JP4502097B2 - X-ray diffractometer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、X線回折装置に関し、特に試料の固定に関する。
【0002】
【従来の技術】
X線回折装置では、X線源から発せられたX線を試料の分析位置に照射し、該分析位置で回折されたX線を検出器で検出する。この分析位置に対するX線源と検出器のそれぞれの入射角を等しくする機構として水平ゴニオメータ等の機構が用いられている。通常、試料は、試料取付け部上において、水平ゴニオメータのゴニオメータ中心軸の位置に機械的に固定している。
また、X線回折装置において、水平ゴニオメータに対する試料の位置を調整するために、試料取付け部の下方にR−θステージ等のステージ機構を設け、このステージ機構によって試料を直線方向及び回転方向に移動させるものがある。
従来、試料を試料取付け部上に固定するには、試料取付け部にネジ止めされた押え板や板ばねや等の固定材を用い、試料をこの押え板や板ばねによって試料取付け部面に対して押えることによって行っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のX線回折装置では、試料の試料取付け部に対する固定の点で問題がある。従来のX線回折装置では、押え板やばね材等の固定材によって試料を上方から押えることにより試料を試料取付け部に固定しており、通常、この押え板やばね材は、試料取付け部に対して所定位置にネジ止めされている。
従来の押え板やばね材による固定では、押え板やばね材の設定位置や大きさによって固定できる試料に制限があり、試料の形状によっては押え板やばね材の設定位置に位置合わせすることができない場合、あるいは厚い試料については押え板やばね材で押えることができないといった場合が生じ、試料を試料取付け部上に固定することができないという問題がある。
【0004】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、X線回折装置において、試料の形状や厚みに係わらず、任意の形状や厚みの試料を固定することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試料の固定を試料を上方から押えることに代えて試料を横方向から押えることによって、試料の形状や厚みに係わらず、任意の形状や厚みの試料を固定する。
本発明のX線回折装置の一態様は、試料を支持する試料取付け部と、試料取付け部に対して移動及び固定可能な固定部を有し、固定部は試料の側部と当接状態で固定する構成を備えるものである。固定部は、試料の側部と当接し、この当接状態で試料取付け部に対して固定することによって、試料を試料取付け部上で固定する。固定部は、試料の側部と当接することによって、試料の形状や厚みに係わらず固定することができる。
【0006】
固定部は、試料の側部と当接する位置決めピン、及びこの位置決めピンを試料取付け部に形成した溝部に沿って移動及び固定可能とするブロックで構成することができ、ブロックを試料取付け部の溝部に対する固定は、固定ネジで行うことができる。
試料を試料取付け部上で固定するには、固定ネジを弛めてブロックを溝部に対して移動可能な状態とし、該ブロックを溝部に沿って移動させ、試料取付け部上において所定位置に載置した試料の側部に位置決めピンを当接させる。位置決めピンを試料の側部に当接させた後、固定ネジを締め付けてブロックを溝部に固定する。この固定によって、試料は位置決めピンにより試料取付け部上の所定位置で固定される。
【0007】
位置決めピンは、試料の外形を挟むようにして固定するため、試料の形成に係わらず固定することができる。また、位置決めピンは試料の側部から当接して位置決めし固定するため、試料の厚みに係わらず固定することができる。
固定部は、複数あるいは一つで構成することができ、複数の固定部による場合には、該固定部の移動方向は試料を挟む方向とする。また、一つの固定部による場合には、試料取付け部上に試料を挟む位置に設けた保持部との間で試料を挟むことによって固定する。
【0008】
本発明の態様によれば、少なくとも一つのブロックを緩めることによって、試料の着脱を行うことができ、試料交換の操作性の向上、及び操作時間の短縮を図ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を参照しながら詳細に説明する。
図1,2は本発明のX線回折装置を説明するための概略図であり、図1(a)は水平ゴニオメータを後方に見る位置を示し、図2(a)は水平ゴニオメータを横に見る位置を示している。また、図1(b),図2(b)は試料取付け部を上方から見た概略を示している。
X線回折装置1は、試料取付け部5上に配置した試料Sに対してX線を照射するX線源2と、試料Sで回折された回折X線を検出する検出器3とが水平ゴニオメータ4に取付けられた構成され、さらに、試料取付け部5はベース部6上にR−θステージ9、第1支持部10及び第2支持部20によって支持される構成である。
【0010】
水平ゴニオメータ4は、試料Sに対する入射X線及び出射X線の角度を同一角度に合わせる機構であり、ベース部6に対して固定されている。R−θステージ9は直線方向(R方向)及び回転方向(θ方向)に移動可能なステージであり、直線方向(R方向)に移動することによって水平ゴニオメータ4に対する距離を調整し、また、回転方向(θ方向)に移動することによって水平ゴニオメータ4に対する回転位置を調整することができ、この直線方向及び回転方向の調整によって、上方に支持する試料取付け部5の直線方向及び回転方向の位置調整を行い、さらに試料取付け部5上に載置される試料Sの平面方向の分析位置を調整する。
【0011】
R−θステージ9の一構成例は、R方向駆動部9aとθ方向駆動部9bを備える。R方向駆動部9aは、直線移動方向に配置された駆動軸9d及び駆動モータ9cを備え、駆動モータ9cを回転させることによって駆動軸9dを駆動し、ベース部6及び水平ゴニオメータ4に対して直線移動を行わせる。また、θ方向駆動部9bは駆動モータ9eを備え、第1基準部7をR方向駆動部9a上に回転可能に軸支する。駆動モータ9eを回転させることによって第1基準部7を回し、ベース部6及び水平ゴニオメータ4に対して回転移動を行わせる。図2中に示す試料取付け部5,5’はR方向駆動部9aによる直線移動の状態を示している。
【0012】
本発明のX線回折装置は高さ調整を行う機構として、段階的な高さ調整を行う第1支持部10、及び連続的な高さ調整を行う第2支持部20を備える。
第1支持部10は、R−θステージ9上の第1基準部7と、試料取付け部5側の第2基準部8との間の距離を段階的に調整する機構であり、少なくとも3本の支持ブロック11、12、13で形成される。この支持ブロック11、12、13は所定の長さに形成され、取付ける支持ブロックの長さを変えることによって高さ調整を行うことができ、第1基準部7及び第2基準部8の円周上に所定角度で3個所に配置される。なお、円周上に配置する角度間隔は同角度とすることも、任意に角度とすることもでる。また、配置数も3個所に限らないが、安定性を考慮すると3個所以上が望ましい。なお、図1,2に示す構成では、第1支持部10は3個所で支持する構成としているが、3個所以上で支持する構成とすることもできる。
【0013】
第2支持部20は、第2基準部8と試料取付け部5との間の距離を連続的に調整する機構であり、少なくとも3つの送りネジ21、22、23で形成される。送りネジ21、22、23は、ネジを駆動することによって試料取付け部5の高さ調整を行う機構であり、該ネジと螺合する試料取付け部5、及び第2基準部8との間隔を変更させ、これによって試料取付け部5の高さ調整を行う。なお、送りネジ23によって試料取付け部5と作用する部分は、連結部材を介して連結される作用端24としている。
【0014】
本発明のX線回折装置1は、試料Sを試料取付け部5上に固定する手段として固定部30を備える。固定部30は、試料Sを試料取付け部5上で位置決めするための位置決めピン30a、試料取付け部5に固定するための固定ネジ30b、及び試料取付け部5に対してスライド移動させるためのブロック30c(図1,2には示していない)を備え、位置決めピン30aを試料Sの側部に当接させて固定することによって、試料Sを固定する。
一方、試料取付け部5には、固定部30のブロック30cをスライド移動させると共に、固定部30を固定するための溝部31が形成される。図1,2では、試料取付け部5の中心を通って直交する2本の溝部31が形成された例を示してるが、溝部はこの構成に限らず、固定部30が試料を挟む位置であれば任意の本数及び位置に設けることができる。
【0015】
次に、図3,4,5を用いて本発明の固定部について説明する。図3は本発明の固定部を説明するための斜視図であり、図4は溝部の長手方向における固定部断面を示し、図5は溝部の長手方向と直交する方向における固定部断面を示している。また、図5(a)は図4中のA方向から見た断面を示し、図5(b)は図4中のB方向から見た断面を示している。
【0016】
図3,4,5では、試料取付け部5の断面と共に固定部を示している。固定部30は、ブロック30cと、該ブロック30c上に上方に向かって設定される位置決めピン30aと、同じくブロック30c上にネジ止めによって取り付けられる固定ネジ30b及び固定のための固定板30dとを備える。ブロック30cは、試料取付け部5に形成した断面形状がT字形状の溝部31内において、支持バネ30eによって上方に付勢されながら溝部31の長さ方向にスライド移動可能に取り付けられる。固定部30の移動は、固定ネジ30bを持って溝部31の長手方向にスライドさせる(図3,4中の矢印方向の移動)ことによって行うことができる。
【0017】
位置決めピン30aはブロック30cに取り付けられ、その先端は、試料取付け部5の表面よりも上方に突出する。位置決めピン30aの側面は、試料Sと当接して位置決めする部分となり、ブロック30cを溝部31内でスライド移動させることによって、位置決めピン30aの側面を試料取付け部5上に載置した試料Sの側部と当接させる。
また、固定ネジ30bは、固定板30d及び溝部31の片部分を構成する試料取付け部5の一部を挟んで、ブロック30cにネジ止めされる。固定ネジ30bを回してネジを緩めると、固定板30dとブロック30cとによる溝部31の片部分の把持動作が解除された状態となり、ブロック30cは溝部31内において溝部31の長さ方向にスライド移動可能となる。これによって、位置決めピン30aを試料Sの側部に対して当接させたり、あるいは当接を解除することができる。
【0018】
また、固定ネジ30bを逆方向に回してネジを絞めると、ブロック30cと固定板30dとを溝部31の片部分を挟んで把持し、ブロック30cを溝部31及び試料取付け部5に対して固定される。これによって、位置決めピン30aは試料取付け部5の所定位置に固定され、位置決めピン30aが試料Sの側部と当接している場合には、図示しない他の位置決めピン30aによる当接と共に、試料Sを挟むようにして試料取付け部5の所定位置に固定することになる。
位置決めピン30aは試料Sに対して横方向から当接し固定する。この固定は、位置決めピン30aの少なくも一個所が試料Sと当接していれば行うことができるため、試料Sの厚みに依存することなく固定を行うことができる。
【0019】
この固定状態から、固定ネジ30bを逆方向に回してネジを緩めると、ブロック30cは溝部31内の長さ方向に移動可能な状態となる。この状態において、ブロック30cを溝部31内において試料Sから離れる方向にスライド移動させることによって、位置決めピン30aは試料Sから離すことができ、試料Sの交換あるいは位置調整を行うことができる。
なお、支持バネ30eは、ブロック30cの上端面の一部を溝部31の片部分に押し当てることによって、ブロック30cの移動時及び固定ネジ30bによる固定操作時において、ブロック30cが溝部31内でぐらつくことを防止して、スライド移動及び固定操作を円滑なものする。
【0020】
図6は、本発明の固定部による試料の固定状態を示す概略図である。図6(a)は試料Sの形状が4角形の場合を示し、図6(b)は試料Sの形状が5角形の場合を示している。いずれにおいても、固定部は溝部31に沿ってスライド移動することによって、位置決めピン30aを試料Sの側部と当接させ、試料Sを挟むように固定することができる。この位置決めピン30aと試料Sの側部との当接は、試料Sの形状が4角形や5角形に限らず任意の形状に対応することができる。また、溝部内で固定部が移動可能な範囲内であれば、試料Sの大きさに限らず固定することができる。
したがって、本発明の固定部によれば、試料の形状や厚みに係わらず試料を固定することができる。
【0021】
また、本発明の固定部によれば、試料Sが試料取付け部5上で位置ずれすることを確実に抑制することができる。図7は、本発明によって試料の位置ずれが抑えられることを示している。図7(a)に示すように試料Sの厚みが一様でない場合、X線回折装置で試料Sの表示分析を行うには、試料取付け部5上で試料Sの分析面を水平面とする必要がある。そこで、図7(b)に示すように試料Sを固定部30の位置決めピン30aで挟んで固定した後、図7(c)に示すように試料取付け部5を傾斜させて試料Sの表面を水平に調整する。本発明の固定部は、位置決めピンによって試料Sを横方向から位置決めし固定しているため、試料Sが試料取付け部5上をスライドして位置ずれすることを抑制することができる。
【0022】
一方、図7(d)は、従来の押え板による試料の固定状態を示している。この押え板40による固定では、試料Sを上から抑えるだけであるため、試料Sのスライドを止めることが難しく、位置ずれを防止することが困難となる。
また、本発明に用いる固定部は、前記構成例に示したように、直交する2つの溝部にそれぞれ対向させて2つ設ける構成に限らず、試料Sを横方向で挟んで固定する構成であれば、溝部の本数及び固定部の個数は種々に設定することができる。図8は、本発明の固定部の他の配置構成を示している。
【0023】
図8(a)は、3本の溝部31を試料取付け部の中心から放射状に配置し、各溝部31に固定部30を一つずつ備える構成であり、3つの固定部30によって試料(図示していない)を固定することができる。
図8(b)は、2本の溝部31を試料取付け部の中心から放射状に配置し、各溝部31に固定部30を一つずつ備えると共に、一つの保持部32を備える構成であり、2つの固定部30と一つの保持部32によって試料(図示していない)を固定することができる。
図8(c)は、1本の溝部31を試料取付け部の中心から放射状に配置し、当該溝部31に固定部30を一つ備えると共に、二つの保持部32を備える構成であり、一つの固定部30と二つの保持部32によって試料(図示していない)を固定することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のX線回折装置によれば、試料の形状や厚みに係わらず任意の形状や厚みの試料を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のX線回折装置を説明するための概略図である。
【図2】本発明のX線回折装置を説明するための概略図である。
【図3】本発明の固定部を説明するための斜視図である。
【図4】本発明の固定部の溝部の長手方向における断面を示している。
【図5】本発明の固定部の溝部の長手方向と直交する方向における断面を示している。
【図6】本発明の固定部による試料の固定状態を示す概略図である。
【図7】本発明による試料の位置ずれ防止を説明するための図である。
【図8】本発明の固定部の他の配置構成を示す図である。
【符号の説明】
1…X線回折装置、2…X線源、3…検出器、4…水平ゴニオメータ、5…試料取付け部、6…ベース部、7…第1基部、8…第2基部、9…R−θステージ、9a…R方向駆動部、9b…θ方向駆動部、9c,9e…駆動モータ、9d…駆動軸、10…第1支持部、11,12,13…支持ブロック、20…第2支持部、21、22,23…送りネジ、24…作用端、30…固定部、30a…位置決めピン、30b…固定ネジ、30c…ブロック、30d…固定板、30e…支持バネ、31…溝部、32…保持部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray diffractometer, and more particularly to fixing a sample.
[0002]
[Prior art]
In an X-ray diffractometer, X-rays emitted from an X-ray source are irradiated to an analysis position of a sample, and X-rays diffracted at the analysis position are detected by a detector. A mechanism such as a horizontal goniometer is used as a mechanism for equalizing the incident angles of the X-ray source and the detector with respect to the analysis position. Usually, the sample is mechanically fixed at the position of the goniometer central axis of the horizontal goniometer on the sample mounting portion.
In the X-ray diffractometer, in order to adjust the position of the sample with respect to the horizontal goniometer, a stage mechanism such as an R-θ stage is provided below the sample mounting portion, and the sample is moved in the linear direction and the rotational direction by this stage mechanism. There is something to make.
Conventionally, in order to fix the sample on the sample mounting portion, a fixing material such as a holding plate or a leaf spring screwed to the sample mounting portion is used, and the sample is fixed to the surface of the sample mounting portion by the holding plate or the leaf spring. It is done by pressing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional X-ray diffractometer has a problem in fixing the sample to the sample mounting portion. In a conventional X-ray diffractometer, the sample is fixed to the sample mounting portion by pressing the sample from above with a fixing material such as a holding plate or a spring material. Usually, this holding plate or spring material is attached to the sample mounting portion. On the other hand, it is screwed in place.
In the conventional fixing with a presser plate or spring material, there is a limit to the sample that can be fixed depending on the setting position and size of the presser plate and spring material, and depending on the shape of the sample, it can be aligned to the set position of the presser plate or spring material. If it is not possible, or a thick sample cannot be pressed by a pressing plate or a spring material, there is a problem that the sample cannot be fixed on the sample mounting portion.
[0004]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described conventional problems and to fix a sample having an arbitrary shape and thickness regardless of the shape and thickness of the sample in an X-ray diffraction apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention fixes a sample having an arbitrary shape or thickness regardless of the shape or thickness of the sample by pressing the sample from the lateral direction instead of pressing the sample from above.
One aspect of the X-ray diffractometer of the present invention has a sample mounting portion that supports a sample and a fixing portion that can be moved and fixed with respect to the sample mounting portion, and the fixing portion is in contact with the side portion of the sample. It has a configuration to be fixed. The fixing portion abuts on the side portion of the sample, and the sample is fixed on the sample mounting portion by fixing to the sample mounting portion in this contact state. The fixing portion can be fixed regardless of the shape and thickness of the sample by contacting the side portion of the sample.
[0006]
The fixing part can be composed of a positioning pin that comes into contact with the side of the sample, and a block that can move and fix the positioning pin along a groove formed in the sample mounting part. Can be fixed with a fixing screw.
To fix the sample on the sample mounting part, loosen the fixing screw so that the block can move with respect to the groove part, move the block along the groove part, and place it at a predetermined position on the sample mounting part. A positioning pin is brought into contact with the side portion of the sample. After the positioning pin is brought into contact with the side of the sample, the fixing screw is tightened to fix the block in the groove. By this fixing, the sample is fixed at a predetermined position on the sample mounting portion by the positioning pin.
[0007]
Since the positioning pin is fixed so as to sandwich the outer shape of the sample, it can be fixed regardless of the formation of the sample. Further, since the positioning pins are positioned and fixed from the side of the sample, they can be fixed regardless of the thickness of the sample.
The fixing part can be composed of a plurality or one. When a plurality of fixing parts are used, the moving direction of the fixing part is the direction in which the sample is sandwiched. Further, in the case of using a single fixing portion, the sample is fixed by being sandwiched between a holding portion provided at a position where the sample is sandwiched on the sample mounting portion.
[0008]
According to the aspect of the present invention, the sample can be attached and detached by loosening at least one block, and the operability of sample exchange can be improved and the operation time can be shortened.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 are schematic views for explaining the X-ray diffraction apparatus of the present invention. FIG. 1 (a) shows a position where the horizontal goniometer is viewed backward, and FIG. 2 (a) shows the horizontal goniometer laterally. Indicates the position. FIG. 1B and FIG. 2B schematically show the sample mounting portion as viewed from above.
The
[0010]
The horizontal goniometer 4 is a mechanism that adjusts the angles of incident X-rays and outgoing X-rays with respect to the sample S to the same angle, and is fixed to the
[0011]
One configuration example of the R-θ stage 9 includes an R-
[0012]
The X-ray diffractometer of the present invention includes a
The
[0013]
The
[0014]
The
On the other hand, a
[0015]
Next, the fixing part of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view for explaining the fixing portion of the present invention, FIG. 4 shows a cross section of the fixing portion in the longitudinal direction of the groove portion, and FIG. 5 shows a cross section of the fixing portion in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the groove portion. Yes. 5A shows a cross section viewed from the A direction in FIG. 4, and FIG. 5B shows a cross section viewed from the B direction in FIG.
[0016]
3, 4, and 5, the fixed portion is shown together with the cross section of the
[0017]
The
The fixing
[0018]
Further, when the fixing
The
[0019]
From this fixed state, when the fixing
The
[0020]
FIG. 6 is a schematic view showing a fixed state of the sample by the fixing portion of the present invention. FIG. 6A shows a case where the shape of the sample S is a tetragon, and FIG. 6B shows a case where the shape of the sample S is a pentagon. In any case, the fixing portion can slide and move along the
Therefore, according to the fixing portion of the present invention, the sample can be fixed regardless of the shape and thickness of the sample.
[0021]
Further, according to the fixing portion of the present invention, it is possible to reliably suppress the displacement of the sample S on the
[0022]
On the other hand, FIG.7 (d) has shown the fixed state of the sample by the conventional presser plate. The fixing with the
In addition, as shown in the above configuration example, the fixing portion used in the present invention is not limited to the configuration in which two fixing portions are provided so as to be opposed to two orthogonal groove portions, but may be a configuration in which the sample S is sandwiched and fixed in the lateral direction. For example, the number of the groove portions and the number of the fixing portions can be variously set. FIG. 8 shows another arrangement configuration of the fixing portion of the present invention.
[0023]
FIG. 8A shows a configuration in which three
FIG. 8B shows a configuration in which two
FIG. 8C shows a configuration in which one
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the X-ray diffraction apparatus of the present invention, a sample having an arbitrary shape and thickness can be fixed regardless of the shape and thickness of the sample.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view for explaining an X-ray diffraction apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view for explaining an X-ray diffraction apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view for explaining a fixing portion of the present invention.
FIG. 4 shows a cross section in the longitudinal direction of a groove portion of the fixing portion of the present invention.
FIG. 5 shows a cross section in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the groove portion of the fixed portion of the present invention.
FIG. 6 is a schematic view showing a fixed state of a sample by a fixing portion of the present invention.
FIG. 7 is a view for explaining prevention of a positional deviation of a sample according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing another arrangement configuration of the fixing portion of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記試料取付け部に対して移動及び固定可能な固定部を備え、
前記固定部は、試料の側部と当接する複数の位置決めピン、当該位置決めピンを前記試料取付け部に形成した溝に沿って移動及び固定可能とするブロック、及び当該ブロックを前記溝の長手方向の任意の位置に固定する固定ネジを備え、
前記複数の位置決めピンは、前記ブロックによって試料取付け部に対してそれぞれ独立して位置決め自在とし、
前記ブロックを固定ネジによって前記溝に対して固定して、位置決めピンを試料の側部と当接状態で固定することによって試料を固定することを特徴とするX線回折装置。A sample mounting part for supporting the sample;
A fixed portion that can be moved and fixed with respect to the sample mounting portion;
The fixing portion includes a plurality of positioning pins that contact a side portion of the sample, a block that allows the positioning pins to move and be fixed along a groove formed in the sample mounting portion, and the block in the longitudinal direction of the groove. It has a fixing screw to fix it at any position,
The plurality of positioning pins can be independently positioned with respect to the sample mounting portion by the block,
An X-ray diffraction apparatus, wherein the sample is fixed by fixing the block to the groove with a fixing screw and fixing the positioning pin in contact with the side portion of the sample.
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