JP7196017B2

JP7196017B2 - 移動可能な取付けユニットを含む秤量デバイス

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Publication number: JP7196017B2
Application number: JP2019105872A
Authority: JP
Inventors: マーク・ツェンダー; ルイス・カリョーニ; リノ・ビルガー
Original assignee: メトラー－トレドゲーエムベーハー
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2019-06-06
Publication date: 2022-12-26
Anticipated expiration: 2039-06-06
Also published as: CN110579268B; EP3578935A1; CN110579268A; EP3578935B1; JP2019219388A; US20190376836A1; US11054300B2

Description

[0001]本発明は、力測定デバイスに関し、より詳細には、複数の交換可能付属品を担持するように適合された移動可能な取付けユニットを備える秤量デバイスに関する。本発明の秤量デバイスは、典型的には、小さな物体を非常に高い精度で秤量するために使用される。秤量デバイスが非常に精密に重量を測定することを可能にする感度はまた、秤を秤量皿の領域における空気循環の影響を受けやすくもする。したがって、秤量皿およびその周辺の空間は、一般に風防と呼ばれる囲いにより、周囲環境から隔てられる。これらの秤量デバイスは、例えば、化学および製薬学の研究室、産業品質管理、宝石類の取引、貨幣学、大気汚染フィルタの秤量、ならびに他の多くの用途で用いられる。

[0002]秤量デバイス、より具体的には実験用秤量デバイスが、試料の重量を測定するために使用される。別の用途では、所定量の物質が、下流の化学分析を行うための標的容器内に投与される。いくつかの用途は、力測定の原理の周囲に存在し、したがって、秤量デバイスをより汎用的にすることが必要とされる。秤量デバイスは、様々な用途のためのプラットフォームとして機能する。これは、適用デバイスと秤量デバイスとを首尾よく統合するために過去のデバイスに必要な設計変更を始めることによって達成される。これまで論じられた用途は、２つのカテゴリに大まかに分類される。すなわち、力測定の原理を利用する用途と、力測定の原理を利用しない用途である。秤量を伴う最も顕著な用途は、液体投与、粉体投与、分析的秤量（ａｎａｌｙｔｉｃａｌｗｅｉｇｈｉｎｇ）、差分秤量（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｗｅｉｇｈｉｎｇ）、試料調製、製剤、密度測定、間隔秤量、ピペット較正、および処方秤量（ｆｏｒｍｕｌａｗｅｉｇｈｉｎｇ）である。第２のカテゴリに分類されるいくつかの例示的な用途は、照明、指示、表示、温度検知、ｐＨ測定、などである。

[0003]米国特許第８，２９９，３７５号から知られている従来技術の構成では、用量分注デバイスが取り付けられた秤量用秤が開示されている。用量分注デバイスは、後壁上を垂直に摺動する。通風保護デバイスの上部カバーは、用量分注デバイスが移動するときに通風保護デバイスの一部分または通風保護デバイス全体が垂直に移動するように、用量分注デバイスに接続される。

[0004]本発明の主な目的のうちの１つは、周辺気流などの外的影響から十分に保護される秤量室を備えて安定した秤量結果を迅速にもたらす秤量デバイスを提供することである。さらに、秤量室は、単純な設計を有するべきである。本発明の別の目的は、様々な用途に使用され得る秤量デバイスを提供することである。

[0005]これらの目的は、独立請求項１による秤量デバイスによって達成される。本発明の有利な実施形態および細部特徴は、従属請求項において説明される。
[0006]本発明の秤量デバイスは、ベース体と、秤量室床と、秤量室後壁と、上壁、第１の側壁、第２の側壁、および前壁を含む風防とを備え、秤量室床、秤量室後壁、および風防は、秤量室（Ｗ）を一緒に囲む。秤量室後壁は、第１の側と、第２の側とを備え、第１の側は風防に面し、第２の側は第１の側の反対側に配置される。秤量デバイスは、秤量室後壁の第１の側に移動可能に接続された取付けユニットと、取付けユニットに動作可能に接続されかつ第２の側上に配置された位置制御ユニットとをさらに備え、秤量室後壁は、第１の側の周囲で取付けユニットを受け入れてベース体に対して垂直な方向に取付けユニットを案内するための長尺スロットを備える。

[0007]本発明の秤量デバイスは、試料を受け取って秤量することができる。秤量デバイスは、その動作的配置では、作業台などの水平面の上に載る。秤量デバイスは、複数の接地部材が取り付けられるベース体を備える。接地部材は、秤量デバイスが載る水平面と物理的に接触する。秤量デバイスは、様々なサイズ、形状、および重量の試料容器を受け取って秤量するための秤量皿を備える。秤量皿は、試料の重量を受けて支持し、かつ、その受けた重量を知られた方法で変換器に伝達する。ベース体の上方かつ秤量皿の下方に配置された秤量室床も設けられている。秤量デバイスは、少なくとも１対の側壁、上壁、および前壁を有する風防をさらに備える。風防は、秤量皿を取り囲む４つの側面を覆う保護構造として作用する。

[0008]秤量デバイスは、秤量室後壁をさらに備える。秤量室後壁は、ベース体に接続され、ベース体は、風防を支持する。秤量室後壁は、ベース体に対して垂直に配置される。風防は、秤量室床および秤量室後壁と一緒に秤量皿を取り囲み、それにより、秤量皿およびその上に配置された試料容器を、周囲気流の望ましくない影響から遮断する。本発明の１つの態様では、２つの側壁は、互いに向かい合って配置され、上壁は、ベース体から離れて上方に距離を置いて配置される。秤量室後壁は、第１の側および第２の側をさらに備える。風防および秤量室後壁は、互いに向かい合って配置され、より具体的には、秤量室後壁の第１の側は、風防に面して位置決めされる。２つの側壁、上壁、および前壁を備える風防は、秤量室後壁および秤量室床と一緒に秤量室を形成する。

[0009]秤量デバイスは、秤量室後壁に移動可能に接続された取付けユニットをさらに備える。取付けユニットが秤量室後壁の第１の側に沿って摺動することを移動可能にすることが想定される。

[0010]有利な設計では、取付けユニットは、例えば、風防の上壁、分注デバイス、投与デバイス、表示デバイス、照明デバイス、検知デバイス、および／またはイオナイザなどの様々なかつ／または複数の交換可能付属品を受け入れて担持するように構成および適合される。

[0011]有利な設計では、上壁は、上壁を経て秤量室にアクセスするための開口部を備える。上壁にある開口部は、投与デバイスと協働するように構成される。この開口部は、有利には、投与デバイスから分注される定量試料を秤量室内に配置された試料容器内に導く。

[0012]好ましい実施形態では、取付けユニットが秤量室後壁の長さの少なくとも３分の１を横断することを可能にするのに十分な長さの長尺スロットを設けることが想定される。

[0013]有利には、長尺スロットは、長手方向ストリップによって覆われる。ストリップは、金属材料または高分子材料で作られ得る。理想的には、スロットは、長手方向ストリップによって完全に覆われる。長手方向ストリップの幅は、長尺スロットを実質的に覆うのに十分な幅である。理想的には、長手方向ストリップは、長尺スロットを完全に覆うのに十分な幅である。そのような構成は、位置制御ユニットを秤量皿からさらに隔てる働きをする。位置制御ユニットは、秤量室壁内に配置される。長手方向ストリップは、位置制御ユニットならびに秤量室後壁の背後かつハウジング内に配置された複数の他の高感度構成要素を汚染から効果的に保護する。長手方向ストリップはまた、カバーストラップ、カバーリボン、またはカバーベルトとして説明され得る。

[0014]１つの発明の実施形態では、長手方向ストリップは、ぴんと張られて秤量室後壁に固着され、取付けユニットは、長手方向ストリップが取付けユニットのあらゆる位置において長尺スロットを完全に覆うように、長手方向ストリップに摺動可能に接続される。長尺スロットを覆う長手方向ストリップは、取付けユニットを通して取り回される。したがって、取付けユニットは、長手方向ストリップと摺動接触している。長手方向ストリップは、秤量室後壁の第２の側上に配置された１対の保持器を介して、ぴんと張られて秤量室後壁に固着される。

[0015]別の発明の実施形態では、上壁は、取付けユニットに接続され、かつ、ベース体に対して垂直な方向において垂直方向に移動されるように適合される。
[0016]上壁は取付けユニットの下方に配置され、また、それらが秤量室後壁の長尺スロットに沿って一緒に移動されることが好ましい。上壁が可動の取付けユニットとともに移動するにつれて、秤量室の容積は、所与の実験室用途に適合するように変更され得る。これは、風防の容積が迅速かつ効率的な方法で秤量試料のサイズに適合可能であるという利点を有する。より少ない気流および安定した秤量結果をもたらすより小さい容積の風防が、迅速に得られ得る。

[0017]風防の上壁を垂直方向に移動させることにより秤量室の容積を変更することに関連して、その位置検知デバイスが設けられる。位置検知デバイスは、位置制御ユニットと有線または無線で通信する。位置検知デバイスは、秤量皿上に受け取られた試料容器の高さなどの少なくとも１つの寸法パラメータを検知する。理想的には、位置検知デバイスは、秤量皿上に位置決めされた試料までの距離を測定する。上壁の位置は、測定された高さに従って適合され得る。他の用途では、付属品、例えば投与デバイスが、試料容器内へのこぼれのない投与を可能にするために、正しい高さに位置決めされ得る。位置検知デバイスは、秤量デバイス上の有利な箇所のうちの１つに配置される。いくつかのそのような有利な箇所は、上壁、取付けユニット、秤量室後壁、および秤量室床である。位置検知デバイスは、光学センサ、音響センサ、容量センサ、または誘導センサのうちの１つであってもよい。

[0018]位置制御ユニットは、取付けユニットに動作可能に接続される。位置制御ユニットは、取付けユニットへの力の伝達を可能にし、かつ、秤量室後壁の第１の側に沿った取付けユニットの移動を支援する。１つの実施形態では、位置制御ユニットは、クラッチ要素を備え、このクラッチ要素は、取付けユニットに摩擦力を印加し、それにより取付けユニットを秤量室後壁上でその位置に保持し、かつ、外力が印加されていないときに取付けユニットが重力下で秤量室後壁に沿って摺動するのを防ぐ。

[0019]代替実施形態では、位置制御ユニットは、モータユニットからの駆動力が取付けユニットに伝達されるように、モータユニットを備える。モータユニットは、ベース体に対して垂直な方向に取付けユニットを変位させるために必要な原動力を提供する。

[0020]好ましい方法では、モータユニットは、秤量室後壁内に配置される。
[0021]本発明による秤量室後壁を含む実験用秤は、図面に概略的に示された実施形態を通じて以下で説明される。

手動操作される取付けユニットを備える秤量デバイスの概略図である。秤量デバイスの秤量室後壁の垂直断面図である。取付けユニットおよび長手方向ストリップを伴う秤量室後壁の概略正面図である。秤量室後壁と比較して長尺スロットの構造およびサイズを特に強調している、長尺スロットを含む秤量室後壁の図である。取付けユニットの様々な構成要素を示す、取付けユニットの正面図である。秤量室後壁の一部分に移動可能に接続された取付けユニットの正面斜視図である。位置制御ユニットを収容する第２の側から見た秤量室後壁の斜視図である。秤量デバイス内の秤量室後壁の第２の側上に取り付けられた位置制御ユニットの断面図である。投与デバイスを担持する電動式の取付けユニットを備える秤量デバイスの概略図である。投与デバイスを含まない取付けユニットに接続された風防の上壁を伴う秤量室後壁の正面斜視図である。代替実施形態において想定されるような秤量室後壁および取付けユニットの正面図である。代替実施形態において想定されるような位置制御ユニットの構成を示す、秤量室後壁の垂直断面図である。代替実施形態において想定されるような位置制御ユニットを形成するいくつかの構成要素の配置図である。図１４Ａは、可能な最小の秤量室容積をもたらす最低位置にその上壁がある秤量デバイスの図である。図１４Ｂは、可能な最大の秤量室容積をもたらす最上位置にその上壁がある秤量デバイスの図である。図１４Ｃは、上壁がその最上位置に到達した結果としてその上壁が取付けユニットから部分的に係脱している秤量デバイスの図である。

[0022]以下、図１から１４Ｃに示された実施形態を特に参照しながら、本発明を詳細に説明する。
[0023]図１を参照すると、ベース体１１、複数の接地部材（図示せず）、ハウジング１４、秤量室床１５、秤量皿１６、風防２０、秤量室後壁２５、および取付けユニット３０を備える秤量デバイス１０の概略図が示されている。ロードセル、および、例えば秤量信号を処理するのに必要とされる電子構成要素が、ハウジング１４内に配置される。例えば秤量結果を表示する端末は、図１には示されていない。風防２０は、秤量室床１５および秤量室後壁２５と一緒に、秤量室Ｗを形成する。風防２０は、側壁２２Ｌおよび２２Ｒの対、上壁２３、および前壁２４をさらに備える。取付けユニット３０は、試料の取扱い中に特定の目的を果たすことをそれぞれ目的とした複数の交換可能付属品（指示せず）を担持するようにモジュール構成される。例示的な付属品は、試料受器内に定量試料を分注するために使用される投与デバイスである。

[0024]本発明のさらなる詳細が、図面のうちの図２を特に参照して描写される。図２は、秤量デバイス１０の秤量室後壁２５の垂直断面図を示す。秤量室後壁２５は、第１の側３５および第２の側３６を備える。第１の側３５は、秤量室に面しており、第２の側は、ハウジング１４の内側に面している。秤量室後壁２５は、長尺スロット４０、長手方向ストリップ４５、保持器４７の対、および位置制御ユニット５０をさらに備える。

[0025]次に図３および図４を参照すると、図３は、第１の側３５上に取付けユニット３０および長手方向ストリップ４５を備える秤量室後壁２５の概略正面図を示す。図４は、取付けユニット３０を含まない秤量室後壁２５を示し、第１の側３５から第２の側３６上まで長手方向に延在している長尺スロット４０を示している。

[0026]次に、取付けユニット３０および秤量室後壁２５をさらに詳細に示す図５および図６を参照する。取付けユニット３０は、実質的に矩形の構造を取り、かつ、上部取回し窓３１、下部取回し窓３２、通路３３、開口部Ｑ、およびロック部分Ｌの対を備える。取付けユニット３０はまた、互いに向かい合って配置されかつ取付けユニット３０の最外端部に沿って長手方向に延在する、溝３７の対を備える。通路３３は、コネクタ３４を受け入れて取り回す。

[0027]図７は、秤量室後壁２５の第２の側３６の斜視図を示す。第２の側３６は、位置制御ユニット５０を収容し、かつ、接触面Ｓを提供する。保持器４７も設けられている。位置制御ユニット５０は、キャリア５２、およびガイドレール７５を備える。位置制御ユニット５０に関するさらなる構造の詳細は、図８を特に参照して以下で説明される。キャリア５２は、第１のアーム５４、ベース５５、および第２のアーム５６を備える。ブリッジＢも設けられている。ブリッジＢは、締め具８１および８２を受け入れるように構成されたねじ付き貫通穴６１および６２の対を備える。第１のアーム５４、第２のアーム５６、およびブリッジＢは、一体に形成される。位置制御ユニット５０は、ガイド７０をさらに備える。ガイド７０は、締め具８１および８２を受け入れるようにそれぞれが構成されたねじ付き穴７１および７２の対を備える。互いに向かい合って内方に延在するスプライン７４、７４の対も設けられている。ガイドレール７５は、長手方向に延在する溝７６、７６の対を備える。第１のアーム５４は、締め具８９を受け入れるように構成されたねじ付き貫通穴８７を備える。キャリア５２の第２のアーム５６は、ねじ付き貫通穴８４を備える。調節器９５とともにクラッチ要素９０も設けられ、これらはどちらも貫通穴８４内に受け入れられる。クラッチ要素９０は、接触面Ｓと相互作用するように適合される。

[0028]以下、有利な本発明の便益を実践および実現化するためにこの実施形態において使用される様々な構成要素間の相互関係が、図１から図８を再度参照して説明される。ベース体１１は、その上に秤量デバイス１０の他の全ての構成要素が載る基礎を形成する。ベース体１１によって支持されたハウジング１４は、秤量デバイス１０の後方部分を形成する。ハウジング１４は、秤量すべき試料からの厳密な隔離を必要とする高感度電子装置を収容し、これなしでは、秤量デバイス１０の機能および精度が損なわれるであろう。風防２０は、秤量デバイス１０の前方部分の一部を形成する。秤量デバイス１０の前方部分および後方部分は、秤量デバイス１０の操作を委ねられたオペレータの観点から指定される。秤量デバイス１０を操作している間、オペレータは、風防２０の方を向いて秤量デバイス１０の前方部分の近くに立つ。秤量デバイス１０の前方部分の一部を形成する秤量皿１６は、秤量室床１５の真上に配置される。秤量皿１６は、試料容器（図示せず）を受けて支持するように構成される。秤量皿１６は、受けた試料の重量を変換器（図示せず）に伝達し、この変換器は、試料の重量を示す信号を既知の方法で生成する。秤量皿１６の構成および秤量皿１６と秤量デバイス１０の他の構成要素との相互関連性に関するさらなる詳細は、本発明の範囲を超える。その２つの側壁２２Ｒおよび２２Ｌ、上壁２３、前壁２４を含む風防２０は、秤量室床１５および秤量室後壁２５とともに、秤量室Ｗを形成する箱様の構造を取る。

[0029]風防２０のさらなる構造上の詳細が、図１を特に参照して説明される。風防２０の側壁２２Ｒおよび２２Ｌは、ベース体１１に固着され、また、壁２２Ｒおよび２２Ｌは、互いに向かい合って配置され、それにより、秤量皿１６上に配置された試料容器（図示せず）を横からの通風から保護する。開口部Ｐを含む上壁２３は、秤量皿１６の上方に位置決めされて、秤量皿１６を上向きの通風の影響から守る働きをする。開口部Ｐは、交換可能付属品（指示せず）によって送達された試料を秤量皿１６上に配置された標的試料容器（図示せず）内へ導く働きをする。この実施形態では、上壁２３は、取付けユニット３０に固着される。より具体的には、上壁２３は、取付けユニット３０の下方に配置される。前壁２４および秤量室後壁２５は、ベース体１１に垂直に固着され、かつ、互いに向かい合って配置される。秤量デバイス１０のオペレータが秤量操作または分注操作を監視することができるように、透明な材料で作られた側壁２２Ｒおよび２２Ｌ、上壁２３、ならびに前壁２４を使用することが有利である。試料を取り扱うオペレータに対して秤量室Ｗを容易にアクセス可能にするように、可動の側壁２２Ｒ、２２Ｌ、上壁２３、および前壁２４を可能にすることが想定される。

[0030]この実施形態のさらなる態様が、図２～４を再度参照することによって詳細に説明される。秤量室後壁２５は、ベース体１１に固着され、かつ、ハウジング１４に当接する。秤量デバイス１０の前方部分および後方部分は、間に挟まれた秤量室後壁２５によって分けられる。秤量室後壁２５が相対運動および振動に起因して生じる応力に耐えることを可能にするために、秤量室後壁２５の製造には高性能の耐荷重（ｌｏａｄ－ｅｎｄｕｒｉｎｇ）材料を使用することが有利である。本実施形態では、秤量室後壁２５は、長さｌ_１、幅ｗ_１、および奥行ｄ_１の寸法を有する矩形の構造のものである。秤量室後壁２５の第１の側３５は、風防２０の前壁２４に面して位置決めされるが、秤量室後壁２５の第２の側３６は、ハウジング１４に面して位置決めされる。

[0031]秤量室後壁２５に設けられた長尺スロット４０は、長さｌ_２、幅ｗ_２、および奥行ｄ_２の寸法を有する矩形の構造のものである。その長さｌ_２が秤量室後壁２５の長さｌ_１の少なくとも３分の１である長尺スロット４０を設けることが想定される。長尺スロット４０の寸法に関連する機能的態様は、本明細書の後の部分で独立して詳細に説明される。長尺スロット４０の幅ｗ_２および奥行ｄ_２は実質的に秤量室後壁２５の幅ｗ_１および奥行ｄ_１未満であることに留意することも、適切である。

[0032]秤量デバイス１０の取付けユニット３０は、秤量室後壁２５に移動可能に接続される。より具体的には、長尺スロット４０は、取付けユニット３０を受け入れるように、また、取付けユニット３０を秤量室後壁２５の第１の側３５と摺動関係に配置するように、構成される。長手方向ストリップ４５は、秤量室後壁２５の長尺スロット４０の寸法にぴったり一致するように構成される。長手方向ストリップ４５の幅ｗ_０は、長尺スロット４０の適切な封止を確実にするために、実質的に長尺スロット４０の幅ｗ_２と同一である。長手方向ストリップ４５は、基本的に長尺スロット４０を完全に覆ってしっかりと張られ、かつ、第２の側３６上で長尺スロットの最下端部および最上端部にそれぞれ配置された少なくとも１対の保持器４７により秤量室後壁２５に固着される。長手方向ストリップ４５は、ハウジング１４内に配置された高感度電子装置が秤量のために秤量室Ｗ内に受け入れられた試料に露出するのを効果的に最小限に抑える。安全な試料であれば、ハウジング１４内に配置された高感度電子装置への損傷を直ちにもたらすことはないが、危険性、劣化性、有害性、および腐食性のある試料は、高感度電子装置への不可逆的な損傷を急速にもたらすことがあり、それにより秤量デバイス１０が動作不能とされる。

[0033]図５～７を再度参照すると、秤量室後壁２５の第１の側３５上に配置された取付けユニット３０は、位置制御ユニット５０に接続される。開口部Ｑを貫通する締め具８９により取付けユニット３０が位置制御ユニット５０に接続されることが想定される。上部取回し窓３１および下部取回し窓３２は、矩形の幾何形状の貫通開口部である。長尺スロット４０を覆う長手方向ストリップ４５は、取付けユニット３０を通して取り回される。より具体的には、長手方向ストリップ４５は、上部取回し窓３１に通され、開口部Ｑを通り越えて締め具８９を覆い、次いで下部取回し窓３２を通して取り回される。これまで説明された取付けユニット３０および長手方向ストリップ４５の配置は、図５および図６と併せて読めばより明快になるであろう。

[0034]取付けユニット３０に関連するさらなる機能的態様が、図６を参照することによって再度説明される。取付けユニット３０は、上壁、分注デバイス、投与デバイス、表示デバイス、照明デバイス、検知デバイス、などのような多くの交換可能付属品（指示せず）を受け入れかつ担持するように構成および適合される。具体的には、互いに向かい合って配置されかつ取付けユニット３０の最外端部に沿って長手方向に延在する溝３７は、特定の機能を実行するようにそれぞれ特注された多数の交換可能付属品（指示せず）を取り付けるのに役立つ。溝３７を割り込ませている取付けユニット３０の最外端部には、ロック部分Ｌも設けられている。この実施形態におけるロック部分Ｌは、溝３７を割り込ませている取付けユニット３０の最外端部から材料を除去することによって形成されたＵ字状スロットである。交換可能付属品（指示せず）は、溝３７と容易に係合する内向きのスプライン付き部分（図示せず）の対を含むことが想定される。交換可能付属品（指示せず）は、内向きに付勢されたロックタブの対（図示せず）を含むことも想定され、このロックタブの対は、交換可能付属品（指示せず）を取付けユニット３０に対してしっかりと保持するために、スプライン付き部分（図示せず）が溝３７に沿って徐々に前進するときに、ロック部分Ｌ内に容易に突入する。

[0035]図５および図６に示された通路３３は、卵形構造の貫通開口部であり、かつ、第２の側３６から出ているコネクタ３４を長尺スロット４０を通して第１の側３５へ取り回すために設けられている。コネクタ３４は、交換可能付属品（指示せず）に電力を送るための電気ケーブルである。コネクタ３４はまた、電子制御装置（図示せず）と交換可能付属品（指示せず）との間でデータパケットをやりとりするデータケーブルであってもよい。無線通信および電力貯蔵技術の進歩は、通路３３およびコネクタ３４を不要にし得る。例えば、電池式でＷｉ－Ｆｉ使用可能な交換可能付属品（指示せず）は、外部電源もデータケーブルも必要としない。

[0036]以下、図７および図８を再度参照することにより、位置制御ユニット５０に関連するさらなる機能的態様および動作的態様が詳細に説明される。位置制御ユニット５０は、異なる２つの箇所において、すなわち秤量室後壁２５の第１の側３５および第２の側３６において、秤量室後壁２５に適切に接続される。最初に、位置制御ユニット５０は、締め具８９により、取付けユニット３０に固定される。締め具８９は、取付けユニット３０に設けられた開口部Ｑを貫通し、次いで長尺スロット４０に入り、最終的には位置制御ユニット５０の第１のアーム５４に設けられたねじ付き穴８７に受け入れられる。次に、位置制御ユニット５０は、締め具８１および８２の対を使用することにより、秤量室後壁２５の第２の側３６に固定される。より具体的には、位置制御ユニット５０のキャリア５２は、ブリッジＢにそれぞれ設けられた貫通穴６１および６２を締め具８１および８２が貫通することを可能にすることによりガイド７０に固定され、そのため、締め具８１および８２は、ガイド７０に設けられたねじ付き穴７１および７２内で終端するように構成される。ガイド７０の内向きに延在するスプライン７４、７４は、ガイドレール７５の溝７６、７６内に完全に受け入れられてロックされる。ガイドレール７５は、締め具７８を使用して秤量室後壁２５の第２の側３６に取り付けられる。ねじ付き穴８４を備える第２のアーム５６は、クラッチ要素９０を受け入れるように構成される。クラッチ要素９０は、半球形端部を有するねじ付きピンを含む。クラッチ要素９０は、半球形端部に対向する他方の端部上に配置された調節器９５をさらに含む。クラッチ要素９０の半球形端部は、秤量室後壁２５の第２の側３６上に設けられた接触面Ｓと動作的に相互作用する。接触面Ｓ上のクラッチ要素９０によって引き起こされる摩擦力の大きさは、調節器９５を操作することによって変更され得る。本実施形態では、調節器９５は、接触面Ｓに作用する摩擦力を増大および減少させるために、時計方向および反時計方向にそれぞれ回転するように構成される。本実施形態の位置制御ユニット５０は手動で操作されるように設計されていることに留意することが適切である。

[0037]当業者が過度の実験を必要とすることなく本発明を実践することができるように、上述の実施形態を実現するために採用される製造プロセスの概要が以下で説明される。秤量室後壁２５は、鋳造またはダイカスト成形され得る。長尺スロット４０は、秤量室後壁２５を鋳造またはダイカスト成形しているときに形成される。あるいは、長尺スロット４０は、切開された部分を持たない形成済みの秤量室後壁２５から材料を除去することによって形成されてもよい。１つまたは複数の材料除去技法が、秤量室後壁２５に長尺スロット４０を形成するために採用され得る。例示的であるが限定的な技法の一覧は、旋削、穿孔、溶接、およびレーザ切断である。長尺スロット４０の長さｌ_２は、取付けユニット３０の垂直変位に直接影響する。長尺スロット４０の幅ｗ_２は、締め具８９が貫通することを可能にするように設計される。あるいは、幅ｗ_２は、第１のアーム５４のサイズに適合するように構成される。秤量デバイス１０が液体投与または重量測定投与のために利用される場合、長尺スロット４０の長さｌ_２は、粉末の投与に必要とされる長さよりも比較的短い。ガイドレール７５は、締付けにより、または溶接などの任意の他の適切な技法を採用することにより、第２の側３６上で秤量室後壁２５に取り付けられる。ガイド７０は、ガイド７０がガイドレール７５に沿って一定方向に滑るようにスプライン７４を溝７６に挿入することにより、ガイドレール７５に接続される。溝７６とスプライン７４とのかみ合いは、垂直方向のみにおけるガイド７０の移動を確実にして、前後方向におけるガイド７０の移動を制限する。キャリア５２は、第１のアーム５４に長尺スロット４０を通過させることにより、スロット４０に対して適切に位置合わせされる。そして、キャリア５２は、ねじ付き穴６１、６２とねじ付き穴７１、７２とを位置合わせし、それに応じて締め具８１、８２を使用して連結することにより、ガイド７０に接続され、したがって、位置制御ユニット５０を形成する。取付けユニット３０は、開口部Ｑを貫通してねじ付き穴８７内で終端する締め具８９により、位置制御ユニット５０に連結される。クラッチ要素９０は、クラッチ要素９０の半球形端部がねじ付き穴８４の反対側から出て接触面Ｓとの接触を確立するまで、ねじ付き穴８４にねじ込まれる。接触面Ｓに作用する摩擦力は、調節器９５を操作することによって設定および微調整される。長手方向ストリップ４５の一方の端部は、第２の側３６の上端部に設けられた保持器４７により、秤量室後壁２５に固定される。長手方向ストリップ４５の自由端部は、上部取回し窓３１の後面から挿入され前面を通して取り回されて、取付けユニット３０と位置制御ユニット５０とを連結する締め具８９を十分に覆うように取付けユニット３０の表面上へ案内される。次いで、長手方向ストリップ４５の自由端部は、下部取回し窓３２の前面から挿入されて後面を通して取り回される。下部取回し窓３２の後面から出る長手方向ストリップ４５の自由端部は、第２の側３６の下端部に設けられた別の保持器４７により、十分に張られて秤量室後壁２５に固定される。そのようにして形成された取付けユニット３０を担持する秤量室後壁２５は、秤量デバイス１０を機能させるのに必要な他の構成要素に適切に取り付けられ得る。

[0038]以下、図１から図８を再度参照して、本発明を機能させる方法が詳細に説明される。分注デバイス、投与デバイス、表示デバイス、照明デバイス、検知デバイス、などのような交換可能付属品（指示せず）が、交換可能付属品（指示せず）の内向きのスプライン付き部分（図示せず）を溝３７に挿入し、内向きに付勢されたロックタブ（図示せず）がロック部分Ｌに突入して交換可能付属品（指示せず）と取付けユニット３０とを十分にロックするまでスプライン付き部分を溝３７に沿って滑らせることにより、取付けユニット３０に取り付けられる。進行中の説明をより具体的にするために、この実施形態における交換可能付属品は、投与デバイスである。投与デバイスによって分注される試料を受け入れるための標的試料容器（図示せず）が、秤量室Ｗ内に配置され、より具体的には、秤量室床１５の上方に配置された秤量皿１６上に配置される。標的試料容器（図示せず）が風防２０によって取り囲まれると、取付けユニット３０の位置は、標的容器（図示せず）の高さなどの寸法パラメータに応じて垂直方向に調整（上昇または下降）される。より具体的には、オペレータは、取付けユニット３０が投与デバイスと一緒に秤量室後壁２５の長尺スロット４０に沿って移動可能であるように、取付けユニット３０に所定の量の垂直力を印加して、接触面Ｓ上のクラッチ要素９０によって引き起こされる摩擦力を克服または解放しなければならない。オペレータが垂直力の印加をやめると、クラッチ要素９０は、取付けユニット３０を秤量室後壁２５上のその新たな位置に再度ロックする。次いで、取付けユニット３０に取り付けられた投与デバイスは、投与動作を実行するために操作される。

[0039]以下、これまで説明されたのと同じ本発明の原理を具現化する代替的構成が詳細に説明される。図９は、電動式の取付けユニット１３０を有する秤量デバイス１００を示す。図１０および図１１を参照すると、上壁１２３、秤量室後壁１２５、取付けユニット１３０、および長手方向ストリップ１４５が提供されている。風防２０の上壁１２３は、少なくとも１つの開口部Ｐを含む。秤量室後壁１２５は、第１の側１３５および第２の側１３６を備える。秤量室後壁１２５は、第１の側１３５を通って第２の側１３６上まで長手方向に延在する長尺スロット１４０をさらに備える。図１０および図１１に示されるような代替実施形態の長尺スロット１４０は図３および図４に示されるような前述の実施形態の長尺スロット４０よりも長いことに留意することが適切である。秤量室後壁１２５はまた、長尺スロット１４０の上方および下方にそれぞれ配置された上部通路１９１および下部通路１９２を備える。取付けユニット１３０は、上部取回し窓１３１、下部取回し窓１３２を備える。取付けユニット１３０は、締め具１８９を受け入れるための複数の貫通開口部Ｑ’をさらに備える。締め具１８９は、取付けユニット１３０を位置制御ユニット１５０に連結する（図１２）。より具体的には、取付けユニット１３０は、位置制御ユニット１５０の第１のアーム１５４に接続される。取付けユニット１３０の下方に取り付けられて延在するブラケットＴも設けられている。上壁１２３は、ブラケットＴに取り付けられる。

[0040]秤量デバイス１００の取付けユニット１３０は、秤量室後壁１２５に移動可能に接続される。より具体的には、長尺スロット１４０は、取付けユニット１３０を秤量室後壁１２５の第１の側１３５と摺動関係に配置するために、取付けユニット１３０を受け入れるように構成される。長手方向ストリップ１４５は、秤量室後壁１２５の長尺スロット１４０の寸法にぴったり一致するように構成される。長手方向ストリップ１４５の幅は、長尺スロット１４０の適切な封止を確実にするために、実質的に長尺スロット１４０の幅と同一である。長手方向ストリップ１４５の一方の端部は、保持器（図示せず）を使用することにより秤量室後壁１２５の第２の側１３６上でしっかりと固定され、次いで、上部通路１９１、上部取回し窓１３１、下部取回し窓１３２を通して取り回されて開口部Ｑ’および締め具１８９を覆い、最終的には下部通路１９２を通して取り回される。長手方向ストリップ１４５は、長尺スロット１４０を完全に覆いながらしっかりと張られ、かつ、長尺スロット１４０の下方に配置された別の保持器（図示せず）により第２の側１３６上で秤量室後壁１２５に固着される。

[0041]取付けユニット１３０は、通信モジュールを含む電気接点１３４との電気的接触のための貫通穴１３３をさらに備える。
[0042]本実施形態のさらなる機能的態様、特に秤量室後壁１２５の長尺スロット１４０に沿った取付けユニット１３０の移動に関係するそれらの態様が、図１２および図１３を参照して詳細に説明される。位置制御ユニット１５０は、秤量室後壁１２５の第２の側１３６上に配置される。本実施形態の位置制御ユニット１５０は電動式であって手動操作を必要としないことに留意することが適切である。位置制御ユニット１５０は、図１３に示されるように、駆動スピンドル１５３を有する電気モータなどの動力ユニットとも呼ばれる駆動ユニットＭを広範に備える。位置制御ユニット１５０は、中間プーリ１７３、従動プーリ１９３、螺旋ピン１９４、キャリア１５２、および取付けフレーム１９７をさらに備える。駆動スピンドル１５３と中間プーリ１７３とを接続する駆動ベルト１６３も設けられている。中間プーリ１７３および従動プーリ１９３は、従動ベルト１８３によって連結される。従動プーリ１９３および螺旋ピン１９４は、従動プーリ１９３および螺旋ピン１９４が調和して回転するように、一体に形成される。駆動ベルト１６３、中間プーリ１７３、従動ベルト１８３、従動プーリ１９３、および螺旋ピン１９４は、秤量室後壁１２５の第２の側１３６に取り付けられた取付けフレーム１９７によって支持される。

[0043]駆動ユニットＭは、駆動スピンドル１５３に回転駆動を提供し、次いでこの回転駆動は、駆動ベルト１６３を介して中間プーリに伝達される。中間プーリ１７３は、従動ベルト１８３を通じて従動プーリ１９３に回転運動を伝達する。従動プーリ１９３および螺旋ピン１９４は一体に形成されているので、従動プーリ１９３は、螺旋ピン１９４を直ちに回転させる。キャリア１５２は、螺旋ピン１９４の回転運動が螺旋ピン１９４の軸の方向に沿ったキャリア１５２の並進運動に変換されるように、螺旋ピン１９４に移動可能に接続される。より具体的には、キャリア１５２に一体に接続されたナット１９９が、螺旋ピン１９４と螺合関係にある。螺旋ピン１９４がその軸の周りで回転されるときに、ナット１９９、およびキャリア１５２は、垂直方向に移動する傾向がある。

[0044]図１０を再度参照すると、取付けユニット１３０は、締め具１８９が長尺スロット１４０を貫通してねじ付き穴１８７内で終わることを可能にすることにより、キャリア１５２の第１のアーム１５４を介して位置制御ユニット１５０に接続され、それにより、取付けユニット１３０が秤量室後壁１２５に移動可能に接続されることが確実とされる。したがって、位置制御ユニット１５０の駆動ユニットＭによって引き起こされる回転駆動は、一連のリンク機構にわたって伝達されて、結果的に秤量室後壁１２５上に設けられた長尺スロット１４０に沿った取付けユニット１３０の移動をもたらす。

[0045]風防２０の上壁１２３を垂直方向に移動させることにより秤量室の容積を変化させることに関連して、その位置検知デバイス（図示せず）が設けられる。位置検知デバイス（図示せず）は、位置制御ユニット１５０と有線または無線で通信する。理想的には、位置検知デバイス（図示せず）は、秤量皿上に位置決めされた試料までの距離を測定する。上壁の位置は、測定された高さに従って適合され得る。他の用途では、付属品、例えば投与デバイスが、試料容器内へのこぼれのない投与を可能にするために、正しい高さに位置決めされ得る。位置検知デバイス（図示せず）は、秤量皿１６上に受け取られた試料容器（図示せず）の高さなどの、少なくとも１つの寸法パラメータを検知する。位置検知デバイス（図示せず）は、秤量デバイス１０上の有利な箇所のうちの少なくとも１つに配置可能である。いくつかのそのような有利な箇所は、上壁１２３、取付けユニット１３０、秤量室後壁１２５、および秤量室床１５である。位置検知デバイス（図示せず）は、光学センサ、音響センサ、容量センサ、または誘導センサのうちの１つであってもよい。

[0046]次に図１４Ａから１４Ｃを参照すると、上壁１２３の異なる位置が、秤量室Ｗの異なる容積を生じさせている。図１４Ａに示されるように、取付けユニット１３０が下方に移動されるように作動されると、秤量室Ｗの容積は、検知デバイス（図示せず）によって検知される試料容器（図示せず）の寸法パラメータによってまたは秤量室後壁１２５の長尺スロット１４０の長さによって画定された所定の停止位置に上壁１２３が到達するまで、徐々に減少し始める。図１４Ｂでは、取付けユニット１３０は、上方移動のために作動されており、それにより、上壁１２３を秤量室後壁１２５に沿って移動させている。上壁１２３は、秤量室Ｗがその最大可能容積を示すように、秤量室Ｗの容積を徐々に増大させながら最高点に到達する。上壁１２３は、その最高点に到達すると、取付けユニット１３０から部分的に係脱する。次いで、取付けユニット１３０は、投与デバイス（指示せず）を上壁１２３にある開口部Ｐから外に出すために、さらに上昇する。

[0047]提案された発明におけるいくつかの修正および改善が、当業者には容易に明らかになるであろう。そのような変更は、本発明の要素の均等物として扱われなければならない。材料、方法、製造プロセス、構造、配置、複製、などに関する代用品および代替形態の使用による、特許請求する本発明における想定される変更、修正、および改善は、それらを特許請求する発明の範囲内に確実に含まれるものにする。

１０、１００秤量デバイス
１１ベース体
１４ハウジング
１５秤量室床
１６秤量皿
２０風防
２２Ｌ側壁左
２２Ｒ側壁右
２３、１２３上壁
２４前壁
２５、１２５秤量室後壁
３０、１３０取付けユニット
３１、１３１上部取回し窓
３２、１３２下部取回し窓
３３通路
３４コネクタ
３５、１３５秤量室後壁２５、１２５の第１の側
３６、１３６秤量室後壁２５、１２５の第２の側
３７溝
４０、１４０長尺スロット
４５、１４５長手方向ストリップ
４７保持器
５０、１５０位置制御ユニット
５２、１５２キャリア
５４、１５４第１のアーム
５５ベース
５６第２のアーム
６１ねじ付き貫通穴
６２ねじ付き貫通穴
７０ガイド
７１ねじ付き穴
７２ねじ付き穴
７４スプライン
７５ガイドレール
７６長手方向に延在する溝
７８締め具
８１締め具
８２締め具
８４ねじ付き貫通穴
８７ねじ付き貫通穴
８９、１８９締め具
９０クラッチ要素
９５調節器
１３３電気的接触のための貫通穴
１３４通信モジュールを含む電気接点
１５３駆動スピンドル
１６３駆動ベルト
１７３中間プーリ
１８３従動ベルト
１９１上部通路
１９２下部通路
１９３従動プーリ
１９４螺旋ピン
１９７取付けフレーム
１９９ナット
Ｗ秤量室
Ｐ上壁にある開口部
Ｑ、Ｑ’ 開口部
Ｌロック部分
Ｓ接触面
Ｂブリッジ
ｌ_１秤量室後壁２５、１２５の長さ
ｗ_１秤量室後壁２５、１２５の幅
ｄ_１秤量室後壁２５、１２５の奥行
ｌ_２長尺スロット４０、１４０の長さ
ｗ_２長尺スロット４０、１４０の幅
ｄ_２長尺スロット４０、１４０の奥行
Ｔ、Ｔ’ ブラケット
Ｍ駆動ユニット／動力ユニット

Claims

ベース体（１１）と、秤量室床（１５）と、秤量室後壁（２５、１２５）と、上壁（２３、１２３）、第１の側壁（２２Ｌ）、第２の側壁（２２Ｒ）、および前壁（２４）を含む風防（２０）とを備える秤量デバイス（１０、１００）であって、前記秤量室床（１５）、前記秤量室後壁（２５、１２５）、および前記風防（２０）が、秤量室（Ｗ）を一緒に囲み、前記秤量室後壁（２５、１２５）が、第１の側（３５、１３５）と、第２の側（３６、１３６）とを備え、前記第１の側（３５、１３５）は前記風防（２０）に面し、前記第２の側（３６、１３６）は前記第１の側（３５、１３５）の反対側に配置され、前記秤量デバイス（１０、１００）が、前記秤量室後壁（２５）の前記第１の側（３５、１３５）に移動可能に接続された取付けユニット（３０、１３０）と、前記取付けユニット（３０、１３０）に動作可能に接続されかつ前記第２の側（３６、１３６）上に配置された位置制御ユニット（５０、１５０）とをさらに備え、前記秤量室後壁（２５、１２５）が、前記第１の側（３５、１３５）の周辺で前記取付けユニット（３０、１３０）を受け入れて前記取付けユニット（３０、１３０）を前記ベース体（１１）に対して垂直な方向に案内するための長尺スロット（４０、１４０）を備えることを特徴とする、秤量デバイス（１０、１００）。
前記取付けユニット（３０、１３０）が、前記上壁、分注デバイス、投与デバイス、表示デバイス、照明デバイス、検知デバイス、および／またはイオン化デバイスを含む群から選択された１つまたは複数の交換可能付属品を受け入れるように適合されることを特徴とする、請求項１に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記上壁（２３、１２３）が、定量試料を分注するために前記投与デバイスと協働するように構成された開口部（Ｐ）を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記長尺スロット（４０、１４０）が、前記取付けユニット（３０、１３０）が前記秤量室後壁（２５）の長さの少なくとも３分の１を横断することを可能にするのに十分な長さであることを特徴とする、請求項１に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記長尺スロット（４０、１４０）が、長手方向ストリップ（４５、１４５）によって覆われることを特徴とする、請求項１または２に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記長手方向ストリップ（４５、１４５）が、ぴんと張られて前記秤量室後壁（２５）に固着され、前記取付けユニット（３０、１３０）が、前記長手方向ストリップ（４５、１４５）が前記取付けユニット（３０、１３０）のあらゆる位置において前記長尺スロット（４０、１４０）を完全に覆うように、前記長手方向ストリップ（４５、１４５）に摺動可能に接続されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記上壁（２３、１２３）が、前記取付けユニット（３０、１３０）に接続され、かつ、前記上壁（２３、１２３）および前記取付けユニット（３０、１３０）が前記秤量室後壁（２５、１２５）の前記長尺スロット（４０、１４０）に沿って前記ベース体（１１）に対して垂直な方向に一緒に移動することができるように、前記取付けユニット（３０、１３０）の下方に配置されることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記秤量室（Ｗ）が、試料容器を受け取るための秤量皿（１６）を備え、位置検知デバイスが、前記上壁（２３、１２３）または前記取付けユニット（３０、１３０）に取り付けられ、前記位置制御ユニット（５０、１５０）と通信する前記位置検知デバイスが、前記秤量皿（１６）上に受け取られる前記試料容器の高さなどの少なくとも１つの寸法パラメータを検知するように構成されることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記位置制御ユニット（５０、１５０）が、秤量室後壁（２５）の前記第２の側（３６、１３６）上の位置において前記取付けユニット（３０、１３０）に摩擦力を印加するクラッチ要素（９０）を備え、その結果、前記クラッチ要素（９０）が、前記取付けユニット（３０、１３０）が重力下で前記秤量室後壁（２５、１２５）に沿って自由に摺動するのを防ぐことを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一項に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記位置制御ユニット（５０、１５０）が、前記取付けユニット（３０、１３０）を前記ベース体（１１）に対して垂直な方向に移動させるのに必要な原動力を提供するためのモータユニット（Ｍ）を備えることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか一項に記載の秤量デバイス（１０、１００）。
前記モータユニット（Ｍ）が、前記秤量室後壁（２５、１２５）内に配置されることを特徴とする、請求項１０に記載の秤量デバイス（１０、１００）。