(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動可能な回転盤と、
重心が所定の回転半径位置となるように前記回転盤に配置された質量が既知のダミーウェイトと、
質量が未知の試料を、その試料の重心が所定の回転半径位置となるように前記回転盤に保持する試料保持手段と、
前記ダミーウェイトにかかる遠心力を測定するための第１の遠心力測定器と、
前記試料にかかる遠心力を測定するための第２の遠心力測定器と、
前記第１及び第２の遠心力測定器から測定結果に基づき、前記ダミーウェイトの遠心力と既知の質量と既知の回転半径とから算出可能な回転速度を利用して、前記試料の遠心力と既知の回転半径とから前記試料の質量を演算する質量演算部とを備えて、無重力空間で前記試料の質量を測定可能な質量測定装置であって、
前記試料は、粉粒体又は液体でありかつ、前記回転盤の回転中心側を向いた開口を有する容器に収容され、
その容器に対して前記回転盤の回転中心側に対向配置されると共に、前記回転盤を回転させながら前記容器内に粉粒体又は液体の試料を供給可能な試料供給装置を設けたことを特徴とする質量測定装置。
【請求項２】
前記質量演算部は、前記第２の遠心力測定器に前記試料の遠心力がかからない状態で前記第２の遠心力測定器の測定結果を０に設定すると共に、そのときの前記第１の遠心力測定器の測定結果を測定実行基準値に設定し、
前記第２の遠心力測定器に前記試料の遠心力がかかる状態で、前記第１の遠心力測定器の測定結果が前記測定実行基準値になったときに、前記第２の遠心力測定器の測定結果を取り込んで、前記試料の質量を演算するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の質量測定装置。
【請求項３】
前記回転盤は、宇宙空間で連続回転する宇宙ステーションであることを特徴とする請求項１又は２に記載の質量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無重力空間で試料の質量を測定可能な質量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の質量測定装置として、質量が未知の試料を回転盤上に配置して所定の回転半径ｒで円運動させ、その試料にかかる遠心力Ｆを測定し、円運動の運動方程式（Ｆ＝ｍｒω２）を利用して試料の質量ｍを算出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−４５２０４号公報（段落［００１８］〜［００２０］、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した従来の質量測定装置では、運動方程式における回転速度（角速度）ωの値に、試料の実際の回転速度ではなく、予め設定した回転速度の目標値を代入して演算を行っていた為、回転盤を回転させるための動力源としては、回転盤を予め設定した回転速度で正確に回転駆動可能なものしか使用することができなかった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、回転盤の回転速度が変動しても試料の質量を正確に測定することが可能な質量測定装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る質量測定装置は、回転駆動可能な回転盤と、重心が所定の回転半径位置となるように回転盤に配置された質量が既知のダミーウェイトと、質量が未知の試料を、その試料の重心が所定の回転半径位置となるように回転盤に保持する試料保持手段と、ダミーウェイトにかかる遠心力を測定するための第１の遠心力測定器と、試料にかかる遠心力を測定するための第２の遠心力測定器と、第１及び第２の遠心力測定器から測定結果に基づき、ダミーウェイトの遠心力と既知の質量と既知の回転半径とから算出可能な回転速度を利用して、試料の遠心力と既知の回転半径とから試料の質量を演算する質量演算部とを備えて、無重力空間で試料の質量を測定可能な質量測定装置であって、試料は、粉粒体又は液体でありかつ、回転盤の回転中心側を向いた開口を有する容器に収容され、その容器に対して回転盤の回転中心側に対向配置されると共に、回転盤を回転させながら容器内に粉粒体又は液体の試料を供給可能な試料供給装置を設けたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の質量測定装置において、質量演算部は、第２の遠心力測定器に試料の遠心力がかからない状態で第２の遠心力測定器の測定結果を０に設定すると共に、そのときの第１の遠心力測定器の測定結果を測定実行基準値に設定し、第２の遠心力測定器に試料の遠心力がかかる状態で、第１の遠心力測定器の測定結果が測定実行基準値になったときに、第２の遠心力測定器の測定結果を取り込んで、試料の質量を演算するように構成されたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の質量測定装置において、回転盤は、宇宙空間で連続回転する宇宙ステーションであるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００８】
［請求項１，３の発明］
上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、ダミーウェイトと試料の遠心力を同時に測定し、ダミーウェイトの遠心力と既知の質量と既知の回転半径とから算出可能な実際の回転速度（角速度）を利用して、試料の遠心力と既知の回転半径とから試料の質量を演算するから、回転盤の回転速度が途中で変動しても、所定の質量分の粉粒体又は液体の試料を容器に量り取ることが可能となる。これにより、回転盤の動力源に関して選択の自由度が向上する。ここで、回転盤は、宇宙空間で連続回転する宇宙ステーションであってもよい（請求項３の発明）。
【０００９】
［請求項２の発明］
請求項２の構成によれば、第２の遠心力測定器では、試料にかかる遠心力と、試料以外の質量を有する物体（所謂、「風袋」）にかかる遠心力との合計が測定される。これに対し、第２の遠心力測定器は、試料を回転盤から外した状態（第２の遠心力測定器に試料の遠心力がかからない状態）で第２の遠心力測定器の測定結果が０になるように原点調整してあるから、第２の遠心力測定器の測定結果は、試料以外の物体にかかる遠心力が差し引かれた値となり、試料にかかる遠心力を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１における符号１０は、本発明に係る質量測定装置であって、無重力空間、例えば、宇宙実験棟内の装置台（図示せず）に固定されている。質量測定装置１０は、質量が未知の試料Ｓと、質量が既知のダミーウェイト５０（具体的には、分銅）とを所定の回転半径で円運動させて、それらに遠心力をかけるための回転盤１１を備えている。
【００１１】
回転盤１１は、装置台（図示せず）に固定可能な支持スタンド１２に回転可能に軸支されている。支持スタンド１２には、回転盤１１の動力源としての電動モータ１６が固定され、支持スタンド１２に備えた１対の対向壁１２Ａ，１２Ａ間には電動モータ１６の出力軸に連結された回転シャフト１６Ａが差し渡されている。電動モータ１６は、図示しない外部電源から電力を受け、制御処理部９０によって駆動制御される。
【００１２】
回転盤１１は、回転シャフト１６Ａに一体に固定された円筒ハブ１３と、円筒ハブ１３と同心でかつ円筒ハブ１３より大径な円環状の回転ホイール１４とを備え、円筒ハブ１３の外周面と回転ホイール１４の内周面との間を複数の輻部１５で連結した車輪構造をなしている。
【００１３】
回転ホイール１４の内周面には、回転盤１１の回転に伴い試料Ｓにかかる遠心力を測定するためのサンプル用遠心力測定器２０（以下、単に「サンプル用測定器」という。本発明の「第２の遠心力測定器」に相当する）が固定されている。サンプル用測定器２０は、試料Ｓを受ける筒形のサンプル容器２６をセットするためのサンプル台２１と、その下面側（回転盤１１の径方向外側）に設けられた計量器２４とから構成される。サンプル台２１には、サンプル容器２６の底部に嵌合可能な容器保持凹部２１Ｂが陥没形成されている。容器保持凹部２１Ｂは、回転盤１１の回転速度（角速度）が変化したときに、サンプル容器２６が慣性力でサンプル台２１から脱落したり位置ずれを起こすことを防止している。これにより、試料Ｓの重心が所定の回転半径位置となるように保持されている。そして、回転盤１１の回転により試料Ｓ、サンプル容器２６及びサンプル台２１に遠心力がかかると、その遠心力が計量器２４にて計測され制御処理部９０に出力される。なお、サンプル台２１と容器保持凹部２１Ｂは、本発明の「試料保持手段」に相当する。
【００１４】
図１に示すように、回転ホイール１４の内周面には、サンプル用測定器２０を収容した測定器ケース２５が固定されている。測定器ケース２５は、サンプル容器２６を側方から移動してサンプル台２１にセットするための容器搬入口２５Ａを備え、その容器搬入口２５Ａが開閉板２５Ｂにて開閉可能となっている。
【００１５】
本実施形態の質量測定装置１０は、粉粒体状の試料Ｓ（以下、適宜「粉粒体試料Ｓ」という）をサンプル台２１にセットされた筒形のサンプル容器２６へと供給するための粉粒体供給装置６０（本発明の「試料供給装置」に相当する）を備えている。以下、説明の便宜上、図１〜図５における粉粒体供給装置６０側を上方といい、サンプル用測定器２０側を下方という。
【００１６】
粉粒体供給装置６０は、回転盤１１の円筒ハブ１３の外周面からサンプル用測定器２０に向かって片持ち梁状に延びた支持アーム１７の先端に取り付けられている。粉粒体供給装置６０は、粉粒体試料Ｓを収容した粉粒体収容容器６１内に容器内回転盤７０を備え、その容器内回転盤７０を供給モータ６６によって回転させることで、粉粒体試料Ｓを粉粒体収容容器６１の底面に備えた粉粒体排出口６３Ａへと案内して排出するように構成されている。
【００１７】
粉粒体供給装置６０について詳説する。図３に示すように、粉粒体収容容器６１は、大径筒部６２と小径筒部６３とを備えた構造になっている。大径筒部６２の側壁の下端部と、小径筒部６３の側壁の上端部との間は平板状の中間段差壁６４によって接合されており、小径筒部６３の下面開口が粉粒体排出口６３Ａとなっている。
【００１８】
大径筒部６２は上方に開放しており、その上端外周面に螺合されたキャップ６５にて閉じられている。キャップ６５の上面中央には供給モータ６６が固定載置されている。また、図示しないが、供給モータ６６の給電ラインは、支持アーム１７及び回転シャフト１６Ａの内部を通って回転盤１１の回転中心から側方に引き出され、ロータリージョイントを介して制御処理部９０に接続されている。そして、供給モータ６６は制御処理部９０によって駆動制御される。
【００１９】
供給モータ６６に連結された回転駆動シャフト６７は、キャップ６５を貫通して大径筒部６２内でその中心軸に沿って延びている。その回転駆動シャフト６７の下端部には容器内回転盤７０が取り付けられている。
【００２０】
容器内回転盤７０は、中間段差壁６４上面に重ねて配置され、その中間段差壁６４のうち、小径筒部６３の上面開口とその周囲を覆うように、大径筒部６２内に遊嵌している。具体的には、容器内回転盤７０は大径筒部６２の内径よりも若干小径でかつ、小径筒部６３（粉粒体排出口６３Ａ）の内径よりも大径な平らな円板で構成されている。
【００２１】
容器内回転盤７０上に堆積した粉粒体試料Ｓを、粉粒体収容容器６１（大径筒部６２）の周壁側へと案内するために、粉粒体収容容器６１の内側には上面待ち受けガイド６８が設けられている。上面待ち受けガイド６８は、容器内回転盤７０の上面に隣接配置されかつキャップ６５に固定されている。
【００２２】
上面待ち受けガイド６８は、帯板状をなしておりその平面を供給モータ６６の回転駆動シャフト６７の側面に当接させて取り付けることで、容器内回転盤７０の回転方向に対して上面待ち受けガイド６８が傾斜し、容器内回転盤７０の回転時に、容器内回転盤７０上の粉粒体試料Ｓが上面待ち受けガイド６８に堰き止められて容器内回転盤７０の外縁部に向けて案内される。そして、回転盤１１の回転による遠心力により、容器内回転盤７０の外縁部と粉粒体収容容器６１の周壁との間の環状隙間６４Ａに粉粒体が入り込む。また、上面待ち受けガイド６８が粉粒体収容容器６１内の粉粒体試料Ｓを撹拌するので、粉粒体収容容器６１内で粉粒体試料Ｓが固まったり、詰まったりすることを防ぐことができる。
【００２３】
容器内回転盤７０の下面には、環状隙間６４Ａに入り込んだ粉粒体試料Ｓを容器内回転盤７０の下方に取り込んで、小径筒部６３へと案内する為の溝形構造の粉粒体導入路（図示せず）が形成されている。粉粒体導入路は、容器内回転盤７０の回転方向と逆側に膨らむように緩やかに湾曲して延びている。容器内回転盤７０が回転すると、粉粒体導入路の両側壁のうち、容器内回転盤７０の回転方向における後方側の側壁に押されて粉粒体試料Ｓが環状隙間６４Ａから小径筒部６３に向かって移動する。そして、小径筒部６３を通って粉粒体排出口６３Ａから排出される。
【００２４】
小径筒部６３の下端部は、測定器ケース２５の上壁に設けられた開口２５Ｃから測定器ケース２５内に挿入されており、粉粒体排出口６３Ａとサンプル容器２６の開口とが、回転盤１１の半径方向で対向配置されている。そして、回転盤１１の回転中に粉粒体排出口６３Ａから排出された粉粒体試料Ｓは、遠心力によって回転盤１１の径方向外側に飛び出して、サンプル容器２６に受容される。
【００２５】
回転ホイール１４の内周面のうち、周方向でサンプル用測定器２０から１８０度離れた位置（回転中心を挟んでサンプル用測定器２０と正反対の位置）には、回転盤１１の回転に伴いダミーウェイト５０にかかる遠心力を測定するためのウェイト用遠心力測定器３０（以下、単に、「ウェイト用測定器」という。本発明の「第１の遠心力測定器」に相当する）が固定されている。ウェイト用測定器３０は、ダミーウェイト５０を収容したウェイトケース３１と、ウェイトケース３１の下面側（回転盤１１の径方向外側）に設けられた計量器３４とから構成される。ウェイトケース３１は、ダミーウェイト５０をキズや汚れから保護して質量を一定に保ったり、風圧の影響を排除するために設けられ、皿形のウェイト台３２と、ダミーウェイト５０の全体を覆ったウェイトカバー３３とを一体に備えた構造をなしている（図２参照）。そして、回転盤１１の回転によりダミーウェイト５０及びウェイトケース３１にかかる遠心力が、計量器３４にて計測され制御処理部９０に出力される。
【００２６】
ここで、図１に示すように、サンプル用測定器２０とウェイト用測定器３０とを、回転ホイール１４の内周面の互いに１８０度離れた位置に配置したことで、それらが互いにバランスウェイトとして機能し、回転盤１１の回転時の振動を抑えることができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、計量器２４，３４と制御処理部９０との間が、無線通信手段（例えば、Ｂｕｌｅｔｏｏｔｈ、赤外線通信）によって無線接続されている。また、サンプル用測定器２０及びウェイト用測定器３０は、内蔵バッテリーによって駆動可能となっている。
【００２８】
回転盤１１には、ダミーウェイト５０をウェイトケース３１内で移動させて、ウェイト台３２に対して接離させるためのウェイト移動機構が備えられている。
【００２９】
図６に示すように、ウェイト移動機構は、回転盤１１の円筒ハブ１３の外周面からウェイト用測定器３０に向かって片持ち梁状に延びた伸縮シャフト４１の先端部にウェイト懸架部材４２を備えてなり、ウェイト懸架部材４２が、ウェイトカバー３３の貫通孔３３Ａを介してダミーウェイト５０の頭部に係脱可能に係合している。伸縮シャフト４１の基端部側の外周面には雄螺子が形成されており、円筒ハブ１３の外周面から突出した螺合筒部４３の内側に螺合している（図１参照）。そして、伸縮シャフト４１と螺合筒部４３の螺合量が変化することで、伸縮シャフト４１が回転盤１１の径方向に伸縮するように構成されている。
【００３０】
即ち、図６に示すように、伸縮シャフト４１と螺合筒部４３との螺合量が比較的小さくなって、伸縮シャフト４１が回転盤１１の径方向外側に伸びると、ウェイト懸架部材４２の位置がウェイト台３２に接近する。この状態で回転盤１１が回転すると、ダミーウェイト５０は遠心力によって回転盤１１の径方向外側へ変位してウェイト台３２に押し付けられる。即ち、ウェイト用測定器３０が、ダミーウェイト５０にかかる遠心力を受ける状態になる。
【００３１】
一方、図７に示すように、伸縮シャフト４１と螺合筒部４３との螺合が比較的大きくなって、伸縮シャフト４１が回転中心側に縮むと、ウェイト懸架部材４２が、ウェイト台３２から遠退いて、ダミーウェイト５０がウェイト台３２から引き離される。この状態で回転盤１１が回転した場合、ダミーウェイト５０はその遠心力に抗してウェイト台３２から離された状態に保持される。即ち、ウェイト用測定器３０が、ダミーウェイト５０にかかる遠心力を受けない状態になる。
【００３２】
ここで、ウェイト台３２の上面からは、ダミーウェイト５０の底部（回転盤１１の回転中心）に向かって凸部３５が突出しており、ダミーウェイト５０の芯部には、ウェイト台３２側（回転盤１１の径方向外側）に開放して凸部３５が常時突入した凹部５１が形成されている。この凸部３５と凹部５１の凹凸係合により、ダミーウェイト５０は、回転盤１１の径方向への直動が許容されかつ、その他の方向への移動が禁止される。これにより、ウェイト用測定器３０がダミーウェイト５０にかかる遠心力を受けている状態（図６の状態）で、ダミーウェイト５０の重心が所定の回転半径位置となるように配置される。
【００３３】
本実施形態の構成に関しては以上であって、次に、この質量測定装置１０を使用して、無重力空間で所定量の粉粒体試料Ｓをサンプル容器２６に量り取る場合の動作について説明する。
【００３４】
質量測定装置１０の電源を投入すると、各測定器２０，３０の原点調整が行われる。具体的には、サンプル用測定器２０に空のサンプル容器２６がセットされ（図３の状態）かつ、ダミーウェイト５０がウェイト台３２から離されてウェイト用測定器３０がダミーウェイト５０にかかる遠心力を受けない状態（図７の状態）で回転盤１１を回転させ、その回転中の任意の角速度ωにおいて、サンプル用測定器２０とウェイト用測定器３０の測定結果が共に「０」になるように設定する。
【００３５】
次に、ダミーウェイト５０にかかる遠心力が測定される。具体的には、サンプル容器２６が空の状態でかつ、ウェイト用測定器３０がダミーウェイト５０にかかる遠心力を受ける状態で、回転盤１１を回転させる（図２参照）。このときの回転盤１１の回転中心とダミーウェイト５０の重心との間の距離はダミーウェイト５０の回転半径ｒ１として制御処理部９０に取得される。そして、サンプル用測定器２０の測定結果が「０」となったときのウェイト用測定器３０の測定結果が制御処理部９０に取得されかつ、「測定実行基準値」として設定される。この制御処理部９０に取得されたウェイト用測定器３０の測定結果（測定実行基準値）は、ダミーウェイト５０以外の質量を有する物体、即ち、ウェイトケース３１にかかる遠心力が差し引かれた値となる。つまり、ダミーウェイト５０を回転半径ｒ１で、原点調整時と同一回転速度（角速度ω）で円運動させた場合の、ダミーウェイト５０にかかる遠心力Ｆ１となる。以上で、初期設定は完了である。この初期設定は、サンプル容器２６を取り替える毎に行う。
【００３６】
初期設定に引き続いて、粉粒体試料Ｓの質量測定が行われる。即ち、ウェイト用測定器３０がダミーウェイト５０にかかる遠心力を受ける状態（図２の状態）で回転盤１１が回転駆動されかつその回転状態で、粉粒体収容容器６１内で容器内回転盤７０が回転駆動され、粉粒体供給装置６０からサンプル容器２６へと粉粒体試料Ｓが供給される（図４参照）。
【００３７】
そして、ウェイト用測定器３０の測定結果が、測定実行基準値（ダミーウェイト５０の遠心力Ｆ１）と一致したと同時に、サンプル用測定器２０の測定結果が制御処理部９０に取得される。この制御処理部９０に取得されたサンプル用測定器２０の測定結果は、粉粒体試料Ｓ以外の質量を有する物体、即ちサンプル台２１及びサンプル容器２６にかかる遠心力が差し引かれた値となる。つまり、粉粒体試料Ｓを回転半径ｒ２で、原点調整時と同一回転速度（角速度ω）で円運動させた場合の、粉粒体試料Ｓにかかる遠心力Ｆ２となる。
【００３８】
また、サンプル用測定器２０の測定結果を取得するのと同時に、回転盤１１の回転中心と、サンプル容器２６に収容された粉粒体試料Ｓの重心との距離が粉粒体試料Ｓの回転半径ｒ２として制御処理部９０に取得される。ここで、粉粒体試料Ｓの回転半径ｒ２は、以下のようにして求めればよい。例えば、サンプル用測定器２０にサンプル容器２６がセットされた状態で、回転中心とサンプル容器２６の内底面２６Ａ（図３参照）までの距離を予め測定しておき、その距離から、サンプル容器２６内に堆積した粉粒体試料Ｓの堆積高さの１／２を減算したものを粉粒体試料Ｓの回転半径ｒ２とすればよい。
【００３９】
次いで、制御処理部９０にて、取得された各パラメータを利用して試料Ｓの質量が演算される。即ち、ダミーウェイト５０の遠心力Ｆ１と、既知のダミーウェイト５０の質量ｍ１及び既知のダミーウェイト５０の回転半径ｒ１から算出可能な回転盤１１の実際の回転速度（角速度ω）を利用して、サンプル容器２６に収容された粉粒体試料Ｓの遠心力Ｆ２と、既知の回転半径ｒ２とから試料Ｓの質量ｍ２を演算する。
【００４０】
より具体的には、例えば、
Ｆ１＝ｍ１・ｒ１・ω２              ・・・・（１）
Ｆ２＝ｍ２・ｒ２・ω２              ・・・・（２）
ｍ２＝Ｆ２・ｍ１・ｒ１／（Ｆ１・ｒ２）・・・・（３）
上記したダミーウェイト５０の運動方程式（１）と、試料Ｓの運動方程式（２）とから求められる関係式（３）に、取得した各パラメータＦ１，Ｆ２，ｍ１，ｒ１，ｒ２を代入することでサンプル容器２６に受容された粉粒体試料Ｓの質量ｍ２を算出する。なお、制御処理部９０は本発明の「質量演算部」に相当する。
【００４１】
そして、算出された粉粒体試料Ｓの質量ｍ２が、予め設定された目標質量と一致するまで、粉粒体試料Ｓの供給を続け、目標質量と一致したときに、供給モータ６６の回転を停止して、粉粒体試料Ｓの供給を停止する（図５参照）。これにより、予め設定した質量分の粉粒体試料Ｓをサンプル容器２６に量り取ることができる。
【００４２】
その後、回転盤１１を停止して測定器ケース２５からサンプル容器２６を取り出し、新たに空のサンプル容器２６をセットして、上述した原点調整から繰り返すことで、複数のサンプル容器２６に所定の質量ずつ粉粒体試料Ｓを分配供給することができる。
【００４３】
このように、本実施形態によれば、ダミーウェイト５０の遠心力Ｆ１と既知の質量ｍ１と既知の回転半径ｒ１とから算出可能な実際の回転速度（角速度ω）を利用して、試料Ｓの遠心力Ｆ２と既知の回転半径ｒ２とから試料Ｓの質量ｍ２を演算するから、回転盤１１の回転速度が途中で変動しても、試料Ｓの質量ｍ２を正確に測定することができる。これにより、回転盤１１の動力源に関して選択の自由度が向上する。例えば、回転盤１１の動力源をモータ等の動力発生装置ではなく、人力にすることも可能である。
【００４４】
［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００４５】
（１）上記第１実施形態における粉粒体供給装置６０の換わりに、図８に示す液体供給装置１００（本発明の「試料供給装置」に相当する）を設けてもよい。図９に示すように、液体供給装置１００は、液体の試料Ｓを収容可能なシリンダ１０３と、シリンダ１０３内で直動可能なピストン１０２と、ピストン１０２の動力源１０１とを備えた構造とすればよい。さらに、シリンダ１０３の内部に、放射状の切り込み１０４Ｓを備えた円板状のスリットバルブ１０４（図１０参照）を配設すると共に、シリンダ１０３のノズル１０５に放射状の切り込み１０５Ｓを形成しておき、液体試料Ｓがピストン１０２に押された状態では、それら切り込み１０４Ｓ，１０５Ｓの幅が拡がって液体試料Ｓの通過を許容し、押されていない状態では切り込み１０４Ｓ，１０５Ｓの幅が狭まって液体試料Ｓの通過を規制するように構成してもよい。
【００４６】
（２）また、一旦、サンプル容器２６に収容された液体試料Ｓを、サンプル容器２６内に引き留めるために、液体試料Ｓとサンプル容器２６の内面との接触面積がなるべく大きくなるようにしてもよい。具体的には、図１１（Ａ）に示すようにサンプル容器２６の底部内面を円錐状に窄めたり、同図（Ｂ）及び同図（Ｃ）に示すように半球状の凸部２６Ｂや凹部２６Ｃ（ディンプル）を設けた構成とすればよい。
【００４７】
（３）第１実施形態の構成において、測定器ケース２５の内側を吸引して、サンプル容器２６に入らなかった粉粒体を排除するようにしてもよい。このようにすれば、サンプル容器２６に入らなかった粉粒体試料Ｓによる測定誤差を防ぐことができる。
【００４８】
（４）上記実施形態の質量測定装置１０は、無重力空間のみならず、微小重力空間や、重力が働く地球上においても、試料Ｓの質量を測定することが可能である。地球上で使用する場合には、回転盤１１が水平回転するように設置して試料Ｓに水平方向の遠心力をかけることで、試料Ｓの質量を測定することができる。
【００４９】
（５）上記実施形態において、制御処理部９０と、サンプル用測定器２０及びウェイト用測定器３０との間は無線通信手段で接続していたが、ロータリージョイントやスリップリングを介して有線接続してもよい。また、サンプル用測定器２０及びウェイト用測定器３０は内蔵バッテリーにて駆動されていたが、ロータリージョイントやスリップリングを介して外部電源から電力を供給してもよい。
【００５０】
（６）試料Ｓの質量は、以下のようにして測定してもよい。即ち、測定実行基準値を予め設定しておき、ウェイト用測定器３０にダミーウェイト５０の遠心力がかかる状態でかつサンプル用測定器２０に試料Ｓの遠心力がかからない状態（試料Ｓの供給を停止した状態）でウェイト用測定器３０の測定結果が予め設定した測定実行基準値になったときに、サンプル用測定器２０の測定結果が０になるように原点調整を行っておき、サンプル用測定器に試料Ｓの遠心力がかかる状態（試料Ｓの供給を行った状態）で、ウェイト用測定器３０の測定結果が測定実行基準値になったときに、サンプル用測定器２０の測定結果を試料Ｓにかかる遠心力として取得するようにしてもよい。この場合、ダミーウェイト５０の遠心力は、試料Ｓを回転盤１１から外しかつ、ウェイト用測定器３０にダミーウェイト５０の遠心力がかからない状態で回転盤１１を回転し、サンプル用測定器２０の測定結果が０になったときのウェイト用測定器３０の測定結果を、測定実行基準値から差し引いて求めればよい。
【００５１】
（７）上記実施形態では、試料Ｓ及びダミーウェイト５０に遠心力をかけるための回転盤１１を、装置台に固定された（支持スタンド１２に軸支された）構造としたが、宇宙空間で連続回転する宇宙ステーションを、本発明の「回転盤」として利用することも可能である。
【００５２】
（８）上記実施形態において、計量器２４，３４には、各種荷重センサ（例えば、ロードセル）を使用したはかりを使用することができる。
【００５３】
（９）質量測定装置は以下のような構成としてもよい。即ち、質量が未知な試料を収容可能なカプセルと、質量が既知なダミーウェイトとを、回転盤としてのターンテーブルの２位置に配置して、ターンテーブルの回転中心とカプセル及びダミーウェイトとの間をそれぞれワイヤーで連結し、試料及びダミーウェイトにかかる遠心力を、各ワイヤーにかかる張力として検出する１対の遠心力測定器（張力計）を設けた構成でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る質量測定装置の全体構成を示した概念図
【図２】質量測定装置の側断面図
【図３】粉粒体供給装置の側断面図
【図４】サンプル容器に粉粒体を供給している状態の粉粒体供給装置の側断面図
【図５】粉粒体の供給を停止した状態の粉粒体供給装置の側断面図
【図６】ダミーウェイトにかかる遠心力を受けている状態のウェイト用測定器及びダミーウェイトの側断面図
【図７】ダミーウェイトにかかる遠心力を受けてない状態のウェイト用測定器及びダミーウェイトの側断面図
【図８】液体供給装置の斜視図
【図９】（Ａ）液体供給装置の側断面図、（Ｂ）液体試料を押し出した状態の液体供給装置の側断面図
【図１０】スリットバルブの斜視図
【図１１】（Ａ）サンプル容器の側断面図、（Ｂ）サンプル容器の変形例の側断面図、（Ｃ）サンプル容器の変形例の側断面図
【符号の説明】
【００５５】
１０    質量測定装置
１１    回転盤
２０    サンプル用測定器
２１Ｂ    容器保持凹部
２６    サンプル容器
３０    ウェイト用測定器
５０    ダミーウェイト
６０    粉粒体供給装置（試料供給装置）
９０    制御処理装置
９０    制御処理部
１００    液体供給装置（試料供給装置）
Ｆ１    ダミーウェイトの遠心力
Ｆ２    試料の遠心力
Ｓ    試料
ｍ１    ダミーウェイトの質量
ｍ２    試料の質量
ｒ１    ダミーウェイトの回転半径
ｒ２    試料の回転半径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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