JPH0631411Y2 - Ｘ線回折装置の試料自動交換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、Ｘ線回折装置に取り付ける測定試料を自動的
に交換するための試料自動交換装置に関する。

［従来の技術］ Ｘ線回折装置の測定試料は、通常は、試料板に充填（粉
末の場合）または固定（固形物の場合）されて、この試
料板が試料ホルダに取り付けられる。試料を交換する場
合は、試料板を試料ホルダから抜き取り、別の試料板を
取り付けることになる。

ところで、試料を自動的に交換しようとする試みは既に
なされており、スライド映写機のスライド交換装置のよ
うに、試料板を次々と所定の位置に送り出す方式が知ら
れている。

［考案が解決しようとする課題］ 上述した従来の試料自動交換装置では、単に試料を交換
するだけであり、より高度な要求を満足できなかった。
高度な要求としては次のものが挙げられる。

(a)試料を自動的に交換すると共に、試料をその面内で
回転させたい。試料を回転させながら測定すれば、配向
性のある試料を等方的に扱うことができる。また、試料
をいくつかの回転角度位置で静止させて回折ピークを測
定すれば試料の各方向での特性が得られる。

(b)測定位置に来た試料だけを面内回転させ、その他の
位置に待機している試料は静止させておきたい。試料面
が鉛直面内となるように試料板が取り付けられる場合
（すなわち横型ゴニオメータで使用される場合）には、
待機している試料までも回転させておくと、試料が試料
板から落下する恐れが増大するからである。

(c)試料板は試料面よりも突き出た部分が無いようにし
たい。試料面よりも突き出た部分があると、試料に低入
射角でＸ線を当てた場合、この突き出た部分が入射Ｘ線
の邪魔になるからである。

本考案は、このような要求を満足するようなＸ線回折装
置の試料自動交換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］ 上記目的を達成するため、本考案に係る試料自動交換装
置は、次の構成要素を有する。

(a)回転可能な試料台保持板。

(b)前記試料台保持板に対して回転可能に取り付けられ
た複数の試料台。

(c)装置本体に固定されて、前記試料台保持板を回転さ
せる、試料台保持板回転モータ。

(d)装置本体に固定された試料台回転モータ。

(e)前記試料台回転モータに固定された駆動歯車。

(f)前記試料台に固定された被動歯車。

(g)前記駆動歯車と前記被動歯車の両方に同時に噛み合
い可能な中間歯車。

(h)前記中間歯車を噛み合い位置に保持する中間歯車支
持機構。

(i)磁石を利用して前記試料台に着脱できるようにした
試料板。

(j)前記試料板に形成した円形凹所と前記試料台に形成
した円形突起とからなる試料板位置決め機構。

(k)前記試料板が前記試料台に取り付けられていること
を検出するための反射型光センサ。

［作用］ 試料台保持板を回転することによって、複数の試料台を
順次測定位置に持ってくることができる。試料台は、測
定位置に来たときだけ試料台回転モータによって回転可
能である。すなわち、試料台に固定された被動歯車は、
試料台が測定位置に来たときだけ、中間歯車と噛み合う
ことができる。そして、中間歯車が駆動歯車とも噛み合
うことによって、試料台回転モータの回転が試料台に伝
達される。

さらに、試料板を強磁性体で作り、試料板に磁石を埋め
込むことにより、またはその逆の構成とすることによ
り、試料板を試料台に容易に着脱可能にできる。このよ
うにすると、試料板は、試料面から突き出ない構造にす
ることができる。

［実施例］ 次に、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本考案の一実施例の正面図である。この実施例
の試料自動交換装置は、その全体が横型ゴニオメータ
（Ｘ線の光軸が水平面内にあるもの）の試料ホルダに載
せられることになる。Ｘ線１０は、第１図の左方向から
試料面に対してある角度を成して入射し、試料面で回折
して右方向に出ていくことになる。

試料台保持板１２は装置本体１４に回転可能に取り付け
られている。試料台保持板１２には、５個の試料台１６
が回転可能に取り付けられている。第１図では、そのう
ち一番下の試料台は想像線で示されている。第２図はこ
の装置の側面図であるが、この図において、試料台１６
は軸受１８によって試料台保持板１２に回転可能に取り
付けられていることがよく分かる。試料台１６には被動
歯車２０が固定されている。試料台保持板１２は試料台
保持板回転モータ２２で回転駆動される。

試料台１６には第１図に示すように、４個の磁石１７が
埋め込まれている。試料台１６の中央には円形突起２４
が突き出ている。第２図の上側に示されている試料台１
６は、試料板２６が取り付けられていない状態である
（なお、第１図でも、試料台１６には試料板２６は取り
付けられていない）。試料板２６は強磁性体で作られて
段付き円板の形状をしており、その中央には貫通孔２８
が形成されている。貫通孔２８には粉末試料３０が充填
される。試料板２６の裏側には円形の凹所３２が形成さ
れている。この凹所３２を試料台１６の円形突起２４に
合わせることによって、試料板２６を試料台１６上に位
置決めできる。試料板２６は、磁石１７によって試料台
１６に着脱可能である。

第２図の下側の試料台１６では試料板２６を取り付けた
状態が示されている。

第１図に戻って、試料台保持板１２の中央部の開口３４
からは、装置本体に固定されたヘッド３６が突き出てい
て、ヘッド３６の下面には反射型光センサ３８が固定さ
れている。光センサ３８は、一番下側に位置する試料台
１６（すなわち測定位置にある試料台）に、試料板２６
が取り付けられているか否かを検出する。

次に、測定位置にある試料台１６だけをその場所で自転
させる機構を説明する。第１図において、装置本体１４
には試料台回転モータ４０が固定され、このモータ４０
には駆動歯車４２が固定されている。試料台１６に固定
された被動歯車２０と、上述の駆動歯車４２は、中間歯
車４４と噛み合うことができる。中間歯車４４は中間歯
車支持機構４６により噛み合い位置に保持される。

第３図は、この中間歯車支持機構４６を拡大した斜視図
である。矢印５０が正面から見た方向である。中間歯車
４４はシャフト５２に対して回転可能に取り付けられ、
シャフト５２は回動プレート５４に固定されている。回
動プレート５４はシャフト５６に固定され、シャフト５
６はスライドブロック５８に回転可能に取り付けられて
いる。シャフト５２の中心は、シャフト５６の中心から
ずれている。したがって、回動プレート５４が回動する
ことによって、中間歯車４４の中心も、シャフト５６を
中心に回動することになる。回動プレート５４にはロッ
ド６０が固定され、ロッド６０の先端は板ばね６２によ
って矢印６４の方向に押されている。板ばね６２の一端
はスライドブロック５８に固定されている。また、スラ
イドブロック５８にはピン６１が固定され、このピン６
１は、回動プレート５４の円弧状の溝６３と噛み合って
いる。スライドブロック５８には案内棒６６が挿入され
ており、この案内棒６６に沿ってスライドブロック５８
が移動可能となっている。案内棒６６の外周には圧縮コ
イルばね６８が設けられ、スライドブロック５８は常に
矢印６９の方向に押し付けられている。

次に、この実施例の動作を説明する。第１図と第２図に
おいて、まず、５個の試料板２６にそれぞれ異なる粉末
試料を充填して、これらを各試料台１６に、磁石１７を
利用して取り付ける。そして、試料台保持板回転モータ
２２により試料台保持板１２を回転させ、所望の試料台
１６を一番下の位置に静止させる。試料台保持板１２を
所望の位置で停止させるには、モータ２２をパルスモー
タとしてパルス数制御をしても良いし、試料台保持板１
２の位置を検出するセンサを利用しても良い。

次に、中間歯車４４の動作を説明する。第４図は、中間
歯車４４の働きを示す説明図で、正面から見たところで
ある。この図において、スライドブロック５８は単に骨
組で示されている。

被動歯車２０が存在しないときは、中間歯車４４の中心
Ａは、コイルばね６８（第３図参照）によって矢印７０
の方向に押され、かつ、板ばね６２（第３図参照）によ
って、シャフト５６の中心Ｂの回りに矢印７２の方向に
回転力を受ける。スライドブロック５８に固定されたピ
ン６１は、回動プレート５４の溝６３の一端に接触する
ことになり、これによって、中間歯車４４の中心Ａは回
転を止められる。以上の作用により、中間歯車４４は駆
動歯車４２と噛み合っている。

この状態において、第１図の試料台保持板１２が時計方
向に回転すると、試料台１６に固定された被動歯車２０
が、矢印７４の方向から移動してきて、中間歯車４４に
当たる。すると、スライドブロック５８が矢印７６の方
向に後退すると共に、中間歯車４４の中心Ａがシャフト
５６の中心Ｂの回りに矢印７８の方向に回転する。すな
わち、中間歯車４４の中心Ａは、自由度２で移動でき
る。その結果、中間歯車４４は、駆動歯車４４および被
動歯車２０の両方と確実に噛み合う。したがって、被動
歯車２０の停止位置がわずかにずれても、中間歯車４４
の中心Ａが以上のように運動することにより、三つの歯
車の噛み合いが保障される。なお、実際は、中間歯車４
４の中心Ａの移動量は非常にわずかなものである。

その後、第１図において、試料台回転モータ４０を回転
させると、駆動歯車４２、中間歯車４４、被動歯車２０
を経て、一番下の試料台１６が自転する。すなわち、こ
の試料台１６の試料は面内回転をする。試料台回転モー
タ４０の速度制御をすれば、試料台１６の回転速度を制
御でき、試料台回転モータ４０の停止位置を制御すれ
ば、試料台１６の回転停止位置を制御できる。このよう
な制御のためには、試料台回転モータ４０としてパルス
モータを利用することができる。試料台１６は、測定条
件に適した回転（例えば１２０ｒｐｍ）をさせて、これ
により、粒度の多少大きな粉末試料でも平均的な回折ピ
ークが得られる。もちろん、回折測定の際に、一番下の
試料台１６を回転させるか否かは自由に選択できる。別
の位置にある４個の試料台１６は、当然、回転すること
無く停止している。したがって、これら試料台１６に取
り付けられた試料板２６から、試料が落下する危険は低
減される。

以上のようにして測定可能な状態になると、一番下の試
料台１６上の試料板にＸ線を当てて、必要な回折測定を
行う。なお、試料台１６上に試料板２６が取り付けられ
ていないと、光センサ３８から出力信号が検出されな
い。そのときは、Ｘ線の照射ができないようにＸ線回折
装置のインターロックが取られている。

なお、上述の実施例は横型ゴニオメータに取り付けるよ
うに構成されているが、本考案の試料自動交換装置は縦
型ゴニオメータ（Ｘ線の光軸が鉛直面内にあるもの）に
も取り付けることが可能である。

［考案の効果］ 本考案は以上のように構成されているので、次の効果が
ある。

(a)試料台保持板に複数の試料台を取り付けてあるの
で、試料台保持板を回転することにより、測定位置にあ
る試料台を別の試料台と交換することができる。

(b)試料台は試料台保持板に回転可能に取り付けられて
いて、測定位置にある試料台は、中間歯車を介して回転
させることができるので、測定位置にある試料台だけを
自転させることができる。したがって、残りの試料台は
静止させておくことができ、試料が試料板から落下する
危険を低減できる。

(c)請求項２に記載のように、磁石の作用によって試料
板を試料台に着脱できるようにすれば、試料板は試料面
から突き出ないような形状にすることができ、低入射角
のＸ線に対しても有効な回折測定が実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の正面図、 第２図はその側面図、 第３図は中間歯車支持機構の拡大斜視図、 第４図は中間歯車の働きを示す説明図である。 １２……試料台保持板 １４……装置本体 １６……試料台 ２０……被動歯車 ２２……試料台保持板回転モータ ２６……試料板 ４０……試料台回転モータ ４２……駆動歯車 ４４……中間歯車 ４６……中間歯車支持機構

フロントページの続き (72)考案者 平嶋 修 東京都昭島市松原町３―９―12 理学電機 株式会社拝島工場内 (72)考案者 宗川 繁 東京都昭島市松原町３―９―12 理学電機 株式会社拝島工場内 (56)参考文献 特開 昭59−153153（ＪＰ，Ａ) 実開 昭49−20583（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭52−29672（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】次の構成要素を有するＸ線回折装置の試料
   自動交換装置。 (a)回転可能な試料台保持板。 (b)前記試料台保持板に対して回転可能に取り付けられ
   た複数の試料台。 (c)装置本体に固定されて、前記試料台保持板を回転さ
   せる、試料台保持板回転モータ。 (d)装置本体に固定された試料台回転モータ。 (e)前記試料台回転モータに固定された駆動歯車。 (f)前記試料台に固定された被動歯車。 (g)前記駆動歯車と前記被動歯車の両方に同時に噛み合
   い可能な中間歯車。 (h)前記中間歯車を噛み合い位置に保持する中間歯車支
   持機構。 (i)磁石を利用して前記試料台に着脱できるようにした
   試料板。 (j)前記試料板に形成した円形凹所と前記試料台に形成
   した円形突起とからなる試料板位置決め機構。 (k)前記試料板が前記試料台に取り付けられていること
   を検出するための反射型光センサ。