JP2013164319A - 物品の密度測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貫通孔を有するリング状物品や筒状物品の比重天秤法による密度測定を、貫通孔の内面などに付着する気泡の影響を低減して正確に行えるようにすることを課題としている。
【解決手段】測定対象の同一品種の物品１を複数個ひとまとめにして水槽に浸漬し、この状態で水中重量を計測し、空中重量と水中重量の差に基づいて前記物品の密度を測定する比重天秤法による物品の密度測定方法において、前記物品１を、各物品に形成された貫通孔２に線材３を通してその線材３で吊り下げ、この状態で天秤５による水中重量の計測を行うようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、物品の密度を、比重天秤法を用いて測定する物品の密度測定方法に関する。詳しくは、測定対象の物品が単品では重量が小さすぎて天秤による水中重量の計測が困難なものであるときにその有効性が特に顕著に現われる測定方法である。

例えば、粉末冶金法で製造される軸受などの焼結物品は、品質を調べるために、完成品について密度を測定することが行われている。その密度測定法のひとつに、下記特許文献１などに開示された比重天秤法がある。その比重天秤法は、受け皿（天秤皿）に載せられた測定対象の試料を水に浸漬し、その試料の浸漬前後の重量差、即ち、空中重量と水中重量の差を求めてその重量差を元に試料の密度を測定する。

この方法による密度測定は、小重量物品については、数個をひとまとめにし、その数個の物品を天秤に吊り下げられる金網の受け皿に載せて水槽に浸漬する方法で実施されている。天秤で計測できる重量には下限があり、下限値以下の重量の物品は単品での計測が精度よく実施できないことから、数個をひとまとめにして測定する方法が採られている。

特開２００５−９８８６４号公報

数個をまとめて密度を測定する物品の中には、小サイズのブッシュやリングなども含まれている。これ等の部品は、貫通孔を有しており、比重天秤の水に浸したときに内径面（貫通孔の内面）に気泡が残留しやすい。

そのような物品を、金網の受け皿に載せ、それを天秤に吊り下げて水槽内の水に浸す従来の水中重量計測法では、物品の内径に残留した気泡が計測精度に大きな影響を及ぼす。

金網の受け皿に載せた物品は、受け皿を吊り下げたときに撓みを生じる受け皿の中央に
集中しやすく、姿勢も不規則になりやすい。そのような状況では、物品の内径に残留した気泡が放出され難いため、気泡の残留量が多くなりがちである。また、金網の受け皿を使用すると、受け皿に付着する気泡も無視できない量になる。この気泡により、水中重量の計測結果が不安定になって、密度の測定誤差が大きくなる。

この発明は、貫通孔を有するリング状物品や筒状物品の比重天秤法による密度測定を、気泡の影響を低減して正確に行えるようにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、測定対象の同一品種の物品を複数個ひとまとめにして水槽に浸漬し、この状態で水中重量を計測し、空中重量と水中重量の差に基づいて前記物品の密度を測定する比重天秤法による物品の密度測定方法において、
前記複数個の物品を、各物品に形成された貫通孔に線材を通してその線材で吊り下げ、この状態で天秤による水中重量の計測を行うようにした。

かかる密度測定方法では、線材で吊り下げた物品を水槽に浸漬し、水中で振動させた後に水に沈めたままにして水中重量の計測を行うと好ましい。

この発明の密度測定方法では、測定対象の物品を線材で吊り下げて水中重量の計測を行うので、金網の受け皿に物品を載せて水に浸す従来法に比べて物品の貫通孔に残留する気泡が減少する。

貫通孔に線材が通されていると、その線材が気泡を誘導するガイド的な役割を果たし、線材を伝って気泡の流出が起こると考えられる。

線材で吊るした物品を水中で振動させると、その振動によって貫通孔内で水の相対移動が生じて気泡の流出が促されるため、気泡の残留量が特に少なくなる。

金網の受け皿を使用しないことで、受け皿に付着する気泡の影響も無くなり、これにより、気泡の影響が薄れて水中重量の計測精度が高まり、結果として密度の測定精度が向上する。

この発明の比重天秤法による密度測定方法の一例を示すイメージ図 線材による物品の吊り下げ形態の一例を示す図 線材による物品の吊り下げ形態の他の例を示す図 測定対象の物品の一例を示す斜視図

以下、この発明の物品の密度測定方法の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。密度測定を行う物品の一例を図４に示す。例示の物品１は、含油軸受として利用する焼結体のブッシュであって、中心に貫通孔２を有する。このブッシュは、例えば、外径Ｄが５ｍｍ、内径ｄと全長Ｌが共に３ｍｍ、単重が０．２ｇの物品である。

この発明の方法は、このような物品を、図２或いは図３に示すように、線材３を使用して吊り下げる。線材３で吊り下げる物品の数は、物品の単重が天秤による計測下限を下回っている場合には、総重量が計測下限を上回るように設定する。物品の単重が天秤による計測下限を上回っていれば勿論、１個単位での計測も可能である。

物品を吊り下げる線材３は、針金でよい。金属や樹脂のモノフィラメントや素線を撚り合わせたワイヤーなども利用できる。要は、測定する物品を吊り下げ得る強度を持った線材であればよい。

線材３による物品１の吊り下げは、物品の貫通孔２に線材３を通し、その線材の両端をつないで図２に示すように輪を作る。そして、その輪を図１に示すように天秤５に吊るす。

図３に示すように、一端にストッパ４を設けた線材３をストッパ４が下になる向きにして垂らし、その線材３の外側に、測定する物品１をストッパ４上に積み重なるように挿入し、線材３の他端を天秤のフックに巻きかけるなどして吊り下げることもできる。

このようにして線材３で吊り下げた物品１を、図１に示すように、天秤５のフック（測定子）６に吊るして水の張られた水槽７に浸漬する。好ましくはその後に水中にある物品１を線材３と一緒に振動させて（揺すって）各物品の内径孔に付着した気泡の排出を促す。そして、その後に水中重量を計る。また、その前後に空中重量を計り、その空中重量と水中重量の差（線材の重量が差し引かれた値）を求める。その差と、物品の体積と、１回の測定でセットにする物品の数から、物品の密度を求めることができる。

なお、水中重量の計測後に空中重量を計る場合には、物品の水切りを完全に行って空中重量を計る。

また、水槽７に沈めて振動させた物品は、水中重量を計測する前に水槽から出すと再度気泡が付着するので、水中重量を計測し終えるまで、水槽から出さないようにする。

試作した焼結軸受（ブッシュ）の密度測定を行った。測定に供した焼結軸受（試料）は、外径Ｄ：φ５ｍｍ、内径ｄ：φ３ｍｍ、全長Ｌ：３ｍｍ、単重：０．２ｇである。この焼結軸受を、２０個を１セットにして図２に示すように針金の外周に通し、それを天秤のフックに吊るした状態で水槽に浸漬して水中重量を計った。また、その前に空中重量も計った。そして、その計測を２回実施した。なお、水中重量の測定は、針金で吊るして水中に沈めた焼結軸受を軽く揺すった後に実施した。

空中重量と水中重量の測定は、新光電子社製の電子天秤ＳＫ−６０Ｈを使用して行った。

また、比較のために、２０個の焼結軸受を金網の受け皿を用いて吊り下げて空中重量の計測と天秤に吊るした状態での水中重量の計測を２回実施した（従来法）。

評価の条件を揃えるために、１回目と２回目の計測は、同一焼結軸受を使用して行った。また、発明の方法と従来法での計測も同一焼結軸受を使用して行った。なお、１回目と２回目の計測及び発明方法と従来法による計測は、先の計測で焼結軸受に付着した水分を完全に除去して次の計測を行なった。この評価試験の結果を表１、表２に示す。

この評価試験の結果からわかるように、従来法では、１回目と２回目に測定された物品の密度に約０．１５ｇ／ｃｍ^３の差がある。これに対し、この発明の方法で測定した密度の差は、０．０１ｇ／ｃｍ^３であり、測定値のばらつきが極めて小さい。これは付着した気泡の影響が排除されたからにほかならない。

１ 物品
２ 貫通孔
３ 線材
４ ストッパ
５ 天秤
６ フック
７ 水槽

Claims (2)

1. 測定対象の同一品種の物品（１）を複数個ひとまとめにして水槽（７）に浸漬し、この状態で水中重量を計測し、空中重量と水中重量の差に基づいて前記物品の密度を測定する比重天秤法による物品の密度測定方法において、
   前記複数個の物品（１）を、各物品に形成された貫通孔（２）に線材（３）を通してその線材で天秤（５）に吊り下げ、この状態で水中重量の計測を行うことを特徴とする物品の密度測定方法。
2. 線材（３）で吊り下げた前記物品（１）を水槽（７）に浸漬した状態で振動させ、その後、水に沈めたままにして水中重量の計測を行う請求項１に記載の密度測定方法。

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