JP3224066U - 角度調整機構、またはそれを備えたフーリエ変換赤外分光光度計 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体内に配置された放物面鏡の傾きを、筐体を開けずに調整することが可能な角度調整機構を提供する。【解決手段】角度調整機構の代表的な構成は、放物面鏡１０と、放物面鏡を内包する筐体２と、頭が筐体の外部に配置され、軸が筐体に設けられた孔を通って放物面鏡に係合されたねじ３０ａ、３０ｂ、３０ｃと、筐体及び放物面鏡の双方に接するベース部と、を備える。放物面鏡は、係合部１２ａには前記筐体と近づく方向に力が加わるとともに、ベース部と接する部分には前記筐体と離れる方向に力が加わっており、軸と放物面鏡の係合する部分の長さの変化に応じて、放物面鏡の筐体に対する角度が変化する。【選択図】図２

Description

本考案は、筐体に内包された放物面鏡の角度を調整する機構に関するものである。

光学測定を行う分析装置には、光学系を収納する筐体が配設される場合がある（例えば特許文献１）。分析装置の工場出荷時や、ユーザが測定を開始する際には、筐体に内包された光学系の位置や角度を微調整して、所望の位置に集光する必要がある。特に、放物面鏡の角度を調整して、平行光を所望の位置に集光する必要がある。

特開２０１９−９５３４４

しかしながら、前述の特許文献１の分析装置では、放物面鏡は筐体の壁面にねじ止めされており角度調整機構がないため、ユーザが測定を開始する際に微調整をすることができないという問題があった。また、ねじの頭が筐体の内部に存在するようにねじ止めする場合には、筐体を開けて角度調整を行う必要があり、作業が煩雑であるという問題があった。

本考案は前記問題を解決するものであり、その目的とするところは、筐体内に配置された放物面鏡の傾きを、筐体を開けずに調整することが可能な角度調整機構を提供することである。

前記目的を達成するための本考案に係る角度調整機構の代表的な構成は、放物面鏡と、放物面鏡を内包する筐体と、頭が筐体の外部に配置され、軸が筐体に設けられた孔を通って放物面鏡に係合されたねじと、筐体及び放物面鏡の双方に接するベース部と、を備える。放物面鏡は、係合部には前記筐体と近づく方向に力が加わるとともに、ベース部と接する部分には前記筐体と離れる方向に力が加わっており、軸と放物面鏡の係合する部分の長さの変化に応じて、放物面鏡の筐体に対する角度が変化することを特徴とする。

上記構成によれば、筐体を開けずに、放物面鏡の傾きを調整することができる。さらに、角度調整後は、放物面鏡が筐体に対して固定される。

フーリエ変換赤外分光光度計の構成を模式的に表す平面図である。 (a)本考案に係る角度調整機構の第一の実施形態を示す平面図である。(b)本考案に係る角度調整機構の第１の実施形態を示すＡ-Ａ断面図である。 本考案に係る角度調整機構の変形例を示す断面図である。

≪実施形態１≫
図により本考案に係る角度調整機構のー実施形態を具体的に説明する。

図１はフーリエ変換赤外分光光度計１の構成を表す平面図である。フーリエ変換赤外分光光度計１は、光学干渉計を内包する筐体２、光源３、試料台４、検出器５、除湿機構６からなる。試料台４にセットされた試料に光源３から赤外光を照射し、試料からの光を検出器５で検出することにより、試料の分析を行うことができる。

筐体２には、放物面鏡１０、移動鏡５０、固定鏡６０およびビームスプリッタ４０などのマイケルソン干渉計を構成する光学部品が内包されている。光源３から出射された赤外光は、筐体２に収容された放物面鏡１０に入射する。放物面鏡１０によって平行光とされ、ビームスプリッタ４０に入射する。平行光は、移動鏡５０、固定鏡６０およびビームスプリッタ４０を用いて干渉光とされる。干渉された平行光は、放物面鏡１０´によって試料台４の直上の位置で集光される。この時、放物面鏡１０´と試料台４の間に配置された赤外透過窓７０を透過する。その後、試料台４の直上を通過した光は、集光鏡８によって集光され、検出器５に入射する。
図１における破線は光軸を表す。

ビームスプリッタ４０は、例えば臭化カリウム（ＫＢｒ）により形成されている。臭化カリウムは、安価で赤外光透過率が高いという利点を有する反面、潮解性が高く、周囲環境の湿度によっては容易に潮解してしまうという特性を有している。
そこで、筐体２に連通する除湿機構６にはシリカゲルなどの吸湿剤を収容しており、ビームスプリッタ４０を低湿度環境で使用することができるように構成されている。

図２は、本考案に係る角度調整機構の第一の実施形態を示す図である。
図２（ａ）は、筐体２に固定された放物面鏡１０を、図１における矢印ａの方向から見た状態を示す。筐体２に放物面鏡１０がねじ３本３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）によって固定される。

図２（b）は、図２（ａ）のＡ-Ａ断面図である。放物面鏡１０の中心に球面凹部１１を設け、ベース部２０の中心に球面凸部２１を設け、擦り合うように構成される。放物面鏡１０とベース部２０の球面部（１１、２１）以外は１mm程度の隙間が設けられる。すなわち、放物面鏡１０とベース部２０において球面凹部１１と球面凸部２１のみが接触する状態となっている。

ねじ３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）は、頭３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）と軸３３（３３ａ、３３ｂ、３３ｃ）によって構成される。

ねじ３０ａの頭３２ａは、筐体２の外部に配置される。ねじ３０ａの軸３３ａは、筐体２に設けられた筐体孔７ａおよびベース部２０に設けられたベース部孔２２ａを通って、放物面鏡１０に形成された係合部１２ａと係合する。係合部１２aは雌ねじが形成されており、ねじ３０aの軸３３aと係合する。筐体孔７ａとベース部孔２２ａの径は、軸３３ａの径よりも大きい。

一例としてねじ３０ａと筐体２、ベース部２０、放物面鏡１０との関係について説明したが、ねじ３0ｂおよびねじ３０ｃと筐体２、ベース部２０、放物面鏡１０との関係についても全く同様である。

ねじ３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）の頭３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）と筐体２の外壁面の間には、Oリング３１（３１ａ、３１ｂ、３１ｃ）が配置される。筐体孔７とベース部孔２２の径は軸３３の径よりも大きいため、筐体孔７およびベース部孔２２と軸３３の間には隙間が存在する。Oリング３１によって、この隙間から筐体２内部に外気が流入して、筐体内部の気密性が低下することを防止する。すなわち、筐体内部の低湿度環境に悪影響を与えることを防止する。部品点数を減らすために、ねじ３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ）としてシールビズを用いることが望ましい。

フーリエ変換赤外分光光度計１を使用するユーザは、筐体２の外部に配置されている頭３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）を回転させることにより、放物面鏡１０の筐体２に対する角度を調整することができる。放物面鏡１０の係合部１２には、ねじ３０によって、筐体２に近づく方向（紙面上向き）に応力Aがかけられている。また、放物面鏡１０の球面凹部１１において球面凸部２１と接触する部分には、ベース部２０の球面凸部によって、筐体２と離れる方向（紙面下向き）に応力Bが加わっている。応力Aと応力Bは、作用反作用の法則を満たす関係である。

例えば、放物面鏡１０を前傾させたい場合には、頭３２ａを緩める向きに回転させ、頭３２ｂ、３２ｃを締める向きに回転させる。これにより、軸３３ａと放物面鏡１０の係合部１２ａとが係合する部分の長さは短くなり、軸３３ｂおよび３３ｃと係合部１２ｂおよび１２ｃが係合する部分の長さは長くなる。当該係合する部分の長さが変化することによって、放物面鏡１０の筐体２に対する角度が変化する。このように放物面鏡１０の角度を調整することによって、所望の位置（試料が配置された位置）に赤外光を集光することができる。

本考案の角度調整機構をフーリエ変換赤外分光光度計の光学系に適用することによって、光学系を収容する筐体内部の湿度をある程度維持した状態で、放物面鏡の角度を調整することが可能になる。したがって、潮解性を有する光学部品（例えばビームスプリッタ）が湿度によって劣化することを防止することができる。

ここまで、放物面鏡は球面凹部をベース部は球面凸部を有し、放物面鏡とベース部において球面凹部と球面凸部のみが接触する角度調整機構について説明した。このような構成とした場合は、より少ない力で角度調整をすることが可能になる。
また、ここまで、ねじが放物面鏡１つに対して３つ設けられる角度調整機構について説明した。このような構成とした場合は、より精密に角度を微調整することが可能になる。

≪実施形態２≫
他の例として、ベース部を、弾性を有する部材（弾性部材）としても良い。
図３に、この場合のＡ-Ａ断面図を示す。このような構成とした場合は、より単純な構造で本考案の課題を解決することが可能になる。弾性部材は、例えばコイルバネである。実施形態１と同様に、放物面鏡１つに対して少なくともねじが３つ設けられることが望ましい。

本考案の請求項における「接する」との用語は、筐体、ベース部、放物面鏡が物理的に一体化したものを含む。

１ フーリエ変換赤外分光光度計
２ 筐体
３ 光源
４ 試料台
５ 検出器
６ 除湿機構
７（７ａ,７ｂ,７ｃ） 筐体孔
８ 集光鏡

１０ 放物面鏡
１１ 球面凹部
１２（１２ａ,１２ｂ,１２ｃ） 係合部

２０ ベース部
２１ 球面凸部
２２（２２ａ,２２ｂ,２２ｃ） ベース部穴
２３ ベース部固定端
２４ ベース部自由端

３０（３０ａ,３０ｂ,３０ｃ） ネジ
３１（３１ａ,３１ｂ,３１ｃ） Oリング
３２（３２ａ,３２ｂ,３２ｃ） 頭部
３３（３３ａ,３３ｂ,３３ｃ） 軸

４０ ビームスプリッタ
５０ 移動鏡
６０ 固定鏡
７０ 赤外透過窓

Claims (6)

1. 放物面鏡と、
   前記放物面鏡を内包する筐体と、
   頭が前記筐体の外部に配置され、軸が前記筐体に設けられた孔を通って前記放物面鏡の係合部に係合されたねじと、
   前記筐体及び前記放物面鏡の双方に接するベース部と、を備え、
   前記放物面鏡は、
   前記係合部には、前記筐体と近づく方向に力が加わるとともに、
   前記ベース部と接する部分には前記筐体と離れる方向に力が加わっており、
   前記軸と前記放物面鏡の係合する部分の長さの変化に応じて、前記放物面鏡の筐体に対する角度が変化することを特徴とする角度調整機構。
2. 前記筐体は、フーリエ変換赤外分光光度計における光学干渉系と筐体内部を除湿する除湿機構とを内包し、
   前記光学干渉系は、前記放物面鏡と臭化カリウム製のビームスプリッタを含むことを特徴とする、請求項１における角度調整機構を有するフーリエ変換赤外分光光度計。
3. 前記筐体と前記頭との間にOリングが配置されることを特徴とする、請求項２に記載のフーリエ変換赤外分光光度計。
4. 前記放物面鏡は球面凹部を有し、
   前記ベース部は球面凸部を有し、
   前記放物面鏡と前記ベース部において、前記球面凹部と前記球面凸部のみが接触することを特徴とする請求項１に記載の角度調整機構。
5. 前記ねじは、前記放物面鏡１つに対して少なくとも３つ以上設けられることを特徴とする請求項４に記載の角度調整機構。
6. 前記ベース部は、弾性部材であることを特徴とする請求項１に記載の角度調整機構。