(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御された加熱炉の中で、フィルム状の試料の両端を支持して引張りながら試料の膨張、収縮を測定する熱機械分析装置において、試料の一端を引張る引張り側検出棒に設けたスリット部が、試料の他端を支持する固定側試料支持管に設けたスリット部と同一方向になるように、スリット部を任意の方向に回転して保持する回転保持機構を、前記引張り側検出棒に設け、前記回転保持機構は、袋ナットを通した接ぎ手と、外面に袋ナットに対応するネジ部を形成したアダプタにより構成されたことを特徴とする熱機械分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱機械分析装置に関し、特にフィルム状の試料の温度による膨張、収縮を測定する熱機械分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フィルム状の試料の温度に対する膨張率や収縮率などを測定するには、図４に示すような構成の熱機械分析装置が用いられている。すなわち、フィルム状試料Ｓは、加熱炉１中で固定側試料支持管２と引張り側検出棒３で保持されながら、永久磁石４とフォースコイル５の電流に比例した電磁力により、前記引張り側検出棒３を介して引き上げられる。このときのフィルム状試料Ｓの伸びが差動トランス６により検出され、この検出値が変位測定部７で測定される。
前記固定側試料支持管２と引張り側検出棒３は図５に示した正面図（ａ）及び側面図（ｂ）のような構造のものが用いられている。フィルム状試料Ｓは、固定側試料支持管２の先端に設けられた図６に示すようなスリット部２ａと引張り側検出棒３の先端に設けられたスリット部３ａに挿入して保持される。この固定側試料支持管２のスリット部２ａに引張り側検出棒３のスリット部３ａの方向を一致させるために、引張り側検出棒３の上端に接手３１を固着し、０．０５〜０．２ｍｍ範囲の数種類のシム３３を挿んで螺合させて締め込み、ねじの締め込み位置が変わることを利用してスリット部２ａ、３ａの方向を調節している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の熱機械分析装置は上記のように構成されているが、固定側試料支持管２や引張り側検出棒３は高温に耐えるため石英ガラスで作られており、取り扱いによっては破損することがあり、この場合には使用者が交換を行う必要がある。固定側試料支持管２のスリット部２ａと引張り側検出棒３のスリット部３ａの方向を一致させるため、シム３３をいろいろ変えながら、変位検出器側軸３２に引張り側検出棒３を螺合させなければならないため、確実に一致させるためには非常な労力を要し、またシム３３が小形で紛失しやすいという難点がある。もし、確実に一致させないで測定するとフィルム状試料Ｓにねじれ方向の力が働き、正確な垂直方向の長さの変化が測定できないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フィルム状試料を保持するスリット部の方向を容易に一致させることができる熱機械分析装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の熱機械分析装置は、温度制御された加熱炉の中で、フィルム状の試料の両端を支持して引張りながら試料の膨張、収縮を測定する熱機械分析装置において、試料の一端を引張る引張り側検出棒に設けたスリット部が、試料の他端を支持する固定側試料支持管に設けたスリット部と同一方向になるように、スリット部を任意の方向に回転して保持する回転保持機構を、前記引張り側検出棒に設け、前記回転保持機構は、袋ナットを通した接ぎ手と、外面に袋ナットに対応するネジ部を形成したアダプタにより構成されたことを特徴とするものである。本発明の熱機械分析装置は上記のように構成されており、固定側試料支持管と引張り側検出棒のスリット部を同一方向に容易に一致させることができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の熱機械分析装置の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の熱機械分析装置におけるフィルム状の試料の両端を支持して引張る引張り機構部の構造（ａ）とその一部拡大図（ｂ）、図２は熱機械分析装置の概略構成図である。
【０００６】
図２に示すように、本発明の熱機械分析装置は、フィルム状試料Ｓの一端を保持する石英ガラス製の固定側試料支持管２と、同試料Ｓの他端を保持して引張り上げる石英ガラス製の引張り側検出棒８１と、前記引張り側検出棒８１を駆動する駆動部９及びこの駆動部９を制御する制御部１０と、矢印方向に移動可能にして前記フィルム状試料Ｓを加熱する加熱炉１と、この加熱炉１の温度を測定する熱電対１４及び加熱温度を制御する制御部１１等から構成されている。これらの制御部１０、１１はＡ／Ｄコンバータ、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成することができる。
【０００７】
前記駆動部９は、前記引張り側検出棒８１に連結されている磁性体のコア６１と励磁および検出用のコイル６２からなる差動トランス６と、前記コア６１を介して引張り側検出棒８１に連結されているフォースコイル５と、磁界形成用の永久磁石４からなる電磁力発生機構と、前記フォースコイル５を吊持するスプリング１２と、このスプリング１２を支持しコイル６２を固設しておく固定ブロック１３から構成されている。
【０００８】
また、前記制御部１０は、前記差動トランス６からの検出信号を変位量に変換すると共に変位量に比例した電気信号を出力する変位測定部１０ａと、この変位測定部１０ａからの出力信号によりバネ定数補正信号を出力するバネ定数補正回路１０ｂと、このバネ定数補正回路１０ｂの出力信号に対応してフォースコイル５にフィードバック電流を出力する荷重コントロール部１０ｃ及び液晶ディスプレイなどの表示器１０ｄから構成されている。
【０００９】
そして、前記固定側試料支持管２は、その一端を図１に示すようにベースプレート１５に固定すると共に、スライドパイプ１６と下方から上昇する加熱炉１によって収容され外気と遮断された状態で加熱される。この固定側試料支持管２の中心軸上に引張り側検出棒８１が配設され、その上端は変位測定器として用いられる差動トランス６からのコア６１に接続された変位検出器側軸８５に連結されている。
【００１０】
前記引張り側検出棒８１と変位検出器軸８５との接続部は、本発明を特徴付けるもので、図３（ａ）に示すように引張り側検出棒８１の上端側には袋ナット８３を通して接手８２が固着されており、変位検出器側軸８５の下端側には、外面上の一部に前記袋ナット８３に対応するネジ部を形成したアダプター８４が螺合されている。この引張り側検出棒８１と固定側試料支持管２の先端側には図６に示したスリット部２ａ、３ａと同様なスリット部が設けられており、これらのスリット部の方向が一致するように結合する必要がある。本発明では、まずアダプター８４に接手８２を挿入し、袋ナット８３で徐々にアダプター８４にねじ込み、最後まで締め込む直前に引張り側検出棒８１の先端部のスリット部の方向が、固定側試料支持管２のスリット部と一致して正面に来るようにして、袋ナット８３を締め込むことにより、容易、かつ確実に固定させることができる。これにより、フィルム状試料Ｓは、その両端を止め具１７で挟んだ状態で図３（ｂ）に示すようにスリット部を通して捩れないで保持される。
【００１１】
上記構成の熱機械分析装置によるフィルム状試料Ｓの熱膨張率の測定は、次のような動作により行われる。
フィルム状試料Ｓが固定側試料支持管２と引張り側検出棒８１のスリット部を通して保持された状態で、荷重コントロール部１０ｃから出力される電流に比例した電磁力でフィルム状試料Ｓに一定の荷重が加えられる。
下方に移動していた加熱炉１は電動機（図示せず）によりフィルム状試料Ｓの位置まで上昇し、制御部１１から供給されるヒータ電流により加熱され、その温度は熱電対１４で測定され設定温度に追従して変化する。
【００１２】
フィルム状試料Ｓの熱膨張によりコア６１の位置が変位し、その変位は差動トランス６によって検出され、変位測定部１０ａにより変位値に変換され、この値は表示器１０ｄによって表示される。この分析中に試料寸法が変化することにより、バネの反発力によってフィルム状試料Ｓにかかる荷重が変化するが、バネ定数補正回路１０ｂによってバネの反発力と同じで逆の力を発生する電流が前記荷重コントロール部１０ｃからフォースコイル５に与えられるので、フィルム状試料Ｓに加えられる荷重変化が補償される。
【００１３】
本発明の特徴は、フィルム状試料Ｓを引張る引張り側検出棒側８１に袋ナット８３を通した接手８２を結合し、変位検出部からの変位検出器側軸８５に外面に前記袋ナット８３に対応するねじ部を形成したアダプター８４を結合して、スリット部を一致させて固定するようにしたことを特徴とするものであり、本発明の熱機械分析装置の構成は、本実施例にのみ限定されるものではない。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の熱機械分析装置は、従来のようなスリット部の方向を揃えるのに厚さの異なるシムを用意して取り換えたり、数枚の薄いシムを用意して枚数を変えてみたりする必要がなくなり、組み立てが容易である。また、シムを組み込んでもわずかな角度差が生じ精度に影響する恐れがあるが、本発明では連続的に位置合わせが行えるため精度の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わるフィルム状試料の引張り機構部の構成図（ａ）とその一部拡大図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施例の熱機械分析装置の概略構成図である。
【図３】実施例に係わる固定側試料支持管と引張り側検出棒の正面断面図（ａ）と底面図（ｂ）である。
【図４】従来の熱機械分析装置の概略構成図である。
【図５】従来の引張り側検出棒及び固定側試料支持管の正面断面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図６】従来の引張り側検出棒及び固定側試料支持管のスリット部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…加熱炉
２…固定側試料支持管
３、８１…引張り側検出棒
４…永久磁石
５…フォースコイル
６…差動トランス
７、１０ａ…変位測定部
９…駆動部
１０、１１…制御部
１０ｂ…バネ定数補正回路
１０ｃ…荷重コントロール部
１０ｄ…表示器
１２…スプリング
１３…固定ブロック
１４…熱電対
１５…ベースプレート
１６…スライドパイプ
１７…止め具
３１、８２…接手
３２、８５…変位検出器側軸
３３…シム
８３…袋ナット
８４…アダプター
Ｓ…フィルム状試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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