密度測定のための荷重受けデバイス
【課題】荷重受けデバイスを提供する。
【解決手段】受けモジュール（３００）は固体（９００）を受けるように設計された陥凹部（３１０）を有し、受けモジュール（３００）の第１の動作位置では、流体（１０００）中で沈む固体（９００）を固体（９００）に作用する重力によって陥凹部（３１０）内に置く、受けモジュール（３００）の第２の動作位置では、流体（１０００）中で浮かぶ固体（９００）を固体（９００）に作用する浮力によって陥凹部（３１０）を用いて周囲流体（１０００）中で適所に保持することができるように、陥凹部（３１０）の向きを選択的に設定する。
【解決手段】受けモジュール（３００）は固体（９００）を受けるように設計された陥凹部（３１０）を有し、受けモジュール（３００）の第１の動作位置では、流体（１０００）中で沈む固体（９００）を固体（９００）に作用する重力によって陥凹部（３１０）内に置く、受けモジュール（３００）の第２の動作位置では、流体（１０００）中で浮かぶ固体（９００）を固体（９００）に作用する浮力によって陥凹部（３１０）を用いて周囲流体（１０００）中で適所に保持することができるように、陥凹部（３１０）の向きを選択的に設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密度測定の間、周囲流体中で保持することができる少なくとも１つの固体を受ける荷重受けデバイスであって、秤の秤量セルに接続された部品への吊下げ接続を確立する役割を果たすハンガーモジュールを含み、ハンガーモジュールに接続され、固体を受ける役割を果たす受けモジュールをさらに含む、荷重受けデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の荷重受けデバイスは、主として、固体の密度の測定に使用される。密度測定の間、固体は、秤の秤量セルに連結されていない容器内部にある、周囲流体中で保持される。密度測定は、流体中で浮かぶ固体、ならびに流体中で沈む固体を用いて行うことができる。浮かぶ固体の場合、固体の密度は周囲流体の密度よりも低い。沈む固体の場合、固体の密度は周囲流体の密度よりも高い。固体を周囲流体中で保持するため、荷重受けデバイスが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，５６１，０２５Ｂ２号
【特許文献２】米国特許第７，２９６，４６６Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
周囲流体中で沈む固体のための荷重受けデバイスは、既知の最新技術に属する。この荷重受けデバイスは、陥凹部を備えた受けモジュールを有する。陥凹部の深さは重力の方向に向けられる。周囲流体中で沈む固体をこの陥凹部内に定置し、それによって流体中で適所に保持することができる。浮かぶ固体は流体の表面に上がってくるので、この受けモジュールは、流体上に浮かぶ固体の密度を測定するのには適さない。したがって、試験流体中で浮かぶ固体の密度測定のため、さらなる荷重受けデバイスが必要である。同様に最新技術に属するこの荷重受けデバイスは、陥凹部を備えた受けモジュールを有し、その陥凹部の深さは重力とは逆方向に向けられる。浮かぶ固体は受けモジュールの下方に配置される。浮かぶ固体に作用する浮力の力によって、固体が下方から陥凹部内へと押し込まれ、それによって固体が流体中で適所に保持される。
【０００５】
これらの最新技術の荷重受けデバイスには、浮かぶ固体と沈む固体それぞれの密度を測定するのに異なる荷重受けデバイスが必要とされるという不利な点がある。
【０００６】
この欠点は、米国特許第６，５６１，０２５Ｂ２号に開示されている荷重受けデバイスによって排除されている。この荷重受けデバイスは、密度測定プロセスにおいて、重力の方向に対して直角に位置付けられる剛性の平坦なグリッドを含む。沈む固体の密度測定の場合、固体をグリッド上にセットする。次に、グリッドとその上の本体とを有する荷重受けデバイスを流体に沈める。固体に作用する重力の力によって、固体が上からグリッドに押し付けられ、それによって固体が周囲流体中で適所に保持される。浮かぶ固体の密度測定の場合、固体を同様にグリッド上に配置する。固体が流体の表面に上がってくるのを防ぐため、浮力拘束具（buoyancy constraint）が本体の上に置かれる。浮力拘束具は、拘束具およびグリッドがともに中空のエンクロージャを形成し、密度測定の間、固体がその中で適所に保持されるようにして構成される。浮かぶ固体に対する密度測定を行うため、荷重受けデバイスと、グリッドおよび浮力拘束具の間で包囲された固体とを流体に沈める。固体に作用する浮力により、固体は浮力拘束具に押し付けられ、流体中で適所に保持される。浮力拘束具に作用する重力は、固体に作用する浮力よりも大きくなければならない。この荷重受けデバイスには、浮かぶ固体の密度を測定するために、追加の部品、具体的には浮力拘束具が必要とされるという不利な点がある。
【０００７】
この不利な点は、米国特許第７，２９６，４６６Ｂ２号に開示されている荷重受けデバイスにおいて回避されている。この参照文献に開示されているような荷重受けデバイスは、２つの端部を有する金属の筒体と、平坦な底板とを有する。密度測定のプロセスにおいて、筒体の軸線は重力の方向に向けられる。底板は、重力の方向に自由に移動できるようにして、筒体内部で捕捉される。流体中で沈む固体に対する密度測定を行うときは、固体を底板上にセットする。固体に作用する重力により、底板は下方へ押される。第１のストッパは、底板が筒体の下端部から滑り出るのを防ぐ。浮かぶ固体の密度を測定するためには、固体は底板の下方に配置される。密度測定の間に固体に作用する重力のため、底板は上向きの方向に押される。第２のストッパは、底板が筒体の上端部から滑り出るのを防ぐ。浮かぶ固体の密度を測定するため、固体に作用する浮力は底板を押し上げるのに十分な強さである必要がある。固体の密度が流体の密度に近い場合、固体を信頼性高く流体中で適所に保持することができないという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、あらゆる程度の密度を有する固体の密度測定に信頼性高く使用することができる、荷重受けデバイスを提供することである。荷重受けデバイスは、特に、周囲流体と類似した密度を有する固体に対して有用であるべきである。
【０００９】
この目的は、独立特許クレームに記載される特徴を備えた荷重受けデバイスによって満たされる。さらに有利な実施形態は従属クレームに提示される。
【００１０】
密度測定の間、周囲流体中で適所に保持することができる少なくとも１つの固体を受ける役割を果たす、本発明による荷重受けデバイスは、部品に対する吊下げ接続を確立し、その部品が次いで秤の秤量セルに接続されるハンガーモジュールを含み、ハンガーモジュールに接続され、固体を受ける役割を果たす受けモジュールをさらに含む。さらに、受けモジュールは固体を受けるように設計された陥凹部を有し、受けモジュールの第１の動作位置では、流体中で沈む固体を固体に作用する重力によって陥凹部で置くことができ、受けモジュールの第２の動作位置では、流体中で浮かぶ固体を固体に作用する浮力によって陥凹部を用いて周囲流体中で適所に保持することができるように、陥凹部の向きを選択的に設定することができる。
【００１１】
本発明による荷重受けデバイスは、重力または浮力のどちらかによって必然的に移動する部品がないという利点を有する。したがって、荷重受けデバイスは、固体に作用する重力または浮力がほんのわずかしかない場合にも使用することができる。周囲流体中で浮かぶ固体の密度測定に、例えば浮力拘束具などの追加の部品が必要ないことは有利でもある。
【００１２】
１つの可能な実施形態では、受けモジュールは、重力の方向に垂直な回転軸を中心にして旋回することができるように枢動可能に取り付けられる。受けモジュールをこの回転軸を中心にして旋回させることによって、第１および第２の動作位置の間で選択的に反転させることができる。これは約１８０°の旋回を伴う。第１の動作位置では、密度測定の間、陥凹部の底部は重力の方向を指す。第２の動作位置では、密度測定の間、陥凹部の底部は浮力の方向を指す。
【００１３】
回転軸は、受けモジュールを通るか、または受けモジュールのリムを通ることができる。回転軸が受けモジュールのリム上における２つの対角線上の地点を通る場合、受けモジュールは特に安定している。
【００１４】
１つの可能な実施形態による荷重受けデバイスは、高さ調節要素を有し、それによって、周囲流体中への受けモジュールの浸入深さを変動させることができる。浸入深さは、理想的には、第１の動作位置では、すなわち流体中で沈む固体の場合、固体を流体中で浸漬させるのに十分な空間が受けモジュールの上方にあるように、また、第２の動作位置では、すなわち流体中で浮かぶ固体の場合、流体中で十分な空間が受けモジュールの下方にあるようにして選択される。周囲流体中で沈む固体よりも、浮かぶ固体の密度を測定する場合の浸入深さがより小さいように選択することが有利である。
【００１５】
高さ調節要素は、理想的にはハンガーモジュールの一部であるが、高さ調節要素が受けモジュールの一部である代替例も可能である。
【００１６】
理想的には、密度測定の間の受けモジュールに対する回転軸の鉛直位置は、第１の動作位置では、回転軸が受けモジュールの上方に位置し、第２の動作位置では、回転軸が受けモジュールの下方に位置するようなものである。この配置によって、受けモジュールは、第２の動作位置の場合よりも第１の動作位置の場合に、周囲流体中により深く下降する。これには、第２の動作位置では、すなわち浮かぶ固体の密度測定の場合、受けモジュールの下方の流体中で、固体のためのより高さのある空間が利用可能であるという利点がある。第１の動作位置では、すなわち沈む固体の密度測定の場合、受けモジュールの上方の流体中で、固体のためのより高さのある空間が利用可能である。受けモジュールからの回転軸の距離を適切に選択することによって、第１および第２の位置の両方で、周囲流体中における受けモジュールの適正な浸入深さが自動的に保証される。したがって、追加の高さ調節要素が不要になる。
【００１７】
荷重受けデバイスが、受けモジュールを２つの動作位置の少なくとも一方で解放可能に係止する役割を果たす、少なくとも１つの係止要素を有する場合に有利である。これには、固体を確実に規定された位置に保持することができるという利点がある。受けモジュールを固定した場合、流体中で固体をその適所に置くことがより簡単になる。
【００１８】
係止要素が動作位置の規定された設定のための手段を含む場合、これによって、ユーザが受けデバイスを必要な動作位置へと切り換えることがより単純になる。
【００１９】
動作位置の規定された設定のための可能な手段は、互いに協働するインデントおよびバネから成ることができる。バネはハンガーモジュールの一部であることができ、インデントは受けモジュールの一部であることができる。しかし、バネが受けモジュールの一部であり、インデントがハンガーモジュールの一部である配置も考えられる。ハンガーモジュールならびに受けモジュールがバネを有することも可能である。さらに、受けモジュールまたはハンガーモジュールの一部とともに働くインデントが、バネに埋め込まれる設計も考えられる。
【００２０】
１つの可能な実施形態のハンガーモジュールは、受けモジュールを締結するための２つのロッドを有し、受けモジュールは少なくとも１つのインデントを有する。この配置では、ロッドの少なくとも一方は曲げられて、受けモジュールのインデントとともに働くバネになる。しかし、ロッドが両方とも曲げられてバネになると、バネそれぞれに対して協働するインデントが受けモジュールにある場合、係合は特に安定する。
【００２１】
受けモジュールは、切欠きを備えた舌部を含むことができ、その切欠きは係止要素のインデントを形成する。
【００２２】
代替例として、受けモジュールは、２つの外曲げ区画（bent-out sections）を備えた舌部を有することができ、係止要素のインデントは外曲げ区画によって形成される。この配置では、外曲げ区画は外側輪郭縁部と折曲げ線縁部とによって境界が定められる。折曲げ線縁部はインデントに隣接する。
【００２３】
理想的には、係止要素は自動調心性である。これは、互いに向かう折曲げ線縁部と滑らかに湾曲した外側輪郭縁部とによって実現することができる。輪郭縁部はそれぞれ、丸み付けされた輪郭に沿ってロッドを滑動させてインデント内へと案内できるように形作られる。その結果、ロッド自体を明確に規定された位置に定置することができる。
【００２４】
代替実施形態では、受けモジュールは可逆的に変形可能な材料を含む。受けモジュールの変形性は、目標の力を加えることによって、受けモジュールが第１および第２の動作位置の間で可逆的に嵌まることができるようなものである。変形可能な材料は、クリッカー玩具（clicker toy）と似たように、２つの動作位置間での切換えを可能にするように形作られた弾性バネ材料である。この実施形態には、受けモジュールとハンガーモジュールとの間の移動可能な接続を必要としないという利点がある。受けモジュールおよびハンガーモジュールは、互いに堅く接続することができる。この実施形態では、第１および第２の動作位置の間で切り換えても、受けモジュールの浸入深さは自動的に変わらない。したがって、通常は、付加的な高さ調節要素が必要である。
【００２５】
誤差を引き起こす恐れがあるエアポケットの形成を防ぐため、受けモジュールは、理想的には、空気を逃がすことができる穿孔を有する。
【００２６】
周囲流体は通常は液体であり、ほとんどの場合、蒸留水またはエタノールである。
【００２７】
以下、図面に概略的に示される実施形態を通して、本発明による荷重受けデバイスについて記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１ａ）は、周囲流体中で沈む固体の場合の最新技術による荷重受けデバイスを示す正面図である。図１ｂ）は、その側面図である。図１ｃ）は、その斜視図である。
【図２】図２ａ）は、周囲流体中で浮かぶ固体の場合の最新技術による荷重受けデバイスを示す正面図である。図２ｂ）は、その側面図である。図２ｃ）は、その斜視図である。
【図３】図３ａ）は、回転可能に支持された受けモジュールが第１の動作位置にある、本発明の荷重受けデバイスの第１の実施形態を示す正面図である。図３ｂ）は、その側面図である。
【図４】図４ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第１の実施形態の詳細を示す斜視図である。図４ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第１の実施形態の詳細を示す斜視図である。
【図５】図５ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第２の実施形態を示す正面図である。図５ｂ）は、その側面図である。
【図６】図６ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第２の実施形態の詳細を示す斜視図である。図６ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第２の実施形態の詳細を示す斜視図である。
【図７】図７ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第３の実施形態を示す正面図である。図７ｂ）は、その側面図である。
【図８】図８ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第３の実施形態を示す斜視図である。図８ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図９ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第４の実施形態を示す正面図である。図９ｂ）は、その側面図である。
【図１０】図１０ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第４の実施形態を示す斜視図である。図１０ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第４の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図１１ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第５の実施形態を示す正面図である。図１１ｂ）は、その側面図である。
【図１２】図１２ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第５の実施形態を示す斜視図である。図１２ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第５の実施形態を示す斜視図である。
【図１３】周囲流体中で沈む固体の密度測定のための、第１の動作位置にある本発明による荷重受けデバイスの第１の実施形態を備えた秤を示す側面図である。
【図１４】周囲流体中で浮かぶ固体の密度測定のための、第２の動作位置にある本発明による荷重受けデバイスの第１の実施形態を備えた秤を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、周囲流体中で沈む固体の場合の、最新技術の荷重受けデバイス１０の、ａ）正面図、ｂ）側面図、およびｃ）斜視図を表す。荷重受けデバイス１０は受けモジュール３０を含む。受けモジュール３０は、本質的に、陥凹部３１を有する円形の表面から成る。受けモジュール３０は円形のリムを有する。陥凹部３１の底部は重力の方向を指す。陥凹部３１は、周囲流体中で沈むが、密度測定の間、受けモジュール３０によって適所に保持される、少なくとも１つの固体を受ける役割を果たす。固体の密度が周囲流体の密度よりも高い場合、固体は周囲流体中で沈む。受けモジュール３０は、部品に対する吊下げ接続を確立するハンガーモジュール２０に接続され、その部品は次いで、秤の秤量セルに接続される。ハンガーモジュール２０は２つのロッド２１を含む。各ロッド２１の一端は、受けモジュール３０のリムの一点に堅く接続される。ハンガーモジュール２０と受けモジュール３０との間の２つの接続点は、受けモジュール３０の円形のリム上で互いに対角線反対側に配置される。２つのロッド２１は等しい長さのものであり、ロッド２１の長さは、密度測定において、受けモジュール３０上にある固体が液体に完全に浸漬するように選択される。受けモジュール３０に接続されるのと反対側の端部では、ロッド２１はともにスリーブ２５によって保持される。ロッド２１ならびにスリーブ２５は、密度測定の間、鉛直に向けられる。スリーブ２５は、液体外の測定用のさらなる受けモジュール５０に接続される。液体外の測定用の受けモジュール５０は、本質的に、少なくとも１つの固体を受ける役割を果たすボウルである。受けモジュール５０は、秤の秤量セルに接続された、水平に向いたアームを有するスタンドから吊り下げることができる。ボウルの下側はスタンドのアーム上に定置することができる。
【００３０】
図２は、周囲流体中で浮かぶ固体の場合の、最新技術によるさらなる荷重受けデバイス１０の、ａ）正面図、ｂ）側面図、およびｃ）斜視図を表す。固体を沈めるための図１の荷重受けデバイス１０は、図２の荷重受けデバイス１０と本質的に同じ特徴を有する。違いは、受けモジュール３０の陥凹部３１の向き、およびハンガーモジュール２０のロッド２１の長さである。陥凹部３１は浮力の方向に向けられる。この配置では、周囲流体中で浮かぶ固体を受けモジュール３０の下に配置することができる。固体に作用する浮力の結果、固体は陥凹部３１内へと押し込まれ、それによって周囲流体中で適所に保持される。周囲流体中に固体を収容するのに十分な空間を持たせるため、ロッド２１は、沈む固体のための荷重受けデバイスの場合よりも短い必要がある。
【００３１】
図３は、回転可能に支持された受けモジュール３００が第１の動作位置にある、本発明の荷重受けデバイス１００の第１の実施形態の、ａ）正面図およびｂ）側面図を示す。この荷重受けデバイス１００は、本質的に、図１および２の最新技術の荷重受けデバイス１０と同じ構成要素を有する。荷重受けデバイス１００と最新技術の荷重受けデバイス１０との間の顕著な違いは、ハンガーモジュール２００と荷重受けモジュール３００との間の接続にある。荷重受けモジュール３００は、回転軸２４０を中心にして旋回する能力を伴って枢動可能に支持される。両方の動作位置において、密度測定の間、回転軸２４０は水平に向けられる。第１の動作位置では、すなわち周囲流体中で沈む固体９００の密度測定の場合、回転軸２４０は受けモジュール３００の上方に位置する。２つの舌部３４０が、２つの対角線上反対側の地点で受けモジュール３００のリムに取り付けられる。舌部３４０は受けモジュール３００に堅く接続される。密度測定の間、２つの舌部３４０はほぼ鉛直の向きを有する。舌部３４０は細長い形状のものであり、２つの端部を有する。各舌部３４０の第１の端部は受けモジュール３００に接続される。舌部３４０は、舌部３４０の第２の端部が水平に方向付けられるように形作られる。第２の端部の縁部は、ハンガーモジュール２００のロッド２１０の一方に係合する役割を果たすインデント４２１を有する。インデント４２１は、受けモジュールを第１または第２の動作位置で係止できるように配置される。各舌部３４０はさらに、ハンガーモジュール２００のロッド２１０の一方の端部を受け入れる役割を果たす穴の形態の軸受３３０を含む。軸受３３０がロッド２１０の端部を受け入れられるようにするため、受けモジュール３００に接続するロッド２１０の端部は、その動作位置では水平に方向付けられ、軸受３３０に挿入することができるように、曲げられなければならない。ロッド２１０の水平に方向付けられた端部は、受けモジュール３００が回転可能に支持される回転軸２４０を規定する。
【００３２】
ハンガーモジュール２００のロッド２１０はそれぞれ曲げられてバネ４１０になるので、各ロッド２１０に発生するバネ張力によって、ロッド２１０は対応するインデント４２１に押し込まれる。これは、受けモジュール３００を第１および第２の動作位置のどちらかで固定する、追加の手段としての役割を果たす。
【００３３】
密度測定の間に、吸蔵された気泡（occluded air bubbles）が何かの加減で取り出された場合、測定結果の誤差を引き起こすことになる。したがって、受けモジュール３００は、密度測定の間の気泡の吸蔵を中和する穿孔３２０を有する。
【００３４】
図４は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第１の実施形態の詳細の等角図を示す。回転軸２４０を形成するハンガーモジュール２００のピン２３０は、受けモジュール３００が第１の動作位置にあるとき、その上方に位置する。受けモジュール３００は、回転軸２４０を中心にして第１の動作位置から１８０°反転されると、回転軸２４０が受けモジュール３００の下方に位置する第２の動作位置を占めるようになる。
【００３５】
上述した回転軸２４０の配置によって、周囲流体１０００中における受けモジュール３００の浸入深さは自動的に変わる。固体９００が受けモジュール３００上に置かれる第１の動作位置では、受けモジュール３００は、固体９００が下方から受けモジュール３００に押し付けられる第２の動作位置よりも深く浸漬される。浸入深さが可変である結果、第１の動作位置では、受けモジュール３００の上部に固体９００を受け入れ、また第２の動作位置では、受けモジュール３００の下方に固体９００を受け入れるのに利用可能な十分な空間がある。
【００３６】
図５は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第２の実施形態の正面図および側面図を表す。図６は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第２の実施形態の詳細の等角図を示す。
【００３７】
第２の実施形態は、本質的に、舌部３４０の設計において、図３および図４の第１の実施形態とは異なる。舌部３４０は、密度測定の間、ほぼ鉛直の向きを有する。各舌部の第１の端部は受けモジュール３００に接続される。第２の端部は、ハンガーモジュール２００のロッド２１０の一方を受け入れる役割を果たすインデントを有する。インデントは、舌部３４０の第１および第２の外曲げ区画４２２によって形成される。外曲げ区画４２２は、第１および第２の折曲げ線縁部４２３に沿って舌部３４０を折り曲げることによって作り出される。折曲げ線縁部は、舌部３４０の第２の端部に向かってＶ字形で互いに対して角度が付けられる。しかし、２つの折曲げ線縁部は交わらず、ハンガーモジュール２００のロッド２１０を定置するのに十分な空間が間に残される。第１および第２の外曲げ区画４２２は両方とも丸み付けられた外側輪郭４２４を有する。一方の動作位置から他方の動作位置へと切り換えるとき、ハンガーモジュール２００のロッド２１０は丸み付けられた輪郭４２４に沿って滑動することができる。第１の実施形態と全く同様に、ロッドは曲げられてバネ４１０になるので、ロッド２１０は張力を受け、舌部３４０に押し付けられる。位置を変える場合、ハンガーモジュール２００のロッド２１０は、ロッド２１０がインデント内に定置されるまで、丸み付けられた輪郭４２４に沿って案内される。ロッド２１０はバネ４１０によって張力を受けているので、ロッド２１０はインデントに嵌まり込む。
【００３８】
第２の実施形態の舌部３４０は、第１の実施形態の舌部３４０に比べてより大きな表面積を有する。このより大きな表面は、誤差をもたらす吸蔵された気泡のより高いリスクを伴う。この問題は舌部３４０の穿孔３２０によって緩和される。
【００３９】
図７は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第３の実施形態の正面図および側面図を表す。図８は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第３の実施形態の等角図を示す。第３の実施形態は、回転軸２４０が、第３の実施形態では受けモジュール３００のリムと同じ水平面内にあるという点で、第１および第２の実施形態とは異なる。したがって、第１および第２の実施形態とは対照的に、第３の実施形態の受けモジュール３００の浸入深さは動作位置とともに変わらない。これは、第１および第２の動作位置に対して同じ浸入深さが維持されることを意味する。しかし、既に上述したように、第１の動作位置にある受けモジュール３００が、第２の動作位置の場合よりも深く周囲流体１０００に浸漬されることが有利である。
【００４０】
したがって、ハンガーモジュール２００は高さ調節要素２２０を有し、それによって、周囲流体１０００中における受けモジュール３００の浸入深さを調整することができる。高さ調節要素２２０の一部として、ハンガーモジュール２００の２つのロッド２１０は動作位置において鉛直に向けられるスリーブ２５０内で互いに接合される。スリーブ２５０は、スライドブッシュ（slide bushing）２２２内部に定置されるので、その動作位置にあるスリーブ２５０をブッシュ２２２内で鉛直方向上下に滑動させることができる。このようにして、流体１０００中における受けモジュール３００の浸入深さを調整することができる。スリーブ２５０は、固体の乾重量を測定する役割を果たす受けモジュール５００に接続される。係止ねじ２２３を用いて、スリーブ２５０をスライドブッシュ２２２内の適切な高さで固定することができる。
【００４１】
さらに、ここに示されるような第３の実施形態は、受けモジュール３００を第１または第２の動作位置で固定する係止要素を含まない。しかし、固体９００に作用する浮力または重力のどちらかによって、受けモジュール３００は、それでもやはり、適正なそれぞれの動作位置で適所に保持されている。
【００４２】
図９は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第４の実施形態の正面図および側面図を示す。図１０は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第４の実施形態の等角図を示す。この実施形態におけるハンガーモジュール２００および受けモジュール３００は、互いに枢動可能に接続されていない。陥凹部３１０の向きの変更は、受けモジュール３００の可逆的に変形可能な材料によって達成される。受けモジュール３００に目標の力を加えることによって、受けモジュール３００を第１および第２の動作位置の間で切り換えることができる。２つの位置間での切換え効果はクリッカー玩具と似ている。この実施形態では、周囲流体１０００中の受けモジュール３００の浸入深さは、高さ調節要素２２０によって調整される。
【００４３】
図１１は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第５の実施形態の正面図および側面図を示す。図１２は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第５の実施形態の等角図を示す。この第５の実施形態は、本質的に、舌部３４０の設計によって、図３および４に示される第１の実施形態と区別される。舌部３４０は２つのインデント４２１を有する。第１のインデントは、ハンガーモジュール２００のロッド２１０に第１の動作位置で係合する役割を果たす。第２のインデントは、ハンガーモジュール２００のロッドに第２の動作位置で係合する役割を果たす。回転軸２４０は第１および第２のインデントの間に配置される。理想的には、第１および第２のインデントは回転軸２４０から等距離である。したがって、第１および第２の動作位置では、ロッド２１０上の同じ地点がバネ力によって対応するインデントに押し込まれる。結果として、２つの動作位置のどちらでも、ロッド２１０は、インデント４２１の一方または他方を同じバネ力で押し付ける。この設計は、第１の実施形態を上回る次の利点を有する。第１および第２の動作位置において、第１の実施形態の１つのインデント４２１は、ロッド２１０の別個の部分とそれぞれ協働する。したがって、１つのインデント４２１に作用するバネ力の量は２つの動作位置で異なる。より具体的には、インデント４２１に作用するバネ力は、第１の動作位置よりも第２の動作位置の場合の方が小さく、したがって、受けモジュール３００は、第２の動作位置では、第１の動作位置ほどしっかりと固定されない。
【００４４】
図１３は、周囲流体中で沈む固体９００の密度測定のための、第１の動作位置にある本発明による荷重受けデバイス１００の第１の実施形態を備えた秤６００の側面図を表す。流体１０００を保持する容器６５０が秤６００上に配置されているが、秤量セルに機能的に接続されてはいない。流体１０００は、好ましくは、例えば蒸留水またはエタノールなどの液体である。秤６００の秤量セルには、ほぼ水平なカンチレバーアーム７１０を備えたスタンド７００が接続されている。カンチレバーアーム７１０は、秤６００および容器６５０の上方に配置される。スタンド７００のアーム７１０は、荷重受けデバイスをそこに取り付けることができるように設計される。理想的には、荷重受けデバイス１００のハンガーモジュール２００をカンチレバーアーム７１０から吊り下げることができる。荷重受けデバイス１００は、周囲流体１０００中で沈むであろう固体９００を置く陥凹部３１０を備えた受けモジュール３００を有する。このようにして、固体９００は流体１０００中で適所に保持される。
【００４５】
図１４は、周囲流体中で浮かぶ固体９００の密度測定のための、第２の動作位置にある、図１１に示されるような本発明による荷重受けデバイス１００を備えた秤６００の側面図を表す。固体９００の密度は周囲流体１０００の密度よりも低い。固体９００に作用する浮力の結果、固体は受けモジュール３００の陥凹部３１０内に押し込まれる。このようにして、固体９００は流体１０００中で適所に保持される。
【００４６】
浮かぶ固体９００に作用する浮力によって荷重受けデバイス１０００が押し上げられるのを防ぐため、追加の重り８００が乾重量受けモジュール５００に入れられる。
【００４７】
特定の実施形態を提示することによって本発明について記載してきたが、例えば、個々の例示的実施形態の特徴を互いに組み合わせることによって、かつ／または異なる例示的実施形態の間で機能単位を交換することによって、本発明の知識から多数のさらなる種々の解決策を作り出すのが可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００４８】
１０、１００ 荷重受けデバイス
２０、２００ ハンガーモジュール
２１、２１０ ロッド
２２０ 高さ調節要素
２２２ ブッシュ
２２３ 係止ねじ
２３０ ピン
２４０ 回転軸
２５、２５０ スリーブ
３０、３００ 液体内での秤量用の受けモジュール
３１、３１０ 陥凹部
３２０ 穿孔
３３０ 軸受
３４０ 舌部
４００ 係止要素
４１０ バネ
４２１ インデント、切欠き
４２２ 外曲げ区画
４２３ 折曲げ線縁部
４２４ 丸み付けられた輪郭
５０、５００ 液体外での秤量用の受けモジュール
６００ 秤
６５０ 容器
７００ スタンド
７１０ カンチレバーアーム
８００ 重り
９００ 固体
１０００ 周囲流体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密度測定の間、周囲流体中で保持することができる少なくとも１つの固体を受ける荷重受けデバイスであって、秤の秤量セルに接続された部品への吊下げ接続を確立する役割を果たすハンガーモジュールを含み、ハンガーモジュールに接続され、固体を受ける役割を果たす受けモジュールをさらに含む、荷重受けデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の荷重受けデバイスは、主として、固体の密度の測定に使用される。密度測定の間、固体は、秤の秤量セルに連結されていない容器内部にある、周囲流体中で保持される。密度測定は、流体中で浮かぶ固体、ならびに流体中で沈む固体を用いて行うことができる。浮かぶ固体の場合、固体の密度は周囲流体の密度よりも低い。沈む固体の場合、固体の密度は周囲流体の密度よりも高い。固体を周囲流体中で保持するため、荷重受けデバイスが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，５６１，０２５Ｂ２号
【特許文献２】米国特許第７，２９６，４６６Ｂ２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
周囲流体中で沈む固体のための荷重受けデバイスは、既知の最新技術に属する。この荷重受けデバイスは、陥凹部を備えた受けモジュールを有する。陥凹部の深さは重力の方向に向けられる。周囲流体中で沈む固体をこの陥凹部内に定置し、それによって流体中で適所に保持することができる。浮かぶ固体は流体の表面に上がってくるので、この受けモジュールは、流体上に浮かぶ固体の密度を測定するのには適さない。したがって、試験流体中で浮かぶ固体の密度測定のため、さらなる荷重受けデバイスが必要である。同様に最新技術に属するこの荷重受けデバイスは、陥凹部を備えた受けモジュールを有し、その陥凹部の深さは重力とは逆方向に向けられる。浮かぶ固体は受けモジュールの下方に配置される。浮かぶ固体に作用する浮力の力によって、固体が下方から陥凹部内へと押し込まれ、それによって固体が流体中で適所に保持される。
【０００５】
これらの最新技術の荷重受けデバイスには、浮かぶ固体と沈む固体それぞれの密度を測定するのに異なる荷重受けデバイスが必要とされるという不利な点がある。
【０００６】
この欠点は、米国特許第６，５６１，０２５Ｂ２号に開示されている荷重受けデバイスによって排除されている。この荷重受けデバイスは、密度測定プロセスにおいて、重力の方向に対して直角に位置付けられる剛性の平坦なグリッドを含む。沈む固体の密度測定の場合、固体をグリッド上にセットする。次に、グリッドとその上の本体とを有する荷重受けデバイスを流体に沈める。固体に作用する重力の力によって、固体が上からグリッドに押し付けられ、それによって固体が周囲流体中で適所に保持される。浮かぶ固体の密度測定の場合、固体を同様にグリッド上に配置する。固体が流体の表面に上がってくるのを防ぐため、浮力拘束具（buoyancy constraint）が本体の上に置かれる。浮力拘束具は、拘束具およびグリッドがともに中空のエンクロージャを形成し、密度測定の間、固体がその中で適所に保持されるようにして構成される。浮かぶ固体に対する密度測定を行うため、荷重受けデバイスと、グリッドおよび浮力拘束具の間で包囲された固体とを流体に沈める。固体に作用する浮力により、固体は浮力拘束具に押し付けられ、流体中で適所に保持される。浮力拘束具に作用する重力は、固体に作用する浮力よりも大きくなければならない。この荷重受けデバイスには、浮かぶ固体の密度を測定するために、追加の部品、具体的には浮力拘束具が必要とされるという不利な点がある。
【０００７】
この不利な点は、米国特許第７，２９６，４６６Ｂ２号に開示されている荷重受けデバイスにおいて回避されている。この参照文献に開示されているような荷重受けデバイスは、２つの端部を有する金属の筒体と、平坦な底板とを有する。密度測定のプロセスにおいて、筒体の軸線は重力の方向に向けられる。底板は、重力の方向に自由に移動できるようにして、筒体内部で捕捉される。流体中で沈む固体に対する密度測定を行うときは、固体を底板上にセットする。固体に作用する重力により、底板は下方へ押される。第１のストッパは、底板が筒体の下端部から滑り出るのを防ぐ。浮かぶ固体の密度を測定するためには、固体は底板の下方に配置される。密度測定の間に固体に作用する重力のため、底板は上向きの方向に押される。第２のストッパは、底板が筒体の上端部から滑り出るのを防ぐ。浮かぶ固体の密度を測定するため、固体に作用する浮力は底板を押し上げるのに十分な強さである必要がある。固体の密度が流体の密度に近い場合、固体を信頼性高く流体中で適所に保持することができないという問題が生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、あらゆる程度の密度を有する固体の密度測定に信頼性高く使用することができる、荷重受けデバイスを提供することである。荷重受けデバイスは、特に、周囲流体と類似した密度を有する固体に対して有用であるべきである。
【０００９】
この目的は、独立特許クレームに記載される特徴を備えた荷重受けデバイスによって満たされる。さらに有利な実施形態は従属クレームに提示される。
【００１０】
密度測定の間、周囲流体中で適所に保持することができる少なくとも１つの固体を受ける役割を果たす、本発明による荷重受けデバイスは、部品に対する吊下げ接続を確立し、その部品が次いで秤の秤量セルに接続されるハンガーモジュールを含み、ハンガーモジュールに接続され、固体を受ける役割を果たす受けモジュールをさらに含む。さらに、受けモジュールは固体を受けるように設計された陥凹部を有し、受けモジュールの第１の動作位置では、流体中で沈む固体を固体に作用する重力によって陥凹部で置くことができ、受けモジュールの第２の動作位置では、流体中で浮かぶ固体を固体に作用する浮力によって陥凹部を用いて周囲流体中で適所に保持することができるように、陥凹部の向きを選択的に設定することができる。
【００１１】
本発明による荷重受けデバイスは、重力または浮力のどちらかによって必然的に移動する部品がないという利点を有する。したがって、荷重受けデバイスは、固体に作用する重力または浮力がほんのわずかしかない場合にも使用することができる。周囲流体中で浮かぶ固体の密度測定に、例えば浮力拘束具などの追加の部品が必要ないことは有利でもある。
【００１２】
１つの可能な実施形態では、受けモジュールは、重力の方向に垂直な回転軸を中心にして旋回することができるように枢動可能に取り付けられる。受けモジュールをこの回転軸を中心にして旋回させることによって、第１および第２の動作位置の間で選択的に反転させることができる。これは約１８０°の旋回を伴う。第１の動作位置では、密度測定の間、陥凹部の底部は重力の方向を指す。第２の動作位置では、密度測定の間、陥凹部の底部は浮力の方向を指す。
【００１３】
回転軸は、受けモジュールを通るか、または受けモジュールのリムを通ることができる。回転軸が受けモジュールのリム上における２つの対角線上の地点を通る場合、受けモジュールは特に安定している。
【００１４】
１つの可能な実施形態による荷重受けデバイスは、高さ調節要素を有し、それによって、周囲流体中への受けモジュールの浸入深さを変動させることができる。浸入深さは、理想的には、第１の動作位置では、すなわち流体中で沈む固体の場合、固体を流体中で浸漬させるのに十分な空間が受けモジュールの上方にあるように、また、第２の動作位置では、すなわち流体中で浮かぶ固体の場合、流体中で十分な空間が受けモジュールの下方にあるようにして選択される。周囲流体中で沈む固体よりも、浮かぶ固体の密度を測定する場合の浸入深さがより小さいように選択することが有利である。
【００１５】
高さ調節要素は、理想的にはハンガーモジュールの一部であるが、高さ調節要素が受けモジュールの一部である代替例も可能である。
【００１６】
理想的には、密度測定の間の受けモジュールに対する回転軸の鉛直位置は、第１の動作位置では、回転軸が受けモジュールの上方に位置し、第２の動作位置では、回転軸が受けモジュールの下方に位置するようなものである。この配置によって、受けモジュールは、第２の動作位置の場合よりも第１の動作位置の場合に、周囲流体中により深く下降する。これには、第２の動作位置では、すなわち浮かぶ固体の密度測定の場合、受けモジュールの下方の流体中で、固体のためのより高さのある空間が利用可能であるという利点がある。第１の動作位置では、すなわち沈む固体の密度測定の場合、受けモジュールの上方の流体中で、固体のためのより高さのある空間が利用可能である。受けモジュールからの回転軸の距離を適切に選択することによって、第１および第２の位置の両方で、周囲流体中における受けモジュールの適正な浸入深さが自動的に保証される。したがって、追加の高さ調節要素が不要になる。
【００１７】
荷重受けデバイスが、受けモジュールを２つの動作位置の少なくとも一方で解放可能に係止する役割を果たす、少なくとも１つの係止要素を有する場合に有利である。これには、固体を確実に規定された位置に保持することができるという利点がある。受けモジュールを固定した場合、流体中で固体をその適所に置くことがより簡単になる。
【００１８】
係止要素が動作位置の規定された設定のための手段を含む場合、これによって、ユーザが受けデバイスを必要な動作位置へと切り換えることがより単純になる。
【００１９】
動作位置の規定された設定のための可能な手段は、互いに協働するインデントおよびバネから成ることができる。バネはハンガーモジュールの一部であることができ、インデントは受けモジュールの一部であることができる。しかし、バネが受けモジュールの一部であり、インデントがハンガーモジュールの一部である配置も考えられる。ハンガーモジュールならびに受けモジュールがバネを有することも可能である。さらに、受けモジュールまたはハンガーモジュールの一部とともに働くインデントが、バネに埋め込まれる設計も考えられる。
【００２０】
１つの可能な実施形態のハンガーモジュールは、受けモジュールを締結するための２つのロッドを有し、受けモジュールは少なくとも１つのインデントを有する。この配置では、ロッドの少なくとも一方は曲げられて、受けモジュールのインデントとともに働くバネになる。しかし、ロッドが両方とも曲げられてバネになると、バネそれぞれに対して協働するインデントが受けモジュールにある場合、係合は特に安定する。
【００２１】
受けモジュールは、切欠きを備えた舌部を含むことができ、その切欠きは係止要素のインデントを形成する。
【００２２】
代替例として、受けモジュールは、２つの外曲げ区画（bent-out sections）を備えた舌部を有することができ、係止要素のインデントは外曲げ区画によって形成される。この配置では、外曲げ区画は外側輪郭縁部と折曲げ線縁部とによって境界が定められる。折曲げ線縁部はインデントに隣接する。
【００２３】
理想的には、係止要素は自動調心性である。これは、互いに向かう折曲げ線縁部と滑らかに湾曲した外側輪郭縁部とによって実現することができる。輪郭縁部はそれぞれ、丸み付けされた輪郭に沿ってロッドを滑動させてインデント内へと案内できるように形作られる。その結果、ロッド自体を明確に規定された位置に定置することができる。
【００２４】
代替実施形態では、受けモジュールは可逆的に変形可能な材料を含む。受けモジュールの変形性は、目標の力を加えることによって、受けモジュールが第１および第２の動作位置の間で可逆的に嵌まることができるようなものである。変形可能な材料は、クリッカー玩具（clicker toy）と似たように、２つの動作位置間での切換えを可能にするように形作られた弾性バネ材料である。この実施形態には、受けモジュールとハンガーモジュールとの間の移動可能な接続を必要としないという利点がある。受けモジュールおよびハンガーモジュールは、互いに堅く接続することができる。この実施形態では、第１および第２の動作位置の間で切り換えても、受けモジュールの浸入深さは自動的に変わらない。したがって、通常は、付加的な高さ調節要素が必要である。
【００２５】
誤差を引き起こす恐れがあるエアポケットの形成を防ぐため、受けモジュールは、理想的には、空気を逃がすことができる穿孔を有する。
【００２６】
周囲流体は通常は液体であり、ほとんどの場合、蒸留水またはエタノールである。
【００２７】
以下、図面に概略的に示される実施形態を通して、本発明による荷重受けデバイスについて記載する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１ａ）は、周囲流体中で沈む固体の場合の最新技術による荷重受けデバイスを示す正面図である。図１ｂ）は、その側面図である。図１ｃ）は、その斜視図である。
【図２】図２ａ）は、周囲流体中で浮かぶ固体の場合の最新技術による荷重受けデバイスを示す正面図である。図２ｂ）は、その側面図である。図２ｃ）は、その斜視図である。
【図３】図３ａ）は、回転可能に支持された受けモジュールが第１の動作位置にある、本発明の荷重受けデバイスの第１の実施形態を示す正面図である。図３ｂ）は、その側面図である。
【図４】図４ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第１の実施形態の詳細を示す斜視図である。図４ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第１の実施形態の詳細を示す斜視図である。
【図５】図５ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第２の実施形態を示す正面図である。図５ｂ）は、その側面図である。
【図６】図６ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第２の実施形態の詳細を示す斜視図である。図６ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第２の実施形態の詳細を示す斜視図である。
【図７】図７ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第３の実施形態を示す正面図である。図７ｂ）は、その側面図である。
【図８】図８ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第３の実施形態を示す斜視図である。図８ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第３の実施形態を示す斜視図である。
【図９】図９ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第４の実施形態を示す正面図である。図９ｂ）は、その側面図である。
【図１０】図１０ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第４の実施形態を示す斜視図である。図１０ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第４の実施形態を示す斜視図である。
【図１１】図１１ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第５の実施形態を示す正面図である。図１１ｂ）は、その側面図である。
【図１２】図１２ａ）は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第５の実施形態を示す斜視図である。図１２ｂ）は、第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイスの第５の実施形態を示す斜視図である。
【図１３】周囲流体中で沈む固体の密度測定のための、第１の動作位置にある本発明による荷重受けデバイスの第１の実施形態を備えた秤を示す側面図である。
【図１４】周囲流体中で浮かぶ固体の密度測定のための、第２の動作位置にある本発明による荷重受けデバイスの第１の実施形態を備えた秤を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、周囲流体中で沈む固体の場合の、最新技術の荷重受けデバイス１０の、ａ）正面図、ｂ）側面図、およびｃ）斜視図を表す。荷重受けデバイス１０は受けモジュール３０を含む。受けモジュール３０は、本質的に、陥凹部３１を有する円形の表面から成る。受けモジュール３０は円形のリムを有する。陥凹部３１の底部は重力の方向を指す。陥凹部３１は、周囲流体中で沈むが、密度測定の間、受けモジュール３０によって適所に保持される、少なくとも１つの固体を受ける役割を果たす。固体の密度が周囲流体の密度よりも高い場合、固体は周囲流体中で沈む。受けモジュール３０は、部品に対する吊下げ接続を確立するハンガーモジュール２０に接続され、その部品は次いで、秤の秤量セルに接続される。ハンガーモジュール２０は２つのロッド２１を含む。各ロッド２１の一端は、受けモジュール３０のリムの一点に堅く接続される。ハンガーモジュール２０と受けモジュール３０との間の２つの接続点は、受けモジュール３０の円形のリム上で互いに対角線反対側に配置される。２つのロッド２１は等しい長さのものであり、ロッド２１の長さは、密度測定において、受けモジュール３０上にある固体が液体に完全に浸漬するように選択される。受けモジュール３０に接続されるのと反対側の端部では、ロッド２１はともにスリーブ２５によって保持される。ロッド２１ならびにスリーブ２５は、密度測定の間、鉛直に向けられる。スリーブ２５は、液体外の測定用のさらなる受けモジュール５０に接続される。液体外の測定用の受けモジュール５０は、本質的に、少なくとも１つの固体を受ける役割を果たすボウルである。受けモジュール５０は、秤の秤量セルに接続された、水平に向いたアームを有するスタンドから吊り下げることができる。ボウルの下側はスタンドのアーム上に定置することができる。
【００３０】
図２は、周囲流体中で浮かぶ固体の場合の、最新技術によるさらなる荷重受けデバイス１０の、ａ）正面図、ｂ）側面図、およびｃ）斜視図を表す。固体を沈めるための図１の荷重受けデバイス１０は、図２の荷重受けデバイス１０と本質的に同じ特徴を有する。違いは、受けモジュール３０の陥凹部３１の向き、およびハンガーモジュール２０のロッド２１の長さである。陥凹部３１は浮力の方向に向けられる。この配置では、周囲流体中で浮かぶ固体を受けモジュール３０の下に配置することができる。固体に作用する浮力の結果、固体は陥凹部３１内へと押し込まれ、それによって周囲流体中で適所に保持される。周囲流体中に固体を収容するのに十分な空間を持たせるため、ロッド２１は、沈む固体のための荷重受けデバイスの場合よりも短い必要がある。
【００３１】
図３は、回転可能に支持された受けモジュール３００が第１の動作位置にある、本発明の荷重受けデバイス１００の第１の実施形態の、ａ）正面図およびｂ）側面図を示す。この荷重受けデバイス１００は、本質的に、図１および２の最新技術の荷重受けデバイス１０と同じ構成要素を有する。荷重受けデバイス１００と最新技術の荷重受けデバイス１０との間の顕著な違いは、ハンガーモジュール２００と荷重受けモジュール３００との間の接続にある。荷重受けモジュール３００は、回転軸２４０を中心にして旋回する能力を伴って枢動可能に支持される。両方の動作位置において、密度測定の間、回転軸２４０は水平に向けられる。第１の動作位置では、すなわち周囲流体中で沈む固体９００の密度測定の場合、回転軸２４０は受けモジュール３００の上方に位置する。２つの舌部３４０が、２つの対角線上反対側の地点で受けモジュール３００のリムに取り付けられる。舌部３４０は受けモジュール３００に堅く接続される。密度測定の間、２つの舌部３４０はほぼ鉛直の向きを有する。舌部３４０は細長い形状のものであり、２つの端部を有する。各舌部３４０の第１の端部は受けモジュール３００に接続される。舌部３４０は、舌部３４０の第２の端部が水平に方向付けられるように形作られる。第２の端部の縁部は、ハンガーモジュール２００のロッド２１０の一方に係合する役割を果たすインデント４２１を有する。インデント４２１は、受けモジュールを第１または第２の動作位置で係止できるように配置される。各舌部３４０はさらに、ハンガーモジュール２００のロッド２１０の一方の端部を受け入れる役割を果たす穴の形態の軸受３３０を含む。軸受３３０がロッド２１０の端部を受け入れられるようにするため、受けモジュール３００に接続するロッド２１０の端部は、その動作位置では水平に方向付けられ、軸受３３０に挿入することができるように、曲げられなければならない。ロッド２１０の水平に方向付けられた端部は、受けモジュール３００が回転可能に支持される回転軸２４０を規定する。
【００３２】
ハンガーモジュール２００のロッド２１０はそれぞれ曲げられてバネ４１０になるので、各ロッド２１０に発生するバネ張力によって、ロッド２１０は対応するインデント４２１に押し込まれる。これは、受けモジュール３００を第１および第２の動作位置のどちらかで固定する、追加の手段としての役割を果たす。
【００３３】
密度測定の間に、吸蔵された気泡（occluded air bubbles）が何かの加減で取り出された場合、測定結果の誤差を引き起こすことになる。したがって、受けモジュール３００は、密度測定の間の気泡の吸蔵を中和する穿孔３２０を有する。
【００３４】
図４は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第１の実施形態の詳細の等角図を示す。回転軸２４０を形成するハンガーモジュール２００のピン２３０は、受けモジュール３００が第１の動作位置にあるとき、その上方に位置する。受けモジュール３００は、回転軸２４０を中心にして第１の動作位置から１８０°反転されると、回転軸２４０が受けモジュール３００の下方に位置する第２の動作位置を占めるようになる。
【００３５】
上述した回転軸２４０の配置によって、周囲流体１０００中における受けモジュール３００の浸入深さは自動的に変わる。固体９００が受けモジュール３００上に置かれる第１の動作位置では、受けモジュール３００は、固体９００が下方から受けモジュール３００に押し付けられる第２の動作位置よりも深く浸漬される。浸入深さが可変である結果、第１の動作位置では、受けモジュール３００の上部に固体９００を受け入れ、また第２の動作位置では、受けモジュール３００の下方に固体９００を受け入れるのに利用可能な十分な空間がある。
【００３６】
図５は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第２の実施形態の正面図および側面図を表す。図６は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第２の実施形態の詳細の等角図を示す。
【００３７】
第２の実施形態は、本質的に、舌部３４０の設計において、図３および図４の第１の実施形態とは異なる。舌部３４０は、密度測定の間、ほぼ鉛直の向きを有する。各舌部の第１の端部は受けモジュール３００に接続される。第２の端部は、ハンガーモジュール２００のロッド２１０の一方を受け入れる役割を果たすインデントを有する。インデントは、舌部３４０の第１および第２の外曲げ区画４２２によって形成される。外曲げ区画４２２は、第１および第２の折曲げ線縁部４２３に沿って舌部３４０を折り曲げることによって作り出される。折曲げ線縁部は、舌部３４０の第２の端部に向かってＶ字形で互いに対して角度が付けられる。しかし、２つの折曲げ線縁部は交わらず、ハンガーモジュール２００のロッド２１０を定置するのに十分な空間が間に残される。第１および第２の外曲げ区画４２２は両方とも丸み付けられた外側輪郭４２４を有する。一方の動作位置から他方の動作位置へと切り換えるとき、ハンガーモジュール２００のロッド２１０は丸み付けられた輪郭４２４に沿って滑動することができる。第１の実施形態と全く同様に、ロッドは曲げられてバネ４１０になるので、ロッド２１０は張力を受け、舌部３４０に押し付けられる。位置を変える場合、ハンガーモジュール２００のロッド２１０は、ロッド２１０がインデント内に定置されるまで、丸み付けられた輪郭４２４に沿って案内される。ロッド２１０はバネ４１０によって張力を受けているので、ロッド２１０はインデントに嵌まり込む。
【００３８】
第２の実施形態の舌部３４０は、第１の実施形態の舌部３４０に比べてより大きな表面積を有する。このより大きな表面は、誤差をもたらす吸蔵された気泡のより高いリスクを伴う。この問題は舌部３４０の穿孔３２０によって緩和される。
【００３９】
図７は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第３の実施形態の正面図および側面図を表す。図８は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第３の実施形態の等角図を示す。第３の実施形態は、回転軸２４０が、第３の実施形態では受けモジュール３００のリムと同じ水平面内にあるという点で、第１および第２の実施形態とは異なる。したがって、第１および第２の実施形態とは対照的に、第３の実施形態の受けモジュール３００の浸入深さは動作位置とともに変わらない。これは、第１および第２の動作位置に対して同じ浸入深さが維持されることを意味する。しかし、既に上述したように、第１の動作位置にある受けモジュール３００が、第２の動作位置の場合よりも深く周囲流体１０００に浸漬されることが有利である。
【００４０】
したがって、ハンガーモジュール２００は高さ調節要素２２０を有し、それによって、周囲流体１０００中における受けモジュール３００の浸入深さを調整することができる。高さ調節要素２２０の一部として、ハンガーモジュール２００の２つのロッド２１０は動作位置において鉛直に向けられるスリーブ２５０内で互いに接合される。スリーブ２５０は、スライドブッシュ（slide bushing）２２２内部に定置されるので、その動作位置にあるスリーブ２５０をブッシュ２２２内で鉛直方向上下に滑動させることができる。このようにして、流体１０００中における受けモジュール３００の浸入深さを調整することができる。スリーブ２５０は、固体の乾重量を測定する役割を果たす受けモジュール５００に接続される。係止ねじ２２３を用いて、スリーブ２５０をスライドブッシュ２２２内の適切な高さで固定することができる。
【００４１】
さらに、ここに示されるような第３の実施形態は、受けモジュール３００を第１または第２の動作位置で固定する係止要素を含まない。しかし、固体９００に作用する浮力または重力のどちらかによって、受けモジュール３００は、それでもやはり、適正なそれぞれの動作位置で適所に保持されている。
【００４２】
図９は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第４の実施形態の正面図および側面図を示す。図１０は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第４の実施形態の等角図を示す。この実施形態におけるハンガーモジュール２００および受けモジュール３００は、互いに枢動可能に接続されていない。陥凹部３１０の向きの変更は、受けモジュール３００の可逆的に変形可能な材料によって達成される。受けモジュール３００に目標の力を加えることによって、受けモジュール３００を第１および第２の動作位置の間で切り換えることができる。２つの位置間での切換え効果はクリッカー玩具と似ている。この実施形態では、周囲流体１０００中の受けモジュール３００の浸入深さは、高さ調節要素２２０によって調整される。
【００４３】
図１１は、第１の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第５の実施形態の正面図および側面図を示す。図１２は、それぞれ第１および第２の動作位置にある、本発明による荷重受けデバイス１００の第５の実施形態の等角図を示す。この第５の実施形態は、本質的に、舌部３４０の設計によって、図３および４に示される第１の実施形態と区別される。舌部３４０は２つのインデント４２１を有する。第１のインデントは、ハンガーモジュール２００のロッド２１０に第１の動作位置で係合する役割を果たす。第２のインデントは、ハンガーモジュール２００のロッドに第２の動作位置で係合する役割を果たす。回転軸２４０は第１および第２のインデントの間に配置される。理想的には、第１および第２のインデントは回転軸２４０から等距離である。したがって、第１および第２の動作位置では、ロッド２１０上の同じ地点がバネ力によって対応するインデントに押し込まれる。結果として、２つの動作位置のどちらでも、ロッド２１０は、インデント４２１の一方または他方を同じバネ力で押し付ける。この設計は、第１の実施形態を上回る次の利点を有する。第１および第２の動作位置において、第１の実施形態の１つのインデント４２１は、ロッド２１０の別個の部分とそれぞれ協働する。したがって、１つのインデント４２１に作用するバネ力の量は２つの動作位置で異なる。より具体的には、インデント４２１に作用するバネ力は、第１の動作位置よりも第２の動作位置の場合の方が小さく、したがって、受けモジュール３００は、第２の動作位置では、第１の動作位置ほどしっかりと固定されない。
【００４４】
図１３は、周囲流体中で沈む固体９００の密度測定のための、第１の動作位置にある本発明による荷重受けデバイス１００の第１の実施形態を備えた秤６００の側面図を表す。流体１０００を保持する容器６５０が秤６００上に配置されているが、秤量セルに機能的に接続されてはいない。流体１０００は、好ましくは、例えば蒸留水またはエタノールなどの液体である。秤６００の秤量セルには、ほぼ水平なカンチレバーアーム７１０を備えたスタンド７００が接続されている。カンチレバーアーム７１０は、秤６００および容器６５０の上方に配置される。スタンド７００のアーム７１０は、荷重受けデバイスをそこに取り付けることができるように設計される。理想的には、荷重受けデバイス１００のハンガーモジュール２００をカンチレバーアーム７１０から吊り下げることができる。荷重受けデバイス１００は、周囲流体１０００中で沈むであろう固体９００を置く陥凹部３１０を備えた受けモジュール３００を有する。このようにして、固体９００は流体１０００中で適所に保持される。
【００４５】
図１４は、周囲流体中で浮かぶ固体９００の密度測定のための、第２の動作位置にある、図１１に示されるような本発明による荷重受けデバイス１００を備えた秤６００の側面図を表す。固体９００の密度は周囲流体１０００の密度よりも低い。固体９００に作用する浮力の結果、固体は受けモジュール３００の陥凹部３１０内に押し込まれる。このようにして、固体９００は流体１０００中で適所に保持される。
【００４６】
浮かぶ固体９００に作用する浮力によって荷重受けデバイス１０００が押し上げられるのを防ぐため、追加の重り８００が乾重量受けモジュール５００に入れられる。
【００４７】
特定の実施形態を提示することによって本発明について記載してきたが、例えば、個々の例示的実施形態の特徴を互いに組み合わせることによって、かつ／または異なる例示的実施形態の間で機能単位を交換することによって、本発明の知識から多数のさらなる種々の解決策を作り出すのが可能であることは明白である。
【符号の説明】
【００４８】
１０、１００ 荷重受けデバイス
２０、２００ ハンガーモジュール
２１、２１０ ロッド
２２０ 高さ調節要素
２２２ ブッシュ
２２３ 係止ねじ
２３０ ピン
２４０ 回転軸
２５、２５０ スリーブ
３０、３００ 液体内での秤量用の受けモジュール
３１、３１０ 陥凹部
３２０ 穿孔
３３０ 軸受
３４０ 舌部
４００ 係止要素
４１０ バネ
４２１ インデント、切欠き
４２２ 外曲げ区画
４２３ 折曲げ線縁部
４２４ 丸み付けられた輪郭
５０、５００ 液体外での秤量用の受けモジュール
６００ 秤
６５０ 容器
７００ スタンド
７１０ カンチレバーアーム
８００ 重り
９００ 固体
１０００ 周囲流体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密度測定の間、周囲流体（１０００）中で適所に保持することができる少なくとも１つの固体（９００）を受ける役割を果たす荷重受けデバイス（１００）であって、部品（７００）に対する吊下げ接続を確立するハンガーモジュール（２００）であって、該部品（７００）が次いで秤（６００）の秤量セルに接続される、ハンガーモジュール（２００）を備え、前記ハンガーモジュール（２００）に接続されるとともに前記固体（９００）を受ける役割を果たす受けモジュール（３００）をさらに備える、荷重受けデバイス（１００）において、前記受けモジュール（３００）が前記固体（９００）を受けるように設計された陥凹部（３１０）を有し、第１の動作位置では、前記流体（１０００）中で沈む固体（９００）を前記固体（９００）に作用する重力によって前記陥凹部（３１０）に置くことができ、前記受けモジュールの第２の動作位置では、前記流体（１０００）中で浮かぶ固体（９００）を前記固体（９００）に作用する浮力によって前記陥凹部（３１０）を用いて前記周囲流体（１０００）中で適所に保持することができるように、前記陥凹部（３１０）の向きを選択的に設定することができることを特徴とする、荷重受けデバイス（１００）。
【請求項２】
前記受けモジュール（３００）が枢動可能に支持され、重力の方向に垂直な回転軸（２４０）を中心にして旋回することができ、前記回転軸（２４０）を中心にして旋回させることによって、前記受けモジュール（３００）を前記第１および第２の動作位置の間で選択的に反転させることができることを特徴とする、請求項１に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項３】
前記回転軸（２４０）が前記受けモジュール（３００）を通ることを特徴とする、請求項２に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項４】
前記周囲流体（１０００）中における前記受けモジュール（３００）の浸入深さを高さ調節要素（２２０）によって変動させることができることを特徴とする、請求項１から３の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項５】
前記高さ調節要素（２２０）が前記ハンガーモジュール（２００）の一部であることを特徴とする、請求項４に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項６】
前記回転軸（２４０）が前記受けモジュール（３００）から鉛直距離に配置され、前記鉛直距離が、前記第１の動作位置では前記回転軸（２４０）が前記受けモジュール（３００）の上方に位置し、前記第２の動作位置では前記回転軸（２４０）が前記受けモジュール（３００）の下方に位置するような距離であることを特徴とする、請求項２から５に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項７】
前記荷重受けデバイス（１００）が少なくとも１つの係止要素（４００）を備え、それによって前記受けモジュール（３００）を前記２つの動作位置の少なくとも一方で解放可能に係止することができることを特徴とする、請求項２から６の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項８】
前記係止要素（４００）が、少なくとも１つのインデント（４２１、４２２）と協働するバネ（４１０）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項９】
前記バネ（４１０）が前記ハンガーモジュール（２００）の一部であり、前記少なくとも１つのインデント（４２１、４２２）が前記受けモジュール（３００）の一部であることを特徴とする、請求項８に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１０】
前記ハンガーモジュール（２００）が前記受けモジュール（３００）を取り付けることができる２つのロッド（２１０）を備え、前記ロッド（２１０）の少なくとも一方が曲げられて、前記受けモジュールの少なくとも１つのインデント（４２１、４２２）と協働するバネ（４１０）にされることを特徴とする、請求項９に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１１】
前記受けモジュール（３００）が切欠き（４２１）を備えた舌部（３４０）を備え、前記切欠き（４２１）が前記係止要素（４００）のインデントを形成することを特徴とする、請求項９または１０の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１２】
前記受けモジュール（３００）が、前記係止要素（４００）のインデントを形成する外曲げ区画（４２２）を備えた舌部（３４０）を備えることを特徴とする、請求項９、１０、または１１に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１３】
前記受けモジュール（３００）が可逆的に変形可能な材料を含み、その結果として、目標の力を加えることによって前記受けモジュール（３００）を前記第１および第２の動作位置の間で可逆的に切り換えることができることを特徴とする、請求項１から１２の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１４】
前記受けモジュール（３００）がエアポケットの蓄積を防ぐ穿孔（３２０）を備えることを特徴とする、請求項１から１３の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１５】
請求項１から１４の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）を備えた秤（６００）。
【請求項１】
密度測定の間、周囲流体（１０００）中で適所に保持することができる少なくとも１つの固体（９００）を受ける役割を果たす荷重受けデバイス（１００）であって、部品（７００）に対する吊下げ接続を確立するハンガーモジュール（２００）であって、該部品（７００）が次いで秤（６００）の秤量セルに接続される、ハンガーモジュール（２００）を備え、前記ハンガーモジュール（２００）に接続されるとともに前記固体（９００）を受ける役割を果たす受けモジュール（３００）をさらに備える、荷重受けデバイス（１００）において、前記受けモジュール（３００）が前記固体（９００）を受けるように設計された陥凹部（３１０）を有し、第１の動作位置では、前記流体（１０００）中で沈む固体（９００）を前記固体（９００）に作用する重力によって前記陥凹部（３１０）に置くことができ、前記受けモジュールの第２の動作位置では、前記流体（１０００）中で浮かぶ固体（９００）を前記固体（９００）に作用する浮力によって前記陥凹部（３１０）を用いて前記周囲流体（１０００）中で適所に保持することができるように、前記陥凹部（３１０）の向きを選択的に設定することができることを特徴とする、荷重受けデバイス（１００）。
【請求項２】
前記受けモジュール（３００）が枢動可能に支持され、重力の方向に垂直な回転軸（２４０）を中心にして旋回することができ、前記回転軸（２４０）を中心にして旋回させることによって、前記受けモジュール（３００）を前記第１および第２の動作位置の間で選択的に反転させることができることを特徴とする、請求項１に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項３】
前記回転軸（２４０）が前記受けモジュール（３００）を通ることを特徴とする、請求項２に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項４】
前記周囲流体（１０００）中における前記受けモジュール（３００）の浸入深さを高さ調節要素（２２０）によって変動させることができることを特徴とする、請求項１から３の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項５】
前記高さ調節要素（２２０）が前記ハンガーモジュール（２００）の一部であることを特徴とする、請求項４に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項６】
前記回転軸（２４０）が前記受けモジュール（３００）から鉛直距離に配置され、前記鉛直距離が、前記第１の動作位置では前記回転軸（２４０）が前記受けモジュール（３００）の上方に位置し、前記第２の動作位置では前記回転軸（２４０）が前記受けモジュール（３００）の下方に位置するような距離であることを特徴とする、請求項２から５に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項７】
前記荷重受けデバイス（１００）が少なくとも１つの係止要素（４００）を備え、それによって前記受けモジュール（３００）を前記２つの動作位置の少なくとも一方で解放可能に係止することができることを特徴とする、請求項２から６の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項８】
前記係止要素（４００）が、少なくとも１つのインデント（４２１、４２２）と協働するバネ（４１０）を備えることを特徴とする、請求項７に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項９】
前記バネ（４１０）が前記ハンガーモジュール（２００）の一部であり、前記少なくとも１つのインデント（４２１、４２２）が前記受けモジュール（３００）の一部であることを特徴とする、請求項８に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１０】
前記ハンガーモジュール（２００）が前記受けモジュール（３００）を取り付けることができる２つのロッド（２１０）を備え、前記ロッド（２１０）の少なくとも一方が曲げられて、前記受けモジュールの少なくとも１つのインデント（４２１、４２２）と協働するバネ（４１０）にされることを特徴とする、請求項９に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１１】
前記受けモジュール（３００）が切欠き（４２１）を備えた舌部（３４０）を備え、前記切欠き（４２１）が前記係止要素（４００）のインデントを形成することを特徴とする、請求項９または１０の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１２】
前記受けモジュール（３００）が、前記係止要素（４００）のインデントを形成する外曲げ区画（４２２）を備えた舌部（３４０）を備えることを特徴とする、請求項９、１０、または１１に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１３】
前記受けモジュール（３００）が可逆的に変形可能な材料を含み、その結果として、目標の力を加えることによって前記受けモジュール（３００）を前記第１および第２の動作位置の間で可逆的に切り換えることができることを特徴とする、請求項１から１２の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１４】
前記受けモジュール（３００）がエアポケットの蓄積を防ぐ穿孔（３２０）を備えることを特徴とする、請求項１から１３の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）。
【請求項１５】
請求項１から１４の一項に記載の荷重受けデバイス（１００）を備えた秤（６００）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−１６９８９７（Ｐ２０１１−１６９８９７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２８５６５（Ｐ２０１１−２８５６５）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（５９９０８２２１８）メトラー−トレド アクチェンゲゼルシャフト (130)
【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｌａｎｇａｃｈｅｒ， ８６０６ Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８５６５（Ｐ２０１１−２８５６５）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（５９９０８２２１８）メトラー−トレド アクチェンゲゼルシャフト (130)
【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｌａｎｇａｃｈｅｒ， ８６０６ Ｇｒｅｉｆｅｎｓｅｅ， Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ
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