JP3880586B2 - 試験管栓取外し装置 - Google Patents

Description

この発明は、血液などの検体を収容した試験管から栓を自動的に取外す試験管栓取外し装置に関する。

従来、この種の試験管栓取外し装置として特許文献１に開示のものが知られている。この従来の試験管栓取外し装置は、試験管押えにより試験管を保持した状態で、試験管閉塞栓を引抜きアームの先端部で咬持し、この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、前記栓を試験管から自動的に引き抜くように構成されている。

なお、前記装置の栓引抜きアームは、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。
特開平５−２２８３７９号公報（段落[０００７]、図１）

ところで、検体容器としての試験管には、種々異なるサイズ（管径及び管長）の試験管（φ１３×７５ｍｍ、φ１３×１００ｍｍ、φ１６×７５ｍｍ、φ１６×１００ｍｍなど）があり、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コルク栓、ねじ込み式のスクリュー栓などがある。

しかし、前記特許文献１に開示の試験管栓取外し装置は、一定サイズの試験管と、それに適用されている定型タイプの栓を引き抜くことを前提として構成されている。従って、試験管のサイズや栓の種類に適合させる手段は何ら有していない。このため、装置全体を上下動させる昇降用シリンダでは、引抜きアームの下降停止位置を試験管長さのサイズ変更に対応して調整することはできないし、また栓を引き抜く際に傾斜ガイドとの関係で栓を回動させる手段は、その傾斜ガイドの傾斜面に栓引抜きアームの先端ローラが引きばねの付勢力で押し付けられる構造からすると、栓抜き時に栓を所定の角度範囲だけ回動させて栓引抜き力の軽減を図るものであり、従ってねじ込み式スクリュー栓などのように栓を必要な回転数回して取り外すことはできない問題があった。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的は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試験管栓取外し装置を提供することにある。

この発明は前記の目的を達成するために、請求項１の試験管栓取外し装置は、試験管１を栓取外し位置で直立状態に保持する試験管クランプ機構１１と、栓取外し部の上方位置に回転しないで上下動するように装備される可動装置枠２０と、この可動装置枠２０に垂直軸心周りを回転可能に装置され栓取外し位置に保持された試験管１の栓２を咬持する開閉チャック機構３０と、前記可動装置枠２０に備えられ前記チャック機構３０を栓咬持状態で垂直軸心周りに回転させる回転駆動装置４０と、前記可動装置枠２０を栓咬持のチャック回転状態で栓離脱方向に移動させる昇降作動機構５０とを具備し、
前記昇降作動機構５０を、前記チャック機構３０の下降停止位置を大サイズ試験管１の栓咬持位置から小サイズ試験管１ａの栓咬持位置まで下げ得るねじ長さを有したボールねじ５１，５２と、前記ボールねじ５１，５２を作動させ、前記可動装置枠２０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駆動モータ５３とから構成し、
前記開閉チャック機構３０を、前記可動装置枠２０にピストンロッド２５ａを垂直方向で下向きに、かつ垂直軸心周りに回転可能に支持され、前記回転駆動装置４０によって回転されるチャック開閉用シリンダ２５と、前記チャック開閉用シリンダ２５の下端部に該シリンダと一体に回転するように設けられ、上端部を支点として下端部が前記ピストンロッド２５ａの昇降によって開閉され、前記試験管１の栓２の周側部を咬持する開閉チャック２７と、前記開閉チャック２７に設けられ、前記栓２の周側部を咬持したとき該栓２に刺入される針３３とから構成し、
前記回転駆動装置４０を、前記チャック開閉用シリンダ２５に固定される従動スプロケットホイール３５と、前記可動装置枠２０に固定される駆動モータ３６及び該モータ回転軸に取付けられた駆動スプロケットホイール３７と、前記駆動スプロケットホイール３７と従動スプロケットホイール３５とに掛装される無端チェーン３８とから構成したことを特徴とする。

この発明の試験管栓取外し装置は、可動装置枠の昇降作動機構が、前記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ねじ長さを有したボールねじと、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、この試験管の閉塞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構成としている。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という効果を奏する。
さらに、開閉チャックは、上端部を支点として下端部が開閉するため、開閉チャックの垂直方向の下降に伴って咬持部が試験管の栓に対向し、その栓の周側部を咬持することができ、しかも開閉チャックに栓の周側部を咬持したとき該栓に刺入される針が設けられているため、開栓時に開閉チャックが栓とスリップすることはなく、確実かつ簡単に開栓できるという効果がある。

以下、この発明の実施の形態を図面に従い具体的に説明する。

図１は、この発明の第１の実施形態に係る試験管栓取外し装置をチャック開放状態で示した中央縦断面図、図２は同装置の正面図、図３は同装置の平面図、図４は同装置のチャック機構部分を栓取外し位置への下降停止状態で示した要部拡大断面図、図５は前記試験管栓取外し装置をチャック閉じの栓咬持状態で示した中央縦断面図、図６は図５のＡ−Ａ線に沿うチャック咬持部分の横断面図である。

図中１は内部に血液検体（図示せず）を収容し開口部を栓２で閉塞した試験管で、この試験管には［発明が解決しようとする課題］の項に記載したような管長の長い大サイズの試験管１と、管長の短い小サイズの試験管１ａとがあり、図１では説明の便宜上、この管長の長い大サイズの試験管１を実線で、管長の短い小サイズの試験管１ａを点線で示している。

３は前記試験管１又は１ａを直立状態に挿入保持する試験管ホルダで、該ホルダ筒部の下端部には一対のフランジと該フランジ間の環状溝４が設けられていると共に、前記ホルダ筒部内には管径の異なる試験管１，１ａを挿入保持可能な板ばね(図示せず)が内装されている。

５は前記管ホルダ３を一定の間隔を存して間欠的に搬送する試験管搬送路で、試験管ホルダ３を載置した状態で間欠的に回転駆動されるベルトコンベア６と、試験管ホルダ３の下端フランジ間の環状溝４に図１の如く係合する案内突条７ａ，８ａを有し前記コンベア６の両側に配設される搬送レール７，８とから構成され、その搬送途中の栓取外し位置に前記栓２を自動的に取外す本発明の試験管栓取外し装置が図１、図３に示すように装備される。

この試験管栓取外し装置は、前記試験管１の栓取外し位置に試験管搬送路５を跨ぐように立設される固定装置枠１０と、この固定装置枠１０の下方部に配設され管径の異なる試験管１，１ａを栓取外し位置で直立状態に保持する試験管クランプ機構１１と、栓取外し部の上方位置に回転しないで上下動するように固定装置枠１０に装備される可動装置枠２０と、この可動装置枠２０に垂直軸心周りを回転可能に装置され栓取外し位置に保持された試験管１の栓２を咬持する開閉チャック機構３０と、前記可動装置枠２０に備えられ前記チャック機構３０を栓咬持状態で垂直軸心周りに回転させる回転駆動装置４０と、前記可動装置枠２０を栓咬持のチャック回転状態で栓離脱方向に移動させる昇降作動機構５０とを具備する。

前記クランプ機構１１は管径の異なる試験管１，１ａを挟持可能な一対の試験管クランプ体１２，１３と、この試験管クランプ体を前記試験管１，１ａに対し接離移動させるクランプ作動用シリンダ１４，１５とで構成されている（図１参照）。

前記可動装置枠２０は前記固定装置枠１０に取付けられた左右一対の垂直ガイドレール２３，２４に係合するスライダ２０ａ，２０ｂを有し、このスライダの垂直ガイドレール２３，２４に沿った図２に示すような摺動案内で可動装置枠２０が回転しないで上下動するようになっている。

前記開閉チャック機構３０は可動装置枠２０に図１の如く軸受２１，２２を介して回転可能に支持され回転駆動装置４０によって回転されるチャック開閉用シリンダ２５と、このチャック開閉用シリンダ２５の下端部に該シリンダと一体に回転するように設けられ前記シリンダ２５のピストンロッド２５ａの作動によって開閉される開閉チャック２７とから構成されている。

この開閉チャック２７はチャック開閉用シリンダ２５と一体に回転する軸承体２６に対し図４の如く枢軸３１，３２で開閉可能に枢支される一対のチャック部材２８，２９を備え、このチャック部材２８，２９の上端部に図４の如く鉤型状に突出した上端係合部を設けると共に、前記チャック部材２８，２９の枢支点（枢軸３１，３２）を挟む中間部位置に内方へ突出した円弧状係合部を設け、またチャック開閉用シリンダ２５のピストンロッド２５ａにはチャック部材２８，２９の上端係合部と円弧状係合部との間に位置する上面が球面状に彎曲したチャック開閉子３５と、前記チャック部材２８，２９の円弧状係合部の下側に位置するロッド下端ナット３６を設け、前記ピストンロッド２５ａの上昇によりチャック開閉子３５の球面部が前記チャック部材２８，２９の上端係合部に係合してチャック部材２８，２９を栓咬持方向に閉じ作動させ、前記ピストンロッド２５ａの下降によりチャック開閉子３５の下面部が前記チャック部材２８，２９の円弧状係合部に係合してチャック部材２８，２９を栓離し方向に開け作動させるように構成されている。

なお、前記チャック部材２８，２９の下端部には円弧状に凹入した栓挟持部と、この栓挟持部に先鋭部が突出するように埋入固定された片側２本ずつ(合計４本)の釘針３３，３４とが図４、図６の如く設けられている。

前記チャック機構３０を回転させる回転駆動装置４０は、チャック開閉用シリンダ２５の上端部に固定される従動スプロケットホイール３５と、前記可動装置枠２０に固定されるステッピングモータからなる駆動モータ３６及び該モータ回転軸に取付けられた駆動スプロケットホイール３７と、この駆動スプロケットホイール３７と前記従動スプロケットホイール３５とに掛装される無端チェーン３８とから構成されている（図１明示）。

前記可動装置枠２０の昇降作動機構５０は、前記チャック２７の下降停止位置を大サイズ試験管１の栓咬持位置から小サイズ試験管１ａの栓咬持位置まで下げ得るねじ長さを有した左右一対のボールねじ５１，５２と、このボールねじを作動させるステッピングモータからなる駆動モータ５３とを備え、この駆動モータ５３によるボールねじ５１，５２の作動で前記可動装置枠２０を試験管長さに対応する移動ストロークで上下動させるように構成している。

この構成を更に詳しく述べると、前記ボールねじ５１，５２は固定装置枠１０に垂直ガイドレール２３，２４と平行になるように軸支されるねじ軸５１ａ，５２ａ（このねじ軸のねじ長さが前記チャック２７の下降停止位置を大サイズ試験管１の栓咬持位置から小サイズ試験管１ａの栓咬持位置まで下げ得るねじ長さとなっている）と、このねじ軸５１ａ，５２ａに螺挿され前記可動装置枠２０に取付部材５４を介して固定されるナット駒５１ｂ，５２ｂとからなり、前記ねじ軸５１ａ，５２ａの上端部に取付けられたスプロケットホイール５５，５６と前記モータ５３（ステッピングモータ）の回転軸に取付けたスプロケットホイール５７とに無端チェーン５８を図３の如く掛装し、前記駆動モータ５３によるボールねじ５１，５２の作動で前記可動装置枠２０を試験管長さ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。

図５は前記チャック２７が大サイズ試験管１の栓咬持位置で下降停止し、該チャック２７が閉じて大サイズ試験管１の栓２を咬持している状態を示し、この栓咬持状態（このとき前記試験管１はクランプ機構１１で保持されている）で回転駆動装置４０が作動すると、チャック機構３０全体が垂直軸心周りを回転して栓２が回される。この栓回転が始まると昇降作動機構５０が同時に作動し、回転チャック機構３０を可動装置枠２０とともに引き上げて前記栓２の取外しを行なう。

前記可動装置枠２０及びチャック機構３０の前記のような上下動作をステッピングモータ５３で行なうと、このステッピングモータ５３の回転制御で速度調整が容易に行なえ、低速で栓２を抜き始め、栓２が抜けた後高速で上昇させることができるので、血液検体の飛散がないように栓抜きすることができる。

図１乃至図３に示す符号６０は、栓落下位置にロッドレスシリンダ６１の作動で出入する栓受け箱で、この栓受け箱６０はチャック上昇限位置で可動装置枠２０が移動停止した時に、栓咬持チャック２７の真下位置（栓落下位置）に図１想像線で示すように進入停止して、前記チャック２７の開放で落下する栓２を受け入れる。

そして、この栓受け箱６０は前記シリンダ６１の後退作動でシュート６２の上方位置まで移動し、この後退位置で図３に示すアクチェタ６３の作動により前記シュート６２の開口部方向に傾動して受入栓を前記シュート６２に開口部から投入させるように構成されているが、その詳細構造は本発明の要旨とはならないので説明を省略する。

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栓取外し装置をチャック開放状態で示した中央縦断面図。 同装置の正面図。 同装置の正面図。 同装置のチャック機構部分を栓取外し位置への下降停止状態で示した要部拡大断面図。 前記試験管栓取外し装置をチャック閉じの栓咬持状態で示した中央縦断面図。 図５のＡ−Ａに沿うチャック咬持部分の横断面図。

符号の説明

１…大サイズの試験管、１ａ…小サイズの試験管、２…栓、３…試験管ホルダ、１０…固定装置枠、１１…試験管クランプ機構、２０…可動装置枠、２０ａ，２０ｂ…スライダ、２３，２４…左右一対の垂直ガイドレール、２５…チャック開閉用シリンダ、２７…開閉チャック、３０…開閉チャック機構、４０…開閉チャック機構の回転駆動装置、３５…従動スプロケットホイール、３６…チャック機構回転用の駆動モータ、３７…駆動スプロケットホイール、３８…無端チェーン、５０…昇降作動機構、５１，５２…左右一対のボールねじ、５１ａ，５２ａ…ねじ軸、５１ｂ，５２ｂ…ナット駒、５３…可動装置枠昇降作動用の駆動モータ（ステッピングモータ）。

Claims (1)

1. 試験管１を栓取外し位置で直立状態に保持する試験管クランプ機構１１と、
   栓取外し部の上方位置に回転しないで上下動するように装備される可動装置枠２０と、
   この可動装置枠２０に垂直軸心周りを回転可能に装置され栓取外し位置に保持された試験管１の栓２を咬持する開閉チャック機構３０と、
   前記可動装置枠２０に備えられ前記チャック機構３０を栓咬持状態で垂直軸心周りに回転させる回転駆動装置４０と、
   前記可動装置枠２０を栓咬持のチャック回転状態で栓離脱方向に移動させる昇降作動機構５０とを具備し、
   前記昇降作動機構５０を、前記チャック機構３０の下降停止位置を大サイズ試験管１の栓咬持位置から小サイズ試験管１ａの栓咬持位置まで下げ得るねじ長さを有したボールねじ５１，５２と、
   前記ボールねじ５１，５２を作動させ、前記可動装置枠２０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駆動モータ５３とから構成し、
   前記開閉チャック機構３０を、
   前記可動装置枠２０にピストンロッド２５ａを垂直方向で下向きに、かつ垂直軸心周りに回転可能に支持され、前記回転駆動装置４０によって回転されるチャック開閉用シリンダ２５と、
   前記チャック開閉用シリンダ２５の下端部に該シリンダと一体に回転するように設けられ、上端部を支点として下端部が前記ピストンロッド２５ａの昇降によって開閉され、前記試験管１の栓２の周側部を咬持する開閉チャック２７と、
   前記開閉チャック２７に設けられ、前記栓２の周側部を咬持したとき該栓２に刺入される針３３とから構成し、
   前記回転駆動装置４０を、
   前記チャック開閉用シリンダ２５に固定される従動スプロケットホイール３５と、
   前記可動装置枠２０に固定される駆動モータ３６及び該モータ回転軸に取付けられた駆動スプロケットホイール３７と、
   前記駆動スプロケットホイール３７と従動スプロケットホイール３５とに掛装される無端チェーン３８とから構成したことを特徴とする試験管栓取外し装置。

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