JPS6128303B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、血液分析装置などの自動分析装置に
順次被測定検体を供給するための自動試料供給装
置に関するものであり、狭いスペースを有効に使
用して多数の検体を効率よくかつ確実に供給する
ことができる自動試料供給装置を提供せんとする
ものである。

一般に、比較的粘度が高く沈殿が生じ易い血液
などの試料を分析装置に供給する場合には、試料
相互間の汚染を防止し、かつ十分に撹拌、震盪さ
れた試料を供給するために、分析装置本体と別個
に設けられた震盪装置を用いたり、または直接人
手によつて撹拌、震盪を行なつてから人手によつ
て分析装置の試料を供給している。このため、い
わゆる前処理のための人手を必要とし、分析のた
めの人手を省くことはできても完全な省力化とは
ならない現状にある。

従来、自動化学分析装置の試料供給装置として
は、多くの場合、円板状のローダの周縁に多数の
孔を設け、これらの孔に試料容器を載せて保持し
て、ローダを試料容器１個づつ回転させて試料吸
引用のパイプを上下に昇降させることによつて試
料を吸引、供給する方式が用いられている。上記
円板状のローダを用いる方式は、ローダの円周付
近に１列の孔があけられているだけであり、多検
体を同時に載せて保持させるためには、ローダの
円周を長くしなければならず、このため円板状ロ
ーダの直径を大きくするか、または試料容器の径
を小さくすることが考えられる。しかし円板状ロ
ーダの直径を大きくすると、スペースを広く取
り、かつローダの取扱いが不便になる。また試料
容器の径を小さくするにも限度がある。すなわち
試料吸引パイプが誤つて試料容器外へ飛び出すお
それがあり好ましくない。さらに試料吸引パイプ
を上下に昇降させる方式は、試料が通過する径路
が長くなるために、試料汚染、いわゆるコンタミ
ネーシヨンの点で不利であり、前回の試料を大量
に必要とするなどの欠点がある。

またスペースを有効に使用するための方法とし
て、複数個の試料容器を１列に載置、保持するよ
うにした直方体状の箱型ローダを前後左右に移動
させる方法や、鎖状に連結された試料容器収納容
器をランダムに配置して順次送る方法なども考え
られるが、両者とも平面を押したり、引張つたり
する力が必要であり、軸を中心にして回転させる
円板状のローダに比較して、駆動装置がやや複雑
でかつ大がかかりとなり、相当の駆動力が必要と
なるなど欠点がある。

また特開昭51−141691号公封に示されるよう
に、テーブル送り機構、テーブルスライド機構お
よび試験管昇降運動機構を備えた比色連続自動測
定装置が提案されている。しかしこの装置におい
ては、駆動はモータとカムを用いるものであり、
構造が複雑になり、また翼のついた吸引パイプを
固定して容器を震盪させるので、震盪装置が必要
であり、さらに容器有無検知装置がなく予め数を
記憶させておくようにしているので、確実性に欠
けるなどの問題点がある。

いずれにしても、円板状のローダが最も簡単で
あるが、面積当りの検体の収容能力が小さいとい
う欠点があり、試料の吸引方法や撹拌方法の問題
点とあわせて、粘度の高い試料を取り扱う血液分
析装置などに試料の自動供給装置を容易に用いる
ことができなかつた。

本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、試
料容器を複数列円形に保持するローダと、このロ
ーダを載せて固定するためのローダ載台に回転軸
の上部を固定し、ローダとローダ載台とをピンに
より取り付け、この回転軸の下部に送り歯車を固
定し、この送り歯車に噛合する送り爪をシリンダ
装置のピストンロツド先端に固定して、シリンダ
装置を駆動させることにより、送り歯車およびロ
ーダを間欠的に回転させるように構成したローダ
回転装置と、ローダおよび回転装置をシリンダ装
置により水平方向に試料容器１列分だけ移動させ
るローダ水平移動装置と、大径の中空状ロツド内
に小径のロツドを繰出し可能でかつ伸縮自在に挿
入してなる伸縮機構の小径ロツドの上端に試料容
器昇降用の頭部を固定し、この頭部に固定された
小径ロツドの下端に横断面が弧状のバネ材の上端
を固定し、かつこのバネ材の下端を巻取り用のス
プールに連結し、この巻取り用のスプールを歯車
機構を介して水平方向に設置されたシリンダ装置
に接続して、このシリンダ装置を作動させること
により、巻取り用のスプールを回動させてバネ材
を進退せしめ、所定の位置まで試料容器を上昇ま
たは下降させるように構成した試料容器昇降装置
と、試料容器が上昇したときに下端が試料内に位
置する試料吸引パイプを、回転または振動させて
試料を撹拌する試料撹拌吸引装置と、試料の入つ
た試料容器の位置を検知する試料容器検知装置と
で自動試料供給装置を構成することにより、従来
の装置と同じスペースで２倍以上の検体収容能力
があり、かつ比較的粘度の高い血液などの供給装
置として有効であるような自動試料供給装置の提
供を目的とするものである。

以下、本発明の構成を図面に示す実施態様に基
づいて説明する。本発明の自動試料供給装置は大
別して下記の５つの機能を有する装置に分けられ
る。すなわち(1)円板状ローダをローダ回転装置と
一体にシフトさけるためのローダ水平移動装置
（第１図〜第３図参照）、(2)円板状ローダを回転さ
せるためのローダ回転装置（第４図、第５図参
照）、(3)試料容器を昇降させるための試料容器昇
降装置（第１０図〜第１５図参照）、(4)試料吸引
パイプを回転させ血液などの試料を撹拌させるた
めの試料撹拌吸引装置（第１６図〜第１８図参
照）、(5)試料容器の有無を検知する機能を有する
装置（第６図〜第９図参照）の５つの装置を本発
明の自動試料供給装置は包含している。

本実施態様はローダの試料容器の配列を２重
（２列）にした場合について説明しているが、さ
らに多重（３列以上）にすることも可能である。
また本実施態様は自動血液分析装置に応用した場
合についての説明であり、100検体の試料を50検
体づつ外側および内側に載せられるようにし、ま
た試料容器として用いることの他に、日常の検査
で用いられている試験管を固定するための保持器
として用い、このために内径12〜15mmの容器が用
いられている。

本発明の自動試料供給装置は、試料容器１を載
せて保持するための円板状のローダ２、ローダ２
を固定するためのローダ載台３、ローダ載台３を
回転させるための回転軸４、回転軸４の下部に固
定された送り歯車５、送り歯車５の歯に噛合する
送り爪６、送り爪６をピストンロツド７の先端に
固定した回転用のシリンダ装置８、回転軸４を回
転自在に枢支するシフトベース１０、シフトベー
ス１０にピストンロツド１１の先端が固定された
シフト用のシリンダ装置１２、ローダ回転装置ご
とローダ２を横方向に移動させるためのシフト用
レール１３、ベース１４、試料容器昇降装置１
５、試料撹拌吸引装置１６、および発光部１７、
受光部１８からなる試料容器検知装置を包含して
いる。

第１図〜第３図に示すように、ローダ２は一例
としては直径30cm程度の合成樹脂製の円板で外周
付近に試料容器１を載せて保持するための孔が２
列に円形に設けてある。このローダ２はローダ載
台３への取付けおよびローダ載台３からの取外し
が可能なように、かつローダ２がローダ載台３と
連動して回転するように、ローダ２の下面に突出
するピン２０が設けられ、このピン２０をローダ
載台３の孔２１に嵌合するようになつている（第
４図参照）。ローダ２に設けられた脚２２はロー
ダ２をローダ載台３から取り外したときに自立さ
せるためのものである。ローダ載台３は回転軸４
の上部に固定されており、さらに回転軸４の下部
には送り歯車５が固定されていて、回転用シリン
ダ装置８のピストンロツド７の先端に固定された
送り爪６が前記送り歯車５に噛合して、シリンダ
装置８の動きにしたがい送り歯車５が１ピツチづ
つ送られて間欠的に回転するように構成されてい
る。回転軸４はシフトベース１０に回転可能に枢
支されている。また送り歯車５には第４図および
第５図に示すように、試料容器１と対応する位置
にサラ孔２３が穿設されており、このサラ孔２３
を検知する光学的手段、たとえば発光部２４およ
び受光部２５に連動して一時停止機構２６を作動
させる。この一時停止機構２６は、一例として圧
縮空気圧によつてピストン２７を作動させ、ボー
ル２８をサラ孔２３に押し付けるように構成され
ている。回転用シリンダ装置８が作動するとき
は、圧縮空気通路を閉としてピストン２７の復帰
バネでピストン２７を上昇せしめて、または圧縮
空気の代りに陰圧を付与してピストン２７を吸引
して上昇せしめて、一時停止機構２６を一時解除
する。このためローダ２は常に所定の位置に停止
すると同時に、ローダの回転時にはブレーキが外
されることになるので、回転用シリンダ装置８は
きらめて小型のもので十分である。

本実施態様においては、ローダ２には外側に50
個、、内側に50個の計100個の試料容器挿入用の孔
が設けられており、第１図に示すようにまず外側
の試料が順次測定され、50個に達すると、シフト
用シリンダ装置１２が作動してシフト用レール１
３上をシフトベース１０ごとローダ２を移動さ
せ、第２図に示す位置までシフトさせる。シフト
用シリンダ装置１２のピストン軸はシフトベース
１０に固定され、シフト用シリンダ装置１２の本
体側はベース１４上に固定されている。第２図に
示す位置で残りの内側の50個の試料が測定され
る。

つぎに試料容器昇降装置を第１０図〜第１５図
に基づいて説明する。３０は試料容器１の底部に
嵌合する頭部で、この頭部３０はシリコンゴムな
どの材質からなり大径のロツド内に小径のロツド
を繰出し可能でかつ伸縮自在に挿入してなる伸縮
機構の小径ロツドの上端に固定されている。第１
０図および第１１図は一例として大径ロツド３
１、中径ロツド３２、小径ロツド３３の３本のロ
ツドを組み合わせて、内側から順次移動するよう
に構成した場合を示している。中心部に位置する
小径ロツド３３の下端は、バネ材３４の上端に固
定されてる。バネ材３４としては一例として、巻
尺などに用いられる横断面が弧状のスチール製バ
ネ材、合成樹脂製バネ材などが用いられる。バネ
材３４は第１３図〜第１４図に示すバネ材収納ケ
ース３５にゼンマイ状に巻かれて収納される。な
お第１３図〜第１５図はいずれも構造を明確に表
わすためにバネ材が収納されていない状態を示し
ている。バネ材収納ケース３５には巻取り用のス
プール３６およびスプール駆動用の歯車３７が備
えられ、この歯車３７は平歯車３８に噛合し、こ
の平歯車３８の一端部はシリンダ装置４０に連結
されて、シリンダ装置４０を作動させることによ
りスプール３６が回動し、バネ材３４を進退させ
て所定の位置まで試料容器１を上昇または下降さ
せせるように構成している。このように上下の限
界がシリンダ装置４０の左右動の大きさで規制で
き、試料容器を容易に所定の位置で停止させるこ
とができる利点がある。なお回転式の駆動装置を
用いると上下の限界の規制は比較的面倒である。

つぎに試料撹拌吸引装置を第１６図〜第１８図
に基づいて説明する。本例においては従来のよう
に試料中に空気を吹込んだり、またはプロペラ状
に撹拌棒を挿入した撹拌するのではなく、試料吸
引パイプ４１を回転または振動させることによつ
て撹拌を行なう。試料吸引パイプ４１は耐薬品性
および耐摩耗性に優れたフツ素系樹脂などが用い
られ、自動分析装置本体の定量部などに接続され
ている。試料吸引パイプ４１の外側には第１８図
に示すように、試料吸引パイプ４１を保持する孔
が偏心した２重パイプ構造の外筒４２が設けられ
ている。すなわち試料吸引パイプ４１を外筒４２
内に偏心して挿入、保持している。外筒４２の上
部にはプーリ４３が固定され、このプーリ４３と
モータ４４の回転軸に連結されたプーリ４５とが
ベルト４６により接続されている。モータ４４を
作動させると、プーリ４３，４５が回転し、外筒
４２を回転せしめ、試料吸引パイプ４１を偏心し
て回転させる。プーリ４３の回転速度は2000〜
3000r.p.m.であり、粘度の高い血液などの試料で
も瞬時にして均一に撹拌することができる。また
試料吸引パイプ４１による撹拌であるので、試料
相互間の汚染も極度に減少できる。なお試料吸引
パイプ４１を偏心回転せしめる代りに、試料吸引
パイプを振動せしめるように構成することもあ
る。

つぎにローダ回転装置に付随する試料容器検知
装置について説明する。第１図、第２図、第６図
〜第９図に示すように、ローダ２の外側の列の試
料を測定中であつても、または内側の列の試料を
測定中であつても、同様に試料容器の有無を検知
可能なように、光路を鉛直面および水平面で斜め
方向に取り、同一条件で検知できるように構成し
ている。検知装置は発光部１７、受光部１８から
なる光学装置であり、これによつて誤つて空の測
定を行なうことを防止し、装置の作動を停止させ
たりまたは警報を発したりするように構成するこ
とができる。

本実施態様においてはローダの２列方式につい
て説明したが、さらに列を増加して多列方式とす
ることも可能である。

本発明の自動試料供給装置は上記のように、円
板状のローダに試料容器を複数列円形に並べ、ロ
ーダごと横方向にシリンダ装置により移動させる
ことによりローダ回転、試料容器昇降などの他の
機能を有効に行なわしめるものであるから、検体
当りの占有面積を小さくすることができる。また
試料容器を昇降させて試料吸引パイプへ持つて行
く方式であり、かつ試料吸引パイプ自体による撹
拌であるので、試料相互間の汚染が極力防止でき
る。さらに構成が比較的簡単であり、かつ動作が
確実であり、試料容器検知装置が設けられている
ので、空測定防止、作動停止などができ、また試
料容器検知装置により容器がない場合は次に移る
ので、検体番号とデータ順序（番号）とを一致さ
せることができるなどの効果を有しており、高粘
度の血液試料などを取扱うのに適している。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施態様を示すもので、第１図
はローダ水平移動装置を明確に表わした自動試料
供給装置の一部断面正面図、第２図はローダを水
平方向に試料容器１列分だけ移動させた状態を示
す自動試料供給装置の一部断面正面図、第３図は
自動試料供給装置の要部を示す底面図、第４図は
ローダ回転装置の一部断面説明図、第５図はロー
ダ回転装置の平面図、第６図は外側の試料容器を
検知している状態を示す平面説明図、第７図は同
側面説明図、第８図は内側の試料容器を検知して
いる状態を示す平面説明図、第９図は同側面説明
図、第１０図は試料容器が下降した状態を示す試
料容器昇降装置の断面図、第１１図は試料容器が
上昇した状態を示す試料容器昇降装置の断面図、
第１２図は試料容器と試料容器昇降用頭部との関
係を示す説明図、第１３図は試料容器昇降装置の
駆動部を示す正面図、第１４図は同平面図、第１
５図はバネ材収納ケースの斜視図、第１６図は試
料撹拌吸引装置の平面図、第１７図は同正面図、
第１８図は第１７図におけるＡ―Ａ線拡大断面図
である。 １……試料容器、２……ローダ、３……ローダ
載台、４……回転軸、５……送り歯車、６……送
り爪、８……回転用シリンダ装置、１０……シフ
トベース、、１２……シフト用シリンダ装置、１
３……シフト用レール、１４……ベース、１５…
…試料容器昇降装置、１６……試料撹拌吸引装
置、１７……発光部、１８……受光部、２４……
発光部、２５……受光部、２６……一時停止機
構、２７……ピストン、２８……ボール、３０…
…頭部、３４……バネ材、３５……バネ材収納ケ
ース、３６……スプール、３７……歯車、３８…
…平歯車、４０……シリンダ装置、４１……試料
吸引パイプ、４２……外筒、４３……プーリ、４
４……モータ、４５……プーリ、４６……ベル
ト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試料容器を複数列円形に保持するローダと、
   このローダを載せて固定するためのローダ載台に
   回転軸の上部を固定し、ローダとローダ載台とを
   ピンにより取り付け、この回転軸の下部に送り歯
   車を固定し、この送り歯車に噛合する送り爪をシ
   リンダ装置のピストンロツド先端に固定して、シ
   リンダ装置を駆動させることにより、送り歯車お
   よびローダを間欠的に回転させるように構成した
   ローダ回転装置と、ローダおよびローダ回転装置
   をシリンダ装置により水平方向に試料容器１列分
   だけ移動させるローダ水平移動装置と、大径の中
   空状ロツド内に小径のロツドを繰出し可能でかつ
   伸縮自在に挿入してなる伸縮機構の小径ロツドの
   上端に試料容器昇降用の頭部を固定し、この頭部
   に固定された小径ロツドの下端に横断面が弧状の
   バネ材の上端を固定し、かつこのバネ材の下端を
   巻取り用のスプールに連結し、この巻取り用のス
   プールを歯車機構を介して水平方向に設置された
   シリンダ装置に接続して、このシリンダ装置を作
   動させることにより、巻取り用のスプールを回動
   させてバネ材を進退せしめ、所定の位置まで試料
   容器を上昇または下降させるように構成した試料
   容器昇降装置と、試料容器が上昇したときに下端
   が試料内に位置する試料吸引パイプを、回転また
   は振動させて試料を撹拌する試料撹拌吸引装置
   と、試料の入つた試料容器の位置を検知する試料
   容器検知装置とからなることを特徴とする自動試
   料供給装置。