JP5040749B2 - ガス検出片自動曝露装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、ガス検出の際に、検出片の開封、検出薬注入、曝露が一連の動作で行えるガス検出片自動曝露装置及び方法に関する。

ガス検出の際には一回ごとに、検出片の開封、検出薬の注入、曝露といった作業を人手で緩々と行っているため、そのつど準備や作業に工数が必要である。

このため、これらの工数を削減することが求められている。

成分分析のための一連の前処理を自動化することに関連する発明として、特許文献１があげられる。特許文献１に開示される発明は、試験管に挿着されているプラグを成分分析処理に先立って取り外し、その後試験管に溶媒を注入する動作を自動的に行うものである。
特開平１１−２８１５４４号公報

特許文献１に開示される発明は、試験管を移動させるための機構とプラグの取り外しや溶媒の注入のための機構とが別々に構成されている。すなわち、試験管の移動、プラグ取り外し、溶媒の注入のためには、試験管やクランプ、溶媒注入ユニットなどを３次元空間内において相対的に移動させる必要があり、機構が複雑となる。また、試験管やクランプなどを３次元空間内で移動させるため、成分分析の実行のために大きな作業スペースを確保する必要があり、装置の大型化は免れない。

このように、機構が簡単で、大きなスペースを必要とせずにガス検出を行える装置は提供されていなかった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、ガス検出に関する一連の作業を自動的に繰り返し実行可能で、大きなスペースを必要とせずにガス検出を行え、機構が簡単なガス検出片自動曝露装置及び方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、検出片を収納した上で両端の開口がそれぞれ箔状部材で塞がれた１以上の容器を収納する箱状の収納部材と、容器のうち、収納部材内の所定の位置に配置されているものを、その開口同士を結ぶ方向に沿って移動させる駆動機構とを有し、収納部材は、容器の開口同士を結ぶ方向に沿った内面の一方に、所定のガス成分を検出するための検出薬を導入する検出薬注入管が、その対面側に容器が通り抜けることが可能な穴が、それぞれ配置されていることを特徴とするガス検出片自動曝露装置を提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、検出片を収納した上で両端の開口がそれぞれ箔状部材で塞がれ、箱状の収納部材内の所定の位置に配置された容器を、開口同士を結ぶ方向に沿った収納部材の内面の一方に設置されている検出薬注入管側である第１の方向に移動させることにより、第１の方向側の箔材を検出薬注入管と当接させて破断し、検出薬注入管と突き当たった検出片に所定のガス成分を検出するための検出薬を注入し、第１の方向と反対方向の第２の方向側の箔材を、検出薬注入管に突き当たった検出片と当接させて破断し、第２の方向側の箔材が破断した容器を第２の方向側に移動させることにより、穴を介して収納部材の外へ容器を排出することを特徴とするガス検出片自動曝露方法を提供するものである。

本発明によれば、ガス検出の際に検出片の開封、検出薬の注入、曝露といった作業を自動的に行うガス検出片自動曝露装置及び方法を提供できる。

図１に示すように、本発明に係るガス検出片自動曝露装置は、ガス検出片２を収納した上で両端の開口がそれぞれ箔材３２ａ、３２ｂで塞がれた１以上の密閉容器３を収納する箱状の収納ボックス１と、密閉容器３のうち、収納ボックス１内の所定の位置に配置されているものを、その開口同士を結ぶ方向に沿って移動させる駆動機構６とを有し、収納ボックス１は、密閉容器３の開口同士を結ぶ方向に沿った内面の一方に、所定のガス成分を検出するための検出薬を導入する検出薬注入管１１が、その対面側に密閉容器３が通り抜けることが可能な穴１２が、それぞれ配置されていることを特徴とする。
上記の構成においては、所定の位置に配置された密閉容器３を、検出薬注入管１１が設置された方向へ駆動機構６が移動させることにより、検出薬注入管１１と当接した検出薬注入管１１側の箔材３２ａが破断する。また、駆動機構６が密閉容器３をさらに検出薬注入管１１側へ移動させることにより、検出薬注入管１１に突き当たったガス検出片１２に検出薬を注入する。さらに、駆動機構６が密閉容器３をさらに検出薬注入管１１側へ移動させることにより、検出薬注入管１１に突き当たった検出片１２と当接した箔材３２ｂが破断する。その後、駆動機構６が、検出薬注入管１１と反対側の箔材３２ｂが破断した密閉容器３を穴１２側に移動させることにより、穴１２を介して収納ボックス１の外へ密閉容器３を排出する。
これにより、検出片の開封、検出薬の注入、及びガス検出片の曝露といった一連の作業を自動的に繰り返し行える。このため、これらの作業を人手で行う場合に必要となる労力を削減できる。しかも、ガス検出の際の密閉容器３の移動方向は一次元あるため、密閉容器３の移動を実現する駆動機構６の構成は単純であり、ガス検出を実行する際に大きな作業スペースは必要としない。

以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。

図２に、本実施形態に係るガス検出片自動曝露装置の構成を示す。この装置は、収納ボックス１、ガス検出片２、密閉容器３、回転モータ４及び回転モータ５を有する。密閉容器３にはガス検出片２が密封されている。回転モータ４には、密閉容器３が複数搭載され、収納ボックス１に装着されたコイルバネ１３と平歯車４１とが取り付けされている。回転モータ５には、平歯車５１が取り付けられている。

図２に示すように、収納ボックス１には、ガス検出片２を密封した密閉容器３が複数個搭載されている。収納ボックスの上部両端には平歯車４１及びこれを回転させる回転モータ４と、平歯車５１及びこれを回転させる回転モータ５とが各々設置されている。なお、回転モータ５及びこれに関連する部材は、動作が回転モータ４側と逆方向であることを除いては同様である。このため、以下の説明においては回転モータ４側の構成・動作についてのみ説明するが、回転モータ５側についても同様であることは言うまでもない。

密閉容器３の両端にはラック歯車３１が取り付けられており、ラック歯車３１と平歯車４１とは良好な噛み合い状態にある。回転モータ４が発生させる回転力は、平歯車４１を介してラック歯車３１に伝達され、密閉容器３の直線移動に変換される。回転モータ４は、左右両方向に回転可能であるため、密閉容器３は往復直線移動が可能である。

図３に、収納ボックス１の構成を示す。収納ボックス１の主目的は、密閉容器３の収納である。収納ボックス１には、上部片側に検出薬注入管１１、その対面側に穴１２が設けられている。最上段の密閉容器３０１は、検出薬注入管１１と穴１２との間の直線移動する。すなわち、最上段の密封容器３０１は、検出薬注入管１１の方向に直線移動することで、検出薬注入管１１によって開封され、ガス検出片２へ検出薬が注入され、ガス検出片２が曝露される。また、最上段の密封容器３０１は穴１２の方向に直線移動することで、穴１２を介してガス検出片２とともに収納ボックス１から放出される。

また、収納ボックス１の底面１０１には、弾性を有するコイルバネ１３が装着されている。コイルバネ１３は、少なくとも一つ搭載された密閉容器３のうちの最上段の密閉容器３０１を、常時収納ボックス１の天井面１０２に押し付けた状態に維持する。これにより、ガス検出が完了した密閉容器３を収納ボックス１外へ放出した後、２段目の密閉容器３０２が自動的にガス検知位置に配置される。

図４に、密閉容器３及び回転モータ４の位置関係を示す。
密閉容器３の直線移動方向と平行な両側面にはラック歯車３１が取り付けられている。また、密閉容器３の、直線移動方向と垂直な両側面には僅かな力で破断可能な箔材３２ａ、３２ｂが配置されている。密閉容器３はガス検出片２を収納した状態で箔材３２ａ、３２ｂによって密封されている。

ラック歯車３１は、後述する回転モータ４の回転運動を密閉容器３の直線移動に変換するために装着されている。これによって、密閉容器３は収納ボックス１内で直線移動を行う。

箔材３２ａ、３２ｂは、上記のように僅かな力で破断可能な部材である。箔材３２ａ、３２ｂを破断することにより、密閉容器３が開封されてガス検出片２が曝露される。なお、密閉容器３の開封とガス検出片２の曝露とを行う際の動作については後述する。

回転モータ４には、平歯車４１が取り付けられている。回転モータ４は、回転運動の駆動源であり、左右両方向に回転可能である。平歯車４１は、回転運動を密閉容器３の直線移動に変換する。

ガス検出片自動曝露装置の動作について説明する。
回転モータ４を左回転（矢印Ｃ方向に回転）させると、平歯車４１からラック歯車３１に回転力が伝達されて、密閉容器３が収納ボックス１の検出薬注入管１１の方向（矢印Ａ方向）へ直線移動する。図５に示すように、密閉容器３が検出薬注入管１１に当接すると、僅かな力で破断可能な箔材３２ａは検出薬注入管１１によって破断され、密閉容器３が開封される。

密閉容器３がさらに矢印Ａ方向へ直線移動を続けると、検出薬注入管１１がガス検出片２に挿入される。検出薬注入管１１の太くなった部分との段差６１とガス検出片２の端面２１とが干渉することで、図６及び図７（ａ）に示すようにガス検出片２は停止し、密閉容器３のみが直線移動を継続する。この間、検出薬が検出薬注入管１１を介してガス検出片２へ注入される。

図７（ｂ）に示すように、密閉容器３のみがさらに矢印Ａ方向へ直線移動すると、ガス検出片２は、密閉容器３の他方の箔材３２ｂに衝突する。この際に、他方の箔材３２ｂはガス検出片２によって破断されるため、穴１２を介してガス検出片２は外気７に晒され、ガスの検出が行われる。

他方の箔材３２ｂが破断した後も密閉容器３の矢印Ａ方向への直線移動は継続されるが、図７（ｃ）に示すように密閉容器３の端面３３が収納ボックス１の端面１０３に当接するところで密閉容器３の移動は停止する。

その後、モータ４を右回転（矢印Ｄ方向に回転）させると、図８に示すように、平歯車４１からラック歯車３１に回転力が伝達されて、密閉容器３は穴１２の方向（矢印Ｂ方向）へ直線移動する。この移動により、密閉容器３及びガス検出片２は穴１２を介して収納ボックス１から排出される。

密閉容器の排出後、収納ボックス１内の別の密閉容器３は、コイルバネ１３の復元力１３１によって、排出された密閉容器３と同じ位置に配置される。これにより、上記同様のガス検出の一連の動作を自動的に繰り返し行える。

このように、本実施形態に係るガス検出片自動曝露装置は、検出片の開封、検出薬の注入、及びガス検出片の曝露といった一連の作業を自動的に繰り返し行える。このため、これらの作業を人手で行う場合に必要となる労力を削減できる。
また、ガス検出中の密閉容器３の移動方向は一次元あるため、密閉容器３の移動は単純な機構で実現でき、しかもガス検出を実行する際に大きな作業スペースは必要としない。

なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはない。
例えば、上記実施形態においては、収納ボックスの最上段に配置されている密閉容器を開封して試験片に検出薬を注入し、曝露した上で収納ボックスから排出する構成を例としたが。密閉容器の幅方向の端に配置されている密閉容器を開封して試験片に検出薬を注入し、曝露した上で収納ボックスから排出する構成としてもよい。この場合には、コイルバネを収納ボックスの底面ではなく、内側の側壁に設置すればよい。
また、上記実施形態においては、密閉容器の直線移動方向と平行な両側面にラック歯車が取り付けられた構成を例としたが、一側面にのみラック歯車が設けられていても良い。
このように、本発明は、様々な変形が可能である。

本発明に係るガス検出片自動曝露装置の構成を示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係るガス検出片自動曝露装置の構成を示す図である。 収納ボックスの構成を示す図である。 密閉容器と回転モータとの位置関係を示す図である。 検出薬注入管によって箔材が破断され、密閉容器が開封した状態を示す図である。 ガス検出片が検出薬注入管に当接して停止した状態を示す図である。 密閉容器のみが直線運動を継続する状態を示す図である。 密閉容器が穴の方向へ直線移動している状態を示す図である。

符号の説明

１ 収納ボックス
２ ガス検出片
３ 密閉容器
４、５ 回転モータ
６ 駆動機構
７ 外気
１１ 検出薬注入管
１２ 穴
１３ コイルバネ
３１ ラック歯車
３２ａ、３２ｂ 箔材
４１、５１ 平歯車
６１ 段差
１０１ 底面
１０２ 天井面
１３１ 復元力
３０１ 最上段の密閉容器
３０２ ２段目の密閉容器

Claims (7)

1. 検出片を収納した上で両端の開口がそれぞれ箔状部材で塞がれた１以上の容器を収納する箱状の収納部材と、
   前記容器のうち、前記収納部材内の所定の位置に配置されているものを、その開口同士を結ぶ方向に沿って移動させる駆動機構とを有し、
   前記収納部材は、前記容器の開口同士を結ぶ方向に沿った内面の一方に、所定のガス成分を検出するための検出薬を導入する検出薬注入管が、その対面側に前記容器が通り抜けることが可能な穴が、それぞれ配置されていることを特徴とするガス検出片自動曝露装置。
2. 前記駆動機構が、前記所定の位置に配置された容器を前記検出薬注入管が設置された側である第１の方向に移動させることにより、
   前記第１の方向側の前記箔材が前記検出薬注入管と当接して破断し、
   前記検出薬注入管が、突き当たった前記検出片に前記検出薬を注入し、
   前記第１の方向と反対方向の第２の方向側の前記箔材が、前記検出薬注入管に突き当たった検出片と当接して破断し、
   前記駆動機構が、前記第２の方向側の前記箔材が破断した容器を前記第２の方向側に移動させることにより、前記穴を介して前記収納部材の外へ前記容器を排出することを特徴とする請求項１記載のガス検出片自動曝露装置。
3. 前記検出薬注入管は、段差部が設けられて先端部が細くなっており、前記段差部が前記容器に接することによって前記検出薬注入管に突き当たった前記検出片の前記第１の方向への移動が停止し、前記容器のみが移動することを特徴とする請求項１又は２記載のガス検出片自動曝露装置。
4. 前記駆動機構は、前記容器の向かい合う二辺の少なくとも一方に設けられたラックと、駆動源に取り付けられたピニオンとの噛み合わせによって、前記容器に駆動力を伝達することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のガス検出片自動曝露装置。
5. 前記収納部材から容器が排出された後で、前記収納部材内の他の容器を前記所定の位置に配置する容器配置手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のガス検出片自動曝露装置。
6. 前記所定の位置は前記収納部材の上部近傍であり、前記容器配置手段は、前記収納部材内に収容された容器を、上方向に付勢することを特徴とする請求項５記載のガス検出片自動曝露装置。
7. 検出片を収納した上で両端の開口がそれぞれ箔状部材で塞がれ、箱状の収納部材内の所定の位置に配置された容器を、前記開口同士を結ぶ方向に沿った前記収納部材の内面の一方に設置されている検出薬注入管側である第１の方向に移動させることにより、
   前記第１の方向側の前記箔材を前記検出薬注入管と当接させて破断し、
   前記検出薬注入管と突き当たった前記検出片に所定のガス成分を検出するための検出薬を注入し、
   前記第１の方向と反対方向の第２の方向側の前記箔材を、前記検出薬注入管に突き当たった検出片と当接させて破断し、
   前記第２の方向側の前記箔材が破断した容器を前記第２の方向側に移動させることにより、前記穴を介して前記収納部材の外へ前記容器を排出することを特徴とするガス検出片自動曝露方法。

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