JPH04232468A - 懸濁液自動調製装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は懸濁液自動調製装置に関
し、より詳しくは、粒度測定に供する固体粒子と分散媒
とを均一に懸濁して懸濁液を自動調製する懸濁液自動調
製装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、た
とえば、粒度測定装置で粒度を測定するには分散媒に粒
子を均一に分散した懸濁試料液が必要である。懸濁試料
液が少数であるときには、手作業でそのような懸濁試料
液を短時間の内に調製することができる。

【０００３】しかしながら、懸濁試料液が百、あるいは
二百といった多数になり、しかもこれらの調製および粒
度測定に多大の時間がかかっているような状況において
は、とてもそのような手作業で懸濁試料液を調製するこ
とは合理的ではない。

【０００４】そこで、本発明は、固体粒子を含む懸濁液
の調製を自動的かつ能率良く行うことが可能で粒度測定
の効率向上に寄与し得る懸濁液自動調製装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定の分散媒
中に粒度測定用の固体粒子を均一に懸濁させ、粒度測定
に供する懸濁液自動調製装置であって、前記固体粒子を
収容した試験管を立設状態に収容し、順次所定位置に移
送する試験管移送手段と、前記試験管内に所定の分散剤
および分散媒を一定量注入する注入手段と、所定の分散
剤および分散媒が注入された試験管中の固体粒子を前記
分散剤および分散媒中に均一に分散させ試験管中に懸濁
液を生成する分散処理手段と、前記試験管中の懸濁液を
受入れて粒度測定装置に対し循環供給する循環供給手段
と、前記試験管移送手段における試験管を把持しつつこ
の試験管を前記注入手段における注入位置、分散処理手
段における分散処理位置に順次移送し、さらに、前記循
環供給手段に試験管中の懸濁液を放出するロボットと、
前記各手段および前記ロボットの動作制御を自動的に行
う制御手段とを有するものである。

【０００６】

【作用】この装置における試験管移送手段が、固体粒子
を収容した試験管を所定位置に移送すると、ロボットは
所定位置の試験管を把持してまず前記注入手段における
注入位置に移送する。

【０００７】注入手段はロボットにより移送された試験
管内に所定の分散剤および分散媒を一定量注入する。

【０００８】次に、ロボットは前記試験管を分散処理手
段における分散処理位置に移送する。

【０００９】分散処理手段は、前記試験管中の固体粒子
を分散剤および分散媒中に均一に分散させ懸濁液を生成
する。

【００１０】次にロボットは懸濁液を収納した試験管を
循環供給手段にまで移送し、前記懸濁液を循環供給手段
に放出する。

【００１１】循環供給手段は、前記懸濁液を粒度測定装
置に対し循環供給し、粒度測定に供する。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。

【００１３】図１ないし図３に示す懸濁液自動調製装置
（以下「調製装置」という。）１は、箱形状の筐体２を
具備し、この筐体２の上部に、固体粒子である粉体を各
々所定量収納した多数の試験管３を立設状態に収容し、
各試験管３を一定の位置に移送する試験管移送手段とし
ての試験管移送装置４と、前記試験管３内にも、界面活
性剤等の分散剤および所定の分散媒を注入する注入手段
（図１〜図３に示さず。）５、および、試験管３中の粉
体、分散剤、分散媒を均一に分散させ懸濁液を生成する
分散処理手段（図１〜図３に示さず。）６を収納した上
部ボックス８と、前記懸濁液を受入れて粒度測定装置（
図１〜図３に示さず。）９に循環供給する循環供給手段
７（図１〜図３に示さず。）と、前記試験管３の把持、
移送を行うロボット１０とを配置している。

【００１４】また、前記筐体２の前面には、調製装置１
の各種操作を指示するための操作部１１が設けられ、こ
の筐体２の内部には、前記操作部１１の操作により入力
される信号によって調整装置の各部を一定の順序に従っ
て動作させるコントローラ１１ａ　が内蔵されている。

【００１５】さらに、筐体２の内部には分散媒を収納し
た分散媒タンク１２、廃液用の廃液タンク１３が配置さ
れている。

【００１６】次に、図４〜図９をも参照しながら、前記
ロボット１０について詳述する。

【００１７】このロボット１０は、このロボット１０全
体を水平方向に移送する移送モータ１５を含む水平移送
部１６と、前記水平移送部１６上に配置した移動箱１７
と、この移動箱１７から水平方向に突設されたロボット
アーム部１８と、このロボットアーム部１８を所定角度
回動させる回動機構部１９（図４および図６参照）と、
この回動機構部１９を垂直方向に上下動させる上下動機
構部２０とを具備している。

【００１８】図４、図５、図７および図８に示すように
、ロボットアーム部１８は、前記移動箱１７から水平方
向に突設した支持筒２１と、この支持筒２１の突出端に
取付けた把持片保持体２２と、この把持片保持体２２に
より各々回動可能に支持されるとともに、把持片保持体
２２とから前記試験管移送装置４側に対向配置に突設し
た一対の把持片２３ａ、２３ｂと、図５に示すように、
この両把持片２３ａ、２３ｂに対し把持方向（互いに接
近する方向）の回動力を与えるばね２４と、前記支持筒
２１に遊嵌され、一端を前記把持片保持体２２内の両把
持片２３ａ、２３ｂの近傍に臨ませ、他端を前記移動箱
１７内に臨ませた連結杆２５と、前記把持片保持体２２
内で連結杆２５と連結され連結杆２５の変位に連動して
前記両把持片２３ａ、２３ｂに回動力を付与する回動力
伝達部材２６と、前記移動箱１７内においてカップリン
グ２７を介して連結杆２５と連結され、この連結杆２５
を図５に示す矢印Ｘ１、Ｘ２方向に変位させるソレノイ
ド（電磁ソレノイド）２８とを具備している。

【００１９】図４に示すように、前記回動機構部１９は
、移動箱１７内において固定された回動モータ２９と、
移動箱１７の外側壁側において回動モータ２９と連結さ
れた第１のギヤ３０と、前記支持筒２１に嵌装され、か
つ、第１のギヤ３０に噛合させた第２のギヤ３１と、第
１のギヤ３０と同軸配置の第１のドラム３２と、図６に
示すように、この第１のドラム３２に取付けた検出片３
３と、前記移動箱１７の外壁面において前記第１のギヤ
３０の両側から外方に突設した一対のストッパ部材３４
ａ、３４ｂと、前記検出片３３の回動領域近傍に配置し
た第１、第２のセンサ３５ａ、３５ｂとを具備し、前記
ストッパ部材３４ａ、３４ｂ、検出片３３および第１、
第２のセンサ３５ａ、３５ｂの動作で前記支持筒２１の
回動範囲、すなわち、両把持片２３ａ、２３ｂの回動範
囲の規制を行うようになっている。

【００２０】図４に示すように、前記上下動機構部２０
は、前記移動箱１７の上部において固定配置された上下
モータ３６を具備し、この上下モータ３６の原動軸に直
結した螺子体３７に前記移動箱１７に取付けた受螺子３
８を嵌合させるとともに、移動箱１７を上下方向にガイ
ドする一対のガイド片３９、４０を備えている。

【００２１】次に、図９をも参照し、前記注入手段５、
分散処理手段６、循環供給手段７について詳述する。

【００２２】前記注入手段５は、図９に示すように、分
散剤注入装置４５と分散媒注入装置４６とを備える。分
散剤注入装置４５は、分散剤容器４４ａ　内に収納され
た分散剤を吸引し、これを分散剤注入ノズル４４ｂ　か
ら吐出するシリンジ４４ｃ　と、シリンジ４４ｃ　のピ
ストンを往復動可能に駆動するモータ４４ｄ　とを備え
てなる。

【００２３】また図９に示すように、分散媒注入装置４
６は、前記分散媒タンク１２内の分散媒を分散媒ポンプ
４１で圧送して、第１の電磁弁Ｖ１を介して分散媒注入
ノズル４２ａ　から吐出し、また、水供給管路５９から
分岐した分岐管５９ａ　およびその途中に設けられた第
２の電磁弁Ｖ２を介して水注入ノズル４２ｂ　から水を
吐出することができるように、構成される。

【００２４】なお、４３で示されるのは受け皿であり、
前記分散媒や分散剤あるいは水を受ける。この受皿４３
には、ドレン管路４３ａ　が接続されているとともに、
この受皿４３の近傍には前記試験管３に注入される分散
媒、あるいは水の液位を検出する第１のレベルスイッチ
ＬＳ１　が配置されている。

【００２５】前記分散処理手段６は、前記試験管３中の
粉体、分散媒および分散剤を超音波を用いて懸濁処理す
る超音波振動子４８、変換器４９および発振器５０と、
受皿５１と、前記超音波振動子４８に対し洗浄用の水を
供給する第３の電磁弁Ｖ３を含む洗浄水管路５９ｂ　と
、前記受皿５１に接続したドレン管路４３ｂ　とを具備
している。

【００２６】前記循環供給手段７は、分散処理手段によ
り試験管３中に生成される懸濁液を受入れる容器５３と
、この容器５３の底部に臨ませた送液インペラー５４を
回転駆動する送液モータ５５と、容器５３の底部から光
学モジュールを含む粒度測定装置９を経て再び容器５３
に戻る懸濁液用の循環管路５６と、前記容器５３の受口
近傍に配置した廃液皿５７と、この廃液皿５７を廃液タ
ンク１３に連通する廃液管路と、前記廃液皿５７の上方
に配置した試験管３内の懸濁液の上位レベル、下位レベ
ルを検出する第２、第３のレベルスイッチＬＳ２、ＬＳ
３　と試験管洗浄用のシャワー部５９を構成する水用シ
ャワーノズル５８ａ　および溶媒用シャワーノズル５８
ｂ　と、このシャワーノズル５８ａ　に前記水を供給す
る第６の電磁弁Ｖ６を含む第１の水供給管路５９ａ　と
、同じく溶媒用シャワーノズル５８ｂ　に前記分散媒タ
ンク１２からの溶媒を供給する第７の電磁弁Ｖ７を含む
第１の溶媒供給管路６０と、前記循環管路５６に水を供
給する第４の電磁弁Ｖ４を含む第２の水供給管路６１と
、同じく循環管路５６に溶媒を供給する第５の電磁弁Ｖ
５を含む第２の溶媒供給管路６２と、排液部６３とを具
備している。

【００２７】この排液部６３は、前記循環管路５６内の
懸濁液を、電動ボール弁Ｖ９を介して、ドレインとして
排液する第１の排液路６３ａと、分散媒として溶媒を使
用するときにはその懸濁液を廃液タンク１３に電動ボー
ル弁Ｖ８を介して排液する第２の排液路６３ｂ　とを具
備している。

【００２８】図１０は調製装置１の制御などを示すもの
であり、この装置全体の制御を行う制御手段７０は、動
作プログラムを格納したプログラムメモリ７１と、ＣＰ
Ｕ７２と、キーボード７２ａ　と、前記操作部１１と、
コントローラ１１と、図示してないハードディスク等の
記憶手段とを備えている。

【００２９】前記ＣＰＵ７２は、たとえば調製装置１を
自動運転をする場合に、粒度分析装置９をコントロール
モジュール７３を介して制御し、コントローラ１１ａ　
にはスタート信号を出力すると共に、プログラマブルメ
モリ７１にあらかじめ格納されているところの、調製装
置１の自動運転時における条件（たとえば分散媒を必要
とするか否か等）を指示する制御信号を出力する。

【００３０】コントローラ１１ａ　は、調製装置１の自
動運転時には、前記ＣＰＵ７２の制御を受けて、前記試
験管移送装置４、注入手段５、分散処理手段６、循環供
給手段７、ロボット１０の動作手順を制御する。また、
調製装置１を手動運転するときには、このコントローラ
１１ａ　は、操作部１１からの操作信号を受けて、前記
試験管移送装置４、注入手段５、分散処理手段６、循環
供給手段７、ロボット１０の動作手順を制御する。

【００３１】前記ＣＰＵ７２、プログラマブルメモリ７
１、およびキーボード７２ａ　は、市販のパーソナルコ
ンピュータで構成することができる。

【００３２】次に、上述した調製装置１の作用を図７、
図８および図１１をも参照して説明する。

【００３３】まず、この調製装置１のオペレータは、試
験管移送装置４に対し、各々分析試料としての粉体を所
定量収納した多数の試験管３をセットする（図１１参照
、ＳＴ１、ＳＴ２）。次いでキーボード７２ａ　を操作
してＣＰＵ７１からスタート信号をコントローラ１１ａ
　に入力すると共に、プログラマブルメモリ７１に格納
されている必要な情報をコントローラ１１ａ　に出力す
る（図１１参照、ＳＴ３）。

【００３４】このスタート信号を取込んだコントローラ
１１ａ　は、ロボット１０の各モータ１５、２９、３６
およびソレノイド２８に所定のタイミングで制御信号を
送る。

【００３５】これにより、まずロボット１０の移送モー
タ１５が両把持片２３ａ、２３ｂを特定位置の試験管３
に対峙させ、次いでソレノイド２８が動作して前記カッ
プリング２７、連結杆２５、回動力伝達部材２６を矢印
Ｘ１方向に変位させる。

【００３６】回動力伝達部材２６のＸ１方向への変位に
伴い、図８に示すようにこの回動力伝達部材２６の一方
の係合片２６ａが一方の把持片２３ａを矢印α１　方向
に、他方の係合片２６ｂが他方の把持片２３ｂを矢印α
２　方向へ各々回動させ、これにより、両把持片２３ａ
、２３ｂは開状態となる。

【００３７】この状態で移送モータ１７が回転し、この
移動箱１７とこの移動箱１７から水平方向に突出した前
記ロボットアーム部１８を試験管方向に移動させる。こ
の結果、両把持片２３ａ　、２３ｂ　は、試験管３の両
側に至る。

【００３８】この状態でＣＰＵ７２の制御の基にソレノ
イド２８が無励磁状態となり、図７に示すように両把持
片２３ａ、２３ｂはばね２４の付勢力で試験管３を強く
挾み込む。

【００３９】次に、上下モータ３６が動作し、両把持片
２３ａ、２３ｂとともに試験管３を上昇させ、さらに、
移送モータ１５が動作してこの試験管３を前記注入ノズ
ル４２の位置まで移送していく（図１１参照、ＳＴ４）
。

【００４０】次に、プログラマブルメモリ７１に格納さ
れている調製条件に従ってコントローラ１１ａ　は分散
剤の要否を判断し（図１１参照、ＳＴ５　）、分散剤の
注入を要すると判断したときには、前記定量注入装置４
５によって、試験管３内に分散剤を注入させる（図１１
参照、ＳＴ６）。

【００４１】次に、分散剤が注入された試験管３は前記
ロボット１０の両把持片２３ａ，２３ｂ　で把持されつ
つ、水注入ノズル４２ｂ　および分散媒注入ノズル４２
ａ　に試験管３の開口部が臨む位置に試験管３を移動、
停止させる。

【００４２】このとき、プログラマブルメモリ７１に格
納されている調製条件に従ってコントローラ１１ａ　は
分散媒の注入要否を判断し（図１１参照、ＳＴ７　）、
分散媒の注入要と判断したときには、分散媒の種類が水
および溶媒のいずれであるかを判断する（図１１参照、
ＳＴ８）。分散媒の種類が水であると判断すると（図１
１参照、ＳＴ９）、コントローラ１１ａ　の制御の下に
、前記第２の電磁弁Ｖ２が開となり、水が試験管３内に
所定量注入される。また、その他の分散媒が選択される
と（図１１参照、ＳＴ１０）　、分散媒ポンプ４１が動
作して、分散媒タンク１２内の溶媒を注入ノズル４２ａ
から試験管３内に注入される。

【００４３】注入される分散媒の液位は第１のレベルセ
ンサＬＳ１　により検出され、一定量となった時点でコ
ントローラ１１ａ　の制御の下に、水の場合には前記第
２の電磁弁Ｖ２が、溶媒の場合には前記第１の電磁弁Ｖ
１および分散媒ポンプ４１の停止によって注入停止にな
る。

【００４４】次に、前記試験管３は両把持片２３ａ、２
３ｂに把持されつつ分散処理手段６の超音波振動子４８
の位置にまで移送され、このとき、ＣＰＵ７２が分散要
と判断すると（図１１参照、ＳＴ１１）　、ＣＰＵ７２
の制御の基に前記発振器５０、変換器４９が動作し、試
験管３中の粉体と分散媒および分散剤とを分散処理し、
懸濁液を生成する（図１１参照、ＳＴ１２）　。

【００４５】次に、試験管３は両把持片２３ａ、２３ｂ
に把持されつつ前記容器５３の受口近傍に移送され、こ
のとき、コントローラ１１ａ　は前記回動モータ２９に
制御信号を送る。これにより、回動モータ２９が始動し
、前記第１のギヤ３０を介して、第２のギヤおよび支持
筒１８を回動させる。

【００４６】この結果、試験管３を把持した両把持片２
３ａ、２３ｂも回動して試験管３を傾斜させ、その中の
懸濁液を前記容器５３内に投入する（図１１参照、ＳＴ
１３）　。

【００４７】懸濁液を放出した試験管３に対して、コン
トローラ１１ａ　に制御される動作手順においてシャワ
ー要と判断されたときには（ＳＴ１４）、ＣＰＵ７２の
制御の基に前記第６または第７の電磁弁Ｖ６またはＶ７
が開となり、これにより、ノズル５９から水が試験管３
に向けて放出されシャワー処理が行われる（図１１参照
、ＳＴ１５）　。

【００４８】この後、試験管３はロボット１０の動作で
試験管移送装置４の所定の収納位置へ戻される。

【００４９】一方、容器５３内に投入された懸濁液は、
送液モータ５５により駆動される送液インペラー５４に
より循環管路５６を循環し、粒度測定装置９による粒度
測定に供される。

【００５０】このような動作が多数の試験管３に対し次
々と自動的に実行され、これにより、粉体の粒度測定の
効率向上が図られる。

【００５１】上記説明は調製装置１を自動運転する場合
であるが、調製装置１を動作ごとに手動操作するときに
は、前記操作部１１からの操作信号により、上述のよう
に運転させることもできる。

【００５２】本発明は上述した実施例のほかその要旨の
範囲内で種々の変形が可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、固体粒子
を試験管に入れて所定の位置にこれをセットするだけで
、試験管中に懸濁液を自動的に生成させ、粒度測定に供
することができ、大幅な効率向上を図ることのできる懸
濁液自動調製装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例装置の概略正面図である。

【図２】前記実施例装置の概略側面図である。

【図３】前記実施例装置の概略平面図である。

【図４】前記実施例装置におけるロボットの概略側面図
である。

【図５】前記図４における■−■線概略断面図である。

【図６】前記図４における■−■線概略断面図出ある。

【図７】前記実施例装置におけるロボットの両把持片の
動作を示す説明図である。

【図８】前記実施例装置におけるロボットの両把持片の
動作を示す説明図である。

【図９】前記実施例装置の配管系統図出ある。

【図１０】前記実施例装置の制御系のブロック図である
。

【図１１】前記実施例装置の動作手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１…調製装置、 ３…試験管、 ４…試験管移送装置、 ５…注入手段、 ６…分散処理手段、 ９…粒度測定装置、 １０…ロボット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　所定の溶媒中に粒度測定用の固体粒子
   を均一に懸濁させ、粒度測定に供する懸濁液自動調製装
   置であって、前記固体粒子を収容した試験管を立設状態
   に収容し、順次所定位置に移送する試験管移送手段と、
   前記試験管内に所定の分散剤および分散媒を一定量注入
   する注入手段と、所定の分散剤および分散媒が注入され
   た試験管中の固体粒子を前記分散剤および分散媒中に均
   一に分散させて試験管中に懸濁液を生成する分散処理手
   段と、前記試験管中の懸濁液を受入れて粒度測定装置に
   対し循環供給する循環供給手段と、前記試験管移送手段
   における試験管を把持しつつこの試験管を前記注入手段
   における注入位置、分散処理手段における分散処理位置
   に順次に移送し、さらに、前記循環供給手段に試験管中
   の懸濁液を放出するロボットと、前記各手段および前記
   ロボットの動作制御を自動的に行う制御手段とを有する
   ことを特徴とする懸濁液自動調製装置。