JPH076520Y2

JPH076520Y2 - 熱膨張係数測定装置

Info

Publication number: JPH076520Y2
Application number: JP338889U
Authority: JP
Inventors: 聡 ▲槇▼
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1995-02-15
Anticipated expiration: 2004-01-13
Also published as: JPH0295843U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は熱膨張係数測定装置、特にガラスなどの変位
量の大きな物質に用いられる熱膨張係数測定装置であ
る。

（従来の技術）従来における熱膨張係数測定装置の一例として、第３図
に示するような構造のものが知られている。

この従来の熱膨張係数測定装置１は、固定部２と、この
固定部２との間で標準試料Ａおよび測定試料Ｗをそれぞ
れ保持する一対の可動部３（3a,3b）と、両可動部３（3
a,3b）間に配設されて、両者の相対的な移動量を検出す
る差動トランス４と、前記各可動部に連設されて、これ
らの可動部３（3a,3b）から前記各試料Ａ・Ｗへ与えら
れる保持力の調整をなす保持力調整手段５（5a,5b）
と、前記各試料Ａ・Ｗを加熱するヒータＨとを備え、前
記各保持力調整手段5a,5bは支点Ｓ回りに回動自在に配
設されたてこ６（6a,6b）と、このてこ６（6a,6b）の一
端部に設けられたバランスウエイト７（7a,7b）と、こ
のバランスウエイト７（7a,7b）の近傍に設けられた微
調整用のバランスウエイト８（8a,8b）とからなり、こ
のてこ６（6a,6b）の他端部に前記各可動部３（3a,3b）
が係合させられている。

そして、この熱膨張係数測定装置１は固定部２と各可動
部３（3a,3b）との間に、それぞれ標準試料Ａおよび測
定試料Ｗを保持させるとともに、各バランスウエイト７
（7a,7b）、８（8a,8b）により、可動部３（3a,3b）か
ら各試料Ａ・Ｗへ作用する保持力がほぼ零となるように
調整し、次いで、ヒータＨにより各試料Ａ・Ｗを加熱
し、この加熱によつて生じる両試料Ａ・Ｗ間の伸び量の
差を、これらを保持する可動部３（3a,3b）間の相対移
動量として前記差動トランス４により電気的に検出し、
このデータと標準試料Ａの特性とにより、前記測定試料
Ｗの熱膨張係数を算出するようにしている。

（考案が解決しようとする問題）上記の熱膨張係数測定装置１においては、各試料Ａ・Ｗ
に与える保持力調整の手段として天秤構造をとつている
ことから、特に測定試料Ｗの変位量が大きい場合、てこ
６の回動量が大きくなつて測定試料Ｗへ設定された保持
力が変化することになり、また、可動部３（3a,3b）が
傾斜して保持力の作用線と測定試料Ｗの伸び方向とがず
れてしまうことが想定される。

したがつて、伸び量の大きな測定試料Ｗへの適用、ある
いは、軟化点以降の粘性領域における測定が制限され
る。

さらに、固定部２と支点Ｓとの距離がほぼ一義的に設定
されており、かつ、前記保持力設定のためにてこ６を水
平状態としなければならないことから、前記固定部２と
可動部３（3a,3b）との間の距離もおのずと規制されて
しまう。

このため、測定試料Ｗの形状は制限され、長尺な試料へ
の適用は困難となる。

特に、精度を要求される測定においては、前記諸条件の
変化を厳しく管理しなければならないため、標準試料Ａ
ならびに測定試料Ｗの形状を定形に合わせて作成しなけ
ればならず測定に用する作業が煩雑化する。

このように、従来の技術においては種々の不具合があ
り、その対策が望まれている。

本考案は、以上のような問題を解決しようとするもので
ある。

（問題を解決するための手段）この考案に係る熱膨張測定装置は、測定試料の上端部を
支持する固定部、および前記測定試料の下端部を支持す
るとともに、測定試料の熱変形に伴つて移動させられる
可動部を備えた試料保持手段と、前記可動部に連設させ
てその移動量を検出する移動量検出手段と前記可動部を
介して測定試料へ保持力を与える保持力調整手段とから
なり、前記保持力調整手段は液槽と、この液槽内に空洞
の容積を増減し得るフロートとを備えていることを特徴
とする。

（作用）本考案の熱膨張係数測定装置は、測定試料に与える保持
力の調整を、フロート内部の空洞の容積を変えることに
より増減する浮力によつて発生させられる上向きの外力
を、可動部の重量、測定試料の重量からなる下向きの外
力とバランスをとることによつて行うものである。

（実施例）以下、本考案の一実施例を第１図，第２図に基づき説明
する。

第１図は、本実施例に係わる熱膨張係数測定装置を示
し、装置本体Ｂに固定された固定部11、およびこの固定
部11との間で測定試料Ｗを保持し、かつ、この測定試料
Ｗの伸縮量に応じ、その伸縮方向に移させられる可動部
12とからなる試料保持手段10と、前記可動部12に連設さ
れてその移動量を検出する移動量検出手段９と、前記可
動部12から前期測定試料Ｗへ加えられる保持力調整手段
15とからなつている。前記保持力調整手段15は、前記装
置本体Ｂに固定された液槽13と、この液槽13内の液中に
投入されて、その浮力により前記可動部12に測定試料Ｗ
を押圧する方向の外力を調整出来るフロート14とから構
成されている。

次いでこれらの詳細について説明すれば、前記固定部11
は、本体Ｂに垂直方向に沿つて固定された案内管16と、
この上方に固定され、測定試料の一端を保持する支持板
17によつて構成されている。前記案内管16内には、可動
部12を構成し上下の移動が出来、測定試料の他端部を保
持する支持棒18がある。

そして、この支持棒18の下方には、空間部を形成する枠
体19が取り付けられている。

また、差動トランスのフイールド20は本体Ｂへ固定され
ている。

したがつて、固定部11と可動部12とに相対的な移動が生
じた場合、コア21とフイールド20との相対移動が同時に
行われるようになつている。

保持力調整手段15を構成する液槽13は、前期枠体19によ
つて形成された空間内に適宜な間隔を形成した状態で配
設され、その上方が開口しているとともに、内部に水あ
るいはシリコンオイル等の液体Ｌが貯留されている。

フロート14は、前記支持棒18と同軸となるように突設さ
れた連結棒27に取り付けられた円盤28から降られた３本
の連結棒22に取り付けられており、前記液体Ｌ中に没入
された状態において生じる浮力により、支持棒18をその
長さ方向へ押し上げるようになつている。

そして、このフロート14は支持棒18、枠体19、コア21、
および測定試料Ｗの全重量を押し上げ、測定試料Ｗに対
して負荷が0.5〜1.5gの値になるように設定する必要が
ある。その設定方法は、第２図の保持力調整ねじ23を回
すことにより円盤24を上下させ空間25の容積を変化させ
る。その空間25内の気圧を一定に保つため、ねじ23は管
状であり、空気の出入りを可能にしている。このよう
に、ねじ23を回すことにより空間25の容積は増減しフロ
ート14全体の浮力を変化させることにより、測定試料に
対する負荷の値の設定を行う。

このように構成された本実施例の熱膨張係数測定装置に
よれば、測定試料Ｗなどを押し上げるために必要な浮力
の調節がフロート14に設けられた空間25の容積の増減に
より行うことが出来るため、バランスウエイトなどを使
用する必要がなくなる。

また、ねじ23を回すだけで良いことから浮力の調節が容
易に行われる。

次いで、熱膨張係数を測定する際の手順について説明す
れば以下の通りである。

支持棒18、枠体19、差動トランスのコア21等の重量をフ
ロート14によつて発生している浮力とバランスさせ、試
料保持手段10の保持力を零とする。

次に標準試料Ａを装着した後に空間25の容積を漸次減ら
すことにより、標準試料Ａに0.5〜1.5gの負荷を与え
る。

この状態においてヒータＨを駆動して標準試料Ａを加熱
すると標準試料Ａの熱膨張によつて支持棒18、枠体19、
フロート14が押し下げられるとともに、コア21も押し下
げられてフイールド20との相対移動が起こり、標準試料
Ａの熱膨張量が電気的に検出される。このような操作を
加熱温度を順次変化させながら行うことにより、標準試
料Ａの温度と熱膨張量との関係が得られ、これをもと
に、熱膨張測定装置の機械特性が得られる。

次に、標準試料Ａと代えて測定試料Ｗを同様の手順で測
定する。そして、この測定結果に対し、標準試料Ａに対
する測定操作から得られた熱膨張測定装置の機械特性に
基づく補正を加味した演算により、測定試料Ｗの熱膨張
係数が算出される。

このような測定に際し、試料Ａ（Ｗ）の伸縮方向と、与
えられる保持力の作用方向が一直線になることから、可
動部12の移動量や移動位置に拘わりなく、試料Ａ（Ｗ）
に、一定した保持力が一定した方向から与えられる。

したがつて、可動部12の移動量が大きく取れることとな
り、長尺物等、不定形な試料であつても測定が可能とな
る。

また、大きな変位量が生じた場合においても、可動部12
の許容移動量が大きいことなどから広い変位量の範囲で
の測定が可能となる。

さらに不定形の試料でよいから試料の加工が不要とな
る。

なお、前記実施例において示した各構成部材の形状等は
一例であつて設計要求等に基づき種々変更可能である。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、試料に対する保持
力調整手段として、装着本体に固定された液槽とこの液
槽内に没入されている、容積の増減により浮力を調節出
来るフロートを用いたことにより、バランスウエイトな
どを使わずに容易に保持力を調等することが出来る。

また、このことにより可動部の移動位置に拘わらず試料
へ与える保持力の大きさや作用方向などの諸条件を一定
に保持することが出来、この結果、変位量の大きな試料
等の測定を可能にする。しかも同様な理由から不定形な
試料や長尺な試料の測定も可能となることから試料の加
工が不要とすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す概略図、第２図はフ
ロートの構造を説明する拡大説明図、第３図は従来の一
構造例を示す概略図である。 10……試料保持手段、11……固定部、12……可動部、13
……液槽、14……フロート、15……保持力調整手段、16
……案内管、17……支持板、18……支持棒、19……枠
体、20……フイールド、21……コア、22……連結棒、23
……保持力調整ねじ、24……保持力調整盤

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】測定試料の上端部を支持する固定部、およ
び前記測定試料の下端部を支持するとともに、測定試料
の熱変形に伴つて移動させられる可動部を備えた試料保
持手段と、前記可動部に連設させてその移動量を検出す
る移動量検出手段と、前記可動部を介して測定試料へ保
持力を与える保持力調整手段とからなり、前記保持力調
整手段は、液槽と、この液槽内に空洞の容積を増減し得
るフロートとを備えていることを特徴とする熱膨張係数
測定装置。