(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を入れた液槽と、液槽内に支持手段を介して非接触で支持され且つ液槽内の液体が流出入自在な被測定物受け部材と、支持手段に支持され、被測定物の空気中における重力を測定するため被測定物を載置するための空中載置部材と、支持手段を介して被測定物受け部材を受け支える計量装置とからなり、計量装置は、被測定物受け部材に作用する重量を電気信号に変換するセンサーと、被測定物が空中載置部材に載置された時のセンサーの出力と被測定物が被測定物受け部材に液没して載置された時のセンサーの出力から被測定物の比重を計測する計測部とを備えた比重測定装置において、空中載置部材は、液槽の上部の開口部を全面的に覆うのではなく、その開口部の一部分を覆い、他の部分を開放するように設けられて、当該載置部材に載置された被測定物をそのまま被測定物受け部材上に落とし込めるようになっていることを特徴とする比重測定装置。
【請求項２】
空中載置部材は、その基端部を支持手段側に枢着して、前記開口部の一部分を覆う水平姿勢と、この水平姿勢から立ち上がる立ち上がり姿勢とに姿勢変更可能としてなることを特徴とする請求項１に記載の比重測定装置。
【請求項３】
空中載置部材にはその先端部に、前記開口部の他の部分を覆うような大きさに形成されて空中載置部材を拡張する拡張部材を取外し可能に連結できるようにしてなる請求項１又は２に記載の比重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体の比重を測定する比重測定装置に関するもので、例えば金やプラチナの純度、あるいはゴムやプラスチック等の固体の物性を知るのに利用される。
【背景技術】
【０００２】
従来の比重測定装置として、下記特許文献１に記載されたものがある。この比重測定装置は、液体を入れた液槽と、液槽内に支持手９を介して非接触で収容され且つ液槽内の液体が流出入自在な被測定物受け部材と、支持手段に支持され、被測定物の空気中における重力を測定するため被測定物を載置するための空中載置部材と、支持手段を介して被測定物受け部材を受け支える計量装置とからなり、計量装置は、被測定物受け部材に作用する重量を電気信号に変換するセンサーと、被測定物が空中載置部材に載置された時のセンサーの出力と被測定物が被測定物受け部材に液没して載置された時のセンサーの出力から被測定物の比重を計測する計測部とを具備しており、そして空中載置部材は、液槽の上部の開口部を全面的に開閉するように支持手段に取り付けられた蓋体からなるものである。
【０００３】
しかして、この比重測定装置の使用にあたり、蓋体からなる空中載置部材を取り付けて液槽上部の開口部を閉じた状態で、被測定物を空中載置部材の上に載置して、その空中重量を測定した後、空中載置部材を支持手段から取り外して液槽の上部開口部を開放した状態で、前記被測定物を水中に投入して被測定物受け部材に載置させ、その後再び空中載置部材を閉じた状態で被測定物の水中重量を測定し、こうして測定した被測定物の空中重量と水中重量との差によって被測定物の比重を測定するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実公平４−４９５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の比重測定装置では、比重測定装置の使用にあたって、蓋体からなる空中載置部材を開け閉めする必要があって、その開閉操作が面倒である上に、空中載置部材の開閉動作により計量装置内部に衝撃を与えて、計測値に微妙なズレや狂いを生じ、比重の測定精度を低下させるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑み、空中載置部材をいちいち開閉させる必要がなく、比重の測定精度の向上を図ることのできる比重測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための手段を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明は、液体Ｌを入れた液槽１と、液槽１内に支持手段２を介して非接触で収容され且つ液槽１内の液体Ｌが流出入自在な被測定物受け部材３と、支持手段２に支持され、被測定物Ｍの空気中における重力を測定するため被測定物Ｍを載置するための空中載置部材４と、支持手段２を介して被測定物受け部材３を受け支える計量装置５とからなり、計量装置５は、被測定物受け部材３に作用する重量を電気信号に変換するセンサー６と、被測定物Ｍが空中載置部材４に載置された時のセンサー６の出力と被測定物Ｍが被測定物受け部材３に液没して載置された時のセンサー６の出力から被測定物Ｍの比重を計測する計測部７とを備えた比重測定装置において、空中載置部材４は、液槽１の上部の開口部Ｏを全面的に覆うのではなく、その開口部Ｏの一部分を覆い、他の部分を開放するように設けられて、当該載置部材４に載置された被測定物Ｍをそのまま被測定物受け部材３上に落とし込めるようになっていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２は、請求項１に記載の比重測定装置において、空中載置部材４は、その基端部を支持手段２側に枢着して、前記開口部Ｏの一部分を覆う水平姿勢と、この水平姿勢から立ち上がる立ち上がり姿勢とに姿勢変更可能としてなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３は、請求項１又は２に記載の比重測定装置において、空中載置部材４にはその内側端部に、前記開口部Ｏの他の部分を覆うような大きさに形成されて空中載置部材４を拡張する拡張部材２４を取外し可能に連結できるようにしてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上記解決手段による発明の効果を、後述する実施形態の参照符号を付して説明すると、請求項１に係る発明によれば、空中載置部材４が、従来の比重測定装置のように液槽１の上部の開口部Ｏを全面的に覆うのではなく、その開口部Ｏの一部分を覆い、他の部分を開放するように設けられて、空中載置部材４に載置された被測定物Ｍをそのまま被測定物受け部材３上に落とし込むことができるようになっており、従来装置のように空中載置部材をいちいち開閉する必要がないから、空中載置部材開閉操作の手間が省けて、作業が簡単に行なえると共に、計量装置５の内部に衝撃を与えることがないため、計測値に微妙なズレや狂いを生じるおそれがなくなり、比重の測定精度の向上を図ることのできる。
【００１１】
請求項２に係る発明によれば、空中載置部材４は、その基端部を支持手段２側に枢着して、前記開口部Ｏの一部分を覆う水平姿勢と、水平姿勢から立ち上がる立ち上がり姿勢とに姿勢変更可能であるから、比重測定装置の使用に先立って、支持手段２内に液槽１を収容させるような場合には、空中載置部材４を立ち上がり姿勢にすることによって、液槽１の収容作業が簡単容易となる。
【００１２】
請求項３に係る発明によれば、空中載置部材４の内側端部に拡張部材２４を連結することにより、空中載置部材４には載りきれない、大きな被測定物Ｍを載せて、その測定を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る比重測定装置を正面側から見た外観斜視図である。
【図２】(a) は同比重測定装置の縦断側面図、(b) は同比重測定装置のブロック図である。
【図３】(a) は同比重測定装置のうちの支持手段、被測定物受け部材及び立ち上がり姿勢の空中載置部材を示す斜視図、(b) は空中載置部材の取付状態を示す縦断側面図である。
【図４】(a) は液槽を示す斜視図、(b) は装置基台部を示す斜視図である。
【図５】(a) は空中載置部材に拡張部材を連結した状態の断面図、(b) は空中載置部材に拡張部材を連結している状態を示すもので、(a) のＸ−Ｘ線に沿って断面したような断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明の好適な一実施形態を図面に基づいて説明すると、図１及び図２の(a) において、比重測定装置は、液体Ｌを入れた角筒形の液槽１と、この液槽１内に支持手段２を介して非接触で収容され且つ液槽１内の液体Ｌが流出入自在な被測定物受け部材３と、支持手段２に支持され、被測定物Ｍの空気中における重力を測定するため被測定物Ｍを載置するための空中載置部材４と、支持手段２を介して被測定物受け部材３を受け支える計量装置５とからなり、計量装置５は、被測定物受け部材３に作用する重量を電気信号に変換する電磁式のセンサー６と、被測定物Ｍが空中載置部材４に載置された時のセンサー６の出力と被測定物Ｍが被測定物受け部材３に液没して載置された時のセンサー６の出力から被測定物Ｍの比重を計測する計測部７とを備えてなるもので、この比重測定装置の特徴は、空中載置部材４が、従来の比重測定装置のように液槽１の上部の開口部Ｏを全面的に覆うのではなく、その開口部Ｏの一部分を覆い、他の部分を開放するように設けられて、空中載置部材４に載置された被測定物Ｍを、この空中載置部材４を取り外すことなく、そのままの状態で被測定物受け部材３上に落とし込めるようになっていることである。
【００１５】
上記比重測定装置の構造について更に詳しく説明すれば、液槽１は、図２の(a) 及び図４の(a) に示すように底壁部１ａの下面の四隅部に夫々下向きに突出する半球状突起１ｏ・・・を有し、これらの半球状の突起１ｏを、計量装置５の筐体８の上面に固定してある中央部が開口したドーナツ状の固定板９上に突設された中空コーン状支持脚１０の上部開口１０ａ（図４の(b) 参照）に係合させることにより、安定状に支持されるようになっている。被測定物受け部材３は、図２の(a) 及び図３の(a) に示すように、矩形状の底板３ａと、底板３ａの周縁部に沿って突設された周壁部３ｂとからなるもので、底板３ａには多数の貫通孔３ｃが設けられている。
【００１６】
支持手段２は、図２の(a) 、図３の(a) 及び図４の(b) に示すように、夫々横断面円弧状の４つの支柱部１１・・・と、これら支柱部１１・・・どうしをつなぐ横枠部１２・・・とによって略四角枠状に一体に形成された支持枠体１３、この四角枠状支持枠体１３の各支柱部１１の上端部から垂下されて被測定物受け部材３を吊支するための４本の索体１４・・・、及び四角枠状支持枠体１３の各支柱部１１の下端部が外側から嵌合する円弧状の嵌合壁部１５ａを四隅部に突設し且つ前記支持脚１０が接触しないように貫通するための穴部１５ｂを嵌合壁部１５ａの内側近傍に有する底枠体１５によって構成される。この底枠体１５は、図２の(a) に示すように、中央部側下面が下方へ凸面状に突出していて、その凸部１５ｃの中央部のところでビス３０により前記センサー６の受け部６ａに固定されている。
【００１７】
上記四角枠状支持枠体１３の各支柱部１１にはその上端部に、図３の(a) に示すように支持腕１６が、四角枠状支持枠体１３の対角線方向に突設され、各支持腕１６の先端から突出する突起部１６ａに索体１４の上端部が止着され、索体１４の下端部は、被測定物受け部材３の周壁部３ｂの四隅の外隅部に夫々突設された突起部３ｄに止着され、しかしてこれら４本の索体１４・・・によって被測定物受け部材３を吊支している。
【００１８】
空中載置部材４は、図１〜図３を参照すると、液槽１の上部の開口部Ｏを半分程度平面的に覆うように、四角枠状支持枠体１３の隣り合う支柱部１１，１１の上端部に枢軸部１７，１７によって、開口部Ｏを覆う水平姿勢と、この水平姿勢から立ち上がった立ち上がり姿勢とに姿勢変更可能に枢着されている。図３の(b) には、水平姿勢にある空中載置部材４を実線で示し、立ち上がり姿勢の空中載置部材４を仮想線で示す。この空中載置部材４は、平板部４ａと、この平板部４ａの内端部側中央に突出する緩やかな凹状の皿形に形成された被測定物載置部４ｂとからなるもので、その緩やかな凹状皿形の被測定物載置部４ｂに被測定物Ｍが載置されるようになっている（図１及び図２の(a) 参照）。
【００１９】
図２の(b) は計量装置５のブロック図を示し、この図面を参照すれば、支持枠体１３と４本の索体１４・・・と底枠体１５とからなる支持手段２の底枠体１５に加わる荷重は、電磁式のセンサー（電磁センサー）６によって電気信号に変換され、その出力は計測部７により種々の演算が行なわれて比重を計測し表示されるようになっている。計測部７は、電磁センサー６の出力を増幅して荷重に応じたアナログ信号を出力する増幅器１８、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ−Ｄ変換器１９、マイクロコンピュータからなる処理装置２０、メモリー２１、入力キー部２２、及び表示部２３からなっている。尚、センサー６には、ロードセルを使用することもできるが、電磁式センサー（電磁センサー）の方が高精度な値を算出できるため、ここでは、電磁センサーを使用する。
【００２０】
上記の構成を作用と共に更に詳しく説明する。図２の(a) に示すように液槽１内に水Ｌが入った状態で、被測定物Ｍを空中載置部材４上に載置せず、液槽１内にも入れない状態で、入力キー部２２の第１キー２２ａを押すことによって、その時の電磁センサー６の出力、即ち被測定物受け部材３、空中載置部材４及び支持手段２（支持枠体１３、索体１４及び底枠体１５からなる）の重量Ａがリセットされ、メモリー２１内に“０”が記憶されると共に表示部２３にも“０”が表示される。このとき被測定物受け部材３に作用する重力は、被測定物受け部材３、空中載置部材４及び支持手段２（支持枠体１３、索体１４及び底枠体１５）の重力から、水Ｌによって被測定物受け部材３に与えられる浮力を差し引いたものである。
【００２１】
次に、被測定物Ｍを、図２の(a) の実線図示のように空中載置部材４の被測定物載置部４ｂ上に載置することにより、その空中重量が測定され且つ表示部２３に表示されるが、その状態で入力キー部２２の第２キー２２ｂを押すことにより、その空中重量Ｍ１がメモリー２１内に記憶される。それから、被測定物載置部４ｂに載置している被測定物Ｍを、図２の(a) の仮想線図示のように被測定物載置部４ｂの先端部から軽く滑り落とし、液槽１の水Ｌの中に没入している被測定物受け部材３上に受けさせることにより、被測定物Ｍの水中重量Ｍ２が測定されるが、この測定と並行して、
Ｓ＝Ｍ１÷（Ｍ１─  Ｍ２）・・・・・(1)
の演算が処理装置２０によって行われ、その演算結果である比重Ｓが表示部２３に表示される。
【００２２】
尚、被測定物Ｍを空中載置部材４上に載置してその空中重量を測定した後にこの被測定物Ｍを持ち上げると、空中重量が零になるが、これを検出することにより、表示部２３では重量の表示から比重Ｓの表示に自動的に切換わるようになっており、重量又は比重の表示である旨も表示されるようになっている。
【００２３】
上述した実施形態の説明から分かるように、この比重測定装置は、空中載置部材４が、従来の比重測定装置のように液槽１の上部の開口部Ｏを全面的に覆うのではなく、その開口部Ｏの一部分、例えば半分程度覆い、他の部分を開放するように設けられ、当該載置部材４に載置された被測定物Ｍをそのまま被測定物受け部材３上に落とし込むことができるようになっていて、従来装置のように空中載置部材をいちいち開閉する必要がないから、空中載置部材開閉操作の手間が省けて、作業が簡単に行なえると共に、計量装置５の内部に衝撃を与えることがないため、計測値に微妙なズレや狂いを生じるおそれがなくなり、従って比重の測定精度の向上を図ることのできる。
【００２４】
この空中載置部材４は、プラスチック製のもので、上記のように、液槽１の上部の開口部Ｏの一部分を覆い、他の部分を開放するように設けられているが、この空中載置部材４に載りきれない、大きな被測定物Ｍがある場合は、その開口部Ｏの他の部分を覆うような大きさに形成されて空中載置部材４を拡張するプラスチック製の拡張部材２４を、必要に応じて空中載置部材４の先端部側に取外し可能に連結させるようにしてもよい。この拡張部材２４を図１に仮想線で示し、その詳細な取付構造を図５に示している。即ち、この拡張部材２４を空中載置部材４に連結するにあたり、図５の(b) に示すように、拡張部材２４の先端縁２４ａを、空中載置部材４の先端縁４ｏの形状に対応する相補的形状に形成すると共に、空中載置部材４にはその先端部側下面の両側に図３の(a) 、図５の(a) ，(b) に示すような係嵌凹部２５，２５を設け、拡張部材２４にはその先端縁２４ａに、空中載置部材４の先端部側下面の係嵌凹部２５，２５に挿脱自在に係嵌する係嵌凸部２６，２６を、その上面が拡張部材２４の下面と面一となるような段落ち状に突設する。尚、図５の(b) は(a) のＸ−Ｘ線に沿って断面したような断面図であるが、空中載置部材４の基端部下面に設けられる枢軸部１７の図示を省略している。
【００２５】
空中載置部材４側の各係嵌凹部２５は、一対の断面Ｌ字形部片２５ａ，２５ａを所定間隔に配設したものであり、拡張部材２４側の各係嵌凸部２６は、角板状突片２６ａの先端部両側に切欠溝部２６ｂ，２６ｂを設けて、各切欠溝部２６ｂの外側部片２６ｃの外側面に山形突起２６ｄを形成したもので、図５の(b) に示すように、各係嵌凸部２６の両山形突起２６ｄ，２６ｄ間の外法寸法Ｗ１は、各係嵌凹部２５の両Ｌ字形部片２５ａ，２５ａ間の内法寸法Ｗ２よりも僅かに大きく（Ｗ１＞Ｗ２）、また各係嵌凸部２６の両側端面間の外法寸法Ｗ３は、各係嵌凹部２５の両Ｌ字形部片２５ａ，２５ａ間の内法寸法Ｗ２より僅かに小さい（Ｗ３＜Ｗ２）。
【００２６】
従って、拡張部材２４を空中載置部材４に連結する時は、拡張部材２４側の各係嵌凸部２６の外側部片２６ｃ，２６ｃを両側から押さえて幅狭に弾性変形させた状態で、この係嵌凸部２６を空中載置部材４側の対応する係嵌凹部２５に嵌合すると、図５の(b) の仮想線図示ように、係嵌凸部２６の先端部が係嵌凹部２５から突出した状態で、係嵌凸部２６の外側部片２６ｃ，２６ｃが弾性復帰して、両側の山形突起２６ｄ，２６ｄが係嵌凹部２５のＬ字形部片２５ａ，２５ａの先端に係止し、この状態で拡張部材２４が空中載置部材４に連結されてロックされる。また、拡張部材２４を取り外す時は、係嵌凹部２５から突出している係嵌凸部２６の先端部を両側から押さえて幅狭に弾性変形させた状態で、拡張部材２４を手前側へ引っ張ることにより、拡張部材２４を簡単に取り外すことができる。尚、拡張部材２４は、空中載置部材４に連結した状態で、その基端側の両端部が、隣り合う支柱部１１，１１の上端部に突設された支持腕１６，１６上に支持される。
【００２７】
拡張部材２４は、上記のように空中載置部材４の先端部に連結すれば、この拡張部材２４と空中載置部材４とによって液槽１上部の開口部Ｏを全面的に覆うような形態となり、空中載置部材４には載りきれない、大きな被測定物Ｍを載せて、その測定を行なうことができる。
【００２８】
また、空中載置部材４に対する上記のような拡張部材２４の連結構造により、拡張部材２４を空中載置部材４に対し必要に応じて簡単容易に連結できると共に、空中載置部材４から簡単に取り外すことができる。
【００２９】
上述した実施形態では、被測定物Ｍが貴金属である場合について説明したが、これ以外に、金属各種、ゴム、プラスチック、ガラス、セラミック、自動車部品、電子部品等々、種々様々な物の比重を用いた純度や物性検査に用いることができる。
【００３０】
また上述した実施形態では、被測定物受け部材３を液槽１内に非接触で収容するのに、支持枠体１３の各支柱部１１の上端部から垂下した索体１４によって吊支するようにしているが、このような索体１４を使用する代わりに、被測定物受け部材３を支持枠体１３に一体的に連結した構造としてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１            液槽
２            支持手段
３            被測定物受け部材
４            空中載置部材
５            計量装置
６            電磁センサー
７            計測部
Ｍ            被測定物
１３          支持枠体
１４          索体
１５          底枠体
２３          表示部
２４          拡張部材
【図１】
0005419943.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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