(57)【要約】【課題】流動性検体の粘度が低い場合でも、確実に粘度を測定することができるようにする。【解決手段】駆動部と、駆動部を駆動することによって回転させられる第１の回転体と、第１の回転体の回転に伴って従動して回転させられる第２の回転体と、第２の回転体の回転に伴って回転させられる第１の粘度検出要素と、第１の粘度検出要素に対して接離自在に配設された第２の粘度検出要素と、第１、第２の回転体間に直線状に延在させて配設された付勢部材とを有する。第１、第２の回転体間に直線状に延在させて付勢部材が配設されるので、流動性検体の粘度が低い場合でも、粘度を確実に検出することができる。【選択図】図１
2008008655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）駆動部と、
（ｂ）該駆動部を駆動することによって回転させられる第１の回転体と、
（ｃ）該第１の回転体の回転に伴って従動して回転させられる第２の回転体と、
（ｄ）該第２の回転体の回転に伴って回転させられる第１の粘度検出要素と、
（ｅ）該第１の粘度検出要素に対して接離自在に配設された第２の粘度検出要素と、
（ｆ）前記第１、第２の回転体間に直線状に延在させて配設された付勢部材とを有することを特徴とする携帯粘度計。
【請求項２】
前記付勢部材は形状記憶合金で形成される請求項１に記載の携帯粘度計。
【請求項３】
前記付勢部材の撓みを検出するために、第１の回転体に第１の撓み検出要素が配設され、第２の回転体に第２の撓み検出要素が配設される請求項１に記載の携帯粘度計。
【請求項４】
前記第１、第２の撓み検出要素は、一方がホールＩＣであり、他方が磁石である請求項３に記載の携帯粘度計。
【請求項５】
前記第１の粘度検出要素は、第２の回転体の回転を伝達する回転伝達軸に対して着脱自在に配設される請求項１に記載の携帯粘度計。
【請求項６】
前記第１の粘度検出要素は円錐体である請求項１に記載の携帯粘度計。
【請求項７】
前記第１の粘度検出要素は平板部材である請求項１に記載の携帯粘度計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯粘度計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、流動体、例えば、流動性食品（液状食品）の粘度を測定するために携帯粘度計が提供されている。例えば、高齢者を介護する家庭、施設等において、高齢者に多くみられる嚥下障害者に対しては、その症状に適した粘度の流動性食品を提供する必要があり、そのために、調理の際に、流動性食品の粘度を測定するようにしている。
【０００３】
図２は従来の携帯粘度計の概略図、図３は従来の携帯粘度計の要部を示す斜視図である。
【０００４】
図において、１１はモータ、１２はモータ１１を駆動することによって回転させられる駆動軸、１３は該駆動軸１２の先端に取り付けられた第１の回転体としての円板、１４は該円板１３に対して相対的に回転自在に配設された第２の回転体としての円板、１５は円板１３と円板１４との間に配設されたコイルスプリング、１６は回転伝達軸、１８は該回転伝達軸１６の先端に取り付けられ、回転自在に配設された円錐体、１９は該円錐体１８と対向させて配設された平板部材である。
【０００５】
粘度の測定対象となる図示されない流動性食品を流動性検体として円錐体１８と平板部材１９との間に充填し、モータ１１を駆動して駆動軸１２を回転させると、円板１３に加わるトルク及び流動性検体による抵抗が、コイルスプリング１５に引張り荷重となって加わり、それに伴って、コイルスプリング１５が伸長させられ、円板１３と円板１４との間に、コイルスプリング１５の撓みに対応するねじれが発生する。そこで、円板１４に円弧状の電気抵抗体２３を取り付け、円板１３にピックアップ２４を取り付け、電気抵抗体２３に外部から一定の電圧を印加すると、ピックアップ２４の先端は電気抵抗体２３に接した状態で移動する。したがって、ピックアップ２４から出力される電圧を読み込むことによって、円板１３と円板１４との間のねじれの角度を検出することができる。そして、該ねじれの角度に基づいて、円錐体１８に加わるトルクを算出することによって、流動性検体の粘度を測定することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−３０９４４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前記従来の携帯粘度計においては、円板１３に加わるトルク及び流動性検体による抵抗が、コイルスプリング１５に引張り荷重となって加わり、コイルスプリング１５が伸長させられるようになっているが、該コイルスプリング１５には、定格のほぼ１割に相当する初張力が必ず存在するので、引張り荷重をｆ１とし、初張力をｆｓとし、バネ定数をηとし、撓（たわ）みをｘとすると、
ｆ１−ｆｓ＝η・ｘ
になる。
【０００７】
したがって、流動性検体の粘度が低く、モータ１１の駆動に伴って発生する引張り荷重ｆ１が初張力ｆｓより小さい場合には、粘度を測定することができない。
【０００８】
本発明は、前記従来の携帯粘度計の問題点を解決して、流動性検体の粘度が低い場合でも、確実に粘度を測定することができる携帯粘度計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】
【０００９】
そのために、本発明の携帯粘度計においては、駆動部と、該駆動部を駆動することによって回転させられる第１の回転体と、該第１の回転体の回転に伴って従動して回転させられる第２の回転体と、該第２の回転体の回転に伴って回転させられる第１の粘度検出要素と、該第１の粘度検出要素に対して接離自在に配設された第２の粘度検出要素と、前記第１、第２の回転体間に直線状に延在させて配設された付勢部材とを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、携帯粘度計においては、駆動部と、該駆動部を駆動することによって回転させられる第１の回転体と、該第１の回転体の回転に伴って従動して回転させられる第２の回転体と、該第２の回転体の回転に伴って回転させられる第１の粘度検出要素と、該第１の粘度検出要素に対して接離自在に配設された第２の粘度検出要素と、前記第１、第２の回転体間に直線状に延在させて配設された付勢部材とを有する。
【００１１】
この場合、前記第１、第２の回転体間に付勢部材が直線状に延在させて配設されるので、流動性検体の粘度が低い場合でも、粘度を確実に検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の正面図、図４は本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の側面図、図５は本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の要部を示す斜視図、図６は本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の要部を示す平面図、図７は本発明の第１の実施の形態における検出部を示す図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるストッパを示す図、図９は本発明の第１の実施の形態における測定部を示す第１の図、図１０は本発明の第１の実施の形態における測定部を示す第２の図、図１１は本発明の第１の実施の形態における測定部の概念図である。
【００１４】
図１及び４において、１１は駆動部としてのモータであり、該モータ１１は円筒状のフレームｆｒの頂壁３０に取り付けられる。１２はモータ１１を駆動することによって回転させられる駆動軸であり、該駆動軸１２は、モータ１１の出力軸３１と連結され、前記頂壁３０を貫通して下方に向けて延びる。
【００１５】
また、１３は前記駆動軸１２の先端（下端）に取り付けられた第１の回転体としての円板、１４は該円板１３に対して所定の距離を置いて、かつ、相対的に回転自在に配設され、円板１３の回転に伴って従動して回転させられる第２の回転体としての円板、２５は円板１３と円板１４との間に直線状に延在させて配設された付勢部材としての、かつ、変位部材としてのワイヤ状のスプリングであり、該スプリング２５は、可撓（とう）性の材料、本実施の形態においては、形状記憶合金から成る。
【００１６】
前記スプリング２５は、前記円板１３の下面に取り付けられた第１の支持部３３と、円板１４の上面に取り付けられた第２の支持部３４との間に架設させて配設される。前記第１、第２の支持部３３、３４は、図５に示されるように、円板１３、１４の中心軸に対して点対称の位置に取り付けられ、前記スプリング２５は径方向に延在させて配設される。
【００１７】
また、１６は、円板１４に取り付けられ、下方に向けて延在させられ、円板１４の回転を伝達する回転伝達軸、１８は、回転伝達軸１６の先端（下端）に取り付けられ、円板１４と共に回転自在に配設された第１の粘度検出要素としての円錐体、１９は前記円錐体１８と対向させて、かつ、フレームｆｒに固定して配設された第２の粘度検出要素としての平板部材であり、粘度を検出する対象となる流動性検体ｑ（図１１）が平板部材１９上に載置され、前記円錐体１８と平板部材１９との間に充填される。前記回転伝達軸１６、円錐体１８、平板部材１９等によって測定部が構成される。なお、前記円錐体１８の下面及び平板部材１９の上面を撥水処理するか、又は円錐体１８及び平板部材１９を撥水性の材料で形成すると、流動性検体ｑの拭取りを容易に行うことができるようになるので、複数回の測定において、粘度μを迅速に検出することができる。
【００１８】
そして、操作者が円錐体１８と平板部材１９との間に流動性検体ｑを充填して、図示されない操作スイッチを押下すると、前記モータ１１が駆動され、円板１３が、図５に示されるように、トルクＴで回転させられる。これに伴って、回転がスプリング２５を介して円板１４に伝達され、更に回転伝達軸１６を介して円錐体１８に伝達される。ところが、円錐体１８と平板部材１９との間に流動性検体ｑが充填されていて、平板部材１９が回転しないので、流動性検体ｑは、円錐体１８にトルクＭを回転を阻止する方向に加え、該トルクＭは回転伝達軸１６を介して円板１４に伝達される。
【００１９】
その結果、前記円板１３と円板１４とが相対的に回転させられ、ねじれが発生する。そして、スプリング２５は、図６に示されるように、湾曲させられる。そのとき、第２の支持部３４が第１の支持部３３を中心として、弧状の軌跡を描いて移動する。
【００２０】
このとき、第１、第２の支持部３３、３４に対するスプリング２５の付け根部分に大きな応力が加わらないように、スプリング２５の一端、本実施の形態においては、支持部３３側の端部は、支持部３３に完全に固定されるが、スプリング２５の他端、本実施の形態においては、支持部３４側の端部は、支持部３４に対して摺動自在に挿通させられる。
【００２１】
また、図６及び７に示されるように、前記円板１４の上面における所定の箇所に、第１の撓み検出要素としての磁石４３が上方に向けて配設され、前記円板１３の下面における磁石４３と対応する箇所に、第２の撓み検出要素としてのホールＩＣ４４が取り付けられ、該ホールＩＣ４４によって、円板１３と円板１４との相対的な回転量を表すねじれの角度αが、スプリング２５の撓みを表す変量、本実施の形態においては、ホールＩＣ４４に対する磁石４３の変位距離δで検出される。前記ホールＩＣ４４のセンサ出力は、駆動軸１２に取り付けられたスリップリング４６及びブラシ４７を介して取り出され、図示されない制御部に送られる。
【００２２】
なお、何らかの理由で前記トルクＴ、Ｍが大きくなったときに、スプリング２５に過負荷が加わらないように、過負荷防止装置５０が配設される。該過負荷防止装置５０は、円板１４の上面に上方に向けて突出させて形成された第１の係止部としての突起５１、及び円板１３の下面に下方に向けて突出させて形成された第２の係止部としての規制部材５２を備える。該規制部材５２は、図８に示されるように、所定の距離をおいて形成された突起部５３、５４を備え、前記トルクＴ、Ｍが大きくなったときに、前記突起５１が突起部５３、５４に当接することによって、円板１３と円板１４とがそれ以上相対的に回転しないように規制する。
【００２３】
ところで、前記平板部材１９は、円錐体１８に対して接離自在に配設され、図９に示されるように、円錐体１８と接触する上方の検査位置、及び図１０に示されるように、円錐体１８から離れる下方の退避位置を採る。
【００２４】
そして、前記平板部材１９を接離させるために、操作部材としての操作棒２８が配設される。該操作棒２８は、駆動軸１２及び回転伝達軸１６と平行に、フレームｆｒに沿って延在させられ、下端は、前記平板部材１９の円周上の所定の箇所に取り付けられ、上端に操作部２９が配設される。前記操作棒２８は、フレームｆｒの下板４１を貫通して延び、フレームｆｒによって、上下方向に移動自在に支持され、図示されない付勢部材としてのスプリングによって上方に向けて付勢される。したがって、操作者が操作部２９を下方に押すと、平板部材１９が下方に移動して退避位置に置かれ、操作者が操作部２９を離すと、平板部材１９は前記スプリングの付勢力によって上方に移動して検査位置に置かれる。
【００２５】
図１１に示されるように、前記円錐体１８の下面は、平板部材１９側に向けて突出させて形成された円錐面５６から成り、平板部材１９が検査位置に置かれた状態で、円錐面５６の中心の頂点が平板部材１９と接触し、中心から離れるほど、平板部材１９との間の距離が長くなる。したがって、流動性検体ｑは、円錐面５６と平板部材１９との隙間を埋めるように充填される。
【００２６】
このとき、流動性検体ｑの充填に伴って、平板部材１９が円錐体１８から離れないように、下板４１と平板部材１９との間に保持装置６５が配設される。該保持装置６５は、下板４１から下方に向けて突出させて配設された保持ロッド６６〜６８、該保持ロッド６６〜６８の下端に取り付けられた磁石ｍ１、ｍ２、及び平板部材１９上の保持ロッド６６〜６８と対応する位置に取り付けられた磁石ｍ３、ｍ４を備え、磁石ｍ１、ｍ２と磁石ｍ３、ｍ４との吸引力によって下板４１と平板部材１９とが保持ロッド６６〜６８を介して連結される。
【００２７】
次に、前記ホールＩＣ４４の特性について説明する。
【００２８】
図１２は本発明の第１の実施の形態におけるホールＩＣと磁石との関係を示す図、図１３は本発明の第１の実施の形態におけるホールＩＣの特性図、図１４はホールＩＣの電圧と粘度との関係を示す図、図１５は本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の加熱装置を示す斜視図である。なお、図１３において、横軸に変位距離δを、縦軸に電圧Ｖを、図１４において、横軸に電圧Ｖを、縦軸に粘度μを採ってある。
【００２９】
ホールＩＣ４４に対する磁石４３の変位距離δが変化すると、ホールＩＣ４４のセンサ出力である電圧は図１２に示されるように変化し、変位距離δが零（０）よりわずかに小さい箇所を基準位置としたとき、基準位置で電圧が最も高く、基準位置から離れるほど電圧が低くなる。また、磁石４３とホールＩＣ４４との間のすき間εによって電圧は異なり、主として、すき間εが大きいほど電圧は低く、すき間εが小さいほど電圧は高くなる。そして、前記変位距離δと電圧との関係が図示されない記憶装置に特性マップとして記録される。
【００３０】
ところで、前記スプリング２５の弾性係数をＥとし、スプリング２５の長さをＬとし、スプリング２５の半径をｒとすると、スプリング２５の撓みを表す前記変位距離δは、
【００３１】
【数１】
2008008655.tif 000003
【００３２】
になる。
【００３３】
そして、前記トルクＭは、流動性検体ｑによって発生させられ、流動性検体ｑの粘度μに対応して変化する。
【００３４】
すなわち、円錐体１８をある角速度ωで回転させると、円錐体１８の半径をＲとし、円錐面５６と平板部材１９とが成す角度をθとすると、円錐体１８と接触している流動性検体ｑが粘度μに応じたトルクＭ
Ｍ＝２π・μ・ω・Ｒ3 ／３θ
を発生させる。
【００３５】
したがって、
【００３６】
【数２】
2008008655.tif 000004
【００３７】
になる。
【００３８】
そこで、本実施の形態において、図示されない制御部の粘度算出処理手段は、粘度算出処理を行い、前記ホールＩＣ４４の電圧を読み込み、該電圧に基づいて、前記記憶装置の特性マップを参照し、図１３の特性から変位距離δを算出し、前記式（２）から粘度μを算出することによって検出する。なお、本実施の形態においては、前記粘度算出処理手段は、ホールＩＣ４４の電圧に基づいて変位距離δを算出し、式（２）から粘度μを算出するようになっているが、図１４に示されるホールＩＣ４４の電圧と粘度μとの関係を粘度マップとして記憶装置に記録しておき、前記粘度マップを参照することによって粘度μを算出することができる。
【００３９】
続いて、制御部の粘度表示処理手段は、粘度表示処理を行い、図示されない表示部に粘度μをディジタルで表示する。この場合、流動性検体ｑを充填して操作スイッチを押下した後、約１４〔秒〕後に粘度μが表示される。流動性検体ｑを充填した後、最初の８〔秒〕間は流動性検体ｑの粘度μが経時的に変化しやすいので、最初の８〔秒〕が経過するまで粘度μの検出は行わない。最初の８〔秒〕が経過した後、測定は６〔秒〕間行われる。この６〔秒〕間に円錐体１８が２回転〜３回転させられ、前記粘度算出処理手段は、各回転ごとに算出された粘度μの平均値を算出し、平均値を粘度μとして表示する。
【００４０】
このように、粘度μを算出するために、コイルスプリングを使用することなく、直線状に延在させて配設されたスプリング２５を使用し、該スプリング２５の撓みを検出するようにしているので、流動性検体ｑの粘度μが低い場合でも、粘度μを確実に検出することができる。
【００４１】
また、スプリング２５は形状記憶合金から成るので、弾性係数Ｅが小さく、トルクＴ、Ｍを受けて撓んだ後、しなやかに戻る性質を有する。したがって、複数回の測定においても粘度μを正確に検出することができる。
【００４２】
本実施の形態においては、変位部材としてスプリング２５が配設され、スプリング２５の撓みを表す変位距離δを円板１３と円板１４とのねじれの角度αとして算出するようになっているが、円板１３及び円板１４にそれぞれ偏光板を取り付け、偏光板の透過光強度の変化をねじれの角度αとして算出することができる。
【００４３】
ところで、流動性検体ｑが流動性食品である場合、粘度μは温度によって大きく変化するので、一定の温度で粘度μを検出するのが好ましい。そのために、図１５に示されるような加熱装置７１を使用し、粘度μを検出する前に、携帯粘度計を加熱装置７１の加熱面７２上に載置し、円錐体１８及び平板部材１９を予熱しておくのが好ましい。前記加熱面７２内には、加熱体としての図示されないヒータが配設され、該ヒータを通電することによって加熱面７２を加熱することができる。なお、７３はヒータに電流を送るためのコードである。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００４５】
図１６は本発明の第２の実施の形態における測定部の概念図である。
【００４６】
この場合、円錐体１８は回転伝達軸１６（図１）に対して着脱自在に配設される。流動性検体ｑがご飯粒のような粒状の物質を含んだ流動性食品である場合、第１の検出要素として、円錐体１８に代えて、下面が平坦な形状を有する平板部材７８が使用される。この場合、平板部材７８と平板部材１９との間に充填された流動性検体ｑが挟まることがなくなるので、粘度μを正確に検出することかできる。
【００４７】
そのために、円錐体１８と平板部材７８とは入替自在にされる。
【００４８】
このように、本実施の形態においては、円錐体１８が着脱自在に配設されるので、流動性検体ｑの種類が変更された場合でも、粘度μを正確に検出することができる。
【００４９】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。
【００５０】
図１７は本発明の第３の実施の形態における携帯粘度計の第１の状態を示す斜視図、図１８は本発明の第３の実施の形態における携帯粘度計の第２の状態を示す斜視図である。
【００５１】
図において、８１は表示部であり、該表示部８１に粘度μが表示される。そして、操作棒２８を押し下げた状態で操作部２９を回転させると、平板部材１９は退避位置で回動させられ、円錐体１８の直下から出てくる。
【００５２】
したがって、平板部材１９に流動性検体ｑを載置し、円錐体１８と平板部材１９との間に容易に流動性検体ｑを充填することができるようになる。
【００５３】
前記各実施の形態においては、円板１３にホールＩＣ４４が、円板１４に磁石４３が配設されるようになっているが、円板１３に磁石４３を、円板１３にホールＩＣ４４を配設することもできる。
【００５４】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の正面図である。
【図２】従来の携帯粘度計の概略図である。
【図３】従来の携帯粘度計の要部を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の側面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の要部を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の要部を示す平面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における検出部を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるストッパを示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における測定部を示す第１の図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における測定部を示す第２の図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態における測定部の概念図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるホールＩＣと磁石との関係を示す図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態におけるホールＩＣの特性図である。
【図１４】ホールＩＣの電圧と粘度との関係を示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における携帯粘度計の加熱装置を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態における測定部の概念図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態における携帯粘度計の第１の状態を示す斜視である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態における携帯粘度計の第２の状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１    モータ
１２    駆動軸
１３    円板
１４    円板
１８    円錐体
１９    平板部材
２５    スプリング
４３    磁石
４４    ホールＩＣ
【図１】
2008008655.tif 000005
【図２】
2008008655.tif 000006
【図３】
2008008655.tif 000007
【図４】
2008008655.tif 000008
【図５】
2008008655.tif 000009
【図６】
2008008655.tif 000010
【図７】
2008008655.tif 000011
【図８】
2008008655.tif 000012
【図９】
2008008655.tif 000013
【図１０】
2008008655.tif 000014
【図１１】
2008008655.tif 000015
【図１２】
2008008655.tif 000016
【図１３】
2008008655.tif 000017
【図１４】
2008008655.tif 000018
【図１５】
2008008655.tif 000019
【図１６】
2008008655.tif 000020
【図１７】
2008008655.tif 000021
【図１８】
2008008655.tif 000022