JPS6411889B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ピンを有し振動を利用する粘度計に
関する。

振動粘度計は、試験流体中に浸漬されるピン
と、そのピンの一つのアームの端部に往復振動を
引火する装置と、前記ピンの他のアームの端部に
伝達された振動を測定する装置と、上記引加振動
と伝達振動を比較し、ピンの浸漬する液体の粘性
の関数となる、これら二つの振動の位相差を測定
する装置を含むものとして知られている。

さらに正確に述べれば、振動粘度計は可変寸法
のＵ形のピンによつて構成される振動系からな
り、そのピンのアームにはそれを支持する柔軟な
管が一般に溶接されている。これらの管自体はベ
ース上に溶接される。このベースにはモータが固
定され、機械系を介してピンのアームの一つ（エ
ミツタアーム）に対し特定周波数の正弦状の往復
運動を与える。

この運動はピンに沿つて他のアーム（レシーバ
アーム）に伝えられ、それ故他のアームは同じ周
波数で振動する。もしこの系が減衰されなけれ
ば、このアームの運動は付勢されたアームと同じ
位相および同じ振幅を有する。この系が液体中に
浸漬されているので減衰されると、このレシーバ
アームの運動は付勢されたエミツタアームとは位
相および振幅が異る。ピンを浸漬した液体の粘性
に起因する減衰の程度を確かめるのに、ピンの二
つのアーム間に存在する位相差を測定することが
良く行われている。

ピンの二つのアームの運動を検出するため、一
般にはこれらの各アームに磁石が取付けられ、磁
石によつてその前に置かれたコイルに電圧を誘起
している。位相計によつてピンのアーム間に存在
する位相差が測定され、且つピンが浸漬された液
体の粘性が、測定結果を較正することにより得ら
れる。

このような振動粘度計は種々のものがあり、例
えば本出願人の1976年５月31日付出願のフランス
特許第7616396号に記載の振動粘度計がある。当
該特許には本発明が応用される装置の全般的な設
計を詳細に示しているが、本発明の適用分野はピ
ンを含む型の振動粘度計のあらゆる型に及ぶもの
である。

上記のピンを含む型の装置においては、ピンの
エミツタアームを付勢するのに必要な往復運動は
一般には数種の機械的な既知の系で得られ、これ
らの系により回転運動を直線運動に変換する。

例えば、次の機械的な系を挙げることができ
る。カム、ロツドおよびスプリングを含む系、蒸
気機関におけるようなクロスヘツド、クランクお
よびロツドを用いる系または振動されるピンの端
部が取付けられるフインガーに関連したカムドラ
ムを含む若干の系。

その他の、エミツタアームの往復運動は、交流
または直流によつてコイル中に生じた磁界および
前記コイルの軸線を移動する磁石または軟鉄のコ
アの作用を直接用いることによつてなされる。

しかし、以上の形式の系はいくつかの欠点を有
する。

純機械的な系では、摩擦が総出力を減少させ
る。ピボツトが存在すると、必要な運動の振幅が
極度に小さいことから、それらは潤滑するのが困
難であり且つ急速に摩耗し、装置の寿命を短縮す
る。さらに機械的な系では全体の個々の要素に避
け得ない作用上のすき間が加わり且つ得られた最
終結果において著しく正確さを欠いたものとな
る。現今では、この型の装置においては、運動の
振幅と共にその周波数が高精度で一定にすること
が極めて重要である。

電磁装置は摩擦の問題がないことは明らかであ
り、このことは一つの利点である。しかしなが
ら、そのような系によつて得られる往復振動の振
幅はピンに加えられた機械的な負荷、すなわち液
体中に浸漬されたピン全体の全慣性の直接の関数
となる。測定プロセスはピンに加えられる負荷の
如何に拘らず完全に一定の振幅を必要とすること
が明らかなので、このことはこの系においてかな
り欠点になつている。

本発明の目的は従来技術の系の上記欠点を克服
するが、完全に信頼でき且つ特に簡単に使用でき
る振動粘度計のピンを振動する装置を提供するこ
とである。

この装置はピンのエミツタアームが固定点に枢
止された板ばねの端部に固定され、前記板ばねは
玉軸受に衝合し、前記玉軸受の内側レースは前記
玉軸受の軸線に対し偏心している駆動軸によつて
回転移動され且つその外側レースは前記板ばねに
固定された強力は磁石により回転を阻止され且つ
前記磁石は固定点において前記板ばねを上記外側
レースに対し恒久的に接触するように維持してい
ることを本質的な特徴としている。

本発明の主要部を形成する装置はカム、ロツ
ド、スプリングからなる機構から得られるが、本
質的な特徴は偏心カムとして玉軸受を用いること
に在り、その玉軸受の内側レースのみが、玉軸受
の軸線に対し偏心した駆動軸のまわりに移動す
る。外側レースはピンのエミツタアームを支持す
る板ばねに直接接触し、その軸線に関し回転を阻
止されて維持され且つ板ばね上に非常に強力な磁
石があるため板ばねに関して固定される。また磁
石は板ばねに沿つた所定位置に保持される。従つ
て、玉軸受は周囲の空間に関し、偏心駆動軸のま
わりに回転−並進運動を行う。振幅を小さくすれ
ば、実際には円弧上の往復運動ではあるが直線運
動とみなし得る。

従来の装置におけるように、ロツドは板ばねを
介して固定点のまわりに枢動され、これにより潤
滑の問題および従来のピボツトに見られた摩耗や
破損の問題が解消される。

本発明による装置では、玉軸受けに発生する摩
擦のみが問題となるが、軸受の内側レースのみが
回転運動によつて運動するので、その摩擦は必要
最小限とされる。軸受の外側レースは板ばねとの
接触点のいずれかの側において、永久磁石を取付
た焼入れ、金属製二つの板上ですべることなくわ
ずかに転動する。

残存するすき間が単に偏心軸受のすき間だけで
あるため、摩耗と破損およびすき間は、最小限と
される。

本発明によれば、回転モータは、同期モータで
もまたは非同期のものでも、いずれの既知の型の
ものでよいが、非同期モータの場合にはすべりが
ほぼ一定になるように過度の馬力のものを選ぶ必
要がある。ステツピングモータを連続回転におい
て用いることができる。これにより速度を可変
と、振動周波数を変更可能としうるので、さらに
広範囲の測定が可能となる。

さらに注目すべきことは、本発明による振動装
置は従来技術装置と同様に、ピンのエミツタアー
ムの変位が直線性の範囲以内とされ得るようにす
るため、所定振幅に対するロツドの長さの比をで
きるだけ大きくする必要があることだけである。

本発明の装置の長所は、膨脹が自由に許容され
且つ望ましくない寄生応力を生じ得ないので、こ
の装置はその方式を大幅に変えることなく互い非
常に異なる温度において用い得ることである。

本発明は添付図面に関する次の記載を読むこと
によつて一層容易に理解されよう。

次に図面に関し説明すると、第１図は固定点３
のまわりに運動し得る板ばね２の端部に固定され
たピン１を示す。板ばね２は固定点４において磁
石５を介して玉軸受の外側レース６に衝合し、そ
の内側レース７は軸線９に関し偏心した玉軸受１
０の軸線８のまわりに回動することができる。駆
動軸１１は、軸受１０の内側レース７に固定され
た偏心カム１２を駆動する。

本発明によれば、玉軸受１０の外側レース６を
固定点４に固定し、且つ板ばね２に接触して軸線
９のまわりの回転に対して回転を阻止するため磁
石５を充分に強力なものとする必要がある。この
目的のため、本発明の好適な実施例では永久磁石
５は板ばね２に固着された焼入れ金属製の二枚の
板の間に設置される。この装置の作用は特に単純
である。即ち、駆動軸１１が所定の一定の速度で
回転すると、軸受１０の内側レース７は偏心した
軸線８のまわりに回転し、このことは並進−回転
の往復運動において固定の外側レース６を駆動
し、これにピン１のエミツタアームが応動し矢印
FF′方向に運動する。エミツタアームが同じ周波
数で往復運動により振動する。

軸１１を動かすためのモータは、以下の基準に
従つた機能のものを選択する。

もしモータを非同期型のものとするなら、ピン
に加えられる負荷が変化しても、すべりが各瞬間
に同じであるようにモータをかなり容量の大きな
ものとしなければならない。もしメインの周波数
が変化しなければ、ピン１の不正周波数と共に、
回転速度は一定である。

第３図は、振動粘度計の液体粘度測定部分の透
視図を示し、説明のため一部を破断して示してい
る。

Ｕ形のピン１は、そのエミツタアーム１ａとコ
レクタアーム１ｂとを被粘度測定液体２６を封入
した容器２３の上壁を貫通させた状態で容器２３
中に収められている。Ｕ形のピン１は、容器２３
の上壁に固定された柔軟性の管２１，２２を介し
て容器２３に支持される。エミツタアーム１ａの
上部には入力振動の周波数および振幅を測定し信
号を発するエミツタトランスミツタ２４が設けら
れ、コレクタアーム１ｂの上部には、エミツタア
ーム１ａより伝播されてきた振幅の周波数および
振動を測定し、信号を発するコレクタトランスミ
ツタ２５が設けられている。適当な処理装置でエ
ミツタトランスミツタ２４およびコレクタトラン
スミツタ２５の信号を比較演算して、溶液２３内
の液体の粘度を知ることができる。

エミツタアーム２４の上端には、第２図に示す
本発明の加振機構の板ばね２（その端部のみ図示
する）が固定されており、これによりエミツタア
ーム２４は、矢印Ｆの方向に振動する。

もしモータがヒステリシスを伴なう同期型のも
の、または永久磁石を伴なつて方向付けられる同
期型のものとすれば、得られる速度は交流電気回
路のメインの供給周波数と厳密に一致し、且つ所
望の正確さが容易に得られる。

もしモータがステツピング型のものであれば、
回転速度はモータを制御する電子装置によつて決
定され、このことが一般に厳密に一定な速度を得
るのを可能にする。さらに、これらの電子制御装
置に正確に作用させることによつて、一層広範囲
に調整可能の周波数を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の平面図、第２図は
第１図の装置の側面図であり、第３図は本発明の
装置を適応した振動粘度計の一部破断透視図であ
る。 図中、１……ピン、２……板ばね、３……板ば
ね端部の固定点、４……固定点、５……磁石、６
……外側レース、７……内側レース、９……玉軸
受の軸線、１０……玉軸受、１１……駆動軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エミツタアームとレシーバアの二つのアーム
   からなるＵ形のピンと、前記ピンを振動する装置
   を含む型の振動粘度計において、前記エミツタア
   ームは固定点に枢止された板ばねの端部に固定さ
   れ、前記板ばねは軸受に衝合し、前記軸受の内側
   レースは前記軸受の軸線に対し偏心している駆動
   軸によつて回転移動され且つその外側レースは前
   記板ばねに固定された強力な磁石により回転を阻
   止され且つ前記磁石は固定点において前記板ばね
   を前記外側レースに対し接触保持するように維持
   することを特徴とする振動粘度計。