(57)【要約】      （修正有）【課題】高精度に被測定物の質量を測定することが可能な測定装置を提供する。【解決手段】測定装置１００は、床面４上に設置される測定台１と、測定台上に載置される電子天秤２および風防３と、を含んで構成される。測定台は、剛体から成る天板１１と、天板を支持する支持体であって、床面接地部分から天板に接続する接続部分までが剛体から成る、４本の脚部１２と、を備えている。風防は、天板に立設される枠体３１と、電子天秤の周囲の少なくとも一部を覆うように枠体に固定されるカバー体３２と、を備えている。【選択図】図１
0003191799.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
被測定物の質量を測定するための測定装置であって、
剛体から成る天板と、剛体から成る、該天板の厚み方向一方側の面に接続される接続部分、床面に接地される接地部分、および該接続部分と該接地部分との間の中間部分を有する、天板を支持する支持体と、を備えた測定台と、
前記天板の厚み方向他方側の面上の中央部に載置される電子天秤であって、
被測定物が載置される計量皿と、
前記計量皿に接続され、被測定物が該計量皿に載置されることで計量皿に付与される荷重に対応した特性値を検出する特性値検出部と、
前記特性値検出部によって検出された特性値に基づいて、被測定物の質量を算出する質量算出部と、を備えた電子天秤と、
前記天板の厚み方向他方側の面上の周縁部に立設される枠体と、該枠体に固定され、前記電子天秤の周囲の少なくとも一部を覆うカバー体と、を備えた風防と、を含むことを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記天板は、矩形状の板状体であり、
前記支持体は、前記天板の厚み方向一方側の面における四隅にそれぞれ接続される、４本の脚部から成ることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記計量皿の表面は、弾性体から成る被覆部材で被覆されていることを特徴とする請求項１または２に記載の測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、被測定物の質量を測定するための測定装置に関し、特に、高精度に被測定物の質量を測定することが可能な測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定物の質量を測定するために、電子天秤が広く利用されている。電子天秤は、化学工業などにおいて薬品の質量を測定するために利用されるばかりではなく、たとえば、複数の器具を１組とした器具セットのセット内容に不備があるか否かを判定するような器具管理システムにも利用されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、医療機関において手術で用いられる、複数の手術用器材を１組とした器材セットについて、手術中に患者の体内に手術用器材が残留する等の事態が発生して、セット内容に不備があるか否かを判定するときに、電子天秤などによる質量測定結果を利用することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、設備の点検・補修作業に用いられる、複数の器具を１組とした器具セットについて、作業区画内への器具の置き忘れ等の事態が発生して、セット内容に不備があるか否かを判定するときに、電子天秤などによる質量測定結果を利用することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４３９０４９３号公報
【特許文献２】特許第４９５３６５６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
現在、整形外科分野において、患者の関節の一部または全部を人工関節に置換する手術が医療機関で行われる場合には、手術に必要な手術用器材を１組とした器材セットを医療機器メーカーから貸し出しを行うことが一般的である。しかしながら、貸出用の器材セットを構成する手術用器材は点数が多く、また、複数のメーカーが類似した手術用器材を貸し出しており、医療機関から医療機器メーカーに返却された器材セットは、他社製品の混在や手術用器材の欠品などの、セット内容に不備が発生している場合がある。
【０００７】
医療機器メーカーでは、医療機関から返却されてきた器材セットについて、上記のようなセット内容の不備があるか否かを、一定レベルにトレーニングされた熟練検査員による目視検査によって判定しているのが現状である。医療現場において重要なトレーサビリティの側面からも、貸出用の器材セットの管理を徹底することが求められている中、出所不明または行先不明な手術用器材が発生することはあってはならない。
【０００８】
医療機関から返却されてきた器材セットについて、セット内容に不備があるか否かを判定するときに、特許文献１，２に開示されるように、電子天秤による質量測定結果を利用することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、医療機関から返却されてきた器材セットについて、セット内容に不備があるか否かを判定するときに、ただ単純に電子天秤による質量測定結果を利用しただけでは、他社製品の混在や手術用器材の欠品などのセット内容の不備を、精度よく判定することができない。
【００１０】
医療機関から返却されてきた器材セットについて、セット内容に不備があるか否かを、精度よく判定するためには、高精度に被測定物の質量を測定することが可能な測定装置が求められる。
【００１１】
本考案の目的は、被測定物の質量を測定するための測定装置において、高精度に被測定物の質量を測定することが可能な測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本考案は、被測定物の質量を測定するための測定装置であって、
剛体から成る天板と、剛体から成る、該天板の厚み方向一方側の面に接続される接続部分、床面に接地される接地部分、および該接続部分と該接地部分との間の中間部分を有する、天板を支持する支持体と、を備えた測定台と、
前記天板の厚み方向他方側の面上の中央部に載置される電子天秤であって、
被測定物が載置される計量皿と、
前記計量皿に接続され、被測定物が該計量皿に載置されることで計量皿に付与される荷重に対応した特性値を検出する特性値検出部と、
前記特性値検出部によって検出された特性値に基づいて、被測定物の質量を算出する質量算出部と、を備えた電子天秤と、
前記天板の厚み方向他方側の面上の周縁部に立設される枠体と、該枠体に固定され、前記電子天秤の周囲の少なくとも一部を覆うカバー体と、を備えた風防と、を含むことを特徴とする測定装置である。
【００１３】
また本考案の測定装置において、前記天板は、矩形状の板状体であり、
前記支持体は、前記天板の厚み方向一方側の面における四隅にそれぞれ接続される、４本の脚部から成ることを特徴とする。
【００１４】
また本考案の測定装置において、前記計量皿の表面は、弾性体から成る被覆部材で被覆されていることを特徴とする。
【考案の効果】
【００１５】
本考案によれば、被測定物の質量を測定するための測定装置は、測定台、電子天秤および風防を含んで構成されている。測定台は、剛体から成る天板と、剛体から成る、天板の厚み方向一方側の面に接続される接続部分、床面に接地される接地部分、および接続部分と接地部分との間の中間部分を有する、天板を支持する支持体と、を備えている。電子天秤は、測定台における天板の厚み方向他方側の面上の中央部に載置され、被測定物が載置される計量皿と、該計量皿に接続され、被測定物が計量皿に載置されることで計量皿に付与される荷重に対応した特性値を検出する特性値検出部と、該特性値検出部によって検出された特性値に基づいて、被測定物の質量を算出する質量算出部と、を備えている。風防は、測定台における天板の厚み方向他方側の面上の周縁部に立設される枠体と、該枠体に固定され、電子天秤の周囲の少なくとも一部を覆うカバー体と、を備えている。
【００１６】
以上のように構成される本考案に係る測定装置は、電子天秤が載置される測定台において、天板が剛体から成り、支持体が床面に接地する接地部分から天板に接続する接続部分までが剛体から成るので、測定台に撓みが発生することを防止することができ、その結果、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。さらに、本考案に係る測定装置は風防を備えているので、空調から吹き出される気流の影響を受ける場所で被測定物の質量を測定する場合であっても、電子天秤の計量皿が空調の気流によって振動することを防止することができ、その結果、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。
【００１７】
また本考案によれば、測定台において天板は、矩形状の板状体であり、支持体は、天板の厚み方向一方側の面における四隅にそれぞれ接続される、４本の脚部から成る。これによって、測定台に撓みが発生することをより確実に防止することができ、その結果、被測定物の質量の測定精度をさらに向上することができる。
【００１８】
また本考案によれば、電子天秤の計量皿の表面は、弾性体から成る被覆部材で被覆されている。これによって、計量皿の表面において被測定物が偏って載置された場合であっても、電子天秤による質量の測定結果の偏置誤差を低減することができ、その結果、被測定物の質量の測定精度をさらに向上することができる。また、電子天秤による質量の測定値が収束する収束速さを速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案の一実施形態に係る測定装置１００の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】電磁平衡式の電子天秤２の構成を概略的に示す図である。
【図３】歪みゲージ式ロードセルを用いた電子天秤２の構成を概略的に示す図である。
【図４】振動数の変化を検出する方式の電子天秤２の構成を概略的に示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本考案の一実施形態に係る測定装置１００の構成を概略的に示す斜視図である。本実施形態の測定装置１００は、被測定物の質量を測定するための装置である。被測定物としては、特に限定されるものではないけれども、本実施形態では、高い測定精度が要求される、複数の手術用器材を１組とした、医療機関から返却されてきた器材セットである。測定装置１００は、医療機関から返却されてきた器材セットについて、他社製品の混在や手術用器材の欠品などの、セット内容に不備があるか否かを、被測定物としての器材セットの質量に基づいて判定するときに用いられる。
【００２１】
器材セットを構成する手術用器材としては、たとえば、鉗子、鑷子、メス、内視鏡等種々のものが挙げられ、また、人工関節置換術において用いられる人工関節置換術用手術器材などが挙げられる。人工関節置換術とは、寛骨臼に配置されるシェル要素とシェル要素に取り付けられるライナー要素とライナー要素に対して摺動する骨頭ボール要素とを有する人工関節に関節を置換する手術である。
【００２２】
人工関節置換術用手術器材としては、寛骨臼に配置されたシェル要素に対してライナー要素を打ち込んで取り付けるために用いられる、ライナーインサータ（ライナー保持部材）や、打ち込みロッド（ロッド部材）などの他に、孔部の形成作業および骨頭ボールの選定作業に用いられる手術用器材が挙げられる。孔部の形成作業および骨頭ボールの選定作業に用いられる手術用器材としては、人工股関節置換術用の器材を例にすると、ステムブローチ、ネックトライアル、ボールトライアル、アダプタ、切削部材、およびブローチハンドルが挙げられる。
【００２３】
ステムブローチは、大腿骨の近位部に、ステム（ステム要素）が配置される孔部を形成するための骨切り部材として設けられる。ステムブローチは、ステムと概ね同様の外郭形状を有している。ネックトライアルは、ステムブローチに対して着脱可能であり、ステムブローチ本体の近位部から延びる首部として設けられ、人工股関節のネック部に相当する部分である。ボールトライアルは、ネックトライアルに対して着脱可能であり、人工股関節の骨頭ボールに相当する部分である。切削部材は、たとえば、カルカーリーマーであり、大腿骨の近位部の端面を切削して均すために設けられる。切削部材は、アダプタを介してステムブローチに支持される。アダプタは、ステムブローチの嵌合孔部に対して着脱可能な部材であり、ステムブローチと切削部材とを接続するために設けられる。ブローチハンドルは、ステムブローチを操作する（動かす）ための操作部材であり、ステムブローチに対して着脱可能である。
【００２４】
測定装置１００は、床面４上に設置される測定台１と、該測定台１上に載置される電子天秤２および風防３と、を含んで構成されている。
【００２５】
電子天秤２は、後述する測定台１における天板１１の中央部に載置される、被測定物の質量を秤量するための装置である。電子天秤２は、被測定物が載置される計量皿２１と、該計量皿２１を支持する筐体２２と、該筐体２２の内部に収容される特性値検出部および質量算出部と、筐体２２の一側面に露出して設けられる表示部２３と、を備える。特性値検出部の詳細については後述するが、特性値検出部は、計量皿２１に接続され、被測定物が該計量皿２１に載置されることで計量皿２１に付与される荷重に対応した特性値を検出する。また、質量算出部は、特性値検出部によって検出された特性値に基づいて、被測定物の質量を算出する。そして、表示部２３は、質量算出部によって算出された質量を表示する。
【００２６】
被測定物が載置される計量皿２１の表面は、弾性体から成る被覆部材で被覆されていることが好ましい。ここで、弾性体とは、外力を受けたときに弾性変形する物体であり、弾性変形とは、外力を受けたときに変形し、外力が取り除かれたときに元の形に戻る線形の変形をいう。
【００２７】
計量皿２１の表面を被覆する被覆部材を構成する弾性体としては、スポンジやウレタンフォームなどの発泡体、ゴム部材、気体、液体、ジェル状物質などが充填された袋状体などが挙げられる。
【００２８】
このように、計量皿２１の表面を弾性体から成る被覆部材で被覆された表面とすることによって、計量皿２１の表面において被測定物が偏って載置された場合であっても、電子天秤２による質量の測定結果の偏置誤差を低減することができ、その結果、被測定物の質量の測定精度をさらに向上することができる。また、電子天秤２による質量の測定値のふらつきが少なくなり安定する。結果として、計量皿２１の表面を被覆部材で被覆された表面とすることによって、質量測定値が収束して安定するまでの収束時間を短くすることができ、測定結果の表示を速くすることができる。
【００２９】
電子天秤２は、特性値検出部の構成によって、電磁平衡式の電子天秤２と、歪みゲージ式ロードセルを用いた電子天秤２と、振動数の変化を検出方式の電子天秤２とに大別される。
【００３０】
図２は、電磁平衡式の電子天秤２の構成を概略的に示す図である。電磁平衡式の電子天秤２において、特性値検出部２４Ａは、計量皿２１を支えるフレーム２４１Ａに、永久磁石２４６Ａによって電磁力を発生させるフィードバックコイル２４２Ａと水平位置を光電的に検出するためのシャッタ２４３Ａとが固定され、また、計量皿２１が転覆しないように、フレーム２４１Ａと固定柱２４５Ａとが平行な板ばね２４４Ａを介してロバーバル機構を構成し、荷重が支持される構造になっている。特性値検出部２４Ａは、被測定物が計量皿２１に載置されることで荷重が付与されると、フレーム２４１Ａの計量皿２１との接続部分が下方に移動し、それが偏位検出器２４７Ａにより光電的に検出される。その光電信号に基づいて、荷重と逆向きの電磁力を発生させて水平位置まで自動的に戻して平衡させ、そのときの電流量（特性値）から被測定物の質量が算出される。
【００３１】
図３は、歪みゲージ式ロードセルを用いた電子天秤２の構成を概略的に示す図である。歪みゲージ式ロードセルを用いた電子天秤２において、特性値検出部（歪みゲージ式ロードセル）２４Ｂは、上部はり２４１Ｂと下部はり２４２Ｂと固定柱２４３Ｂと可動柱２４４Ｂとから成るロバーバル機構と、歪ゲージＳ１〜Ｓ４とによって構成されている。上部はり２４１Ｂは、一端部が薄肉部２４１１Ｂを介して可動柱２４４Ｂに接続されるとともに、他端部が薄肉部２４１２Ｂを介して固定柱２４３Ｂに接続されている。また、下部はり２４２Ｂは、一端部が薄肉部２４２１Ｂを介して可動柱２４４Ｂに接続されるとともに、他端部が薄肉部２４２２Ｂを介して固定柱２４３Ｂに接続されている。そして、各歪ゲージＳ１〜Ｓ４は、それぞれ薄肉部２４１１Ｂ，２４１２Ｂ，２４２１Ｂ，２４２２Ｂに接着剤を用いて貼着されている。また、被測定物が載置される計量皿２１は、可動柱２４４Ｂに接続されている。
【００３２】
特性値検出部２４Ｂは、被測定物が計量皿２１に載置されることで荷重が可動柱２４４Ｂに付与されると、可動柱２４４Ｂが固定柱２４３Ｂに対して平行を維持しながら下方に変位する。このとき、薄肉部２４１２Ｂ，２４２１Ｂは引張り応力を受け、一方、薄肉部２４１１Ｂ，２４２２Ｂは圧縮応力を受ける。これによって、可動柱２４４Ｂが固定柱２４３Ｂに対して変位する変位量が、各歪ゲージＳ１〜Ｓ４によって特性値（重量信号）として検出される。そして、検出された特性値から被測定物の質量が算出される。
【００３３】
図４は、振動数の変化を検出する方式の電子天秤２の構成を概略的に示す図である。振動数の変化を検出する方式の電子天秤２は、図４（ａ）に示される複合音叉振動子を用いた方式と、図４（ｂ）に示される振動弦を用いた方式とに大別される。
【００３４】
図４（ａ）に示される複合音叉振動子を用いた、振動数の変化を検出する方式の電子天秤２において、特性値検出部２４Ｃは、左右対称型の複合音叉振動子２４１Ｃと、圧電素子２４２Ｃとを含んで構成される。振動による複合音叉振動子２４１Ｃの支持部の反力と曲げモーメントとがそれぞれ打ち消し合い、振動エネルギーが外部にもれないため、非常に高い共振特性が得られる。複合音叉振動子２４１Ｃの振動数が、特性値として圧電素子２４２Ｃにより検出される。圧電素子２４２Ｃにより検出される振動数は、被測定物が計量皿２１に載置されることで複合音叉振動子２４１Ｃに付与される荷重による張力に比例することから、質量が算出される。
【００３５】
図４（ｂ）に示される振動弦を用いた、振動数の変化を検出する方式の電子天秤２において、特性値検出部２４Ｄは、振動弦２４１Ｄと、振動検出器２４２Ｄと、励磁器２４３Ｄとを含んで構成される。特性値検出部２４Ｄでは、被測定物が計量皿２１に載置されることで付与される荷重により振動弦２４１Ｄに張力が付与され、そのときの振動弦２４１Ｄの振動数が特性値として、電磁コイルにより構成される振動検出器２４２Ｄで検出される。振動検出器２４２Ｄにより検出される振動数は、被測定物が計量皿２１に載置されることで振動弦２４１Ｄに付与される張力に比例することから、質量が算出される。
【００３６】
本実施形態では、電子天秤２は、図２に示される電磁平衡式の電子天秤２であり、測定対象質量範囲（被測定物の質量範囲）が８ｇ〜１５ｋｇ程度の場合には、たとえば、株式会社島津製作所製のＢＸ３２ＫＨ型を用いることができる。
【００３７】
電子天秤２が載置される測定台１は、天板１１と、該天板１１の厚み方向一方側の面に接続され、天板１１を支持する支持体１２とを備える。天板１１には電子天秤２が載置され、この天板１１は、本実施形態では矩形状の板状体であり、剛体から成る。ここで、剛体とは、外力に対して変形しない物体である。剛体は、理想的、仮想的なものであり、実在する物体には完全な意味での剛体は存在しないが、本考案では、外力によって弾性変形または塑性変形などの変形が殆ど生じない金属、樹脂などから成る物体を剛体という。
【００３８】
支持体１２は、天板１１を支持するためのものであり、剛体から成る、天板１１の厚み方向一方側の面に接続される接続部分、床面４に接地される接地部分、および接続部分と接地部分との間の中間部分を有する。支持体１２は、床面４に接地する接地部分から天板１１に接続する接続部分までが剛体から成る。すなわち、支持体１２は、床面４に接地する接地部分に、ゴム部材などの弾性体から成る保護部品が付設されていないものである。
【００３９】
本実施形態に係る測定装置１００は、電子天秤２が載置される測定台１において、天板１１が剛体から成り、支持体１２が床面４に接地する接地部分から天板１１に接続する接続部分までが剛体から成るので、測定台１に撓みが発生することを防止することができ、その結果、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、支持体１２は、４本の脚部から成る（以下、「支持体１２」を「脚部１２」という）。４本の脚部１２は、天板１１に対して垂直に直線状に延びる棒状部材であり、天板１１の厚み方向一方側の面における四隅にそれぞれ接続されている。これによって、測定台１に撓みが発生することをより確実に防止することができ、その結果、被測定物の質量の測定精度をさらに向上することができる。
【００４１】
測定台１において、天板１１と各脚部１２との間の接続部分の構造は、特に限定されるものではなく、天板１１と各脚部１２とが一体的に形成された構造であってもよいし、天板１１と各脚部１２とが締結部材によって固定された構造であってもよい。ただし、天板１１と各脚部１２との間の接続部分の構造が、天板１１と各脚部１２とが締結部材によって固定された構造である場合には、天板１１と各脚部１２との間隙は、０．１μｍ以下に設定することが好ましい。これによって、測定台１の振動を抑制して、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。
【００４２】
また、測定台１は、４本の脚部１２において互いに隣接する脚部１２間に、剛体から成る側壁１３が設けられていることが好ましい。これによって、天板１１を支持する４本の脚部１２を補強することができるので、測定台１の振動を抑制して、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。
【００４３】
また、測定台１において、天板１１は、長辺方向の長さが７００〜９００ｍｍであり、短辺方向の長さが７００〜９００ｍｍであり、厚みが２０〜３０ｍｍである。さらに、各脚部１２は、天板１１との接続部分の面積（すなわち、各脚部１２の断面積）が１００〜１００００ｍｍ２であり、直線状に延びる延在方向の長さが６００〜６３０ｍｍである。すなわち、天板１１の長辺方向の長さＬ１に対する各脚部１２の延在方向の長さＬ２の比（Ｌ２／Ｌ１）が、０．７０〜０．８５である。これによって、４本の脚部１２による天板１１を支持する安定性を向上することができ、測定台１の振動を抑制して、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。
【００４４】
また、測定台１の重さは、６０〜１００ｋｇであることが好ましい。これによって、床面４上に設置される測定台１の設置安定性を向上することができ、測定台１の振動を抑制して、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。
【００４５】
なお、測定台１が設置される床面４は、剛体から成ることが好ましい。すなわち、絨毯を敷設した床やクッションフロアのような柔軟性を有する床面４としないようにする。これによって、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。
【００４６】
本実施形態の測定装置１００において、測定台１上には、電子天秤２の他に、風防３が載置されている。風防３は、測定台１の天板１１の厚み方向他方側の面上の周縁部に立設される枠体３１と、該枠体３１に固定される板状またはシート状のカバー体３２とを備えている。
【００４７】
枠体３１は、直線状に延びる複数の棒状部材が連結されて構成されており、剛体から成る。カバー体３２は、枠体３１に固定され、電子天秤２の周囲の少なくとも一部を覆う。換言すると、カバー体３２は、天板１１の中央部に載置される電子天秤２の上方および側方の周囲のうち、少なくとも一部分から電子天秤２に臨むように、枠体３１に固定されている。本実施形態では、カバー体３２は、電子天秤２の前面側（表示部２３が設けられている側）が開放するように、電子天秤２に上方、および３つの側方から臨んで枠体３１に固定されている。換言すると、風防３のカバー体３２は、電子天秤２の前面側を除いて該電子天秤２の周囲を取り囲むように、枠体３１に固定されている。
【００４８】
本実施形態の測定装置１００は風防３を備えているので、空調から吹き出される気流の影響を受ける場所で被測定物の質量を測定する場合であっても、電子天秤２の計量皿２１が空調の気流によって振動することを防止することができ、その結果、被測定物の質量の測定精度を向上することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  測定台
２  電子天秤
３  風防
４  床面
１１  天板
１２  脚部
１３  側壁
２１  計量皿
２２  筐体
２３  表示部
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ  特性値検出部
３１  枠体
３２  カバー体
１００  測定装置
【図１】
0003191799.tif 000003
【図２】
0003191799.tif 000004
【図３】
0003191799.tif 000005
【図４】
0003191799.tif 000006