(57)【要約】      （修正有）【課題】一つの試料ホルダで外径の異なる細径試料を保持することのできる分光分析装置を提供する。【解決手段】細径試料Ｐが含有する元素の分析を行うスパーク放電発光分光分析装置であって、試料ホルダＢが、開口部を塞ぐ大きさの底面積を有するホルダケース１と、ホルダケース１内を上下に貫通するように形成された試料挿入空間を設える。さらに、試料挿入空間に挿入された細径試料Ｐを、周囲三方向から弾力的に挟着保持する進退可能な三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃと、該三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃを同期的に進退させるスライド部材１０と、該三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃを常時試料外周面に向かって弾力的に押しつけるバネ部材１５と、バネ部材１５の弾力に抗して三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃを後退させる手動レバー１４と、試料挿入空間の上方を、挿入された細径試料Ｐとともに密閉する着脱自在なキャップ体とから構成する。【選択図】図３
0003169874.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
壁面で気密空間が形成されたスタンド内に電極が配置され、前記壁面の一部で前記電極の上方位置に開口部が形成され、当該開口部の上に細径試料を保持する試料ホルダが載置され、前記電極と前記細径試料との間で発生させたスパーク放電から得られるスペクトル線に基づき、前記細径試料が含有する元素の分析を行うスパーク放電発光分光分析装置であって、
前記試料ホルダが、前記開口部を塞ぐ大きさの底面積を有するホルダケースと、
前記ホルダケース内を上下に貫通するように形成された試料挿入空間と、
前記ホルダケース内で前記試料挿入空間に挿入された前記細径試料を、周囲三方向から弾力的に挟着保持する進退可能な三つの挟着爪と、
前記三つの挟着爪を前記細径試料に対して同期的に進退させるスライド部材と、
前記三つの挟着爪を常時試料外周面に向かって弾力的に押しつけるバネ部材と、
前記バネ部材の弾力に抗して前記三つの挟着爪を後退させる手動レバーと、
前記ホルダケースの前記試料挿入空間の上方を、挿入された前記細径試料とともに密閉する着脱自在なキャップ体とからなることを特徴とする発光分光分析装置。
【請求項２】
三つの挟着爪は、細径試料と直交する平面上で試料軸芯を中心として放射方向にのみ移動できるようにホルダケースに保持され、
挟着爪の一つは、細径試料の軸芯に対して直交する平面上でスライドするスライド部材に固定されてこのスライド部材とともに移動するように形成され、
バネ部材はスライド部材を附勢するように取り付けられ、
スライド部材のスライド方向に沿った左右側部に形成されたラックにそれぞれピニオンが噛み合わされ、この各ピニオンが他の二つの挟着爪に設けられたラックにそれぞれ噛み合わされており、これによりスライド部材の前進移動又は後退移動によって三つの挟着爪が同期的に進退するように形成されており、
さらにスライド部材に連なって前記手動レバーが取り付けられている請求項１に記載の発光分光分析装置。
【請求項３】
バネ部材がコンストンバネである請求項１又は請求項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、スパーク放電を用いた発光分光分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光分光分析装置は、金属の分析試料にアーク放電やスパーク放電を発生させることによって試料を励起発光させ、その発光光から試料元素固有の輝線スペクトルの波長を有するスペクトル線を分光器に導入して検出するものであって、その構成は一般によく知られている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
発光光としてスパーク放電を利用した発光分光分析装置は、精度の高い分析が可能であり、鉄鋼材や非鉄金属材などの金属の組成分析を行うために広く利用されている。
【０００３】
図８は、従来の一般的なスパーク放電発光分光分析装置を説明するための模式図である。
この装置は、分析対象となる試料３１を上部の壁面に載置する箱状のスタンド３２と、スタンド３２の箱内で、試料３１との間にスパーク放電を発生させるための間隙Ｓを形成するように試料３１の下方に対向配置させた電極３３と、試料−電極間で発生したスパーク放電の発光光を集光する集光レンズ３４と、この集光された光を分光する回析格子（分光器）３５と、分光された光から元素固有のスペクトルの強度を測定する光検出器３６とで構成されている。
【０００４】
スパーク放電を用いた発光分光分析装置では、安定してスパーク放電を発生できる雰囲気中で発光させる必要があるため、図９に示すように、スタンド３２は気密構造にしてあり、内部にアルゴンガス等の不活性ガスが充填されている。電極３３の上方には開口部３７が設けられており、この開口部３７を塞ぐように試料３１を載置することでスタンド内が密閉空間になるようにしてある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７１３９９号公報
【特許文献２】特開２００７−２５６１８７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
試料３１をスタンド３２に載置したときに、図９に示すように、試料自身によって開口部３７を完全に塞ぐことができるような大径の試料であればよいが、開口部３７よりも細径の丸棒や針金などの細径試料の場合には開口部３７を塞ぐことができない。
したがって、細径試料を分析する場合は、図１０に示すような試料ホルダ３８が用いられている。この試料ホルダ３８は、スタンド３２の開口部３７を完全に塞ぐことができる大きさの台盤３９に、細径試料Ｐを密に挿入するための取付孔４０が上下に貫通して設けられている。そして取付孔４０に挿入された細径試料Ｐが台盤３９の側方からセットビス４１で固定されるようになっている。
【０００７】
このような従来の試料取付方法では、試料ホルダ３８の取付孔４０の孔径と細径試料Ｐの外径とを一致させる必要があるため、異なる孔径を有する試料ホルダを複数準備しておき、その中から細径試料の外径に適合したものを選択して使用することとなる。このため、試料ホルダの数が多くなって管理や格納が面倒であるとともに、使用に際して試料ホルダを選択する操作も煩雑となる。
【０００８】
そこで、本考案は、上記した従来課題を解決し、一つの試料ホルダで外径の異なる細径試料を保持することのできるようにした分光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】
【０００９】
上記目的を達成するために本考案では次のような技術的手段を講じた。即ち、本考案の発光分光分析装置は、壁面で気密空間が形成されたスタンド内に電極が配置され、前記壁面の一部で前記電極の上方位置に開口部が形成され、当該開口部の上に細径試料を保持する試料ホルダが載置され、前記電極と前記細径試料との間で発生させたスパーク放電から得られるスペクトル線に基づき、前記細径試料が含有する元素の分析を行うスパーク放電発光分光分析装置であって、前記試料ホルダが、前記開口部を塞ぐ大きさの底面積を有するホルダケースと、前記ホルダケース内を上下に貫通するように形成された試料挿入空間と、前記ホルダケース内で前記試料挿入空間に挿入された前記細径試料を、周囲三方向から弾力的に挟着保持する進退可能な三つの挟着爪と、前記三つの挟着爪を前記細径試料に対して同期的に進退させるスライド部材と、前記三つの挟着爪を常時試料外周面に向かって弾力的に押しつけるバネ部材と、前記バネ部材の弾力に抗して前記三つの挟着爪を後退させる手動レバーと、前記ホルダケースの前記試料挿入空間の上方部を、挿入された前記細径試料とともに密閉する着脱自在なキャップ体とからなるようにしている。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、試料挿入空間に挿入された細径試料は、三つの挟着爪によって試料の周囲の三方から弾力的に押しつけられて確実に保持させることができるとともに、手動レバーを操作して挟着爪を細径試料から後退させることにより、細径試料の着脱を容易に行うことができる。また、挟着爪の移動範囲内で各種サイズの細径試料を試料挿入空間に取り付けることができるので、試料の外径に合わせて多くの試料ホルダを準備する必要がなくなり、一つの試料ホルダで各種外径の異なる細径試料を保持することができる。また、ホルダケースの試料挿入空間の上方部を細径試料とともに密閉するキャップ体が設けられているため、スタンド内部の機密性が損なわれることがない。
【００１１】
上記考案において、三つの挟着爪は、細径試料と直交する平面上で試料軸芯を中心として放射方向にのみ移動できるようにホルダケースに保持され、前記挟着爪の一つは、前記細径試料の軸芯に対して直交する平面上でスライドするスライド部材に固定されてこのスライド部材とともに移動するように形成され、バネ部材は前記スライド部材を附勢するように取り付けられ、前記スライド部材のスライド方向に沿って左右側部に形成されたラックにそれぞれピニオンが噛み合わされ、この各ピニオンが他の二つの挟着爪に設けられた前記ラックにそれぞれ噛み合わされており、これにより前記スライド部材の前進移動又は後退移動によって三つの挟着爪が同期的に進退するように形成されており、さらに前記スライド部材に連なって手動レバーが取り付けられている構成とするのが好ましい。
これにより、三つの挟着爪の同期的な進退運動が、スライド部材並びにラックとピニオンによる簡易な構成によって確実に実現できる。また、バネ部材はスライド部材を附勢するように取り付けられているので、一つのバネ部材で三つの挟着爪を同期的にほぼ均等な力で附勢することができる。
【００１２】
上記考案において、スライド部材を附勢するバネ部材としてコンストンバネを用いてもよい。
これにより、細径試料を交換してその外径が変わっても、コンストンバネの復元力は一定であるので、同じ力で挟着爪を細径試料に押しつけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本考案の発光分光分析装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本考案の発光分光分析装置のスタンド部分を示す断面図である。
【図３】本考案の発光分光分析装置における試料ホルダを示す要部の斜視図である。
【図４】上記試料ホルダを示す断面図である。
【図５】図４におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図６】上記試料ホルダの一動作状態を示す図４と同様の断面図である。
【図７】本考案の発光分光分析装置の別実施例を示す断面図である。
【図８】従来の発光分光分析装置を説明するための模式図である。
【図９】従来の発光分光分析装置のスタンド部分を示す断面図である。
【図１０】従来の試料ホルダを示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本考案にかかるスパーク放電分光分析装置を、図面を用いて詳細に説明する。図１〜図６は、本考案の発光分光分析装置の一実施形態を示す図である。
【００１５】
スパーク放電分光分析装置Ａは、図１に示すように、細径試料Ｐを保持した試料ホルダＢを載置するスタンド２と、細径試料Ｐとの間にスパーク放電を発生させるための間隙Ｓを形成するように、細径試料Ｐの下方に対向配置される電極３と、間隙Ｓに発生したスパーク放電の発光光を集光する集光レンズ４と、この集光レンズ４で集光された光を分光する回析格子（分光器）５と、試料固有のスペクトルの強度を測定する光検出器６とで構成されている。
【００１６】
試料ホルダＢを載置するスタンド２は、図２に示すように、その内部は気密空間とされていてアルゴンガス等の不活性ガスが充填されており、この気密空間内に前記電極３が配置される。また、スタンド２の上壁面で電極３の上方部には開口部１８が設けられており、この開口部１８を塞ぐように前記試料ホルダＢが載置されている。
なお、このスパーク発光分光分析装置Ａの構成は、試料ホルダＢの構成を除いて、従来のスパーク発光分光分析装置と同じ構造を用いることができるので、ここではさらに詳しい説明は省略し、以下に試料ホルダＢの構成について、図３〜図５に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
試料ホルダＢは、スタンド２の開口部１８を塞ぐ大きさの底面積を有するホルダケース１を有している。このホルダケース１はスタンド２に載置したときに安定して定着できるように底面が平らに形成され、且つ、ホルダケース１の中心部には上下に貫通する試料挿入空間１６（図５参照）が設けられている。
さらに、この試料挿入空間１６に挿入された細径試料Ｐを、等間隔（等角度）を隔てた周囲三方から挟着保持する進退可能な三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃが配置されている。
【００１８】
この三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃは、細径試料Ｐと直交する平面上で試料軸芯を中心とした放射方向にのみ移動できるようにホルダケース１に保持されている。具体的には、ホルダケース１の上壁面１ａに固定されたガイドピン８に、挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃに設けられた長孔９がスライド可能に挿入されている。
挟着爪の一つ、即ち７ａの挟着爪は、細径試料Ｐの軸芯に対して直交する平面上でスライドするスライド部材１０に固定されて、このスライド部材１０と同調して移動するように形成されている。即ち、スライド部材１０の移動方向と挟着爪７ａの移動方向は同一方向となるようにしている。
【００１９】
スライド部材１０のスライド方向に沿った左右にラック１１ａ，１１ｂが設けられ、このラック１１ａ，１１ｂと噛み合うピニオン１２ａ，１２ｂがそれぞれスライド部材１０の左右位置で対称的に配置されている。さらに、ピニオン１２ａ，１２ｂが他の二つの挟着爪７ｂ，７ｃに設けられたラック１３，１３にそれぞれ噛み合わされている。
これにより、スライド部材１０を図４の矢印方向に前進移動又は後退移動させることによって三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃが同時に進退するように形成されている。なお、この動作については後でさらに詳述する。
【００２０】
スライド部材１０の一端はホルダケース１の側壁から外部に延出されて、手動レバー１４が設けられている。また、スライド部材１０はコイルスプリング等の一本のバネ部材１５によって常時手動レバー１４を引っ張る方向に附勢されている。これにより、ラック１１ａ，１１ｂとピニオン１２ａ，１２ｂ並びにラック１３，１３を介して二つの挟着爪７ｂ，７ｃが細径試料Ｐの周面に向かって二方向から附勢され、同時にスライド部材１０に固定された挟着爪７ａもスライド部材１０とともに細径試料Ｐの周面に向かって一方向から附勢されることになる。これにより、これら三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃによって、細径試料Ｐが三方から弾力的に挟着保持される。なお、三つの挟着爪は略１２０度角をなすようにして、互いがほぼ等間隔を隔てて保持するようにしてある。
【００２１】
また、ホルダケース１の試料挿入空間１６の上方部を、挿入された細径試料Ｐとともに密閉するキャップ体１７（図５参照）が着脱自在に設けられている。
【００２２】
図３並びに図４は細径試料Ｐを試料挿入空間１６に挿入保持させた状態を示す。
この状態から、手動レバー１４を押してスライド部材１０をバネ部材１５の弾力に抗して移動させると、図６に示すように、左右のラック１１ａ，１１ｂに噛み合う左右のピニオン１２ａ，１２ｂが互いに逆方向に、即ち左側のピニオン１２ａは反時計方向に、右側のピニオン１２ｂは時計方向に回動してこれらピニオンに噛み合う挟着爪７ｂ，７ｃを細径試料Ｐから後退させる。同時に、スライド部材１０の移動とともにこれに固定された挟着爪７ａも細径試料Ｐから後退する。これら三つの挟着爪はほぼ均等な長さを移動するようになる。
これにより細径試料Ｐを取り外したり、別の細径試料を取り付けたりすることができる。そして三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃの移動の範囲内で各種外径の異なる細径試料を試料挿入空間１６に取り付けることができる。
【００２３】
上記細径試料Ｐを取り付けるための試料挿入空間１６は、各種外形寸法の異なる試料を挿入保持させるために可能な限り大きくすることが好ましい。三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃの間で試料挿入空間１６は上下に貫通しているのでスタンド２の気密空間内は試料挿入空間１６と連通するが、ホルダケース１の試料挿入空間１６の上方を細径試料Ｐとともに密閉するキャップ体１７が設けられているため、スタンド２内部の気密性が損なわれることがない。
【００２４】
本考案において、細径試料Ｐの周面に三方から弾力的に当接する三つの挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃのうち、二つの挟着爪７ｂ，７ｃはラックとピニオンの噛み合いによって進退するものであるから、挟着爪７ｂ，７ｃのラック形成面と試料に接触する先端部とが、できるだけ細径試料Ｐの軸芯から放射方向に延びる線上に接近させて配置するのが好ましい。このようにラック１３にかかる力点と、爪先端の作用点が略直線上に配置することにより、挟着爪７ｂ，７ｃの細径試料Ｐに対する押しつけ力を効果的に伝達し作用させることができる。
【００２５】
図７は、スライド部材１０を附勢するバネ部材としてコンストンバネ１９（定荷重渦巻バネ）を使用した実施例を示すものである。
コンストンバネは、元に戻る力が一定で引出ストロークによって荷重（復元力）が変化しない特長を有するバネであり、一般に重量蓋やシャッターの開閉機構などに使用されている。
本実施例では、ホルダケース１の側壁にコンストンバネ１９を内蔵するボックス２０を取り付け、コンストンバネ１９の先端にワイヤ２１を連結し、このワイヤ２１を、滑車２２，２３を介してスライド部材１０のスライド方向と一致するように向けてスライド部材１０に連結している。これにより、コンストンバネ１９の引張荷重が常時スライド部材１０に負荷されて、先の実施例と同様に、挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃを細径試料Ｐに向かって附勢する。
この実施例によれば、細径試料Ｐを交換することによりその外径が変わって挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃの位置が変動しても、コンストンバネ１９の復元力は一定であるので、どの細径試料に対しても均等な力で挟着爪７ａ，７ｂ，７ｃを細径試料Ｐに押しつけることができる。
【００２６】
以上本考案の代表的な実施例について説明したが、本考案は必ずしも上記の実施形態に特定されるものでなく、本考案の目的を達成し、請求の範囲を逸脱しない範囲内で適宜修正、変更することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本考案は、スタンドの開口部よりも細径の試料を分析するスパーク放電発光分光分析装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
Ａ  発光分光分析装置
Ｂ  試料ホルダ
Ｐ  細径試料
１  ホルダケース
２  スタンド
３  電極
４  集光レンズ
７ａ，７ｂ，７ｃ  挟着爪
８  ガイドピン
９  長孔
１０  スライド部材
１１ａ，１１ｂ  ラック
１２ａ，１２ｂ  ピニオン
１３  ラック
１４  手動レバー
１５  バネ部材
１６  試料挿入空間
１７  キャップ体
１８  開口部
１９  コンストンバネ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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