JPH067094B2 - 蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、試料にＸ線を照射し、これにより励起され
て試料から放出される蛍光Ｘ線を分光分析する蛍光Ｘ線
分析装置に関する。

（従来の技術） 一般に、蛍光Ｘ線分析装置は、多種の試料の元素をオン
ラインで分析するために使用されることがある。このよ
うな多くの試料を効率良く分析するために、従来のもの
では、装置本体の外部に露出して配設したターンテーブ
ルに多数の試料を装填し、このターンテーブルの所定位
相の試料をスイングアームによって装置本体内に取り込
んで内装したＸ線照射用の真空室に搬入装填する型式の
ものや、装置本体内に設けた真空チェンバ内にターンテ
ーブルを配備し、真空チェンバ内でターンテーブル上の
所定位置の試料をそれぞれＸ線照射部位まで持ち上げる
型式のものが提供されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前者のスイングアーム搬送型式のもの
は、装置本体内の真空室内に１個の試料だけを装填する
ので、真空室内の容積を小さくでき、したがって所定の
真空度に達するまで短時間で真空排気できる利点がある
ものの、試料搬入搬出用のスイングアーム機構自体が複
雑で、大きな作動用スペースを要して大型化する。しか
も、試料搬送距離が長いために搬送に時間がかかってい
た。また、搬送時間の短縮のためにスイング速度を大き
くすると、スイング中に試料が脱落するので、搬送速度
を大きくすることは自ずから制限があった。

また、後者の真空チェンバ内にターンテーブルを設置し
た型式のものは、試料搬入搬出時の上記不具合はないも
のの、真空チェンバが大型であるために、所要の真空度
に達っするまでの真空排気時間が長くなり、また、ター
ンテーブルの所定試料装填数に満たない少数の試料分析
時にも真空チェンバ全体の排気を行わねばならないので
無駄が多く、また、一旦排気してしまうと途中で試料の
追加が容易に出来ない等の不具合があった。

本発明は、従来型式に見られた上記不具合を解消し、試
料数に関係なく能率的な分析を行うことができる蛍光Ｘ
線分析装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するため、次の構成を採る。

装置本体ケース内に配置したＸ線照射用の真空室を備
え、この真空室の下面には試料挿入孔が形成されるとと
もに、この試料挿入孔を開閉するシャッタが設けられ、
また、前記真空室の下方には、試料挿入孔の中心を上下
に通る鉛直軸と平行な縦軸心を有するターンテーブルが
回転可能に設けられ、このターンテーブルの外周縁部に
は所定のピッチで円弧状に切り欠いて凹部が形成され、
また、このターンテーブルの下側には、このターンテー
ブルよりも大径の固定円形テーブルが該ターンテーブル
と同心に設けられ、この固定円形テーブルの前記鉛直軸
との交点位置には前記凹部の大きさに略合致する大きさ
の円形孔が形成される一方、前記円形孔の直下には、前
記円形孔よりも小径で前記試料挿入孔の封止を兼ねる受
台を備えたリフト機構が前記鉛直軸の軸方向に沿って上
下動可能に設けられている構成とした。

（作用） 上記構成によると、装置本体ケースから外部に露出した
ターンテーブルの凹部に試料を装填して、ターンテーブ
ルの回転によって試料を装置本体ケース内に持ち込み、
所定の取り出し部位に至った試料をリフト機構によって
持ち上げて真空室の試料挿入孔に装填するとともに、試
料挿入孔を受台で封止し、真空室を排気した後、Ｘ線照
射を行う。

分析の完了した試料は再びターンテーブルに戻し、ター
ンテーブルの１ピッチ回転によって新しい試料を取り出
し部位に送り込み、同様な手順で試料装填およびＸ線照
射を行う。

このような操作をターンテーブルの定ピッチ回転ごとに
行って試料を１個ずつ分析してターンテーブルに回収
し、再び装置本体外にまで送り出された試料はターンテ
ーブルより取り出し、必要に応じて新しい試料を供給す
る。

（実施例） 第１図に本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置の実施例の縦断
面図である。

この実施例の蛍光Ｘ線分析装置は、箱状に構成された装
置本体ケース１の上半部内に、Ｘ線管２、分光器３など
の分析用機器を備えた真空室４が設けられ、この真空室
４の中央下部には上下に貫通する試料挿入孔６が形成さ
れるとともに、この試料挿入孔６と真空室４との間に
は、両者間を連通および遮断するシャッター７が設けら
れている。また、試料挿入孔６の下端部は、下拡がりテ
ーパー状に開口され、その内面に密封用のＯリング８が
装着されている。

一方、装置本体ケース１の下半部には試料搬入搬出用の
ターンテーブル５が試料挿入孔６の中心を上下に通る鉛
直軸Ｏと平行な縦軸心Ｐを中心に回転可能に設けられて
いる。このターンテーブル５は、その略半分が試料挿入
孔６を上下に通る鉛直軸Ｏと交差する位置まで装置本体
ケース１内に入り込んでおり、ターンテーブル５の他の
略半部は装置本体ケース１の外側に露出するように配置
されている。また、このターンテーブル５の下側には、
このターンテーブル５よりも大径の固定円形テーブル９
が設けられ、この固定円形テーブル９が装置本体ケース
１の下半部に固定されている。さらに、固定円形テーブ
ル９の下部にはステッピングモータ１０が取り付けら
れ、このステッピングモータ１０の回転軸が縦軸心Ｐと
同心に配置されるとともに、固定円形テーブル９を貫通
してターンテーブル５に固定されている。ターンテーブ
ル５の外周縁部には略半円形に切り欠いて形成された試
料搬送用の凹部１１が周方向に沿って一定ピッチで形成
されている。そして、この凹部１１に短円柱形状の試料
１２を装填することにより固定円形テーブル９上に載置
される。また、固定円形テーブル９の前記真空室４の試
料挿入孔６を上下に通る鉛直軸Ｏと交差する位置には、
該位置を中心として前記凹部１１の曲率に合致する大き
さの円形孔１３が形成されている。

この円形孔１３の下方に試料持ち上げ用のリフト機構１
４が鉛直軸Ｏの軸方向に沿って上下動可能に設けられて
いる。リフト機構１４は、前記円形孔１３よりも小径で
かつ円形孔１３と同心に配置された円盤状の受台１５
と、これを支持するラック軸１６と、このラック軸１６
を昇降駆動するモータ１７とからなる。

なお、２２はラック軸１６の下端に設けた検知片、２
３、２４は上下一組みのフォトインタラプタであり、フ
ォトインタラプタ２３、２４が検知片２２を検知するこ
とにより、受台１５の昇降ストロークが制御される。

次に、上記構成を有する蛍光Ｘ線分析装置における試料
１２の充填操作の動作を説明する。

分析に際しては、装置本体ケース１の外部に露出したタ
ーンテーブル５の凹部１１を介して固定円形テーブル９
上に試料１２を載置しつつ、ステッピングモータ１０に
よりターンテーブル５を１ピッチずつ回転させて、試料
１２を装置本体ケース１内に送り込んでいく。

所要の試料１２が円形孔１３内で待機していた受台１５
上に乗りかかると、モータ１７が起動されてラック軸１
６が回転し、これによって受台１５が円形孔１３を通っ
て上昇する。これに伴なって試料１２が試料挿入孔６に
挿入されるとともに、受台１５の拡がり状のテーパー外
周面が試料挿入孔６のテーパー開口に押し付けられるた
め、この受台１５によって試料挿入孔６がＯリング８を
介して下方から密封される。その際、シャッター７は閉
じている。

シャッター７よりも上部は、前回の操作で既に真空のま
まに保持しているので、試料挿入孔６内の空気を図示省
略した真空ポンプで排気して、内部を真空状態にした
後、シャッター７を開き、Ｘ線管２からＸ線を照射し
て、試料１２から出た放出された蛍光Ｘ線を分光器３に
導いて分光する。

分析が完了すると、シャッター７を閉じて真空室４内と
試料挿入孔６との連通を断ち、試料挿入孔６をリークし
て大気にもどした後、受台１５を元のターンテーブル高
さまで下降する。

以上の動作で一つの試料１２に対する分析操作が完了す
るので、以後は、ターンテーブル５の１ピッチ回動に伴
って上記操作を順次繰り返す。

なお、上記操作において、分析後にシャッター７を閉じ
て真空室４内の真空を維持しておくことで、次回の分析
に要する時間が短縮化される。

ところで、試料１２の半径は、ターンテーブル５の凹部
１１の曲率半径よりも小さいものが用いられるので、タ
ーンテーブル５が回転する際に試料１２が凹部１１の曲
率中心よりも回転方向は逆方向に角度θ分だけ偏位した
状態で送られることになる。したがって、試料１２が固
定円形テーブル９に形成された円形孔１３まで送られて
きて、第３図に示すように、試料１２の中心が円形孔１
３の中心と一致した時点では、ターンテーブル５の凹部
１１の曲率中心は、円形孔１３の中心から所定角θだけ
回転方向にオーバーランしていることになる。このた
め、この状態で受台１５が上昇するとターンテーブル５
に当接してその上昇が不能となる。そこで、このターン
テーブル５のオーバーランを次のようにして修正する。

つまり、ターンテーブル５の下面には、各凹部１１の曲
率中心と縦軸心Ｐとを結ぶ線上の内側には試料１２の戻
し用割り出しピン１８ａが、外側に試料１２の送り用割
り出しピン１８ｂがそれぞれ下方に向けて突出され、ま
た、凹部１１の曲率中心と縦軸心Ｐとを結ぶ一つの線上
にはターンテーブル５の回転量の基準を決めるための原
点出しピン１９が下方に向けて突出されている。一方、
固定円形テーブル９上には、円形孔１３の中心と縦軸心
Ｐとを結ぶ線上の戻し用割り出しピン１８ａが横切る交
点位置に試料１２の戻し検出用のフォトインタラプタ２
０が設けられ、また、円形孔１３の中心と縦軸心Ｐとを
結ぶ線上から所定角θだけ試料送り方向に先行した位置
で、かつ、送り用割り出しピン１８ｂが横切る交点位置
に試料１２の送り検出用のフォトインタラプタ２１が設
けられており、さらに、円形孔１３の中心と縦軸心Ｐと
を結ぶ線上から所定角θだけ試料送り方向とは逆方向に
戻った位置で、かつ、原点出しピン１９が横切る交点位
置に原点検出用のフォトインタラプタ２２が設けられて
いる。

したがって、送り検出用のフォトインタラプタ２１が送
り用割り出しピン１８ｂを検知するまでターンテーブル
５を回転させると、第３図に示すように試料１２は受台
１５の中心上に送り込まれるが、ターンテーブル５の凹
部１１の曲率中心は、円形孔１３の中心から所定角θだ
け試料送り方向にオーバーランしている。このため、送
り検出用のフォトインタラプタ２１で送り用割り出しピ
ン１８ｂが検知されると、次に、戻し検出用フォトイン
タラプタ２０が戻し用割り出しピン１８ａを検知するま
でターンテーブル５を第３図の状態から反時計回りに逆
転することで第２図に示すように凹部１１が円形孔１３
に合致するので、リフト機構１４における受台１５の昇
降が可能となる。

なお、第４図に示すように、各試料１２をそれぞれ皿状
の受台１５に載置し、この受台１５の半径をターンテー
ブル５の凹部１１の曲率半径と一致させておけば、上記
のようにターンテーブル５を逆転修正する必要はなく、
単に定ピッチ送りだけをすればよい。また、この場合、
ターンテーブル５の周部に形成する凹部１１は円形孔と
して実施することもできる。

（発明の効果） 本発明によれば、次の効果が得られる。

(1)真空室に試料を１個ずつ供給装填することができる
ので、スイングアーム方式と同様に真空室内の容積が小
さなものでよく、このため、真空室内が所要の真空度に
達するまでの排気に要する時間を短くできる。また、真
空室への試料搬入搬出がターンテーブルを用いた短距離
の係止搬送であるために、搬送途中での試料脱落のおそ
れがなく、搬送速度を充分大きくすることができ、排気
時間が短いことと相まって、処理サイクルの短い能率的
な分析を行うことができる。

(2)ターンテーブルの一部を装置本体外に露出させてあ
るので、試料の取り出しや追加を容易に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る蛍光Ｘ線分析装置の縦断側面図、
第２図はターンテーブル部の平面図、第３図は試料の定
ピッチ送り完了時点の平面図、第４図は変形例の縦断面
図である。 １…装置本体、４…真空室、５…ターンテーブル、６…
試料挿入孔、９…固定円形テーブル、１１…凹部、１２
…試料、１３…円形孔、１４…リフト機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】装置本体ケース内に配置したＸ線照射用の
   真空室を備え、この真空室の下面には試料挿入孔が形成
   されるとともに、この試料挿入孔を開閉するシャッタが
   設けられ、また、前記真空室の下方には、試料挿入孔の
   中心を上下に通る鉛直軸と平行な縦軸心を有するターン
   テーブルが回転可能に設けられ、このターンテーブルの
   外周縁部には所定のピッチで円弧状に切り欠いて凹部が
   形成され、また、このターンテーブルの下側には、この
   ターンテーブルよりも大径の固定円形テーブルが該ター
   ンテーブルと同心に設けられ、この固定円形テーブルの
   前記鉛直軸との交点位置には前記凹部の大きさに略合致
   する大きさの円形孔が形成される一方、 前記円形孔の直下には、前記円形孔よりも小径で前記試
   料挿入孔の封止を兼ねる受台を備えたリフト機構が前記
   鉛直軸の軸方向に沿って上下動可能に設けられているこ
   とを特徴とする蛍光Ｘ線分析装置。