(57)【要約】【課題】様々な形状の試料を確実に把持して搬送する。【解決手段】略水平で互いに平行に延伸する一対のアーム１１、１２の一方の先端に内方がＶ字状である非揺動把持部１３を設け、他方の先端には鉛直方向の軸を中心に揺動自在の揺動把持部１５を設ける。試料を挟持するために両把持部１３、１５の間隔を狭めると、試料は非揺動把持部１３の把持部材１４のＶ字状凹部に押し付けられ、揺動把持部１５では把持部材１６の内方のＶ字状凹部に面した試料の断面外縁形状に応じて、把持部材１６は軸を中心に適度に回動し、２つの接点を確実に確保することができる。これにより、両側で合わせて３点以上の接点を確保することができ、試料の把持ミスを抑制することができる。【選択図】図１
0003131999.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
固体試料又は試料容器を把持して搬送する試料搬送装置において、
互いに対向して配置され、内方にＶ字状の凹部を有する一対の把持部と、
前記一対の把持部が互いに近接する方向及び離間する方向に該把持部の少なくとも一方を移動させる移動手段と、
を備え、前記把持部の少なくとも一方は、その把持部のＶ字状凹部の向きが変化するように揺動可能であることを特徴とする試料搬送装置。
【請求項２】
前記揺動可能である把持部は２つの付勢体により互いに対向する回動方向に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の試料搬送装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、液体試料などが収容された試料容器や固体試料を把持して搬送する試料搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光分光分析装置では、一般に、金属又は非金属である固体試料にアーク放電やスパーク放電などによりエネルギーを与えることによって該試料を蒸発気化及び励起発光させ、その発光光を分光器に導入して各元素に特有な波長を有するスペクトル線を取り出して検出する。特に励起源としてスパーク放電を利用する発光分光分析装置は、精度の高い分析が可能であるため、例えば鉄鋼材や非鉄金属材などの生産工場等において、生産された金属体中の組成分析を行うために広く利用されている。
【０００３】
このような分析現場における一般的な分析手順は、以下の通りである（例えば特許文献１など参照）。
（１）所定形状に加工した試料の分析面を研磨等により平滑化する。
（２）分析面の所定部位がスパーク放電位置に来るように試料を発光分光分析装置のステージ上にセットする。
（３）１回目の分析を実行する。
（４） 同一試料の同一分析面内の他の部位がスパーク放電位置に来るように試料をセットし直す。
（５）２回目の分析を実行する。
（６）１回目の分析結果と２回目の分析結果とを比較し、その差が所定範囲以内に収まっている場合には両者の平均値を算出し、その値を同試料に対する分析結果とする。一方、２回の分析結果の差が所定範囲を逸脱している場合には、さらに試料をセットし直して他の部位の分析を実行する。
【０００４】
上記手順の（１）の作業は前処理装置で実行され、処理済みの試料が試料搬送装置により発光分光分析装置のステージ上に移送される。試料搬送装置としては、例えば特許文献２に開示されているような、ロボットアームの先端に試料を把持する把持機構を備えるハンドリングロボットが利用されている。図６は従来の把持機構１００を示す概略構成図である。この把持機構１００は、互いに平行に延伸し、図示しないエアシリンダ等により近接する方向及び離間する方向に移動される一対のアーム１０１、１０２の先端に、内方にＶ字状凹部を有する把持部１１１、１１２が設けられた構造であって、この両側の把持部１１１、１１２の間に試料を挟持するようになっている。
【０００５】
把持対象の試料の断面が正円に近い円形状である場合には、上記把持機構１００で試料Ｓを挟持すると、図７（ａ）に示すように、把持部１１１、１１２は試料Ｓと４つの接点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４で接することになり、確実な把持が可能である。なお、本明細書でいうところの「接点」は上面視での「点」であって、例えば図７（ａ）の紙面に直交する方向に接触部位が伸びているものも「接点」という。
【０００６】
ところが、発光分析用の試料には、円柱状のほか、円錐状、円盤状、ペンネ状など様々な形状のものがある。また、それら試料は鋳型に溶融物を流し込んで作製される鋳物であるため、鋳型が摩耗する等によって鋳肌が凹凸状になったり鋳型の合わせ目がずれたりすることにより、試料断面の外縁が必ずしも円形状とはならない場合がある。そうした場合、把持部１１１、１１２で試料を挟持したときに、例えば図７（ｂ）に示すように把持部１１１、１１２と試料Ｓ１との接点が３点になったり、或いは、最悪の場合、図７（ｃ）に示すように把持部１１１、１１２と試料Ｓ２との接点が２点しか得られないことがある。このように、接点が２点になると、その２点を支点として試料が回転する等の把持ミスが発生するおそれがある。
【０００７】
上記のように仮に２点しか接点を得られないような場合であっても試料が回転しないようにするために、把持部１１１、１１２を金属でなく滑りにくい硬質ゴムで形成した例もある。しかしながら、こうした構造では耐久性や耐熱性の点で問題があるため、把持部１１１、１１２はステンレス等の高い耐久性、耐熱性を有する金属から形成するのが好ましい。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２６６６７４号公報
【特許文献２】特開平８−２８４３２号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
本考案は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、様々な形状の試料を確実に把持して搬送することができるようにした試料搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために成された本考案は、固体試料又は試料容器を把持して搬送する試料搬送装置において、
互いに対向して配置され、内方にＶ字状の凹部を有する一対の把持部と、
前記一対の把持部が互いに近接する方向及び離間する方向に該把持部の少なくとも一方を移動させる移動手段と、
を備え、前記把持部の少なくとも一方は、その把持部のＶ字状凹部の向きが変化するように揺動可能であることを特徴としている。
【００１１】
本考案に係る試料搬送装置において、試料を把持する際に移動手段により両把持部が互いに近接する方向に一方又は両方の把持部が移動される。すると、揺動自在の把持部は試料の断面外縁形状に沿って適度に揺動するため、その試料の断面外縁形状が正円状でなくてもＶ字状凹部の頂部を挟んだ両側の部分に試料が接触し易くなる。これにより、一方の把持部で２つの接点をほぼ確実に確保することができるので、両側の把持部で合計して３つ以上の接点を確保することができる。
【考案の効果】
【００１２】
このように本考案に係る試料搬送装置によれば、様々な形状の固体試料や試料容器に対しほぼ確実に３点以上の接点を以て把持が可能であるので、把持中に試料が回転してしまったり脱落してしまったりする等の把持ミスを抑制することができる。それによって、試料を確実に搬送することが可能となる。
【００１３】
なお、本考案の試料搬送装置では、前記揺動可能である把持部は２つの付勢体により互いに対向する回動方向に付勢されている構成とするとよい。
【００１４】
この構成によれば、付勢体による付勢力によって揺動可能な把持部のＶ字状凹部が試料に密着し易くなり、把持の確実性を高めることができる。また、試料の把持を解除すると両方の付勢力の釣り合いによって、把持部は元の位置（姿勢）に復帰する。これにより、試料の把持動作開始時には常に把持部の姿勢を同じ状態にすることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本考案に係る試料搬送装置の一実施例について図面を参照して説明する。図４は本実施例の試料搬送装置を利用した発光分光分析システムの概略構成図である。
【００１６】
試料前処理装置１は鉄又は非鉄金属などの試料Ｓの分析面を研磨処理するものであり、ここで研磨処理された試料Ｓは試料保持台２上に用意される。本考案に係る試料搬送装置に相当するハンドリングロボット３は伸縮自在のロボットアーム３１が軸３２を中心に回動自在の構造を有しており、ロボットアーム３１の先端に設けられた把持機構１０が試料Ｓを把持し、該試料Ｓを試料保持台２上から発光分光分析装置４の試料ステージ６上まで搬送する。
【００１７】
試料ステージ６上にあって、試料Ｓはスパーク発生部５によるスパーク放電によってアルゴンガス雰囲気中で励起発光する。この発光光は例えばパッシェンルンゲ形の分光器７に導入され、試料Ｓに含まれる元素特有の波長を有するスペクトル線毎に分離されて光電子増倍管などの検出器８に到達する。検出器８による検出信号は積分器、Ａ／Ｄ変換器などを含んで構成されるデータ処理部９に入力され、検出信号を基に各元素に対する定量分析などが実行される。
【００１８】
次に、本考案に特徴的な把持機構１０の構造について、図１〜図３により詳述する。図１は把持機構１０の上面平面図、図２は把持機構１０の側面平面図、図３は図１中のＡ部の拡大図（ａ）及びＢ−Ｂ矢視線断面図（ｂ）である。
【００１９】
ロボットアーム３１の先端下面に取り付けられた把持機構１０は、略水平で互いに平行に延伸する一対のアーム１１、１２を含み、該アーム１１、１２は水平方向にロッドを進出又は後退させるエアシリンダ２２により、互いに近接する又は離間するように駆動される。一方のアーム１１の先端には、内方に上面視でＶ字状凹部を有する把持部材１４がネジにより固定されることで非揺動把持部１３を構成している。この非揺動把持部１３の把持部材１４はアーム１１に対して位置が変わらないように固定されているという点で、従来の把持部１１１、１１２と同じである。これに対し、他方のアーム１２の先端には従来とは異なる揺動把持部１５が設けられている。
【００２０】
この揺動把持部１５は、非揺動把持部１３に向いた内方にＶ字状凹部が形成され、上下方向に所定間隔離れて配設された２枚の把持片部１６ｂ、１６ｃと、外方に延出した支持片部１６ａとを有する把持部材１６を含む。アーム１２の上面には、把持部材１６の支持片部１６ａの幅よりも広い凹部１２ａが形成されている。把持部材１６の支持片部１６ａを凹部１２ａ内に配置させ、円環状のカラー２０を介して鉛直方向に延伸するようにネジ１７をアーム１２に螺設することにより、把持部材１６をアーム１２に装着する。カラー２０は例えば潤滑性の良好な樹脂から成るものである。また、アーム１１、１２、把持部材１４、１６などはステンレスなどの防錆性に富んだ金属から形成される。
【００２１】
上記構成により、ネジ１７の中心軸でもある鉛直方向に延伸する軸Ｐを中心に把持部材１６は所定角度範囲で回動自在となっている。また、把持部材１６は、アーム１２の内壁面に形成された２つの嵌入孔１２ｂにそれぞれ挿入されることで保持されるバネ１８、１９によって、互いに反対方向（押し合う方向）に付勢されている。これにより、外部から把持部材１６に力が加わらない状態では、２つのバネ１８、１９の付勢の釣り合いによって把持部材１６はその回動可能範囲の略中央、つまり、非揺動把持部１３の把持部材１４とほぼ線対称である状態に維持される。
【００２２】
なお、非揺動把持部１３の把持部材１４も把持部材１６と同様に、上下方向に所定間隔離れて配設された２枚の把持片部を有している。
【００２３】
上記構造の把持機構１０により試料Ｓを把持する際には、従来と同様に、非揺動把持部１３と揺動把持部１５との離間間隔を例えば最大限に広げた状態で両把持部１４、１５の間に試料Ｓが位置するようにロボットアーム３１を動作させる。そして、エアシリンダ２２により非揺動把持部１３と揺動把持部１５との間隔を狭めるようにアーム１１、１２を移動させると、試料Ｓは両把持部材１４、１６の間に挟まれる。このとき、試料Ｓは揺動しない把持部材１４の把持片部に押し付けられるが、反対側の揺動把持部１５の把持部材１６は軸Ｐを中心に回動可能であるため、該把持部材１６に面する側の試料Ｓの外形形状に応じて適度に回動する。それによって、その部分の試料Ｓの断面外形形状が円弧状でなくても、把持部材１６と試料Ｓとは１点でなく２点で接触し易くなる。非揺動把持部１３の側では把持部材１４を試料Ｓとが１点でしか接触しない場合もあるが、両把持部材１４、１６で合わせて少なくとも３つの接点を得ることができる。
【００２４】
図５は、図７（ｃ）で示したように従来の装置では２点の接点しか得ることができなかった試料Ｓ２を本実施例の装置で把持した状態を示す図である。把持部材１６が軸Ｐを中心に時計回り方向に少し回動することで試料Ｓ２と把持部材１６との間で２つの接点が得られるようになり、合計では３つの接点が確保されることになる。このように３つの接点を確保することにより、２点の接点しか得られない場合に起こり得る、試料の回転等の把持ミスを防止することができる。
【００２５】
また、非揺動把持部１３と揺動把持部１５との間隔を広げるようにアーム１１、１２を移動させることで試料の把持を解除した場合には、バネ１８、１９の付勢力により把持部材１６は元の状態に復帰するから、次に試料を把持する際には把持部材１４、１６が常に同じ姿勢となるようにすることができる。
【００２６】
なお、上記実施例は一例であって、本考案の趣旨の範囲で適宜変更や修正を行っても本願実用新案登録請求の範囲に包含されることは明かである。例えば、上記実施例では、把持部材１４、１６は２枚の把持片部を有していたが、その間の隙間が充填されたブロック状の構造体でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本考案の一実施例である試料搬送装置の把持機構の上面平面図。
【図２】本実施例である試料搬送装置の把持機構の側面平面図。
【図３】図１中のＡ部の拡大図（ａ）及びＢ−Ｂ矢視線断面図（ｂ）。
【図４】本実施例の試料搬送装置を利用した発光分光分析システムの概略構成図。
【図５】本実施例の試料搬送装置で試料を把持した状態の一例を示す概略上面図。
【図６】従来の試料搬送装置の把持機構の概略構成を示す図。
【図７】従来の試料搬送装置で試料を把持した状態を示す概略上面図。
【符号の説明】
【００２８】
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２…試料
３…ハンドリングロボット
３１…ロボットアーム
３２…軸
１０…把持機構
１１、１２…アーム
１２ａ…凹部
１２ｂ…嵌入孔
１３…非揺動把持部
１４…把持部材
１５…揺動把持部
１６…把持部材
１６ａ…支持片部
１６ｂ、１６ｃ…把持片部
１７…ネジ
１８、１９…バネ
２０…カラー
２２…エアシリンダ
【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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