(57)【要約】  材料ホルダー用のハウジングは、略水平部材、上側凹部および下側凹部を有する中間ハウジング部材と、略水平部材および材料保持チャンバーを画定する壁を有する上部ハウジング部材であって中間ハウジング部材の上側凹部内に嵌め込まれる上部ハウジング部材と、略水平部材を有する下部ハウジング部材であって中間ハウジング部材の下側凹部内に嵌め込まれる下部ハウジング部材とを具備してなる。上側凹部、中間ハウジング部材の略水平部材および上部ハウジング部材の略水平部材は、第１の巻き線アセンブリを収容するよう構成された第１の空隙を形成すると共に、下側凹部、中間ハウジング部材の略水平部材および下部ハウジング部材の略水平部材は、第２の巻き線アセンブリを収容するよう構成された第２の空隙を形成している。
2007500848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測器において使用するための材料用のホルダーであって、
中間ハウジング部材と、
上部ハウジング部材と、
下部ハウジング部材と、
第１の巻き線アセンブリと、
第２の巻き線アセンブリと、を具備してなり、
前記中間ハウジング部材は、
略水平部材と、
前記略水平部材の上面から上方に延在する上部壁であって、この上部壁は、第１の直径を有する、前記上面に隣接する第１の凹部、および第２の直径を有する、前記第１の凹部に隣接する第２の凹部を形成し、前記第２の直径は前記第１の直径よりも大きなものである上部壁と、
前記略水平部材の下面から下方に延在する下部壁であって、この下部壁は、第３の直径を有する、前記下面に隣接する第３の凹部、および第４の直径を有する、前記第３の凹部に隣接する第４の凹部を形成し、前記第４の直径は前記第３の直径よりも大きなものである下部壁と、を具備してなり、
前記上部ハウジング部材は、略水平部材と、前記略水平部材の上面から上方に延在する壁と、を具備してなり、前記壁は材料保持チャンバーを形成し、前記上部ハウジング部材は前記中間ハウジング部材の前記第２の凹部内に嵌め込まれており、
前記下部ハウジング部材は略水平部材を具備してなり、前記下部ハウジング部材は前記中間ハウジング部材の前記第４の凹部内に嵌め込まれており、
前記第１の巻き線アセンブリは、前記第１の凹部、前記中間ハウジング部材の前記略水平部材および前記上部ハウジング部材の前記略水平部材によって形成された第１の空隙内に配置されており、
前記第２の巻き線アセンブリは、前記第３の凹部、前記中間ハウジング部材の前記略水平部材および前記下部ハウジング部材の前記略水平部材によって形成された第２の空隙内に配置されていることを特徴とするホルダー。
【請求項２】
前記中間ハウジング部材と前記上部ハウジング部材との間に摩擦嵌合をもたらすために、前記上部ハウジング部材は、前記第２の凹部の第２の直径と概ね等しいか、あるいはこの第２の直径よりもわずかに大きな外径を有することを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項３】
前記中間ハウジング部材と前記下部ハウジング部材との間に摩擦嵌合をもたらすために、前記下部ハウジング部材は、前記第４の凹部の第４の直径と概ね等しいか、あるいはこの第４の直径よりもわずかに大きな外径を有することを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項４】
前記中間ハウジング部材と前記上部ハウジング部材とは電子ビームによって一つに溶接されており、かつ前記中間ハウジング部材と前記下部ハウジング部材とは電子ビームによって一つに溶接されていることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項５】
前記第１の巻き線アセンブリは、一対の対向配置されたリードアウトコネクターリボンを具備してなり、かつ前記中間ハウジング部材の前記上部壁は一対の対向配置されたスロットを具備してなり、前記リードアウトコネクターリボンがそれを通って突出できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項６】
前記第２の巻き線アセンブリは、一対の対向配置されたリードアウトコネクターリボンを具備してなり、かつ前記中間ハウジング部材の前記下部壁は一対の対向配置されたスロットを具備してなり、前記リードアウトコネクターリボンがそれを通って突出できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項７】
前記中間ハウジング部材の前記第２の凹部は、前記上部ハウジング部材をその中に挿入するのを容易にするため、上側縁部が面取りされていることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項８】
前記中間ハウジング部材の前記第４の凹部は、前記下部ハウジング部材をその中に挿入するのを容易にするため、下側縁部が面取りされていることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項９】
前記上部ハウジング部材の前記壁の内面はそれ自身にショルダーを含み、このショルダーはカバーを受けかつ支持するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項１０】
前記上部ハウジング部材、前記中間ハウジング部材および前記下部ハウジング部材は、白金を約８０％、イリジウムを約２０％含む合金からなることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項１１】
前記第１の巻き線または前記第２の巻き線の一方は加熱巻き線からなると共に、前記第１の巻き線または前記第２の巻き線の他方は熱感知巻き線からなることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項１２】
前記下部ハウジング部材に取り付けられたセンターポストおよびワッシャ部材をさらに具備してなることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項１３】
材料ホルダー用のハウジングであって、
略水平部材と上側凹部と下側凹部とを備えた中間ハウジング部材と、
略水平部材および材料保持チャンバーを形成する壁を備えた上部ハウジング部材であって、前記中間ハウジング部材の前記上側凹部内に嵌め込まれている上部ハウジング部材と、
略水平部材を備えた下部ハウジング部材であって、前記中間ハウジング部材の前記下側凹部内に嵌め込まれている下部ハウジング部材と、を具備してなり、
前記上側凹部、前記中間ハウジング部材の前記略水平部材および前記上部ハウジング部材の前記略水平部材は、第１の巻き線アセンブリを収容するよう構成された第１の空隙を形成すると共に、
前記下側凹部、前記中間ハウジング部材の前記略水平部材および前記下部ハウジング部材の前記略水平部材は、第２の巻き線アセンブリを収容するよう構成された第２の空隙を形成していることを特徴とする材料ホルダー用ハウジング。
【請求項１４】
前記中間ハウジング部材と前記上部ハウジング部材との間に摩擦嵌合をもたらすため、前記上部ハウジング部材は、前記上側凹部の一部の直径と概ね等しいか、あるいはこの直径よりもわずかに大きな外径を有することを特徴とする請求項１３に記載のホルダー。
【請求項１５】
前記中間ハウジング部材と前記下部ハウジング部材との間に摩擦嵌合をもたらすため、前記下部ハウジング部材は、前記下側凹部の一部の直径と概ね等しいか、あるいはこの直径よりもわずかに大きな外径を有することを特徴とする請求項１３に記載のホルダー。
【請求項１６】
前記中間ハウジング部材および前記上部ハウジング部材は電子ビームによって一つに溶接されていると共に、前記中間ハウジング部材および前記下部ハウジング部材は電子ビームによって一つに溶接されていることを特徴とする請求項１３に記載のホルダー。
【請求項１７】
前記中間ハウジング部材の前記上側凹部は、前記上部ハウジング部材をその中に挿入するのを容易にするため、上側縁部が面取りされていることを特徴とする請求項１３に記載のホルダー。
【請求項１８】
前記中間ハウジング部材の前記下側凹部は、前記下部ハウジング部材をその中に挿入するのを容易にするため、下側縁部が面取りされていることを特徴とする請求項１３に記載のホルダー。
【請求項１９】
前記上部ハウジング部材の前記壁の内面はそれ自身にショルダーを含み、このショルダーはカバーを受けかつ支持するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項２０】
前記上部ハウジング部材、前記中間ハウジング部材および前記下部ハウジング部材は、白金を約８０％、イリジウムを約２０％含む合金からなることを特徴とする請求項１に記載のホルダー。
【請求項２１】
計測器において使用するための材料用のホルダーであって、
上部ハウジング部材、中間ハウジング部材および下部ハウジング部材からなる三部材型ハウジングであって、第１の空隙および第２の空隙を形成している三部材型ハウジングと、
前記第１の空隙内に配置された第１の巻き線アセンブリと、
前記第２の空隙内に配置された第２の巻き線アセンブリと、を具備してなることを特徴とするホルダー。
【請求項２２】
前記中間ハウジング部材および前記上部ハウジング部材は電子ビームによって一つに溶接されていると共に、前記中間ハウジング部材および前記下部ハウジング部材は電子ビームによって一つに溶接されていることを特徴とする請求項２１に記載のホルダー。
【請求項２３】
前記上部ハウジング部材、前記中間ハウジング部材および前記下部ハウジング部材は、白金を約８０％、イリジウムを約２０％含む合金からなることを特徴とする請求項２１に記載のホルダー。
【請求項２４】
前記第１の巻き線または前記第２の巻き線の一方は加熱巻き線からなると共に、前記第１の巻き線または前記第２の巻き線の他方は熱感知巻き線からなることを特徴とする請求項２１に記載のホルダー。
【請求項２５】
前記下部ハウジング部材に取り付けられたセンターポストおよびワッシャ部材をさらに具備してなることを特徴とする請求項２１に記載のホルダー。
【請求項２６】
計測器において使用するための材料用のホルダーを製造する方法であって、
略水平部材、上側凹部および下側凹部を備えた中間ハウジング部材を提供するステップと、
前記上側凹部内に第１の巻き線アセンブリを配置するステップと、
略水平部材、および材料保持チャンバーを形成する壁を具備してなる上部ハウジング部材を前記上側凹部内に嵌め込むステップであって、これによって、前記上側凹部、前記中間ハウジング部材の前記略水平部材および前記上部ハウジング部材の前記略水平部材を用いて、その内部に前記第１の巻き線が収容される第１の空隙を形成するステップと、
前記下側凹部内に第２の巻き線アセンブリを配置するステップと、
略水平部材を具備してなる下部ハウジング部材を前記下側凹部内に嵌め込むステップであって、これによって、前記下側凹部、前記中間ハウジング部材の前記略水平部材および前記下部ハウジング部材の前記略水平部材を用いて、その内部に前記第１の巻き線が収容される第２の空隙を形成するステップと、
を具備することを特徴とするホルダー製造方法。
【請求項２７】
前記中間ハウジング部材と前記上部ハウジング部材とを一つに電子ビーム溶接するステップと、
前記中間ハウジング部材と前記下部ハウジング部材とを一つに電子ビーム溶接するステップと、をさらに具備することを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記上部ハウジング部材をその中に挿入するのを容易にするために、前記中間ハウジング部材の前記上側凹部の上側縁部に斜面を形成するステップをさらに具備することを特徴とする請求項２７に記載のホルダー。
【請求項２９】
前記下部ハウジング部材をその中に挿入するのを容易にするために、前記中間ハウジング部材の前記下側凹部の下側縁部に斜面を形成するステップをさらに具備することを特徴とする請求項２７に記載のホルダー。
【請求項３０】
前記上部ハウジング部材の前記壁の内面にショルダーを形成するステップをさらに具備し、前記ショルダーはカバーを受けかつ支持するよう構成されることを特徴とする請求項２７に記載のホルダー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、熱量計のような計測器にて使用される材料用の改良されたホルダーおよびその改良された製造方法に関し、さらに詳しく言うと、示差走査熱量計に関連する使用に特に適した、改良されたホルダーおよび改良されたその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は特に1973年5月17日にNorem他に付与されかつThe Perkin-Elmer Corporation of Norwalk, CTに譲渡された「Material Holder」に関する米国特許第3,732,722(「‘722特許」)にて開示されかつ特許請求されたタイプの示差走査熱量計にて使用される材料ホルダーに関する。‘772特許の全体はこの引用によって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
示差走査熱量計は熱分析器具であって、これは、熱エネルギーが、分析されている材料の物理的あるいは化学的変化の間に吸収あるいは放出されるという原理に基づいて機能する。示差走査熱量計は、そうした物理的あるいは化学的変化の間に、サンプル材料に生じる、基準材料と比べた示差エネルギー変化を測定する。サンプル材料および熱的に不活性な基準材料は、同じ熱的環境において別個の材料ホルダー内に配置され、そしてそれらの温度は分析プロセス中に測定される。
【０００４】
(‘722特許において開示されるような)材料ホルダーは、カップの底部内に二つの空隙を形成する三つの底仕切りを有する円筒形カップを備え、この空隙の一方には加熱巻き線が収容され、かつ他方の空隙には熱感知巻き線が収容される。支持センターポストが、材料ホルダー用のサポートとして、最も下方に位置する仕切りの底に取り付けられている。
【０００５】
材料ホルダーを製造するため、一続きの実質的に同一のディスクが、三つの仕切りを形成するため、パンチおよびダイセットを用いてシートストックから打ち抜かれる。これらのディスクは連続的に円筒形ハウジング内に圧入され、そしてこの円筒形ハウジングに対してディスク縁部において電子ビーム溶接される。ヒーターおよび感知巻き線は連続するディスク仕切り間に挟み込まれる。
【０００６】
上記アセンブリおよび製造方法は深刻な問題に直面している。すなわち組み立てられた材料カップの非常に高い不合格率を回避するために十分な精度を持ったディスク直径および円筒形ハウジングの内径の公差を維持するのは極度に困難であることが分かった。器具の出来は、極度の精密さを維持することにかかっている。測定の精度は非常に重要であり、貴金属、たとえば白金、パラジウム、金、およびその合金が材料ホルダーの素材として好んで使用される。好ましくは、ホルダーを形成する金属は、白金８０％とイリジウム２０％からなる合金である。貴金属の使用によって酸化物生成の問題が回避される。
【０００７】
高い精度はまた、材料ホルダーの組立て寸法における極度に限られた公差を必要とする。ゆえに、直径が１インチの三分の一(ある好ましい実施形態では実際には０.３６０インチ)のオーダーの材料ホルダーにおいては、平行からのバラつきが０.００１インチを超えないように、さまざまな仕切りは完全に互いに平行でなければならない。また、さまざまな仕切りは形状が歪んでいてはならず、巻き線を収容する区画は、１インチの±７／１００００の公差内でサイズが完全に一致しかつ均一でなければならず、しかも仕切りディスクの縁部と円筒形ハウジングとの間には非常に良好な伝導性が存在しなければならない。こうした目的を達成するため、組立て後であってかつ電子ビーム溶接前の取扱い中に、各ディスクのポジションを正確に維持するのに十分な緊密嵌合状態で、仕切りは円筒形ハウジング内のポジションへと圧入されなければならない。さらに、圧入は、溶接によって形成される接続部による安定的な高い伝導性を付与するために、ディスク仕切りと円筒形ハウジングとの間に良好な電子ビーム溶接部が形成されるのを促進するよう十分に緊密なものでなければならない。他方、ディスクは、それに歪みが生じるほどに締まり嵌め状態で圧入してはならない。
【０００８】
ディスク仕切りの円筒形ハウジング内への満足できる圧入を実現する際の最も重大な問題の一つは、明らかに、パンチおよびダイセットによって製造されるディスクの直径のバラつきによって生じる。パンチおよびダイセットの刃付け(sharpening)の間の概ね９００枚のディスクの特定のバッチ運転に関して、ディスク直径は１インチの約３／１００００の、あるいはそれ以上の典型的な範囲内で変化し得ることが分かっている。このディスク直径のバラつきは、パンチおよびダイの磨耗パターンに関係すると考えられ、しかもまた、おそらく、このバラつきは、ディスクがそこから打ち抜かれるシート金属材の靭性および厚みのバラつきにも関連しているであろう。
【０００９】
正確な圧入を提供する際の他の問題は、特に、それに対して支持ポストが溶接される最も下方に位置するディスク仕切りに関連して生じる。支持ポストの溶接は、それが溶接されるディスクを直径に関していくらか収縮させ、この収縮は、１インチの４〜５／１００００のオーダーであることが判明している。
【００１０】
ディスク仕切りの満足できる圧入を実現する際の他の主要な問題は、第１の(最も上方に位置する)仕切りの円筒形ハウジング内への電子ビーム溶接はハウジング直径をわずかに収縮させ、続いて組み立てられるディスク仕切りの縁部の周囲のシリンダーの緊密度を増大させる、という事実に起因することが判明している。同様に、第２のディスク仕切りの電子ビーム溶接は、第３のディスク仕切りの組立てに関して、やはり円筒形ハウジングのさらなる収縮を引き起こす。
【００１１】
こうした問題は、1982年5月25日にBullinger他に付与されかつThe Perkin-Elmer Corporation of Norwalk, CTに対して譲渡された「Fabrication Method For Instrument Material Holder」に関する米国特許第4,330,933号(「‘933特許」)によって実質的に解決される。この‘933特許の全体はこの引用によって本明細書に組み込まれる。
【００１２】
‘933特許は改良された製造方法を教示しており、それはディスク直径の変動の少なくとも一部を補償し、しかも第１のディスクの電子ビーム溶接中の円筒形ハウジングの収縮を補償し、ディスクを直径によって少なくとも二つのセット(これは第１のセットおよびこの第１のセットのディスクよりも小さな直径を有する他のセットを含む)に区分するステップを含む。円筒形ハウジングは続いて、内径が第１のセットのディスクの外径よりもわずかに小さくなるよう機械加工され、第１のセットのディスクのハウジング内への圧入を可能にする。各円筒形ハウジング内への、第１のセットからのディスクの圧入および電子ビーム溶接の後、より小さな直径のセットからのディスクの一つがハウジング内に圧入され、より小さな直径のディスクが、第１のディスクの溶接によって生じたシリンダーの収縮を補償する。
【００１３】
‘933特許に開示された発明の他の態様では、改良された製造方法を提供可能であり、ここでは、ディスクは少なくとも二つのセットに分割され、この二つのセットは、第１のセットと、この第１のセットのディスクよりも直径が大きなものであるディスクの別なセットとを含んでいる。一群の円筒形ハウジングは続いて内径が機械加工され、ハウジング内への第１のセットのディスクの適切な圧入を可能にする。第１のセットからのディスクが円筒形ハウジング内に圧入され、そしてその内部に溶接された後、より大きな直径のディスクの一つ(これに対しては支持センターポストが既に溶接されている)が円筒形ハウジングの端部内に圧入される。センターポストの溶接によって生じる最後に言及したディスクの直径縮小は、ディスクのより大きな初期直径、およびハウジング内への先行ディスクの溶接によって生じる円筒形ハウジングの直径縮小を補償する。
【００１４】
上記製造プロセスは組み合わせて単一のプロセスにすることが可能であり、このプロセスでは、初期作業ディスクは直径によって第１のセット、第１のセットのディスクよりも小さな直径を有する他のディスクのセット、そして第１のセットのディスクよりも大きな直径を有するさらに他のディスクのセットに区分され、第１のセットのディスクは各円筒形ハウジング内に配置され溶接される第１のディスク仕切りとして使用され、その内径は適当な圧入状態を実現するために機械加工され、直径のより小さなディスクは各ハウジング内に圧入され溶接される第２の仕切りとして使用され、そしてより大きな直径のディスクは、それに対して、第３の仕切りを提供するための円筒形ハウジング内への圧入および溶接に先立って、支持ポストが取り付けられるものである。
【００１５】
‘993特許に開示された改良製造方法は、‘772特許に開示されたプロセスによる多くの問題を回避する。すなわち‘933特許に開示された製造プロセスは、パンチおよびダイによって製造されるディスクの直径のバラつきに起因する問題を回避し、それに対する支持ポストの溶接によって生じる最も下方に位置するディスク仕切りの直径の縮小に関連する問題を回避し、続いて組み立てられるディスク仕切りの圧入を改善するため先に組み立てられたディスク仕切りの電子ビーム溶接に起因する円筒形ハウジングの収縮の問題の帰結を回避する。だが、‘933特許に開示された製造プロセスはそれ自身の欠点を抱える。
【００１６】
さらに詳しく言うと、‘993特許に開示されたプロセスは、適当な間隔を確保するため極めて労働集約的なものとなっており、精密ツーリング取付け具およびピンの使用を必要とする。作業者が極度に慎重である場合でさえ、ヒーターとセンサーとの間隔を正確に調整するのは難しく、しかも再現性および材料ホルダー間の安定した性能特性を得るのは難しい。その上、‘993特許に開示された材料ホルダーは比較的多くの部品からできており、ヒーターおよびセンサーアセンブリは各端部から中央セクションへと組み立てられるという事実によって、高い割合(４０％ないし５０％のオーダー)でスクラップ材が生じている。さらに、‘993特許に開示されたプロセスを用いた場合、電子ビーム溶接機により溶接部を配する箇所を正確に知ることは難しく、これは開放空隙内での白金の飛散につながるおそれがある。
【００１７】
それゆえ、必要なプロセスが現在採用されているものよりも労働集約的でない、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法が求められており、それは、精密ツーリング取付け具およびピンを使用せずに適当な間隔を確保し、それはヒーターおよびセンサーの間隔を正確に調整することを可能にし、それは再現性および材料ホルダー間の性能特性の安定を促進し、それは部品数を削減し、それはスクラップ率を低下させ、そしてそれは開放空隙内での白金の飛散が阻止されるよう電子ビーム溶接部の正確な配置を容易にするものである。
【特許文献１】米国特許第3,732,722号明細書
【特許文献２】米国特許第4,330,933号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、本発明の目的は、必要なプロセスが現在採用されているものよりも労働集約的でない、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法を提供することである。
【００１９】
本発明の他の目的は、上記特徴を有すると共に、精密ツーリング取付け具およびピンを使用することなく適切な間隔を確保する、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法を提供することである。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、上記特徴を有すると共に、ヒーターとセンサーの間隔の正確な調整を可能にする、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法を提供することである。
【００２１】
本発明のさらに他の目的は、上記特徴を有すると共に、再現性および材料ホルダー同士の安定した性能特性を促進する、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法を提供することである。
【００２２】
本発明のその上さらなる目的は、上記特徴を有すると共に、部品数を削減する、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法を提供することである。
【００２３】
本発明のなおさらなる目的は、上記特徴を有すると共に、スクラップ率を低減する、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法を提供することである。
【００２４】
本発明のさらに他の目的は、上記特徴を有すると共に、開放空隙内で白金が飛散するのを阻止するため電子ビーム溶接部の正確な配置を容易にする、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の上記およびその他の目的は、ある実施形態では、計測器にて使用するための材料用ホルダーを提供することによって達成される。このホルダーは、中間ハウジング部材、上部ハウジング部材および下部ハウジング部材を含む。中間ハウジング部材は、略水平部材、この略水平部材の上面から上方に延在する上側壁、および略水平部材の下面から下方に延在する下側壁を含む。上側壁は、上面に隣接する第１の直径を有する第１の凹部と、この第１の凹部に隣接する第２の直径を有する第２の凹部とを画定し、第２の直径は第１の直径よりも大きなものであり、一方、下側壁は、下面に隣接する第３の直径を有する第３の凹部と、この第３の凹部に隣接する第４の直径を有する第４の凹部とを画定し、第４の直径は第３の直径よりも大きなものである。上部ハウジング部材は、略水平部材およびこの略水平部材の上面から上方に延在する壁を備え、この壁は材料保持チャンバーを画定している。上部ハウジング部材は中間ハウジング部材の第２の凹部内に嵌め込まれている。下部ハウジング部材は略水平部材を備え、しかも中間ハウジング部材の第４の凹部内に嵌め込まれている。第１の巻き線アセンブリが、第１の凹部、中間ハウジング部材の略水平部材および上部ハウジング部材の略水平部材によって画定される第１の空隙内に配置され、かつ第２の巻き線アセンブリが、第３の凹部、中間ハウジング部材の略水平部材および下部ハウジング部材の略水平部材によって画定される第２の空隙内に配置される。
【００２６】
ある実施形態では、上部ハウジング部材は、中間ハウジング部材とこの上部ハウジング部材との間に摩擦嵌合をもたらすため、第２の凹部の第２の直径と概ね等しいか、あるいはそれよりもわずかに大きな外径を有する。同様に、ある実施形態では、下部ハウジング部材は、中間ハウジング部材とこの下部ハウジング部材との間に摩擦嵌合をもたらすため、第４の凹部の第４の直径と概ね等しいか、あるいはそれよりもわずかに大きな外径を有する。
【００２７】
好ましくは、中間ハウジング部材と上部ハウジング部材とは電子ビームによって一つに溶接されており、かつ中間ハウジング部材と下部ハウジング部材とは電子ビームによって一つに溶接されている。ある実施形態では、第１の巻き線アセンブリは、一対の対向配置されたリードアウトコネクターリボンを具備してなり、かつ中間ハウジング部材の上部壁は一対の対向配置されたスロットを具備してなり、リードアウトコネクターリボンがそれを通って突出できるようになっている。同様に、ある実施形態では、第２の巻き線アセンブリは、一対の対向配置されたリードアウトコネクターリボンを具備してなり、かつ中間ハウジング部材の下部壁は一対の対向配置されたスロットを具備してなり、リードアウトコネクターリボンがそれを通って突出できるようになっている。
【００２８】
ある実施形態では、中間ハウジング部材の前記第２の凹部は、その中に上部ハウジング部材を嵌め込むのを容易にするため上側縁部が面取りされており、かつ／または中間ハウジング部材の第４の凹部は、その中に下部ハウジング部材を嵌め込むのを容易にするため下側縁部が面取りされている。ある実施形態では、上部ハウジング部材の壁の内面はそれ自身にショルダーを含み、このショルダーはカバーを受けかつ支持するよう構成される。
【００２９】
好ましくは、上部ハウジング部材、中間ハウジング部材および下部ハウジング部材は、白金を約８０％、イリジウムを約２０％含む合金からなる。ある実施形態では、第１の巻き線または第２の巻き線の一方は加熱巻き線からなると共に、第１の巻き線または第２の巻き線の他方は熱感知巻き線からなる。ある実施形態では、ホルダーはまた、下部ハウジング部材に取り付けられたセンターポストおよびワッシャをさらに具備してなる。
【００３０】
他の態様に関して、本発明は材料ホルダー用のハウジングを目的とする。これら実施形態においては、ハウジングは、略水平部材と上側凹部と下側凹部とを備えた中間ハウジング部材と、略水平部材および材料保持チャンバーを形成する壁とを備えた上部ハウジング部材であって、中間ハウジング部材の上側凹部内に嵌め込まれている上部ハウジング部材と、略水平部材を備えた下部ハウジング部材であって、中間ハウジング部材の下側凹部内に嵌め込まれている下部ハウジング部材と、を具備してなる。上側凹部、中間ハウジング部材の略水平部材、および上部ハウジング部材の略水平部材は、第１の巻き線アセンブリを収容するよう構成された第１の空隙を形成すると共に、下側凹部、中間ハウジング部材の略水平部材、および下部ハウジング部材の略水平部材は、第２の巻き線アセンブリを収容するよう構成された第２の空隙を形成している。
【００３１】
ある実施形態では、中間ハウジング部材と上部ハウジング部材との間に摩擦嵌合をもたらすため、上部ハウジング部材は、上側凹部の一部の直径と概ね等しいか、あるいはこの直径よりもわずかに大きな外径を有する。同様に、ある実施形態では、中間ハウジング部材と下部ハウジング部材との間に摩擦嵌合をもたらすため、下部ハウジング部材は、下側凹部の一部の直径と概ね等しいか、あるいはこの直径よりもわずかに大きな外径を有する。
【００３２】
好ましくは、中間ハウジング部材と上部ハウジング部材とは電子ビームによって一つに溶接され、中間ハウジング部材と下部ハウジング部材とは電子ビームによって一つに溶接される。ある実施形態では、中間ハウジング部材の上側凹部は、上部ハウジング部材をその中に挿入するのを容易にするため上側縁部が面取りされている。同様に、ある実施形態では、中間ハウジング部材の下側凹部は、下部ハウジング部材をその中に挿入するのを容易にするため下側縁部が面取りされている。
【００３３】
上部ハウジング部材の壁の内面はそれ自身にショルダーを含み、このショルダーはカバーを受けかつ支持するよう構成されている。好ましくは、上部ハウジング部材、中間ハウジング部材および下部ハウジング部材は、白金を約８０％、イリジウムを約２０％含む合金からなる。
【００３４】
さらに他の態様では、本発明は計測器にて使用するための材料用のホルダーを目的とする。このホルダーは、上部ハウジング部材、中間ハウジング部材および下部ハウジング部材からなる三部材型ハウジングを含み、この三部材型ハウジングは第１の空隙および第２の空隙を形成している。第１の巻き線アセンブリは第１の空隙内に配置され、かつ第２の巻き線アセンブリは第２の空隙内に配置される。
【００３５】
好ましくは、中間ハウジング部材および上部ハウジング部材は電子ビームによって一つに溶接され、中間ハウジング部材および下部ハウジング部材は電子ビームによって一つに溶接される。また、上部ハウジング部材、中間ハウジング部材および下部ハウジング部材は、白金を約８０％、イリジウムを約２０％含む合金からなることが好ましい。ある実施形態では、第１の巻き線または第２の巻き線の一方は加熱巻き線からなると共に、第１の巻き線または第２の巻き線の他方は熱感知巻き線からなる。ある実施形態では、本ホルダーは、下部ハウジング部材に取り付けられたセンターポストおよびワッシャ部材をさらに具備してなる。
【００３６】
さらに他の態様では、本発明は、計測器にて使用するための材料用のホルダーを製造するための方法を目的とする。略水平部材、上側凹部および下側凹部を備えた中間ハウジング部材が提供される。上側凹部内に第１の巻き線アセンブリが配置され、かつ上側凹部、中間ハウジング部材の略水平部材および上部ハウジング部材の略水平部材を用いて、その内部に第１の巻き線が収容される第１の空隙を形成するために、略水平部材および材料保持チャンバーを形成する壁を具備してなる上部ハウジング部材が、上側凹部内に嵌め込まれる。下側凹部内には第２の巻き線アセンブリが配置され、かつ下側凹部、中間ハウジング部材の略水平部材および下部ハウジング部材の略水平部材を用いて、その内部に第１の巻き線が収容される第２の空隙を形成するために、略水平部材を具備してなる下部ハウジング部材が下側凹部内に嵌め込まれる。
【００３７】
本方法は好ましくはさらに、中間ハウジング部材と上部ハウジング部材とを一つに電子ビーム溶接するステップと、中間ハウジング部材と下部ハウジング部材とを一つに電子ビーム溶接するステップと、をさらに具備する。ある実施形態では、上記方法はさらに、上部ハウジング部材のその中への挿入を容易にするために、中間ハウジング部材の上側凹部の上側縁部に斜面を形成するステップおよび／または下部ハウジング部材のその中への挿入を容易にするために、中間ハウジング部材の下側凹部の下側縁部に斜面を形成するステップを含む。ある実施形態では、上記方法は、上部ハウジング部材の壁の内面にショルダーを形成するステップをさらに具備し、このショルダーはカバーを受けかつ支持するよう構成される。
【００３８】
本発明およびそれに特有の特徴ならびに利点は、添付図面を参照した以下の詳細な説明から一層明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
図１ないし図４を参照すると、本発明による計測器において使用される材料ホルダー１０が示されている。この材料ホルダー１０は、第１の空隙１４および第２の空隙１６を画定するハウジング１２を具備しているが、その構造については以下でさらに詳しく説明する。材料ホルダー１０はまた、隣接する仕切り間で材料ホルダー１０内の第１の空隙１４内に収容されることになる第１の巻き線アセンブリ１８と、隣接する仕切り間で材料ホルダー１０内の第２の空隙１６内に収容されることになる第２の巻き線アセンブリ２０とを備える。
【００４０】
各巻き線アセンブリ１８,２０は、好ましくは固体アルミニウム酸化物チップからなる巻き線ホルダーを含み、このチップ上で白金線巻き線が巻かれる。一対の白金リボン２２,２４および２６,２８が各それぞれの巻き線アセンブリ１８,２０の巻き線の端部にハンダ付けされており、リードアウトコネクターとして機能する。このリードアウトコネクターリボン２２,２４,２６,２８は、ハウジング１２の側面の対向配置されたスロット３０,３２,３４,３６を経て突出している。各巻き線アセンブリ１８,２０は、絶縁ディスク(図示せず)によって、アセンブリの隣接仕切りから絶縁されているが、このものは、リードアウトコネクター２２,２４,２６,２８を絶縁するためにスロット３０,３２,３４,３６を経て延在するタブを具備していてもよい。高温に耐えるよう、絶縁層がたとえばアルミナクロスから形成されてもよい。巻き線アセンブリ１８,２０はたとえばヒーターおよびセンサーアセンブリからなっていてもよい。
【００４１】
ハウジング１２の内面上で、その上側部分には、ショルダー３８で終端をなしている、より直径の大きな部分が存在し、これはカバー(図示せず)を受けかつ支持するよう構成されている。試験されることになる材料は、最も高い位置にある仕切り(以下でさらに詳しく説明する)の上で支持されると共に、カバー(図示せず)によって材料ホルダー１０内に閉じ込められる。
【００４２】
ハウジング１２の最も下方に位置する仕切り(以下でさらに詳しく説明する)の底に取り付けられているのがセンターポスト４０である。このセンターポスト４０はワッシャ部材４２によって最も下方に位置する仕切りに対して取り付けられている。センターポスト４０が先ずワッシャ４２に対して電子ビーム溶接され、そしてワッシャ４２がハウジング１２の最も下方に位置する仕切りに対して電子ビーム溶接されている。
【００４３】
「発明を実施するための最良の形態」のセクションにおいて、以上のとおり説明した構成要素の構造ならびに機能(特に巻き線アセンブリ１８,２０の形態および作用)は当業者には公知であり、かつこれら構成要素のさらなる詳細はさまざまな従来技術文献、たとえば‘722特許および‘933特許(両者ともこの引用によって本明細書に組み込まれる)から容易に見出すことができるので、これら構成要素については、これ以上詳しくは説明しない。以下では、本発明の新しい構成要素について詳しく説明する。
【００４４】
円筒形外部ハウジング部材ならびに三枚の圧入(嵌着)ディスクからなるというよりもむしろ、本発明のハウジング１２は三つの構成要素、すなわち上部ハウジング部材４４、中間ハウジング部材４６および下部ハウジング部材４８から形成される(その協同作用は図４から最もよくわかる)。上部ハウジング部材４４、中間ハウジング部材４６および下部ハウジング部材４８は、好ましくは貴金属、たとえば白金、パラジウム、金、およびその合金から形成される。最も好ましくは、上部ハウジング部材４４、中間ハウジング部材４６および下部ハウジング部材４８は、白金約８０％、イリジウム約２０％の合金から形成される。
【００４５】
ここで、図４に加えて、図５ないし図７を参照すると、中間ハウジング部材４６がさらに詳しく示されている。中間ハウジング部材４６は略水平部材５０を含み、これは、ハウジング１２が以下でさらに詳しく説明するよう完全に組み立てられた際、ハウジング１２の中間仕切りとして機能する。
【００４６】
壁５２が、水平部材５０の上面５４から上方に向かって、その周囲を取り巻くよう延在すると共に、第１の垂直セクション５６を画定している。壁５２は第１の垂直セクション５６から半径方向外側に突出して水平セクション５８を画定しており、かつ次いで壁５２は水平セクション５８の周縁から上方に延在して第２の垂直セクション６０を形成している。ゆえに、図６から最もよく分かるように、中間ハウジング部材４６は、水平部材５０の上面５４の上に壁５２を備え、この壁５２は、上面５４に隣接する直径Ａを有する第１の凹部６２と、第１の凹部６２に隣接する直径Ｂを有する第２の凹部６４を画定しており、第２の凹部６４の直径Ｂは第１の凹部６２の直径Ａよりも大きなものである。壁５２は、上述したように一対の対向配置されたスロット３０,３２を備え、リードアウトコネクターリボン２２,２４がそれを通ってハウジング１２から突出することを可能にしている。
【００４７】
中間ハウジング部材４６はまた壁６６を備え、この壁６６は水平部材５０の下面６８から下方に向かって、その周囲を取り巻くよう延在しており、この壁６６が第１の垂直セクション７０を画定している。壁６６は第１の垂直セクション７０から半径方向外側に延在し、水平セクション７２を画定しており、かつ次いで壁６６は水平セクション７２の周縁から下方に延在して第２の垂直セクション７４を画定している。ゆえに、図６から最もよく分かるように、中間ハウジング部材４６は水平部材５０の底面６８上に壁６６を備え、この壁６６は、底面６８に隣接する直径Ｃを有する第１の凹部７６と、第１の凹部７６に隣接し直径Ｄを有する第２の凹部７８とを画定し、第２の凹部７８の直径Ｄは第１の凹部７６の直径Ｃよりも大きなものである。壁６６は、上述したように、一対の対向配置されたスロット３４,３６を含み、リードアウトコネクターリボン２６,２８がそれを通ってハウジング１２から突出することを可能にしている。
【００４８】
ここで、図４に加えて、図８および図９を参照すると、上部ハウジング部材４４がさらに詳しく示されている。上部ハウジング部材４４は略水平部材８０を含み、このものは、以下でさらに詳しく説明するように、ハウジング１２が完全に組み立てられた際、ハウジング１２用の最も上方に位置する仕切りとして機能する。壁８２は水平部材８０の上面８４から上方に向かって、その周囲を取り巻くよう延在する。壁８２は材料保持チャンバー８６を画定する。
【００４９】
壁８２の内面には、その上端に向かって、ショルダー３８で終端をなしている大径部が存在し、このショルダー３８はカバー(図示せず)を受けかつ支持するよう構成されている。試験される材料は、水平部材８０上で支持され、かつカバー(図示せず)によって材料保持チャンバー８６内に閉じ込められる。
【００５０】
上側ハウジング部材４４は外径Ｅを有し、少なくともその底部に向かって、それは、中間ハウジング部材４６の壁５２によって画定される第２の凹部６４の直径Ｂと概ね等しいかあるいはそれよりもわずかに大きな寸法となっている。これは、以下でさらに詳しく説明するように、ハウジング１２が完全に組み立てられた際、上部ハウジング部材４４と中間ハウジング部材４６との間に相対的遊びがほとんどあるいは全く存在しないので、しかも好ましくは両者の間に摩擦嵌合が生じるので望ましい。
【００５１】
ここで、図４に加えて、図１０および図１１を参照すると、下部ハウジング部材４８がさらに詳しく示されている。下部ハウジング部材４８は概して略水平部材８８を具備してなり、これは、以下でさらに詳しく説明するようにハウジング１２が完全に組み立てられた際、ハウジング１２用の最も下方に位置する仕切りとして機能する。
【００５２】
下部ハウジング部材４８は外径Ｆを有し、少なくともその上部に向かって、中間ハウジング部材４６の壁６６によって画定される第２の凹部７８の直径Ｄと概ね等しいかあるいはそれよりもわずかに大きな寸法となっている。これは、以下でさらに詳しく説明するように、ハウジング１２が完全に組み立てられた際、下部ハウジング部材４８と中間ハウジング部材４６との間に相対的遊びがほとんどあるいは全く存在しないので、しかも好ましくは両者の間に摩擦嵌合が生じるので望ましい。
【００５３】
材料ホルダー１０のアセンブリについて、ここで説明する。巻き線アセンブリ１８は、リードアウトコネクターリボン２２,２４が対向配置されたスロット３０,３２から突出するよう、中間ハウジング部材４６の壁５２によって画定された第１の凹部６２内に配置される。上部ハウジング部材４４の下部は続いて、中間ハウジング部材４６の壁５２によって画定された第２の凹部６４内に圧入される。上部ハウジング部材４４は外径Ｅを有するので、少なくともその底部に向かって、中間ハウジング部材４６の壁５２によって形成された第２の凹部６４の直径Ｂと概ね等しいかあるいはそれよりもわずかに大きな寸法となっており、上部ハウジング部材４４と中間ハウジング部材４６との間に相対的遊びはほとんどあるいは全く存在せず、しかも好ましくは両者の間に摩擦嵌合が生じる。中間ハウジング部材４６の壁５２によって画定された第２の凹部６４は好ましくは、上部ハウジング部材４４をその中に嵌め込むのを容易にするため、面取りされた上縁部９０(図６から最もよくわかる)を有する。
【００５４】
中間ハウジング部材４６の壁５２によって画定された第１の凹部６２の直径Ａは、巻き線アセンブリ１８がその内部にぴったり嵌まるよう選定される。その上、中間ハウジング部材４６の壁５２によって画定された第１の凹部６２の深さＧは、巻き線アセンブリ１８がその内部にぴったり嵌まり、かつ好ましくは、中間ハウジング部材４６の水平部材５０と上部ハウジング部材４４の水平部材８０との間に形成される第１の空隙１４内に納まりよく保持されるよう選定される。中間ハウジング部材４６の壁５２によって画定された第２の凹部６４の深さＨは、材料ホルダー１０が組み立てられている間、第２の凹部６４内の上部ハウジング部材４４の摩擦嵌合が維持されるのに十分な深さとなるよう選定されるが、その中に上部ハウジング部材４４を嵌め込むのに過度の力が必要となるほどは深くない。
【００５５】
巻き線アセンブリ２０は、リードアウトコネクターリボン２６,２８が対向対置されたスロット３４,３６を経て突出するよう、中間ハウジング部材４６の壁６６によって画定される第１の凹部７６内に配置される。少なくとも下部ハウジング部材４８の上部が続いて、中間ハウジング部材４６の壁６６によって画定された第２の凹部７８内に圧入される。下部ハウジング部材４８は外径Ｆを有するので、少なくともその上端部に向かって、中間ハウジング部材４６の壁６６によって形成された第２の凹部７８の直径Ｄと概ね等しいかあるいはそれよりもわずかに大きな寸法となっており、下部ハウジング部材４８と中間ハウジング部材４６との間には、相対的遊びはほとんどあるいは全く存在せず、好ましくは両者の間には摩擦嵌合が生じる。中間ハウジング部材４６の壁６６によって画定された第２の凹部７８は好ましくは、下部ハウジング部材４８をその中に嵌め込むのを容易にするため、面取りされた下縁部９２(図６から最もよくわかる)を有する。
【００５６】
中間ハウジング部材４６の壁６６によって画定される第１の凹部７６の直径Ｃは、巻き線アセンブリ２０がその中にぴったり嵌るよう選定される。さらに、中間ハウジング部材４６の壁６６によって画定される第１の凹部７６の深さＩは、巻き線アセンブリ２０がその中にぴったり嵌まり、そして好ましくは中間ハウジング部材４６の水平部材５０と下部ハウジング部材４８の水平部材８８との間に形成される第２の空隙１６内に納まりよく保持されるよう選定される。中間ハウジング部材４６の壁６６によって画定された第２の凹部７８の深さＪは、材料ホルダー１０が組み立てられている間、第２の凹部７８内の下部ハウジング部材４８の摩擦嵌合が維持されるのに十分な深さとなるよう選定されるが、その中に下部ハウジング部材４８を嵌め込むのに過度の力が必要となるほどは深くない。
【００５７】
続いて、電子ビーム溶接機が、ハウジング１２のさまざまな部分を、すなわち上部ハウジング部材４４、中間ハウジング部材４６および下部ハウジング部材４８を一つに溶接するのに使用される。
【００５８】
それゆえ本発明は、計測器にて使用される材料用のホルダーおよびその製造方法を提供し、それは必要なプロセスが現在採用されているものよりも労働集約的ではなく、それは精密ツーリング取付け具およびピンを使用することなく適当な間隔を確保し、それはヒーターおよびセンサーの間隔を正確に調整することを可能にし、それは再現性および材料ホルダー間の性能特性の安定を促進し、それは部品数を削減し、それはスクラップ率を低下させ、そしてそれは開放空隙内での白金の飛散を阻止するため電子ビーム溶接部の正確な配置を容易にする。
【００５９】
本発明について、部品の特定の配置構成、特徴などを参照して説明してきたが、全ての可能な配置構成あるいは特徴を論じ尽くすことは意図しておらず、もちろん、多くのその他の変更および変形は当業者には認識可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態による計測器にて使用される材料用のホルダーの斜視図である。
【図２】図１の計測器にて使用される材料用のホルダーの上面図である。
【図３】図１の計測器にて使用される材料用のホルダーの側面図である。
【図４】図１の計測器にて使用される材料用のホルダーの一部側断面図である。
【図５】図１の計測器にて使用される材料用のホルダーの中間ハウジング部材の側面図である。
【図６】図５の中間ハウジング部材の一部側断面図である。
【図７】図５の中間ハウジング部材の上面図である。
【図８】図１の計測器にて使用される材料用のホルダーの上部ハウジング部材の一部側断面図である。
【図９】図８の上部ハウジング部材の上面図である。
【図１０】図１の計測器にて使用される材料用のホルダーの下部ハウジング部材の一部側断面図である。
【図１１】図１０の下部ハウジング部材の上面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１０  材料ホルダー
１２  ハウジング
１４  第１の空隙
１６  第２の空隙
１８,２０  巻き線アセンブリ
２２,２４,２６,２８  リードアウトコネクターリボン(白金リボン)
３０,３２,３４,３６  スロット
３８  ショルダー
４０  センターポスト
４２  ワッシャ部材
４４  上部ハウジング部材
４６  中間ハウジング部材
４８  下部ハウジング部材
５０  略水平部材
５２  壁
５４  上面
５６  第１の垂直セクション
５８  水平セクション
６０  第２の垂直セクション
６２  第１の凹部
６４  第２の凹部
６６  壁
６８  下面
７０  第１の垂直セクション
７２  水平セクション
７４  第２の垂直セクション
７６  第１の凹部
７８  第２の凹部
８０  略水平部材
８２  壁
８４  上面
８６  材料保持チャンバー
８８  略水平部材
９０  上縁部
９２  下縁部
【図１】
2007500848.tif 000003
【図２】
2007500848.tif 000004
【図３】
2007500848.tif 000005
【図４】
2007500848.tif 000006
【図５】
2007500848.tif 000007
【図６】
2007500848.tif 000008
【図７】
2007500848.tif 000009
【図８】
2007500848.tif 000010
【図９】
2007500848.tif 000011
【図１０】
2007500848.tif 000012
【図１１】
2007500848.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成18年3月24日(2006.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007500848.tif 000014
【図２】
2007500848.tif 000015
【図３】
2007500848.tif 000016
【図４】
2007500848.tif 000017
【図５】
2007500848.tif 000018
【図６】
2007500848.tif 000019
【図７】
2007500848.tif 000020
【図８】
2007500848.tif 000021
【図９】
2007500848.tif 000022
【図１０】
2007500848.tif 000023
【図１１】
2007500848.tif 000024
【国際調査報告】
2007500848.tif 000025
2007500848.tif 000026
2007500848.tif 000027
2007500848.tif 000028