JP5786151B2

JP5786151B2 - 試料容器保持装置

Info

Publication number: JP5786151B2
Application number: JP2010264964A
Authority: JP
Inventors: 斎藤　義記; 義記斎藤
Original assignee: 東京理化器械株式会社
Priority date: 2010-11-29
Filing date: 2010-11-29
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2030-11-29
Also published as: JP2012115716A

Description

本発明は、液体試料を投入した試験管を振盪しながら減圧し、試料中の蒸発成分を蒸発させて排出することによって試験管内に液体成分を濃縮する試験管エバポレータなどの理化学機器に試料容器を保持するために用いる試料容器保持装置に関する。

試験管エバポレータは、液体試料を入れた試験管を振盪機構で振盪させながら、また、必要に応じて加熱しながら、試験管内のガスを減圧機構の真空ポンプなどによって吸引して排出することにより、液体試料中の蒸発成分を蒸発させて液体成分を濃縮するものであって、このような試験管エバポレータとして、旋回機構により旋回する試験管ラックに垂直状態に試験管を保持させると共に、試験管の口部に減圧機構に接続する排気孔を備えたシーリングプラグを装着し、減圧機構の真空ポンプと前記旋回機構とを作動させて試験管を旋回させながら試験管内を減圧状態にして試料中の液体成分を濃縮するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平６−２３２０３号公報

しかし、上述のものでは、試験管の口部に装着するシーリングプラグを、各種試験管の口径に応じて数種類を用意しておかなければならず、さらに、精度も求められることから、製造や管理に要するコストが嵩んでいた。

そこで本発明は、口径の異なる試験管などの試料容器の口部に確実に装着することができ、減圧機構への接続も確実に行うことができる試料容器保持装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の試料容器保持装置は、試料を投入した試料容器を振盪させながら前記試料容器内を真空排気系に接続して試料容器内のガスを吸引排気する理化学機器の試料容器保持部に前記試料容器を保持するための試料容器保持装置において、前記試料容器の口部端面にパッキンを介して気密に取り付けられるノズル部材と、前記試料容器の口部外周面に取り付けられるコレット部材と、該コレット部材の外周面に形成した雄ねじに螺合する雌ねじを有する締付部材とを備え、前記ノズル部材は、前記試料容器の口部に前記パッキンを介して取り付けられて前記口部端面を閉塞する大径部と、該大径部の上部に大径段部を介して連設した中径部と、該中径部の上部に中径段部を介して連設した小径部と、該小径部の上部から突出して内部に試料容器の内外に連通する排気孔を備えた真空チューブ連結部とを有し、前記パッキンは、中央に前記排気孔より大きな内径の通孔を有し、試料容器の口部外径以上の外径を有する平板状に形成され、前記コレット部材は、前記ノズル部材の大径部が挿通可能な内径を有する円筒部と、該円筒部の基部内周から突設して前記大径段部に係合するリング状の突状部と、前記円筒部の先端から前記試料容器の底部に向けて突設した複数のコレット部と、前記円筒部の外周面に形成された前記雄ねじとを有し、前記締付部材は、前記雌ねじを設けた筒状部と、該筒状部の先端から前記試料容器の底部に向けて突出して前記コレット部を締め付けるための締付部と、該筒状部の基端内周から突設して前記中径段部に係合するリング状の突状部とを有し、前記試料容器保持部には、前記コレット部材及び前記締付部材を挿通可能な内径を有する上下方向の通孔の下部内周に、前記試料容器の口部を挿通可能な内径を有し、上面に前記コレット部材の先端を載置する周状支持突片が突設されていることを特徴としている。

さらに、本発明の試料容器保持装置は、前記締付部材のリング状の突状部から上方に突出した前記ノズル部材の小径部に形成した抜け止めリング装着溝に、前記コレット部材の前記雄ねじに前記締付部材の雌ねじを螺合させた前記締付部材の緩みを防止させるための抜け止めリングが着脱可能に装着されていることを特徴としている。また、前記試料容器は、該試料容器の口部外周に筒状スペーサを装着した状態で前記コレット部材に取り付けられることを特徴とし、特に、前記筒状スペーサは、前記試料容器の口部を挿通可能な内径を有し、軸線方向のスリットを有する割カラーの軸方向両端部外周に突設するとともに前記スリットに対向する位置に径方向の切欠きを有するフランジ部を備えていることを特徴としている。

本発明の試料容器保持装置によれば、試料容器の口部端面にパッキンを介してノズル部材を取り付け、ノズル部材の上にコレット部材を被せた状態で締付部材をコレット部材にねじ込んでいくことにより、締付部材の先端がコレット部を締め付けて試料容器の口部に、ノズル部材、コレット部材及び締付部材を確実に装着することができ、試料容器保持部の周状支持突片の内周に試料容器の口部を挿通し、周状支持突片の上面に締付部材を載置することにより、ノズル部材などを装着した試料容器を試料容器保持部に容易に保持させることができる。また、筒状スペーサを用いることで口部の口径が異なる試料容器にも対応することができる。特に、締付部材を締め付けてコレット部材のコレット部を試料容器の口部外周に向けて縮径させることにより、コレット部材で試料容器を保持した状態とするので、口部外周の外径が多少異なっていても、締付部材の締付量にて対応することができ、口部における気密性は、口部端面に平板状のパッキンを当接させて確保するので、口部の内径や外径が多少異なっていても対応することができる。

本発明の試料容器保持装置の第１形態例を示す要部断面図である。図１のII-II断面図である。同じく試験管を試験管ラックに保持させた状態の要部断面図である。同じく試験管エバポレータの斜視図である。本発明の試料容器保持装置の第２形態例を示す要部断面図である。図５のVI−VI断面図である。同じく筒状スペーサの斜視図である。

図１乃至図４は、試験管エバポレータに試験管を保持するための本発明の試料容器保持装置の第１形態例を示している。まず、試験管エバポレータ１１は、基台１２上に設けられた円筒状の恒温槽１３と、恒温槽１３の上部開口を閉塞すると共に、複数の試験管１４を保持して試験管１４を恒温槽１３内に配置させる円板状の試験管ラック１５と、該試験管ラック１５を振盪させる振盪機構１６と、各試験管１４の口部に取り付けられるジョイント部材１７と、該ジョイント部材１７に連結される真空チューブ１８と、該真空チューブ１８を介して試験管１４内を減圧する減圧機構１９と、恒温槽１３の上部を開閉可能に覆うフード２０とを備えている。

ジョイント部材１７は、ノズル部材２１と、コレット部材２２と、締付部材２３とから構成されるもので、ノズル部材２１は、試験管１４の口部外径と同一乃至僅かに大きな外径を有し、パッキン２４を介して試験管１４の口部端面１４ａを閉塞する閉塞部２１ａと、該閉塞部２１ａの上部に突設される連結管２１ｂと、ノズル部材２１内を軸線方向に貫通して試験管１４の内外に連通する排気孔２１ｃとを備えている。閉塞部２１ａは、パッキン２４を介して試験管１４の口部端面１４ａを閉塞する大径部２１ｄと、該大径部２１ｄの上部に順次連設される中径部２１ｅと小径部２１ｆとを備え、大径部２１ｄと中径部２１ｅとの間に大径段部２１ｇが、中径部２１ｅと小径部２１ｆとの間に中径段部２１ｈがそれぞれ形成されている。また、閉塞部２１ａにおける大径部２１ｄの試験管側端面には、中心部に開口した前記排気孔２１ｃの外周に、前記パッキン２４を装着するためのパッキン装着部２１ｉが形成されている。パッキン２４は、中央に前記排気孔２１ｃの外周の凸部に嵌着する嵌着孔２４ａを有するとともに、大径部２１ｄの外径と同一の外径を有する平板状に形成されている。

コレット部材２２は、パッキン２４を装着した大径部２１ｄを挿通可能な内径を有する円筒部２２ａと、該円筒部２２ａの基部（試験管口部側）内周から突設し、前記中径部２１ｅが挿通可能で、前記大径段部２１ｇに係合可能な内径を有するリング状の突状部２２ｂと、円筒部２２ａの先端から前記試験管１４の底部に向けて突設し、試験管１４の口部１４ｂの外周を抱持する状態に設けられた４つのコレット部２２ｃと、円筒部２２ａの外周面に形成された雄ねじ２２ｄとを備えている。４つのコレット部２２ｃは、周方向に間隔を開けて等間隔に設けられ、内面には、試験管１４の外径寸法よりも僅かに大きな内径寸法を有する円弧面が形成され、外面には、雄ねじ２２ｄ側から先端側（試験管底部側）に向かって漸次大径となる円錐面２２ｅが設けられ、コレット部２２ｃの最大外径は、締付部材２３の外径寸法と略同一の外径寸法に形成されている。

締付部材２３は、コレット部材２２の雄ねじ２２ｄに螺合する雌ねじ２３ａを内周に形成した筒状部２３ｂと、筒状部２３ｂの先端（試験管側）から試験管１４の底部に向けて突出し、コレット部２２ｃの円錐面２２ｅに当接してコレット部２２ｃを締め付けるための締付部２３ｃと、筒状部２３ｂの基端内周から突設し、小径部２１ｆを挿通可能で、中径段部２１ｃに係合可能な内径を有するリング状の突状部２３ｄとを備えている。

小径部２１ｆの外周には、締付部材２３をコレット部２２ｃの締付位置に保持するためのストップリング（抜け止めリング）２５を着脱可能に装着するストップリング装着溝２５ａが設けられており、締付部材２３の軸方向の長さ及び突状部２３ｄの厚みは、締付部２３ｃでコレット部２２ｃを試験管１４の口部１４ｂの外周に圧接させたときに、ストップリング２５をストップリング装着溝（抜け止めリング装着溝）２５ａに装着可能な寸法に設定されている。

振盪機構１６は、モータによって駆動される振盪軸１６ａで試験管ラック１５を振盪させるものであって、試験管ラック１５は、ベアリング部材を介して恒温槽１３の上部に振盪可能に配置されている。試験管ラック１５には、複数の試料容器保持部である試験管保持孔１５ａが周方向に等間隔で設けられている。各試験管保持孔１５ａは、ジョイント部材１７のコレット部材２２及び締付部材２３を挿通可能な内径を有する上下方向の通孔１５ｂと、該通孔１５ｂの下部内周からリング状に突出し、試験管１４の口部１４ｂを挿通可能な内径を有するとともに、上面にコレット部材２２の先端を載置可能な周状支持突片１５ｃとを有している。

このように形成された試験管エバポレータ１１を使用する際には、まず、パッキン装着部２１ｉにパッキン２４を装着した状態のノズル部材２１を、連結管２１ｂ側からコレット部材２２の円筒部２２ａ内に挿通し、さらに、中径部２１ｅをコレット部材２２の突状部２２ｂ内に挿通して大径段部２１ｇに突状部２２ｂを係合させる。次に、試料を投入した試験管１４の口部１４ｂをコレット部材２２のコレット部２２ｃ内に挿入し、口部端面１４ａをパッキン２４に当接させる。そして、コレット部材２２に締付部材２３を被せるようにして締付部材２３の雌ねじ２３ａをコレット部材２２の雄ねじ２２ｄに螺合させ、締付部材２３を試験管１４の方向に押圧しながら締め付けていく。これにより、締付部２３ｃがコレット部２２ｃの円錐面２２ｅを押圧し、コレット部２２ｃが縮径してコレット部２２ｃの内面で試験管１４の口部１４ｂの外周面を抱持した状態になり、口部端面１４ａがパッキン２４に密着した状態で試験管１４がジョイント部材１７に保持された状態となる。突状部２３ｄが中径段部２１ｈに当接するまで締付部材２３を締め付けた後、ストップリング装着溝２５ａにストップリング２５を装着して締付部材２３が弛むことを防止する。

ジョイント部材１７を取り付けた試験管１４は、試験管ラック１５の試験管保持孔１５ａに挿入され、コレット部材２２の先端が周状支持突片１５ｃの上面に載置されると共に、締付部材２３が通孔１５ｂ内に嵌入した状態になって複数の試験管１４が試験管ラック１５に保持される。さらに、減圧機構１９からの真空チューブ１８をノズル部材２１の上方に突出した連結管２１ｂに接続し、試験管１４内を排気孔２１ｃ及び真空チューブ１８を介して減圧機構１９に連通させる。これにより、試験管エバポレータ１１を作動させて試験管１４を恒温槽１３で一定温度に保ちながら振盪させ、減圧機構１９にて試験管１４内のガス（低沸点成分）を吸引して排気することにより、試験管１４内に試料中の液体成分（高沸点成分）を濃縮することができる。終了後は、試験管ラック１５から取り外して締付部材２３を緩めることにより、試験管１４を取り外すことができる。

このように、ジョイント部材１７は、試験管１４に被せたコレット部材２２に締付部材２３を螺合させるだけで試験管１４の口部１４ｂを簡単に把持することができると共に、真空チューブ１８と試験管１４内とを排気孔２１ｃを介して連通させた状態で試験管１４の口部端面１４ａをパッキン２４によって確実に閉塞することができる。さらに、ジョイント部材１７を装着した試験管１４は、試験管ラック１５に設けた試験管保持孔１５ａに上方から挿入するだけで試験管ラック１５に保持させることができ、さらに、真空チューブ１８も簡単に試験管１４に連結させることができることから、試料を収容した試験管１４を簡単な手順で試験エバポレータ１１にセットすることができる。

図５乃至図７は、本発明の第２形態例を示すもので、第１形態例と同様の構成要素を示すものには、同一の符号をそれぞれ付して、その詳細な説明は省略する。本形態例は、コレット部材２２の内径よりも小さな外径を有する試験管３１を、第１形態例と同じジョイント部材１７で保持する例を示している。

小径の試験管３１は、筒状スペーサ３２を介してコレット部材２２に保持される。筒状スペーサ３２は、試験管３１の口部３１ａを挿通可能な内径を有し、軸線方向のスリット３２ａを有する割カラーからなるもので、筒状スペーサ３２の軸方向両端部外周には、コレット部材２２の内径寸法よりも僅かに小さな外径を有するフランジ部３２ｂ，３２ｂがそれぞれ設けられると共に、該フランジ部３２ｂ，３２ｂにおける前記スリット３２ａに対向する位置には、切欠き３２ｃ，３２ｃがそれぞれ形成されている。

このような筒状スペーサ３２を、試料を投入した小径の試験管３１の口部３１ａの外周にあらかじめ装着しておくことにより、前記第１形態例と同様の手順で小径の試験管３１をジョイント部材１７で保持することができる。すなわち、パッキン２４を装着したノズル部材２１をコレット部材２２の円筒部２２ａ内に挿通し、中径部２１ｅをコレット部材２２の突状部２２ｂ内に挿通して大径段部２１ｇに突状部２２ｂを係合させた後、筒状スペーサ３２を装着した試験管３１の口部３１ａをコレット部２２ｃ内に挿入し、口部３１ａの端面をパッキン２４に当接させる。そして、締付部材２３をコレット部材２２にねじ込んでいくことにより、コレット部２２ｃを縮径させてコレット部２２ｃの内面でフランジ部３２ｂ，３２ｂを押圧し、スリット３２ａの間隔を狭めるようにして筒状スペーサ３２を試験管３１の外周面に押圧し、筒状スペーサ３２を介してコレット部材２２で試験管３１を保持した状態とする。試験管３１の口部３１ａの端面は、平板状に形成されたパッキン２４の内周側に密着して気密性が確保される。

このように、小径の試験管３１の外径に対応した内径を有する筒状スペーサ３２を用いることにより、ジョイント部材１７や試験管ラック１５を変更することなく、小径の試験管３１を用いて試料の濃縮を行うことができ、各種試験管の口径に対応したシーリングプラグを用いる場合に比べて、濃縮操作に要するコストを大幅に低減することができる。また、ノズル部材２１の排気孔２１ｃの外周に平板状に形成したパッキン２４を設けているので、一つのパッキン２４で口径が異なる試験管の口部端面を確実に密着させることができ、十分な気密性を確保することができる。

なお、本発明は、上述の各形態例に限るものはなく、口部が円筒状の各種試料容器にも適用可能であり、ジョイント部材や試料容器保持部は、試料容器の口部の口径などの条件に対応させて形成することができ、試験管エバポレータ以外の理化学機器にも適用可能である。

１１…試験管エバポレータ、１２…基台、１３…恒温槽、１４…試験管、１４ａ…口部端面、１４ｂ…口部、１５…試験管ラック、１５ａ…試験管保持孔、１５ｂ…通孔、１５ｃ…周状支持突片、１６…振盪機構、１６ａ…振盪軸、１７…ジョイント部材、１８…真空チューブ、１９…減圧機構、２０…フード、２１…ノズル部材、２１ａ…閉塞部、２１ｂ…連結管、２１ｃ…排気孔、２１ｄ…大径部、２１ｅ…中径部、２１ｆ…小径部、２１ｇ…大径段部、２１ｈ…中径段部、２１ｉ…パッキン装着部、２２…コレット部材、２２ａ…円筒部、２２ｂ…突状部、２２ｃ…コレット部、２２ｄ…雄ねじ、２２ｅ…円錐面、２３…締付部材、２３ａ…雌ねじ、２３ｂ…筒状部、２３ｃ…締付部、２３ｄ…突状部、２４…パッキン、２４ａ…嵌着孔、２５…ストップリング、２６…ベアリング部材、３１…試験管、３１ａ…口部、３２…筒状スペーサ、３２ａ…スリット、３２ｂ…フランジ部、３２ｃ…切欠き

Claims

試料を投入した試料容器を振盪させながら前記試料容器内を真空排気系に接続して試料容器内のガスを吸引排気する理化学機器の試料容器保持部に前記試料容器を保持するための試料容器保持装置において、前記試料容器の口部端面にパッキンを介して気密に取り付けられるノズル部材と、前記試料容器の口部外周面に取り付けられるコレット部材と、該コレット部材の外周面に形成した雄ねじに螺合する雌ねじを有する締付部材とを備え、前記ノズル部材は、前記試料容器の口部に前記パッキンを介して取り付けられて前記口部端面を閉塞する大径部と、該大径部の上部に大径段部を介して連設した中径部と、該中径部の上部に中径段部を介して連設した小径部と、該小径部の上部から突出して内部に試料容器の内外に連通する排気孔を備えた真空チューブ連結部とを有し、前記パッキンは、中央に前記排気孔より大きな内径の通孔を有し、試料容器の口部外径以上の外径を有する平板状に形成され、前記コレット部材は、前記ノズル部材の大径部が挿通可能な内径を有する円筒部と、該円筒部の基部内周から突設して前記大径段部に係合するリング状の突状部と、前記円筒部の先端から前記試料容器の底部に向けて突設した複数のコレット部と、前記円筒部の外周面に形成された前記雄ねじとを有し、前記締付部材は、前記雌ねじを設けた筒状部と、該筒状部の先端から前記試料容器の底部に向けて突出して前記コレット部を締め付けるための締付部と、該筒状部の基端内周から突設して前記中径段部に係合するリング状の突状部とを有し、前記試料容器保持部には、前記コレット部材及び前記締付部材を挿通可能な内径を有する上下方向の通孔の下部内周に、前記試料容器の口部を挿通可能な内径を有し、上面に前記コレット部材の先端を載置する周状支持突片が突設されていることを特徴とする試料容器保持装置。
前記締付部材のリング状の突状部から上方に突出した前記ノズル部材の小径部に形成した抜け止めリング装着溝に、前記コレット部材の前記雄ねじに前記締付部材の雌ねじを螺合させた前記締付部材の緩みを防止させるための抜け止めリングが着脱可能に装着されていることを特徴とする請求項１記載の試料容器保持装置。
前記試料容器は、該試料容器の口部外周に筒状スペーサを装着した状態で前記コレット部材に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２記載の試料容器保持装置。
前記筒状スペーサは、前記試料容器の口部を挿通可能な内径を有し、軸線方向のスリットを有する割カラーの軸方向両端部外周に突設するとともに前記スリットに対向する位置に径方向の切欠きを有するフランジ部を備えていることを特徴とする請求項３記載の試料容器保持装置。