(57)【要約】【課題】操作が簡単で、試料上の押圧点を種々に変更可能で多様な形状の試料に対応でき、確実かつ安定して試料を保持し、分析結果の信頼性を向上させる試料押さえ機構を備えた発光分光分析装置を提供する。【解決手段】放電室１２の開口部１２ａを塞ぐように配置した試料Ｗに対し、発光スタンド２に固定された支持体３１と、該支持体３１に対し鉛直軸方向に摺動自在かつ回動自在に支持されたシャフト３２と、該シャフト３２の下端部に係合する錘３３と、シャフト３２の上端部に固定され横方向に突出する持ち出し部材３４と、該持ち出し部材３４から下方に突出する試料押さえ棒３５からなる試料押さえ機構３を備え、その自重により試料Ｗを押圧する構成とする。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電用の電極が収容され、その上方に開口部が形成された放電室と、その放電室内で発生した光を分光器に導く導光用孔とを備えた発光スタンドを有し、その発光スタンド上に上記放電室の開口部を塞ぐように試料を載せて試料押さえ機構により押さえ付けた状態で、その試料と上記電極との間で放電させ、その放電により発生した光を分光器で計測して試料に含まれる元素の分析を行う発光分光分析装置において、
上記試料押さえ機構が、上記発光スタンドに固定された支持体と、その支持体に対して鉛直軸方向へ摺動自在に、かつ、その軸周りに回動自在に支持されたシャフトと、このシャフトの下端部に係合する錘と、そのシャフトの上端部に固定されて当該シャフトから横方向に突出する持ち出し部材と、その持ち出し部材に固定されるとともに下向きに伸びて試料の上面を押圧する試料押さえ棒によって構成されていることを特徴とする発光分光分析装置。
【請求項２】
上記試料押さえ棒は、上記鉛直軸に対して下側ほど離隔する向きに傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の発光分光分析装置。
【請求項３】
上記錘は、その重さを変更できるように上記シャフトに係合していることを特徴とする請求項１または２に記載の発光分光分析装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、金属試料への放電により発生する光のスペクトルから、その試料に含まれる元素を定性・定量する発光分光分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光分光分析装置においては、一般に、試料と電極間でスパーク放電やアーク放電を生起させ、そのときに発生する光を分光器で分析することにより、試料に含まれる元素の定性と定量を行う。
【０００３】
この種の分析装置においては、放電用の電極を収容するとともに上方に開口部を備えた放電室と、その放電室内で発生した光を分光器に導くための導光用孔と、放電室の開口部を塞ぐように配置した試料を押し付ける試料押さえ機構などを備えた発光スタンドと称される構成要素を設けたものが多用されている。図４（ａ）に板バネを用いた試料押さえ機構を備えた従来の発光分光分析装置の要部構成の一例を縦断面図で示す。
【０００４】
発光スタンド１００は、スタンドベース１１を主構造体とし、そのスタンドベース１１は分光器２のフレームに固定されている。スタンドベース１１には、放電室１２と、放電室１２内で発生した光を分光器２へと導く導光用孔１３が形成されている。放電室１２には放電用の棒状の電極１４が収容されているとともに、その天井部分には開口部１２ａが形成されている。
【０００５】
試料Ｗは、中央部分に孔が形成された環状の板材である載置板１６を介して放電室１２の開口部１２ａを塞ぐようにスタンドベース１１上に載置される。また、スタンドベース１１には試料押さえ機構４が設けられており、スタンドベース１１上に載置された試料Ｗは、この試料押さえ機構４によって下向きに押圧された状態で分析に供される。分析に際しては、放電室１２に形成されているガス導入口（図示略）を通じてＡｒガスが導入され、Ａｒ雰囲気中における電極１４と試料Ｗ間での放電によって試料Ｗに含まれる元素が励起されて発光し、その光を分光器２に導いて分光分析することにより、試料Ｗに含まれる元素のデータを得る。
【０００６】
図４に示す試料押さえ機構４の主要構成をなす板バネ４１の先端部下面には試料押さえ部４２が固定され、基端部はスライド部４３に固定されている。スライド部４３はスタンドベース１１に固定された支柱４４に沿って上下方向に移動可能であるとともに、支柱４４の周囲を回動可能となっている。試料Ｗの押圧に際しては、図４（ｂ）に拡大して示すように、スライド部４３を下降させて板バネ４１先端の試料押さえ部４２を試料Ｗの上面に当接させた状態から、さらにスライド部４３を下降させることによって板バネ４１を撓ませ、これによって生じる板バネ４１の復元力を押圧力として試料Ｗを押圧する（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
また、この種の分析装置に用いられる試料押さえ機構の他の構成としては、シリンダを用いたものや引張コイルバネを用いたものが実用化されている。
図５に示すシリンダ（エアシリンダ）５３を用いた試料押さえ機構５は、スタンドベース１１に配された支柱５１に持ち出しアーム５２の基端部を保持するとともに、その持ち出しアーム５２の先端部にピストンロッド５３ａが下側となるようにエアシリンダ５３を保持している。ピストンロッド５３ａの先端部には押圧部材５４が取り付けられており、エアシリンダ５３の駆動によりピストンロッド５３ａを伸長させて、先端部の押圧部材５４で試料Ｗを押圧するように構成されている。
【０００８】
また、図６に示す引張コイルバネ６４を用いた試料押さえ機構６は、スタンドベース１１に固定されたコラム６１に設けられた水平方向の支軸６１ａに、アーム６２の一端が回動自在に支持されており、そのアーム６２の他端には当該アーム６２を手動で支軸６１ａの周囲に回動させるための操作部６２ａが形成されている。このアーム６２の中間部分には、試料Ｗを押圧するための押さえ棒６３が装着されている。そして、コラム６１とアーム６２にはそれぞれピン６１ｂ，６２ｂが固着されており、これらのピン６１ｂ，６２ｂ間に引張コイルバネ６４の両端部が係合している。
【０００９】
図６の構成において、アーム６２側のピン６２ｂがコラム６１側のピン６１ｂよりも下側に位置している状態では、引張コイルバネ６４の収縮力がアーム６２の先端側を下方に移動させるように作用し、これによって押さえ棒６３が試料Ｗを押圧する。この状態からアーム６２の操作部６２ａを手動で上方に押し上げ、アーム６２側のピン６２ｂがコラム６１側のピン６１ｂよりも上側に位置させることにより、引張コイルバネ６４の収縮力がアーム６２の先端側を上方に移動させるように作用し、これによって押さえ棒６３による試料Ｗの押圧が解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−５１８６７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、この種の分析装置に供される試料の形状は、図４〜６に示したように上面が一様な平坦面のものとは限らない。このような点を勘案したとき、この種の分析装置における試料押さえ機構に要求される性能および機能としては、（１）ユーザが意図した試料上の部位を簡単に押さえられること、（２）試料に対し一定の荷重以上の力を安定して加えられること、さらには（３）ユーザにとって使いやすいこと、等が挙げられる。図４〜６に示した従来の試料押さえ機構について、これらの要求項目に着目して考察すると、以下の課題が存在する。
【００１２】
図４の板バネ４１を用いた試料押さえ機構４は、支柱４４の周囲に板バネ４１を回動させることができるため、試料Ｗの押圧位置を適宜に選択することが可能であって、幅広い形状の試料Ｗに対応することができる。しかしながらその反面、試料Ｗの押圧時に板バネ４１を手動で撓ませる際に相当の力を要することから、操作性に問題がある。また、板バネ４１の撓み量によって試料Ｗの押圧力が変わるため、ユーザにより押圧力が変化して測定精度に影響を及ぼす可能性がある。
【００１３】
一方、図５のエアシリンダ５３を用いた試料押さえ機構５は、試料Ｗの押圧に際して人力は不要であるが、試料Ｗの押圧場所が限られるだけでなく、実際に試料Ｗを押さえる箇所が判りにくいという問題がある。また、試料Ｗの押圧力はエアシリンダ５３のエア圧によって決まるが、エア圧が強すぎると試料Ｗが傾き、測定結果に影響を及ぼすことがある。
【００１４】
また、図６の引張コイルバネ６４を用いた試料押さえ機構６は、操作時における引張コイルバネ６４の伸長を、アーム６２を用いたテコの作用によって行うので、力をあまり必要としない。しかし、押圧操作時における押さえ棒６３は、図６に矢印Ａで示すように円弧状の軌跡を描いて試料Ｗを押圧することになるため、試料Ｗ上の押圧点を定めにくく、また、試料Ｗの押圧場所が限られるという問題がある。
【００１５】
本考案はこのような実情に鑑みてなされたもので、操作時に大きな力を必要とせず、試料の押圧位置を適宜に選択可能で多様な形状の試料に対応でき、しかも試料の押圧点が判りやすく、簡単な操作のもとに確実かつ安定した押圧力を得ることのできる試料押さえ機構を備え、もって多様な形状の試料に対して正確な分析を行うことのできる発光分光分析装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するため、本考案の発光分光分析装置は、内部に放電用の電極が収容され、その上方に開口部が形成された放電室と、その放電室内で発生した光を分光器に導く導光用孔とを備えた発光スタンドを有し、その発光スタンド上に上記放電室の開口部を塞ぐように試料を載せて試料押さえ機構により押さえ付けた状態で、その試料と上記電極との間で放電させ、その放電により発生した光を分光器で計測して試料に含まれる元素の分析を行う発光分光分析装置において、上記試料押さえ機構が、上記発光スタンドに固定された支持体と、その支持体に対して鉛直軸方向へ摺動自在に、かつ、その軸周りに回動自在に支持されたシャフトと、このシャフトの下端部に係合する錘と、そのシャフトの上端部に固定されて当該シャフトから横方向に突出する持ち出し部材と、その持ち出し部材に固定されるとともに下向きに伸びて試料の上面を押圧する試料押さえ棒によって構成されていることにより特徴付けられる。
【００１７】
ここで、本考案においては、上記試料押さえ棒を、上記鉛直軸に対して下側ほど離隔する向きに傾斜させた構成を採用することが好ましい。
【００１８】
また、本考案においては、上記錘の重さを変更できるように上記シャフトに係合させた構成を採用することもできる。
【００１９】
本考案は、鉛直軸に沿って摺動自在であり、かつ、鉛直軸周囲を回動自在となるように支持されたシャフトに持ち出し部材を介して試料押さえ棒を固定し、このシャフトに係合させた錘により試料の押圧力を得ることで、課題を解決しようとするものである。
【００２０】
すなわち、シャフトを鉛直軸周囲で回動可能とすることで、このシャフトに持ち出し部材を介して試料押さえ棒を固定することにより、押圧可能な試料上の領域が広くなる。また、試料に対する接近／離隔方向への移動は鉛直軸方向となるため、試料の押圧点をユーザが視覚的に把握しやすく、意図する点を簡単に押圧することができる。しかも、試料に作用する押圧力は錘によって決まるため、一定の安定した力で試料を押圧することができる。また、試料の押圧に際してユーザが必要とする力は、シャフトとそれに係合する錘を持ち上げる力だけであり、図４の板バネを用いた機構のように過大な力を要することもない。
【考案の効果】
【００２１】
本考案によれば、試料押さえ機構の操作時に大きな力を必要とせず、試料の押圧位置を適宜に選択可能で多様な形状の試料に対応することができる。また、試料の押圧点が判りやすく、簡単な操作のもとに確実かつ安定した押圧力を得ることができるので、多様な形状の試料を正確かつ安定した力により押圧した状態で分析に供することができ、ひいては分析結果の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案に係る発光分光分析装置の要部構成を示す縦断面図。
【図２】本考案で用いる試料の形状と分析対象部位の説明図。
【図３】本考案において錘の重量を変更させるための分銅の一例を示す説明図。
【図４】試料押さえ機構として板バネを用いた従来の発光分光分析装置の要部構成を示す図。
【図５】シリンダを用いた従来の試料押さえ機構の説明図。
【図６】引張コイルバネを用いた従来の試料押さえ機構の説明図。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本考案の実施の形態について説明する。図１は本考案に係る発光分光分析装置の要部構成を示す縦断面図である。本考案の特徴は試料押さえ機構３にあり、その他の部分は図４（ａ）に示したものと同様であるため、図４に示したものと同様の構成部材については、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
【００２４】
発光スタンド１には図４（ａ）と同様に放電室１２と導光用孔１３が形成されており、放電室１２の上方には開口部１２ａが形成され、この開口部１２ａを塞ぐように載置板１６を介して載置された試料Ｗは、試料押さえ機構３によって上方から押圧される。
【００２５】
試料押さえ機構３は、発光スタンド１のスタンドベース１１に固定された支持体３１と、その支持体３１に支持されたシャフト３２、シャフト３２の下端部に係合する錘３３、シャフト３２の上端部に固定された持ち出し部材３４、および持ち出し部材３４の下面に固定されて下向きに突出する試料押さえ棒３５を主体として構成されている。
【００２６】
支持体３１には鉛直軸方向に伸びる貫通孔が形成されており、この貫通孔にブッシュ３１ａが固定されている。ブッシュ３１ａにはシャフト３２が挿入され、ブッシュ３１ａ内において摺動自在かつ回動自在に支持されている。つまり、シャフト３２は、支持体３１に対し鉛直軸方向に摺動自在であるとともに、鉛直軸周囲を回動自在となるように支持されている。そして、試料押さえ棒３５は、その下側ほどシャフト３２に対して離隔する向きに傾斜している。
【００２７】
なお、図１では持ち出し部材３４が大きく描かれているが、これは、持ち出し部材３４の上面を利用して本考案とは無関係の基板等を配置し、これを覆うための樹脂製カバーを取り付けているためであり、この持ち出し部材３４の重量は、錘３３に比して大幅に軽くなっている。
【００２８】
以上の構成からなる本考案の試料押さえ機構３は、図１に示すように、シャフト３２、錘３３、持ち出し部材３４および試料押さえ棒３５からなる構造体が、自重によりブッシュ３１ａによって鉛直軸方向にガイドされつつ下降し、この降下を試料押さえ棒３５の先端が試料Ｗに当接したときに停止させることで、試料Ｗを押圧する構造となっている。したがって、その操作は、上記の構造体を手で保持することによって下降を阻止した状態とし、試料Ｗの載置後にその上面へ試料押さえ棒３５を当接させて、手を離すだけでよい。このように簡単な操作によって、試料Ｗは錘３３を主体とする上記の構造体の重量に相当する一定の力で安定して押圧される。
【００２９】
また、試料押さえ棒３５が鉛直軸を中心として円弧状に移動するとともに、鉛直軸に対して傾斜しているので、多様な試料Ｗの様々な部位を押圧することができる。すなわち、この種の分析装置に供される試料Ｗは、図２（ａ）のように上面が平坦な試料Ｗの他、図２（ｂ）のように上面に突起が形成された試料Ｗもある。本考案では、鉛直軸周囲で円弧状に変位し、しかも鉛直軸に対し傾斜した試料押さえ棒３５を用いることにより、試料Ｗの押圧方法を種々に変更して最適なものを選択することができる。
【００３０】
さらに、この種の分析装置では、試料Ｗの分析対象部位は電極１４の直上となるが、試料Ｗの中心を常に分析対象部位にするとは限らず、例えば図２（ｃ）のように試料Ｗの中心から外れた部位Ｐを分析対象とする場合もある。このような場合には、特に、鉛直軸を基点として円弧状に移動可能であって、傾斜した試料押さえ棒３５を用いることにより、試料Ｗの様々な部分を押圧できて有用となる。
【００３１】
ここで、試料Ｗの押圧力の変更が必要な場合には、シャフト３２、錘３３、持ち出し部材３４および試料押さえ棒３５からなる構造体の重量を変化させる必要があるが、そのための構成として、分銅３３０を用いて錘３３の重量を変更可能とすることができる。例えば、図３の正面図（ａ）および側面図（ｂ）に示すように、シャフト３２を挿入可能な切欠き３３０ａを形成した分銅３３０を随意に着脱できるようにすればよい。
【００３２】
なお、以上の実施の形態においては、試料押さえ棒３５を鉛直軸に対して傾斜させることにより上記した効果を奏するものとしたが、本考案はこれに限定されることなく試料押さえ棒を鉛直軸と平行に設けるようにしてもよい。その場合、特に上面が平坦でない試料については、傾斜させる場合に比して押圧に際し少し制約を受けるが、他の作用効果はそのまま得ることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  発光スタンド
１１  スタンドベース
１２  放電室
１２ａ  開口部
１３  導光用孔
１４  電極
１６  載置板
２  分光器
３  試料押さえ機構
３１  支持体
３１ａ  ブッシュ
３２  シャフト
３３  錘
３４  持ち出し部材
３５  試料押さえ棒
Ｗ  試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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