JPH0510867A - 全自動ムーニー試験装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ムーニー粘度測定を完全自動化する。 【構成】 試料作成装置３００と、作成された試料に対
してムーニー試験を行う試験機本体２００と、ロータか
らはみ出すバリを切除するバリ取り装置６００と、ロー
タ表面の試料に切込みをつける切込み装置７００と、ロ
ータから試料を除去する試料除去装置８００と、ロータ
の表面を清掃する清掃装置９００と、これら各装置およ
び試験機本体に対して試料およびロータを着脱するロボ
ット１００とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周知のム−ニ−試験の
自動化を可能にする全自動ム−ニ−試験装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】ム−ニ−形粘度試験機を用いた粘度測定
は、 （１）試料の作成 （２）試料室への試料の装填 （３）粘度測定試験 （４）ロ−タからの試料の除去 （５）ロ−タの清掃 の各手順をほとんどの場合、人手に頼っており、効率の
面で改善が待たれていた。

【０００３】本出願人は先に特願平１−２２６５４２号
明細書において試料の自動作成方法を提案し、また、特
願平１−７９４７６号明細書において試験終了後にロ−
タから試料を除去する装置を提案しているが、それはあ
くまで上記各工程を個別に自動化して効率の改善を意図
したものであり、さらなる効率の向上が望まれている。

【０００４】本発明の目的は、ム−ニ−粘度測定の完全
自動化を図った全自動ム−ニ−試験装置を提供すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１に対
応付けて説明すると、本発明にかかる全自動ム−ニ−試
験装置は、ム−ニ−試験用の試料を作成する試料作成装
置３００と、この試料作成装置３００で作成された試料
に対してム−ニ−試験を行う試験機本体２００と、ロ−
タから試料を除去する試料除去装置８００と、これら各
装置および試験機本体に対して試料およびロ−タを着脱
するロボット１００とを具備することにより上記目的を
達成する。

【０００６】

【作用】試料作成装置３００がム−ニ−試験機用の試料
を作成する。試験機本体２００は、作成された試料に対
してム−ニ−試験を行う。試験終了後、試料除去装置８
００によりロ−タから試料を除去する。これら各装置お
よび試験機本体に対しては、ロボット１００によって試
料およびロ−タが着脱される。したがって、ム−ニ−試
験が全自動化できる。

【０００７】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。

【０００８】

【実施例】図１〜図１７により本発明の一実施例を説明
する。図１は本発明に係る全自動ム−ニ−試験装置の全
体構成を説明する図である。１００は垂直多関節型のロ
ボットであり、このロボット１００を中心として、ム−
ニ−試験機本体２００、試料作成装置３００、ロ−タ掴
み直し装置４００、ロ−タ予熱装置５００、バリ取り装
置６００、切込み装置７００、試料除去装置８００、お
よびロ−タ清掃装置９００が配設されている。

【０００９】以下、各装置を詳細に説明する。 （１）ロボット１００ ロボット１００は、固定基台１０１と、この固定基台上
で旋回する多関節アーム１０２とを備え、作成された試
料とロ−タとをハンド１０３で把持して各装置間で搬送
する。

【００１０】（２）ム−ニ−試験機本体２００ ム−ニ−試験機本体２００は従来から周知の構成であ
り、上下ダイの間に形成された試料室内に試料を装填し
て、たとえば試料を加熱しながらロ−タを回転駆動する
ことにより試料の粘度などを測定するものである。より
具体的に説明すると、下部ダイにド−ナッツ状の試料を
まず装填し、その後、ロ−タをセットし、さらに円盤状
の試料を装填し、しかる後に上部ダイと下部ダイとの間
で試料とロ−タとを狭圧して加熱しつつロ−タを回転駆
動する。そして、加熱情報とともにロ−タの反力をトル
ク計などで測定して試料の粘度などに関する情報を採取
する。

【００１１】（３）試料作成装置３００（図２） 試料作成装置３００は、予めド−ナッツ状および円盤状
に形成された試料素材の上下面に剥離用フィルムを置
き、これらをプレスしてド−ナッツ状および円盤状の試
料をそれぞれ作成するものである。この試料作成装置３
００は、図２に示すように、基台３０１と、この基台３
０１上に設置された２台のシリンダ３０２，３０３とを
備える。

【００１２】一方のシリンダ３０２はド−ナッツ状の試
料を作成し、他方のシリンダ３０３は円盤状の試料を作
成する。基台３０１の上部には２つの試料作成室３０
４，３０５が設けられた板状部材３０６が固設され、こ
の板状部材３０６の上には、２つの試料作成室３０４，
３０５を覆う蓋３０６，３０７がシリンダ３０８，３０
９で開閉可能に設けられている。試料作成用シリンダ３
０２，３０３のピストンロッドには、試料作成室３０
４，３０５内で試料をプレス成型するピストン３１０，
３１１がそれぞれ設けられている。

【００１３】また、各ピストンロッドとピストン３１
０，３１１とは、上面が球面状のロッド３１２を介在さ
せて球面接触している。ド−ナッツ状の試料作成用シリ
ンダ３０２のピストン３１０内にはシリンダ３１３が設
けられ、そのピストンロッド先端はド−ナッツ状試料の
中央部の孔に挿入される。

【００１４】（４）余熱装置４００（図３） 余熱装置４００は、試験開始前にロ−タＲＴを余熱する
ためのものである。この余熱装置４００は、図３に示す
ように、円筒状の基台４０１と、この基台４０１のロ−
タ載置台４０１ａ内に設置されたヒ−タ−４０２と、こ
のヒ−タ−４０２の表面近傍の温度を測定する温度セン
サ４０３と、ロ−タＲＴがセットされていることを検知
するフォトインタラプタを構成する発光素子４０４ａお
よび受光素子４０４ｂと、余熱後のロ−タＲＴをロボッ
ト１００で把持させるために情報に押上げる押上げ装置
４０５とを備える。押上げ装置４０５は、シリンダ４０
５ａと、そのピストンロッド先端に装着され、円錐窪み
が設けられた押し具４０５ｂとからなる。

【００１５】余熱装置４００のヒ−タ−４０２は試験中
は常にオンされており、温度センサ４０３と不図示の温
調器とにより一定温度に制御されている。余熱終了後、
押上げ装置４０５を構成するシリンダ４０５ａが伸長し
てロ−タＲＴが上方に押上げられる。

【００１６】（５）ロ−タ掴み直し装置５００（図４〜
図８） ロ−タ掴み直し装置５００は、ロボット１００でロ−タ
ＲＴの首下部ＲＴａ（円柱部）を把持したときに、ロ−
タＲＴの角柱部ＲＴｂが所定の向きになるように修正す
るものである。ロボット１００のハンド１０３には、図
６〜図８に示すように近接スイッチ５０１が設けられて
いる。ホルダ５０２にセットされているロ−タＲＴの角
柱部ＲＴｂをロボット１００のハンド１０３で把持し、
図７，図８に示すようにハンド１０３の間隔が所定値以
上の時に、図５に示すようにロボット１００のハンド１
０３でロ−タＲＴの角柱部ＲＴｂを回転して、図６に示
すようにハンド１０３の間隔が所定値以内になるように
位置修正を行う。５０３はロ−タＲＴの滑りを良くする
ためのテフロン板である。位置修正後、図示しない押上
げ装置によりロ−タＲＴを上方に押上げる。

【００１７】（６）バリ取り装置６００（図９） バリ取り装置６００は、試験終了後にロ−タＲＴの周囲
に固着した試料のバリを切取るものである。そのため、
このバリ取り装置６００は、図９に示すように、基台６
０１と、基台６０１に設けられロ−タＲＴを載置する載
置台６０２と、載置台６０２に対向して配置されて昇降
するリング状カッタ６０３と、カッタ６０３でリング状
に切取られたバリの２ヵ所を切断する平板状カッタ６０
４とを有する。載置台６０２の内部には中空の孔があけ
られ、この孔内を進退する押上げ金具６０５が設けられ
ている。６０６ａ，６０６ｂは、ロ−タＲＴがセットさ
れているかを検出するフォトインタラプタを構成する発
光素子と受光素子、６０７は、切取られた試料を収容す
る屑箱である。また、カッタ６０３はシリンダ６０８で
昇降し、押上げ金具６０５はシリンダ６０９で昇降す
る。

【００１８】（７）切込み装置７００（図１０および図
１１） 切込み装置７００は、試験終了後にロ−タＲＴに固着し
ている試料をロ−タＲＴから除去するために、試料の上
面にほぼ４５度間隔に４本の切込み線を入れるものであ
る。この切込み装置７００は、図１０および図１１に示
すように、基台７０１と、基台７０１に設けられロ−タ
ＲＴを載置する載置台７０２と、載置台７０２上のロ−
タＲＴを回転割出しするためのモータ７０３と、試料の
表面に切込みを入れる円盤状の回転型カッタ装置７０４
と、そのカッタ装置７０４をガイドレ−ル７０５に沿っ
て直線移動させるシリンダ７０６と、切込み時にロ−タ
ＲＴの回転を防止する押さえ装置７０７とを備える。

【００１９】回転型カッタ装置７０４は、カッタ７０４
ａと、このカッタ７０４ａを回転駆動するモータ７０４
ｂとからなる。押さえ装置７０７は、先端部に設けられ
たテフロン棒７０７ａと、このテフロン棒７０７ａをロ
−タＲＴ軸に対して進退させるシリンダ７０７ｂとから
なり、カッタ７０４で切込みを入れる時にテフロン棒７
０７ａでロ−タ軸を押圧する。７０８は、カッタ７０４
に付着させる油のリザ−バ、７０９は、ロ−タＲＴの回
転角度位置を検出する角度センサである。

【００２０】また、基台７０１の上部には、フォトイン
タラプタを構成する発光素子７１０ａおよび受光素子７
１０ｂと、フォトインタラプタを構成する発光素子７１
１ａおよび受光素子７１１ｂとが設けられている。一方
のフォトインタラプタ７１０はロ−タが正しくセンタに
セットされているかを検出するもの、他方のフォトイン
タラプタ７１１はロ−タ上面が所定高さ以上にないこと
を確認するためのものである。

【００２１】（８）試料除去装置８００（図１２および
図１３） 試料除去装置８００は、試験終了後に上記切込み装置７
００で切込みが入れられた試料をロ−タＲＴから除去す
るものである。この試料除去装置８００は、図１２およ
び図１３に示すように、基台８０１と、この基台８０１
上に設けられたロ−タＲＴ載置台８０２と、載置台８０
２に置かれたロ−タＲＴを上下方向に狭持して上方に押
上げる押上げ装置８０３と、押上げ装置８０３でロ−タ
ＲＴが上方へ押上げられる時、ロ−タ外周部に固着する
試料を押える試料押え装置８０４と、除去された試料を
屑箱８０５に掃き出す掃き出し装置８０６とを有する。

【００２２】押上げ装置８０３は、基台下方に設置され
たシリンダ８０３ａと、このシリンダ８０３ａのピスト
ンロッド先端に装着されガイドレール８０３ｂに沿って
直進運動する上押し具８０３ｃと、不図示のシリンダで
昇降しガイドレール８０３ｂに沿って直進運動する上押
し具８０３ｄとからなる。

【００２３】試料押え装置８０４は、ロータＲＴのすぐ
上でロータ半径方向に進退する一対の押え板８０４ａ
と、各押え板８０４ａを駆動するシリンダ８０４ｂとか
らなる。押え板８０４ａの先端には、図１２（ｂ）に示
すように、ロータＲＴの半径ｒ１よりやや大きい半径ｒ
２を有する半円状の切欠き８０４ｃが形成されている。
半径ｒ３はロータＲＴに固着した試料の最大半径であ
る。８０７ａ，８０７ｂは、載置台８０２にロータＲＴ
が載置されているかを検出するフォトインタラプタを構
成する発光素子と受光素子である。８０８ａ，８０８ｂ
は、ロータＲＴが所定高さ位置まで押上げられていない
かを検出するフォトインタラプタを構成する発光素子と
受光素子である。

【００２４】（９）ロータ清掃装置９００（図１４およ
び図１５） ロータ清掃装置９００は、試料終了後に試料が除去され
たロータＲＴの各面をブラシでこすってわずかに付着し
ている試料を感ぜんに取除くためのものである。このロ
ータ清掃装置９００は、基台９０１と、基台９０１上に
設けられたリニアガイド９０２と、このリニアガイド９
０２に沿って移動する架台９０３と、架台９０３の駆動
装置９０４と、架台９０３上に設けられた３つのブラシ
駆動装置９０５，９０６，９０７と、架台９０３の位置
を検出する位置検出装置９０８と、ロータの載置剤９０
９とを有する。９１０ａ，９１０ｂは、ロータＲＴが載
置第９０９にセットされているかを検出するフォトイン
タラプタを構成する発光素子および受光素子である。

【００２５】ブラシ駆動装置９０５はロータ上面の清掃
用、ブラシ駆動装置９０６はロータ下面の清掃用、ブラ
シ駆動装置９０７はロータ側面の清掃用であり、それぞ
れブラシＢＲとその駆動モータＭＯとからなる。位置検
出装置９０８は、架台９０３と一体に移動する一対のド
ッグ９０８ａと、ドッグ９０８ａが当接することでオン
・オフして架台９０３の位置を検出するセンサ群９０８
ｂ〜９０８ｇとからなる。

【００２６】図１６および図１７は全自動ムーニー試験
装置による試験手順の概略を説明するチャートである。
以下、各工程ごとに詳細に説明する。 （１）試料作成工程（図２および図１６参照） 試料作成装置３００の試料作成室３０４内にフィルムＦ
１、試料素材ＳＰＭ、フィルムＦ１をこの順に装填する
とともに、試料作成室３０５内にフィルムＦ２、試料素
材ＳＰＭ、フィルムＦ２をこの順に装填する（工程１−
１）。シリンダ３０８，３０９で蓋３０６，３０７を駆
動して試料室３０４，３０５を閉め、シリンダ３０２，
３０３の先端に装着されたピストン３１０，３１１で試
料室内の試料素材を加圧して、ドーナッツ状試料ＳＰ１
と円盤状試料ＳＰ２を作成する（工程１−２）。シリン
ダ３０８，３０９で蓋３０６，３０７を開け、シリンダ
３０２，３０３でピストン３１０，３１１を上昇させて
（工程１−３）、試料ＳＰ１とＳＰ２をロボット１００
で把持して試験機本体２００に搬送する。

【００２７】（２）ロータ余熱工程（図３参照） ロボット１００でロータＲＴの首下部を把持して余熱装
置４００の載置台４０１ａ上にロータＲＴをセットす
る。上述したように余熱装置４００は一定温度に保持さ
れていて、ロータＲＴが余熱される。

【００２８】（３）ロータ掴み直し工程（図４〜図８参
照） 余熱したロータＲＴを試験機本体２００にセットすると
き、ロータ角柱部が試験機本体２００の駆動軸に挿入で
きないときは、ロータ掴み直し工程を実行する。ロボッ
ト１００でロータＲＴがホルダ５０２上にセットされ、
ロータ角柱部ＲＴｂをロボットハンド１０３で把持す
る。近接スイッチ５０１から信号が得られるまで、すな
わち、ロボットハンド１０３が角柱部ＲＴｂの並行面を
把持するまで、ハンド１０３でホルダ５０２上のロータ
ＲＴを回転させる工程（図５の工程）と、ハンド１０３
でロータＲＴの角柱部ＲＴｂを把持する工程とを繰り返
し行う（図６〜図８の工程）。この掴み直し工程によ
り、ロボットハンド１０３でロータ首下部ＲＴｂの円柱
部を把持しても、試験機本体２００のロータ駆動軸にロ
ータ角柱部を確実に挿入できる。

【００２９】（４）試験工程（図１６参照） まずドーナッツ状試料ＳＰ１をロボット１００で下部ダ
イ上にセットし、その上から予め余熱されているロータ
ＲＴをロボット１００でセットし、さらにその上に円盤
状試料ＳＰ２をロボット１００でセットする（工程２−
１）。上部ダイを下降させて下部ダイとの間で試料を加
圧して加熱する。上部ダイ，下部ダイは共に常に温調し
て加熱されている。ロータＲＴを回転駆動し、その時の
上部ダイの反力を計測する（工程２−２）。試験終了
後、上部ダイを上昇させて表面に試料が固着したロータ
ＲＴをロボット１００でバリ取り装置６００まで搬送す
る。下部ダイに付着した試料のカスは清掃装置１０００
で除去され、その屑は屑箱１００２に収容される。な
お、このとき、下部ダイの試料室表面が傷つかないよう
にダイ保護具１００１を装填しておく。

【００３０】（５）バリ取り工程（図９および図１７参
照） 試料が固着したロータＲＴをロボット１００で載置台６
０２にセットする。リング状カッタ６０３を下降させて
試料のバリをまずリング状に切除するとともに、平板状
カッタ６０４でリングを２つに切断し、バリを屑箱６０
７に落下させる。

【００３１】（６）切込み工程（図１０，図１１および
図１７参照） バリ取りが終了されたロータＲＴをロボット１００でバ
リ取り装置７００の載置台７０２上にセットする。フォ
トインタラプタ７１０ａ，７１０ｂがロータＲＴを検出
すると、モータ７０４ｂが起動されて円盤状カッタ７０
４ａが回転を開始する。このとき、フォトインタラプタ
７１１ａ，７１１ｂにより、ロータＲＴが所定高さ以下
にあることを確認する。その後、シリンダ７０６を伸長
させてカッタ７０４ａを前進させると、カッタ７０４ａ
により試料の表面に直径方向に１本の切込み線が入れら
れる。次いで、割出し角度検出センサ７０９で４５度の
回転位置が検出されるまで、モータ７０３でロータＲＴ
を回転させる。角度検出センサ７０９が検出信号を出力
すると、モータ７０３は停止する。その後、カッタ７０
４ａは回転させたままシリンダ７０６を収縮させると、
試料表面に先の１本の切込み線と４５度位相がずれた２
本目の切込み線が入れられる。同様の操作により３本目
および４本目の切込み線を入れると、この切込み工程は
終了する。

【００３２】（７）ロータ取り出し工程（図１２，図１
３および図１７参照） 試料表面に４本の切込み線が入れられたロータＲＴをロ
ボット１００でロータ取り出し装置８００まで搬送し
て、その載置台８０２上にセットする。フォトインタラ
プタ８０７ａ，８０７ｂによりロータＲＴのセットが検
出されると、左右一対のシリンダ８０４ｂがそれぞれ伸
長して、一対の押え板８０４ａをロータＲＴのすぐ真上
に進出させる。その後、シリンダ８０３ａを伸長させて
下押し具８０３ｃを上昇させ、上押し具８０３ｄを下降
させて上下の押し具８０３ｃと８０３ｄとでロータＲＴ
を上下方向に挟持する（工程７−１）。この狹持状態で
ロータＲＴを上昇させると、押え板８０４ａは４本の切
込み線が入れられた試料の上昇を阻止しロータＲＴの上
昇は許容するから、試料を破ってロータＲＴが上昇し
て、試料だけ載置台８０２上に残り、ロータＲＴが取り
出される（工程７−２）。

【００３３】（８）ロータ清掃工程（図１４，図１５お
よび図１７参照） 試料が除去されたロータＲＴをロボット１００でロータ
清掃装置９００まで搬送する。まず、フォトインタラプ
タ９１０でロータＲＴが載置台９０９にセットされてい
ることが検出されると、本清掃装置９００が起動され
る。そして、ブラシ駆動装置９０５，９０６でロータＲ
Ｔの上面と下面とをこすってわずかに付着している試料
のかすを清掃する。その後、架台９０３を移動し、ブラ
シ駆動装置９０７でロータＲＴの側面をこすって試料の
かすを清掃する。ブラシ駆動装置９０５，９０６，９０
７の位置決めはセンサ群９０２ｂ〜９０２ｇからの検出
信号に基づいて架台９０３の位置を駆動制御することで
行われる。清掃されたロータＲＴはロボット１００で上
述した余熱装置４００まで搬送される。

【００３４】以上のように、本実施例によれば、従来ま
で自動化が困難とされていた試料表面への切込みが自動
化されたので、試料素材の投入以外は全て自動運転で
き、この結果、ムーニー試験の自動運転が可能となり、
きわめて効率よくムーニー試験を行うことができる。な
お、バリ取り装置６００，切込み装置７００および清掃
装置９００はムーニー試験の全自動化にあたって必ずし
も必須ではなく、試料によっては不要である。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、ムーニー試験の自動運
転が可能となり、きわめて効率よくムーニー試験を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る全自動ムーニー試験装置の一実施
例を示すブロック図

【図２】図１の試料作成装置の正面断面図

【図３】図１の余熱装置の正面断面図

【図４】図１のロータ掴み直し装置のホルダ上にセット
した状態でロータ角柱部をロボットハンドが把持してい
ることを示す正面断面図

【図５】ロータ掴み直し装置上のロータをロボットハン
ドで回転させることを説明する図

【図６】ロータをロボットのハンドが把持している状態
を示し、センサがオンしている状態を示す平面図

【図７】図６のセンサがオフしている状態を示す平面図

【図８】図６のセンサがオフしている状態を示す平面図

【図９】図１のバリ取り装置の断面図であり、（ａ）は
正面から、（ｂ）はその側面から見たもの

【図１０】図１の切込み装置の断面図であり、（ａ）は
正面から、（ｂ）はその側面から見たもの

【図１１】図１の切込み装置の断面図であり、図１０
（ａ）の上方から見たもの

【図１２】図１の試料除去装置の正面断面図

【図１３】図１の試料除去装置の側面断面図

【図１４】図１のロータ清掃装置の正面図

【図１５】図１のロータ清掃装置の平面図

【図１６】全自動ムーニー試験の工程を示すチャート図

【図１７】図１６に続く全自動ムーニー試験の工程を示
すチャート図

【符号の説明】

１００ ロボット ２００ ムーニー試験機本体 ３００ 試料作成装置 ４００ 余熱装置 ５００ 掴み直し装置 ６００ バリ取り装置 ７００ 切込み装置 ７０１ 基台 ７０２ ロータ載置台 ７０３ 割出しモータ ７０４ カッタ装置 ７０４ａ 円盤状カッタ ７０４ｂ 円盤状カッタ駆動モータ ７０６ カッタ装置駆動用シリンダ ８００ 試料除去装置 ９００ ロータ清掃装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ム−ニ−試験用の試料を作成する試料作
   成装置と、この試料作成装置で作成された試料に対して
   ム−ニ−試験を行う試験機本体と、ロ−タから試料を除
   去する試料除去装置と、これら各装置および試験機本体
   に対して試料およびロ−タを着脱するロボットとを具備
   することを特徴とする全自動ム−ニ−試験装置。