JP3907121B2 - X-ray analyzer and passage device for X-ray analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、X線分析装置のX線光路上に通路を形成する通路装置に関する。また、本発明は、その通路装置を用いて構成されるX線分析装置に関する。 The present invention relates to a passage device that forms a passage on an X-ray optical path of an X-ray analyzer. The present invention also relates to an X-ray analyzer configured using the passage device.
従来、未知試料を分析する装置としてX線回折装置、蛍光X線装置、X線小角測定装置等といったX線分析装置が知られている。このX線分析装置では、X線源から発生したX線を試料に照射したときにその試料から出るX線、例えば、回折X線、散乱X線、蛍光X線、反射X線等をX線検出器によって検出する。このX線分析装置では、X線源からX線検出器に至るX線光路上に、X線源、試料、X線検出器を含めて各種のX線光学要素が配設される。 Conventionally, X-ray analyzers such as an X-ray diffractometer, a fluorescent X-ray apparatus, and an X-ray small angle measuring apparatus are known as apparatuses for analyzing unknown samples. In this X-ray analyzer, X-rays emitted from a sample when the sample is irradiated with X-rays generated from an X-ray source, such as diffracted X-rays, scattered X-rays, fluorescent X-rays, reflected X-rays, etc. Detect with a detector. In this X-ray analyzer, various X-ray optical elements including an X-ray source, a sample, and an X-ray detector are disposed on an X-ray optical path from the X-ray source to the X-ray detector.
このX線分析装置において、X線光路を大気雰囲気と異なる雰囲気にすることが必要となる場合がある。空気によるX線強度の減衰を防止するためにX線光路を真空に保持したり、ヘリウムガス雰囲気に保持したりする。このように、X線光路を大気雰囲気と異なる雰囲気にするために用いられる装置が通路装置である。この通路装置は、例えばベローズ、すなわち蛇腹形状の部材を用いてX線光路を覆うことによって構成される(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。 In this X-ray analyzer, it may be necessary to change the X-ray optical path to an atmosphere different from the air atmosphere. In order to prevent the attenuation of the X-ray intensity by air, the X-ray optical path is maintained in a vacuum or in a helium gas atmosphere. Thus, the device used to make the X-ray optical path different from the atmosphere is the passage device. This passage device is configured, for example, by covering the X-ray optical path using a bellows, that is, a bellows-shaped member (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
また、X線分析装置において、X線光路上に配設された各種のX線光学要素に関しては、光学的な条件を満足させるために、互いに隣り合うもの同士の間の距離を変化させる場合がある。このように一対のX線光学要素間の距離を変化させる場合、それらのX線光学要素の間に通路装置が配設されているときには、X線光学要素間の距離の変化に伴って通路装置の長さも同様に変化させなければならない。上記の特許文献1および特許文献2では、伸縮移動が可能であるベローズを用いて通路装置を構成することにより、X線光学要素間の距離の変化に追従させて通路装置の長さを調節するようにしている。また、特許文献1に開示されたX線分析装置では、ベローズを支持している2次側ユニットをねじ軸を用いて平行移動させることによりベローズを伸縮移動させる技術が開示されている。
Moreover, in the X-ray analyzer, with respect to various X-ray optical elements disposed on the X-ray optical path, the distance between adjacent ones may be changed in order to satisfy optical conditions. is there. When the distance between the pair of X-ray optical elements is changed in this way, when the passage device is disposed between the X-ray optical elements, the passage device is accompanied by a change in the distance between the X-ray optical elements. The length of must be changed as well. In Patent Document 1 and
しかしながら、上記特許文献1に開示されたX線分析装置では、2次側ユニットを駆動するためのねじ軸が1つだけしか設けられていなかった。このため、ベローズを微小な寸法範囲で正確に伸縮させることが難しかった。つまり、通路装置の長さを微細に調節することが難しかった。特に、通路装置の長さの調節を手動によって行うことが非常に難しかった。 However, in the X-ray analysis apparatus disclosed in Patent Document 1, only one screw shaft for driving the secondary unit is provided. For this reason, it has been difficult to accurately expand and contract the bellows within a minute size range. That is, it is difficult to finely adjust the length of the passage device. In particular, it was very difficult to manually adjust the length of the passage device.
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、X線分析装置を構成するX線光学要素間に設けられる通路装置の長さを簡単な操作で精密に調節できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and is capable of precisely adjusting the length of the passage device provided between the X-ray optical elements constituting the X-ray analyzer with a simple operation. The purpose is to do.
上記の目的を達成するため、本発明に係るX線分析装置は、X線源から発生したX線を試料に照射したときに、該試料から出るX線をX線検出手段によって検出するX線分析装置において、前記X線源から前記X線検出手段に至るX線光路上の異なる位置に配置された一対の支持部材と、これらの支持部材によって支持されて前記X線光路の全部または一部を囲むように配置され、大気雰囲気と異なる雰囲気を形成するための被覆部材と、該被覆部材の周囲で前記一対の支持部材の間に設けられ一端部が前記一対の支持部材の一方に回転可能且つ軸方向移動しないように支持され他端部が前記一対の支持部材の他方に軸方向移動可能にねじ嵌合し、前記X線光路に対して略平行に配置された複数のねじ軸と、前記複数のねじ軸間に設けられ、それらのねじ軸を互いに同期して回転させる回転伝達手段とを有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an X-ray analyzer according to the present invention detects an X-ray emitted from a sample by an X-ray detection means when the sample is irradiated with X-rays generated from an X-ray source. In the analyzer, a pair of support members disposed at different positions on the X-ray optical path from the X-ray source to the X-ray detection means, and all or part of the X-ray optical path supported by these support members A covering member for forming an atmosphere different from the air atmosphere, and one end portion of the covering member provided between the pair of supporting members around the covering member can be rotated to one of the pair of supporting members. and other end is supported so as not to axially move fits the other in the axially movable screw of the pair of support members, and a plurality of screw shafts which are arranged substantially parallel to the X-ray path , Provided between the plurality of screw shafts, And having a rotation transmission means for rotating synchronously those of the screw shaft together.
ここで、ねじ嵌合とは、ねじ軸と支持部材とが雄ねじと雌ねじによる、はめあいの関係にあって、一方を回すと他方は直線移動する関係のことである。 Here, the screw fitting is a relationship in which the screw shaft and the support member are fitted with each other by a male screw and a female screw, and when one is turned, the other is linearly moved.
本発明におけるX線分析装置は、特定の種類のものに限定されない。例えば、X線小角測定装置、X線回折装置、蛍光X線装置、微小部X線回折装置、その他あらゆるX線分析装置がある。それらのX線分析装置において、X線光路が、大気雰囲気と異なる雰囲気に保持された状態において、前記各光学要素間の距離を変化させる必要が有る装置に適用できる。 The X-ray analyzer in the present invention is not limited to a specific type. For example, there are an X-ray small angle measuring device, an X-ray diffractometer, a fluorescent X-ray device, a micro X-ray diffractometer, and any other X-ray analyzer. These X-ray analyzers can be applied to an apparatus in which the distance between the optical elements needs to be changed in a state where the X-ray optical path is maintained in an atmosphere different from the air atmosphere.
上記構成のX線分析装置によれば、支持部材とねじ軸がねじ嵌合する。それにより、ねじ軸を回すだけという簡単な操作で支持部材間の距離、すなわち通路装置の長さを調節できる。また、ねじ軸が複数設けられることにより、支持部材がねじ軸に対して傾くことを防ぐことができる。従って、支持部材の移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。 According to the X-ray analyzer configured as described above, the support member and the screw shaft are screw-fitted. Thereby, the distance between the support members, that is, the length of the passage device can be adjusted by a simple operation of simply rotating the screw shaft. Further, by providing a plurality of screw shafts, it is possible to prevent the support member from being inclined with respect to the screw shaft. Therefore, the movement of the support member becomes smooth, and precise length adjustment can be performed.
本発明のX線分析装置において、前記被覆部材はベローズであることが望ましい。ベローズとは、いわゆる蛇腹形状の部材であり、例えば、金属ベローズ、溶接ベローズ等が考えられる。被覆部材であるベローズは、支持部材の移動方向にのみ伸縮し、ねじれや他方向への伸縮がない。そのため、被覆部材を正確に伸縮させることができる。また、被覆部材にベローズ以外、例えばゴム膜等を用いた場合、弾性変形により被覆部材の伸縮を妨げるような力が生じることがある。これに対し、ベローズは多くの場合、弾性変形を伴わないで伸縮ができ、それ故、他の被覆部材に比べて通路装置の長さ調節に大きな力を必要としない。 In the X-ray analyzer of the present invention, the covering member is preferably a bellows. The bellows is a so-called bellows-shaped member, and for example, a metal bellows, a welded bellows, or the like can be considered. The bellows which is a covering member expands and contracts only in the moving direction of the support member, and does not twist or expand in other directions. Therefore, the covering member can be accurately expanded and contracted. In addition, when a rubber film or the like other than the bellows is used for the covering member, a force that hinders the expansion and contraction of the covering member may occur due to elastic deformation. In contrast, in many cases, the bellows can expand and contract without being elastically deformed, and therefore, a large force is not required for adjusting the length of the passage device as compared with other covering members.
本発明のX線分析装置においては、前記複数のねじ軸間に回転伝達手段が設けられることが望ましい。この構成によれば、一つのねじ軸を操作することにより、複数の各ねじ軸の動きを同期させることができる。これにより、支持部材の位置の微調節、すなわち通路装置の長さの微調節ができる。 In the X-ray analyzer of the present invention, it is desirable that a rotation transmission means is provided between the plurality of screw shafts. According to this configuration, the movement of each of the plurality of screw shafts can be synchronized by operating one screw shaft. Thereby, the position of the support member can be finely adjusted, that is, the length of the passage device can be finely adjusted.
回転伝達手段を設けるようにした上記のX線分析装置は、前記複数のねじ軸のうちの1つを回転させる操作入力部材を有することが望ましい。操作入力部材には、例えばツマミやレバーを用いることが考えられる。操作入力部を有することにより、ねじ軸を手動によって簡単に回転させることができる。また、モータを用いて回転させてもよい。従って、通路装置の長さ調節を手動や電動によって簡単に行うことができる。 It is desirable that the X-ray analysis apparatus provided with the rotation transmitting means has an operation input member that rotates one of the plurality of screw shafts. For example, a knob or a lever may be used as the operation input member. By having the operation input unit, the screw shaft can be easily rotated manually. Moreover, you may rotate using a motor. Therefore, the length of the passage device can be easily adjusted manually or electrically.
操作入力部材を用いるようにした上記のX線分析装置において、前記操作入力部材は前記ねじ軸に対して着脱可能であることが望ましい。これにより、通路装置の長さ調節時以外は操作入力部を外しておくことができる。従って、X線分析装置が作動中に操作入力部に触れてしまう等の外乱により、誤って通路装置の長さが変わってしまう等といったトラブルを回避することができる。 In the above X-ray analysis apparatus using an operation input member, it is desirable that the operation input member is detachable from the screw shaft. Thereby, the operation input part can be removed except when adjusting the length of the passage device. Therefore, it is possible to avoid troubles such as the length of the passage device being accidentally changed due to a disturbance such as touching the operation input unit during operation of the X-ray analyzer.
本発明のX線分析装置は、前記複数のねじ軸の少なくとも1つの軸上に設けられた保持部材を有し、該保持部材は前記被覆部材を保持することが望ましい。被覆部材内部が真空状態に減圧されていない場合、被覆部材は自重によって弛んでしまうことがある。これに対し、ねじ軸に設けた保持部材によって被覆部材を保持するようにすれば、被覆部材の弛みを防止でき、常にX線光路を確保しておくことができる。 The X-ray analyzer of the present invention preferably has a holding member provided on at least one of the plurality of screw shafts, and the holding member preferably holds the covering member. When the inside of the covering member is not decompressed to a vacuum state, the covering member may be loosened by its own weight. On the other hand, if the covering member is held by the holding member provided on the screw shaft, the covering member can be prevented from loosening, and the X-ray optical path can always be secured.
本発明のX線分析装置において、前記一対の支持部材、前記被覆部材、および前記複数のねじ軸は1つのユニットとして構成され、このユニットは前記X線光路に対して着脱可能であることが望ましい。X線光路上において、X線光学要素間の距離を変化させるべき場所は、X線分析装置の使用条件や使用するX線の種類等によって異なる。前記ユニットを着脱可能にすることにより、前記ユニットをX線光路上の任意の位置に設置することができる。すなわち、X線光路上の任意の位置にあるX線光学要素間の距離を変えることができる。 In the X-ray analysis apparatus of the present invention, the pair of support members, the covering member, and the plurality of screw shafts are configured as one unit, and it is desirable that this unit is detachable from the X-ray optical path. . The place where the distance between the X-ray optical elements should be changed on the X-ray optical path differs depending on the use conditions of the X-ray analyzer, the type of X-ray used, and the like. By making the unit detachable, the unit can be installed at an arbitrary position on the X-ray optical path. That is, the distance between the X-ray optical elements at arbitrary positions on the X-ray optical path can be changed.
次に、本発明に係るX線分析装置用通路装置は、X線源から発生したX線を試料に照射したときに、該試料から出るX線をX線検出手段によって検出するX線分析装置に用いられる通路装置において、前記X線源から前記X線検出手段に至るX線光路上の異なる位置に配置される一対の支持部材と、これらの支持部材によって支持されて前記X線光路の全部または一部を囲むように配置され、大気雰囲気と異なる雰囲気を形成するための被覆部材と、該被覆部材の周囲で前記一対の支持部材の間に設けられ一端部が前記一対の支持部材の一方に回転可能且つ軸方向移動しないように支持され他端部が前記一対の支持部材の他方に軸方向移動可能にねじ嵌合し前記X線光路に対して略平行に配置される複数のねじ軸と、前記複数のねじ軸間に設けられ、それらのねじ軸を互いに同期して回転させる回転伝達手段とを有することを特徴とする。
Next, an X-ray analyzer according to the present invention detects an X-ray emitted from a sample by X-ray detection means when the sample is irradiated with X-rays generated from an X-ray source. And a pair of support members disposed at different positions on the X-ray optical path from the X-ray source to the X-ray detection means, and the entire X-ray optical path supported by these support members. Alternatively, a covering member that is disposed so as to surround a part and that forms an atmosphere different from the air atmosphere, and is provided between the pair of supporting members around the covering member , and one end portion of one of the pair of supporting members is provided. a plurality of the other end portion is rotatably and supported so as not to axially move is arranged substantially parallel to the axially movable screw fitting pre Symbol X-ray path to the other of said pair of support members and the screw shaft, set between the plurality of screw shaft Is characterized by having a rotation transmitting means for rotating synchronously those of the screw shaft to each other.
このX線分析装置用通路装置によれば、支持部材とねじ軸がねじ嵌合する。それにより、ねじ軸を回すだけという簡単な操作で支持部材間の距離、すなわち通路装置の長さを調節できる。また、ねじ軸が複数設けられることにより、支持部材がねじ軸に対して傾くことを防ぐことができる。従って、支持部材の移動が滑らかに行われる。 According to this X-ray analyzer passage device, the support member and the screw shaft are screw-fitted. Thereby, the distance between the support members, that is, the length of the passage device can be adjusted by a simple operation of simply rotating the screw shaft. Further, by providing a plurality of screw shafts, it is possible to prevent the support member from being inclined with respect to the screw shaft. Therefore, the support member is smoothly moved.
本発明のX線分析装置用通路装置は、前記一対の支持部材を支える架台を有し、該架台は高さ調節ができることが望ましい。この構成によれば、通路装置のX線光路の位置とX線分析装置のX線光路の位置を正確に一致させることができる。また、複数のX線分析装置において、本通路装置を共有する場合の設置位置の微調節が簡単にできる。 The passage device for an X-ray analyzer of the present invention preferably includes a gantry that supports the pair of support members, and the gantry can be adjusted in height. According to this configuration, the position of the X-ray optical path of the passage device and the position of the X-ray optical path of the X-ray analyzer can be accurately matched. In addition, in a plurality of X-ray analyzers, fine adjustment of the installation position when the passage device is shared can be easily performed.
本発明のX線分析装置用通路装置においては、前記支持部材の一方または両方に取っ手を設けることが望ましい。この構成によれば、本通路装置のX線分析装置への取付けおよび取外し作業を簡単に行うことができる。 In the X-ray analyzer passage device of the present invention, it is desirable to provide a handle on one or both of the support members. According to this configuration, it is possible to easily attach and detach the passage device to / from the X-ray analyzer.
以上のように、本発明に係るX線分析装置およびX線分析装置用通路装置によれば、支持部材とねじ軸がねじ嵌合する。それにより、ねじ軸を回すだけという簡単な操作で支持部材間の距離、すなわち通路装置の長さを調節できる。また、ねじ軸が複数設けられることにより、支持部材がねじ軸に対して傾くことを防ぐことができる。従って、支持部材の移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。 As described above, according to the X-ray analyzer and the X-ray analyzer passage device according to the present invention, the support member and the screw shaft are screw-fitted. Thereby, the distance between the support members, that is, the length of the passage device can be adjusted by a simple operation of simply rotating the screw shaft. Further, by providing a plurality of screw shafts, it is possible to prevent the support member from being inclined with respect to the screw shaft. Therefore, the movement of the support member becomes smooth, and precise length adjustment can be performed.
(X線分析装置用通路装置の実施形態)
以下、被覆部材にベローズを用いた場合を例に挙げて、本発明に係るX線分析装置用通路装置の一実施形態を説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことは、もちろんである。
(Embodiment of passage device for X-ray analyzer)
Hereinafter, an embodiment of a passage device for an X-ray analyzer according to the present invention will be described by taking a case where a bellows is used as a covering member as an example. Of course, the present invention is not limited to this embodiment.
図1は、本発明に係るX線分析装置用通路装置の一実施形態を示している。図2は、図1の通路装置1のA−A線に沿った断面図である。また、図3は図2のC−C線に従った断面図である。図1に示す通路装置1は、X線分析装置においてX線源からX線検出器に至るX線光路X0上の任意の位置に設置される。この通路装置1は、支持部材4aおよび4bと、両支持部材4a、4bによってその両端が支持された被覆部材としてのベローズ3と、ベローズ3の周りに該ベローズ3に対して平行に配設された3本のねじ軸5a、5b、5cとを有する。支持部材4a、4bは、ベローズ3のフランジとなっている。
FIG. 1 shows an embodiment of a passage device for an X-ray analyzer according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the passage device 1 of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. The passage device 1 shown in FIG. 1 is installed at an arbitrary position on the X-ray optical path X0 from the X-ray source to the X-ray detector in the X-ray analyzer. The passage device 1 is provided with
なお、本実施形態では、X線光路に沿って通路を形成する被覆部材としてベローズを用いたが、このベローズに代えて他の伸縮する部材を用いることもできる。また、ねじ軸は3本設けたが、ねじ軸は2本または4本以上の複数とすることもできる。 In the present embodiment, the bellows is used as the covering member that forms the passage along the X-ray optical path. However, instead of the bellows, other members that expand and contract can be used. Further, although three screw shafts are provided, the number of screw shafts may be two or more than four.
支持部材4aおよび4bのそれぞれには円形状の開口6が設けられる。通路装置1をX線分析装置に装着したとき、それらの開口6がX線光路X0上に置かれる。図2に示すように、それらの開口6の周りにベローズ3の両端がOリング7を介して気密に接続されている。さらに、一方の支持部材4aには、3本のねじ軸5a、5b、5cのそれぞれの一端部がベアリング8によって回転可能に支持されている。また、他方の支持部材4bには3つのナット9が固定され、これらのナット9に、3本のねじ軸5a、5b、5cの他端部がそれぞれねじ嵌合している。
Each of the
ねじ軸5aの支持部材4b側の端部には操作入力部材としてのツマミ13が着脱可能に設けられている。このツマミ13を手動により回転させることで、ねじ軸5aを自らの軸心を中心として回転させることができる。ツマミ13は他のねじ軸5bおよび5cに対しても着脱可能であることが望ましい。こうすれば、オペレータの希望に応じた場所にツマミ13を装備することができる。
A
ねじ軸5a、5b、5cの支持部材4a側の端部には、各ねじ軸間で軸の回転を伝達するための回転伝達装置50が設けられている。この回転伝達装置50は、図3に示すように、各ねじ軸5a、5b、5c上に固定されたプーリ10と、支持部材4aの側面に設けられたアイドラ11と、各プーリ10および各アイドラ11の間に掛け渡されたベルト12とを有する。図1において、ツマミ13によって1つのねじ軸5aが回されると、その回転がベルト12によって他のねじ軸5bおよび5cに伝わり、その結果、3本のねじ軸5a、5b、5cが互いに同期して軸心を中心として回転する。同期を確実にするために、ベルト12としてタイミングベルトを用いることもできる。
A
ねじ軸5a、5b、5cが個々の軸心を中心として回転すれば、図2において、各ねじ軸5a、5b、5cとねじ嵌合している支持部材4bが矢印BのようにX線光路X0に沿って平行移動する。支持部材4bが相手方の支持部材4aに近づく方向へ平行移動すれば、ベローズ3は縮み変形する。一方、支持部材4bが支持部材4aから遠ざかる方向へ平行移動すれば、ベローズ3は伸び変形する。
If the
なお、回転伝達装置50は、複数のねじ軸5a、5b、5cを互いに同期させて回転させられるものであれば、その構成は特定のものに限定されない。例えば、ベルト12とプーリ10を用いた回転伝達手段に代えて、チェーンとスプロケットを用いた回転伝達手段や、歯車機構を用いた回転伝達手段を用いることができる。
The
図1に示すねじ軸5aにおいて、プーリ10とナット9との間にローリミッタ15が設けられている。また、支持部材4bとツマミ13との間にハイリミッタ16が設けられている。ローリミッタ15およびハイリミッタ16は、ねじ軸5a、5b、5cの回転によって図2の矢印B方向に移動する支持部材4bが、通路装置1の動作範囲を超えないように設けた部材である。具体的には、支持部材4bがローリミッタ15に当たるときにベローズ3が最も縮む。一方、支持部材4bがハイリミッタ16に当たるときにベローズ3が最も伸びる。前記動作範囲は、ベローズ3が伸縮できる許容範囲内で任意に設定することができる。
In the
ねじ軸5bにおいて、プーリ10とナット9の間に保持部材17が設けられている。この保持部材17は、ねじ軸5b上を図2の矢印B方向、すなわち、ねじ軸5bの軸方向に自由に移動できる。保持部材17は、例えば円形のリング部材17aを有し、このリング部材17aの中をベローズ3が通っている。これにより、ベローズ3が保持部材17によって保持されている。こうして、ベローズ3が図2における上下方向および紙面垂直方向へ弛むことを防止できる。本実施形態においては、保持部材17は1本のねじ軸上に設けたが、これを複数のねじ軸上に設けることもできる。また、同一ねじ軸上に複数の保持部材17を設けることもできる。
A holding
図1において、支持部材4aおよび4bの下部にはそれぞれ架台14が設けられている。各架台14の高さは調節できるようになっている。架台14の高さを調節することにより、ベローズ3のX線光路X0に対する位置を調節できる。また、支持部材4aおよび4bの辺端には取っ手31が設けられている。オペレータは、これらの取っ手31を把持して、通路装置1の移動およびX線分析装置への着脱を簡単に行うことができる。
In FIG. 1, a
以下、本実施形態のX線分析装置用通路装置について、その動作を説明する。図1において、ベローズ3がX線分析装置のX線光路X0を囲むように、通路装置1をX線分析装置に取付ける。なお、X線分析装置の種類は特定のものに限定されない。このとき、通路装置1の支持部材4aおよび4bはX線分析装置内の適宜の光学要素に固定される。通路装置1が、例えば真空路を形成するために設けられる場合には、支持部材4aおよび4bは光学要素に対して気密に固定される。X線分析装置の光学要素間の距離を変更する必要が生じた場合には、まず、ツマミ13をねじ軸5aに取付ける。そして、光学要素間の距離を調節すると共にツマミ13を手動により回転させる。すると、ねじ軸5aが回転し、それと同時にプーリ10に架けられたベルト12によって、他のねじ軸5bおよび5cに回転が伝達され、3本のねじ軸5a、5b、5cが同時に等しい角速度で回転する。
Hereinafter, the operation | movement is demonstrated about the channel | path apparatus for X-ray analyzers of this embodiment. In FIG. 1, the passage device 1 is attached to the X-ray analyzer so that the
ねじ軸5a、5b、5cが同時に回転することにより、支持部材4bは図2の矢印Bの方向に平行移動する。例えば、支持部材4a、4bの間隔が開いている状態、すなわち、ベローズ3が伸びている状態において、ツマミ13を一方向に回転させると、支持部材4bは他方の支持部材4aに近づくように移動する。このとき、支持部材4a、4b間に設けられたベローズ3は縮み移動する。さらにツマミ13を回しつづけると、支持部材4bがローリミッタ15に当接し、通路装置1の長さは最短になる。
By simultaneously rotating the
次に、上記の縮んだ状態からツマミ13を反対方向に回転させると、支持部材4bは支持部材4aから遠ざかるように移動する。このとき、支持部材4a、4b間に設けられたベローズ3は伸び移動する。さらにツマミ13を回しつづけると、支持部材4aがハイリミッタ16に当接し、通路装置1の長さは最長になる。
Next, when the
なお、通路装置1の伸縮動作中および停止中において、ベローズ3は保持部材17によって弛むことなく保持されている。ベローズ3を金属ベローズによって形成した場合には、そのベローズ3の自重が大きくて弛み易い。この場合に保持部材17によってベローズ3を保持するようにしておけば、ベローズ3の弛みを防止できる。通路装置1の長さの調節が終了した後は、ツマミ13をねじ軸5aから取り外す。これにより、X線分析装置の作動中に、オペレータまたは何等かの部材が誤ってツマミ13に触れてしまい、通路装置1の長さを変えてしまう等のトラブルを防ぐことができる。
Note that the
上記実施形態においては、支持部材4aを固定し、他方の支持部材4bを移動させることで通路装置1の長さを調節しているが、支持部材4bを固定し、他方の支持部材4aを移動させて長さを調節することもできる。また、ツマミ13の回転方向と支持部材4a、4bの移動方向との関係は、ねじ軸5a、5b、5cおよびナット9に設けたねじの方向によって変えることができる。
In the above embodiment, the length of the passage device 1 is adjusted by fixing the
本実施形態の通路装置1によれば、支持部材4bとねじ軸5a、5b、5cとがねじ嵌合するので、ねじ軸を回すだけという簡単な操作で支持部材間の距離、すなわち通路装置の長さを調節できる。また、支持部材4a、4bの間に複数本のガイドロッドを設け、そのうちの1本だけをねじ軸とした場合には、平行移動する支持部材4bに傾きが発生して滑らかな平行移動ができなくなるおそれがある。これに対し、本実施形態では、実質的にガイドロッドとして機能する3本のロッドが全てねじ軸となっているので、支持部材4bがねじ軸に対して傾くことを防ぐことができる。従って、支持部材4bの移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。
According to the passage device 1 of the present embodiment, since the
(変形例)
以上の実施形態において、ツマミ13はねじ軸5a、5b、5cに対して着脱できる場合を例示したが、ツマミ13は固定式とすることもできる。また、ツマミ13はねじ軸に直接設けなくてもよい。例えば、歯車機構を介して設けることもできる。
(Modification)
In the above embodiment, the case where the
(X線分析装置の実施形態)
以下、本発明に係るX線分析装置を、その一例である小角散乱装置に適用する場合を例に挙げて説明する。図4は、本発明の一実施形態である小角散乱装置2を示している。ここに示す小角散乱装置2は、X線源18を備えたX線管19と、X線源18から発生したX線を1つの焦点に収束させるX線集光手段としてのコンフォーカルミラー20と、第1スリット21と、第2スリット22と、第3スリット23と、X線強度調節手段としてのアッテネータ26と、試料チャンバ24と、ダイレクトビームストッパ39と、2次元X線検出器25とを有する。なお、符号29はX線シャッタである。
(Embodiment of X-ray analyzer)
Hereinafter, the case where the X-ray analysis apparatus according to the present invention is applied to a small angle scattering apparatus as an example thereof will be described as an example. FIG. 4 shows a small
X線源18からX線検出器25までの間であってX線が進む経路が、X線光路X0である。測定対象である試料Sは、試料チャンバ24の中に収容されてX線光路X0上に配置される。
A path between the
図5は、図4に示す小角散乱装置2におけるX線の進行の様子を模式的に示している。図5において、図4と同じ符号は同じ要素を示している。図5に示すように、コンフォーカルミラー20は、互いに交差する関係にある2つのX線反射面20aおよび20bを有している。それらのX線反射面で反射したX線は、同じまたは略同じ焦点fに集まるようになっている。
FIG. 5 schematically shows the progress of X-rays in the small
図4において、X線光学要素である次の各部材、すなわちX線管19、コンフォーカルミラー20、第1スリット21、第2スリット22、アッテネータ26、第3スリット23、そして試料チャンバ24の各部材の間には、通路41が設けられている。試料チャンバ24は第3スリット23の下流側(すなわち、図4の右側)に配設され、ダイレクトビームストッパ39はさらにその下流側に配設され、2次元X線検出器25はさらにその下流側に配設される。本実施形態においては、X線光学要素である試料チャンバ24と、同じくX線光学要素であるダイレクトビームストッパ39との間に通路装置1が設けられる。
In FIG. 4, each of the following members that are X-ray optical elements, that is, the
前記通路41および通路装置1の内部は排気装置Pによって排気され、真空または真空に近い減圧状態に減圧される。本実施形態では、排気装置Pは第2スリット22とダイレクトビームストッパ39との間に設置される。本実施形態の小角散乱装置2では、試料チャンバ24内に設置される試料Sから発生する散乱X線を検出することが目的であるが、この散乱X線の強度は非常に小さい。上記のように通路41および通路装置1によって真空路を形成するのは、測定目標である試料Sから発生する散乱X線が空気散乱によって乱されることを防止するためである。
The inside of the
X線管19は、迅速な測定を可能にするため、できるだけ強度の強いX線を発生できるものが望まれる。そのため本実施形態では、例えば、冷却機構を内蔵すると共に高速回転が可能であるロータターゲットと、該ターゲットとの間で高電圧を印加できるフィラメントとを用いてX線管19を構成する。
The
本実施形態においては、X線源18からポイントフォーカスのX線を取り出すことにする。一般に、X線焦点は長方形であり、本実施形態ではその長方形状の短辺側からX線を取り出す。すなわち、X線焦点の短辺側に設けたX線取り出し窓からX線をX線管19の外部に取り出す。このため、取り出されたX線はその断面が正方形、略正方形、円形または略円形になる。このようなX線の取り出し方が行われるとき、X線焦点はポイントフォーカスのX線焦点と呼ばれる。
In this embodiment, point-focused X-rays are extracted from the
本実施形態における2次元X線検出器25としては、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)X線検出器を用いる。CCDX線検出器とは、CCDイメージセンサによって構成される検出器のことである。具体的には、フォトダイオード等から成る画素配列と、各画素に発生する信号を読み出すCCDアレイとによって構成される。CCDは、例えば半導体基板上に絶縁膜を挟んで複数の電極を直線状に並べることによって形成された電極アレイを有し、この電極アレイをX線取込み口に形成した画素配列に対応して配置したものがCCD検出器である。
As the two-
図4において試料チャンバ24とダイレクトビームストッパ39との間に配設された通路装置1は、図1に示した通路装置1によって構成するものとする。図1に示すように、通路装置1は1つのユニットとして構成されており、そのユニットが試料チャンバ24とダイレクトビームストッパ39との間に挿入される。そして、通路装置1の一方の支持部材4aをX線光路上の試料チャンバ24の下流側に気密に接続し、他方の支持部材4bをダイレクトビームストッパ39の上流側に気密に接続する。通路装置1の支持部材4aおよび4bには取っ手31が設けられており、これらの取っ手を用いて通路装置1の移動およびX線分析装置への着脱を簡単に行うことができる。
In FIG. 4, the passage device 1 disposed between the
図4において、通路装置1を試料チャンバ24とダイレクトビームストッパ39との間に挿入する際、通路装置1の支持部材4aおよび4bに設けられた架台14(図1参照)によって通路装置1の高さ調節を行う。これにより、被覆部材であるベローズ3によって形成された通路を、小角散乱装置2のX線光路X0と一致する高さに設置することができる。
In FIG. 4, when the passage device 1 is inserted between the
図4において、試料SとX線検出器25のX線受光面との間の距離Lは、一般に、カメラ長と呼ばれている。このカメラ長Lは、X線検出器25のX線受光面の大きさや希望する分解能に応じて種々の長さに設定される。カメラ長Lを希望の長さに設定する際には、ダイレクトビームストッパ39およびX線検出器25をガイドレール51に沿って移動させる。このとき、オペレータは、ダイレクトビームストッパ39の移動に伴って図1の通路装置1のツマミ13を回転操作する。この操作により、支持部材4a、4b間の距離、すなわち、通路装置1の長さをカメラ長Lの長さに対応する長さに設定できる。
In FIG. 4, the distance L between the sample S and the X-ray receiving surface of the
以上によってカメラ長Lを調節した後、小角散乱装置2のX線光路X0上を、排気装置Pによって真空状態に減圧する。このとき、通路装置1内に、ベローズ3を縮ませようとする力が働く。しかし、図1に示すように支持部材4bはねじ軸5a、5b、5cにねじ嵌合しているので、支持部材4bはねじ軸の軸方向に移動することはなく、従って、ベローズ3は縮まない。この結果、カメラ長Lは設定した長さに保持される。
After adjusting the camera length L as described above, the exhaust device P depressurizes the X-ray optical path X0 of the small
以上のようにして通路装置1の装着が完了した後、小角散乱装置2によって小角散乱測定を行う。具体的には、図5に示すように、X線源18から高強度のX線をポイントフォーカスの状態で発生させ、そのX線をコンフォーカルミラー20によって焦点fに収束するように集光させる。また、第1スリット21および第2スリット22のダブルスリット構造により、X線の収束状態を安定な状態に設定する。第1スリット21および第2スリット22を通過したX線はアッテネータ26によって希望のX線強度に調節される。さらに、第2スリット22で発生する寄生散乱線が試料SやCCD検出器25に当たることを第3スリット23によって防止する。
After mounting the passage device 1 as described above, small angle scattering measurement is performed by the small
第3スリット23を通過したX線が試料Sに入射すると、図6において、その試料Sの分子構造に応じた散乱角度、すなわち回折角度2θの所に該分子構造に応じた強度の散乱X線が発生する。そして、CCD検出器25によってこの散乱X線を検出する。
When the X-rays that have passed through the
なお、図6において、ダイレクトビームストッパ39は、ダイレクトビームRdが当たる部分W0のCCD検出器25の前に配設され、ダイレクトビームRdがCCD検出器25の画素に直接当たることを防止している。また、W1で示す領域は、図5の第2スリット22で発生した寄生散乱線が第3スリット23によって阻止できなくて、CCD検出器25に到達してしまう領域を示している。
In FIG. 6, the
つまり、CCD検出器25における領域W0および領域W1は、ダイレクトビームや寄生散乱線に邪魔されて、試料Sからの散乱線を測定できない領域である。従って、本実施形態の小角散乱装置2によって測定される小角領域は、図6のW1よりも外側の2θ領域である。
That is, the region W0 and the region W1 in the
本実施形態の小角散乱装置2において、カメラ長Lは、使用するX線の強度や、試料Sの種類や、希望する分解能に応じて適切な長さに変えられる。これに対して、通路装置1は図1に関連して説明したように、支持部材4bとねじ軸5a、5b、5cとのねじ嵌合により、それらのねじ軸を回すだけという簡単な操作だけで通路装置1の長さをカメラ長Lの変化に対応させて調節することができる。また、ねじ軸5が3本設けられることにより、支持部材4bがねじ軸に対して傾くのを防ぐことができる。従って、支持部材4bの移動が滑らかになり、精密な長さ調節ができる。さらに、プーリ10およびベルト12を含む回転伝達装置50を設けたことにより、一つのねじ軸を操作するだけで複数の各ねじ軸の回転を同期させることができ、その結果、通路装置1の長さを微調節できる。
In the small
通路装置1の長さの調節が終了した後は、ツマミ13をねじ軸5aから取り外す。これにより、オペレータまたは何等かの部材が誤ってツマミ13に触れてしまい通路装置1の長さを変えてしまう等のトラブルを防ぐことができる。
After the adjustment of the length of the passage device 1 is completed, the
(変形例)
以上の実施形態では、試料と検出器の間に本発明の通路装置1を用いる場合を例示した。しかしながら、前記通路装置1は1つのユニットとして構成され、X線分析装置に対して着脱可能なので、X線光路上の他の通路に用いることもできる。また、以上の実施形態では小角散乱装置に本発明の通路装置を適用する場合を例示したが、本発明の通路装置はそれ以外の任意のX線分析装置、例えば、X線回折装置、蛍光X線装置等にも適用できる。いずれのX線分析装置でも、通路装置はX線光路上において距離を調節する必要がある位置に配設される。
(Modification)
In the above embodiment, the case where the channel | path apparatus 1 of this invention is used between a sample and a detector was illustrated. However, since the passage device 1 is configured as one unit and can be attached to and detached from the X-ray analyzer, it can be used for other passages on the X-ray optical path. In the above embodiment, the case where the passage device of the present invention is applied to the small angle scattering device has been exemplified. However, the passage device of the present invention may be any other X-ray analyzer such as an X-ray diffractometer, fluorescent X It can also be applied to a wire device. In any X-ray analysis apparatus, the passage device is arranged at a position where the distance needs to be adjusted on the X-ray optical path.
本発明に係るX線分析装置用通路装置およびX線分析装置は、X線測定において、X線光路上の距離を調節する必要がある場合に好適に用いられる。 The X-ray analyzer passage device and the X-ray analyzer according to the present invention are preferably used when it is necessary to adjust the distance on the X-ray optical path in X-ray measurement.
1.通路装置、 2.小角散乱装置、 3.ベローズ(被覆部材)、
4a、4b.支持部材、 5a、5b、5c.ねじ軸、 6.開口、 7.Oリング、 8.ベアリング、 9.ナット、 10.プーリ、 11.アイドラ、 12.ベルト、 13.ツマミ(操作入力部材)、 14.架台、 15.ローリミッタ、
16.ハイリミッタ、 17.保持部材、 18.X線源、 19.X線管、
20.コンフォーカルミラー、 20a、20b.X線反射面、 21.第1スリット、 22.第2スリット、 23.第3スリット、 24.試料チャンバ、
25.2次元X線検出器、 26.アッテネータ、 29.X線シャッタ、
31.取っ手、 39.ダイレクトビームストッパ、 41.通路、
50.回転伝達装置、 51.ガイドレール、 L.カメラ長、 S.試料、
X0.X線光路
1. 1.
4a, 4b. Support members, 5a, 5b, 5c. Screw shaft, 6. 6. opening, O-ring; Bearings, 9. Nut, 10. Pulley, 11. Idler, 12. Belt, 13. 13. Knob (operation input member) Base, 15. Low limiter,
16. High limiter, 17. Holding member, 18. X-ray source, 19. X-ray tube,
20. Confocal mirror, 20a, 20b. X-ray reflecting surface, 21. First slit, 22. Second slit, 23. 3rd slit, 24. Sample chamber,
25. Two-dimensional X-ray detector; Attenuator, 29. X-ray shutter,
31. Handle, 39. Direct beam stopper, 41. aisle,
50. Rotation transmission device, 51. Guide rail, L. Camera length, S. sample,
X0. X-ray optical path
Claims (6)
前記X線源から前記X線検出手段に至るX線光路上の異なる位置に配置された一対の支持部材と、
これらの支持部材によって支持されて前記X線光路の全部または一部を囲むように配置され、大気雰囲気と異なる雰囲気を形成するための被覆部材と、
該被覆部材の周囲で前記一対の支持部材の間に設けられ、一端部が前記一対の支持部材の一方に回転可能且つ軸方向移動しないように支持され、他端部が前記一対の支持部材の他方に軸方向移動可能にねじ嵌合し、前記X線光路に対して略平行に配置された複数のねじ軸と、
前記複数のねじ軸間に設けられ、それらのねじ軸を互いに同期して回転させる回転伝達手段と
を有することを特徴とするX線分析装置。 In an X-ray analyzer that detects X-rays emitted from an X-ray source by X-ray detection means when the sample is irradiated with X-rays generated from an X-ray source,
A pair of support members disposed at different positions on the X-ray optical path from the X-ray source to the X-ray detection means;
A covering member that is supported by these supporting members and is disposed so as to surround all or part of the X-ray optical path, and forms an atmosphere different from the atmospheric atmosphere;
Provided between the pair of support members around the covering member, one end of which is supported by one of the pair of support members so as not to rotate and move in the axial direction , and the other end of the pair of support members. A plurality of screw shafts which are screw-fitted to the other side so as to be axially movable and arranged substantially parallel to the X-ray optical path;
An X-ray analysis apparatus, comprising: a rotation transmission unit that is provided between the plurality of screw shafts and rotates the screw shafts in synchronization with each other .
前記X線源から前記X線検出手段に至るX線光路上の異なる位置に配置される一対の支持部材と、
これらの支持部材によって支持されて前記X線光路の全部または一部を囲むように配置され、大気雰囲気と異なる雰囲気を形成するための被覆部材と、
該被覆部材の周囲で前記一対の支持部材の間に設けられ、一端部が前記一対の支持部材の一方に回転可能且つ軸方向移動しないように支持され、他端部が前記一対の支持部材の他方に軸方向移動可能にねじ嵌合し、前記X線光路に対して略平行に配置される複数のねじ軸と、
前記複数のねじ軸間に設けられ、それらのねじ軸を互いに同期して回転させる回転伝達手段と
を有することを特徴とするX線分析装置用通路装置。 In a passage device used in an X-ray analyzer that detects X-rays emitted from an X-ray source by X-ray detection means when the sample is irradiated with X-rays generated from an X-ray source,
A pair of support members disposed at different positions on the X-ray optical path from the X-ray source to the X-ray detection means;
A covering member that is supported by these supporting members and is disposed so as to surround all or part of the X-ray optical path, and forms an atmosphere different from the atmospheric atmosphere;
Provided between the pair of support members around the covering member, one end of which is supported by one of the pair of support members so as not to rotate and move in the axial direction , and the other end of the pair of support members. A plurality of screw shafts which are screw-fitted to the other side so as to be movable in the axial direction and arranged substantially parallel to the X-ray optical path;
A passage device for an X-ray analyzer, comprising: a rotation transmitting means that is provided between the plurality of screw shafts and rotates the screw shafts in synchronization with each other .
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