JP4064219B2 - 秤用試料交換装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は、秤、特に比較測定秤用試料交換装置に関する。この試料交換装置は、被計量物を計量皿まで移送する働きをし、被計量物を保持する少なくとも二つの試料キャリアを有している。この試料キャリアは試料装置上に、互いに離して配置してある。
【０００２】
【従来技術】
比較測定秤用試料交換装置は、ＤＥ−Ｕ−２９５ １７ ３６８に開示されている。この文献が開示している試料交換装置は試料（この場合は検査分銅）を連続して計量皿へ移送し、続いて試料を計量皿から取り除く働きをする。被計量物は、スロットが形成され計量皿に対し上げ下ろし可能な受け台に載る。計量皿は、受け台の上げ下ろし時に受け台のスロットを通過するように構成された直立した隆起部を有している。隆起部を有する計量皿は、連結用の隆起部で接続される少なくとも四つの分枝から成る。この設計による比較測定秤では、異なる大きさの複数の分銅を極めて正確に計量できる。
【０００３】
比較測定秤は、被計量物の質量や体積を正確に計測するために使用される。公的な計量検査機関では、このタイプの秤が多く用いられている。比較測定による計量ではしばしば、大きさがさまざまに異なる検査分銅を扱う必要がある。この種の秤は、非常に正確な計量が可能であるということを基本条件にしている。したがって、検査分銅は計量工程中に、雰囲気の変化特にエアドラフトからの影響を受けないことが重要である。
【０００４】
分析用の試料取扱い装置として、掴み装置を用いて分析中の試料を秤まで移送し、続いてその試料を分析機器まで移送する装置が、ＤＥ−Ａ−３８ ２７ ２９３に開示されている。エアドラフトの問題を避けるため、囲われたスペース内で計量を行うが、このスペースは、計量皿に試料を置くときと、続いて試料を取り出すときに開かなければならない。
【０００５】
従来技術として公知である上記の装置の中で最後に述べた装置は、試料が計量皿へまたは計量皿から移送されるときに雰囲気に曝され、したがって計量皿の囲われたスペース内とは異なる温度になる場合があるという欠点がある。このリスクは、特に、計量皿まで相当長い距離を越えて試料の移送を行わねばならない場合に伴う。高精度の計量のためには、実際に計量を行う前に順応の工程を行う必要があるが、これには余計な時間がかかる。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、秤と協働して、被計量物にとって可能なかぎり最も安定した環境をつくりだす、特に、エアの流れを防ぎ、温度を一定に保つことにより、正確な計量を可能にする条件をつくりだす試料交換装置を提供することである。
【０００７】
【発明の要約】
本発明は、上記の目的にかなう解決を本願の請求項１において示す。計量皿を有する秤用試料交換装置は、互いに離して配置した少なくとも二つの試料キャリアを有し、それぞれの試料キャリアが被計量物の少なくとも一つのユニットを支持し、被計量物のユニットを計量皿へ移送することが可能である。個々のドラフトシールド部材は、少なくとも一部が透明な材料で形成されており、それぞれの試料キャリアに用いられ試料スペースの上側と両側を囲っている。
【０００８】
本発明による試料交換装置は、ドラフトシールドで囲まれた試料スペースから被計量物を取り出さずに被計量物を計量皿まで直接運ぶので、新しい試料を計量皿へ移送するときドラフトシールドを開く必要がない。そのため、被計量物が計量に好都合な環境から出る必要がない。ドラフトシールド部材を備えた各々の試料キャリアの方が、少なくとも一つの被計量物を計量位置まで運ぶために、計量皿に対して移動可能である。また、この構成により、試料スペースに収容された被計量物ユニットにとって安定した温度に保たれる。
【０００９】
好ましい実施例において、試料交換装置は、着脱可能な接続手段を用いて少なくとも二つの試料キャリアを取り付けることができるプラットフォームを有している。このプラットフォームは、少なくとも一つの被計量物を計量皿まで移送するために、計量皿の方向へ移動可能になっている。
【００１０】
試料キャリアが計量位置にあるとき、計量皿は、この試料キャリアに取り付けられたドラフトシールド部材で囲まれた試料スペース内に位置している。被計量物ユニットを計量皿まで移送するために、プラットフォームおよび／または試料キャリアは計量皿に対し上下に移動可能である。
【００１１】
本発明の有利な実施例において、ドラフトシールド部材は、特にガラス製の中空部品として構成されている。ドラフトシールド部材は、固定用リムを有する。ドラフトシールド部材を試料交換装置上の固定位置に置くため、ドラフトシールド部材の固定用リムは、試料交換装置の対応する固定用凹部に嵌まる。固定用リムと固定用凹部はともに多角形に形成し、固定用リムを固定用凹部の形状に合わせてもよい。
【００１２】
本発明の特に有利な実施例において、それぞれのドラフトシールド部材は、特にドラフトシールド装置の試料交換装置へ着脱するためのドラフトシールド装置の操作を可能にするグリップ装置を有している。
【００１３】
センサ用ホルダーは、試料交換装置のプラットフォームの凹部に取り付けられ、試料スペース内へ延びている。センサの目的は、試料スペースに収容された被計量物の環境パラメータ（たとえば温度や湿度など）を測定することにある。
【００１４】
本発明による特に有利な実施例において、試料キャリアは、格子部として形成されている。試料キャリアの計量位置で、直立した隆起部を有する計量皿が格子部を通って延びる。本発明の有利な変形例において、試料交換装置は、円形のプラットフォームを有していてもよい。この円形のプラットフォームは、円の中心を回転の中心として回転可能であり、試料交換装置のための受け位置を互いに９０°ずつ離して設けてある。この構成は、比較測定秤にとって特に有利である。
【００１５】
本発明による試料交換装置およびこの装置がどのように秤と協働するかについての詳細は、図面に示した比較測定秤の実施例に関する説明によって明らかにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、試料交換装置を備えた比較測定秤の全体を立体的に上から見た状態で示す。試料交換装置は、互いに９０°ずつ離れた四つの異なる位置に配置された被計量物を入れる四つの試料キャリア３を備えた円形プラットフォーム２を有している。図１では、見る者に最も近い前面の試料キャリア３だけが露出している。試料キャリア３は、たとえば多角形のフレーム１４で縁取られた平らな格子部９から成る。試料キャリア３は、プラットフォーム２の固定用凹部１５に嵌まり、プラットフォームに着脱自在になっている。試料交換装置の他の三つの位置にある各試料キャリア３は円錐台形の中空の部材に覆われている。中空の部材はそれぞれ、各試料キャリア３のためのドラフトシールド部材４の役目をし、試料キャリア上の被計量物を周辺の環境の悪影響から保護する。
【００１７】
各試料キャリア３に置かれた被計量物が、たとえば異なる大きさの検査分銅である場合もある。このような使い方は、比較測定秤にしばしば見られる。また、一つか複数の検査分銅が試料キャリア３上に同時に載せられる場合もある（図３参照）。
【００１８】
試料交換装置は、シリンダ５内にある円形プラットフォーム２の中心を回転の中心として水平面内で回転する。プラットフォーム２の回転は、試料キャリア３上に置かれた被計量物を計量皿まで移送する働きをする。また、プラットフォーム２は、上下に移動できるように設計されている。したがって、計量皿の位置にある試料キャリア３は、試料キャリアの上面が計量皿上端より下になるまで下方への移動が可能であり、この位置で計量皿が試料キャリアを通過することにより、被計量物が試料キャリアから計量皿へ移される（図４も参照）。この状態の装置において、ドラフトシールド部材４が試料キャリア３と計量皿の両方を覆い、計量工程の間もたとえばエアドラフトから被計量物を保護し続ける。また、ドラフトシールド４は、好ましくはガラス製であるので、被計量物ユニットを試料キャリア３から計量皿へ移る様子や、逆に計量皿から試料キャリア３へ移る様子が外側から観察できる。このことは、被計量物が所定の位置からシフトする移送時に不具合が起こった場合、外部からの調整や介入を直ちに行うことが可能であるため、特に便利である。
【００１９】
比較測定秤の下部は、図１では囲いパネル６に隠れて見えないが、計量ユニットと、比較測定秤１を機械的に校正するための機械的に操作される一組の分銅を保持している。試料交換装置を有する比較測定秤１と、計量ユニットは、それぞれ三本の脚７、８（図では二本だけが見えている）に支持されている。三本の脚は、装置を水平に設置するため、高さを調整できる。
【００２０】
図２は、ドラフトシールド部材の一つを立体的に示している。ガラス製の一体に形成された中空の部材１２とするのが好ましい。図示した実施例において、ドラフトシールド部材４は、ほぼ円筒形の外周面１１を有する円錐台の形状を呈している。外周面１１の上部に、ドラフトシールド部材をその受け部から持ち上げるためにしっかり掴むための、たとえば突出した縁部１０の形状を有する掴み装置を備えている。突出した縁部１０は、ドラフトシールド部材４を持ち上げたりプラットフォーム２へ下ろしたりするために両手で掴むことができるし、掴みアームや巻上げ装置を用いて突出した縁部１０を掴むこともできる。
【００２１】
多角形の固定用リム１３が、ドラフトシールド部材４としての中空のガラス製部材１２の下端に取り付けられている。固定用リム１３が対応する形状を有するプラットフォーム２の固定用凹部１５（図１参照）にぴったり嵌まることにより、ドラフトシールド部材４は試料キャリア３にしっかり固定される。したがって、ドラフトシールド部材４は所定の位置に安定して固定され、移送中に試料交換装置から外れない。さらに、ドラフトシールド部材４は主にガラス製で、比較的大きな質量を有するので、定温状態やエアドラフトがない安定した望ましい環境を試料スペース内に、すなわち、ドラフトシールド部材４で囲まれた試料キャリア３の上のスペース内に実現できる。また、この構成は、試料を観察する際に邪魔になる物がない。
【００２２】
図３は、試料交換装置を備えた比較測定秤の全体を立体的に示す。ただし、図１に比べ、約９０°回転した方向から見た状態を示す。四つの試料キャリア３は、ドラフトシールド部材４で覆われている。図３は、本発明による透明なドラフトシールド部材による有利さをはっきり示している。ドラフトシールド部材が主にガラス製であるので、被計量物（図示の例では、大きさと呼び重量が異なる検査分銅１６、１６'、１６''）が計量皿まで移動する様子を細かく観察できる。複数の分銅１６、１６'、１６''が載った試料キャリア３の上で、プラットフォーム２の回転中に分銅が動いて互いに接触しあったり、さらに悪い場合には、擦れあって損傷したりして、研磨面にひっかき傷が付くことがあるため、分銅を監視できるということは重要である。また、プラットフォーム２が真下へ動くことにより、個々の検査分銅１６''や検査分銅１６'、１６''のグループが計量皿（図３には図示せず）まで正確に移送されるかどうかの監視、確認を可能にするのは望ましいことである。このように、ドラフトシールド部材４が透明であるので、計量工程全体が監視可能である。
【００２３】
図４は、試料交換装置を備えた秤１の上部を、部品が互いに離れた状態で三次元的に示す分解図である。試料キャリア３はそれぞれ、プラットフォーム２の固定用凹部１５に三か所で嵌め込まれて固定されている。図４で最も手前の試料キャリアは、構成要素を分解した状態で示している。計量セルは秤１の下部に位置し、保護囲いで囲まれているので、この図では見ることができない。計量皿１８は、ロッド機構（図示せず）で計量セルに接続され、ロッド機構から被計量荷重が伝わる。計量皿１８は、ディスク状ベース２４上から直立した隆起部２５を有する構造になっている。計量皿１８の計量位置において、隆起部２５は、格子状の試料キャリア３のスロットを通ってその上面から突出し、試料キャリアから被計量物を持ち上げて計量可能にする。固定用凹部１５の底部の縁から突出した平縁２０は、円筒形シールド２２を取り付けるための三つの取付位置２１を有し、円筒形シールド２２はこれに対応する三つの取付タブ２３を有している。シールド２２は、ドラフトシールド４下方の区域内で計量皿１８をドラフトから保護し、ドラフトシールド部材４と協働する。
【００２４】
また、図４は、試料スペース内に配置可能なセンサ用ホルダー１７を示す。所定の位置にセットされた試料キャリア上面の上方でプラットフォーム２に設けた切欠部１９のそれぞれに同一のホルダーを一つずつ取り付けることにより、試料交換装置の各受け位置に同一のホルダーを設置することが可能である。ホルダー１７は設置された状態で試料スペース内へ突出しているが、計量皿１８とホルダー１７が計量皿１８の計量位置で互いに接触しないようにする。センサへの電気的な接続線は、切欠部１９から外部へ出てシリンダ５の内部でまとめられる（図１参照）。図４は、シリンダ５を取り付けるシリンダソケット２７だけを示す。試料スペース内にセンサを配置すれば、高度に精密な計量に影響を与える恐れがある温度、湿度などの測定が可能になる。本発明の構成は、ドラフトシールド部材４（図４は、わかりやすくするため、その一つだけを示す）が透明なので、各試料スペース内のホルダー１７に取り付けたセンサをチェックすることが可能であり、センサにこのような表示装置を設ければ、センサからの数値の読み取りが可能である。このような表示装置を設けた構成は、秤１に載せる被計量物が、たとえば化学反応などの変化を時間の関数として監視する必要のある物質であり、実験が試料の計量を一定の時間間隔で行う必要がある場合、特に有益である。
【００２５】
図５は、センサ用のホルダー１７を示す。ホルダーは下端に二つのねじ孔３３を開けた取付脚３０を有し、切欠部１９（図４参照）に脚をほぼ水平に固定するようになっている。センサの導線は、取付脚３０の切欠部３４を通す。垂直ステム３１が、脚から約９０°上方に曲がっている。いくつかのスリーブ３２をステム３１に取り付け、たとえば開口部２８にセンサを保持するようにしてもよい。したがって、ホルダー１７を取り付けた後、試料スペース内の任意の高さにセンサを配置することができる。
【００２６】
本発明によるドラフトシールド部材は、試料キャリアの真上のスペースを閉鎖するだけでなく、試料キャリアおよび／または計量皿から水平に延びる区域を覆う形状を有するように、また、そのような状態になるように、秤の試料キャリア上に配置してもよい。この構成は、被計量物が試料キャリアの区域を水平方向に超えて移送される場合、特に適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】試料交換装置を備えた比較測定秤の全体を上から見た図
【図２】ドラフトシールド部材を立体的に示す図
【図３】試料交換装置を備えた比較測定秤の全体を、図１を見る位置から約９０°回転させた位置から見た図
【図４】試料交換装置を備えた比較測定秤の上部の立体分解図
【図５】一つまたは複数のセンサのためのホルダーを立体的に示す図
【符号の説明】
１ 秤（比較測定秤）
２ プラットフォーム
３ 試料キャリア
４ ドラフトシールド部材
５ シリンダ
６ 囲いパネル
７、８ 脚
９ 格子部
１０ 掴み装置（突出した縁部）
１１ 周縁部
１２ 中空のガラス製部材
１３ 固定用リム
１４ フレーム
１５ 固定用凹部
１６、１６'、１６'' 検査分銅
１７ ホルダー
１８ 計量皿
１９ 切欠部
２０ 平縁
２１ 取付位置
２２ シールド
２３ 取付タブ
２４ ディスク状ベース
２５ 直立した隆起部
２６ スロット
２７ シリンダソケット
２８ 開口部
３０ 取付脚
３１ ステム
３２ スリーブ
３３ ねじ孔
３４ 切欠部

Claims (10)

1. 少なくとも一つの被計量物ユニットを受ける試料キャリア（３）を少なくとも二つ互いに離して取り付けたプラットフォーム（２）が、秤（１）の計量皿（１８）に対して相対移動することにより、上記試料キャリア（３）に置いた被計量物ユニットを上記計量皿（１８）まで移送する秤用の試料交換装置において、上記試料キャリア（３）は格子部（９）として形成され、上記プラットフォーム（２）の移動により上記試料キャリア（３）の一つが計量位置にきたときには、上記計量皿（１８）のベース（２４）上から直立する隆起部（２５）が、上記格子部（９）を通って試料キャリア（３）から被計量物ユニットを持ち上げるようになっており、上記試料キャリア（３）の上面側に、少なくとも一部を透明な材料で形成され、試料キャリア（３）の直上の試料スペースの側方および上方を閉鎖するドラフトシールド部材（４）を設けるとともに、上記試料キャリア（３）の下面側に、試料キャリア（３）の直下の区域の側方を閉鎖するシールド（２２）を設けて、上記試料キャリア（３）の一つが計量位置にあるときに、その上面側のドラフトシールド部材（４）が上記試料スペースにある被計量物ユニットおよび計量皿（１８）の隆起部（２５）を覆い、下面側のシールド（２２）が上記計量皿（１８）のベース（２４）を覆うようにしたことを特徴とする試料交換装置。
2. 上記ドラフトシールド部材（４）が、一体に形成された中空の部材（１２）から成ることを特徴とする請求項１に記載の試料交換装置。
3. 上記ドラフトシールド部材（４）が固定用リム（１３）を有し、上記固定用リム（１３）が上記プラットフォーム（２）に設けた対応する固定用凹部（１５）に嵌まり、上記ドラフトシールド部材（４）が安定して取り付けられようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の試料交換装置。
4. 上記固定用リム（１３）と上記固定用凹部（１５）が多角形に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の試料交換装置。
5. 上記ドラフトシールド部材（４）の上記一体に形成された中空の部材（１２）がガラス製であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の試料交換装置。
6. 上記各ドラフトシールド部材（４）が、特に上記ドラフトシールド部材（４）を取り外したり、元の位置に戻したりするために用いるグリップ装置（１０）を備えていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の試料交換装置。
7. 少なくとも一つのホルダー（１７）が上記試料スペース内に入り、センサを保持する働きをするように構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の試料交換装置。
8. 上記プラットフォーム（２）が、上記ホルダー（１７）を取り付けるための少なくとも一つの切欠部（１９）を有することを特徴とする請求項７に記載の試料交換装置。
9. 上記プラットフォーム（２）が、それ自体の中心点を中心に回転可能であり、互いに９０°を成すように配置された上記試料キャリア（３）のための四つの受け位置を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の試料交換装置。
10. 上記秤（１）が比較測定秤であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の試料交換装置。

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