JPH0599934A - 流体試料の自動供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数本のコック付き注射器を搬送して試料を
自動的に供給することのできる装置を提供する。 【構成】 連結された２枚の円板１４，１５からなる回
転ラック１３の周囲にはコック付き注射器２が複数本設
定される。回転ラック１３の中心には、昇降自在のアー
ム４６，４７を有するピストン操作部４４があり、供給
位置に設定された注射器２のピストン２ｂを押下げられ
るようになっている。供給位置には注射器のコック１９
を開閉する回転アーム６０がある。回転ラック１３で所
望の注射器を供給位置に設定し、回転アームでコック１
９を開き、ピストン操作部４４がピストン２ｂを押せ
ば、注射器２内の流体試料は外部に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の試験装置又は測
定装置等に液体又は気体状の試料を自動的に供給するこ
とのできる流体試料の自動供給装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ＪＩＳ Ｋ ２２１５（内燃機関用潤滑
油）には、内燃機関用潤滑油の低温見かけ粘度を測定す
る試験器が規定されている。図５に示す前記試験器で
は、保温体１００の上面に開口形成された円柱形の収納
孔１０１内に、試料となる潤滑油が注入される。該収納
孔１０１内に満たされた潤滑油は、ジャケット１０２内
を通る冷媒によって所定の低温に保たれる。該収納孔１
０１内には回転子１０３が挿入されており、この回転子
１０３のたわみ軸１０４はプーリ１０５及びベルト１０
６を介してモータ１０７で駆動され、前記回転子１０３
は収納孔１０１内で潤滑油の粘度に抗して回転する。前
記ベルト１０６には発電機１０８の回転軸が係合してお
り、該発電機１０８は前記回転子１０３の回転数に応じ
て発電を行なう。

【０００３】測定においては、冷媒を循環させて試料の
潤滑油を所定の低温に保つとともに、一定電圧で前記モ
ータ１０７を駆動する。収納孔１０１の潤滑油内に浸っ
た前記回転子１０３は、潤滑油の粘度に対応した速度で
回転する。そして回転子１０３の速度は、前記発電機１
０８の発電量によって測定される。

【０００４】即ち、前記回転子１０３の速度と潤滑油の
粘度は関数関係にあるので、あらかじめ標準粘度油を用
いて両者の関係を作図しておけば、この図を用いて、回
転子１０３の速度の読みから任意の試料の見かけ粘度を
求めることができる。

【０００５】前記試験器の収納孔１０１内に試料を充填
するための供給孔１０９が、保温体１００の側面に開口
している。従来は、この供給孔１０９に注射器の先端を
さし込み、人手によって注射器内の試料を試験器内に注
入していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】試料を外気に晒さず、
試料内に異物が混入するのを防止しながら、試料の供給
を行なうためには、密閉性の高い状態で試料の注入を行
なえる注射器を用いることが好ましい。しかしながら、
前述したように注射器の操作は人手に頼らざるを得ない
が、このような手作業による試料の供給作業は能率が悪
く、多種類の試料を次々と供給して測定に供していくこ
とができないという問題があった。

【０００７】本発明は、試料が充填された複数本の注射
器を自動的に操作し、能率よく流体試料を供給すること
のできる自動供給装置を提供することを目的としてい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る流体試料の
自動供給装置は、流体試料が充填された複数のコック付
き注射器を所定位置に順次設定する搬送手段と、前記所
定位置に設定された前記コック付き注射器のコックを操
作するコック操作手段と、前記所定位置に設定された前
記コック付き注射器のピストンを押圧するピストン操作
手段とを具備している。

【０００９】

【作用】流体試料を充填されたコック付き注射器が、搬
送手段によって所定位置に設定される。この所定位置に
おいて、コック操作手段が前記コック付き注射器のコッ
クを開放する。続けて、同位置においてピストン操作手
段が前記コック付き注射器のピストンを押圧し、内部の
流体試料を外部に供給させる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を図１から図４によって説
明する。図４において、１は複数本のコック付き注射器
２（以下、注射器２と呼ぶ。）に収められた流体試料と
しての潤滑油を、次々と自動的に供給する自動供給装置
である。また３は、前記自動供給装置１から供給された
潤滑油の低温見かけ粘度を測定する試験器である。

【００１１】まず、図１及び図２によって前記自動供給
装置１を説明する。台板４の上方には、図示しない複数
本の柱部材を介して、上下２枚の円形の基板５，６が固
定されている。これら台板４及び両基板５，６は、本装
置１を構成する各部品等が取付けられる構造体を成して
おり、台板４上に設けられる円柱形のカバ７が両基板
５，６の外周面を覆うようになっている。

【００１２】前記両基板５，６の中央には孔が形成され
ている。下側の基板６の孔には取付け管８のフランジ部
９が固定され、該取付け管８の筒部１０は上側の基板５
の孔から上方に突出している。

【００１３】前記取付け管８の筒部１０には、ベアリン
グ１１を介してラックベース１２が回動自在に取付けら
れている。このラックベース１２には、注射器２の搬送
手段として回転ラック１３が取付けられている。この回
転ラック１３は上下２枚の円盤１４，１５からなり、下
側の円板１５が前記基板５の上で前記ラックベース１２
のフランジ部１２ａに固定され、上側の円板１４は柱部
材１６で下側の円板１５に同軸に連結されている。

【００１４】前記回転ラック１３の外周には、上下の円
板１４，１５の対応する位置に取付孔１４ａ，１５ａが
それぞれ形成されている。この上下の取付孔１４ａ，１
５ａは、円周方向に等間隔で１６組形成されており、１
６本の注射器２を取付けることができる。

【００１５】下側の円板１５の取付孔１５ａには、テフ
ロン製の受けリング１７が装着されている。上側の円板
１４には受けリングはないが、ここに装着される注射器
２の鍔部２ａにテフロン製の受け部材１８を設けておく
ようにする。なお、この受け部材１８には、注射器２の
中心軸に関してコック１９と同じ位置にピン２０が設け
られている。また、上側の円板１４の取付孔１４ａに
は、円板１４の半径方向に関して内側の縁部に、前記ピ
ン２０が挿入される溝２１が設けられている。これによ
って、受け部材１８付きの注射器２を回転ラック１３の
取付孔１４ａ，１５ａに下向きに装着すると、注射器２
のコック１９は常に回転ラック１３の中心に向くことに
なる。

【００１６】また、前記回転ラック１３の上側の円板１
４には、各取付孔１４ａごとに固定部材２２がスライド
自在に設けられている。この固定部材２２は、前記回転
ラック１３に所定の向きで装着した注射器２の鍔部２ａ
に係合し、該注射器２を確実に固定できるようになって
いる。

【００１７】前記ラックベース１２の軸部１２ｂにはプ
ーリ２３が固設されている。また、下側の基板６にはパ
ルスモータ２４が設けられている。そして前記プーリ２
３と、前記パルスモータ２４の回転軸に設けられたプー
リ２５との間には、回転力を伝達するベルト２６が掛け
回されている。

【００１８】下側の基板６の所定位置には、エアシリン
ダ２７がロッドを上方に向けて固設されている。エアシ
リンダ２７のロッドの先端は位置決めピン２８となって
おり、上側の基板５の所定位置に設けられた孔から出没
するようになっている。前記回転ラック１３の下側の円
板１５には、各注射器２の設定位置と対応する位置にそ
れぞれ位置決め孔２９が形成されており、前記エアシリ
ンダ２７の位置決めピン２８が挿入されて回転ラック１
３の位置決めが行なわれるようになっている。

【００１９】このような構成によれば、二枚の円板１
４，１５からなる前記回転ラック１３には、円板１４，
１５の外周部に沿って複数本の注射器２を下向きに設置
することができる。そして、前記パルスモータ２４を駆
動すれば、前記回転ラック１３を回転させることができ
る。従って、パルスモータ２４を適当に制御すれば、任
意の注射器２をあらかじめ定めた試料供給位置に設定で
き、さらにエアシリンダ２７の駆動によって位置決めピ
ン２８を上昇させて位置決め孔２９に挿入し、正確な位
置決めを行なうことができる。

【００２０】前記取付け管８のフランジ部９には、下側
の基板６の孔を介して円板状のブシュ３０が固着されて
いる。このブシュ３０の中心にはベアリング３１が設け
られており、該ベアリング３１の内輪にはボルト軸３２
が回動自在に取付けられている。ボルト軸３２は、前記
回転ラック１３の回転中心に沿って垂直に設置されてお
り、ベアリング３１の内輪に取付けられて前記ブシュ３
０の下方に突出した細径の棒部３３と、前記ブシュ３０
よりも上方にあるねじ部３４とを有している。下方に突
出した棒部３３にはプーリ３５が固設されている。ま
た、基板６にはパルスモータ３６が設けられている。そ
して、前記プーリ３５と、前記パルスモータ３６の回転
軸に設けられたプーリ３７との間には、回転力を伝達す
るベルト３８が掛け回されている。

【００２１】前記取付け管８の筒部１０には、カバー管
４０が固定されている。カバー管４０は前記回転ラック
１３の中心に位置し、上側の円板１４の中心孔から上方
に突出して、前記ボルト軸３２を内部に収納している。
このカバー管４０の上端には矩形の案内孔４２を有する
ガイド部材４１が固定されている。また、カバー管４０
内にある前記ボルト軸３２のねじ部３４にはナット部材
４３がかみ合っている。

【００２２】そして、前記ナット部材４３の上面側に
は、前記注射器２のピストン２ｂを押圧するピストン操
作手段としてのピストン操作部４４が取付けられてい
る。ピストン操作部４４は、前記ナット部材４３の上面
側に下端部が固定された昇降筒４５を基部としている。
この昇降筒４５は角筒形状であり、前記ガイド部材４１
の矩形の案内孔４２に上下方向に摺動自在となるように
嵌合しており、回転方向の運動が規制されている。そし
て、昇降筒４５の上端部には、試料供給位置に向けて水
平に固定アーム４６が固定されている。該固定アーム４
６の先端には、可動アーム４７が揺動自在となるように
水平に取付けられている。このため、両アーム４６，４
７が低い位置にある時に誤って前記回転ラック１３を回
し、注射器２が可動アーム４７に接触しても、可動アー
ム４７は側方に逃げることができるので注射器２を破損
する恐れが少い。前記可動アーム４７の先端下面には、
注射器２のピストン２ｂの後端に当接する押圧突起４８
が設けられている。

【００２３】なお、ピストン操作部４４の固定アーム４
６及び可動アーム４７は、前述した回転ラック１３及び
位置決めピン２８によって試料供給位置に設定された注
射器２のピストン２ｂを押圧する位置に設けられてい
る。

【００２４】このような構成において、前記パルスモー
タ３６を駆動すれば、ボルト軸３２が回転する。このボ
ルト軸３２にかみ合っているナット部材４３に固定され
た昇降筒４５はガイド部材４１の規制により回転はでき
ない。従って、ボルト軸３２の回転に伴ってナット部材
４３は昇降し、昇降筒４５及び両アーム４６，４７から
なるピストン操作部４４も昇降動する。

【００２５】前記ボルト軸３２の棒部３３の下端には、
減速機５０が取付けられている。この減速機５０の出力
軸には、前記ピストン操作部４４の上限位置と下限位置
をそれぞれ検出する上限検出カム５１及び下限検出カム
５２が設けられている。これら各カム５１，５２は、前
記ピストン操作部４４の上限及び下限位置において、上
限検出マイクロスイッチ５３及び下限検出マイクロスイ
ッチ５４をそれぞれＯＮとするように構成されている。

【００２６】前記回転ラック１３及び位置決めピン２８
によって試料供給位置に設定された注射器２のコック１
９の近傍には、コック操作手段としての回転アーム６０
が設けられている。回転アーム６０は略円柱形であり、
円形の先端面には注射器２のコック１９が入り込む溝が
中心から半径方向に沿って形成されている。この回転ア
ーム６０は、前記台板４上に柱及びブラケットを介して
水平外向きに設置されたエアシリンダ６１に取付けられ
ており、カバ７に設けられた孔７ａから外方に突出して
試料供給位置にある注射器２のコック１９に係合するよ
うになっている。

【００２７】前記エアシリンダ６１の後方には、前記回
転アーム６０の中心軸に連動する回転軸６２が突出して
いる。該回転軸６２にはピニオン６３が設けられてい
る。このピニオン６３は、前記回転軸６２及び回転アー
ム６０と一体になって回転するが、軸方向については前
記回転軸６２に対して所定位置に止まって摺動するよう
になっている。

【００２８】前記エアシリンダ６１が取付けられている
ブラケットには、エアシリンダ６４がロッドを上向きに
した姿勢で取付けられている。ロッドの先端にはラック
６５が設けられており、前記ピニオン６３にかみあって
いる。

【００２９】以上の構成において、エアシリンダ６１を
作動させれば、回転アーム６０が前進して先端面の溝に
おいて注射器２のコック１９に係合する。そして、エア
シリンダ６４を作動させれば、ラック６５の移動によっ
てピニオン６３と回転軸６２と回転アーム６０は一体に
なって回転し、前記コック１９は開方向に操作される。

【００３０】前記試料供給位置に設定された注射器２の
注射口の直下位置には、テフロン製の接続部７０が設け
られている。該接続部７０の周囲には皿状の試料受け７
１が設けられている。前記接続部７０には可撓性の供給
ライン７２が接続され、隣接の試験器３に導かれてい
る。前記接続部７０及び試料受け７１は、前記台板４上
に設けられたエアシリンダ７３によって上下動し、注射
器２の注射口との接続・切離しが行なえるようになって
いる。

【００３１】次に、図４に示すように、前記自動供給装
置１からの供給ライン７２は、電磁弁７４を介して試験
器３に接続されている。なお、前記電磁弁７４と前記試
験器３との間の供給ライン７２からは排油ライン７５が
分岐しており、電磁弁７６を介して図示しない吸引手段
側に接続されている。

【００３２】本実施例で用いられる試験器３は、従来の
試験器に試料回収用のフランジ８０を設けたものであ
る。従来と同様の構成部分には、図５と同一の符号を付
して説明を省略する。

【００３３】図３に示すように、フランジ８０は保温体
１００の上面にＯリングを介して取付けられている。こ
のフランジ８０は、周状の外壁８１の内側に比較的低い
周状の内壁８２が設けられた環状の部材であり、内壁８
２をあふれて外壁８１と内壁８２の間の周溝部８３にた
まった試料は、回収孔８４から回収することができる。
なお、フランジ８０の内部において、前記保温体１００
の上面には、試料回収用の吸引管８５が吸込口を接する
ように設けられている。図４に示すように、この吸引管
８５は前記排油ライン７５に接続されている。

【００３４】図示しないが、前記試験器３には、保温体
１００のジャケット１０２内に冷媒を供給する冷媒供給
装置が設けられている。また、試験器３の霜付き防止
や、試験器３の内に供給された試料が外気温や湿気の影
響を受けないようにするため、前記フランジ８０内に乾
燥した常温の不活性ガス（例えばＮ₂ ）が供給されるよ
うになっている。

【００３５】以上説明した流体試料の自動供給装置１及
び試験器３と、供給ライン７２や排油ライン７５の各電
磁弁７４，７６等は、パソコン等の制御手段によって集
中的に制御されるようになっている。即ち、注射器２を
設定する時に、その設定位置と試料の種類を制御手段に
入力しておけば、後はあらかじめ設定した手順に従って
順次ＪＩＳに従った試験が行なわれて結果が記録されて
いくようになっている。もちろん、必要に応じて手動に
切り換えることもできる。

【００３６】次に、以上の構成における作用を具体的に
説明する。 １．注射器２の設定 （１）複数種類の試料を複数の注射器２にそれぞれに６
０ｃｃづつ採取し、これらを回転ラック１３の各取付孔
１４ａ，１５ａに設定する。この時、各注射器２のコッ
ク１９は、回転ラック１３の中心を向いている。

【００３７】２．装置の作動 （２）前記制御手段を始動させる。まず、パルスモータ
２４が駆動し、回転ラック１３が回転する。指定された
設定位置の注射器２が試料供給位置に止まる。 （３）エアシリンダ２７の駆動によって位置決めピン２
８が上昇し、回転ラック１３の位置決め孔２９に挿入さ
れて前記回転ラック１３の位置が固定される。

【００３８】（４）エアシリンダ６１によって回転アー
ム６０が前進し、注射器２のコック１９をホールドす
る。 （５）エアシリンダ７３によって試料受け７１及び接続
部７０が上昇し、該接続部７０と注射器２の注射口とが
接続される。

【００３９】（６）エアシリンダ６４が作動する。即
ち、ラック６５がピニオン６３を回動させ、ピニオン６
３に連動する前記回転アーム６０が９０°旋回して前記
注射器２のコック１９を開放する。 （７）排油ライン７５の電磁弁７６を閉とし、次に、供
給ライン７２の電磁弁７４を開とする。

【００４０】３．試験器３への注入 （８）パルスモータ３６が予め設定されたパルス数駆動
してピストン操作部４４が下降し、前記注射器２のピス
トン２ｂを押圧する。該注射器２の試料のうち、約１０
ｃｃが試験器３に注入される。 （９）供給ライン７２の電磁弁７４を閉とし、排油ライ
ン７５の電磁弁７６を開とする。試験器３内の試料は真
空力により抜き取られる。この操作により、試験器３内
に残っている前油の共洗いを行なう。

【００４１】（１０）前記（７），（８），（９）の操
作を５回繰り返した後、電磁弁７６を閉め、電磁弁７４
を開けて最後に残した試料１０ｃｃを試験器３に注入す
る。 （１１）試験器３においては、オーバフロー防止用のフ
ランジ８０内の試料は、吸引管８５により常に抜き取ら
れている。従って試料は常に必要なレベルに保たれてい
る。

【００４２】（１２）エアシリンダ６１を駆動して回転
アーム６０を回転させ、注射器２のコック１９を閉止す
る。 （１３）なお、前記フランジ８０内には、乾燥した不活
性ガスが供給されている。このため、試験器３の冷却部
分に霜がつくことはなく、また試料は外気温の影響を受
けにくい。

【００４３】４．測定 （１４）冷媒供給装置が作動して前記試験器３に冷媒が
循環し、試験器３の冷却が開始される。試験器３は設定
された温度に自動制御される。 （１５）規定時間（１８０秒）経過後、モータ１０７を
回転させ、回転子１０３と発電機１０８を起動させる。

【００４４】（１６）規定時間（６０秒）経過後、前記
発電機１０８の起動力を図示しないロータ速度計で読み
取り、前記モータ１０７を停止する。 （１７）図示しないヒータ回路が作動し、試験器３を暖
める。（温度は２５〜４０℃位になる。）

【００４５】（１８）あらかじめ作成しておいた検量線
を用いて、前記発電機１０８の起電力の測定値から当該
試料の低温みかけ粘度を求める。この演算は制御部と一
体のパソコンで行なわれ、その結果は表示画面に表示す
るとともにフロッピーデイスク等の記録媒体に記録され
る。

【００４６】（１９）排油ライン７５の電磁弁７６を開
き、試験器３内の試料を抜き取る。 （２０）供給ライン７２の電磁弁７４を閉め、エアシリ
ンダ６４で回転アーム６０を回転させて注射器２のコッ
ク１９を閉じる。

【００４７】（２１）エアシリンダ７３で前記接続部７
０及び試料受け７１を下降させ、注射器２と接続部７０
を切り離す。 （２２）エアシリンダ６１で前記回転アーム６０を後退
させ、注射器２のコック１９と回転アーム６０の係合を
解除する。回転アーム６０は装置１のカバ７内に収納さ
れる。

【００４８】（２３）パルスモータ３６が逆回転して、
ピストン操作部４４を上限検出マイクロスイッチ５３が
作動するまで上昇させる。 （２４）エアシリンダ２７で位置決めピン２８を下降さ
せ、回転ラック１３が自由に動けるようにする。 そして、前述した（２）以降の作動を繰り返し、次の試
料の測定を行なう。

【００４９】以上説明した一実施例によれば、試料を密
閉したコック付きの注射器２を同時に複数本扱うことが
できる。即ち、あらかじめ設定したプログラムに従って
所望のコック付き注射器２を回転ラック１３で供給位置
に設定し、同位置において回転アーム６０でコック１９
を開くとともにピストン操作部４４で注射器２のピスト
ン２ｂを押して試料を供給することができる。

【００５０】コック付きの注射器は、試料を密閉できる
ので、試料の蒸発やゴミの混入といった問題がなく、使
用量も目盛りで読み取ることができる。従って、実施例
で説明したような潤滑油の粘度測定だけでなく、一般に
多種類の流体状の試料を順次測定・検査等に供するため
にはきわめて都合が良い。本実施例の装置１は、このよ
うなコック付き注射器２を同時に多数扱うことができ、
能率良く測定等を行なうことができるという効果があ
る。

【００５１】従って、本発明に係る自動供給装置が有効
に適用できる試験としては、前記一実施例の低温見かけ
粘度測定の他に、動粘度試験（ＪＩＳ Ｋ ２２８
３）、表・界面張力試験（ＪＩＳ Ｋ ２２４１）、引
火点試験（ＪＩＳ Ｋ２２６５）、流動点・曇り点試験
（ＪＩＳ Ｋ ２２６９）、目詰り点試験（ＪＩＳ Ｋ
２２８８）、析出点試験（ＪＩＳ Ｋ ２２７６）、抗
乳化性試験（ＪＩＳＫ ２５２０）等が例示できる。

【００５２】なお、前述した一実施例では、複数本の注
射器２を試料供給装置に順次設定するために、パルスモ
ータ３６で回転する円板形の回転ラック１３を用いた
が、本発明における注射器の搬送手段としては他の機構
を用いてもよい。例えば、ＸＹＺの三方向に動けるハン
ド状の搬送機構で注射器を選択・搬送するようにしても
よいし、ベルトコンベア状の搬送機構で複数の注射器を
循環して搬送し、特定の注射器を特定位置に設定するよ
うにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】本発明に係る流体試料の自動供給装置に
よれば、流体試料が充填された複数のコック付き注射器
を搬送手段で所定位置に順次設定し、コック操作手段で
コックを開放するとともにピストン操作手段で試料を供
給するようになっている。

【００５４】従って、流体試料の取扱いに適したコック
付き注射器を複数本用いて能率の良い試料供給作業を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例に係る自動供給装置の断面図である。

【図２】一実施例に係る自動供給装置の平面図である。

【図３】一実施例に係る試験器の要部拡大断面図であ
る。

【図４】一実施例に係る自動供給装置及び試験器の全体
構成図である。

【図５】内燃機関の潤滑油の低温見かけ粘度を測定する
試験器の全体構成図である。

【符号の説明】

１ 流体試料の自動供給装置 ２ コック付き注射器 ２ｂ ピストン １３ 搬送手段としての回転ラック １９ コック ４４ ピストン操作手段としてのピストン操作部 ６０ コック操作手段としての回転アーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若泉 和司 埼玉県浦和市原山三丁目14番20号 株式会 社離合社浦和工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体試料が充填された複数のコック付き
   注射器を所定位置に順次設定する搬送手段と、前記所定
   位置に設定された前記コック付き注射器のコックを操作
   するコック操作手段と、前記所定位置に設定された前記
   コック付き注射器のピストンを押圧するピストン操作手
   段とを具備する流体試料の自動供給装置。