JPH06123722A - 熱機械分析装置 - Google Patents
熱機械分析装置Info
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- JPH06123722A JPH06123722A JP4273024A JP27302492A JPH06123722A JP H06123722 A JPH06123722 A JP H06123722A JP 4273024 A JP4273024 A JP 4273024A JP 27302492 A JP27302492 A JP 27302492A JP H06123722 A JPH06123722 A JP H06123722A
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- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims abstract description 14
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
- G01N3/38—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by electromagnetic means
-
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-
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 試料に垂直に立てられたプローブと、プロー
ブを直線的に支持するプローブ支持棒となり、そのプロ
ーブ支持棒には、上下方向に力をかける力発生器と、プ
ローブ支持棒の上下方向の変位を検出する差動トランス
と、力発生器の上下２箇所に夫々１対のワイヤとコイル
バネとを水平に設けて、プローブ支持棒のラジアル方向
の動きを規制した装置である。 【効果】 装置自体がコンパクトになり、そしてプロー
ブ支持棒は、ラジアル方向の動きが非常に小さくなるた
め、力発生器の上下方向の動きを大きくとれ、それゆ
え、試料の変位が大きくても測定できる。
ブを直線的に支持するプローブ支持棒となり、そのプロ
ーブ支持棒には、上下方向に力をかける力発生器と、プ
ローブ支持棒の上下方向の変位を検出する差動トランス
と、力発生器の上下２箇所に夫々１対のワイヤとコイル
バネとを水平に設けて、プローブ支持棒のラジアル方向
の動きを規制した装置である。 【効果】 装置自体がコンパクトになり、そしてプロー
ブ支持棒は、ラジアル方向の動きが非常に小さくなるた
め、力発生器の上下方向の動きを大きくとれ、それゆ
え、試料の変位が大きくても測定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱機械的分析装置にかん
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の熱機械的分析装置に図４に示され
るように、天秤機構を用いて、試料に天秤の端部から他
端に設置されている試料にプローブを介して応力を与
え、そして試料の歪をプローブの変位から検出するもの
であった。その構造を説明する。
るように、天秤機構を用いて、試料に天秤の端部から他
端に設置されている試料にプローブを介して応力を与
え、そして試料の歪をプローブの変位から検出するもの
であった。その構造を説明する。
【０００３】試料１は底付きの筒状の基準管２の底部に
載置されている。基準管２の試料１の載置部の回りに、
試料１を所定の温度プログラムに昇温する電気炉２０が
設けられており、その電気炉の温度は温度制御部２１に
より制御されている。電気炉２０は、図示しない機構に
より上下（矢印Ｂ）方向に移動可能になっている。ベー
ス６には、孔６ａが設けられており、その孔６ａに基準
管２が垂直に隙間を設けて挿入されている。
載置されている。基準管２の試料１の載置部の回りに、
試料１を所定の温度プログラムに昇温する電気炉２０が
設けられており、その電気炉の温度は温度制御部２１に
より制御されている。電気炉２０は、図示しない機構に
より上下（矢印Ｂ）方向に移動可能になっている。ベー
ス６には、孔６ａが設けられており、その孔６ａに基準
管２が垂直に隙間を設けて挿入されている。
【０００４】基準管２の上端部には、外周に張り出した
鍔が設けられており、その鍔を孔で受ける基準管保持材
１８により保持されている。基準管保持材１８は、ベー
ス６に垂直に立てられている２本の案内棒１６と、基準
管保持材１８に設けられたガイド軸受１７とが、スライ
ド可能に係合している。更に、べース６には先端を基準
管保持材１８の裏面に接触するようにマイクロメータ１
９が取り付けられている。マイクロメータを動かすこと
により基準管２の上下位置（図中の矢印Ａ）を所定の位
置にすることができる。
鍔が設けられており、その鍔を孔で受ける基準管保持材
１８により保持されている。基準管保持材１８は、ベー
ス６に垂直に立てられている２本の案内棒１６と、基準
管保持材１８に設けられたガイド軸受１７とが、スライ
ド可能に係合している。更に、べース６には先端を基準
管保持材１８の裏面に接触するようにマイクロメータ１
９が取り付けられている。マイクロメータを動かすこと
により基準管２の上下位置（図中の矢印Ａ）を所定の位
置にすることができる。
【０００５】基準管２内に載置された試料１の上部に
は、棒状のプローブ３がその先端が試料１に接するよう
に垂直に設けられている。棒状のプローブ３には、磁性
材料よりなるコア５が固定されており、その周りを取り
囲むように、差動トランス４が配置されている。差動ト
ランス４は案内棒１６の先端部に固定的に取り付けられ
ている差動トランス支持材１５により支持されている。
差動トランス４の信号は、検出回路２３に入力される。
は、棒状のプローブ３がその先端が試料１に接するよう
に垂直に設けられている。棒状のプローブ３には、磁性
材料よりなるコア５が固定されており、その周りを取り
囲むように、差動トランス４が配置されている。差動ト
ランス４は案内棒１６の先端部に固定的に取り付けられ
ている差動トランス支持材１５により支持されている。
差動トランス４の信号は、検出回路２３に入力される。
【０００６】マイクロメータ１９は、試料１の長さによ
り、コア５と差動トランス４との位置が変化するのを修
正するためのものであり、試料１が長い場合は、マイク
ロメータ１９により、基準管保持材１８を下に下げそし
て、基準管２を下に下げる。ベース６には、さらに、支
点ベース２８が設置されている。支点ベース２８は先端
に設けられている支点２７にて、天秤アーム２６を支持
している。そして支点２７は天秤アーム２６を傾き自在
に支持するものである。天秤アーム２６の一端２６ａに
は、コア継手３０が設けられており、プローブ３または
コア５と接続されている。また、天秤アーム２６の他端
２６ｂには、力発生器７が設けられけている。力発生器
７はマグネット７ａとコイル７ｂよりなっており、コイ
ル７ｂは天秤アーム２６に固定されており、マグネット
７ａは、マグネットベース２９を介してベース６に取り
付けられている。力発生器７は図５のように構成されて
おり、マグネット７ａに円形の垂直に掘られた細い溝７
ｃが形成されており、その細い溝７ｃに円形に形成され
ているコイル７ｂが挿入されている。
り、コア５と差動トランス４との位置が変化するのを修
正するためのものであり、試料１が長い場合は、マイク
ロメータ１９により、基準管保持材１８を下に下げそし
て、基準管２を下に下げる。ベース６には、さらに、支
点ベース２８が設置されている。支点ベース２８は先端
に設けられている支点２７にて、天秤アーム２６を支持
している。そして支点２７は天秤アーム２６を傾き自在
に支持するものである。天秤アーム２６の一端２６ａに
は、コア継手３０が設けられており、プローブ３または
コア５と接続されている。また、天秤アーム２６の他端
２６ｂには、力発生器７が設けられけている。力発生器
７はマグネット７ａとコイル７ｂよりなっており、コイ
ル７ｂは天秤アーム２６に固定されており、マグネット
７ａは、マグネットベース２９を介してベース６に取り
付けられている。力発生器７は図５のように構成されて
おり、マグネット７ａに円形の垂直に掘られた細い溝７
ｃが形成されており、その細い溝７ｃに円形に形成され
ているコイル７ｂが挿入されている。
【０００７】力発生器７のコイル７ｂは、力発生回路２
２と電気的に接続されており、力発生回路２２の電力に
より、天秤アーム２６の他端２６ｂをその電力に応じて
引っ張ったり、押したりする。力発生回路２２はＣＰＵ
２４によりその出力を制御されている。
２と電気的に接続されており、力発生回路２２の電力に
より、天秤アーム２６の他端２６ｂをその電力に応じて
引っ張ったり、押したりする。力発生回路２２はＣＰＵ
２４によりその出力を制御されている。
【０００８】以上の構成により、試料１を所定の温度プ
ログラムにより加熱し、天秤アーム２６の他端２６ｂに
設けられている力発生器７により、天秤アーム２６、プ
ローブ３を介して、試料１に所定の応力を加える。試料
１に加えられた応力により、試料が変形（歪）した量を
コア５と差動トランス４との相対位置の変化を検出回路
２３にて読み取る。以上により試料１の熱機械分析が行
われる。
ログラムにより加熱し、天秤アーム２６の他端２６ｂに
設けられている力発生器７により、天秤アーム２６、プ
ローブ３を介して、試料１に所定の応力を加える。試料
１に加えられた応力により、試料が変形（歪）した量を
コア５と差動トランス４との相対位置の変化を検出回路
２３にて読み取る。以上により試料１の熱機械分析が行
われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した構造で
は、天秤アーム２６の他端２６ｂに保持された力発生器
７のコイル７ｂは、支点２７を回転中心にして円弧状に
図５の矢印Ｄのように動く。特に、コイル７ｂの下端７
ｄは、垂直に対して斜めである円弧状に矢印Ｄｄのよう
に動く。図５の矢印Ｄｄは、実際の方向より強調して示
している。また、コイル７ｂとマグネット７ａの溝７ｃ
とのクリアランス（隙間）は、力発生器７として充分に
機能を発揮させるため、非常に狭くなっている。このた
め、天秤アーム２６が上下方向に少し移動したとき、コ
イル７ｂの下端７ｄは、マグネット７ａの溝７ｃの壁面
と衝突することになる。つまり、天秤アーム２６とプロ
ーブ３の移動許容範囲が非常に限定されることになる。
その天秤アーム２６の端部２６ｂの移動許容範囲は図５
に示したｄ2 となる。
は、天秤アーム２６の他端２６ｂに保持された力発生器
７のコイル７ｂは、支点２７を回転中心にして円弧状に
図５の矢印Ｄのように動く。特に、コイル７ｂの下端７
ｄは、垂直に対して斜めである円弧状に矢印Ｄｄのよう
に動く。図５の矢印Ｄｄは、実際の方向より強調して示
している。また、コイル７ｂとマグネット７ａの溝７ｃ
とのクリアランス（隙間）は、力発生器７として充分に
機能を発揮させるため、非常に狭くなっている。このた
め、天秤アーム２６が上下方向に少し移動したとき、コ
イル７ｂの下端７ｄは、マグネット７ａの溝７ｃの壁面
と衝突することになる。つまり、天秤アーム２６とプロ
ーブ３の移動許容範囲が非常に限定されることになる。
その天秤アーム２６の端部２６ｂの移動許容範囲は図５
に示したｄ2 となる。
【００１０】また、天秤の移動（Ｄ方向）により、コイ
ル７ｂとマグネット７ａの溝７ｄの壁とのギャップが大
きく変化するため、コイル７ｂへ力発生回路２２から供
給される電流値と力発生器７が発生する力（応力）との
関係が変化する。つまり、リニアリティが変化する。
ル７ｂとマグネット７ａの溝７ｄの壁とのギャップが大
きく変化するため、コイル７ｂへ力発生回路２２から供
給される電流値と力発生器７が発生する力（応力）との
関係が変化する。つまり、リニアリティが変化する。
【００１１】また更には、プローブ３を支持している天
秤アーム２６の一端２６ａも円弧方向に動き、プローブ
３が正確な垂直に動きを得られない。そして、従来の天
秤方式は、天秤アームを長く水平方向に設けなければな
らかいので、装置自体が長く大きくなり、そして天秤部
の精度も必要で、組立に非常な注意が必要である。
秤アーム２６の一端２６ａも円弧方向に動き、プローブ
３が正確な垂直に動きを得られない。そして、従来の天
秤方式は、天秤アームを長く水平方向に設けなければな
らかいので、装置自体が長く大きくなり、そして天秤部
の精度も必要で、組立に非常な注意が必要である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、試料に垂直に端部で接触し、試料の歪を検
出するプローブと、前記プローブを端部で垂直に支持す
るプローブ支持棒と、前記プローブ支持棒に設けられコ
イルとマグネットよりなる力発生器と、前記力発生器の
支持する力発生器ホルダと、前記支持棒に設けられた差
動トランス用コアと、前記作動トランス用コアの周囲に
設けられた作動トランスと、前記力発生器ホルダに設け
られ、前記プローブ支持棒の長手方向に対して垂直な平
面上にお互いに角度を持って水平に前記プローブ支持棒
を支持し、撓み可能な一対のワイヤと、前記ワイヤが形
成されている同一平面上に形成され、前記力発生器ホル
ダに設けられ、前記プローブ支持棒を支持し、撓みおよ
び伸縮自在なコイルバネと、前記試料を加熱する加熱炉
とよりなる構成とした熱機械分析装置である。
決するため、試料に垂直に端部で接触し、試料の歪を検
出するプローブと、前記プローブを端部で垂直に支持す
るプローブ支持棒と、前記プローブ支持棒に設けられコ
イルとマグネットよりなる力発生器と、前記力発生器の
支持する力発生器ホルダと、前記支持棒に設けられた差
動トランス用コアと、前記作動トランス用コアの周囲に
設けられた作動トランスと、前記力発生器ホルダに設け
られ、前記プローブ支持棒の長手方向に対して垂直な平
面上にお互いに角度を持って水平に前記プローブ支持棒
を支持し、撓み可能な一対のワイヤと、前記ワイヤが形
成されている同一平面上に形成され、前記力発生器ホル
ダに設けられ、前記プローブ支持棒を支持し、撓みおよ
び伸縮自在なコイルバネと、前記試料を加熱する加熱炉
とよりなる構成とした熱機械分析装置である。
【００１３】
【作用】試料と、直接試料に応力をかけそしてその歪を
検出するプローブと、プローブの移動量を検出するコア
と差動トランスと、試料に加える力を発生する力発生器
が垂直に直線的に設けられているため、非常にコンパク
トに構成することができる。そして、プローブとプロー
ブを保持するプローブ支持棒とは、直線的にプローブ継
手により脱着可能に且つ固定されている。そしてプロー
ブ支持棒には、力発生器ホルダの内壁に設けられた、長
手方向に対して垂直な平面上にお互いに角度を持って水
平にプローブ支持棒を支持し、撓み可能な一対のワイヤ
と、前記ワイヤが形成されている同一平面上に形成さ
れ、前記力発生器ホルダに設けられ、前記プローブ支持
棒を支持し、撓みおよび伸縮自在なコイルバネとが設け
られているため、プローブ支持棒がラジアル（半径）方
向の移動するのを防ぐことができる。つまり、プローブ
およびプローブ支持棒を垂直方向に保持することがで
き、且つ垂直方向の移動を可能にするものである。
検出するプローブと、プローブの移動量を検出するコア
と差動トランスと、試料に加える力を発生する力発生器
が垂直に直線的に設けられているため、非常にコンパク
トに構成することができる。そして、プローブとプロー
ブを保持するプローブ支持棒とは、直線的にプローブ継
手により脱着可能に且つ固定されている。そしてプロー
ブ支持棒には、力発生器ホルダの内壁に設けられた、長
手方向に対して垂直な平面上にお互いに角度を持って水
平にプローブ支持棒を支持し、撓み可能な一対のワイヤ
と、前記ワイヤが形成されている同一平面上に形成さ
れ、前記力発生器ホルダに設けられ、前記プローブ支持
棒を支持し、撓みおよび伸縮自在なコイルバネとが設け
られているため、プローブ支持棒がラジアル（半径）方
向の移動するのを防ぐことができる。つまり、プローブ
およびプローブ支持棒を垂直方向に保持することがで
き、且つ垂直方向の移動を可能にするものである。
【００１４】なお、プローブ支持棒の動きは、図３に示
すように、矢印Ｅで示した円弧状の動きをする。ワイヤ
は撓み可能なな材質であり、力発生器の内壁に一端を支
持されたワイヤは、その支持点を中心にして回転移動可
能になっている。そしてワイヤの他端はホルダーリング
を介してプローブ支持棒に固定されている。つまり、プ
ローブ支持棒は、上下に移動する時、多少ラジアル方向
にも移動することになる。しかし、コイルの中立点での
回転移動方向（接線方向）は、垂直方向であるため、プ
ローブ支持棒が多少垂直方向に大きく動いても、プロー
ブ支持棒は従来例のように大きくラジアル方向に移動し
ない。つまり、プローブ支持棒の移動許容範囲ｄ1 は、
従来例の移動許容範囲であるｄ2 より大きくなる。ｄ1
はｄ2 の約３倍になる。
すように、矢印Ｅで示した円弧状の動きをする。ワイヤ
は撓み可能なな材質であり、力発生器の内壁に一端を支
持されたワイヤは、その支持点を中心にして回転移動可
能になっている。そしてワイヤの他端はホルダーリング
を介してプローブ支持棒に固定されている。つまり、プ
ローブ支持棒は、上下に移動する時、多少ラジアル方向
にも移動することになる。しかし、コイルの中立点での
回転移動方向（接線方向）は、垂直方向であるため、プ
ローブ支持棒が多少垂直方向に大きく動いても、プロー
ブ支持棒は従来例のように大きくラジアル方向に移動し
ない。つまり、プローブ支持棒の移動許容範囲ｄ1 は、
従来例の移動許容範囲であるｄ2 より大きくなる。ｄ1
はｄ2 の約３倍になる。
【００１５】また、プローブ支持棒の移動により、コイ
ル７ｂとマグネット７ａの溝７ｄの壁とのギャップが余
り変化しないため、コイル７ｂへ力発生回路２２から供
給される電流値と力発生器７が発生する力（応力）との
関係があまり変化しない。つまり、リニアリティが良く
なる。
ル７ｂとマグネット７ａの溝７ｄの壁とのギャップが余
り変化しないため、コイル７ｂへ力発生回路２２から供
給される電流値と力発生器７が発生する力（応力）との
関係があまり変化しない。つまり、リニアリティが良く
なる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明を一実施例を示した図面に基づ
き詳細に説明する。図１において、試料１、基準管２、
プローブ３、差動トランス４、コア５、ベース６、差動
トランス支持材１５、案内棒１６、ガイド軸受１７、基
準管保持材１８、マイクロメータ１９、電気炉２０、温
度制御器２１は、従来技術の項で説明した図４と同じな
のでここでは、説明を省略する。
き詳細に説明する。図１において、試料１、基準管２、
プローブ３、差動トランス４、コア５、ベース６、差動
トランス支持材１５、案内棒１６、ガイド軸受１７、基
準管保持材１８、マイクロメータ１９、電気炉２０、温
度制御器２１は、従来技術の項で説明した図４と同じな
のでここでは、説明を省略する。
【００１７】プローブ３の上端部に、プローブ継手１４
により、垂直に上方にプローブ支持棒１０が取り付けら
れている。プローブ支持棒１０には、力発生器７が取り
付けられており、その力発生器７は、プローブ支持棒１
０に固定的に取り付けられ、円形に巻かれているコイル
７ｂと、コイル７ｂを円形の細い溝７ｃが形成されてお
り、その溝７ｃにコイル７ａを狭いクリアランスを形成
して挿入する位置にあるマグネット７ａよりなる。そし
て、マグネット７ａの中心には、プローブ支持棒１０を
通すたもの貫通穴が設けられている。その貫通穴は、プ
ローブ支持棒１０とマグネット７ａとが接触しないよう
に、プローブ支持棒１０の径より大きい径をもってい
る。そして、力発生器７のコイル７ｂは、力発生回路２
２に接続されており、ＣＰＵ２４により制御され所定の
力をプローブ支持棒１０に発生し、試料１に所定の応力
を負荷する。
により、垂直に上方にプローブ支持棒１０が取り付けら
れている。プローブ支持棒１０には、力発生器７が取り
付けられており、その力発生器７は、プローブ支持棒１
０に固定的に取り付けられ、円形に巻かれているコイル
７ｂと、コイル７ｂを円形の細い溝７ｃが形成されてお
り、その溝７ｃにコイル７ａを狭いクリアランスを形成
して挿入する位置にあるマグネット７ａよりなる。そし
て、マグネット７ａの中心には、プローブ支持棒１０を
通すたもの貫通穴が設けられている。その貫通穴は、プ
ローブ支持棒１０とマグネット７ａとが接触しないよう
に、プローブ支持棒１０の径より大きい径をもってい
る。そして、力発生器７のコイル７ｂは、力発生回路２
２に接続されており、ＣＰＵ２４により制御され所定の
力をプローブ支持棒１０に発生し、試料１に所定の応力
を負荷する。
【００１８】なお、コア５と差動トランス４よりなる変
位測定器は、試料１の歪を測定するものである。変位測
定器からの信号は、検出回路２３に入力され、そしてＣ
ＰＵにて、演算処理及びデータ処理が行われる。また、
コア５の設置位置は、プローブ３に限定されるものでは
なく、プローブ支持棒１０または、プローブ継手１４に
設置してもよい。これらの場合は、当然、差動トランス
の位置もその位置に設置される。
位測定器は、試料１の歪を測定するものである。変位測
定器からの信号は、検出回路２３に入力され、そしてＣ
ＰＵにて、演算処理及びデータ処理が行われる。また、
コア５の設置位置は、プローブ３に限定されるものでは
なく、プローブ支持棒１０または、プローブ継手１４に
設置してもよい。これらの場合は、当然、差動トランス
の位置もその位置に設置される。
【００１９】力発生器７のマグネット７ａは、マグネッ
トホルダ９に固定さている。マグネットホルダ９にも、
プローブ支持棒を通すための貫通穴が、マグネット７ａ
と同様に設けられている。そして、マグネットホルダ９
は、マグネットホルダ支持材を介してベース６に取り付
けられている。マグネットホルダ９には、マグネット７
ａを載置するためのマグネット載置底面９ａと、プロー
ブ支持棒１０を水平方向（ラジアル方向）に保持するた
めの機構を内壁に取り付けるための、ワイヤ取り付け壁
部９ｂが形成されている。ワイヤ取り付け壁部９ｂの力
発生器７の上方位置に、前述のプローブ支持棒１０を水
平方向に保持するための機構が取り付けられている。プ
ローブ支持棒１０を水平方向に保持するための機構は、
図２に示されているように、お互いに角度を持って形成
されている一対のワイヤ１２ａと、一対のワイヤ１２ａ
と対向する位置にあるコイルバネ２５と、プローブ支棒
１０にそれらを取り付けるためのホルダリング１１より
なっている。一対のワイヤ１２とコイルバネ２５とホル
ダリング１１は、プローブ支持棒１０の軸方向に対して
垂直な１つの面上に形成されている。そして、それらは
１２０°の角度が最も良いが、それに限定されるもので
はない。
トホルダ９に固定さている。マグネットホルダ９にも、
プローブ支持棒を通すための貫通穴が、マグネット７ａ
と同様に設けられている。そして、マグネットホルダ９
は、マグネットホルダ支持材を介してベース６に取り付
けられている。マグネットホルダ９には、マグネット７
ａを載置するためのマグネット載置底面９ａと、プロー
ブ支持棒１０を水平方向（ラジアル方向）に保持するた
めの機構を内壁に取り付けるための、ワイヤ取り付け壁
部９ｂが形成されている。ワイヤ取り付け壁部９ｂの力
発生器７の上方位置に、前述のプローブ支持棒１０を水
平方向に保持するための機構が取り付けられている。プ
ローブ支持棒１０を水平方向に保持するための機構は、
図２に示されているように、お互いに角度を持って形成
されている一対のワイヤ１２ａと、一対のワイヤ１２ａ
と対向する位置にあるコイルバネ２５と、プローブ支棒
１０にそれらを取り付けるためのホルダリング１１より
なっている。一対のワイヤ１２とコイルバネ２５とホル
ダリング１１は、プローブ支持棒１０の軸方向に対して
垂直な１つの面上に形成されている。そして、それらは
１２０°の角度が最も良いが、それに限定されるもので
はない。
【００２０】ワイヤ１２は伸縮はしないものであり、そ
して撓み可能な材質でできいる。また、コイルバネ２５
は伸縮かつ撓み可能なものであり、バネ状のものであ
る。そして、コイルバネ２５は、多少のテンションがか
かっており、プローブ支持棒１０と、一対のワイヤを小
さい力で引っ張るようになっている。
して撓み可能な材質でできいる。また、コイルバネ２５
は伸縮かつ撓み可能なものであり、バネ状のものであ
る。そして、コイルバネ２５は、多少のテンションがか
かっており、プローブ支持棒１０と、一対のワイヤを小
さい力で引っ張るようになっている。
【００２１】前述のプローブ支持棒１０を水平方向に保
持するための機構が、ワイヤ取り付け壁部９ｂの力発生
器７の下方位置にも設けられている。なお、力発生器７
の上下位置に形成されている夫々の一対のワイヤ１２
は、上方から見て、同一の方向に形成することが望まし
い。何故ならば、試料１に歪が発生して、プローブ３お
よびプローブ支持棒１０が上下方向に移動（変位）した
場合、作用の項で説明したように、多少プローブ支持棒
１０は、軸にたいして多少水平方向（ラジアル方向）に
変位する。勿論、この量は、従来の装置よりも非常に少
ないものである。もし、上の機構のワイヤ１２と下の機
構のワイヤ１２との、方向が異なっていると、プローブ
支持棒１０が、軸に対して水平方向に変位する方向が異
なってしまうので、結果的にプローブ支持棒１０及びプ
ローブ３が傾いてしまう。
持するための機構が、ワイヤ取り付け壁部９ｂの力発生
器７の下方位置にも設けられている。なお、力発生器７
の上下位置に形成されている夫々の一対のワイヤ１２
は、上方から見て、同一の方向に形成することが望まし
い。何故ならば、試料１に歪が発生して、プローブ３お
よびプローブ支持棒１０が上下方向に移動（変位）した
場合、作用の項で説明したように、多少プローブ支持棒
１０は、軸にたいして多少水平方向（ラジアル方向）に
変位する。勿論、この量は、従来の装置よりも非常に少
ないものである。もし、上の機構のワイヤ１２と下の機
構のワイヤ１２との、方向が異なっていると、プローブ
支持棒１０が、軸に対して水平方向に変位する方向が異
なってしまうので、結果的にプローブ支持棒１０及びプ
ローブ３が傾いてしまう。
【００２２】この上下に形成されたプローブ支持棒１０
を水平方向に保持するための機構により、プローブ支持
棒１０は、常に垂直に位置することになる。プローブ３
とプローブ支持棒１０とは、上下に設けられているプロ
ーブ支持棒１０を水平方向に保持するための機構によ
り、垂直方向に支持されていることになり、ワイヤ１２
とコイルバネ２５は撓むことになるが、測定のときに
は、ワイヤ１２とコイルバネ２５が水平になるように、
力発生器７にＣＰＵ２４から力発生回路２２を介して、
所定の電流が入力されている。
を水平方向に保持するための機構により、プローブ支持
棒１０は、常に垂直に位置することになる。プローブ３
とプローブ支持棒１０とは、上下に設けられているプロ
ーブ支持棒１０を水平方向に保持するための機構によ
り、垂直方向に支持されていることになり、ワイヤ１２
とコイルバネ２５は撓むことになるが、測定のときに
は、ワイヤ１２とコイルバネ２５が水平になるように、
力発生器７にＣＰＵ２４から力発生回路２２を介して、
所定の電流が入力されている。
【００２３】次に、本発明の装置により、試料１を熱機
械的分析を行う手順を示す。試料１を基準管２の底部に
置き、そして試料１の上面にプローブ３の先端が接触す
るように、マイクロメータ１９にて基準管保持材１８と
基準管２をＡ方向に動かす。なお、予め力発生器７は、
ワイヤ１２とコイルバネ２５が水平になるように、プロ
ーブ支持棒１０にたいして上方への力を発生している。
械的分析を行う手順を示す。試料１を基準管２の底部に
置き、そして試料１の上面にプローブ３の先端が接触す
るように、マイクロメータ１９にて基準管保持材１８と
基準管２をＡ方向に動かす。なお、予め力発生器７は、
ワイヤ１２とコイルバネ２５が水平になるように、プロ
ーブ支持棒１０にたいして上方への力を発生している。
【００２４】そして、電気炉２０を所定の位置にするた
めＢ方向に動かす。ここまでは、プローブ３の先端は、
試料１の表面に無荷重で接している。そして、ＣＰＵ２
４からの制御信号により、力発生回路２２から、力発生
器７に所定の電流が出力される。力発生回路２２からの
電流は、一定の電流値でも、時間の函数の電流値でも可
能である。そしてその電流値により、力発生器７のコイ
ル７ｂ電流が流れ、そして磁界が生じる。その磁界と、
マグネット７ａとの作用により、プローブ支持棒１０を
介してプローブ３の先端にて試料１に力（応力）が加え
られる。このとき、温度制御部２１からの電流により、
加熱炉２０は加熱され、そして、試料１も加熱される。
試料１の加熱は、温度制御器２１に設定されている温度
プログラムにより精密に温度コントロールされる。この
温度コントロールは、ＣＰＵ２４と接続し、そこで温度
制御信号を出力してもよい。
めＢ方向に動かす。ここまでは、プローブ３の先端は、
試料１の表面に無荷重で接している。そして、ＣＰＵ２
４からの制御信号により、力発生回路２２から、力発生
器７に所定の電流が出力される。力発生回路２２からの
電流は、一定の電流値でも、時間の函数の電流値でも可
能である。そしてその電流値により、力発生器７のコイ
ル７ｂ電流が流れ、そして磁界が生じる。その磁界と、
マグネット７ａとの作用により、プローブ支持棒１０を
介してプローブ３の先端にて試料１に力（応力）が加え
られる。このとき、温度制御部２１からの電流により、
加熱炉２０は加熱され、そして、試料１も加熱される。
試料１の加熱は、温度制御器２１に設定されている温度
プログラムにより精密に温度コントロールされる。この
温度コントロールは、ＣＰＵ２４と接続し、そこで温度
制御信号を出力してもよい。
【００２５】温度コントロールは、昇温および冷却が可
能になっており、特に図示しない急冷装置により急冷す
ることもできる。そして、所定温度での、所定応力によ
る試料１の歪（変形量）は、プローブ支持棒１０に取り
付けられたコア５とその周りに設けられている差動トラ
ンス４との相対位置変化により検出回路２３により検出
される。そしてその信号は、ＣＰＵ２４Ｕ 取り込ま
れ、データ処理される。そして、熱機械的分析が行われ
る。コア５と差動トランス４とを合わせて差動トランス
ということもある。この装置は、一般的であるため、検
出原理の説明は省略する。
能になっており、特に図示しない急冷装置により急冷す
ることもできる。そして、所定温度での、所定応力によ
る試料１の歪（変形量）は、プローブ支持棒１０に取り
付けられたコア５とその周りに設けられている差動トラ
ンス４との相対位置変化により検出回路２３により検出
される。そしてその信号は、ＣＰＵ２４Ｕ 取り込ま
れ、データ処理される。そして、熱機械的分析が行われ
る。コア５と差動トランス４とを合わせて差動トランス
ということもある。この装置は、一般的であるため、検
出原理の説明は省略する。
【００２６】試料１の歪により、プローブ支持棒１０は
軸方向に移動するが、力発生器７の上下に設けられてい
るプローブ支持棒１０を水平方向に保持するための機構
（ワイヤ１２、コイルバネ２５、およびホルダーリング
１１よりなる）により、ほぼ確実に軸方向にプローブ支
持棒１０は移動する。プローブ支持棒１０の径方向の移
動は非常に少なくなっている。
軸方向に移動するが、力発生器７の上下に設けられてい
るプローブ支持棒１０を水平方向に保持するための機構
（ワイヤ１２、コイルバネ２５、およびホルダーリング
１１よりなる）により、ほぼ確実に軸方向にプローブ支
持棒１０は移動する。プローブ支持棒１０の径方向の移
動は非常に少なくなっている。
【００２７】
【発明の効果】本発明の熱機械的分析装置は、従来例に
あるような天秤機構がないため、装置自体がコンパクト
になり、組立も非常に簡単になる。また、プローブの可
動範囲が広くなるため、試料の変形量が大きくても精度
よく熱機械的分析をすることができる。そして、力発生
器のコイルとマグネットとのギャップの変化非常に小さ
いため、コイルへ供給する電流値と、力発生器が発生ふ
る力とのリニアリティが向上し、精度良く測定できる。
あるような天秤機構がないため、装置自体がコンパクト
になり、組立も非常に簡単になる。また、プローブの可
動範囲が広くなるため、試料の変形量が大きくても精度
よく熱機械的分析をすることができる。そして、力発生
器のコイルとマグネットとのギャップの変化非常に小さ
いため、コイルへ供給する電流値と、力発生器が発生ふ
る力とのリニアリティが向上し、精度良く測定できる。
【図１】本発明の実施例の断面図である。
【図２】本発明のプローブ支持棒１０を水平方向に保持
するための機構を示す平面図である。
するための機構を示す平面図である。
【図３】本発明の力発生器７とその動きを示す断面図で
ある。
ある。
【図４】従来の熱機械的分析装置の断面図である。
【図５】従来の熱機械的分析装置の力発生器７とその動
きを示す断面図である。
きを示す断面図である。
１ 試料 ２ 基準管 ３ プローブ ４ 差動トランス ５ コア ６ ベース ７ 力発生器 ７ａ マグネット ７ｂ コイル ９ マグネットホルダ １０ プローブ支持棒 １１ ホルダーリング １２ ワイヤ １３ マグネットホルダ支持材 １４ プローブ継手 １５ 差動トランス支持材 １６ 案内棒 １７ ガイド軸受 １８ 基準管保持材 １９ マイクロメータ ２０ 電気炉 ２１ 温度制御部 ２２ 力発生回路 ２３ 検出回路 ２４ ＣＰＵ
Claims (2)
- 【請求項１】 試料に垂直に端部で接触し、試料の歪を
検出するプローブと、前記プローブを端部で垂直に支持
するプローブ支持棒と、 前記プローブ支持棒に設けられコイルとマグネットより
なる力発生器と、 前記力発生器の支持する力発生器ホルダと、 前記支持棒に設けられた差動トランス用コアと、 前記差動トランス用コアの周囲に設けられた差動トラン
スと、 前記力発生器ホルダに設けられ、前記プローブ支持棒の
長手方向に対して垂直な平面上にお互いに角度を持って
水平に前記プローブ支持棒を支持し、撓み可能な一対の
ワイヤと、 前記ワイヤが形成されている同一平面上に形成され、前
記力発生器ホルダに設けられ、前記プローブ支持棒を支
持し、撓みおよび伸縮自在なコイルバネと、 前記試料を加熱する加熱炉とよりなることを特徴とする
熱機械分析装置。 - 【請求項２】 請求項１の熱機械分析装置において、前
記同一平面上に設けられた一対のワイヤとコイルバネの
他に、更に前記平面と異なった平行平面上に一対のワイ
ヤとコイルバネが設けられている熱機械分析装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4273024A JPH06123722A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 熱機械分析装置 |
| US08/134,846 US5370457A (en) | 1992-10-12 | 1993-10-12 | Thermomechanical analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4273024A JPH06123722A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 熱機械分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123722A true JPH06123722A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17522105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4273024A Pending JPH06123722A (ja) | 1992-10-12 | 1992-10-12 | 熱機械分析装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5370457A (ja) |
| JP (1) | JPH06123722A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2720503B1 (fr) * | 1994-05-26 | 1996-06-21 | Commissariat Energie Atomique | Système de caractérisation thermomécanique de matériaux utilisant un dispositif de chauffage rapide par induction. |
| CH690627A5 (de) * | 1995-05-19 | 2000-11-15 | Mettler Toledo Gmbh | Einfache Differenzthermoanalyse. |
| US6146013A (en) * | 1995-05-19 | 2000-11-14 | Mettler-Toledo Gmbh | Differential thermal analysis system including dynamic mechanical analysis |
| US6672759B2 (en) * | 1997-07-11 | 2004-01-06 | International Business Machines Corporation | Method for accounting for clamp expansion in a coefficient of thermal expansion measurement |
| JP3370620B2 (ja) * | 1999-03-03 | 2003-01-27 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 熱機械的分析装置 |
| US6776520B2 (en) * | 2001-03-16 | 2004-08-17 | Arizona Board Of Regents | Method for determining a coefficient of thermal expansion and apparatus therefor |
| JP3798673B2 (ja) * | 2001-10-23 | 2006-07-19 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 熱重量測定装置 |
| KR100479689B1 (ko) * | 2002-08-09 | 2005-03-30 | 한국과학기술연구원 | 열기계 분석장치 |
| CN100437078C (zh) * | 2003-12-12 | 2008-11-26 | 中国科学技术大学 | 热力耦合实验台 |
| CN102680291B (zh) * | 2012-04-25 | 2014-10-22 | 西南科技大学 | 电磁控制的土样压实装置 |
| US10029415B2 (en) | 2012-08-16 | 2018-07-24 | Stratasys, Inc. | Print head nozzle for use with additive manufacturing system |
| US20240280455A1 (en) * | 2021-08-12 | 2024-08-22 | Soreq Nuclear Research Center | Curing kinetics optimization module (c-kom) for axial dynamic mechanical analysis |
| US12306018B1 (en) * | 2022-11-22 | 2025-05-20 | St3 Development Corporation | Material testing apparatus having vibration mitigation |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2545482A (en) * | 1944-05-27 | 1951-03-20 | Westinghouse Electric Corp | Testing machine for determining the mechanical behavior of metals under test |
| US2754675A (en) * | 1952-11-05 | 1956-07-17 | H W Wallace & Company Ltd | Compression plastimeter |
| US2763149A (en) * | 1953-11-23 | 1956-09-18 | Roger A Long | Hydraulic tensile testing apparatus for material |
| US2699060A (en) * | 1954-01-07 | 1955-01-11 | Sinclair Refining Co | Catalyst testing apparatus |
| DE2014766A1 (en) * | 1970-03-26 | 1971-10-21 | Kuraray Co | Dynamic modulus test rig for high polymer material samples |
| IT1100728B (it) * | 1978-12-18 | 1985-09-28 | Bottani Carlo Enrico | Procedimento e apparecchiatura per la determinazione termodinamica del carico limite elasto-plastico |
| JPS60230034A (ja) * | 1984-04-28 | 1985-11-15 | Toshiba Corp | 極低温度破壊靭性試験装置 |
| JPH068779B2 (ja) * | 1984-11-29 | 1994-02-02 | 株式会社島津製作所 | 材料試験機の試験片変位量測定装置 |
| JPS62187237A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-15 | Toshiba Corp | 脆性材料の引張試験装置 |
| US4837776A (en) * | 1986-12-16 | 1989-06-06 | Ciba-Geigy Corporation | Process for measuring the variations in volume of fluids, especially shrinkage measurements in synthetic resins during hardening and a device for carrying out the process |
| JPH01274033A (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-01 | Mc Sci:Kk | 熱機械分析方法 |
| JPH0368836A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-25 | Mc Sci:Kk | 熱機械分析装置 |
| JPH03251752A (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-11 | Shimadzu Corp | 熱機械分析装置 |
| JPH04235329A (ja) * | 1991-01-11 | 1992-08-24 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 小型の試験片のクリープ試験法 |
| JP2902132B2 (ja) * | 1991-02-08 | 1999-06-07 | 日本原子力研究所 | 試験槽の密閉装置 |
-
1992
- 1992-10-12 JP JP4273024A patent/JPH06123722A/ja active Pending
-
1993
- 1993-10-12 US US08/134,846 patent/US5370457A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5370457A (en) | 1994-12-06 |
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