(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座シャーシにストッパを設け、該ストッパに係止し且つ該台座シャーシに固定したシャフト回りに、回転と上下移動と半径方向への移動動作を行い先端部に容器把持用グリップを設けたアームを配置し、該アームと一体回転する回転体を前記台座シャーシに設けたストッパに係止させることにより１回転より僅かに多く回転するよう配置し、該回転体と台座シャーシとの間に前記アームの動作を制御するためのフレキシブルプリント回路を配置したことを特徴とする試料容器搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ、分光分析装置等の分析機器で試料を分析する際、試料容器を自動的に供給する試料容器搬送装置、特に円筒座標型アームを用いる試料容器搬送装置であって試料容器のピックアップ、特定位置へのセット、元の位置への戻し等の操作をどのような位置に設置されている試料容器であってもアームの回転を３６０度以下でおこなうことのできる試料容器搬送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスクロマトグラフ等の分析機器で試料を分析する場合、試料を一定の容器に入れ、抽出、濃縮、クリーンナップ（不純物の除去）、試薬の添加撹拌等の作業を行い、試料導入装置で定量・導入等の操作をおこなう。
図１は円筒座標型の試料搬送装置の全体斜視図である。通常、アーム３の回転範囲は、図１１（Ａ）に示すように、３６０度弱である。その理由は、(1)回転体２にはアーム３用のモータやセンサがあり、シャーシ内の配線により回転範囲が制限される、(2)回転可能な接点（スリップリング）を設けると制限はなくなるが高価となる、(3)ＤＣサーボの場合ストッパの近傍でホームポジションを検出できるが、ストッパがない場合ホームポジションの検出用の別センサが必要であり、コストが上昇する、(4)更に、複数回回転させる場合何周目であるのか確認できない、等の事情による。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
試料容器の搬送は、トレイ１に設置した多数の試料容器４のうちの任意の容器をピックアップして外周側の特定位置６に搬送し、必要な処理を行った後特定位置６からトレイ１の元の位置に戻す動作を行う。図１１（Ａ）を例にとると、ホームポジションにあるアーム３が、Ａ点にある試料容器４をピックアップし、特定位置６に搬送する場合、該アーム３はほぼ２回転分の動作が必要である。また試料容器４が、図１１（Ｂ）のＢ或いはＣのような位置にある場合、アーム３が常に特定位置６の方向を向いていれば最大で約１回分の動作で済むが、試料容器４をトレイ１に戻した後必ずアーム３を特定位置６方向に移動させるため無駄な動作が必要となる。また、アーム３を３６０度以上回転させれば搬送距離を短くできるが、従来は高価な部品、複雑な構造が必要であった。
【０００４】
この発明は、上記する課題に着目してなされたものであり、試料容器をトレイに戻した後はその位置で待機し、次の搬送動作（試料容器のピックアップ、特定位置へのセット、元の位置への戻しのシーケンス）を行う場合でも最大１回転強で済ませることができ且つ構造も簡単で安価な試料容器搬送装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明は上記する課題を解決するために、試料容器搬送装置が、台座シャーシにストッパを設け、該ストッパに係止し且つ該台座シャーシに固定したシャフト回りに、回転と上下移動と半径方向への移動動作を行い先端部に容器把持用グリップを設けたアームを配置し、該アームと一体回転する回転体を前記台座シャーシに設けたストッパに係止させることにより１回転より僅かに多く回転するよう配置し、該回転体と台座シャーシとの間に前記アームの動作を制御するためのフレキシブルプリント回路を配置したことを特徴とする試料容器搬送装置。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の具体的実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の試料容器搬送装置の全体斜視図である。この実施の形態では円筒座標型の搬送装置としてあり、多数の試料容器４を設置したトレイ１の中心部で回転体２が回転し、該回転体２の上部にアーム３が配置されている。該アーム３は回転、上下移動、半径方向への移動（前進、後退）の動作を行い、先端部の開閉可能なグリップ３ａで周囲のトレイ１にセットされた試料容器（バイアル、試験管等）４をトレイ１の外側の特定位置（例えば分析装置の自動試料注入装置）６に搬送し、且つ元の位置に戻す。
【０００７】
図２は、前記回転体２の周囲の構成を示す斜視図、図３は回転体２の構成を示す正面図である。台座シャーシ（以下、単にシャーシとする）５の中心部にシャフト７が立設固定され、該シャフト７には回転体２の下側に突起８ａを設けた回転板８が回転可能となるように取り付けてある。前記回転体２はこのシャフト７回りに回転するが、前記アーム３はこの回転体２に固定されている。前記シャーシ５には回転板８の突起８ａと係止するストッパ９が設けられており、該回転板８はこれにより動作範囲が規定される。即ち、回転板８は１回転弱の動作範囲で回転する。該ストッパ９はＤＣモータ等で原点位置を設定する場合に有用である。更に、該ストッパ９は後述するフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）１０を利用するために必要以上の回転を制限する役目をする。
【０００８】
前記回転板８には、上側にもストッパ８ｂが設けられており、回転体２の底面に設けられた円弧状の溝２ａ内を移動する。該溝２ａは必要な角度設けられており、回転板８は該回転体２に対しこの角度で動作制限される。
上記構成により回転体２はシャーシ５に対し、『前記回転板８のシャーシ５に対する動作範囲＋回転板８の回転体２に対する動作範囲』で規定され、１回転以上の動作範囲を構成することができる。
尚、回転体２に突起（図示せず）を設け、シャーシ５のストッパ９と係止するようにし、図４に示すように、ストッパ９は該回転体２が１回転した時、突起で背後から押し、シャーシ５に設けた溝５ａ内に配置したストッパ９を付勢しているばね１１に抗して移動するように構成しても回転体２を『３６０度＋θ』回転させることができる。この場合、回転板８は不要となる。
【０００９】
前記回転体２にはアーム３の動作用のモータ、センサ等が組み込まれており、前記シャーシ５に配置した制御部１２との配線が必要である。この配線にはフレキシブルプリント回路（以下、ＦＰＣとする）１０が用いられる。図５はこの配線用のＦＰＣ１０の展開図である。該ＦＰＣ１０はシャーシ５と回転体２との間に取り付けられる。
図６は前記ＦＰＣ１０の取り付け状態の斜視図であり、図７は水平方向から見た図であるが、これらの図に示すように、ＦＰＣ１０が展開された状態で内部にシャフト７をおいて、該ＦＰＣ１０の一方の端部１０ａは、シャーシ５上で制御部１２に接続され、他方の端部１０ｂは回転体２の側面に接続固定される。そして該ＦＰＣ１０の円弧状の部分がフレキシブルに変形して相対的な位置を許容する部分となる。また、該ＦＰＣ１０はシャーシ５と回転体２との間にシャフト７とＦＰＣ１０の円弧状が同心円状になるように屈曲させて（折り返して）配置する。
【００１０】
図８は、前記ＦＰＣ１０を回転させた場合の上から見た図である。即ち、前記回転体２を図８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の順に回転させると、ＦＰＣ１０は、図９（Ａ）乃至（Ｅ）に示すように、屈曲して追従する。即ち、該ＦＰＣ１０は回転体２が１回転以上回転しても動作範囲内にあることを示している。この図にも示すように回転体２はＦＰＣ１０を取り付けても１．５回転は可能である。これは上記する条件を満たしている。
【００１１】
この発明の試料容器搬送装置の構成は以上のようなあるが、次にこの試料容器搬送装置のアーム３の回転動作について説明する。該アーム３の代表的動作手順は次の通りである。
（１）任意の現在の位置より指定されたトレイ１上の試料容器４をピックアップする。
（２）ピックアップした試料容器４を特定位置に搬送し、アーム３はその特定位置６或いはその手前で待機する。
（３）試料容器４に対する処理が終了した後、再び該試料容器４を特定位置６からピックアップしてトレイ１の元の位置に搬送して戻した後もその位置で待機する。
【００１２】
図１０は、この発明の試料容器搬送装置のアーム３の動作範囲を示す図である。渦巻き状の矢印は例えばアーム３が回転することのできる回転可能範囲（実施の形態の場合、４００度程度）を示す。そしてβはこのアーム３の回転可能範囲において、前記ＦＰＣ１０がオーバラップする範囲、例えば４０度程度を示し、αは３６０度からこのオーバラップ範囲を除いた角度範囲としている。即ち、αの範囲でアーム３が待機している場合は、指定された試料容器４の位置へは回転の少ない方の回りでピックアップを行い、そこより特定位置６へは再度回転の少ない回りで移動すればよい。この場合の移動量は１回転以下となる。また、βの範囲でアーム３が待機している場合にはβ内の試料容器４をピックアップする方法は上記と同じである。更に、αの範囲内の試料容器４をピックアップする場合、アクセス可能な方向へ回転しピックアップし、そこより回転の少ない方の回りで特定位置６へ移動する。この場合でも移動量は最大でも１回転強となる。
【００１３】
更に、アーム３の把持部３ａの位置と試料容器４の位置とアーム３を回転させる角度範囲について図１０を参照して詳細に説明する。尚、下記の説明において「時計方向」とは図１０において「右回り」をいい、「反時計方向」とは「左回り」をいう。また、図１０ではβの範囲内に特定位置６がある場合を示す。
（１）アーム３の容器把持部３ａが、αの範囲にあり且つ試料容器４もαの範囲にある場合、アーム３で該試料容器４を最短の回転方向に回転させてピックアップして特定位置６にセットするには、そのまま同じ方向に回転させればよい。
（２）また、アーム３の容器把持部３ａが、βの範囲にあり且つ試料容器４もβの範囲にある場合、アーム３で該試料容器４をピックアップして特定位置６にセットするにはβの範囲で時計方向或いは反時計方向に回転させればよい。
（３）或いは、アーム３の容器把持部３ａが、αの範囲にあり且つ試料容器４がβの範囲にある場合、アーム３で該試料容器４をピックアップして特定位置６にセットするには、アーム３を最短の回転方向に回転させて試料容器４をピックアップし時計方向或いは反時計方向に回転させればよい。
（４）更に、アーム３の容器把持部３ａが、βの範囲にあり且つ試料容器４がαの範囲にある場合、アーム３で該試料容器４をピックアップして特定位置６にセットするには、アーム３を時計方向に回転させて試料容器４をピックアップしそのまま時計方向に回転させて特定位置６にセットするか、またはアーム３を反時計方向に回転させて試料容器４をピックアップし、時計方向に回転させて特定位置６にセットする。この場合は、どちらかしか回転できないので、アクセス可能な方向へ回転すればよい。
【００１４】
上記構成としたこの発明の試料容器搬送装置ではアーム３が円筒座標系の動作をする場合で説明したが、円筒座標系に限らずアーム３が回転するものであれば多関節型の試料容器搬送装置でも同様に実施することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明の試料容器搬送装置によれば、トレイのどこにある試料容器でも３６０度以内の回転でピックアップし、特定位置にセットし、元の位置に戻すことができる。この試料容器搬送装置は構造も簡単で安価に製作することができる。そして試料容器の搬送はどこに置いてあっても短い距離でピックアップ、搬送、特定位置への設置、特定位置からのピックアップと戻し、等のシーケンス制御を行うことができるので無駄な動作を無くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の試料容器搬送装置の全体斜視図である。
【図２】この発明の試料容器搬送装置の周囲の構成を示す斜視図である。
【図３】この発明の試料容器搬送装置の回転体の周囲の構成を示す正面図である。
【図４】この発明の試料容器搬送装置の回転体を３６０度よりθ余分に回転させるためのシャーシに移動可能に設けたストッパの例を示す平面図である。
【図５】この発明の試料容器搬送装置で用いる配線用のフレキシブルプリント回路展開図である。
【図６】この発明の試料容器搬送装置で用いる配線用のフレキシブルプリント回路の取り付け状態を示す斜視図である。
【図７】この発明の試料容器搬送装置で用いる配線用のフレキシブルプリント回路の取り付け状態を水平方向から見た図である。
【図８】この発明の試料容器搬送装置で用いる配線用のフレキシブルプリント回路を回転させる場合の上から見た図である。
【図９】図９（Ａ）乃至図９（Ｅ）は、この発明の試料容器搬送装置で用いる配線用のフレキシブルプリント回路を回転させる場合の追従状態を示す図である。
【図１０】この発明の試料容器搬送装置のアームの動作範囲を示す図である。
【図１１】従来の試料容器搬送装置のアームの動作範囲を示す図であって、図１１（Ａ）は試料容器をピックアップする場合アームを約２回転分動作させる場合を示し、図１１（Ｂ）は試料容器をピックアップする場合アームを約１回転分動作させる場合を示す。
【符号の説明】
１  トレイ
２  回転体
３  アーム
４  試料容器
５  台座シャーシ
６  特定位置
７  シャフト
８  回転板
９  ストッパ
１０  フレキシブルプリント回路
【図１】
0003580000.tif 000002
【図２】
0003580000.tif 000003
【図３】
0003580000.tif 000004
【図４】
0003580000.tif 000005
【図５】
0003580000.tif 000006
【図６】
0003580000.tif 000007
【図７】
0003580000.tif 000008
【図８】
0003580000.tif 000009
【図９】
0003580000.tif 000010
【図１０】
0003580000.tif 000011
【図１１】
0003580000.tif 000012