JP2565604Y2 - ゲッターポンプのユニット - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、高真空状態を発生させ
ることが要求される例えば粒子加速器、貯蔵リング等
で、密閉された容器内の気体分子を吸着させる際に用い
るゲッターポンプに関する。

【０００２】

【従来の技術】非蒸発性ゲッター金属、例えばＴiやＴa
やＡl−Ｚr合金は減圧した容器内に残在する気体分子を
吸着して容器内を更に高真空状態とする。特公昭５９−
２０８７５号公報には、この際に用いるゲッターポンプ
が記載されている。図３はその例である。図３(Ａ)で非
蒸発性ゲッター物質を埋設したストリップ１０を直角に
曲げて多数の襞を形成する。この襞の形成によりストリ
ップは長さが減縮し、気体との接触面積が大きいゲッタ
ーモジュールが得られる。

【０００３】高真空状態を形成する際はこのゲッターモ
ジュールを例えば通電により加熱する。この加熱によっ
てゲッターモジュールは膨張変形してゲッターモジュー
ルの平行な側面１１は相互に接触し易くなる。図３(Ｂ)
はこの接触を防止する手段で、平行な各側面１１の両端
を治具１２，１２'に取りつけ、１２，１２'には矢印１
３方向の張力を付与して平行な側面１１が相互に接触す
る事を防止している。また図３(Ｃ)はこの接触を防止す
る他の手段の例で、平行な側面１１を絶縁棒１４に挿通
し各側面１１間には環状絶縁スペーサー１５(１５ｎ，
１５ｎ＋１，…)を配して各側面１１が相互に接触する
事を防止している。

【０００４】この方法によると、加熱しても平行な側面
１１が相互に接触することがないために、密に襞を形成
することができて、コンパクトなゲッターモジュールが
得られる。しかし図３(Ｂ)で平行な各側面１１の両端を
治具１２，１２'に取りつけて１２，１２'に張力を付与
する構造は複雑であり、また図３(Ｃ)で平行な各側面に
絶縁棒１４を挿通するための孔を形成しあるいは多数の
環状絶縁スペーサー１５を配する構造も複雑であり、こ
のために特公昭５９−２０８７５号のゲッターモジュー
ルは、製造に多数の工数を要し、コストが高いという問
題点がある。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】本考案は、簡易に製造
する事が可能で、かつ加熱しても襞を形成している平行
な面が相互に接触することがないゲッターポンプのユニ
ットの提供を課題としている。本考案のユニットは複数
個を連結する事ができるが、複数個のユニットを連結す
る事により、一層高性能のゲッターポンプを作成する事
ができる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】図１は本考案のユニット
の例の説明図で、(Ａ)は全体の斜視説明図、(Ｂ)および
(Ｃ)はベローズの構成の例の説明図である。図１に基づ
き本考案を説明する。本考案は非蒸発性のゲッター成分
が配され襞付けされた金属薄板で形成されたベローズを
有する。非蒸発性のゲッター成分とは例えば、Ｔi，Ｔa
あるいはＡl−Ｚr合金等で、気体分子をあるいはイオン
化した気体分子を吸着する成分をいう。

【０００７】本考案で金属薄板とは、例えばコンスタン
タン、金属モリブデン、あるいはＮi：９％，Ｃr：１９
％を含むニッケル−クロム系ステンレス薄板等の非磁性
物質をいう。

【０００８】後で述べるがゲッター成分は高温に加熱さ
れると活発に気体分子等を吸着する。例えばニッケル−
クロム系ステンレス鋼は電気抵抗が大きく且つ高温での
強度が大きい。従ってニッケル−クロム系ステンレス鋼
の薄板を用いてベローズを形成し、ベローズを形成して
いる金属薄板に直接通電を行うと、ベローズを形成して
いる金属薄板は電気抵抗による発熱で昇温し、金属薄板
に配されたゲッター成分は加熱されて活性化する。この
ため、ニッケル−クロム系ステンレス鋼の薄板を用いた
ベローズはゲッター成分を簡易な手段で活性化すること
ができる。

【０００９】図１(Ｂ)で本考案のベローズは、十分に長
い平行部１と、平行部１の両端に設けられた逆向きの傾
斜部２−１，２−２と、傾斜部の端部に設けられた接合
部３−１，３−２とよりなる多数の襞面５，５'…を有
し、隣接する襞面５と５'とは向きが異なる傾斜部２−
２と２'−２とを対面させて接合部３−２，３'−２で相
互に接合されて形成されている。尚傾斜部２−１と２−
２は平行部１に対してα＞１５０°以上の傾斜角で逆向
きに曲げて形成されている。

【００１０】ベローズは、例えば図１(Ｂ)の如く、襞面
５と襞面５'とを別個に作成し、接合部３−２と接合部
３'−２とを例えば溶接によって接合して形成すること
ができる。また例えば帯状金属板を図１(Ｃ)の如くに折
り曲げて一体物として直接に形成する事もできる。

【００１１】本考案でベローズは電気絶縁性の底板４上
に、下方の接合部３を脚として載置されている。図１
(Ａ)で示した本考案のユニットを密閉された容器内に配
すると、ベローズを形成している各襞面の表面と裏面は
容器内の気体分子等と接触し、襞面に配されているゲッ
ター成分が気体分子等を吸着する。本考案では、隣接す
る襞面の平行部の間隔ｄが十分に小さいベローズを用い
るが、襞面が密に形成されているために、容器内の気体
分子等との接触面積が大きく、気体分子等を高い効率で
吸着する。

【００１２】使用の際に別に設けた加熱装置によってあ
るいは密閉容器の内壁面や内蔵物によって、本考案のユ
ニットが加熱されあるいは活性化される場合には必要と
するものではないが、本考案のユニットに通電用の電極
を配してベローズに通電を行うと、活性化手段のない使
用環境においてもユニットを簡易に所望の温度に活性化
することができる。この際には図１(Ａ)で、ベローズの
長さ方向の両端部の襞５−Ｓと５−Ｅに通電用の電極６
−１と６−２をそれぞれ配する。電極６−１と６−２を
用いてベローズに通電し、ベローズの電気抵抗による発
熱でベローズを加熱すると、ベローズに配されたゲッタ
ー成分を活性化することができる。

【００１３】本考案のユニットを密閉容器内に複数個配
設すると、容器内の気体分子等と接触する襞の面積が複
数倍となるために、気体分子等を更に高い効率で多量吸
着する高性能のゲッターポンプが得られる。また図１
(Ａ)のユニットを密閉容器内に複数個配設し、それぞれ
の電極を直列にあるいは並列に連結し、通電を行うと、
活性化の手段のない使用環境においても、簡易に所望の
如くにゲッター成分を活性化することができる更に高性
能のゲッターポンプが得られる。

【００１４】

【作用】図２は本考案のユニットの作用の説明図で、
(Ａ)は比較例でストリップを直角に曲げて襞を形成した
例えば特公昭５９−２０８７５号に記載したベローズ
で、(Ｂ)は本考案の例である。図２(Ａ)で、実線７で示
したベローズは、格別の工夫を行わないで治具８に取つ
けた、ストリップを直角に曲げて襞を形成したベローズ
の例である。このベローズ７に直接通電してベローズ７
を加熱すると、ベローズの上下面９も熱膨張する。

【００１５】しかし治具８がベローズ７のＸ方向の延伸
を拘束しているために、ベローズ７はＸ軸方向に自由に
膨張できないで、例えば図２(Ａ)の点線の如く不測な形
状に変形し、ベローズが例えば当接点１６で接触するに
至る。この接触を防止するために、特公昭５９−２０８
７５では、図３(Ｃ)の環状絶縁スペーサー１５を配し、
あるいは図３(Ｂ)の如く矢印１３方向に張力をかける。
しかし環状絶縁スペーサー１５や矢印１３方向の張力の
付与は、ゲッターポンプユニットの構造を複雑にする。

【００１６】図２(Ｂ)で、実線１７で示したベローズ
は、格別の工夫を行わないで治具８に取つけられた本考
案のベローズである。このベローズ１７に直接通電して
ベローズ１７を加熱するとベローズ全体は熱膨張する。
この際、加熱されたベローズは、ベローズの先端角度β
₁が、β₁よりも小さいβ₂になる事によってＸ軸方向の
熱膨張を吸収してＸ軸方向の延伸を防止する。従って治
具８がベローズ１７のＸ軸方向の延伸を拘束していて
も、ベローズ１７の各襞はＹ軸方向に延伸しＸ軸方向に
延伸しないために、ベローズが不測な形状に変形するこ
とがない。このために図３(Ｃ)の環状絶縁スペーサー１
５や図３(Ｂ)の矢印１３方向の張力がなくても、ベロー
ズの平行部１が相互に接触する事がない。

【００１７】本考案では、平行部１と傾斜部２との角度
αを１５０°以上とする。本考案者等の知見によると、
αが１５０°未満では、ベローズが熱膨張した際にＸ軸
方向への延伸を十分に抑制し難い。αを１５０°以上と
することによって、ベローズ１７のＸ軸方向への延伸が
抑制されて、熱膨張は殆どＹ軸方向への延伸となる。本
考案によると平行部１がＸ軸方向に移動したり不測に変
形することがないために、平行部の間隔ｄを、図２(Ａ)
で示した、ストリップを直角に曲げて襞を形成したベロ
ーズの場合よりも小さくする事が可能で、襞面が従来よ
りも密に形成されたベローズとする事ができ、気体分子
等を従来よりも高い効率で吸着する事が可能なゲッター
ポンプのユニットが得られる。

【００１８】

【実施例】板厚：０.１５ｍｍ、幅：３０.０ｍｍのJIS
SUS３０４の帯板を冷間成形して、全長が３５０ｍｍの
本考案のベローズを作成した。各襞面は、平行部長さ：
４０ｍｍ、傾斜部の長さ：５ｍｍ、平行部と傾斜部との
傾斜角度１６０°、接合部の長さ：５ｍｍで平行部の間
隔ｄは６.４ｍｍであった。

【００１９】このベローズを図１Ａの如く、アルミナ製
の底板４上に載置し、ベローズの両端の襞面に電極を配
して通電し、ベローズを８００℃に３０分間加熱した後
冷却した。この加熱や冷却に際して襞面のＸ軸方向への
移動はなく、平行部が相互に接触することもなかった。

【００２０】同じ寸法のJIS SUS３０４の帯板を冷間で
直角に曲げ加工し、全長が３５０ｍｍの図２(Ａ)で示し
た形状の比較例のベローズを作成した。各襞面は、平行
部長さ：４５ｍｍで平行部の間隔ｄは６０ｍｍであっ
た。このベローズを図１Ａの場合と同様に、アルミナの
底板４上に載置し、ベローズの両端の襞面に電極を配し
て通電しベローズを８００℃に加熱したが、約１０分間
の加熱で、平行部が４ヶ所で相互に接触し、ベローズを
均一に加熱する事ができなくなった。

【００２１】比較例で述べた如く、帯板を冷間で直角に
曲げ加工して作成したベローズでは、図２(Ａ)で示した
絶縁性のスペーサ１５や矢印１３方向の引張応力を付与
しないと平行部は相互に接触するが、本考案のベローズ
ではスペーサー１５や矢印１３方向の応力がなくても、
平行部は相互に接触する事がなかった。

【００２２】

【考案の効果】本考案は、構造が従来のものよりも簡易
で、加熱しても襞を形成している平行な面が相互に接触
する事がなく、更に襞の密度を高くすることができる高
性能なゲッターポンプユニットである。本考案のユニッ
トは複数個を連結することが可能で、複数個のユニット
を連結することにより、一層高性能なゲッターポンプを
作成することができる。

【図面の簡単な説明】

図１は本考案のユニットの例の説明図、図２は本考案の
ユニットの作用の説明図、図３は公知のゲッターモジュ
ールの説明、である。

【符号の説明】

１：平行部、 ２(２−１，２−２)：傾斜部、 ３(３
−１，３−２)：接合部、 ４：電気絶縁性の底板、
５(５'，５−Ｓ，５−Ｅ)：襞面、 ６−１(６−２)：
電極、 ７：ベローズ、 ８：治具、 ９：ベローズの
上下面、 １０：非蒸発性ゲッター物質を埋設したスト
リップ、 １１：ベローズの平行な側面、１２(１
２')：治具、 １４：絶縁棒、 １５：環状絶縁スペー
サー、 １６：ベローズの当接点、 １７：ベローズ。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】非蒸発性のゲッター成分が配され襞付けさ
   れた金属薄板で形成されたベローズを有し、該ベローズ
   は十分に長い平行部と、平行部の両端に平行部と１５０
   °以上の傾斜角度で相互に逆向き傾斜を有する傾斜部
   と、傾斜部の端部に設けられた接合部とを有する多数の
   襞面が、向きが異なる傾斜部を対面させて接合部で相互
   に接合して形成され、該ベローズは電気絶縁性の底板上
   に下方の接合部を脚として載置されていることを特徴と
   するゲッターポンプのユニット。
2. 【請求項２】請求項１のベローズの長さ方向の両端部の
   襞面に通電用の電極がそれぞれ配されていることを特徴
   とするゲッターポンプのユニット。