自動保管装置

【課題】取出す試料容器の数を任意に設定できることと、保管部内の整理が自動的に出来ることと、大量の試料容器を迅速に収納することである。
【解決手段】複数の試料容器を収納できるラックを複数個収納する棚を２列に配置し、棚の間にラックを出入れする手段と、試料容器を取出し他のラックに詰替えることのできるピッカーを備えた搬送部が上下左右に移動可能に配置されており、本体側面には棚に直接ラックを収納するための扉を設けた。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、医学、薬学、農学、臨床、生物学等バイオ技術に関連するさまざまな分野で、血液、酵素、遺伝子、化合物、試薬など大量の有用な試料を入れた試料容器を保管管理するとともに、試料容器を自動的に出し入れできる自動保管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医学、薬学、農学、臨床、生物学等バイオ技術に関連するさまざまな分野の技術革新に伴い、迅速にかつ数多くの試料を扱う作業が増加し、それら試料を保管管理をすることが重要視されてきている。これらの作業を自動化する装置として図６、７に示すものがある。図６は従来技術の上面図、図７は従来技術の正面図である。この装置は、試料容器１をラック２に入れ保管する保管部３と、保管部３よりラック２を取り出す搬送部４、ラック２から必要な試料容器１を取り出す詰替部５から構成されている。各部は任意に配置され、時には部屋全体に及ぶこともある。
【０００３】
これら３つの部分が制御部６からの指令により動作し、保管部３にある試料容器１を受取ラック７まで移動したり、逆の工程をたどって試料容器１を保管部３に収納したりする。
制御部６に取出したい試料容器１を指定すると、保管部３内におけるラック２および試料容器１の位置情報をもとに、保管部３が必要なラック２を搬送部４が取り出せる位置に回転移動する。搬送部４はラック２を保管部３より取だし詰替部５にラック２を移動する。詰替部５のピッカー８はラック２から必要な試料容器１のみを取出す。その後ラック２は搬送部４により保管部３に戻される。この操作を必要試料数分繰り返し作業は完了する。また、試料容器１を収納する場合はこの逆の工程をたどる。
【０００４】
保管部３の手段としては自動回転棚が用いられている。搬送部４の手段としてはアームロボットやベルトコンベアなどが用いられる。詰替部５は主にピッカー８と呼ばれる試料容器１を摘み上げて受取ラック７へ移動する機構が使われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような自動機において一回の作業で取り出せる試料容器の数は、受取ラック７の容量に限定されてしまう。また、受取ラック７を複数個使用できるようにする事で数を増やすことが出来るが、通常は受取ラック７を保管する保管部のスペースに限定されてしまう。さらに受取ラック７の個数を柔軟に対応しようとするとロボットにより受取ラック７を自動的に供給することも考えられるが大規模な設備となってしまい実用的ではない。
【０００６】
また、何回も使用しているうちに保管部３の試料容器１が各ラック２に散在するようになり必要以上のラック２を使用することになるため整理が必要となる。その手段としては保管部３内の全ての試料容器を手作業で詰め替えることが考えられるが保管管理のデータが破壊されてしまう。
【０００７】
また、試料容器１の詰替えを自動的に行うとすると、保管部３が必要なラック２を搬送部４が取出せる位置に回転移動する。搬送部４はラック２を保管部３より取出し詰替部５にラック２を移動する。詰替部５のピッカー８はラック２から試料容器１を一度受取ラック７に移動し、改めて他のラック２を保管部３より詰替部５に移動させて詰替えるという大変複雑な工程が必要となり現実的ではない。
【０００８】
さらに、数少ない試料容器を保管装置に収納する場合は、前述した方法で１本ずつ収納すればよいが、初期のセッティングなど一度に大量の試料容器を収納するときは膨大な時間を要してしまう。
このようなことから、本発明が解決しようとする課題は
（１）　取り出す試料容器の数を任意に設定できること。
（２）　保管部内の整理が自動的にできること。
（３）　大量の試料容器を迅速に収納できること。
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、３部分に独立している保管部、搬送部、詰替部を、保管部の棚を２列に配置し、棚の間に搬送部と、詰替部を配置して一体化することで達成できる。
さらに、温度管理が必要な試料の場合、装置内の温度を調整する手段を搭載することで試料の温度管理が出来る。また、温度調整をする手段を搭載しなくとも装置内外の温度差が生じない外装にして温度管理が出来る環境におくことで試料の温度管理が出来る。
また、ラック引き出し機構を複数個持つことと保管部内のラックに直接アクセスする事が出来る扉を設けることで解決できる。
さらに、扉内壁棚を設けることで反対側の扉にもアクセスできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜５に本発明の実施例を示す。
本装置の本体は、箱型形状の外観を有し、本体内側側面Ｃおよび側面Ｄには試料容器１を起立保持するためのラック２を、多数収納するための棚Ａ９と棚Ｂ１０とがそれぞれ設置され、その内の棚Ａ９は、図２に示すように側面Ｃに設けられた左扉１３、右扉１４上に設けられている。
棚Ａ９と棚Ｂ１０との間には本装置内を上下左右移動することのできる移動装置を有した搬送部４が設けられている。
【００１１】
この搬送部４には、図３に示すように棚Ａ９および棚Ｂ１０のどちらからもラック２を取出すことのできる２つのラック引出機構Ａ１１とラック引出機構Ｂ１２とを備え、且つラック引出し機構によって引出されたラック２に収納されている試料容器１を、受取ラック１１に詰替えるための搬送部４上を前後左右に移動可能なピッカー８ら構成されている詰替部５が搭載されている。
なお、ピッカー８は、ハンドアームと呼ばれる試料容器１を掴むための部材が複数本開閉自在に設けてあり、この部材を使って試料容器１を掴むことができる。装置の動作制御、試料容器１よびラック２棚内の位置情報はすべて制御部６によって管理されている。
【００１２】
本装置の形態による試料容器１およびラック２の位置情報の入力方法について説明する。
試料容器１の容器底には予めバーコードが取付けられており、ラック２に保持されたまま図示されていないバーコードリーダで試料容器１各々の情報と、ラック２のどの位置に各々の試料容器１が収納されているかを読込み、制御部６内の図示されていない記憶装置に記憶する。また、ラック２の側面にもバーコードが取付けられて要るので、ラック２のバーコードのデータを図示していないバーコードリーダを使って読込み制御部６内の図示されていない記憶装置に記憶しておく。
【００１３】
ラック２毎の試料容器１の情報を記憶した後、ラック２を左扉１３、右扉１４をあけ、棚Ａ９、棚Ｂ１０の任意の位置にセットしていく。左扉１３、右扉１４に棚Ａ９を設けてあるので扉を開けることで奥の棚Ｂ１０にも直接収納することができる。
ラック２を棚Ａ９、棚Ｂ１０に入れ終ったら左扉１３、右扉１４を閉め、搬送部４に取付てあるバーコードリーダ１５で本装置内の全てのラック２の側面にあるバーコードのデータを読み取り、本装置内の棚Ａ９および棚Ｂ１０のどの位置に、どのラック２が収納されているか、制御部６内の図示されていない記憶装置に記憶させる。こうすることにより、試料容器１およびラック２の棚内の位置情報は全て制御部６によって管理することができ、また、任意の位置にラック２をセットすることができるので、大量の試料容器を迅速に格納することができる。
【００１４】
試料容器１回収する為の受取ラック７も同様にバーコードを取付けておき、棚Ａ９および棚Ｂ１０の任意の位置にセットしておき、搬送部４に取付けてあるバーコードリーダ１５でデータを読み取り、制御部６内の図示されていない記憶装置に記憶させる。
この様な構成にすることにより、受取ラック７の収納位置と受取ラック７の数量を任意に設定することができる。本実施例では受取ラック７に取付けたバーコードによって、受取ラックの位置と個数を把握しているが、他の方法として制御部６に直接受取ラック７の位置と数量の情報を入力することも可能である。
【００１５】
次に、本実施例の試料容器１の取出方法について説明する。
初めに、制御部６に接続されている図示されていない入力装置を使って、取出したい試料容器のデータを入力する。（Ｓ１）
情報の入力が終了したらスタートさせる。（Ｓ２）
搬送部４は移動装置により本装置内に設置されている空の受取ラック７（空ラック）の前に移動し、ラック引出機構Ｂ１２を使って受取ラック７を搬送機４上に引出す。（Ｓ３）
ラックの引出し方は、搬送機４が目的のラックの前まで移動し、ラック引出機構部の図示していないスライドアームがスライドし、スライドアームがラックの下に入り込む。次に、スライドアームが僅かに上方に移動し、ラックを棚から僅かに浮かす。ラックが浮いたら、スライドアームをスライドさせ、ラックを搬送部４に引出すことができる。
また、上記した方法以外にスライドアームにラックを引出す為の爪を設けることにより、ラックを持上げることなく、棚上をスライドすることもできる。
受取ラック７を搬送機４上に引出したら、搬送機４は移動装置により取出すよう指示された試料容器１が入っているラック２の前に移動する。（Ｓ４）
目的のラック２までの移動が終了すると、搬送部４に設けてあるもう一つのラック引出機構Ａ１１を使ってラック２を搬送機４上まで引出す。（Ｓ５）
ピッカー８は制御部６の指示により指定された試料容器１をつかみラック２から取出し、受取ラック７に移しかえる。（Ｓ６）
移し変えが完了すると、ラック引出機構Ａ１１が引出したラック２を元の棚に戻す（Ｓ７）
尚、取出す試料容器１が複数ある場合は、（Ｓ４）からの動作を繰返す（Ｓ８）指示された試料容器１の数が多く一つの受取ラック７では収納しきれない場合は、いっぱいになった、受取ラックを元の棚に戻し、新たに空の受取ラック７を搬送機４上に移し替え、（Ｓ４）からの動作を繰返す。（Ｓ９）
指示された全ての試料容器１がそろったら、搬送機４上の受取ラック７を元の棚の位置に戻す。（Ｓ１０）
また、本実施例のように構成することにより、図８に記載したように試料容器１をラック２から他のラック２に載せかえることができる。
図５に示すように、詰替えを行いたい２つのラック２をラック引出機構Ａ１１とラック引出機構Ｂ１２を使って、搬送部４上に引出し、片方のラック２にピッカー８を使って試料容器１を載せ替える。
載せ替えが終わったら、引出されたラック２は元の位置に戻される。（なお、空になったラック２は、図示されていないラック回収部に回収されるようにしても良い。また、受取ラックとして使用しても良い。）
また、図９に記載したように、一つのラック２内で、散在した状態で収納されていたものを、ラック引出機構を使って、搬送部４上に引出しピッカー８を使って整頓することもでき、本装置内のスペースを有効に利用することができ、従来の装置より小型化が可能となる。
【００１６】
また、本装置では少量の試料容器１を収納することもできる。受取ラック７に保管したい試料容器１を入れ、図示しないバーコードリーダで試料容器１の情報を読込んだのち、本装置内の受取ラック置場に前記ラック２を置く。次に、制御部６に少量の試料容器１を保管することを入力する。搬送部４に設けてあるラック引出機構Ｂ１２が受取ラック置場に置いてある受取ラック７を搬送部４上に引出す。制御部６は、本装置内の個々のラック２の試料容器１の収納状態を把握しているので、搬送部４は試料容器１を収納するスペースが有るラック２まで移動し、棚Ａ３又は棚Ｂ４に収納されているラック２をラック引出し機構Ａ１１を使って搬送部４上まで引出す。ラック２を引出したらピッカー８により、試料容器１を受取ラック７からラック２に移し変える。尚、上記動作は、ラック引出機構Ａ１１およびラック引出機構Ｂ１２の関係が逆になっても同様の動作が行える。以上のことから、本装置内のスペースを有効に利用することができ、従来の装置より小型化が可能となる。
【００１７】
上記のような構成にすることにより、図６に示すような従来技術の回転式の保管部程度の大大きさになる。
また、詰替部６が棚の間を移動し必要なラック２の位置で試料容器１を受取ラック１１に詰替えられるので、試料容器１の取出しのたびにラック２を詰替部６まで移動しなければならない従来技術にくらべ短時間で試料容器の詰替えが行える。
【００１８】
また、温度管理が必要な試料の場合には装置内に温度調整手段を搭載することで温度管理が出来る。
また、外装部１７および左扉１３、右扉１４をパンチメタルのような通気性のあるものにすれば、温度調整の出来る部屋（例えば恒温室）に入れることで試料容器１の温度管理ができ、既存の温度調整の出来る部屋に入れることで新たに自動保管装置のためのスペースを確保しなくてもすむ。
【００１９】
また、移動可能手段であるキャスター２０を取り付けることで、必要に応じて移動することが出来利便性が高い。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を得ることができる。
（１）保管部に扉をもうけ直接棚にセットできるようにしたことと、ラック引き出し機構を２搭載したことで保管用の棚を受け取りラック置き場として使用できるようになり取り出す試料容器の本数を任意に指定できる。
（２）引き出し機構を２つ搭載したのでラック間での試料容器の詰替えが可能になり保管部内で散在する試料容器を必要最小限のラックにまとめることが出来る。
（３）扉内壁に棚を設けたので奥側の棚にもアクセスできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は本発明の正面図である。
【図２】は本発明の上面断面図である。
【図３】は本発明の搬送部側面面図である。
【図４】は本発明のラックから受け取りラックへ詰め替える時の上面断面図である。
【図５】は本発明のラックからラックに詰め替える時の上面断面図である。
【図６】は従来技術の上面図である。
【図７】は従来技術の正面図である。
【図８】は本実施例のステップ図
【図９】は２つのラックに散在した試料容器を１つにまとめる、モデル図
【図１０】は散在した試料容器を整頓するモデル図
【符号の説明】
１は試料容器、２はラック、３は保管部、４は搬送部、５は詰替部、６は制御部、７は受取ラック、８はピッカー、９は棚Ａ、１０は棚Ｂ、１１は引出し機構Ａ、１２は引出し機構Ｂ、１３は左扉、１４右扉、１５はバーコードリーダ、１６は受け取りラック置場、１７は外装部、２０はキャスターである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の試料容器を収納できるラックを複数個収納する棚を２列に配置し、棚の間に配置され両方の棚からラックを出入れする手段を有するとともに、引出したラックを搬送する搬送手段と、搬送手段上に位置しラックから試料容器を取出し他のラックに移動する詰替手段と、棚に直接ラックを収納するための扉を有しこれら全てを内蔵する外装部と、該搬送手段と該詰替手段の動作および棚内におけるラックおよび試料の位置情報を管理する制御手段を有することを特徴とする自動保管装置。
【請求項２】
請求項１において、扉の内側に棚が設けてあることを特徴とする自動保管装置。
【請求項３】
請求項１において、ラックを出入れする手段を複数有していることを特徴とする自動保管装置。
【請求項４】
請求項１において、試料容器回収用ラックの位置と数量を本体内に自由に設定することができる自動保管装置。
【請求項５】
請求項１において、搬送手段上に設けられている、ラックを出入れする手段を複数設けたことを特徴とする自動保管装置
【請求項６】
請求項１において、装置が装置内の温度調整手段を有することを特徴とする自動保管装置。
【請求項７】
請求項１において、装置の外装が装置の内部と外部の温度差が生じない構造になっていることを特徴とする自動保管装置。

【図１】