JP3928855B2 - Horizontal goniometer sample holder rotating device and X-ray device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平ゴニオメータの試料ホルダ、及びこの試料ホルダを備えるθ−θスキャン型X線装置に関し、特に試料ホルダの回転機構に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線回折では、試料にX線を照射し、試料から得られる回折X線を検出することにより物質の同定等の分析を行う。このX線回折において、入射角をスキャンさせながら回折X線を検出するθ−θスキャン型X線装置が知られている。このθ−θスキャン型X線装置では、X線を放出するX線源を備えると共に、試料に入射するX線の入射角と、試料により回折されたX線の出射角及びX線強度とを測定する水平ゴニオメータを備える。回折されたX線の強度はカウンタで計測され、検出信号に基づいて分析が行われる。
【0003】
水平ゴニオメータでは、試料を水平に支持すると共に、X線源及び検出器を垂直な面上においてX線の照射点を中心にして互いに反対方向に回動させている。
水平ゴニオメータは、試料を保持するために試料ホルダを備える。この試料ホルダは、X線源と検出器とを結ぶ光軸に対して上下方向の位置を合わせる光軸調整を行う必要がある。そのために、試料ホルダは光軸と直交する方向で180度回転させる必要がある。そこで、従来の試料ホルダは、軸受を介して水平ゴニオメータの回転中心軸に直接固定する構成としている。
【0004】
図5,図6は従来の水平ゴニオメータ及びこの水平ゴニオメータを備えたθ−θスキャン型X線装置の概略を説明するための概略図、及び斜視図である。なお、図5(a)は水平ゴニオメータの正面図であり、図5(b)は水平ゴニオメータの断面図であり、図5(c)は試料ホルダの取り付け部分の拡大図である。また、図6は試料ホルダ部分の回転状態を示す斜視図である。なお、図5(c)は図5(b)中の円で囲む部分に対応している。
【0005】
図5において、水平ゴニオメータは、ベース11上に立設させた支持部12に対してゴニオメータ回転中心軸13を水平方向に有し、このゴニオメータ回転中心軸13を回転中心として2本のアーム14,15を互いに反対方向に回転させている。アーム14,15の各端部に設けたX線源16と検出器17は、垂直な面上においてX線の照射点を中心に回転する。X線の照射点を回転中心に合わせるために、試料ホルダ22の回転中心及びゴニオメータ回転中心軸13の中心に対して、X線源及びX線源に保持されたX線スリットの位置を合わせる光軸調整が行われる。
【0006】
試料ホルダ22は、軸受部24を介して水平ゴニオメータの回転中心軸13に直接固定される。図5(c)において、試料ホルダ22は、試料(図示していない)を支持する支持面22a、及び試料を支持面22aに固定するホルダ板22bを備える。光軸調整では、支持面22aに固定された光軸調整用のプレート(図示していない)が0度と180度の回転位置において、検出器17の検出出力が等しくなるように、X線源及びX線源に保持されたX線スリットをX線源を中心として回転調整する。
【0007】
支持部12には、ゴニオメータ回転中心軸13の延長上に軸受部24が設けられ、この軸受部24には試料ホルダ回転板25が取り付けられる。この試料ホルダ回転板25には、固定板23によって試料ホルダ22が固定される。0度及び180度の位置決めは、試料ホルダ回転板25に取り付けたピン18がホルダ回転位置決め板26と当接することにより行われる。
【0008】
したがって、試料ホルダ22は、固定板23,試料ホルダ回転板25と共に軸受部24によりゴニオメータ回転中心軸13に取り付けられ、光軸調整時には試料ホルダ回転板25を回転させることにより、固定板23と共に試料ホルダ22を一体に回転させている。図6は試料ホルダ22の回転状態を示しており、図中の矢印Aで示すように、試料ホルダ22は、固定板23及び試料ホルダ回転板25と共に軸受部(図6には図示されていない)で回転支持され、これにより光軸調整が行われる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の試料ホルダの回転機構は、試料ホルダ22を固定板23及び試料ホルダ回転板25に取り付けると共に、これらを軸受部24を介して水平ゴニオメータの回転中心軸13に直接固定する構成であるため、軸受部24は、試料ホルダ22、固定板23、及び試料ホルダ回転板25を支持部12に対して一方の側に支持することになり、軸受部24に大きなモーメントが加わることになる。
【0010】
そのため、従来の試料ホルダの回転機構は充分な剛性を得ることができず、試料ホルダが図6中の矢印Bで示すように位置ずれを起こし、分析位置が水平ゴニオメータの回転中心からずれるという問題がある。特に、試料ホルダが交換可能な構成において、重量のある試料ホルダを取り付けた場合には、位置ずれはより大きなものとなる。
【0011】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、水平ゴニオメータの回転機構において、分析位置の回転中心からのずれを防ぐことを目的とする。また、試料ホルダを回転保持する機構の剛性を高めることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試料ホルダ自体を固定部に対して回転自在に保持させることにより試料ホルダの取り付け部分に充分な剛性を持たせ、また、従来の回転機構が要していた回転のための軸受を不要とするものである。
【0013】
本発明の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置は、水平ゴニオメータの試料ホルダを少なくとも180度回転させる回転装置であって、試料ホルダの回転部を固定部に対して回転自在に直接保持させ、試料ホルダの回転軸と水平ゴニオメータの回転軸とを互いに独立とする構成とする。
【0014】
固定部はホルダ固定板と軸受部を備える。試料ホルダの固定部への取り付けは、回転部をホルダ固定板に対して軸部分ではめ合わせて行い、回転部を軸受部に対して回転自在とすると共に、軸受部をホルダ固定板に固定することにより、試料ホルダを回転支持する。
【0015】
また、回転部を軸受部に対してOリングにより軸方向に押圧することにより、回転部を軸受け部に対して回転自在とし、また、所定位置での位置決めが自在となるように保持すると共に、回転部の軸方向のがたつきを防ぐ。試料ホルダの0度及び180度の位置決めは、保持部に設けたプランジャと回転部との当接により行うことができる。
さらに、本発明θ−θスキャン型X線装置は、上記の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置を備える。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置、及びこの試料ホルダ回転装置を備えたθ−θスキャン型X線装置の概略を説明するための概略図である。なお、図1(a)は水平ゴニオメータの正面図であり、図1(b)は水平ゴニオメータの断面図である。また、図2は試料ホルダ回転装置の拡大図であり、図3は試料ホルダ回転装置の各部分を分解して示した図であり、図4は、試料ホルダ回転装置による試料ホルダの回転状態を示す図である。なお、図2は図1(b)中の円に対応している。
【0017】
図1において、水平ゴニオメータ10は、ベース11上に立設させたゴニオメータ支持部12に対してゴニオメータ回転中心軸13を水平方向に有し、このゴニオメータ回転中心軸13を回転中心として2本のアーム14,15を互いに反対方向に回転させている。
【0018】
アーム14,15の各端部に設けたX線源16と検出器17は、垂直な面上においてX線の照射点を中心に回転する。X線の照射点を回転中心に合わせるために、試料ホルダ2の回転中心及びゴニオメータ回転中心軸13の中心に対して、X線源及びX線スリットの位置を合わせる光軸調整が行われる。
【0019】
試料ホルダ2は、支持部12に固定されたホルダ固定部8に対して、試料ホルダ回転装置1によって回転が自在で、また、所定位置での位置決めが自在となるよう取り付けられる。
【0020】
図2,3において、試料ホルダ2は、試料(図示していない)を支持する支持面2a、及び試料を支持面2aに固定するホルダ板2bを備える。光軸調整では、支持面2aに固定された光軸調整用のプレート(図示していない)が、0度と180度の回転位置において検出器17の検出出力が等しくなるように、X線源及びX線源に保持されたX線スリットをX線源を中心として回転調整する。
【0021】
試料ホルダ回転装置1は、試料ホルダ2をゴニオメータ回転中心軸13の延長上において少なくとも180度の角度範囲で回転自在に保持し、0度と180度の角度位置で位置決め自在に保持する。試料ホルダ回転装置1は、試料ホルダ2と回転部3と軸受部4を備え、水平ゴニオメータ10の支持部12に固定されたホルダ固定板8に対して回転自在に取り付けられる。なお、試料ホルダ回転装置1は、分析対象となる試料の大きさや形状や分析内容等に応じてユニット単位で交換可能とすることができる。軸受部4のホルダ固定板8への取り付けは、図2に示されるように、ネジ等の固定手段で行うことができる。
【0022】
回転部3の軸方向の一端には、試料ホルダ2がネジ等の固定手段で取り付けられる。また、回転部3の軸方向の他端は、軸受部4に対して回転自在に取り付けられる。回転部3の軸受部4に対する取り付けは軸部5により行う。軸部5は、軸5aと軸ピン5bを備える。軸ピン5bの一方の端部側は、回転部3に軸中心の軸方向に形成された開口部内に圧入されて固定され、他方の端部側は、軸5aの軸中心に軸方向に形成された開口部内に回転自在に挿入される。
【0023】
また、軸5aは、ホルダ固定板8及び軸受部4に形成された開口部内に軸中心を合わせて挿入しネジ等で軸受部4に固定される。
なお、ホルダ固定部8及び軸受部4に形成された開口部の軸中心とゴニオメータの回転軸中心との軸あわせは、ホルダ固定部8及び軸受部4の各構成部材の位置決めにより行うことができる。
【0024】
回転部3を軸受部4に対して回転自在に保持させるために、保持部9によって回転部3を軸受部4に対して回転自在に取り付ける。保持部9はリング状に形成され、開口部を回転部3の外周部分に通し、回転部3の一端のフランジ部分との間にOリング6を挟み込み、軸受部4にネジ等の固定手段で取り付ける。Oリング6は、その弾性力により、回転部3の端面を軸受部4の端面に押圧し、回転部3を軸受部4に対して軸中心を回転中心として回転自在に軸支すると共に、回転部3の軸方向のがたつきを防止する。
【0025】
また、保持部9にはプランジャ7が取り付けられと共に、回転部3の内面にはこのプランジャ7と当接する部分(図示していない)が形成される。この当接部分は、例えば、試料ホルダ2の支持面2aに合わせて、軸中心に対してほぼ180度の角度で設けられる。回転部3を軸受部4に対して回転させると、プランジャ7は0度の角度位置あるいは180度の角度位置で当接部分に当接する。この当接により、試料ホルダ2を回転位置決めする。
【0026】
したがって、本発明の試料ホルダ回転装置によれば、試料ホルダ2は、軸5aと軸ピン5bにより、ホルダ固定板8に対して回転自在となり、また、所定角度位置に回転位置決め自在とすることができる。また、水平ゴニオメータ10のゴニオメータ回転中心軸13と独立して回転支持することができるため、回転機構の剛性を高めることができ、重量の大きな試料ホルダを取り付けた場合であっても、試料ホルダの支持面が分析位置の回転中心からずれるのを防ぐことができる。
【0027】
光軸調整時には、支持面2aに光軸調整用のプレート(図示していない)を取り付け、回転部3を軸受部4及びホルダ固定板8に対して回転させる。回転部3は、保持部9との間で押圧されたOリング6の復元力により所定位置に保持しながら回転することができる。したがって、試料ホルダ2及び回転部3のみが回転し、保持部9,軸受部4、ホルダ固定部8、及び支持部12は固定された状態が維持される。
【0028】
図4は試料ホルダ2の回転状態を示しており、試料ホルダ2は回転部3と共に軸受部4に回転支持される。回転位置は、図中の矢印Cで示すように、試料ホルダ2の支持面2aを一方は下方に向け(図4(a))、他方は上方に向け(図4(b))、これにより光軸調整が行われる。
【0029】
本発明の試料ホルダ回転装置によれば、試料ホルダを回転させるためのベアリング等を備える軸受部を不要とすることで軸受機構を減少させ、回転精度を上げると共に部品点数を減らすことができる。
【0030】
また、本発明の試料ホルダ回転装置によれば、試料ホルダを取り付けた回転部を固定部に対して回転自在に支持する構成とすることにより、装置自身の重量を軽減させることができると共に、試料ホルダ回転装置を保持する保持部分の剛性を高め、回転装置の自重による曲げモーメントを小さくし、試料ホルダ部分の位置ずれを少なくすることができる。
【0031】
なお、上記実施の形態では、支持部はベースに対して立設させているが、水平ゴニオメータの回転中心軸と独立した構成であれば、立設に限らず横方向に設けることもできる。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水平ゴニオメータの回転機構において、試料ホルダの保持部分の剛性を高め、分析位置の回転中心からのずれを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置、及びこの試料ホルダ回転装置を備えたθ−θスキャン型X線装置の概略を説明するための概略図である。
【図2】本発明の試料ホルダ回転装置の拡大図である。
【図3】本発明の試料ホルダ回転装置の各部分を分解して示した図である。
【図4】本発明の試料ホルダ回転装置による試料ホルダの回転状態を示す図である。
【図5】従来の水平ゴニオメータ及びこの水平ゴニオメータを備えたθ−θスキャン型X線装置の概略を説明するための概略図である。
【図6】従来の試料ホルダの回転機構を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
1…試料ホルダ回転装置、2…試料ホルダ、2a…支持面、2b…ホルダ板、3…回転部、4…軸受部、5…軸部、5a…軸ピン、5b…軸、6…Oリング、7…プランジャ、8…ホルダ固定板、10…水平ゴニオメータ、11…ベース、12…支持部、13…ゴニオメータ回転中心軸、14…,15…アーム、16…管球、17…検出器、18…ピン、22…試料ホルダ、22a…支持面、22b…ホルダ板、23…固定部、24…軸受部、15…試料ホルダ回転板、26…ホルダ回転位置決め板。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sample holder of a horizontal goniometer and a θ-θ scan type X-ray apparatus including the sample holder, and more particularly to a rotation mechanism of the sample holder.
[0002]
[Prior art]
In X-ray diffraction, analysis such as substance identification is performed by irradiating a sample with X-rays and detecting diffracted X-rays obtained from the sample. In this X-ray diffraction, a θ-θ scan type X-ray apparatus is known that detects a diffracted X-ray while scanning an incident angle. This θ-θ scan type X-ray apparatus includes an X-ray source that emits X-rays, and calculates an incident angle of X-rays incident on a sample, an emission angle of X-rays diffracted by the sample, and an X-ray intensity. A horizontal goniometer to measure is provided. The intensity of the diffracted X-ray is measured by a counter, and analysis is performed based on the detection signal.
[0003]
In a horizontal goniometer, a sample is supported horizontally, and an X-ray source and a detector are rotated in opposite directions around an X-ray irradiation point on a vertical plane.
The horizontal goniometer includes a sample holder for holding the sample. This sample holder needs to perform optical axis adjustment to align the vertical position with respect to the optical axis connecting the X-ray source and the detector. Therefore, the sample holder needs to be rotated 180 degrees in a direction orthogonal to the optical axis. Therefore, the conventional sample holder is configured to be directly fixed to the rotation center axis of the horizontal goniometer via a bearing.
[0004]
5 and 6 are a schematic view and a perspective view for explaining the outline of a conventional horizontal goniometer and a θ-θ scan type X-ray apparatus provided with the horizontal goniometer. 5A is a front view of the horizontal goniometer, FIG. 5B is a cross-sectional view of the horizontal goniometer, and FIG. 5C is an enlarged view of a mounting portion of the sample holder. FIG. 6 is a perspective view showing the rotation state of the sample holder portion. Note that FIG. 5C corresponds to a portion surrounded by a circle in FIG.
[0005]
In FIG. 5, the horizontal goniometer has a goniometer
[0006]
The
[0007]
The
[0008]
Therefore, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional sample holder rotating mechanism is configured to attach the
[0010]
Therefore, the conventional sample holder rotation mechanism cannot obtain sufficient rigidity, the sample holder is displaced as shown by arrow B in FIG. 6, and the analysis position deviates from the rotation center of the horizontal goniometer. There is. In particular, in a configuration in which the sample holder can be replaced, when a heavy sample holder is attached, the positional deviation becomes larger.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to prevent a shift of the analysis position from the rotation center in the rotation mechanism of the horizontal goniometer. Another object of the present invention is to increase the rigidity of a mechanism that holds the sample holder in rotation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the sample holder itself is rotatably held with respect to the fixed portion, so that the mounting portion of the sample holder has sufficient rigidity, and a bearing for rotation required by the conventional rotation mechanism is provided. It is unnecessary.
[0013]
The sample holder rotating device of the horizontal goniometer of the present invention is a rotating device that rotates the sample holder of the horizontal goniometer at least 180 degrees, and directly holds the rotating portion of the sample holder so as to be rotatable with respect to the fixed portion. The rotating shaft and the rotating shaft of the horizontal goniometer are made independent from each other.
[0014]
The fixed part includes a holder fixing plate and a bearing part. The sample holder is attached to the fixed portion by fitting the rotating portion with the holder fixing plate at the shaft portion so that the rotating portion is rotatable with respect to the bearing portion and the bearing portion is fixed to the holder fixing plate. As a result, the sample holder is rotationally supported.
[0015]
Further, by pressing the rotating portion in the axial direction with the O-ring against the bearing portion, the rotating portion can be rotated with respect to the bearing portion, and the positioning at a predetermined position can be freely held. Prevents shakiness of the rotating part in the axial direction. Positioning of the sample holder at 0 degree and 180 degrees can be performed by contact between the plunger provided on the holding part and the rotating part.
Further, the θ-θ scan type X-ray apparatus of the present invention includes the sample holder rotating device of the horizontal goniometer.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view for explaining an outline of a sample holder rotating device of a horizontal goniometer of the present invention and a θ-θ scan type X-ray apparatus equipped with the sample holder rotating device. 1A is a front view of the horizontal goniometer, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the horizontal goniometer. 2 is an enlarged view of the sample holder rotating device, FIG. 3 is an exploded view of each part of the sample holder rotating device, and FIG. 4 shows the rotation state of the sample holder by the sample holder rotating device. FIG. Note that FIG. 2 corresponds to the circle in FIG.
[0017]
In FIG. 1, a
[0018]
An
[0019]
The
[0020]
2 and 3, the
[0021]
The sample holder rotating device 1 holds the
[0022]
The
[0023]
The
In addition, the axis alignment of the axial center of the opening part formed in the holder fixing |
[0024]
In order to hold the
[0025]
A plunger 7 is attached to the holding
[0026]
Therefore, according to the sample holder rotating device of the present invention, the
[0027]
At the time of adjusting the optical axis, an optical axis adjusting plate (not shown) is attached to the
[0028]
FIG. 4 shows the rotation state of the
[0029]
According to the sample holder rotating device of the present invention, it is possible to reduce the bearing mechanism by eliminating the need for a bearing portion provided with a bearing or the like for rotating the sample holder, thereby increasing the rotation accuracy and reducing the number of parts.
[0030]
In addition, according to the sample holder rotating device of the present invention, the rotating part to which the sample holder is attached is configured to rotatably support the fixed part, whereby the weight of the apparatus itself can be reduced and the sample can be reduced. The rigidity of the holding portion that holds the holder rotating device can be increased, the bending moment due to the weight of the rotating device can be reduced, and the displacement of the sample holder portion can be reduced.
[0031]
In the above embodiment, the support portion is erected with respect to the base. However, as long as the support unit is independent of the rotation center axis of the horizontal goniometer, the support portion is not limited to erection and can be provided in the lateral direction.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the rotation mechanism of the horizontal goniometer, the rigidity of the holding portion of the sample holder can be increased, and the shift of the analysis position from the rotation center can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an outline of a sample holder rotating device of a horizontal goniometer of the present invention and a θ-θ scan type X-ray apparatus equipped with the sample holder rotating device.
FIG. 2 is an enlarged view of a sample holder rotating device of the present invention.
FIG. 3 is an exploded view of each part of the sample holder rotating device of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a rotation state of a sample holder by the sample holder rotating device of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an outline of a conventional horizontal goniometer and a θ-θ scan type X-ray apparatus including the horizontal goniometer.
FIG. 6 is a perspective view for explaining a conventional rotation mechanism of a sample holder.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample holder rotation apparatus, 2 ... Sample holder, 2a ... Support surface, 2b ... Holder plate, 3 ... Rotation part, 4 ... Bearing part, 5 ... Shaft part, 5a ... Shaft pin, 5b ... Shaft, 6 ... O-ring , 7 ... Plunger, 8 ... Holder fixing plate, 10 ... Horizontal goniometer, 11 ... Base, 12 ... Supporting part, 13 ... Goniometer rotation center axis, 14 ..., 15 ... Arm, 16 ... Tube, 17 ... Detector, 18 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Pin, 22 ... Sample holder, 22a ... Support surface, 22b ... Holder plate, 23 ... Fixed part, 24 ... Bearing part, 15 ... Sample holder rotating plate, 26 ... Holder rotation positioning plate
Claims (4)
前記試料ホルダの回転部を固定部に対して回転自在に直接保持させ、試料ホルダの回転軸と水平ゴニオメータの回転軸とを互いに独立とすることを特徴とする、水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置。A rotating device for rotating a sample holder of a horizontal goniometer at least 180 degrees,
A sample holder rotating apparatus for a horizontal goniometer, wherein the rotating portion of the sample holder is directly held rotatably with respect to a fixed portion, and the rotating shaft of the sample holder and the rotating shaft of the horizontal goniometer are independent from each other.
前記回転部は軸受部に対して回転自在とし、
前記軸受部はホルダ固定板に固定することを特徴とする、請求項1に記載の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置。The fixed part includes a holder fixing plate and a bearing part,
The rotating part is rotatable with respect to the bearing part;
The sample holder rotating device for a horizontal goniometer according to claim 1, wherein the bearing portion is fixed to a holder fixing plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002173913A JP3928855B2 (en) | 2002-06-14 | 2002-06-14 | Horizontal goniometer sample holder rotating device and X-ray device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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