JP3289678B2 - 測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、試料の表面状態や
組成を分析して検査する測定装置、例えば、蛍光Ｘ線分
析装置のような測定装置に係り、詳しくは、試料をセッ
トして測定を行う際における蓋を簡便かつ安全に開閉操
作するための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】測定装置のうちには、真空中で試料にレ
ーザ光やＸ線等を照射し、試料から発生する光や２次Ｘ
線を検出したうえで試料の表面状態や組成を分析するも
のがある。そして、このような測定装置では、図示省略
しているが、装置本体に設けられた試料台上に試料をセ
ットし、セットされた試料を蓋でもって覆った後、蓋の
内部を真空排気したうえで試料に対してレーザ光等が照
射されることになっている。

【０００３】従って、測定を行うに際しては蓋を開操作
したうえで試料を所定位置にセットする必要があること
になるが、従来の測定装置における蓋はヒンジ機構を介
したうえで装置本体に対して開閉自在に取り付けられて
いるのが一般的であるため、測定を行うオペレータが手
動によって蓋を開操作したうえで試料を所定位置にセッ
トした後、この蓋を手動で閉操作するのが通常作業であ
ることになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ヒンジ
機構を利用して蓋を開閉操作する構成とされた測定装置
においては、蓋が水平姿勢から円弧状を描きながら傾い
て動作するため、最大限まで蓋を開操作しても、試料台
上に試料をセットするのに十分な開口スペースを確保し
にくいことになり、特に、高さの高い試料である場合に
はセットが困難になっている。

【０００５】そして、このような不都合を解消するに
は、ヒンジ機構そのものを大型化して蓋の開口スペース
を確保すればよいと考えられるが、このような構成を採
用したのでは、円弧状となる蓋の動作を許容し得る広い
スペースを装置本体の周囲に確保しておく必要があるた
め、測定装置の小型化を求める要望に反する結果を招い
てしまう。また、蓋の開閉操作を自動化する要求も従来
から強いのであるが、ヒンジ機構を利用している限り
は、自動化に伴う構造や制御が複雑となるため、実現で
きていないのが現状である。

【０００６】本発明はこれらの不都合に鑑みて創案され
たものであり、蓋の開口スペースを十分に広く確保する
ことが可能であるとともに、自動化を図ることも容易な
構成とされた測定装置の提供を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
測定装置は、図８で示した構造に基づいて創案されたも
のであって、蓋を水平姿勢のままで昇降動作させる昇降
機構が、蓋の昇降方向に沿って立設されたうえで回転駆
動される雄ネジ軸と、前記蓋を支持する昇降台に付設さ
れたうえで回転駆動に伴って昇降動作する雌ネジ体と、
前記雄ネジ軸と並設されたうえで前記昇降台の昇降動作
をガイドするガイドロッドとから構成される測定装置に
おいて、前記蓋は前記昇降台でもって前後傾斜自在に支
持されており、前記蓋の前後傾斜を検出するセンサと、
このセンサによる傾斜検出に応答して前記雄ネジ軸の回
転駆動を停止する制御部とが設けられている。そして、
このような構成を採用しておいた際には、蓋と試料台と
の間にオペレータの手や試料等が挟み込まれると、その
障害を避けるように蓋が前後に軽く傾斜し、ある程度ま
で傾斜した以降の開閉動作が停止されてしまうので、安
全性を確保しながら昇降機構の動作不良や故障が発生す
ることを未然に防止し得ることになる。

【０００８】しかしながら、図８で例示したような構造
を採用しただけでは、蓋２２の重心位置を探し出したう
えで重心の横位置に対して支軸２７を設ける必要があ
り、その設定が狂えば、蓋２２が自然と前側または後側
へと傾斜することになって水平姿勢を保つことができな
くなる。すなわち、このような構造では、蓋２２の前後
バランスを正確にとらなければならず、製作の上でもメ
ンテナンスの上でも大変に面倒であることになってしま
う。

【０００９】なお、このような不都合に対しては、蓋２
２と昇降台２４との間にバネを設けておき、この付勢弾
力によって蓋２２の姿勢が水平のまま維持されるように
することも可能であるが、このようにした際には、蓋２
２の動作が重くなってオペレータの手等を挟み込んだ場
合の回避動作が遅くなる。さらにまた、前側もしくは後
側へと傾きやすい蓋２２の一部を昇降台２４のような部
材で受け止めるようにしてもよいが、そうすると、受け
止め部材のために蓋２２の前後傾斜の一方の動きが制限
されてしまうことが起こる。以上の例からも分かるよう
に、蓋を常時は水平姿勢で昇降動作させながら、障害が
ある場合にのみ傾斜するように支持することは、必ずし
も容易ではないのが実情である。

【００１０】本発明の請求項２に係る測定装置は、この
ような問題に対処すべく創案されたものであって、前記
蓋と前記昇降台との間には該蓋の重心から前後に外れた
うえで前記蓋を前後傾斜自在に支持する支持手段が介装
されており、かつ、この支持手段は前記蓋の重心の前後
に配された２本の支軸と、１本の係止ピンと、これらの
支軸及び係止ピン間に設けられた連係レバーとから構成
されているとともに、前記２本の支軸の一方である端部
支軸は前記昇降台と一体化された起立板に前記連係レバ
ーの基部を枢着するものであり、他方の支軸である貫通
支軸は前記蓋の側部に突設されて前記連係レバーの中間
部を貫通したうえで前記起立板の長孔に対して上下動自
在に嵌合するものである一方、前記係止ピンは前記蓋の
側部に突設されて前記連係レバーの先端を離接自在に受
け止めるものであることになっている。

【００１１】そのため、このような構成とされた測定装
置においては、蓋の重心位置を正確に探し出したり、蓋
の前後バランスの調整をしなくても、蓋を前後傾斜可能
で、かつ、水平姿勢を保たれるようにしながら製作の上
やメンテナンス上での面倒をなくし、故障を避ける動作
を確実にすることが可能になる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて説明する。

【００１３】図１ないし図６の各々は本実施の形態に係
る測定装置の要部を簡略化して示すものであり、図１は
測定装置の一側部分（右側部分）のみを一部断面して示
す正面図、図２は図１中の（ii）−（ii）線に沿って断
面した状態を示す平面図、図３は図２中の（iii）−（i
ii）線に沿って断面した状態を拡大して示す側面図、図
４は図３で示した構成を分解して示す斜視図、図５は昇
降機構の動作を制御する回路構成を示す説明図、図６
（Ａ），（Ｂ）は蓋と昇降台との間に設けられた支持手
段の動作を示す説明図である。なお、図６（Ａ）は蓋の
前部が持ち上がった状態を、また、図６（Ｂ）は蓋の後
部が持ち上がった状態をそれぞれ示している。

【００１４】本実施の形態に係る測定装置は、図１で示
すように、下向きカップ状の蓋２を水平姿勢のままで昇
降動作させる昇降機構３を装置本体１の両側部に設けて
なるものであり、この際における昇降機構３は、蓋２の
昇降方向に沿って立設されたうえでモータ４によって回
転駆動される雄ネジ軸５と、後述する支持手段９を介し
て蓋２を支持する昇降台６に付設されたうえで雄ネジ軸
５の回転駆動に伴って昇降動作するナットである雌ネジ
体７と、雄ネジ軸５と並設されたうえで昇降台６の昇降
動作をガイドするガイドロッド８とから構成されてい
る。そして、ここでの昇降台６は、軸受であるボールブ
ッシュ６ａを介したうえでガイドロッド８によってガイ
ドされている。なお、図１では右側の昇降機構３のみを
示しているが、このような昇降機構３が装置本体１の左
側にも設けられていることは勿論である。

【００１５】また、昇降機構３を構成する雄ネジ軸５は
下端部に設けられたプーリ５ａがベルト４ａを介して正
逆回転可能なモータ４と連結されたものであり、この雄
ネジ軸５の回転駆動に伴っては雌ネジ体７が昇降動作
し、かつ、この雌ネジ体７に伴っては昇降台６が昇降動
作する結果、昇降台６でもって支持された蓋２は水平姿
勢を保ったままで昇降動作させられることとなる。な
お、この際、左右両側に設けられた雄ネジ軸５のそれぞ
れは、ベルト４ａを介したうえでモータ４と連結されて
いることによって同期して回転駆動されている。また、
図示していないが、蓋２の最大開口位置及び閉塞位置と
対応する位置それぞれには、昇降台６に付設されたドグ
等によってオン動作させられるリミットスイッチ等のよ
うな位置検出センサが配設されており、これらの位置検
出センサがオン動作した際にはマイクロコンピュータで
もってモータ４の回転動作が停止される結果として蓋２
の昇降動作が停止させられる。

【００１６】さらに、本実施の形態に係る測定装置で
は、水平姿勢で昇降動作させられる蓋２が左右の昇降台
６の間において前後方向に沿って傾斜しうるよう、支軸
や連係レバー等を用いて構成された支持手段９が昇降台
６と蓋２との間に介装されており、この支持手段９は、
蓋２の重心Ｍ（図２で図示している）から前後に外れた
位置で蓋２を前後傾斜自在として支持するものとなって
いる。すなわち、これら支持手段９の詳細な構造は図２
ないし図４において示す通りであり、支持手段９のそれ
ぞれは、昇降台６と一体化して立設された起立板１０
と、前後２本の支軸（端部支軸１１及び貫通支軸１２）
と、連係レバー１３と、係止ピン１４とから構成され、
連係レバー１３は支軸１１，１２及び係止ピン１４間に
設けられている。

【００１７】そして、この際における前後２本の支軸の
うちの端部支軸１１は、蓋２の重心Ｍよりも前方（図２
では下側）に位置しており、連係レバー１３が上下に揺
動しうるようにしながら連係レバー１３の基部を起立板
１０に対して枢着したものとなっている。また、他方の
支軸である貫通支軸１２は、蓋２の重心Ｍよりも後方
（図２では上側）の位置でもって蓋２の側部から突設さ
れており、連係レバー１３の中間部を貫通したうえで起
立板１０の側にまで突出したものとなっている。さらに
また、起立板１０において貫通支軸１２の突出部分と対
応する位置には、図３及び図４で明示するように、上下
方向に沿って長い長孔１５が形成されており、貫通支軸
１２の突出端部は長孔１５と嵌合している。そこで、貫
通支軸１２と、これが貫通している連係レバー１３の中
間部とは、長孔１５の範囲内で上下方向に沿って変位し
得ることとなる。

【００１８】一方、連係レバー１３は、貫通支軸１２よ
りも後方にまで延出されており、端部支軸１１から係止
ピン１４にまで至る長さを有している。また、係止ピン
１４は、連係レバー１３の延出先端１３ａに対応する位
置でもって蓋２の側部に突設されており、連係レバー１
３の延出先端１３ａの下縁を離接自在に受け止めるもの
となっている。さらに、この際における測定装置におい
ては、図４及び図５で概略的に示すように、係止ピン１
４の先端に蓋２の前後傾斜を検出するための被検出部材
としてのスリット板１６が取り付けられ、かつ、昇降台
６にはスリット板１６を介して蓋２の前後傾斜を検出す
るフォトセンサ１７が設置されており、これらによって
制御系が構成されている。そして、図５における符号１
８はマイクロコンピュータからなる制御部であり、この
制御部１８へはフォトセンサ１７の検出信号が入力する
ことになり、この検出信号に応答して雄ネジ軸５を回転
駆動するモータ４へと停止信号が出力されることになっ
ている。

【００１９】次に、以上のような構成とされた測定装置
の動作を説明する。まず、モータ４の正回転駆動に伴っ
て雄ネジ軸５が正回転動作すると、昇降台６が上昇動作
することになる。そして、この昇降台６とともに蓋２が
上昇動作することになり、装置本体１における試料台が
開放される。そこで、オペレータが試料台上の所定位置
に対して試料をセットすることになるが、蓋２と昇降台
６とは、上記したような構成とされた支持手段９を介し
たうえで連結されているため、試料台上に試料をセット
する都合上から最大限にまで開操作された蓋２を上側へ
とより一層押し開いて傾斜させることも可能であり、こ
の場合にも雄ネジ軸５の回転駆動は停止させられるの
で、安全上の問題が生じることは起こらない。

【００２０】引き続き、試料をセットした後に雄ネジ軸
５が逆回転駆動されると、雄ネジ軸５が逆回転動作する
結果として蓋２が下降動作することになり、この蓋２で
もって試料が覆われてしまう。そして、この間、蓋２の
下側に障害物がなければ、蓋２は水平姿勢を保ったまま
で下降動作することになり、支持手段９は以下のような
動作を実行している。すなわち、蓋２自体の荷重は貫通
支軸１２を介して昇降台６の側へと加わることになり、
図３でも示すように、貫通支軸１２の端部が起立板１０
の長孔１５と嵌合しているため、貫通支軸１２は下限位
置まで下降したうえで長孔１５の下縁によって受け止め
られる。つまり、この際、貫通支軸１２は下限位置にあ
り、この貫通支軸１２が貫通している連係レバー１３の
中間部も下限位置にあることになるので、連係レバー１
３は全体として水平の向きのままとなる。

【００２１】そして、この場合には、蓋２の重心が貫通
支軸１２よりも前方（図３では左側）にあるから、蓋２
は貫通支軸１２を中心として前傾しようとするが、貫通
支軸１２の後方でもって蓋２と一体になった係止ピン１
４が連係レバー１３の延出先端１３ａによって受け止め
られているから、蓋２全体としては前傾せず、水平姿勢
を保つことになる。なお、蓋２を前傾させようとする力
は、係止ピン１４、連係レバー１３、端部支軸１１を介
したうえで起立板１０へと加わることになり、蓋２の荷
重はその重心の前後にある貫通支軸１２と端部支軸１１
とで分担されたうえで昇降台６の側でもって支えられて
いる。

【００２２】一方、下降動作している蓋２前部の下側に
オペレータの手や試料等が挟み込まれると、蓋２には前
部を持ち上げる方向の外力が作用することになるが、こ
の場合における連係レバー１３は、図６（Ａ）で示すよ
うに、その中間部が貫通支軸１２によって長孔１５の下
限位置へと押さえ付けられており、かつ、その基部は起
立板１０へと枢着されているから、蓋２はその前部が持
ち上がる方向に沿って揺動できないこととなる。これに
対し、蓋２を着目すると、この蓋２から突出されている
貫通支軸１２は、連係レバー１３の中間部を貫通してい
るだけであって連係レバー１３に対しては自由に回転し
得るし、蓋２の後部では係止ピン１４が連係レバー１３
の延出先端１３ａから離れる方向へ動き得ることになっ
ている。そのため、この際における蓋２は、連係レバー
１３を水平姿勢としたまま、貫通支軸１２を中心にしな
がら前部が持ち上がる方向に沿って後傾することとな
る。

【００２３】ところが、このようにして蓋２の前部が持
ち上がり、後部の係止ピン１４が下がると、係止ピン１
４に取り付けられたスリット板１６が昇降台６上のフォ
トセンサ１７に対して変位するから、フォトセンサ１７
によって蓋２の傾斜が検出されることになる。そして、
この際の検出信号は制御部１８に対して入力することに
なり、制御部１８からは傾斜検出に対応した停止信号が
出力されるので、この停止信号によってモータ４の回転
駆動は停止させられてしまう。これで、雄ネジ軸５の回
転動作が停止され、さらなる蓋２の下降動作が停止され
る。そのため、蓋２の前部と試料台との間に挟み込まれ
た障害物に対しては、過大な押し付け力が作用しないこ
とになる。

【００２４】さらにまた、蓋２の下降動作中において、
蓋２の後部で障害物を挟み込むようなことが起こり、蓋
２の後部を持ち上げる方向に外力が作用した場合には、
その外力によって蓋２は前傾しようとすることになる。
この場合、蓋２の後部では、図６（Ｂ）で示すように、
係止ピン１４が連係レバー１３の延出先端１３ａによっ
て受け止められるので、連係レバー１３にはその延出先
端１３ａを持ち上げる方向の力が加わることになる。そ
して、このような持ち上げ力が加わると、連係レバー１
３の中間部は起立板１０の長孔１５の範囲内で上方へ変
位することになり、連係レバー１３は全体として端部支
軸１１を中心としながら上方へ向かって揺動する。

【００２５】ところが、このときの蓋２は、貫通支軸１
２と係止ピン１４とを介したうえで連係レバー１３によ
って支持されており、この連係レバー１３と一体化して
いるから、蓋２は連係レバー１３とともに端部支軸１１
を中心として前傾することになる。そして、この場合も
蓋２の後部の係止ピン１４が昇降台６に対して変位する
から、フォトセンサ１７によって蓋２の傾斜が検出され
ることになり、その傾斜検出に応答して雄ネジ軸５の回
転動作が停止させられ、かつ、以降における蓋２の下降
動作が停止されてしまうことになる。

【００２６】なお、本実施の形態では、端部支軸１１を
蓋２の重心よりも前方に配し、連係レバー１３を後方に
延出させるとしているが、これらの前後の向きが逆であ
ってもよいことは勿論である。そして、この場合、図６
（Ａ），（Ｂ）で示した動作は前後逆となる。また、傾
斜検出のためのフォトセンサ１７を左右一方の昇降台６
に設けるとしているが、このようなセンサを左右の昇降
台６それぞれに設けておいてもよく、この場合には左右
のセンサからの検出信号の相違に基づいて蓋２の左右方
向における傾斜を検出することも可能となる。

【００２７】さらに、傾斜検出用のセンサは、蓋２の前
後傾斜に伴って変位する部分と、昇降台６のような傾斜
しない部分との間に設けておけばよいのであり、フォト
センサ１７に限られず、近接スイッチやマイクロスイッ
チ等を使用することも可能である。さらにまた、昇降機
構３が雄ネジ軸５を用いて構成されたものに限定される
ことはないのであり、例えば、エアシリンダ及び電磁弁
を用いてなる構成や、上下方向に沿って回送されるワイ
ヤを使用してなる構成とされていてもよいことは勿論で
ある。

【００２８】ところで、本実施の形態にあっては、２本
の支軸１１，１２や連係レバー１３等からなる支持手段
９を蓋２及び昇降台６間に介在させており、この支持手
段９によって蓋２をその重心Ｍから前後に外れた位置で
前後傾斜自在に支持するようにしているが、下降動作す
る蓋２がその下側に障害物を挟み込んだ場合の不都合を
回避するためには、原理的には蓋２が前後傾斜自在に支
持されていればよいのであるから図８で示したような支
持構造を採用することも可能である。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る測定装置によれば、蓋が円
弧状を描きながら動作することはなくなるので、試料台
上に試料をセットするのに十分な蓋の開口スペースを確
保しながらも測定装置の小型化を図ることが可能にな
る。そして、雄ネジ軸の回転駆動に伴って蓋を昇降動作
させる構成であり、ヒンジ機構による蓋の開閉操作を自
動化するよりも簡単かつ安価な構造及び制御が採用可能
であるため、自動化を容易に実現し得ることとなる。ま
た、蓋と試料台との間にオペレータの手や試料等が挟み
込まれると、その障害を避けるように蓋が前後に軽く傾
斜し、ある程度まで傾斜した以降の開閉操作が停止され
てしまうので、安全性を確保しながら昇降機構の動作不
良や故障が発生することを未然に防止し得るという効果
も得られる。

【００３０】さらには、試料台上に試料をセットする都
合上から、最大限にまで開操作された蓋を上側へとより
一層押し開くことによって開口スペースを確保したいと
いう要求に応えることもできる。さらにまた、蓋の重心
位置を正確に探し出したり、蓋の前後バランスの調整を
する必要がなくなり、製作の上やメンテナンス上での面
倒をなくしながら障害を避ける動作を確実にすることが
可能になるという効果も確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】測定装置の一側部分（右側部分）のみを一部断
面して示す正面図である。

【図２】図１中の（ii）−（ii）線に沿って断面した状
態を示す平面図である。

【図３】図２中の（iii）−（iii）線に沿って断面した
状態を拡大して示す側面図である。

【図４】図３で示した構成を分解して示す斜視図であ
る。

【図５】昇降機構の動作を制御する回路構成を示す説明
図である。

【図６】蓋と昇降台との間に設けられた支持手段の動作
を示す説明図である。

【図７】昇降機構の原理的な構成を示す説明図である。

【図８】支持手段の原理的な構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 装置本体 ２ 蓋 ３ 昇降機構 ５ 雄ネジ軸 ６ 昇降台 ７ 雌ネジ体 ８ ガイドロッド ９ 支持手段 １０ 起立板 １１ 端部支軸 １２ 貫通支軸 １３ 連係レバー １４ 係止ピン １５ 長孔 １７ フォトセンサ（センサ） １８ 制御部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓋を水平姿勢のままで昇降動作させる昇
   降機構が、蓋の昇降方向に沿って立設されたうえで回転
   駆動される雄ネジ軸と、前記蓋を支持する昇降台に付設
   されたうえで回転駆動に伴って昇降動作する雌ネジ体
   と、前記雄ネジ軸と並設されたうえで前記昇降台の昇降
   動作をガイドするガイドロッドとから構成される測定装
   置において、 前記蓋は前記昇降台でもって前後傾斜自在に支持されて
   おり、前記蓋の前後傾斜を検出するセンサと、このセン
   サによる傾斜検出に応答して前記雄ネジ軸の回転駆動を
   停止する制御部とが設けられていることを特徴とする測
   定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載した測定装置であって、 前記蓋と前記昇降台との間には該蓋の重心から前後に外
   れたうえで前記蓋を前後傾斜自在に支持する支持手段が
   介装されており、かつ、この支持手段は前記蓋の重心の
   前後に配された２本の支軸と、１本の係止ピンと、これ
   らの支軸及び係止ピン間に設けられた連係レバーとから
   構成されているとともに、前記２本の支軸の一方である
   端部支軸は前記昇降台と一体化された起立板に前記連係
   レバーの基部を枢着するものであり、他方の支軸である
   貫通支軸は前記蓋の側部に突設されて前記連係レバーの
   中間部を貫通したうえで前記起立板の長孔に対して上下
   動自在に嵌合するものである一方、前記係止ピンは前記
   蓋の側部に突設されて前記連係レバーの先端を離接自在
   に受け止めるものであることを特徴とする測定装置。