JPH1123431A - 温調式試料ホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】温調性能に優れかつ簡便な構成の温調式試料ホ
ルダを提供する。 【解決手段】恒温水環流流路を備えた固定側の支持部材
２と、恒温水環流用の流路を備え固定側の支持部材に対
して移動または着脱可能な支持部材３と、両者を押圧固
定することにより両者の間に試料を支持することが可能
な固定部材３ａ、３ｂ、２ｅとを備えることにより、試
料の少なくとも２面が恒温の支持部材に密着し、試料と
温調された支持部材２、３との間の温度差が減少して、
試料をより正確に温度制御できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、分光光度計その他
の分析計等に使用される、角セル、角形或いは平板状の
固体試料などに対する試料ホルダに、恒温水を還流して
温度調節する場合の温度調節性能の向上に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】物質の物理的、化学的等の特性、例えば
分光特性、屈折率その他の光学特性、誘電率、透磁率そ
の他の電磁気特性等はその温度により影響されるから、
その特性を測定する場合、試料を所定の温度に制御して
測定を行うことが望ましく、測定試料のホルダに温度調
節機能を備えることが多い。

【０００３】図６及び図７に測定試料の代表として角セ
ルを恒温水還流方式によって温度調節（「温調」と略
称）する場合の従来の試料ホルダの構成例を示す。

【０００４】図６、７の方法は、一つのホルダブロック
３２に環流用の流路を構成して、恒温水チューブを通し
て装置外部の環流装置から温調された環流水を流してホ
ルダブロック３２を温調し、ホルダブロック３２に取り
付けられたバネ３３によって温調されたホルダブロック
３２の一面に角セル３１を押圧し、角セル３１を温調し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図６、図７の方法は、
着脱の便を優先して、角セル３１はその一面が、ホルダ
に取り付けられたバネ機構３３によって、温調されたホ
ルダブロックの一面に押圧されているのみであり、角セ
ル３１のその他の面が空気に触れているため、ホルダブ
ロックに比べて角セル３１は外気温度の影響を受けて温
調精度が低下していた。

【０００６】また、厚さの異なるセルを使用する場合に
は、バネ３３の押圧力をセルごとに最適化する必要があ
ることから、各セルごとに複数のセルを用意する必要が
あった。また一般に薄板で形成されたバネは熱容量が小
さく、セルの主要な１面がバネに当接しているために、
外気温度の影響によるブロックとセルとの温度差を生じ
温調性能を劣化させていた。

【０００７】本発明は、温調性能に優れかつ簡便な構成
の温調式試料ホルダを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の温調式試料ホルダは、恒温水環流流路を備
えた固定側の支持部材と、恒温水環流用の流路を備え固
定側の支持部材に対して移動または着脱可能な支持部材
と、両者を押圧することにより両者の間に試料を支持す
ることが可能な固定部材、を備えたものである。

【０００９】これにより、セルの厚みに係わらず、セル
の少なくとも２面が温調されたブロックに一定以上の押
圧力によって押圧固定されることにより、セルと温調さ
れたブロックとの温度差が減少し、より正確な温度制御
が可能になる。

【００１０】上記目的を達成するため、第二の発明の温
調式試料ホルダは、上記第一の発明において、押圧する
手段の押圧力が試料の２面方向に作用するように構成し
たものである。

【００１１】これにより、試料の３面以上が恒温ブロッ
クと密接し温調精度をさらに高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本実施例の温調式試料ホルダにおいて
は、固定側の温調ブロックと移動側の温調ブロックを備
え、両者の内部に恒温流体環流用の流路が設けられて、
装置外の恒温水環流装置（不図示）に接続され、両ブロ
ック内に恒温水等を環流できるように構成されている。
両ブロック間はチューブで連結されている。

【００１３】本実施例の場合、測定対象は、薄形のセル
が好適である。このセルを固定側のブロックにより形成
される空間に配置し、移動側のブロックを固定側に形成
されたガイド溝などに沿わせてはめ、図２の右方向にセ
ルを押圧し、適当な位置で、固定側に設けられた長穴を
通して、固定ネジで固定する。これにより、セルは図２
に示すように、少なくとも、面積の大きい主要な２面が
温調されたブロックに接し、従来法に比べてブロックと
の温度差が生じにくくなる。セルの厚みが多少変化した
場合でも、移動側のブロックをどこまで押圧するかの調
整のみで、固定ネジによる固定機構の寸法が許す範囲で
さまざまな厚さのセルに温調性能を落とすことなく、対
応することができ、従来のように、バネの押圧により固
定するものではないので、セルの厚さに合わせて複数の
ホルダを用意する必要は解消される。

【００１４】本例は、特殊形状の薄型セルに特に好適で
あるが、通常の角セルのほか各種固定試料の温調ホルダ
としての適用も可能である。

【００１５】以下、図面を参照しながら、さらに具体的
に説明する。

【００１６】図１は、本発明の実施例の温調式試料ホル
ダの概略構成を示す平面図である。Ｓは試料であり、測
定対象の固体サンプル自体の場合もあり得るが、通常は
サンプルを納めた試料セルである。１は試料Ｓを所定温
度に保って保持するための温調式試料ホルダである。２
はこの試料ホルダ１の本体を構成する恒温ブロック本体
（固定側）で，横断面が例えばコの字形状を有し、試料
収容空間を形成している。３は試料Ｓを背後から恒温ブ
ロック本体（固定側）２側に押圧して、試料ホルダ２、
恒温ブロック本体３間に試料Ｓを十分な押圧力で固定保
持し、かつ恒温の試料ホルダ１と試料Ｓとの間に少なく
とも２面接触を生じさせるための固定用背板（移動側）
（恒温ブロック背板）であり、恒温ブロック本体（固定
側）２に対して移動可能または着脱可能に構成される。

【００１７】恒温ブロック本体２及び固定用背板３に
は、それぞれのブロック内部に恒温流体を環流させるた
めの流路（不図示）が形成され、さらにこれらの流路に
所定温度の恒温流体、例えば恒温水を循環させるための
恒温水チューブ４が接続されている。（このため、恒温
ブロック本体２及び固定用背板３は、熱伝導が良くかつ
恒温流体にたいして化学的に安定な材質、例えばステン
レス、アルミ、真鍮等の金属で構成される。）恒温水チ
ューブ４は、図では恒温ブロック本体２への恒温水供給
管４ａ及び排出管４ｂ、恒温ブロック本体２と固定用背
板３との間の連結管４ｃで構成されている。供給管４ａ
及び排出管４ｂの一方または双方を固定用背板３の側に
設けることもできるが、この場合には固定用背板３の着
脱の度に多くの配管の着脱も必要となる場合が多いの
で、図２のようにこれらを恒温ブロック２側に設置する
方が好ましい。なお連結管４ｃは、恒温ブロック本体２
と固定用背板３のいずれか一方に供給管４ａを接続し、
他方に排出管４ｂを接続した場合には、連結管４ｃは１
本で済むが、４ａ及び４ｂを恒温ブロック本体２、固定
用背板３のいずれか一方に集約した場合には連結管４ｃ
は往復計２本要する。

【００１８】図２は、温調式試料ホルダのさらに具体的
な実施例の斜視図であり、主要な要素を互いに分離した
状態で示しており、図１と同じ記号、数字は同じ要素を
表しており基本的には同じ構成を有する。図２において
は、固定ネジ１０ｂにより例えば分光光度計の固定部に
固定された基台１０上に、断面がコの字形状の恒温ブロ
ック本体（固定側）２が固定されている。この恒温ブロ
ック本体２は、コの字形状等により形成される試料収容
用空間２ｂを有し、例えば図２の矢印の方向に試料１を
挿入し、これを所定の状態に収容することができる。ま
た、固定用背板（移動側）３には、左右の同じ高さ位置
に横幅方向の１対のネジ穴３ａが設けられ、一方恒温ブ
ロック本体（固定側）２には、１対のネジ穴３ａと対応
する高さ位置に、上記空間２ｂの奥行き方向に細長い幅
を持ち空間２ｂの幅方向に延びた１対の透孔２ｅが設け
られている。これにより、試料セルＳを空間２ｂに挿入
したとき、固定用背板（移動側）３を恒温ブロック本体
２に設けたガイド溝などに沿わせて矢印の方向に移動し
て、試料セルＳの両面が恒温ブロック２及び固定用背板
３に十分押圧された状態で、背板固定ネジ３ｂにより試
料セルＳを空間２ｂ内の所定位置に所定の姿勢で固定す
ることができる。

【００１９】４ａ、４ｂは、温調式試料ホルダ１に恒温
水を循環させるための恒温水チューブ（供給管及び排出
管）であり、その一方は恒温ブロック２内の環流流路
に、その他方は前面パネル１１に設けた配管接続部５
ａ、５ｂに結合されており、別途備えた所定温度の恒温
水の供給源に接続し、これを循環させることができる。

【００２０】以上の構成により、セルの厚みにかかわら
ず、セルの少なくとも２面が温調された恒温ブロックに
一定以上の押圧力によって押圧固定されることにより、
セルと温調されたブロックとの温度差が減少し、より正
確な温度制御が可能になる。なお、分光光度計等の光学
特性測定用試料ホルダの場合には、さらに次の構成を有
する。

【００２１】コの字形の恒温ブロック本体２は、さらに
空間２ｂと反対側に浅い板状の溝２ｃを有し、溝２ｃは
カバー２ｄで覆われている。カバー２ｄは、中心軸上に
測定光束の通過する窓２ａを有している。７は測定光束
用絞り板であり、測定光束の通過光量を制限するための
光束絞り７ａが設けられており、鍔部７ｂの下面まで溝
２ｃに挿入すれば、光束絞り７ａが窓２ａに合致するよ
うに構成されている。８は参照光束用絞り板であり、光
量バランス用アパーチャー８ａを備えており、ネジ８ｂ
により基台１０上に固定されている。

【００２２】（実施の形態２）図３、図４は本発明の第
二の実施例の要部構成の平面図であり、図１、図２の第
一の実施形態と同様の基台１０、恒温水環流循環機構を
備え、分光光度計等の光学特性測定用の場合には、さら
に光束絞り板７、参照光束用光量バランス板等も備える
が、重複するので説明は省略する。

【００２３】図３において、１２は恒温ブロック本体
（固定側）であり，４角筒状に構成され、十分な壁厚を
有し、基台（図２）上に固定されている。１３は直方体
状に形成され、かつ恒温ブロック本体（固定側）内に納
められた恒温ブロック背板（移動側）（背板ブロック）
であり、恒温ブロック本体１２と恒温ブロック背板１３
とで試料Ｓを支持するための恒温ブロック構体を構成す
る。恒温ブロック本体１２、恒温ブロック背板１３には
それぞれ恒温水循環流路が設けられ、恒温水チューブ
（不図示）に着脱可能に接続され、かつ両ブロック間は
連結管（不図示）で連結される。試料Ｓは、恒温ブロッ
ク本体１２の一方の壁部１２ａと、恒温ブロック背板１
３との間に挟持される。恒温ブロック１２、１３は上記
の熱伝導の良い金属等で構成される。試料Ｓ、恒温ブロ
ック背板（移動側）１３は、側方には出し入れできない
から、上下方向に出し入れし易いように、試料Ｓ、恒温
ブロック背板１３（移動側）の高さを、恒温ブロック本
体１２の高さよりも、少し高く（長く）形成しておくこ
とが好ましい。

【００２４】９は、恒温ブロック背板（移動側）１３及
び試料Ｓを、恒温ブロック本体１２の試料Ｓ側の一方の
壁部１２ａに押圧固定するための押圧ネジであり、押圧
調整用のつまみ部９ａを備えている。押圧ネジ９は、恒
温ブロック本体１２の試料と反対側の他方の壁部１２ｂ
に、その中心軸Ａ上に螺合されている。この構成におい
て押圧ネジ９を調節すれば、試料の対向２面イ、ロを、
壁部１２ａの内面，恒温ブロック背板１３にそれぞれ十
分な圧で密着させて、固定支持することができる。な
お、押圧ネジ９の先端にバネを設け、一端をネジ９の先
端に固定し他端を恒温ブロック背板１３に接触させて、
押圧ねじ９による押圧力が弾性的に背板１３に作用する
ように構成することもできる。

【００２５】図３の実施例によれば、構造が単純である
とともに、試料Ｓ、恒温ブロック背板１３（移動側）の
出し入れも簡単であり、かつ試料Ｓの両面の押圧調節も
極めて容易であり、さらにネジ９の長さ次第で薄い試料
から厚い試料まで十分対応できる。さらに背板ブロック
１３が恒温ブロック本体１２内に存在するので、恒温水
のみによる温調の場合より、その温調精度がより高くな
る。

【００２６】図４は図３の変形例であって、基本的な構
成は図３と全く同じであるが、試料Ｓ、恒温ブロック背
板１３（移動側）に対する押圧力を恒温ブロック本体１
２の中心軸Ａに対して平行ではなく斜め方向に（図４の
例では右下がり方向に）負荷するようにした点が、図３
の実施例と異なる。

【００２７】この斜め方向の押圧のための機構として、
図４では押圧ネジ９を軸Ａ上よりやや上にずらした位置
に右下がりに斜め向きに配置しているが、押圧ネジ９を
図３と同じ状態に設け、その代わりに、恒温ブロック背
板１３を図４で左側面を破線Ｂのように右傾斜の斜面に
形成してもよい。この場合は、押圧ネジ９を長くしてお
けば、押圧ネジ９の斜め向き配置の場合より一層、薄い
試料から厚い試料まで広範囲に適合できる。なお場合に
よっては、恒温ブロック背板１３（移動側）１３の左側
面の傾斜斜面構成と、押圧ネジ９の右下がり斜め向き配
置とを併用してもよい。これらの構成により、図４の場
合には、試料Ｓの左右の面イ、ロに対してだけでなく、
面イ、ロに直角な面ハに対しても恒温ブロック１２、１
３から押圧された状態で、固定支持することができる。

【００２８】図４の実施形態によれば、構造が単純であ
るとともに、試料Ｓ、背板ブロック（移動側）１３の出
し入れも簡単であり、かつ試料Ｓの両面の押圧調節も極
めて容易であるうえに、試料Ｓを恒温ブロック１２、１
３に３面で密接させることができ、図３よりさらに温調
精度を向上することができる。図４の構成も比較的厚み
のある試料に適している。

【００２９】（実施の形態３）図５は本発明の第三の実
施例の要部構成の平面図を示し、第一の実施例と同様の
基台１０、恒温水環流循環機構、光束絞り板７、参照光
束用光量バランス板等も備えるが、重複するので説明は
省略する。図５は横断面がＬ字形の恒温ブロックを２個
（２２，２３）設け、例えば２２を固定側とし、２３を
移動側として構成し、これらの間に試料Ｓを配置して、
移動側２３を固定側２２の右上隅方向に移動押圧させれ
ば、試料Ｓの４個の側面が恒温ブロックのそれぞれ対応
する内側面に押圧され互いに密着し固定支持されること
になる。この押圧手段としては、図３のようなネジ押圧
機構を２個用いて形成することもできるが、例えばネジ
押圧式のピンセット或いはゴム輪等を用いて簡単に構成
することもできる。図５の構成も或る程度厚みのある試
料に適している。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、試料
（試料セル）の厚さにかかわらず、その少なくとも２面
が、温調されたブロックに一定以上の押圧力によって押
圧固定され、これにより試料（試料セル）と温調された
ブロックとの温度差が減少し、試料のより正確な温度制
御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態の温調式試料ホルダの構成
を示す平面図。

【図２】本発明の１実施形態の温調式試料ホルダの具体
的構成の斜視図であり、主要要素を分離した状態を示
す。

【図３】本発明の第２の実施形態の温調式試料ホルダの
構成を示す平面図。

【図４】本発明の第２の実施形態の変形例の温調式試料
ホルダの構成を示す平面図。

【図５】本発明の第３の実施形態の温調式試料ホルダの
構成を示す平面図。

【図６】従来の温調式試料ホルダの構成例を示す斜視
図。

【図７】図６の構成の平面図。

【符号の説明】

Ａ……中心軸 Ｌ……測定光束 Ｒ……参照光束 Ｓ……試料（試料セル） １……温調式試料ホルダ ２……恒温ブロック（固定側） ３……固定用背板（移動側） ３ａ… 押圧固定ねじ ４（４ａ，４ｂ、４ｃ、４ｄ）……恒温水チューブ ５（５ａ，５ｂ）……配管接続部 ７……測定光束用絞り板 ８……参照光束用絞り板 ９……押圧ネジ １０……基台 １１……前面パネル １２……恒温ブロック本体 １３……恒温ブロック背板 ２２……恒温ブロック（固定側） ２３……恒温ブロック（移動側） ３１……角セル ３２……恒温ブロック ３３……バネ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】恒温水環流流路を備えた固定側の支持部材
   と、恒温水環流用の流路を備え固定側の支持部材に対し
   て移動または着脱可能な支持部材と、両者を押圧固定す
   ることにより両者の間に試料を支持することが可能な固
   定部材、を備えたことを特徴とする温調式試料ホルダ。
2. 【請求項２】押圧手段の押圧力が試料の２面方向に作用
   するように構成した請求項１記載の温調式試料ホルダ。