(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に並んでいる複数の保持部を有する１以上のラックの前記各保持部が上下方向に出し入れ可能に保持するワークを把持する把持機構を備え、所定数の前記ワークを前記保持部である所定数の移送元保持部から移送先の前記保持部である前記所定数の移送先保持部に移し替え、冷凍環境で使用される創薬用チューブピッキング装置であって、前記把持機構が、前記移送元保持部が移送元保持位置で保持する前記ワークを把持する把持部材と、前記把持部材が把持している前記ワークを把持部材から前記移送先保持部に向けて下方に押し出す押下げ部材とを備え、前記把持部材が、前記ワークを把持するときの把持位置と、前記把持位置から離隔している後退位置との間で移動可能であり、前記押下げ部材が、待機位置と、前記把持部材に把持されている前記ワークが前記把持部材から押し出されて前記移送先保持部で移送先保持位置に保持されるときの押下げ完了位置との間で移動可能である冷凍環境で使用される創薬用チューブピッキング装置において、
前記ワークが、創薬用のチューブであり、
前記把持機構が、１つの電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータにより駆動されて前記把持部材に前記電動アクチュエータの駆動力を伝達する把持用駆動力伝達機構と、前記電動アクチュエータにより駆動されて前記押下げ部材に前記電動アクチュエータの駆動力を伝達する押下げ用駆動力伝達機構とを備え、
前記電動アクチュエータが、前記把持部材を、前記把持用駆動力伝達機構を介して、前記後退位置および前記把持位置の間で移動させ、前記押下げ部材を、前記押下げ用駆動力伝達機構を介して、前記待機位置および前記押下げ完了位置の間で移動させることを特徴とする創薬用チューブピッキング装置。
【請求項２】
前記待機位置が、前記把持部材が前記後退位置にあるときの位置であり、
前記押下げ部材が、前記待機位置と前記押下げ完了位置との間で、前記把持部材が前記把持位置にあるときの中間位置を経て移動可能であり、
前記押下げ部材が、前記把持部材が前記後退位置および前記把持位置の間で移動するときに、前記把持部材と一体に移動し、
前記把持用駆動力伝達機構が、前記押下げ用駆動力伝達機構と、前記押下げ用駆動力伝達機構と前記把持部材とを連動させる連動機構とから構成されることを特徴とする請求項１記載の創薬用チューブピッキング装置。
【請求項３】
前記電動アクチュエータが、前記把持部材を、前記把持用駆動力伝達機構を介して、押下げ用位置に移動させ、
前記連動機構が、前記後退位置、前記把持位置および前記押下げ用位置の間で前記押下げ用駆動力伝達機構の動きを前記把持部材に伝達する連結機構と、前記把持部材が前記押下げ用位置にあるときに、前記押下げ用駆動力伝達機構の動きを前記把持部材に伝達しないロストモーション機構とを有し、
前記押下げ部材が、前記把持部材が前記押下げ用位置にあるときに、前記把持部材が把持している前記ワークを前記把持部材から前記移送先保持部に向けて押し出すことを特徴とする請求項２に記載の創薬用チューブピッキング装置。
【請求項４】
前記連結機構が、係合状態で前記押下げ用駆動力伝達機構の動きを前記把持部材に伝達するための、前記押下げ用駆動力伝達機構と前記把持部材との係合機構であり、
前記ロストモーション機構が、前記把持部材を前記押下げ用位置で停止させるストッパと、前記把持部材が前記押下げ用位置に停止しているときに変形して前記押下げ用駆動力伝達機構の動きを吸収するバネとを有し、
前記バネが、前記係合状態が維持されるように前記押下げ用駆動力伝達機構および前記把持部材を付勢することを特徴とする請求項３に記載の創薬用チューブピッキング装置。
【請求項５】
前記押下げ部材が、前記把持部材が前記押下げ用位置に達する前に、前記把持部材に把持されている前記ワークと当接状態にあることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の創薬用チューブピッキング装置。
【請求項６】
前記電動アクチュエータが、前記把持部材が前記押下げ用位置にあるときの前記押下げ部材の位置である押下げ用中間位置と前記押下げ完了位置との間での前記押下げ部材の押下げストローク量を、前記押下げ用位置と前記移送先保持位置との上下方向での間隔に応じて変更可能な電動アクチュエータであることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか１つに記載の創薬用チューブピッキング装置。
【請求項７】
前記移送元保持部に保持されている前記ワークを前記移送元保持部から前記把持部材に向けて押し出す押上げ機構を備え、
前記押上げ機構が、前記移送元保持部に保持されている前記ワークを押し出して前記把持位置にある前記把持部材が把持する押上げ完了位置まで移動可能な押上げ部材と、前記押上げ部材を駆動する押上げ用アクチュエータとを備え、
前記押上げ用アクチュエータが、前記移送元保持位置と前記押上げ完了位置との間の前記押上げ部材の押上げストローク量を、前記把持位置と前記移送元保持位置との上下方向での間隔に応じて変更可能な電動アクチュエータであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の創薬用チューブピッキング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれがワークを保持する複数の保持部を有するラックの各保持部に対して、ワークを把持して出し入れし、冷凍環境で使用される創薬用チューブピッキング装置に関する。
そして、ワークは、例えば、創薬用試料が封入されるマイクロチューブであり、ピッキング装置は、ラックの各保持部に対して該マイクロチューブを出し入れし、冷凍環境で使用される創薬用チューブピッキング装置である。
【背景技術】
【０００２】
従来、水平方向に並んでいる複数の保持部を有するラックの各保持部に対してワークを上下方向で出し入れして、保持部間でワークを移し替えるピッキング装置は、各保持部が保持するワークを把持する把持機構を備え、該把持機構は、保持部に保持されていたワークを保持する把持部材と、該把持部材が把持しているワークを把持部材から別のラックの保持部に向けて下方に押し出す押下げ部材とを備える（例えば、特許文献１参照）。
そして、この把持機構は、ワークを把持する把持部材を移動させる把持用アクチュエータと、押下げ部材を移動させる押下げ用アクチュエータとを備える。
【０００３】
また、ピッキング装置の把持部材は、弾性力によりワークを把持する可撓性の把持爪を有し、該把持爪は、弾性材料（例えば、合成樹脂または板バネ）から構成される（例えば、特許文献２，３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０３９３０号公報（段落００１３，００１４，００１９〜００２４、図１〜図４）
【特許文献２】特開２００６−２６７７６号公報（段落００１１、全図）
【特許文献３】特開２００８−２６８１１４号公報（段落００１８，００１９、図１〜図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ピッキング装置の把持機構が、別個のアクチュエータである把持用アクチュエータおよび押下げ用アクチュエータを備える場合には、把持機構、ひいてはピッキング装置が大型化すると共に、その重量およびコストが増大するという問題があった。
【０００６】
また、把持用アクチュエータにより駆動される把持部材に、押下げ部材および押下げ用アクチュエータが取り付けられているピッキング装置では、把持用アクチュエータにより駆動される駆動対象部材の重量は、把持部材の重量に、押下げ部材および押下げ用アクチュエータの重量が付加されたものとなって、該駆動対象部材の重量が大きくなる。このため、保持部に対してワークを出し入れするための移動および停止を頻繁に繰り返す把持部材では、駆動対象部材の慣性に起因して、頻繁に行われる把持部材の加速・減速での動作応答遅れが大きくなることにより、把持部材の動作の俊敏性が低下し、ピッキング装置によるピッキング作業の効率が低下するという問題があった。一方、前記慣性に起因する把持部材の動作応答遅れを小さくするために、把持用アクチュエータの駆動力・制動力を大きくすると、把持用アクチュエータが大型化し、その重量およびコストが増加して、ピッキング装置が大型化し、その重量およびコストが増加するという問題があった。
【０００７】
さらに、ピッキング装置が、ワークを把持部材に把持させるために、ラックの保持部に保持されているワークを保持部から押し出すための押上げ用アクチュエータを備える場合に、押下げ用アクチュエータおよび押上げ用アクチュエータが、ストローク量が一定で２つの位置の間での作動する二位置式のアクチュエータ（例えば、エアシリンダ）で構成されていると、例えば、上下方向での長さが異なるワークなど、異なる種類のワークに対して、ピッキング装置を使用することが困難になるなど、ピッキング装置の利便性が低いという問題があった。
【０００８】
本発明は、前述の課題を解決するものであって、本発明の目的は、小型・軽量化およびコスト削減がなされると共に、ワークを把持する把持部材の動作の俊敏性の向上により、冷凍環境におけるピッキング作業の効率が向上する創薬用チューブを提供することである。
また、本発明の別の目的は、把持部材または保持部に保持されているワークを押し出すアクチュエータのストローク量の変更が可能であることにより、ピッキング作業の対象となるワークの種類が拡大するなどして、冷凍環境における利便性が向上する創薬用チューブピッキング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
まず、請求項１に係る発明は、水平方向に並んでいる複数の保持部を有する１以上のラックの前記各保持部が上下方向に出し入れ可能に保持するワークを把持する把持機構を備え、所定数の前記ワークを前記保持部である所定数の移送元保持部から移送先の前記保持部である前記所定数の移送先保持部に移し替え、冷凍環境で使用される創薬用チューブピッキング装置であって、前記把持機構が、前記移送元保持部が移送元保持位置で保持する前記ワークを把持する把持部材と、前記把持部材が把持している前記ワークを把持部材から前記移送先保持部に向けて下方に押し出す押下げ部材とを備え、前記把持部材が、前記ワークを把持するときの把持位置と、前記把持位置から離隔している後退位置との間で移動可能であり、前記押下げ部材が、待機位置と、前記把持部材に把持されている前記ワークが前記把持部材から押し出されて前記移送先保持部で移送先保持位置に保持されるときの押下げ完了位置との間で移動可能である冷凍環境で使用される創薬用チューブピッキング装置において、前記ワークが、創薬用のチューブであり、前記把持機構が、１つの電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータにより駆動されて前記把持部材に前記電動アクチュエータの駆動力を伝達する把持用駆動力伝達機構と、前記電動アクチュエータにより駆動されて前記押下げ部材に前記電動アクチュエータの駆動力を伝達する押下げ用駆動力伝達機構とを備え、前記電動アクチュエータが、前記把持部材を、前記把持用駆動力伝達機構を介して、前記後退位置および前記把持位置の間で移動させ、前記押下げ部材を、前記押下げ用駆動力伝達機構を介して、前記待機位置および前記押下げ完了位置の間で移動させることにより、前述の課題を解決したものである。
【００１０】
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、前記待機位置が、前記把持部材が前記後退位置にあるときの位置であり、前記押下げ部材が、前記待機位置と前記押下げ完了位置との間で、前記把持部材が前記把持位置にあるときの中間位置を経て移動可能であり、前記押下げ部材が、前記把持部材が前記後退位置および前記把持位置の間で移動するときに、前記把持部材と一体に移動し、前記把持用駆動力伝達機構が、前記押下げ用駆動力伝達機構と、前記押下げ用駆動力伝達機構と前記把持部材とを連動させる連動機構とから構成されることにより、前述の課題を解決したものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明の構成に加えて、前記電動アクチュエータが、前記把持部材を、前記把持用駆動力伝達機構を介して、押下げ用位置に移動させ、前記連動機構が、前記後退位置、前記把持位置および前記押下げ用位置の間で前記押下げ用駆動力伝達機構の動きを前記把持部材に伝達する連結機構と、前記把持部材が前記押下げ用位置にあるときに、前記押下げ用駆動力伝達機構の動きを前記把持部材に伝達しないロストモーション機構とを有し、前記押下げ部材が、前記把持部材が前記押下げ用位置にあるときに、前記把持部材が把持している前記ワークを前記把持部材から前記移送先保持部に向けて押し出すことにより、前述の課題を解決したものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の構成に加えて、前記連結機構が、係合状態で前記押下げ用駆動力伝達機構の動きを前記把持部材に伝達するための、前記押下げ用駆動力伝達機構と前記把持部材との係合機構であり、前記ロストモーション機構が、前記把持部材を前記押下げ用位置で停止させるストッパと、前記把持部材が前記押下げ用位置に停止しているときに変形して前記押下げ用駆動力伝達機構の動きを吸収するバネとを有し、前記バネが、前記係合状態が維持されるように前記押下げ用駆動力伝達機構および前記把持部材を付勢することにより、前述の課題を解決したものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に係る発明の構成に加えて、前記押下げ部材が、前記把持部材が前記押下げ用位置に達する前に、前記把持部材に把持されている前記ワークと当接状態にあることにより、前述の課題を解決したものである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項３から請求項５のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記電動アクチュエータが、前記把持部材が前記押下げ用位置にあるときの前記押下げ部材の位置である押下げ用中間位置と前記押下げ完了位置との間での前記押下げ部材の押下げストローク量を、前記押下げ用位置と前記移送先保持位置との上下方向での間隔に応じて変更可能な電動アクチュエータであることにより、前述の課題を解決したものである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記移送元保持部に保持されている前記ワークを前記移送元保持部から前記把持部材に向けて押し出す押上げ機構を備え、前記押上げ機構が、前記移送元保持部に保持されている前記ワークを押し出して前記把持位置にある前記把持部材が把持する押上げ完了位置まで移動可能な押上げ部材と、前記押上げ部材を駆動する押上げ用アクチュエータとを備え、前記押上げ用アクチュエータが、前記移送元保持位置と前記押上げ完了位置との間の前記押上げ部材の押上げストローク量を、前記把持位置と前記移送元保持位置との上下方向での間隔に応じて変更可能な電動アクチュエータであることにより、前述の課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１６】
そこで、本発明の創薬用チューブピッキング装置は、水平方向に並んでいる複数の保持部を有する１以上のラックが各保持部に上下方向に出し入れ可能に保持するワークを把持する把持機構を備えて、所定数のワークを保持部である所定数の移送元保持部から移送先の保持部である前記所定数の移送先保持部に移し替えるものであり、把持機構が、移送元保持部が移送元保持位置で保持するワークを把持する把持部材と、把持部材が把持しているワークを把持部材から移送先保持部に向けて下方に押し出す押下げ部材とを備え、把持部材が、ワークを把持するときの把持位置と、把持位置から離隔している後退位置との間で移動可能であり、押下げ部材が、待機位置と、把持部材に把持されているワークが把持部材から押し出されて移送先保持部で移送先保持位置に保持されるときの押下げ完了位置との間で移動可能であることにより、ピッキング作業の作業対象であるラックの移送元保持部が保持するワークは、把持位置で把持部材により把持され、把持部材に把持された状態のワークは、押下げ部材により把持部材から押し出されて、移送先保持部に保持されることで、創薬用チューブピッキング装置はワークを異なる保持部間で移し替えることができるばかりでなく、以下のような本発明に特有の効果を奏する。
【００１７】
すなわち、請求項１に係る本発明の創薬用チューブピッキング装置によれば、把持機構が、１つの電動アクチュエータと、電動アクチュエータにより駆動されて把持部材に電動アクチュエータの駆動力を伝達する把持用駆動力伝達機構と、電動アクチュエータにより駆動されて押下げ部材に電動アクチュエータの駆動力を伝達する押下げ用駆動力伝達機構とを備え、電動アクチュエータが、把持部材を、把持用駆動力伝達機構を介して、後退位置および把持位置の間で移動させ、押下げ部材を、押下げ用駆動力伝達機構を介して、待機位置および押下げ完了位置の間で移動させることにより、１つの電動アクチュエータが、把持用駆動力伝達機構および押下げ用駆動力伝達機構を介して把持部材および押下げ部材をそれぞれ移動させるので、把持部材および押下げ部材をそれぞれ駆動するための専用の把持用アクチュエータおよび押下げ用アクチュエータを備える場合に比べて、アクチュエータの数が少なくなる分、把持機構、ひいては創薬用チューブピッキング装置を小型・軽量化することができ、そのコストを削減することができる。
【００１８】
さらに、電動アクチュエータは把持部材および押下げ部材を移動させるので、把持用アクチュエータが押下げ部材に加えて押下げ用アクチュエータを移動させる従来技術に比べて、電動アクチュエータの駆動対象部材の重量が減少することから、電動アクチュエータの小型・軽量化およびコスト削減が可能になることで、把持機構、ひいては創薬用チューブピッキング装置の小型・軽量化およびコスト削減をすることができると共に、移動および停止を頻繁に繰り返す把持部材の加速・減速における慣性に起因する動作応答遅れが小さくなって、冷凍環境における把持部材の動作の俊敏性が向上するため、創薬用チューブピッキング装置によるピッキング作業の効率を向上させることができる。
【００１９】
請求項２に係る本発明の創薬用チューブピッキング装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、待機位置が、把持部材が後退位置にあるときの位置であり、押下げ部材が、待機位置と押下げ完了位置との間で、把持部材が把持位置にあるときの中間位置を経て移動可能であり、押下げ部材が、把持部材が後退位置および把持位置の間で移動するときに、把持部材と一体に移動し、把持用駆動力伝達機構が、押下げ用駆動力伝達機構と、該押下げ用駆動力伝達機構と把持部材とを連動させる連動機構とから構成されることにより、押下げ部材は、後退位置に対応する待機位置と、把持位置に対応する中間位置を挟んで、押下げ完了位置との間で移動するために、後退位置と把持位置との間で移動する把持部材に比べて、長い移動経路を移動することから、移動経路長が長い押下げ部材を移動させる押下げ用駆動力伝達機構を利用して、把持部材を移動させるこができるので、把持用駆動力伝達機構と押下げ用駆動力伝達機構とが別々の場合や把持用駆動力伝達機構を利用して押下げ用駆動力伝達機構を構成する場合に比べて駆動力伝達機構の構造が簡単化され、把持用駆動力伝達機構および押下げ用駆動力伝達機構の構成部材の慣性に起因する把持部材および押下げ部材の動作応答遅れが減少して、把持部材の動作の俊敏性を向上させることができる。
【００２０】
請求項３に係る本発明の創薬用チューブピッキング装置によれば、請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、電動アクチュエータが、把持部材を、把持用駆動力伝達機構を介して、押下げ用位置に移動させ、連動機構が、後退位置、把持位置および押下げ用位置の間で押下げ用駆動力伝達機構の動きを把持部材に伝達する連結機構と、把持部材が押下げ用位置にあるときに、押下げ用駆動力伝達機構の動きを把持部材に伝達しないロストモーション機構とを有し、押下げ部材が、把持部材が押下げ用位置にあるときに、把持部材が把持しているワークを把持部材から移送先保持部に向けて押し出すことにより、把持用駆動力伝達機構に設けられるロストモーション機構を利用することで、押下げ部材が把持部材によるワークの把持解除を行うので、押下げ用駆動力伝達機構の構造を簡単化することができ、押下げ用駆動力伝達機構の構成部材の慣性に起因する把持部材および押下げ部材の動作応答遅れを減少させることができる。
【００２１】
請求項４に係る本発明の創薬用チューブピッキング装置によれば、請求項３に係る発明が奏する効果に加えて、連結機構が、係合状態で押下げ用駆動力伝達機構の動きを把持部材に伝達するための、押下げ用駆動力伝達機構と把持部材との係合機構であり、ロストモーション機構が、把持部材を押下げ用位置で停止させるストッパと、把持部材が押下げ用位置に停止しているときに変形して押下げ用駆動力伝達機構の動きを吸収するバネとを有し、バネが、係合状態が維持されるように押下げ用駆動力伝達機構および把持部材を付勢することにより、ロストモーション機構を構成するバネを利用して、押下げ用駆動力伝達機構を介して電動アクチュエータの駆動力を把持部材に伝達する部分である係合機構の係合状態を維持させることができるので、部品点数を削減しながら、電動アクチュエータの駆動力の、押下げ用駆動力伝達機構を介しての把持部材への伝達の安定性および確実性を向上させることができる。
【００２２】
請求項５に係る本発明の創薬用チューブピッキング装置によれば、請求項３または請求項４に係る発明が奏する効果に加えて、押下げ部材が、把持部材が押下げ用位置に達する前に、把持部材に把持されているワークと当接状態にあることにより、把持部材に把持されているワークをラックの保持部に向けて押し出す押下げ部材が、把持部材が押下げ用位置に達する前に、把持部材に把持されているワークに当接しているので、把持部材が押下げ用位置を占めた直後に、把持部材からワークを押し出すことができるため、ピッキング作業の効率を向上させることができる。
【００２３】
請求項６に係る本発明の創薬用チューブピッキング装置によれば、請求項３から請求項５のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、電動アクチュエータが、把持部材が押下げ用位置にあるときの押下げ部材の位置である押下げ用中間位置と押下げ完了位置との間での押下げ部材の押下げストローク量を、押下げ位置と移送先保持位置との上下方向での間隔に応じて変更可能な電動アクチュエータであることにより、ラックにおけるワークの保持位置が異なるなど、異なる種類のラックが使用される場合や、ラックの剛性が、押下げ部材がワークを保持部に押し込む際にラックに撓みが発生する程度の剛性である場合に、該撓みによる保持部の変位量を考慮した押下げストローク量を設定することができるなど、ピッキング作業に使用可能なワークやラックの種類を拡大することができるので、ピッキング装置の利便性を向上させることができる。
【００２４】
請求項７に係る本発明の創薬用チューブピッキング装置によれば、請求項１から請求項６のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、移送元保持部に保持されているワークを移送元保持部から把持部材に向けて押し出す押上げ機構を備え、押上げ機構が、移送元保持部に保持されているワークを押し出して把持位置にある把持部材が把持する押上げ完了位置まで移動可能な押上げ部材と、押上げ部材を駆動する押上げ用アクチュエータとを備え、押上げ用アクチュエータが、移送元保持位置と押上げ完了位置との間の押上げ部材の押上げストローク量を、把持位置と移送元保持位置との上下方向での間隔に応じて変更可能な電動アクチュエータであることにより、上下方向でのワークの長さが異なるなど、異なる種類のワークが使用される場合など、ピッキング作業に使用可能なワークの種類を拡大することができるので、創薬用チューブピッキング装置の利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例を示し、ピッキング作業の準備工程での創薬用チューブピッキング装置の全体図。
【図２】図１の創薬用チューブピッキング装置の要部拡大図。
【図３】図１の創薬用チューブピッキング装置の要部の図であり、（ａ）は把持工程での図、（ｂ）は退避工程での図。
【図４】図１の創薬用チューブピッキング装置の要部の図であり、（ａ）は挿入移行工程での図、（ｂ）は挿入工程での図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の創薬用チューブピッキング装置は、水平方向に並んでいる複数の保持部を有する１以上のラックの各保持部が上下方向に出し入れ可能に保持するワークを把持する把持機構を備え、所定数のワークを保持部である前記所定数の移送元保持部から移送先の保持部である前記所定数の移送先保持部に移し替えるものであって、把持機構が、移送元保持部が移送元保持位置で保持するワークを把持する把持部材と、把持部材が把持しているワークを把持部材から移送先保持部に向けて下方に押し出す押下げ部材とを備え、把持部材が、ワークを把持するときの把持位置と、把持位置から離隔している後退位置との間で移動可能であり、押下げ部材が、待機位置と、把持部材に把持されているワークが把持部材から押し出されて移送先保持部で移送先保持位置に保持されるときの押下げ完了位置との間で移動可能であり、把持機構が、１つの電動アクチュエータと、電動アクチュエータにより駆動されて把持部材に電動アクチュエータの駆動力を伝達する把持用駆動力伝達機構と、電動アクチュエータにより駆動されて押下げ部材に電動アクチュエータの駆動力を伝達する押下げ用駆動力伝達機構とを備え、電動アクチュエータが、把持部材を、把持用駆動力伝達機構を介して、後退位置および把持位置の間で移動させ、押下げ部材を、押下げ用駆動力伝達機構を介して、待機位置および押下げ完了位置の間で移動させることにより、小型・軽量化およびコスト削減がなされると共に、ワークを把持する把持部材の動作の俊敏性の向上により、ピッキング作業の効率が向上するものであれば、その具体的な態様はいかなるものであっても構わない。
【００２７】
本発明の創薬用チューブピッキング装置において、上下方向は、ラックに対してワークが出し入れされる直線方向であり、鉛直方向および鉛直方向以外の方向を含み、また、水平方向は上下方向に直交する方向であり、鉛直方向に直交する方向および鉛直方向以外の方向に直交する方向を含むものとする。
そして、上下方向での上方は、ラックの保持部に保持されているワークが、上下方向で保持部から離隔するときに遠ざかる方向であり、上下方向での下方は、保持部から離隔しているワークが、上下方向で保持部に保持されるときに近づく方向であるとする。
ワークは、例えば創薬用のマイクロチューブであるが、創薬用以外のチューブであってもよいし、チューブ以外の容器であってもよく、さらに容器以外の物品であってもよい。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図１〜図４を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明の実施例において、ピッキング装置１００は、複数のワークとしての創薬用のマイクロチューブ１０（以下、「チューブ１０」という。）を保管する保管用の１以上のラック１に対して、該ラック１に保持されるチューブ１０を、１以上である所定数ずつ、ここでは１つずつ、上下方向で出し入れする創薬用チューブピッキング装置である。
【００２９】
図１，図２を参照すると、容器であるチューブ１０には、収容物としての創薬用試料が、チューブ１０が有する着脱可能なキャップ１０ａにより密閉された状態で封入される。該試料が収容されたチューブ１０は、水平方向に並んでいる複数の保持部２（図２参照）のそれぞれに保持されてラック１に収容された状態で、雰囲気温度が氷点下となる冷凍環境、例えば冷凍用の保管庫（図示されず）内で保管される。そして、ピッキング装置１００は、この冷凍環境において、複数のラック１の保持部２間または同一ラック１の保持部２間で、チューブ１０を移し替えるために使用される。
なお、本実施例において、上下方向は鉛直方向である。
【００３０】
ラック１は、互いに交差する、本実施例では互いに直交する第１水平方向（図１における左右方向）および第２水平方向（図１の紙面に直交する方向）に、複数ずつ並んで配置されていて、全体として格子状に並んで配置されている複数の保持部２を有する。
チューブ１０は、チューブ１０と保持部２との間での弾性力または係合により、上下方向に直立状態で、チューブ１０の外周において保持部２に保持位置Ｅで保持され、保持部２に対して上下方向に平行に出し入れ可能である。
ラック１の底壁には、後述する押上げ部材１５０の押上げ棒１５１が挿通可能な貫通孔３（図４も参照）が、保持部２により保持位置Ｅで保持されているチューブ１０に上下方向で対向して設けられる。
ラック１は、ラック支持手段としての作業テーブル２０に、所定のラックセット位置に位置決めされ、載置された状態で支持される。
【００３１】
ピッキング装置１００は、ラックセット位置にある１以上の、本実施例では複数のラック１（図４も参照）に対して、水平方向での各保持部２（図４も参照）の位置に対応したピッキング作業位置に位置決めされるフレーム１０１と、いずれもフレーム１０１に取り付けられて支持される把持機構１０２および押上げ機構１０３とを備える。
前記第２水平方向に一定の厚みを有する板状のフレーム１０１は、制御装置３０が制御する送り装置４０（いずれも図１に模式的に示される。）により駆動されて、作業テーブル２０に位置決めされたラック１における保持部２の配列方向と同じ方向である第１，第２水平方向に移動可能である。
【００３２】
把持機構１０２は、移送元のラック１ａの各移送元保持部である保持部２ａにおいて、前記所定数の、本実施例では１つの保持部２ａに保持されていたチューブ１０を把持する（図３（ａ）参照）と共に、把持しているチューブ１０を、作業テーブル２０上で異なるラックセット位置に位置決めされている、ラック１ａとは別の移送先のラック１ｂ（図４参照）の各移送先保持部である保持部２ｂにおいて、前記所定数の、本実施例では１つの保持部２ｂに保持させる。
【００３３】
把持機構１０２は、チューブ１０を把持する把持部としての把持爪１１１を有する把持部材１１０と、把持爪１１１が把持しているチューブ１０を把持爪１１１から保持部２ｂ（図４参照）に向けて上下方向に平行に下方に押し出す押下げ部材１２０と、把持部材１１０および押下げ部材１２０を移動させる１つの電動アクチュエータとしての電動モータＭと、電動モータＭにより駆動されて該電動モータＭの駆動力を把持部材１１０および押下げ部材１２０に伝達する駆動力伝達機構１３０とを備える。
駆動力伝達機構１３０は、電動モータＭにより駆動されて把持部材１１０に電動モータＭの駆動力を伝達する把持用駆動力伝達機構１３１と、同じ電動モータＭにより駆動されて押下げ部材１２０に電動モータＭの駆動力を伝達する押下げ用駆動力伝達機構１３２とから構成される。
【００３４】
把持部材１１０は、把持爪１１１がチューブ１０を把持するときの把持位置Ａ１（図３（ａ）参照）と、保持部２から上方に離隔している把持位置Ａ１に対して上方に離隔している後退位置Ａ２（図３（ｂ）も参照）との間で、上下方向に平行な直線経路である把持用移動経路に沿って移動可能である。後退位置Ａ２は、第１後退位置Ａ２ａと、第１後退位置Ａ２ａよりも遠方である上方に位置する第２後退位置Ａ２ｂ（図３（ｂ）参照）とを含む。
【００３５】
把持部材１１０は、把持爪１１１のほかに、把持爪１１１を保持する把持用ホルダ１１２を有する。把持爪１１１および把持用ホルダ１１２は、把持用駆動力伝達機構１３２を介して伝達される電動モータＭの駆動力により駆動されて、前記把持用移動経路に沿って一体に移動する。
本実施例において、把持爪１１１および把持用ホルダ１１２は、形成材料としての樹脂により一体成形される。別の例として、把持爪１１１および把持用ホルダ１１２が別個の部材で構成され、それぞれが、樹脂または樹脂以外の材料（例えば、金属）により形成されてもよい。
【００３６】
把持爪１１１は、チューブ１０に対してその周囲に等しい周方向間隔で配置されている可撓性を有する複数の、本実施例では４つの爪１１１ａを有する。なお、図面では、分かりやすさの観点から、一部の爪１１１ａが省略されている。
各爪１１１ａは、把持爪１１１がチューブ１０を把持する際に撓むときの弾性変形による弾性力をチューブ１０に加える。把持爪１１１は、前記弾性力に基づいて各爪１１１ａとチューブ１０との間で作用する摩擦力により、チューブ１０を保持する。
【００３７】
把持用ホルダ１１２は、フレーム１０１に設けられる案内部である案内レール１０５に案内されるスライダ１１３と、把持用駆動力伝達機構１３１の可動体１３４と係合可能な把持側係合部１１４と、押下げ部材１２０の押下げ棒１２１を上下方向に移動可能に案内する案内部１１５と、把持用ホルダ１１２と押下げ部材１２０の押下げ用ホルダ１２２とに挟持されて保持されるバネ１４４を支持する支持部１１７と、把持部材１１０と押下げ部材１２０とを上下方向で相対移動可能に連結するロッド１４５を支持するロッド支持部１１８とを有する。
上下方向に平行に延びている案内レール１０５は前記把持用移動経路を規定する。また、把持側係合部１１４は、把持部材１１０において可動体１３４を介して電動モータＭの駆動力が作用する被作用部である。
ロッド１４５は、バネ１４４の座屈を防止する部材でもあり、バネ１４４の支持部１１７は、ロッド支持部１１８を兼ねる。
【００３８】
図３を併せて参照すると、チューブ１０に対する把持爪１１１による把持状態を解除する押下げ棒１２１を有する押下げ部材１２０は、把持爪１１１（したがって、把持用ホルダ１１２）が後退位置Ａ２を占めるときの待機位置Ｂ２と、把持爪１１１に把持されているチューブ１０が把持爪１１１から押し出されて保持部２ｂ（図４参照）に保持されるときの保持位置Ｅである移送先保持位置Ｅｂに達するときの押下げ完了位置Ｂ１（図４（ｂ）参照）との間で、把持爪１１１が把持位置Ａ１を占めるときの中間位置Ｂ３を経て、上下方向に平行な直線経路である押下げ用移動経路に沿って移動可能である。
中間位置Ｂ３から上方に離隔している待機位置Ｂ２は、把持爪１１１が第１後退位置Ａ２ａにあるときの第１待機位置Ｂ２ａと、把持位置Ａ１から第１待機位置Ｂ２ａよりも遠方である上方に位置すると共に把持爪１１１が第２後退位置Ａ２ｂにあるときの第２待機位置Ｂ２ｂとを含む。
【００３９】
押下げ部材１２０は、押下げ棒１２１のほかに、押下げ棒１２１を着脱可能に固定状態で保持する押下げ用ホルダ１２２を有する。
押下げ棒１２１および押下げ用ホルダ１２２は、押下げ用駆動力伝達機構１３２を介して伝達される電動モータＭの駆動力により駆動されて、中間位置Ｂ３（図３（ａ），図４（ａ）参照）から押下げ完了位置Ｂ１（図４（ｂ）参照）までの分、前記把持用移動経路よりも移動経路長が長い前記押下げ用移動経路に沿って一体に移動する。
【００４０】
図４を参照すると、押下げ棒１２１は、把持爪１１１が押下げ用位置としての把持位置Ａ１にあるときに、把持爪１１１に把持されているチューブ１０を押し下げることにより、把持爪１１１から保持部２ｂに向けて押し出して該保持部２ｂに押し込む。押下げ棒１２１が把持爪１１１に把持されているチューブ１０の押出しを開始するときの把持爪１１１の位置である押下げ用位置が、把持位置Ａ１と同じであることにより、把持用駆動力伝達機構１３２の構造を簡単化することができる。また、把持爪１１１が前記押下げ用位置にあるときの押下げ棒１２１（したがって、押下げ用ホルダ１２２）の位置は、押下げ用中間位置としての中間位置Ｂ３である。
【００４１】
図１，図２を参照すると、押下げ棒１２１は、案内部１１５に設けられる案内孔１１６に挿通されていて、把持用ホルダ１１２を上下方向に貫通可能である。押下げ棒１２１は、押下げ用ホルダ１２２に固定される基部１２１ａと、小径部である基部１２１ａよりも大きい外径の大径部であってチューブ１０の頂部であるキャップ１０ａ（図３（ｂ）参照）と当接可能な当接部１２１ｂとを有する段付の円柱状の柱状部材である。
案内孔１１６は、当接部１２１ｂが収容される収容部１１６ｂの孔径が、基部１２１ａが挿通される挿通部１１６ａの孔径よりも大きい段付の円柱状の貫通孔である。
【００４２】
このため、案内部１１５は、段付の案内孔１１６を形成している周壁に段部１１５ａを有する。この段部１１５ａは、把持用ホルダ１１２に対して上昇する押下げ棒１２１の当接部１２１ｂと当接可能であり、この当接により押下げ棒１２１の上昇を阻止するストッパ部を構成する。
そして、押下げ棒１２１は、当接部１２１ｂにおいて上下方向で段部１１５ａと当接することにより、押下げ用ホルダ１２２に対して押下げ棒１２１の移動方向で位置決めされた状態で、該押下げ用ホルダ１２２に固定される。このため、押下げ用ホルダ１２２に対する押下げ棒１２１の位置決めが容易になる。そして、第１待機位置Ｂ２ａおよび第２待機位置Ｂ２ｂ（図３（ｂ）参照）において、当接部１２１ｂおよび段部１１５ａは、上下方向で当接状態にある。
【００４３】
押下げ用ホルダ１２２は、案内レール１０５に案内されるスライダ１２３と、押下げ用駆動力伝達機構１３２の可動体１３４と結合される結合部１２４と、バネ１４４を支持する支持部１２７と、ロッド１４５を支持するロッド支持部１２８とを有する。結合部１２４は、支持部１２７およびロッド支持部１２８を兼ねると共に、押下げ部材１２０において可動体１３４を介して電動モータＭの駆動力が作用する被作用部である。
ロッド１４５は、両ロッド支持部１１８，１２８のうちで、一方のロッド支持部であるロッド支持部１１８に固定されて支持され、他方のロッド支持部であるロッド支持部１２８に摺動して上下方向に平行に移動可能に支持される。
【００４４】
押下げ用駆動力伝達機構１３２は、フレーム１０１に１対の軸受１０７を介して回転可能に支持されて電動モータＭの回転軸により回転駆動される被動体としてのネジ軸１３３と、ネジ軸１３３に螺合して該ネジ軸１３３の回転方向に応じて駆動されて上下方向に平行に移動する可動体１３４とを備える。把持用駆動力伝達機構１３１は、押下げ用駆動力伝達機構１３２と、押下げ用駆動力伝達機構１３２と把持部材１１０とを連動させる連動機構１４０とから構成される。
【００４５】
したがって、ネジ軸１３３および可動体１３４は、把持用駆動力伝達機構１３１および押下げ用駆動力伝達機構１３２に共通する共通駆動力伝達部材を構成する。
可動体１３４は、押下げ部材１２０の結合部１２４に相対移動不能に結合される結合部１３５と、把持部材１１０の把持側係合部１１４に対して可動体１３４の移動方向で係合可能な駆動側係合部１３６とを有する。このため、結合部１３５および駆動側係合部１３６は、電動モータＭの駆動力を結合部１２４および把持側係合部１１４に作用させて、可動体１３４の動きを把持部材１１０および押下げ部材１２０に伝達する作用部である。
【００４６】
図３を併せて参照すると、連動機構１４０は、第２後退位置Ａ２ｂと把持位置Ａ１との間で可動体１３４の動きを把持部材１１０に伝達する連結機構としての係合機構１４１と、把持爪１１１が把持位置Ａ１にあるときに、可動体１３４の動きを把持部材１１０に伝達しないロストモーション機構１４２と、ロッド１４５とを有する。
【００４７】
駆動側係合部１３６と把持側係合部１１４とから構成される係合機構１４１は、係合状態で可動体１３４の動きを把持用ホルダ１１２に伝達するために、押下げ用駆動力伝達機構１３２（または、前記共通駆動力伝達部材）と把持部材１１０とを係合により連結させる。係合機構１４１は、把持爪１１１が把持位置Ａ１と第２後退位置Ａ２ｂとの間で移動するときに、係合状態（または、連結状態）になり、把持用ホルダ１１２が有する連動解除用当接部１１９を兼ねる把持側係合部１１４と、後述するストッパ１４３とが当接状態にあるときに、したがって、押下げ棒１２１が中間位置Ｂ３と押下げ完了位置Ｂ１（図４参照）との間で移動するときに、係合解除状態（または、連結解除状態）になる。
【００４８】
さらに、図４を併せて参照すると、把持部材１１０への可動体１３４の動きの伝達を遮断するロストモーション機構１４２は、把持用ホルダ１１２の当接部１１９との当接により把持爪１１１を前記押下げ用位置としての把持位置Ａ１で停止させるストッパ１４３と、押下げ部材１２０が中間位置Ｂ３と押下げ完了位置Ｂ１の位置との間で移動するとき（すなわち、係合機構１４１が係合解除状態にあるとき）に変形することにより、ここでは収縮することにより、可動体１３４の動き（したがって、把持部材１１０に作用する電動モータＭの駆動力）を吸収するバネ１４４とを有する。
【００４９】
フレーム１０１に設けられるストッパ１４３は、押下げ棒１２１による把持爪１１１に把持されているチューブ１０に対する押下げ棒１２１の押出し動作が開始されるときの位置である前記押下げ用位置および前記押下げ用中間位置を規定する位置規定部材である。
また、制御装置３０（図１参照）は、後述する入力情報に基づいて、把持位置Ａ１としての、当接部１１９とストッパ１４３とが当接するときの位置に、可動体１３４を停止可能に電動モータＭを制御する。別の例として、当接部１１９とストッパ１４３とが当接したこと、または当接部１１９がストッパ１４３と当接する位置にあることを検出する検出手段が制御装置３０に備えられて、該検出手段の検出信号に基づいて、制御装置３０が、当接部１１９とストッパ１４３とが当接するときの位置を把持位置Ａ１として、可動体１３４を停止させてもよい。
【００５０】
伸縮可能な弾性部材としてのバネ１４４は、圧縮コイルバネから構成されており、把持爪１１１が把持位置Ａ１と第２後退位置Ａ２ｂとの間で移動するときに、駆動側係合部１３６と把持側係合部１１４との係合状態が維持されるように、把持用ホルダ１１２を直接付勢すると共に、可動体１３４を押下げ用ホルダ１２２を介して付勢する。
したがって、バネ１４４は、駆動側係合部１３６と把持側係合部１１４とを係合状態にするための係合用付勢部材としての係合用バネを兼ねる。なお、別の例として、バネ１４４が把持用ホルダ１１２と可動体１３４との間に設けられてもよい。また、バネ１４４と前記係合用バネとが別個のバネであってもよい。
【００５１】
このため、係合機構１４１の係合状態では、把持用ホルダ１１２（したがって、把持爪１１１）と可動体１３４または押下げ用ホルダ１２２（したがって、押下げ棒１２１）との上下方向の間隔が一定に維持されて、可動体１３４と把持部材１１０と押下げ部材１２０とが一体に上下方向に移動する。
また、係合機構１４１の係合解除状態では、把持部材１１０（したがって、把持爪１１１）が停止する一方で、可動体１３４と押下げ部材１２０（したがって、押下げ棒１２１）とが一体に、把持部材１１０とは無関係に上下方向に移動する。
【００５２】
図１，図３（ａ）を参照すると、ラック１ａの保持部２ａ（図２参照）に保持されているチューブ１０を該保持部２ａから把持爪１１１に向けて押し出す押上げ機構１０３は、保持部２ａに保持位置Ｅである移送元保持位置Ｅａで保持されているチューブ１０を保持部２ａから押し出して把持位置Ａ１にある把持爪１１１が把持するときの押上げ完了位置Ｃ１まで上方に移動可能な押上げ部材１５０と、押上げ部材１５０を駆動する押上げ用アクチュエータとしての電動モータＮと、電動アクチュエータである電動モータＮにより駆動されて該電動モータＮの駆動力を押上げ部材１５０に伝達する押上げ用駆動力伝達機構１６０とを備える。
なお、本実施例では、移送元のラック１ａおよび移送先ラック１ｂ（図４参照）は同一種類であり、移送元保持位置Ｅａおよび移送先保持位置Ｅｂ（図４参照）は同一である。
【００５３】
押上げ部材１５０は、休止位置Ｃ２と押上げ完了位置Ｃ１との間で、上下方向に平行な押上げ用移動経路に沿って移動可能である。案内レール１０５と共に一直線上に配置される案内レール１０６により規定される押上げ用移動経路は、直線経路であり、把持用移動経路に平行である。押上げ部材１５０は、保持部２ａに保持されているチューブ１０を押し上げることにより保持部２ａから押し出して把持位置Ａ１にある把持爪１１１に押し込む押上げ棒１５１のほかに、押上げ棒１５１を着脱可能に固定状態で保持する押上げ用ホルダ１５２とを備える。
【００５４】
押上げ部材１５１が休止位置Ｃ２と押上げ完了位置Ｃ１との間で移動するときに、押上げ棒１５１は、休止位置Ｃ２において、作業テーブル２０上でラックセット位置にあるラック１の保持部２から下方に離隔して位置し、休止位置Ｃ２から押上げ完了位置Ｃ１まで移動する途中で、作業テーブル２０に設けられている開口部２１を通って押上げ完了位置Ｃ１に達する。押上げ完了位置Ｃ１において、押上げ棒１５１は、ラック１の貫通孔３を貫通し、押上げ棒１５１の先端が該貫通孔３よりも上方でラック１内に位置する。
【００５５】
押上げ用ホルダ１５２は、フレーム１０１に設けられる案内部である案内レール１０６に案内されるスライダ１５３と、結合部１５４とを有する。
押上げ用駆動力伝達機構１６０は、フレーム１０１に１対の軸受１０８を介して回転可能に支持されて電動モータＮの回転軸により回転駆動される被動体としてのネジ軸１６３と、該ネジ軸１６３に螺合して該ネジ軸１６３の回転に応じて上下方向に駆動されて上下方向に平行に移動する押上げ用可動体１６４とを備える。可動体１６４は、押上げ部材１５０の結合部１５４に相対移動不能に結合される。
可動体１６４は、電動モータＮの駆動力を押上げ部材１５０に伝達する作用部であり、スライダ１５３が兼ねる結合部１５４は、可動体１６４を介して電動モータＮの駆動力が作用する被作用部である。
【００５６】
そして、ピッキング装置１００がピッキング作業位置にあるとき、ピッキング作業の作業対象となるチューブ１０を保持している保持部２ａ（図２参照）と、前記把持用移動経路に沿って移動する把持爪１１１と、前記押下げ用移動経路に沿って移動する押下げ棒１２１と、前記押上げ用移動経路に沿って移動する押上げ棒１５１とは、上下方向に平行な一直線上に位置する。
【００５７】
図１を参照すると、各電動モータＭ，Ｎを制御する制御装置３０は、位置検出手段３２（例えば、エンコーダ）および把持確認センサ３３（例えば、フォトセンサ）を含む検出部３１と、コンピュータから構成されて検出部３１からの検出信号が入力される制御部３５とを備える。
位置検出手段３１は、把持爪１１１、押下げ棒１２１および押上げ棒１５１の、前記各移動経路での位置、ここでは上下方向での位置を検出する。
【００５８】
図４を併せて参照すると、電動モータＭは、制御装置３０に予め入力された入力情報に基づいて、該制御装置３０により制御されることで、中間位置Ｂ３との押下げ完了位置Ｂ１との間での押下げ部材１２０（したがって、押下げ棒１２１）の押下げストローク量を、把持位置Ａ１（したがって、押下げ用位置）と移送先保持位置Ｅｂとの上下方向での間隔に応じて変更可能である。
さらに、図３（ａ）を併せて参照すると、電動モータＮは、前記入力情報に基づいて、制御装置３０により制御されることで、移送元保持位置Ｅａと押上げ完了位置Ｃ１との間の押上げ部材１５０（したがって、押上げ棒１５１）の押上げストローク量を、把持位置Ａ１と保持位置Ｅａとの上下方向での間隔に応じて変更可能である。
【００５９】
前記入力情報には、フレーム１０１に対する把持位置Ａ１および中間位置Ｂ３が予め設定された設定位置で一定であるとの条件の下で、チューブ１０の種類（例えば、上下方向でのチューブ１０の長さ、チューブ１０が保持位置Ｅｂを占めるときに、チューブ１０の、保持部２ｂに保持される部位の位置）およびラック１の種類（例えば、ラック１の剛性に依存して、押下げ棒１２１が保持部２ｂにチューブ１０を押し込む際のラック１ｂの撓み（ラック１ｂにおける保持部２ｂの位置に応じて撓み量は異なり得る。）に起因する各保持部２の変位量、ラック１ｂにおける保持部２ｂでのチューブ１０の保持位置Ｅｂ）に応じた押下げ棒１２１および押上げ棒１５１のストローク量、把持位置Ａ１、第１，第２後退位置Ａ２ａ，Ａ２ｂ、第１，第２待機位置Ｂ２ａ，Ｂ２ｂおよび休止位置Ｃ２の設定情報などが含まれる。
把持位置Ａ１および各保持位置Ｅａ，Ｅｂの、上下方向での間隔や、両保持位置Ｅａ，Ｅｂは、チューブ１０の種類およびラック１の種類、さらに、フレーム１０１に対するラック１の、上下方向での位置などに依存して変化する。
【００６０】
次に、図１〜図４を参照して、ピッキング装置１００によるピッキング方法を、ピッキング装置１００の動作と共に説明する。
図１を参照すると、移送元の保持部２ａ（図２参照）と移送先の保持部２ｂ（図４参照）との間でチューブ１０を移し替える作業であるピッキング作業の準備工程において、作業テーブル２０上でラックセット位置に置かれたラック１に対して、把持爪１１１、押下げ棒１２１および押上げ棒１５１が、ピッキング作業の作業対象となるチューブ１０が保持されている保持部２ａに、出し入れ方向である上下方向で対向する位置を占めるように、送り装置４０によりピッキング装置１００が位置決めされる。このとき、把持爪１１１は第１後退位置Ａ２ａを、押下げ棒１２１は第１待機位置Ｂ２ａを、押上げ棒１５１は休止位置Ｃ２を、それぞれ占めている。
【００６１】
次いで、把持移行工程において、可動体１３４および係合機構１４１を介して押下げ用ホルダ１２２および把持用ホルダ１１２にそれぞれ作用する電動モータＭの駆動力により、把持爪１１１および押下げ棒１２１が、それぞれ第１後退位置Ａ２ａおよび第１待機位置Ｂ２ａから一体に下降して、図３（ａ）に示されるように、把持位置Ａ１および中間位置Ｂ３をそれぞれ占めて、停止する。このとき、把持用ホルダ１１２は、当接部１１９にてストッパ１４３と当接している。
【００６２】
図３（ａ）を参照すると、把持移行工程に続く把持工程において、可動体１６４を介して押上げ用ホルダ１５２に作用する電動モータＮ（図１参照）の駆動力により、押上げ棒１５１が、休止位置Ｃ２から可動体１３４と一体に上昇して、作業テーブル２０の開口部２１およびラック１の貫通孔３を貫通して保持位置Ｅａを占めているチューブ１０に当接する。その後、保持部２ａに保持されているチューブ１０は、さらに上昇する押上げ棒１５１により、保持部２ａから上方に押し出され、保持部２ａの真上に位置する把持爪１１１に押し込まれて、把持爪１１１により把持されると共に押下げ棒１２１の当接部１２１ｂに当接する。そして、当接部１２１ｂにチューブ１０のキャップ１０ａが当接した状態で、押上げ棒１５１は、押上げ完了位置Ｃ１に達し、停止する。
【００６３】
このとき、押下げ棒１２１の当接部１２１ｂと把持爪１１１に把持されているチューブ１０とが当接した時点で、押上げ棒１５１がさらに上昇するなど、押上げ棒１５１の押上げストローク量が過大である場合には、押上げ棒１５１が、チューブ１０と当接部１２１ｂで段部１１５ａと当接状態にある押下げ棒１２１とを介して把持用ホルダ１１２を押し上げて、上昇する把持用ホルダ１１２がバネ１４４を収縮させることにより、バネ１４４（または、ロストモーション機構１４２）が押上げ棒１５１の過大な押上げ力を吸収する。
【００６４】
把持工程に続く退避工程において、先ず、把持確認センサ３３（図１参照）が、把持爪１１１によりチューブ１０が当接部１２１ｂに当接した状態で把持されたことを検出し、この把持確認センサ３３からの検出信号に基づいて、制御装置３０が各電動モータＭ，Ｎを作動させる。
具体的には、図３を参照すると、チューブ１０を把持している把持爪１１１および押下げ棒１２１は、可動体１３４および係合機構１４１を介して作用する電動モータＭ（図１参照）の駆動力により、把持位置Ａ１および中間位置Ｂ３から、一体に上昇して、第１後退位置Ａ２ａおよび第１待機位置Ｂ２ａをそれぞれ経由して、図３（ｂ）に示される第２後退位置Ａ２ｂおよび第２待機位置Ｂ２ｂをそれぞれ占める。
一方、押上げ棒１５１は、可動体１６４を介して作用する電動モータＮ（図１参照）の駆動力により、押上げ完了位置Ｃ１から下降して、図３（ｂ）に示される休止位置Ｃ２を占める。
【００６５】
退避工程に続く移送工程において、ピッキング装置１００のこの退避状態で、フレーム１０１が送り装置４０（図１参照）により駆動されて移動し、図４（ａ）に示されるように、作業テーブル２０に別のラックセット位置に位置決めされている別のラック１ｂの保持部２ｂに対して、チューブ１０を把持している把持爪１１１、押下げ棒１２１および押上げ棒１５１が、上下方向で対向する位置を占める。
【００６６】
図４（ａ）を参照すると、移送工程に続く挿入移行工程において、可動体１３４および係合機構１４１を介して押下げ用ホルダ１２２および把持用ホルダ１１２にそれぞれ作用する電動モータＭ（図１参照）の駆動力により、把持爪１１１および押下げ棒１２１が、それぞれ第２後退位置Ａ２ｂおよび第２待機位置Ｂ２ｂから一体に下降して、図４（ａ）に示される把持位置Ａ１および中間位置Ｂ３をそれぞれ占める。なお、電動モータＮは停止していて、押上げ棒１５１は、保持部２ｂの真下で、休止位置Ｃ２（例えば、図１参照）にある。
【００６７】
図４（ａ）を参照すると、挿入移行工程に続く挿入工程において、当接部１１９とストッパ１４３とが当接しているために、把持爪１１１は把持位置Ａ１に留まる一方で、ロストモーション機構１４２により、把持爪１１１に対して押下げ棒１２１が下降して、把持爪１１１に保持されているチューブ１０を把持爪１１１から下方に押し出して、保持部２ｂに保持位置Ｅｂにて保持されるまでチューブ１０を押し込み、押下げ完了位置Ｂ１に達したときに停止する。なお、電動モータＮは停止していて、保持部２ｂの真下で、休止位置Ｃ２（例えば、図１参照）にある。
これにより、保持部２ａ（図２参照）に保持されていたチューブ１０が保持部２ｂに移し替えられたことになる。
【００６８】
図３，図４を参照すると、押下げ棒１２１の当接部１２１ｂと把持爪１１１に把持されているチューブ１０とは、挿入移行工程において下降する把持爪１１１が第２後退位置Ａ２ｂから把持位置Ａ１（すなわち、押下げ棒１２１が第２待機位置Ｂ２ｂから中間位置Ｂ３）に達する前には当接状態にあり、本実施例では、把持爪１１１が第２後退位置Ａ２ｂと把持位置Ａ１との間で移動する間を含めて、把持工程において押上げ棒１５１が押上げ完了位置Ｃ１を占めた時点から挿入移行工程において押上げ棒１５１が中間位置Ｂ３を占める時点まで、常に当接状態にあることから、押下げ棒１２１は、中間位置Ｂ３に達した直後から、把持爪１１１に把持されているチューブ１０を保持部２に向けて押し出すことができる。
【００６９】
図１を参照すると、挿入工程に続く戻り工程において、把持爪１１１および押下げ棒１２１は、電動モータＭにより駆動されて図１に示される状態と同様の第１後退位置Ａ２ａおよび第１待機位置Ｂ２ａまで上昇して、停止する。その後、移送元のラック１ａにおいて別の保持部２ａ（図２参照）に保持されているチューブ１０に対してピッキング作業を行うために、ピッキング装置１００は送り装置４０により駆動されて移動し、以下前述した各工程が実行される。
【００７０】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
ピッキング装置１００の把持機構１０２は、チューブ１０を把持する把持爪１１１と、把持爪１１１が把持しているチューブ１０を把持爪１１１から移送先の保持部２ｂに向けて下方に押し出す押下げ棒１２１とを備え、把持爪１１１は、把持位置Ａ１と第１，第２後退位置Ａ２ａ，Ａ２ｂとの間で移動可能であり、押下げ棒１２１が、第１，第２待機位置Ｂ２ａ，Ｂ２ｂと押下げ完了位置Ｂ１との間で移動可能であることにより、移送元の保持部２ａに保持されていた、ピッキング作業の作業対象であるチューブ１０は、把持位置Ａ１で把持爪１１１により把持され、把持爪１１１に把持された状態のチューブ１０は、押下げ棒１２１により把持爪１１１から押し出されて、移送先の保持部２ｂに保持されることで、ピッキング装置１００はチューブ１０を異なる保持部２間で移し替えることができる。
【００７１】
把持機構１０２は、１つの把持用電動モータＭと、電動モータＭにより駆動されて把持爪１１１に電動モータＭの駆動力を伝達する把持用駆動力伝達機構１３１と、電動モータＭにより駆動されて押下げ棒１２１に電動モータＭの駆動力を伝達する押下げ用駆動力伝達機構１３２とを備え、電動モータＭは、把持爪１１１を、把持用駆動力伝達機構１３１を介して、第１，第２後退位置Ａ２ａ，Ａ２ｂおよび把持位置Ａ１の間で移動させ、押下げ棒１２１を、押下げ用駆動力伝達機構１３２を介して、第１，第２待機位置Ｂ２ａ，Ｂ２ｂおよび押下げ完了位置Ｂ１の間で移動させる。
この構成により、１つの電動モータＭが、把持用駆動力伝達機構１３１および押下げ用駆動力伝達機構１３１を介して把持爪１１１および押下げ棒１２１をそれぞれ移動させるので、把持爪１１１および押下げ棒１２１をそれぞれ駆動する専用の把持用アクチュエータおよび押下げ用アクチュエータを備える場合に比べて、アクチュエータである電動モータＭの数が少なくなる分、把持機構１０２、ひいてはピッキング装置１００を小型・軽量化することができ、そのコストを削減することができる。
そして、把持用アクチュエータおよび押下げ用アクチュエータがエアシリンダで構成される場合に比べて、冷凍環境下で使用される場合に、作動エアを乾燥させるための除湿機が不要になるので、この点でも、ピッキング装置１００を小型・軽量化することができ、そのコストを削減することができる。
【００７２】
さらに、電動モータＭは把持爪１１１および押下げ棒１２１を移動させるので、把持用アクチュエータが押下げ棒に加えて押下げ用アクチュエータを移動させる従来技術に比べて、アクチュエータである電動モータＭの駆動対象部材の重量が減少することから、電動モータＭの小型・軽量化およびコスト削減が可能になることで、把持機構１０２、ひいてはピッキング装置１００の小型・軽量化およびコスト削減をすることができると共に、移動および停止を頻繁に繰り返す把持爪１１１の加速・減速における慣性に起因する動作応答遅れが小さくなって、把持部材１１０の動作の俊敏性が向上するため、ピッキング装置１００によるピッキング作業の効率を向上させることができる。
【００７３】
押下げ棒１２１の第１，第２待機位置Ｂ２ａ，Ｂ２ｂは、それぞれ把持爪１１１が第１，第２後退位置Ａ２ａ，Ａ２ｂにあるときの位置であり、押下げ棒１２１は、第１，第２待機位置Ｂ２ａ，Ｂ２ｂと押下げ完了位置Ｂ１との間で、把持爪１１１が把持位置Ａ１にあるときの中間位置Ｂ３を経て移動可能であり、押下げ棒１２１は、把持爪１１１が第１，第２後退位置Ａ２ａ，Ａ２ｂおよび把持位置Ａ１の間で移動するときに、把持爪１１１と一体に移動し、把持用駆動力伝達機構１３１は、押下げ用駆動力伝達機構１３２と、該押下げ用駆動力伝達機構１３２と把持部材１１０とを連動させる連動機構１４０とから構成される。
この構成により、押下げ棒１２１は、第１，第２後退位置Ａ２ａ，Ａ２ｂに対応する第１，第２待機位置Ｂ２ａ，Ｂ２ｂと、把持位置Ａ１に対応する中間位置Ｂ３を挟んで、押下げ完了位置Ｂ１との間で移動するために、第１，第２後退位置Ａ２ａ，Ａ２ｂと把持位置Ａ１との間で移動する把持爪１１１に比べて、長い移動経路を移動することから、移動経路長が長い押下げ棒１２１を移動させる押下げ用駆動力伝達機構１３２を利用して、把持爪１１１を移動させるこができるので、把持用駆動力伝達機構と押下げ用駆動力伝達機構とが別々の場合や把持用駆動力伝達機構を利用して押下げ用駆動力伝達機構を構成する場合に比べて駆動力伝達機構１３０の構造が簡単化され、把持用駆動力伝達機構１３１および押下げ用駆動力伝達機構１３２の構成部材の慣性に起因する把持爪１１１および押下げ棒１２１の動作応答遅れが減少して、把持爪１１１の動作の俊敏性を向上させることができる。
【００７４】
電動モータＭは、把持爪１１１を把持用駆動力伝達機構１３２を介して押下げ用位置としての把持位置Ａ１に移動させ、係合機構１４１は、第１，第２後退位置Ａ２ａ，Ａ２ｂおよび把持位置Ａ１の間で押下げ用駆動力伝達機構１３２の動きを把持部材１１０に伝達する係合機構１４１と、把持爪１１１が把持位置Ａ１にあるときに、押下げ用駆動力伝達機構１３２の動きを把持爪１１１に伝達しないロストモーション機構１４２とを有し、押下げ棒１２１は、把持爪１１１が把持位置Ａ１にあるときに、把持部材１１０が把持しているチューブ１０を把持爪１１１から保持部２ｂに向けて押し出す。
この構成により、把持用駆動力伝達機構１３１に設けられるロストモーション機構１４２を利用することで、押下げ棒１２１が把持爪１１１によるチューブ１０の把持解除を行うので、押下げ用駆動力伝達機構１３２の構造を簡単化することができ、押下げ用駆動力伝達機構１３２の構成部材の慣性に起因する把持爪１１１および押下げ棒１２１の動作応答遅れを減少させることができる。
【００７５】
係合機構１４１は、係合状態で押下げ用駆動力伝達機構１３２の動きを把持爪１１１に伝達するための、押下げ用駆動力伝達機構１３２と把持爪１１１が設けられた把持用ホルダ１１２との係合機構であり、ロストモーション機構１４２は、把持爪１１１を把持位置Ａ１で停止させるストッパ１４３と、把持爪１１１が把持位置Ａ１に停止しているとき（すなわち、押下げ棒１２１が中間位置Ｂ３と押下げ完了位置Ｂ１の位置との間で移動するとき）に変形して押下げ用駆動力伝達機構１３２の動きを吸収するバネ１４４とを有し、バネ１４４は、係合状態が維持されるように押下げ用駆動力伝達機構１３２および把持用ホルダ１１２を付勢する。
この構成により、ロストモーション機構１４２を構成するバネ１４４を利用して、押下げ用駆動力伝達機構１３２を介して電動モータＭの駆動力を把持爪１１１に伝達する部分である係合機構１４１の係合状態を維持させることができるので、部品点数を削減しながら、電動モータＭの駆動力の、押下げ用駆動力伝達機構１３２を介しての把持爪１１１への伝達の安定性および確実性を向上させることができる。
【００７６】
押下げ棒１２１は、その当接部１２１ｂにおいて、把持爪１１１が把持位置Ａ１に達する前に、把持爪１１１に把持されているチューブ１０と当接状態にあることにより、把持爪１１１が把持位置Ａ１を占めた直後に、把持爪１１１からチューブ１０を押し出すことができるので、ピッキング作業の効率を向上させることができる。
【００７７】
電動モータＭは、押下げ用中間位置としての中間位置Ｂ３と押下げ完了位置Ｂ１との間での押下げ棒１２１の押下げストローク量を、把持位置Ａ１と移送先の保持部２ｂでのチューブ１０の保持位置Ｅｂとの上下方向での間隔に応じて変更可能である。
この構成により、ラック１ｂにおけるチューブ１０の保持位置Ｅｂが異なるなど、異なる種類のラック１ｂが使用される場合や、ラック１ｂの剛性が、押下げ部材１２０がチューブ１０を保持部２ｂに押し込む際にラック１ｂに撓みが発生する程度の剛性である場合に、該撓みによる保持部２ｂの変位量を考慮した押下げストローク量を設定することができるなど、ピッキング作業に使用可能なチューブ１０やラック１ｂの種類が拡大するので、ピッキング装置１００の利便性を向上させることができる。
【００７８】
押上げ機構１０３は、移送元の保持部２ａに保持されているチューブ１０を把持位置Ａ１にある把持部材１１０が把持する押上げ完了位置Ｃ１まで押し出す押上げ棒１５１と、押上げ棒１５１を駆動する押上げ用電動モータＮとを備え、電動モータＮは、保持位置Ｅａと押上げ完了位置Ｃ１との間の押上げストローク量を、把持位置Ａ１と保持位置Ｅａとの上下方向での間隔に応じて変更可能である。
この構成により、上下方向でのチューブ１０の長さが異なるなど、異なる種類のチューブ１０が使用される場合などにもピッキング装置１００の使用が可能になるので、ピッキング作業に使用可能なチューブ１０の種類が拡大するので、ピッキング装置１００の利便性を向上させることができる。
【００７９】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
駆動力伝達機構１３０が、カムにより構成され、ロストモーション機構が、把持部材１１０を駆動するカムにおいて、カム山の高さが変化しないカム山により構成されてもよい。
駆動力伝達機構が、アームにより構成され、ロストモーション機構が、把持部材１１０を移動させるアームと押下げ部材１２０を移動させるアームとの間のピンと、該ピンが係合可能に挿入されて回動方向でピンとの間に遊びを形成する長細との組合せにより構成されてもよい。
連動機構１４０がクラッチにより構成されてもよい。
後退位置または待機位置は、１つであってもよい。
把持位置および中間位置である予め設定された設定位置は、変更可能であってもよい。
【００８０】
押下げ棒１２１は、基部１２１ａと当接部１２１ｂとが同一外径の円柱状の柱状部材であり、案内孔１１６は、挿通部１１６ａの孔径と収容部１１６ｂの孔径とが同一の円柱状の貫通孔であってもよい。
押下げ用位置は、前記実施例では把持位置Ａ１と同じであったが、把持位置Ａ１とは異なる位置であってもよく、把持位置Ａ１よりも下方または上方の位置でもよい。
ピッキング装置１００は、水平方向で移送元の保持部２ａの周囲に比較的広いスペースが存する場合には、押上げ機構１０３を備えることなく、把持爪１１１が、保持部２ａにおいて保持位置Ｅａを占めている状態のチューブ１０またはワークを把持するものでもよい。
把持機構１０２は、同一のラック１において、１つの保持部２に保持されていたチューブ１０を、別の保持部２に保持させてもよい。
電動アクチュエータは、電動モータ以外に、電動リニアアクチュエータであってもよい。
把持部材１１０および押下げ部材１２０を移動させるアクチュエータ、および、押上げ用アクチュエータの少なくとも一方は、流体圧アクチュエータでもよい。
押上げ用アクチュエータは、休止位置Ｃ２と押上げ完了位置Ｃ１とで規定される一定のストローク量で作動する二位置式の電動アクチュエータまたは流体圧アクチュエータであってもよい。
押下げ用駆動力伝達機構は、被動体として、ネジ軸１３３の代わりに、可動体１３４を駆動するベルトまたはチェーンを備えていてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１００・・・ピッキング装置
１０２・・・把持機構
１０３・・・押上げ機構
１１０・・・把持部材
１１１・・・把持爪
１１２・・・把持用ホルダ
１２０・・・押下げ部材
１２１・・・押下げ棒
１２２・・・押下げ用ホルダ
１３０・・・駆動力伝達機構
１３１・・・把持用駆動力伝達機構
１３２・・・押下げ用駆動力伝達機構
１４０・・・連動機構
１４１・・・係合機構
１４２・・・ロストモーション機構
１５０・・・押上げ部材
１５１・・・押上げ棒
１５２・・・押上げ用ホルダ
１６０・・・押上げ用駆動力伝達機構
Ｅ，Ｅａ，Ｅｂ・・・保持位置
Ａ１  ・・・把持位置
Ａ２，Ａ２ａ，Ａ２ｂ・・・後退位置
Ｂ１  ・・・押下げ完了位置
Ｂ２，Ｂ２ａ，Ｂ２ｂ・・・待機位置
Ｂ３  ・・・中間位置
Ｃ１  ・・・押上げ完了位置
Ｃ２  ・・・休止位置
【図１】
0005936384.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005936384.tif 000004
【図４】
0005936384.tif 000005