JP2003004514A

JP2003004514A - 天秤装置

Info

Publication number: JP2003004514A
Application number: JP2001190786A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Takada; 義博高田; Sotofumi Yamada; 外史山田; Takahisa Oji; 貴久大路
Original assignee: Rigaku Denki Co Ltd; Rigaku Corp
Current assignee: Rigaku Denki Co Ltd; Rigaku Corp
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-01-08

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気浮上式の軸受構造を用いた天秤装置にお
いて、天秤ビームを支持する支軸の軸線方向の位置ずれ
をより一層の高精度で無くすようにする。【解決手段】試料Ｓを支持する天秤ビーム４と、天秤
ビーム４を支持する支軸３と、支軸３を磁力により浮か
せた状態で回転可能に支持する軸受２と、支軸３の軸線
方向Ｘ０の位置変化を検出する支軸位置センサ１４とを
有する天秤装置である。支軸位置センサ１４は、軸線Ｘ
０上に配置された検知片１８と、検知片１８の軸線Ｘ０
方向の動きを検知する検知装置１９ａ，２１ａとを有す
る。センサ１４を軸線Ｘ０上の配置することにより支軸
３の位置検知精度を高め、これにより、支軸３の位置調
整精度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱重量測定（Ｔ
Ｇ：Thermogravimetry）、熱膨張測定、熱機械分析（Ｔ
ＭＡ：Thermomechanical analysis）等といった熱分析
に好適に用いられる天秤装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＴＧ測定では、物質の温度を一
定のプログラムに従って変化させながら、その物質の重
量の温度依存性が測定される。また、熱膨張測定では、
物質の温度を一定のプログラムに従って変化させなが
ら、その物質の寸法の温度依存性が測定される。また、
ＴＭＡ測定では、物質の温度を一定のプログラムに従っ
て変化させると共に非振動的な荷重を加えながら、当該
物質の寸法の変化が測定される。なお、熱膨張測定とＴ
ＭＡ測定との間では、物質に積極的に荷重を加えるか否
かにおいて基本的な相違があるものであり、天秤装置と
しては両者の間で共通のものを使用できると考えられ
る。

【０００３】上記のような各種の熱分析において用いら
れる天秤装置として、従来、図５に示すように、ベアリ
ング又はピボット１０１によって天秤ビーム１０２を支
える方式の装置が知られている。なお、図５の装置は熱
膨張測定装置又はＴＭＡ装置に天秤装置を適用した場合
の例を示しており、符号１０３は天秤ビーム１０２の角
度検出装置を示し、符号１０４は天秤ビーム１０２の先
端に設けられた検出棒を示し、符号１０６は試料Ｓを加
熱するヒータを示している。検出棒１０４の上端は試料
Ｓの下面に接触し、試料Ｓに寸法変化が発生するとき、
その寸法変化が検出棒１０４を介して天秤ビーム１０２
に伝えられる。

【０００４】また、従来の天秤装置として、図６に示す
ように、一端が機枠１０７に固定され一対のワイヤ１０
８で引っ張ることによって天秤ビーム１０２を支える方
式の装置が知られている。なお、図６の装置はＴＧ装置
に天秤装置を適用した場合の例を示している。このＴＧ
装置では、磁石１１１及び電磁コイル１１２によって天
秤角度調整装置１０９が構成され、電磁コイル１１２に
天秤ビーム１０２の一端が固着され、各天秤ビーム１０
２の他端に支持ビーム１１３が設けられ、各支持ビーム
１１３の他端に標準物質Ｍ及び試料Ｓが支持される。

【０００５】標準物質Ｍ及び試料Ｓはヒータ１０６によ
って共通に加熱され、その加熱中に、試料Ｓの物性に応
じて標準物質Ｍと試料Ｓとの間に重量差が発生すると、
天秤ビーム１０２が電磁コイル１１２と共にワイヤ１０
８を中心として重量差に応じた角度だけ回転する。この
回転角度は、電磁コイル１１２から延びる検知片１１４
を介して角度検出装置１０３によって検出される。

【０００６】しかしながら、上記ベアリング又はピボッ
ト１０１を用いた図５の天秤装置では、ベアリング又は
ピボット１０１において動摩擦と静止摩擦との間に大き
な差が発生し、このため、天秤ビーム１０２の動きが不
安定であるという問題があった。また、ベアリング又は
ピボット１０１でグリス、オイル等を用いるのでそれら
の粘性に起因して測定感度が鈍くなるという問題もあっ
た。

【０００７】また、ワイヤ１０８を用いた図６の天秤装
置では、動摩擦と静止摩擦との間にはほとんど差がない
ので、ベアリング等を用いた装置と比べて感度の高い測
定を行うことができるが、クリープや劣化によってワイ
ヤ１０８に伸びや撓みが発生し、このため、長期間にわ
たって高い感度を維持することが難しいという問題があ
った。また、場合によっては、ワイヤが切れて測定不能
となる場合もあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の天
秤装置における問題点を解消するため、本出願人は、未
だ公知ではないが、特願２０００−１０１６００号にお
いて、図７に示すような天秤装置を提案した。この装置
では、試料Ｓを支持する支持ビーム１１３ａと、標準物
質Ｍを支持する支持ビーム１１３ｂとを天秤ビーム１０
２によって支持し、さらに天秤ビーム１０２を支軸１１
６によって支持する。

【０００９】また、支軸の適所にロータ磁石１１７を設
け、それらのロータ磁石１１７をステータ磁石１１８に
よって取り囲み、ステータ磁石１１８は図示しない機枠
に位置不動に固定する。ロータ磁石１１７とステータ磁
石１１８とは互いに同極性が対向するように位置設定さ
れ、これにより、支軸１１６はロータ磁石１１７とステ
ータ磁石１１８との間に発生する磁力によって浮かされ
た状態で、支軸１１６の軸線Ｘ０を中心として回転可能
に支持される。

【００１０】図７に示す天秤装置では、支軸１１６従っ
て天秤ビーム１０２は磁力によって浮かされた状態で支
持されるので、支軸１１６に発生する摩擦抵抗には動摩
擦又は静止摩擦の区別が無くなり、その値も極めて小さ
くなり、このため、試料Ｓに生じる微小な重量変化を高
感度で検知できるという格別な効果を得ることができる
ようになった。

【００１１】図７に示す天秤装置では、軸方向位置セン
サ１１９及び軸方向位置調整装置１２１を用いて支軸１
１６の軸線Ｘ０方向に関する位置ずれを防止するように
してあるが、より一層の測定精度の向上を図るために
は、支軸１１６の軸線Ｘ０方向の位置ずれ又は振動をよ
り一層少なくすることが要望されていた。

【００１２】本発明は、上記の問題点に鑑みて成された
ものであって、磁気浮上式の軸受構造を用いた天秤装置
において、天秤ビームを支持する支軸の軸線方向の位置
ずれをより一層の高精度で無くすことを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】（１）上記の目的を達
成するため、本発明に係る天秤装置は、試料を支持する
天秤ビームと、該天秤ビームを支持する支軸と、該支軸
を磁力により浮かせた状態で回転可能に支持する軸受手
段と、前記支軸の軸線方向の位置変化を検出する支軸位
置センサとを有し、該支軸位置センサは、前記軸線上に
配置された検知片と、該検知片の軸線方向の動きを検知
する検知手段とを有することを特徴とする。

【００１４】この構成の天秤装置によれば、検知片が支
軸の軸線上に設けられていて、図７に示す従来装置にお
いて符号１１９で示すように支軸１１６から半径方向に
突出した状態で設けられるのではない。検知片が図７の
符号１１９で示すように支軸１１６の半径方向に突出し
て設けられると、支軸１１６が軸線Ｘ０を中心として回
転するとき、検知片が支軸１１６と一体になって動くの
で、その検知片を検知するセンサに対する当該検知片の
位置が変動し、それ故、検知片の検知精度が悪くなるか
もしれない。この現象は検知片の支軸１１６からの突出
距離が長くなればなる程、顕著に現れると考えられる。

【００１５】これに対し、上記構成のように検知片を支
軸の軸線上に配置すれば、支軸が回転する場合でも検知
片のセンサに対する位置にはそれほど大きな変動が発生
せず、それ故、支軸の軸方向の位置ずれを極めて高精度
に検出することが可能である。この結果、磁気浮上式の
軸受構造を用いた天秤装置において、天秤ビームを支持
する支軸の軸線方向の位置ずれをより一層の高精度で無
くすことが可能となる。

【００１６】（２）次に、本発明に係る他の天秤装置
は、上記（１）項に記載した構成の天秤装置において、
前記軸受手段は、前記支軸上に設けられたロータ磁石
と、該ロータ磁石を包囲するステータ磁石とを有し、前
記ロータ磁石と前記ステータ磁石との間に生じる磁力に
よって前記支軸を浮かせた状態で支持し、前記ステータ
磁石の外周であって前記支軸に作用する重力の方向と反
対側に部分的に磁性材料を設けたことを特徴とする。

【００１７】この構成の天秤装置によれば、ステータ磁
石の外周であって重力方向と反対側の領域に部分的に磁
性材料、いわゆるヨークを設けるようにしたので、ロー
タ磁石とステータ磁石との間に発生する磁力の強さが、
その磁性材料が占める面積の割合だけ弱くなる。このた
め、支軸の軸線方向の位置ずれ調整が行い易くなる。ま
た、磁性材料を設けるのは重力方向と反対側の部分であ
って、重力方向に相当する部分には磁性材料を設けない
ので、重力が作用する部分の磁力は弱くなることはな
く、それ故、磁力によって支軸を浮かせる作用が弱くな
ることはない。

【００１８】図１に示す磁気浮上方式の天秤装置におい
ては、支軸３の軸線Ｘ０方向の位置は、基本的には、ロ
ータ磁石１２とステータ磁石１３との磁気的な釣り合い
によって決められる。そして、その磁気的な釣り合いが
ずれたときには、釣り合い状態に復帰しようという磁気
的な力が支軸３に対してその軸線Ｘ０方向に作用する。
この力は、支軸を軸線方向に飛び出させようとする力と
して該支軸３に作用する。

【００１９】ロータ磁石とステータ磁石との間に作用す
る磁力が強い場合には、支軸に作用する上記の飛出し力
が大きいので、支軸の軸線方向の位置ずれを抑えるため
の手段を大掛かりにしなければならない。例えば、支軸
の軸線方向の位置ずれを電磁石の磁力によって抑える場
合には、その電磁石の容量を非常に大きくしなければな
らず、形状も大きくなるし、制御もし難くなるという問
題が考えられる。これに対し、磁性材料によって形成さ
れたヨークを用いるようにした上記構成の天秤装置によ
れば、軸受機能を果たすための磁力はそれ程弱められる
ことなく、しかし支軸に作用する飛出し力は弱めること
ができるので、支軸の軸線方向に関する位置制御を容易
に行うことができるようになる。

【００２０】（３）次に、本発明に係る他の天秤装置
は、上記（１）項又は（２）項に記載した構成の天秤装
置において、前記支軸の軸線方向の位置を調整する支軸
位置調整手段とを有し、該支軸位置調整手段は、前記支
軸に設けられ磁性材料から成る被位置調整体と、通電に
よって制御される磁力を前記被位置調整体に付与する電
磁力付与手段とを有し、前記被位置調整体は前記電磁力
付与手段に対向して頂点が位置するように該電磁力付与
手段に向けて突出する山形状を有することを特徴とす
る。

【００２１】上記構成において、「被位置調整体」を構
成する磁性材料は、例えば、鉄等の金属材料を用いるこ
とができる。また、「電磁力付与手段」は、例えば、鉄
等といった磁性材料によって形成された芯部材、すなわ
ちコアのまわりに通電用コイルを巻き回して成る電磁石
を用いることができる。また、「山形状」の具体的な形
状は、円錐形状や、球の一部分の形状や、角錐形状や、
球に近似する凸形状等といった適宜の形状とすることが
できる。

【００２２】以上のように、電磁力付与手段によって磁
力を付与される被位置調整体の形状を山形状に設定すれ
ば、その山形状の頂点部分が電磁力付与手段によって最
も強く引かれたり、最も強く押しやられたりするので、
被位置調整体を真っ直ぐに移動させて位置調整を行うこ
とができ、それ故、支軸の軸線方向の位置を極めて高精
度に制御できる。

【００２３】（４）次に、本発明に係る他の天秤装置
は、上記（１）項から（３）項に記載した構成の天秤装
置において、前記軸受手段は、前記支軸上に設けられた
ロータ磁石と、該ロータ磁石を包囲するステータ磁石と
を有し、前記ロータ磁石と前記ステータ磁石との間に生
じる磁力によって前記支軸を浮かせた状態で支持し、前
記ステータ磁石の磁極中心と前記ロータ磁石の磁極中心
とは互いに前記支軸の軸線方向に関してずれていること
を特徴とする。

【００２４】仮に、ステータ磁石の磁極中心と前記ロー
タ磁石の磁極中心とが支軸の軸線方向に関して一致する
ように設定されると、支軸の軸線方向に関する位置ずれ
を制御するときには、支軸を押したり、あるいは引いた
りして位置調整を行わなければならない。支軸の位置調
整を電磁石等を用いて行うものとすれば、上記のように
押したり、あるいは引いたりする動作は、電磁石への通
電の極性をプラスとマイナスとの間で頻繁に切り替えな
ければならず、制御が非常に面倒になる。

【００２５】これに対し、本発明のようにステータ磁石
の磁極中心とロータ磁石の磁極中心とを予め支軸の軸線
方向に関してずらせておけば、支軸の軸線方向の位置調
整を行うにあたっては、その支軸の引き付け量を調整し
たり、あるいはその支軸の押しやり量を調整したりする
だけという、一方向の制御だけで足り、それ故、支軸の
軸線方向の位置ずれを簡単に且つ高精度に調整できる。

【００２６】（５）次に、本発明に係る他の天秤装置
は、試料を支持する天秤ビームと、該天秤ビームを支持
する支軸と、該支軸を磁力により浮かせた状態で回転可
能に支持する軸受手段とを有し、該軸受手段は、前記支
軸上に設けられたロータ磁石と、該ロータ磁石を包囲す
るステータ磁石とを有し、前記ロータ磁石と前記ステー
タ磁石との間に生じる磁力によって前記支軸を浮かせた
状態で支持し、前記ステータ磁石の外周であって前記支
軸に作用する重力の方向と反対側に部分的に磁性材料を
設けたことを特徴とする。

【００２７】この構成の天秤装置によれば、ステータ磁
石の外周であって重力方向と反対側の領域に部分的に磁
性材料、いわゆるヨークを設けるようにしたので、ロー
タ磁石とステータ磁石との間に発生する磁力の強さが、
その磁性材料が占める面積の割合だけ弱くなる。このた
め、支軸の軸線方向の位置ずれ調整が行い易くなる。ま
た、磁性材料を設けるのは重力方向と反対側の部分であ
って、重力方向に相当する部分には磁性材料を設けない
ので、重力が作用する部分の磁力は弱くなることはな
く、それ故、磁力によって支軸を浮かせる作用が弱くな
ることはない。

【００２８】（６）次に、本発明に係る他の天秤装置
は、上記（５）項に記載した構成の天秤装置において、
前記支軸の軸線方向の位置を調整する支軸位置調整手段
とを有し、該支軸位置調整手段は、前記支軸に設けられ
磁性材料から成る被位置調整体と、通電によって制御さ
れる磁力を前記被位置調整体に付与する電磁力付与手段
とを有し、前記被位置調整体は前記電磁力付与手段に対
向して頂点が位置するように該電磁力付与手段に向けて
突出する山形状を有することを特徴とする。

【００２９】この構成の天秤装置によれば、電磁力付与
手段によって磁力を付与される被位置調整体の形状を山
形状に設定したので、その山形状の頂点部分が電磁力付
与手段によって最も強く引かれたり、最も強く押しやら
れたりする。このため、被位置調整体を真っ直ぐに移動
させて位置調整を行うことができ、それ故、支軸の軸線
方向の位置を極めて高精度に制御できる。

【００３０】（７）次に、本発明に係る他の天秤装置
は、上記（５）項又は（６）項に記載した構成の天秤装
置において、前記軸受手段は、前記支軸上に設けられた
ロータ磁石と、該ロータ磁石を包囲するステータ磁石と
を有し、前記ロータ磁石と前記ステータ磁石との間に生
じる磁力によって前記支軸を浮かせた状態で支持し、前
記ステータ磁石の磁極中心と前記ロータ磁石の磁極中心
とは互いに前記支軸の軸線方向に関してずれていること
を特徴とする。

【００３１】この構成の天秤装置によれば、ステータ磁
石の磁極中心とロータ磁石の磁極中心とが予め支軸の軸
線方向に関してずらせて配置されるので、支軸の軸線方
向の位置調整を行うにあたっては、その支軸の引き付け
量を調整したり、あるいはその支軸の押しやり量を調整
したりするだけという、一方向の制御だけで足り、それ
故、支軸の軸線方向の位置ずれを簡単に且つ高精度に調
整できる。

【００３２】（８）次に、本発明に係る他の天秤装置
は、試料を支持する天秤ビームと、該天秤ビームを支持
する支軸と、該支軸を磁力により浮かせた状態で回転可
能に支持する軸受手段と、前記支軸の軸線方向の位置を
調整する支軸位置調整手段とを有し、該支軸位置調整手
段は、前記支軸に設けられ磁性材料から成る被位置調整
体と、通電によって制御される磁力を前記被位置調整体
に付与する電磁力付与手段とを有し、前記被位置調整体
は前記電磁力付与手段に対向して頂点が位置するように
該電磁力付与手段に向けて突出する山形状を有すること
を特徴とする。

【００３３】この構成の天秤装置によれば、電磁力付与
手段によって磁力を付与される被位置調整体の形状を山
形状に設定したので、その山形状の頂点部分が電磁力付
与手段によって最も強く引かれたり、最も強く押しやら
れたりする。このため、被位置調整体を真っ直ぐに移動
させて位置調整を行うことができ、それ故、支軸の軸線
方向の位置を極めて高精度に制御できる。

【００３４】（９）次に、本発明に係る他の天秤装置
は、上記（８）項に記載した構成の天秤装置において、
前記軸受手段は、前記支軸上に設けられたロータ磁石
と、該ロータ磁石を包囲するステータ磁石とを有し、前
記ロータ磁石と前記ステータ磁石との間に生じる磁力に
よって前記支軸を浮かせた状態で支持し、前記ステータ
磁石の磁極中心と前記ロータ磁石の磁極中心とは互いに
前記支軸の軸線方向に関してずれていることを特徴とす
る。

【００３５】この構成の天秤装置によれば、ステータ磁
石の磁極中心とロータ磁石の磁極中心とが予め支軸の軸
線方向に関してずらせて配置されるので、支軸の軸線方
向の位置調整を行うにあたっては、その支軸の引き付け
量を調整したり、あるいはその支軸の押しやり量を調整
したりするだけという、一方向の制御だけで足り、それ
故、支軸の軸線方向の位置ずれを簡単に且つ高精度に調
整できる。

【００３６】（１０）次に、本発明に係る他の天秤装
置は、試料を支持する天秤ビームと、該天秤ビームを支
持する支軸と、該支軸を磁力により浮かせた状態で回転
可能に支持する軸受手段とを有し、該軸受手段は、前記
支軸上に設けられたロータ磁石と、該ロータ磁石を包囲
するステータ磁石とを有し、前記ロータ磁石と前記ステ
ータ磁石との間に生じる磁力によって前記支軸を浮かせ
た状態で支持し、前記ステータ磁石の磁極中心と前記ロ
ータ磁石の磁極中心とは互いに前記支軸の軸線方向に関
してずれていることを特徴とする。

【００３７】この構成の天秤装置によれば、ステータ磁
石の磁極中心とロータ磁石の磁極中心とが予め支軸の軸
線方向に関してずらせて配置されるので、支軸の軸線方
向の位置調整を行うにあたっては、その支軸の引き付け
量を調整したり、あるいはその支軸の押しやり量を調整
したりするだけという、一方向の制御だけで足り、それ
故、支軸の軸線方向の位置ずれを簡単に且つ高精度に調
整できる。

【００３８】（１１）次に、本発明に係る天秤装置
は、上記（１）項から（１０）項に記載した構成の天秤
装置において、前記天秤ビームの前記支軸を中心とした
回転角度を検出する天秤角度センサと、前記天秤ビーム
の前記支軸を中心とした回転角度を調整する天秤角度調
整手段と、前記天秤角度センサの出力信号に基づいて前
記天秤角度調整手段を作動して前記天秤を回転角度ゼロ
の状態に維持する制御手段とを有することを特徴とす
る。

【００３９】この構造の天秤装置は、いわゆる０（ゼ
ロ）メソッド天秤と呼ばれる構造の天秤である。上記
（１）項から（１０）項に記載した構造の天秤装置によ
れば、支軸の軸線方向の位置ずれが高精度に抑えられ
て、支軸の軸線方向の振動を確実に抑えることができる
ので、天秤ビームを角度０（ゼロ）の位置に保持する制
御も非常に高精度に行うことができる。

【００４０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明をＴＧ装置の天秤
機構として適用した場合の実施形態を示している。ここ
に示すＴＧ装置は、機枠１に固定されて位置不動な一対
の軸受２と、これらの軸受２によって軸線Ｘ０を中心と
して回転可能に支持された支軸３と、この支軸３に固着
されると共に支軸３を横切るように延びる天秤ビーム４
とを有する。軸線Ｘ０は、支軸３の中心を通る軸線であ
る。また、天秤ビーム４は本実施形態の場合、支軸３に
対してほぼ直角に延びる直線状の棒として形成されてい
る。

【００４１】ここで、「ほぼ直角」というのは、厳密に
直角な場合を含むことはもとより、厳密には直角ではな
いが熱分析装置の天秤機構としての機能を奏する上で実
用上問題のない程度に直角から傾斜する場合も含む意味
である。

【００４２】天秤ビーム４の一方の先端部には支持ビー
ム６ａが回転可能に支持され、その支持ビーム６ａの上
部に試料ホルダ７ａが支持ビーム６ａと一体になるよう
に設けられている。試料ホルダ７ａの上端には試料容器
８ａが載置され、その試料容器８ａ内に測定対象である
試料Ｓが収容されている。

【００４３】天秤ビーム４の他方の先端部には支持ビー
ム６ｂが回転可能に支持され、その支持ビーム６ｂの上
部に試料ホルダ７ｂが支持ビーム６ｂと一体になるよう
に設けられている。試料ホルダ７ｂの上端には試料容器
８ｂが載置され、その試料容器８ｂ内に標準物質Ｍが収
容されている。標準物質Ｍは、少なくとも測定温度範囲
内で熱的に安定な物質、すなわち熱変化があっても物性
変化を示さない物質によって形成される。符号１７は、
標準物質Ｍと試料Ｓとを共通に昇温させるためのヒータ
を示している。

【００４４】一対の支持ビーム６ａ及び６ｂの下端はワ
イヤ９によって連結されている。これにより、支持ビー
ム６ａ、支持ビーム６ｂ、天秤ビーム４及びワイヤ９に
よって、いわゆる平行リンクが構成され、それ故、天秤
ビーム４が支軸３の軸線Ｘ０を中心として回転角度変位
するときには、支持ビーム６ａ及び６ｂは互いに反対方
向へ平行移動する。この結果、支持ビーム６ａ及び６ｂ
に設けられた試料ホルダ７ａ及び７ｂは天秤ビーム４の
回転角度変位に応じて互いに反対方向へ平行移動する。
例えば、試料ホルダ７ａが矢印Ａのように図の上方向へ
平行移動するときには、試料ホルダ７ｂは矢印Ａのよう
に図の下方向へ平行移動し、反対に、試料ホルダ７ａが
矢印Ａ’のように図の下方向へ平行移動するときには、
試料ホルダ７ｂは矢印Ａ’のように図の上方向へ平行移
動する。

【００４５】なお、実際の熱分析測定の最中において
は、試料Ｓと標準物質Ｍとの間に重量差が生じて天秤ビ
ーム４が回転角度変位を生じようとしても、後述する制
御系の働きにより、そのような天秤ビーム４の回転角度
変位はほとんど生じないような制御が行われる。このよ
うな制御を行う天秤構造は、天秤ビーム４が角度変位し
ないという意味で、０（ゼロ）メソッド天秤と呼ばれる
ことがある。

【００４６】また、本実施形態では、標準物質Ｍと試料
Ｓとの間での重量差を測定する方式の、いわゆる示差型
のＴＧ装置を考えたが、場合によっては標準物質Ｍを用
いることなく、試料Ｓに関する絶対的な重量変化を直接
に測定する場合もあり、このような場合には標準物質Ｍ
側の支持ビーム６ｂ及びそれに付随する部品は設けなく
ても良い。なお、符号１１は天秤ビーム４の平衡をとる
ための重量であるカウンタバランスを示している。

【００４７】軸受２は磁気浮上式の軸受であり、支軸３
上に設けられたロータ磁石１２と、そのロータ磁石１２
を包囲するステータ磁石１３とを有する。図２は、図１
の軸受２を側面方向から見た場合の断面構造を示してい
る。また、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に従って、
軸受２を正面方向から見た場合の断面構造を示してい
る。

【００４８】図２において、ロータ磁石１２とステータ
磁石１３とは、Ｎ磁極及びＳ磁極に関して同じ磁極が対
向するような相対関係に配置されており、この結果、支
軸３は、ロータ磁石１２とステータ磁石１３との間で互
いを反発するように発生する磁気力によって、ステータ
磁石１３から浮かんだ状態で支持される。このような磁
気浮上式の軸受構造は、ワイヤやベアリング等を用いた
軸受構造のような接触式の軸受構造ではなくて、非接触
式の軸受構造であるので、支軸３に発生する摩擦抵抗に
は動摩擦又は静止摩擦の区別が無くなり、その値も極め
て小さくなる。このため、支軸３から延びる天秤ビーム
４は、試料Ｓの極めて微小な重量変化に対しても極めて
高感度に反応してその重量変化に対応した大きさの回転
角度変位を生じる。この結果、本実施形態のＴＧ装置で
は、試料Ｓに発生する極めて微小な重量変化を高精度に
検出できる。

【００４９】図１において、支軸３の一方の端部に支軸
軸方向位置センサ１４が設けられ、また、支軸３の他方
の端部に支軸軸方向位置調整装置１６が設けられる。支
軸軸方向位置センサ１４は、支軸３の軸線Ｘ０上に設け
られた検知片１８と、発光素子１９ａと、この発光素子
１９ａからの光を受光できる位置に配置された受光素子
２１ａとによって構成されている。支軸３が軸線Ｘ０方
向に位置変位すると、発光素子１９ａから出て受光素子
２１ａに受光される光の光量に変化が生じ、この変化に
応じて受光素子２１ａの出力信号に変化が生じる。受光
素子２１ａの出力端子に接続された軸方向位置制御回路
２２は、受光素子２１ａからの出力信号の変化に基づい
て支軸３の軸線Ｘ０方向の位置ずれの量を検出する。

【００５０】支軸軸方向位置調整装置１６は、支軸３の
端部に設けた被位置調整体２３と、電磁力付与装置２４
とを有し、その電磁力付与装置２４は、鉄等といった磁
性材料によって形成されたコア２６に通電用コイル２７
を巻き回すことによって形成されている。

【００５１】上記の軸方向位置制御回路２２は、支軸軸
方向位置センサ１４内の受光素子２１ａの出力信号に基
づいて、支軸軸方向位置調整装置１６内の通電用コイル
２７へ流す電流量を制御して電磁力付与装置２４による
被位置調整体２３に対する電磁吸引力又は電磁離反力を
調整する。この電磁力の調整により、支軸３は軸線Ｘ０
方向に関して常に一定の位置に保持される。そしてその
結果、天秤ビーム４によって支持される試料Ｓ及び標準
物質Ｍを軸線Ｘ０方向に関して一定の位置に保持でき
る。

【００５２】図１において、支軸３の適所、本実施形態
では支軸軸方向位置センサ１４に近い部分の支軸３の所
に天秤角度センサ２８が設けられる。また、試料Ｓ側の
支持ビーム６ａの適所に天秤角度調整装置２９が設けら
れる。天秤角度センサ２８は、支軸３からその半径方向
に延びる検知片３１と、発光素子１９ｂと、この発光素
子１９ｂからの光を受光できる位置に配置された受光素
子２１ｂとによって構成されている。支軸３が軸線Ｘ０
を中心として角度変化すると、発光素子１９ｂから出て
受光素子２１ｂに受光される光の光量に変化が生じ、こ
の変化に応じて受光素子２１ｂの出力信号に変化が生じ
る。受光素子２１ｂの出力端子に接続されたＴＧ測定回
路３２は、受光素子２１ｂからの出力信号の変化に基づ
いて支軸３の軸線Ｘ０まわりの角度ずれの量、すなわち
天秤ビーム４の軸線Ｘ０まわりの傾斜角度を検出する。

【００５３】天秤角度調整装置２９は、支持ビーム６ａ
の適所に設けた又は支持ビーム６ａの適所に着磁した磁
石３３と、この磁石３３の周囲に設けた電磁コイル３４
とを有する。上記のＴＧ測定回路３２は、天秤角度セン
サ２８内の受光素子２１ｂの出力信号に基づいて、天秤
角度調整装置２９内の電磁コイル３４へ流す電流量を制
御して磁石３３、従って支持ビーム６ａを図の上方又は
下方へ必要量だけ移動させ、天秤ビーム４が常に一定状
態、通常は、水平状態を維持するように制御する。

【００５４】また、ＴＧ測定回路３２は、天秤ビーム４
を一定状態に維持するために天秤角度調整装置２９へ供
給した通電量に基づいて、天秤ビーム４の回転角度量を
測定する。この天秤ビーム４の回転角度量が、とりもな
おさず標準物質Ｍと試料Ｓとの間に生じた重量差を示す
量である。

【００５５】図１において、支軸軸方向位置調整装置１
６の近くの支軸３上に支軸上下位置センサ３６及び支軸
上下位置調整装置３７が設けられる。支軸上下位置セン
サ３６は、支軸３から延びる検知片３８と、発光素子１
９ｃと、この発光素子１９ｃからの光を受光できる位置
に配置された受光素子２１ｃとによって構成されてい
る。支軸３が軸線Ｘ０方向に対して直角方向に位置変位
すると、発光素子１９ｃから出て受光素子２１ｃに受光
される光の光量に変化が生じ、この変化に応じて受光素
子２１ｃの出力信号に変化が生じる。受光素子２１ｃの
出力端子に接続された上下位置制御回路３９は、受光素
子２１ｃからの出力信号の変化に基づいて支軸３の軸線
Ｘ０方向と直角方向の位置ずれの量を検出する。

【００５６】支軸上下位置調整装置３７は、支軸３と一
体な被位置調整体４１と、電磁力付与装置４２とを有す
る。上記の上下位置制御回路３９は、支軸上下位置セン
サ３６内の受光素子２１ｃの出力信号に基づいて、支軸
上下位置調整装置３７へ流す電流量を制御して電磁力付
与装置４２による被位置調整体４１に対する電磁吸引力
又は電磁離反力を調整する。この電磁力の調整により、
支軸３は軸線Ｘ０方向と直角方向に関して常に一定の位
置に保持される。そしてその結果、天秤ビーム４によっ
て支持される試料Ｓ及び標準物質Ｍの上下方向位置を一
定の位置に保持する。

【００５７】本実施形態のＴＧ装置は以上のように構成
されているので、ＴＧ測定に際しては、ヒータ１７への
通電量を所定のプログラムによって変化させてヒータ１
７の発熱量を変化させて、試料Ｓ及び標準物質Ｍの温度
を希望に応じて変化させる。この温度変化に最中、標準
物質Ｍは安定していて重量変化が無いが、試料Ｓはその
物性に応じて所定の温度において物性変化を生じ、その
ときに重量が変化する。

【００５８】このように試料Ｓに重量変化が生じると
き、標準物質Ｍに対して重量差が発生し、その重量差に
応じて天秤ビーム４が正時計方向又は半時計方向へ回転
角度変位しようとする。このとき、天秤ビーム４の回転
角度は支軸３の回転として天秤角度センサ２８によって
検出され、この検出結果に基づいてＴＧ測定回路３２に
よって天秤角度調整装置２９への通電量が制御され、こ
れにより、天秤ビーム４が常に角度０（ゼロ）の水平位
置に保持される。

【００５９】そして、ＴＧ測定回路３２は天秤角度調整
装置２９へ供給する通電量の変化に基づいて天秤ビーム
４の回転角度、従って試料Ｓの重量変化を演算によって
求める。こうして、試料Ｓの重量の温度変化に応じた変
化特性が測定される。

【００６０】本実施形態のＴＧ装置、特にそれを構成す
る天秤装置では、図１に関連して説明したように、支軸
軸方向位置センサ１４内の検知片１８が支軸３の軸線Ｘ
０上に配置されているので、図７に符号１１９で示した
支軸軸方向位置センサのように支軸１１６の半径方向に
突出して設けられる場合に比べて、支軸３が軸線Ｘ０の
まわりに回転する場合でも検知片１８の受光素子２１ａ
に対する位置にはそれほど大きな変動が発生しない。そ
れ故、支軸３の軸線Ｘ０方向の位置ずれを極めて高精度
に検出することが可能となり、その結果、支軸３の軸線
Ｘ０方向の位置ずれを支軸軸方向位置調整装置１６によ
ってより一層高精度に無くすことが可能となった。

【００６１】また、本実施形態では、図２及び図３に示
すように、軸受２を構成するステータ磁石１３の外周で
あって支軸３に作用する重力の方向（すなわち、図２及
び図３の下方向）と反対側（すなわち、図２及び図３の
上側）における角度θの部分的範囲内に、磁性材料によ
ってヨーク４３を設けた。本実施形態の場合、ヨーク４
３は図３に示すように、ステータ磁石１３の反重力方向
Ｂ（すなわち、垂直上方）を中心とした±４５°、すな
わち全体で９０°の角度範囲で部分的に設けられてい
る。また、ステータ磁石１３のヨーク４３を設けた領域
以外の領域には、真鍮等といった非磁性材料４４を配設
した。

【００６２】このように支軸３の反重力方向Ｂに相当す
るステータ磁石１３の外周に部分的に磁性材料のヨーク
４３を設けると、ロータ磁石１２とステータ磁石１３と
の間に発生する磁力の強さが、そのヨーク４３占める面
積の割合だけ弱くなる。このため、支軸３の軸線Ｘ０方
向の位置ずれ調整が行い易くなる。また、ヨーク４３を
設けるのは重力方向と反対側の部分であって、重力方向
に相当する部分には磁性材料を設けないので、重力が作
用する部分の磁力は弱くなることはなく、それ故、磁力
によって支軸４を浮かせる作用が弱くなることはない。

【００６３】図１に示す磁気浮上方式の天秤装置におい
ては、支軸３の軸線Ｘ０方向の位置は、基本的には、ロ
ータ磁石１２とステータ磁石１３との磁気的な釣り合い
によって決められる。そして、その磁気的な釣り合いが
ずれたときには、釣り合い状態に復帰しようという磁気
的な力が支軸３に対してその軸線Ｘ０方向に作用する。
この力は、支軸３を軸線Ｘ０方向に飛び出させようとす
る力として該支軸３に作用する。

【００６４】ロータ磁石１２とステータ磁石１３との間
に作用する磁力が強い場合には、支軸３に作用する上記
の飛出し力が大きいので、支軸３の軸線Ｘ０方向の位置
ずれを抑えるための手段、本実施形態の場合は支軸軸方
向位置調整装置１６を大掛かりにしなければならない。
例えば、電磁力付与装置２４の容量を非常に大きくしな
ければならず、形状も大きくなるし、制御もし難くな
る。これに対し、部分的にヨーク４３を設けるようにし
た本実施形態の天秤装置によれば、軸受機能を果たすた
めの磁力はそれ程弱めることなく、しかし支軸３に作用
する飛出し力は弱めることができ、それ故、支軸３の軸
線Ｘ０方向に関する位置制御を容易に行うことができ
る。

【００６５】また、本実施形態の天秤装置では、支軸軸
方向位置調整装置１６を構成する被位置調整体２３の形
状を、図２に示すように、電磁力付与装置２４に対向し
て頂点Ｐが位置するように突出する山形状に形成してあ
る。図２に示す実施形態では、より具体的には、球の表
面の一部分の形状によって被位置調整体２３を形成して
ある。

【００６６】このように、電磁力付与装置２４によって
磁力を付与される被位置調整体２３の形状を山形状に設
定すれば、その山形状の頂点Ｐが電磁力付与装置２４に
よって最も強く引かれたり、最も強く押しやられたりす
るので、被位置調整体２３を真っ直ぐに移動させて位置
調整を行うことができる。これにより、支軸３の軸線Ｘ
０方向に関する位置の調整を極めて高精度に制御でき
る。

【００６７】なお、被位置調整体２３に付与する山形状
は、図２に示すような球の表面形状にすることに限られ
ず、図４に示すような円錐形状とすることや、頂点Ｐを
有するその他の任意の山形状とすることができる。いず
れの場合にも、電磁力付与装置２４による電磁力は頂点
Ｐに集中するので、被位置調整体２３及びそれと一体な
支軸３を真っ直ぐに移動させることができる。

【００６８】また、本実施形態の天秤装置では、図２に
示すように、軸受２において、ステータ磁石１３の磁極
中心Ｐ_Ｓとロータ磁石１２の磁極中心Ｐ_Ｒとを支軸３の
軸線Ｘ０方向に関して距離Ｄだけずらせて配置させてい
る。本実施形態では、ロータ磁石１２が支軸軸方向位置
調整装置１６から離れる方向へずれるようにしている
が、これとは反対に、ロータ磁石１２が支軸軸方向位置
調整装置１６へ近づく方向へずれるように、ずれ量Ｄを
設定することもできる。

【００６９】図２のように、ロータ磁石１２が支軸軸方
向位置調整装置１６から離れる方向へずれるように、磁
極中心Ｐ_Ｓと磁極中心Ｐ_Ｒとを互いにずらせる場合に
は、支軸３には常に電磁力付与装置２４へ向かうような
磁力が作用するから、支軸軸方向位置調整装置１６は電
磁力付与装置２４が被位置調整体２３へ常に離反力（す
なわち、図２の左方向へ向かう力）を付与する状態で被
位置調整体２３の位置、すなわち支軸３の位置を調整す
る。

【００７０】このことは、電磁力付与装置２４による電
磁力は常に図の左方向へ向かう一方向に関してのみ制御
すれば足りるということであり、制御方向が左右両方向
へ切り替わるということではないので、電磁力付与装置
２４を用いて行われる支軸３の位置制御を簡単に行うこ
とができるということである。

【００７１】以上に説明した本実施形態の天秤装置で
は、（ａ）図１において、支軸軸方向位置センサ１４の
検知片１８を支軸３の軸線方向Ｘ０の軸線上に配置する
こと、（ｂ）図２及び図３において、ステータ磁石１３
の外周であって支軸３に作用する重力の方向と反対側に
部分的に磁性材料のヨーク４３を設けること、（ｃ）図
２や図４において、支軸軸方向位置調整装置１６の被位
置調整体２３を山形状に形成すること、（ｄ）図２にお
いて、ステータ磁石１３の磁極中心ＰＳとロータ磁石１
２の磁極中心ＰＲとを軸線Ｘ０に関してずらすこと、の
各条件がそれぞれ１つづつ採用される場合でも、支軸３
の軸線方向Ｘ０に関する位置ずれ及び振動を無くすこと
ができる。しかしながら、それらの各条件を２つ、３つ
又は４つ組み合わせて実現すれば、支軸３の軸線方向Ｘ
０に関する位置ずれ及び振動をより一層確実に無くすこ
とができる。

【００７２】以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を
説明したが、本発明はその実施形態に限定されるもので
なく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変
できる。

【００７３】例えば、図１に示す実施形態では、本発明
に係る天秤装置をＴＧ装置に適用したが、本発明に係る
天秤装置はＴＧ装置以外の熱分析装置、例えば、熱膨張
測定装置やＴＭＡ装置等にも適用できる。

【００７４】また、図１で採用した天秤装置の構造は、
あくまでも一例であり、支持ビーム６ａ，６ｂ、試料ホ
ルダ７ａ，７ｂ、その他の各種部品の形状及び構造は、
図示した形状等に限られず、適宜に改変可能である。

【００７５】

【発明の効果】以上に説明したように、請求項１記載の
天秤装置によれば、検知片を支軸の軸線上に配置したの
で、支軸が回転する場合でも検知片のセンサに対する位
置にはそれほど大きな変動が発生せず、それ故、支軸の
軸方向の位置ずれを極めて高精度に検出することが可能
であり、この結果、磁気浮上式の軸受構造を用いた天秤
装置において、天秤ビームを支持する支軸の軸線方向の
位置ずれをより一層の高精度で無くすことが可能とな
る。

【００７６】また、請求項５に記載の天秤装置によれ
ば、ステータ磁石の外周であって重力方向と反対側の領
域に部分的に磁性材料、いわゆるヨークを設けるように
したので、ロータ磁石とステータ磁石との間に発生する
磁力の強さが、その磁性材料が占める面積の割合だけ弱
くなり、このため、支軸の軸線方向の位置ずれ調整が行
い易くなり、この結果、磁気浮上式の軸受構造を用いた
天秤装置において、天秤ビームを支持する支軸の軸線方
向の位置ずれをより一層の高精度で無くすことが可能と
なる。なお、磁性材料を設けるのは重力方向と反対側の
部分であって、重力方向に相当する部分には磁性材料を
設けないので、重力が作用する部分の磁力は弱くなるこ
とはなく、それ故、磁力によって支軸を浮かせる作用が
弱くなることはない。

【００７７】また、請求項８に記載の天秤装置によれ
ば、電磁力付与手段によって磁力を付与される被位置調
整体の形状を山形状に設定したので、その山形状の頂点
部分が電磁力付与手段によって最も強く引かれたり、最
も強く押しやられたりし、このため、被位置調整体を真
っ直ぐに移動させて位置調整を行うことができ、それ
故、磁気浮上式の軸受構造を用いた天秤装置において、
天秤ビームを支持する支軸の軸線方向の位置ずれをより
一層の高精度で無くすことが可能となる。

【００７８】また、請求項１０に記載の天秤装置によれ
ば、ステータ磁石の磁極中心とロータ磁石の磁極中心と
が予め支軸の軸線方向に関してずらせて配置されるの
で、支軸の軸線方向の位置調整を行うにあたっては、そ
の支軸の引き付け量を調整したり、あるいはその支軸の
押しやり量を調整したりするだけという、一方向の制御
だけで足り、それ故、磁気浮上式の軸受構造を用いた天
秤装置において、天秤ビームを支持する支軸の軸線方向
の位置ずれをより一層の高精度で無くすことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る天秤装置を用いた熱分析装置の一
実施形態を一部模式的に示し一部斜視図で示す図であ
る。

【図２】図１の要部である支軸周りの構造を一部破断し
て示す側面図である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に従った断面図であ
る。

【図４】図２に示す部分の構造の変形例を示す図であ
る。

【図５】従来の天秤装置の一例を示す斜視図である。

【図６】従来の天秤装置の他の一例を示す斜視図であ
る。

【図７】本発明の基礎となる天秤装置の構造を示す斜視
図である。

【符号の説明】

１機枠２軸受３支軸４天秤ビーム６ａ，６ｂ支持ビーム７ａ，７ｂ試料ホルダ８ａ，８ｂ試料容器９ワイヤ１２ロータ磁石１３ステータ磁石１４支軸軸方向位置センサ１６支軸軸方向位置調整装置１７ヒータ１８検知片１９ａ，１９ｂ，１９ｃ発光素子２１ａ，２１ｂ，２１ｃ受光素子２３被位置調整体２４電磁力付与装置２６コア２７通電用コイル２８天秤角度センサ２９天秤角度調整装置３１検知片３３磁石３４電磁コイル３６支軸上下位置センサ３７支軸上下位置調整装置３８検知片４３ヨーク（磁性材料）４４非磁性材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｎ 25/20 Ｇ０１Ｎ 25/20 ＧＪＦターム(参考） 2G040 AA02 AB05 AB07 AB12 AB15 CA02 CA16 EC09 ZA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料を支持する天秤ビームと、該天秤ビ
ームを支持する支軸と、該支軸を磁力により浮かせた状
態で回転可能に支持する軸受手段と、前記支軸の軸線方
向の位置変化を検出する支軸位置センサとを有し、該支軸位置センサは、前記軸線上に配置された検知片
と、該検知片の軸線方向の動きを検知する検知手段とを
有することを特徴とする天秤装置。
【請求項２】請求項１において、前記軸受手段は、前記支軸上に設けられたロータ磁石
と、該ロータ磁石を包囲するステータ磁石とを有し、前
記ロータ磁石と前記ステータ磁石との間に生じる磁力に
よって前記支軸を浮かせた状態で支持し、前記ステータ磁石の外周であって前記支軸に作用する重
力の方向と反対側に部分的に磁性材料を設けたことを特
徴とする天秤装置。
【請求項３】請求項１又は請求項２において、前記支軸の軸線方向の位置を調整する支軸位置調整手段
とを有し、該支軸位置調整手段は、前記支軸に設けられ磁性材料か
ら成る被位置調整体と、通電によって制御される磁力を
前記被位置調整体に付与する電磁力付与手段とを有し、
前記被位置調整体は前記電磁力付与手段に対向して頂点
が位置するように該電磁力付与手段に向けて突出する山
形状を有することを特徴とする天秤装置。
【請求項４】請求項１から請求項３の少なくともいず
れか１つにおいて、前記軸受手段は、前記支軸上に設けられたロータ磁石
と、該ロータ磁石を包囲するステータ磁石とを有し、前
記ロータ磁石と前記ステータ磁石との間に生じる磁力に
よって前記支軸を浮かせた状態で支持し、前記ステータ磁石の磁極中心と前記ロータ磁石の磁極中
心とは互いに前記支軸の軸線方向に関してずれているこ
とを特徴とする天秤装置。
【請求項５】試料を支持する天秤ビームと、該天秤ビ
ームを支持する支軸と、該支軸を磁力により浮かせた状
態で回転可能に支持する軸受手段とを有し、該軸受手段は、前記支軸上に設けられたロータ磁石と、
該ロータ磁石を包囲するステータ磁石とを有し、前記ロ
ータ磁石と前記ステータ磁石との間に生じる磁力によっ
て前記支軸を浮かせた状態で支持し、前記ステータ磁石の外周であって前記支軸に作用する重
力の方向と反対側に部分的に磁性材料を設けたことを特
徴とする天秤装置。
【請求項６】請求項５において、前記支軸の軸線方向の位置を調整する支軸位置調整手段
とを有し、該支軸位置調整手段は、前記支軸に設けられ磁性材料か
ら成る被位置調整体と、通電によって制御される磁力を
前記被位置調整体に付与する電磁力付与手段とを有し、
前記被位置調整体は前記電磁力付与手段に対向して頂点
が位置するように該電磁力付与手段に向けて突出する山
形状を有することを特徴とする天秤装置。
【請求項７】請求項５又は請求項６において、前記軸受手段は、前記支軸上に設けられたロータ磁石
と、該ロータ磁石を包囲するステータ磁石とを有し、前
記ロータ磁石と前記ステータ磁石との間に生じる磁力に
よって前記支軸を浮かせた状態で支持し、前記ステータ磁石の磁極中心と前記ロータ磁石の磁極中
心とは初期状態で互いに前記支軸の軸線方向に関してず
れていることを特徴とする天秤装置。
【請求項８】試料を支持する天秤ビームと、該天秤ビ
ームを支持する支軸と、該支軸を磁力により浮かせた状
態で回転可能に支持する軸受手段と、前記支軸の軸線方
向の位置を調整する支軸位置調整手段とを有し、該支軸位置調整手段は、前記支軸に設けられ磁性材料か
ら成る被位置調整体と、通電によって制御される磁力を
前記被位置調整体に付与する電磁力付与手段とを有し、
前記被位置調整体は前記電磁力付与手段に対向して頂点
が位置するように該電磁力付与手段に向けて突出する山
形状を有することを特徴とする天秤装置。
【請求項９】請求項８において、前記軸受手段は、前記支軸上に設けられたロータ磁石
と、該ロータ磁石を包囲するステータ磁石とを有し、前
記ロータ磁石と前記ステータ磁石との間に生じる磁力に
よって前記支軸を浮かせた状態で支持し、前記ステータ磁石の磁極中心と前記ロータ磁石の磁極中
心とは初期状態で互いに前記支軸の軸線方向に関してず
れていることを特徴とする天秤装置。
【請求項１０】試料を支持する天秤ビームと、該天秤
ビームを支持する支軸と、該支軸を磁力により浮かせた
状態で回転可能に支持する軸受手段とを有し、該軸受手段は、前記支軸上に設けられたロータ磁石と、
該ロータ磁石を包囲するステータ磁石とを有し、前記ロ
ータ磁石と前記ステータ磁石との間に生じる磁力によっ
て前記支軸を浮かせた状態で支持し、前記ステータ磁石の磁極中心と前記ロータ磁石の磁極中
心とは初期状態で互いに前記支軸の軸線方向に関してず
れていることを特徴とする天秤装置。
【請求項１１】請求項１から請求項１０の少なくとも
いずれか１つにおいて、前記天秤ビームの前記支軸を中心とした回転角度を検出
する天秤角度センサと、前記天秤ビームの前記支軸を中心とした回転角度を調整
する天秤角度調整手段と、前記天秤角度センサの出力信号に基づいて前記天秤角度
調整手段を作動して前記天秤を回転角度ゼロの状態に維
持する制御手段とを有することを特徴とする天秤装置。