JPH11311594A - 回転式粘度計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】粘度計の駆動軸の回転、１回転中に複数回の指
度読取りを可能とする回転式粘度計を提供する。 【解決手段】回転式粘度計の粘度指度検出装置におい
て、回転主軸２５に設けられた回転主軸遮蔽円板３５
と、トルク検出軸２９上端に設けられたトルク検出軸遮
蔽円板３６と、それぞれの遮蔽円板３５、３６に設けら
れた光透過スリットの通過を検出する、発光ダイオード
１６と、受光素子ホトトランジスタ１７とから成る光学
的検出器２００および２１０とを有する。遮蔽円板３
５、３６は、同一のもので、全周を複数等分割した位置
に、光透過スリット３００を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転式粘度計の粘
度指度検出結果を電気信号に変換する経済的な方式に関
連して、時間計数手段によって測定結果を電気信号に変
換する、いわゆる通過時間パルス計数信号変換法を用い
た回転式粘度計の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】化学工業、合成科学工業、製薬工業、食
品工業、油脂工業、塗料工業、繊維工業、化粧品工業等
において、液状の材料を主原料、あるいは副原料として
利用し、これに各種の加工を加えて製品を製造する際
の、反応管理、品質管理のために、各種の回転式粘度計
が広く使用されている。

【０００３】この回転式粘度計の測定原理を、図１を用
いて説明する。図１は、前記したような用途において、
現在、最も数多く使用されている回転式粘度計（例えば
Ｂ型粘度計）の測定原理を示す。

【０００４】従来の粘度計は、図１に示すように、その
主な構成として、回転駆動源としての可変速度モータ１
と、可変速度モータ１に連結される出力軸２と、出力軸
２が貫通固着している角度目盛り３ａ’を刻設した目盛
り円板３とが含まれる。さらに、この粘度計には、出力
軸２の下端２′に装着されたスプリング４と、スプリン
グ４の下端に取付けられたロータ・ステム５と、ロータ
・ステム５の下端に取付けられた、被測定液６に浸漬し
た円筒ロータ７と、ロータ・ステム５上端に設けられた
コの字型指針８とが含まれる。ここで、コの字型指針８
の上端は、目盛り円板３上の角度目盛り３ａ’を指すこ
とが出来るように取付けられている。

【０００５】この従来の粘度計では、円筒ロータ７を、
粘度を測ろうとする被測定液６に浸漬する。その状態
で、可変速モータ１を一定速度で回転すると、円筒ロー
タ７に発生する被測定液６の粘性トルクに平衡する角度
まで、スプリング４が捻られる。この時のスプリング４
の捻れ角度と被測定液６の粘度は、比例関係にあること
から、コの字型指針８の先端８ａが示す、目盛り板指度
３ａ’を読み取ることによって、被測定液６の粘度を求
めることができる。

【０００６】ここで、測定値を得るためには、目盛り板
３上の指針指度３ａ’を、目盛り板３の回転中に読み取
らなければならない。一般的には、目盛り板３の回転数
の上限は、６０ｒｐｍ程度であるため、目視による指度
読取りは不可能ではないが、極めて不便であり、古くか
ら改善の必要性があった。さらに、最近では、粘度計の
遠隔操作、自動測定、測定結果の自動記録など、自動化
に関連した機能要求も現われている。したがって、従来
の目視による指針指度読取りでは、対応することが出来
なくなりつつあった。

【０００７】このため、目盛り円板３上の指針指度３
ａ’、すなわち、スプリング４の捻れ角度を、例えば回
転型差動トランス、あるいは、ロータリ・エンコーダの
ような、角度を直接に電気信号に変換する信号変換器を
用いて、電気信号として発信し、この信号を適当な受信
器で受信して指度を表示、あるいは記録させる自動読取
り方式の粘度計も、既にレオメータなどの高価な回転式
粘度計では実用化されている。

【０００８】しかし、これらの信号変換器は、構造が複
雑でコスト的に高価になり、低価格の現場用回転式粘度
計には、採用できないと言う難点がある。

【０００９】このような状況を考慮して、本願発明者
は、図２に示すような、目盛り板指度自動読取り装置を
備えた粘度計に関する発明を出願した（特願昭４９−１
１１２３６号公報）。ここに挙げられている自動読み取
り装置は、粘度測定状態で回転中の指針と、目盛り円板
のゼロ点の通過時間差を測定することを基本原理とする
ものであり、動作が安定、かつコスト的に安いこともあ
って、現在でも比較的に低価格の回転式粘度計（例え
ば、Ｅ型粘度計など）において、広く用いられている。

【００１０】この従来技術による読み取り装置の構造を
図２に示す。この読み取り装置は、可変速度モータ１に
接続され、回転駆動される駆動軸１２と、駆動軸１２に
取付けられる目盛り板３と、ロータ７に接続され、被測
定液６の粘性抵抗によって発生した粘性抵抗トルクに対
して、図示省略した渦巻きばね型のトルクスプリング
が、バランスすることによって生ずる捻れ角を検出する
ためのトルク検出軸１５と、トルク検出軸１５に固着し
てある指針８とを有する。

【００１１】さらに、この読み取り装置には、発光ダイ
オード１６とホト・トランジスタ１７から構成される光
学的検出器２組２００、２１０と、目盛り板３の下面に
設けられる遮光片３ａと、指針８に固着して設けられる
遮光片８ａとが含まれる。

【００１２】光学的検出器２００は、目盛り板３の下面
に設けた遮光片３ａが、また、光学的検出器２１０は、
指針８に固着して設けた遮光片８ａが、粘度計の駆動軸
１２およびトルク検出軸１５の回転と共に、発光ダイオ
ード１６とホト・トランジスタ１７間の空隙を通過する
ときの遮光を検出する。

【００１３】さらに、この読み取り装置では、ロータ７
を介して、トルク検出軸１５に被測定液６の粘性抵抗ト
ルクが加わらない状態で粘度計が動作している時、光学
的検出器２００、２１０が、同時に、それぞれの遮光片
３ａ、８ａの通過を検出するように位置決めして、取り
付けてある。

【００１４】光学的検出器２００、２１０の関係位置
を、予め、このように決めておけば、ロータ７を被測定
液６に浸漬して粘度測定する場合、光学的検出器２００
および２１０が、それぞれの遮光片３ａ、８ａの通過を
検出する時間的なタイミングは、駆動軸１２およびトル
ク検出軸１５の回転におけるねじれ角度に対応する。

【００１５】ロータ７の粘性抵抗トルクによって発生す
るトルクスプリングの捻れ角変位は、図３の上２段に示
すように、光学的検出器２００および２１０の、それぞ
れのホト・トランジスタ１６からパルス信号として発信
されるパルス信号の位相差θとして現われる。

【００１６】したがって、粘度計の指針指度を自動読み
取りするには、例えば、図３下段に示すように、２つの
ホトトランジスタ１６からの信号をゲート信号として、
その間に出力される、駆動軸１２の回転数に対応して、
予め定められている発振周波数のクロック・パルスを計
数する。

【００１７】ここで、パルスの発信周波数を、予め、駆
動軸１２の回転数に関係させておけば、計数されたパル
ス数は、ねじれ角度に対応しているので、従来の目盛り
板３の目視による指針指度読取りと同等の自動読取りが
可能になる。

【００１８】この従来技術は、指針８と目盛り円板３の
通過時間差を、クロックパルスを計数することで、計測
値を目盛り指度に対応させる方法であり、構造が簡単、
かつ低コストで安定動作の特徴がある。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術では、回転式粘度計の目盛り板３の１回転につき、１
回しか指度読取りができない。そのため、粘度計を、例
えば、０．５ｒｐｍのような低速の回転数で運転するよ
うな場合、最悪のときは運転開始後２分間待たないと最
初の測定データが得られない。さらに、それ以後も、２
分間に１回しか指度の読取りが行なわれないという不都
合がある。

【００２０】さらに、このようにデータ密度が低い信号
変換方式であるために、粘度測定開始直後からの粘度測
定値を必要とするような測定目的の場合、例えば、硬化
反応速度が早い、２液混合型接着剤などの硬化時間特性
を粘度変化として測定するような場合には、全く測定が
できないという問題がある。

【００２１】本発明は、粘度計の駆動軸の回転、１回転
中に複数回の指度読取りを可能とする回転式粘度計を提
供することを課題とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題は、回転するロ
ータを被測定液に浸漬することにより、被測定液の粘度
を測定する回転式粘度計において、ロータに連結するト
ルク検出軸と、回転駆動源と、回転駆動源によって駆動
される駆動軸と、駆動軸とトルク検出軸とを、弾性的に
連結する弾性部材と、駆動軸の回転について、予め定め
た１８０゜以下の角度単位で、検出信号を出力する第１
の回転検出手段と、トルク検出軸の回転について、予め
定めた１８０゜以下の角度単位で、検出信号を出力する
第２の回転検出手段と、第１および第２の回転検出手段
からの出力信号を、それぞれ取り込み、それらの時間間
隔を検出する時間差検出手段と、検出された時間間隔か
ら、駆動軸とトルク検出軸との回転位相差に対応する粘
度指度を算出する指度読み取り手段とを有することを特
徴とする、回転式粘度計によって達成することができ
る。

【００２３】

【作用】本発明を適用した回転式粘度計では、ロータ
を、粘度を測ろうとする被測定液に浸漬した状態で、回
転駆動源により、駆動軸を一定速度で回転させる。する
と、ロータに発生する被測定液の粘性トルクと、ロータ
に連結されたトルク検出軸と駆動軸とを連結している弾
性部材の弾性力とが平衡する角度まで、弾性部材が捻ら
れ、両軸の回転において位相差が生じる。この時、弾性
部材の捻れ角度と被測定液の粘度は、比例関係にあるこ
とから、このねじれ角度に対応する粘度指度を検出する
ことで、被測定液の粘度を求めることができる。

【００２４】本発明では、この粘度指度に対応した回転
位相差を、以下のように信号に変換し、自動的に粘度指
度を検出するものである。

【００２５】駆動軸が回転すると、第１の回転検出手段
は、予め定めた角度単位毎に、信号を出力する。また、
同時に、トルク検出軸の回転について、第２の回転検出
手段も、予め定めた角度単位毎に信号を出力する。ここ
で、角度単位は、１８０゜以下であるので、駆動軸また
はトルク検出軸１回転中に、２回以上の複数回、信号が
出力される。また、駆動軸とトルク検出軸との回転にお
いて、ねじれ角度に相当する位相差を生じるため、これ
ら２つの信号は、時間的にずれて出力される。時間差検
出手段は、この第１および第２の回転検出手段によって
出力される、両信号間の時間間隔を、１回転中に複数
回、検出する。指度読み取り手段は、この検出された時
間間隔から、ねじれ角度に対応する粘度指度を、時間差
検出手段から時間間隔が入力される毎に算出するもので
ある。

【００２６】したがって、本発明によると、予め定めた
１８０゜以下の角度単位に応じて、駆動軸またはトルク
検出軸１回転中に、複数回、粘度指度を算出することが
できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明を適用した粘度計の一実施
例を、図４から図１０を用いて説明する。以下の説明に
おける図中の符号は、同一部分には同一符号を付してあ
る。

【００２８】本実施例は、図１によって説明された測定
原理により、粘度を測定するものであり、図９に示す機
能ブロックを有する。

【００２９】本実施例は、図９に示すように、被測定液
６の粘度を検出する円筒ロータ７と、回転駆動源である
駆動機構１１０と、円筒ロータ７に連結されるトルク検
出軸および駆動機構１１０によって回転駆動される駆動
軸を有する回転機構１００と、回転機構１００に含まれ
る２つの軸における回転位相差を電気信号に変換し、検
出する位相差検出機構１２０と、位相差検出機構１２０
から出力された位相差に関する信号を用いて、被測定液
６の粘度指度を算出するとともに、駆動機構１１０の制
御を行なうコントローラ１３０と、コントローラ１３０
で算出された粘度指度を表示する表示器１４０と、駆動
機構１１０における駆動源の回転数等の各種定数を設定
する回転数設定器１５０とから構成される。

【００３０】円筒ロータ７は、粘度を検出するために、
被測定液６に浸漬される。ここで、円筒ロータ７を用い
ているが、円錐形状のロータ等を用いても構わない。

【００３１】駆動機構１１０の構成を図６を用いて説明
する。図６は、本実施例を側面から見た図で、上部に取
付けられている駆動系の内部構造の概略を示している。

【００３２】駆動機構１１０には、図６に示すように、
駆動用パルスモータ２１と、その出力軸に取付けられて
いる駆動用タイミングプーリー２２と、プーリー２２に
掛けられるタイミングベルト２４と、タイミングベルト
２４によって回転駆動される、駆動軸（以下、回転主軸
と呼ぶ）２５に取付けられるプーリー２３とから構成さ
れる。さらに、駆動機構１１０には、図示されないが、
パルスモータ２１用の給電装置が含まれる。

【００３３】駆動用パルスモータ２１は、粘度計として
重要な、円滑な回転を確保するために、基本ステップ角
度が小さいパルスモータを使用する。さらに、適宜、分
割数を大きくしたマイクロステップ駆動方式を利用し
て、電子的に多段変速が可能にしてある。

【００３４】回転機構１００の構成を図７を用いて説明
する。図７は、図６に示した本実施例の粘度計を正面か
ら見た内部構造の概略断面図である。

【００３５】回転機構１００には、図７に示すように、
プーリー２３等を介して、パルスモータ２１（図６参
照）によって駆動される中空の回転主軸２５と、回転主
軸２５を、その上下端の２箇所で、回転自在に支持する
ベアリング２６ａおよび２６ｂと、回転主軸２５の最下
端に取付けられる第１のコの字型連結部材２７とが含ま
れる。

【００３６】回転機構１００には、さらに、第１のコの
字型連結部材２７の下辺２７ａに設けられた宝石軸受け
２８と、宝石軸受け２８によって支持されるピボット３
０と、ピボット３０が下端に植え込まれているトルク検
出軸２９と、ピボット３０の上方でトルク検出軸２９に
連結されている第２のコの字型連結部材２７ｂと、第２
のコの字型連結部材２７ｂの下方２７ｃに設けられ、ロ
ータ・ステム５を介して円筒ロータ７に連結するトルク
検出軸連結部材２９ａとが含まれる。

【００３７】ここで、トルク検出軸２９は、中空の回転
主軸２５内部で、相互に接触することなく貫通して、そ
の上方に延出する。

【００３８】本実施例の位相差検出機構１２０の構成
を、図８を用いて説明する。図８は、位相差検出機構１
２０に直接に関係する部分を含む、本実施例の概略図で
ある。

【００３９】位相差検出機構１２０には、中空の回転主
軸２５の上端に取付けられるコの字型腕部材３１と、コ
の字型腕部材３１の上辺３１ａで、回転主軸２５と同軸
上に設けられ、底面に小穴３２ａを設けるカップ形状の
振れ止め金具３２と、小穴３２ａに挿通され、トルク検
出軸２９の上端面２９ｂに植え込まれるピン３３と、ト
ルク検出軸２９の上端部近傍に取付けられる渦巻きばね
の形状をしたトルクスプリング３４とが含まれる。

【００４０】ここで、トルクスプリング３４の外周巻き
端は、コの字型腕部材３１の内側３１ｂに係止される。
また、振れ止め金具３２とピン３３とは、トルク検出軸
２９のラジアル方向の振れを止める軸受けとして働く。

【００４１】さらに、位相差検出機構１２０には、回転
主軸２５の上方、コの字型腕部材３１の下部に取付けら
れる回転主軸遮蔽円板３５と、トルク検出軸２９上端に
植え込まれたピン３３に取付けられるトルク検出軸遮蔽
円板３６と、それぞれの遮蔽円板３５、３６に設けられ
た、以下に説明するスリットの通過を検出する光学的検
出器２００および２１０とが含まれる。

【００４２】光学的検出器２００、２１０は、それぞ
れ、発光ダイオード１６と、受光素子ホト・トランジス
タ１７と、それらに必要な給電制御装置（図示せず）と
から構成される。発光ダイオード１６と受光素子ホト・
トランジスタ１７とは、それぞれの遮蔽円板３５、３６
を挟んで、上下に対向して設けられる。

【００４３】遮蔽円板３５、３６は、同一のもので、図
４に示すように、全周を複数等分割した位置に、スリッ
ト３００を設けている。本実施例において、遮蔽円板３
５、３６には、３６０°を５等分する７２°毎の位置に
光を透過するスリットを設けるものとする。もちろん、
遮蔽円板３５、３６における分割数、つまり、スリット
の数は、これに限らない。

【００４４】また、光透過スリット３００の代わりに、
指標として、光を反射する反射板や磁気部材の小片等を
用いることもできる。ただし、この場合は、それぞれの
指標の特性に合わせて、その指標の検出器を用いる必要
がある。

【００４５】また、遮蔽円板３５、３６を用いる代わり
に、回転主軸２５およびトルク検出軸２９の軸表面に直
接指標を付すか、または、それぞれの軸に固着した円筒
を用いても良い。

【００４６】遮蔽円板３５および３６と光学的検出器２
００および２１０との配置は、それぞれ、円筒ロータ７
が無負荷で回転している状態において、光学的検出器２
００が、円板３５のいずれかの光透過スリット３００の
通過を検出する時点と、光学的検出器２１０が、円板３
６のいずれかの光透過スリット３００の通過とを検出す
る時点とが、同時である配置とする。

【００４７】本実施例のコントローラ１３０には、図９
に示すように、予め定めた周波数のクロックパルスを発
生するクロック回路１３１と、入力されるパルスを計数
するカウンタ１３３と、光学的検出器２００および２１
０からの通過検出パルスをゲート信号として、入力され
たクロックパルスの出力を制御するゲート回路１３２
と、カウンタで算出されたパルス数とパルスモータ２１
の回転数とから被測定液６の粘度指度を算出する指度演
算部１３４と、パルスモータドライバ１３５とが含まれ
る。

【００４８】ここで、パルスモータドライバ１３５は、
回転数設定器１５０の信号によって、指定された回転数
に相当するモータ駆動信号を、駆動機構１１０のパルス
モータ２１に与え、その回転運動を制御する。また、ク
ロック回路１３１は、このパルスモータ２１に送られた
回転数指定信号と同じ信号によって、その回転数に対応
した、以下に説明する数２で与えられる、発振周波数の
クロックパルスを発生する。

【００４９】表示器１４０は、図９に示すように、コン
トローラ１３０から出力される被測定液の粘度指度を表
示する。さらに、コントローラ１３０から出力される粘
度指度は、外部での粘度算出のために、そのままデータ
として出力しても構わない。以上説明した構造を有す
る、本実施例によれば、円筒ロータ７の回転、ほぼ１回
転中につき、５回の粘度指度を検出することができる。
ただし、本実施例の仕様に際しては、従来技術の粘度計
による粘度測定データに対し、本発明の粘度計による粘
度測定データが同一値になる、すなわち測定の連続性を
確保することが要求される。したがって、この連続性を
確保するために必要な、構造仕様を検討する。

【００５０】本実施例のように、円筒ロータ７のほぼ１
回転中に、５回の読取りを可能にする場合には、遮蔽板
の３６０°を５分割する７２°毎に光透過スリット３０
０を設けるだけでなく、トルクスプリング３４のばね定
数を、従来の粘度計で用いていたばね定数の条件と一致
するように見なおし、さらに、読み取り精度確保のため
に、計数用クロックパルスの発信周波数を見直す必要が
ある。

【００５１】すなわち、従来の粘度計では、トルクスプ
リング３４のバネ定数は、３１５°の捻れ角度に対し
て、フルスケールトルクを発生するように関係付けてい
た。そのため、本実施例の５分割、７２°の場合では、
トルクスプリング３４のばね定数を、例えば、捻れ角度
６０°の時にフルスケールトルクを発生するように、従
来のバネ定数の５．２５（＝３１５°／６０°）倍に改
める必要がある。

【００５２】なお、７２°の角度範囲の全域を使用せ
ず、６０°をフルスケールトルクを発生する捻れ角度に
対応させるのは、粘度計調整作業に角度のマージンが必
要であるためである。勿論、このマージンの角度を減ら
して６５°、あるいは７０°をフルスケールトルクとす
ることも、マージン領域が狭いことによる粘度計調整時
の調整作業の難易を別にすれば十分に可能である。

【００５３】さらに、クロックパルスの周波数は、従来
のＢ型あるいはＥ型粘度計の目盛り板３（図２参照）の
目盛り分割仕様が、全周３６０°の内、３１５°の範囲
を１００％フルスケールとして、１００目盛りを刻んで
いる。したがって、クロック・パルスの発振周波数ｆ₀
は、この場合の１目盛りを１／１０まで読み取るものと
すれば、

【００５４】

【数１】

【００５５】で現すことができる。但し、ｎは、粘度計
回転速度（ｒｐｍ）である。

【００５６】したがって、このような従来型の粘度計と
のデータ互換性を考えると、本実施例において、クロッ
ク回路１３１の発信周波数は、角度範囲６０°をフルス
ケールトルクの範囲に選んだ場合は、この角度６０°が
粘度計としての指針指度のフルスケール１００％に対応
するように決める必要がある。この場合のクロック周波
数は、数１と同様に、

【００５７】

【数２】

【００５８】を使用する必要がある。但し、ｎは粘度計
回転速度（ｒｐｍ）である。

【００５９】本実施例の作用を、以下に図６から図８を
用いて説明する。

【００６０】本実施例の回転式粘度計では、図６に示す
ように、円筒ロータ７を、粘度を測ろうとする被測定液
（図示せず）に浸漬する。その状態で、パルスモータ２
１を一定速度で回転すると、プーリー２２、２３および
タイミングベルト２４を介して、回転主軸２５が駆動さ
れる。

【００６１】回転主軸２５が回転すると、図８に示すよ
うに、回転主軸２５と、トルクスプリング３４によって
連結されているトルク検出軸２９および円筒ロータ７が
回転する。ここで、被測定液の粘性トルクのため、その
粘性トルクに平衡する角度まで、トルクスプリング３４
が捻られる。この時のトルクスプリング３４の捻れ角度
と被測定液の粘度は、比例関係にある。

【００６２】本発明では、このねじれ角度を、それぞれ
回転主軸２５、トルク検出軸２９に連結されている遮蔽
円板３５、３６を挾んで、その光透過スリット３００の
通過を検出する光学的検出器２００、２１０によって検
出するものである。

【００６３】回転主軸２５およびトルク検出軸２９が、
それぞれ回転すると、遮蔽円板３５、３６が回転する。
それぞれの円板３５、３６の回転に従い、それらを挟ん
で上下に、投光軸、受光軸を合わせて配置した発光ダイ
オード１６とホトトランジスタ１７より成る光学的検出
器２００、２１０は、光透過スリット３００が、それぞ
れの検出点を通過する毎に、パルス信号を発信する。

【００６４】ここで、円筒ロータ７を空中で空転させた
状態（円筒ロータ７に全く負荷トルクが加わっていない
完全無負荷状態）、すなわち、トルクスプリング３４が
捻りを受けずに回転している状態における、回転主軸遮
蔽円板３５およびトルク検出軸遮蔽円板３６に設けた光
学的検出器２００および２１０の発信パルスのタイムチ
ャートを図５に示す。

【００６５】本実施例においては、図５に示すように、
無負荷状態では、粘度計の回転とともに駆動軸遮蔽円板
３５の光透過スリット３００（Ａ、Ｂ〜Ｅ）と、トルク
検出軸遮蔽円板３６の光透過スリット３００（Ａ’、
Ｂ’〜Ｅ’）が、それぞれの光学的検出器２００、２１
０を同時に通過して、いずれの光透過スリット３００に
ついても、通過時間差が全く生じないような、配置関係
にしておくものとする。本実施例を用いて、粘度を測定
する場合、つまり、円筒ロータ７に粘性トルクが加わっ
て、トルクスプリング３４が捻られたまま回転する場
合、光学的検出器２００、２１０の出力は、図１０上２
段に示すようなものとなる。ここで、いずれの光透過ス
リット３００も、回転主軸遮蔽円板３５の光透過スリッ
ト３００が通過してから、トルク検出軸遮蔽円板３６の
光透過スリット３００が通過するまでの時間差は、従来
技術の欄で説明したと同様に、トルクスプリング３４の
捻れ角度に比例する。

【００６６】但し、従来技術とは異なり、本発明の粘度
計では、粘度計の円筒ロータ７のほぼ１回転につき、遮
蔽板の３６０°を分割した光透過スリット３００の個数
に相当する回数（本実施例では５回）の計測を行なうこ
とができる。

【００６７】この光学的検出器２００、２１０からの出
力は、ゲート信号として、図９に示される、ゲート回路
１３２に入力される。このゲート回路１３２では、数２
により決定される発信周波数のクロックパルスをクロッ
ク回路１３１から受信し、カウンタ１３３へ出力するク
ロックパルスの制御を、ゲート信号によって行なう。具
体的には、ゲート回路１３２は、図１０に示すように、
最初、光学的検出器２００からのそれぞれの光透過スリ
ット３００の通過検出信号の出力（図１０最上段、パル
スＡ、Ｂ〜Ｅ）を受信した時点で、クロック回路１３１
から受信しているクロックパルスの、カウンタ１３３へ
の出力を開始する。次に、ゲート回路１３２は、光学的
検出器２１０からの光透過スリット３００の通過検出を
示す出力信号（図１０中段、パルスＡ’、Ｂ’〜Ｅ’）
が入力された時点で、クロックパルスの出力を停止する
（図１０最下段）。

【００６８】カウンタ１３３は、上記のように出力され
たクロックパルスの一群を計数する。ここで、クロック
パルスは、数２に示すように、駆動軸の回転速度と一定
の関係を持っている。したがって、この関係を用いて、
指度演算部１３４は、この計数値から容易に、ねじれ角
度または粘度指度を算出し、表示器１４０に表示するこ
とができる。

【００６９】本実施例においては、指度演算部１３４に
おいて、粘度指度を算出している。しかし、指度演算部
１３４で、粘度指度のデータを基に、最終的に粘度を算
出し、この結果を表示器１４０に表示することも可能で
ある。

【００７０】以上説明したように、従来の粘度計では、
目盛り板の１回転に１回しか目盛り読取りが出来なかっ
たのに対して、本実施例では、円筒ロータ７のほぼ１回
転につき、全周を分割する光透過スリット３００の数だ
け、粘度指度を読み取ることができる。したがって、最
初の測定値の読取り表示に要する時間、および、その後
の測定値の読取り表示に要する時間を、光透過スリット
の数をＮ個とすれば、従来の粘度計の１／Ｎに短縮する
ことができる。また、試料液粘度が短時間で変化するよ
うな測定であっても、粘度計１回転中の測定回数を、従
来の粘度計に比べて数倍の密度で測定出来るので、変化
に追従した測定が充分にできる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、粘度測定において、粘
度を測定するロータのほぼ１回転中の測定回数を、従来
の粘度計に比べて数倍に上げることができる。そのた
め、低速回転におけるデータが表示されるまでの時間
を、従来に比べて数分の１に短縮することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による回転式粘度計の原理を示す図。

【図２】従来技術による回転式粘度計の指針指度読み取
り部を説明する図。

【図３】光学的検出器２００、２１０からの出力を示す
図。

【図４】本発明を適用した図９の実施例に用いる遮蔽円
板を示す図。

【図５】本発明を適用した一実施例における、無負荷状
態での、２つの光学的検出器の出力信号のタイミングを
示す図。

【図６】本発明を適用した一実施例の側面図で、上部に
設けられている駆動機構の概略構成を示す図。

【図７】図６の実施例の正面断面図で、回転機構の概略
構成を示す図。

【図８】図６の実施例の位相差検出機構の概略構成を説
明する図。

【図９】本発明を適用した一実施例の機能ブロック図。

【図１０】図９の実施例における、粘度測定状態での、
２つの光学的検出器の出力信号のタイミングを示す図。

【符号の説明】

１…可変速度モータ、２…出力軸、３…目盛り円板、３
ａ’…角度目盛り、３ａ遮光片、４…スプリング、５…
ロータ・ステム、６…試料液、７…円筒ロータ、８…コ
の字型指針、８ａ…遮光片、１２…駆動軸、１５…トル
ク検出軸、１６…発光ダイオード、１７…ホトトランジ
スタ、２１…駆動用パルスモータ、２２、２３…プーリ
ー、２４…タイミングベルト、２５…回転主軸、２６ａ
２６ｂ…ベアリング、２７…第１のコの字型連結部材、
２７ｂ…第１のコの字型連結部材、２８…宝石軸受け、
２９…トルク検出軸、２９ａ…トルク検出軸連結部材、
３０…ピボット、３１…コの字型腕部材、３２…振れ止
め金具、３３…ピン、３４…トルクスプリング、３５…
回転主軸遮蔽円板、３６…トルク検出軸遮蔽円板、１０
０…回転機構、１１０…駆動機構、１２０…位相差検出
機構、１３０…コントローラ、１３１…クロック回路、
１３２…ゲート回路、１３３…カウンタ、１３４…指度
演算部、１４０…表示器、１５０…回転数設定器、２０
０、２１０…光学的検出器、３００…光透過スリット。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転するロータを被測定液に浸漬すること
   により、被測定液の粘度を測定する回転式粘度計におい
   て、 ロータに連結するトルク検出軸と、 回転駆動源と、 回転駆動源によって駆動される駆動軸と、 駆動軸とトルク検出軸とを、弾性的に連結する弾性部材
   と、 駆動軸の回転について、予め定めた１８０゜以下の角度
   単位で、検出信号を出力する第１の回転検出手段と、 トルク検出軸の回転について、予め定めた１８０゜以下
   の角度単位で、検出信号を出力する第２の回転検出手段
   と、 第１および第２の回転検出手段からの出力信号を、それ
   ぞれ取り込み、それらの時間間隔を検出する時間差検出
   手段と、 検出された時間間隔から、駆動軸とトルク検出軸との回
   転位相差に対応する粘度指度を算出する指度読み取り手
   段とを有することを特徴とする回転式粘度計。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記第１の回転検出手段は、前記駆動軸に固着され、全
   周を複数等分割した位置に指標を設けた第１の回転体
   と、第１の回転体の指標の回転軌道近傍に設けられ、当
   該指標が、予め定めた位置を通過する毎に信号を出力す
   る第１の通過検出機構とを有し、 前記第２の回転検出手段は、前記トルク検出軸に固着さ
   れ、第１の回転体と同一分割数で、全周を複数等分割し
   た位置に指標を設けた第２の回転体と、第２の回転体の
   指標の回転軌道近傍に設けられ、当該指標が、予め定め
   た位置を通過する毎に信号を出力する第２の通過検出機
   構とを有し、 前記時間差検出手段は、第１の通過検出機構からの出力
   信号を受信し、さらに、そのすぐ後に、第２の通過検出
   機構からの出力信号を受信し、両信号の受信時間の間隔
   を、予め定めた時間単位によって検出するものであり、 第１および第２の回転体は、前記ロータが被測定液に浸
   漬されない無負荷の状態で、前記駆動軸が駆動された場
   合、第１の回転体のいずれかひとつの指標の通過と、第
   ２の回転体のいずれかひとつの指標の通過とが、両通過
   検出機構により、同時に検出されるように配置されるも
   のであることを特徴とする回転式粘度計。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記第１の回転体は、前記駆動軸に貫通固着し、全周を
   複数等分割した位置に、指標を設けられる第１の円板で
   あり、 前記第２の回転体は、前記トルク検出軸に貫通固着し、
   第１の円板と同一分割数で、全周を複数等分割した位置
   に指標を設けられる第２の円板であることを特徴とする
   回転式粘度計。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記時間差検出手段は、予め定めた発信周波数のクロッ
   クパルスを連続的に発信するクロック回路と、 前記第１の通過検出機構が、前記第１の円板のいずれか
   一つの指標の通過を検出した信号を受信してから、その
   すぐ後に、前記第２の通過検出機構が、第２の円板のい
   ずれか一つの指標の通過を検出した信号を受信するま
   で、クロック回路によって発生されたクロックパルスを
   入力し、そのまま出力するゲート回路と、 ゲート回路から出力されるクロックパルスを計数するこ
   とにより、両通過検出機構からの２つの信号の時間差を
   得るカウンタとを有することを特徴とする回転式粘度
   計。
5. 【請求項５】請求項４において、 前記回転駆動源は、パルスモータであり、 前記クロック回路の発信周波数は、前記回転駆動源の回
   転速度に、予め定めた定数を掛けたものであることを特
   徴とする回転式粘度計。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記第１および第２の円板に設けられた指標は、それら
   円板に穿たれる光を透過するスリットであり、 前記第１および第２の通過検出機構は、それぞれ、対応
   する円板を上下から挾むように配置される、発光部と受
   光部とを有し、 当該通過検出機構の受光部は、当該円板のスリットが通
   過したときに、発光部からの光信号を受信し、通過検出
   信号を出力することを特徴とする回転式粘度計。