JP6017924B2 - 分光装置 - Google Patents

Description

赤外分光光度計などの分光装置における、その本体と付属品の接続部分の構成に関する。

赤外分光光度計には分散型とフーリエ変換型があるが、例えば後者のフーリエ変換赤外分光光度計（以下ＦＴＩＲと言う）の主要構成は、光源、干渉計、試料室および検出器となっている。ＦＴＩＲの中で、光源・干渉計・検出器は基幹構成であり、ある程度の汎用性があるが、これに対して試料室の汎用性は小さい。試料室については試料や測定方法に応じて適切なものに交換する場合が多い。

例えば、ＦＴＩＲの本体に、光源、干渉計および検出器を設けて、試料室については付属品という形態で提供するものがある。付属品には、例えばファイバーインターフェースユニット、ガスセルユニット、１回反射ＡＴＲユニット、近赤外反射測定ユニット、赤外顕微鏡ユニット、オートサンプラーユニット、透過測定ユニットなどのバリエーションを揃えておく。測定者は、選択した付属品をＦＴＩＲの本体に接続することにより、測定目的に応じた測定システムを自由に構築できるのである（非特許文献１参照）。

"ＶＩＲ−１００／２００／３００"、各種ユニット、［online］、日本分光株式会社、［平成24年9月14日検索］、インターネット〈URL：http://www.jasco.co.jp/jpn/product/VIR/vir100.html〉

上記のような多目的型ＦＴＩＲに要求される機能は、付属品を簡単確実に交換できることであり、具体的には、接続・分離のいずれの作業においてもワンアクションで光学的な接続を行えることである。ここで、光学的接続とは、本体で生じる測定光を、付属品の試料セルへの光路上に乗せることであり、通常は、本体および付属品を機械構造的に連結して、測定中に本体および付属品の相対的な位置が変化しないようにすることである。また、同じ付属品を繰り返し接続しても位置・姿勢の再現性が得られることも必要となる。

しかしながら、付属品には電力供給を必要とするものもある。また、付属品へはパージ用のガスを供給することが一般的である。測定者の利便性を考慮して測定を迅速に開始できるようにするため、上記の光学的接続と同時に電気的接続およびパージラインの接続もワンアクションで行えることが要求される。ただし、コネクタに電力が印加されたまま、コネクタの着脱を行うと、付属品側に過大電流が流れてしまい電子機器などを破損するおそれがある。これを回避するため、今までは本体電源をオフにした状態で、電気的コネクタの着脱を行なうようにしていた。

しかし、仮に、ワンアクションでの着脱作業が可能になったとしても、着脱作業の際にいちいち本体電源を切らなければならないという条件を設けるのは、測定者にとって煩わしい。様々な試料に対して適切な測定システムを順次構築しなければならない測定者にとっては省きたい作業と言える。つまり、本体電源がオン状態でも、付属品の着脱を自由に行なる条件の方が測定者の利便性が高い。また、ＦＴＩＲは光源や検出器を必須とし、これらの構成機器が安定した状態で測定を実行する必要がある。そのために通常は、測定開始までの長時間の間、電源を供給し続けておく必要がある。

本発明の目的は、本体と付属品からなる分光装置において、本体に付属品を接続する際に光学的接続と電気的接続を簡単確実に行えて、かつ、本体電源がオン状態でも付属品を安全に着脱できる分光装置を提供することにある。

すなわち、本発明に係る分光装置では、本体に、光源、干渉計、電源回路、および、本体側の電気的コネクタを設け、付属品に、本体からの測定光を用いる測定部、測定のために電力を消費する電力負荷部、および、付属品側の電気的コネクタを設ける。

本発明では、本体および付属品の光学的な接続と電気的な接続を簡単確実に行えるように、本体に設けられたベース部材に対して、付属品をスライド可能に設けた。付属品をベース部材に載置した状態で、ベース部材に沿ってスライド移動させる。このスライド動作に伴って本体と付属品の接続・分離が実行されるようにした。付属品は、スライド位置に応じて接続状態および非接続状態になる。各位置を接続位置および非接続位置と呼ぶ。ベース部材に付属品が当接した状態で、ベース部材から付属品を見る方向を、ベース部材の法線方向と呼ぶ。また、スライド方向（Ｚ軸とする）および法線方向（Ｙ軸とする）の両方に直交する方向を幅方向（Ｘ軸とする）と呼ぶ。

ベース部材上を接続位置まで付属品をスライド移動させると、本体側コネクタと付属品側コネクタとの接続が完了する。一方、ベース部材上の非接続位置では、両コネクタが非接続状態であり、ベース部材に対して付属品を載置したり分離したりすることができる。

光学的接続については、少なくとも付属品が接続位置までスライド移動したら、光学的に接続した状態になっていればよい。光学的に接続した状態とは、本体側の干渉計からの出射光の光軸が、付属品側での測定部への導光路にちょうど一致する状態で、干渉計からの光が正規ルートで測定部へ進行できる状態である。

（電力供給のオン・オフ切換機能）
本発明に特徴的なことは、付属品が接続位置にあることを検出してその検出信号を出す接続位置検出手段と、この検出信号に基づいて付属品が接続位置にあるか否かを判断する判断手段と、本体の電源回路から本体側コネクタまでの電力供給線上に設けられた中間スイッチと、を備え、判断手段は、接続位置に付属品が有ると判断した場合に、中間スイッチをオンに、接続位置に付属品が無いと判断した場合には中間スイッチをオフにするように構成したことである。

また、接続位置検出手段は、ベース部材の法線方向に進退可能で、ベース部材から付属品が載置される側に先端が突出した状態で設けられた突出部材と、この突出部材の先端を弾性力によって突出する方向に付勢する弾性部材と、突出する位置にある前記突出部材を検出するセンサとを有して構成される。そして、付属品がベース部材の非接続位置にある場合は、付属品が突出部材の先端を押す力が弾性力に勝って、その先端が突出しない状態になる。付属品がベース部材の接続位置にある場合は、付属品に形成された穴部と突出部材の各位置が一致して、その穴部に突出部材の先端が入って突出した状態になる。この突出部材の先端の突出状態を検出することによって付属品が接続位置にあることを示す検出信号を出力するのである。

（コネクタ接続のスムーズ化）
また、非接続位置から接続位置までスライド移動する際に、本体に設けられたスライド方向の誘導部材に付属品に設けられた被誘導部材が誘導される。スライド方向の誘導部材による誘導は、電気的なコネクタ同士の接続に先立って開始される。例えば、付属品を非接続位置に置いた状態で、誘導部材と被誘導部材の間隔が、コネクタ同士の間隔よりも狭くなるようにする。例えば、付属品側の被誘導部材を同じ付属品側のコネクタよりもスライド方向に長く突出して設けることによって実現される。また、スライド移動によって誘導部材が被誘導部材に誘導された結果、接続位置において幅方向への付属品の変位が規制される。

（付属品の転倒防止）
付属品が接続位置までスライド移動することで、付属品に設けた被係止部がベース部材に設けた係止部にちょうど係止される。両者が係止状態になれば、付属品のみのベース部材の法線方向への移動が規制される。つまり、付属品の転倒が防止される。

（コネクタ接続の検出回路）
電気的コネクタに関しては、両コネクタが接続されると、その接続状態を検出するコネクタ接続検出回路が設けられているとよい。この場合、判断手段は、突出部材の位置を検出するセンサからの信号のみではなく、コネクタ接続検出回路からの信号も合わせて、付属品が接続位置にあるかどうかの判断基準にする。

（突出部材の強制解除手段）
また、ベース部材には、突出する位置にある突出部材を強制的に突出しない位置に移動させて保持する強制解除手段が設けられていることが好ましい。

本発明の分光装置では、ベース部材を設けて、このベース部材に沿って付属品をスライド移動させる構造を採用した。付属品が接続位置に達した時点で、本体および付属品の電気的な接続も光学的な接続も完了するので、付属品をベース部材上でスライド移動させるという１つの動作（ワンアクション）で、本体に対する付属品の光学的な着脱作業と、電気的コネクタの着脱作業とを実行できる。これによって、測定者作業の簡単確実性を確保できる。

次に、接続位置に付属品があるかないかで、電源回路から本体側コネクタへの電源供給のオン・オフが自動的に切り換わるようにした。つまり、判断手段により、付属品が接続位置にないと判断されたら中間スイッチをオフし、付属品が接続位置にあると判断されたら中間スイッチをオンに切り換える。この仕組みを設けたことにより、電気的コネクタの着脱時における過大電流問題を解決できるので、本体の電源回路が、各構成（光源、干渉計など。検出器を含む場合はその検出器への電力供給も含む）に電力供給している状態であっても、安全に付属品の着脱を実行できる。測定者は本体の電源状態を気に掛けることなく、自由に付属品の着脱を実行できる。

以上のことから、測定者にとっては、電源オンのまま、ワンアクションでの着脱作業が可能になる。付属品の交換作業の前後で、本体の光源などの安定状態を維持することができる。結果的に、付属品の交換を含めた迅速な測定の実行が可能になる。

また、ベース部材に突出部材を設けた場合には、接続位置検出手段として機能するだけでなく、スライド移動した付属品の穴部に嵌まることによって、付属品のスライド方向（Ｚ軸）の位置が決まり、付属品の位置再現性を確保することもできる。

また、コネクタ同士の接続に先立って被誘導部材が誘導部材に誘導されることから、本体の幅方向（Ｘ方向）について付属品が正規の位置に誘導されるので、コネクタ同士の接続がスムーズになる。また、接続位置では誘導部材が被誘導部材の幅方向への移動を規制するので、これらの部材が幅方向（Ｘ方向）での付属品の位置再現性を確保する。

また、付属品がベース部材から分離している状態のときにも、突出部材が突出状態になるので、中間スイッチがオンになる。そのため、本発明ではコネクタ接続検出回路を用いることによって、付属品がベース部材上に存在し、さらに、接続位置までスライド移動された場合にだけ、中間スイッチがオンになるようにすることができる。

また、強制解除手段（リリースバー）は、電気的コネクタを安全に外すために設けた。本体から付属品を取り外す場合には、まずコネクタへの電力供給を遮断し、次にコネクタを外すという手順を確実に実行しなければならない。本発明では、接続位置検出手段を用いたので、これを自動で実施できる。付属品は接続位置において、突出部材（接続位置検出手段）でスライド移動が規制されているので、測定者が付属品をスライド移動させる際には、まずリリースバーを押込んで突出部材による規制を解除するとよい。測定者がリリースバーを押込む操作を行なえば、突出部材が強制的に突出していない状態になって、接続位置検出手段の検出信号により付属品が接続位置に無いと判断される。そうすれば、中間スイッチがオフし、本体側のコネクタへの電力供給を遮断することができる。よって、コネクタに電力が供給された状態でコネクタが切り離されてしまうということを防止することができる。測定者はリリースバーを押込む操作を行うだけで、安全に付属品を取り外すことができる。
なお、突出部材は、接続位置にある付属品のスライド方向への移動を禁止するので、接続位置において付属品がベース部材から分離できないようにする働きがある。

本発明の実施形態に係るＦＴＩＲの外観図である。 前記ＦＴＩＲの付属品を分離した際の本体の外観図である。 前記ＦＴＩＲの付属品を分離した際の本体を下方から見た外観図である。 前記ＦＴＩＲの付属品だけを下方から見た外観図である。 前記ＦＴＩＲの本体に付属品を接続した状態を下方から見た外観図である。 前記ＦＴＩＲを機能ブロックで説明するためのブロック図である。 前記ＦＴＩＲの電気的コネクタへの給電制御を説明するための模式図である。

＜全体構成＞
本発明の実施形態に係る分析装置として多目的型ＦＴＩＲ（以下、ＦＴＩＲ）を挙げて説明する。その外観を図１に示す。ＦＴＩＲは、本体１と付属品３から構成される。本体１は、その筐体１０に光源、干渉計および検出器などを内蔵し、干渉計の出射光を付属品３に供給するとともに、付属品３からの測定光を受け取って検出できるようになっている。図１のように付属品３の幅方向（Ｘ軸）の寸法は、本体１の幅方向とほぼ等しく、また、付属品３の天板７０と本体１の天板も高さが揃っているので、両者を接続した場合には装置として一体感が得られる。また、本体１には電源回路が設けられ、この電源回路は外部の商用電源からの電源供給を受けて本体１および付属品３の各負荷部分へ電力を供給する。

一方、付属品３には複数の種類が用意されており、測定の目的等に応じて選択された付属品を本体に接続する。図１に示す付属品３は、広めの測定室（測定部）に電動回転テーブルが設置されたタイプの付属品である。付属品３の前扉７０および天板７２は、開閉式になっている。回転テーブルは複数の試料セルを保持できる。その内の１つに測定光が照射されるようになっている。電動機などで回転テーブルを回して、順次、測定光の照射位置に試料セルを位置決めすることができる。

なお、本発明には別の種類の付属品３を本体１に接続することも想定されている。特に、電動部分や電熱部分など電力供給を要する構成を供えた付属品を用いる場合に、本発明のメリットが発揮される。その電動部分としては、回転テーブルの電動機に限らず、光路変更用の切換ミラーなどがある。また、固有情報を有するＩＣが付属品３に設けられている場合には、本体１がＩＣの固有情報を読み取るためにそのＩＣへ電源を供給する場合もある。また、付属品３に測定光の検出器が設けられている場合には、その検出器に電力を供給する。

これらは、いずれも測定のために電力を消費する部分であり、本発明では測定用の電力負荷部と呼ぶ。本実施形態では、測定用の電力負荷部を有する付属品３について、測定光に関する光学的な接続だけではなく、電気的な接続を行うコネクタが設けられている。

図２は、付属品を分離した際の本体１の外観図であり、図３は、これを下方から見た外観図である。本体１は、筐体１０とベースプレート１２とから構成される。図２のように本体筐体１０の正面には、測定光の出射窓１４、検出器への入射窓１６、電気的なコネクタ１８、パージガスの吐出口２０が配置されている。この筐体正面は、付属品が接続された際に、付属品に対向する面になる。

出射窓１４と入射窓１６は、筐体正面において高さ方向（Ｙ軸）で言えばほぼ中間レベルの位置で、Ｘ軸方向で言えば左右の端部付近に形成されている。電気的コネクタ１８は、筐体正面において下方レベルの位置で、幅方向ではほぼ中央位置に設けられている。また、パージガスの吐出口２０は、出射窓１４の下方位置に形成されている。その他、筐体正面には、被誘導ピン用の２つの誘導穴（誘導部材）２２がある。誘導穴２２は、本体１のＸ軸方向に沿って電気的コネクタ１８を挟む位置にある。

この筐体正面の下端には、本発明で特徴的なベースプレート１２が本体筐体１０に固定されている。ベースプレート１２は、本体１に接続された状態の付属品３のちょうど下側にあり、付属品３を支持できる。つまり、付属品３は、本体１から少し離れた位置でベースプレート１２上に載置されて、本体１に接近する方向にスライド移動されると、本体１との接続が完了するようになっている。

ベースプレート１２の底面には、ゴム足２４が１つ取り付けられている。ゴム足２４の位置は、ベースプレートの底面においてＸ軸方向で言えばほぼ中央位置に、Ｚ軸方向で言えば本体１から離れた方の端部付近である。ゴム足２４の他に、ベースプレート１２には、Ｕ字形の切り欠き部（係止部）２６と接続位置検出手段２８が設けられている。

接続位置検出手段２８は、突出ピン（突出部材）２８１、コイルバネ等（弾性部材）、突出ピン２８１が所定位置にあるかないかを検出するセンサ、および、リリースバー２８４を有して構成される。図２のように突出ピン２８１は、ベースプレート１２の上面に突出し、かつ、コイルバネの付勢力によって突出したり突出しなかったりするように設けられている。

図３のようにリリースバー２８４は、本体から付属品３を分離する際に測定者によって操作されるもので、ベースプレート１２の裏面に設けられている。リリースバー２８４の一端である操作部は、ベースプレート１２のサイドから見える位置まで伸びており、他の端部は、突出ピンに達している。測定者がリリースバー２８４を押し込むと、突出ピン２８１が強制的に下がり、つまり突出していない状態になり、付属品３を手前にスライド移動できるようになる。センサについては、後述するコネクタへの給電開始のタイミングについての説明箇所で述べる。

図４は、付属品３だけを下方から見た外観図であり、図５は、本体１に付属品３を接続した状態を下方から見た外観図である。図４のように、付属品３の底面は、ベースプレート１２の載置面に当接する面であり、かつ、当接した状態で載置面上をスライド移動する面である。この底面には、そのＸ軸方向の両端付近に２つずつゴム足３０が取り付けられている。ゴム足３０は、本体から分離した状態の付属品３を保管する際の足になり、付属品の底面を保護する。また、付属品３の幅は、ベースプレート１２よりも広くなっていて、２つのゴム足３０の間隔（Ｘ軸）はちょうどベースプレート１２の幅に等しい。このため付属品３を載置する際に、左右のゴム足３０の間にベースプレート１２が嵌まる。スライド移動の際に、各ゴム足３０がベースプレート１２の側面に掛かるので、ベースプレートの両側面がちょうどガイドの役目を果たす。

また、ゴム足３０の他に、付属品の底面には、突起（被係止部）３２と、突出ピン用の穴（穴部）３４がある。突起３２は、頭部と頭部よりも細い首部とを有し、頭部は円板状であり、一般的なネジを用いてもよい。突出ピン用の穴３４は、付属品３が接続位置までスライド移動した際に、ベースプレート１２の突出ピン２８１にちょうど一致する位置に形成され、この穴３４に突出ピン２８１が嵌まるようになっている。

図４では、本体１の出射窓１４のある面に対向する面（裏側になっているため見えない）には、本体側の出射窓１４、入射窓１６、電気的コネクタ１８およびパージガス吐出口２０にそれぞれ対向するように、測定光の入射窓、出射窓、電気的コネクタ、パージガスの流入口が設けられている。

付属品３は、本体１から少し離れた位置でベースプレート１２上に載置される。そして、付属品３をベースプレート１２に沿って本体１の方へ押し込むと、付属品のゴム足３０がベースプレート１２の側面にガイドされながら移動する。本体１に接近する方向に付属品をスライド移動して、光学的、電気的およびパージラインの接続が同時に実行される。

＜スライド方向の位置決め＞
本実施形態では、付属品３に設けた被誘導ピン（被誘導部材）と、本体１のピン用の誘導穴２２とによって、Ｘ軸方向の位置が定まる。付属品３には電気的コネクタの付近に２本の被誘導ピンが設けられており、スライド移動の際に、本体１の電気的コネクタ１８の付近に形成された２つの誘導穴２２に被誘導ピンがそれぞれ入っていき、Ｘ軸方向の位置決めとして機能する。

また、ベースプレート１２の突出ピン２８１と、付属品３の裏面のピン用の穴３４とによって、Ｚ軸方向の位置が定まる。付属品３をスライド移動させる際、非接続位置では突出ピン２８１が付属品３の裏面に押されて下がっているが、接続位置まで移動すると、突出ピン２８１がちょうど付属品３の裏面の突出ピン用の穴３４の位置になる。そのため、ピン２８１が突出して、その穴３４に嵌まり込む。付属品３が抜ける方向にスライドしないように、ピン２８１が付属品のＺ軸方向の移動を規制する。このように、ピン２８１は付属品のスライド面上での位置決めにもなっている。

このように、本体１の筐体正面の誘導穴２２に付属品３の被誘導ピンが入り込むので、本体１に対して付属品３のＸ軸方向の位置が決まり、また、ベースプレートの突出ピン２８１によって付属品３のＺ軸方向の位置も決まる。なお、Ｙ軸方向の位置決めについては、もともと付属品３がベースプレート１２に載置されるので、一定の高さ位置が保たれる。このようにして、本体１に対する付属品３の位置および姿勢の再現性が確保される。
なお、本体１から付属品３を分離する際は、リリースバー２８４を押し込んで突出ピン２８１を強制的に下げることができるので、付属品３を手前にスライド移動して本体１から分離することができる。

＜転倒防止＞
本実施形態では、付属品３の裏面に設けられた突起３２と、ベースプレート１２に形成された切り欠き部２６とによって、付属品３の転倒が防止される。例えば、ＡＴＲの測定では、測定者が付属品３の蓋を開けて行う作業を伴う。ＡＴＲ用の付属品３には、測定部にノブが付いており、このノブを回して、試料にプリズムを押し付けるといった作業がある。そのような作業では、測定者が付属品３を持ち上げてしまうケースも考えられる。これを防止するには、単に付属品３をベースプレート１２の上に載置してスライド方向に押し込むというだけでなく、付属品３が本体１に固定されている必要が生じる。そのため、付属品３が本体側にスライドするときに、突起３２がおのずと切り欠き部２６に引っかかって、付属品３がベースプレート１２から浮き上がるのを防止して、付属品３が倒れないようになっている。

＜電気的コネクタへの給電開始のタイミング＞
接続位置検出手段２８のセンサ２８３の働きについて図６、７に基づいて説明する。図６は、本実施形態のＦＴＩＲを機能ブロックで示した図である。図６のように、本体１では、電源回路５６から光源５０、干渉計５２、検出器５４などに電力が供給される。また、電源回路５６からコネクタ１８へも電力が供給される。電源回路５６とコネクタ１８との間の電力供給線上には中間スイッチ６６が設けられている。本体１からの電力はコネクタ１８を介して付属品３へ供給される。この電力は、付属品側のコネクタ３８から電動機用の制御ＩＣ４４に供給され、制御ＩＣ４４によって回転テーブル用の電動機４２が駆動制御される。

図６のように本体１の干渉計５２は、光源５０からの光を使って測定光を生成して付属品３へ送る。付属品３では、測定部４０にて測定光を用いた試料の測定が実行される。測定部４０を透過した光は、再び本体１に戻り、本体１の検出器５４に検出される。

また、本体１へは外部からパージガスの供給がある。パージガスは本体内部の必要な箇所（測定光の光路周囲など）にパージされる。また、その一部は吐出口２０から付属品３へも送られて、パージライン６２を通って測定部４０などの必要な箇所にパージされる。

本体１の制御回路５８は、干渉計５２や検出器５４との間で信号の授受を行う。また、制御回路５８はコネクタ１８を経由して、付属品３の制御ＩＣ４４などとの間でも信号の授受を行うことができる。授受される信号には、干渉計５２の可動ミラーの位置制御用信号、検出器５４からの光強度信号、筐体表面に設けられた操作パネル６０（図１参照）との間の信号、付属品３の電動機用制御ＩＣ４４の制御信号などが含まれる。
なお、図６に、付属品側の被誘導ピン３６と、本体側のピン用の誘導穴２２とを模式的に表わした。例えば、付属品側の被誘導ピン３６を同じ付属品側のコネクタ３８よりもスライド方向に長く突出して設けることによって、図６のように付属品３が非接続位置に載置されている状態では、誘導穴２２と被誘導ピン３６の間隔Ｌ２が、コネクタ同士の間隔Ｌ１よりも狭くなる。このようにすれば、電気的なコネクタ同士１８，３８の接続に先立って、誘導穴２２と被誘導ピン３６とによる誘導が開始されるので、付属品３が幅方向に位置決めされた状態でコネクタの接続が実行されることになる。

図７は、電気的コネクタ１８への給電制御を説明する模式図であり、図７（Ａ）は付属品３が非接続位置にある場合を、図７（Ｂ）は付属品３が接続位置にある場合を示す。ベースプレート１２は、突出ピン２８１の変位に応じて、所定位置に突出ピン２８１があるかどうかを検出するセンサ２８３を内蔵する。突出ピン２８１が出て、付属品側のコネクタ３８が接続された状態であることを判断手段６８が確認すると、中間スイッチ６６をオンに切り換えてコネクタ１８に給電を開始するようになっている。このセンサ２８３の検出信号に基づいて、本体側から付属品側への電力供給が開始されるのである。なお、判断手段６８は、本体１内にアナログ回路として構成してもよいし、または、制御回路５８に組み込まれたマイクロコンピュータなどによって構成してもよい。

２つのコネクタ１８，３８の着脱はスライド動作に伴って実行される。コネクタ同士を押し込んだり、引き抜いたりする際に、グラウンド線と電力供給線とが同時に着脱される場合はよいが、過渡的に片側の線だけが先に接続されたり、切り離されたりすることが瞬間的に起こると、予定外の電圧が付属品側に印加されてしまい、付属品側の電気回路（制御ＩＣ４４などのボードを含む）を破損するおそれがある。

本実施形態では、突出ピン２８１の頭が押されてペースプレート１２から突出していない状態を非突出状態として、突出ピン２８１の頭が押されずベースプレート１２から突出している状態を突出状態として、突出ピン２８１の突出状態をセンサ２８３で検出することにした。付属品３が接続位置にあればコネクタ同士の接続が完了しているので、本体側のコネクタ１８にいつでも給電できるし、給電を停止できる。また、付属品３が接続位置にあるかどうかは、突出ピン２８１が突出状態であるかどうかで判断する。センサ２８３によって突出ピン２８１が接続位置にあることが分かれば、コネクタ１８への電力供給を開始するようにした。

また、付属品３を分離する際には、測定者がリリースバーを押し込むことによって、強制的に突出ピン２８１が非突出状態になる。よって、センサ２８３はピン２８１が突出状態でないことを検出するので、判断手段６８が中間スイッチ６６をオフに切り換えてコネクタ１８への電力供給が停止される。その後は、電気的に安全な状態で付属品３をスライド移動させることができる。

さらに、付属品３がベースプレート１２に載置されていない場合についても、コネクタへ１８の給電を停止させることを考慮したシステムも採用できる。付属品３が載っていない場合は、突出ピン２８１は突出状態になるので、別途、コネクタ同士が実際に接続しているかどうかを検出する回路６４を本体１に設けた。

この検出回路６４は、コネクタ接続検出回路であり、コネクタ同士が接続したら、所定の端子間が短絡するようになっている。例えば、本体側のコネクタ１８に検出用の線を設けて、接続状態では本体側のグラウンド線と検出用の線とが短絡するようにしてもよい。ここで検出用の線は電力供給には無関係の線を用いるのがよい。検出用の線の電圧または電流を検出することによって、コネクタ同士１８，３８の接続の有無を直接的に検出することができる。つまり、コネクタが非接続の場合は、検出用の線がオープンになっているが、接続されるとこれがクローズになるから、検出用の線の電圧または電流の検出によって接続の有無を判断できる。本実施形態では、上記の突出ピン２８１の突出状態を検出するセンサ２８３の検出信号と、この検出回路６４の検出信号とを合わせて、判断手段６８が付属品３の状況（取り外されているか、非接続位置にあるか、または、接続位置にあるか）を判断する。

以上の判断基準を表１に示す。
（表１）
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検出信号１ 検出信号２ 判断結果
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付属品 ピンの状態 短絡の有無
ケース１（ なし ） 突出 無し 供給停止
ケース２（非接続位置） 非突出 無し 供給停止
ケース３（ 接続位置 ） 突出 有り 供給
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実際には付属品３が接続されたら、そのグラウンド線が短絡するし、突出ピン２８１も穴３４に入り込むので、付属品３に給電できる状態になる。また、リリースのときはバーで強制的にピン２８１を押し下げるので、電力が供給されない状態になる。

本実施形態では、上述の光学的な接続および電気的接続に加えて、パージラインの接続もワンアクションで可能になっている。本体１の筐体正面にパージラインの吐出口２０があり、付属品３の対向面にも吐出口２０に対応する位置にパージラインの吸入口がある。付属品３が接続位置までスライド移動されると、パージラインが接続されて、付属品へパージガスが供給されるようになっている。

＜一括着脱＞
本実施形態のＦＴＩＲには、ベースプレート１２に沿って付属品３をスライド移動させる構造を採用した。付属品３が接続位置に達した時点で、本体１および付属品３の電気的な接続も光学的な接続も完了するので、付属品３をベースプレート１２上でスライド移動させるというワンアクションで、本体１に対する付属品３の光学的、電気的、およびパージラインの着脱作業を実行できる。これによって、測定者作業の簡単確実性を確保できる。
なお、図６のようにコネクタ１８，３８の接続に先立って、付属品３の被誘導ピン３６が本体の誘導穴２２に誘導されることから、Ｘ軸方向について付属品が正規の位置に誘導されるので、コネクタ同士の接続がスムーズになる。

＜電気的コネクタの安全性の確保＞
コネクタ同士を接続する際には、突出ピン２８１が突出位置か非突出位置かをセンサ２８３が検出して、これに基づいて判断手段６８が中間スイッチ６６のオン・オフを切り換える。ピン２８１が押されている（下位置）のときは、中間スイッチ６６がオフになるので、コネクタ１８への電力供給が停止され、電気的に安全な状態になる。

付属品３を外す際には、まず、コネクタ１８への電力供給を遮断し、次にコネクタ１８を外す操作を行う必要がある。本実施形態では突出ピン２８１の位置の検出センサ２８３を用いたので、これを自動で実施できるようになった。付属品３は突出ピン２８１でロックされていて、スライド移動できない状態になっている。測定者が付属品３をスライド移動させるには、まずリリースバー２８４を押込んで突出ピン２８１のロックを解除する。解除すれば付属品３のスライド方向の規制がなくなる。リリースバー２８４により突出ピン２８１が強制的に非突出位置になるので、センサ２８３の検出信号に基づいて判断手段６８が中間スイッチ６６をオフに切り換えるから、本体側のコネクタ１８への電力供給が自動的に遮断される。電源がつながった状態でコネクタが外されることを制御的に回避することができる。よって、測定者はリリースバー２８４を押込む操作を行うだけで、安全に付属品３を取り外すことができる。このように電気的に安全な状態でコネクタの着脱が実行できるので、付属品側の電気回路（ボード）を保護することができる。

さらに、本実施形態では、コネクタ接続検出回路６４を用いることによって、付属品３がベースプレート上に存在し、かつ、接続位置までスライド移動された場合にだけ、中間スイッチ６６がオンになるようにしたので、コネクタ同士が接続されていない場合は、本体側コネクタ１８への給電を休止した状態にすることができる。

＜位置再現性を確保する形状＞
付属品３のＺ軸方向については、ベースプレート１２に突出ピン２８１を設けたので、この突出ピン２８１が付属品のピン用の穴３４に嵌まることによって、付属品３のＺ軸方向の位置が決まり、付属品３の位置再現性を確保することもできる。
付属品３のＸ軸方向については、その接続位置では誘導穴２２が被誘導ピン３６のＸ軸方向への移動を規制するので、これらの部材２２，３６がＸ軸方向についての付属品３の位置再現性を確保する。
なお、ベースプレート１２の法線方向については、ベースプレート上で付属品３をスライド移動させる構成としている。よって、付属品３はベースプレート１２との接触により、その法線方向の位置が決まるので、法線方向（Ｙ軸）における位置再現性も確保される。

なお、本実施形態ではＦＴＩＲの場合について説明したが、回折格子を用いた分散型の赤外分光光度計にも本発明の本体および付属品の接続部分の構成を適用できる。
また、本実施形態において本体が検出器を内蔵しているが、付属品が検出器を内蔵していてもよい。この場合は、検出器に付属する電気回路の保護という効果が得られる。

１ 本体
３ 付属品
１２ ベースプレート（ベース部材）
１８ 本体側コネクタ
２２ ピン用の誘導穴（誘導部材）
２６ Ｕ字形切り欠き部（係止部）
２８ 接続位置検出手段
３２ 突起（被係止部）
３４ 突出ピン用の穴（穴部）
３６ 被誘導ピン（誘導部材）
３８ 付属品側コネクタ
５０ 光源
５２ 干渉計
５６ 電源回路
６４ コネクタ接続検出回路
６６ 中間スイッチ
６８ 判断手段
２８１ 突出ピン（突出部材）
２８２ コイルバネ（弾性部材）
２８３ センサ
２８４ リリースバー（強制解除手段）

Claims (6)

1. 光源および干渉計を内蔵する本体と、
   前記本体に着脱自在な付属品と、を備える分光装置であって、
   前記本体には、載置された前記付属品を支持するベース部材が取り付けられており、
   前記付属品は、前記ベース部材に載置されたままこれに沿って接続位置と非接続位置との間をスライド移動可能であり、接続位置では前記本体と光学的および電気的に接続しており、非接続位置では前記本体との光学的および電気的な接続が解除されていて前記ベース部材から分離可能であり、
   前記ベース部材には、接続位置にある前記付属品を検出する接続位置検出手段が設けられ、
   前記本体には、当該本体に内蔵された電源回路から電気的なコネクタまでの電力供給線上に設けられた中間スイッチと、前記接続位置検出手段からの検出信号に基づいて前記中間スイッチの切り換えを制御する判断手段とが設けられ、
   前記判断手段は、検出信号に基づいて接続位置に前記付属品が有ると判断した場合には前記中間スイッチをオンにし、検出信号に基づいて接続位置に前記付属品が無いと判断した場合には前記中間スイッチをオフにすることを特徴とする分光装置。
2. 請求項１記載の分光装置において
   前記接続位置検出手段は、
   前記ベース部材から付属品側に突出する位置と突出しない位置との間を移動可能に設けられた突出部材と、
   前記突出部材を突出する方向に弾性力によって付勢する弾性部材と、
   突出する位置にある前記突出部材を検出するセンサと、有し、
   前記付属品が非接続位置にある場合は、前記付属品が前記突出部材を弾性力以上の力で押して、前記突出部材を突出しない位置にして、
   前記付属品が接続位置にある場合は、前記付属品に形成された穴部の位置と前記突出部材の位置が一致するため前記穴部に前記突出部材が入って、前記突出部材を突出位置にして、
   前記判断手段は、突出位置にある前記突出部材を検出した前記センサからの検出信号に基づいて前記付属品が接続位置にあるかどうかを判断することを特徴とする分光装置。
3. 請求項１または２記載の分光装置において、
   前記本体には、スライド方向への誘導部材が設けられ、
   前記付属品には、前記誘導部材に誘導される被誘導部材が設けられ、
   これら前記誘導部材と前記被誘導部材は、前記付属品を非接続位置にした状態で、両者の間隔が電気的な前記コネクタ同士の間隔よりも狭くなるように設けられていることを特徴とする分光装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の分光装置において、
   前記付属品には、被係止部が設けられ、
   前記ベース部材には、前記被係止部を係止する係止部が設けられ、
   前記付属品を接続位置までスライド移動させると、前記被係止部が前記係止部に係止されて、前記ベース部材の載置面に対する法線方向への前記付属品の移動が規制された状態になることを特徴とする分光装置。
5. 請求項２記載の分光装置において、
   本体側の電気的なコネクタには、付属品側の電気的なコネクタとの接続状態を検出するコネクタ接続検出回路が形成されており、
   前記判断手段は、前記突出部材が突出位置にあることを示す前記センサからの検出信号と、前記コネクタ同士の接続状態を示す前記コネクタ接続検出回路からの検出信号との両信号に基づいて、前記付属品が接続位置にあるかどうかを判断することを特徴とする分光装置。
6. 請求項２記載の分光装置において、
   前記ベース部材には、突出する位置にある前記突出部材を強制的に突出しない位置に移動させて保持する強制解除手段が設けられていることを特徴とする分光装置。

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