液面検出センサ装置、及び、液体定量供給装置
【課題】液面を検出する液体の性質によらずに、精度よく液面を検出する。
【解決手段】液面検出センサ装置５１は、揮発性溶液の液面と対向する先端部に設けられ、液面に超音波を出射する超音波出射部５４ｃと、先端部に設けられ、超音波出射部５４ｃから出射された超音波の液面からの戻り超音波を受信する超音波受信部５４ｄとを有する超音波センサ５４と、戻り超音波を受信する超音波受信部５４ｄとを有する超音波センサ５４と、超音波センサ５４の超音波出射部５４ｃ及び超音波受信部５４ｄを覆うとともに、超音波出射部５４ｃから出射される超音波、及び、戻り超音波をガイドするキャップ体５７と、超音波センサ５４の先端部に空気流を生成する空気流生成部５９とを備え、空気流生成部５９は、キャップ体５７を介して超音波センサ５４の先端部に空気流を生成し、超音波センサ５４の先端部への揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制する。
【解決手段】液面検出センサ装置５１は、揮発性溶液の液面と対向する先端部に設けられ、液面に超音波を出射する超音波出射部５４ｃと、先端部に設けられ、超音波出射部５４ｃから出射された超音波の液面からの戻り超音波を受信する超音波受信部５４ｄとを有する超音波センサ５４と、戻り超音波を受信する超音波受信部５４ｄとを有する超音波センサ５４と、超音波センサ５４の超音波出射部５４ｃ及び超音波受信部５４ｄを覆うとともに、超音波出射部５４ｃから出射される超音波、及び、戻り超音波をガイドするキャップ体５７と、超音波センサ５４の先端部に空気流を生成する空気流生成部５９とを備え、空気流生成部５９は、キャップ体５７を介して超音波センサ５４の先端部に空気流を生成し、超音波センサ５４の先端部への揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内の液面を検出する液面検出センサ装置、及び、この液面検出センサ装置を備えて第１容器体から第２容器体に対して所定量の液体を自動的に注ぎ分ける液体定量供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の分析或いは検査法においては、第１容器体から一定量の試料液等を第２容器体に注ぎ分けながら所定の分析・検査を行うことがある。例えば、特許文献１には、患者から採取した尿を装置内に自動的に取り込んで所定の検査を行うことで、清潔かつ正確な検査が行われるようにして患者毎の管理を確実に行うことが可能な尿測定装置の自動供給機が開示されている。
【０００３】
また、食物繊維の定量法においては、例えば食品成分表で最も利用されている酵素−重量法の一種で、水溶性食物繊維と不溶性食物繊維とに分別定量するプロスキー変法が実施されている。プロスキー変法においては、試料に酵素処理を施してでんぷん質とタンパク質を消化して低分子化した後に濾過を行って濾過物と濾過液に分別し、さらに濾過液に４倍容量のエタノールを加えて高分子成分を不溶化させる。プロスキー変法においては、さらにそれぞれの濾過物をエタノールとアセトンで順次洗浄した後に乾燥することにより、水溶性食物繊維と不溶性食物繊維の重量を求める。
【０００４】
すなわち、プロスキー変法においては、予めセライトで濾過層を形成したつぼ型ガラス濾過器が用いられ、吸引ポンプを有するセット装置に設置した濾過器にトールビーカから試料液を供給して濾過を行う。プロスキー変法においては、トールビーカの容量が４００ｍｌであるとともに濾過器の容量が３０ｍｌであることから、１試料液について１４回の注ぎ分け操作が必要となる。
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０３３６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
各種の検査・分析装置においては、上述した特許文献１に開示される尿測定装置の自動供給機のように、試料液の自動供給機能を備えることにより検査・分析作業の効率化が図られて極めて有効である。しかしながら、従来の液体自動供給装置は、もっぱら装置内に試料液を自動的に供給するものであり、上述したプロスキー変法のように大容量の容器から小容量の容器に対して試料液を１回毎に定量に分けて全容量を注ぎ分けて供給することが必要な特殊な用途に適合するものは提供されていない。
【０００７】
したがって、従来の検査・分析装置においては、試料液の供給が分析員により行われ、分析員が各濾過器内の試料液の残存状態を常時監視しながら試料液の補充を行わなければならず、多数の試料液を検査する場合に監視・補充の単純ではあるが神経を使う作業を長時間に亘って行わなければならなかった。例えば、量産型の液体供給装置においては、液体計量機構や自動弁構造等を有する液体供給部が備えられて、一定量の液体を自動的に供給するようにしている。しかしながら、上述したプロスキー変法等に用いる実験装置的な検査・分析装置においては、このような量産型の液体供給装置に備えられる大規模で構造も複雑でありかつ高価な液体自動供給機構を採用することはできない。
【０００８】
出願人は、上述した従来の検査・分析装置の問題を解決すべく鋭意工夫を行って、小型で構造簡易かつ廉価な液体定量装置を開発した。この液体定量装置は、大容量の第１容器体から小容量の第２容器体に供給する液体の上限液面位置と下限液面位置とを液面センサで検出し、駆動機構を制御して第１容器体を注ぎ位置と待機位置とに往復回動させることにより所定量ずつ注ぎ分けするとともに、全量の供給を終了すると第１容器体を初期位置へと復帰させる。かかる液体定量装置によれば、プロスキー変法等により多数の試料液の分析を行う際にも分析員が付ききりで各第２容器体内における液体の残量監視や補充を行う手間を不要とし、精密な検査分析を実施することが可能である。
【０００９】
ところで、上述した新規な液体定量供給装置においては、第２容器体に供給された液体の液面を検出する手段としての液面センサが備わっているが、この液面センサは、供給される液体の性質によって、精度を欠く場合があった。すなわち、上述の液面センサは、出射面から超音波を当該液面に向けて出射するとともに、液面から反射した超音波を入射面から入射することで、出入射時間を計測することにより、液面までの距離を算出することができるセンサであるが、例えば、揮発性を有する液体の液面を検出する場合には、液面センサが揮発物質による影響を受けて、精度よく検出できないという問題があった。
【００１０】
また、上述した新規な液体定量装置は、第１容器体を保持する支持プレート部材の一端部を筐体の主面から突出させた駆動軸に固定して主面と対向した状態で注ぎ位置と待機位置とに亘って往復回動させるとともに、支持プレート部材の側方に主面と対向して第２容器体をスタンドに保持して設置する。新規な液体定量装置は、もっぱら１組の第１容器体と第２容器体とを対象として開発され、筐体の主面に沿って第１容器体と第２容器体を並べて設置したことから操作部がやや横長となる。
【００１１】
したがって、新規な液体定量装置においては、作業台上に多数台を併設して多数の試料液の分析を同時に行う場合に、横方向に大きなスペースを占有してしまうといった問題があった。また、新規な液体定量装置に対しては、小型で構造簡易かつ廉価な特性を保持しながら複数組の第１容器体と第２容器体を備えることにより１台で複数の試料液の分析を可能とする要望も寄せられた。
【００１２】
したがって、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、検出する液体の性質によらず、精度よく液面を検出することができる液面検出センサ装置、及び、上述した大容量の第１容器体から小容量の第２容器体に全量分の液体を所定量ずつ正確かつ自動的に注ぎ分ける小型で構造簡易かつ廉価な新規な液体定量装置の特性を全面的に踏襲し、さらに設置状態でのスペース効率化や作業の効率化を図る液体定量供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成する本発明に係る液面検出センサ装置は、揮発性溶液を定量供給する液体定量供給装置に用いられる液面検出センサ装置であり、揮発性溶液の液面と対向する先端部に設けられ、この液面に超音波を出射する超音波出射部と、先端部に設けられ、超音波出射部から出射された超音波の液面からの戻り超音波を受信する超音波受信部とを有する超音波センサ部と、超音波センサ部の超音波出射部及び超音波受信部を覆うとともに、超音波出射部から出射される超音波、及び、戻り超音波をガイドするキャップ体と、超音波センサ部の先端部に空気流を生成する空気流生成部とを備える。そして、空気流生成部は、キャップ体を介して超音波センサ部の先端部に空気流を生成し、超音波センサ部の先端部への揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制することを特徴とする。
【００１４】
また、液面検出センサ装置は、キャップ体に、このキャップ体と超音波センサ部の先端部との間に形成される空間部に、空気流生成部による空気流を供給する空気流供給孔が設けられ、キャップ体に連結され、空気流供給孔からの空気流が流入し、超音波出射部から出射される超音波、及び、戻り超音波をガイドする長尺のノズル体を備えるようにすることで、簡易な構成で、揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明に係る液体定量供給装置は、所定の容量を有する第２容器体に対して、大容量の第１容器体から所定量の揮発性液体を注ぎ分けて供給する。液体定量供給装置は、第１容器体を保持するホルダ機構と、第１容器体を所定の経路を以って移動させる移動ガイド機構と、第１容器体を待機位置と液体を第２容器体に注ぐ注ぎ位置とに移動させる駆動機構と、第２容器体の液面を検出する液面検出センサユニットとを備える。
【００１６】
液体定量供給装置は、ホルダ機構が、筐体の主面に形成した高さ方向の断面略円弧状の凹陥部内において第１容器体を着脱自在に保持する。液体定量供給装置は、移動ガイド機構が、筐体の凹陥部内に位置して主面に開口された高さ方向の移動ガイド開口溝に沿ってホルダ機構により保持した第１容器体を、凹陥部に臨んで主面と対向して設置した第２容器体を略中心とする円弧状の軌跡を以って上下方向に移動させる。液体定量供給装置は、駆動機構が、上下方向の反復駆動力を出力する駆動源を有し、ホルダ機構を介して第１容器体を移動ガイド開口溝に沿って移動させる。液体定量供給装置は、液面検出センサユニットが、第２容器体の液面を検出することにより、第１位置と第２位置との移動タイミングを検出する。
【００１７】
液体定量供給装置においては、液面検出センサユニットにより検出される第２容器体の液面状態に応じて、第１容器体が、移動ガイド開口溝の下端側の第１位置において主面と平行に対向した略垂直姿勢の待機状態に保持されるとともに、駆動機構により移動ガイド開口溝の上端側の第２位置へと移動されることにより主面と略直交する姿勢に変換されて傾くことで、第２容器体に液体を注ぐ動作を行う。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る液面検出センサ装置は、超音波出射部と超音波受信部とからなる超音波センサ部と、この超音波センサ部の超音波出射部及び超音波受信部を覆うとともに、超音波出射部から出射される超音波、及び、戻り超音波をガイドするキャップ体と、超音波センサ部の先端部に空気流を生成する空気流生成部とを備える。そして、空気流生成部は、キャップ体を介して超音波センサ部の先端部に空気流を生成し、該超音波センサ部の先端部への揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制することができ、すなわち、液体の性質によらず、精度よく液面を検出することができる。
【００１９】
また、本発明にかかる液体定量供給装置によれば、筐体の主面に凹陥部を形成するとともにこの凹陥部内に高さ方向の移動ガイド開口溝を形成し、駆動機構によりホルダ機構に保持した大容量の第１容器体を主面に対して略垂直姿勢から略直交姿勢に変換させるように移動ガイド機構を介して第２容器体を略中心として上下方向に円弧状の軌跡を以って移動させて第２容器体に液体を供給するように構成したことにより、横幅が小さい縦長構造となり設置状態において横方向のスペースが低減されるようになる。また、液体定量供給装置は、上述の液面検出センサ装置を備えることから、液体定量供給装置によれば、検出する溶液の性質によらず、正確な液面検出を行うことができるとともに、作業台等に設置した状態でのスペース効率化や作業の効率化を図り、大容量の第１容器体から所定容量の第２容器体に対して精密な液体の注ぎ分け動作を自動的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】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態として示した液面検出センサ装置５１、及び、液面検出センサ装置５１を備えた液体定量供給装置（以下、単に供給装置と略称する）１について、図面を参照して詳細に説明する。供給装置１は、例えば上述したプロスキー変法による定量分析を実施する際の濾過工程に用いられ、第１容器体を構成する５００ｍｌ程度の大きな容量を有するトールビーカ２に４００ｍｌの試料液（液体）を充填し、この試料液をトールビーカ２から第２容器体を構成する容量が３０ｍｌのつぼ型濾過器（第２容器）３に対して一定量毎に分けて自動的に注ぎ込んで所定の分析が行われるようにする。なお、以下の説明において方向を示す用語の「上下」、「左右」及び「前後」は、図１を基準として用いるものとする。
【００２１】
供給装置１は、詳細を後述するようにトールビーカ２から濾過器３に供給する試料液の１回当たりの供給量を予め設定する。供給装置１は、トールビーカ２を第１位置から試料液を供給する第２位置へと移動させて濾過器３に対して設定量の試料液を自動供給した後に、トールビーカ２を第２位置から第１位置へと復帰させて待機状態とする。供給装置１は、濾過器３において供給された試料液の濾過動作が進行し所定量以下となった状態を検出すると、トールビーカ２を再び第１位置から第２位置へと自動的に移動させて濾過器３に試料液の供給動作を行って第１位置へと復帰させる。
【００２２】
なお、供給装置１については、トールビーカ２を第１位置と第２位置とに亘って往復移動させると説明するが、例えば第１位置がトールビーカ２をセットしたり試料液を充填する初期位置と、この初期位置よりやや上方や前の注ぎ動作から少し下方で次の注ぎ動作に備える待機位置であってもよい。
【００２３】
また、第２位置については、トールビーカ２が停止して濾過器３に対して試料液を注ぐ動作位置として説明するが、注ぎ動作時にトールビーカ２を急激に停止すると一度に大量の試料液が濾過器３に注ぎ込まれるいわゆるどか注ぎの発生或いは不安定な姿勢によるこぼれの発生が生じる虞がある。供給装置１においては、第２位置の近傍においてトールビーカ２の動作を制御することにより、上述した事態の発生を防止するとともに濾過器３における試料液の液面検出や制御の簡易化等が図られるようにする。
【００２４】
したがって、第２位置については、特に精密を要しない場合や各機構部等によりその対応を図ることにより、トールビーカ２の停止状態を必須とせずまた固定位置とならない。また、第２位置については、トールビーカ２内の試料液の残存量に応じてその都度変化することになる。すなわち、第２位置とは、トールビーカ２が第１位置から上方へと円弧状の軌跡を以って移動されて所定の角度に傾けられることにより濾過器３への試料液の注ぎ込みを開始する位置である。
【００２５】
供給装置１は、トールビーカ２の上述した反復移動動作を、全量の試料液を濾過器３に供給し終えるまで自動的に繰り返し行う。したがって、供給装置１は、複数台を設置して複数試料液の濾過を同時に行う場合でも分析員が全ての濾過器３を監視して試料液の残存状態に応じて注ぎ足し操作を行うことを不要とさせ、分析員の負担軽減と作業の効率化とともに正確な分析の実施を可能とする。
【００２６】
供給装置１は、例えば作業テーブル上に載置され、高さが約７５ｃｍ、奥行きが約３０ｃｍとやや大きいが、図１に示すように横幅が２０ｃｍと小さく、複数台を並べて設置しても作業に必要なスペースが充分に確保されて複数の試料液を同時に処理することを可能とする。供給装置１は、後述するように濾過器３が、筐体４の主面４Ａと対向して濾過器支持ブラケット５の位置調整機構により所定の高さ位置及び前後位置に設定された状態で設置される。濾過器３は、所定量の試料液が充填される容器部３ａと、容器部３ａの底部に固定されたセライト等からなる濾過層３ｂと、濾過層３ｂが支持される支持部材３ｃとから構成されており、支持部材３ｃに濾過層３ｂと連結された内部空間を負圧状態として濾過層３ｂを通過する濾過液を吸引して排水する吸引排水機構６が接続される。また、濾過器３の支持部３ｃには、容器部３ａと濾過層３ｂとを支持部３ｃに固定するためのフック状の固定部材３ｄが設けられている。支持部３ｃと連結された吸引排水機構６は、第１の吸引排水管６ａと、この第１の吸引排水管６ａの後段に連結され、濾過器３からの濾過液を溜める広口ビン６ｂと、広口ビン６ｂに接続された後段において図示しないポンプ等の吸引手段と連結された第２の吸引排水管６ｃとから構成されている。第１の吸引排水管６ａは、支持部３ｃと広口ビン６ｂとを連結し、濾過器３からの濾過液を広口ビン６ｂに排水する。第２の吸引排水管６ｃは、広口ビン６ｂと吸引手段とを連結し、上段において広口ビン６ｂに溜まった濾過液を吸引しない位置、すなわち広口ビン６ｂの上部に連結され、内部を負圧状態とすることにより濾過器３の濾過液を吸引するように、広口ビン６ｂ内のエアを吸引する。なお、広口ビン６ｂは、供給装置１毎に濾過液を回収する際に利用することができるが、第１の吸引排水管６ａと第２の吸引排水管６ｃとを直接連結するようにしてもよいことは勿論である。また、濾過器３は、かかる構造に限定されず、例えば吸引ビンと、その上部開口部に装着される漏斗等により構成してもよいことは勿論である。
【００２７】
供給装置１は、操作面を構成する筐体４の主面４Ａが、図１及び図２に示すように高さ方向の略中央位置において下部領域４ＡＬと上部領域４ＡＵとに区割りされ、下部領域４ＡＬに断面略円弧状の凹陥部７が設けられる。供給装置１には、筐体４の内部に設けた図示しないシャーシに詳細を後述するホルダ機構８と移動ガイド機構９と駆動機構１０が組み立てられ、凹陥部７により構成する空間部内においてトールビーカ２を保持するとともに回動させながら高さ方向に移動させる。
【００２８】
供給装置１は、詳細を後述するようにトールビーカ２がホルダ機構８と移動ガイド機構９とにより第１位置と第２位置とに亘って凹陥部７内を高さ方向に往復移動する。供給装置１は、ホルダ機構８が、トールビーカ２を第１位置において主面４Ａと平行に対峙する略垂直姿勢に保持する。供給装置１は、駆動機構１０が動作してホルダ機構８により保持したトールビーカ２を第１位置から第２位置へと移動させるが、移動ガイド機構９により凹陥部７内を上方へと円弧状の軌跡を以って移動させるにしたがって上述した略垂直姿勢から次第に主面４Ａと略直交する姿勢へと変換させて傾倒状態とする。
【００２９】
供給装置１は、濾過器３が、図２に示すように主面４Ａと略同一面を構成して凹陥部７と対向して濾過器支持ブラケット５に設置される。供給装置１は、凹陥部７が、トールビーカ２を濾過器３を中心とする円弧状の軌跡を以って移動させる曲率を以って筐体４の主面４Ａに形成される。供給装置１には、凹陥部７内に、移動ガイド機構９を構成する高さ方向の一対の移動ガイド開口溝１１Ｌ、１１Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて移動ガイド開口溝１１と総称する。）が形成されている。移動ガイド開口溝１１は、幅方向に離間して互いに平行なスリット状の開口溝として凹陥部７内に形成される。
【００３０】
供給装置１は、図１に示すように、上部領域４ＡＵ内に制御回路部１２等を搭載した詳細を省略する制御基板１３が内蔵されるとともに、複数の操作ボタン１４Ａ〜１４Ｄや液晶表示器１５或いは電源のオン・オフ状態等を表示するＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示灯１６等が設けられる。供給装置１には、上部領域４ＡＵに一端を取り付けられ、先端が凹陥部７と対向して濾過器３内の試料液の材料を検出する液面検出センサ装置５１が設けられる。
【００３１】
供給装置１の濾過器支持ブラケット５は、図１、図２及び図５に示すように、平板状部材からなり、上面に濾過器３の支持部３ｃが固定される上面部材５ａと、上面部材５ａを支持し、供給装置１と連結される略Ｌ字状の支持部材５ｂとから構成されている。濾過器支持ブラケット５の支持部材５ｂは、一端側に上面部材５ａが固定され、他端側が供給装置１の筐体４底面にネジ止めされて固定されている。濾過器支持ブラケット５は、支持部材５ｂの供給装置１の筐体４底面の固定位置を調整することにより、濾過器３の上下位置、左右位置、前後位置などの位置調整を行う。
【００３２】
供給装置１は、ホルダ機構８が、図１、図２及び図４に示すように、一対の支持ブラケット部材１８Ｌ、１８Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて支持ブラケット部材１８と総称する。）と、この支持ブラケット部材１８に設けられてトールビーカ２を直立した状態で載置する受け台１９と、支持ブラケット部材１８、１８に横架され載置されるトールビーカ２の高さ方向の２カ所が当接される半円弧状の固定ホルダ片２１Ｌ、２１Ｕ（以下、個別に説明する場合を除いて固定ホルダ片２１と総称する。）と、受け台１９の後方側より、固定ホルダ片２１側に付勢されて設けられる可動ホルダ片２０等の部材を有する。ホルダ機構８は、後述するように支持ブラケット部材１８が駆動機構１０により移動ガイド開口溝１１に沿って上下方向に移動される。
【００３３】
ホルダ機構８は、可動ホルダ片２０が、トールビーカ２の外周部を固定ホルダ片２１側に付勢し保持する長さを有するとともに、固定ホルダ片２１よりもやや小幅に形成され、支持ブラケット部材１８に対して、下端側を受け台１９の後方側に設けられるヒンジ機構２０ａを介して組み合わされる。ホルダ機構８は、ヒンジ機構２０ａが、受け台１９に固定され可動ホルダ片２０を片持ちする軸受け筒２０ｂと、支持ブラケット部材１８Ｌ、１８Ｒ間である左右方向に支架された支軸２０ｃと、支軸２０ｃから立設されるブラケット部材２０ｄと支持ブラケット部材１８Ｌとの間に装着されたコイルバネ２０ｅから構成し、可動ホルダ片２０を固定ホルダ片２１側に付勢しながら回動自在に支持する。
【００３４】
ホルダ機構８は、コイルバネ２０ｅの弾性力に抗して可動ホルダ片２０を開いた状態で、受け台１９上にトールビーカ２を直立状態で載置する。ホルダ機構８は、可動ホルダ片２０がコイルバネの弾性力により復帰して受け台１９上に載置したトールビーカ２の外周部に当接することで、固定ホルダ片２１との間でトールビーカ２を挟み込んで保持する。ホルダ機構８は、これによりトールビーカ２を、筐体４の主面４Ａに形成した凹陥部７と対向して、主面４Ａと平行に対向した略垂直状態で着脱自在に保持する。
【００３５】
なお、ホルダ機構８は、上述した構造に限定されないことは勿論であり、例えば、トールビーカ２との当接面である可動ホルダ片２０や固定ホルダ片２１の内面にそれぞれトールビーカ２を確実に保持する滑り止め用の弾性シート材等を接合してもよい。ホルダ機構８は、トールビーカ２の大きさに合わせて適宜の個数或いは形状の可動ホルダ片２０や固定ホルダ片２１を備えてもよい。ホルダ機構８は、例えば、固定ホルダ片２１を受け台１９から立設した円弧状の立壁により構成し、可動ホルダ片２０によりトールビーカ２を押し付けて保持するようにしてもよい。ホルダ機構８は、固定ホルダ片２１を第２位置においてトールビーカ２の下側を保持する位置に設けることが好ましい。
【００３６】
供給装置１は、移動ガイド機構９が、図２及び図４に示すように上述した凹陥部７内に開口された移動ガイド開口溝１１と、この移動ガイド開口溝１１に沿って筐体４の内部に設置された左右一対のガイドレール部材２２Ｌ、２２Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いてガイドレール部材２２と総称する。）と、これらガイドレール部材２２に支持されて移動する駆動ブラケット部材２３とを備える。
【００３７】
移動ガイド機構９は、移動ガイド開口溝１１が、トールビーカ２の外径よりも大きな間隔を有して、上述したように凹陥部７内において幅方向に離間して互いに平行でありかつ高さ方向の円弧状溝として形成される。移動ガイド開口溝１１は、図１及び図２に示すようにホルダ機構８の支持ブラケット部材１８の基端部を嵌挿させて駆動ブラケット部材２３と連結させる。なお、供給装置１は、一対の移動ガイド開口溝１１Ｌ、１１Ｒを形成したが、１つの移動ガイド開口溝１１であってもよいことは勿論である。
【００３８】
ガイドレール部材２２は、左右略対称形であり、移動ガイド開口溝１１に沿って筐体４の内部に取り付けられる。ガイドレール部材２２は、凹陥部７に対してその曲率とほぼ等しい曲率を有する円弧状であり、かつ、その高さとほぼ等しい長さを有する長尺の部材からなる。ガイドレール部材２２には、図６に示すようにそれぞれの相対する側面に開口するガイド溝２４Ｌ、２４Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いてガイド溝２４と総称する。）が全長に亘って形成されることで断面が略コ字状を呈するチャンネル状の部材からなる。ガイドレール部材２２は、同図に示すようにガイド溝２４を構成する前面側の側壁が段付きとされ、ガイド溝２４に沿ってチェーンガイド溝２５Ｌ、２５Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いてチェーンガイド溝２５と総称する。）が全長に亘って形成される。
【００３９】
駆動ブラケット部材２３は、図７及び図８に示すように、ガイドレール部材２２の対向間隔とほぼ等しい幅を有するプレート状の基部２６と、この基部２６の両側縁に沿って一体に連設されたサイドプレート部２７Ｌ、２７Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いてサイドプレート部２７と総称する。）とにより構成される略Ｈ状の部材からなる。駆動ブラケット部材２３には、厚み方向に対して凹陥部７の曲率とほぼ等しい曲率で湾曲された基部２６に、移動ガイド開口溝１１を嵌挿された上述したホルダ機構８の支持ブラケット部材１８の基端部が結合される。
【００４０】
駆動ブラケット部材２３は、サイドプレート部２７が、図７に示すように凹陥部７の曲率とほぼ等しい曲率で湾曲され、ガイド溝２４の溝幅よりもやや大きな幅を有する円弧状に形成されたプレート部位からなる。サイドプレート部２７には、長さ方向の両端近傍の外側面にピン軸２８Ｌ、２８Ｕ（以下、個別に説明する場合を除いてピン軸２８と総称する。）が設けられるとともに、このピン軸２８にガイド溝２４の溝幅とほぼ同径のベアリングコロ２９Ｌ、２９Ｕ（以下、個別に説明する場合を除いてベアリングコロ２９と総称する。）が装着されている。
【００４１】
駆動ブラケット部材２３は、サイドプレート部２７Ｌをガイドレール部材２２Ｌと対向させてベアリングコロ２９Ｌをガイド溝２４Ｌに嵌挿するとともに、サイドプレート部２７Ｒをガイドレール部材２２Ｒと対向させてベアリングコロ２９Ｒをガイド溝２４Ｒに嵌挿することにより、ガイドレール部材２２Ｌ、２２Ｒ間に組み合わされる。駆動ブラケット部材２３は、後述する駆動機構１０から上下方向の駆動力が作用されることによりベアリングコロ２９がガイド溝２４内で回転することで上下方向に円滑に移動する。駆動ブラケット部材２３は、この移動動作により、ホルダ機構８の支持ブラケット部材１８を一体的に移動させ、トールビーカ２を凹陥部７の曲率とほぼ等しい円弧状の軌跡を以って移動させるようにする。
【００４２】
駆動機構１０は、図２に示すように駆動源を構成するリニアサーボモータ３０と、移動ガイド開口溝１１の下方部に位置して前後に対向して設けられた下部ガイド体３１Ｆ、３１Ｂ（以下、個別に説明する場合を除いて下部ガイド体３１と総称する。）と、移動ガイド開口溝１１の上方部に位置して前後に対向して設けられた上部ガイド体３２Ｆ、３２Ｂ（以下、個別に説明する場合を除いて上部ガイド体３２と総称する。）と、左右一対の下部チェーンベルト３３Ｌ、３３Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて下部チェーンベルト３３と総称する。）と、左右一対の上部チェーンベルト３４Ｌ、３４Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて上部チェーンベルト３４と総称する。）を備える。
【００４３】
駆動機構１０は、リニアサーボモータ３０を、図２及び図３に示すように凹陥部７と対向するように背面側に位置して立設状態で筐体４の内部に設ける。リニアサーボモータ３０は、各種の自動制御装置等に一般に用いられる周知のものと同等であることから詳細な説明を省略するが、左右一対の作動体３５Ｌ、３５Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて作動体３５と総称する。）を備えており、この作動体３５が後述する制御回路部１２から出力される制御信号に基づいて移動方向、移動量或いは移動速度を精密に制御されて駆動される。
【００４４】
リニアサーボモータ３０は、詳細を省略するが作動体３５の移動位置を検出して制御回路部１２に対して位置信号を出力し、この位置信号に基づいて制御回路部１２から出力される制御信号により所定の動作制御が行われる。リニアサーボモータ３０は、位置信号に基づいて例えば出力が反転することにより作動体３５の上下方向の移動を切り換え、作動体３５の速度を切り換える。リニアサーボモータ３０は、上述したように筐体４の内部に立設状態に設けることにより、作動体３５が凹陥部７と対向して上下方向に往復移動する。作動体３５には、後述するように駆動ベルト体を構成する下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４が、それぞれの一端部を固定される。
【００４５】
前方下部ガイド体３１Ｆは、図４に示すように左右一対の前方下部チェーン車３６Ｌ、３６Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて前方下部チェーン車３６と総称する。）と、これら前方下部チェーン車３６を支持する前方下部支軸３７と、この前方下部支軸３７を回転自在に支持する左右一対の前方下部ベアリング軸受３８Ｌ、３８Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて前方下部ベアリング軸受３８と総称する。）とから構成される。前方下部ガイド体３１Ｆは、図６に示すように前方下部支軸３７が前方下部ベアリング軸受３８を介してガイドレール部材２２間にその下端部の近傍に位置して回転自在に支架され、この前方下部支軸３７にガイドレール部材２２のチェーンガイド溝２５内に位置して前方下部チェーン車３６が軸装される。
【００４６】
後方下部ガイド体３１Ｂも、基本的な構成を前方下部ガイド体３１Ｆと同様とし、左右一対の後方下部チェーン車３９Ｌ、３９Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて後方下部チェーン車３９と総称する。）と、これら後方下部チェーン車３９を支持する後方下部支軸４０と、この後方下部支軸４０を回転自在に支持する左右一対の後方下部ベアリング軸受４１Ｌ、４１Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて後方下部ベアリング軸受４１と総称する。なお、図２に左方後方下部ベアリング軸受４１Ｌのみを図示する。）とから構成される。後方下部ガイド体３１Ｂは、後方下部支軸４０が後方下部ベアリング軸受４１を介して筐体４のシャーシに回転自在に支架されるとともに、この後方下部支軸４０に前方下部チェーン車３６と対向位置して後方下部チェーン車３９が軸装される。
【００４７】
駆動機構１０は、前方上部ガイド体３２Ｆが、上述した前方下部ガイド体３１Ｆに対向するガイドレール部材２２の上端近傍に位置して同等の部材を備えて構成される。前方上部ガイド体３２Ｆは、構成部材が前方下部ガイド体３１Ｆと同等であるから詳細な説明を省略するが、左右一対の前方上部チェーン車４２Ｌ、４２Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて前方上部チェーン車４２と総称する。）と、前方上部支軸４３と、左右一対の前方上部ベアリング軸受４４Ｌ、４４Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて前方上部ベアリング軸受４４と総称する。）とから構成される。
【００４８】
駆動機構１０は、後方上部ガイド体３２Ｂが、上述した後方下部ガイド体３１Ｂに対向して同等の部材を備えて構成される。後方上部ガイド体３２Ｂは、構成部材の詳細な説明を省略するが、左右一対の後方上部チェーン車４５Ｌ、４５Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて後方上部チェーン車４５と総称する。）と、後方上部支軸４６と、左右一対の後方上部ベアリング軸受４７Ｌ、４７Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて後方上部ベアリング軸受４７と総称する。）とから構成される。
【００４９】
駆動機構１０は、上述したように一端部をリニアサーボモータ３０の作動体３５に固定した下部チェーンベルト３３が、図２及び図３に示すように後方下部チェーン車３９と前方下部チェーン車３６とに掛け合わされるとともにガイドレール部材２２のチェーンガイド溝２５内を導かれ、他端側を駆動ブラケット部材２３の一端側に固定される。駆動機構１０は、一端部を下部チェーンベルト３３と対向して作動体３５に固定した上部チェーンベルト３４が、後方上部チェーン車４５と前方上部チェーン車４２とに掛け合わされるとともにガイドレール部材２２のチェーンガイド溝２５内を導かれ、他端側を下部チェーンベルト３３と対向して駆動ブラケット部材２３の他端側に固定される。
【００５０】
駆動機構１０は、制御回路部１２からリニアサーボモータ３０に供給される制御信号に基づいて作動体３５が上下方向に駆動される。駆動機構１０は、この作動体３５の動作を下部ガイド体３１と上部ガイド体３２を介して駆動ブラケット部材２３へと伝達し、駆動ブラケット部材２３をガイドレール部材２２に沿って指示された上方向或いは下方向に移動させる。駆動機構１０は、例えば駆動ブラケット部材２３が図２に示すガイドレール部材２２の下端部に位置する第１位置の状態でリニアサーボモータ３０にトールビーカ２から濾過器３への注ぎ動作を指示する制御信号が供給されると、作動体３５が同図下方へと移動する。
【００５１】
駆動機構１０は、作動体３５が下方へと移動動作するにしたがって、図４矢印で示すように下部チェーンベルト３３が後方下部チェーン車３９と前方下部チェーン車３６を介して前方側へと繰り出されるように移動するとともに、上部チェーンベルト３４が前方上部チェーン車４２と後方上部チェーン車４５を介して後方側へと巻き込まれるように移動する。駆動機構１０は、この下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４の動作により駆動ブラケット部材２３をガイドレール部材２２に沿って上方へと押し上げるように移動させる。
【００５２】
一方、駆動機構１０は、第２位置においてトールビーカ２から濾過器３への注ぎ動作が終了してリニアサーボモータ３０に第１位置への復帰動作を指示する制御信号が供給されると、作動体３５が上方へと移動する。駆動機構１０は、作動体３５が上方へと移動動作するにしたがって、下部チェーンベルト３３が前方下部チェーン車３６と後方下部チェーン車３９を介して後方がわへと巻き込まれるように移動するとともに、上部チェーンベルト３４が後方上部チェーン車４５と前方上部チェーン車４２を介して前方側へと繰り出されるように移動する。駆動機構１０は、この下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４の動作により駆動ブラケット部材２３をガイドレール部材２２に沿って下方へと押し下げるように移動させる。
【００５３】
駆動機構１０においては、上述したように両側部位をガイドレール部材２２に支持された駆動ブラケット部材２３を左右一対の下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４とに駆動することから、駆動ブラケット部材２３がより安定した姿勢でガイドレール部材２２に沿って上下方向の移動動作が行われるようになる。したがって、駆動機構１０においては、駆動ブラケット部材２３を介して、ホルダ機構８に保持されたトールビーカ２を安定かつ円滑に上下方向に移動させて液こぼれ等の発生が防止されるようにする。
【００５４】
なお、駆動機構１０においては、上述したように駆動源としてリニアサーボモータ３０を用いたが、例えば回転出力型サーボモータ等の正逆回転可能な精密モータ或いは適宜のモータを駆動源として用いるようにしてもよい。かかる駆動機構１０は、例えばこの精密モータにより上述した後方下部チェーン車３９を支持する後方下部支軸４０や後方上部チェーン車４５を支持する後方上部支軸４６を直接或いは間接的に回転駆動するようにしてもよい。
【００５５】
また、駆動機構１０においては、駆動ブラケット部材２３を上述したように左右一対の下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４とにより移動させるようにしたが、左右いずれか一方側に設けたチェーンベルトにより移動させるようにしてもよい。駆動機構１０は、さらにチェーンベルトとチェーン車に変えて例えばタイミングベルトとタイミングプーリを用いてもよい。
【００５６】
供給装置１は、上述したトールビーカ２の動作を、制御回路部１２から出力する制御信号により駆動機構１０のリニアサーボモータ３０を動作制御することにより行う。供給装置１は、後述するように濾過器３内における試料液の残存量、すなわち液面位置を液面検出センサ装置５１により検出し、規定量以下の状態を検出すると駆動機構１０を動作させてトールビーカ２を第１位置から第２位置へと移動して試料液の注ぎ動作が自動的に行われるようにするとともに規定量に達した状態を検出すると第２位置から第１位置へと復帰させる。なお、供給装置１は、トールビーカ２を第２位置に移動させて停止状態を保持して濾過器３への試料液の供給を行うが、例えば設定操作部を設けて濾過器３の容量等に応じてこの停止時間等を予め設定することも可能である。また、供給装置１は、この場合に設定操作部によりリニアサーボモータ３０の速度設定等、他の設定操作を行うようにしてもよい。
【００５７】
供給装置１は、図３に示した制御系により上述したトールビーカ２の制御動作を行う。供給装置１は、詳細を省略するが制御回路部１２が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ素子或いはカウンタ等を制御基板１３に実装して構成する。なお、制御基板１３には、制御回路部１２の構成部品ばかりでなく、例えばモータ制御回路３０Ａ或いは電源回路部等の構成部品も実装される。
【００５８】
供給装置１は、図示しない電源コードのプラグを例えば商用電源コンセントに接続することにより電源が供給される。供給装置１は、電源スイッチ１４Ａにより電源のオン・オフ操作を行い、電源回路部においてＡＣ−ＤＣ変換処理や所定電圧変換処理を行って制御回路部１２やリニアサーボモータ３０等の構成各部に対して所定電圧の電源供給が行われるようにする。
【００５９】
制御回路部１２には、各操作ボタン１４や液面検出センサ装置５１或いはリニアサーボモータ３０から出力される出力信号が入力され、これら出力信号に基づいて所定の処理を行うとともにリニアサーボモータ３０を駆動するモータ制御回路３０Ａに対して制御信号を出力する。制御回路部１２は、各出力信号に基づいて液晶表示器１５を駆動して所定の表示を行うとともに、ＬＥＤ表示灯１６による所定の点灯表示を行う。
【００６０】
制御回路部１２には、上述したようにリニアサーボモータ３０から出力される作動体３５の移動位置、換言すればトールビーカ２の移動位置に応じた位置信号が入力される。制御回路部１２は、この位置信号をカウンタによりカウントしメモリ素子に登録した制御動作情報を比較して、所定の制御信号をモータ制御回路３０Ａに出力する。制御回路部１２は、リニアサーボモータ３０が、トールビーカ２が第１位置から所定の高さ位置まで移動する間は高速で駆動され、当該位置から第２位置までは低速で駆動され、第２位置から第１位置の直前までは高速で駆動され、直前位置で減速して緩やかに停止するように制御する。なお、制御回路部１２は、かかる制御動作に限定されないことは勿論である。
【００６１】
供給装置１には、操作ボタン１４として、電源スイッチ１４Ａと、スタートスイッチ１４Ｂと、一時停止スイッチ１４Ｃと、復帰スイッチ１４Ｄが筐体４の上面に設けられる。電源スイッチ１４Ａは、上述したように電源のオン・オフ操作を行う。スタートスイッチ１４Ｂは、トールビーカ２や濾過器３をセットした状態で操作することにより、制御回路部１２にスタート信号を出力し、駆動機構１０を駆動してトールビーカ２の移動動作が行われるようにする。
【００６２】
一時停止スイッチ１４Ｃは、例えばトールビーカ２に試料液を供給している途中で、何らかの理由により当該注ぎ動作を一旦中止する必要が生じた場合に操作され、制御回路部１２に一時停止信号を出力して駆動機構１０の停止動作等が行われるようにする。復帰スイッチ１４Ｄは、例えばトールビーカ２から全容量の試料液を濾過器３に供給し終えて分析作業を終了する場合等に操作され、制御回路部１２に信号を出力して駆動機構１０の初期位置復帰操作等が行われるようにする。なお、供給装置１は、例えばスタートスイッチ１４Ｂと一時停止スイッチ１４Ｃとをプッシュ−プッシュ型スイッチにより構成し、１度押し操作でスタート動作が行われるとともにその動作が継続されるようにし、２度押し操作で一時停止動作が行われるようにしてもよい。
【００６３】
供給装置１は、液晶表示器１５により、試料液の注ぎ動作の進行状況（例えば、注ぎ回数等）や上述した一時停止の動作モード等の状態を表示する。また、供給装置１は、多数組みを併設して用いる場合に、液晶表示器１５により試料液番号等の表示が行われるようにする。なお、供給装置１は、設定操作部を有して分析仕様に基づく動作仕様を設定可能とする場合に、その情報を表示するようにしてもよい。供給装置１は、この液晶表示器１５を必須とするものでは無いことは勿論である。
【００６４】
ＬＥＤ表示灯１６は、電源スイッチ１４Ａのオン・オフ操作に連動して点灯・消灯することで電源の投入状態を表示する。ＬＥＤ表示灯１６は、例えばトールビーカ２から全容量の試料液を濾過器３に供給し終えた時点で点滅表示に切り替わることにより、分析者に対して試料液の補充操作や復帰スイッチ１４Ｄの操作を促すようにする。ＬＥＤ表示灯１６は、トールビーカ２が何らかの原因により移動ガイド開口溝１１の途中で停止してしまったといった異常事態の発生において、例えば高速の点滅表示に切り替わって分析者に報知する。なお、供給装置１は、異常事態の発生に際して、ＬＥＤ表示灯１６の点滅とともに警報ブザーの鳴動により報知するようにしてもよい。
【００６５】
液面検出センサ装置５１は、例えば超音波センサが用いられ、出射面から超音波を濾過器３内に向けて出射するとともに、濾過器３で反射された戻り超音波を入射面から入射してその時間をカウントとして検出信号をする。液面検出センサ装置５１は、濾過器３内における試料液の液面の高さに応じた検出信号を制御回路部１２に出力する。なお、液面検出センサ装置５１については、上述した超音波センサに限定されず、液面の高さ位置を検出する適宜のセンサ、例えばフロートセンサや光学センサも用いられる。
【００６６】
液面検出センサ装置５１は、トールビーカ２から濾過器３に対する試料液の注ぎ込み状態を監視する。液面検出センサ装置５１は、図１及び図２に示すように筐体４の主面４Ａの上部領域４ＡＵに立設され、先端部が濾過器３と対向位置されるようにする。液面検出センサ装置５１は、図９及び図１０に示すように、上部領域４ＡＵから主面４Ａに垂直な方向に設けられ、主面４Ａと平行な面内で回動可能に支持するボールプランジャ１７ａを有する第１の支持部材１７ｂと、ボールプランジャ１７ａにより、略９０度ごとに回動固定される第２の支持部材１７ｃとを介して主面４Ａに固定されている。第１の支持部材１７ｂは、円環状部材からなり、内部に第２の支持部材１７ｃが挿通され、ボールプランジャ１７ａにより第２の支持部材１７ｃの位置決めを行う。第２の支持部材１７ｃは、円環状部材からなり、液面検出センサ装置５１の第１の連結部材５２が挿通される。第２の支持部材１７ｃの先端部側の周面には、ネジ切りされた貫通孔１７ｄが設けられ、ネジ１７ｅが螺合されることにより、第１の連結部材５２を所定の位置において固定する。
【００６７】
液面検出センサ装置５１は、第２の支持部材１７ｃに挿通・固定される第１の連結部材５２と、第１の連結部材５２と連結され、超音波発生回路５４ａを収容する超音波発生回路収納部材５３と、超音波発生回路収納部材５３と連結され、後段の超音波センサ５４の超音波出射面５４ｂを主面４Ａに対して垂直に向ける第２の連結部材５５と、第２の連結部材５５と連結され、超音波センサ５４を収容する超音波センサ収納部材５６と、超音波センサ収納部材５６から臨まされた超音波センサ５４と連結され、超音波出射面５４ｂからの超音波の出射方向をガイドするキャップ体５７と、キャップ体５７に設けられたノズル５８とから構成されている。
【００６８】
第１の連結部材５２は、円環状部材からなり、一端側が第２の支持部材１７ｃに挿通され、所定の位置においてネジ１７ｅにより螺合され、他端側が超音波発生回路収納部材５３に設けられる挿通孔５３ａに挿通される。第１の連結部材５２は、超音波発生回路収納部材５３に設けられるネジ切りされた貫通孔５３ｂにネジ５３ｃを螺合することにより所定の位置において固定される。
【００６９】
超音波発生回路収納部材５３は、第１の連結部材５２が挿通される挿通孔５３ａと、挿通孔５３ａと連結され、超音波発生回路５４ａを収納する空間部５３ｄと、空間部５３ｄと連結され挿通孔５３ａに対して垂直方向に設けられる第２の連結部材５５が挿通される挿通孔５３ｅとが設けられている。超音波発生回路収納部材５３には、挿通孔５３ａに貫通されたねじ切りされた貫通孔５３ｂが設けられ、この貫通孔５３ｂにネジ５３ｃを螺合させることにより、第１の連結部材５２を固定する。超音波発生回路収納部材５３には、同様に、挿通孔５３ｅに貫通されたねじ切りされた貫通孔５３ｆが設けられ、この貫通孔５３ｆにネジ５３ｇを螺合させることにより、第２の連結部材５５を固定する。
【００７０】
第２の連結部材５５は、円環状部材からなり、超音波発生回路収納部材５３の挿通孔５３ｅに挿通され、超音波発生回路収納部材５３と超音波センサ収納部材５６とを連結する。
【００７１】
超音波センサ収納部材５６は、円環状部材からなり、一端側に設けられる挿通孔５６ａに第２の連結部材５５が挿通され、一端側の外周面から挿通孔５６ａに亘ってネジ切りされて貫通された貫通孔５６ｂにネジ５６ｃを螺合させることにより、第２の連結部材５５が固定される。また、超音波センサ収納部材５６は、他端側の内周面に形成された雌ネジ部５６ｄに超音波センサ５４が超音波出射面５４ｂ側を一部臨ませて螺合され、超音波センサ５４を保持する。さらに、超音波センサ収納部材５６には、後述するファン５９からのエアをノズル５８側に送るための他端面から超音波センサ収納部材５６内部に貫通して設けられた複数の貫通孔５６ｅが形成されている。
【００７２】
超音波センサ５４は、円筒型の超音波センサであり、先端部に超音波を出射する超音波出射面５４ｂを有する超音波出射部５４ｃと、超音波出射部５４ｃから出射された超音波の戻り超音波を受信する超音波受信部５４ｄとから構成され、後端部から電源や電気信号が供給されるケーブル５４ｅが接続されている。超音波センサ５４は、その外周面に雄ネジ部５４ｆが形成され、超音波センサ収納部材５６の雌ネジ部５６ｄと螺合されるとともに、キャップ体５７の雌ネジ部５７ａと螺合される。
【００７３】
キャップ体５７は、超音波センサ５４を介して超音波センサ収納部材５６と密閉連結される部材であり、一端側から形成され、超音波センサ５４の超音波出射部５４ｃ及び超音波受信部５４ｄを覆うとともに、超音波出射部５４ｃからの超音波、及び、液面に反射した戻り超音波のそれぞれを所定の方向にガイドする。キャップ体５７は、超音波センサ５４と螺合される第１の挿入穴５７ｂと、この第１の挿入穴５７ｂの底部において連続して形成された他端側へ貫通されノズル５８がねじ込まれる第１の挿入穴５７ｂより小径の第２の挿入穴５７ｃとが設けられる。また、キャップ体５７の一端側には、超音波センサ収納部材５６の貫通孔５６ｅに流入したファン５９からのエアを超音波出射面５４ｂと第１の挿入穴５７ｂの底部との間に形成される空間部５７ｄへバイパスする複数の空気流供給孔５７ｅが形成されている。空気流供給孔５７ｅは、ファン５９からのエアを空間部５７ｄに供給し空気流を生成する孔である。キャップ体５７の第１の挿入穴５７ｂの内周面には、一端側に超音波センサ５４の雄ネジ部５４ｆと螺合される雌ネジ部５７ａが設けられる。キャップ体５７は、超音波センサ収納部材５６と密閉して連結されるとともに、超音波出射面５４ｂと第１の挿入穴５７ｂの底部との間に空間部５７ｄを形成するように、超音波センサ５４に螺合される。
【００７４】
ノズル５８は、管状部材からなり、後端側がキャップ体５７の第２の挿入穴５７ｃにねじ込まれ、先端側から、ファン５９からのエア及び超音波センサ５４からの超音波が所定方向に出射されるとともに、液面に反射された戻り超音波を超音波受信部５４ｄにガイドする。ノズル５８は、先端側において、ノズル中心軸と直交する面に対して所定の角度θを有する切り欠き部５８ａが設けられている。この切り欠き部５８ａは、超音波出射部５４ｃからの超音波が、切り欠きが形成されていない場合にノズル５８の先端側から液面に出射される際に生じる反射波による影響を超音波受信部５４ｄが受けないためのものである。
【００７５】
なお、ファン５９は、供給装置１の上部領域４ＡＵに設けられる空気流生成部であり、このファンから供給されるエアが、液面検出センサ装置５１の各部材の内部を流通し、ノズル５８の先端から放出される。具体的には、供給装置１の筐体４内に設けられたファン５９からのエアは、第２の支持部材１７ｃ内部、第１の連結部材５２内、超音波発生回路収納部材５３内、第２の連結部材５５、超音波センサ収納部材５６内、貫通孔５６ｅ内、空気流供給孔５７ｅ内、空間部５７ｄ、ノズル５８内を順に通り、ノズル５８の先端部から流出する。これは、濾過器３に注がれる試料液の性質によっては、例えば、揮発性の試料液であれば、ノズル５８内に当該試料液の揮発物質が蓄積し、超音波センサの精度を低下させることを防止するためのものである。ファン５９は、キャップ体５７の空気流供給孔５７ｅを介してノズル５８から僅かな空気流を生成する程度の風量を供給するものであり、超音波センサ５４の液面からの反射波を受信する精度が落ちない程度の風量が好ましい。
【００７６】
このような構成を有する液面検出センサ装置５１は、超音波センサ５４を保持する超音波センサ収納部材５６を備え、キャップ体５７の空気流供給孔５７ｅを介してファン５９からの空気流が生成され、揮発性を有する試料液の液面を検出する際においても、超音波センサ５４への揮発性物質の付着を抑制することができる。また、液面検出センサ装置１は、空気流生成部であるファン５９からのエアを各部材内部を流通させ、空気流供給孔５７ｅから超音波センサ５４の先端部側に設けられる空間部５７ｄに供給するので、キャップ体５７やノズル５８内に揮発性物質が溜まり、超音波出射部５４ｃや超音波受信部５４ｄへの揮発性物質の付着を抑制することができるとともに、装置本体の形状をすっきりさせることができ省スペース化が図られる。
【００７７】
以上のように構成された供給装置１は、分析作業を行う段取り作業として、移動ガイド機構９の駆動ブラケット部材２３の原点情報やリニアサーボモータ３０の作動体３５の原点情報を制御回路部１２に認識させる原点認識操作が行われる。供給装置１においては、例えばスタートスイッチ１４Ｂを操作して駆動機構１０を駆動し、リニアサーボモータ３０から出力される位置信号に基づいてスタート位置を認識してメモリ素子に記憶する。なお、この原点認識操作は、最初の分析作業に行えばよく、同一分析作業を行う場合にその都度実施する必要は無いことは勿論である。供給装置１においては、トールビーカ２の移動位置に応じてスタートスイッチ１４Ｂをオン・オフ操作することにより、当該位置情報をメモリ素子に記憶させることにより制御位置を任意に設定することが可能である。
【００７８】
供給装置１においては、上述したホルダ機構８によりトールビーカ２を、凹陥部７の下方部の第１位置において主面４Ａと平行に対向した略垂直姿勢の待機状態に保持する。供給装置１においては、この待機状態においてトールビーカ２をホルダ機構８から取り外すことなく試料液の充填操作を行うことも可能である。供給装置１においては、上述したようにホルダ機構８が支持ブラケット部材１８の一端部を移動ガイド開口溝１１に嵌挿させて移動ガイド機構９の駆動ブラケット部材２３に固定し、この駆動ブラケット部材２３がガイドレール部材２２に組み合わされている。
【００７９】
供給装置１においては、制御回路部１２からの制御信号により駆動機構１０が動作してホルダ機構８を移動ガイド機構９により移動させることで、トールビーカ２を移動ガイド開口溝１１に沿って円弧状の軌跡を以って上方へと移動させる動作を行う。すなわち、供給装置１においては、駆動機構１０が、リニアサーボモータ３０により作動体３５を上方の初期位置から下方へとスライド移動させ、この作動体３５に結合した下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４を駆動する。供給装置１においては、上述したように下部チェーンベルト３３が下部ガイド体３１に掛け合わされるとともに上部チェーンベルト３４が上部ガイド体３２に掛け合わされて移動ガイド機構９の駆動ブラケット部材２３と結合されており、この駆動ブラケット部材２３を移動させる。
【００８０】
供給装置１においては、駆動機構１０により、図４に示すようにガイドレール部材２２の下端部に位置された駆動ブラケット部材２３がこのガイドレール部材２２に沿って上方へと移動する。供給装置１においては、移動ガイド機構９が、この駆動ブラケット部材２３の移動動作に伴いホルダ機構８の支持ブラケット部材１８を移動ガイド開口溝１１内を円弧状の軌跡を以って上方へと移動させる。供給装置１においては、支持ブラケット部材１８の移動に伴ってホルダ機構８に保持されたトールビーカ２が、凹陥部７内において略垂直姿勢から図５に示すように次第に略直交する姿勢に変換されながら移動する。
【００８１】
供給装置１においては、トールビーカ２が、図４に示すようにその注ぎ口２Ａを濾過器３に臨ませるようにしてこの濾過器３を略中心とした円弧状の軌跡を以って移動する。供給装置１においては、トールビーカ２が所定の高さ位置まで移動すると制御回路部１２から出力される制御信号に基づいてリニアサーボモータ３０が低速度となる。供給装置１においては、トールビーカ２が低速でさらに移動して第２位置まで達すると、充填した試料液を注ぎ口２Ａから濾過器３内に注ぎ込む。
【００８２】
供給装置１においては、上述したように濾過器３に所定量の試料液を注いた後にトールビーカ２を第１位置へと復帰させるが、リニアサーボモータ３０が往路と復路で速度を変えて作動体３５を駆動するように制御してもよい。供給装置１においては、この場合に復路においてトールビーカ２を高速で第１位置へと復帰させる。また、供給装置１においては、例えば全量の試料液を供給し終わる間は、トールビーカ２を途中位置まで復帰させて待機させるようにしてもよい。供給装置１においては、この場合にトールビーカ２を試料液がこぼれ落ちない途中位置まで下降させて待機させる。
【００８３】
供給装置１においては、液面検出センサ装置５１により、濾過器３内に残存する試料液の量がわずかとなり補充が必要な下限液面位置と、満杯となって注ぎ操作を停止させる上限液面位置とが検出されるようにする。供給装置１においては、液面検出センサ装置５１から出力される検出信号を制御回路部１２に入力し、下限液面位置に達した状態を検出するとこの制御回路部１２から駆動機構１０に対して第２位置への移動動作を指示する制御信号を出力する。
【００８４】
供給装置１においては、第２位置に移動されたトールビーカ２から濾過器３に対して試料液の注ぎ込み操作が行われ、液面検出センサ装置５１によりその注ぎ込み状態を監視する。供給装置１においては、液面検出センサ装置５１から出力される検出信号に基づいて制御回路部１２において上限液面位置に達した状態を検出すると、この制御回路部１２から駆動機構１０に対して初期位置への復帰動作を支持する制御信号を出力する。なお、供給装置１においては、駆動機構１０が、トールビーカ２を第１位置へと復帰させる際に、起動時に微小の間隔で上下方向に移動させてあたかも振動を与えるように駆動することで濾過器３の開口縁における試料液の表面張力を下げていわゆる液切れ動作を行うようにしてもよい。
【００８５】
供給装置１は、図１１に示すように作業台５０上に多数個１Ａ〜１Ｎを並べて設置することにより、省スペース化を図って一人の分析員により多数の試料液の分析を同時に行うことを可能とする。各供給装置１Ａ〜１Ｎは、それぞれが筐体４の主面４Ａを前方に向けて作業台５０上に設置され、ホルダ機構８により各１個ずつトールビーカ２を保持するとともに濾過器支持ブラケット５により濾過器３を凹陥部７に対向して設置する。
【００８６】
各供給装置１Ａ〜１Ｎは、上述したようにそれぞれのトールビーカ２が濾過器３を略中心として円弧状の軌跡を以って移動して試料液の注ぎ動作を行うように構成したことにより横幅が小さい縦長構造に構成される。したがって、各供給装置１Ａ〜１Ｎは、限られたスペースの作業台５０上に多数台を並べて設置することが可能であり、スペース効率化や作業の効率化を図り、各トールビーカ２から相対する濾過器３に対して精密な試料液の注ぎ分け動作を自動的に行うことが可能となる。
【００８７】
図１２に第２の実施の形態として示した供給装置６０は、１つの筐体６１内に上述した供給装置１に備える複数の機構を内蔵して構成したものであり、複数の試料液の分析を同時に実施可能とする。すなわち、供給装置６０は、詳細を省略するが上述したホルダ機構８、移動ガイド機構９或いは駆動機構１０等の機構部を筐体６１に複数内蔵し、主面６１Ａに形成した凹陥部６２内において複数のトールビーカ２を上下方向に円弧状の軌跡を以って移動させる。
【００８８】
供給装置６０は、上述したように各トールビーカ２がそれぞれ横幅が狭いスペースで移動されで、全体として横幅が小さい縦長構造に構成される。なお、供給装置６０は、機構部については各トールビーカ２に対応して構成するが、例えば制御回路部については共通に構成することも可能であることから小型化が図られるようになる。
【００８９】
図１３に第３の実施の形態として示した供給装置７０は、基本的な構成を上述した供給装置１と同様とすることから対応する部位について同一符号を付すことによりその説明を省略するが、トールビーカ２を移動させる駆動機構７１に特徴を有している。供給装置７０は、駆動機構７１が、回転出力型サーボモータ７２と、このサーボモータ７２の出力軸７２Ａに固定されて正逆回転されるピニオン７３と、このピニオン７３により駆動されるラック部材７４とから構成される。
【００９０】
駆動機構７１は、サーボモータ７２が、上述したように液面検出センサ装置５１が濾過器３の液面位置を検出して制御回路部１２に検出信号を出力し、制御回路部１２から出力される制御信号に基づいて正転及び逆転してピニオン７３を駆動する。駆動機構７１は、図示しないがサーボモータ７２にエンコーダが設けられており、回転方向と回転量を制御回路部１２に出力する。駆動機構７１は、ラック部材７４が、凹陥部７の曲率とほぼ等しい曲率を有するとともに移動ガイド開口溝１１とほぼ等しい長さを有する断面円弧状の板部材からなる。
【００９１】
ラック部材７４は、上述した供給装置１の移動ガイド機構９に備えられた駆動ブラケット部材２３に対応する部材であり、ホルダ機構８を構成する支持ブラケット部材１８の基端部が固定される。ラック部材７４は、図示しないが上述したベアリングコロと同等の適宜の移動ガイド構造を介して、ガイドレール部材２２に沿って高さ方向に円滑に移動動作されるようにして組み合わされる。ラック部材７４は、内周側に突出するようにして支持ブラケット部材１８を固定するとともに、外周側にピニオン７３と噛合されるラック７４Ａが長さ方向の全域に亘って一体に形成されている。
【００９２】
以上のように構成された供給装置７０は、図１３に示すように初期位置において支持ブラケット部材１８がラック部材７４に固定されるホルダ機構８を介してトールビーカ２を垂直姿勢に保持する。供給装置７０は、制御回路部１２から出力される試料液の注ぎ動作を指示する制御信号に基づいてサーボモータ７２が駆動され、このサーボモータ７２によりピニオン７３とラック部材７４が動作してトールビーカ２を高さ方向に円弧状に移動させて濾過器３への試料液の供給が行われるようにする。
【００９３】
駆動機構７１は、図１３に示す状態からピニオン７３が同図において時計方向に回動することにより、ラック部材７４を濾過器３を略回転中心として円弧状の軌跡を以って移動させる。駆動機構７１は、支持ブラケット部材１８を固定したラック部材７４の移動動作によりトールビーカ２を垂直姿勢から次第に傾倒姿勢へと変換し、このトールビーカ２から濾過器３に対して試料液が供給されるようにする。駆動機構７１は、濾過器３に対して所定量の試料液を供給すると、サーボモータ７２が逆回転動作を行ってトールビーカ２を初期位置へと復帰させる。
【００９４】
上述した各実施の形態においては、食物繊維の定量法として採用されるプロスキー変法の濾過工程に好適に用いられる液体定量供給装置を示したが、本発明はかかる適用例に限定されないことは勿論である。本発明は、大容量の第１容器体から小容量の第２容器体に対してその都度予め設定した量の液体を小分けして全容量分を供給する各種の用途にも用いられることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】実施の形態として示す液体定量供給装置の正面図である。
【図２】同液体定量供給装置の内部構造を示す要部斜視図である。
【図３】同液体定量供給装置の構成ブロック図である。
【図４】同液体定量供給装置に備えるホルダ機構と移動ガイド機構と駆動機構の構成を示す要部側面図である。
【図５】同液体定量供給装置におけるトールビーカから濾過器への試料液の注ぎ動作を示す要部側面図である。
【図６】同液体定量供給装置に備える移動ガイド機構と駆動機構の構成を示す要部断面図である。
【図７】同液体定量供給装置に備える移動ガイド機構の構成を示す要部断面図である。
【図８】同移動ガイド機構を構成するガイドレール部材と駆動ブラケット部材の組み合わせ状態を示す要部断面図である。
【図９】同液体定量供給装置に備える液面検出センサ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】同液体定量供給装置に備える液面検出センサ装置の構成を示す縦断面図である。
【図１１】同液体定量供給装置を複数組み並んで設置した使用状態の斜視図である。
【図１２】第２の実施の形態として示す液体定量供給装置の正面図である。
【図１３】第３の実施の形態として示す液体定量供給装置の移動ガイド機構と駆動機構の構成を示す要部構成図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 液体定量供給装置、２ トールビーカ、３ 濾過器、４ 筐体、４Ａ 主面、５ 濾過器支持ブラケット、６ 吸引排水機構、７ 凹陥部、８ ホルダ機構、９ 移動ガイド機構、１０ 駆動機構、１１ 移動ガイド開口溝、１２ 制御回路部、１３ 制御基板、１４ 操作ボタン、１８ 支持ブラケット部材、２０ 可動ホルダ片、２１ 固定ホルダ片、２２ ガイドレール部材、２３ 駆動ブラケット部材、２４ ガイド溝、２９ ベアリングコロ、３０ リニアサーボモータ、３３ 下部チェーンベルト、３４ 上部チェーンベルト、３５ 作動体、５０ 作業台、５１ 液面検出センサ装置、５２ 連結部材、５３ 超音波発生回路収納部材、５４ 超音波センサ、５４ａ 超音波発生回路、５４ｂ 超音波出射面、５４ｃ 超音波出射部、５４ｄ 超音波受信部、５５ 連結部材、５６ 超音波センサ収納部材、５７ キャップ体、５７ｄ 空間部、５７ｅ 空気流供給孔、５８ ノズル、５９ ファン、６０ 供給装置、６１ 筐体、６２ 凹陥部、７０ 供給装置、７１ 駆動機構、７２ サーボモータ、７３ ピニオン、７４ ラック部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内の液面を検出する液面検出センサ装置、及び、この液面検出センサ装置を備えて第１容器体から第２容器体に対して所定量の液体を自動的に注ぎ分ける液体定量供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の分析或いは検査法においては、第１容器体から一定量の試料液等を第２容器体に注ぎ分けながら所定の分析・検査を行うことがある。例えば、特許文献１には、患者から採取した尿を装置内に自動的に取り込んで所定の検査を行うことで、清潔かつ正確な検査が行われるようにして患者毎の管理を確実に行うことが可能な尿測定装置の自動供給機が開示されている。
【０００３】
また、食物繊維の定量法においては、例えば食品成分表で最も利用されている酵素−重量法の一種で、水溶性食物繊維と不溶性食物繊維とに分別定量するプロスキー変法が実施されている。プロスキー変法においては、試料に酵素処理を施してでんぷん質とタンパク質を消化して低分子化した後に濾過を行って濾過物と濾過液に分別し、さらに濾過液に４倍容量のエタノールを加えて高分子成分を不溶化させる。プロスキー変法においては、さらにそれぞれの濾過物をエタノールとアセトンで順次洗浄した後に乾燥することにより、水溶性食物繊維と不溶性食物繊維の重量を求める。
【０００４】
すなわち、プロスキー変法においては、予めセライトで濾過層を形成したつぼ型ガラス濾過器が用いられ、吸引ポンプを有するセット装置に設置した濾過器にトールビーカから試料液を供給して濾過を行う。プロスキー変法においては、トールビーカの容量が４００ｍｌであるとともに濾過器の容量が３０ｍｌであることから、１試料液について１４回の注ぎ分け操作が必要となる。
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案第３０３３６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
各種の検査・分析装置においては、上述した特許文献１に開示される尿測定装置の自動供給機のように、試料液の自動供給機能を備えることにより検査・分析作業の効率化が図られて極めて有効である。しかしながら、従来の液体自動供給装置は、もっぱら装置内に試料液を自動的に供給するものであり、上述したプロスキー変法のように大容量の容器から小容量の容器に対して試料液を１回毎に定量に分けて全容量を注ぎ分けて供給することが必要な特殊な用途に適合するものは提供されていない。
【０００７】
したがって、従来の検査・分析装置においては、試料液の供給が分析員により行われ、分析員が各濾過器内の試料液の残存状態を常時監視しながら試料液の補充を行わなければならず、多数の試料液を検査する場合に監視・補充の単純ではあるが神経を使う作業を長時間に亘って行わなければならなかった。例えば、量産型の液体供給装置においては、液体計量機構や自動弁構造等を有する液体供給部が備えられて、一定量の液体を自動的に供給するようにしている。しかしながら、上述したプロスキー変法等に用いる実験装置的な検査・分析装置においては、このような量産型の液体供給装置に備えられる大規模で構造も複雑でありかつ高価な液体自動供給機構を採用することはできない。
【０００８】
出願人は、上述した従来の検査・分析装置の問題を解決すべく鋭意工夫を行って、小型で構造簡易かつ廉価な液体定量装置を開発した。この液体定量装置は、大容量の第１容器体から小容量の第２容器体に供給する液体の上限液面位置と下限液面位置とを液面センサで検出し、駆動機構を制御して第１容器体を注ぎ位置と待機位置とに往復回動させることにより所定量ずつ注ぎ分けするとともに、全量の供給を終了すると第１容器体を初期位置へと復帰させる。かかる液体定量装置によれば、プロスキー変法等により多数の試料液の分析を行う際にも分析員が付ききりで各第２容器体内における液体の残量監視や補充を行う手間を不要とし、精密な検査分析を実施することが可能である。
【０００９】
ところで、上述した新規な液体定量供給装置においては、第２容器体に供給された液体の液面を検出する手段としての液面センサが備わっているが、この液面センサは、供給される液体の性質によって、精度を欠く場合があった。すなわち、上述の液面センサは、出射面から超音波を当該液面に向けて出射するとともに、液面から反射した超音波を入射面から入射することで、出入射時間を計測することにより、液面までの距離を算出することができるセンサであるが、例えば、揮発性を有する液体の液面を検出する場合には、液面センサが揮発物質による影響を受けて、精度よく検出できないという問題があった。
【００１０】
また、上述した新規な液体定量装置は、第１容器体を保持する支持プレート部材の一端部を筐体の主面から突出させた駆動軸に固定して主面と対向した状態で注ぎ位置と待機位置とに亘って往復回動させるとともに、支持プレート部材の側方に主面と対向して第２容器体をスタンドに保持して設置する。新規な液体定量装置は、もっぱら１組の第１容器体と第２容器体とを対象として開発され、筐体の主面に沿って第１容器体と第２容器体を並べて設置したことから操作部がやや横長となる。
【００１１】
したがって、新規な液体定量装置においては、作業台上に多数台を併設して多数の試料液の分析を同時に行う場合に、横方向に大きなスペースを占有してしまうといった問題があった。また、新規な液体定量装置に対しては、小型で構造簡易かつ廉価な特性を保持しながら複数組の第１容器体と第２容器体を備えることにより１台で複数の試料液の分析を可能とする要望も寄せられた。
【００１２】
したがって、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、検出する液体の性質によらず、精度よく液面を検出することができる液面検出センサ装置、及び、上述した大容量の第１容器体から小容量の第２容器体に全量分の液体を所定量ずつ正確かつ自動的に注ぎ分ける小型で構造簡易かつ廉価な新規な液体定量装置の特性を全面的に踏襲し、さらに設置状態でのスペース効率化や作業の効率化を図る液体定量供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成する本発明に係る液面検出センサ装置は、揮発性溶液を定量供給する液体定量供給装置に用いられる液面検出センサ装置であり、揮発性溶液の液面と対向する先端部に設けられ、この液面に超音波を出射する超音波出射部と、先端部に設けられ、超音波出射部から出射された超音波の液面からの戻り超音波を受信する超音波受信部とを有する超音波センサ部と、超音波センサ部の超音波出射部及び超音波受信部を覆うとともに、超音波出射部から出射される超音波、及び、戻り超音波をガイドするキャップ体と、超音波センサ部の先端部に空気流を生成する空気流生成部とを備える。そして、空気流生成部は、キャップ体を介して超音波センサ部の先端部に空気流を生成し、超音波センサ部の先端部への揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制することを特徴とする。
【００１４】
また、液面検出センサ装置は、キャップ体に、このキャップ体と超音波センサ部の先端部との間に形成される空間部に、空気流生成部による空気流を供給する空気流供給孔が設けられ、キャップ体に連結され、空気流供給孔からの空気流が流入し、超音波出射部から出射される超音波、及び、戻り超音波をガイドする長尺のノズル体を備えるようにすることで、簡易な構成で、揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明に係る液体定量供給装置は、所定の容量を有する第２容器体に対して、大容量の第１容器体から所定量の揮発性液体を注ぎ分けて供給する。液体定量供給装置は、第１容器体を保持するホルダ機構と、第１容器体を所定の経路を以って移動させる移動ガイド機構と、第１容器体を待機位置と液体を第２容器体に注ぐ注ぎ位置とに移動させる駆動機構と、第２容器体の液面を検出する液面検出センサユニットとを備える。
【００１６】
液体定量供給装置は、ホルダ機構が、筐体の主面に形成した高さ方向の断面略円弧状の凹陥部内において第１容器体を着脱自在に保持する。液体定量供給装置は、移動ガイド機構が、筐体の凹陥部内に位置して主面に開口された高さ方向の移動ガイド開口溝に沿ってホルダ機構により保持した第１容器体を、凹陥部に臨んで主面と対向して設置した第２容器体を略中心とする円弧状の軌跡を以って上下方向に移動させる。液体定量供給装置は、駆動機構が、上下方向の反復駆動力を出力する駆動源を有し、ホルダ機構を介して第１容器体を移動ガイド開口溝に沿って移動させる。液体定量供給装置は、液面検出センサユニットが、第２容器体の液面を検出することにより、第１位置と第２位置との移動タイミングを検出する。
【００１７】
液体定量供給装置においては、液面検出センサユニットにより検出される第２容器体の液面状態に応じて、第１容器体が、移動ガイド開口溝の下端側の第１位置において主面と平行に対向した略垂直姿勢の待機状態に保持されるとともに、駆動機構により移動ガイド開口溝の上端側の第２位置へと移動されることにより主面と略直交する姿勢に変換されて傾くことで、第２容器体に液体を注ぐ動作を行う。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る液面検出センサ装置は、超音波出射部と超音波受信部とからなる超音波センサ部と、この超音波センサ部の超音波出射部及び超音波受信部を覆うとともに、超音波出射部から出射される超音波、及び、戻り超音波をガイドするキャップ体と、超音波センサ部の先端部に空気流を生成する空気流生成部とを備える。そして、空気流生成部は、キャップ体を介して超音波センサ部の先端部に空気流を生成し、該超音波センサ部の先端部への揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制することができ、すなわち、液体の性質によらず、精度よく液面を検出することができる。
【００１９】
また、本発明にかかる液体定量供給装置によれば、筐体の主面に凹陥部を形成するとともにこの凹陥部内に高さ方向の移動ガイド開口溝を形成し、駆動機構によりホルダ機構に保持した大容量の第１容器体を主面に対して略垂直姿勢から略直交姿勢に変換させるように移動ガイド機構を介して第２容器体を略中心として上下方向に円弧状の軌跡を以って移動させて第２容器体に液体を供給するように構成したことにより、横幅が小さい縦長構造となり設置状態において横方向のスペースが低減されるようになる。また、液体定量供給装置は、上述の液面検出センサ装置を備えることから、液体定量供給装置によれば、検出する溶液の性質によらず、正確な液面検出を行うことができるとともに、作業台等に設置した状態でのスペース効率化や作業の効率化を図り、大容量の第１容器体から所定容量の第２容器体に対して精密な液体の注ぎ分け動作を自動的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】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態として示した液面検出センサ装置５１、及び、液面検出センサ装置５１を備えた液体定量供給装置（以下、単に供給装置と略称する）１について、図面を参照して詳細に説明する。供給装置１は、例えば上述したプロスキー変法による定量分析を実施する際の濾過工程に用いられ、第１容器体を構成する５００ｍｌ程度の大きな容量を有するトールビーカ２に４００ｍｌの試料液（液体）を充填し、この試料液をトールビーカ２から第２容器体を構成する容量が３０ｍｌのつぼ型濾過器（第２容器）３に対して一定量毎に分けて自動的に注ぎ込んで所定の分析が行われるようにする。なお、以下の説明において方向を示す用語の「上下」、「左右」及び「前後」は、図１を基準として用いるものとする。
【００２１】
供給装置１は、詳細を後述するようにトールビーカ２から濾過器３に供給する試料液の１回当たりの供給量を予め設定する。供給装置１は、トールビーカ２を第１位置から試料液を供給する第２位置へと移動させて濾過器３に対して設定量の試料液を自動供給した後に、トールビーカ２を第２位置から第１位置へと復帰させて待機状態とする。供給装置１は、濾過器３において供給された試料液の濾過動作が進行し所定量以下となった状態を検出すると、トールビーカ２を再び第１位置から第２位置へと自動的に移動させて濾過器３に試料液の供給動作を行って第１位置へと復帰させる。
【００２２】
なお、供給装置１については、トールビーカ２を第１位置と第２位置とに亘って往復移動させると説明するが、例えば第１位置がトールビーカ２をセットしたり試料液を充填する初期位置と、この初期位置よりやや上方や前の注ぎ動作から少し下方で次の注ぎ動作に備える待機位置であってもよい。
【００２３】
また、第２位置については、トールビーカ２が停止して濾過器３に対して試料液を注ぐ動作位置として説明するが、注ぎ動作時にトールビーカ２を急激に停止すると一度に大量の試料液が濾過器３に注ぎ込まれるいわゆるどか注ぎの発生或いは不安定な姿勢によるこぼれの発生が生じる虞がある。供給装置１においては、第２位置の近傍においてトールビーカ２の動作を制御することにより、上述した事態の発生を防止するとともに濾過器３における試料液の液面検出や制御の簡易化等が図られるようにする。
【００２４】
したがって、第２位置については、特に精密を要しない場合や各機構部等によりその対応を図ることにより、トールビーカ２の停止状態を必須とせずまた固定位置とならない。また、第２位置については、トールビーカ２内の試料液の残存量に応じてその都度変化することになる。すなわち、第２位置とは、トールビーカ２が第１位置から上方へと円弧状の軌跡を以って移動されて所定の角度に傾けられることにより濾過器３への試料液の注ぎ込みを開始する位置である。
【００２５】
供給装置１は、トールビーカ２の上述した反復移動動作を、全量の試料液を濾過器３に供給し終えるまで自動的に繰り返し行う。したがって、供給装置１は、複数台を設置して複数試料液の濾過を同時に行う場合でも分析員が全ての濾過器３を監視して試料液の残存状態に応じて注ぎ足し操作を行うことを不要とさせ、分析員の負担軽減と作業の効率化とともに正確な分析の実施を可能とする。
【００２６】
供給装置１は、例えば作業テーブル上に載置され、高さが約７５ｃｍ、奥行きが約３０ｃｍとやや大きいが、図１に示すように横幅が２０ｃｍと小さく、複数台を並べて設置しても作業に必要なスペースが充分に確保されて複数の試料液を同時に処理することを可能とする。供給装置１は、後述するように濾過器３が、筐体４の主面４Ａと対向して濾過器支持ブラケット５の位置調整機構により所定の高さ位置及び前後位置に設定された状態で設置される。濾過器３は、所定量の試料液が充填される容器部３ａと、容器部３ａの底部に固定されたセライト等からなる濾過層３ｂと、濾過層３ｂが支持される支持部材３ｃとから構成されており、支持部材３ｃに濾過層３ｂと連結された内部空間を負圧状態として濾過層３ｂを通過する濾過液を吸引して排水する吸引排水機構６が接続される。また、濾過器３の支持部３ｃには、容器部３ａと濾過層３ｂとを支持部３ｃに固定するためのフック状の固定部材３ｄが設けられている。支持部３ｃと連結された吸引排水機構６は、第１の吸引排水管６ａと、この第１の吸引排水管６ａの後段に連結され、濾過器３からの濾過液を溜める広口ビン６ｂと、広口ビン６ｂに接続された後段において図示しないポンプ等の吸引手段と連結された第２の吸引排水管６ｃとから構成されている。第１の吸引排水管６ａは、支持部３ｃと広口ビン６ｂとを連結し、濾過器３からの濾過液を広口ビン６ｂに排水する。第２の吸引排水管６ｃは、広口ビン６ｂと吸引手段とを連結し、上段において広口ビン６ｂに溜まった濾過液を吸引しない位置、すなわち広口ビン６ｂの上部に連結され、内部を負圧状態とすることにより濾過器３の濾過液を吸引するように、広口ビン６ｂ内のエアを吸引する。なお、広口ビン６ｂは、供給装置１毎に濾過液を回収する際に利用することができるが、第１の吸引排水管６ａと第２の吸引排水管６ｃとを直接連結するようにしてもよいことは勿論である。また、濾過器３は、かかる構造に限定されず、例えば吸引ビンと、その上部開口部に装着される漏斗等により構成してもよいことは勿論である。
【００２７】
供給装置１は、操作面を構成する筐体４の主面４Ａが、図１及び図２に示すように高さ方向の略中央位置において下部領域４ＡＬと上部領域４ＡＵとに区割りされ、下部領域４ＡＬに断面略円弧状の凹陥部７が設けられる。供給装置１には、筐体４の内部に設けた図示しないシャーシに詳細を後述するホルダ機構８と移動ガイド機構９と駆動機構１０が組み立てられ、凹陥部７により構成する空間部内においてトールビーカ２を保持するとともに回動させながら高さ方向に移動させる。
【００２８】
供給装置１は、詳細を後述するようにトールビーカ２がホルダ機構８と移動ガイド機構９とにより第１位置と第２位置とに亘って凹陥部７内を高さ方向に往復移動する。供給装置１は、ホルダ機構８が、トールビーカ２を第１位置において主面４Ａと平行に対峙する略垂直姿勢に保持する。供給装置１は、駆動機構１０が動作してホルダ機構８により保持したトールビーカ２を第１位置から第２位置へと移動させるが、移動ガイド機構９により凹陥部７内を上方へと円弧状の軌跡を以って移動させるにしたがって上述した略垂直姿勢から次第に主面４Ａと略直交する姿勢へと変換させて傾倒状態とする。
【００２９】
供給装置１は、濾過器３が、図２に示すように主面４Ａと略同一面を構成して凹陥部７と対向して濾過器支持ブラケット５に設置される。供給装置１は、凹陥部７が、トールビーカ２を濾過器３を中心とする円弧状の軌跡を以って移動させる曲率を以って筐体４の主面４Ａに形成される。供給装置１には、凹陥部７内に、移動ガイド機構９を構成する高さ方向の一対の移動ガイド開口溝１１Ｌ、１１Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて移動ガイド開口溝１１と総称する。）が形成されている。移動ガイド開口溝１１は、幅方向に離間して互いに平行なスリット状の開口溝として凹陥部７内に形成される。
【００３０】
供給装置１は、図１に示すように、上部領域４ＡＵ内に制御回路部１２等を搭載した詳細を省略する制御基板１３が内蔵されるとともに、複数の操作ボタン１４Ａ〜１４Ｄや液晶表示器１５或いは電源のオン・オフ状態等を表示するＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示灯１６等が設けられる。供給装置１には、上部領域４ＡＵに一端を取り付けられ、先端が凹陥部７と対向して濾過器３内の試料液の材料を検出する液面検出センサ装置５１が設けられる。
【００３１】
供給装置１の濾過器支持ブラケット５は、図１、図２及び図５に示すように、平板状部材からなり、上面に濾過器３の支持部３ｃが固定される上面部材５ａと、上面部材５ａを支持し、供給装置１と連結される略Ｌ字状の支持部材５ｂとから構成されている。濾過器支持ブラケット５の支持部材５ｂは、一端側に上面部材５ａが固定され、他端側が供給装置１の筐体４底面にネジ止めされて固定されている。濾過器支持ブラケット５は、支持部材５ｂの供給装置１の筐体４底面の固定位置を調整することにより、濾過器３の上下位置、左右位置、前後位置などの位置調整を行う。
【００３２】
供給装置１は、ホルダ機構８が、図１、図２及び図４に示すように、一対の支持ブラケット部材１８Ｌ、１８Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて支持ブラケット部材１８と総称する。）と、この支持ブラケット部材１８に設けられてトールビーカ２を直立した状態で載置する受け台１９と、支持ブラケット部材１８、１８に横架され載置されるトールビーカ２の高さ方向の２カ所が当接される半円弧状の固定ホルダ片２１Ｌ、２１Ｕ（以下、個別に説明する場合を除いて固定ホルダ片２１と総称する。）と、受け台１９の後方側より、固定ホルダ片２１側に付勢されて設けられる可動ホルダ片２０等の部材を有する。ホルダ機構８は、後述するように支持ブラケット部材１８が駆動機構１０により移動ガイド開口溝１１に沿って上下方向に移動される。
【００３３】
ホルダ機構８は、可動ホルダ片２０が、トールビーカ２の外周部を固定ホルダ片２１側に付勢し保持する長さを有するとともに、固定ホルダ片２１よりもやや小幅に形成され、支持ブラケット部材１８に対して、下端側を受け台１９の後方側に設けられるヒンジ機構２０ａを介して組み合わされる。ホルダ機構８は、ヒンジ機構２０ａが、受け台１９に固定され可動ホルダ片２０を片持ちする軸受け筒２０ｂと、支持ブラケット部材１８Ｌ、１８Ｒ間である左右方向に支架された支軸２０ｃと、支軸２０ｃから立設されるブラケット部材２０ｄと支持ブラケット部材１８Ｌとの間に装着されたコイルバネ２０ｅから構成し、可動ホルダ片２０を固定ホルダ片２１側に付勢しながら回動自在に支持する。
【００３４】
ホルダ機構８は、コイルバネ２０ｅの弾性力に抗して可動ホルダ片２０を開いた状態で、受け台１９上にトールビーカ２を直立状態で載置する。ホルダ機構８は、可動ホルダ片２０がコイルバネの弾性力により復帰して受け台１９上に載置したトールビーカ２の外周部に当接することで、固定ホルダ片２１との間でトールビーカ２を挟み込んで保持する。ホルダ機構８は、これによりトールビーカ２を、筐体４の主面４Ａに形成した凹陥部７と対向して、主面４Ａと平行に対向した略垂直状態で着脱自在に保持する。
【００３５】
なお、ホルダ機構８は、上述した構造に限定されないことは勿論であり、例えば、トールビーカ２との当接面である可動ホルダ片２０や固定ホルダ片２１の内面にそれぞれトールビーカ２を確実に保持する滑り止め用の弾性シート材等を接合してもよい。ホルダ機構８は、トールビーカ２の大きさに合わせて適宜の個数或いは形状の可動ホルダ片２０や固定ホルダ片２１を備えてもよい。ホルダ機構８は、例えば、固定ホルダ片２１を受け台１９から立設した円弧状の立壁により構成し、可動ホルダ片２０によりトールビーカ２を押し付けて保持するようにしてもよい。ホルダ機構８は、固定ホルダ片２１を第２位置においてトールビーカ２の下側を保持する位置に設けることが好ましい。
【００３６】
供給装置１は、移動ガイド機構９が、図２及び図４に示すように上述した凹陥部７内に開口された移動ガイド開口溝１１と、この移動ガイド開口溝１１に沿って筐体４の内部に設置された左右一対のガイドレール部材２２Ｌ、２２Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いてガイドレール部材２２と総称する。）と、これらガイドレール部材２２に支持されて移動する駆動ブラケット部材２３とを備える。
【００３７】
移動ガイド機構９は、移動ガイド開口溝１１が、トールビーカ２の外径よりも大きな間隔を有して、上述したように凹陥部７内において幅方向に離間して互いに平行でありかつ高さ方向の円弧状溝として形成される。移動ガイド開口溝１１は、図１及び図２に示すようにホルダ機構８の支持ブラケット部材１８の基端部を嵌挿させて駆動ブラケット部材２３と連結させる。なお、供給装置１は、一対の移動ガイド開口溝１１Ｌ、１１Ｒを形成したが、１つの移動ガイド開口溝１１であってもよいことは勿論である。
【００３８】
ガイドレール部材２２は、左右略対称形であり、移動ガイド開口溝１１に沿って筐体４の内部に取り付けられる。ガイドレール部材２２は、凹陥部７に対してその曲率とほぼ等しい曲率を有する円弧状であり、かつ、その高さとほぼ等しい長さを有する長尺の部材からなる。ガイドレール部材２２には、図６に示すようにそれぞれの相対する側面に開口するガイド溝２４Ｌ、２４Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いてガイド溝２４と総称する。）が全長に亘って形成されることで断面が略コ字状を呈するチャンネル状の部材からなる。ガイドレール部材２２は、同図に示すようにガイド溝２４を構成する前面側の側壁が段付きとされ、ガイド溝２４に沿ってチェーンガイド溝２５Ｌ、２５Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いてチェーンガイド溝２５と総称する。）が全長に亘って形成される。
【００３９】
駆動ブラケット部材２３は、図７及び図８に示すように、ガイドレール部材２２の対向間隔とほぼ等しい幅を有するプレート状の基部２６と、この基部２６の両側縁に沿って一体に連設されたサイドプレート部２７Ｌ、２７Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いてサイドプレート部２７と総称する。）とにより構成される略Ｈ状の部材からなる。駆動ブラケット部材２３には、厚み方向に対して凹陥部７の曲率とほぼ等しい曲率で湾曲された基部２６に、移動ガイド開口溝１１を嵌挿された上述したホルダ機構８の支持ブラケット部材１８の基端部が結合される。
【００４０】
駆動ブラケット部材２３は、サイドプレート部２７が、図７に示すように凹陥部７の曲率とほぼ等しい曲率で湾曲され、ガイド溝２４の溝幅よりもやや大きな幅を有する円弧状に形成されたプレート部位からなる。サイドプレート部２７には、長さ方向の両端近傍の外側面にピン軸２８Ｌ、２８Ｕ（以下、個別に説明する場合を除いてピン軸２８と総称する。）が設けられるとともに、このピン軸２８にガイド溝２４の溝幅とほぼ同径のベアリングコロ２９Ｌ、２９Ｕ（以下、個別に説明する場合を除いてベアリングコロ２９と総称する。）が装着されている。
【００４１】
駆動ブラケット部材２３は、サイドプレート部２７Ｌをガイドレール部材２２Ｌと対向させてベアリングコロ２９Ｌをガイド溝２４Ｌに嵌挿するとともに、サイドプレート部２７Ｒをガイドレール部材２２Ｒと対向させてベアリングコロ２９Ｒをガイド溝２４Ｒに嵌挿することにより、ガイドレール部材２２Ｌ、２２Ｒ間に組み合わされる。駆動ブラケット部材２３は、後述する駆動機構１０から上下方向の駆動力が作用されることによりベアリングコロ２９がガイド溝２４内で回転することで上下方向に円滑に移動する。駆動ブラケット部材２３は、この移動動作により、ホルダ機構８の支持ブラケット部材１８を一体的に移動させ、トールビーカ２を凹陥部７の曲率とほぼ等しい円弧状の軌跡を以って移動させるようにする。
【００４２】
駆動機構１０は、図２に示すように駆動源を構成するリニアサーボモータ３０と、移動ガイド開口溝１１の下方部に位置して前後に対向して設けられた下部ガイド体３１Ｆ、３１Ｂ（以下、個別に説明する場合を除いて下部ガイド体３１と総称する。）と、移動ガイド開口溝１１の上方部に位置して前後に対向して設けられた上部ガイド体３２Ｆ、３２Ｂ（以下、個別に説明する場合を除いて上部ガイド体３２と総称する。）と、左右一対の下部チェーンベルト３３Ｌ、３３Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて下部チェーンベルト３３と総称する。）と、左右一対の上部チェーンベルト３４Ｌ、３４Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて上部チェーンベルト３４と総称する。）を備える。
【００４３】
駆動機構１０は、リニアサーボモータ３０を、図２及び図３に示すように凹陥部７と対向するように背面側に位置して立設状態で筐体４の内部に設ける。リニアサーボモータ３０は、各種の自動制御装置等に一般に用いられる周知のものと同等であることから詳細な説明を省略するが、左右一対の作動体３５Ｌ、３５Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて作動体３５と総称する。）を備えており、この作動体３５が後述する制御回路部１２から出力される制御信号に基づいて移動方向、移動量或いは移動速度を精密に制御されて駆動される。
【００４４】
リニアサーボモータ３０は、詳細を省略するが作動体３５の移動位置を検出して制御回路部１２に対して位置信号を出力し、この位置信号に基づいて制御回路部１２から出力される制御信号により所定の動作制御が行われる。リニアサーボモータ３０は、位置信号に基づいて例えば出力が反転することにより作動体３５の上下方向の移動を切り換え、作動体３５の速度を切り換える。リニアサーボモータ３０は、上述したように筐体４の内部に立設状態に設けることにより、作動体３５が凹陥部７と対向して上下方向に往復移動する。作動体３５には、後述するように駆動ベルト体を構成する下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４が、それぞれの一端部を固定される。
【００４５】
前方下部ガイド体３１Ｆは、図４に示すように左右一対の前方下部チェーン車３６Ｌ、３６Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて前方下部チェーン車３６と総称する。）と、これら前方下部チェーン車３６を支持する前方下部支軸３７と、この前方下部支軸３７を回転自在に支持する左右一対の前方下部ベアリング軸受３８Ｌ、３８Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて前方下部ベアリング軸受３８と総称する。）とから構成される。前方下部ガイド体３１Ｆは、図６に示すように前方下部支軸３７が前方下部ベアリング軸受３８を介してガイドレール部材２２間にその下端部の近傍に位置して回転自在に支架され、この前方下部支軸３７にガイドレール部材２２のチェーンガイド溝２５内に位置して前方下部チェーン車３６が軸装される。
【００４６】
後方下部ガイド体３１Ｂも、基本的な構成を前方下部ガイド体３１Ｆと同様とし、左右一対の後方下部チェーン車３９Ｌ、３９Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて後方下部チェーン車３９と総称する。）と、これら後方下部チェーン車３９を支持する後方下部支軸４０と、この後方下部支軸４０を回転自在に支持する左右一対の後方下部ベアリング軸受４１Ｌ、４１Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて後方下部ベアリング軸受４１と総称する。なお、図２に左方後方下部ベアリング軸受４１Ｌのみを図示する。）とから構成される。後方下部ガイド体３１Ｂは、後方下部支軸４０が後方下部ベアリング軸受４１を介して筐体４のシャーシに回転自在に支架されるとともに、この後方下部支軸４０に前方下部チェーン車３６と対向位置して後方下部チェーン車３９が軸装される。
【００４７】
駆動機構１０は、前方上部ガイド体３２Ｆが、上述した前方下部ガイド体３１Ｆに対向するガイドレール部材２２の上端近傍に位置して同等の部材を備えて構成される。前方上部ガイド体３２Ｆは、構成部材が前方下部ガイド体３１Ｆと同等であるから詳細な説明を省略するが、左右一対の前方上部チェーン車４２Ｌ、４２Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて前方上部チェーン車４２と総称する。）と、前方上部支軸４３と、左右一対の前方上部ベアリング軸受４４Ｌ、４４Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて前方上部ベアリング軸受４４と総称する。）とから構成される。
【００４８】
駆動機構１０は、後方上部ガイド体３２Ｂが、上述した後方下部ガイド体３１Ｂに対向して同等の部材を備えて構成される。後方上部ガイド体３２Ｂは、構成部材の詳細な説明を省略するが、左右一対の後方上部チェーン車４５Ｌ、４５Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて後方上部チェーン車４５と総称する。）と、後方上部支軸４６と、左右一対の後方上部ベアリング軸受４７Ｌ、４７Ｒ（以下、個別に説明する場合を除いて後方上部ベアリング軸受４７と総称する。）とから構成される。
【００４９】
駆動機構１０は、上述したように一端部をリニアサーボモータ３０の作動体３５に固定した下部チェーンベルト３３が、図２及び図３に示すように後方下部チェーン車３９と前方下部チェーン車３６とに掛け合わされるとともにガイドレール部材２２のチェーンガイド溝２５内を導かれ、他端側を駆動ブラケット部材２３の一端側に固定される。駆動機構１０は、一端部を下部チェーンベルト３３と対向して作動体３５に固定した上部チェーンベルト３４が、後方上部チェーン車４５と前方上部チェーン車４２とに掛け合わされるとともにガイドレール部材２２のチェーンガイド溝２５内を導かれ、他端側を下部チェーンベルト３３と対向して駆動ブラケット部材２３の他端側に固定される。
【００５０】
駆動機構１０は、制御回路部１２からリニアサーボモータ３０に供給される制御信号に基づいて作動体３５が上下方向に駆動される。駆動機構１０は、この作動体３５の動作を下部ガイド体３１と上部ガイド体３２を介して駆動ブラケット部材２３へと伝達し、駆動ブラケット部材２３をガイドレール部材２２に沿って指示された上方向或いは下方向に移動させる。駆動機構１０は、例えば駆動ブラケット部材２３が図２に示すガイドレール部材２２の下端部に位置する第１位置の状態でリニアサーボモータ３０にトールビーカ２から濾過器３への注ぎ動作を指示する制御信号が供給されると、作動体３５が同図下方へと移動する。
【００５１】
駆動機構１０は、作動体３５が下方へと移動動作するにしたがって、図４矢印で示すように下部チェーンベルト３３が後方下部チェーン車３９と前方下部チェーン車３６を介して前方側へと繰り出されるように移動するとともに、上部チェーンベルト３４が前方上部チェーン車４２と後方上部チェーン車４５を介して後方側へと巻き込まれるように移動する。駆動機構１０は、この下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４の動作により駆動ブラケット部材２３をガイドレール部材２２に沿って上方へと押し上げるように移動させる。
【００５２】
一方、駆動機構１０は、第２位置においてトールビーカ２から濾過器３への注ぎ動作が終了してリニアサーボモータ３０に第１位置への復帰動作を指示する制御信号が供給されると、作動体３５が上方へと移動する。駆動機構１０は、作動体３５が上方へと移動動作するにしたがって、下部チェーンベルト３３が前方下部チェーン車３６と後方下部チェーン車３９を介して後方がわへと巻き込まれるように移動するとともに、上部チェーンベルト３４が後方上部チェーン車４５と前方上部チェーン車４２を介して前方側へと繰り出されるように移動する。駆動機構１０は、この下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４の動作により駆動ブラケット部材２３をガイドレール部材２２に沿って下方へと押し下げるように移動させる。
【００５３】
駆動機構１０においては、上述したように両側部位をガイドレール部材２２に支持された駆動ブラケット部材２３を左右一対の下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４とに駆動することから、駆動ブラケット部材２３がより安定した姿勢でガイドレール部材２２に沿って上下方向の移動動作が行われるようになる。したがって、駆動機構１０においては、駆動ブラケット部材２３を介して、ホルダ機構８に保持されたトールビーカ２を安定かつ円滑に上下方向に移動させて液こぼれ等の発生が防止されるようにする。
【００５４】
なお、駆動機構１０においては、上述したように駆動源としてリニアサーボモータ３０を用いたが、例えば回転出力型サーボモータ等の正逆回転可能な精密モータ或いは適宜のモータを駆動源として用いるようにしてもよい。かかる駆動機構１０は、例えばこの精密モータにより上述した後方下部チェーン車３９を支持する後方下部支軸４０や後方上部チェーン車４５を支持する後方上部支軸４６を直接或いは間接的に回転駆動するようにしてもよい。
【００５５】
また、駆動機構１０においては、駆動ブラケット部材２３を上述したように左右一対の下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４とにより移動させるようにしたが、左右いずれか一方側に設けたチェーンベルトにより移動させるようにしてもよい。駆動機構１０は、さらにチェーンベルトとチェーン車に変えて例えばタイミングベルトとタイミングプーリを用いてもよい。
【００５６】
供給装置１は、上述したトールビーカ２の動作を、制御回路部１２から出力する制御信号により駆動機構１０のリニアサーボモータ３０を動作制御することにより行う。供給装置１は、後述するように濾過器３内における試料液の残存量、すなわち液面位置を液面検出センサ装置５１により検出し、規定量以下の状態を検出すると駆動機構１０を動作させてトールビーカ２を第１位置から第２位置へと移動して試料液の注ぎ動作が自動的に行われるようにするとともに規定量に達した状態を検出すると第２位置から第１位置へと復帰させる。なお、供給装置１は、トールビーカ２を第２位置に移動させて停止状態を保持して濾過器３への試料液の供給を行うが、例えば設定操作部を設けて濾過器３の容量等に応じてこの停止時間等を予め設定することも可能である。また、供給装置１は、この場合に設定操作部によりリニアサーボモータ３０の速度設定等、他の設定操作を行うようにしてもよい。
【００５７】
供給装置１は、図３に示した制御系により上述したトールビーカ２の制御動作を行う。供給装置１は、詳細を省略するが制御回路部１２が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ素子或いはカウンタ等を制御基板１３に実装して構成する。なお、制御基板１３には、制御回路部１２の構成部品ばかりでなく、例えばモータ制御回路３０Ａ或いは電源回路部等の構成部品も実装される。
【００５８】
供給装置１は、図示しない電源コードのプラグを例えば商用電源コンセントに接続することにより電源が供給される。供給装置１は、電源スイッチ１４Ａにより電源のオン・オフ操作を行い、電源回路部においてＡＣ−ＤＣ変換処理や所定電圧変換処理を行って制御回路部１２やリニアサーボモータ３０等の構成各部に対して所定電圧の電源供給が行われるようにする。
【００５９】
制御回路部１２には、各操作ボタン１４や液面検出センサ装置５１或いはリニアサーボモータ３０から出力される出力信号が入力され、これら出力信号に基づいて所定の処理を行うとともにリニアサーボモータ３０を駆動するモータ制御回路３０Ａに対して制御信号を出力する。制御回路部１２は、各出力信号に基づいて液晶表示器１５を駆動して所定の表示を行うとともに、ＬＥＤ表示灯１６による所定の点灯表示を行う。
【００６０】
制御回路部１２には、上述したようにリニアサーボモータ３０から出力される作動体３５の移動位置、換言すればトールビーカ２の移動位置に応じた位置信号が入力される。制御回路部１２は、この位置信号をカウンタによりカウントしメモリ素子に登録した制御動作情報を比較して、所定の制御信号をモータ制御回路３０Ａに出力する。制御回路部１２は、リニアサーボモータ３０が、トールビーカ２が第１位置から所定の高さ位置まで移動する間は高速で駆動され、当該位置から第２位置までは低速で駆動され、第２位置から第１位置の直前までは高速で駆動され、直前位置で減速して緩やかに停止するように制御する。なお、制御回路部１２は、かかる制御動作に限定されないことは勿論である。
【００６１】
供給装置１には、操作ボタン１４として、電源スイッチ１４Ａと、スタートスイッチ１４Ｂと、一時停止スイッチ１４Ｃと、復帰スイッチ１４Ｄが筐体４の上面に設けられる。電源スイッチ１４Ａは、上述したように電源のオン・オフ操作を行う。スタートスイッチ１４Ｂは、トールビーカ２や濾過器３をセットした状態で操作することにより、制御回路部１２にスタート信号を出力し、駆動機構１０を駆動してトールビーカ２の移動動作が行われるようにする。
【００６２】
一時停止スイッチ１４Ｃは、例えばトールビーカ２に試料液を供給している途中で、何らかの理由により当該注ぎ動作を一旦中止する必要が生じた場合に操作され、制御回路部１２に一時停止信号を出力して駆動機構１０の停止動作等が行われるようにする。復帰スイッチ１４Ｄは、例えばトールビーカ２から全容量の試料液を濾過器３に供給し終えて分析作業を終了する場合等に操作され、制御回路部１２に信号を出力して駆動機構１０の初期位置復帰操作等が行われるようにする。なお、供給装置１は、例えばスタートスイッチ１４Ｂと一時停止スイッチ１４Ｃとをプッシュ−プッシュ型スイッチにより構成し、１度押し操作でスタート動作が行われるとともにその動作が継続されるようにし、２度押し操作で一時停止動作が行われるようにしてもよい。
【００６３】
供給装置１は、液晶表示器１５により、試料液の注ぎ動作の進行状況（例えば、注ぎ回数等）や上述した一時停止の動作モード等の状態を表示する。また、供給装置１は、多数組みを併設して用いる場合に、液晶表示器１５により試料液番号等の表示が行われるようにする。なお、供給装置１は、設定操作部を有して分析仕様に基づく動作仕様を設定可能とする場合に、その情報を表示するようにしてもよい。供給装置１は、この液晶表示器１５を必須とするものでは無いことは勿論である。
【００６４】
ＬＥＤ表示灯１６は、電源スイッチ１４Ａのオン・オフ操作に連動して点灯・消灯することで電源の投入状態を表示する。ＬＥＤ表示灯１６は、例えばトールビーカ２から全容量の試料液を濾過器３に供給し終えた時点で点滅表示に切り替わることにより、分析者に対して試料液の補充操作や復帰スイッチ１４Ｄの操作を促すようにする。ＬＥＤ表示灯１６は、トールビーカ２が何らかの原因により移動ガイド開口溝１１の途中で停止してしまったといった異常事態の発生において、例えば高速の点滅表示に切り替わって分析者に報知する。なお、供給装置１は、異常事態の発生に際して、ＬＥＤ表示灯１６の点滅とともに警報ブザーの鳴動により報知するようにしてもよい。
【００６５】
液面検出センサ装置５１は、例えば超音波センサが用いられ、出射面から超音波を濾過器３内に向けて出射するとともに、濾過器３で反射された戻り超音波を入射面から入射してその時間をカウントとして検出信号をする。液面検出センサ装置５１は、濾過器３内における試料液の液面の高さに応じた検出信号を制御回路部１２に出力する。なお、液面検出センサ装置５１については、上述した超音波センサに限定されず、液面の高さ位置を検出する適宜のセンサ、例えばフロートセンサや光学センサも用いられる。
【００６６】
液面検出センサ装置５１は、トールビーカ２から濾過器３に対する試料液の注ぎ込み状態を監視する。液面検出センサ装置５１は、図１及び図２に示すように筐体４の主面４Ａの上部領域４ＡＵに立設され、先端部が濾過器３と対向位置されるようにする。液面検出センサ装置５１は、図９及び図１０に示すように、上部領域４ＡＵから主面４Ａに垂直な方向に設けられ、主面４Ａと平行な面内で回動可能に支持するボールプランジャ１７ａを有する第１の支持部材１７ｂと、ボールプランジャ１７ａにより、略９０度ごとに回動固定される第２の支持部材１７ｃとを介して主面４Ａに固定されている。第１の支持部材１７ｂは、円環状部材からなり、内部に第２の支持部材１７ｃが挿通され、ボールプランジャ１７ａにより第２の支持部材１７ｃの位置決めを行う。第２の支持部材１７ｃは、円環状部材からなり、液面検出センサ装置５１の第１の連結部材５２が挿通される。第２の支持部材１７ｃの先端部側の周面には、ネジ切りされた貫通孔１７ｄが設けられ、ネジ１７ｅが螺合されることにより、第１の連結部材５２を所定の位置において固定する。
【００６７】
液面検出センサ装置５１は、第２の支持部材１７ｃに挿通・固定される第１の連結部材５２と、第１の連結部材５２と連結され、超音波発生回路５４ａを収容する超音波発生回路収納部材５３と、超音波発生回路収納部材５３と連結され、後段の超音波センサ５４の超音波出射面５４ｂを主面４Ａに対して垂直に向ける第２の連結部材５５と、第２の連結部材５５と連結され、超音波センサ５４を収容する超音波センサ収納部材５６と、超音波センサ収納部材５６から臨まされた超音波センサ５４と連結され、超音波出射面５４ｂからの超音波の出射方向をガイドするキャップ体５７と、キャップ体５７に設けられたノズル５８とから構成されている。
【００６８】
第１の連結部材５２は、円環状部材からなり、一端側が第２の支持部材１７ｃに挿通され、所定の位置においてネジ１７ｅにより螺合され、他端側が超音波発生回路収納部材５３に設けられる挿通孔５３ａに挿通される。第１の連結部材５２は、超音波発生回路収納部材５３に設けられるネジ切りされた貫通孔５３ｂにネジ５３ｃを螺合することにより所定の位置において固定される。
【００６９】
超音波発生回路収納部材５３は、第１の連結部材５２が挿通される挿通孔５３ａと、挿通孔５３ａと連結され、超音波発生回路５４ａを収納する空間部５３ｄと、空間部５３ｄと連結され挿通孔５３ａに対して垂直方向に設けられる第２の連結部材５５が挿通される挿通孔５３ｅとが設けられている。超音波発生回路収納部材５３には、挿通孔５３ａに貫通されたねじ切りされた貫通孔５３ｂが設けられ、この貫通孔５３ｂにネジ５３ｃを螺合させることにより、第１の連結部材５２を固定する。超音波発生回路収納部材５３には、同様に、挿通孔５３ｅに貫通されたねじ切りされた貫通孔５３ｆが設けられ、この貫通孔５３ｆにネジ５３ｇを螺合させることにより、第２の連結部材５５を固定する。
【００７０】
第２の連結部材５５は、円環状部材からなり、超音波発生回路収納部材５３の挿通孔５３ｅに挿通され、超音波発生回路収納部材５３と超音波センサ収納部材５６とを連結する。
【００７１】
超音波センサ収納部材５６は、円環状部材からなり、一端側に設けられる挿通孔５６ａに第２の連結部材５５が挿通され、一端側の外周面から挿通孔５６ａに亘ってネジ切りされて貫通された貫通孔５６ｂにネジ５６ｃを螺合させることにより、第２の連結部材５５が固定される。また、超音波センサ収納部材５６は、他端側の内周面に形成された雌ネジ部５６ｄに超音波センサ５４が超音波出射面５４ｂ側を一部臨ませて螺合され、超音波センサ５４を保持する。さらに、超音波センサ収納部材５６には、後述するファン５９からのエアをノズル５８側に送るための他端面から超音波センサ収納部材５６内部に貫通して設けられた複数の貫通孔５６ｅが形成されている。
【００７２】
超音波センサ５４は、円筒型の超音波センサであり、先端部に超音波を出射する超音波出射面５４ｂを有する超音波出射部５４ｃと、超音波出射部５４ｃから出射された超音波の戻り超音波を受信する超音波受信部５４ｄとから構成され、後端部から電源や電気信号が供給されるケーブル５４ｅが接続されている。超音波センサ５４は、その外周面に雄ネジ部５４ｆが形成され、超音波センサ収納部材５６の雌ネジ部５６ｄと螺合されるとともに、キャップ体５７の雌ネジ部５７ａと螺合される。
【００７３】
キャップ体５７は、超音波センサ５４を介して超音波センサ収納部材５６と密閉連結される部材であり、一端側から形成され、超音波センサ５４の超音波出射部５４ｃ及び超音波受信部５４ｄを覆うとともに、超音波出射部５４ｃからの超音波、及び、液面に反射した戻り超音波のそれぞれを所定の方向にガイドする。キャップ体５７は、超音波センサ５４と螺合される第１の挿入穴５７ｂと、この第１の挿入穴５７ｂの底部において連続して形成された他端側へ貫通されノズル５８がねじ込まれる第１の挿入穴５７ｂより小径の第２の挿入穴５７ｃとが設けられる。また、キャップ体５７の一端側には、超音波センサ収納部材５６の貫通孔５６ｅに流入したファン５９からのエアを超音波出射面５４ｂと第１の挿入穴５７ｂの底部との間に形成される空間部５７ｄへバイパスする複数の空気流供給孔５７ｅが形成されている。空気流供給孔５７ｅは、ファン５９からのエアを空間部５７ｄに供給し空気流を生成する孔である。キャップ体５７の第１の挿入穴５７ｂの内周面には、一端側に超音波センサ５４の雄ネジ部５４ｆと螺合される雌ネジ部５７ａが設けられる。キャップ体５７は、超音波センサ収納部材５６と密閉して連結されるとともに、超音波出射面５４ｂと第１の挿入穴５７ｂの底部との間に空間部５７ｄを形成するように、超音波センサ５４に螺合される。
【００７４】
ノズル５８は、管状部材からなり、後端側がキャップ体５７の第２の挿入穴５７ｃにねじ込まれ、先端側から、ファン５９からのエア及び超音波センサ５４からの超音波が所定方向に出射されるとともに、液面に反射された戻り超音波を超音波受信部５４ｄにガイドする。ノズル５８は、先端側において、ノズル中心軸と直交する面に対して所定の角度θを有する切り欠き部５８ａが設けられている。この切り欠き部５８ａは、超音波出射部５４ｃからの超音波が、切り欠きが形成されていない場合にノズル５８の先端側から液面に出射される際に生じる反射波による影響を超音波受信部５４ｄが受けないためのものである。
【００７５】
なお、ファン５９は、供給装置１の上部領域４ＡＵに設けられる空気流生成部であり、このファンから供給されるエアが、液面検出センサ装置５１の各部材の内部を流通し、ノズル５８の先端から放出される。具体的には、供給装置１の筐体４内に設けられたファン５９からのエアは、第２の支持部材１７ｃ内部、第１の連結部材５２内、超音波発生回路収納部材５３内、第２の連結部材５５、超音波センサ収納部材５６内、貫通孔５６ｅ内、空気流供給孔５７ｅ内、空間部５７ｄ、ノズル５８内を順に通り、ノズル５８の先端部から流出する。これは、濾過器３に注がれる試料液の性質によっては、例えば、揮発性の試料液であれば、ノズル５８内に当該試料液の揮発物質が蓄積し、超音波センサの精度を低下させることを防止するためのものである。ファン５９は、キャップ体５７の空気流供給孔５７ｅを介してノズル５８から僅かな空気流を生成する程度の風量を供給するものであり、超音波センサ５４の液面からの反射波を受信する精度が落ちない程度の風量が好ましい。
【００７６】
このような構成を有する液面検出センサ装置５１は、超音波センサ５４を保持する超音波センサ収納部材５６を備え、キャップ体５７の空気流供給孔５７ｅを介してファン５９からの空気流が生成され、揮発性を有する試料液の液面を検出する際においても、超音波センサ５４への揮発性物質の付着を抑制することができる。また、液面検出センサ装置１は、空気流生成部であるファン５９からのエアを各部材内部を流通させ、空気流供給孔５７ｅから超音波センサ５４の先端部側に設けられる空間部５７ｄに供給するので、キャップ体５７やノズル５８内に揮発性物質が溜まり、超音波出射部５４ｃや超音波受信部５４ｄへの揮発性物質の付着を抑制することができるとともに、装置本体の形状をすっきりさせることができ省スペース化が図られる。
【００７７】
以上のように構成された供給装置１は、分析作業を行う段取り作業として、移動ガイド機構９の駆動ブラケット部材２３の原点情報やリニアサーボモータ３０の作動体３５の原点情報を制御回路部１２に認識させる原点認識操作が行われる。供給装置１においては、例えばスタートスイッチ１４Ｂを操作して駆動機構１０を駆動し、リニアサーボモータ３０から出力される位置信号に基づいてスタート位置を認識してメモリ素子に記憶する。なお、この原点認識操作は、最初の分析作業に行えばよく、同一分析作業を行う場合にその都度実施する必要は無いことは勿論である。供給装置１においては、トールビーカ２の移動位置に応じてスタートスイッチ１４Ｂをオン・オフ操作することにより、当該位置情報をメモリ素子に記憶させることにより制御位置を任意に設定することが可能である。
【００７８】
供給装置１においては、上述したホルダ機構８によりトールビーカ２を、凹陥部７の下方部の第１位置において主面４Ａと平行に対向した略垂直姿勢の待機状態に保持する。供給装置１においては、この待機状態においてトールビーカ２をホルダ機構８から取り外すことなく試料液の充填操作を行うことも可能である。供給装置１においては、上述したようにホルダ機構８が支持ブラケット部材１８の一端部を移動ガイド開口溝１１に嵌挿させて移動ガイド機構９の駆動ブラケット部材２３に固定し、この駆動ブラケット部材２３がガイドレール部材２２に組み合わされている。
【００７９】
供給装置１においては、制御回路部１２からの制御信号により駆動機構１０が動作してホルダ機構８を移動ガイド機構９により移動させることで、トールビーカ２を移動ガイド開口溝１１に沿って円弧状の軌跡を以って上方へと移動させる動作を行う。すなわち、供給装置１においては、駆動機構１０が、リニアサーボモータ３０により作動体３５を上方の初期位置から下方へとスライド移動させ、この作動体３５に結合した下部チェーンベルト３３と上部チェーンベルト３４を駆動する。供給装置１においては、上述したように下部チェーンベルト３３が下部ガイド体３１に掛け合わされるとともに上部チェーンベルト３４が上部ガイド体３２に掛け合わされて移動ガイド機構９の駆動ブラケット部材２３と結合されており、この駆動ブラケット部材２３を移動させる。
【００８０】
供給装置１においては、駆動機構１０により、図４に示すようにガイドレール部材２２の下端部に位置された駆動ブラケット部材２３がこのガイドレール部材２２に沿って上方へと移動する。供給装置１においては、移動ガイド機構９が、この駆動ブラケット部材２３の移動動作に伴いホルダ機構８の支持ブラケット部材１８を移動ガイド開口溝１１内を円弧状の軌跡を以って上方へと移動させる。供給装置１においては、支持ブラケット部材１８の移動に伴ってホルダ機構８に保持されたトールビーカ２が、凹陥部７内において略垂直姿勢から図５に示すように次第に略直交する姿勢に変換されながら移動する。
【００８１】
供給装置１においては、トールビーカ２が、図４に示すようにその注ぎ口２Ａを濾過器３に臨ませるようにしてこの濾過器３を略中心とした円弧状の軌跡を以って移動する。供給装置１においては、トールビーカ２が所定の高さ位置まで移動すると制御回路部１２から出力される制御信号に基づいてリニアサーボモータ３０が低速度となる。供給装置１においては、トールビーカ２が低速でさらに移動して第２位置まで達すると、充填した試料液を注ぎ口２Ａから濾過器３内に注ぎ込む。
【００８２】
供給装置１においては、上述したように濾過器３に所定量の試料液を注いた後にトールビーカ２を第１位置へと復帰させるが、リニアサーボモータ３０が往路と復路で速度を変えて作動体３５を駆動するように制御してもよい。供給装置１においては、この場合に復路においてトールビーカ２を高速で第１位置へと復帰させる。また、供給装置１においては、例えば全量の試料液を供給し終わる間は、トールビーカ２を途中位置まで復帰させて待機させるようにしてもよい。供給装置１においては、この場合にトールビーカ２を試料液がこぼれ落ちない途中位置まで下降させて待機させる。
【００８３】
供給装置１においては、液面検出センサ装置５１により、濾過器３内に残存する試料液の量がわずかとなり補充が必要な下限液面位置と、満杯となって注ぎ操作を停止させる上限液面位置とが検出されるようにする。供給装置１においては、液面検出センサ装置５１から出力される検出信号を制御回路部１２に入力し、下限液面位置に達した状態を検出するとこの制御回路部１２から駆動機構１０に対して第２位置への移動動作を指示する制御信号を出力する。
【００８４】
供給装置１においては、第２位置に移動されたトールビーカ２から濾過器３に対して試料液の注ぎ込み操作が行われ、液面検出センサ装置５１によりその注ぎ込み状態を監視する。供給装置１においては、液面検出センサ装置５１から出力される検出信号に基づいて制御回路部１２において上限液面位置に達した状態を検出すると、この制御回路部１２から駆動機構１０に対して初期位置への復帰動作を支持する制御信号を出力する。なお、供給装置１においては、駆動機構１０が、トールビーカ２を第１位置へと復帰させる際に、起動時に微小の間隔で上下方向に移動させてあたかも振動を与えるように駆動することで濾過器３の開口縁における試料液の表面張力を下げていわゆる液切れ動作を行うようにしてもよい。
【００８５】
供給装置１は、図１１に示すように作業台５０上に多数個１Ａ〜１Ｎを並べて設置することにより、省スペース化を図って一人の分析員により多数の試料液の分析を同時に行うことを可能とする。各供給装置１Ａ〜１Ｎは、それぞれが筐体４の主面４Ａを前方に向けて作業台５０上に設置され、ホルダ機構８により各１個ずつトールビーカ２を保持するとともに濾過器支持ブラケット５により濾過器３を凹陥部７に対向して設置する。
【００８６】
各供給装置１Ａ〜１Ｎは、上述したようにそれぞれのトールビーカ２が濾過器３を略中心として円弧状の軌跡を以って移動して試料液の注ぎ動作を行うように構成したことにより横幅が小さい縦長構造に構成される。したがって、各供給装置１Ａ〜１Ｎは、限られたスペースの作業台５０上に多数台を並べて設置することが可能であり、スペース効率化や作業の効率化を図り、各トールビーカ２から相対する濾過器３に対して精密な試料液の注ぎ分け動作を自動的に行うことが可能となる。
【００８７】
図１２に第２の実施の形態として示した供給装置６０は、１つの筐体６１内に上述した供給装置１に備える複数の機構を内蔵して構成したものであり、複数の試料液の分析を同時に実施可能とする。すなわち、供給装置６０は、詳細を省略するが上述したホルダ機構８、移動ガイド機構９或いは駆動機構１０等の機構部を筐体６１に複数内蔵し、主面６１Ａに形成した凹陥部６２内において複数のトールビーカ２を上下方向に円弧状の軌跡を以って移動させる。
【００８８】
供給装置６０は、上述したように各トールビーカ２がそれぞれ横幅が狭いスペースで移動されで、全体として横幅が小さい縦長構造に構成される。なお、供給装置６０は、機構部については各トールビーカ２に対応して構成するが、例えば制御回路部については共通に構成することも可能であることから小型化が図られるようになる。
【００８９】
図１３に第３の実施の形態として示した供給装置７０は、基本的な構成を上述した供給装置１と同様とすることから対応する部位について同一符号を付すことによりその説明を省略するが、トールビーカ２を移動させる駆動機構７１に特徴を有している。供給装置７０は、駆動機構７１が、回転出力型サーボモータ７２と、このサーボモータ７２の出力軸７２Ａに固定されて正逆回転されるピニオン７３と、このピニオン７３により駆動されるラック部材７４とから構成される。
【００９０】
駆動機構７１は、サーボモータ７２が、上述したように液面検出センサ装置５１が濾過器３の液面位置を検出して制御回路部１２に検出信号を出力し、制御回路部１２から出力される制御信号に基づいて正転及び逆転してピニオン７３を駆動する。駆動機構７１は、図示しないがサーボモータ７２にエンコーダが設けられており、回転方向と回転量を制御回路部１２に出力する。駆動機構７１は、ラック部材７４が、凹陥部７の曲率とほぼ等しい曲率を有するとともに移動ガイド開口溝１１とほぼ等しい長さを有する断面円弧状の板部材からなる。
【００９１】
ラック部材７４は、上述した供給装置１の移動ガイド機構９に備えられた駆動ブラケット部材２３に対応する部材であり、ホルダ機構８を構成する支持ブラケット部材１８の基端部が固定される。ラック部材７４は、図示しないが上述したベアリングコロと同等の適宜の移動ガイド構造を介して、ガイドレール部材２２に沿って高さ方向に円滑に移動動作されるようにして組み合わされる。ラック部材７４は、内周側に突出するようにして支持ブラケット部材１８を固定するとともに、外周側にピニオン７３と噛合されるラック７４Ａが長さ方向の全域に亘って一体に形成されている。
【００９２】
以上のように構成された供給装置７０は、図１３に示すように初期位置において支持ブラケット部材１８がラック部材７４に固定されるホルダ機構８を介してトールビーカ２を垂直姿勢に保持する。供給装置７０は、制御回路部１２から出力される試料液の注ぎ動作を指示する制御信号に基づいてサーボモータ７２が駆動され、このサーボモータ７２によりピニオン７３とラック部材７４が動作してトールビーカ２を高さ方向に円弧状に移動させて濾過器３への試料液の供給が行われるようにする。
【００９３】
駆動機構７１は、図１３に示す状態からピニオン７３が同図において時計方向に回動することにより、ラック部材７４を濾過器３を略回転中心として円弧状の軌跡を以って移動させる。駆動機構７１は、支持ブラケット部材１８を固定したラック部材７４の移動動作によりトールビーカ２を垂直姿勢から次第に傾倒姿勢へと変換し、このトールビーカ２から濾過器３に対して試料液が供給されるようにする。駆動機構７１は、濾過器３に対して所定量の試料液を供給すると、サーボモータ７２が逆回転動作を行ってトールビーカ２を初期位置へと復帰させる。
【００９４】
上述した各実施の形態においては、食物繊維の定量法として採用されるプロスキー変法の濾過工程に好適に用いられる液体定量供給装置を示したが、本発明はかかる適用例に限定されないことは勿論である。本発明は、大容量の第１容器体から小容量の第２容器体に対してその都度予め設定した量の液体を小分けして全容量分を供給する各種の用途にも用いられることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】実施の形態として示す液体定量供給装置の正面図である。
【図２】同液体定量供給装置の内部構造を示す要部斜視図である。
【図３】同液体定量供給装置の構成ブロック図である。
【図４】同液体定量供給装置に備えるホルダ機構と移動ガイド機構と駆動機構の構成を示す要部側面図である。
【図５】同液体定量供給装置におけるトールビーカから濾過器への試料液の注ぎ動作を示す要部側面図である。
【図６】同液体定量供給装置に備える移動ガイド機構と駆動機構の構成を示す要部断面図である。
【図７】同液体定量供給装置に備える移動ガイド機構の構成を示す要部断面図である。
【図８】同移動ガイド機構を構成するガイドレール部材と駆動ブラケット部材の組み合わせ状態を示す要部断面図である。
【図９】同液体定量供給装置に備える液面検出センサ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】同液体定量供給装置に備える液面検出センサ装置の構成を示す縦断面図である。
【図１１】同液体定量供給装置を複数組み並んで設置した使用状態の斜視図である。
【図１２】第２の実施の形態として示す液体定量供給装置の正面図である。
【図１３】第３の実施の形態として示す液体定量供給装置の移動ガイド機構と駆動機構の構成を示す要部構成図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ 液体定量供給装置、２ トールビーカ、３ 濾過器、４ 筐体、４Ａ 主面、５ 濾過器支持ブラケット、６ 吸引排水機構、７ 凹陥部、８ ホルダ機構、９ 移動ガイド機構、１０ 駆動機構、１１ 移動ガイド開口溝、１２ 制御回路部、１３ 制御基板、１４ 操作ボタン、１８ 支持ブラケット部材、２０ 可動ホルダ片、２１ 固定ホルダ片、２２ ガイドレール部材、２３ 駆動ブラケット部材、２４ ガイド溝、２９ ベアリングコロ、３０ リニアサーボモータ、３３ 下部チェーンベルト、３４ 上部チェーンベルト、３５ 作動体、５０ 作業台、５１ 液面検出センサ装置、５２ 連結部材、５３ 超音波発生回路収納部材、５４ 超音波センサ、５４ａ 超音波発生回路、５４ｂ 超音波出射面、５４ｃ 超音波出射部、５４ｄ 超音波受信部、５５ 連結部材、５６ 超音波センサ収納部材、５７ キャップ体、５７ｄ 空間部、５７ｅ 空気流供給孔、５８ ノズル、５９ ファン、６０ 供給装置、６１ 筐体、６２ 凹陥部、７０ 供給装置、７１ 駆動機構、７２ サーボモータ、７３ ピニオン、７４ ラック部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発性溶液を定量供給する液体定量供給装置に用いられる液面検出センサ装置において、
上記揮発性溶液の液面と対向する先端部に設けられ、上記液面に超音波を出射する超音波出射部と、上記先端部に設けられ、上記超音波出射部から出射された超音波の上記液面からの戻り超音波を受信する超音波受信部とを有する超音波センサ部と、
上記超音波センサ部の上記超音波出射部及び超音波受信部を覆うとともに、上記超音波出射部から出射される超音波、及び、上記戻り超音波をガイドするキャップ体と、
上記超音波センサ部の先端部に空気流を生成する空気流生成部とを備え、
上記空気流生成部は、上記キャップ体を介して上記超音波センサ部の先端部に空気流を生成し、該超音波センサ部の先端部への上記揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制することを特徴とする液面検出センサ装置。
【請求項２】
上記キャップ体には、該キャップ体と上記超音波センサ部の先端部との間に形成される空間部に、上記空気流生成部による上記空気流を供給する空気流供給孔が設けられ、
上記キャップ体に連結され、上記空気流供給孔からの空気流が流入し、上記超音波出射部から出射される超音波、及び、上記戻り超音波をガイドする長尺のノズル体を備えることを特徴とする請求項１記載の液面検出センサ装置。
【請求項３】
所定の容量を有する第２容器体に対して、大容量の第１容器体から所定量の揮発性液体を注ぎ分けて供給する液体定量供給装置であり、
筐体の主面に形成した高さ方向の断面略円弧状の凹陥部内において上記第１容器体を着脱自在に保持するホルダ機構と、
上記筐体の上記凹陥部内に位置して上記主面に開口された高さ方向の移動ガイド開口溝に沿って上記ホルダ機構により保持した上記第１容器体を、上記凹陥部に臨んで上記主面と対向して設置した上記第２容器体を略中心とする円弧状の軌跡を以って上下方向に移動させる移動ガイド機構と、
上下方向の反復駆動力を出力する駆動源を有し、上記ホルダ機構を介して上記第１容器体を上記移動ガイド開口溝に沿って移動させる駆動機構と、
上記揮発性溶液の液面と対向する先端部に設けられ、上記液面に超音波を出射する超音波出射部と、上記先端部に設けられ、上記超音波出射部から出射された超音波の上記液面からの戻り超音波を受信する超音波受信部とを有する超音波センサ部と、上記超音波センサ部の上記超音波出射部及び超音波受信部を覆うとともに、上記超音波出射部から出射される超音波、及び、上記戻り超音波をガイドするキャップ体と、上記超音波センサ部の先端部に空気流を生成する空気流生成部とを備え、上記空気流生成部が、上記キャップ体を介して上記超音波センサ部の先端部に空気流を生成し、該超音波センサ部の先端部への上記揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制し、上記第２容器体の液面を検出する液面検出センサユニットとを備え、
上記液面検出センサユニットにより検出される上記第２容器体の液面状態に応じて、上記第１容器体が、上記移動ガイド開口溝の下端側の第１位置において上記主面と平行に対向した略垂直姿勢の待機状態に保持されるとともに、上記駆動機構により上記移動ガイド開口溝の上端側の第２位置へと移動されることにより上記主面と略直交する姿勢に変換されて傾くことで上記第２容器体への注ぎ動作を行うことを特徴とする液体定量供給装置。
【請求項１】
揮発性溶液を定量供給する液体定量供給装置に用いられる液面検出センサ装置において、
上記揮発性溶液の液面と対向する先端部に設けられ、上記液面に超音波を出射する超音波出射部と、上記先端部に設けられ、上記超音波出射部から出射された超音波の上記液面からの戻り超音波を受信する超音波受信部とを有する超音波センサ部と、
上記超音波センサ部の上記超音波出射部及び超音波受信部を覆うとともに、上記超音波出射部から出射される超音波、及び、上記戻り超音波をガイドするキャップ体と、
上記超音波センサ部の先端部に空気流を生成する空気流生成部とを備え、
上記空気流生成部は、上記キャップ体を介して上記超音波センサ部の先端部に空気流を生成し、該超音波センサ部の先端部への上記揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制することを特徴とする液面検出センサ装置。
【請求項２】
上記キャップ体には、該キャップ体と上記超音波センサ部の先端部との間に形成される空間部に、上記空気流生成部による上記空気流を供給する空気流供給孔が設けられ、
上記キャップ体に連結され、上記空気流供給孔からの空気流が流入し、上記超音波出射部から出射される超音波、及び、上記戻り超音波をガイドする長尺のノズル体を備えることを特徴とする請求項１記載の液面検出センサ装置。
【請求項３】
所定の容量を有する第２容器体に対して、大容量の第１容器体から所定量の揮発性液体を注ぎ分けて供給する液体定量供給装置であり、
筐体の主面に形成した高さ方向の断面略円弧状の凹陥部内において上記第１容器体を着脱自在に保持するホルダ機構と、
上記筐体の上記凹陥部内に位置して上記主面に開口された高さ方向の移動ガイド開口溝に沿って上記ホルダ機構により保持した上記第１容器体を、上記凹陥部に臨んで上記主面と対向して設置した上記第２容器体を略中心とする円弧状の軌跡を以って上下方向に移動させる移動ガイド機構と、
上下方向の反復駆動力を出力する駆動源を有し、上記ホルダ機構を介して上記第１容器体を上記移動ガイド開口溝に沿って移動させる駆動機構と、
上記揮発性溶液の液面と対向する先端部に設けられ、上記液面に超音波を出射する超音波出射部と、上記先端部に設けられ、上記超音波出射部から出射された超音波の上記液面からの戻り超音波を受信する超音波受信部とを有する超音波センサ部と、上記超音波センサ部の上記超音波出射部及び超音波受信部を覆うとともに、上記超音波出射部から出射される超音波、及び、上記戻り超音波をガイドするキャップ体と、上記超音波センサ部の先端部に空気流を生成する空気流生成部とを備え、上記空気流生成部が、上記キャップ体を介して上記超音波センサ部の先端部に空気流を生成し、該超音波センサ部の先端部への上記揮発性溶液からの揮発物質の付着を抑制し、上記第２容器体の液面を検出する液面検出センサユニットとを備え、
上記液面検出センサユニットにより検出される上記第２容器体の液面状態に応じて、上記第１容器体が、上記移動ガイド開口溝の下端側の第１位置において上記主面と平行に対向した略垂直姿勢の待機状態に保持されるとともに、上記駆動機構により上記移動ガイド開口溝の上端側の第２位置へと移動されることにより上記主面と略直交する姿勢に変換されて傾くことで上記第２容器体への注ぎ動作を行うことを特徴とする液体定量供給装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２２４２９９（Ｐ２００８−２２４２９９Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６０２０８（Ｐ２００７−６０２０８）
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（５９９１６５２３４）東洋精機株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月９日（２００７．３．９）
【出願人】（５９９１６５２３４）東洋精機株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
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