JP4470464B2

JP4470464B2 - 分光光度計

Info

Publication number: JP4470464B2
Application number: JP2003396473A
Authority: JP
Inventors: 智生篠山
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-27
Also published as: JP2005156383A

Description

本発明は赤外分光光度計や紫外可視分光光度計等の分光光度計に関し、更に詳しくは、分光光度計の構成要素である、光源、分光器、及び光検出器を含む分光光学系と、該分光光学系による測定光路上に挿入される試料とを少なくとも内部に収容する筐体の構造に関する。

一般的な紫外可視分光光度計では、光源から発した白色光を分光器に導入し、分光器で特定の波長成分を有する単色光を取り出して、これを測定光として試料に照射する。そして、試料を透過した又は試料で反射した光について光検出器で光強度を測定することによって、試料による吸光度や透過率を調べる。こうした分光光度計においては、装置内部で照射される測定光以外の外光が光学系に入り込むと測定結果に影響を及ぼすことがあるため、こうした妨害を避けるべく遮光が可能であるような試料室や筐体を備えるのが普通である。

一方、測定光路上に存在する大気や水蒸気などによる吸収が問題になるような測定を行う分光光度計では、光学系や試料などを収容した筐体内の大気を機外に排出し、それに代えて乾燥窒素ガス等の所定のパージガスを導入するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１、２など参照）。こうした分光光度計では上記のような単なる遮光程度ではなく、筐体に高い気密性が要求される。そのため、筐体の開口部を閉鎖する蓋体と筐体との接触部位にはゴム等から成るシール部材を配置し、且つこのシール部材による気密性が十分に発揮されるように、例えば蓋体をネジで強く筐体に固定することでシール部材を押しつぶすようにしている。もちろん、こうして高い気密性が確保できる状態では、高い遮光性も同時に達成される。

このように高い気密性を確保可能な分光光度計においても、測定の目的や試料の種類等によっては、必ずしも高い気密性が必要となるわけではなく、外光の侵入を防止する程度の遮光性が確保されていればよい場合も多い。しかしながら、この種の分光光度計では、気密性を必要とせずに遮光性を確保するという目的に対しても、蓋体をネジで固定する等の面倒な作業が必要になる。そのため、試料を交換する或いは光学系の調整を行う等の目的で蓋体を高い頻度で開閉する必要がある場合には、こうした蓋体の着脱又は固定作業は作業者にとってたいへん面倒であって、測定作業効率を低下させる一因となり得る。

また一般に、分光光度計の光学系はきわめて精密な部品から構成されており、その配置にも高い位置精度が要求される。そのため、作業者によって乱暴に蓋体が閉鎖されて筐体に衝撃が加わると、光学系及びその他の精密部品やその組立構造に悪影響が及び、測定精度が低下したり最悪の場合には破損に至ったりすることもある。そのため、蓋体の着脱又は固定作業時に筐体に加わる衝撃をできる限り軽減することが望ましい。

特開平５−２８８６０６号公報（段落０００２、０００３）特開平１１−６４１７９号公報（段落０００２）

本発明はこうした問題を解決するために成されたものであり、その主な目的は、高い気密性を必要とする場合と気密性は要せずに遮光性のみを必要とする場合とのそれぞれの必要性に応じて、いずれの場合でも作業者に要求する操作を最小限にすることができる分光光度計を提供することにある。

上記課題を解決するために成された本発明に係る分光光度計は、少なくとも、光源、分光器、及び光検出器を含む分光光学系と、該分光光学系による測定光路上に挿入される試料と、を内部に収容する筐体を具備する分光光度計であって、
該筐体は、開口が形成されたケースと、その開口を開閉する蓋体とから成り、
a)前記蓋体を閉鎖する際に該蓋体と前記ケースとが接触する部位に設けられ、両者の間隙を密閉して気密性を確保するためのシール手段と、
b)前記シール手段の近傍に設けられ、前記蓋体が閉鎖され且つ前記シール手段による気密性の確保が成されない状態にあっても前記蓋体とケースとの接触部位の間隙から漏洩する光をラビリンス構造により遮蔽するラビリンス遮光手段と、
c)前記蓋体が閉鎖された状態で、外部から与えられる操作力を倍加して前記蓋体が前記ケースに押し付けられるように力を付与して保持する倍力手段と、
を備え、前記蓋体の閉鎖操作が為され且つ前記倍力手段が作用しない状態では前記シール手段による気密性の確保は成されないものの前記ラビリンス遮光手段による遮光が機能し、その状態でさらに外部から操作力が与えられ前記倍力手段が作用した状態では前記シール手段による気密性の確保が成される構造であることを特徴としている。

この発明に係る分光光度計では、作業者（分析者）が通常の蓋体の閉鎖動作として例えば開放状態にある蓋体を押し下げて閉じるような手動作業を行うと、遮光手段により、蓋体とケースとが接触する部位の間隙から漏洩する光が遮蔽され、外光が筐体内に侵入することを防止する。この遮光手段によっては筐体の気密性は確保されないものの、遮光性のみを問題にする場合にはこれで十分である。さらに筐体の気密性を確保したい場合には、作業者は倍力手段を操作する。倍力手段は、この操作力を倍加して蓋体がケースに押し付けられるように力を付与して保持する。この力によってシール部材は変形して、蓋体とケースとの間隙を密封する。その結果、筐体の高い気密性が確保され、例えば筐体内の大気を機外に排出することで内部のガス圧が下がったときにも、ケースと蓋体の隙間から大気が漏れ込むことを防止できる。なお、倍力手段として最も一般的に利用できるのは、いわゆるパチン錠である。

具体的な一態様として、本発明に係る分光光度計は、前記蓋体が開放する方向に該蓋体を付勢する付勢手段と、該付勢手段による付勢力に抗して前記蓋体が閉鎖された状態でその開放を阻止するべく該蓋体を係止する係止手段と、をさらに備え、前記係止手段により前記蓋体が係止され且つ前記倍力手段による力の付与が無い状態では前記遮光手段による遮光のみが機能する構成とすることができる。

この構成によれば、作業者が蓋体に何ら力を加えない状態では付勢手段の作用により蓋体は開放し、この付勢力に抗して作業者が蓋体を閉鎖するように所定位置まで押し下げると、係止手段が作用して蓋体は閉鎖状態になる。このときには、蓋体はケースに対して固定された状態にあるものの、シール部材が変形するほど蓋体がケースに対して押し付けられているわけではない。そのため、シール部材による気密性は確保できないが、遮光手段による遮光性は確保され、筐体内に外光が漏れ込んで測定に悪影響を及ぼすことを防止できる。したがって、作業者にとってはごく簡単な作業で、筐体内の遮光性が確保された状態とすることができる。

また、本発明に係る分光光度計において、前記係止手段は、蓋体側とケース側とで一対に設けられた係止部材と、蓋体側又はケース側の係止部材の少なくともいずれか一方を弾性力を以て蓋体又はケースに固定する弾性部材と、を含む構成とすると好ましい。

この構成によれば、係止手段により蓋体がケースに略固定された状態で倍力手段により蓋体をケースに押し付けるような力が付加された場合でも、弾性部材の変形によって両係止部材に必要以上の力が加わることを防止できるので、係止部材の変形や破損を防止することができる。また、作業者が勢いよく蓋体を閉じたときでも、両係止部材が当接して嵌め合うのに必要な力以上の余分な力は弾性部材により吸収される。それによって、ケース及び蓋体に大きな衝撃が加わらず、その筐体の内部に収容されている光学系や試料などにも大きな衝撃が加わるのを防止することができる。

以上のように本発明に係る分光光度計によれば、遮光のみを必要とする測定に対しては簡単な蓋体の閉鎖操作のみでよく、従来のように蓋体を固定する作業等、面倒な作業を行う必要がない。また、遮光に加えて気密性も有する測定を行う場合であっても、パチン錠のような操作が簡単な手段によって容易に筐体の気密性を確保することができる。したがって、筐体内に収容された試料の交換や分光光学系の調整などのために高い頻度で蓋体を開閉する必要がある場合でも、操作や作業に掛かる手間を大幅に軽減でき、高い操作性・作業性を達成することができる。

また、上述したように弾性部材によって係止部材を蓋体又はケースに固定する構成によれば、例えば作業者が勢いよく蓋体を閉じたときでも、ケース及び蓋体に大きな衝撃が加わらず、筐体内部に収容されている光学系や試料などにも大きな衝撃が加わるのを防止することができる。したがって、装置の故障や破損を低減して、信頼性を向上させることができる。

以下、本発明に係る分光光度計の一実施例について、図面を参照して説明する。図１は本実施例による分光光度計の外観斜視図、図２は概略側面図であって（ａ）はハッチを閉鎖した状態、（ｂ）はハッチを開放した状態を示す。

本実施例の分光光度計では、分光光学系や試料などを含む測光部１００は、上面全体が開放したケース２とその上面開口を閉鎖する蓋体であるハッチ３とから成る筐体１の内部に収容されている。より詳しく述べると、ハッチ３はケース２の後方上部に水平方向に延在する軸４を中心に蝶動自在に取り付けられており、両側面内部に設置された一対のエアスプリング５によって跳ね上げられる、つまりハッチ３が開放する方向に付勢されている。ケース２及びハッチ３の前面内側には後述するロック機構９が設けられ、このロック機構９によるロックを掛けない状態で放置すれば（つまり作業者が何も力を加えなければ）、ハッチ３はエアスプリング５の付勢力によって、図２（ｂ）に示すように全開位置に維持される。

この状態からハッチ３を閉鎖する際には、作業者は前面のハンドル６を把持し、エアスプリング５による付勢力に抗してロック機構９によるロックが掛かるまでハッチ３を押し下げる。所定位置までハッチ３を押し下げると、ロック機構９によるロックが自動的に掛かり、図１及び図２（ａ）に示す状態となる。この状態を解除するには、ハンドル６の略中央に設けられたリリースボタン７を押せばよく、作業者がリリースボタン７を押せば、その後は作業者の力に依ることなくエアスプリング５の付勢力によってハッチ３は上記全開位置まで自然に開放する。また、ケース２の前面外側には、ハッチ３側の突片と係合するパチン錠８が倍力手段として設けられている。

図３は図２（ａ）中のＡ部の拡大断面図、図４はロック機構９の構造を示す概略図である。図３（ａ）に示すように、ケース２にあってハッチ３との密着面である周縁上端部には、ケース２の全周に亘って内側に屈曲した延出片２ａが形成されており、その延出片２ａの上面にはシール部材としてゴム等の弾性部材から成るパッキン１０が固着されている。このパッキン１０は、ハッチ３の周縁下端部にあって内側に屈曲した延出片３ａに押されて所定の変形量まで圧縮されることにより（図３（ｃ）の状態）、所望の気密性を発揮して筐体１内部を気密状態とする。

また、ケース２とハッチ３との密着面において上記パッキン１０よりも内側には、ハッチ３側の延出片３ａの先端から下垂する遮光片３ｂが形成されている。一方、ケース２の延出片２ａの内側には略Ｌ字状に立ち上がる起立片２ｂが取り付けられ、その内側にはハッチ３の閉鎖時に上記遮光片３ｂの下縁部に接触するように遮光スポンジ１１が装着されている。この遮光スポンジ１１は文字通り、遮光の機能を有するが、それ以外に、ハッチ３が閉鎖した際に、延出片２ａ、遮光片３ｂ及び起立片２ｂで形成される狭い屈曲したラビリンス構造体によっても遮光性が確保される。

また、上記パチン錠８の構成は次の通りである。すなわち、ハッチ３前面には前方に突出してフック８１が設けられる一方、ケース２前面には錠軸受け部材８２が固定され、この錠軸受け部材８２に取り付けられた錠軸８３を中心に回転自在にレバー８４が設けられている。レバー８４の途中には先端が掛着部８５ａであるジョイント８５が軸支されている。このパチン錠８により錠止された状態とするには、図３（ｂ）に示すようにジョイント８５の掛着部８５ａをフック８１に引っ掛け、その後にレバー８４を図３（ｃ）中の矢印で示すようにケース２側へと倒せばよい。これにより、パチン錠８はフック８１を介してハッチ３を引き下げる、つまりケース２に押し付けるような力を付与する。また、解錠するには、上記錠止手順と逆にレバー８４を引き上げてジョイント８５の掛着部８５ａをフック８１から離脱させればよい。

次にロック機構９の構成を説明する。図４（ａ）に示すように、ハッチ３側には略コ字形状の軸受け金具９１がその凹部を下方に向けて固定されており、軸受け金具９１に取り付けられたラッチ軸９２を中心に回転自在にラッチ板９３が設けられている。ラッチ板９３は、係止突部９３ａと当接部９３ｂとリリース突部９３ｃとを一体に有する。ラッチ板９３に外力が加えられていない状態では、図４（ａ）に示すように、ラッチ板９３の当接部９３ｂは軸受け金具９１の凹部内に突出し、係止突部９３ａはその凹部の下方から後退した位置にある。一方、ケース２の内側には取付部材９４が固定され、取付部材９４に対し平行四辺形のリンク９６を介して、上端に水平に延伸するバー９５ａを備える可動部材９５が取り付けられている。さらに、この可動部材９５と取付部材９４との間にはバネ９７が設けられ、このバネ９７の収縮力によって可動部材９５はリンク９６に規制されつつ取付部材９４の側に引き寄せられている。

次に、本実施例の分光光度計においてハッチ３を開閉する際の動作について説明する。本分光光度計により測定を行うに際し、作業者は図２（ｂ）に示すようにハッチ３を全開した状態で試料を収容する等の必要な作業を行い、そうした作業が終了したならば、ハンドル６を把持してハッチ３を引き下げる。ハッチ３の下端部がケース２の上端部に接触する程度の位置までハッチ３を引き下げると、ロック機構９にあっては、図４（ｂ）に示すように軸受け金具９１の凹部に可動部材９５のバー９５ａが入り込み、バー９５ａはラッチ板９３の当接部９３ｂに接触しこれを押し上げる。それによって、ラッチ板９３はラッチ軸９２を中心に図４（ｂ）中に矢印で示す方向に回動し、所定角度だけ回動するとラッチ板９３はロックされる。この状態では、係止突部９３ａが軸受け金具９１の凹部の下方に進出し、バー９５ａが下降することを妨げる。この状態がロック機構９においてロックが掛かった状態であり、ハンドル６を把持してハッチ３をそのまま引き上げようとしても、ハッチ３の開放は阻止される。

この状態では、図３（ｂ）に示すようにパッキン１０は圧縮されていないか、或いは圧縮されているとしてもその圧縮が不十分であるため、例えばガスを封入できる程度には、筐体１内部の気密性は確保されていない。一方、遮光片３ｂの下端は遮光スポンジ１１に満遍なく接触しているため、この遮光スポンジ１１の変形、及び、ハッチ３側とケース２側との間に形成される上述したラビリンス構造によって、高い遮光性が確保される。したがって、例えば遮光性のみが重要であって高い気密性を要しない測定においては、このようにロック機構９によるロックが掛かった状態で測定を実行することができる。

なお、作業者がハッチ３を閉鎖する際に勢いよくハッチ３が閉じられると、バー９５ａが軸受け金具９１に強く衝突することになるが、力を受けた可動部材９５はバネ９７が伸長することによってリンク９６に拘束されつつ斜め下方に移動する（図４（ｃ）参照）。リンク９６による可動部材９５の移動方向は、ハッチ３が閉鎖されるときに軸受け金具９１及びラッチ板９３が描く軌跡の延長方向とほぼ一致している。したがって、ハッチ３の閉鎖によって軸受け金具９１及び可動部材９５に作用する力は、バネ９７の伸長によって適切に吸収され、この筐体１に収容されている測光部１００などに大きな衝撃が加わることを回避できる。

上記のようなロック状態からハッチ３を開放させたい場合、作業者はハンドル６に設けられているリリースボタン７を押す。すると、ハッチ３の内側に突出しているリリースピン７ａがラッチ板９３のリリース突部９３ｃを押し、これによってラッチ板９３のロックが解除され、ラッチ板９３はラッチ軸９２を中心に上記ロック時とは逆方向に回動する。それによって係止突部９３ａはバー９５ａの下降を阻止しなくなるから、例えば作業者がハンドル６から手を離すと、エアスプリング５の付勢力によってハッチ３は自然に開放する。

一方、遮光のみならず筐体１内の気密性を要するような測定を行いたい場合には、作業者は上述したようにパチン錠８による錠止の操作を行う。すなわち、図３（ｂ）に示すようにジョイント８５の掛着部８５ａをフック８１に引っ掛け、その後にレバー８４をケース２側へと倒す。すると、パチン錠８はフック８１を介してハッチ３を引き下げる。このときにも軸受け金具９１及びラッチ板９３の位置は下がるが、その際に軸受け金具９１や可動部材９５に加わる力もバネ９７の伸長によって吸収され、無理な負荷が掛かることを回避できる。パチン錠８による錠止の状態では、図３（ｃ）に示すようにパッキン１０が押しつぶされ、ハッチ３とケース２との間隙がほぼ完全に閉塞される。それによって、遮光性はもちろんのこと、高い気密性が達成される。したがって、例えば筐体１内部の空気を排気して代わりにパージガスを導入しても、ガス漏れがなく、所望のガス雰囲気で適切な測定を行うことができる。

このように、本実施例による分光光度計では、高い気密性を必要としない測定の場合には単にハッチ３を引き下げて閉じる操作を行いさえすればよく、さらに高い気密性を必要とする測定の場合でも、簡単な操作で且つそれほど力を要しないパチン錠８の錠止操作を行いさえすればよい。したがって、いずれの測定においても面倒な操作を要しない。

なお、上記実施例は一例であって、本発明の趣旨に沿った範囲で適宜変形や修正を行うことができるのは明らかである。

本発明の一実施例による分光光度計の外観斜視図。本実施例による分光光度計の概略側面図。図２（ａ）中のＡ部の概略拡大断面図であり、ハッチ開放状態（ａ）、ハッチ閉鎖状態で且つロックのみの状態（ｂ）、及びハッチ閉鎖状態で且つパチン錠による錠止有りの状態（ｃ）。ロック機構の構造を示す概略側面図であり、ハッチ開放状態（ａ）、ハッチ閉鎖状態で且つロックのみの状態（ｂ）、及びハッチ閉鎖状態で且つパチン錠による錠止有りの状態（ｃ）。

符号の説明

１…筐体
２…ケース
２ａ…延出片
２ｂ…起立片
３…ハッチ
３ａ…延出片
３ｂ…遮光片
４…軸
５…エアスプリング
６…ハンドル
７…リリースボタン
７ａ…リリースピン
８…パチン錠
８１…フック
８２…錠軸受け部材
８３…錠軸
８４…レバー
８５…ジョイント
８５ａ…掛着部
９…ロック機構
９１…金具
９２…ラッチ軸
９３…ラッチ板
９３ａ…係止突部
９３ｂ…当接部
９３ｃ…リリース突部
９４…取付部材
９５…可動部材
９５ａ…バー
９６…リンク
９７…バネ
１０…パッキン
１１…遮光スポンジ
１００…測光部

Claims

少なくとも、光源、分光器、及び光検出器を含む分光光学系と、該分光光学系による測定光路上に挿入される試料と、を内部に収容する筐体を具備する分光光度計であって、
該筐体は、開口が形成されたケースと、その開口を開閉する蓋体とから成り、
a)前記蓋体を閉鎖する際に該蓋体と前記ケースとが接触する部位に設けられ、両者の間隙を密閉して気密性を確保するためのシール手段と、
b)前記シール手段の近傍に設けられ、前記蓋体が閉鎖され且つ前記シール手段による気密性の確保が成されない状態にあっても前記蓋体とケースとの接触部位の間隙から漏洩する光をラビリンス構造により遮蔽するラビリンス遮光手段と、
c)前記蓋体が閉鎖された状態で、外部から与えられる操作力を倍加して前記蓋体が前記ケースに押し付けられるように力を付与して保持する倍力手段と、
を備え、前記蓋体の閉鎖操作が為され且つ前記倍力手段が作用しない状態では前記シール手段による気密性の確保は成されないものの前記ラビリンス遮光手段による遮光が機能し、その状態でさらに外部から操作力が与えられ前記倍力手段が作用した状態では前記シール手段による気密性の確保が成される構造であることを特徴とする分光光度計。
前記蓋体が開放する方向に該蓋体を付勢する付勢手段と、該付勢手段による付勢力に抗して前記蓋体が閉鎖された状態でその開放を阻止するべく該蓋体を係止する係止手段と、をさらに備え、前記係止手段により前記蓋体が係止され且つ前記倍力手段による力の付与が無い状態では前記ラビリンス遮光手段による遮光のみが機能することを特徴とする請求項１に記載の分光光度計。
さらに、
前記シール手段の近傍の前記蓋体とケースのうちの一方に設けられた遮光片と他方に設けられた遮光スポンジとから成り、前記蓋体が閉鎖され且つ前記シール手段による気密性の確保が成されない状態にあっても前記遮光片と遮光スポンジが接触することにより前記蓋体とケースとの接触部位の間隙から漏洩する光を遮蔽するスポンジ遮光手段
を備え、前記蓋体の閉鎖操作が為され且つ前記倍力手段が作用しない状態では前記シール手段による気密性の確保は成されないものの前記ラビリンス遮光手段及び前記スポンジ遮光手段による遮光が機能し、その状態でさらに外部から操作力が与えられ前記倍力手段が作用した状態では前記シール手段による気密性の確保が成される構造であることを特徴とする請求項１に記載の分光光度計。
前記蓋体が開放する方向に該蓋体を付勢する付勢手段と、該付勢手段による付勢力に抗して前記蓋体が閉鎖された状態でその開放を阻止するべく該蓋体を係止する係止手段と、をさらに備え、前記係止手段により前記蓋体が係止され且つ前記倍力手段による力の付与が無い状態では前記ラビリンス遮光手段及び前記スポンジ遮光手段による遮光のみが機能することを特徴とする請求項３に記載の分光光度計。
前記係止手段は、蓋体側とケース側とで一対に設けられた係止部材と、蓋体側又はケース側の係止部材の少なくともいずれか一方を弾性力を以て蓋体又はケースに固定する弾性部材と、を含むことを特徴とする請求項２又は４に記載の分光光度計。