JP2870169B2 - 質量分析装置用インターフェース機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、クロマトグラフと質量分析計との間に設け
られて、クロマトグラフで分離された試料の成分ガス
を、質量分析計の前段にあるイオン源ボックスに供給す
るインターフェース機構に関する。

（ロ）従来の技術 ガスクロマトグラフィー質量分析装置では、まず、ガ
スクロマトグラフで試料が成分分離され、その成分ガス
が順次、イオン源ボックスでイオン化される。イオン源
ボックスで生成されたイオン粒子は質量分析計に供給さ
れる。

前記のイオン源ボックスは、真空室内に設けられてお
り、そのガス導入口には、インターフェースカラムを中
心に構成されたインターフェース機構を通じて成分ガス
が供給される。

第２図に従来のインターフェース機構を示す。同図に
おいて、21は真空室、22はその外壁、23はイオン源ボッ
クス、24はインターフェースカラム、GCはガスクロマト
グラフ、MSは質量分析計である。

インターフェースカラム24は、ガスクロマトグラフGC
の流出部から引き出されたもので、外壁22を貫通した状
態で、その中途部がフェルール25と、袋ナット状の締め
付けリング26とにより気密状に外壁22に固定されてい
る。27は締め付けリング26が螺合する筒部である。

このインターフェースカラム24の先端部に対して、イ
オン源ボックス23、もしくは該ボックス23に設けた部材
が嵌合し、この嵌合により、インターフェースカラム24
がイオン源ボックス23の内部に連通している。

すなわち、イオン源ボックス23のガス導入口23aには
スライド筒28が突出退入自在に嵌挿され、このスライド
筒28にはスプリング29により突出方向に弾力が付勢され
ている。スライド筒28の内部にインターフェースカラム
24の先端部が突入している。30はスライド筒28を受け止
める絶縁体で、外壁22側に取り付けられている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 ところで、イオン源ボックス23は、炭化物等の固形成
分が付着して汚染されることがあり、そのような場合、
イオン源ボックス23を真空室21内から取り出して洗浄す
る必要がある。

このような場合、まず、真空室21をリークして内部を
大気圧としてから、イオン源ボックス23を取り出すので
あるが、従来のインターフェース機構では、インターフ
ェースカラム24の先端部と、イオン源ボックス23、もし
くは該ボックス23に設けた部材（第２図の例ではスライ
ド筒28）とが互いに嵌合する構造であるから、嵌合した
部分で不都合が生じないように取り出し操作をする必要
がある。

そのため、例えば、イオン源ボックス23をインターフ
ェースカラム24と引っ掛からない特定一方向に動かして
取り出すか、あるいは、まずインターフェースカラム24
の固定を解いてイオン源ボックス23に対して後退させて
からイオン源ボックス23を取り出すか、さらには、イン
ターフェース24とイオン源ボックス23との間にスライド
筒28のような嵌合用部材がある場合は、その部材を操作
して両者の嵌合を解いてからイオン源ボックス23を取り
出さなければならない。

しかしながら、イオン源ボックス23を特定方向に動か
して取り出す操作は、極めて面倒な操作で、誤ると、イ
ンターフェースカラム24を損傷することになる。

しかも、通常、イオン源ボックス23には、インターフ
ェースカラム24とは別のキャテラリーチューブを通じて
標準試料を導入するようになっているから、この標準試
料用の別のキャテラリーチューブによっても、イオン源
ボックス23の動きが制限されており、その点を考慮する
と、イオン源ボックス23の取り出しはさらに困難であ
る。

また、イオン源ボックス23に対してインターフェース
カラム24を後退させたり、インターフェース24とイオン
源ボックス23との間の部材を操作して両者の嵌合を解い
たりする場合は、イオン源ボックス23を取り出す操作の
ほかに、別の操作が必要となり、作業が面倒となる。

しかも、洗浄後、イオン源ボックス23を真空室21内に
再セットする場合にも、同様な面倒な操作が必要となる
から、洗浄には手間がかかる。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、真空引きのオン・オフに伴って、自動的にインター
フェースカラムがイオン源ボックスから離間したり接続
したりするようにして、イオン源ボックスの着脱操作を
支障なく容易に行えるようにすることを課題とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上記の課題を達成するために、真空室内の
配置されたイオン源ボックスに、クロマトグラフで分離
された試料の成分ガスを供給するインターフェース機構
であって、インターフェースカラムと、支持フランジ
と、伸縮チューブと、ストッパーとを備え、インターフ
ェースカラムは、真空室外壁を貫通して、その先端がイ
オン源ボックスのガス導入口に接離自在に当接して連通
するものであり、支持フランジは、真空室の外側でイン
ターフェースカラムの中途部を気密状に支持するもので
あり、伸縮チューブは、復元弾力を有し、真空室外壁と
支持フランジとの間に設けられてインターフェースカラ
ムの周りに真空室に通じる空室を形成するものであり、
ストッパーは、支持フランジと連係して伸縮チューブの
短縮量を規定するものである構成とした。

（ホ）作用 上記の構成において、真空室をリークすると、伸縮チ
ューブ内外の圧力差がなくなるから、伸縮チューブはそ
れ自体の復元弾力で短縮し、これに伴って、インターフ
ェースカラムが真空室の外側へ移動し、その先端はイオ
ン源ボックスから離脱する。これで、イオン源ボックス
は、インターフェースカラムとの引っ掛かりなしに取り
出しが可能になる。

次に、イオン源ボックスを真空室に再セットして真空
引きすると、伸縮チューブ内の空室が負圧となって、伸
縮チューブが伸縮し、インターフェースカラムは真空室
の内側へ移動する。そして、インターフェースカラムの
先端がイオン源ボックスのガス導入口に当接すること
で、該ガス導入口に接続されるとともに、その移動が停
止する。

ここで、ストッパーを操作すれば、伸縮チューブの伸
縮量が変わり、インターフェースカラムの突出位置が変
化する。したがって、インターフェースカラムを常時イ
オン源ボックスから離間した位置に保つこともできる。

（ヘ）実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例に係るインターフェース機
構の断面図であって、同図において、１は真空室、２は
その外壁、３はイオン源ボックス、GCはガスクロマトグ
ラフ、MSは質量分析計である。

イオン源ボックス３は、真空室１内の所定位置に配置
されて、質量分析計MSにイオン粒子を供給するもので、
上下にそれぞれフィラメント４とトラップ５とを備え、
外側２側にガス導入口3aが開口している。

この実施例のインターフェース機構は、インターフェ
ースカラム６と、支持フランジ７と、伸縮チューブ８
と、ストッパー９とを備えている。

インターフェースカラム６は、ガスクロマトグラフGC
の流出部から引き出されたもので、真空室外壁２を貫通
しており、その先端がイオン源ボックス３のガス導入口
3aに対向している。このインターフェースカラム６の先
端部は、ガス導入口3aに当接することで、該ガス導入口
3aと連通するようになっている。

支持フランジ７は、真空室１の外側でインターフェー
スカラム６の中途部を気密状に支持するもので、中心部
にインターフェースカラム６が貫通する筒部7aを有す
る。この筒部7aの先端側でインターフェースカラム６の
周りには、フェルール10が設けられ、このフェルール10
は、筒部7aに螺合する袋ナット状の締め付けリング11に
より締め付け固定されている。

伸縮チューブ８は、ベローズのように復元弾力を有す
るもので、インターフェースカラム６を包み込んで外壁
２側から支持フランジ７にわたって設けられて、インタ
ーフェースカラム６の周りに空室12を形成している。こ
の空室12は、外壁２の貫通孔13を通じて真空室１にのみ
連通している。

ストッパー９は、内面に雌ねじ部を有するリングで、
外壁２の貫通孔13の周りに設けられた筒部14に螺合して
いる。このストッパー９は、その軸方向端面が支持フラ
ンジ７の内面と対向しており、支持フランジ７を受け止
めることで、伸縮チューブ８の短縮量を規定する。

上記の構成において、イオン源ボックス３を取り出す
際、まず、真空室１をリークするが、真空室１が大気圧
になると、伸縮チューブ８内の空室12も大気圧となるか
ら、伸縮チューブ８の内外に圧力差がなくなり、伸縮チ
ューブ８はそれ自体の復元弾力で短縮する。

これで、支持フランジ７が真空室外壁２から遠ざか
り、インターフェースカラム６が真空室１の外側へ向け
て移動し、その先端はイオン源ボックス３のガス導入口
3aから離脱する。これで、イオン源ボックス３は、イン
ターフェースカラム６との引っ掛かりなしに取り出しが
可能になる。

次に、イオン源ボックス３を真空室１に再セットする
場合、インターフェースカラム６は前記したように後退
しているから、支障なくイオン源ボックス３をセットで
きる。

イオン源ボックス３の再セットの後、真空引きして真
空室１内を真空とするが、真空室１が減圧されるにつれ
て、伸縮チューブ８内の空室12も減圧されて、内外の圧
力差で伸縮チューブ８が伸長する。これによって、イン
ターフェースカラム６は真空室１の内側に向けて移動す
る。そして、インターフェースカラム６の先端が、図面
に仮想線で示すように、イオン源ボックス３のガス導入
口3aに当接することで、イオン源ボックス３に接続され
るとともに、その移動が停止する。

イオン源ボックス３にインターフェースカラム６を接
続する必要がない場合、例えば、イオン源ボックス３に
別の導入部から標準試料を供給するような場合は、スト
ッパー９を操作することで、インターフェースカラム６
をイオン源ボックス３から離間させておくことができ
る。

すなわち、ストッパー９を筒部14上で回して外壁２か
ら離れた位置に位置させておくと、支持フランジ７は外
壁２から離れた位置でストッパー９に受け止められるこ
とになり、伸縮チューブ８のそれ以上の伸長が阻止さ
れ、インターフェースカラム６はイオン源ボックス３か
ら離間した位置に保持される。

なお、伸縮チューブ８にはそれ自体の材質で伸長方向
の復元弾力をもたせるほか、コイルスプリングのような
弾性体を併設することで、伸長方向に復元するようにし
てもよい。

（ト）発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、真空引きのオフ
・オンに伴って、自動的にインターフェースカラムがイ
オン源ボックスから離脱したり接続したりするから、従
来のように、イオン源ボックスの着脱の際、インターフ
ェースカラムとの引っ掛かりを考慮する必要がなく、ま
た、インターフェースカラムの固定を解いて後退させる
ような別の操作を行う必要もないから、イオン源ボック
スの着脱を支障なく容易に行える。

しかも、従来のように、インターフェースカラムの固
定を解いたり再固定する等の別の関連操作をする場合
は、インターフェースカラムの再固定を忘れるといった
ミスが発生するおそれがあるが、本発明では、このよう
な関連操作が不要であるから、上記のようなミスの発生
もなく、円滑に作業が再開できる。

このほか、イオン源ボックスの側には、着脱のための
構造部分や部材を設ける必要がないから、イオン源ボッ
クスの構造が簡略化し、構造が簡略化することで、汎用
性が増す。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例に係るインターフェース機構
の断面図、第２図は従来例の断面図である。 １……真空室、２……外壁、３……イオン源ボックス、
3a……ガス導入口、６……インターフェースカラム、７
……支持フランジ、８……伸縮チューブ、９……ストッ
パー。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空室内の配置されたイオン源ボックス
   に、クロマトグラフで分離された試料の成分ガスを供給
   するインターフェース機構であって、 インターフェースカラムと、支持フランジと、伸縮チュ
   ーブと、ストッパーとを備え、 インターフェースカラムは、真空室外壁を貫通して、そ
   の先端がイオン源ボックスのガス導入口に接離自在に当
   接して連通するものであり、 支持フランジは、真空室の外側でインターフェースカラ
   ムの中途部を気密状に支持するものであり、 伸縮チューブは、復元弾力を有し、真空室外壁と支持フ
   ランジとの間に設けられてインターフェースカラムの周
   りに真空室に通じる空室を形成するものであり、 ストッパーは、支持フランジと連係して伸縮チューブの
   短縮量を規定するものである、 ことを特徴とする質量分析装置用インターフェース機
   構。