(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
a) 試料容器が挿入される貫通孔を複数有する円盤状の移動板であって、円の中心を中心軸にして回転することにより該貫通孔に挿入された試料容器を複数の移動経路に沿って水平方向に移動させる移動板と、
b) 前記移動板の下方に固定して配置されており、該移動板の一部を覆うことにより該移動板により移動される試料容器の一部を底部で支える固定板と、
c) 前記固定板で覆われない部分の前記移動板を覆いつつ前記複数の移動経路を跨ぐように移動可能であって、１本の試料容器が通過可能な取出孔を有する取出板と、
d) 前記取出孔の下方で試料容器を受け、その位置と所定の搬送先位置の間で試料容器を移動させる容器受け部と
を備え、
前記取出孔の移動経路と前記複数の移動経路が交差していることを特徴とする試料容器搬送装置。
【請求項２】
前記固定板で覆われない部分が、前記移動板の一部の円弧状の部分であり、
前記取出板が、前記円弧に沿う円周を有し、該円弧に沿って回転する円板であることを特徴とする請求項１に記載の試料容器搬送装置。
【請求項３】
前記容器受け部が、前記取出孔の下方で試料容器を上昇/降下させるものであり、
前記容器受け部の上昇に連動して前記取出孔を開口し、前記容器受け部の降下に連動して前記取出孔を塞ぐ開閉板を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の試料容器搬送装置。
【請求項４】
前記開閉板が、前記取出孔からずれた位置の回転軸を中心として回転して前記取出孔を開閉するものであり、
前記容器受け部の上下動に伴って昇降する昇降部材と、
前記回転軸に固定されており、前記昇降部材との接触時に該回転軸に対して傾斜した方向より力を受ける接触部を有し、該力が該接触部に加わると該回転軸とともに回転する回転部材と
を備えることを特徴とする請求項３に記載の試料容器搬送装置。
【請求項５】
前記取出板が、前記取出孔の下方にある試料容器が前記容器受け部により上昇して該取出板の上面側に移動すると、前記貫通孔で横移動を規制された該試料容器と該容器受け部の間に該取出孔の縁を入り込ませながら移動して、該取出板上面で該試料容器を支えるものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の試料容器搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスクロマトグラフや液体クロマトグラフ等の分析装置で用いられる試料容器搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の試料容器に収容された各試料を順次採取してガスクロマトグラフや液体クロマトグラフ等の分析装置に導入し自動的に分析する場合、各試料容器が収納されたラックから所望の試料容器を順に取り出し、それをサンプリングニードル等を有する試料採取部の所定箇所まで搬送する必要がある。このような搬送を行う装置としては、試料容器をグリッパで把持しＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向に移動させるものや、グリッパが先端に取り付けられた水平アームにより、グリッパで把持された試料容器を円筒座標系（Ｒ−θ−Ｚ）内で移動させるもの等がある（特許文献１参照）。
【０００３】
図１１に、試料容器を円筒座標系内で移動させる試料容器搬送装置５０の一例を示す。ドーナツ状のラック５１には試料容器の保持穴５２が同心円状に複数設けられており、ラック５１中央の開口には水平アーム５３を支持するアーム台５４が回転及び上下動可能に配置されている。水平アーム５３はアーム台５４上で長手方向に移動可能であり、その一端には試料容器を把持するためのグリッパ５５が取り付けられている。グリッパ５５は、グリッパ本体５５１の下面から下方に突出した複数の指部５５２を有し、グリッパ本体５５１内の駆動機構を動作させて各指部５５２の間隔を変化させることで試料容器上部を把持したり放したりすることができる。また、グリッパ５５は、アーム台５４の回転、上下動、及び、水平アーム５３の水平移動により円筒座標系（Ｒ−θ−Ｚ）内で移動することができる。以上の構成により試料容器搬送装置５０は、ラック５１から任意の試料容器を選択的に取り出し、それをラック５１内の他の試料容器の上方を通過させ、ラック外にある所定の搬送先まで搬送することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平10-170520号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来の試料容器搬送装置５０では、ラック５１内の或る試料容器を取り出して搬送しようとする際に、まず、図１２(ａ)に示すようにその試料容器５７の上部周囲の隙間にグリッパ５５の指部５５２を挿入し、指部５５２の間隔を狭めて試料容器５７を把持する。次に、図１２(ｂ)に示すように水平アーム５３を上昇させ、指部５５２で把持された試料容器５７を他の容器よりも高い位置まで持ち上げ、その状態で試料容器５７を水平移動させる。このような搬送では、試料容器５７の把持に失敗して試料容器５７を持ち上げ損ねたり、一旦把持した試料容器５７を搬送中に落下させたりするおそれがある。また、ラック５１内の他の試料容器との干渉を避けるためにグリッパ本体５５１や水平アーム５３を試料容器５７の上方に配置しなければならない点、及び、グリッパ本体５５１には指部５５２の駆動機構が組み込まれるためグリッパ本体５５１は或る程度の厚さＴを有する点が、装置全体の高さを低くする上での制約となる。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、試料容器搬送中のトラブルが生じにくく、装置の小型化を図ることができる試料容器搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された本発明に係る試料容器搬送装置は、
a) 試料容器が挿入される貫通孔を複数有する円盤状の移動板であって、円の中心を中心軸にして回転することにより該貫通孔に挿入された試料容器を複数の移動経路に沿って水平方向に移動させる移動板と、
b) 前記移動板の下方に固定して配置されており、該移動板の一部を覆うことにより該移動板により移動される試料容器の一部を底部で支える固定板と、
c) 前記固定板で覆われない部分の前記移動板を覆いつつ前記複数の移動経路を跨ぐように移動可能であって、１本の試料容器が通過可能な取出孔を有する取出板と、
d) 前記取出孔の下方で試料容器を受け、その位置と所定の搬送先位置の間で試料容器を移動させる容器受け部と
を備え、
前記取出孔の移動経路と前記複数の移動経路が交差していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る試料容器搬送装置では、移動板の下方に固定板と取出板を配置し、移動板の複数の貫通孔に挿入された試料容器の底部を固定板及び取出板で支持する。支持された試料容器のうちの或る試料容器を取り出そうとする際には、まず、移動板及び取出板を移動させて、その試料容器の直下に取出孔を配置し、その下方で待機させていた容器受け部に試料容器を渡す。次に、容器受け部が試料容器を所定の搬送先まで搬送する。このように試料容器を持ち上げて搬送するのではなく下方で受けて搬送することにより、試料容器の把持に失敗したり一旦把持した試料容器を搬送中に落下させたりといったトラブルが生じない。また、容器受け部は試料容器を下方で支えるだけでよいため、試料容器の下方にグリッパのような機構を配置する必要がなく、その分だけ装置の高さを低くすることができる。また、取出板下方で試料容器を水平移動させるための搬送アームを試料容器の側方に配置し試料容器の高さの範囲で移動させることが可能であり、搬送アームのための余計な高さがいらない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例に係る試料容器搬送装置の斜視図。
【図２】移動板及び取出板の平面図。
【図３】固定板及び取出板の平面図。
【図４】移動板の貫通孔及び取出板の取出孔の各移動経路を示す図。
【図５】昇降ユニットの動作を説明する図であり、(ａ)は容器受け部が下がった状態での昇降ユニットの斜視図、(ｂ)は容器受け部が上がった状態での昇降ユニットの斜視図である。
【図６】開閉機構の構成及び動作を説明する図であり、(ａ)と(ｃ)は昇降アームが下がった状態での開閉板付近の平面図と側面図、(ｂ)と(ｄ)は昇降アームが上がった状態での開閉板付近の平面図と側面図である。
【図７】搬送ユニットの斜視図。
【図８】試料容器搬送装置の概略構成を示すブロック図。
【図９】固定板及び取出板の変形例を示す図であり、(ａ)は取出孔が最外周の貫通孔の移動経路と重なったときの平面図、(ｂ)は取出孔が最内周の貫通孔の移動経路と重なったときの平面図である。
【図１０】固定板及び取出板の他の変形例を示す図であり、(ａ)は取出孔が最外周の貫通孔の移動経路と重なったときの平面図、(ｂ)は取出孔が最内周の貫通孔の移動経路と重なったときの平面図である。
【図１１】従来の試料容器搬送装置の斜視図。
【図１２】従来の試料容器搬送装置の動作を説明する図であり、(ａ)は試料容器を持ち上げる前のグリッパ周辺の側面図、(ｂ)は試料容器を持ち上げた後のグリッパ周辺の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る試料容器搬送装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態に係る試料容器搬送装置１０は、複数の試料容器に収容された各試料を順次採取してガスクロマトグラフや液体クロマトグラフ等の分析装置に導入する際に用いられるものであり、ラック１１に保持された複数の試料容器の中から任意の容器を選択的に取り出し、試料採取部３０に搬送するものである（図１参照）。
【００１１】
ラック１１は、試料容器が挿入される貫通孔１２１が同心円状に形成された回転可能な移動板１２と、移動板１２の下方に配置されており円弧状に切り取られた切取部１３１を有する固定板１３と、切取部１３１を塞ぎつつ回転可能な取出板１４とから構成される（図２、３参照）。
【００１２】
移動板１２は、第１駆動部４１（図８参照）によって回転軸１２２を中心に回転駆動される。第１駆動部４１は駆動モータやギヤ等を有し、制御部４５により制御される。移動板１２の回転により、貫通孔１２１に挿入された各試料容器は固定板１３及び取出板１４の上面を滑りながら公転する。なお、移動板１２は１枚の板であってもよいが、試料容器をより安定して保持するためには図１に示すように離間した２枚以上の板で構成されたものである方が望ましい。
【００１３】
固定板１３に設けられた切取部１３１は移動板１２の複数の貫通孔１２１の移動経路Ａを全て跨ぐように切り取られた部分であり、ここには取出板１４が配置される（図３、４参照）。これにより、移動板１２によって公転する各試料容器は固定板１３と取出板１４の双方の上を通過する。
【００１４】
取出板１４は切取部１３１の円弧に沿う円周を有する円板であり、その上面は固定板１３の上面と同じ高さである。取出板１４は第２駆動部４２（図８参照）によって駆動され、切取部１３１を塞ぎながら回転軸１４２を中心に回転する。第２駆動部４２は、駆動モータやギヤ等を有し、制御部４５により制御される。取出板１４には１本の試料容器が通過可能な取出孔１４１が外周近傍に設けられている。取出孔１４１は取出板１４の自転に伴って回転軸１４２を中心として公転し、その移動経路Ｂは各貫通孔１２１の移動経路Ａを全て跨ぐ（図４参照）。なお、取出板１４の形状は、切取部１３１を塞ぐことができるものであればよく、円形に限らず扇形等でもよい。
【００１５】
取出板１４の下方には、試料容器を受ける容器受け部材１９と、容器受け部材１９を上昇/降下させる昇降ユニット１７と、容器受け部材１９で受けた試料容器を水平移動させて試料採取部３０まで搬送する搬送ユニット１８が配置されている（図１、５参照）。
【００１６】
容器受け部材１９は、側方に開口した溝を有する断面コの字型のコの字型部材１９１と、コの字型部材１９１の上面に設けられた容器支持部１９２を有する。コの字型部材１９１は、軸１９３に沿って上下に平行移動する。容器支持部１９２は、取出孔１４１から落下する試料容器の衝撃を緩和するためにばね等の弾性部材を有するものであってもよい。
【００１７】
昇降ユニット１７は、第３駆動部４３（図８参照）のサーボモータ２１により動作する昇降アーム２２を有する。昇降アーム２２の一端はサーボモータ２１の回転軸に固定されている。昇降アーム２２の他端の側面にはローラ（図示せず）が取り付けられており、ローラはコの字型部材１９１の溝に挿入されている。サーボモータ２１で昇降アーム２２を回転させると、昇降アーム２２のローラがコの字型部材１９１の溝内を移動しながら上下する。これにより、容器受け部材１９は軸１９３に沿って上下に平行移動する。
【００１８】
取出孔１４１の下方には開閉板１５が配置されている。開閉板１５は取出孔１４１からずれた位置の回転軸１５１を中心として回転し、これにより、取出孔１４１を図５(ａ)に示すように塞いだり、図５(ｂ)に示すように開口させたりする。なお、開閉板１５は回転するものに限らず、直線的に移動するもの等であってもよい。
【００１９】
開閉板１５は容器受け部材１９の昇降に連動して回転するものであり、容器受け部材１９が上昇すると取出孔１４１の直下から横にずれ（図５(ｂ)参照）、容器受け部材１９が降下すると取出孔１４１の直下に戻る（図５(ａ)参照）。容器受け部材１９と開閉板１５を連動させることにより、１台の駆動モータで容器受け部材１９の昇降と開閉板１５の回転を行うことができる。
【００２０】
容器受け部材１９と開閉板１５を連動させるための開閉機構２３としては様々な機構を用いることができ、例えば図６に示すように、下がった状態の昇降アーム２２よりも高い位置で回転軸１５１に固定された回転部材１５２と、開閉板１５の側面に取り付けられたばね１５３を用いたものを採用することができる。回転部材１５２は回転軸１５１及び開閉板１５と一体となって回転するものであり、回転軸１５１から径方向に突出した部分が、下がった状態の昇降アーム２２の直上に配置されている。ばね１５３は開閉板１５が回転軸１５１を中心として回転すると、その回転を妨げるような弾性力を開閉板１５に加える。
【００２１】
上記構成の開閉機構２３では、昇降アーム２２（昇降部材）が上向きに回転して回転部材１５２の下面の縁１５４（接触部）に接触すると、回転部材１５２は縁１５４にて、回転軸１５１に対して傾斜した方向より力を受ける。これにより、回転部材１５２は回転軸１５１及び開閉板１５とともに回転軸１５１を中心として回転する。昇降アーム２２により容器受け部材１９が上昇し、容器支持部１９２の上面から開閉板１５までの距離が試料容器の高さに近づいたときには、回転部材１５２が図６(ｂ)に示す位置まで回転しており、回転部材１５２が昇降アーム２２の直上にない。そこから更に昇降アーム２２を上昇させても、昇降アーム２２は回転部材１５２の側面に接触しながら上昇するだけで、回転部材１５２をそれ以上回転させたりはしない。一旦上昇した昇降アーム２２が降下して回転部材１５２から離れると、開閉板１５はばね１５３の作用により元の位置に戻り、取出孔１４１を塞ぐ。
【００２２】
図７に示すように搬送ユニット１８の搬送アーム１８１は回転軸１４２を中心にして回転し、その端部には試料容器の転倒を防ぐための保持部１８２が試料容器４６を囲うように設けられている。保持部１８２は上下する容器受け部材１９と干渉しないように容器受け部材１９の通過領域と重なる部分が切り取られている。搬送アーム１８１が回転すると、搬送アーム１８１の端部が取出孔１４１下方の位置と試料採取部３０の所定位置の間で移動する。この回転は、駆動モータやギヤ等を有し制御部４５により制御される第４駆動部４４によって行われる（図８参照）。なお、搬送アーム１８１と取出板１４はそれぞれ独立に回転させてもよいが、一体に回転させてもよい。これにより、１台の駆動モータで搬送アーム１８１及び取出板１４を回転させることができる。この場合、図８に示す第２駆動部４２と第４駆動部４４を統合することができ、装置構成を簡略化することができる。
【００２３】
制御部４５はＣＰＵやメモリ等から成り、所定のプログラムに基づいて上記各駆動部４１〜４４を制御する（図８参照）。例えば、第１駆動部４１を動作させて移動板１２の回転角を制御することにより、所望の貫通孔１２１を自らの移動経路Ａが取出孔１４１の移動経路Ｂと重なる点Ｃまで移動させる（図４参照）。また、第２駆動部４２を動作させて取出板１４の回転角を制御することにより、取出孔１４１を上記点Ｃまで移動させる。これにより、所望の貫通孔１２１と取出孔１４１を上下に重ねることができる。なお、各回転角は試料容器搬送時にその都度算出しても、予めそれらの値をメモリに記憶しておき搬送時に適宜読み出してもよい。
【００２４】
次に、試料容器搬送装置１０の動作について説明する。まずオペレータが、試料を収容した複数の試料容器をラック１１に装填し、制御部４５に動作開始を指示する。それを受けて制御部４５は、第１駆動部４１及び第２駆動部４２を駆動し、移動板１２及び取出板１４を回転させ、取り出そうとする試料容器の直下に取出孔１４１を配置する。このとき、取出孔１４１は開閉板１５で閉じられており、試料容器の底部は開閉板１５で支持される。
【００２５】
次に、制御部４５は第３駆動部４３を駆動し昇降アーム２２を上昇させて容器受け部材１９を持ち上げる。このとき、昇降アーム２２の動きに連動して開閉板１５が回転し、取出孔１４１が開口する。これにより、開閉板１５で支持されていた試料容器が取出孔１４１から落下し、それを容器受け部材１９が受ける。
【００２６】
続いて、制御部４５が第３駆動部４３を駆動して昇降アーム２２を降下させると、これに連動して開閉板１５が回転し取出孔１４１を塞ぐ。昇降アーム２２が所定位置まで下がると、制御部４５は第４駆動部４４を駆動して搬送ユニット１８を水平移動させ、試料容器を試料採取部３０まで搬送する。このとき、搬送ユニット１８だけでなく、試料容器を支持した状態の容器受け部材１９及び昇降ユニット１７も水平移動させる。なお、搬送ユニット１８が取出孔１４１の下方で容器受け部材１９から試料容器を受け取る場合には、搬送ユニット１８のみを水平移動させればよい。この場合、容器受け部材１９と搬送ユニット１８を合わせたものが本発明の容器受け部に相当する。
【００２７】
試料採取部３０は、搬送された試料容器内の試料をサンプリングニードル等で採取する。その際、試料容器を加熱して試料成分を気化させ、試料容器のヘッドスペースに充満したガスを試料ガスとして採取してもよい。
【００２８】
試料採取部３０にて試料の採取が完了すると、制御部４５は第４駆動部４４を駆動して搬送ユニット１８を動作させ、試料容器を取出孔１４１の下方に戻す。次に、第３駆動部４３を駆動して昇降アーム２２を上昇させ容器受け部材１９を持ち上げる。開閉板１５はこの動きに連動して回転し、試料容器の上面が取出孔１４１に到達する前に取出孔１４１の直下から完全にずれ、取出孔１４１を開口させる。この状態で更に容器受け部材１９を持ち上げると、試料容器が取出孔１４１を通過し、取出板１４の上面側に移動する。このとき、試料容器は移動板１２の貫通孔１２１に挿入されており、貫通孔１２１によって横移動が規制されている。試料容器が上昇しきったときに、その底面は取出板１４の上面よりも僅かに低い位置にある。通常の試料容器は底面の縁が丸みを帯びているため、この状態で取出板１４を回転させると、試料容器と容器受け部材１９の間に取出孔１４１の縁が容易に入り込む。これにより、取出板１４の上面で試料容器を支えることができ、試料容器をラック１１に戻すことができる。
【００２９】
以上のように試料容器搬送装置１０では、試料容器を持ち上げて搬送するのではなく、下方で受けて搬送するため、試料容器の把持に失敗したり一旦把持した試料容器を搬送中に落下させたりといったトラブルが生じない。また、容器受け部材１９は試料容器を下方で支えるものであるため、試料容器の下方にグリッパのような機構を配置する必要がなく、その分だけ装置の高さを低くすることができる。また、搬送アーム１８１を試料容器の側方に配置して試料容器の高さの範囲で水平移動させることが可能であり、搬送アーム１８１のための余計な高さがいらない。
【００３０】
なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に添って適宜変形や修正を行えることは明らかである。例えば、図９に示すように、固定板１３ｂに各貫通孔の移動経路Ａを跨る円形の開口（切取部１３１ｂ）を設け、その開口を円板状の取出板１４ｂで塞いでもよい。この場合、取出板１４ｂを回転させることにより、取出孔１４１ｂを各貫通孔の移動経路Ａに重ねることができる。また、図１０に示すように、固定板１３ｃに各貫通孔の移動経路Ａを跨る矩形の切り込み（切取部１３１ｃ）を設け、その切り込みを矩形の取出板１４ｃで塞いでもよい。この場合、取出板１４ｃを切取部１３１ｃに沿って平行移動させることにより、取出孔１４１ｃを各貫通孔の移動経路Ａに重ねることができる。
【００３１】
移動板は、貫通孔に挿入された所望の試料容器を取出孔の移動経路まで移動可能なものであればよく、回転するものに限らず、水平面内で平行移動するもの等であってもよい。
移動板の各貫通孔のピッチが大きい場合などには、取出板の取出孔を、各貫通孔の間の部分の下方を通過するように移動させてもよい。これにより、開閉板で取出孔を塞がなくても、取出孔から不所望の試料容器が落下することを防止することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１０、５０…試料容器搬送装置
１１、５１…ラック
１２…移動板
１２１…貫通孔
１２２…回転軸
１３、１３ｂ、１３ｃ…固定板
１３１、１３１ｂ、１３１ｃ…切取部
１４、１４ｂ、１４ｃ…取出板
１４１、１４１ｂ、１４１ｃ…取出孔
１４２…回転軸
１５…開閉板
１５１…回転軸
１５２…回転部材
１５３…ばね
１５４…縁
１７…昇降ユニット
１８…搬送ユニット
１８１…搬送アーム
１８２…保持部
１９…容器受け部材
１９１…コの字型部材
１９２…容器支持部
１９３…軸
２１…サーボモータ
２２…昇降アーム
２３…開閉機構
３０…試料採取部
４１…第１駆動部
４２…第２駆動部
４３…第３駆動部
４４…第４駆動部
４５…制御部
４６、５７…試料容器
５２…保持穴
５３…水平アーム
５４…アーム台
５５…グリッパ
５５１…グリッパ本体
５５２…指部
【図１】
0005500027.tif 000002
【図２】
0005500027.tif 000003
【図３】
0005500027.tif 000004
【図４】
0005500027.tif 000005
【図５】
0005500027.tif 000006
【図６】
0005500027.tif 000007
【図７】
0005500027.tif 000008
【図８】
0005500027.tif 000009
【図９】
0005500027.tif 000010
【図１０】
0005500027.tif 000011
【図１１】
0005500027.tif 000012
【図１２】
0005500027.tif 000013