JP3635777B2

JP3635777B2 - 試料セル

Info

Publication number: JP3635777B2
Application number: JP09200596A
Authority: JP
Inventors: 昭道吉良; 雅夫水田
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 1996-03-20
Filing date: 1996-03-20
Publication date: 2005-04-06
Anticipated expiration: 2016-03-20
Also published as: JPH09257674A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば蛍光Ｘ線分析において用いる試料セル、ならびに、該試料セルの一部として用いられる使い捨て容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光Ｘ線分析用の試料セルとしては、たとえば図９および図１０に示すものが知られている（特公昭５４−２０３６０号公報参照）。図９において試料セル１は、外枠２と、窓材（放射線透過シート）３と、使い捨て容器１００と、内枠５とで構成される。使い捨て容器１００は、軟質で厚肉の樹脂フィルムを成型したもので、試料を流し込む有底円筒状の試料充填部１０１と、試料充填部１０１の上端を全周にわたって外側へ折り返した折り返し部１０２と、折り返し部１０２に連なって下方に下がり、試料充填部１０１の外周面に対向するスカート部１０３とを備えている。
【０００３】
前記試料セル１は、以下のように組み立てられて用いられる。
図１０（ａ）に示すように、まず、使い捨て容器１００における試料充填部１０１とスカート部１０３との間に形成された挿入空間１０４に、内枠５を嵌め込む。ついで、図１０（ｂ）のように、試料充填部１０１内に試料ｗを充填した後、試料充填部１０１内の試料充填空間Ｓを被うようにして窓材３を被せる。この後、図１０（ｃ）のように、窓材３の上方から使い捨て容器１００のスカート部１０３の外周に外枠２を嵌め込む。これにより、窓材３の窓部（放射線透過部）３０は皺のない状態で、かつ、一定の張力で張設される。
【０００４】
こうして組み立てた試料セル１を逆さにした状態で、一次Ｘ線を窓材３の窓部３０を透過させて試料ｗに照射する。これにより、試料ｗ中の元素を励起させて、試料ｗからの蛍光Ｘ線のエネルギーや強度を測定し、測定値に基づいて試料ｗの分析を行う。この先行技術では、皺や弛みなく窓部３０を一定の張力で張設することができ、そのため、分析に誤差が生じにくく（再現性に優れ）、また、窓材３のシール部３１と使い捨て容器１００との間から毛管現象による試料ｗの滲み出しも生じにくいという利点がある。
【０００５】
ここで、窓材３の窓部３０を皺や弛みなく張るためには、図１０（ｃ）の外枠２を上方から嵌め込む際に、窓部３０に対し半径方向Ｒに略均等な引張り力を与える必要がある。そのため、この先行技術では、図１０（ａ）の使い捨て容器１００のスカート部１０３の内径を、内枠５の外周面５１の外径よりも若干小さく設定して、使い捨て容器１００に内枠５を装着した際に、スカート部１０３を若干張ったような状態に設定して、スカート部１０３を保形している。また、使い捨て容器１００を軟質で厚肉の樹脂フィルムにより構成すると共に、更に、図１０（ｃ）の突条部２０と凹溝５０との間で使い捨て容器１００と窓材３とを挟み付けることで、使い捨て容器１００と窓材３との間のシール性を高めている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この先行技術では前述のように、使い捨て容器１００のスカート部１０３に張力を与えるために、スカート部１０３の内径を内枠５の外周面５１の外径よりも若干小さくしているので、内枠５を使い捨て容器１００の挿入空間１０４に挿入しにくいという欠点がある。かかる欠点は、分析に供する試料セル１の数が多量であることから、分析の準備作業が極めて面倒になる要因となっている。
【０００７】
なお、前述の使い捨て容器１００に代えて、図１１のように、袋状に成形した薄いフィルム２００を用いることもなされている（実公昭６０−２３７１９号公報）。しかし、この方法では、袋状の薄いフィルム２００のスカート部２０３および窓材３のシール部３１における窓部３０の近くに皺ができ、両者２０３，３１の間から試料ｗが滲み出すことがある。また、窓材３の窓部３０に皺ができ易いという問題もある。
【０００８】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、皺や弛みが生じることなく窓材を張設できると共に、内枠への装着が容易な使い捨て容器を提供することである。
【０００９】
【発明の原理】
つぎに、本発明の構成の説明に先立って本発明の原理について説明する。
図１０（ｃ）の試料セル１から試料ｗが滲み出るのは、流体圧によるのではなく、毛管現象であるから、試料ｗの滲み出しを防止するには、窓部３０近傍における使い捨て容器１００と窓材３との間に皺による隙間が生じなければ十分であり、したがって、使い捨て容器１００を軟質の合成樹脂で形成する必要はないと推測される。また、皺や弛みを生じることなく、窓材３を張るには、図１０（ａ）の使い捨て容器１００の折り返し部１０２および折り返し部１０２の近傍のスカート部１０３が保形されていれば十分であり、試料充填部１０１やスカート部１０３の下部の保形性は必要でないと推測される。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
つぎに、本発明の構成を図面を用いて説明する。
第１発明は、図６（ａ）〜（ｄ）のように、内枠５の上端部５２によって使い捨て容器４の折り返し部４２の外周側を保形しようとするものである。
すなわち、第１発明は、図６（ａ）〜（ｄ）のように、使い捨て容器４の折り返し部４２の近傍のスカート部４３ａを、折り返し部４２の近傍を除く部分のスカート部４３ｂよりも径小に形成している。かかる構成によれば使い捨て容器４の折り返し部４２の外側が内枠５の上端部５２によって保形されるので、窓材を張設した際に、窓材に皺や弛みが生じない。ここで、第１発明では、使い捨て容器４の試料充填部４１の円筒状部４１ｂやスカート部４３の大部分４３ｂを内枠５に接触させる必要がないので、つまり、挿入空間４４を広く形成できるから、内枠５に使い捨て容器４を装着する操作が容易になる。
【００１１】
第２および第３発明は、図７（ａ）〜（ｄ）のように、使い捨て容器４の折り返し部４２自体の剛性を大きくして、折り返し部４２の外周側を保形しようとするものである。
すなわち、第２発明では、図７（ａ）の折り返し部４２からスカート部４３へ至る部分４２ａの縦断面を断面Ｌ字状に形成している。一方、第３発明では、図７（ｂ）の折り返し部４２の縦断面を断面逆凹字状に形成している。かかる第２および第３発明によれば折り返し部４２の偏平に対する剛性（以下、「偏平剛性」という。）が大きくなる。
図８のように、外枠２を嵌め込んで、窓材３を張る際には、使い捨て容器４の折り返し部４２に径方向の外方から圧縮力が作用する。ここで、該圧縮力は、折り返し部４２に略均等に加わるので、偏平剛性を大きくすれば、つまり、折り返し部４２を座屈しにくいような形状（Ｌ字状ないし逆凹字状）および硬質の合成樹脂で形成すれば、使い捨て容器４の折り返し部４２が保形されるから、スカート部４３と内枠５との間に微小な隙間Ｓ１があっても、窓材３には皺や弛みが生じない。
したがって、使い捨て容器４のスカート部４３と内枠５との間に隙間Ｓ１を設けることができるから、内枠５に使い捨て容器４を装着する操作が容易になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１〜図５は第１実施形態を示す。
図２において、外枠２は、下端に鍔部２１を有する円筒形に形成されており、円筒部２２の内側にシール用の環状の突条部２０を有している。一方、内枠５は下端に鍔部５３を有する円筒形に形成されており、円筒部５４の外側にシール用の環状の凹溝５０を有している。
【００１３】
図２および図１の使い捨て容器４は、硬質の合成樹脂（たとえばポリエチレンテレフタレート）フィルムからなり、試料充填部４１、折り返し部４２およびスカート部４３が一体に成形されてなる。前記試料充填部４１は、試料を流し込む部分で、底部４１ａおよび円筒状部４１ｂからなる有底円筒状に形成されている。本実施形態では、円筒状部４１ｂがたとえばテーパ円筒形に形成されていることで、下方に行くに従い径小に形成されている。なお、前記テーパの勾配は、金型の抜き勾配よりも大きく、たとえば10/100〜20/100程度に設定される。
【００１４】
折り返し部４２は、試料充填部４１の上端を図２のように、全周にわたって外側へ折り返すことで、断面逆凹字状に形成されていると共に、折り返し部４２の肉厚が、試料充填部４１およびスカート部４３の肉厚よりも大きく設定されていることによって、折り返し部４２の偏平剛性が他の部分４１，４３よりも大きく設定されている。なお、ここでいう「肉厚」とは平均肉厚をいう。
【００１５】
図１のスカート部４３は、折り返し部４２に連なって下方に下がり試料充填部４１の円筒状部４１ｂの外周面に対向している。このスカート部４３は、たとえばテーパ円筒形に形成されていることで、下方に行くに従い径大に形成されている。なお、スカート部４３の上端部分の内径Ｄ１は、内枠５の上端部５２の外径Ｄ２と略同程度の大きさに設定されている。また、スカート部４３のテーパの勾配は、金型の抜き勾配よりも大きく、たとえば、 5/100〜20/100程度に設定される。
【００１６】
その他の構成は前記従来例と同様であり、同一部分または相当部分に同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００１７】
前記試料セル１は、以下のように組み立てられて用いる。
図３（ａ）に示すように、まず、使い捨て容器４における試料充填部４１とスカート部４３との間に形成された挿入空間４４に、内枠５を嵌め込む。ここで、前述のように、使い捨て容器４の円筒状部４１ｂおよびスカート部４３がテーパ円筒状に形成されていることにより、挿入空間４４が下に向って広がるテーパ状になっているから、円筒状部４１ｂおよびスカート部４３と内枠５との間には、若干の隙間が保たれているので、内枠５を嵌め込む操作が極めて容易になる。ついで、図３（ｂ）のように、試料充填部４１内に試料ｗを充填した後、試料充填部４１内の試料充填空間Ｓを被うようにして窓材３を被せる。この後、図３（ｃ）のように、窓材３の上方から使い捨て容器４のスカート部４３の外周に外枠２を嵌め込む。
【００１８】
なお、本実施形態では、図１の使い捨て容器４の円筒状部４１ｂおよびスカート部４３がテーパ円筒形に形成されているので、多数の使い捨て容器４を上下に積み重ねることができるから、輸送や保管時のスペースが著しく小さくなるという利点もある。
【００１９】
なお、試料セル１を組み立てたり、分解したりする際には、図４のように挿入用治具６や、図５のように分解用治具７，８を用いて行ってもよい。
【００２０】
つぎに、本発明の内容および範囲をより明確にするために、他の実施形態を図６および図７に示す。
使い捨て容器４を軟質の合成樹脂で形成する場合は、使い捨て容器４自体に十分な保形性がない。したがって、この場合は、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、スカート部４３の上端部分の内径Ｄ１（図１）を内枠５の上端部５２の外径Ｄ２（図１）と同程度の大きさに設定して、内枠５の上端部５２によって使い捨て容器４の折り返し部４２からスカート部４３に至る部分に若干の張力を与えて保形するか、あるいは、使い捨て容器４の折り返し部４２からスカート部４３に至る部分を内枠５の上端部５２に密着させる必要がある。このようにすれば、折り返し部４２の外周側が内枠５の上端部５２によって保形されるので窓材３の窓部３０（図３）に皺が生じにくく、また、窓材３と使い捨て容器４との間から試料ｗが滲み出すおそれもない。但し、スカート部４３が窓材３とのシール性を発揮するためには、スカート部４３の上部の形状が滑らかに変化している必要がある。
【００２１】
また、スカート部４３は、テーパ円筒状でなくても、図６（ａ）のように、折り返し部４２の近傍のスカート部４３ａが折り返し部４２近傍を除く部分のスカート部４３ｂよりも径小に形成されておれば、内枠５を挿入空間４４に挿入し易いので、本発明の範囲に含まれる。
【００２２】
ここで、「有底円筒状」とは、底部４１ａおよび円筒状部４１ｂを有していることを意味し、「円筒状」とは完全な円筒である必要はなく、テーパ円筒形の他に、図６（ａ），（ｂ）のように単なる円筒形や図６（ｃ），（ｄ）のように、断面が異形であっても筒状であればよいことを意味する。また、図６（ｃ）のように、試料充填部４１の円筒状部４１ｂは、折り返し部４２の近傍の部分４１ｃが、該部分４１ｃを除く部分４１ｄよりも径大に形成されていればよい。
【００２３】
なお、本発明の使い捨て容器４における「容器」とは、内枠５を装着していない状態で試料ｗを充填し得る程度の剛性を有していることをいい、従って、図１１のフィルム２００は本発明の使い捨て容器４と区別される。
【００２４】
図７は使い捨て容器４自体の保形性が大きい場合の他の実施形態を示す。
使い捨て容器４を硬質の合成樹脂で形成すると共に使い捨て容器４の折り返し部４２からスカート部４３に至る部分に角部４２ａを形成すれば、角部４２ａ自体が十分な保形性を発揮するので、図７（ａ）のように、角部４２ａと上端部５２との間に微小な隙間Ｓ１があってもよい。すなわち、図８のように、外枠２を使い捨て容器４の外周に装着する際には、折り返し部４２には外圧が付加されたときのような応力が発生するが、折り返し部４２が保形性を有していることにより、窓材３には皺や弛みが生じにくくなる。また、外枠２を使い捨て容器４に装着する際に折り返し部４２（使い捨て容器４）が楕円形に若干偏平しても、スカート部４３と内枠５との隙間Ｓ１（図７（ａ））を小さくしておけば、使い捨て容器４の偏平が小さいので、窓材３を皺や弛みなく張設することができる。
【００２５】
かかる観点から、折り返し部４２を断面逆凹字状に形成する必要はなく、図７（ａ）のように、折り返し部４２からスカート部４３に至る部分（角部４２ａ）の縦断面が断面Ｌ字状に形成されていれば、折り返し部４２の偏平剛性が大きくなるので、本発明の範囲に含まれる。また、折り返し部４２の偏平剛性が大きければ、図７（ａ），（ｂ）のように、角部４２ａの内径Ｄ１は内枠５の上端部５２の外径Ｄ２よりも僅かに大きくしてもよく、したがって、この場合はスカート部４３を単なる円筒形としてもよい。
【００２６】
もちろん、図７（ｃ），（ｄ）のように、角部４２ａの内径Ｄ１と内枠５の上端部５２の外径Ｄ２とを同程度とすることにより、窓材３をより確実に皺や弛みなく張設することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の使い捨て容器は、折り返し部近傍のスカート部が、折り返し部近傍を除く部分のスカート部よりも径小に形成されているから、スカート部と内枠との間に隙間があるので、使い捨て容器を内枠に装着し易くなると共に、使い捨て容器の折り返し部を内枠によって保形し得るので、窓材の窓部に皺や弛みが生じにくく、また、試料の滲み出しも生じにくい。
【００２８】
また、使い捨て容器における試料充填部の円筒状部を下方に行くに従い径小に形成すると共に、スカート部を下方に行くに従い径大に形成すれば、多数の使い捨て容器を積み重ねることができるので、輸送・保管時のスペースが著しく小さくなるから、コストダウンを図ることもできる。
【００２９】
また、請求項５の使い捨て容器は、折り返し部からスカート部へ至る部分の縦断面が断面Ｌ字状に形成されているから、使い捨て容器を硬質の合成樹脂で形成することにより、使い捨て容器の折り返し部の保形性を著しく大きくすることができる。したがって、スカート部と内枠との間に微小な隙間を設けても窓材を所期の状態に張設することができると共に、微小な隙間を設けることで、使い捨て容器を内枠に装着し易くなる。
【００３０】
また、請求項６の発明によれば、折り返し部の縦断面が断面逆凹字状に形成されているので、折り返し部自体の保形性を更に大きくすることができる。
【００３１】
更に、請求項８の発明によれば、折り返し部の肉厚をスカート部の肉厚よりも大きくしているので、折り返し部の保形性を更に大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す試料セルの分解断面図である。
【図２】同分解斜視図である。
【図３】試料セルの組立方法を示す工程図である。
【図４】挿入用治具を使う場合の挿入方法を示す断面図である。
【図５】分解用治具を使う場合の分解方法を示す断面図である。
【図６】第１発明にかかる他の実施形態を示す使い捨て容器および内枠の断面図である。
【図７】第２発明および第３発明にかかる他の実施形態を示す使い捨て容器および内枠の断面図である。
【図８】外枠を装着している状態を示す試料セルの断面図である。
【図９】従来例を示す試料セルの分解断面図である。
【図１０】同試料セルの組立方法を示す工程図である。
【図１１】他の従来例を示す試料セルの組立前の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１：試料セル
２：外枠
３：窓材
４：使い捨て容器
４１：試料充填部
４２：折り返し部
４２ａ：角部
４３：スカート部
４３ａ：スカート部
４３ｂ：スカート部
４４：挿入空間
５：内枠
Ｓ：試料充填空間
ｗ：試料

Claims

使い捨て容器、内枠、窓材および外枠を備えた試料セルであって、
前記使い捨て容器は、試料を流し込む有底円筒状の試料充填部と、この試料充填部の上端を全周にわたって外側へ折り返した折り返し部と、この折り返し部に連なって下方に下がり前記有底円筒状の試料充填部の外周面に対向するスカート部とを備え、前記内枠を装着していない状態で試料を充填し得る程度の剛性を有し、
前記使い捨て容器は前記折り返し部近傍のスカート部が、前記折り返し部近傍を除く部分のスカート部よりも径小に形成されており、
前記内枠は前記使い捨て容器における前記試料充填部とスカート部との間に形成された円筒状の挿入空間に嵌め込まれ、
前記窓材は前記試料充填部内の試料充填空間を被い、
前記外枠は、前記窓材の上方から前記スカート部の外周に嵌め込まれ、
前記外枠を装着する前において前記スカート部と前記内枠との間には、内枠を嵌め込む操作を容易にする隙間が設定されていることを特徴とする試料セル。
請求項１において、前記スカート部が下方に行くに従い径大に形成されている試料セル。
請求項１もしくは２において、前記折り返し部近傍の試料充填部の円筒状部が、前記折り返し部近傍を除く部分の試料充填部よりも径大に形成されている試料セル。
請求項２において、前記試料充填部の円筒状部が下方に行くに従い径小に形成されている試料セル。
使い捨て容器、内枠、窓材および外枠を備えた試料セルであって、
前記使い捨て容器は、試料を流し込む有底円筒状の試料充填部と、この試料充填部の上端を全周にわたって外側へ折り返した折り返し部と、この折り返し部に連なって下方に下がり前記有底円筒状の試料充填部の外周面に対向するスカート部とを備え、前記内枠を装着していない状態で試料を充填し得る程度の剛性を有し、
前記使い捨て容器は前記折り返し部からスカート部へ至る部分の縦断面が断面Ｌ字状に形成されており、
前記内枠は前記使い捨て容器における前記試料充填部とスカート部との間に形成された円筒状の挿入空間に嵌め込まれ、
前記窓材は前記試料充填部内の試料充填空間を被い、
前記外枠は、前記窓材の上方から前記スカート部の外周に嵌め込まれ、
前記外枠を装着する前において前記スカート部と前記内枠との間には、内枠を嵌め込む操作を容易にする隙間が設定されていることを特徴とする試料セル。
使い捨て容器、内枠、窓材および外枠を備えた試料セルであって、
前記使い捨て容器は、試料を流し込む有底円筒状の試料充填部と、この試料充填部の上端を全周にわたって外側へ折り返した折り返し部と、この折り返し部に連なって下方に下がり前記有底円筒状の試料充填部の外周面に対向するスカート部とを備え、前記内枠を装着していない状態で試料を充填し得る程度の剛性を有し、
前記使い捨て容器は前記折り返し部の縦断面が断面逆凹字状に形成されており、
前記内枠は前記使い捨て容器における前記試料充填部とスカート部との間に形成された円筒状の挿入空間に嵌め込まれ、
前記窓材は前記試料充填部内の試料充填空間を被い、
前記外枠は、前記窓材の上方から前記スカート部の外周に嵌め込まれ、
前記外枠を装着する前において前記スカート部と前記内枠との間には、内枠を嵌め込む操作を容易にする隙間が設定されていることを特徴とする試料セル。
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記折り返し部の縦断面が断面逆凹字状に形成されている試料セル。
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記折り返し部の肉厚が前記スカート部および試料充填部の肉厚よりも大きく設定されている試料セル。
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記使い捨て容器が硬質の合成樹脂フィルムからなる試料セル。
請求項１ないし７のいずれか１項において、
前記使い捨て容器がポリエチレンテレフタレートからなる試料セル。