JPH0823520B2

JPH0823520B2 - 自動針入度測定装置

Info

Publication number: JPH0823520B2
Application number: JP2050847A
Authority: JP
Inventors: 幸生関根; 正巳栗原; 聡佐伯
Original assignee: KOSUMO TOREEDO ANDO SAABISU KK
Current assignee: KOSUMO TOREEDO ANDO SAABISU KK
Priority date: 1990-03-03
Filing date: 1990-03-03
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH03255333A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、石油アスファルトなどペースト状物質に対
する針の針入度を自動的に測定する装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、石油アスファルトなどの針入度測定には、JIS
−Ｋ−2207に記載された方法が用いられている。

前記方法は、規定温度の試料中に規定荷重および時間
で、規定形状の針を垂直に貫入させ、該針の貫入深さを
測定する方法である。

この方法の場合、針を試料中に貫入させるにあたり、
まず、針の先端を試料表面に損傷を与えない状態で試料
と接触させる必要があるが、この操作は、電灯をかざし
て試料表面に、針先端の影を投じ、あるいは針先端を鏡
に写して、凝視しながら試料台の高さを調節するなど、
可成りの熟練を要する作業である。

また、規定の時間で針を試料中に貫入する操作は、そ
れが短時間内であるため測定者の個人差が可成り生じる
余地がある。

そこで、上記難点を解決するために自動的に針入度を
測定する装置が、本出願前、国内に頒布された刊行物、
特公昭49−31677号公報、特開昭63−6404号公報または
特開昭63−109248号公報等により提案されている。

前記特公昭49−31677号公報記載の技術により提案さ
れている装置は、針入度測定用の針及び、この針と一体
のおもり並びにダイヤルゲージ軸を弾性糸で吊る方式の
針入度測定装置に、針入度測定操作が自動的に行えるよ
う光電子素子を取付けるとともに、光電子リレーとタイ
マーとを組み込んだことを特徴とするものである。上記
装置は、試料表面と針とが接触する際、おもりの荷重
（例えば、JIS−Ｋ−2530の場合は100g）が試料表面に
かかるようになっている。

そのため、針先と試料表面との最初の接触を弾性糸の
張力変動として敏感に変換できない。また、ダイヤルゲ
ージ自体の作動摩擦も感度に影響する。

さらに、試料を精密に上下、かつ、停止させることが
できる位置制御装置が必要になり、装置が複雑になるこ
とを免れ難い。したがって、触針位置検出に誤差を伴う
おそれがある。

また、測定用針の貫入時間を規定する手段がない。

特開昭63−6404号公報記載の技術は、針入度測定用の
針とおもりとが一体構成ではなく、また、測定用針の針
入時間を自動化している。

しかし、測定用針を備えた棒状体を垂下する可撓性糸
の緊張・弛緩をストレンゲージの出力を介して測定する
ことにより、測定用針の位置関係を間接的に計測するよ
うにしているので、触針位置の測定値、測定手段に外乱
が加わる余地が少なくない。

また、この方法・装置も、試料を精密に上下、かつ、
停止させるモータが不可欠で、位置制御装置が必要にな
り、装置自体も複雑なものとなる。

特開昭63−109248号公報記載の技術は、タイマー及び
無接触位置測定手段を備え、かつ、おもりを針保持具と
別体にしてはいるが、最初の触針操作においては、従来
装置の欠陥を解決することができない。

〔発明が解決しようとする課題〕

この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであっ
て、試料表面と針とが接触する際、試料表面におもりの
荷重をかけない状態で、これを検知することを可能と
し、簡便な手段で自動的かつ、客観的に測定用針の針入
した距離を求めることができる装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明自動針入度測定装置
は、次に述べるとおりの、各構成要件を具備して成る（１）針入度測定用の針、針保持具及びおもり止めを備
えた棒状体、天秤棒の一端と前記棒状体の上端とを連設・垂下し、
天秤棒の他端に、それにみあうバランスウェートを設置
して棒状体と重量をバランスさせた天秤棒を承ける支点
を設けた、上下移動可能な支持体、前記支持体に設けた、おもり保持具及び前記おもり保
持具に載せた、棒状体の前記針保持具に負荷するための
おもり、前記棒状体の変位量を検出する非接触形検出器、棒状体の前記上下移動を固定または開放するストッパ
および前記棒状体の開放時間を制御するタイマー、より成ることを特徴とする自動針入度測定装置。

（２）針入度測定用の針、前記針の保持具及びおもり止
めを備えた棒状体、前記棒状体の上端をバネの自由端に連設し垂下させ
る、バネ及び棒状体を保持するバネホルダ、前記バネホルダを摩擦抵抗なしに長手軸方向に滑動可
能に支承する案内部と、おもり保持具及び前記おもり保
持具に載せた、前記針保持具に負荷するためのおもり、
前記おもりに下端を接触させ案内部により支承されるバ
ネホルダとを備えた上下移動可能な支持体、前記棒状体の変位量を検出する非接触形検出器、棒状体の前記上下移動を固定または開放するストッパ
および前記棒状体の開放時間を制御するタイマー、より成ることを特徴とする自動針入度測定装置。

〔作用〕

本発明の自動針入度測定装置は、上記のように構成
し、針入度測定装置用の針、前記針の保持具及びおもり
止めが一体となっている棒状体を、その重量をバランス
させながら、試料表面に接触させた状態で保持する。

該棒状体にはおもりが付属していないので棒状体は非
常に軽量であり、また、バランス手段を備えている上、
非接触形検出器を備えているので、試料中に針を針入さ
せることなく、しかし、その表面に接触させた状態で確
実に保持することができる。

この状態で支持体を下降させ、前記支持体に設けたお
もり保持具に載せた、規定の荷重となるように調整した
「おもり」を、前記棒状体の一部である針保持具上に載
置する。次に固定されている棒状体を解放し、一定時間
試料中に針を針入させ、針が試料表面に接触した状態と
試料中に針入した針との距離をを非接触形測定手段を利
用して検出することにより、自動的に針入度を測定す
る。

〔実施例〕

以下に、この発明の自動針入度測定装置の一実施例を
図面に基づいて説明するが、その細部にわたる部材の構
造・形状については、本発明の出願当時における技術レ
ベルに基づいて各種の変形例があり得るから、格別の理
由を示さずに、以下説明の実施例の構成のみに基づいて
本発明の技術的範囲を限定的に解釈することは許さるべ
きでない。

（その１）添付の第１図および第２図は、本発明に沿う自動針入
度測定装置の一実施例を示すものである。

第１図は、針入度測定用の針２が試料19表面に接触し
て保持されている状態を示し、第２図は、該針２が試料
19中に針入した状態を示している。

第１図において、棒状体１には、その下端に針入度測
定用の針２が針保持具３により固定され、また、そのや
や上部には、おもり止め４が設けられている。棒状体１
の、おもり止め４の下側に対して、おもり保持具５が上
下移動可能な支持体６に設置され、前記おもり保持具５
の上側には、おもり７が載置されている。

おもり保持具５及び、おもり７は共に、棒状体１が自
由に移動が可能であるよう芯部分が中空状に構成され、
その孔に棒状体１が挿通されている。一方、支持体６の
上部には支点８が固着され、その上に天びん棒９を支承
した天びん構造を備え、前述棒状体１の上端を略、その
直上部に位置する、天びん棒９の一端に吊り下げる。

前記天びん棒９の他側には、バランス調整用おもり1
0、検出部11aが取り付けられている。

また、支持体６の上下移動を可能とするため、モータ
13の出力軸に連結するピニオン12を支持体６に設けられ
たラックに噛合わせると共に、検出部11aの変位を感知
して天びん棒９の動きをとらえる検出器14を取り付け
る。また、別に天びん棒９の一端に設けられた検出部11
bの変位を感知して針入距離を測定するための検出器15
を設ける。

さらに、棒状体１を固定するためのソレノイド部16b
とストッパ16aからなるソレノイドストッパ、規定時間
を調整するためのタイマー17を組込む。

なお、前記棒状体１を良好に保持し、上下方向移動を
自在にするための筒状体保持具18を設けることが好まし
い。

次に、具体的動作について説明する。ソレノイドスト
ッパ16a、16bを解放した状態で、天びん棒９が略、バラ
ンスした状態に保ったまま、ラック・ピニオン12を介し
モータ13により前記支持体６を下降させて、針２の先端
を試料19の表面に接触させる（図１参照）。

試料表面と針２が接触すると、検出端11aが鋭敏に動
くので検出器14によって、その動きをとらえ、同時に棒
状体１をソレノイドストッパ16a、16bにより固定する。
前記棒状体１を固定後、規定量の荷重となるように調整
した「おもり」７を棒状体１に固着した針保持具３に載
置するために、支持体６を下降させ、前記支持体と一体
に設けられたおもり保持具５から、おもり７を針保持具
３側に移し換える。

この場合、支持体６に設置した天びん９の支点８も下
降することになり、支持体６の下降の程度にもよるが初
期の天びんのバランスが崩れることになる。

この時、棒状体１に規定の荷重をかけるには、支持体
６の下降距離を考慮して事前にバランス調整用おもり10
を調整しておくことで可能である。

この際、試料表面と針２の先端とが接触し棒状体１が
ソレノイドストッパ16a、16bで固定された後、おもり７
及び、おもり保持具５のみを下降させる構造を採用する
ことも、勿論可能であるが構造が複雑となるきらいがあ
る。

次に、ソレノイドストッパ16a、16bを解放し、試料19
に針２を針入させ、タイマー17で事前に設定された時間
経過後、再びソレノイドストッパ16a、16bで前記棒状体
１を固定する（図２参照）。

この時、検出器15で針２の試料19への針入の前後の位
置を検出し、その差を求めて所定の方法で換算すること
により当該試料に対する針入度を求めることができる。
本実施例では、光電式の検出器14、15を２個用いたが、
超音波式、静電容量変位式等々、各種のタイプの検出器
の使用が可能であり、また、検出器14のみで検出器15の
機能を兼用することも可能である。

針入度測定後は、支持体６を上昇させることにより、
おもり保持具５上におもり７を載置・上昇させて、おも
り７をおもり止め４と接触させ、さらに支持体６を上昇
させることにより針２を試料19から引き抜くことができ
る。

（その２）第３図、第４図および第５図は本発明に沿う自動針入
度測定装置の、別の実施例を示す装置の断面図である。

第３図は、針入度測定用の針２が試料19表面に接触し
て保持されている状態を示し、第４図は、針２を試料表
面に接触した状態で保持し、この状態で支持体６を下降
し、おもり７が針保持具３側に載置されている状態を示
し、また第５図は、針２が試料19中に針入した状態を示
している。

第３図において、棒状体１の上部にはバネ21が取り付
けられ、該バネ21の上端をバネホルダ20の上部に取り付
ける、棒状体１とバネ21との連結部分には検出器14に対
する検出部11aが設けられ、おもり保持具５は支持体６
に、実施例（その１）の場合と同様に保持されている。
支持体６には、バネホルダ20が相互に上下移動可能な状
態で保持されるよう筒状体の承け具18が設けられ、前記
ホルダ20は承け具18と摩擦抵抗なしに滑動する状態で案
内される。

おもり７は、バネホルダ20の下端に一体となるよう設
けられ、前記おもり７は支持体６の、おもり保持具５に
載置する。その他、検出部11b、ラックおよびピニオン1
2、モータ13、検出器14、15、ソレノイドストッパ16a、
16b及びタイマー17は、実施例（その１）の構成と実質
的に同様である。

次に、その具体的動作について説明する。

ソレノイドストッパ16a、16bを解放した状態で、ラッ
ク・ピニオン12を介しモータ13により支持体６及びバネ
ホルダ20を下降させ、針２を試料19の表面に接触させ
る。

この時、棒状体１はバネホルダ20の上部にバネ21を介
して取り付けられているので、棒状体１の荷重分だけバ
ネ21が伸びた状態で試料19の表面と接触することとな
る。

この状態では、おもり７は針保持具３上には載置され
ておらず、また、棒状体１の上部にバネ21が連結されて
いるので、針２に荷重をかけることなく試料19の表面と
針２先端とを接触させることができ、しかも、検出部11
aが鋭敏に動くので検出器14によって、そのときの動き
をとらえ、同時に棒状体１をソレノイドストッパ16a、1
6bで固定する。

第４図を参照して、棒状体１をストッパ16a、16bによ
り固定後、規定量の荷重（バネホルダ20を含み、以下、
略）となるように調整した「おもり」７と一体となった
バネホルダ20を棒状体１の一部の針保持具３上に載置す
るために、支持体６に設けたおもり保持具５を、おもり
７と、おもり保持具５とが分離するまで下降させる。こ
の場合、ソレノイドストッパ16a、16bにより棒状体１が
固定されているので、図４において、おもり７の底部か
ら針保持具３の上部面までの距離分だけバネ21が収縮す
ることになる。

次に、第５図を参照して、ソレノイドストッパ16a、1
6bを解放して試料19に規定荷重を負荷した針２を針入さ
せ、タイマー17により事前に設定された時間の経過後、
再び、ソレノイドストッパ16a、16bで棒状体１を、その
状態で固定する。この時、検出器15によってソレノイド
ストッパ16a、16bの開放から固定までの間で針２が試料
19へ針入した前後の位置を検出し、その差を求めて所定
の方法で換算することにより、試料19への針入度を求め
ることが可能となる。

針入度測定後は、支持体６を上昇させることにより、
同支持体６に設けたおもり保持具５の上におもり７を載
置し、さらに、おもり７を棒状体１のおもり止め４と接
触させ上昇させることにより、針２を試料19から引き抜
くことができる。

以上のように構成すれば、おもり、バネおよび針をコ
ンパクトなユニットとして構成したところの自動針入度
測定装置を提供することが可能となる。

上記、二つの実施例に基づいた自動針入度測定装置を
用いて、JIS−Ｋ−2207に示されている手順に従いアス
ファルトの針入度試験を行なった。試料は、JIS−Ｋ−2
207に指示されているように規定の試料容器を用い、25
±0.1℃に保った恒温水浴槽中に試料容器を移して前記
試料に針を針入させた。

その結果を第１表、第２表に示す。

また、同一試料について複数回試験を行なった時の測
定結果を第３表に示す。

〔発明の効果〕本発明による自動針入度測定装置は、試料表面と針と
が接触する際、棒状体の重量をバランスさせ、かつ、お
もりの荷重をかけない状態で、かつ、極めて鋭敏な感知
手段を利用して実施することができるので、針を試料に
針入させることなく確実に、接触停止させることができ
る。

また、試料表面への針の接触および針入距離の測定の
ために用いる検出器、モータ等は汎用品を利用すること
ができ、かつ、針入時間の調整も個人差が入らず正確で
装置の構成も簡単で、装置自体を小型化することも可能
であり、簡便な手段で針の針入した距離を正確に、かつ
再現性良好に求めることができ、工業的価値の高い装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、本発明装置の一実施例を示す構成図
で、第１図は、針が試料表面に接触している状態、第２
図は、針が試料に針入した時の状態を示すものである。第３図、第４図および第５図は、本発明装置の別の実施
例を示す装置の断面図であって、第３図は、針が試料表
面に接触している状態を、第４図は、針が試料表面に接
触し針保持具におもりが載置されている状態を示してお
り、また、第５図は、針が試料表面に針入した時の状態
を示すものである。符号の説明１……棒状体、２……針、３……針保持具、４……おもり止め、５……おもり保持具、６……支持体、７……おもり、８……支点、９……天びん棒、10……調整用おもり、 11a、ｂ……検出部、12……ラック・ピニオン、 13……モータ、14、15……検出器、 16a、16b……ソレノイドストッパ 17……タイマー、18……棒状体保持具、 19……試料、20……バネホルダ、 21……バネ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】針入度測定用の針、針保持具及びおもり止
めを備えた棒状体、天秤棒の一端と前記棒状体の上端とを連設・垂下し、天
秤棒の他端に、それにみあうバランスウェートを設置し
て棒状体と重量をバランスさせた天秤棒を承ける支点を
設けた、上下移動可能な支持体、前記支持体に設けた、おもり保持具及び前記おもり保持
具に載せた、棒状体の前記針保持具に負荷するためのお
もり、前記棒状体の変位量を検出する非接触形検出器、棒状体の前記上下移動を固定または開放するストッパお
よび前記棒状体の開放時間を制御するタイマー、より成ることを特徴とする自動針入度測定装置。
【請求項２】針入度測定用の針、前記針の保持具及びお
もり止めを備えた棒状体、前記棒状体の上端をバネの自由端に連設し垂下させる、
バネ及び棒状体を保持するバネホルダ、前記バネホルダを摩擦抵抗なしに長手軸方向に滑動可能
に支承する案内部と、おもり保持具及び前記おもり保持
具に載せた、前記針保持具に負荷するためのおもり、前
記おもりに下端を接触させ案内部により支承されるバネ
ホルダとを備えた上下移動可能な支持体、前記棒状体の変位量を検出する非接触形検出器、棒状体の前記上下移動を固定または開放するストッパお
よび前記棒状体の開放時間を制御するタイマー、より成ることを特徴とする自動針入度測定装置。