(57)【要約】【課題】蓋閉じ動作を行う際に、高い精度が必要とされない蓋閉じ装置及び蓋閉じ方法を提供する。【解決手段】蓋４００が容器３００の上方に位置するように保持部１０を移動させ、容器３００の上方の位置で保持部１０による蓋４００の保持を解除させ、蓋４００を落下させることによって容器３００に被せて蓋閉じが行われる。【選択図】図５
2019115946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓋を保持する保持部と、
前記保持部の移動及び前記保持部による前記蓋の保持を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記蓋が容器の上方に位置するように前記保持部を移動させ、前記容器の上方の位置で前記保持部による前記蓋の保持を解除させ、前記蓋を落下させることによって前記容器に被せて蓋閉じを行うことを特徴とする蓋閉じ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記蓋を傾けた状態で前記蓋の一端部が前記容器の縁部の一端部と当接するように前記保持部を移動させ、前記蓋の一端部と前記縁部の一端部とが当接した状態で前記保持部による前記蓋の保持を解除させることを特徴とする請求項１に記載の蓋閉じ装置。
【請求項３】
前記容器の設置される容器設置部を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の蓋閉じ装置。
【請求項４】
前記保持部は、ロボットのアームによって構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の蓋閉じ装置。
【請求項５】
容器の開口部を覆う位置に蓋を被せて前記容器の蓋閉じを行う蓋閉じ方法であって、
保持部が蓋を保持する保持工程と、
前記蓋が前記容器の上方に位置するように前記保持部を移動させる移動工程と、
前記保持部が前記蓋の保持を解除し、前記蓋を落下させることによって前記容器に被せて蓋閉じを行う蓋閉じ工程とを備えていることを特徴とする蓋閉じ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体に対し蓋閉じ動作を行う蓋閉じ装置及び蓋閉じ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロボットを用いて検体の蓋閉じ動作を行う装置が提案されている。そのような検体に対し蓋閉じを行う装置として、特許文献１に開示されたものがある。
【０００３】
特許文献１には、アームが蓋を保持し、アームが円運動を行うことによって蓋を検体の容器に被せて検体の蓋閉じ動作を行う技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９１１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された蓋閉じを行う装置では、アームが保持した蓋を、検体の容器上の所定位置に正確に配置する必要性がある。そのため、アームによる蓋の保持位置及び容器の設置位置について高い精度が必要とされる。また、アームの移動についても高い精度が必要とされる。従って、アームによる蓋の保持部の形状に高い精度が必要とされると共に、容器の設置位置の形状に高い精度が必要とされる。また、アームの制御を行う際にアームの移動に高い精度が必要とされる。このため、蓋閉じ装置の製造コストが増大する可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、蓋閉じ動作を行う際に、高い精度が必要とされない蓋閉じ装置及び蓋閉じ方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の蓋閉じ装置は、蓋を保持する保持部と、前記保持部の移動及び前記保持部による前記蓋の保持を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記蓋が容器の上方に位置するように前記保持部を移動させ、前記容器の上方の位置で前記保持部による前記蓋の保持を解除させ、前記蓋を落下させることによって前記容器に被せて蓋閉じを行うことを特徴とする。
【０００８】
上記構成の蓋閉じ装置では、蓋を落下させることによって容器に被せて蓋閉じが行われるので、蓋閉じ装置に高い精度が求められず、蓋閉じ装置の製造コストを少なく抑えることができる。
【０００９】
また、前記制御部は、前記蓋を傾けた状態で前記蓋の一端部が前記容器の縁部の一端部と当接するように前記保持部を移動させ、前記蓋の一端部と前記縁部の一端部とが当接した状態で前記保持部による前記蓋の保持を解除させてもよい。
【００１０】
蓋が傾けられ蓋の一端部が容器の縁部における一端部と当接した状態から、落下によって蓋を容器の開口部に被せて容器の蓋閉じが行われるので、蓋と容器との間において蓋閉じを行う際の位置決めを行うことができ、蓋閉じを正確に行うことができる。
【００１１】
また、前記容器の設置される容器設置部を備えていてもよい。
【００１２】
容器設置部が備えられているので、容器の設置位置が認識され、蓋閉じを正確に行うことができる。
【００１３】
また、前記保持部は、ロボットのアームによって構成されていてもよい。
【００１４】
保持部がロボットのアームによって構成されているので、保持部の移動を精度良く行うことができ、蓋閉じを正確に行うことができる。
【００１５】
また、本発明の蓋閉じ方法は、容器の開口部を覆う位置に蓋を被せて前記容器の蓋閉じを行う蓋閉じ方法であって、保持部が蓋を保持する保持工程と、前記蓋が前記容器の開口部の上方に位置するように前記保持部を移動させる移動工程と、前記保持部が前記蓋の保持を解除し、前記蓋を落下させることによって前記開口部に被せて前記容器の蓋閉じを行う蓋閉じ工程とを備えていることを特徴とする。
【００１６】
上記構成の蓋閉じ方法では、蓋を落下させることによって容器の開口部に被せて容器の蓋閉じが行われるので、保持部の移動に精度が必要とされず、蓋閉じを円滑に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の蓋閉じ装置によれば、高い精度が必要とされないので、蓋閉じ装置の製造コストを少なく抑えることができる。また、本発明の蓋閉じ方法によれば、蓋閉じ動作をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蓋閉じ装置の側面図である。
【図２】図１の蓋閉じ装置における本体部のハンド部について示した斜視図である。
【図３】図１の蓋閉じ装置によって蓋閉じ動作の行われる容器及び蓋についての斜視図である。
【図４】図１の蓋閉じ装置の本体部における制御系統の構成について示したブロック図である。
【図５】図１の蓋閉じ装置によって蓋閉じ動作を行う際の、各工程についての蓋閉じ装置及び容器の周辺について示した構成図である。
【図６】図１の蓋閉じ装置によって蓋閉じ動作を行う際のフローについて示したフローチャートである。
【図７】蓋が容器に対し位置がずれている状態で図１の蓋閉じ装置によって蓋閉じ動作を行う際の蓋の周辺の空気の流れについて、模式的に示した構成図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る蓋閉じ装置によって蓋閉じ動作を行う際の、各工程についての蓋閉じ装置及び容器の周辺について示した構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る蓋閉じ装置及び蓋閉じ方法について、添付図面を参照して説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る蓋閉じ装置１の側面図である。
【００２１】
蓋閉じ装置１は、本体部１００と、容器設置用台（容器設置部）２００とを備えている。容器設置用台２００上には、容器３００が設置されている。本体部１００は、容器３００に対し蓋閉じを行うことが可能な蓋４００を保持している。本実施形態では、本体部１００は、多軸の産業用ロボットとして用いられている。本実施形態で用いられる本体部１００は、ロボットアーム１１０を備えている。
【００２２】
図２に、本体部１００における保持部１０の斜視図を示す。本実施形態では、保持部１０は、２つのフィンガー部２０を備えている。２つのフィンガー部２０は、互いに近接、離間する方向に移動可能に構成されている。
【００２３】
フィンガー部２０の間に蓋４００が位置した状態で、フィンガー部２０同士が近接する方向に移動することにより、フィンガー部２０によって蓋４００を挟み込み、蓋４００を保持することが可能に構成されている。
【００２４】
なお、本実施形態では、保持部１０は、フィンガー部２０によって蓋４００を挟み込むことにより蓋４００を保持する形態について説明しているが、本発明はこれに限定されない。保持部１０は、他の形態であってもよい。例えば、保持部１０が吸着部を備え、蓋４００を吸着によって保持する形態であってもよい。
【００２５】
図３に、容器３００及び蓋４００についての斜視図を示す。本実施形態では、容器３００は、主に生化学的分析や臨床検査等でマイクロプレートとして使用されるものである。容器３００は、透明な樹脂によって形成され、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等によって形成されている。容器３００には、液体を収容可能な穴としてのウェル３１０が複数形成されている。本実施形態では、長辺に１２個、短辺に８個並べられ、計９６個のウェル３１０が形成されている。
【００２６】
蓋４００は、容器３００におけるウェル３１０の形成された面を覆うことが可能に構成されている。蓋４００の側面によって囲まれて形成された開口部は、容器３００におけるウェル３１０の形成された面よりも大きく構成されている。従って、蓋４００が容器３００を覆ったときには、蓋４００の側面が容器３００の側面よりも外側に位置するように構成され、蓋４００の開口部の内部に容器３００の上部が収容される。蓋４００の側面は、容器３００の上部の収容を容易にするために、容器３００に近づくにつれて広がるように形成されていることが好ましい。
【００２７】
蓋４００が容器３００を覆うことが可能なので、容器３００のウェル３１０に試薬等の液体を注入した後に長期間に亘って載置しておく必要がある場合に、蓋４００によってウェル３１０の開口部を閉じることができる。これにより、ウェル３１０内部の液体が外部に晒されずに済むので、ウェル３１０内部の液体の蒸発を防ぐことができる。
【００２８】
次に、本体部１００の制御構成について説明する。図４に、本体部１００における制御構成についてのブロック図を示す。
【００２９】
図４に示されるように、本体部１００における制御部１４は、演算部１４ａと、記憶部１４ｂと、サーボ制御部１４ｃとを含む。
【００３０】
制御部１４は、例えばマイクロコントローラ等のコンピュータを備えたロボットコントローラである。なお、制御部１４は、集中制御する単独の制御部１４によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御部１４によって構成されていてもよい。
【００３１】
記憶部１４ｂには、ロボットコントローラとしての基本プログラム、各種固定データ等の情報が記憶されている。演算部１４ａは、記憶部１４ｂに記憶された基本プログラム等のソフトウェアを読み出して実行することにより、本体部１００の各種動作を制御する。すなわち、演算部１４ａは、本体部１００の制御指令を生成し、これをサーボ制御部１４ｃに出力する。例えば、演算部１４ａは、プロセッサユニットによって構成されている。
【００３２】
サーボ制御部１４ｃは、演算部１４ａにより生成された制御指令に基づいて、本体部１００におけるロボットアーム１１０のそれぞれの関節に対応するサーボモータの駆動を制御するように構成されている。
【００３３】
次に、本実施形態における蓋閉じ装置１によって行われる蓋閉じ動作について説明する。
【００３４】
図５（ａ）〜（ｄ）に、蓋閉じ装置１の本体部１００が蓋４００についての蓋閉じ動作を行う際の各工程について示した構成図を示す。また、図６に、蓋閉じ装置１が蓋閉じ動作を行う際のフローについて示したフローチャートを示す。
【００３５】
まず、蓋閉じ装置１の本体部１００が蓋４００を保持する（Ｓ１）。本実施形態では、本体部１００が蓋４００を保持する際には、保持部１０の２つのフィンガー部２０が間に蓋４００を挟み込むことにより保持する（保持工程）。フィンガー部２０同士の間に蓋４００が位置した状態でフィンガー部２０同士が互いに近接する方向にフィンガー部２０を駆動させることにより、フィンガー部２０によって蓋４００を保持させる。
【００３６】
本体部１００の保持部１０が蓋４００を保持すると、図５（ａ）に示されるように、本体部１００におけるロボットアーム１１０の駆動を制御し、保持部１０を容器３００に近接させるように移動させる。このように、保持部１０を移動させることにより、蓋４００を、容器３００の上方の位置に配置させる（Ｓ２）（移動工程）。
【００３７】
このとき、容器３００は容器設置用台２００に設置されているので、蓋閉じ装置１における容器設置用台２００の所定位置に容器３００が設置されることにより、蓋閉じ装置１によって容器３００の設置された位置が認識される。容器３００の設置位置が認識されるので、蓋４００を容器３００の上方の位置に正確に配置させることができ、蓋閉じを正確に行うことができる。
【００３８】
図５（ｂ）に示されるように、蓋４００が容器３００の上方に位置すると、そこで保持部１０による蓋４００の保持が解除される。保持部１０による蓋４００の保持が解除される際には、フィンガー部２０同士が互いに離間する方向に移動することにより蓋４００の保持を解除する。
【００３９】
保持部１０による蓋４００の保持が解除されると、図５（ｃ）に示されるように、蓋４００が保持部１０による保持位置から落下する。このとき蓋４００は容器３００の上方に位置しているので、蓋４００が落下すると、蓋４００は容器３００に被さる（Ｓ３）（蓋閉じ工程）。蓋４００が容器３００に被さると、蓋閉じ装置１による容器３００への蓋４００による蓋閉じ動作が完了する。
【００４０】
蓋閉じ装置１による容器３００への蓋４００による蓋閉じ動作が完了すると、本体部１００におけるロボットアーム１１０の駆動を制御し、図５（ｄ）に示されるように、保持部１０が蓋４００及び容器３００から離間するように保持部１０を移動させる（Ｓ４）。
【００４１】
蓋４００が容器３００に対し位置がずれている状態で蓋４００を落下させることにより蓋４００を容器３００に被せる際の、蓋４００の周辺の空気の流れについて、図７に示す。
【００４２】
図７（ａ）に示されるように、蓋４００を落下させると、蓋４００が重力に従って下方に移動するので、蓋４００の内部に位置する空気が蓋４００に押されて蓋４００の外側に逃げようとする。従って、蓋４００の内側から外側に向かう空気の流れが発生する。
【００４３】
蓋４００は落下しているので、蓋４００の内側から外側に向かう方向へ空気が流れている状態で、蓋４００が容器３００に近接している。このとき、仮に、図７（ｂ）に示されるように、蓋４００の位置がずれ、蓋４００と容器３００とが接触するような位置関係にある場合には、空気の流れが蓋４００と容器３００との間の領域で発生していることにより、蓋４００の側壁４１０がこの空気の流れによって外側に向けて押される。蓋４００の側壁４１０が空気の流れによって押されることにより、図７（ｃ）に示されるように、蓋４００の側壁４１０が容器３００の外側に向かって移動する。これにより、蓋４００による位置のずれが修正される。
【００４４】
このように、蓋４００と容器３００との間の位置のずれが比較的小さい場合には、蓋４００の保持を解除して蓋４００を落下させ容器３００に被せることにより、蓋４００と容器３００との間の位置のずれを修正させることができる。従って、蓋４００による容器３００への蓋閉じ動作を行う際に、蓋４００と容器３００との間の位置精度を高くせずに済む。そのため、保持部１０による蓋４００の保持位置及び容器３００の配置位置に高い位置精度が求められずに済む。これにより、蓋閉じ装置１に高い精度が求められず、蓋閉じ装置１の製造コストを低く抑えることができる。
【００４５】
また、容器３００に対し蓋４００による蓋閉じ動作を行う際に、蓋閉じ動作の精度を高く保つことができる。仮に、容器３００と蓋４００との間で蓋閉じ動作が行われた際に、位置ずれが生じたままである場合には、蓋４００が容器３００に完全に被さらずに、蓋４００が容器３００におけるウェル３１０の形成された面に載った状態で蓋４００及び容器３００が次の工程に搬送される可能性がある。例えば、蓋４００を容器３００に被せた後に蓋４００及び容器３００がラックに収められる場合には、ラックと蓋４００あるいは容器３００とが接触してしまう可能性がある。
【００４６】
また、本発明によれば、蓋閉じ装置１によって蓋閉じ動作を行う際に、蓋４００と容器３００との間の位置ずれが修正されるので、保持部１０の位置精度を高くしなくて済む。従って、本体部１００のロボットアーム１１０の駆動制御において、ロボットアーム１１０の移動の精度を高くしなくて済む。従って、本体部１００においてロボットアーム１１０を駆動させるためのサーボモータに高い位置精度が求められず、本体部１００の製造コストをさらに少なく抑えることができる。そのため、蓋閉じ装置１の製造コストをさらに低く抑えることができる。
【００４７】
また、蓋４００と容器３００との間の位置ずれが修正されるので、蓋閉じ動作を行う際に蓋４００と容器３００との間で位置ずれがあったとしても、蓋閉じ動作を円滑に行うことができる。従って、仮に、蓋閉じ装置１の精度が低くても円滑に蓋閉じ動作を行うことができ、より確実に蓋閉じ動作を行うことができる。
【００４８】
蓋を容器に被せて蓋閉じ動作を行う際には、従来のように、蓋が容器に被せられるまで蓋が保持されることも考えられる。しかしながら、その場合には、蓋を容器に被せる際に、蓋を保持する保持部が、蓋が容器に被さるような位置に正確に配置される必要がある。そのため、蓋と容器との間の位置精度が高いことが求められる。また、ロボットアームを駆動させるためのサーボモータに高い位置精度が求められ、蓋閉じ装置の製造コストが嵩んでしまう可能性がある。また、蓋を容器に被せる際に、蓋の移動速度を速くした場合には、蓋と容器との間の空気によって蓋が押され、これによって蓋と容器との間で位置ずれが生じ、蓋を容器に精度良く被せることができない場合がある。また、蓋を容器に被せる際に、空気による影響を排除するために蓋の移動速度を遅くする場合には、蓋閉じ動作に時間がかかってしまい、蓋閉じ装置による蓋閉じ動作の効率が低下する可能性がある。
【００４９】
これに対し、本実施形態では、蓋４００が容器３００の上方に位置したところで保持部１０による蓋４００の保持が解除され、蓋４００が重力に従って落下しながら容器３００に被せられることにより、比較的高速に蓋閉じ動作を行うことができる。従って、蓋閉じ装置１による蓋閉じ動作の効率を高く維持したまま、蓋４００を容器３００に精度良く被せることができる。従って、蓋閉じ装置１の運転コストを少なく抑えることができる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、容器３００が、主に生化学的分析や臨床検査等でマイクロプレートとして使用されるものである形態について説明した。しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されず、他の用途に用いられる容器に対し蓋閉じ動作が行われる場合に適用されてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、蓋４００及び容器３００が直方体の形状を有している形態について説明した。しかしながら、本発明は上記実施形態に限定されず、例えば、蓋４００及び容器３００が円筒状であってもよい。また、蓋４００が容器３００に被さることができるのであれば、他の形状であってもよい。
【００５２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る蓋閉じ装置について説明する。なお、上記第１実施形態と同様に構成される部分については説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００５３】
第１実施形態では、保持部１０が蓋４００を保持し、そこから蓋４００が容器３００の上方に位置するまで保持部１０が移動し、蓋４００と容器３００との間が離間した状態で保持部１０が蓋４００の保持を解除している。これに対し、第２実施形態では、容器３００の上方の位置で保持部１０が傾いていることにより蓋４００が傾いており、蓋４００の一部と容器３００の一部とが当接した状態で保持部１０が蓋４００の保持を解除している点で第１実施形態と異なる。
【００５４】
第２実施形態における蓋閉じ装置１ａによる蓋閉じ動作の行われる際の、各工程についての蓋閉じ装置１及び容器３００の周辺についての構成図を図８に示す。
【００５５】
図８（ａ）に示されるように、保持部１０が蓋４００を保持すると、容器３００に近接する方向に保持部１０を移動させて蓋４００を容器３００に近接させる。
【００５６】
保持部１０が移動して蓋４００が移動することにより、蓋４００が容器３００の上方に位置すると、保持部１０が傾くことにより蓋４００を傾斜させる。蓋４００が傾斜することにより、蓋４００の一方の端部（一端部）のみが容器３００の一方の端部（一端部）により近接した状態になる。この状態で保持部１０が蓋４００を保持したまま、蓋４００の一方の端部が容器３００の一方の端部と当接するまで保持部１０を下方に移動させて蓋４００を容器３００に向けて移動させる。
【００５７】
蓋４００が傾いた状態で下方に移動した結果、図８（ｂ）に示されるように、蓋４００の一方の端部が容器３００の一方の端部に当接する。蓋４００の一方の端部と容器３００の一方の端部とが当接すると、そこで保持部１０による蓋４００の保持が解除される。これにより、蓋４００における保持部１０によって保持された側の他方の端部が重力に従って落下し、蓋４００における他方の端部が容器３００の他方の端部に被さる。これにより、図８（ｃ）に示されるように、蓋４００の全体に亘って容器３００に被さる。蓋４００が容器３００に被さると、蓋閉じ装置１ａによる容器３００への蓋４００による蓋閉じ動作が完了する。
【００５８】
蓋閉じ装置１ａによる容器３００への蓋４００による蓋閉じ動作が完了すると、図８（ｄ）に示されるように、保持部１０が蓋４００及び容器３００から離間するように保持部１０を移動させる。
【００５９】
このように、第２実施形態では、保持部１０を傾斜させることにより蓋４００を傾け、蓋４００の一方の端部と容器３００の一方の端部とが当接するまで蓋４００を容器３００に向けて移動させる。蓋４００と容器３００とが当接すると、そこで保持部１０による蓋４００の保持を解除し、蓋４００の重力に従った下方への移動によって蓋４００を容器３００に被せている。
【００６０】
蓋４００の一方の端部と容器３００の一方の端部とが当接した状態で蓋４００を重力に従って落下させ、蓋４００を容器３００に被せるので、蓋４００と容器３００との間において蓋閉じを行う際の位置決めを行うことができる。従って、蓋閉じ動作をより正確に行うことができる。
【００６１】
また、蓋４００の一方の端部と容器３００の一方の端部とが当接した状態で蓋４００を重力に従って落下させ、蓋４００を容器３００に被せるので、例えば、蓋４００の側壁によって形成された開口部が長方形であり、容器３００の縁部が長方形である場合には、蓋４００と容器３００との間の平行関係が矯正され、その状態で蓋４００が容器３００に被せられる。蓋４００と容器３００との間の平行関係が矯正された状態で、蓋４００による容器３００への蓋閉じ動作が行われるので、より正確に蓋閉じ動作を行うことができる。
【符号の説明】
【００６２】
１  蓋閉じ装置
１０  保持部
１４  制御部
３００  容器部
４００  蓋
【図１】
2019115946.tif 000003
【図２】
2019115946.tif 000004
【図３】
2019115946.tif 000005
【図４】
2019115946.tif 000006
【図５】
2019115946.tif 000007
【図６】
2019115946.tif 000008
【図７】
2019115946.tif 000009
【図８】
2019115946.tif 000010