JPH0643295A - Ｘ線分光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平行四辺形リンク機構と２等辺スライド機構
を組合わせた構成より成るＸ線分光装置において、各リ
ンクを安定して支持し、且つ各リンクの動作性を向上す
る。 【構成】 ３つの等長なリンク１１，１２，１３で構成
される平行四辺形リンク機構１０と、この平行四辺形リ
ンク機構１０の自由端で常に平行移動するリンク１３に
対して、その両側に等しい角度θを形成するように構成
される２等辺スライド機構２０を備えたＸ線分光装置１
において、平行四辺形リンク機構１０の平行移動するリ
ンク１３に、パルスモータ３３を具備する駆動及び支持
機構３０を装着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湾曲結晶モノクロメー
タを用いてＥＸＡＦＳ測定等に使用されるＸ線分光装置
に関し、特に分光用リンクを駆動及び支持する機構に関
する。

【０００２】

【従来の技術】この種のＸ線分光装置は、一般にＸ線
源、湾曲結晶モノクロメータ及び受光スリットを備えた
Ｘ線検出器を有している。そして基本的機能は、モノク
ロメータの中心の法線上に中心を有する一定半径のロー
ランド円上に上述のＸ線源、モノクロメータ及び受光ス
リットの３者を配置し、Ｘ線源からのＸ線ビームをモノ
クロメータに入射し、その反射ビームを受光スリットに
集光する。またローランド円上に３者を常に位置させた
状態でその配置関係を変更し、モノクロメータに対する
入射角と反射角を等しく変化して、反射ビームの波長を
変化させるものである。

【０００３】このような機能を具体的に実現するため、
主としてリンク機構とスライダ機構を組合わせ、この機
構の各所にＸ線管、モノクロメータ、Ｘ線検出器の受光
スリットを装着する。またリンク機構には、その形状を
変形して反射ビームの波長を変化させるための駆動手段
が設けられる。

【０００４】ＥＸＡＦＳ測定に使用するＸ線分光装置と
して、例えば特願平３−１７３４００号に示されるよう
に、既に本件出願人により図５に示すものが、未だ公知
ではないが、提案されている。これは平行四辺形リンク
機構１０と、２等辺スライド機構２０とを組合わせて構
成したものである。平行四変形リンク機構１０は、固定
点Ａに回転自在に接続された回転リンク１１と、固定点
Ｂに回転自在に接続された他の回転リンク１２と、両回
転リンク１１及び１２に接続された平行移動リンク１３
とを有している。そして、固定点ＡにＸ線管３が装着さ
れ、平行移動リンク１３の一端Ｃに湾曲結晶モノクロメ
ータ４が装着される。リンク１３はモノクロメータ４の
法線に一致することになり、且つそのリンク１３の他端
がローランド円Ｅの中心点Ｏになる。

【０００５】２等辺スライド機構２０は、上記の回転リ
ンク１１と、上記の平行移動リンク１３と、Ｘ線管３と
モノクロメータ４を結ぶ対角線に沿って延びるリンク２
１と、平行移動リンク１３に関してリンク２１と対称の
位置に設けられた他のリンク２２と、回転リンク１１と
対称の位置に設けられた他のリンク２３とによって構成
されている。２つのリンク２２，２３の端部はスライダ
２５の所で互いに連結されており、これにより、常に２
等辺を形成するように２等辺スライド機構２０が構成さ
れている。

【０００６】対角線リンク２１は、モノクロメータ４に
対して常にＸ線ビームＦが入射する方向に一致してい
る。また、リンク２２は、モノクロメータ４からの反射
ビームＧの方向に一致している。リンク２２とリンク２
３との接続点Ｄに、受光スリット５が設けられている。
また、平行四辺形リンク機構１０を駆動するための駆動
手段として、回転リンク１１の回転中心に回転台４０が
装着されている。この回転台４０によりリンク１１の角
度を変化させて２種類の機構１０，２０を作動し、モノ
クロメータ４のビームの入射角θと反射角θを等しく変
化するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のＸ線分
光装置においては、平行四辺形リンク機構１０の回転リ
ンク１１と一体である回転台４０を、パルスモータ及び
ウオームギヤを備えた駆動系によって駆動するという駆
動方法が用いられていた。この方法では、モータ動力の
伝達効率が悪く、高い精度で角度変化させることが難し
い。また、２種類の機構１０及び２０のための支持手段
が施されていないので、各要素の姿勢が不安定になり、
特に湾曲結晶モノクロメータ４が傾きを生じ易い等の不
具合がある。

【０００８】本発明は、この点に鑑みてなされたもの
で、平行四辺形リンク機構と２等辺スライド機構を組合
わせた構成において、各リンクの動作性を向上し、且つ
各光学要素を安定的に支持できるようにすることを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、３つの等長なリンクで構成される平行四辺形
リンク機構と、この平行四辺形リンク機構の自由端で常
に平行移動する平行移動リンクに対して、その両側に等
しい角度を形成するように構成される２等辺スライド機
構との両機構を備えたＸ線分光装置において、平行四辺
形リンク機構を構成する平行移動リンクに、その平行移
動リンクを直接駆動するリンク駆動手段及びその平行移
動リンクの平行移動をガイドするリンク支持手段を装着
するものである。

【００１０】

【作用】平行四辺形リンク機構の自由端で、２等辺スラ
イド機構の中心に位置して平行移動する平行移動リンク
が、リンク駆動手段及びリンク支持手段により直接的に
駆動され、これにより２種類の機構が高い精度で確実且
つ効率良く作動してＸ線分光作用が得られる。また上記
の平行移動リンクが、リンク支持手段によって支持され
るため、各要素及びこの要素に取付けられる部品が常に
安定した状態で支持されるようになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、Ｘ線分光装置の構成について説明
する。Ｘ線分光装置１は平行四辺形リンク機構１０、２
等辺スライド機構２０、そして駆動及び支持機構３０に
より構成されている。

【００１２】平行四辺形リンク機構１０は、長さが互い
に等しくて個々に円運動する２つのリンク１１及び１２
と、上下方向に延びていて平行移動する１つの平行移動
リンク１３とをコ字形に連結して構成される。そして、
２つの回転リンク１１，１２の端部の点Ａ，Ｂが、フレ
ーム２のＸーＹ座標のＹ軸上にリンク１３の長さと等し
い間隔でそれぞれ回転可能に取付けられている。駆動及
び支持機構３０は、平行移動リンク１３をＹ方向、すな
わち上下方向に直線往復移動させるようになっており、
平行移動リンク１３のこの移動により、平行四辺形リン
ク機構１０が平行四辺形の状態を維持しながら変形す
る。このとき、平行移動リンク１３は、Ｘ方向にも平行
移動する。

【００１３】２等辺スライド機構２０は、下側の回転リ
ンク１１の固定点Ａと２つのリンク１２，１３の接続点
Ｃとを結ぶ対角線方向に延びるリンク２１と、平行移動
リンク１３に対してリンク２１と対称的に配置されるリ
ンク２２と、リンク１３の端部の点Ｏでリンク１１に連
結されていてそのリンク１１と等しい長さで対称的に配
置されるリンク２３とを有している。ここでリンク２
１，２２は、接続点Ｃで伸縮移動可能に取付けられる。
また、Ｘ軸上にはガイド２４によりスライダ２５が移動
可能に設けられ、このスライダ２５において両リンク２
２及び２３の端部の点Ｄが接続されている。

【００１４】これにより、平行四辺形リンク機構１０が
変形する場合、スライダ２５がガイド２４に沿って移動
し、３つの点Ａ，Ｃ，Ｄが平行移動リンク１３の下端部
の点Ｏを中心とする一定半径のローランド円Ｅ上に常に
位置することになる。このとき、２等辺スライド機構２
０を構成する２つの傾斜リンク２１及び２２の平行移動
リンク１３に対する角度θが、等しい大きさで変化す
る。

【００１５】図２及び図３において、駆動及び支持機構
３０について詳細に説明する。平行四辺形リンク機構１
０（図１）を構成する平行移動リンク１３の左側にガイ
ドロッド３１が配設されている。このガイド３１は、フ
レーム２に固定されていてＹ方向、すなわち上下方向に
延びている。このガイドロッド３１にハウジング３２が
ボス部３２ａを嵌合してＹ方向移動可能に取付けられ
る。また、フレーム２には駆動用のパルスモータ３３が
固定され、このモータ３３の出力軸と一体な棒状の送り
ネジ３４がハウジング３２に螺合する。

【００１６】一方、平行移動リンク１３の途中には水平
スライドテーブル３５がＸ方向、特に左側に突設され、
このテーブル３５がハウジング３２に対して係合部３５
ａを溝３２ｂに移動可能に嵌合して取付けられている。
これにより、モータ駆動により平行四辺形リンク機構１
０と２等辺スライド機構２０の中心の平行移動リンク１
３を作動することが可能になっている。ここで係合部３
５ａは、例えば台形断面に形成され、同一形状の溝３２
ｂに嵌合することで、Ｙ方向と直角な方向への平行移動
リンク１３の移動、すなわち平行移動リンク１３の図３
におけるＺ方向へのガタツキを制限するようになってい
る。

【００１７】図４において、上記Ｘ線分光装置１をＥＸ
ＡＦＳ測定に用いる場合の各種部品の取付け状態につい
て説明する。先ずＸ線分光装置１において、平行移動リ
ンク１３がその下端点Ｏをローランド円Ｅの中心として
平行移動することから、このリンク１３の他端の点Ｃに
湾曲結晶モノクロメータ４が取付けられ、これによりリ
ンク１３はモノクロメータ４の法線となる。また傾斜リ
ンク２１はモノクロメータ４に対してＸ線ビームＦが入
射する方向になることから、このリンク２１の端部の点
ＡにＸ線管３が固定される。リンク２１と対称的に配置
される他の傾斜リンク２２は必然的に反射ビームＧの方
向になることから、このリンク２２の端部の点Ｄに受光
スリット５、試料６、Ｘ線検出器７が取付けられる。

【００１８】次に、この実施例の動作について説明す
る。先ずＸ線分光装置１においてパルスモータ３３（図
１）を駆動すると、送りネジ３４が軸回転してハウジン
グ３２及びそれに載置された水平スライドテーブル３５
がＹ方向に移動し、これに伴い平行移動リンク１３もＹ
方向に移動する。すると、このリンク１３の両端に接続
された回転リンク１１及び１２は円運動し、この結果、
リンク１３とテーブル３５はハウジング３２に対してＸ
方向にもスライドして平行移動する。こうして平行四辺
形リンク機構１０は、自由端に位置する平行移動リンク
１３がパルスモータ３３により直接的に駆動されて、高
い精度で確実に変形する。

【００１９】このとき２等辺スライド機構２０では、中
心位置の平行移動リンク１３が平行移動するように駆動
されるため、このリンク１３の動作が直接的に各要素に
伝達し、スライダ２５をＸ方向に移動させると共にリン
ク２１，２２を伸縮移動するように効率良く作動する。
そしてこの作動により、常に３つの点Ａ，Ｃ，Ｄが点Ｏ
を中心とする一定半径のローランド円Ｅ上に位置し、リ
ンク１３に対してその両側のリンク２１，２２の角度θ
が等しい状態で変化する。ここで、パルスモータ３３か
ら延びる送りネジ３４の回転によって駆動されるハウジ
ング３２がＹ方向、特に上方向に移動する程、平行四辺
形リンク機構１０が細長く変形して、２等辺スライド機
構２０でのリンク角度θが小さく変化する。

【００２０】一方、上述のＸ線分光動作の際に、フレー
ム２に固定されたガイドロッド３１によりハウジング３
２が支持され、このハウジング３２に対して水平スライ
ドテーブル３５（図２）と共に平行移動リンク１３が、
台形断面の係合部３５ａと溝３２ｂにより左右方向を規
制して支持される。このためリンク１３は勿論のこと、
リンク１３の一方の自由端で４つのリンク１２，１３，
２１，２２が接続する点Ｃ、この点Ｃに取付けられる湾
曲結晶モノクロメータ４、更にリンク１３の他方の自由
端で３つのリンク１１，１３，２３が接続する点Ｏは、
横方向のガタ等を生じることなく、常にフレーム２と平
行な状態に安定して保持される。

【００２１】続いてＥＸＡＦＳ測定の動作について説明
する。図４において、Ｘ線管３から発したＸ線ビームＦ
は湾曲結晶モノクロメータ４に所定の入射角θで入射
し、この入射角θに応じた所定の波長の反射ビームＧだ
けが等しい反射角θで反射し、受光スリット５に集光す
る。そこで試料６を透過する前と、透過した後の反射ビ
ームＧをＸ線検出器７により検出して、両者の比を算出
することにより、その波長における試料６のＸ線吸収強
度が求められる。そしてＸ線分光装置１のパルスモータ
３３（図１）を駆動して、上述のようにモノクロメータ
４に対するＸ線入射角度を変化させると、反射ビームＧ
の波長が変化して試料６のＥＸＡＦＳパターンが得られ
るようになる。

【００２２】上記の実施例では、平行移動リンク１３を
直接的に駆動するリンク駆動装置及び平行移動リンク１
３の図３におけるＺ方向への移動を制限するリンク支持
装置が、パルスモータ３３、送りネジ３４、ハウジング
３３、ガイドロッド３１、そして水平スライドテーブル
３５によって１つのユニットとして一体に形成されてい
る。従って、構造が簡単で設置スペースが小さくて済
む。

【００２３】以上、一つの実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明はこれのみに限定されない。例えば、平
行移動リンク１３を直接的に駆動するためのリンク駆動
手段は、パルスモータ３３及び送りネジ３４等から成る
上述の構成以外に任意の構成を採用できる。また、平行
移動リンク１３が自らの平行移動方向に対して直角の方
向へ移動することのないようにガイドするリンク支持手
段も、平行移動リンク１３を支持するハウジング３２を
ガイドロッド３１に嵌合させるという構造以外の任意の
構造を採用できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、平行四辺形リンク機構
と２等辺スライド機構を組合わせたＸ線分光装置におい
て、平行四辺形リンク機構の自由端で、２等辺スライド
機構の中心に位置して平行移動するリンクに駆動及び支
持機構を直接に装着したので、平行四辺形リンク機構と
２等辺スライド機構を確実且つ効率良く作動することが
できる。

【００２５】平行移動するリンクを直接駆動するように
したので、各リンク間の角度を高い精度で変化すること
ができる。

【００２６】平行四辺形リンク機構の自由端で、２等辺
スライド機構の中心に位置して平行移動するリンクを支
持する構成であるから、各要素及びこの要素に取付けら
れる部品を常に安定して支持することができ、特に湾曲
結晶モノクロメータの傾き等が防止される。

【００２７】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＸ線分光装置の実施例を示す正面
図である。

【図２】リンクのための駆動及び支持機構の拡大正面図
である。

【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に従った断面図であ
る。

【図４】Ｘ線分光装置をＥＸＡＦＳ測定に使用した場合
の実施例を示す正面図である。

【図５】従来のＸ線分光装置の正面図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線分光装置 １０ 平行四辺形リンク機構 １１，１２，１３ リンク ２０ ２等辺スライド機構 ３０ 駆動及び支持機構 ３３ パルスモータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３つの等長なリンクを有する平行四辺形
   リンク機構と、この平行四辺形リンク機構の自由端で常
   に平行移動する平行移動リンクに対して、その両側に等
   しい角度を形成するように構成される２等辺スライド機
   構とを備えたＸ線分光装置において、 上記平行移動リンクを直接駆動してそれを平行移動させ
   るリンク駆動手段をその平行移動リンクに設け、さらに
   平行移動リンクが自らの平行移動方向に対して直角の方
   向へ移動することのないようにその平行移動リンクを支
   持するリンク支持手段を設けたことを特徴とするＸ線分
   光装置。
2. 【請求項２】 上記リンク駆動手段及びリンク支持手段
   は、電動モータによって回転駆動される送りネジと、そ
   の送りネジに螺合して直線的に移動するハウジングと、
   このハウジングを平行移動リンクの移動方向に対して平
   行の方向に案内するガイド手段と、平行移動リンクと一
   体であって上記ハウジングに滑り移動可能に連結された
   水平スライドテーブルとを有することを特徴とする請求
   項１記載のＸ線分光装置。