JP2021117129A

JP2021117129A - 分析天びん

Info

Publication number: JP2021117129A
Application number: JP2020011292A
Authority: JP
Inventors: 淳史飯塚; Junji Iizuka; 正幸河合; Masayuki Kawai
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2040-01-28
Also published as: JP7380255B2

Abstract

【課題】風防ケース内のひょう量室における空気の対流の発生を防止して、計量の安定性の低下や再現性能の劣化を防止できるようにする。【解決手段】分析天びんの天面を構成する天面風防ガラス７を、２枚の矩形ガラス板７ａ，７ｂの周縁を、これらガラス板７ａ，７ｂと同じ外寸を有する矩形枠状のスペーサ７ｃの上下に貼り合わせて形成されたいわゆるペアガラスにより構成し、両ガラス板７ａ，７ｂ間に断熱層を形成して、風防ケース内のひょう量室への外部の熱の影響を遮断する熱遮断構造とする。【選択図】図２

Description

本発明は、風防ケースを備える分析天びんに関する。

高精度、高分解能の分析天びんでは、外部の気流が計量精度に大きく影響するため、外部気流の影響を受けないように、風防ケースにより計量皿の周囲を包囲して、ひょう量室を設けることが一般に行われている。

すなわち、従来の分析天びんは図４に示すように構成され、分析天びん５１の風防ケース５２は下面が開口した直方体の箱状を有し、試料重量を計測する電気回路や計量値を表示する表示部５３などを収容した本体ケース５４の上面に風防ケース５２が配置され、本体ケース５４の上面に設けられた計量皿５５の周囲が風防ケース５２により包囲されて、風防ケース５２内に外部気流の影響を受けないひょう量室５６が形成される。このひょう量室５６を外部から透視できるように、風防ケース５２の天面５７および４つの側面５８が、例えば透明ガラスによって構成される（例えば、特許文献１参照）。

このとき、風防ケース５２の天面５７および左右の側面５８は開閉可能に形成され、被ひょう量物の出し入れを行う際に、天面５７または左右の側面５８のいずれか出し入れし易い面を開放できる構成が採用される。このような風防ケースを備えた分析天びんは、通常、外部の気流や温度が安定した所定の測定室などの測定環境のもとに設置される。

特開２０１１−２５７３０５号公報（段落０００２〜０００３および図７）

ところで、分析天びん５１が設置される測定環境はその温度を一定に保持するために、通常、空調設備が設置されるが、特許文献１に記載のような従来の風防ケース５２の場合、空調の影響を受けないと考えられてきた。ところが本願発明者が鋭意研究した結果、特許文献１に記載のような従来の風防ケース５２を備える分析天びんであっても、風防ケース５２内に対流が発生することを発見した。この原因として、風防ケース５２の天面５７に冷風や温風が当たって風防ケース５２の天面５７に温度変化が生じ、天面５７とひょう量室５６の下方の計量皿５５周辺に温度差をさらに生じさせ、温度変化が風防ケース５２内の対流を発生させるということを特定した。

このように、例えば冷房環境では風防ケース５２の天面５７の温度が下がると、これに起因してひょう量室５６の上部の空気の温度が下部よりも低下するため、ひょう量室５６の下部の空気の上昇と上部の空気の下降が促されてひょう量室５６内に空気の対流が発生し、その結果、計量の安定性の低下や再現性能の劣化を招くおそれがある。

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、風防ケース内のひょう量室における空気の対流の発生を防止して、計量の安定性の低下や再現性能の劣化を防止できるようにすることを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明の分析天びんは、風防ケースを備える分析天びんにおいて、前記風防ケースの少なくとも天面が、前記風防ケース内への外部の熱の影響を遮断する熱遮断構造を有することを特徴としている。

また、少なくとも２枚の板材がそれらの間に断熱層を介在して配設されて前記天面が形成され、前記熱遮断構造が構成されていてもよく、前記天面が該天面を除く前記風防ケースの他の面よりも熱伝導率の低い材質の板材により形成され、前記熱遮断構造が構成されていてもよい。

また、風防ケースを備える分析天びんにおいて、前記風防ケースの天面に設けられて前記天面を加熱する加熱手段を備えていてもよい。

本発明によれば、分析天びんの測定環境における空調によって風防ケースの天面の温度が低下したとしても、従来のように風防ケースの天面内部の温度が変化することを防止できるため、風防ケース内温度の変化に起因した風防ケース内の空気の対流の発生を未然に防止することができ、計量の安定性の低下や再現性能の劣化を防止することができ、計量精度の優れた分析天びんを提供することが可能になる。

本発明の第１実施形態に係る分析天びんの斜視図である。図１における風防ケースの天面の分解斜視図である。本発明の第２実施形態に係る分析天びんの一部の平面図である。従来の分析天びんの斜視図である。

＜第１実施形態＞
本発明に係る分析天びんの第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する。なお、図１は全体の斜視図、図２は風防ケースの天面の分解斜視図である。

図１に示すように、本実施形態における分析天びん１は、試料重量を計測する電気回路を内蔵した本体ケース２と、本体ケース２の前上面に配設されて計量値を表示する表示部３と、本体ケース２の上面に配設された計量皿４と、下面が開口し本体ケース２に上面側から被せられて計量皿４の周囲を包囲する直方体の箱状の風防ケース５とを備え、外部気流の影響を受けないひょう量室６が風防ケース５の内部に形成される。

風防ケース５は、天面を構成する天面風防ガラス７と、左側面および右側面それぞれを構成する左側面風防ガラス８ａおよび右側面風防ガラス８ｂと、前面および後面それぞれを構成する前面風防ガラス８ｃおよび後面風防ガラス８ｄとを備えており、天面風防ガラス７および左、右側面風防ガラス８ａ，８ｂには把手９が取り付けられ、把手９を把持してこれらの風防ガラス７，８ａ，８ｂを開閉できるように各風防ガラス７，８ａ，８ｂが設けられている。

ところで、天面風防ガラス７は、図２に示すように、いわゆるぺアガラスにより形成され、２枚の矩形ガラス板７ａ，７ｂの周縁が、これらガラス板７ａ，７ｂとほぼ同じ外寸を有する矩形枠状のスペーサ７ｃの上下に貼り合わされて形成されている。ここで、２枚のガラス板７ａ，７ｂ間には断熱層が形成され、ペアガラスによる熱遮断構造の採用により、風防ケース５内のひょう量室６への外部の熱の影響が遮断される。

なお、２枚のガラス板７ａ，７ｂ間の断熱層は、乾燥空気のほか窒素ガス、アルゴンガスなどのガラスよりも熱伝導率の低い気体を充填して形成したものや、熱伝導率がガラスよりも低い透明な樹脂を充填したり、透明な樹脂板を介挿したりして形成したものであってもよい。ここで、透明な樹脂として、例えばアクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂などを使用するとよい。

そして、風防ケース５の天面にペアガラスによる熱遮断構造を採用したことにより、風防ケース５の天面風防ガラス７に測定環境における空調の風が当たっても、ひょう量室６の上部の空気の温度が変化するのを防止できるため、ひょう量室６の上部の空気と下部の空気の温度差が小さく抑えられるため、ひょう量室６における空気の対流の発生が抑制される。

したがって、従来の風防ケースを備えた分析天びんであれば風防ケース外部の対流しか抑制することができなかったが、上記した実施形態によれば、測定環境の空調の冷却風によって風防ケース５の天面風防ガラス７の温度が低下してひょう量室６の上部の温度が下部よりも下がるのを防止することができ、従来のように風防ケースの天面の温度が低下することに起因した風防ケース内の空気の対流の発生を未然に防止することができ、計量の安定性の低下や再現性能の劣化を防止することができ、計量精度の優れた分析天びんを提供することができる。

このとき、風防ケース５の天面風防ガラス７をペアガラスにより形成することにより、風防ケース５の天面の透明性を維持できて外部からひょう量室６を視認することができ、ひょう量室６の様子を確認しつつ計測作業を行うことができる。

＜第２実施形態＞
本発明に係る分析天びんの第２実施形態について、図３を参照して説明する。

本実施形態において、上記した第１の実施形態と異なるのは、図３に示すように、例えば風防ケース５の天面風防ガラス７の表面周縁部に加熱手段としての熱線抵抗１１を配置し、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ／酸化インジウム錫）の成膜技術により熱線抵抗１１を天面風防ガラス７の表面に貼りつけ、図外の電源により熱線抵抗１１に通電して天面風防ガラス７を加熱するようにした点である。このとき、ひょう量室６に空気の対流が生じないよう、ひょう量室６の上部の空気を加熱でき計測に支障が生じない程度に加熱するように、熱線抵抗１１の発熱量を設定しておくのが望ましい。

そして、加熱手段である熱線抵抗１１に、図示しない電源装置により例えば常時通電しておくことによって、分析天びん１の測定環境における空調の冷却風が風防ケース５の天面風防ガラス７に当たっても、天面風防ガラス７が加熱されることから、ひょう量室６の上部の空気の温度が下部よりも低下することが未然に防止される。

したがって、第２実施形態によれば、上記した第１実施形態と同様、従来のように風防ケース５の天面風防ガラス７の温度が低下することに起因したひょう量室６における空気の対流の発生を未然に防止することができ、計量の安定性の低下や再現性能の劣化のない計量精度の優れた分析天びんを提供することができる。

なお、本発明は上記した各実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上記したもの以外に種々の変更を行なうことが可能である。例えば、上記した第１実施形態では、風防ケース５の天面をペアガラスから成る天面風防ガラス７とした例について説明したが、天面風防ガラス７に代えて、単にガラスよりも熱伝導率の低い透明樹脂の板材により天面を構成してもよい。

また、上記した第１実施形態では、ペアガラスによる熱遮断構造を風防ケース５の天面にのみ採用した例について説明したが、風防ケース５の前後左右のすべての側面もペアガラスによる熱遮断構造を採用してもよい。

また、上記した第２実施形態では、加熱手段である熱線抵抗１１を天面風防ガラス７の表面周縁部に配置した場合について説明したが、熱線抵抗１１は周縁部に配置される場合に限定されるものではなく、加熱手段も熱線抵抗１１に限るものではない。

また、上記した第２実施形態では、熱線抵抗１１により風防ケース５の天面を常時加熱するとしたが、ひょう量室６の上部および下部の空気の温度それぞれをセンサにより検出し、風防ケース５の上部の温度が下部よりも低下してひょう量室６で空気の対流が発生しそうなときに、加熱手段に通電して天面を加熱する制御を行うようにしてもよい。

また、上記した第２実施形態において、電源装置は測定環境における室内灯の光で発電する太陽電池を使用すればよく、さらに太陽電池により発電した電気エネルギーを蓄電地に溜めて加熱手段に給電するようにしてもよい。

また、本発明は、風防ケースを備える分析天びんに適用することができる。

１ …分析天びん
５ …風防ケース
７ …天面風防ガラス（天面）
１１ …熱線抵抗（加熱手段）

Claims

風防ケースを備える分析天びんにおいて、
前記風防ケースの少なくとも天面が前記風防ケース内に対する前記風防ケース外部の熱の影響を遮断することにより、前記風防ケース内の対流を抑制する熱遮断構造を有することを特徴とする分析天びん。
少なくとも２枚の板材がそれらの間に断熱層を介在して配設されて前記天面が形成され、前記熱遮断構造が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の分析天びん。
前記天面が該天面を除く前記風防ケースの他の面よりも熱伝導率の低い材質の板材により形成され、前記熱遮断構造が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の分析天びん。
風防ケースを備える分析天びんにおいて、
前記風防ケースの天面に設けられて前記天面を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする分析天びん。