JPH067076U - 振動試料型磁力計用クライオスタットでの試料ホルダーガイド機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 振動試料型磁力計に使用するクライオスタッ
トにおいて、高い検出精度を確保することのできる試料
ホルダーのガイド機構を提供する。を提供する。 【構成】 振動試料型磁力計用クライオスタットでのガ
イド筒(４)の内周面に非磁性樹脂製のスペーサリング(3
4)を装着し、このスペーサリング(34)の中央部に試料ホ
ルダー(８)を直線移動可能に案内する試料ホルダー挿通
孔(35)を透設した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、極低温から室温領域での磁化特性を測定する振動試料型磁力計に使 用するクライオスタットでの試料ホルダーの出退ガイド機構に関する。

【０００２】

【従来技術】

従来の振動試料型磁力計に使用するクライオスタットは、図７に示すように、 ケーシング(50)内に環状の液体窒素槽(51)を収容するとともに、この液体窒素槽 (51)の内部空間内に液体ヘリウム槽(52)を配置し、この液体ヘリウム槽(52)の内 部に２重の石英ガラス管(53)で形成した振動ロッド案内筒(54)を突入配置し、ケ ーシング(50)の内部を真空状態に維持してケーシング(50)と液体窒素槽(51)間、 及び液体窒素槽(51)と液体ヘリウム槽(52)間を真空断熱し、内側石英ガラス管(5 3)の内部に振動用ロッド(55)を出退振動可能に配置し、この振動ロッド(55)の突 入先端部に試料取り付けホルダー(56)を形成し、この振動ロッド(55)を加振装置 を接続して軸芯に沿って振動させるように構成し、内外石英ガラス管(53)(53)の 間を真空断熱状態と熱伝達ガスを充填した伝熱状態とに切り換えるとともに、内 側石英ガラス管(53)の内部に熱伝達ガスを充填するように形成されていた。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

そして、この種のクライオスタットでは、わずかな磁力変化をクライオスタッ トの先端部近傍に配置した検出部で検出するものであるから、磁束を乱す虞れの あるモータ等の電磁部材を使用している加振装置を検出部から離れた個所に配置 している。このため、試料ロッド(55)が長くなり、その出退振動時に試料ロッド (55)が内側石英ガラス管(53)内で軸芯と直交する方向に振れることがあった。こ の結果、従来のクライオスタットでは、軸芯と直交する方向への振れにより検出 部での検出結果に乱れを生じ、検出精度を向上させにくいという問題があった。 本考案はこのような点に着目してなされたもので、高い検出精度を確保するこ とのできる振動試料型磁力計用クライオスタットでの試料ホルダーのガイド機構 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】

上述の目的を達成するために、本考案は、振動試料型磁力計用クライオスタッ トでのガイド筒の内周面に非磁性樹脂製のスペーサリングを装着し、このスペー サリングの中央部に試料ホルダーを直線移動可能に案内する試料ホルダー挿通孔 を透設したことを特徴としている。

【０００５】

【作用】

本考案では、振動試料型磁力計用クライオスタットでのガイド筒の内周面に非 磁性樹脂製のスペーサリングを装着し、このスペーサリングの中央部に試料ホル ダーを直線移動可能に案内する試料ホルダー挿通孔を透設しているので、試料ホ ルダーの軸芯と直交する方向への振れを抑制し、試料ホルダーを直線的に出退振 動させることができるから、振れに起因する磁束変化の乱れを防止することがで き、高い検出精度を維持することになる。

【０００６】

【実施例】

図１〜図６は本発明の実施例を示し、図１は試料ロッドのガイド部の拡大図、 図２はクライオスタットの概略構成図、図３はクライオスタットの縦断面図、図 ４はその要部の拡大図である。 このクライオスタットは、気密構造に形成したケーシング(１)の上壁から極低 温冷凍機(２)のコールドヘッド(３)と金属製ガイド筒(４)とを突入させて配置し 、コールドヘッド(３)と極低温冷凍機(２)の圧縮機ユニット(５)とを一対のフレ キシブルチューブ(６)及び電気コード(７)で接続するとともに、ガイド筒(４)の 内部に試料ホルダー(８)を昇降振動可能に挿入し、この試料ホルダー(８)の上端 部を加振装置(９)に取り外し可能な状態で連動連結してある。

【０００７】 ケーシング(１)に突入配置した金属製ガイド筒(４)は、銅等の良熱伝導性を有 する非磁性材料で形成した有底筒体(10)とステンレス鋼等の熱不良導体性の非磁 性材料で形成した管体(11)とをロー付け接合して形成し、有底筒体(10)が突入奥 部に位置し、接合部分がケーシング(１)内に位置する状態に配置してある。また 、コールドヘッド(３)は２つの冷熱発生部(12)を有しており、第１段冷熱発生部 (高温側)(12ａ)にガイド筒(４)の管体(11)を伝熱帯(13)で熱的に接続するととも に、第２段冷熱発生部(低温側)(12ｂ)にガイド筒(４)の有底筒体(10)部分を伝熱 帯(13)で熱的に接続してある。そして、コールドヘッド(３)の冷熱発生部とガイ ド筒(４)とを接続している伝熱帯(13)は細い銅線を編んで帯状に形成したもので 、可撓性を有するとともに高い熱伝導率を有するように形成してある。

【０００８】 ガイド筒(４)は管体(11)部分がケーシング(１)の上方に突出しており、その上 端部に通路開閉弁(14)を介して、熱伝達媒体給排ブロック(15)が配置してある。 この熱伝達媒体給排ブロック(15)には、真空ポンプ(16)に連通する排気ポート(1 7)と、熱伝達媒体としてのヘリウムガスを貯蔵しているヘリウムガスボンベ(18) に連通する給気ポート(19)と、ガイド筒内空間の圧力変動緩衝具(20)としての風 船に連通する給排ポート(21)が形成されている。

【０００９】 上端部を加振装置(９)に取り外し可能に連動連結した試料ホルダー(８)が熱伝 達媒体給排ブロック(15)の天井壁を貫通してガイド筒(４)の内部に突入しており 、この試料ホルダー(８)の下端部に試料保持部(22)が形成されている。また、こ の試料ホルダー(８)の試料保持部(22)の近傍位置に金鉄対ノーマルシルバーの熱 電対で形成した計測用温度計(23)が配置してあり、この計測用温度計(23)はケー シング(１)外に配置した温度表示機器(24)に接続してある。

【００１０】 また、ガイド筒(４)の外周には内部を液化ガスの通路に形成した銅管(25)が巻 回してあり、この銅管(25)の一端部はケーシング(１)外に配置した液化ガス貯蔵 容器(26)に接続し、他端部は加温器(27)を介して真空ポンプ(16)に連通接続させ てある。また、接合部よりも突入先端側に位置する有底筒体(10)での接合部寄り で振動試料型磁力計にセットした際に磁場の影響が最も少ない個所に温度調整用 ヒータ(28)を配置するとともに、この温度調整用ヒータ(28)の近傍部に金鉄対ク ロメルの熱電対で形成した温調用温度計(29)が配置してあり、この温調用温度計 (29)はケーシング(１)外に配置した温度調整機器(30)にそれぞれ接続してある。

【００１１】 ケーシング(１)の内部はケーシング(１)の周側壁に形成した真空ポート(31)に 接続している真空引きライン(32)を介して真空ポンプ(16)に連通接続してあり、 ケーシング(１)内を真空断熱するように形成してある。図中符号(33)は真空引き ライン(32)に配置した流路開閉弁である。

【００１２】 ガイド筒(４)の内部にはフッ化エチレン樹脂やポリイミド樹脂あるいはフェノ ール樹脂等の非磁性の性質を有する合成樹脂で形成したスペーサリング(34)が装 着してある。このスペーサリング(34)は図５に示すように、ガイド筒(４)の内面 における磁場の影響が最も少ない個所に固定装着してあり、その中央に試料ホル ダー(８)の挿通孔(35)を透設し、この挿通孔(35)を取り囲む状態で通気孔(36)が 円弧状に形成してある。

【００１３】 図６はスペーサリング(34)の変形例を示し、これは非磁性の性質を有する合成 樹脂で形成したスペーサリング(34)の全体形状をガイド筒(４)に内接する三角柱 形状に形成し、その中央部に試料ホルダー(８)の挿通孔(35)を透設し、スペーサ リング(34)の外周壁(37)とガイド筒(４)の内周壁との間を通気路に形成したもの である。

【００１４】 このように形成したクライオスタットでは、試料ホルダー(８)を出退振動可能 に収容しているガイド筒(４)を極低温冷凍機(２)で直接冷却するうえ、ガイド筒 (４)内にヘリウムガス等の熱伝達媒体を封入してあることから、極低温冷凍機( ２)で発生した冷熱を試料に効率よく伝達することができる。しかも、ガイド筒( ８)はその外周面に内部を液化ガスの通路に形成した銅管(25)を巻回するととも に、温度調整用ヒータ(28)を配置してあるので、試料を４.２Ｋから室温までの 温度に冷却することができる。

【００１５】 また、本実施例のクライオスタットでは、ガイド筒(４)を銅等の良熱伝導性材 料で形成した有底筒体(10)とこの有底筒体(10)に連続するステンレス鋼等の低熱 伝導性材料で形成した管体(11)とで形成し、この低熱伝導性材料で形成した管体 (11)をケーシング(１)外に露出させることにより、クライオスタット内への熱侵 入を抑制して、検出部での温度変化を無くすようにしている。

【００１６】 さらに、ガイド筒(４)の管体(11)の上端部に熱伝達媒体給排ブロック(15)が通 路開閉弁(14)を介して接続してあるので、試料交換時等にガイド筒(４)から試料 ホルダー(８)を抜き取る際に、通路開閉弁(14)を閉じることにより、ガイド筒( ４)内は密閉空間となる。これにより、クライオスタット内を低温に保持したま ま試料の交換を行うことができる。

【００１７】 しかも、試料交換時にガイド筒(４)内の熱伝達媒体が外部に逃げ出すことがな いから、熱伝達媒体給排ブロック(15)内だけの容積を真空引き、熱伝達媒体の充 填を行えばよいから、熱伝達媒体のむだな消費を減少させることができる。

【００１８】 また、熱伝達媒体給排ブロック(15)に風船等の圧力変動緩衝具(20)が連通接続 してあるから、試料ホルダー(８)を振動させての測定時に、試料ホルダー(８)の 出退移動に伴うガイド筒(４)内での圧力変動を圧力変動緩衝具(20)で緩衝してガ イド筒(４)内を一定圧力に維持することができる。これにより、圧力変動による 温度のバラつきを抑えて安定した測定を行うことができるようになる。

【００１９】

【考案の効果】

本考案は、振動試料型磁力計用クライオスタットでのガイド筒の内周面に非磁 性樹脂製のスペーサリングを装着し、このスペーサリングの中央部に試料ホルダ ーを直線移動可能に案内する試料ホルダー挿通孔を透設しているので、試料ホル ダーの軸芯と直交する方向への振れを抑制して試料ホルダーを直線的に出退振動 させることができるから、試料ホルダーの振れに起因する磁束変化の乱れを防止 することができ、高い検出精度を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】試料ホルダーガイド機構を示す要部取り出し図
である。

【図２】振動試料型磁力計に使用するクライオスタット
の概略構成図である。

【図３】振動試料型磁力計に使用するクライオスタット
の要部拡大図である。

【図４】振動試料型磁力計に使用するクライオスタット
の縦断面図である。

【図５】スペーサリングの取り出し斜視図である。

【図６】スペーサリングの変形例を示す取り出し斜視図
である。

【図７】振動試料型磁力計に使用するクライオスタット
の従来例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…ケーシング、 ４…ガイド
筒、８…試料ホルダー、 ９…加振
装置、34…スペーサリング、 35…試
料ホルダー挿通孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密構造に形成したケーシング(１)の内
   部に金属製ガイド筒(４)をケーシング(１)外から突入す
   る状態で配置し、このガイド筒(４)内に試料ホルダー
   (８)を出退移動可能に装着し、ガイド筒(４)から突出し
   ている試料ホルダー(８)の突出端部を加振装置(９)に連
   動連結した振動試料型磁力計に使用するクライオスタッ
   トであって、 ガイド筒(４)の内周面に非磁性樹脂製のスペーサリング
   (34)を装着し、このスペーサリング(34)の中央部に試料
   ホルダー(８)を直線移動可能に案内する試料ホルダー挿
   通孔(35を透設したことを特徴とする振動試料型磁力計
   用クライオスタットでの試料ホルダーガイド機構。