JP2753868B2 - 荷電粒子加速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は荷電粒子加速装置に関し、詳細にはイオン源
を改良されたメタルガスケットで質空シールし熱的にも
磁気的にも十分な性能をもたせ、かつ超高真空を維持で
きる荷電粒子加速装置に関する。

［従来の技術］ 第２図は従来の荷電粒子加速装置を示す概略断面図で
ある。イオン源ではイオンを励起し集束するためにマグ
ネットコイル12により磁気回路が形成される。フランジ
14も磁気回路として使用される。フィラメント11が通常
3000℃程度に加熱されるのでフランジ14及びフランジ２
もかなりの高温度になる。そのため、イオン源を超高真
空シールする場合、通常のゴム製のＯリングは使用する
ことが出来ず、メタルＯリングを使用するかあるいは銅
ガスケットにフランジに設けたエッジ部を食い込ませて
シールを行なう方法が使用されている。第２図におい
て、１はフィラメント用電流端子、10は引出し電極、13
はアーク放電、15はプラズマカップ、15aはオリフィ
ス、19はターゲット、21は真空チャンバである。

第３図はフランジ部の拡大部分断面図である。フラン
ジ２及び９は共にステンレス製であり、そのエッジ部2
a,9aで環状銅ガスケット５に食い込み押圧して高度真空
シールを維持している。ステンレス製フランジ2,9は強
度、耐摩耗性は十分であるが磁気特性が劣る。そのた
め、フランジ９の内側にマグネットコイル12の磁気回路
の一部を形成する別の磁性フランジ８が使用されてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、このような従来装置では、強制風冷や
水冷に要する費用や、スペースが大きくなる。また、よ
り超高真空の場合はメタルパッキンを使用する必要があ
る。

また、特に強制風冷や水冷をしないで、加熱される部
分からＯリング部を離して使用する場合もフランジが大
きくなる。

以上の事と同時にイオン源に使用するためには、励起
や集束の為の磁気回路を形成しなければ成らない。その
為、加熱される部分からＯリング部を離して使用する場
合メタルガスケットを使用するフランジとＯリング部で
シールするフランジと２枚に成る。

換言すれば、シール用のステンレス製フランジと別に
磁気回路用の磁性体製フランジを使用することは部品点
数、工程数が増加するという問題点があり、また内側フ
ランジを軟鉄等の磁性体で構成してシールと磁気回路と
の両方に使用する場合には銅ガスケットにエッジを食い
込ませるために、強度を上げるためフランジのエッジ部
にチタンコーティングやメッキを行っているが、繰返し
使用すると強度不足からエッジ部分がくずれて来てつぶ
れてしまい、超高真空シールを得ることはできない、と
いう問題点もある。

本発明の目的は、磁気的特性の良いフランジにエッジ
部として強度の大きいメタルリングを熔着し、熱的にも
磁気的にも十分な性能を発揮させ、かつ超高真空を保つ
ことが出来るフランジ構造を備えた荷電粒子加速装置を
提供することである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
であり、イオン源をメタルガスケットを使用して真空シ
ールする荷電粒子加速装置において、イオン源の磁性体
製フランジ部をメタルガスケットを使用して真空シール
する荷電粒子加速装置において、前記磁性体製フランジ
部のエッジ又は内縁に前記メタルガスケットよりも硬い
材質のメタルリングを備えたことを特徴とする荷電粒子
加速装置が提供される。

［作用］ 磁性材料で内側フランジを構成し、その内縁あるいは
エッジ部に強度の十分な材質のメタルリングを固着ない
しは熔着して、磁気回路としての特性を良好となると共
に、それにより超高真空シールのための十分な強度を与
えることができるようになる。

［実施例］ 以下に、本発明の実施例を添付図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本発明の荷電粒子加速装置のフランジ構造の
実施例を示す拡大部分断面図である。

マグネットコイル12の周囲に軟鉄等の磁気材料から成
るフランジ４が配置され、そのエッジ部4aとステンレス
製フランジ２のエッジ部2aとが銅ガスケット５を押圧
し、イオン源の超高真空シールを維持している。

軟鉄等の磁性体製フランジ４のエッジ相当部にステン
レス製のメタルリング７がフランジ４に熔接あるいは銀
ろう付けされている。メタルリング７は銅ガスケット５
より硬い材質からなり、メタルリング７によってエッジ
部がくずれてつぶれるのを防ぐことができる。フランジ
２はステンレス製フランジである。軟鉄は透磁率が大き
く、磁気回路としては優れているが軟らかいために強度
が不足する。そこで、ステンレス製エッジ部７を熔着し
てエッジ部の強度を補強し、耐摩耗性を増大させたもの
である。磁性材料としては、軟鉄以外に磁気を取り除い
た場合に残留磁気がほとんど残らない性質を有するもの
ならばよい。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明によれば、熱も十分発散し、
磁気回路としても十分に性能を発揮でき、しかもイオン
源を超高真空にシール出来る荷電粒子加速装置用フラン
ジ構造が実現できる。

また、このような本発明装置は製作費も安価であり、
その上に最も傷みやすいフィラメントの交換も簡単に出
来るように成った。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の荷電粒子加速装置のフランジ構造の実
施例を示す拡大部分断面図、第２図は従来の荷電粒子加
速装置を示す概略断面図、第３図は従来の荷電粒子加速
装置のフランジ構造の拡大部分断面図である。 １……フィラメント用電流端子、２……ステンレス製フ
ランジ、４……磁性体製フランジ、５……銅パッキン、
７……メタルリング、９……ステンレス製フランジ、10
……引出し電極、11……フィラメント、12……マグネッ
トコイル、13……アーク放電、14……フランジ、15……
プラズマカップ、19……ターゲット、20……フランジ構
造、21……真空チャンバ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】イオン源の磁性体製フランジ部をメタルガ
   スケットを使用して真空シールする荷電粒子加速装置に
   おいて、前記磁性体製フランジ部のエッジ又は内縁に前
   記メタルガスケットよりも硬い材質のメタルリングを備
   えたことを特徴とする荷電粒子加速装置。