JPH0760129B2

JPH0760129B2 - 磁気結合式試料交換装置

Info

Publication number: JPH0760129B2
Application number: JP62226150A
Authority: JP
Inventors: 正道中野
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1987-09-09
Filing date: 1987-09-09
Publication date: 1995-06-28
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPS6471048A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光電子分光装置等の超真空のＸ線解析装置に係
り、真空内の交換棒の位置検出信号によりゲートバルブ
を安全に閉止する磁気結合式試料交換装置に関する。

〔従来の技術〕

第２図は従来の試料交換装置を示す図で、１は試料交換
室、２は試料測定室、３はゲートバルブ、4,6,14,22は
真空シール、５は試料交換棒装置、７はパイプ、８はリ
ニアモーションベアリング、９はハウジング、10は交換
棒、11は試料ホルダ、12はポールピース、13は交換口用
蓋、15はマグネット、16は空圧シリンダ、17は電磁弁、
18,19,20は配管、21はゴニオメータ、23はゴニオステー
ジ、24は試料受台、25はマイクロヘッドである。

試料交換室１と試料測定室２は、ゲートバルブ３を介し
て接続され、それぞれの接続部には真空シール４で、内
部空間が真空に耐えるようにしてある。

試料交換棒装置５は試料交換室１のゲートバルブ３の反
対側に取り付けてあり、試料交換棒装置５、真空シール
６を介して端部を閉封した薄肉の非磁性材料のパイプ７
が固定してあり、内部の試料交換室１側には２個のリニ
アモーションベアリング８を有するハウジング９を固定
し、交換棒10によりリニアモーションベアリング８に案
内されて左右に摺動する。また、交換棒10は試料交換室
内１で試料ホルダ11を取り付け、交換棒10の他端に磁性
材料のポールピース12が固定してある。試料交換室１に
は試料を取り付けた試料ホルダ11を交換棒10にチャッキ
ングさせるための交換口用蓋13を真空シール14を介して
設けてある。さらに、パイプ７の外側には、パイプ７に
案内されるマグネット15が配置してある。ゲートバルブ
３には開閉用の空圧シリンダ16を設け、空圧シリンダ16
は圧縮ガスの圧送用の２本の配管18及び19を介して電磁
弁17と接続し、電磁弁17に圧縮ガス導入用の配管20を設
けてある。

試料測定室２のゲートバルブ３の対称の位置にゴニオメ
ータ21を真空シール22を介して装着してある。ゴニオメ
ータ21は試料測定室２内にゴニオステージ23を設け、試
料を載せるための試料受台24がゴニオステージ23の上に
備えられている。また、ゴニオメータ21の試料測定室２
の外側に試料を前後、左右、上下方向に微動できるマイ
クロヘッド25を備えている。

通常、光電子分光を行う試料測定室２は試料測定室作業
の有無にかかわらず、10^-8Pa程度の超高真空に維持しな
ければならないので、試料ボルダ16の試料測定室２への
挿入時に試料交換室１からのガス分子の流入を極力避け
るため、試料交換を短時間で行えるようにゲートバルブ
３の開閉は、圧縮ガスを利用した空圧シリンダ16で駆動
している。

試料をゴニオステージ23に載せるにあたって、まず、マ
グネット15を左側に摺動して、磁気結合しているポール
ピース12と共に交換棒10を左側に摺動させた後、ゲート
バルブ３の閉止用スイッチ（図示せず）を操作して電磁
弁17内の流路切換軸を作動させ、圧縮ガスの配管20、電
磁弁17及び配管19の圧縮ガス流路を形成して空圧シリン
ダの閉止側に圧縮ガスを圧送し、空圧シリンダ16内のピ
ストンを駆動して、ゲートバルブ３を閉め、試料交換室
内をリークし大気にした後交換口用蓋13を開いて試料を
載せた試料ホルダ11を交換棒10に取り付け、交換口用蓋
13を閉める。そして、試料交換室１を例えば10^-5〜10^-6
Pa程度に排気した後、ゲートバルブ３の開放用スイッチ
（図示せず）を操作して電磁弁17の電路を断ち、電磁弁
17内の流路切換軸を発条力で作動させ、圧送ガスの流路
を切換、圧縮ガスの配管20、電磁弁17及び配管18の管路
を形成して圧縮ガスを空圧シリンダ16の開放側に圧送
し、空圧シリンダ内のピストンを駆動して、ゲートバル
ブ３を開く。その後、マグネット15を右方に摺動させ、
マグネット15と磁気結合しているポールピース12と共
に、交換棒10を試料測定室２内に摺動させ、ゴニオステ
ージ23上の試料受台24に試料を載せ、マグネット15を回
して交換棒10を回し、試料ホルダにねじ込まれた交換棒
をはずす。次いで、マグネット15を左方に摺動させ、交
換棒10を試料測定室２から抜いて、ゲートバルブ３の開
閉用スイッチの操作により、ゲートバルブ３を閉める。
試料測定室２を所定の超高真空に排気し、試料の測定を
する。

〔発明が解決すべき問題点〕

このように、従来の磁気結合式試料交換装置の場合、大
気側のマグネットと、真空中のポールピースとは非接触
であるため、マグネットを摺動しても、例えばポールピ
ースがどこかに引っ掛かって真空内の交換棒が追従しな
い場合がある。そして交換棒の移動位置の表示が行われ
ず、さらに、ゲートバルブの開閉動作と交換棒の摺動動
作との間は連動しておらず、独立して作動しているた
め、誤動作、誤作動等により、交換棒試料ホルダが試料
測定室内に取り残され、交換棒が試料交換室から試料測
定室に渡って延びて試料交換室と試料測定室との間のゲ
ートバルブの開閉動作位置にいる状態でゲートバルブを
閉じてしまい、交換棒、試料ホルダあるいはゲートバル
ブを損傷する事故が起こる場合が生ずる。

本発明は、上記問題点を解決するためのもので、真空内
の交換棒の位置を位置センサで検出し、所定の位置にあ
るときのみゲートバルブを閉じるようにすることができ
る磁気結合式試料交換装置を提供することを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

そのために本発明の磁気結合式試料交換装置は、大気中
において摺動するマグネットと磁気結合して摺動する真
空中の試料交換棒と、試料交換棒先端部に固定した試料
ホルダを備え、試料交換棒を摺動させて試料ホルダをゲ
ートバルブを通して試料交換室と試料測定室間で入出さ
せるようにした磁気結合式試料交換装置において、試料
交換棒位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの
試料交換棒位置検出信号と、ゲートバルブ閉鎖指示信号
とに基づき前記ゲートバルブを閉鎖するように制御する
安全回路とを備え、ゲートバルブの開閉動作位置に試料
交換棒がなく、ゲートバルブ閉鎖指示信号があったとき
ゲートバルブを閉鎖するようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

本発明は、試料交換室に交換棒の位置センサと、位置セ
ンサの検出信号により所定の位置にある場合にのみゲー
トバルブを閉じる安全回路を備えることにより、試料交
換の作業中の誤動作、誤作動を防止し、安全かつ確実に
試料の交換が可能となる。

〔実施例〕

以下、実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の磁気結合式試料交換装置を示す断面図
で、図中、第２図と同一番号は同一内容を示している。
なお、31はパイプ、32は真空シール、33,35は真空フラ
ンジ、34はボルト、36はハーメチックシール、37は電極
棒、38は導体、39はねじ、40は接触子、41はトランジス
タ、42は抵抗、43はスイッチ、44は交換棒、45は絶縁体
である。

図において、非磁性材料のパイプ31の試料交換室１側の
一端は真空シール６を介して試料交換室１に取り付け、
開放された他端に取りつけた非磁性材料の真空フランジ
33に真空シール32を介して非磁性材料の真空フランジ35
をボルト34で固定してある。真空フランジ35の中央には
ハーメチックシール36の２本の電極棒37が設けられ、そ
の一端には導体38をねじ39によって固定し、さらに板バ
ネ接触子40は電気的に導通状態にしている。電極棒37の
一方は接地し、他方はトランジタ41のベースに接続し、
さらにベースはプルアップ抵抗42を介してプラスの低電
位に、また、常時OPEN側に接続しているスイッチ43を介
してアースに接地している。トランジスタ41のコレクタ
は電磁弁17を介してプラスの高電位に、エミッタはアー
スにそれぞれ接地している。

一方、試料交換室１側のパイプ31に固定してあるハウジ
ング９に設けたリニアモーションベアリング８を摺動す
る交換棒44の試料交換室１の一端には、試料ホルダ11が
取り付けてあり、他方にはポールピース12と先端に絶縁
体45が取り付けてある。

次に、動作について説明する。

試料を載せた試料ホルダ11を交換棒44に取り付けるため
ゲートバルブ３を閉じる場合、または試料ホルダ11をゴ
ニオステージ23の試料受台24に載せた後、測定を行うた
めにゲートバルブ３を閉じる場合に、まず、マグネット
15を左方向に摺動させ、磁気結合しているポールピース
12と共に交換棒44を左方向に移動させ、図２から分かる
ように、試料交換室１から試料測定室２に渡って延びて
試料交換室１と試料測定室２との間のゲートバルブ３の
開閉動作位置にいることがないようにゲートバルブの開
閉動作位置より左側へ退避させる。このとき、交換棒44
の先端に固定した絶縁体45が２本の接触子40を分離さ
せ、接触子40は互いに導通がなくなり、トランジスタ41
のベースはスイッチ43を通して接地している。この場合
にスイッチ43をCLOSE側に押し、トランジスタ41のベー
スの接地を断つと、ベース電位がプラスになり、プラス
高電位から電流が電磁弁17の電極コイルを通じて、トラ
ンジスタ41のコレクタからエミッタと流れ、電磁弁17を
作動して圧縮ガスの配管20、電磁弁17および配管19の管
路が形成して、空圧シリンダ16へ圧縮ガスを圧送し、空
圧シリンダ16のピストンを駆動してゲートバルブ３を閉
じる。このようにゲートバルブ３の閉止には、接触子40
が分離して非導通の場合のみ行われる。すなわち、交換
棒44が試料交換室１から試料測定室２に渡って述びて試
料交換室と試料測定室との間のゲートバルブの開閉動作
位置にいる状態から、パイプ31内に十分に引き込まれ、
交換棒44の先端が試料交換室１内に位置した状態、換言
すれば、交換棒44がゲートバルブの開閉動作位置にない
ときのみスイッチ43をCLOSEにするとゲートバルブ３を
閉じることができる。

試料ホルダ11をゴニオメータ21の試料受台に載せる場合
は、試料を載せた試料ホルダ11は交換棒44と共にマグネ
ット15の摺動により右方に摺動させると、接触子40は接
触し、トランジスタ41のベースは接地する。スイッチ40
はCLOSE側に押したとき以外はOPEN側にあるので、トラ
ンジスタ41のベースが接地すると同時にトランジスタ41
で電磁弁17を流れる電流を断つ。電磁弁17内の流路切換
軸を発条力で作動させ、圧縮ガスの流路を切換え、圧縮
ガスの配管20、電磁弁17及び配管18の管路を形成し、圧
縮ガスを空圧シリンダ16に圧送し、空圧シリンダ内のピ
ストンを駆動してゲートバルブ３を開く。

また、真空内で使用可能な磁気の影響を受けない光検出
器あるいは近接検出器を位置検出器として使用すること
も可能である。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、試料交換棒がゲートバル
ブの開閉動作位置にないことを検出し、試料交換棒がゲ
ートバルブの開閉動作位置にない時のみゲートバルブを
閉じるので、マグネットの摺動に交換棒が追従しないた
めに発生する交換棒、試料ホルダまたはゲートバルブの
損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の磁気結合式試料交換装置を示す断面
図、第２図は従来の磁気結合式試料交換装置を示す図で
ある。１…試料交換室、２…試料測定室、３…ゲートバルブ、
4,6,14,22…真空シール、５…試料交換棒装置、７…パ
イプ、８…リニアモーションベアリング、９…ハウジン
グ、10…交換棒、11…試料ホルダ、12…ポールピース、
13…交換口用蓋、15…マグネット、16…空圧シリンダ、
17…電磁弁、18,19,20…配管、21…ゴニオメータ、23…
ゴニオステージ、24…試料受台、25…マイクロヘッド、
31…パイプ、32…真空シール、33,35…真空フランジ、3
4…ボルト、36…ハーメチックシール、37…電極棒、38
…導体、39…ねじ、40…接触子、41…トランジスタ、42
…抵抗、43…スイッチ、44…交換棒、45…絶縁体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】大気中において摺動するマグネットと磁気
結合して摺動する真空中の試料交換棒と、試料交換棒先
端部に固定した試料ホルダを備え、試料交換棒を摺動さ
せて試料ホルダをゲートバルブを通して試料交換室と試
料測定室間で入出させるようにした磁気結合式試料交換
装置において、試料交換棒位置を検出する検出手段と、
前記検出手段からの試料交換棒位置検出信号と、ゲート
バルブ閉鎖指示信号とに基づき前記ゲートバルブを閉鎖
するように制御する安全回路とを備え、ゲートバルブの
開閉動作位置に試料交換棒がなく、ゲートバルブ閉鎖指
示信号があったときゲートバルブを閉鎖するようにした
ことを特徴とする磁気結合式試料交換装置。