JPH10123074A - 熱機械分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各部品を簡単な形状のセラミックスによって
構成することにより、試料１を１０００°Ｃ以上の高温
に加熱しながら、検出棒４を過重により上方に引き上げ
て引っ張り試験を行うことができる熱機械分析装置を提
供する。 【解決手段】 試料１の試料本体１ａをセラミックス製
の上下のチャック２，２の溝２ｃに嵌入させ、この試料
１の両端の肉厚部１ｂ，１ｂをこれらのチャック２，２
の孔２ａ，２ａ内に嵌め込み平面２ｂ，２ｂで係止す
る。これらのチャック２，２は、突起２ｄ，２ｄをセラ
ミックス製の試料支持管３の支持板３ｃの係止溝３ｄ
と、セラミックス製の検出棒４の支持体４ｂの係止溝４
ｃに嵌入させてピン５，５を通すことにより係止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料を加熱して引
っ張り試験を行う熱機械分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱機械分析装置は、フィルムやワイヤ等
の試料を加熱しながら荷重をかけて引っ張ったときのこ
の試料の長さの変化を測定するものである。このため、
従来の熱機械分析装置は、図７に示すように、試料１の
両端をそれぞれ２枚の挟持板６，６で挟持固定し、これ
らの挟持板６，６をそれぞれ試料支持管３の下端の支持
板３ｃと検出棒４の下端の支持体４ｂとに係止して、図
示しない加熱装置によりこの試料１を加熱しながら、検
出棒４を荷重により引き上げるようになっている。上下
の各２枚ずつの挟持板６，６は、一端側に試料１の端を
挟むと共に、他端側にこの試料１の厚さとほぼ等しい径
のロッド７を挟み、これらの挟持板６，６の中央部をボ
ルト８で互いに引き合うように締め付けることにより、
試料１の端をほぼ平行に挟み込んで挟持固定する。そし
て、試料１を試料支持管３の支持板３ｃの係止溝３ｄに
嵌入させることにより、この試料１の下端を挟持固定す
る挟持板６，６の上端を支持板３ｃの下面に当接させて
係止する。また、試料１を検出棒４の支持体４ｂの係止
溝４ｃに嵌入させることにより、この試料１の上端を挟
持固定する挟持板６，６を支持体４ｂの孔４ｅ内に嵌め
込んで係止する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、例えば無機
質の繊維材等の試料１の場合に、温度を室温から１５０
０°Ｃ付近まで上昇させて引っ張り試験を行いたいとい
う要望がある。しかし、上記従来の熱機械分析装置は、
試料支持管３と検出棒４と挟持板６，６等の各部品がス
テンレス鋼等の金属製であり、これらを繰り返し使用し
ようとすると、最高でも６００〜８００°Ｃ程度までし
か加熱することができない。

【０００４】また、試料支持管３と検出棒４を１０００
°Ｃ以上の耐熱性を有するセラミックスで構成したとし
ても、このセラミックスはねじを形成することが極めて
困難であるため、ボルト８やこのボルト８を螺着するね
じ孔を備えた挟持板６までセラミックスで構成すること
は非現実的である。

【０００５】このため、従来の熱機械分析装置は、試料
１の加熱温度が６００〜８００°Ｃ程度までに制限さ
れ、それ以上の例えば１０００°Ｃ以上の高温で引っ張
り試験を行うことができないという問題があった。

【０００６】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、セラミックス製の取付部の溝に、試料の肉厚
の両端部を係止させることにより、この試料を高温に加
熱して引っ張り試験を行うことができる熱機械分析装置
を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の熱機械分
析装置は、試料の両端部を肉厚に形成し、各試料支持部
材の端部の取付部に設けられた溝に、この試料の薄肉部
を嵌入させれば、この試料の端部の肉厚部が取付部の平
面に引っ掛かって係止されるので、この試料の引っ張り
試験を行うことができる。また、この取付部は、ねじを
形成する等の複雑な加工を行う必要がないので、セラミ
ックスによって容易に構成することができる。従って、
試料を例えば１０００°Ｃを超えるような高温に加熱し
て、引っ張り試験を行うことができるようになる。

【０００８】なお、取付部は、試料支持部材の端部に一
体として形成されるものでもよいし、セラミックス製の
別部品として構成し、試料支持部材の端部に係止するよ
うにしてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１０】図１〜図６は本発明の一実施形態を示すも
のであって、図１は熱機械分析装置にチャックと試料を
装着する際の組み立て斜視図、図２は熱機械分析装置に
試料を装着する際の組み立て斜視図、図３は熱機械分析
装置に試料を装着した状態を示す斜視図、図４は熱機械
分析装置に試料を装着した状態を示す正面図、図５は他
の構成の熱機械分析装置に試料を装着した状態を示す正
面図、図６はさらに他の構成の熱機械分析装置に試料を
装着する際の組み立て斜視図である。なお、図７に示し
た従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を
付記する。

【００１１】本実施形態の熱機械分析装置は、図１に示
すように、試料１の両端部をチャック２，２（取付部）
で係止し、これらのチャック２，２を試料支持管３（一
方の試料支持部材）と検出棒４（他方の試料支持部材）
とに係止させる場合について説明する。

【００１２】試料１は、細長い板状の試料本体１ａの両
端部に板厚の厚い肉厚部１ｂ，１ｂを形成したものを用
いる。この試料１の両端の肉厚部１ｂ，１ｂは、それぞ
れチャック２，２に係止される。試料１の上端側の肉厚
部１ｂを係止するチャック２は、ほぼ立方体形状のセラ
ミックスであり、前後方向の両端面に貫通する矩形状の
孔２ａが形成されると共に、この矩形状の孔２ａ内の下
方の平面２ｂの中央部に立方体形状の底面にまで達し、
前後方向の両端縁に開口する溝２ｃが形成されていて、
短いＣチャンネル状をなす。そして、溝２ｃの幅は、試
料１の試料本体１ａの厚さよりも広く、肉厚部１ｂの厚
さよりも狭く形成される。また、孔２ａの幅と高さは、
試料１の肉厚部１ｂの厚さと高さよりもある程度大きく
なっている。従って、試料１の肉厚部１ｂは、このチャ
ック２の孔２ａ内に嵌入することができ、この際、試料
本体１ａは、溝２ｃに嵌まり込む。このチャック２の立
方体形状の上面には、前後方向に長い突起２ｄが形成さ
れ、この突起２ｄの側面のほぼ中央部に貫通孔２ｅが形
成されている。試料１の下端側の肉厚部１ｂを係止する
チャック２も、上端側のチャック２と同様にセラミック
スからなり、上下を逆にした同様の形状をなす。従っ
て、溝２ｃは、チャック２の矩形状の孔２ａ内の上方の
平面２ｂの中央部に立方体形状の上面にまで達するよう
に形成される。

【００１３】試料支持管３は、筒状の筒部３ａを縦に配
置したものであり、この筒部３ａの奥側の一部の側壁３
ｂが下方に引き出され、この側壁３ｂの下端に水平な支
持板３ｃが形成されている。支持板３ｃには、手前側の
端縁部に開口する係止溝３ｄが形成されている。この試
料支持管３の筒部３ａと側壁３ｂと支持板３ｃは、セラ
ミックスにより一体形成されたものである。検出棒４
は、この試料支持管３の筒部３ａ内に挿入された棒状部
４ａの下端にほぼ立方体の支持体４ｂを形成したもので
ある。また、支持体４ｂには、下面に開口する係止溝４
ｃが形成されると共に、この係止溝４ｃ内を通って立方
体の両側面間に通じる貫通孔４ｄが形成されている。こ
の検出棒４の棒状部４ａと支持体４ｂも、セラミックス
により一体形成されたものである。そして、試料支持管
３は、装置本体の固定され、検出棒４は、測定時に荷重
により上方に引き上げられるようになっている。また、
これら試料支持管３や検出棒４の周囲には、図示しない
ヒータが配置され、所定の温度プログラムに従って内部
を加熱することができるようになっている。

【００１４】試料１の上端側を係止するチャック２は、
図２に示すように、上向きの突起２ｄを検出棒４の支持
体４ｂの係止溝４ｃ内に嵌入させると共に、支持体４ｂ
の貫通孔４ｄと突起２ｄの貫通孔２ｅ（図２では図示せ
ず）を通してセラミックス製のピン５を通すことによ
り、この検出棒４に係止される。また、試料１の下端側
を係止するチャック２は、下向きの突起２ｄを試料支持
管３の支持板３ｃの係止溝３ｄ内に嵌入させると共に、
突起２ｄの貫通孔２ｅ（図２では図示せず）にセラミッ
クス製のピン５を通すことにより、この試料支持管３に
係止される。そして、図３に示すように、検出棒４に係
止されたチャック２の孔２ａに試料１の上端側の肉厚部
１ｂを嵌め込むと共に、試料支持管３に係止されたチャ
ック２の孔２ａに下端側の肉厚部１ｂを嵌め込むことに
より試料１の装着を完了する。

【００１５】上記のようにして熱機械分析装置に試料１
を装着すると、ヒータによる加熱を行いながら、検出棒
４を荷重によって上方に引き上げる。すると、図４に示
すように、試料１の上端側の肉厚部１ｂが検出棒４に係
止されたチャック２内の下方の平面２ｂによって上方に
引き上げられると共に、試料１の下端側の肉厚部１ｂが
試料支持管３に係止されたチャック２内の上方の平面２
ｂによって下方に引き留められる。従って、この試料１
は、所定の温度プログラムに従って加熱されながら、引
っ張り試験が行われる。

【００１６】以上説明したように、本実施形態の熱機械
分析装置は、試料１の両端に肉厚部１ｂ，１ｂを形成す
るだけで、この試料１の両端を簡単な形状のチャック
２，２によって確実に係止すると共に、これらのチャッ
ク２，２をそれぞれ簡単な形状の試料支持管３の支持板
３ｃと検出棒４の支持体４ｂに係止して引っ張り試験を
行うことができる。従って、これらチャック２，２と試
料支持管３と検出棒４は、ねじを形成する等の複雑な加
工が不要となるので、耐熱性を有するセラミックによっ
て容易に構成することができ、試料１を１０００°Ｃを
超えるような高温にまで加熱して試験を行うことが可能
となる。

【００１７】なお、上記実施形態では、試料１の長さの
変化に加えてチャック２，２と試料支持管３や検出棒４
の長さの変化も測定結果に含まれることになる。ただ
し、予め試料１と同様の形状の石英板やその他の膨張率
が既知の板材を測定しておけば、チャック２，２と試料
支持管３や検出棒４の長さの変化による影響を知ること
ができるので、これにより試料１の測定結果を補正する
ことができる。

【００１８】また、図５に示すように、検出棒４の支持
体４ｂが試料１の上端側を係止するチャック２の下端面
を当接支持し、試料支持管３の支持板３ｃが試料１の下
端側を係止するチャック２の上端面を当接支持するよう
にすれば、少なくともチャック２，２の長さの変化によ
る測定結果への影響を排除することができる。しかも、
この場合には、チャック２，２や検出棒４の支持体４ｂ
に貫通孔２ｅ，４ｄを形成する必要がなくなるので、セ
ラミックスによる製造がより容易になる。

【００１９】さらに、図６に示すように、検出棒４の支
持体４ｂをチャック２と同様の形状とすれば、この支持
体４ｂと試料支持管３の支持板３ｃによって直接試料１
の両端の肉厚部１ｂ，１ｂを係止できるようになり、チ
ャック２，２も不要とすることができる。この場合、検
出棒４の支持体４ｂと試料支持管３の支持板３ｃが、こ
れら検出棒４と試料支持管３に一体形成された取付部と
なる。

【００２０】さらに、上記実施形態では、試料１を上下
に引っ張る試料支持部材として試料支持管３と検出棒４
を用いたが、この試料支持部材の構成は任意である。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の熱機械分析装置によれば、試料の両端部を肉厚に形成
し、この肉厚部をセラミックス製の各試料支持部材の端
部の取付部に係止させることにより、この試料を例えば
１０００°Ｃ以上の高温に加熱して引っ張り試験を行う
ことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、熱機
械分析装置にチャックと試料を装着する際の組み立て斜
視図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、熱機
械分析装置に試料を装着する際の組み立て斜視図であ
る。

【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、熱機
械分析装置に試料を装着した状態を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、熱機
械分析装置に試料を装着した状態を示す正面図である。

【図５】本発明の一実施形態を示すものであって、他の
構成の熱機械分析装置に試料を装着した状態を示す正面
図である。

【図６】本発明の一実施形態を示すものであって、さら
に他の構成の熱機械分析装置に試料を装着する際の組み
立て斜視図である。

【図７】従来例を示すものであって、熱機械分析装置に
試料を装着する際の組み立て斜視図である。

【符号の説明】

１ 試料 ２ チャック ２ｂ 平面 ２ｃ 溝 ３ 試料支持管 ４ 検出棒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を加熱する加熱手段を備え、この試
   料の引っ張り試験を行う熱機械分析装置において、 試料の両端をそれぞれ支持していずれか一方又は双方を
   離反方向に移動させる試料支持部材がセラミックスから
   なり、かつ、 各試料支持部材の互いに向かい合う側の端部に、移動方
   向にほぼ直交し離反方向側を向く平面を有すると共に、
   この平面側から離反方向の反対側の面にまで達し少なく
   ともいずれかの端縁に開口する溝が設けられた取付部が
   一体として形成され、又は、セラミックス製の別部品と
   して係止されたことを特徴とする熱機械分析装置。