JP2011064476A - 試料平行出し治具 - Google Patents

Abstract

【課題】試料ホルダーに試料台を取り付ける際に、試料ホルダーと試料表面とを平行に取り付ける作業を円滑に進めるためになされたものである。具体的にはネジで試料台を固定する際に、試料ホルダーと試料表面の平行性が損なわれることのないような試料平行出し治具を提供すること。
【解決手段】測定する試料を載せる試料台と、試料台を保持する試料ホルダーと、試料ホルダーを保持する試料ホルダー保持具と、からなる試料平行出し治具であって、前記試料ホルダーを前記試料ホルダー保持具の下部に設けたところの試料ホルダーの高さ調節および保持のためのネジ（ネジ穴に勘合したネジ）を回すことにより前記試料台を押し上げ、前記試料台に固定された試料の表面が前記試料台ホルダー保持具の上部に接する位置で、ネジによる押し上げを止めることによって、試料表面と試料台ホルダー保持具の平行出しを行うことができることを特徴とする試料平行出し治具。
【選択図】図３

Description

本発明は、試料の表面硬さを測定する為の測定装置に使用する治具に関する。具体的には、試料の表面と測定装置とを、容易に平行に設定し固定できる治具に関する。

従来の硬さの機械特性評価は、一定荷重で圧子を試料に押し込み、押し込み後の圧痕を観察することにより実施してきた。硬さは荷重／圧痕面積で求められている。しかし、従来の押し込み試験においては、押し込み深さの５〜１０倍深いエリアの影響がある事が知られている。この影響を排除して膜の硬度を測定するには押し込み深さを浅くしなくてはならないが、従来手法では押し込み深さを浅くすると圧痕が小さくなり観察できなくなるという問題があった。

ナノ押し込みでは、この問題をフォースカーブの除荷曲線から得られるスチフネス（剛性）と接触深さから、面積（接触投影面積）を求めることにより解決し、測定可能にしている。硬度測定に用いられるナノ押し込みは、微小領域の表面硬度を測定するものである。この方法は、圧子（インデンタ）を測定材料（薄膜）表面に押し付けて荷重を準静的に変化させたときの荷重と圧子の位置（変位）を正確に測定することにより硬度及び弾性率を求めるものである。

ナノ押し込みを用いた硬度測定方法は、薄膜の硬度、切削工具の硬質皮膜、レジスト等の硬度測定に用いられている。表面から押し込み深さ５０ｎｍの硬度を測定する事が出来る。

次に測定装置の問題点について説明する。測定装置の圧子は固定されており、測定時には試料が試料台上面に固定された試料台を固定した試料ホルダーが圧子直下まで移動する。この際に、試料ホルダーの上面より、試料面が上だと、試料表面を傷つけたり、圧子と試料あるいは試料台がぶつかり、圧子直下まで試料ホルダーが移動できない可能性もある。また試料ホルダー上面より試料表面が下だと、表面観察位置が観察予定位置からずれることがある。

従来、試料ホルダーに試料台を取り付ける際、試料ホルダーと試料台に固定された試料表面の平行出しは目視で行われてきた。

そのため、試料ホルダーと試料表面が平行になるように円滑に試料台を取り付けることが困難であった。

また、試料ホルダーに試料台を固定する際はネジで固定するが、ネジで締めつける際に試料表面と試料ホルダーの平行性がずれてしまうという問題も抱えていた。

特開２００５−２７９８２７号公報

本発明は試料ホルダーに試料台を取り付ける際に、試料ホルダーと試料表面とを平行に取り付ける作業を円滑に進めるためになされたものである。具体的にはネジで試料台を固
定する際に、試料ホルダーと試料表面の平行性が損なわれることのないような試料平行出し治具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、測定する試料を載せる試料台と、試料台を保持する試料ホルダーと、試料ホルダーを保持する試料ホルダー保持具と、からなる試料平行出し治具であって、前記試料ホルダーを前記試料ホルダー保持具の下部に設けたところの試料ホルダーの高さ調節および保持のためのネジ（ネジ穴に勘合したネジ）を回すことにより前記試料台を押し上げ、前記試料台に固定された試料の表面が前記試料台ホルダー保持具の上部に接する位置で、ネジによる押し上げを止めることによって、試料表面と試料台ホルダー保持具の平行出しを行うことができることを特徴とする試料平行出し治具である。

また請求項２に記載の発明は、前記試料ホルダー保持具の上部に試料が押し当てられた状態において、試料表面の測定箇所を前期試料ホルダー保持具の上部が覆わないことを特徴とする請求項１に記載の試料平行出し治具である。

本発明により、試料ホルダーと試料台上面に固定された試料表面を平行に取り付ける事が可能となる。具体的には、試料ホルダーと試料台上面に固定された試料表面を平行に合わせ、試料ホルダーに試料台をネジで取り付ける際に生じる平行からのずれを抑えることが可能である。

試料と試料台を示す概略図である。 試料ホルダーを示す概略図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図、(ｃ)は側面図、（ｄ）は正面図。 本発明による試料平行出し治具の概略図 本発明による試料平行出し治具の上面図 本発明による試料平行出し治具の側面図 本発明による試料平行出し治具の側面図（図５とは反対側）

図１は本発明で使用する試料台１０の上面に試料１を載せた状態を示している。

本発明の試料ホルダー２０を図２に示す。

本発明の試料平行出し治具３０の一例を図３〜５に示す。図３は概略図を、図４は図３の上面図、図５は図３の側面図、図６では図３の反対側から見た側面図を示す。

試料平行出し治具３０は、試料ホルダー２０の上面から押さえる試料ホルダー保持具の上部３１、試料ホルダー２０の下面を支える試料ホルダー保持具の下部３２、試料ホルダー２０の側面に接し試料ホルダー保持具の上部３１と試料ホルダー保持具の下部３２を固定し、試料台１０を試料フォルダー２０に固定する為のネジ穴が形成された側面部３３、試料台１０を試料台１０の底面で支える底面固定ネジ３４からなる。底面固定ネジ３４は試料ホルダー保持具の下部３２に形成されたネジ穴にネジ勘合され、取り付けられる。

試料台１０の試料表面と試料ホルダー保持具の上部３１とが接するまで底面固定ネジ３４を回した位置で、試料台１０を試料ホルダー２０に、試料台１０と試料ホルダー２０を固定するネジ穴２２を介してネジを締め付けることで固定する。このようにして試料表面の平行性を維持したまま固定することが可能となる。

試料平行出し治具３０を構成するそれぞれの部材の材料としては、アクリルやポリカーボネイト等のプラスチック、および金属、木材を用いることができる。

本発明の試料平行出し治具は、各種材料の試料表面を平行に合わせることが可能であり、ナノオーダーの硬度測定の精度向上に利用できる。

１ 試料
１０ 試料台
１１ 試料台上面
２０ 試料ホルダー
２１ 試料台を差し込む円柱状の穴
２２ 試料台と試料ホルダーを固定するネジ穴
３０ 試料平行出し治具
３１ 試料ホルダー保持具の上部
３２ 試料ホルダー保持具の下部
３３ 試料ホルダー保持具の側面部
３４ 底面固定ネジ

Claims (2)

1. 測定する試料を載せる試料台と、試料台を保持する試料ホルダーと、試料ホルダーを保持する試料ホルダー保持具と、からなる試料平行出し治具であって、前記試料ホルダーを前記試料ホルダー保持具の下部に設けたところの試料ホルダーの高さ調節および保持のためのネジ（ネジ穴に勘合したネジ）を回すことにより前記試料台を押し上げ、前記試料台に固定された試料の表面が前記試料台ホルダー保持具の上部に接する位置で、ネジによる押し上げを止めることによって、試料表面と試料台ホルダー保持具の平行出しを行うことができることを特徴とする試料平行出し治具。
2. 前記試料ホルダー保持具の上部に試料が押し当てられた状態において、試料表面の測定箇所を前期試料ホルダー保持具の上部が覆わないことを特徴とする請求項１に記載の試料平行出し治具。

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