るつぼ供給機構
【課題】るつぼ供給機構を簡単な構成にするとともに低コストを実現し、小型化しながらもるつぼの収容数を増大する。
【解決手段】るつぼ供給機構において、傾斜した載置面３１１上に並列にるつぼを載置し、その載置面３１１を滑降するるつぼをテーパ状の案内面３１２ｂにより、出口３１２ａに設けられたるつぼ移動機構３１３に集める。このるつぼ移動機構３１３は、るつぼを収容する収容凹部３１３１ｘを周面部３１３１ａに備えており、滑降したるつぼを受け取る受取位置と、るつぼ供給口３１４と連通して、るつぼを落下させる供給位置との間を回転移動する。
【解決手段】るつぼ供給機構において、傾斜した載置面３１１上に並列にるつぼを載置し、その載置面３１１を滑降するるつぼをテーパ状の案内面３１２ｂにより、出口３１２ａに設けられたるつぼ移動機構３１３に集める。このるつぼ移動機構３１３は、るつぼを収容する収容凹部３１３１ｘを周面部３１３１ａに備えており、滑降したるつぼを受け取る受取位置と、るつぼ供給口３１４と連通して、るつぼを落下させる供給位置との間を回転移動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄鋼や非鉄金属、セラミックスなどの測定試料中に含まれる炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）、酸素（Ｏ）等の元素を分析する元素分析装置に関し、特に、るつぼを供給するるつぼ供給機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の元素分析装置は、例えば特許文献１に示すように、上部電極及び下部電極に狭持されたるつぼに測定試料を収容して、電圧を印加することにより、るつぼ内の測定試料を加熱して、それによって生じたガスを分析して前記測定試料の元素を分析している。そして、この元素分析装置では、るつぼを供給するるつぼ供給機構を備え、当該るつぼ供給機構により供給されたるつぼを搬送機構によって下部電極上に搬送するようにしている。
【０００３】
従来、るつぼ供給機構は、特許文献２に示すように、円筒状の収容空間内にるつぼを縦積みにして複数列収容し、るつぼを供給する際には、収容空間下部に設けられた開閉口を開口してるつぼを落下させることにより供給している。
【０００４】
しかしながら、この構成では開閉口を開口してるつぼを落下させる際に、落下するるつぼ以外のるつぼを保持するアクチュエータ等の保持機構が必要となる。また、１列のるつぼが供給された後に、他の列からるつぼを落下させるために、収容空間を回転させて、開閉口の上部に他の列を移動させる回転機構が必要である。なお、各列が無くなったことを検出するためにセンサも必要である。そうすると、るつぼ供給機構が構造的に複雑になってしまい、製造コストも高くなるという問題がある。さらに、上記機構の設置空間など、るつぼ以外の部品の占める空間が大きくなってしまい、るつぼ供給機構が大型化してしまうとともに、その割にるつぼの収容数が少ないという問題がある。
【特許文献１】特許２９４９５０１号公報
【特許文献２】特表２００６−５０４０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、るつぼ供給機構を簡単な構成にするとともに低コストを実現し、小型化しながらもるつぼの収容数を増大することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明にるつぼ供給機構は、るつぼに入れた試料を加熱することにより、当該試料内部に含まれている元素をガス成分として抽出して分析する元素分析装置に用いられるるつぼ供給機構であって、複数のるつぼが並列に載置される傾斜した載置面と、前記載置面の傾斜方向下方に出口を形成し、前記載置面を自重により滑降するるつぼを前記出口に向かって案内する案内部材と、前記案内部材の出口及びるつぼを導出する供給口との間に介在して設けられ、前記出口に滑降したるつぼを前記供給口に移動するるつぼ移動機構と、を具備し、前記るつぼ移動機構が、前記案内部材の出口に設けられ、前記載置面を滑降するるつぼを収容する収容凹部が周面部に形成されたるつぼ移動体と、前記収容凹部が滑降するるつぼを受け取る受取位置と、前記収容凹部が前記供給口に連通して、前記収容凹部内のるつぼを前記供給口に落下させる供給位置との間を移動させる駆動部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、るつぼを並列に載置しているので、るつぼの収容数を増大させることができる。また、載置面を自重により滑降したるつぼが案内部材により出口に案内され、案内されたるつぼがそのまま収容凹部内に滑降し、供給口に搬送されるので、るつぼ供給機構の構成を簡単にし、製造コストを削減することができる。さらに、るつぼ供給機構の構成を簡単にすることにより、又るつぼを並列に載置することによりるつぼ供給機構を小型化することができる。
【０００８】
るつぼ移動機構の構成を簡単にすることによってるつぼ供給機構の構成を簡単且つ小型化するためには、前記駆動部が、前記るつぼ移動体を回転駆動するものであり、前記るつぼ移動体が前記収容位置から回転した状態において、その周面部が前記出口を閉塞するものであることが望ましい。これならば、案内部材の出口から滑降するるつぼを堰き止める機構を不要にすることができる。
【０００９】
また、案内部材の出口近傍において、るつぼが詰まり、るつぼ移動体の収容凹部内に滑降しなくなることを簡単な構成により防止するためには、前記るつぼ移動体が、前記収容位置及び前記供給位置間を移動する途中において、前記案内部材の出口近傍にあるるつぼに接触する突起部を備えることが望ましい。
【００１０】
載置面上に載置したるつぼが転倒して、るつぼの供給を妨げることを好適に防止するためには、前記載置面上に載置されたるつぼの転倒を防止する転倒防止構造を備え、前記転倒防止構造が、前記載置面に対向して設けられた対向面により形成され、前記載置面と前記対向面との距離が前記るつぼの最長の対角線の長さ寸法よりも小さいことが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、るつぼ供給機構を簡単な構成にするとともに低コストを実現し、小型化しながらもるつぼの収容数を増大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態の元素分析装置１００の概略構成図、図２はるつぼ供給機構３の構成を示す模式的断面図、図３はるつぼ収容部３１の正面図、図４はるつぼ移動機構３１３を模式的に示す断面図、図５はるつぼ移動体３１３１の動作を示す図、図６はるつぼ移動体３１３１及び案内部材３１２の出口３１２ａ近傍を主として示す部分斜視図、図７は転倒防止構造６を示す図である。
【００１３】
＜装置構成＞
本実施形態に係る元素分析装置１００は、るつぼＲ内に収容された金属試料（以下、単に試料とも言う）を加熱し、その際に発生するガス成分を分析することによって、当該試料中に含まれている元素を測定するもので、分析装置本体１と、当該分析装置本体１にるつぼＲを搬送するるつぼ搬送機構２と、当該るつぼ搬送機構２に搬送されるるつぼＲを供給するるつぼ供給機構３とを備えている。以下それぞれについて説明する。
【００１４】
＜＜分析装置本体１＞＞
分析装置本体１から説明すると、この分析装置本体１の正面には、図１に示すように、上部電極１２及び下部電極１１が上下に離間させて設けられており、下部電極１１上に、試料を収容したるつぼＲを載置できるように構成してある。この図１に示す下部電極１１上に載置されたるつぼ位置が加熱位置Ｐ１である。なお、図１中、符号１３は下部電極１１上におけるるつぼの有無を検知する検知センサ（例えば光電センサ）である。また、るつぼＲは、上部が開口した円筒状をなす黒鉛を素材としたもので、下端部は先細りのテーパ形状をなしている。なお、るつぼＲは、下端部が先細りテーパ形状をなすものの他、下端部の外周に環状凹溝が形成されたものであっても良い。
【００１５】
そして分析時は、加熱位置Ｐ１に置かれたるつぼＲに対して、下部電極１１が上方にスライドし、上部電極１２との間でるつぼＲを挟み込む。この状態で、上部電極１２の上方に設けられた試料投入口１２Ａから、るつぼＲ内に試料を投入されると、その後、電極１１、１２間に電流が印加され、るつぼＲが発熱して内部の試料が加熱される。加熱された試料から発生したガスは、図示しない分析部に送られて成分が測定され、その結果から、試料に元々含まれていた元素が分析される。
【００１６】
例えば、試料中の酸素量を測定する場合には、試料の加熱によって反応生成物であるＣＯ（一酸化炭素）を発生させ、ＣＯを例えば分析部を構成する非分散形赤外線検出器を用いて測定し、そのＣＯ値に基づいて当該試料中に存在していた酸素量を測定・算出する。その他、反応生成物とそれに応じた分析部を設定することにより、水素窒素などの成分も測定することができる。なお、分析後は、使用したるつぼＲは、るつぼ搬送機構２により試料と共に廃棄処分される。
【００１７】
＜＜るつぼ搬送機構２＞＞
るつぼ搬送機構２は、図１に示すように、後述するるつぼ設置部３３に設置されたるつぼＲを、分析装置本体１における加熱位置Ｐ１まで搬送するものであり、加熱位置Ｐ１（下部電極１１）に対して進退移動可能なアーム部２１と、当該アーム部２１を駆動する駆動機構（図示しない）と、アーム部２１の先端に取り付けられた一対の把持爪２２とを具備するもので、別に設けた制御機器（図示しない）からの指令によって制御される。
【００１８】
アーム部２１の基端部は、基台１０１に設けられた駆動機構の回転軸に連結されており、この駆動機構により、アーム部２１は、加熱位置Ｐ１及び加熱位置Ｐ１から離間した退避位置の間を回転して進退移動する。ここで、退避位置は、加熱位置Ｐ１に対して、るつぼ設置部３３よりも外方に位置している。また、把持爪２２は、少なくとも一方が例えば概略くの字形をなすものである。各把持爪２２は、基端部においてアーム部２１にスライド駆動可能に保持されており、前記制御機器からの指令で把持爪２２間の距離を縮めるようにスライドさせることによって、各把持爪２２の中央部分間で前記るつぼＲの側周面を狭圧把持できるように構成されている。
【００１９】
るつぼ搬送機構２の動作について説明すると、るつぼ搬送時において、アーム部２が退避位置から回転移動して、るつぼ設置部３３に至る。そして、把持爪２１がるつぼ設置部３３にあるるつぼＲを把持する。その後、再び回転移動して、加熱位置Ｐ１に移動し、加熱位置Ｐ１（下部電極１１上）にるつぼＲを載置する。載置後、アーム部２は退避位置に戻る。また分析後は、アーム部２１が退避位置から加熱位置Ｐ１に移動し、把持爪２１が下部電極１１上にあるるつぼＲを把持し、図示しない廃棄容器に搬送して廃棄する。
【００２０】
＜＜るつぼ供給機構３＞＞
るつぼ供給機構３は、るつぼ搬送機構２により搬送されるるつぼＲを自動的に供給するものであり、特に図２に示すように、複数のるつぼＲを収容可能なるつぼ収容部３１と、るつぼ収容部３１からるつぼＲを自重により落下させる案内路３２と、案内路３２の導出口３２ｂに設けられ、落下したるつぼＲを受け取るるつぼ設置部３３と、を備えている。
【００２１】
るつぼ収容部３１は、図２及び図３に示すように、複数のるつぼＲが並列に載置される傾斜した載置面３１１と、載置面３１１の傾斜方向下方に出口３１２ａを形成し、自重により載置面３１１を滑降するるつぼＲを出口３１２ａに向かって案内する案内部材３１２と、案内部材３１２の出口３１２ａ、及びるつぼＲを案内路３２に供給する供給口３１４の間に介在して設けられ、出口３１２ａに滑降したるつぼＲを供給口３１４に移動させるるつぼ移動機構３１３と、を備える。なお、供給口３１４は、平板３１ｘの載置面３１１下方に設けられている。
【００２２】
載置面３１１は、図２に示すように、水平方向に対して、るつぼＲが転倒すること無く、自重により滑降する角度に傾斜しており、水平方向に対して傾斜して設けられた平板３１ｘの上面に形成されている。この傾斜角度は、供給口３１４に移動されたるつぼＲが、自重により落下する角度であり、具体的には約３０度である。
【００２３】
案内部材３１２は、図３に示すように、前記平板３１ｘの上面において載置面３１１の周囲を覆うように設けられている。具体的に案内部材３１２は、載置面３１１の上部及び傾斜方向上方を開放するように、載置面３１１の左右側方及び傾斜面下方に立設されている。そして、傾斜方向下方には、るつぼＲを滑降させて外部に導くための出口３１２ａを形成している。また、本実施形態の案内部材３１２は、出口３１２ａ近傍において、滑降するるつぼＲを出口３１２ａに集めるために、左右対向面の幅が出口３１２ａに向かうに従って徐々に狭くなるテーパ状をなす案内面３１２ｂを備えている。なお、載置面３１１の傾斜方向上方を開口させていることにより、るつぼＲの補給を容易に行うことができる。
【００２４】
るつぼ移動機構３１３は、図３及び図４に示すように、載置面３１１を滑降するるつぼＲを収容する収容凹部３１３１ｘが周面部３１３１ａに形成されたるつぼ移動体３１３１と、収容凹部３１３１ｘが滑り降りるるつぼＲを受け取り収容する収容位置Ｓと、収容凹部３１３１ｘが供給口３１４に連通して、収容凹部３１３１ｘ内のるつぼＲを自重により供給口３１４に落下させる供給位置Ｔとの間を回転移動させる駆動部３１３２と、を備える。
【００２５】
るつぼ移動体３１３１は、平板３１ｘの上面において、案内部材３１２の出口３１２ａ近傍に設けられている。また、るつぼ移動体３１３１は概略回転体形状をなし、本実施形態では概略円柱形状である。そして、るつぼ移動体３１３１は、その中心軸に回転軸ＲＳを有し、この回転軸ＲＳにより一軸周りに回転可能に構成されている。
【００２６】
また、るつぼ移動体３１３１の周面部３１３１ａには、その軸方向に沿って、軸方向一端面である上面から他端面である下面に亘って形成された収容凹部３１３１ｘが設けられている。この収容凹部３１３１ｘは、１つのるつぼＲが収容する大きさを有しており、るつぼＲを収容した状態において、当該るつぼＲがるつぼ移動体３１３１の仮想外接円内に位置する。
【００２７】
駆動部３１３２は、平板３１ｘの裏面側に設けられ、装置本体側に固定されている。そして、駆動部３１３２は、図４に示すように、るつぼ移動体３１３１を回転軸ＲＳ周りに回転するものであり、モータＭと当該モータＭの回転をるつぼ移動体３１３１に設けられた回転軸ＲＳに伝達する駆動軸ＤＳとを備えている。なお、るつぼ移動体３１３１の回転軸ＲＳは、平板３１ｘに設けられた貫通孔を通って、平板３１ｘの裏面側に延出しており、駆動部３１３２の駆動軸ＤＳに連結される。
【００２８】
そして、本実施形態では、前記駆動部３１３２と、るつぼ移動体３１３１及び平板３１ｘ（載置面３１１、案内部材３１２）とを分離可能にしている。つまり、るつぼ移動体３１３１に接続された回転軸ＲＳと、駆動部３１３２の駆動軸ＤＳとの間に、分離連結機構３１５が設けられている。この分離連結機構３１５は、回転軸ＲＳ又は駆動軸ＤＳの一方に設けられた凹部３１５ｍと、他方に設けられた凸部３１５ｎとから構成される。これら凹部３１５ｍ及び凸部３１５ｎは、軸方向に着脱可能であり、連結時において相対回転不能に係合するように構成されている。この分離連結機構３１５により、るつぼ移動体３１３１及び平板３１ｘを装置本体から容易に取り外すことができ、例えばるつぼ移動体３１３１及び平板３１ｘの清掃等を簡単に行うことができる。
【００２９】
また、駆動部３１３２は、図５に示すように、収容凹部３１３１ｘが滑り降りるるつぼＲを受け取り収容する収容位置Ｓ（図５（Ａ））と、収容凹部３１３１ｘが供給口３１４に連通して、収容凹部３１３１ｘ内のるつぼＲを自重により供給口３１４に落下させる供給位置Ｔ（図５（Ｂ））との間を回転移動するように、るつぼ移動体３１３１を一方向に回転させるものである。
【００３０】
収容位置Ｓにおいて、収容凹部３１３１ｘは、案内部材３１２の出口３１２ａ内に位置し、傾斜方向上方を向く。なお、供給口３１４は、収容凹部３１３１ｘを回転軸ＲＳを回転中心として回転させたときに、その移動円上に設けられている。
【００３１】
また、るつぼ移動体３１３１は、駆動部３１３２により収容位置Ｓから回転移動されたときに、再び収容位置Ｓに達するまで、その周面部３１３１ａが案内部材３１２の出口３１２ａを閉塞する（図５参照）。これにより、出口３１２ａから下方に滑降するるつぼＲを堰き止めることができる。また、別個に案内部材３１２の出口３１２ａを閉塞する機構を不要にすることができる。
【００３２】
さらに、るつぼ移動体３１３１は、図３、５及び６に示すように、収容位置Ｓ及び供給位置Ｔ間を移動する途中において、案内部材３１２の出口３１２ａ近傍にあるるつぼＲに接触する突起部３１７を備える。この突起部３１７は、るつぼ移動体３１３１の周面部３１３１ａに設けられており、具体的には、収容凹部３１３１ｘの回転方向近傍に設けられている。これにより、収容凹部３１３１ｘが供給位置Ｔから収容位置Ｓに移動する途中で、収容凹部３１３１ｘが案内部材３１２の出口３１２ａに到達する前に突起部３１７が出口３１２ａ近傍のるつぼＲに接触してるつぼＲの詰まりを壊すことができる（図５（Ｃ））。なお、案内部材３１２には、図６に示すように、当該突起部３１７の移動を妨げないために、出口３１２ａに突起部３１７が通過する切り欠き溝３１２Ｍが設けられている。
【００３３】
さらに、本実施形態の供給口３１４は、回転軸ＲＳよりも傾斜方向下側に設けられており、るつぼＲを収容凹部３１３１ｘに保持させたまま回転させると、供給口３１４に移動する前に、収容凹部３１３１ｘから周面部３１３１ａの外方に落下してしまう恐れがある。この落下を防止するために、図３、５及び６に示すように、るつぼ移動体３１３１の周囲に落下防止壁３１６が設けられている。この落下防止壁３１６は、少なくともるつぼ移動体３１３１の傾斜方向下側側面に沿って設けられ、収容凹部３１３１ｘが傾斜方向下方を向くときに、当該収容凹部３１３１ｘの周面部側開口を覆うものである。
【００３４】
さらに、るつぼ収容部３１は、図７に示すように、前記載置面３１１上に載置されたるつぼＲの転倒を防止する転倒防止構造６を備えている。この転倒防止構造６は、載置面３１１に対向して設けられた対向面３１８により形成され、載置面３１１と対向面３１８との距離が前記るつぼＲの最長の対角線の長さ寸法よりも小さくなるように設けられている。具体的に対向面３１８は、案内部材３１２に着脱可能に設けられるカバー体３１ｙの載置面３１１側を向く面により形成されている。このカバー体３１ｙは、案内部材３１２に対して表裏いずれにおいても取り付けることができる。そして、表面又は裏面の一方に板厚部３１ｙ１を設け、裏面側を取り付けた場合（図７（Ａ））と表面側を取り付けた場合（図７（Ｂ））とで、載置面３１１と対向面３１８との距離が異なるようにし、異なるサイズのるつぼＲに対応して転倒防止構造６の機能を発揮できるようにしている。具体的には、前述した下端部が先細りテーパ形状をなす黒鉛るつぼ、及びそれと長さ寸法の異なる水素分析等に用いられる下端部に環状凹溝が形成された黒鉛るつぼ等のように異なるサイズのるつぼＲに対応して転倒防止構造６の機能を発揮できるようにしている。
また、カバー体３１ｙには、図１、図２及び図７に示すように、るつぼＲを補給するための補給孔３１９が設けられている。この補給孔３１９は、るつぼＲの外径よりも若干大きく形成された貫通孔である。これならば、るつぼＲを随時補給することが可能となり、また、補給孔３１９からるつぼＲを追加しても、前記転倒防止構造６（対向面３１８）により、補給されたるつぼＲが転倒しないため、補給が容易になる。
【００３５】
案内路３２は、るつぼＲを略鉛直方向に落下させて、るつぼ設置部３３に案内するものであり、図２に示すように、一端がるつぼＲを導入する導入口３２ａとして開口し、他端がるつぼＲを導出する導出口３２ｂとしてるつぼ設置部３３の上方に開口している。本実施形態の案内路３２は、概略円筒形状をなす案内管５により略鉛直方向に形成されており、案内路３２の導入口３２ａは、るつぼ収容部３１の排出口３１２に連通している。
【００３６】
また、案内路３２は、るつぼ収容部３１から導入されたるつぼＲを上下正向きの状態のまま落下させるものであり、るつぼＲが落下する際に上下反転しない内径、例えば、るつぼＲの最長の対角線の長さ寸法よりも小さい内径である。
【００３７】
案内管５の側壁には、供給口３１４から導入されたるつぼＲ以外の異物（例えばるつぼＲの破片等）を出口（導出口３２ｂ）に到達させること無く案内管５の外部に排出するための、例えばスリット状の貫通孔５Ａが１又は複数個設けられている。具体的には、案内管５中、傾斜面３１１に略垂直に設けられた屈曲部５１の側壁下方に貫通孔５Ａが設けられている。これにより、破片は自重により貫通孔５Ａを通って案内管５外に排出される。また、この貫通孔５Ａにより、案内路３２におけるるつぼＲの詰まりを確認することもできる。
【００３８】
また、案内路３２の出口近傍には、るつぼＲの落下速度を低下させるためのテーパ部３２１が形成されている。このテーパ部３２１の最小径は、るつぼＲの外径よりも若干大きく、るつぼＲが通過可能なものである。また案内路３２におけるテーパ部３２１の下流側は、テーパ部３２１の最小径と同一径を有する。これならば、案内路３２の出口近傍におけるるつぼＲの落下速度を小さくすることができ、るつぼ設置部３３に着地する際のるつぼＲの損傷を防止することができる。また、るつぼ設置部３３での設置位置の位置ずれを防止することができ、精度良く設置することができる。
【００３９】
るつぼ設置部３３は、図１及び図２に示すように、基台１０１に設けられたエアシリンダ等からなる昇降機構３４の駆動軸３４１の先端部に設けられている。そして、るつぼ設置部３３は、案内路３２に接続されて、落下したるつぼＲを受け取る受取位置Ｑ１と、当該受取位置Ｑ１から鉛直下方に離間した離間位置であるるつぼ搬送位置Ｑ２との間を昇降移動するものである。
【００４０】
具体的にるつぼ設置部３３は、図２に示すように、るつぼＲを収容可能な凹部３３１ｘを有し、るつぼＲを受け取るるつぼ受け本体３３１と、当該るつぼ受け本体３３１の凹部３３１ｘ内に設けられた載置突起３３２とを備えている。
【００４１】
るつぼ受け本体３３１は、概略有底円筒形状をなし、内部を視認可能な透明樹脂から形成されており、その凹部３３１ｘの内径は、るつぼＲの外径よりも大きい。また、るつぼ受け本体３３１の上端部外周面には、テーパ面３３１ｔが形成されている。そして、るつぼ設置部３３がるつぼ搬送位置Ｑ２から受取位置Ｑ１に移動するにつれて、前記案内路３２を形成する案内管５の出口側端面に設けられたテーパ面５ｔと嵌ることにより、るつぼ受け本体３３１及び載置突起３３２と案内路３２との位置決めを行う位置決め機能を発揮する（図２参照）。
【００４２】
載置突起３３２は、概略円柱形状をなすものであり、その直径がるつぼＲの開口径よりも若干小さく設定されている。そして、載置突起３３２は、るつぼ受け本体３３１の凹部３３１ｘ内において同軸上に設けられ、るつぼＲが上下正向きに設置された場合には、その略水平な上面３３２ａにるつぼＲが載置される。一方、載置突起３３２は、るつぼＲが上下逆向きに設置された場合には、るつぼＲ内に収容される。この構成により、るつぼＲを上下正向きに設置した場合と、るつぼＲを上下逆向きに設置した場合とで、るつぼ設置部３３におけるるつぼＲの高さ位置が異なる。
【００４３】
また、載置突起３３２の長さは、用いられる種々のるつぼＲにおいて、いずれの深さ寸法よりも長くして、るつぼＲのサイズを問わない構造としている。つまり、載置突起３３２の長さは、上下逆向きに設置した場合に、るつぼＲの開口が凹部底面に接触しない長さである。つまり、載置突起３３２の長さは、上下逆向きに設置した場合に、凹部底面と、るつぼＲの開口端面との間に空間が形成されるように設定されている。これにより、るつぼＲの破片等の異物が凹部３３１ｘに蓄積されている場合であっても、るつぼ受け本体３３１は、上下逆向きにるつぼＲを収容することができる。
【００４４】
さらにこのるつぼ供給機構３は、図１及び図２に示すように、るつぼ検知センサ４１を備え、前記るつぼ設置部３３とともに反転検出機構４を構成する。
【００４５】
るつぼ検知センサ４１は、載置突起３３２にるつぼＲが上下正向きに設置された場合にのみるつぼＲを検出する、光を利用したものである。具体的には、光電センサを用いており、光電センサ４１の発光部を出て受光部に到達する光Ｌ１の軌道が、るつぼ設置部３３に上下正向きに設置されたるつぼＲの外周面で反射して受光部に到達するように構成されている。
【００４６】
このような構成により、るつぼＲを上下正向きに設置した場合には、発光部から出た光Ｌ１は、るつぼＲの側面により反射されて受光部により受光される。一方、るつぼＲを上下逆向きに設置した場合には、発光部から出た光Ｌ１は、るつぼＲの外側周面により反射されることなく、受光部により受光されない。以上により、るつぼ設置部３３にるつぼＲが設置されていない場合、設置されていても上下逆向きに設置されている場合には、受光部が光Ｌ１を受光しないことから、るつぼＲの有無及びるつぼＲの反転を検知できる。また、受光部の検知信号は、図示しない報知手段に出力され、警報音等でオペレータに報知するようにしている。なお、るつぼ検知センサ４１は、上述した反射型のものに限られず、透過型のものでもよいし、超音波を利用したもの等を用いても構わない。
【００４７】
＜本実施形態の効果＞
【００４８】
このように構成した本実施形態に係る元素分析装置１００によれば、るつぼＲを並列に載置しているので、るつぼＲの収容数を増大させることができる。また、載置面３１１を自重により滑降したるつぼが案内部材３１２により出口に案内され、案内されたるつぼがそのまま収容凹部３１３１ｘ内に滑降し、供給口３１４に搬送されるので、るつぼ供給機構３の構成を簡単にし、製造コストを削減することができる。特に本実施形態では、るつぼ移動体３１３１を一回転させるだけで、１つずつるつぼＲを収容し、そしてるつぼＲの供給口３１４への供給を行うことができ、極めて簡単な構成でるつぼ供給機構３を構成することができる。このように、るつぼ供給機構３の構成を簡単にすることにより、又るつぼＲを並列に載置することによりるつぼ供給機構３を小型化することができる。
【００４９】
＜その他の変形実施形態＞
【００５０】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
【００５１】
例えば、前記実施形態のるつぼ移動体３１３１は、その周面部３１３１ａに１つの収容凹部３１３１ｘが設けられるものであったが、その他、複数個の収容凹部３１３１ｘを周面部３１３１ａに所定間隔で設けるようにしても良い。
【００５２】
また、黒鉛るつぼの他に、セラミックるつぼを用いるものであっても良い。この場合、分析装置本体は高周波加熱炉を備えるものであり、試料中に存在する炭素又は硫黄などを分析するものであっても良い。
【００５３】
また、前記実施形態のるつぼ移動機構３１３は、回転機構により構成されるものであったが、図８に示すように、スライド機構により構成しても良い。この場合、駆動部３１３２は、るつぼ移動体３１３１’を、案内部材３１２’の出口３１２ａ’に対して、例えば傾斜方向に沿った方向、又は傾斜方向に垂直な方向に進退移動させて収容位置Ｓと供給位置Ｔとの間を移動させることが考えられる。特にるつぼ移動体３１３１’を案内部材３１２’の出口３１２ａ’に対して、傾斜方向に沿った方向に移動させる場合には、収容位置Ｓから離間した位置において、当該出口３１２ａ’からるつぼＲが滑降しないように閉塞機構７を設けることが考えられる。
【００５４】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る元素分析装置の模式的構成図。
【図２】同実施形態におけるるつぼ供給機構の構成を示す縦断面図。
【図３】同実施形態におけるるつぼ収容部の平面図。
【図４】るつぼ移動体の平面図。
【図５】同実施形態におけるるつぼ移動体の動作を示す図。
【図６】同実施形態におけるるつぼ搬送体及び案内部材の出口近傍を示す部分斜視図。
【図７】転倒防止構造を示す断面図。
【図８】変形実施形態におけるるつぼ移動機構を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１００ ・・・元素分析装置
Ｒ ・・・るつぼ
３ ・・・るつぼ供給機構
３１１ ・・・載置面
３１２ ・・・案内部材
３１２ａ ・・・案内部材の出口
３１４ ・・・供給口
３１３ ・・・るつぼ移動機構
３１３１ ・・・るつぼ移動体
３１３１ｘ・・・収容凹部
３１３１ａ・・・周面部
Ｓ ・・・収容位置
Ｔ ・・・供給位置
３１３２ ・・・駆動部
６ ・・・転倒防止構造
３１８ ・・・対向面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鉄鋼や非鉄金属、セラミックスなどの測定試料中に含まれる炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、水素（Ｈ）、硫黄（Ｓ）、酸素（Ｏ）等の元素を分析する元素分析装置に関し、特に、るつぼを供給するるつぼ供給機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の元素分析装置は、例えば特許文献１に示すように、上部電極及び下部電極に狭持されたるつぼに測定試料を収容して、電圧を印加することにより、るつぼ内の測定試料を加熱して、それによって生じたガスを分析して前記測定試料の元素を分析している。そして、この元素分析装置では、るつぼを供給するるつぼ供給機構を備え、当該るつぼ供給機構により供給されたるつぼを搬送機構によって下部電極上に搬送するようにしている。
【０００３】
従来、るつぼ供給機構は、特許文献２に示すように、円筒状の収容空間内にるつぼを縦積みにして複数列収容し、るつぼを供給する際には、収容空間下部に設けられた開閉口を開口してるつぼを落下させることにより供給している。
【０００４】
しかしながら、この構成では開閉口を開口してるつぼを落下させる際に、落下するるつぼ以外のるつぼを保持するアクチュエータ等の保持機構が必要となる。また、１列のるつぼが供給された後に、他の列からるつぼを落下させるために、収容空間を回転させて、開閉口の上部に他の列を移動させる回転機構が必要である。なお、各列が無くなったことを検出するためにセンサも必要である。そうすると、るつぼ供給機構が構造的に複雑になってしまい、製造コストも高くなるという問題がある。さらに、上記機構の設置空間など、るつぼ以外の部品の占める空間が大きくなってしまい、るつぼ供給機構が大型化してしまうとともに、その割にるつぼの収容数が少ないという問題がある。
【特許文献１】特許２９４９５０１号公報
【特許文献２】特表２００６−５０４０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、るつぼ供給機構を簡単な構成にするとともに低コストを実現し、小型化しながらもるつぼの収容数を増大することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち本発明にるつぼ供給機構は、るつぼに入れた試料を加熱することにより、当該試料内部に含まれている元素をガス成分として抽出して分析する元素分析装置に用いられるるつぼ供給機構であって、複数のるつぼが並列に載置される傾斜した載置面と、前記載置面の傾斜方向下方に出口を形成し、前記載置面を自重により滑降するるつぼを前記出口に向かって案内する案内部材と、前記案内部材の出口及びるつぼを導出する供給口との間に介在して設けられ、前記出口に滑降したるつぼを前記供給口に移動するるつぼ移動機構と、を具備し、前記るつぼ移動機構が、前記案内部材の出口に設けられ、前記載置面を滑降するるつぼを収容する収容凹部が周面部に形成されたるつぼ移動体と、前記収容凹部が滑降するるつぼを受け取る受取位置と、前記収容凹部が前記供給口に連通して、前記収容凹部内のるつぼを前記供給口に落下させる供給位置との間を移動させる駆動部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このようなものであれば、るつぼを並列に載置しているので、るつぼの収容数を増大させることができる。また、載置面を自重により滑降したるつぼが案内部材により出口に案内され、案内されたるつぼがそのまま収容凹部内に滑降し、供給口に搬送されるので、るつぼ供給機構の構成を簡単にし、製造コストを削減することができる。さらに、るつぼ供給機構の構成を簡単にすることにより、又るつぼを並列に載置することによりるつぼ供給機構を小型化することができる。
【０００８】
るつぼ移動機構の構成を簡単にすることによってるつぼ供給機構の構成を簡単且つ小型化するためには、前記駆動部が、前記るつぼ移動体を回転駆動するものであり、前記るつぼ移動体が前記収容位置から回転した状態において、その周面部が前記出口を閉塞するものであることが望ましい。これならば、案内部材の出口から滑降するるつぼを堰き止める機構を不要にすることができる。
【０００９】
また、案内部材の出口近傍において、るつぼが詰まり、るつぼ移動体の収容凹部内に滑降しなくなることを簡単な構成により防止するためには、前記るつぼ移動体が、前記収容位置及び前記供給位置間を移動する途中において、前記案内部材の出口近傍にあるるつぼに接触する突起部を備えることが望ましい。
【００１０】
載置面上に載置したるつぼが転倒して、るつぼの供給を妨げることを好適に防止するためには、前記載置面上に載置されたるつぼの転倒を防止する転倒防止構造を備え、前記転倒防止構造が、前記載置面に対向して設けられた対向面により形成され、前記載置面と前記対向面との距離が前記るつぼの最長の対角線の長さ寸法よりも小さいことが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、るつぼ供給機構を簡単な構成にするとともに低コストを実現し、小型化しながらもるつぼの収容数を増大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図１は本実施形態の元素分析装置１００の概略構成図、図２はるつぼ供給機構３の構成を示す模式的断面図、図３はるつぼ収容部３１の正面図、図４はるつぼ移動機構３１３を模式的に示す断面図、図５はるつぼ移動体３１３１の動作を示す図、図６はるつぼ移動体３１３１及び案内部材３１２の出口３１２ａ近傍を主として示す部分斜視図、図７は転倒防止構造６を示す図である。
【００１３】
＜装置構成＞
本実施形態に係る元素分析装置１００は、るつぼＲ内に収容された金属試料（以下、単に試料とも言う）を加熱し、その際に発生するガス成分を分析することによって、当該試料中に含まれている元素を測定するもので、分析装置本体１と、当該分析装置本体１にるつぼＲを搬送するるつぼ搬送機構２と、当該るつぼ搬送機構２に搬送されるるつぼＲを供給するるつぼ供給機構３とを備えている。以下それぞれについて説明する。
【００１４】
＜＜分析装置本体１＞＞
分析装置本体１から説明すると、この分析装置本体１の正面には、図１に示すように、上部電極１２及び下部電極１１が上下に離間させて設けられており、下部電極１１上に、試料を収容したるつぼＲを載置できるように構成してある。この図１に示す下部電極１１上に載置されたるつぼ位置が加熱位置Ｐ１である。なお、図１中、符号１３は下部電極１１上におけるるつぼの有無を検知する検知センサ（例えば光電センサ）である。また、るつぼＲは、上部が開口した円筒状をなす黒鉛を素材としたもので、下端部は先細りのテーパ形状をなしている。なお、るつぼＲは、下端部が先細りテーパ形状をなすものの他、下端部の外周に環状凹溝が形成されたものであっても良い。
【００１５】
そして分析時は、加熱位置Ｐ１に置かれたるつぼＲに対して、下部電極１１が上方にスライドし、上部電極１２との間でるつぼＲを挟み込む。この状態で、上部電極１２の上方に設けられた試料投入口１２Ａから、るつぼＲ内に試料を投入されると、その後、電極１１、１２間に電流が印加され、るつぼＲが発熱して内部の試料が加熱される。加熱された試料から発生したガスは、図示しない分析部に送られて成分が測定され、その結果から、試料に元々含まれていた元素が分析される。
【００１６】
例えば、試料中の酸素量を測定する場合には、試料の加熱によって反応生成物であるＣＯ（一酸化炭素）を発生させ、ＣＯを例えば分析部を構成する非分散形赤外線検出器を用いて測定し、そのＣＯ値に基づいて当該試料中に存在していた酸素量を測定・算出する。その他、反応生成物とそれに応じた分析部を設定することにより、水素窒素などの成分も測定することができる。なお、分析後は、使用したるつぼＲは、るつぼ搬送機構２により試料と共に廃棄処分される。
【００１７】
＜＜るつぼ搬送機構２＞＞
るつぼ搬送機構２は、図１に示すように、後述するるつぼ設置部３３に設置されたるつぼＲを、分析装置本体１における加熱位置Ｐ１まで搬送するものであり、加熱位置Ｐ１（下部電極１１）に対して進退移動可能なアーム部２１と、当該アーム部２１を駆動する駆動機構（図示しない）と、アーム部２１の先端に取り付けられた一対の把持爪２２とを具備するもので、別に設けた制御機器（図示しない）からの指令によって制御される。
【００１８】
アーム部２１の基端部は、基台１０１に設けられた駆動機構の回転軸に連結されており、この駆動機構により、アーム部２１は、加熱位置Ｐ１及び加熱位置Ｐ１から離間した退避位置の間を回転して進退移動する。ここで、退避位置は、加熱位置Ｐ１に対して、るつぼ設置部３３よりも外方に位置している。また、把持爪２２は、少なくとも一方が例えば概略くの字形をなすものである。各把持爪２２は、基端部においてアーム部２１にスライド駆動可能に保持されており、前記制御機器からの指令で把持爪２２間の距離を縮めるようにスライドさせることによって、各把持爪２２の中央部分間で前記るつぼＲの側周面を狭圧把持できるように構成されている。
【００１９】
るつぼ搬送機構２の動作について説明すると、るつぼ搬送時において、アーム部２が退避位置から回転移動して、るつぼ設置部３３に至る。そして、把持爪２１がるつぼ設置部３３にあるるつぼＲを把持する。その後、再び回転移動して、加熱位置Ｐ１に移動し、加熱位置Ｐ１（下部電極１１上）にるつぼＲを載置する。載置後、アーム部２は退避位置に戻る。また分析後は、アーム部２１が退避位置から加熱位置Ｐ１に移動し、把持爪２１が下部電極１１上にあるるつぼＲを把持し、図示しない廃棄容器に搬送して廃棄する。
【００２０】
＜＜るつぼ供給機構３＞＞
るつぼ供給機構３は、るつぼ搬送機構２により搬送されるるつぼＲを自動的に供給するものであり、特に図２に示すように、複数のるつぼＲを収容可能なるつぼ収容部３１と、るつぼ収容部３１からるつぼＲを自重により落下させる案内路３２と、案内路３２の導出口３２ｂに設けられ、落下したるつぼＲを受け取るるつぼ設置部３３と、を備えている。
【００２１】
るつぼ収容部３１は、図２及び図３に示すように、複数のるつぼＲが並列に載置される傾斜した載置面３１１と、載置面３１１の傾斜方向下方に出口３１２ａを形成し、自重により載置面３１１を滑降するるつぼＲを出口３１２ａに向かって案内する案内部材３１２と、案内部材３１２の出口３１２ａ、及びるつぼＲを案内路３２に供給する供給口３１４の間に介在して設けられ、出口３１２ａに滑降したるつぼＲを供給口３１４に移動させるるつぼ移動機構３１３と、を備える。なお、供給口３１４は、平板３１ｘの載置面３１１下方に設けられている。
【００２２】
載置面３１１は、図２に示すように、水平方向に対して、るつぼＲが転倒すること無く、自重により滑降する角度に傾斜しており、水平方向に対して傾斜して設けられた平板３１ｘの上面に形成されている。この傾斜角度は、供給口３１４に移動されたるつぼＲが、自重により落下する角度であり、具体的には約３０度である。
【００２３】
案内部材３１２は、図３に示すように、前記平板３１ｘの上面において載置面３１１の周囲を覆うように設けられている。具体的に案内部材３１２は、載置面３１１の上部及び傾斜方向上方を開放するように、載置面３１１の左右側方及び傾斜面下方に立設されている。そして、傾斜方向下方には、るつぼＲを滑降させて外部に導くための出口３１２ａを形成している。また、本実施形態の案内部材３１２は、出口３１２ａ近傍において、滑降するるつぼＲを出口３１２ａに集めるために、左右対向面の幅が出口３１２ａに向かうに従って徐々に狭くなるテーパ状をなす案内面３１２ｂを備えている。なお、載置面３１１の傾斜方向上方を開口させていることにより、るつぼＲの補給を容易に行うことができる。
【００２４】
るつぼ移動機構３１３は、図３及び図４に示すように、載置面３１１を滑降するるつぼＲを収容する収容凹部３１３１ｘが周面部３１３１ａに形成されたるつぼ移動体３１３１と、収容凹部３１３１ｘが滑り降りるるつぼＲを受け取り収容する収容位置Ｓと、収容凹部３１３１ｘが供給口３１４に連通して、収容凹部３１３１ｘ内のるつぼＲを自重により供給口３１４に落下させる供給位置Ｔとの間を回転移動させる駆動部３１３２と、を備える。
【００２５】
るつぼ移動体３１３１は、平板３１ｘの上面において、案内部材３１２の出口３１２ａ近傍に設けられている。また、るつぼ移動体３１３１は概略回転体形状をなし、本実施形態では概略円柱形状である。そして、るつぼ移動体３１３１は、その中心軸に回転軸ＲＳを有し、この回転軸ＲＳにより一軸周りに回転可能に構成されている。
【００２６】
また、るつぼ移動体３１３１の周面部３１３１ａには、その軸方向に沿って、軸方向一端面である上面から他端面である下面に亘って形成された収容凹部３１３１ｘが設けられている。この収容凹部３１３１ｘは、１つのるつぼＲが収容する大きさを有しており、るつぼＲを収容した状態において、当該るつぼＲがるつぼ移動体３１３１の仮想外接円内に位置する。
【００２７】
駆動部３１３２は、平板３１ｘの裏面側に設けられ、装置本体側に固定されている。そして、駆動部３１３２は、図４に示すように、るつぼ移動体３１３１を回転軸ＲＳ周りに回転するものであり、モータＭと当該モータＭの回転をるつぼ移動体３１３１に設けられた回転軸ＲＳに伝達する駆動軸ＤＳとを備えている。なお、るつぼ移動体３１３１の回転軸ＲＳは、平板３１ｘに設けられた貫通孔を通って、平板３１ｘの裏面側に延出しており、駆動部３１３２の駆動軸ＤＳに連結される。
【００２８】
そして、本実施形態では、前記駆動部３１３２と、るつぼ移動体３１３１及び平板３１ｘ（載置面３１１、案内部材３１２）とを分離可能にしている。つまり、るつぼ移動体３１３１に接続された回転軸ＲＳと、駆動部３１３２の駆動軸ＤＳとの間に、分離連結機構３１５が設けられている。この分離連結機構３１５は、回転軸ＲＳ又は駆動軸ＤＳの一方に設けられた凹部３１５ｍと、他方に設けられた凸部３１５ｎとから構成される。これら凹部３１５ｍ及び凸部３１５ｎは、軸方向に着脱可能であり、連結時において相対回転不能に係合するように構成されている。この分離連結機構３１５により、るつぼ移動体３１３１及び平板３１ｘを装置本体から容易に取り外すことができ、例えばるつぼ移動体３１３１及び平板３１ｘの清掃等を簡単に行うことができる。
【００２９】
また、駆動部３１３２は、図５に示すように、収容凹部３１３１ｘが滑り降りるるつぼＲを受け取り収容する収容位置Ｓ（図５（Ａ））と、収容凹部３１３１ｘが供給口３１４に連通して、収容凹部３１３１ｘ内のるつぼＲを自重により供給口３１４に落下させる供給位置Ｔ（図５（Ｂ））との間を回転移動するように、るつぼ移動体３１３１を一方向に回転させるものである。
【００３０】
収容位置Ｓにおいて、収容凹部３１３１ｘは、案内部材３１２の出口３１２ａ内に位置し、傾斜方向上方を向く。なお、供給口３１４は、収容凹部３１３１ｘを回転軸ＲＳを回転中心として回転させたときに、その移動円上に設けられている。
【００３１】
また、るつぼ移動体３１３１は、駆動部３１３２により収容位置Ｓから回転移動されたときに、再び収容位置Ｓに達するまで、その周面部３１３１ａが案内部材３１２の出口３１２ａを閉塞する（図５参照）。これにより、出口３１２ａから下方に滑降するるつぼＲを堰き止めることができる。また、別個に案内部材３１２の出口３１２ａを閉塞する機構を不要にすることができる。
【００３２】
さらに、るつぼ移動体３１３１は、図３、５及び６に示すように、収容位置Ｓ及び供給位置Ｔ間を移動する途中において、案内部材３１２の出口３１２ａ近傍にあるるつぼＲに接触する突起部３１７を備える。この突起部３１７は、るつぼ移動体３１３１の周面部３１３１ａに設けられており、具体的には、収容凹部３１３１ｘの回転方向近傍に設けられている。これにより、収容凹部３１３１ｘが供給位置Ｔから収容位置Ｓに移動する途中で、収容凹部３１３１ｘが案内部材３１２の出口３１２ａに到達する前に突起部３１７が出口３１２ａ近傍のるつぼＲに接触してるつぼＲの詰まりを壊すことができる（図５（Ｃ））。なお、案内部材３１２には、図６に示すように、当該突起部３１７の移動を妨げないために、出口３１２ａに突起部３１７が通過する切り欠き溝３１２Ｍが設けられている。
【００３３】
さらに、本実施形態の供給口３１４は、回転軸ＲＳよりも傾斜方向下側に設けられており、るつぼＲを収容凹部３１３１ｘに保持させたまま回転させると、供給口３１４に移動する前に、収容凹部３１３１ｘから周面部３１３１ａの外方に落下してしまう恐れがある。この落下を防止するために、図３、５及び６に示すように、るつぼ移動体３１３１の周囲に落下防止壁３１６が設けられている。この落下防止壁３１６は、少なくともるつぼ移動体３１３１の傾斜方向下側側面に沿って設けられ、収容凹部３１３１ｘが傾斜方向下方を向くときに、当該収容凹部３１３１ｘの周面部側開口を覆うものである。
【００３４】
さらに、るつぼ収容部３１は、図７に示すように、前記載置面３１１上に載置されたるつぼＲの転倒を防止する転倒防止構造６を備えている。この転倒防止構造６は、載置面３１１に対向して設けられた対向面３１８により形成され、載置面３１１と対向面３１８との距離が前記るつぼＲの最長の対角線の長さ寸法よりも小さくなるように設けられている。具体的に対向面３１８は、案内部材３１２に着脱可能に設けられるカバー体３１ｙの載置面３１１側を向く面により形成されている。このカバー体３１ｙは、案内部材３１２に対して表裏いずれにおいても取り付けることができる。そして、表面又は裏面の一方に板厚部３１ｙ１を設け、裏面側を取り付けた場合（図７（Ａ））と表面側を取り付けた場合（図７（Ｂ））とで、載置面３１１と対向面３１８との距離が異なるようにし、異なるサイズのるつぼＲに対応して転倒防止構造６の機能を発揮できるようにしている。具体的には、前述した下端部が先細りテーパ形状をなす黒鉛るつぼ、及びそれと長さ寸法の異なる水素分析等に用いられる下端部に環状凹溝が形成された黒鉛るつぼ等のように異なるサイズのるつぼＲに対応して転倒防止構造６の機能を発揮できるようにしている。
また、カバー体３１ｙには、図１、図２及び図７に示すように、るつぼＲを補給するための補給孔３１９が設けられている。この補給孔３１９は、るつぼＲの外径よりも若干大きく形成された貫通孔である。これならば、るつぼＲを随時補給することが可能となり、また、補給孔３１９からるつぼＲを追加しても、前記転倒防止構造６（対向面３１８）により、補給されたるつぼＲが転倒しないため、補給が容易になる。
【００３５】
案内路３２は、るつぼＲを略鉛直方向に落下させて、るつぼ設置部３３に案内するものであり、図２に示すように、一端がるつぼＲを導入する導入口３２ａとして開口し、他端がるつぼＲを導出する導出口３２ｂとしてるつぼ設置部３３の上方に開口している。本実施形態の案内路３２は、概略円筒形状をなす案内管５により略鉛直方向に形成されており、案内路３２の導入口３２ａは、るつぼ収容部３１の排出口３１２に連通している。
【００３６】
また、案内路３２は、るつぼ収容部３１から導入されたるつぼＲを上下正向きの状態のまま落下させるものであり、るつぼＲが落下する際に上下反転しない内径、例えば、るつぼＲの最長の対角線の長さ寸法よりも小さい内径である。
【００３７】
案内管５の側壁には、供給口３１４から導入されたるつぼＲ以外の異物（例えばるつぼＲの破片等）を出口（導出口３２ｂ）に到達させること無く案内管５の外部に排出するための、例えばスリット状の貫通孔５Ａが１又は複数個設けられている。具体的には、案内管５中、傾斜面３１１に略垂直に設けられた屈曲部５１の側壁下方に貫通孔５Ａが設けられている。これにより、破片は自重により貫通孔５Ａを通って案内管５外に排出される。また、この貫通孔５Ａにより、案内路３２におけるるつぼＲの詰まりを確認することもできる。
【００３８】
また、案内路３２の出口近傍には、るつぼＲの落下速度を低下させるためのテーパ部３２１が形成されている。このテーパ部３２１の最小径は、るつぼＲの外径よりも若干大きく、るつぼＲが通過可能なものである。また案内路３２におけるテーパ部３２１の下流側は、テーパ部３２１の最小径と同一径を有する。これならば、案内路３２の出口近傍におけるるつぼＲの落下速度を小さくすることができ、るつぼ設置部３３に着地する際のるつぼＲの損傷を防止することができる。また、るつぼ設置部３３での設置位置の位置ずれを防止することができ、精度良く設置することができる。
【００３９】
るつぼ設置部３３は、図１及び図２に示すように、基台１０１に設けられたエアシリンダ等からなる昇降機構３４の駆動軸３４１の先端部に設けられている。そして、るつぼ設置部３３は、案内路３２に接続されて、落下したるつぼＲを受け取る受取位置Ｑ１と、当該受取位置Ｑ１から鉛直下方に離間した離間位置であるるつぼ搬送位置Ｑ２との間を昇降移動するものである。
【００４０】
具体的にるつぼ設置部３３は、図２に示すように、るつぼＲを収容可能な凹部３３１ｘを有し、るつぼＲを受け取るるつぼ受け本体３３１と、当該るつぼ受け本体３３１の凹部３３１ｘ内に設けられた載置突起３３２とを備えている。
【００４１】
るつぼ受け本体３３１は、概略有底円筒形状をなし、内部を視認可能な透明樹脂から形成されており、その凹部３３１ｘの内径は、るつぼＲの外径よりも大きい。また、るつぼ受け本体３３１の上端部外周面には、テーパ面３３１ｔが形成されている。そして、るつぼ設置部３３がるつぼ搬送位置Ｑ２から受取位置Ｑ１に移動するにつれて、前記案内路３２を形成する案内管５の出口側端面に設けられたテーパ面５ｔと嵌ることにより、るつぼ受け本体３３１及び載置突起３３２と案内路３２との位置決めを行う位置決め機能を発揮する（図２参照）。
【００４２】
載置突起３３２は、概略円柱形状をなすものであり、その直径がるつぼＲの開口径よりも若干小さく設定されている。そして、載置突起３３２は、るつぼ受け本体３３１の凹部３３１ｘ内において同軸上に設けられ、るつぼＲが上下正向きに設置された場合には、その略水平な上面３３２ａにるつぼＲが載置される。一方、載置突起３３２は、るつぼＲが上下逆向きに設置された場合には、るつぼＲ内に収容される。この構成により、るつぼＲを上下正向きに設置した場合と、るつぼＲを上下逆向きに設置した場合とで、るつぼ設置部３３におけるるつぼＲの高さ位置が異なる。
【００４３】
また、載置突起３３２の長さは、用いられる種々のるつぼＲにおいて、いずれの深さ寸法よりも長くして、るつぼＲのサイズを問わない構造としている。つまり、載置突起３３２の長さは、上下逆向きに設置した場合に、るつぼＲの開口が凹部底面に接触しない長さである。つまり、載置突起３３２の長さは、上下逆向きに設置した場合に、凹部底面と、るつぼＲの開口端面との間に空間が形成されるように設定されている。これにより、るつぼＲの破片等の異物が凹部３３１ｘに蓄積されている場合であっても、るつぼ受け本体３３１は、上下逆向きにるつぼＲを収容することができる。
【００４４】
さらにこのるつぼ供給機構３は、図１及び図２に示すように、るつぼ検知センサ４１を備え、前記るつぼ設置部３３とともに反転検出機構４を構成する。
【００４５】
るつぼ検知センサ４１は、載置突起３３２にるつぼＲが上下正向きに設置された場合にのみるつぼＲを検出する、光を利用したものである。具体的には、光電センサを用いており、光電センサ４１の発光部を出て受光部に到達する光Ｌ１の軌道が、るつぼ設置部３３に上下正向きに設置されたるつぼＲの外周面で反射して受光部に到達するように構成されている。
【００４６】
このような構成により、るつぼＲを上下正向きに設置した場合には、発光部から出た光Ｌ１は、るつぼＲの側面により反射されて受光部により受光される。一方、るつぼＲを上下逆向きに設置した場合には、発光部から出た光Ｌ１は、るつぼＲの外側周面により反射されることなく、受光部により受光されない。以上により、るつぼ設置部３３にるつぼＲが設置されていない場合、設置されていても上下逆向きに設置されている場合には、受光部が光Ｌ１を受光しないことから、るつぼＲの有無及びるつぼＲの反転を検知できる。また、受光部の検知信号は、図示しない報知手段に出力され、警報音等でオペレータに報知するようにしている。なお、るつぼ検知センサ４１は、上述した反射型のものに限られず、透過型のものでもよいし、超音波を利用したもの等を用いても構わない。
【００４７】
＜本実施形態の効果＞
【００４８】
このように構成した本実施形態に係る元素分析装置１００によれば、るつぼＲを並列に載置しているので、るつぼＲの収容数を増大させることができる。また、載置面３１１を自重により滑降したるつぼが案内部材３１２により出口に案内され、案内されたるつぼがそのまま収容凹部３１３１ｘ内に滑降し、供給口３１４に搬送されるので、るつぼ供給機構３の構成を簡単にし、製造コストを削減することができる。特に本実施形態では、るつぼ移動体３１３１を一回転させるだけで、１つずつるつぼＲを収容し、そしてるつぼＲの供給口３１４への供給を行うことができ、極めて簡単な構成でるつぼ供給機構３を構成することができる。このように、るつぼ供給機構３の構成を簡単にすることにより、又るつぼＲを並列に載置することによりるつぼ供給機構３を小型化することができる。
【００４９】
＜その他の変形実施形態＞
【００５０】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
【００５１】
例えば、前記実施形態のるつぼ移動体３１３１は、その周面部３１３１ａに１つの収容凹部３１３１ｘが設けられるものであったが、その他、複数個の収容凹部３１３１ｘを周面部３１３１ａに所定間隔で設けるようにしても良い。
【００５２】
また、黒鉛るつぼの他に、セラミックるつぼを用いるものであっても良い。この場合、分析装置本体は高周波加熱炉を備えるものであり、試料中に存在する炭素又は硫黄などを分析するものであっても良い。
【００５３】
また、前記実施形態のるつぼ移動機構３１３は、回転機構により構成されるものであったが、図８に示すように、スライド機構により構成しても良い。この場合、駆動部３１３２は、るつぼ移動体３１３１’を、案内部材３１２’の出口３１２ａ’に対して、例えば傾斜方向に沿った方向、又は傾斜方向に垂直な方向に進退移動させて収容位置Ｓと供給位置Ｔとの間を移動させることが考えられる。特にるつぼ移動体３１３１’を案内部材３１２’の出口３１２ａ’に対して、傾斜方向に沿った方向に移動させる場合には、収容位置Ｓから離間した位置において、当該出口３１２ａ’からるつぼＲが滑降しないように閉塞機構７を設けることが考えられる。
【００５４】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に係る元素分析装置の模式的構成図。
【図２】同実施形態におけるるつぼ供給機構の構成を示す縦断面図。
【図３】同実施形態におけるるつぼ収容部の平面図。
【図４】るつぼ移動体の平面図。
【図５】同実施形態におけるるつぼ移動体の動作を示す図。
【図６】同実施形態におけるるつぼ搬送体及び案内部材の出口近傍を示す部分斜視図。
【図７】転倒防止構造を示す断面図。
【図８】変形実施形態におけるるつぼ移動機構を示す図。
【符号の説明】
【００５６】
１００ ・・・元素分析装置
Ｒ ・・・るつぼ
３ ・・・るつぼ供給機構
３１１ ・・・載置面
３１２ ・・・案内部材
３１２ａ ・・・案内部材の出口
３１４ ・・・供給口
３１３ ・・・るつぼ移動機構
３１３１ ・・・るつぼ移動体
３１３１ｘ・・・収容凹部
３１３１ａ・・・周面部
Ｓ ・・・収容位置
Ｔ ・・・供給位置
３１３２ ・・・駆動部
６ ・・・転倒防止構造
３１８ ・・・対向面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
るつぼに入れた試料を加熱することにより、当該試料内部に含まれている元素をガス成分として抽出して分析する元素分析装置に用いられるるつぼ供給機構であって、
複数のるつぼが並列に載置される傾斜した載置面と、
前記載置面の傾斜方向下方に出口を形成し、前記載置面を自重により滑降するるつぼを前記出口に向かって案内する案内部材と、
前記案内部材の出口及びるつぼを供給するための供給口との間に介在して設けられ、前記出口に滑降したるつぼを前記供給口に移動させるるつぼ移動機構と、を具備し、
前記るつぼ移動機構が、
前記案内部材の出口に設けられ、前記載置面を滑降するるつぼを収容する収容凹部が周面部に形成されたるつぼ移動体と、
前記収容凹部が滑降するるつぼを受け取り収容する収容位置と、前記収容凹部が前記供給口に連通して、前記収容凹部内のるつぼを前記供給口に落下させる供給位置との間を移動させる駆動部とを備える、るつぼ供給機構。
【請求項２】
前記駆動部が、前記るつぼ移動体を回転駆動するものであり、前記るつぼ移動体が前記収容位置から回転した状態において、その周面部が前記出口を閉塞するものである請求項１記載のるつぼ供給機構。
【請求項３】
前記るつぼ移動体が、前記収容位置及び前記供給位置間を移動する途中において、前記案内部材の出口近傍にあるるつぼに接触する突起部を備える請求項１又は２記載のるつぼ供給機構。
【請求項４】
前記載置面上に載置されたるつぼの転倒を防止する転倒防止構造を備え、
前記転倒防止構造が、前記載置面に対向して設けられた対向面により形成され、
前記載置面と前記対向面との距離が前記るつぼの最長の対角線の長さ寸法よりも小さい請求項１、２又は３記載のるつぼ供給機構。
【請求項１】
るつぼに入れた試料を加熱することにより、当該試料内部に含まれている元素をガス成分として抽出して分析する元素分析装置に用いられるるつぼ供給機構であって、
複数のるつぼが並列に載置される傾斜した載置面と、
前記載置面の傾斜方向下方に出口を形成し、前記載置面を自重により滑降するるつぼを前記出口に向かって案内する案内部材と、
前記案内部材の出口及びるつぼを供給するための供給口との間に介在して設けられ、前記出口に滑降したるつぼを前記供給口に移動させるるつぼ移動機構と、を具備し、
前記るつぼ移動機構が、
前記案内部材の出口に設けられ、前記載置面を滑降するるつぼを収容する収容凹部が周面部に形成されたるつぼ移動体と、
前記収容凹部が滑降するるつぼを受け取り収容する収容位置と、前記収容凹部が前記供給口に連通して、前記収容凹部内のるつぼを前記供給口に落下させる供給位置との間を移動させる駆動部とを備える、るつぼ供給機構。
【請求項２】
前記駆動部が、前記るつぼ移動体を回転駆動するものであり、前記るつぼ移動体が前記収容位置から回転した状態において、その周面部が前記出口を閉塞するものである請求項１記載のるつぼ供給機構。
【請求項３】
前記るつぼ移動体が、前記収容位置及び前記供給位置間を移動する途中において、前記案内部材の出口近傍にあるるつぼに接触する突起部を備える請求項１又は２記載のるつぼ供給機構。
【請求項４】
前記載置面上に載置されたるつぼの転倒を防止する転倒防止構造を備え、
前記転倒防止構造が、前記載置面に対向して設けられた対向面により形成され、
前記載置面と前記対向面との距離が前記るつぼの最長の対角線の長さ寸法よりも小さい請求項１、２又は３記載のるつぼ供給機構。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−８２３０（Ｐ２０１０−８２３０Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６７９７８（Ｐ２００８−１６７９７８）
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２６日（２００８．６．２６）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]