JP2003139727A - Ｘ線分析装置におけるｘ線シャッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｘ線分析装置におけるＸ線発生装置の出射窓
からの１次Ｘ線の漏れを確実に防止しながらも、互いに
近接して配置されたＸ線管と試料との間の僅かなスペー
スに設けることが可能なＸ線シャッタ装置を提供する。 【解決手段】 １次Ｘ線Ｂ１が照射された試料７から発
生する２次Ｘ線Ｂ２を分析するＸ線分析装置において、
１次Ｘ線Ｂ１を発生するＸ線発生装置１の頭部の出射窓
３ａを開閉する開閉部材２１と、開閉部材２１を出射窓
３ａの周縁部の外端面３０と直交する方向に移動させて
出射窓３ａを開閉し、かつ、外端面３０と平行な方向に
進退させる駆動機構２５とを備える。

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線分析装置にお
いて、Ｘ線発生装置から発生するＸ線が装置外部に漏洩
しないように遮断する用途で設けられるＸ線シャッタ装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線分析装置の一種である蛍光Ｘ線分析
装置は、測定用試料に１次Ｘ線を照射して、試料から発
生した２次Ｘ線を測定することにより、試料の元素分析
を行う装置である。このＸ線分析装置として、測定すべ
き試料をセットまたは交換するに際して、検査員が手動
作業で試料室のカバーを開けて試料台上に試料を載置す
るタイプのものがある。このとき、前記１次Ｘ線を出射
するＸ線管は、その駆動を一旦停止すると、再起動する
までに数十分程度の比較的長い時間を要するので、Ｘ線
管を駆動状態に保持している。そのため、Ｘ線分析装置
には、Ｘ線管から出射する１次Ｘ線が試料室内に入らな
いように遮断するＸ線シャッタ装置が設けられている。

【０００３】従来の前記Ｘ線シャッタ装置としては、Ｘ
線を試料の下面に照射する下面照射型のＸ線分析装置の
場合、試料室の底壁に開口したＸ線照射窓をＸ線シャッ
タで開閉する構造が主に採用されている。このＸ線シャ
ッタ装置は、Ｘ線シャッタをスライド機構または回動機
構により駆動する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば蛍光
Ｘ線分析装置では、試料に対する励起効率を高めて微量
の試料の分析を可能とするために、Ｘ線管を試料にでき
るだけ近接させた配置することが望まれる。また、近年
では、大型の試料をも測定できることを目的として、試
料台としてフラットで大きな形状のものが要求されてお
り、したがって、試料台を回転させる試料回転機構も大
型化する。そのため、試料回転機構が配置される試料台
下方の空間が狭くなるので、この空間にＸ線照射窓を開
閉するＸ線シャッタを配置するのが難しくなる。

【０００５】そこで本発明は、Ｘ線分析装置におけるＸ
線発生装置からの１次Ｘ線の漏れを確実に防止しながら
も、互いに近接して配置されたＸ線管と試料との間の僅
かなスペースに設けることが可能なＸ線シャッタ装置を
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明のＸ線分析装置におけるＸ線シャッタ装
置は、１次Ｘ線が照射された試料から発生する２次Ｘ線
を分析するＸ線分析装置におけるＸ線シャッタ装置であ
って、前記１次Ｘ線を発生するＸ線発生装置の頭部の出
射窓を開閉する開閉部材と、前記開閉部材を前記出射窓
の周縁部の外端面と直交する方向に移動させて前記出射
窓を開閉し、かつ、前記外端面と平行な方向に進退させ
る駆動機構とを備えている。

【０００７】この構成によれば、開閉部材がＸ線発生装
置における出射窓の周縁部の外端面と平行に進退するだ
けでなく、前記外端面に対し直交する方向にも移動する
から、つぎの理由によりＸ線発生装置の出射窓からのＸ
線の漏れを効果的に防止できる。すなわち、前記開閉部
材をＸ線出射窓の周縁部の外端面と平行な方向にのみス
ライドさせてＸ線出射窓を開閉するように構成すると、
外端面と開閉部材との間にスライド動作を円滑に行わせ
るための僅かな隙間が必要となるので、Ｘ線出射窓から
の１次Ｘ線の漏れを阻止できない。これに対し、本発明
では、開閉部材を出射窓の周縁部に前記直交する方向か
ら当てることにより、出射窓を密閉して、出射窓からの
Ｘ線の漏れを効果的に防止できる。また、開閉部材は、
前記外端面と直交する方向に移動して出射窓を開放した
のちに、前記外端面と平行な方向に退避させることがで
きるので、開閉部材の前記直交する方向への移動は、開
閉部材が出射窓に対し外端面に平行な方向に移動できる
状態に変位するだけの僅かな距離でよい。そのため、開
閉部材は、互いに可及的に近接して配置したＸ線管と試
料との間の小さなスペースに配設することができる。

【０００８】前記駆動機構は、前記開閉部材を回動して
前記平行な方向に進退させるのが好ましい。この構成に
よれば、開閉部材を出射窓に対し直交する方向に移動さ
せるように支持する部材を回転させればよいので、スラ
イド機構などに比較して、駆動機構をコンパクトに構成
でき、開閉部材を僅かなスペース内で移動させて２次Ｘ
線の光路の外方へ退避させることができる。

【０００９】また、前記出射窓の周縁部と前記開閉部材
の一方に嵌合溝が、他方にこの嵌合溝に嵌合する嵌合突
起が、それぞれ形成されている構成とすることが好まし
い。この構成によれば、嵌合溝に嵌合突起が嵌合するこ
とにより、出射窓の周縁部と開閉部材との間にラビリン
スシール構造が形成されて、Ｘ線が出射窓から漏洩する
のを一層効果的に防止できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図面を参照しながら詳述する。図ｌは本発明の
一実施形態に係るＸ線分析装置におけるＸ線シャッタ装
置を示す概略平面図、図２はその縦断面図である。これ
らの図には、波長分散型蛍光Ｘ線分析装置を例示してあ
り、先ず、Ｘ線分析装置の概略について説明する。

【００１１】図２において、前記Ｘ線分析装置は、本体
ケース１９の上部に蓋体１７が開閉回動自在に取り付け
られており、この蓋体１７と本体ケース１９の上壁１９
ａととで囲まれた空間が試料室１８となっている。本体
ケース１９と蓋体１７の間はシール部材２０によりシー
ルされている。試料室１８の底壁を形成する前記上壁１
９ａには試料台４が鉛直軸の回りに回転自在に支持され
ており、試料台４にＸ線照射窓５が貫通して設けられて
いる。分析対象である試料７はＸ線照射窓５を塞ぐよう
に試料台４の上面に載せられて試料室１８内に配置され
る。

【００１２】本体ケース１９内にはＸ線発生装置１がそ
の頭部をＸ線照射窓５に近接させて配置されており、Ｘ
線発生装置１から１次Ｘ線Ｂ１を出射して、試料台４上
にセットされた試料７の下面にＸ線照射窓５を通して照
射する。本体ケース１９内にはさらに、分析結晶８とＸ
線検出器９を収納した分析ケース４０が配置されてい
る。

【００１３】図３に示すように、Ｘ線発生装置１は、頭
部にＸ線出射窓３ａを有するＸ線ハウジング３内に、エ
ンドウインドウ型Ｘ線管２が、自身のＸ線出射部２ａを
Ｘ線出射窓３ａに対向近接させた配置で収納されてい
る。Ｘ線ハウジング３とＸ線管２との間はシール部材１
５によってシールされている。図２に示す試料７に照射
された１次Ｘ線Ｂ１は、試料７を励起して、その元素固
有の２次Ｘ線（蛍光Ｘ線）Ｂ２を発生させる。この２次
Ｘ線Ｂ２は分光結晶８に入射して分光され、ブラッグの
式を満足する所定の波長の２次Ｘ線Ｂ２のみが、分光結
晶８への入射角と同一の回折角で回折される。この回折
された２次Ｘ線Ｂ２はＸ線検出器９に入射して検出さ
れ、その検出値に基づいて試料７の元素分析がなされ
る。

【００１４】図２において、前記試料台４は、本体ケー
ス１９に軸受１０によって回転自在に支持されており、
試料７を回転させて、元素の偏析による測定誤差を補償
する。試料台４の回転機構は、試料台４の下面に設けら
れたリング状のスピンギャ１１と、回転駆動源であるモ
ータ１２と、モータ１２により回転駆動されるスピンド
ライブ軸１３と、スピンドライブ軸１３の上端に固着さ
れて前記スピンギャ１１に噛合するドライブギャ１４と
を備えている。

【００１５】試料台４上の試料７のセットまたは取り替
えは、作業員が手作業で蓋体１７を開放して行われる
が、その際に試料室１８内に１次Ｘ線Ｂ１が入り込まな
いように遮蔽する必要があり、この１次Ｘ線Ｂ１が試料
室１８内に入り込むのを防止する目的でＸ線シャッタ装
置が設けられている。つぎに、Ｘ線シャッタ装置につい
て説明する。

【００１６】図３において、前記Ｘ線シャッタ装置は、
前記Ｘ線管ハウジング３のＸ線出射窓３ａを開閉する開
閉部材２１を備えている。この開閉部材２１の駆動機構
２５は、開閉部材２１が上端に固着された支軸２２と、
この支軸２２の下端面に係合して支軸２２を上下動させ
るカム機構２３と、このカム機構２３を駆動するモータ
２４と、支軸２２に対し上下動を許容し、且つ一体回転
するように一端部が取り付けられた伝達レバー２７と、
前記支軸２２の回転駆動用モータ２８と、この回転駆動
用モータ２８のモータ軸２８ａに同芯状に固定され、且
つ伝達レバー２７の他端に係合して伝達レバー２７を揺
動させる回転円板２９とを備えている。

【００１７】前記開閉部材２１は、図５に明示するよう
に、支軸２２の上端部に取り付けられる連結部２１ａ
と、この連結部２１ａから斜め上方に延出した帯状の作
動片部２１ｂと、この作動片部２１ｂの先端部に設けら
れてＸ線出射窓３ａを開閉する開閉蓋部２１ｃとが一体
形成されている。図３に示すように、開閉蓋部２１ｃの
下面には、Ｘ線管ハウジング３におけるＸ線出射窓３ａ
の周縁部に形成された円形の嵌合溝３ｂに嵌合するリン
グ状の嵌合突起２１ｄが形成されている。

【００１８】モータ２４とカム機構２３とは、例えばス
コッチヨーク（回転・直線変換クランク機構）を構成し
ており、モータ２４によって駆動されるカム機構２３が
支軸２２を上下動させる。図３およびこれのIV−IV線で
切断した拡大断面図である図４に示すように、伝達レバ
ー２７の一端部の嵌合孔３３が支軸２２に嵌合されてい
るとともに、嵌合孔３３の周壁を径方向に貫通して形成
されたピン孔３４に、支軸２２を径方向に貫通して設け
られた支持ピン３５が嵌合して、伝達レバー２７は支持
ピン３５を支点として上下に揺動自在となっている。こ
れにより、支軸２２は、伝達レバー２７に対し上下動可
能で、かつ、伝達レバー２７が支軸２２を支点に揺動し
たときに伝達レバー２７と一体に回転されるようになっ
ている。

【００１９】また、伝達レバー２７の他端部には、上下
に貫通する長孔状のガイド孔３６が形成されており、こ
のガイド孔３６に、回転円板２９の上面に設けられた軸
受付き駆動突起３７が摺接可能に挿入されている。これ
により、伝達レバー２７は、回転駆動用モータ２８によ
って回転円板２９が回転したときに、支軸２２を支点と
して矢印Ｒ方向に揺動しながら支軸２２を一体に往復回
動させるように作動する。

【００２０】つぎに、前記Ｘ線シャッタ装置の作用につ
いて説明する。通常のＸ線分析装置の運転時は、蓋体１
７が閉じられ、開閉部材２１が図２の実線で示すよう
に、退避したＤ位置にある。この状態で、前述のよう
に、Ｘ線発生装置１から１次Ｘ線Ｂ１が試料７に照射さ
れ、試料７から発生した２次Ｘ線である蛍光Ｘ線Ｂ２が
分析ケース４０の開口４０ａから分析ケース４０内に入
り、分光結晶８により回折したのち、Ｘ線検出器９で検
出される。このとき、試料７は試料台４とともにモータ
１２によって回転される

【００２１】図２の試料台４上に試料７をセットする場
合または試料７を取り替える場合には、作業員が蓋体１
７を開くのに先立って、開閉部材２１は、図３に示すよ
うに、その嵌合突起２１ｄが嵌合溝３ｂに嵌合された状
態でＸ線出射窓３ａの周縁部の外端面３０に接触され
て、Ｘ線出射窓３ａを閉止する。この開閉部材２１によ
るＸ線出射窓３ａの閉止動作については後述する。

【００２２】Ｘ線出射窓３ａは嵌合溝３ｂに嵌合突起２
１ｄが嵌合することによって閉止されているから、Ｘ線
出射窓３の周縁部と開閉部材２１との間には、嵌合溝３
ｂと嵌合突起２１ｄとによるラビリンスシール構造が形
成され、Ｘ線管２から出射する１次Ｘ線Ｂ１がＸ線出射
部２ａの周辺部に当たって生じる散乱線は、前記ラビリ
ンスシール構造により減衰されて、Ｘ線出射窓３ａから
外部漏洩するのが防止される。

【００２３】図２の試料台４への試料７のセットが終了
して蓋体１７が閉じられると、開閉部材２１によるＸ線
出射窓３ａの閉止が以下のような手順で解除される。先
ず、開閉部材２１は、図３のモータ２４の例えば正方向
への回転により、カム機構２３を介して所定量だけ上方
に押し上げられる支軸２２と一体に上昇する。これによ
り、開閉部材２１の開閉蓋部２１ｃは、Ｘ線出射窓３ａ
の周縁部の外端面３０と直交する方向（図３の上方向）
へ向け移動されて、図２のＡ位置まで変位する。これに
より、開閉部材２１は、嵌合突起２１ｄが嵌合溝３ｂか
ら抜け出て前記外端面３０に対し平行な方向（図３の左
右方向）へ回動可能な状態となる。

【００２４】つづいて、開閉部材２１の開閉蓋部２１ｃ
がＡ位置に保持された状態において、図３の回転駆動用
モータ２８を例えば正方向へ向け所定角度だけ回転させ
ると、この回転が回転円板２９および伝達レバー２７を
介して支軸２２に伝達されて、支軸２２が開閉部材２１
を回転させる。これにより、開閉部材２１の開閉蓋部２
１ｃは、図１および図２のＢ位置、つまりＸ線管ハウジ
ング３の側方位置まで変位する。

【００２５】上述のようにして開閉蓋部２１ｃがＸ線管
ハウジング３の側方のＢ位置まで変位した時点で、図３
のモータ２４を逆方向に回転させることにより、開閉部
材２１が所定量だけ下降して、この開閉部材２１の開閉
蓋部２１ｃは、図２のＣ位置、つまりスピンギャ１１の
下方に退避できる位置まで変位する。さらに、図３の回
転駆動用モータ２８が正方向へ回転することにより、開
閉部材２１の開閉蓋部２１ｃは、図１および図２のＤ位
置、つまり２次Ｘ線Ｂ２の光路の外方へ退避できる位置
まで変位する。これにより、Ｘ線分析装置は試料７のＸ
線分析動作を支障なく行える状態となる。

【００２６】このＸ線シャッタ装置では、開閉部材２１
をＸ線管ハウジング３の頭部の外端面３０と直交する方
向に移動してＸ線出射窓３ａを開放したのちに、前記外
端面３０と平行な方向に移動させながら２次Ｘ線Ｂ２の
光路の外方へ退避させるので、開閉部材２１の前記外端
面３０と直交する方向への移動は、開閉部材２１とＸ線
出射窓３ａとの嵌合が解除される僅かな距離でよい。そ
のため、開閉部材２１は、互いに可及的に近接して配置
したＸ線管２と試料７との間の小さなスペースに開閉蓋
部２１ｃを位置させて配設することができる。

【００２７】一方、開閉部材２１によってＸ線出射窓３
ａを閉止する場合には、開閉部材２１の駆動機構２５が
上述のＸ線出射窓３ａの開放動作時とは逆の手順で作動
される。但し、開閉蓋部２１ｃがＢ位置からＡ位置まで
変位する方向に開閉部材２１が回転されるときには、図
１に示すように、前記方向に回転する開閉部材２１の開
閉蓋部２１ｃが接触形のセンサ３８に当接したときに、
センサ３８が開閉蓋部２１ｃを検出してスイッチ３９を
作動させ、このスイッチ３９の作動によって回転駆動用
モータ２８が停止される。これにより、開閉蓋部２１ｃ
は、嵌合突起２１ｄが嵌合溝３ｂに対しこれの上方で正
確に合致するよう位置決め停止される。そのため、つぎ
に図３のモータ２４が逆方向に回転して開閉部材２１が
下降されたときには、嵌合突起２１ｄが嵌合溝３ｂ内に
確実に嵌入する。

【００２８】上述のように、前記Ｘ線シャッタ装置で
は、開閉部材２１がＸ線出射窓３ａの周縁部の外端面３
０に対し直交する方向に移動可能に駆動されるので、開
閉部材２１の開閉蓋部２１ｄをＸ線出射窓３ａの周縁部
に前記直交する方向から当てることにより、Ｘ線出射窓
３ａを密閉することが可能となり、Ｘ線出射窓３ａから
の１次Ｘ線Ｂ１の漏れを効果的に防止できる。これに対
し、前記開閉部材２１をＸ線出射窓３ａの周縁部の外端
面３０と平行な方向にのみスライドさせてＸ線出射窓３
ａを開閉すると、外端面３０と開閉部材２１との間にス
ライド動作を円滑に行わせるための僅かな隙間が必要と
なるので、Ｘ線出射窓３ａからの１次Ｘ線Ｂ１の漏れを
阻止できない。

【００２９】なお、前記実施の形態では、開閉蓋部２１
ｃがＸ線出射窓３ａから抜け出たのちに、開閉部材２１
を回転動作させることによって開閉蓋部２１ｃを２次Ｘ
線Ｂ２の光路の外方へ退避させる構成としているが、開
閉蓋部２１ｃがＸ線出射窓３ａから抜け出たのちに、開
閉部材２１を単純な一直線上のスライド移動によって２
次Ｘ線Ｂ２の光路の外方へ退避させる構成としても、前
記実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００３０】図６は本発明の他の実施形態に係る要部の
断面図である。この実施形態では、開閉部材２１の開閉
蓋部２１ｃに、先の実施形態のリング状の嵌合突起２１
ｄに代えて、Ｘ線管ハウジング３のＸ線出射窓３ａに嵌
入する円板状の嵌合突起２１ｅを設けている。この構成
によっても、嵌合突起２１ｅと、Ｘ線出射窓３ａの内周
面と、周縁部の外端面３０と、これに対向する開閉部材
２１の下面とにより、ラビリンスシール構造が形成され
るので、１次Ｘ線Ｂ１のＸ線出射窓３ａからの漏れを防
止することができる。また、Ｘ線ハウジング３のＸ線出
射窓３ａの周縁部には先の実施形態のような嵌合溝３ｂ
（図３）を形成せずに済むから、構成を簡素化できる利
点がある。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、本発明のＸ線分析装置に
おけるＸ線シャッタ装置によれば、開閉部材がＸ線発生
装置における出射窓の周縁部の外端面と平行に退避する
だけでなく、前記外端面に対し直交する方向にも移動す
るから、開閉部材を出射窓の周縁部に前記直交する方向
からを当てることにより、出射窓を密閉して、出射窓か
らのＸ線の漏れを効果的に防止できる。また、開閉部材
は、前記外端面３０と直交する方向に移動して出射窓を
開放したのちに、前記外端面３０と平行な方向に退避さ
せることができるので、開閉部材の前記直交する方向へ
の移動は、開閉部材と出射窓との嵌合が解除される僅か
な距離でよいので、開閉部材は、互いに可及的に近接し
て配置したＸ線管と試料との間の小さなスペースに配設
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線分析装置におけ
るＸ線シャッタ装置を示す概略平面図である。

【図２】同上のＸ線シャッタ装置の縦断面図である。

【図３】図２のIII −III 線で切断した拡大断面図であ
る。

【図４】図３のIV−IV線で切断した拡大断面図である。

【図５】同上のＸ線シャッタ装置における開閉部材の斜
視図である。

【図６】本発明の他の実施形態に係るＸ線分析装置にお
けるＸ線シャッタ装置を示す要部の縦断面図である。

【符号の説明】

１…Ｘ線発生装置、３ａ…出射窓、３ｂ…嵌合溝、７…
試料、２１…開閉部材、２１ｄ，２１ｅ…嵌合突起、２
５…駆動機構、３０…外端面、Ｂ１…１次Ｘ線、Ｂ２…
２次Ｘ線。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次Ｘ線が照射された試料から発生する
   ２次Ｘ線を分析するＸ線分析装置におけるＸ線シャッタ
   装置であって、 前記１次Ｘ線を発生するＸ線発生装置の頭部の出射窓を
   開閉する開閉部材と、 前記開閉部材を前記出射窓の周縁部の外端面と直交する
   方向に移動させて前記出射窓を開閉し、かつ、前記外端
   面と平行な方向に進退させる駆動機構とを備えているＸ
   線分析装置におけるＸ線シャッタ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記駆動機構は、前
   記開閉部材を回動して前記平行な方向に進退させるＸ線
   分析装置におけるＸ線シャッタ装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記出射窓の周縁部
   と前記開閉部材の一方に嵌合溝が、他方にこの嵌合溝に
   嵌合する嵌合突起が、それぞれ形成されているＸ線分析
   装置におけるＸ線シャッタ装置。