熱分析装置
【課題】天秤ビームの交換を容易且つ安全に行うことができる熱分析装置を提供する。
【解決手段】第１ビーム２４ｂと第２ビーム２５ｂとを接続して成る天秤ビーム２３ｂと、第１ビーム２４ｂを傾斜揺動可能に支持する支点２２ｂと、支点２２ｂ及び第１ビーム２４ｂを格納し開口１９を有するハウジング１８とを有する熱分析装置である。第２ビーム２５ｂは、開口１９を通してハウジング１８の内部に挿入されて第１ビーム２４ｂに接続されてハウジング１８の外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料Ｓを支持する。第１ビーム２４ｂと第２ビーム２５ｂとの接続部を視認可能領域とする透明カバー１７がハウジング１８の上面に設けられている。ハウジング１８の上面側板を取り外すことなく、第２ビーム２５ｂの着脱ができる。
【解決手段】第１ビーム２４ｂと第２ビーム２５ｂとを接続して成る天秤ビーム２３ｂと、第１ビーム２４ｂを傾斜揺動可能に支持する支点２２ｂと、支点２２ｂ及び第１ビーム２４ｂを格納し開口１９を有するハウジング１８とを有する熱分析装置である。第２ビーム２５ｂは、開口１９を通してハウジング１８の内部に挿入されて第１ビーム２４ｂに接続されてハウジング１８の外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料Ｓを支持する。第１ビーム２４ｂと第２ビーム２５ｂとの接続部を視認可能領域とする透明カバー１７がハウジング１８の上面に設けられている。ハウジング１８の上面側板を取り外すことなく、第２ビーム２５ｂの着脱ができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天秤ビームの一部をハウジングに格納した状態で熱分析測定を行う構成の熱分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
天秤ビームを用いる熱分析装置としてＴＧ（Thermogravimetry：熱重量測定）装置、ＴＧ−ＤＴＡ（Thermogravimetry−Differential Thermal Analysis：熱重量測定−示差熱分析）装置が知られている。ＴＧ装置は、温度変化あるいは時間の経過に対して試料の重量変化を測定する装置である。ＴＧ−ＤＴＡ装置はＴＧ装置の機能以外にＤＴＡ装置の機能を併せて有する装置である。ＤＴＡ装置は、熱的に安定な基準物質と試料とを同時に加熱して試料が熱に反応した際に両者の間に現れた温度差を測定し、その温度差から試料に発生した熱変化を知る装置である。
【０００３】
天秤ビームを用いる熱分析装置において、その天秤ビームの試料支持側と反対側の部分は、一般に、支点、傾き検知機構、ビーム駆動機構等といった付帯機器と共にハウジングの中に格納されている。天秤機構は極めて精密な機構であり、天秤ビームの微妙な動きが測定に影響を与えるため、天秤ビームはできるだけ外部雰囲気から隔絶する必要があるからである。
【０００４】
また、天秤ビームは、試料を支持する部分と支点によって支持される部分との２つに分割された上で、両部分を互いに接続して１つの天秤ビームとして用いられることが多い（例えば、特許文献１参照）。このように天秤ビームを分割するのは、試料を支持する部分を試料に応じて交換したり、試料を支持する部分が損傷又は消耗した場合にその部分を新しいものと交換したりする必要があるからである。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８４５４５号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
天秤ビームの一部分をハウジングに格納する構造の熱分析装置において、分割構造の天秤ビームを用いる場合には、一般に、２つのビーム要素はハウジングの内部において互いに接続されている。そして、２つのビーム要素を接続したり、分離したりする作業は、ハウジングの上蓋をハウジング基体から取り外して、２つのビーム要素の接続部分を視認で切る状態にした上でその接続又は分離の作業を行っていた。
【０００７】
しかしながら、天秤ビームの試料支持部分を着脱するたびにハウジングの上蓋を着脱するという作業は非常に面倒であった。また、上蓋の着脱作業の際に上蓋やハウジング基体の内部を損傷するおそれがあった。特に、ハウジングが気密構造に形成されている場合には、上蓋の着脱作業によってその気密構造が損傷するおそれがある。また、上蓋の着脱の際に天秤機構及びその付属機器が損傷するおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、天秤ビームの交換を容易且つ安全に行うことができる熱分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る第１の熱分析装置は、第１ビームと第２ビームとを接続して成る天秤ビームと、前記第１ビームを傾斜揺動可能に支持する支点と、該支点及び前記第１ビームを格納し開口を有するハウジングとを有し、前記第２ビームは、前記開口を通して前記ハウジングの内部に挿入されて前記第１ビームに接続されて前記ハウジングの外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料を支持し、前記第１ビームと前記第２ビームとの接続部を視認可能領域とする透明部を前記ハウジングに設けたことを特徴とする。
【００１０】
この熱分析装置によれば、透明部を通して天秤ビームを観察しながら第１ビームと第２ビームとの着脱作業を行うことができるので、第２ビームの交換又は着脱作業の際にハウジングの上蓋をいちいち取り外す必要がない。このため、第２ビームの着脱作業が非常に簡単であり、しかも、ハウジングの内部構造及び天秤機構を損傷することもない。
【００１１】
次に、上記第１の熱分析装置において、第１ビーム及び第２ビームのいずれか一方は挿入されるプラグを有し、それらの他方は挿入を受けるソケットを有し、第１ビームと第２ビームはプラグとソケットとの嵌合によって互いに接続されることが望ましい。この構成により、第１ビームと第２ビームとを簡単且つ確実に接続できる。本発明のように上蓋を取り外さない状態で第１ビームと第２ビームとを着脱する構造の場合には、複雑な着脱構造を採用することはできない。従って、上記のような抜き差し構造のプラグとソケットの構造は本発明にとって好適な構造である。
【００１２】
次に、上記第１の熱分析装置において、前記第１ビームが具備するプラグ又はソケットは前記透明部の視認可能領域内にマークを有し、前記第２ビームが具備するソケット又はプラグは前記第１ビームのマークに対応するマークを有することが望ましい。試料に関して熱分析測定を行う際には試料の温度を測定する必要がある。これに応えるため、第２ビームの内部に熱電対線が挿通され、プラグ又はソケットの内部にその熱電対線につながる端子が設けられ、プラグとソケットとを嵌合させたときに端子同士が接続して熱電対の電気的な導通がとられる、という構造が採用されることがある。このような構造が採用される場合には、プラグとソケットとの嵌合は両者の相対位置が正しい状態において行わなければならない。このことに関し、プラグとソケットにマークを設けるという本発明態様によれば、作業者は、第１ビーム側のマークと第２ビーム側のマークとを位置合わせすることにより、第１ビームと第２ビームとを常に正しい位置関係で接続することができる。
【００１３】
次に、上記第１の熱分析装置において、ハウジングは、上面が開放された箱形状のハウジング基体と、該ハウジング基体の上面に固定された透明カバーとを有し、前記透明部は該透明カバーによって形成されることが望ましい。この構成によれば、透明部材をハウジング基体にネジ止め等によって固定するだけという簡単な作業だけで所望の透明部を形成することができる。なお、例えば、ハウジング基体はアルミニウムによって形成でき、透明カバーはアクリル系樹脂によって形成できる。
【００１４】
次に、本発明に係る第２の熱分析装置は、
（１）試料を包囲して該試料の温度を制御する試料温度制御手段と、
（２）該試料温度制御手段に結合する位置と該試料温度制御手段から離れる位置との間を移動する天秤ユニットとを有し、
（３）該天秤ユニットは、
（ａ）第１ビームと第２ビームとを接続して成る天秤ビームと、
（ｂ）前記第１ビームを傾斜揺動可能に支持する支点と、
（ｃ）該支点及び前記第１ビームを格納し開口を有するハウジングとを有し、
（ｄ）前記第２ビームは、前記開口を通して前記ハウジングの内部に挿入されて前記第１ビームに接続されて前記ハウジングの外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料を支持し、
（ｅ）前記第１ビームと前記第２ビームとの接続部を視認可能領域とする透明部が前記ハウジングに設けられ、
（４）前記ハウジングの外部に延在する部分の前記第２ビームは、前記ハウジングが前記試料温度制御手段に結合したときに前記試料温度制御手段の内部に配置される
ことを特徴とする。
【００１５】
この第２の熱分析装置は、天秤ユニットに加えて試料温度制御手段を有する熱分析装置である。試料温度制御手段は、例えば、試料が収容される保護管と、該保護管の外周周囲に設けられたヒータとによって構成される。天秤ユニットは試料温度制御手段に結合する位置とそれから離れる位置との間を移動する。このような移動構造を採用するのは、天秤ビームによって支持する試料を交換する際に、天秤ビームの試料支持部を試料温度制御手段の外部へ持ち出すためである。
【００１６】
天秤ビームを備えた天秤ユニットを移動させるためには天秤ユニットを適宜の移動機構に載せる必要がある。天秤ユニットが移動機構に載せられている場合、その天秤ユニットに対して何等かの力がかかると、移動機構を損傷するおそれがある。天秤ビームの第２ビームを第１ビームに対して着脱する際に、従来のように、天秤ユニットのハウジングの上蓋をいちいちハウジング基体に対して着脱するとした場合には、その着脱作業を行っている間に移動機構に外力が加わってその移動機構に損傷が生じるおそれがある。これに対し、ハウジングに透明部を設けた本発明によれば、第２ビームの着脱の際にハウジングの上蓋を着脱する必要がないので、移動機構を損傷することがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、透明部を通して天秤ビームを観察しながら第１ビームと第２ビームとの着脱作業を行うことができるので、第２ビームの交換又は着脱作業の際にハウジングの上蓋をいちいち取り外す必要がない。このため、第２ビームの着脱作業が非常に簡単であり、しかも、ハウジングの内部構造及び天秤機構を損傷することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る熱分析装置を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００１９】
図１は本発明に係る熱分析装置の一例であるＴＧ−ＤＴＡ装置の全体の構造を示している。図１において、熱分析装置１は、本体カバー２と、その本体カバー２の上に取り付けられた３つのカバー３ａ、３ｂ、３ｃと、それらのカバー３ａ〜３ｃの前面部であって本体カバー２の上部に取り付けられた操作部カバー４とを有する。熱分析測定を行うための機器はそれらのカバー２，３ａ〜３ｃ，４によって囲まれた内部空間内に格納されている。各カバーは金属、合成樹脂等によって形成される。各カバーの連結は任意の連結手法、例えば、ネジ止め、係合部と被係合部との係合等によって行われる。
【００２０】
図２は、図１に示す熱分析装置１から上カバー３ａ，３ｂ，３ｃ及び操作部カバー４を取り外した状態を示している。図３は、熱分析装置１の正面断面構造を示している。図４は、熱分析装置１の平面断面構造を示している。図２において、カバー２の内部に、天秤ユニット６、試料移動装置７、試料温度制御装置８が設けられている。
【００２１】
試料温度制御装置８は、図３及び図４に示すように、保護管１４、ヒータ１２、冷却フィン９、送風ダクト１０を有している。ヒータ１２は試料Ｓ及び基準物質Ｒを加熱する加熱装置として作用する。冷却フィン９及び送風ダクト１０は試料温度制御装置８を冷却する冷却装置として作用する。冷却フィン９は試料Ｓ等を冷却する作用をも成す。ヒータ１２は、例えば、円筒形状のヒータボビンにヒータ線を巻き付けることによって形成されている。ヒータ１２のヒータ線には図４に示すように温度制御回路１３が接続されている。温度制御回路１３は、自身に格納された温度制御プログラム又はホストコンピュータ（図示せず）に格納された温度制御プログラムに従ってヒータ１２のヒータ線に供給する電流を制御する。
【００２２】
保護管１４は、例えばセラミックによって円筒形状に形成され、ヒータ１２の内部に設けられている。保護管１４は、主に、試料Ｓから発生するガスからヒータ１２を保護する。保護管１４の右側部分は大径の円筒部分となっており、その左側部分は小径の円筒部分となっている。ヒータ１２の内部の加熱領域には保護管１４の大径部分が納められている。保護管１４はヒータ１２の右側の外部へ延び出ており、その延び出た部分の保護管１４の外周に冷却フィン９が設けられている。保護管１４の右端面は開口となっている。
【００２３】
天秤ユニット６は、金属製又は合成樹脂製で箱形状のハウジング基体１６の上面に板形状の透明カバー１７をネジ止めその他の任意の固定手法によって固着して成るハウジング１８を有している。ハウジング基体１６は、例えばアルミニウムによって形成されている。透明カバー１７は例えば透光性の合成樹脂、例えばアクリル系樹脂によって形成されている。ハウジング基体１６の左側側板の略中央には天秤ビームを挿通させるための開口１９が設けられている。ハウジング１８の開口１９以外の部分は気密構造となっている。ハウジング１８の上蓋を透明カバー１７によって形成する理由は、後で詳しく説明するが、開口１９の所で行われる測定者による天秤ビームの交換作業をハウジング１８の上蓋を取り外すことなく行うことを可能にするためである。
【００２４】
図５は、天秤ユニット６の平面構造を示している。図６は、天秤ユニット６の内部に設けられた天秤機構の側面構造及びその天秤機構に付随する電気回路を示している。図６において、２つの天秤機構のうちの奥側の一方は本来であれば手前側の天秤機構に隠れて見えないのであるが、図６ではそれらの天秤機構を便宜的に上下に並べて描いている。
【００２５】
図５において、ハウジング１８の内部に基準側天秤機構２１ａ及び試料側天秤機構２１ｂの２本の天秤機構が設けられている。これらの天秤機構２１ａ，２１ｂは、支点として機能するトーションワイヤ２２ａ，２２ｂ（以下、単に支点２２ａ，２２ｂと呼ぶことがある）によって傾斜揺動可能に支持された天秤ビーム２３ａ，２３ｂを有している。これらの天秤ビーム２３ａ，２３ｂはトーションワイヤ２２ａ，２２ｂによって支持された第１ビーム２４ａ，２４ｂに第２ビーム２５ａ，２５ｂを連結することによって形成されている。
【００２６】
第１ビーム２４ａ，２４ｂの左端にはＬ字形状のソケット部２６ａ，２６ｂが設けられ、第２ビーム２５ａ，２５ｂの右端にはプラグ部２７ａ，２７ｂが設けられ、プラグ部２７ａ，２７ｂを補足図（ａ）及び（ｂ）に示すようにソケット部２６ａ，２６ｂへはめ込むことにより、第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ａ，２５ｂとが連結されて天秤ビーム２３ａ，２３ｂが形成されている。本実施形態では、試料側天秤ビーム２３ｂが試料Ｓを支持するための試料支持手段を構成している。なお、補足図（ａ）及び（ｂ）に符号２９ａ，２９ｂで示すマークはプラグ部２７ａ，２７ｂのソケット部２６ａ，２６ｂへの取り付け角度を間違えないようにするための確認用マークである。
【００２７】
第２ビーム２５ａ，２５ｂの先端には試料皿（ＴＧ−ＤＴＡの場合は感熱板であり、以下、感熱板という）３０ａ，３０ｂが固定されている。基準側感熱板３０ａ上には熱的に安定な基準物質Ｒが載置され、試料側感熱板３０ｂには測定対象の試料Ｓが載置される。なお、基準物質Ｒも試料Ｓも所定形状の容器に入れられた状態で感熱板３０ａ，３０ｂ上に載置されるものとする。詳しい図示は省略するが、感熱板３０ａ，３０ｂの底面には熱電対を構成する複数の熱電対線が溶接等によって固着されており、それらの熱電対線は第２ビーム２５ａ，２５ｂの内部を通ってプラグ部２７ａ，２７ｂまで延びて端子となっている。他方、ソケット部２６ａ，２６ｂにはＤＴＡ測定回路３１が接続されている。ＤＴＡ測定回路３１から延びる入出力線はソケット部２６ａ，２６ｂまで延びて端子となっている。ＤＴＡ測定回路３１は図２においてカバー２によって囲まれる空間内の適所に設けられている。
【００２８】
プラグ部２７ａ，２７ｂをソケット部２６ａ，２６ｂへ差し込むことにより、それらの内部の端子同士が電気的に接触し、感熱板３０ａ，３０ｂから延びる熱電対線がＤＴＡ測定回路３１の入出力ポートに接続される。ＤＴＡ測定回路３１は、試料側感熱板３０ｂの基準側感熱板３０ａに対する温度差の経時的な変化を検出する。この検出された温度差変化に基づいて試料Ｓに発生した熱的変化を知ることができる。なお、プラグ部２７ａ，２７ｂとソケット部２６ａ，２６ｂとの接続構造は特開平８−１８４５４５号公報に開示された構造を採用することができる。
【００２９】
プラグ部２７ａ，２７ｂをソケット部２６ａ，２６ｂに着脱することによって天秤ビーム２３ａ，２３ｂの第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ａ，２５ｂとを連結したり、分離したりするという作業は、主に、第２ビーム２５ａ，２５ｂを交換するために行われる作業である。測定者がこの交換作業を行う際には、測定者はプラグ部及びソケット部を視認しながらその作業を行わなければならない。本実施形態では、ハウジング１８の上蓋１７を透明部材によって形成したので、測定者はその上蓋１７をハウジング基体１６から取り外さなくてもプラグ部及びソケット部を視認しながら第２ビーム２５ａ，２５ｂの交換作業を行うことができ、非常に便利である。
【００３０】
図６において、基準側天秤ビーム２３ａの第１ビーム２４ａの支点２２ａに近い部分に第１電磁コイル３３ａが付設されている。この第１電磁コイル３３ａを貫通して磁石３４ａが設けられている。試料側天秤ビーム２３ｂの第１ビーム２４ｂの支点２２ｂに近い部分に第２電磁コイル３３ｂ及び第３電磁コイル３３ｃが付設されている。第２電磁コイル３３ｂと第３電磁コイル３３ｃは１つのコイルボビンの片側に１つずつ巻かれたり、１つのコイルボビンに互いに重ねて巻かれたりしている。第２電磁コイル３３ｂ及び第３電磁コイル３３ｃを貫通して磁石３４ｂが設けられている。磁石３４ａ，３４ｂは図５においてハウジング基体１６に固定されている。
【００３１】
図６において、第１電磁コイル３３ａと磁石３４ａは、支点２２ａを中心として天秤ビーム２３ａを傾斜移動させるビーム駆動装置２８ａとして作用する。また、第２電磁コイル３３ｂと第３電磁コイル３３ｃと磁石３４ｂは、支点２２ｂを中心として天秤ビーム２３ｂを傾斜移動させるビーム駆動装置２８ｂとして作用する。各第１ビーム２４ａ，２４ｂの途中にバランス分銅３５ａ，３５ｂがネジ止めによって位置可変に固定されている。これらのバランス分銅３５ａ，３５ｂのビーム上の位置を適宜に調節することにより、天秤ビーム２３ａ，２３ｂを初期の平衡状態に設定できる。
【００３２】
各第１ビーム２４ａ，２４ｂの右端に傾き検知機構３７ａ，３７ｂが設けられている。傾き検知機構３７ａ，３７ｂは、第１ビーム２４ａ，２４ｂの後端に形成されたスリット３８ａ，３８ｂと、スリット３８ａ，３８ｂの一方の側に配置された光源３９ａ，３９ｂと、スリット３８ａ，３８ｂの他方の側に配置された受光素子４０ａ，４０ｂとを有する。光源３９ａ，３９ｂは例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）によって構成できる。受光素子４０ａ，４０ｂは例えばフォトダイオードによって構成できる。
【００３３】
傾き検知機構３７ａ，３７ｂとビーム駆動機構２８ａ，２８ｂとの間にはフィードバック制御回路４２が設けられている。フィードバック制御回路４２は、天秤ビーム２３ａ．２３ｂを水平状態に維持するための制御を行う。また、試料側のビーム駆動装置２８ｂ内の第３電磁コイル３３ｃの通電下流側端子にＴＧ測定回路４３が接続されている。ＴＧ測定回路４３は、第３電磁コイル３３ｃを流れる電流値に基づいて試料Ｓに発生した重量変化を演算する。フィードバック制御回路４２及びＴＧ測定回路４３は図２においてカバー２によって囲まれる空間内の適所に設けられている。
【００３４】
フィードバック制御回路４２及びＴＧ測定回路４３は特開平８−２９２１４２号公報に開示された回路構成と同じ回路構成とすることにする。以下、これらの回路について簡単に説明する。フィードバック制御回路４２は、基準側天秤機構２１ａ内の受光素子４０ａの出力端子に接続された基準物質側制御回路４４を有する。基準物質制御回路４４は例えばＰＩＤ（Proportional Integral Derivative：比例・積分・微分）回路を用いて構成されており、その出力は２方向に並列に取り出され、一方の出力信号は増幅回路４５ａを介して基準側天秤機構２１ａ側のビーム駆動装置２８ａ内の第１電磁コイル３３ａの入力端子に伝送される。基準物質制御回路４４の他方の出力信号はゲイン設定器４６及び増幅回路４５ｂを介して試料側天秤機構２１ｂ側のビーム駆動装置２８ｂ内の第２電磁コイル３３ｂの入力端子に伝送される。
【００３５】
フィードバック制御回路４２は、さらに、試料側天秤機構２１ｂ内の受光素子４０ｂの出力端子に接続された試料側制御回路４７を有する。試料側制御回路４７も例えばＰＩＤ回路を用いて構成されており、その出力信号は増幅回路４５ｃを介して試料側天秤機構２１ｂ側のビーム駆動装置２８ｂ内の第３電磁コイル３３ｃの入力端子に伝送される。そして、第３電磁コイル３３ｃの出力端子にＴＧ測定回路４３が接続されている。ＴＧ測定回路４３は第３電磁コイル３３ｃに投入された電流値に基づいて試料Ｓの重量変化を演算によって求める。
【００３６】
基準側天秤機構２１ａ内の天秤ビーム２３ａが何等かの原因によって傾くと、スリット３８ａの位置が変化するので受光素子４０ａの受光量が変化してその出力信号が変化する。基準物質側制御回路４４はその出力信号の変化に基づいて補償信号を生成して出力し、その出力信号が増幅回路４５ａを介して基準側ビーム駆動装置２８ａ内の第１電磁コイル３３ａへ供給される。こうして第１電磁コイル３３ａに電流が流れ、磁石３４ａとの相互作用により力が発生し、この力により天秤ビーム２３ａの傾きと反対方向に回転モーメントが発生してその傾きが補償され、基準側天秤ビーム２３ａが水平状態に維持される。
【００３７】
一方、基準物質側制御回路４４から出力された補償信号はゲイン設定器４６及び増幅回路４５ｂを介して試料側ビーム駆動装置２８ｂ内の第２電磁コイル３３ｂへも供給される。これにより、試料側天秤ビーム２３ｂに基準側天秤ビーム２３ａと同じ量の補償モーメントが付与される。これに加え、試料側天秤機構２１ｂでは、天秤ビーム２３ｂの傾きに応じて受光素子４０ｂの出力信号に変化が発生し、この変化に応じて試料側制御回路４７が補償信号を生成して出力し、その出力信号が増幅回路４５ｃを介して試料側ビーム駆動装置２８ｂ内の第３電磁コイル３３ｃへ供給される。以上により、試料側ビーム駆動装置２８ｂ内の第２電磁コイル３３ｂ及び第３電磁コイル３３ｃに電流が流れ、磁石３４ｂとの相互作用により力が発生し、この力により天秤ビーム２３ｂの傾きと反対方向に回転モーメントが発生してその傾きが補償され、試料側天秤ビーム２３ｂが水平状態に維持される。このとき、第３電磁コイル３３ｃを流れた電流に基づいてＴＧ測定回路４３により試料Ｓの重量変化が演算によって求められる。
【００３８】
本実施形態では、基準側天秤ビーム２３ａの傾きに対する補償信号を基準側天秤ビーム２３ａそれ自身にフィードバックすることに加え、試料側天秤ビーム２３ｂへもフィードバックすることにしたので、２つの天秤ビームが試料Ｓの重量変化以外の影響を受けた場合に、その直後の過渡的な制御状態において不要なノイズが発生することを防ぐことができ、信頼性の高いＴＧ測定が可能となっている。
【００３９】
なお、図５において、支点２２ａ，２２ｂ、傾き検知機構３７ａ，３７ｂ、ビーム駆動機構２８ａ，２８ｂ、及びそれら各部に対応する部分の天秤ビーム２３ａ，２３ｂ（実質的には、第１ビーム２４ａ，２４ｂに相当する部分）は、ハウジング１８内に格納されている。そして、天秤ビーム２３ａ，２３ｂのそれ以外の部分（実質的には、第２ビーム２５ａ，２５ｂに相当する部分）はハウジング１８の側板に設けた開口１９を通して外部へ延び出ている。
【００４０】
本実施形態では、試料側天秤機構２１ｂに支持された試料Ｓを交換する際、天秤ユニット６を移動させることにより試料Ｓを図４の保護管１４の外部へ持ち出した後にその試料Ｓの交換を行うことにしている。以下、天秤ユニット６をそのように移動させるための構成について説明する。
【００４１】
図３において、試料移動装置７がハウジング１８の下部に設けられている。試料移動装置７は、フレーム５０上に固定されたレール５１と、レール５１の上をスライド移動するスライダ５２と、スライダ５２の上に固定されたユニット基板５３とを有する。ハウジング１８のハウジング基体１６は、その後部の歯車部材５６の中心を通って上下方向に延びる軸線Ｘ０を中心として旋回移動可能にユニット基板５３上に設けられている。ハウジング基体１６をユニット基板５３上にそのように旋回可能に設けるための構成は任意に選定できるが、例えば、ハウジング基体１６と基板５３とを軸線Ｘ０において軸部材によって回転可能に連結したり、ハウジング基体１６を適宜のガイド部材によってガイドすることによって基板５３上で軸線Ｘ０を中心として旋回可能としたりできる。
【００４２】
図３において、試料移動装置７は回転速度を制御可能な電動モータ５４、例えばパルスモータ、ステッピングモータを有している。モータ５４の出力軸はスライダ５２に駆動連結しており、モータ５４が作動してその出力軸が回転するとスライダ５２がレール５１に沿ってスライド移動する。このようなスライド機構は、例えば、モータ５４の出力軸にネジ軸を固定し、そのネジ軸に噛み合う雌ネジをスライダ５２に設け、それらのネジを噛み合わせて成る機構によって構成できる。レール５１は直線状に延びており、従って、スライダ５２は矢印Ａ−Ａ’で示すように図の左右方向へ直線スライド移動する。スライダ５２がスライド移動すると、それに固定されたハウジング１８も一体にスライド移動する。
【００４３】
図３及び図４はハウジング１８が最もＡ’方向（図の左方向）へ移動した状態を示しており、この状態でハウジング１８の左端側板が保護管１４の右端面に当接している。この状態で保護管１４の右側開口とハウジング基体１６の左側側板の開口１９とが連通している。図４に示すように、ハウジング１８内の基準側天秤機構２１ａの天秤ビーム２３ａによって支持された基準物質Ｒ及び試料側天秤機構２１ｂの天秤ビーム２３ｂによって支持された試料Ｓは保護管１４の内部、従ってヒータ１２の内部に置かれている。
【００４４】
このようにしてヒータ１２の内部に置かれた試料Ｓの位置が測定位置Ｐｓである。また、試料Ｓをその測定位置Ｐｓに置いている試料側天秤ビーム２３ｂの位置が天秤ビームの第１位置である。なお、これ以降の説明では、試料Ｓが測定位置Ｐｓに置かれているときの基準物質Ｒの位置を測定位置ということがある。また、基準物質Ｒをその測定位置に置いている基準側天秤ビーム２３ａの位置を天秤ビームの第１位置ということがある。
【００４５】
保護管１４の小径部の左端と天秤ユニット６のハウジング基体１６の右側側壁との間には配管６２が施され、その配管６２の途中に排気装置６３が設けられている。排気装置６３は、例えば排気ポンプによって構成される。試料側天秤機構２１ｂ等が上記の第１位置にあるとき、ハウジング基体１６の左側側壁と保護管１４の右側開口は気密につながっている。この状態で排気装置６３を作動することにより、保護管１４及びハウジング１８の内部を真空状態又は減圧状態に設定できる。保護管１４及びハウジング１８の内部を真空状態又は減圧状態に設定するのは、真空状態等の下での試料Ｓの熱特性を測定したい場合、及び目的のガス雰囲気に置換したい場合があるからである。
【００４６】
本実施形態の熱分析装置１においては、天秤機構２１ａ及び２１ｂを上記の第１位置に置いた状態で、必要に応じて保護管１４の内部を真空状態に設定した上で、基準物質Ｒ及び試料Ｓをヒータ１２によって加熱することによって所定の昇温プログラムに従って昇温させながら、基準物質Ｒに対する試料Ｓの重量変化を測定する。
【００４７】
図３において試料移動装置７が作動してハウジング１８が矢印Ａ方向（図の右方向）へ直線スライド移動すると、図７に示すように、ハウジング１８が矢印Ａ方向へ直線軌跡Ｌ０に沿って直線スライド移動してハウジング基体１６の左側側板が保護管１４の右端面から離れる。ハウジング１８が第２ビーム２５ａ，２５ｂの長さ以上の距離だけ直線スライド移動すると、それらのビーム２５ａ，２５ｂの先端に支持された基準物質Ｒ及び試料Ｓが保護管１４の外側、従って試料温度制御装置８の外側へ持ち出される。
【００４８】
ハウジング基体１６の底板の後端部の側面には歯車部材５６が設けられている。この歯車部材５６はその一部分がハウジング基体１６の外側へ張り出している。また、歯車部材５６はハウジング基体１６に回転不能に固定されている。カバー２の内部の右隅部分にはラック５７が位置不動に設けられている。このラック５７の歯面は歯車部材５６の歯面の直線移動軌跡上に設けられている。従って、ハウジング１８が矢印Ａ方向へ所定距離だけ直線スライド移動すると、歯車部材５６の歯面がラック５７の歯面に噛み合う。
【００４９】
歯車部材５６はハウジング基体１６に相対回転不能に固定されており、さらにハウジング基体１６の底板は軸線Ｘ０を中心として基板５３に対して旋回可能であるので、歯車部材５６とラック５７とが噛み合った状態でハウジング１８が矢印Ａ方向（右方向）へさらに直線スライド移動すると、ハウジング１８は図８に示すように、ユニット基板５３に対して軸線Ｘ０を中心として矢印Ｂ方向（反時計方向）へ旋回スライド移動を行う。
【００５０】
ハウジング１８が図８の反時計方向へ所定角度だけ旋回スライド移動すると、ハウジング１８内の基準側天秤機構２１ａの天秤ビーム２３ａによって支持された基準物質Ｒ及び試料側天秤機構２１ｂの天秤ビーム２３ｂによって支持された試料Ｓは保護管１４の外部、従って試料温度制御装置８の外部に置かれる。より具体的には、試料Ｓは、図７に矢印Ｌ０で示す直線軌跡から横方向（図の下方向）へ外れた位置に置かれる。このようにして試料温度制御装置８の外部に置かれた試料Ｓの位置が離隔位置Ｐｒであり、試料Ｓをそのような離隔位置Ｐｒに置く試料側天秤ビーム２３ｂの位置が天秤ビームの第２位置である。離隔位置Ｐｒは、場合によっては、直線軌跡Ｌ０それ自身の上に設定することもできるのであるが、本実施形態では離隔位置Ｐｒを直線軌跡Ｌ０から横方向へ外れた位置に設定している。
【００５１】
試料側天秤ビーム２３ｂが第２位置にあるとき、その試料側天秤ビーム２３ｂによって支持されて離隔位置Ｐｒにある試料Ｓ、及び基準側天秤ビーム２３ａによって支持された基準物質Ｒは、操作部カバー４の中に入り込むようになっている。そして、操作部カバー４の上面であって基準物質Ｒ及び試料Ｓに対応する面に開口部５９が設けられている。開口部５９は単なる開口であっても構わないが、本実施形態では、開口部５９に開閉シャッタ６０が備え付けられている。この開閉シャッタ６０は操作部カバー４の前面に設けられたスライドツマミ６１に連動しており、ツマミ６１を右側の閉位置に置くとシャッタ６０が閉じ、ツマミ６１を補足図（ａ）に示す左側の開位置に置くとシャッタ６０が開く。試料側天秤ビーム２３ｂが第２位置にあるときにシャッタ６０を開くと、開口部５９の下に基準物質Ｒ及び試料Ｓを視認することができる。この状態で、測定者はピンセット等といった交換器具を用いて試料Ｓを交換することができる。また、必要に応じて、基準物質Ｒを交換することもできる。
【００５２】
以上の説明から、図３の試料移動装置７の働きにより、図４の基準側天秤機構２１ａ及び試料側天秤機構２１ｂを図４に示す第１位置から図８に示す第２位置までスライド移動できることが理解された。この後、試料側天秤機構２１ｂ等が図８の第２位置にある状態からユニット基板５３を矢印Ａ’方向へ直線スライド移動させると、歯車部材５６とラック５７の働きにより天秤ユニット６は矢印Ｂ’方向へ旋回スライド移動する。そして、試料Ｓが図７に示すように直線軌跡Ｌ０上に達すると、その後は、基板５３の直線スライド移動に追従して天秤ユニット６が矢印Ａ’方向へ直線スライド移動し、最終的に図４に示す第１位置へ到達する。この状態で、試料Ｓに対してＴＧ−ＤＴＡ測定を行うことができる。
【００５３】
図３において、カバー２の内部空間の左端部領域に送風ファン６４が設置されており、この送風ファン６４の送気口が送風ダクト１０につながっている。送風ファン６４が作動すると、送風ダクト１０からヒータ１２へ送風が成され、ヒータ１２が強制的に冷却される。冷却フィン９はその冷却を補助する。この冷却処理は、熱分析測定中に行われるものではなく、測定後に試料温度制御装置８を早く冷却するために行われるものである。ハウジング基体１６の側面に対向して設けられたガイド部材６５は、ハウジング１８の矢印Ａ−Ａ’方向への直線スライド移動を案内するガイド部材である。
【００５４】
以下、上記構成より成る熱分析装置１の動作を説明する。
まず、図８において、天秤ユニット６を図示の第２位置にセットする。この状態で試料側天秤ビーム２３ｂの先端の感熱板３０ｂは試料温度制御装置８の外部の位置である離隔位置Ｐｒ、すなわち操作部カバー４の開口部５９の下方に置かれている。このとき、基準側天秤ビーム２３ａの先端の感熱板３０ａも開口部５９の下方に置かれている。開口部５９のシャッタ６０をツマミ６１を操作して開くと（補足図（ａ）参照）、その開口部５９から感熱板３０ａ，３０ｂが視認できるので、測定者はそれらの感熱板３０ａ，３０ｂのそれぞれに基準物質Ｒ及び試料Ｓをピンセット等を用いて載置する。
【００５５】
次に、シャッタ６０を閉じて、所定のスタートボタンを押すと、図３の試料移動装置７のモータ５４が作動して図８のユニット基板５３が矢印Ａ’方向へ直線スライド移動する。このとき、歯車部材５６とラック５７との噛み合いの働きにより、天秤ユニット６が基板５３上で矢印Ｂ’方向へ旋回スライド移動して、図７に示すように試料Ｓが直線軌跡Ｌ０上に載る所まで移動する。
【００５６】
その後、ユニット基板５３の矢印Ａ’方向への直線スライド移動が継続して行われ、天秤ユニット６が追従して矢印Ａ’方向へ移動する。この移動により、基準側天秤ビーム２３ａに支持された基準物質Ｒ及び試料側天秤ビーム２３ｂに支持された試料Ｓは保護管１４の内部へ挿入される。そして、最終的に天秤ユニット６内の基準側天秤ビーム２３ａ及び試料側天秤ビーム２３ｂが図４に示す第１位置まで移動して停止する。この状態で、基準物質Ｒ及び試料Ｓが試料温度制御装置８のヒータ１２の内部の測定位置Ｐｓに置かれる。
【００５７】
次に、温度制御回路１３によって所定の昇温プログラムに従ってヒータ１２を発熱させて基準物質Ｒ及び試料Ｓを加熱する。この加熱時に試料Ｓの物性に変化が生じてその重量が変化すると、図６において、試料Ｓを支持する試料側天秤ビーム２３ｂと、物性変化を生じない基準物質Ｒを支持する基準側天秤ビーム２３ａとの間で傾き角度に相違が生じ、この相違に基づいてフィードバック制御回路４２及びＴＧ測定回路４３によって重量変化が測定される。また、同時に、図５のＤＴＡ測定回路３１によって基準物質Ｒに対する試料Ｓの温度変化が測定される。これにより、ＴＧ−ＤＴＡ線図の元になる測定データが得られる。
【００５８】
測定が終了すると、図１の熱分析装置１の適所に設けた表示装置（図示せず）にその旨が表示され、それを見た測定者は試料Ｓを回収するための処理を指示するボタン（図示せず）を操作する。これにより、図３のモータ５４が作動して天秤ユニット６が矢印Ａ方向へ直線スライド移動する。天秤ユニット６が所定距離だけ移動すると、図７に示すように、基準物質Ｒ及び試料Ｓが保護管１４の外部へ持ち出される。天秤ユニット６の直線スライド移動がさらに継続して行われると、図８に示すように歯車部材５６とラック５７との係合により天秤ユニット６が矢印Ｂ方向へ旋回スライド移動し、この移動により天秤ユニット６内の基準側天秤ビーム２３ａ及び試料側天秤ビーム２３ｂが図示の第２位置まで移動する。
【００５９】
天秤ビーム２３ａ，２３ｂが第２位置に置かれると、それらによって支持された基準物質Ｒ及び試料Ｓは操作部カバー４の開口部５９の下方位置、すなわち離隔位置Ｐｒに置かれる。このとき、熱分析装置１の所定位置に設けられた表示装置（図示せず）にその旨が表示され、その表示を見た測定者が試料Ｓの取り出し又は試料Ｓの交換を希望する場合には、ツマミ６１を補足図（ａ）に矢印Ｃで示すように操作してシャッタ６０を開く。測定者は開いたシャッタ６０を通して試料Ｓを取り出したり、別の試料Ｓに交換する。
【００６０】
図１に示すように操作部カバー４の下部に引出しテーブル６７が設けられている。この引出しテーブル６７は補足図（ａ）に示すように外部へ引き出すことができる。図８においてシャッタ６０が開いている開口部５９を通して試料Ｓや基準物質Ｒを出し入れする際、誤って試料Ｓ等を落下させてしまうことが考えられる。この場合、落下した試料Ｓ等は操作部カバー４の内部でテーブル６７に受け取られるので、補足図（ａ）のようにテーブル６７を外部へ引き出せば、落下した試料Ｓ等を簡単に回収できる。
【００６１】
以上のように、本実施形態の熱分析装置１によれば、図４に示す試料Ｓを試料温度制御装置８の外部へ持ち出す際には、試料温度制御装置８を動かすのではなく、ハウジング１８をスライド移動させることにより試料側天秤ビーム２３ｂをスライド移動させ、この天秤ビーム２３ｂのスライド移動により試料Ｓを試料温度制御装置８の外部位置である離隔位置Ｐｒへ搬送することにした。このため、試料温度制御装置８が重くなったり、試料温度制御装置８にガス搬送用チューブ等といった付帯機器が設けられる場合でも、試料Ｓの交換を行うための構造、本実施形態の場合は図３の試料移動装置７を非常に小型で且つ簡単に構築できる。
【００６２】
図４において天秤ビーム２３ａ，２３ｂが図示の第１位置から矢印Ａ方向への直線スライド移動を開始する際、又は図８において天秤ビーム２３ａ，２３ｂが図示の第２位置から矢印Ｂ’方向へ旋回スライド移動を開始する際、天秤ビーム２３ａ，２３ｂの移動速度は所定速度に向けて徐々に上げることが望ましい。つまり、いわゆるスロースタートを行うことが望ましい。また、天秤ビーム２３ａ，２３ｂをそれらの第１位置（図４）又は第２位置（図８）で停止させる際には、天秤ビーム２３ａ，２３ｂの移動速度は徐々に下げることが望ましい。つまり、いわゆるスローストップを行うことが望ましい。これらの速度制御により、天秤ビームの損傷及び変形や、天秤ビームからの試料等の落下を防止できる。これらの速度制御は、例えばモータの回転速度の制御によって行うことができる。
【００６３】
図７において、矢印Ａ方向への直線スライド移動を終えた天秤ビーム２３ａ，２３ｂが図８において矢印Ｂ方向へ旋回スライド移動を開始するとき、及び矢印Ｂ’方向への旋回スライド移動を終えた天秤ビーム２３ａ，２３ｂが矢印Ａ’方向への直線スライド移動を開始するとき、天秤ビーム２３ａ，２３ｂの移動速度は所定の速度に向けて徐々に上げることが望ましい。これらの速度制御により、天秤ビームの損傷及び変形や、天秤ビームからの試料等の落下を防止できる。これらの速度制御も、例えばモータの回転速度の制御によって行うことができる。また、歯車部材５６とラック５７の歯形形状に変化を持たせることによってそれらの速度制御を行うこともできる。
【００６４】
図１に示すように、熱分析測定を行うための機構の全ては、カバー２，カバー３ａ〜３ｃ，及び操作部カバー４によって囲まれる空間内に設置されるので、天秤ビーム等が大気雰囲気に曝されることがなく、正確な重量測定を行うことができる。また、図８に示したように試料Ｓの離隔位置Ｐｒに対応して操作部カバー４に開口部５９を設けたので、この開口部５９を通して試料Ｓ等の出し入れを容易に行うことができる。
【００６５】
本実施形態では、図８に示すように、試料Ｓの直線軌跡Ｌ０から横方向（図の下方向）へ外れた位置を試料Ｓの離隔位置Ｐｒとした。この構成により、仮に試料Ｓを天秤ビーム２３ｂから落とした場合でも、その試料Ｓが熱分析装置１内の主要な機構部分に当たってその機構部分に損傷を与えることを防止できる。また、試料Ｓの直線軌跡Ｌ０から横方向へ外れた位置を試料Ｓの離隔位置Ｐｒとすることにより、試料Ｓを測定者の近くまで持ち運ぶことが可能となり、試料交換を簡単に行うことが可能となった。
【００６６】
図５において、天秤ビーム２３ａ，２３ｂを構成する第２ビーム２５ａ，２５ｂは第１ビーム２４ａ，２４ｂに対して着脱可能である。この着脱は補足図（ｂ）に示すように、第２ビーム２５ａ，２５ｂ側のプラグ部２７ａ，２７ｂを第１ビーム２４ａ，２４ｂ側のソケット部２６７ａ，２６ｂへ装着したり、取り外したりすることによって行われる。従来の熱分析装置においては、ハウジング１８が不透明な金属材料又は不透明な樹脂材料によって形成されていたため、上記のようなプラグ部とソケット部の着脱を行う際には、ハウジング１８の上蓋を取り外してハウジング１８の内部を視認できるように開放した状態でその着脱を行っていた。この上蓋の着脱作業は非常に面倒であった。これに対し、本実施形態では、ハウジング１８の上蓋１７を透明な材料によって形成したので、天秤ビーム２３ａ，２３ｂの接続部分を上蓋１７を通して視認できるようになった。このため、第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ａ，２５ｂの着脱を上蓋１７を取り外すことなく行うことができるようになり、第２ビーム２５ａ，２５ｂの着脱を非常に容易に行うことができるようになった。
【００６７】
本実施形態によれば、図５において、透明カバー１７を通して天秤ビーム２３ａ，２３ｂを観察しながら第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ｓ，２５ｂとの着脱作業を行うことができるので、第２ビーム２５ａ，２５ｂの交換又は着脱作業の際にハウジング１８の上蓋をいちいち取り外す必要がない。このため、第２ビーム２５ａ，２５ｂの着脱作業が非常に簡単であり、しかも、ハウジング１８の内部構造及び天秤機構２１ａ，２１ｂを損傷することもない。
【００６８】
(その他の実施形態)
上記の実施形態では、図５に示したように、ハウジング１８の上面に透明カバー１７を固着することにより、ハウジング１８の上面の全面を透明部とした。これに代えて、ハウジング１８の上面側板の一部分を透明部とすることもできる。もちろん、この場合の透明部は天秤ビーム２３ａ，２３ｂにおける第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ａ，２５ｂとの接続部分を視認可能領域とする透明部である。
【００６９】
なお、透明カバー１７をアクリル系樹脂によって形成する場合には、視認角度（作業者が見る角度）によっては反射光が発生してハウジング１８の内部の視認が損なわれるおそれがある。この光反射現象を回避するため、天秤ビームの接続部分の近傍に対応する部分の透明カバー１７の表面又は裏面にＡＲ（Anti-Reflection：反射防止）フィルムを貼ったり、ＡＲコートを施したりすることが望ましい。
【００７０】
また、必要があれば、天秤ビームの接続部分に対応する部分の透明カバー１７をレンズ形状に成形加工したり、当該部分にレンズ（例えば、フレネルレンズ）を貼付することができる。こうすれば、天秤ビームの接続部分を拡大状態で視認できるようになり、天秤ビームの着脱作業をより正確に行うことができる。
【００７１】
また、必要があれば、ハウジング１８の内部又は外部の適所に照明装置を設けることができる。これにより、熱分析装置が置かれた場所が暗い状態であっても、照明装置を点灯することにより天秤ビームの着脱作業を正確に行うことができる。特に、ハウジング１８の上面の一部分に透明部を設けた場合には、この照明方法が有利である。
【００７２】
上記実施形態では、図８に示したように、試料Ｓの直線軌跡Ｌ０から横方向へ外れた位置を試料Ｓの離隔位置Ｐｒとした。これに代えて、直線軌跡Ｌ０上の適宜の位置を試料Ｓの隔離位置Ｐｒとすることもできる。この場合でも、試料温度制御装置８を動かすことなく、天秤ビーム２３ｂの方を動かすことによって試料交換を可能にする、という本発明の目的を達成できる。
【００７３】
上記実施形態では、図５に示すように、試料Ｓのための天秤機構２１ｂに加えて基準物質Ｒのための天秤機構２１ａを用いることにした。しかしながら、本発明は、基準物質Ｒのための天秤機構２１ａを用いることなく、試料Ｓのための１つの天秤機構２１ｂだけを用いる構成のＴＧ装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る熱分析装置の一実施形態の全体の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す熱分析装置の上カバーを外した状態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す熱分析装置の正面断面図である。
【図４】図２に示す熱分析装置の平面断面図である。
【図５】図４に示す熱分析装置の要部である天秤ユニットを示す平面断面図である。
【図６】図５に示す天秤ユニットの側面構造及び付随する電気回路を示す図である。
【図７】図４に示す構造の動作状態を示す図である。
【図８】図４に示す構造の他の動作状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１．熱分析装置、 ２．本体カバー、 ３ａ〜３ｃ．上カバー、 ４．操作部カバー、
６．天秤ユニット、 ７．試料移動装置、 ８．試料温度制御装置、 ９．冷却フィン、
１０．送風ダクト、 １２．ヒータ、 １４．保護管、 １６．ハウジング基体、
１７．透明カバー、 １８．ハウジング、 １９．開口、 ２１ａ．基準側天秤機構、
２１ｂ．試料側天秤機構、 ２２ａ，２２ｂ．トーションワイヤ（支点）、
２３ａ．基準側天秤ビーム、 ２３ｂ．試料側天秤ビーム、
２４ａ，２４ｂ．第１ビーム、 ２５ａ，２５ｂ．第２ビーム、
２６ａ，２６ｂ．ソケット部、 ２７ａ．２７ｂ．プラグ部、
２８ａ，２８ｂ．ビーム駆動装置、 ２９ａ，２９ｂ．マーク、
３０ａ，３０ｂ．感熱板、 ３３ａ．第１電磁コイル、 ３３ｂ．第２電磁コイル、
３３ｃ．第３電磁コイル、 ３４ａ，３４ｂ．磁石、 ３５ａ，３５ｂ．バランス分銅、
３７ａ，３７ｂ．傾き検知機構、 ３８ａ，３８ｂ．スリット、
３９ａ，３９ｂ．光源、 ４０ａ，４０ｂ．受光素子、
４２．フィードバック制御回路、 ５０．フレーム、 ５１．レール、
５２．スライダ、 ５３．ユニット基板、 ５４．電動モータ、 ５６．歯車部材、
５７．ラック、 ５９．開口部、 ６０．開閉シャッタ、 ６１．スライドツマミ、
６２．配管、 ６３．排気装置、 ６４．送風ファン、 ６５．ガイド部材、
６７．引出しテーブル、 Ｒ．基準物質、 Ｓ．試料、 Ｌ０．直線軌跡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、天秤ビームの一部をハウジングに格納した状態で熱分析測定を行う構成の熱分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
天秤ビームを用いる熱分析装置としてＴＧ（Thermogravimetry：熱重量測定）装置、ＴＧ−ＤＴＡ（Thermogravimetry−Differential Thermal Analysis：熱重量測定−示差熱分析）装置が知られている。ＴＧ装置は、温度変化あるいは時間の経過に対して試料の重量変化を測定する装置である。ＴＧ−ＤＴＡ装置はＴＧ装置の機能以外にＤＴＡ装置の機能を併せて有する装置である。ＤＴＡ装置は、熱的に安定な基準物質と試料とを同時に加熱して試料が熱に反応した際に両者の間に現れた温度差を測定し、その温度差から試料に発生した熱変化を知る装置である。
【０００３】
天秤ビームを用いる熱分析装置において、その天秤ビームの試料支持側と反対側の部分は、一般に、支点、傾き検知機構、ビーム駆動機構等といった付帯機器と共にハウジングの中に格納されている。天秤機構は極めて精密な機構であり、天秤ビームの微妙な動きが測定に影響を与えるため、天秤ビームはできるだけ外部雰囲気から隔絶する必要があるからである。
【０００４】
また、天秤ビームは、試料を支持する部分と支点によって支持される部分との２つに分割された上で、両部分を互いに接続して１つの天秤ビームとして用いられることが多い（例えば、特許文献１参照）。このように天秤ビームを分割するのは、試料を支持する部分を試料に応じて交換したり、試料を支持する部分が損傷又は消耗した場合にその部分を新しいものと交換したりする必要があるからである。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８４５４５号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
天秤ビームの一部分をハウジングに格納する構造の熱分析装置において、分割構造の天秤ビームを用いる場合には、一般に、２つのビーム要素はハウジングの内部において互いに接続されている。そして、２つのビーム要素を接続したり、分離したりする作業は、ハウジングの上蓋をハウジング基体から取り外して、２つのビーム要素の接続部分を視認で切る状態にした上でその接続又は分離の作業を行っていた。
【０００７】
しかしながら、天秤ビームの試料支持部分を着脱するたびにハウジングの上蓋を着脱するという作業は非常に面倒であった。また、上蓋の着脱作業の際に上蓋やハウジング基体の内部を損傷するおそれがあった。特に、ハウジングが気密構造に形成されている場合には、上蓋の着脱作業によってその気密構造が損傷するおそれがある。また、上蓋の着脱の際に天秤機構及びその付属機器が損傷するおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、天秤ビームの交換を容易且つ安全に行うことができる熱分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る第１の熱分析装置は、第１ビームと第２ビームとを接続して成る天秤ビームと、前記第１ビームを傾斜揺動可能に支持する支点と、該支点及び前記第１ビームを格納し開口を有するハウジングとを有し、前記第２ビームは、前記開口を通して前記ハウジングの内部に挿入されて前記第１ビームに接続されて前記ハウジングの外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料を支持し、前記第１ビームと前記第２ビームとの接続部を視認可能領域とする透明部を前記ハウジングに設けたことを特徴とする。
【００１０】
この熱分析装置によれば、透明部を通して天秤ビームを観察しながら第１ビームと第２ビームとの着脱作業を行うことができるので、第２ビームの交換又は着脱作業の際にハウジングの上蓋をいちいち取り外す必要がない。このため、第２ビームの着脱作業が非常に簡単であり、しかも、ハウジングの内部構造及び天秤機構を損傷することもない。
【００１１】
次に、上記第１の熱分析装置において、第１ビーム及び第２ビームのいずれか一方は挿入されるプラグを有し、それらの他方は挿入を受けるソケットを有し、第１ビームと第２ビームはプラグとソケットとの嵌合によって互いに接続されることが望ましい。この構成により、第１ビームと第２ビームとを簡単且つ確実に接続できる。本発明のように上蓋を取り外さない状態で第１ビームと第２ビームとを着脱する構造の場合には、複雑な着脱構造を採用することはできない。従って、上記のような抜き差し構造のプラグとソケットの構造は本発明にとって好適な構造である。
【００１２】
次に、上記第１の熱分析装置において、前記第１ビームが具備するプラグ又はソケットは前記透明部の視認可能領域内にマークを有し、前記第２ビームが具備するソケット又はプラグは前記第１ビームのマークに対応するマークを有することが望ましい。試料に関して熱分析測定を行う際には試料の温度を測定する必要がある。これに応えるため、第２ビームの内部に熱電対線が挿通され、プラグ又はソケットの内部にその熱電対線につながる端子が設けられ、プラグとソケットとを嵌合させたときに端子同士が接続して熱電対の電気的な導通がとられる、という構造が採用されることがある。このような構造が採用される場合には、プラグとソケットとの嵌合は両者の相対位置が正しい状態において行わなければならない。このことに関し、プラグとソケットにマークを設けるという本発明態様によれば、作業者は、第１ビーム側のマークと第２ビーム側のマークとを位置合わせすることにより、第１ビームと第２ビームとを常に正しい位置関係で接続することができる。
【００１３】
次に、上記第１の熱分析装置において、ハウジングは、上面が開放された箱形状のハウジング基体と、該ハウジング基体の上面に固定された透明カバーとを有し、前記透明部は該透明カバーによって形成されることが望ましい。この構成によれば、透明部材をハウジング基体にネジ止め等によって固定するだけという簡単な作業だけで所望の透明部を形成することができる。なお、例えば、ハウジング基体はアルミニウムによって形成でき、透明カバーはアクリル系樹脂によって形成できる。
【００１４】
次に、本発明に係る第２の熱分析装置は、
（１）試料を包囲して該試料の温度を制御する試料温度制御手段と、
（２）該試料温度制御手段に結合する位置と該試料温度制御手段から離れる位置との間を移動する天秤ユニットとを有し、
（３）該天秤ユニットは、
（ａ）第１ビームと第２ビームとを接続して成る天秤ビームと、
（ｂ）前記第１ビームを傾斜揺動可能に支持する支点と、
（ｃ）該支点及び前記第１ビームを格納し開口を有するハウジングとを有し、
（ｄ）前記第２ビームは、前記開口を通して前記ハウジングの内部に挿入されて前記第１ビームに接続されて前記ハウジングの外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料を支持し、
（ｅ）前記第１ビームと前記第２ビームとの接続部を視認可能領域とする透明部が前記ハウジングに設けられ、
（４）前記ハウジングの外部に延在する部分の前記第２ビームは、前記ハウジングが前記試料温度制御手段に結合したときに前記試料温度制御手段の内部に配置される
ことを特徴とする。
【００１５】
この第２の熱分析装置は、天秤ユニットに加えて試料温度制御手段を有する熱分析装置である。試料温度制御手段は、例えば、試料が収容される保護管と、該保護管の外周周囲に設けられたヒータとによって構成される。天秤ユニットは試料温度制御手段に結合する位置とそれから離れる位置との間を移動する。このような移動構造を採用するのは、天秤ビームによって支持する試料を交換する際に、天秤ビームの試料支持部を試料温度制御手段の外部へ持ち出すためである。
【００１６】
天秤ビームを備えた天秤ユニットを移動させるためには天秤ユニットを適宜の移動機構に載せる必要がある。天秤ユニットが移動機構に載せられている場合、その天秤ユニットに対して何等かの力がかかると、移動機構を損傷するおそれがある。天秤ビームの第２ビームを第１ビームに対して着脱する際に、従来のように、天秤ユニットのハウジングの上蓋をいちいちハウジング基体に対して着脱するとした場合には、その着脱作業を行っている間に移動機構に外力が加わってその移動機構に損傷が生じるおそれがある。これに対し、ハウジングに透明部を設けた本発明によれば、第２ビームの着脱の際にハウジングの上蓋を着脱する必要がないので、移動機構を損傷することがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、透明部を通して天秤ビームを観察しながら第１ビームと第２ビームとの着脱作業を行うことができるので、第２ビームの交換又は着脱作業の際にハウジングの上蓋をいちいち取り外す必要がない。このため、第２ビームの着脱作業が非常に簡単であり、しかも、ハウジングの内部構造及び天秤機構を損傷することもない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る熱分析装置を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、これ以降の説明では図面を参照するが、その図面では特徴的な部分を分かり易く示すために実際のものとは異なった比率で構成要素を示す場合がある。
【００１９】
図１は本発明に係る熱分析装置の一例であるＴＧ−ＤＴＡ装置の全体の構造を示している。図１において、熱分析装置１は、本体カバー２と、その本体カバー２の上に取り付けられた３つのカバー３ａ、３ｂ、３ｃと、それらのカバー３ａ〜３ｃの前面部であって本体カバー２の上部に取り付けられた操作部カバー４とを有する。熱分析測定を行うための機器はそれらのカバー２，３ａ〜３ｃ，４によって囲まれた内部空間内に格納されている。各カバーは金属、合成樹脂等によって形成される。各カバーの連結は任意の連結手法、例えば、ネジ止め、係合部と被係合部との係合等によって行われる。
【００２０】
図２は、図１に示す熱分析装置１から上カバー３ａ，３ｂ，３ｃ及び操作部カバー４を取り外した状態を示している。図３は、熱分析装置１の正面断面構造を示している。図４は、熱分析装置１の平面断面構造を示している。図２において、カバー２の内部に、天秤ユニット６、試料移動装置７、試料温度制御装置８が設けられている。
【００２１】
試料温度制御装置８は、図３及び図４に示すように、保護管１４、ヒータ１２、冷却フィン９、送風ダクト１０を有している。ヒータ１２は試料Ｓ及び基準物質Ｒを加熱する加熱装置として作用する。冷却フィン９及び送風ダクト１０は試料温度制御装置８を冷却する冷却装置として作用する。冷却フィン９は試料Ｓ等を冷却する作用をも成す。ヒータ１２は、例えば、円筒形状のヒータボビンにヒータ線を巻き付けることによって形成されている。ヒータ１２のヒータ線には図４に示すように温度制御回路１３が接続されている。温度制御回路１３は、自身に格納された温度制御プログラム又はホストコンピュータ（図示せず）に格納された温度制御プログラムに従ってヒータ１２のヒータ線に供給する電流を制御する。
【００２２】
保護管１４は、例えばセラミックによって円筒形状に形成され、ヒータ１２の内部に設けられている。保護管１４は、主に、試料Ｓから発生するガスからヒータ１２を保護する。保護管１４の右側部分は大径の円筒部分となっており、その左側部分は小径の円筒部分となっている。ヒータ１２の内部の加熱領域には保護管１４の大径部分が納められている。保護管１４はヒータ１２の右側の外部へ延び出ており、その延び出た部分の保護管１４の外周に冷却フィン９が設けられている。保護管１４の右端面は開口となっている。
【００２３】
天秤ユニット６は、金属製又は合成樹脂製で箱形状のハウジング基体１６の上面に板形状の透明カバー１７をネジ止めその他の任意の固定手法によって固着して成るハウジング１８を有している。ハウジング基体１６は、例えばアルミニウムによって形成されている。透明カバー１７は例えば透光性の合成樹脂、例えばアクリル系樹脂によって形成されている。ハウジング基体１６の左側側板の略中央には天秤ビームを挿通させるための開口１９が設けられている。ハウジング１８の開口１９以外の部分は気密構造となっている。ハウジング１８の上蓋を透明カバー１７によって形成する理由は、後で詳しく説明するが、開口１９の所で行われる測定者による天秤ビームの交換作業をハウジング１８の上蓋を取り外すことなく行うことを可能にするためである。
【００２４】
図５は、天秤ユニット６の平面構造を示している。図６は、天秤ユニット６の内部に設けられた天秤機構の側面構造及びその天秤機構に付随する電気回路を示している。図６において、２つの天秤機構のうちの奥側の一方は本来であれば手前側の天秤機構に隠れて見えないのであるが、図６ではそれらの天秤機構を便宜的に上下に並べて描いている。
【００２５】
図５において、ハウジング１８の内部に基準側天秤機構２１ａ及び試料側天秤機構２１ｂの２本の天秤機構が設けられている。これらの天秤機構２１ａ，２１ｂは、支点として機能するトーションワイヤ２２ａ，２２ｂ（以下、単に支点２２ａ，２２ｂと呼ぶことがある）によって傾斜揺動可能に支持された天秤ビーム２３ａ，２３ｂを有している。これらの天秤ビーム２３ａ，２３ｂはトーションワイヤ２２ａ，２２ｂによって支持された第１ビーム２４ａ，２４ｂに第２ビーム２５ａ，２５ｂを連結することによって形成されている。
【００２６】
第１ビーム２４ａ，２４ｂの左端にはＬ字形状のソケット部２６ａ，２６ｂが設けられ、第２ビーム２５ａ，２５ｂの右端にはプラグ部２７ａ，２７ｂが設けられ、プラグ部２７ａ，２７ｂを補足図（ａ）及び（ｂ）に示すようにソケット部２６ａ，２６ｂへはめ込むことにより、第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ａ，２５ｂとが連結されて天秤ビーム２３ａ，２３ｂが形成されている。本実施形態では、試料側天秤ビーム２３ｂが試料Ｓを支持するための試料支持手段を構成している。なお、補足図（ａ）及び（ｂ）に符号２９ａ，２９ｂで示すマークはプラグ部２７ａ，２７ｂのソケット部２６ａ，２６ｂへの取り付け角度を間違えないようにするための確認用マークである。
【００２７】
第２ビーム２５ａ，２５ｂの先端には試料皿（ＴＧ−ＤＴＡの場合は感熱板であり、以下、感熱板という）３０ａ，３０ｂが固定されている。基準側感熱板３０ａ上には熱的に安定な基準物質Ｒが載置され、試料側感熱板３０ｂには測定対象の試料Ｓが載置される。なお、基準物質Ｒも試料Ｓも所定形状の容器に入れられた状態で感熱板３０ａ，３０ｂ上に載置されるものとする。詳しい図示は省略するが、感熱板３０ａ，３０ｂの底面には熱電対を構成する複数の熱電対線が溶接等によって固着されており、それらの熱電対線は第２ビーム２５ａ，２５ｂの内部を通ってプラグ部２７ａ，２７ｂまで延びて端子となっている。他方、ソケット部２６ａ，２６ｂにはＤＴＡ測定回路３１が接続されている。ＤＴＡ測定回路３１から延びる入出力線はソケット部２６ａ，２６ｂまで延びて端子となっている。ＤＴＡ測定回路３１は図２においてカバー２によって囲まれる空間内の適所に設けられている。
【００２８】
プラグ部２７ａ，２７ｂをソケット部２６ａ，２６ｂへ差し込むことにより、それらの内部の端子同士が電気的に接触し、感熱板３０ａ，３０ｂから延びる熱電対線がＤＴＡ測定回路３１の入出力ポートに接続される。ＤＴＡ測定回路３１は、試料側感熱板３０ｂの基準側感熱板３０ａに対する温度差の経時的な変化を検出する。この検出された温度差変化に基づいて試料Ｓに発生した熱的変化を知ることができる。なお、プラグ部２７ａ，２７ｂとソケット部２６ａ，２６ｂとの接続構造は特開平８−１８４５４５号公報に開示された構造を採用することができる。
【００２９】
プラグ部２７ａ，２７ｂをソケット部２６ａ，２６ｂに着脱することによって天秤ビーム２３ａ，２３ｂの第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ａ，２５ｂとを連結したり、分離したりするという作業は、主に、第２ビーム２５ａ，２５ｂを交換するために行われる作業である。測定者がこの交換作業を行う際には、測定者はプラグ部及びソケット部を視認しながらその作業を行わなければならない。本実施形態では、ハウジング１８の上蓋１７を透明部材によって形成したので、測定者はその上蓋１７をハウジング基体１６から取り外さなくてもプラグ部及びソケット部を視認しながら第２ビーム２５ａ，２５ｂの交換作業を行うことができ、非常に便利である。
【００３０】
図６において、基準側天秤ビーム２３ａの第１ビーム２４ａの支点２２ａに近い部分に第１電磁コイル３３ａが付設されている。この第１電磁コイル３３ａを貫通して磁石３４ａが設けられている。試料側天秤ビーム２３ｂの第１ビーム２４ｂの支点２２ｂに近い部分に第２電磁コイル３３ｂ及び第３電磁コイル３３ｃが付設されている。第２電磁コイル３３ｂと第３電磁コイル３３ｃは１つのコイルボビンの片側に１つずつ巻かれたり、１つのコイルボビンに互いに重ねて巻かれたりしている。第２電磁コイル３３ｂ及び第３電磁コイル３３ｃを貫通して磁石３４ｂが設けられている。磁石３４ａ，３４ｂは図５においてハウジング基体１６に固定されている。
【００３１】
図６において、第１電磁コイル３３ａと磁石３４ａは、支点２２ａを中心として天秤ビーム２３ａを傾斜移動させるビーム駆動装置２８ａとして作用する。また、第２電磁コイル３３ｂと第３電磁コイル３３ｃと磁石３４ｂは、支点２２ｂを中心として天秤ビーム２３ｂを傾斜移動させるビーム駆動装置２８ｂとして作用する。各第１ビーム２４ａ，２４ｂの途中にバランス分銅３５ａ，３５ｂがネジ止めによって位置可変に固定されている。これらのバランス分銅３５ａ，３５ｂのビーム上の位置を適宜に調節することにより、天秤ビーム２３ａ，２３ｂを初期の平衡状態に設定できる。
【００３２】
各第１ビーム２４ａ，２４ｂの右端に傾き検知機構３７ａ，３７ｂが設けられている。傾き検知機構３７ａ，３７ｂは、第１ビーム２４ａ，２４ｂの後端に形成されたスリット３８ａ，３８ｂと、スリット３８ａ，３８ｂの一方の側に配置された光源３９ａ，３９ｂと、スリット３８ａ，３８ｂの他方の側に配置された受光素子４０ａ，４０ｂとを有する。光源３９ａ，３９ｂは例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）によって構成できる。受光素子４０ａ，４０ｂは例えばフォトダイオードによって構成できる。
【００３３】
傾き検知機構３７ａ，３７ｂとビーム駆動機構２８ａ，２８ｂとの間にはフィードバック制御回路４２が設けられている。フィードバック制御回路４２は、天秤ビーム２３ａ．２３ｂを水平状態に維持するための制御を行う。また、試料側のビーム駆動装置２８ｂ内の第３電磁コイル３３ｃの通電下流側端子にＴＧ測定回路４３が接続されている。ＴＧ測定回路４３は、第３電磁コイル３３ｃを流れる電流値に基づいて試料Ｓに発生した重量変化を演算する。フィードバック制御回路４２及びＴＧ測定回路４３は図２においてカバー２によって囲まれる空間内の適所に設けられている。
【００３４】
フィードバック制御回路４２及びＴＧ測定回路４３は特開平８−２９２１４２号公報に開示された回路構成と同じ回路構成とすることにする。以下、これらの回路について簡単に説明する。フィードバック制御回路４２は、基準側天秤機構２１ａ内の受光素子４０ａの出力端子に接続された基準物質側制御回路４４を有する。基準物質制御回路４４は例えばＰＩＤ（Proportional Integral Derivative：比例・積分・微分）回路を用いて構成されており、その出力は２方向に並列に取り出され、一方の出力信号は増幅回路４５ａを介して基準側天秤機構２１ａ側のビーム駆動装置２８ａ内の第１電磁コイル３３ａの入力端子に伝送される。基準物質制御回路４４の他方の出力信号はゲイン設定器４６及び増幅回路４５ｂを介して試料側天秤機構２１ｂ側のビーム駆動装置２８ｂ内の第２電磁コイル３３ｂの入力端子に伝送される。
【００３５】
フィードバック制御回路４２は、さらに、試料側天秤機構２１ｂ内の受光素子４０ｂの出力端子に接続された試料側制御回路４７を有する。試料側制御回路４７も例えばＰＩＤ回路を用いて構成されており、その出力信号は増幅回路４５ｃを介して試料側天秤機構２１ｂ側のビーム駆動装置２８ｂ内の第３電磁コイル３３ｃの入力端子に伝送される。そして、第３電磁コイル３３ｃの出力端子にＴＧ測定回路４３が接続されている。ＴＧ測定回路４３は第３電磁コイル３３ｃに投入された電流値に基づいて試料Ｓの重量変化を演算によって求める。
【００３６】
基準側天秤機構２１ａ内の天秤ビーム２３ａが何等かの原因によって傾くと、スリット３８ａの位置が変化するので受光素子４０ａの受光量が変化してその出力信号が変化する。基準物質側制御回路４４はその出力信号の変化に基づいて補償信号を生成して出力し、その出力信号が増幅回路４５ａを介して基準側ビーム駆動装置２８ａ内の第１電磁コイル３３ａへ供給される。こうして第１電磁コイル３３ａに電流が流れ、磁石３４ａとの相互作用により力が発生し、この力により天秤ビーム２３ａの傾きと反対方向に回転モーメントが発生してその傾きが補償され、基準側天秤ビーム２３ａが水平状態に維持される。
【００３７】
一方、基準物質側制御回路４４から出力された補償信号はゲイン設定器４６及び増幅回路４５ｂを介して試料側ビーム駆動装置２８ｂ内の第２電磁コイル３３ｂへも供給される。これにより、試料側天秤ビーム２３ｂに基準側天秤ビーム２３ａと同じ量の補償モーメントが付与される。これに加え、試料側天秤機構２１ｂでは、天秤ビーム２３ｂの傾きに応じて受光素子４０ｂの出力信号に変化が発生し、この変化に応じて試料側制御回路４７が補償信号を生成して出力し、その出力信号が増幅回路４５ｃを介して試料側ビーム駆動装置２８ｂ内の第３電磁コイル３３ｃへ供給される。以上により、試料側ビーム駆動装置２８ｂ内の第２電磁コイル３３ｂ及び第３電磁コイル３３ｃに電流が流れ、磁石３４ｂとの相互作用により力が発生し、この力により天秤ビーム２３ｂの傾きと反対方向に回転モーメントが発生してその傾きが補償され、試料側天秤ビーム２３ｂが水平状態に維持される。このとき、第３電磁コイル３３ｃを流れた電流に基づいてＴＧ測定回路４３により試料Ｓの重量変化が演算によって求められる。
【００３８】
本実施形態では、基準側天秤ビーム２３ａの傾きに対する補償信号を基準側天秤ビーム２３ａそれ自身にフィードバックすることに加え、試料側天秤ビーム２３ｂへもフィードバックすることにしたので、２つの天秤ビームが試料Ｓの重量変化以外の影響を受けた場合に、その直後の過渡的な制御状態において不要なノイズが発生することを防ぐことができ、信頼性の高いＴＧ測定が可能となっている。
【００３９】
なお、図５において、支点２２ａ，２２ｂ、傾き検知機構３７ａ，３７ｂ、ビーム駆動機構２８ａ，２８ｂ、及びそれら各部に対応する部分の天秤ビーム２３ａ，２３ｂ（実質的には、第１ビーム２４ａ，２４ｂに相当する部分）は、ハウジング１８内に格納されている。そして、天秤ビーム２３ａ，２３ｂのそれ以外の部分（実質的には、第２ビーム２５ａ，２５ｂに相当する部分）はハウジング１８の側板に設けた開口１９を通して外部へ延び出ている。
【００４０】
本実施形態では、試料側天秤機構２１ｂに支持された試料Ｓを交換する際、天秤ユニット６を移動させることにより試料Ｓを図４の保護管１４の外部へ持ち出した後にその試料Ｓの交換を行うことにしている。以下、天秤ユニット６をそのように移動させるための構成について説明する。
【００４１】
図３において、試料移動装置７がハウジング１８の下部に設けられている。試料移動装置７は、フレーム５０上に固定されたレール５１と、レール５１の上をスライド移動するスライダ５２と、スライダ５２の上に固定されたユニット基板５３とを有する。ハウジング１８のハウジング基体１６は、その後部の歯車部材５６の中心を通って上下方向に延びる軸線Ｘ０を中心として旋回移動可能にユニット基板５３上に設けられている。ハウジング基体１６をユニット基板５３上にそのように旋回可能に設けるための構成は任意に選定できるが、例えば、ハウジング基体１６と基板５３とを軸線Ｘ０において軸部材によって回転可能に連結したり、ハウジング基体１６を適宜のガイド部材によってガイドすることによって基板５３上で軸線Ｘ０を中心として旋回可能としたりできる。
【００４２】
図３において、試料移動装置７は回転速度を制御可能な電動モータ５４、例えばパルスモータ、ステッピングモータを有している。モータ５４の出力軸はスライダ５２に駆動連結しており、モータ５４が作動してその出力軸が回転するとスライダ５２がレール５１に沿ってスライド移動する。このようなスライド機構は、例えば、モータ５４の出力軸にネジ軸を固定し、そのネジ軸に噛み合う雌ネジをスライダ５２に設け、それらのネジを噛み合わせて成る機構によって構成できる。レール５１は直線状に延びており、従って、スライダ５２は矢印Ａ−Ａ’で示すように図の左右方向へ直線スライド移動する。スライダ５２がスライド移動すると、それに固定されたハウジング１８も一体にスライド移動する。
【００４３】
図３及び図４はハウジング１８が最もＡ’方向（図の左方向）へ移動した状態を示しており、この状態でハウジング１８の左端側板が保護管１４の右端面に当接している。この状態で保護管１４の右側開口とハウジング基体１６の左側側板の開口１９とが連通している。図４に示すように、ハウジング１８内の基準側天秤機構２１ａの天秤ビーム２３ａによって支持された基準物質Ｒ及び試料側天秤機構２１ｂの天秤ビーム２３ｂによって支持された試料Ｓは保護管１４の内部、従ってヒータ１２の内部に置かれている。
【００４４】
このようにしてヒータ１２の内部に置かれた試料Ｓの位置が測定位置Ｐｓである。また、試料Ｓをその測定位置Ｐｓに置いている試料側天秤ビーム２３ｂの位置が天秤ビームの第１位置である。なお、これ以降の説明では、試料Ｓが測定位置Ｐｓに置かれているときの基準物質Ｒの位置を測定位置ということがある。また、基準物質Ｒをその測定位置に置いている基準側天秤ビーム２３ａの位置を天秤ビームの第１位置ということがある。
【００４５】
保護管１４の小径部の左端と天秤ユニット６のハウジング基体１６の右側側壁との間には配管６２が施され、その配管６２の途中に排気装置６３が設けられている。排気装置６３は、例えば排気ポンプによって構成される。試料側天秤機構２１ｂ等が上記の第１位置にあるとき、ハウジング基体１６の左側側壁と保護管１４の右側開口は気密につながっている。この状態で排気装置６３を作動することにより、保護管１４及びハウジング１８の内部を真空状態又は減圧状態に設定できる。保護管１４及びハウジング１８の内部を真空状態又は減圧状態に設定するのは、真空状態等の下での試料Ｓの熱特性を測定したい場合、及び目的のガス雰囲気に置換したい場合があるからである。
【００４６】
本実施形態の熱分析装置１においては、天秤機構２１ａ及び２１ｂを上記の第１位置に置いた状態で、必要に応じて保護管１４の内部を真空状態に設定した上で、基準物質Ｒ及び試料Ｓをヒータ１２によって加熱することによって所定の昇温プログラムに従って昇温させながら、基準物質Ｒに対する試料Ｓの重量変化を測定する。
【００４７】
図３において試料移動装置７が作動してハウジング１８が矢印Ａ方向（図の右方向）へ直線スライド移動すると、図７に示すように、ハウジング１８が矢印Ａ方向へ直線軌跡Ｌ０に沿って直線スライド移動してハウジング基体１６の左側側板が保護管１４の右端面から離れる。ハウジング１８が第２ビーム２５ａ，２５ｂの長さ以上の距離だけ直線スライド移動すると、それらのビーム２５ａ，２５ｂの先端に支持された基準物質Ｒ及び試料Ｓが保護管１４の外側、従って試料温度制御装置８の外側へ持ち出される。
【００４８】
ハウジング基体１６の底板の後端部の側面には歯車部材５６が設けられている。この歯車部材５６はその一部分がハウジング基体１６の外側へ張り出している。また、歯車部材５６はハウジング基体１６に回転不能に固定されている。カバー２の内部の右隅部分にはラック５７が位置不動に設けられている。このラック５７の歯面は歯車部材５６の歯面の直線移動軌跡上に設けられている。従って、ハウジング１８が矢印Ａ方向へ所定距離だけ直線スライド移動すると、歯車部材５６の歯面がラック５７の歯面に噛み合う。
【００４９】
歯車部材５６はハウジング基体１６に相対回転不能に固定されており、さらにハウジング基体１６の底板は軸線Ｘ０を中心として基板５３に対して旋回可能であるので、歯車部材５６とラック５７とが噛み合った状態でハウジング１８が矢印Ａ方向（右方向）へさらに直線スライド移動すると、ハウジング１８は図８に示すように、ユニット基板５３に対して軸線Ｘ０を中心として矢印Ｂ方向（反時計方向）へ旋回スライド移動を行う。
【００５０】
ハウジング１８が図８の反時計方向へ所定角度だけ旋回スライド移動すると、ハウジング１８内の基準側天秤機構２１ａの天秤ビーム２３ａによって支持された基準物質Ｒ及び試料側天秤機構２１ｂの天秤ビーム２３ｂによって支持された試料Ｓは保護管１４の外部、従って試料温度制御装置８の外部に置かれる。より具体的には、試料Ｓは、図７に矢印Ｌ０で示す直線軌跡から横方向（図の下方向）へ外れた位置に置かれる。このようにして試料温度制御装置８の外部に置かれた試料Ｓの位置が離隔位置Ｐｒであり、試料Ｓをそのような離隔位置Ｐｒに置く試料側天秤ビーム２３ｂの位置が天秤ビームの第２位置である。離隔位置Ｐｒは、場合によっては、直線軌跡Ｌ０それ自身の上に設定することもできるのであるが、本実施形態では離隔位置Ｐｒを直線軌跡Ｌ０から横方向へ外れた位置に設定している。
【００５１】
試料側天秤ビーム２３ｂが第２位置にあるとき、その試料側天秤ビーム２３ｂによって支持されて離隔位置Ｐｒにある試料Ｓ、及び基準側天秤ビーム２３ａによって支持された基準物質Ｒは、操作部カバー４の中に入り込むようになっている。そして、操作部カバー４の上面であって基準物質Ｒ及び試料Ｓに対応する面に開口部５９が設けられている。開口部５９は単なる開口であっても構わないが、本実施形態では、開口部５９に開閉シャッタ６０が備え付けられている。この開閉シャッタ６０は操作部カバー４の前面に設けられたスライドツマミ６１に連動しており、ツマミ６１を右側の閉位置に置くとシャッタ６０が閉じ、ツマミ６１を補足図（ａ）に示す左側の開位置に置くとシャッタ６０が開く。試料側天秤ビーム２３ｂが第２位置にあるときにシャッタ６０を開くと、開口部５９の下に基準物質Ｒ及び試料Ｓを視認することができる。この状態で、測定者はピンセット等といった交換器具を用いて試料Ｓを交換することができる。また、必要に応じて、基準物質Ｒを交換することもできる。
【００５２】
以上の説明から、図３の試料移動装置７の働きにより、図４の基準側天秤機構２１ａ及び試料側天秤機構２１ｂを図４に示す第１位置から図８に示す第２位置までスライド移動できることが理解された。この後、試料側天秤機構２１ｂ等が図８の第２位置にある状態からユニット基板５３を矢印Ａ’方向へ直線スライド移動させると、歯車部材５６とラック５７の働きにより天秤ユニット６は矢印Ｂ’方向へ旋回スライド移動する。そして、試料Ｓが図７に示すように直線軌跡Ｌ０上に達すると、その後は、基板５３の直線スライド移動に追従して天秤ユニット６が矢印Ａ’方向へ直線スライド移動し、最終的に図４に示す第１位置へ到達する。この状態で、試料Ｓに対してＴＧ−ＤＴＡ測定を行うことができる。
【００５３】
図３において、カバー２の内部空間の左端部領域に送風ファン６４が設置されており、この送風ファン６４の送気口が送風ダクト１０につながっている。送風ファン６４が作動すると、送風ダクト１０からヒータ１２へ送風が成され、ヒータ１２が強制的に冷却される。冷却フィン９はその冷却を補助する。この冷却処理は、熱分析測定中に行われるものではなく、測定後に試料温度制御装置８を早く冷却するために行われるものである。ハウジング基体１６の側面に対向して設けられたガイド部材６５は、ハウジング１８の矢印Ａ−Ａ’方向への直線スライド移動を案内するガイド部材である。
【００５４】
以下、上記構成より成る熱分析装置１の動作を説明する。
まず、図８において、天秤ユニット６を図示の第２位置にセットする。この状態で試料側天秤ビーム２３ｂの先端の感熱板３０ｂは試料温度制御装置８の外部の位置である離隔位置Ｐｒ、すなわち操作部カバー４の開口部５９の下方に置かれている。このとき、基準側天秤ビーム２３ａの先端の感熱板３０ａも開口部５９の下方に置かれている。開口部５９のシャッタ６０をツマミ６１を操作して開くと（補足図（ａ）参照）、その開口部５９から感熱板３０ａ，３０ｂが視認できるので、測定者はそれらの感熱板３０ａ，３０ｂのそれぞれに基準物質Ｒ及び試料Ｓをピンセット等を用いて載置する。
【００５５】
次に、シャッタ６０を閉じて、所定のスタートボタンを押すと、図３の試料移動装置７のモータ５４が作動して図８のユニット基板５３が矢印Ａ’方向へ直線スライド移動する。このとき、歯車部材５６とラック５７との噛み合いの働きにより、天秤ユニット６が基板５３上で矢印Ｂ’方向へ旋回スライド移動して、図７に示すように試料Ｓが直線軌跡Ｌ０上に載る所まで移動する。
【００５６】
その後、ユニット基板５３の矢印Ａ’方向への直線スライド移動が継続して行われ、天秤ユニット６が追従して矢印Ａ’方向へ移動する。この移動により、基準側天秤ビーム２３ａに支持された基準物質Ｒ及び試料側天秤ビーム２３ｂに支持された試料Ｓは保護管１４の内部へ挿入される。そして、最終的に天秤ユニット６内の基準側天秤ビーム２３ａ及び試料側天秤ビーム２３ｂが図４に示す第１位置まで移動して停止する。この状態で、基準物質Ｒ及び試料Ｓが試料温度制御装置８のヒータ１２の内部の測定位置Ｐｓに置かれる。
【００５７】
次に、温度制御回路１３によって所定の昇温プログラムに従ってヒータ１２を発熱させて基準物質Ｒ及び試料Ｓを加熱する。この加熱時に試料Ｓの物性に変化が生じてその重量が変化すると、図６において、試料Ｓを支持する試料側天秤ビーム２３ｂと、物性変化を生じない基準物質Ｒを支持する基準側天秤ビーム２３ａとの間で傾き角度に相違が生じ、この相違に基づいてフィードバック制御回路４２及びＴＧ測定回路４３によって重量変化が測定される。また、同時に、図５のＤＴＡ測定回路３１によって基準物質Ｒに対する試料Ｓの温度変化が測定される。これにより、ＴＧ−ＤＴＡ線図の元になる測定データが得られる。
【００５８】
測定が終了すると、図１の熱分析装置１の適所に設けた表示装置（図示せず）にその旨が表示され、それを見た測定者は試料Ｓを回収するための処理を指示するボタン（図示せず）を操作する。これにより、図３のモータ５４が作動して天秤ユニット６が矢印Ａ方向へ直線スライド移動する。天秤ユニット６が所定距離だけ移動すると、図７に示すように、基準物質Ｒ及び試料Ｓが保護管１４の外部へ持ち出される。天秤ユニット６の直線スライド移動がさらに継続して行われると、図８に示すように歯車部材５６とラック５７との係合により天秤ユニット６が矢印Ｂ方向へ旋回スライド移動し、この移動により天秤ユニット６内の基準側天秤ビーム２３ａ及び試料側天秤ビーム２３ｂが図示の第２位置まで移動する。
【００５９】
天秤ビーム２３ａ，２３ｂが第２位置に置かれると、それらによって支持された基準物質Ｒ及び試料Ｓは操作部カバー４の開口部５９の下方位置、すなわち離隔位置Ｐｒに置かれる。このとき、熱分析装置１の所定位置に設けられた表示装置（図示せず）にその旨が表示され、その表示を見た測定者が試料Ｓの取り出し又は試料Ｓの交換を希望する場合には、ツマミ６１を補足図（ａ）に矢印Ｃで示すように操作してシャッタ６０を開く。測定者は開いたシャッタ６０を通して試料Ｓを取り出したり、別の試料Ｓに交換する。
【００６０】
図１に示すように操作部カバー４の下部に引出しテーブル６７が設けられている。この引出しテーブル６７は補足図（ａ）に示すように外部へ引き出すことができる。図８においてシャッタ６０が開いている開口部５９を通して試料Ｓや基準物質Ｒを出し入れする際、誤って試料Ｓ等を落下させてしまうことが考えられる。この場合、落下した試料Ｓ等は操作部カバー４の内部でテーブル６７に受け取られるので、補足図（ａ）のようにテーブル６７を外部へ引き出せば、落下した試料Ｓ等を簡単に回収できる。
【００６１】
以上のように、本実施形態の熱分析装置１によれば、図４に示す試料Ｓを試料温度制御装置８の外部へ持ち出す際には、試料温度制御装置８を動かすのではなく、ハウジング１８をスライド移動させることにより試料側天秤ビーム２３ｂをスライド移動させ、この天秤ビーム２３ｂのスライド移動により試料Ｓを試料温度制御装置８の外部位置である離隔位置Ｐｒへ搬送することにした。このため、試料温度制御装置８が重くなったり、試料温度制御装置８にガス搬送用チューブ等といった付帯機器が設けられる場合でも、試料Ｓの交換を行うための構造、本実施形態の場合は図３の試料移動装置７を非常に小型で且つ簡単に構築できる。
【００６２】
図４において天秤ビーム２３ａ，２３ｂが図示の第１位置から矢印Ａ方向への直線スライド移動を開始する際、又は図８において天秤ビーム２３ａ，２３ｂが図示の第２位置から矢印Ｂ’方向へ旋回スライド移動を開始する際、天秤ビーム２３ａ，２３ｂの移動速度は所定速度に向けて徐々に上げることが望ましい。つまり、いわゆるスロースタートを行うことが望ましい。また、天秤ビーム２３ａ，２３ｂをそれらの第１位置（図４）又は第２位置（図８）で停止させる際には、天秤ビーム２３ａ，２３ｂの移動速度は徐々に下げることが望ましい。つまり、いわゆるスローストップを行うことが望ましい。これらの速度制御により、天秤ビームの損傷及び変形や、天秤ビームからの試料等の落下を防止できる。これらの速度制御は、例えばモータの回転速度の制御によって行うことができる。
【００６３】
図７において、矢印Ａ方向への直線スライド移動を終えた天秤ビーム２３ａ，２３ｂが図８において矢印Ｂ方向へ旋回スライド移動を開始するとき、及び矢印Ｂ’方向への旋回スライド移動を終えた天秤ビーム２３ａ，２３ｂが矢印Ａ’方向への直線スライド移動を開始するとき、天秤ビーム２３ａ，２３ｂの移動速度は所定の速度に向けて徐々に上げることが望ましい。これらの速度制御により、天秤ビームの損傷及び変形や、天秤ビームからの試料等の落下を防止できる。これらの速度制御も、例えばモータの回転速度の制御によって行うことができる。また、歯車部材５６とラック５７の歯形形状に変化を持たせることによってそれらの速度制御を行うこともできる。
【００６４】
図１に示すように、熱分析測定を行うための機構の全ては、カバー２，カバー３ａ〜３ｃ，及び操作部カバー４によって囲まれる空間内に設置されるので、天秤ビーム等が大気雰囲気に曝されることがなく、正確な重量測定を行うことができる。また、図８に示したように試料Ｓの離隔位置Ｐｒに対応して操作部カバー４に開口部５９を設けたので、この開口部５９を通して試料Ｓ等の出し入れを容易に行うことができる。
【００６５】
本実施形態では、図８に示すように、試料Ｓの直線軌跡Ｌ０から横方向（図の下方向）へ外れた位置を試料Ｓの離隔位置Ｐｒとした。この構成により、仮に試料Ｓを天秤ビーム２３ｂから落とした場合でも、その試料Ｓが熱分析装置１内の主要な機構部分に当たってその機構部分に損傷を与えることを防止できる。また、試料Ｓの直線軌跡Ｌ０から横方向へ外れた位置を試料Ｓの離隔位置Ｐｒとすることにより、試料Ｓを測定者の近くまで持ち運ぶことが可能となり、試料交換を簡単に行うことが可能となった。
【００６６】
図５において、天秤ビーム２３ａ，２３ｂを構成する第２ビーム２５ａ，２５ｂは第１ビーム２４ａ，２４ｂに対して着脱可能である。この着脱は補足図（ｂ）に示すように、第２ビーム２５ａ，２５ｂ側のプラグ部２７ａ，２７ｂを第１ビーム２４ａ，２４ｂ側のソケット部２６７ａ，２６ｂへ装着したり、取り外したりすることによって行われる。従来の熱分析装置においては、ハウジング１８が不透明な金属材料又は不透明な樹脂材料によって形成されていたため、上記のようなプラグ部とソケット部の着脱を行う際には、ハウジング１８の上蓋を取り外してハウジング１８の内部を視認できるように開放した状態でその着脱を行っていた。この上蓋の着脱作業は非常に面倒であった。これに対し、本実施形態では、ハウジング１８の上蓋１７を透明な材料によって形成したので、天秤ビーム２３ａ，２３ｂの接続部分を上蓋１７を通して視認できるようになった。このため、第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ａ，２５ｂの着脱を上蓋１７を取り外すことなく行うことができるようになり、第２ビーム２５ａ，２５ｂの着脱を非常に容易に行うことができるようになった。
【００６７】
本実施形態によれば、図５において、透明カバー１７を通して天秤ビーム２３ａ，２３ｂを観察しながら第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ｓ，２５ｂとの着脱作業を行うことができるので、第２ビーム２５ａ，２５ｂの交換又は着脱作業の際にハウジング１８の上蓋をいちいち取り外す必要がない。このため、第２ビーム２５ａ，２５ｂの着脱作業が非常に簡単であり、しかも、ハウジング１８の内部構造及び天秤機構２１ａ，２１ｂを損傷することもない。
【００６８】
(その他の実施形態)
上記の実施形態では、図５に示したように、ハウジング１８の上面に透明カバー１７を固着することにより、ハウジング１８の上面の全面を透明部とした。これに代えて、ハウジング１８の上面側板の一部分を透明部とすることもできる。もちろん、この場合の透明部は天秤ビーム２３ａ，２３ｂにおける第１ビーム２４ａ，２４ｂと第２ビーム２５ａ，２５ｂとの接続部分を視認可能領域とする透明部である。
【００６９】
なお、透明カバー１７をアクリル系樹脂によって形成する場合には、視認角度（作業者が見る角度）によっては反射光が発生してハウジング１８の内部の視認が損なわれるおそれがある。この光反射現象を回避するため、天秤ビームの接続部分の近傍に対応する部分の透明カバー１７の表面又は裏面にＡＲ（Anti-Reflection：反射防止）フィルムを貼ったり、ＡＲコートを施したりすることが望ましい。
【００７０】
また、必要があれば、天秤ビームの接続部分に対応する部分の透明カバー１７をレンズ形状に成形加工したり、当該部分にレンズ（例えば、フレネルレンズ）を貼付することができる。こうすれば、天秤ビームの接続部分を拡大状態で視認できるようになり、天秤ビームの着脱作業をより正確に行うことができる。
【００７１】
また、必要があれば、ハウジング１８の内部又は外部の適所に照明装置を設けることができる。これにより、熱分析装置が置かれた場所が暗い状態であっても、照明装置を点灯することにより天秤ビームの着脱作業を正確に行うことができる。特に、ハウジング１８の上面の一部分に透明部を設けた場合には、この照明方法が有利である。
【００７２】
上記実施形態では、図８に示したように、試料Ｓの直線軌跡Ｌ０から横方向へ外れた位置を試料Ｓの離隔位置Ｐｒとした。これに代えて、直線軌跡Ｌ０上の適宜の位置を試料Ｓの隔離位置Ｐｒとすることもできる。この場合でも、試料温度制御装置８を動かすことなく、天秤ビーム２３ｂの方を動かすことによって試料交換を可能にする、という本発明の目的を達成できる。
【００７３】
上記実施形態では、図５に示すように、試料Ｓのための天秤機構２１ｂに加えて基準物質Ｒのための天秤機構２１ａを用いることにした。しかしながら、本発明は、基準物質Ｒのための天秤機構２１ａを用いることなく、試料Ｓのための１つの天秤機構２１ｂだけを用いる構成のＴＧ装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明に係る熱分析装置の一実施形態の全体の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す熱分析装置の上カバーを外した状態を示す斜視図である。
【図３】図２に示す熱分析装置の正面断面図である。
【図４】図２に示す熱分析装置の平面断面図である。
【図５】図４に示す熱分析装置の要部である天秤ユニットを示す平面断面図である。
【図６】図５に示す天秤ユニットの側面構造及び付随する電気回路を示す図である。
【図７】図４に示す構造の動作状態を示す図である。
【図８】図４に示す構造の他の動作状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１．熱分析装置、 ２．本体カバー、 ３ａ〜３ｃ．上カバー、 ４．操作部カバー、
６．天秤ユニット、 ７．試料移動装置、 ８．試料温度制御装置、 ９．冷却フィン、
１０．送風ダクト、 １２．ヒータ、 １４．保護管、 １６．ハウジング基体、
１７．透明カバー、 １８．ハウジング、 １９．開口、 ２１ａ．基準側天秤機構、
２１ｂ．試料側天秤機構、 ２２ａ，２２ｂ．トーションワイヤ（支点）、
２３ａ．基準側天秤ビーム、 ２３ｂ．試料側天秤ビーム、
２４ａ，２４ｂ．第１ビーム、 ２５ａ，２５ｂ．第２ビーム、
２６ａ，２６ｂ．ソケット部、 ２７ａ．２７ｂ．プラグ部、
２８ａ，２８ｂ．ビーム駆動装置、 ２９ａ，２９ｂ．マーク、
３０ａ，３０ｂ．感熱板、 ３３ａ．第１電磁コイル、 ３３ｂ．第２電磁コイル、
３３ｃ．第３電磁コイル、 ３４ａ，３４ｂ．磁石、 ３５ａ，３５ｂ．バランス分銅、
３７ａ，３７ｂ．傾き検知機構、 ３８ａ，３８ｂ．スリット、
３９ａ，３９ｂ．光源、 ４０ａ，４０ｂ．受光素子、
４２．フィードバック制御回路、 ５０．フレーム、 ５１．レール、
５２．スライダ、 ５３．ユニット基板、 ５４．電動モータ、 ５６．歯車部材、
５７．ラック、 ５９．開口部、 ６０．開閉シャッタ、 ６１．スライドツマミ、
６２．配管、 ６３．排気装置、 ６４．送風ファン、 ６５．ガイド部材、
６７．引出しテーブル、 Ｒ．基準物質、 Ｓ．試料、 Ｌ０．直線軌跡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ビームと第２ビームとを接続して成る天秤ビームと、
前記第１ビームを傾斜揺動可能に支持する支点と、
該支点及び前記第１ビームを格納し開口を有するハウジングとを有し、
前記第２ビームは、前記開口を通して前記ハウジングの内部に挿入されて前記第１ビームに接続されて前記ハウジングの外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料を支持し、
前記第１ビームと前記第２ビームとの接続部を視認可能領域とする透明部を前記ハウジングに設けた
ことを特徴とする熱分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱分析装置において、前記第１ビーム及び前記第２ビームのいずれか一方は挿入されるプラグを有し、それらの他方は挿入を受けるソケットを有し、前記第１ビームと前記第２ビームはプラグとソケットとの嵌合によって互いに接続されることを特徴とする熱分析装置。
【請求項３】
請求項２記載の熱分析装置において、前記第１ビームが具備するプラグ又はソケットは前記透明部の視認可能領域内にマークを有し、前記第２ビームが具備するソケット又はプラグは前記第１ビームのマークに対応するマークを有することを特徴とする熱分析装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の熱分析装置において、前記ハウジングは上面が開放された箱形状のハウジング基体と、該ハウジング基体の上面に固定された透明カバーとを有し、前記透明部は該透明カバーによって形成されることを特徴とする熱分析装置。
【請求項５】
試料を包囲して該試料の温度を制御する試料温度制御手段と、
該試料温度制御手段に結合する位置と該試料温度制御手段から離れる位置との間を移動する天秤ユニットとを有し、
前記天秤ユニットは、
第１ビームと第２ビームとを接続して成る天秤ビームと、
前記第１ビームを傾斜揺動可能に支持する支点と、
該支点及び前記第１ビームを格納し開口を有するハウジングとを有し、
前記第２ビームは、前記開口を通して前記ハウジングの内部に挿入されて前記第１ビームに接続されて前記ハウジングの外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料を支持し、
前記第１ビームと前記第２ビームとの接続部を視認可能領域とする透明部が前記ハウジングに設けられ、
前記ハウジングの外部に延在する部分の前記第２ビームは、前記ハウジングが前記試料温度制御手段に結合したときに前記試料温度制御手段の内部に配置される
ことを特徴とする熱分析装置。
【請求項１】
第１ビームと第２ビームとを接続して成る天秤ビームと、
前記第１ビームを傾斜揺動可能に支持する支点と、
該支点及び前記第１ビームを格納し開口を有するハウジングとを有し、
前記第２ビームは、前記開口を通して前記ハウジングの内部に挿入されて前記第１ビームに接続されて前記ハウジングの外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料を支持し、
前記第１ビームと前記第２ビームとの接続部を視認可能領域とする透明部を前記ハウジングに設けた
ことを特徴とする熱分析装置。
【請求項２】
請求項１記載の熱分析装置において、前記第１ビーム及び前記第２ビームのいずれか一方は挿入されるプラグを有し、それらの他方は挿入を受けるソケットを有し、前記第１ビームと前記第２ビームはプラグとソケットとの嵌合によって互いに接続されることを特徴とする熱分析装置。
【請求項３】
請求項２記載の熱分析装置において、前記第１ビームが具備するプラグ又はソケットは前記透明部の視認可能領域内にマークを有し、前記第２ビームが具備するソケット又はプラグは前記第１ビームのマークに対応するマークを有することを特徴とする熱分析装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の熱分析装置において、前記ハウジングは上面が開放された箱形状のハウジング基体と、該ハウジング基体の上面に固定された透明カバーとを有し、前記透明部は該透明カバーによって形成されることを特徴とする熱分析装置。
【請求項５】
試料を包囲して該試料の温度を制御する試料温度制御手段と、
該試料温度制御手段に結合する位置と該試料温度制御手段から離れる位置との間を移動する天秤ユニットとを有し、
前記天秤ユニットは、
第１ビームと第２ビームとを接続して成る天秤ビームと、
前記第１ビームを傾斜揺動可能に支持する支点と、
該支点及び前記第１ビームを格納し開口を有するハウジングとを有し、
前記第２ビームは、前記開口を通して前記ハウジングの内部に挿入されて前記第１ビームに接続されて前記ハウジングの外部に延在し、接続側の端部と反対側の端部で試料を支持し、
前記第１ビームと前記第２ビームとの接続部を視認可能領域とする透明部が前記ハウジングに設けられ、
前記ハウジングの外部に延在する部分の前記第２ビームは、前記ハウジングが前記試料温度制御手段に結合したときに前記試料温度制御手段の内部に配置される
ことを特徴とする熱分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−８２８６１（Ｐ２００８−８２８６１Ａ）
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６２６４３（Ｐ２００６−２６２６４３）
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１０日（２００８．４．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月２７日（２００６．９．２７）
【出願人】（０００２５０３３９）株式会社リガク (206)
【Ｆターム（参考）】
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