JP2567875B2 - 粘弾性検出器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は粘弾性検出器に関し、特に軟質物体の力学的
性質である粘性および弾性を測定する場合に必要なデー
タを取得するセンサとしの粘弾性検出器に関する。

〔従来の技術〕

軟質物体、たとえば人体表面近傍の粘性および弾性を
検出する検出装置にあっては、センサとしての検出器を
何等かの手段で軟質物体に接着もしくは粘着する必要が
あり、従来の方法としては軟質物体にあてる接触子の部
分を瞬間接着剤や両面粘着テープ等で被測定部分に固定
することが一般的に行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の粘性および弾性検出器は、被測定部に
検出部を固定する何等かの固定手段が必要であり、この
ため簡単に測定ができないという問題がある。

また、定圧押し付け機構が必要で、装置が大型で複雑
となり、さらに被測定物に対する押し付け圧により被測
定物の力学特性が変化し正確な粘弾性の検出が困難とな
るという欠点がある。

本発明の目的は上述した欠点を除去し、押し付け圧と
応力とを同時に検出し、検出部と被検出物の固定をこれ
ら両者間の押し付け圧と摩擦によって行なうことによ
り、粘弾性が押し付け圧の関数として正確に求め得る粘
弾性検出器を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の粘弾性検出器は、人体表面等の軟体物質の粘
性および弾性を測定する場合のセンサとしての粘弾性検
出器において、一定振幅で反復回転する回転軸を有して
負荷の応力に抗してこの回転軸を回転せしめるトルクを
検出するガルバノメータ式トルクセンサと、前記回転軸
の軸線方向に揺動自在の状態で前記回転軸に結合された
接触子と、前記回転軸とは独立的に分離固定され前記接
触子を前記軟体物質に圧接する際の押し付け圧を歪の形
式で検出する起歪式荷重センサとを備えて構成される。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は本発
明の一実施例の側面図である。

第１図および第２図に示す実施例の粘弾性検出器は、
携帯型のケース１の内部にガルバノメータ式トルクセン
サ３を固定装備し、このガルバノメータ式トルクセンサ
３の回転軸４の回転中心線上に起歪式荷重センサ７
（ａ）をケース１に固定しその受感部が回転軸４の軸線
方向となるように取付けられる。さらに、回転軸４の軸
線方向には、接触子12が軸線方向に遥動可能な状態でネ
ジ５、支持環６、ジンバルバネ10a,10b、連結軸９、ネ
ジ11を介して回転軸４と結合、保持された構造となって
いる。なお、歪増幅器７（ｂ）は起歪式荷重センサ７
（ａ）によって取得する歪量を増幅するものであり、ケ
ーブル15は各センサによって取得したデータを粘弾性計
出器（図示せず）に送出するものである。

第１図および第２図にはさらに、検出圧力インジケー
タ13と検出開始用スイッチ14が備えられているが、これ
はケーブル15を介して粘弾性計出器から送出される押し
付け圧力を所定の刻みで表示するもので、第２図に示す
ａが接触子12により接触圧が検出処理に適正な範囲であ
り、この範囲は、多くの運用資料にもとづいてあらかじ
め設定される。また検出開始用スイッチ14は、検出圧力
インジケータ13の表示が適正値範囲にあるとき、検出処
理を開始させるスイッチである。

以上、構成の基本内容について述べたが、次に動作に
ついて主要構成部分の詳述を含めて述べる。

ガルバノメータ式トルクセンサ３の回転軸４には、支
持環６をネジ５で固定し、その先端にジンバルバネ10a,
10bの外周を固定している。ジンバルバネ10a,10bはいわ
ゆるドーナツ形となっており、中心穴に連結軸９を固定
し、この連結軸９こ回転軸４の軸線方向に遥動自在に保
持する。

連結軸９の先端には接触子12がネジ11で取付けられ後
端には接触面棒８が取付けられている。接触面棒８の端
面８′は平滑に仕上げられて、起歪式荷重センサ７
（ａ）の凸部７′とは微少間隙をもって対向している。
この微少間隙量はガルバノメータ式トルクセンサ３の回
転軸４と結合した支持環６をネジ５を弛めて調節でき、
また連結軸９と結合した接触子12はネジ11を弛めてキャ
ップ２の端面２′からの突出量ｂを調節できる。

接触子12の表面には、軟体物物質との接触において回
転スリップをほぼゼロとするような表面加工が施されて
いる。この接触子12は、連結軸９上のジンバルバネ10a,
10bに支えられているため、軸線方向で自由に遥動可能
であるとともに、ガルバノメータ式トルクセンサ３の回
転と一体になって一定振幅の反復回転を繰返す。

いま、接触子12を軟体物質100に押し付けると、接触
子12と一体構造になっている接触面棒８が起歪式荷重セ
ンサ７（ａ）の凸部７′を押圧し、起歪式荷重センサ７
（ａ）によって軟体物質100の弾性負荷に対応した押し
付け圧を検出する。

このような構造の本実施例の粘弾性検出器を手にして
接触子12を軟体物質に押し付け、検出圧力が適正値範囲
にあるか否かを検出圧力インジケータ13で確認したのち
検出開始用スイッチ14をオンとする。この時から、基準
信号によって回転軸４を一定振幅で反復回転するガルバ
ノメータ式トルクセンサ３が駆動を開始し、軟体物質10
0に圧接する接触子12を介して取得する軟体物質100の押
力をトルク電流に変換し検出する。また、同時に、起歪
式荷重センサ７（ａ）は軟体物質100に対する押し付け
圧を検出する。この押し付け圧とトルク電流にもとづ
き、公知の手法により粘弾性値が求められる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、可搬型のケースに内装
したガルバノメータ式トルクセンサ、起歪式荷重センサ
ならびにガルバノメータ式トルクセンサの回転軸に軸方
向に遥動自在に結合した接触子を利用して軟体物質の粘
性と弾性の算出に必要なトルクと押し付け圧とを同時に
検出する手段を備え、かつ押し付け圧を常時表示しうる
手段を備ええることにより、装置の構成を著しく簡素化
するとともに、測定を著しく簡便とし、かつ正確な粘弾
性計出のためのデータを取得できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図は本発明
の一実施例の側面図である。 １……ケース、２……キャップ、３……ガルバノメータ
式トルクセンサ、４……回転軸、５……ネジ、６……支
持環、７（ａ）……起歪式荷重センサ、７（ｂ）……歪
増幅器、７′……凸部、８……接触面棒、８′……端
面、９……連結軸、10a,10b……ジンバルバネ、11……
ネジ、12……接触子、13……検出圧力インジケータ、14
……検出開始用スイッチ、15……ケーブル、100……軟
体物質。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河田 允孝 東京都港区芝５丁目33番１号 日本電気 株式会社内 (72)発明者 梅屋 潤一郎 神奈川県川崎市幸区小倉１―１―１― 1112 (72)発明者 舛田 勇二 神奈川県横浜市港北区新羽町338 資生 堂花椿寮内 (72)発明者 福田 貞治 東京都新宿区大久保１丁目12番１号 日 本電気三栄株式会社内 審査官 高見 重雄 (56)参考文献 特開 昭52−22986（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−181437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−181436（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】人体表面等の軟体物質の粘性および弾性を
   測定する場合のセンサとしての粘弾性検出器において、
   一定振幅で反復回転する回転軸を有して負荷の応力に抗
   してこの回転軸を回転せしめるトルクを検出するガルバ
   ノメータ式トルクセンサと、前記回転軸の軸線方向に揺
   動自在の状態で前記回転軸に結合された接触子と、前記
   回転軸とは独立的に分離固定され前記接触子を前記軟体
   物質に圧接する際の押し付け圧を歪の形式で検出する起
   歪式荷重センサとを備え、前記軟体物質の粘性および弾
   性の計出に必要な前記トルクと押し付け圧とを同時に検
   出することを特徴とする粘弾性検出器。
2. 【請求項２】前記押し付け圧を表示する表示器を所定の
   表示刻みに対応して複数個前記接触子の圧接方向に線配
   列した検出圧力インジケータと、前記検出圧力インジケ
   ータの指示値があらかじめ設定する適正値範囲にあると
   き検出処理を開始せしめる検出開始用スイッチとを備え
   て成ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載
   の粘弾性検出器。