試験管２０を試験管ラック１９の内部で回転させ、試験管用バーコードラベル２２の位置に関係なく読み取ることができるようになっている。

すなわち、図９（ａ）（ｂ）及び図１０に示すように、試験管回転機構５７には基台１５に対して固定したモータブラケット５８が設けられている。モータブラケット５８は試験管ラック１９に保持された試験管２０の上端部近傍の高さに水平に設けられている。モータブラケット５８には駆動モータ５９がその回転軸６０を垂直方向に向けて固定され、その回転軸６０には駆動プーリ６１が嵌着されている。モータブラケット５８の一側縁部で、ラック搬送路１８の通路３４側には５個の軸受６２が設けられている。これら軸受６２には垂直方向にシャフト６３が軸支され、これらシャフト６３の上端部には従動プーリ６４が嵌着され、下端部には転接ローラ６５が嵌着されている。

モータブラケット５８の通路３４と反対側には軸受によって垂直方向に６本のシャフト６６が軸支され、これらシャフト６４の上端部にはガイドプーリ６７が嵌着されている。そして、前記駆動プーリ６１、従動プーリ６４及びガイドプーリ６７にはタイミングベルト６８が屈曲して掛け渡されている。

通路３４を挟んでモータブラケット５８と反対側には６個の受けローラ６９がローラ支持部材７０に対して回転自在に支持されている。これら受けローラ６９は試験管２０の側面に対向して設置され、試験管２０が転接ローラ６５の押圧力を受けたときに試験管２０が傾倒しないように支持するようになっている。すなわち、通路３４側に設けられた５個の転接ローラ６５が回転し、試験管ラック１８に保持された５本の試験管２０が転接ローラ６５に転接して回転力が付与される際に、受けローラ６９で試験管２０を垂直状態に支持するようになっている。

このように構成された試験管回転機構５７と対向する通路３４の反対側には取付けベース７１が設けられている。取付けベース７１には試験管ラック１９に保持された５本の試験管２０のバーコードラベル２２にそれぞれ対向するように５個のリーダー本体７２が傾斜して設けられている。さらに、取付けベース７１の隣側には第１のバーコードリーダー２４のリーダー本体７３が試験管ラック１９に対向して設けられている。なお、図１０において、７４は試験管２０の栓体２３の有無を検知するセンサーである。

次に、前記開栓機構１７について説明する。開栓機構１７にはラック搬送路１８によって搬送される試験管ラック１９を開栓ポジションで一時停止する第２のラックストッパー７５が設けられている。第２のラックストッパー７５は、図１１及び図１２に示すように基台１５に固定されるシリンダブラケット７６が設けられている。シリンダブラケット７６にはエアシリンダ７７がそのピストンロッド７８をラック搬送路１８と平行に搬送方向に向けて固定されている。ピストンロッド７８の先端部にはアクチュエータブラケット７９が固定されている。アクチュエータブラケット７９にはＬＭガイド８０が固定され、このＬＭガイド８０にはシリンダブラケット７９に設けられたＬＭブッシュ８１にスライド自在に支持されている。そして、アクチュエータブラケット７９はラック搬送路１８の搬送方向に前進位置と後退位置との２段階に進退移動できるようになっている。

アクチュエータブラケット７９の上端部にはＬ字形の取付け部８２が設けられている。取付け部８２にはロータリアクチュエーター８３がその回転軸８４を垂直方向に向けた状態に固定されている。この回転軸８４にはＬ字形で、先端部にゲルチップ８５を設けたストッパー片８６が取付けられている。ストッパー片８６はロータリアクチュエーター８３によって矢印方向に略９０°回動可能であり、ラック搬送路１８を搬送する試験管ラック１９を停止させる際には２点鎖線で示すようにゲルチップ８５が通路３４に突出し、試験管ラック１９を通過させる際には実線で示すように通路３４から退避するようになっている。
さらに、開栓機構１７は、後述するように試験管ラック１９に支持された５本の試験管２０のうち、搬送方向側から１番目、３番目、５番目（図１１に付した番号２０−１、２０−３、２０−５）の試験管２０の開栓を行い、次に残りの２番目、４番目（番号２０−２、２０−４）の試験管２０の開栓を行うように２段階開栓を行う。従って、１段階目の開栓時には、図１１に示すように、アクチュエータブラケット７９を後退させた状態で、１番目、３番目、５番目の試験管２０が開栓ポジションに位置決めしたとき試験管ラック１９を停止させる。２段階目の開栓時には、エアシリンダ７７によってアクチュエータブラケット７９を前進させた状態で、２番目、４番目の試験管２０が開栓ポジションに位置決めしたとき試験管ラック１９を停止させることができる。

さらに、開栓機１７には試験管ラック１９に支持された試験管２０を開栓時にクランプする試験管クランプ機構８７が設けられている。試験管クランプ機構８７は、図１３及び図１４に示すように、ラック搬送路１８を挟んで両側には一対のシリンダベース８８が対向して設けられている。これらシリンダベース８８はラック搬送路１８を跨ぐようにセンサーブラケット８９が架設されている。センサーブラケット８９には試験管ラック１９が開栓ポジションに停止したときに、試験管ラック１９に支持された５本の試験管２０のうち、搬送方向側から１番目、３番目、５番目の試験管２０−１、２０−３、２０−５に対向し、試験管２０の有無を検知する３個の試験管センサー９０が等間隔に設けられている。

一対のシリンダベース８８には試験管センサー９０と同様に、試験管ラック１９に支持された５本の試験管２０のうち、搬送方向側から１番目、３番目、５番目の試験管２０−１、２０−３、２０−５に対向する３対のエアシリンダ９１が等間隔に、しかもラック搬送路１８を挟んで互いに対向して設けられている。各エアシリンダ９１にはラック搬送路１８に対して進退自在なピストンロッド９２が設けられ、各ピストンロッド９２の先端部にはクランプ片９３が取付けられている。クランプ片９３は試験管２０の外径に沿うように半円状で、その内周面はゴムパッド９４が貼着され、試験管２０の胴部を両側からクランプして固定的に把持できるようになっている。

一対のシリンダベース８８のうち、一方（図１４において右側）には図１３に示すようにエアシリンダ９１に隣接して３個のシャッター用シリンダ９５が平行に設けられている。これらシャッター用シリンダ９５のピストンロッド９６はラック搬送路１８に対して進退自在であり、このピストンロッド９６にはシャッター９７が固定されている。シャッター９７は下向きに開口する断面コ字状であり、前進時には試験管２０の開口部の上面を含む開口部周辺を覆って試験管２０の開栓時に、既に開栓された隣の試験管２０の開口部から異物等が侵入するのを防止するようになっている。

さらに、開栓機１７について説明を加えると、図１５に示すように、基台１５にはラック搬送路１８を支持する支持プレート９８が設けられている。この支持プレート９８の上部にはラック搬送路１８を跨ぐように支持台９９が設けられている。支持台９９のさらに上部には開栓機１７の前後方向に離間して一対の支柱１００が立設されている。一対の支柱１００の上端部には３本のツインロッドシリンダ１０１が平行に、しかも水平状態に固定されている。そして、これらツインロッドシリンダ１０１のツインロッド１０２は開栓機１７の前後方向（ラック搬送路１８と直交する方向）に突出している。

各ツインロッド１０２の先端部には垂直方向に連結部材１０３が固定され、この連結部材１０３にはブラケット１０４を介して移動ブロック１０５が設けられている。各移動ブロック１０５にはＬＭブロック１０６ａ，１０６ｂが設けられ、これらＬＭブロック１０６ａ，１０６ｂはＬＭロッド１０７ａ，１０７ｂにガイドされて開栓機１７の前後方向に移動自在になっている。すなわち、移動ブロック１０５は開栓ポジションＰ１と栓廃棄ポジションＰ２との間を往復運動するようになっている。

各移動ブロック１０５の両端部には昇降機構１０８を構成する２本の２段シリンダ１０８ａ，１０８ｂが垂直にしかもピストンロッド１０９ａ，１０９ｂを下向きにして固定されている。２段シリンダ１０８ａ，１０８ｂは、例えば、ピストンロッド１０９ａ，１０９ｂが１段目で時間差を持って交互に１０ｍｍ上昇し、２段目で同時に４０ｍｍ上昇するデュアルストロークシリンダである。

２段シリンダ１０８ａ，１０８ｂのピストンロッド１０９ａ，１０９ｂの下端部はナックルジョイント１１０とジョイントシャフト１１１を介して開栓ユニット１１２が傾動自在に連結されている。開栓ユニット１１２は３本のツインロッドシリンダ１０１によって駆動される移動ブロック１０５に１基ずつ設けられているため、ラック搬送路１８の搬送方向に等間隔に３基配置されており、その間隔は、試験管ラック１９に支持された５本の試験管２０の１本置きのピッチに設定されている。

開栓ユニット１１２は、図１６〜図２０に示すように構成されている。すなわち、支持板１１３は長方形状をなし、この支持板１１３の長手方向の両端部のハンガー１１３ａがナックルジョイント１１０とジョイントシャフト１１１によって水平状態に支持されている。支持板１１３の長手方向の中間部には支持板１１３を貫通して栓押えピン１１４が鉛直方向に固定され、この栓押えピン１１４にはコイルスプリング１１５を介して栓押え部材１１６が設けられている。さらに、支持板１１３には栓押えピン１１４を囲むように４本の栓案内部材１１７が下方に向って突出しており、栓案内部材１１７は栓押え部材１１６の周囲に等間隔で、栓体２３の外径より狭い間隔に配置されている。

支持板１１３の長手方向の両端部には取付けブラケット１１８が固定され、これら取付けブラケット１１８にはエアシリンダ１１９が水平に、しかも互いに対向するように固定されている。従って、エアシリンダ１１９のピストンロッド１２０は栓押え部材１１６に対して進退自在であり、このピストンロッド１２０の先端部にはそれぞれ咬持部材１２１が固定されている。

一対の咬持部材１２１は一対の栓案内部材１１７の間隔より狭く、一対の栓案内部材１１７の間を通って前進し、栓体２３を両側から挟持できるように円弧状の凹陥部１２２が設けられている。咬持部材１２１ａ，１２１ｂには上方に突出するガイドバー１２３が設けられ、このガイドバー１２３にはガイドローラ１１２４が軸受を介して回転自在に支持されている。支持板１１３にはその長手方向にガイド孔１２５が設けられている。そして、ガイドバー１２３はガイド孔１２５を貫通して支持板１１３の上部に突出し、ガイドローラ１２４は支持板１１３の上面を転動できるようになっている。
一対の咬持部材１２１ａ，１２１ｂの凹陥部１２２には穿刺ピン１２６が栓押え部材１１６方向に突出して設けられている。この穿刺ピン１２６は一対の咬持部材１２１ａ，１２１ｂが栓押え部材１１６が前進し、凹陥部１２２が栓体２３に嵌合して栓体２３を両側から挟持したとき、栓体２３の側部に穿刺され、栓体２３を確実に保持するようになっている。

次に、前述のように構成された試験管の自動開栓装置の作用について説明する。

スタートユニット１２のラックトレー２７には多数の試験管ラック１９が収納され、各試験管ラック１９には１列に５本の試験管２０が立位状態に収納されている。スタートユニット１２のプッシャーバー３０が作動して試験管ラック１９をラック搬入路３１方向に押圧すると、最前端の試験管ラック１９から順にラック搬入路３１に搬入される。ラック搬入路３１から搬入された試験管ラック１９はラック搬送路１８の搬送ベルト３７に載置され、通路３４に沿ってバーコードリーダー部４３に搬送される。

バーコードリーダー部４３には第１のバーコードリーダー２４と第２のバーコードリーダー２５が設けられ、試験管ラック１９がバーコードリーダー部４３に到達すると、第１のラックストッパー４４が作動する。すなわち、ロータリアクチュエーター４６が作動して回転軸４７が回転すると、図７の２点鎖線で示すように、ストッパー片４８が略９０°回動してゲルチップ４８ａが２点鎖線に示すように通路３４に突出する。従って、ラック搬送路１８を搬送する試験管ラック１９はゲルチップ４８ａに当接して停止する。

試験管ラック１９が停止すると、ラック固定機構４９の一対のエアシリンダ５１が同時に作動し、ピストンロッド５２が引き込まれるため、アームベース５４に設けられたチャックベース５５が互いに接近する方向に移動する。従って、チャックベース５５はゴムチャック５６を介して試験管ラック１９をその側面から挟持して固定する。このとき、ラック搬送路１８の搬送ベルト３７は走行しているが、試験管ラック１９はラック固定機構４９によって固定されるため、試験管ラック１９は搬送ベルト３７に対してスリップする状態となる。

一方、このときバーコードリーダー部４３の試験管回転機構５７の駆動モータ５９が駆動するため、駆動プーリ６１が回転してタイミングベルト６８がガイドプーリ６７に案内されて走行する。従って、モータブラケット５８に支持された５個の転接ローラ６５が回転し、試験管ラック１８に保持された５本の試験管２０が転接ローラ６５に転接して回転する。このとき、各試験管２０は受けローラ６９によって支持されるため、試験管２０が傾倒することはなく、垂直状態で回転する。

試験管回転機構５７と対向する通路３４の反対側には試験管ラック１９のバーコード２１に対向して第１のバーコードリーダー２４と試験管ラック１９に保持された５本の試験管２０のバーコードラベル２２に対向して第２のバーコードリーダー２５が設けられているため、試験管ラック１９の種別と試験管２０の種別が同時に読み取られる。

バーコードリーダー部４３で試験管ラック１９の種別と試験管２０の種別が読み取られると、ラック固定機構４９の一対のエアシリンダ５１が同時に作動し、ピストンロッド５２が突出するため、チャックベース５５が互いに離間する方向に移動する。従って、チャックベース５５は試験管ラック１９の側面から離間し、試験管ラック１９の固定を解除する。同時に、第１のラックストッパー４４のロータリアクチュエーター４６が作動して回転軸４７が回転し、図７の実線で示すように、ストッパー片４８が略９０°回動してゲルチップ４８ａが実線に示すように通路３４から退避する。従って、試験管ラック１９は解放されてラック搬送路１８によって次の開栓機構１７に搬送される。

開栓機構１７にはラック搬送路１８によって搬送される試験管ラック１９を開栓ポジションで一時停止する第２のラックストッパー７５が設けられ、この第２のラックストッパー７５のアクチュエータブラケット７９はラック搬送路１８の搬送方向に前進位置と後退位置との２段階に進退移動する。

まず、アクチュエータブラケット７９が後退位置において、ロータリアクチュエーター８３が作動すると、ストッパー片８６が略９０°回動し、図１１に２点鎖線で示すように、ゲルチップ８５が通路３４に突出する。従って、ラック搬送路１８を搬送する試験管ラック１９はゲルチップ８５に当接して停止する。

試験管ラック１９が停止すると、試験管ラック１９に支持された５本の試験管２０のうち、搬送方向側から１番目、３番目、５番目の試験管２０−１、２０−３、２０−５が開栓ポジションに位置決めされる。そして、３個の試験管センサー９０によって試験管２０の有無が検知される。

これら試験管センサー９０と同様に、試験管ラック１９に支持された５本の試験管２０のうち、搬送方向側から１番目、３番目、５番目の試験管２０−１、２０−３、２０−５に対向する３対のエアシリンダ９１が同時に作動し、ピストンロッド９２が突出する。従って、各ピストンロッド９２のクランプ片９３が試験管２０の胴部を両側からクランプして固定する。

試験管ラック１９の３本の試験管２０−１、２０−３、２０−５が固定されると、これら試験管２０−１、２０−３、２０−５に対向する開栓ユニット１１２が同時に作動して開栓する。

すなわち、開栓ユニット１１２が２段シリンダ１０８ａ，１０８ｂの作動によって下降したとき、栓押えピン１１４が試験管２０−１、２０−３、２０−５の栓体２３の上面に当接する。そして、開栓ユニット１１２が２段シリンダ１０８ａ，１０８ｂの作動によってさらに下降すると、栓押えピン１１４はコイルスプリング１１５を圧縮して栓押えピン１１４が上昇するため、栓体２３をコイルスプリング１１５の付勢力によって下方に押圧した状態となる。

この状態で、開栓ユニット１１２のエアシリンダ１１９が同時に作動してピストンロッド１２０が突出すると、ピストンロッド１２０の先端部の咬持部材１２１ａ，１２１ｂが試験管２０の栓体２３に向かって前進する。咬持部材１２１ａ，１２１ｂは一対の栓案内部材１１７の間隔より狭く形成されているため、一対の栓案内部材１１７の間を通って前進して栓体２３を両側から挟持する。さらに、咬持部材１２１ａ，１２１ｂには穿刺ピン１２６が突出して設けられているため、穿刺ピン１２６は咬持部材１２１ａ，１２１ｂが栓体２３に嵌合して栓体２３を両側から挟持したとき、栓体２３の側部に穿刺され、栓体２３を確実に保持する。

次に、各移動ブロック１０５の両端部の２本の２段シリンダ１０８ａ，１０８ｂのうち、まず一方の２段シリンダ１０８ａが作動して１０ｍｍ上昇すると、支持板１１３の一端側（図中左側）を支点として他端側（図中右側）が上方に移動する。つまり、支持板１１３が傾斜し、咬持部材１２１ａ，１２１ｂに把持された栓体２３は試験管２０の垂線に対して強制的に傾斜されるため、栓体２３は試験管２０の開口部から半開き状態に傾く。

次に、まず他方の２段シリンダ１０８ｂが作動して１０ｍｍ上昇すると、支持板１１３の図中右側を支点として図中左側が上方に移動する。つまり、支持板１１３が前述と逆方向に傾斜し、咬持部材１２１ａ，１２１ｂに把持された栓体２３は試験管２０の垂線に対して強制的に反対側に傾斜されるため、栓体２３は試験管２０の開口部から抜き取られる。

次に、一対の２段シリンダ１０８ａ，１０８ｂが同時に作動して４０ｍｍ上昇すると、支持板１１３は水平状態で上昇し、栓体２３は試験管２０から引き上げられて開栓される。その後、開栓ユニット１１２のエアシリンダ１１９が同時に作動してピストンロッド１２０が没入すると、咬持部材１２１ａ，１２１ｂが試験管２０の栓体２３から後退する。このとき、栓体２３は一対の咬持部材１１７の間隔より大径であるため、栓体２３は一対の咬持部材１１７に当接し、栓案内部材１２１ａ，１２１ｂの後退に追従することなく、咬持部材１２１ａ，１２１ｂの後退に伴って栓体２３が穿刺ピン１２６から抜ける。しかも、栓体２３はコイルスプリング１１５によって付勢された栓押えピン１１４によって下方へ押圧されているため、栓体２３は栓案内部材１１７によって真下の栓体回収ボックス１２７に回収される。

前述のようにして試験管ラック１９に支持された５本の試験管２０のうち、搬送方向側から１番目、３番目、５番目の試験管２０−１、２０−３、２０−５の開栓は終了すると、次に残りの２番目、４番目の試験管２０−２、２０−４の開栓を行う。つまり、２段階目の開栓時には、エアシリンダ７７によってアクチュエータブラケット７９を前進させた状態で、２番目、４番目の試験管２０が開栓ポジションに位置決めしたとき、第２のラックストッパー７５によって停止させる。

２番目、４番目の試験管２０の開栓を行う動作は、前述した１番目、３番目、５番目の試験管２０−１、２０−３、２０−５の開栓と同じであるが、１番目、３番目、５番目の試験管２０−１、２０−３、２０−５は既に開栓されて試験管２０の開口部が開放されているため、２番目、４番目の試験管２０を開栓する際に異物が混入する恐れがある。しかし、クランプ片９３を進退するエアシリンダ９１に隣接して設けられた３個のシャッター用シリンダ９５が同時に作動する。すなわち、シャッター用シリンダ９５のピストンロッド９６がエアシリンダ９１と同時に作動して突出するため、シャッター９７は前進時に試験管２０の開口部の上面を含む開口部周辺を覆って試験管２０の開口部から異物等が侵入するのを防止する。

このようにして試験管ラック１９に支持された５本の試験管２０の開栓が完了すると、第２のラックストッパー７５のロータリアクチュエーター８３が作動し、ストッパー片８６が略９０°回動し、図１１の実線で示すように、ゲルチップ８５が通路３４から退避する。従って、開栓された試験管２０を支持した試験管ラック１９はラック搬送路１８によってストッカーユニット１３に搬出される。

なお、前記実施形態においては、試験管ラック１９に５本の試験管２０を保持し、１段階目で１本置きの１番目、３番目、５番目の試験管２０の開栓を行い、２段階目で残りの２番目、４番目の試験管２０の開栓を行うようにしたが、試験管ラック１９に保持する試験管２０の本数及び１本置きの開栓方法に限定されるものではない。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではそ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、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組み合わせてもよい。

この発明の第１の実施形態に係る試験管の自動開栓装置の斜視図。 同実施形態を示し、同装置の平面図。 同実施形態を示し、試験管ラックの斜視図。 同実施形態を示し、ラック搬送路の横断面図。 同実施形態を示し、ラック搬送路の側面図。 同実施形態を示し、ラック搬送路の平面図。 同実施形態を示し、第１のラックストッパーの平面図。 同実施形態を示し、ラック固定機構の側面図。 同実施形態を示し、（ａ）は試験管回転機構の平面図、（ｂ）は試験管と転接ローラとの関係を示す側面図。 同実施形態を示し、試験管と第２のバーコードセンサーとの関係を示す側面図。 同実施形態を示し、第２のラックストッパーの平面図。 同実施形態を示し、第２のラックストッパーの側面図。 同実施形態を示し、試験管クランプ機構の平面図。 同実施形態を示し、試験管クランプ機構の側面図。 同実施形態を示し、開栓機構の側面図。 同実施形態を示し、開栓ユニットの平面図。 同実施形態を示し、開栓ユニットの正面図。 同実施形態を示し、開栓ユニットの正面図。 同実施形態を示し、開栓ユニットの正面図。 同実施形態を示し、開栓ユニットの作用を示す正面図。

符号の説明

１１…開栓機、１２…試験管ラック搬入ユニット、１３…ストッカーユニット、１７…開栓機構、１８…ラック搬送路、１９…試験管ラック、２０…試験管、２３…栓体、８７…クランプ機構、９７…シャッター、１０８…昇降機構、１１２…開栓ユニット、１１７…栓案内部材、１２１ａ，１２１ｂ…咬持部材、１２６…穿刺ピン

Claims (4)

1. 検体が収容され、開口部が栓体２３で閉栓された複数本の試験管２０を一列で立位状態に保持した試験管ラック１９を搬入する試験管ラック搬入ユニット１２と、
   前記試験管ラック搬入ユニット１２から搬入された試験管ラック１９を、試験管２０の配列方向に搬送するラック搬送路１８と、
   前記ラック搬送路１８の搬送途上に設けられ、該ラック搬送路１８を搬送する前記試験管ラック１９を一時的に停止した状態で、１本置きの複数本の試験管２０の胴部を同時にクランプした後、残りの複数本の試験管２０の胴部を同時にクランプする２アクションのクランプ機構８７と、
   前記クランプ機構８７と連動して設けられ、該クランプ機構８７によってクランプされた複数本の試験管２０の栓体２３を同時に咬持した状態で上昇し、栓体２３を開栓する開栓機構１７と、
   前記開栓機構１７と連動し、開栓された栓体２３を落下案内する栓案内部材１１７と、
   前記開栓機構１７を挟んで前記試験管ラック搬入ユニット１２の反対側で、前記ラック搬送路１８の搬出側に設けられ、開栓された試験管２０を保持した試験管ラック１９をストックするストッカーユニット１３と、
   を具備したことを特徴とする試験管の自動開栓装置。
2. 前記開栓機構１７は、前記栓体２３を咬持する一対の咬持部材１２１ａ，１２１ｂを備え、該咬持部材１２１ａ，１２１ｂには前進時に前記栓体２３に穿刺される穿刺ピン１２６を有していることを特徴とする請求項１記載の試験管の自動開栓装置。
3. 前記開栓機構１７は、前記試験管２０に対して前記一対の咬持部材１２１ａ，１２１ｂを交互に上方向に移動しながら該咬持部材１２１ａ，１２１ｂを上昇させ前記栓体２３を前記試験管２０から開栓する昇降機構１０８を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の試験管の自動開栓装置。
4. 前記クランプ機構８７は、前記試験管ラック１９の試験管２０に対して進退可能なシャッター９７を備え、前記試験管２０をクランプする動作と連動して前進し、既に開栓された試験管２０の開口部を前記シャッター９７で塞ぐことを特徴とする請求項１記載の試験管の自動開栓装置。

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