(57)【要約】【課題】粒径分布測定装置においてバルブが排水口にスタックしないようにし、なおかつ、バルブのストロークを大きくすること。【解決手段】粒径分布測定装置の流通経路上に設けた開閉弁８が、弁座９４と、前記弁座９４に着座する閉塞位置及び前記弁座から離間した開成位置の間で進退移動可能に保持された弁体１０と、前記弁体１０を、電磁力により前記閉塞位置Ｐに向かって動かす電磁アクチュエータ１２と、前記弁体１０とともに移動する移動面１１１ａ、１１３ａ及び前記弁体１０の移動に拘わらず静止している静止面９３ｂ１との間に配置され、弾性復帰力により弁体１０を前記電磁力に逆らって前記開成位置Ｑに向かって付勢する弾性体Ｃとを有したものであって、前記弾性体Ｃを、弾性係数の異なる２つの弾性要素Ｃ１、Ｃ２を伸縮方向に並列させることにより形成するとともに、それらの弾性要素Ｃ１、Ｃ２の長さが異なるように形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散媒中に分散させた粒子群を流通させる流通経路と、その流通経路上に設けられた透明セルと、その透明セル中を流れる粒子群に光を照射する光源と、その光の照射によって生じる拡散又は／及び散乱光（以下、拡散散乱光という。）の光強度に基づいて前記粒子群の粒径分布を演算する演算装置とを備えたものであって、
前記流通経路上に設けた開閉弁が、弁座と、前記弁座に着座する閉塞位置及び前記弁座から離間した開成位置の間で進退移動可能に保持された弁体と、前記弁体を、電磁力により前記閉塞位置に向かって動かす電磁アクチュエータと、前記弁体とともに移動する移動面及び前記弁体の移動に拘わらず静止している静止面との間に配置され、弾性復帰力により当該弁体を前記電磁力に逆らって前記開成位置に向かって付勢する弾性体とを有したものであり、
前記弾性体を、弾性係数の異なる少なくとも２つの弾性要素を伸縮方向に並列させることにより形成するとともに、
前記開成位置においては、弾性係数の小さい弾性要素の長さを、前記移動面と前記静止面との距離と同じにするとともに、弾性係数の大きい弾性要素の長さを、前記移動面と前記静止面との距離より短くし、
前記閉塞位置においては、前記弾性係数の小さい弾性要素の長さ及び前記弾性係数の大きい弾性要素の長さを、前記移動面と前記静止面との距離と同じになるように構成したものである粒径分布測定装置。
【請求項２】
前記弾性体が、前記弾性要素を同心軸上に配置することにより形成したものである請求項１記載の粒径分布測定装置。
【請求項３】
分散媒中に分散させた粒子群を流通させる流通経路と、その流通経路上に設けられた透明セルと、その透明セル中を流れる粒子群に光を照射する光源と、その光の照射によって生じる拡散又は／及び散乱光（以下、拡散散乱光という。）の光強度に基づいて前記粒子群の粒径分布を演算する演算装置とを備えたものであって、
前記流通経路上に設けた開閉弁が、弁座と、前記弁座に着座する閉塞位置及び前記弁座から離間した開成位置の間で進退移動可能に保持された弁体と、前記弁体を、電磁力により前記閉塞位置に向かって動かす電磁アクチュエータと、前記弁体とともに移動する移動面及び前記弁体の移動に拘わらず静止している静止面との間に配置され、弾性復帰力により当該弁体を前記電磁力に逆らって前記開成位置に向かって付勢する弾性体とを有したものであり、
前記弾性体が、弾性係数の異なる少なくとも２つの弾性要素を伸縮方向に直列させ、前記開成位置と前記閉塞位置と間の所定の中間位置において、弾性係数の小さい弾性要素が縮みきった状態であり、かつ弾性係数の大きい弾性要素がさらに縮み得る状態であるように形成したものである粒径分布測定装置
【請求項４】
前記開閉弁がドレイン用のものである請求項１、２又は３記載の粒径分布測定装置。
【請求項５】
前記弾性要素がコイルバネであり、
前記電磁アクチュエータが、ソレノイドを内蔵する筐体とその筐体から前記進退方向に沿って移動する可動部材とを備え、その可動部材によって前記弁体を、閉塞位置方向に押圧するように構成したものであり、
前記移動面と前記静止面との間で前記弁体に外嵌させたコイルバネを挟み込み、前記弁体の移動に伴って前記コイルバネを伸縮させるように構成している請求項１、２、３又は４記載の粒径分布測定装置。
【請求項６】
前記弁体が、前記弁座に密着する密着面を備えたものであって、前記密着面よりも先端側に弾性変形可能なリップ部を形成し、前記弁体が前記開成位置から前記閉塞位置に移動する際に、前記リップ部が前記密着面より先に前記弁座に接触してこれを掃拭し、その後、前記閉塞位置において前記密着面が前記弁座に密着するように構成している請求項１、２、３、４又は５記載の粒径分布測定装置。
【請求項７】
前記弁体が、先端に向かうに連れ小径となるテーパ面を有し、そのテーパ面に前記密着面が形成してある請求項１、２、３、４、５又は６記載の粒径分布測定置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粒径分布測定装置に関する。特に粒子群を分散させた分散媒を排水するための開閉弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の粒径分布測定装置の排水口の開閉においては、ソレノイドの電磁力を利用して排水口を閉じ、排水用バルブに備えられたコイルバネの弾性力を利用して排水口を開けるようにしている（特許文献１）。
【０００３】
従来から、排水口を閉めたときに排水用バルブと排水口との間に粒子群が挟まること等によりバルブがスタックしてしまうという問題がある。
【０００４】
この問題を回避するために、バルブを開けるためのコイルバネの弾性係数を、バルブが詰まらない程度に大きいものにすることが考えられる。当然これに伴いソレノイドの電磁力を強くしなければならない。
【０００５】
ところが、ソレノイドの電磁力の強い範囲で使おうとすると、その特性上、ソレノイドのストロークが小さくなり、これによりバルブの排水口からの移動距離も小さくなる。この場合、大きいレンジの粒径分布を測定したときに、バルブと排水口との間に大きい粒子が引っかかってしまいその結果排水の効率が悪くなるという問題が起こる。
【０００６】
また、大きい径の粒子群を含んだ分散媒を排出した場合において、排水口とバルブとのシール面にその粒子群が介在することにより排水口を閉じているときでも分散媒等が漏れてしまい、粒径分布の測定結果に影響を与え、測定精度の向上を図ることができないという問題がある。
【特許文献１】特開２０００−１８０３４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、粒径分布測定装置においてバルブが排水口にスタックしないようにし、なおかつ、バルブのストロークを大きくすることをその所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る粒径分布測定装置は、分散媒中に分散させた粒子群を流通させる流通経路と、その流通経路上に設けられた透明セルと、その透明セル中を流れる粒子群に光を照射する光源と、その光の照射によって生じる拡散又は／及び散乱光（以下、拡散散乱光という。）の光強度に基づいて前記粒子群の粒径分布を演算する演算装置とを備えたものであって、前記流通経路上に設けた開閉弁が、弁座と、前記弁座に着座する閉塞位置及び前記弁座から離間した開成位置の間で進退移動可能に保持された弁体と、前記弁体を、電磁力により前記閉塞位置に向かって動かす電磁アクチュエータと、前記弁体とともに移動する移動面及び前記弁体の移動に拘わらず静止している静止面との間に配置され、弾性復帰力により当該弁体を前記電磁力に逆らって前記開成位置に向かって付勢する弾性体とを有したものであり、前記弾性体を、弾性係数の異なる少なくとも２つの弾性要素を伸縮方向に並列させることにより形成するとともに、前記開成位置においては、弾性係数の小さい弾性要素の長さを、前記移動面と前記静止面との距離と同じにするとともに、弾性係数の大きい弾性要素の長さを、前記移動面と前記静止面との距離より短くし、前記閉塞位置においては、前記弾性係数の小さい弾性要素の長さ及び前記弾性係数の大きい弾性要素の長さを、前記移動面と前記静止面との距離と同じになるように構成したものである。
【０００９】
このようなものであれば、弾性係数の異なる少なくとも２つの弾性要素を用いているので、ソレノイドの押し始めは弾性係数の小さい弾性要素のみが対応し、ソレノイドの電磁力が大きくなってきたら弾性係数の小さいコイルバネと弾性係数の大きい弾性要素とが対応して開閉弁が閉じるので、開口する際には、弾性係数の小さい弾性要素の弾性復帰力と弾性係数の大きい弾性要素の弾性復帰力とが共に働き、弁体がスタックすることを防ぐことができる。
【００１０】
具体的には、前記弾性体が、前記弾性要素を同心軸上に配置することにより形成したものであることが望ましい。
【００１１】
また、本発明に係る粒径分布測定装置は、分散媒中に分散させた粒子群を流通させる流通経路と、その流通経路上に設けられた透明セルと、その透明セル中を流れる粒子群に光を照射する光源と、その光の照射によって生じる拡散又は／及び散乱光（以下、拡散散乱光という。）の光強度に基づいて前記粒子群の粒径分布を演算する演算装置とを備えたものであって、前記流通経路上に設けた開閉弁が、弁座と、前記弁座に着座する閉塞位置及び前記弁座から離間した開成位置の間で進退移動可能に保持された弁体と、前記弁体を、電磁力により前記閉塞位置に向かって動かす電磁アクチュエータと、前記弁体とともに移動する移動面及び前記弁体の移動に拘わらず静止している静止面との間に配置され、弾性復帰力により当該弁体を前記電磁力に逆らって前記開成位置に向かって付勢する弾性体とを有したものであって、前記弾性体が、弾性係数の異なる少なくとも２つの弾性要素を伸縮方向に直列させ、前記開成位置と前記閉塞位置と間の所定の中間位置において、弾性係数の小さい弾性要素が縮みきった状態であり、かつ弾性係数の大きい弾性要素がさらに縮める状態であるように形成したものであるでもよい。
【００１２】
このようなものであれば、ソレノイドの押し始めには弾性係数の小さい弾性要素が対応し、弾性係数の小さい弾性要素が縮みきってから弾性係数の大きい弾性要素が対応するので、開口時に弾性係数の大きい弾性要素の弾性復帰力が働き、弁体がスタックしてしまうことを防ぐことができる。
【００１３】
具体的には、前記開閉弁がドレイン用のものであることが望ましい。
【００１４】
瞬時に開閉弁を開閉することができるようにするためには、前記弾性要素がコイルバネであり、前記電磁アクチュエータが、ソレノイドを内蔵する筐体とその筐体から前記進退方向に沿って移動する可動部材とを備え、その可動部材によって前記弁体を、閉塞位置方向に押圧するように構成したものであり、前記移動面と前記静止面との間で前記弁体に外嵌させたコイルバネを挟み込み、前記弁体の移動に伴って前記コイルバネを伸縮させるように構成していることが望ましい。
【００１５】
開閉弁の弁座に吸着した粒子群を除去し、粒子群が弁座と弁体との密着面に挟まらないようにするためには、前記弁体が、前記弁座に密着して当該弁座を閉塞する密着面を備えたものであって、前記弁体の密着面よりも先端側に弾性変形可能なリップ部を形成し、前記弁体が開成位置から閉塞位置に移動する際に、前記リップ部が密着面より先に前記弁座に接触してこれを掃拭し、その後、閉塞位置において前記密着面が前記弁座に密着するように構成していることが望ましい。
【００１６】
具体的な実施の態様としては、前記弁体が、先端に向かうに連れ小径となるテーパ面を有し、そのテーパ面に前記密着面が形成してあることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
このように本発明によれば、弾性係数の異なる少なくとも２つの弾性要素を用いているので、電磁アクチュエータの押し始めは弾性係数の小さい弾性要素のみが対応し、電磁アクチュエータの電磁力が大きくなってきたら弾性係数の小さい弾性要素と弾性係数の大きい弾性要素とが対応して開閉弁が閉まるので、開閉弁を開ける際には、弾性係数の小さい弾性要素の弾性復帰力と弾性係数の大きい弾性要素の弾性復帰力とが共に働き、弁体が弁座にスタックすることを防ぐことができる。さらに電磁アクチュエータの動き始めの電磁力を大きくする必要が無くなるので、電磁アクチュエータのストロークを大きくすることができる。故に、排水時に大きい径の粒子が、弁座と弁体との間に引っかかることを防ぐことができ、排水にかかる時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜第１実施形態＞
【００１９】
以下に第１実施形態に係る粒径分布測定装置について図面を参照して説明する。
【００２０】
本実施形態に係る粒径分布測定装置は、図１に示すように、分散媒中に分散させた粒子群Ｓを流通させる流通経路１と、その流通経路１上に設けられた透明セル２と、その透明セル２中を流れる粒子群Ｓにコーヒレントなレーザ光Ｌを照射する光源３と、その光Ｌの照射によって生じる拡散散乱光ＬＳの光強度を検出する光検出器４と、その光検出器４から出力される各拡散散乱光強度の値に基づいて前記粒子群Ｓの粒径分布を演算する演算装置５とを備えている。
【００２１】
なお、前記分散媒としては、例えば水（純水）、エタノール、油などの液体が用いられるが、測定対象である粒子群Ｓの種類によって適宜使い分けられる。
【００２２】
流通経路１は、図１に示すように分散媒を注入する注入経路１ａと、粒子群Ｓを含んだ分散媒が循環する循環経路１ｂと、それら分散媒を捨てるための排水経路１ｃとからなる。
【００２３】
注入経路１ａは、注入配管１ａ１と分散媒タンク１４から分散媒を注入するための注入ポンプ１ａ２と注入を制御するためのバルブ（図示しない）とからなる。
【００２４】
前記循環経路１ｂは、一端が、攪拌モータ７ａ及び水位センサ７ｂを有する循環バス７の底部に設けられた循環ポンプ１ｂ１（循環用モータ１ｂ１１を含む。）に接続され、他端が、透明セル２の試料入口２Ａに接続された往路管１ｂ２と、一端が透明セル２の試料出口２Ｂに接続され、他端が循環バス７の上部において循環バス７内に開口する復路管１ｂ３とドレイン用開閉弁８とから構成されていて、往路管１ｂ２の所定位置に超音波プローブ１ｂ４を備えている。ここで、循環ポンプ１ｂ１からドレイン用開閉弁８までの管の長さを極力短くすることで、排水時間を短くしている。
【００２５】
排水経路１ｃは、開閉弁８を介して循環経路１ｂにつながっている排水配管１ｃ１である。
【００２６】
光検出器４は、光Ｌを照射された粒子群Ｓから発生する拡散散乱光ＬＳの光強度を検出し、各拡散散乱光強度信号を変換等の処理を行うバッファ、増幅器等で構成されている信号処理器６に出力するものである。
【００２７】
演算装置５は、図２に示すようにＣＰＵ５０１、メモリ５０２、入出力インターフェイス５０３等を備えた汎用乃至専用のコンピュータであり、前記メモリ５０２の所定領域に記憶させた所定のプログラムにしたがってＣＰＵ５０１、周辺機器等を協働させることにより、前記信号処理器６で処理された各拡散散乱光強度信号の値に基づいて前記粒子群Ｓの粒径分布を算出するものである。
【００２８】
しかして本実施形態では、図３、４に示すように、前記流通経路１ｂの往路管１ｂ２上に設けたドレイン用開閉弁８を備えている。
【００２９】
ドレイン用開閉弁８は、弁座９４と、弁体１０と、弁体１０に連設された弁軸１１と、前記弁体１０を電磁力により閉塞位置Ｐに動かす電磁アクチュエータ１２と、前記弁体１０を電磁アクチュエータ１２の電磁力に逆らって開成位置Ｑに付勢する弾性体Ｃとを備えている。なお、本実施形態では弾性体Ｃは、弾性係数の小さいコイルバネＣ１と弾性係数の大きいコイルバネＣ２を同心軸上に並列させて形成させている。
【００３０】
各部を詳説する。
【００３１】
弁座９４は配管ブロック９内に形成している。この配管ブロック９は、樹脂から成形されており、弁体１０を収容する弁室９１と、その弁室９１を囲繞している上下壁９２ａ、９２ｂ及び平面側壁９３ａ、９３ｂと、その平面側壁９３ａの内側に設けられた開口部９３ａ１と、平面側壁９３ｂに設けられた弁軸１１を弁座９４に対して前後移動可能に支持するための軸孔９５とから構成されている。さらに、導入ポート９６と導出ポート９７とを有しており、導入ポート９６を介して循環経路１ｂの往路管１ｂ２とつながっていて、導出ポート９７を介して排出配管１ｃ１とつながっている。そして前記弁座９４が、前記開口部９３ａ１の開口縁を面取り加工することにより形成してある。
【００３２】
より具体的には弁座９４は、弁体１０側において最も径が大きく、そこから反弁体側に行くに連れて径が小さくなるように形成したテーパ面である。
【００３３】
弁体１０は、図５及び図６に示すように、シリコンラバー等の柔らかい弾性変形可能な樹脂により切頭円錐型に成形されたものであり、先端に向かうに連れて小径となるテーパ面１０１を有し、そのテーパ面１０１の中間部分が、弁座９４に密着する密着面１０１ａとしての役割を果たす。弁体１０は、弾性変形可能な樹脂から成形されているので、密着面１０１ａと弁座９４との密着をより確実にすることができる。そして、前記弁体１０の密着面１０１ａよりも先端側に弾性変形可能なリップ部１０２を形成し、前記弁体１０が開成位置Qから閉塞位置Pに移動する際に、前記リップ部１０２が密着面１０１ａより先に前記弁座９４に接触して弁座９４に吸着している粒子群Ｓを掃拭し、あるいは弁座９４近傍にある粒子群Ｓを掻き出し、その後、閉塞位置Ｐにおいて前記密着面１０１ａが前記弁座９４に密着するように構成している。
【００３４】
リップ部１０２は、湾曲乃至平らな板状をなすものであり、進退方向から見た外輪郭形状が、前記密着面１０１ａの外輪郭形状と同一又はそれよりも若干大きく設定してある。また、リップ部１０２は弁座９４を押圧しながら全体面を確実に掃拭することができ、なおかつリップ部１０２が邪魔して開閉弁８が閉まらないのを防ぐために、先端に行くに連れ拡開する形状をなし、そのリップ部１０２の先端部１０２ａの径が弁座９４の最大径よりも大きく、なおかつリップ部１０２の基端部１０２ｂの径が前記弁座９４の最小径よりも小さく設定してある。さらに、弁軸方向の断面の幅が先端に行くに連れ小さくなる形状をなしている。その上、リップ部１０２は、製造を容易にするために弁体１０と一体成形されたものであり、シリコンラバー等の柔らかい弾性変形可能な樹脂からできている。
【００３５】
弁軸１１は、大径部１１１と小径部１１２とからなり、大径部１１１にはその端部に突出部１１３が設けられ、その突出部１１３の移動面１１３ａと弁体１０の移動に拘わらず静止している平面側壁９３ｂに設けられた静止面９３ｂ１との間で大径部１１１に外嵌させたコイルバネＣ１を挟み込んでいる。さらに、大径部１１１の先端面１１１ａに設けられた移動面１１１ｂと静止面９３ｂ２との間で小径部１１２に外嵌させたコイルバネＣ２を挟み込んでいる。ここで、コイルバネＣ１の弾性係数はコイルバネＣ２の弾性係数よりも小さく、またその自然長も長くしてある。
【００３６】
このとき、開閉弁８が開いている状態で、コイルバネＣ１は突出部１１３の移動面１１３ａ及び静止面９３ｂ１の両方に接触しているが、大径部１１１の先端面１１１ａに設けられた移動面１１１ｂと静止面９３ｂ１との距離が、コイルバネＣ２よりも長くしてあるため、コイルバネＣ２は移動面１１１ｂあるいは静止面９３ｂ１のいずれか１つにしか接触していない。これは、ソレノイド１２１の電磁力が小さい段階で、コイルバネＣ１のみが付勢することにより開閉弁８が閉まらないことを防止するためである。
【００３７】
電磁アクチュエータ１２は、図示しない保持部材によって弁軸１１の軸方向に保持されていて、開閉弁８の開閉を瞬時に行うために、ソレノイド１２１を内蔵する筺体１２２とその筺体１２２に保持されて前記進退方向に沿って移動する可動部材１２３とを備え、その可動部材１２３の先端部１２３ａによって弁軸１１の後端部１１１ｃを、閉塞位置方向に押圧するように構成したものである。このソレノイド１２１は、単動式のソレノイドであり、作動時において、ストロークが小さいとき（動き始め）は電磁力（吸引力）が小さく、ストロークが大きくなるに連れて電磁力（吸引力）が大きくなるという特性を有し、作動終了時には、バネ等によって作動前の状態に戻すようにしなければならないものである。
【００３８】
次に、このように構成した開閉弁８の動作について図面参照して説明する。
【００３９】
排水時は、電磁アクチュエータ１２に通電されておらず、図３に示されるように、コイルバネＣ１の弾性復帰力によって突出部１１３の移動面１１３ａが押されていて開閉弁８は開いている。このとき、弁体１０の進退方向と循環経路１ｂの流路方向とが同じ向きにしてあるので、排水に要する時間が少なくてすむ。
【００４０】
そして、給水時あるいは測定時には通電され、図４に示すように、ソレノイド１２１の電磁力により可動部材１２２が弁軸１１の大径部１１１の後端部１１１ｃを押圧し、最初に突出部１１３の移動面１１３ａがコイルバネＣ１を押し始める。その後、先端面１１１ｂの移動面１１１ｃがコイルバネＣ２と接触すると、移動面１１１ｃがコイルバネＣ２を押し始める。この過程を経た後、弁体１０が閉塞位置Ｐに到達し開閉弁８が閉まる。この際、弁体１０のリップ部１０２が弁座９４を掃拭し、その後に密着面１０１ａが弁座９４と密着する。
【００４１】
その後、再び排水するときは、電磁アクチュエータ１２への通電を止める。通電が止まるとソレノイド１２１の電磁力が無くなり、コイルバネＣ１の弾性復帰力により移動面１１３ａが押され、コイルバネＣ２の弾性復帰力により移動面１１１ａが押され、弁体１０は閉塞位置Ｐから開成位置Ｑに向かって戻る。そして、コイルバネＣ２が自然長となってからは、コイルバネＣ１の弾性復帰力により移動面１１３ａが押され、弁体１０は開成位置Ｑに戻る。
【００４２】
次に、本実施形態の粒径分布測定装置に係る試料濃度調節時における排水の動作について図７のフローチャートを参照して以下に述べる。
【００４３】
本実施形態では、循環経路上１ｂに備えられた循環バス７に複数の液面レベルを検知することができる水位センサ７ｂを設けるようにしている。この水位センサ７ｂはリードリレーを用いたフロート式のもので、ガイド棒７ｂ１に沿ってフロート７ｂ２が昇降すると、フロート７ｂ２側に設けた図示しない端子がガイド棒７ｂ１側に軸方向に沿って設けた図示しない多点検出端子若しくは連続検出端子に接触して、液面レベルを間欠的ないし連続的に検知するものである。もちろん光の反射率の違いや屈折角度の違いを用いた光学式、導電式、静電容量式、超音波液面センサ等を用いることができる。
【００４４】
濃度調整が開始されると（ステップＳ１）、先ず演算装置５が濃度を取得し（ステップＳ２）、適正濃度（所定濃度）か否かを判断する（ステップＳ３）。そして、濃いと判断した場合には、適正濃度にするために必要な分散媒の注入量を算出し（ステップＳ４）、算出した注入量の注入により循環バス７が満水量を越えるか否かを判断する（ステップＳ５）。越えないと判断した場合には、その注入量を注入し（ステップＳ６）、越えると判断した場合には、適正濃度になるために最適な分散媒の排出量と分散媒の注入量を再度算出する（ステップＳ７）。そして、演算装置５の指示により算出量に基づいてその電磁アクチュエータ１２に通電し排出し、注入を行う（ステップＳ８、ステップＳ９）。一方、ステップＳ３で薄いと判断した場合は、試料（粒子群Ｓ）投入を促すメッセージを表示するなどして、粒子群Ｓの投入を要求する（ステップＳ１０）。その後、オペレータによる試料（粒子群）投入（ステップＳ１２）を待つが、オペレータがそのまま測定に移る旨を演算装置５に入力すると濃度調整プロセスは終了する（ステップＳ１４）。上記ステップＳ６、Ｓ９、Ｓ１２後は、何れも循環、攪拌により粒子群を含んだ分散媒（懸濁液）を均質化して（ステップＳ１３）、再度ステップＳ２の前に戻る。
【００４５】
このように本実施形態によれば、電磁アクチュエータ１２の押し始めは弾性係数の小さいコイルバネＣ１のみが対応し、電磁アクチュエータ１２の電磁力が大きくなってきたら弾性係数の小さいコイルバネＣ１と弾性係数の大きいコイルバネＣ２との両方が対応して開閉弁８が閉まるので、開閉弁８を開ける際には、弾性係数の小さいコイルバネＣ１の弾性復帰力と弾性係数の大きいコイルバネＣ２の弾性復帰力とが共に働き、弁体１０がスタックしてしまうことを防ぐことができる。さらにソレノイド１２１の動き始めの電磁力を大きくする必要が無くなるので、ソレノイド１２１のストロークを大きくすることができ、開口部分を大きくすることができる。故に、排水時に大きい径の粒子群Ｓが弁座と弁体との間に引っかかることを防ぐことができ、例えば濃度調整等を素早く行うことができる。また、開口する際には、弾性係数の小さいコイルバネＣ１の弾性復帰力と、弾性係数の大きいコイルバネＣ２の弾性復帰力とが共に働き、弁体１０がスタックすることを防ぐことができる。
【００４６】
特に、前記弁座９４に密着する密着面１０１ａを備えたものであって、前記密着面１０１ａよりも先端側に弾性変形可能なリップ部１０２を形成し、前記弁体１０が前記開成位置Ｑから前記閉塞位置Ｐに移動する際に、前記リップ部１０２が前記密着面１０１ａより先に前記弁座９４に接触してこれを掃拭し、その後、前記閉塞位置Ｐにおいて前記密着面１０１ａが前記弁座９４に密着するように構成しているので、弁座９４と密着面１０１ａとの間に粒子群Ｓが挟まることを防ぐことができ、試料液が漏洩することを防ぐことができる。故に例えば濃度調整を適切に行うことができ、粒径分布の測定精度の向上を図ることができる。
【００４７】
また、弁座９４を平面側壁９３ａに設けているので、開口部９３ａ１から流入してきた試料液の流路を大きく取ることができ、排水を効率よく行うことができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
【００４９】
以下に図面を参照して第２実施形態を説明する。なお、前記第１実施形態に対応するものには同一の符号を付している。
【００５０】
本実施形態に係る粒径分布測定装置は、図８に示すように、前記第１実施形態とは開閉弁８における弁軸１１と弾性体Ｃが異なる。
【００５１】
弾性体Ｃは、弾性係数の異なる３種類のコイルバネＣ１、Ｃ１、Ｃ３を同心軸上に並列に配置することにより形成しており、弾性係数の小さいコイルバネＣ１と、弾性係数の大きいコイルバネＣ２と、それら弾性係数の中間の大きさの弾性係数であるコイルバネＣ３とからなる。
【００５２】
弁軸１１は、３種類のコイルバネに対応して、大径部１１１と中径部１１４と小径部１１２とからなり、大径部１１１にはその端部に突出部１１３が設けられ、その突出部１１３の移動面１１３ａと静止面９３ｂ１との間で大径部１１１に外嵌させたコイルバネＣ１を挟み込んでいる。そして、大径部１１１の先端面１１１ａに設けられた移動面１１１ｂと静止面９３ｂ１との間で中径部１１４に外嵌させたコイルバネＣ３を挟み込んでいる。さらに、中径部１１４の先端面１１４ａに設けられた移動面１１４ｂと静止面９３ｂ１との間で小径部１１２に外嵌させたコイルバネＣ２を挟み込んでいる。
【００５３】
このとき、開成位置Ｑにおいて、コイルバネＣ１は突出部１１３の移動面１１３ａ及び静止面９３ｂ１の両方に接触している。また、コイルバネＣ２の長さと大径部１１１の移動面１１１ｂから静止面９３ｂ１までの距離との差は、コイルバネＣ３の長さと中径部１１４の移動面１１４ｂから静止面９３ｂ１までの距離との差より小さくしてある。これは、弾性係数の小さい順から移動面に接触するようにするためである。
【００５４】
次にこのように構成した開閉弁８の動作について説明する。
【００５５】
排水時は、電磁アクチュエータ１２に通電されておらず、コイルバネＣ１の弾性復帰力によって突出部１１３の移動面１１３ａが押されていて開閉弁８は開いている。このとき、弁体１０の進退方向と循環経路１ｂの流路方向とが同じ向きにしてあるので、排水に要する時間が少なくてすむ。
【００５６】
そして、給水時あるいは測定時には通電され、ソレノイド１２１の電磁力により可動部材１２２が弁軸１１の大径部１１１の後端部１１１ｃを押圧し、まず、突出部１１３の移動面１１３ａがコイルバネＣ１を押し始める。そして、先端面１１１ｂの移動面１１１ｃがコイルバネＣ３と接触すると、移動面１１１ｃがコイルバネＣ３を押し始める。さらに、中径部１１４の先端面１１４ａに設けられた移動面１１４ｂがコイルバネＣ２と接触すると移動面１１４ｂがコイルバネＣ２を押し始める。この過程を経た後、弁体１０が閉塞位置Ｐに到達し開閉弁８が閉まる。この際、弁体１０のリップ部１０２が弁座９４を掃拭し、その後に密着面１０１ａが弁座９４と密着する。
【００５７】
その後、再び排水するときは、電磁アクチュエータ１２への通電を止める。通電が止まるとソレノイド１２１の電磁力が無くなり、コイルバネＣ１、Ｃ２、Ｃ３全ての弾性復帰力により移動面１１３ａ、１１４ａ、１１１ａが押され、弁体１０は閉塞位置Ｐから開成位置Ｑに向かって戻る。そして、コイルバネＣ２が自然長となると、次はコイルバネＣ１、Ｃ３の弾性復帰力により移動面１１３ａ、１１１ａが押され弁体１０は開成位置Ｑに向かって戻る。そして、コイルバネＣ３が自然長になると、最後にコイルバネＣ１の弾性復帰力により移動面１１３ａが押され、弁体１０は開成位置Ｑに戻る。
【００５８】
このように３種類の異なる弾性係数のコイルバネＣ１、Ｃ２、Ｃ３を用いて弁体１０を動かすこともできる。
【００５９】
＜第３実施形態＞
【００６０】
以下に図面を参照して第３実施形態を説明する。なお、前記第１、第２実施形態に対応するものには同一の符号を付している。
【００６１】
本実施形態に係る粒径分布測定装置は、図９に示すように、前記第１及び第２実施形態とは開閉弁８における弁軸１１と弾性体Ｃが異なる。
【００６２】
弁軸１１は、小径部１１２のみからなり、突出部１１５が小径部１１２の端部に設けられている。
【００６３】
弾性体Ｃは、弾性係数の異なる２種類のコイルバネＣ１、Ｃ２を直列に小径部１１２に外嵌させて形成しており、弾性係数の小さいコイルバネＣ１と弾性係数の大きいコイルバネＣ２とからなる。これらのコイルバネＣ１、Ｃ２は開成位置Ｑにおいては、コイルバネＣ１は移動面１１５ａと接触し、コイルバネＣ２は静止面９３ｂ１と接触していて、なおかつコイルバネＣ１とコイルバネＣ２は互いに接触している状態である。
【００６４】
次にこのように構成した開閉弁８の動作を説明する。
【００６５】
排水時は、電磁アクチュエータ１２に通電されておらず、コイルバネＣ１及びコイルバネＣ２の弾性復帰力によって突出部１１５の移動面１１５ａが押されていて開閉弁８は開いている。このとき、弁体１０の進退方向と循環経路１ｂの流路方向とが同じ向きにしてあるので、排水に要する時間が少なくてすむ。
【００６６】
給水時あるいは測定時には通電され、ソレノイド１２１の電磁力により可動部材１２２が弁軸１１の小径部１１２の後端部１１２ａを押圧し、突出部１１５の移動面１１５ａがコイルバネＣ１を押し始める。このときコイルバネＣ１とコイルバネＣ２は互いに接触しているので、コイルバネＣ２もコイルバネＣ１の縮み方に比べて少しではあるが縮み始める。そして、所定の中間位置において、コイルバネＣ１は縮みきった状態でコイルバネＣ２はさらに縮める状態となる。その後、弁体１０が閉塞位置Ｐに至るまでコイルバネＣ２は縮み続け開閉弁８が閉まる。この際、弁体１０のリップ部１０２が弁座９４を掃拭し、密着面１０１ａが弁座９４と密着する。
【００６７】
その後、再び排水するときは、電磁アクチュエータ１２への通電を止める。閉塞位置Ｐから所定の中間位置までは、コイルバネＣ１の弾性復帰力よりもコイルバネＣ２の弾性復帰力のほうが大きいのでコイルバネＣ１は縮みきった状態であり、弁体１０は、コイルバネＣ２の弾性復帰力により開成位置Ｑに向かって所定の中間位置まで戻される。そして、所定の中間位置を過ぎると、コイルバネＣ１とコイルバネＣ２の両方が伸び弁体１０は開成位置Ｑに戻る。
【００６８】
このように構成した開閉弁８であれば、製造及び組み立てを容易に行うことができる。
【００６９】
＜第４実施形態＞
【００７０】
以下に図面を参照して、第４実施形態を説明する。なお、第１、第２、第３実施形態に対応するものには同一の符号を付している。
【００７１】
本実施形態に係る粒径分布測定装置は、図１０に示すように、前記第１、第２、第３実施形態とは開閉弁８における弁体１０の構成が異なる。
【００７２】
本実施形態の弁体１０は、基体１０３と基体１０３に設けられた溝１０３ｂに外嵌されたＯリング１０４と基体１０３の先端にネジ１０６により固定されたゴム板１０５とからなる。
【００７３】
基体１０３は、樹脂等を切削加工して成形されたものであり、先端に行くに連れて小径となるテーパ面１０３ａを有しており、そのテーパ面１０３ａの所定中間位置にOリング１０４を外嵌させる溝１０３ｂを形成している。
【００７４】
Oリング１０４は、断面がO形(円形)の環状ゴムであり、弁座９４と密着する密着面１０１ａの役割を果たす。これにより弁座９４との密着をより確実にすることができる。
【００７５】
ゴム板１０５は、弁体１０の進退方向から見た外輪郭形状が前記Ｏリングの外輪郭形状と同一又はそれよりも若干大きく設定してある。
【００７６】
このように構成した開閉弁８の動作は前記第１実施形態と同様である。
【００７７】
このようなものであれば、弁座９４と密着面１０１ａとの間に粒子群が挟まることを防ぐことができ、試料液が漏洩することを防ぐことができる。故に濃度調整を適切に行うことができ、粒径分布の測定精度の向上を図ることができる。さらに、粒子群Ｓが密着面１０１ａと弁座９４との間に挟まることにより弁体１０が弁座９４にスタックすることを防ぐことができ、その結果濃度調整を素早く行うことができる。その上、弁座９４の大きさに応じてゴム板１０５を交換することができる、さらに、Ｏリング１０４及びゴム板１０５が摩耗等してきたらそれらを新しいものに交換することができる。
【００７８】
＜その他の変形実施形態＞
【００７９】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００８０】
例えば、電磁アクチュエータはソレノイドを用いたものでなくて良く、瞬時に開閉弁が開閉できるものであれば良い。
【００８１】
また、２種類又は３種類のコイルバネに限られず、複数のコイルバネを同心軸上に並列に配置することにより、同等の効果が得られる。
【００８２】
さらに、リップ部を柔らかい弾性変形可能な樹脂で形成すれば良く、弁体は別の材料から成形するものであっても良い。
【００８３】
その他、前述した各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、本発明は前記各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のは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本実施形態における粒径分布測定装置の模式的機器構成図。
【図２】同実施形態における演算装置の模式的機器構成図。
【図３】同実施形態における開閉弁が開いた状態を示す模式図。
【図４】同実施形態における開閉弁が閉じた状態を示す模式図。
【図５】同実施形態における弁体の拡大図。
【図６】同実施形態における弁体の斜視図。
【図７】同実施形態における粒径分布測定装置の濃度調節時における動作を示すフローチャート。
【図８】第２実施形態における弁体及び弁軸の拡大図。
【図９】第３実施形態における弁体及び弁軸の拡大図。
【図１０】第４実施形態における弁体及び弁軸の拡大図。
【符号の説明】
【００８５】
１・・・流通経路
２・・・透明セル
Ｓ・・・粒子群
Ｌ・・・光
３・・・光源
ＬＳ・・・拡散散乱光
５・・・演算装置
８・・・開閉弁
９４・・・弁座
１０・・・弁体
１１１ａ、１１３ａ・・・移動面
９３ｂ１・・・静止面
Ｃ・・・弾性体
Ｃ１、Ｃ２・・・コイルバネ
１２・・・電磁アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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