(57)【要約】【課題】蓋部材を筐体の複数箇所にねじ止めすることに生じる筐体の歪みを低減して位置調整された光学部品の位置ずれを防止する。【解決手段】分光に用いられる複数の光学部品２〜５と、光学部品２〜５を固定又は位置調整するための開口部Ｈ１を有し、複数の光学部品２〜５が固定される筐体６と、開口部Ｈ１を閉塞し、筐体６の一箇所に固定される蓋部材７と、蓋部材７を筐体６に対して弾性力により押圧する押圧機構１０とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光に用いられる複数の光学部品と、
前記光学部品を固定又は位置調整するための開口部を有し、前記複数の光学部品が固定される筐体と、
前記開口部を閉塞し、前記筐体の一箇所に固定される蓋部材と、
前記蓋部材を前記筐体に対して弾性力により押圧して密着させる押圧機構とを備えている分光装置。
【請求項２】
前記筐体及び前記蓋部材の間に介在して設けられ、前記筐体の一箇所に固定された蓋部材が前記筐体に対して回転することを防止する回転制限機構をさらに備えている請求項１記載の分光装置。
【請求項３】
前記押圧機構が、前記筐体に設けられ、前記開口部を閉塞した状態の蓋部材を押圧する弾性部材により構成されており、
前記弾性部材が、前記回転制限機構を構成するものである請求項２記載の分光装置。
【請求項４】
前記回転制限機構が、前記弾性部材と、前記蓋部材に形成された凹部とから構成されており、前記弾性部材が前記凹部の内面に接触することにより、前記蓋部材の前記筐体に対する回転が防止される請求項３記載の分光装置。
【請求項５】
前記筐体の側壁内面に少なくとも１つの光学部品が固定されている請求項１乃至４の何れかに記載の分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体内に回折格子や凹面鏡等の光学部品が収容される光学装置である分光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の分光器は、特許文献１に示すように、筐体内に、例えばスリット、反射ミラー、回折格子及び光検出器などの複数の光学部品が収容されており、それら部品は筐体内で位置調整した後に固定されている。具体的には、筐体から蓋部材が取り外された状態で、筐体内で光学部品を位置調整して固定し、その後、蓋部材を筐体に複数箇所（２点以上）でねじ止めしている。
【０００３】
しかしながら、蓋部材を筐体に複数箇所でねじにより固定すると、複数のねじの締結に伴って、筐体が歪んでしまう。また、筐体及び蓋部材の熱膨張係数や熱容量が異なることにより、周囲温度が変化した場合に、筐体に応力が加わり、筐体が歪んでしまう。そして、筐体が歪むと当該筐体に固定された光学部品の位置が変化して調整が狂ってしまい、分光器の波長ずれが生じるという問題がある。
【０００４】
なお、筐体や光学部品自体の剛性（機械的強度）を上げることで、蓋部材のねじ止めによる筐体の歪みや位置ずれを小さくすることが考えられるが、その場合には、筐体や光学部品が大きくなり重くなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１８１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、蓋部材を筐体の複数箇所にねじ止めすることに生じる筐体の歪みを低減して、位置調整された光学部品の位置ずれを防止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分光装置は、分光に用いられる複数の光学部品と、前記光学部品を固定又は位置調整するための開口部を有し、前記複数の光学部品が固定される筐体と、前記開口部を閉塞し、前記筐体の一箇所に固定される蓋部材と、前記蓋部材を前記筐体に対して弾性力により押圧して密着させる押圧機構とを備えていることを特徴とする。
ここで、蓋部材を筐体の一箇所に固定する構成としては、例えば、ねじを用いた固定、カシメを用いた固定、釘を用いた固定、接着剤又は粘着剤を用いた固定などが考えられる。
【０００８】
このようなものであれば、蓋部材が筐体の一箇所に固定されているので、蓋部材の固定により生じる筐体の歪みが生じ難く、また、分光装置の使用時における周囲温度の変化による筐体及び蓋部材の熱膨張係数や熱容量の差による筐体の歪みが生じにくい。これにより、調整後の光学部品が位置ずれして生じる分光装置の波長ずれを防止することができる。
また、押圧機構により蓋部材が筐体に押圧して密着されているので、一箇所の固定により生じ易い蓋部材の浮きを防ぐことができ、開口部を確実に閉塞することができる。
さらに、蓋部材を筐体に複数箇所でねじ止めする構造では無いので、ねじ止めにより生じる歪み影響を小さくするために筐体の機械的強度を増すべく壁厚を厚くする等の対策を不要とすることができる。
【０００９】
前記筐体及び前記蓋部材の間に介在して設けられ、前記筐体の一箇所に固定された蓋部材が前記筐体に対して回転することを防止する回転制限機構をさらに備えていることが望ましい。
これならば、開口部を閉塞した蓋部材が例えばねじ回り等の一箇所固定された部分を中心に回転して開口部が開放してしまうことを防止することができる。
【００１０】
前記押圧機構が、前記筐体に設けられ、前記開口部を閉塞した状態の蓋部材を押圧する弾性部材により構成されており、前記弾性部材が、前記回転制限機構を構成するものであることが望ましい。
これならば、押圧機構及び回転制限機構を単一の弾性部材により構成することができ、分光装置の構成を簡単にすることができる。
【００１１】
回転制限機構の具体的な実施の態様としては、前記回転制限機構が、前記弾性部材と、前記蓋部材に形成された凹部とから構成されており、前記弾性部材が前記凹部の内面に接触することにより、前記蓋部材の前記筐体に対する回転が防止されることが望ましい。特に、前記弾性部材が、前記凹部の内面において前記蓋部材の回転方向を向く面に接触するように構成されていることが望ましい。
これならば、弾性部材が凹部の内面において回転方向を向く面に接触するように構成することで、蓋部材の回転角度をより小さくすることができる。
【００１２】
分光装置を小型化するためには、前記筐体の側壁内面に少なくとも１つの光学部品が固定されていることが望ましい。このように側壁に光学部材が固定される構成において、本発明の効果が一層顕著となる。
【発明の効果】
【００１３】
このように構成した本発明によれば、蓋部材を筐体の複数箇所にねじ止めすることに生じる筐体の歪みを低減して、位置調整された光学部品の位置ずれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の分光光度計の蓋部材を取り外した状態を示す図。
【図２】同実施形態の分光光度計の蓋部材を取り付けた状態を示す図。
【図３】同実施形態の押圧機構を主として示す断面図。
【図４】同実施形態の押圧機構及び回転制限機構を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明に係る分光装置を用いた分光光度計の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
本実施形態の分光光度計は、例えばガス濃度を測定するガス濃度測定装置等に用いられるものであり、図１及び図２に示すように、複数の光学部品として、入射スリット２、２つの反射ミラー（凹面鏡）３ａ、３ｂ、回折格子４及び光検出器５を備えており、これら複数の光学部品２〜５は、例えばアルミニウム製の筐体６内に収容されて固定されている。光検出器５は、回折格子４により分光された各波長の光を検出するための複数の受光素子が例えばライン状に左右に配列されたラインセンサ（多チャンネル検出器）である。
【００１７】
筐体６は、一面（本実施形態では上面）が開口した概略箱形状をなすものであり、底壁６ａと当該底壁６ａの上面に全周を囲繞するように形成された側周壁６ｂ〜６ｅとを有している。そして、この側周壁６ｂ〜６ｅの上端部により開口部Ｈ１が形成されており、当該開口部Ｈ１は、例えば鉄製の蓋部材７により閉塞される。この筐体６において、入射スリット２は、前側壁６ｂに固定されており、２つの反射ミラー（凹面鏡）３ａ、３ｂは、後側壁６ｃに固定されている。また、回折格子４及び光検出器５は、底壁６ａに固定されている。
【００１８】
具体的には、前側壁６ｂに形成された光導入ポートの近傍に入射スリット２が設けられており、当該入射スリット２を通過した光を反射する第１反射ミラー（凹面鏡）３ａが前記前側壁６ｂに対向する後側壁６ｃの内面に設けられている。この後側壁６ｃの内面に設けられた第１反射ミラー３ａによって反射された光は、前側壁６ｂ側に設けられた回折格子４によって分光される。そしてこの分光された光は、後側壁６ｃの内面に設けられた第２反射ミラー（凹面鏡）３ｂによって反射される。この第２反射ミラー３ｂによって反射された光は、前側壁６ｂ側に設けられた光検出器５によって検出される。これら光検出器５の複数の受光素子は、前記回折格子４によって分光された各波長毎に対応して設けられている。
【００１９】
蓋部材７は、平板状をなすものであり、筐体６の一箇所にねじ固定される。具体的に蓋部材７は、筐体６の側周壁６ｂ〜６ｅの平面状をなす上面を覆う平板であり、例えば右側壁６ｄに形成された１つの雌ねじ孔８（図１参照）を介して１つの固定ねじ９（図２参照）によって固定される。つまり、蓋部材７の右側辺部が、固定ねじ９により筐体６に固定される。このように蓋部材７を筐体６に対して一箇所で固定（一点止め）することで、周囲温度の変化により、材質の異なる蓋部材７と筐体６との間で熱膨張差が生じても、固定ねじ９を中心として平面方向に自由に膨張することができる。つまり、固定ねじ９による固定箇所（一点止め部）が熱膨張変形の起点となって、筐体６及び蓋部材７が相対的に移動する。言い換えれば、固定ねじ９による固定は、当該固定箇所が熱膨張変形の起点となるように固定するものである。
【００２０】
また、本実施形態では、一箇所でねじ止めされた蓋部材７が筐体６の開口部Ｈ１から浮いて外部の光が内部に侵入してしまうこと又は蓋部材７がガタつくことを防止するために、蓋部材７を筐体６に押圧する押圧機構１０を備えている。
【００２１】
この押圧機構１０は、筐体６又は蓋部材７に設けられ、蓋部材７を筐体６に対して弾性力により押圧して密着させるものである。具体的に押圧機構１０は、蓋部材７の筐体６に対する固定ねじ９を中心とした平面方向（水平方向）の移動を許容するとともに、蓋部材７を筐体６に対して垂直方向に下向きに押圧（開口部Ｈ１に向かって押圧）するものである。ここで、押圧機構１０による筐体６に対する蓋部材７の押圧力は、前記ねじ９による筐体６に対する蓋部材７の固定力よりも小さくなるように構成されている。本実施形態の押圧機構１０は、筐体６の側周壁６ｂ〜６ｅの何れかの外面に設けられ、開口部Ｈ１を閉塞した状態の蓋部材６の上面を下方に向かって押圧する弾性部材１０１により構成されている。
【００２２】
具体的に弾性部材１０１は、図１及び図２に示すように、蓋部材７の平面視において、固定ねじ９による固定箇所とは異なる位置、より好ましくは前記固定箇所に対向する位置を押圧する構成であり、本実施形態では、蓋部材７の前側面及び左側面の角部又はその近傍の上面を押圧するように構成されている。より詳細には、図３及び図４に示すように、弾性部材１０１は、左側壁６ｅ外面の前側壁６ｂ側に、例えばねじにより固定されており、左側壁６ｅの上方において内側に折れ曲がった板ばねにより構成されている。この弾性部材１０１は、左側壁６ｅに固定される固定片部１０１ａと、当該固定片部１０１ａの上端に連続して、蓋部材７の上面に弾性復帰力を作用させる可動片部１０１ｂとを有している。これにより、弾性部材１０１が開口部Ｈ１を閉塞した状態の蓋部材６の上面を下方に向かって押圧して、蓋部材７を筐体６の側周壁６ｂ〜６ｅの上面に密着させる。
【００２３】
また、本実施形態では、筐体６及び蓋部材７の間に介在して設けられ、筐体６の一箇所にねじ固定された蓋部材７が筐体６に対して回転することを防止する回転制限機構１１をさらに備えている。
【００２４】
この回転制限機構１１は、前記固定機構１０の弾性部材１０１と、蓋部材７に形成された凹部７１とから構成されている。この凹部７１は、蓋部材７の側面に内側に向かって形成されたものであり、具体的には蓋部材７の左側面に前記弾性部材１０１の幅寸法よりも若干大きい幅寸法を有する凹部７１が形成されている。また、蓋部材７は、筐体６の開口部Ｈ１を閉塞した状態（固定ねじ９により固定された状態）において、少なくとも凹部７１が形成された部分が、左側壁６ｄの外面よりも外側に延出している。これにより、筐体６の左側壁６ｅから上方に延びる弾性部材１０１の一部が凹部７１内に収容される。そして、蓋部材７が筐体６に対して回転すると、凹部７１の内面、具体的には、前側内面７１ａ又は後側内面７１ｂ（回転方向を向く面）が弾性部材１０１の幅方向端部（前後端部）に当接することによって、蓋部材７の回転が制限される。なお、蓋部材７の平面方向における自由に膨張を確保すべく、凹部７１の内面と弾性部材１０１との間には、若干の隙間を形成しておく。
【００２５】
次に本実施形態の分光光度計１の組み立てについて簡単に説明する。
【００２６】
まず、筐体６から蓋部材７が外された状態（開口部Ｈ１が開放された状態）で、筐体６の内部に入射スリット２、第１反射ミラー３ａ、第２反射ミラー３ｂ、回折格子４、光検出器５を取り付けるとともにそれらの位置調整を行う。その後、蓋部材７を、筐体６の上面と弾性部材１０１との間に挟まれるように挿入して、固定ねじ９により筐体６にねじ止めする。これにより、蓋部材７は、一箇所で筐体６にねじ止めされるとともに、一箇所で押圧機構１０により筐体６に押圧される。このように本実施形態では、１つの固定ねじ９によって蓋部材７を筐体６に固定することができる。
【００２７】
このように構成した分光光度計１によれば、蓋部材７が筐体６の一箇所に固定ねじ９により固定されているので、蓋部材７の固定により生じる筐体６の歪みが生じ難く、また、使用時における周囲温度の変化による筐体６及び蓋部材７の熱膨張係数や熱容量の差による筐体６の歪みが生じにくい。これにより、調整後の光学部品２〜５が位置ずれして生じる分光装置の波長ずれを防止することができる。
【００２８】
また、押圧機構１０により蓋部材７を筐体６に押圧して密着されているので、一箇所のねじ固定により生じ易い蓋部材７の浮き及びガタつきを防ぐことができ、開口部Ｈ１を確実に閉塞することができる。
【００２９】
さらに、蓋部材７を筐体６に複数箇所でねじ止めする構造では無いので、ねじ止めにより生じる歪み影響を小さくするために筐体６の機械的強度を増すべく壁厚を厚くする等の対策を不要とすることができる。
【００３０】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３１】
例えば、前記実施形態では、押圧機構１０となる弾性部材１０１が筐体６に固定されているが、蓋部材７に固定されて、筐体の一部に係止することで、弾性力を作用するものであっても良い。また、押圧機構１０を筐体６及び蓋部材７に設けずに、筐体６及び蓋部材７の外部に押圧機構を設けても良い。例えば、筐体６が搭載されるラック等の周囲部材に押圧機構１０となる弾性部材を設けて、当該弾性部材により蓋部材を筐体に押圧するように構成しても良い。
【００３２】
また、回転制限機構１１は、蓋部材７の側面に形成された凹部７１内に弾性部材１０１の一部が収容されることによって構成されているが、蓋部材７の上面に弾性部材１０１の可動片部１０１ｂの接触部が嵌る凹部を形成することにより構成しても良い。また、回転制限機構１１は、蓋部材７に凹部７１を形成することなく、弾性部材１０１は、蓋部材７の側面に接触することにより構成されるものであっても良い。
【００３３】
さらに、押圧機構１０と回転制限機構１１とを別々に設けても良い。この場合、回転制限機構１１は、筐体６又は蓋部材７の一方に設けられ、筐体６又は蓋部材７の他方に接触する接触片を有する構成であっても良い。
【００３４】
その上、蓋部材７をねじ止めする位置は、前記実施形態に限られず、筐体６の側周壁６ｂ〜６ｅの任意の位置であれば良い。ここで、ねじ止めによる反射ミラー３ａ、３ｂの位置ずれを可及的に小さくするためには、反射ミラー３ａ、３ｂから離れた位置が望ましく、例えば反射ミラー３ａ、３ｂが設けられた側壁に対向する壁が考えられる。
【００３５】
さらにその上、前記実施形態では、蓋部材７を筐体６に対して固定ねじ９を用いて一箇所に固定するものであったが、蓋部材７を筐体６の一箇所に固定する構成としては、当該固定箇所が熱膨張変形の起点となるように固定するものであれば良く、カシメを用いた固定、釘を用いた固定、接着剤又は粘着剤を用いた固定などであっても良い。なお、分光装置を構成する場合には、固定ねじを用いた固定あるいは接着剤又は粘着剤を用いた固定が望ましい。
【００３６】
加えて、前記実施形態では、分光装置について説明したが、その他、筐体内に、例えばスリット、反射ミラー、回折格子及び光検出器などの複数の光学部品が固定されてなる干渉計等の光学装置にも適用することができる。
【００３７】
その他、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のは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・分光光度計
２・・・入射スリット
３・・・反射ミラー（凹面鏡）
４・・・回折格子
５・・・光検出器
６・・・筐体
Ｈ１・・・開口部
７・・・蓋部材
８・・・雌ねじ孔
９・・・固定ねじ
１０・・・押圧機構
１１・・・回転制限機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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