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特許7325184搬送装置、およびそれを備えた検体分析システム、検体前処理装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-03
(45)【発行日】2023-08-14
(54)【発明の名称】搬送装置、およびそれを備えた検体分析システム、検体前処理装置
(51)【国際特許分類】
G01N 35/04 20060101AFI20230804BHJP
B65G 54/02 20060101ALI20230804BHJP
【ＦＩ】
G01N35/04 G
B65G54/02
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2018244154
(22)【出願日】2018-12-27
(65)【公開番号】P2020106354
(43)【公開日】2020-07-09
【審査請求日】2021-09-28
(73)【特許権者】
【識別番号】501387839
【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク
(74)【代理人】
【識別番号】110001829
【氏名又は名称】弁理士法人開知
(72)【発明者】
【氏名】青山 康明
(72)【発明者】
【氏名】小林 啓之
(72)【発明者】
【氏名】金子 悟
(72)【発明者】
【氏名】玉腰 武司
(72)【発明者】
【氏名】星 遼佑
(72)【発明者】
【氏名】神原 克宏
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 洋
(72)【発明者】
【氏名】鬼澤 邦昭
【審査官】松岡 智也
(56)【参考文献】
【文献】特開平０５－１５３７０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１７１６６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０７７９７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１０２１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】MURAKAMI Shohji et al.，"Encoderless Servo Drive With Adequately Designed IPMSM for Pulse-Voltage-Injection-Based Position D，IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS，2012年，VOL.48, NO.6，PP.1922-1930
【文献】牧野 省吾，”磁石使用量を削減した長ストローク用リニア同期モータに関する研究”，[online]，長崎大学学術研究成果リポジトリ，2018年03月20日，インターネット＜ＵＲＬ：http://hdl.handle.net/10069/39060＞
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ７／０２－７／０２５， ２５／０３２－２５／０３４， ２５／０６－２５／０６６，
Ｂ６５Ｇ５４／０２，
Ｇ０１Ｎ３５／００－３７／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被搬送物側に設けられた第１磁性体と、第２磁性体からなるコア、および前記コアの外周に巻かれた巻線を有する２つ以上の磁気回路と、
前記磁気回路に１対１で設けられており、前記巻線に電流を供給する２つ以上の駆動回路と、
前記巻線に流れる電流値を検出する２つ以上の電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された電流値を基に、前記第１磁性体の位置を演算し、演算した前記第１磁性体の位置情報を基に前記駆動回路から前記巻線に供給する電流を制御する演算部と、を備え、
前記電流検出部は、前記巻線に接続された抵抗であり、
前記演算部は、
少なくとも２つ以上の異なる周波数のパルス電圧を印加させるよう前記駆動回路を制御し、前記抵抗の電圧値から電流を検出するものであり、
前記駆動回路が印加する前記パルス電圧のうち前記第１磁性体の位置を演算するために印加するパルス電圧の大きさを、前記駆動回路が印加する前記パルス電圧のうち前記第１磁性体の駆動に用いる電圧以下の大きさとして、
前記第１磁性体の位置を演算するために印加するパルス電圧によって生じる電流波形から求まるインダクタンスと前記被搬送物から前記磁気回路までの距離との関係を定める関係式及び前記電流波形から求まるインダクタンスと前記距離との関係を定めるテーブルデータのうちいずれか一方以上を予め記憶しておき、
各々の前記磁気回路において前記電流波形からインダクタンスを検出し、隣り合う前記巻線のインダクタンスの差分、各々の前記巻線のインダクタンスの傾きおよびその値のうちいずれか一つ以上と前記インダクタンスと前記距離との関係を定める前記関係式及び前記テーブルデータのうちいずれか一方以上とから前記第１磁性体の位置を演算する
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項2】
請求項１に記載の搬送装置において、前記演算部は、前記電流波形の立ち上がり時間から前記第１磁性体の位置を演算する
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項3】
請求項１に記載の搬送装置において、前記駆動回路が印加する周波数の異なる前記パルス電圧のうち、周波数が最も高いパルス電圧の周波数を、最も低いパルス電圧の周波数の５倍以上とする
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項4】
請求項１に記載の搬送装置において、前記演算部は、正負のパルス電圧を印加するよう前記駆動回路を制御する
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項5】
請求項１に記載の搬送装置において、前記駆動回路が印加する前記パルス電圧のうち、前記第１磁性体の位置を演算するために印加するパルス電圧の周波数を１００００Ｈｚ以下とする
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項6】
請求項５に記載の搬送装置において、前記第１磁性体の位置を演算するために印加するパルス電圧の周波数を１００Ｈｚ以上とする
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項7】
請求項１に記載の搬送装置において、前記演算部は、隣り合う２つの前記コアに巻かれた前記巻線に対してパルス電圧を印加した際の電流値を用いて前記第１磁性体の位置を演算する
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項8】
請求項１に記載の搬送装置において、前記第１磁性体と前記コアとのギャップが１０ｍｍ以下である
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項9】
請求項１に記載の搬送装置において、前記巻線の巻き数が１００ターン以上である
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項10】
請求項１に記載の搬送装置において、前記第１磁性体は、永久磁石である
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項11】
請求項１に記載の搬送装置を備えたことを特徴とする検体分析システム。
【請求項12】
請求項１に記載の搬送装置を備えたことを特徴とする検体前処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば血液や尿などの生体試料（以下検体と記載）の分析を行う検体分析システムや分析に必要な前処理を行う検体前処理装置に好適な搬送装置、およびそれを備えた検体分析システムや検体前処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
非常に柔軟であり高い搬送性能を与える、研究室試料配送システムおよび対応する動作方法の一例として、特許文献１には、いくつかの容器キャリアであって、各々が少なくとも１つの磁気的活性デバイス、好ましくは少なくとも１つの永久磁石を備え、試料容器を運ぶように適合された容器キャリアと、容器キャリアを運ぶように適合された搬送平面と、搬送平面の下方に静止して配置された幾つかの電磁アクチュエータであって、容器キャリアに磁力を印加することによって搬送平面の上で容器キャリアを移動させるように適合された電磁アクチュエータと、を備える、ことが記載されている。
【0003】
また、従来技術の試料分配システムに関連して最適化される動作パラメータを有するラボラトリ試料分配システムの一例として、特許文献２には、ラボラトリ試料分配システムが複数の電磁アクチュエータを備え、各電磁アクチュエータが強磁性コアおよび励磁巻線を備え、各励磁巻線がその割り当てられる強磁性コアを越える、ことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１７－７７９７１号公報
【0005】
【文献】特開２０１７－１０２１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
臨床検査のための検体分析システムでは、血液，血漿，血清，尿、その他の体液等の検体（サンプル）に対し、指示された分析項目の検査を実行する。
【0007】
この検体分析システムでは、複数の機能の装置をつなげ、自動的に各工程を処理することができる。つまり、検査室の業務合理化のために、生化学や免疫など複数の分析分野の分析部や分析に必要な前処理を行う前処理部を搬送ラインで接続して、１つのシステムとして運用している。
【0008】
従来の検体分析システムで用いられている搬送ラインは、主にベルト駆動方式がメインである。このようなベルト駆動方式では、搬送途中でなんらかの異常により搬送が停止してしまうと、それより下流側の装置に検体を供給できなくなる、との問題がある。このため、ベルトの摩耗について十分に注意を払う必要があった。
【0009】
医療の高度化及び高齢化社会の進展により、検体処理の重要性が高まってきている。そこで、検体分析システムの分析処理の能力の向上のために、検体の高速搬送や大量同時搬送、および複数方向への搬送が望まれている。
【0010】
そのような搬送を実現する技術の一例として、特許文献１，２に記載の技術がある。
【0011】
これら特許文献１，２に記載の技術では、検体搬送キャリアに設けられた磁気活性デバイスの位置を検出する容器キャリア検出デバイスが設けられている。
【0012】
特許文献１においては、搬送平面上に位置する容器キャリアの存在および位置を検知するために、容器キャリア検知デバイスが設けられている。また、格子の形で上に配置された複数のＩＲベース反射光バリアを有するプリント回路基板を備えている。
【0013】
特許文献２においては、ラボラトリ試料分配システムが移送面を備えている。また、移送面の下方に複数の電磁アクチュエータが配置されている。さらに、複数の位置センサが移送面の上に分配される。位置センサはＨａｌｌセンサとして具体化されている。
【0014】
しかしながら、上記した特許文献１および特許文献２において、これらのシステムでは容器キャリア検出デバイスが複数必要となり、デバイスの故障による信頼性低下が懸念される。また、検出デバイスを配置するスペースが必要であり、小型化に限界があった。
【0015】
さらに、特許文献１，２では、位置を検出する検出デバイスを移送面の上に分配する必要がある。このため、検体搬送キャリアに設けられた磁気活性デバイスと移送面下に設けられた電磁アクチュエータとの距離がどうしても離れてしまう、との制約があった。従って、搬送力の低下が生じるとともに、電磁アクチュエータが大きくなり、また重くなる、との課題があった。
【0016】
本発明は、信頼性の高い、小型で軽量な搬送装置とそれを備えた検体分析システムや検体前処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、被搬送物側に設けられた第１磁性体と、第２磁性体からなるコア、および前記コアの外周に巻かれた巻線を有する２つ以上の磁気回路と、前記磁気回路に１対１で設けられており、前記巻線に電流を供給する２つ以上の駆動回路と、前記巻線に流れる電流値を検出する２つ以上の電流検出部と、前記電流検出部によって検出された電流値を基に、前記第１磁性体の位置を演算し、演算した前記第１磁性体の位置情報を基に前記駆動回路から前記巻線に供給する電流を制御する演算部と、を備え、前記電流検出部は、前記巻線に接続された抵抗であり、前記演算部は、少なくとも２つ以上の異なる周波数のパルス電圧を印加させるよう前記駆動回路を制御し、前記抵抗の電圧値から電流を検出するものであり、前記駆動回路が印加する前記パルス電圧のうち前記第１磁性体の位置を演算するために印加するパルス電圧の大きさを、前記駆動回路が印加する前記パルス電圧のうち前記第１磁性体の駆動に用いる電圧以下の大きさとして、前記第１磁性体の位置を演算するために印加するパルス電圧によって生じる電流波形から求まるインダクタンスと前記被搬送物から前記磁気回路までの距離との関係を定める関係式及び前記電流波形から求まるインダクタンスと前記距離との関係を定めるテーブルデータのうちいずれか一方以上を予め記憶しておき、各々の前記磁気回路において前記電流波形からインダクタンスを検出し、隣り合う前記巻線のインダクタンスの差分、各々の前記巻線のインダクタンスの傾きおよびその値のうちいずれか一つ以上と前記インダクタンスと前記距離との関係を定める前記関係式及び前記テーブルデータのうちいずれか一方以上とから前記第１磁性体の位置を演算することを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、信頼性の高い、小型で軽量な搬送装置を提供することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の実施例１の搬送装置の概略構成を示す図である。
【図2】実施例１の搬送装置における、電流検出部の具体的構成の一例を示す図である。
【図3】永久磁石―磁極間のギャップと永久磁石に作用する推力との関係を示す図である。
【図4】実施例１の搬送装置における、インダクタンスの大小による電流波形の形状を模式的に表した図である。
【図9】本発明の実施例２の搬送装置の概略構成を示す図である。
【図10】実施例２の搬送装置の一部を拡大した図である。
【図11】実施例２の搬送装置の概略構成を示す図である。
【図19】本発明の実施例３の搬送装置において巻線に印加するパルス電圧と生じる電流の概略を示す図である。
【図20】実施例３の搬送装置において巻線に印加するパルス電圧のパターンの一例を示す図である。
【図21】実施例３の搬送装置において巻線に印加するパルス電圧のパターンの一例を示す図である。
【図22】実施例３の搬送装置において巻線に印加するパルス電圧のパターンの一例を示す図である。
【図23】実施例３の搬送装置において巻線に印加するパルス電圧のパターンの一例を示す図である。
【図24】実施例３の搬送装置において巻線に印加される位置検出用パルス電圧の周波数とインダクタンスの特性を示す図である。
【図25】実施例３の搬送装置における電圧パルスを発生させるためのＰＷＭ制御方式の一例を示す図である。
【図26】実施例３の搬送装置におけるコイル電流を制御する電流制御方式の一例を示す図である。
【図27】本発明の実施例４の検体分析システムの一例を示す図である。
【図28】本発明の実施例４の検体前処理装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下に本発明の搬送装置、およびそれを備えた検体分析システム、検体前処理装置の実施例を、図面を用いて説明する。
【0021】
【0022】
【0023】
図１において、搬送装置１は、永久磁石１０、円柱状のコア２２とコアの外周側にまかれた巻線２１とで構成される磁極２５、駆動回路５０、電流検出部３０、演算部４０、電源５５を備えている。
【0024】
永久磁石１０は、被搬送物側に設けられており、好適にはネオジムやフェライトなどの永久磁石で構成される。しかし、永久磁石１０はその他の磁石および軟磁性体でも構成できる。また、永久磁石１０と軟磁性体を組み合わせてもよいし、永久磁石の替わりに磁性体で構成することもできる。
【0025】
永久磁石１０が設けられた被搬送物の一例として、検体ホルダや、複数本保持する検体ラック１１１（図２７参照）がある。このうち、検体ホルダには検体を入れる検体容器１２２（図２７参照）が通常１本搭載されており、永久磁石１０の移動に伴って所望の位置まで搬送される。つまり、検体容器１２２や検体容器１２２を保持する検体ホルダと永久磁石１０とが一体となるように構成されており、永久磁石１０が搬送されることで、検体容器１２２およびホルダが所望の位置まで搬送される。
【0026】
通常、磁極２５と永久磁石１０の間には永久磁石１０を支持する搬送面（図示省略）が設けられており、その搬送面上を永久磁石１０が滑るように移動する。
【0027】
図１に示すように、搬送装置１には磁極２５が少なくとも２つ以上設けられている。１つ１つの磁極２５は、磁性体からなるコア２２、コア２２の外周に巻かれた巻線２１を有している。磁極２５のうち円柱状のコア２２が永久磁石１０に対向するように配置されている。
【0028】
搬送装置１では、巻線２１に電流を流すことにより、永久磁石１０に電磁力を作用させ、磁極２５間を移動させる。電磁力を効率よく作用させるために、また、目的の方向に移動させるためには、永久磁石１０と磁極２５の相対位置情報が必要となる。たとえば、永久磁石１０が二つの磁極２５の一方の直上にある場合、その直下の磁極２５に電流を流しても搬送方向への力が発生しない。逆に、永久磁石１０が直上にない磁極２５に電流を流すことにより、永久磁石１０を磁極２５に引き寄せる力を発生することができる。つまり、効率よく力を発生させ、その力の方向を制御できることになる。
【0029】
図１の手前側の磁極２５の上に永久磁石１０があった場合、永久磁石１０が作る磁束が磁極２５に作用する。ここで、永久磁石１０が近い側の磁極２５と、遠い側の磁極２５とでは、作用する磁束の大きさが異なる。つまり、永久磁石１０と磁極２５の相対位置によって磁極２５に作用する磁束の大きさが変わることになる。
【0030】
コア２２は磁性体で構成されており、コア２２を通る磁束は、磁束が大きくなると通りにくくなる、との性質がある。ここで、巻線２１に電圧を印加して電流を流すと、その電流によって生じた磁束がコア２２に発生する。したがって、コア２２には、永久磁石１０による磁束と、巻線２１に流した電流によって生じる磁束と、が発生する。
【0031】
一般的に、巻線２１に電流を流すと、その周りに磁場が発生し、生じる磁束は流した電流値に比例する。この比例定数はインダクタンスとよばれる。しかし、コア２２などの磁性体を有した回路では、コア２２の飽和特性により、インダクタンスが変化する。
【0032】
コア２２の飽和が発生すると、コア２２に生じる磁束の大きさによってインダクタンスが変わる。つまり、永久磁石１０の磁束の大きさによって巻線２１のインダクタンスが変化する。これは、永久磁石１０の位置によって巻線２１のインダクタンスが変化することを意味する。
【0033】
巻線２１に生じる電圧Ｖは、以下に示す
Ｖ＝－ｄφ／ｄｔ （１）
で表される。ここで、φは磁束、ｔは時間である。電圧Ｖは単位時間当たりの磁束の変化量で表される。
Ｖ＝－ｄφ／ｄｔ （１）
で表される。ここで、φは磁束、ｔは時間である。電圧Ｖは単位時間当たりの磁束の変化量で表される。
【0034】
また、電流Ｉ、インダクタンスＬとすると、以下に示す
ｄＩ／ｄｔ＝（１／Ｌ）×（ｄφ／ｄｔ） （２）
との関係が成立する。これら式（１）および式（２）から
ｄＩ／ｄｔ＝－Ｖ／Ｌ （３）
との関係が成立する。
ｄＩ／ｄｔ＝（１／Ｌ）×（ｄφ／ｄｔ） （２）
との関係が成立する。これら式（１）および式（２）から
ｄＩ／ｄｔ＝－Ｖ／Ｌ （３）
との関係が成立する。
【0035】
つまり、一定の電圧を巻線２１に印加した場合、式（３）に示すようにインダクタンスＬの大きさによって供給される電流Ｉの時間微分が変化する。これは、電圧を印加した場合に供給される電流の立ち上がり方が異なること意味する。
【0036】
従って、巻線２１に電圧を印加した場合、巻線２１に流れる電流とその流れ方を検出することで、インダクタンスＬを演算で求めることができる。つまり、永久磁石１０の位置によって変化する巻線２１のインダクタンスＬを検出すれば、そのインダクタンスに影響を与える永久磁石１０の位置が求められることになる。
【0037】
そのために、磁極２５のうち巻線２１に駆動回路５０を接続するとともに、巻線２１に流れる電流値を検出する電流検出部３０を設ける。本実施例では、駆動回路５０により巻線２１に電圧を印加し、その電圧によって生じる電流値を電流検出部３０で検出する。
【0038】
電流を検出する電流検出部３０は、直列抵抗や、たとえば、カレントトランスによるもの、ホール電流センサを用いたものなどが考えられるが、これらに限定するものではない。
【0039】
【0040】
図２に示すような２つの磁極２５と永久磁石１０が相対的に動作する搬送装置１Ａでは、磁極２５は、円柱状のコア２２とコアの外周側にまかれた巻線２１で構成される。また、円柱状のコア２２に対向するように永久磁石１０が配置される。巻線２１には、駆動回路５０が接続されている。
【0041】
さらに、巻線２１と駆動回路５０の間には、巻線２１に流れる電流を検出するための抵抗３１が設けられている。
【0042】
図１に戻り、駆動回路５０は交流または電池などの直流の電源５５に接続されている。駆動回路５０は、この電源５５から電流を受け取り、磁極２５の巻線２１に電流を供給する。
【0043】
演算部４０は、電流検出部３０によって検出された電流値を基に、コア２２と永久磁石１０との相対位置関係を演算して、搬送装置１内における永久磁石１０の位置を演算する。また、演算部４０は、この演算した永久磁石１０の位置情報を用いて、駆動回路５０から永久磁石１０の駆動に必要な電流を供給するタイミングを決定し、適切な巻線２１に電流を供給させる。
【0044】
本実施例では、特に、演算部４０は、巻線２１に対してパルス電圧６０を印加させて、そのパルス電圧６０によって生じる電流波形から、より具体的には電流の変化量から永久磁石１０の位置を演算する。その詳細は後述する。
【0045】
これによって、永久磁石１０と磁極２５の間に、何らかのセンサを設置することが不要となり、永久磁石１０と磁極２５の間隔を縮めることが可能となり、また故障が生じる可能性を低減でき、信頼性の向上を図ることができる。
【0046】
ここで、磁界解析により算出した永久磁石１０―磁極２５間のギャップと永久磁石１０に作用する推力との関係を図３に示す。
【0047】
図３に示すように、永久磁石１０と磁極２５とのギャップは、短ければ短いほど永久磁石１０に作用する推力を大きくできる。従って、図３に示す関係から、ギャップを１０［ｍｍ］以下とすることが望ましい。これによって永久磁石１０や検体容器１２２を搬送する推力を十分に確保することができる。
【0048】
従来は、永久磁石１０と磁極２５との間にある搬送面に、容器キャリア検出デバイスを埋め込む必要があり、永久磁石１０と磁極２５とのギャップは短くすることに限界があった。
【0049】
これに対し、巻線２１のインダクタンスを用いて永久磁石１０の位置を検出する本実施例の搬送装置１では、永久磁石１０と磁極２５とのギャップを短くすることができる。このため、従来に比べて推力を大きくすることができる。さらに、複数の検出デバイスが不要となり、検出デバイス故障などによる搬送装置の停止を防止することができる。
【0050】
【0051】
図４に示すように、巻線２１にパルス電圧６０を印加した場合の電流波形は、インダクタンスの大小によって変化する。
【0052】
例えば、インダクタンスが小さい場合には電流の立ち上がりが早くなり、電流波形７０ａのような形状となる。一方、インダクタンスが大きい場合は電流の立ち上がりが鈍くなり、電流波形７０ｂのような形状となる。つまり、任意の電圧、特にパルス電圧６０を印加した場合の電流変化を検出することでインダクタンス、すなわち永久磁石１０の位置に関する情報を検出することができる。
【0053】
図５および図６を用いて、磁極２５と永久磁石１０の相対位置とインダクタンスについて説明する。図５および図６は、図１に示した搬送装置１の断面を模式的に示した図である。以下、永久磁石１０が位置Ｐおよび位置Ｐ’にある場合のインダクタンスについて説明する。
【0054】
図５の場合、巻線２１ａやコア２２ａの直上である位置Ｐに永久磁石１０がある。このとき、永久磁石１０の作る磁束は、コア２２ａとコア２２ｂとのいずれにも発生する。しかし、永久磁石１０はコア２２ａの直上にあるため、コア２２ａに対して永久磁石１０が作る磁束は、コア２２ｂに対して永久磁石１０が作る磁束に対して小さい。このため、巻線２１ａと巻線２１ｂとのインダクタンスが異なることになる。
【0055】
そこで、巻線２１に印加した電圧によって生じる電流変化によってインダクタンスが検出され、そのインダクタンスから永久磁石１０の位置を検出することができる。
【0056】
図６に示すようにコア２２ａとコア２２ｂとの間である位置Ｐ’に永久磁石１０が存在する場合においては、コア２２ａとコア２２ｂに永久磁石１０が作る磁束はほぼ同一となる。例えば、位置Ｐから位置Ｐ’に永久磁石１０が移動しつつある場合は、隣り合う巻線２１のインダクタンスの差分、各々の巻線２１のインダクタンスの傾きおよびその値から、永久磁石１０の位置を検出することで検出精度を向上させることができる。
【0057】
図７および図８に、図５の位置における各巻線２１ａ，２１ｂに電圧を印加した場合の電流波形の立ち上がりを示す。図７は、図５のような位置関係において巻線２１ａに電圧を印加した場合の電流波形を、図８は、図５のような位置関係において巻線２１ｂに電圧を印加した場合の電流波形を示す。
【0058】
図７に示すように、巻線２１ａやコア２２ａの直上に永久磁石１０が存在する場合、電流の立ち上がり時間は約０．００５秒である。これに対し、図８に示すように隣接する巻線２１ｂやコア２２ｂの直上に永久磁石１０が存在する場合は、立ち上がり時間は約０．００３秒である。
【0059】
このように、時刻Ｔにおいて、パルス状の電圧を印加した場合の電流立ち上がり時間（ＴからＴ’の時間）またはその傾きを比較する。永久磁石１０が直上にありインダクタンスが小さい場合は、図７に示すように、電流の増加がなだらかになる。一方、永久磁石１０が直上になく、インダクタンスが大きい場合は、図８に示すように電流の増加が急になる。
【0060】
即ち、パルス状の電圧を印加した際の電流変化を検出することで、永久磁石１０の有無や位置を高い精度で検出することができる。そこで、本発明ではこの原理を利用することで磁極２５と永久磁石１０との間に検出機構を設けることなく永久磁石１０、すなわち被搬送物の位置を検出し、搬送制御に用いる。
【0061】
そのために、演算部４０は、インダクタンスと距離との関係を定める関係式やテーブルデータ、電流の立ち上がり時間と距離との関係を定める関係式やテーブルデータ等の各種データ、関係式を予め記憶しておくことが望ましい。
【0062】
例えば、図２に示す電流検出部３０として、巻線２１に接続された抵抗３１が設けられている形態の場合、演算部４０は、抵抗３１の電圧値を基に、巻線２１に流れる電流値や増加量、減少量の情報を演算し、コア２２と永久磁石１０の相対位置を算出する。そして、演算部４０によって演算されたコア２２と永久磁石１０との相対位置情報に基づいて、駆動回路５０から巻線２１に流れる電流を制御する。抵抗３１は、巻線２１に流れる電流を検出可能であればよいため、回路上の位置はどこでもかまわない。
【0063】
次に、本実施例の効果について説明する。
【0064】
上述した本発明の実施例１の搬送装置１は、被搬送物側に設けられた永久磁石１０と、磁性体からなるコア２２、およびコア２２の外周に巻かれた巻線２１を有する磁極２５と、磁極２５の巻線２１に電流を供給する駆動回路５０と、巻線２１に流れる電流値を検出する電流検出部３０と、電流検出部３０によって検出された電流値を基に、永久磁石１０の位置を演算し、演算した永久磁石１０の位置情報を基に駆動回路５０から巻線２１に供給する電流を制御する演算部４０と、を備えている。
【0065】
これによって、ベルト駆動式とは異なる信頼性の高い磁気駆動式の搬送機構において、搬送面上に搬送対象を検出する機構を設けることなく、被搬送物の位置を求めることができる。従って、搬送対象と磁極との距離を従来に比べて離す必要がなく、搬送のための電磁力を十分に搬送対象側の磁石（永久磁石１０）に対して伝達させることができ、従来のような搬送する力の低下、電磁アクチュエータが大きくなって重くなる、等の各種課題を解決した、小型で軽量な搬送装置とすることができる。
【0066】
また、電流検出部３０は、巻線２１に接続された抵抗３１であり、演算部４０は、抵抗３１の電圧値から電流を検出するため、簡易な構成によって高精度に巻線２１に流れる電流を検出することができ、より信頼性を高めることができるとともに、小型化を確実に図ることができる。
【0067】
更に、演算部４０は、パルス電圧６０を印加させるよう駆動回路５０を制御し、パルス電圧６０によって生じる電流変化から永久磁石１０の位置を演算することで、磁極２５と永久磁石１０との相対位置関係をより正確、確実に求めることができ、信頼性をより高めることができる。
【0068】
また、永久磁石１０とコア２２とのギャップが１０［ｍｍ］以下であることで、磁極２５から発生させる搬送力を被搬送物と一体の永久磁石１０に対して十分に伝達することができ、搬送性能を十分に確保することができる。
【0069】
【0070】
本実施例における搬送装置は、磁極２５Ａや永久磁石１０Ａの形状が異なる以外は実施例１に記載された搬送装置１，１Ａと同じ構成、動作である。
【0071】
図９に示すように、本実施例の搬送装置では、角柱状のコア２２Ａと、そのコア２２Ａの周りに巻いた巻線２１Ａと、から構成される磁極２５Ａを２つ以上備えており、縦横に複数配置されている。図９では、縦１０個、横１０個の磁極２５Ａで構成されている。
【0072】
本実施例では、電流検出部３０についても磁極２５Ａの各々に一対一で備えられている。
【0073】
また、演算部４０は、電流検出部３０で検出した電流値を用いて永久磁石１０Ａの位置を演算することは同じである。本実施例では、隣り合う２つのコア２２Ａに巻かれた巻線２１Ａに対してパルス電圧６０を印加した際の電流値を用いて永久磁石１０Ａの位置を演算する。その詳細は後述する。
【0074】
本実施例では、ホルダや検体容器１２２と一体に構成される永久磁石１０Ａが角柱形状をしている。なお、形状は角柱に限定されるものではない。たとえば、リング状、複数の磁石を組み合わせたものでも構わない。
【0075】
永久磁石１０Ａは、並べられた磁極２５Ａの上を相対的に移動する。磁極２５Ａの上には、搬送面（図示省略）が設置され、それにならって永久磁石１０Ａが移動する。
【0076】
駆動回路５０、電流を検出する電流検出部３０は他実施例と同様であるので図示、また詳細な説明は省略する。
【0077】
図９に示す複数の磁極２５Ａのうち２つの磁極２５Ａを抜き出したものを図１０に示す。本実施例では、磁極２５Ａのうち、永久磁石１０Ａと対向しない側、すなわち図１０の磁極２５Ａの下部で、磁性体からなるヨーク２３Ａにより連結されている。ヨーク２３Ａを用いて連結することで巻線２１のインダクタンスを大きくすることが可能になる。
【0078】
【0079】
以下、図１１等において永久磁石１０Ａが位置Ａから位置Ａ’に移動した際の検出例について示す。
【0080】
搬送装置の上面図を図１２に、搬送部分の拡大図を図１３に示す。また、図１３のＢ－Ｂ’断面で切断し、側面から見た模式図を図１４，図１５，図１６に示す。ここでは、永久磁石１０が作る磁束と、各巻線が作る磁束が同じ向きになるように電流を流したとする。
【0081】
図１４に示すように、永久磁石１０Ａが位置Ａ上にある場合に、永久磁石１０Ａが作る磁束と、巻線２１ａが作る磁束が同じ向きになるように電流を流すと、巻線２１ａのインダクタンスが小さくなる。また、その隣の巻線２１ｂには永久磁石１０Ａの影響が作用し、インダクタンスがわずかに低下する。更に隣の巻線２１ｃでは、永久磁石１０Ａの影響がほとんどなく、インダクタンスの低下は見られない。
【0082】
図１５に示すように、永久磁石１０Ａが移動して位置Ａと位置Ａ’との間に近づくにつれて、巻線２１ａのインダクタンスは増加していき、巻線２１ｂのインダクタンスは減少する。また、巻線２１ｃについてもインダクタンスが減少する。
【0083】
その後、図１６のように位置Ａ’まで永久磁石１０Ａが移動すると、巻線２１ｂのインダクタンスが小さくなり、隣の巻線２１ａのインダクタンスはほぼ本来の値にもどる。更に、巻線２１ｃのインダクタンスの低下が始まり、値がわずかに低下する。
【0084】
このように、永久磁石１０Ａが近くにある巻線のインダクタンスと、その周りの巻線のインダクタンスとの差を検知することにより、永久磁石１０の位置や進行方向などを正確に検出することができる。
【0085】
【0086】
図１７中、インダクタンス特性８０ａは巻線２１ａにおける磁石位置とインダクタンスとの関係を、インダクタンス特性８０ｂは巻線２１ｂにおける磁石位置とインダクタンスとの関係を、および、インダクタンス特性８０ｃは巻線２１ｃにおける磁石位置とインダクタンスとの関係を示している。これらのインダクタンス特性は、永久磁石１０が作る磁束と、巻線が作る磁束が同じ向きになるように電流を流した場合の一例である。ここでは、各巻線の間隔を１０［ｍｍ］とした場合のものであり、位置は永久磁石１０の位置を表しており、位置０［ｍｍ］では図１２等中位置Ａ上、位置１０［ｍｍ］で位置Ａ’上、位置２０［ｍｍ］で位置Ｃ上にあるものとする。
【0087】
位置０［ｍｍ］に永久磁石１０Ａが位置するときは、巻線２１ａのインダクタンスが落ち込んでおり、隣の巻線２１ｂ、さらにその隣の巻線２１ｃに離れていくにつれてインダクタンスは大きくなる。
【0088】
永久磁石１０Ａが位置Ａ’に移動していくと、巻線２１ａのインダクタンスが増加し、巻線２１ｂのインダクタンスが減少し、巻線２１ｃのインダクタンスがわずかに減少する。
【0089】
更に、永久磁石１０Ａが位置Ｃに移ると、巻線２１ａのインダクタンスは緩やかに増加し、本来の値に近づく。また、巻線２１ｂのインダクタンスは減少から増加に転じ、巻線２１ｃのインダクタンスが減少していく。
【0090】
このように、各巻線のインダクタンスの大きさや、変化量、傾き、比率などを用いることで、永久磁石１０Ａの位置や移動方向、速度の検出精度を確保することができることが分かる。
【0091】
ここで、巻線２１Ａのインダクタンスは、巻き数が多いほどインダクタンスが大きくなる。そこで、永久磁石１０Ａの磁束の変化量でインダクタンスを高精度で検出するためには、巻線のインダクタンスが１０［ｍＨ］以上、巻線２１Ａのターン数は１００ターン以上であることが望ましい。
【0092】
これらのインダクタンス特性は、永久磁石１０Ａが作る磁束と巻線２１Ａが作る磁束が同じ向きになるように電流を流した場合と、永久磁石１０Ａが作る磁束と巻線２１Ａが作る磁束が逆の向きになるように電流を流した場合とでも特性は異なる。永久磁石１０Ａが作る磁束と巻線が作る磁束が同じ向きの場合と、逆の向きの場合の巻線のインダクタンス特性を図１８に示す。
【0093】
図１８のインダクタンス特性８０ｂは図１７に示した条件と同じで、永久磁石１０Ａが作る磁束と巻線２１Ａが作る磁束が同じ向きになるように電流を流した場合の特性である。インダクタンス特性８０ｄは、永久磁石１０Ａが作る磁束と巻線２１Ａが作る磁束が逆の向きになるように電流を流した場合の特性である。
【0094】
図１８に示すように、巻線２１Ａの作る磁束の方向を変えることで、異なる特性が得られる。つまり、印加する電圧の正負やその大きさ、周波数などを変化させた場合、異なるインダクタンス特性が得られる。これらの情報を利用することで、より精度の高い永久磁石１０Ａの位置検出が可能となる。
【0095】
本発明の実施例２の搬送装置においても、前述した実施例１の搬送装置とほぼ同様な効果が得られる。
【0096】
また、磁極２５Ａ、および電流検出部３０を少なくとも２つ以上備え、演算部４０は、少なくとも２つ以上の電流検出部３０で検出した電流値を用いて永久磁石１０Ａの位置を演算する、特に隣り合う２つのコア２２Ａに巻かれた巻線２１Ａに対してパルス電圧６０を印加した際の電流値を用いて永久磁石１０Ａの位置を演算することにより、より検出精度が高く、位置に関係する情報量の多い搬送装置とすることができる。
【0097】
更に、巻線２１Ａの巻き数が１００ターン以上であることで、永久磁石１０Ａの磁束の変化量によるインダクタンスの変化量をより高精度で検出することができる。
【0098】
なお、本実施例では、角柱形状のコア２２Ａと角柱形状の永久磁石１０とを用いる場合を例に説明したが、永久磁石１０Ａの位置によってインダクタンスが変化すればよく、これに限定されるものではない。
【0099】
実施例１のように永久磁石１０とコア２２とを円柱形形状とすることでインダクタンスの変化を緩やかにできる。インダクタンスの変化が緩やかな場合、永久磁石１０がどの位置にあっても同一の精度で位置を検出できるメリットがある。
【0100】
これに対し、本実施例のように永久磁石１０Ａとコア２２Ａとを角柱形形状とすることでインダクタンスの変化に急峻な個所となだらかな個所を形成することができる。急峻な個所ではインダクタンスの変化が大きく、その位置での検出精度を高くすることが可能になる。
【0101】
また、永久磁石１０Ａが直上にある場合と、永久磁石１０Ａが巻線２１Ａの周辺にない場合とのインダクタンスの差は１０［ｍＨ］以上であることが望ましい。このインダクタンスの差が大きいほど、位置の検出精度を向上させることができる。
【0102】
【0103】
本実施例の搬送装置は、巻線２１，２１Ａに印加する電圧のバリエーションに関する。本実施例の搬送装置の基本的な構成は実施例１および実施例２と同様であり、その詳細は省略する。
【0104】
以下、巻線２１，２１Ａに流れる電流を検出するために、巻線２１，２１Ａに印加されるパルス電圧のバリエーションについて説明する。
【0105】
最初に巻線２１，２１Ａに印加するパルス電圧６０と、巻線２１，２１Ａに生じる電流との関係について図１９を用いて説明する。
【0106】
図１９に示すように、巻線２１，２１Ａにパルス電圧６０を連続して印加すると、永久磁石１０，１０Ａの位置によってインダクタンスが変化するため、電流波形７０の傾きや形状が変化する。この電流の情報を用いることでインダクタンスを演算し、磁石位置を検出する。
【0107】
パルス電圧の印加のパターンを図２０乃至図２３に示す。図２０および図２１は永久磁石１０，１０Ａが静止している場合に印加するパルス電圧の一例であり、図２２および図２３は永久磁石１０，１０Ａの位置が時々刻々と変化している場合に印加するパルス電圧の一例である。
【0108】
図２０は正方向のパルス電圧６０Ａのみを印加するパターンである。
【0109】
図２１は、正負のパルス電圧６０Ｂを印加するパターンである。このように演算部４０により、正負のパルス電圧６０Ｂを印加するよう駆動回路５０を制御することで、巻線２１，２１Ａが作る磁束の向きを変えることが可能となり、検出精度をより向上させることができる。
【0110】
ここで、上述のように、永久磁石１０，１０Ａを駆動する電磁力を発生させるためには巻線２１，２１Ａに電圧を印加する必要がある。そこで、この駆動用の電圧またはパルス電圧に、位置検出用パルス電圧を重畳することができる。ここで、位置検出用パルス電圧の周波数は、駆動用パルス電圧の周波数と異なる値とすることが望ましい。定常時は、望ましくは、駆動用パルス電圧は高周波で電流変化をさせるため、駆動用パルス電圧は高周波、位置検出用パルス電圧は低周波にする方が良い。
【0111】
図２２は被搬送物を断続的に移動させた場合の波形例である。また、図２２に示すパルス電圧６０Ｃは、駆動用パルス電圧６０ｄに、位置検出用パルス電圧６０ｃが重畳されたものである。一般的に駆動用パルス電圧６０はＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調などによって生成され、例えば１００００［Ｈｚ］などの高周波の電圧パルスの幅を変化させることで平均電圧を変化させる。また、図２２は断続的に駆動用パルス電圧６０ｄを印加し、被搬送物を断続的に動作させた場合の例である。
【0112】
駆動用パルス電圧６０ｄは巻線に永久磁石１０を移動させるための推力を発生させるものである。
【0113】
位置検出用パルス電圧６０ｃは、駆動用パルス電圧６０ｄとは異なる周波数とすることが望ましい。駆動用パルス電圧６０ｄは、ＰＷＭ変調などで生成され、定常時には例えば１００００［Ｈｚ］程度のパルス幅を変化させて生成される。特には、駆動用パルス電圧６０ｄは、位置検出用パルス電圧６０ｃに対し、周波数が高く、電圧の大きさが同等かそれ以上であることが望ましい。
【0114】
【0115】
図２３に示すようなパルス電圧６０Ｄにおいても、定常時はＰＷＭ変調などで生成される位置検出用パルス電圧６０ｅは、駆動用パルス電圧６０ｆより周波数が低く、電圧の大きさが同等かそれ以下であることが望ましい。
【0116】
【0117】
また、ＰＷＭ変調などで生成される駆動用パルス電圧６０ｄ，６０ｆの周波数は、位置検出用パルス電圧６０ｃ，６０ｅの周波数に対して、５倍以上であることが望ましい。
【0118】
図２４に巻線２１，２１Ａに印加する位置検出用パルス電圧の周波数とインダクタンスの特性との関係を示す。
【0119】
図２４では、永久磁石１０，１０Ａが巻線２１，２１Ａの近傍にない場合に印加されるパルス電圧の周波数とインダクタンスとの関係をインダクタンス特性８０ｆに、永久磁石１０，１０Ａが巻線２１，２１Ａの直上にある場合に印加されるパルス電圧の周波数とインダクタンスとの関係をインダクタンス特性８０ｅに示す。
【0120】
図２４に示すように、パルス電圧の周波数が大きくなるにしたがって、永久磁石１０，１０Ａが巻線２１，２１Ａ近傍にない場合と、永久磁石１０，１０Ａが巻線２１，２１Ａ直上にある場合のインダクタンスの差が減少してくる。
【0121】
つまり、巻線２１，２１Ａのインダクタンスは周波数によって変化するため、永久磁石１０，１０Ａの位置検出に必要なインダクタンスの差を０．０１［ｍＨ］以上確実に確保するためには、位置検出用パルス電圧の周波数は、１００００［Ｈｚ］以下であることが望ましい。通常、ＰＷＭ変調などで生成される駆動用パルスは１００００［Ｈｚ］以上で印加される。また、被搬送物の駆動の電気的な周期（駆動周波数）は、通常１０～１００［Ｈｚ］以下の間隔で駆動されることから、位置検出用パルス電圧の周波数は、１００［Ｈｚ］以上とすることが望ましい。より望ましくは、１０００～２０００［Ｈｚ］の間に設定することが望ましい。
【0122】
本発明の実施例３の搬送装置においても、前述した実施例１や実施例２の搬送装置とほぼ同様な効果が得られる。
【0123】
また、駆動回路５０から印加するパルス電圧６０Ｃ，６０Ｄを少なくとも２つ以上の異なる周波数とすることにより、被搬送物を搬送中であっても搬送と位置検出とのいずれをも実行することができる。
【0124】
更に、駆動回路５０が印加する周波数の異なるパルス電圧６０のうち、周波数が最も高いパルス電圧６０の周波数を、最も低いパルス電圧６０の周波数より５倍以上高くすることで、位置検出用パルス電圧６０ｅによって永久磁石１０，１０Ａ側が駆動されることを抑制して、振動や脈動、ならびに騒音などの問題を抑制することができる。
【0125】
また、演算部４０は、正負のパルス電圧６０Ｂ，６０Ｄを印加するよう駆動回路５０を制御することにより、巻線２１，２１Ａが作る磁束の向きを変えることができ、検出精度をより向上させることができる。
【0126】
更に、駆動回路５０が印加するパルス電圧６０のうち、永久磁石１０の位置を演算するために印加するパルス電圧６０ｃ，６０ｅが、永久磁石１０の駆動に用いられる駆動用パルス電圧６０ｄ，６０ｆによって生成される駆動周波数以下とすることで、位置検出用パルス電圧６０ｃ，６０ｅにより永久磁石１０，１０Ａへ駆動力が作用して振動や脈動の原因になることを抑制することができる。
【0127】
また、駆動回路５０が印加するパルス電圧６０のうち、永久磁石１０の位置を演算するために印加するパルス電圧６０ｃ，６０ｅの周波数を１００００［Ｈｚ］以下とすることにより、永久磁石１０，１０Ａまでの距離が異なる場合におけるインダクタンスの絶対値の違いを大きく確保することができ、位置検出精度を高く確保することができる。
【0128】
更に、永久磁石１０の位置を演算するために印加するパルス電圧６０ｃ，６０ｅの周波数を１００［Ｈｚ］以上とすることで、駆動用電圧と位置検出用パルス電圧とを明確に分別することができ、位置検出精度を確実に高く確保するとともに、振動や脈動の原因になることをより抑制することができる。
【0129】
以上述べてきた駆動回路５０における位置検出用、および駆動用電圧パルスの発生方法については、一般的に用いられているＰＷＭ制御方式を用いた場合、精度良く電圧パルスをコイルに印加させることが可能となる。その際のＰＷＭパルスの発生方法を図２５に示す。
【0130】
図２５に示すように、駆動用電圧指令に上述の位置検出用パルスを加算し、最終的な電圧指令を演算する。さらに、その電圧指令を三角波比較部５１においてＰＷＭキャリアと比較する。このＰＷＭキャリアとの大小比較によって、ＰＷＭパルスを生成する。ここでは図示していないが、生成されたＰＷＭパルスは電気信号として駆動回路５０に入力され、実際にＰＷＭパルスに沿った電圧パルスを生成、コイルに印加される。この操作によって、コイルに上述の駆動用電圧指令と位置検出用パルスを加算した最終的な電圧指令に応じた電流が流れる。さらに、ここで生じる位置検出用パルスに応じたコイル電流の変化で、上述のインダクタンスの変化を検出することができる。
【0131】
なお、上記駆動用電圧指令の演算方法については、特に限定されるものでなく、一般的な電流制御方式で構成することができる。この電流制御方式の一例を図２６に示す。図２６に示す電流制御方式は電流フォードバック制御方式であり、コイルに流す駆動用電流の指令値とコイル電流の検出値の差分を演算、その値を比例積分等で構成される電流制御器５２に入力して、駆動用電圧指令を演算する。
【0132】
ここで述べた電流制御方式、およびＰＷＭ制御方式を用いた場合、任意のコイル電流を精度良く発生させることが可能となる。さらにコイルのインダクタンスを検出するための位置検出用電圧パルスの周波数や振幅を任意に変更することが可能となるため、位置検出精度や騒音に応じた電圧パルスの調整が可能となる。
【0133】
＜実施例４＞
本発明の実施例４の搬送装置を備えた検体分析システムおよび検体前処理装置の実施例を、図２７および図２８を用いて説明する。最初に、検体分析システム１００の全体構成について図２７を用いて説明する。図２７は検体分析システム１００の全体構成を概略的に示す図である。
本発明の実施例４の搬送装置を備えた検体分析システムおよび検体前処理装置の実施例を、図２７および図２８を用いて説明する。最初に、検体分析システム１００の全体構成について図２７を用いて説明する。図２７は検体分析システム１００の全体構成を概略的に示す図である。
【0134】
図２７において、検体分析システム１００は、反応容器に検体と試薬を各々分注して反応させ、この反応させた液体を測定する装置であり、搬入部１０１、緊急ラック投入口１１３、搬送ライン１０２、バッファ１０４、分析部１０５、収納部１０３、表示部１１８、制御部１２０等を備える。
【0135】
搬入部１０１は、血液や尿などの生体試料を収容する検体容器１２２が複数収納された検体ラック１１１を設置する場所である。緊急ラック投入口１１３は、標準液を搭載した検体ラック（キャリブラック）や緊急で分析が必要な検体が収容された検体容器１２２を収納する検体ラック１１１を装置内に投入するための場所である。
【0136】
バッファ１０４は、検体ラック１１１中の検体の分注順序を変更可能なように、搬送ライン１０２によって搬送された複数の検体ラック１１１を保持する。
【0137】
分析部１０５は、バッファ１０４からコンベアライン１０６を経由して搬送された検体を分析する。その詳細は後述する。
【0138】
収納部１０３は、分析部１０５で分析が終了した検体を保持する検体容器１２２が収容された検体ラック１１１を収納する。
【0139】
搬送ライン１０２は、搬入部１０１に設置された検体ラック１１１を搬送するラインであり、上述した実施例１乃至実施例３で説明した搬送装置のいずれかと同等の構成である。本実施例では、磁性体、好適には永久磁石は検体ラック１１１の裏面側に設けられている。
【0140】
分析部１０５は、コンベアライン１０６、反応ディスク１０８、検体分注ノズル１０７、試薬ディスク１１０、試薬分注ノズル１０９、洗浄機構１１２、試薬トレイ１１４、試薬ＩＤリーダー１１５、試薬ローダ１１６、分光光度計１２１等により構成される。
【0141】
コンベアライン１０６は、バッファ１０４中の検体ラック１１１を分析部１０５に搬入するラインであり、上述した実施例１乃至実施例３で説明した搬送装置と同等の構成である。
【0142】
反応ディスク１０８は、複数の反応容器を備えている。検体分注ノズル１０７は、回転駆動や上下駆動により検体容器１２２から反応ディスク１０８の反応容器に検体を分注する。試薬ディスク１１０は、複数の試薬を架設する。試薬分注ノズル１０９は、試薬ディスク１１０内の試薬ボトルから反応ディスク１０８の反応容器に試薬を分注する。洗浄機構１１２は、反応ディスク１０８の反応容器を洗浄する。分光光度計１２１は、光源（図示省略）から反応容器の反応液を介して得られる透過光を測定することにより、反応液の吸光度を測定する。
【0143】
試薬トレイ１１４は、検体分析システム１００内への試薬登録を行う場合に、試薬を設置する部材である。試薬ＩＤリーダー１１５は、試薬トレイ１１４に設置された試薬に付された試薬ＩＤを読み取ることで試薬情報を取得するための機器である。試薬ローダ１１６は、試薬を試薬ディスク１１０へ搬入する機器である。
【0144】
表示部１１８は、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度の分析結果を表示するための表示機器である。
【0145】
制御部１２０は、コンピュータ等から構成され、検体分析システム１００内の各機構の動作を制御するとともに、血液や尿等の検体中の所定の成分の濃度を求める演算処理を行う。
【0146】
以上が検体分析システム１００の全体的な構成である。
【0147】
上述のような検体分析システム１００による検体の分析処理は、一般的に以下の順に従い実行される。
【0148】
まず、検体ラック１１１が搬入部１０１または緊急ラック投入口１１３に設置され、搬送ライン１０２によって、ランダムアクセスが可能なバッファ１０４に搬入される。
【0149】
検体分析システム１００は、バッファ１０４に格納されたラックの中で、優先順位のルールに従い、最も優先順位の高い検体ラック１１１をコンベアライン１０６によって、分析部１０５に搬入する。
【0150】
分析部１０５に到着した検体ラック１１１は、さらにコンベアライン１０６によって反応ディスク１０８近くの検体分取位置まで移送され、検体分注ノズル１０７によって検体を反応ディスク１０８の反応容器に分取される。検体分注ノズル１０７により、当該検体に依頼された分析項目に応じて、必要回数だけ検体の分取を行う。
【0151】
検体分注ノズル１０７により、検体ラック１１１に搭載された全ての検体容器１２２に対して検体の分取を行う。全ての検体容器１２２に対する分取処理が終了した検体ラック１１１を、再びバッファ１０４に移送する。さらに、自動再検を含め、全ての検体分取処理が終了した検体ラック１１１を、コンベアライン１０６および搬送ライン１０２によって収納部１０３へと移送する。
【0152】
また、分析に使用する試薬を、試薬ディスク１１０上の試薬ボトルから試薬分注ノズル１０９により先に検体を分取した反応容器に対して分取する。続いて、撹拌機構（図示省略）で反応容器内の検体と試薬との混合液の撹拌を行う。
【0153】
その後、光源から発生させた光を撹拌後の混合液の入った反応容器を透過させ、透過光の光度を分光光度計１２１により測定する。分光光度計１２１により測定された光度を、Ａ／Ｄコンバータおよびインターフェイスを介して制御部１２０に送信する。そして制御部１２０によって演算を行い、血液や尿等の液体試料中の所定の成分の濃度を求め、結果を表示部１１８等にて表示させたり、記憶部（図示省略）に記憶させたりする。
【0154】
なお、図２７に示すように、検体分析システム１００は、上述したすべての構成を備えている必要はなく、前処理用のユニットを適宜追加したり、一部ユニットや一部構成を削除したりすることができる。また、分析部１０５は生化学分析用に限られず、免疫分析用であってもよい、更に１つである必要はなく、２以上備えることができる。この場合も、分析部１０５と搬入部１０１との間を搬送ライン１０２により接続し、搬入部１０１から検体ラック１１１を搬送する。
【0155】
【0156】
図２８において、検体前処理装置１５０は、検体の分析に必要な各種前処理を実行する装置である。図２８中左側から右側に向けて、閉栓ユニット１５２、検体収納ユニット１５３、空きホルダスタッカー１５４、検体投入ユニット１５５、遠心分離ユニット１５６、液量測定ユニット１５７、開栓ユニット１５８、子検体容器準備ユニット１５９、分注ユニット１６５、移載ユニット１６１を基本要素とする複数のユニットと、搬送装置１７０と、これら複数のユニットの動作を制御する操作部ＰＣ１６３と、から構成されている。
【0157】
検体前処理装置１５０で処理された検体の移送先として、検体の成分の定性・定量分析を行うための検体分析システム１００が接続されている。
【0158】
検体投入ユニット１５５は、検体が収容された検体容器１２２を検体前処理装置１５０内に投入するためのユニットである。遠心分離ユニット１５６は、投入された検体容器１２２に対して遠心分離を行うためのユニットである。液量測定ユニット１５７は、検体容器１２２に収容された検体の液量測定を行うユニットである。開栓ユニット１５８は、投入された検体容器１２２の栓を開栓するユニットである。子検体容器準備ユニット１５９は、投入された検体容器１２２に収容された検体を次の分注ユニット１６５において分注するために必要な準備を行うユニットである。分注ユニット１６５は、遠心分離された検体を、検体分析システムなどで分析するために小分けを行うとともに、小分けされた検体容器１２２、子検体容器１２２にバーコード等を貼り付けるユニットである。移載ユニット１６１は、分注された子検体容器１２２の分類を行い、検体分析システムへの移送準備を行うユニットである。閉栓ユニット１５２は、検体容器１２２や子検体容器１２２に栓を閉栓するユニットである。検体収納ユニット１５３は、閉栓された検体容器１２２を収納するユニットである。
【0159】
搬送装置１７０は、これら各ユニット間や検体前処理装置１５０と検体分析システム１００との間で検体容器１２２を保持する検体ホルダや検体ラックを搬送する機構であり、実施例１乃至実施例３のいずれかの搬送装置が用いられる。
【0160】
なお、検体前処理装置１５０は、上述したすべての構成を備えている必要はなく、更にユニットを追加したり、一部ユニットや一部構成を削除したりすることができる。
【0161】
また、本実施例の検体分析システムは、図２８に示すような検体前処理装置１５０と検体分析システム１００から構成された検体分析システム２００であってもよい。この場合は、各システム内だけではなく、システムとシステムとの間を上述した実施例１乃至実施例３の搬送装置１，１Ａにて接続し、検体容器１２２を搬送することができる。
【0162】
本発明の実施例４の検体分析システム１００，２００や検体前処理装置１５０は、前述した実施例１の搬送装置１，１Ａを備えていることにより、高効率で検体容器１２２を搬送先まで搬送することができ、分析結果が得られるまでの時間を短くすることができる。また搬送トラブルも少なく、検査技師の負担を軽減することができる。
【0163】
なお、本実施例は、検体が収容された検体容器１２２を５本保持する検体ラック１１１を搬送対象として搬送する場合について例示したが、検体容器１２２を５本保持する検体ラック１１１以外にも、検体容器１２２を１本保持する検体ホルダを搬送対象として搬送することができる。
【0164】
＜その他＞
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【0165】
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【0166】
例えば、実施例１乃至実施例４では、搬送装置で搬送する被搬送物が検体ラック１１１や検体ホルダである場合について説明したが、被搬送物は検体容器１２２を保持するラック、ホルダ等に限られず、大規模に搬送することが求められる様々な物体を搬送対象とすることができる。
【符号の説明】
【0167】
１，１Ａ…搬送装置
１０，１０Ａ…永久磁石（第１磁性体）
２１，２１Ａ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…巻線
２２，２２Ａ，２２ａ，２２ｂ…コア（第２磁性体）
２３Ａ…ヨーク
２５，２５Ａ…磁極（磁気回路）
３０…電流検出部
３１…抵抗
４０…演算部
５０…駆動回路
５１…三角波比較部
５２…電流制御器
５５…電源
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ…パルス電圧
６０ｃ，６０ｅ…位置検出用パルス電圧
６０ｄ，６０ｆ…駆動用パルス電圧
７０，７０ａ，７０ｂ…電流波形
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，８０ｅ，８０ｆ…インダクタンス特性
１００…検体分析システム
１０１…搬入部
１０２…搬送ライン
１０３…収納部
１０４…バッファ
１０５…分析部
１０６…コンベアライン
１０７…検体分注ノズル
１０８…反応ディスク
１０９…試薬分注ノズル
１１０…試薬ディスク
１１１…検体ラック（被搬送物）
１１２…洗浄機構
１１３…緊急ラック投入口
１１４…試薬トレイ
１１５…リーダー
１１６…試薬ローダ
１１８…表示部
１２０…制御部
１２１…分光光度計
１２２…検体容器，子検体容器
１５０…検体前処理装置
１５２…閉栓ユニット
１５３…検体収納ユニット
１５４…ホルダスタッカー
１５５…検体投入ユニット
１５６…遠心分離ユニット
１５７…液量測定ユニット
１５８…開栓ユニット
１５９…子検体容器準備ユニット
１６１…移載ユニット
１６３…操作部ＰＣ
１６５…分注ユニット
１７０…搬送装置
２００…検体分析システム
１０，１０Ａ…永久磁石（第１磁性体）
２１，２１Ａ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…巻線
２２，２２Ａ，２２ａ，２２ｂ…コア（第２磁性体）
２３Ａ…ヨーク
２５，２５Ａ…磁極（磁気回路）
３０…電流検出部
３１…抵抗
４０…演算部
５０…駆動回路
５１…三角波比較部
５２…電流制御器
５５…電源
６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ…パルス電圧
６０ｃ，６０ｅ…位置検出用パルス電圧
６０ｄ，６０ｆ…駆動用パルス電圧
７０，７０ａ，７０ｂ…電流波形
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，８０ｅ，８０ｆ…インダクタンス特性
１００…検体分析システム
１０１…搬入部
１０２…搬送ライン
１０３…収納部
１０４…バッファ
１０５…分析部
１０６…コンベアライン
１０７…検体分注ノズル
１０８…反応ディスク
１０９…試薬分注ノズル
１１０…試薬ディスク
１１１…検体ラック（被搬送物）
１１２…洗浄機構
１１３…緊急ラック投入口
１１４…試薬トレイ
１１５…リーダー
１１６…試薬ローダ
１１８…表示部
１２０…制御部
１２１…分光光度計
１２２…検体容器，子検体容器
１５０…検体前処理装置
１５２…閉栓ユニット
１５３…検体収納ユニット
１５４…ホルダスタッカー
１５５…検体投入ユニット
１５６…遠心分離ユニット
１５７…液量測定ユニット
１５８…開栓ユニット
１５９…子検体容器準備ユニット
１６１…移載ユニット
１６３…操作部ＰＣ
１６５…分注ユニット
１７０…搬送装置
２００…検体分析システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】