JPS6246503B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は化学分析装置に使用される角形ガラ
スセルに係り、特に水質及び臨床化学における体
液等の液体分析に使用する液体分析装置用の角形
ガラスセルに関するものである。

従来、最も多く使用されている液体分析装置に
は光学センサが用いられ、この光学センサによる
分光測光センサには大別して透過光測光（吸光
度）、反射光測光、散乱光測光などのセンサがあ
る。透過光測光センサは試料の反応過程若しくは
反応結果を光の透過により、その吸収量を知るも
のであり、反射光測光センサは光を試料に照射さ
せ、その反射光を分析器で分析する方法であり、
また、散乱光測光センサは試料が反応によつて比
濁する量を光散乱で検出する方法である。これら
の分析方法において、試料に光を照射させるのに
一般に角形のガラスセルが使用される。

即ち、上記の方法の原理を第１図により説明す
ると、角形のガラスセル１内に検体である試料２
を入れ、他方に配設した光源３からの光４がセル
内の試料を透過するように構成し、その透過した
光４を検出器５で検出してこれを分析する方法で
あり、試料を光が透過する際の光量や反射光等を
検出するものである。

このように、光学センサによる化学分析装置に
は角形ガラスセルが用いられている。この角形ガ
ラスセル１は、第２図に示すように、矢印方向か
ら光が照射されると、透光板１ａと透光板１ｂと
は光の屈折を防止するために完全に平行でなけれ
ばならず、しかも、透光板１ａと透光板１ｂとの
距離Ｌは一定でなければならない。また、透光板
１ａ，１ｂにはキズ、曇り等があつてはならず、
内面は平滑でなければならない。さらに、セル１
の幅Ｗは小型化を図るために透光量を検出するこ
とができる最小限の寸法であることが望ましい。

角形ガラスセル１は上記条件を充足するため
に、板ガラスを貼合せてなる溶着方式により方形
状に成形されており、従つて、四隅の内面角度ｒ
は90度に構成されている。このようなガラスセル
は試料である液体を充填すると四隅部内面は毛細
管現象により液体が上昇するために、試料が安定
しない。また、試料を吸引排出させ洗浄する場合
にも、四隅部は完全な洗浄ができず、残留してし
まうという問題があつた。

この問題を解決するために四隅内面に突起を設
けたものや、第４図に示すような四隅部の内面を
アール面としたセルが提案されている。しかしな
がら、前者の場合は毛細管現象は防止できるもの
の、試料の充填、排出及び洗浄等がスムーズに行
われない等の問題がある。さらに、後者の四隅内
面をアール面とした一体のセルは、例えば円形ガ
ラスパイプの内部に四隅外面をアール面とした角
形の治具を挿入し、外部から加熱してガラスに柔
軟性を保持させるとともに、内部を吸引してガラ
スパイプを治具の外面形状に密着、変形させ、次
いで、冷却して治具を引き抜き成形する。

この製造方法による整形方式の場合には四隅内
面をアール面とすることができるから毛細管現象
は防止できるが、内面を光学研摩をすることがで
きないので、平面的精度が劣り、また、極めて高
温で加熱さるためにガラス特有の失透現象が起る
ことがあり、この失透現象が起るとアルカリ溶液
等で洗浄した場合表面が白濁して光の透過率が悪
くなり、長期間の使用に耐えることができないと
いう問題がある。

以上説明したように、従来の角形ガラスセルに
はそれぞれ一長一短があり、その解決が望まれて
いた。

この発明はかかる現況に鑑みなされたもので、
従来の問題点を解決するとともに、平面的精度が
良く、光透過性に優れている貼合せタイプの特性
を有するとともに、毛細管現象の起らない角形ガ
ラスセルがその製造方法を提供せんとするもので
ある。

この発明は上記目的を達成するために、両端部
に内面をアール面またはテーパー面とした突起部
を突設した側壁板を、突起部を内側に向けて平行
に対向させ、この側壁板の両端に別途形成した二
枚の透光板を溶着し、下端に底部を設けてなる断
面方形状の角形ガラスセルとしたものである。

そして、その製造方法はまず、四隅外面をテー
パー面またはアール面として柱状治具の外面形状
に沿つて変形加工して、四隅内面をアール面また
はテーパー面とした中間セルを成形し、次いで、
この中間セルの四隅のアール面またはテーパー面
部を残して対向する側壁板を切り落して側面を開
口させ、さらに、別途形成した透光板を前記開口
部に溶着することにより製造する構成としたもの
である。

以下、この発明を図示する実施態様に基づき詳
細に説明する。

第５図及び第６図はこの発明にかかる角形ガラ
スセルの平面図を示す。ガラスセル１０は側壁板
１１及び光学研摩した透光板１２からなり、下端
に底部１３が設けられている。さらに、側壁板１
１の両端内面には突起部１４が一体に形成されて
なり、突起部１４の内面はテーパー面１５または
アール面１６とされている。対向する２枚の側壁
板１１及び透光板１２はそれぞれ互いに平行に構
成されており、側壁板１１と透光板１２とは溶着
により一体化されている。側壁板１１は透光板１
２の内面に溶着され、透光板１２の端面１７は側
壁板１１の外面１８とほぼ同一面とされている。

この発明にかかるセル１０は上記のように側壁
板１１の両端内面にテーパー面１５またはアール
面１６を有する突起を形成し、この側壁板１１の
両端に光学研摩した透光板１２を溶着することに
よつて、四隅内面をテーパー面またはアール面と
したものである。

尚、側壁板１１両端の突起部は一体成形でもよ
く、また突起部を溶着することによつて成形して
もよい。

次に、上記構成にかかる角形ガラスセルの製造
方法を第７図〜第１１図により説明する。

まず、四隅外面をテーパー面とした治具を用い
て、ガラスパイプを治具の外面形状に沿つて変形
加工し、四隅内面をテーパー面２２として角形パ
イプ２０を形成する（第７図参照）。このとき、
テーパー面２２の角度Ｒは約45度とする。次い
で、第９図に示すように、下端を絞り加工または
底板を貼合せて連結し、底部２１を成形する。こ
のようにして成形した中間セル２３を第７図に示
すように、テーパー面２２を残して対向する側壁
２４を切り落し、端面２５を外面２６に対し直角
にするとともに、光学研摩仕上げする。次いで、
別途成形し、両面を光学研摩した透光板１２を端
面２５に貼合せて完成させるものである。透光板
１２の貼合せは溶着により一体とする。

さらに、前記中間セル２３の製造方法について
説明すると、その１つはガラスパイプ内部を真空
とすることによつて、ガラスパイプを治具外面に
密着変形させる方法である。ガラスパイプ３０の
一端を蓋板３１で密封し、四隅外面をテーパー面
とした鉄製治具３３を開口部３２から挿入し、治
具３３の上端面３４に載置するとともに、開口部
３２を治具３３の溝３５に嵌合して密閉する。治
具３３には上端面３４に貫通する吸引孔３６が穿
設されている。

このようにして治具３３に装着したガラスパイ
プ３０を加熱炉３７内に入れて加熱し、ガラスパ
イプ３０が一定の柔軟性を帯びたところで、吸引
孔３６から内部の空気を吸引すれば、真空状態と
なりガラスパイプは治具３３の外面に密着変形す
る（第１４図参照）。次いで、加熱炉３７内から
引き出し、冷却するとガラスより鉄の方が早く縮
小するので治具３３の外面には僅かに隙間が生ず
る。この隙間ができたときに治具３３を引き抜け
ば、蓋板３１を底部２１とした中間セル２３を成
形することができる。治具２３は冷却したとき、
ガラスより早く縮小するものであれば鉄に限らな
い。

このようにして成形した中間セル２３は上記の
ように、テーパー面２２を残して対向する側壁２
４を切り落して側面を開口させ、この開口部に透
光板１２を貼合せればよい（第７図，第１０図及
び第１２図参照）。

中間セル２３の製造方法のその２つは第１６図
〜第１８図に示すように、四隅外面にテーパー面
を形成した治具４０を加熱炉４１内に配設する。
次に、治具４０をガラスパイプ３０内に挿入し、
ガラスパイプ３０の下端部を絞り加工によつて閉
じるとともに、フツク４２を形成する。さらに、
加熱炉４１によりガラスパイプ３０を加熱し、フ
ツクに錘を掛けてゆつくりと降ろしてくれば、加
熱炉内のパイプは引き延ばされて薄肉となりなが
ら縮径し、治具４０の外面に密着して降下するの
で、治具の外面形状に沿て変形加工することがで
きる。

これを連続して行うと四隅内面をテーパー面と
した角形パイプ２０を成形することができる。こ
れを適宜の長さに切断し、一端を絞り加工により
閉じ、または底板を貼合せれば中間セル２３を成
形することができる。このようにして成形した中
間セル２３のテーパー面２２を残して対向する側
壁２４を切り落して側面を開口させ、この開口部
に透光板１２を貼合せればよい（第７図，第１０
図及び第１２図参照）。

尚、上記実施態様ではセルの四隅内面をテーパ
ー面とする場合について説明したが、四隅内面を
アール面とする場合には治具の四隅外面をテーパ
ー面に代えてアール面とすればよい。

また、この発明は上記実施態様に限定されるも
のではなく、テーパー面またはアール面の大きさ
は適宜変更することができ、その他この発明の要
旨を変更しない限り他の変形、変更が可能であ
る。

この発明は上記のように構成したので、次のよ
うな具体的効果を奏することができる。

(1) 透光板は別途成形し、これを溶着する構成と
したから、透光板の両面は光学研摩が可能であ
り、しかも高温加熱による失透現象を防止でき
るから、理想的な光透過性を得ることができ
る。

(2) セル四隅内面はテーパー面又はアール面とし
たので、毛細管現象により試料が四隅から上昇
することがなく、また、完全に洗浄できる。

(3) 透光板を貼合せる溶着方式であるから、透光
板の平面的精度を保持でき、さらに、平行度等
の寸法精度を正確に成形することができる。

(4) セル四隅内面のテーパー面またはアール面は
治具外面形状に沿つて変形加工し、この中間セ
ルのテーパー面またまアール面を残して、対向
する側壁を切り落すことによつてセル四隅内面
のテーパー面またはアール面を成形することと
したから、テーパー面またはアール面は容易に
成形でき、また、寸法にばらつきがなく高品質
の角形ガラスセルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は角形ガラスセルを使用した光学センサ
の原理説明図、第２図は溶着方式により成形した
角形ガラスセルの平面図、第３図は毛細管現象を
示す断面図、第４図は治具を使用した整形方式に
より成形した角形ガラスセルの平面図、第５図及
び第６図はこの発明にかかる角形ガラスセルの平
面図、第７図は中間セルの平面図、第８図及び第
９図はその断面図、第１０図は対向する側壁を切
り落した状態の平面図、第１１図は同じく斜視
図、第１２図は分解平面図、第１３〜第１５図は
中間セルの製造方法を示すもので、第１３図は平
面図、第１４図は断面図、第１５図は治具にガラ
スパイプが密着変形した状態の横断面図、第１６
図〜第１８図は中間セルの他の製造方法を示す平
面図及び縦断面図である。 １０…セル、１１…側壁板、１２…透光板、１
３…底部、１４…突出部、１５…テーパー面、１
６…アール面、２０…角形パイプ、２１…底部、
２２…テーパー面、２３…中間セル、２４…側
壁、３０…ガラスパイプ、３１…蓋板、３２…開
口部、３３…柱状治具、３４…上端面、３５…
溝、３６…吸引孔、３７…加熱炉、４０…柱状治
具、４１…加熱炉、４２…フツク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 側壁板の両端部に突起部を突設し、この突起
   部の内面はテーパー面またはアール面として側面
   に連続しており、この側壁板を突起部を内側に向
   けて平行に対向させ、さらに、この側壁板の両端
   に透光板を溶着して方形状に形成し、下端に底部
   を設けてなることを特徴とする液体分析装置用角
   形ガラスセル。 ２ 四隅外面をテーパー面またはアール面とした
   柱状の治具の外面形状に沿わせて変形加工して角
   形パイプを成形し、次いで、一方の開口部を閉じ
   て中間セルとなし、次に、この中間セルの四隅内
   面のテーパー面またはアール面を残して対向する
   側壁板を切り落して側面を開口させ、この開口部
   に別記成形した透光板を溶着することにより製造
   することを特徴とする液体分析装置用角形ガラス
   セルの製造方法。