JP2023016421A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】短絡装置の動作の安定化を図り、信頼性向上が期待できる電子線照射装置を提供する。【解決手段】加速管１３に付随して備えられる短絡装置４０は、送りねじ機構４１の送りねじ４２の回転にて可動継手４４を加速管１３の軸方向に沿って移動させ、加速電極１４を短絡するための導体４５を進退させる。その軸方向の移動の際、可動継手４４が送りねじ４２の軸直交方向に振れた場合に、可動継手４４に備えたガイド４８，４９，５４が加速電極１４及びシールドリング３１のそれぞれに対して優先的に当接可能に構成される。【選択図】図４

Description

本発明は、電子線照射装置に関する。

電子線照射装置は、装置で生成した電子線を被照射物に照射し、被照射物の例えば素材の性質改善や機能付加、殺菌・滅菌を図る目的等で用いられている。電子線照射装置、特にその中でも走査型の電子線照射装置は、真空中でフィラメントから生じた熱電子を収束及び加速させて電子線とする加速管を備えている（例えば特許文献１参照）。

加速管は、自身の軸方向の一端部にフィラメントが設けられるとともに、複数の加速電極が軸方向等間隔に並設されている。加速電極は、加速管の管本体の内側に突出する内側突出片と、管本体の外側に突出する外側電極部とを有している。加速管の複数の加速電極は、各外側電極部に対してフィラメントから離間するほど次第に高い電圧が印加され、各内側突出片に電子線を加速させるための電界を生じさせる。そして、高出力の電子線が必要なときには、加速管の全ての加速電極が使用される。

一方で、低出力の電子線が必要なときには、フィラメント側から所定番目以降の加速電極による電子線の加速が不要となる。この場合、所定番目以降の加速電極の印加電圧を一定とすべく、加速管に付随して備えられている短絡装置が導体を用いてそれ以降の加速電極を短絡して同電位とすることがなされている。

特開２００３－５９６９８号公報

ところで、上記短絡装置は、例えば送りねじ機構にて可動継手を加速管の軸方向に可動させ、可動継手に固定した導体を同方向に進退させる構造をなしている。加速管の軸方向に進退する導体が複数の加速電極に同時に接触可能とすることで、所定番目以降の加速電極を同時に短絡して同電位とすることができるようになっている。ここで、加速管は、加速電極を軸方向に複数配置するために同方向に長い構造をなしており、送りねじについても同様に長尺なものとなる。そのため、長尺の送りねじにて動作する可動継手及び導体等、それぞれの動作が確実に行われるかが懸念事項としてあった。

上記課題を解決する電子線照射装置は、電子線を加速させる電界を生じさせるための複数の加速電極を軸方向に並設してなる加速管と、前記加速管の径方向外側において前記加速電極と対をなすように前記軸方向に複数並設され、対をなす前記加速電極とそれぞれ電気的に接続されてなるシールドリングと、前記加速管と前記シールドリングとの間に配置され、その時々で前記電子線を加速させるように機能させる前記加速電極の数を変更すべく前記電子線の加速に不要となる前記加速電極を前記軸方向に進退する導体にて短絡させる、送りねじ機構を含む短絡装置とを備え、前記短絡装置の前記送りねじ機構の動作にて前記電子線の出力調整が行われる電子線照射装置であって、前記短絡装置の前記送りねじ機構は、自身の軸方向が前記加速管の前記軸方向と平行となるように配置されて駆動源にて回転駆動される送りねじと、前記送りねじの回転にて前記軸方向に移動して前記導体を前記軸方向に進退させる可動部材とを備えるものであり、前記可動部材が前記送りねじの軸直交方向に振れた場合に、前記加速電極及び前記シールドリングのそれぞれに対して自身が優先的に当接可能なガイド部材が前記可動部材に備えられている。

上記態様によれば、加速管に付随して備えられる短絡装置は、送りねじ機構の送りねじの回転にて可動部材を加速管の軸方向に沿って移動させ、加速電極を短絡するための導体を進退させる。その軸方向の移動の際、可動部材が送りねじの軸直交方向に振れた場合に、可動部材に備えたガイド部材が加速電極及びシールドリングのそれぞれに対して優先的に当接可能となる。つまり、ガイド部材のガイド機能を十分に発揮させることが可能となるため、可動部材の移動時及び停止時の姿勢の安定化が図れる。これにより、短絡装置による加速電極を短絡させる動作を通じて、電子線照射装置の信頼性向上が十分に期待できる。

上記電子線照射装置において、前記ガイド部材は、前記可動部材が前記送りねじの軸直交方向に振れた場合に、前記加速電極及び前記シールドリングのそれぞれに対して少なくとも２箇所以上にて当接可能な部位を有している。

上記態様によれば、可動部材が送りねじの軸直交方向に振れた場合に、ガイド部材の各部位が加速電極及びシールドリングのそれぞれに対して少なくとも２箇所以上にて当接可能となる。これにより、可動部材の移動時及び停止時の姿勢がより安定し、短絡装置の動作向上が十分に期待できる。

上記電子線照射装置において、前記ガイド部材は、前記軸方向において前記加速電極及び前記シールドリングの少なくとも２つ分、位置によっては３つ分以上にて当接可能な長さにて構成されている。

上記態様によれば、ガイド部材の軸方向の長さが適正化され、ガイド部材が加速電極及びシールドリングの少なくとも２つ分、位置によっては３つ分以上にて当接可能となる。このことでも、可動部材の移動時及び停止時の姿勢がより安定し、短絡装置の動作向上が十分に期待できる。

上記電子線照射装置において、複数の前記加速電極のそれぞれに軸受を備え、前記軸方向において複数の前記軸受が並設してなるものであり、前記可動部材は、前記軸受にて支持される前記軸方向に延びる凸条部を有するものであり、前記可動部材の前記凸条部は、前記軸方向において前記軸受の２つ分、位置によっては３つ分以上にて支持可能な長さにて構成されている。

上記態様によれば、可動部材の凸条部の軸方向の長さが適正化され、凸条部が軸方向に並ぶ軸受の２つ分、位置によっては３つ分以上にて支持される。このことでも、可動部材の移動時及び停止時の姿勢がより安定し、短絡装置の動作向上が十分に期待できる。

上記電子線照射装置において、前記送りねじ機構は、前記自身の軸方向が上下方向に向けられて前記送りねじを配置するものであり、前記送りねじに左ねじを用いて前記可動部材の上動時に前記加速電極側に近づく方向の押付力が前記可動部材に対して生じるように構成されている。

上記態様によれば、送りねじに左ねじが用いられ、可動部材の上動時に加速電極側に近づく方向の押付力が可動部材に対して生じる。可動部材を支持する軸受、及び可動部材と一体に動作する導体との接触部等が加速電極側に設けられるため、可動部材の上動時においてより確実に軸受及び接触部等を機能させることが期待できる。

本発明の電子線照射装置によれば、加速管に付随する短絡装置の動作をより確実とし、装置の信頼性向上を図ることができる。

一実施形態における電子線照射装置の概略構成図である。 同実施形態における加速管部及び短絡装置の概略構成図である。 同実施形態における加速管部及び短絡装置の平面図である。 同実施形態における加速管部及び短絡装置の一部拡大平面図である。 同実施形態における加速管部及び短絡装置の側面図である。 同実施形態における加速管部及び短絡装置の一部拡大側面図である。 比較例における加速管部及び短絡装置の一部拡大平面図である。 同比較例における加速管部及び短絡装置の一部拡大側面図である。

以下、電子線照射装置の一実施形態について説明する。
［電子線照射装置の全体構成］
図１に示す本実施形態の電子線照射装置１０は、走査型の電子線照射装置である。電子線照射装置１０は、熱電子の放出を行う例えばタングステン製のフィラメント１１を備えている。フィラメント１１は、フィラメント用電源１２からの電源供給に基づく自身の加熱により電子を放出する。フィラメント１１は、加速管１３の一端部に設けられている。なお、本実施形態の加速管１３は、自身の軸Ｌ１方向の一端部側が上方に向けられて配置されている。

加速管１３は、フィラメント１１が配置される上端部が閉塞された筒状をなしている。加速管１３は、自身の軸Ｌ１方向に並設される複数の加速電極１４を有している。加速電極１４は、加速電極用電源１５からの電源供給に基づき、フィラメント１１から放出された電子を収束させつつ、軸Ｌ１方向の他端部側である下方に向けて加速させるような電界を生じさせる。つまり、加速管１３では、加速電極１４にて生じる電界にて、下方に向く電子流、すなわち電子線ｅが生じるようになっている。加速管１３及びこれに付随して備えられる電子線ｅの出力調整を行うための後述の短絡装置４０（図２等参照）の詳細構成については後述する。

加速管１３は、下端部に走査管１６が接続されている。加速管１３と走査管１６とは互いに内部空間１７が連通し、その内部空間１７において電子線ｅが加速管１３から走査管１６側に進む。走査管１６は、上端部が幅狭で、下方に向かうほど拡開する形状をなしている。走査管１６は、その幅狭の上端部に走査コイル１８が設けられている。走査コイル１８は、自身への通電に基づき、加速管１３にて生成された電子線ｅの向きを偏向、すなわち電子線ｅの走査を行う。

走査管１６の下端部には、例えば略長方形状の開口窓部１９が設けられている。開口窓部１９には、略長方形状の窓箔２０が取り付けられている。窓箔２０は、非常に薄い金属箔であり、例えばチタン系の金属材料から作製されている。窓箔２０は、電子線ｅを透過させつつ開口窓部１９を密閉させる機能を有している。つまり、加速管１３と走査管１６とに跨がる内部空間１７は、密閉空間として構成されている。内部空間１７は、例えば走査管１６に接続された真空ポンプ２１の駆動にて、少なくとも電子線ｅを生じさせる期間は真空状態とされる。

上記したフィラメント用電源１２、加速電極用電源１５、走査コイル１８及び真空ポンプ２１は、制御装置２２にて制御される。制御装置２２は、各電源１２，１５を通じた電子線ｅの出力調整、走査コイル１８を通じた電子線ｅの走査制御、及び真空ポンプ２１を通じた加速管１３及び走査管１６の内部空間１７の真空調整等を行う。

そして、開口窓部１９に装着の窓箔２０を介して出射される電子線ｅは、例えば搬送装置２３により搬送方向ｘに搬送される被照射物２４に対して照射される。なおこの場合、電子線照射装置１０は、略長方形状の開口窓部１９の長手方向が搬送装置２３の搬送直交方向ｙに向く配置である。搬送方向ｘ及び搬送直交方向ｙを含めた電子線ｅの所定走査が行われて、開口窓部１９に対応した略長方形状の照射エリアＡの照射が行われる。電子線ｅの被照射物２４への照射効果としては、例えば素材の性質改善や機能付加、殺菌・滅菌等が期待できる。

［加速管及び短絡装置の詳細構成］
加速管１３及びこれに付随して備えられる短絡装置４０について説明する。なお、図２は加速管１３及び短絡装置４０を模式的に示し、図３～図６は加速管１３及び短絡装置４０の実構造を示している。

図２及び図３に示すように、加速管１３は、軸Ｌ１方向に長い円筒状をなす絶縁性の管本体３０を備え、管本体３０に対して複数の加速電極１４が一体的に組み込まれている。複数の加速電極１４は、互いに同形状をなし、軸Ｌ１方向に等間隔に並設されている。加速電極１４は、管本体３０の内側に突出する内側突出片１４ａと、管本体３０の外側に突出する外側電極部１４ｂとを有している。内側突出片１４ａは、図２では図示、図３及び図４では図示略としている。

加速管１３の径方向外側には、複数の加速電極１４とそれぞれ対をなすように複数のシールドリング３１が支持部材（図示略）にて支持されている（図３参照）。シールドリング３１は、金属材料から作製されており、加速電極１４と一体又は別体の接続導体３２を通じて互いに電気的に接続されている。シールドリング３１は、加速管１３周りの電界緩和のために設けられている。

シールドリング３１と加速電極１４との径方向間（図３参照）には、所定の間隙Ｓが設けられている。この間隙Ｓは加速管１３の軸Ｌ１方向にも連続しており、間隙Ｓが軸Ｌ１方向に連なる空間には短絡装置４０が配置されている。なお図２では、図面を煩雑としないため、シールドリング３１、短絡装置４０、加速電極１４に設けられる後述の接触部３４の径方向位置が図３等の実構造と異なる位置で描いている。

図３及び図４に示すように、各加速電極１４の外側電極部１４ｂには、それぞれ軸受３３が設けられている。すなわち、軸受３３は、加速管１３に対して複数設けられており、加速管１３の軸Ｌ１方向に等間隔に配置されている。各軸受３３は、自身が転動可能な一対の転動体３３ａを有してなり、一対の転動体３３ａにて短絡装置４０の後述の可動継手４４に設けた凸条部４４ｂを挟持する。各軸受３３の一対の転動体３３ａは、自身の転動により軸Ｌ１方向への円滑な移動を許容しつつ、凸条部４４ｂを介して可動継手４４を支持する。

また、各加速電極１４の外側電極部１４ｂには、軸受３３と間隔を有して、それぞれ接触部３４が設けられている。すなわち、接触部３４は、加速管１３に対して複数設けられており、加速管１３の軸Ｌ１方向に等間隔に配置されている。なお、本実施形態の接触部３４は、加速管１３の上端部から数番目までの加速電極１４については省略され、それ以降の下端部までの加速電極１４のそれぞれに設けられている。

各接触部３４は、自身が略球形状をなす一対の接触子３４ａ及び各接触子３４ａをそれぞれ支持する一対の支持ばね３４ｂを有してなる。各接触子３４ａは、短絡装置４０の後述の可動継手４４に設けた第１導体４５が位置した場合、それぞれ支持ばね３４ｂにより支持された一対の接触子３４ａにてその第１導体４５を弾性的に挟持する。また、各接触部３４の接触子３４ａ及び支持ばね３４ｂは、導電性の金属材料から作製されている。各接触部３４は、一対の接触子３４ａがそれぞれ支持ばね３４ｂを介して加速電極１４と電気的に接続されている。つまり、一対の接触子３４ａが第１導体４５を挟持すると、互いが弾性的にかつ電気的に接触し、第１導体４５と第１導体４５を挟持した接触部３４を有する加速電極１４とが電気的に接続される。また、各接触部３４の一対の接触子３４ａは、可動継手４４とともに上下方向に移動する第１導体４５に対して連続的に挟持し、連続的に接触可能である。第１導体４５が複数の接触子３４ａと同時に接触する場合、複数の加速電極１４が第１導体４５を通じて互いに短絡接続され、互いに同電位となる。

なお、本実施形態の接触子３４ａは、一対の接触子３４ａの外形形状や支持ばね３４ｂの長さ等の適正化が図られており、第１導体４５を幅方向略中央部辺りで常に挟持できるような配慮がなされている。接触子３４ａと第１導体４５とが常に安定した接触状態となるような配慮がなされている。

短絡装置４０は、その時々で加速電極１４を短絡しない、若しくは短絡して接地電位と同電位とする数を変更する。短絡装置４０は、短絡した加速電極１４以降で電子線ｅの加速を抑制可能なため、電子線ｅの出力調整を行うものとして加速管１３に付随して備えられている。

図２～図６に示すように、短絡装置４０は、送りねじ機構４１を備えている。送りねじ機構４１は、長尺棒状の雄ねじよりなる送りねじ４２を有している。送りねじ機構４１は、送りねじ４２の自身の軸方向が加速管１３と軸Ｌ１方向と平行となるようにして、送りねじ４２が回転可能に支持されている。送りねじ４２は、下端部が駆動モータ４３と連結されており（図２参照）、駆動モータ４３による回転駆動が行われる。送りねじ４２には、可動継手４４が自身のねじ孔４４ａにてねじ連結されている。可動継手４４は、加速管１３側の軸受３３にて送りねじ４２周りの回転不能な支持態様となっているため、送りねじ４２が回転すると送りねじ４２の軸方向への移動、すなわち加速管１３の軸Ｌ１方向への移動がなされる。また、送りねじ４２の回転方向を変更することによって、加速管１３の軸Ｌ１方向に沿った可動継手４４の上方向又は下方向への移動が切り替えられる。

また、本実施形態の送りねじ４２は、一般的な右ねじを用いず、左ねじにて構成されている。そのため、可動継手４４を上動させるべく回転させると、可動継手４４に対して加速電極１４側に近づく方向の押付力が生じるようにしている。つまり、加速電極１４側には、後述する軸受３３及び接触部３４が備えられており、特に可動継手４４の上動時において、軸受３３及び接触部３４をより確実に機能させる配慮がなされている。

可動継手４４は、絶縁材料から作製されている。可動継手４４は、加速管１３側を向く面に凸条部４４ｂを有している。凸条部４４ｂは、例えば断面矩形状をなし、可動継手４４のねじ孔４４ａの軸方向、すなわち送りねじ４２の軸方向に沿って延びる形状をなしている。加速管１３の側面視において（図６参照）、凸条部４４ｂは、加速管１３の軸Ｌ１方向に点在する加速電極１４の略３つ分に跨がる長さＸ１に設定されている。可動継手４４は、自身の移動過程のその時々において、凸条部４４ｂが加速管１３の軸Ｌ１方向に点在する少なくとも２つ分、位置によっては３つ分の加速電極１４の軸受３３にて支持される構成である。つまり、可動継手４４は、少なくとも２つ分、位置によっては３つ分の軸受３３にて支持されるため、移動時及び停止時における可動継手４４の姿勢はより安定したものとなっている。

可動継手４４には、加速管１３側の接触部３４と対応させて、第１導体４５が第１取付板４６を介して装着されている。第１取付板４６は、金属板材から作製されている。第１導体４５は、導電性の金属材料から、可撓性を有する長尺帯状に作製されている。第１取付板４６の下部には、第１導体４５の一端部４５ａが固定されている（図６参照）。第１導体４５の一端部４５ａは、可動継手４４とともに加速管１３の軸Ｌ１方向に沿った上下方向に一体的に移動する。

第１導体４５は、自身の他端部４５ｂが第１巻取機４７に連結されており（図２参照）、第１巻取機４７にて巻き取り可能に設けられている。第１導体４５は、例えば第１巻取機４７にて巻き付くような形状記憶性を有している。上記した可動継手４４が第１巻取機４７から遠ざかる上方向に移動すると、一端部４５ａが可動継手４４と一体的に移動する第１導体４５が第１巻取機４７への巻き付きに抗して軸方向に延びる。これに対し、可動継手４４が第１巻取機４７から近づく下方向に移動すると、第１導体４５が第１巻取機４７に巻き付きつつ軸方向に縮む。第１導体４５は、加速管１３の軸Ｌ１方向に点在する加速電極１４の接触部３４に接触、この場合一対の接触子３４ａに挟持されつつ、可動継手４４の移動とともに上下方向に進退する。

第１取付板４６には、自身と可動継手４４との間に第１ガイド４８が取り付けられている。第１ガイド４８は、絶縁材料から、例えば矩形板状に作製されている。加速管１３の平面視において（図４参照）、第１ガイド４８は、自身の先端部４８ａが加速電極１４側に向いている。第１ガイド４８の先端部４８ａは、加速電極１４に対して非当接、若しくは送りねじ４２の軸直交方向に可動継手４４が振れた場合等に当接する。第１ガイド４８は、それ以上の可動継手４４の振れ等による移動を規制する。

また、加速管１３の側面視において（図６参照）、第１ガイド４８は、加速管１３の軸Ｌ１方向に点在する加速電極１４の略３つ分に跨がる長さＸ２に設定されている。第１ガイド４８は、少なくとも２つ分の加速電極１４に当接可能であり、位置によっては３つ分若しくは４つ分の加速電極１４に当接可能である。つまり、第１ガイド４８は、軸Ｌ１方向に点在する加速電極１４に対して安定して当接可能なため、移動時及び停止時における可動継手４４の姿勢の安定化に貢献する。

また、第１取付板４６には、自身と第１導体４５との間に第２ガイド４９が取り付けられている。第２ガイド４９は、絶縁材料から、例えば矩形板状に作製されている。加速管１３の平面視において（図４参照）、第２ガイド４９は、自身の先端部４９ａがシールドリング３１側に向いている。第２ガイド４９の先端部４９ａは、シールドリング３１に対して非当接、若しくは送りねじ４２の軸直交方向に可動継手４４が振れた場合等に当接する。第２ガイド４９は、それ以上の可動継手４４の振れ等による移動を規制する。

また、加速管１３の側面視において（図６参照）、第２ガイド４９は、第１ガイド４８と同等の長さＸ２に設定されている。第２ガイド４９についても、少なくとも２つ分のシールドリング３１に当接可能であり、位置によっては３つ分若しくは４つ分のシールドリング３１に当接可能である。また、第２ガイド４９は、第１ガイド４８と同等の上下方向位置に設けられている。第２ガイド４９についても、軸Ｌ１方向に点在するシールドリング３１に対して安定して当接可能なため、移動時及び停止時における可動継手４４の姿勢の安定化に貢献する。

可動継手４４には、第１取付板４６とは反対側に、第２導体５０が第２取付板５１を介して装着されている。第２取付板５１は、導電性の金属板材から作製されている。第２導体５０は、導電性の金属材料から、可撓性を有する長尺帯状に作製されている。第２取付板５１の下部には、第２導体５０の一端部５０ａが固定されている（図６参照）。第２導体５０の一端部５０ａについても、可動継手４４とともに加速管１３の軸Ｌ１方向に沿った上下方向に一体的に移動する。

第２導体５０は、自身の他端部５０ｂが第２巻取機５２に連結されており（図２参照）、第２巻取機５２にて巻き取り可能に設けられている。第２導体５０は、第１導体４５と同様、例えば第２巻取機５２にて巻き付くような形状記憶性を有している。そのため、上記した可動継手４４が上方向に移動すると、第２導体５０が第２巻取機５２への巻き付きに抗して軸方向に延び、可動継手４４が下方向に移動すると、第２導体５０が第２巻取機５２に巻き付きつつ軸方向に縮む。第２導体５０についても、第１導体４５と同様、可動継手４４の移動とともに上下方向に進退する。

第２取付板５１の上部には、接触ばね５３が固定されている。接触ばね５３は、導電性の金属材料から作製されている。接触ばね５３は、第２取付板５１を通じて第２導体５０と電気的に接続されている。接触ばね５３は、自身の先端部５３ａがシールドリング３１側に向いている。接触ばね５３の先端部５３ａは、シールドリング３１が位置した場合、このシールドリング３１に対して弾性的にかつ電気的に接触する。上記したように、シールドリング３１は、接続導体３２を通じて同じ軸方向位置にある加速電極１４と電気的に接続されている（図３参照）。また、接触ばね５３は、第２導体５０と電気的に接続されている。そのため、接触ばね５３がシールドリング３１と接触すると、これと対応する加速電極１４が第２導体５０と電気的に接続されることになる。

なお、接触ばね５３が任意のシールドリング３１、すなわちこれと対応する任意の加速電極１４と電気的に接続される状態では、第１導体４５の一端部４５ａは一段下の加速電極１４と電気的に接続されるようになっている（図６参照）。すなわち、接触ばね５３と第１導体４５の一端部４５ａとは、上下方向に隣り合う加速電極１４のそれぞれに、同時に電気的に接続する位置関係として構成されている。

また、第２取付板５１には、第３ガイド５４が取り付けられている。第３ガイド５４は、絶縁材料から、例えば矩形板状に作製されている。加速管１３の平面視において（図４参照）、第３ガイド５４は、加速電極１４側を向く第１端部５４ａと、シールドリング３１側を向く第２端部５４ｂとを有している。第３ガイド５４の第１及び第２端部５４ａ，５４ｂは、それぞれ加速電極１４及びシールドリング３１に対して非当接、若しくは送りねじ４２の軸直交方向に可動継手４４が振れた場合等にそれぞれ当接する。第３ガイド５４は、それ以上の可動継手４４の振れ等による移動を規制する。

また、加速管１３の側面視において（図６参照）、第３ガイド５４は、第１及び第２ガイド４８，４９と同等の長さＸ２に設定されている。第３ガイド５４についても、少なくとも２つ分の加速電極１４及びシールドリング３１に当接可能であり、位置によっては３つ分若しくは４つ分の加速電極１４及びシールドリング３１に当接可能である。また、第３ガイド５４は、第１及び第２ガイド４８，４９と同等の上下方向位置に設けられている。第３ガイド５４についても、軸Ｌ１方向に点在する加速電極１４及びシールドリング３１に対してそれぞれ安定して当接可能なため、移動時及び停止時における可動継手４４の姿勢の安定化に貢献する。

さらに、第３ガイド５４及び上記した第１及び第２ガイド４８，４９は、可動継手４４において送りねじ４２の軸直交方向に振れが生じた場合等、周囲部材である加速電極１４及びシールドリング３１に対してそれぞれ優先的に当接する構成としている。換言すると、可動継手４４の一部や第１及び第２取付板４６，５１等が加速電極１４及びシールドリング３１に当接しない構成としている。そのため、第１～第３ガイド４８，４９，５４のガイド機能が十分に発揮されるようになっている。ちなみに、第１～第３ガイド４８，４９，５４の周囲部材との当接し得る箇所は、曲面形状にて構成されている。

第１導体４５及び第２導体５０の各他端部４５ｂ，５０ｂは、電流計（図示略）を含む検出回路５５を介してそれぞれ接地される（図４参照）。したがって、第１及び第２導体４５，５０と電気的に接続されるそれぞれの加速電極１４は、それぞれ接地電位と同電位となる。なお、検出回路５５では、第１及び第２導体４５，５０の電流検出が別系統で行われ、電子線ｅのビーム電流及び散乱状態のそれぞれを検出することが可能である。

［本実施形態の動作（作用）］
本実施形態の作用について説明する。
電子線照射装置１０から出射される電子線ｅの出力調整において、最大出力とする場合、短絡装置４０は、可動継手４４を最も下端位置に配置する。この場合、接触ばね５３が最も下端に位置するシールドリング３１に接触していても、接触ばね５３がシールドリング３１に接触していなくてもよい。つまり、短絡装置４０による加速電極１４の短絡箇所は無く、全ての加速電極１４が独立した異なる電位となるようにする。これにより、加速電極１４の全てが電子線ｅを加速させるように機能し、生成される電子線ｅが最大出力となる。

電子線ｅを最大出力よりも低出力に調整するには、短絡装置４０は、可動継手４４をその所望出力に応じて、電子線ｅを加速させるように機能させる加速電極１４の数を少なくする（図２参照）。つまり、短絡装置４０は、所望出力に応じた加速電極１４に接続のシールドリング３１に接触ばね５３が接触する位置まで可動継手４４を上動させて停止する。これにより、接触ばね５３が接触するシールドリング３１と接続の加速電極１４は、第２導体５０により接地電位となる。また、その一段下の加速電極１４は、第１導体４５により接地電位となる。さらに、それ以降に加速電極１４がある場合、第１導体４５により加速電極１４が短絡され、ともに接地電位となる。接地電位となった複数の加速電極１４は、電子線ｅを加速させるように機能しない。

このような電子線ｅの出力調整において、電子線ｅの加速に寄与する加速電極１４の数を変更すべく、短絡装置４０は、自身の送りねじ機構４１を駆動して可動継手４４を上下動させている。本実施形態では、可動継手４４に第１～第３ガイド４８，４９，５４が備えられ（図４参照）、第１ガイド４８の先端部４８ａと第３ガイド５４の第１端部５４ａとの２箇所が加速電極１４側に当接可能である。また、第２ガイド４９の先端部４９ａと第３ガイド５４の第２端部５４ｂとの２箇所がシールドリング３１側に当接可能である。つまり、送りねじ４２の軸直交方向に可動継手４４が振れた場合等、第１～第３ガイド４８，４９，５４が周囲部材の加速電極１４及びシールドリング３１に対して優先的に当接する。そのため、第１～第３ガイド４８，４９，５４のガイド機能が十分に発揮され、可動継手４４の移動時及び停止時の姿勢が安定となり、動作が安定する。送りねじ機構４１は、長尺棒状をなす送りねじ４２に傾きや撓みが生じ易く、また送りねじ４２と可動継手４４との間にがたが生じ易い機構であるため、特に有用である。

また、第１～第３ガイド４８，４９，５４は、少なくとも２つ分の加速電極１４及びシールドリング３１に当接可能であり、位置によっては３つ分若しくは４つ分の加速電極１４及びシールドリング３１に当接可能な十分な長さである（図６参照）。そのため、軸Ｌ１方向に点在する加速電極１４及びシールドリング３１であっても、可動継手４４の移動時及び停止時の姿勢が第１～第３ガイド４８，４９，５４のガイド機能にてより安定し、動作もより安定したものとなる。

ここで、図７及び図８に示す比較例では、加速管１３の軸Ｌ１方向において、可動継手４４の凸条部４４ｘが軸Ｌ１方向に点在する軸受３３を１つ分、位置によっては２つ分で支持される長さＸ３に設定されている。また、可動継手４４の第１取付板４６側に上記第１ガイド４８に対応するガイド６０が備えられ、上記第２ガイド４９に相当するガイドは省略されている。第２取付板５１側の上記第３ガイド５４に対応するガイド６１は、小型のものである。つまり、ガイド６０の先端部６０ａとガイド６１の端部６１ａとの２箇所が加速電極１４側に当接可能であるが、シールドリング３１側へのガイドの当接は特に考慮されていない。さらに、加速管１３の軸Ｌ１方向において、各ガイド６０，６１は、加速電極１４の２つ分に当接可能で、それ以上の加速電極１４に当接しない長さＸ４に設定されている。

そのため、送りねじ４２の軸直交方向に可動継手４４が振れた場合等、可動継手４４の移動時及び停止時の姿勢が実施形態と比べて不安定である。また、軸Ｌ１方向に点在する加速電極１４及びシールドリング３１に第１取付板４６が引っ掛かる等、実施形態と比べて安定した動作が期待できない。なお、短い支持ばね３４ｂｘ及び大型の接触子３４ａｘを用いる接触部３４ｘは、第１導体４５を幅方向中央部から端側にずれた接触となっている。そのため、可動継手４４が振れた場合等に、接触部３４ｘと第１導体４５との安定した接触状態が保証できない虞もあった。

これに対して本実施形態の短絡装置４０の送りねじ機構４１は、可動継手４４の動作が比較例のいくつかの懸念点を一掃するような安定した動作であって、短絡装置４０の動作を通じて電子線照射装置１０の信頼性向上に貢献するものとなっている。

［本実施形態の効果］
本実施形態の効果について説明する。
（１）加速管１３に付随して備えられる短絡装置４０は、送りねじ機構４１の送りねじ４２の回転にて可動継手４４を加速管１３の軸Ｌ１方向に沿って移動させ、加速電極１４を短絡するための第１及び第２導体４５，５０を進退させている。その軸Ｌ１方向の移動の際、可動継手４４が送りねじ４２の軸直交方向に振れた場合に、可動継手４４に備えた第１～第３ガイド４８，４９，５４が加速電極１４及びシールドリング３１のそれぞれに対して優先的に当接可能としている。つまり、各ガイド４８，４９，５４のガイド機能を十分に発揮させることが可能となるため、可動継手４４の移動時及び停止時の姿勢の安定化を図ることができる。これにより、短絡装置４０による加速電極１４を短絡させる動作を通じて、電子線照射装置１０の信頼性向上を十分に期待することができる。

（２）可動継手４４が送りねじ４２の軸直交方向に振れた場合に、各ガイド４８，４９，５４の各部位（４８ａ，４９ａ，５４ａ，５４ｂ）が加速電極１４及びシールドリング３１のそれぞれに対して２箇所ずつ当接可能としている。これにより、可動継手４４の移動時及び停止時の姿勢がより安定し、短絡装置４０の動作向上が十分に期待できる。

（３）各ガイド４８，４９，５４の軸Ｌ１方向の長さＸ２が適正化され、各ガイド４８，４９，５４が加速電極１４及びシールドリング３１の少なくとも２つ分、位置によっては３つ分以上にて当接可能としている。このことでも、可動継手４４の移動時及び停止時の姿勢のより安定化が図れ、短絡装置４０の動作向上が十分に期待できる。

（４）可動継手４４の凸条部４４ｂの軸Ｌ１方向の長さＸ１が適正化され、凸条部４４ｂが軸Ｌ１方向に並ぶ軸受３３の２つ分、位置によっては３つ分以上にて支持されるようにしている。このことでも、可動継手４４の移動時及び停止時の姿勢のより安定化が図れ、短絡装置４０の動作向上が十分に期待できる。

（５）送りねじ４２に左ねじが用いられ、可動継手４４の上動時に加速電極１４側に近づく方向の押付力が可動継手４４に対して生じるようにしている。可動継手４４を支持する軸受３３、及び可動継手４４と一体に動作する第１導体４５との接触部３４等が加速電極１４側に設けられるため、可動継手４４の上動時においてより確実に軸受３３及び接触部３４を機能させることが期待できる。

［変更例］
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・上記実施形態では、可動継手４４に第１～第３ガイド４８，４９，５４の３つのガイド部材が備えられていたが、ガイド部材の数を２つ以下、又は４つ以上としてもよい。可動継手４４が送りねじ４２の軸直交方向に振れた場合に、ガイド部材が加速電極１４及びシールドリング３１に対して優先的に当接可能であればよい。

・上記実施形態では、第１及び第３ガイド４８，５４の先端部４８ａと第１端部５４ａとの２箇所が加速電極１４に対して当接可能、第２及び第３ガイド４９，５４の先端部４９ａと第２端部５４ｂとの２箇所がシールドリング３１に対して当接可能としていた。加速電極１４及びシールドリング３１に対するガイド部材の当接箇所はそれぞれ１箇所、又は３箇所以上にて当接可能としてもよい。好ましくは、ガイド部材が加速電極１４及びシールドリング３１に対してそれぞれ２箇所以上にて当接可能とするのが好ましい。

・上記実施形態では、各ガイド４８，４９，５４が加速電極１４及びシールドリング３１の少なくとも２つ分、位置によっては３つ分以上にて当接可能な軸Ｌ１方向の長さＸ２に設定されていたが、軸方向長さの長短を適宜変更してもよい。また、各ガイド４８，４９，５４をそれぞれ異なる軸方向長さに設定してもよい。

・上記実施形態では、可動継手４４の凸条部４４ｂが軸Ｌ１方向に並ぶ軸受３３の２つ分、位置によっては３つ分以上にて支持されるような長さＸ１に設定されていたが、軸方向長さの長短を適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、可動継手４４の凸条部４４ｂを軸受３３の一対の転動体３３ａが挟持する態様の支持構成としていたが、可動継手４４の支持態様はこれに限らず、適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、第１導体４５を接触部３４の一対の接触子３４ａが挟持する態様の接触構成としていたが、第１導体４５との接触構成はこれに限らず、適宜変更してもよい。

・上記実施形態では、第１及び第２導体４５，５０を２つの導体が用いられていたが、１つの導体を用いた構成としてもよい。
・上記実施形態では、第１及び第２導体４５，５０に可撓性を有する導体が用いられていたが、変形可能に組み立てられた導体、若しくは直線状の導体等を用いてもよい。

・上記実施形態では、第１及び第２導体４５，５０が第１及び第２巻取機４７，５２のそれぞれに自身で巻き付くような形状記憶性を有していたが、形状記憶性を有さない導体を用いて駆動モータ等の駆動力で巻き取り及び巻き戻しを行う構成としてもよい。

・上記実施形態の可動継手４４を含む可動部材の個々の形状及び構成をそれぞれ適宜変更してもよい。
・上記実施形態では、送りねじ４２に左ねじが用いられたが、一般的な右ねじを用いてもよい。

・上記実施形態では、送りねじ４２を回転駆動する駆動源として駆動モータ４３が用いられたが、モータ以外の駆動源を用いてもよい。
・上記実施形態では、加速管１３の軸Ｌ１方向（この場合、送りねじ４２の軸方向）が上下方向となるように配置したが、斜め方向又は水平方向に向けた配置としてもよい。

上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）電子線を加速させる電界を生じさせるための複数の加速電極を軸方向に並設してなる加速管と、前記加速管の径方向外側において前記加速電極と対をなすように前記軸方向に複数並設され、対をなす前記加速電極とそれぞれ電気的に接続されてなるシールドリングとを備える電子線照射装置に備えられるものであり、
前記加速管と前記シールドリングとの間に配置され、その時々で前記電子線を加速させるように機能させる前記加速電極の数を変更すべく前記電子線の加速に不要となる前記加速電極を前記軸方向に進退する導体にて短絡させる、送りねじ機構を含む短絡装置であって、
前記送りねじ機構は、自身の軸方向が前記加速管の前記軸方向と平行となるように配置されて駆動源にて回転駆動される送りねじと、前記送りねじの回転にて前記軸方向に移動して前記導体を前記軸方向に進退させる可動部材とを備えるものであり、
前記可動部材が前記送りねじの軸直交方向に振れた場合に、前記加速電極及び前記シールドリングのそれぞれに対して自身が優先的に当接可能なガイド部材が前記可動部材に備えられている、
電子線照射装置の短絡装置。

１０…電子線照射装置
１３…加速管
１４…加速電極
３１…シールドリング
３３…軸受
４０…短絡装置
４１…送りねじ機構
４２…送りねじ
４３…駆動モータ（駆動源）
４４…可動継手（可動部材）
４４ｂ…凸条部
４５…第１導体（導体）
４８…第１ガイド（ガイド部材）
４８ａ…先端部（当接可能な部位）
４９…第２ガイド（ガイド部材）
４９ａ…先端部（当接可能な部位）
５０…第２導体（導体）
５４…第３ガイド（ガイド部材）
５４ａ…第１端部（当接可能な部位）
５４ｂ…第２端部（当接可能な部位）
ｅ…電子線
Ｌ１…軸
Ｘ１…長さ
Ｘ２…長さ

Claims (5)

1. 電子線を加速させる電界を生じさせるための複数の加速電極を軸方向に並設してなる加速管と、
   前記加速管の径方向外側において前記加速電極と対をなすように前記軸方向に複数並設され、対をなす前記加速電極とそれぞれ電気的に接続されてなるシールドリングと、
   前記加速管と前記シールドリングとの間に配置され、その時々で前記電子線を加速させるように機能させる前記加速電極の数を変更すべく前記電子線の加速に不要となる前記加速電極を前記軸方向に進退する導体にて短絡させる、送りねじ機構を含む短絡装置と
   を備え、前記短絡装置の前記送りねじ機構の動作にて前記電子線の出力調整が行われる電子線照射装置であって、
   前記短絡装置の前記送りねじ機構は、自身の軸方向が前記加速管の前記軸方向と平行となるように配置されて駆動源にて回転駆動される送りねじと、前記送りねじの回転にて前記軸方向に移動して前記導体を前記軸方向に進退させる可動部材とを備えるものであり、
   前記可動部材が前記送りねじの軸直交方向に振れた場合に、前記加速電極及び前記シールドリングのそれぞれに対して自身が優先的に当接可能なガイド部材が前記可動部材に備えられている、
   電子線照射装置。
2. 前記ガイド部材は、前記可動部材が前記送りねじの軸直交方向に振れた場合に、前記加速電極及び前記シールドリングのそれぞれに対して少なくとも２箇所以上にて当接可能な部位を有している、
   請求項１に記載の電子線照射装置。
3. 前記ガイド部材は、前記軸方向において前記加速電極及び前記シールドリングの少なくとも２つ分、位置によっては３つ分以上にて当接可能な長さにて構成されている、
   請求項１又は請求項２に記載の電子線照射装置。
4. 複数の前記加速電極のそれぞれに軸受を備え、前記軸方向において複数の前記軸受が並設してなるものであり、前記可動部材は、前記軸受にて支持される前記軸方向に延びる凸条部を有するものであり、
   前記可動部材の前記凸条部は、前記軸方向において前記軸受の２つ分、位置によっては３つ分以上にて支持可能な長さにて構成されている、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子線照射装置。
5. 前記送りねじ機構は、前記自身の軸方向が上下方向に向けられて前記送りねじを配置するものであり、前記送りねじに左ねじを用いて前記可動部材の上動時に前記加速電極側に近づく方向の押付力が前記可動部材に対して生じるように構成されている、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子線照射装置。

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