(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器からふたを除去するための装置であって、
前記ふたは、圧縮変形可能な軟質材からなるとともに、
容器の開口を横切るふた壁と、
ふた壁の外上面に形成された凹部と、を備える一方、
前記装置は、
容器を把持して、ふたが除去された後に容器を開放する容器把持手段と、
ふたを把持して、一対のあごと容器との相対的な分離運動の間に、把持した容器から把持したふたを除去することができる一対のあごを備えるふた把持手段と、を備え、
前記容器把持手段及びふた把持手段は、容器把持手段で把持された容器のふたが前記ふた把持手段のあごによって把持及び除去される位置に、互いに移動可能であり、
ふた把持手段は、ふた把持手段の一対のあごの間に位置するとともにふた壁の凹部に挿嵌される位置に移動できる剛性部材を備え、
ふた把持手段の一対のあごは、剛性部材がふた壁の凹部に挿嵌された状態で、剛性部材とともにふたを把持することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、容器からふたを除去するための装置であり、特に、バイアルをコンベヤシステムによって輸送する自動サンプル試験装置において体液（前処理されている）のような、臨床試験を含むバイアルからふたを除去するための新規な装置に関する。
背景技術
通常、血液サンプル管と液体試料を扱うその他のものは、２種類のふたを有し、一方は摩擦の働く軟質ゴムストッパーのようなデバイスであり、他方はキャップタイプのふたである。自動化サンプルを取り扱うためには、これらの２種類の全く異なるキャップ形成手段を扱うことができる、ある形の自動化キャップ除去デバイスが必要である。
軟質ゴムストッパーのふたは、バイアルの開口を横切るふた壁と、バイアルあるいは管の開口に挿入されるのに依存するプラグとを備えている。このことによって、ふたは容易に挿入でき、液体のきつい摩擦−圧縮シールを形成できるけれども、ゴムのやわらかさによって、そのようなふたを除去するための問題が機械装置に発生する。ふたがそのような装置、例えば、ふた把持あごで把持されているとき、そのようなゴムストッパーが圧縮的に変形可能であるという性質によって、それらが変形して、把持が難しい。さらなる問題は、いくつかのバイアルはねじキャップでふたをし、その結果、分離ふた除去装置がゴムストッパーのバイアルとねじキャップのバイアルに必要であるということに起因する。
この問題に解決手段を提供することが、本発明の目的である。本発明の他の目的と利点は、以下の明細書から明らかになる。
発明の概要
本発明は、ふたが容器の開口を横切るふた壁を備える、容器からふたを除去する装置を提供するものである。本装置は、容器を把持し、ふたを除去したときそのあとに容器を解放するための容器把持手段と、ふたを把持するあごを備え、あごと容器との相対的な分離動作の間に把持した容器から把持したふたを除去するふた把持手段とを備える。容器把持手段及びふた把持手段は、容器把持手段で把持した容器のふたが前記あごで把持され除去される位置に互いに移動可能である。ここで、ふた把持手段が、あご間の位置であり且つふた壁と接触するように移動可能である剛性部材を含む。これにより、ふたが圧縮的に変形可能なふたであるとき、前記剛性部材がふたに接触することで、前記圧縮的に変形可能なふたに剛性を与えるために、あごによるふたの把持とあごによるふたの除去とが容易になる。
【図面の簡単な説明】
本発明の実施例について、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、バイアルのふたとバイアルの隣接部分の断面を示す。
図２は、図１のバイアルに適した容器把持手段の模式的な平面図を示す。
図３は、図１のふたに適したふた把持手段の模式的な側面図を示し、この図ではあごが開いた状態である。
図４は、図３のふた把持手段の模式的な底面図を示す。
発明の詳細な説明
容器は、上述の臨床試料バイアルであり、通常は、約10ml容量と約15ml直径のガラス製またはプラスチック製の管である。そのようなバイアル用のふたは、上述の軟質ゴムストッパー又はねじキャップである。ある種のバイアル用の軟質ゴムストッパーは、そのふた壁の上方外表面において、約8mm直径と約3mm深さのくぼみを有する。そのようなバイアルは、ベクトン・ディキンソンから市販されている、「バキュテイナー:Vacutainer（商標）」として入手可能である。本発明の装置の格別な利点は、ゴムストッパーバイアルとねじキャップバイアルとを前もって区別したり、それらを別々に扱ったりすることを必要としないで、ゴムストッパーとねじキャップを除去できるということである。
容器把持手段は、容器を把持できる一組の閉じることのできるあごを都合よく備える。好ましくは、把持手段は、予め定めた方向に容器を一列に並べて、容器を正確に位置決めする。容器とふたの把持手段の作業が自動化され、データ処理装置で容易に制御される。上述の管状バイアルの場合、そのようなあごは、好ましくは、管の直径を横切る方向で対向して閉じており、その各あごは、バイアルに対面する側のあご表面において、一対の対向する「Ｖ字」形の切り欠きを備えており、正確な整列と位置決めを確実に行い、あごが種々の直径のバイアルを把持できるようになっている。
上述の管状バイアルの場合、ふた把持のあごは、好ましくは、ふたの直径を横切る方向に対向して閉じて、ふたに対面する側のあご表面において、一対の対向する「Ｖ字」形の切り欠きを備える。そのような「Ｖ字」形の切り欠きによって、あごが種々の直径のふたを把持することができ、ふたのまわりをしっかりと把持することもできる。
容器把持手段のあごとふた把持のあごは、容器とふたのそれぞれをしっかりと把持できるように、好ましくは、高摩擦力を有する弾性ポリマー材料で表面を仕上げる。
あごとふたの相対的な分離運動は、好ましくは、あごがふたを容器から引き離す運動である。上述のバイアルの場合、この運動はバイアルの長軸方向における引っ張り運動を含み、これによりバイアルからふたを引き離す。ふたがねじキャップのふたであるならば、相対的な分離運動は、回転してねじを外す運動を含み、選択的に、引っ張り動作と組み合わせなければならない。上述したように、ふたが摩擦によってバイアルに保持されたゴムストッパータイプからできているならば、そのような回転運動は、ふたの取りはずしに特別の問題を生じることもなく、むしろ、ふたの取りはずしを助長することができる。この種の相対的な分離運動により、本発明の装置はゴムストッパー及びねじキャップふたをバイアルから除去することができる。
剛性部材は、好ましくは、軸上にあるか、あるいはふたの把持あご面間の中心線に沿って延在する軸の延長線上にある。バイアルに適したふた把持手段の好ましい実施形態において、ふた把持あごは、容器把持手段とふた把持手段とが上述の動きをする間、上からふたに近づき、容器把持手段によって把持された容器のふたがあごによって把持される位置に、互いに接近する。
剛性のある止めを備えることによってふた把持あごが軟質ゴムストッパの周りを回って閉じるので、軟質ゴムストッパーに剛性部材が接触することによって、軟質ゴム壁が内部に座屈して変形することを妨げる。ふたと接触する剛性部材の部分に適した形とサイズは、簡単な実験によって決定できる。しかしながら、バイアルふたがそのふた壁の上方外表面にくぼみを有するならば、ふたと接触する剛性部材の部分の形は、そのくぼみの形に対応する。
好都合なことに、そのような構造において、くぼみによって部材がふた壁の上方外表面レベルの下に下降することができ、そのため、あごがふたの周りを回って斜めに閉じるように、ふたのゴムは挟まれて、あごと剛性部材との間で捕らえられ、ふたの把持が改善されることになる。ねじキャップのバイアルを使用するのに適切であると思われる剛性部材は、それが感知すると、剛性キャップの周りを回ってあごを正しく位置決めするのに役立つ。
当業者によく知られている、電動機，空気アクチュエータ，あるいは油圧アクチュエータ等の従来の駆動手段を用いると、本発明の装置の種々の部分は、上述の運動をする。これらの運動は、既知の従来の自動制御装置で制御され、従来のデータ処理装置にリンクしている。この制御装置は、例えばバイアル上のバーコードのような、容器上のラベルから情報を読みとるためのセンサと、容器把持手段そして／又はふた把持手段を、互いに既知の位置、又は装置の他の部分に正確に動かすための既知の装置とを備える。
ふたがそのような位置にあり、あごが閉じられるとき、容器の隣接部分（例えば上述のバイアル）を把持することなく、それらがふた（例えば、上述のゴムストッパー）を把持するふた把持手段に対して正しく整列することを決める手段を制御装置が備えることは、本質的なことである。適切な手段は、自動制御装置の当業者に明らかである。例えば、容器把持手段は、画定した軸に沿ってバイアルのような容器の縦軸の向きを定める把持面を有することができ、ふた把持手段は、この軸に沿ってふたに接近することができる。
好ましくは、剛性部材は、あご面の近くで終わり、これにより、ふた壁の上方外表面と剛性部材の接触あるいは近接によって検出する感知プローブとして働く。あごが閉じるとき、あごがふたを把持するが、ふたを除去するのに十分な力と方法でふたを把持するとき、容器と接触しない位置にあご面がある。本発明の好ましい実施例において、剛性部材は、キャップ面の存在を感知すること、及び容器に対してふたの周りを回ってあごの位置決めを制御することが可能になる。例えば、バイアルのような容器は、直立した位置で容器把持手段とふた把持手段とによって、垂直下方へバイアルを下降させる間、把持されている。そして、剛性部材とふたとの間で生じる接触は、ふたがあごに対して適切な位置関係にあることを制御装置に伝える。そのような構造において、剛性部材の底端が、あごの上端と下端との間にある。
本発明の装置の好ましい実施例において、容器は、臨床試料を含む上述のバイアルであり、自動化試験システムのコンベヤベルト上で本発明の装置に示されている。バイアルは、好ましくは、コンベヤ上、又はコンベヤのアキュムレーター領域上で、又はコンベヤに隣接する間、容器把持手段で把持されている。そして、バイアルは、自動制御装置の指示の下、駆動手段でふた把持手段に対する位置に動かされ、容器把持手段で把持されたバイアルのふたは、ふた把持手段のあごによって、把持と除去とが行われる。ふた把持手段のあごは、自動制御装置の指示でふたを降ろす。剛性部材がふたと接触するまで、剛性部材はあごと共に下降する。ふた把持手段のあごは、ふたを把持し、それからふた把持手段はバイアルに対して分離運動を行う。ふた把持手段は、バイアルの管状軸に対して反時計方向に回転し、管軸方向においてバイアルから離れる。このように運動することで、ふた、すなわち、軟質ゴムストッパーあるいはねじキャップを、バイアルから除去する。例えば、ふた把持手段がふたを把持し続ける間、ふた把持手段とバイアルは、さらに離れるように動かされ、ふたはふた回収区域に放たれて処分する。容器把持手段は、コンベヤ又はアキュムレーター区域に、ふたのないバイアルを返却する。
図１を参照すると、臨床試料用の従来のガラスバイアル１の上部を示しており、内径が約14mmの管である。ふた２（一般に）は、バイアル１において摩擦／圧縮はめあいによって保持され、バイアル１の開口を横切るふた壁３を有する軟質ゴムストッパーである。プラグ４は、ふた壁３から依存して、バイアル１と係合している。一般に、半球形状のくぼみ５が、ふた壁３の外方の上面にある。
図２を参照すると、容器把持手段は、一対の対向したあご6,7を備えている。駆動手段８に位置した、圧縮空気で作動するアクチュエータ、すなわち、従来の構造と動作のアクチュエータ（不図示）によって、あご6,7は、バイアル１の周りを回って、開と閉の位置との間を矢印Ａで示された方向に相互に動く。開と閉の位置との間でのあご6,7の中間位置を、図２に示している。あご6,7は、あご面で「Ｖ字」形の切り欠き9,10を有し、あご面によって、あご6,7におけるバイアル１を正確に位置決めすることができる。
図４と図５とを参照すると、ふた把持手段は、一対の対向するあご11,12を備えている。駆動手段13に位置した、圧縮空気で作動するアクチュエータ、すなわち、従来の構造と動作のアクチュエータ（不図示）によって、あご11,12は、ふた２の周りを回って、開と閉の位置との間を矢印Ｂで示された方向に相互に動く（図４と図５に不図示）。あご11,12は、あご面に「Ｖ字」形の切り欠き14,15を有し、あご面によって、あご11,12でのふた２を正確に位置決めすることができる。
鋼でできた剛性部材16は、あご11,12の間にあり、ふた把持あご面14,15の間で中心線に沿って存在する軸Ｃ−Ｃの延長線上にある。部材16の下端17は、あご面14,15の上縁の真下にあり、下端17はくぼみ５に対応する形である。部材16は、駆動手段13上に取り付けている、既知の接触検知装置19に、剛性のあるコネクタ18によって連結している。
使用の際には、図２の容器把持手段は、ふた２で閉じたバイアル１を自動化試験ラインに運ぶ、例えば、自動化臨床試験が行われるテストステーション（不図示）にバイアル１を届ける、従来のコンベヤライン（不図示）に隣接して取り付ける。ふた２をバイアル１から除去する必要があるとき、あご6,7が開状態の容器把持手段は、ロボットアームのような従来の自動運動手段によって、バイアル１があご面9,10の間にある位置に動く。この動作のためにバイアル１を静止させるか、あるいはコンベヤに隣接するアキュムレーター区域（不図示）に動かすことが必要である。バイアル１が切り欠き9,10に正確に位置決めされるように、あご6,7は、バイアル１の周りを回って閉じられる。この動作は、バイアル１上のラベル、例えば、光学的に読めるバーコードから離れて自動的に読み取った情報に反応し、バイアル把持手段が動作するように自動制御装置（不図示）に指示する。
バイアル把持手段は、バイアル１を把持しながら、管状バイアル１の軸が剛性部材16の下端17の直下にある位置に、前記運動手段によって動かされる。圧縮空気で駆動されるアクチュエータのような従来の駆動手段（不図示）によって、図３と図４のふた把持手段は、下方へ動かされる。部材16の下端17は、くぼみ５に適合する丸みのある下端17でふた２と接触する。接触検出装置19がこの接触を検出して、制御装置は、ふた把持手段の下方への動きを終わらせるように駆動手段に指示する。同時に、そのあと直ちに、制御装置によって、あご11,12がふた２の周りを回ってふたをする。剛性部材16の端17がくぼみ５内部にあるように、軟質ゴム材料のふた２は、あご面14,15と部材16との間にはさまれる。このことによって、あご11,12は、部材16が存在しなければ発生する軟質ゴム材料のふたの変形と座屈とを起こすことなく、ふた２をしっかりと把持できる。
ふた２があご11,12でしっかりと把持された状態にあり、ふた把持手段は、相対的な分離運動において、あご6,7で把持されたバイアル１から離れるように駆動手段によって動き、ふた把持手段は、Ｃ−Ｃ軸方向にバイアル把持手段から離れるように、上方へ動く。それと同時に、ふた把持手段は、Ｃ−Ｃ軸をふた２の方向から見て反時計回りに、Ｃ−Ｃ軸の周りの車軸20によって回転する。このようにして、バイアル１からふた２を除去する。ふた２は、ふた把持手段によって把持されたままである。ふた把持手段は、駆動手段によってふた配置手段（不図示）、例えば、配置シュートの近くに動かされる。
バイアル１はあご6,7にしっかりと把持されてままである。バイアル把持手段は、ふたの除去後、あご6,7を開く際に、バイアル１が開放されて、コンベヤに，又はコンベヤへ戻すためのアキュムレーター区域に戻る位置に運動手段によって動かされる。ふた２のないバイアル１の内容物（不図示）は、ふた２のないことを必要とするテストステーションで試験を行う。
上記明細書には軟質ゴムふた２を使用した場合を記載しているけれども、明細書の装置は、同様に、バイアル１のねじキャップふたを除去するのにも適しており、この場合、ふたは、普通、硬いプラスチック材料からできており、あご14,15に対する剛性のある止めのような部材16は一般に必要でない。そのような場合、部材16は、主として、接触検出プローブとして機能し、あご11,12を閉鎖すると把持する位置にねじキャップがあることを制御装置に伝える。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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