JPH09126981A

JPH09126981A - 回転粘度計

Info

Publication number: JPH09126981A
Application number: JP22267696A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Saito; 泰彦斉藤; Hideo Kobayashi; 秀夫小林; Sadao Takatsuka; 貞雄高塚; Takao Ubukata; 敬雄生形
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1995-08-25
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1997-05-16
Anticipated expiration: 2016-08-23
Also published as: JP3475019B2

Abstract

(57)【要約】【課題】測定要素の位置の維持の剛性が強く、また、
安価で簡単に実現することができる回転粘度計を提供す
る。【解決手段】液状物質を保持する外筒７と、外筒７に
対向して配置されるロータ２と、ロータ２に連結される
可動ロッド２２と、固定ロッド２４と、外筒７を回転さ
せるモータ４と、可動ロッド２２の固定ロッド２４から
の捩れ量に対応する偏角を読み取る偏角読取センサー３
０と、偏角読取センサー３０の出力に応じた出力信号を
出力する制御部３４と、該制御部３４の出力によって前
記捩れ量を零にするべく前記可動ロッド２２を回転させ
るトルカー２６とを備え、可動ロッド２２と固定ロッド
２４の互いに対向する部分に、フレックスヒンジ３６、
３６が取り付けられ、可動ロッド２２を固定ロッド２４
に対して捩れ可能に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液状物質の粘性を
回転法で測定する回転粘度計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の回転粘度計としては、例
えば図５ないし図８に示したものがある。図５は、JIS
K 7117 にあるブルックフィ−ルド型粘度計の基本構成
例を表しており、粘性液体１中にロ−タ２が浸漬されて
おり、ロータ２はスプリング３を介してモータ４に連結
される。モ−タ４でロータ２を回転させると、ロ−タ２
に粘性トルクが働き、このトルクに比例してスプリング
３が捩れる。この捩れ量（偏角）に対応する指針６を目
盛板５から読み取ることで、粘度が求まる。

【０００３】図６は、その他の回転粘度計の基本構成例
である。図において、２は測定要素であるロータ、３は
スプリング、４はモータ、５は目盛板、６は指針、７は
液状物質を収容する外筒、８は偏角を電気信号に変換す
るトランスジューサー、９は変速機構である。図におい
て、（ａ）及び（ｂ）はロータ２が回転する内筒回転型
粘度計であり、（ｃ）及び（ｄ）は外筒７が回転する外
筒回転型粘度計である。

【０００４】図５及び図６の回転粘度計は、いずれも、
スプリング３によって、粘性トルクを偏角に変換しその
偏角量を測定する、偏位法と言われる測定方式である
が、この測定方式では、粘度測定範囲は、主にスプリン
グ３のバネ定数で決まり、広い粘度測定範囲を、一台で
カバ−することは出来ない。そのため、バネ定数の異な
るスプリングを組み込んで、低粘度用、中粘度用、高粘
度用、超高粘度用と言った機種の粘度計が用意されてい
る。従って、偏位法測定方式の回転粘度計では、広い粘
度測定範囲をカバ−するために複数の機種を用意しなけ
ればならず、使用者にとって、経済的に負担であり、保
守管理上も煩わしいという問題がある。

【０００５】これに対して、他の測定方式の零位法を使
用した回転粘度計がある。零位法の測定方式はいくつか
の優れた特徴があり粘度計に限らず自動平衡型計器とし
て工業計器に多く実用化されている。図７は、実開昭57
-166161 号に開示された零位法測定方式による回転粘度
計の構成例であり、ロータ２は軸１１を介して、スプリ
ング１２に連結され、軸１１の中程には、軸１１に固定
されたコイル１３とコイル１３の回りに設けられた永久
磁石１４から構成されるトルカー１５が設けられる。ま
た、軸１１の頂部には偏角読取センサー１６が設けら
れ、偏角読取センサー１６からの出力信号は制御部１７
へ送出され、制御部１７の出力信号がトルカー１５へフ
ィードバックされている。偏角読取センサ−１６の信号
をもとに、トルカー１５が粘性トルクに対抗する逆トル
クを発生して、スプリング１２の捩れを元に戻し、最終
的に逆トルクが粘性トルクと自動平衡して、偏角が零と
なるようなフィ−ドバック制御が構成されている。

【０００６】トルカー１５に流れる信号から、逆トルク
＝粘性トルク、延いては粘度が求まる。この測定方式
は、広い測定ダイナミックレンジ（約10⁶）が得られ、
広い粘度測定範囲を、一台でカバ−できるという優れた
特徴を有している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、零位法
測定方式の回転粘度計では、スプリング１２として、ト
ーションワイヤー、あるいは、可捩性のある棒状、管
状、帯状のバネ材が使われている。ところが、このよう
な構成では、回転軸のラヂアル方向の剛性が殆ど無く、
ロ−タ２が横振れし易い欠点があった。そのため、測定
液の表面張力によって、ロ−タ２が外筒７にすい寄せら
れて、正常な測定ができなくなるという問題点があっ
た。

【０００８】特に、ロ−タ２が図８に示したような円錐
ロ−タで、液状物質を保持する保持体が平板となる円錐
−平板式回転粘度計になると、回転軸のスラスト方向に
も剛性が要求される。ところが、トーションワイヤーの
構造では、上向きのスラスト方向の剛性が殆ど無いた
め、高粘度の測定液になると、円錐ロ−タが浮くような
状態になって、正常な測定が出来ないという問題点があ
った。

【０００９】この対策として、回転軸にラヂアルベアリ
ングを設けた例が、特許公報平4-35704にあるが、これ
はベアリングの摩擦が許容される場合のものである。ベ
アリングの摩擦が許容されない、微少トルクの測定で
は、回転軸に磁気軸受、空気軸受等の摩擦の無い、非接
触タイプの軸受を設けることも考えられるが、これらの
軸受は、複雑で大型化し、高価、また漏洩磁界のおそれ
がある等の問題点があり、高価な高級粘度計には適用で
きても、一般に広く使用される普及機には、適用が困難
であった。

【００１０】本発明は、かかる問題点に鑑みなされたも
ので、零位法測定方式を用いた回転粘度計にあって、測
定要素の位置の維持の剛性が強く、また、安価で簡単に
実現することができる回転粘度計を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の本発明の回転粘度計は、液状物質を
保持する保持体と、保持体に対し相対する測定要素と、
前記測定要素に連結される第１のロッドと、第２のロッ
ドと、第２のロッドに対して第１のロッドを捩れ可能に
連結する手段と、保持体または第２のロッドのいずれか
一方を回転させる駆動部と、第１のロッドの第２のロッ
ドからの捩れ量である偏角を読み取る偏角読取センサー
と、偏角読取センサーの出力に応じた出力信号を出力す
る制御部と、該制御部の出力によって前記捩れ量を零に
するべく前記第１のロッドを回転させる第２の駆動部と
を備えた回転粘度計において、前記第１のロッドと第２
のロッドとは互いに対向する部分を有すると共に、前記
第２のロッドに対して第１のロッドを捩れ可能に連結す
る手段は、第１のロッドと第２のロッドの互いに対向す
る前記部分に取り付けられ、前記保持体または測定要素
の回転軸と平行な軸の回りに関して易屈曲性を有し、該
回転軸と平行な軸に直角な軸の回りに関して剛性を有す
る少なくとも１つの連結部材であることを特徴とする。

【００１２】保持体または測定要素を回転させると、測
定要素に粘性トルクが働き、測定要素に連結された第１
のロッドが連結部材の易屈曲軸に関するバネ定数で第２
のロッドに対して捩れる。この捩れ量である偏角を偏角
読取センサーで読み取り、制御部を介して第２の駆動部
を駆動して捩れ量を零になるようにフィードバックす
る。

【００１３】連結部材が、前記保持体または測定要素の
回転軸と平行な軸の回りに関して易屈曲性を有してお
り、該回転軸と平行な軸に直角な軸の回りに関して剛性
を有するために、回転軸のラヂアル方向及びスラスト方
向に関して、測定要素の位置の維持の剛性を強くするこ
とができる。連結部材は、回転軸と平行な軸の回りに関
してのみ易屈曲性を有するため、許容屈曲範囲には限度
があるが、本発明の装置で使用される零位法測定方式で
は、フィ−ドバック制御された結果、連結部材は自由位
置近辺の定位置でのみ使用される。そのため、許容屈曲
範囲が狭くても、何等不都合とならない。

【００１４】連結部材の、回転軸と平行な軸に直角な軸
に関する剛性とは、その連結部材が座屈、変形に至らな
い範囲でのラヂアル方向の耐力があり、また、測定要素
の横振れを防ぐに必要なラヂアル方向の剛性があればよ
い。同様に、その連結部材が変形に至らない範囲でのス
ラスト方向の耐力があり、高粘度サンプルに対しても、
測定要素のスラスト方向の位置を維持するに必要なスラ
スト方向の剛性があればよい。

【００１５】請求項２記載の発明は、前記連結部材がフ
レックスヒンジであることを特徴とする。また、請求項
３記載の発明は、前記連結部材が、１枚以上の板バネを
備えた板バネ関節であることを特徴とする。フレックス
ヒンジないし板バネ関節は、位置精度の優れた関節とし
て、零位法測定方式のサ−ボ系に適しており、回転軸と
平行な軸方向以外のラヂアル、スラスト方向の耐力と剛
性が高く、従来の問題点を解決するのに適している。

【００１６】また、請求項４記載の発明は、請求項１〜
３のいずれかに記載のものにおいて、前記連結部材は１
つであり、第１のロッドと第２のロッドのいずれか一方
に設けられた軸体と、第１のロッドと第２のロッドの他
方に設けられ水平面における前記軸体の相対位置を拘束
する拘束体とからなる軸受を、前記連結部材と離間させ
て取り付けることを特徴とする。

【００１７】また、請求項５記載の発明は、請求項１〜
４のいずれかに記載のものにおいて、前記第１のロッド
には保護装置を介して前記測定要素が着脱可能に連結さ
れており、該保護装置は、測定要素が取り付けられる取
付体と、該取付体の外周に微小隙間を維持して設けられ
前記第１のロッドとは直接結合されることのないストッ
パ部材と、前記取付体と第１のロッドとの間を連結する
可撓性を有する棒状体と、からなり、前記棒状体が曲が
り前記取付体が前記微小隙間だけ変位したときに、前記
連結部材に作用する力が、その連結部材の許容ラヂアル
耐力を越えないように、前記棒状体の曲げ剛性が設定さ
れていることを特徴とする。

【００１８】また、請求項６記載の発明は、請求項１〜
４のいずれかに記載のものにおいて、前記第１のロッド
には保護装置を介して前記測定要素が着脱可能に連結さ
れており、該保護装置は、測定要素が取り付けられる筒
状部材と、前記第１のロッドとは直接結合されることな
く、前記筒状部材の軸方向及び回転方向の変位の範囲を
制限するストッパ部材と、第１のロッドに固定され前記
筒状部材内に摺動可能に嵌入される軸部材とを備え、前
記筒状部材と前記軸部材のいずれか一方に設けられた凹
部と、他方に設けられ該凹部内方向に付勢されたボール
とによって前記筒状部材と前記軸部材とは係合されてお
り、前記ストッパ部材は、前記ボールが凹部から外れる
直前に筒状部材の変位を阻止することを特徴とする。

【００１９】また、請求項７記載の発明は、請求項１〜
６のいずれかに記載のものにおいて、前記第２の駆動部
は、前記第２のロッドに設けられた永久磁石と、第１の
ロッドに設けられたコイルとから構成され、該コイルへ
通電を行う電路の少なくとも１つは、前記回転軸を通り
且つ該回転軸に直交する弾性体を含み、該弾性体を介し
て、第２のロッド側から第１のロッド側へ通電されるこ
とを特徴とする。

【００２０】また、請求項８記載の発明は、請求項１〜
７のいずれかに記載のものにおいて、前記駆動部と、保
持体または第２のロッドとの間には、衝撃吸収ゴムが圧
縮された状態で挟まれていることを特徴とする。

【００２１】また、請求項９記載の発明は、液状物質を
保持する保持体と、保持体に対し相対する測定要素と、
前記測定要素に連結される第１のロッドと、第２のロッ
ドと、第２のロッドに対して第１のロッドを捩れ可能に
連結する手段と、保持体または第２のロッドのいずれか
一方を回転させる駆動部と、第１のロッドの第２のロッ
ドからの捩れ量である偏角を読み取る偏角読取センサー
と、偏角読取センサーの出力に応じた出力信号を出力す
る制御部と、前記第１のロッドを回転させる第２の駆動
部とを備え、前記第１のロッドと第２のロッドとは互い
に対向する部分を有すると共に、前記第２のロッドに対
して第１のロッドを捩れ可能に連結する手段は、第１の
ロッドと第２のロッドの互いに対向する前記部分に取り
付けられ、前記保持体または測定要素の回転軸と平行な
軸の回りに関して易屈曲性を有し、該回転軸と平行な軸
に直角な軸の回りに関して剛性を有する少なくとも１つ
の連結部材である回転粘度計であって、該回転粘度計
は、選択的に粘度と降伏値とを測定することができ、粘
度を測定する場合には、前記駆動部が保持体または第２
のロッドのいずれか一方を回転させると共に、前記第２
の駆動部が前記制御部の出力によって前記捩れ量を零に
するべく第１のロッドを回転させ、そのときの制御部の
出力信号に基づき粘度を求め、降伏値を測定する場合に
は、第２の駆動部が第１のロッドに徐々に回転力を与え
ていき、前記偏角読取センサーから偏角が出力されたと
きの第２の駆動部の与えた回転力に基づき降伏値を求め
る、ことを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態
を表す全体図である。図１の形態は外筒回転型粘度計で
あり、液状物質である測定液１を収容する外筒７（保持
体）がモータ４（駆動部）に連結されている。外筒７の
中の液状物質１中には外筒７に対して相対するロータ２
（測定要素）が浸漬されており、ロータ２にはその回転
軸上に伸びるロータ軸２０を介して可動ロッド２２（第
１のロッド）の下端が連結され、下端ロッドの上部は、
クランク状に一度曲がって上方へ伸びている。この可動
ロッド２２の上部と平行に固定ロッド２４（第２のロッ
ド）が並設されており、固定ロッド２４の上部は、クラ
ンク状に一度曲がってその上端が固定されている。可動
ロッド２２と固定ロッド２４との平行な部分は、互いに
ロータ２の回転軸線から略等間隔離反されるように位置
づけられる。

【００２３】可動ロッド２２は、固定ロッド２４に対し
て連結部材であるフレックスヒンジ３６、３６によっ
て、捩れ可能に連結される。フレックスヒンジ３６の拡
大図を図２に示す。フレックスヒンジ３６は、例えばベ
リリウム銅からなり、その中央が薄肉部３８となり易屈
曲性を有しており、その最薄肉部を回転軸（屈曲軸）Ａ
−Ａとして、所定のバネ定数（例えば１５g・cm／rad程
度）で屈曲することができる一方、回転軸Ａ−Ａに直角
な軸の回りに関しては、剛性を有している。薄肉部３８
の両側は、取付端４０、４２となっており、回転軸Ａ−
Ａがロータ２の回転軸上にくるようにして、取付端４０
に可動ロッド２２の固定ロッド２４と対向する平行な部
分が取り付けられ、取付端４２に固定ロッド２４の可動
ロッド２２と対向する平行な部分が取り付けられる。薄
肉部３８の中心部には、軽量化及び易屈曲性の強化のた
めの開口３７が形成されている。

【００２４】固定ロッド２４には、Ｎ極とＳ極とが環状
に交互に並んだ永久磁石２７が固定されており、一方の
可動ロッド２２には、環状の永久磁石２７内の中心部分
に巻回されたコイル２８が固定されている。この永久磁
石２７とコイル２８とでトルカー２６（第２の駆動部）
を構成している。また、固定ロッド２４の上部には、光
素子３１が固定され、一方の可動ロッド２２の上端に
は、スリット板３２が固定され、この光素子３１とスリ
ット板３２によって、偏角読取センサー３０を構成して
いる。スリット板３２の回転によって生ずる透過光の変
化を測定することで、可動ロッド２２の偏角を読み取る
ものである。

【００２５】偏角読取センサー３０はサーボ系ユニット
３４に接続され、さらにサーボ系ユニット３４とトルカ
ー２６とが接続される。次に、上記の実施の形態の作用
を説明する。モータ４によって外筒７が回転されると、
測定液１が外筒７と共に回転し、それによって、ロ−タ
２に粘性トルクが働き、可動ロッド２２は、フレックス
ヒンジ３６、３６を関節として、フレックスヒンジ３６
の回転軸Ａ−Ａに関するバネ定数で、回転軸Ａ−Ａ、即
ち、ロ−タ軸２０を中心にして捩れる。

【００２６】可動ロッド２２に設けられたスリット板３
２の偏角を、固定ロッド２４に設けられた光素子３１で
測定し、偏角読取センサ−３０は、読み取った偏角の信
号をサーボ系ユニット３４に送る。偏角信号に応じた、
サーボ系ユニット３４の出す信号は、トルカー２６に入
り、トルカー２６は、可動ロッド２２の回転を元に戻す
ように、粘性トルクと逆のトルクを発生する。

【００２７】最終的に、粘性トルクと、トルカー２６の
逆トルクとが自動平衡して、偏角が零となるようなフィ
−ドバック制御が、サーボ系ユニット３４によって行わ
れる。可動ロッド２２と固定ロッド２４の連結部材とし
て、フレックスヒンジ３６を使用しているために、ロー
タ２の回転軸のラヂアル方向及びスラスト方向に関し
て、ロータ２の位置の維持の剛性を強くすることができ
る。

【００２８】尚、この形態で粘度計は、外筒回転型を例
としているが、内筒回転型でも何ら差し支えない。次
に、図３は本発明の第２の実施の形態を表しており、図
中前形態と同一の部材は、同一の符号を使用している。
図３の形態は内筒回転型粘度計であり、液状物質である
測定液１を収容する外筒７が固定されており、図１の固
定ロッド２４の代わりに駆動ロッド４４（第２のロッ
ド）が配置され、駆動ロッド４４の上端がモータ４に連
結される。

【００２９】駆動ロッド４４と可動ロッド２２は、連結
部材である板バネ関節４６、４６によって、捩れ可能に
連結される。板バネ関節４６の拡大図を図４に示す。板
バネ関節４６は、十字板バネ関節であり、取付端５２、
５４の間を２枚の板バネ４８と５０を上下に重ねて十字
をなすように架設したものである。この板バネ関節４６
は、２枚の板バネ４８と５０の交差点を通り、十字の字
を直交する軸Ａ−Ａの回りに関して易屈曲性を有し、所
定のバネ定数（１５g・cm／rad程度）で屈曲することが
できる一方、回転軸Ａ−Ａに直角な軸Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃの
回りに関しては、剛性を有している。板バネ関節４６、
４６は、回転軸Ａ−Ａがロータ２の回転軸上にくるよう
にして、取付端５２に可動ロッド２２の駆動ロッド４４
と対向する平行な部分が取り付けられ、取付端５４に駆
動ロッド４４の可動ロッド２２と対向する平行な部分が
取り付けられる。

【００３０】トルカー２６及び偏角読取センサー３０の
配線は、スリップリング４７を介して、サーボ系ユニッ
ト３４に接続される。以上のように構成された回転粘度
計では、モ−タ４によって、測定液１の中でロ−タ２が
回転し、ロ−タ２に粘性トルクが働く。すると、可動ロ
ッド２２は、十字板バネ関節４６、４６を関節として、
十字板バネ関節４６の回転軸Ａ−Ａに関するバネ定数
で、回転軸Ａ−Ａ、即ち、ロ−タ軸２０を中心にして、
駆動ロッド４４に対し相対的に捩れる。

【００３１】可動ロッド２２に設けられたスリット板３
２の偏角を、駆動ロッド４４に設けられた光素子３１で
測定し、偏角読取センサ−３０は、読み取った偏角の信
号をスリップリング４７を介してサーボ系ユニット３４
に送り、前形態と同様に、偏角が零になるように、トル
カー２６が可動ロッド２２に粘性トルクと逆のトルクを
発生する。

【００３２】最終的に、粘性トルクと、トルカー２６の
逆トルクとが自動平衡して、偏角が零となるようなフィ
−ドバック制御が、サーボ系ユニット３４によって行わ
れる。可動ロッド２２と駆動ロッド４４の連結部材とし
て、板バネ関節４６を使用しているために、ロータ軸の
ラヂアル方向及びスラスト方向に関して、ロータ２の位
置の維持の剛性を強くすることができる。

【００３３】尚、図３の形態では、ブルックフィ−ルド
型粘度計と同じ、内筒回転型粘度計を例としているが、
外筒回転型でも何ら差し支えない。また、板バネ関節と
して、図４の十字板バネ関節の他に、一枚の板バネを用
いた板バネ関節、三枚の板バネを１２０度ずつずらして
配置する構成の板バネ関節などを適用してもよい。２枚
の板バネを平行に配置する構成の板バネ関節を適用する
こともできる。

【００３４】以上の各形態において、２つ使用したフレ
ックスヒンジ３６または板バネ関節４６のラヂアル、ス
ラスト方向耐力は、必ずしも上下同じでなくてよく、例
えば、ロ−タ２に近いものより遠いものを弱くしてもよ
い。但し、以上の様にフレックスヒンジ３６または板バ
ネ関節４６等の連結部材を２つ以上使用する場合、連結
部材の易屈曲性を有する軸Ａ−Ａを正確に同軸に揃え、
且つロータ２の回転軸に一致させる必要があるが、この
実現は非常に難しく、これが一致していないと、温度誤
差を生じることがある。

【００３５】従って、フレックスヒンジ３６または板バ
ネ関節４６等の連結部材を１つのみ使用することも可能
である。しかしながら、連結部材が１つだけの場合は、
外部振動や衝撃を受けると第１のロッドが振動し、測定
が不安定になりさらには、連結部材の損傷を招くことが
ある。このような問題点を解決することができる第３の
実施の形態を図９に示す。図９は、第２の実施の形態に
おけるロータ２から遠い方の連結部材に代えて軸受６０
を、ロータ２から近い方の板バネ関節４６から離間させ
て取り付けたもので、軸受６０は、駆動ロッド４４に固
定されたピン６２（軸体）と、可動ロッド２２から固定
された横板２２ａに穿設され、ピン６２の先端を収容す
る孔（拘束体）６４から構成される。

【００３６】これによれば、ピン６２が孔６４内に拘束
されることにより、ピン６２と孔６４との水平面におけ
る相対位置が規制され、従って、可動ロッド２２が駆動
ロッド４４に対して傾斜することが阻止される。こうし
て、可動ロッド２２は、駆動ロッド４４に対して下にあ
る板バネ関節４６によって主に保持され、自立すると共
に、上にある軸受６０によって補助的に振動等が阻止さ
れている。

【００３７】本実施の形態によれば、ミスアライメント
の問題から解放され温度誤差の問題が回避されると共
に、比較的高価な連結部材４６が１つになり、製造コス
トが安価になるという効果を有している。尚、ピン６２
を可動ロッド２２に設け、孔６４を駆動ロッド４４に設
けることでも同様の作用、効果が得られる。

【００３８】図１０は、第３の実施の形態と同一の目的
を達成する第４の実施の形態を示しており、本形態の軸
受６６は、駆動ロッド４４に設けた針６８（軸体）と、
可動ロッド２２の横板２２ａに設けた円錐状凹面を有す
る受石７０（拘束体）とからなるピボット軸受である。
針６８が受石７０の円錐凹面の中心部に拘束されること
により、針６８と受石７０との水平面における相対位置
が規制され、従って、第３の実施の形態と同様の作用・
効果が得られる。尚、針６８を可動ロッド２２に設け、
受石７０を駆動ロッド４４に設けることでも同様の作
用、効果が得られる。

【００３９】図１１及び図１２は、第３または４の実施
の形態と同一の目的を達成する第５の実施の形態を示し
ており、本形態の軸受７２は、駆動ロッド４４に設けた
軸体７４と、可動ロッド２２の横板２２ａに設けた拘束
体７６とからなり、軸体７４の外周面にはリング状の永
久磁石７４ａが設けられ、拘束体７６の内周面にもリン
グ状の永久磁石７６ａが設けられて、回転軸に平行な同
方向に磁性を付与した磁気軸受である。同極性間の磁気
反発力によって軸体７４が拘束体７６の中心部に拘束さ
れることにより、軸体７４と拘束体７６との水平面にお
ける相対位置が規制され、従って、第３または第４の実
施の形態と同様の作用・効果が得られる。また、図９〜
図１２以外の滑り軸受等の軸受をフレックスヒンジ３６
または板バネ関節４６と組み合わせて使用することも可
能である。

【００４０】次に、図１３は、本発明の回転粘度計の第
６の実施の形態を表す要部断面図である。本形態では、
前実施の形態に対して、ロータ２を着脱可能な構造とし
た場合に連結部材３６、４６の保護をはかったものであ
る。ロータ２を使用者が着脱することが可能とした場
合、着脱操作によってそのロータ２と可動ロッド２２と
の間の連結部分には、様々な方向の外力が作用する。ま
た、取り付けられたロータ２や、または直に可動ロッド
２２の連結部を誤って他のものに当てるなどして、過大
な外力が可動ロッド２２にかかるおそれがあり、可動ロ
ッド２２を介して連結部材３６、４６に許容値以上の力
がかかると、連結部材３６、４６を損傷させてしまうと
いう問題がある。

【００４１】本形態では、可動ロッドに保護装置を介し
てロータを着脱可能に連結することにより、かかる問題
を解決したもので、可動ロッド２２の下端に設けられた
保護装置１００は、可動ロッド２２の下端に固着され、
曲げに対して弾性を有する棒状体１０２と、棒状体１０
２に固着された軸部材１０４と、上部には軸部材１０４
が摺動可能に嵌入され、下部にはロータ２のロータ軸２
０の上端が嵌入されネジ１２２によって取り付けられる
筒状部材１０６（取付体）と、さらに、筒状部材１０６
の外周に微小隙間を維持して設けられ、駆動ロッド４４
の下端に固着された筒状のストッパ部材１０８とから構
成される。筒状部材１０６の周面には、バネ収容孔１０
６ｂが形成されており、バネ収容孔１０６ｂには、スプ
リング１１８に押圧されたボール１１６が収容され、ボ
ール１１６は、軸部材１０４の外周面に形成されたクレ
ータ状の凹部１０４ａの中に押し付けられることで、筒
状部材１０６と軸部材１０４が係合されている。尚、バ
ネ収容孔１０６ｂの外周側にはフタネジ１２０が螺着さ
れており、スプリング１１８の内径方向への付勢力を調
整している。また、ストッパ部材１０８には、その内径
方向へ突出したストッパピン１１０が螺着されており、
ストッパピン１１０の先端は、筒状部材１０６の周面に
形成されたストッパピン１１０の先端の外径よりもやや
大きい内径を持つストッパ孔１０６ａの中に遊動可能に
収納されている。

【００４２】以上のように構成される保護装置１００の
作用を説明すると、まず、ロータ２の取付の際にロータ
２から入力される外力の方向は、図１４に示すように、
捩れ、スラスト、ラヂアル、曲げに分類される。過大な
捩れ方向の外力が作用した場合は、図１５に示すよう
に、ロータ２が連結された筒状部材１０６がスプリング
１１８のバネ力に抗して捩れ、ボール１１６が後退し凹
部１０４ａの中央から外れる。ボール１１６が凹部１０
４ａから完全に脱する寸前で、ストッパ孔１０６ａがス
トッパピン１１０に当接することで、外力をストッパ部
材１０８に逃がすと共に、ボール１１６が凹部１０４ａ
から完全に脱することがないように筒状部材１０６の捩
れ範囲を制限している。また、捩れが除去されたときに
は、スプリング１１８の復元力により、ボール１１６は
凹部１０４ａの中央に復帰する。

【００４３】また、同様に、過大なスラスト方向の外力
が作用した場合も、図１６に示すように、スプリング１
１８のバネ力に抗して筒状部材１０６がスラスト方向に
変位し、ボール１１６がスプリング１１８のバネ力に抗
して後退し凹部１０４ａの中央から外れる。ボール１１
６が凹部１０４ａから完全に脱する寸前で、ストッパ孔
１０６ａがストッパピン１１０に当接することで、外力
をストッパ部材１０８に逃がすと共に、ボール１１６が
凹部１０４ａから完全に脱することがないように筒状部
材１０６のスラスト方向の変位量を制限している。ま
た、スラスト方向の外力が除去されたときには、スプリ
ング１１８の復元力により、ボール１１６は凹部１０４
ａの中央に復帰する。

【００４４】過大なラヂアル方向の外力または曲げモー
メントが作用した場合には、図１７に示したように、可
動ロッド２２と軸部材１０４との間に介在し曲げに対し
て弾性を有するフレキシブルな棒状体１０２が筒状部材
１０６とストッパ部材１０８との間にある隙間（例えば
０．３mm程度）だけ曲がり、筒状部材１０６がストッパ
部材１０８に当接することで外力をストッパ部材１０８
に逃し、連結部材４６に過大な外力が作用することを防
ぐ。このとき、棒状体１０２を曲げる力が、連結部材４
６の許容ラヂアル耐力を越えないように、フレキシブル
な棒状体１０２となるように設計する必要がある。ま
た、外力が除去されたときには、棒状体１０２は、その
弾性により元の直線状態に復帰する。尚、棒状体１０２
は、通常の粘度測定では、その曲がりが無視可能な微小
値となるように、棒状体１０２の剛性が設計される必要
がある。

【００４５】以上の保護装置１００を備えることによ
り、すべての過大な外力は、ストッパ部材１０８に逃す
ようにし、連結部材４６には、設計された許容値以上の
力は作用しないようにすることができる。しかも、外力
が除かれたときは、正常の状態に自動復帰することがで
きる。

【００４６】次に図１８は、本発明の回転粘度計の第７
の実施の形態を表す全体図である。本形態では、前実施
の形態に対して、トルカー２６のコイル２８の電路の改
良を行ったものである。トルカー２６を構成する永久磁
石２７とコイル２８とを配置する場合に、可動ロッド２
２に永久磁石２７を配置し、駆動ロッド４４（または固
定ロッド２４）にコイル２８を配置すれば、可動ロッド
２２に電気配線を行う必要がなく好都合であるが、この
構成の場合、可動ロッド２２に配置された永久磁石が地
磁気や近傍の強磁性体に反応して、容易に外乱となる力
を受けるため、実用上の精度を持った計測を行うことは
できないという問題がある。そのため、可動ロッド２２
にコイル２８を配置し、駆動ロッド４４（または固定ロ
ッド２４）に永久磁石２７を構成にする必要がある。し
かしながら、可動ロッド２２にコイル２８を配置する場
合、コイル２８へ通電する導体、いわゆる「電路」を駆
動側（または固定側）から可動部側に跨って設けること
になるので、電路が可動ロッド２２の動きに極力、力を
与えないよう配慮しなければならないという問題がでて
くる。

【００４７】本形態では、電路としてコイルスプリング
等の弾性体を用いることにより、かかる問題を解決した
もので、本形態のプラス、マイナス用の各電路は、スリ
ップリング４７から駆動ロッド４４に固定されたプリン
ト板８４上の端子に接続されるリード線７９と、プリン
ト板８４上の端子から可動ロッド２２に固定されたプリ
ント板８２上の端子に接続されるコイルスプリング８０
と、プリント板８２上の端子からコイル２８の一端に接
続されるリード線８１とから構成される。２本のコイル
スプリング８０、８０は、それぞれ銅系バネ用線の細線
であり、各コイルスプリング８０はロータ２の回転軸を
通り且つ回転軸に直交するようにして伸び、その一端は
駆動ロッド４４に固定されたプリント板８２の貫通孔を
貫通し、他端は可動ロッド２２に固定されたプリント板
８４の貫通孔を貫通し、自然に置かれた状態で、両端は
プリント板８２及び８４上の端子にそれぞれはんだ付け
されている。具体的には、トルカー電流が０．１A Max.
に対して、直径0.1mmのバネ用燐青銅線を用いることが
できる。

【００４８】このようなコイルスプリング等の弾性体を
用いることにより、電路によって可動ロッド２２に付加
されるバネ剛さを極力小さくでき、また、コイルスプリ
ング８０の取付も容易に行うことができる。尚、コイル
スプリングのコイル状であるものに限られず、弾性体で
あれば直線状、波状、帯状体で代用することも可能であ
る。

【００４９】図１９は、第７の実施の形態と同一の目的
を達成する第８の実施の形態を示しており、プラス、マ
イナス用電路のいずれか一方は、第７の実施の形態と同
様に、スリップリング４７から駆動ロッド４４に固定さ
れたプリント板８４上の端子に接続されるリード線７９
と、プリント板８４上の端子から可動ロッド２２に固定
されたプリント板８２上の端子に接続されるコイルスプ
リング８０と、プリント板８２上の端子からコイル２８
の一端に接続されるリード線８１とから構成され、他方
の電路は、駆動ロッド４４、連結部材４６、可動ロッド
２２が導体からなることを利用して、スリップリング４
７から駆動ロッド４４に接続されるリード線８６と、駆
動ロッド４４から連結部材４６及び可動ロッド２２を介
して、可動ロッド２２からコイル２８の他端に接続され
るリード線８７とから構成される。

【００５０】このように、駆動ロッド４４、連結部材４
６及び可動ロッド２２を電路の一部として利用すること
で、電路による可動ロッド２２に与える力をより少なく
することができる。

【００５１】次に、図２０は、本発明の回転粘度計の第
９の実施の形態を表す全体図である。本形態では、前実
施の形態に対して、モータ４による振動の影響を低減さ
せるための改良を行ったものである。例えば、ブルック
フィールド型粘度計JIS K 7117-1987は、複数の所定の
回転速度のなかで変速できるようになっているが、回転
粘度計の回転は、ステップ状の回転振動のない非常に円
滑、等速な回転であることが前提であり、このため、従
来モータとしてはシンクロナスモータが使用され、変速
機には歯車式変速機が使用されていた。しかしながら、
かかるモータは高価であり、また変速のための操作に手
間がかかるという問題がある。そこで、リモート変速が
可能であり、価格が安価、かつ機械的構造がシンプルな
パルスモータ（ステッピングモータ）を使用することが
望まれる。しかしながら、パルスモータ（ステッピング
モータ）は、本来、パルスによってステップ状に回転す
るので、なるべく円滑回転にするために、例えば１．８
゜（２００ステップ／回転）または０．９゜（４００ス
テップ／回転）等のステップ角の小さいものを選び、更
にマイクロステップ駆動をさせる必要がある。即ちマイ
クロステップ駆動とは、ステップ間を更に電気的方法で
数段ないし数百段に細分して回転させるもので、結果と
して、例えば数万ステップ／回転となり、パルスモータ
の回転を円滑化することができる。しかしながら、この
ようにしても、使用範囲内の回転速度によっては、微細
な振動が残り、計測に影響を及ぼすことがある。

【００５２】本形態では、衝撃吸収ゴムを用いることに
より、かかる問題を解決したもので、モータ４の回転軸
の端部４ａと駆動ロッド４４の端部４４ａとの間に衝撃
吸収ゴム９０を圧縮して挟む。この衝撃吸収ゴム９０と
しては、ポリオールとＭＤＩ（4,4'-ジフェニルメタン
ジイソシアナート）とからなるエーテル系ポリウレタン
が好ましく、このゴムはそれ以外のゴムと物性が著しく
異なり、粘着性のある軟質ゴムで、歪を熱に変換する内
部摩擦を表す損失係数（tanδ）が著しく大きいのが特
徴である。そのため、衝撃エネルギの吸収が大きく、制
振、緩衝の効果が大きい。衝撃吸収ゴム９０は、１０％
の圧縮率を持ってモータ４の回転軸の端部４ａと駆動ロ
ッド４４の端部４４ａとに挟まれており、衝撃吸収ゴム
９０の粘着性により両端部に圧接結合している。本形態
において使用される伝達トルクは小さいので、端部４
ａ，４４ａ及び衝撃吸収ゴム９０の表面は平面での粘着
結合でも充分であり、従って、加工が容易でシンプルな
構造とすることができる。但し、端部４ａ及び端部４４
ａと衝撃吸収ゴム９０の表面をそれぞれ凹凸状面または
突起物とそれに嵌合する凹設物を設けたものとし、端部
４ａ及び端部４４ａと衝撃吸収ゴム９０とが噛み合い結
合をするものでもよい。

【００５３】このような衝撃吸収ゴム９０をモータ４と
駆動ロッド４４との間で挟むという簡単で安価な構造
で、モータ４の回転振動を衝撃吸収ゴム９０が吸収し
て、微細振動のない円滑な回転が駆動ロッド４４へと伝
達される。また、過大なトルクがかかった場合には、衝
撃吸収ゴム９０の粘着面がスリップすることで、過大ト
ルクの伝達を防ぐこともできる。

【００５４】次に図２１は、本発明の回転粘度計の第１
０の実施の形態を表す全体図である。本形態では、前実
施の形態に対して、粘度測定のみならず、真の降伏値を
測定することができる回転粘度計とするものである。こ
こで降伏値はずり速度零（ゼロ）のときのずり応力とし
て定義されるので非ニュートン流体の性質を調べる上
で、降伏値測定は有意義である。従来の回転粘度計では
降伏値を低いずり速度領域の流動曲線から推定するより
なく、実際には、推定に必要な低ずり速度領域のデータ
がずり速度１０^-1／s程度でのデータしか測定できず、
十分な推定を行うこともできなかった。比較的精度よく
降伏値を推定する方法としては、バネ緩和測定法といわ
れる方法もあるが、あくまで推定降伏値であり、またそ
の測定に時間がかかるという問題がある。また、粘度計
には、レオメータと呼ばれる高機能、高性能な機種があ
り、このレオメータによれば、フォースコイルにより応
力トルクを発生して変位の発生を検出することにより、
真の降伏値を求めることができるが、このためには１０
^-7〜１０^-8Ｎｍ程度の微小トルクから制御する必要があ
り、回転方向の摩擦が十分少なくなければならず、その
ためにエアベアリングや磁気軸受等が必要になり、構造
が複雑で価格が高価になるという問題がある。

【００５５】本形態では、広い測定ダイナミックレンジ
を得られる本発明の回転粘度計の特徴を生かし、制御部
の一部の構成を変更することにより上記問題を解決し、
粘度測定と降伏値測定を両方行うことができるようにし
た。特に降伏値測定ではフレックスヒンジや板バネ関節
からなる連結部材を使用した本発明の特徴を生かし、構
造複雑にして高価なエアベアリングや磁気軸受を使用す
ることなく、簡単・安価な構造によって上記レオメータ
と同様の方法で、即ち、トルカーコイルによりトルクを
発生して変位の発生を検出することにより真の降伏値を
求めるようにするものである。本形態の制御部３５は、
マイクロコンピュータ１３０、マイクロコンピュータ１
３０からの信号をディジタル／アナログ変換するＤ／Ａ
変換器１３２、Ｄ／Ａ変換器１３２からの信号に基づ
き、モータ４への駆動信号を出力するモータ駆動回路１
３４、偏角読取センサー３０からの出力から偏角信号を
出力する偏角検出器１３６、偏角検出器１３６からの出
力を受ける調節器１３８、偏角検出器１３６または調節
器１３８からの出力をアナログ／ディジタル変換してマ
イクロコンピュータ１３０へ送出するＡ／Ｄ変換器１４
０、マイクロコンピュータ１３０からの信号をディジタ
ル／アナログ変換するＤ／Ａ変換器１４２、Ｄ／Ａ変換
器１４２または調節器１３８からの信号に基づき、トル
カー２６への駆動電流を出力するトルカー駆動回路１４
４、調節器１３８の出力（接点Ａ）と偏角検出器１３６
の出力（接点Ｂ）との何れかを選択切換してＡ／Ｄ変換
器１４０へ送るスイッチ回路１４６、及び調節器１３８
の出力（接点Ａ）とＤ／Ａ変換器１４２の出力（接点
Ｂ）との何れかを選択切換してトルカー駆動回路１４４
へ送るスイッチ回路１４８とを備えており、降伏値計測
機能を備えていない制御部３４との相違は、Ｄ／Ａ変換
器１４２、スイッチ回路１４６、１４８を備えている点
である。

【００５６】以上のように構成される回転粘度計は、粘
度を測定する場合には、各スイッチ回路１４６及び１４
８の接点をＡ側に切り換えて、マイクロコンピュータ１
３０からの指令により、Ｄ／Ａ変換器１３２及びモータ
駆動回路１３４を介してモータ４を回転させる。測定対
象の粘性がロータ２にかかり、可動ロッド２２の捩れに
変換される。可動ロッド２２の捩れは、偏角読取センサ
ー３０からの信号を受けた偏角検出器１３６において偏
角信号として検出され、調節器１３８に出力される。調
節器１３８では偏角を零にするようにトルカー駆動回路
１４４への出力を制御し、トルカー駆動回路１４４がト
ルカー２６のコイル２８に流す電流を制御する。同時に
調節器１３８からの出力は、Ａ／Ｄ変換器１４０を介し
てマイクロコンピュータ１３０に送出され、マイクロコ
ンピュータ１３０において得られたトルク測定値を粘度
換算することによって粘度が求められる。

【００５７】次に、降伏値を測定する場合には、各スイ
ッチ回路１４６及び１４８の接点をＢ側に切り換えて、
マイクロコンピュータ１３０からの指令により、Ｄ／Ａ
変換器１４２及びトルカー駆動回路１４４を介してトル
カー２６のコイル２８に電流を流す。これにより、静止
しているロータ２に回転力を加えていき、マイクロコン
ピュータ１３０からの指令により、トルカー２６に加え
る電流を少しずつ増加させていく。測定対象は降伏値以
下のトルクを加えられても動かないが、降伏値以上のト
ルクが加えられると変位を生じ、それが可動ロッド２２
の捩れとなって表われるので、これを偏角読取センサー
３０を介して偏角検出器１３６において偏角信号として
検出し、Ａ／Ｄ変換器１４０を介してマイクロコンピュ
ータ１３０へ送出する。マイクロコンピュータ１３０に
おいて変位を生じさせた応力から降伏値を求めることが
できる。

【００５８】このようにして、広い測定ダイナミックレ
ンジを得られる本発明の回転粘度計の特徴を生かし、制
御部の一部を変更することで、低コストで粘度測定と降
伏値測定を両方行うことができるようにでき、また降伏
値の測定も時間がかかることなく真の降伏値を求めるこ
とができる。尚、以上の実施の形態に限られず、測定要
素が円錐ロータで、保持体が平板である円錐−平板式回
転粘度計にも同様に本発明が適用できることはいうまで
もない。

【００５９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の請求
項１ないし請求項９によれば、以下に列挙する効果が得
られる。 1) 回転要素の回転軸のラヂアル、スラスト方向に、必
要な剛性が得られ、回転要素の横振れ、浮上といったこ
とを防止できる。 2) 1)の効果を、摩擦を伴うことなしに達成できる。 3) 2)の効果を、複雑で大型化し、高価、また漏洩磁界
のおそれがある等の問題点を伴うことなく、安価、簡単
に達成できる。 4) 広い測定ダイナミックレンジ（約10⁶）が得られ、
広い粘度測定範囲を、一台でカバ−できる。 5) 4)の結果、広い粘度測定範囲をカバ−するために、
従来のように、低粘度用、中粘度用、高粘度用、超高粘
度用と言った複数の機種の粘度計を用意する必要がなく
なる。

【００６０】また、請求項２または３記載のフレックス
ヒンジないし板バネ関節を連結部材とした場合には、位
置精度の優れた関節として、零位法測定方式のサ−ボ系
に適しており、回転軸と平行な軸方向以外のラヂアル、
スラスト方向の耐力と剛性が高いという効果を有する。

【００６１】また、請求項４記載の発明によれば、連結
部材を１つとする代わりに軸受を取り付けることで、第
１のロッドの第２のロッドに対する傾斜を阻止すること
ができる。連結部材を１つのみとすることで、連結部材
同士のアライメントが不必要になり、また高価な連結部
材が１つになるので、製造コストが低く抑えられるとい
う効果を有する。

【００６２】また、請求項５記載の発明によれば、ロー
タを着脱可能にすることができると共に、ロータの着脱
操作時に曲げモーメントやラヂアル方向の外力がロータ
に作用しても、保護装置の棒状体が曲がり、取付体がス
トッパ部材に当接することでストッパ部材に過大な外力
を逃すことができ、連結部材には、連結部材の許容ラヂ
アル耐力を越えないようにして、連結部材の損傷を防止
することができる。

【００６３】また、請求項６記載の発明によれば、ロー
タを着脱可能にすることができると共に、ロータの着脱
時に捩れ方向やスラスト方向の外力がロータに作用して
も、ボールが凹部から外れることで、筒状部材と軸部材
の係合が外れ、ボールが凹部から外れる直前にストッパ
部材によって筒状部材の変位が阻止されることで、スト
ッパ部材に過大な外力を逃すことができ、連結部材の損
傷を防止することができる。外力が除去されると、ボー
ルにかかる付勢力によってボールは凹部内に戻るので、
正常な状態に自動復帰することができる。

【００６４】また、請求項７記載の発明によれば、電路
に回転軸を通り且つ該回転軸に直交する弾性体を用いる
ことから、電路によって第１のロッドに付加されるバネ
剛さを極力小さくすることができる。

【００６５】また、請求項８記載の発明によれば、駆動
部の振動を衝撃吸収ゴムが吸収することで、微細振動の
ない円滑な回転が保持体または第２のロッドに伝達され
るので、精度の良い測定を行うことができる。

【００６６】また、請求項９記載の発明によれば、高価
なエアベアリング等を用いることなく、また構造を複雑
にすることなく、粘度と降伏値の両方を測定することが
できる回転粘度計とすることができ、また、その選択切
換を簡単に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を表す全体図であ
る。

【図２】図１に使用するフレックスヒンジの拡大図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態を表す全体図であ
る。

【図４】図３に使用する板バネ関節の拡大図である。

【図５】従来図のブルックフィ−ルド型粘度計の構成例
を表す図である。

【図６】従来の図５以外の回転粘度計の構成例であり、
（ａ）及び（ｂ）はロータが回転する内筒回転型粘度計
であり、（ｃ）及び（ｄ）は外筒が回転する外筒回転型
粘度計である。

【図７】従来の零位法測定方式の回転粘度計の構成例を
表す図である。

【図８】従来の零位法測定方式の円錐−平板式回転粘度
計を使用した例を表す図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態を表す全体図であ
る。

【図１０】本発明の第４の実施の形態を表す全体図であ
る。

【図１１】本発明の第５の実施の形態を表す全体図であ
る。

【図１２】図１１の要部拡大断面図及びその底面図であ
る。

【図１３】本発明の第６の実施の形態を表す要部断面図
である。

【図１４】ロータに作用する外力の方向の分類を示す説
明図である。

【図１５】（ａ）は、図１３の１５−１５線に沿った断
面図であり、（ｂ）は、図１３において過大な捩れ方向
の外力が作用した場合の説明図である。

【図１６】図１３において、過大なスラスト方向の外力
が作用した場合の説明図である。

【図１７】図１３において、過大なラヂアル方向の外力
または曲げモーメントが作用した場合の説明図である。

【図１８】本発明の第７の実施の形態を表す全体図であ
る。

【図１９】本発明の第８の実施の形態を表す全体図であ
る。

【図２０】本発明の第９の実施の形態を表す全体図であ
る。

【図２１】本発明の第１０の実施の形態を表す制御部の
ブロック図である。

【符号の説明】

１測定液（液状物質）２ロータ（測定要素）４モータ（駆動部）７外筒（保持体）２２可動ロッド（第１のロッド）２４固定ロッド（第２のロッド）２６トルカー（第２の駆動部）２７永久磁石２８コイル３０偏角読取センサー３４、３５サーボ系ユニット（制御部）３６フレックスヒンジ（連結部材）４４駆動ロッド（第２のロッド）４６板バネ関節（連結部材）６０軸受６２ピン（軸体）６４孔（拘束体）６６軸受６８針（軸体）７０受石（拘束体）７２軸受７４軸体７６拘束体８０コイルスプリング（弾性体）９０衝撃吸収ゴム１００保護装置１０２棒状体１０４軸部材１０４ａ凹部１０６筒状部材（取付体）１０８ストッパ部材１１６ボール

フロントページの続き (72)発明者生形敬雄東京都大田区南蒲田２丁目16番46号株式会社トキメック内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液状物質を保持する保持体と、保持体に
対し相対する測定要素と、前記測定要素に連結される第
１のロッドと、第２のロッドと、第２のロッドに対して
第１のロッドを捩れ可能に連結する手段と、保持体また
は第２のロッドのいずれか一方を回転させる駆動部と、
第１のロッドの第２のロッドからの捩れ量である偏角を
読み取る偏角読取センサーと、偏角読取センサーの出力
に応じた出力信号を出力する制御部と、該制御部の出力
によって前記捩れ量を零にするべく前記第１のロッドを
回転させる第２の駆動部とを備えた回転粘度計におい
て、前記第１のロッドと第２のロッドとは互いに対向す
る部分を有すると共に、前記第２のロッドに対して第１
のロッドを捩れ可能に連結する手段は、第１のロッドと
第２のロッドの互いに対向する前記部分に取り付けら
れ、前記保持体または測定要素の回転軸と平行な軸の回
りに関して易屈曲性を有し、該回転軸と平行な軸に直角
な軸の回りに関して剛性を有する少なくとも１つの連結
部材であることを特徴とする回転粘度計。
【請求項２】前記連結部材は、フレックスヒンジであ
ることを特徴とする請求項１記載の回転粘度計。
【請求項３】前記連結部材は、１枚以上の板バネを備
えた板バネ関節であることを特徴とする請求項１記載の
回転粘度計。
【請求項４】前記連結部材は１つであり、第１のロッ
ドと第２のロッドのいずれか一方に設けられた軸体と、
第１のロッドと第２のロッドの他方に設けられ水平面に
おける前記軸体の相対位置を拘束する拘束体とからなる
軸受を、前記連結部材と離間させて取り付けることを特
徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転粘度計。
【請求項５】前記第１のロッドには保護装置を介して
前記測定要素が着脱可能に連結されており、該保護装置
は、測定要素が取り付けられる取付体と、該取付体の外
周に微小隙間を維持して設けられ前記第１のロッドとは
直接結合されることのないストッパ部材と、前記取付体
と第１のロッドとの間を連結する可撓性を有する棒状体
と、からなり、前記棒状体が曲がり前記取付体が前記微
小隙間だけ変位したときに、前記連結部材に作用する力
が、その連結部材の許容ラヂアル耐力を越えないよう
に、前記棒状体の曲げ剛性が設定されていることを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転粘度計。
【請求項６】前記第１のロッドには保護装置を介して
前記測定要素が着脱可能に連結されており、該保護装置
は、測定要素が取り付けられる筒状部材と、前記第１の
ロッドとは直接結合されることなく、前記筒状部材の軸
方向及び回転方向の変位の範囲を制限するストッパ部材
と、第１のロッドに固定され前記筒状部材内に摺動可能
に嵌入される軸部材とを備え、前記筒状部材と前記軸部
材のいずれか一方に設けられた凹部と、他方に設けられ
該凹部内方向に付勢されたボールとによって前記筒状部
材と前記軸部材とは係合されており、前記ストッパ部材
は、前記ボールが凹部から外れる直前に筒状部材の変位
を阻止することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
記載の回転粘度計。
【請求項７】前記第２の駆動部は、前記第２のロッド
に設けられた永久磁石と、第１のロッドに設けられたコ
イルとから構成され、該コイルへ通電を行う電路の少な
くとも１つは、前記回転軸を通り且つ該回転軸に直交す
る弾性体を含み、該弾性体を介して、第２のロッド側か
ら第１のロッド側へ通電されることを特徴とする請求項
１〜６のいずれかに記載の回転粘度計。
【請求項８】前記駆動部と、保持体または第２のロッ
ドとの間には、衝撃吸収ゴムが圧縮された状態で挟まれ
ていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
の回転粘度計。
【請求項９】液状物質を保持する保持体と、保持体に
対し相対する測定要素と、前記測定要素に連結される第
１のロッドと、第２のロッドと、第２のロッドに対して
第１のロッドを捩れ可能に連結する手段と、保持体また
は第２のロッドのいずれか一方を回転させる駆動部と、
第１のロッドの第２のロッドからの捩れ量である偏角を
読み取る偏角読取センサーと、偏角読取センサーの出力
に応じた出力信号を出力する制御部と、前記第１のロッ
ドを回転させる第２の駆動部とを備え、前記第１のロッ
ドと第２のロッドとは互いに対向する部分を有すると共
に、前記第２のロッドに対して第１のロッドを捩れ可能
に連結する手段は、第１のロッドと第２のロッドの互い
に対向する前記部分に取り付けられ、前記保持体または
測定要素の回転軸と平行な軸の回りに関して易屈曲性を
有し、該回転軸と平行な軸に直角な軸の回りに関して剛
性を有する少なくとも１つの連結部材である回転粘度計
であって、該回転粘度計は、選択的に粘度と降伏値とを
測定することができ、粘度を測定する場合には、前記駆
動部が保持体または第２のロッドのいずれか一方を回転
させると共に、前記第２の駆動部が前記制御部の出力に
よって前記捩れ量を零にするべく第１のロッドを回転さ
せ、そのときの制御部の出力信号に基づき粘度を求め、
降伏値を測定する場合には、第２の駆動部が第１のロッ
ドに徐々に回転力を与えていき、前記偏角読取センサー
から偏角が出力されたときの第２の駆動部の与えた回転
力に基づき降伏値を求める、ことを特徴とする回転粘度
計。