JPS6146441Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は流動物の粘度を測定する回転式の粘
度計に関するものであり、詳しくは電動機によつ
て駆動されて流動物中において回転する回転羽根
等の回転体の回転抵抗が、流動物の粘性によつて
変化することを利用して流動物の粘性を測定する
形式の粘度計に関するものである。

従来、回転式粘度計としては、弾性体を介して
回転体に駆動力を伝達し、流動物の粘度に対応し
て発生する回転体の回転抵抗による弾性体の変形
に基いて粘度を指示するものが一般的に使用され
ていた。この種の回転式粘度計においては、駆動
用の電動機、弾性体および回転体が機械的に連結
されているため、何らかの原因によつて回転体に
過大な負荷が加えられた場合には、必ず電動機が
過負荷となり、電動機の焼損やそれに基く更に重
大な事故が発生し易い欠点があつた。

また、粘度検出用の回転体を駆動する装置全体
を弾性体の弾性力に抗して回転し得るように支持
し、駆動装置の回転角度が回転体の受ける抵抗の
大きさ、ひいては粘度に比例することを利用して
粘度を測定するものも使用されており、この種の
粘度計の中には粘度検出用回転体と駆動装置との
間に磁気カツプリングを介在させるものもあつ
た。この装置においては回転体の回転が何らかの
理由で阻止された場合には、磁気カツプリングに
すべりを生じて駆動装置は回転を続行し得るた
め、上述の電動機の焼損等は防止されるが、駆動
装置全体を回転可能に支持する必要上、装置が大
形かつ複雑となることを避け得ず、しかも装置全
体に回転振動が生じ易く、粘度の指示を安定させ
るために特別な配慮が必要であつた。

本考案は上記従来技術の欠点を除去することを
目的としてなされたものであり、その要旨とする
ところは、粘度を測定すべき流動物中で回転する
回転体とこれを駆動する電動機とを、少なくとも
一個の永久磁石を回転中心線に対して軸付称に配
置固定した第一の回転子と、永久磁石に所定の間
隙を隔てて対向する導電性材料から成る第二の回
転子とによつて構成される磁気的な継手手段によ
つて接続し、流動物の粘度に対応して発生する回
転体の回転抵抗の大小によつて磁気的な継手手段
のすべり（二個の回転子の回転速度をn₁，n₂で表
わせば、すべりｓはｓ＝（n₁−n₂）／n₁と表わされ
る）が変化することを利用して、流動物の粘度を
測定する点にある。

以下実施例を示す図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図において、ハウジング１は流動物槽Ｔま
たはそれに固定された架台等にボルト締めされて
おり、ハウジング１の上部にボルト締めされたカ
バー２には、減速機付の電動機３が取付けられて
いる。電動機３としてはできる限り定速で回転す
るものを使用することが望ましい。

電動機３の出力軸４はセレーシヨン軸とされて
おり、回転子５のボス部５ａに設けられたセレー
シヨン孔５ｂに摺動可動に嵌合されている。回転
子５はけい素鋼から成る平らな下面を有する円板
であり、ボス部５ａが軸受６を介して調節部材７
に保持されている。軸受６としては回転子５の軸
心に直角な方向のラジアル荷重のみならず、軸心
方向のスラスト荷重をも受け得る形式のものを使
用する。調節部材７はボス部７ａの外周部に雄ね
じ７ｂを有し、この雄ねじ７ｂが前記カバー２の
下面から垂下した円筒部２ａに設けられた雌ねじ
２ｂに螺合されることによつて、カバー２に保持
されている。ハウジング１の側壁には開口１ａが
設けられており、この開口１ａから指を挿入して
調節部材７を回転させることにより、調節部材
７、軸受６および回転子５を軸心方向に移動させ
ることが可能である。調節部材７の外周部には軸
心に平行な方向の刻み目７ｃが刻設されており、
指による調節部材７の回転を容易にするととも
に、ハウジング１にねじ止めされた弾性材料製の
係止爪８がこの刻み目７ｃに係合させられること
によつて、調節部材７の自由な回動が阻止されて
いる。

ハウジング１の底壁中央部に設けられたボス部
１ｂを貫通して回転軸９が配設されている。回転
軸９は、ラジアル荷重のみならずスラスト荷重を
も受け得る軸受１０を介してハウジング１に保持
されるとともに、ハウジング１から下方へ突出し
た部分を支持筒１２および軸受１３によつて支持
されている。支持筒１２は軸受１３を流動物Ｌの
飛沫等から保護する役割をも果しているが、さら
に完全を期して軸受１３は密封形のものが使用さ
れている。回転軸９の上端部には非磁性材料から
成る円板状の回転子１４が固定されている。回転
子１４は前述の回転子５と同心的に対向させられ
ているが、回転子５に対向する面の外周部には適
数個の永久磁石１５が接着等の手段によつて等間
隔に配置固定されている。回転子１４と回転子５
は、回転子５が永久磁石１５の磁束を横切つて回
転し、かつそのすべての回転位置において永久磁
石１５との間の隙間が変化しないように位置決め
されている。一方回転軸９の下端部には粘度検知
用の回転羽根１６が固定されている。

回転子１４の外周部を囲むハウジング１の側壁
内面にコイル１７が取付けられており、前述の永
久磁石１５がコイル１７の近傍を通過するたびに
コイル１７にはパルス状の電流が発生する。この
コイル１７は粘度指示装置２０に接続されてい
る。粘度指示装置２０は、パルスカウンタ２１と
換算回路２２と粘度指示部（図示せず）とによつ
て構成されており、コイル１７において発生する
電流のパルス数をパルスカウンタ２１において計
数し、その結果を換算回路２２において粘度に換
算し、ハウジング１の外部に設けられた図示しな
い粘度指示部において指示するものである。本実
施例においては、パルスカウンタ２１、換算回路
２２がともにデイジタル回路とされており、粘度
が粘度表示部にデイジタル指示されるが、コイル
１７に発生する電流をアナログ的に処理して、粘
度を指示する粘度指示装置を使用することも可能
である。次に作動を説明する。

粘度を測定すべき流動物Ｌ中に回転羽根１６を
浸漬した状態で電動機３を回転させる。電動機３
が回転すれば回転子５が永久磁石１５の磁束を切
りつつ回転し、回転子５内には電磁誘導による起
電力が生じ、永久磁石１５との相対回転を妨げる
方向のうず電流が流れる。すなわち、回転子１４
が回転子５から回転トルクを受け、回転子５と同
方向に回転させられることとなるのである。その
結果回転軸９によつて回転子１４に接続されてい
る回転羽根１６が流動物Ｌ中で回転することとな
るが、回転羽根１６の回転抵抗は流動物の粘度と
一対一に対応して変化し、また回転子１４と回転
子５とのすべりは回転軸９の負荷トルクと一対一
に対応して変化するため、電動機３が常時定速で
回転していても回転羽根１６の回転速度は流動物
の粘度の変化とともに変化することとなる。すな
わち粘度が増大すれば回転羽根１６の回転速度は
低下し、逆に粘度が低下すれば回転速度は増大す
る。

従つて回転羽根１６の回転速度から流動物Ｌの
粘度を知ることができるのである。回転羽根１６
の回転速度は、回転軸９によつて回転羽根１６に
直結されている回転子１４の回転速度と同じであ
り、この回転子１４の回転速度は、回転子１４上
に等間隔に配置されている永久磁石１５が、ハウ
ジング１に固定されたコイル１７の近傍を通過す
る数をパルスカウンタ２１によつて数えることに
よつて測定される。そしてその結果が換算回路２
２で粘度に換算され、粘度指示部に指示されるの
である。

また粘度指示値の調節は、回転羽根１６を粘度
既知の流動物中で回転させつつ、調節部材７を係
止爪８の係止力に抗して指で回転させ、粘度指示
部の指示値が正しい値と一値するまで回転子５を
永久磁石１５に接近または離間させることによつ
て行ない得る。

以上詳記した実施例は本考案の例示であつて本
考案はこれに限定されるものではなく、種々の変
形が可能である。

例えば粘度検知用の回転体は回転抵抗の大きい
回転羽根に代えて、単純な円板または丸棒とする
ことも可能であり、更に回転抵抗の段階的に異な
る複数個の回転体を用意し、流動物の粘度に合せ
てこられを適宜交換することによつて、広範囲に
わたる粘度を測定することが可能である。

また、前記実施例は比較的粘度の高い流動体に
使用するものであるため、回転子５をけい素鋼の
ように比透磁率が大きく、しかも保磁力が小さい
（残留磁気の少ない）特殊な導電性材料で製作し
て磁気的なカツプリング力を大きくしたが、比較
的粘度の低い流動体に使用するものにあつては、
回転子５もアルミニウム、銅等通常の導電性材料
で製作することも可能である。

また永久磁石も、必ず複数個を回転子の外周部
に等間隔に配置する必要はなく、比較的大きいも
のを第一の回転子の中心部に一個配置し、回転子
の外周部に磁力線を収束させかつ第二の回転子に
向う方向に案内する突起または突条を形成するこ
とも可能である。

また回転子の形状を円筒状とすることも可能で
あり、更に第２図に示すようにテーパを有する円
筒形の回転子３１と、これに対応した截頭円錐形
の回転子３２の外側面に多数の永久磁石３３を固
定したものとを組合せて使用することも可能であ
る。第２図に示したものは比較的小さな直径の回
転子に多くの永久磁石を配置し得るため、粘度計
を小形化することが可能であり、また回転子３１
または回転子３２のいずれかを軸心方向に移動さ
せた場合の永久磁石３３と回転子３１との間隙の
変化が少ないため、粘度指示値の調節を精度よく
行なうことが可能となる利点を有している。

更に、前記実施例においては、電動機３側の回
転子５の回転速度は常時一定であるとみなし、回
転羽根１６側の回転子１４の回転速度のみを測定
することによつて両回転子間のすべりを検出する
こととし、しかもこの回転子１４の回転速度を永
久磁石１５の磁力を利用して測定することとした
ため、すべりの測定装置を著しく単純化し製造コ
ストを低減させ得る効果が生じたが、公知の回転
速度測定装置を使用して両回転子の回転速度をと
もに測定し、それによつて両回転子間のすべりを
検出することも可能である。

本考案は以上詳記したように、粘度検知用の回
転体とこれを回転させる駆動用の電動機とを、電
磁力を利用した継手手段によつて接続したもので
あるため、回転子に異物が巻き付く等の理由によ
つて回転子の回転が阻止された場合にも、電動機
は回転し続けることが可能であり、従来の回転式
粘度計におけるように電動機の焼損を生ずる恐れ
がなく、粘度計の安全性を著しく高め得る効果が
生ずる。また回転体の回転数を測定することによ
つて粘度を知ることができるため、装置の電気的
な部分（回転数を測定し、粘度に換算し、指示す
る部分）の構成が極めて単純となり、その上、電
動機等の駆動装置を固定部材に固定することがで
きるため機械的な部分の構成も単純であり、かつ
小形化されて、装置の製造コストが低減する効果
も生ずる。また、従来のように弾性体の変形量と
回転トルクとの関係を利用する場合には、弾性体
の弾性変形能にはおのずから限界があるため、一
つの粘度検出用回転体で測定し得る範囲が比較的
狭く限られるのに対して、本考案のように回転子
と永久磁石とすべりを利用して粘度を測定する場
合には、このすべりと回転トルクとは一般に極め
て広い範囲で直線関係を保つものであるため、一
つの回転体で広い範囲の粘度を精度良く測定する
ことができるのである。しかも、粘度検出用回転
体と駆動装置との間に弾性体を介在させる必要
も、駆動装置全体を弾性体に回転可能に保持させ
る必要もないため、装置が回転振動を起こす恐れ
が殆んどなく、安定した粘度測定が行ない得るの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を、一部断面にして
示す正面図である。第２図は本考案の別の実施例
の要部のみを示す正面断面図である。 １……ハウジング、２……カバー、３……減速
機付の電動機、４……出力軸、５……回転子、６
……軸受、７……調節部材、８……係止爪、９…
…回転軸、１０……軸受、１２……支持筒、１３
……軸受、１４……回転子、１５……永久磁石、
１６……回転羽根、１７……コイル、２０……粘
度指示装置、２１……パルスカウンタ、２２……
換算回路、３１，３２……回転子、３３……永久
磁石。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少なくとも一個の永久磁石を自己の回転中心線
   に対して軸対称に配置固定された第一の回転子
   と、該永久磁石に全回転位置において一定の間隙
   を隔てて対向する導電性材料から成る第二の回転
   子とのうちいずれか一方を、固定部材によつて移
   動不能に支持された電動機によつて回転させると
   ともに、他方を粘度を測定すべき流動物中に浸漬
   される回転体に接続し、かつ、該回転体の回転速
   度を検出する回転速度検出装置と、該検出された
   回転速度に基いて粘度を算出する演算装置と、該
   演算された粘度を指示する指示装置とを設けたこ
   とを特徴とする回転式粘度計。