JPH0517544U - 固体比重測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 電子天秤１０のフック１０ａに吊具１１を下
げる。吊具１１は、上部ホルダ２５と下部ホルダ２６と
を備えている。ブロック３０に弾発挟持片３２，３３を
固定して、各ホルダ２５，２６を構成する。装置本体１
４内に水槽１３をシフト機構２０を介し上下動自在に設
ける。試料１５の空気中の重量を測定する際には、試料
１５を吊具１１の上部ホルダ２５に入れるとともに、シ
フト機構２０を作動させて下部ホルダ２６を水槽１３中
に水没させるようにする。また、試料１５の水中の重量
を測定する際には、試料１５を吊具１１の下部ホルダ２
６に入れるとともに、シフト機構２０を作動させて下部
ホルダ２６を水槽１３中に水没させるようにする。 【効果】 吊具１１等に付着した水分の影響を無くすこ
とができる。吊具１１等に付着した気泡を効率良く取り
除くことができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、試料の空気中での重量と、水等の液中での重量とを測定し、その測 定値から試料の比重を求める固体比重測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

この種の比重測定装置においては、一般に、試料皿を下方に懸吊した電子天秤 と、その試料皿上の試料を水没させるための水槽装置とを備えており、次のよう な手順により比重の測定が行われる。まず、試料の空気中の重量を測定する。次 に水槽装置を駆動させて水槽を上昇させ、試料を水没させて試料の水中の重量を 測定する。そして、これら空気中重量と水中重量とにより試料の比重を演算する 。この比重の演算に当たっては、水の比重、空気の比重、及び試料の水中への浸 漬に伴う水面上昇による試料皿や吊具への浮力の変化分等に関して、補正を行っ ている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、水中重量の測定値に誤差を与える大きな要因として、試料が水没し たときに、試料や試料皿等に付着する気泡がある。この気泡の付着は、演算時に おける補正は不可能であるばかりではなく、外観上その付着の有無の確認も困難 である。そのため、従来は、空気中の重量の測定完了後に、試料を一旦装置外に 取り出して、別途用意された水槽内に浸し、試料の濡れ性を向上させて気泡の付 着を防止する等の手作業を必要としていた。

【０００４】 これに対し、水槽装置を上下動させて、試料を空気中及び水中の間で所定回数 往復させて、気泡を取り除くことも行われている（例えば、特開昭６１−２７２ ６３０号公報）。しかしながら、この場合には、試料を所定回数往復動させるた め、１回の比重測定に時間を要し、測定効率が低下するという問題がある。

【０００５】 また、上記比重測定装置では、試料及び試料皿等を水没させるため、次の試料 を測定する場合には、試料皿等に付着した水を除去しておく必要がある。このた め、水が付着した場合には、これを取り除いて、次の試料を載せる必要があり、 水分の除去作業等の煩わしい操作を要する。しかも、多数の試料を連続して比重 測定する場合には、測定効率が低下するという問題がある。

【０００６】 本考案は上記課題を解決するためのものであり、吊具等へ付着する気泡を効率 良く取り除き、しかも吊具等へ付着した水分の影響を無くすようにした固体比重 測定装置を提供することを目的とする。

【０００７】 上記目的を達成するために、本考案は、重量測定装置に吊具を介し懸吊された 試料を液没させるための液槽装置を有し、試料の空気中および液中の重量測定値 から、当該試料の比重を求める装置において、試料を保持する上部ホルダ及び下 部ホルダを有する吊具と、下部ホルダを液槽中に液没させるための液槽上昇機構 とを有し、試料の空気中の重量を測定する際には、試料を吊具の上部ホルダに入 れるとともに、液槽上昇機構を作動させて下部ホルダを液槽中に液没させるよう にし、試料の液中の重量を測定する際には、試料を吊具の下部ホルダに入れると ともに、液槽上昇機構を作動させて下部ホルダを液槽中に液没させるようにした ものである。

【０００８】 また、別の考案は、吊具の上部ホルダ及び下部ホルダを、ブロックと、このブ ロックに、試料の厚みよりもやや幅を狭くして対向して配置した一対の弾発挟持 片とから構成し、これら各ホルダを細い棒により連結して吊具を構成し、試料を 前記弾発挟持片の間に強制的に挿入して、挟持片の弾発力で試料を保持するよう にしたものである。

【０００９】 また、別の考案は、吊具を挟持し又は開放する押さえ手段を有し、試料をホル ダに挿入する際には押さえ手段により吊具を挟持し、試料の重量を測定する際に は吊具の挟持を開放するようにしたものである。

【００１０】 また、別の考案は、下部ホルダを液槽中に液没させたときに、前記押さえ手段 により、吊具を複数回挟持開放するようにしたものである。

【００１１】

【作用】

試料の空気中での重量を測定する際には、試料を吊具の上部ホルダに入れると ともに、液槽上昇機構を作動させて下部ホルダを液槽中に液没させる。これによ り、下部ホルダに液槽の液が付着しても、重量測定時には常に下部ホルダは液槽 内に液没した状態であるため、試料の空気中の重量測定時に液付着による測定誤 差が発生することがない。また、試料の液中重量を測定する際には、吊具の押さ え手段を複数回作動させて、吊具の挟持及び開放を繰り返すため、吊具に振動を 与えることで吊具や試料等に付着した気泡を効率良く取り除くことができる。

【００１２】

【実施例】

図２及び図３に、本考案を実施した固体比重測定装置の全体構成を示す。固体 比重測定装置は、電子天秤１０と、電子天秤１０のフック１０ａに掛けられる試 料吊具１１と、水槽１３を有する装置本体１４と、多数の試料１５が載せられる ターンテーブル１６と、試料１５をターンテーブル１６から吊具１１に搬送する 搬送機構１７とから構成されている。

【００１３】 装置本体１４は、全体が箱型状に構成されており、内部には水槽１３がシフト 機構２０により上下動自在に配置されている。シフト機構２０は、周知のように ラックピニオン機構とモータとにより構成されており、水槽１３を上下動させる 。

【００１４】 また、装置本体１４の上部は、天秤１０の載置台２１とされており、これに天 秤１０が載せられている。載置台２１の中央には孔２２が開けられており、この 孔２２から天秤１０のフック１０ａが下方に突出している。

【００１５】 吊具１１は、図１に示すように、上部ホルダ２５と，下部ホルダ２６と，これ らホルダ２５，２６を連結する連結棒２７と、アイボルト２８とから構成されて いる。各ホルダ２５，２６は、角柱状のブロック２９，３０と、これらブロック ２９，３０に鉛直方向で植設した一対の弾発挟持片３１，３２とから構成されて いる。弾発挟持片３１，３２は、ステンレス製の鋼線をコ字形状に折り曲げて構 成されている。鋼線の太さは、本実施例のように１０ｇ前後の試料を測定対象と する場合には、直径０．６mm程度がよいが、挟持する試料の重量により、この太 さは適宜変更する。なお、鋼線の太さを可能な限り細くすることで、ホルダ２５ ，２６の表面積を小さくでき、気泡の付着を少なくすることができる。同様の理 由から水槽１３内に没する下部ブロック３０も可能な限り小さく構成されている 。また、前記連結棒２７も、弾発挟持片３１，３２と同様の太さの鋼線が用いら れている。

【００１６】 コ字形状に折り曲げられた弾発挟持片３１，３２の水平腕部３３は、図４に示 すように、水平面内で円弧状に湾曲されており、この湾曲部中央同志の隙間が、 試料の厚みよりもやや狭くなるようにして、ブロック３０に対向して配置されて いる。これにより、試料１５を挟持片３１，３２内に強制的に挿入すると、これ により弾発挟持片３１，３２が変形し、この変形による弾発力で試料１５は挟持 される。また、水平腕部３３の円弧状の湾曲部が試料１５のセット時のガイド部 となり、弾発挟持片３１，３２間への試料１５の挿入が簡単に行える。

【００１７】 吊具１１に近接して、これを押さえる押さえ手段４０が設けられている。押さ え手段４０は、一対の押さえ片４１，４２と、これを押さえ位置と開放位置との 間でシフトするチャック部４３とから構成されている。チャック部４３は通常は 内蔵するコイルバネにより押さえ片４１，４２を開放側に付勢している。そして 、圧縮空気が導入された時に、コイルバネの付勢に抗して押さえ片４１，４２を 閉じて吊具１１を挟み込み、吊具１１の動きを規制する。そして、この規制時に 、図２に示すように、試料１５をターンテーブル１６から上部ホルダ２５又は下 部ホルダ２６に、搬送機構１７により挿入する。

【００１８】 図３に示すように、ターンテーブル１６の周縁部には、試料溝４５が放射状に 多数形成されており、この溝４５内に各試料１５が挿入される。ターンテーブル １６の試料掴み位置には、試料センサ４６が配置されている。試料センサ４６は 、試料掴み位置にある試料溝４５内に、試料１５があるか否かを検出する。この 試料検出信号はリレーボックス４７内のコントローラ４８を介しパソコン（図示 省略）に送られる。ターンテーブル１６は、内蔵するモータにより溝４５のピッ チ分だけ回動される。これにより、各試料溝４５が順次、試料掴み位置にセット される。

【００１９】 搬送機構１７は、試料１５を掴む試料チャック５０と、水平方向搬送部５１と 、垂直方向搬送部５２とから構成されている。試料チャック５０は、通常は内蔵 するコイルバネによりチャックを開状態に付勢しており、圧縮空気の導入により コイルバネの付勢に抗して閉状態となるように構成されている。また、試料チャ ック５０には、空気吹き出し孔（図示省略）が設けられており、後述するように 、試料１５の水中重量の測定後に、空気を吹き出して、試料チャック５０に付着 した水滴を吹き飛ばす。リレーボックス４７内には、コントローラ４８の他に、 各エアーシリンダやエアチャックを駆動するための切換えバルブが配置されてい る。

【００２０】 水平方向搬送部５１は、レール形式のエアーシリンダ５３から構成されており 、ターンテーブル１６と装置本体１４内の吊具１１の各ホルダ２５，２６との間 で試料１５を水平移動する。

【００２１】 垂直方向搬送部５２は、エアーシリンダ５５から構成されており、ターンテー ブル１６の各溝４５に収納された試料１５を試料チャック５０により掴んだ後に 、これを上方に持ち上げる。また、上部ホルダ２５から下部ホルダ２６へと試料 １５を移動する。

【００２２】 コントローラ４８はリレー基板からなり、パソコン（図示省略）からの制御信 号に基づき各部をシーケンス制御する。パソコンは、電子天秤１０からの試料の 空気中重量信号と水中重量信号と補正値とから、比重を演算する。

【００２３】 次に、図５を参照して本実施例の作用を説明する。まず、ターンテーブル１６ の各試料溝４５内に試料１５をセットする。その後、スタートボタンを操作する ことで、各試料１５の比重測定を自動的に行う。

【００２４】 スタートボタンを操作すると、パソコンはコントローラ４８を介し初期設定を 行う。この初期設定では、コントローラ４８は、試料チャック５０を図６に示す ような原点位置Ａに移動する。また、電子天秤１０により、水槽１３の降下状態 での天秤値と、水槽１３の上昇状態での天秤値とを読み取る。水槽１３は、シフ ト機構２０を介し、下部ホルダ２６が水槽１３内に水没するまで上げられる。そ して、これら水槽１３の下降時及び上昇時の天秤値に差があるか否かを判定する 。そして、差がある場合には、水槽１３と吊具１１とがセットされていると判定 して、次の試料供給工程に移る。また、差が無い場合にはこれらのセット不良で あることを知らせるアラームを発する。

【００２５】 試料供給工程では、先ず、水平方向搬送部５１を作動させて、図６に示すよう に、試料チャック５０を原点位置Ａからターンテーブル１６の上方位置Ｂに移動 する。そして、ターンテーブル１６を回転させ、試料センサ４６がオンになった 時に、ターンテーブル１６の回転を停止する。その後、垂直方向搬送部５２を作 動させて、試料チャック５０を試料掴み位置Ｃに下降させて、試料１５を掴み、 これを上昇させる。試料１５を掴んだか否かの判定は、試料センサ４６がオフと なったか否かにより行う。所定時間、例えば３０秒以内に試料センサ４６がオフ とならない場合には、掴み不良と判定してアラームを発する。試料１５を掴んだ 後は、水平方向搬送部５１により、試料１５を待機位置Ｅに搬送する。

【００２６】 ゼロ調整工程では、下部ホルダ２６が水没するまで、水槽１３を上昇させる。 そして、この状態で天秤値を読み込み、ゼロ点を確認する。ゼロ表示でない場合 には、リセットを行い、ゼロ点にする。

【００２７】 空気中の重量測定工程では、先ず、吊具１１を押さえ手段４０により固定した 後に、水平方向搬送部５１により試料１５を上部ホルダ２５の弾発挟持片３１， ３２間に挿入してセットする。試料チャック５０が待機位置Ｅに退避した後に、 押さえ手段４０を開放して、吊具１１の固定を解除し、試料１５の空気中の重量 を測定する。この天秤値はパソコンに送られる。その後、コントローラ４８は水 槽１３を下降する。

【００２８】 試料の載せ替え工程では、先ず、押さえ手段４０により吊具１１を固定する。 次に、試料チャック５０を試料セット位置Ｄに移動して、試料１５を上部ホルダ ２５から取り出し、位置Ｅ，位置Ｆ，位置Ｇと順次移動させ、試料１５を下部ホ ルダ２６にセットする。その後、試料チャック５０を待機位置Ｆに移動する。

【００２９】 気泡取り及び水中重量測定工程では、気泡取りのために、水槽１３を２回上下 動させるとともに、押さえ手段４０の押さえ枠４１，４２を２〜３回開閉して、 この開閉による振動で吊具１１及び試料１５に付着した気泡を除去する。この後 、試料１５の水中重量を測定する。この天秤値はパソコンに送られる。パソコン は周知の比重演算プログラムに従い、試料１５の空気中重量及び水中重量から、 先ず試料１５の体積を求め、これと空気中重量とにより比重を演算する。この比 重データは内蔵するＲＡＭに書き込まれると共に、必要に応じて、各試料ナンバ ー毎にディスプレィに表示される他、プリントアウトされる。

【００３０】 試料排出工程では、先ず水槽１３を下降させた後、押さえ手段４０により吊具 １１が固定する。その後、試料チャック５０を待機位置Ｆから試料セット位置Ｇ に移動させ、下部ホルダ２６から試料１５を掴みだし、待機位置Ｆに戻す。この 後、コントローラ４８は、水槽１３を下降させるとともに、押さえ手段４０を開 放状態にする。この後、搬送機構１７により試料１５を位置Ｅ，位置Ａ，位置Ｈ と移動させ、試料チャック５０を開状態にして、試料１５を落下させる。なお、 試料１５がチャック５０に付着して単にチャック５０を開状態にしただけでは落 下しない場合もあるので、チャック５０の空気吹き出し口から空気を吹き出し、 且つチャック５０を位置Ｆ，Ｈ間で往復移動させて、試料１５を下方の試料受け 皿に確実に落下させる。

【００３１】 試料チャックの乾燥工程では、試料チャック５０の空気吹き出し口から空気を 吹き出して、チャック５０に付着した水分を吹き飛ばして、乾燥させる。これに より、次の試料１５を掴む際に、試料１５に水分が付着することが防止される。 この後、試料チャック５０は、待機位置Ｆから上方に移動され、待機位置Ｅにセ ットされる。次の試料がある場合には、上記試料供給工程に戻り、以下同様の工 程を繰り返す。また、試料がない場合には、測定を終了する。

【００３２】 なお、上記実施例では、ターンテーブル１６に試料をセットして、試料チャッ ク５０を各搬送部５１，５２により水平及び垂直方向に移動させることで、試料 １５を各ホルダ２５，２６にセットするようにしたが、この他に、他の搬送手段 、例えばロボットハンド等を用いて各ホルダ２５，２６に試料１５をセットする ようにしてもよい。

【００３３】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、試料を保持する上部ホルダ及び下部ホ ルダを有する吊具と、下部ホルダを液槽中に液没させるための液槽上昇機構とを 設け、試料の空気中の重量を測定する際には、試料を吊具の上部ホルダに入れる とともに、液槽上昇機構を作動させて下部ホルダを液槽中に液没させるようにし 、試料の液中の重量を測定する際には、試料を吊具の下部ホルダに入れるととも に、液槽上昇機構を作動させて下部ホルダを液槽中に液没させるようにしたから 、連続して比重測定を行う場合に、前回の測定で吊具等に付着した水分の影響を 無くして、試料の空気中重量を正確に検出することができる。すなわち、下部ホ ルダに液槽の液が付着しても、重量測定時には常に下部ホルダは液槽内に液没し た状態であるため、試料の空気中の重量測定時に液付着による測定誤差が発生す ることがなくなる。

【００３４】 また、吊具の上部ホルダ及び下部ホルダを、ブロックと、このブロックに、試 料の厚みよりもやや幅を狭くして対向して配置した一対の弾発挟持片とから構成 したから、試料を挟持片の間に強制的に挿入することで、簡単に試料をホルダに セットすることができる。これにより、多数の試料を連続的にしかも自動的に比 重測定することができる。しかも、試料を挟持固定するから、比重が「１」以下 のゴム材等であっても、液槽中で試料が浮くこともなく、従来必要であった押さ え蓋等を用いることもなく簡単に比重の測定が行える。

【００３５】 また、吊具を挟持し又は開放する押さえ手段を有し、試料をホルダに挿入する 際には押さえ手段により吊具を挟持し、試料の重量を測定する際には吊具の挟持 を開放するようにしたから、試料を確実にホルダにセットすることができる。

【００３６】 また、下部ホルダを液槽中に液没させたときに、押さえ手段により吊具を複数 回挟持開放するようにしたから、吊具及び試料へ振動を与えることができ、吊具 や試料に付着する気泡を効率よく取り除くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を実施した固体比重測定装置に用いられ
る吊具及び押さえ手段を示す斜視図である。

【図２】固体比重測定装置の全体構成を示す正面図であ
る。

【図３】同平面図である。

【図４】吊具の挟持片を示す平面図である。

【図５】コントローラの制御手順を示すフローチャート
である。

【図６】搬送機構による試料チャックの移動経路を示す
説明図である。

【符号の説明】

１０ 電子天秤 １１ 吊具 １３ 水槽 １５ 試料 １４ 装置本体 １６ ターンテーブル １７ 搬送機構 ２０ シフト機構 ２５ 上部ホルダ ２６ 下部ホルダ ３１，３２ 弾発挟持片 ５０ 試料チャック

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量測定装置に吊具を介し懸吊された試
   料を液没させるための液槽装置を有し、試料の空気中お
   よび液中の重量測定値から、当該試料の比重を求める装
   置において、試料を保持する上部ホルダ及び下部ホルダ
   を有する吊具と、下部ホルダを液槽中に液没させるため
   の液槽上昇機構とを有し、試料の空気中の重量を測定す
   る際には、試料を吊具の上部ホルダに入れるとともに、
   液槽上昇機構を作動させて下部ホルダを液槽中に液没さ
   せるようにし、試料の液中の重量を測定する際には、試
   料を吊具の下部ホルダに入れるとともに、液槽上昇機構
   を作動させて下部ホルダを液槽中に液没させるようにし
   たことを特徴とする固体比重測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の固体比重測定装置におい
   て、吊具の上部ホルダ及び下部ホルダを、ブロックと、
   このブロックに、試料の厚みよりもやや幅を狭くして対
   向して配置した一対の弾発挟持片とから構成し、これら
   各ホルダを細い棒により連結して吊具を構成し、試料を
   前記弾発挟持片の間に強制的に挿入して、挟持片の弾発
   力で試料を保持するようにしたことを特徴とする固体比
   重測定装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の固体比重測定装置におい
   て、吊具を挟持し又は開放する押さえ手段を有し、試料
   をホルダに挿入する際には押さえ手段により吊具を挟持
   し、試料の重量を測定する際には吊具の挟持を開放する
   ようにしたことを特徴とする固体比重測定装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の固体比重測定装置におい
   て、下部ホルダを液槽中に液没させたときに、前記押さ
   え手段により、吊具を複数回挟持開放するようにしたこ
   とを特徴とする固体比重測定装置。