(57)【要約】【課題】水平ゴニオメータの回転機構において、試料ホルダの保持部分の剛性を高め、分析位置の回転中心からのずれを防ぐ。【解決手段】水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置１は、水平ゴニオメータの試料ホルダ２を少なくとも１８０度回転させる回転装置であり、試料ホルダ２の回転部３を固定部（軸受部４，ホルダ固定板８）に対して回転自在に直接保持させ、試料ホルダ２の回転軸と水平ゴニオメータの回転軸とを互いに独立とする構成とする。試料ホルダ自体を固定部に対して回転自在に保持させることにより、剛性のある保持部分を構成して、試料ホルダの取り付け部分に充分な剛性を持たせることができ、従来の回転機構が要していた回転のための軸受を不要とする。【選択図】　図１
2004020309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平ゴニオメータの試料ホルダを少なくとも１８０度回転させる回転装置であって、
前記試料ホルダの回転部を固定部に対して回転自在に直接保持させ、試料ホルダの回転軸と水平ゴニオメータの回転軸とを互いに独立とすることを特徴とする、水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置。
【請求項２】
前記固定部はホルダ固定板及び軸受部を備え、
前記回転部は軸受部に対して回転自在とし、
前記軸受部はホルダ固定板に固定することを特徴とする、請求項１に記載の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置。
【請求項３】
前記回転部は軸受部に対してＯリングにより軸方向に押圧することを特徴とする、請求項１又は２に記載の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置。
【請求項４】
前記請求項１乃至３に記載の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置を備えることを特徴とする、θ−θスキャン型Ｘ線装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水平ゴニオメータの試料ホルダ、及びこの試料ホルダを備えるθ−θスキャン型Ｘ線装置に関し、特に試料ホルダの回転機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線回折では、試料にＸ線を照射し、試料から得られる回折Ｘ線を検出することにより物質の同定等の分析を行う。このＸ線回折において、入射角をスキャンさせながら回折Ｘ線を検出するθ−θスキャン型Ｘ線装置が知られている。このθ−θスキャン型Ｘ線装置では、Ｘ線を放出するＸ線源を備えると共に、試料に入射するＸ線の入射角と、試料により回折されたＸ線の出射角及びＸ線強度とを測定する水平ゴニオメータを備える。回折されたＸ線の強度はカウンタで計測され、検出信号に基づいて分析が行われる。
【０００３】
水平ゴニオメータでは、試料を水平に支持すると共に、Ｘ線源及び検出器を垂直な面上においてＸ線の照射点を中心にして互いに反対方向に回動させている。水平ゴニオメータは、試料を保持するために試料ホルダを備える。この試料ホルダは、Ｘ線源と検出器とを結ぶ光軸に対して上下方向の位置を合わせる光軸調整を行う必要がある。そのために、試料ホルダは光軸と直交する方向で１８０度回転させる必要がある。そこで、従来の試料ホルダは、軸受を介して水平ゴニオメータの回転中心軸に直接固定する構成としている。
【０００４】
図５，図６は従来の水平ゴニオメータ及びこの水平ゴニオメータを備えたθ−θスキャン型Ｘ線装置の概略を説明するための概略図、及び斜視図である。なお、図５（ａ）は水平ゴニオメータの正面図であり、図５（ｂ）は水平ゴニオメータの断面図であり、図５（ｃ）は試料ホルダの取り付け部分の拡大図である。また、図６は試料ホルダ部分の回転状態を示す斜視図である。なお、図５（ｃ）は図５（ｂ）中の円で囲む部分に対応している。
【０００５】
図５において、水平ゴニオメータは、ベース１１上に立設させた支持部１２に対してゴニオメータ回転中心軸１３を水平方向に有し、このゴニオメータ回転中心軸１３を回転中心として２本のアーム１４，１５を互いに反対方向に回転させている。アーム１４，１５の各端部に設けたＸ線源１６と検出器１７は、垂直な面上においてＸ線の照射点を中心に回転する。Ｘ線の照射点を回転中心に合わせるために、試料ホルダ２２の回転中心及びゴニオメータ回転中心軸１３の中心に対して、Ｘ線源及びＸ線源に保持されたＸ線スリットの位置を合わせる光軸調整が行われる。
【０００６】
試料ホルダ２２は、軸受部２４を介して水平ゴニオメータの回転中心軸１３に直接固定される。図５（ｃ）において、試料ホルダ２２は、試料（図示していない）を支持する支持面２２ａ、及び試料を支持面２２ａに固定するホルダ板２２ｂを備える。光軸調整では、支持面２２ａに固定された光軸調整用のプレート（図示していない）が０度と１８０度の回転位置において、検出器１７の検出出力が等しくなるように、Ｘ線源及びＸ線源に保持されたＸ線スリットをＸ線源を中心として回転調整する。
【０００７】
支持部１２には、ゴニオメータ回転中心軸１３の延長上に軸受部２４が設けられ、この軸受部２４には試料ホルダ回転板２５が取り付けられる。この試料ホルダ回転板２５には、固定板２３によって試料ホルダ２２が固定される。０度及び１８０度の位置決めは、試料ホルダ回転板２５に取り付けたピン１８がホルダ回転位置決め板２６と当接することにより行われる。
【０００８】
したがって、試料ホルダ２２は、固定板２３，試料ホルダ回転板２５と共に軸受部２４によりゴニオメータ回転中心軸１３に取り付けられ、光軸調整時には試料ホルダ回転板２５を回転させることにより、固定板２３と共に試料ホルダ２２を一体に回転させている。図６は試料ホルダ２２の回転状態を示しており、図中の矢印Ａで示すように、試料ホルダ２２は、固定板２３及び試料ホルダ回転板２５と共に軸受部（図６には図示されていない）で回転支持され、これにより光軸調整が行われる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の試料ホルダの回転機構は、試料ホルダ２２を固定板２３及び試料ホルダ回転板２５に取り付けると共に、これらを軸受部２４を介して水平ゴニオメータの回転中心軸１３に直接固定する構成であるため、軸受部２４は、試料ホルダ２２、固定板２３、及び試料ホルダ回転板２５を支持部１２に対して一方の側に支持することになり、軸受部２４に大きなモーメントが加わることになる。
【００１０】
そのため、従来の試料ホルダの回転機構は充分な剛性を得ることができず、試料ホルダが図６中の矢印Ｂで示すように位置ずれを起こし、分析位置が水平ゴニオメータの回転中心からずれるという問題がある。特に、試料ホルダが交換可能な構成において、重量のある試料ホルダを取り付けた場合には、位置ずれはより大きなものとなる。
【００１１】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、水平ゴニオメータの回転機構において、分析位置の回転中心からのずれを防ぐことを目的とする。また、試料ホルダを回転保持する機構の剛性を高めることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、試料ホルダ自体を固定部に対して回転自在に保持させることにより試料ホルダの取り付け部分に充分な剛性を持たせ、また、従来の回転機構が要していた回転のための軸受を不要とするものである。
【００１３】
本発明の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置は、水平ゴニオメータの試料ホルダを少なくとも１８０度回転させる回転装置であって、試料ホルダの回転部を固定部に対して回転自在に直接保持させ、試料ホルダの回転軸と水平ゴニオメータの回転軸とを互いに独立とする構成とする。
【００１４】
固定部はホルダ固定板と軸受部を備える。試料ホルダの固定部への取り付けは、回転部をホルダ固定板に対して軸部分ではめ合わせて行い、回転部を軸受部に対して回転自在とすると共に、軸受部をホルダ固定板に固定することにより、試料ホルダを回転支持する。
【００１５】
また、回転部を軸受部に対してＯリングにより軸方向に押圧することにより、回転部を軸受け部に対して回転自在とし、また、所定位置での位置決めが自在となるように保持すると共に、回転部の軸方向のがたつきを防ぐ。試料ホルダの０度及び１８０度の位置決めは、保持部に設けたプランジャと回転部との当接により行うことができる。
さらに、本発明θ−θスキャン型Ｘ線装置は、上記の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置を備える。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置、及びこの試料ホルダ回転装置を備えたθ−θスキャン型Ｘ線装置の概略を説明するための概略図である。なお、図１（ａ）は水平ゴニオメータの正面図であり、図１（ｂ）は水平ゴニオメータの断面図である。また、図２は試料ホルダ回転装置の拡大図であり、図３は試料ホルダ回転装置の各部分を分解して示した図であり、図４は、試料ホルダ回転装置による試料ホルダの回転状態を示す図である。なお、図２は図１（ｂ）中の円に対応している。
【００１７】
図１において、水平ゴニオメータ１０は、ベース１１上に立設させたゴニオメータ支持部１２に対してゴニオメータ回転中心軸１３を水平方向に有し、このゴニオメータ回転中心軸１３を回転中心として２本のアーム１４，１５を互いに反対方向に回転させている。
【００１８】
アーム１４，１５の各端部に設けたＸ線源１６と検出器１７は、垂直な面上においてＸ線の照射点を中心に回転する。Ｘ線の照射点を回転中心に合わせるために、試料ホルダ２の回転中心及びゴニオメータ回転中心軸１３の中心に対して、Ｘ線源及びＸ線スリットの位置を合わせる光軸調整が行われる。
【００１９】
試料ホルダ２は、支持部１２に固定されたホルダ固定部８に対して、試料ホルダ回転装置１によって回転が自在で、また、所定位置での位置決めが自在となるよう取り付けられる。
【００２０】
図２，３において、試料ホルダ２は、試料（図示していない）を支持する支持面２ａ、及び試料を支持面２ａに固定するホルダ板２ｂを備える。光軸調整では、支持面２ａに固定された光軸調整用のプレート（図示していない）が、０度と１８０度の回転位置において検出器１７の検出出力が等しくなるように、Ｘ線源及びＸ線源に保持されたＸ線スリットをＸ線源を中心として回転調整する。
【００２１】
試料ホルダ回転装置１は、試料ホルダ２をゴニオメータ回転中心軸１３の延長上において少なくとも１８０度の角度範囲で回転自在に保持し、０度と１８０度の角度位置で位置決め自在に保持する。試料ホルダ回転装置１は、試料ホルダ２と回転部３と軸受部４を備え、水平ゴニオメータ１０の支持部１２に固定されたホルダ固定板８に対して回転自在に取り付けられる。なお、試料ホルダ回転装置１は、分析対象となる試料の大きさや形状や分析内容等に応じてユニット単位で交換可能とすることができる。軸受部４のホルダ固定板８への取り付けは、図２に示されるように、ネジ等の固定手段で行うことができる。
【００２２】
回転部３の軸方向の一端には、試料ホルダ２がネジ等の固定手段で取り付けられる。また、回転部３の軸方向の他端は、軸受部４に対して回転自在に取り付けられる。回転部３の軸受部４に対する取り付けは軸部５により行う。軸部５は、軸５ａと軸ピン５ｂを備える。軸ピン５ｂの一方の端部側は、回転部３に軸中心の軸方向に形成された開口部内に圧入されて固定され、他方の端部側は、軸５ａの軸中心に軸方向に形成された開口部内に回転自在に挿入される。
【００２３】
また、軸５ａは、ホルダ固定板８及び軸受部４に形成された開口部内に軸中心を合わせて挿入しネジ等で軸受部４に固定される。
なお、ホルダ固定部８及び軸受部４に形成された開口部の軸中心とゴニオメータの回転軸中心との軸あわせは、ホルダ固定部８及び軸受部４の各構成部材の位置決めにより行うことができる。
【００２４】
回転部３を軸受部４に対して回転自在に保持させるために、保持部９によって回転部３を軸受部４に対して回転自在に取り付ける。保持部９はリング状に形成され、開口部を回転部３の外周部分に通し、回転部３の一端のフランジ部分との間にＯリング６を挟み込み、軸受部４にネジ等の固定手段で取り付ける。Ｏリング６は、その弾性力により、回転部３の端面を軸受部４の端面に押圧し、回転部３を軸受部４に対して軸中心を回転中心として回転自在に軸支すると共に、回転部３の軸方向のがたつきを防止する。
【００２５】
また、保持部９にはプランジャ７が取り付けられと共に、回転部３の内面にはこのプランジャ７と当接する部分（図示していない）が形成される。この当接部分は、例えば、試料ホルダ２の支持面２ａに合わせて、軸中心に対してほぼ１８０度の角度で設けられる。回転部３を軸受部４に対して回転させると、プランジャ７は０度の角度位置あるいは１８０度の角度位置で当接部分に当接する。この当接により、試料ホルダ２を回転位置決めする。
【００２６】
したがって、本発明の試料ホルダ回転装置によれば、試料ホルダ２は、軸５ａと軸ピン５ｂにより、ホルダ固定板８に対して回転自在となり、また、所定角度位置に回転位置決め自在とすることができる。また、水平ゴニオメータ１０のゴニオメータ回転中心軸１３と独立して回転支持することができるため、回転機構の剛性を高めることができ、重量の大きな試料ホルダを取り付けた場合であっても、試料ホルダの支持面が分析位置の回転中心からずれるのを防ぐことができる。
【００２７】
光軸調整時には、支持面２ａに光軸調整用のプレート（図示していない）を取り付け、回転部３を軸受部４及びホルダ固定板８に対して回転させる。回転部３は、保持部９との間で押圧されたＯリング６の復元力により所定位置に保持しながら回転することができる。したがって、試料ホルダ２及び回転部３のみが回転し、保持部９，軸受部４、ホルダ固定部８、及び支持部１２は固定された状態が維持される。
【００２８】
図４は試料ホルダ２の回転状態を示しており、試料ホルダ２は回転部３と共に軸受部４に回転支持される。回転位置は、図中の矢印Ｃで示すように、試料ホルダ２の支持面２ａを一方は下方に向け（図４（ａ））、他方は上方に向け（図４（ｂ））、これにより光軸調整が行われる。
【００２９】
本発明の試料ホルダ回転装置によれば、試料ホルダを回転させるためのベアリング等を備える軸受部を不要とすることで軸受機構を減少させ、回転精度を上げると共に部品点数を減らすことができる。
【００３０】
また、本発明の試料ホルダ回転装置によれば、試料ホルダを取り付けた回転部を固定部に対して回転自在に支持する構成とすることにより、装置自身の重量を軽減させることができると共に、試料ホルダ回転装置を保持する保持部分の剛性を高め、回転装置の自重による曲げモーメントを小さくし、試料ホルダ部分の位置ずれを少なくすることができる。
【００３１】
なお、上記実施の形態では、支持部はベースに対して立設させているが、水平ゴニオメータの回転中心軸と独立した構成であれば、立設に限らず横方向に設けることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水平ゴニオメータの回転機構において、試料ホルダの保持部分の剛性を高め、分析位置の回転中心からのずれを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水平ゴニオメータの試料ホルダ回転装置、及びこの試料ホルダ回転装置を備えたθ−θスキャン型Ｘ線装置の概略を説明するための概略図である。
【図２】本発明の試料ホルダ回転装置の拡大図である。
【図３】本発明の試料ホルダ回転装置の各部分を分解して示した図である。
【図４】本発明の試料ホルダ回転装置による試料ホルダの回転状態を示す図である。
【図５】従来の水平ゴニオメータ及びこの水平ゴニオメータを備えたθ−θスキャン型Ｘ線装置の概略を説明するための概略図である。
【図６】従来の試料ホルダの回転機構を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１…試料ホルダ回転装置、２…試料ホルダ、２ａ…支持面、２ｂ…ホルダ板、３…回転部、４…軸受部、５…軸部、５ａ…軸ピン、５ｂ…軸、６…Ｏリング、７…プランジャ、８…ホルダ固定板、１０…水平ゴニオメータ、１１…ベース、１２…支持部、１３…ゴニオメータ回転中心軸、１４…，１５…アーム、１６…管球、１７…検出器、１８…ピン、２２…試料ホルダ、２２ａ…支持面、２２ｂ…ホルダ板、２３…固定部、２４…軸受部、１５…試料ホルダ回転板、２６…ホルダ回転位置決め板。
【図１】
2004020309.tif 000003
【図２】
2004020309.tif 000004
【図３】
2004020309.tif 000005
【図４】
2004020309.tif 000006
【図５】
2004020309.tif 000007
【図６】
2004020309.tif 000008