(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱用光源より出射される光の照射により試料を加熱し、前記試料の質量の変化を検出して前記試料の水分率を計測する水分計であって、
前記試料を載置する試料皿と、
前記試料皿を保持する本体部と、
前記本体部の背面側を支点にした回動により、前記本体部側の部位が前記本体部の上面に当接して前記本体部の上方に保持されるカバー部とを備え、
前記カバー部は、
前記試料皿を上方から囲む試料皿カバーと、
前記試料と対向する天板と、前記天板より前記試料側に向かって延長する壁面とによる内部空間に前記加熱用光源を収納して、試料皿カバーの上方側に前記加熱用光源を保持するリフレクターとを有し、
前記加熱用光源は、
棒状に延長するランプであり、
前記試料皿カバーは、
前記試料皿の上方に、前記棒状の加熱用光源からの光を透過し、前記リフレクターの内部空間の温度上昇により中間発熱体として機能して前記試料を加熱する透明板材が前記試料と対向するように配置され、
前記試料皿の側方に、自然吸気により前記本体部側から外気を導入する外気導入用の隙間と、自然排気により前記透明板材側から前記試料の揮発成分を排気する排気用の隙間とが形成された
ことを特徴とする水分計。
【請求項２】
前記透明板材の前記試料側に、複数の桟が配置された
ことを特徴とする請求項１に記載の水分計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水分計に関し、特に加熱乾燥式の水分計に適用することができる。本発明は、少なくとも試料と対向する面と、この試料と対向する面より試料側に延長する壁面とによるリフレクターの内部空間に加熱用光源を配置し、光源側に透明板材を配置することにより、また試料より蒸発する揮発成分が侵入困難に、リフレクターと透明板材とにより加熱用光源を保持することにより、従来に比して試料を均一に又は効率的に加熱することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、食料品の製造管理等においては、各種方式による水分計を使用して、食料品等の水分率を測定するようになされている。このような水分計において、いわゆる加熱乾燥式の水分計は、加熱により水分を蒸発させて質量の変化を測定することにより水分率を測定するようになされており、この加熱用の熱源にハロゲンランプ、赤外線ランプ、セラミックヒーター等が使用されるようになされている。
【０００３】
このような加熱乾燥式の熱源は、短時間で確実に試料を乾燥させることが求められ、このため均一、かつ効率良く試料を加熱することが要求される。このためこの種の水分計においては、試料を載置する試料皿の外形を円形形状により作成し、さらにこの試料皿の外形形状に対応する形状により熱源を構成するようになされている。
【０００４】
このためハロゲンランプにより熱源を構成する場合、水分計においては試料皿に対応する形状であるリング形状にハロゲンランプが作成されるようになされている。また金メッキ等を施したリフレクターをハロゲンランプの上部に配置し、これにより効率良く試料を加熱するようになされている。なおリフレクターは、ほぼ中央に開口が形成され、この開口により試料より蒸発する水分等を外部に逃がすようになされている。またハロゲンランプの試料側に遮蔽板を配置し、この遮蔽板を介して試料を加熱するようになされ、これによりハロゲンランプの管面の汚れを防止して、この汚れによる性能の低下、寿命の短縮を防止するようになされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところでハロゲンランプにより熱源を構成した場合、セラミックヒーター等により熱源を構成する場合に比して試料の温度を短時間で立ち上げることができ、これによりこの種の測定に適していると考えられる。
【０００６】
しかしながら従来のハロゲンランプを熱源に使用した水分計を詳細に検討したところ、均一かつ効率的に試料を加熱する点で、実用上未だ不十分なことが判った。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して試料を均一に又は効率的に加熱することができる水分計を提案しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、加熱用光源より出射される光の照射により試料を加熱し、前記試料の質量の変化を検出して前記試料の水分率を計測する水分計に適用して、前記試料を載置する試料皿と、前記試料皿を保持する本体部と、前記本体部の背面側を支点にした回動により、前記本体部側の部位が前記本体部の上面に当接して前記本体部の上方に保持されるカバー部とを備え、前記カバー部は、前記試料皿を上方から囲む試料皿カバーと、前記試料と対向する天板と、前記天板より前記試料側に向かって延長する壁面とによる内部空間に前記加熱用光源を収納して、試料皿カバーの上方側に前記加熱用光源を保持するリフレクターとを有し、前記加熱用光源は、棒状に延長するランプであり、前記試料皿カバーは、前記試料皿の上方に、前記棒状の加熱用光源からの光を透過し、前記リフレクターの内部空間の温度上昇により中間発熱体として機能して前記試料を加熱する透明板材が前記試料と対向するように配置され、前記試料皿の側方に、自然吸気により前記本体部側から外気を導入する外気導入用の隙間と、自然排気により前記透明板材側から前記試料の揮発成分を排気する排気用の隙間とが形成される。
【００１１】
また請求項２の発明においては、請求項１の構成において、前記透明板材の前記試料側に、複数の桟を配置する。
【００１４】
請求項１の構成によれば、透明板材を中間発熱体として機能させて、試料を効率良く加熱することができる。すなわち加熱用光源から発生する光を透明板材に照射し、この透明板材が均一に加熱されることから、この透明板材が二次発熱体となり、均一に試料を加熱することができる。またこの透明板材により、加熱用光源の密閉度を高めることができ、試料からの揮発成分の加熱用光源への付着を確実に防止することができる。また加熱用光源の温度上昇を加速することができる。これにより例えば加熱用光源にハロゲンランプを適用する場合等にあっては、加熱用光源単体で加熱する場合に比して効率良く試料を加熱することができる。また加熱用光源が、棒状に延長するランプであることにより、汎用性の高い加熱用光源を利用することができる。
【００１６】
また請求項２の構成によれば、透明板材の破損を防止することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００１９】
（１）実施の形態の構成
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る水分計を示す斜視図である。この水分計１は、水分計本体２と、カバー部３とにより構成される。
【００２０】
ここで水分計本体２は、略長方体形状により全体が作成され、手前側に表示パネルと各種押圧操作子による操作表示部４が配置される。さらに水分計本体２は、上面のほぼ中央に計量部６が配置され、矢印Ａにより示すように、この計量部６に配置された載置具７に試料皿８を配置できるようになされている。水分計本体２は、この載置具７による荷重を検出する荷重検出部、荷重検出部による検出結果を処理する演算処理部、後述する熱源を駆動制御する熱源駆動部、これらによる処理結果等により操作表示部４を駆動する表示駆動部等を収納し、操作表示部４の操作に応動したこれら各部の動作により、試料皿８に配置された試料の質量、水分率を測定して操作表示部４に表示できるようになされている。
【００２１】
カバー部３は、略立方体形状により形成され、水分計本体２の奥側に設けられた回動軸を介して水分計本体２に接続されるようになされ、これにより矢印Ｂにより示すように、回動自在に水分計本体２に配置されるようになされている。カバー部３は、手前側に全体を倒すと計量部６をすっぽりと覆うように形成される。カバー部３は、水分計本体２の熱源駆動部により駆動される熱源が配置され、このように計量部６をすっぽりと覆った状態で、この熱源の駆動により試料を加熱できるようになされている。
【００２２】
カバー部３は、このように計量部６をすっぽりと覆った状態で、計量部６の表面と下側端面との間に所定間隔の隙間が形成されるように、またこの隙間より流入した空気を排出する排出口１１Ａ（図１）が上面に形成されるようになされている。カバー部３は、この隙間と排出口１１Ａとにより空気の流路が形成され、これにより熱源により試料を加熱して発生する各種の揮発成分等を速やかに外部に排出できるようになされている。
【００２３】
またカバー部３は、前面の下側と、側面の下側、前面側とに窓３Ａが形成される。ここでこの窓３Ａは、強化ガラス等の透明板材を配置して形成され、水分計１では、この窓３Ａによりカバー部３を閉じた状態で試料皿８に配置した試料の状態を観察できるようになされている。
【００２４】
図１は、カバー部３の構成を詳細に示す分解斜視図である。カバー部３は、ヒーターカバー１１により加熱部１２を覆って構成される。ここでヒーターカバー１１は、上面に上述した排出口１１Ａが形成され、また側面に窓３Ａを構成する透明板材が配置されるようになされている。加熱部１２は、加熱用光源であるハロゲンランプ１３をリフレクター１５に配置した後、このリフレクター１５を試料皿カバー１４にねじ留めして作成される。
【００２５】
図３は、このリフレクター１５を試料側より見て示す斜視図である。リフレクター１５は、ハロゲンランプ１３を保持すると共に、ハロゲンランプ１３からの光を効率良く反射し、ハロゲンランプ１３からの光を均一に試料に照射する。すなわちリフレクター１５は、ヒーターカバー１１にすっぽり収納される大きさにより、試料と対向する面であるこの図３における底面（以下、天板と呼ぶ）と、この天板の周囲より試料側に向かって延長する壁面とにより箱形状に形成され、壁面には所定位置につばが形成される。リフレクター１５は、このつばに形成された貫通孔を介して図示しない円柱形状のスペーサーによりヒーターカバー１１にねじ留めして保持される。
【００２６】
さらにリフレクター１５は、つばが作成されていない側の対向する側面に切り欠きが作成され、この切り欠きの部位に、ハロゲンランプ１３を保持する保持部１５Ａが形成される。すなわちリフレクター１５は、この切り欠きが、側面のほぼ中央より僅かに偏った位置にて、ハロゲンランプ１３より僅かに幅広に、開口側から天板側に延長した後、中央側に折れ曲がるように形成される。リフレクター１５は、この折れ曲がった部位の外側に、それぞれ保持部１５Ａが形成される。これに対してハロゲンランプ１３は、この切り欠きの部位より外側に電極１３Ａの部分が飛び出す長さで、棒状に延長する形状のものが適用される。
【００２７】
保持部１５Ａは、この切り欠きの中央側に折れ曲がった部位の外側に金属片による保持金具１５Ｂが配置され、矢印Ｃにより示すように、切り欠きにハロゲンランプ１３を進入させて保持金具１５Ｂに差し込むことにより、ハロゲンランプ１３をこの保持金具１５Ｂにより上下より挟み込むように保持する。これによりこの水分計１では、簡易な作業によりハロゲンランプ１３を交換できるようになされている。また保持部１５Ａは、保持金具１５Ｂに形成された当接片１５Ｃがハロゲンランプ１３の端面を押圧するように形成され、これによりこの水分計１では管軸方向にハロゲンランプ１３が移動しないようになされている。なおこの実施の形態において、切り欠きは、保持部１５Ａを保持するように板材を切り欠き、壁面の内側に遮蔽板１５Ｄを配置して形成されるようになされている。
【００２８】
図４は、図３との対比により試料皿カバー１４を示す斜視図である。この試料皿カバー１４は、試料と対向する板状部材であるフレーム２１の中央に矩形の開口２１Ａが作成され、ハロゲンランプ１３の光を効率良く透過する透明板材２２がこの開口２１Ａに配置される。なおこの実施の形態において、フレーム２１は、アルミ板により、透明板材２２は、強化ガラス又は耐熱樹脂により作成される。試料皿カバー１４は、リフレクター１５と一体化した際に、リフレクター１５の切り欠き、この透明板材２２を配置してなる部位を除いて、ハロゲンランプ１３の光が漏れないように構成され、この透明板材２２を透過する光が試料に向かうようになされている。ここでこの透明板材２２は、両面が平坦な面で、かつ均一な厚みにより作成されるようになされている。
【００２９】
これにより水分計１では、このように開口２１Ａに透明板材２２を配置することにより、全体をほぼ密閉して、ハロゲンランプ１３の温度上昇を促進するようになされ、これによってもハロゲンランプ１３の効率を増大して、効率良く試料を加熱するようになされている。またこのようなリフレクター１５内の温度上昇による透明板材２２の温度上昇により、この透明板材２２は、中間発熱体として機能するようになる。これにより水分計１は、試料を均一かつ効率良く加熱するようになされている。特に、この透明板材２２を配置したことにより、試料より蒸発した各種成分のハロゲンランプ１３の付着を防止することができ、これによりハロゲンランプ１３の性能の劣化を防止できるようになされている。
【００３０】
さらに試料皿カバー１４は、この透明板材２２に密着するように、透明板材２２の試料側に保護板２６が形成される。ここでこの保護板２６は、ハロゲンランプ１３と交差するように延長する幅狭の桟がフレーム２１の開口部を横切るように形成される。これによりこの水分計１では、この試料皿カバー１４の内部に配置した試料等が誤って透明板材２２に衝突することが無いようにして、すなわちこのような衝突により透明板材２２が損傷しないようにして、透明板材２２を保護するようになされている。
【００３１】
さらに試料皿カバー１４は、このフレーム２１の四隅に角柱形状によるポール２４が配置される。このポール２４は、カバー部３を水分計本体２側に倒した際に、水分計本体２の板材６Ａに当接するようにされ、これによりストッパーとして機能するようになされている。
【００３２】
さらにこのポール２４は、それぞれの対向する面に、溝が作成され、この溝に透明板材２５が配置される。ここで透明板材２５は、強化ガラスにより作成され、これによりヒーターカバー１１に形成された窓３Ａを介して試料を目視できるようになされている。
【００３３】
さらに透明板材２５は、カバー部３を水分計本体２側に倒した際に、上下に隙間ができるように、ポール２４の高さに比して、この高さ方向の長さが短く設定され、さらにフレーム２１より所定距離だけ遠ざけて配置されるようになされている。これによりこの水分計１では、この試料皿カバー１４の内部に、ヒーターカバー１１の下側の隙間より流れ込んで、この透明板材２５の下側の隙間、透明板材２５の上側の隙間を通ってヒーターカバー１１の排出口１１Ａより排出される空気の流れを形成して、試料皿カバー１４の内部に空気流を形成し、試料より蒸発した各種成分を速やかに排出するようになされている。
【００３４】
このような構成に係る水分計１において、ハロゲンランプ１３、リフレクター１５、試料皿カバー１４、開口２１Ａ、試料皿８は、中心軸が一致するように配置され、これにより効率良く試料を加熱できるようになされている。
【００３５】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、この水分計１においては（図２）、試料皿８に測定対象による試料を載置した後、カバー部３を倒して計量部６を露出させ、計量部６に配置された載置具７に試料皿８をセットし、その後、カバー部３を手前側に可動させることにより、測定の準備が完了する。これにより水分計１では、操作表示部４に配置した操作子の操作により、カバー部３に配置された加熱用光源により試料を加熱しながら試料の質量変化が計測され、水分率が計測される。
【００３６】
このようにして試料を加熱するにつき、この水分計１では、カバー部３の内部に配置したリフレクター１５において（図２及び図３）、天板、この天板より試料側に延長する壁面による内部空間にハロゲンランプ１３による加熱用光源を保持し、このように天板及び壁面により構成されてなる箱形状によるリフレクター１５の開口側よりハロゲンランプ１３の光を試料に照射して試料が加熱される。これによりこの水分計１では、遮蔽板等を介した間接的な光の照射による加熱に代えて、直接の光の照射により試料を加熱することができ、その分、従来に比して効率良く試料を加熱することができる。
【００３７】
このようにしてリフレクター１５の開口側より試料に向けて出射されるハロゲンランプの光においては（図４）、試料皿カバー１４を構成するフレーム２１の開口２１Ａに配置された透明板材２２と透過して試料に照射される。これによりこの水分計１においては、この透明板材２２が中間発熱体として機能し、これによってもさらに一段と均一に試料を加熱することができる。
【００３８】
なお、実際に温度の変化を測定した結果によれば、水分計１においては、透明板材２２が始めに温度上昇し、この温度上昇に追従して試料の温度が上昇する。また透明板材２２に穴等の不連続な部位があると、試料の温度分布が不均一になる。これによりこの水分計１では、加熱光源より放射される光の試料への直接の照射により試料を加熱しているように見えるものの、実際には、光源からの熱エネルギーの殆どは、透明板材２２の加熱に供され、この透明板材２２が中間発熱体をして機能していることが判った。しかしながら何れにしても、この実施の形態によれば、このように透明板材２２を配置して、従来に比して格段的に均一かつ効率良く試料を加熱することができる。
【００３９】
またこのようにして開口２１Ａに透明板材２２が配置されていることにより、水分計１では、光源と試料との間に、この透明板材２２が配置されて、試料より蒸発する揮発成分がハロゲンランプ１３に付着しないようにすることができる。すなわちハロゲンランプ１３は、管面の汚染に弱く、ガラス管表面の汚れにより性能が劣化し、また寿命も短くなる。これによりこの実施の形態では、このような揮発成分の付着を有効に回避して性能の劣化を防止し、これにより長期間の使用によっても効率良く試料を加熱することができる。また寿命の短縮を有効に回避することができる。
【００４０】
水分計１では、このような透明板材２２を開口２１Ａに配置してなる試料皿カバー１４がリフレクター１５の開口側に配置されていることにより、結果として、光源は、試料より蒸発する揮発成分が容易に侵入困難に、光源保持部材として機能するリフレクター１５、透明板材２２、フレーム２１により保持されることになる。
【００４１】
これによりハロゲンランプ１３は、加熱が促進され、温度を効率良く上昇させる事が可能となり、その結果少ない電力で素早く試料を暖めることができる。またハロゲンランプ１３以外の、リフレクター１５の内部等への揮発成分の付着も防止することができ、この分、これら清掃が困難な部位へのこれら成分の付着による性能の劣化を防止することができる。
【００４２】
かくするにつき水分計１では、このようにして配置された透明板材２２の下に配置されてなる試料皿８の試料がハロゲンランプ１３の光により加熱され、これにより試料の水分が蒸発して試料の質量変化が検出される。
【００４３】
このようにして水分等が蒸発してなる水分計においては、試料皿カバー１４を囲む透明板材２５の下側の隙間より外部の空気が導入され、さらにこの透明板材２５の上側の隙間より内部の空気が排出され、この空気がヒーターカバー１１の内側を通って排出口１１Ａから排出される。このような空気流路により、水分計１では、試料より蒸発した水分等を外部に速やかに排出することができ、透明板材２５の汚れ等が低減される。
【００４４】
またこの水分計１においては、この透明板材２５の外側の、ヒーターカバー１１に窓３Ａが形成され、これにより試料を観察することができる。
【００４５】
このようにして測定するにつき、ハロゲンランプにおいては、使用により性能の劣化を避け得ず、これにより必要に応じて交換することが必要になる。この場合水分計１においては、ヒーターカバー１１を取り外して加熱部１２を露出させた後、リフレクター１５を取り外し、このリフレクター１５に配置されたハロゲンランプ１３を交換することになる。
【００４６】
この実施の形態において、ハロゲンランプ１３は、棒形状であるいわゆる直管式であることにより、極めて多く市場で流通している汎用性の高い製品を使用することができる。またハロゲンランプ１３のリフレクター１５への取り付けにおいても、切り欠きに侵入させて保持金具１５Ｂに差し込むだけの簡易な作業により取り付けることができる。これによりこの実施の形態では、従来に比して格段的にメンテナンス性を向上できる。また汎用品を使用できることにより、その分、製造に要する費用、メンテナンスに要する費用を少なくすることができる。
【００４７】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、少なくとも試料と対向する天板と、この天板より試料側に延長する壁面とによるリフレクターの内部空間に加熱用光源を配置し、光源側に透明板材を配置することにより、従来に比して試料を均一、かつ効率的に加熱することができる。
【００４８】
また透明板材の試料側に、複数の桟を配置することにより、透明板材の破損を防止することができる。
【００４９】
またこのとき加熱用光源に、棒形状によりハロゲンランプを適用したことにより、汎用性の高い加熱光源を使用して、メンテナンス性等を向上することができる。
【００５０】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、リフレクターの天板形状を矩形形状とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、天板形状を円形形状とする場合にも広く適用することができる。
【００５１】
また上述の実施の形態においては、ハロゲンランプにより加熱光源を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばキセノンランプ等により構成する場合等、種々の加熱用光源を使用する場合に広く適用することができる。
【００５２】
また上述の実施の形態においては、棒形状によるランプにより光源を構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じて種々の形状により光源を構成する場合に広く適用することができる。
【００５３】
また上述の実施の形態においては、リフレクターの開口側にフレームを配置して透明板材を配置する場合、さらには透明板材の試料側に桟を配置する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、必要に応じてこれらの部材を省略するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、少なくとも試料と対向する面と、この面より試料側に向かって延長する壁面とによるリフレクターの内部空間に加熱用光源を配置し、光源側に透明板材を配置することにより、また試料より蒸発する揮発成分が侵入困難に、光源保持部にて加熱用光源を保持することにより、従来に比して試料を均一に又は効率的に加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る水分計のカバー部の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１のカバー部により水分計を示す斜視図である。
【図３】図２の水分計のリフレクターを示す斜視図である。
【図４】図２の水分計の試料皿カバーを示す斜視図である。
【符号の説明】
１……水分計、２……水分計本体、３……カバー部、１１……ヒーターカバー、１３……ハロゲンランプ、１４……試料皿カバー、１５……リフレクター、２１……フレーム、２２……透明板材、２６……桟
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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