JP3086185B2 - サンプル容器の搬送装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定装置にサンプ
ルを自動的に供給するため、サンプルが収容されたサン
プル容器を、測定装置に接続された混合槽の位置まで搬
送するサンプル容器の搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、例えば粒度分析用サンプル容器
の搬送装置は、例えば図６に示す如く構成されて円板状
のターンテーブル５１を有している。ターンテーブル５
１は、その上面の外周縁位置にサンプルビーカ５２（サ
ンプル容器）が一定の間隔で位置決め載置され、このサ
ンプルビーカ５２内には、例えば測定しようとする粉体
の母集団からサンプリングした試料粉体を溶媒中に懸濁
させた試料懸濁液（サンプル）が所定量収容されてい
る。

【０００３】このサンプルビーカ５２は、ターンテーブ
ル５１を回転させることにより、所定位置、すなわちロ
ボットアーム５３の先端位置まで搬送され、この先端位
置でロボットアーム５３のチャック５４によって、サン
プルビーカ５２の外周面が挟持される。そして、図６の
矢印イの如く回動するロボットアーム５３によって、サ
ンプルビーカ５２がターンテーブル５１に併設されてい
る混合槽５５上に移動させられ、この位置でロボットア
ーム５３が軸方向（図６の矢印ロ方向）に所定角度回転
する。これにより、サンプルビーカ５２が傾き、サンプ
ルビーカ５２内の試料懸濁液が混合槽５５内に自動的に
投入される。

【０００４】混合槽５５内に投入された試料懸濁液は、
混合槽５５に接続されている粒度分布測定装置に供給さ
れ、例えば分散処理→粒度測定→データファイル→サン
プル排出→洗浄等の各工程を行うことにより、特定のサ
ンプルビーカ５２内の試料懸濁液の粒度分布が測定され
る。特定のサンプルビーカ５２の測定が終了すると、タ
ーンテーブル５１が回転して、次のサンプルビーカ５２
内の試料懸濁液が混合槽５５内に投入され、上記と同様
の工程を繰り返すことにより、ターンテーブル５１上に
載置されている各サンプルビーカ５２内の試料懸濁液の
粒度分布測定が、昼夜無人状態で自動的に行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この搬
送装置５０にあっては、搬送装置５０自体の大きさに対
してサンプルビーカ５２の使用個数比率を高めることが
難しく、無人測定時間を長くすることが困難であるとい
う問題点があった。すなわち、搬送装置５０に円板状の
ターンテーブル５１を使用しているため、サンプルビー
カ５２の個数の増加につれてターンテーブル５１の寸法
（外径）が大きくなり、またサンプルビーカ５２がター
ンテーブル５１の外周縁位置に載置されるため、ターン
テーブル５１の中心部分に大きなデッドスペース５６が
形成される。

【０００６】つまり、ターンテーブル方式の搬送装置５
０では、スペースの有効活用が図れず、サンプルビーカ
５２の使用個数比率を高めようとすると、搬送装置５０
自体が必然的に大型化しかつデッドスペースもかえって
大きくなる。その結果、例えば測定作業の作業効率向上
のため、無人測定時間を長くしようとしても、搬送装置
５０の設置スペース等に制約を受け易く、大型の搬送装
置５０を使用することが難しくなり、無人測定時間を所
望する時間まで長くすることが困難になるわけである。

【０００７】また、上記の搬送装置５０にあっては、ロ
ボットアーム５３の回動によってサンプルビーカ５２を
ターンテーブル５１上から一時退去させる必要があるた
め、サンプルビーカ５２は、ターンテーブル５１上に単
に位置決めされて載置されているのみで固定されていな
い。その結果、ターンテーブル５１の頻繁な回転、停止
動作に伴い、サンプルビーカ５２がターンテーブル５１
上で転倒してターンテーブル５１から落下する場合があ
り、載置されたサンプルビーカ５２が所定の投入位置ま
で搬送されずに、そのサンプルビーカ５２内の試料懸濁
液が混合槽５５内に投入されないという、サンプルの投
入ミスが発生し易いという問題点があった。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、装置自体の大きさに対してサンプ
ル容器の使用個数比率を大幅に高めて、無人測定時間を
長くし得るサンプル容器の搬送装置を提供し、また他の
目的は、サンプル容器を投入位置まで安定して搬送しサ
ンプルの混合槽への投入ミスを確実に防止し得るサンプ
ル容器の搬送装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明のうち請求項１記載の発明は、サンプル容器
内のサンプルを測定装置に接続された混合槽内に自動的
に供給するため、サンプル容器を搬送コンベヤ上にセッ
トして混合槽への投入位置まで搬送するサンプル容器の
搬送装置において、搬送コンベヤを無端状に形成してそ
の搬送経路の形状が略方形状になる如く配置し、該略方
形状の搬送経路の内側に混合槽を配置すると共に、搬送
コンベヤの少なくとも一辺に相当する部分を内側に屈曲
させる一方、前記搬送コンベヤが、連結ピンを中心にし
て互いに所定角度回転自在に連結された多数個のチェー
ンユニットを有するチェーンコンベヤで形成され、各チ
ェーンユニット上に前記サンプル容器が容器ホルダーを
介してそれぞれ固定的にセットされていると共に、投入
位置にチェーンユニットが位置したとき傾動装置の作動
によりサンプル容器が傾動してサンプル容器内のサンプ
ルを混合槽内へ投入させたことを特徴とする。

【００１０】このように形成することにより、サンプル
容器は搬送コンベヤの投入位置まで搬送され、この位置
で停止してサンプル容器内のサンプルが混合槽内に投入
される。無端状の搬送コンベヤは、略方形状の搬送経路
の例えば長辺部に相当する部分を内側（他方の長辺部
側）に屈曲されることにより搬送経路を長くでき、ま
た、混合槽を例えば搬送経路の内側である搬送コンベヤ
内側に配置すると共に、搬送経路を内側に屈曲させるこ
とにより、搬送コンベヤ内側のスペースの有効活用が図
れる。この搬送コンベヤ上にサンプル容器をセットする
ことにより、装置自体を大型化させることなく、サンプ
ル容器の使用個数比率が高められる。

【００１１】また、このように形成することにより、サ
ンプル容器は容器ホルダーを介して、所定角度回転自在
に連結された各チェーンユニットにそれぞれ固定され、
投入位置以外の箇所での転倒等がなくなり、サンプル容
器が投入位置まで安定して搬送されてサンプルの混合槽
への投入ミスがなくなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図４は、本発
明に係わるサンプル容器の搬送装置を示し、図１がその
概略平面図、図２が図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面
図、図３がサンプルビーカ部分の側面図、図４がその正
面図である。

【００１３】図１及び図２において、搬送装置１は、無
端状の搬送コンベヤとしてのチェーンコンベヤ２を有し
ている。このチェーンコンベヤ２は、多数個のチェーン
ユニット３を連結ピン４（図３参照）で所定角度回転自
在に連結することによって形成されており、その搬送経
路の形状が一対の長辺部２ａ、２ｂと一対の短辺部２
ｃ、２ｄとを有する平面視略長方形状に形成されている
（以下、この略長方形状の搬送経路を搬送経路Ｒとい
う）。また、チェーンコンベヤ２の一方の長辺部２ａの
中間部分は、チェーンコンベヤ２の内側（他方の長辺部
２ｂ側）に向かってＵ字状に屈曲されて屈曲部５が形成
されている。

【００１４】そして、このチェーンコンベヤ２は、図２
に示すように、搬送装置１のフレーム６に固定されたレ
ール７上をガイド８で案内されつつ、所定方向（図１の
矢印ハ方向）に移動する如く設けられている。すなわ
ち、チェーンコンベヤ２の屈曲部５のチェーンユニット
３にスプロケット１０が歯合し、このスプロケット１０
の回転軸１１が、モータ取付板１２に固定されたモータ
１３の回転軸１４に、プーリ１５、ベルト１６及びプー
リ１７等を介して連結されている。なお、このチェーン
コンベヤ２を駆動させる機構は一例に過ぎず、例えばモ
ータ１３で直接回転軸１１を駆動させ、プーリ１５、１
７及びベルト１６を省略するようにしても良い。

【００１５】これにより、モータ１３が所定角度回転す
ることによってスプロケット１０が所定角度回転し、チ
ェーンコンベヤ２がチェーンユニット３の１個分（１ス
テップ）移動することになる。なお、スプロケット１０
の外周端の歯部１０ａは、チェーンユニット３の歯部３
ｂに歯合し、スプロケット１０の回転軸１１は複数個の
ベアリング１８によって回動自在に軸支されている。

【００１６】チェーンコンベヤ２の屈曲部５と短辺部２
ｃ間には、混合槽２０が配置されている。この混合槽２
０は、その上部に上方に向かって幅広に開口する投入口
２１が設けられると共に、下部に向かって幅狭となる円
錐状の底部の中心位置に、混合槽２０内の試料懸濁液Ｓ
（サンプル）を、後述する粒度分布測定装置３１に供給
する供給口２２が設けられている。

【００１７】そして、図１に示すように、混合槽２０の
外周面の一部と対向するチェーンコンベヤ２の屈曲部５
のチェーンユニット３位置に、後述する方法によって試
料懸濁液Ｓを混合槽２０内に投入する投入位置Ｔが設け
られている。この投入位置Ｔのチェーンユニット３（以
下、この投入位置Ｔにおけるチェーンユニット３をチェ
ーンユニット３ａとする）の反混合槽２０側のフレーム
６上には、光電センサ２３が設けられている。

【００１８】また、チェーンコンベヤ２上の各チェーン
ユニット３上には、サンプル容器としてのサンプルビー
カ２４がそれぞれセットされている。このサンプルビー
カ２４は、図３及び図４に示すように、正面視略Ｔ字状
のチェーンユニット３の上面部３ｃに、容器ホルダーと
してのビーカセットブロック２５が図示しないネジ等に
より固定され、このビーカセットブロック２５の上部に
形成された凹部２５ａ内には、ビーカ保持ブロック２６
の下部が所定の強度で脱着可能に嵌合されている。

【００１９】すなわち、ビーカセットブロック２５の凹
部２５ａ内面には、ビーカ保持ブロック２６の脱落防止
機構としてのボールプランジャー（図示せず）が取り付
けられており、このボールプランジャーがビーカ保持ブ
ロック２６の溝加工部（図示せず）に対して嵌合もしく
は取り外されることにより、ビーカ保持ブロック２６が
ビーカセットブロック２５に脱着される。

【００２０】そして、このビーカ保持ブロック２６の上
部には、所定深さの凹部２６ａが形成され、この凹部２
６ａ内にサンプルビーカ２４の下部が接着固定されてい
る。これにより、サンプルビーカ２４は後述する如く傾
動しても、一体化されているサンプル保持ブロック２６
と共に上記脱落防止機構によって、サンプルセットブロ
ック２５から脱落することなく保持される。なお、サン
プルビーカ２４は透明もしくは半透明なプラスチック
（もしくはガラス）で、所定高さを有する有底円筒形状
に成形され、このサンプルビーカ２４内には上記試料懸
濁液Ｓが所定量収容されている。

【００２１】なお、搬送装置１のフレーム６の例えば前
面右側には、図１に示すように、制御装置２７が設けら
れている。この制御装置２７は、上記モータ１３、光電
センサ２３及び混合槽２０の供給口２２に接続された循
環ポンプ３３（図５参照）等が接続されると共に、搬送
装置１の自動運転をオンさせる運転スイッチ等の各種操
作スイッチ（図示せず）が設けられている。この制御装
置２７によって搬送装置１が制御される。

【００２２】次に、この搬送装置１の動作の一例につい
て説明する。先ず、搬送装置１は、図５に示すサンプル
自動供給装置３０内に設けられ、このサンプル自動供給
装置３０は、その内部に上記混合槽２０に接続された循
環ポンプ３３が設けられると共に、循環ライン３２を介
して粒度分布測定装置３１に接続されている。そして、
搬送装置１の各チェーンユニット３のビーカセットブロ
ック２５に、試料懸濁液Ｓが収容されビーカ保持ブロッ
ク２６に一体化されたサンプルビーカ２４をそれぞれセ
ットし、制御装置２７の運転スイッチをオンさせる。

【００２３】この運転スイッチのオンにより自動測定運
転が開始され、上記制御装置２７の制御信号によって、
モータ１３が作動してチェーンコンベヤ２が１ステップ
移動する。この移動により、投入位置Ｔに最初のチェー
ンユニット３ａが位置すると、光電センサ２３がチェー
ンユニット３ａ上のサンプルビーカ２４を検出し、チェ
ーンコンベヤ２の移動を停止させると共に、図示しない
サンプルビーカ傾動装置を作動させる。

【００２４】このサンプルビーカ傾動装置は、図示しな
い、ラックユニオン型のモータの作動により、ビーカセ
ットブロック２５の底面部に向かって進退するシャフト
を有し、このシャフトの前進により、その先端部に回転
自在に設けたカムフォロアー（図示せず）でビーカセッ
トブロック２５を混合槽２０側に傾動させる。ビーカセ
ットブロック２５は、一端側（混合槽２０側）が図示し
ないヒンジを介してベースブロックに回動自在に設けら
れており、通常は引っ張りスプリング（図示せず）で反
混合槽２０側に付勢されている。

【００２５】これにより、サンプルビーカ傾動装置が作
動すると、サンプルビーカ２４がビーカセットブロック
２５及びビーカ保持ブロック２６と一体的に混合槽２０
側に所定角度（サンプルビーカ２４の上端開口部が斜め
下方を向く角度）倒れ、サンプルビーカ２４内の試料懸
濁液Ｓが混合槽２０内に投入される。この時、ビーカ保
持ブロック２６はビーカセットブロック２５に上記脱落
防止機構によって固定的に保持されているため、サンプ
ルビーカ２４の傾動によるビーカセットブロック２５か
らの脱落が防止される。また、サンプルビーカ２４は、
所定時間傾動した後に上記シャフトの後退及び引っ張り
スプリングの付勢力によって、元の位置に復帰する。

【００２６】試料懸濁液Ｓが混合槽２０内に投入される
と、この試料懸濁液Ｓが循環ポンプ３３の吸引力により
混合槽２０内で渦流となって攪拌され、混合槽２０の供
給口２２から循環ライン３２内に循環供給される。この
循環中に、超音波ホモジナイザが試料懸濁液Ｓに照射さ
れてサンプル分散が行われ、その後、粒度分布測定装置
３１のサンプルセル３４（図５参照）で粒度測定が行わ
れる。なお、サンプルセル３４を通過した試料懸濁液Ｓ
は、循環ライン３２により再び混合槽２０に戻される。

【００２７】粒度分布測定装置３１で粒度測定が行われ
ると、そのデータを例えば粒度分布測定装置３１に別途
接続されたパソコン（図示せず）で演算処理・記憶させ
てデータファイルし、その後、循環ライン３２内の試料
懸濁液Ｓを排出させる。次に、循環ライン３２内に洗浄
液を循環させて循環ライン３２内を洗浄し、これによ
り、最初のサンプルビーカ２４の測定が終了する。

【００２８】そして、この測定が終了すると、制御装置
２７の制御信号により、チェーンコンベヤ２を１ステッ
プ移動させ、新たに投入位置Ｔに位置するチェーンユニ
ット３ａ上のサンプルビーカ２４に対して、サンプル投
入→サンプル分散→粒度測定→データファイル→サンプ
ル排出→洗浄の各工程を上記と同様に行う。

【００２９】この測定作業をチェーンコンベヤ２の各チ
ェーンユニット３上にセットされている各サンプルビー
カ２４に連続的に行うことにより、多数個のサンプルビ
ーカ２４内の試料懸濁液Ｓの粒度分布が自動的かつ連続
的に測定される。この測定は運転スイッチをオンした後
は無人状態で行うことができ、昼夜連続した試料懸濁液
Ｓの無人測定運転が可能になる。

【００３０】このように、上記実施例の搬送装置１にお
いては、無端状で搬送経路Ｒの形状が平面視略長方形状
に配置されたチェーンコンベヤ２を使用し、その一方の
長辺部２ａを内側に屈曲させて屈曲部５を形成している
ため、この屈曲部５によりチェーンコンベヤ２の内側に
形成されるデッドスペースを少なくすることができてス
ペースの有効活用が図れると共に、チェーンコンベヤ２
の搬送経路を長く、すなわち、サンプルビーカ２４がセ
ットされるチェーンユニット３の個数を増加させること
ができる。

【００３１】これにより、チェーンコンベヤ２上に多数
個のサンプルビーカ２４をセットすることができ、従来
のターンテーブル方式に比較して、搬送装置１自体を大
型化することなく、セットするサンプルビーカ２４の個
数を大幅に増やすことが可能になる。

【００３２】特に、チェーンコンベヤ２の屈曲部５と短
辺部２ｃ間に混合槽２０を配置すると共に、スプロケッ
ト１０、モータ１３等の全ての部品及び機構を搬送経路
Ｒの内側に位置する如く設けているため、チェーンコン
ベヤ２の内側に形成されるスペースを極めて効率良く使
用することができる。これらのことから、搬送装置１の
設置スペース等を大きくすることなく、搬送装置１自体
の大きさに対してサンプルビーカ２４の使用個数比率を
大幅に高めることができ、より長時間の無人測定運転が
可能になる。

【００３３】また、サンプルビーカ２４は、ビーカ保持
ブロック２６を介して、チェーンユニット３上のビーカ
セットブロック２５に脱落防止機構等により固定的に設
けられ、傾動させても脱落しないように構成されている
ため、従来のように無人測定運転中にサンプルビーカ２
４が投入位置以外の箇所で転倒、落下すること等がなく
なる。

【００３４】その結果、所定個数のサンプルビーカ２４
を投入位置Ｔまで転倒することなく確実に搬送して、サ
ンプルビーカ２４内の試料懸濁液Ｓを混合槽２０内に順
次投入することができ、投入ミスによる試料数の減少等
に伴う測定誤差の発生や、試料懸濁液Ｓの飛散等による
周囲の環境劣化を防止し得ると共に、試料懸濁液Ｓの無
人測定運転を長時間安定して行うことが可能になる。

【００３５】さらに、チェーンコンベヤ２がガイド８で
ガイドされているため、外力によってチェーンコンベヤ
２が移動することがなく、各チェーンユニット３の位置
ズレを防止でき、試料懸濁液Ｓの混合槽２０への投入を
確実に行うことが可能になる。特に、投入位置Ｔがチェ
ーンコンベヤ２の駆動部となるスプロケット１０の近傍
に設けられているため、投入位置Ｔ部分におけるチェー
ンユニット３の１ステップ移動時のズレを極めて小さく
抑えることができ、投入位置Ｔにおけるチェーンユニッ
ト３ａを常に同一位置に停止させることができて、試料
懸濁液Ｓの混合槽２０への投入が一層確実となる。

【００３６】また、チェーンコンベヤ２は、レール７と
の摩擦によりモータ１３の回転を停止させるだけで直ち
に停止させることができるため、複雑な機構の制動装置
等が不要になって、制御装置２７による制御を容易に行
うことができると共に、チェーンコンベヤ２は、互いに
所定角度回転自在なチェーンユニット３を所定形状に屈
曲させて、フレーム６上に配置するだけで良いため、搬
送装置１の構成を簡易にして低コスト化が図れ、かつ保
守作業も容易に行うことができる。

【００３７】なお、上記実施例においては、チェーンコ
ンベヤ２の搬送経路Ｒの形状を平面視略長方形状に形成
し、その一方の長辺部２ａを内側に屈曲させたが、本発
明はこれに何等限定されるものでもなく、例えば長辺部
２ａ、２ｂをそれぞれ内側に屈曲させても良いし、短辺
部２ｃ、２ｄを屈曲させても良く、また搬送経路Ｒの形
状を平面視略正方形状に形成する等、適宜に変更し得
る。

【００３８】また、上記実施例においては、サンプルビ
ーカ２４に湿式系サンプルである試料懸濁液Ｓを収容す
る場合について説明したが、本発明の搬送装置１は、乾
式系サンプルに使用することも勿論可能である。さら
に、上記実施例においては、チェーンコンベヤ２の屈曲
部５にスプロケット１０を配置すると共に、チェーンコ
ンベヤ２の内側に混合槽２０を配置したが、このスプロ
ケット１０と混合槽２０を、逆の位置（但し混合槽２０
は搬送経路Ｒの内側）に配置するようにしても良い。

【００３９】また、上記実施例においては、測定装置と
して粉体の粒度分布を測定する粒度分布測定装置３１に
ついて説明したが、本発明はこの粒度分布測定装置３１
に何等限定されるものでもなく、試料母集団から測定用
のサンプルを調整して、測定装置に送り込むものであれ
ば、個体／液体・分散物もしくは溶液、個体／気体・分
散物、液体／液体・溶液もしくは乳化液、気体／液体・
溶液もしくは分散液（気泡）等の、濃度、濁度、比色、
放射能等の特性を測定する測定装置に適用することも勿
論可能である。

【００４０】また、上記実施例における、チェーンコン
ベヤ２のチェーンユニット３の形状及び個数、投入位置
Ｔの位置、サンプルビーカ２４の固定構造等も一例であ
って、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変
更可能であることは言うまでもない。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の発
明によれば、略方形状の搬送経路内に混合槽が配置され
ると共に、搬送経路の一辺が内側に屈曲された搬送コン
ベヤを使用することにより、搬送装置の設置スペースを
大きくすることなく、搬送経路を長くし得ると共に搬送
経路内側のスペースの有効活用が図れ、搬送装置自体の
大きさに対してサンプル容器の使用個数比率を大幅に高
めることができ、長時間の無人測定運転が可能になる。

【００４２】また、請求項２記載の発明によれば、請求
項１記載の発明の効果に加えて、サンプル容器を容器ホ
ルダーを介して、チェーンコンベヤのチェーンユニット
上に固定的に設けることにより、サンプル容器の転倒等
をなくし投入位置まで安定して搬送することができて、
サンプルの混合槽への投入ミスを確実に防止することが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるサンプル容器の搬送装置の概略
平面図

【図２】同図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図

【図３】同サンプルビーカ部分の側面図

【図４】同その正面図

【図５】本発明に係わる搬送装置が使用されるサンプル
自動供給装置と粒度分布測定装置の接続状態を示す概念
図

【図６】従来の搬送装置の概略平面図

【符号の説明】

１ 搬送装置 ２ チェーンコンベヤ ２ａ、２ｂ 長辺部 ２ｃ、２ｄ 短辺部 ３、３ａ チェーンユニット ５ 屈曲部 ６ フレーム ７ レール ８ ガイド １０ スプロケット １３ モータ ２０ 混合槽 ２３ 光電センサ ２４ サンプルビーカ ２５ ビーカセットブロック ２６ ビーカ保持ブロック ２７ 制御装置 ３０ サンプル自動供給装置 ３１ 粒度分布測定装置 ３２ 循環ライン ３３ 循環ポンプ ３４ サンプルセル Ｔ 投入位置 Ｓ 試料懸濁液 Ｒ 搬送経路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプル容器内のサンプルを測定装置に接
   続された混合槽内に自動的に供給するため、サンプル容
   器を搬送コンベヤ上にセットして混合槽への投入位置ま
   で搬送するサンプル容器の搬送装置において、前記搬送
   コンベヤを無端状に形成してその搬送経路の形状が略方
   形状になる如く配置し、該略方形状の搬送経路の内側に
   前記混合槽を配置すると共に、搬送コンベヤの少なくと
   も一辺に相当する部分を内側に屈曲させる一方、前記搬
   送コンベヤが、連結ピンを中心にして互いに所定角度回
   転自在に連結された多数個のチェーンユニットを有する
   チェーンコンベヤで形成され、各チェーンユニット上に
   前記サンプル容器が容器ホルダーを介してそれぞれ固定
   的にセットされていると共に、投入位置にチェーンユニ
   ットが位置したとき傾動装置の作動によりサンプル容器
   が傾動してサンプル容器内のサンプルを混合槽内へ投入
   させたことを特徴とするサンプル容器の搬送装置。