KR20210029211A

KR20210029211A - 점도 측정 유닛 및 점도계

Info

Publication number: KR20210029211A
Application number: KR1020217002306A
Authority: KR
Inventors: 히데유키 아마미야; 요시노리 나카시마; 게이지 가와다; 도시오 가사이
Original assignee: 가부시키가이샤 아타고
Priority date: 2018-07-11
Filing date: 2019-07-11
Publication date: 2021-03-15
Also published as: CN215115732U; WO2020013273A1; US11474015B2; EP3822614B1; PH12021550002A1; JP2020008491A; TWI819025B; TW202012906A; US20210293684A1; EP3822614A4; JP7162330B2; EP3822614A1

Abstract

제1 면(33a)을 가지는 제1 스테이지부(33)와, 제2 면(811a)을 가지고 상기 제2 면(811a)을 제1 면(33a)에 근접 대향하여 회전시키는 제2 스테이지부(81)와, 모터 본체(711)와 모터 본체(711)의 출력축으로서 제2 스테이지부(81)와 동기 회전하는 샤프트(713)를 가지는 모터(71)와, 샤프트(713) 및 모터 본체(711)를 회전 가능하게 지지하는 고정측 부재(75)와, 고정측 부재(75)에 고정되고 모터 본체(711)가 고정측 부재(75)에 대하여 제1 방향으로 회전했을 때 당접 가압되는 스트레인 게이지 유닛(74)을 구비한 점도 측정 유닛(7).

Description

점도 측정 유닛 및 점도계

본 개시는, 점도 측정 유닛 및 점도계에 관한 것이다.

액체 등의 시료의 점도를, 시료 중에서 회전시킨 로터에 생기는 반작용 토크와 로터 축에 일단을 고정한 스프링의 비틀림 반력의 균형 위치에 기초하여 측정하는 회전 점도계가 알려져 있다. 특허문헌 1은, 관련된 기술을 공개하고 있다.

일본공개특허 평9-126981호 공보

종래의 회전 점도계는, 로터의 회전 개시로부터 균형 위치가 안정적으로 측정이 가능하게 될 때까지, 몇십 초∼1분 정도 걸리는 것이 일반적이었다. 이 때문에, 회전하는 로터와 시료의 사이의 마찰에 의해 시료의 온도 상승이 일어나고 있었다. 따라서, 종래의 회전 점도계에 의해 온도 의존성이 큰 점도를 고정밀도로, 측정하는 것은 용이하지 않아, 개선이 요망되고 있었다. 또한, 다수의 시료의 점도를 단시간에 측정하는 것이 요구되는 시료의 제조 현장 등에서는, 효율 향상을 위하여, 측정의 고정밀도화와 측정 시간의 단축화가 요망되고 있다.

본 개시는, 단시간에 고정밀도로 점도를 측정할 수 있는 점도 측정 유닛 및 점도계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

일실시형태에 따른 점도 측정 유닛은, 제1 면을 가지는 제1 스테이지부와, 제2 면을 가지고, 상기 제2 면을 상기 제1 면에 근접 대향하여 회전시키는 제2 스테이지부와, 모터 본체와, 상기 모터 본체의 출력축으로서 상기 제2 스테이지부와 동기(同期) 회전하는 샤프트를 가지는 모터와, 상기 샤프트 및 상기 모터 본체를 회전 가능하게 지지하는 고정측 부재와, 상기 고정측 부재에 고정되고, 상기 모터 본체가 상기 고정측 부재에 대하여 제1 방향으로 회전했을 때 당접 가압되는 스트레인 게이지 유닛을 구비한다.

다른 실시형태에 따른 점도계는, 제1 면을 가지는 제1 스테이지부와, 제2 면을 가지고, 상기 제2 면을 상기 제1 면에 근접 대향하여 회전시키는 제2 스테이지부와, 모터 본체와, 상기 모터 본체의 출력축으로서 상기 제2 스테이지부에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 상기 제2 스테이지부와 동기 회전하는 샤프트를 가지는 모터와, 상기 샤프트 및 상기 모터 본체를 회전 가능하게 지지하는 고정측 부재와, 상기 고정측 부재에 고정되고, 상기 모터 본체가 상기 고정측 부재에 대하여 제1 방향으로 회전했을 때 당접 가압되는 스트레인 게이지 유닛을 구비한 점도 측정 유닛과, 상기 모터의 동작을 제어하고 또한 상기 스트레인 게이지 유닛으로부터의 출력 전압에 기초하여 점도를 구하는 제어부를 구비한다.

상기 점도계는, 상기 고정측 부재를 지지하고 또한 상기 제어부를 내부에 수용하는 하우징과, 상기 고정측 부재에 착탈(着脫) 가능하게 되고, 장착 상태로 상기 제2 면을 덮고, 비장착 상태로 상기 제2 면을 노출하는 캡을 가져도 된다. 상기 하우징은, 파지(把持) 가능해도 된다. 상기 점도계는, 상기 출력 전압과 점도의 대응 관계가 기억된 기억부를 가지고, 상기 점도를 측정하는 시료를 상기 제1 면과 상기 제2 면의 사이에 유지한 상태로 외부로부터 기동 지령이 입력되었을 때, 상기 제어부는, 상기 모터를 상기 제1 방향과는 반대인 제2 방향으로 회전 기동하고, 상기 시료의 점성에 의한 반작용 토크로 상기 모터 본체가 상기 제1 방향으로 회전하여 상기 스트레인 게이지 유닛을 당접 가압한 상태로 얻어지는 상기 스트레인 게이지 유닛의 출력 전압을 검출하고, 검출한 상기 출력 전압에 대응하는 점도를 상기 대응 관계에 기초하여 구해도 된다.

상기 점도 측정 유닛 및 점도계에 의하면, 단시간에 고정밀도로, 점도를 측정할 수 있다.

도 1은, 몇 개의 실시형태에 따른 점도계의 외관사시도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 점도계(51)로부터 측정 캡(3)을 제거한 상태를 나타낸 외관사시도이다.
도 3은, 점도계(51)의 기능적 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는, 도 1에서의 S4-S4 위치에서의 단면도이다.
도 5는, 점도계(51)가 구비하는 점도 측정 유닛(7)의 조립도이다.
도 6은, 점도 측정 유닛(7)이 구비하는 베이스(75)의 사시도이다.
도 7은, 점도 측정 유닛(7)이 구비하는 스트레인 게이지 유닛(74)의 사시도이다.
도 8은, 스트레인 게이지 유닛(74)의 배치를 설명하기 위한 전면도이다.
도 9는, 도 8에서의 상면도이다.
도 10은, 캡 스테이지부(33)와 시료 탑재부(811) 사이의 간극인 시료 충전 공간 Va를 설명하기 위한 일부 파단(破斷)한 부분단면도이다.
도 11은, 점도계(51)의 측정 동작에 있어서 스트레인 게이지 유닛(74)으로부터 출력되는 전압의 시간 추이(推移) 특성 VT를 설명하기 위한 그래프이다.
도 12는, 점도계(51)의 측정 동작에 사용되는 기동 조건 테이블 TBa를 예시하는 도면이다.
도 13은, 몇 개의 실시형태에 따른 점도 측정 시스템을 나타내는 구성도이다.

몇 개의 실시형태에 따른 점도계를, 도면을 참조하여 설명한다. 먼저, 도 1 및 도 2를 주로 참조하여 외관 상의 구성을 설명한다. 설명의 편의 상, 상하 좌우 전후의 각 방향을, 도 1 및 도 2에 화살표로 나타낸 방향으로 규정한다. 도 1은, 일실시형태에 따른 점도계(51)의 보관 시 및 측정 시에 장착하는 측정 캡(3)의 장착 상태를 나타낸 사시도이며, 도 2는, 도 1에 나타내는 장착 상태로부터 측정 캡(3)을 제거한 비장착 상태를 나타낸 사시도이다.

점도계(51)는, 외관 상, 상하 방향으로 얇고 또한 전후 방향으로 긴, 사용자가 손으로 파지(把持) 가능한 본체부(1)를 가진다. 또한, 본체부(1)는, 전부(前部)에 있어서 위쪽을 향해 대강 원기둥형으로 돌출하는 스테이지부(2)를 가진다. 스테이지부(2)에는, 측정 캡(3)이 착탈 가능하게 장착된다. 장착 구조는, 예를 들면, 바요넷(bayonet) 구조가 된다.

측정 캡(3)은, 원형의 평저부(平底部)(31)와, 평저부(31)의 주위에서 일어서는 주벽부(周璧部)(32)를 가지는 바닥이 평형한 냄비형으로 형성되어 있다. 또한, 평저부(31)에는, 주벽부(32)과 동일한 방향으로 원기둥형으로 돌출하는 캡 스테이지부(33)(도 4 참조)가 형성되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 스테이지부(2)에는, 측정 캡(3)의 주벽부(32)의 내면에 설치된 도시하지 않은 클로우(claw)와 걸어맞추어지는 캡 걸어맞춤부(755)가 나타나 있다. 측정 캡(3)의 스테이지부(2)로의 장착은, 도 2의 화살표 DRa로 나타낸 바와 같이, 측정 캡(3)을, 클로우와 캡 걸어맞춤부(755)의 주위 방향 위치를 맞추어서 아래쪽으로 밀어넣은 후, 주위 방향으로 회동(回動)시키는 것에 의해 장착된다.

측정 캡(3)은, 도 1에 나타내는 장착 상태에 있어서 측정 스테이지(81)를 덮고 있다. 또한, 측정 상태로부터 측정 캡(3)을 제거하면, 도 2에 나타낸 바와 같이, 원반형의 측정 스테이지(81)가 노출된다. 측정 스테이지(81)의 시료 탑재부(811)는, 본체부(1)의 하측면을 수평면 상에 놓은 상태에서 수평으로 되는 시료 탑재면(811a)을 가진다.

본체부(1)는, 상측의 상부 케이스(111)와 하측의 하부 케이스(112)가 상하로 조합된 하우징(11)을 가진다. 도 2에 있어서, 본체부(1)의 상면(1a)에는, 표시부(12), 조작부(13) 및 온도 검출부(14)가 설치되어 있다. 하우징(11)의 내부에는, 기판(16)이 수용되어 있다.

도 3은, 점도계(51)의 기능적 구성을 나타낸 블록도이며, 이하, 도 3도 참조하면서 설명한다. 표시부(12)는, 기판(16)에 실장(實裝)된 표시 소자(12a)를 포함한다. 표시 소자(12a)는, 점도계(51)의 동작 상태 및 측정한 점도의 값 등을 사용자가 시인(視認) 가능하게 표시한다. 조작부(13)는, 기판(16)에 실장된, 사용자가 전원 ON/OFF나 측정 개시의 조작을 행하기 위한 복수의 푸시 버튼을 포함한다. 도 2에는, 전원 버튼(13a) 및 측정 개시 버튼(13b)이 나타나 있다. 온도 검출부(14)는, 상부 케이스(111)에 형성된 구멍(14a)과, 그 구멍(14a)에 대응하여 기판(16)에 실장된 온도 센서(14b)를 가진다. 온도 센서(14b)는, 본체부(1)의 주위의 분위기 온도를 측정한다. 본체부(1)의 내부에는 건전지 등의 배터리 BT를 수납하는 전지 수납부(15)가 설치되어 있다. 하부 케이스(112)의 후면에는, 전지 수납부(15)를 개폐하여 배터리 BT의 교환을 가능하게 하는 커버(15a)가 설치되어 있다. 기판(16)에는, 중앙처리장치(CPU)(171) 및 기억부(172)를 포함하는 제어부(17)가 실장되어 있다.

점도계(51)를 사용하는 측정자는, 대략적으로, 시료의 점도를 하기 조작으로 측정할 수 있다. 측정자는, 먼저, 측정 캡(3)을 제거하고 본체부(1)의 하면을 아래방향으로 하여 탁상 등의 수평면 상에 둔다. 다음으로, 전원 버튼(13a)을 눌러서 전원을 켠다. 노출되어 있는 측정 스테이지(81)에서의 시료 탑재부(811)의 시료 탑재면(811a)에 시료를 적량 탑재한다. 적량은, 예를 들면, 0.3ml 정도이다. 다음으로, 측정 캡(3)을 스테이지부(2)에 장착하고 측정 개시 버튼(13b)을 누른다. 이 측정 개시 버튼(13b)의 압압(押壓) 조작에 의해 점도계(51)는 측정을 개시한다. 점도계(51)의 제어부(17)는, 미리 정해진 방법(후술함)으로 시료의 점도를 구하고, 표시부(12)에 점도의 수치를 표시한다. 측정 개시 버튼(13b)의 압압으로부터 점도의 수치 표시까지, 측정에 필요로 하는 시간은 약 1초이다.

이 단시간의 점도 측정을 실현하는 구체적인 구조예를, 도 4 및 도 5를 주로 참조하여 상술한다. 도 4는, 도 1에서의 S4-S4 위치에서의 단면도이다. 다시 말하면, 도 4는 스테이지부(2)의 횡단면도이다. 다만, 모터(71)는 측면도로서 나타내고 있다. 또한, 도 5는, 도 4에 나타내는 점도 측정 유닛(7)의 조립도이다.

먼저, 하우징(11)에 지지되어 있는 점도 측정 유닛(7)의 구성을 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다. 이하, 점도 측정 유닛(7)을 단지 측정 유닛(7)으로도 칭한다. 측정 유닛(7)은, 도 5에서의 하방 측으로부터, 모터(71), 베어링 유닛(72), 모터 마운트(73), 베이스(75), 스트레인 게이지 유닛(74)을 가진다. 또한, 측정 유닛(7)은, 베이스(75)보다 상방 측으로, 연결 너트(76), 회전 플레이트(77), O링(78), 방수 플레이트(79), 트러스트 베어링(thrust bearing)(80), 측정 스테이지(81), 및 측정 캡(3)을 가진다.

모터(71)는, 스텝 모터이며, 모터 본체(711), 출력축이 되는 샤프트(713), 및 모터 본체(711)의 상방측의 커버가 되는 모터 플레이트(712)를 가진다. 베어링 유닛(72)은, 슬리브(721) 및 레이디얼 베어링(radial bearing)(722)을 가진다. 슬리브(721)는 통형(筒形)이며, 그 외면에 레이디얼 베어링(722)의 내륜(도시하지 않음)이 끼워져 장착되어 있다.

슬리브(721)는, 상부에, 수나사가 형성된 수나사부(7211)를 가진다. 모터 마운트(73)는, 평판형의 마운트 베이스(731)와, 마운트 베이스(731)의 중앙부에 있어서 2단으로 축경(縮徑)하여 돌출한 돌출부(733)와, 마운트 베이스(731)에 압입되어 위쪽으로 돌출하는 마운트 핀(732)을 가진다. 돌출부(733)는, 밑동측 돌출부(7331)와, 그보다 소경(小徑)의 선단측 돌출부(7332)를 가진다.

베이스(75)에 대해서는, 그 사시도인 도 6도 참조하면서 설명한다. 베이스(75)는, 상하로 연장되는 축선 CL75를 중심으로 하는 관통공(751)을 가지고 원반형으로 형성되어 있다. 베이스(75)는, 기준면(757), 둘레 리브(rib)(752), 오목부(753), 및 주위 홈(754)을 가진다. 기준면(757)은 베이스(75)에서의 축선 CL75 방향의 기준이 되는 면이다. 둘레 리브(752)는, 기준면(757)의 둘레에 위쪽으로 돌출되어 형성되어 있다. 오목부(753)는, 기준면(757)의 중앙부에 있어서 원형으로 오목한 부분으로서 형성되어 있다. 주위 홈(754)은, 기준면(757)에 형성되어 있다. 또한, 베이스(75)는, 주위벽의 외주면에서의 주위 방향으로 180° 이격된 위치에, 전술한 캡 걸어맞춤부(755)를 가진다.

스트레인 게이지 유닛(74)에 대해서는, 사시도인 도 7도 참조하면서 설명한다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 스트레인 게이지 유닛(74)은, 게이지부(741), 캔틸레버(cantilever)(742), 및 홀더(743)를 포함하여 유닛화되어 있다.

게이지부(741)는, 빔형 로드셀로 구성되어 있다. 빔형 로드셀은, 시판 중이 것을 이용할 수 있다. 게이지부(741)는, 도 7 있어서의 A-B 방향을 길이로 하는 대략 직육면체를 나타내며, 측면(741a)에는 스트레인 게이지(741b)가 부착되어 있다. 스트레인 게이지 유닛(74)은, 스트레인 게이지(741b)에 의해, A단 측에 대한 B단 측의 화살표 DRb 방향의 굽힘 변형량에 따른 전압을 출력한다. 게이지부(741)의 A단 측은, 홀더(743)에 대하여 나사(745)에 의해 고정되어 있다. 게이지부(741)의 B단 측에는, 게이지부(741)의 길이 방향에 대하여 직교하는 방향으로 연장되는 박판형의 캔틸레버(742)가, 나사(744)에 의해 고정되어 있다. 게이지부(741)의 출력 전압은, 앰프(746)(도 2 참조)에 의해 증폭된다. 앰프(746)에서 증폭된 전압은 제어부(17)에 의해 감시되며, 필요에 따라 기억된다.

이상 설명한 복수의 부재의 조립 상태에 대하여, 도 4 및 도 5를 주로 참조하여 설명한다. 모터(71)의 모터 플레이트(712)는, 모터 마운트(73)에 나사(734, 735)에 의해 고정되어 있다. 베어링 유닛(72)의 슬리브(721)에는, 모터(71)의 샤프트(713)가 회전 가능하게 삽통되어 있다. 한편, 베어링 유닛(72)에서의 레이디얼 베어링(722)의 외륜(도시하지 않음)은, 모터 마운트(73)의 돌출부(733)에서의 선단측 돌출부(7332)의 내면에 압입(壓入) 고정되어 있다. 베어링 유닛(72)의 슬리브(721)는, 베이스(75)의 관통공(751)에 대하여, 하방 측으로부터, 수나사부(7211)가 위쪽으로 돌출되도록 삽통된다. 이 위쪽으로 돌출한 수나사부(7211)에 연결 너트(76)가 체결되어, 베어링 유닛(72)은 베이스(75)에 대하여 고정되어 있다.

이로써, 모터(71)는, 모터 마운트(73)에 대하여 레이디얼 베어링(722)을 통하여 축선 CL71 주변에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 모터(71)의 샤프트(713)도, 모터 마운트(73)에 대하여 회전 가능하게 되어 있다.

베이스(75)의 하면(756)에는, 스트레인 게이지 유닛(74)의 홀더(743)가 도시하지 않은 나사에 의해 소정의 자세로 고정되어 있다. 도 8 및 도 9는, 스트레인 게이지 유닛(74)의 모터(71) 등에 대한 배치 위치를 설명하기 위한 도면이다. 상세하게는, 도 8은, 모터(71), 베어링 유닛(72), 모터 마운트(73), 및 스트레인 게이지 유닛(74)의 조립 상태를 나타낸 상면도이다. 도 8에서의 (S4)-(S4) 위치가 도 4의 단면 위치에 대응하고 있다. 도 9는, 도 8의 전면도이며, 스트레인 게이지 유닛(74)의 홀더(743)가 고정되어 있는 베이스(75)의 하면(756)의 일부도 단면으로 기재하고 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 베이스(75)에 대하여 축선 CL71 주변에 회전 가능하게 지지되는 모터(71)는, 베이스(75)에 고정된 스트레인 게이지 유닛(74)에 의해, 정역(正逆) 방향의 회동이 각각 규제된다.

먼저, 도 8에서의 시계방향의 회동(화살표 DRc)은, 모터 마운트(73)의 마운트 베이스(731)가, 스트레인 게이지 유닛(74)의 홀더(743)에 위치 E1에 있어서 당접함으로써 규제된다. 이는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 홀더(743)가, 모터(71)의 축선 CL71 방향에 있어서, 베이스(75) 측으로부터 하방 측으로, 모터 마운트(73)에 대응한 위치를 넘어서 연장되어 있기 때문이다.

또한, 도 8에서의 반시계방향의 회동(화살표 DRd)은, 모터 마운트(73)의 마운트 핀(732)이 스트레인 게이지 유닛(74)의 캔틸레버(742)의 선단부(7421)와 당접함으로써 규제된다. 이는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 캔틸레버(742)가, 축선 CL71 방향에 있어서, 모터 마운트(73)에 대하여 상방 측으로 이격하고, 또한 마운트 핀(732)에만 당접하도록 배치되어 있는 것에 의한 것이다.

모터 마운트(73)의 시계방향의 회동에서의 홀더(743)에 대한 당접으로는, 홀더(743)가 실질적으로 변형하지 않고 모터(71)의 회동이 정지한다. 한편, 모터 마운트(73)의 반시계방향의 회동에서의 마운트 핀(732)의 캔틸레버(742)로의 당접으로는, 마운트 핀(732)이 캔틸레버(742)를 누른다. 이로써, 게이지부(741)는, A측 단부를 고정단으로 하여 B측 단부가 화살표 DRb 방향으로 굽힘 변형한다. 게이지부(741)는, 이 굽힘에 기초한 변형량에 대응한 전압을 출력한다. 즉, 측정 유닛(7)은, 모터(71)의 반시계방향(화살표 DRd)의 회동 가압력을, 스트레인 게이지 유닛(74)의 출력 전압에 기초하여 구할 수 있다.

여기까지, 측정 유닛(7)의 베이스(75)보다 하측의 구성에 대하여 설명했다. 다음으로, 측정 유닛(7)의 베이스(75)로부터 상측의 구성을, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한다.

슬리브(721)로부터 위쪽으로 돌출한 샤프트(713)의 선단부에는, 원반형의 회전 플레이트(77)가 동축(同軸)으로 고정되어 있다. 회전 플레이트(77)는, 둘레부에, 복수의 자석인 플레이트 마그넷(771)이, 상방 측을 모두 동일 극으로 하여 동일 직경 방향 위치 및 등각도(等角度) 간격으로 끼워 넣어져 있다. 여기서는, 상방측이 N극이 되는 자세로 끼워 넣어져 있는 것으로 한다.

회전 플레이트(77)는, 베이스(75)의 오목부(753) 내에 수용되고, 회전 플레이트(77)의 상면(772)은, 베이스(75)의 기준면(757)보다 아래쪽에 위치하고 있다. 베이스(75)의 기준면(757)에는, 방수 플레이트(79)가, 주위 홈(754)에 끼워 넣어진 O링(78)을 가압한 상태로 도시하지 않은 나사에 의해 고정되어 있다. 상세하게는, 주위 홈(754)에, O링(78)이 위쪽으로 약간 돌출하도록 수용되고, 방수 플레이트(79)는, O링(78)을 아래쪽으로 압축하여 기준면(757)에 밀착되도록 장착되어 있다. 베이스(75)의 오목부(753)의 내부 공간은, O링(78)의 압압을 수반하는 방수 플레이트(79)의 기준면(757)으로의 밀착과 슬리브(721)의 연결 너트(76)의 나사 결합에 의해, 외부에 대하여 수밀(水密) 상태로 유지된다.

방수 플레이트(79)의 상면에는, 트러스트 베어링(80)을 통하여 측정 스테이지(81)가 회전 가능하게 탑재된다. 측정 스테이지(81)는, 원반형을 나타내며, 하면(815)의 중앙부에는, 측정 스테이지(81)와 동축으로 트러스트 베어링(80)이 장착되어 있다. 또한, 측정 스테이지(81)의 하면(815)에는, 트러스트 베어링(80)을 에워싸도록, 복수의 스테이지 마그넷(814)이 끼워 넣어져 있다.

여기서, 복수의 스테이지 마그넷(814)은, 어떤 회동 위치에 있어서, 각각이 회전 플레이트(77)의 복수의 플레이트 마그넷(771) 중 어느 하나와 대략 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 복수의 스테이지 마그넷(814)은, 플레이트 마그넷(771)과 대향하는 측(아래쪽)의 자극(磁極)이, 플레이트 마그넷(771)과 서로 끌어당기도록 상이한 극이 되는 자세로 측정 스테이지(81)에 끼워 넣어져 있다. 플레이트 마그넷(771)이, 전술한 바와 같이 상방 측이 N극이 되는 자세로 배치되어 있는 경우, 스테이지 마그넷(814)은, 하방 측이 S극이 되는 자세로 배치되어 있다.

이와 같이, 복수의 스테이지 마그넷(814) 각각이 복수의 플레이트 마그넷(771) 중 어느 하나와 대향하여, 서로 자기적(磁氣的)으로 끌어당기도록 되어 있다. 이 때문에, 측정 스테이지(81)는, 방수 플레이트(79) 상에, 자기 흡인에 의해 축선 CL71을 축으로 하여 자동 조심(調芯)되어, 위치 결정된다.

측정 스테이지(81)는, 회전 플레이트(77)에 대하여 직접 연결되어 있지 않지만, 레이디얼(radial) 방향으로는 자기 밸런스가 유지되도록 자동적으로 동축으로 위치 설정되어 있다. 또한, 측정 스테이지(81)는, 트러스트 방향으로는 회전 플레이트(77)에 자기적으로 흡인되어 트러스트 베어링(80)을 통하여 위치 결정되고, 회전 방향으로는 트러스트 베어링(80)에 의해 마찰 저항이 실질적으로 무시할 수 있는 상태로 되어 있다. 이로써, 측정 스테이지(81)는, 회전 플레이트(77)의 회전에 따라 실질적으로 일체적으로 동기 회전한다.

측정 스테이지(81)의 상면에는, 약간 들어간 원형의 평탄면인 시료 탑재면(811a)을 가지는 전술한 시료 탑재부(811)가 형성되어 있다. 시료 탑재부(811)의 직경 방향 외측에는, 전체 주위에 걸쳐 깊게 도려내어진 홈인 주위 홈부(813)가 형성되어 있다. 이로써, 시료 탑재부(811)와 주위 홈부(813) 사이의 부분은, 상대적으로, 전체 주위에 걸쳐 위쪽으로 돌출한 제방부(812)로 되고 있다.

시료 탑재면(811a)은, 스테이지부(2)에 측정 캡(3)이 장착된 상태로, 측정 캡(3)의 캡 스테이지부(33)의 대향면(33a)과 약간의 간극을 가지고 평행하게 대향한다. 즉, 시료 탑재면(811a)과 대향면(33a)은 서로 근접하여 대향한다. 약간의 간극은, 예를 들면, 0.1∼0.2 mm 정도이다. 측정 유닛(7)에서의, 샤프트(713), 회전 플레이트(77), 및 측정 스테이지(81)를 포함하는 계를, 모터 본체(711)에 대하여 상대적으로 회전하는 회전계 Ra로 칭한다.

이상 상술한 측정 유닛(7)은, 도 4에 나타낸 바와 같이, 베이스(75)가 상부 케이스(111)에 대하여 O링(114)을 협지하여 도시하지 않은 나사에 의해 고정됨으로써 하우징(11)에 장착된다. 하우징(11)은, 상부 케이스(111)가 하부 케이스(112)에 대하여 O링(113)을 협지하여 도시하지 않은 나사에 의해 고정됨으로써 형성된다. 이로써, 하우징(11)의 내부는, 외부 공간에 대하여 수밀 상태로 유지된다. 측정 유닛(7)은, 하우징(11)에 대하여, 베이스(75)만이 연결되고 또한 베이스(75) 이외의 부재가 하우징(11) 측의 고정 부재에 접촉하지 않는 상태로, 지지되어 있다.

다음으로, 점도계(51)의 점도 측정 동작에 대하여 상술한다. 점도 P를 측정하는 시료를 시료 Sm으로 한다. 먼저, 전술한 바과 같이, 점도계(51)를, 측정 캡(3)을 제거한 상태로 시료 탑재부(811)의 시료 탑재면(811a)이 위쪽을 향하여 수평이 되도록 한다. 시료 탑재면(811a) 상에, 시료 Sm을 예를 들면, 0.3ml 정도 탑재하고, 측정 캡(3)을 베이스(75)에 장착한다. 또한, 제어부(17)는, 온도 센서(14b)가 측정한 본체부(1)의 주위의 분위기 온도를 표시부(12)에 표시시킨다. 제어부(17)는, 측정한 분위기 온도에 기초하여, 주지의 방법에 의한 온도 보상을 하여 점도 P를 구해도 된다.

도 10은, 시료 Sm을 시료 탑재면(811a)에 탑재하고, 측정 캡(3)을 베이스(75)에 장착한 상태에서의, 캡 스테이지부(33)의 대향면(33a)과 시료 탑재부(811)의 시료 탑재면(811a) 사이의 간극을 포함하는 부분의 일부 파단한 확대 단면도이다. 측정 캡(3)을 장착함으로써, 시료 탑재면(811a) 상의 시료는, 시료 탑재면(811a)과 캡 스테이지부(33)의 대향면(33a)이 대향하는 원형 부분의 간극으로 퍼져서 유지된다. 이 간극은, 직경 Da이며 높이 ta가 얇은 원반형의 공간이다. 직경 Da는, 캡 스테이지부(33)의 직경이며 예를 들면, 25mm, 높이 ta는 캡 스테이지부(33)의 대향면(33a)과 시료 탑재부(811)의 시료 탑재면(811a) 사이의 간극의 축선 CL71 방향의 거리이며, 예를 들면, 0.1∼0.2 mm이다. 이 시료가 전체에 또는 일부에 충전되어 유지되는 얇은 원반형의 공간을 시료 충전 공간 Va로 칭한다.

시료 탑재면(811a)에 대하여, 시료 Sm의 양을 어느 정도 많이 탑재한 경우, 일부 시료 Sm이 제방부(812)를 넘어도 주위 홈부(813)에 모이고, 측정 스테이지(81)의 밖으로 넘쳐나오지는 않는다. 즉, 시료 탑재면(811a)에 시료 Sm을 과잉량으로 탑재하지 않는 한, 시료 Sm은, 측정 스테이지(81)의 둘레로부터 방수 플레이트(79) 상에 낙하하지 않으므로 민감한 측정 스테이지(81)의 회전에 영향을 미칠 우려는 거의 없다.

적량의 시료 Sm을 시료 탑재부(811)에 탑재하고, 측정 캡(3)을 베이스(75)에 장착한 후, 사용자가 측정 개시 버튼(13b)을 누르면, CPU(171)는, 모터(71)를 기동시킨다. 상세하게는, CPU(171)는, 미리 설정된 기동 조건 Pt로, 모터 본체(711)에 대하여 샤프트(713)를 포함하는 회전계 Ra를 기동한다. 기동 조건 Pt는, 회전계 Ra를, 기동 개시로부터 약 1초 미만(예를 들면, 약 0.8초 후)에 운전 펄스 속도 5000Hz로 정상 회전시키는 조건으로서 설정해 둔다. 모터 본체(711)에 대한 샤프트(713)의 회전 방향은, 상면도인 도 8에 있어서 시계방향(화살표 DRc)이다.

기동 조건 Pt는, 시료 Sm의 종류별로 미리 설정하고, 기억부(172)에 시료 Sm과 링크하여 기억시켜 둔다.

시료 충전 공간 Va에 시료 Sm이 없는 비측정 상태에서는, 회전계 Ra의 기동 특성에 영향을 미치는 외부 요인은 없으며, 고정밀도로 안정된 기동 특성이 얻어진다. 여기서 기동 특성은, 회전계 Ra의 회전수의 시간 추이로서 나타낸다. 한편, 시료 충전 공간 Va에 시료 Sm이 존재하는 측정 상태에서는, 시료 충전 공간 Va에 충전된 시료 Sm의 점성 응력에 의한 저항이 생기므로, 회전계 Ra는, 부여되는 토크가 그 저항에 저항하는 기동 토크에 도달할 때까지는 회전하지 않는다. 이에 따라, 모터 본체(711)는, 회전계 Ra가 시료 Sm의 점성 저항때문에 회전하지 않는 것에 의해 생기는 반작용의 토크에 의해, 도 8에 나타내는 반시계방향으로 회전한다. 모터 본체(711)가 반시계방향으로 회전하면, 마운트 핀(732)이 캔틸레버(742)를 눌러서 스트레인 게이지가 변형되고, 이 변형 저항에 의해 회전계 Ra에 부여되는 회전 방향의 토크가 상승한다. 이 회전 방향의 토크가 기동 토크에 도달하면, 회전계 Ra가 회전을 개시하고, 그 이후에는 시료 Sm의 점성에 따른 반작용 토크 Tqa와 스트레인 게이지의 변형 저항의 평형(平衡) 상태로 회전이 계속된다.

회전 지령 시각으로부터 회전 방향의 토크가 기동 토크에 달하여 회전을 개시할 때까지 필요로 하는 시간(기동 시간) 경과 후에는, 회전계 Ra는, 회전을 방해하는 방향의 일정한 반작용 토크 Tqa가 부여된 평형 상태로 되어 일정한 회전수로 회전한다.

즉, CPU(171)의 기동 지령에 의해, 샤프트(713)는, 모터 본체(711)에 대하여 도 8에서의 시계방향(화살표 DRc)으로 회전하려고 한다. 이것과 연동하여 샤프트(713)의 선단에 고정되어 있는 회전 플레이트(77)도 회전하려고 하고, 회전 플레이트(77)에 대하여 기계적으로 연결되어 있지 않지만 자기적으로 연결된 측정 스테이지(81)도 회전하려고 한다. 그러나, 시료 충전 공간 Va에 시료 Sm이 충전되어 있으므로, 전술한 바와 같이, 모터 본체(711)의 압압에 의한 스트레인 게이지의 변형 저항에 의한 회전 방향의 토크가 시료 Sm의 점성에 따른 기동 토크에 달하여 회전계 Ra가 회전한다.

회전계 Ra의 회전 개시 후에는, 회전을 방해하는 방향의 반작용 토크 Tqa가 회전계 Ra에 작용한다. 전술한 바와 같이, 측정 유닛(7)은, 모터 본체(711)가 베이스(75) 및 회전계 Ra에 대하여 회전 가능하게 되어 있으므로, 모터 본체(711)는, 반작용 토크 Tqa에 의해 도 8에서의 반시계방향(화살표 DRd)으로 회전하고, 반작용 토크 Tqa의 크기에 대응한 힘으로 캔틸레버(742)를 도 8의 아래쪽으로 누른다. 이로써, 게이지부(741)는, 고정단이 되는 A단에 대하여 B단 측이 아래쪽(화살표 DRb)으로 변형되고, 그 변형량에 따른 전압을 출력한다.

도 11은, 회전계 Ra의 기동 동작에서의 게이지부(741)로부터의 출력 전압 V의 시간 추이 특성 VT를 나타낸 그래프이다. 그래프의 세로축은 출력 전압 V이다. 시간 추이 특성 VT는, 게이지부(741)에 변형이 없는 자연 상태로 전압 V1을 나타내고, 기동 후의 반작용 토크 Tqa가 부여되어 변형이 생기면서 평형 상태로 되어 있는 정상 회전 시에 전압 V2를 나타낸다. 그래프의 가로축은 시간 t이다. 시각 t1이 기동 지령 시, 시각 t2가, 회전 방향의 토크가 기동 토크에 도달한 회전 개시 시이다. 시각 t3 및 시각 t4는, 각각 측정 개시 시각 및 측정 종료 시각이다. CPU(171)는, 시각 t3로부터 시각 t4까지의 사이의 출력 전압 V를 평균하고, 평균값을 시료 Sm의 점도 P를 구하기 위한 기준 측정 전압 V2a로서 채용한다.

구체적인 수치예는, 전압 V1은 0.610V이며, 전압 V2는 1.630V이다. 또한, 시각 t1을 0(제로)초로 하면, 시각 t2는 0.824초, 시각 t3는 1.00초, 시각 t4는 1.30초이다.

제어부(17)의 기억부(172)에는, 시료 Sm의 종류와 시료 Sm의 종류별로 대응시킨 기동 조건 Pt를 미리 링크하여 기억시켜 둔다. 기동 조건은, 예를 들면, 시료로서, 점도 P가 상이한 복수의 점도계 교정용 표준액을 사용하고, 각각의 점도로 도 11에서의 시간 추이 특성 VT의 기동 시간(시각 t2- 시각 t1)이 1초 미만으로 되도록, 기동 펄스 속도 및 운전 펄스 속도를 결정하여 설정한다.

그리고, 복수의 점도 P와, 복수의 점도 P 각각에 대응시킨 기동 조건 Pt와, 실제로 점도 P가 상이한 복수의 점도계 교정 표준액을 시료로 하여 기동시켜 각각 얻은 기준 측정 전압 V2a를 링크한 기동 조건 테이블 TBa를 작성한다. 작성한 기동 조건 테이블 TBa는, 기억부(172)에 기억시켜 둔다.

기동 조건 테이블 TBa는, 시료의 종류별로 작성되는 것이 바람직하다. 시료의 종류의 분류예는, 예를 들면, 윤활유, 조리유, 식용 소스, 도료 등이다. 기동 조건 테이블 TBa를, 시료의 종류별로 작성하고, 각각의 점도 P와 기준 측정 전압 V2a의 관계를 얻어 두면, 보다 고정밀도로 점도 P를 추정할 수 있고, 시료가 뉴턴 유체인지 비뉴턴 유체인지에 따라, 점도 P를 추정하는 최적의 처리 방법을 선택할 수 있다.

기동 조건 테이블 TBa의 일례를 도 12에 나타낸다. 도 12에 나타낸 기동 조건 테이블 TBa는, 시료의 종류가 「윤활유 A(뉴턴 유체)」로서 작성된 테이블 예이다. 상이한 n(n은 2 이상의 정수)종의 오름차순으로 배열된 점도 P1∼Pn의 시료를 측정할 때의 기동 조건으로서, 각각에 기동 조건 Pt1∼Ptm(m은 2 이상 n 이하의 정수) 중 어느 하나를 대응시킨다. 점도 P의 값이 가까운 시료는, 동일한 기동 조건 하에서 측정 가능하므로, 도 12의 기동 조건 테이블 TBa에서는, 점도 P1∼(P3)의 시료는 같은 기동 조건 Pt1을 대응시켜, 점도 P4 이후에 대하여 기동 조건 Pt2를 대응시키는, 등의 설정을 하고 있다. 점도 P가 큰 시료일수록, 기동 펄스 속도 및 운전 펄스 속도 중 적어도 한쪽을 크게 하여, 기동 시간이 소정 시간 미만(예를 들면, 1초 미만)으로 되도록 조정하고 있다.

또한, 도 12에 나타내는 기동 조건 테이블 TBa는, 시료의 종류별로, 점도 P1∼Pn의 각각의 시료에 대하여, 대응시킨 기동 조건으로 모터(71)를 기동하고, 얻어진 기준 측정 전압 V2a를 각각 기준 측정 전압 V2a1∼V2an으로서 링크하고 있다.

기동 조건 테이블 TBa에 의하면, 복수의 점도 P 각각에 대응하는 기동 조건 Pt 및 기준 측정 전압 V2a가 파악된다. 또한, 반대로, 복수의 기동 조건 Pt 각각에 있어서, 기준 측정 전압 V2a와 점도 P의 대응 관계가 파악된다. 즉, 점도 P가 상세 불명인 시료에 대하여, 어떤 기동 조건 Pt를 사용하여 기준 측정 전압 V2a를 구하고, 얻어진 결과로부터 그 시료의 점도 P를 추정할 수 있다.

시료가 뉴턴 유체의 경우에는, 점도 P와 기준 측정 전압 V2a가 실질적으로 비례 관계로 되므로, 미리 측정한 데이터수가 적다고 하더라도 높은 정밀도로 점도 P를 추정할 수 있다. 이 때문에 기동 조건 테이블 TBa마다, 점도 P와 기준 측정 전압 V2a의 비례 관계를 나타낸 관계식 Qa를 기억부(172)에 기억시켜 두면 된다. 비뉴턴 유체인 경우에는, 복수의 데이터로부터 근사 곡선을 추정하고, 이 근사 곡선의 관계식 Qb를 링크하여 기억부(172)에 기억시켜 두면 된다.

일반적으로, 액체 시료는, 용기에 넣어 교반했을 때의 저항 등에 의해 점도 P의 개략적인 값이 어느 정도 추측된다. 이 시료의 정확한 점도 P를 점도계(51)로 측정하는 수순예를 이하에서 설명한다. 여기서 측정하는 시료는, 추측되는 점도 P가, 도 12에 나타내는 점도 P4에 가까운 시료 Sm1으로 한다.

먼저, 측정자는, 시료 Sm1의 종류와, 시료 Sm1에서 추측된 개략의 점도에 가까운 점도 P4의 수치를, 점도계(51)의 조작부(13)로부터 입력한다. CPU(171)는, 기억부(172)에 기억된 복수의 기동 조건 테이블로부터, 입력된 종류인 「윤활유 A(뉴턴 유체)」에 해당하는 기동 조건 테이블 TBa(여기서는 도 12로 함)를 참조한다. CPU(171)는, 기동 조건 테이블 TBa로부터, 점도 P4에 대응한 기동 조건 Pt2를 취득하고, 그 기동 조건 Pt2를, 지금부터 행하는 측정에서의 기동 조건으로서 설정하여 기억부(172)에 기억시킨다.

측정자는, 점도계(51)의 하면을 수평면 상에 둔다. 다음으로, 측정자는, 시료 Sm1의 소정량을 시료 탑재부(811)에 탑재하고, 측정 캡(3)을 베이스(75)에 장착하고, 측정 개시 버튼(13b)을 누른다. CPU(171)는, 측정 개시 버튼(13b)의 압압에 의해, 설정한 기동 조건 Pt2로 회전계 Ra를 기동하고, 얻어진 기준 측정 전압 V2a를 기준 측정 전압 V2ay로서 기억부(172)에 기억시킨다.

CPU(171)는, 얻어진 기준 측정 전압 V2ay와, 기동 조건 테이블 TBa로부터 취득한 점도 P4에서의 기준 측정 전압 V2a4를 비교하고, 그 차분을 관계식 Qa에 대입하여 시료 Sm1의 점도를 구하고, 기억부(172)에 기억시키는 동시에 표시부(12)에 표시한다. CPU(171)이 기준 측정 전압 V2a1을 얻고 나서 시료 Sm1의 점도를 구하여 표시부(12)에 표시하기 까지의 시간은 극히 짧으며, 측정 개시 버튼(13b)의 압압으로부터 계산해도 1초 정도이다.

이상과 같이, 점도계(51)는, 제1 원형평면(대향면(33a))을 가지는 고정측 부재인 제1 스테이지부(캡 스테이지부(33))를 구비하고 있다. 또한, 점도계(51)는, 제1 원형평면(대향면(33a))에 대하여 미소(微小) 간극을 가지고 평행하게 대향 배치된 제2 원형평면(시료 탑재면(811a))을 가지는 회전 부재인 제2 스테이지부(측정 스테이지(81))를 구비하고 있다. 여기서, 미소 공간은 시료 충전 공간 Va이다. 또한, 점도계(51)는, 측정 스테이지(81)에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 동기 회전하는 샤프트(713)와 고정측 부재인 베이스(75)에 대하여 회전 가능하게 지지된 모터 본체(711)를 가지는 모터(71)를 구비하고 있다. 또한, 점도계(51)는, 모터 본체(711)의 제1 방향(화살표 DRd)의 회전에 의해 가압되는 캔틸레버(742)를 가지는 스트레인 게이지 유닛(74)을 구비하고 있다. 또한, 점도계(51)는, 기동 조건 테이블 TBa를 기억한 기억부(172) 및 모터(71)의 동작을 제어하는 CPU(171)를 포함하는 제어부(17)를 구비하고 있다. 제어부(17)는, 캔틸레버(742)가 가압되어 생기는 스트레인 게이지 유닛(74)의 변형량에 기초하여 출력되는 기준 측정 전압 V2a를 파악하고, 기동 조건 테이블 TBa를 참조하여 기준 측정 전압 V2a에 대응한 점도 P를 구한다.

이로써, 시료 충전 공간 Va에 시료가 충전된 상태로, 제어부(17)가 샤프트(713) 및 측정 스테이지(81)를 포함하는 회전계 Ra를 제1 방향과는 반대인 제2 방향으로 기동시키면, 시료의 점성 응력에 의한 저항으로 모터 본체(711)가 제1 방향으로 회전한다. 그리고, 모터 본체(711)는, 회전계 Ra가 정상 회전에 도달한 후에도 점성 저항에 따른 반작용 토크 Tqa로 캔틸레버(742)와 당접하고, 이것을 제1 방향으로 가압한다. 제어부(17)는, 회전계 Ra가 정상 회전에 도달한 직후의 기준 측정 전압 V2a에 기초하여 시료의 점도 P를 구한다. 회전계 Ra가 정상 회전에 돌달하기까지의 기동 시간은, 예를 들면, 1초 미만의 단시간으로 설정할 수 있으므로, 점도계(51)는 단시간에 점도 P를 측정할 수 있다. 또한, 측정 시간이 짧으므로, 시료의 온도 상승은 무시할 수 있을 정도에 억제되므로, 고정밀로 점도 P를 측정할 수 있다.

점도계(51)는, 약간 량의 시료로 점도 측정을 할 수 있으므로, 측정 장소에 구애받지 않는다. 또한, 대향면(33a) 및 시료 탑재면(811a)이 평탄하며, 비교적 면적이 작으므로, 측정 후의 세정이 용이하다. 이와 같이, 점도계(51)는, 취급이 용이하다.

점도계(51)로서, 본체부(1)가 파지 가능하며, 휴대가 가능한 소위 핸디 타입을 설명하였으나, 점도계(51)는, 본체부(1)를 테이블이나 선반 위에 두고 측정하는 소위 거치 타입이라도 된다. 즉, 측정 유닛(7)을 장착하는 하우징(11)의 태양은 한정되지 않는다.

점도계(51)의 태양이 핸디 타입 및 거치 타입 중 어느 것에 있어서도, 도 13에 나타낸 바와 같이, 측정 유닛(7)과 제어부(17)를 독립적으로 분리하고, 각각 통신부를 구비하여 양자 사이를 무선 또는 유선으로 통신하는 시스템으로서 구성해도 된다.

도 13은, 예를 들면, 시료를 제조하는 k(k는 2 이상의 정수)개의 라인 각각에 배치된 점도 측정 유닛(7A1∼7Ak)와, 각각의 점도 측정 유닛(7A1∼7Ak)과 무선 또는 유선으로 통신하는 집중 제어 장치(17T)를 구비한 점도 측정 시스템(52)의 구성예를 나타낸 도면이다. 점도 측정 유닛(7A1∼7Ak)는, 각각 점도 측정 유닛(7) 및 측정측 통신부(91)를 가진다. 집중 제어 장치(17T)는, 제어측 통신부(92) 및 집중 제어부(17S)를 가진다. 집중 제어부(17S)는, 점도계(51)의 제어부(17)에 의한 하나의 점도 측정 유닛(7)에 대한 제어와 동일한 제어를, 복수의 점도 측정 유닛(7A1∼7Ak)에 대하여 동시에 실행할 수 있다. 집중제어부(17S)는, 점도 측정 유닛(7A1∼7Ak)에 대한 정보를, 집중 표시부(121)에 표시시킨다.

점도 측정 유닛(7A1∼7Ak)은, 각각, 측정 캡(3)의 장착 및 분리, 시료 탑재부(811)로의 시료의 탑재, 측정 후의 측정 캡(3) 및 시료 탑재부(811)의 세정을 포함하는 점도 측정을 자동적으로 실행할 수 있도록 하면 된다. 이로써, 단시간에 고정밀도의 점도를 측정할 수 있는 점도계(51)의 기능을 살려서, 고효율이며 점도의 불균일이 적은 고품질의 시료 제조가 가능하게 된다.

모터(71)는, 스텝 모터로 한정되지 않고 DC 모터나 AC 모터를 사용할 수도 있다. 복수의 기동 조건 Pt 각각에서의 기동을, 반복적으로 양호한 정밀도로 안정적으로 실행할 수 있는 관점에서, 스텝 모터를 사용하는 것은 바람직하다.

시료 충전 공간 Va를 형성하는 대향면의 조(組)는, 전술한 대향면(33a) 및 시료 탑재면(811a)의 조와 같이, 서로 평행한 평면인 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 대향하는 볼록원뿔면 및 오목원뿔면이나, 대향하는 볼록곡면 및 오목곡면 등이라도 된다.

모터(71)의 샤프트(713)와 회전 플레이트(77)를 연결하는 구성은, 전술한 바와 같이 자기 흡인력 등에 의해 간접적으로 연결되어 동기 회전하는 것으로 한정되지 않고, 직접적으로 혹은 기계적으로 연결하여 동기 회전하는 것이라도 된다.

베이스(75)는, 샤프트(713)를 회전 가능하게 지지하고 또한, 상기 샤프트(713)를 통하여 모터 본체(711)를 회전 가능하게 지지해도 된다. 또한, 베이스(75)는, 모터 본체(711)를 회전 가능하게 지지하고 또한, 상기 모터 본체(711)를 통하여 샤프트(713)를 회전 가능하게 지지해도 된다. 또한, 모터 본체(711) 및 샤프트(713)의 양쪽을 각각 베이스(75)에 대하여 회전 가능하게 지지해도 된다.

제어부(17) 및 집중 제어부(17S)는, 예를 들면, 범용의 마이크로 컴퓨터로 구성된다. 제어부(17) 및 집중 제어부(17S)에는, 컴퓨터 프로그램이 인스톨되어도 된다. 제어부(17) 및 집중 제어부(17S)는, 컴퓨터 프로그램을 실행함으로써, 전술한 각 기능을 발휘할 수 있다. 그리고, 제어부(17) 및 집중 제어부(17S)의 기능을 구현하는 처리 회로에는, 프로그래밍된 프로세서, 전기 회로, 특정 용도에 적합한 집적 회로(ASIC)와 같은 장치, 기재된 기능을 실행하도록 배치된 회로 구성 요소 등이 포함될 수 있다. 또한, 표시부(12) 및 중앙 표시부(121)는, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display), 유기 EL(Electro Luminescence) 디스플레이, 무기 EL 디스플레이에 의해 구성될 수 있다.

상기 실시형태의 모든 구성 요소, 및 청구의 범위에 기재된 모든 특징은, 이들이 서로 모순되지 않는 한, 각각에 발췌되어 조합해도 된다.

이상, 몇 개의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 각 실시형태는, 본 개시의 이해를 용이하게 하기 위해 기재된 단순한 예시에 지나지 않는다. 본 개시의 기술적 범위는, 상기 실시형태에서 공개한 구체적인 기술 사항으로 한정되지 않고, 이로부터 용이하게 도출할 수 있는 다양한 변형, 변경, 대체 기술 등도 포함하는 것이다.

본 출원은, 2018년 7월 11일자에 출원된 일본특허원 제2018-131568호에 기초한 우선권을 주장하고 있고, 이 출원의 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.

1: 본체부 1a: 상면
11: 하우징 111: 상부 케이스
112: 하부 케이스 113, 114: O링
12: 표시부 12a: 표시 소자
121: 집중 표시부 13: 조작부
13a: 전원 버튼 13b: 측정 개시 버튼
14: 온도 검출부 14a: 구멍
14b: 온도 센서 15: 전지 수납부
15a: 커버 16: 기판
17: 제어부 17S: 집중 제어부
17T: 집중 제어 장치 171: 중앙 처리 장치(CPU)
172: 기억부 2: 스테이지부
3: 측정 캡 31: 평저부
32: 주벽부 33: 캡 스테이지부
33a: 대향면 51: 점도계
52: 점도 측정 시스템 7, 7A1∼7Ak: 측정 유닛(점도 측정 유닛)
71: 모터 711: 모터 본체
712: 모터 플레이트 713: 샤프트
72: 베어링 유닛 721: 슬리브
7211: 수나사부 722: 레이디얼 베어링
73: 모터 마운트 731: 마운트 베이스
732: 마운트 핀 733: 돌출부
7331: 밑동측 돌출부 7332: 선단측 돌출부
734, 735: 나사 74: 스트레인 게이지 유닛
741: 게이지부 741a: 측면
74lb: 스트레인 게이지 742: 캔틸레버
7421: 선단부 743: 홀더
744, 745: 나사 746: 앰프
75: 베이스 751: 관통공
752: 둘레 리브 753: 오목부
754: 주위 홈 755: 캡 걸어맞춤부
756: 하면 757: 기준면
76: 연결 너트 77: 회전 플레이트
771: 플레이트 마그넷 772: 상면
78: O링 79: 방수 플레이트
80: 트러스트 베어링 81: 측정 스테이지
811: 시료 탑재부 811a: 시료 탑재면
812: 제방부 813: 주위 홈부
814: 스테이지 마그넷 815: 하면
91: 측정측 통신부 92: 제어측 통신부
BT: 배터리 CL71, CL75: 축선
Da: 직경 E1: 위치
Pt, Pt1∼Ptm: 기동 조건 P, P1∼Pn: 점도
Qa, Qb: 관계식 Ra: 회전계
Sm, Sm1: 시료 TBa: 기동 조건 테이블
ta: 높이 Tqa: 반작용 토크
t1∼t4: 시각 Va: 시료 충전 공간
VT: 시간 추이 특성 V: 출력 전압
V1, V2: 전압 V2a, V2a1∼V2an, V2ay: 기준 측정 전압

Claims

제1 면을 가지는 제1 스테이지부;
제2 면을 가지고, 상기 제2 면을 상기 제1 면에 근접 대향하여 회전시키는 제2 스테이지부;
모터 본체와, 상기 모터 본체의 출력축으로서 상기 제2 스테이지부와 동기(同期) 회전하는 샤프트를 가지는 모터;
상기 샤프트 및 상기 모터 본체를 회전 가능하게 지지하는 고정측 부재; 및
상기 고정측 부재에 고정되고, 상기 모터 본체가 상기 고정측 부재에 대하여 제1 방향으로 회전했을 때 당접 가압되는 스트레인(strain) 게이지 유닛;
을 포함하는 점도 측정 유닛.
상기 샤프트가 상기 제2 스테이지부에 직접적으로 또는 간접적으로 연결되어 상기 제2 스테이지부와 동기 회전하는 제1항에 기재된 점도 측정 유닛과,
상기 모터의 동작을 제어하고 또한 상기 스트레인 게이지 유닛으로부터의 출력 전압에 기초하여 점도를 구하는 제어부를 포함하는 점도계.
제1항에 있어서,
상기 고정측 부재를 지지하고 또한 상기 제어부를 내부에 수용하는 하우징과,
상기 고정측 부재에 착탈(着脫) 가능하게 되고, 장착 상태로 상기 제2 면을 덮고, 비장착 상태로 상기 제2 면을 노출하는 캡을 가지는, 점도계.
제3항에 있어서,
상기 하우징은 파지(把持) 가능한, 점도계.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출력 전압과 점도의 대응 관계가 기억된 기억부를 가지고,
상기 점도를 측정하는 시료를 상기 제1 면과 상기 제2 면의 사이에 유지한 상태로 외부로부터 기동 지령이 입력되었을 때, 상기 제어부는,
상기 모터를 상기 제1 방향과는 반대인 제2 방향으로 회전 기동하고, 상기 시료의 점성에 의한 반작용 토크로 상기 모터 본체가 상기 제1 방향으로 회전하여 상기 스트레인 게이지 유닛을 당접 가압한 상태로 얻어지는 상기 스트레인 게이지 유닛의 출력 전압을 검출하고, 검출한 상기 출력 전압에 대응하는 점도를 상기 대응 관계에 기초하여 구하는, 점도계.