(57)【要約】【課題】下部電極の位置を可及的に低くして、その上方に設けられる上部電極３及び試料投入部４の高さ位置を低くし、作業性及び操作性を向上するとともに、元素分析装置の小型化を可能にする。【解決手段】元素分析装置１００において、下部電極２を昇降移動させるためのエアシリンダ等の昇降駆動部５２を下部電極２の鉛直投影領域外、つまり下部電極２の側方に設け、下部電極２と昇降駆動部５２を連結部材５３により接続している。連結部材５３は、下部電極２の下面２ａにおいて、下部電極２の中心軸上に力が作用するように構成されている。【選択図】図２
2010008233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極及びその上部電極に対して昇降移動する下部電極を備え、それら電極により試料を収容するるつぼを狭持し、当該電極に電圧を印加することにより、前記るつぼを加熱して、それによって生じるガスから前記試料の元素を分析する元素分析装置であって、
前記下部電極の鉛直投影領域外に設けられ、前記下部電極を昇降移動する昇降駆動部と、
一端に前記下部電極を支持する支持部を有し、他端が前記昇降駆動部に接続される連結部材と、を具備する元素分析装置。
【請求項２】
前記支持部が、前記下部電極の下面における重心を通る鉛直線上に接触又は接続される請求項１記載の元素分析装置。
【請求項３】
前記支持部と前記下部電極の下面との間に設けられ、前記支持部により与えられる力のうち、鉛直方向に沿った力のみを下部電極の下面に伝達するリンク機構を備える請求項２記載の元素分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、元素分析装置に関し、特に元素分析装置に用いられる下部電極の昇降移動機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の元素分析装置において、例えば特許文献１に示すように、上部電極及び下部電極に狭持されたるつぼに測定試料を収容して、電圧を印加することにより、るつぼ内の測定試料を加熱溶解して、それによって生じたガスを分析して前記測定試料の元素を分析するものがある。
【０００３】
そして、下部電極は、エアシリンダ等の昇降駆動部により上部電極に対して昇降移動するように構成されている。具体的には、特許文献２に示すように、昇降移動機構は、下部電極の下方に設けられ、下部電極の重心を通る鉛直線上（下部電極の中心軸）に力が加わるように構成されている。
【０００４】
しかしながら、昇降駆動部を下部電極の下方に設けるものであると、下部電極の最下端位置が、昇降駆動部の設置スペースにより制限され、また、その設置スペースは、昇降駆動部のストローク量に応じて決定されるため、下部電極を低くすることには限界がある。
【０００５】
また、下部電極の上方には、上部電極及び試料投入部が、この順で設けられており、下部電極の位置が高くなれば、当然上部電極及び試料投入部の位置も高くなってしまい、試料投入時などにおける装置の操作性及び作業性を低下させてしまうという問題がある。また、元素分析装置の小型化にも限界がある。
【特許文献１】特公平０７−４００２７号公報
【特許文献２】特公昭５８−２３８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、下部電極の位置を可及的に低くして、その上方に設けられる上部電極及び試料投入部の高さ位置を低くし、作業性及び操作性を向上するとともに、元素分析装置の小型化を可能にすることをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明に係る元素分析装置は、上部電極及びその上部電極に対して昇降移動する下部電極を備え、それら電極により試料を収容するるつぼを狭持し、当該電極に電圧を印加することにより、前記るつぼを加熱して、それによって生じるガスから前記試料の元素を分析する元素分析装置であって、前記下部電極の鉛直投影領域外に設けられ、前記下部電極を昇降移動する昇降駆動部と、一端に前記下部電極を支持する支持部を有し、他端が前記昇降駆動部に接続される連結部材と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
このようなものであれば、下部電極の鉛直投影領域外に昇降駆動部が設け、下部電極の下方に昇降駆動部を設けない構造とすることができるので、下部電極の位置を低くすることができる。したがって、下部電極の上部に設けられる上部電極及び試料等入部の高さ位置を低くすることができ、試料投入時などの操作性及び作業性を向上させることができる。また、元素分析装置の高さを低くすることができ、小型化を可能にすることができる。
【０００９】
下部電極がガイド機構によりその昇降移動を案内されるものである場合において、下部電極の姿勢を維持したまま昇降移動させることにより、ガイド機構がつかえることなくスムーズに昇降移動するためには、前記支持部が、前記下部電極の下面における重心位置を通る鉛直線上に接触又は接続されることが望ましい。
【００１０】
上部電極及び下部電極によりるつぼを狭持した場合等に、連結部材が撓むことによって、下部電極の姿勢が変化してしまいガイド機構がつかえてしまうこと、或いは、上部電極及び下部電極によりるつぼを均等な力により狭持するためには、前記支持部と前記下部電極の下面との間に設けられ、前記支持部により与えられる力のうち、鉛直方向に沿った力のみを下部電極の下面に伝達するリンク機構を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成した本発明によれば、下部電極の位置を可及的に低くして、その上方に設けられる上部電極及び試料投入部の高さ位置を低くし、作業性及び操作性を向上するとともに、元素分析装置の小型化を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、図１は元素分析装置１００の電極部分を主として示す斜視図、図２は下降位置Ｐにある下部電極２、連結部材５３及び昇降駆動部５２を示す模式図、図３は上昇位置Ｑにある下部電極２、連結部材５３及び昇降駆動部５２を示す模式図である。
【００１３】
＜装置構成＞
【００１４】
本実施形態に係る元素分析装置１００は、金属試料中に含まれる元素を分析する元素分析装置１００であって、図１に示すように、金属試料及び／又はフラックス（以下、特に区別しない場合は「試料」という。）を収容する黒鉛るつぼＲを上部電極３と下部電極２とで狭持して、上部電極３の上側に設けられた試料投入部４によって、前記るつぼＲに試料を投入し、電圧を印加する（るつぼＲに通電する）ことにより、るつぼＲ内の試料を加熱溶解して、その時に発生する分析用ガスを図示しない分析部に送って分析し、測定試料に含まれる元素を分析するものである。
【００１５】
本実施形態の分析部としては、例えば一酸化炭素（ＣＯ）を測定する非分散赤外線検出器等の酸素成分検出部と、例えば窒素（Ｎ２）を測定する熱伝導度検出器等の窒素成分検出部とが考えられる。その他、水素成分分析部などでも良い。
【００１６】
上部電極３は、基台１０１に立設された一対のベース部材１０２の上部に固定されている。また、当該上部電極３の上部には、上部電極３及び下部電極２により狭持されたるつぼＲに試料を投入するための試料投入部４が固定される。
【００１７】
下部電極２は、昇降移動機構５により、上部電極３から鉛直下方に離間し、電極面２１上に黒鉛るつぼＲが載置される下降位置Ｐ（図２参照）と、上部電極３との間でるつぼＲを狭持する上昇位置Ｑ（図３参照）との間を昇降移動するものである。
【００１８】
昇降移動機構５は、図１〜図３に示すように、下部電極２の昇降移動を案内するガイド機構５１と、下部電極２を昇降移動させる昇降駆動部５２と、下部電極２及び昇降駆動部５２を連結する連結部材５３とを備えている。
【００１９】
ガイド機構５１は、一対のベース部材１０２の互いに対向する面と反対側の面に鉛直方向に沿って設けられたレール５１１と、当該レール５１１上をスライドするとともに、上部電極３に対向して下部電極２を保持するスライド部材５１２と、からなる。
【００２０】
スライド部材５１２は、各ベース部材１０２に設けられたレール５１１に対して、両サイドから２つの転動体で挟み込むようにしてスライド可能に構成されている。
【００２１】
昇降駆動部５２は、後述する連結部材５３の接続部５３２Ａに接続される駆動軸５２１を有するエアシリンダである。このエアシリンダ５２は、図示しない圧縮空気源から電磁弁を介して供給される空気圧により動作する。なお、電磁弁は、図示しない制御機器により制御される。
【００２２】
また、昇降駆動部５２は、図２等に示すように、下部電極２の鉛直投影（正投影）領域外に設けられており、下部電極２の側方に当該下部電極２と接触しないように設けられている。つまり、昇降駆動部５２の鉛直投影領域が、下部電極２の鉛直投影領域と重ならないように設けられている。つまり、下部電極２と基台１０１との間に昇降駆動部５２が設けられていない配置としている。
【００２３】
さらに、本実施形態の下部電極２はガイド機構５１により案内されるので、昇降駆動部５２は、ガイド機構５１の鉛直投影領域外に設けられている。つまり、ガイド機構５１と基台１０１との間に昇降駆動部５２が設けられていない配置としている。
【００２４】
連結部材５３は、側面視において概略Ｌ字形状をなすものである。具体的に連結部材５３は、図２及び図３に示すように、下部電極２の下面２ａに接続される支持部５３１Ａを有し、当該下部電極２の下面２ａに沿って設けられる水平部５３１と、当該水平部５３１に連続して設けられ、昇降駆動部５２に接続される接続部５３２Ａを有し、下部電極２の側面に沿って設けられる垂直部５３２とからなる。そして、連結部材５３は、支持部５３１Ａ以外において下部電極２に接触せず、支持部５３１Ａのみが下部電極２に接続される構造としている。
【００２５】
支持部５３１Ａは、水平部５３１から鉛直上方に立設されている。また、水平部５３１は、下部電極２の下面２ａとの間に隙間を形成するように設けられ、鉛直部５３２は、下部電極２の側面との間に空隙を形成するように設けられている。
【００２６】
また、水平部５３１及び鉛直部５３２と下部電極２との間に形成された空隙は、下部電極２を昇降移動させる場合、又は下部電極２を上部電極３に嵌合させる場合等において、連結部材５３が撓んだとしても、水平部５３１及び鉛直部５３２が下部電極２と接触しないように設定されている。
【００２７】
支持部５３１Ａは、下部電極２の下面２ａにおける重心を通る鉛直線上に位置する。つまり、支持部５３１Ａの中心軸は、下部電極２の重心を通る鉛直線（本実施形態では、下部電極２の中心軸と同じ）と略同軸上に設けられる。
【００２８】
具体的に支持部５３１Ａは、リンク機構５４を介して下部電極２の下面２ａに接続されている。このリンク機構５４は、支持部５３１Ａから受ける力のうち、鉛直方向に沿った力のみを下部電極２の下面２ａに伝達するものである。
【００２９】
本実施形態のリンク機構５４は、自在継手を用いたものであり、例えばボールジョイントを用いることができる。これにより、連結部材５３が撓むことにより、支持部５３１Ａの中心軸が下部電極２の中心軸に対して傾いた場合であっても、支持部５３１Ａの下部電極２に作用する力が、下部電極２の中心軸と同軸上となるようにしている。このようなものであれば、下部電極２には、常に鉛直方向の力だけが作用し、下部電極２の姿勢を保ちながら昇降移動させることができる。また、下部電極２及び連結部材５３がリンク機構により接続されているので、下部電極２が上昇位置にある場合、下部電極２及び上部電極３はＯリングにより密着されており、この下部電極２を下降位置Ｐに移動させる場合に、Ｏリングの摩擦に対抗して安定して下部電極２を上部電極３から抜脱することができる。
【００３０】
接続部５３２Ａは、後述する昇降駆動部５２の駆動軸５２１に接続されている。また、本実施形態の昇降駆動部５２は、その駆動軸５２１が下降位置Ｐにある下部電極２の下面２ａよりも上方に位置するので、接続部５３２Ａは、下部電極２の下面２ａよりも上側であり、且つ下部電極２の側方に配置されることになる。
【００３１】
＜本実施形態の効果＞
【００３２】
このように構成した本実施形態に係る元素分析装置１００によれば、連結部材５３の接続部５３２Ａが、下部電極２の鉛直投影よりも外部に位置し、昇降駆動部５２が下部電極２の下側に配置されないので、下部電極２の位置を低くすることができる。したがって、下部電極２の上部に設けられる上部電極３及び試料等入部の高さ位置を低くすることができ、試料投入作業などの作業性及び操作性を向上させることができる。また、元素分析装置１００の高さを低くすることができ、小型化を可能にすることができる。
【００３３】
また、支持部５３１Ａが下部電極の重心を通る鉛直線上に接続され、また、支持部５３１Ａと下部電極２の下面２ａとの間にリンク機構５４が設けられているので、下部電極の昇降する姿勢を変化させることなく、昇降移動させることができ、ガイド機構５１による下部電極の昇降移動をスムーズにすることができ、さらに、下部電極２及び上部電極３によりるつぼＲを狭持する場合に、均等な力によりるつぼを挟み込むことができる。
【００３４】
＜その他の変形実施形態＞
【００３５】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。以下の説明において前記実施形態に対応する部材には同一の符号を付すこととする。
【００３６】
例えば、前記実施形態では、連結部材の支持部及び下部電極の下面の間にリンク機構を設けているが、リンク機構を設けずに、支持部が下部電極の下面に実質的に点接触して、下部電極を支持するようにしても良い。
【００３７】
また、前記実施形態の連結部材は、側面視において概略Ｌ字形状をなすものであったが、その他、支持部以外において下部電極と接触しない形状であれば良く、例えば、側面視において概略湾曲形状をなすものであっても良い。
【００３８】
加えて、支持部は下部電極の下面において重心を通る鉛直線上に接続されているが、下部電極の下面においてその他の部分に接続されても良いし、下部電極の側面に接続されるものであっても良い。
【００３９】
さらに、支持部は、下部電極に直接接続されるものであっても良いし、スライド部材などの中間部材を介して接続されているものであっても良い。
【００４０】
また、黒鉛るつぼの他に、セラミックるつぼを用いるものであっても良い。この場合、分析装置本体は高周波加熱炉を備えるものであり、試料中に存在する炭素や硫黄などを分析するものであっても良い。
【００４１】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてよいし、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本実施形態に係る元素分析装置の電極部分を主として示す斜視図。
【図２】下降位置にある下部電極、連結部材及び昇降駆動部を示す模式図。
【図３】上昇位置にある下部電極、連結部材及び昇降駆動部を示す模式図。
【符号の説明】
【００４３】
１００・・・元素分析装置
Ｒ      ・・・るつぼ
２      ・・・下部電極
３      ・・・上部電極
５２    ・・・昇降駆動部
５３    ・・・連結部材
５３１Ａ・・・支持部
５４    ・・・リンク機構
【図１】
2010008233.tif 000003
【図２】
2010008233.tif 000004
【図３】
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