JP2012194164A - センサ支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ｐＨ電極等の電気化学センサを支持するセンサ支持装置において、伸縮可能に構成された支柱においてセンサの高さ位置を自由に調節可能にするだけでなくその操作性を向上させるとともに、固定支柱に対して可動支柱が抜けないようにする。
【解決手段】固定支柱３と、可動支柱４と、センサ取付体５と、可動支柱４をスライド操作するためのスライド操作部６と、可動支柱４が固定支柱３の上端から抜けることを防止する抜け防止機構８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ｐＨ電極等の電気化学センサを支持するためのセンサ支持装置に関するものである。

従来、ｐＨ電極等の測定用電極を支持する電極スタンドとしては、特許文献１に示すように、基台と、当該基台に垂直に固定された筒状支柱と、この筒状支柱内にスライド可能に挿入されるスタンド棒と、当該スタンド棒に電極を固定するための電極ホルダとを有するものが考えられている。具体的にこの電極スタンドは、スタンド棒が筒状支柱内に挿通されており、当該筒状支柱の側壁の所要部に略Γ状の溝を形成するとともに、当該溝に係合する突起をスタンド棒に設けて、スタンド棒を筒状支柱内に少なくとも２か所でスライド可能に支持するように構成されている。

しかしながら、この電極スタンドでは、電極ホルダ又は当該電極ホルダに取り付けられた電極の高さ調節を行う場合には、予め筒状支柱に形成された溝によってスタンド棒の高さ選択が制限されてしまうという問題がある。なお、種々の高さに選択するためには、筒状支柱の側壁に形成する溝の構成を複雑にする必要があり、スタンド棒の高さ調節の操作が煩雑になる。

また、スタンド棒に対する電極ホルダの位置を調節することで電極の高さ調節を行うことも考えられるが、スタンド棒に固定してある電極ホルダを固定用ねじを緩めることによって高さを調節する必要があり、作業性が極めて悪いという問題がある。

実公昭５９−６１７号公報

そこで本発明は、ｐＨ電極等の電気化学センサを支持するセンサ支持装置において、伸縮可能に構成された支柱においてセンサの高さ位置を自由に調節可能にするだけでなくその操作性を向上させるとともに、固定支柱に対して可動支柱が抜けないようにすることをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係るセンサ支持装置は、基台に一端が固定されて軸方向が上下方向に沿って設けられた固定支柱と、前記固定支柱に対して上下方向にスライド可能に設けられた可動支柱と、前記可動支柱に対して上下方向にスライド可能に設けられるとともに、当該可動支柱から横方向に伸びており、電気化学センサが取り付けられるセンサ取付体と、前記可動支柱に設けられ、前記固定支柱に対して前記可動支柱をスライド操作するためのスライド操作部と、前記スライド操作部に設けられ、前記固定支柱に対する前記可動支柱の固定又はその解除を行う支柱ロック機構と、前記固定支柱及び可動支柱の間に介在して設けられて、前記可動支柱が前記固定支柱の上端から抜けることを防止する抜け防止機構とを備え、前記抜け防止機構が、前記固定支柱又は前記可動支柱の一方に設けられた凹部と、前記固定支柱又は前記可動支柱の他方に設けられた凸部とを有し、前記可動支柱を上方向にスライドさせると所定のスライド上限位置において前記凸部及び前記凹部が係合し、前記スライド上限位置から下方向に前記可動支柱をスライドさせると前記係合が解除されることを特徴とする。

このようなものであれば、固定支柱に対して可動支柱がスライド可能であるとともに、当該可動支柱に対してセンサ取付体がスライド可能であることから、センサ取付体に取り付けられた電気化学センサの高さ位置の自由度を増すことができる。そして、可動支柱にスライド操作部を設けていることから、可動支柱を固定支柱に対してスライド移動させる操作を容易にすることができる。またスライド操作部にロック機構を設けていることから、固定支柱に対して可動支柱をスライド操作させる際の固定解除及びスライド操作後の固定を即座に行うことができる。さらに抜け防止機構を設けていることから可動支柱が固定支柱から抜けてしまうことを防止でき、不意に可動支柱が固定支柱から抜けて電気化学センサが周囲に接触して破損などしてしまうことを防止することができる。ここで、抜け防止機構が固定支柱又は可動支柱の一方に設けた凹部及び他方に設けた凸部から構成していることにより、構造を簡単にすることもができる。

前記固定支柱が前記可動支柱に挿入して構成されており、前記凹部が、前記固定支柱の上端部における外側面に設けられており、前記凸部が、前記可動支柱の下端部に設けられ、前記固定支柱の外側面に接触するようにばね付勢された可動ピンであることが望ましい。これならば、固定支柱に凹部を設け、可動支柱に可動ピンを設けるだけで抜け防止機構を構成することができ、構造を簡単にして製造コストも安価にすることができる。

前記凹部の上側内側面が、上下方向に略直交しており、前記凹部の下側内側面が、その下端が前記一方の側面に連続するように傾斜していることが望ましい。これならば可動ピンが一旦凹部に係合した場合に、可動支柱がそれ以上、上方に移動することを好適に防止しつつ、下方には移動可能にすることができる。

前記電気化学センサが、容器内に貯留されたサンプル液内に浸漬されるイオン測定用電極であることが望ましい。イオン測定用電極では、容器内に浸漬する状態及び容器外に出してサンプル液を交換する状態を繰り返すことになり、その度にイオン測定用電極の高さ位置を変更する必要がある。本発明では、イオン測定用電極の高さ位置を調節するためのスライド操作が容易であることから、イオン測定用電極を支持するものに好適に適用することができる。

前記センサ取付体が、当該センサ取付体を前記可動支柱に固定又はその解除を行う取付体ロック機構を有し、前記取付体ロック機構が、前記センサ取付体を前記可動支柱に対して固定する固定位置及び前記センサ取付体を前記可動支柱に対してスライド可能とする離間位置の間で移動する固定部材と、一端が前記固定部材に接続され、他端がレバーに接続されており、当該レバーを操作することにより前記固定部材を離間位置側に移動させる伝達部材とを備え、前記センサ取付体において、前記レバーが設けられた面とは反対側の面に指を引っ掛けるための凹部が形成されていることが望ましい。これならば、センサ取付体をより一層操作し易くすることができる。これならば、レバーを操作するだけで、センサ取付体を可動支柱に対してスライド移動させることができる。また、レバーが設けられた面の反対面に凹部を設けることで、センサ取付体の操作性を向上させることができる。

前記基台が、前記電気化学センサが浸漬されるサンプル液を貯留する容器を設置する設置スペースを形成する、平面視において一部が内側に凹んだ凹部を有するものであることが望ましい。これならば、凹部に容器を配置することで、センサ取付体の横方向の長さを可及的に短くすることができ、センサ取付体に取り付けられた測定用電極を安定して支持することができる。

このように構成した本発明によれば、ｐＨ電極等の電気化学センサを支持するセンサ支持装置において、伸縮可能に構成された支柱においてセンサの高さ位置を自由に調節可能にするだけでなくその操作性を向上させるとともに、固定支柱に対して可動支柱が抜けないようにすることができる。

本実施形態のセンサ支持装置を示す斜視図。 同実施形態のセンサ支持装置の平面図及び底面図。 同実施形態のセンサ支持装置の左側面図。 同実施形態のセンサ支持装置を示す右側面図。 同実施形態のセンサ支持装置を示す正面図。 同実施形態のセンサ支持装置を示す背面図。 同実施形態のセンサ支持装置の部分断面図。 同実施形態の抜け防止機構及びスライド操作部等を示す拡大断面図。 同実施形態の抜け防止機構によるスライド上限位置を示す拡大断面図。

以下に本発明に係るセンサ支持装置の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係るセンサ支持装置１００は、電気化学センサの一例であるｐＨ電極等のイオン測定用電極（以下、測定用電極という。）を所定高さに支持するためのものであり、図１〜図７に示すように、基台２と、基台２に一端が固定されて軸方向が上下方向（本実施形態では鉛直方向）に沿って設けられた固定支柱３と、この固定支柱３が挿入されて、固定支柱３に対して上下方向にスライド可能に設けられた可動支柱４と、この可動支柱４に対して上下方向にスライド可能に設けられた、測定用電極が取り付けられるセンサ取付体５とを備えている。

基台２は、特に図１及び図２に示すように、後述するセンサ取付体５に取り付けられた測定用電極が浸漬されるサンプル容器（不図示）の設置スペースを考慮して、平面視において一部が内側に凹んだ形状をなすものである。本実施形態の基台２は、図２に示すように、放射状に延びる３本の脚部２１を有し、各脚部２１の間に設置スペース用の凹部が形成されている。この内側に凹んだ凹部にサンプル容器を配置することで、センサ取付体５の横方向の長さを可及的に短くすることができ、センサ取付体５に取り付けられた測定用電極を安定して支持することができる。

固定支柱３は、図７等に示すように、断面円形状をなす中実の直円柱形状をなすものであり、基台２の裏面から固定支柱３の下端面に設けられたねじ孔に固定用ねじを螺合させることによって固定されている。

可動支柱４は、図７等に示すように、直円筒形状をなすものであり、その内径は固定支柱３の外径よりも若干大きく設定されている。この可動支柱４は、固定支柱３の軸方向長さと略同一の軸方向長さを有するものであり（図７参照）、可動支柱４が最も縮んだ位置においては、固定支柱３の略全てを収容する。なお、図１〜図７は、最も縮んだ位置から若干上方にスライドさせた状態を示している。また可動支柱４は固定支柱３に対して周方向に回転可能である。なお、可動支柱４には、後述のセンサ取付体５のスライド下限位置を規定するストッパ部材４１が固定されている。このストッパ部材４１は用途において種々の高さに調節可能に構成されている。

センサ取付体５は、図１〜図７に示すように、可動支柱４から横方向（本実施形態では水平方向）に伸び、可動支柱４に対して姿勢を維持しながらスライド移動するものであり、可動支柱４にスライド可能に取り付けられる本体部５１と、当該本体部５１の先端部に水平面内に回動可能に設けられた取付部５２とを有する。

本体部５１は、図７に示すように、可動支柱４に上下２点で支持されており、具体的には上下各点において、本体部５１の側壁に固定されたローラ等の転動体５３で可動支柱４を挟むようにしてスライド自在に構成されている。なお、この転動体５３により支持された本体部５１は、可動支柱４に対して周方向に回転可能である。また、本体部５１の下面には、取付部５２に取り付けられた測定用電極から延びるケーブルを支えるための支え部５１ａが設けられている。この支え部５１ａにより取付部５２に取り付けられた測定用電極にケーブルからの余計な力が加わらないようにしている。

取付部５２は、本体部５１にヒンジ構造によって連結されており、当該ヒンジ構造には、本体部５１に対して取付部５２を固定するための固定用つまみ５４が設けられている。この固定用つまみ５４を締めることによって本体部５１に対して取付部５２が固定され、固定用つまみ５４を緩めることによって本体部５１に対して取付部５２が回動可能となる。このようにセンサ取付体５は、本体部５１及び取付部５２を有し、水平面内で回動する多関節体とされている。また取付部５２の両側壁面には、測定用電極が取り付けられる上下方向に伸びるスライド溝等の係合部５２ａが形成されている。この係合部５２ａには、測定用電極に設けられた前記スライド溝の形状に対応する突起等の被係合部が係合する。なお、本実施形態では取付部５２には３つの係合部５２ａが設けられており、測定用電極として、作用電極、参照電極及び対電極を取り付け可能に構成されている。

そしてこのセンサ取付体５は、センサ取付体５を可動支柱４に固定又はその解除を行う取付体ロック機構５５を有している。

この取付体ロック機構５５は、センサ取付体５を可動支柱４に対して、上下方向にスライド不可及び周方向に回転不可とする固定位置及び上下方向にスライド可能及び周方向に回転可能とする離間位置の間で移動する固定部材５５ａと、この固定部材５５ａを固定位置に付勢するばねなどの弾性体（不図示）と、一端が固定部材５５ａに接続され、他端が取付部５２の先端部上面に設けられたレバー５２ｂに接続されており、レバー５２ｂを操作することにより固定部材５５ａを離間位置側に移動させるワイヤー等の伝達部材５５ｂとを備える。なお、固定位置は、固定部材５５ａが可動支柱４の外側周面に押圧接触する位置であり、離間位置は、固定部材５５ａが可動支柱４の外側周面から離間する位置である。そして、固定部材５５ａは、本体部５１の側壁において、上下２点の転動体５３の間に回転軸により回転可能に支持されている。このようにセンサ取付体５の取付部５２に設けられたレバー５２ｂを操作することによって、センサ取付体５を可動支柱４に対して上下方向にスライド移動させることができる。つまり、測定用電極が設けられた取付部５２自体をユーザが操作することになり、測定用電極の位置決めを行い易くすることができる。なお、レバー５２ｂを操作しなくても、センサ取付体５は、可動支柱４に対して周方向にスライド可能である。

さらに、取付部５２においてレバー５２ｂが設けられた先端部下面には、図３、図４及び図７に示すように、レバー５２ｂを操作する際、センタ取付体５を上下方向にスライドさせる際又は本体部５１に対して取付部５２を回動させる際に、指を引っ掛けるための凹部５２１が形成されている。この凹部５２１は、取付部５２を先端側及び後端側に移動させる際に指が引っ掛かる形状をしており、具体的には、凹部５２１の後端側内面が先端側を向く面であり、凹部５２１の先端側内面が後端側を向く面である湾曲した凹部である。このようの取付部５２に凹部５２１を設けることで、センサ取付体５を水平面内で移動させる際の操作性を向上させることができるだけでなく、センサ取付体５を上下方向への移動と併せて３次元空間で移動させる際の操作性を向上させることができる。

なお、取付部５２の先端部においてレバー５２ｂを設ける位置は上面に限られず、またこのとき凹部５２１を設ける位置は、レバー５２ｂが設けられた面とは反対面に設ける。例えばレバー５２ｂが取付部５２の先端部下面に設けられた場合には、凹部５２１は取付部５２の先端部上面に設ける。

また、可動支柱４の下端部には、固定支柱３に対して可動支柱４をスライド操作するためのスライド操作部６が設けられている。

このスライド操作部６は、図７及び図８に示すように、可動支柱４の下端部に外嵌して固定されるとともに、固定支柱３が挿通されている。このスライド操作部６は、可動支柱４をスライド操作される際にユーザに把持される部分であり、可動支柱４の外径よりも大きい概略円柱形状をなすものであり、内部に支柱ロック機構７が設けられている。

この支柱ロック機構７は、図８に示すように、可動支柱４を固定支柱３に対して、上下方向にスライド不可及び周方向に回転不可とする固定位置及び上下方向にスライド可能及び周方向に回転可能とする離間位置の間で移動するロック部材７１と、当該ロック部材７１を固定位置に付勢するばね等の弾性体７２とを有する。なお、固定位置は、ロック部材７１が固定支柱３の外側周面に押圧接触する位置であり、離間位置は、ロック部材７１が固定支柱３の外側周面から離間する位置である。

ロック部材７１は、スライド操作部６内においてスライド可能に設けられており、固定支柱３が挿通する貫通孔７１ａを有する。また、ロック部材７１とスライド操作部６との間に弾性体７２が配置されている。そして、固定位置において、貫通孔７１ａの内面が弾性体７２により固定支柱３に押圧されて接触する。また、ロック部材７１における弾性体７２とは反対側には、スライド操作部６から外部に露出したボタン部７１ｂが形成されている。このボタン部７１ｂをスライド操作部６の内側に押すことによって、貫通孔７１ａの内面が固定支柱３から離間して可動支柱３の固定が解除される。

しかして、本実施形態のセンサ支持装置１００は、図７〜図９に示すように、固定支柱３及び可動支柱４の間に介在して設けられて、可動支柱４が固定支柱３の上端から抜けることを防止する抜け防止機構８が設けられている。

この抜け防止機構８は、固定支柱３の上端部における外側周面の周方向全体に亘って設けられた環状凹部８１と、可動支柱４の下端部に設けられ、固定支柱３の外側周面に接触するようにばね付勢された可動ピン８２とを有する。

本実施形態の可動ピン８２は、スプリングプランジャ９により構成されるものであり、本体９１に内蔵されたばねにより可動ピン８２が外側に付勢されている。そして、このスプリングプランジャ９は、スライド操作部６の内部において可動ピン８２が固定支柱３を向くように設けられている。また、環状凹部８１は、図９に示すように、上側の内面が上下方向（軸方向）に略直交した面であり、下側の内面が、その下端が固定支柱３の外側周面に連続するように傾斜したテーパ面である。

そして、可動支柱４を固定支柱３に対して上方向にスライドさせていくと、可動ピン８２が固定支柱３の外側周面に接触しつつ移動し、環状凹部８１に到達すると可動ピン８２が環状凹部８１内で伸び環状凹部８１に係合する。ここで、環状凹部８１の上側の内面が軸方向に略直交した面であることから、可動ピン８２が環状凹部８１に引っ掛かりそれ以上、上方向へスライドすることができない。つまり、可動ピン８２が環状凹部８１に係合することにより、可動支柱４が固定支柱３に対して上方向にスライドすることができるスライド上限位置Ｐが規定される。一方、環状凹部８１の下側の内面がテーパ面であることから、可動支柱４を下方向へスライドさせた場合には可動ピン８２がテーパ面上をスライドし可動ピン８２及び環状凹部８１の係合が解除されて、スライド可能となる。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係るセンサ支持装置１００によれば、固定支柱３に対して可動支柱４がスライド可能であるとともに、当該可動支柱４に対してセンサ取付体５がスライド可能であることから、センサ取付体５に取り付けられた測定用電極の高さ調節の自由度を増すことができる。そして、可動支柱４にスライド操作部６を設けていることから、可動支柱４を固定支柱３に対してスライド移動させる操作を容易にすることができる。また、スライド操作部６に支柱ロック機構７を設けていることから、固定支柱３に対して可動支柱４をスライド操作させる際の固定解除及びスライド操作後の固定を即座に行うことができる。さらに抜け防止機構８を設けていることから可動支柱４が固定支柱３から抜けてしまうことを防止でき、不意に可動支柱４が固定支柱３から抜けて測定用電極が周囲に接触して破損などしてしまうことを防止することができる。ここで、抜け防止機構８が固定支柱３に設けた環状凹部８１及び可動支柱４に設けた可動ピン８２から構成していることにより、固定支柱３に環状凹部を形成し、可動支柱４に可動ピン８２を設けるだけで抜け防止機構８を構成することができ、構造を簡単にすることができるだけでなく製造コストも安価にすることができる。特に、スライド操作部６内に可動ピン８２を構成するスプリングプランジャ９を設け、このスライド操作部６を可動支柱４の下端部に固定することで、可動支柱４に可動ピン８２を外付けすることができ、可動支柱そのものの構成を簡単にすることができるとともに可動ピン８２の取り付けを簡単に行うことができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では固定支柱及び可動支柱がともに断面円形をなすものであったが、その他断面矩形状をなすものであっても良い。この場合、固定支柱に対して可動支柱を周方向に回転させることができないので、固定支柱に対して可動支柱が周方向に回転することを嫌う用途においては好適に用いることができる。

また、前記実施形態では、支柱ロック機構及び可動ピンをスライド操作部内に収容して、スライド操作部を可動支柱に取り付けることによって、支柱ロック機構及び可動ピンを同時に可動支柱に取り付けられる構成としているが、これらをスライド操作部と別々に設けても良い。なお、スライド操作部に支柱ロック機構及び可動ピンを設ける構成では、スライド操作部を可動支柱に固定するだけで、支柱ロック機構及び可動ピンを可動支柱に取り付けることができ、支持装置の組み立てを簡単にすることができる。

さらに、前記実施形態では、固定支柱に凹部を設けて可動支柱に凸部である可動ピンを設けているが、それぞれを逆に設けても良い。また前記実施形態では凸部を可動ピンにより構成して凸部が凹部に対して進退移動するものであったが、凹部を可動部材に形成して凹部が凸部に対して進退移動するように構成しても良い。

また、本発明は、前記実施形態に記載した個々の構成要件を単独で有するセンサ支持装置としても良いし、前記実施形態に記載した構成要件を任意に組み合わせて構成したセンサ支持装置としても良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・センサ支持装置
２ ・・・基台
３ ・・・固定支柱
４ ・・・可動支柱
５ ・・・センサ取付体
６ ・・・スライド操作部
７ ・・・支柱ロック機構
８ ・・・抜け防止機構
８１ ・・・凹部
８２ ・・・可動ピン
Ｐ ・・・スライド上限位置

Claims (6)

1. 基台に一端が固定されて軸方向が上下方向に沿って設けられた固定支柱と、
   前記固定支柱に対して上下方向にスライド可能に設けられた可動支柱と、
   前記可動支柱に対して上下方向にスライド可能に設けられるとともに、当該可動支柱から横方向に伸びており、電気化学センサが取り付けられるセンサ取付体と、
   前記可動支柱に設けられ、前記固定支柱に対して前記可動支柱をスライド操作するためのスライド操作部と、
   前記スライド操作部に設けられ、前記固定支柱に対する前記可動支柱の固定又はその解除を行う支柱ロック機構と、
   前記固定支柱及び可動支柱の間に介在して設けられて、前記可動支柱が前記固定支柱の上端から抜けることを防止する抜け防止機構とを備え、
   前記抜け防止機構が、前記固定支柱又は前記可動支柱の一方に設けられた凹部と、前記固定支柱又は前記可動支柱の他方に設けられた凸部とを有し、前記可動支柱を上方向にスライドさせると所定のスライド上限位置において前記凸部及び前記凹部が係合し、前記スライド上限位置から下方向に前記可動支柱をスライドさせると前記係合が解除されることを特徴とするセンサ支持装置。
2. 前記固定支柱が前記可動支柱に挿入して構成されており、
   前記凹部が、前記固定支柱の上端部における外側面に設けられており、
   前記凸部が、前記可動支柱の下端部に設けられ、前記固定支柱の外側面に接触するようにばね付勢された可動ピンである請求項１記載のセンサ支持装置。
3. 前記凹部の上側の内面が、上下方向に略直交しており、前記凹部の下側の内面が、その下端が前記固定支柱の外側面に連続するように傾斜している請求項２記載のセンサ支持装置。
4. 前記電気化学センサが、容器内に貯留されたサンプル液内に浸漬されるイオン測定用電極である請求項１、２又は３記載のセンサ支持装置。
5. 前記センサ取付体が、当該センサ取付体を前記可動支柱に固定又はその解除を行う取付体ロック機構を有し、
   前記取付体ロック機構が、前記センサ取付体を前記可動支柱に対して固定する固定位置及び前記センサ取付体を前記可動支柱に対してスライド可能とする離間位置の間で移動する固定部材と、一端が前記固定部材に接続され、他端がレバーに接続されており、当該レバーを操作することにより前記固定部材を離間位置側に移動させる伝達部材とを備え、
   前記センサ取付体において、前記レバーが設けられた面とは反対側の面に指を引っ掛けるための凹部が形成されている請求項１、２、３又は４記載のセンサ支持装置。
6. 前記基台が、前記電気化学センサが浸漬されるサンプル液を貯留する容器を設置する設置スペースを形成する、平面視において一部が内側に凹んだ凹部を有するものである請求項１、２、３、４又は５記載のセンサ支持装置。