JP2011069713A - 粒子径測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】細孔を通過する微少粒子を検出するに際し、装置の駆動源等からの振動によるノイズを低減させて測定精度を向上させることができる粒子検出装置を提供する。
【解決手段】検出器に設けられた細孔を粒子懸濁液中の粒子が通過する際に得られる信号から粒子を分析する粒子径測定装置。細孔を下部に、細孔と連通する流路を内部に、突出部を上部にそれぞれ備えた検出器と、弾性体を備えており、この弾性体を介して前記検出器の突出部を支持する検出器支持部とを備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、検出器に設けられた細孔を粒子懸濁液中の粒子が通過する際に得られる信号から粒子の大きさを測定する粒子径測定装置に関する。

従来、粒子懸濁液中に含まれる、ファインセラミックス粒子、顔料、化粧品用パウダー等の粒子を検出する粒子径測定装置が種々知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１には、細孔を有するペレットが取り付けられた筒状の検出器本体と、この検出器本体の外部に設けられた外部電極と、前記検出器本体の内部に設けられた内部電極とからなる粒子検出器を備えた粒子径測定装置が開示されている。

粒子検出器は、容器内に収容された液体試料中に浸される。装置に設けられたシリンジによって粒子検出器を介して液体試料が吸引されると、当該液体試料中の粒子がペレットの細孔を通過して粒子検出器内に移動する。内部電極から外部電極に向けて電流が流されると、粒子が細孔を通過するときに当該細孔において電気抵抗が変化し、両電極間に粒子の大きさに応じたパルス信号が発生する。このパルス信号に基づいて粒子が検出され、粒子の大きさが計測される。

実開平２−９９３３９号公報

特許文献１に記載されている装置においては、検出対象の粒子の大きさと細孔の孔径とが乖離すると、粒子からの信号とノイズとの区別が困難になる。一般的には、粒子の大きさが細孔の孔径の約２％よりも小さくなると、粒子からの信号とノイズとの区別が困難になる。

そこで、検出対象とする粒子の大きさに応じて細孔の径を変える必要がある。特に、微小な粒子を検出する場合には、微小な粒子から発生する微弱な信号をノイズと区別しなければならないため、微小な粒子に合せて細孔の径も小さくする必要がある。

しかしながら、例えば約１ミクロンという微小な粒子の大きさを計測するために、細孔の径を約２５ミクロンまで小さくすると、装置内のファンやシリンジポンプ等の駆動源からの振動が粒子検出器に伝播してノイズとなって現れ、粒子からの微弱な信号と、これらのノイズとを区別することが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、装置の駆動源等からの振動によるノイズを低減させて、微小粒子からの微弱な信号をノイズと区別することにより、微小粒子の粒子径測定の精度を向上させることができる粒子径測定装置を提供することを目的としている。

本発明の粒子径測定装置は、検出器に設けられた細孔を粒子懸濁液中の粒子が通過する際に得られる信号から粒子を分析する粒子径測定装置であって、細孔を下部に、細孔と連通する流路を内部に、突出部を上部にそれぞれ備えた検出器と、弾性体を備えており、この弾性体を介して前記検出器の突出部を支持する検出器支持部と、を備えたことを特徴とする。

本発明の粒子径測定装置では、粒子が通過する細孔を備えた検出器が、弾性体を介して検出器支持部に支持される。装置内のファンやシリンジポンプ等の駆動源からの振動、及び、装置外部からの振動は、この検出器支持部を経由して検出器に伝達されるが、本発明の粒子径測定装置では、弾性体を介して検出器が支持されているので、かかる振動の検出器への伝達を抑制ないしはほぼ遮断することができる。したがって、この振動に起因するノイズの発生を抑制することができ、微小な粒子の通過により発生する信号とノイズとを容易に区別することができ、その結果、粒子の測定精度を向上させることができる。

前記突出部が鍔状に設けられているのが好ましい。前記弾性体が発泡弾性体であるのが好ましい。

また、前記検出器は、前記突出部のみを介して前記検出器支持部に支持されているのが好ましい。
前記検出器は、取付具と、この取付具に着脱自在に取り付けられる検出器本体とを含んでおり、
この検出器本体は、前記細孔及び第１流路を備えており、
前記取付具は、上部に設けられた前記突出部と、下部に設けられた取付部と、内部の第２流路とを含んでおり、
前記取付部において前記検出器本体が前記取付具に取り付けられることにより、前記第１流路と前記第２流路とが連通して前記流路を構成するのが好ましい。

前記検出器支持部は、前記弾性体を含む緩衝部と、この緩衝部が載置される載置面及び前記取付具の取付部が通過可能な大きさの開口を有するベース部とを含んでおり、
前記取付具の取付部は、前記突出部が前記弾性体を介して前記検出器支持部に支持されたときに、前記開口からベース部の下方に突出するように構成されているのが好ましい。

前記緩衝部は、前記弾性体の上に設けられた上プレートと、前記弾性体の下に設けられた下プレートと、を備え、
前記検出器の係合部は、前記上プレートに固定されており、
前記下プレートは前記ベース部に固定されているのが好ましい。

前記検出器は、前記検出器本体を前記取付具に固定するための装着具を含み、
前記検出器本体の上端には鍔部が形成されており、
前記取付具の取付部が第１ネジ部を有し、
前記装着具は、前記検出器本体の鍔部を下方から支持する支持部と、前記第１ネジ部と係合する第２ネジ部とを有し、前記支持部によって前記鍔部を支持した状態で前記第１ネジ部と第２ネジ部とが係合することにより、前記検出器本体を前記取付具に固定するように構成されているのが好ましい。

前記検出器支持部は、前記ベース部の開口を通じて下方に突出した取付具を当該検出器支持部に固定する固定機構を備えているのが好ましい。前記固定機構は、前記取付具を挟持可能な一対の挟持片と、両挟持片を、当該両挟持片が取付具を挟んだ状態で固定する固定具とを含んでいるのが好ましい。

前記粒子径測定装置は、前記検出器の細孔および流路を介して粒子懸濁液を吸引する吸引部と、
粒子懸濁液中の粒子が前記細孔を通過する際に得られる信号に基づいて粒子径を取得する解析部と、を備えているのが好ましい。

本発明の粒子検出装置によれば、装置の駆動源等からの振動によるノイズを低減させて、微小粒子からの微弱な信号をノイズと区別することにより、微小粒子の粒子径測定の精度を向上させることができる。

本発明の粒子径測定装置の一実施の形態の斜視図である。 図１に示される粒子径測定装置における流体回路図およびブロック図である。 検出器の斜視説明図である。 一部に断面を含む検出器の斜視説明図である。 一部に断面を含む検出器の正面説明図である。 検出器の底面図である。 取付具の平面図である。 取付具の正面図である。 取付具の側面図である。 図９のＡ−Ａ線断面図である。 図９のＢ−Ｂ線断面図である。 チューブアダプタの平面図である。 チューブアダプタの側面図である。 図１３のＣ−Ｃ線断面図である。 緩衝部の斜視図である。 上プレートの平面図である。 連結ピースの斜視図である。 下プレートの平面図である。 発泡弾性体の平面図である。 挟持片を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図である。 一部に断面を含む検出器の斜視説明図である。 一部に断面を含む検出器の正面説明図である。 検出器の底面図である。 ２５０Ｈｚの音を発生させた場合のベースライン波形を示す図である。 ４００Ｈｚの音を発生させた場合のベースライン波形を示す図である。 １０００Ｈｚの音を発生させた場合のベースライン波形を示す図である。 固定機構の他の例の説明図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の粒子径測定装置の実施の形態を詳細に説明する。

[粒子径測定装置]
まず粒子径測定装置の全体構成について説明する。
図１は一実施の形態に係る粒子径測定装置１の斜視図である。

粒子径測定装置１は、細胞やトナーなどの粒子を含む粒子懸濁液を細孔（アパチャ）に流し、粒子が細孔を通過するときの電気抵抗の変化に基づいて、粒子の大きさや粒子数を測定する電気抵抗式の粒子分析装置である。図１は粒子懸濁液を収容する収容容器であるビーカー５２を載置するための収容容器載置部２の前面の扉３が開放された状態を示している。収容容器載置部２は上下に移動可能であり、粒子懸濁液を収容したビーカー５２を載置するときには当該収容容器載置部２を下部位置に移動させ、ビーカー５２内に検出器１０を配置した後に収容容器載置部２を上部位置に移動させる。

粒子径測定装置１は、図２及び図３に示されるように、主に、粒子懸濁液を通過させるための細孔９が設けられた検出器１０と、この検出器１０を支持する検出器支持部４０と、検出器１０の細孔９を介して粒子懸濁液を吸引するシリンジポンプ５４と、細孔９を粒子が通過するときの信号の波形を処理する波形信号処理基板５８と、ＣＰＵ及びメモリなどからなる制御部５９と、表示部６と、表示部６の表面に設けられたタッチパネル６０とを備えている。これらは箱状のケーシング７内に収容されるか、又は装備されている。

以下、各部の構成について、一連の測定の流れに沿って説明する。
図１に示されるように、ビーカー５２内に検出器１０が配置され、操作者がタッチパネル６０から測定開始指示を入力すると、測定が開始される。測定が開始されると、制御部５９は、ドライバ回路６１に試料の吸引を指示する信号を送信する。ドライバ回路６１は受信した指示信号に基づいてステッピングモータ６２を駆動する。シリンジポンプ５４は、ステッピングモータ６２の駆動にしたがって、検出器１０および粒子懸濁液吸引チューブ５３を介してビーカー５２内の粒子懸濁液を吸引する。

粒子径測定装置１は、検出器１０の外部であってビーカー５２の内部に配置される第１電極（負電極）５５、検出器１０の内部に配置される第２電極（正電極）５６、及び第１電極５５と第２電極５６との間に定電流を流す定電流回路５７を備えている。定電流回路５７は、シリンジポンプ５４による粒子懸濁液の吸引と同時に、これら第１電極と第２電極とに定電流を印加する。検出器１０の細孔９を粒子が通過すると、第１電極５５と第２電極５６との間の電気抵抗に変化が生じ、この電気抵抗の変化を示す電流が波形信号処理基板５８に入力される。

波形信号処理基板５８は、アンプ５８１、アナログ信号処理部５８２、ＡＤコンバータ５８３、デジタル信号処理部５８４を備える。アンプ５８１は、電気抵抗の変化を示す電流が入力されると、入力された電流を電圧変換してアナログ信号を生成し、アナログ処理部５８２に出力する。アナログ信号処理部５８２は、後述のＡＤコンバータ５８３への出力に適した信号とするために、アンプ５８１から出力されたアナログ信号の増幅及びフィルタリングを行う。ＡＤコンバータ５８３は、入力されたアナログ信号から１粒子に対応する波形信号をサンプリングしてデジタル信号に変換し、デジタル信号処理部５８４に送信する。デジタル信号処理部５８４は、受信したデジタル信号から１粒子に対応するパルス信号から特徴データを抽出する。特徴データとは、例えばパルスの高さ、パルス幅を含む。デジタル信号処理部５８４は、複数の粒子の特徴データに基づくヒストグラムのデータを作成してメモリに記憶するとともに、ヒストグラムのデータを制御部５９に送信する。また、デジタル信号処理部５８４は、デジタル信号の受信回数に基づいて粒子数を計数し、粒子数を制御部５９に送信する。制御部５９は、デジタル信号処理部５８４から送信された特徴データから、粒子径、体積、粒子懸濁液中の濃度等を分析する。制御部５９は、分析結果に基づいて平均粒径やＳＤ等について統計解析を行い、解析結果と粒子数を表示部６に表示させる。

〔検出器〕
つぎに、検出器１０について詳細に説明する。図３は、粒子径測定装置１の検出器１０の斜視説明図であり、検出器１０が後述する検出器支持部４０に支持されている状態を示している。図４は、一部に断面を含む検出器１０の斜視説明図であり、図５は、一部に断面を含む検出器１０の正面説明図であり、図６は、検出器１０の底面図である。なお、図３〜６、及び後出する図２１〜２３においては、検出器１０の装置への装着状態を説明するために、検出器１０を支持する検出器支持部４０とともに、検出器支持部４０が配置されるケーシング８も描いている。このケーシング８は、前述した粒子径測定装置１の外側のケーシング７内に配置されている。

検出器１０は、取付具２０と、取付具２０の下端に着脱自在に取り付けられる検出器本体３０とで主に構成されている。検出器１０は、その取付具２０によって検出器支持部４０に支持される。

検出器本体３０は、図３〜５に示されるように、一端（図示された使用時の状態において下端）が閉じられた筒状の部材からなっており、その下端付近の凹部３１にはルビーからなるペレット３２が配置されている。このペレット３２の中央部には、粒子を含む粒子懸濁液を通過させるための細孔９が設けられている。検出器本体３０の内部は第１流路３４が形成されており、この第１流路３４は、後述する取付具２０の第２流路２３（図４参照）と連通する。

検出器本体３０の上端には鍔部３５が形成されている。後述するように、この鍔部３５を下方から支持するように装着リング９０（図４および図５参照）を検出器本体３０に嵌め、装着リング９０（図４および図５参照）を取付具２０に取り付けることにより、検出器本体３０と取付具２０とが接続される。検出器本体３０は、例えばガラスやＡＢＳ樹脂などで作製することができる。

検出器本体１０の細孔９の孔径は、検出対象とする粒子の大きさに応じて変更する必要があるため、検出対象とする粒子に応じて検出器本体３０の交換を行う必要がある。本実施の形態に係る電気抵抗式の粒子径測定装置１では、細孔９の孔径に対して、約２〜６０％の粒子径の粒子を検出することができる。そのため、粒子径測定装置１では、検出対象とする粒子の径が０．５〜１５μｍである場合には、２５μｍの孔径の細孔を有する検出器本体を用いる。検出対象とする粒子の径が１〜３０μｍである場合には、５０μｍの孔径の細孔を有する検出器本体を用いる。検出対象とする粒子の径が２〜６０μｍである場合には、１００μｍの孔径の細孔を有する検出器本体を用いる。検出対象とする粒子の径が４〜１２０μｍである場合には、２００μｍの孔径の細孔を有する検出器本体を用いる。

つぎに取付具２０について説明する。図７は取付具２０の平面図であり、図８は取付具２０の正面図（図７の矢印Ａ方向から見た図）であり、図９は取付具２０の側面図（図７の矢印Ｂ方向から見た図）であり、図１０は図９のＡ−Ａ線断面図であり、図１１は図９のＢ−Ｂ線断面図である。

取付具２０は、主として、交換可能な部品である検出器本体３０を粒子径測定装置１の検出器支持部４０に取り付けるための部品である。取付具２０は、図８〜１０に示されるように、短筒形状を呈している。取付具２０の長手方向上端には突出部（フランジ）２１が設けられている。このフランジ２１は、取付具２０の長手方向中央の胴部１９に比べて外径が大きく形成されており、側方に突出した鍔形状を有している。検出器１０は、このフランジ２１を介して検出器支持部４０に支持される。後述するように、検出器支持部４０は、発泡弾性体４６を含む緩衝部４１（図１５参照）を含み、緩衝部４１は、発泡弾性体４６の上に配置された上プレート４４を含んでいる。そして、このフランジ２１は、図２に示されるように、上プレート４４の上に載置され、取付具２０の胴部１９は、上プレート４４に設けられた開口４４ａに挿入される。

図１６を参照しつつ、取付具２０の機能について説明する。図１６においては、取付具２０のフランジ２１の平面形状を一点鎖線で示し、取付具２０の胴部１９の水平断面形状を二点鎖線で示している。図１６に示されるように、フランジ２１は、胴部１９が開口４４ａに挿入された状態で緩衝部４１の上プレート４４に載置されたとき、緩衝部４１の開口４４ａからはみ出す大きさを有している。より詳しくは、フランジ２１は、取付具２０の胴部１９が開口４４ａに挿入されたときに、４隅が開口４４ａの開口から突出する大きさとなっている。これにより、フランジ２１は上プレート４４に係止することができ、検出器１０は、その自重により、細孔上プレート４４から垂れ下がるように支持される。
以下、取付具２０の各部の構成について説明する。

取付具２０は、上部に設けられたフランジ２１と、下部に設けられた取付部２２と、内部の第２流路２３とを含んでいる。
フランジ２１は、図７に示されるように、平面形状がほぼ矩形である。フランジ２１の中央の第２流路２３を挟んで対向する２隅には、チューブアダプタ６０（図３〜５参照）を接続するためのネジ６１（図３参照）が挿入される貫通孔からなるネジ穴２４ａが形成されている。

図７において点線で示したように、中央の第２流路２３を挟んで対向する残りの２隅付近であって、フランジ２１の側面には、フランジ２１を検出器支持部４０（図３及び図４参照）に固定するための連結ピース７０（図３、図４、及び図１７参照）をフランジ２１に固定するためのネジ７１が挿入されるネジ穴２４ｂ（図８参照）が形成されている。ネジ穴２４ａは垂直方向（取付具２０の長手方向）に形成されており、一方、ネジ穴２４ｂは水平方向（取付具２０の長手方向に直交する方向）に形成されている。ネジ穴２４ｂが形成された側面には、段部２６が形成されている。後述する連結ピース７０は、縦片７０ａ（図１７参照）が段部２６に当接することにより、連結ピース７０の貫通孔７３（図１７参照）とネジ穴２４ｂとが連通するように位置決めされる。

また、図９に示すように、フランジ２１には、検出器１０の流路を洗浄するための洗浄液を検出器１０内に供給する洗浄液チューブ６２が接続される洗浄液供給ポート２５が形成されている。この洗浄液供給ポート２５は、図１１に示されるように、第２流路２３に連通している。
また、図１０に示されるように、フランジ２１の上面２１ａには、Ｏ−リング２７を配置するための周溝２８ａが形成されている。

取付具２０の下部に設けられた取付部２２の外周面には、後述する装着リング９０の雌ネジ部９１（図５参照）と螺合する雄ネジ部２２ｂが形成されている。また、取付部２２の下面２２ａには、Ｏ−リング２７を配置するための周溝２８ｂが形成されている。

フランジ２１と取付部２２との間の胴部１９の外周面であって、取付部２２寄りの箇所には、図８〜９に示されるように、断面ほぼＶ字状の溝２９が形成されている。溝２９は、第２流路２３中心として対称となる側面に２箇所形成されている。溝２９は、図８に示されるように、水平方向（係合具２０の長手方向に直交する方向）に設けられている。２つの溝２９は、互いに平行に設けられている。この溝２９を利用して、後述するように、検出器本体３０の取付具２０への装着時及び取付具２０からの脱着時における当該取付具２０の固定（回転を含む移動の防止）が行われる。

〔装着リング〕
本実施形態では、検出器本体３０と、取付具２０とが装着リング９０により接続されている。
装着リング９０は、図４〜５に示されるように、短筒形状を呈する部材であり、その上部内周面には、前述した取付具２０の取付部２２の外周面に形成された雄ネジ部２２ｂと螺合可能な雌ネジ部９１が形成されている。また、装着リング９０の内部は、上部開口と下部開口との中間において径が狭められて形成された段部からなる係止部９２が形成されている。係止部９２には、前述した検出器本体３０の鍔部３５の下面が係止する。

装着リング９０の下部の外側は、先端（下端）に行くに従い小径となるテーパ形状にされている。また、装着リング９０の外周面には、取付部２２の雄ネジ部２２ｂと雌ネジ部９１とを螺合させたり、又は、螺合を解除したりする際に、当該装着リング９０をつまみ易くするための溝加工などを施すのが好ましい。

装着リング９０の上部開口は、検出器本体３０の鍔部３５が通過可能な大きさであり、一方、装着リング９０の下部開口は、検出器本体３０の筒状部分３０ａは通過可能であるが、鍔部３５は通過できない大きさにされている。

検出器本体３０の取付具２０への取付けは、つぎのようにして行うことができる。
まず、所望の孔径の細孔９を備えた検出器本体３０の閉止端（細孔が形成されたペレット３２が配置された側の端部）を、装着リング９０の上部開口から下部開口に向かって挿入する。
ついで、検出器本体３０の上端面（鍔部３５の上面）と取付具２０の下端面とが接触するように、検出器本体３０を取付具２０にあてがい、取付部２２の雄ネジ部２２ｂに装着リング９０の雌ネジ部９１を螺合させる。検出器本体３０の鍔部３５は、取付具２０の取付部２２と装着リング９０の係止部９２とによって挟まれた状態で固定される。これにより、検出器本体３０が取付具２０に取り付けられる。取付具２０の取付部２２は、後述するベース部の開口から下方に突出するようにされているので、検出器本体３０の取付具２０への装着及び取付具２０からの脱着を容易に行うことができる。

これにより、検出器本体３０を簡単に取付具２０に接続することができる。なお、本実施形態では、螺合させる際に取付具２０が動くのを防ぐ固定機構が設けられているが、その詳細については後述する。

検出器本体３０を取付具２０から取り外すときは、装着リング９０を逆方向に回転させて、取付部２２の雄ネジ部２２ｂと当該装着リング９０の雌ネジ部９１との螺合を解除させる。これにより、装着リング９０の係止部４２に鍔部３５を係止させた状態で、検出器本体３０を取付具２０から取り外すことができ、検出器本体３０が落下して破損する危険も避けられる。

〔チューブアダプタ〕
つぎにチューブアダプタ６０について詳細に説明する。図１２はチューブアダプタ６０の平面図であり、図１３はチューブアダプタ６０の側面図であり、図１４は図１３のＣ−Ｃ線断面図である。

チューブアダプタ６０は、ほぼ立方体形状を呈する部材である。その下面６０ａは開放されている。図１２に示されるように、対向する隅部には、チューブアダプタ６０を取付具２０のフランジ２１に固定するためのネジ６１を挿通させる貫通孔６７が形成されている。この貫通孔６７に挿通されたネジ６１が、フランジ２１の上面に形成されたネジ穴２４と螺合することにより、チューブアダプタ６０がフランジ２１に固定される。チューブアダプタ６０の上面６０ｂには、検出器１０内の第１電極５５からのリード線（図示せず）と配線６５を接続するためのコネクター６８（図３参照）を配置する穴部６９が形成されている。

また、チューブアダプタ６０の側面（チューブアダプタ６０をフランジ２１に固定したときの機内側の側面）６０ｃには、粒子懸濁液を吸引するための粒子懸濁液吸引チューブ５３が接続される粒子懸濁液吸引ポート８０及び洗浄液を吸引するためのチューブ６３が接続される洗浄液吸引ポート８１が形成されている。

粒子懸濁液吸引ポート８０及び洗浄液吸引ポート８１は、チューブアダプタ６０の内部空間８２と連通しており（図１４参照）、この内部空間８２は、図４〜５に示されるように、検出器１０の内部空間、すなわち第１流路３４及び第２流路２３からなる流路と連通している。
チューブアダプタ６０と取付具２０のフランジ２１、及び、取付具２０の取付部２２と検出器本体３０は、それぞれ前述したＯ−リング２７によって液密に接続されている。

〔検出器支持部〕
つぎに検出器支持部４０について詳細に説明する。
検出器支持部４０は、検出器１０を装置内の所定の位置、具体的には粒子懸濁液を検出器１０内に吸引して当該粒子の検出を行う測定時の位置に検出器１０を保持する。図３に示されるように、検出器支持部４０は、発泡弾性体４６を含む緩衝部４１（図１６参照）と、ベース部４２とを備えている。ベース部４２は、緩衝部４１が載置される載置面４３及び取付具２０の取付部２２が通過可能な大きさの開口４２ｃ（図５参照）を有しており、粒子検出部のケーシング８に固定されている。

図１５は緩衝部４１の斜視図である。緩衝部４１は、上プレート４４、下プレート４５、および上プレート４４と下プレート４５間に配置された発泡弾性体４６とからなっている。発泡弾性体４６は、上プレート４４及び下プレート４５に適宜の接着剤により固着されている。

上プレート４４は、図１６に示されるように、取付具２０の取付部２２が通過可能な大きさの開口４４ａを中央に有するリング状の扁平な部材であり、厚さ１．５ｍｍ程度の板材で作製されている。板材の材質としては、特に限定されないが、軽量化の点より、アルミニウムを用いるのが好ましい。上プレート４４を軽量なアルミニウムにより作製することにより、発泡弾性体４６の発泡質が押しつぶされ、発泡弾性体４６による防振効果が低減されにくくなる。上プレート４４の開口４４ａを挟んで対向する位置には、ほぼ径外方向に延びる突出部４４ｂが形成されており、各突出部４４ｂにはネジ孔４４ｃが形成されている。このネジ孔４４ｃは、連結ピース７０を用いて取付具２０を上プレート４４に固定するためのものである。連結ピース７０は、図１７に示されるように、２枚の小片が接合された形態の断面ほぼＬ字状の部材であり、取付具２０のフランジ２１と当接する縦片７０ａと、上プレート４４と当接する横片７０ｂとからなっている。そして、縦片７０ａには、ネジを挿入させる貫通孔７３が形成されており、横片７０ｂにはネジを挿通させる貫通孔７４が形成されている。縦片７０ａの貫通孔７３を挿通させたネジ７１をフランジ２１の側面に形成したネジ穴２４ｂ（図８参照）にねじ込み、さらに、横片７０ｂの貫通孔７４を挿通させたネジ７２を上プレート４４に形成したネジ孔４４ｃに挿入することによって、連結ピース７０を介して取付具２０のフランジ２１を上プレート４４に固定することができる。

下プレート４５は、図１８に示されるように、上プレート４４と同様、取付具２０の取付部２２が通過可能な大きさの開口４５ａを中央に有するリング状の部材であり、厚さ１．５ｍｍ程度の板材で作製されている。板材の材質としては、特に限定されないが、軽量化の点より、アルミニウムを用いるのが好ましい。開口４５ａを挟んで対向する位置には、ほぼ径外方向に延びる突出部４５ｂが形成されており、各突出部４５ｂには、ネジ孔４５ｃが形成されている。このネジ孔４５ｃは、下プレート４５をベース部４２に固定するためのものである。図５に示されるように、ベース部４２には、ベース部４２に載置される下プレート４５のネジ孔４５ｃに対応する穴部４２ａが形成されており、ベース部４２の下面より穴部４２ａにネジ４７を挿通させ、さらに下プレート４５のネジ孔４５ｃにねじ込むことで、下プレート４５をベース部４２に固定することができる。

発泡弾性体４６は、図１９に示されるように、中央に開口４６ａを有するリング状の部材であり、厚さは１〜１０ｍｍ程度であり、好ましくは３〜７ｍｍである。本実施形態では、発泡弾性体４６の厚さは５ｍｍである。発泡弾性体４６は、装置内のファンやシリンジポンプ等の駆動源からの振動や、装置外部からの摺動（この振動には、装置周辺の者同士の会話の音波が装置筐体に伝播することで発生する振動も含まれる）が、検出器１０に伝達されるのを抑制する部材である。

発泡弾性体４６の素材としては、弾性を有する多孔質材料（発泡体）であればよく、例えばエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）の半独立半連続発泡体や、ポリウレタンフォームを挙げることができる。また、ＥＰＤＭの半独立半連続発泡体の具体例としては、日東電工株式会社製のエプトシーラー（商品名）を挙げることができ、ポリウレタンフォームの具体例としては、株式会社イノアックコーポレーション製のカームフレックス（商品名）を挙げることができる。なお、検出器に伝播する振動を遮断することができれば、発泡弾性体以外にもばねを用いてもよい。ばねとしては、例えばコイルばねや板ばね等のばねを用いることができる。本発明者らによる検討の結果、上記の半独立半連続発泡体及びポリウレタンフォームを用いることにより、振動に起因するノイズの発生を効果的に抑制することができ、微小粒子からの信号とノイズとを区別できることが確認された。

〔固定機構〕
本実施形態では、検出器支持部４０の緩衝部４１によって検出器１０を支持している。より詳細には、検出器１０の取付具２０のフランジ２１が、緩衝部４１を構成する上プレート４４に連結ピース７０を介して固定されており、また、緩衝部４１を構成する下プレート４５は検出器支持部４０のベース部４２に固定されている。そして、上プレート４４と下プレート４５の間には発泡弾性体４６が配置されている。したがって、検出器支持部４０は、発泡弾性体４６を介して検出器１０のフランジ２１を支持することになる。より詳しくは、検出器支持部４０は、発泡弾性体４６によってベース部４２から検出器１０を浮かせて支持している。検出器１０からみれば、検出器１０は、フランジ２１だけを介して、発泡弾性体４６を含む検出器支持部４０に支持される。

検出器１０がフランジ２１だけを介して検出器支持部４０に支持されるとは、言い換えれば、検出器１０は、フランジ２１を介在せずに検出器支持部４０と接触することがないことを意味する。検出器１０はフランジ２１が検出器支持部４０の緩衝部４１の上に載置されることでベース部４２から浮いた状態で支持されるため、検出器１０は、後述する固定機構１００によって固定されない限り、フランジ２１を介さずにベース部４２と接触することはない。そのため、粒子径測定装置１のシリンジポンプ５４やステッピングモータ６４（図２参照）などの駆動源からベース部４２に伝播した振動は、必ず緩衝部４１の発泡弾性体４６を介在して検出器１０に伝わることになる。よって、検出器１０に伝わる振動はすべて発泡弾性体４６によって遮断されることになり、検出器１０には、駆動源からの振動は殆ど伝播しない。

前述したように、この発泡弾性体４６は、振動の伝達を抑制する能力が高いため、装置内で発生した振動及び装置外部から装置に伝達された振動が、検出器１０に伝達されるのを効果的に抑制することができる。その結果、振動に起因するノイズの発生を抑制することができ、微小な粒子の通過により発生する信号とノイズとを容易に区別することができ、これにより、粒子の測定精度を向上させることができる。

一方において、検出器本体３０を取付具２０に装着したり、又は、取付具２０から取り外したりする際には、装着リング９０を回転させる必要があるが、取付具２０のフランジ２１は柔らかい部材である発泡弾性体４６だけで支持されているため、力が加わることで取付具２０は比較的簡単に移動してしまう。このため、取付具２０が動かないように当該取付具２０を指で押さえた状態で装着リング９０の回転操作を行う必要があり、手間がかかる。また、取付具２０を固定することなく、装着リング９０を回転させると、発泡弾性体４６にせん断力が作用し、当該発泡弾性体４６が両プレート４４、４５から剥がれたり、さらには破損したりする惧れがある。

このため本実施形態では、検出器本体３０の装着及び脱着時には、固定機構１００を用いて検出器１０の取付具２０を固定できるようにしている。
固定機構１００は、検出器支持部４０のベース部４２の載置面４３の裏面４２ｂに設けられている。図３〜６に示されるように、固定機構１００は、主に、取付具２０を挟持可能な一対の挟持片１０１と、両挟持片１０１を、当該両挟持片１０１が取付具２０を挟んだ状態に固定する固定具であるリング体１０２とを備えている。固定機構１００は、さらに、両挟持片１０１を互いに離間する方向に押しやるバネ１０３、両挟持片１０１が近接したときの位置決めを行う位置決めブロック１０４（図３参照）、及び、両挟持片１０１の離間位置を規制するストッパ１０５を備えている。

図２０は挟持片１０１を示しており、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図（図２０（ａ）の矢印Ｃ方向から見た図）、（ｃ）はＤ−Ｄ線断面図である。
以下の説明においては、一対の挟持片１０１のうちの一方のみを説明する。実施形態では、図６に示されるように、同じ形態からなる２つの挟持片１０１が対向するように設けられる。

また、以下の説明においては、貫通孔１０７が設けられている側（図２０において矢印Ｄで示した側）の端部を基端、係止リング１０２が嵌る係止溝１１０が設けられている側（図２０において矢印Ｅで示した側）の端部を先端と呼ぶこととする。また、２つの挟持片１０１が係止部２０を挟んで対向する側（図２０において矢印Ｄ方向側）の側面を内側面（１０１ｃ）、内側面の背面側（図２０において矢印Ｅ方向側）の側面を外側面と呼ぶこととする。

挟持片１０１は、厚みのある長尺状の部材であり、基端側には、ピン１０６（図６参照）が挿入される貫通孔１０７が設けられている。挟持片１０１は、ピン１０６によってベース部４２の裏面４２ｂに回動可能に取り付けられている。この貫通孔１０７よりも先端側の内側面１０１ｃには穴部１０８が形成されており、この穴部１０８内にバネ１０３の端部が配置される。バネ１０３の伸張方向への弾性力によって、両挟持片１０１は、その先端側の端部１０１ｂが互いに離間する方向に押しやられるが、挟持片１０１の移動は、ピン１０６よりも基端側に配置されたストッパ１０５により、所定範囲内でしか移動できないように規制される。

挟持片１０１の内側面１０１ｃの略中間には、切り欠き状の挟み部１２０が形成されている。この挟み部１２０は、内側面１０１ｃから外側面に向かって傾斜した２つの傾斜部１２１と、２つの傾斜部１２１との間にｔ長手方向に沿って形成された凸条１２２を含んでいる。この凸条１２２は、図２０の（ｃ）に示されるように、内側面に向かうに従って高さが狭められている。挟持片１０１の端部１０１ｂの外側面には、リング体１０２が係止する係止溝１１０が形成されている。

位置決めブロック１０４は、２つの挟持片１０１の先端１０１ｂの略中間においてベース部４２の裏面４２ｂに固定されている。この位置決めブロック１０４は、後述するように、両挟持片１０１の端部１０１ｂをつまんで当該両挟持片１０１を互いに近接させるときに、両挟持片１０１により挟持される取付具２０の取付け位置を中心として、各挟持片１０１が実質的に等しい距離だけ取付具２０に近接するように位置決めするための部材である。

位置決めブロック１０４には、固定具であるリング体１０２が当該位置決めブロック１０４に回動自在に支持されている。リング体１０２は、図３に示したように、針金を折り曲げて枠状に形成したものである。リング体１０２の端部は位置決めブロック１０４の側面に軸支されており、上下に振り子状に回転するようにされている。

〔固定操作及び固定解除操作〕
つぎに前述した固定機構１００による、取付具２０の固定操作及び固定解除操作について説明する。 前述した図３〜６は、いずれも固定機構１００によって取付具２０が固定されている状態を示している。この状態において、検出器本体３０の取付具２０への取付け、及び取付具２０からの取り外しが行われる。固定状態では、一対の挟持片１０１は、その端部１０１ｂが位置決めブロック１０４に当接するまで互いに近接した位置にある。そして、バネ１０３の伸張方向の弾性力によって互いに離間しないように、リング体１０２が両挟持片１０１の端部１０１ｂに嵌められる。

固定状態では、両挟持片１０１に形成された対向する挟み部１２０間に取付具２０の胴部１９が位置する。これにより、挟み部１２０に設けられた凸条１２２が、胴部１９に形成された溝２９に嵌まり、取付具２０の上下方向（垂直方向）の移動が規制される。さらに、凸条１２２の先端側に設けられた傾斜部１２１および基端側に設けられた傾斜部１２１が、胴部１９の外周面と当接し、取付具２０の前後方向（挟持片１０１の先端から基端に向かう方向）の移動が規制される。よって、取付具２０を堅固に固定することができる。

図２１〜２３は、いずれも固定機構１００による取付具２０の固定が解除された状態を示しており、図２１は図４に対応する、一部に断面を含む検出器の斜視説明図であり、図２２は図５に対応する、一部に断面を含む検出器の正面説明図であり、図２３は図６に対応する、検出器の底面図である。

固定の解除は、リング体１０２を端部１０１ｂに形成された溝１１０からはずすだけで簡単に行うことができる。すなわち、リング体１０２を溝１１０からはずすと、バネ１０３の伸張方向の弾性力によって両挟持片１０１は互いに離間する方向に移動する。そうすると、各挟持片１０１の凹部１２０も取付具２０の胴部１９から離れるため、挟持片１０１の傾斜部１２１と胴部１９の外周面との当接、及び、凸条１２２と溝２９との係合が解除される。

上述したように、本実施形態においては、駆動源からの振動が検出器１０に伝播する経路に発泡弾性体４６を介在させることにより、検出器１０に伝わる振動を遮断するように構成している。しかしながら、固定機構１００によって取付具２０を検出器支持部４０に固定すると、駆動源からの振動は、発泡弾性体４６だけでなく固定機構１００を通じて検出器１０に伝播することになる。固定機構１００を通じて伝播する振動は、発泡弾性体４６によって遮断されずに検出器１０に伝播するから、この状態で粒子径を測定しようとすると、粒子からの信号とノイズとを区別することは困難になる。
そこで、本実施形態の粒子径測定装置は、粒子径を測定するとき（粒子懸濁液を吸引して細孔に粒子を通過させるとき）には、固定機構１００による固定を解除することにより振動によるノイズを効果的に除去するとともに、検出器１０を交換するときには、固定機構１００により取付具２０を固定することにより、検出器１０の交換時の発泡弾性体４６の破損の危険を回避する。

[振動抑制効果]
前述した実施形態において、発泡弾性体だけで検出器を支持する場合（固定解除状態：実施例）及び固定機構により検出器を固定した場合（固定状態：比較例）のそれぞれについてブランク測定を実施し、測定中に音を発生させてその影響を調査した。ブランク測定とは、粒子を懸濁させていない液体試料（ブランク試料）を、粒子懸濁液を測定するのと同様に測定することである。ブランク測定では、ベースラインの波形信号、すなわち粒子が細孔を通過するときの信号を含まない波形信号のみが得られるので、ブランク測定による粒子カウントは理想的には０となる。ブランク測定による粒子カウントは、ベースラインの乱れ、すなわちノイズの大きさを評価する指標となる。
細孔の孔径が２５μｍの検出器を用い、オシロスコープを用いてブランク試料から得られる信号波形を調べた。以下のようにして、測定中に音を発生させた。

装置前面の扉部分より１５０ｍｍの位置にスピーカーを設置し、音発生ソフトウエアを使用して、測定中に周波数が２５０Ｈｚ、４００Ｈｚ、及び１０００Ｈｚの正弦波をスピーカーから発生させた。なお、比較調査であるため音量は適当とし、各周波数において実施例及び比較例を同じ音量で評価した。

結果を図２４〜２６に示す。図２４は周波数が２５０Ｈｚの場合、図２５は４００Ｈｚの場合、図２６は１０００Ｈｚの場合のベースライン波形を示している。各図において、（ａ）が検出器を固定した比較例を示しており、（ｂ）が検出器を固定していない実施例を示している。

図２４（ｂ）、２５（ｂ）、および２６（ｂ）からも明らかなように、検出器を固定した場合、発生させた音に起因する振動の影響によりベースライン波形が乱れ、表１に示されるように、ブランク測定においてカウント数が上昇した。これに対し、図２４（ａ）、２５（ａ）、および２６（ａ）からも明らかなように、検出器の固定をはずした場合、ベースラインが安定し、表１に示されるように、ブランク測定におけるカウント数の上昇も見られなかった。
以上より、発泡弾性体を用いた振動対策によって、音に対する細孔（２５μｍ）測定への影響が低減していることが確認できた。

[他の変形例]
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく種々の変更が可能である。
例えば、前述した実施形態では、固定機構として挟持片とリング体を備えたものを用いているが、図２７に示されるような平行棒ガイド１３０と平行棒ユニット１３１を用いることもできる。

平行棒ガイド１３０は、中央に円形の開口１３２を有する略矩形の板体であり、当該開口１３２がベース部４２の開口４２ｃと同心になるようにベース部４２の裏面に固定される。
平行棒ユニット１３１は、互いに平行な２本の棒１３３と、この棒１３３が固定されたベース１３４と、ベース１３４の中央に設けられたつまみ１３５とで構成されている。つまみ１３５の一端には軸１３６が延設されており、この軸１３６の先端部には雄ネジ部１３７が形成されている。軸１３６は、ベース１３４に形成された貫通孔１３８に軸方向移動可能に挿通されている。

平行棒ガイド１３０には、前記棒１３３が挿通可能な孔１３９が形成されており、また、当該平行棒ガイド１３０の前面１３０ａには、軸１３６先端の雄ネジ部１３７が螺合可能なネジ穴１４０が形成されている。

検出器の固定を行う場合には、前記平行棒ガイド１３０の孔１３９に平行棒ユニット１３１の棒１３３を挿入する。そして、軸１３６先端の雄ネジ部１３７がネジ穴１４０に当たった後、つまみ１３５を回転させて、前記雄ネジ部１３７をネジ穴１４０にねじ込む。これにより、平行棒ユニット１３１を平行棒ガイド１３０に固定することができる。

平行棒ユニット１３１の棒１３３は、平行棒ガイド１３０の開口１３２を横断するように孔１３９の位置が設定されている。そして、開口１３２を横断する棒１３３の部分は、当該開口１３２内に配置されている取付具の細径部分の外周に形成されている溝に嵌まる。これにより、検出器の上下及び左右の移動が規制され、当該検出器の固定が完了する。
検出器の固定を解除する場合には、つまみ１３５を逆方向に回転させて、雄ネジ部１３７をネジ穴１４０から引き抜き、ついで平行棒ユニット１３１を手前にひいて、棒１３３を孔１３９から引き抜く。これにより、検出器の固定を解除することができる。

また、本実施形態では、検出器本体３０と取付具２０とを別体とした例を示したが、これに限定されるものではなく、検出器本体３０と取付具２０とを一体に形成してもよい。

また、本実施形態では、リング状に形成された一片の発泡弾性体４６を介して検出器を支持するように構成した例を示したが、これに限定されるものではなく、発泡弾性体４６を複数片に分割するとともに、複数の発泡弾性体４６によって検出器を支持するように構成してもよい。

また、本実施形態では、粒子径測定装置１内に設けられた制御部５９によって粒子径を取得するように構成したが、これに限定されるものではなく、例えば、デジタル信号処理部５８４によって取得された特徴データを外部のコンピュータに送信し、外部のコンピュータにおいて特徴データを分析することにより粒子径を取得するように構成してもよい。

１ 粒子径測定装置
２ 収容容器載置部
３ 扉
６ 表示部
７ ケーシング
８ ケーシング
９ 細孔
１０ 検出器
２０ 取付具
２１ 突出部
２２ 取付部
２２ｂ 雄ネジ部
２３ 第２流路
２５ 洗浄液供給ポート
２６ 段部
２７ Ｏ−リング
２８ 周溝
２９ 溝
３０ 検出器本体
３１ 凹部
３２ ペレット
３４ 第１流路
３５ 鍔部
４０ 検出器支持部
４１ 緩衝部
４２ ベース部
４４ 上プレート
４５ 下プレート
４６ 発泡弾性体
５２ ビーカー（収容容器）
５３ 粒子懸濁液吸引チューブ
５４ シリンジポンプ
５５ 第１電極
５６ 第２電極
６０ チューブアダプタ
６２ 洗浄液供給チューブ
６３ 洗浄液吸引チューブ
７０ 連結ピース
８０ 粒子懸濁液吸引ポート
８１ 洗浄液吸引ポート
９０ 装着リング
９１ 雌ネジ部
９２ 係止部
１００ 固定機構
１０１ 挟持片
１０２ リング体
１０３ バネ
１０４ 位置決めブロック
１０５ ストッパ
１１０ 溝
１２０ 凹部
１２１ 面取り面
１２２ 凸条
１３０ 平行棒ガイド
１３１ 平行棒ユニット

Claims (11)

1. 検出器に設けられた細孔を粒子懸濁液中の粒子が通過する際に得られる信号から粒子を分析する粒子径測定装置であって、
   細孔を下部に、細孔と連通する流路を内部に、突出部を上部にそれぞれ備えた検出器と、
   弾性体を備えており、この弾性体を介して前記検出器の突出部を支持する検出器支持部と、
   を備えたことを特徴とする粒子径測定装置。
2. 前記突出部が鍔状に設けられている請求項１に記載の粒子径測定装置。
3. 前記弾性体が、発泡弾性体である、請求項１又は２に記載の粒子径測定装置。
4. 前記検出器は、前記突出部のみを介して前記検出器支持部に支持されている請求項１〜３のいずれかに記載の粒子径測定装置。
5. 前記検出器は、取付具と、この取付具に着脱自在に取り付けられる検出器本体とを含んでおり、
   この検出器本体は、前記細孔及び第１流路を備えており、
   前記取付具は、上部に設けられた前記突出部と、下部に設けられた取付部と、内部の第２流路とを含んでおり、
   前記取付部において前記検出器本体が前記取付具に取り付けられることにより、前記第１流路と前記第２流路とが連通して前記流路を構成する請求項１〜４のいずれかに記載の粒子径測定装置。
6. 前記検出器支持部は、前記弾性体を含む緩衝部と、この緩衝部が載置される載置面及び前記取付具の取付部が通過可能な大きさの開口を有するベース部とを含んでおり、
   前記取付具の取付部は、前記突出部が前記弾性体を介して前記検出器支持部に支持されたときに、前記開口からベース部の下方に突出するように構成されている請求項５に記載の粒子径測定装置。
7. 前記緩衝部は、前記弾性体の上に設けられた上プレートと、前記弾性体の下に設けられた下プレートと、を備え、
   前記検出器の係合部は、前記上プレートに固定されており、
   前記下プレートは前記ベース部に固定されている請求項６に記載の粒子径測定装置。
8. 前記検出器は、前記検出器本体を前記取付具に固定するための装着具を含み、
   前記検出器本体の上端には鍔部が形成されており、
   前記取付具の取付部が第１ネジ部を有し、
   前記装着具は、前記検出器本体の鍔部を下方から支持する支持部と、前記第１ネジ部と係合する第２ネジ部とを有し、前記支持部によって前記鍔部を支持した状態で前記第１ネジ部と第２ネジ部とが係合することにより、前記検出器本体を前記取付具に固定する請求項５〜７のいずれかに記載の粒子径測定装置。
9. 前記検出器支持部は、前記ベース部の開口を通じて下方に突出した取付具を当該検出器支持部に固定する固定機構を備えている請求項５〜８のいずれかに記載の粒子径測定装置。
10. 前記固定機構は、前記取付具を挟持可能な一対の挟持片と、両挟持片を、当該両挟持片が取付具を挟んだ状態で固定する固定具とを含んでいる請求項９に記載の粒子径測定装置。
11. 前記粒子径測定装置は、前記検出器の細孔および流路を介して粒子懸濁液を吸引する吸引部と、
    粒子懸濁液中の粒子が前記細孔を通過する際に得られる信号に基づいて粒子径を取得する解析部と、を備えた請求項１〜１０のいずれかに記載の粒子径測定装置。
    

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