JP2012052909A - Electric discharge tube - Google Patents

Electric discharge tube Download PDF

Info

Publication number
JP2012052909A
JP2012052909A JP2010195614A JP2010195614A JP2012052909A JP 2012052909 A JP2012052909 A JP 2012052909A JP 2010195614 A JP2010195614 A JP 2010195614A JP 2010195614 A JP2010195614 A JP 2010195614A JP 2012052909 A JP2012052909 A JP 2012052909A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electron
tube
tube body
electrons
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010195614A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5666210B2 (en
Inventor
Yuji Tsuchiya
優二 土屋
Yutaka Watabe
豊 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP2010195614A priority Critical patent/JP5666210B2/en
Publication of JP2012052909A publication Critical patent/JP2012052909A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5666210B2 publication Critical patent/JP5666210B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric discharge tube capable of reducing loss due to a voltage applied to an electrode, or direct-current discharge of energy, and capable of more efficiently accelerating an electron.SOLUTION: An electric discharge tube 1 has a tube body 11, an electron supply port 12, an equipment connection port 13 and an electrode for electron acceleration 41. The tube body 11 is formed in tubular shape and has an electric wire 8 for radiating an electron running inside the tube body. The electron supply port 12 generates plasma inside it and supplies an electron to the tube body 11. The equipment connection port 13 has an exhaust system installed, and evacuates air from, and depressurizes, the tube body 11. The electrode for electron acceleration 41 is disposed in the tube body 11 and accelerates the electron supplied in the tube body 11. The inner surface 11a of the tube body 11 in the proximity of the electrode for electron acceleration 41 is flatly formed with a smooth surface.

Description

本発明は、例えば電子線照射装置に用いられる放電管に関する。   The present invention relates to a discharge tube used in, for example, an electron beam irradiation apparatus.

芯線と当該芯線を被覆する被覆部とを備えた電線には、被覆部の表面改質等のために、電子を照射することがある。電線に電子を照射することで、被覆部の外表面(外表層)において当該被覆部を構成する合成樹脂の架橋反応が促進され、被覆部の耐熱性や機械特性が向上する。   An electric wire including a core wire and a covering portion that covers the core wire may be irradiated with electrons for surface modification of the covering portion. By irradiating the electric wire with electrons, the cross-linking reaction of the synthetic resin constituting the covering portion is promoted on the outer surface (outer surface layer) of the covering portion, and the heat resistance and mechanical properties of the covering portion are improved.

前述のように電線に電子を照射する装置としては、例えば、特許文献1に記載された電子線照射装置が知られている。この電子線照射装置は、マイクロ波発生部と、プラズマ発生部と、放電管とを備えている。マイクロ波発生部は、ソリッドステート発振器等を備え、マイクロ波を発生させる。プラズマ発生部は、サーファトロン等を備え、マイクロ波発生部からのマイクロ波を放電管に伝搬し、放電管内でプラズマを発生させる。   As described above, for example, an electron beam irradiation apparatus described in Patent Document 1 is known as an apparatus for irradiating an electric wire with electrons. This electron beam irradiation apparatus includes a microwave generation unit, a plasma generation unit, and a discharge tube. The microwave generation unit includes a solid state oscillator or the like, and generates a microwave. The plasma generation unit includes a surftron or the like, and propagates the microwave from the microwave generation unit to the discharge tube to generate plasma in the discharge tube.

図5に示すように、放電管101は、図5中で上下方向に延びた中空円柱状の管本体111と、管本体111の底壁から延びた円筒状の電子供給口112と、管本体111の周壁から延びた円筒状の電線支持口116及び図示しない機器接続口とを備えている。電子供給口112、電線支持口116及び機器接続口の内部空間は、管本体111の内部空間と連通している。   As shown in FIG. 5, the discharge tube 101 includes a hollow columnar tube body 111 extending in the vertical direction in FIG. 5, a cylindrical electron supply port 112 extending from the bottom wall of the tube body 111, and a tube body. A cylindrical wire support port 116 extending from the peripheral wall 111 and a device connection port (not shown) are provided. The internal spaces of the electron supply port 112, the wire support port 116, and the device connection port communicate with the internal space of the tube main body 111.

電子供給口112内には、例えばアルゴンガス等の気体が供給される。電子供給口112は、図示しないサーファトロン内に位置付けられ、内部でアルゴンプラズマを発生させる。電線支持口116は、周壁の管本体111の軸心を挟んで互いに相対する部分からそれぞれ管本体111の外方向に延びて一対設けられている。電線108は、一方の電線支持口116、管本体111、他方の電線支持口116に亘って移動する。   A gas such as argon gas is supplied into the electron supply port 112. The electron supply port 112 is positioned in a surftron not shown, and generates argon plasma therein. A pair of electric wire support ports 116 are provided to extend outward from the tube body 111 from portions facing each other across the axis of the tube body 111 on the peripheral wall. The electric wire 108 moves over one electric wire support port 116, the tube main body 111, and the other electric wire support port 116.

機器接続口は、電線支持口116と直交している。機器接続口は、周壁の管本体111の軸心を挟んで互いに相対する部分からそれぞれ管本体111の外方向に延びて一対設けられている。一方の機器接続口には、減圧装置としての排気装置がゲージポートを介して接続され、機器接続口内即ち管本体111内を排気して減圧する。   The device connection port is orthogonal to the wire support port 116. A pair of device connection ports are provided to extend outward from the pipe body 111 from portions facing each other across the axis of the pipe body 111 on the peripheral wall. One device connection port is connected to an exhaust device as a decompression device via a gauge port, and exhausts the inside of the device connection port, that is, the inside of the pipe body 111 to reduce the pressure.

また、前述した管本体111内には、管本体111の上壁近傍に配されかつ高電圧が印加される電子加速用電極141と、電子供給口112を覆うように配されかつ負電圧が印加された第1メッシュ電極142と、電子加速用電極141と第1メッシュ電極142の間でかつ第1メッシュ電極142の近傍に配されて接地された第2メッシュ電極143とが取り付けられている。   Further, in the tube body 111 described above, an electron acceleration electrode 141 disposed near the upper wall of the tube body 111 and applied with a high voltage, and a negative voltage applied so as to cover the electron supply port 112. The first mesh electrode 142 and the second mesh electrode 143 arranged between the electron acceleration electrode 141 and the first mesh electrode 142 and in the vicinity of the first mesh electrode 142 and grounded are attached.

前述した構成の放電管101において、管本体111内は排気装置によって減圧されているので、電子供給口112内で発生したプラズマは、電子供給口112内から管本体111内へと引き寄せられる。そして、プラズマ中のアルゴンイオンは、第1メッシュ電極142に捕獲される。また、プラズマ中の電子は、第1メッシュ電極142を通過し第2メッシュ電極143によってプラズマ中から引き出されて、電子加速用電極141によって当該電子加速用電極141に向かって矢印Eに沿って加速される。そして、この加速された電子が、前述のように移動する電線108に照射される。   In the discharge tube 101 having the above-described configuration, the inside of the tube main body 111 is decompressed by the exhaust device, so that the plasma generated in the electron supply port 112 is drawn from the electron supply port 112 into the tube main body 111. Then, argon ions in the plasma are captured by the first mesh electrode 142. The electrons in the plasma pass through the first mesh electrode 142 and are extracted from the plasma by the second mesh electrode 143, and are accelerated along the arrow E toward the electron acceleration electrode 141 by the electron acceleration electrode 141. Is done. Then, the accelerated electrons are irradiated to the moving electric wire 108 as described above.

特開2009−53188号公報JP 2009-53188 A

前述した放電管の管本体111は、上壁近傍に電子加速用電極141を配し、周壁から電線支持口116や機器接続口が延びている。このため、管本体111の上壁と電線支持口116の図5中で上側の面には段差が生じ、電子加速用電極141の近傍に凹部117が形成される。そして、管本体111内を排気する際に、この凹部117内にアルゴンガスが滞留しやすくなる。   In the above-described tube main body 111 of the discharge tube, the electrode for electron acceleration 141 is disposed in the vicinity of the upper wall, and the wire support port 116 and the device connection port extend from the peripheral wall. Therefore, a step is formed on the upper wall of the tube main body 111 and the wire support port 116 in FIG. 5, and a recess 117 is formed in the vicinity of the electron acceleration electrode 141. Then, when the inside of the tube body 111 is exhausted, the argon gas tends to stay in the recess 117.

凹部117内にアルゴンガスが滞留した状態で電子加速用電極141に高電圧を印加すると、凹部117内のアルゴンガスによって直流放電が起こり、電子加速用電極141に印加した電圧即ちエネルギーの一部が直流放電によって消費されてしまい、電子を十分に加速できなくなるといった問題があった。   When a high voltage is applied to the electron acceleration electrode 141 while the argon gas remains in the recess 117, a direct current discharge occurs due to the argon gas in the recess 117, and a part of the voltage, that is, energy applied to the electron acceleration electrode 141 is reduced. There is a problem that the electrons are consumed by direct current discharge and the electrons cannot be accelerated sufficiently.

本発明は、このような問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、電極に印加した電圧即ちエネルギーの直流放電による損失を低減して、電子をより効率的に加速できる放電管を提供することを目的としている。   The present invention aims to solve such problems. That is, an object of the present invention is to provide a discharge tube that can accelerate electrons more efficiently by reducing a loss caused by direct current discharge of a voltage, that is, energy applied to an electrode.

前記課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載された発明は、筒状に形成され、内側に電子を照射する被照射物を通す管本体と、前記管本体内を排気して減圧する排気口と、前記管本体内に前記電子を供給する電子供給口と、前記管本体内に配されて、前記管本体内に供給された前記電子を加速する電極と、を備えた放電管であって、前記管本体の前記電極近傍の内面が、滑らかな面によって平坦に形成されたことを特徴とした放電管である。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the invention described in claim 1 is formed in a cylindrical shape, and a tube main body through which an object to be irradiated for irradiating electrons passes, An exhaust port for depressurization, an electron supply port for supplying the electrons into the tube main body, and an electrode arranged in the tube main body for accelerating the electrons supplied into the tube main body. The discharge tube is characterized in that the inner surface of the tube main body in the vicinity of the electrode is formed flat by a smooth surface.

請求項2に記載された発明は、請求項1に記載された放電管において、前記電極に連なりかつ当該電極に電圧を印加する電極支持体の表面を覆う絶縁性のコーティング層が設けられたことを特徴とした放電管である。   According to a second aspect of the present invention, in the discharge tube according to the first aspect, an insulating coating layer is provided which covers the surface of the electrode support that is connected to the electrode and applies a voltage to the electrode. This is a discharge tube characterized by

請求項1に記載された発明によれば、管本体の内面が滑らかな面によって平坦に形成されているので、管本体内を排気する際に、管本体内の気体が電極の近傍で滞留することがない。このため、電極に高電圧を印加した際に、滞留した気体による直流放電が起こりにくくなる。そして、電極に印加した電圧即ちエネルギーが、直流放電で消費されにくくなり、電子を加速するために消費される。したがって、エネルギーの損失を低減して電子をより効率的に加速できる。   According to the first aspect of the present invention, since the inner surface of the tube body is formed flat by a smooth surface, the gas in the tube body stays in the vicinity of the electrode when the tube body is exhausted. There is nothing. For this reason, when a high voltage is applied to the electrodes, direct current discharge due to the retained gas is less likely to occur. The voltage applied to the electrode, that is, energy, is not easily consumed by the direct current discharge, and is consumed for accelerating the electrons. Therefore, energy loss can be reduced and electrons can be accelerated more efficiently.

請求項2に記載された発明によれば、電極支持体の表面がコーティング層で覆われているので、電極支持体の表面における直流放電を防止できる。このため、電極に高電圧を印加した際に、直流放電がさらに起こりにくくなる。そして、電極に印加した電圧即ちエネルギーが、直流放電で消費されにくくなり、電子を加速するために消費される。したがって、エネルギーの損失を低減して電子をより効率的に加速できる。   According to the invention described in claim 2, since the surface of the electrode support is covered with the coating layer, direct current discharge on the surface of the electrode support can be prevented. For this reason, when a high voltage is applied to the electrodes, direct current discharge is less likely to occur. The voltage applied to the electrode, that is, energy, is not easily consumed by the direct current discharge, and is consumed for accelerating the electrons. Therefore, energy loss can be reduced and electrons can be accelerated more efficiently.

本発明の一実施形態にかかる放電管を備えた電子線照射装置の構成を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the structure of the electron beam irradiation apparatus provided with the discharge tube concerning one Embodiment of this invention. 図1に示された放電管を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the discharge tube shown by FIG. 加速電圧を変化させた際の直流放電の発生の有無を示すグラフである。It is a graph which shows the presence or absence of generation | occurrence | production of DC discharge at the time of changing an acceleration voltage. 加速電圧を変化させた際の電線の架橋反応の進行度合を示すグラフである。It is a graph which shows the progress of the bridge | crosslinking reaction of the electric wire at the time of changing an acceleration voltage. 従来の放電管を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional discharge tube.

以下、本発明の一実施形態にかかる放電管を図1ないし図4を参照して説明する。本発明の一実施形態にかかる図2等に示す放電管1は、図1に示す電子線照射装置10に用いられる。   Hereinafter, a discharge tube according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The discharge tube 1 shown in FIG. 2 etc. concerning one Embodiment of this invention is used for the electron beam irradiation apparatus 10 shown in FIG.

電子線照射装置10は、例えば、被照射物としての電線8に電子を照射する装置である。本実施形態の電子線照射装置10は、プラズマを発生させて当該プラズマ中の電子を加速して電線8に照射する。電線8に電子を照射することで、被覆部の外表面(外表層)において当該被覆部を構成する合成樹脂の架橋反応が促進され、被覆部の耐熱性や機械特性が向上する。   The electron beam irradiation apparatus 10 is an apparatus that irradiates electrons to an electric wire 8 as an object to be irradiated, for example. The electron beam irradiation apparatus 10 of this embodiment generates plasma and accelerates electrons in the plasma to irradiate the electric wire 8. By irradiating the electric wire 8 with electrons, the cross-linking reaction of the synthetic resin constituting the covering portion is promoted on the outer surface (outer surface layer) of the covering portion, and the heat resistance and mechanical properties of the covering portion are improved.

電線8は、所謂被覆電線であり、断面円形状に形成されている。電線8は、導電性の芯線と、芯線を被覆した絶縁性の被覆部とを備えている。芯線は、銅や銅合金等の金属材料で構成されている。被覆部は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂やポリ塩化ビニル樹脂等の合成樹脂で構成されている。前記合成樹脂には、必要に応じて、架橋助剤、酸化防止剤、銅害防止剤や難燃剤等の添加剤が添加される。   The electric wire 8 is a so-called covered electric wire and has a circular cross section. The electric wire 8 includes a conductive core wire and an insulating covering portion that covers the core wire. The core wire is made of a metal material such as copper or a copper alloy. The covering portion is made of a synthetic resin such as a polyethylene resin, a polypropylene resin, or a polyvinyl chloride resin. If necessary, additives such as a crosslinking aid, an antioxidant, a copper damage inhibitor and a flame retardant are added to the synthetic resin.

電子線照射装置10は、図1に示すように、マイクロ波発生部2と、プラズマ発生部3と、放電管1とを備えている。マイクロ波発生部2は、ソリッドステート発振器21と、ソリッドステート発振器21と同軸ケーブル23で接続されたダブルスラグチューナ22とを備えている。ソリッドステート発振器21は、発振器本体と、アンプと、アイソレータとを備えている。ソリッドステート発振器21は、マイクロ波(1〜100GHz)を発生させ、このマイクロ波を、同軸ケーブル23を介してダブルスラグチューナ22に伝搬する。   As shown in FIG. 1, the electron beam irradiation apparatus 10 includes a microwave generator 2, a plasma generator 3, and a discharge tube 1. The microwave generation unit 2 includes a solid state oscillator 21 and a double slag tuner 22 connected to the solid state oscillator 21 by a coaxial cable 23. The solid state oscillator 21 includes an oscillator body, an amplifier, and an isolator. The solid state oscillator 21 generates a microwave (1 to 100 GHz) and propagates the microwave to the double slag tuner 22 via the coaxial cable 23.

ダブルスラグチューナ22は、ソリッドステート発振器21からのマイクロ波のインピーダンス整合をとる。即ち、ダブルスラグチューナ22は、プラズマ発生部3からの反射電力を最低値まで調整することによってプラズマ発生部3に供給される電力を最適化し、プラズマ発生部3にマイクロ波を効率的に伝搬する。   The double slag tuner 22 matches the impedance of the microwave from the solid state oscillator 21. That is, the double slag tuner 22 optimizes the power supplied to the plasma generating unit 3 by adjusting the reflected power from the plasma generating unit 3 to the minimum value, and efficiently propagates the microwave to the plasma generating unit 3. .

プラズマ発生部3は、前述したダブルスラグチューナ22と同軸ケーブル32を介して接続されたサーファトロン31を備えている。サーファトロン31は、金属材料で構成されている。サーファトロン31は、平板ドーナツ形状の底壁31aと、底壁31aの外縁から立設した筒状の外筒部31bと、底壁31aの内縁から立設した筒状の内筒部31cと、外筒部31bの先端に連なり底壁31aと同一形状でかつ底壁31aと平行に配された上壁31dと、外筒部31b内に収容された可動部31eとを備えている。   The plasma generating unit 3 includes a surftron 31 connected to the double slag tuner 22 described above via a coaxial cable 32. Surfertron 31 is made of a metal material. The surfertron 31 includes a flat donut-shaped bottom wall 31a, a cylindrical outer cylinder portion 31b erected from the outer edge of the bottom wall 31a, a cylindrical inner cylinder portion 31c erected from the inner edge of the bottom wall 31a, The upper wall 31d is connected to the tip of the outer cylinder part 31b, has the same shape as the bottom wall 31a and is arranged in parallel with the bottom wall 31a, and the movable part 31e accommodated in the outer cylinder part 31b.

外筒部31bには、ダブルスラグチューナ22に接続された同軸ケーブル32が取り付けられている。同軸ケーブル32は、外筒部31bの外壁を貫通し、端部が外筒部31b内に突出している。同軸ケーブル32は、外筒部31b内にマイクロ波を伝搬する。   A coaxial cable 32 connected to the double slag tuner 22 is attached to the outer cylinder portion 31b. The coaxial cable 32 penetrates the outer wall of the outer cylinder part 31b, and the end part protrudes into the outer cylinder part 31b. The coaxial cable 32 propagates the microwave into the outer cylinder portion 31b.

内筒部31cは、外筒部31b内に配され、外筒部31bと同軸的に配されている。内筒部31cは、外筒部31bより若干短く形成され、その先端が上壁31dと隙間31fをあけている。また、内筒部31cの内側は、外部空間と連通している。内筒部31cは、内側に放電管1の後述する電子供給口12を位置付ける。前述のように外筒部31b内に伝搬されたマイクロ波は、前述した隙間31fを通って、内筒部31c内に配された電子供給口12の外表面に伝搬する。   The inner cylinder part 31c is arranged in the outer cylinder part 31b, and is arranged coaxially with the outer cylinder part 31b. The inner cylinder part 31c is formed slightly shorter than the outer cylinder part 31b, and the tip of the inner cylinder part 31c forms a gap 31f with the upper wall 31d. Moreover, the inner side of the inner cylinder part 31c is connected with external space. The inner cylinder portion 31c positions an electron supply port 12 described later of the discharge tube 1 on the inner side. As described above, the microwave propagated in the outer cylinder portion 31b propagates to the outer surface of the electron supply port 12 disposed in the inner cylinder portion 31c through the gap 31f described above.

可動部31eは、平板ドーナツ形状に形成され、外筒部31bと内筒部31cの間の空間に配されている。可動部31eの外周面及び内周面には、銅で構成された板ばね状のシールドフィンガー(図示せず)が取り付けられている。可動部31eの外周面に取り付けられたシールドフィンガーは外筒部31bの内面と接触し、可動部31eの内周面に取り付けられたシールドフィンガーは内筒部31cの外面と接触して、マイクロ波の漏洩を防止する。   The movable part 31e is formed in a flat plate donut shape, and is arranged in a space between the outer cylinder part 31b and the inner cylinder part 31c. Leaf spring-like shield fingers (not shown) made of copper are attached to the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the movable portion 31e. The shield finger attached to the outer peripheral surface of the movable portion 31e is in contact with the inner surface of the outer cylindrical portion 31b, and the shield finger attached to the inner peripheral surface of the movable portion 31e is in contact with the outer surface of the inner cylindrical portion 31c. Prevent leakage.

また、可動部31eは、外筒部31b及び内筒部31cの軸心方向(即ちサーファトロン31の軸心方向)に沿って移動自在に設けられている。可動部31eは、前記軸心方向に移動することで、マイクロ波のインピーダンス整合をとる。即ち、可動部31eは、マイクロ波発生部2への反射電力を微調整することによって、内筒部31c内の電子供給口12に供給される電力を最適化し、電子供給口12にマイクロ波を効率的に伝搬する。   The movable portion 31e is provided so as to be movable along the axial direction of the outer cylindrical portion 31b and the inner cylindrical portion 31c (that is, the axial direction of the surftron 31). The movable portion 31e moves in the axial direction to achieve microwave impedance matching. That is, the movable portion 31e optimizes the power supplied to the electron supply port 12 in the inner cylinder portion 31c by finely adjusting the reflected power to the microwave generation unit 2, and applies the microwave to the electron supply port 12. Propagate efficiently.

放電管1は、石英、ガラス、セラミックス等で構成されている。放電管1は、図2に示すように、管本体11と、電子供給口12と、機器接続口13と、電子加速用電極支持部14と、メッシュ電極支持部15とを一体に備えている。   The discharge tube 1 is made of quartz, glass, ceramics or the like. As shown in FIG. 2, the discharge tube 1 integrally includes a tube body 11, an electron supply port 12, a device connection port 13, an electron acceleration electrode support portion 14, and a mesh electrode support portion 15. .

管本体11は、円筒状(筒状)に形成されている。管本体11の内面11aは、全体に亘って、滑らかな面によって平坦に形成されている。内面11aは、勿論、後述する電子加速用電極41の近傍においても滑らかな面によって平坦に形成されている。本明細書において「滑らかな面」とは、稜線がない面を意味している。また、本明細書において「平坦」とは、平面と曲面の双方を含むものである。本実施形態において、内面11aは、勿論曲面である。このように内面11aが滑らかな面で平坦に形成されていると、管本体11内を排気して減圧する際に気体の滞留が生じることがない。即ち、管本体11内に後述するアルゴンガス等の滞留を防止でき、滞留したアルゴンガスによる直流放電を防止できる。   The tube body 11 is formed in a cylindrical shape (tubular shape). The inner surface 11a of the tube body 11 is formed flat with a smooth surface throughout. Of course, the inner surface 11a is also formed flat by a smooth surface even in the vicinity of an electron acceleration electrode 41 described later. In this specification, the “smooth surface” means a surface having no ridgeline. In this specification, “flat” includes both a flat surface and a curved surface. In the present embodiment, the inner surface 11a is of course a curved surface. Thus, when the inner surface 11a is formed to be smooth and flat, no gas stays when the inside of the tube body 11 is evacuated and decompressed. That is, retention of argon gas or the like, which will be described later, in the tube body 11 can be prevented, and direct current discharge due to the retained argon gas can be prevented.

また、管本体11は、サーファトロン31の軸心方向と直交する方向に配されている。管本体11は、内側に後述する電子加速用電極41、第1メッシュ電極42や第2メッシュ電極43を収容する。また、管本体11は、当該管本体11の長手方向に沿って、内側に電線8を通す。管本体11の長手方向と電線8の長手方向とは平行である。管本体11の両端部11b、11cには、管本体11内の電線8を当該電線8の長手方向に沿って移動させる後述の電線移動部7(図1)が設けられている。   The tube body 11 is arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the surftron 31. The tube body 11 accommodates an electron acceleration electrode 41, a first mesh electrode 42, and a second mesh electrode 43, which will be described later, inside. Further, the tube body 11 passes the electric wire 8 inward along the longitudinal direction of the tube body 11. The longitudinal direction of the tube body 11 and the longitudinal direction of the electric wire 8 are parallel. At both end portions 11 b and 11 c of the tube main body 11, an electric wire moving portion 7 (FIG. 1) described later that moves the electric wire 8 in the tube main body 11 along the longitudinal direction of the electric wire 8 is provided.

電子供給口12は、管本体11の長手方向中央に設けられている。電子供給口12は、管本体11の外壁を貫通した孔と、孔の外縁から管本体11内外に向かって延びた円筒部とを備えている。円筒部は、管本体11の長手方向と直交する方向に延びている。円筒部の管本体11外に配された一端部は、円筒部の管本体11内に配された他端部よりも長い。この円筒部の一端部は、サーファトロン31の内筒部31cの内面と僅かな間隔(約0.5mm)をあけて、内筒部31c内に収容されている。   The electron supply port 12 is provided at the center in the longitudinal direction of the tube main body 11. The electron supply port 12 includes a hole that penetrates the outer wall of the tube body 11 and a cylindrical portion that extends from the outer edge of the hole toward the inside and outside of the tube body 11. The cylindrical portion extends in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the tube body 11. One end portion arranged outside the tube main body 11 of the cylindrical portion is longer than the other end portion arranged inside the tube main body 11 of the cylindrical portion. One end of the cylindrical portion is accommodated in the inner cylindrical portion 31c with a slight gap (about 0.5 mm) from the inner surface of the inner cylindrical portion 31c of the surftron 31.

また、円筒部の前記一端部側の先端には、ゲージポート12aを介してアルゴンガス供給用のステンレス管16が接続されている(図1)。ステンレス管16を通して、電子供給口12内には微量のアルゴンガス(2.7〜6.7Pa程度)が供給される。   A stainless steel tube 16 for supplying argon gas is connected to the tip of the cylindrical portion on the one end side through a gauge port 12a (FIG. 1). A small amount of argon gas (about 2.7 to 6.7 Pa) is supplied into the electron supply port 12 through the stainless steel tube 16.

前述した円筒部内は、機器接続口13に接続された後述する排気装置によって排気されて減圧されている。そして、円筒部の外表面にはサーファトロン31からマイクロ波が伝搬し、このマイクロ波が円筒部内のアルゴンガスに印加されて、アルゴンガスが電離してプラズマが発生する。円筒部内に発生したプラズマ(即ちプラズマ中の電子)は、電子供給口12の孔を通して管本体11内に供給される。   The inside of the cylindrical portion described above is exhausted and depressurized by an exhaust device described later connected to the device connection port 13. Then, a microwave propagates from the surftron 31 to the outer surface of the cylindrical portion, and this microwave is applied to the argon gas in the cylindrical portion, and the argon gas is ionized to generate plasma. Plasma generated in the cylindrical portion (that is, electrons in the plasma) is supplied into the tube body 11 through the hole of the electron supply port 12.

また、電子供給口12の外周部分には、プラズマ収束用磁石(図示せず)が取り付けられている。プラズマ収束用磁石は、プラズマを収束し、プラズマが管本体11の外壁へ衝突して損失することを防止する。そして、管本体11内に供給されたプラズマ中の電子は、円筒部の長手方向と平行な矢印Eで示す方向に沿って加速される。矢印Eは、電子を加速する方向Eをなしている。   A plasma focusing magnet (not shown) is attached to the outer periphery of the electron supply port 12. The plasma focusing magnet converges the plasma and prevents the plasma from colliding with the outer wall of the tube body 11 and being lost. Then, the electrons in the plasma supplied into the tube main body 11 are accelerated along a direction indicated by an arrow E parallel to the longitudinal direction of the cylindrical portion. An arrow E forms a direction E in which electrons are accelerated.

プラズマは、Ar+(以下、アルゴンイオンとよぶ)、電子、アルゴン原子、アルゴンラジカル等から構成されている。なお、本実施形態ではアルゴンガスを電離してプラズマを生成しているが、ヘリウム、酸素、窒素等を用いることもできる。   The plasma is composed of Ar + (hereinafter referred to as argon ions), electrons, argon atoms, argon radicals, and the like. In this embodiment, argon gas is ionized to generate plasma, but helium, oxygen, nitrogen, or the like can also be used.

機器接続口13は、電子供給口12よりも管本体11の両端部11b、11c寄りにそれぞれ設けられて、一対設けられている。一対の機器接続口13は、管本体11の長手方向に沿って並んで設けられている。機器接続口13は、管本体11の外壁を貫通した孔と、孔の外縁から管本体11外に向かって立設した円筒部とを備えている。一対の機器接続口13の円筒部は、管本体11から互いに同方向に突出している。これら円筒部は、管本体11の長手方向と直交する方向、かつ電子を加速する方向Eと直交する方向に沿って延びている。   A pair of device connection ports 13 are provided closer to both ends 11b and 11c of the tube body 11 than the electron supply port 12, respectively. The pair of device connection ports 13 are provided side by side along the longitudinal direction of the tube main body 11. The device connection port 13 includes a hole penetrating the outer wall of the tube main body 11 and a cylindrical portion erected from the outer edge of the hole toward the outside of the tube main body 11. The cylindrical portions of the pair of device connection ports 13 protrude from the pipe body 11 in the same direction. These cylindrical portions extend along a direction orthogonal to the longitudinal direction of the tube main body 11 and a direction orthogonal to the direction E for accelerating electrons.

また、これら円筒部の先端には、接地されたゲージポート13aが取り付けられている。そして、一方の機器接続口13は、ゲージポート13aを介して排気装置(図示せず)に接続される。一方の機器接続口13は、特許請求の範囲に記載の排気口をなしている。また、他方の機器接続口13は、ゲージポート13aを介して真空計センサ(図示せず)に接続される。   A grounded gauge port 13a is attached to the tip of these cylindrical portions. One device connection port 13 is connected to an exhaust device (not shown) via a gauge port 13a. One device connection port 13 is an exhaust port described in the claims. The other device connection port 13 is connected to a vacuum gauge sensor (not shown) via a gauge port 13a.

電子加速用電極支持部14は、筒状に形成され、管本体11の外表面から突出している。電子加速用電極41は、管本体11の長手方向中央に設けられ、管本体11の軸心を挟んで電子供給口12と反対側に設けられている。電子加速用電極支持部14は、管本体11から電子供給口12の長手方向と平行な方向(電子を加速する方向E)に突出している。電子加速用電極支持部14は、電子加速用電極41の支柱41aを内側に通して、電子加速用電極41を支持する。なお、電子加速用電極支持部14の先端は気密に保たれている。   The electron acceleration electrode support 14 is formed in a cylindrical shape and protrudes from the outer surface of the tube body 11. The electrode 41 for electron acceleration is provided in the center of the tube main body 11 in the longitudinal direction, and is provided on the opposite side of the electron supply port 12 with the axis of the tube main body 11 interposed therebetween. The electron acceleration electrode support portion 14 protrudes from the tube body 11 in a direction parallel to the longitudinal direction of the electron supply port 12 (direction E for accelerating electrons). The electron acceleration electrode support section 14 supports the electron acceleration electrode 41 by passing the support 41 a of the electron acceleration electrode 41 inside. Note that the tip of the electron acceleration electrode support 14 is kept airtight.

メッシュ電極支持部15は、筒状に形成され、管本体11の外表面から突出している。メッシュ電極支持部15は、管本体11の長手方向中央に設けられ、管本体11の周方向において電子供給口12と電子加速用電極支持部14との間に設けられている。メッシュ電極支持部15は、互いの間に管本体11の軸心を位置付けるように一対設けられ、管本体11から互いに反対方向に突出している。一対のメッシュ電極支持部15は、電子を加速する方向Eと直交する方向に突出している。   The mesh electrode support portion 15 is formed in a cylindrical shape and protrudes from the outer surface of the tube body 11. The mesh electrode support portion 15 is provided at the center in the longitudinal direction of the tube body 11, and is provided between the electron supply port 12 and the electron acceleration electrode support portion 14 in the circumferential direction of the tube body 11. A pair of mesh electrode support portions 15 are provided so as to position the axis of the tube main body 11 therebetween, and protrude from the tube main body 11 in opposite directions. The pair of mesh electrode support portions 15 protrudes in a direction orthogonal to the direction E in which electrons are accelerated.

一方のメッシュ電極支持部15は、第1メッシュ電極42の支柱42aを内側に通して、第1メッシュ電極42を支持する。他方のメッシュ電極支持部15は、一方のメッシュ電極支持部15よりも電子加速用電極支持部14寄りに設けられている。他方のメッシュ電極支持部15は、第2メッシュ電極43の支柱43aを内側に通して、第2メッシュ電極43を支持する。なお、これらメッシュ電極支持部15の先端は気密に保たれている。   One mesh electrode support 15 supports the first mesh electrode 42 by passing the support 42 a of the first mesh electrode 42 inward. The other mesh electrode support portion 15 is provided closer to the electron acceleration electrode support portion 14 than the one mesh electrode support portion 15. The other mesh electrode support 15 supports the second mesh electrode 43 by passing the support 43 a of the second mesh electrode 43 inward. Note that the tips of these mesh electrode support portions 15 are kept airtight.

前述した放電管1の管本体11は、電子加速用電極41(特許請求の範囲に記載の電極に相当する)と、第1メッシュ電極42と、第2メッシュ電極43とを収容している。即ち、放電管1は、電子加速用電極41と第1メッシュ電極42と第2メッシュ電極43とを備えている。   The tube main body 11 of the discharge tube 1 described above accommodates an electron acceleration electrode 41 (corresponding to an electrode described in claims), a first mesh electrode 42, and a second mesh electrode 43. That is, the discharge tube 1 includes an electron acceleration electrode 41, a first mesh electrode 42, and a second mesh electrode 43.

電子加速用電極41は、円盤状に形成され、電子を加速する方向Eと直交する方向に配されている。電子加速用電極41は、管本体11の軸心を挟んで電子供給口12と反対側に設けられている。電子加速用電極41の一方の外表面の中心には、電極支持体としての支柱41aが立設している。支柱41aは、タングステンで構成され、細円柱状に形成されている。支柱41aは、電子加速用電極支持部14を通って、先端が外部空間に突出している。電子加速用電極41は、支柱41aを介して直流電圧電源51に接続されている(図1)。電子加速用電極41は、直流電圧電源51によって高電圧(30kV程度)を印加され、管本体11内に進入した電子を矢印Eに沿って加速する。   The electron acceleration electrode 41 is formed in a disk shape and is arranged in a direction orthogonal to the direction E for accelerating electrons. The electron acceleration electrode 41 is provided on the opposite side of the electron supply port 12 with the axis of the tube main body 11 interposed therebetween. At the center of one outer surface of the electron acceleration electrode 41, a support column 41a as an electrode support is erected. The support column 41a is made of tungsten and is formed in a thin cylindrical shape. The support 41a passes through the electron acceleration electrode support 14 and has a tip protruding into the external space. The electron acceleration electrode 41 is connected to a DC voltage power source 51 through a support column 41a (FIG. 1). Electron accelerating electrode 41 is applied with a high voltage (about 30 kV) by DC voltage power supply 51, and accelerates electrons that have entered tube body 11 along arrow E.

また、支柱41aの管本体11内に配される部分の表面は、コーティング層44に覆われている。コーティング層44は、絶縁性の材料で構成され、本実施形態においてはガラスで構成されている。コーティング層44は、支柱41aを覆うことで、電子加速用電極41に高電圧が印加された際に支柱41aの表面において直流放電が発生することを防止する。   Further, the surface of the portion of the support column 41 a disposed in the tube body 11 is covered with the coating layer 44. The coating layer 44 is made of an insulating material, and is made of glass in this embodiment. The coating layer 44 covers the support column 41a, thereby preventing a direct current discharge from being generated on the surface of the support column 41a when a high voltage is applied to the electron acceleration electrode 41.

第1メッシュ電極42は、網体で円盤状に形成され、この網体の隙間内を電子等が通過自在に設けられている。第1メッシュ電極42は、ステンレス鋼やタングステン等で構成されている。タングステンの方がアルゴンイオンによる電極表面のスパッタリングをより確実に防止することができ、好ましい。なお、本実施形態においては、第1メッシュ電極42は、線径0.03mm、間隔5mm、400meshの網体で構成され、SUS304(Cr18%とNi8%を含むステンレス鋼)で構成されている。また、第1メッシュ電極42は、電子供給口12の円筒部の内径よりも大きな外径に形成されている。第1メッシュ電極42は、電子加速用電極41と平行に配され、電子供給口12の管本体11内に配された円筒部の開口を覆うように配されている。   The first mesh electrode 42 is formed in a disc shape with a net body, and is provided so that electrons or the like can pass through the gaps of the net body. The first mesh electrode 42 is made of stainless steel, tungsten, or the like. Tungsten is preferred because it can more reliably prevent sputtering of the electrode surface by argon ions. In the present embodiment, the first mesh electrode 42 is composed of a mesh body having a wire diameter of 0.03 mm, a spacing of 5 mm, and 400 mesh, and is composed of SUS304 (stainless steel containing Cr 18% and Ni 8%). The first mesh electrode 42 is formed with an outer diameter larger than the inner diameter of the cylindrical portion of the electron supply port 12. The first mesh electrode 42 is disposed in parallel with the electron acceleration electrode 41 and is disposed so as to cover the opening of the cylindrical portion disposed in the tube main body 11 of the electron supply port 12.

また、第1メッシュ電極42の外縁には、第1メッシュ電極42の外方向に延びた支柱42aが連なっている。支柱42aは、タングステンで構成され、細円柱状に形成されている。支柱42aは、前述したメッシュ電極支持部15を通って、先端が外部空間に突出している。第1メッシュ電極42は、支柱42aを介して直流可変電圧電源52に接続されている(図1)。第1メッシュ電極42は、直流可変電圧電源52によって負電圧(−10V〜−100V程度)を印加されている。この第1メッシュ電極42に印加される電圧は、後述するように、正電荷を持つアルゴンイオンを捕獲し且つ負電荷を持つ電子を通過させるような値とされている。   Further, struts 42 a extending outward from the first mesh electrode 42 are connected to the outer edge of the first mesh electrode 42. The support column 42a is made of tungsten and is formed in a thin cylindrical shape. The support 42a passes through the mesh electrode support 15 described above, and the tip protrudes into the external space. The first mesh electrode 42 is connected to the direct-current variable voltage power source 52 through the support 42a (FIG. 1). A negative voltage (about −10 V to −100 V) is applied to the first mesh electrode 42 by the DC variable voltage power source 52. The voltage applied to the first mesh electrode 42 is set to a value that captures positively charged argon ions and passes negatively charged electrons, as will be described later.

第2メッシュ電極43は、第1メッシュ電極42と同一の材料で構成されているので、前記材料に関する説明は省略する。第2メッシュ電極43は、第1メッシュ電極42の外径よりも大きな外径に形成され、電子加速用電極41の外径と略等しい外径に形成されている。第2メッシュ電極43は、電子加速用電極41と第1メッシュ電極42の間に配され、第1メッシュ電極42の近傍に配されている。第2メッシュ電極43は、電子加速用電極41及び第1メッシュ電極42と平行に配されている。   Since the second mesh electrode 43 is made of the same material as that of the first mesh electrode 42, the description regarding the material is omitted. The second mesh electrode 43 is formed to have an outer diameter larger than the outer diameter of the first mesh electrode 42, and has an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the electron acceleration electrode 41. The second mesh electrode 43 is disposed between the electron acceleration electrode 41 and the first mesh electrode 42, and is disposed in the vicinity of the first mesh electrode 42. The second mesh electrode 43 is arranged in parallel with the electron acceleration electrode 41 and the first mesh electrode 42.

また、第2メッシュ電極43の外縁には、第2メッシュ電極43の外方向に延びた支柱43aが連なっている。支柱43aは、タングステンで構成され、細円柱状に形成されている。支柱43aは、前述したメッシュ電極支持部15を通って、先端が外部空間に突出している。この支柱43aの先端は、接地されている。このため、第2メッシュ電極43は、接地されている。第2メッシュ電極43は、電子を加速するための基準電位を与える。第2メッシュ電極43は、管本体11へと引き寄せられたプラズマ中から電子のみを引き出して、電子のみを通過させる。   In addition, the outer edge of the second mesh electrode 43 is connected to a column 43 a extending outward from the second mesh electrode 43. The support 43a is made of tungsten and is formed in a thin cylindrical shape. The support 43a passes through the mesh electrode support 15 described above, and the tip protrudes into the external space. The tip of this support 43a is grounded. For this reason, the second mesh electrode 43 is grounded. The second mesh electrode 43 provides a reference potential for accelerating electrons. The second mesh electrode 43 extracts only electrons from the plasma attracted to the tube body 11 and allows only the electrons to pass therethrough.

前述した放電管1において、管本体11の両端部11b、11cには、図1に示すように、管本体11内に通された電線8を移動させる電線移動部7が設けられている。電線移動部7は、管本体11の一端部側11bに配された電線供給部71、電線巻取部72及び第1ローラ部73と、管本体11の他端部11c側に配された第2ローラ部74とを備えている。   In the discharge tube 1 described above, at both ends 11b and 11c of the tube main body 11, as shown in FIG. 1, an electric wire moving portion 7 for moving the electric wire 8 passed through the tube main body 11 is provided. The wire moving unit 7 includes a wire supply unit 71, a wire winding unit 72, a first roller unit 73 disposed on one end side 11 b of the tube body 11, and a first portion disposed on the other end 11 c side of the tube body 11. 2 roller portions 74.

電線供給部71は、外部空間に配されている。電線供給部71は、電子を照射される前の電線8が巻き付けられて回転自在に支持されたドラムを備えている。電線巻取部72は、外部空間に配されている。電線巻取部72は、回転自在に支持されかつ電子を照射された後の電線8を巻き取るドラムと、該ドラムを回転駆動する駆動部とを備えている。   The electric wire supply unit 71 is arranged in the external space. The electric wire supply unit 71 includes a drum that is rotatably supported by winding the electric wire 8 before being irradiated with electrons. The wire winding unit 72 is disposed in the external space. The electric wire winding unit 72 includes a drum that is rotatably supported and winds the electric wire 8 that has been irradiated with electrons, and a drive unit that rotationally drives the drum.

第1ローラ部73は、管本体11の一端部11bと電線供給部71及び電線巻取部72との間に設けられている。第1ローラ部73は、管本体11にゲージポート73aを介して取り付けられかつ差動排気装置(図示せず)が取り付けられたケース73bと、ケース73b内に回転自在に支持されて電線8が掛け渡される複数のローラ73cとを備えている。   The first roller portion 73 is provided between the one end portion 11 b of the tube main body 11 and the wire supply portion 71 and the wire winding portion 72. The first roller portion 73 is attached to the tube main body 11 through a gauge port 73a and a differential exhaust device (not shown) is attached to the case 73b. And a plurality of rollers 73c.

第2ローラ部74は、管本体11の他端部11cに設けられている。第2ローラ部74は、管本体11にゲージポート74aを介して取り付けられたケース74bと、ケース74b内に回転自在に支持されて電線8が掛け渡される複数のローラ74cとを備えている。ローラ73c、74cは、掛け渡された電線8を電子加速用電極41と第2メッシュ電極43との間に位置付けることができる位置に設けられている。   The second roller portion 74 is provided at the other end portion 11 c of the tube main body 11. The second roller portion 74 includes a case 74b attached to the pipe body 11 via a gauge port 74a, and a plurality of rollers 74c that are rotatably supported in the case 74b and over which the electric wire 8 is stretched. The rollers 73 c and 74 c are provided at positions where the spanned electric wire 8 can be positioned between the electron acceleration electrode 41 and the second mesh electrode 43.

前述した電線移動部7によって、電子を照射される前の電線8は、電線供給部71から引き出された後に、第1ローラ部73を通って管本体11内に進入して第2ローラ部74に向かって矢印A(図1)に沿って管本体11内を通り抜ける(進路A)。その後、電線8は、第2ローラ部74で折り返され、第1ローラ部73に向かって矢印B(図1)に沿って管本体11内を通り抜ける(進路B)。そして、電線8は、第1ローラ部73で折り返され、第1ローラ部73と第2ローラ部74とに所定ターン掛け渡された後に、第1ローラ部73を通って外部空間に引き出されて、回転駆動する電線巻取部72に巻き取られる。こうして、電線8は管本体11内を往復移動し、進路Aに沿って移動する際に被覆部の径方向の一方の外表面に電子が照射され、進路Bに沿って移動する際に他方の外表面に電子が照射されて、被覆部の外表面全体に電子が照射される。   The electric wire 8 before being irradiated with electrons by the electric wire moving unit 7 is drawn from the electric wire supply unit 71 and then enters the tube main body 11 through the first roller unit 73 and the second roller unit 74. It passes through the inside of the pipe body 11 along the arrow A (FIG. 1) (path A). Thereafter, the electric wire 8 is folded back by the second roller portion 74 and passes through the pipe body 11 along the arrow B (FIG. 1) toward the first roller portion 73 (path B). Then, the electric wire 8 is folded back by the first roller portion 73 and is wound around the first roller portion 73 and the second roller portion 74 for a predetermined turn, and then drawn out to the external space through the first roller portion 73. The wire is wound around the wire winding portion 72 that is driven to rotate. In this way, the electric wire 8 reciprocates in the tube main body 11, and when moving along the path A, one outer surface in the radial direction of the covering portion is irradiated with electrons, and when moving along the path B, the other Electrons are irradiated on the outer surface, and electrons are irradiated on the entire outer surface of the covering portion.

以下、前述した構成の放電管1における電子の移動について説明する。管本体11内は、排気装置によって減圧されている。このため、電子供給口12内で発生したプラズマは、全体として電子供給口12から管本体11内へと引き寄せられる。なお、前述した電子供給口12内のアルゴンプラズマの圧力は2.7〜6.7Pa程度とされ、管本体11内のアルゴンプラズマの圧力は0.05〜1.5Pa程度とされている。   Hereinafter, the movement of electrons in the discharge tube 1 having the above-described configuration will be described. The inside of the pipe body 11 is depressurized by an exhaust device. For this reason, the plasma generated in the electron supply port 12 is drawn from the electron supply port 12 into the tube body 11 as a whole. The pressure of the argon plasma in the electron supply port 12 described above is about 2.7 to 6.7 Pa, and the pressure of the argon plasma in the tube body 11 is about 0.05 to 1.5 Pa.

そして、プラズマ中のアルゴンイオンは、第1メッシュ電極42に引き寄せられて当該第1メッシュ電極42の外表面上に捕獲される。また、プラズマ中の電子は、第1メッシュ電極42を通過し第2メッシュ電極43によってプラズマ中から引き出されて、電子加速用電極41によって矢印Eに沿って加速される。   The argon ions in the plasma are attracted to the first mesh electrode 42 and captured on the outer surface of the first mesh electrode 42. Electrons in the plasma pass through the first mesh electrode 42 and are extracted from the plasma by the second mesh electrode 43 and accelerated along the arrow E by the electron acceleration electrode 41.

このように電子が加速されても、当該電子が他の粒子等に衝突すると電子加速用電極41まで到達できないので、アルゴンガスや、プラズマ中に微量に存在するアルゴン原子やアルゴンラジカルを排除するために、管本体11内及び電子供給口12内を排気装置によって排気して減圧している。   Even if the electrons are accelerated in this way, the electrons cannot reach the electron acceleration electrode 41 when they collide with other particles or the like, so that argon gas, argon atoms and argon radicals present in a minute amount in the plasma are excluded. Further, the inside of the tube main body 11 and the inside of the electron supply port 12 are exhausted by an exhaust device to reduce the pressure.

以上のように、第1メッシュ電極42によってアルゴンイオンが排除され、排気装置によってアルゴンガス、プラズマ中のアルゴン原子やアルゴンラジカルが排除されることで、電子がこれら粒子に衝突することがなくなり、電子が効率的に電子加速用電極41へと向かって加速され、電線8に照射される。なお、第1メッシュ電極42は、アルゴンイオンを排除することよって、当該アルゴンイオンが電子と衝突することを防止するだけでなく、アルゴンイオンが電線8の被覆部に衝突して被覆部を熱変形させることも防止している。   As described above, argon ions are eliminated by the first mesh electrode 42, and argon gas, argon atoms and argon radicals in the plasma are eliminated by the exhaust device, so that electrons do not collide with these particles. Is efficiently accelerated toward the electron accelerating electrode 41 and irradiated onto the electric wire 8. The first mesh electrode 42 not only prevents the argon ions from colliding with the electrons by eliminating the argon ions, but also the argon ions collide with the coating part of the electric wire 8 to thermally deform the coating part. It also prevents it.

前述した構成の電子線照射装置10を用いて電線8に電子を照射する際には、まず、マイクロ波発生部2でマイクロ波を発生させ、該マイクロ波をスラグチューナ22を介してサーファトロン31に伝搬させて、放電管1の電子供給口12にマイクロ波を伝搬させる。そして、電子供給口12内に供給されたアルゴンガスにマイクロ波を印加して、アルゴンガスを電離してプラズマを生成させる。   When irradiating the wire 8 with electrons using the electron beam irradiation apparatus 10 having the above-described configuration, first, microwaves are generated by the microwave generation unit 2, and the microwaves are transmitted to the surftron 31 via the slag tuner 22. The microwave is propagated to the electron supply port 12 of the discharge tube 1. Then, a microwave is applied to the argon gas supplied into the electron supply port 12, and the argon gas is ionized to generate plasma.

このプラズマは、排気装置によって管本体11内に引き寄せられる。そして、プラズマ中のアルゴンイオンは第1メッシュ電極42によって排除され、プラズマ中の電子は第2メッシュ電極43によって引き出されて電子加速用電極41によって矢印Eに沿って電子加速用電極41に向かって加速される。このとき、電線移動部7によって電線8が第2メッシュ電極43と電子加速用電極41の間を往復移動させ、被覆部の外表面に電子を照射する。こうして、電線8に電子を照射して、被覆部を構成する合成樹脂の架橋反応を促進し、被覆部の耐熱性や機械特性を向上させる。   This plasma is drawn into the tube body 11 by the exhaust device. Then, argon ions in the plasma are eliminated by the first mesh electrode 42, electrons in the plasma are extracted by the second mesh electrode 43, and directed toward the electron acceleration electrode 41 along the arrow E by the electron acceleration electrode 41. Accelerated. At this time, the electric wire moving portion 7 causes the electric wire 8 to reciprocate between the second mesh electrode 43 and the electron accelerating electrode 41 to irradiate the outer surface of the covering portion with electrons. In this way, the electric wire 8 is irradiated with electrons to promote the cross-linking reaction of the synthetic resin constituting the covering portion, and the heat resistance and mechanical properties of the covering portion are improved.

本実施形態によれば、管本体11の内面11aが滑らかな面によって平坦に形成されているので、管本体11内を排気する際に、アルゴンガスが電子加速用電極41の近傍で滞留することがない。このため、電子加速用電極41に高電圧を印加した際に、滞留したアルゴンガスによる直流放電が起こりにくくなる。そして、電子加速用電極41に印加した電圧即ちエネルギーが、直流放電で消費されにくくなり、電子を加速するために消費される。したがって、エネルギーの損失を低減して電子をより効率的に加速できる。   According to this embodiment, since the inner surface 11a of the tube main body 11 is formed flat by a smooth surface, the argon gas stays in the vicinity of the electron acceleration electrode 41 when the inside of the tube main body 11 is exhausted. There is no. For this reason, when a high voltage is applied to the electron acceleration electrode 41, direct current discharge due to the retained argon gas is less likely to occur. The voltage, that is, energy applied to the electron acceleration electrode 41 is not easily consumed by the direct current discharge, and is consumed for accelerating the electrons. Therefore, energy loss can be reduced and electrons can be accelerated more efficiently.

また、電子加速用電極41の支柱41aの表面がコーティング層44で覆われているので、電極支持体の表面における直流放電を防止できる。このため、電子加速用電極41に高電圧を印加した際に、直流放電がさらに起こりにくくなる。そして、電子加速用電極41に印加した電圧即ちエネルギーが、直流放電で消費されにくくなり、電子を加速するために消費される。したがって、エネルギーの損失を低減して電子をより効率的に加速できる。   Moreover, since the surface of the support | pillar 41a of the electrode 41 for electron acceleration is covered with the coating layer 44, the DC discharge in the surface of an electrode support body can be prevented. For this reason, when a high voltage is applied to the electron acceleration electrode 41, direct current discharge is less likely to occur. The voltage, that is, energy applied to the electron acceleration electrode 41 is not easily consumed by the direct current discharge, and is consumed for accelerating the electrons. Therefore, energy loss can be reduced and electrons can be accelerated more efficiently.

前述した実施形態においては、電子加速用電極41の支柱41aの表面がコーティング層44で覆われていたが、コーティング層44は必ずしも設けなくてもよい。また、前述した実施形態においては、被照射物として電線8を例にして説明したが、電線8以外のものであってもよい。また、前述した実施形態においては、プラズマ中の電子を加速させる形式の電子線照射装置10に用いられた放電管1について説明したが、放電管1を、例えばフィラメントから放出される電子を加速させる形式の電子線照射装置10に用いてもよいし、他の形式の電子線照射装置10に用いてもよい。   In the embodiment described above, the surface of the support column 41a of the electron acceleration electrode 41 is covered with the coating layer 44, but the coating layer 44 is not necessarily provided. Moreover, in embodiment mentioned above, although the electric wire 8 was demonstrated as an example to be irradiated, things other than the electric wire 8 may be used. In the above-described embodiment, the discharge tube 1 used in the electron beam irradiation apparatus 10 that accelerates electrons in plasma has been described. However, the discharge tube 1 accelerates electrons emitted from, for example, a filament. You may use for the electron beam irradiation apparatus 10 of a format, and you may use for the electron beam irradiation apparatus 10 of another type.

(実施例1)
本発明者らは、前述した電子線照射装置10を、電線8を通さない状態で作動させ、電子加速用電極41に印加する電圧(加速電圧)を適宜変更して、管本体11内の電子加速用電極41近傍で直流放電が起こるかどうかを目視で確認するとともに、このときに電子加速用電極41に流れる電流値を測定した。なお、プラズマ源となるガスはアルゴンガスとし、マイクロ波発生部2からの入射電力は60Wとし、第1メッシュ電極42に印加する電圧は−100Vとし、管本体11内の圧力は0.07Paとした。また、加速電圧は、10kV、20kV、30kV、40kV及び50kVに変化させた。
Example 1
The inventors operate the above-described electron beam irradiation apparatus 10 without passing the electric wire 8 and appropriately change the voltage (acceleration voltage) applied to the electron acceleration electrode 41 to change the electrons in the tube main body 11. Whether or not DC discharge occurs in the vicinity of the acceleration electrode 41 was visually confirmed, and the value of the current flowing through the electron acceleration electrode 41 at this time was measured. The gas serving as the plasma source is argon gas, the incident power from the microwave generator 2 is 60 W, the voltage applied to the first mesh electrode 42 is −100 V, and the pressure in the tube body 11 is 0.07 Pa. did. The acceleration voltage was changed to 10 kV, 20 kV, 30 kV, 40 kV, and 50 kV.

また、比較例として、図5に示す従来の放電管101を備えた電子線照射装置を用いて、実施例1と同じ条件において、放電管101内で直流放電が起こるかどうかを確認した。なお、比較例において、加速電圧は、10kV、20kV及び30kVに変化させた。結果を図3に示す。   As a comparative example, using an electron beam irradiation apparatus including the conventional discharge tube 101 shown in FIG. 5, it was confirmed whether or not a direct current discharge occurred in the discharge tube 101 under the same conditions as in Example 1. In the comparative example, the acceleration voltage was changed to 10 kV, 20 kV, and 30 kV. The results are shown in FIG.

図3では、直流放電の発生した範囲(放電発生範囲)をドットで示している。従来の放電管101(図3中で放電管I)では、加速電圧が10kVのときは直流放電の発生が見られず、20kV以上のときに直流放電が発生した。また、本発明の放電管1(図3中で放電管II)においては、加速電圧が10kV〜30kVのときは直流放電の発生が見られず、40kV以上のときに直流放電が発生した。このように、本発明の放電管1においては、従来の放電管101より高い加速電圧を印加しても直流放電が発生しないことが確認された。   In FIG. 3, the range where the DC discharge occurs (discharge generation range) is indicated by dots. In the conventional discharge tube 101 (discharge tube I in FIG. 3), no DC discharge was observed when the acceleration voltage was 10 kV, and DC discharge was generated when the acceleration voltage was 20 kV or more. In the discharge tube 1 (discharge tube II in FIG. 3) of the present invention, no DC discharge was observed when the acceleration voltage was 10 kV to 30 kV, and DC discharge was generated when the acceleration voltage was 40 kV or more. Thus, in the discharge tube 1 of the present invention, it was confirmed that no DC discharge was generated even when an acceleration voltage higher than that of the conventional discharge tube 101 was applied.

(実施例2)
次に、本発明者らは、前述した電子線照射装置10を用いて、加速電圧を適宜変更して電線8に電子を照射し、この電線8で架橋反応が進行しているかを確認した。なお、プラズマ源となるガスはアルゴンガスとし、マイクロ波発生部2からの入射電力は60Wとし、第1メッシュ電極42に印加する電圧は−100Vとし、管本体11内の圧力は0.07Paとした。また、加速電圧は、0kV、20kV、30kV及び40kVに変化させた。また、電線8は、被覆部をポリエチレン樹脂とし、管本体11内を5m/minで移動させ、第1ローラ部73と第2ローラ部74の間に5ターン(5往復)掛け渡した。
(Example 2)
Next, the present inventors used the electron beam irradiation apparatus 10 described above to appropriately change the acceleration voltage and irradiate the electric wire 8 with electrons, and confirmed whether the electric wire 8 was undergoing a crosslinking reaction. The gas serving as the plasma source is argon gas, the incident power from the microwave generator 2 is 60 W, the voltage applied to the first mesh electrode 42 is −100 V, and the pressure in the tube body 11 is 0.07 Pa. did. The acceleration voltage was changed to 0 kV, 20 kV, 30 kV, and 40 kV. Further, the electric wire 8 was made of polyethylene resin as the covering portion, moved within the tube main body 11 at 5 m / min, and spanned 5 turns (5 reciprocations) between the first roller portion 73 and the second roller portion 74.

架橋反応の確認は、電子を照射した(または未照射の)電線8を所定の長さに切断し、120℃のキシレン中に24時間浸して未架橋のポリエチレン樹脂を溶融させ(溶融処理)、溶融処理前後の被覆部の重量を計測して行った。(溶融処理後の被覆部の重量)/(溶融処理前の被覆部の重量)をゲル分率(%)とした(n=4)。   For confirmation of the crosslinking reaction, the electron-irradiated (or unirradiated) electric wire 8 is cut to a predetermined length, and immersed in xylene at 120 ° C. for 24 hours to melt the uncrosslinked polyethylene resin (melting treatment) This was performed by measuring the weight of the coating part before and after the melting treatment. (Weight of coating part after melting treatment) / (weight of coating part before melting treatment) was defined as a gel fraction (%) (n = 4).

また、比較例として、図5に示す従来の放電管101を備えた電子線照射装置を用いて、実施例2と同じ条件において、加速電圧を適宜変更して電線8に電子を照射し、この電線8で架橋反応が進行しているかを確認した。なお、比較例において、加速電圧は、20kV及び30kVに変化させた。結果を図4に示す。   Further, as a comparative example, using the electron beam irradiation apparatus provided with the conventional discharge tube 101 shown in FIG. 5, under the same conditions as in Example 2, the acceleration voltage is appropriately changed to irradiate the electric wire 8 with electrons. It was confirmed whether the cross-linking reaction was progressing with the electric wire 8. In the comparative example, the acceleration voltage was changed to 20 kV and 30 kV. The results are shown in FIG.

図4に示すように、加速電圧が等しい場合は、本発明の放電管1(放電管II)では、従来の放電管101(放電管I)よりもゲル分率が高く、架橋反応がより進行していることが確認された。また、本発明の放電管1では、加速電圧が40kVの場合は、加速電圧が30kVの場合よりも架橋反応が進行していなかった。これは、加速電圧が40kVの場合は、直流放電が起こって電子加速用電極41に印加した電圧即ちエネルギーの一部が直流放電によって消費され、より高い加速電圧であるにもかかわらず電子を十分に(加速電圧が30kVのときよりも)加速できなかったためである。   As shown in FIG. 4, when the accelerating voltages are equal, the discharge tube 1 (discharge tube II) of the present invention has a higher gel fraction than the conventional discharge tube 101 (discharge tube I), and the crosslinking reaction proceeds more. It was confirmed that In the discharge tube 1 of the present invention, when the acceleration voltage was 40 kV, the crosslinking reaction did not proceed as compared with the case where the acceleration voltage was 30 kV. This is because when the accelerating voltage is 40 kV, a DC discharge occurs and a part of the voltage applied to the electron acceleration electrode 41, that is, a part of the energy is consumed by the DC discharge, and the electrons are sufficiently supplied despite the higher acceleration voltage. This is because the acceleration could not be achieved (as compared with the case where the acceleration voltage was 30 kV).

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。   The above-described embodiments are merely representative examples of the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiments. That is, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1 放電管
8 電線(被照射物)
11 管本体
11a 内面
12 電子供給口
13 機器接続口(排気口)
41 電子加速用電極(電極)
41a 支柱(電極支持体)
44 コーティング層
1 Discharge tube 8 Electric wire (object to be irradiated)
11 Pipe body 11a Inner surface 12 Electron supply port 13 Equipment connection port (exhaust port)
41 Electron acceleration electrode
41a support (electrode support)
44 Coating layer

Claims (2)

筒状に形成され、内側に電子を照射する被照射物を通す管本体と、
前記管本体内を排気して減圧する排気口と、
前記管本体内に前記電子を供給する電子供給口と、
前記管本体内に配されて、前記管本体内に供給された前記電子を加速する電極と、を備えた放電管であって、
前記管本体の前記電極近傍の内面が、滑らかな面によって平坦に形成されたことを特徴とする放電管。
A tube body that is formed in a cylindrical shape and passes an object to be irradiated with electrons inside,
An exhaust port for exhausting and depressurizing the inside of the tube body;
An electron supply port for supplying the electrons into the tube body;
An electrode arranged in the tube main body and accelerating the electrons supplied into the tube main body,
The discharge tube according to claim 1, wherein an inner surface of the tube body in the vicinity of the electrode is formed flat by a smooth surface.
前記電極に連なりかつ当該電極に電圧を印加する電極支持体の表面を覆う絶縁性のコーティング層が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の放電管。   The discharge tube according to claim 1, further comprising an insulating coating layer that is connected to the electrode and covers a surface of an electrode support that applies a voltage to the electrode.
JP2010195614A 2010-09-01 2010-09-01 Discharge tube Active JP5666210B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010195614A JP5666210B2 (en) 2010-09-01 2010-09-01 Discharge tube

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010195614A JP5666210B2 (en) 2010-09-01 2010-09-01 Discharge tube

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012052909A true JP2012052909A (en) 2012-03-15
JP5666210B2 JP5666210B2 (en) 2015-02-12

Family

ID=45906388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010195614A Active JP5666210B2 (en) 2010-09-01 2010-09-01 Discharge tube

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5666210B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112021007585T5 (en) 2021-04-28 2024-02-15 Nhv Corporation ELECTRON BEAM RADIATION APPARATUS

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318698A (en) * 1994-05-25 1995-12-08 Denki Kogyo Co Ltd Electron beam emitter
JPH08286000A (en) * 1995-02-17 1996-11-01 Ebara Corp Energy beam source
JP2003075599A (en) * 2001-09-03 2003-03-12 Shin Etsu Chem Co Ltd Electron irradiation device for optical fiber and hardening method
JP2003338251A (en) * 2002-05-20 2003-11-28 Kobe Steel Ltd Ion source
JP2008145291A (en) * 2006-12-11 2008-06-26 Ushio Inc Electron beam irradiation device
JP2009053188A (en) * 2007-07-27 2009-03-12 Yazaki Corp Electron irradiation device and method for manufacturing covered conductor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318698A (en) * 1994-05-25 1995-12-08 Denki Kogyo Co Ltd Electron beam emitter
JPH08286000A (en) * 1995-02-17 1996-11-01 Ebara Corp Energy beam source
JP2003075599A (en) * 2001-09-03 2003-03-12 Shin Etsu Chem Co Ltd Electron irradiation device for optical fiber and hardening method
JP2003338251A (en) * 2002-05-20 2003-11-28 Kobe Steel Ltd Ion source
JP2008145291A (en) * 2006-12-11 2008-06-26 Ushio Inc Electron beam irradiation device
JP2009053188A (en) * 2007-07-27 2009-03-12 Yazaki Corp Electron irradiation device and method for manufacturing covered conductor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112021007585T5 (en) 2021-04-28 2024-02-15 Nhv Corporation ELECTRON BEAM RADIATION APPARATUS

Also Published As

Publication number Publication date
JP5666210B2 (en) 2015-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101563396B1 (en) Vacuum deposition apparatus
TW201448032A (en) Plasma processing device
WO2015166787A1 (en) Plasma generation device equipped with measuring device and plasma propeller
JP2021502688A (en) Radiofrequency plasma ion source of linearized energy
RU2536126C2 (en) Vacuum-arc evaporator for generation of cathode plasma
JP2013254723A (en) Plasma processing apparatus
JP2018040720A (en) Dielectric barrier discharge ionization detector
JP2016511911A (en) Plasma chemical vapor deposition (PECVD) source
JP2013084653A5 (en)
JP2008234874A (en) Focused ion beam device
JP5681030B2 (en) Plasma / electron beam generator, thin film manufacturing apparatus, and thin film manufacturing method
JP5666210B2 (en) Discharge tube
KR20130019006A (en) Plasma amplifier for plasma treatment plant
KR101337047B1 (en) Atomspheric pressure plasma apparatus
JP5378723B2 (en) Electron beam irradiation apparatus and coated wire manufacturing method
JP6111129B2 (en) Reverse magnetron type cold cathode ionization vacuum device
JP2007314842A (en) Plasma-generating device and sputtering source using the same
KR101692218B1 (en) Dielectric barrier plasma generation device for removing volatile organic compounds and method for removing them using same
JP2003264098A (en) Sheet plasma treatment apparatus
JP2010225411A (en) Electron source
JP2003031175A (en) Ion beam processing device
JPH0614456B2 (en) Ultra-fine shape soft X-ray generator and method
JP6051983B2 (en) Arc plasma deposition system
JP2002022898A (en) Electron beam irradiator
KR102299608B1 (en) Plasma source and plasma processing device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130805

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131028

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140513

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140711

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5666210

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250