JP2000356608A - Ｘ線分析装置における試料交換機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 予備排気室の一部を形成する試料カップの保
守作業を容易に行なうことができるＸ線分析装置を提供
する。 【解決手段】 Ｘ線分析装置の試料搬入口２０に配置さ
れた試料交換機９が、試料交換孔２１ａを有し、試料Ｓ
を保持する試料ホルダＨを前記交換孔２１ａからＸ線分
析装置内の予備排気室３の一部を形成する試料カップ１
０に受け渡すとともに、前記試料カップ１０から前記交
換孔２１ａを通して試料搬入口２０に導出された試料ホ
ルダＨを受け取る。この試料交換機９は、試料搬入口２
０を開閉するように移動自在に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線分析装置の試
料搬入口に設けられて試料を交換する試料交換機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、真空下で試料を分析する分析
室に隣接して試料を外部から搬入する予備排気室を設
け、この予備排気室の内部を真空ポンプにより排気した
のち、予備真空排気室と分析室とを仕切るシャッタを開
放して、試料を予備真空室から分析室に搬入する蛍光Ｘ
線分析装置が知られている。

【０００３】このような予備排気室の内部は、真空引き
およびリークの繰り返しにより、粉体試料の粉、ガラス
ビードやインゴット試料のかけら等により汚染されるの
で、一定周期で清掃などの保守点検作業が行なわれる。

【０００４】また、予備排気室の下半部を形成する試料
カップは、分析室の下方の予備排気位置から、試料搬入
口に臨む交換位置まで搬送され、この試料搬入口に設け
られた試料交換機によって、順次、新たな試料と交換さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の装置では、試料交換機を試料搬入口から取
り外すことができないため、試料カップの清掃などの保
守・点検は、一旦、Ｘ線源をオフしてＸ線を遮断し、Ｘ
線分析装置の外装パネルを開いて、装置内で行ってい
た。しかしながら、一旦、Ｘ線を遮断すると、作業終了
後にＸ線をオンしてＸ線が安定するまで時間を要する。
また、外装パネルを開くと分析室内の恒温状態が破壊さ
れ、作業終了後、外装パネルを閉じて、その恒温状態が
安定するまで、さらに時間を要する等、作業に手間と時
間を要し、分析作業を遅延させる問題があった。

【０００６】本発明は、このような課題を解決して、予
備排気室の一部を形成する試料カップの保守作業を容易
に行なうことができ、分析業務の能率の向上を図ること
ができるＸ線分析装置を提供することを目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の試料交換機は、Ｘ線分析装置の試料搬入口
に配置されて、交換孔を有し、試料を保持する試料ホル
ダを前記交換孔からＸ線分析装置内の予備真空室の一部
を形成する試料カップに受け渡すとともに、前記試料カ
ップから前記交換孔を通して導出された試料ホルダを受
け取る試料交換機であって、前記試料搬入口を開閉する
ように移動自在に設定されている。この構成によると、
試料交換機を移動させることによって開口する試料搬入
口から試料カップの保守・点検を容易に行なうことがで
きる。

【０００８】本発明の好ましい実施形態では、試料交換
機が、前記交換孔を有するベース板と、このベース板に
対して移動自在に設定されて複数の試料ホルダをベース
板上で移動させる移動板と、この移動板を駆動して試料
ホルダを前記交換孔に対応する位置に移動させる駆動機
とを備えている。

【０００９】また、本発明の好ましい実施形態では、Ｘ
線分析装置が、前記試料ホルダを支持する試料カップ
を、試料にＸ線照射を行う分析室に隣接した予備排気室
の一部を形成する予備排気位置と、前記試料搬入口に臨
む交換位置との間で搬送する搬送手段を備えており、前
記試料カップが、前記搬送手段に対して着脱自在に設定
されている。この構成によれば、試料カップを搬送手段
から離脱させて、試料搬入口から外部に取り出すことが
できるので、試料カップの保守・点検作業が一層容易に
なる。また、複数の試料カップを用意しておけば、試料
カップを交換することによって、分析業務を中断するこ
となく、次の分析作業に移れる。したがって、保守・点
検作業による分析業務の中断時間がなくなり、作業能率
が向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を蛍光Ｘ線分析装置
に適用した好ましい実施形態について図面を参照しなが
ら詳述する。図１において、蛍光Ｘ線分析装置は、その
外装パネル１の内部に分析室２が設けられ、この分析室
２の下方に予備排気室３が設けられている。予備排気室
３の周壁４は分析室下壁５に固定または一体形成されて
いる。分析室２の上壁にはＸ線を試料Ｓに照射するＸ線
管６が取り付けられ、分析室２と予備排気室３の間の連
通口５１が、図示しない駆動機構によって回動もしくは
直線移動するシャッタ８により開閉される。

【００１１】外装パネル１に形成された試料搬入口２０
には、試料交換機９が配置されており、さらに、外装パ
ネル１内には、後述する試料カップ１０を試料交換機９
の下方の交換位置と、予備排気室３の下部を形成する予
備排気位置との間で搬送する搬送手段４０が設けられて
いる。この搬送手段４０は、図示しない昇降機と直線移
送機とで構成されている公知のものである。

【００１２】前記分析室２には前記Ｘ線管６のほかに、
図示しない分光器および検出器が配置されており、所定
の真空度に保たれた分析室２内の試料ＳにＸ線管６から
Ｘ線を照射し、試料Ｓから発生する蛍光Ｘ線を分光器で
分光して、分光した蛍光Ｘ線の強度を検出器で測定し、
試料Ｓを分析する。

【００１３】図６に示すように、試料Ｓは試料ホルダＨ
に保持されており、この試料ホルダＨが試料カップ１０
に支持されている。試料ホルダＳは、有底円筒形状の容
器であり、試料Ｓに上方へ向かう弾性力を付加するコイ
ルスプリング５３と、試料Ｓの上面の一部（分析面）を
露出させ他部を覆うとともに試料Ｓの突出を押さえるマ
スク５４とを備え、その周壁に貫通孔５５が設けられて
いる。貫通孔５５は、試料ホルダＨ内の真空度を予備排
気室３内の真空度と同じにするためのものである。

【００１４】前記試料ホルダＨを支持する試料カップ１
０は、予備排気室３の周壁４の開口した下端部に押し当
てられて、周壁４とともに予備排気室３を形成する。こ
の試料カップ１０は、搬送手段４０に載置されて昇降機
により昇降される昇降台４１に着脱自在に取付けられて
おり、図４（ａ）に示すように、カップ本体１１に、試
料ホルダＨが載置される試料テーブル１２と、試料ホル
ダＨの下端外周部が嵌め込まれて試料ホルダＨの径方向
の位置規制を行うリング状のガイド体１３と、試料テー
ブル１２およびガイド体１３に上方へのばね力を付加す
る第１ばね体１４とが装着されている。前記カップ本体
１１が、ねじ体６６によって昇降台４１に着脱自在に取
り付けられている。

【００１５】カップ本体１１は、有底円筒形の大径受け
部１１ａと、その下方の小径首部１１ｂと、フランジ部
１１ｃと、前記受け部１１ａの内側に同心状に形成され
た軸支部１１ｄと、その上部の当て部１１ｆと、下部の
ばね受け１１ｇとを有している。受け部１１ａの外径側
の上部に形成された溝１５にゴムパッキンからなるシー
ル部材１６が嵌合され、軸支部１１ｄには浮遊軸受体１
７が軸方向に移動自在に支持されている。この軸受体１
７は、１対の軸受１７ａ，１７ａとこれらを保持するホ
ルダ１７ｂとを有しており、ホルダ１７ｂと前記下方の
ばね受け１１ｇとの間に介挿された第２ばね体２４によ
り、上方へばね力が付加されて、当て部１１ｆに押し当
てられている。したがって、試料テーブル１２は、その
荷重に応じて、軸受体１７とともに軸方向下方に移動す
る。軸支部１１ｄと受け部１１ａとの間に形成された上
方に開口する環状溝１８には、前記ガイド体１３と第１
ばね体１４が嵌入されている。

【００１６】前記試料テーブル１２は、試料ホルダＨの
底面とほぼ同一外径の円形であり、その下面中央に回転
軸６１が連結されている。回転軸６１は、試料テーブル
１２に固定された固定部６１ａと、固定部６１ａにピン
６１ｂによって揺動自在に連結された揺動部６１ｃとか
らなる。回転軸６１の固定部６１ａは前記軸受１７に支
持され、揺動部６１ｃの下端には、図４（ｂ）に示すよ
うに、径方向に沿って延びる連結溝６２が形成されてい
る。試料テーブル１２に付加される荷重に応じて、回転
軸６１とともに軸受体１７が軸方向に移動する。

【００１７】図４（ａ）に示した首部１１ｂは、略円筒
形状で、受け部１１ａよりも外径が小さく、その内径側
に設けた嵌合孔１１ｅに、昇降台４１の嵌合用突起４１
ａが嵌入されて、昇降台４１との芯合わせがなされる。
フランジ部１１ｃは円板形状であり、受け部１１ａより
も大きい外径を有し、図５に示すように、着脱用孔６５
が２つ点対称な位置に形成されている。一方、搬送手段
４０の昇降台４１に形成された取付け孔４１ｂには、ね
じ体６６が２つ点対称な位置に取り付けられており、ね
じ体６６の下端に大径の抜止め部６６ａ（図４（ａ））
が取り付けられている。この抜止め部６６ａとねじ頭部
６６ｂとにより、ねじ体６６は昇降台４１から完全に外
れることがない。前記着脱用孔６５は、ねじ体６６の頭
部６６ｂを貫通させる大きさを有する略円形の大径貫通
部６５ａと、大径貫通部６５ａよりも小さく、ねじ体６
６のねじ部６６ｃよりも若干大きい幅を有しフランジ部
１１ｃの周方向に延びる長溝締着部６５ｂとからなる。

【００１８】搬送手段４０の昇降台４１は、四角形の板
状であり、その中心部に前記嵌合用突起４１ａが形成さ
れており、下面に、前記スピン用モータ４２が取り付け
られて、その駆動軸４３は、上面の嵌合用突起４１ａの
中心から上方に向けて突出している。駆動軸４３の上端
面には、径方向に延びる連結突起４４が形成されてい
る。この連結突起４４が、前記連結溝６２とともに、着
脱自在な連結手段を構成する。

【００１９】図６に示すシャッタ８を開けて、分析室２
内に試料Ｓを望ませた状態で、前記昇降台４１の下面に
固定されたスピン用モータ４２を駆動することにより、
試料カップ１０内の試料テーブル１２を回転させ、この
試料テーブル１２に載置された試料ホルダＨ、つまり試
料Ｓを回転させながら、Ｘ線分析を行なう。

【００２０】試料カップ１０のシール部材１６は、予備
排気室３の周壁４の下端部に接触して、予備排気室３内
を気密に保持する。周壁４の内径面の上部には、試料ホ
ルダＨの高さ方向における位置決めのストッパーである
試料ホルダ押え５６が、軸受５８によって回転自在に支
持されており、試料ホルダ押え５６は、試料ホルダＨの
分析時の回転を妨げないように押さえる。

【００２１】予備排気室３は、その周壁４に形成された
連通孔４９を介して真空ポンプ５０に連結されており、
分析室２および予備排気室３内は、開閉弁Ｖ１，Ｖ２を
介して、真空ポンプ５０によって真空に引かれる。予備
排気室３内の真空度が、分析室２内の真空度と等しい状
態になると、シャッタ８を開いて試料Ｓの分析を行な
う。試料Ｓの分析が終わると、シャッタ８を閉じ、予備
排気室３の内部を大気圧に戻し、予備排気室３の周壁４
から試料カップ１０を離脱させ、搬送手段４０で試料カ
ップ１０を試料搬入口２０（図１参照）に搬送する。

【００２２】次に、試料交換機９を、図１〜図３に基づ
いて説明する。図１に示すように、試料交換機９は、外
装パネル１に形成された導入口１９の上方を覆うように
設けられたフード（外装パネルの一部）３１の上壁３１
ａに取り付けられており、この上壁３１ａに試料搬入口
２０が形成されている。フード３１の内部は試料交換室
３５を形成している。試料搬入口２０は、試料交換機９
を移動させることによって開閉される。試料交換室３５
は、試料交換機９と導入口１９との間に試料カップ１０
の全体が納まるような高さを有する。

【００２３】図３に示すように、試料交換機９は、ベー
ス板２１と、滑り部材２２を介してベース板２１に対し
て相対回転可能に支持された移動板２３とを備えてい
る。滑り部材２２はベース板２１の上面に固定されてお
り、後述する交換口２１ａに対応する部分が切欠された
環状の板材である。移動板２３はベース板２１の中央部
に取り付けられた軸受３２に回転自在に支持された軸体
３３に固定されている。前記ベース板２１は、試料搬入
口２０よりも若干大きい外形を持ち、ヒンジ２６によっ
て、フード３１に回動可能に取り付けられて、試料搬入
口２０を開閉する。ヒンジ２６は、ヒンジピン２６ａ
と、ヒンジピン２６ａを中心に相対回転する固定板２６
ｂと回転板２６ｃからなる。固定板２６ｂは、フード３
１の上壁３１ａの裏面に固定され、回転板２６ｃは、ベ
ース板２１に固定された支持枠２７に取り付けられてい
る。この支持枠２７は、左右１対設けられている（図２
参照）。

【００２４】図２に示すように、ベース板２１には、１
つの交換口２１ａが、移動板２３には、周方向に並んだ
複数（図示例では６個）の嵌合孔２３ａがそれぞれ設け
られている。交換口２１ａおよび嵌合孔２３ａの大きさ
は、試料ホルダＳの外径よりも僅かに大きくなってお
り、嵌合孔２３ａを通してべース板２１上に試料ホルダ
Ｓが保持され、移動板２３の回転移動に伴って、ベース
板２１の交換口２１ａに運ばれる。交換口２１ａの真下
に、図３に２点鎖線で示すように、試料カップ１０が、
搬送手段４０の昇降台４１によって持ち上げられて待機
している。試料カップ１０の待機している状態では、図
４に示したガイド体１３がベース板２１の下面の交換口
２１ａの周縁に押し付けられることで、第１ばね体１４
のばね力に抗して下方へ後退しており、これによって、
試料テーブル１２の上面がベース板２１の上面と略一致
した状態となっている。したがって、ベース板２１上を
スライドしてくる試料ホルダＨを、試料テーブル１２で
容易に受け取ることができる。

【００２５】前記軸体３３の上端に設けられた摘み部３
４は、移動板２３より首部３４ａを経て上方に突出して
おり、首部３４ａよりも外径の大きな六角形状を呈して
いる。試料カップ１０の保守・点検時には、摘み部３４
を摘んで引き上げることにより試料交換機９を上方へ回
動させて、試料搬入口２０を開放する。軸体３３の下端
に設けられた大径の被駆動歯車３６は、ベース板２１の
下面に取付金具３７によって固定されたモータからなる
交換用の駆動機３８の駆動歯車３９と噛合し、制御手段
７０による駆動機３８の制御により、移動板２３を回転
移動させて、試料ホルダＨを交換孔２１ａに対応する位
置に移動させる。交換孔２１ａに達した試料ホルダＨ
は、交換孔２１ａに臨む交換位置で待機している試料カ
ップ１０の試料テーブル１２上に乗り移り、搬送手段４
０によって、予備排気室３に搬送される。

【００２６】試料Ｓの測定が完了すると、試料Ｓを保持
した試料ホルダＨが試料カップ１０に支持されて、搬送
手段４０により搬送され、導入口１９を通って試料交換
室３１内に入り、ベース板２１の交換孔２１ａおよび移
動板２３の嵌合孔２３ａから試料ホルダＨを外部に押し
上げる。このとき、前述のとおり、試料テーブル１２の
上面がベース板２１の上面と略一致した状態となってお
り、駆動機３８によって移動板２３が回転することで、
測定済みの試料ホルダＨを交換孔２１ａから外れる位置
に円滑に移動させる。

【００２７】上記構成において、図１に示す試料Ｓを保
持した試料ホルダＨは、試料カップ１０によって支持さ
れた状態で、搬送手段４０により、試料交換機９の下方
の交換位置と、予備排気室３の下部を形成する予備排気
位置との間で搬送される。新しい試料Ｓは、試料ホルダ
Ｈに保持された状態で、手作業または自動搬送機によ
り、試料交換機９の移動板２３の嵌合孔２３ａに嵌め込
まれる形で試料交換機９に載置され、前述の動作で、順
次、試料カップ１０に受け渡されて予備排気室３へ運ば
れる。測定済みの試料Ｓを保持した試料ホルダＨは、試
料カップ１０に支持されて、前述の要領で試料交換機９
の交換孔２１ａを通って、試料搬入口２０から導出され
る。

【００２８】試料ホルダＨが導出された試料カップ１０
の保守・点検を行う場合、図３に示す試料交換機９の摘
み部３４を摘んで、試料交換機９を、二点鎖線で示すよ
うに回動させて、試料搬入口２０を開放する。このと
き、移動板２３を回転させる駆動機３８を含む回転駆動
機構もベース板２１とともに上方へ回動するので、試料
交換室３５の内部には大きなスペースが生じる。この状
態で、工具を用いて、図４（ａ）に示す試料カップ１０
の下部のねじ体６６を緩め、手で試料カップ１０を昇降
台４１上で垂直軸心回りに回転させて、図５に示す着脱
用孔６５の大径貫通部６５ａをねじ体６６に合わせ、試
料カップ１０を上方へ抜き出す。こうして取り外された
試料カップ１０を装置外部で清掃する。なお、試料カッ
プ１０を昇降台４１に取り付けたままで清掃してもよ
い。このように、試料交換機９を移動させて試料搬入口
２０を開放できるから、試料カップ１０の保守・点検が
容易となる。

【００２９】清掃が済んだ試料カップ１０を昇降台４１
に取り付ける際は、図４（ａ）に示す回転軸６１の連結
溝６２を駆動機４２の駆動軸４３の連結突起に嵌合させ
ながら、試料カップ１０の嵌合孔１１ｅを移動台４１の
嵌合用突起４１ａに嵌め込む。こうして、試料カップ１
０を昇降台４１に中心合わせした状態で、カップ本体１
１を垂直軸心の回りに回転させて、図５に示す着脱用孔
６５の大径貫通部６５ａをねじ体６６の頭部６６ｂに挿
通させ、試料カップ１０を移動台４１に載置する。さら
に、試料カップ１０を回転させて、幅の狭い長溝締着部
６５ｂにねじ体６６を入り込ませ、ねじ体６６を工具で
締めつけて試料カップ１０を昇降台４１に固定する。

【００３０】ここで、複数の試料カップ１０を用意し
て、保守・点検の際に試料カップ１０を交換すれば、分
析業務を中断することなく、次の分析作業に移れる。し
たがって、保守・点検作業による分析業務の中断時間が
なくなり、作業能率が一層向上する。

【００３１】なお、上記実施形態では、蛍光Ｘ線分析装
置について説明したが、本発明の試料交換機は、回折Ｘ
線分析装置など、他のＸ線分析装置にも使用できる。

【００３２】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る発明によれば、
試料交換機を移動させることによって試料搬入口が開放
されるから、試料カップの保守・点検を容易に行なうこ
とができる。また、試料カップを搬送手段に対して着脱
自在とした場合、試料カップを取り外した状態で保守・
点検作業を一層容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線分析装置の概略
を示す縦断面図である。

【図２】同Ｘ線分析装置の試料交換機を示す平面図であ
る。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】同Ｘ線分析装置の試料カップの昇降台への装着
状態を示す断面図である。

【図５】同試料カップと昇降台の連結構造を示す要部の
斜視図である。

【図６】同Ｘ線分析装置の分析室および予備排気室を示
す断面図である。

【符号の説明】

１…外装パネル、２…分析室、３…予備排気室、６…Ｘ
線管、９…試料交換機、１０…試料カップ、２０…試料
搬入口、２１…ベース板、２１ａ…交換孔、２３…移動
板、３８…交換用の駆動機、４０…搬送手段、４１…昇
降台、４２…スピン用モータ、Ｈ…試料ホルダ、Ｓ…試
料

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線分析装置の試料搬入口に配置され
   て、交換孔を有し、試料を保持する試料ホルダを前記交
   換孔からＸ線分析装置内の予備真空室の一部を形成する
   試料カップに受け渡すとともに、前記試料カップから前
   記交換孔を通して導出された試料ホルダを受け取る試料
   交換機であって、 前記試料搬入口を開閉するように移動自在に設定されて
   いるＸ線分析装置における試料交換機。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記交換孔を有する
   ベース板と、このベース板に対して移動自在に設定され
   て複数の試料ホルダをベース板上で移動させる移動板
   と、この移動板を駆動して試料ホルダを前記交換孔に対
   応する位置に移動させる駆動機とを備えているＸ線分析
   装置における試料交換機。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、Ｘ線分析装
   置は、前記試料ホルダを支持する試料カップを、試料に
   Ｘ線照射を行う分析室に隣接した予備排気室の一部を形
   成する予備排気位置と前記試料搬入口に臨む交換位置と
   の間で搬送する搬送手段を備えており、前記試料カップ
   が、前記搬送手段に対して着脱自在に設定されているＸ
   線分析装置における試料交換機。