(57)【要約】【課題】保持ラックへのキャップの強制保持作業の効率を向上させながら、保持部からのキャップの飛出しが防止され、しかも保持ラックの利便性を向上させるワーク押込み装置を提供する。【解決手段】押込み装置１００は、ラックテーブルに位置決めされている保持ラック１の保持部に仮保持状態で保持されているキャップを該保持部に押し込む押込み操作を行う押込みピン体１４１と、押込みピン体１４１を移動させる押込み用アクチュエータ１４４と、制御装置１０５とを備える。押込みピン体１４１は、制御装置１０５が制御する押込み用アクチュエータ１４４により駆動されて、仮保持状態のキャップを保持部に押し込んでいないときの押込み前位置と、保持部に本保持状態で保持される本保持位置まで、保持部からキャップに作用する押込み反力に抗してキャップを押し込んだときの押込み完了位置との間で移動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数である所定数のワークをそれぞれ保持する前記所定数の保持部を有する保持ラックを支持するラックテーブルと、前記ラックテーブルに位置決めされている前記保持ラックの前記保持部に仮保持状態で保持されている前記ワークを上下方向で下方に向かって前記保持部に押し込む押込み操作を行う押込み部材と、前記押込み部材または前記ラックテーブルを上下方向に移動させる押込み用アクチュエータと、前記押込み用アクチュエータを制御する制御装置とを備え、
前記押込み部材または前記ラックテーブルが、前記押込み部材が前記仮保持状態の前記ワークを前記保持部に押し込んでいないときの押込み前位置と、前記押込み部材が前記保持部に本保持状態で保持される本保持位置まで、前記保持部から前記ワークに作用する押込み反力に抗して前記ワークを押し込んだときの押込み完了位置との間で移動可能であり、
前記押込み用アクチュエータが、前記制御装置により制御されて、前記押込み部材または前記ラックテーブルを、前記押込み前位置と前記押込み完了位置との間で移動させることを特徴とするワーク押込み装置。
【請求項２】
前記押込み部材が、前記所定数よりも小さい設定数の前記ワークを押込み対象ワークとして、前記設定数の前記保持部に押込み可能であり、
前記押込み対象ワーク以外であると共に前記仮保持状態の前記ワークである待機ワークが、前記押込み操作に起因する前記保持ラックの上方変位により、前記保持部から飛び出すことを防止する飛出し防止部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のワーク押込み装置。
【請求項３】
前記制御装置により制御されて前記押込み部材または前記ラックテーブルを進退方向に移動させる進退用アクチュエータを備え、
前記押込み部材および前記押込み用アクチュエータが、前記進退方向に並んで配置され、
前記所定数の前記ワークが、前記押込み対象ワークと、前記押込み対象ワーク以外の待機ワークとに二分され、かつ、前記押込み部材と前記押込み対象ワークとが上下方向で対向していると共に、すべての前記待機ワークが進退方向で前記押込み部材に対して前記押込み用アクチュエータと同じ側に位置する状態で、前記飛出し防止部材が、すべての前記待機ワークを上方から覆う範囲に亘って、かつ前記待機ワークに対して、前記待機ワークが前記保持部から跳ね上がったときに当接する上下方向間隔をおいて配置されていることを特徴とする請求項２に記載のワーク押込み装置。
【請求項４】
前記押込み部材または前記ラックテーブルが、前記押込み完了位置に達する前の少なくとも１つの押込み中間位置を経由して、前記押込み前位置と前記押込み完了位置との間で移動可能であり、
前記ワークが、前記押込み部材または前記ラックテーブルが前記押込み中間位置にあるときに、前記仮保持状態での位置と前記本保持位置との間の中間保持位置で前記保持部に保持され、
前記押込み操作が、前記押込み部材が前記仮保持状態の前記ワークを前記押込み前位置から前記押込み中間位置まで押し込む中間押込み操作と、前記押込み部材が前記中間保持位置にある前記ワークを前記押込み中間位置よりも上方の再押込み準備位置から前記押込み完了位置まで押し込む最終押込み操作とに分けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１つに記載のワーク押込み装置。
【請求項５】
前記ラックテーブルが、前記本保持位置の前記各ワークが上下方向で当接するストッパ面を有し、
前記ストッパ面が、前記保持ラックに対する上下方向での前記ワークの位置を規定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１つに記載のワーク押込み装置。
【請求項６】
前記保持ラックが、前記押込み操作に起因する前記保持ラックの上下方向での撓みを抑制する補強リブを有し、
前記補強リブが、前記保持ラックから前記ラックテーブルに向かって下方に突出しており、かつ、前記保持ラックが前記ラックテーブルに位置決めされた状態で、上下方向で前記ラックテーブルと当接していることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つに記載のワーク押込み装置。
【請求項７】
前記ラックテーブルが、その上面から上方に突出する突起を有し、
前記補強リブが、前記保持部に結合されていると共に前記保持部の下端から前記ラックテーブルに向かって突出しており、かつ、前記保持ラックが前記ラックテーブルに位置決めされた状態で、前記突起と当接してい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つに記載のワーク押込み装置。
【請求項８】
前記ワークが、装着対象部材に装着されるワークであり、
前記本保持位置の前記ワークが、所要保持力で前記保持部に保持され、
前記所要保持力が、前記本保持位置の前記ワークを装着対象ワークとして前記装着対象部材に装着するために前記保持部から離脱させる強制離脱操作に起因する前記保持ラックの上方変位により、前記装着対象ワーク以外の前記ワークが前記保持部から飛び出すことを防止する大きさであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１つに記載のワーク押込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の保持部を有する保持ラックの各保持部に、ワークを押し込んで強制的に保持させるためのワーク押込み装置に関する。
ワークは、例えば、創薬用マイクロチューブが有する着脱可能なキャップであり、ワーク押込み装置は、該キャップを保持ラックに保持させるための創薬用マイクロチューブのキャップ押込み装置である。
【背景技術】
【０００２】
それぞれがワーク（例えば、チューブのチューブ本体に装着されるキャップ）を保持する複数の保持部を有する保持ラックは、知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
また、保持部に保持されているワークが、装着対象部材（例えば、前記チューブ本体）に装着される場合に、ワークが保持部に保持されている保持ラックは、保持部が上下方向で装着対象部材に対向する位置を占めるように配置され、その後の装着工程において、ワークが、装着装置により加えられる強制離脱操作で、複数ずつ、保持部から強制的に離脱させられて、装着対象部材に装着される（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０８８２０号公報（段落００３５、図５）
【特許文献２】特開２００９−２２９１０９号公報（段落００３０〜００４０、図１〜図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
保持ラックの保持部に保持されるワークが、ワークに加えられる強制力により、保持部からの反力に抗して強制的に保持部に保持されることなく、例えば重力により保持部に保持されている、換言すれば、保持部に単に載せられている場合には、搬送などの保持ラックの取扱いの際に、または、保持ラックに局部的に作用する荷重により発生することがある、または該荷重により生じる保持ラックの撓みが荷重の解放により解消するときに発生することがある保持ラックの瞬時的な上方変位の際に、保持部からワークが飛び出し易いという問題があった。
【０００５】
例えば、ワークが前記装着対象部材に装着される装着工程では、ワークに対する強制離脱操作に起因して、比較的大きな荷重が保持ラックに局部的に作用することがある。そのような場合、保持ラックの剛性や保持ラックのための支持形態によっては、該荷重により、保持ラックに瞬時的な上方変位が発生して、強制離脱操作の対象になっていないワークが、保持部から跳ね上がり、保持部から飛び出し易い。
そこで、ワーク装着工程でのワークの飛出しを防止するために、保持ラックおよび装着対象部材を保持する装着対象保持部材（例えば、前記チューブ本体を保持するチューブ保持ラック）の両者に設けられた構造の協働により、強制離脱操作に起因する保持ラックの上方変位を防止する構造が構成される場合には、保持ラックは、該保持ラックに適合する特定の装着対象保持部材のみに使用されることになって、その使用範囲が制限されるために、保持ラックの利便性が低下するという問題があった。
【０００６】
また、ワークを保持ラックの保持部に強制的に保持させるために、作業者が手作業により、ワークを保持部に押込むのでは、保持ラックの複数の保持部のすべてにワークを保持させるのに手間がかかり、保持ラックにワークを強制的に保持させるための作業（以下、「強制保持作業」という。）の効率が低いという問題があった。
【０００７】
本発明は、前述の課題を解決するものであり、本発明の目的は、保持ラックの保持部にワークを押し込む押込み操作による保持ラックへのワークの強制保持作業の効率を向上させながら、保持部からのワークの飛出しが防止され、しかも保持ラックの使用範囲が広くなることで、保持ラックの利便性を向上させるワーク押込み装置を提供することである。
本発明の別の目的は、さらに、押込み部材がワークを保持部に押し込む押込み操作に起因して、該押込み操作が加えられていないワークが保持部から飛び出すことが防止されるワーク押込み装置を提供することである。
本発明の別の目的は、さらに、仮保持状態から本保持状態までの保持部へのキャップの押込みが円滑になるワーク押込み装置を提供することである。
本発明の別の目的は、さらに、保持ラックの保持部に保持されているワークを保持部から強制的に離脱させる強制離脱操作に起因して、該強制離脱操作が加えられていないワークが保持部から飛び出すことが防止されるワーク押込み装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、ワーク押込み装置が、複数である所定数のワークをそれぞれ保持する前記所定数の保持部を有する保持ラックを支持するラックテーブルと、前記ラックテーブルに位置決めされている前記保持ラックの前記保持部に仮保持状態で保持されている前記ワークを上下方向で下方に向かって前記保持部に押し込む押込み操作を行う押込み部材と、前記押込み部材または前記ラックテーブルを上下方向に移動させる押込み用アクチュエータと、前記押込み用アクチュエータを制御する制御装置とを備え、前記押込み部材または前記ラックテーブルが、前記押込み部材が前記仮保持状態の前記ワークを前記保持部に押し込んでいないときの押込み前位置と、前記押込み部材が前記保持部に本保持状態で保持される本保持位置まで、前記保持部から前記ワークに作用する押込み反力に抗して前記ワークを押し込んだときの押込み完了位置との間で移動可能であり、前記押込み用アクチュエータが、前記制御装置により制御されて、前記押込み部材または前記ラックテーブルを、前記押込み前位置と前記押込み完了位置と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。
【０００９】
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、前記押込み部材が、前記所定数よりも小さい設定数の前記ワークを押込み対象ワークとして、前記設定数の前記保持部に押込み可能であり、前記押込み対象ワーク以外であると共に前記仮保持状態の前記ワークである待機ワークが、前記押込み操作に起因する前記保持ラックの上方変位により、前記保持部から飛び出すことを防止する飛出し防止部材を備えることにより、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、前記制御装置により制御されて前記押込み部材または前記ラックテーブルを進退方向に移動させる進退用アクチュエータを備え、前記押込み部材および前記押込み用アクチュエータが、前記進退方向に並んで配置され、前記所定数の前記ワークが、前記押込み対象ワークと、前記押込み対象ワーク以外の待機ワークとに二分され、かつ、前記押込み部材と前記押込み対象ワークとが上下方向で対向していると共に、すべての前記待機ワークが進退方向で前記押込み部材に対して前記押込み用アクチュエータと同じ側に位置する状態で、前記飛出し防止部材が、すべての前記待機ワークを上方から覆う範囲に亘って、かつ前記待機ワークに対して、前記待機ワークが前記保持部から跳ね上がったときに当接する上下方向間隔をおいて配置されていることにより、前述の課題を解決したものである。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記押込み部材または前記ラックテーブルが、前記押込み完了位置に達する前の少なくとも１つの押込み中間位置を経由して、前記押込み前位置と前記押込み完了位置との間で移動可能であり、前記ワークが、前記押込み部材または前記ラックテーブルが前記押込み中間位置にあるときに、前記仮保持状態での位置と前記本保持位置との間の中間保持位置で前記保持部に保持され、前記押込み操作が、前記押込み部材が前記仮保持状態の前記ワークを前記押込み前位置から前記押込み中間位置まで押し込む中間押込み操作と、前記押込み部材が前記中間保持位置にある前記ワークを前記押込み中間位置よりも上方の再押込み準備位置から前記押込み完了位置まで押し込む最終押込み操作とに分けられることにより、前述の課題を解決したものである。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記ラックテーブルが、前記本保持位置の前記各ワークが上下方向で当接するストッパ面を有し、前記ストッパ面が、前記保持ラックに対する上下方向での前記ワークの位置を規定することにより、前述の課題を解決したものである。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項１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、前記保持ラックが、前記押込み操作に起因する前記保持ラックの上下方向での撓みを抑制する補強リブを有し、前記補強リブが、前記保持ラックから前記ラックテーブルに向かって下方に突出しており、かつ、前記保持ラックが前記ラックテーブルに位置決めされた状態で、上下方向で前記ラックテーブルと当接していることにより、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、前記ラックテーブルが、その上面から上方に突出する突起を有し、前記補強リブが、前記保持部に結合されていると共に前記保持部の下端から前記ラックテーブルに向かって突出しており、かつ、前記保持ラックが前記ラックテーブルに位置決めされた状態で、前記突起と当接していることにより、前述の課題を解決したものである。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項１から請求項７のいずれか１つに係る発明の構成に加えて、前記ワークが、装着対象部材に装着されるワークであり、前記本保持位置の前記ワークが、所要保持力で前記保持部に保持され、前記所要保持力が、前記本保持位置の前記ワークを装着対象ワークとして前記装着対象部材に装着するために前記保持部から離脱させる強制離脱操作に起因する前記保持ラックの上方変位により、前記装着対象ワーク以外の前記ワークが前記保持部から飛び出すことを防止する大きさであることにより、前述の課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のワーク押込み装置は、複数である所定数のワークをそれぞれ保持する所定数の保持部を有する保持ラックを支持するラックテーブルと、ラックテーブルに位置決めされている保持ラックの保持部に仮保持状態で保持されているワークを上下方向で下方に向かって保持部に押し込む押込み操作を行う押込み部材と、押込み部材またはラックテーブルを上下方向に移動させる押込み用アクチュエータと、押込み用アクチュエータを制御する制御装置とを備えることにより、保持ラックの保持部に仮保持状態で保持されているワークは、制御装置により制御される押込み用アクチュエータが駆動する押込み部材により、保持部に押し込まれるので、保持ラックの保持部にワークを強制的に保持させる強制保持作業が、作業者の手作業によることなく、自動化されて、強制保持作業の効率を向上させることができ、また、押込み部材により保持部に押し込まれるワークは、予め、仮保持状態で保持部に保持されているので、ワーク押込み装置の構造が簡単化されて、そのコストを削減することができるばかりでなく、さらに以下のような本発明の効果を奏する。
【００１７】
請求項１に係る本発明のワーク押込み装置によれば、押込み部材またはラックテーブルが、押込み部材が仮保持状態のワークを保持部に押し込んでいないときの押込み前位置と、押込み部材が保持部に本保持状態で保持される本保持位置まで、保持部からワークに作用する押込み反力に抗してワークを押し込んだときの押込み完了位置との間で移動可能であり、押込み用アクチュエータが、制御装置により制御されて、押込み部材またはラックテーブルを、押込み前位置と押込み完了位置との間で移動させることにより、押込み部材は、ワークを保持部に押し込む過程で、保持部からワークに作用する押込み反力に抗して、ワークを、保持部において本保持位置まで押し込んで、保持部に強制的に保持させるので、本保持位置にあるワークと保持部との間で作用する保持力により、搬送などの保持ラックの取扱いの際、またはワークが保持部から強制離脱させられる際などに、保持部からのワークの飛出しを防止することができる。
さらに、保持部からのワークの飛出しが保持ラック自体により防止されるので、ワークの飛出し防止のために、保持ラック以外の部材が必要になるなどの制約がないので、保持ラックの使用範囲が拡大して、保持ラックの利便性を向上させることができる。
【００１８】
請求項２に係る本発明のワーク押込み装置によれば、請求項１に係る発明が奏する効果に加えて、押込み部材が、所定数よりも小さい設定数のワークを押込み対象ワークとして、設定数の保持部に押込み可能であり、押込み対象ワーク以外であると共に仮保持状態のワークである待機ワークが、押込み操作に起因する保持ラックの上方変位により、保持部から飛び出すことを防止する飛出し防止部材を備えることにより、押込み部材が設定数の押込み対象ワークを設定数の保持部に押し込む押込み操作に起因して、保持ラックに上方変位が生じる場合にも、飛出し防止部材が、仮保持状態のワークが保持部から飛び出すことを防止するので、強制保持作業の効率を向上させることができる。
【００１９】
請求項３に係る本発明のワーク押込み装置によれば、請求項２に係る発明が奏する効果に加えて、制御装置により制御されて押込み部材またはラックテーブルを進退方向に移動させる進退用アクチュエータを備え、押込み部材および押込み用アクチュエータが、進退方向に並んで配置され、所定数のワークが、押込み対象ワークと、押込み対象ワーク以外の待機ワークとに二分され、かつ、押込み部材と押込み対象ワークとが上下方向で対向していると共に、すべての待機ワークが進退方向で押込み部材に対して押込み用アクチュエータと同じ側に位置する状態で、飛出し防止部材が、すべての待機ワークを上方から覆う範囲に亘って、かつ待機ワークに対して、待機ワークが保持部から跳ね上がったときに当接する上下方向間隔をおいて配置されていることにより、飛出し防止部材は、進退方向で並んでいる押込み部材および押込み用アクチュエータの、進退方向での配置範囲を利用して配置されるので、飛出し防止部材が進退方向で押込み用アクチュエータと同じ位置に配置される分、進退方向において、押込み部材を挟んで押込み用アクチュエータと反対側で飛出し防止部材が占める範囲が小さくなるため、飛出し防止部材を備えるワーク押込み装置を進退方向で小型化することができる。
【００２０】
請求項４に係る本発明のワーク押込み装置によれば、請求項１から請求項３のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、押込み部材またはラックテーブルが、押込み完了位置に達する前の少なくとも１つの押込み中間位置を経由して、押込み前位置と押込み完了位置との間で移動可能であり、ワークが、押込み部材またはラックテーブルが押込み中間位置にあるときに、仮保持状態での位置と本保持位置との間の中間保持位置で保持部に保持され、押込み操作が、押込み部材が仮保持状態のワークを押込み前位置から押込み中間位置まで押し込む中間押込み操作と、押込み部材が中間保持位置にあるワークを押込み中間位置よりも上方の再押込み準備位置から押込み完了位置まで押し込む最終押込み操作とに分けられることにより、押込み部材は、仮保持状態のワークを、一気に本保持位置まで保持部に押し込むことなく、中間押込み操作により、一旦、本保持位置よりも押込み度合いが小さい中間保持位置まで保持部に押し込むので、仮保持状態のキャップの姿勢が本保持状態のキャップの姿勢からずれている場合に、本保持状態のキャップの姿勢に近づけるためのキャップの姿勢の矯正が可能になると共に該矯正が容易になり、無理な姿勢のキャップの、本保持位置までの押込みが防止されて、保持部に対する仮保持状態から本保持状態までのキャップの押込みを円滑にすることができ、また保持部に対する無理な姿勢のキャップの押込みに起因するキャップの破損に対する保護が可能になる。
また、中間押込み操作が行われることにより、１回の押込みのみでキャップが仮保持状態から本保持状態とする場合に比べて、押込み部材が保持ラックに加える荷重または保持ラックに与える衝撃を減少させることができるので、押込み操作に起因する保持ラックの上方変位を低減することができて、仮保持状態のキャップの跳ね上がりを抑制または防止することができる。
【００２１】
請求項５に係る本発明のワーク押込み装置によれば、請求項１から請求項４のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、ラックテーブルが、本保持位置の各ワークが上下方向で当接するストッパ面を有し、ストッパ面が、保持ラックに対する上下方向でのワークの位置を規定することにより、押込み部材が、ワークを本保持位置まで押し込むと同時にストッパ面に当接させることで、保持ラックに対する上下方向でのワークの位置を簡単に設定することができる。
【００２２】
請求項６に係る本発明のワーク押込み装置によれば、請求項１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、保持ラックが、押込み操作に起因する保持ラックの上下方向での撓みを抑制する補強リブを有し、補強リブが、保持ラックからラックテーブルに向かって下方に突出しており、かつ、保持ラックがラックテーブルに位置決めされた状態で、上下方向でラックテーブルと当接していることにより、補強リブ自体により保持ラックの剛性が高められて、上下方向での保持ラックの撓みが抑制されるうえ、補強リブがラックテーブルと上下方向で当接していることにより、前記撓みの発生が一層抑制されるので、保持部へのキャップの押込みを円滑化することができ、さらに押込み操作による保持ラックの撓みに起因する保持ラックの上方変位が低減して上下動が抑制されて、保持部からの跳ね上がりによる飛出しを抑制することができる。
【００２３】
請求項７に係る本発明のワーク押込み装置によれば、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、ラックテーブルが、その上面から上方に突出する突起を有し、補強リブが、保持部に結合されていると共に保持部の下端からラックテーブルに向かって突出しており、かつ、保持ラックがラックテーブルに位置決めされた状態で、突起と当接していることにより、上下方向での補強リブの長さが短くなることで、補強リブの剛性が高められるので、ラックテーブルとの当接に起因する補強リブの疲労強度の増大および座屈の防止が可能になって、補強リブを有する保持ラックの耐久性を高めることができる。
【００２４】
請求項８に係る本発明のワーク押込み装置によれば、請求項１から請求項７のいずれか１つに係る発明が奏する効果に加えて、ワークが、装着対象部材に装着されるワークであり、本保持位置のワークが、所要保持力で保持部に保持され、所要保持力が、本保持位置のワークを装着対象ワークとして装着対象部材に装着するために保持部から離脱させる強制離脱操作に起因する保持ラックの上方変位により、装着対象ワーク以外のワークが保持部から飛び出すことを防止する大きさであることにより、保持ラックにおいて本保持位置に保持されている各ワークは、所要保持力で保持部に保持されているので、強制離脱操作が保持ラックの保持部に保持されている装着対象ワークに加えられる場合にも、該強制離脱操作に起因する保持ラックの上方変位により、装着対象ワーク以外のワークが保持部から飛び出すことを防止することができて、保持ラックに保持されたワークの、装着対象部材への装着作業の効率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、保持ラックが原点位置を占めるときのキャップ押込み装置の全体斜視図。
【図２】図１のＩＩ矢視でのキャップ押込み装置の要部の図と、図４のＩＩａ−ＩＩａ線に相当する断面での飛出し防止部材の断面図および保持ラックの要部断面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図および部分外観図。
【図４】図１の保持ラックを中心とした要部斜視図。
【図５】図４の保持ラックの、キャップが保持されていないときの下面図。
【図６】図１のキャップ押込み装置の、原点位置のラックテーブルの斜視図。
【図７】図１のキャップ押込み装置によるキャップの押込み操作の説明図であり、（ａ）は、キャップが仮保持状態にあるときの図、（ｂ）は、キャップが中間保持位置にあるときの図、（ｃ）は、キャップが本保持状態にあるときの図。
【図８】図１のキャップ押込み装置による強制保持作業が完了した保持ラックが、チューブ保持ラックに位置決めされたときの要部断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明のワーク押込み装置は、複数である所定数のワークをそれぞれ保持する所定数の保持部を有する保持ラックを支持するラックテーブルと、ラックテーブルに位置決めされている保持ラックの保持部に仮保持状態で保持されているワークを上下方向で下方に向かって保持部に押し込む押込み操作を行う押込み部材と、押込み部材またはラックテーブルを上下方向に移動させる押込み用アクチュエータと、押込み用アクチュエータを制御する制御装置とを備え、押込み部材またはラックテーブルが、押込み部材が仮保持状態のワークを保持部に押し込んでいないときの押込み前位置と、押込み部材が保持部に本保持状態で保持される本保持位置まで、保持部からワークに作用する押込み反力に抗してワークを押し込んだときの押込み完了位置との間で移動可能であり、押込み用アクチュエータが、制御装置により制御されて、押込み部材またはラックテーブルを、押込み前位置と押込み完了位置との間で移動させることにより、保持ラックの保持部にワークを押し込む押込み操作による保持ラックへのワークの強制保持作業の効率を向上させながら、保持部からのワークの飛出しが防止され、しかも保持ラックの使用範囲が広くなることで、保持ラックの利便性を向上させるものであれば、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】
本発明のワーク押込み装置において、上下方向は、押込み部材がワークを本保持位置まで押し込むときの押込み方向に平行な方向であり、上下方向の下方は、前記押込み方向である。したがって、上下方向は、鉛直方向でもよいし、鉛直方向以外の方向であってもよい。また、水平方向は、前記上下方向に直交する方向であるとする。
本発明のワーク押込み装置において、押込み用アクチュエータは、押込み部材およびラックテーブルの少なくとも一方を上下方向に移動させるものであればよく、進退用アクチュエータは、押込み部材およびラックテーブルの少なくとも一方を進退方向に移動させるものであればよい。
本発明のワーク押込み装置により保持部に押し込まれるワークは、例えば創薬用のマイクロチューブにおいて、チューブ本体に装着されるキャップであるが、該チューブ本体であってもよく、創薬用以外のチューブのキャップまたはチューブ本体、または一般に容器のキャップまたは容器本体であってもよいし、前述の物品以外の物品であってよい。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明の実施例を図１〜図８を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明の実施例において、ワーク押込み装置としてのキャップ押込み装置１００（以下、「押込み装置１００」という。）は、複数である所定数（以下、「所定数」という。）の保持部１０（図３，図４も参照）を有する保持ラック１の各保持部１０に、所定数のワークとしてのキャップ５０（図３，図４も参照）を押し込んで強制的に保持させる装置である。
キャップ５０は、収容物としての創薬用試料を収容する本体であるチューブ本体４０と共に、創薬用のマイクロチューブ３０（いずれも図８参照。以下、「チューブ３０」という。）を構成する。容器であるチューブ３０は、チューブ本体４０に着脱可能に装着されるキャップ５０により密閉される。
【００２９】
なお、本実施例において、上下方向は鉛直方向であり、進退方向および横方向は、上下方向に直交する平面である水平面に平行な水平方向であり、互いに直交する方向である。また、進退方向において、前進方向は、進退方向での位置である原点位置（図１に示される位置）にある保持ラック１（図１に示される位置）が後述する押込みピン体１４１に相対的に近づく方向であり、後退方向は、前進方向とは反対の方向である。
【００３０】
図１〜図３を参照すると、押込み装置１００は、基台１０１と、保持ラック１を支持するラック支持機構１１０と、保持ラック１の保持部１０にキャップ５０を強制的に押し込む押込み機構１４０と、保持部１０からのキャップ５０の飛出しを防止する飛出し防止部材１５０と、ラック支持機構１１０および押込み機構１４０を制御する制御装置１０５とを備える。
ラック支持機構１１０、押込み機構１４０および飛出し防止部材１５０は、基台１０１の上面１０２に設けられ、制御装置１０５は基台１０１の内部に設けられる。
【００３１】
ラック支持機構１１０は、保持ラック１を支持するラックテーブル１２０（図６も参照）と、基台１０１に対して移動可能に支持されると共にラックテーブル１２０を支持するテーブル支持部材１１１と、テーブル支持部材１１１を進退方向に駆動することにより該テーブル支持部材１１１を介してラックテーブル１２０を進退方向に移動させる進退用アクチュエータ１１２とを有する。進退用アクチュエータ１１２は、基台１０１の上面１０２に配置されて基台１０１に支持される。
【００３２】
押込み機構１４０は、ラックテーブル１２０に位置決めされた状態で載置されている保持ラック１の保持部１０に保持されているキャップ５０を上下方向で下方（すなわち、押込み方向）に向かって保持部１０に押込み可能な１以上である設定数の、ここでは複数の押込みピン１４２から構成される押込みピン体１４１を有する押込み部と、この押込み部を上下方向に駆動して各押込みピン１４２を一斉に上下方向に移動させる押込み用アクチュエータ１４４と、基台１０１に支持されて押込み用アクチュエータ１４４を支持する支持ブラケット１４８とを有する。
前記押込み部は、押込み部材としての押込みピン体１４１のほかに、各押込みピン１４２を保持するホルダ１４３を有する。
押込みピン体１４１を構成する押込みピン１４２の数である前記設定数（以下、「設定数」という。）は、所定数以下であり、本実施例では、所定数よりも小さい。
【００３３】
図４を併せて参照すると、押込みピン１４２の集合体である押込みピン体１４１において、設定数の押込みピン１４２は、進退方向に、第１設定数の列、例えば保持部１０の列数（ここでは、２４列）の約数の一例として、４列に配列され、横方向に、各列毎に、第２設定数、例えば保持部１０の行数（ここでは、１６行）の約数の一例として、該行数に等しい数である１６ずつ配列される。
押込みピン体１４１は、保持ラック１に保持されている所定数のキャップ５０を、設定数毎に、各押込みピン１４２がキャップ５０に作用させる強制力である押込み力で、設定数の保持部１０に、本保持位置Ｃｃ（図７（ｃ）に示されるキャップ５０の位置である。）まで、保持部１０からキャップ５０に作用する押込み反力に抗して、一斉に押し込むことにより、強制的に保持させることが可能である。
ここで、押込み力は、押込み用アクチュエータ１４４が発生して、押込みピン体１４１を押込み方向に移動させる駆動力である。
【００３４】
制御装置１０５（図１参照）により、その動作が制御される各アクチュエータ１１２，１４４は、駆動源としての電動モータ（図示されず）と、該電動モータにより駆動される伝動機構としてのボールネジ機構（図示されず）と、該電動モータおよび該ボールネジ機構を収納するハウジング１１３，１４５とを有する。
制御装置１０５は、予め入力された制御情報に基づいて、シーケンス制御により、各アクチュエータの前記電動モータを制御する。前記制御情報には、押込みピン体１４１が仮保持状態のキャップ５０を本保持位置Ｃｃ（図７（ｃ）参照）まで押し込むとき押込み操作の実行に関する押込み制御情報と、テーブル支持部材１１１と一体に進退方向に移動するラックテーブル１２０および保持ラック１の、進退方向での位置に関する位置制御情報とが含まれる。
【００３５】
図１，図２を参照すると、進退用アクチュエータ１１２のハウジング１１３は、ボールネジ機構のナットに連結されているテーブル支持部材１１１を、進退方向に移動可能に案内するガイド部１１４を有する。また、押込み用アクチュエータ１４４のハウジング１４５は、ボールネジ機構のナットに連結されているホルダ１４３を、上下方向に移動可能に案内するガイド部１４６を有する。
押込みピン体１４１および押込み用アクチュエータ１４４は、進退方向に直列に並んで配置される。押込み用アクチュエータ１４４は、進退方向で、押込みピン体１４１に対して、原点位置にある保持ラック１とは反対側である前進側に位置する。
【００３６】
図３〜図５を参照すると、直方体形状の保持ラック１は、矩形状の枠体１１と、枠体１１に結合されていると共に互いに直交する状態で交差するいずれも複数の第１，第２仕切壁１２，１３が枠体１１の内側で格子状に配置されて形成される所定数の保持部１０と、ラックテーブル１２０のラック支持部１３０に上下方向で突き当て状態で当接する補強リブ２０と、後述するテーブル側位置決め部１２５に係合または嵌合するラック側位置決め部１５とを有し、これら枠体１１、保持部１０、補強リブ２０および位置決め部１５が一体成形された単一の部材である。
なお、図４においては、図の繁雑化を避けるために、保持部１０の一部が二点鎖線で示され、キャップ５０の一部が省略されて示されている。
【００３７】
すべての保持部１０は、キャップ５０を囲んで収容する筒状、ここでは角筒状であり、列方向および行方向に複数ずつ並んでいる。保持ラック１がラックテーブル１２０およびテーブル支持部材１１１に位置決めされて支持されている状態で、列方向は進退方向に平行であり、行方向は横方向に平行である。
【００３８】
図３，図５，図８を参照すると、枠体１１は、所定数のチューブ本体４０を保持する直方体形状のチューブ保持ラック６０が有する置基準部としての位置基準面６１と上下方向で面接触により当接する位置設定部としての位置設定面１１ａを有する。位置基準面６１および位置設定面１１ａは、上下方向に直交する平面であり、矩形の枠状である。
位置基準面６１および位置設定面１１ａが当接状態となることにより、保持ラック１に保持されているキャップ５０の、チューブ本体４０への装着工程の前工程として、チューブ保持ラック６０に対して保持ラック１の位置が、したがってチューブ保持ラック６０に所定位置で保持されている各チューブ本体４０に対して、保持ラック１に本保持状態（図７（ｃ）に示されるキャップ５０の状態である。）で保持されている各キャップ５０の位置が、上下方向および水平方向において設定される。
このように、位置設定面１１ａは、位置基準面６１との当接により、チューブ保持ラック６０に保持されている各チューブ本体４０に対するキャップ５０の、上下方向での位置を規定する部分である。
【００３９】
図３，図５を参照すると、押込みピン体１４１による押込み操作（以下、「押込み操作」という。）に起因する上下方向での保持ラック１の撓み（または、変位）を抑制する補強リブ２０は、一部の第１，第２仕切壁１２，１３の延長部として形成され、保持部１０の下端に結合されていると共に該下端からラックテーブル１２０の上面１２２に向かって下方に延びている。
保持ラック１がラックテーブル１２０に位置決めされた状態で、補強リブ２０は、ラックテーブル１２０のラック支持部１３０と突き当て状態で当接するように、上下方向でラック支持部１３０に対向する位置にある。
【００４０】
補強リブ２０は、それぞれが列方向に平行に延びていると共に互いに平行な複数の第１リブ２２から構成される第１リブ列２１と、行方向に平行に延びていると共に互いに平行な複数の第２リブ２６から構成される第２リブ列２５とを有する。第１，第２リブ２２，２６は、保持部１０の下端から下方に、同一の突出量で突出するいずれも板状の突起である。
第１リブ列２１において、行方向での中央の第１リブ２２である中央第１リブ２２Ａは、行方向に並んでいる複数の保持部１０を二等分する位置にあり、残りの第１リブ２２は、中央第１リブ２２Ａに関して、行方向で対称に配置されている。同様に、第２リブ列２５において、列方向での中央の第２リブ２６である中央第２リブ２６Ａは、列方向に並んでいる保持部１０を二等分する位置にあり、残りの第２リブ２６は、中央第２リブ２６Ａに関して、列方向で対称に配置されている。
押込み操作に起因する上下方向での保持ラック１の撓みは、補強リブ２０自体により抑制されることに加えて、補強リブ２０とラック支持部１３０との上下方向での当接により、下方への保持ラック１の撓みが一層抑制される。
【００４１】
ラック側位置決め部１５は、テーブル側位置決め部１２５の溝１２６，１２７と協働して、ラックテーブル１２０に対する保持ラック１を、進退方向および横方向で位置決めするための板状のリブ１６，１７により構成され、枠体１１の補強を兼ねる。リブ１６は、中央第２リブ２２Ａの延長線上に位置する列方向位置決め部であり、リブ１７は、中央第１リブ２６Ａの延長線上に位置する行方向位置決め部である。
【００４２】
保持部１０（したがって、保持ラック１）およびキャップ５０のそれぞれの形成材料は、キャップ５０が本保持位置Ｃｃ（図７（ｃ）参照）で保持部１０に保持されているときに、保持部１０およびキャップ５０の少なくとも一方の弾性変形、または、保持部１０およびキャップ５０の互いの係合により、保持部１０とキャップ５０との間で発生する保持力が、所要保持力になる材料であり、例えば、合成樹脂である。
ここで、保持力は、保持部１０がキャップ５０を保持する力である。そして、所要保持力は、後述する装着工程においてチューブ保持ラック６０（図８参照）に保持されているチューブ本体４０に装着するための強制離脱操作が行われる際に、本保持状態の（または、本保持位置Ｃｃにある）キャップ５０が保持部１０から飛び出すことを防止するために必要な大きさの保持力である。なお、押込み操作が行われる際に、本保持状態のキャップ５０の、保持部１０からの飛出しを防止するための保持力は、所要保持力以下である。
【００４３】
図３，図６を参照すると、テーブル支持部材１１１において所定テーブル位置に位置決めされるラックテーブル１２０は、保持ラック１に対する各キャップ５０の下端５３の、上下方向での位置を規定するストッパ面１２３を構成する上面１２２を有するテーブル本体１２１と、保持ラック１を支持するラック支持部１３０と、保持ラック１を位置決めするためのテーブル側位置決め部１２５とを有し、テーブル本体１２１、ラック支持部１３０および位置決め部１２５が一体成形された直方体形状の単一の部材である。ラックテーブル１２０の形成材料は、保持ラック１の形成材料よりも高強度の材料であり、例えば金属である。
【００４４】
ストッパ面１２３は、ラックテーブル１２０がテーブル支持部材１１１に位置決めされた状態で、水平面に平行な平面であり、本保持状態のキャップ５０において、保持部１０から下方に突出している部分の突出量Ｅ（図７（ｃ）参照）を規定する。
ラック支持部１３０は、それぞれが保持ラック１での列方向に平行に延びていると共に互いに平行な複数の第１突起１３２から構成される第１突起列１３１と、保持ラック１での行方向に平行に延びていると共に互いに平行な複数の第２突起１３６から構成される第２突起列１３５とを有する。第１，第２突起１３２，１３６は、上面１２２から上方に、同一の突出量で突出するいずれも板状の突起であり、一直線上に並んでいる複数の突起片１３３，１３７から構成される。別の例として、ラック支持部１３０は、テーブル本体１２１とは別個の部材から構成されて、テーブル本体１２１に着脱可能に取り付けられてもよい。
保持ラック１がラックテーブル１２０に位置決めされた状態で、第１突起列１３１において、行方向での中央の第１突起１３２である中央第１突起１３２Ａは、保持ラック１において行方向に並んでいる複数の保持部１０を二等分する位置にあり、残りの第１突起１３２は、中央第１突起１３２Ａに関して、行方向で対称に配置されている。同様に、第２突起列１３５において、列方向での中央の第２突起１３６である中央第２突起１３６Ａは、列方向に並んでいる保持部１０を二等分する位置にあり、残りの第２突起１３６は、中央第２突起１３６Ａに関して、列方向で対称に配置されている。
【００４５】
テーブル側位置決め部１２５は、中央第２突起１３２Ａの延長線上に位置する列方向位置決め部としての１対の溝１２６と、中央第１突起２３６Ａの延長線上に位置する行方向位置決め部としての１対の溝１２７とから構成される。
図５を併せて参照すると、保持ラック１がラックテーブル１２０に位置決めされた状態で、上下方向から見て、第１突起列１３１および第１リブ列２１は、進退方向に沿って重なる位置にあり、第２突起列１３５および第２リブ列２５は、横方向に沿って重なる位置にある。
【００４６】
図３，図７を参照すると、キャップ５０は、押込みピン１４２と当接可能な当接部としての凹部５１（図４も参照）と、キャップ５０の下部を構成すると共にチューブ本体４０（図８参照）に装着される被装着部５２とを有する。凹部５１は、キャップ５０と当接状態にある押込みピン１４２の先端を収容可能である。キャップ５０は、作業者により、凹部５１が上方に向いていると共に、少なくとも被装着部５２が保持部１０に収容される状態で各保持部１０に置かれて、該保持部１０に、キャップ５０の自重により、すなわち重力により、保持される状態である仮保持状態（図３，図７（ａ）に示される状態である。）で保持される。なお、別の例として、キャップ５０は、例えばキャップ載置装置またはロボットにより、仮保持状態で保持部１０に保持されてもよい。
【００４７】
図２，図３，図７を参照すると、押込みピン１４１（したがって、押込みピン１４２）による押込み操作は、ラックテーブル１２０に位置決めされている保持ラック１の設定数の保持部１０またはそれら保持部１０にそれぞれ仮保持状態で保持されている設定数のキャップ５０と、押込みピン体１４１とが、進退方向で押込み作業エリアＡに位置するときに実行される。
押込み作業エリアＡにおいて、押込みピン体１４１の各押込みピン１４２と、設定数の保持部１０またはキャップ５０のそれぞれとは、上下方向で対向する位置にある。この状態で、押込みピン体１４１（したがって、押込みピン１４２）は、制御装置１０５（図１参照）が制御する押込み用アクチュエータ１４４により駆動されることで、押込み前位置Ｐｓ（図２参照）と押込み完了位置Ｐｃ（図７（ｃ）に示される位置である。）との間で、押込み完了位置Ｐｃに達する前の１以上の特定数の押込み中間位置Ｐｉ（図７（ｂ）に示される位置である。）を経由して、上下方向で移動可能である。前記特定数（以下、「特定数」という。）は、本実施例では１である。
【００４８】
押込み前位置Ｐｓは、押込みピン体１４１が仮保持状態にあるキャップ５０を保持部１０に押し込んでいないときの位置であり、本実施例では最上方位置である初期位置Ｐｏ（図２に示される位置である。）である。別の例として、押込み前位置Ｐｓは、前記最上方位置よりも下方の位置であってもよい。
押込み完了位置Ｐｃは、押込みピン体１４１が保持部１０に本保持状態で保持される本保持位置Ｃｃまでキャップ５０を押し込んだときの位置である。
押込み中間位置Ｐｉは、保持部１０でのキャップ５０の姿勢を、仮保持状態での姿勢から本保持状態での姿勢に近づくように矯正するための姿勢矯正用押込み位置である。押込みピン体１４１の押込み中間位置Ｐｉに対応して、キャップ５０は、保持部１０に、上下方向で仮保持状態での位置と本保持位置Ｃｃとの間の中間保持位置Ｃｉ（図７（ｂ）には、中間保持位置Ｃｉの一例が示されている。）で保持部１０に保持される。
【００４９】
押込み作業エリアＡに位置していて保持部１０に保持されているキャップ５０である押込み対象キャップ５０Ａに対して押込みピン体１４１による押込み操作を加えるために、押込み用アクチュエータ１４４は、押込みピン体１４１を、押込み前位置Ｐｓと押込み中間位置Ｐｉとの間で移動させる特定数の押込み中間移動と、押込み中間位置Ｐｉよりも上方の再押込み準備位置Ｐｒと押込み完了位置Ｐｃとの間で移動させる押込み完了移動とに分けて、移動させる。
このため、押込みピン体１４１が、各押込み対象キャップ５０Ａを、押込み対象キャップ５０Ａが仮保持状態から本保持状態になるまで保持部１０に押し込む押込み操作は、特定数の前記押込み中間移動を行うときの特定数の中間押込み操作と、前記押込み完了移動を行うときの最終押込み操作とに分けられる。
【００５０】
再押込み準備位置Ｐｒは、初期位置Ｐｏ以下で、押込み中間位置Ｐｉよりも上方の任意の位置であり、本実施例では初期位置Ｐｏである。なお、押込み中間位置Ｐｉに近いほど、直後の押込み操作、本実施例では、最終押込み操作で押込みピン体１４１がキャップ５０をさらに押し込むことを開始するまでの時間間隔を短縮できるので、強制保持作業の効率を向上させることができる。
【００５１】
図１〜図３を参照すると、飛出し防止部材１５０は、押込み対象キャップ５０Ａ以外であると共に仮保持状態のキャップ５０である待機キャップ５０Ｂが、押込み操作に起因する保持ラック１の瞬時的な上方変位により、キャップ５０が、保持部１０から跳ね上がって、保持部１０から飛び出すことを防止する。
押込み操作に起因する保持ラック１のこの挙動は、押込みピン体１４１がキャップ５０を通じて加える押込み力が、押込み作業エリアＡの範囲で作用することから、ラックテーブル１２０のラック支持部１３０に支持されている保持ラック１に対して局部的に作用するために発生する。ここで、キャップ５０が保持部１０から飛び出すとは、キャップ５０が、保持部１０から跳ね上がって、保持部１０に戻ることなく、保持部１０から離脱することである。
【００５２】
飛出し防止部材１５０は、各押込みピン１４２が上下方向に貫通する貫通空間１５３が設けられた覆い部１５１と、基台１０１に対して覆い部１５１を支持するための支持部としての１対の側壁１５７とを有する。
覆い部１５１は、上下方向から見て、最初の押込み操作のために保持ラック１が押込み作業エリアＡに最初に位置した状態で、押込み作業エリアＡに位置していないすべての保持部１０と重なる形状を、少なくとも有し、本実施例では、所定数の保持部１０または保持部１０に保持されているキャップ５０の全体と重なる形状を有する。
なお、覆い部１５１は、キャップ５０の飛出しが防止されることを条件として、上下方向から見て、保持部１０に保持されている各キャップ５０の少なくとも一部と重なる形状であればよく、本実施例のように、無孔の板材で構成されてもよいし、別の例として、例えば、多孔板または網状部材で構成されてもよい。
【００５３】
最初の押込み操作は、図２に示されるように、ラックテーブル１２０に位置決めされた保持ラック１が、進退方向で最初の作業用位置である第１作業用位置を占めて、押込み作業エリアＡに後端部列Ｒｂ（図４も参照）の保持部１０が位置する状態で、押込み対象キャップ５０Ａに対して行われる。
ここで、保持ラック１の全保持部１０のうちで、進退方向での両端部列Ｒａ，Ｒｂである前端部列Ｒａおよび後端部列Ｒｂにおいて、前端部列Ｒａおよび後端部列Ｒｂの一方を一方の端部列とするとき、他方の端部列は、前端部列Ｒａおよび後端部列Ｒｂの他方である。
【００５４】
このとき、図２に示されるように、保持ラック１に仮保持状態で保持されている所定数のキャップ５０は、押込み対象キャップ５０Ａと、押込み対象キャップ５０Ａ以外である待機キャップ５０Ｂ（図２の部分拡大図参照）とに二分されて、すべての待機キャップ５０Ｂは、進退方向で、押込みピン体１４１に対して、押込み用アクチュエータ１４４と同じ側に、本実施例では、原点位置での保持ラック１とは反対側である前進側に位置する。
そして、覆い部１５１は、すべての待機キャップ５０Ｂを上方から覆う範囲に亘るように配置され、かつ各待機キャップ５０Ｂに対して、押込み操作に起因して待機キャップ５０Ｂが保持部１０から跳ね上がった場合に、跳ね上がった待機キャップ５０Ｂが当接すると共に、覆い部１５１に当接した後の待機キャップ５０Ｂが元の保持部１０に戻る程度の上下方向間隔を置いて配置されている。
【００５５】
覆い部１５１は、透明材料で構成される透明部１５２を有する。貫通空間１５３は、透明部１５２に設けられ、すべての押込みピン１４２がそれぞれ挿通可能で互いに独立した空間である設定数の貫通孔１５４から構成される。
貫通空間１５３が透明部１５２に設けられることにより、各押込みピン１４２による押込み操作を視認することができるので、キャップ５０の押込みミスの早期発見が可能になって、キャップ５０の強制保持作業の効率向上に寄与することができる。
【００５６】
図１，図２，図７を参照して、押込み装置１００の動作、押込み方法およびチューブ本体４０へのキャップ５０の装着について説明する。
なお、以下の説明において、テーブル支持部材１１１、ラックテーブル１２０および保持ラック１は、進退用アクチュエータ１１２により駆動されて、進退方向で一体に移動・停止するので、進退方向でのそれら部材の位置および移動・停止に関しては、それら部材の代表としての保持ラック１の位置および移動・停止で説明されている。同様に、ホルダ１４３および押込みピン体１４１は、押込み用アクチュエータ１４４により駆動されて、上下方向で一体に移動・停止するので、上下方向でのそれら部材の位置および移動・停止は、それら部材の代表としての押込みピン体１４１の位置および移動・停止で説明されている。
【００５７】
図１に示されるように、準備工程において、保持ラック１は、テーブル支持部材１１１に位置決めされているラックテーブル１２０に対して位置決めされた状態で、原点位置にある。保持ラック１には、所定数の保持部１０のそれぞれにキャップ５０が１つずつ、予め、仮保持状態で保持されている（図４も参照）。
一方、押込みピン体１４１は、押込み前位置Ｐｓとしての初期位置Ｐｏにある。
【００５８】
準備工程の後の送り工程では、保持ラック１が、進退用アクチュエータ１１２により進退方向に移動させられて、１以上の、本実施例では複数の作業用送り工程毎に、原点位置から押込み作業エリアＡに移動し、該保持ラック１におけるすべてのキャップ５０の強制保持作業が完了した後に、戻り用送り工程おいて、原点位置に戻る。
送り工程における最初の第１作業用送り工程で、保持ラック１は、原点位置から前進して、図２に示される第１作業用位置を占める。
【００５９】
第１作業用位置では、保持ラック１の全保持部１０のうちの後端部列Ｒｂに属する保持部１０が、押込み作業エリアＡに位置する。第１作業用送り工程において、押込み作業エリアＡには、少なくとも後端部列Ｒｂを含めて、後端部列Ｒｂから前方に順次位置する１以上の列と共に、合計で第１設定数の列から構成される押込み対象列Ｒｔが位置し、該押込み対象列Ｒｔに属する設定数の保持部１０が位置する。
このため、第１作業用送り工程では、前端部列Ｒａは、進退方向で押込みピン体１４１および押込み用アクチュエータ１４４を通過して、原点位置から最も遠い最前進位置まで前進する。そして、後述するように、保持ラック１は、その後の作業用送り工程の度に後退して、原点位置に近づく。
【００６０】
併せて図７を参照すると、押込み工程では、押込みピン体１４１が、押込み作業エリアＡに位置する保持部１０に仮保持状態で保持されているキャップ５０（すなわち、押込み対象キャップ５０Ａ）を、本保持位置Ｃｃで保持されるまで、保持部１０に押し込んで強制的に保持させる押込み工程が行われる。
この押込み工程は、特定数の、本実施例では１回の中間押込み工程と、中間押込み工程に続く最終押込み工程とを含む。
中間押込み工程では、押込みピン体１４１が、押込み前位置Ｐｓとしての初期位置Ｐｏから押込み中間位置Ｐｉまで下降して、仮保持状態のキャップ５０を中間保持位置Ｃｉまで押し込む（図７（ｂ）参照）。これにより、仮保持状態のキャップ５０の姿勢が本保持状態のキャップ５０の姿勢からずれている場合に、キャップ５０の姿勢が矯正されて、本保持状態のキャップ５０の姿勢に近づけることができる。
【００６１】
次いで、キャップ５０が中間保持位置Ｃｉを占めた後、押込みピン体１４１は、一旦、押込み中間位置Ｐｉよりも上方の再押込み準備位置Ｐｒとしての初期位置Ｐｏまで上昇して、各押込みピン１４２とキャップ５０との当接状態を解除する。その後、該再押込み準備位置Ｐｒから再び下降して中間保持位置Ｃｉにあるキャップ５０に当接し、さらに下降してキャップ５０を保持部１０に押込み、キャップ５０の下端５３が、その全体でラックテーブル１２０のストッパ面１２３に当接したときに、押込みピン体１４１は押込み完了位置Ｐｃに達し、キャップ５０が保持部１０に本保持位置Ｃｃで保持される（図７（ｃ）参照）。そして、本保持状態において、キャップ５０の中心軸線と保持部１０の中心軸線は、一致するか、ほぼ一致していて、キャップ５０と保持部１０とが同心状態になる。
押込み戻り工程において、押込みピン体１４１は、ストッパ面１２３に当接して、キャップ５０が保持部１０に前記所要保持力で強制的に保持された後、初期位置Ｐｏまで上昇して停止する。
この時点で、第１作業用位置での強制保持作業が完了する。
【００６２】
その後、第２作業用送り工程において、進退用アクチュエータ１１２により駆動された保持ラック１は、第１作業用位置から第２作業用位置まで後退する。第２作業用位置では、第１作業用位置での押込み対象列Ｒｔに隣接する第１設定数の列が、新たな押込み対象列として、押込み作業エリアＡに位置する。そして、この新たな押込み対象列の押込み対象キャップ５０Ａに対して、押込みピン体１４１による前記押込み工程および押込み戻り工程が実行されて、第２作業用位置での強制保持作業が終了する。
【００６３】
以後、同様に各工程が繰り返されて、保持ラック１の全保持部１０における前端部列Ｒａに属する保持部１０に保持されているキャップ５０が押込み作業エリアＡに位置し、これらキャップ５０に対して、前述の各工程が実行される。これにより、１つの保持ラック１のすべてのキャップ５０に対する押込み操作が完了する。その後、戻り用送り工程において、保持ラック１が後退して原点位置まで戻り、１つの保持ラック１に対する強制保持作業が完了する。
次いで、原点位置のラックテーブル１２０から強制保持作業が完了した保持ラック１が外され、キャップ５０が仮保持状態で保持されている新たな保持ラック１がラックテーブル１２０に位置決めされて、前述の各工程により、押込み装置１００による強制保持作業が繰り返される。
【００６４】
図８を参照すると、すべてのキャップ５０が本保持位置Ｃｃ（図７（ｃ）参照）で保持部１０に所要保持力で保持されている保持ラック１に対しては、ワーク装着装置としてのキャップ装着装置７０が、本保持位置Ｃｃで保持部１０に保持されているキャップ５０に加える強制離脱操作により、保持部１０から強制的に離脱させられたキャップ５０が装着対象部材としてのチューブ本体４０に装着される装着工程が実行される。
【００６５】
そして、この装着工程の前工程として、保持ラック１は、その位置設定面１１ａが装着対象保持部材としてのチューブ保持ラック６０の位置基準面６１と当接状態になるように、チューブ保持ラック６０に、上下方向および水平方向において位置決めされる。この位置決めにより、保持ラック１の各保持部１０に本保持位置Ｃｃで保持されているキャップ５０とチューブ保持ラック６０に保持されている各チューブ本体４０とが上下方向で対向する位置を占める。
【００６６】
キャップ装着装置７０は、アクチュエータにより駆動される押出し部材である複数の、本実施例では第２設定数に等しい数の押出しピン７１を備える。該押出しピン７１は、保持部１０に本保持位置Ｃｃ（図７（ｃ）参照）で保持されているキャップ５０である装着対象キャップ５０Ｃに、該キャップ５０を保持部１０から強制的に押し出す強制離脱操作を加える。この強制離脱操作は、試料が収容されているチューブ本体４０が保管される環境であって、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）内で行われる。
【００６７】
装着工程において、押出しピン７１により保持ラック１からキャップ５０Ｃが下方に押し出された直後、押出しピン７１がキャップ５０Ｃを介して保持ラック１に加えていた荷重が解放されて、下方に撓んでいた保持ラック１の一部が瞬時的に上方変位する際に、装着対象以外のキャップ５０は所要保持力により保持部１０に保持されているので、保持部１０から跳ね上がることが防止され、したがって保持部１０から飛び出すことが防止される。
【００６８】
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。
押込み装置１００は、所定数のキャップ５０をそれぞれ保持する所定数の保持部１０を有する保持ラック１を支持するラックテーブル１２０と、ラックテーブル１２０に位置決めされている保持ラック１の保持部１０に仮保持状態で保持されているキャップ５０を下方に向かって保持部１０に押し込む押込み操作を行う押込みピン体１４１と、押込みピン体１４１を移動させる押込み用アクチュエータ１４４と、押込み用アクチュエータ１４４を制御する制御装置１０５とを備える。
この構成により、保持ラック１の保持部１０に仮保持状態で保持されているキャップ５０は、制御装置１０５により制御される押込み用アクチュエータ１４４が駆動する押込みピン体１４１により、保持部１０に押し込まれるので、保持ラック１の保持部１０にキャップ５０を強制的に保持させる強制保持作業が、作業者の手作業によることなく、自動化されて、強制保持作業の効率を向上させることができ、また、押込みピン体１４１により保持部１０に押し込まれるキャップ５０は、予め、仮保持状態で保持部１０に保持されているので、キャップ５０押込み装置１００の構造が簡単化されて、そのコストを削減することができる。
【００６９】
押込みピン体１４１は、仮保持状態のキャップ５０を保持部１０に押し込んでいないときの押込み前位置Ｐｓと、保持部１０に本保持状態で保持される本保持位置Ｃｃまで、保持部１０からキャップ５０に作用する押込み反力に抗してキャップ５０を押し込んだときの押込み完了位置Ｐｃとの間で移動可能であり、押込み用アクチュエータ１４４は、制御装置１０５により制御されて、押込みピン体１４１を、押込み前位置Ｐｓと押込み完了位置Ｐｃとの間で移動させる。
この構成により、押込みピン体１４１は、キャップ５０を保持部１０に押し込む過程で、保持部１０からキャップ５０に作用する押込み反力に抗して、キャップ５０を、保持部１０において本保持位置Ｃｃまで押し込んで、保持部１０に強制的に保持させるので、本保持位置Ｃｃにあるキャップ５０と保持部１０との間で作用する保持力により、搬送などの保持ラック１の取扱いの際、またはキャップ５０が保持部１０から強制離脱させられる際などに、保持部１０からのキャップ５０の飛出しを防止することができる。
さらに、保持部１０からのキャップ５０の飛出しが保持ラック１自体により防止されるので、キャップ５０の飛出し防止のために、保持ラック１以外の部材が必要になるなどの制約がないので、保持ラック１の使用範囲が拡大して、保持ラック１の利便性を向上させることができる。
【００７０】
押込みピン体１４１は、押込み完了位置Ｐｃに達する前の押込み中間位置Ｐｉを経由して、押込み前位置Ｐｓと押込み完了位置Ｐｃとの間で移動可能であり、キャップ５０は、押込みピン体１４１またはラックテーブル１２０が押込み中間位置Ｐｉにあるときに、仮保持状態での位置と本保持位置Ｃｃとの間の中間保持位置Ｃｉで保持部１０に保持され、押込み操作は、押込みピン体１４１が仮保持状態のキャップ５０を押込み前位置Ｐｓから押込み中間位置Ｐｉまで押し込む中間押込み操作と、押込みピン体１４１が中間保持位置Ｃｉにあるキャップ５０を押込み中間位置Ｐｉよりも上方の再押込み準備位置Ｐｒから押込み完了位置Ｐｃまで押し込む最終押込み操作とに分けられる。
この構成により、押込みピン体１４１は、仮保持状態のキャップ５０を、一気に本保持位置Ｃｃまで保持部１０に押し込むことなく、中間押込み操作により、一旦、本保持位置Ｃｃよりも押込み度合いが小さい中間保持位置Ｃｉまで保持部１０に押し込むので、仮保持状態のキャップ５０の姿勢が本保持状態のキャップ５０の姿勢からずれている場合に、本保持状態のキャップ５０の姿勢に近づけるためのキャップ５０の姿勢の矯正が可能になると共に該矯正が容易になり、無理な姿勢のキャップ５０の、本保持位置Ｃｃまでの押込みが防止されて、保持部１０に対する仮保持状態から本保持状態までのキャップ５０の押込みを円滑にすることができ、また保持部１０に対する無理な姿勢のキャップ５０の押込みに起因するキャップ５０の破損に対する保護が可能になる。
また、中間押込み操作が行われることにより、１回の押込みのみでキャップ５０が仮保持状態から本保持状態とする場合に比べて、押込みピン体１４１が保持ラック１に加える荷重または保持ラック１に与える衝撃を減少させることができるので、押込み操作に起因する保持ラック１の瞬時的な上方変位を低減することができて、仮保持状態の待機キャップ５０Ｂの跳ね上がりを抑制または防止することができる。
【００７１】
ラックテーブル１２０は、本保持位置Ｃｃの各キャップ５０が上下方向で当接するストッパ面１２３を有し、ストッパ面１２３が、保持ラック１に対する上下方向でのキャップ５０の位置を規定する。
この構成により、押込みピン体１４１が、キャップ５０を本保持位置Ｃｃまで押し込むと同時にストッパ面１２３に当接させることで、保持ラック１に対する上下方向でのキャップ５０の位置、または保持部１０から下方へのキャップ５０の突出量Ｅを簡単に設定することができる。
そして、保持ラック１は、所定数のチューブ本体４０を保持するチューブ保持ラック６０が有する位置基準面６１と上下方向で面接触により当接する位置設定面１１ａを有することから、ストッパ面１２３により、保持ラック１に本保持状態で保持されているキャップ５０がチューブ本体４０に装着される際の、チューブ本体４０に対するキャップ５０の位置決めを行うことができる。
【００７２】
保持ラック１は、押込みピン体１４１による保持部１０へのキャップ５０の押込み操作に起因する保持ラック１の上下方向での撓みを抑制する補強リブ２０を有し、補強リブ２０は、保持ラック１からラックテーブル１２０に向かって下方に突出しており、かつ、保持ラック１がラックテーブル１２０に位置決めされた状態で、上下方向でラックテーブル１２０と当接している。
この構成により、補強リブ２０自体により保持ラック１の剛性が高められて、上下方向での保持ラック１の撓みが抑制されるうえ、補強リブ２０がラックテーブル１２０と上下方向で当接していることにより、前記撓みの発生が一層抑制されるので、保持部１０へのキャップ５０の押込みを円滑化することができ、さらに押込み操作による保持ラック１の撓みに起因する保持ラック１の上方変位が低減して上下動が抑制されて、保持部１０からの跳ね上がりによる飛出しを抑制することができる。
【００７３】
ラックテーブル１２０は、その上面１２２から上方に突出する第１，第２突起列１３１，１３５から構成されるラック支持部１３０を有し、補強リブ２０は、保持部１０に結合されていると共に保持部１０の下端からラックテーブル１２０に向かって突出しており、かつ、保持ラック１がラックテーブル１２０に位置決めされた状態で、ラック支持部１３０と当接している。
この構成により、上下方向での補強リブ２０の長さが短くなることで、補強リブ２０の剛性が高められるので、ラックテーブル１２０との当接に起因する補強リブ２０の疲労強度の増大および座屈の防止が可能になって、補強リブ２０を有する保持ラック１の耐久性を高めることができる。
【００７４】
押込みピン体１４１は、所定数よりも小さい設定数のキャップ５０を押込み対象キャップ５０Ａとして、設定数の保持部１０に押込み可能であり、飛出し防止部材１５０は、押込み対象キャップ５０Ａ以外であると共に仮保持状態のキャップ５０である待機キャップ５０Ｂが、押込み操作に起因する保持ラック１の上方変位により、保持部１０から飛び出すことを防止する。
この構成により、押込みピン体１４１が設定数の押込み対象キャップ５０Ａを設定数の保持部１０に押し込む押込み操作に起因して、保持ラック１に局部的で瞬時的な上方変位が生じる場合にも、飛出し防止部材１５０が、仮保持状態のキャップ５０が保持部１０から飛び出すことを防止するので、強制保持作業の効率を向上させることができる。
【００７５】
押込みピン体１４１および押込み用アクチュエータ１４４は、進退方向に並んで配置され、ラックテーブル１２０に位置決めされた保持ラック１は、進退用アクチュエータ１１２により駆動されて、押込み作業エリアＡに後端部列Ｒｂ（図４も参照）の保持部１０が位置する最初の作業用位置である第１作業用位置まで移動させられる。
そして、保持ラック１が第１作業用位置にあるとき、所定数のキャップ５０は、押込み対象キャップ５０Ａと、押込み対象キャップ５０Ａ以外の待機キャップ５０Ｂとに二分され、かつ、押込みピン体１４１と押込み対象キャップ５０Ａとが上下方向で対向していると共に、すべての待機キャップ５０Ｂが進退方向で押込みピン体１４１に対して押込み用アクチュエータ１４４と同じ側に位置する状態になる。この状態で、飛出し防止部材１５０は、すべての待機キャップ５０Ｂを上方から覆う範囲に亘って、かつ待機キャップ５０Ｂに対して、待機キャップ５０Ｂが保持部１０から跳ね上がったときに当接する上下方向間隔をおいて配置されている。
【００７６】
第１作業用位置では、保持ラック１の全保持部１０のうちの後端部列Ｒｂに属する保持部１０が、押込み作業エリアＡに位置する。第１作業用送り工程において、押込み作業エリアＡには、少なくとも後端部列Ｒｂを含めて、後端部列Ｒｂから前方に順次位置する１以上の列と共に、合計で第１設定数の列から構成される押込み対象列Ｒｔが位置し、該押込み対象列Ｒｔに属する設定数の保持部１０が位置する。
この構成により、飛出し防止部材１５０は、進退方向で並んでいる押込みピン体１４１および押込み用アクチュエータ１４４の、進退方向での配置範囲を利用して配置されるので、飛出し防止部材１５０が進退方向で押込み用アクチュエータ１４４と同じ位置に配置される分、進退方向において、押込みピン体１４１を挟んで押込み用アクチュエータ１４４と反対側で飛出し防止部材１５０が占める範囲が小さくなるため、飛出し防止部材１５０を備えるキャップ５０押込み装置１００を、進退方向で小型化することができる。
【００７７】
キャップ５０はチューブ本体４０に装着されるキャップ５０であり、本保持位置Ｃｃにあるキャップ５０は所要保持力で保持部１０に保持され、所要保持力は、本保持位置Ｃｃのキャップ５０を装着対象キャップ５０Ｃとしてチューブ本体４０に装着するために保持部１０から離脱させる強制離脱操作に起因する保持ラック１の上方変位により、装着対象キャップ５０Ｃ以外のキャップ５０が保持部１０から飛び出すことを防止する大きさである。
この構成により、保持ラック１において本保持位置Ｃｃに保持されている各キャップ５０は、所要保持力で保持部１０に保持されているので、強制離脱操作が保持ラック１の保持部１０に保持されている装着対象キャップ５０Ｃに加えられる場合にも、該強制離脱操作に起因する保持ラック１の上方変位により、装着対象キャップ５０ＣＬ１以外のキャップ５０が保持部１０から飛び出すことを防止することができて、保持ラック１に保持されたキャップ５０の、チューブ本体４０への装着作業の効率を向上させることができる。
【００７８】
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。
設定数は、前記所定数と等しくてもよく、この場合には、保持ラック１に保持されている最大数のすべてのキャップ５０が一斉に押し込まれるので、飛出し防止部材１５０は不要である。
特定数が複数である場合には、押込み中間移動（または、中間押込み操作）を重ねるほど、押込み中間位置Ｐｉは、押込み完了位置Ｐｃに順次近くなる位置に設定される。そして、各中間押込み操作後の再押込み準備位置Ｐｒは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、１以上である特定数の中間押込み操作が実施されることにより、各中間押込み操作および最終押込み操作に起因する保持ラック１の瞬時的な上方変位を低減させて、待機キャップ５０Ｂの跳ね上がりを抑制することができるので、特定数の押込み中間移動により、待機キャップ５０Ｂの跳ね上がりが防止される場合には、飛出し防止部材１５０が不要になる。
補強リブ２０の一部は、すべての保持部１０を囲む仮想枠に沿って、該仮想枠の全周に亘って、または間隔を置いて設けられてもよい。
キャップ５０に対する押込みピン体１４１の押込み速度を、押込み前位置Ｐｓからキャップ５０と当接するまでの押込みピン体１４１の下降速度よりも小さくすることにより、待機キャップ５０Ｂの跳ね上がりを抑制することができ、飛出し防止部材１５０の省略が可能になる。
貫通空間１５３は、２以上の押込みピン１４２が挿通可能な１以上の共用貫通空間により構成されてもよい。押込み操作は、中間押込み操作が省略されて、最終押込み操作のみで構成されてもよい。押込みピン体１４１は、複数のキャップ５０を押し込む１つの部材を含んでいてもよい。
押込み用アクチュエータ１４４は、進退方向で、押込みピン体１４１に対して、原点位置にある保持ラック１（または、ラックテーブル１２０）と同じ側である後退側に位置していてもよく、この場合には、アクチュエータは、第１作業用送り工程で、前端部列Ｒａが押込みゾーンに位置するように、保持ラック１を移動させる。
仮保持状態でのキャップ５０の姿勢は、キャップ５０の中心軸線と保持部１０の中心軸線とが、一致、またはほぼ一致している姿勢であってもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１００・・・ワーク押込み装置
１０５・・・制御装置
１１２・・・進退用アクチュエータ
１２０・・・ラックテーブル
１２３・・・ストッパ面
１３０・・・ラック支持部
１４１・・・押込みピン体
１４４・・・押込み用アクチュエータ
１５０・・・飛出し防止部材
１５１・・・覆い部
Ａ    ・・・押込み作業エリア
Ｐｓ  ・・・押込み前位置
Ｐｉ  ・・・押込み中間位置
Ｐｒ  ・・・再押込み準備位置
Ｐｃ  ・・・押込み完了位置
Ｃｉ  ・・・中間保持位置
Ｃｃ  ・・・本保持位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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