JP7314803B2

JP7314803B2 - Mass spectrometer

Info

Publication number: JP7314803B2
Application number: JP2020000839A
Authority: JP
Inventors: 哲也邊見
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-01-07
Publication date: 2023-07-26
Anticipated expiration: 2040-01-07
Also published as: JP2021110568A

Description

本発明は、質量分析装置に関するものである。 The present invention relates to a mass spectrometer.

質量分析装置においては、真空状態とされた真空室内で試料に対する分析が行われる。真空室内にはキャリアガスが供給され、分析中は真空室内がキャリアガスで満たされた状態となる。真空室は扉により開閉可能となっており、メンテナンスの際などには扉が開かれることにより、真空室が開放される（例えば、下記特許文献１参照）。 In a mass spectrometer, a sample is analyzed in a vacuum chamber that has been evacuated. A carrier gas is supplied into the vacuum chamber, and the vacuum chamber is filled with the carrier gas during analysis. The vacuum chamber can be opened and closed by a door, and the vacuum chamber is opened by opening the door during maintenance (for example, see Patent Document 1 below).

特開２００３－３４６７０３号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-346703

キャリアガスとしては、一般的にヘリウムガスが用いられる。しかしながら、近年のヘリウムガスの供給不足及び価格高騰に起因して、ヘリウムガスの代わりに水素ガスが利用される場合がある。水素ガスは引火性の高いガスであるため、真空室が水素ガスで満たされた状態で作業者が手動で扉を開いた場合には、静電気などにより水素ガスが着火する可能性があり、その対策が必要である。 Helium gas is generally used as the carrier gas. However, hydrogen gas is sometimes used instead of helium gas due to the recent supply shortage and soaring price of helium gas. Hydrogen gas is highly flammable gas, so if an operator manually opens the door while the vacuum chamber is filled with hydrogen gas, the hydrogen gas may ignite due to static electricity.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、引火性の高いガスが真空室内に供給される場合であっても、ガスが着火する可能性を低減することができる質量分析装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a mass spectrometer capable of reducing the possibility of gas ignition even when highly flammable gas is supplied into the vacuum chamber.

本発明の第１の態様は、真空室と、扉と、シール部材と、ロック機構とを備える質量分析装置である。前記真空室は、分析時に真空状態とされ、内部にガスが供給される。前記扉は、前記真空室を開閉するためのものである。前記シール部材は、前記扉を閉じる際に弾性変形し、前記真空室を密閉状態とするためのものである。前記ロック機構は、前記シール部材を弾性変形させた状態のまま前記扉を閉状態でロックする。前記ロック機構は、前記真空室内が真空状態となるのに伴って、前記扉のロックを自動的に解除する。 A first aspect of the present invention is a mass spectrometer that includes a vacuum chamber, a door, a seal member, and a lock mechanism. The vacuum chamber is evacuated during analysis and gas is supplied therein. The door is for opening and closing the vacuum chamber. The sealing member is elastically deformed when the door is closed, and seals the vacuum chamber. The locking mechanism locks the door in a closed state while the sealing member is elastically deformed. The lock mechanism automatically unlocks the door as the vacuum chamber becomes a vacuum state.

本発明の第１の態様によれば、ロック機構により閉状態でロックされた扉が、真空室内が真空状態となるのに伴って自動的にロック解除されるため、その後に真空室内の真空状態が解除されると、弾性変形しているシール部材の復元力によって扉が自動的に開放される。これにより、真空室内からガスを自動的に排出させることができるため、引火性の高いガスが真空室内に供給される場合であっても、作業者が手動で扉を開く場合と比較してガスが着火する可能性を低減することができる。 According to the first aspect of the present invention, the door locked in the closed state by the locking mechanism is automatically unlocked as the vacuum chamber becomes a vacuum state, so that when the vacuum chamber is subsequently released from the vacuum state, the door is automatically opened by the restoring force of the elastically deformed sealing member. As a result, gas can be automatically discharged from the vacuum chamber, so even if highly flammable gas is supplied into the vacuum chamber, the possibility of gas ignition can be reduced compared to when the door is manually opened by an operator.

質量分析装置の構成例を示した概略図である。It is the schematic which showed the structural example of the mass spectrometer. 扉の周辺の構成について説明するための概略側面図であり、扉が開かれた状態を示している。FIG. 4 is a schematic side view for explaining the configuration around the door, showing a state in which the door is opened; 扉の周辺の構成について説明するための概略側面図であり、扉が閉じられてロックされる前の状態を示している。FIG. 4 is a schematic side view for explaining the configuration around the door, showing a state before the door is closed and locked; 扉の周辺の構成について説明するための概略側面図であり、扉が閉じられてロックされた後の状態を示している。FIG. 4 is a schematic side view for explaining the configuration around the door, showing a state after the door is closed and locked; ロック機構の動作について説明するための概略図であり、扉が閉じられてロックされる前の状態を示している。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the lock mechanism, showing a state before the door is closed and locked; ロック機構の動作について説明するための概略図であり、扉がロックされる途中の状態を示している。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the lock mechanism, showing a state in which the door is being locked; ロック機構の動作について説明するための概略図であり、扉がロックされた状態を示している。It is a schematic diagram for explaining the operation of the lock mechanism, showing a state in which the door is locked. ロック機構の動作について説明するための概略図であり、扉のロックが解除される途中の状態を示している。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the operation of the lock mechanism, showing a state in which the door is being unlocked; 真空室内のメンテナンス後の動作の流れを示したフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of operations after maintenance in the vacuum chamber.

１．質量分析装置の全体構成
図１は、質量分析装置１００の構成例を示した概略図である。図１に示す質量分析装置１００は、ガスクロマトグラフィーにより分離された試料中の成分に対して質量分析を行うガスクロマトグラフ質量分析装置である。この質量分析装置１００は、ガスクロマトグラフ部１及び質量分析部２を備えている。 1. Overall Configuration of Mass Spectrometer FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a mass spectrometer 100 . A mass spectrometer 100 shown in FIG. 1 is a gas chromatograph mass spectrometer that performs mass spectrometry on components in a sample separated by gas chromatography. This mass spectrometer 100 comprises a gas chromatograph section 1 and a mass spectrometer section 2 .

ガスクロマトグラフ部１は、カラム（図示せず）を備えている。分析中は、試料とともにキャリアガスがカラムに導入され、カラムを通過する過程で試料中の各成分が分離される。カラムで分離された試料中の各成分は、質量分析部２に順次供給される。キャリアガスは、例えば水素ガスなどの引火性の高いガスであるが、これに限らず、他のガスであってもよい。 The gas chromatograph section 1 has a column (not shown). During analysis, a carrier gas is introduced into the column along with the sample, and each component in the sample is separated during the process of passing through the column. Each component in the sample separated by the column is sequentially supplied to the mass spectrometer 2 . The carrier gas is, for example, a highly flammable gas such as hydrogen gas, but is not limited to this and may be another gas.

質量分析部２内には、イオン化室２０、第１真空室２１及び第２真空室２２が形成されている。質量分析部２には、真空ポンプ（図示せず）が備えられている。分析時には、真空ポンプの駆動により、イオン化室２０、第１真空室２１及び第２真空室２２を真空状態とすることができる。イオン化室２０、第１真空室２１及び第２真空室２２は、それぞれが互いに連通した真空室２００であり、この順序に従って段階的に真空度が高くなるように構成されている。 An ionization chamber 20 , a first vacuum chamber 21 and a second vacuum chamber 22 are formed in the mass spectrometer 2 . The mass spectrometer 2 is equipped with a vacuum pump (not shown). During analysis, the ionization chamber 20, the first vacuum chamber 21, and the second vacuum chamber 22 can be evacuated by driving the vacuum pump. The ionization chamber 20, the first vacuum chamber 21, and the second vacuum chamber 22 are vacuum chambers 200 that communicate with each other, and are configured so that the degree of vacuum increases stepwise according to this order.

イオン化室２０には、ガスクロマトグラフ部１から各試料成分とともにキャリアガスが供給される。各試料成分は、イオン化室２０内においてイオン化される。イオン化の方法としては、ＥＩ（Electron Ionization：電子イオン化法）、ＰＣＩ（Positive Chemical Ionization：正化学イオン化法）、ＮＣＩ（Negative Chemical Ionization：負化学イオン化法）などを例示することができるが、これらに限られるものではない。 A carrier gas is supplied from the gas chromatograph section 1 to the ionization chamber 20 together with each sample component. Each sample component is ionized in ionization chamber 20 . Examples of the ionization method include, but are not limited to, EI (Electron Ionization), PCI (Positive Chemical Ionization), NCI (Negative Chemical Ionization), and the like.

第１真空室２１は、開口２１１を介して、イオン化室２０に連通している。イオン化室２０で生成されたイオンは、開口２１１を介して第１真空室２１に導入される。第１真空室２１に導入されたイオンは、イオンガイド２１２により収束され、第２真空室２２へと流入する。 The first vacuum chamber 21 communicates with the ionization chamber 20 through an opening 211 . Ions generated in the ionization chamber 20 are introduced into the first vacuum chamber 21 through the opening 211 . The ions introduced into the first vacuum chamber 21 are converged by the ion guide 212 and flow into the second vacuum chamber 22 .

第２真空室２２には、例えば四重極フィルタ２２１及び検出器２２２が設けられている。第１真空室２１から第２真空室２２に流入するイオンは、四重極フィルタ２２１により質量電荷比に応じて分離され、特定の質量電荷比を有するイオンのみが四重極フィルタ２２１を通過する。四重極フィルタ２２１を通過したイオンは、検出器２２２に入射する。検出器２２２では、到達したイオン数に応じた電流が検出信号として出力される。 The second vacuum chamber 22 is provided with, for example, a quadrupole filter 221 and a detector 222 . Ions flowing from the first vacuum chamber 21 to the second vacuum chamber 22 are separated according to their mass-to-charge ratios by the quadrupole filter 221 , and only ions having a specific mass-to-charge ratio pass through the quadrupole filter 221 . The ions passing through the quadrupole filter 221 enter the detector 222 . The detector 222 outputs a current corresponding to the number of ions that have reached it as a detection signal.

質量分析部２には、真空室２００を開閉するための扉３が設けられている。この例では、イオン化室２０を区画する壁面の一部が扉３により構成されており、イオン化室２０を扉３により開閉することができるようになっている。ただし、例えば第１真空室２１又は第２真空室２２などのイオン化室２０以外の真空室２００が扉３により開閉されるような構成であってもよい。 The mass spectrometer 2 is provided with a door 3 for opening and closing the vacuum chamber 200 . In this example, a part of the wall surface that partitions the ionization chamber 20 is configured by the door 3, and the ionization chamber 20 can be opened and closed by the door 3. FIG. However, the vacuum chamber 200 other than the ionization chamber 20 such as the first vacuum chamber 21 or the second vacuum chamber 22 may be opened and closed by the door 3 .

２．扉の周辺の構成
図２Ａ～図２Ｃは、扉３の周辺の構成について説明するための概略側面図である。図２Ａは、扉３が開かれた状態を示している。図２Ｂは、扉３が閉じられてロックされる前の状態を示している。図２Ｃは、扉３が閉じられてロックされた後の状態を示している。 2. 2A to 2C are schematic side views for explaining the structure around the door 3. FIG. FIG. 2A shows a state in which the door 3 is opened. FIG. 2B shows the state before the door 3 is closed and locked. FIG. 2C shows the situation after the door 3 has been closed and locked.

図２Ａ～図２Ｃに示すように、扉３は、内部に真空室２００が形成された本体２０１に対して開閉可能に取り付けられている。具体的には、１つ又は複数のヒンジ７を介して、扉３と本体２０１とが連結されている。扉３は、ヒンジ７を中心に回動することにより開閉可能である。この例では、上下方向に延びる回転軸線Ｌを中心に扉３が水平方向に回動可能となっているが、上下方向に対して交差する方向に回転軸線Ｌが延びていてもよい。 As shown in FIGS. 2A to 2C, the door 3 is attached to a main body 201 inside which a vacuum chamber 200 is formed so that it can be opened and closed. Specifically, the door 3 and the main body 201 are connected via one or more hinges 7 . The door 3 can be opened and closed by rotating around the hinge 7 . In this example, the door 3 can rotate horizontally about the rotation axis L extending in the vertical direction, but the rotation axis L may extend in a direction intersecting the vertical direction.

本体２０１には、本体２０１内のメンテナンス時などに作業者が手又は工具を挿入するための開口部２０２が形成されている。この開口部２０２が、扉３により開閉される。扉３には、閉じたときに真空室２００側となる面（内面３１）に、シール部材３２が設けられている。シール部材３２は、本体２０１の開口部２０２よりも大きい環状に形成されている。扉３を閉じたときには、本体２０１における開口部２０２の周縁部にシール部材３２が密着する。 The main body 201 is formed with an opening 202 through which an operator inserts a hand or a tool during maintenance of the main body 201 or the like. This opening 202 is opened and closed by the door 3 . The door 3 is provided with a sealing member 32 on the surface (inner surface 31) facing the vacuum chamber 200 when closed. The seal member 32 is formed in an annular shape larger than the opening 202 of the main body 201 . When the door 3 is closed, the sealing member 32 is in close contact with the periphery of the opening 202 of the main body 201 .

扉３及び本体２０１は、ロック機構４により互いにロック（係止）される。ロック機構４は、互いに係合可能な係合部４１及び受け部４２を備えている。この例では、係合部４１が扉３に設けられ、受け部４２が本体２０１に設けられているが、これに限らず、係合部４１が本体２０１に設けられ、受け部４２が扉３に設けられた構成であってもよい。 The door 3 and the main body 201 are locked (engaged) with each other by the locking mechanism 4 . The lock mechanism 4 includes an engaging portion 41 and a receiving portion 42 that can be engaged with each other. In this example, the engaging portion 41 is provided on the door 3 and the receiving portion 42 is provided on the main body 201. However, the configuration is not limited to this, and the engaging portion 41 is provided on the main body 201 and the receiving portion 42 is provided on the door 3.

係合部４１は、扉３に対して回動可能に取り付けられたレバー４１１と、レバー４１１から突出するピン４１２とを備えている。レバー４１１は、扉３の側面に設けられた回転軸４１３を中心に回動可能に取り付けられている。レバー４１１は、扉３を閉じることにより受け部４２に対向した状態となり、受け部４２に対向する表面４１４から突出するピン４１２が受け部４２に受け入れられる。 The engaging portion 41 includes a lever 411 rotatably attached to the door 3 and a pin 412 projecting from the lever 411 . The lever 411 is attached so as to be rotatable around a rotating shaft 413 provided on the side surface of the door 3 . When the door 3 is closed, the lever 411 faces the receiving portion 42 , and the pin 412 projecting from the surface 414 facing the receiving portion 42 is received by the receiving portion 42 .

受け部４２は、本体２０１の側面に取り付けられたブロック４２１を備えている。ブロック４２１には、扉３を閉じたときにレバー４１１に対向する表面４２２に、ピン４１２を案内するためのガイド部４２３が形成されている。扉３を閉じると、図２Ｂに示すようにピン４１２がガイド部４２３に導かれ、この状態から図２Ｃのようにレバー４１１が回動されることにより、ピン４１２がガイド部４２３に係合し、扉３が閉状態でロックされる。すなわち、図２Ｃの状態では、ヒンジ７を中心に扉３を回動することができない。ただし、受け部４２が本体２０１に取り付けられた構成に限らず、本体２０１自体にガイド部４２３が形成された構成であってもよい。 The receiving part 42 has a block 421 attached to the side surface of the main body 201 . A guide portion 423 for guiding the pin 412 is formed on a surface 422 of the block 421 that faces the lever 411 when the door 3 is closed. When the door 3 is closed, the pin 412 is guided to the guide portion 423 as shown in FIG. 2B, and the pin 412 is engaged with the guide portion 423 by rotating the lever 411 as shown in FIG. That is, in the state of FIG. 2C, the door 3 cannot be rotated around the hinge 7. As shown in FIG. However, the configuration is not limited to the configuration in which the receiving portion 42 is attached to the main body 201, and a configuration in which the guide portion 423 is formed in the main body 201 itself may be employed.

扉３の外側には、外装部材５が設けられている。外装部材５は、扉３に対して内面３１とは反対側の面（外面３３）に対向している。外装部材５は、例えば扉３よりも大きい面積を有する板状の部材であり、扉３の外面３３全体を覆っている。係合部４１のレバー４１１は、外装部材５に固定されている。これにより、外装部材５は、回転軸４１３を中心に、レバー４１１とともに回動可能となっている。 An exterior member 5 is provided outside the door 3 . The exterior member 5 faces the surface (outer surface 33 ) opposite to the inner surface 31 with respect to the door 3 . The exterior member 5 is, for example, a plate-like member having an area larger than that of the door 3 and covers the entire outer surface 33 of the door 3 . A lever 411 of the engaging portion 41 is fixed to the exterior member 5 . As a result, the exterior member 5 is rotatable about the rotation shaft 413 together with the lever 411 .

扉３と外装部材５は、係合部４１のレバー４１１だけでなく、付勢部材６でも連結されている。付勢部材６は、例えば引張りばねにより構成されている。この付勢部材６の作用により、外装部材５は、図２Ｃの状態から図２Ｂの状態へと回動する方向に付勢されている。したがって、扉３を閉状態でロックする際には、図２Ｂの状態から付勢部材６の付勢力に抗して外装部材５が回動され、図２Ｃのように付勢部材６による付勢力が作用した状態で扉３がロックされる。 The door 3 and the exterior member 5 are connected not only by the lever 411 of the engaging portion 41 but also by the biasing member 6 . The biasing member 6 is composed of, for example, a tension spring. Due to the action of the biasing member 6, the exterior member 5 is biased in a direction to rotate from the state of FIG. 2C to the state of FIG. 2B. Therefore, when locking the door 3 in the closed state, the exterior member 5 is rotated against the biasing force of the biasing member 6 from the state shown in FIG.

このとき、作業者は、外装部材５を外側（扉３側とは反対側）から押すことにより、扉３を閉状態とし、そのままロックすることができる。外装部材５における付勢部材６が取り付けられている側の端部（上端部）とは反対側の端部（下端部）は、作業者が扉３を閉じる際に操作する操作部５１を構成している。 At this time, the worker can close the door 3 and lock it by pushing the exterior member 5 from the outside (the side opposite to the door 3 side). The end (lower end) of the exterior member 5 opposite to the end (upper end) on the side where the biasing member 6 is attached constitutes an operation portion 51 operated by the operator when closing the door 3 .

このように、操作部５１は外装部材５と一体的に構成されている。すなわち、外装部材５の一部が操作部５１を構成している。ただし、このような構成に限らず、外装部材５とは別に操作部５１が設けられていてもよい。作業者は、操作部５１を押すようにして回転軸４１３を中心に外装部材５を回動させることにより、レバー４１１を回動させて、受け部４２に対する係合部４１の相対位置を変位させることができる。 In this manner, the operating portion 51 is configured integrally with the exterior member 5 . That is, a part of the exterior member 5 constitutes the operating portion 51 . However, the operation portion 51 may be provided separately from the exterior member 5 without being limited to such a configuration. The operator can rotate the lever 411 by pressing the operation portion 51 to rotate the exterior member 5 about the rotation shaft 413 , thereby displacing the engagement portion 41 relative to the receiving portion 42 .

付勢部材６は、係合部４１を受け部４２に係合させる方向（例えば図２Ｂ及び図２Ｃにおける反時計回り）とは異なる方向（例えば図２Ｂ及び図２Ｃにおける時計回り）に操作部５１を付勢している。したがって、操作部５１を操作することにより外装部材５を回動させる際には、付勢部材６の付勢力に抗して操作部５１を操作することになる。なお、操作部５１及び付勢部材６は、ロック機構４の一部を構成している。 The biasing member 6 biases the operating portion 51 in a direction (eg, clockwise in FIGS. 2B and 2C) different from the direction in which the engaging portion 41 is engaged with the receiving portion 42 (eg, counterclockwise in FIGS. 2B and 2C). Therefore, when rotating the exterior member 5 by operating the operating portion 51 , the operating portion 51 is operated against the biasing force of the biasing member 6 . Note that the operating portion 51 and the biasing member 6 constitute part of the lock mechanism 4 .

ただし、付勢部材６は、引張りばねに限らず、圧縮ばねなどの他のばねにより構成されていてもよいし、ばね以外の部材（例えば弾性部材など）により構成されていてもよい。また、付勢部材６を省略することも可能である。 However, the urging member 6 is not limited to a tension spring, and may be composed of other springs such as a compression spring, or may be composed of a member other than a spring (for example, an elastic member). Also, it is possible to omit the biasing member 6 .

３．ロック機構の動作
図３Ａ～図３Ｄは、ロック機構４の動作について説明するための概略図である。図３Ａは、扉３が閉じられてロックされる前の状態を示している。図３Ｂは、扉３がロックされる途中の状態を示している。図３Ｃは、扉３がロックされた状態を示している。図３Ｄは、扉３のロックが解除される途中の状態を示している。図３Ａ～図３Ｄでは、受け部４２に対するピン４１２（係合部４１）の相対位置の変位の態様が示されている。 3. Operation of Lock Mechanism FIGS. 3A to 3D are schematic diagrams for explaining the operation of the lock mechanism 4. FIG. FIG. 3A shows the state before the door 3 is closed and locked. FIG. 3B shows a state in which the door 3 is being locked. FIG. 3C shows the door 3 locked. FIG. 3D shows a state in which the door 3 is being unlocked. FIGS. 3A to 3D show modes of displacement of the relative position of the pin 412 (engagement portion 41) with respect to the receiving portion 42. FIG.

図２Ｂのように扉３を閉じた状態では、受け部４２のガイド部４２３を構成する凹部内にピン４１２が位置している（図３Ａ参照）。ガイド部４２３を構成する凹部の壁面の一部は、溝部４２４及び凸部４２５を構成している。溝部４２４は、ピン４１２を受け入れて係合させるための窪みである。凸部４２５は、溝部４２４に連続しており、ピン４１２が溝部４２４に受け入れられるまでの経路に干渉するように形成されている。 When the door 3 is closed as shown in FIG. 2B, the pin 412 is positioned in the concave portion forming the guide portion 423 of the receiving portion 42 (see FIG. 3A). A part of the wall surface of the concave portion forming the guide portion 423 forms a groove portion 424 and a convex portion 425 . Groove 424 is a recess for receiving and engaging pin 412 . The convex portion 425 is continuous with the groove portion 424 and is formed so as to interfere with the path until the pin 412 is received in the groove portion 424 .

図３Ａの状態からレバー４１１が回動されると、図３Ａに矢印Ａで示す方向にピン４１２が変位する。そして、溝部４２４側へと近付くピン４１２の経路上に位置する凸部４２５が、図３Ｂのようにピン４１２に接触する。この状態からさらにレバー４１１を回動させると、ピン４１２が凸部４２５に摺接しながら凸部４２５の先端へと向かい、当該先端を乗り越える。これにより、図３Ｃのように溝部４２４にピン４１２が受け入れられ、係合部４１が受け部４２と係合する。 When the lever 411 is rotated from the state of FIG. 3A, the pin 412 is displaced in the direction indicated by the arrow A in FIG. 3A. Then, the convex portion 425 located on the path of the pin 412 approaching the groove portion 424 contacts the pin 412 as shown in FIG. 3B. When the lever 411 is further rotated from this state, the pin 412 moves toward the tip of the protrusion 425 while sliding on the protrusion 425 and rides over the tip. As a result, the pin 412 is received in the groove portion 424 and the engaging portion 41 is engaged with the receiving portion 42 as shown in FIG. 3C.

このようにして溝部４２４に受け入れられたピン４１２には、付勢部材６により、図３Ａの矢印Ａとは反対方向に付勢力が作用している。この状態で、ピン４１２は凸部４２５に引っ掛かっているため、ピン４１２は溝部４２４から脱離することなく溝部４２４に受け入れられた状態で維持される。この図３Ｃの状態では、シール部材３２がある程度弾性変形した状態のまま扉３が閉状態でロックされ、真空室２００が密閉された状態となる。 The pin 412 received in the groove 424 in this way is subjected to a biasing force by the biasing member 6 in the direction opposite to the arrow A in FIG. 3A. Since the pin 412 is hooked on the protrusion 425 in this state, the pin 412 is maintained in the state of being received in the groove 424 without detaching from the groove 424 . In the state shown in FIG. 3C, the door 3 is closed and locked while the sealing member 32 is elastically deformed to some extent, and the vacuum chamber 200 is sealed.

その後、真空ポンプが駆動されることにより真空室２００内の真空引きが開始されると、真空室２００内の真空度が徐々に高くなる。その結果、気圧差によって扉３は真空室２００側に引き寄せられ、シール部材３２が扉３と本体２０１との間でさらに押しつぶされて弾性変形する。このとき、シール部材３２の弾性変形に伴って、図３Ｄのようにピン４１２が溝部４２４から離間する。 After that, when the vacuum pump is driven to start drawing a vacuum in the vacuum chamber 200, the degree of vacuum in the vacuum chamber 200 gradually increases. As a result, the door 3 is drawn toward the vacuum chamber 200 due to the pressure difference, and the sealing member 32 is further crushed between the door 3 and the main body 201 and elastically deformed. At this time, as the sealing member 32 elastically deforms, the pin 412 is separated from the groove 424 as shown in FIG. 3D.

真空室２００内が真空引きされることに伴うシール部材３２の変形量は、ピン４１２が凸部４２５を乗り越えるのに必要な変位量よりも大きい。したがって、真空室２００内が真空引きされることに伴い、ピン４１２は凸部４２５に干渉しない位置まで変位し、付勢部材６の付勢力によって、図３Ｄに矢印Ｂで示す方向に自動的に変位する。これにより、ピン４１２の位置は、図３Ａの状態に戻る。このように、真空室２００内が真空状態となるのに伴って、係合部４１及び受け部４２の係合が解除されることにより、扉３のロックが自動的に解除される。 The amount of deformation of the seal member 32 due to the evacuation of the inside of the vacuum chamber 200 is greater than the amount of displacement necessary for the pin 412 to get over the convex portion 425 . Therefore, as the inside of the vacuum chamber 200 is evacuated, the pin 412 is displaced to a position where it does not interfere with the protrusion 425, and is automatically displaced in the direction indicated by the arrow B in FIG. 3D by the biasing force of the biasing member 6. This returns the position of pin 412 to the state of FIG. 3A. In this manner, as the interior of the vacuum chamber 200 becomes a vacuum state, the locking of the door 3 is automatically released by releasing the engagement between the engaging portion 41 and the receiving portion 42 .

このように、本実施形態では、真空室２００内の真空度の高まりにより真空室２００と扉３との位置関係が変化すること（真空室２００と扉３とが内外圧力差によって近接すること）を利用して、扉３の自動ロック解除機構が構成されている。これにより、真空室２００内の真空度や装置の稼働状態を検出しなくても、簡便な構成で扉３のロックを自動解除することができる。 Thus, in the present embodiment, the automatic unlocking mechanism for the door 3 is configured by utilizing the fact that the positional relationship between the vacuum chamber 200 and the door 3 changes due to the increase in the degree of vacuum in the vacuum chamber 200 (the vacuum chamber 200 and the door 3 approach each other due to the pressure difference between the inside and the outside). As a result, the lock of the door 3 can be automatically released with a simple configuration without detecting the degree of vacuum in the vacuum chamber 200 or the operating state of the apparatus.

ただし、真空室２００内の真空度の高まりにより真空室２００と扉３との位置関係が変化することを検知し、その検知結果に伴い扉３のロックを解除するような、他の種々の構成を採用することが可能である。上記検知は、例えばセンサーなどを用いて電気的に行われてもよい。また、扉３の自動ロック解除機構は、例えばモーターなどを用いて電動でロックを解除するような構成であってもよい。 However, it is possible to adopt various other configurations such as detecting a change in the positional relationship between the vacuum chamber 200 and the door 3 due to an increase in the degree of vacuum in the vacuum chamber 200, and unlocking the door 3 according to the detection result. The sensing may be done electrically, for example using a sensor or the like. Further, the automatic unlocking mechanism for the door 3 may be configured to electrically unlock using, for example, a motor.

４．真空室内のメンテナンス後の動作
図４は、真空室２００内のメンテナンス後の動作の流れを示したフローチャートである。作業者は、扉３を開いた状態で真空室２００内のメンテンナンスを行った後（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、外装部材５を外側から真空室２００側に押すことにより扉３を閉じる（ステップＳ１０２）。そして、作業者は、さらに外装部材５（操作部５１）を真空室２００側に押すことにより、付勢部材６の付勢力に抗してレバー４１１を回動させ、扉３をロックさせる（ステップＳ１０３）。この状態では、係合部４１と受け部４２とが係合している。 4. Operation after Maintenance in Vacuum Chamber FIG. 4 is a flow chart showing the flow of operation after maintenance in the vacuum chamber 200 . After performing maintenance inside the vacuum chamber 200 with the door 3 open (Yes in step S101), the operator pushes the exterior member 5 toward the vacuum chamber 200 from the outside to close the door 3 (step S102). Then, the operator further pushes the exterior member 5 (operation unit 51) toward the vacuum chamber 200 to rotate the lever 411 against the biasing force of the biasing member 6, thereby locking the door 3 (step S103). In this state, the engaging portion 41 and the receiving portion 42 are engaged.

その後、質量分析装置１００の稼働が開始されることにより、真空室２００内にキャリアガスが供給されるとともに、真空ポンプが駆動されることにより真空室２００内が真空状態とされる（ステップＳ１０４）。このとき、図３Ａ～図３Ｄを用いて説明したように、真空室２００内が真空状態となるのに伴い、係合部４１と受け部４２との係合が自動的に解除される（ステップＳ１０５）。これにより、質量分析装置１００の稼働中は、扉３のロックが解除された状態となるが、真空室２００の内外の気圧差によって扉３が閉状態のまま維持される。 After that, the operation of the mass spectrometer 100 is started, so that the carrier gas is supplied into the vacuum chamber 200, and the vacuum pump is driven to evacuate the inside of the vacuum chamber 200 (step S104). At this time, as described with reference to FIGS. 3A to 3D, the engagement between the engaging portion 41 and the receiving portion 42 is automatically released as the inside of the vacuum chamber 200 becomes a vacuum state (step S105). As a result, the door 3 is unlocked while the mass spectrometer 100 is in operation, but the door 3 is kept closed due to the pressure difference between the inside and outside of the vacuum chamber 200 .

再度メンテナンスなどを行う場合には、質量分析装置１００の稼働が停止されることにより（ステップＳ１０６）、真空室２００内へのキャリアガスの供給が停止されるとともに、真空ポンプの駆動が停止される（ステップＳ１０７）。この場合、真空ポンプ側又は隙間などから少しずつ大気が流入し、真空室２００内の気圧が徐々に大気圧に近付く。その結果、弾性変形していたシール部材３２の復元力によって、扉３が真空室２００側とは反対側に押し戻され、扉３が自動的に少し（数ｍｍ程度）開いた状態となる（ステップＳ１０８）。その後は、ステップＳ１０１以降の動作が繰り返されることとなる。 When performing maintenance again, the operation of the mass spectrometer 100 is stopped (step S106), thereby stopping the supply of the carrier gas into the vacuum chamber 200 and the driving of the vacuum pump (step S107). In this case, air gradually flows into the vacuum chamber 200 from the vacuum pump side or the gap, and the pressure in the vacuum chamber 200 gradually approaches the atmospheric pressure. As a result, the door 3 is pushed back to the side opposite to the vacuum chamber 200 by the restoring force of the elastically deformed seal member 32, and the door 3 automatically opens slightly (by several millimeters) (step S108). After that, the operations after step S101 are repeated.

５．態様
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。 5. Aspects It will be appreciated by those skilled in the art that the exemplary embodiments described above are specific examples of the following aspects.

（第１項）一態様に係る質量分析装置は、
分析時に真空状態とされ、内部にガスが供給される真空室と、
前記真空室を開閉するための扉と、
前記扉を閉じる際に弾性変形し、前記真空室を密閉状態とするためのシール部材と、
前記シール部材を弾性変形させた状態のまま前記扉を閉状態でロックするロック機構とを備え、
前記ロック機構は、前記真空室内が真空状態となるのに伴って、前記扉のロックを自動的に解除してもよい。 (Section 1) A mass spectrometer according to one aspect,
a vacuum chamber evacuated during analysis and supplied with gas therein;
a door for opening and closing the vacuum chamber;
a sealing member that is elastically deformed when the door is closed and seals the vacuum chamber;
a locking mechanism that locks the door in a closed state while the sealing member is elastically deformed;
The lock mechanism may automatically unlock the door as the vacuum chamber becomes a vacuum state.

第１項に記載の質量分析装置によれば、ロック機構により閉状態でロックされた扉が、真空室内が真空状態となるのに伴って自動的にロック解除されるため、その後に真空室内の真空状態が解除されると、弾性変形しているシール部材の復元力によって扉が自動的に開放される。これにより、真空室内からガスを自動的に排出させることができるため、引火性の高いガスが真空室内に供給される場合であっても、作業者が手動で扉を開く場合と比較してガスが着火する可能性を低減することができる。 According to the mass spectrometer described in item 1, the door locked in the closed state by the locking mechanism is automatically unlocked as the vacuum chamber becomes a vacuum state. Therefore, when the vacuum chamber is subsequently released from the vacuum state, the door is automatically opened by the restoring force of the elastically deformed sealing member. As a result, gas can be automatically discharged from the vacuum chamber, so even if highly flammable gas is supplied into the vacuum chamber, the possibility of gas ignition can be reduced compared to when the door is manually opened by an operator.

（第２項）第１項に記載の質量分析装置において、
前記真空室は、試料をイオン化させるためのイオン化室を含んでいてもよい。 (Section 2) In the mass spectrometer according to Section 1,
The vacuum chamber may include an ionization chamber for ionizing the sample.

第２項に記載の質量分析装置によれば、ガスの濃度が比較的高いイオン化室からガスを自動的に排出させることができるため、ガスが着火する可能性を効果的に低減することができる。 According to the mass spectrometer according to the second aspect, since the gas can be automatically discharged from the ionization chamber where the gas concentration is relatively high, the possibility of gas ignition can be effectively reduced.

（第３項）第１項又は第２項に記載の質量分析装置において、
前記ロック機構は、係合部と、前記係合部に係合可能な受け部とを有し、
前記係合部及び前記受け部が係合することにより、前記扉が閉状態でロックされ、
前記真空室内が真空状態となるのに伴って、前記係合部及び前記受け部の係合が解除されることにより、前記扉のロックが自動的に解除されてもよい。 (Section 3) In the mass spectrometer according to Section 1 or 2,
The locking mechanism has an engaging portion and a receiving portion that can be engaged with the engaging portion,
The door is locked in a closed state by engaging the engaging portion and the receiving portion,
The lock of the door may be automatically released by releasing the engagement between the engaging portion and the receiving portion as the vacuum chamber becomes a vacuum state.

第３項に記載の質量分析装置によれば、係合部及び受け部を係合させるだけの簡単な構成で扉を閉状態でロックさせることができる。また、真空室内が真空状態となるのに伴って、係合部及び受け部の係合が解除されるため、簡単な構成で扉のロックを自動的に解除させることができる。 According to the mass spectrometer according to the third aspect, the door can be locked in the closed state with a simple configuration of only engaging the engaging portion and the receiving portion. Further, since the engagement between the engaging portion and the receiving portion is released as the vacuum chamber becomes a vacuum state, the lock of the door can be automatically released with a simple structure.

（第４項）第３項に記載の質量分析装置において、
前記ロック機構は、前記受け部に対する前記係合部の相対位置を変位させるための操作部を有していてもよい。 (Section 4) In the mass spectrometer according to Section 3,
The lock mechanism may have an operation portion for displacing the relative position of the engaging portion with respect to the receiving portion.

第４項に記載の質量分析装置によれば、操作部を操作することにより、係合部及び受け部を容易に係合させることができる。 According to the mass spectrometer described in Item 4, the engaging portion and the receiving portion can be easily engaged by operating the operating portion.

（第５項）第４項に記載の質量分析装置において、
前記ロック機構は、前記係合部を前記受け部に係合させる方向とは異なる方向に前記操作部を付勢する付勢部材を有し、
前記付勢部材の付勢力に抗して前記操作部が操作されることにより、前記係合部及び前記受け部が係合してもよい。 (Section 5) In the mass spectrometer according to Section 4,
The lock mechanism has a biasing member that biases the operating portion in a direction different from a direction in which the engaging portion is engaged with the receiving portion,
The engaging portion and the receiving portion may be engaged by operating the operating portion against the biasing force of the biasing member.

第５項に記載の質量分析装置によれば、真空室内が真空状態となるのに伴って、係合部及び受け部の係合が解除されたときに、付勢部材の付勢力によって操作部を元の位置に自動的に戻すことができる。 According to the mass spectrometer of item 5, when the engagement between the engaging portion and the receiving portion is released as the vacuum chamber becomes a vacuum state, the operating portion can be automatically returned to its original position by the biasing force of the biasing member.

（第６項）第４項又は第５項に記載の質量分析装置において、
前記扉の外側に設けられた外装部材をさらに備え、
前記操作部は、前記外装部材と一体的に構成されていてもよい。 (Section 6) In the mass spectrometer according to Section 4 or 5,
Further comprising an exterior member provided outside the door,
The operating portion may be configured integrally with the exterior member.

第６項に記載の質量分析装置によれば、外装部材を押して扉を閉じる動作に続けて、そのまま扉を閉状態でロックすることができる。したがって、扉を閉じる動作と、扉を閉状態でロックする動作とを別々に行うような構成と比較して、作業性が向上する。 According to the mass spectrometer described in item 6, the door can be locked in the closed state as it is following the operation of pushing the exterior member to close the door. Therefore, workability is improved compared to a configuration in which the operation of closing the door and the operation of locking the door in the closed state are performed separately.

（第７項）第３項～第６項のいずれか一項に記載の質量分析装置において、
前記受け部は、前記係合部が受け入れられる溝部と、前記溝部に受け入れられる前に前記係合部が摺接しながら乗り越える凸部とを有し、
前記溝部に受け入れられた前記係合部は、前記凸部に引っ掛かることにより前記受け部と係合してもよい。 (Section 7) In the mass spectrometer according to any one of Sections 3 to 6,
The receiving portion has a groove portion in which the engaging portion is received, and a convex portion over which the engaging portion slides over before being received in the groove portion,
The engaging portion received in the groove portion may be engaged with the receiving portion by being hooked on the convex portion.

第７項に記載の質量分析装置によれば、係合部が凸部を乗り越えて溝部に受け入れられる際に、作業者にクリック感を与えることができる。これにより、扉が閉状態でロックされたことが作業者に分かりやすいため、扉を確実にロックすることができる。 According to the mass spectrometer described in Item 7, it is possible to give a click feeling to the operator when the engaging portion climbs over the convex portion and is received in the groove portion. As a result, it is easy for the operator to understand that the door is locked in the closed state, so that the door can be reliably locked.

（第８項）第７項に記載の質量分析装置において、
前記真空室内が真空状態となるのに伴って、前記シール部材が弾性変形することにより前記係合部が前記溝部から離間してもよい。 (Section 8) In the mass spectrometer according to Section 7,
The engaging portion may be separated from the groove portion by elastic deformation of the sealing member as the vacuum chamber is evacuated.

第８項に記載の質量分析装置によれば、真空室内が真空状態となるのに伴ってシール部材が弾性変形することを利用して、係合部及び溝部の係合を解除することができるため、簡単な構成で扉のロックを自動的に解除させることができる。 According to the mass spectrometer described in item 8, it is possible to release the engagement between the engaging portion and the groove portion by utilizing the elastic deformation of the sealing member as the vacuum chamber becomes a vacuum state, so that the door can be automatically unlocked with a simple configuration.

（第９項）第１項～第８項のいずれか一項に記載の質量分析装置において、
前記質量分析装置は、ガスクロマトグラフ質量分析装置であってもよい。 (Item 9) In the mass spectrometer according to any one of items 1 to 8,
The mass spectrometer may be a gas chromatograph mass spectrometer.

第９項に記載の質量分析装置によれば、ガスクロマトグラフ質量分析装置において使用されるガスが引火性の高いガスである場合に、ガスが着火する可能性を低減することができる。 According to the mass spectrometer of item 9, when the gas used in the gas chromatograph mass spectrometer is a highly flammable gas, the possibility of ignition of the gas can be reduced.

６．変形例
ロック機構４は、真空室２００内が真空状態となるのに伴って、機械的に扉３のロックを自動的に解除するような構成に限らず、例えば制御部（図示せず）の制御によって扉３のロックを自動的に解除するような構成であってもよい。 6. Modifications The lock mechanism 4 is not limited to a configuration in which the door 3 is automatically unlocked mechanically as the vacuum chamber 200 becomes vacuum.

真空室２００は、イオン化室２０、第１真空室２１及び第２真空室２２により構成されるものに限らず、１つ又は２つの室からなるものであってもよいし、４つ以上の室からなるものであってもよい。 The vacuum chamber 200 is not limited to being composed of the ionization chamber 20, the first vacuum chamber 21, and the second vacuum chamber 22, and may be composed of one or two chambers, or may be composed of four or more chambers.

本発明に係る質量分析装置は、ガスクロマトグラフ質量分析装置に限らず、液体クロマトグラフ質量分析装置などの他の質量分析装置であってもよい。 The mass spectrometer according to the present invention is not limited to a gas chromatograph mass spectrometer, and may be another mass spectrometer such as a liquid chromatograph mass spectrometer.

イオン化室２０におけるイオン化の方法としては、ＥＳＩ（Electrospray Ionization：エレクトロスプレーイオン化法）又はＭＡＬＤＩ（Matrix Assisted Laser Desorption / Ionization：マトリックス支援レーザー脱離イオン化法）などの他の任意の方法を用いることができる。 As the ionization method in the ionization chamber 20, any other method such as ESI (Electrospray Ionization) or MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization) can be used.

１ガスクロマトグラフ部
２質量分析部
３扉
４ロック機構
５外装部材
６付勢部材
２０イオン化室
２１第１真空室
２２第２真空室
３２シール部材
４１係合部
４２受け部
５１操作部
１００質量分析装置
２００真空室
４２４溝部
４２５凸部 1 gas chromatograph unit 2 mass spectrometer unit 3 door 4 lock mechanism 5 exterior member 6 biasing member 20 ionization chamber 21 first vacuum chamber 22 second vacuum chamber 32 sealing member 41 engaging portion 42 receiving portion 51 operating portion 100 mass spectrometer 200 vacuum chamber 424 groove portion 425 convex portion

Claims

分析時に真空状態とされ、内部に引火性の高いガスが供給される真空室と、
前記真空室を開閉するための扉と、
前記扉を閉じる際に弾性変形し、前記真空室を密閉状態とするためのシール部材と、
前記シール部材を弾性変形させた状態のまま前記扉を閉状態でロックするロック機構とを備え、
前記ロック機構は、前記真空室内が真空状態となるのに伴って、前記扉のロックを自動的に解除する、質量分析装置。 a vacuum chamber in which a highly flammable gas is supplied to the vacuum state during analysis;
a door for opening and closing the vacuum chamber;
a sealing member that is elastically deformed when the door is closed and seals the vacuum chamber;
a locking mechanism that locks the door in a closed state while the sealing member is elastically deformed;
The mass spectrometer, wherein the lock mechanism automatically unlocks the door as the vacuum chamber becomes a vacuum state.

前記真空室は、試料をイオン化させるためのイオン化室を含む、請求項１に記載の質量分析装置。 A mass spectrometer according to claim 1, wherein said vacuum chamber includes an ionization chamber for ionizing a sample.

前記ロック機構は、係合部と、前記係合部に係合可能な受け部とを有し、
前記係合部及び前記受け部が係合することにより、前記扉が閉状態でロックされ、
前記真空室内が真空状態となるのに伴って、前記係合部及び前記受け部の係合が解除されることにより、前記扉のロックが自動的に解除される、請求項１又は２に記載の質量分析装置。 The locking mechanism has an engaging portion and a receiving portion that can be engaged with the engaging portion,
The door is locked in a closed state by engaging the engaging portion and the receiving portion,
3. The mass spectrometer according to claim 1, wherein the locking of the door is automatically released by releasing the engagement between the engaging portion and the receiving portion as the vacuum chamber becomes a vacuum state.

前記ロック機構は、前記受け部に対する前記係合部の相対位置を変位させるための操作部を有する、請求項３に記載の質量分析装置。 4. The mass spectrometer according to claim 3, wherein said locking mechanism has an operating portion for displacing the relative position of said engaging portion with respect to said receiving portion.

前記ロック機構は、前記係合部を前記受け部に係合させる方向とは異なる方向に前記操作部を付勢する付勢部材を有し、
前記付勢部材の付勢力に抗して前記操作部が操作されることにより、前記係合部及び前記受け部が係合する、請求項４に記載の質量分析装置。 The lock mechanism has a biasing member that biases the operating portion in a direction different from a direction in which the engaging portion is engaged with the receiving portion,
5. The mass spectrometer according to claim 4, wherein said engaging portion and said receiving portion are engaged by operating said operating portion against the biasing force of said biasing member.

前記扉の外側に設けられた外装部材をさらに備え、
前記操作部は、前記外装部材と一体的に構成されている、請求項４又は５に記載の質量分析装置。 Further comprising an exterior member provided outside the door,
6. The mass spectrometer according to claim 4, wherein said operation section is configured integrally with said exterior member.

前記受け部は、前記係合部が受け入れられる溝部と、前記溝部に受け入れられる前に前記係合部が摺接しながら乗り越える凸部とを有し、
前記溝部に受け入れられた前記係合部は、前記凸部に引っ掛かることにより前記受け部と係合する、請求項３～６のいずれか一項に記載の質量分析装置。 The receiving portion has a groove portion in which the engaging portion is received, and a convex portion over which the engaging portion slides over before being received in the groove portion,
7. The mass spectrometer according to any one of claims 3 to 6, wherein said engaging portion received in said groove engages with said receiving portion by being hooked on said convex portion.

前記真空室内が真空状態となるのに伴って、前記シール部材が弾性変形することにより前記係合部が前記溝部から離間する、請求項７に記載の質量分析装置。 8. The mass spectrometer according to claim 7, wherein said sealing member is elastically deformed as said vacuum chamber is brought into a vacuum state, whereby said engaging portion is separated from said groove portion.

前記質量分析装置は、ガスクロマトグラフ質量分析装置である、請求項１～８のいずれか一項に記載の質量分析装置。 The mass spectrometer according to any one of claims 1 to 8, wherein said mass spectrometer is a gas chromatograph mass spectrometer.