(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品に含まれる所定の液体の重量測定方法であって、物品の重量と同程度の重量の平衡重りを有する天秤式重量測定装置で液体を除く物品と平衡重りをバランスさせたときの物品と平衡重りの重量差に基づく物品重量と、同じ天秤式重量測定装置で液体を含む物品と平衡重りをバランスさせたときの物品と平衡重りの重量差に基づく物品重量を測定して、この測定された２つの物品重量値の差から物品内の液体重量値を算出することを特徴とする重量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンプレッサー用ポンプ等の物品中に含まれる潤滑油等の液体の重量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンプレッサー用ポンプは、製造されたポンプ本体に定量の潤滑油を注入して製造される。このようなポンプ製造における潤滑油注入工程では、ポンプ本体に注入された潤滑油の重量を測定して製品の品質管理等が行われている。
【０００３】
上記ポンプ本体のような物品に注入された潤滑油等の定量の液体の重量測定は、一般に次の２工程で行われている。まず、潤滑油等の重量測定対象の液体が注入されていないポンプ本体等の物品の全重量をロードセル等の重量計で測定する。次に、同じ重量計で液体が注入された物品の全重量を測定する。そして、測定された後者重量値から前者重量値を差し引いて、物品中の液体の重量値を求める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記重量測定方法は、物品重量に対する液体重量の比率が低くなるほど、次のような問題が顕著となっていた。
【０００５】
例えばコンプレッサー用ポンプにおいては、そのポンプ本体の重量が５Ｋｇとすれば、これに注入される潤滑油の重量はポンプ本体重量の約１／５０の１００ｇ程度である。この場合、潤滑油とポンプ本体の合計重量の５１００ｇ相当の測定重量値からポンプ本体だけの５Ｋｇ相当の測定重量値を差し引けば、ポンプ本体に含まれる潤滑油の重量が求まる。しかし、このように測定された潤滑油の１００ｇ前後の重量測定値には、ポンプ本体の５Ｋｇ前後の測定重量の誤差要因が大きく加わるので、結果的に潤滑油の重量測定値の誤差が大きくなり、高精度測定が難しかった。
【０００６】
また、上記ポンプの潤滑油重量測定に際して使用される重量計は、ポンプ本体と潤滑油の合計重量５１００ｇを十分に超える重量を計量するだけの大きな定格容量、例えば定格容量１０Ｋｇの重量計が必要である。このような重量計はその定格容量が大きくなるほど大型大重量化して高価となり、潤滑油重量測定装置全体を高価なものにする。また、重量計は定格容量が大きくなるほど分解能を上げることが難しくて、定格容量１０Ｋｇの重量計で１００ｇ前後の潤滑油の重量をコンマ以下のグラム単位まで高精度で測定することが難しい。
【０００７】
本発明の目的とするところは、物品重量に対する液体重量の比率が低くても、物品に含まれる液体の重量を定格容量の小さな重量計を使って高精度で測定できる重量測定方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、物品の重量と同程度の重量の平衡重りを有する天秤式重量測定装置を使用した物品中の液体の測定方法で、天秤式重量測定装置で液体を除く物品と平衡重りをバランスさせたときの物品と平衡重りの重量差に基づく物品重量と、同じ天秤式重量測定装置で液体を含む物品と平衡重りをバランスさせたときの物品と平衡重りの重量差に基づく物品重量を測定して、この測定された２つの物品重量の差から物品内の液体重量を測定することにより、上記目的を達成するものである。
【０００９】
ここで、上記の天秤式重量測定装置は、例えば略中央部が支点で支持された天秤式アームと、このアームの両端に平衡重りと物品の重量を加えたときにアームをバランスさせて平衡重りと物品の重量差に基づく物品重量を測定する重量測定手段を備える。この天秤式重量測定装置のアームの片端に平衡重りを常設し、他の片端に物品を脱着可能に設置して、重量測定手段で測定対象の液体を除いた物品重量と液体を含む物品重量を別々に測定してから、２つの測定重量値の差を求めれば物品中の液体だけの重量が求まる。
【００１０】
この場合の重量測定手段は、物品中の液体の重量だけが測定できる程度の定格容量のものを使用すればよく、従って、物品重量に対して液体重量の比率が小さいものにおいては、重量測定手段の重量計等に定格容量が小さくて高分解能のものが使用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明方法の実施装置例を図１乃至図３を参照して説明する。
【００１２】
図１に示される天秤式重量測定装置１は、コンプレッサー用ポンプの潤滑油を測定するもので、例えば略中央部が支点５で支持された直線状の天秤式アーム４の片端に吊下式に連結された平衡重り６と、アーム４の他の片端に吊り下げられた物品保持ユニット７と、アーム４に連結されて平衡重り６と物品２の重量差に基づく物品重量を測定する重量測定手段１３を備える。平衡重り６の重量は、物品２と物品保持ユニット７の合計重量より少し大き目に設定されて、アーム４がフリーな状態にある重量測定時にアーム４が平衡重り６の在る図１での時計回り方向に回動するようにしてある。
【００１３】
物品２は、例えばコンプレッサー用ポンプのポンプ本体２である。重量測定装置１は、後述する図３（Ｂ）の段階で潤滑油注入前の空状態のポンプ本体２の重量測定と、図３（Ｃ）の段階で測定対象の潤滑油３が注入されたポンプ本体２の重量測定を行って、最終的に潤滑油３の重量を算出する。また、重量測定装置１は、水平なベース８上に物品搬送コンベア９と共に設置される。物品搬送コンベア９は、ポンプ本体２を搭載したパレット１０を重量測定装置１の物品保持ユニット７の真下の定位置に搬送する。ポンプ本体２は、その軸線を水平にしてパレット１０上に位置決めされる。
【００１４】
ベース８上に垂直に固定された支柱１１の上端にアーム４の略中央部を支持する支点５が設置され、アーム４の両端部は支点５を中心に上下に揺動する。アーム４の図１右側の先端部に平衡重り６が鉛直に吊り下げられ、図１左側の先端部に物品保持ユニット７が吊り下げられる。支柱１１に直交させて固定された支持板１２に重量測定手段１３とアーム４の揺動を適宜止めるシリンダ１４が設置される。重量測定手段１３は、支持板１２とアーム４の間に設置された例えばロードセル１３である。シリンダ１４は、物品重量測定時だけアーム４をフリー状態にする例えばエアーシリンダ１４である。
【００１５】
物品保持ユニット７の具体例を図２に示すと、これはアーム４から鉛直に吊り下げられた吊り棒１６の下端部に一対の開閉式のチャック爪１７と、これを支持して開閉させるチャック開閉機構１８を備える。チャック爪１７は略ハ字状に対向する一対で、この一対が閉じると各々の下端部がパレット１０上のポンプ本体２の両端下部に係合し、この状態で物品保持ユニット７の全体が上昇するとチャック爪１７がポンプ本体２をパレット１０から吊り上げる。
【００１６】
チャック開閉機構１８は、吊り棒１６の下端に上下動可能に設置されたＵ形断面の昇降ブロック１９を有する。昇降ブロック１９から真上に突出したガイドロッド２０が吊り棒１６の下端部に摺動可能に挿通され、昇降ブロック１９と吊り棒１６の下端面の間に圧縮バネ２１が設置される。昇降ブロック１９の両端上部と各チャック爪１７の上部がピン２２で回転可能に連結され、吊り棒１６の下部と各チャック爪１７の上部に一対の開閉リンク２５の両端部が回転可能に連結される。各開閉リンク２５の内側端が吊り棒１６の下端部にピン２４で回転可能に連結され、各開閉リンク２５の外側端が各チャック爪１７の上部にピン２３で回転可能に連結される。チャック爪１７の上部におけるリンク連結用ピン２３の位置は、ブロック連結用ピン２２の位置より上位に設定される。
【００１７】
また、昇降ブロック１９の真下の定位置にストッパー２６が配置される。ストッパー２６は、支柱１１から真横に延在させたプレート２７の先端部上に一対が固定される。
【００１８】
図１の重量測定装置１は物品重量測定前の状態にあり、このときエアーシリンダ１４に圧縮エアーが供給されて、エアーシリンダ１４のピストンロッド１５がアーム４の図１右側を押し上げる。この押し上げでアーム４の図１左側が下降して物品保持ユニット７が下がり、昇降ブロック１９の下端面がストッパー２６に当接して、図２（Ａ）の状態が維持される。即ち、物品保持ユニット７の全体が下降して昇降ブロック１９がストッパー２６に当って下降停止すると、更に吊り棒１６が圧縮バネ２１を圧縮して下限位置まで下降してチャック爪１７が全開となり、この状態がエアーシリンダ１４のアーム押圧力で維持される。
【００１９】
図１と図２（Ａ）の全開状態の一対のチャック爪１７の中間の定位置にパレット１０に搭載されたポンプ本体２が搬入されて重量測定が開始される。まず、エアーシリンダ１４への圧縮エアー供給を解除してアーム４をフリー状態にすると、平衡重り６と物品保持ユニット７の重量差でもってアーム４が図１の時計回り方向に回動して、物品保持ユニット７が上昇する。この上昇始めにおいて、吊り棒１６が圧縮バネ２１を圧縮して昇降ブロック１９をストッパー２６に押圧しているので、吊り棒１６が上昇しても圧縮バネ２１で昇降ブロック１９がストッパー２６に押圧されたままとなり、昇降ブロック１９が下限位置に保持される。その結果、図２（Ｂ）に示すように、吊り棒１６の上昇に伴って一対の開閉リンク２５が開動作をして、一対のチャック爪１７が上昇すること無くその下限の定位置で閉じ、各チャック爪１７の下端部が定位置のポンプ本体２の両端下部に係合する。このようにチャック爪１７を上昇させること無く下限の定位置で閉じさせることにより、チャック爪１７でポンプ本体２を確実にチャックしてパレット１０から持ち上げることができる。
【００２０】
図２（Ｂ）のようにチャック爪１７がポンプ本体２をチャックした時点で、アーム４の上昇側の片端に物品保持ユニット７の重量にポンプ本体２の重量を加えた荷重が加わる。この荷重より平衡重り６の重量を少し大き目にしてあるので、アーム４は更に時計回り方向に揺動して、閉じたチャック爪１７でポンプ本体２がパレット１０から持ち上げられ、ポンプ本体２の重量測定が可能な状態となる。
【００２１】
以上の重量測定装置１を使用した本発明の重量測定方法を、図３（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。
【００２２】
図３（Ａ）は、重量測定装置１の図１と同じ重量測定前の状態が示され、このときアーム４がエアーシリンダ１４で定姿勢に保持されて、ロードセル１３に荷重が加わらないようにしてある。
【００２３】
図３（Ｂ）は、エアーシリンダ１４を解除して重量測定装置１のアーム４の両端に平衡重り６と潤滑油の無い空の状態のポンプ本体２を吊り下げ、ロードセル１３でアーム４をバランスさせた状態が示される。ここでアーム４の物品側の先端に加わる荷重（重量）をＷ2 とすると、重量Ｗ2 と平衡重り６の重量Ｗ1 はＷ2 ＜Ｗ1 の関係にあって、［Ｗ1 −Ｗ2 ］の重量差に比例する荷重がロードセル１３に加わって、ロードセル１３がアーム４をバランスさせ、ロードセル１３が重量差［Ｗ1 −Ｗ2 ］に基づく重量値を測定する。このときのロードセル１３の測定重量値がゼロに近い少数値となるよう重量差［Ｗ1 −Ｗ2 ］を設定して、ロードセル１３の測定重量信号を図示しないコンピュータに入力させ、コンピュータに例えばゼロの潤滑油重量測定基準値として記憶させる。
【００２４】
空のポンプ本体２による重量測定が終了すると、エアーシリンダ１４でアーム４を重量測定前の図３（Ａ）の状態に戻す。そして、図３（Ｃ）に示すようにポンプ本体２に定量の潤滑油３を注入して、油充填のポンプ本体２の重量測定を行う。図３（Ｃ）は、アーム４の両端に平衡重り６と重量Ｗ3 の潤滑油３を注入したポンプ本体２を吊り下げて、ロードセル１３でアーム４をバランスさせた状態が示される。この場合、［Ｗ1 −（Ｗ2 ＋Ｗ3 ）］の重量差に相当する荷重がロードセル１３に加わり、ロードセル１３が重量差［Ｗ1 −（Ｗ2 ＋Ｗ3 ）］に基づく重量値を測定して、その測定重量信号をコンピュータに入力する。コンピュータは、後に入力された重量差［Ｗ1 −（Ｗ2 ＋Ｗ3 ）］に基づく重量値と、先に入力された重量差［Ｗ1 −Ｗ2 ］に基づく重量値の差を演算して、潤滑油３の重量Ｗ3 を算出する。
【００２５】
ここで、空のポンプ本体２の重量測定時の重量差［Ｗ1 −Ｗ2 ］をゼロに近い少数に設定することで、ロードセル１３には潤滑油３の重量Ｗ3 程度を測定するだけの定格容量のものが適用できる。例えば、コンプレッサー用ポンプ本体２の重量が５Ｋｇで、これに注入される潤滑油３の重量Ｗ3 が１００ｇであるとすると、ロードセル１３は数１００ｇ程度まで測定する定格容量のものを適用すればよく、実際においては定格容量１Ｋｇのものが適用される。このような定格容量の小さいロードセル１３は、小型軽量で安価なものが適用できて、重量測定装置の設備費低減化を可能にする。また、定格容量の小さいロードセル１３は、物品重量をコンマ以下のグラム単位でも高精度で測定できる高分解能のものが適用できて、１００ｇ前後の潤滑油３の高精度測定を容易に可能にする。
【００２６】
尚、本発明はコンプレッサー用ポンプの潤滑油の重量測定方法に限らず、冷却機における冷媒液の重量測定や、容器類に収容された水の重量測定等にも適用できる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、物品と平衡重りをバランスさせて物品重量を測定する天秤式重量測定装置を使用して測定対象の液体を含む物品重量と液体を除く物品重量を測定して、その測定重量値の差から物品中液体重量を算出するようにしたので、重量測定装置の物品重量を直接測定するロードセル等の重量測定手段に物品中の液体の重量だけが測定できる程度の定格容量のものが使用できて、物品重量に対して液体重量の比率が小さくなるほどに、定格容量が小さくて小型軽量で安価な重量測定手段を備えた重量測定装置が使用できる設備的有利な、かつ、より高分解能な重量測定手段が使用できてより高精度な重量測定が可能な重量測定方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る重量測定方法の具体的実施装置例を示す正面図である。
【図２】図２（Ａ）は図１装置の一部断面部分を含む部分拡大正面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の物品チャック動作時での部分拡大正面図である。
【図３】図１装置の各動作時での概略を示す正面図で、図３（Ａ）は重量測定前の正面図、図３（Ｂ）は物品だけの重量測定時の正面図、図３（Ｃ）は液体を含む物品の重量測定時の正面図である。
【符号の説明】
１    天秤式重量測定装置
２    物品（ポンプ本体）
３    液体（潤滑油）
６    平衡重り
【図１】
0003652021.tif 000002
【図２】
0003652021.tif 000003
【図３】
0003652021.tif 000004