(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワークが保管されるトレイから目的のワークを把持し移載するピッキング装置であって、
前記ワークの側面に当接して把持する複数の爪部材と、
前記爪部材を開閉する開閉手段と、
前記爪部材により把持したワークを昇降させる昇降手段と、
前記爪部材により目的のワークを把持して引き上げる際に、第１のストロークによりワークの周辺に存在する他のワークを払い落とし、且つ、前記目的のワークの把持を解放する際に、第２のストロークにより前記爪部材に付着した前記目的のワークを払い落とすことが可能な払い落とし部材とを有するピッキング装置。
【請求項２】
前記払い落とし部材に、前記第１のストローク及び前記第２のストロークのそれぞれに対応する２つのアクチュエータが当接していることを特徴とする請求項１に記載のピッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の小物ワークが保管されているトレイから、目的のワークを掴んで移載させるピッキング装置に関するものであり、さらに詳しく言えば、薬品や化合物等を収容したバイアル瓶やマイクロチューブ等のワークをトレイに収納して冷凍環境下で保管する際に、そのトレイから目的のワークのみを正確に把持し移載させるピッキング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薬剤や化合物等が収容されたバイアル瓶やマイクロチューブ等の小型ワークを保管用トレイから取り出したり、搬送用トレイから保管用トレイに移載する装置として、ピッキング装置が用いられている。
【０００３】
このピッキング装置は、開閉手段及び昇降手段によって開閉動作及び昇降動作可能な複数の爪部材を有しており、これらの爪部材により、トレイに列立収納された複数のバイアル瓶やマイクロチューブの中から目的とするものを把持し、引き上げて、所定の場所に移載するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ワークの小型化と保管の高密度化に伴い、従来のピッキング装置を用いてワークを把持し移載する場合、トレイ上に近接配置された目的のワーク以外のワークにピッキング装置の爪部材が接触し、ワークの引き抜き時に目的のワーク以外のワークが誤ってトレイから抜け落ちたり、脱落したりすることが懸念されていた。
【０００５】
特に、創薬研究の分野においては、ワークを冷凍保管するため、近接配置されたワーク同士や、爪部材と目的のワークとが氷結により固着することがあるため、それに対する対策についても要求されている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、トレイに高密度配置されたワークから目的のワークを把持し移載するピッキング装置であって、ワークのピッキング時に他のワークを誤って脱落させることのないピッキング装置を提供することにある。さらなる目的としては、ワークが低温環境下で高密度保管されている場合であっても、目的のワークのみを正確に取り出すことができるピッキング装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に係る発明は、複数のワークが保管されるトレイから目的のワークを把持し移載するピッキング装置であって、前記ワークの側面に当接して把持する複数の爪部材と、前記爪部材を開閉する開閉手段と、前記爪部材により把持したワークを昇降させる昇降手段と、前記爪部材により目的のワークを把持して引き上げる際に、第１のストロークにより前記目的のワークの周辺に存在する他のワークを制止し、且つ、前記目的のワークの把持を解放する際に、第２のストロークにより前記爪部材に付着した前記目的のワークを払い落とすことが可能な払い落とし部材とを有している。
【０００８】
払い落とし部材に対して、２段階のストローク動作をさせる手段としては、特に限定されるものではないが、例えば、通電の結線切換や極性切換等により、２つのストロークを制御できる二動作電動アクチュエータを用いることにより、簡単な装置構成で実現することが可能になる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成に加えて、前記払い落とし部材に、前記第１のストローク及び前記第２のストロークのそれぞれに対応する２つのアクチュエータが当接している。このアクチュエータとしては、給電のＯＮ・ＯＦＦにより、ピストンの出没を制御できる電動直線アクチュエータが好適に利用できる。２つのアクチュエータは、第１のストローク及び第２のストロークに対応させて、それぞれ、異なるストロークのものを用いることも可能であるが、同じストロークのものを用いて、それぞれのアクチュエータの設置位置を第１のストロークと第２のストロークの差分だけ、ずらすことによって、第１のストローク及び第２のストロークのそれぞれに対応させることも可能である。
【００１０】
ここで、本発明のピッキング装置がピッキング対象としているワークについては、特に限定されるものではないが、保管用のトレイに高密度に列立保管される円筒形状のマイクロチューブやバイアル瓶等の小型ワークが好適に用いられる。
【００１１】
【作用】
本発明のピッキング装置によれば、爪部材により目的のワークを把持して引き上げる際に、第１のストロークにより前記目的のワークの周辺に存在する他のワークを制止し、且つ、前記目的のワークの把持を解放する際に、第２のストロークにより前記爪部材に付着した前記目的のワークを払い落とすことが可能な払い落とし部材とを有しているため、目的のワークの引き上げ時に他のワークを制止すると共に、目的のワークの把持を解放する際に、第２のストロークにより前記爪部材に付着したワークを払い落とす。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明による一実施例であるピッキング装置の斜視図である。
【００１３】
図１において、１１０は、ワーク２００を把持する爪部材であり、ワーク２００の側面にそれぞれの爪部材が等間隔で当接するように配置されている。これらの爪部材は、昇降手段により、昇降可能になっているとともに、開閉手段により、各爪部材間の間隔を伸縮させることが可能となっている。昇降手段と開閉手段については、特に図示していないが、ワーク２００を確実に把持・昇降することが可能なものであれば、その機構については、特に限定されるものではない。例えば、電動アクチュエータや電磁ソレノイド等の駆動装置とピニオンとラックからなる伝動装置から構成される昇降機構や開閉機構を利用できる。
【００１４】
なお、図１に示した例では、４本の爪部材が互いに平行に正方形の各頂点に位置するように設けられているが、ワークを確実に把持できる構造であれば、爪部材の本数はこれに限定されるものではない。例えば、３本の爪部材を正三角形の各頂点に位置するように設けることも可能である。
【００１５】
本発明のピッキング装置１００は、保管用トレイ上でのワークの間隔に略等しい半径の有底円筒形状の払い落とし部材１２０が、図示はされていないが、圧縮ばねによりワークの引き上げ方向に付勢された状態で、ワークの昇降方向に移動可能にピッキング部に取り付けられている。この払い落とし部材１２０には、爪部材１１０の設置位置に合わせて開口部１２２ａ〜１２２ｄが形成されており、爪部材１１０の開閉動作を阻害しないようになっている。
【００１６】
この払い落とし部材１２０及び爪部材１１０並びに保管用トレイに収納されたワーク２００との関係を明示するために、図１に示したピッキング装置１００のピッキング部を真下から見た状態を図２に示す。
【００１７】
図２において、２００の符号を付した仮想線で表した９つの円は、保管用トレイに収納したワークの位置を示しており、特に中央に示した２００Ｔが、４つの爪部材１１０によって把持される目的のワークである。払い落とし部材１２０は、保管用トレイ上でのワークの収納間隔に略等しい半径の有底円筒形状をしており、周辺から中心に向かって、爪部材１１０の設置位置に合わせて、爪部材１１０の開閉動作を阻害しないように矩形の開口部が形成されている。
【００１８】
本発明のピッキング装置１００は、図１には示されていないが、払い落とし部材を前記圧縮ばねの付勢力に抗して、ワークの引き上げ方向と逆向きに移動させるための２段階のストロークを有するアクチュエータが備え付けられている。
【００１９】
そして、爪部材１１０が目的のワーク２００を把持し引き上げる際に、第１のストロークにより、払い落とし部材１２０の円筒形状側壁端面１２０ａ〜１２０ｄが目的のワークの前後左右に近接する４つのワークの頭部に当接し、目的のワークに近接する他のワークの動きを制止する。さらに、目的のワーク２００を所定の場所に移載した後、把持しているワークを解放する際に、第２のストロークにより、払い落とし部材１２０の底面１２０ｅが目的のワークの頭部に当接し、解放されたワークを確実に払い落とす。
【００２０】
次に、上述した本発明のピッキング装置のピッキング動作と払い落とし部材１２０の動作について、図３及び図４に基づき図説する。
【００２１】
図３、図４は、本発明のピッキング装置のピッキング部の垂直断面における概念図を示している。払い落とし部材１２０は、２本のシャフト１３０によりピッキング装置本体にワークの昇降方向に移動可能に支持されている。この払い落とし部材１２０は、圧縮ばね１４０により、常時、ワークの引き上げ方向に付勢されている（図３（ａ）参照）。
【００２２】
爪部材１１０が目的のワーク２００Ｔを把持し、引き上げる際に、アクチュエータ１６０が作動し、第１のストローク（ＳＴ１）により、払い落とし部材１２０が圧縮ばね１４０の付勢力に抗してワークの引き上げ方向と逆方向に移動する。そして、払い落とし部材１２０の円筒形状側壁端面１２０ａ〜１２０ｄが目的のワーク２００Ｔの前後左右に近接する４つのワークの頭部に当接し、目的のワークに近接する他のワークの動きを制止する（図３（ｂ）参照）。その結果、目的のワークのピッキング時に他のワークが誤って抜け落ちたりすることがない。
【００２３】
次に、把持したワークを所定の場所まで移載し（図４（ａ）参照）、そこで爪部材の把持状態を解除する。その時、アクチュエータ１６０が作動し、第１のストローク（ＳＴ１）より長い第２のストローク（ＳＴ２）により、払い落とし部材１２０が、圧縮ばね１４０の付勢力に抗してさらにワークの引き上げ方向と逆方向に移動する。そして、払い落とし部材１２０の底面１２０ｅが目的のワーク２００Ｔの頭部に当接し、爪部材から確実に目的のワークを払い落とす（図４（ｂ）参照）。
【００２４】
ここで、上述の例では、払い落とし部材１２０を二段階のストロークで移動せしめる手段として、２つの異なるストロークを有する２動作電動アクチュエータを用いているが、異なるストロークを有する２つのアクチュエータを用いることも可能である。さらに、図５に示すように、同じストロークの２つのアクチュエータを用いて、それぞれのアクチュエータ１６０ａ，１６０ｂの設置位置を第１のストローク（ＳＴ１）と第２のストローク（ＳＴ２）の差分（ＳＴ２−ＳＴ１）だけ、ずらすことによって、第１のストローク及び第２のストロークのそれぞれに対応させることも可能である。
【００２５】
上述したピッキング装置においては、払い落とし部材として、保管用トレイ上でのワークの間隔に略等しい半径を有する有底円筒形状のものを使用したが、目的のワークに近接する他のワークの動きを確実に制止できる形状のものであれば、これに限られることはない。例えば、図６に示したような十字形状の払い落とし部材１２０’を用いることにより、払い落とし部材の軽量化や製造コスト削減を図ることが可能である。なお、図６において、１２０’以外の符号は、図２と同じ部材を示している。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、爪部材によりワークを把持し移載するピッキング装置であって、爪部材により目的のワークを把持して引き上げる際に、第１のストロークにより前記目的のワークの周辺に存在する他のワークを制止し、且つ、前記目的のワークの把持を解放する際に、第２のストロークにより前記爪部材に付着した前記目的のワークを払い落とすことが可能な払い落とし部材とを有しているため、目的のワークの引き上げ時に他のワークの動きが制止され、他のワークが誤って脱落することがない。さらに、目的のワークの把持を解放する際に、第２のストロークにより前記爪部材に付着した前記目的のワークが払い落とされ、所定の格納場所に確実に格納される。
【００２７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加えて、払い落とし部材に、第１のストローク及び第２のストロークのそれぞれに対応する２つのアクチュエータが当接しているため、二動作アクチュエータが不要となり、安価に装置を構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すピッキング装置の要部斜視図である。
【図２】同ピッキング装置のピッキング部を真下から見た時の平面図である。
【図３】同ピッキング装置の把持動作時における払い落とし部材の動きを説明する概念図である。
【図４】同ピッキング装置の把持解放動作時における払い落とし部材の動きを説明する概念図である。
【図５】本発明の別の実施の形態を説明する概念図である。
【図６】払い落とし部材の別の形態を説明する平面図である。
【符号の説明】
１００  ・・・  ピッキング装置
１１０  ・・・  爪部材
１２０  ・・・  払い落とし部材
１４０  ・・・  圧縮ばね
１６０  ・・・  アクチュエータ
２００  ・・・  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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