JPH05223993A - Ｘ線回折装置用ゴニオメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造が簡単で高精度であり、組み立て易く、
しかも安価であるアタッチメント支持構造を備えたＸ線
回折装置用ゴニオメータを提供する。 【構成】 試料７を支持するθ回転台５と、θ回転台５
と同軸であってＸ線検出器２１を支持する２θ回転台６
と、θ回転台５及び２θ回転台６を支持するベース筺体
４と、２θ回転台６に固定されていてＸ線検出器２１を
支持する検出器アーム９とを有するＸ線回折装置用ゴニ
オメータである。このゴニオメータは、さらに、２θ回
転台６の上に載置された環状のアタッチメント固定用板
２７と、そのアタッチメント固定用板２７とベース筺体
４とを検出器アーム９の回転領域以外の位置において互
いに連結する連結部材２８とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線回折装置において
試料及びＸ線検出器をＸ線回折測定のために一定の角速
度で回転させるために用いられるゴニオメータに関す
る。特に、試料のまわりにＸ線遮蔽用のプロテクタ、そ
の他のアタッチメントを装着できるようにしたゴニオメ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にＸ線回折装置においては、試料に
Ｘ線を照射し、その試料で回折したＸ線をＸ線検出器に
よって検出するという操作が行われる。そしてその操作
中、試料は一定の角速度で間欠的又は連続的に回転し、
Ｘ線検出器は試料の角速度の二倍の角速度で試料を中心
として同じ方向へ間欠的又は連続的に回転する。通常、
上記のような試料の回転はθ回転と呼ばれ、Ｘ線検出器
の回転は２θ回転と呼ばれている。上記のゴニオメータ
は、そのように試料をθ回転させ、そしてＸ線検出器を
２θ回転させるための、いわゆる測角器として用いられ
ている。

【０００３】従来よりゴニオメータにおいては、円筒状
の軸部材であるθ回転台によって試料を支持し、θ回転
台と同軸な２θ回転台によってＸ線検出器を支持してい
る。そして、それらの各回転台を回転駆動することによ
って試料をθ回転させ、さらにＸ線検出器を２θ回転さ
せている。通常、θ回転台及び２θ回転台は、パルスモ
ータによって駆動される。

【０００４】Ｘ線回折測定を行うにあたっては、試料に
入射する入射Ｘ線及び試料で回折した回折Ｘ線がＸ線回
折装置の外部へ漏れるのを防止しなければならない。そ
のため、Ｘ線源からＸ線検出器に至るＸ線光路に沿って
Ｘ線の外部漏洩を遮蔽するための、いわゆるＸ線プロテ
クタを試料のまわりに設置することがある。また、試料
のまわりの雰囲気を高温に保持するための、いわゆる試
料高温室を試料のまわりに設置することもある。Ｘ線プ
ロテクタや試料高温室等といったアタッチメント以外
に、試料のまわりには、Ｘ線回折測定の種類に応じて種
々のアタッチメントが設置される。

【０００５】ところで、θ回転台及び２θ回転台は上述
の通り、それぞれ、θ回転及び２θ回転する。これに対
して上記のアタッチメントは試料のまわりにおいて静止
していなければならない。アタッチメントがθ回転台等
に追従して回転するようであっては、Ｘ線遮蔽、高温保
持等といった目標とする機能を果たすことができなくな
る。従来のゴニオメータにおいては、θ回転台等が回転
してもアタッチメントを静止状態に保持するために、次
のような複雑な構造を採用していた。すなわち、θ回転
台及び２θ回転台を支持する基台上に、θ回転台又は２
θ回転台を貫通して試料の方向へ延びる円筒状の剛性部
材を固定し、その円筒状剛性部材の先端にアタッチメン
トを固定している。円筒状剛性部材は、θ回転台及び２
θ回転台から独立して設けられているので、両回転台の
回転に拘らず静止状態を維持し、従って、それに支持さ
れたアタッチメントが静止状態に保持される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のアタッチメント
支持構造は、上記のように、θ回転台又は２θ回転台を
貫通する固定用部材を使用してアタッチメントを静止状
態に保持していた。この場合、静止部材である固定用部
材を回転部材であるθ回転台又は２θ回転台を貫通させ
て設置するという構造は非常に複雑であり、それ故、θ
回転台、２θ回転台及び固定用部材の製造コストが非常
に高くなり、しかもそれらの各部材を組み合わせる作業
も非常に困難であった。

【０００７】本発明は、上述した従来の問題点を解消す
るためになされたものであって、構造が簡単で高精度で
あり、組み立て易く、しかも安価であるアタッチメント
支持構造を備えたＸ線回折装置用ゴニオメータを提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明に係るＸ線回折装置用ゴニオメータは、試料を支持
するθ回転台と、θ回転台と同軸であってＸ線検出器を
支持する２θ回転台と、θ回転台及び２θ回転台を支持
するベース筺体と、２θ回転台に固定されていてＸ線検
出器を支持する検出器アームとを有しており、検出器ア
ームを試料を中心として回転させながら試料で回折した
Ｘ線をＸ線検出器によって検出するようにしたＸ線回折
装置用ゴニオメータである。そしてこのゴニオメータ
は、２θ回転台の上に載置された環状のアタッチメント
固定用板と、そのアタッチメント固定用板とベース筺体
とを検出器アームの回転領域以外の位置において互いに
連結する連結部材とを有している。

【０００９】

【作用】アタッチメント固定用板は連結部材によってベ
ース筺体に固定されることにより、θ回転台等の回転に
拘らず常に静止状態を維持する。アタッチメント固定用
板は、単に、２θ回転台の上に載置されるだけであっ
て、その２θ回転台又はθ回転台を貫通するような複雑
な構造ではない。このため、アタッチメント固定用板そ
れ自体、θ回転台及び２θ回転台の個々の部材を簡単な
構造とすることができる。また、アタッチメント固定用
板を静止状態に保持するための連結部材は、２θ回転台
に固定された検出器アームの回転領域以外の位置に設け
られる。従って、連結部材を設けたことにより検出器ア
ームの回転、すなわちＸ線検出器の回転が阻害されるこ
とはない。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明に係るＸ線回折装置用ゴニオ
メータの側面断面図であり、図２はそのゴニオメータの
平面図である。ここに示したゴニオメータは、試料に入
射する入射Ｘ線と試料で回折する回折Ｘ線の両線を含む
面、すなわち回折面が水平面となるような形式の、いわ
ゆる横型ゴニオメータである。

【００１１】ゴニオメータ２は、方形状のテーブル１３
の上に載置されている。このゴニオメータ２は、直方体
状のベース筺体４と、そのベース筺体４の上に位置する
三段の円筒形状のθ回転台５と、θ回転台５の下方に位
置していてθ回転台５よりも径の大きい円盤状の２θ回
転台６とを有している。θ回転台５の上端には長方形状
の板材であるサンプルホルダ１５が固定されており、そ
のサンプルホルダ１５に測定対象である試料７が詰め込
まれている。

【００１２】図１に示すように、ベース筺体４の内部に
は、円筒状の芯部１６ａと、その芯部と一体なギヤ１６
ｂとによって構成されたθ回転軸１６が格納されてい
る。また、そのθ回転軸１６の外側には、円筒状の芯部
１７ａと、その芯部と一体なギヤ１７ｂとによって構成
された２θ回転軸１７が、θ回転軸１６と同軸に配設さ
れている。各ギヤ１６ｂ，１７ｂは、各芯部１６ａ，１
７ａの下部に設けた大径部に加工を施すことにより各回
転軸１６，１７の外周面に直接形成されている。すなわ
ち、θ軸ギヤ１６ｂはθ回転軸１６を構成する材料の外
周に直接に形成されており、また、２θ軸ギヤ１７ｂは
２θ回転軸１７を構成する材料の外周に直接に形成され
ている。

【００１３】θ回転軸１６は、その底面において、いわ
ゆるワイヤベアリング１８を介してベース筺体４によっ
て支持されている。ここにいうワイヤベアリングとは、
内輪及び外輪として環状の金属製ワイヤを用い、それら
のワイヤ間に多数の金属ボールを介在させることによっ
て形成された、スラストボールベアリングである。ま
た、２θ回転軸１７は、その底面において、ワイヤベア
リング１８を介してθ回転軸１６によって支持されてい
る。２θ回転軸１７の下部大径部の上面は、ベース筺体
４の上壁にねじ結合しているリングねじ１９により、ワ
イヤベアリング１８を介して下方へ押し付けられてい
る。以上の構成により、θ回転軸１６及び２θ回転軸１
７は、上下方向移動不能に、しかし中心軸線ωを中心と
して独自に回転自在な状態でベース筺体４内に格納され
ている。

【００１４】図２に示すように、θ軸ギヤ１６ｂはパル
スモータ３０によって駆動されるウオーム３１と噛み合
っている。一方、２θ軸ギヤ１７ｂはθ軸パルスモータ
３０と対称な位置に設けられた他のパルスモータ３２に
よって駆動されるウオーム３３と噛み合っている。

【００１５】図１において、θ回転軸１６の上端はベー
ス筺体４の上方へ突出しており、その上端にθ回転台５
がボルト等によって結合されている。また、２θ回転軸
１７の上端もベース筺体４の上方へ突出しており、その
上端に２θ回転台６がボルト等によって結合されてい
る。

【００１６】２θ回転台６の右端上部には、右方へ延び
る検出器アーム９が固定されており、その検出器アーム
９の上に受光スリットボックス２０及びＸ線検出器２１
が固定されている。受光スリットボックス２０の内部に
は受光スリット２５が設けられている。また、ベース筺
体４の上面の左端には、上方へ延びる支柱２２がボルト
２３（図２）によって固定されており、その支柱２２の
上端に、発散スリット２６を格納した発散スリットボッ
クス２４が固定されている。

【００１７】２θ回転軸１７の上面には、円環状のアタ
ッチメント固定用板２７が配置されている。このアタッ
チメント固定用板２７は、発散スリット固定用の支柱２
２の下部に固定された連結部材、例えば断面Ｌ字状の金
属ブラケット２８にボルト２９によって固定されてい
る。つまり、アタッチメント固定用板２７は、金属ブラ
ケット２８によってベース筺体４の上面に位置不動に固
定されている。

【００１８】図２に示すように、ブラケット２８が設け
られている位置は、試料７にＸ線Ｒが入射する位置に対
応している。Ｘ線回折測定の間、検出器アーム９は試料
中心軸線ωを中心として、いわゆる２θ回転するが、通
常、Ｘ線Ｒが試料７に入射する位置は、その検出器アー
ム９の回転領域内には含まれていない。従って、ブラケ
ット２８を設けたことにより、検出器アーム９の回転が
阻害されることはない。

【００１９】以上の構成により、θ回転台５及び２θ回
転台６は、それぞれ、θ回転用パルスモータ３０及び２
θ回転用パルスモータ３２によって駆動されて試料中心
軸線ωを中心として回転するが、アタッチメント固定用
板２７はそれら各軸の回転に影響されることなく、ブラ
ケット２８に支持されて常に静止状態を維持する。

【００２０】アタッチメント固定用板２７の上面には、
図２に示すように、円柱状の三本の支柱３５が１２０゜
等配間隔で上方へ延びるように固定されている。そし
て、図１に示すように、それらの支柱３５によってプロ
テクタ３６が支持されている。このプロテクタ３６は、
試料７を覆うように配置された上方から見て円形状の試
料カバー３７と、その試料カバー３７と受光スリットボ
ックス２０とを連結する筒状の回転カバー３８とによっ
て構成されている。回転カバー３８は、受光スリットボ
ックス２０と一体になって中心軸線ωを中心として自由
に回転できるように試料カバー３７に連結されている。

【００２１】以下、上記構成よりなるＸ線回折装置の作
用について説明する。図１において、ゴニオメータ２の
左側には図示しないＸ線源が配設されており、そのＸ線
源から出たＸ線Ｒは、発散スリット２６によって制限さ
れた後、プロテクタ３６内に入り、さらに試料７に入射
する。入射したＸ線と試料７内の結晶格子面との間で所
定のＸ線回折条件が満足されると、その試料でＸ線の回
折が生じる。回折したＸ線は、プロテクタ３６の回転カ
バー３８内を進行し、受光スリット２５に集光した後、
Ｘ線検出器２１によって検出される。

【００２２】上記の回折Ｘ線の検出測定の際、試料７を
支持するサンプルホルダ１５、θ回転台５、そしてθ回
転軸１６は、θ回転用パルスモータ３０によって駆動さ
れて一体となって、いわゆるθ回転する。すなわち、一
定の角速度で中心軸線ωを中心としてステップ的又は連
続的に回転する。一方、Ｘ線検出器２１及び受光スリッ
ト２５を支持する検出器アーム９、２θ回転台６、そし
て２θ回転軸１７は、２θ回転用パルスモータ３２によ
って駆動されて一体となって、いわゆる２θ回転する。
すなわち、θ回転する試料７の角速度の二倍の角速度で
中心軸線ωを中心としてステップ的又は連続的に回転す
る。Ｘ線検出器２１は、２θ回転する間の各角度位置に
おいて試料７からの回折Ｘ線を検出する。Ｘ線検出器２
１の後段には、図示しないＸ線強度計数回路が接続され
ており、その計数回路によりＸ線検出器２１によって検
出された回折Ｘ線の強度が計数される。

【００２３】プロテクタ３６は、上述したＸ線回折測定
が行われている間、試料７に入射する入射Ｘ線及び試料
７で回折した回折Ｘ線が外部へ漏れるのを防止する。

【００２４】なお、２θ回転台６の外周側面には、その
外周面からわずかに突出する程度の厚さを有するストッ
パ５４が固着されている。また図２において、ベース筺
体４の右上位置に二つのマイクロスイッチ５５が設けら
れている。２θ回転台６が許容限度以上に大きな角度で
回転すると、ストッパ５４によってマイクロスイッチ５
５のスイッチング状態が切り換えられ、その切り換え信
号に基づいて２θ回転台６及びθ回転台５の回転が停止
される。これにより、各回転台５，６の異常回転が防止
される。ストッパ５４は、２θ回転台６の外周面にねじ
等によって着脱可能に固着されている。従って、２θ回
転台６の外周面におけるストッパ５４の固着位置は、目
的に応じて自由に選定できる。

【００２５】以上、一つの実施例をあげて本発明に係る
Ｘ線回折装置用ゴニオメータについて説明したが、本発
明はその実施例に限定されるものではない。例えば、上
記実施例では、試料に入射する入射Ｘ線と試料で回折し
た回折Ｘ線の両線を含む面、すなわちＸ線回折面が水平
面であるような、いわゆる横型ゴニオメータに本発明を
適用した。しかしながら本発明は、Ｘ線回折面が垂直面
であるような、いわゆる縦型ゴニオメータにも適用でき
る。

【００２６】また、アタッチメント固定用板によって支
持されるアタッチメントは、Ｘ線プロテクタ３６に限ら
れず、試料７のまわりの雰囲気を高温に保持するための
試料高温室、その他Ｘ線回折測定の種類に応じて適宜に
選定される任意のアタッチメントとすることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、単に２θ回転台上に載
置される固定用板によって試料のまわりに装着されるア
タッチメントを支持するようにしたので、そのアタッチ
メント固定用板、θ回転台及び２θ回転台等のまわりの
構造が非常に簡単になった。また、それらの部材を互い
に組み付ける作業も非常に簡単になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＸ線回折装置用ゴニオメータの一
実施例を示す側面断面図である。

【図２】上記Ｘ線回折装置用ゴニオメータの平面図であ
る。

【符号の説明】

４ ベース筺体 ５ θ回転台 ６ ２θ回転台 ７ 試料 ９ 検出器アーム ２１ Ｘ線検出器 ２７ アタッチメント固定用板 ２８ 連結部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試料を支持するθ回転台と、θ回転台と
   同軸であってＸ線検出器を支持する２θ回転台と、θ回
   転台及び２θ回転台を支持するベース筺体と、２θ回転
   台に固定されていてＸ線検出器を支持する検出器アーム
   とを有しており、検出器アームを試料を中心として回転
   させながら試料で回折したＸ線をＸ線検出器によって検
   出するようにしたＸ線回折装置用ゴニオメータにおい
   て、 ２θ回転台の上に載置された環状のアタッチメント固定
   用板と、そのアタッチメント固定用板とベース筺体とを
   検出器アームの回転領域以外の位置において互いに連結
   する連結部材とを有することを特徴とするＸ線回折装置
   用ゴニオメータ。