JPH063410B2 - ピボット保護装置付き回転粘度計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ａ． 産業上の利用分野 本発明は、ピボットによってロータ軸およびロータを支
承した回転式粘度計に関し、特に、粘度の非測定時に前
記ピボットをその軸受から離間させて、前記ピボットを
保護するようにしたピボット保護装置付き回転粘度計に
関する。

ｂ． 従来の技術 従来、この方式の粘度計では、その測定の動作原理（定
ずり速度方式）は第５図に示されるように、駆動モータ
（例えば同期電動機）１の回転駆動軸２に目盛板３を取
り付け、該駆動軸２の下端２′にばね４を介してロータ
軸５を接続すると共に、該ロータ軸５の下端には粘度を
測定しようとする試料液６中に浸漬するロータ７が取り
付けられている。一方、前記ロータ軸５には目盛板３の
上方に延出する指針８が取り付けられ、駆動軸２とロー
タ軸５の相対的な角変位量を目盛板３上の指針８の位置
によって読み取ることができる。

このような構成により、前記ロータ７の回転に伴い、試
料液６の粘性によってロータ７に発生するトルクを、ば
ね４の弾性力で釣り合うようにロータ軸５が、駆動軸２
に対して角変位するときの角変位量から、前記試料液６
の粘度が測定できる。すなわち、ばね４のねじりばね常
数，ロータ７の寸法およびその回転数が決まれば、目盛
板３上の指針８の指度は前記試料液６の粘度に比例し、
指針８の指度により粘性試料液粘度を求めることができ
る。

以上の測定原理の説明では、ロータ軸５，ロータ７，指
針８が、ばね４を介して駆動軸下端２′に連結するもの
として動作原理を示したが、このような構造では軸系が
不安定であるため、実際の回転粘度計の断面構造を第６
図および第７図に示す。第７図は第６図のＡ部（ピボッ
トとその軸受）の拡大図である。

前記ロータ軸５に対する駆動軸２の角変位は第５図、あ
るいは第６図のように目盛板３，3a上の指針８，8aの指
度として読取ることができるが、第９図に示すように駆
動軸2a、指針軸9aの間に、例えば回転差動トランスの如
き角度検出器13を介装することにより、その角変位量を
電気信号として発信することもできる。しかし、測定原
理としては第５図と全く同等である。以下、目盛板３，
3aと指針８，8aによる角度検出器を例示して説明する。

第６図、第７図において、ロータ軸5aはピボット11，軸
受（実際には宝石軸受）12で自重を支承され、コの字型
連結部材10を介して上方に延出する指針軸９の上端の振
れは、駆動軸2aの中心軸穴に貫入されたピン13により、
振れ止めされている。その他の部材については、第５図
の各部材に対応させて、駆動モータ1a，目盛板3a、渦巻
ばね4a，試料液6a，ロータ7a，指針8aを示す。なお1′a
は駆動モータ1aの変速機である。

このような構造であるので、前記ピボット11，軸受12の
接触面には、ロータ軸5aに組み付けられるロータ7a，ロ
ータ軸5a、コの字型連結部材10，指針軸９，指針8aなど
の全重量がスラスト負荷としてかかるため、ロータ軸5a
の回転に対して摩擦トルクを生ずる。一方、ロータ7aに
作用する粘性抵抗トルクは、被測定試料液によっては非
常に微小な場合があることから、低粘度液の測定におい
てピボット摩擦トルクが測定に影響して測定精度を悪化
させる。

このため、軸受12に接触するピボット11先端の球面半径
を微小として、摩擦トルクの低減が図られているが、こ
の種の粘度計では、通常のピボットを用いた他の工業用
計器に比べて、格段に負荷条件が厳しくなっている。

更に、粘度測定を終ったとき、ロータ7aを洗浄するため
に、ロータ軸5aからロータ7aを取り外したり、または別
のロータに交換したりする、所謂着脱操作が必要であ
る。このような操作の際に、ピボット11に過大な力を加
えてピボット11を変形させたり、軸受12を破損したりす
る故障が頻発するのが、実情であった。また、粘度計運
搬時にも、振動，衝撃による劣化の問題もあった。

このように正常な取扱時においても、ロータ交換などの
着脱操作による外力が加えられて、ピボット11や軸受12
を破損する可能性がある粘度計の使用条件は、一般の工
業計器のピボットの条件に比べ極めて特殊であり、粘度
計使用者はその取扱い操作において細心の注意を払う必
要があった。

このような回転粘度計で、ロータ交換などの着脱操作時
および粘度計運搬時に、ピボット11を保護するための保
護機構を備えた回転粘度計が、本願発明者のひとりによ
って考案され、既に出願，登録されている（実公昭52-1
0391号）。

この考案は、第８図に示すように、ピボット11およびそ
の軸受12を収納する下部ケース17の内壁面に案内され
て、軸方向に摺動可能な円筒状スリーブ18を設け、この
スリーブ18の内面下部に設けたねじ部18aに螺着した円
板19を設ける。円板19はその中央部にロータ軸5aが自由
に貫通する穴を有し、かつその上面には、例えば内歯歯
車20を固定し、下部嵌合部材とする。上部嵌合部材とし
ては、例えば内歯歯車20と同一刻み円ピッチの外歯歯車
21を用い、これをロータ軸5aに固定し、後記のようにス
リーブ18が、その最下端の位置から僅かに上方に移動し
たとき、前記両歯車20,21が噛み合い始めるように、そ
の位置および厚さを定めてある。一方、下部ケース17の
側壁に設けた開口部17aを挿通するピン22の一端をスリ
ーブ18に、他端を下部ケース17の外周面に沿って、上下
に摺動可能なリング状の把手23に装着する。開口部17a
は、その下端にピン22が接したとき、内歯歯車20と外歯
歯車21との噛み合いが完全に外れ、その上端にピン22が
接したとき、両歯車20,21が完全に噛み合い、かつ円板1
9に押し上げられて、ピボット11とその軸受12とが完全
に離間するようにしてある。また、24はマイクロスイッ
チを利用したリミットスイッチで、スリーブ18が上方に
移動して内歯歯車20と外歯歯車21とが噛み合い始める位
置に達したときに、スリーブ18の上端がリミットスイッ
チ24に突出するピン24aを押してリミットスイッチ24を
作動させ、駆動モータ1aの電源回路を開放するようにし
てある。

このように構成してあるので、前記回転粘度計の非測定
時には、スリーブ18を上方に位置させることによってピ
ボット11をその軸受12から離間させ、同時に前記両歯車
20,21により、ロータ軸5aを回転不能に抑止するので、
前記粘度計の運搬やロータ7aの着脱時においても、ピボ
ット11およびその軸受12に損傷を与えることがなくなっ
た。

ｃ． 発明が解決しようとする課題 しかしながら、前述した従来のピボット保護機構では、
前記回転粘度計の使用者は、粘度測定を終ってロータ7a
の交換の都度、リング状把手23を上方に摺動させるなど
の操作を必要とし、また、ロータ7aの交換後粘度計を再
度使用するとき、前記リング状把手23を下方に摺動させ
る操作が必要であった。特に、ロータ7a交換時のリング
状把手23の上方への移動操作が重要であり、この操作を
うっかり忘れてロータ交換を行なったために、ピボット
11やその軸受12に損傷を与える事故が相変らず高頻度で
発生するという問題点があった。

本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的は前
記問題点を解消し、前記回転粘度計の非使用時は、常
に、ピボットとその軸受とが離間した状態にすると共
に、粘度計の使用に際しては、必ず前記ピボットとその
軸受とを接触させた状態にするピボット保護装置付き回
転粘度計を提供することにある。

本発明の他の目的は、粘度計の使用に際しては、必ず前
記ピボットとその軸受とを接触させた状態にしてから、
粘度測定を可能にする制御手段を備えたピボット保護装
置付き回転粘度計を提供することにある。

ｄ． 課題を解決するための手段 前記目的を達成するための本発明の構成は、 1) 駆動部によって回転駆動される目盛板などの角度検
出器を装着した駆動軸と、該駆動軸からスプリングを介
して弾性的に連結され、かつそのピボット部分が軸受さ
れる指針軸、すなわち前記検出器の入力回転軸と、該入
力回転軸からコの字型連結部材を介して同心に連結さ
れ、かつその軸に上部嵌合部材が設けられたロータ回転
軸と、これらの回転軸を収容するケースと、該ケースの
内面を摺動自在に挿入支持され、かつその一端面側に下
部嵌合部材が設けられたスリーブとから成り、該スリー
ブを一方向に摺動させることにより、前記両嵌合部材を
相互に係合させて、前記入力回転軸とロータ回転軸を拘
束すると共に、前記ピボット部分とその軸受部分とを互
いに離間させるようにしたものにおいて、 前記スリーブを摺動させるためのスリーブ駆動手段と、
前記スリーブエを摺動して前記両嵌合部材を相互に係
合、または非係合させ、かつ前記ピボット部分とその軸
受部分とを互いに完全に離間または接触させるときの位
置信号を発信する位置検出手段と、該板検出手段からの
信号を基に、前記スリーブ駆動手段および前記駆動部を
駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。

2)前記制御手段は、 粘度測定を開始するときは、 ａ． 運転開始と同時に、前記スリーブ駆動手段により
前記スリーブを摺動させて、前記両嵌合部材の係合を解
放するとともに、前記ピボット部分とその軸受部分とを
接触させ、 ｂ． 前記位置検出手段からの接触信号により、前記ス
リーブ駆動手段を停止させた後、前記駆動部を回転駆動
して、粘度計測を行なわせ、 粘度測定を終了するときは、 ｃ． 前記駆動部の回転駆動を停止させるとともに、前
記スリーブ駆動手段により前記スリーブを逆方向に摺動
させて、前記ピボット部分とその軸受部分とを離間さ
せ、 ｄ． 前記位置検出手段からの離間信号により、前記ス
リーブ駆動手段を停止させる ようなシーケンス制御を行なうことを特徴とする。

ｅ． 作用 前記のように構成されたピボット保護装置付き回転粘度
計は、非使用時はピボットとその軸受とを離間した状態
を常態とし、使用に際し駆動モータに電源を投入すると
き、制御手段の制御により、モータの駆動に先立って、
前記離間した状態のピボットとその軸受を自動的に接触
させ、ロータ軸をリリーズ（解放）してからモータの回
転を開始させる。

粘度測定が終了して前記駆動モータを停止させると、制
御手段の制御により、自動的にロータ軸をクランプ（拘
束）すると共に、ピボットとその軸受とを離間させた常
態に復する機能を持たせることにより、測定手順の誤操
作なくピボットとその軸受を完全に保護する。

ｆ． 実施例 以下、図面に基づいて本発明に好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すピボット保護装置付き
回転粘度計の主要部断面図である。同図において、第７
図と同一または相当する部分には、同一符号を付してそ
の説明を省略する。

Ｌ形金具30はスリーブ18の上端に固着されており、その
一辺30aを挟んで２個のリミットスイッチ（本実施例で
はマイクロスイッチ）31,32がそれぞれ上，下部に配設
されている。前記スリーブ18が上方に移動して、前記ピ
ボット11とその軸受12とが離間し、ロータ軸5aがクラン
プ（拘束）されたとき、前記Ｌ形金具30の一辺30aによ
り前記リミットスイッチ31が作動して接点信号を出力す
る。逆に、スリーブ18が下方に移動して、前記ピボット
11とその軸受12とが接触し、ロータ軸5aがリリーズ（解
放）されたとき、同様に前記リミットスイッチ32が作動
して接点信号を出力するようになっている。また、スリ
ーブ18の上端の一方には、ねじ穴33aを設けたブロック3
3が固着されており、このブロック33のねじ穴33aには、
粘度計本体に固定されたクランプ用モータ34の出力軸に
連結されたねじ軸34aが螺合されている。このため、前
記クランプ用モータ34の駆動により、ねじ軸34aが正ま
たは逆方向に回転し、これに螺合したブロック33と共に
スリーブ18が上方、または下方に移動して、前記ピボッ
ト11とその軸受12とを離間、または接触させる。

制御装置35は始動、または停止の指令により、定められ
たシーケンスによって前記駆動モータ1aおよびクランプ
用モータ34を制御する。

第２図はこの粘度計の一連のシーケンスの各段階におけ
る状態を示す状態変移図である。同図に従って、この粘
度計の動作を説明すると、の停止状態では前記ピボッ
ト11とその軸受12とは離間され、ロータ軸5aはクランプ
されて停止している。この状態を常態とする。

粘度計使用に際し、制御装置35の図示しない始動用スイ
ッチを押すと、のロータ軸リリーズ動作状態に入り、
制御装置35はクランプ用モータ34を駆動して、そのネジ
軸34aを回転し、スリーブ18を下方に摺動して前記ピボ
ット11とその軸受12とを接触させて、ロータ軸5aをリリ
ーズする。完全にリリーズする位置で、Ｌ形金具30の一
辺30aによりリミットスイッチ32が動作し、前記クラン
プ用モータ34を停止させる。停止後、制御装置35は駆動
モータ1aを駆動，回転させ、の粘度測定状態にして粘
度測定を行なう。次に、この粘度形を停止させるとき
は、制御装置35の図示しない停止用スイッチを押すと、
のロータ軸クランプ動作状態に入り、駆動モータ1aは
停止され、次いで、制御装置35はクランプ用モータ34を
前記と逆方向に駆動して、そのねじ軸34aを逆回転し、
スリーブ18を上方に摺動して前記ピボット11とその軸受
12とを離間させると共に、ロータ軸5aをクランプする。
すなわち、のロータ軸クランプ動作状態を経て、元の
の粘度計停止状態の常態に復帰する。

このように回転粘度計に対し、制御装置35が粘度計停止
の常態からロータ軸リリーズ動作状態を経て粘度測定状
態にし、粘度測定終了後は、粘度計を停止させるととも
にロータ軸クランプ動作状態にさせるような一連のシー
ケンス制御を行わせればよい。この制御装置35による一
連のシーケンス制御によれば、従来、使用者がロータ軸
5aのリリーズ，クランプの操作を忘れ、これが原因で発
生する事故を完全に排除することができる。

第３図は前記制御装置35による各部のシーケンシャル動
作のタイムチャートの一例、第４図はその制御回路図
（粘度計停止状態のときを示す）である。同図におい
て、START SWは始動用押ボタンスイッチ、STOP SW1は停
止用押ボタンスイッチ、STOP SW2はクランプ用モータの
クランプ用スイッチ、M1は粘度計駆動モータ、M2はクラ
ンプ用モータ、X1,X2,X3はリレー、LS1a,LS1b,LS2bはリ
ミットスイッチの接点である。

なお、本実施例では、前記スリーブ18の上下摺動のアク
チュエータとしてモータを使用した場合を示したが、モ
ータに限らずソレノイド，電歪または磁歪アクチュエー
タなど、必要な摺動ストロークが得られるものであれ
ば、充分機能させることができる。また、前記リミット
スイッチ31,32もマイクロスイッチに限らず、光，磁気
などを利用した位置検出ができるものであればよい。更
に、定ストロークを有するアクチュエータであれば、こ
れらのリミットスイッチを省略することも可能である。

すなわち、本発明の技術は前記実施例における技術に限
定されるものではなく、同様な機能を果す他の態様の手
段によってもよく、また本発明の技術は前記構成の範囲
内において種々の変更，付加が可能である。

ｇ． 発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれば、従来の
前記回転粘度計に、スリーブを摺動させるための駆動手
段と、前記スリーブを摺動して前記両嵌合部材を相互に
係合、または非係合させ、かつ前記ピボット部分とその
軸受部分とを互いに離間または接触させるときの位置信
号を発信する位置検出手段と、該位置検出手段からの信
号を基に、前記駆動手段を駆動制御する制御手段とを備
えたので、前記粘度計の非使用時には、常にピボットと
その軸受とが完全に離間した状態にあり、粘度計の使用
に際しては、必ず前記ピボットとその軸受とを完全に接
触した状態にされる。また、粘度計の使用に際し、制御
手段のシーケンス制御により、必ず前記ピボットとその
軸受とを完全に接触させた後、粘度計駆動部を回転駆動
して粘度測定を行なわせ、ピボットおよびその軸受を保
護する。

すなわち、 (1) クランプ操作をうっかり忘れて、ロータの交換な
どの着脱をはじめ、ロータの洗浄，清掃などによるピボ
ットの変形，破損およびその軸受の損傷がなくなる。

(2) クランプ操作を忘れて、前記粘度計を運搬した
り、動かしたりするときの衝撃または振動などによっ
て、ピボットおよびその軸受に損傷を与えることがな
い。

(3) 前記粘度計の回転，停止などの操作が、それぞれ
始動用押ボタンスイッチ，停止用押しボタンスイッチを
押すだけでよく、その操作性が向上する。

(4) 前記粘度計取扱いについて、非熟練者でも容易に
操作できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すピボット保護装置付き
回転粘度計の主要部断面図、第２図はシーケンスの各段
階の状態を示す状態変移図、第３図は制御装置による各
部のシーケンシャル動作を示すタイムチャート、第４図
は制御装置の制御回路図、第５図は回転粘度計の測定の
動作原理図、第６図は従来の回転式粘度計の構造を示す
断面図、第７図は第６図のＡ部拡大図、第８図は従来の
ピボット保護機構を示す断面図、第９図は従来の回転粘
度計で、角変位量を電気信号として発信する角度検出器
を装着した粘度計の構造を示す断面図である。 1a…駆動モータ、 5a…ロータ軸、 11…ピボット、 12…軸受、 18…スリーブ、 31,32…リミットスイッチ、 34…クランプ用モータ、 35…制御装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動部によって回転駆動される角度検出器
   を装着した駆動軸と、該駆動軸からスプリングを介して
   弾性的に連結され、かつそのピボット部分が軸受される
   指針軸、すなわち前記検出器の入力回転軸と、該入力回
   転軸から連結部材を介して同心に連結され、かつその軸
   に上部嵌合部材が設けられたロータ回転軸と、これらの
   回転軸を収容するケースと、該ケースの内面を摺動自在
   に挿入支持され、かつその一端面側に下部嵌合部材が設
   けられたスリーブとから成り、該スリーブを一方向に摺
   動させることにより、前記両嵌合部材を相互に係合させ
   て、前記入力回転軸とロータ回転軸を拘束すると共に、
   前記ピボット部分とその軸受部分とを互いに離間させる
   ようにしたものにおいて、 前記スリーブを摺動させるためのスリーブ駆動手段と、
   前記スリーブを摺動して前記両嵌合部材を相互に係合、
   または非係合させ、かつ前記ピボット部分とその軸受部
   分とを互いに完全に離間または接触させるときの位置信
   号を発信する位置検出手段と、該位置検出手段からの信
   号を基に、前記スリーブ駆動手段および前記駆動部を駆
   動制御する制御手段とを備えたピボット保護装置付き回
   転粘度計。
2. 【請求項２】前記制御手段は、 粘度測定を開始するときは、 ａ． 運転開始と同時に、前記スリーブ駆動手段により
   前記スリーブを摺動させて、前記両嵌合部材の係合を解
   放するとともに、前記ピボット部分とその軸受部分とを
   接触させ、 ｂ． 前記位置検出手段からの接触信号により、前記ス
   リーブ駆動手段を停止させた後、前記駆動部を回転駆動
   して、粘度計測を行なわせ、 粘度測定を終了するときは、 ｃ． 前記駆動部の回転駆動を停止させるとともに、前
   記スリーブ駆動手段により前記スリーブを逆方向に摺動
   させて、前記ピボット部分とその軸受部分とを離間さ
   せ、 ｄ． 前記位置検出手段からの離間信号により、前記ス
   リーブ駆動手段を停止させる ようなシーケンス制御を行なう特許請求の範囲第１項記
   載のピボット保護装置付き回転粘度計。