JP5688962B2

JP5688962B2 - 自動栓抜き装置

Info

Publication number: JP5688962B2
Application number: JP2010278013A
Authority: JP
Inventors: 淳一松元; 孝樹吉元
Original assignee: Molex LLC
Current assignee: Molex LLC
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: JP2012126410A

Description

本発明は、試料ビンや試験管などの容器などの開口部を封止する栓を自動で抜く自動栓抜き装置であって、特に容器に収容されている試料の測定を行なう際に必要となる栓抜き機構に最適に適用できる自動栓抜き装置に関する。

試料ビンや試験管などの容器に測定対象となる試料を収容した上で、当該容器に収容されている試料に対して何らかの測定を行なうことが行われる。このような測定では、多量の容器が処理される必要があるので、自動測定装置が用いられることが多い。

例えば、このような試料の測定の一例として、生物的酸素要求量（以下、「ＢＯＤ」という）の測定がある。これは、工場排水や河川水などの水質を測定する基準であり、ＢＯＤに基づく測定方法は、ＪＩＳ−Ｋ０１０２：２００８の規格において定められている。

このＪＩＳ−Ｋ０１０２：２００８規格は、（１）工場排水や河川水などから採取した試料液（原液）を、所定濃度に希釈し、（２）希釈された試料液を所定時間放置した後の溶存酸素量を第一の値であるＤ１値として測定し、（３）Ｄ１値が測定されてから５日間保存した後において同じ試料液の溶存酸素量を第二の値であるＤ５値として測定し、（４）Ｄ１値とＤ５値の差分をＢＯＤ値として算出する、との工程を、ＢＯＤ値の測定方法として定めている。

試料液のＢＯＤ値が大きいことは、Ｄ１値とＤ５値の差分値が大きいことを示しており、１日目に比較して、５日目の溶存酸素量が大きく減少していることになる。すなわち、ＢＯＤ値が大きいほど、水質が悪い状態であることを、示している。このようなＢＯＤ値の測定においては、多量の試料が測定される必要があるので、多量の容器の測定を行なう必要がある。

あるいは、ＢＯＤ値の測定だけでなく、容器に収容された試料の品質を測定したり、成分を分析したりする測定も行なわれる。この場合にも、多量の容器に収容される試料が測定される必要がある。このように、自動測定装置は、多量の容器に収容される試料を、測定する必要を有している。

一般的には、このような試料を収容する容器は、試料の投入および排出のために開口部を有しており、品質保全や保管容易性のために、開口部に栓がなされることが多い。特に、開口部の内側に栓が入れられて栓の周囲との密着によって、開口部を封じるタイプの栓が多い。すなわち、栓と開口部の周囲との嵌合によって、栓は開口部を封じる。

このため、自動測定装置は、多量の容器の栓を自動でかつ確実に抜く機構を必要としている。このような状況下で、容器に嵌合している栓を自動で抜く種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。

実公平５―８８０号公報特開平５−２２８３７９号公報特開２００７−５３７８８７号公報

特許文献１は、容器本体の開口部を王冠のように封止している栓を、その栓の周囲に引っかかりを与えて抜く自動開蓋装置を開示する。この自動開蓋装置は、蓋を把持する爪板を有する開蓋部と、蓋に対して進退自在に設けられた蓋押さえ部と、この開蓋部と蓋押さえ部とによる開蓋を制御する開蓋制御部を備える。さらに、上下移動させるモータによって、爪板によって引っ掛けられた蓋を上に上げて、蓋を開ける。

このように、特許文献１に開示される自動開蓋装置は、蓋を引っ掛けた上で容器と蓋との嵌合を取り除き、上方向に蓋を引き上げることで、容器を封止している蓋を取り外す。

特許文献２は、臨床検査などに用いられる被試験液体の入った試験管の栓を自動的に引き抜くための、試験管栓抜き取り装置を開示する。特許文献２に開示される試験管栓抜き取り装置は、試験管と栓とを別個に保持した状態で、試験管を押さえつつ栓を試験管から上方に持ち上げる動作によって試験管から栓を抜き取る。このとき、栓を掴んでいる爪付きのレバーが、傾斜ガイドの作用で、栓に回転を与えて栓を抜く。

特許文献３は、不正開封防止リングを抜き取るための工具であって、複数の爪先をリングの外周などに合わせることで、不正開封防止リングを抜き取る工具を開示する。特許文献３に開示される工具は、複数の爪の連関的な作用によって、不正開封防止リングを抜き取る。

しかしながら、特許文献１〜３に開示される従来技術には、次のような問題点がある。

特許文献１や特許文献３に開示される装置や工具は、爪を蓋の外周に噛み合わせた上で、上下移動する力のみで取り外そうとするので、実際には栓が取り外せないことが多い。少ない数の容器の蓋を取り外すだけであれば、特許文献１や特許文献３に開示される装置や工具でも、蓋を取り外すことは可能であるが、短時間に大量の容器の蓋を取り外す必要がある場合には、蓋を取り外すことのできない容器も発生しうる。特に、非常に固く嵌っている蓋を取り除くことは難しい。

また、特許文献１や特許文献３に開示される装置や工具は、飲料ビンの蓋のように、ビンの開口部の外周と嵌合する蓋を取り除くのには適している。装置や工具は、このような蓋を変形させることで容器の開口部から取り除くことができるからである。

しかしながら、このように蓋を変形させることは、蓋を再使用できなくなる問題がある。例えば、試料液を収容している容器の蓋を外して、試料液について所定の測定を行なうような場合には、容器および蓋は、何度も繰り返し使用される。このため、蓋や容器の開口部を変形させることは好ましくない。この点で、特許文献１や特許文献３に開示される装置や工具は、繰り返し使用する蓋を抜くことには適さない。特に、容器の開口部の内側に封止される蓋を取り除くことには適していない。

特許文献２に開示される装置は、栓に対して回転を与えることを開示しているが、どのような回転を与えるのかが不明瞭であり、回転による栓抜きの機能や構造が不明確である。このため、特許文献２に開示される装置は、試験管の栓を確実に抜くことが困難である問題を有している。また、試験管の栓に回転を与えることで、栓を変形させたり、試験管をぐらつかせたりする問題もある。

特許文献２に開示される装置は、栓抜き機構と別個に試験管を固定する機構を必要とする。試験管を押さえなければ栓を抜く際に試験管が上昇して栓を抜くことが困難になるからである。しかしながら、栓抜き機構と別個に試験管を押さえる機構を備えることは、装置を大型化させることになり、加えて、多量の試験管の栓を同時に抜くことは困難となる。

加えて、特許文献２に開示される装置は、栓の側面に爪をあてがってから栓に回転力を与えようとするので、栓の固定が不十分となって、栓を抜くのを失敗する可能性も生じうる。

以上のように、従来技術における栓抜き装置は、（１）栓の再使用ができなくなる、（２）栓を確実に抜くことができない、（３）多量の容器の栓を、同時に抜くことが困難である、（４）栓を抜く機構と動作が複雑（複数の異なる動作を与える必要がある）であるので栓を抜く精度が低い、といった問題を有していた。特に、容器の開口部内部に挿入されて、繰り返し使用される栓を、確実に抜くことが困難であった。

本発明は、上記課題に鑑み、栓の再使用が可能であって、多量の容器の栓を、同時にかつ確実に抜くことのできる自動栓抜き装置を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の自動栓抜き装置は、
各要素の構造上の基礎となる基体と、
鍔を備える栓を有する容器および基体に対して昇降可能な支持部材と、
支持部材と第１上部関節を介して接続する第１連結部材と、
支持部材と第２上部関節を介して接続する第２連結部材と、
第１連結部材と第１下部関節を介して接続する第１引き抜き部材と、
第２連結部材と第２下部関節を介して接続する第２引き抜き部材と、
基体に固定され、かつ、支持部材の昇降に対応する支点となると共に第１引き抜き部材の回動軸となる第１軸部材と、
基体に固定され、かつ、支持部材の昇降に対応する支点となると共に第２引き抜き部材の回動軸となる第２軸部材と、
第１引き抜き部材の先端に形成され、容器の栓の鍔に当接可能な第１爪部と、
第２引き抜き部材の先端に形成され、容器の栓の鍔に当接可能な第２爪部と、を備え、
支持部材と第１連結部材とは、第１上部関節により、屈曲可能に接続されており、
第１連結部材と第１引き抜き部材とは、第１下部関節により、屈曲可能に接続されており、
支持部材と第２連結部材とは、第２上部関節により、屈曲可能に接続されており、
第２連結部材と第２引き抜き部材とは、第２下部関節により、屈曲可能に接続されており、
支持部材が下降する場合には、
第１下部関節および第２下部関節部が、互いに離隔する方向に変位して、第１連結部材および第１引き抜き部材、ならびに、第２連結部材および第２引き抜き部材が屈曲し、
第１引き抜き部材の第１爪部および第２引き抜き部材の第２爪部は、第１軸部材および第２軸部材を基準として容器側に回動しながら上昇し、栓と鍔部との間に入り込んで、栓に対して上向きの角度で容器の鍔に接触し、栓を持ち上げる。

本発明の自動栓抜き装置は、支持部材を下降させるという一つの圧力付与（力の入力）のみで、容器の栓に当接している爪部を有する引き抜き部材に、引き抜き方向の回動を与えることができる。すなわち、直線動作である下降圧力を、回動動作に変換させることができる。この引き抜き方向の回動によって、自動栓抜き装置は、容器の開口部に嵌め込まれている栓を、確実に引き抜くことができる。従来技術のように、引き抜き、回転、押し込み、屈曲、回動など、複数の複雑な動作及び圧力を付与する必要がないので、栓を引き抜きそこなうことも少ない。当然ながら、容器や栓を損傷させることも減少する。

また、一つの圧力付与のみで、容器に嵌め込まれている栓を引き抜くことができるので、自動栓抜き装置のメンテナンスも容易となり、ランニングコストを低減できる。当然ながら、装置の故障や不具合の発生度合いも低減する。

また、本発明の自動栓抜き装置は、容器を固定するのに大掛かりな装置を用いる必要がないので、小型化できる。結果として、一度に多数の容器の栓を抜くことができる。このため、多量の容器の栓を抜いて、容器中の試料液の測定を処理することに最適である。

更に、本発明の自動栓抜き装置は、容器に嵌合している栓を変形させたり傷つけたりすること無く抜くことができるので、容器や栓を再使用する場合に適合できる。

本発明の実施の形態１におけるＢＯＤ自動測定装置のブロック図である。本発明の実施の形態１におけるＢＯＤ自動測定装置の測定工程のフローチャートである。本発明の実施の形態１における自動栓抜き装置の正面図である。本発明の実施の形態１における自動栓抜き装置の透視斜視図である。本発明の実施の形態１における自動栓抜き装置の動作メカニズムのフロー図である。本発明の実施の形態１における容器の正面図である。本発明の実施の形態１における初期状態にある自動栓抜き装置の斜視図である。本発明の実施の形態１における屈曲状態にある自動栓抜き装置の斜視図である。本発明の実施の形態２における爪部の模式図である。本発明の実施の形態２における爪部の模式図である。

本発明の第１の発明に係る自動栓抜き装置は、各要素の構造上の基礎となる基体と、鍔を備える栓を有する容器および基体に対して昇降可能な支持部材と、支持部材と第１上部関節を介して接続する第１連結部材と、支持部材と第２上部関節を介して接続する第２連結部材と、第１連結部材と第１下部関節を介して接続する第１引き抜き部材と、第２連結部材と第２下部関節を介して接続する第２引き抜き部材と、基体に固定され、かつ、支持部材の昇降に対応する支点となると共に第１引き抜き部材の回動軸となる第１軸部材と、基体に固定され、かつ、支持部材の昇降に対応する支点となると共に第２引き抜き部材の回動軸となる第２軸部材と、第１引き抜き部材の先端に形成され、容器の栓の鍔に当接可能な第１爪部と、第２引き抜き部材の先端に形成され、容器の栓の鍔に当接可能な第２爪部と、を備え、支持部材と第１連結部材とは、第１上部関節により、屈曲可能に接続されており、第１連結部材と第１引き抜き部材とは、第１下部関節により、屈曲可能に接続されており、支持部材と第２連結部材とは、第２上部関節により、屈曲可能に接続されており、第２連結部材と第２引き抜き部材とは、第２下部関節により、屈曲可能に接続されており、支持部材が下降する場合には、第１下部関節および第２下部関節部が、互いに離隔する方向に変位して、第１連結部材および第１引き抜き部材、ならびに、第２連結部材および第２引き抜き部材が屈曲し、第１引き抜き部材の第１爪部および第２引き抜き部材の第２爪部は、第１軸部材および第２軸部材を基準として容器側に回動しながら上昇し、栓と鍔部との間に入り込んで、栓に対して上向きの角度で容器の鍔に接触し、栓を持ち上げる。

この構成により、自動栓抜き装置は、栓を損傷することなく、容器の開口部に嵌合している栓を、確実に抜くことができる。この構成により、自動栓抜き装置は、栓を引き抜きやすくなる。この構成により、自動栓抜き装置は、直線運動である支持部材の下降だけで、第１引き抜き部材および第２引き抜き部材に回動運動を与えることができる。この構成により、自動栓抜き装置は、引き抜き部材の回動によって、栓を引き抜くことができる。

この構成により、自動栓抜き装置は、引き抜き部材の回動によって、栓を引き抜くことができる。

本発明の第４の発明に係る自動栓抜き装置では、第１から第３のいずれかの発明に加えて、支持部材の昇降を制御する、昇降制御部を更に備える。

この構成により、支持部材は、簡単に昇降できる。

本発明の第５の発明に係る自動栓抜き装置では、第４の発明に加えて、昇降制御部が支持部材へ付与する下降圧力は、第１軸部材および第２軸部材を基準とする、第１引き抜き部材および第２引き抜き部材のそれぞれの回動を生じさせる。

この構成により、自動栓抜き装置は、支持部材へ付与する直線運動だけで、引き抜き部材での回動運動を生じさせることができる。

本発明の第６の発明に係る自動栓抜き装置では、第１から第５のいずれかの発明に加えて、容器を、栓の上昇方向と逆方向に押さえる押さえ板を備える。

この構成により、栓を引き抜く際に容器が上昇するのを防止できる。

本発明の第７の発明に係る自動栓抜き装置では、第１から第６のいずれかの発明に加えて、前記容器および前記栓の少なくとも一方は、繰り返し使用される。

これらの構成により、栓は、繰り返し使用される。

本発明の第８の発明に係る自動栓抜き装置では、第１から第７のいずれかの発明に加えて、第１引き抜き部材および第２引き抜き部材の少なくとも一方は、当接している栓に対する振動を付与可能である。

この構成により、自動栓抜き装置は、栓と容器との嵌合圧力を弱めることができるようになる。

本発明の第９の発明に係る自動栓抜き装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、爪部は、球状の少なくとも一部の外形を有する先端部を備える。

この構成により、爪部は、栓を持ち上げやすくなる。

本発明の第１０の発明に係る自動栓抜き装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、爪部は、直線的に延伸する先端部を備える。

この構成により、爪部は、栓と容器との間に入り込みやすくなる。

以下、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）

実施の形態１について説明する。

（全体概要）
実施の形態１における自動栓抜き装置は、容器の開口部の内側にはまり込む栓を自動で抜く必要のある機器や装置に好適に利用される。このような状況で、例えばＢＯＤ値を測定するＢＯＤ自動測定装置においては、試料液を収容する保管容器原液容器に嵌め込まれている栓を抜くことが必要となる。特に、保管容器や原液容器は、試料液を保管しつつ、保管している試料液に対して、ＢＯＤ値を測定するための端子やプローブを受け入れる必要を有する。このため、ＢＯＤ自動測定装置は、コンベアなどの運搬路を移動された保管容器や原液容器の栓を、短時間で抜く必要がある。

更に、ＢＯＤ自動測定装置は、短時間で多くのサンプルのＢＯＤ値を測定するために、多数の保管容器を同時平行して測定処理する必要を有する。このため、ＢＯＤ自動測定装置では、同時に多数の保管容器が運搬される。すなわち、同時に多数の保管容器の栓を抜く必要がある。

以上のように、自動栓抜き装置は、多量の保管容器に嵌め込まれている栓を、同時に抜くことを必要とする。

ここで、図１および図２を用いて、ＢＯＤ自動測定装置の概要について説明する。上述の通り、ＢＯＤ自動測定装置は、本発明の自動栓抜き装置が適用されるアプリケーションの一例である。このため、本発明の自動栓抜き装置は、このＢＯＤ自動測定装置への適用に限定されるものではない。但し、このようなＢＯＤ自動測定装置（あるいは類似の装置）には、本発明の自動栓抜き装置は、好適に適用されるので、以下にこのＢＯＤ自動測定装置の概要を説明する。

実施の形態１におけるＢＯＤ自動測定装置は、工場排水や河川水などの試料液を収容したサンプル容器を設置するだけで、ＢＯＤ値を測定するのに必要な全ての処理を自動で実行し、結果であるＢＯＤ値を測定する。ＢＯＤ値は、工場排水や河川水の水質を示す数値であるので、人的作業が途中工程に介在することで、測定精度が低下する可能性がある。これに対して、実施の形態１におけるＢＯＤ自動測定装置は、原液を設定後における全ての工程を、自動で実行するので人的作業の介在余地がなく、高い精度で、ＢＯＤ値を測定できる。

図１は、本発明の実施の形態１におけるＢＯＤ自動測定装置のブロック図である。図１は、ＢＯＤ自動測定装置の全体構成を概念的に示しており、ＢＯＤ自動測定装置が備える要素同士の関係を示している。図２は、本発明の実施の形態１におけるＢＯＤ自動測定装置の測定工程のフローチャートである。図２は、ＢＯＤ自動測定装置が実行する工程を示している。

ＢＯＤ自動測定装置１は、大きな要素として、第一の値であるＤ１値が測定された容器である保管容器５４を収納する収納庫２、試料液のＤ１値を測定する第一測定装置であるＤ１測定器３および収納庫２から取り出された保管容器５４内部の試料液の第二の値であるＤ５値を測定する第二測定装置であるＤ５測定器４を備える。なお、この保管容器５４は、上部に開口部を有しており、この開口部の内側に栓が嵌め込まれている。

なお、実施の形態１においては、第一の値の例としてＤ１値を、第二の値の例としてＤ５値を定義しているが、ＢＯＤ値の測定に関る規格や手順の変更に応じて、第一の値および第二の値によって定義される値は、柔軟に変更される。

収納庫２は、Ｄ１値が測定された試料液を収容する保管容器５４を、Ｄ１値が測定された曜日毎に分別する。このため、収納庫２は、曜日ラック２０ａ〜２０ｅを備えている。Ｄ１測定器３は、原液容器５０内部の試料液のＤ１値を測定し、測定した曜日に対応する曜日ラック２０ａ〜２０ｅに、Ｄ１値の測定の終わった試料液を収容する保管容器５４を供給する。Ｄ５測定器４は、収納庫２が備える曜日ラックからＤ５測定曜日の５日前の曜日に対応する曜日ラックの保管容器５４を取り出して、取り出された保管容器内部の試料液のＤ５値を測定する。Ｄ５測定器４は、Ｄ５値の測定が終了した後の空の保管容器５４を、測定が終了したことを示す排出ラック２１に供給する。

Ｄ１値は、試料液の初日の溶存酸素量の値であり、Ｄ５値は、試料液の５日後の溶存酸素量の値であり、いずれも試料液のＢＯＤ値を測定するのに必要なパラメータである。Ｄ１値およびＤ５値から算出された値が、試料液の水質を示すＢＯＤ値である。

ＢＯＤ自動測定装置１は、Ｄ１値が測定された試料液を収容する保管容器５４を収納する収納庫２を基準とし、Ｄ１測定器３とＤ５測定器４とのそれぞれが相互に独立して動作可能である。このように、収納庫２を間に介在させつつＤ１測定器３とＤ５測定器４とが独立して動作することで、収納庫２が、保管容器５４を確実に分別して収納しているだけで、Ｄ１測定器３におけるＤ１値の測定と、このＤ１値の測定日に連関した測定日におけるＤ５測定器４におけるＤ５値の測定とが、エラーなく実行される。

このように、実施の形態１におけるＢＯＤ自動測定装置１は、収納庫２を基準としてＤ１測定器３とＤ５測定器４とをその両サイドに設置し、収納庫２の一端ではＤ１測定器３が設置される原液を収容する原液容器５０とＤ１が測定された試料液を収容する保管容器５４とを取り扱い、収納庫２の他端ではＤ５測定器４が測定する試料液を収容する保管容器５４を取り扱うことで、装置や設備の大型化を防止しつつ、エラーの無いＢＯＤ値の測定を可能としている。

ＢＯＤ自動測定装置１は、以上のような機能を実現するため、Ｄ１測定器３およびＤ３測定器４のそれぞれは、所定の手段を備える。

Ｄ１測定器３は、原液である試料液が収容された原液容器５０を設置する原液容器設置手段３０、原液容器５０内の試料液を希釈する希釈手段３１、希釈された試料液を収容する待機容器５２を所定時間以上に渡って待機させる待機手段３２、待機後の待機容器５２内の試料液の溶存酸素量であるＤ１値を測定する第一測定手段としてのＤ１測定手段３３、収納庫２に試料液を保管する際に用いられる空の保管容器５４を供給する容器供給手段としての保管容器供給手段３４、Ｄ１値が測定された試料液をＤ１測定容器５３から保管容器５４に詰め替える詰め替え手段３５、Ｄ１値が測定された試料液を収容する保管容器５４の開口部に栓を密栓する密栓手段３６、密栓された保管容器５４をＤ１値が測定された曜日に対応する曜日ラック２０ａ〜２０ｅに供給する供給手段３７を備える。

収納庫２は、Ｄ１値の測定された曜日に対応する曜日ラック２０ａ〜２０ｅを備え、一例として曜日ラック２０ａは月曜日に対応し、曜日ラック２０ｂは火曜日に対応し、曜日ラック２０ｃは水曜日に対応し、曜日ラック２０ｄは木曜日に対応し、曜日ラック２０ｅは金曜日に対応する。更に、収納庫２は、ＢＯＤ値の算出が終了して不要となる保管容器５４を受け取る排出ラック２１を更に備える。

また、Ｄ５測定器４は、曜日ラック２０ａ〜２０ｅから保管容器５４を取り出す取り出し手段４０、保管容器５４内の試料液の溶存酸素量であるＤ５値を測定する第二測定手段としてのＤ５測定手段４１、Ｄ１値とＤ５値とのＢＯＤ値を算出するＢＯＤ算出手段４２、Ｄ５値の測定が終了した保管容器５４を排出ラック２１に排出する排出手段４３を備える。

また、Ｄ１測定器３および収納庫２は、保管容器５４を受け渡し可能に接続されている。また、収納庫２およびＤ５測定器４は、保管容器５４を受け渡し可能に接続されている。供給手段３７と取り出し手段４０とは、収納庫２を基準に自動で処理を実行する。

これらの手段のそれぞれは、各手段で実行するのに必要な機械的・電気的機構を備えて、所望の工程を実行する。

（ＢＯＤ自動測定装置の処理手順）
次に、ＢＯＤ自動測定装置１の処理手順について図１、図２を用いて説明する。図２は、Ｄ１測定器３、収納庫２およびＤ５測定器４の全体で行なわれる処理の全てをフローチャートとして示している。

まず、ステップＳＴ１にて、測定対象となる工場排水や河川水などの試料液（原液）が収容された原液容器５０が、原液容器設置工程３０の設置台に設置される。この原液容器５０は、人的作業によって設置されるが、もちろんクレーンやコンベヤによって自動で設置されても良い。

次いで、ステップＳＴ２にて、希釈手段３１は、原液容器５０に収容されている試料液を希釈容器５１に注入し希釈する希釈工程を実行する。希釈工程は、ＪＩＳＫ０１０２：２００８（以下「ＪＩＳ規格」と称する。）に規定された希釈水を用いて試料液を希釈容器５１内で薄めることで実行される。希釈手段３１は、ＪＩＳ規格に定められる仕様に基づいて、試料液を所定の希釈倍率に希釈する。この希釈工程において、原液容器５０や希釈容器５１の開口部に嵌め込まれている栓を引き抜く必要がある。

次に、ステップＳＴ３にて、待機手段３２は、希釈容器５１から試料液を注入された待機容器５２を、所定時間以上に渡って待機させる。これが、待機工程である。待機工程において、待機手段３２は、ＪＩＳ規格に定められる所定時間以上に渡って、待機容器５２を待機させる。この待機時間が不十分であると、Ｄ１値が不十分な希釈状態で測定されて、結果としてＢＯＤ値が不正確な値で算出されるからである。

次に、ステップＳＴ４にて、Ｄ１測定手段３３は、待機容器４０内で待機された試料液を後の図を用いて後述するＤ１測定容器５３へ注入し、Ｄ１値を測定する。これは、第一測定工程としてのＤ１測定工程である。Ｄ１測定手段３３は、ＪＩＳ規格に定められる仕様に基づいて、公知の手段等を用いてＤ１値を測定する。測定されたＤ１値は、所定の記憶部に測定データとして記憶されたり、所定の記録用紙に測定データとして印刷されたりする。

また、ステップＳＴ１〜ＳＴ４と並行して、ステップＳＴ５にて、保管容器５４が保管容器供給手段３４によって供給される。図２では、ステップＳＴ４とステップＳＴ６との間において、ステップＳＴ５が処理されるように表されているが、ステップＳＴ４以前においてステップＳＴ５が処理されても良い。要は、ステップＳＴ６の前に、ステップＳＴ５の処理が終了し、Ｄ１値の測定が終了した試料液が、収納庫２に収納されるのに用いられる保管容器５４に詰め替えられれば良い。なお、保管容器５４は、人力によって供給されても良い。あるいはベルトコンベアやクレーンなどで、保管容器５４が供給されても良い。

次に、ステップＳＴ６にて、詰め替え手段３５は、Ｄ１測定容器５３に収容されたＤ１値が測定された試料液を、保管容器供給手段３４から供給される保管容器５４に詰め替える。これが詰め替え工程である。保管容器５４は、マガジンなどに設置されており、複数の保管容器５４が設置されたマガジン８０が、その後収納庫２の曜日ラック２０ａ〜２０ｅに送られる。

また、この詰め替え工程においても、保管容器５４の開口部に嵌め込まれている栓を引き抜く栓抜き工程を必要とする。栓が抜かれた保管容器５４に、Ｄ１値が測定された試料液が投入される。この作業によって詰め替えが実行される。

次に、ステップＳＴ７にて、密栓手段３６は、Ｄ１値の測定が終わった試料液を収容する保管容器５４の開口部を密栓する。これが密栓工程である。密栓手段３６が備える図示されないロボットアームが、保管容器５４の開口部に合わせて栓５４ａを設定し、その栓を開口部に押し込んで密栓する。この密栓によって、Ｄ１値の測定が終了した試料液を収容する保管容器５４は、外部の雰囲気の影響を受けることが無くなり、数日後の溶存酸素量を測定するに際して、保管容器５４内部（すなわち試料液そのもの）のみに依存した結果が測定されることになる。密栓された保管容器５４は、収納庫２において保管される場合に、試料液が含む微生物などによって消費されることのみで溶存酸素量を変化させる状態で保管される。

次に、ステップＳＴ８にて、供給手段３７は、密栓された保管容器５４を、収納庫２に供給する。これが供給工程である。収納庫２は、Ｄ１値の測定された曜日に対応する曜日ラック２０ａ〜２０ｅを備えている。供給手段３７は、Ｄ１値の測定された曜日に対応する曜日ラック２０ａ〜２０ｅに、保管容器５４を供給する。

次に、ステップＳＴ９にて、収納庫２は、供給手段３７で供給された保管容器５４を所定時間保管する。これが保管工程である。

次に、ステップＳＴ１０にて、取り出し手段４０は、収納庫２から保管容器５４を取り出す。このとき、Ｄ５値を測定するＤ５測定曜日の５日前の曜日に対応する曜日ラックから、取り出し手段４０は、保管容器３０を取り出す。これが取り出し工程である。Ｄ５値を測定するＤ５測定曜日の５日前の曜日に対応する曜日ラックに、Ｄ１値が測定された後５日間保管された試料液を収容する保管容器５４が収納されているので、Ｄ５測定曜日の５日前の曜日ラックから取り出される保管容器５４が、Ｄ５値の測定対象の試料液である。また、取り出し手段４０は、保管容器５４の栓を開栓する。

次に、ステップＳＴ１１にて、Ｄ５測定手段４１は、保管容器５４内の試料液をＤ５測定容器５５へ注入しＤ５値を測定する。Ｄ５値は、試料液の５日後の溶存酸素量を示す値である。これが、第二の測定工程であるＤ５測定工程である。Ｄ５測定手段４１は、Ｄ１測定手段３３と同じく、Ｄ５測定容器５５の試料液を、種々の公知手段を用いて溶存酸素量を測定する。この結果、Ｄ５測定手段４１は、Ｄ５値を測定できる。Ｄ５測定手段４１は、測定したＤ５値を所定の記憶部に測定データとして記憶させたり、所定の記録用紙に測定データとして印刷したりする。

更に、ステップＳＴ１２にて、ＢＯＤ算出手段４２は、Ｄ１値とＤ５値との値に基づいてから、ＢＯＤ値を算出する。これがＢＯＤ算出工程である。または、Ｄ５測定手段４１が、Ｄ５値の測定に合わせて、このＢＯＤ値を算出しても良い。すなわち、Ｄ５測定手段４１は、Ｄ５測定工程とＢＯＤ算出工程とを実行してもよい。ＢＯＤ算出手段４２は、算出したＢＯＤ値を、所定の記憶部に測定データとして記憶させたり、所定の記録用紙に測定データとして印刷したりする。この測定データを受けて、使用者は、対象となった工場排水や河川水の水質を知ることができる。

最後に、ステップＳＴ１３にて、排出手段４３は、試料液をＤ５測定容器５５へ抽出した後の空の保管容器５４を、排出ラック２１に排出する。これが、排出工程である。排出ラック２１には、ＢＯＤ値の測定の全工程が終了した保管容器５４が収納されることになるので、使用者は、手作業ないしは自動作業で、この不要な保管容器５４を洗浄等の作業に回すことができる。

以上の一連の処理が実施されることで、測定対象となる試料液のＢＯＤ値が自動で測定され、工場排水や河川水の水質が測定される。

（自動栓抜き装置の概要）

以上のようなＢＯＤ自動測定装置は、その測定処理の特性上、多数の容器に嵌め込まれている栓を、高速かつ正確に（および複数の栓を同時に）抜く必要を有する。あるいはＢＯＤ自動測定装置のように、試料液が封入された多数の容器の栓を、流れ作業のようにして抜いていく必要がある装置や機器も多数ある。

実施の形態１の自動栓抜き装置の概要について説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における自動栓抜き装置の正面図である。図３は、自動栓抜き装置１００を正面から見た状態を示している。

自動栓抜き装置１００は、支持部材１０１、第１軸部材１０２Ａ、第２軸部材１０２Ｂ、第１引き抜き部材１０３Ａ、第２引き抜き部材１０３Ｂ、第１連結部材１０４Ａ、第２連結部材１０４Ｂと、を備える。更に、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれは、支持部材１０１の昇降に応じて、第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂのそれぞれを基準に、容器の立脚方向に回動する。すなわち、これらの要素を備える自動栓抜き装置１００は、昇降可能な支持部材１０１に加わる下降圧力によって生じる直線運動を、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂの回動運動に変換させることで、容器の栓を引き抜く。

支持部材１０１は、栓を有する容器（図３では図示せず）に対して昇降可能である。昇降制御部１５０は、支持部材１０１の昇降を制御する。自動栓抜き装置１００は、整列される容器に対して設置される。このとき、容器の上方に自動栓抜き装置１００（特に、実際に栓を引き抜く第１引き抜き部材１０３Ａ、第２引き抜き部材１０３Ｂ）は、設置される。すなわち、支持部材１０１が下降することで、第１引き抜き部材１０３Ａ等は、容器（特に栓）に近づき、支持部材１０１が上昇することで、第１引き抜き部材１０３Ａなどは、容器から遠ざかる。

第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂのそれぞれは、支持部材１０１の昇降に対応する支点となる。すなわち、支持部材１０１が昇降する場合でも、第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂのそれぞれは、その座標的位置を変化させない（但し、後述の基体が昇降する場合には、この昇降に伴って、第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂのそれぞれは、その座標的位置を変化させる）。結果として、支持部材１０１が下降する際には、第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂの位置を基準（支点）として、第１引き抜き部材１０３Ａや第１連結部材１０４Ａが屈曲するようになる。

第１引き抜き部材１０３Ａは、第１軸部材１０２Ａに直接的もしくは間接的に接続され、第１軸部材１０２Ａの回動軸を基準に、回動可能である。同様に、第２引き抜き部材１０３Ｂは、第２軸部材１０２Ｂに直接的もしくは間接的に接続され、第２軸部材１０２Ｂの回動軸を基準に、回動可能である。

第１連結部材１０４Ａは、第１引き抜き部材１０３Ａと支持部材１０１とを連結する。第２連結部材１０４Ｂは、第２引き抜き部材１０３Ｂと支持部材１０１とを連結する。これらの連結によって、支持部材１０１を基準とすると、支持部材１０１のある位置から第１連結部材１０４Ａとこれに接続する第１引き抜き部材１０３Ａとが延伸している。同様に、支持部材１０１の別の位置から、第２連結部材１０４Ｂとこれに接続する第２引き抜き部材１０３Ｂとが延伸している。全体としてπの字状の外形を備えることになる。もちろん、自動栓抜き装置１００が第３連結部材や第３引き抜き部材を備える場合には、πの字状以外の外形を有していてもよい。

第１引き抜き部材１０３Ａは、その一部（特に好ましくはその先端）に、容器の栓の少なくとも一部に当接可能な第１爪部１０５Ａを有している。同様に、第２引き抜き部材１０３Ｂは、その一部（特に好ましくはその先端）に、容器の栓の少なくとも一部に当接可能な第２爪部１０５Ｂを有している。この第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂが、実際に栓に当接しつつ栓を引き抜く。なお、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、第１引き抜き部材１０３Ａや第２引き抜き部材１０３Ｂと別個の部材や要素ではなく、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれの一部であってもよい。

第１引き抜き部材１０３Ａは、支持部材１０１の昇降に応じて、第１軸部材１０２Ａを基準に、容器の立脚方向に回動する。第２引き抜き部材１０３Ｂも、支持部材１０１の昇降に応じて、第２軸部材１０２Ｂを基準に、容器の立脚方向に回動する。このとき、第１引き抜き部材１０３Ａの回動によって第１爪部１０５Ａが上向きに上がっていくようになり、第２引き抜き部材１０３Ｂの回動によって第２爪部１０５Ｂが上向きに上がっていくようになることで、栓が引き抜かれることになる。

また、自動栓抜き装置１００は、支持部材１０１と第１連結部材１０４Ａとを屈曲可能に接続する第１上部関節１０６Ａと、支持部材１０１と第２連結部材１０４Ｂとを屈曲可能に接続する第２上部関節１０６Ｂと、を備える。第１上部関節１０６Ａと第２上部関節１０６Ｂとは、相互に対応する。加えて、自動栓抜き装置１００は、第１連結部材１０４Ａと第１引き抜き部材１０３Ａとを屈曲可能に接続する第１下部関節１０７Ａと、第２連結部材１０４Ｂと第２引き抜き部材１０３Ｂとを屈曲可能に接続する第２下部関節１０７Ｂと、を備える。第１下部関節１０７Ａと第２下部関節１０７Ｂとは、相互に対応する。

これらの関節の屈曲によって、例えば第１連結部材１０４Ａと第１引き抜き部材１０３Ａとが、異なる方向ベクトルに沿うようになる。すなわち、第１下部関節１０７Ａと第２下部関節１０７Ｂとは、容器に対して離隔する方向に突出する。加えて、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれは、栓を持ち上げる方向に回動する。すなわち、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれは、容器の立脚方向に回動することになって、この回動によって栓を引き抜くことができる。

また、自動栓抜き装置１００は、容器を栓の上昇方向と逆方向に押さえる押さえ板１０８を更に備える。この押さえ板１０８は、自動栓抜き装置１００において回動などの動作を行う第１引き抜き部材１０３Ａや第２引き抜き部材１０３Ｂと異なり、動作や位置が固定されている。この固定によって、第１引き抜き部材１０３Ａや第２引き抜き部材１０３Ｂの回動の動作中（容器に対してその位置を変化させる）においても、押さえ板１０８は、容器に対しての位置や形状を変化させない。

このように変化しないことで、押さえ板１０８は、第１引き抜き部材１０３Ａや第２引き抜き部材１０３Ｂによる引き抜き動作によって上昇してしまう容器を、上昇させずに押さえることができる。この結果、栓と容器の移動方向ベクトルが逆方向になって、栓が引き抜かれる際に容器がついてくることが無くなり、第１引き抜き部材１０３Ａや第２引き抜き部材１０３Ｂは、確実に栓を引き抜くことができるようになる。

図４は、本発明の実施の形態１における自動栓抜き装置の透視斜視図である。

自動栓抜き装置１００は、第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂを固定する基体１０９を更に備える。基体１０９は、自動栓抜き装置１００における栓を抜くのに必要となる要素をまとめつつ、これらの要素を機能させるための骨格である。第１軸部材１０２Ａと第２軸部材１０２Ｂは、この基体１０９に接続されている。このため、第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂと基体１０９との間では、相互の位置関係は変化しない。

同様に、押さえ板１０８は、基体１０９に接続されている。

自動栓抜き装置１００は、この骨格となる基体１０９に接続する２枚の細い板材である押さえ板１０８を有している。すなわち、押さえ板１０８も基体１０９との間では、相互の位置関係が変化しない。

一方、第１引き抜き部材１０３Ａ、第１連結部材１０４Ａなどは、第１上部関節１０６Ａや第１下部関節１０７Ａの屈曲に応じて回動する。すなわち、第１引き抜き部材１０３Ａなどの要素は、基体１０９との間では、相互の位置関係を変化させることを示している。言い換えると、第１上部関節１０６Ａなどは、基体１０９と離隔して動作（屈曲）可能である。

以上のように、自動栓抜き装置１００の骨格である基体１０９を基準として、第１軸部材１０２Ａ、第２軸部材１０２Ｂ、押さえ板１０８は、固定されている。一方、第１引き抜き部材１０３Ａなどは基体１０９に対して位置関係を変化させることができる。この分離した動作によって、支持部材１０１が下降するだけで、引き抜き部材等は支持部材１０１を基準として容器の栓を引き抜くと共に押さえ板１０８は、容器を下方向に抑えることができる。

なお、この基体１０９は、自動栓抜き装置１００の一つのユニットとして把握されても良いし、全体として把握されても良い。すなわち、自動栓抜き装置１００は、引き抜き部材等を備えた複数の基体１０９を連結させた状態でも良いし（この場合には、複数の容器の栓を同時並行的に抜くことができる）、引き抜き部材等を備えた単体の基体１０９を備えた状態でも良い。

（動作メカニズム）
次に、自動栓抜き装置１００による栓を引き抜く動作のメカニズムを説明する。

図５は、本発明の実施の形態１における自動栓抜き装置の動作メカニズムのフロー図である。

図５は、左から順に、自動栓抜き装置１００が容器１１０の栓１１２を抜く様子を示している。容器１１０に付している、「０」〜「８」の数字は、処理手順を示す。また、図の見易さを優先するために、符号については、手順０（ここで「０」は、容器１１０に付している数字と対応している）にのみ付している。また、各要素についても図の見易さを優先して、最小限の符号のみを付している。説明において使用する符号は、図３、図４と同様である。

容器１１０は、試料液やその他を収容可能であり、上部に開口部１１１を備えている。この開口部１１１の内側に、栓１１２が嵌め込まれている。まず、手順０において、容器１１０が自動栓抜き装置１００の下方に設置される。例えば、容器１１０（図５では単数だが複数の容器でもよい）が、コンベアによって搬送されて自動栓抜き装置１００の下方に設置される。図５は、単数の容器１１０に対応するように単数の自動栓抜き装置１００が表されているが、容器１１０の数に合わせて複数の自動栓抜き装置１００が用意されても良い。

なお、この栓１１２は、繰り返し使用される。つまり、栓１１２を抜くに当たって、栓１１２を損傷させたり壊したりしないことが求められる。もちろん、繰り返しの使用は、実際の使用者の人為的な取り決めによって定められればよく、繰り返し使用されなくても問題はない。

次に、手順１において、容器１１０の栓１１２に自動栓抜き装置１００が近づくようになる。これは、基体１０９を下降させる制御部によって行われる。このとき押さえ板１０８は、容器１１０の栓１１２よりも大きな開口を有しており、この開口を通じて栓１１２を越えた押さえ板１０８が容器１１０に接触可能になる（例えば、押さえ板１０８は、容器１１０の肩部分に接触する）。

また、押さえ板１０８の上方に位置する第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂは、栓１１２の外周に当接する。もちろん、当接可能であればよく、基体１０９が下降してだけの状態（手順１）の際には、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂは、栓１１２の外周に対向する位置（栓１１２と離隔している）に下降するだけでもよい。

また、第１爪部１０５Ａ、第２爪部１０５Ｂとの対向距離は、可変であって、栓１１２の種類によって容易に調整されることも好適である。なお、図５では、第１爪部１０５Ａは、栓１１２の右側に当接し、第２爪部１０５Ｂは、栓１１２の左側に当接する。

ところで、栓１１２は、図６に示されるような構造を有していることが多い。図６は、本発明の実施の形態１における容器の正面図である。栓１１２は、容器１１０の開口部１１１に挿入される本体部１１３と、開口部１１１の外側に突出可能な鍔部１１４を備える。第１爪部１０５Ａ、第２爪部１０５Ｂは、この鍔部１１４に当接する。特に鍔部１１４は開口部１１１の外側に突出可能なので、第１爪部１０５Ａ、第２爪部１０５Ｂは、この鍔部１１４と本体部１１３との境界部分に、当接することでもよい。境界付近に当接するのであれば、第１爪部１０５Ａ、第２爪部１０５Ｂが、鍔部１１４から本体部１１３にかけての屈曲部を活用して、栓１１２を持ち上げやすくなるからである。

また、手順０もしくは手順１の状態では、自動栓抜き装置１００の支持部材１０１は基体１０９に対しての位置関係を変化させていない。すなわち、第１引き抜き部材１０３Ａと第１連結部材１０４Ａとは、第１下部関節１０７Ａを介してほぼ直線状に延伸している。同様に、第２引き抜き部材１０３Ｂと第２連結部材１０４Ｂとは、第２下部関節１０７Ｂを介してほぼ直線状に延伸している。すなわち、自動栓抜き装置１００のそれぞれの可動できる要素は初期状態にある。

図７は、この支持部材１０１などが基体１０９に対して位置関係を変化させていない初期状態を示している。図７は、本発明の実施の形態１における初期状態にある自動栓抜き装置の斜視図である。

図７より明らかな通り、基体１０９に固定されている第１軸部材１０２Ａ、第２軸部材１０２Ｂおよび押さえ板１０８だけでなく、可動する他の要素（第１引き抜き部材１０３Ａなど）も基体１０９に対する位置関係を変化させていない。

次に、手順２において、昇降制御部１５０は、支持部材１０１を下降させ始める。昇降制御部１５０は、油圧や空気圧などの機構を用いて支持部材１０１を下降させる。

支持部材１０１は、基体１０９に対して下降するが、第１軸部材１０２Ａ、第２軸部材１０２Ｂおよび押さえ板１０８は、基体１０９との位置関係を変えない。このため、第１軸部材１０２Ａの基体１０９への固定に対して、基体１０９に固定されていない第１連結部材１０４Ａは、第１上部関節１０６Ａによって屈曲する。この第１連結部材１０４Ａの第１上部関節１０６Ａにおける屈曲に合わせて、第１引き抜き部材１０３Ａは、第１下部関節１０７Ａによって屈曲する。すなわち、第１下部関節１０７Ａの屈曲で、第１連結部材１０４Ａと第１引き抜き部材１０３Ａとの連結は、容器１１０から離隔する方向に折れ曲がる。

同様に、第２軸部材１０２Ｂの基体１０９への固定に対して、基体１０９に固定されていない第２連結部材１０４Ｂは、第２上部関節１０６Ｂによって屈曲する。この第２連結部材１０４Ｂの第２上部関節１０６Ｂにおける屈曲に合わせて、第２引き抜き部材１０３Ｂは、第２下部関節１０７Ｂによって屈曲する。すなわち、第２下部関節１０７Ｂの屈曲によって、第２連結部材１０４Ｂと第２引き抜き部材１０３Ｂとの連結は、容器１１０から離隔する方向に折れ曲がる。

これらの屈曲の結果、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、栓１１２に角度を持って当接するようになる。すなわち、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、その先端を、鍔部１１４と本体部１１３との境界における屈曲部に差し込むようになる。

次に、手順３において、昇降制御部１５０によって支持部材１０１が更に下降する。この下降によって、第１引き抜き部材１０３Ａと第１連結部材１０４Ａとは、第１下部関節１０７Ａを基点に更に屈曲が進むようになる。同様に、第２引き抜き部材１０３Ｂと第２連結部材１０４Ｂとは、第２下部関節１０７Ｂを基点に更に屈曲が進むようになる。これらの屈曲が進むことで、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、その先端を更に鍔部１１４と容器１１０との間に差し込むことができるようになる。

第４手順においては、屈曲が更に進む。

次いで、手順５、手順６において、第１下部関節１０７Ａと第２下部関節１０７Ｂとは、更に屈曲角度を大きくさせる。屈曲角度が大きくなることで、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれの先端は、上方を向くようになる。すなわち、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、上を向くようになる。このとき、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、栓１１２の鍔部１１４と容器１１０の間に差し込んでいるので、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂの上向きによって栓１１２を引き抜くようになっていく。

更に手順７に進むと、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、更に上を向くようになる（第１下部関節１０７Ａおよび第２下部関節１０７Ｂの屈曲が進むことによる）。この結果、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂは、栓１１２を開口部１１１から更に引き抜くようになる。このとき、押さえ板１０８は、容器１１０の肩部を押さえているので、栓１１２の引き上げに伴って、容器１１０が上に上がることが防止される。この押さえ板１０８による容器１１０の下方への押さえつけも相まって、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれは、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂを用いて、確実に栓１１２を開口部１１１から引き抜くことができる。

この手順７にまで進んだ場合には、自動栓抜き装置１００は、図８のような状態となる。図８は、本発明の実施の形態１における屈曲状態にある自動栓抜き装置の斜視図である。図８では、図の見易さを優先するために、最小限の要素にのみ符号を付している。文中では、図３などに付している符号を引用して説明する。

図８に示されるとおり、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれは、第１下部関節１０７Ａおよび第２下部関節１０７Ｂのそれぞれを基準に十分に屈曲している。結果として、第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂを基準として、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれは、上向きの角度を有している。

すなわち、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、栓１１２の鍔部１１４を上向きの角度によって持ち上げることができるようになっている。

最後に手順８において、基体１０９が上昇する。栓１１２は、開口部１１１に嵌め込まれている嵌合摩擦を減少させているので、基体１０９の上昇によって簡単に開口部１１１から引き抜かれる。

最終的に、自動栓抜き装置１００は、栓１１２を引き抜くことができる。

以上のように、自動栓抜き装置１００は、支持部材１０１の下降のみで、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂによって栓１１２を開口部１１１から浮かせて、最終的には基体１０９の上昇によって開口部１１１から外れた栓１１２を引き抜くことができる。

自動栓抜き装置１００は、余分な機構や余分な動作付与を必要としないので、作業エラーも少なく、確実に栓１１２を引き抜くことができる。結果として、栓１１２を損傷させることも少ない。このため、栓１１２は、繰り返し使用することができる。加えて、自動栓抜き装置１００は、そのメンテナンスに要する手間や費用も少ない。付与動作が単純であるために、装置としての故障も少なくなる。

次に、各部の詳細について説明する。

（基体）
基体１０９は、自動栓抜き装置１００に必要な骨格である。基体１１０は、固定される要素（第１軸部材１０２Ａなど）および可動する要素（第１引き抜き部材１０３Ａなど）を備える。すなわち、基体１０９は、自動栓抜き装置１００の最小単位の外形を形成する。もちろん、基体１０９は、固定される要素と可動する要素とを収容（取り付け）できればよいので、これらの要素の外部に設けられなければならないわけではない。

基体１０９は、金属、合金、樹脂、木材、その他の素材で形成されれば良い。また、固定される第１軸部材１０２Ａなどは、基体１０９にねじ止め、接着、溶接などで接続される。

自動栓抜き装置１００は、複数の基体１０９（および基体１０９が備える要素）を備えることで、複数の容器１１０の栓１１２を同時に抜くことができる。また、基体１０９は、図５の手順０、手順８にあるように、容器１１０の栓１１２に対して昇降可能である。下降することで、必要な要素を栓１１２に近づけ、上昇することで、開口部１１１から引き抜かれた栓１１２を容器１１０から完全に外すことができる。

また、基体１０９は、この昇降あるいは支持部材１０１の昇降に必要となる電気信号を受けることができる。このため、この電気信号を受けるための電気コードや電気配線を備えていてもよい。

（支持部材）
支持部材１０１は、第１連結部材１０４Ａおよび第２連結部材１０４Ｂを接続すると共に昇降可能な要素である。支持部材１０１は、第１上部関節１０６Ａを介して第１連結部材１０４Ａを接続し、第２上部関節１０６Ｂを介して第２連結部材１０４Ｂを接続する。

支持部材１０１は、基体１０９と分離した要素であるので、基体１０９との位置関係を変化させながら昇降する。このため、支持部材１０１が下降する際には、基体１０９に対して下降することになる。この支持部材１０１は、下降することで、接続している第１連結部材１０４Ａおよび第２連結部材１０４Ｂを、第１上部関節１０６Ａおよび第２上部関節１０６Ｂを基準に屈曲させる。

また、第１連結部材１０４Ａは第１下部関節１０７Ａを介して第１引き抜き部材１０３Ａと連結する。さらには、第１引き抜き部材１０３Ａは、第１軸部材１０２Ａに接続しており、この第１軸部材１０２Ａは基体１０９に固定されている。このため、第１連結部材１０４Ａが支持部材１０１の下降を受けると、基体１０９に固定されている第１軸部材１０２Ａの固定によって、第１連結部材１０４Ａと第１引き抜き部材１０３Ａとは、第１下部関節１０７Ａを基点に外側に膨らむように屈曲することになる。

第２連結部材１０４Ｂと第２引き抜き部材１０３Ｂも同様である。

このように、支持部材１０１は、その下降のみによって、第１連結部材１０４Ａと第１引き抜き部材１０４Ｂとの連結を屈曲させるようになる。あるいは、支持部材１０１は、その上昇のみによって、第１連結部材１０４Ａと第１引き抜き部材１０４Ｂとの連結を伸ばすことができる。第２連結部材１０４Ｂなどに関る連結においても同じである。

支持部材１０１は、基体１０９やその他の部材と同様の素材で形成されれば良い。また昇降制御部１５０と支持部材１０１は直接的もしくは間接的に接続しており、必要な昇降圧力の付与を受ける。

（連結部材）
第１連結部材１０４Ａは、支持部材１０１および第１引き抜き部材１０３Ａと、その両端において接続する。第２連結部材１０４Ｂも、支持部材１０１および第２引き抜き部材１０３Ｂと、その両端において接続する。

第１連結部材１０４Ａおよび第２連結部材１０４Ｂのそれぞれは、支持部材１０１の下降にともなう力を、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれに伝える役割を有する。更に、この力を伝える際に、第１下部関節１０７Ａおよび第２下部関節１０７Ｂによって、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれと共に、外側に膨らむように屈曲する。

第１連結部材１０４Ａおよび第２連結部材１０４Ｂのそれぞれは、基体１０９と同様の素材で形成されれば良い。

（引き抜き部材および爪部）
第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれは、容器１１０の栓１１２に当接して実際に引き抜く際に用いられる要素である。第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれは、第１軸部材１０２Ａおよび第２軸部材１０２Ｂを基準として、第１下部関節１０７Ａおよび第２下部関節１０７Ｂの屈曲によって、回動する。この回動によって、当接している栓１１２を引き抜くことができるようになる。

第１引き抜き部材１０３Ａは、第１爪部１０５Ａを備えている。同様に、第２引き抜き部材１０３Ｂは、第２爪部１０５Ｂを備えている。一般的には、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂの先端に備わることが好適である。あるいは、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのそれぞれの先端部位が、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂとして把握されても良い。先端であることで、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれが、栓１１２に当接して栓１１２を引き抜くことができるようになるからである。

もちろん、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂの先端以外の場所に備わってもよい。

第１引き抜き部材１０３Ａ、第２引き抜き部材１０３Ｂ、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれは、基体１０９と同様の素材で形成されれば良い。

（関節）
第１上部関節１０６Ａは、支持部材１０１と第１連結部材１０４Ａとを接続する。第２上部関節１０６Ｂは、支持部材１０１と第２連結部材１０４Ｂとを接続する。関節であるので、屈曲（一種の回動）が可能である。例えば回転可能な蝶番をその要素として有してもよい。

第１下部関節１０７Ａは、第１連結部材１０４Ａと第１引き抜き部材１０３Ａとを接続する。第２下部関節１０７Ｂは、第２連結部材１０４Ｂと第２引き抜き部材１０３Ｂとを接続する。関節であるので、上部関節も、屈曲（一種の回動）が可能である。例えば回転可能な蝶番をその要素として有してもよい。

これらの上部関節や下部間接は、基体１０９と同様の素材で形成されれば良い。

なお、連結部材や引き抜き部材の屈曲とは、これらの連結部分である関節（上部関節および下部間接）が屈曲することであって、連結部材（第１連結部材１０４Ａなど）や引き抜き部材（第１引き抜き部材１０３Ａなど）が、その部材の途中の位置において折れ曲がることを指すのではない。

また、第１、第２は、同様の機能や構成を有する部材を区別するために用いているのであって、特段の限定を示すものではない。また自動栓抜き装置１００は、第３、第４の同様の要素（例えば、第３引き抜き部材、第３連結部材など）を備えても良い。自動栓抜き装置１００が、どれだけの数の部材を備えるかは、対象となる栓の特性や使用者の便宜に応じて、適宜定められれば良い。

また、明細書中において、連結部材や引き抜き部材などの第１、第２などの語を含まない用語は、第１連結部材や第２連結部材などの同じ要素の総称である。

また、第１引き抜き部材１０３Ａと第２引き抜き部材１０３Ｂとは、栓１１２を挟んで相互に対向する。

（押さえ板）

押さえ板１０８は、容器１１０を押さえることで、栓１１２の引き抜きに伴って容器１１０が上昇するのを防止できる。

図４に示されるとおり、押さえ板１０８は基体１０９に固定されており、基体１０９がその位置を変えない間に、第１引き抜き部材１０３Ａや第１連結部材１０４Ａなどが屈曲して基体１０９に対する位置関係を変化させても、押さえ板１０８は、基体１０９に対する位置関係を変化させない。すなわち、容器１１０に対する位置関係も変化させないので、容器１１０を押さえることができる。

（制御部）
また、昇降制御部１５０などの昇降を制御する制御部を、自動栓抜き装置１００は備えても良い。この制御部は、図３などにおいては図示されていないが、自動栓抜き装置１００がその他に必要な部材と共に一つの装置として組み上げられる場合に、操作盤などと共に組み込まれる。

制御部は、ハードウェアで構成されても、ソフトウェアで構成されても、これらの混在で構成されても良い。例えば、上昇を制御するプログラミングされたソフトウェアは、制御部に備わっている。

以上のように、実施の形態１における自動栓抜き装置１００は、容器１１０の開口部に嵌め込まれている栓１１２を確実かつ容易に抜くことができる。加えて、栓１１２を損傷させることもないので、栓１１２は、繰り返し使用できる。特に、自動栓抜き装置１００は、支持部材１０１（および基体１０９）の昇降という力を付与するだけで、栓１１２を引き抜くことができるので、作業効率が高く、メンテナンスの手間も低減するメリットがある。

（実施の形態２）

次に、実施の形態２について説明する。

実施の形態２における自動栓抜き装置１００は、種々の機能を追加したものである。

（栓への振動の付与）
第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂの少なくとも一方は、栓１１２に対して振動を付与可能であることも好ましい。特に、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂのそれぞれが、栓１１２に当接している期間において、振動を付与可能であることが適当である。この振動が付与されることで、栓１１２と開口部１１１との嵌合力が弱まって、栓１１２が抜けやすくなるからである。

例えば、第１引き抜き部材１０３Ａおよび第２引き抜き部材１０３Ｂのいずれかがバイブレーション発生部を有しており、このバイブレーション発生部による振動が、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂを通じて栓１１２に伝導する。

特に、第１爪部１０５Ａ、第２爪部１０５Ｂが栓１１２の鍔部１１４に当接している状態および図５の手順３〜７の状態の少なくとも一方において、第１爪部１０５Ａ、第２爪部１０５Ｂは、栓１１２に振動を付与することで、栓１１２と開口部１１１との嵌合を緩める効果を発揮できる。これは、コルクなどの栓を抜くときに、コルクを揺らせることで栓が抜けやすくなることと同様である。

付与される振動は、様々なパターンがあってもよい。例えば、図５における手順３、４のように、栓１１２に第１爪部１０５Ａ、第２爪部１０５Ｂが当接し始めた状態では、付与される振動は大きく、手順５、６、７のように栓１１２が引き抜かれる状態となった場合には、付与される振動が小さくてもよい。あるいは、この逆の振動パターンが付与されても良い。このように、様々な振動パターンでの振動が、第１爪部１０５Ａ、第２爪部１０５Ｂから栓１１２に付与されることで、栓１１２が抜けやすくなる。

もちろん、振動は、発生可能および付与可能であって、必ずしも必須の構成要素ではない。

（爪部の形状の工夫）
図９は、本発明の実施の形態２における爪部の模式図である。爪部１０５は、第１爪部１０５Ａおよび第２爪部１０５Ｂの総称である。図９（ａ）は、爪部１０５が栓１１２の側面に到達した状態を示しており、図９（ｂ）は、下部間接１０７の屈曲によって爪部１０５が上に向き始めた状態を示しており、図９（ｃ）は、下部関節１０７の屈曲によって爪部１０５が栓１１２を引き抜き始めた状態を示している。動作手順としては、図５を用いた説明の場合と同様である。

ここで、図９に示される爪部１０５は、直線的に延伸する先端を備えている。このような直線的に延伸する先端を備えることで、爪部１０５は、栓１１２の本体部１１３と鍔部１１４との境界部分（これは容器１１０と鍔部１１４との境界部分でもある）に入り込みやすくなる。この結果、爪部１０５は、栓１１２を開口部１１１から引き抜きやすくなる。

また、図１０に示されるように、爪部１０５は、球状の少なくとも一部の外形を有する先端部１３０を有していることも好適である。図１０は、本発明の実施の形態２における爪部の模式図である。図１０（ａ）は、爪部１０５が栓１１２の側面に到達した状態を示しており、図１０（ｂ）は、下部関節１０７の屈曲によって爪部１０５が上に向き始めた状態を示しており、図１０（ｃ）は、下部関節１０７の屈曲によって爪部１０５が栓１１２を引き抜き始めた状態を示している。

図１０（ａ）では、爪部１０５は、栓１１２の外周に沿った状態である。この後爪部１０５が栓１１２に当接する。更に、下部関節１０７が屈曲することで、爪部１０５の先端が上を向き始める。ここで、先端部１３０は、球状の一部の外形を有する。図１０では、半球形状の外形を有している。このような球状の先端部１３０は、栓１１２の本体部１１３と鍔部１１４との境界部分に入り込みやすい。加えて、鍔部１１４を持ち上げやすくなる。

このような球状の先端部１３０は、鍔部１１４の下面を支えるようになって、図１０（ｃ）のように、下部関節１０７の屈曲が更に進むと栓１１２を、容易に引き抜くことができるようになる。

図９のように先端がとがっている場合に比べると、球状の先端部１３０を有する爪部１０５は、鍔部１１４に対して力を加えやすく栓１１２を持ち上げやすい効果を奏する。また、栓１１２を損傷させにくいメリットも生じさせる。

なお、球状の少なくとも一部の外形を備える先端部１３０であるので、球状でも半球状でも、その他の突出部でも、様々な外形を有して、爪部１０５の表面から突出する部位であれば、どのような先端部１３０であってもよい。

以上、実施の形態２における自動栓抜き装置１００は、種々の工夫によって、栓１１２を更に抜きやすくできる。合わせて、栓１１２を損傷させにくい効果も発揮できる。

（実施の形態３）

実施の形態１、２で説明した自動栓抜き装置１００は、容器１１０から栓１１２を引き抜く必要のある様々な装置や機器に好適に適用される。

例えば、実施の形態１で説明したＢＯＤ自動測定装置に適用される。このような自動測定装置は、試料を収容した多数の容器の栓を抜く必要がある。試料を測定する必要があるからである。すなわち、実施の形態１、２で説明した自動栓抜き装置１００と、容器１１０内部の試料（試料液）を、所定の手順で測定する測定手段と、測定された結果を表示する表示手段を備える自動測定装置に適用される。

このような自動測定装置は、試料の種類および測定の種類によって、そのアプリケーション分野が定まる。上述の通り、試料が河川水などであって測定の種類がＢＯＤ値であれば、自動測定装置は、ＢＯＤ自動測定装置である。あるいは、試料が加工液体であって測定の種類が細菌カウントであれば、細菌測定装置である。

このような様々な測定装置や測定機器は、栓のされた多数の容器を、同時並行的に、抜栓する必要がある。このためこれらの装置や機器には、実施の形態１、２で説明された自動栓抜き装置１００が組み込まれて使用される。この結果、自動栓抜き装置１００が組み込まれた測定装置や測定機器は、測定に要する時間を短縮できる。

以上、実施の形態１〜３で説明された自動栓抜き装置は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。

１ＢＯＤ自動測定装置
２収納庫
３Ｄ１測定器
３０保管容器設置手段
３１希釈手段
３２待機手段
３３Ｄ１測定手段
３４保管容器供給手段
３５詰め替え手段
３６密栓手段
３７供給手段
４Ｄ５測定器
４１取り出し手段
４２Ｄ５測定手段
４３排出手段
４４ＢＯＤ算出手段
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、２０ｅ曜日ラック
２１排出ラック
５０原液容器
５３Ｄ１測定容器
５４保管容器
１００自動栓抜き装置
１０１支持部材
１０２Ａ第１軸部材
１０２Ｂ第２軸部材
１０３Ａ第１引き抜き部材
１０３Ｂ第２引き抜き部材
１０４Ａ第１連結部材
１０４Ｂ第２連結部材
１０５Ａ第１爪部
１０５Ｂ第２爪部
１０６Ａ第１上部関節
１０６Ｂ第２上部関節
１０７Ａ第１下部関節
１０７Ｂ第２下部関節
１０８押さえ板
１０９基体
１１０容器
１１１開口部
１１２栓
１１３本体部
１１４鍔部
１３０先端部
１５０昇降制御部

Claims

各要素の構造上の基礎となる基体と、
鍔を備える栓を有する容器および前記基体に対して昇降可能な支持部材と、
前記支持部材と第１上部関節を介して接続する第１連結部材と、
前記支持部材と第２上部関節を介して接続する第２連結部材と、
前記第１連結部材と第１下部関節を介して接続する第１引き抜き部材と、
前記第２連結部材と第２下部関節を介して接続する第２引き抜き部材と、
基体に固定され、かつ、前記支持部材の昇降に対応する支点となると共に前記第１引き抜き部材の回動軸となる第１軸部材と、
基体に固定され、かつ、前記支持部材の昇降に対応する支点となると共に前記第２引き抜き部材の回動軸となる第２軸部材と、
前記第１引き抜き部材の先端に形成され、前記容器の前記栓の鍔に当接可能な第１爪部と、
前記第２引き抜き部材の先端に形成され、前記容器の前記栓の鍔に当接可能な第２爪部と、を備え、
前記支持部材と前記第１連結部材とは、前記第１上部関節により、屈曲可能に接続されており、
前記第１連結部材と前記第１引き抜き部材とは、前記第１下部関節により、屈曲可能に接続されており、
前記支持部材と前記第２連結部材とは、前記第２上部関節により、屈曲可能に接続されており、
前記第２連結部材と前記第２引き抜き部材とは、前記第２下部関節により、屈曲可能に接続されており、
前記支持部材が下降する場合には、
前記第１下部関節および第２下部関節部が、互いに離隔する方向に変位して、前記第１連結部材および前記第１引き抜き部材、ならびに、第２連結部材および前記第２引き抜き部材が屈曲し、
前記第１引き抜き部材の第１爪部および第２引き抜き部材の第２爪部は、前記第１軸部材および前記第２軸部材を基準として前記容器側に回動しながら上昇し、前記栓と前記鍔部との間に入り込んで、前記栓に対して上向きの角度で容器の鍔に接触し、前記栓を持ち上げる、自動栓抜き装置。
前記支持部材が昇降する場合には、
前記第１軸部材および前記第２軸部材のみが、前記基体に固定された状態で、前記基体との相対的な位置を変化させず、
前記第１連結部材、前記第２連結部材、前記第１上部関節、前記第２上部関節、前記第１下部関節、前記第２下部関節、前記第１引き抜き部材、前記第２引き抜き部材、前記第１爪部および前記第２爪部は、前記基体と独立した状態で、前記基体との相対的な位置を変化させる、請求項１記載の自動栓抜き装置。
前記基体は、前記各要素の背面に設けられ、
前記第１上部関節、前記第２上部関節、前記第１下部関節、前記第２下部関節、前記第１軸部材および前記第２軸部材は、前記基体に対して略垂直に設けられ、
前記第１連結部材、前記第２連結部材、前記第１引き抜き部材、前記第２引き抜き部材、前記第１爪部および前記第２爪部は、前記基体に対して略平行に設けられる、請求項１から２のいずれか記載の自動栓抜き装置。
前記支持部材の昇降を制御する、昇降制御部を更に備える、請求項１から３のいずれか記載の自動栓抜き装置。
前記昇降制御部が前記支持部材へ付与する下降圧力は、前記第１軸部材および前記第２軸部材を基準とする、前記第１引き抜き部材および前記第２引き抜き部材のそれぞれの回動を生じさせる、請求項４記載の自動栓抜き装置。
前記容器を、前記栓の上昇方向と逆方向に押さえる押さえ板を、更に備える請求項１から５のいずれか記載の自動栓抜き装置。
前記容器および前記栓の少なくとも一方は、繰り返し使用される、請求項１から６のいずれか記載の自動栓抜き装置。
前記第１引き抜き部材および前記第２引き抜き部材の少なくとも一方は、当接している前記栓に対する振動を付与可能である、請求項１から７のいずれか記載の自動栓抜き装置。
前記第１爪部および前記第２爪部は、球状の少なくとも一部の外形を有する先端部を備える、請求項１から８のいずれか記載の自動栓抜き装置。
前記第１爪部および前記第２爪部は、直線的に延伸する先端部を備える、請求項１から８のいずれか記載の自動栓抜き装置。
前記容器は、ＢＯＤ値を測定する対象となる試料液を収容している、請求項１から１０のいずれか記載の自動栓抜き装置。
請求項１から１１のいずれか記載の自動栓抜き装置と、
前記容器内部の試料液を、所定の手順で測定する測定手段と、
測定された結果を表示する表示手段と、を備える自動測定装置。