JPH0915131A - 質量変化量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 試料容器の高さや形状等が変わっても、搬送
装置の変更を要さず、かつ、搬送装置の駆動部に耐熱性
の材料等を用いる必要がなく、安価で使いやすい質量変
化量測定装置を提供する。 【構成】 搬送装置４が試料容器Ｃを下からすくい上げ
て搬送する構造を採用することで、試料容器Ｃを把持す
るためのチャックを不要とし、試料容器Ｃの高さや形状
の変化に対して搬送具４３を含めて搬送装置４を変更す
る必要がなく、搬送装置４の駆動部の全てを加熱乾燥室
１外に配置することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被測定試料に含まれる
水分をはじめとする揮発分の量ないしは率を測定すべ
く、被測定試料の加熱乾燥処理と、乾燥後の試料重量の
測定とを、所定のシーケンスのもとに自動的に行うこと
により、乾燥前後の試料重量の差または率を求める、い
わゆる質量変化量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】被測定試料を加熱乾燥させた後にその試
料の重量を測定し、試料の当初重量との差または率を算
出することによって、被測定試料に含まれている水分等
の揮発分の量または率を求めることは、例えば医薬品の
原材料や製品の品質管理、ラテックス、パウダ、ペレッ
ト等の樹脂製品等に使用される原材料の製造ラインにお
ける品質管理において多用されている。

【０００３】このような試料の質量変化量ないしは率を
自動的に測定する装置として、質量変化量測定装置ある
いは乾燥減量測定装置と称される装置が実用化されてい
る。この種の装置では、通常、すくなくとも被測定試料
の加熱乾燥処理と、加熱乾燥後の試料の重量測定を自動
的に行うべく、図５に縦断面図でその構成を例示するよ
うに、自動開閉扉５１ａを備えた加熱乾燥室５１と、そ
の自動開閉扉５１ａを介して加熱乾燥室５１に隣接配置
され、加熱乾燥後の試料を放冷するための放冷室５２、
放冷後の試料重量を測定するための電子天びん等の計量
器５３、および加熱乾燥室５１と放冷室５２間、およ
び、放冷室５２と計量器５３間で試料を移送する搬送装
置５４を備えている。

【０００４】ここで、試料Ｗは一般に容器Ｃ内に収容さ
れた状態で各部間を移送され、搬送装置５４は、例えば
エアによって開閉され、容器Ｃに収容された試料Ｗを把
持可能なチャック５４ａと、そのチャック５４ａを加熱
乾燥室５１、放冷室５２および計量器５３間で移動させ
る送りねじ機構等からなる水平移動機構５４ｂと、チャ
ック５４ａを上下動させるための同じく送りねじ機構等
からなる垂直移動機構５４ｃによって構成される。

【０００５】また、加熱乾燥室５１内および放冷室５２
内には、それぞれターンテーブル５１ｂおよび５２ａが
配置され、複数の試料をむらなく加熱乾燥ないしは放冷
できるように考慮されており、搬送機構５４は、制御装
置（図示せず）からの指令に基づき、各ターンテーブル
５１ｂ，５２ａの回動位置との関連において、あらかじ
め設定された時間および順序のもとに、加熱乾燥室５１
内のターンテーブル５１ｂ上の試料を個別に放冷室５２
内のターンテーブル５２ａ上に移送し、また、放冷室５
２内のターンテーブル５２ａ上の試料についても個別に
計量器５３上に移送する。更に、計量器５３により計量
を完了した試料については、これを容器Ｃごとすべり台
５５等を介して廃棄部５６内に投入する。なお、加熱乾
燥前の試料重量の測定と、その試料の加熱乾燥室５１内
への挿入を自動的に行うべく、当初重量測定用の計量器
と、その計量器と加熱乾燥室間での試料移送を司る搬送
機構を別途備えた装置もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の質量変化量測定装置においては、試料容器Ｃが
変わると（特に高さや形状が変わると）、搬送機構５４
のチャック５４ａの形状を変更する必要が生じるばかり
でなく、搬送機構５４そのものを変更する必要が生じる
場合がある。また、チャック５４ａはその駆動機構ごと
加熱乾燥室５１内に挿入される関係上、耐高温性の材料
並びに機構を使用する必要があり、構造が複雑で高価な
ものとなるという問題がある。更に、試料容器Ｃには、
図６に断面図で示すように蓋Ｃ′を装着する場合がある
が、このような場合、チャック５４ａで把持しつつ移送
する際に、容器Ｃと蓋Ｃ′とが分離して落下する場合も
あり、また、容器Ｃがガラス製などすべりやすい材質で
ある場合には容器Ｃごとすべり落ちることもあるという
問題があった。

【０００７】また、従来の質量変化量測定装置では、加
熱乾燥室５１と放冷室５２並びに計量器５３が横に並ん
で配置されているため、扉５１ａを開放した際に加熱乾
燥室５１内の熱が放冷室５２内に侵入し、その一部が計
量器５３の周囲に伝わる。図中の白抜き矢印はこの熱の
流れを示し、これによって対流が生じる。このような対
流が存在すると、計量器５３による計量値が不安定とな
る。また、放冷室５２では試料は計量器５３の秤量皿近
傍の雰囲気と同程度の温度にまで放冷されないと、容器
Ｃ中の空気が温かいままとなって浮力差による測定誤差
が生じる。例えば容器Ｃが直径５０ｍｍ×高さ２０ｍｍ
の場合、容器Ｃ内の気温と計量器５３の近傍の雰囲気温
度が１°Ｃだけ違うだけで、計量値には０．１ｍｇの誤
差が生じる。しかし、上記のような対流の存在下におい
ては、放冷室５２と計量器５３の近傍の雰囲気の温度差
をなくすことは困難である。更に、横方向に各室等が並
んでいるため、設置スペースが大きく、また、加熱乾燥
室５１内に試料Ｗを人手によって挿入する場合には、そ
の作業性を向上させるために、装置を架台５７上に載せ
て、加熱乾燥室５１を所定の高さにする必要があり、そ
の場合、設置場所の床面振動が架台５７で拡大され、計
量器５３に大きな振動が伝わって計量値が変動するとい
う問題が生じる。

【０００８】本発明は以上のような実情に鑑みてなされ
たもので、その第１の目的は、試料容器Ｃが変化しても
搬送機構を殆ど一切変更を要することなく、確実に試料
容器を移送することが可能で、かつ、搬送機構の駆動部
に耐高温性の材料や機構等を用いる必要がなく、もって
安価で容器の変化等に柔軟に対処可能な質量変化量測定
装置を提供することにある。

【０００９】また、本発明の第２の目的は、加熱乾燥室
の熱や空気の対流が放冷室や計量器に影響しにくく、か
つ、架台等を用いることなく良好な作業性を保つことが
でき、更には計量器への振動も伝わりにくく、もって正
確な質量変化量の測定が可能であり、しかも設置スペー
スが小さくてすむ質量変化量測定装置を提供することに
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した第１の目的を達
成するため、第１発明の質量変化量測定装置は、被測定
試料Ｗを出し入れするための自動開閉扉１ａを備えた加
熱乾燥室１と、加熱乾燥後の試料を放冷するための放冷
室２と、放冷後の試料重量を測定するための計量器３
と、加熱乾燥室１と放冷室２間、および放冷室２と計量
器３間で被測定試料Ｗを移送する搬送機構４を備えた質
量変化量測定装置において、搬送機構４は、試料Ｗの移
送に際しては試料Ｗをその下からすくい上げて搬送する
構造を有していることによって特徴づけられる。

【００１１】また、第２の目的を達成するため、第２発
明の質量変化量測定装置は、上記と同様に、被測定試料
を出し入れするための自動開閉扉を備えた加熱乾燥室１
と、加熱乾燥後の試料を放冷するための放冷室２と、放
冷後の試料重量を測定するための計量器３と、加熱乾燥
室１と放冷室２間、および放冷室２と計量器３間で被測
定試料Ｗを移送する搬送機構４を備えた質量変化量測定
装置において、放冷室は２加熱乾燥室１の下方に設けら
れ、かつ、計量器３はその放冷室２の下方もしくは放冷
室２と同じ高さに設けられていることによって特徴づけ
られる。

【００１２】

【作用】第１発明において、搬送装置４が試料Ｗを下か
らすくい上げて搬送する構造を採用すると、試料Ｗない
しは試料容器Ｃを把持するためのチャックが不要とな
り、搬送装置４の駆動機構は、水平方向駆動機構４ａと
垂直方向駆動機構４ｂのみでよく、従ってこの搬送装置
４のその駆動機構の全てを加熱乾燥室１外に配置するこ
とが可能となる。また、試料Ｗないしは容器Ｃを下から
すくい上げることでこれらを移送する搬送装置４の採用
により、試料容器Ｃの高さや形状等が変わっても特に搬
送装置４を特に変更する必要がなく、ガラス製の容器や
蓋付きの容器でも、チャックにより把持する方式に比し
て落下等の恐れが少なくなる。

【００１３】第２発明において、加熱乾燥室１の下方に
放冷室２並びに計量器３を設けた構造によると、加熱乾
燥室１内からの熱は上方に伝わる関係上、その熱が放冷
室２および計量器３に伝わる恐れが少なく、また、対流
が生じたとしても計量器３の設置位置においてはごく僅
かであり、かつ、加熱乾燥室１が放冷室２の上に位置す
ることから、架台等を用いることなく、加熱乾燥室１の
高さを必然的に良好な作業性が得られる程度に高くで
き、架台を用いることによる計量器３への振動の拡大伝
達も解消できる。また、加熱乾燥室１，放冷室２および
計量器３を横に並べた従来の構造に比して、設置スペー
スが小さくなる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明実施例の縦断面図である。加熱
乾燥室１は例えば２００°Ｃ程度の恒温状態に保たれ、
その周囲は断熱材によって覆われているとともに、その
側壁部分に自動開閉扉１ａが設けられている。この加熱
乾燥室１の下方には、自動開閉扉１ａと同じ側の側面に
開口部２ａを備えた放冷室２が配設されており、更にこ
の放冷室２の下方には、被計量物を載せるための試料皿
３ａが上方に位置する、いわゆる上皿式の電子天びん等
の計量器３が配置されている。この計量器３はベース１
０上に載せられており、そのベース１０上には、計量器
３に隣接してすべり台５および廃棄部６が配置されてい
る。そして、そのベース１０の周囲には、上述の加熱乾
燥室１、放冷室２、計量器、すべり台５、廃棄部６、お
よび後述する搬送装置４を含めた装置全体を覆うケース
１１が取り付けられている。

【００１５】加熱乾燥室１と放冷室２には、それぞれタ
ーンテーブル１ｂおよび２ｂが配設されており、これら
のターンテーブル１ｂ，２ｂは共通の回転軸７ａを有
し、１個のモータ７によって回転が与えられる。

【００１６】搬送装置４は、送りねじ機構を用いた垂直
駆動機構４１と、その垂直駆動機構４１によって垂直方
向に変位が与えられ、かつ、同じく送りねじ機構を用い
た水平駆動機構４２によって水平方向への変位が与えら
れる搬送具４３によって構成されている。垂直駆動機構
４１について詳細に説明すると、ベース１０上に垂直に
回動自在に支承され、モータを含む回転駆動機構４１ａ
によって回転が与えられる垂直ねじ軸４１ｂと、その垂
直ねじ軸４１ｂと螺合し、かつ、回り止め用のコラム４
１ｃによって回転が規制されたナット４１ｄによって構
成されている。水平駆動機構４２は、前記したように垂
直駆動機構４１と同様に公知の送りねじ機構を用いた機
構であり、その詳細については省略するが、要は水平ね
じ軸とその回転駆動機構、およびその水平ねじ軸の回転
により水平方向に変位するナット等によって構成され、
そのナットに搬送具４３が固定されているとともに、こ
の水平駆動機構４２の全体が垂直駆動機構４１のナット
４１ｄに支承されている。

【００１７】試料Ｗを収容する試料容器Ｃは、搬送装置
４の搬送具４３によって下からすくい上げられた状態
で、加熱乾燥室１内のターンテーブル１ｂ〜放冷室２内
のターンテーブル２ｂ〜計量器３の試料皿３ａ〜すべり
台５間を搬送される。この試料容器Ｃの搬送具４３によ
るすくい上げを可能とすべく、各ターンテーブル１ｂ，
２ｂおよび試料皿３ａ上には、それぞれ試料容器Ｃを載
せるための容器支え具Ｓが設けられている。

【００１８】図２は容器支え具Ｓと搬送具４３との関係
を示す要部斜視図である。容器支え具Ｓは、試料容器Ｃ
が載せられる水平の横板部Ｈと、その横板部Ｈをターン
テーブル１ｂ，２ｂもしくは試料皿３ａの上面に対して
一定の寸法だけ持ち上げた状態で支え、かつ、下辺が水
平に屈曲してターンテーブル１ｂ等に固着される縦板部
Ｖによって構成され、横板部Ｈには略十字状のくり抜き
Ｕが形成され、試料容器Ｃは、図中黒塗り部で示す横板
部Ｈのくり抜きＵの周辺においてその底面が支承され
る。搬送具４３は、くり抜き部Ｕを上下に貫通し得る略
十字形状をしており、その上面に試料容器Ｃの底面を載
せた状態ですくい上げるように構成されている。例えば
加熱乾燥室１内のターンテーブル１ｂ上の容器支え具Ｓ
上に載せられている試料容器Ｃを持ち上げるときには、
搬送具４３を図１において左動させて横板部Ｈとターン
テーブル１ｂとの間に形成された空隙内のくり抜きＵの
直下に位置決めした後に上昇させることで、くり抜きＵ
を介して試料容器Ｃをすくい上げる。この状態で試料容
器Ｃを放冷室２内のターンテーブル２ｂ上の容器支え具
Ｓ上に移送するときには、搬送具４３を図１において右
動〜下降させた後、ターンテーブル２ｂと容器支え具Ｓ
間の空隙に搬送具４３を挿入すべく左動させ、くり抜き
Ｕの直下で位置決めした後に下降させる。このような動
作により、試料容器Ｃを搬送具４３によってすくい上
げ、加熱乾燥室１内のターンテーブル１ｂ〜放冷室２内
のターンテーブル２ｂ〜計量器３の試料皿３ａ間で搬送
することが可能である。なお、すべり台５についても、
その斜面に各容器支え具Ｓと同様なくり抜きＵを形成し
ておけば、搬送具４３の同等の動作により試料容器Ｃを
廃棄部６に導くことができる。

【００１９】以上の実施例において特に注目すべき点の
第１は、搬送装置４が、搬送具４３により試料容器Ｃを
下からすくい上げることで、加熱乾燥室１〜放冷室３〜
計量器３〜廃棄部６間を搬送する点であり、これによ
り、試料容器Ｃの形状や高さが変化しても、搬送具４３
を含めて搬送装置４を殆ど変更する必要がなく、また、
図６に示したような蓋Ｃ′を持つ試料容器Ｃでも、搬送
途中で分離するような不具合は発生しにくく、更に、チ
ャックを使用しない関係上、駆動部を加熱乾燥室１内に
挿入する必要がなく、耐高温性の駆動部を一切使用する
必要がなくなる。

【００２０】また、以上の実施例における第２の注目点
は、加熱乾燥室１の下方に放冷室２が置かれ、更にその
下に計量器３が置かれているというレイアウトの点であ
り、これにより、加熱乾燥室１内の熱は放冷室２および
計量器３にまで伝達されにくく、また、その熱による対
流も計量器３の周辺にまでは至りにくく、その結果とし
て、放冷室２内で試料Ｗを十分に放冷することが可能と
なると同時に、計量器３による計量結果にも対流による
変動が生じないという利点が生じる。また、このレイア
ウトにより、加熱乾燥室１の位置が必然的に高くなるた
め、作業性を向上させるべく装置を架台等の上に載せる
必要がなくなり、計量器３に床面の振動が拡大されて伝
わるといった不具合が解消され、常に正確な計量結果を
得ることが可能となる。更に、このレイアウトによっ
て、図５に示した各部を横に並べる従来のレイアウトに
比して装置の占有面積が縮小されるという利点もある。
更にまた、このレイアウトの採用によって、加熱乾燥室
１と放冷室２の各ターンテーブル１ｂと２ｂを共通の回
転軸７ａ上に固定し、一つのモータ７を用いて両者を回
転させることができるという利点もある。

【００２１】そして、上記した第１と第２の注目すべき
構成の組み合わせ、つまり、試料容器Ｃを搬送具４３で
すくい上げて搬送する構成と、加熱乾燥室１の下方に放
冷室２および計量器３を設けた構成の組み合わせによ
り、搬送装置４の垂直移動機構４１による搬送具４３の
上下動を、試料容器Ｃの各部間の移送動作と、試料容器
Ｃの載せ下ろし動作の双方に兼用させることができ、チ
ャックを用いて試料容器を把持する従来の装置に比し
て、駆動機構を１つ削減することが可能となる。

【００２２】なお、容器支え具Ｓの構造は、図２に例示
したもののほか、例えば図３（Ａ）に示すように、ター
ンテーブル１ｂをはじめとして当該容器支え具Ｓを配置
すべき面上に、複数個のコマ状支え具Ｓ１〜Ｓ４を固着
し、その各コマ状支え具Ｓ１〜Ｓ４の図中黒塗り部で示
した部分で試料容器Ｃを支承してもく、この場合、図２
に示したものと同等の搬送具４３を使用することができ
る。また、図３（Ｂ）に示すように、容器支え具Ｓを設
けず、ターンテーブル１ｂをはじめとする試料容器Ｃを
載せるべき部材の容器搭載位置に、例えば座ぐりＰを形
成するとともに、その座ぐりＰを部分的に切欠いてター
ンテーブル１ｂ等の終縁にまで達するような切欠Ｕ′を
形成してもよい。この場合、搬送具４３は同図に示すよ
うに、切欠Ｕ′を上下に通過できるような形状とすれば
よい。更に、これとは逆に、図３（Ｃ）示すように、タ
ーンテーブル１ｂ等の試料容器を載せるべき部材に、そ
の終縁から外方に突出する突起Ｄを設け、その突起Ｄの
上面に試料容器Ｃを載せるようにし、かつ、この突起Ｄ
の幅寸法を、試料容器Ｃを搭載したときに容器Ｃの両側
が突起Ｄの両側縁からはみ出す程度にしておいてもよ
い。そしてこの場合、搬送具４３は、同図に示すよう
に、突起Ｄが嵌まり込む程度の間隔の２本の指４３ａ，
４３ｂを有するフォーク状のもとすればよい。

【００２３】また、搬送具４３によって試料容器Ｃを下
からすくい上げて搬送することで、試料容器Ｃの形状や
高さが多少変わっても搬送具４３を変更する必要がない
ものの、極端に直径の小さい容器を用いる場合等におい
ては、容器支え具Ｓのくり抜きＵの寸法等の変更を必要
とする場合もある。このような場合、図４に示すよう
に、試料容器Ｃを容器台Ｔ上に載せ、この台Ｔごと試料
容器Ｃを搬送するように構成すれば、上記のような場合
でも全く寸法変更等の必要をなくすることができる。こ
のような容器台Ｔの使用を可能とするのは、搬送装置４
が搬送具４３によって試料容器Ｃを下からすくい上げて
搬送する構成を採用したが故であることに留意すべきで
ある。

【００２４】更に、以上の実施例では、計量器３を放冷
室２の下方に設けた例を示したが、計量器３を放冷室２
と同じ高さ、具体的には実質的に放冷室２内に配置して
も、加熱乾燥室１からの熱は計量器３の周囲には及びに
くく、上記の実施例と同等の効果を奏することができ
る。この場合、図１において計量器３を配置している部
屋が不要となる。

【００２５】なお、以上の実施例では、搬送装置４の垂
直方向移動機構４１および水平方向機構４２に送りねじ
機構を用いたが、本発明はこれに限定されることなく、
例えばベルトドライブ機構やエアドライブ機構等の、公
知の直線運動機構を採用し得ることは勿論である。

【００２６】また、水平移動機構４２に変えて、搬送具
４３を鉛直軸の回りを回動させる、いわゆるスイング機
構を採用してもよいことは言うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１発明
によれば、容器に収容された試料を加熱乾燥室〜放冷室
〜計量器間で搬送する搬送装置を、容器を下からすくい
上げて搬送するように構成したから、その搬送装置の全
ての駆動部を加熱乾燥室外に配置することが可能とな
り、搬送装置の駆動部に耐熱性の材料ないしは機構を採
用する必要がなくなり、また、容器の高さや形状が多少
変わっても、容器を直接すくい上げる搬送具を含めて搬
送装置を変更する必要がなくなり、安価で使いやすい質
量変化量測定装置が得られる。

【００２８】また、第２発明によれば、加熱乾燥室の下
方に放冷室を配置するとともに、その放冷室の下方もし
くは同じ高さに計量器を設けた構成を採用しているた
め、加熱乾燥室内の熱が放冷室および計量器の周囲に伝
わりにくく、また、その熱による対流の影響も受けにく
くなり、試料を十分に放冷して浮力の影響を避けること
ができると同時に、空気流による計量値の変動も生じに
くく、常に正確な質量を測定することが可能となる。ま
た、このような各部を縦に並べたレイアウトの採用によ
り、加熱乾燥室の高さが必然的に高くなり、従来の横に
並べるレイアウトのように、加熱乾燥室への試料の挿入
作業の作業性を向上させるべく装置を架台上に載せると
いった対策が不要となり、床面からの振動が拡大されて
計量器に伝達され、計量値を不安定なものにするという
不具合も生じないとともに、装置の占有面積が小さくな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の縦断面図

【図２】その容器支え具Ｓと搬送具４３の関係を示す要
部拡大斜視図

【図３】本発明の他の実施例容器支え具Ｓの斜視図
（Ａ）と、本発明の更に他の実施例の容器の支え部分と
搬送具４３との関係を示す要部斜視図（Ｂ）、および本
発明の更にまた他の実施例の容器の支え部分と搬送具４
３との関係を示す要部斜視図（Ｃ）

【図４】本発明実施例において使用可能な試料容器Ｃと
容器台Ｔを示す縦断面図

【図５】従来の質量変化量測定装置の構成例を示す縦断
面図

【図６】質量変化量測定装置で使用される可能性のある
蓋付きの試料容器の説明図

【符号の説明】

１ 加熱乾燥室 １ａ 自動開閉扉 １ｂ ターンテーブル ２ 放冷室 ２ｂ ターンテーブル ３ 計量器 ４ 搬送装置 ４１ 垂直移動機構 ４２ 水平移動機構 ４３ 搬送具 Ｃ 試料容器 Ｓ 容器支え具

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定試料を出し入れするための自動開
   閉扉を備えた加熱乾燥室と、加熱乾燥後の試料を放冷す
   るための放冷室と、放冷後の試料重量を測定するための
   計量器と、上記加熱乾燥室と放冷室間、および放冷室と
   計量器間で被測定試料を移送する搬送装置を備えた質量
   変化量測定装置において、上記搬送装置は、試料の移送
   に際しては試料をその下からすくい上げて搬送する構造
   を有していることを特徴とする質量変化量測定装置。
2. 【請求項２】 被測定試料を出し入れするための自動開
   閉扉を備えた加熱乾燥室と、加熱乾燥後の試料を放冷す
   るための放冷室と、放冷後の試料重量を測定するための
   計量器と、上記加熱乾燥室と放冷室間、および放冷室と
   計量器間で被測定試料を移送する搬送装置を備えた質量
   変化量測定装置において、上記放冷室は加熱乾燥室の下
   方に設けられ、かつ、上記計量器はその放冷室の下方も
   しくは放冷室と同じ高さに設けられていることを特徴と
   する質量変化量測定装置。