JP2003014604A

JP2003014604A - 粘度測定装置

Info

Publication number: JP2003014604A
Application number: JP2001197574A
Authority: JP
Inventors: Yasutoku Konaka; 泰徳湖中; Kenji Hirayama; 賢士平山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】試料の粘度を測定後、試料室内の清掃を自動
的に行うことができる粘度測定装置を提供する。【解決手段】試料室の内方全域に至る大きさを有する
ワイヤブラシ２０Ｂを主体とする清掃用治具２０を備
え、ロータを取り外した後清掃用治具２０をその軸部２
０Ｓがロータの回転系に係結するよう取り付け、試料室
内に清掃用治具２０を実現させる。したがって、この清
掃用治具２０の回転駆動により試料室内に付着した試料
の付着を自動的に取り除くことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴムなどの試料の粘性
抵抗を測定する粘度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ムーニー粘度測定装置は、互いに対向し
て離接される上部および下部ダイスと、例えば下部ダイ
スを貫通する軸を有し、両ダイスにより形成される試料
室内で回転されるロータとを備え、試料室に試料を充填
して加熱した後にロータを回転させ、試料の粘性抵抗に
よってロータに作用する反トルクをロードセルなどの検
出器で検出し、その検出出力を試料の粘性抵抗として得
るものである。

【０００３】従来より測定に用いられている粘度測定装
置の全体構成は図８に示すとおりである。すなわち、下
部押板１に立設された案内棒２は上部押板３を貫通し、
上部押板３は昇降用シリンダ４によって案内棒２に沿っ
て昇降可能になっている。上部押板３には上部ダイス６
が螺着保持されるとともに、下部押板１には、上部ダイ
ス６と対峙して下部ダイス９が螺着保持されている。図
示のように、上部、下部の両ダイス６、９が互いに当接
することによって試料室Ｒが形成され、この試料室Ｒに
例えばゴム製の試料８が挿入される。

【０００４】符号１０は、試料室Ｒ内に挿入されるロー
タで、この下方には軸部１０Ｓが一体的に連結されてお
り、軸部１０Ｓが下部ダイス９を貫通して負荷軸１９に
嵌入連結されている。負荷軸１９は管状体で上方部に角
形の受部を有し、この受部に軸部１０Ｓの角部が挿入さ
れることにより負荷軸１９の回転力がこの角部を介して
ロータ１０に伝達されるようになっている。ロータ１０
側の軸部１０Ｓの角部が負荷軸１９の前記角部に対して
挿脱されるようになっている。

【０００５】この負荷軸１９は、ベアリング１２を介し
て下部押板１に回転可能に支承され、その下部に設けら
れたギア１４にピニオンギア１５が噛合している。下部
押板１には、ベアリング１６によって支持板１７が負荷
軸１９と同軸で回転可能に支承され、この支持板１７に
は、その回転軸心から偏心してモータ１８が取付けられ
ている。このモータ１８の回転がピニオンギア１５を介
してギア１４、すなわち負荷軸１９に伝達される。支持
板１７の一端に形成された加圧部１７Ｒにはロードセル
ＲＣが固設され、このロードセルＲＣによりロータ１０
の反トルクが検出される。なお、１１はベアリング１３
へのゴミの侵入を防止するカバー部材である。また、４
は昇降用シリンダであり、５は昇降用シリンダ４のロッ
ドで上部押板３に連結されている。７は上部、下部の両
ダイス６、９を上部、下部の両押板１、３に固定する固
定具である。

【０００６】以上のような構成において、測定の動作を
説明すると、まず粘度測定に先立ってロードセルＲＣの
ゼロ点調節を行う。つぎに、試料８を挿入しない状態で
昇降用シリンダ４を収縮して上部押板３を下降させ、上
部ダイス６を下部ダイス９に当接させる。なお粘度測定
装置は、昇降用シリンダ４が伸張して上部押板３が上昇
するときに負荷軸１９も下方が押上げられ、下部押板１
に対して若干上昇する構成となっている。ただし、昇降
用シリンダ４の収縮時は上部押圧板３が下降しても負荷
軸１９は下降せず、上部ダイス６により押し下げられる
だけである。この状態でモータ１８を回転させると、そ
の回転がピニオンギア１５を介してギア１４に伝達さ
れ、負荷軸１９が回転してロータ１０が回転される。こ
のロータ回転時のロードセルＲＣの出力をゼロに補正す
る。

【０００７】つぎに、試料８の粘度測定を行うべく上部
押板３をいったん上昇させ、ロータ１０の上下に試料８
を配置する。昇降用シリンダ４を駆動して上部押板３を
下降させると、上部ダイス６の下面がロータ１０本体上
の試料８を下方に押圧し、試料室Ｒが形成されたとき図
に示すようにロータ１０および負荷軸１９が下降する。
この状態で図示していないヒータを駆動して試料８を加
熱した後、モータ１８を駆動してロータ１０を回転させ
る。試料８の粘性抵抗によってロータ１０に反トルクが
作用し、この反トルクがロードセルＲＣにて検出され、
試料８の粘性抵抗が測定されるようになっている。測定
を終えた後は、上部押板３を上昇させ上部ダイス６を下
部ダイス９から離反させて、試料室Ｒを開放し、測定を
終えた試料８を取り出す。この場合、ロータ１０も負荷
軸１９から抜き取り、試料室Ｒの内面に付着した試料８
を除去し清掃する。この清掃作業にはブラシ等を利用し
手作業で行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】測定後の試料室の清掃
を手作業で行っているため相当の時間を要する。この種
測定は一定量の試料を順次連続して行うが、次の測定ま
でにかなりの時間を要し測定作業の効率が悪かった。本
発明はこのような課題を解決する粘度測定装置を提供せ
んとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明が提供する粘度測
定装置は、上記課題を解決するために、測定装置のダイ
スに穿設された貫通孔を介して粘度測定のための負荷軸
に挿脱できる軸部と、この軸部と一体的でかつ試料室内
全域とほぼ同形のブラシとからなる清掃用の治具を備え
たものである。したがって、測定の動力である回転力を
利用でき、測定終了後この清掃用の治具をロータと切り
替え設置し回転させることで試料室内の清掃が行われ
る。さらに本発明は、ロータを着脱可能に包囲でき、か
つ試料室内全域とほぼ同形のブラシからなる清掃用の治
具を備えたものである。したがって、測定終了後この清
掃用治具をロータに付設することにより、測定のための
動力を再利用してロータの回転にて試料室内の清掃を行
うことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明においては、測定（試験）
後の試料室Ｒを清掃する清掃用治具が備え得る点に特徴
があるが、本発明が提供する清掃用治具は大別して２つ
の形式に分けられている。すなわち、第１の形式は、ロ
ータ１０を測定装置から取り外してそれに代わる回転体
として挿設され、ロータと同様に回転させて清掃を行う
方式のものである。そして第２の形式は、ロータは測定
終了後もそのままにして、このロータ１０を包囲する着
脱可能な形式の清掃具である。

【００１１】以下、図面に示される実施例にしたがって
本発明を説明する。まず、第１の形式の清掃用治具を説
明する。図１は、第１の形式の最も基本的な構成をなす
清掃用治具２０を示すもので、上方に試料室Ｒの内方全
域とほぼ同形のブラシ部２０Ｂを有し、下方にはこのブ
ラシ部２０Ｂの中央より下方に垂設された軸部２０Ｓを
有している。そしてこの軸部２０Ｓの上端には軸部２０
Ｓより大径のフランジ部が形成されているが、これは後
述にて説明するシール部である。このシール部２０Ｒは
軸部２０Ｓとブラシ部２０Ｂを連結させるためのもので
もある。図１の（Ａ）は清掃用治具２０の全体を示す正
面図である。

【００１２】ブラシ部２０Ｂは図１の（Ｂ）に示されて
いるとおり、ワイヤメッシュで円盤を形成し、内方空洞
の形となっていて、底部下面の中央部に接合部２０Ｙが
設けられ、この接合部２０Ｙがシール部２０Ｒに溶着さ
れている。このブラシ部２０Ｂは、上述のとおりワイヤ
メッシュの形であるが、ロータ状の外周面ではワイヤ端
がそれぞれ突出した形となっていて、このワイヤ端によ
って測定終了後、上部と下部の両ダイス６、９の内面に
付着した試料を剥ぎ取ることができるようになってい
る。しかも、このワイヤは上部と下部の両ダイス６、９
の内面を損傷させない程度の硬さ、強度を有する材料、
たとえば軟鋼材やプラスチック材等でつくられる。図２
に示す清掃用治具２０Ｋは、ワイヤブラシで形成される
ブラシ部２０Ｂが容器状をなした実施例で、図２（Ｂ）
に示すように円周部と底部がワイヤブラシで形成され、
図１の実施例と同様、中央に接合部２０Ｙが設けられて
いる。そして、この接合部２０Ｙが、軸部２０Ｓの上端
に形成されたシール部２０Ｒに溶着され、図２（Ａ）の
正面図に示すように一体的に構成されている。ブラシ部
２０Ｂの大きさ、そして外周面の形態は図１の実施例と
同様であり、その材質、機能等の説明は省略する。

【００１３】つぎに図３に示す清掃用治具２０Ｔは、図
１、図２の実施例と形態を異にする実施例で、軸部２０
Ｓと一体でその上端部に形成された円盤部２０Ｃにワイ
ヤを１本ずつ溶着（植設）させて構成したものである。
このワイヤは図３に示すように多数本、しかもそれぞれ
長さの異なるワイヤを円盤部２０Ｃに植設し、それらの
全体、すなわち各ワイヤ端の外形（外周面）が試料室Ｒ
の内方全域とほぼ同形の形に形成されている。２０Ｒは
シール部である。この図３の実施例の場合も、その機能
は図１、図２とほぼ同様である。

【００１４】さらに図４に示す実施例は、ロータ１０に
ワイヤブラシ２０Ｐを直接的に溶着して構成した清掃用
治具２０Ｆを示すもので、図４（Ａ）は正面図、図４
（Ｂ）はロータ１０に溶着する前のリング状のワイヤブ
ラシ２０Ｐのみを斜視的に示す図である。このワイヤブ
ラシ２０Ｐは、図４（Ｂ）に示すようにメッシュ状に形
成されているが、各ワイヤ端は外方に伸延されていて、
試料室Ｒの内方全域に及ぶ大きさを形成している。もち
ろん、この清掃用治具２０Ｆはワイヤブラシ２０Ｐが固
着されているものであるから、測定用のロータとして使
用できるものではなく、図１から図３の清掃用治具と同
様、ロータ１０とは別個に準備されるものである。

【００１５】これら図１から図４に示す清掃用治具２
０、２０Ｋ、２０Ｔ、および２０Ｆは、粘度測定終了後
にロータ１０を抜き外し、その代わりに負荷軸１９に挿
設されるものである。その場合、軸部２０Ｓが負荷軸１
９に挿入され、シール部２０が下部ダイス９の上面に当
接する。この当接によって負荷軸１９の内方と試料室Ｒ
とが遮断されシールが行われることになる。このような
状態で清掃用治具２０等を回転駆動させると、そのブラ
シ部２０Ｂが試料室Ｒ内域にて回転し、上部と下部の両
ダイス６、９の内面に付着した試料残骸を剥ぎ取ること
になる。このとき、試料の残骸、特に小さい試料や粉状
体が発生するが、それらが軸部２０Ｓを通じて負荷軸１
９の内方に侵入するおそれがあるが、シール部２０Ｒに
よってこの侵入は阻止される。また、図２に示す実施例
の場合は、剥ぎ取られた試料が容器の内方にて受け取ら
れることになる。

【００１６】本発明が提供するさらに新たな清掃用治具
は図５、図６に示されている。この図５、図６に示され
る清掃用治具３０の特徴は、ロータ１０を清掃用治具の
一部構成要素として利用するところにある。すなわち、
図５はロータ（図６に示されている１０）を包囲する治
具部材であって、２分割されたブラシ具３０Ｒ、３０Ｌ
が斜視的に示されている。この両ブラシ具３０Ｒ、３０
Ｌは、それぞれ上方に半円形状で冠状のワイヤブラシＢ
Ｒ、ＢＬを有し、下方にはシール盤ＤＲ、ＤＬが設けら
れたものである。このシール盤ＤＲ、ＤＬは互いに吸着
し合う磁石で構成され、互いに吸着されたとき図６のよ
うに清掃用治具の上部を構成する。図６は互いに吸着さ
れた清掃用治具の上部（左半分が正面図、右半分が縦断
面図）とこの清掃用治具の上部が装着されるロータ１０
を示している。３１Ｒ、３１Ｌは把手用ピンで、両シー
ル盤ＤＲ、ＤＬを分離させるとき手先に引掛けて両者を
離脱させるときに使用する。

【００１７】両ブラシ具３０Ｒ、３０Ｌのワイヤブラシ
ＢＲ、ＢＬは、その断面からも明らかなようにロータ１
０を弾力で挟持すべく曲折したワイヤＫＷを複数本内周
面に突出させている。当然にこの複数のワイヤＫＷから
なる内側径はロータ１０の外径より小さく設定されてい
る。したがって図５に示すように、ブラシ具３０Ｒ、３
０Ｌがロータ１０を包囲すべくロータ１０に装着される
とき、この清掃用治具３０はワイヤＫＷの弾力によって
ロータ１０を挟持し、さらにはシール盤ＤＲ、ＤＬの磁
石による吸着によって強固にロータ１０に保持されるこ
とになる。

【００１８】以上、図５、図６に示すロータ包囲方式の
清掃用治具３０によれば、ロータ１０は測定試験終了後
もそのままで使用でき、そのロータ１０にブラシ具３０
Ｒ、３０Ｌを包囲冠設するのみで清掃用治具を形成でき
る。そして、ロータ１０を回転駆動することにより試料
室Ｒの清掃が容易に行われる。さらに本発明は、つぎの
ような機能を備え合わせることができる。その第１は上
記した各種の清掃用治具２０、２０Ｋ、２０Ｔ、２０
Ｆ、および３０を試料室Ｒ内にてその軸芯方向すなわち
図示例では上下に往復動変位させるようにすることであ
り、第２は清掃用治具の回転方向を正逆転させる、ある
いは高速回転させるなど回転を調整できるようにするこ
とである。これらの機能は、図７にその一実施例が示さ
れている。

【００１９】まず、第１の機能往復動変位について、そ
の変位機構の構成、作動を説明する。図７には清掃用治
具２０が試料室Ｒに収納され清掃を行う状態が示されて
いるが、この清掃用治具２０の軸部２０Ｓには、従来と
同様角部を有していて、この角部が負荷軸１９の角部に
挿脱できるように構成されている。この清掃用治具２０
における軸部２０Ｓの負荷軸１９に対する係合関係を利
用し、図７に示すとおり軸部２０Ｓを下方より押し上げ
る機構を付設したものである。

【００２０】すなわち、２１は管状の負荷軸１９に下方
より挿入された上下方向に昇降できる昇降杆で、その上
端が前記軸部２０Ｓの下端に当接している。この昇降杆
２１は上下昇降できるように案内機構が設けられている
が、下方位にはピンＰが植設されていて、このピンＰが
作動レバー２２に係合している。作動レバー２２は固定
支点ＳＫに支持され、自由端を手動にて上下揺動できる
レバーで、中間に溝孔を有し、この溝孔を前記ピンが係
合している。作動レバー２２を若干量上下に揺動させる
と、昇降杆２１が上方へ押され清掃用治具２０が若干量
上下に往復動する。この上下往復動にて清掃用治具２０
は試料室Ｒ内にて上下動し、試料の剥離、清掃がより確
実に行われる。上下の作用力を調整するようにすると、
試料室Ｒへの内面への押圧力を調整でき、上部と下部の
両ダイス６、９を重点的に清掃することができる。

【００２１】第２の機能であるモータ１８の回転調整
は、駆動回路２３に対する調整信号によって行われる。
すなわち、２４は駆動回路２３に正逆回転切換え信号や
回転速度制御信号を発信し入力する調整器である。この
調整器２４のスイッチ２４Ｋが操作されると駆動回路２
３が調整されて、モータ１８が一定時間（たとえば５〜
１０秒）のサイクルで正転、逆転を繰り返し回転するこ
とになる。清掃用治具２０が正転、逆転を繰り返され付
着した試料への剥離作用が正逆方向に繰り返されること
で清掃効果があげられる。スイッチ２４Ｈを操作すると
モータ１８が高速にて回転駆動される。この高速回転に
よって清掃効率をより向上させることができる。

【００２２】この発明が提供する粘度測定装置は以上詳
述したとおりであるが、上記ならびに図示例に限定され
るものではなく種々の変形例を包含する。まず粘度測定
装置そのものについて、図７、図８にその構成を示した
が、この図示例の構成に限定されるものではない。たと
えば試料室を形成する上下のダイスの構成、形状などは
図示例以外２段形のものとすることもできる。ロータの
回転駆動機構、特に歯車系や反力測定機構も図示例に限
定されない。

【００２３】つぎに本発明の要部である清掃用治具につ
いてであるが、図示例においていくつかの実施例を挙げ
たもの以外にも種々の変形例を挙げることができる。た
とえばロータ１０をそのまま使用する方式として接着テ
ープや係着テープ等を利用してロータにワイヤ付きブラ
シのバンドを巻き付け、清掃用治具を実現させるような
変形例を挙げることもできる。また、この清掃用治具の
大きさについて、その外形が試料室内全域とほぼ同形で
あることを条件としているが、この「ほぼ同形」とは厳
密な意味での同一寸法の形を指すものではなく、試料室
内にて回転でき、しかも付着試料を剥取ることができ得
る程度の大きさを指していて、治具の構成材料などによ
って大きさには幅のあるものである。また、実施例では
シール部を設けて剥取された試料（粉、ゴミ）などが転
部と負荷軸間に侵入するのを阻止するようにしている
が、このシール部は好ましいものの必須要件ではない。
たとえば、ブラシ材（ワイヤ）の植設を工夫し、下方域
のブラシを密にしてゴミ等が下方に落下しないようにす
る実施例も考えられ得る。

【００２４】

【発明の効果】本発明が提供する粘度測定装置は以上詳
述したとおりであるから、粘度測定（試験）終了後、即
座に清掃用治具を試験室内に装備できる。また、測定用
の動力である回転力を利用でき、清掃用治具の回転を測
定後即座に実現できる。したがって、試験室内の内周面
に付着した試料を自動的に剥離、取り外しでき、効率よ
く清掃できる。特にブラシを主体とする治具で試料の取
り外しを自動的にして確実に清掃でき清掃作業の効率を
大幅に向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部である清掃用治具の第１例を示す
図である。

【図２】本発明の要部である清掃用治具の第２例を示す
図である。

【図３】本発明の要部である清掃用治具の第３例を示す
図である。

【図４】本発明の要部である清掃用治具の第４例を示す
図である。

【図５】本発明の要部である清掃用治具の第５例を示す
図である。

【図６】図５に示す実施例の縦断面図である。

【図７】清掃用治具を上下動させる構成を示す図であ
る。

【図８】従来における粘度測定装置の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…下部押板３…上部押板６…上部ダイス８…試料９…下部ダイス１０…ロータ１９…負荷軸Ｒ…試料室２０、２０Ｋ、２０Ｔ、２０Ｆ、３０…清掃用治具２０Ｓ…軸部２０Ｒ…シール部２１…昇降杆２２…作動レバー２３…駆動回路２４…調整器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに対向して離接され当接時に試料室
を形成する上部および下部の両ダイスと、この両ダイス
のいずれか一方のダイスに穿設された貫通孔を貫通する
軸を有するロータと、回転駆動系を介して回転自在に設
置され前記ロータの軸が挿脱できるよう構成された負荷
軸を備え、前記試料室の内方に試料を充填してロータを
回転させ試料の粘性抵抗によってロータに作用する反ト
ルクを検出器にて検出して試料の粘性抵抗を測定する粘
度測定装置において、前記貫通孔を介して前記負荷軸に
挿脱できる軸部とこの軸部と一体でかつ前記試料室内全
域とほぼ同形のブラシからなる清掃用治具を備え、粘度
の測定終了後清掃用治具の軸部を前記負荷軸に挿入し、
清掃用治具を試料室内にて回転させて両ダイスの清掃を
行わせるようにしたことを特徴とする粘度測定装置。
【請求項２】清掃用治具の軸部にはこの軸部をダイス
の貫通孔に挿入したとき、試料室と貫通孔とをシールす
るシール部が設けられていることを特徴とする請求項１
記載の粘度測定装置。
【請求項３】清掃用治具を試料室の軸芯方向に往復動
変位させる変位機構を設けたことを特徴とする請求項１
記載の粘度測定装置。
【請求項４】互いに対向して離接され当接時に試料室
を形成する上部および下部の両ダイスと、この両ダイス
のいずれか一方のダイスに穿設された貫通孔を貫通する
軸を有するロータと、回転駆動系を介して回転自在に設
置され前記ロータの軸が挿脱できるよう構成された負荷
軸を備え、前記試料室の内方に試料を充填してロータを
回転させ試料の粘性抵抗によってロータに作用する反ト
ルクを検出器にて検出して試料の粘性抵抗を測定する粘
度測定装置において、前記ロータに着脱可能に包囲で
き、かつ前記試料室内全域とほぼ同形のブラシを備え、
粘度の測定終了後ロータに前記ブラシを付設して清掃用
治具を形成させ、試料室内にて回転させて両ダイスの清
掃を行わせるようにしたことを特徴とする粘度測定装
置。
【請求項５】ブラシには、このブラシをロータに付設
したとき、試料室と貫通孔をシールするシール部が設け
られていることを特徴とする請求項４記載の粘度測定装
置。
【請求項６】清掃用治具を試料室の軸芯方向に往復動
変位させる変位機構を設けたことを特徴とする請求項４
記載の粘度測定装置。