(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回折格子と、前記回折格子に取付けられている回転軸と、前記回転軸に取付けられたサインバーと、前記サインバーの前記回転軸と反対端に設けられた接触子と、前記接触子と接触するナイフエッジと、前記ナイフエッジを前記回転軸に垂直な平面内で平行に移動させ、もって前記接触子を前記ナイフエッジの端面上を移動させることにより前記回折格子を回転させる平行移動機構を有する誘導結合プラズマ分光分析装置において、前記ナイフエッジが前記接触子と接触する接触面は、前記接触子が前記ナイフエッジの端面上を移動する方向を中心軸とした半円筒面であり、前記接触子は前記接触子が前記ナイフエッジの端面上を移動する方向と垂直な軸を中心軸とした円筒形であることを特徴とする誘導結合プラズマ分光分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折格子を有する誘導結合プラズマ発光分光分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、誘導結合プラズマ発光分光分析装置では、高周波誘導結合プラズマのような発光部に試料を導入して発光させ、この発光部からの試料の光は集光レンズを介して分光器内に導かれる。分光器は入射してきた光を各波長のスペクトル光に分光し、特定のスペクトル光を取り出す。分光器で取り出されたスペクトル光は光検出器に導かれて検出され、これによって試料に含まれる元素の定性・定量分析を行う。
【０００３】
誘導結合プラズマ発光分光分析装置の分光器は、入射スリット、出射スリット、回折格子などの光学素子で構成されており、各々の中心は同一平面上に属するように構成されている。プラズマ発光部からの試料の光は集光レンズで集光して、分光器の入射スリット上に結像させる。さらにその結像した光は回折格子に導かれる。そしてこの回折格子で光を各波長のスペクトル光に分光する。回折格子は回転機構を有しており、回折格子を回転させることによって特定の波長のスペクトル光を選択することが出来る。選ばれたスペクトル光は出射スリットを通って光検出器に導かれる。
【０００４】
回折格子の回転機構はサインバー機構を用いたものが一般的で、その概略構成を図６に示す。（ａ）はサインバー機構斜視図で、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線の円で囲まれる部分の拡大図である。回折格子１の回転軸２、回転軸２に取り付けられるサインバー３、ナイフエッジ１７、ナイフエッジ１７を上下方向に平行移動させる平行移動機構６、サインバー３の回転軸２と反対の端の設けられナイフエッジ１７上をスライドする接触子１６を備えている。この機構では、ナイフエッジ１７の平行移動機構６がナイフエッジ１７を上下方向に平行移動させる。ナイフエッジ１５が上下方向に平行移動することにより、ナイフエッジ１７上に乗っている接触子１６が持ち上げられる。接触子が持ち上げられることにより、サインバー３が回転軸２を中心に回転する。サインバー３の回転に同期して回転格子１も回転する。よって平行移動機構６の送り量で回折格子１の回転角度を制御することができる。ナイフエッジ１７が上下移動してサインバー３を回転させる際に、サインバー３の長さが一定であるため、接触子１６はナイフエッジ１７上をスライドする。
【０００５】
従来のサインバー３に取付けられている接触子１６は円筒形のものが一般的である。また、ナイフエッジ１７の形状も図６（ｂ）に示すような刃物の尖部を平らにした形が一般的である。図７は従来の接触子１６とナイフエッジ１７をナイフエッジ１７の軸方向から見た断面図を示す。Aは接触子１６の幅長を示すものであり、Bはナイフエッジ１７の接触幅長を示している。ナイフエッジ１７の接触幅Bは接触子１６の幅Aよりも狭いのが一般的である。ナイフエッジ１７上を接触子１６がナイフエッジ１７の軸方向（図７においては、紙面から紙背あるいは紙背から紙面に向かう方向）にスライドしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
誘導結合型プラズマ分光分析装置において正確かつ再現性の良い測定結果を得るためには、回折格子の回転を正確に、かつ精度良く制御することが不可欠である。したがって、サインバー3に取付けられている接触子１６とナイフエッジ１７との接触位置で、滑らかな正逆応答を実施する必要がある。従来の円筒型接触子とナイフエッジは、図７から明らかなように、その接触は線接触であるため、取付の際に接触子１６の接面１８とナイフエッジ１７との接触面１９がナイフエッジ１７の軸方向から見て平行に接するように設置、調整する必要があった。仮に両者の接触面が平行に取付けられていないと、ナイフエッジ接触面１９の縁部が接触子１６の接触面１８を傷つけてしまい、その傷部から錆が生じて接触子が滑らかにスライドしない問題が起きる。
よって、本願発明は、回折格子を回転させるサインバーに設けられている接触子と、直線運動するナイフエッジとの接触部分を改良することにより、サインバーと接触子間の摩擦を小さくし、又接触子を傷つけることなく、接触子がナイフエッジ上を滑らかにスライドさせることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願発明における誘導結合プラズマ分光分析装置においては、  回折格子と、前記回折格子に取付けられている回転軸と、前記回転軸に取付けられたサインバーと、前記サインバーの前記回転軸と反対端に設けられた接触子と、前記接触子と接触するナイフエッジと、前記ナイフエッジを前記回転軸に垂直な平面内で平行に移動させる平行移動機構を備えた誘導結合プラズマ分光分析装置において、前記接触子とナイフエッジの接触が曲面による点接触であることを特徴とする。
【０００８】
又、回折格子と、前記回折格子に取付けられ前記回折格子を回転させる回転軸と、前記回転軸に一方の端部を固定される片持ち梁状部材と、前記片持ち梁状部材の前記回転軸に固定された端部と反対側端部に設けられた接触子と、前記接触子とその端面において接触し支持する接触子支持部材と、前記接触子支持部材を前記回転軸に垂直な平面内で平行に移動させる平行移動機構を備え、もって前記平行移動機構による前記接触子支持部材の移動に伴い前記接触子を前記接触子支持部材の端面上を移動させることにより前記回折格子を回転させる回折格子回転機構を有する誘導結合プラズマ分光分析装置において、前記接触子と前記接触子支持部材との接触部が、前記接触子の移動方向に垂直な面から見てその切断形状が円弧と直線あるいは円弧と円弧が接した形状であることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
ナイフエッジ上をその軸方向にスライドする接触子の接面を、上記軸方向から見て平面から曲面に代えることで曲面による点接触とすることができ、複雑な調整を行うことなくナイフエッジと接触子の損耗を防ぐことができる。
【００１０】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態に係わる誘導結合プラズマ発光分光分析装置が備える回折格子とサインバー機構の概略構成を説明する図である。（ａ）はサインバー機構の斜視図、（ｂ）は（ａ）の破線で囲んだ部分の斜視図である。
【００１１】
1は回折格子を示している。回折格子は分光器７内に設けられており、サインバー機構部である回転軸２、サインバー３、樽型接触子４、平面型ナイフエッジ５、平行移動機構６とは分光器７の壁で隔てられている。回折格子1回転軸２に固定されている。回折格子１は回転軸２を中心に分光器７壁に対して回転運動する。
【００１２】
回転軸２にはサインバー３の片端が固定されており、サインバー３は回転軸２を中心として円を描くように可動する。
【００１３】
サインバー３の他端に本発明の樽型接触子4設けられている。樽型接触子４はサインバー３に固定する。理由は接触子とナイフエッジの接触面において、滑らかな正逆応答性を得るためには、接触子をスライドさせる際、両者の接触面が常に同じ位置で接触することを保つ必要があるためである。樽型接触子４は本発明の平面型ナイフエッジ５の接触面11(図３)と離れないように磁力等で接触している。平面型ナイフエッジ５は平行移動機構が備わっている。８に示す方向にナイフエッジが移動することでサインバー３が押されて接触子４がスライドし、これにより回折格子１が９のように回転し、その角度が変わる。
【００１４】
図２は本願実施例のサインバー機構の動作原理を説明する図である。
平面型ナイフエッジ５が平行移動する量をSとし、サインバーの長さをLとすると、サインバーの回転角度θは
sinθ=S/L…………（1）
となる。ここでサインバー３の長さは装置固定の値であるのでLは定数となり、サインバーの回転角度θは平面型ナイフエッジ５の移動量Sで制御できる。この際樽型接触子の平面型ナイフエッジ５の接触面上を平面型ナイフエッジ５の軸方向にスライドする量は（L-Lcosθ）となる。
【００１５】
図３に本発明における樽型接触子と平面型ナイフエッジ５を平面型ナイフエッジ５の軸方向から見た断面図を示す。図中のαは平面型ナイフエッジ５の幅長を示すものであり、βは接触子の幅長、Rは樽型接触子４の接触面の曲率半径を示すものである。この樽型接触子４の接触面122の曲率半径Rは樽型接触子４の接触面の幅α に対して3倍から6倍位で、平面型ナイフエッジ５の幅βは樽型接触子４の幅αの1〜２倍程度としている。なお、これらの数値範囲に本発明が限定されるものでない。
【００１６】
前述したように平面型ナイフエッジ５が上下方向に平行移動することにより、樽型接触子４は平面型ナイフエッジ５の接触面１１を平面型ナイフエッジ５の軸方向にスライドする。図4ｂの断面図に示すように、樽型接触子４と平面型ナイフエッジ５は曲面で点接触している。
【００１７】
曲面で点接触させる利点は以下の二つである。
１．接触子とナイフエッジとの接触面を平行に接触させる調整作業が不用になる。
２．従来の線接触に比べ、曲面での点接触の方が両者の接触面の損耗が少ない。
【００１８】
分光器及びサインバー回転機構は複数の部品によって構成されている。従って接触子とナイフエッジとの接触状況は各々の部品の加工精度や、組立の際の組立精度に依存する。しかし、本発明である曲面での点接触の場合、どんな接触状況でも点接触を保つことができる。加えて曲面で接触させるため、尖部と平面の点接触に比べ接触面の損耗が少ない。
【００１９】
以上のような構成を取ることにより、本発明を効果的に実施できる。
図４に本発明の他の実施の形態に係わる誘導結合プラズマ発光分光分析装置が備える回折格子とサインバー機構の概略構成を説明する図である。（ａ）はサインバー機構斜視図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲まれた部分の拡大図である。サインバー機構、及び動作原理の説明、曲面での点接触の利点は請求項２の実施例と同じなので省略する。１２は円筒型接触子を示す。サインバー３の他端に本発明の円筒型接触子１２が設けられている。円筒型接触子１２はサインバー３に固定する。理由は接触子とナイフエッジの接触面において、滑らかな正逆応答性を得るためには、接触子をスライドさせる際、両者の接触面が常に同じ位置で接触することを保つ必要があるためである。円筒型接触子１２は本発明の円筒型ナイフエッジ１３と離れないように磁力等で接触している。円筒型ナイフエッジ１３が上下方向に平行移動することにより、円筒型接触子１２は円筒型ナイフエッジ１３との接触面１５をナイフエッジの軸方向にスライドする。図４（ｂ）の断面図に示すように、円筒型接触子１２と円筒型ナイフエッジ１３は曲面で点接触している。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、誘導結合型プラズマ分光分析装置用分光器において、ナイフエッジとナイフエッジ上をスライドするサインバーの端部に設けられている接触子を曲面で点接触させることによって下記の効果を有する。
１）ナイフエッジと接触子間の摩擦が小さくなる。このことにより接触子が滑らかにスライドする。
２）経年的に起きていたナイフエッジ接触面の損耗を防ぐことができる。
３）取付の際の調整が不要になり加工時間の短縮につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である。
【図２】サインバー機構の動作原理図である。
【図３】実施例の断面図である。
【図４】本発明の実施例２である。
【図５】実施例２の断面図である。
【図６】従来のサインバー機構を示す図である。
【図７】従来のナイフエッジと接触子の接触状態の断面図である。
【符号の説明】
１  回折格子
２  回転軸
３  サインバー
４  樽型接触子
５  平面型ナイフエッジ
６  平行移動機構
７  分光器
８  ナイフエッジの移動方向
９  回転方向
１０  樽型接触子の接触面
１１  ナイフエッジの接触面
１２  円筒型接触子
１３  円筒型ナイフエッジ
１４  円筒型接触子ナイフエッジの接触面
１５  円筒型ナイフエッジの接触面
１６  接触子
１７  ナイフエッジ
１８  接触子の接触面
１９  ナイフエッジの接触面
【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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