分配物質を注ぐ漏斗状器具を備えた実験室用装置
【課題】計量−分配装置を備え、それによって、最少量の粉末、ペースト又は粒状物を、正確な分配量で計量して小さな断面積の穴を備えた目標容器内へ分配する実験室用装置を提供すること。
【解決手段】粉末、ペースト又は粒子形態の分配物質を測定された量だけ少なくとも１つの目標容器（９）内へ給送するための計量−分配装置（４）を備えた実験室用装置（１）には、計量−分配装置の出口穴（７）と目標容器（９）との間に配置されている分配物質を注ぐ漏斗装置（８）が設けられている。当該分配物質を注ぐ漏斗装置（８）は、攪拌手段（１０）と当該攪拌手段上に配置された少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１）とを備えており、漏斗ホルダ（１１）は、当該実験室用装置内での設置状態において実験室用装置が作動準備状態にあるときに、重力方向に沿って幅が減少する輪郭を示す交換可能な漏斗（１２）を受け入れる機能を果たす。
【解決手段】粉末、ペースト又は粒子形態の分配物質を測定された量だけ少なくとも１つの目標容器（９）内へ給送するための計量−分配装置（４）を備えた実験室用装置（１）には、計量−分配装置の出口穴（７）と目標容器（９）との間に配置されている分配物質を注ぐ漏斗装置（８）が設けられている。当該分配物質を注ぐ漏斗装置（８）は、攪拌手段（１０）と当該攪拌手段上に配置された少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１）とを備えており、漏斗ホルダ（１１）は、当該実験室用装置内での設置状態において実験室用装置が作動準備状態にあるときに、重力方向に沿って幅が減少する輪郭を示す交換可能な漏斗（１２）を受け入れる機能を果たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定された分配量の粉末、ペースト又は粒状物を目標容器内へ給送する機能を果たす計量−分配装置を備えた実験室用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した種類の計量−分配装置を備えている実験室用装置は、特に、例えば少量の有害物質を高い精度で目標容器内に分配するという用途を有している。多くの場合には、定められた目的に従って引き続いて更に処理することができるように、このような目標容器は、計量−分配装置によって給送される物質の量を計量する機能を果たす秤上に設置される。
【０００３】
計量されるべき物質、例えば、分配されるべき分配物質は、例えば、分配ヘッドが備えられている供給容器内に収容されている。分配物質が狭い充填用の穴を備えた容器内へと目標が定められた流れの中に充填できるように、計量−分配装置の小さな穴を介して分配物質を排出することが望ましい。
【０００４】
例えば、粉末形状の顔料のための微粉塊状材料のための計量−分配装置を備えた設備は、公知技術に属し且つ実用されている。一例として、一つの計量−分配装置がＵＳ ５，１４５，００９Ａに記載されており、当該装置は、下面に閉塞可能な出口を備えた供給源容器によって構成されている。閉塞部材の機能は円錐形状の弁体によって果たされる。当該弁体には、上方に向かって直径が減少しており且つ出口穴を開くために垂直方向下方へ動かすことができ且つその開放位置にある間に回転し且つ物質を出口穴の方向へ前進させるための手段が設けられている。更に、供給源容器の頂部から突出しており且つ供給源容器の上方で駆動機構に結合されている駆動軸が前記供給源容器を横切っている。計量−分配動作中、充填されるべき目標容器は秤上に載置されており、当該秤による秤量信号が、閉止部材の駆動機構内の処理器ユニットへ送られる。秤による分配物質の量の連続的な測定に基づいて、閉止部材は、右方向に動いて目的重量に達したときに閉じることができる（特許文献１参照）。
【０００５】
上に説明した装置は、狭い充填穴によって塊状物質を容器内へ分配するのにはあまり適していない。弁本体の上方に向かって狭まっている輪郭のみならずその回転によって、出口穴において、径方向すなわち水平方向の速度成分が物質粒子に付与され、従って、充填されるべき容器の比較的大きな穴さえも越えて広がり得る粒子の散乱を生じさせる。
【０００６】
しかしながら、最も小さな充填穴を備えた目標容器内にだけ物質が分配されるようにするために、出口穴の幅を制限なく狭めることはできない技術的な理由が存在する。これらの制限は、例えば、粒子又は粒径及び分配されるべき分配物質の流れ特性のみならず出口の形状及び特に閉塞部材の設計によって決まる。更に、充填穴は、充填が完了した後にガラスストッパによって緊密に閉じられなければならないので、目標容器の充填穴の縁領域、例えば、所謂すり合わせ面は、出来る限り分配物質によって汚染されるべきではない。
【特許文献１】ＵＳ ５，１４５，００９Ａ号公報
【非特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、計量−分配装置を備え、それによって、最少量の粉末、ペースト又は粒状物を、正確な分配量で計量して小さな断面積の穴を備えた目標容器内へ分配する実験室用装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、請求項１に記載の実験室用装置によって達成することができる。
【０００９】
実験室用装置は、少なくとも１つの計量−分配装置を含み、それによって、粉末、ペースト又は粒子の形態の分配物質が測定された分配量で目標容器内へ分配される。当該計量−分配装置は、上記したもののような設計とすることができ且つ例えば供給源容器及び分配ヘッドを含むことができる。分配ヘッドは出口穴を備えており、当該出口穴は、当該分配ヘッドが作動状態にあるときに通常は最も下方部分に形成されており且つ供給源容器内の分配物質が外部へ給送されるときにその中を通ることができる。出口穴の開口断面積は、通常は、分配ヘッド弁によって変えられる。
【００１０】
本発明に従って、実験室用装置には、計量−分配装置に対して機械的に独立なように配置されている少なくとも１つの分配物質を注ぐ漏斗装置が備えられている。機械的に独立した手段とは、計量−分配装置と分配物質を注ぐ漏斗装置との間に直接的な機械的係合が存在しないことを意味する。例えば、当該計量−分配装置は、分配物質を注ぐ漏斗装置を取り外す必要なく交換することができる。このことは更に、分配物質を注ぐ漏斗装置が計量−分配装置に固定されていないことを意味する。このことによって、分配物質を注ぐ漏斗装置の動きが計量−分配装置に伝わらないことが確保される。しかしながら、分配物質を注ぐ漏斗装置と計量−分配装置とは両方とも実験室用装置の部品であり、従って、これらの装置は両方とも、少なくとも当該実験室用装置の基部によって支持されており、従って、間接的な相対的機械的結合を有している。
【００１１】
分配物質を注ぐ漏斗装置は、少なくとも１つの計量−分配装置の出口穴と目標容器との間に配置される。もちろん、当該実験室用装置は、幾つかの計量−分配装置を備えることができ且つ各計量−分配装置に配分された分配物質を注ぐ漏斗装置とすることができる。当該分配物質を注ぐ漏斗装置は、攪拌手段と当該攪拌手段上に配置されている少なくとも１つの漏斗ホルダとを備えている。漏斗ホルダは、交換可能な漏斗のための保持装置として形成されており、漏斗は、前記漏斗ホルダ内での作動位置にあるときに、重力方向に向かって狭まっている傾斜を有し、計量−分配装置の出口穴を出て行く分配物質が狭い流れにまとめられ且つ目標容器の穴内へ導かれるようになされている。漏斗は、少なくとも１つの漏斗ホルダに結合させることができる。計量−分配装置に関する分配物質を注ぐ漏斗装置の機械的独立性と共に、これは漏斗の迅速な交換を補助する。
【００１２】
攪拌手段は、漏斗ホルダ及び当該漏斗ホルダ内に載置された漏斗を、分配給送中に振動動作に設定する機能を果たす。これによって、漏斗は、例えば直線振動及び／又は回転振動又は震とう動作を受ける。これらの動作は、漏斗内を流れる分配物質の流れを促進し且つ漏斗の壁又は漏斗の出口穴内での分配物質の蓄積を妨げる。直線振動又は回転振動の回転軸線は、水平、垂直又はあらゆる傾斜角度に配向することができる。振動又は震とう動作の駆動源の可能な選択肢としては、例えば、電動モーターによって駆動される圧電超音波発生器又は偏心質量がある。
【００１３】
上記の説明から暗示されるかも知れないように、その作動状態における漏斗は、攪拌手段の動きが漏斗に伝わるように、適切な固定手段によって漏斗ホルダにしっかりと結合されなければならない。好ましくは、漏斗の迅速な交換を補助するクランプ装置、ラッチ装置又はスナップ固定装置が使用される。漏斗は、外面に、前記固定手段に適合せしめられ且つ当該固定手段と共に整合係止結合を提供する適切な突出部を備えているのが好ましい。
【００１４】
漏斗が計量−分配装置とは独立して迅速に交換され得ることが重要である理由は、分配物質の如何なる残留物も漏斗と一緒に廃棄することができ、その結果、次に続く分配プロセスにおいて別の分配物質内に混合されないようにされるという点である。従って、漏斗は、低廉な材料、例えばＰＴＦＥ又はポリエチレンのようなポリマー又はセラミック材料又は金属によって作られた消耗品として設計されているのが好ましい。
【００１５】
更に、分配プロセスを中断させ、詰まった漏斗を取り外し、新しい漏斗と交換することによって漏斗を詰まらせている分配物質を除去することは、分配物質を取り出すための計量−分配プロセスの途中においても可能である。新しい漏斗によって計量−分配プロセスを再開することができ、その場合には、目標容器内に既に存在している分配物質の量は、当該プロセスの再開における第一のステップとして記録され、残存している分配目標に対する差が計算され、この残存している量が目標容器内に分配される。
【００１６】
分配ヘッド弁は例えば秤上の目標容器の増大する重量に応じて制御され、漏斗に付着している分配物質の残留物は記録されていないので、漏斗に付着している分配物質の残留物は更に、計量−分配プロセスの最終段階において不所望な作用を有し得る。特に、高精度で最少量を分配する場合に、これは、給送された量が目標量の必要とされる範囲内にないという結論を有するかも知れない。後者の問題は、計量−分配プロセス中に漏斗をも連続的に秤量するために更に別の秤量セルを使用することによって解決することができた。
【００１７】
もちろん、更に計量−分配装置の重量を測定することもできた。その質量の減少は、漏斗及び目標容器内の各々の質量の合計に等しくなければならない。この概念によって、分配物質の損失を正確に記録する機能を果たすことができた。分配物質の特性に依存して、例えば有毒物質の場合には、この装置はユーザーに警告する役目を果たすことができた。
【００１８】
実験室用装置には、新しい漏斗のための再装填マガジン及び使用済みの漏斗のための廃棄ステーションを備えることが好ましい。このことは、各分配プロセスの後に漏斗を容易に交換することを補助し、このことは分配ヘッドが交換され種々の分配物質が分配されるべきである場合に特に重要である。
【００１９】
上記の説明による実験室用装置の実施形態においては、漏斗ホルダを、第一の位置が再装填マガジンと調和しており第二の位置が計量−分配装置と調和しており第三の位置が廃棄ステーションと調和している少なくとも３つの位置間を動くことができる場合が有利である。当該３つの位置間で位置を変えることは、例えば軸線を中心とする旋回又は回転によって実現することができる。もちろん直線的な動作も可能である。
【００２０】
漏斗ホルダには更に、当該漏斗ホルダが第三の位置へ動かされた後に漏斗が自動的に廃棄位置へ送られるような構造とされている自動落下装置を設けることができる。
【００２１】
特に、付着性で且つ淀むことなく流れることができない分配物質においては、計量−分配中に漏斗が監視され、過剰な物質が漏斗内に蓄積されるか又は漏斗が詰まった場合に分配プロセスが停止されることが重要である。この監視を自動化する手段として、漏斗ホルダには、例えば、超音波センサー、赤外センサー、光ゲートセンサー又は秤量セルをも備えることができる。
【００２２】
本発明による実験室用装置の更に別の実施形態は更に、目標容器のための荷重受け部材を備えた第一の秤量セル、漏斗の重量を記録する第二の秤量セルのみならず第一及び第二の秤量セルによって発生される秤量信号を処理するための処理器ユニットを備えており、前記秤量信号は計量−分配装置の給送速度を制御するために使用される。
【００２３】
本発明の全ての実施形態においては、漏斗は、大きな入口断面及び小さな出口断面を備え、好ましくは漏斗の壁と当該漏斗の円錐軸線との間の角度が１０°以下である円錐形のテーパーが付けられたダクトとして形成されるのが有利である。入口断面と出口断面とが規定され、漏斗の壁の傾斜が急であればあるほど漏斗はより長くなるが、分配物質が漏斗に付着したままとなるか又は振動によって上方へ放り投げられる危険性はより小さくなる。
【００２４】
同様に、分配物質が振動によって跳ね返され且つ漏斗の縁を越えて放り投げられるのを防止する目的で、漏斗の入口領域にバリアーリングを配置することができる。更に、漏斗の出口には端部管を配置することができる。当該管は、漏斗よりもかなり長くして、目標容器内へ深く届くことができるようにすることができる。
【００２５】
もちろん、当該漏斗は、如何なる所望の断面輪郭形状を有することもできる。この輪郭形状は、目標容器の開口断面に適合せしめられ且つ攪拌手段の振幅に適合せしめられるのが好ましい。
【００２６】
更に、分配物質が漏斗の内面に付着する傾向を減じるためには、前記内面は、特別な表面仕上げ又はコーティング例えばナノ粒子コーティングを有することができる。分配物質の滑り特性を改良する他の可能性は、漏斗の内面が攪拌手段の振動に適合された特別な面構造を担持するという概念に基づく。例えば、漏斗の内側は、フィッシュスケールに似た表面構造を有することができ、個々のスケールの寸法は、振幅、移動方向及び攪拌手段の周波数に適合せしめられ、振動及び構造面が目標容器に向かう方向でのみ漏斗の外周領域における分配物質の加速を生じさせ且つ表面の滑り抵抗が減じられるようになされる。
【００２７】
本発明による実験室用装置によって、粉末、ペースト又は粒子を目標容器内へ分配する際には、以下のステップを有する方法を使用することが有利である。
【００２８】
−漏斗を漏斗ホルダ内に設置する。
【００２９】
−漏斗の入口断面を計量−分配装置の出口穴と整合状態とし、目標容器をその充填穴が漏斗の出口穴と整合するように配置する。
【００３０】
−計量−分配装置からの分配物質の給送を開始し、一方、これと同時に、攪拌装置を作動状態とする。
【００３１】
−計量−分配装置からの分配物質の給送を、目標容器内に収容された分配物質が規定された目標量に達するまで続ける。
【００３２】
−分配プロセスが完了した後に、漏斗を漏斗ホルダから取り外す。
【００３３】
目標容器のための秤量セルに加えて、漏斗の重量を測定するための第二の秤量セルを備えている本発明による実験室用装置の上記した態様においては、計量−分配装置からの分配物質の給送は、目標容器によって収容された分配物質の量と依然として漏斗内にある分配物質の量との合計が規定された目標重量に達するまで続けられ、分配物質のこの離全体が出来る限り多く漏斗から目標容器内へ移されるまで、漏斗が引き続き作動状態特に振動状態に保たれることが有利である。漏斗内に依然として残留物が残っていて目標容器内に届いた分配物質の量が目標容器と全く等しいわけではない場合には、付加的な物質を分配することによってこの差を均等にすることができる。
【発明の実施の形態】
【００３４】
以下、実施形態によって且つ図面を参照することによって当該実験室用装置を更に詳細に説明する。
【００３５】
本発明による図１の実験室用装置１は搬送アーム３を備えているハウジング２を備えており、搬送アーム３内には交換可能な計量−分配装置４が載置されており、計量−分配装置４は、分配物質のための供給源容器５と出口穴７を有している分配ヘッド６とを備えている。出口穴７は、図面において直接見ることはできない。実験室用装置１と計量−分配装置４とには、従来技術に属し従って図示されておらず且つ出口穴７から流出する分配物質の概略的に図示された流れを制御することができる手段が備えられている。
【００３６】
分配物質を注ぐ漏斗装置８が出口穴７のすぐ下方に配置されている。分配物質を注ぐ漏斗装置８は、交換可能な漏斗１２のための座面として機能する漏斗ホルダ１１を備えた搬送部材の形態の攪拌手段１０によって構成されている。一般的な（従って、図示されていない）動作発生器例えば圧電振動機又は偏心質量を備えた電動モーターによって、漏斗１２を備えた攪拌手段１０は、分配物質の漏斗１２に付着する傾向に抗し且つ漏斗１２を介する分配物質の容易な流れを補助する振動又は振とう動作を行うように設定することができる。攪拌手段１０の種々の異なる可能な動きが矢印によって記号によって指示されている。
【００３７】
−横方向の及び／又は長手方向の振動動作は交差している矢印１３によって記号で示されており、
−一平面内での円形運動は、円形矢印１４によって記号で示されており、
−垂直方向振動動作は、双頭矢印１５によって記号で示されており、
−中心長手軸線を中心とする漏斗の振動動作は、円形の双頭矢印１６によって記号で示されている。
【００３８】
漏斗１２の出口穴のすぐ下方には、第一の秤量セル１７の荷重受け部材１８上に配置されている目標容器９が配置されている。
【００３９】
図１に示されているように、漏斗１２は、分配ヘッド６の出口穴７から流出する広く分散された分配物質の流れを収斂させ且つそれを目標容器９の穴へとガイドするという目的を有している。
【００４０】
図１に示されている構造を拡張すると、図２に概略的に示されている装置は更に、新しい漏斗２９の再装填マガジン２１ばかりでなく、使用済みの漏斗２９のための廃棄ステーションをも備えている。再装填マガジン２１は、漏斗２９が給送位置から動く度に、漏斗供給源から新しい漏斗２９が装填される漏斗給送位置を有するように設計されている。
【００４１】
円形双頭矢印２５によって概略的に示されているように、図２における搬送アームの形態の攪拌手段２３は、水平面内で旋回できるように軸受け２４上に枢支されている。攪拌手段には更に、漏斗２９を廃棄ステーション２２内へ自動的に落下させ且つ再装填マガジン２１更に特定すると漏斗給送位置から新しい漏斗をピックアップする機能を備えている。撹拌手段２３のこの機能は図２に概略的に示されている。図２において、漏斗２９を保持している漏斗ホルダ２６は、攪拌手段２３の一体伸長部２７と、伸長部２７から離れて旋回させることができる枢支された指状部材２８とを備えている。使用済みの漏斗２９を落下させるためには、攪拌手段２３が廃棄ステーション２２へと旋回せしめられ、指状部材２８が回転せしめられて伸長部２７から離れ、漏斗が廃棄ステーション２２内へと落下する。新しい漏斗２９をピックアップするために、攪拌手段２３は再装填マガジン２１へと旋回せしめられる。
【００４２】
図３は、概略的な表現で、計量−分配装置３１と分配物質を注ぐ漏斗装置３２との制御のための制御及び調整ループの信号の流れの例を示している。目標容器３３の重量特に目標容器内に含まれている分配物質の全重量は、矢印Ａによって記号で示されているように、秤量セル３４から処理器ユニット３５へと連続的に伝えられる。処理器ユニット３５は更に、漏斗３８内に存在するかも知れない分配物質の重量を示す信号Ｂを分配物質を注ぐ漏斗装置３２から受け取る。光ゲートセンサ３６，３７は、計量−分配装置３１のための安全遮断スイッチとして機能し、この概念を実現するために、漏斗３８が透明材料によって構成されている。分配物質が漏斗３８内を自由に流れている限り、光センサ３６は、光源３７によって漏斗３８の下方部分を介して送られる光ビームＬを受け取る。アナログ信号としての光ビームＬは２種類の情報を含んでいる。第一に、光センサ３６によって記録される光強度の低下は、分配物質が漏斗の壁又は漏斗３８内に集まっている状態であることを示している。第二に、漏斗３８内を流れつつある分配物質の流量密度を記録し且つ評価する機能もある。
【００４３】
漏斗が詰まり始めた場合、例えば分配物質が付着粘稠性である場合には、光ビームＬが遮断され、このことが信号Ｃによって処理器ユニット３５に伝えられる。供給される信号Ａ、Ｂ、Ｃに基づいて、処理器ユニット３５は、一方では信号Ｄによって計量−分配装置３１を制御し、他方では信号Ｅによって分配物質を注ぐ漏斗装置３２を制御する。信号Ｄは、この場合には、計量−分配装置３１の開始及び停止並びに恐らく計量−分配装置３１の可変の給送速度をも制御するデジタル及び／又はアナログ情報全体を表している。信号Ｅは、振動及び／又は振とう動作をオン及びオフに切り換える機能を果たし且つ恐らくは分配物質を注ぐ漏斗装置３２によって漏斗３８に付与される振動又は振とう動作の周波数及び／又は振幅を制御する機能をも果たす。
【００４４】
図４は、漏斗の入口断面領域にバリアーリング４９が備えられている漏斗４８を示している。バリアーリング４９は、振動の結果として分配物質が入口断面４１を越えて重力方向と反対方向に動くのを阻止している。更に、漏斗４８の出口断面４２に円筒形の端部管４７を設けることができ、当該端部管４７を介して分配物質を閉塞領域例えば目標容器の円錐形に研磨された内側表面領域を越えて導くことができる。もちろん、端部管４７は、漏斗４８の長さよりも著しく長くすることができる。例えばロボットによって漏斗４８を漏斗ホルダ内に設置する補助として、漏斗の外側に形成された保持及び把持機構を設けることができる。これらは、図４においてはカラー４６として図示されている。このカラー４６を漏斗ホルダ上に配置されている固定手段によって把持することもできる。
【００４５】
図５は、同じ漏斗５８に作用する幾つかの漏斗ホルダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄを備えている攪拌手段５３を図示している。漏斗ホルダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄは、相対的に上下に配置されており、漏斗５８のための載置穴は相対的に整合されて、漏斗が上方から漏斗ホルダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ内へ載置することができるようになされている。双頭矢印によって示されているように、漏斗ホルダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄは、個々に相対的に動くことができる。従って、適切な機械的又は電気的制御構造によって、所望の動作パターン、例えば漏斗５８の長手方向に伝わる波動動作を発生することが可能である。
【００４６】
これらの種類の運動学的機能が１つの目的を達成するためには、漏斗は可撓性材料によって作られるのが好ましい。このような方法によってのみ、極めて低振幅の動作が円錐５８の個々の部分に伝えられる。より堅牢な材料が使用される場合には、漏斗には付加的に薄肉の移行部分５１が付加的に設けられるのが有利である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上、本発明を特別な実施形態によって説明したが、本発明による教示によって、例えば、個々の実施形態を相互に組み合わせ且つ／又は実施形態の個々の機能ユニットを相互に置換することによって形成することができる多くの別の変形例が明らかである。特に、例えば自動化態様の実験室用装置をより大きな装置の構成要素として使用する場合には、本発明の主題を組み入れることができる更に別の実施形態が存在する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、計量−分配装置、分配物質を注ぐ漏斗装置及び目標容器を備えた本発明による実験室用装置を作動状態で示している概略斜視図である。
【図２】図２は、新しい漏斗のための再装填マガジン、使用済みの漏斗のための廃棄ステーション及び使用済みの漏斗を落下させるための装置を備えた図１の実験室用装置の拡大斜視図である。
【図３】図３は、本発明による実験室用装置における計量−分配プロセスを制御するための信号の流れを示している斜視図である。
【図４】図４は、バリアーリングを備えている漏斗の概略斜視図である。
【図５】図５は、同じ漏斗に作用する幾つかの漏斗ホルダを備えている攪拌装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 実験室用装置、
２ ハウジング、
３ 搬送アーム、
３１、４ 計量−分配装置、
５ 供給源容器、
６ 分配ヘッド、
７ 出口穴、
３２、８ 分配物質を注ぐ漏斗装置、
３３、９ 目標容器、
５３、２３、１０ 攪拌手段、
５６Ｄ、５６Ｃ、５６Ｂ、５６Ａ、２６、１１ 漏斗ホルダ、
５８、４８、３８、２９、１２ 漏斗、
１３ 交差矢印、
１４ 円形矢印、
１５ 垂直双頭矢印、
１６ 円形双頭矢印、
３４、１７ 秤量セル、
１８ 荷重受け部材、
２１ 新しい漏斗のための再装填マガジン、
２２ 使用済みのための廃棄ステーション、
２４ 旋回軸受け、
２５ 円形の双頭矢印、
２７ 伸長部、
２８ 枢支された指状部材、
３５ 処理器ユニット、
３６ 光センサ、
３７ 光源、
４１ 入口断面、
４２ 出口断面、
４６ カラー、
４７ 端部管、
４９ バリアーリング、
５１ 薄肉の移行部、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ アナログ及び／又はデジタル信号、
Ｌ 光ビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定された分配量の粉末、ペースト又は粒状物を目標容器内へ給送する機能を果たす計量−分配装置を備えた実験室用装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記した種類の計量−分配装置を備えている実験室用装置は、特に、例えば少量の有害物質を高い精度で目標容器内に分配するという用途を有している。多くの場合には、定められた目的に従って引き続いて更に処理することができるように、このような目標容器は、計量−分配装置によって給送される物質の量を計量する機能を果たす秤上に設置される。
【０００３】
計量されるべき物質、例えば、分配されるべき分配物質は、例えば、分配ヘッドが備えられている供給容器内に収容されている。分配物質が狭い充填用の穴を備えた容器内へと目標が定められた流れの中に充填できるように、計量−分配装置の小さな穴を介して分配物質を排出することが望ましい。
【０００４】
例えば、粉末形状の顔料のための微粉塊状材料のための計量−分配装置を備えた設備は、公知技術に属し且つ実用されている。一例として、一つの計量−分配装置がＵＳ ５，１４５，００９Ａに記載されており、当該装置は、下面に閉塞可能な出口を備えた供給源容器によって構成されている。閉塞部材の機能は円錐形状の弁体によって果たされる。当該弁体には、上方に向かって直径が減少しており且つ出口穴を開くために垂直方向下方へ動かすことができ且つその開放位置にある間に回転し且つ物質を出口穴の方向へ前進させるための手段が設けられている。更に、供給源容器の頂部から突出しており且つ供給源容器の上方で駆動機構に結合されている駆動軸が前記供給源容器を横切っている。計量−分配動作中、充填されるべき目標容器は秤上に載置されており、当該秤による秤量信号が、閉止部材の駆動機構内の処理器ユニットへ送られる。秤による分配物質の量の連続的な測定に基づいて、閉止部材は、右方向に動いて目的重量に達したときに閉じることができる（特許文献１参照）。
【０００５】
上に説明した装置は、狭い充填穴によって塊状物質を容器内へ分配するのにはあまり適していない。弁本体の上方に向かって狭まっている輪郭のみならずその回転によって、出口穴において、径方向すなわち水平方向の速度成分が物質粒子に付与され、従って、充填されるべき容器の比較的大きな穴さえも越えて広がり得る粒子の散乱を生じさせる。
【０００６】
しかしながら、最も小さな充填穴を備えた目標容器内にだけ物質が分配されるようにするために、出口穴の幅を制限なく狭めることはできない技術的な理由が存在する。これらの制限は、例えば、粒子又は粒径及び分配されるべき分配物質の流れ特性のみならず出口の形状及び特に閉塞部材の設計によって決まる。更に、充填穴は、充填が完了した後にガラスストッパによって緊密に閉じられなければならないので、目標容器の充填穴の縁領域、例えば、所謂すり合わせ面は、出来る限り分配物質によって汚染されるべきではない。
【特許文献１】ＵＳ ５，１４５，００９Ａ号公報
【非特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、計量−分配装置を備え、それによって、最少量の粉末、ペースト又は粒状物を、正確な分配量で計量して小さな断面積の穴を備えた目標容器内へ分配する実験室用装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、請求項１に記載の実験室用装置によって達成することができる。
【０００９】
実験室用装置は、少なくとも１つの計量−分配装置を含み、それによって、粉末、ペースト又は粒子の形態の分配物質が測定された分配量で目標容器内へ分配される。当該計量−分配装置は、上記したもののような設計とすることができ且つ例えば供給源容器及び分配ヘッドを含むことができる。分配ヘッドは出口穴を備えており、当該出口穴は、当該分配ヘッドが作動状態にあるときに通常は最も下方部分に形成されており且つ供給源容器内の分配物質が外部へ給送されるときにその中を通ることができる。出口穴の開口断面積は、通常は、分配ヘッド弁によって変えられる。
【００１０】
本発明に従って、実験室用装置には、計量−分配装置に対して機械的に独立なように配置されている少なくとも１つの分配物質を注ぐ漏斗装置が備えられている。機械的に独立した手段とは、計量−分配装置と分配物質を注ぐ漏斗装置との間に直接的な機械的係合が存在しないことを意味する。例えば、当該計量−分配装置は、分配物質を注ぐ漏斗装置を取り外す必要なく交換することができる。このことは更に、分配物質を注ぐ漏斗装置が計量−分配装置に固定されていないことを意味する。このことによって、分配物質を注ぐ漏斗装置の動きが計量−分配装置に伝わらないことが確保される。しかしながら、分配物質を注ぐ漏斗装置と計量−分配装置とは両方とも実験室用装置の部品であり、従って、これらの装置は両方とも、少なくとも当該実験室用装置の基部によって支持されており、従って、間接的な相対的機械的結合を有している。
【００１１】
分配物質を注ぐ漏斗装置は、少なくとも１つの計量−分配装置の出口穴と目標容器との間に配置される。もちろん、当該実験室用装置は、幾つかの計量−分配装置を備えることができ且つ各計量−分配装置に配分された分配物質を注ぐ漏斗装置とすることができる。当該分配物質を注ぐ漏斗装置は、攪拌手段と当該攪拌手段上に配置されている少なくとも１つの漏斗ホルダとを備えている。漏斗ホルダは、交換可能な漏斗のための保持装置として形成されており、漏斗は、前記漏斗ホルダ内での作動位置にあるときに、重力方向に向かって狭まっている傾斜を有し、計量−分配装置の出口穴を出て行く分配物質が狭い流れにまとめられ且つ目標容器の穴内へ導かれるようになされている。漏斗は、少なくとも１つの漏斗ホルダに結合させることができる。計量−分配装置に関する分配物質を注ぐ漏斗装置の機械的独立性と共に、これは漏斗の迅速な交換を補助する。
【００１２】
攪拌手段は、漏斗ホルダ及び当該漏斗ホルダ内に載置された漏斗を、分配給送中に振動動作に設定する機能を果たす。これによって、漏斗は、例えば直線振動及び／又は回転振動又は震とう動作を受ける。これらの動作は、漏斗内を流れる分配物質の流れを促進し且つ漏斗の壁又は漏斗の出口穴内での分配物質の蓄積を妨げる。直線振動又は回転振動の回転軸線は、水平、垂直又はあらゆる傾斜角度に配向することができる。振動又は震とう動作の駆動源の可能な選択肢としては、例えば、電動モーターによって駆動される圧電超音波発生器又は偏心質量がある。
【００１３】
上記の説明から暗示されるかも知れないように、その作動状態における漏斗は、攪拌手段の動きが漏斗に伝わるように、適切な固定手段によって漏斗ホルダにしっかりと結合されなければならない。好ましくは、漏斗の迅速な交換を補助するクランプ装置、ラッチ装置又はスナップ固定装置が使用される。漏斗は、外面に、前記固定手段に適合せしめられ且つ当該固定手段と共に整合係止結合を提供する適切な突出部を備えているのが好ましい。
【００１４】
漏斗が計量−分配装置とは独立して迅速に交換され得ることが重要である理由は、分配物質の如何なる残留物も漏斗と一緒に廃棄することができ、その結果、次に続く分配プロセスにおいて別の分配物質内に混合されないようにされるという点である。従って、漏斗は、低廉な材料、例えばＰＴＦＥ又はポリエチレンのようなポリマー又はセラミック材料又は金属によって作られた消耗品として設計されているのが好ましい。
【００１５】
更に、分配プロセスを中断させ、詰まった漏斗を取り外し、新しい漏斗と交換することによって漏斗を詰まらせている分配物質を除去することは、分配物質を取り出すための計量−分配プロセスの途中においても可能である。新しい漏斗によって計量−分配プロセスを再開することができ、その場合には、目標容器内に既に存在している分配物質の量は、当該プロセスの再開における第一のステップとして記録され、残存している分配目標に対する差が計算され、この残存している量が目標容器内に分配される。
【００１６】
分配ヘッド弁は例えば秤上の目標容器の増大する重量に応じて制御され、漏斗に付着している分配物質の残留物は記録されていないので、漏斗に付着している分配物質の残留物は更に、計量−分配プロセスの最終段階において不所望な作用を有し得る。特に、高精度で最少量を分配する場合に、これは、給送された量が目標量の必要とされる範囲内にないという結論を有するかも知れない。後者の問題は、計量−分配プロセス中に漏斗をも連続的に秤量するために更に別の秤量セルを使用することによって解決することができた。
【００１７】
もちろん、更に計量−分配装置の重量を測定することもできた。その質量の減少は、漏斗及び目標容器内の各々の質量の合計に等しくなければならない。この概念によって、分配物質の損失を正確に記録する機能を果たすことができた。分配物質の特性に依存して、例えば有毒物質の場合には、この装置はユーザーに警告する役目を果たすことができた。
【００１８】
実験室用装置には、新しい漏斗のための再装填マガジン及び使用済みの漏斗のための廃棄ステーションを備えることが好ましい。このことは、各分配プロセスの後に漏斗を容易に交換することを補助し、このことは分配ヘッドが交換され種々の分配物質が分配されるべきである場合に特に重要である。
【００１９】
上記の説明による実験室用装置の実施形態においては、漏斗ホルダを、第一の位置が再装填マガジンと調和しており第二の位置が計量−分配装置と調和しており第三の位置が廃棄ステーションと調和している少なくとも３つの位置間を動くことができる場合が有利である。当該３つの位置間で位置を変えることは、例えば軸線を中心とする旋回又は回転によって実現することができる。もちろん直線的な動作も可能である。
【００２０】
漏斗ホルダには更に、当該漏斗ホルダが第三の位置へ動かされた後に漏斗が自動的に廃棄位置へ送られるような構造とされている自動落下装置を設けることができる。
【００２１】
特に、付着性で且つ淀むことなく流れることができない分配物質においては、計量−分配中に漏斗が監視され、過剰な物質が漏斗内に蓄積されるか又は漏斗が詰まった場合に分配プロセスが停止されることが重要である。この監視を自動化する手段として、漏斗ホルダには、例えば、超音波センサー、赤外センサー、光ゲートセンサー又は秤量セルをも備えることができる。
【００２２】
本発明による実験室用装置の更に別の実施形態は更に、目標容器のための荷重受け部材を備えた第一の秤量セル、漏斗の重量を記録する第二の秤量セルのみならず第一及び第二の秤量セルによって発生される秤量信号を処理するための処理器ユニットを備えており、前記秤量信号は計量−分配装置の給送速度を制御するために使用される。
【００２３】
本発明の全ての実施形態においては、漏斗は、大きな入口断面及び小さな出口断面を備え、好ましくは漏斗の壁と当該漏斗の円錐軸線との間の角度が１０°以下である円錐形のテーパーが付けられたダクトとして形成されるのが有利である。入口断面と出口断面とが規定され、漏斗の壁の傾斜が急であればあるほど漏斗はより長くなるが、分配物質が漏斗に付着したままとなるか又は振動によって上方へ放り投げられる危険性はより小さくなる。
【００２４】
同様に、分配物質が振動によって跳ね返され且つ漏斗の縁を越えて放り投げられるのを防止する目的で、漏斗の入口領域にバリアーリングを配置することができる。更に、漏斗の出口には端部管を配置することができる。当該管は、漏斗よりもかなり長くして、目標容器内へ深く届くことができるようにすることができる。
【００２５】
もちろん、当該漏斗は、如何なる所望の断面輪郭形状を有することもできる。この輪郭形状は、目標容器の開口断面に適合せしめられ且つ攪拌手段の振幅に適合せしめられるのが好ましい。
【００２６】
更に、分配物質が漏斗の内面に付着する傾向を減じるためには、前記内面は、特別な表面仕上げ又はコーティング例えばナノ粒子コーティングを有することができる。分配物質の滑り特性を改良する他の可能性は、漏斗の内面が攪拌手段の振動に適合された特別な面構造を担持するという概念に基づく。例えば、漏斗の内側は、フィッシュスケールに似た表面構造を有することができ、個々のスケールの寸法は、振幅、移動方向及び攪拌手段の周波数に適合せしめられ、振動及び構造面が目標容器に向かう方向でのみ漏斗の外周領域における分配物質の加速を生じさせ且つ表面の滑り抵抗が減じられるようになされる。
【００２７】
本発明による実験室用装置によって、粉末、ペースト又は粒子を目標容器内へ分配する際には、以下のステップを有する方法を使用することが有利である。
【００２８】
−漏斗を漏斗ホルダ内に設置する。
【００２９】
−漏斗の入口断面を計量−分配装置の出口穴と整合状態とし、目標容器をその充填穴が漏斗の出口穴と整合するように配置する。
【００３０】
−計量−分配装置からの分配物質の給送を開始し、一方、これと同時に、攪拌装置を作動状態とする。
【００３１】
−計量−分配装置からの分配物質の給送を、目標容器内に収容された分配物質が規定された目標量に達するまで続ける。
【００３２】
−分配プロセスが完了した後に、漏斗を漏斗ホルダから取り外す。
【００３３】
目標容器のための秤量セルに加えて、漏斗の重量を測定するための第二の秤量セルを備えている本発明による実験室用装置の上記した態様においては、計量−分配装置からの分配物質の給送は、目標容器によって収容された分配物質の量と依然として漏斗内にある分配物質の量との合計が規定された目標重量に達するまで続けられ、分配物質のこの離全体が出来る限り多く漏斗から目標容器内へ移されるまで、漏斗が引き続き作動状態特に振動状態に保たれることが有利である。漏斗内に依然として残留物が残っていて目標容器内に届いた分配物質の量が目標容器と全く等しいわけではない場合には、付加的な物質を分配することによってこの差を均等にすることができる。
【発明の実施の形態】
【００３４】
以下、実施形態によって且つ図面を参照することによって当該実験室用装置を更に詳細に説明する。
【００３５】
本発明による図１の実験室用装置１は搬送アーム３を備えているハウジング２を備えており、搬送アーム３内には交換可能な計量−分配装置４が載置されており、計量−分配装置４は、分配物質のための供給源容器５と出口穴７を有している分配ヘッド６とを備えている。出口穴７は、図面において直接見ることはできない。実験室用装置１と計量−分配装置４とには、従来技術に属し従って図示されておらず且つ出口穴７から流出する分配物質の概略的に図示された流れを制御することができる手段が備えられている。
【００３６】
分配物質を注ぐ漏斗装置８が出口穴７のすぐ下方に配置されている。分配物質を注ぐ漏斗装置８は、交換可能な漏斗１２のための座面として機能する漏斗ホルダ１１を備えた搬送部材の形態の攪拌手段１０によって構成されている。一般的な（従って、図示されていない）動作発生器例えば圧電振動機又は偏心質量を備えた電動モーターによって、漏斗１２を備えた攪拌手段１０は、分配物質の漏斗１２に付着する傾向に抗し且つ漏斗１２を介する分配物質の容易な流れを補助する振動又は振とう動作を行うように設定することができる。攪拌手段１０の種々の異なる可能な動きが矢印によって記号によって指示されている。
【００３７】
−横方向の及び／又は長手方向の振動動作は交差している矢印１３によって記号で示されており、
−一平面内での円形運動は、円形矢印１４によって記号で示されており、
−垂直方向振動動作は、双頭矢印１５によって記号で示されており、
−中心長手軸線を中心とする漏斗の振動動作は、円形の双頭矢印１６によって記号で示されている。
【００３８】
漏斗１２の出口穴のすぐ下方には、第一の秤量セル１７の荷重受け部材１８上に配置されている目標容器９が配置されている。
【００３９】
図１に示されているように、漏斗１２は、分配ヘッド６の出口穴７から流出する広く分散された分配物質の流れを収斂させ且つそれを目標容器９の穴へとガイドするという目的を有している。
【００４０】
図１に示されている構造を拡張すると、図２に概略的に示されている装置は更に、新しい漏斗２９の再装填マガジン２１ばかりでなく、使用済みの漏斗２９のための廃棄ステーションをも備えている。再装填マガジン２１は、漏斗２９が給送位置から動く度に、漏斗供給源から新しい漏斗２９が装填される漏斗給送位置を有するように設計されている。
【００４１】
円形双頭矢印２５によって概略的に示されているように、図２における搬送アームの形態の攪拌手段２３は、水平面内で旋回できるように軸受け２４上に枢支されている。攪拌手段には更に、漏斗２９を廃棄ステーション２２内へ自動的に落下させ且つ再装填マガジン２１更に特定すると漏斗給送位置から新しい漏斗をピックアップする機能を備えている。撹拌手段２３のこの機能は図２に概略的に示されている。図２において、漏斗２９を保持している漏斗ホルダ２６は、攪拌手段２３の一体伸長部２７と、伸長部２７から離れて旋回させることができる枢支された指状部材２８とを備えている。使用済みの漏斗２９を落下させるためには、攪拌手段２３が廃棄ステーション２２へと旋回せしめられ、指状部材２８が回転せしめられて伸長部２７から離れ、漏斗が廃棄ステーション２２内へと落下する。新しい漏斗２９をピックアップするために、攪拌手段２３は再装填マガジン２１へと旋回せしめられる。
【００４２】
図３は、概略的な表現で、計量−分配装置３１と分配物質を注ぐ漏斗装置３２との制御のための制御及び調整ループの信号の流れの例を示している。目標容器３３の重量特に目標容器内に含まれている分配物質の全重量は、矢印Ａによって記号で示されているように、秤量セル３４から処理器ユニット３５へと連続的に伝えられる。処理器ユニット３５は更に、漏斗３８内に存在するかも知れない分配物質の重量を示す信号Ｂを分配物質を注ぐ漏斗装置３２から受け取る。光ゲートセンサ３６，３７は、計量−分配装置３１のための安全遮断スイッチとして機能し、この概念を実現するために、漏斗３８が透明材料によって構成されている。分配物質が漏斗３８内を自由に流れている限り、光センサ３６は、光源３７によって漏斗３８の下方部分を介して送られる光ビームＬを受け取る。アナログ信号としての光ビームＬは２種類の情報を含んでいる。第一に、光センサ３６によって記録される光強度の低下は、分配物質が漏斗の壁又は漏斗３８内に集まっている状態であることを示している。第二に、漏斗３８内を流れつつある分配物質の流量密度を記録し且つ評価する機能もある。
【００４３】
漏斗が詰まり始めた場合、例えば分配物質が付着粘稠性である場合には、光ビームＬが遮断され、このことが信号Ｃによって処理器ユニット３５に伝えられる。供給される信号Ａ、Ｂ、Ｃに基づいて、処理器ユニット３５は、一方では信号Ｄによって計量−分配装置３１を制御し、他方では信号Ｅによって分配物質を注ぐ漏斗装置３２を制御する。信号Ｄは、この場合には、計量−分配装置３１の開始及び停止並びに恐らく計量−分配装置３１の可変の給送速度をも制御するデジタル及び／又はアナログ情報全体を表している。信号Ｅは、振動及び／又は振とう動作をオン及びオフに切り換える機能を果たし且つ恐らくは分配物質を注ぐ漏斗装置３２によって漏斗３８に付与される振動又は振とう動作の周波数及び／又は振幅を制御する機能をも果たす。
【００４４】
図４は、漏斗の入口断面領域にバリアーリング４９が備えられている漏斗４８を示している。バリアーリング４９は、振動の結果として分配物質が入口断面４１を越えて重力方向と反対方向に動くのを阻止している。更に、漏斗４８の出口断面４２に円筒形の端部管４７を設けることができ、当該端部管４７を介して分配物質を閉塞領域例えば目標容器の円錐形に研磨された内側表面領域を越えて導くことができる。もちろん、端部管４７は、漏斗４８の長さよりも著しく長くすることができる。例えばロボットによって漏斗４８を漏斗ホルダ内に設置する補助として、漏斗の外側に形成された保持及び把持機構を設けることができる。これらは、図４においてはカラー４６として図示されている。このカラー４６を漏斗ホルダ上に配置されている固定手段によって把持することもできる。
【００４５】
図５は、同じ漏斗５８に作用する幾つかの漏斗ホルダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄを備えている攪拌手段５３を図示している。漏斗ホルダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄは、相対的に上下に配置されており、漏斗５８のための載置穴は相対的に整合されて、漏斗が上方から漏斗ホルダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ内へ載置することができるようになされている。双頭矢印によって示されているように、漏斗ホルダ５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄは、個々に相対的に動くことができる。従って、適切な機械的又は電気的制御構造によって、所望の動作パターン、例えば漏斗５８の長手方向に伝わる波動動作を発生することが可能である。
【００４６】
これらの種類の運動学的機能が１つの目的を達成するためには、漏斗は可撓性材料によって作られるのが好ましい。このような方法によってのみ、極めて低振幅の動作が円錐５８の個々の部分に伝えられる。より堅牢な材料が使用される場合には、漏斗には付加的に薄肉の移行部分５１が付加的に設けられるのが有利である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上、本発明を特別な実施形態によって説明したが、本発明による教示によって、例えば、個々の実施形態を相互に組み合わせ且つ／又は実施形態の個々の機能ユニットを相互に置換することによって形成することができる多くの別の変形例が明らかである。特に、例えば自動化態様の実験室用装置をより大きな装置の構成要素として使用する場合には、本発明の主題を組み入れることができる更に別の実施形態が存在する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】図１は、計量−分配装置、分配物質を注ぐ漏斗装置及び目標容器を備えた本発明による実験室用装置を作動状態で示している概略斜視図である。
【図２】図２は、新しい漏斗のための再装填マガジン、使用済みの漏斗のための廃棄ステーション及び使用済みの漏斗を落下させるための装置を備えた図１の実験室用装置の拡大斜視図である。
【図３】図３は、本発明による実験室用装置における計量−分配プロセスを制御するための信号の流れを示している斜視図である。
【図４】図４は、バリアーリングを備えている漏斗の概略斜視図である。
【図５】図５は、同じ漏斗に作用する幾つかの漏斗ホルダを備えている攪拌装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 実験室用装置、
２ ハウジング、
３ 搬送アーム、
３１、４ 計量−分配装置、
５ 供給源容器、
６ 分配ヘッド、
７ 出口穴、
３２、８ 分配物質を注ぐ漏斗装置、
３３、９ 目標容器、
５３、２３、１０ 攪拌手段、
５６Ｄ、５６Ｃ、５６Ｂ、５６Ａ、２６、１１ 漏斗ホルダ、
５８、４８、３８、２９、１２ 漏斗、
１３ 交差矢印、
１４ 円形矢印、
１５ 垂直双頭矢印、
１６ 円形双頭矢印、
３４、１７ 秤量セル、
１８ 荷重受け部材、
２１ 新しい漏斗のための再装填マガジン、
２２ 使用済みのための廃棄ステーション、
２４ 旋回軸受け、
２５ 円形の双頭矢印、
２７ 伸長部、
２８ 枢支された指状部材、
３５ 処理器ユニット、
３６ 光センサ、
３７ 光源、
４１ 入口断面、
４２ 出口断面、
４６ カラー、
４７ 端部管、
４９ バリアーリング、
５１ 薄肉の移行部、
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ アナログ及び／又はデジタル信号、
Ｌ 光ビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末、ペースト又は粒子形体の物質を少なくとも１つの目標容器（９，３３）内へ分配する機能を果たす少なくとも１つの計量−分配装置（４，３１）を備えた実験室用装置（１）であり、
少なくとも１つの計量−分配装置（４，３１）と、当該計量−分配装置（４，３１）に対して機械的に独立するように配置されており且つ計量−分配装置（４，３１）の出口穴（７）と目標容器（９，３３）との間に配置されている分配物質を注ぐ漏斗装置（８，３２）と、目標容器（９，３３）とを備え、
前記分配物質を注ぐ漏斗装置（８，３２）が、攪拌手段（１０，２３，５３）と、当該攪拌手段（１０，２３，５３）上に配置されている少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）とを備えており、交換可能な漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）を前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）に専用として結合することができ、前記漏斗の幅は重力方向に向かって幅が狭くなっていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項２】
請求項１に記載の実験室用室装置（１）であり、
未使用の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）のための再装填マガジン（２１）と使用済みの漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）のための廃棄ステーション（２２）とを更に備えていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項３】
請求項２に記載の実験室用室装置（１）であり、
前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）が、少なくとも３つの位置間で１つの軸線を中心に旋回し又は回転する機能によって構成されており、前記第一の位置が再装填マガジン（２１）に適合されており、前記第二の位置が前記計量−分配装置（４，３１）に適合されており、前記第三の位置が前記廃棄ステーション（２２）に適合されていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一の項に記載の実験室用室装置（１）であり、
前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）が自由落下装置（２７，２８）を備えていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の実験室用室装置（１）であり、
前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）が、作動中に漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）内に蓄積する前記分配物質を測定し且つ監視する機能を果たす充填レベル監視装置（３６，３７）を備えていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一の項に記載の実験室用室装置（１）であり、
前記攪拌手段（１０，２３，５３）が、直線モード（１３，１５）、円形モード（１４）又は漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の中心長手軸線を中心とする回転モード（１６）での振とう動作を発生する機能を有し、この動作が漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）に付与されることを特徴とする実験室用装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一の項に記載の実験室用室装置（１）であり、
目標容器（９，３３）のための荷重受け部材（１８）を備えた少なくとも１つの第一の秤量セル（３４）と、分配物質を注ぐ漏斗装置（８，３２）に結合されており且つ漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の重量を測定する機能を果たす少なくとも１つの第二の秤量セルとを備えており、計量−分配装置（４，３１）の給送を制御するために、前記第一の秤量セル（３４）及び第二の秤量セルによって発生される秤量信号（Ａ，Ｂ）を処理する機能を果たす少なくとも１つの処理ユニット（３５）が付与されていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一の項に記載の実験室用室装置（１）の漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）に結合させることができる漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）であり、
大きな入口断面（４１）と小さな出口断面（４２）とを有する管形状によって構成されていること及び前記漏斗の壁と当該管状漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の中心長い軸線との間の角度が１０°より小さいか又は等しいことを特徴とする漏斗。
【請求項９】
請求項８に記載の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）であり、
少なくとも１つのバリアーリング（４９）が前記入口断面（４１）の領域に配置されており且つ／又は円筒形の端部管（４７）が前記出口断面（４２）に配置されていることを特徴とする漏斗。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）であり、
当該漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の内側面が、分配物質が前記内側面に付着する傾向を減じる表面仕上げ及び／又は攪拌手段（１０，２３，５３）の動作に適合せしめられた表面構造を備えていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項１１】
粉末、ペースト又は粒子形体の物質を、測定された量だけ、請求項１乃至６のうちのいずれか一の項に記載の実験室用装置（１）を備えている目標容器（９，３３）内へ分配するための方法であり、
−第一のステップにおいて、前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）を請求項８〜１０のうちのいずれか一の項に記載の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）に結合し、
−第二のステップにおいて、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の入口断面（４１）を計量−分配（４，３１）の出口穴（７）に対して整合状態とさせ、目標容器（９，３３）の充填穴が漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の出口断面（４２）に対して整合状態となるようにし、
−第三のステップにおいて、計量−分配装置（４，３１）と攪拌手段（１０，２３，５３）とが作動せしめられ、分配物質を計量−分配装置（４，３１）から給送し、
−第四のステップにおいて、分配プロセスが完了した後に、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）を漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）から取り外す、ことからなる方法。
【請求項１２】
粉末、ペースト又は粒子形体の物質を測定された量だけ請求項７に記載の実験室用装置（１）を備えた目標容器（９，３３）内へ分配するための方法であり、
−第一のステップにおいて、前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）を請求項８〜１０のうちの一の項に記載の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）に結合させ、
−第二のステップにおいて、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の入口断面（４１）を計量−分配装置（４，３１）の出口穴（７）に対して整合状態とさせ、目標容器（９，３３）の充填穴を漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の出口断面（４２）に対して整合状態とさせ、
−第三のステップにおいて、計量−分配装置（４，３１）及び攪拌手段（１０，２３，５３）を作動させ、分配物質を計量−分配装置（４，３１）から給送し、計量−分配装置（４，３１）からの前記分配物質の給送を、目標容器（９，３３）によって収容される分配物質の重量と漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）内にまだ残っている分配物質の量との合計が規定された目標重量に達する時点まで続け、分配物質の残り全部が漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）から目標容器（９，３３）内へ出来るだけ多く移されるまで、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）を実質的に作動状態に維持し、
−第四のステップにおいて、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）内に在留物が依然としていて目標容器（９，３３）内に到達した分配物質の量が目標重量に全く等しくはない場合には、その差を付加的な物質によって均等にし、
−第五のステップにおいて、前記分配プロセスが完了した後に、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）を漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）から取り外す、ことからなる方法。
【請求項１】
粉末、ペースト又は粒子形体の物質を少なくとも１つの目標容器（９，３３）内へ分配する機能を果たす少なくとも１つの計量−分配装置（４，３１）を備えた実験室用装置（１）であり、
少なくとも１つの計量−分配装置（４，３１）と、当該計量−分配装置（４，３１）に対して機械的に独立するように配置されており且つ計量−分配装置（４，３１）の出口穴（７）と目標容器（９，３３）との間に配置されている分配物質を注ぐ漏斗装置（８，３２）と、目標容器（９，３３）とを備え、
前記分配物質を注ぐ漏斗装置（８，３２）が、攪拌手段（１０，２３，５３）と、当該攪拌手段（１０，２３，５３）上に配置されている少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）とを備えており、交換可能な漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）を前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）に専用として結合することができ、前記漏斗の幅は重力方向に向かって幅が狭くなっていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項２】
請求項１に記載の実験室用室装置（１）であり、
未使用の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）のための再装填マガジン（２１）と使用済みの漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）のための廃棄ステーション（２２）とを更に備えていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項３】
請求項２に記載の実験室用室装置（１）であり、
前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）が、少なくとも３つの位置間で１つの軸線を中心に旋回し又は回転する機能によって構成されており、前記第一の位置が再装填マガジン（２１）に適合されており、前記第二の位置が前記計量−分配装置（４，３１）に適合されており、前記第三の位置が前記廃棄ステーション（２２）に適合されていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか一の項に記載の実験室用室装置（１）であり、
前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）が自由落下装置（２７，２８）を備えていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の実験室用室装置（１）であり、
前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）が、作動中に漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）内に蓄積する前記分配物質を測定し且つ監視する機能を果たす充填レベル監視装置（３６，３７）を備えていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか一の項に記載の実験室用室装置（１）であり、
前記攪拌手段（１０，２３，５３）が、直線モード（１３，１５）、円形モード（１４）又は漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の中心長手軸線を中心とする回転モード（１６）での振とう動作を発生する機能を有し、この動作が漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）に付与されることを特徴とする実験室用装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれか一の項に記載の実験室用室装置（１）であり、
目標容器（９，３３）のための荷重受け部材（１８）を備えた少なくとも１つの第一の秤量セル（３４）と、分配物質を注ぐ漏斗装置（８，３２）に結合されており且つ漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の重量を測定する機能を果たす少なくとも１つの第二の秤量セルとを備えており、計量−分配装置（４，３１）の給送を制御するために、前記第一の秤量セル（３４）及び第二の秤量セルによって発生される秤量信号（Ａ，Ｂ）を処理する機能を果たす少なくとも１つの処理ユニット（３５）が付与されていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうちのいずれか一の項に記載の実験室用室装置（１）の漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）に結合させることができる漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）であり、
大きな入口断面（４１）と小さな出口断面（４２）とを有する管形状によって構成されていること及び前記漏斗の壁と当該管状漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の中心長い軸線との間の角度が１０°より小さいか又は等しいことを特徴とする漏斗。
【請求項９】
請求項８に記載の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）であり、
少なくとも１つのバリアーリング（４９）が前記入口断面（４１）の領域に配置されており且つ／又は円筒形の端部管（４７）が前記出口断面（４２）に配置されていることを特徴とする漏斗。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）であり、
当該漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の内側面が、分配物質が前記内側面に付着する傾向を減じる表面仕上げ及び／又は攪拌手段（１０，２３，５３）の動作に適合せしめられた表面構造を備えていることを特徴とする実験室用装置。
【請求項１１】
粉末、ペースト又は粒子形体の物質を、測定された量だけ、請求項１乃至６のうちのいずれか一の項に記載の実験室用装置（１）を備えている目標容器（９，３３）内へ分配するための方法であり、
−第一のステップにおいて、前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）を請求項８〜１０のうちのいずれか一の項に記載の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）に結合し、
−第二のステップにおいて、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の入口断面（４１）を計量−分配（４，３１）の出口穴（７）に対して整合状態とさせ、目標容器（９，３３）の充填穴が漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の出口断面（４２）に対して整合状態となるようにし、
−第三のステップにおいて、計量−分配装置（４，３１）と攪拌手段（１０，２３，５３）とが作動せしめられ、分配物質を計量−分配装置（４，３１）から給送し、
−第四のステップにおいて、分配プロセスが完了した後に、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）を漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）から取り外す、ことからなる方法。
【請求項１２】
粉末、ペースト又は粒子形体の物質を測定された量だけ請求項７に記載の実験室用装置（１）を備えた目標容器（９，３３）内へ分配するための方法であり、
−第一のステップにおいて、前記少なくとも１つの漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）を請求項８〜１０のうちの一の項に記載の漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）に結合させ、
−第二のステップにおいて、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の入口断面（４１）を計量−分配装置（４，３１）の出口穴（７）に対して整合状態とさせ、目標容器（９，３３）の充填穴を漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）の出口断面（４２）に対して整合状態とさせ、
−第三のステップにおいて、計量−分配装置（４，３１）及び攪拌手段（１０，２３，５３）を作動させ、分配物質を計量−分配装置（４，３１）から給送し、計量−分配装置（４，３１）からの前記分配物質の給送を、目標容器（９，３３）によって収容される分配物質の重量と漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）内にまだ残っている分配物質の量との合計が規定された目標重量に達する時点まで続け、分配物質の残り全部が漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）から目標容器（９，３３）内へ出来るだけ多く移されるまで、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）を実質的に作動状態に維持し、
−第四のステップにおいて、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）内に在留物が依然としていて目標容器（９，３３）内に到達した分配物質の量が目標重量に全く等しくはない場合には、その差を付加的な物質によって均等にし、
−第五のステップにおいて、前記分配プロセスが完了した後に、漏斗（１２，２９，３８，４８，５８）を漏斗ホルダ（１１，２６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄ）から取り外す、ことからなる方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−１５０８７７（Ｐ２００９−１５０８７７Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０８１３４（Ｐ２００８−３０８１３４）
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（５９９０８２２１８）メトラー−トレド アクチェンゲゼルシャフト (130)
【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｌａｎｇａｃｈｅｒ， ８６０６ Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（５９９０８２２１８）メトラー−トレド アクチェンゲゼルシャフト (130)
【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｌａｎｇａｃｈｅｒ， ８６０６ Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【Ｆターム（参考）】
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