(57)【要約】【課題】ピストンによる負荷の変更を容易にするようにした細管式粘度計を提供する。【解決手段】シリンダ１１内に投入した試料ＳＰを加熱しつつ負荷装置３０によりピストン１５で押圧し、溶融した試料ＳＰをシリンダ底部の細管孔１３ａから流出させて試料の流動特性を計測する。そして、負荷装置３０は、大きさの異なるカップ状に形成されて互いに積層された複数の重り３４を有し、複数の重りの中から、１以上の重り３４を選択装置３５で選択してピストン１５の負荷とするようにした。したがって、従来のように、作業者が手動で重りを把持して交換する作業を省略することができ、作業性が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に投入した試料を加熱しつつ負荷装置によりピストンで押圧し、溶融した試料をシリンダ底部の細管孔から流出させて試料の流動特性を計測する細管式粘度計において、
前記負荷装置は、複数の重りと、前記複数の重りを選択する選択装置とを有することを特徴とする細管式粘度計。
【請求項２】
請求項１の細管式粘度計において、
試験条件を入力する入力装置を更に備え、
前記選択装置は入力装置で入力された試験条件により重りを選択することを特徴とする細管式粘度計。
【請求項３】
請求項２の細管式粘度計において、
前記選択装置は、前記入力装置から入力されている負荷切換時期と切り換え前後の負荷とに基づいて、負荷切り換え時期を判定したときに重りを変更して試験中に負荷を自動交換することを特徴とする細管式粘度計。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの細管式粘度計において、
前記負荷装置は、前記重りを吊持してその重量によるモーメントで前記ピストンを負荷するレバーを含み、
前記重りのそれぞれは大きさの異なるカップ状に形成され、それら重りは逆さにして積層され、
前記選択装置は、前記逆さに積層されているカップ状重りの下縁面と当接して重りを保持する一対の受け板と、前記一対の受け板を開閉する開閉装置と、前記受け板を昇降する昇降装置とを有し、前記受け板間の間隔を調節して使用しない重りを昇降装置で持ち上げることにより重りを選択することを特徴とする細管式粘度計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は細管式粘度計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の細管式粘度計は、樹脂，食品，セラミックス，合成ゴム等の所望温度条件下における粘度を測定するものであり、例えば、特開平１０−１５３５３８号公報（特許文献１）に開示されている。この細管式粘度計は、シリンダ内に投入した試料を加熱しつつピストンで押圧し、溶融した試料をシリンダ底部の細管孔から流出させて試料の流動特性を計測する。ピストンによる負荷はレバー式負荷装置で与えられる。レバー式負荷装置は、レバーの一端側にぶら下げた重りの重量でピストンを負荷する。試料の特性、試験条件などによりピストンを介して試料の圧力を変更するときは、レバー式負荷装置の重りを交換する。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５３５３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の粘度計の重り交換は作業者が手動で行うので、作業効率、試験効率の点で改善がある。
【０００５】
本発明は、ピストンによる試料への負荷の変更を容易にした細管式粘度計を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明、シリンダ内に投入した試料を加熱しつつ負荷装置によりピストンで押圧し、溶融した試料をシリンダ底部の細管孔から流出させて試料の流動特性を計測する細管式粘度計に適用される。そして、負荷装置は、複数の重りと、複数の重りを選択する選択装置とを有することを特徴とする。
本発明による細管式粘度計は、試験条件を入力する入力装置を更に備え、選択装置は入力装置で入力された試験条件により重りを選択するように構成することが好ましい。この例では、選択装置は、入力装置から入力されている負荷切換時期と切り換え前後の負荷とに基づいて、負荷切り換え時期を判定したときに重りを変更して試験中に負荷を自動交換することができる。
負荷装置は、重りを吊持してその重量によるモーメントでピストンを負荷するレバーを含み、重りのそれぞれは大きさの異なるカップ状に形成し、それら重りは逆さに積層することができる。この場合、選択装置は、積層されているカップ状重りの下縁面と当接して重りを保持する一対の受け板と、一対の受け板を開閉する開閉装置と、受け板を昇降する昇降装置とを有し、受け板間の間隔を調節して使用しない重りを昇降装置で持ち上げて重りを選択する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜３を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る細管式粘度計の一実施の形態を示す概略構成図である。細管式粘度計は、樹脂，食品，セラミックス，合成ゴム等の所望温度条件下における粘度を測定するものである。細管粘度計は、図１に示すように、充填した試料を加熱して押出す粘度計本体１０と、粘度計本体１０のピストンに負荷を与える負荷装置３０と、ピストンの速度から粘性や流れ値などの粘性を演算する制御装置５０とを有する。
【０００８】
粘度計本体１０は、被測定試料ＳＰを入れるシリンダ１１と、このシリンダ１１の外周に設けられたヒータ１２と、シリンダ１１の下面側に配設され試料通過用の孔１３ａを有するダイ１３と、シリンダ１１に螺合されてダイ１３をシリンダ１１に取り付けるダイ押え１４と、被測定試料ＳＰを負荷するピストン１５とを有する。負荷装置３０により矢印ａのようにピストン１５に一定の荷重を加えるとともに、ヒータ１２により試料ＳＰを所要の一定値に加熱保持すると、溶融した試料ＳＰが孔１３ａから押し出される。
【０００９】
負荷装置３０は、ピストン１５にａ方向の負荷を与える負荷軸３１と、負荷軸３１を上下に駆動する負荷レバー３２と、負荷レバー３２の他端に輪軸３３を介して吊下された重り装置３４と、重り装置３４の重量を選択する重り選択装置３５とを有する。負荷レバー３２は、移動支点４１を支点として揺動し、力点４２から入力される重り重量により作用点４３からピストン１５に負荷を与える。
【００１０】
重り装置３４は、図２に示すように、重り３４１，３４２……３４４（以下単に重り３４ということもある）を含み、平板状の重り３４１には吊下軸３４１ａが取り付けられている。この軸３４１ａがワイヤ３３ａと連結されている。重り３４２〜３４４は、下方に開口する円筒形状（カップ状）を呈している。重り３４２〜３４４の上面には、その中心位置に貫通孔３４ａが形成され、重ねられた重り３４の各貫通孔３４ａには吊下軸３４１ａが挿入されている。すなわち、逆さに積層された重り３４２〜３４４は、大きい重りの内側に順次小さい重りが嵌合した状態で互いに重ね合わされ、平板状の重り３４１の上に保持されている。
【００１１】
重り選択装置３５は、試料ＳＰに負荷する荷重に応じた１または２以上の重りを選択する。重り選択装置３５は、互いに重ねられた重り３４２〜３４４の下縁面において荷重を支持する一対の受け板３５１と、一対の受け板３５１を左右に開閉する開閉装置３５２と、一対の受け板３５１を昇降する昇降装置３５３とを備えている。受け板３５１は円筒状重りの外径寸法を基準とした円弧状に形成することができる。
【００１２】
開閉装置３５２は、たとえば、一対の受け板３５１にそれぞれ設けられた逆向きの一対の雌ネジと、それらの雌ネジに螺合する互いに逆向きの雄ねじが形成された駆動ロッドと、駆動ロッドを回転するモータとを備えて構成することができる。駆動ロッドを回転すると受け板３５１が開閉する。昇降装置３５３は、受け板３５１と開閉装置３５２の全体を昇降することにより、受け板３５１を昇降させるように構成することができる。
【００１３】
一対の受け板３５１を重り３４２〜３４４の下縁面から離した状態で所望の間隔に開閉して上昇させると、重り３４２〜３４４のうち１または２以上の重りが受け板３５１上で保持される。受け板３５１で保持されていない重りが平板状の重り３４１とともにピストンに負荷される重量となる。図２（ａ）に示す間隔の受け板３５１を上昇させると、図２（ｂ）に示すように、重り３４２を除いた重りが受け板３５１で保持される。
【００１４】
図１において、３６は分銅昇降用エアシリンダ、３７はエアシリンダ３６のエア供給を制御する電磁弁である。制御装置５０により電磁弁３７が制御されてエアシリンダ３６のピストンを降下させると、重り選択装置３５により選択された重りにより負荷レバー３２が支点４１を中心に時計回りに回転する。その結果、負荷軸３１が下方に移動してピストン１５が下方に駆動される。図１において、３８はバランス分銅であって、負荷レバー３２に対し重り３４によるモーメントと逆方向のモーメントを作用する。
【００１５】
６１は試料ＳＰの温度を検出するための温度センサ、６２は負荷軸３１の上下方向の移動量を検出するポテンショメータであり、それぞれの検出信号は制御装置５０へ送られる。上述したように、電磁弁３７は制御装置５０によってコントロールされている。制御装置５０は、各種演算を実行するＣＰＵ５１，ピストン１５の移動量や温度センサ６１によって検出された温度等を記憶するメモリ５２などを備えている。７１は測定結果が表示されるＣＲＴ等の表示装置であり、７２は測定結果を算出する際の試験条件（パラメータ）等の入力操作が行われる入力装置である。
【００１６】
シリンダ１１内に試料ＳＰを装填する際には、負荷軸３１が降下しないように負荷レバー３２をエアシリンダ３６によって支持しておく。この際、重り選択装置３５は、試験条件に応じて一対の受け板３５１を所定距離離して上昇させ、所望の荷重が試料に負荷されるように重りを選択している。入力装置７２から入力された負荷条件に応じて受け板３５１の間隔を自動的に変更することにより、重りを自動切り換えすることができる。
【００１７】
たとえば、図２（ａ）の重り３４１〜３４４をそれぞれ、０．２ｋｇ，０．５ｋｇ．１．０ｋｇ，２．０ｋｇとする。試験条件から１．７ｋｇが必要と判定されると、一対の受け板３５１は、重り３４４だけを持ち上げるような間隔に移動される。
【００１８】
図１および図２に示す細管式粘度計による試験は以下のように実施される。
上述したように、入力装置７２から試験条件を入力する。制御装置５０からの指令により開閉装置３５２は受け板３５１を所定の間隔に設定し、昇降装置３５３は受け板３５１を持ち上げて所望の重りがレバー３２に働くようにする。シリンダ１１内に試料ＳＰを装填し、試料ＳＰをヒータ１２で加熱する。温度センサ６１によって検出される温度が所定温度に達すると、制御装置５０からの指令により、エアシリンダ３６が下方に駆動され、負荷レバー３２の支持が解除される。負荷レバー３２の右端は重り３４の作用によって下方に駆動され、ピストン１５が負荷軸３１により一定の力で押し下げられて溶融した試料ＳＰがダイ１３に形成された細い孔１３ａから押し出される。このとき、制御装置５０は、ポテンショメータ６２の信号に基づいてピストン１５の移動速度を算出し、この移動速度からフローレートを求めて試料ＳＰの流動特性すなわち溶融粘度を算出する。これらの算出結果は表示装置７１に表示される。なお、測定中のデータおよび溶融粘度等の演算結果はメモリ５２に保存される。
【００１９】
このように、本発明による細管式粘度計は、シリンダ１１内に投入した試料ＳＰを加熱しつつ負荷装置３０によりピストン１５で押圧し、溶融した試料ＳＰをシリンダ底部の細管孔１４ａから流出させて試料の流動特性を計測する。そして、負荷装置３０は、入力装置７２で入力された試験条件に基づいて制御装置５０から送信される駆動信号により、複数の重りの中から１以上の重りを選択装置３５で選択してピストン１５の負荷とするようにした。したがって、従来のように、作業者が手動で重りを把持して交換する作業を省略することができ、作業性が向上する。
【００２０】
選択装置３５は、逆さに積層するカップ状重り３４の下縁面を当接保持する開閉可能な一対の受け板３５１を有し、受け板３５１間の間隔を調節してピストン１５に負荷する重量を切り換えるようにした。したがって、重り選択装置３５が簡素化され、低コストで負荷自動交換装置を提供できる。
【００２１】
荷重の変更範囲を拡大するときは、たとえば、図３に示すように、図１および図２で説明した重り装置３４と同様な３組の重り装置３４Ａ〜３４Ｃを設ければよい。それらの構造は図１および図２の重り装置３４と同様であり、説明を省略する。
【００２２】
以上説明した細管式粘度計において、試験中に負荷を切り換える場合、入力装置７２から、負荷切換時期と切り換え前後の負荷を予め入力しておく。制御装置５０は、負荷切り換え時期を判定すると、重り選択装置３５に指令信号を出力し、受け板３５１の間隔を変更する。これにより、試験途中でも負荷を変更することができ、試験条件の種類を増やすことができる。
【００２３】
例えば、図４に示すフローチャートは、ピストン１５が所定距離ストロークするごとに、負荷を切り換える場合の一例を示す。ステップＳ１において、試験条件を読み込む。この試験条件は、たとえば、ピストン１５が２ｍｍストロークするまでは、０．２ｋｇ、２ｍｍ〜４ｍｍでは０．７ｋｇ、４ｍｍ〜６ｍｍでは１．７ｋｇとする。
【００２４】
ステップＳ２において、重り３４１だけを選択するように受け板３５１の間隔を開閉装置３５２で調節し、昇降装置３５３で重り３４２〜３４４を保持する。ステップＳ３において、ヒータ１２で試料ＳＰを加熱し、温度センサ６１で所定温度が検出されると、電磁弁３７を駆動して昇降シリンダ３６のピストンを収縮して負荷レバー３２の支持を解除する。これにより、試料ＳＰへ圧力が作用し始める。ステップＳ４で、ポテンショメータ６２からの信号により、ピストンが２ｍｍストロークしたことが判定されると、ステップＳ５に進む。
【００２５】
ステップＳ５において、電磁弁３７を駆動して昇降シリンダ３６を初期位置へ戻して負荷レバー３２を初期位置へ戻す。これにより、いったん試料ＳＰへの圧力が解除される。ステップＳ６において、試験終了を判定し、肯定されると試験を終了する。否定されるとステップＳ７に進む。
【００２６】
ステップＳ７において、制御装置５０は昇降装置３５３により受け板３５１を所定位置まで降下させ、次いで、開閉装置３５２により受け板３５１を重り３４１と３４２が選択されるような位置に駆動する。そして、昇降装置３５３を駆動して受け板３５１により重り３４３と３４４を保持する。その後ステップＳ８に進み、電磁弁３７を駆動して昇降シリンダ３６のピストンを収縮して負荷レバー３２の支持を解除して、再び試料ＳＰへ圧力をかけ始める。ステップＳ６において、試験終了が判定されるまで、ステップＳ４〜８が繰り返し行われる。
【００２７】
なお、図４のフローチャートでは、重りを交換するとき負荷レバー３４を係止して試料圧力をいったん停止するようにしたが、圧力をかけたま重りを交換しても良い。例えば、試料ＳＰに圧力をかけたまま圧力を増やすときは受け板３５１の間隔を離せばよい。この時、受け板３５１から解放された重りが下側の重りの上に落下するので、受け板３５１で保持されている重り３４と保持されていない重りとの距離、すなわり、受け板３５１で重りを持ち上げる距離（図２（ｂ）に符号Ｓで示す）は僅かな寸法にするのが好ましい。
【００２８】
以上説明した細管式粘度計では、負荷レバー３２の一端に重り３４を吊持してピストン１５を介して試料を負荷するようにしたが、負荷装置３０はレバー式に限定することはない。例えば、負荷軸３１にその軸心から直接負荷を加えるような構成でも良い。複数の大きさの異なるカップ状重りを逆さに積層したが、重り３４の形状、数量、選択方式も実施の形態に限定されない。例えば、板状の重りを積み重ね、上部の１以上の重りを受け板で選択して保持し、下部の１以上の重りが負荷に寄与するように構成しても良い。一対の開閉する受け板３５１で１以上の重りを選択するようにしたが、選択機構もこれに限定されない。例えば、１本の棒、若しくは１枚の板で選択する方式でも良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ピストンの負荷を変更する作業が簡単になり、作業性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る細管式粘度計の概略構成を示す図。
【図２】重り装置の一例を示す図。
【図３】重り装置の他の例を示す図。
【図４】重り自動選択処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０：粘度計本体          １５：ピストン
３０：負荷装置            ３１：負荷軸
３２：負荷レバー          ３４：重り装置
３５：選択装置            ５０：制御装置
７２：入力装置  ３４１〜３４４：重り
３５１：受け板            ３５２：開閉装置
３５３：上昇機構            ＳＰ：試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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