JP7339493B2 - 測定プローブ - Google Patents

Description

本発明は、電気化学式の複合電極（ｐＨ電極、ＯＲＰ電極、イオン電極などの測定電極と比較電極とを有する。）などを備えた測定プローブに関するものである。

従来、河川水などの環境水、飲料水、産業などで使用される水溶液などの液体の所定の測定対象（測定項目）の測定を行うための測定プローブとして、例えばｐＨ電極などの測定対象に応じた測定部を備えた測定プローブが用いられている。ｐＨ電極を備えたｐＨ測定用の測定プローブを例として更に説明する。

ｐＨ測定用の測定プローブとしては、測定電極と比較電極とを備えたｐＨ複合電極を有するものがある。ｐＨ複合電極は、一般に、内管と外管とを有する二重管構造を有する。そして、内管の先端部にガラス感応膜を備えたｐＨ感応部が設けられ、内管の内部に測定電極内部液が収容され、この測定電極内部液に測定電極内極が浸漬される。また、内管と外管とで形成される空間の内部に比較電極内部液が収容され、この比較電極内部液に比較電極内極が浸漬される。測定電極内極、比較電極内極は、それぞれリード線に接続され、このリード線は上記二重管から引き出されて、測定プローブのボディに設けられた回路やコネクタに接続される。

ｐＨ測定用の測定プローブは、上記環境水などの被検液に浸漬されて用いられるため、例えば上記回路やコネクタが設けられたボディ内に水などの被検液が侵入しないように液密状態を保つことが重要である。そのため、例えば、図９に示すように、ボディ２０１とキャップ２０２との間にＯリング２０３を配置し、ボディ２０１のネジ部２０１ａとキャップ２０２のネジ部２０２ａとを螺合により結合することが行われる。このように、螺合により結合される部材（あるいはユニット）間では、Ｏリングを配置することで比較的容易にボディ内の液密状態を安定して保持することができる（特許文献１：「外筒」と「プラグネジ」との間にＯリングが配置されている。）。

特開平１１－１４２３６５号公報

しかしながら、測定プローブにおける互いに着脱可能なユニット間の接合がスライド移動によって行われる構成の場合、これらユニット間にＯリングを配置したとしても、これらユニット間を螺合により締め付ける場合と比較して、液密性が低くなりやすい。つまり、螺合により結合されるユニット間にＯリングを配置する場合には、Ｏリングに加えて螺合部によってもある程度の液密性が得られると共に、螺合による締め付けによってＯリングによる液密性の保持が安定して得られるのに対して、スライド移動による接合の場合は、これらの作用が得られないからである。

上記ユニット間の接合がスライド移動によって行われる場合としては、ユニット間で接続されるコネクタが、測定プローブの軸線方向と交差する方向に沿って配列された複数の接点部を備えたものである場合などが典型例として挙げられる。

したがって、本発明の目的は、ユニット間の接合がスライド移動により行われる構成において、ユニット間の接合部の液密状態を安定して保持することのできる測定プローブを提供することである。

上記目的は本発明に係る測定プローブにて達成される。要約すれば、本発明は、軸線方向における一方の端部である先端部と他方の端部である基端部とを有する測定プローブであって、前記軸線方向における前記先端部側の端部に開口部を備えた凹部、及び前記軸線方向に沿って前記開口部から前記基端部側に連続して延びた溝部、が形成された第１ボディと、前記凹部内に臨んで配置された第１コネクタと、を備えた第１ユニットと、測定対象を測定するための測定部と、前記軸線方向と交差する方向に突出した突起部が設けられた第２ボディと、前記第２ボディの外側面に嵌合されて配置された環状のシール部材と、前記第１コネクタと接続される第２コネクタと、を備え、前記シール部材が前記軸線方向において前記第２コネクタよりも前記先端部側かつ前記突起部よりも前記基端部側に配置された第２ユニットと、前記軸線方向において前記突起部よりも前記先端部側から前記突起部に隣接させられ、前記第２ボディの外側面に嵌合されて配置される弾性材料で形成された筒状のスペーサと、前記第１ボディの前記軸線方向における前記先端部側の端部に結合される固定部材と、を有し、前記第２ボディは、内部に液体を収容する液収容部を有し、前記突起部は前記液収容部の内部と前記第２ユニットの外部とを連通させる貫通孔を有し、前記シール部材が前記第１ボディの内側面に密着し、前記突起部が前記溝部内に配置され、前記スペーサが前記第１ボディの前記開口部を閉塞し、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続されるように、前記軸線方向に沿って前記第２ボディがスライド移動させられて前記第１ボディの前記凹部に前記第２ボディの前記基端部側の一部が挿入され、前記固定部材が前記第１ボディに結合されることで、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが一体化されることを特徴とする測定プローブである。
本発明の他の態様によると、軸線方向における一方の端部である先端部と他方の端部である基端部とを有する測定プローブであって、前記軸線方向における前記先端部側の端部に開口部を備えた凹部、及び前記軸線方向に沿って前記開口部から前記基端部側に連続して延びた溝部、が形成された第１ボディと、前記凹部内に臨んで配置された第１コネクタと、を備えた第１ユニットと、測定対象を測定するための測定部と、前記軸線方向と交差する方向に突出した突起部が設けられた第２ボディと、前記第２ボディの外側面に嵌合されて配置された環状のシール部材と、前記第１コネクタと接続される第２コネクタと、を備え、前記シール部材が前記軸線方向において前記第２コネクタよりも前記先端部側かつ前記突起部よりも前記基端部側に配置された第２ユニットと、前記軸線方向において前記突起部よりも前記先端部側から前記突起部に隣接させられ、前記第２ボディの外側面に嵌合されて配置される弾性材料で形成された筒状のスペーサと、前記第１ボディの前記軸線方向における前記先端部側の端部に結合される固定部材と、を有し、前記シール部材が前記第１ボディの内側面に密着し、前記突起部が前記溝部内に配置され、前記スペーサが前記第１ボディの前記開口部を閉塞し、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続されるように、前記軸線方向に沿って前記第２ボディがスライド移動させられて前記第１ボディの前記凹部に前記第２ボディの前記基端部側の一部が挿入され、前記固定部材が前記第１ボディに結合されることで、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが一体化されるようになっており、前記第１コネクタ及び前記第２コネクタはそれぞれ、前記軸線方向と交差する方向に沿って配置された複数の接点部を有し、前記突起部は、前記第１ボディの前記凹部に前記第２ボディの前記基端部側の一部が挿入される際に、前記溝部に案内されて、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続されるように前記測定プローブの軸線周り方向における前記第１ユニットに対する前記第２ユニットの位置を決めることを特徴とする測定プローブが提供される。

本発明によれば、ユニット間の接合がスライド移動により行われる構成において、ユニット間の接合部の液密状態を安定して保持することができる。

実施例の測定プローブの断面図である。 図１中の一部の拡大断面図である。 測定プローブの側面図及びセンサユニットの側面図である。 測定ユニットとセンサユニットとの接合部近傍の分解側面図である。 測定ユニットとセンサユニットとの接合部の概略斜視図である。 測定ユニットとセンサユニットとの接合方法及び取り外し方法を説明するための模式図である。 測定ユニットとセンサユニットとの接合（又は取り外し）過程における溝部及び突起部の近傍を示す側面図である。 センサユニットの他の実施例を示す側面図である。 従来の液密構造を説明するための概略断面図である。

以下、本発明に係る測定プローブを図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．測定プローブの構成
図１は、本実施例の測定プローブ１００の断面図である。図２は、図１中の一部の拡大断面図である。図３（ａ）は、測定プローブ１００の側面図であり、図３（ｂ）は、後述するセンサユニット２の側面図である。なお、図１は、図３（ａ）中のＡ－Ａ線断面を示している。図４は、後述する測定ユニット１とセンサユニット２との接合部の近傍の分解側面図である。また、図５（ａ）は、測定ユニット１におけるセンサユニット２との接合部を示す概略斜視図であり、図５（ｂ）は、センサユニット２における測定ユニット１との接合部を示す概略斜視図である。ここでは、上下は重力方向の上下であり、測定プローブ１００は、通常、後述する先端部Ｔ側を下方、基端部Ｂ側を上方に向けて用いられるものとする。

図１～図３に示すように、測定プローブ１００は、軸線方向Ｓにおける一方の端部である先端部Ｔと他方の端部である基端部Ｂとを有し、先端部Ｔと基端部Ｂとの間に延びた外観略円柱形状とされている。以下、先端部Ｔ側、基端部Ｂ側とは、特に言及しない場合も軸線方向Ｓにおける先端部Ｔ側、基端部Ｂ側を意味するものとする。測定プローブ１００は、第１ユニットとしての測定ユニット１と、第２ユニットとしてのセンサユニット２と、を有する。測定ユニット１は、センサユニット２から取得したアナログ信号をセンサユニット２の測定結果を示すデジタル信号に変換するための測定回路を有する。一方、センサユニット２は、本実施例ではｐＨ複合電極で構成されており、測定電極（ｐＨ電極）と比較電極とを備えた測定部９を有する。本実施例では、測定ユニット１は、ケーブル１５０を介して計測装置本体（図示せず）に接続され、測定ユニット１の測定回路で変換したデジタル信号を計測装置本体に送信する。計測装置本体は、測定ユニット１から取得したデジタル信号を処理して測定結果の表示などを行う。また、本実施例では、計測装置本体に対して測定プローブ１００が着脱可能であると共に、測定ユニット１に対してセンサユニット２が着脱可能とされている。測定プローブ１００と計測装置本体とによって計測装置が構成される。本実施例では、センサユニット２が消耗又は破損などして交換する必要がある場合には、測定ユニット１に対してセンサユニット２を同じ種類の新たなセンサユニット２に交換することができ、測定ユニット１については継続して使用することができる。

更に説明すると、図１～図３に示すように、測定ユニット１は、略円筒形状の第１ボディ（測定ユニットボディ）５を有する。第１ボディ５は、典型的には樹脂材料で形成され、本実施例ではＡＢＳ樹脂で形成されているが、これに限定されるものではない。第１ボディ５内には、第１、第２カラー１１、１２が軸線方向Ｓに沿って重ねられて配置され、第１ボディ５に固定されている。第１カラー１１は、底板１１ａが設けられた外観略円筒形状の部材であり、第２カラー１２は、第１カラー１１の基端部Ｂ側の端部に嵌合された略円筒形状の部材である。これら第１、第２カラー１１、１２の内側に、第１回路部（回路基板）７０などを収容する第１収容部１３が形成されている。また、第１ボディ５の第１カラー１１よりも先端部Ｔ側は、センサユニット２の基端部Ｂ側の一部が挿入される凹部１４とされ、この凹部１４の先端部Ｔ側の端部は開口している。つまり、第１ボディ５は、先端部Ｔ側の端部に開口部１５を備えた凹部１４を有する。第１回路部７０には、後述するセンサユニット２の第２コネクタ８１と着脱可能に接続される第１コネクタ７１と、測定回路７２と、が設けられている。測定回路７２は、Ａ／Ｄ変換器、増幅器、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリなどの電子部品を有する。第１コネクタ７１は、凹部１４内に臨むように、少なくとも一部が第１カラー１１の底板１１ａから凹部１４内に露出して配置されている。図５（ａ）に示すように、本実施例では、第１コネクタ７１は、軸線方向Ｓと交差（本実施例では略直交）する方向に沿って一列に配置された複数（本実施例では６個）の接点部７１ａを有する。本実施例では、この複数の接点部７１ａは、配列方向の中央に対して左右非対称に配置されている。本実施例では、第１コネクタ７１の各接点部７１ａは、後述するコネクタピンで構成された第２コネクタ８１の各接点部８１ａが挿入されるコネクタ穴を備えたピン受け部材で構成されている。第１コネクタ７１は、この各接点部７１ａのコネクタ穴に凹部１４側からアクセス可能なように、各接点部７１ａが凹部１４内に露出している。

そして、図４及び図５（ａ）に示すように、第１ボディ５には、軸線方向Ｓに沿って開口部１５から基端部Ｂ側に連続して延びた溝（切り欠き、スリット）である溝部２０が形成されている。この溝部２０は、測定ユニット１にセンサユニット２を接合する際に、後述するセンサユニット２の突起部７を案内するガイド部として機能すると共に、その突起部７が兼ねる比較電極内部液Ｅ２の補充口を測定ユニット１の外部へ露出させるための開口として機能する。

図１～図３に示すように、センサユニット２は、外観略円柱形状の第２ボディ（センサユニットボディ）６を有する。第２ボディ６は、典型的には樹脂材料で形成され、本実施例ではＰＳＦ（ポリサルフォン）で形成されているが、これに限定されるものではない。第２ボディ６には、測定対象を測定するための測定部９が設けられている。本実施例では、センサユニット２はｐＨ複合電極で構成されており、第２ボディ６には測定部９として測定電極（ｐＨ電極）９ａと比較電極９ｂとが設けられている。本実施例では、測定部９は、概略、内管と外管とを有する二重管構造を有し、外管が第２ボディ６で構成されている。つまり、センサユニット２は、略円筒形状の第２ボディ６の内側に略円筒形状の内管２１を有し、この内管２１の先端部Ｔ側の端部に、ガラス感応膜を備えたｐＨ感応部２２が設けられている。内管２１の内部には測定電極内部液Ｅ１が収容され、この測定電極内部液Ｅ１に測定電極内極２３が浸漬されている。また、内管２１、第２ボディ６及び後述する第１、第２パッキン２６、２７で形成される空間である液収容部２４の内部には比較電極内部液Ｅ２が収容され、この比較電極内部液Ｅ２に比較電極内極２５が浸漬されている。第２ボディ６の先端部Ｔ側の端部は、第１パッキン２６によって封止されている。内管２１の先端部Ｔ側の一部は第１パッキン２６を貫通しており、ｐＨ感応部２２は液収容部２４の外部に配置されている。また、第１パッキン２６を貫通して液絡部２８が配置されており、この液絡部２８を通した液収容部２４の内外での電気的導通がとられている。また、液収容部２４の内部には、温度補償用の温度センサ２９が配置されている。第２ボディ６の基端部Ｂ側の端部は、第２パッキン２７によって封止されている。内管２１の基端部Ｂ側の一部は第２パッキン２７を貫通している。そして、内管２１の基端部Ｂ側の端部近傍が内管２１の内側に配置された内管栓２１ａで封止されると共に、測定電極内極２３に接続されたリード線がこの内管栓２１ａを通して引き出されている。また、比較電極内極２５、温度センサ２９に接続されたリード線は、第２パッキン２７を通して引き出されている。内管２１、測定電極内極２３、測定電極内部液Ｅ１などによって測定電極（ｐＨ電極）９ａが構成される。また、第２ボディ６、比較電極内極２５、比較電極内部液Ｅ２、液絡部２８などによって比較電極９ｂが構成される。また、第２ボディ６の先端部Ｔ側の端部には、ｐＨ感応部２２の保護などのためのガード１０が螺合により取り付けられている。

また、第２ボディ６の基端部Ｂ側の端部には、電極キャップ３０が固定されている。電極キャップ３０は、頂板３０ａが設けられた外観略円柱形状の部材である。この電極キャップ３０の内側に、第２回路部（回路基板）８０などを収容する第２収容部３１が形成されている。第２回路部８０には、測定ユニット１の第１コネクタ７１と着脱可能に接続される第２コネクタ８１が設けられている。また、第２回路部８０には、測定電極内極２３、比較電極内極２５、温度センサ２９から引き出されたリード線が接続されて、これらを第２コネクタ８１の所定の接点部８１ａに接続するための配線などが設けられている。また、第２回路部８０には、センサユニット２に関する所定の情報を記憶するためのメモリなどの電子部品が設けられていてもよい。第２コネクタ８１は、センサユニット２の外部に臨むように、少なくとも一部が電極キャップ３０の頂板３０ａからセンサユニット２の外部に露出して配置されている。図５（ｂ）に示すように、本実施例では、第２コネクタ８１は、軸線方向Ｓと交差（本実施例では略直交）する方向に沿って一列に配置された複数（本実施例では６個）の接点部８１ａを有する。本実施例では、この複数の接点部８１ａは、配列方向の中央に対して左右非対称に配置されている。本実施例では、第２コネクタ８１の各接点部８１ａは、上述のピン受け部材で構成された第１コネクタ７１の各接点部７１ａに挿入されるコネクタピンで構成されている。第２コネクタ８１は、このコネクタピンに基端部Ｂ側からアクセス可能なように、各接点部８１ａが電極キャップ３０の外部（すなわち、センサユニット２の外部）に露出している。

そして、図１～図３に示すように、第２ボディ６には、軸線方向Ｓと交差（本実施例では略直交）する方向（すなわち、第２ボディ６の半径方向）に突出した突起部７が形成されている。この突起部７は、測定ユニット１にセンサユニット２を接合する際に、測定ユニット１の溝部２０によって案内される被ガイド部として機能する。本実施例では、この突起部７は、液収容部２４の内部とセンサユニット２の外部とを連通させる貫通孔７ａを有する。つまり、本実施例では、この突起部７は、比較電極内部液Ｅ２を交換又は補充するための補充口を兼ねている。また、第２ボディ６の基端部Ｂ側の端部近傍には、第２ボディ６の外側面（外周面）に嵌合されて配置された環状のシール部材としてのＯリング８が取り付けられている。Ｏリング８は、軸線方向Ｓにおいて、第２コネクタ８１（より詳細にはそのセンサユニット２の外部に露出した部分）よりも先端部Ｔ側、かつ、突起部７よりも基端部Ｂ側に配置される。つまり、Ｏリング８は、軸線方向Ｓにおいて、第１コネクタ７１と第２コネクタ８１との接続部よりも先端部Ｔ側、かつ、突起部７よりも基端部Ｂ側に配置される。特に、本実施例では、Ｏリング８は、軸線方向Ｓにおいて、第２回路部８０（第２収容部３１）よりも先端部Ｔ側、かつ、突起部７よりも基端部Ｂ側に配置されている。本実施例では、第２ボディ６の基端部Ｂ側の端部近傍の外周面に、第２ボディ６の周方向に連続する環状のシール配置凹部６ａが軸線方向Ｓに沿って２個形成されており、この２個のシール配置凹部６ａにそれぞれＯリング８が嵌合されて配置されている。Ｏリング８は、典型的には弾性材料としてのゴム材料で形成され、本実施例ではクロロプレンゴムで形成されているが、これに限定されるものではない。このＯリング８は、測定ユニット１の第１ボディ５の内側面（内周面）５ｃに密着して、測定プローブ１００の外部の被検液などに対する第１ボディ５及び第２ボディ６内の液密（水密）状態を保持する。

また、図１～図３に示すように、測定プローブ１００は、軸線方向Ｓにおいて突起部７よりも先端部Ｔ側から突起部７に隣接させられ、第２ボディ６の外側面（外周面）に嵌合されて配置される、弾性材料で形成された略円筒形状（筒状）のスペーサ３を有する。図３（ｂ）及び図４に示すように、スペーサ３は、軸線方向Ｓに沿って基端部Ｂ側の開口部３ａから先端部Ｔ側に連続して延びた溝（切り欠き、スリット）であるスペーサ溝部３ｂが形成されている。また、スペーサ３は、軸線方向Ｓにおいてスペーサ溝部３ｂよりも先端部Ｔ側でスペーサ溝部３ｂに隣接して設けられ、軸線方向Ｓと交差（本実施例では略直交）する方向（すなわち、スペーサ３の半径方向）に突出した段部３ｃが形成されている。また、スペーサ３は、先端部Ｔ側の開口部３ｄに隣接して、軸線方向Ｓと交差（本実施例では略直交）する方向（すなわち、スペーサ３の半径方向）に突出した、スペーサ３の周方向に連続する環状のつば部３ｅが形成されている。スペーサ３は、典型的には弾性材料としてのゴム材料で形成され、本実施例ではクロロプレンゴムで形成されているが、これに限定されるものではない。このスペーサ３は、測定ユニット１の第１ボディ５の開口部１５に圧入嵌合され、この開口部１５を封止する。また、スペーサ３の段部３ｃは、測定ユニット１の第１ボディ５の溝部２０を封止する。また、スペーサ３のつば部３ｅは、第１ボディ５の端面５ａ（開口部１５の縁部）に密着して開口部１５を封止する。

また、図１～図３に示すように、測定プローブ１００は、第１ボディ５の軸線方向Ｓにおける先端部Ｔ側の端部に着脱可能に結合される固定部材４を有する。本実施例では、この固定部材４は袋ナットで構成され、第１ボディ５に螺合により結合される。つまり、固定部材４の内側面（内周面）に形成されたネジ部４ａと、第１ボディ５の先端部Ｔ側の端部の外側面（外周面）に形成されたネジ部５ｂとが螺合されることで、固定部材４は第１ボディ５に着脱可能に固定される。この固定部材４は、スペーサ３のつば部３ｅを第１ボディ５の端面５ａとの間で挟持するようにして、スペーサ３が取り付けられたセンサユニット２を測定ユニット１に対して保持する。また、固定部材４は、スペーサ３のつば部３ｅを第１ボディ５の端面５ａに向けて押圧すると共に、第１ボディ５の開口部１５の近傍を締め付けて、スペーサ３による開口部１５及び溝部２０の封止を補助する。なお、第１ボディ５の開口部１５の近傍を締め付ける効果が得やすいことから、固定部材４は螺合により第１ボディ５に結合されることが好ましいが、スナップフィットによる結合、圧入嵌合による結合など、他の方法により着脱可能に結合されてもよい。

更に、図１及び図４に示すように、測定ユニット１には、センサユニット２の突起部７の貫通孔７ａの開口部を開閉可能に閉塞する栓９１を備えた栓部材９０が取り付けられている。栓部材９０は、軸線方向Ｓに延びた基部９２の基端部Ｂ側が測定ユニット１の第１ボディ５に固定され、先端部Ｔ側の端部に第１ボディ５の内側に向けて突出した突起状の栓９１が設けられている。栓部材９０は、栓９１が設けられた先端部Ｔ側を捲ることが可能なように可撓性を有しており、栓９１が突起部７の貫通孔７ａの開口部に圧入嵌合されて、この貫通孔７ａの開口部を封止する。栓部材９０は、典型的には弾性材料としてのゴム材料で形成され、本実施例ではクロロプレンゴムで形成されているが、これに限定されるものではない。

なお、第１ボディ５の基端部Ｂ側の端部の開口部は、略円筒形状のキャップ１６、Ｏリング１７、略円筒形状のケーブルブッシュ１８、略円板状のキャップカバー１９、及びケーブル１５０によって液密的に封止されている。つまり、キャップ１６は第１ボディ５の基端部Ｂ側の開口部内に螺合により固定される。キャップ１６の外側面（外周面）と第１ボディ５の基端部Ｂ側の端部の内側面（内周面）との間には、環状のシール部材としてのＯリング１７が軸線方向Ｓに沿って２個配置されている。そして、キャップ１６が第１ボディ５に螺合されて固定されることで、Ｏリング１７によってキャップ１６と第１ボディ５との間が液密的に封止される。また、キャップ１６のケーブル穴と、キャップ１６のケーブル穴に隣接して配置されたパッキンであるケーブルブッシュ１８のケーブル穴と、ケーブルブッシュ１８を間に挟み込むようにしてキャップ１６に螺合されて固定される略円板状のキャップカバー１９のケーブル穴と、にケーブル１５０が通されることで、ケーブル１５０と上記各ケーブル穴との間が液密的に封止される。また、測定ユニット１の第１回路部７０から引き出された配線は、ケーブル１５０としてまとめられて計測装置本体に接続される。本実施例では、測定ユニット１は、上記ケーブル１５０の端部に設けられたプローブ側コネクタ（図示せず）と、計測装置本体に設けられた本体側コネクタ（図示せず）と、によって、計測装置本体に対して着脱可能に接続される。

２．測定ユニットとセンサユニットとの接合方法
次に、図１～図５に加えて図６及び図７も参照して、測定ユニット１とセンサユニット２との接合方法について更に説明する。図６は、測定ユニット１にセンサユニット２を接合する過程、及び測定ユニット１からセンサユニット２を取り外す過程を示す模式図である。また、図７は、上記接合（又は取り外し）過程における溝部２０及び突起部７の近傍をより詳しく示す側面図である。

図６（ａ）の左図に示すように、測定ユニット１にセンサユニット２を接合する際には、センサユニット２の基端部Ｂ側の端部を測定ユニット１の開口部１５を通して測定ユニット１の凹部１４内に差し込む。そして、測定ユニット１の周方向に関しセンサユニット２の突起部７を測定ユニット１の溝部２０の位置に合わせて、センサユニット２を軸線方向Ｓに沿って基端部Ｂ方向にスライド移動させて測定ユニット１に更に挿入していく。これにより、図６（ａ）の右図、並びに、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、突起部７が溝部２０に案内されながら、センサユニット２のＯリング８が測定ユニット１の凹部１４の内周面上を摺動し、スペーサ３が測定ユニット１の開口部１５に圧入嵌合される。この際に、測定ユニット１の第１コネクタ７１の各接点部７１ａとセンサユニット２の第２コネクタ８１の各接点部８１ａとが接続される。図７（ａ）に示すように、本実施例では突起部７は略円筒形状を有し、溝部２０の軸線方向Ｓと略直交する方向の幅Ｗは、突起部７の外径Ｄと略同一か又は若干大きい。また、図７（ｂ）に示すように、つば部３ｅが第１ボディ５の端面５ａに接触するまでスペーサ３が開口部１５に圧入嵌合された状態で、突起部７は溝部２０の基端部Ｂ側の端部に配置され、スペーサ３の段部３ｃが溝部２０の先端部Ｔ側の残りのほぼ全域に配置される。この状態で、突起部７の貫通孔７ａの開口部を、栓部材９０の栓９１で封止することができる。

なお、本実施例では、測定ユニット１とセンサユニット２との間の位置決めをより容易とするために、図５（ａ）に示すように、測定ユニット１の第１カラー１１には、第１ボディ５の周方向の２箇所に係合凹部１１ｂが形成されている。また、図５（ｂ）に示すように、センサユニット２の電極キャップ３０には、上記係合凹部１１ｂに嵌合される係合凸部３０ｂが第２ボディ６の周方向の２箇所に形成されている。第１コネクタ７１、第２コネクタ８１は、溝部２０により突起部７がガイドされ、更に本実施例では係合凹部１１ｂに係合凸部３０ｂが嵌合される場合に適切に接続されるように配置されている。

その後、図６（ａ）の右図、並びに、図７（ｃ）及び図７（ｄ）に示すように、固定部材４を測定ユニット１の先端部Ｔ側の端部に螺合して固定する。これにより、スペーサ３のつば部３ｅが第１ボディ５の端面５ａと固定部材４とに挟持されるようにして、スペーサ３が取り付けられたセンサユニット２が測定ユニット１に対して保持される。また、固定部材４によって、スペーサ３のつば部３ｅが第１ボディ５の端面５ａに向けて押圧されると共に、第１ボディ５の開口部１５の近傍が締め付けられ、スペーサ３による開口部１５及び溝部２０の封止が補助される。図７（ｄ）に示すように、固定部材４が第１ボディ５に固定された際に固定部材４が突起部７を覆わないように、固定部材４の軸線方向Ｓの幅Ｌや第１ボディ５の外周面のネジ部５ｂの形成範囲が設定されている。

このように、Ｏリング８が第１ボディ５の内側面５ｃに密着し、突起部７が溝部２０内に配置され、スペーサ３が第１ボディ５の開口部１５を閉塞し、第１コネクタ７１と第２コネクタ８１とが接続されるように、軸線方向Ｓに沿って第２ボディ６がスライド移動させられて第１ボディ５の凹部１４に第２ボディ６の基端部Ｂ側の一部が挿入され、固定部材４が軸線方向Ｓにおける第１ボディ５の先端部Ｔ側の端部に結合されることで、第１ユニット１と第２ユニット２とが一体化される。また、第１ユニット１と第２ユニット２とが一体化された状態で、突起部７がスペーサ溝部３ｂ内に配置されると共に、段部３ｃが第１ボディ５の溝部２０内に配置される。

一方、図６（ｂ）に示すように、上記接合する際とは反対の手順で、測定ユニット１からセンサユニット２を取り外すことができる。つまり、栓部材９０の栓９１を突起部７の貫通孔７ａの開口部から抜き取り、固定部材４を緩めて第１ボディ５から取り外して、センサユニット２を軸線方向Ｓに沿って先端部Ｔ方向にスライド移動させて測定ユニット１から抜き取る。

３．効果
本実施例では、測定ユニット１とセンサユニット２とを電気的に接続するコネクタは、同軸コネクタではなく、複数の接点部（端子）が軸線方向Ｓと交差する方向に配列され、特に同方向の中央に対して左右非対称に配置されている。これは、本実施例では測定プローブ１００はｐＨ測定用のものであったが、その他の測定対象（測定項目）用の測定プローブ（後述）についてもコネクタなどの部品を共通化するなどのためである。そのため、ユニット間の接合は、螺合によって行うことはできず、スライド移動によって行うことになる。前述のように、スライド移動によってユニット間の接合を行う構成の場合、螺合によってユニット間の接合を行う構成と比較して、ユニット間の液密状態を保持することが難しくなる。また、ユニット間のコネクタの複数の接点部が軸線方向Ｓと交差する方向に配列され、更に同方向の中央に対して左右非対称に配置されている場合には、ユニット間のコネクタ同士を適切に接続するためには、ユニット同士を接合する際にユニット間の位置決めが必要となる。

本実施例では、測定ユニット１にセンサユニット２を接合する際に、測定ユニット１の溝部２０によってセンサユニット２の突起部７を案内する。これにより、両ユニット間の位置決めを容易に行うことができ、測定ユニット１の第１コネクタ７１とセンサユニット２の第２コネクタ８１とを適切に接続することができる。また、本実施例では、突起部７として比較電極内部液Ｅ２の補充口を兼用しているため、別途特別に突起部を設ける必要が無く、測定プローブ１００の構成の簡易化を図ることができる。なお、同軸コネクタを使用する場合であってもユニット間の接合をスライド移動によって行うことは可能であり、その場合も本発明を適用することができる。

また、本実施例では、突起部７の周囲にスペーサ３を装着する。そして、測定ユニット１にセンサユニット２を接合する際に、スペーサ３を測定ユニット１の開口部１５に嵌合させ、固定部材４で測定ユニット１の開口部１５の周囲を締め付けることで、センサユニット２を測定ユニット１に固定する。これにより、スペーサ３が測定ユニット１とセンサユニット２との中心軸線を合わせる位置決め機能を果たし、Ｏリング８による液密性の確保を安定して得ることが可能になる。また、このようにスペーサ３が位置決め機能を果たすことによって、測定ユニット１にセンサユニット２を接合する際に、測定ユニット１に対してセンサユニット２を正しい位置に嵌合させやすくなり、測定ユニット１の第１コネクタ７１とセンサユニット２の第２コネクタ８１とを適切に接続することが更に容易となる。また、スペーサ３は、測定ユニット１とセンサユニット２とが嵌合した状態でセンサユニット２のぐらつきを抑制することができ、測定プローブ１００を安定した構造とすることができる。また、スペーサ３は、本実施例では突起部７を兼ねる比較電極内部液Ｅ２の補充口の周囲を封止することで、その補充口の周囲に空間ができて被検液などの液体が貯留することを抑制することができる。そのように液体が貯留すると、例えば複数の被検液の測定を順次行うような場合に、貯留した液体の混入によって測定結果に影響が出る可能性がある。また、そのように液体が貯留すると、貯留した液体が垂れてくることがあるため、それを拭き取るための手間がかかり、測定プローブ１００の取扱いが不便になる可能性がある。本実施例によれば、これらの不具合を防止することができる。更に、本実施例では、突起部７をスペーサ３により溝部２０内に保持し、更に固定部材４によってスペーサ３を測定ユニット１に対して押圧するようにしているので、例えばセンサユニット２が測定ユニット１から強い力で引っ張られた場合でも、突起部７がスペーサ３に引っかかることでセンサユニット２が測定ユニット１から脱落することを防止することができる。

また、本実施例では、測定ユニット１内の電子部品や、測定ユニット１及びセンサユニット２に設けられたコネクタ７１、８１が配置された部分に被検液や比較電極内部液Ｅ２などの液体が侵入しないように、コネクタ７１、８１よりも先端部Ｔ側かつ突起部７よりも基端部Ｂ側にＯリング８を配置して液密性を保持している。なお、本実施例の測定プローブ１００は、ＩＰ６８を達成しており、測定プローブ１００を水没あるいは浸漬（例えば水深１０ｍ）させても問題なく使用することができる。本実施例では突起部７を兼ねる比較電極内部液Ｅ２の補充口に対して液密性を保持することで、例えば水圧や温度上昇などによって比較電極内部液Ｅ２が補充口から漏れ出た場合でも、上記電子部品やコネクタを守ることができる。

また、本実施例では、固定部材（袋ナット）４は、突起部７を兼ねる比較電極内部液Ｅ２の補充口を覆わない幅とされており、測定ユニット１の溝部２０を通してその補充口の開口部にアクセスすることができる。これにより、センサユニット２を測定ユニット１に組み込んだままで、比較電極内部液Ｅ２の補充、交換などを容易に行うことができる。

また、本実施例では、突起部７を兼ねる比較電極内部液Ｅ２の補充口の栓９１は、栓部材９０として測定ユニット１に固定されている。そのため、センサユニット２を交換する度にその補充口の栓９１を廃棄する必要がなく経済的であり、またその補充口の栓９１が紛失する可能性も低減することができる。

［その他の実施例］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

上述の実施例では、測定プローブはｐＨ測定用のものであるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電位差測定用の測定プローブであれば、センサユニット２は、上述の実施例におけるｐＨ電極の他に、酸化還元電位差測定電極（ＯＲＰ電極）、イオン電極（イオン選択性電極）などであってよい。ｐＨ電極以外のイオン電極としては、例えば、ナトリウムイオン電極、塩化物イオン電極、臭化物イオン電極、よう化物イオン電極、シアン化物イオン電極、カドミウムイオン電極、銅イオン電極、銀イオン電極、硫化物イオン電極、フッ化物イオン電極、カリウムイオン電極、カルシウムイオン電極、硝酸イオン電極、アンモニア電極、炭酸ガス電極などが挙げられる。その他の利用可能なイオン電極であってもよい。センサユニット２は、測定電極がＯＲＰ電極やイオン電極である場合も、その測定電極と比較電極とを備えた複合電極とすることができる。その場合、上述の実施例と同様に、突起部として比較電極内部液の補充口を兼用することができる。なお、測定電極がＯＲＰ電極やイオン電極である場合のセンサユニット２や測定ユニット１の構成は、上述の実施例における測定電極がｐＨ電極である場合と実質的に同一とすることができる。

また、センサユニット２は、溶存酸素電極、残留塩素電極、溶存オゾン電極、二酸化塩素電極、亜塩素酸イオン電極、過酸化水素電極、溶存水素電極などの酸化還元電流測定電極であってもよい。酸化還元電流測定電極としては、例えば、隔膜型又は露出型のポーラログラフ式酸化還元電流測定電極がある。その他の利用可能な酸化還元電流測定電極であってもよい。これらの電極において内部液を補充又は交換する必要がある場合は、上述の実施例と同様に、突起部としてその内部液の補充口を兼用することができる。

また、センサユニット２は、光学センサ、圧力センサ、あるいは電気伝導率セルであってもよい。光学センサとしては、例えば、濁度センサ、光学式溶存酸素センサ、吸光度センサ、蛍光センサが挙げられる。その他の利用可能な光学センサであってもよい。また、圧力センサとしては、例えば、ダイアフラム式の圧力センサ、半導体圧力センサなどが挙げられる。その他の利用可能な圧力センサであってもよい。これらの測定部を備えたセンサユニット２は、通常、内部液を利用するものではなく、内部液の補充口も必要ない。したがって、これらのセンサユニット２には、例えば上述の実施例における突起部と実質的に同一のダミーの補充口とされる突起部を設ければよい。図８は、一例として、電気伝導率セルで構成されたセンサユニット２の側面図である。図８において上述の実施例におけるものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素には同一の符号を付している。このセンサユニット２は、第２ボディ６内に測定部としての電気伝導率測定用の電極（図示せず）などを備えている。そして、このセンサユニット２には、上述の実施例における突起部７と実質的に同一の構成の突起部７がダミーの補充口として設けられている。このように、例えばｐＨ複合電極で構成されるセンサユニット２と、電気伝導率セルなどの他の種類の測定部を備えたセンサユニット２と、の要部の形状を揃えることで、例えば測定ユニット１の第１ボディ５、第１回路部７０（第１コネクタ７１など）、センサユニット２の第２回路部８０（第２コネクタ８１など）などの部品を共通化することができ、生産コストを低減することができる。

なお、上述の実施例の測定プローブは、センサユニット２が消耗又は破損などして交換する必要がある場合には、センサユニット２のみを同じ種類の新たなセンサユニット２に交換することができ、測定ユニット１については継続して使用することができ、経済性や環境負荷低減の観点から優れている。加えて、例えば電位差測定電極であるｐＨ電極とＯＲＰ電極（又はイオン電極）、あるいは、酸化還元電流測定電極である溶存酸素電極と残留塩素電極、というように、測定原理が共通しており、測定回路を共用することができる異なる種類のセンサユニット２については、１つの測定ユニット１に対して異なる種類のセンサユニット２を取り替えて接続して用いることができるようにしてもよい。これにより、共用できる測定ユニット１については、新たな測定ユニット１を用意する必要性を低減することができ、経済性や環境負荷低減の観点から優れている。

また、上述の実施例では、第１ボディ５、第２ボディ６は、それぞれ１つの部材で構成されていたが、これらは１つの部材で構成されている必要はなく、例えば接着などの任意の固定手段により固定された複数の部材で構成されていてもよい。例えば、第１ボディ５が複数の部材を固定して形成されていたり、第２ボディ６の主部とは別部材として形成された突起部が第２ボディ６の主部に固定されていたりしてもよい。

１ 測定ユニット（第１ユニット）
２ センサユニット（第２ユニット）
３ スペーサ
４ 固定部材（袋ナット）
５ 第１ボディ
６ 第２ボディ
７ 突起部（比較電極内部液の補充口）
８ Ｏリング（シール部材）

Claims (7)

1. 軸線方向における一方の端部である先端部と他方の端部である基端部とを有する測定プローブであって、
   前記軸線方向における前記先端部側の端部に開口部を備えた凹部、及び前記軸線方向に沿って前記開口部から前記基端部側に連続して延びた溝部、が形成された第１ボディと、前記凹部内に臨んで配置された第１コネクタと、を備えた第１ユニットと、
   測定対象を測定するための測定部と、前記軸線方向と交差する方向に突出した突起部が設けられた第２ボディと、前記第２ボディの外側面に嵌合されて配置された環状のシール部材と、前記第１コネクタと接続される第２コネクタと、を備え、前記シール部材が前記軸線方向において前記第２コネクタよりも前記先端部側かつ前記突起部よりも前記基端部側に配置された第２ユニットと、
   前記軸線方向において前記突起部よりも前記先端部側から前記突起部に隣接させられ、前記第２ボディの外側面に嵌合されて配置される弾性材料で形成された筒状のスペーサと、
   前記第１ボディの前記軸線方向における前記先端部側の端部に結合される固定部材と、
   を有し、
   前記第２ボディは、内部に液体を収容する液収容部を有し、前記突起部は前記液収容部の内部と前記第２ユニットの外部とを連通させる貫通孔を有し、
   前記シール部材が前記第１ボディの内側面に密着し、前記突起部が前記溝部内に配置され、前記スペーサが前記第１ボディの前記開口部を閉塞し、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続されるように、前記軸線方向に沿って前記第２ボディがスライド移動させられて前記第１ボディの前記凹部に前記第２ボディの前記基端部側の一部が挿入され、前記固定部材が前記第１ボディに結合されることで、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが一体化されることを特徴とする測定プローブ。
2. 前記第２ユニットは、測定電極及び比較電極を備えた複合電極で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定プローブ。
3. 前記第１ユニットには、前記貫通孔の開口部を開閉可能に閉塞する栓を備えた栓部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の測定プローブ。
4. 前記固定部材は袋ナットで構成され、前記第１ボディに螺合により結合されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の測定プローブ。
5. 前記スペーサは、前記軸線方向に沿って前記基端部側の前記スペーサの開口部から前記先端部側に連続して延びた溝であるスペーサ溝部と、前記軸線方向において前記スペーサ溝部よりも前記先端部側で前記スペーサ溝部に隣接して設けられ前記軸線方向と交差する方向に突出した段部と、が形成されており、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが一体化された状態で、前記突起部が前記スペーサ溝部内に配置されると共に、前記段部が前記第１ボディの前記溝部内に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の測定プローブ。
6. 前記第１コネクタ及び前記第２コネクタはそれぞれ、前記軸線方向と交差する方向に沿って配置された複数の接点部を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の測定プローブ。
7. 軸線方向における一方の端部である先端部と他方の端部である基端部とを有する測定プローブであって、
   前記軸線方向における前記先端部側の端部に開口部を備えた凹部、及び前記軸線方向に沿って前記開口部から前記基端部側に連続して延びた溝部、が形成された第１ボディと、前記凹部内に臨んで配置された第１コネクタと、を備えた第１ユニットと、
   測定対象を測定するための測定部と、前記軸線方向と交差する方向に突出した突起部が設けられた第２ボディと、前記第２ボディの外側面に嵌合されて配置された環状のシール部材と、前記第１コネクタと接続される第２コネクタと、を備え、前記シール部材が前記軸線方向において前記第２コネクタよりも前記先端部側かつ前記突起部よりも前記基端部側に配置された第２ユニットと、
   前記軸線方向において前記突起部よりも前記先端部側から前記突起部に隣接させられ、前記第２ボディの外側面に嵌合されて配置される弾性材料で形成された筒状のスペーサと、
   前記第１ボディの前記軸線方向における前記先端部側の端部に結合される固定部材と、
   を有し、
   前記シール部材が前記第１ボディの内側面に密着し、前記突起部が前記溝部内に配置され、前記スペーサが前記第１ボディの前記開口部を閉塞し、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続されるように、前記軸線方向に沿って前記第２ボディがスライド移動させられて前記第１ボディの前記凹部に前記第２ボディの前記基端部側の一部が挿入され、前記固定部材が前記第１ボディに結合されることで、前記第１ユニットと前記第２ユニットとが一体化されるようになっており、
   前記第１コネクタ及び前記第２コネクタはそれぞれ、前記軸線方向と交差する方向に沿って配置された複数の接点部を有し、
   前記突起部は、前記第１ボディの前記凹部に前記第２ボディの前記基端部側の一部が挿入される際に、前記溝部に案内されて、前記第１コネクタと前記第２コネクタとが接続されるように前記測定プローブの軸線周り方向における前記第１ユニットに対する前記第２ユニットの位置を決めることを特徴とする測定プローブ。

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