JP6994234B2 - 流体センサチャンバー及びその結合体 - Google Patents

Description

本発明は複数のセンサを収容して、これらのセンサに流体を供給する流体センサチャンバーに関し、特に小型化が可能であるとともにこれらのセンサに互いに同等な条件で流体を供給することができる流体センサチャンバーに関する。また、このような流体センサチャンバーを直列に連結した流体センサチャンバー結合体にも関する。ここで使用されるセンサとしては、検出すべき成分を感応膜が吸着することで感応膜に起こる収縮・膨張を表面応力の変化として検出したり、振動子の共振周波数の変化として検出したりするなど、多様な物理量の変化を検出する多様なセンサが挙げられるが、本発明とともに使用可能なセンサの種類は特に制限されない。

気体あるいは液体（以下、流体と総称することがある）が含有する成分等を測定するセンサを使用する場合には、そのセンサを測定システムに取り付け、またセンサに一定の条件で流体を供給する等の目的を達成するために、流体の経路が形成された器具にセンサを取り付けることがある。このような器具を本願では流体センサチャンバーと称する。

この種の流体センサチャンバーとして、特許文献１に示す構造が提案されている。ここで図１として引用する特許文献１の図１にはセンサチャンバー（チャンバー）３を収容するセンサモジュール１の概念的な構造が図示されている。図示されているセンサモジュール１では、筐体５内に収容され、その内部にセンサ（感応部）２（図２）が取り付けられたセンサチャンバー３に２つの流路４（第１流路１６、第２流路１７）から２種類のガス（例えば測定対象ガス及び測定系から測定対象のガスをセンサに吸着した成分も含めて除去するためのパージガス）を切り替えて導入し、それを流路４（第３流路２２）から排出する。このような２種類のガスの切り替え導入及び排出を行うため、第１流路１６及び第２流路１７にはそれぞれポンプ１８が設置され、所要のシーケンスでその運転、停止などの動作が制御される。

ここで使用されているセンサチャンバー３の概念的な構造は特許文献１の図３に示されているので、図２として本願図面中で引用する。図２に示すセンサチャンバー３には、図１に示す流路４（第１流路１６、第２流路１７）にそれぞれ接続されている導入部１２（第１導入部１４、第２導入部１５）からそれぞれガスを導入してセンサ収容部（感応空間）１１へ導き、ここに収容されているセンサ（感応部）２に接触させる。センサ収容部１１に導かれたガスはその後導出部１３から第３流路２２（図１）を介して筐体１の外部へ送出される。

良く知られているように、この種の流体の測定に当たって、検出対象の流体中に含まれる可能性のある複数の物質に対して互いに異なる態様で応答してシグナルを発生する複数のセンサにより同時測定を行うことがしばしば求められる。ところが、図３に示すセンサチャンバー３の構造では単一のセンサ収容部１１内に一つのセンサが設置されるようになっており、上述のような複数のセンサを使用した同時測定については開示されていない。ここで使用されるタイプのセンサには一つのセンサとして動作するセンサ要素を単一の素子上の狭い領域内に複数個設置することができるものがすでに存在しているため、流体の測定を比較的少数のセンサ要素で同時測定を行う用途には使用可能である。しかしながら、この種の測定の適用対象をさらに広げまたその精度を向上するなど、測定への要求が更に高度化して行くことに対応するためには、益々多数のセンサで同時測定を行うことが求められる。単一のセンサ上に収容可能なセンサ要素の個数には当然上限があるため、この上限を超える同時測定を行う場合には、当然複数個のセンサに流体を供給しながら並列で測定を行う必要がある。

この際、通常は静止した流体ではなく運動している流体を複数のセンサに供給しながら測定を行うため、センサ上での流体の流動の態様を複数のセンサ間で一致させないと、センサ間での測定条件が不均一となって正確な測定を行うことができなくなってしまう。図１及び図２に示した従来の構成をそのまま利用して複数のセンサによる同時測定を行おうとした場合、図２に示すセンサ収容部１１を大きくして複数のセンサを収容することが考えられる。しかし、このような単一の領域中に複数のセンサを流体の経路に対して完全に同等の条件で配置することは困難であり、しかも流体が運動する際にしばしば発生する乱流により、センサ上での流体の運動の態様はセンサ間で益々不均一になってしまう。センサ収容部１１のような単一領域中に配置された複数のセンサ間で流体の運動の態様をできるだけ均一にするために、センサ収容部を円形とし、当該空間に流体をその中心から導入するとともに、複数のセンサを同心円状に配置することを開示している文献が存在するが、このような構成でも上記問題を十分に解消するのは困難である。また、一つのセンサ収容部中に多数のセンサを収容しようとするとセンサ収容部の容積が大きくなるので、そこに導入する流体の流量や組成を急激に変化させても、センサ収容部内の流体がそれにすぐに追随できないという問題も顕在化する。

あるいは一つのセンサチャンバー内に複数のセンサを収容する代わりに、単一のセンサを収容したセンサチャンバーを流体の流路に沿って直列に接続することによって、複数のセンサ上での流体の運動をできるだけそろえることも考えられる。しかし、このような構成では直列接続されたセンサチャンバー全体の体積が大きくなったり、あるいは流路方向の寸法が大きくなったりしてしまう。したがって、センサチャンバーを収容するセンサモジュールや更には測定システム全体の大型化という、好ましくない結果をもたらす。

更には、センサチャンバーをどのように接続しても、接続されたチャンバー全体の流路等の総容積は接続段数に比例して増大する。測定対象の流体の流量が一定のままでは、当該容積が大きくなると、測定対象の流体を流し始めた時、流体の供給を打ち切ったとき、また測定対象の流体と基準となる流体を切り替える等の系中に流す流体を切り替えた時に、実際にセンサ素子が接触する流体の組成の切り替えが流路の先へ行くにつれて遅れるので、これらのセンサからのシグナルを解析する際には、各センサが流路上のどこに位置するかにより変わる時間遅れを考慮する必要がある。また、このような問題を解消／軽減するための精緻な構造のセンサチャンバーを設計できたとしても、複雑な立体形状となった場合には実際に製造することが困難となり、あるいは製造できたとしても生産性が低く、またコストが高くなりがちであるという問題もある。

本発明の課題は、収容される複数のセンサとこれらのセンサの測定対象となる流体との間の接触・運動の態様を複数のセンサ間でできるだけ均一化することでこれらセンサ間の測定条件をできるだけ揃えるとともに、体積及び寸法の増大や内部の流路の容積の増大を抑えた流体センサチャンバーを提供することにある。

本発明の一側面によれば、多面体状の形状を有するチャンバーブロックの複数の面のうちの少なくとも２つの面にそれぞれ設けられたセンサ収容部と、前記チャンバーブロック内に形成され、前記センサ収容部を直列接続する流路とを有する流体センサチャンバーが与えられる。
ここで、前記センサ収容部は前記面に設けられた凹部であってよい。
また、前記チャンバーブロックは底面が任意の多角形である角柱状の形状を有し、前記角柱の側面の少なくとも２つにそれぞれセンサ収容部が設けられ、前記底面の一方には前記流路の一端の開口が設けられ、前記底面の他方には前記流路の他端の開口が設けられてよい。
また、前記多角形は正多角形であってよい。
また、前記センサ収容部は互いに同一の形状及び同一のサイズを有してよい。
また、任意の前記センサ収容部と前記流路上で当該センサ収容部に隣接している前記センサ収容部との間の部分流路は直線状または２本の直線が交差した折れ線状であってよい。
また、前記部分流路は前記センサ収容部から垂直に前記チャンバーブロック内部に延びてよい。
また、前記センサ収容部を蓋で覆うことにより、前記流路がその端部以外では閉じているようにしてよい。
本発明の他の側面によれば、前記何れかの流体センサチャンバー複数設け、それぞれの前記流体センサチャンバーの前記流路が互いに直列に接続されるように前記流体センサチャンバーを結合した流体センサチャンバー結合体が与えられる。

本発明の流体センサチャンバーは、角柱等の多面体の各面に対応付けてセンサの収容部を設け、当該多面体内でこれら収容部間に順次流体を流すように流路を設けるため、センサチャンバーの体積や長さの増大を抑えつつ、多数のセンサを収容することができる。更に、本発明の流体センサチャンバーを２つあるいはもっと多数直列に連結して流体センサチャンバー結合体を構成することにより、収容できるセンサの個数を原理的には無制限とすることができる。また、小型化できることから、その内部の空所の容積を小さくできる。これによってセンサチャンバーに供給する流体を切り替え、あるいは流体の供給の開始・停止や流量の変化を与えた場合の、センサチャンバー内に収容されたセンサにおける流体の上記変化がセンサに伝搬する時間のセンサ間でのずれが小さくなる。更には、センサチャンバー内に設けられる流路等の空所を、直線を基本に構成することができるため、プラスチック等を使用してモールドによりセンサチャンバーを作製できる。これによりセンサチャンバーの製造が容易になる。例えば、ドリルなどで空所を個別に形成しなくて済むようにできるので、生産性の向上及び製造コストの低減を図ることもできる。

従来技術に係る流体センサチャンバーを使用した流体センサモジュールの構造を示す概略図。 図１中に示す流体センサモジュールに含まれる従来技術に係る流体センサチャンバーの内部構造を示す概略図。 本発明の第１の実施例のセンサ両面取り付け型流体センサチャンバーの概略斜視図。 図３に示す本発明の第１の実施例の流体センサチャンバーのセンサ収容部に蓋を取り付けた状態を示す概略斜視図。 図４に示す、蓋を取り付けた状態の本発明の第１の実施例の流体センサチャンバーの概略側面図。 本発明の第２の実施例のセンサ両面取り付け型流体センサチャンバーの概略斜視図。 本発明の第３の実施例のセンサ４面取り付け型流体センサチャンバーの概略斜視図。 本発明の第４の実施例のセンサ６面取り付け型流体センサチャンバーの概略斜視図。 図８に示す本発明の第４の実施例の流体センサチャンバーの概略正面図。 本発明の第５の実施例のセンサ６面取り付け型流体センサチャンバーの概略斜視図。 図１０に示す本発明の第５の実施例の流体センサチャンバーの概略正面図。 図１０に示す本発明の第５の実施例の流体センサチャンバーの概略側面図。 蓋付きの第１の実施例の流体センサチャンバーを２つ直列に連結した流体センサチャンバー結合体の斜視図。 に示す流体センサチャンバー結合体の側面図。

本発明の一態様に係る流体センサチャンバーは、概略多面体形状のチャンバーブロックの面のうちの２つ以上の面にそれぞれセンサ収容部を設ける。更に、これらのセンサ収容部を直列接続して流体を順次与えるため、チャンバーブロック内部にセンサ収容部を直列に接続する流路を設ける。これにより、小さな３次元空間領域中に多数のセンサを収容することができる。また複数のセンサ収容部の形状およびサイズを互いに同じものとし、また一つのセンサ収容部中に一つのセンサを収容することで、これらのセンサ上の流体の運動の態様を互いに同一、あるいは非常に近いものとすることが容易になる。

流体センサチャンバーを構成するチャンバーブロックは原理的には多面体一般としてよいが、これを角柱形状とし、その側面の全部あるいは２つ以上の面にそれぞれセンサ収容部を設けるようにすることもできる。この場合、角柱の２つの底面のうちの一方から流体をチャンバーブロック内に設けられた流路の一端に導入し、複数のセンサ収容部を巡回し終わったこの流体を他方の底面において流路の他端からチャンバーブロック外へ導出するようにできる。これにより、流体センサチャンバーを直列に連結することによって、占有する空間の体積の増大を小さなものに抑えながら、一本の流路上に直列接続されているセンサの個数を任意に増加させることができる。

ここで、複数個設けられるセンサ収容部は互いに同一形状であることが望ましい。そのため、チャンバーブロックとして上述の角柱形状のものを採用する場合には、その底面が正多角形であることが望ましい。

なお、図２に示す従来の流体センサチャンバーには第１流路１６及び第２流路１７にそれぞれ接続されている第１導入部１４及び第２導入部１５が設けられているのに対して、以下に示す本発明の実施例は何れも流体の入り口が一つしか設けられていない。しかしながら、本発明の流体センサチャンバーでも、その前段側に図３と同様に２つの流路を並列に接続するための手段を流体センサチャンバーの一部として設ける、あるいはそれとは別体の部材として接続するなどにより、この点についても図３に示す流体センサチャンバーと同じ動作を実現することができる。ただし、この動作は本発明にとって本質的なものではないので、これ以上の説明は省略する。

また、以下の実施例では角柱の底面は四角形及び六角形の場合だけを示しているが、もちろんこれ以外の多角形でもよい。また、この多角形の辺の数は偶数に限定されるものではなく、三角形、五角形、七角形などの奇数であってもよい。

以下実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、当然のことであるが、本発明をこれらの実施例に限定する意図はなく、実施例は本発明の理解を助けるための例示であることに注意する必要がある。

＜第１の実施例－センサ両面取り付け型流体センサチャンバー（その１）＞
図３はチャンバーブロック３０１の上面及３０３および下面３０５（以下、実施例の斜視図全体にわたって、上、下、水平、垂直等は図から理解できる通りの上、下、水平、垂直等を意味する）に一つずつセンサ収容部３０７－１、３０７－２を設けた本発明の第１の実施例のセンサ両面取り付け型流体センサチャンバー３００の斜視図である。図３及びこれ以外の実施例の図面においては、図示されている物体の裏面や内部にあるために直接目視できない部分は、通常の図面の表記のように、隠れ線（破線）により示す。ここで、流体はチャンバーブロック３０１の左側手前側側面（以下、本発明の実施例の斜視図全体にわたって、この側面を正面３０９と呼び、正面の反対側の側面を背面３１１と呼ぶ）に設けられた開口を通して第１の流路３１３から流体が導入される。第１の流路は最初は正面から背面へ水平方向に延びるが、途中で垂直上方方向に向きを変えて、上面に設けられた第１のセンサ収容部３０７－１へ向かい、その底面に設けられた開口に接続される。第１のセンサ収容部３０７－１の底面には別の開口が設けられ、ここから第２の流路３１５が垂直下方に伸びて、チャンバーブロック３０１の下面に設けられた第２のセンサ収容部３０７－２の底面に設けられた開口に接続される。第２のセンサ収容部３０７－２の底面には、第１のセンサ収容部３０７－１の底面と同様に、もう一つの開口が設けられ、そこから最初は垂直上方に延び、途中で水平方向に向きを変えてチャンバーブロック３０１の背面３１１へ向かい、そこに設けられた開口に接続される第３の流路３１７が設けられている。

このような流体センサチャンバー３００の構造は多様な方法で実現できるが、例えばプラスチックを金型などによって成型することにより、容易に作成できる。センサ収容部３０７－１、３０７－２は多面体であるチャンバーブロック３０１の面にそれぞれ設けられた窪みとして形成できるから、そのための型を作成するのは容易である。チャンバーブロック３０１内を貫通する流路３１３、３１５、３１７についてはドリルなどを使用して作製することも可能であるが、型のうちで流路に対応する部分を取り外し可能なピン状物としておき、形成後にそのようなピンを引き抜くことで作製できる。なお、図３中の第１、第３の流路３１３、３１７のように途中で曲がっている場合には、この曲がりが曲線状ではなく２本の直線が交差する形の折れ曲がりであれば、２本の直線のピンにより容易に作成できる。また、図３からわかるように、各流路はそれが開口している面に垂直になっている。これにより、ピンを面に対して斜め方向に引き抜く場合に比べ、プラスチックなどの成型後のピンの引き抜きが容易になる。

図示していないが、流体センサチャンバー３００を実際に使用する前にセンサ収容部３０７－１、３０７－２にそれぞれセンサが収容される。チャンバーブロック３０１の正面３０９の開口から導入された流体は第１の流路３１３を通って第１のセンサ収容部３０７－１に入り、そこに収容されているセンサ（図示せず、以下同様）に与えられる。その後、この流体は第２の流路３１５を通して第２のセンサ収容部３０７－２のセンサに与えられる。次にこの流体は第３の流路３１７を通ってチャンバーブロック３０１の背面３１１から外部へ導出される。

ここで、第１のセンサ収容部３０７－１と第２のセンサ収容部３０７－２とは同じ形状且つ同じサイズとなるように形成し、またこれらセンサ収容部に流体を導入しまた導出するための開口もこれらの収容部の底面上で同一位置に同一サイズで形成する。これにより、チャンバーブロックの正面から導入された流体はその全量が第１のセンサ収容部３０７－１と第２のセンサ収容部３０７－２とを順次通過し、またそこでの流体の運動の態様も両センサ収容部間でほとんど同じになる。更に、複数のセンサ収容部が多面体である単一のチャンバーブロック３０１の複数のすべてのまたは一部の面にそれぞれ対応付けて設置されるため、非常に小さい空間に複数のセンサを収容できる。また、図３に例示したように、チャンバーブロック３０１多面体の複数の面に設けられた複数のセンサ収容部３０７－１、３０７－２をチャンバーブロック内部に設けられた流路３１３、３１５、３１７によって直列に連結するという構造を有しているので、チャンバーブロック３０１を一体で形成できることと相俟って、流体がチャンバーブロックへ導入されてから導出されるまでの流体経路が短くなり、従って、チャンバーブロック内のセンサ１個当たりの流路容積を非常に小さく抑えることができる。更には、センサ両面取り付け型流体センサチャンバーの特徴として、第１のセンサ収容部３０７－１が設けられる面と第２のセンサ収容部３０７－２が設けられる面との間隔を非常に狭くできるので、薄型の流体センサチャンバー３００を提供することができる。

なお、センサ収容部にセンサを取り付けるに当たって、多くの場合にはそれだけでは気密（流体が液体の場合は液密。以下、気密で代表させる）にならないので、センサブロック全体を通る流路が気密、つまり途中で（特に、センサ収容部で）流体が漏出したり逆に空気などの外部の流体が入り込んだりしないようにする必要がある。本実施例では、図４の斜視図に示すように、各センサ収容部３０７－１、３０７－２に蓋４０１－１、４０１－２をかぶせることにより、この目的を達成する。蓋４０１－１、４０１－２をチャンバーブロック３０１に取り付けるには、ねじ止めでもよいし、チャンバーブロックや蓋の部材の弾性を利用した嵌め込みその他の任意の係止手段を使用することができる。係止手段自体は本発明の要部ではないため、これ以上の説明は省略する。もちろんセンサを設置するだけで気密状態にすることができるのであれば、このような追加の気密手段は省略できる。なお、図４では蓋４０１－１、４０１－２がセンサ収容部３０７－１、３０７－２のくぼみ全体を覆うように図示されているが、必ずしもこの構成には限られず、例えば、蓋のサイズをセンサ収容部よりも小さくしておき、センサ収容部内部にその一部あるいは全体が入り込むような形態でセンサ収容部内に取り付けるようにしてもよい。このようにすれば、センサ収容部がチャンバーブロック多面体の面上の占有面積がやや増大する代わりに、蓋によるセンサブロックが蓋の厚み方向に大きくなることを抑制できる。

蓋４０１－１、４０１－２の裏面、つまりセンサ収容部３０７－１、３０７－２を向いた側にはセンサを任意の係止手段により取り付けることができる。こうすれば、センサ収容部３０７－１、３０７－２に設けられた開口から導入されてくる流体がセンサ表面上のセンス機能を有する部分（例えば受容体が塗布されている面）に直接あたるようになる。また、センサが動作するための電力を外部から供給したり、またセンサから得られるシグナルを外部に取り出したりするための電気的な接続を行うための導線や導体パターンを蓋４０１－１、４０１－２に設け、例えばコネクタを経由してセンサに接続を行うことが容易になる。もちろん、センサの取り付け位置は蓋の裏面に限定されるものではなく、例えばセンサ収容部３０７－１、３０７－２内にコネクタその他のセンサ取り付け部を設けておくこともできる。このようなセンサ取り付けの各種の手段については、素子を基板その他の部材に取り付ける際に広く使用される多様な手段を適宜応用することができるので、これについてもこれ以上の説明は省略する。

図５に、図４に示す蓋を取り付けた状態の本実施例の横方向（図４の右手前方向の側面から見た方向）の側面図である。ここには、先に図３を参照して説明した、流体が導入される正面３０９の開口→途中の折れ曲がりを有する第１の流路３１３→第１のセンサ収容部３０７－１→真下へ向かって直線的に伸びる第２の流路３１５→第２のセンサ収容部３０７－２→途中で折れ曲がりを有する第３の流路３１７→流体が導出される背面３１１の開口、というチャンバーブロック３０１内の直列的な流体経路、及びその形状が更に詳細に図示されている。

なお、以上説明した第１の実施例の構造によりもたらされる効果は同一あるいは類似した構造を持っている限り第２の実施例以降でもそのまま発揮されるものであるので、以降では特に必要のない限り、一々説明しない。また、蓋の設置や、センサの取り付け等についての上記説明も以降の実施例にそのまま当てはまるので、これについても以降は説明を省略する。

＜第２の実施例－センサ両面取り付け型流体センサチャンバー（その２）＞
図３～図５にセンサ両面取り付け型流体センサチャンバーの一つの実施例を第１の実施例として示したが、直方体（四角柱と呼んでもよいが、上述したようにセンサ両面取り付け型流体センサチャンバーはセンサ収容部を有していない側面を小さくすることにより薄型化を図ることができ、この場合はむしろマッチ箱状の形状となる）状の多面体の上側及び下側の側面にセンサ取り付け部を設けた流体センサチャンバーの構成はこれに限らない。そのような別構成を有する流体センサチャンバー６００の第２の実施例の斜視図を図６に示す。図６からわかるように、第２の実施例の基本的な構成は第１の実施例とほぼ同じであるが、第１のセンサ収容部６０７－１において、そこへ流体を導入する第１の流路６１３の開口とそこから流体を導出して第２のセンサ収容部６０７－２へ送る第２の流路６１５の開口とが、第１の実施例ではチャンバーブロック３０１の正面３０９から背面３１１へ向かう方向に並んでいたのに対して、第２の実施例ではこれに直角な方向に並んでいる点で相違する。第２のセンサ収容部６０７－２に設けられている２つの開口の並ぶ向きについても同様である。

＜第３の実施例－センサ４面取り付け型流体センサチャンバー＞
第３の実施例として、図７に第１及び第２の実施例と同じく直方体（四角柱）をチャンバーブロックとし、４つの則面にそれぞれセンサ収容部を一つずつ設けた第３の実施例の概略斜視図を示す。第１及び第２の実施例がその上下の側面（上面および下面）にそれぞれ１つずつセンサ収容部を設けていたのに対して、第３の実施例では上下の側面に加えてチャンバーブロック７０１の正面から見て左側及び右側の側面（すなわち図７において右手前の側面およびその反対側の面）にも１つずつセンサ収容部を設けている。この流体センサチャンバー７００は、第１及び第２の実施例と同じく、正面７０９の開口から流体を導入し、最初は背面７１１に向かって伸びるが途中で垂直上方に折れ曲がる第１の流路７１３を経由して、先ず上面７０３に設けられた第１のセンサ収容部７０７－１の底面の開口を通してそこに流体を導入する。次に、この流体は第１のセンサ収容部７０７－１の底面に設けられている別の開口を通して第２の流路７１５へ入る。第２の流路７１５は先ず下へ向かって伸び、途中で折れ曲がって左側の側面に設けられている第２のセンサ収容部７０７－２へ向かい、その底面の開口を介してそこへ流体を導入する。以下同様に、この流体は第２のセンサ収容部７０７－２から第３の流路７１７を介してチャンバーブロック７０１の下面に設けられている第３のセンサ収容部へ導かれ、更にまたそこから第４の流路７２１を通ってチャンバーブロックの右側の側面に設けられている第４のセンサ収容部７０７－４に導入される。この段階で流体はチャンバーブロックに設けられている第１～第４のセンサ収容部をすべて巡回し終えたので、今度はこの流体は第５の流路７２３を通って背面に設けられた開口から外部へ導出される。すなわち、正面７０９の開口からチャンバーブロックに導入された流体は、正面７０９および背面７１１以外の４つの面に対応して設けられた４つのセンサ収容部を、その内部に配置された流路を通って、正面から見て反時計回りに巡回し（直列に通過し）、その後、やはりチャンバーブロック内部に設けられた流路を通って、背面７１１に設けられた開口から外部へ導出される。

第３の実施例では第１及び第２の実施例に比べてチャンバーブロックのサイズをそれほど大きくしなくても２倍の個数のセンサを収容でき、従って、流体センサチャンバーの体積効率を向上させることができる。またこれにより正面と背面の開口間の流路の容積をセンサ個数で除算したセンサ１個当たりの流路容積を小さくすることができる。

＜第４の実施例－センサ６面取り付け型流体センサチャンバー（その１）＞
図８に概略斜視図を示す第４の実施例の流体センサチャンバー８００は、多面体であるチャンバーブロック８０１の具体的な形状を六角柱とし、図示されるようにその正面８０９及び背面８１１にそれぞれ流体導入用及び導出用の開口を形成するとともに、角柱の６つの側面にそれぞれセンサ収容部を一つずつ設けている。そしてこれらのセンサ収容部８０７－１～８０７－６に、正面側から見て反時計回りに巡回するように直列接続して正面８０９の開口から導入された流体を通し、最後に背面８１１の開口から外部へ流体を導出するように流路を形成している。正面８０９の開口から始まり、６つのセンサ収容部８０７－１～８０７－６を巡回して最後に背面８１１の開口に至る直列接続経路については、図９に示すところの、第３の実施例を正面側から見た概略正面図も参照されたい。

＜第５の実施例－センサ６面取り付け型流体センサチャンバー（その２）＞
図１０にその概略斜視図を示す第５の実施例は図８及び図９に示す第４の実施例とほぼ同じ構造を有するが、第４の実施例では各センサ収容部８０７－１～８０７－６の底面に設けられている２つの開口が正面８０９から背面８１１へ向かう方向と直角になった方向に並んでいるのに対して、第５の実施例の流体センサチャンバー１０００ではこれら２つの開口が正面１００９から背面１０１１へ向かう方向と並行に並んでいる点が異なる。これは第１の実施例と第２の実施例との相違点と同じである（第１の実施例と第６の実施例とが、また第２の実施例と第５の実施例とが対応する）。第５の実施例では各センサ収容部１００７－１～１００７－６の底面に設けられている２つの開口が正面１００９から背面１０１１へ向かう方向と平行な向きに並んでいるため、隣接したセンサ収容部の位置は背面１０１１方向にわずかずつずれていき、それに伴ってこれらのセンサ収容部間を連結する流路の六角柱の中心軸に沿った位置も同じようにずれていく。このため、第５の実施例の流体センサチャンバーの方が第４の実施例に比べてその１００９正面から背面１０１１までの長さが長くなる傾向にある。

図１１は第５の実施例の流体センサチャンバー１０００を正面から見た概略正面図である。第５の実施例ではセンサ収容部底面に設けられた２つの開口が各側面を正面から背面に向かう方向に沿って２等分する直線上に並んでいるため、各側面から垂直にチャンバーブロック中に形成された流路は六角柱の中心軸１１２５に到達し、そこからこの軸に沿って直角に向きを変える。したがって、各流路のうちの正面から背面へ向かう方向に平行な部分は皆六角柱の中心軸１１２５を通る。しかし、上述したように６つのセンサ収容部の位置が正面から背面へ向かう方向（つまり六角柱の中心軸方向）に沿って少しずつずれているので、流路のうちの六角柱の中心軸方向に延びる部分が六角柱内で同じ空間を占めることで互いに直接接続されることはない。

図１２は第５の実施例を側面から見た概略側面図である。この図には、上述したところの、６つのセンサ収容部及びその間を接続する流路の位置が六角柱の中心軸１１２５に沿って前面１００９から背面１０１１へ向かう方向に次第にずれていく様子が分かりやすく示されている。

＜第６の実施例－流体センサチャンバーを直列に連結した流体センサチャンバー結合体＞
上で説明したような流体センサチャンバーにおいて、センサ収容部や流路の位置・サイズを適宜設定することで正面に設けられた開口と背面に設けられた開口との位置が揃うようにしておけば、同じ流体センサチャンバーを直列に連結したとき、これら２つの開口の位置を合わせるためのアダプタなどを使用することなく、流体センサチャンバーを一直線にそろった状態で連結して、それぞれの流体センサチャンバーに設けられた流路を連結することによって、これらの流路上のセンサ収容部を直列に接続することができる。

図１３及び図１４はそれぞれ図４に示す蓋付きの第１の実施例の流体センサチャンバー３００と３００‘とを連結した流体センサチャンバー結合体の例である第６の実施例の斜視図及び側面図を示す。本実施例の流体センサチャンバー結合体１３００では、前段側の流体センサチャンバー３００の第３の流路３１７の出口の開口と後段側の流体センサチャンバー３００’の第１の流路３１３‘の入り口の開口の位置を整列させて両流体センサチャンバーが連結されている。これにより、連結された結果構成される流体センサチャンバー結合体中では、左端の開口から送り込まれた流体が、４つのセンサ取り付け部３０７－１、３０７－２、３０７－１’、３０７－２‘を順番に通過して右端の開口から送り出されるので、４つのセンサ収容部を有する単一の流体センサチャンバーと等価な動作を行わせることができる。

国際公開２０１７／０４３５６２

Claims (9)

1. 角柱状の形状を有するチャンバーブロックの各側面にそれぞれ設けられたセンサ収容部と、
   前記チャンバーブロック内に形成され、前記センサ収容部を直列接続する流路と
   を有する流体センサチャンバー。
2. 前記センサ収容部は前記側面に設けられた凹部である、請求項１に記載の流体センサチャンバー。
3. 前記角柱状の形状を有するチャンバーブロックの底面の一方には前記流路の一端の開口が設けられ、
   前記底面の他方には前記流路の他端の開口が設けられた、
   請求項１または２に記載の流体センサチャンバー。
4. 前記底面は正多角形である、請求項３に記載の流体センサチャンバー。
5. 前記センサ収容部は互いに同一の形状及び同一のサイズを有する、請求項１から４の何れかに記載の流体センサチャンバー。
6. 任意の前記センサ収容部と前記流路上で当該センサ収容部に隣接している前記センサ収容部との間の部分流路は直線状または２本の直線が交差した折れ線状である、請求項１から５の何れかに記載の流体センサチャンバー。
7. 前記部分流路は前記センサ収容部から垂直に前記チャンバーブロック内部に延びている、請求項６に記載の流体センサチャンバー。
8. 前記センサ収容部を蓋で覆うことにより、前記流路がその端部以外では閉じているようにした、請求項１から７の何れかに記載の流体センサチャンバー。
9. 請求項１から８の何れかに記載の流体センサチャンバーを複数設け、
   それぞれの前記流体センサチャンバーの前記流路が互いに直列に接続されるように前記
   流体センサチャンバーを結合した
   流体センサチャンバー結合体。

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