(57)【要約】【課題】加熱時や冷却時に各部材に応力が生じにくく、かつ、ヒートシンクにおいて温度分布にばらつきが生じにくい熱伝達機構及びこれを備えた熱分析装置を提供する。【解決手段】ヒートシンク２及び冷却源４の間で熱を伝達するための熱伝達部５に開口部５１を形成して、部分的に断面積を縮小させることにより、熱抵抗部５２を形成する。熱伝達部５の一部を利用して熱抵抗部５２を形成することができるため、各部材の線膨張係数の差や温度差などに起因して、加熱時や冷却時に各部材に応力が生じにくい。また、接合状態の不均等が生じにくいため、ヒートシンクにおいて温度分布にばらつきが生じにくい。【選択図】  図１Ａ
2014159976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定試料及び基準物質が収容されるヒートシンクと、
前記ヒートシンクを加熱するためのヒータと、
前記ヒートシンクを冷却するための冷却源と、
前記ヒートシンク及び前記冷却源の間で熱を伝達するための熱伝達部とを備え、
前記ヒートシンク及び前記熱伝達部の少なくとも一方には、開口部又は凹部が形成されて部分的に断面積が縮小されることにより、熱抵抗部が形成されていることを特徴とする熱伝達機構。
【請求項２】
前記ヒートシンクには、被測定試料が載置される被測定試料載置部、及び、基準物質が載置される基準物質載置部が、中心線に対して対称に設けられており、
前記熱抵抗部は、前記中心線に対して対称となるような配置で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝達機構。
【請求項３】
前記ヒートシンク及び前記熱伝達部が一体的に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱伝達機構。
【請求項４】
被測定試料及び基準物質を用いて熱分析を行うための熱分析装置であって、
請求項１〜３のいずれかに記載の熱伝達機構を備えたことを特徴とする熱分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定試料及び基準物質が収容されるヒートシンクを備えた熱伝達機構及びこれを備えた熱分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
示差走査熱量計（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimeter）などの熱分析装置には、例えばヒータにより加熱されるヒートシンクが備えられており、当該ヒートシンクに被測定試料及び基準物質が収容されるようになっている（例えば、下記特許文献１及び２参照）。
【０００３】
特許文献１に開示された構成では、ヒートシンク１０の下方に冷却ブロック（熱伝達部）２０が配置されている。分析時には、ヒータ１２によりヒートシンク１０を加熱することができるだけでなく、冷却ブロック２０を介してヒートシンク１０及び冷却源の間で熱を伝達することにより、ヒートシンク１０を冷却することができるようになっている。
【０００４】
ヒートシンク１０と冷却ブロック２０との間には、熱抵抗体１４が配置されている。熱抵抗体１４は円筒状に形成されており、上端面がヒートシンク１０にロウ付けされるとともに、下端面が冷却ブロック２０にロウ付けされている。この例では、熱抵抗体１４は鉄により形成されている。これに対して、ヒートシンク１０は銀などにより形成され、冷却ブロック２０は銅又はアルミニウムなどにより形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９０８０７号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような特許文献１に開示された構成では、熱抵抗体１４とヒートシンク１０との接合面、及び、熱抵抗体１４と冷却ブロック２０との接合面が、それぞれ異種金属同士の接合面となっている。そのため、各部材の線膨張係数の差に起因して、加熱時や冷却時に各部材に応力が生じるという問題がある。この場合、加熱及び冷却を繰り返し行うことにより、熱抵抗体１４が接合面において剥離してしまうなどの弊害が生じるおそれがある。
【０００７】
また、加熱時には、ヒートシンク１０の温度が例えば６００℃程度まで上昇するのに対して、冷却ブロック２０の温度が例えば０℃程度と低いため、熱抵抗体１４の上端と下端とで温度差が極めて大きい。そのため、線膨張係数の差だけでなく、上記のような温度差の影響も相俟って、各部材に生じる応力がさらに大きくなるという問題がある。
【０００８】
特許文献２に開示された構成では、炉ブロックアセンブリ（ヒートシンク）１と冷却フランジ（熱伝達部）１０との間に熱抵抗器９が配置されている点で、上記特許文献１に開示された構成と一致している。ただし、特許文献２においては、熱抵抗器９が円筒状ではなく、複数の薄部材３１により形成されている点で、上記特許文献１に開示された構成とは異なっている。
【０００９】
このように、熱抵抗器９を複数の薄部材３１により形成した場合には、これらの薄部材３１の変形により、線膨張係数の差に起因して各部材に生じる応力を吸収することができる可能性がある。しかしながら、複数の薄部材３１を炉ブロックアセンブリ１及び冷却フランジ１０にそれぞれ接合した場合には、接合状態が不均等になりやすく、炉ブロックアセンブリ１において温度分布にばらつきが生じるおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、加熱時や冷却時に各部材に応力が生じにくく、かつ、ヒートシンクにおいて温度分布にばらつきが生じにくい熱伝達機構及びこれを備えた熱分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る熱伝達機構は、被測定試料及び基準物質が収容されるヒートシンクと、前記ヒートシンクを加熱するためのヒータと、前記ヒートシンクを冷却するための冷却源と、前記ヒートシンク及び前記冷却源の間で熱を伝達するための熱伝達部とを備え、前記ヒートシンク及び前記熱伝達部の少なくとも一方には、開口部又は凹部が形成されて部分的に断面積が縮小されることにより、熱抵抗部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、ヒートシンク及び熱伝達部の少なくとも一方に、その一部を利用して熱抵抗部を形成することができる。これにより、ヒートシンクと熱伝達部との間に、別部材として熱抵抗体が設けられている場合とは異なり、各部材の線膨張係数の差や温度差などに起因して、加熱時や冷却時に各部材に応力が生じにくい。
【００１３】
また、ヒートシンクと熱伝達部との間に、別部材として熱抵抗体が設けられている場合とは異なり、ヒートシンク及び熱伝達部に対する熱抵抗体の接合状態が不均等になるといったことがないため、ヒートシンクにおいて温度分布にばらつきが生じにくい。
【００１４】
特に、ヒートシンク及び熱伝達部の少なくとも一方に、開口部又は凹部を形成して部分的に断面積を縮小させるだけの構成であるため、別部材として熱抵抗体が設けられている場合と比較して、構成が簡単であり、低コストで上記効果を奏することができる。
【００１５】
前記熱抵抗部は、０．１〜１０Ｋ／Ｗの熱抵抗を有するように開口部又は凹部が形成されていることが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、被測定試料及び基準物質が収容されるヒートシンクを備えた熱伝達機構において、適度な熱抵抗を有する熱抵抗部を形成することができるため、熱抵抗部を効果的に機能させることができる。
【００１７】
前記ヒートシンクには、被測定試料が載置される被測定試料載置部、及び、基準物質が載置される基準物質載置部が、中心線に対して対称に設けられていてもよい。この場合、前記熱抵抗部は、前記中心線に対して対称となるような配置で形成されていてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、被測定試料載置部と基準物質載置部との間の中心線に対して、対称となるような配置で熱抵抗部が形成されているため、被測定試料載置部側と基準物質載置部側とで温度分布にばらつきが生じるのを効果的に防止することができる。
【００１９】
前記ヒートシンク及び前記熱伝達部が一体的に形成されていてもよい。
【００２０】
このような構成によれば、ヒートシンクと熱伝達部との間に接合面がないため、接合状態の不均等が生じにくく、ヒートシンクにおいて温度分布にばらつきが生じるのをさらに効果的に防止することができる。
【００２１】
本発明に係る熱分析装置は、被測定試料及び基準物質を用いて熱分析を行うための熱分析装置であって、前記熱伝達機構を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ヒートシンク及び熱伝達部の少なくとも一方に、その一部を利用して熱抵抗部を形成することができるため、各部材の線膨張係数の差や温度差などに起因して、加熱時や冷却時に各部材に応力が生じにくい。また、本発明によれば、接合状態の不均等が生じにくいため、ヒートシンクにおいて温度分布にばらつきが生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る熱伝達機構を備えた熱分析装置の構成例を示す平面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの熱伝達機構における中心線Ｌ１に沿った断面図である。
【図２Ａ】熱伝達機構の第１変形例を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの熱伝達機構における中心線Ｌ１に沿った断面図である。
【図３】熱伝達機構の第２変形例を示す平面図である。
【図４Ａ】別の実施形態に係る熱伝達機構を備えた熱分析装置の構成例を示す平面図である。
【図４Ｂ】図４Ａの熱伝達機構における中心線Ｌ１０１に沿った断面図である。
【図５】さらに別の実施形態に係る熱伝達機構を備えた熱分析装置の構成例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１Ａは、本発明の一実施形態に係る熱伝達機構１を備えた熱分析装置の構成例を示す平面図である。図１Ｂは、図１Ａの熱伝達機構１における中心線Ｌ１に沿った断面図である。この熱分析装置は、例えば示差走査熱量計であって、被測定試料及び基準物質を用いて熱分析を行う。例えば、示差走査熱量計を用いることにより、被測定試料が融解する際などに生じる温度変化に基づいて、被測定試料及び基準物質の熱量差を測定することができる。
【００２５】
この熱伝達機構１には、ヒートシンク２、ヒータ３、冷却源４及び熱伝達部５などが備えられている。被測定試料及び基準物質は、ヒートシンク２内に収容される。ヒートシンク２内の被測定試料及び基準物質は、ヒータ３により加熱することができるとともに、冷却源４により冷却することができる。
【００２６】
ヒートシンク２は、水平方向に延びる載置台２１と、載置台２１の外周を囲む円筒状の周壁２２と、周壁２２の下端部から径方向に張り出した円環状のフランジ部２３とを有し、平面視において円形状に形成されている。この例では、図１Ｂに示すように、フランジ部２３の下部が分離可能な下板２４を構成しており、載置台２１が汚れた場合などには、ヒートシンク２における下板２４よりも上側の部分を取り外して、洗浄又は交換することができるようになっている。
【００２７】
ヒートシンク２は、例えば銅により形成されている。ただし、ヒートシンク２の材料は、銅に限られるものではなく、熱伝導率が高い材料であれば、銀などの他の材料でヒートシンク２を形成することも可能である。また、ヒートシンク２は、上記のように複数（例えば２つ）の部品に分割された構成に限らず、１つの部品により構成されていてもよい。
【００２８】
載置台２１には、中心線Ｌ１を挟んで両側に、被測定試料載置部２１１及び基準物質載置部２１２が対称に設けられている。被測定試料載置部２１１及び基準物質載置部２１２は、例えば円形状の平坦面により形成されており、互いに近接するように水平面上に並べて配置されている。
【００２９】
被測定試料載置部２１１には、測定対象となる試料（被測定試料）が載置される。一方、基準物質載置部２１２には、例えばアルミナなどの基準となる物質（基準物質）が載置される。分析時には、図１Ｂに示すように、ヒートシンク２の周壁２２の上端部が蓋６で覆われることにより、被測定試料及び基準物質が外気の影響を受けにくくなるような構成となっている。
【００３０】
ヒートシンク２における被測定試料載置部２１１及び基準物質載置部２１２の裏側（下面）には、それぞれ熱電対７が接続されている。各熱電対７は、ヒートシンク２の下部から突出するように垂直方向に延びている。これらの熱電対７を介して被測定試料載置部２１１及び基準物質載置部２１２の温度を検出することにより、その温度変化に基づいて被測定試料及び基準物質の熱量差を測定することができる。
【００３１】
ヒータ３は、例えばシーズヒータからなり、金属チューブの中に絶縁材を挟んでニクロム線などの発熱体が収容されることにより構成されている。ヒータ３は、水平面内で巻回された状態で、ヒートシンク２と熱伝達部５との間に挟まれている。これにより、ヒータ３でヒートシンク２を加熱し、ヒートシンク２内の被測定試料及び基準物質を加熱することができるようになっている。ヒータ３による加熱時には、ヒートシンク２の温度が、例えば６００℃程度の高温まで上昇する。
【００３２】
冷却源４は、ヒートシンク２を冷却するためのものであり、例えば液体窒素などの冷媒が収容されている。ただし、冷却源４は、液体窒素を利用するものに限らず、電子冷却機などの他の構成によるものであってもよい。熱伝達部５は、一端部に冷却源４が接続されるとともに、他端部にヒータ３を介してヒートシンク２が接続されることにより、ヒートシンク２及び冷却源４の間で熱を伝達することができるようになっている。これにより、冷却源４及び熱伝達部５でヒートシンク２を冷却し、ヒートシンク２内の被測定試料及び基準物質を冷却することができるようになっている。熱伝達部５の温度は、例えば０℃程度の低温となる。
【００３３】
熱伝達部５は、例えば銅により形成されている。ただし、熱伝達部５の材料は、銅に限られるものではなく、熱伝導率が高い材料であれば、銀などの他の材料で熱伝達部５を形成することも可能である。また、ヒートシンク２及び熱伝達部５は、同一材料で形成された構成に限らず、異種材料により形成された構成であってもよい。この例では、熱伝達部５が水平方向に延びる矩形状の板状部材により形成されているが、これに限られるものではなく、熱伝達部５が他の形状により形成されていてもよい。
【００３４】
熱伝達機構１において互いに分離している部材間の連結は、固定ねじなどの固定具を用いて行うことができる。例えば、ヒートシンク２及び熱伝達部５は、これらの間にヒータ３を挟んだ状態で、ヒートシンク２側又は熱伝達部５側の一方側から他方側に固定ねじをねじ込むことにより連結することができる。また、ヒートシンク２の下板２４についても、例えばヒートシンク２の上方側から固定ねじをねじ込んで、下板２４に連結することにより固定することができる。
【００３５】
ただし、熱伝達機構１において互いに分離している部材は、固定ねじに限らず、ロウ付けや溶接などの他の任意の手段で連結されていてもよい。また、互いに分離している部材間には、図示しないロウ材等、他の部材や材料が介在していてもよい。
【００３６】
本実施形態では、熱伝達部５に開口部５１が形成され、中心線Ｌ１に直交する方向の断面積が部分的に縮小されることにより、開口部５１における中心線Ｌ１に直交する方向の両側に、それぞれ熱抵抗部５２が形成されている。この例では、熱伝達部５の中央部に矩形状の開口部５１が形成されることにより、２つの熱抵抗部５２が、中心線Ｌ１に対して対称となるような配置で形成されている。
【００３７】
各熱抵抗部５２は、例えば中心線Ｌ１に平行な細長い棒状に形成されている。各熱抵抗部５２における中心線Ｌ１に直交する方向の断面は、例えば矩形状となっている。各熱抵抗部５２が有する熱抵抗は、各熱抵抗部５２の断面積及び長さにより規定することができる。この例では、２つの熱抵抗部５２により３Ｋ／Ｗ程度の熱抵抗が生じるように、開口部５１が形成されている。
【００３８】
ただし、開口部５１の形状は矩形状に限られるものではない。また、各熱抵抗部５２の形状についても、断面が矩形状からなる細長い棒状に限られるものではない。さらに、開口部５１のように熱伝達部５を貫通するような形状に限らず、例えば熱伝達部５を貫通しない凹部を形成して、熱伝達部５の断面積を部分的に縮小することにより、熱抵抗部が形成されるような構成であってもよい。
【００３９】
熱抵抗部５２が有する熱抵抗は、上記値に限られるものではないが、全体で０．１〜１０Ｋ／Ｗの熱抵抗を有するように開口部５１が形成されていることが好ましい。これにより、被測定試料及び基準物質が収容されるヒートシンク２を備えた熱伝達機構１において、適度な熱抵抗を有する熱抵抗部５２を形成することができるため、熱抵抗部５２を効果的に機能させることができる。
【００４０】
上記のような熱抵抗部５２の熱抵抗は、ヒータ３からヒートシンク２への供給熱量と、ヒートシンク２からの熱伝達部５を介した放熱量との関係に基づいて設定することができる。具体的には、ヒータ３を既定値まで通電したときに、ヒータ３からヒートシンク２への供給熱量が、ヒートシンク２からの熱伝達部５を介した放熱量を上回るように、熱抵抗部５２の熱抵抗が設定される。
【００４１】
これにより、ヒータ３を既定値まで通電すればヒートシンク２を加熱することができ、ヒータ３への通電量を既定値よりも減少させればヒートシンク２を冷却することができる。したがって、ヒータ３への通電量を制御するだけで、ヒートシンク２を加熱したり、冷却したりして、任意の温度に調整することができる。
【００４２】
以上のように、本実施形態では、熱伝達部５の一部を利用して熱抵抗部５２を形成することができる。これにより、ヒートシンク２と熱伝達部５との間に、別部材として熱抵抗体が設けられている場合とは異なり、各部材の線膨張係数の差や温度差などに起因して、加熱時や冷却時に各部材に応力が生じにくい。
【００４３】
また、ヒートシンク２と熱伝達部５との間に、別部材として熱抵抗体が設けられている場合とは異なり、ヒートシンク２及び熱伝達部５に対する熱抵抗体の接合状態が不均等になるといったことがないため、ヒートシンク２において温度分布にばらつきが生じにくい。
【００４４】
特に、熱伝達部５に開口部５１を形成して部分的に断面積を縮小させるだけの構成であるため、別部材として熱抵抗体が設けられている場合と比較して、構成が簡単であり、低コストで上記効果を奏することができる。
【００４５】
また、本実施形態では、被測定試料載置部２１１と基準物質載置部２１２との間の中心線Ｌ１に対して、対称となるような配置で熱抵抗部５２が形成されているため、被測定試料載置部２１１側と基準物質載置部２１２側とで温度分布にばらつきが生じるのを効果的に防止することができる。
【００４６】
図２Ａは、熱伝達機構１の第１変形例を示す平面図である。図２Ｂは、図２Ａの熱伝達機構１における中心線Ｌ１に沿った断面図である。この熱伝達機構１は、熱伝達部５の形状のみが図１Ａ及び図１Ｂの場合とは異なっており、他の部分については同様の構成を有している。図１Ａ及び図１Ｂの場合と同様の構成については、図に同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００４７】
この熱伝達機構１では、熱伝達部５における中心線Ｌ１を挟んで両側の側面から、それぞれ中心線Ｌ１側に向かって凹部５３が形成されている。これらの凹部５３が熱伝達部５に形成され、中心線Ｌ１に直交する方向の断面積が部分的に縮小されることにより、中心線Ｌ１に沿って１つの熱抵抗部５４が形成されている。この例では、各凹部５３が同一形状（例えば矩形状）で形成されることにより、熱抵抗部５４が、中心線Ｌ１に対して対称となるような配置で形成されている。
【００４８】
熱抵抗部５４は、例えば中心線Ｌ１に平行な細長い棒状に形成されている。熱抵抗部５４における中心線Ｌ１に直交する方向の断面は、十字状となっており、単なる矩形状の断面の場合よりも強度が高い形状となっている。熱抵抗部５４が有する熱抵抗は、熱抵抗部５４の断面積及び長さにより規定することができる。
【００４９】
この例では、熱抵抗部５４により０．１〜１０Ｋ／Ｗ、より好ましくは３Ｋ／Ｗ程度の熱抵抗が生じるように、各凹部５３が形成されている。ただし、各凹部５３の形状は矩形状に限られるものではない。また、熱抵抗部５４の形状も断面が十字状からなる細長い棒状のものに限られるものではない。
【００５０】
図３は、熱伝達機構１の第２変形例を示す平面図である。この熱伝達機構１は、熱伝達部５の形状のみが図１Ａ及び図１Ｂの場合とは異なっており、他の部分については同様の構成を有している。図１Ａ及び図１Ｂの場合と同様の構成については、図に同一符号を付して、詳細な説明を省略する。
【００５１】
この熱伝達機構１では、熱伝達部５における中心線Ｌ１を挟んで一方側の側面から、中心線Ｌ１を超えて他方側の側面近傍まで矩形状の凹部５５が形成されている。この凹部５５が熱伝達部５に形成され、中心線Ｌ１に直交する方向の断面積が部分的に縮小されることにより、熱伝達部５の上記他方側の側面に沿って１つの熱抵抗部５６が形成されている。このように、熱抵抗部は、中心線Ｌ１に対して対称となるような配置で形成されていなくてもよい。
【００５２】
熱抵抗部５６は、例えば中心線Ｌ１に平行な細長い棒状に形成されている。熱抵抗部５６における中心線Ｌ１に直交する方向の断面は、例えば矩形状となっている。熱抵抗部５６が有する熱抵抗は、熱抵抗部５６の断面積及び長さにより規定することができる。
【００５３】
この例では、熱抵抗部５６により０．１〜１０Ｋ／Ｗ、より好ましくは３Ｋ／Ｗ程度の熱抵抗が生じるように、凹部５５が形成されている。ただし、凹部５５の形状は矩形状に限られるものではない。また、熱抵抗部５６の形状も断面が矩形状からなる細長い棒状のものに限らず、図２Ａ及び図２Ｂの例のように、例えば断面が十字状などの他の形状となっていてもよい。
【００５４】
図４Ａは、別の実施形態に係る熱伝達機構１０１を備えた熱分析装置の構成例を示す平面図である。図４Ｂは、図４Ａの熱伝達機構１０１における中心線Ｌ１０１に沿った断面図である。
【００５５】
この熱伝達機構１０１には、ヒートシンク１０２及び熱伝達部１０５が一体的に形成された熱伝達部材１００が備えられている。具体的には、熱伝達部１０５を構成する平板部の端部に、ヒートシンク１０２を構成する円筒部が上方に向かって突出するように形成されている。熱伝達部材１００は、例えば銅により形成されている。ただし、熱伝達部材１００の材料は、銅に限られるものではなく、熱伝導率が高い材料であれば、銀などの他の材料で熱伝達部材１００を形成することも可能である。
【００５６】
被測定試料及び基準物質は、ヒートシンク１０２内に収容される。ヒートシンク１０２内には、水平方向に延びる載置台１２１が形成されており、当該載置台１２１には、中心線Ｌ１０１を挟んで両側に、被測定試料載置部１２２及び基準物質載置部１２３が対称に設けられている。被測定試料載置部１２２及び基準物質載置部１２３は、例えば円形状の平坦面により形成されており、互いに近接するように水平面上に並べて配置されている。
【００５７】
この熱伝達機構１０１には、熱伝達部材１００以外に、ヒータ１０３、冷却源１０４及び保持板１０８などが備えられている。ヒータ１０３は、例えばシーズヒータからなり、金属チューブの中に絶縁材を挟んでニクロム線などの発熱体が収容されることにより構成されている。
【００５８】
ヒータ１０３は、水平面内で巻回された状態で、熱伝達部材１００の下方に設けられている。熱伝達部材１００には、例えば固定ねじなどの固定具を用いて下方から保持板１０８が取り付けられ、当該保持板１０８と熱伝達部材１００との間にヒータ１０３が挟まれた状態で保持される。これにより、ヒータ１０３で熱伝達部材１００を加熱し、ヒートシンク１０２内の被測定試料及び基準物質を加熱することができるようになっている。ただし、熱伝達部材１００に対するヒータ１０３の取付態様は、保持板１０８を用いた態様に限らず、例えばセメントのような固着材料を用いて固着させるなど、他の任意の態様を採用することができる。
【００５９】
冷却源１０４は、ヒートシンク１０２を冷却するためのものであり、例えば液体窒素などの冷媒が収容されている。熱伝達部材１００の熱伝達部１０５は、一端部に冷却源１０４が接続されるとともに、他端部にヒートシンク１０２が一体的に形成されることにより、ヒートシンク１０２及び冷却源１０４の間で熱を伝達することができるようになっている。これにより、冷却源１０４で熱伝達部材１００を冷却し、ヒートシンク１０２内の被測定試料及び基準物質を冷却することができるようになっている。
【００６０】
分析時には、図４Ｂに示すように、ヒートシンク１０２の上端部が蓋１０６で覆われる。ヒートシンク１０２における被測定試料載置部１２２及び基準物質載置部１２３の裏側（下面）には、それぞれ熱電対１０７が接続されている。各熱電対１０７は、熱伝達部材１００の下部から突出するように垂直方向に延びている。これらの熱電対１０７を介して被測定試料載置部１２２及び基準物質載置部１２３の温度を検出することにより、その温度変化に基づいて被測定試料及び基準物質の熱量差を測定することができる。
【００６１】
本実施形態では、熱伝達部１０５に開口部１５１が形成され、中心線Ｌ１０１に直交する方向の断面積が部分的に縮小されることにより、開口部１５１における中心線Ｌ１０１に直交する方向の両側に、それぞれ熱抵抗部１５２が形成されている。この例では、熱伝達部１０５の中央部に矩形状の開口部１５１が形成されることにより、２つの熱抵抗部１５２が、中心線Ｌ１０１に対して対称となるような配置で形成されている。
【００６２】
各熱抵抗部１５２の構成は、図１Ａ及び図１Ｂの場合と同様であり、この場合と同様の効果を奏することができる。特に、本実施形態では、ヒートシンク１０２及び熱伝達部１０５が一体的に形成されることにより、ヒートシンク１０２と熱伝達部１０５との間に接合面がない。そのため、接合状態の不均等が生じにくく、ヒートシンク１０２において温度分布にばらつきが生じるのをさらに効果的に防止することができる。
【００６３】
ただし、熱抵抗部１５２の構成は、図１Ａ及び図１Ｂの場合と同様の構成に限られるものではなく、例えば図２Ａ及び図２Ｂのような構成、又は、図３のような構成など、他の各種構成を採用することができる。
【００６４】
図５は、さらに別の実施形態に係る熱伝達機構２０１を備えた熱分析装置の構成例を示す断面図である。
【００６５】
この熱伝達機構２０１には、ヒートシンク２０２及び熱伝達部２０５が一体的に形成された熱伝達部材２００が備えられている。具体的には、熱伝達部２０５を構成する平板部の端部に、ヒートシンク２０２を構成する円筒部が上方に向かって突出するように形成されている。熱伝達部材２００は、例えば銅により形成されている。ただし、熱伝達部材２００の材料は、銅に限られるものではなく、熱伝導率が高い材料であれば、銀などの他の材料で熱伝達部材２００を形成することも可能である。
【００６６】
被測定試料及び基準物質は、ヒートシンク２０２内に収容される。ヒートシンク２０２内には、水平方向に延びる載置台２２１が形成されており、当該載置台２２１には、中心線（図示せず）を挟んで両側に、被測定試料載置部２２２及び基準物質載置部２２３が対称に設けられている。被測定試料載置部２２２及び基準物質載置部２２３は、例えば円形状の平坦面により形成されており、互いに近接するように水平面上に並べて配置されている。
【００６７】
この熱伝達機構２０１には、熱伝達部材２００以外に、ヒータ２０３及び冷却源２０４などが備えられている。ヒータ２０３は、例えばシーズヒータからなり、金属チューブの中に絶縁材を挟んでニクロム線などの発熱体が収容されることにより構成されている。この例では、ヒータ２０３が、ヒートシンク２０２の外周に沿って巻回された状態で取り付けられている。これにより、ヒータ２０３でヒートシンク２０２を加熱し、ヒートシンク２０２内の被測定試料及び基準物質を加熱することができるようになっている。
【００６８】
冷却源２０４は、ヒートシンク２０２を冷却するためのものであり、例えば液体窒素などの冷媒が収容されている。熱伝達部材２００の熱伝達部２０５は、一端部に冷却源２０４が接続されるとともに、他端部にヒートシンク２０２が一体的に形成されることにより、ヒートシンク２０２及び冷却源２０４の間で熱を伝達することができるようになっている。これにより、冷却源２０４で熱伝達部材２００を冷却し、ヒートシンク２０２内の被測定試料及び基準物質を冷却することができるようになっている。
【００６９】
分析時には、図５に示すように、ヒートシンク２０２の上端部が蓋２０６で覆われる。ヒートシンク２０２における被測定試料載置部２２２及び基準物質載置部２２３の裏側（下面）には、それぞれ熱電対２０７が接続されている。各熱電対２０７は、熱伝達部材２００の下部から突出するように垂直方向に延びている。これらの熱電対２０７を介して被測定試料載置部２２２及び基準物質載置部２２３の温度を検出することにより、その温度変化に基づいて被測定試料及び基準物質の熱量差を測定することができる。
【００７０】
本実施形態では、ヒートシンク２０２が円筒状に形成されることにより、ヒートシンク２０２の底面から上方に向かって凹部２５１が形成され、ヒートシンク２０２の中心線Ｌ２０１に直交する方向の断面積が部分的に縮小されている。これにより、ヒートシンク２０２の下部の周壁が、熱抵抗部２５２を構成している。
【００７１】
このように、熱伝達部２０５側ではなく、ヒートシンク２０２側に凹部２５１が形成された構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。ただし、ヒートシンク２０２側に凹部２５１を形成するのではなく、開口部を形成するような構成であってもよい。また、ヒートシンク２０２側及び熱伝達部２０５側の両方に、開口部又は凹部が形成されたような構成であってもよい。
【００７２】
本実施形態では、ヒータ２０３がヒートシンク２０２の外周に沿って巻回された構成について説明したが、図１Ａ及び図１Ｂの構成、図２Ａ及び図２Ｂの構成、又は、図３の構成などのように、ヒータ２０３が水平面内で巻回された構成であってもよい。一方、図１Ａ及び図１Ｂの構成、図２Ａ及び図２Ｂの構成、又は、図３の構成において、ヒータをヒートシンクの外周に沿って巻回することも可能である。このように、ヒータの構成としては、他の任意の構成を採用することができる。
【００７３】
以上の実施形態では、本発明に係る熱伝達機構が示差走査熱量計に適用される場合について説明したが、示差走査熱量計以外の熱分析装置にも適用可能である。例えば、被測定試料及び基準物質を加熱又は冷却して、それらの表面状態を観察するための熱分析装置など、被測定試料及び基準物質を用いて熱分析を行うための各種熱分析装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１    熱伝達機構
２    ヒートシンク
３    ヒータ
４    冷却源
５    熱伝達部
６    蓋
７    熱電対
２１    載置台
２２    周壁
２３    フランジ部
２４    下板
５１    開口部
５２    熱抵抗部
５３    凹部
５４    熱抵抗部
５５    凹部
５６    熱抵抗部
１００    熱伝達部材
１０１    熱伝達機構
１０２    ヒートシンク
１０３    ヒータ
１０４    冷却源
１０５    熱伝達部
１０６    蓋
１０７    熱電対
１０８    保持板
１２１    載置台
１２２    被測定試料載置部
１２３    基準物質載置部
１５１    開口部
１５２    熱抵抗部
２００    熱伝達部材
２０１    熱伝達機構
２０２    ヒートシンク
２０３    ヒータ
２０４    冷却源
２０５    熱伝達部
２０６    蓋
２０７    熱電対
２１１    被測定試料載置部
２１２    基準物質載置部
２２１    載置台
２２２    被測定試料載置部
２２３    基準物質載置部
２５１    凹部
２５２    熱抵抗部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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