(57)【要約】【課題】創薬研究の分野において要求されるワークの高密度保管・高速ピッキングを実現するため、高速で且つ回転運動を伴うようなトレイの移載を確実に行うことができるトレイ移載装置を提供すること。【解決手段】複数の試料を収納したトレイと、このトレイを把持し、他の場所へ移動させるトレイハンド１００とからなるトレイ移載装置において、トレイの底面に係止片受部を設け、トレイハンドに互いに同期して等量ずつ開閉する一対の水平チャック１１０Ｒ，１１０Ｌと、この水平チャックの開閉動作と連動し上下動作する係止片１９０を設け、水平チャックの閉動作によりトレイを把持した時に、トレイハンドの係止片がトレイ底面の係止片受部に係合する構成とする。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の試料を収納したトレイと、該トレイを把持し、他の場所へ移動させるトレイハンドとからなるトレイ移載装置において、
前記トレイは、底面に係止片受部を有し、
前記トレイハンドは、互いに同期して等量ずつ開閉する一対の水平チャックと、前記水平チャックの開閉動作と連動し上下動作する係止片を有し、
前記水平チャックの閉動作により前記トレイを把持した時に、前記係止片が前記係止片受部に係合することを特徴とするトレイ移載装置。
【請求項２】
前記一対の水平チャックを閉状態に付勢する弾性部材と、
前記一対の水平チャックの片方を前記付勢力に抗して開方向に移動することにより、該移動量と等しい距離、他方の水平チャックが開方向に移動する変向機構とを、さらに有することを特徴とする請求項１に記載のトレイ移載装置。
【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小型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などの複数の小型ワークを収納したトレイを保管庫から取り出したり、保管庫へ格納したりする際に使用されるトレイ移載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は、複数の小型ワークを保管用トレイにマトリクス状に列立収納し、この保管用トレイを自動回転棚などに保管していた。そして、保管用トレイの取り出しや格納には、水平チャック機構を有するトレイ移載装置が用いられていた。このようなトレイ移載装置は、アクチュエータやソレノイドの駆動により、水平チャック機構の把持状態を維持するものであった。
【０００３】
また、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、多種類の化合物群（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高速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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のトレイ移載装置は、水平チャック機構によりトレイの側部を把持するものであるため、高速でトレイを移載させる場合、トレイが水平チャック機構から飛び出す恐れがあった。特に、回転運動を伴うような移載動作を行う場合、トレイに遠心力が作用するため、この問題は一層深刻であった。
【０００５】
また、従来のトレイ移載装置は、アクチュエータやソレノイドを駆動することにより、水平チャック機構によるトレイ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駆動源が停止すると、水平チャック機構の把持力が失われ、水平チャック機構が保持していたトレイが落下し破損する等の危険も指摘されていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、創薬研究の分野において要求されるワークの高密度保管・高速ピッキングを実現するため、高速で且つ回転運動を伴うようなトレイの移載を確実に行うことができるトレイ移載装置を提供することにある。また、本発明の更なる目的は、装置停止時においても、把持中のトレイを解放することがなく、高密度保管されたトレイの中から特定のトレイを正確に取り出すことが可能な高信頼性のトレイ移載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、複数の試料を収納したトレイと、このトレイを把持し、他の場所へ移動させるトレイハンドとからなるトレイ移載装置において、トレイの底面に係止片受部を設け、トレイハンドに互いに同期して等量ずつ開閉する一対の水平チャックと、この水平チャックの開閉動作と連動し上下動作する係止片を設け、水平チャックの閉動作によりトレイを把持した時に、トレイハンドの係止片がトレイ底面の係止片受部に係合する構成としている。
【０００８】
なお、係止片及び係止片受部の形状については、両者の円滑な係合が可能なものであれば、特に限定されるものではないが、係止片の先端の形状を円錐状とし、係止片受部の形状を円錐凹形状とすることにより、係止片と係止片受部の係合により、トレイとトレイハンドの位置ズレを自動的に強制することが可能であるため、好ましい。
【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、一対の水平チャックを閉状態に付勢する弾性部材と、一対の水平チャックの片方が付勢力に抗して開方向に移動することにより、その移動量と等しい距離、他方の水平チャックが開方向に移動する変向機構とを有する構成としている。
【００１０】
【作用】
請求項１に係る発明によれば、複数の試料を収納したトレイと、このトレイを把持し、他の場所へ移動させるトレイハンドとからなるトレイ移載装置において、トレイの底面に係止片受部を設け、トレイハンドに互いに同期して等量ずつ開閉する一対の水平チャックと、この水平チャックの開閉動作と連動し上下動作する係止片を設け、水平チャックの閉動作によりトレイを把持した時に、トレイハンドの係止片がトレイ底面の係止片受部に係合する構成としたため、一対の水平チャックによるトレイ側方からの把持動作と同時に、トレイハンドの係止片とトレイ底面の係止片受部の係合動作がなされ、トレイを確実に保持する。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明が奏する作用に加えて、一対の水平チャックを閉状態に付勢する弾性部材と、一対の水平チャックの片方が付勢力に抗して開方向に移動することにより、その移動量と等しい距離、他方の水平チャックが開方向に移動する変向機構とを有する構成としたため、不慮の停電や装置停止時においても、トレイの把持状態を維持する。
【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、本発明によるトレイ移載装置を構成するトレイハンド１００の外観を示す斜視図である。図２は、図１に示したトレイハンドの上方側平面図である。
【００１３】
図１において、１１０Ｒ，１１０Ｌは、トレイを把持する一対の水平チャックである。この水平チャック１１０Ｒ，１１０Ｌは、チャックアーム１１２Ｒ，１１２Ｌを介して、トレイハンド本体１２０に水平移動可能に支持されたアーム支持部材１１４Ｒ，１１４Ｌに螺設されている。水平チャック１１０Ｒ，１１０Ｌ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や天然ゴム等のゴム材料等から成形される。例えば、塩化ビニル樹脂から成形した場合、すべり摩擦が大きくなるため、水平チャックの側面によりトレイの側部を確実に把持することが可能になり、大重量のトレイを移載する場合に適する。一方、テフロン（登録商標）のような摩擦係数の小さい材料から成形した場合、トレイの側部が氷結している場合でも、トレイと水平チャックの側面がくっつくことが回避でき、低温環境下での使用に適する。
【００１４】
２つのアーム支持部材１１４Ｒ，１１４Ｌは、間隔をあけて対峙するようにトレイハンド本体１２０に水平移動可能に支持されている。そして、２つのアーム支持部材１１４Ｒ，１１４Ｌのそれぞれには、等ピッチの歯形を有するラック１１６Ｒ，１１６Ｌが対峙するように設けられている。そして、両ラック間中央に枢設されたピニオンギヤ１３０が、それぞれのラック１１６Ｒ，１１６Ｌに噛み合い、変向機構（逆転仕掛）を構成している。この変向機構により、片方の水平チャック１１０Ｌの開閉動作に同期して、他方の水平チャック１１０Ｒが開閉動作するようになっている。
【００１５】
さらに、一方の水平チャック１１０Ｌのチャックアーム１１２Ｌの端部に垂設された固定ピン１１８とトレイハンド本体１２０に垂設された固定ピン１４０の間に張架されたバネ等の弾性部材１５０により、前記一方の水平チャック１１０Ｌは、閉状態に付勢されている。そして、前記変向機構により、他方の水平チャック１１２Ｒも閉状態に保たれている。
【００１６】
前記アーム支持部材１１２Ｌには、直動ソレノイド１６０の駆動軸が繋がれており、直動ソレノイド１６０の駆動により、アーム支持部材１１２Ｌは、弾性部材１５０の付勢力に抗して後退し、開状態になる。また、前記変向機構により、アーム支持部材１１２Ｌの後退に同期して、他方の水平チャック１１２Ｒも後退して開状態になる。
【００１７】
水平チャック支持部材１１４Ｒには、下面に傾斜面を有するカム部材１８０が固設されている。また、トレイハンド本体１２０から前方に延設されたトレイ受け板１７０の開口部から上下方向に出没可能に係止片１９０が設けられている。そして、この係止片１９０に垂設された係止片駆動ピン２００の頭部が、前記カム部材１８０の傾斜面に摺接している。そのため、直動ソレノイド１６０の駆動により、一対の水平チャック部材１１０Ｒ，１１０Ｌが開状態になった時には、前記傾斜面によって、係止片駆動ピン２００の頭部が下方に押し下げられ、前記係止片１９０がトレイ受け板１７０の表面より下方へ引き下げられる。反対に、直動ソレノイド１６０の停止により、一対の水平チャック部材１１０Ｒ，１１０Ｌが閉状態になった時には、前記カム部材１８０が前記係止片駆動ピン２００の頭部から外れるため、該係止片駆動ピン２００は、その頭部とトレイハンド本体１２０の間に介挿した弾性部材２１０により上方へ引き上げられる。それによって、前記係止片１９０が、トレイ受け板１７０の開口部から上方へ突出する。
【００１８】
次に上述した本発明のトレイ移載装置を創薬研究の分野において使用される小型ワーク保管システムに適用した場合の移載動作について、図３を用いて説明する。図３は、化合物の粉末を収納するバイアル瓶や化合物を溶解した溶液を収納するマイクロチューブを複数本並び立てて収納するトレイを高密度に保管する自動水平回転棚３００の概略を示している。図３（ａ）は、その上面図を示しており、図３（ｂ）は、その側面図を示している。
【００１９】
図３に示したシステムでは、トレイ３１０を垂直に２４段収納できる収納棚３２０を２４列有する自動水平回転棚３００Ａ，３００Ｂが２機用いられている。そして、各自動水平回転棚３００Ａ，３００Ｂの回転部分にトレイの入出庫エリア３３０Ａ，３３０Ｂが設けられている。
【００２０】
そして、各入出庫エリアに隣接して設置された入出庫自動移載機４００に、上述した構成からなる本発明によるトレイ移載装置のトレイハンド１００が取り付けられている。このトレイハンド１００は、入出庫自動移載機４００の支柱４１０に多間接ロボットアームを介して設置されている。
【００２１】
入出庫管理端末（図示はされていない）から作業員によって、あるいは、予め用意されたプログラムに従って、取り出すべきトレイが指示されると、自動水平回転棚３００Ａ，３００Ｂが回転し、所望のトレイを収納する収納棚３２０が入出庫エリア３３０Ａ，３３０Ｂに移動する。そして、トレイハンド１００が、取り出すべきトレイの高さまで移動する。そして、前述した直動ソレノイド１６０を駆動してトレイハンドの水平チャック１１０を開状態にして、所望のトレイの下部にトレイハンドのトレイ受け板１７０が挿入される。この時、トレイハンドの係止片１９０は、トレイ受け板１７０より下方に下がっているので、係止片１９０に阻害されることなく、トレイがトレイハンド本体１２０に接触するまで挿入される。トレイ受け板１７０が所望のトレイの下部にしっかりと挿入されると直動ソレノイド１６０が停止され、水平チャック１１０が閉状態になる。それと同時にトレイ受け板１７０の開口部から係止片１９０が突出し、トレイ底面に設けられている係止片受部と係合する。
【００２２】
そして、多間接ロボットアームの旋回動作により所望のトレイが、収納棚より引き出され、（図示はされていないが）移載テーブルに移される。この時、水平チャックに把持されているトレイは、トレイハンド１００の係止片１９０とトレイ底部の係止片受部の係合により、移動を規制されているので、高速旋回により遠心力が加わってもトレイハンド１００から外れることはない。
【００２３】
なお、上述の例では、一方の水平チャック１１０Ｌのチャックアーム１１２Ｌの端部に垂設された固定ピン１１８とトレイハンド本体１２０に垂設された固定ピン１４０の間にバネ等の弾性部材１５０を張架して、一対の水平チャックを閉状態に付勢しているが、二つの水平チャック１１０Ｒ，１１０Ｌの間に弾性部材を張架して、一対の水平チャックを、閉状態に付勢するものであっても構わない。
【００２４】
【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、複数の試料を収納したトレイと、このトレイを把持し、他の場所へ移動させるトレイハンドとからなるトレイ移載装置において、トレイの底面に係止片受部を設け、トレイハンドに互いに同期して等量ずつ開閉する一対の水平チャックと、この水平チャックの開閉動作と連動し上下動作する係止片を設け、水平チャックの閉動作によりトレイを把持した時に、トレイハンドの係止片がトレイ底面の係止片受部に係合する構成としたため、一対の水平チャックによりトレイの側面を確実に把持することができると共に、トレイハンドの係止片とトレイ底面の係止片受部が係合し、トレイの前後の移動も確実に規制されれる。そのため、高速旋回運動を伴うようなトレイの移動が可能になり、狭いスペースでのトレイの移載操作及び高速移載操作が可能になる。
【００２５】
請求項２に係る発明によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、一対の水平チャックを閉状態に付勢する弾性部材と、一対の水平チャックの片方が付勢力に抗して開方向に移動することにより、その移動量と等しい距離、他方の水平チャックが開方向に移動する変向機構とを有する構成としたため、不慮の停電や装置停止時においても、把持状態にある水平チャックが解放されることがなく、トレイの落下等を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の外観を示すトレイ移載装置の斜視図である。
【図２】図１のトレイ移載装置を上方側から見た時の平面図である。
【図３】図１のトレイ移載装置が適用される自動水平回転棚の全体を示す概略図であり、（ａ）が上方から見た時の概略上面図であり、（ｂ）が側方側から見た時の概略側面図である。
【符号の説明】
１００　　　　　　　　・・・　トレイハンド
１１０Ｒ，１１０Ｌ　　・・・　水平チャック部材
１１２Ｒ，１１２Ｌ　　・・・　チャックアーム
１１４Ｒ，１１４Ｌ　　・・・　アーム支持部材
１１６Ｒ，１１６Ｌ　　・・・　ラック
１１８　　　　　　　　・・・　固定ピン
１２０　　　　　　　　・・・　トレイハンド本体
１３０　　　　　　　　・・・　ピニオン
１４０　　　　　　　　・・・　固定ピン
１５０　　　　　　　　・・・　弾性部材
１６０　　　　　　　　・・・　直動ソレノイド
１７０　　　　　　　　・・・　トレイ受け板
１９０　　　　　　　　・・・　係止片
２００　　　　　　　　・・・　係止片駆動ピン
２１０　　　　　　　　・・・　弾性部材
３００　　　　　　　　・・・　自動水平回転棚
４００　　　　　　　　・・・　入出力自動移載機
４１０　　　　　　　　・・・　支柱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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