JPH0454435A - 回転粘度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、試料に回転トルクを与える機構と、試料の粘
性により作用する力を検出する手段を有する回転粘度計
に関し、さらに詳細には、試料を収容する容器、及び、
その容器内の試料に接触する回転部材のうちの一方の部
材にモータを連動させるとともに、前記モータの定速回
転に伴って他方の部材にトルクとして作用する粘性力を
検出する手段を前記他方の部材に付設した回転粘度計に
関する。

〔従来の技術〕

従来、この種回転粘度計においてその検出手段を形成す
るのに、例えば回転部材に連結される付帯部材としての
回動軸に、トルク感知機構として巻バネなどの弾性体を
付設してその回動角を測定したり、この軸に歪ゲージ等
を張り付けてこのゲージに生じる歪を検出するようにし
て検出手段を構成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来タイプの回転粘度計には下記のような
欠点かあった。

即ち、巻バネをトルク感知機構として採用する場合は、
弾性体である巻バネか経年変化をするために、これに対
応して巻バネの取換え、およびそれに伴う調整をおこな
う必要があった。

こういった場合に、回転粘度計の検定を必要とするので
あるか、この検定は、恒温室等で他の粘度計て粘度が既
知の標準試料を使用しておこなう必要かあった。さらに
このように巻バネを使用する場合、特に高温度の試料を
測定する場合に巻バネの弾性特性にバラツキか生じやす
く、機器誤差が割合に大きくなるとともに、測定レンジ
にも自ずとこの巻バネ起因の限界かあった。

一方、歪ゲージを回動軸に取り付けて測定をおこなう場
合は、軸の種類、ゲージの選択に注意を払う必要かあり
、高精度で高レンジの測定か可能な回転式粘度計を得る
には設計、製作上かなりの配慮を必要とするものてあり
、特に高温度の測定においては、測定部を高温に保つた
め、特別な工夫か必要であり、構造か簡単で、且つ低コ
スト回転粘度計を得ることは事実上不可能であった。さ
らに、この構造においても、標準試料による検定か不可
欠であった。

本発明の目的は上述した従来欠点を解消する点にあり、
構造か簡単て、機構精度を確保することができ、維持、
調整か容易でありかつ高温度の測定において不都合を生
じない回転粘度計を得ることにある。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明による回転粘度計の特徴構成は、他方の部材ある
いはそれらと一体回転する付帯部材に対して荷重測定器
を、トルクを荷重測定器に張力として伝達する索状体に
より連結して検出手段を構成してあることにあり、その
作用、効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、この回転粘度計においては、試料の粘性によっ
て他の部材である回転部材、容器のいずれかにトルクと
して粘性力が伝わる。そして粘性力はこの中間体として
の回転部材、容器あるいはそれらと一体回転する付帯部
材を介して荷重測定器に連結される索状体に伝達される
のである。ここで、この索状体において、前述の粘性力
は荷重測定器におけるその測定方向の張力として伝達さ
れる。そして本願の回転粘度計においては、この張力が
この荷重測定器により測定されるのである。即ち、この
回転粘度計においては試料から受ける粘性力を直接、せ
ん断応力のままで測定することか可能となっているので
ある。

〔発明の効果〕

従って、本願の回転粘度計においては、検出機構に従来
のような複雑な機構を採用せず、トルクとして伝達され
る粘性力をせん断応力のままで直接検出するため以下の
ような効果を生じる。

〈１〉本願の構成においては回転部材、容器、あるいは
付帯部材といった粘性力を伝達する中間体に索状体を連
結し、さらにこの索状体の他端を荷重測定器に連結する
という簡単な機構で粘度針の中心機構が構成されるため
、精度誤差が介入する余地がなく、簡単に精度よ（測定
をおこなうことかできる。さらに同様の理由から機器の
調整、保守も容易におこなうことかできる。

〈２〉試料から受ける粘性力を、中間体を介したのち張
力として検出できるためその絶対値の測定か可能であり
、さら（こ計測自体を受は持つ系が荷重測定器となるた
め、従来のように調整にあたり恒温室等で標準試料を使
用して検定（調整）をする必要はない。

〈３〉トルクとして伝達される粘性力の検出において、
中間体の回動か索状体により止められているため、測定
は零位法であり、中間体か運動をすることを必要としな
い。よって、試料の流動状態に外乱を与えることなく測
定をすることか可能である。

さらに荷重測定器として測定レンジの選択が容易で、且
つ広い電気式天秤を採用すると、この天秤の測定レンジ
に対応して、容器、回転部材等の幾何学的条件を変える
ことなく、１０の４乗以上の粘度測定域を備えた回転粘
度計を得ることかできる。

〔実施例〕

本願の実施例を図面に基づいて説明する。第１図（イ）
に本願の回転粘度計の正面図か、（ロ）にその平面図か
示されている。本願の回転粘度計は、同図にも示すよう
に試料（１）を入れる試料部（１００）と、この試料（
１）に浸漬されて、試料（１）から回転部材（２）が受
ける粘性力を計測する計測部（２００）から構成されて
いる。

以下に夫々の部位について説明する。試料部（１００）
は試料（１）か入れられる容器（３）とこの容器（３）
に連結された回転軸（４）と、この回転軸（４）の他端
にとりつけられるモータ（５）から構成されている。そ
して二の部位（１００）は、従来の回転粘度計と同様に
モータ（５）の回転により容器（３）内の試料（１）に
回動を与えるためのものである。

次に計測部（２００）について説明する。この部位（２
００）は試料（１）に浸漬される回転部材（２）にかか
る粘性力を検出、測定する部位である。さて、同図に示
すようにこの回転部材（２）にはトルク伝達軸（６）か
連結されており、このトルク伝達軸（６）の他端側はベ
アリング（７）、（７）で両持ち状態で支持されている
。ここで試料（１）の回動軸とトルク伝達軸（６）は同
心に配設されている。さらに支持構造を形成するベアリ
ング（７）、　　（７）の中間に、トルク伝達軸（６）
と一体に円盤状の連結部（８）か備えられている。二こ
で、トルク伝達軸（６）と連結部（８）を付帯部材と呼
ぶ。

さてこの連結部（８）には索状体としての緊張状態の糸
（９）かその円周部（８ａ）て連結されている。そして
この糸（９）の一端かロードセル（１０）を備えた検出
部（１１）に連結されるとともに、他方の端は糸（９）
を水平に保持するように滑車（１２）で支持され、その
先端に重錘（Ｉ３）がぶら下げられている。この構造を
採用することにより、前述のように糸（９）に予め適当
な張力か与えられ、糸（９）の緊張状態か維持される。

さらに前述の検出部（１１）に設けられたロードセル（
１０）は、このロードセル（１０）の歪を検出する荷重
計（Ｉ４）に接続してあるのである。

ここでロードセル（１０）と荷重計（１４）で構成され
る測定系を荷重測定器の一種としての電気式天秤と称す
る。さらに計測部（２００）において、トルク伝達軸（
６）に連なる系を検出手段（３００）と呼ぶ。

本願においては上記のような構造を採用することにより
、試料（１）の粘性により回転部材（２）に加わる粘性
力かそのまま連結部（８）に伝達される、この連結部（
８）には上述の糸（９）か円盤形状の接線方向にくるよ
うに連結されており、この糸（８）に試料（１）による
粘性力か伝達されることになる。そしてこの力か、ロー
ドセル（１０）に掛かることにより測定される。この実
施例においては、トルク伝達軸（６）およびこれに連結
される糸（９）をほぼ剛体に近いものとして取り扱え、
エネルギーロスなく粘性力かロードセル（１１）に伝達
されるものとすることができる。

よって、実際に試料（１）によって与えられる粘性力を
正確に検出することか可能となっているのである。さら
に粘性力は測定対象とする試料（グリセリン、機械油、
水等）により、はぼ１０の４〜５乗のオーダて変化する
が、ロードセル（１１）を適当に選択すれはこういった
試料（１）の変化に対応する二とか簡単に可能となる。

さらに、二の回転粘度計においては、荷重測定器の検定
は、標準試料を使用することなく、例えは前述の重錘（
１３）を荷重標準物体と置き換えることにより、荷重測
定器を検定しておけばよい構造となっているのである。

〔別実施例〕

上記の実施例においては、索状体として糸（９）を使用
する場合を示したが、糸（９）の代わりにピアノ線、軽
量で強度のある棒状の樹脂体を採用することも可能であ
る。

また、異なった粘性を有する試料に対応するため、ロー
ドセル（１１）を選択する構造を示したか、上述の構造
において円盤状の連結部（８）をトルク伝達軸（６）、
糸（９）に対して交換、連結自在に構成し、円盤状の連
結部（８）の径を変更可能なものとすることにより測定
レンジの変更を可能とすることもできる。

さらに上記の実施例で、トルク伝達軸（６）をモーター
（５）により回転し、容器（３）に加わる粘性力を索状
体て伝達し、ロードセルにかかる負荷を測定してもよい
。

さらに電気式天秤の代わりに一般の荷重測定器を採用す
ることも可能である。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すか、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は本願の回転粘度系の正面図および
平面図である。 （１）・・・・・・試料、（２）・・・・・・回転部材
、（３）・・・・・・容器、（５）・・・・・・モータ
、（６）・・・・・・トルク伝達軸、（８）・・・・・
・連結部、（９）・・・・・・糸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料（１）を収容する容器（３）、及び、その容器
   内の試料（１）に接触する回転部材（２）のうちの一方
   の部材にモータ（５）を連動させるとともに、前記モー
   タ（５）の定速回転に伴って他方の部材にトルクとして
   作用する粘性力を検出する手段（３００）を前記他方の
   部材に付設した回転粘度計であって、前記他方の部材あ
   るいはそれらと一体回転する付帯部材（６），（８）に
   対して荷重測定器を、前記トルクを前記荷重測定器に張
   力として伝達する索状体（９）により連結して前記検出
   手段（３００）を構成してある回転粘度計。 ２、前記荷重測定器が電気式天秤である請求項１記載の
   回転粘度計。 ３、前記索状体（９）を緊張状態で維持する付勢手段を
   設けてある請求項１または２記載の回転粘度計。