JP2001249138A - 分析装置およびこの分析装置のための駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】試料容器の外部に洗浄液が漏れないような洗浄
をする。 【解決手段】分析装置１は、少なくとも二個の機器を保
持する機器ホルダー５を備え、垂直ガイドに沿って移動
可能である。少なくとも一個の洗浄装置１４が機器の洗
浄のために用いられ、洗浄装置１４に設けた一個か二個
のジェットオリフィスには、洗浄液が供給配管によって
供給され、機器に洗浄液が吹き付けられる。洗浄装置１
４は、機器を取り巻く一個か二個のリングから成り、機
器ホルダー５とは別体で、機器ホルダー５に対して相対
移動可能である。一個か二個のジェットオリフィスは、
一個か二個のリング内の機器に向けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、化学滴定を行うために通
常用いられる分析装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】公知の分析装置は、機器ホルダーの垂直
方向の移動範囲を制限するようになった垂直方向ガイド
を有する。このような装置は、機器ホルダー上に置かれ
た少なくとも二個の機器を洗浄する一個または複数の洗
浄装置を備えている。この洗浄装置は、供給配管からの
洗浄液を受け取る少なくとも一個のジェットオリフィス
を備えており、洗浄しようとしている機器に洗浄液を吹
き付ける。この種の分析装置は滴定用として知られてい
るが、本発明は滴定装置だけでなく、分析の終了後に洗
浄を要する少なくとも一個の機器または装置を備えた分
析装置に一般的に用いることができる。洗浄を要する機
器または装置は、特に、添加物を注入したり液体試料を
吸引したりするための長いチューブのような細長い形状
の装置を備えている。この場合、「長い形状の装置」に
は、それ自体が長い形状を呈するのではなく、長いキャ
リアを有する装置が含まれる。

【０００３】上記のこの種の分析装置は、さまざまに異
なる設計のものが市販されている。そのような装置の一
例としては、ジェットを回転させるもの、たとえば中央
に配置したセグナー（Ｓｅｇｎｅｒ）タービンから洗浄
液のジェットを外側に向かって噴射することによりター
ビン自体を回転させるようにしたものがある。この種の
洗浄装置を用いると、装置内のいくつかの機器や装置の
いろいろな区域に対し、かなり強い噴射を行うことがで
きる。しかし、洗浄液が機器から漏れて機器周辺が汚染
されないようにするのは困難である。したがって、洗浄
工程は常に、液体試料を収容している測定用容器の内部
で行われる。それゆえ、液体試料に一部が浸かっている
測定用電極のような機器は、部分的にしか洗浄できな
い。

【０００４】また、従来技術において、機器ホルダー自
体に上記の種類の長い形状の機器を収容する複数の孔を
設け、それぞれの孔に洗浄用ジェットオリフィスを設け
る構成の装置が知られている。しかし、この構成では、
機器の異なる表面区域に対する噴射を行うことができな
い。さらに、洗浄液は常に機器の全周のうち一部にしか
届かず、そこから洗浄液が流れ落ちてしまう。したがっ
て、長い形状の機器を機器ホルダーの収容孔から引き出
したとき、機器の全長がスプレーにさらされるが、カバ
ーされるのは全周の一部分にすぎない。

【０００５】後者の場合、明らかに、それぞれの各収容
孔に洗浄液を供給する必要がある。供給配管が孔と孔の
間のスペースを占めるので、収容孔の数が減り、したが
って単位面積内に収容できる機器の数も減ってしまう。

【０００６】

【発明の目的】したがって、本発明の目的は、上記の種
類の分析装置をさらに改良し、試料容器の外部に洗浄液
が漏れずに効果的な洗浄を可能にすることにある。

【０００７】

【発明の要約】本発明によれば、上記の目的は、機器ホ
ルダーと別体で、ホルダーに対して相対移動可能な、少
なくとも一個の洗浄リングの形状を有する洗浄装置を備
えた分析装置を提供することで達成できる。洗浄装置
は、機器ホルダーで保持された機器を取り囲み、洗浄リ
ング内に置かれた機器に向けた少なくとも一個の洗浄用
ジェットオリフィスを備えている。

【０００８】機器ホルダーとリング状洗浄装置は二個に
分かれた別々のものであるため、セグナータービンを用
いた公知の装置に比べ、徹底した洗浄が可能である。本
発明において、洗浄装置自体を３６０°全周にわたって
連続したリング形とすることが好ましいが、必須ではな
い。いかなる場合でも、機器を取り巻く洗浄リング内部
に向けられた少なくとも一個のジェットオリフィス、す
なわち径方向内側に向けられたジェットオリフィスを設
けるという構成により、外側への洗浄液の噴射が避けら
れ、望ましくない汚染を引き起こすおそれがなくなる。
さらに、従来の装置に比べ、より強力な、時間がかから
ない洗浄作業が、試料容器の外部において可能である。

【０００９】すでに述べたように、本発明では、機器ホ
ルダーとリング形洗浄装置を二個の別々の部分にする必
要がある。また、本発明の範囲には、機器ホルダーとリ
ング形洗浄装置が別々のガイド部材を備え、互いに対す
る相対移動範囲を所定の範囲に制限することも含まれ
る。しかし、洗浄装置は、機器ホルダーと一個の垂直ガ
イドを共有することが好ましい。なぜなら、こうすれば
スペースを節約でき、構成を単純にできるからである。

【００１０】また、洗浄装置は、機器ホルダーと同一平
面上か、わずかにその上方に配置し、洗浄用ジェットオ
リフィスを下向きに傾けてもよい。ただし、好ましい実
施例においては、洗浄装置は、機器ホルダーの下方に配
置される。

【００１１】セグナータービンを備えた公知の装置と同
様、機器ホルダーに収容した少なくとも一個の機器の周
囲を回転する単一の洗浄用ジェットオリフィスに、たと
えば、洗浄用ジェットの接線方向の分力により回転させ
る内側に向けたセグナータービンを設けてもよい。しか
し、洗浄用ジェットオリフィスが固定式か移動自在かに
関わらず、洗浄リングの円周面に少なくとも二個の洗浄
用ジェットオリフィスを設ければ、より効果的な洗浄が
可能である。これらのオリフィスは円周面のほぼ対向位
置に配置するか、オリフィスが三つ以上の場合、等間隔
で配置すればよい。以下に述べるように、洗浄用ジェッ
トオリフィスは、洗浄しようとする一個または複数の機
器を取り巻く二個の洗浄リングに配分して設け、ジェッ
トの一部が機器の円周の一部分たとえば半分を、残りの
ジェットが残りの半分をそれぞれカバーするようにでき
る。

【００１２】表面のすべての部分で均一な洗浄効果を得
るために、ジェットオリフィスを設置する間隔は、少な
くとも１０°以上１８０°未満、好ましくは１５〜２０
°とする。したがって、最適化された装置では、相当多
くのオリフィスを１８０°よりずっと小さい角度の間隔
で設ける必要がある。

【００１３】一個の洗浄用ジェットを機器ホルダーの収
容孔に配置するという公知の構成における主な問題は、
洗浄液の噴射ジェットが広い区域に及ばないことができ
ないため、機器の円周の一点だけに噴射が集中し、そこ
から洗浄液が機器の軸方向に流れ落ちることにある。こ
の問題は、本発明において、洗浄リングの少なくとも一
個の洗浄用ジェットを、機器ホルダーに収容された機器
が形成する断面上の外接円よりも径方向に離して配置す
ることにより解決される。したがって、一個または複数
の洗浄用ジェットは、一定の距離から機器をカバーする
ことになる。このことによって洗浄用ジェットがより広
い目標区域をカバーして洗浄効果を高めるだけでなく、
洗浄液に接触させるべきでない区域に洗浄液を噴射した
り汚染したりする危険を冒さずに、より強力なジェット
をより高圧で噴射することができる。関係がない区域に
洗浄液を吹き付けるという問題を避けるためのさらに別
の手段として、本発明では、洗浄リングの一個または複
数の洗浄用ジェットを内向きに設けるだけでなく、所定
の下向きの角度に向けることを要する。

【００１４】洗浄用ジェットオリフィスは、矛盾する要
件を満足する必要がある。すなわち、一方では、機器の
表面へ洗浄液を細かく分散させて吹き付けるためには、
オリフィスはできるだけ狭くしなければならない。しか
し他方では、オリフィスの開口を狭くすればするほど、
カルシウムの堆積や汚染でオリフィスが詰まりやすくな
るおそれがあるというわけである。本発明によれば、オ
リフィスの最小直径は０．３ｍｍ、好ましくは０．５ｍ
ｍであり、０．５〜０．８ｍｍでこの問題の最良の解決
が得られた。

【００１５】ジェットオリフィスを機器ホルダーの収容
孔に設ける従来技術における上記の課題に立ち返れば、
主な問題は、オリフィスへの供給配管がかなりのスペー
スをとるので、機器ホルダーに設けることができる収納
孔の数が減ることであった。しかし、本発明による構成
では、非常に多くの収納孔を設けることができる。洗浄
リングは、供給装置に接続され洗浄リングの外周に沿っ
て延びる少なくとも一個の洗浄液分配チャンネルを有し
ているのが好ましい。分配チャンネルは、好ましくはリ
ング状チャンネルとして形成され、特に完全に閉じた３
６０°の円周に沿って延びるのが好ましい。

【００１６】この種の分配チャンネルは、チャンネルの
断面積がその全長にわたって一定しているように形成す
ると製造が容易になる。しかし、断面積を変化させるこ
とにより、個々のオリフィスに対し、それぞれに異なる
所望の圧力をかけることができる。特に、分配チャンネ
ルの開口が一定でなくても、チャンネル終端部にあるオ
リフィスに、チャンネル始端部すなわち流入側接合部の
近傍にあるオリフィスと同レベルの圧力をかけることが
可能である。また、オリフィスに十分な圧力をかけるこ
とが可能なので、本発明において、分配チャンネルの開
口の平均断面積は、一個または複数のジェットオリフィ
スのより大きい（好ましくは少なくとも５：１で、最適
なのは１０：１〜５０：１）ことが好ましい。

【００１７】洗浄液タンクからの洗浄液の供給は、適当
な方法で実行できる。たとえば、洗浄リングは供給ホー
スを取り付けることが可能な径方向に突出した突起また
は短い接続パイプを有していてもよい。しかし、このよ
うにすると、機器に横向きの引っ張り力がかかることが
ある。また、この種の装置に通常用いられる前述の長い
形状の機器は、上方にある管からの液の供給を受けるの
が一般的であり、このことによってホースが絡み合うこ
とを防いでいる。したがって、本発明において、洗浄液
供給装置は、少なくともその一部を、機器ホルダーの垂
直方向への動きとほぼ平行に配置するのが好ましい。

【００１８】本発明の範囲において、個々の機器のため
の複数のホルダーを同一の垂直ガイド機構に配置し、そ
れぞれのホルダーに洗浄リングを配することもできる。
しかし、好ましい構成においては、機器ホルダーに少な
くとも二個の機器を収容する場所があり、それらの機器
をまとめて取り囲む一個の洗浄リングを配する。分析装
置による作業を自動化するため、駆動用モータによって
機器ホルダーを垂直ガイドに沿って移動可能にするのが
好ましい。機器ホルダーと洗浄リングの移動が別々に制
御される場合、洗浄リングは専用の駆動源を有するよう
にしてもよく、これは原則的には好ましい。しかし、構
成を単純化するためには、同じ駆動源によって洗浄リン
グを垂直方向に動かすほうがよい。

【００１９】たとえば、モータは、対向する両方向に対
して有効なフリーホイールクラッチと組み合わせて、ど
ちらの方向にも回転できるモータを用い、これによっ
て、モータが一方の方向へ回転するときは機器ホルダー
を駆動し、逆の方向へ回転するときは洗浄リングを回転
するようにしてもよい。しかし、この構成では、二つの
部分が交互に動くため時間がかかる。この問題を解決す
るため、本発明によるさらに発展した構成では、機器ホ
ルダーと洗浄リングは少なくとも一個の部材によって互
いに対する相対運動が制限されることにより、機器ホル
ダーと洗浄リングが互いに対し相対的に運動するという
好ましい構成を特に単純な方法で達成している。

【００２０】言うまでもなく、本発明による分析装置で
は、試料を所定の位置に置き、少なくとも一個の長い形
状の機器を試料に浸漬するまで下げ、測定を行い、機器
を洗浄し、試料容器を取り外すといった複数の工程を一
定の時間的シーケンスに従って行う必要がある。この種
の決まった工程を手作業で行うことは、効率が悪いだけ
でなく、装置のオペレータにとって大きなストレスにな
るため、自動化を図るのが好ましい。したがって、本発
明は、プログラムされた制御装置で制御される少なくと
も一個のモータを備えた駆動機構も含んでいる。

【００２１】実際には、本発明による駆動機構は、少な
くとも以下の工程を含む記憶済みプログラムによって制
御される。 （ａ） 機器ホルダーと洗浄リングを所定の高さまで下
げる。 （ｂ） 測定を行う。 （ｃ） 機器ホルダーで保持された少なくとも一個の機
器を洗浄リングに対して垂直方向に動かしながら、同時
に洗浄リングから洗浄液を噴射する。

【００２２】コンピュータあるいはプロセッサは、工程
（ｂ）による測定結果の監視および評価を行い、工程
（ｂ）の完了時に信号を発生させ、工程（ｃ）が開始す
るように、プログラムしてもよい。

【００２３】以下に、本発明の詳細を、図面に示した実
施例に関連させて説明する。

【００２４】

【好ましい実施例の説明】図１において、分析装置１
は、案内コラム２である垂直ガイドを有し、垂直ガイド
は試料支持面３の隣に位置している。分析装置は案内コ
ラム２の底部に任意の設計による脚４を有しており、こ
の脚４は装置を安定して支持するものであり、機器およ
び／または試料を載せる面を有していてもよい。案内コ
ラム２は、案内コラムと平行に延びるポスト８で保持さ
れている。ポスト８と案内コラム２は、垂直なギャップ
９で隔てられている。

【００２５】機器ホルダー５は、垂直な案内コラム２に
沿った上下運動が可能である。機器ホルダー５は、開口
部６とブラケット部７を有する。ブラケット部７は半円
形に沿って垂直な案内コラム２を抱持する。ブラケット
部７は、垂直な案内コラムの両側面に接しているブラケ
ットアームを備えている。ブラケットアームの後方側の
端部同士は、平らな横に延びるブレース１０で接続され
ている。横に延びるブレース１０は、ブラケット７のフ
ォーク状アームの端部に、たとえばねじで取り付けられ
ている。

【００２６】図１に破線で示したように、横に延びるブ
レース１０は、少なくとも一個の内側にねじ山を切った
ブロックに接続されている。ブロック１１のねじ山は、
スピンドル１２に係合し、案内コラム２の内部の軸受
（図示せず）に回転自在に取り付けられ、たとえば案内
コラム２の高さの半分にわたって延びている。スピンド
ル１２は、図１に図式的に示したモータ１３で駆動さ
れ、減速ギヤ（図示せず）を間に入れてもよい。モータ
１３の選択については、それ自体に制限はない。たとえ
ば直流モータの使用も可能であるが、ステッパモータが
好ましい。機器ホルダー５とリング形洗浄装置１４のホ
ルダー（次のパラグラフを参照）を上下運動させるため
に用いる駆動機構としては、言うまでもなく、多くの異
なる手段をとることが可能であり、たとえば、垂直ベル
ト／チェーンドライブ、リニアモータ、特にリニアステ
ッピングモータ、ラチェットフィード、その他の手段が
ある。

【００２７】機器ホルダー５の下方では、これと別体の
洗浄リング１４が機器ホルダー５と同様に、案内コラム
２に沿って垂直方向に移動自在である。洗浄リングは、
図３と図４に示した好ましい実施例に関連させて、後に
説明する。図１の実施例において、洗浄リング１４は、
機器ホルダー５のブラケットアーム７と同様なブラケッ
トアーム７’を備えている。後に説明するように、洗浄
リングが機器ホルダー５から独立して上下運動できる構
成とするのが好ましい。したがって、部品５と部品１４
が同一の垂直な案内コラム２に案内される構成は必須で
はない。洗浄リングは、案内コラム２と平行な別体の垂
直な案内部材を備えていてもよい。しかし、こうした場
合、部品５と部品１４が互いに同期をとって動くように
するという問題が発生し、少なくとも、より大きなスペ
ースを要し、装置の部品の一部がオペレータに見えなく
なる可能性がある。

【００２８】洗浄リング１４は、機器ホルダー５と同様
の駆動機構、すなわちモータ１３’で駆動されるスピン
ドル１２’を備えている。しかし、後に説明するよう
に、単一のモータ１３を用いて洗浄リング１４ａ（図
２）を上下運動させることもできる。

【００２９】図２、図３、図４に示すように、機器ホル
ダー５の開口部６は、中央にノブ形ハンドル２３を有す
るカップ状のホルダーリング１５を収容するように構成
されている。このホルダーリング１５は、たとえば図示
したようなたとえば８本のチューブ１７のようなさまざ
まな長い形状の機器を保持するための収容孔１６を有す
る。長い形状の機器は、ピペットや測定用電極でもよ
い。ホルダーリング１５は、機器ホルダー５の開口部６
を取り巻くリム部分に固定されたファスナーねじ１５’
によって、凹部５’内の所定の位置に保持される。図３
に示したように、カップ状ホルダーリング１５は、機器
ホルダー５の下側の面より下方に突出している。測定用
電極１７からの測定信号は、個々の電極のケーブル１７
ａ（図３）からの信号を収集、送信する少なくとも一本
のケーブル１８によってコンピュータ１９（図１）に送
られる。測定用電極またはチューブ１７を所定の位置に
保持するためにはホルダーリング１５を用いることが実
用的であるとはいえ、他の保持装置を用いてもよいとい
うことは、容易に理解される。

【００３０】上記のコンピュータ１９は、場合によって
は分析装置のマイクロプロセッサμと協働することがあ
り、後に説明するメモリ格納デバイスｍにプログラムさ
れた測定工程の時間的シーケンスを制御する。工程は、
たとえば試料と洗浄リング１４と機器ホルダー５の各位
置を知るための位置センサなどを用い、多くのさまざま
な方法で制御できるが、クロック信号発生器２０を用い
て時間依存制御を行うのが好ましい。マイクロプロセッ
サμの出力信号は、モータ１３の制御部２１と、スピン
ドル１２’を駆動するモータ１３’の制御部２１’に送
られる。また、スピンドル１２、１２’を上記の両方の
運動を制御する単一のスピンドルに合体し、一方に右回
りのねじを、他方に左回りのねじを用い、一方の部分で
は一方向に働き他方の部分では反対方向に働くフリーホ
イールクラッチを用いた構成としてもよい。さらに、選
択的に係合可能なカウンターねじ（たとえば、スピンド
ルねじと選択的に係合あるいは離反可能な板ばね）と協
働する単一のスピンドルを用いることも可能である。

【００３１】図３は、機器ホルダー５とリング形洗浄装
置１４が、滴定しようとしている液体を収容した試料容
器２２で測定を行う作業位置にある状態を示す。ただ
し、本発明の主な用途は滴定機器であるが、この用途に
限定されるものではない。他の用途としては、プロー
ブ、センサ、電極などを用いた固体の含水率の測定に用
いることが可能である。また、たとえばヴィッカース硬
度テスターなどの硬度テスターの針に用いることも可能
である。

【００３２】本発明の好ましい実施例による洗浄リング
１４ａの構成は、図３と図４で特に明確に示されてい
る。図１の洗浄装置あるいは洗浄リングとは異なり、図
２と図３の洗浄リング１４ａは、ブラケットアーム７’
を備えていない。したがって、洗浄リング１４ａは、ブ
ラケットアームがないリング形部分だけから成り、後に
説明するように、洗浄リング１４ａが機器ホルダー５に
対して移動可能であるように機器ホルダーに接続されて
いる。洗浄リング１４ａは、基本的に、洗浄用ジェット
リング２５の下側に固定された供給チャンネルリング２
４から成る。供給チャンネルリング２４は、リング２
４、２５の円周面に等間隔で設けられたねじ孔２６にね
じで固定されている。供給チャンネルリング２４と洗浄
用ジェットリング２５の間に、Ｏリングシール２７、２
８が配置されている。

【００３３】供給チャンネルリング２４は、垂直な上下
運動の方向とほぼ平行に延びる洗浄液供給チャンネル２
９に接続されている。供給チャンネル２９の上端部３０
は、洗浄液供給ホース（図示せず）を接続できるように
大径になっている。供給チャンネル２９は、ブラケット
アーム７が機器ホルダー５の主部に接する区域（図２）
において、機器ホルダー５の貫通孔３１を通っている。
機器ホルダー５が垂直方向に動くとき、洗浄リング１４
ａの動きが供給チャンネル２９の幅広の頭部３０で制限
されるように、貫通孔３１の直径を小さくすることも考
えられる。しかし、このようにするのは得策ではない。
なぜなら、分解する場合、供給チャンネル２９を供給チ
ャンネルリング２４から引き抜くことを要すが、シーリ
ングスリーブ３２が示すように、供給チャンネル２９は
シールしたままにしておくのが好ましいからである。し
たがって、貫通孔３１の直径を頭部３０が容易に通過で
きるように十分大きくし、洗浄リング１４ａの動きを制
限する機能は別の部材にさせるという構成とすることが
好ましい。図３にそのための移動制限手段３３を示した
が、その一部は隠れている。図４のほうが手段３３をよ
り明確に示している。

【００３４】図４が示すように、少なくとも一つの移動
制限部材３３は本発明に必要である。しかし、リングの
周囲に等角度で複数の移動ボルトを配置するほうが好ま
しい。ロッド状の移動ボルト３３の下端部に円錐形スト
ッパ３４とねじ山を設け、洗浄用ジェットリング２５に
しっかりねじ込むようにしてもよい。機器ホルダー５
は、ストッパ３４と相補的に働く円錐形の孔３５を有
し、測定を行うために機器ホルダー５の位置を下げたと
き、ストッパ３４が孔３５に嵌まるようにする。移動ボ
ルト３３の上端部には、保持用頭部３６がある。保持用
頭部３６をボルト３３の軸と一体に形成するか、調整可
能な位置で軸部分３７にねじ込むようにしてもよい。し
たがって、軸部分３７の長さによって機器ホルダー５と
洗浄リング１４ａが互いに対して動く範囲が決まり、こ
の範囲は、軸部分３７の下端において、孔３５に係合す
る円錐形のセンタリングストッパ３４で制限される。こ
の範囲のもう一方の端では、開口部５’に嵌まったカッ
プ状ホルダーリング１５の頂部に保持用頭部３６が嵌ま
るとき、機器ホルダー５がさらに上昇すれば洗浄リング
１４ａも移動する。それゆえ、洗浄リング１４ａ専用の
駆動部が不要になる。洗浄リング１４ａの開口部を機器
ホルダー５の開口部６に対してセンタリングするため
に、他の方法を用いることもできるのは、言うまでもな
い。特に、センタリング用の突起と孔を用いてもよい
が、スペース上の制約を考えると、センタリングを行う
ためには移動ボルト３３を用いるのが好ましい。上記の
構成によれば、部品５と部品１４の両方を上下運動させ
るには一個のモータ１３で十分であるため、電気部品１
３’と２１’、ブラケットアーム７’、スピンドル１
２’は不要になる。このことにより、分析装置の構造を
単純化できる。装置の構造は、各機器や各機器グループ
にそれぞれ別々に洗浄リングを用いることもできるが、
長い形状の機器を共通の洗浄リング１４または１４ａに
収容することにより構造を単純化できる。

【００３５】図３が示すように、供給チャンネルリング
２４にボルトで固定された洗浄用ジェットリング２５
は、開口部３８を有する。この開口部３８は、実際に
は、カップ状ホルダーリング１５と同軸であるため、好
ましい実施例において、すべての機器が同じ開口部を通
過することになる。ただし、ホルダーリング１５の場合
と同様に、機器ごとに別の開口部を設けることも可能で
ある。しかし、このようにすると、装置の操作がより困
難になり、大きなスペースが必要になる。また、二個か
それ以上の洗浄リングを使用し、一方の洗浄リングが共
通の大きな開口部を有し、他方のリングが複数の個別の
開口部を有するようにしてもよい。

【００３６】図４が示すように、開口部３８の上方で、
洗浄リング１４ａは上向きに広がってコーン形部分３９
を形成し、さらに急角度の漏斗形部分４０を形成する。
漏斗形部分４０の下方には、洗浄用ジェットオリフィス
４１のリングがある。ジェットオリフィス４１は、図３
が示すように孔３８を横切る測定用電極またはチューブ
１７から、図４が示すように他の測定用プローブ１７か
ら、それぞれ一定の距離離れており、洗浄用ジェットオ
リフィス４１から噴射されるジェットストリームがその
距離をわたって流れ、中央でまとめられた機器１７、１
７’のより大きな表面区域に噴射を行う。したがって、
好ましい実施例において、洗浄リング１４ａの各洗浄用
ジェットオリフィス４１は、機器を取り巻く開口部３８
の直径ｄより大きい直径Ｄを有する円の中にある。大き
な直径Ｄの中には、開口部３８の直径ｄより多くの洗浄
用ジェットオリフィス４１を収容できる。洗浄用ジェッ
トオリフィス４１は少なくとも１０°以上１８０°未満
の範囲（好ましくは１５〜２０°）の間隔で配置するの
が好ましい。洗浄効果が表面全体に確実に及ぶようにす
るためには、少なくとも二個のジェットオリフィス４１
を円周面のほぼ対向する位置に配置するのが好ましい。

【００３７】図４がさらに示すように、洗浄リング１４
ａの各洗浄用ジェットオリフィス４１は径方向内側に向
けるだけでなく、（上下運動の軸でもある）垂直軸Ｖに
対し所定の下向きの角αを成すように設ける。角αは、
好ましくは約１５〜４０°、特に好ましくは２０〜３０
°である。噴射ジェットを下向きに設けることには、い
くつかの利点がある。その一個は、機器１７、１７’へ
の距離が大きくなるので、噴射ジェットがより広い範囲
をカバーできるということである。また、洗浄リングの
内部が円錐形であるため、ジェットオリフィス４１のリ
ングを洗浄用ジェットリング内でさらに上方に配置でき
るので、直径Ｄがより大きくなる。それゆえ、ジェット
オリフィス４１のリングは十分に高い位置にあるため、
ジェットストリームは機器１７、１７’に、機器１７、
１７’が洗浄を必要としないほど高い位置にあたること
になる。図４の一点鎖線Ａが示すジェットの方向におい
て、洗浄液ジェットは機器１７、１７’の表面に、収容
孔１６からわずかに下方の位置であたるので、試料と実
際に接触する機器の部品表面全体が洗浄される。さら
に、洗浄ジェットをわずかに下向きに設けることによ
り、機器の表面に付着した異物をより効果的に分解、洗
浄することが可能になる。

【００３８】図３と図４の断面図が示すように、洗浄用
ジェットオリフィス４１は、分配チャンネル４２から内
側の漏斗形表面４０につながっている。図３が示すよう
に、分配チャンネル４２は、少なくとも一個の（好まし
くは一個だけの）方向チャンネル４３ によって供給チ
ャンネル２９に接続している。分配チャンネル４２は、
洗浄用ジェットのリング２５の全円周３６０°に沿って
延びている。すなわち、分配チャンネル４２は、好まし
くはリング形チャンネルである。分配チャンネル４２を
分割し、方向チャンネル４３との接合点から始まる１８
０°未満の範囲にわたって延びる二個の分岐管にするこ
とも可能であるが、このような構成は、製造上の理由か
ら好ましいとは言えない。「発明の要約」の項ですでに
説明したように、オリフィスから続けて噴射される洗浄
液の量が原因となって、オリフィスの圧力が方向チャン
ネル４３との接合点から対角線方向に延びるオリフィス
にかけて多かれ少なかれ連続して低下する場合、分配チ
ャンネル４２の断面積を全長にわたって変化させること
が可能である。ただし、このような圧力の低下は実際に
はあまり影響がないため、分配チャンネル４２の断面積
を全長にわたって一定に設計することが好ましい。オリ
フィス４１のどれかにより高い圧力をかけたり、分配チ
ャンネル４２の断面積を変化させたりすることも可能で
はあるが、実際の使用を考えた場合、このような構成は
好ましくない。

【００３９】同様に、本発明の範囲において、ジェット
オリフィス４１の少なくとも二個のリングを互いに上下
を成すように配置し、それによってオリフィスを部分的
にずらして配列し、オリフィスの各リング用の別々のチ
ャンネル４２を設けるようにしてもよい。

【００４０】多くのオリフィス４１に対する供給を行う
ため、チャンネル４２の断面積が洗浄用ジェットオリフ
ィス４１の断面積より大きくなければならないことは明
らかである。たとえば、垂直軸Ｖの周囲を回転するジェ
ットオリフィスが一個しかなくても、分配チャンネル４
２の平均断面積が、オリフィスの断面積より大きい必要
があることは、すでに知られている。しかし、この場
合、供給チャンネルリング２４に対して回転する洗浄用
ジェットリング２５には単純なＯリング２７、２８より
コスト高のシール手段を用いる必要があり、回転運動さ
せる駆動源が必要なためさらにコストが高くつく。分配
チャンネル４２とジェットオリフィス４１の断面積の比
率は、好ましくは少なくとも５：１であるが、さらに好
ましくは１０：１〜５０：１である。上記の理由によ
り、洗浄用ジェットオリフィス４１の直径は少なくとも
０．３ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ、さらに好ましくは
０．５〜０．８ｍｍとする。

【００４１】すでに述べたように、図１に示したプログ
ラムのメモリｍは、記憶済みプログラムを含んでおり、
その詳細は図５のプログラム段階（ａ）〜（ｃ）とし
て、以下に説明する。図５が示すプログラム段階のシー
ケンスは、分析装置が図２〜図４の実施例に合わせ駆動
用モータ１３を一個だけ備えているという前提に基づい
ている。原則として、洗浄工程は多くの異なる方法で実
行可能であり、たとえば図１の場合、機器ホルダーを試
料の位置まで下降させ、続いて持ち上げるという方法が
とられる。あるいは、洗浄リング１４ａを上方に移動さ
せ、機器１７、１７’が上下に移動するに従い複数の点
から噴射を行うという方法も可能である。しかし、以下
の方法をとるのが好ましい。

【００４２】図５ａが示す初期状態において、ホルダー
リング１５に嵌まった状態で測定用電極あるいはチュー
ブ１７を保持した機器ホルダー５は、洗浄リング１４ａ
の上方に位置し、洗浄リング１４aは移動ボルト３３に
保持されて機器ホルダー５から一定の距離離れた位置に
ある。まず、機器ホルダー５と洗浄リング１４ａは、試
料容器２２の高さで決まる位置まで、一緒に下降する。
この状態は、図５ｂが示している。しかし、機器ホルダ
ー５の所定の目標位置は、洗浄リング１４ａが容器２２
のリムに最初に載った位置より、いくらか下方にある。
このことは、測定用電極１７が容器２２内の液体試料に
浸かるまで、機器ホルダー５が下降し続けるということ
を意味する。最後の状態は、図５ｃが示している。移動
ボルト３３は、図４が示すように、円錐形開口部３５よ
り上方にある孔を通って押し上げられる。垂直の供給チ
ャンネル２９は、これと同様に、機器ホルダー５を貫く
開口部３１を通って上方へ移動する。

【００４３】この段階において、測定が行われる。測定
の開始は、コンピュータ１９（図１）から信号ケーブル
１８（図１と図２）を介して制御するのが実用的であ
る。測定信号がコンピュータに記憶、評価されると、コ
ンピュータが「測定終了」信号を発生する。「測定終
了」信号は、出力線４４を通って分析装置のマイクロプ
ロセッサμへ伝送され、機器ホルダー５と洗浄リング１
４ａの動きを監視、制御する一方、コンピュータ本体１
９は測定の監視、実行、評価に専念する。言うまでもな
く、プロセッサ１９およびμは単一の複合ユニットの一
部としてもよく、マイクロプロセッサμはコンピュータ
１９の一部としてもよい。

【００４４】通常、測定は、コンピュータ１９のキーを
押すか、画面上のアイコンをクリックすることで始ま
る。測定が完了すると、部品５および１４ａは図５と反
対方向、すなわち（ｃ）から（ａ）の順に移動する。移
動ボルト３３を単純な構成にすることにより、最初の移
動の段階では機器ホルダー５だけが持ち上げられ、洗浄
リング１４aは容器２２のリムに嵌まったままである。
ジェットオリフィス４１のリングの上方に比較的背の高
い漏斗形表面４０を有する洗浄用ジェットリング２５を
配する構成は、ジェットオリフィス４１が角度αで下方
に向けられていなくても洗浄液が外部へ噴射されること
を防止できるため、好ましいと言える。

【００４５】機器１７、１７’が洗浄リング１４ａに対
して上方に移動する間、メモリ記憶デバイスｍに記憶さ
れたプログラムの指令に基づいて制御されたマイクロプ
ロセッサμは同時に、洗浄液タンク（図示せず）から、
供給チャンネル２９に接続されたホース（同様に図示せ
ず）を介して、洗浄液を放出、流入させる。それゆえ、
機器１７、１７’が位置（ｃ）から位置（ｂ）まで上向
きに移動する間に、機器１７、１７’は上端から下端ま
で噴射により洗浄され、使用済みの洗浄液は容器２２の
中に滴り落ちる。続いて、洗浄リング１４ａの持ち上げ
と容器２２の取り外しを手作業で行うこともできる。し
かし、機器ホルダー５と洗浄リング１４ａを一緒に位置
（ｂ）から所定の開始位置（ａ）まで持ち上げるほうが
実用的である。なぜなら、スペースが空けば、試料容器
２２の取扱いがさらに簡単になるからである。

【００４６】上記の説明から明らかなように、本発明に
よる駆動機構のプログラムされたシーケンスは、従来技
術によるセグナータービンを操作するのに使用できる
が、プログラムと駆動機構は本発明による分析装置にお
いて最も有利に用いることができるように設計されてい
る。

【００４７】場合によっては、機器を洗浄するためによ
り徹底した、修正された構成を用いるのが好ましい。こ
の目的は、図６が示すように、少なくとも二個の洗浄リ
ング１４’、１４”を備えた構成によって達成できる。
図３の実施例においてと同様に、供給チャンネル２９は
機器ホルダー５の開口部３１を通っている。また、供給
チャンネル２９は、外側の供給リング２４ａの狭い貫通
孔３１’も通っており、そこで供給チャンネル２９は貫
通孔３１’に対して、たとえば二個のＯリング４５、４
６でシールされている。供給チャンネル２９の下端はさ
らに別の洗浄リング１４”の供給チャンネルリング２４
ｃの中へ延びている。

【００４８】洗浄リング１４’、１４”は、互いに対し
て少しの範囲ｓだけ移動可能である。この範囲ｓは一個
または複数の案内ねじ４７の長さであらかじめ決まって
おり、案内ねじ４７は内側の供給リング２４ｂのねじ孔
４８にねじ込むことができ、それによって、必要であれ
ば、洗浄リング１４’、１４”の間で位置の調整が可能
である。図６が示すように、外側の供給リング２４ａ
は、内側の供給リング２４ｂの外部にねじで固定され
る。シール４５、４６は、供給チャンネル２９とリング
２４ａ、２４ｂの接触面を同時にシールするように構成
されているが、別々にシールすることも可能である。

【００４９】図３の実施例と同様、外側の供給リング２
４ａは軸方向に延びるチャンバ４９を有しており、そこ
から放射状チャンネル４３’が分配チャンネル４２を介
してジェットオリフィス４１’まで延びている。チャン
バ４９は、供給チャンネル２９の径方向出口開口部５０
につながり、洗浄リング１４’、１４”の間の調整範囲
ｓ内では、出口開口部５０は常にチャンバ４９の中に納
まる大きさになっている。また、供給チャンネル２９と
下側の洗浄リング１４”は、図３の実施例と同様に接続
されている。したがって、洗浄リング１４’、１４”
は、ともに同一の供給チャンネル２９から洗浄液が供給
されている。図６が示すように、図示された実施例にお
ける下側の洗浄リング１４”のジェットオリフィス４
１”は、上方に傾斜しており、オリフィス４１’、４
１”からのジェットによる洗浄液の噴射は、洗浄リング
１４’、１４”が互いに接近しているとき、ほぼ同一の
目標区域に向けられている。下側の洗浄リング１４”の
ジェットオリフィス４１”が邪魔されずに、上側の洗浄
リング１４’は下向きのテーパ付き円錐形５１に形成さ
れている。

【００５０】このような洗浄リング１４’、１４”の組
み合わせにより、さまざまな構成が考えられる。たとえ
ば、各洗浄リングがそれぞれ供給チャンネル２９を有
し、たとえばこれら二個の洗浄リングから異なる洗浄液
が出てくるような構成が可能である。さらに、オリフィ
ス４１’をオリフィス４２”と少しずらして配置しても
よい。こうすれば、複数のオリフィスを機器により近い
区域に配置できる。もちろん、オリフィス４１’、の洗
浄用ジェットを、一個の点に向けて吹き付ける必要はな
い。また、ジェット噴射口の列を両方とも下方に向ける
ことも可能である。さらに、場合によっては、オリフィ
ス４１’が円の一部、特に半円だけをカバーし、円の残
りの部分をオリフィス４２”がカバーするように配置し
てもよい。また、明らかに、各洗浄リングが、分配チャ
ンネル４２による供給を受けるオリフィス４１の単一の
リングではなく、複数列のオリフィスを備えるように
し、たとえば、上側のオリフィスの列は上方に向けて噴
射し、下側のオリフィスの列は下方に向けて噴射するよ
うに構成することも可能である。

【００５１】また、図６は、ねじ４７を移動制限手段と
して機能させることにより、洗浄リング１４’、１４”
が別々の駆動機構を用いなくてもすむようにすることを
示している。しかし、必要があれば、特に二個の洗浄リ
ングを互いに対し特別な制御方法で移動させる必要があ
る場合には、別々の駆動機構を使用することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による分析装置の第一の実施例を、長い
形状の機器を所定の場所に置かない状態で示す斜視図

【図２】本発明による分析装置に長い形状の機器を所定
の場所に置いた状態で、図１の矢印II-IIに沿った上面
図

【図３】図２の矢印III-IIIに沿った断面図

【図４】図２の矢印IV-IVに沿って見た断面図

【図５】本発明による分析装置のプログラムされた連続
した基本工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）それぞれにおける
状態の、図２の矢印V-Vに沿った断面図

【図６】図３と同様の断面図において、洗浄装置がリン
グを一個ではなく二個備えた実施例を示す図

【符号の説明】

１ 分析装置 ２ 案内コラム ５ 機器ホルダー ７、７’ ブラケット部 ８ ポスト １０ ブレース １１ ブロック １２、１２’ スピンドル １３、１３’ モータ １４、１４ａ、１４’、１４” 洗浄リング １５ ホルダーリング １５’ ファスナーねじ １６ 収容孔 １７、１７’ 洗浄しようとする機器 １７ａ、１８ ケーブル １９ コンピュータ ２０ クロック信号発生器 ２１’ モータ制御部 ２２ 試料容器 ２４、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 供給チャンネルリン
グ ２５ 洗浄用ジェットリング ２６ ねじ孔 ２７、２８、４５、４６ Ｏリングシール ２９ 供給チャンネル ３１、３１’ 貫通孔 ３２ シーリングスリーブ ３３ 移動ボルト ３４ 円錐形ストッパ ３５ 円錐形の孔 ３６ 移動ボルト頭部 ４１、４１’、４２” ジェットオリフィス ４２ 分配チャンネル ４３ 方向チャンネル ４４ 出力線 ４７ 案内ねじ ４８ ねじ孔 ４９ チャンバ μ マイクロプロセッサ ｍ メモリ格納デバイス

フロントページの続き (71)出願人 591079948 ＣＨ−8606 Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ Ｓｃ ｈｗｅｉｚ

Claims (34)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直ガイドと、上記垂直ガイドに沿って
   動くように制限され少なくとも二個の機器を保持するよ
   うに設計された機器ホルダーと、上記機器を洗浄するた
   めの少なくとも一個の洗浄装置から成り、上記洗浄装置
   が少なくとも一個のジェットオリフィスと洗浄液の供給
   配管を有し、上記少なくとも一個のジェットオリフィス
   が機器に洗浄液を吹き付けるように設計された分析装置
   において、上記洗浄装置が機器を取り巻く少なくとも一
   個の洗浄リングを有し、上記洗浄装置が機器ホルダーと
   別体で機器ホルダーに対して相対移動可能で、上記少な
   くとも一個のジェットオリフィスが上記少なくとも一個
   の洗浄リングの径方向内方に向けて設けられている分析
   装置。
2. 【請求項２】 上記洗浄装置が上記機器を３６０°にわ
   たって取り巻く完全に閉じた洗浄リングを有する請求項
   １に記載の分析装置。
3. 【請求項３】 上記洗浄装置が上記垂直ガイドに沿って
   案内された動きをするように制限を受けている請求項１
   に記載の分析装置。
4. 【請求項４】 上記洗浄装置を上記機器ホルダーの下方
   に縦方向に配置した請求項１に記載の分析装置。
5. 【請求項５】 少なくとも一個の洗浄リングの内周面に
   少なくとも二個のジェットオリフィスを設けた請求項１
   に記載の分析装置。
6. 【請求項６】 上記ジェットオリフィスをほぼ等角度の
   間隔で設けた請求項５に記載の分析装置。
7. 【請求項７】 上記ジェットオリフィスをほぼ対角線上
   の対向位置に設けた請求項５に記載の分析装置。
8. 【請求項８】 上記ジェットオリフィスを少なくとも１
   ０°以上１８０°未満の間隔で設けた請求項５に記載の
   分析装置。
9. 【請求項９】 上記ジェットオリフィスを１５°〜２０
   °の間隔で設けた請求項８に記載の分析装置。
10. 【請求項１０】 上記洗浄装置が、上記洗浄リングの開
    口幅より大きい直径の円周面に少なくとも一個のジェッ
    トオリフィスを設けた少なくとも一個の洗浄リングを有
    する請求項１に記載の分析装置。
11. 【請求項１１】 上記洗浄装置が、すべての機器のため
    の共通の開口部を有する少なくとも一個の洗浄リングを
    有する請求項１に記載の分析装置。
12. 【請求項１２】 上記少なくとも一個のジェットオリフ
    ィスの直径が少なくとも０．３ｍｍである請求項１に記
    載の分析装置。
13. 【請求項１３】 上記少なくとも一個のジェットオリフ
    ィスの直径が少なくとも０．５ｍｍである請求項１２に
    記載の分析装置。
14. 【請求項１４】 上記少なくとも一個のジェットオリフ
    ィスの直径が０．５〜０．８ｍｍである請求項１３に記
    載の分析装置。
15. 【請求項１５】 上記洗浄装置が、所定の下向きの角度
    に向けた少なくとも一個のジェットオリフィスを備えた
    少なくとも一個の洗浄リングを有する請求項１に記載の
    分析装置。
16. 【請求項１６】 上記所定の下向きの角度がほぼ１５°
    〜４０°である請求項１５に記載の分析装置。
17. 【請求項１７】 上記所定の下向きの角度がほぼ２０°
    〜３０°である請求項１６に記載の分析装置。
18. 【請求項１８】 上記少なくとも一個の洗浄リングが、
    上記洗浄リングの外周に沿って延びる洗浄液分配チャン
    ネルを有する請求項１に記載の分析装置。
19. 【請求項１９】 上記少なくとも一個のジェットオリフ
    ィスがオリフィス断面を有し、上記分配チャンネルが上
    記オリフィス断面より大きいチャンネル断面を有する請
    求項１８に記載の分析装置。
20. 【請求項２０】 上記チャンネル断面が上記オリフィス
    断面の少なくとも５倍大きい請求項１９に記載の分析装
    置。
21. 【請求項２１】 上記チャンネル断面が上記オリフィス
    断面の１０〜５０倍大きい請求項２０に記載の分析装
    置。
22. 【請求項２２】 上記洗浄装置が、互いに上下をなすよ
    うに配置された少なくとも二列のジェットオリフィスを
    有する請求項１に記載の分析装置。
23. 【請求項２３】 上記二列のジェットオリフィスが異な
    る洗浄リングに設けられた請求項２２に記載の分析装
    置。
24. 【請求項２４】 上記洗浄装置が、互いに対して移動可
    能な洗浄リングを有する請求項２３に記載の分析装置。
25. 【請求項２５】 上記供給配管が、上記垂直ガイドと少
    なくとも部分的に平行に延びる供給チャンネルを有する
    請求項１に記載の分析装置。
26. 【請求項２６】 さらに上記機器ホルダーと上記洗浄装
    置の間に配置されたセンタリング装置を有する請求項１
    に記載の分析装置。
27. 【請求項２７】 さらに上記機器ホルダーを上記垂直ガ
    イドに沿って移動させる駆動源を有する請求項１に記載
    の分析装置。
28. 【請求項２８】 上記駆動源が上記垂直ガイドに沿って
    上記洗浄装置も移動させる請求項２７に記載の分析装
    置。
29. 【請求項２９】 さらに上記機器ホルダーと上記洗浄リ
    ングが互いに対して相対移動する範囲を制限できる少な
    くとも一個の移動制限手段を有する請求項２７に記載の
    分析装置。
30. 【請求項３０】 少なくとも一個のモータと、上記少な
    くとも一個のモータを制御するプログラムされた制御装
    置を有する請求項１に記載の分析装置用の駆動機構。
31. 【請求項３１】 上記制御機構が、少なくとも（ａ）上
    記機器ホルダーと上記洗浄装置を所定の高さまで下降さ
    せる工程と、（ｂ）測定を行う工程と、（ｃ）少なくと
    も二個の機器を収容した機器ホルダーを上記洗浄装置に
    対して垂直方向に移動させると同時に、上記洗浄装置が
    上記機器に対して上記洗浄液を吹き付ける工程を行うよ
    うに設計されたプログラムを保持しているメモリ格納デ
    バイスを有する請求項３０に記載の駆動機構。
32. 【請求項３２】 さらに上記測定を監視し、上記測定が
    完了した時点で上記工程（ｃ）を開始する信号を送る信
    号―評価ユニットを有する請求項３１に記載の駆動機
    構。
33. 【請求項３３】 上記工程（ａ）において、上記洗浄装
    置の下降運動が第一の所定の高さで終了し、上記機器ホ
    ルダーの下降運動が第二の所定の高さに達するまで継続
    する請求項３１に記載の駆動機構。
34. 【請求項３４】 上記駆動機構が、上記工程（ｃ）の完
    了後、上記機器ホルダーと上記洗浄装置を所定の開始位
    置まで上昇させるように設計されている請求項３１に記
    載の駆動機構。