(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルホルダに対して離合する第１方向に切削刃を相対移動して前記サンプルホルダに保持したサンプルの表面に前記切削刃の刃先を食い込ませ、次いで前記第１方向および前記切削刃の刃先線（刃先が形成する直線）と直交する第２方向に切削刃を相対移動して前記サンプルの表面から内部あるいは異種材料で構成されている複合材料にあっては界面または界面近傍を切削し、その切削結果を観察してサンプルの物性解析を行う表面−界面物性解析装置であって、
前記サンプルホルダは、サンプルの表面を押さえる表面押え面を有しその表面押え面が前記刃先線と常に平行になるように姿勢を固定されている表面側押え部材と、サンプルの裏面を押さえる裏面押え面を有する裏面側押え部材と、前記表面側押え部材に対して離合するように前記第１方向に前記裏面側押え部材を移動させると共に前記裏面押え面の姿勢をある程度調整可能な固定ネジ手段とを具備し、前記裏面側押え部材によりサンプルを前記表面側押え面に押し付け前記裏面押え面と前記表面側押え面の間にサンプルを挟み込んで保持することを特徴とする表面−界面物性解析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面−界面物性解析装置に関し、さらに詳しくは、サンプル面を適正に保持できるように改良したサンプルホルダを有する表面−界面物性解析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、従来の表面−界面物性解析装置の要部正面図である。
この表面−界面物性解析装置５００では、サンプル台５５にサンプルＳを載せ、そのサンプルＳの上に表面側押え部材５４を被せ、固定ネジ５６を締めて前記サンプル台５５と前記表面側押え部材５４の間にサンプルＳを挟み込んで固定する。そして、サンプルＳの表面に切削刃２の刃先２ａを食い込ませ、次いでサンプルＳの表面に沿って切削刃２を移動してサンプルＳの表面（または表面層）を切削刃２の刃先２ａで切削し、その切削結果を観察してサンプルＳの表面の物性解析（またはサンプルＳの基体と表面層の界面の物性解析）を行う。
なお、切削刃２の刃先線２ｂ（刃先２ａが形成する直線）とサンプル台５５の表面は平行になるように固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図３に示すように、サンプルＳの表面と裏面が平行な場合、サンプルＳの表面は、切削刃２の刃先線２ｂと平行となる。ところが、図４に示すように、サンプルＳの表面と裏面が平行でない場合、サンプルＳの表面は、切削刃２の刃先線２ｂと平行にならない。このように、従来の表面−界面物性解析装置５００では、切削刃２の刃先線２ｂに対するサンプルＳの表面の角度がサンプルＳの形状によって変わる。
しかし、切削刃２の刃先線２ｂに対するサンプルＳの表面の角度が変動すると、刃先２ａの食い込み深さが不要に変動したり切削抵抗値が不要に変動し、解析結果に誤差を与える問題点がある。
そこで、本発明の目的は、サンプル面を適正に保持できるように改良したサンプルホルダを有する表面−界面物性解析装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、サンプルホルダに対して離合する第１方向に切削刃を相対移動して前記サンプルホルダに保持したサンプルの表面に前記切削刃の刃先を食い込ませ、次いで前記第１方向および前記切削刃の刃先線（刃先が形成する直線）と直交する第２方向に切削刃を相対移動して前記サンプルの表面から内部あるいは異種材料で構成されている複合材料にあっては界面または界面近傍を切削し、その切削結果を観察してサンプルの物性解析を行う表面−界面物性解析装置であって、前記サンプルホルダは、サンプルの表面を押さえる表面押え面を有しその表面押え面が前記刃先線と常に平行になるように姿勢を固定されている表面側押え手段と、サンプルの裏面を押さえる裏面押え面を有する裏面側押え手段と、前記表面側押え部材に対して離合するように前記第１方向に前記裏面側押え部材を移動させると共に前記裏面側押え部材の姿勢をある程度調整可能な固定ネジ手段とを具備したことを特徴とする表面−界面物性解析装置を提供する。
なお、相対移動とは、一方を移動し他方を固定する場合、一方を固定し他方を移動する場合および一方と他方の両方を移動する場合を含む意味である。
また、切削結果を観察してサンプルの物性解析を行うとは、切削状態の顕微鏡による視認，切削状態を撮影した画像の解析，切削抵抗値やその変化パターンの解析，剪断強度などによりサンプルの諸性質を評価することを意味する。
【０００５】
上記本発明の表面−界面物性解析装置では、表面押え面が刃先線と常に平行になるように、表面側押え手段の姿勢を固定されている。一方、裏面側押え手段の姿勢をある程度調整可能としている。つまり、裏面押え面の角度を変えられるようになっている。このため、サンプルの表面と裏面とが平行でない場合には、刃先線に対するサンプルの裏面の角度が平行でなくなるが、刃先線とサンプルの表面とは平行に保たれる。かくして、刃先線とサンプルの表面とが常に平行に保たれるので、刃先の食い込み深さが不要に変動したり切削抵抗値が不要に変動することがなくなり、サンプルの形状にかかわらず、再現性のある正しい解析結果を得られるようになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態の表面−界面物性解析装置の要部斜視図である。この表面−界面物性解析装置１００のサンプルホルダ１は、サンプルＳの表面Ｓｏを押さえる表面押え面４ａを有する表面側押え部材４と、サンプルＳの裏面Ｓｕを押さえる裏面押え面５ａを有する裏面押え部材５と、前記表面側押え部材４に対して離合するように第１方向に前記裏面側押え部材５を移動させる４個の固定ネジ６とを具備している。
【０００７】
前記表面側押え部材４の姿勢は、前記表面押え面４ａが切削刃２の刃先線２ｂと常に平行になるように固定されている。
一方、前記裏面側押え部材５は、前記固定ネジ６に対して、ある程度ガタを持たせて螺合されており、この結果、裏面側押え部材５の姿勢は、ある程度調整可能になっている。
【０００８】
また、前記裏面側押え部材５には、ペルチェ素子７が貼着されており、サンプルＳの温度制御を局部的に行うことが出来るようになっている。
【０００９】
図２に示すように、表面押え面４ａは、刃先線２ｂと常に平行になるよう固定されている。一方、裏面側押え部材５の姿勢は、ある程度調整可能になっている。
このため、サンプルＳの表面Ｓｏと裏面Ｓｕとが平行でない場合、刃先線２ｂに対するサンプルＳの裏面Ｓｕの角度は平行でなくなるが、刃先線２ｂとサンプルＳの表面Ｓｏとは平行に保たれる。
【００１０】
測定に際しては、サンプルホルダ１に対して離合する第１方向に切削刃２を移動し、サンプルホルダ１に保持したサンプルＳの表面に切削刃２の刃先２ａを食い込ませる。このときの応力ｆ１をロードセル３ａで測定する。
次いで、前記第１方向および前記刃先線２ｂと直交する第２方向に切削刃２を移動して、サンプルＳの表面層Ｓｏ（または表面）を切削刃２の刃先２ａで切削する。このときの応力ｆ２をロードセル３ｂで測定する。
そして、応力ｆ１，ｆ２の測定結果からサンプルＳの基体Ｓｋと表面層Ｓｏの界面の物性解析（又はサンプルＳの表面の物性解析）を行う。
【００１１】
以上の表面−界面物性解析装置１００によれば、刃先線２ｂとサンプルＳの表面Ｓｏとが常に平行に保たれるので、刃先２ａの食い込み深さが不要に変動したり切削抵抗値が不要に変動することがなくなり、サンプルＳの形状にかかわらず、再現性のある正しい解析結果を得られるようになる。
【００１２】
なお、サンプルＳとしては、プラスチック板，合板，塗装板，パイプ，コンクリート板などが挙げられる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の表面−界面物性解析装置によれば、サンプルの形状にかかわらず、サンプルを適正に保持できるため、切削刃の刃先に対するサンプルの表面の角度の変動に起因する測定誤差を生じず、再現性のある正しい解析結果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる表面−界面物性解析装置の要部を示す斜視図である。
【図２】図１の表面−界面物性解析装置の要部の正面図である。
【図３】従来の表面−界面物性解析装置の要部の正面図である。
【図４】従来の表面−界面物性解析装置の問題点の説明図である。
【符号の説明】
１００              表面−界面物性解析装置
１                  サンプルホルダ
２                  切削刃
２ａ                刃先
２ｂ                刃先線
４                  表面側押え部材
４ａ                表面押え面
５                  裏面側押え部材
５ａ                裏面押え面
６                  固定ネジ
７                  ペルチェ素子
Ｓ                  サンプル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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