JP2004264096A - 試料搬送装置及び熱分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】形状の異なる試料容器を確実に把持して搬送できる試料搬送装置を提供する。
【解決手段】試料容器５２Ｃを搬送する試料搬送装置であって、試料容器５２Ｃを把持する複数の把持部材７１と、把持部材７１を開閉移動させる開閉装置とを有する試料搬送装置である。把持部材７１は、試料容器５２Ｃに接触する接触部７３ａと、試料容器５２Ｃの高さ方向に関して接触部７３ａに隣接して設けられた逃げ部Ｋ１とを有する。接触部７３ａに隣接して逃げ部Ｋ１を設けたので、ツバ付き容器５２Ｃのツバ部が邪魔になって容器５２Ｃをうまく把持できないということがなくなる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料を収容した試料容器を１つの位置から他の位置へ搬送する試料搬送装置に関する。また、本発明は、ＤＳＣ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：示差走査熱量測定）、ＤＴＡ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ：示差熱分析）、その他の熱分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、試料に関して分析を行う各種の装置が知られている。例えば、このような装置の一例である熱分析装置では、試料の温度を変化させながらその試料の特性の温度依存性を測定する。このような熱分析装置として、例えば、ＤＳＣ装置、ＤＴＡ装置、その他種々の装置が知られている。
【０００３】
熱分析装置においては、一般に、測定対象である試料を試料容器内に収容し、その試料容器を所定の測定位置に置き、試料容器を通して試料の温度を変化させながら、その試料の温度変化等を熱電対等といった温度センサを用いて測定する。
【０００４】
このような熱分析装置において、試料を自動的に交換しながら熱分析を行いたいという要求がある。この要求を達成するため、待機部に置かれた複数の試料容器のうちの１つを試料搬送装置によって所定の測定位置まで搬送することができる構成を有する熱分析装置が知られている。ここで用いられる試料搬送装置は、一般に、試料容器を把持する部分と、その把持部を１つの位置から他の位置へ搬送する搬送部とを有している。
【０００５】
従来、このような試料搬送装置として、図１１（ａ）に示す把持構造を有するものが知られている。この把持構造は、３本又は４本の把持片１０１をワイヤ１０２によって開閉できる構造を有し、それらの把持片１０１を閉じることによって試料容器１０３を把持、すなわち、つかむようになっている。
【０００６】
また、従来、図１１（ｂ）に示すように、一対の板状部材１０４ａ，１０４ｂをそれぞれの一端において互いに回り移動可能に連結して成る把持構造、いわゆるピンセット方式の把持構造が知られている。この把持構造においては、一対の板状部材１０４ａ，１０４ｂの他端を矢印Ａのように開閉移動させることによって試料容器１０３を把持するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、現在、試料容器としては種々の形状や種々の材質のものが使用されている。例えば、図９（ａ）に示すように、底５１を備えた深さの深い円筒形状の容器５２Ａがある。また、図９（ｂ）に示すように、底５１を備えた深さの浅い円筒形状の容器５２Ｂがある。
【０００８】
また、図１に示すように、底５１を備えた円筒形状の試料収容部分５３の開口部分を円板状の蓋５４を圧接等によって固着して成る容器５２Ｃがある。この容器５２Ｃは、蓋５４で開口を覆う構造なので、液体試料を収容するのに適している。また、この容器５２Ｃに関しては、蓋５４を固着させるスペースを確保するため、蓋５４の周縁部分が試料収容部分５３の半径方向の外側に張り出している。
【０００９】
図１１（ａ）に示したワイヤ方式の把持構造を備えた従来の試料搬送装置や、図１１（ｂ）に示したピンセット方式の把持構造を備えた従来の試料搬送装置においては、適切に把持できる試料容器の形状が特定のものに限定されてしまい、種々の形状の試料容器を正確に把持できないおそれがあるという問題があった。特に、図１に示すように部分的に突出する形状を有する容器５２Ｃについては、それを把持することが難しかった。また、試料容器が小さくて軽いものでは、試料容器が把持部材から離れ難いという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、形状の異なる試料容器を確実に把持して搬送できる試料搬送装置及びそれを用いた熱分析装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明に係る試料搬送装置は、試料容器を搬送する試料搬送装置であって、前記試料容器を把持する複数の把持部材と、該把持部材を開閉移動させる開閉手段とを有し、前記把持部材は、前記試料容器に接触する接触部と、前記試料容器の高さ方向に関して該接触部に隣接して設けられた第１逃げ部とを有することを特徴とする。
【００１２】
この構成の試料搬送装置によれば、把持部材は接触部において試料容器に接触した状態で当該試料容器を把持する。このとき、接触部の近傍には第１逃げ部が設けられているので、試料容器が部分的に突出する形状を有する場合でも、その突出部分は第１逃げ部に収容することができ、それ故、試料容器を接触部によって確実に把持できる。
【００１３】
上記構成の試料搬送装置において、前記把持部材の前記接触部には金属酸化膜又はセラミック・コーティングが設けられることが望ましい。こうすれば、搬送した試料容器を把持部材から離す際にその試料容器が把持部材に付着して離れ難くなることを防止できる。この効果は、試料容器の材質がＡｌ（アルミニウム）であるときに、特に有効である。また、この効果は、試料容器が小さいか、軽いか、又は小さくて軽い場合に、特に有効である。
【００１４】
上記の金属酸化膜等を形成するための方法は特別の方法に限られないが、例えば、把持部材をステンレス鋼によって形成する場合には、その把持部材を炉の中で６００℃程度に昇温させ、その温度で３０分程度放置し、さらに炉内で自然冷却するという熱処理を用いることができる。
【００１５】
上記構成の試料搬送装置において、前記把持部材の前記接触部は複数であることが望ましい。仮に、接触部が面積の広い１つの部分であると、その接触部によって試料容器をつかむときに試料容器が接触部に押されて回転したり、移動したりして、正常に把持できなくなるおそれがある。これに対し、接触部を複数に分けておけば、接触部と試料容器との接触面積を低減でき、それ故、試料容器の位置ズレを防止できる。
【００１６】
上記構成の試料搬送装置において、前記接触部は前記把持部材の端部に位置し、前記第１逃げ部は該接触部の直ぐ隣りに設けられることが望ましい。接触部を把持部材の端部に設ければ、この接触部は試料容器の底部付近の外周面に接触して該試料容器を把持することになる。従って、試料容器の深さが深い場合でも、浅い場合でも、すなわち試料容器の高さが高い場合でも、低い場合でも、その試料容器を確実に把持できる。また、第１逃げ部を接触部の直ぐ隣りに設ければ、図１に示す容器５２Ｃのように、被把持部分５３の直ぐ上に半径方向の外側へ張り出す張出し部分、いわゆるツバ部分を有する形状の容器を確実に把持できる。
【００１７】
上記構成の試料搬送装置は、前記把持部材を取り外し可能に支持する支持手段を有することが望ましい。こうすれば、特殊形状の容器に対応して把持部材を交換できるようになる。また、把持部材が破損した場合にはその把持部材を別のものと容易に交換できる。
【００１８】
上記構成の試料搬送装置において、前記接触部は、前記試料容器の外周の環状方向に間隔をおいて少なくとも２つ設けられ、これらの接触部の間には前記試料容器を逃がすための第２逃げ部が設けられ、前記接触部は、前記試料容器の中心方向を向く円弧状面、前記試料容器の中心方向を向く直線状傾斜面、又は角部を備えていて前記試料容器の中心方向を向く面を有することが望ましい。
【００１９】
上記の円弧状面は、試料容器の被把持面が円筒形状であるときに有効である。また、直線状傾斜面及び角部を備えた面は、試料容器の被把持面が正方形、長方形、ひし形等といった角筒形状であるときに有効である。本発明のこの実施態様によれば、円筒形状や角筒形状の試料容器をしっかりと把持できる。
【００２０】
次に、本発明に係る熱分析装置は、測定を受ける試料容器が置かれる測定部と、測定を受ける前又は測定を受けた後の試料容器が置かれる待機部と、前記測定部と前記待機部との間で前記試料容器を搬送する試料搬送手段とを有し、該試料搬送手段は、以上に記載した構成の試料搬送装置によって構成されることを特徴とする。このような熱分析装置としては、例えば、ＤＳＣ装置、ＤＴＡ装置等が考えられる。上記の測定部は、例えば、ＤＳＣ装置等において感熱板やヒータや温度センサの測温点等が配置された部分である。また、待機部には、例えば、複数の試料容器が載置されるターンテーブルが設置される。
【００２１】
上記構成の熱分析装置によれば、複数の試料容器を試料搬送装置によって待機部から測定部へと順々に搬送することにより、無人で夜でも自動的に試料交換ができ、異なる複数の試料に対して熱分析を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を熱分析装置のための試料交換装置に適用した場合の実施形態を説明する。なお、これから説明する実施形態は本発明の一実施形態であって、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
図４において、熱分析装置の一例であるＤＳＣ装置１は、ＤＳＣ測定の対象である測定試料が収容される測定部２と、測定前又は測定後の試料が置かれる待機部３と、測定部２と待機部３との間で試料を搬送する試料搬送部４とを有する。測定部２はカバー７を昇降移動させるカバー開閉装置８を有する。待機部３、試料搬送部４及びカバー開閉装置８は、測定部２においてＤＳＣ測定を受ける試料を自動的に交換するための試料交換装置を構成する。
【００２４】
測定部２は、図５に示すように、断熱容器９と、その断熱容器９の中に収容された炉体ユニット１１とを有する。カバー７は、ＤＳＣ測定の際に断熱容器９の上部開口を覆う。炉体ユニット１１は、図７に示すように、外周にヒータ線１２が巻かれた円筒状のヒートシンク１３と、ヒートシンク１３の外周を覆う円筒状のカバー１４とを有する。
【００２５】
ヒートシンク１３とカバー１４は、それらの上端部において溶接等によって固着されて互いに一体になっている。ヒートシンク１３の内部には円柱状の空間である試料室Ｒが形成されていて、ヒートシンク１３の底壁１３ａがその試料室Ｒの底部となっている。
【００２６】
ヒートシンク１３の側壁に接触又は近接するように２個の下均熱ブロック１７が互いに対向して配置される。そして、これらの下均熱ブロック１７の上に感熱板１８が載せられ、さらにその感熱板１８の上に下均熱ブロック１７に対向して上均熱ブロック１９が載せられる。そして、それらの上均熱ブロック１９、感熱板１８及び下均熱ブロック１７は、止めネジ２１によってヒートシンク１３の底壁１３ａに締め付けられて固着されている。感熱板１８は、矢印Ｂ方向から見て図８に示すように、概ね円形状に形成されている。図８は、図７においてカバー７を取り外して試料室Ｒの内部を示している。
【００２７】
感熱板１８は、固定部１８ｂ及び固定部１８ｂの上方へ突出する試料載置部１８ａを有する。試料載置部１８ａには、測定試料２３を載置するための領域Ｓａと基準物質２４を載置するための領域Ｓｂとが設けられる。また、これらの領域の間に２個の貫通穴２２ａ及び２２ｂが設けられる。測定試料２３及び基準物質２４は試料容器５２に収容された状態で感熱板１８の試料載置部１８ａの上に載せられる。なお、測定試料２３を載置するための領域Ｓａは、これ以降、測定位置Ｐ２と呼ばれることもある。
【００２８】
図７において、ヒートシンク１３の底壁１３ａの中心部に碍子管２７が設けられ、その碍子管２７の中に熱電対２８が挿入されている。熱電対２８は、例えば４本の熱電対線によって構成され、一対の熱電対の測温点は測定試料２３に対応する位置の感熱板１８の下面にスポット溶接その他の固着処理によって固着される。また、他の一対の熱電対の測温点は基準物質２４に対応する位置の感熱板１８の下面にスポット溶接その他の固着処理によって固着される。
【００２９】
ヒートシンク１３の右側面には別の碍子管２９が設けられ、その碍子管２９の中に一対の熱電対線３１が挿入されている。この熱電対線３１の測温点は、ヒートシンク１３の底壁１３ａの適所に接続される。また、ヒートシンク１３の左側面に設けたチューブ３２には給電線３３が挿入され、この給電線３３がヒータ線１２の入力端子に接続されている。熱電対３１によってヒートシンク１３の温度を測定し、この測定結果に基づいて給電線３３を通してヒータ線１２へ必要に応じて給電を行うことにより、ヒートシンク１３の温度、従って、試料室Ｒ内の温度を制御できる。
【００３０】
以上のように構成された炉体ユニット１１は以下のように用いられる。まず、図７においてカバー７を取り外し、試料室Ｒ内の感熱板１８の上、特に試料載置部１８ａの上に試料容器５２に入れられた測定試料２３及び基準物質２４を置く。その後、カバー７をヒートシンク１３の上に被せて試料室Ｒを外部から遮蔽する。
【００３１】
その後、所定のプログラムに従ってヒータ線１２に給電が成されて該ヒータ線１２が発熱し、その発熱によりヒートシンク１３が昇温する。昇温するヒートシンク１３の温度は、特にその底壁１３ａから下均熱ブロック１７を通して感熱板１８へ伝達されてその感熱板１８が昇温する。そして、その感熱板１８の温度が容器５２を通して測定試料２３及び基準物質２４へ伝えられ、これにより、測定試料２３及び基準物質２４の温度が所定プログラムに従って昇温又は降温する。
【００３２】
基準物質２４は熱的に安定な材料によって形成されており、温度が変化しても融解、蒸発等といった物性変化は生じない。これに対し、測定試料２３が自らの特性に従って温度変化に対応して物性変化を生じると、測定試料２３と基準物質２４との間に温度差が生じる。測定試料２３及び基準物質２４の温度、特にそれらの表面温度は、熱電対２７によって検出されて温度信号として温度差測定回路（図示せず）へ送られる。この温度差測定回路は送られて来た温度信号に基づいて測定試料２３と基準物質２４との間の温度差ΔＴを算出し、その算出結果を熱量演算回路（図示せず）へ送る。
【００３３】
この熱量演算回路は、温度差ΔＴに基づいて測定試料２３に流れ込む熱流束、従って熱量を演算する。演算された熱量は測定時間又は試料室Ｒ内の温度の関数として表示装置、例えばＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ等といった映像表示装置や、プリンタ等といった記録装置等によって、視覚的に表示される。以上により、測定試料２３に関してＤＳＣ測定が行われる。
【００３４】
図４において、待機部３はターンテーブル３６を有し、このターンテーブル３６を回転させるための回転駆動装置３７がケーシング３８の中に収容されている。ターンテーブル３６の外周縁に近い円輪状領域には、複数の試料容器５２を円輪状に並べて載せるためのガイド構造（図示せず）が設けられている。例えば、試料容器５２を収容できる大きさの穴をターンテーブル３６の表面に設けたり、試料容器５２を収容できるようにガイド突起をターンテーブル３６の表面上に形成したりすることによって、試料容器５２のためのガイド構造を構成できる。
【００３５】
ターンテーブル３６は回転駆動装置３７によって駆動されて、所定の角度で間欠的に回転する。この間欠回転により、ターンテーブル３６上に円輪状に並べられた複数の試料容器５２は、図６に示すように、順々に、把持位置Ｐ１へ持ち運ばれる。複数の試料容器５２内には、異なる物質が試料として収納される。コンピュータ等を用いて構成された制御装置によって回転駆動装置３７の動作を制御すれば、測定を希望する試料が収容された試料容器５２を順々に自動的に把持位置Ｐ１へ持ち運ぶことができる。
【００３６】
なお、ターンテーブル３６上に載置できる複数の試料容器５２の形状及び材質は１種類に限られず、下記のように種々のものがある。下記では、試料容器５２の種類を（形状×材質×寸法）で表している。但し、形状が“円筒”のものは図９（ａ）の円筒形状を表し、その場合の寸法は、図９（ａ）の外径φＤｍｍ及び高さＨｍｍで表す。また、形状が“張出し付き”のものは図１の張出し付き容器５２Ｃを表し、その場合の寸法は図１０に示す部分（単位ｍｍ）を規定する。
【００３７】
（１）円筒×Ａｌ×φ５×２．５ （２）円筒×Ａｌ×φ５×５
（３）円筒×アルミナ×φ５×２．５ （４）円筒×アルミナ×φ５×５
（５）円筒×Ｐｔ×φ５×２．５ （６）円筒×Ｐｔ×φ５×５
（７）円筒×石英×φ５×２．５ （８）円筒×石英×φ５×５
（９）円筒×Ｃｕ×φ５×２．５ （１０）円筒×Ａｇ×φ５×２．５
（１１）円筒×Ａｕ×φ５×２．５ （１２）円筒×Ａｕ×φ５×５
（１３）張出し付き×Ａｌ×Ｌ１＝５．５，Ｌ２＝４．６，Ｌ３＝２．１，Ｌ４＝０．２
【００３８】
図４に示した試料搬送部４は、図５に示すように、旋回／昇降装置４１及びその旋回／昇降装置４１に支持された把持ユニット４２を有する。旋回／昇降装置４１は、軸４３によってテーブル６に回転可能に支持されたケーシング４４を有する。このケーシング４４の内部には、ＤＣ（すなわち、直流）モータ４６と、そのＤＣモータ４６の出力軸に接続されたギヤケース４７と、そのギヤケース４７の出力軸に接続されたネジ軸４８と、そのネジ軸４８に嵌合するスライドベース４９と、そのスライドベース４９に固定されると共にケーシング４４の上部を貫通するスライドシャフト６１とを有する。
【００３９】
ケーシング４４の底部に固定された軸４３はテーブル６の内部においてステッピングモータ６２の出力軸に接続されている。ステッピングモータ６２が図示しない制御回路からの指示に従って作動して、その出力軸が回転すると、軸４３が回転し、それに応じてケーシング４４が回転する。このケーシング４４の回転により、把持ユニット４２は図６に示すように、待機部３と測定部２との間を回り移動する。
【００４０】
図５において、ＤＣモータ４６が図示しない制御回路からの指示に従って作動して、その出力軸が回転すると、その回転がギヤケース４７内のギヤ列を介してネジ軸４８に伝えられて、そのネジ軸４８が回転する。ネジ軸４８が回転すると、それに嵌合しているスライドベース４９がネジ軸４８の軸方向、すなわち図５の上下方向へ平行移動する。この平行移動の際、スライドベース４９に固定されたスライドシャフト６１が上下方向へ平行移動し、これにより、スライドシャフト６１に固定された把持ユニット４２が上下移動、すなわち昇降移動する。
【００４１】
把持ユニット４２は、スライドシャフト６１に固定された昇降ベース６３と、その昇降ベース６３上に固定されたリニア・ステッピング・アクチュエータ６４と、そのリニア・ステッピング・アクチュエータ６４の出力軸に接続された開閉機構６６と、以上の各要素を覆うカバー６７とを有する。リニア・ステッピング・アクチュエータ６４は、その出力軸６４ａが矢印Ｆのように進退移動するように動作する作動機器である。このような構造は、例えば、回転機器の回転出力をネジ嵌合によって直線移動に変換することによって達成できる。
【００４２】
開閉機構６６の先端には、図６に示すように、互いに対向する一対の開閉部材６８が設けられる。開閉機構６６は、リニア・ステッピング・アクチュエータ６４の出力軸６４ａが矢印Ｆのように進退移動するときに、開閉部材６８を矢印Ｇのように平行移動させるように機能する。この機能は公知の種々の機構によって達成できるので、その詳しい説明は省略する。
【００４３】
一対の開閉部材６８のそれぞれの先端には、支持部材６９が固定されている。これらの支持部材６９は、図５に示すように、下方へ延びている。そして、これらの支持部材６９のそれぞれの下端には、図１に示すように、把持部材７１がネジ７２によって取り付けられている。ネジ７２を取り外せば把持部材７１を支持部材６９から外すことができ、さらに、別の把持部材７１をネジ７２によって支持部材６９に取り付けることができる。このように、把持部材７１は支持部材６９に対して着脱可能な構造となっている。なお、把持部材７１を支持部材６９に取り外し可能に取り付ける構造は、ネジ結合に限られず、任意に構成することができる。
【００４４】
把持部材７１は、例えばステンレス鋼によって形成されている。また、把持部材７１の下端部には、相手側の把持部材７１に向かって突出する把持片７３が設けられている。把持片７３のほぼ中央にはスリット７４が形成され、このスリット７４の存在により把持片７３は複数、本実施形態では２つの部分に分割されている。そして、分割された個々の把持片７３の先端には試料容器５２Ｃの外周面に接触する接触部７３ａが設けられている。
【００４５】
これらの接触部７３ａは、図２に示すように、試料容器５２の外周の環状方向Ｊに間隔をおいて２つ設けられている。これらの接触部７３ａの間には試料容器５２の外周面に沿った空間Ｋ２が設けられ、この空間Ｋ２によって第２逃げ部が形成されている。この第２逃げ部Ｋ２は、試料容器５２の外周面が真円でないときでも、接触部７３ａだけで試料容器５２をつかむことを可能とするように機能する。
【００４６】
一対の接触部７３ａは、試料容器５２の中心方向を向く円弧状面として形成されており、この円弧状面の円弧の直径は試料容器５２の外周面の直径とほぼ同じ値、例えば、４．６ｍｍ程度に設定されている。これにより、把持部材７１によって試料容器５２を安定して把持できる。なお、接触部７３ａの形状は、試料容器５２の外周面の形状に対応させて形成することが望ましい。
【００４７】
図６において、開閉部材６８が矢印Ｇのように開閉のための平行移動を行うとき、支持部材６９もそれと一体となって平行移動する。そして、支持部材６９が図１において矢印Ｅのように閉じる方向へ平行移動するとき、把持部材７１はそれと一体となって平行移動する。このとき、把持片７３は、その先端の接触部７３ａが試料容器５２Ｃの試料収容部分５３の外周面に接触した状態で試料容器５２Ｃを把持する。
【００４８】
試料容器５２Ｃの高さ方向（すなわち、図１の上下方向）に関して、把持部材７１における把持片７３の直ぐ上の部分は切り欠かれていて、空間Ｋ１が形成されている。この空間Ｋ１は、接触部７３ａが試料容器５２Ｃの側面に接触するとき、蓋５４が試料収容部分５３の外側へ張り出す部分、すなわちツバ部分を収容する。つまり、空間Ｋ１は容器５２Ｃのツバ部分を逃がすための第１逃げ部として機能する。
【００４９】
なお、第１逃げ部は必ずしも空間Ｋ１によって形成されることに限定されるものではなく、接触部７３ａが試料容器５２Ｃの側面に接触するときにツバ部を逃がすことのできる構造となっていれば良い。例えば、空間Ｋ１の中にスポンジその他の弾性変形可能部材が埋め込まれているような構造であっても構わない。
【００５０】
把持部材７１に関して、少なくとも把持片７３の接触部７３ａの部分には金属酸化膜形成処理が施されている。つまり、接触部７３ａの表面には金属酸化膜が形成されている。この金属酸化膜形成処理は、例えば、ステンレス鋼によって形成された把持部材７１を炉内で約６００℃まで昇温し、その温度で約３０分放置し、さらに炉内で室温まで自然冷却するという熱処理によって行うことができる。
【００５１】
このように接触部７３ａの表面に金属酸化膜を形成しておけば、一対の把持片７３によって試料容器５２Ｃを把持するとき、及び把持していた試料容器５２Ｃを離すとき、試料容器５２Ｃが接触部７３ａに付着することを防止でき、それ故、把持部材７１による試料容器５２Ｃの把持特性及び分離特性を良好にすることができる。なお、金属酸化膜に代えてセラミック・コーティングを施しても同様の効果が得られる。
【００５２】
以下、図４のＤＳＣ装置１によって、試料を自動的に交換しながらＤＳＣ測定を行う場合の動作について説明する。まず、図６において、待機部３のターンテーブル３６上の所定の円輪状領域に、測定を希望する複数の試料を個々に収容した複数の試料容器５２を円輪状に並べる。このとき、試料容器５２の形状及び材質は収容する試料に応じて適切なものが選択される。例えば、図９（ａ）に示すような深い円筒形状の容器５２Ａであったり、図９（ｂ）に示すような浅い円筒形状の容器５２Ｂであったり、図１に示すようなツバ付きの液体試料用の容器５２Ｃであったりする。また、断面形状が正方形、長方形、ひし形等といった角筒形状の容器が用いられることもある。
【００５３】
図６において、ターンテーブル３６上に希望の複数の試料容器５２が全て並べられた後、測定者によって作業開始の指示が成されると、ターンテーブル３６が回転して、複数の試料容器５２のうちの１つが把持位置Ｐ１に置かれる。その後、図５のステッピングモータ６２が作動して、旋回／昇降装置４１のケーシング４４が旋回して、把持ユニット４２を図６の鎖線４２Ａで示す待機側位置へセットする。なお、このとき、把持ユニット４２は、図５に鎖線で示す上位置４２Ｂに置かれている。
【００５４】
把持ユニット４２が図６の待機側位置４２Ａにセットされると、図４において、スライドシャフト６１が下降して把持ユニット４２が下降し、これにより、支持部材６９によって支持された把持部材７１が下降する。こうして下降する把持部材７１は、図１に示すように、把持片７３が試料容器５２Ｃの試料収容部分５３の側方まで下がった所でその下降を停止する。
【００５５】
その後、図６のリニア・ステッピング・アクチュエータ６４が作動して開閉部材６８及び支持部材６９が閉じる方向へ平行移動する。これにより、図１において、支持部材６９の矢印Ｅ方向への平行移動に応じて把持部材７１が同じ方向へ平行移動し、把持片７３の接触部７３ａが試料容器５２Ｃの側面に接触した状態で試料容器５２Ｃが把持部材７１によって把持される。このとき、蓋５４の周縁のツバ部分は第１逃げ部としての空間Ｋ１の中に収容されるので、把持動作がツバ部分の存在によって邪魔されることはない。また、図２において、容器５２の断面形状が真円でなくて部分的に半径方向へ突出する場合でも、その突出部分を第２逃げ部Ｋ２に収容することにより、接触部７３ａによってしっかりと把持できる。
【００５６】
以上により、試料容器５２Ｃが把持部材７１によって把持されると、図４において、スライドシャフト６１が上昇して把持ユニット４２が上昇し、これにより、試料容器５２を把持した把持部材７１及び支持部材６９が上昇する。以上のような試料容器５２Ｃに対する把持動作が行われている間、又はその把持動作が終了した後、図４において、カバー開閉装置８が作動してカバー７が上方へ持ち上げられ、図５において炉体ユニット１１の上部が開放される。
【００５７】
次に、図５のステッピングモータ６２が作動して旋回／昇降装置４１が回転し、図６において待機側位置４２Ａにあった把持ユニット４２が図の反時計方向へ回り移動し、実線で示す測定側位置４２Ｃで停止する。このとき、把持部材７１に把持された試料容器５２Ｃは図８の炉体ユニット１１内の測定位置Ｐ２の上方に位置する。
【００５８】
その後、図５において、ＤＣモータ４６が作動してスライドシャフト６１が下降し、これにより、把持ユニット４２が上位置４２Ｂから下位置４２Ｄへ平行移動する。この位置で、把持部材７１に把持された試料容器５２Ｃは感熱板１８の測定位置Ｐ２に載るか、あるいはその近接位置に置かれる。次に、リニア・ステッピング・アクチュエータ６４が作動して把持部材７１が平行移動によって開き、試料容器５２Ｃが測定位置Ｐ２上に載せられる。
【００５９】
その後、把持ユニット４２が上昇することによって把持部材７１が上昇して炉体ユニット１１の上方へ移動する。さらに、図６において把持ユニット４２が正時計方向へ回り移動して測定部２の上方から外れる。そして次に、図４においてカバー開閉装置８が作動してカバー７が下降して炉体ユニット１１の上に被される。その後、適宜のタイミングで炉体ユニット１１の内部でＤＳＣ測定が開始される。
【００６０】
１つの試料容器５２ＣについてのＤＳＣ測定が終了し安全な温度になると、図４においてカバー７が上方へ持ち上げられて開き、図６において把持ユニット４２が回り移動して炉体ユニット１１の上方へ置かれ、図５において把持ユニット４２が上位置４２Ｂから下位置４２Ｄへ降下し、把持部材７１が平行移動して閉じ、そして、測定が終了した試料容器５２Ｃを把持する。その後、把持ユニット４２の上昇及び回り移動により、試料容器５２Ｃが炉体ユニット１１内の測定位置Ｐ２から持ち出されて、図６のターンテーブル３６上の把持位置Ｐ１に戻されるか、あるいは、適宜に設定されたその他の排出位置に排出される。
【００６１】
試料を交換してＤＳＣ測定を継続して行いたい場合には、ターンテーブル３６を適宜の角度だけ回転させて希望の試料容器５２を把持位置Ｐ１へ持ち運び、そして、以上に説明した試料容器の搬送作業及びＤＳＣ測定を繰り返して行う。こうして、ターンテーブル３６上に載置された複数の試料容器５２に関して順々にＤＳＣ測定を行うことができる。
【００６２】
以上に説明したＤＳＣ装置１においては、図１の把持部材７１に接触部７３ａを設け、さらに、試料容器５２Ｃの高さ方向に関してその接触部７３ａに隣接する直上位置に第１逃げ部としての空間Ｋ１を設けたので、ツバ付き形状の試料容器５２Ｃを支障なく把持して搬送できるようになった。
【００６３】
また、図１の把持部材７１の全体又は少なくとも把持片７３の先端の接触部７３ａに熱処理を施してその表面に金属酸化膜を形成したので、搬送した試料容器５２Ｃを把持部材７１から離す際にその試料容器５２Ｃが把持部材７１の接触部７３ａに付着して離れ難くなることを防止できる。この効果は、試料容器５２Ｃの材質がＡｌ（アルミニウム）であるときに、特に有効である。その理由は、Ａｌが軽量かつ軟質であることが１つの原因であると考えられる。
【００６４】
また、図１に示すように、把持部材７１の把持片７３にスリット７４を形成することにより接触部７３ａを複数、本実施形態では２つ、に分割したので、把持部材７１と試料容器５２Ｃとが接触する面積を小さくできる。この結果、接触部７３ａによって試料容器５２Ｃをつかむときに試料容器５２Ｃが接触部７３ａに押されて回転したり、移動したりして、正常に把持できなくなるという現象を回避できる。
【００６５】
また、上記の実施形態では、図１に示すように、把持部材７１の下端部に接触部７３ａを設け、その直ぐ上に第１逃げ部としての空間Ｋ１を連続して設けた。これにより、接触片７３ａは常に試料容器５２Ｃの底に近い周辺部分を把持することになる。このことは、試料容器５２Ｃ又はそれ以外の形状の試料容器５２の高さが種々に変化する場合でも常に安定して試料容器５２を把持できるということである。
【００６６】
また、図１において、把持部材７１は支持部材６９にネジ７２によって取り外し可能に固定されている。こうすれば、試料容器５２が特殊形状になる場合でも、それに対応して把持部材７１を交換できる。また、把持部材７１が破損した場合にはその把持部材７１を別のものと交換できる。
【００６７】
また、図１において、試料容器５２Ｃの外周面、すなわち被把持部分の形状は円筒形状である。把持部材７１の把持片７３の接触部７３ａは、そのような試料容器５２Ｃの外周面に対応した円弧形状に形成されている。これにより、把持部材７１は試料容器５２Ｃをしっかりと把持できる。
【００６８】
（変形例）
本発明における把持部材は接触部と第１逃げ部とを有することが必須の要件であり、それ以外の点については何等の限定要件はない。従って、本発明における把持部材の形状、使用形態等は図１に示した把持部材７１の形状に限られるものではなく、種々に改変できる。
【００６９】
例えば、把持部材の数は３個以上とすることができる。また、把持部材をステンレス鋼のような剛性の高い材料によって形成するのではなく、多少の可撓性を有する材料によって形成することもできる。また、図１に示すような長細い形状に限られず、その他の任意の形状によって把持部材を形成することもできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、図６において、リニア・ステッピング・アクチュエータ６４、開閉機構６６、開閉部材６８等によって本発明における開閉手段を構成した。しかしながら、この開閉手段は、その他の任意の構造によって構成できる。また、上記実施形態では、図１の空間Ｋ１によって本発明における第１逃げ部を構成した。しかしながら、空間Ｋ１の大きさや位置は図１に示した実施形態に限定されるものではなく、試料容器の形状に応じて適宜に変更できる。また、本発明における第１逃げ部は空間Ｋ１に限定されない。例えば、空間Ｋ１に相当する部分に弾性変形が可能な部材を設けるような場合も本発明に含まれる。
【００７１】
また、上記実施形態では、図１の接触部７３ａに金属酸化膜形成処理、例えば熱処理を施すようにした。しかしながら、本発明は、金属酸化膜に代えてセラミック・コーティングを施す構成や、金属酸化膜形成処理を受けない状態の接触部７３ａを使用する構成も含むものである。
【００７２】
また、図１の把持部材７１に関しては、把持片７３に１つのスリット７４を形成して接触部７３ａを２つに分割した。しかしながら、接触部７３ａの数は２つに限られず、３つ以上とすることができる。また、接触部７３ａを分割しない構成も本発明に含まれる。また、接触部７３ａを分割せず、それに代えて、幅の狭い接触部７３ａを試料容器５２Ｃの回りに３個以上設けるという構成も考えられる。
【００７３】
また、図１の把持部材７１に関しては、把持部材７１の下端部に接触部７３ａを設けた。しかしながら、接触部７３ａを設ける位置は、必ずしも、把持部材７１の下端部に限られず、試料容器５２の形状に応じて種々の位置に設けることができる。
【００７４】
また、図１の把持部材７１に関しては、支持部材６９に対して着脱可能な構造とした。しかしながら、支持部材６９を設けることなく、把持部材７１を開閉機構によって直接に開閉する構造も本発明に含まれるものである。
【００７５】
また、図１の把持部材７１に関しては、接触部７３ａの形状を試料容器５２の被把持部分の形状に対応する形状とした。しかしながら、接触部７３ａの形状がそれ以外の任意の形状である場合も本発明に含まれるものである。
【００７６】
また、上記の実施形態では、図４に示したように、本発明に係る試料搬送装置をＤＳＣ装置のための試料交換装置を構成する要素として適用した。しかしながら、本発明に係る試料搬送装置は、試料交換装置以外の任意の試料搬送部分に適用できる。また、本発明を適用できる熱分析装置は、ＤＳＣ装置に限られず他の任意の熱分析装置とすることができる。
【００７７】
また、上記実施形態では、図２に示したように、接触部７３ａを円弧状面に形成したが、これに代えて接触部７３ａは、図３（ａ）に示すように、試料容器５２の中心方向を向く直線状傾斜面とすることができる。この形状の接触部７３ａによれば、断面が四角形状、例えば正方形状、長方形状、ひし形状の試料容器５２をつかむのに好都合である。この場合、一対の接触部７３ａの間に位置する第２逃げ部Ｋ２は、試料容器５２の頂角部分のための逃げ部として機能する。
【００７８】
また、接触部７３ａは、図３（ｂ）に示すように、角部Ｑを備えていて試料容器５２の中心方向を向く面とすることができる。この角部Ｑにより、断面が四角形状の試料容器５２の頂角部分をしっかりと確実につかむことができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、接触部の近傍に第１逃げ部を設けたので、試料容器が部分的に突出する形状を有する場合でも、その突出部分は第１逃げ部に収容することができ、それ故、試料容器を接触部によって確実に把持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る試料搬送装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の装置の主要部分である接触部の近傍を示す平面図である。
【図３】試料搬送装置の他の実施形態の主要部分を示す平面図である。
【図４】本発明に係る熱分析装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図５】図４に示す熱分析装置の主要部の側面断面図である。
【図６】図５に示す構造の平面図である。
【図７】図４に示す熱分析装置の主要部である炉体ユニットの側面断面図である。
【図８】図７の炉体ユニットの平面図である。
【図９】試料容器の例を示す図であり、（ａ）は円筒形状で深い試料容器を示し、（ｂ）は円筒形状で浅い試料容器を示している。
【図１０】図１に示す試料容器の側面図である。
【図１１】従来の試料搬送装置の例を示す図であり、（ａ）はワイヤ方式の試料搬送装置を示し、（ｂ）はピンセット方式の試料搬送装置を示している。
【符号の説明】
１：ＤＳＣ装置（熱分析装置）、２：測定部、３：待機部、４：試料搬送部、６：テーブル、７：カバー、８：開閉装置、９：断熱容器、１１：炉体ユニット、２３：測定試料、２４：基準物質、３６：ターンテーブル、３７：回転駆動装置、３８：ケーシング、４１：旋回／昇降装置、４２：把持ユニット、４２Ａ：待機側位置、４２Ｂ：上位置、４２Ｃ：測定側位置、４２Ｄ：下位置、４３：軸、４４：ケーシング、４６：ＤＣモータ、４７：ギヤケース、５１：底、５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ：試料容器、５４：蓋、６２：ステッピングモータ、６３：昇降ベース、６４：リニア・ステッピング・アクチュエータ、６６：開閉機構、６７：カバー、６８：開閉部材、６９：支持部材、７１：把持部材、７２：ネジ、７３：把持片、７３ａ：接触部、７４：スリット、Ｒ：試料室、Ｐ１：把持位置、Ｐ２：測定位置、

Claims (7)

1. 試料容器を搬送する試料搬送装置であって、
   前記試料容器を把持する複数の把持部材と、
   該把持部材を開閉移動させる開閉手段とを有し、
   前記把持部材は、前記試料容器に接触する接触部と、前記試料容器の高さ方向に関して該接触部に隣接して設けられた第１逃げ部とを有することを特徴とする試料搬送装置。
2. 請求項１において、前記把持部材の前記接触部には金属酸化膜またはセラミック・コーティングが設けられることを特徴とする試料搬送装置。
3. 請求項１又は請求項２において、前記把持部材の前記接触部は複数であることを特徴とする試料搬送装置。
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、前記接触部は前記把持部材の端部に位置し、前記第１逃げ部は該接触部の直ぐ隣りに設けられることを特徴とする試料搬送装置。
5. 請求項１から請求項４の少なくともいずれか１つにおいて、前記把持部材を取り外し可能に支持する支持手段を有することを特徴とする試料搬送装置。
6. 請求項１から請求項５の少なくともいずれか１つにおいて、前記接触部は、前記試料容器の外周の環状方向に間隔をおいて少なくとも２つ設けられ、
   これらの接触部の間には前記試料容器を逃がすための第２逃げ部が設けられ、前記接触部は、前記試料容器の中心方向を向く円弧状面、前記試料容器の中心方向を向く直線状傾斜面、又は角部を備えていて前記試料容器の中心方向を向く面を有することを特徴とする試料搬送装置。
7. 測定を受ける試料容器が置かれる測定部と、
   測定を受ける前又は測定を受けた後の試料容器が置かれる待機部と、
   前記測定部と前記待機部との間で前記試料容器を搬送する試料搬送手段とを有し、
   該試料搬送手段は、請求項１から請求項５の少なくともいずれか１つに記載の試料搬送装置によって構成されることを特徴とする熱分析装置。

Images