(57)【要約】【課題】ワークを確実に把持でき、装置停止時にも把持中のワークを解放することがなく、高密度に並べられたワークの中から特定のワークを正確に取り出すことが可能なワーク把持装置を提供すること。【解決手段】複数のワーク２００がマトリクス状に列立収納されたラック３００より、１つのワークを把持し他のラックに移し替えるワーク把持装置１００において、ワークを把持する３本以上の爪部材１１０と、一方向側に爪部材が固設され他方向側にテーパ面が形成された爪支持部材と、爪支持部材を互いに引き寄せるように隣接する爪支持部材間に張架された弾性部材と、爪支持部材のテーパ面と少なくとも一点で接触する傾斜面を有し前進動作により前記爪支持部材を前記前進動作と垂直の方向に摺動させる楔部材１３０と、楔部材を前進動作させるアクチュエータ１６０を有する構成とする。【選択図】　　図４
2004098210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のワークがマトリクス状に列立収納されたラックより、１つのワークを把持し他のラックに移し替えるワーク把持装置において、
前記ワークを把持する３本以上の爪部材と、
一方向側に前記爪部材が固設され、他方向側にテーパ面を有する爪支持部材と、
該爪支持部材を互いに引き寄せるように、隣接する前記爪支持部材間に張架された弾性部材と、
前記爪支持部材のテーパ面と少なくとも一点で接触する傾斜面を有し、前進動作により、前記爪支持部材を前記前進動作とは垂直の方向に摺動させる楔部材と、
該楔部材を前進動作させるアクチュエータを有することを特徴とするワーク把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、新薬の開発等に使用されるワーク保管システムに関するものであり、さらに詳しくは、例えば、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小型ワークを保管庫から取り出したり、保管庫へ収納したりする際に使用されるワーク把持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などの小型ワークを保管するシステムにおいて、複数の小型ワークをマトリクス状に列立収納した保管用ラックから特定の小型ワークを取り出したり、搬送用ラックから保管用ラックに移載する機構として、ワーク把持装置が用いられている。
【０００３】
従来のワーク把持装置は、小型ワークの開口縁部を把持する複数本の爪部材が同期して開閉するものであった。また、従来のワーク把持装置は、アクチュエータを駆動することにより、ワークの把持状態を維持するものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のワーク把持装置は、複数本の爪部材が同期して開閉するため、対象となるワークとワーク把持装置の中心軸が一致していない場合、一つの爪部材がワークと接触し動きが制止されると、他の爪部材は、ワークと完全に接触していないにもかかわらず動きが制止されてしまい、把持が不確実になるという問題が生じていた。
【０００５】
また、従来のワーク把持装置は、アクチュエータを駆動することにより、ワークの把持状態を維持するものであるため、稼働中に何らかの原因でアクチュエータが停止すると、爪部材の把持力が失われ、爪部材が保持していたワークが落下し破損する等の危険も指摘されていた。
【０００６】
さらに、近年、創薬研究の分野において、化合物を自在に組み合わせて、他種類の化合物群（ライブラリー）を効率的に合成するコンビナトリアル・ケミストリーと呼ばれる新しい技術が注目されており、その技術の実用化にあたっては、ワークの高密度保管と、高密度保管されたワークの中から特定のワークを正確に取り出すピッキング技術の開発が欠かせなくなっている。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、対象となるワークとワーク把持装置の中心軸が一致していない場合であっても、ワークを確実に把持することが可能であり、しかも、装置停止時においても、把持中のワークを解放することがなく、高密度に並べられたワークの中から特定のワークを正確に取り出すことが可能なワーク把持装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、複数のワークがマトリクス状に列立収納されたラックより、１つのワークを把持し他のラックに移し替えるワーク把持装置において、ワークを把持する３本以上の爪部材と、一方向側に爪部材が固設され、他方向側にテーパ面が形成された爪支持部材と、爪支持部材を互いに引き寄せるように、隣接する爪支持部材間に張架された弾性部材と、爪支持部材のテーパ面と少なくとも一点で接触する傾斜面を有し、前進動作により前記爪支持部材を前記前進動作と垂直の方向に摺動させる楔部材と、楔部材を前進動作させるアクチュエータを有する構成としている。
【０００９】
【作用】
本発明によれば、複数のワークがマトリクス状に列立収納されたラックより、１つのワークを把持し他のラックに移し替えるワーク把持装置において、ワークを把持する３本以上の爪部材と、一方向側に爪部材が固設され、他方向側にテーパ面を有する爪支持部材と、爪支持部材を互いに引き寄せるように隣接する爪支持部材間に張架された弾性部材と、爪支持部材のテーパ面と少なくとも一点で接触する傾斜面を有し前進動作により爪支持部材を前記前進動作と垂直方向に摺動させる楔部材と、楔部材を前進動作させるアクチュエータを有する構成としたため、各爪支持部材の閉鎖動作が他の爪支持部材の動作によって制止されることがなく、独立した閉鎖動作が実現される。
【００１０】
また、爪部材の閉鎖時における把持力は、隣接する爪支持部材間に張架された弾性部材の引張張力により創出されており、解放時にのみアクチュエータを駆動するため、ワークの把持中にアクチュエータへの通電が状態にかかわらず、ワークが確実に把持される。
【００１１】
しかも、各爪部材は、平行状態を保持したまま間隔が拡縮するため、隣接したワーク間に形成される僅かな隙間への爪部材の挿入が確実に実現される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明によるワーク把持装置１００の外観を示す斜視図である。図２は、ワーク把持装置の下方側平面図である。図３は、本発明によるワーク把持装置の側面断面図であり、図３（ａ）は、爪部材が閉じた状態、すなわちワークを把持する時の状態、図３（ｂ）は、爪部材が開いた状態、すなわちワークを解放している時の状態を示している。
【００１３】
図１において、１１０は、ワークを把持する爪部材である。この例では、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、３本の爪部材を互いに平行に正三角形の各頂点に位置するように設けても構わない。また、ワークの大きさに応じて５本以上の爪部材を互いに正多角形の各頂点に位置するように設けても構わない。この爪部材は棍棒状の形状をしており、先端には、用途に応じて、塩化ビニル樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材料又は天然ゴム等のゴム材料によるコーティングを施している。本実施例では、塩化ビニル樹脂によりコーティングしている。これによって、すべり摩擦が大きくなり爪部材の側面によりワークを確実に把持することが可能になる。一方、爪部材の先端部をテフロン（登録商標）のような摩擦係数の小さい材料でコーティングすることにより、ワークが凍っている場合でも、ワークと爪部材の先端がくっつくことが回避できる。
【００１４】
これらの爪部材１１０は、図２に示されるように、爪支持部材１２０の一端に固設されている。各爪支持部材１２０は放射状に当角度間隔、すなわち、本実施例では、互いに直交するように配置されており、図示はされていないが、リニアガイドにより半径方向に移動可能に支持されている。さらに、隣接する爪支持部材間には、バネやゴム等の弾性部材１５０が張架されており、各爪支持部材が中心方向に互いに、引き寄せられている。この爪支持部材１２０には、図３に示されるように、前記爪部材と反対側にテーパ面１２２を有するガイドブロック１２４が立設されている。そして、各テーパ面１２２は、前記４つの爪支持部材１２０の中心方向を向いて２つずつのテーパ面が互いに対峙するように位置している。
【００１５】
さらに、傾斜側面を有する楔部材１３０が、前記各ガイドブロック１２４のテーパ面１２２に接するように、前記ガイドブロック１２４に囲まれるように形成された空間に位置している。この楔部材１３０は、正面形状を略正方形とし、側面の傾斜面が、前記ガイドブロック１２４のテーパ面１２２と面接触する形態であっても良いし、正面形状を円形とし、側面の傾斜面が、前記ガイドブロック１２４のテーパ面１２２と一部で接触する形態であっても良い。円形の楔部材１３０を用いた場合、テーパ面１２２との接触摺動性が良くなるとともに、側面の傾斜面の傾斜角とガイドブロック１２４のテーパ面１２２のテーパ角とを厳密に一致させる必要もなくなるため、製造工程を簡略化することができるため好ましい。
【００１６】
前記楔部材１３０には、プッシュ型電磁ソレノイドからなるアクチュエータ１６０の駆動軸が固設されている。アクチュエータ１６０をＯＮにすると、図３（ｂ）のように、楔部材１３０が前進する。これにより、前記ガイドブロック１２４が楔部材１３０の前進方向と垂直の方向に後退し、爪部材１１０の間隔が広げられる。
【００１７】
すなわち、アクチュエータの駆動力により前進運動する楔部材１３０の傾斜側面と、左右方向にのみ移動可能な爪支持部材１２０のテーパ面１２２とが摺接することによって、アクチュエータがＯＮになった時のみ、楔部材１３０の前進動作により、爪支持部材１２０が前記前進動作と垂直の方向へと移動し、爪部材１１０の間隔が拡大する。
【００１８】
一方、アクチュエータ１６０をＯＦＦにすれば、爪支持部材１２０間に張架された弾性部材１５０の張力により、爪支持部材１２０が、互いに引き寄せられ、図３（ａ）の状態に戻る。この際、各爪支持部材１２０は、それぞれ独立しているので、それぞれの爪部材１１０がワークに接触するまで移動し、すべての爪部材１１０によってワークを確実に把持する。各爪部材１１０の把持力は、弾性部材１５０によってバランスが図られるため、ワークとワーク把持装置の中心軸が一致していない場合であっても、ワークを確実に把持することが可能になる。
【００１９】
次に本発明のワーク把持装置を用いて小物ワークをピッキングする動作について図４に基づいて説明する。図４は、化合物の原末（粉末状）を収納した容器であるバイアル瓶や、化合物を溶媒液に溶解して溶液にしたものを収容する容器であるマイクロチューブを、複数本、直立に碁盤目状に整列配置し保管するトレイ３００の中から、一本のバイアル瓶又はマイクロチューブを選んで把持し移載する様子を示している。
【００２０】
ワーク把持装置１００は、アクチュエータをＯＮにして、４本の爪部材１１０が開いた時に、爪部材の間隔が、バイアル瓶又はマイクロチューブ（ワーク２００）の中心間距離と等しくなるように調整されている。そして、取り出すべきワーク２００と隣接するワーク間に形成される隙間に、４本の爪部材１１０が挿入される。その状態でアクチュエータをＯＦＦにすると４本の爪部材１１０の間隔が狭まりワークの側壁を把持する。その状態でワーク把持装置１００を上方に移動させると、把持したワークがトレイ３００から取り出される。
【００２１】
【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、複数のワークがマトリクス状に列立収納されたラックより、１つのワークを把持し他のラックに移し替えるワーク把持装置において、ワークを把持する３本以上の爪部材と、一方向側に爪部材が固設され、他方向側にテーパ面を有する爪支持部材と、爪支持部材を互いに引き寄せるように隣接する爪支持部材間に張架された弾性部材と、爪支持部材のテーパ面と少なくとも一点で接触する傾斜面を有し前進動作により爪支持部材を前記前進動作と垂直方向に摺動させる楔部材と、楔部材を前進動作させるアクチュエータを有する構成としたので、各爪支持部材の閉鎖動作が他の爪支持部材の動作によって制止されることがなく、各爪部材が、独立して閉鎖動作するため、安定して、しかも確実にワークの把持を行うことができる。
【００２２】
また、爪部材の閉鎖時における把持力は、隣接する爪支持部材間に張架された弾性部材の引張張力により創出されるため、解放時以外は、アクチュエータを駆動する必要がなく、ワークの把持中にアクチュエータへの通電が停止したとしても、ワークの把持状態を確実に保持することができる。しかも、アクチュエータを駆動するのは、ワークの把持を開放する時のみであるため消費電力を削減することができる。
【００２３】
さらに、各爪部材の平行状態を保持したまま間隔の拡縮がなされるため、隣接したワーク間に形成される僅かな隙間へ爪部材を確実に挿入することができ、ワークの高密度保管が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の外観を示すワーク把持装置の斜視図である。
【図２】同ワーク把持装置を下方側から見た時の平面図である。
【図３】同ワーク把持装置の断面図であり、（ａ）は、アクチュエータがＯＦＦの状態、（ｂ）は、アクチュエータがＯＮの状態を示す。
【図４】同ワーク把持装置の使用例を示す外観図である。
【符号の説明】
１００　　・・・　ワーク把持装置
１１０　　・・・　爪部材
１２０　　・・・　爪支持部材
１３０　　・・・　楔部材
１５０　　・・・　弾性部材
１６０　　・・・　アクチュエータ
２００　　・・・　ワーク
３００　　・・・　保管用ラック
【図１】
2004098210.tif 000003
【図２】
2004098210.tif 000004
【図３】
2004098210.tif 000005
【図４】
2004098210.tif 000006