分析計
【課題】分析計において、マニホールドブロックの内部で分析流路の開閉を可能とすることによってデッドボリュームを減らすとともに、コンパクト化及び省メンテナンス化を図る。
【解決手段】内部に形成された分析流路１０の複数の開口端１１を有する一以上の凹部７が表面に形成された分析用マニホールド２と、圧力源２２から加圧媒体としての流体を介して圧力が供給される一以上の供給孔１４と、凹部６に圧力を導入するための凹部６と同数の導入孔１５とが表面に開口され、各供給孔１４といずれかの導入孔１５との間を各々連通する連通流路１６が形成された圧力配管用マニホールド３とが接合され、各凹部６内に、該凹部６が有する複数の開口端１１と該凹部６に臨む導入孔１５との間を遮断しかつ該導入孔１５からの加圧の有無によって該複数の開口端１１の相互間を開閉可能な遮蔽体を設ける。
【解決手段】内部に形成された分析流路１０の複数の開口端１１を有する一以上の凹部７が表面に形成された分析用マニホールド２と、圧力源２２から加圧媒体としての流体を介して圧力が供給される一以上の供給孔１４と、凹部６に圧力を導入するための凹部６と同数の導入孔１５とが表面に開口され、各供給孔１４といずれかの導入孔１５との間を各々連通する連通流路１６が形成された圧力配管用マニホールド３とが接合され、各凹部６内に、該凹部６が有する複数の開口端１１と該凹部６に臨む導入孔１５との間を遮断しかつ該導入孔１５からの加圧の有無によって該複数の開口端１１の相互間を開閉可能な遮蔽体を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体や気体等の性状や特定成分を、化学的、物理的、または光学的な方法で分析を行う分析計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体や気体の分析計として、試料導入部、前処理部、試薬添加部、反応部、測定部、廃液部など各処理工程を行う処理部を、複数の部分配管用チューブや弁装置等を介して接続すると共に、これらを定められた手順で動作させるための制御部が別途設けられている構成のものがある。このような配管用チューブを用いる分析計は、組み立てが簡易で、複雑な分析方法であっても、容易に対応することができるといったメリットがある。一方、配管用チューブのスペースを確保するためには分析計自体が大型となってしまい、さらに、チューブの老朽化、チューブ接続部の劣化などによる漏れ、チューブを定期的に交換しなければならない等の問題を抱えていた。
【０００３】
そこで、アクリル樹脂などの透明プラスチック部材やガラス等からなるマニホールドブロック中に流路を形成し、この流路の一部を測定セルや攪拌槽などとして機能させる分析計も提案されている（例えば非特許文献１参照）。この種の分析計においては、配管用チューブを多用することなく、複雑な手順の分析に対応することが可能な分析計も提案されており、装置のコンパクト化及び省メンテナンス化が進んでいる。（例えば特許文献１参照）。
【非特許文献１】「ＢｉｏＭＥＭＳを利用した煙道中のダイオキシン測定システムの開発、成果報告書（初年度）」、新エネルギー・産業技術総合開発機構、平成１４年３月
【特許文献１】特開２００５−９１２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、マニホールドブロック５１を用いた分析計においては流路制御のために、図７に示すように、マニホールドブロック５１の表面に、その内部に設けられた分析流路５３を開口させ、これら開口に接続するようにして、開閉用電磁弁５２をマニホールドブロック５１の表面に取り付けていた。
【０００５】
この場合、分析流路５３が一旦マニホールドブロック５１の内部から外れ、開閉用電磁弁５２を通過する必要があるため、開閉用電磁弁５２と分析流路５３との間にデッドボリュームが生じ、そこに試料流体や液薬等が残留してしまうことによって、コンタミネーションが起こり易くなってしまうとともに、それぞれの処理間における試料流体等の応答性が低下してしまうという欠点があった。
【０００６】
また、流路５３の開閉を要する箇所ごとにマニホールドブロック５１表面に開閉用電磁弁５２を設置するためのスペースを確保する必要があるため、コンパクト化をすることが困難であるとともに、その設置密度にも限界があった。さらに、開閉用電磁弁５２を用いた場合、その上流側と下流側の両側でマニホールドブロック５１の内部の分析流路５３と接続する必要があるため、シール箇所が増加し液漏れのリスクが高まるとともに、液漏れが発生した際には重大な損傷につながる恐れもあった。さらに、従来の開閉用電磁弁５２では、開閉部が内部にあるため、その部分を直接観察することができず、開閉の良否判断をすることが不可能であった。
【０００７】
この発明は、このような課題を解決せんと発明されたものであり、その目的は、マニホールドの内部で分析流路の開閉を可能とすることによってデッドボリュームを減少させるとともに、コンパクト化及び省メンテナンス化を図ることができる分析計の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る分析計は、内部に分析流路が形成されるとともに、前記分析流路の複数の開口端を有する一以上の凹部が表面に形成された分析用マニホールドと、圧力源から加圧媒体としての流体を介して圧力が供給される一以上の供給孔と、前記凹部に圧力を導入するための前記凹部と同数の導入孔とが表面に開口され、各前記供給孔といずれかの前記導入孔との間を各々連通する連通流路が形成された圧力配管用マニホールドとを備えるとともに、前記分析用マニホールドと前記圧力配管用マニホールドは、各前記凹部にいずれか一の前記導入孔が臨むように着脱可能に接合され、各前記凹部内に、該凹部が有する複数の開口端と該凹部に臨む導入孔との間を遮断しかつ該導入孔からの加圧の有無によって該複数の開口端の相互間を開閉可能な遮蔽体を設けたことを特徴とする。
【０００９】
圧力配管用マニホールドの供給孔に圧力が供給されると、連通流路を介して導入孔から分析用マニホールドの凹部内に設けられた遮蔽体に圧力が供給される。これによって、凹部内に位置する分析流路の開口端を閉塞し分析流路を遮断する。また、遮蔽体から圧力が排除されると、遮蔽体が分析流路を連通する機構となっている。従って、凹部と遮蔽体からなる単純な構成の分析流路の開閉機構を採用することにより、マニホールド表面に従来のような開閉用電磁弁を設けることなく、マニホールドの内部において分析流路の開閉が可能となる。また、分析流路がマニホールドの外部を経由することはないため、外部との接続箇所に設置していたシールを設ける必要がなくなり、シール箇所を少なくすることができる。また、分析流路を流れる試料流体や薬液等と接するのは分析用マニホールドの他には遮蔽体だけなので、遮蔽体だけを試料流体等に対して耐薬性、耐食性等がある材質とすればよい。
【００１０】
また、前記遮蔽体が前記導入孔からの加圧の有無によって伸縮する弾性体からなるものであってもよい。弾性体が膨張し凹部に密着することによって確実な分析流路の閉鎖することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る分析計において、前記圧力配管用マニホールドが複数の前記供給孔を備えるとともに、さらに前記圧力源からの加圧媒体としての流体を制御する流体制御ユニットを備えるものであってもよい。流体制御ユニットは、前記圧力配管用マニホールドへ供給する流体の圧力、流量、温度等各種性状を制御したり、流路の切換または流体の流れの方向を制御するユニットであり、下記切換弁、方向弁、圧力制御弁、流量計、流体を加圧するためのポンプなどが挙げられる。
【００１２】
本発明に係る分析計においては、前記流体制御ユニットは各々第１から第３のポートを備える複数の切換弁を備えるバルブユニットであり、前記第１のポートは各々圧力源に、前記第２のポートは共通の排圧路に合流する複数の排圧路のいずれかに、前記第３のポートは前記各供給孔のいずれかに、各々接続されるものであってもよい。
【００１３】
切換弁の第２ポートが共通の排圧路に接続されているため、万一遮蔽体の破損等により分析流路から連通流路に試料流体等が漏れた場合であっても、試料流体等はそれぞれの供給孔及び切換弁を介して排圧路に導かれるため、試料流体が開閉機構の周辺に滞留することはない。さらに排圧路は全ての切換弁に共通のものであるため、いずれの試料流体等が漏れても必ず一の排圧路に導かれ、漏れた試料流体等を容易に除去することが可能となり、メンテナンスが容易となる。
【００１４】
さらに、前記分析計においては、前記共通の排圧路に前記分析流路を流れる流体が通過したか否かを検知するセンサが設けられてもよい。これにより、遮蔽体が破損し試料流体等が漏れたことを自動的に検出することができ、メンテナンスを容易にすることができる。
【００１５】
本発明に係る分析計においては、前記分析用マニホールドと前記圧力配管用マニホールドとは、透明の材質からなるものであることが好ましい。両マニホールドが透明であることによって、分析用マニホールド内の分析流路の開閉箇所を分解することなくして直接確認することができるため、開閉の良否判断を容易にすることが可能となり、メンテナンスが容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る分析計によれば、凹部と遮蔽体からなる単純な構成の流路開閉機構によって、マニホールドブロック内部において分析流路の開閉を行うこと可能となる。従って、デッドボリュームは凹部内の極限られた部分のみとなり、コンタミネーションを抑制することができるとともに、試料流体の応答性を向上させることが可能となる。また、マニホールドの表面に開閉用電磁弁を実装するためのスペースを確保する必要がないため、設計の自由度が増すとともにマニホールド自体のコンパクト化が可能となる。さらに、開閉用電磁弁によって分析流路の開閉を直接行う場合に比べて開閉機構におけるシール箇所が少ないため、液漏れのリスクを低下させることができるとともに、遮蔽体のみを試料流体等に対して耐薬性、耐食性等のある材質とすればよくメンテナンス性を向上させることができる。また、両マニホールドは着脱可能に接合されているため開閉部の修繕を容易に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る分析計を実施するための形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る分析計の第一の実施形態の一部分の模式図である。この分析計は、アクリル樹脂等の透明プラスチックやガラス等からなる分析用マニホールド２及び圧力配管用マニホールド３によって形成されるマニホールドブロック１と、圧力の給排を行うバルブユニット４により大略構成される。該マニホールドブロック１の表面には、図示しない試料供給源とつなぐ外部流路との接続口、図示しない薬液供給源とつなぐ外部流路との接続口、図示しない排液口とつなぐ外部流路との接続口、図示しない外部センサが設けられた外部流路との接続口等が適宜設けられる。また、マニホールドブロック１の内部には、液体やガス等の試料流体や薬液等が流れ、必要に応じて分岐、合流をする複数の分析流路１０が設けられるとともに、定められた手順で試料流体等に処理が施されるように該分析流路１０を開閉する流路開閉機構１８が形成されている。また、図１に示したマニホールドブロック１は、本発明に係る分析計に備えられた一の分析流路１０を開閉する一の流路開閉機構１８を示したマニホールドブロック１の表面の部分模式図であり、実際のマニホールドブロック１には複数の分析流路１０とともに複数の流路開閉機構１８が形成されている。
【００１８】
分析用マニホールド２の上面（図１の上側）には略円柱状の凹部６が開口しており、その凹部６の開口部９の周囲に、環状のシールリング７が配設されている。また、分析用マニホールド２の内部には、試料流体や薬液等が流れる分析流路１０が形成されており、凹部６の内壁面には上流側の分析流路１０ａが開口されて開口端１１ａを、凹部６の底面には下流側の分析流路１０ｂが開口されて開口端１１ｂが形成されている。
【００１９】
また、凹部６には、圧力により分析流路１０ａ、１０ｂの開口端１１ａ、１１ｂを閉塞する遮蔽体として、上端部が開口し下端部が閉ざされ上下方向を長手方向とした袋状の弾性体からなるバルーン８が設けられている。このバルーン８はその上端部の外周において、別体のシールリング７と接合されているものであってもよく、シールリング７と一体形成されたものであってもよい。また、バルーン８はシールリング７とは別に凹部６の内周壁に固着した構成としてもよい。このバルーン８により凹部６の内部は、試料流体等が流れ込む区域と上面に開口した区域とが液密かつ気密に分離され、各々分析流路室１２及び圧力室１３とされている。
【００２０】
圧力配管用マニホールド３には、その側面において外部から圧力を供給される供給孔１４が開口され、その底面（図１の下側）においては凹部６に圧力を導入するための導入孔１５が開口されている。供給孔１４及び導入孔１５の間は、圧力配管用マニホールド３内部に形成された、圧力を伝える加圧媒体が通過する流路である連通流路１６によって連通されている。なお、加圧媒体としては、空気、油、水などの流体が挙げられる。
【００２１】
以上のような構成からなる分析用マニホールド２及び圧力配管用マニホールド３は、分析用マニホールド２の上面と圧力配管用マニホールド３の下面とにおいて、圧力配管用マニホールド３の下部に開口した導入孔１５が分析用マニホールド２の凹部６の中央に臨むように着脱可能に接合される。これにより、凹部６の内部に設けられた遮蔽体であるバルーン８が導入孔１５からの圧力により分析流路１０を開閉とする流路開閉機構１８が形成される。
【００２２】
また、図１においては分析計のマニホールドブロック１における一つの流路開閉機構１８を示し他の流路開閉機構１８の図示を省略したが、本実施形態における分析計では、分析用マニホールド２には複数の凹部６が設けられ、圧力配管用マニホールド３には複数の供給孔１４と、凹部６の数と同数の導入孔１５とが開口し、各供給孔１４といずれかの導入孔１５との間を各々連通する複数の連通流路１６が形成されており、分析用マニホールド２と圧力配管用マニホールド３とが、各凹部６にいずれか一の導入孔１５が臨むように着脱可能に接合されことにより複数の流路開閉機構１８が形成されている。
【００２３】
マニホールドブロック１の外部には、圧力源２２からの流体を制御するバルブユニット４が設けられている。該バルブユニット４は、第１から第３のポートを備える複数の切換弁２０が並設されて構成されており、それぞれの切換弁２０の第１のポート２１は圧力源２２から延びた加圧路２３の分岐路２３ａのいずれかに、第２のポート２４は排圧口２５に連通する共通の排圧路２６の分岐路２６ａのいずれかに、第３のポート２７は、供給路２８を介して圧力配管用マニホールド３に設けられた複数の供給孔１４のいずれかに、それぞれが接続されている。
【００２４】
また、それぞれの切換弁２０が接続される共通の排圧路２６の下流には、センサ３０が設けられている。該センサ３０は、排圧路を通過する流体の導電率や屈折率等を随時検出しており、差異を検知した場合に警報を出す構成となっている。
【００２５】
ここで、分析計における流路開閉機構１８による分析流路１０の開閉動作について説明する。切換弁２０において、第２のポート２４と第３のポート２７が連通されている場合、バルーン８は収縮しており、試料流体等は分析流路１０ａ、分析流路室１２、分析流路１０ｂの順に流れている。この状態で切換弁２０が第１のポート２１と第３のポート２７が連通されるように動作すると、圧力源２２からの加圧媒体の圧力が、加圧路２３、切換弁２０、供給路２８を介して圧力配管用マニホールド３の供給孔１４に供給される。続いて圧力が連通流路１６を通過し導入孔１５から凹部６の圧力室１３に到達すると、その圧力によりバルーン８が膨張し凹部６の内周壁及び底面に密着することによって、開口端１１ａ、１１ｂを閉塞し試料流路１０を閉鎖する。一方、試料流路１０を開通させる場合には、切換弁２０の第２のポート２４と第３のポート２７が連通されるように動作させることによって、圧力室１３の圧力を排除しバルーン８が収縮して試料流路１０が開通する。
【００２６】
従って、凹部６とバルーン８を備え、圧力により動作する単純な構成の流路開閉機構１８によって、分析流路１０の開閉を行うことができるため、従来のようにマニホールドブロック１表面に開閉用電磁弁５２を設けることなく、マニホールドブロック１の内部において分析流路１０の開閉が可能となる。また、分析流路１０がマニホールドブロック１の開閉用電磁弁５２内の流路等の外部を経由することはないため、外部との接続箇所に設置していたシールを設ける必要がなくなりシール箇所を少なくすることができる。また、分析流路を流れる試料流体や薬液等と接するのは分析用マニホールド３の他には遮蔽体となるバルーン８だけなので、バルーン８のみを試料流体等によって損なわれない材質とすればよい。
【００２７】
また、万一、バルーン８が破損等し、試料流体等が分析流路室１２から圧力室１３側に漏れた場合には、切換弁２０が第２ポート２４と第３ポート２７に連通して試料流路１０が開通しているとき、または切換弁２０が第１ポート２１と第３ポート２７が連通しているときは、切換弁２０を第２ポート２４と第３ポート２７が連通するように動作させることで、試料流体等は連通流路１６、供給路２８、切換弁２０、排圧路２６を通過し、排圧口２５に導くことができる。
【００２８】
さらに、分析流路１０を流れる液体やガス等の試料流体や薬液等が排圧路２６を通過した場合には、加圧媒体としての流体のみが通過している場合とは導電率や屈折率に差異を生じるため、センサ３０は警報を発し、これによりバルーン８の破損等により漏れが発生したことを検知することが可能となる。
【００２９】
以上から、分析計において、凹部６とバルーン８からなる単純な構成の流路開閉機構１８によって、マニホールドブロック１の内部で分析流路１０の開閉を行うこと可能となるため、デッドボリュームは凹部６内の極限られた部分のみとなり、コンタミネーションを抑制することができるとともに、試料流体の応答性を向上させることが可能となる。また、マニホールドブロック１の表面に開閉用電磁弁５２を実装するためのスペースを確保する必要がないため、設計の自由度が増すとともに、分析計におけるマニホールドブロック１のコンパクト化が可能となる。
【００３０】
また、各遮蔽体となるバルーン８のみを試料流体等に対して耐薬性、耐食性等がある材質とすればよく、シール箇所が少なくて済むため、液漏れのリスクを低下させることができる。さらに、マニホールドブロック１は透明な材質で構成されるため、バルーン８が伸縮して分析流路１０の開閉を行う箇所を直接確認することができるとともに、分析用マニホールド２及び圧力配管用マニホールド３は着脱可能に接合されているため流路開閉機構１８の修繕を容易に行うことができ、メンテナンスを容易にすることができる。
【００３１】
また、切換弁２０の第２ポート２４が共通の排圧路２６に接続されているため、万一バルーン８の破損等により分析流路１０側から連通流路１６側に試料流体等が漏れた場合であっても、共通の排圧路２６へ速やかに導かれるため、試料流体等が流路開閉機構１８の周辺に滞留することなく、漏れた試料流体等を容易に除去することが可能となる。またその際には、センサ３０が液漏れを自動的に検知するため、メンテナンスが容易となる。
【００３２】
次に、本発明に係る分析計の第二の実施形態のマニホールドブロック１の一部分について、図２から図４を用いて説明する。図２は該マニホールドブロック１の一部分の正面図、図３は図２におけるＸ方向矢視図、図４は図２におけるＹ方向矢視図である。図２から図４においては、図１と同じ構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３３】
図２から図４に示すようにマニホールドブロック１は、分析用マニホールド２と圧力配管用マニホールド３とがネジ止めによって着脱可能に接合されて構成されており、具体的には、圧力配管用マニホールド２の上面から下面にかけて形成された三箇所の貫通孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、分析用マニホールド２の上面に開口した三箇所のネジ穴３２ａ、３２ｂ、３２ｃに、圧力配管用マニホールド２の上面からネジ３３ａ、３３ｂ、３３ｃが通されることによって分析用マニホールド２と圧力配管用マニホールド３とが密着、接合されている。
【００３４】
分析用マニホールド２には、内部に二つの凹部６ａ、６ｂが並設されており、その開口部９ａ、９ｂの外周にはシールリング７ａ、７ｂが設けられており、凹部６ａ、６ｂの内部にはそれぞれバルーン８ａ、８ｂが設けられている。また、分析用マニホールド３の図３、図４に示すＡの面には接続管３４ａがはめ込まれており、該接続管３４ａから分析用マニホールド２の内部に向かって直線的に上流側分析流路３５が形成され、該上流側分析流路３５は凹部６ａ、６ｂに向けて図２、図３の左側に分岐して上流側分析流路３５ａ、３５ｂを構成し、凹部６ａ、６ｂの内壁面に開口端３６ａ、３６ｂを形成している。さらに、凹部６ａ、６ｂの底面には、それぞれ下流側分析流路３７ａ、３７ｂが開口した開口端３８ａ、３８ｂを形成している。
【００３５】
圧力配管用マニホールド３には、図３、図４に示すＡの面に供給孔１４が開口し、該供給孔１４には接続管３４ｂがはめ込まれ、圧力配管用マニホールド３の内部に向かって直線的に連通流路３９が形成されている。該連通流路３９は下方に向かって分岐し連通流路３９ａ、３９ｂを構成し、圧力配管用マニホールド３の下面に導入孔１５ａ、１５ｂを開口している。
【００３６】
以上のような構成からなる分析用マニホールド２及び圧力配管用マニホールド３が、分析用マニホールド２の上面と圧力配管用マニホールド３の下面とにおいて、圧力配管用マニホールド３の下部に開口した導入孔１５ａ、１５ｂが分析用マニホールド２の凹部６ａ、６ｂの中央に臨むように着脱可能に接合され、流路開閉機構１８ａ、１８ｂが形成される。
【００３７】
連通流路３９に供給された圧力は、連通流路３９ａ、３９ｂに従って分岐し、それぞれのバルーン８ａ、８ｂに送り込まれるとそれぞれのバルーンが膨張し、上流側分析流路３５ａ、３５ｂと下流側分析流路３７ａ、３７ｂを閉塞し、試料流体等の流れを遮断することができる。即ち、マニホールドブロック１に供給される一の圧力によって、流路開閉機構１８において前記上流側と下流側の２箇所の流路の開閉をすることが可能となり、このような構成を分析計に組み込むことにより設計の幅が広がり様々な分析に対応することができる。
【００３８】
図５に、本発明に係る分析計の第三の実施形態の部分模式図を示す。図５に示すマニホールドブロック１も、図１と同様に、一の分析流路１０を開閉する一の流路開閉機構１８を示したマニホールドブロック１の表面の部分模式図である。図５においては、図１と同じ構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この実施形態の分析計は、遮蔽体が弾性体からなる遮蔽膜４１で構成されており、分析流路１０ａ、１０ｂの両方が凹部６の底面に開口し、開口端４２ａ、４２ｂを形成している点で第一の形態と相違し、他は同様の構成となっている。
【００３９】
遮蔽膜４１は、円形の薄膜状の伸縮自在である弾性体から構成されており、凹部６の開口部９の全域を覆うように配設されている。この、遮蔽膜４１はその外周においてシールリング７を備えているが、別体のシールリング７と接合されているものであってもよく、シールリング７と一体形成されたものであってもよい。また、遮蔽膜４１はシールリング７とは別に凹部６の内周壁に固着した構成としてもよい。
【００４０】
導入孔１５から圧力が供給されると、遮蔽膜４１は凹部４の底面に向かって伸張し、凹部４底面に位置する開口端４２ａ、４２ｂを閉塞し、分析流路１０を閉鎖する。一方、圧力が排除されると、遮蔽膜１１は収縮して元に戻り、分析流路１０が連通する機構となっている。
【００４１】
第一の実施形態では、図１に示すように凹部６の内周壁側面に及び底面に位置する開口端１１ａ、１１ｂを閉塞するのに対し、第三の実施形態では、図５に示すように凹部６の底面に位置する開口端４２ａ、４２ｂを閉塞することができる。従ってこれらを組み合わせることにより、様々な形状の分析流路６に柔軟に対応することができ、設計上の幅を広げることができる。
【００４２】
図６に、本発明に係る分析計の第四の実施形態の一部分の模式図を示す。図６に示すマニホールドブロック１も、図１と同様に、一の分析流路１０を開閉する一の流路開閉機構１８を示したマニホールドブロック１の表面の部分模式図である。図６においては、図５と同じ構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この実施形態の分析計においては、圧力により分析流路１０を閉鎖する遮蔽体として、一定の厚さの円盤状の遮蔽板４４で構成されている点で第二の実施形態と相違し、他は同様の構成となっている。
【００４３】
遮蔽板４４は、その側面外周を取り巻くようにリップシール４５が備えられており、該遮蔽板４４は、リップシール４５を介して、凹部６の内周壁側面に密接しながらその上下方向に摺動可能となっている。さらに遮蔽板４４は、凹部６の開口部９に臨む分析用マニホールド３の下面に固定支持されたばね４６によって吊り下げされるように支持されている。
【００４４】
導入孔１５から圧力が供給されると、遮蔽板４４は凹部６の内壁面と摺動しながら下部に移動し、凹部６底面まで到達すると開口端４２ａ、４２ｂを閉塞し、分析流路１０を閉鎖する。一方、圧力が排除されると、ばね４６の収縮力により遮蔽板４４は上部に移動し、分析流路１０を連通されることで、分析流路１０の開閉が可能となる。
【００４５】
なお、遮蔽４４の外周部にリップシール４５を設けたが、遮蔽板４４の下面に両分開口端４２ａ、４２ｂの開口部周りに当接するシールリングを設けてもよい。
【００４６】
また、上述したようにマニホールドブロック１の外部には、圧力源２２からの加圧媒体としての流体を制御する流体制御ユニットであるバルブユニット４が設けられている。本実施形態では流体制御ユニットは切換弁２０としたが、これに限定されるものではなく、流体の流れの方向を制御する方向弁など、目的に合わせて適宜採用することができる。また、流体制御ユニットは前記弁に限定されるものではなく、これより先の圧力配管用マニホールド３へ供給する流体の圧力、流量、温度等各種性状を制御するものであってもよく、圧力制御弁（定圧弁、減圧弁）、流量計、流体を加圧するためのポンプなどが挙げられるが、目的に合わせて適したものを採用すればよい。
【００４７】
以上、本発明における実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更も含まれる。即ち、本発明にかかる分析計は、凹部６に遮蔽体を備え、圧力により遮蔽体が動作し分析流路１０を閉塞する流路開閉機構１８を備えることを特徴としており、この特徴が備えられている限り、いかなる実施形態をも包含している。例えば、一つのマニホールドブロック１の中に図１に示す流路開閉機構１８と図４に示す流路開閉機構１８等、異なる流路開閉機構１８が混在していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る分析計の第一の実施形態の要部模式図
【図２】本発明に係る分析計の第二の実施形態のマニホールドブロックの部分正面図
【図３】図２におけるＸ方向矢視図
【図４】図２におけるＹ方向矢視図
【図５】本発明に係る分析計の第三の実施形態のマニホールドブロックの部分模式図
【図６】本発明に係る分析計の第四の実施形態のマニホールドブロックの部分模式図
【図７】従来の流路開閉機構の模式図
【符号の説明】
【００４９】
２ 分析用マニホールド
３ 圧力配管用マニホールド
４ バルブユニット
６ 凹部
７ シールリング
８ バルーン
９ 開口部
１４ 供給孔
１５ 導入孔
１６ 連通流路
２０ 切換弁
２１ 第１のポート
２２ 圧力源
２４ 第２のポート
２６ 排圧路
２７ 第３のポート
２８ 供給路
３０ センサ
４１ 遮蔽膜
４４ 遮蔽板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体や気体等の性状や特定成分を、化学的、物理的、または光学的な方法で分析を行う分析計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体や気体の分析計として、試料導入部、前処理部、試薬添加部、反応部、測定部、廃液部など各処理工程を行う処理部を、複数の部分配管用チューブや弁装置等を介して接続すると共に、これらを定められた手順で動作させるための制御部が別途設けられている構成のものがある。このような配管用チューブを用いる分析計は、組み立てが簡易で、複雑な分析方法であっても、容易に対応することができるといったメリットがある。一方、配管用チューブのスペースを確保するためには分析計自体が大型となってしまい、さらに、チューブの老朽化、チューブ接続部の劣化などによる漏れ、チューブを定期的に交換しなければならない等の問題を抱えていた。
【０００３】
そこで、アクリル樹脂などの透明プラスチック部材やガラス等からなるマニホールドブロック中に流路を形成し、この流路の一部を測定セルや攪拌槽などとして機能させる分析計も提案されている（例えば非特許文献１参照）。この種の分析計においては、配管用チューブを多用することなく、複雑な手順の分析に対応することが可能な分析計も提案されており、装置のコンパクト化及び省メンテナンス化が進んでいる。（例えば特許文献１参照）。
【非特許文献１】「ＢｉｏＭＥＭＳを利用した煙道中のダイオキシン測定システムの開発、成果報告書（初年度）」、新エネルギー・産業技術総合開発機構、平成１４年３月
【特許文献１】特開２００５−９１２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、マニホールドブロック５１を用いた分析計においては流路制御のために、図７に示すように、マニホールドブロック５１の表面に、その内部に設けられた分析流路５３を開口させ、これら開口に接続するようにして、開閉用電磁弁５２をマニホールドブロック５１の表面に取り付けていた。
【０００５】
この場合、分析流路５３が一旦マニホールドブロック５１の内部から外れ、開閉用電磁弁５２を通過する必要があるため、開閉用電磁弁５２と分析流路５３との間にデッドボリュームが生じ、そこに試料流体や液薬等が残留してしまうことによって、コンタミネーションが起こり易くなってしまうとともに、それぞれの処理間における試料流体等の応答性が低下してしまうという欠点があった。
【０００６】
また、流路５３の開閉を要する箇所ごとにマニホールドブロック５１表面に開閉用電磁弁５２を設置するためのスペースを確保する必要があるため、コンパクト化をすることが困難であるとともに、その設置密度にも限界があった。さらに、開閉用電磁弁５２を用いた場合、その上流側と下流側の両側でマニホールドブロック５１の内部の分析流路５３と接続する必要があるため、シール箇所が増加し液漏れのリスクが高まるとともに、液漏れが発生した際には重大な損傷につながる恐れもあった。さらに、従来の開閉用電磁弁５２では、開閉部が内部にあるため、その部分を直接観察することができず、開閉の良否判断をすることが不可能であった。
【０００７】
この発明は、このような課題を解決せんと発明されたものであり、その目的は、マニホールドの内部で分析流路の開閉を可能とすることによってデッドボリュームを減少させるとともに、コンパクト化及び省メンテナンス化を図ることができる分析計の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る分析計は、内部に分析流路が形成されるとともに、前記分析流路の複数の開口端を有する一以上の凹部が表面に形成された分析用マニホールドと、圧力源から加圧媒体としての流体を介して圧力が供給される一以上の供給孔と、前記凹部に圧力を導入するための前記凹部と同数の導入孔とが表面に開口され、各前記供給孔といずれかの前記導入孔との間を各々連通する連通流路が形成された圧力配管用マニホールドとを備えるとともに、前記分析用マニホールドと前記圧力配管用マニホールドは、各前記凹部にいずれか一の前記導入孔が臨むように着脱可能に接合され、各前記凹部内に、該凹部が有する複数の開口端と該凹部に臨む導入孔との間を遮断しかつ該導入孔からの加圧の有無によって該複数の開口端の相互間を開閉可能な遮蔽体を設けたことを特徴とする。
【０００９】
圧力配管用マニホールドの供給孔に圧力が供給されると、連通流路を介して導入孔から分析用マニホールドの凹部内に設けられた遮蔽体に圧力が供給される。これによって、凹部内に位置する分析流路の開口端を閉塞し分析流路を遮断する。また、遮蔽体から圧力が排除されると、遮蔽体が分析流路を連通する機構となっている。従って、凹部と遮蔽体からなる単純な構成の分析流路の開閉機構を採用することにより、マニホールド表面に従来のような開閉用電磁弁を設けることなく、マニホールドの内部において分析流路の開閉が可能となる。また、分析流路がマニホールドの外部を経由することはないため、外部との接続箇所に設置していたシールを設ける必要がなくなり、シール箇所を少なくすることができる。また、分析流路を流れる試料流体や薬液等と接するのは分析用マニホールドの他には遮蔽体だけなので、遮蔽体だけを試料流体等に対して耐薬性、耐食性等がある材質とすればよい。
【００１０】
また、前記遮蔽体が前記導入孔からの加圧の有無によって伸縮する弾性体からなるものであってもよい。弾性体が膨張し凹部に密着することによって確実な分析流路の閉鎖することが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る分析計において、前記圧力配管用マニホールドが複数の前記供給孔を備えるとともに、さらに前記圧力源からの加圧媒体としての流体を制御する流体制御ユニットを備えるものであってもよい。流体制御ユニットは、前記圧力配管用マニホールドへ供給する流体の圧力、流量、温度等各種性状を制御したり、流路の切換または流体の流れの方向を制御するユニットであり、下記切換弁、方向弁、圧力制御弁、流量計、流体を加圧するためのポンプなどが挙げられる。
【００１２】
本発明に係る分析計においては、前記流体制御ユニットは各々第１から第３のポートを備える複数の切換弁を備えるバルブユニットであり、前記第１のポートは各々圧力源に、前記第２のポートは共通の排圧路に合流する複数の排圧路のいずれかに、前記第３のポートは前記各供給孔のいずれかに、各々接続されるものであってもよい。
【００１３】
切換弁の第２ポートが共通の排圧路に接続されているため、万一遮蔽体の破損等により分析流路から連通流路に試料流体等が漏れた場合であっても、試料流体等はそれぞれの供給孔及び切換弁を介して排圧路に導かれるため、試料流体が開閉機構の周辺に滞留することはない。さらに排圧路は全ての切換弁に共通のものであるため、いずれの試料流体等が漏れても必ず一の排圧路に導かれ、漏れた試料流体等を容易に除去することが可能となり、メンテナンスが容易となる。
【００１４】
さらに、前記分析計においては、前記共通の排圧路に前記分析流路を流れる流体が通過したか否かを検知するセンサが設けられてもよい。これにより、遮蔽体が破損し試料流体等が漏れたことを自動的に検出することができ、メンテナンスを容易にすることができる。
【００１５】
本発明に係る分析計においては、前記分析用マニホールドと前記圧力配管用マニホールドとは、透明の材質からなるものであることが好ましい。両マニホールドが透明であることによって、分析用マニホールド内の分析流路の開閉箇所を分解することなくして直接確認することができるため、開閉の良否判断を容易にすることが可能となり、メンテナンスが容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る分析計によれば、凹部と遮蔽体からなる単純な構成の流路開閉機構によって、マニホールドブロック内部において分析流路の開閉を行うこと可能となる。従って、デッドボリュームは凹部内の極限られた部分のみとなり、コンタミネーションを抑制することができるとともに、試料流体の応答性を向上させることが可能となる。また、マニホールドの表面に開閉用電磁弁を実装するためのスペースを確保する必要がないため、設計の自由度が増すとともにマニホールド自体のコンパクト化が可能となる。さらに、開閉用電磁弁によって分析流路の開閉を直接行う場合に比べて開閉機構におけるシール箇所が少ないため、液漏れのリスクを低下させることができるとともに、遮蔽体のみを試料流体等に対して耐薬性、耐食性等のある材質とすればよくメンテナンス性を向上させることができる。また、両マニホールドは着脱可能に接合されているため開閉部の修繕を容易に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る分析計を実施するための形態について詳細に説明する。図１は、本発明に係る分析計の第一の実施形態の一部分の模式図である。この分析計は、アクリル樹脂等の透明プラスチックやガラス等からなる分析用マニホールド２及び圧力配管用マニホールド３によって形成されるマニホールドブロック１と、圧力の給排を行うバルブユニット４により大略構成される。該マニホールドブロック１の表面には、図示しない試料供給源とつなぐ外部流路との接続口、図示しない薬液供給源とつなぐ外部流路との接続口、図示しない排液口とつなぐ外部流路との接続口、図示しない外部センサが設けられた外部流路との接続口等が適宜設けられる。また、マニホールドブロック１の内部には、液体やガス等の試料流体や薬液等が流れ、必要に応じて分岐、合流をする複数の分析流路１０が設けられるとともに、定められた手順で試料流体等に処理が施されるように該分析流路１０を開閉する流路開閉機構１８が形成されている。また、図１に示したマニホールドブロック１は、本発明に係る分析計に備えられた一の分析流路１０を開閉する一の流路開閉機構１８を示したマニホールドブロック１の表面の部分模式図であり、実際のマニホールドブロック１には複数の分析流路１０とともに複数の流路開閉機構１８が形成されている。
【００１８】
分析用マニホールド２の上面（図１の上側）には略円柱状の凹部６が開口しており、その凹部６の開口部９の周囲に、環状のシールリング７が配設されている。また、分析用マニホールド２の内部には、試料流体や薬液等が流れる分析流路１０が形成されており、凹部６の内壁面には上流側の分析流路１０ａが開口されて開口端１１ａを、凹部６の底面には下流側の分析流路１０ｂが開口されて開口端１１ｂが形成されている。
【００１９】
また、凹部６には、圧力により分析流路１０ａ、１０ｂの開口端１１ａ、１１ｂを閉塞する遮蔽体として、上端部が開口し下端部が閉ざされ上下方向を長手方向とした袋状の弾性体からなるバルーン８が設けられている。このバルーン８はその上端部の外周において、別体のシールリング７と接合されているものであってもよく、シールリング７と一体形成されたものであってもよい。また、バルーン８はシールリング７とは別に凹部６の内周壁に固着した構成としてもよい。このバルーン８により凹部６の内部は、試料流体等が流れ込む区域と上面に開口した区域とが液密かつ気密に分離され、各々分析流路室１２及び圧力室１３とされている。
【００２０】
圧力配管用マニホールド３には、その側面において外部から圧力を供給される供給孔１４が開口され、その底面（図１の下側）においては凹部６に圧力を導入するための導入孔１５が開口されている。供給孔１４及び導入孔１５の間は、圧力配管用マニホールド３内部に形成された、圧力を伝える加圧媒体が通過する流路である連通流路１６によって連通されている。なお、加圧媒体としては、空気、油、水などの流体が挙げられる。
【００２１】
以上のような構成からなる分析用マニホールド２及び圧力配管用マニホールド３は、分析用マニホールド２の上面と圧力配管用マニホールド３の下面とにおいて、圧力配管用マニホールド３の下部に開口した導入孔１５が分析用マニホールド２の凹部６の中央に臨むように着脱可能に接合される。これにより、凹部６の内部に設けられた遮蔽体であるバルーン８が導入孔１５からの圧力により分析流路１０を開閉とする流路開閉機構１８が形成される。
【００２２】
また、図１においては分析計のマニホールドブロック１における一つの流路開閉機構１８を示し他の流路開閉機構１８の図示を省略したが、本実施形態における分析計では、分析用マニホールド２には複数の凹部６が設けられ、圧力配管用マニホールド３には複数の供給孔１４と、凹部６の数と同数の導入孔１５とが開口し、各供給孔１４といずれかの導入孔１５との間を各々連通する複数の連通流路１６が形成されており、分析用マニホールド２と圧力配管用マニホールド３とが、各凹部６にいずれか一の導入孔１５が臨むように着脱可能に接合されことにより複数の流路開閉機構１８が形成されている。
【００２３】
マニホールドブロック１の外部には、圧力源２２からの流体を制御するバルブユニット４が設けられている。該バルブユニット４は、第１から第３のポートを備える複数の切換弁２０が並設されて構成されており、それぞれの切換弁２０の第１のポート２１は圧力源２２から延びた加圧路２３の分岐路２３ａのいずれかに、第２のポート２４は排圧口２５に連通する共通の排圧路２６の分岐路２６ａのいずれかに、第３のポート２７は、供給路２８を介して圧力配管用マニホールド３に設けられた複数の供給孔１４のいずれかに、それぞれが接続されている。
【００２４】
また、それぞれの切換弁２０が接続される共通の排圧路２６の下流には、センサ３０が設けられている。該センサ３０は、排圧路を通過する流体の導電率や屈折率等を随時検出しており、差異を検知した場合に警報を出す構成となっている。
【００２５】
ここで、分析計における流路開閉機構１８による分析流路１０の開閉動作について説明する。切換弁２０において、第２のポート２４と第３のポート２７が連通されている場合、バルーン８は収縮しており、試料流体等は分析流路１０ａ、分析流路室１２、分析流路１０ｂの順に流れている。この状態で切換弁２０が第１のポート２１と第３のポート２７が連通されるように動作すると、圧力源２２からの加圧媒体の圧力が、加圧路２３、切換弁２０、供給路２８を介して圧力配管用マニホールド３の供給孔１４に供給される。続いて圧力が連通流路１６を通過し導入孔１５から凹部６の圧力室１３に到達すると、その圧力によりバルーン８が膨張し凹部６の内周壁及び底面に密着することによって、開口端１１ａ、１１ｂを閉塞し試料流路１０を閉鎖する。一方、試料流路１０を開通させる場合には、切換弁２０の第２のポート２４と第３のポート２７が連通されるように動作させることによって、圧力室１３の圧力を排除しバルーン８が収縮して試料流路１０が開通する。
【００２６】
従って、凹部６とバルーン８を備え、圧力により動作する単純な構成の流路開閉機構１８によって、分析流路１０の開閉を行うことができるため、従来のようにマニホールドブロック１表面に開閉用電磁弁５２を設けることなく、マニホールドブロック１の内部において分析流路１０の開閉が可能となる。また、分析流路１０がマニホールドブロック１の開閉用電磁弁５２内の流路等の外部を経由することはないため、外部との接続箇所に設置していたシールを設ける必要がなくなりシール箇所を少なくすることができる。また、分析流路を流れる試料流体や薬液等と接するのは分析用マニホールド３の他には遮蔽体となるバルーン８だけなので、バルーン８のみを試料流体等によって損なわれない材質とすればよい。
【００２７】
また、万一、バルーン８が破損等し、試料流体等が分析流路室１２から圧力室１３側に漏れた場合には、切換弁２０が第２ポート２４と第３ポート２７に連通して試料流路１０が開通しているとき、または切換弁２０が第１ポート２１と第３ポート２７が連通しているときは、切換弁２０を第２ポート２４と第３ポート２７が連通するように動作させることで、試料流体等は連通流路１６、供給路２８、切換弁２０、排圧路２６を通過し、排圧口２５に導くことができる。
【００２８】
さらに、分析流路１０を流れる液体やガス等の試料流体や薬液等が排圧路２６を通過した場合には、加圧媒体としての流体のみが通過している場合とは導電率や屈折率に差異を生じるため、センサ３０は警報を発し、これによりバルーン８の破損等により漏れが発生したことを検知することが可能となる。
【００２９】
以上から、分析計において、凹部６とバルーン８からなる単純な構成の流路開閉機構１８によって、マニホールドブロック１の内部で分析流路１０の開閉を行うこと可能となるため、デッドボリュームは凹部６内の極限られた部分のみとなり、コンタミネーションを抑制することができるとともに、試料流体の応答性を向上させることが可能となる。また、マニホールドブロック１の表面に開閉用電磁弁５２を実装するためのスペースを確保する必要がないため、設計の自由度が増すとともに、分析計におけるマニホールドブロック１のコンパクト化が可能となる。
【００３０】
また、各遮蔽体となるバルーン８のみを試料流体等に対して耐薬性、耐食性等がある材質とすればよく、シール箇所が少なくて済むため、液漏れのリスクを低下させることができる。さらに、マニホールドブロック１は透明な材質で構成されるため、バルーン８が伸縮して分析流路１０の開閉を行う箇所を直接確認することができるとともに、分析用マニホールド２及び圧力配管用マニホールド３は着脱可能に接合されているため流路開閉機構１８の修繕を容易に行うことができ、メンテナンスを容易にすることができる。
【００３１】
また、切換弁２０の第２ポート２４が共通の排圧路２６に接続されているため、万一バルーン８の破損等により分析流路１０側から連通流路１６側に試料流体等が漏れた場合であっても、共通の排圧路２６へ速やかに導かれるため、試料流体等が流路開閉機構１８の周辺に滞留することなく、漏れた試料流体等を容易に除去することが可能となる。またその際には、センサ３０が液漏れを自動的に検知するため、メンテナンスが容易となる。
【００３２】
次に、本発明に係る分析計の第二の実施形態のマニホールドブロック１の一部分について、図２から図４を用いて説明する。図２は該マニホールドブロック１の一部分の正面図、図３は図２におけるＸ方向矢視図、図４は図２におけるＹ方向矢視図である。図２から図４においては、図１と同じ構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３３】
図２から図４に示すようにマニホールドブロック１は、分析用マニホールド２と圧力配管用マニホールド３とがネジ止めによって着脱可能に接合されて構成されており、具体的には、圧力配管用マニホールド２の上面から下面にかけて形成された三箇所の貫通孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃと、分析用マニホールド２の上面に開口した三箇所のネジ穴３２ａ、３２ｂ、３２ｃに、圧力配管用マニホールド２の上面からネジ３３ａ、３３ｂ、３３ｃが通されることによって分析用マニホールド２と圧力配管用マニホールド３とが密着、接合されている。
【００３４】
分析用マニホールド２には、内部に二つの凹部６ａ、６ｂが並設されており、その開口部９ａ、９ｂの外周にはシールリング７ａ、７ｂが設けられており、凹部６ａ、６ｂの内部にはそれぞれバルーン８ａ、８ｂが設けられている。また、分析用マニホールド３の図３、図４に示すＡの面には接続管３４ａがはめ込まれており、該接続管３４ａから分析用マニホールド２の内部に向かって直線的に上流側分析流路３５が形成され、該上流側分析流路３５は凹部６ａ、６ｂに向けて図２、図３の左側に分岐して上流側分析流路３５ａ、３５ｂを構成し、凹部６ａ、６ｂの内壁面に開口端３６ａ、３６ｂを形成している。さらに、凹部６ａ、６ｂの底面には、それぞれ下流側分析流路３７ａ、３７ｂが開口した開口端３８ａ、３８ｂを形成している。
【００３５】
圧力配管用マニホールド３には、図３、図４に示すＡの面に供給孔１４が開口し、該供給孔１４には接続管３４ｂがはめ込まれ、圧力配管用マニホールド３の内部に向かって直線的に連通流路３９が形成されている。該連通流路３９は下方に向かって分岐し連通流路３９ａ、３９ｂを構成し、圧力配管用マニホールド３の下面に導入孔１５ａ、１５ｂを開口している。
【００３６】
以上のような構成からなる分析用マニホールド２及び圧力配管用マニホールド３が、分析用マニホールド２の上面と圧力配管用マニホールド３の下面とにおいて、圧力配管用マニホールド３の下部に開口した導入孔１５ａ、１５ｂが分析用マニホールド２の凹部６ａ、６ｂの中央に臨むように着脱可能に接合され、流路開閉機構１８ａ、１８ｂが形成される。
【００３７】
連通流路３９に供給された圧力は、連通流路３９ａ、３９ｂに従って分岐し、それぞれのバルーン８ａ、８ｂに送り込まれるとそれぞれのバルーンが膨張し、上流側分析流路３５ａ、３５ｂと下流側分析流路３７ａ、３７ｂを閉塞し、試料流体等の流れを遮断することができる。即ち、マニホールドブロック１に供給される一の圧力によって、流路開閉機構１８において前記上流側と下流側の２箇所の流路の開閉をすることが可能となり、このような構成を分析計に組み込むことにより設計の幅が広がり様々な分析に対応することができる。
【００３８】
図５に、本発明に係る分析計の第三の実施形態の部分模式図を示す。図５に示すマニホールドブロック１も、図１と同様に、一の分析流路１０を開閉する一の流路開閉機構１８を示したマニホールドブロック１の表面の部分模式図である。図５においては、図１と同じ構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この実施形態の分析計は、遮蔽体が弾性体からなる遮蔽膜４１で構成されており、分析流路１０ａ、１０ｂの両方が凹部６の底面に開口し、開口端４２ａ、４２ｂを形成している点で第一の形態と相違し、他は同様の構成となっている。
【００３９】
遮蔽膜４１は、円形の薄膜状の伸縮自在である弾性体から構成されており、凹部６の開口部９の全域を覆うように配設されている。この、遮蔽膜４１はその外周においてシールリング７を備えているが、別体のシールリング７と接合されているものであってもよく、シールリング７と一体形成されたものであってもよい。また、遮蔽膜４１はシールリング７とは別に凹部６の内周壁に固着した構成としてもよい。
【００４０】
導入孔１５から圧力が供給されると、遮蔽膜４１は凹部４の底面に向かって伸張し、凹部４底面に位置する開口端４２ａ、４２ｂを閉塞し、分析流路１０を閉鎖する。一方、圧力が排除されると、遮蔽膜１１は収縮して元に戻り、分析流路１０が連通する機構となっている。
【００４１】
第一の実施形態では、図１に示すように凹部６の内周壁側面に及び底面に位置する開口端１１ａ、１１ｂを閉塞するのに対し、第三の実施形態では、図５に示すように凹部６の底面に位置する開口端４２ａ、４２ｂを閉塞することができる。従ってこれらを組み合わせることにより、様々な形状の分析流路６に柔軟に対応することができ、設計上の幅を広げることができる。
【００４２】
図６に、本発明に係る分析計の第四の実施形態の一部分の模式図を示す。図６に示すマニホールドブロック１も、図１と同様に、一の分析流路１０を開閉する一の流路開閉機構１８を示したマニホールドブロック１の表面の部分模式図である。図６においては、図５と同じ構成部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この実施形態の分析計においては、圧力により分析流路１０を閉鎖する遮蔽体として、一定の厚さの円盤状の遮蔽板４４で構成されている点で第二の実施形態と相違し、他は同様の構成となっている。
【００４３】
遮蔽板４４は、その側面外周を取り巻くようにリップシール４５が備えられており、該遮蔽板４４は、リップシール４５を介して、凹部６の内周壁側面に密接しながらその上下方向に摺動可能となっている。さらに遮蔽板４４は、凹部６の開口部９に臨む分析用マニホールド３の下面に固定支持されたばね４６によって吊り下げされるように支持されている。
【００４４】
導入孔１５から圧力が供給されると、遮蔽板４４は凹部６の内壁面と摺動しながら下部に移動し、凹部６底面まで到達すると開口端４２ａ、４２ｂを閉塞し、分析流路１０を閉鎖する。一方、圧力が排除されると、ばね４６の収縮力により遮蔽板４４は上部に移動し、分析流路１０を連通されることで、分析流路１０の開閉が可能となる。
【００４５】
なお、遮蔽４４の外周部にリップシール４５を設けたが、遮蔽板４４の下面に両分開口端４２ａ、４２ｂの開口部周りに当接するシールリングを設けてもよい。
【００４６】
また、上述したようにマニホールドブロック１の外部には、圧力源２２からの加圧媒体としての流体を制御する流体制御ユニットであるバルブユニット４が設けられている。本実施形態では流体制御ユニットは切換弁２０としたが、これに限定されるものではなく、流体の流れの方向を制御する方向弁など、目的に合わせて適宜採用することができる。また、流体制御ユニットは前記弁に限定されるものではなく、これより先の圧力配管用マニホールド３へ供給する流体の圧力、流量、温度等各種性状を制御するものであってもよく、圧力制御弁（定圧弁、減圧弁）、流量計、流体を加圧するためのポンプなどが挙げられるが、目的に合わせて適したものを採用すればよい。
【００４７】
以上、本発明における実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更も含まれる。即ち、本発明にかかる分析計は、凹部６に遮蔽体を備え、圧力により遮蔽体が動作し分析流路１０を閉塞する流路開閉機構１８を備えることを特徴としており、この特徴が備えられている限り、いかなる実施形態をも包含している。例えば、一つのマニホールドブロック１の中に図１に示す流路開閉機構１８と図４に示す流路開閉機構１８等、異なる流路開閉機構１８が混在していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る分析計の第一の実施形態の要部模式図
【図２】本発明に係る分析計の第二の実施形態のマニホールドブロックの部分正面図
【図３】図２におけるＸ方向矢視図
【図４】図２におけるＹ方向矢視図
【図５】本発明に係る分析計の第三の実施形態のマニホールドブロックの部分模式図
【図６】本発明に係る分析計の第四の実施形態のマニホールドブロックの部分模式図
【図７】従来の流路開閉機構の模式図
【符号の説明】
【００４９】
２ 分析用マニホールド
３ 圧力配管用マニホールド
４ バルブユニット
６ 凹部
７ シールリング
８ バルーン
９ 開口部
１４ 供給孔
１５ 導入孔
１６ 連通流路
２０ 切換弁
２１ 第１のポート
２２ 圧力源
２４ 第２のポート
２６ 排圧路
２７ 第３のポート
２８ 供給路
３０ センサ
４１ 遮蔽膜
４４ 遮蔽板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に分析流路が形成されるとともに、前記分析流路の複数の開口端を有する一以上の凹部が表面に形成された分析用マニホールドと、
圧力源から加圧媒体としての流体を介して圧力が供給される一以上の供給孔と、前記凹部に圧力を導入するための前記凹部と同数の導入孔とが表面に開口され、各前記供給孔といずれかの前記導入孔との間を各々連通する連通流路が形成された圧力配管用マニホールドとを備えるとともに、
前記分析用マニホールドと前記圧力配管用マニホールドは、各前記凹部にいずれか一の前記導入孔が臨むように着脱可能に接合され、
各前記凹部内に、該凹部が有する複数の開口端と該凹部に臨む導入孔との間を遮断しかつ該導入孔からの加圧の有無によって該複数の開口端の相互間を開閉可能な遮蔽体を設けたことを特徴とする分析計。
【請求項２】
前記遮蔽体が、前記導入孔からの加圧の有無よって伸縮する弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載の分析計。
【請求項３】
前記圧力配管用マニホールドが複数の前記供給孔を備えるとともに、さらに前記加圧媒体としての流体を制御する流体制御ユニットを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の分析計。
【請求項４】
前記流体制御ユニットは、各々第１から第３のポートを備える複数の切換弁を備えるバルブユニットであり、
前記第１のポートは、各々圧力源に、
前記第２のポートは、共通の排圧路に合流する複数の排圧路のいずれかに、
前記第３のポートは、前記各供給孔のいずれかに、各々接続されることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の分析計。
【請求項５】
前記共通の排圧路に前記分析流路を流れる流体が通過したか否かを検知するセンサが設けられたことを特徴とする請求項４記載の分析計。
【請求項６】
前記分析用マニホールドと前記圧力配管用マニホールドとは、透明の材質からなることを特徴としている請求項１から５いずれかに記載の分析計。
【請求項１】
内部に分析流路が形成されるとともに、前記分析流路の複数の開口端を有する一以上の凹部が表面に形成された分析用マニホールドと、
圧力源から加圧媒体としての流体を介して圧力が供給される一以上の供給孔と、前記凹部に圧力を導入するための前記凹部と同数の導入孔とが表面に開口され、各前記供給孔といずれかの前記導入孔との間を各々連通する連通流路が形成された圧力配管用マニホールドとを備えるとともに、
前記分析用マニホールドと前記圧力配管用マニホールドは、各前記凹部にいずれか一の前記導入孔が臨むように着脱可能に接合され、
各前記凹部内に、該凹部が有する複数の開口端と該凹部に臨む導入孔との間を遮断しかつ該導入孔からの加圧の有無によって該複数の開口端の相互間を開閉可能な遮蔽体を設けたことを特徴とする分析計。
【請求項２】
前記遮蔽体が、前記導入孔からの加圧の有無よって伸縮する弾性体からなることを特徴とする請求項１に記載の分析計。
【請求項３】
前記圧力配管用マニホールドが複数の前記供給孔を備えるとともに、さらに前記加圧媒体としての流体を制御する流体制御ユニットを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の分析計。
【請求項４】
前記流体制御ユニットは、各々第１から第３のポートを備える複数の切換弁を備えるバルブユニットであり、
前記第１のポートは、各々圧力源に、
前記第２のポートは、共通の排圧路に合流する複数の排圧路のいずれかに、
前記第３のポートは、前記各供給孔のいずれかに、各々接続されることを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の分析計。
【請求項５】
前記共通の排圧路に前記分析流路を流れる流体が通過したか否かを検知するセンサが設けられたことを特徴とする請求項４記載の分析計。
【請求項６】
前記分析用マニホールドと前記圧力配管用マニホールドとは、透明の材質からなることを特徴としている請求項１から５いずれかに記載の分析計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２３２７５１（Ｐ２００８−２３２７５１Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７１１８２（Ｐ２００７−７１１８２）
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００２１９４５１）東亜ディーケーケー株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１９日（２００７．３．１９）
【出願人】（０００２１９４５１）東亜ディーケーケー株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]