JP2538438Y2 - クライオポンプ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、真空排気用のクライオ
ポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、電子顕微鏡等において試料の汚染
等を防止する目的から、高真空を必要とする各種の装置
にクライオポンプが使用されている。

【０００３】このクライオポンプとして、実開昭60−68
91号公報に記載のものがあり、同公報記載のクライオポ
ンプは、図４に示すように真空容器49側に取付けられる
ポンプケーシング50に、クライオパネル51、シリンダ52
及び冷凍機53等を備えた冷凍機ユニット55を挿入して構
成されている。

【０００４】クライオポンプは、シリンダ52内のディス
プレーサの往復動によりクライオパネル51を冷却すべく
ヘリウムガスを断熱膨張させるため、その軸心方向に低
周波振動が発生する。そこで、その振動が真空容器49側
に伝わらないように、冷凍機ユニット55はベローズ56を
介して互いに相対移動自在にポンプケーシング50に取付
けられている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記真
空容器49の真空引きの際に、冷凍機ユニット55はポンプ
ケーシング50側に吸引されるため、該冷凍機ユニット55
が吸引されないように冷凍機ユニット55は、支持部材57
を介してウエイトまたは基礎枠58に取付ける必要があ
り、装置の大型化を招来すると共に、設置姿勢が垂直方
向に限定される欠点があった。

【０００６】本考案は、上記の如き従来の問題点に鑑み
てなされたもので、冷凍機ユニットから真空容器への振
動が伝わるのを防止し、しかも、ウエイト等を使用しな
くても冷凍機ユニットが真空容器側に吸引されるのを好
適に防止でき、装置の小型化を図り、さらに、設置姿勢
が限定されることのないクライオポンプを提供すること
を課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案が、上記課題を解
決するために講じた技術的手段は、真空容器2a側に吸気
口６が連通するように取付けられるポンプケーシング５
と、該ポンプケーシング５にクライオパネル16及び冷凍
機11等を有し且つ振動方向に相対移動自在に挿入される
冷凍機ユニット10とを備えたクライオポンプにおいて、
前記ポンプケーシング５には、前記吸気口６に対して両
側に位置し且つ該ポンプケーシング５に連通する空間部
4a，4bを有する保持部9a，9bが設けられ、前記冷凍機ユ
ニット10に設けられた一対の摺動体18，22が、両保持部
9a，9bの空間部4a，4bに摺動自在に内嵌され、ポンプケ
ーシング５内と外部とを気密にするためのベローズ25，
25a が、各保持部9a，9bの空間部4a，4b内で冷凍機ユニ
ット10に外嵌されてなることにある。

【０００８】

【作用】本考案のクライオポンプにおいて、真空容器2a
をクライオポンプで真空引きすると、冷凍機ユニット10
は作動時にシリンダ12内のディスプレーサの往復動等に
より振動する。このとき、冷凍機ユニット10はその各摺
動体18，22がポンプケーシング５の保持部9a，9bに摺動
自在に支持されているので、冷凍機ユニット10のみが摺
動し、その振動がポンプケーシング５に伝わることはな
い。

【０００９】しかも、ポンプケーシング５内が外気に対
して低圧になると、両保持部9a，9bの空間部4,4a内も同
様に低圧となり、冷凍機ユニット10はポンプケーシング
５の吸気口６に対して両側から吸引され平衡状態とな
る。従って、冷凍機ユニット10が一方向からポンプケー
シング５に吸引されるのを防止でき、ウエイトまたは基
礎枠等が不要となると共に、取付け姿勢が垂直方向に限
定されない。

【００１０】

【実施例】以下、本考案の実施例について図面に従って
説明する。図１はクライオポンプを電子顕微鏡に接続し
た一実施例を示し、１は図外の顕微鏡筒に連通した試料
室等の被排気空間部で、２は真空容器2aのフランジを示
す。

【００１１】５は円筒状のポンプケーシングで、その上
面には吸気口６を有するフランジ７が設けられ、該フラ
ンジ７が前記真空容器2aのフランジ２に連結されてい
る。該ポンプケーシング５の側周壁5aには、小径部8aと
大径部8bとからなる一対の円筒状の保持部9a，9bが、ポ
ンプケーシング５の径方向に互いに突設され、各保持部
9a，9bには、前記ポンプケーシング５内に連通する空間
部4a，4bが形成されている。なお、両保持部9a，9bの小
径部8aと大径部8bの内径はそれぞれ略同一径に設定され
ている。

【００１２】10は冷凍機ユニットで、図外のガス圧縮機
から配管14，14a を介してヘリウムガスが供給，排出さ
れる冷凍機11と、該冷凍機11から突設され、ディスプレ
ーサの往復運動によるヘリウムガスを断熱膨張させるた
めのシリンダー12と、ヘリウムガスの断熱膨張により寒
冷を伝達するためのコールドヘッド13と、コールドヘッ
ド13等に取付けられた円筒状のクライオパネル16と、シ
リンダー12の周囲及びポンプケーシング５の内周面に沿
うように構成したシールド体15とを備え、冷凍機11に
は、中空円板状の摺動体18が取付けられている。

【００１３】20は前記コールドヘッド13からシリンダー
12の軸心方向に延設された支持体で、該支持体20の先端
には、断熱材21を介して円板状の摺動体22が固定されて
いる。そして、前記冷凍機11側の摺動体18は前記一方の
保持部9aの空間部4a部に、また、支持体20側の摺動体22
は他方の保持部9bの空間部4b部に、それぞれ摺動自在に
内嵌されている。

【００１４】25，25a はポンプケーシング５内と外部と
を密封するための同径の一対のベローズで、前記各保持
部9a，9bの大径部8bにそれぞれ内蔵され、各ベローズ2
5，25a の一端は保持部9a，9bの段差部26、26a に当接
し、且つ、他端は各摺動体18，22にそれぞれ当接してい
る。なお、27，27a は各保持部9a，9bの先端に外嵌され
摺動体18，22の脱落を防止する閉塞体である。

【００１５】28，28ａはスプリングで、前記各ベローズ
25，25a に外嵌されるとともに、保持部9a，9bの段差部
26，26a と各摺動体18，22との間に介在されている。30
は前記ポンプケーシング５の下面に形成された並列排気
口31をターボ分子ポンプ32に連通すべく、該ターボ分子
ポンプ32を取付けるフランジである。

【００１６】次に、以上の構成における実施例の使用例
について説明する。前記ターボ分子ポンプ32及びクライ
オポンプの協働により、真空容器2a内を真空引きするの
であるが、このとき、ディスプレーサはヘリウムガスを
断熱膨張させるべく往復動するため、冷凍機ユニット10
は左右に振動する。

【００１７】この冷凍機ユニット10の振動に際し、冷凍
機ユニット10側の摺動体18，22は、保持部9a，9bに対し
て摺動自在であるため、該冷凍機ユニット10の振動がポ
ンプケーシング５に伝わることはない。また、両スプリ
ング28，28ａは、冷凍機ユニット10を所定の位置に戻す
ように作用する。

【００１８】また、ポンプケーシング５の両側は保持部
9a，9bに支持され、その空間部4,4a内の同径のベローズ
25，25a を介して気密状態となっていることから、該冷
凍機ユニット10は軸心の両側から同じ吸引力により吸引
されることとなり、大気圧に対して平衡状態となる。従
って、ウエイトまたは基礎枠等を使用して冷凍機ユニッ
ト10がポンプケーシング５側に吸引されるのを防止する
必要がない。

【００１９】また、本実施例では、冷凍機ユニット10を
ポンプケーシング５の径方向に設けているので、ターボ
分子ポンプ30を取付けるのにクライオポンプが何ら支障
となることはなく、ターボ分子ポンプ30等の並列排気装
置をコンパクトに取付けることができる。

【００２０】なお、本考案のクライオポンプは上記実施
例に限定されるものではなく、図２及び図３に示すよう
に、シリンダー12を第１段シリンダー12ａと第２段シリ
ンダー12ｂとから構成し、第１段シリンダー12ａの先端
に第１段コールドヘッド13aを、第２段シリンダー12ｂ
の先端に第２段コールドヘッド13ｂとをそれぞれ設けた
構成であっても良い。

【００２１】図２のシールド体15内には、大小２個の筒
状のクライオパネル32ａ，32b が、第２段クライオヘッ
ド13ｂに取付けられている。なお、34はシールドルーバ
ー、35はクライオパネル32ａ，32b 内面に設けられた吸
着材を示す。また、この場合、並列排気装置を設けるこ
とはなく、予備排気用の排気口31ａを設けてある。

【００２２】また、前記保持部9a，9bの断面形状は、円
筒形状に限定されるものではなく、矩形状等任意に設定
可能であり、摺動体18，22の形状も保持部9a，9bの形状
に対応して任意に設定自在である。

【００２３】また、上記実施例では冷凍機ユニット10を
横方向に設けたものを例示したが、該冷凍機ユニット10
を縦方向とし、吸気口６を横向きに設けることも可能で
ある。なお、冷凍機ユニット10を縦方向に設ける場合に
は、下方側のスプリング28は上方側のスプリング28ａに
比し、弾性力の大きなものを採用し、バランスをとるの
が好ましい。

【００２４】 このように、冷凍機ユニット10は、スプ
リング28，28a のバランス調整を行うことにより、任意
の方向に取付け可能となるので、真空容器2aにポンプケ
ーシング５の姿勢にかかわらず吸気口６を任意の位置に
配管等を介さずに直接取付けることができ、排気能力の
低下も防止できる。その他、ポンプケーシングの形状等
の具体的な構成も決して上記実施例に限定されないこと
は無論である。

【００２５】

【考案の効果】以上のように本考案は、ポンプケーシン
グには、前記吸気口に対して両側に位置し且つ該ポンプ
ケーシングに連通する空間部を有する保持部が設けら
れ、前記冷凍機ユニットに設けられた摺動体が、両保持
部の空間部に摺動自在に内嵌され、ポンプケーシング内
と外部とを気密にするためのベローズが、各保持部内で
冷凍機ユニットに外嵌されているので、真空容器へ冷凍
機ユニットの振動が伝わったり、冷凍機ユニットがポン
プケーシング側に吸引されることはない。

【００２６】 従って、従来のように冷凍機ユニットが
ポンプケーシング側に吸引されるのを防止するためのウ
エイト等が不要となり、装置の小型化を図ることができ
ると共に、クライオポンプケーシングの取付け姿勢は垂
直方向に限定されず、真空装置全体の構成が容易となる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示し、（イ）はクライオポ
ンプの縦断面図、（ロ）は同平面図。

【図２】本考案の他の実施例を示すクライオポンプの縦
断面図。

【図３】本考案の他の実施例を示し、（イ）はクライオ
ポンプの平面図、（ロ）は図２のＩ−Ｉ線矢印断面図。

【図４】従来例を示す断面図。

【符号の説明】

2a…真空容器、4a，4b…空間部、５…ポンプケーシン
グ、６…吸気口、9a，9b…保持部、10…冷凍機ユニッ
ト、11…冷凍機、16…クライオパネル、18，22…摺動
体、25，25a …ベローズ。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器2a側に吸気口６が連通するよう
   に取付けられるポンプケーシング５と、該ポンプケーシ
   ング５にクライオパネル16及び冷凍機11等を有し且つ振
   動方向に相対移動自在に挿入される冷凍機ユニット10と
   を備えたクライオポンプにおいて、前記ポンプケーシン
   グ５には、前記吸気口６に対して両側に位置し且つ該ポ
   ンプケーシング５に連通する空間部4a，4bを有する保持
   部9a，9bが設けられ、前記冷凍機ユニット10に設けられ
   た一対の摺動体18，22が、両保持部9a，9bの空間部4a，
   4bに摺動自在に内嵌され、ポンプケーシング５内と外部
   とを気密にするためのベローズ25，25a が、各保持部9
   a，9bの空間部4a，4b内で冷凍機ユニット10に外嵌され
   てなることを特徴とするクライオポンプ。