JP2015152388A - Ｘ線分析用サンプルホルダ及びサンプル設置用治具 - Google Patents

Abstract

【課題】 サンプルのずれを無くすと共に、サンプルとＸ線管との距離を一定にでき、さらに種々の形状のサンプルに対応可能であるＸ線分析用サンプルホルダ及びこのホルダにサンプルをセットする際に用いるサンプル設置用治具を提供すること。
【解決手段】 第１の環状部材３と、第１の環状部材との間に第１のフィルムＦ１を挟んだ状態で第１の環状部材内に嵌め込まれて挿入され下部開口部を覆って第１のフィルムが張設される第２の環状部材４と、第２の環状部材との間に第２のフィルムＦ２を挟んだ状態で第２の環状部材内に嵌め込まれて挿入され下部開口部を覆って第２のフィルムが張設される第３の環状部材５とを備え、第２の環状部材と第３の環状部材とのそれぞれの下部開口部に張設された第１のフィルムと第２のフィルムとでＸ線分析用のサンプルＳを挟持する。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｘ線分析装置でサンプル（試料）をＸ線分析する際に、サンプルを保持してＸ線分析装置にセットするためのＸ線分析用サンプルホルダ及びこのホルダにサンプルをセットするために用いるサンプル設置用治具に関する。

一般に、蛍光Ｘ線分析装置等のＸ線分析装置でサンプルをＸ線分析する際には、サンプルを保持するホルダを用いて、このホルダをＸ線分析装置にセットして分析を行っている。例えば従来、微小なサンプルを分析・測定するために、ホルダとしてフィルム付き容器が用いられている。すなわち、容器内に張った薄いフィルム上にサンプルを置き、測定を実施している。

このようにフィルム上のサンプルを測定する際、サンプルが微小で軽量であるために、装置の扉の開閉やサンプルの交換時の機械振動等により当該サンプル上のＸ線を照射する目標位置と実際の照射位置とが一致しなくなるサンプルのずれが生じることがある。このサンプルのずれを改善するために緩衝材を用いてサンプルを保持する方法も提案されている。しかしながら、緩衝材の材質がＸ線測定結果に影響を及ぼす場合があるという不都合があった。

このため、専用の測定容器を用いたものが提案されている。例えば、特許文献１には、有底筒形状の本体と、該本体の底壁に立設され、先端面で試料を支持する１つ以上の棒状の支持部材と、本体の開口部を覆い、試料を支持部材との間で支持するフィルムとを備えたＸ線分析用試料ホルダが提案されている。このＸ線分析用試料ホルダは、専用容器である容器蓋の内部上面に挿入口を設け、該挿入口からサンプルを挿入あるいは端にサンプルを付けた棒を挿入して使用するものである。

特開２０００−２３０９１２号公報

上記従来の技術には、以下の課題が残されている。
すなわち、Ｘ線強度はサンプルとＸ線管との距離に依存するが、従来の試料ホルダでは、容器内にサンプルを挿入してセットする必要があり、最適な距離にサンプルを常に保持することが難しく、測定結果に影響を及ぼしてしまう問題があった。また、挿入する試料の大きさに制限があり、挿入口から挿入可能な大きさや形状に試料を加工しなければならず、試料の作製に手間がかかって煩雑であるという不都合もあった。

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、サンプルのずれを無くすと共に、サンプルとＸ線管との距離を一定にでき、さらに種々の形状のサンプルに対応可能であるＸ線分析用サンプルホルダ及びこのホルダにサンプルをセットする際に用いるサンプル設置用治具を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、第１の発明に係るＸ線分析用サンプルホルダは、第１の環状部材と、前記第１の環状部材との間に第１のフィルムを挟んだ状態で前記第１の環状部材内に嵌め込まれて挿入され下部開口部を覆って前記第１のフィルムが張設される第２の環状部材と、前記第２の環状部材との間に第２のフィルムを挟んだ状態で前記第２の環状部材内に嵌め込まれて挿入され下部開口部を覆って前記第２のフィルムが張設される第３の環状部材とを備え、前記第２の環状部材と前記第３の環状部材とのそれぞれの下部開口部に張設された前記第１のフィルムと前記第２のフィルムとでＸ線分析用のサンプルを挟持することを特徴とする。

このＸ線分析用サンプルホルダでは、第２の環状部材と第３の環状部材とのそれぞれの下部開口部に張設された第１のフィルムと第２のフィルムとでＸ線分析用のサンプルを挟持するので、サンプルが一対のフィルムに挟まれてずれることがないと共に、フィルムが薄いためにＸ線測定に影響を与え難く、正確な測定が可能になる。また、第１のフィルムの位置をサンプルとＸ線管との距離の最適位置にセットすることで、常にサンプルとＸ線管との距離を一定にすることができる。さらに、一対のフィルムにサンプルを挟むため、サンプルの大きさや形状に制限が少なく、多様なサンプルをセットすることが可能になる。

第２の発明に係るＸ線分析用サンプルホルダは、第１の発明において、前記第３の環状部材が、前記第２の環状部材よりも高く形成され、前記第２の環状部材の上方かつ前記第３の環状部材の外周面に前記第２のフィルムの外周縁部分を挟んだ状態で取り付けられ前記第２のフィルムを固定する弾性体リングを備えていることを特徴とする。
すなわち、このＸ線分析用サンプルホルダでは、第２の環状部材の上方かつ第３の環状部材の外周面に第２のフィルムの外周縁部分を挟んだ状態で取り付けられ第２のフィルムを固定する弾性体リングを備えているので、弾性体リングで第２のフィルムの張力度合いを調節することができる。例えば、弾性体リングにより第２のフィルムの張力を第１のフィルムよりも弱くして固定することで、第１のフィルムを平坦に張設したまま、第３の環状部材内に第２のフィルムが凸になるようにサンプルを挟むことができる。これによって、第１のフィルムを撓ませずにサンプルを保持することができ、サンプルとＸ線管との距離を定める基準面となる第１のフィルムの位置を維持することができる。

第３の発明に係るＸ線分析用サンプルホルダは、第１又は第２の発明において、前記第１の環状部材の下部外周に切り欠き状の段部が形成されていることを特徴とする。
すなわち、このＸ線分析用サンプルホルダでは、第１の環状部材の下部外周に切り欠き状の段部が形成されているので、Ｘ線分析装置のホルダ装着部に、段部を係止して第１の環状部材の下部が嵌め込み可能な段部状の凹部を設けておくことで、Ｘ線照射口との位置決めができ、サンプルを目標位置に合わせることが容易になって、再度同じ位置へサンプルを配置することも可能になる。

第４の発明に係るサンプル設置用治具は、第１から第３の発明のいずれかのＸ線分析用サンプルホルダにＸ線分析用のサンプルを設置する際に用いる治具であって、少なくとも前記第１の環状部材の下部が嵌め込み可能な設置孔を有した板状の治具本体と、前記設置孔の下部開口部を覆って設けられた透明板部とを備え、前記透明板部に前記設置孔の中心を示すマークが形成されていることを特徴とする。
すなわち、このサンプル設置用治具では、透明板部に設置孔の中心を示すマークが形成されているので、第１のフィルムを張設した第１の環状部材及び第２の環状部材を設置孔に嵌め込んだ状態で、第１のフィルムを通して目視できる透明板部のマークを目印に、第１のフィルム上にサンプルを載置することができる。したがって、このサンプル設置用治具を用いることで、Ｘ線分析装置の機外でＸ線ビームの中心に対応した測定位置にサンプルをセットすることが容易になる。

本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明に係るＸ線分析用サンプルホルダによれば、第２の環状部材と第３の環状部材とのそれぞれの下部開口部に張設された第１のフィルムと第２のフィルムとでＸ線分析用のサンプルを挟持するので、サンプルがずれることがないと共に、フィルムが薄いためにＸ線測定に影響を与え難く、正確な測定が可能になる。また、常にサンプルとＸ線管との距離を一定にすることができると共に、サンプルの大きさや形状に制限が少なく、多様なサンプルをセットすることが可能になる。
また、本発明に係るサンプル設置用治具によれば、透明板部に設置孔の中心を示すマークが形成されているので、透明板部のマークを目印に、第１のフィルム上にサンプルを載置することができ、Ｘ線分析装置の機外でＸ線ビームの中心に対応した測定位置にサンプルをセットすることが容易になる。
したがって、本発明によれば、機内又は機外において多様な形状のサンプルをＸ線を照射したい位置に正確に配置することができ、保持されたサンプルが振動等によって移動してしまうことを防止可能である。

本発明に係るＸ線分析用サンプルホルダの一実施形態において、Ｘ線分析装置のホルダ装着部に載置した状態を示す断面図である。 本実施形態において、半分に破断した際のＸ線分析用サンプルホルダ（フィルムを除く）を示す斜視図である。 本実施形態において、Ｘ線分析用サンプルホルダ（フィルムを除く）を示す正面図である。 本実施形態において、Ｘ線分析用サンプルホルダ（フィルム及び弾性体リングを除く）を示す下方から見た斜視図である。 本発明に係るサンプル設置用治具の一実施形態を示す斜視図である。 本実施形態において、サンプル設置用治具を用いてＸ線分析用サンプルホルダにサンプルをセットする工程を説明するための断面図である。 本実施形態において、Ｘ線分析装置のサンプルチェンジャを示す平面図である。

以下、本発明に係るＸ線分析用サンプルホルダ及びサンプル設置用治具の一実施形態を、図１から図７を参照しながら説明する。

本実施形態のＸ線分析用サンプルホルダ１は、蛍光Ｘ線分析装置等のＸ線分析装置のサンプルを保持するホルダであって、図１から図４に示すように、サンプルベースであるホルダ装着部２に設置され、第１の環状部材３と、第１の環状部材３との間に第１のフィルムＦ１を挟んだ状態で第１の環状部材３内に嵌め込まれて挿入され下部開口部を覆って第１のフィルムＦ１が張設される第２の環状部材４と、第２の環状部材４との間に第２のフィルムＦ２を挟んだ状態で第２の環状部材４内に嵌め込まれて挿入され下部開口部を覆って第２のフィルムＦ２が張設される第３の環状部材５とを備えている。

すなわち、第１のフィルムＦ１は、第１の環状部材３の内周面３ａと第２の環状部材４の外周面との間に挟持されて下部開口部に張設され、第２のフィルムＦ２は、第２の環状部材４の内周面４ａと第３の環状部材５の外周面との間に挟持されて下部開口部に張設されている。
したがって、このＸ線分析用サンプルホルダ１は、第２の環状部材４と第３の環状部材５とのそれぞれの下部開口部に張設された第１のフィルムＦ１と第２のフィルムＦ２とでＸ線分析用のサンプルＳを挟持する。

上記第１の環状部材３、第２の環状部材４及び第３の環状部材５は、それぞれ樹脂等で形成された高さの異なる円筒状部材である。
第２の環状部材４は、第１の環状部材３よりも高く形成され、上記第３の環状部材５は、第２の環状部材４よりも高く形成されている。
第１の環状部材３は、下部に半径方向内方に突出し下部開口部全周にわたって形成された底部支持部３ｃが形成されている。この底部支持部３ｃの上面に第２の環状部材４の下端が第１のフィルムＦ１を間に挟んだ状態で支持されている。

また、このＸ線分析用サンプルホルダ１は、第２の環状部材４の上方かつ第３の環状部材５の外周面に第２のフィルムＦ２の外周縁部分を挟んだ状態で取り付けられ第２のフィルムＦ２を固定する弾性体リング６を備えている。
この弾性体リング６は、例えばゴムバンドである。
また、第１のフィルムＦ１及び第２のフィルムＦ２は、例えばマイラー（商標登録）フィルムといわれるポリエステルフィルム等の樹脂フィルムが採用可能であり、透明で不純物が出ない厚さ数μｍの薄いフィルムが好ましい。

第１の環状部材３の下部外周に切り欠き状の段部３ｂが形成されている。
第２の環状部材４は、上部に半径方向外方に突出して拡径された第１フランジ部４ｂが形成され、第３の環状部材５にも、上部に半径方向外方に突出して拡径された第２フランジ部５ｂが形成されている。すなわち、弾性体リング６は、第１フランジ部４ｂと第２フランジ部５ｂとの間に設けられる。

サンプル設置用治具１０は、Ｘ線分析用サンプルホルダ１にＸ線分析用のサンプルＳを設置する際に用いる治具であって、図５及び図６に示すように、少なくとも第１の環状部材３の下部が嵌め込み可能な設置孔１１ａを有した板状の治具本体１１と、設置孔１１ａの下部開口部を覆って設けられた透明板部１２とを備えている。
上記透明板部１２は、透明なガラス板又はプラスチック板であり、表面に設置孔１１ａの中心を示すマークＭが形成されている。このマークＭは、例えば透明板部１２の表面に描かれた十字線の交点等である。
なお、上記設置孔１１ａは、第１の環状部材３の段部３ｂの径に対応して内径とされ、底部支持部３ｃが嵌め込み可能な円形に設定されている。

次に、サンプル設置用治具１０を用いてサンプルＳをＸ線分析用サンプルホルダ１にセットする方法について、図６を参照して説明する。
まず、図６に示すように、サンプル設置用治具１０の設置孔１１ａに第１の環状部材３の下部（底部支持部３ｃ）を嵌め込む。この際、下部の段部３ｂが設置孔１１ａの上部外周端に係止されると共に底部支持部３ｃが設置孔１１ａ内に挿入された状態となり、第１の環状部材３が位置決めされる。

次に、第１の環状部材３の上に第１のフィルムＦ１を被せ、さらに第１のフィルムＦ１の上から第２の環状部材４を第１の環状部材３内に押し込むと共に第１のフィルムＦ１を第１の環状部材３の内側に押し込む。これによって、第２の環状部材４の下部開口部を覆って第１のフィルムＦ１が張設される。このとき、第２の環状部材４の下端は、第１の環状部材３底部支持部３ｃに当接されて支持される。

この状態で、サンプルＳを、第２の環状部材４の下部開口部に張設された第１のフィルムＦ１上に載置する。このとき、第１のフィルムＦ１を通して透明板部１２のマークＭが視認できるので、マークＭを目印にしてサンプルＳを設置孔１１ａの中央に置く。

一方、第３の環状部材５の下部開口部に第２のフィルムＦ２を被せ、第３の環状部材５の外周面で第２のフィルムＦ２の周縁部分を弾性体リング６で固定しておく。このとき、張設された第１のフィルムＦ１よりも緩い張力で第２のフィルムＦ２を固定しておく。

次に、サンプルＳを載置した後、第２のフィルムＦ２を固定した第３の環状部材５を、第２の環状部材４内に上から押し込む。このとき、第１のフィルムＦ１と第２のフィルムＦ２とでサンプルＳを挟んで位置を固定することで、サンプルＳがＸ線分析用サンプルホルダ１にセットされる。

なお、弾性体リング６により第２のフィルムＦ２の張力を第１のフィルムＦ１よりも弱くして固定しているので、第１のフィルムＦ１を平坦に張設したまま、第３の環状部材５内に第２のフィルムＦ２が凸になるようにサンプルＳを挟むことができる。これによって、第１のフィルムＦ１を撓ませずにサンプルＳを保持することができ、サンプルＳとＸ線管との距離を定める基準面となる第１のフィルムＦ１の位置を維持することができる。

このようにしてサンプルＳをセットしたＸ線分析用サンプルホルダ１を、Ｘ線分析装置に取り付ける際は、図１に示すように、サンプルベースであるホルダ装着部２に形成されたホルダ用孔２ａに装着し、ホルダ装着部２と共にＸ線分析装置内に入れる。なお、ホルダ装着部２のホルダ用孔２ａの上部外縁には、段部３ｂを係止して第１の環状部材３の下部が嵌め込み可能な段部状の凹部２ｂが設けられており、ホルダ用孔２ａに設置するだけでＸ線分析用サンプルホルダ１が位置決めされる。
このようにＸ線分析装置にセットされたサンプルＳには、Ｘ線分析の際、ホルダ用孔２ａの下方から第１のフィルムＦ１を通して一次Ｘ線Ｘが照射される。

なお、複数のＸ線分析用サンプルホルダ１を分析、測定する場合、図７に示すように、複数のＸ線分析用サンプルホルダ１を装着可能なサンプルチェンジャ（ホルダ装着部）１００を使用する。すなわち、サンプルチェンジャ１００に形成された複数のホルダ用孔２ａに、各Ｘ線分析用サンプルホルダ１を装着する。

このように本実施形態のＸ線分析用サンプルホルダ１では、第２の環状部材４と第３の環状部材５とのそれぞれの下部開口部に張設された第１のフィルムＦ１と第２のフィルムＦ２とでＸ線分析用のサンプルＳを挟持するので、サンプルＳが一対のフィルムに挟まれてずれることがないと共に、フィルムが薄いためにＸ線測定に影響を与え難く、正確な測定が可能になる。また、第１のフィルムＦ１の位置をサンプルＳとＸ線管との距離の最適位置にセットすることで、常にサンプルＳとＸ線管との距離を一定にすることができる。さらに、一対のフィルムにサンプルＳを挟むため、サンプルＳの大きさや形状に制限が少なく、多様なサンプルＳをセットすることが可能になる。

また、第２の環状部材４の上方かつ第３の環状部材５の外周面に第２のフィルムＦ２の外周縁部分を挟んだ状態で取り付けられ第２のフィルムＦ２を固定する弾性体リング６を備えているので、弾性体リング６で第２のフィルムＦ２の張力度合いを調節することができる。
さらに、第１の環状部材３の下部外周に切り欠き状の段部３ｂが形成されているので、Ｘ線分析装置のホルダ装着部２に、段部３ｂを係止して第１の環状部材３の下部が嵌め込み可能な段部状の凹部２ｂを設けておくことで、Ｘ線照射口との位置決めができ、サンプルＳを目標位置に合わせることが容易になって、再度同じ位置へサンプルＳを配置することも可能になる。

このサンプル設置用治具１０では、透明板部１２に設置孔１１ａの中心を示すマークＭが形成されているので、第１のフィルムＦ１を張設した第１の環状部材３及び第２の環状部材４を設置孔１１ａに嵌め込んだ状態で、第１のフィルムＦ１を通して目視できる透明板部１２のマークＭを目印に、第１のフィルムＦ１上にサンプルＳを載置することができる。したがって、このサンプル設置用治具１０を用いることで、Ｘ線分析装置の機外でＸ線ビームの中心に対応した測定位置にサンプルＳをセットすることが容易になる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、第１〜第３の環状部材を円筒状部材としたが、楕円筒状や角筒状等の筒状部材としても構わない。
上記実施形態では、透明板部に設けたマークを十字線としたが、サンプルの目標設置位置が視認できれば他のマークでも構わない。例えば、小さな円形状のマーク等であっても構わない。

１…Ｘ線分析用サンプルホルダ、２…ホルダ装着部、３…第１の環状部材、３ｂ…段部、４…第２の環状部材、５…第３の環状部材、６…弾性体リング、１０…サンプル設置用治具、１１…治具本体、１１ａ…設置孔、１２…透明板部、１００…サンプルチェンジャ、Ｆ１…第１のフィルム、Ｆ２…第２のフィルム、Ｍ…マーク、Ｓ…サンプル

Claims (4)

1. 第１の環状部材と、
   前記第１の環状部材との間に第１のフィルムを挟んだ状態で前記第１の環状部材内に嵌め込まれて挿入され下部開口部を覆って前記第１のフィルムが張設される第２の環状部材と、
   前記第２の環状部材との間に第２のフィルムを挟んだ状態で前記第２の環状部材内に嵌め込まれて挿入され下部開口部を覆って前記第２のフィルムが張設される第３の環状部材とを備え、
   前記第２の環状部材と前記第３の環状部材とのそれぞれの下部開口部に張設された前記第１のフィルムと前記第２のフィルムとでＸ線分析用のサンプルを挟持することを特徴とするＸ線分析用サンプルホルダ。
2. 請求項１に記載のＸ線分析用サンプルホルダにおいて、
   前記第３の環状部材が、前記第２の環状部材よりも高く形成され、
   前記第２の環状部材の上方かつ前記第３の環状部材の外周面に前記第２のフィルムの外周縁部分を挟んだ状態で取り付けられ前記第２のフィルムを固定する弾性体リングを備えていることを特徴とするＸ線分析用サンプルホルダ。
3. 請求項１又は２に記載のＸ線分析用サンプルホルダにおいて、
   前記第１の環状部材の下部外周に切り欠き状の段部が形成されていることを特徴とするＸ線分析用サンプルホルダ。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のＸ線分析用サンプルホルダにＸ線分析用のサンプルを設置する際に用いる治具であって、
   少なくとも前記第１の環状部材の下部が嵌め込み可能な設置孔を有した板状の治具本体と、
   前記設置孔の下部開口部を覆って設けられた透明板部とを備え、
   前記透明板部に前記設置孔の中心を示すマークが形成されていることを特徴とするサンプル設置用治具。

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