(57)【要約】【課題】測定精度の高い粘弾性測定装置を提供することである。【解決手段】粘弾性測定装置１０は、固定プレート２０と、固定プレート２０に対向して平行に設けられ固定プレート２０との間で試料１００を挟み込む回転プレート２１と、回転プレート２１を回転させる回転シャフト２２と、回転プレート２１を通して試料１００に印加される磁場を生成する磁場生成部３０と、を備え、固定プレート２０、回転プレート２１、および回転シャフト２２は、絶縁性の非磁性材料から構成されることを特徴とする。また、磁場生成部３０は、第１鉄心３３に巻回された第１コイル３１と、第２鉄心３４に巻回され第１コイル３１と同軸上に配置された第２コイル３２と、第３鉄心３５と、第４鉄心３６と、第５鉄心３７と、第６鉄心３８と、を有する。【選択図】図５
2012108064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場環境下にある試料の粘弾性を測定する粘弾性測定装置であって、
固定プレートと、
固定プレートに対向して平行に設けられ、固定プレートとの間で試料を挟み込む回転プレートと、
回転プレートを回転させる回転シャフトと、
回転プレートを通して試料に印加される磁場を生成する磁場生成部と、
を備え、
回転プレートは、絶縁性の非磁性材料から構成されることを特徴とする粘弾性測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粘弾性測定装置において、
回転シャフトは、絶縁性の非磁性材料から構成されることを特徴とする粘弾性測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の粘弾性測定装置において、
固定プレートは、絶縁性の非磁性材料から構成されることを特徴とする粘弾性測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１に記載の粘弾性測定装置において、
磁場生成部は、
第１鉄心に巻回された第１コイルと、
第２鉄心に巻回され、第１コイルと同軸上に配置された第２コイルと、
を有し、第１および第２コイルの間に固定プレートおよび回転プレートが配置されていることを特徴とする粘弾性測定装置。
【請求項５】
請求項４に記載の粘弾性測定装置において、
第１鉄心の中心軸に沿って挿入された第３鉄心を備えることを特徴とする粘弾性測定装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の粘弾性測定装置において、
磁場生成部は、
第１コイルおよび第２コイルの側面をカバーする円筒形状の第４鉄心と、
第４鉄心の一端を塞いで設けられる第５鉄心と、
第４鉄心の他端を塞いで設けられ、回転シャフトを通すための貫通孔が形成された第６鉄心と、
を有することを特徴とする粘弾性測定装置。
【請求項７】
請求項６に記載の粘弾性測定装置において、
第１鉄心、第２鉄心、および第４鉄心は、第１コイルおよび第２コイルの径方向に電磁鋼板が積層された巻鉄心であり、
第５鉄心および第６鉄心は、第１コイルおよび第２コイルの軸方向に電磁鋼板が積層された積層鉄心であることを特徴とする粘弾性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘弾性測定装置に関し、特に磁場環境下にある試料の粘弾性を測定する粘弾性測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性流体（Ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｌｏｇｉｃａｌ  ｆｌｕｉｄ；以下、ＭＲ流体とする）は、外部から磁場を印加することで、その粘弾性（レオロジー）が変化する、所謂ＭＲ効果を発現する流体である。一般的に、ＭＲ流体は、シリコーンオイル等に強磁性体粒子を分散させた流体であって、印加磁場に対する粘弾性変化が大きく応答速度が速いことから、回転軸シールやダンパ等に利用されている。
【０００３】
ＭＲ流体の研究開発において、ＭＲ効果等の特性を把握することは不可欠である。そこで、磁場環境下にあるＭＲ流体の粘弾性を測定できる粘弾性測定装置が開発されており、例えば、ＭＲ流体が充填される２枚の平行円盤間に効果的に磁場を印加できる磁場印加装置を備えたレオメータが非特許文献１に開示されている。なお、非特許文献１には、平行２円盤は環状の磁性体部と中心の非磁性体部とからなっていたところ、磁性体部と非磁性体部との磁場勾配による磁気体積力に起因する分散粒子の磁性体部への移動等による不具合が判明したため、この問題を解決すべく平行２円盤全体を磁性体とする改良を行った、と記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】中野政身・戸塚厚・矢崎利昭，「ＭＲ流体測定用磁場印加型平行円盤レオメータに関する研究開発」，平成２２年春季フルードパワーシステム講演会  講演論文集，ｐ１１８‐１２０（２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記非特許文献１の装置によれば、試料に対して、均一な磁場を印加することができる。しかしながら、非特許文献１の装置では、磁性体の円盤を磁場環境下で回転させることにより渦電流が発生し、この渦電流が粘弾性の測定値に影響を与えるという問題点があることを本発明者らは見出した。
即ち、粘弾性の測定値は、円盤の回転トルクに基づいて算出されるが、渦電流と磁束とによりフレミング左手の法則に基づく電磁力が発生するため、例えば、当該電磁力に起因して回転トルクが増加する。つまり、磁場環境下で磁性体の円盤が回転すると、円盤のうち磁石に近づく部分は貫通する磁束が多くなり、遠ざかる部分では磁束が少なくなる。そして、当該磁束の変化を打ち消すように円盤上では渦状の電流（渦電流）が流れ、この渦電流により発生する磁界の影響で磁石に対する吸引力や反発力が働き、例えば、円盤に対して回転抵抗が加わる。
【０００６】
また、透磁率が異なる媒質の界面では、マクスウェルの応力が発生するため、例えば、磁性体の円盤間で吸引力が働く。
以上のように、非特許文献１の装置では、円盤の回転トルクに試料の粘弾性以外の要素が影響するため、精度良く粘弾性を測定することができない。
【０００７】
即ち、本発明の目的は、測定精度の高い粘弾性測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る粘弾性測定装置は、磁場環境下にある試料の粘弾性を測定する粘弾性測定装置であって、固定プレートと、固定プレートに対向して平行に設けられ固定プレートとの間で試料を挟み込む回転プレートと、回転プレートを回転させる回転シャフトと、回転プレートを通して試料に印加される磁場を生成する磁場生成部と、を備え、回転プレートは、絶縁性の非磁性材料から構成されることを特徴とする。
また、回転シャフトおよび固定プレートの少なくとも一方は、絶縁性の非磁性材料から構成されることが好ましい。
【０００９】
上記構成によれば、試料の粘弾性以外の要素が回転プレートの回転トルクに影響することを防止でき、精度の高い粘弾性測定が可能になる。即ち、上記構成によれば、回転プレート上における渦電流の発生を防止できると共に、マクスウェルの応力に起因する回転プレート‐固定プレート間の吸引力の発生を防止できる。
【００１０】
また、本発明に係る粘弾性測定装置において、磁場生成部は、第１鉄心に巻回された第１コイルと、第２鉄心に巻回され、第１コイルと同軸上に配置された第２コイルと、を有し、第１および第２コイルの間に固定プレートおよび回転プレートが配置されている構成であることが好ましい。
また、当該構成において、第１鉄心の中心軸に沿って挿入された第３鉄心を備えることができる。
また、回転プレートの直径は、第１および第２鉄心の直径以下であり、且つ回転シャフトは、第１および第２鉄心の中心軸に沿って配置されていることが特に好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、試料に印加される磁束密度を高めることができ、特に第３鉄心を備えることにより、試料に印加される磁束密度の均一性を向上させることができる。
【００１２】
また、磁場生成部は、第１コイルおよび第２コイルの側面をカバーする円筒形状の第４鉄心と、第４鉄心の一端を塞いで設けられる第５鉄心と、第４鉄心の他端を塞いで設けられ回転シャフトを通すための貫通孔が形成された第６鉄心と、を有することが好ましい。
さらに、第１鉄心、第２鉄心、および第４鉄心は、第１コイルおよび第２コイルの径方向に電磁鋼板が積層された巻鉄心であり、第５鉄心および第６鉄心は、第１コイルおよび第２コイルの軸方向に電磁鋼板が積層された積層鉄心であることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、磁束の漏れを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る粘弾性測定装置によれば、絶縁性の非磁性材料から構成される回転プレート等を用いることにより、測定精度の高い粘弾性測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態である粘弾性測定装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】図１の粘弾性測定装置の磁場生成部を回転シャフトの軸方向に沿って切断した様子を示す図（断面図）である。
【図３】図１の粘弾性測定装置の第３鉄心を示す図である。
【図４】図１の粘弾性測定装置の磁場生成部を上下に分離した状態を示す図である。
【図５】図２において、磁場生成部で生成される磁束の向きを示す図である。
【図６】第３鉄心の有無による磁束密度の変化を示す図である。
【図７】本発明の実施形態である粘弾性測定装置の第１変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態である粘弾性測定装置の第２変形例を示す図である。
【図９】本発明の実施形態である粘弾性測定装置の第３変形例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態である粘弾性測定装置の第４変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態である粘弾性測定装置の第５変形例を示す図である。
【図１２】本発明の実施形態である粘弾性測定装置の第６変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を用いて、本発明に係る粘弾性測定装置の実施形態につき、以下詳細に説明する。
なお、以下では、図１の紙面の上下方向を、粘弾性測定装置１０の上下方向又は鉛直方向とし、紙面の横方向を、粘弾性測定装置１０の横方向又は水平方向として説明する。
【００１７】
図１に示すように、粘弾性測定装置１０は、上下方向の延びた本体部１１と、本体部１１の上部に設けられた測定制御部１２と、測定制御部１２の下方に配置され上下方向に昇降する昇降部１３と、本体部１１の下部に設けられた土台部１４と、を備えており、土台部１４が平坦な台上に置かれた状態で使用される。
また、粘弾性測定装置１０は、粘弾性を測定するためのユニット（以下、測定ユニットとする）として、上記測定制御部１２と、固定プレート２０と、固定プレート２０に対向して平行に設けられ固定プレート２０との間で試料１００（図２参照）を挟み込む回転プレート２１と、回転プレート２１を回転させる回転シャフト２２と、を備える。
さらに、粘弾性測定装置１０は、試料１００に磁場を印加するためのユニットとして、固定プレート２０および回転プレート２１を通して試料１００に印加される磁場を生成する磁場生成部３０を備える。
【００１８】
本体部１１は、測定制御部１２、昇降部１３、および土台部１４を一体的に結合する。後述するように、磁場生成部３０は、昇降部１３に載置される。また、本体部１１は、昇降部１３を昇降可能に保持するためのガイドレール（図示せず）を有する。なお、図１に例示する形態では、測定制御部１２と昇降部１３との間に、試料１００が充填（設置）される部分（以下、ジオメトリとする）である固定プレート２０および回転プレート２１と、磁場生成部３０と、が配置されている。
【００１９】
測定制御部１２は、回転シャフト２２を回転させるモータ１５と、検出される回転トルク等に基づいて試料１００の粘弾性を演算する演算部１６と、を有する。粘弾性測定の手法としては、例えば、回転プレート２１を任意の速度で回転させて回転トルクを検出し、回転プレート２１の設定回転数、回転トルク等から試料１００の粘弾性を算出する手法が適用できる。
【００２０】
昇降部１３は、本体部１１に設けられたガイドレールに沿って上下方向に昇降する部分である。また、昇降部１３には、磁場生成部３０が載置されている。即ち、昇降部１３は、後ほど詳述するように、試料１００の設置や回転シャフト２２の取り付け等のために、磁場生成部３０の一部を昇降させる機能を有する。
【００２１】
以下、図２〜４を適宜参照し、測定ユニットおよび磁場生成部３０について詳説する。
【００２２】
図２は、磁場生成部３０の断面図であって、回転シャフト２２の軸方向に沿って磁場生成部３０を切断した様子を示す図である。
図２に示すように、測定ユニットのジオメトリである固定プレート２０および回転プレート２１は、磁場生成部３０内の中心部に配置されている。図２に例示する形態では、磁場生成部３０が、第１鉄心３３に巻回された第１コイル３１と、第２鉄心３４に巻回され第１コイル３１と同軸上に配置された第２コイル３２と、を有しており、第１コイル３１および第２コイル３２の間に、固定プレート２０および回転プレート２１が配置されている。なお、第１鉄心３３および第２鉄心３４は、同程度の直径を有し、互いの中心軸が一致（略一致を含む）するように配置されている。
【００２３】
固定プレート２０は、その上面に試料１００が載せられるプレートであって、磁場生成部３０の第１鉄心３３上に配置されており、平坦な円盤形状を呈する回転しないプレートである。一般的に、固定プレート２０の直径は、３０ｍｍ程度であって、第１鉄心３３の直径よりもやや小さめに設定されている。また、固定プレート２０は、その平坦な円盤面が第１鉄心３３および第２鉄心３４の中心軸に直交するように配置されている。
なお、固定プレート２０の形状としては、粘弾性測定に必要な試料１００を載せることができる形状であれば円盤形状に限定されず、多角形状等であってもよい。
【００２４】
回転プレート２１は、固定プレート２０との間で試料１００を挟み込み、任意の速度で回転することにより試料１００にせん断力を付与するためのプレートである。回転プレート２１は、固定プレート２０の上方において、固定プレート２０に対向して平行に設けられた平坦な円盤形状のプレートである。即ち、固定プレート２０および回転プレート２１は、試料１００の充填スペースをあけて互いに平行に配置されており、回転プレート２１の平坦な円盤面もまた第１鉄心３３および第２鉄心３４の中心軸に直交するように配置されている。一般的に、回転プレート２１の直径は、固定プレート２０よりも小さめに設定されることが好ましく、例えば、２０〜３０ｍｍ程度に設定される。
なお、回転プレート２１の形状としては、中心部に回転シャフト２２が取り付けられる円盤形状であることが好ましいが、所謂コーンと呼ばれる円錐形状であってもよい。
【００２５】
回転シャフト２２は、測定制御部１２から磁場生成部３０にわたって鉛直方向に延びた回転軸である、回転シャフト２２は、その下端が回転プレート２１の円盤面の中心に取り付けられ、その上端側に設けられたモータ１５を駆動させることで回転プレート２１を回転させる。また、回転シャフト２２は、回転プレート２１の円盤面に対して垂直に、且つ第１鉄心３３および第２鉄心３４の中心軸上に配置されており、後述の回転シャフト挿入孔３９を通って磁場生成部３０の内部に挿入されている。
また、回転シャフト２２には、測定制御部１２と磁場生成部３０との間に、ジョイント２３が設けられており、例えば、ジョイント２３より下側部分を取り外すことが可能である。なお、回転シャフト２２は、回転プレート２１と分離可能な形態であってもよいし、回転プレート２１と一体成形された形態であってもよい。
【００２６】
粘弾性測定装置１０において、固定プレート２０、回転プレート２１、および回転シャフト２２は、いずれも絶縁性の非磁性材料から構成される。ここで、絶縁性の非磁性材料とは、粘弾性測定時に磁場生成部３０により生成される磁場が印加されても磁化されることなく磁力線を透過させる材料を意味する。
回転プレート２１等を構成する絶縁性の非磁性材料としては、例えば、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）やチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ2）、ジルコニア（ＺｒＯ2）等のセラミックス材料、ポリオレフィン系樹脂やエポキシ系樹脂等の樹脂材料を例示することができる。
【００２７】
磁場生成部３０は、試料１００に印加される磁場を生成し、試料１００が置かれた環境を磁場環境にする機能を有し、第１鉄心３３に巻回された第１コイル３１と、第２鉄心３４に巻回された第２コイル３２と、を有する。なお、第１コイル３１は、試料１００が載せられる固定プレート２０の下方に配置されており、例えば、第１鉄心３３の平坦な上面に固定プレート２０が固定されている。第２コイル３２は、回転プレート２１の上方に配置されている。
また、磁場生成部３０は、第１鉄心３３の中心軸に沿って挿入された第３鉄心３５および第１コイル３１および第２コイル３２の周囲を囲んで配置され、所謂ヨークとして機能する複数の鉄心（第４鉄心３６、第５鉄心３７、および第６鉄心３８）を有する。
【００２８】
第１鉄心３３および第２鉄心３４は、それぞれ第１コイル３１および第２コイル３２が巻回された鉄心であって、互いの中心軸が一致するように配置され、両鉄心の間には固定プレート２０および回転プレート２１が設けられる。詳しくは後述するように、第１コイル３１および第２コイル３２に電流を流すと、第１鉄心３３および第２鉄心３４の軸方向に沿った磁場が生成される。
図２に例示する形態では、第１鉄心３３および第２鉄心３４は、珪素鋼板等の電磁鋼板を巻いて形成された円筒状の巻鉄心であって、例えば、１枚の電磁鋼板を中心から巻いて形成される。即ち、当該巻鉄心は、電磁鋼板の面が第１コイル３１および第２コイル３２の軸方向、つまり磁場の向きと平行に配置され、コイルの径方向に電磁鋼板が積層された構造を有する。また、両鉄心が対向する面は、いずれも径方向に平行である。なお、第２鉄心３４の中心軸上には、回転シャフト２２が挿入される回転シャフト挿入孔３９が設けられている。
【００２９】
また、第１鉄心３３および第２鉄心３４は、それぞれ第５鉄心３７および第６鉄心３８に接合される。第１鉄心３３の下端部は、径方向の外側から中心部（第３鉄心３５）に向かって下方に傾斜した略円錐形状、つまり径方向の外側よりも中心部の長さが長くなった形状を呈しており、第５鉄心３７には、当該円錐形状に対応する凹部が設けられている。一方、第２鉄心３４は、その上端部が径方向の外側よりも中心部の長さが長くなった略円錐形状を呈している。そして、第６鉄心３８には、当該円錐形状に対応する凹部が設けられている。即ち、第１鉄心３３と第５鉄心３７との接合部および第２鉄心３４と第６鉄心３８との接合部は、各鉄心を構成する電磁鋼板の層が互いに直交して交わるように形成されている。
【００３０】
第３鉄心３５は、上記のように、第１鉄心３３の中心軸に沿って挿入された鉄心であって、固定プレート２０および回転プレート２１を通過する磁束密度をプレート面内で均一化する、より詳しくは第１鉄心３３の中心部の磁束密度を高める機能を有する。なお、第３鉄心３５は、分割されない塊状のコアであるバルクコアであってもよいが、小さな直径で磁束密度を高めることができるように、ラジアルコアから構成されることが好ましい。
図３に、ラジアルコアである第３鉄心３５を示す。
図３に示すように、ラジアルコアとは、例えば、複数のコア片が接合されて形成され全体として円柱形状を呈するコアである。換言すると、ラジアルコアは、放射線状に切断された略均一なコア片の集合体である。
【００３１】
第４鉄心３６は、第１コイル３１および第２コイル３２の側面をカバーする円筒形状の鉄心である。第４鉄心３６は、第１鉄心３３および第２鉄心３４と同様に、電磁鋼板の面が第１コイル３１および第２コイル３２の軸方向と平行に配置され、コイルの径方向に電磁鋼板が積層された巻鉄心である。また、第４鉄心３６は、その下端部が第５鉄心３７と接合され、粘弾性測定時において上端部が第６鉄心３８に接続（接続とは、分離可能な形態を意味する）される。なお、第４鉄心３６と第５鉄心３７および第６鉄心３８とは、各鉄心を構成する電磁鋼板の層が互いに直交して交わるように接合又は接続される。
【００３２】
第５鉄心３７および第６鉄心３８は、それぞれ第４鉄心３６の下端および上端を塞いで設けられる略円盤形状の鉄心である。第５鉄心３７および第６鉄心３８は、電磁鋼板の面が第１コイル３１および第２コイル３２の径方向と平行に配置され、コイルの軸方向に複数の電磁鋼板が積層された積層鉄心である。
また、第５鉄心３７には、第３鉄心３５が挿入される貫通孔が設けられ、その貫通孔の周りに第１鉄心３３が上記のようにして接合される。また、第６鉄心３８には、回転シャフト２２が挿入される回転シャフト挿入孔３９が設けられ、回転シャフト挿入孔３９の周りに第２鉄心３４が上記のようにして接合される。
【００３３】
なお、各鉄心としては、後述するように、製造が容易なバルク材を用いることもできるが、磁束漏れの抑制の観点から巻鉄心および積層鉄心を上記のように組み合わせて用いることが好ましい。また、巻鉄心および積層鉄心は、等方性の高い無方向性電磁鋼板から構成されることが好ましいが、例えば、巻鉄心に方向性電磁鋼板を用いて圧延方向が鉄心の軸方向（巻き方向に垂直な方向）となるように配置する等によって、磁気抵抗が下がり、無方向性電磁鋼板で構成した場合と比較して性能が向上する。
【００３４】
図４は、磁場生成部３０を上下に分離した状態を示す（固定プレート２０省略）。
図４に示すように、磁場生成部３０は、第１鉄心３３、第３鉄心３５、第４鉄心３６、および第５鉄心３７からなる下側部分と、第２鉄心３４および第６鉄心３８からなる上側部分と、に分離可能な構造を有する。例えば、磁場生成部３０は、昇降部１３に載置される。このように、磁場生成部３０が上下に分離することで、試料１００の設置や回転シャフト２２の取り付けなどを簡便に行うことができる。
【００３５】
ここで、図５および図６を適宜参照して、上記構成を備える粘弾性測定装置１０の作用効果について、粘弾性測定装置１０の使用方法を例示しながら説明する。なお、図５の矢印は、磁界の向き（磁束・磁力線の向き）を示す。
【００３６】
粘弾性測定装置１０において、粘弾性測定を実施する場合には、まず、昇降部１３を下方に下げて磁場生成部３０を上下に分離し（図４参照）、試料１００を固定プレート２０の上面に載せる必要がある。試料１００の設置後、昇降部１３を上昇させて磁場生成部３０の第４鉄心３６と第６鉄心３８とを接続し、試料１００が固定プレート２０と回転プレート２１とに挟み込まれた状態とする。そして、第１コイル３１および第２コイル３２に電流を流して試料１００に磁場を印加すると共に、回転プレート２１を所定の設定回転数で回転させ、回転プレート２１の設定回転数、回転トルク等に基づいて試料１００の粘弾性が算出される。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、第１コイル３１および第２コイル３２に電流を流すと、例えば、第２鉄心３４から第１鉄心３３に向かう磁界が発生する。また、磁束は、各鉄心を構成する電磁鋼板の面に沿って環状に進み、磁束の漏れが高度に抑制される。
【００３８】
図５（ｂ）に示すように、試料１００には、回転プレート２１の回転軸（回転シャフト２２）に沿った方向、即ちせん断力の方向と直交する方向に磁場が印加される。また、回転プレート２１の直径は、第１鉄心３３および第２鉄心３４の直径よりも小さいことから、回転プレート２１の円盤面全体に対して垂直で均一な磁場が印加される。そして、回転プレート２１等は、絶縁性の非磁性体から構成されるため、磁束の透過を妨げず、回転プレート２１における渦電流の発生を防止できると共に、マクスウェルの応力に起因する回転プレート２１‐固定プレート２０間の吸引力の発生を防止できる。
【００３９】
なお、図６（第３鉄心３５の有無による磁束密度の変化）に示すように、第３鉄心３５を有する場合には、第３鉄心３５が無い場合（空洞）と比較して、第１コイル３１の中心部（ｄ１；図５（ａ）参照）における磁束密度が高くなり、第１コイル３１の全体（ｄ１＋ｄ２）において均一な磁束密度が得られる。
【００４０】
以上のように、粘弾性測定装置１０において、固定プレート２０、回転プレート２１、および回転シャフト２２が絶縁性の非磁性体から構成されているため、試料１００の粘弾性以外の要素が回転プレート２１の回転トルクに影響することを防止でき、精度の高い粘弾性測定が可能になる。
また、第３鉄心３５によって、試料１００に印加される磁場をより均一化できると共に、第４鉄心３６、第５鉄心３７、および第６鉄心３８を上記のように組み合わせることで、磁束の漏れを高度に抑制することができる。
【００４１】
上記実施形態は、本発明の目的を損なわない範囲で設計変更することができる。
以下、図７〜図１２（図２に対応する断面図、固定プレート２０等の記載は省略）を用いて、上記実施形態の変形例を例示する。なお、上記実施形態と同一又は類似する構成要素には、同一の符号を付して重複する説明は省略し、主に上記実施形態との相違点について説明する。
【００４２】
図７に例示する形態は、第３鉄心３５を有さず、第１鉄心３３を構成する電磁鋼板が中心部まで巻かれた形状を有する。当該形態によれば、第１鉄心３３の製造がやや難しいものの、試料１００に印加される磁束密度の均一性をさらに高めることが可能になる。
【００４３】
図８に例示する形態は、ヨーク鉄心として、バルク材から構成される器状鉄心４０、バルク材から構成される第６鉄心３８を用いている。器状鉄心４０は、コイルの下方および側面をカバーし、第１鉄心３３に接合された器状の鉄心であって、粘弾性測定時に第６鉄心３８に接続される。また、器状鉄心４０には、第３鉄心３５が挿入される貫通孔が形成されており、第３鉄心３５は器状鉄心４０の下面側から挿入できる。
一方、図９に例示する形態では、器状鉄心４０に貫通孔が形成されておらず、第３鉄心３５は、第１鉄心３３と同じ長さ（軸方向の長さ）を有する。
また、図１０に例示する形態は、図９に例示する形態から第３鉄心３５を無くし、図７に例示する形態と同様に、第１鉄心３３を構成する電磁鋼板が中心部まで巻かれた形状を有する。
【００４４】
図１１に例示する形態は、第１鉄心３３および第２鉄心３４に巻回されたコイル４１を備えた形態である。換言すると、コイル４１が巻回される鉄心が、上下２つの第１鉄心３３と第２鉄心３４とに分かれており、両鉄心の間に試料１００が配置される形態である。当該形態によれば、コイルを上下に別けず一体とすることで、試料１００にかかる磁場の集向性を高めて磁束密度を向上できると共に、磁束の漏れをさらに抑制できる。
また、図１２に例示する形態は、図１１に例示する形態から第３鉄心３５を無くし、図７に例示する形態と同様に、第１鉄心３３を構成する電磁鋼板が中心部まで巻かれた形状を有する。
【００４５】
なお、上記では、固定プレート２０、回転プレート２１、および回転シャフト２２のいずれも絶縁性の非磁性材料から構成されるものとして説明したが、固定プレート２０だけを磁性材料で構成することもできる。
【符号の説明】
【００４６】
１０  粘弾性測定装置、１１  本体部、１２  測定制御部、１３  昇降部、１４  土台部、１５  モータ、１６  演算部、２０  固定プレート、２１  回転プレート、２２  回転シャフト、２３  ジョイント、３０  磁場生成部、３１  第１コイル、３２  第２コイル、３３  第１鉄心、３４  第２鉄心、３５  第３鉄心、３６  第４鉄心、３７  第５鉄心、３８  第６鉄心、３９  回転シャフト挿入孔、４０  器状鉄心、４１  コイル、１００  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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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