JPH03113327A - 粉体サンプリング用カートリッジ及び粉体サンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、粉体試料を精密に秤量し自動的に分析装置
等へ供給するための粉体サンプリング用カートリッジ及
び該カートリッジを使用した粉体サンプリング装置に関
する。

〔従来の技術〕

天秤を利用して粉体状の試料を一定量採取する装置では
、第７図に示すようなサンプリング及び秤量装置が用い
られる。即ち、天秤装置Ａの上の上皿Ｂに採取容器Ｃを
セットし、風袋除去を行い該採取容器Ｃの上方に僅かに
傾斜させた■溝状のといＤを設置しその中に供給する粉
体Ｍを入れておく。そしてといＤを振動ツイータ已によ
り微振動させると該といＤの傾斜に沿って粉体が少しず
つ移動し先端から粉体Ｐが供給され、採取容器Ｃに受け
るようにする。天秤装置Ａでは秤量値を常時モニターし
採取量付近になったところで振動フィーダを停止させ粉
体の供給を止めるのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記するような従来の粉体サンプリング装置では次のよ
うな問題点がある。

（イ）従来の装置では一種類の粉体試料しか供給出来な
い。粉体試料を交換するにはとい自体の交換を行う必要
があり、粉体の自動交換には不向きである。

（ロ）粉体試料の供給量は振動フィーダのみによるため
供給量の制御が出来ない、このため採取の高速化及び高
精度化を行い難い。

（ハ）粉体試料を採取容器の上方から落下させるため試
験管など細目の採取容器の場合、容器の上方の内壁や入
口辺りに粉体が付着する可能性が大きい。このような付
着は採取後溶液を添加して溶解させる場合など測定誤差
の要因となる。

（ニ）といに長時間粉体を放置しておくと空気中の水分
を吸収しして潮解等によりその後のサンプリングが不可
能になる。

（ホ）上記する従来例では風貌付きの天秤が使用出来な
いため粉体試料の秤量精度は大体１ｍｇ程度となり精密
な採取に適していない。

この発明はかかる種々の問題点を解決するためになされ
たものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この発明は上記する課題を解決するために、■粉
体サンプリング用カートリッジが、端部に係止部を有し
上部近傍に粉体流入用のスリットを穿設した筒状フィー
ダと、上部にキャップを冠設し内部には粉体試料と前記
フィーダの係止部を収納出来る空間を有すると共に前記
フィーダの係止部を係止し且つ筒部を嵌合する穴を穿設
したカートリッジ本体と、前記フィーダの筒部途中に固
定したフランジと、該フランジと前記カートリッジ本体
下端部との間に付勢して嵌めたバネとより成ることを特
徴とする。

また、■粉体サンプリング装置が、精密天秤と、該精密
天秤に設けた台に上下移動可能に設置されたホールドア
ームと、該ホールドアームに対して上下移動可能に設け
ると共に上部にバイブレータを設置したホールドサブア
ームと、前記ホールドアームの端部に設けた粉体サンプ
リング用カートリッジと、該粉体サンプリング用カート
リッジ周囲全体を套装する風防扉と、該風防扉を開閉す
る駆動装置と、前記ホールドアーム及びホールドサブア
ーム駆動部とバイブレータと精密天秤の計量部と風防扉
の開閉駆動装置を制御する制御装置とより成ることを特
徴とする。

〔作　用〕

上記■の手段では、フィーダのスリットは通常はカート
リッジ本体の穴に位置しているが、フランジが除々に上
がるとバネの付勢力を介してスリット部分が粉体試料の
入っている容器本体内に位置するようになり、振動等を
与えることにより該スリット内部へ粉体試料を落下させ
ることが出来る。従って容器本体とフランジとの相対移
動量を加減することにより粉体の入るスリットの開口長
さを調節することが出来、正確な粉体試料の秤量が可能
となる。また該粉体サンプリング用カートリッジの粉体
試料はキャップを外してカートリッジ本体内に入れキャ
ップで蓋をするような構造になっているため空気の流入
を防止し潮解等を防止することが出来る。

上記■の手段では、この装置のホールドアームに採取容
器をセットし、粉体サンプリング用カートリッジのスリ
ットの開口を調節しつつバイブレータを振動させながら
且つ粉体試料の秤量値をモニターしながら正確に測定、
秤量することが出来る。またこれらの操作は制御装置に
より自動化して行うことが出来る。そしてこの手段によ
ればロボットアームと、複数のカートリッジを入れたラ
ックと、複数の採取容器を入れたラックと組合せること
により任意の採取容器に任意の粉体試料を任意の量だけ
採取するシステムを構築することが出来る。またこれら
の動作は分析時の前処理工程を自動的に行うロボットシ
ステムの一環として組込むことが出来る。

〔実施例〕

以下、この発明の具体的一実施例にいて図面を参照して
説明する。

第１図はこの発明にかかる粉体サンプリング用カートリ
ッジ１の縦断面図である。この粉体サンプリング用カー
トリッジｌは、粉体試料Ｍを入れるカーリッジ本体１１
と、キャップ１２と、端部に係止部１３ａを設けた中空
筒体のフィーダ１３と、前記カーリフジ本体１１との間
にバネ１５を配置する間隔をおいてフィーダに固定した
フランジ１４と、バネ１５とより構成される。この場合
、前記カートリッジ本体１１とフランジ１４との間のバ
ネ１５は中央部にフィーダ１３を通すと共に該カートリ
ッジ本体１１に付勢力を与えるように配置する。また、
前記フランジ１４は後述するホールドアーム２７に設置
される。前記フィーダ１３の係止部１３ａはカートリッ
ジ本体１１の内部に置かれ、底の傾斜部に当接するよう
にする。また、筒部１３ｂは該本体１１に穿設された穴
１１ａに通しである。この嵌め合いにおいて本体の穴１
１ａとフィーダ１３の筒部１３ｂとは粉体試料が隙間か
ら流出しないよう且つ滑らかに摺動させるが、図に示す
ようにパツキン１６でシールしても良い。更に前記フィ
ーダ１３は、第２図及び第３図（第２図のＷ矢視図）に
示すように、筒部１３ａの上部に細長い穴状のスリン）
１３ｃが穿設されているが、該スリン）１３ｃは粉体試
料を流入させるためのものである。

この発明にかかる粉体サンプリング用カートリッジは以
上のように構成される。而して、フィーダ１３のスリッ
ト１３ｃは通常はカートリッジ本体１１の穴１１ａに位
置しているが、フランジ１４がバネ１５の付勢力を介し
て除々に上がるとスリ７）１３ｃ部分が粉体試料の入っ
ている容器本体内に位置するようになり、振動等を与え
ることにより該スリン）１３ｃ内部へ粉体試料を落下さ
せることが出来る。従って容器本体１１とフランジ１４
との相対移動量を加減することにより粉体の入るスリッ
ト１３Ｃの開口長さを調節することが出来、正確な粉体
試料の秤量が可能となる。

尚、この粉体サンプリング用カートリッジＩは粉体試料
Ｍをキャップを外してカートリッジ本体ｌｌ内に入れキ
ャップ１２で蓋をするような構造になっているため空気
の流入を防止することが出来、潮解等を防止することが
出来る。

第４図は前記粉体サンプリング用カートリッジ１　（以
下単にカートリッジ１とする）を使用した粉体サンプリ
ング装置２の正面図で、第５図はその側面図である。

２０は精密天秤であって自動開閉の風防扉２１が設けら
れる。２２は該風防扉２１の駆動装置である。即ち、駆
動装置２２に取付けられた取付具２３が風防扉２１の天
井部２１ａに固定され、第５図の矢印Ｑに示す方向に開
閉するようにしである。前記精密天秤２０の上部片側に
は台２４が設置され、該台２４には雄ネジ杆２５が縦方
向に立設されると共にモータ２６によって回転駆動され
るようにしである。該雄ネジ杆２５はホールドアーム２
７に螺刻した雌ネジに螺合させて前記モータ２６で駆動
することにより該ホールドアーム２７を上下移動させる
ようになっている。２８は該ホールドアーム２７の端部
に固定されたガイドであって前記台２４に設けたレール
２４ａを上下移動するようにしてあり、また他端には前
記カートリッジ１を設置するようにしであるが、この場
合フランジ１４が嵌まり易く座ぐりを設ける。

次に、３０は前記ホールドアーム２７に設置したモータ
２９で回転駆動するようにした雄ネジ杆であるが、該雄
ネジ杆３０は雌ネジを螺刻したホールドサブアーム３１
に螺合させである。そして該ホールドサブアーム３１は
モータ２９の駆動により上下移動するようにしである。

またこのホールドサブアーム３１にはバイブレータ３２
が設置されている。即ち、ホールドサブアーム３１が降
りて来て前記試料式りのカートリッジ１を押さえるよう
にしであるが、該カートリッジ１の頭部の嵌まりを良く
するため下面に座ぐりを設ける。

前記ホールドサブアーム３１が降りて来て前記試料入り
のカートリッジ１を押さえると、カートリッジ１からバ
ネ１５にある程度の付勢力がかかり、同時に前記フィー
ダ１３のスリット１３ｃには粉体試料が入るようになる
。

この状態でバイブレータ３２によりカーリッジ１に振動
を与えると、スリット１３ｃの先端より精密天秤２０の
台に置かれた採取容器１０に必要量の粉体試料が入るよ
うになる。尚、フィーダ１３の先端は採取容器１０内部
に位置して粉体試料を採取するようになっている。

３３は前記扉の駆動装置２２、前記モータ２６と２９、
バイブレータ３２、精密天秤２０の計量部等を制御する
制御装置（ＣＰ　Ｕ）である。

この発明にかかる粉体サンプリング装置は以上のような
構成からなるが、このカートリッジ１及び粉体サンプリ
ング装置２を使用する場合は次の手順でサンプリングを
行う。

最初、精密天秤２０の風防扉２１は閉められており、ホ
ールドアーム２７及びホールドサブアーム３１も上方に
退避している。

■先ず、風防扉２１を開は採取容器１０を精密天秤２０
の皿にセットする。

■風防扉２１を閉め風袋除去を行う。

■風防扉２１を開け、ホールドアーム２７にカートリッ
ジ１をセットした時該カートリッジｌのフィーダ１３の
下端が採取容器１０の底近傍に位置する所まで下げる。

■カートリッジ１をホールドアーム２７にセットする。

■ホールドサブアーム３１を下げ、カートリッジ１を固
定する。

■バイブレータ３２を振動させながらホールドサブアー
ム３１を更に下げ、カートリッジ１のスリット部１３ｃ
を開けて行く。

■天秤の秤量値を常時モニターしながら供給速度を制御
する（最初はスリット１３ｃを出来るだけ開け、供給量
を多くし供給速度を上げる。秤量値が目標とする値に近
づいたところでスリット１３Ｃの開口を小さくし供給量
を微少にする）。

■秤量値が目標とする範囲内に入ったところでスリット
１３ｃを閉じ、バイブレータ゛３２の振動を止める。

■ホールドサブアーム３１を上げる。

［相］カートリッジ１を取り出す。

■ホールドアーム２７を上げる。

■風防扉２１を閉じ、正確な秤量値を測定する。

＠風防扉２１を開け、採取容器１０を取り出す。

このような一連の動作制御は制御装置（ＣＰＵ）３３で
行うが、採取方法が最適となるようコントロールする。

第６図は本発明にかかる粉体サンプリング装置２とロボ
ットアーム３とを組み合わせた自動システムの平面図で
ある。複数の粉体試料がそれぞれ多数のカートリッジｌ
に収められており、これらのカートリッジ１はカートリ
ッジラック４にセットされている。一方、採取容器１０
等は別の採取容器用ラック５にセットされている。そし
てこれらのカートリッジラック４のカートリッジ１や採
取容器用ラック５の採取容器１０はロボットアーム３を
介して粉体サンプリング装置２にセットされ、上記の手
順■、■、［相］、■を行うことにより゛任意の採取容
器に任意の粉体試料を任意の量だけ採取するシステムを
構築することが出来る。またこれらの動作は分析時の前
処理工程を自動的に行うロボットシステムの一環として
組込むことが出来る。尚、この実施例の粉体サンプリン
グ装置２には本発明にかかる実施例のカートリッジ１の
他振動させて除々に粉体試料を出すようなものなら他の
カーリッジでも使用することが出来る。

〔発明の効果〕

この発明にかかる粉体サンプリング用カートリッジ及び
粉体サンプリング装置は以上詳述したような構成とした
ので、カートリッジを交換するだけで複数の粉体試料を
任意の量だけサンプリングすることが出来る。この発明
にかかるカートリッジは粉体試料を密閉する構造となっ
ているので空気中の水分を吸収して潮解することがない
ので常に所定量秤量することが出来る。また、カートリ
ッジの一部であるフィーダの下端部から粉体が供給され
るため口の細い採取容器を使用する場合でも粉体が口の
周囲や内壁等に付着することがなく正確且つ再現性の良
い分析が可能となる。

この装置には風防界が設けられているため直ちに精密秤
量することが可能であり、更に熟練をようすることなく
誰が秤量しても誤差が少なく均一な秤量値を得ることが
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる粉体サンプリング用カートリ
ッジ１の縦断面図、第２図はカートリッジのフィーダ部
の縦断面図で、第３図は第２図のＷ矢視図、第４図は粉
体サンプリング用カートリッジを使用した粉体サンプリ
ング装置の正面図で、第５図はその側面図、第６図は本
発明にかかる粉体サンプリング装置とロボットアームと
を組み合わせた自動システムの平面図、第７図は従来の
粉体試料のサンプリング装置の斜視図である。 １・−・粉体サンプリング用カートリ７ジ２・・・粉体
サンプリング装置　ｉｏ−採取容器１１・−カートリッ
ジ本体　１２−・・キャップ１３−・−フィーダ　１４
−・フランジ　１５−バネｏ　−精密天秤　２１−風防
界　２２−駆動装置４−台　２５・−雄ネジ杆　２６．
２９−モータ７・−・ホールドアーム　３〇−雄ネジ杆
１−・ホールドサブアーム　３２−バイブレータ３−制
御装置（ＣＰ　Ｕ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）端部に係止部を有し上部近傍に粉体流入用のスリ
   ットを穿設した筒状フィーダと、上部にキャップを冠設
   し内部には粉体試料と前記フィーダの係止部を収納出来
   る空間を有すると共に前記フィーダの係止部を係止し且
   つ筒部を嵌合する穴を穿設したカートリッジ本体と、前
   記フィーダの筒部途中に固定したフランジと、該フラン
   ジと前記カートリッジ本体下端部との間に付勢して嵌め
   たバネとより成ることを特徴とする粉体サンプリング用
   カートリッジ。
2. （２）精密天秤と、該精密天秤に設けた台に上下移動可
   能に設置されたホールドアームと、該ホールドアームに
   対して上下移動可能に設けると共に上部にバイブレータ
   を設置したホールドサブアームと、前記ホールドアーム
   の端部に設けた粉体サンプリング用カートリッジと、該
   粉体サンプリング用カートリッジ周囲全体を套装する風
   防扉と、該風防扉を開閉する駆動装置と、前記ホールド
   アーム及びホールドサブアーム駆動部とバイブレータと
   精密天秤の計量部と風防扉の開閉駆動装置を制御する制
   御装置とより成ることを特徴とする粉体サンプリング装
   置。