JPH02227647A - 熱機械分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、試料（半導体、セラミック、樹脂ｅｔｃ等
の材料）を加熱し非振動的荷重を加えて試料の化学的或
いは物理的変化に伴う効果を測定する熱機械分析装置に
関する。

〔従来の技術〕

熱機械分析装置で試料の熱分析を行う場合、試料は検出
棒を直接接触させた状態で加熱され、また検出棒を介し
て圧縮荷重や引張荷重が加えられ該試料の寸法変化が測
定される。試料の膨張、収縮の検出は検出棒の途中に連
結した差動トランスコアの周囲に差動トランスコイルを
配置し該差動トランスコアの移動を電気的に検出して測
定するという方法で行われる。試料への荷重は検出棒に
装着したフォースコイルの周囲に磁石を配置し、該フォ
ースコイルに電流を流し生じる電磁力にょって行う。

従来、このような熱機械分析装置において試料を設置し
加熱する場合は試料支持管内に測定試料を置き、該試料
が炉内のほぼ中央に位置するように電気炉を移動させて
加熱する。そして初期試料長さ変化により電気炉と試料
との相対位置が変化した場合、電気炉の停止位置は目盛
りで見ながら手動により移動させて適宜決めていた。或
いは初期試料長さ変化による電気炉と試料との相対的位
置変化は無視して試料測定を行っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

試料を設置する場合、上記するように電気炉と試料の初
期長さが変化した場合、オペレータが試料長さの変更ご
とに手動によって電気炉停止位置を変更しなければなら
ないのは煩わしさに耐え得ないないし、若し設置間違い
をした場合測定された温度と実際の試料温度の差が大き
くなり正確な分析が出来ない、また、初期試料長さ変化
による電気炉と試料との相対的位置変化を無視して試料
測定を行うと初期試料長さの変化が炉の温度分布に比較
して大きい場合、同様の問題が生じやはり正確な分析が
出来なくなる。

この発明はかかる課題を解決するためになされたもので
ありその目的とするところは、試料を設置した後でも炉
の移動、停止を自動的に行うことが出来、その結果試料
の初期長さが変化した時でも電気炉の中心と試料との相
対位置が常に一定となる熱機械分析装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この発明は上記する課題を解決するために、熱機
械分析装置が、固定ブロックに対して上下移動可能であ
り試料に荷重をかけ且つ試料長さの変化を検出する検出
棒をバネを介して懸吊した移動ブロックと、駆動手段に
より移動させることにより前記固定ブロックに装着した
支持管内の試料を着脱可能に設置する電気炉と、前記固
定ブロックに固定され前記移動ブロックを駆動する駆動
手段と、該駆動手段によって駆動される減速機構により
移動量が前記移動ブロックの量分の一となる軸と、一方
は該軸に固定され他方は固定部に固定されるフォトイン
クラブタと、前記電気炉と一体に移動し且つ前記軸に固
定されたフォトインタラプタに位置したとき該電気炉の
駆動手段を停止させるシャッターとよりなることを特徴
とする。

〔作　用〕

初期試料長さが変化した場合、試料にかかる検出棒の荷
重をゼロとするため該検出棒を初期試料長さの変化量分
だけ移動させる。このため固定ブロックに固定された駆
動手段を作動させ移動ブロックを試料初期長さの変化量
分移動させると該移動ブロックを介して検出棒も同量移
動□する。同時に減速機構により、軸に固定したフォト
インタラプタも移動ブロックの移動量の量分の−だけ同
方向に移動する。この時試料は電気炉の中央部に位置し
なくなるが該電気炉とシャッターとは一体となって移動
するので該電気炉を駆動手段により移動させシャッター
を検出棒の量分の一移動させると、前記軸に固定したフ
ォトインタラプタの位置に来るので該電気炉の駆動手段
は停止し、試料はその初期長さが変化しても常に電気炉
の中央部に位置することになる。

〔実施例〕

以下、この発明の具体的実施例について図面を参照して
説明する。

第１図はこの発明にかかる熱機械分析装置の縦断面図で
ある。この図で１は電気炉であって内部に試料２を設置
した試料支持管３が配置される。

この電気炉ｌは駆動手段（図は省略）によって上下に移
動するようにしてあり、上に移動させた時バネ４を介し
て固定ブロック５に接合させるようになっている。

６は前記試料２に直接接触させる検出棒であって途中で
差動トランスコア７を連結してあり、該差動トランスコ
ア７の周囲には差動トランスコイル８が配置しである。

即ち、電気炉１内に置かれた試料２の変形量は検出棒６
の移動量として差動トランスコア７と差動トランスコイ
ル８により電気信号に変換されるようになっている。更
に検出棒６にはフォースコイル９が取付けられ、該フォ
ースコイル９の周囲には永久磁石１０が設置され、該フ
ォースコイル９に適当な電流を流すことにより前記検出
棒６を介して試料２に圧縮或いは引張荷重が加えられる
。

１１はバネであって、前記検出棒６と差動トランスコア
７とフォースコイル９との合計重量をキヤンセルし、フ
ォースコイル９に電流が流れない場合には検出棒６に接
する試料２にかかる荷重はほぼゼロとなる。１２は上下
に移動可能な移動ブロックであって前記差動トランスコ
イル８、永久磁石ｌＯが設置されている。該移動ブロッ
ク１２は前記固定ブロック５に固定したマイクロメータ
１３（駆動手段として作動する）によって移動させる。

この場合の移動はマイクロメータ１３の軸１４と移動ブ
ロック１２とを螺合させておき該軸１４の回転により行
う。

前記ブロック５には軸１５を貫通摺動させ下端部にフォ
トインタラプタ１６が固定しである。更に該軸１５には
プーリ１７を螺合させ、該プーリ１７の回転により該フ
ォトインタラプタ１６は上下に移動するようになってい
る。また前記軸１４にはプーリ１８が嵌着され、該プー
リ１８の２回転に対して前記プーリ１７は１回転するよ
うタイミングベルト１９を巻装しである。即ち、これら
プーリとタイミングベルト１９とは減速機構であって前
記マイクロメータ１３による移動ブロック１２の移動量
に対してフォトインタラプタ１６はその量分の一移動す
るようにしである。２０は固定部に設置されたフォトイ
ンタラプタである。

次に、図において２１は電気炉ｌの支持金具（図は省略
）に取付けられたシャッターであって、該電気炉１を駆
動手段のモータにより上下移動させ、該シャッター２１
が前記フォトインタラプタ２０の位置にあるとき試料が
試料支持管３に置かれ、フォトインタラプタ１６の位置
にあるとき電気炉１は停止して電気が流れる状態となり
分析が行われる。

この発明にかかる熱機械分析装置は以上のような構成か
らなるが、次に初期試料長さの変更に対する電気炉１と
試料２との位置関係について説明する。

初期試料長さが変化した場合、試料２にかかる検出棒６
の荷重をゼロとするため該検出棒６を移動させる必要が
あるが、この場合初期試料長さの変化量分だけ移動させ
れば良い。このためマイクロメータ１３を駆動させて移
動ブロック１２を試料初期長さの変化量分移動させると
該移動ブロック１２を介して検出棒６も同量移動する。

同時にフォトインタラプタ１６は移動ブロック１２の移
動量の量分の−だけ同方向に自動的に移動することにな
る。

しかし試料２は電気炉ｌの中央部に位置しなくなるので
電気炉ｌの中央部に該試料２を位置させるためには該電
気炉１は初期試料長さの変化量の量分の−だけ移動させ
る必要がある。ところが電気炉１とシャッター２１とは
一体となって移動しシャッター２１はフォトインタラプ
タ１６の位置に来たときに電気炉ｌが停止するので自動
的に試料２は電気炉ｌの中央部に位置することになる。

即ち、駆動手段のモータを駆動し電気炉ｌを上下移動さ
せシャッター２１がフォトインタラプタ１６の位置に来
た時モータが停止するようにすると試料２はその初期長
さが変化しても常に電気炉１の中央部に位置することに
なる。

尚、この実施例において移動ブロック１２を駆動する駆
動手段はマイクロメータでな（他の駆動モータであって
も良く、電気炉ｌを作動させる駆動手段はモータだけで
なくエアシリンダや油圧シリンダ等であっても良い。ま
た減速機構（減速手段）はプーリとタイミングベルトだ
けでなく歯車機構によるものであっても良い。

〔発明の効果〕

この発明にかかる熱機械分析装置は以上詳述したような
構成としたので、試料の初期長さが変化しても試料の設
置位置は常に電気炉内の中央部に位置することになる。

従って試料長さの変更による試料設置ミスがなくなり測
温精度のバラ付きは改善される。また、試料の設置作業
も簡単になり試料初期長さが変化した場合でも電気炉内
の中央に試料を設置する煩わしさからも開放される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる熱機械分析装置の縦断面図で
ある。 １・−・電気炉　　２−試料　　３−・・試料支持管４
・−・バネ　　５−・−・固定ブロック　　６−・検出
棒１１−バネ　　１２・−移動ブロック ｌ３・−・マイクロメータ　　１４．１５・−・軸１６
．２０−フォトインタラプタ １７．１８・・−・プーリ　　１９−タイミングベルト
２１−・・シャッター 出願人　株式会社　島　津　製　作　所代理人　弁理士
　　河　崎　眞　樹

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定ブロックに対して上下移動可能であり試料に
   荷重をかけ且つ試料長さの変化を検出する検出棒をバネ
   を介して懸吊した移動ブロックと、駆動手段により移動
   させることにより前記固定ブロックに装着した支持管内
   の試料を着脱可能に設置する電気炉と、前記固定ブロッ
   クに固定され前記移動ブロックを駆動する駆動手段と、
   該駆動手段によって駆動される減速機構により移動量が
   前記移動ブロックの二分の一となる軸と、一方は該軸に
   固定され他方は固定部に固定されるフォトインタラプタ
   と、前記電気炉と一体に移動し且つ前記軸に固定された
   フォトインタラプタに位置したとき該電気炉の駆動手段
   を停止させるシャッターとよりなることを特徴とする熱
   機械分析装置。