JP3043440B2

JP3043440B2 - 高圧環境または真空環境において使用されるスコーププローブ用保護スリーブ

Info

Publication number: JP3043440B2
Application number: JP3002761A
Authority: JP
Inventors: ジャーワーズハンク
Original assignee: オリンパスコーポレーション
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1991-01-14
Publication date: 2000-05-22
Anticipated expiration: 2015-05-22
Also published as: JPH0611653A; US5000533A; EP0445433A2; CA2033388A1; EP0445433A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はファイバスコープ、ビデ
オスコープまたはこれ等の類似物とともに使用される保
護スリーブ、特にこの種の装置のプローブを高圧環境ま
たは高／超高真空環境の中に安全に挿入することを可能
にする保護スリーブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高圧環境または高／超高真空環境の下で
実施され、このような環境の外部から進行中の製造工程
の進行状態を観察することが好ましい、多くの製造工程
が存在する。本発明の用途を制限するつもりはないが、
これらの製造工程の例としては、ＭＢＥ技術、真空ろう
付け、高圧かまのモニタリングまたは現場分光学（insi
tu spectroscopy ）である。

【０００３】このような進行中の工程を検査しようとす
る人にとって、従来の唯一のオプションは、高圧チャン
バまたは真空チャンバの壁体に配置された観察ウインド
（配置されていれば）を通して肉眼で観察することであ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような望ましくな
い方法に対する１つの改良法が、日本国、東京のマチダ
・エンドスコープ株式会社に譲渡された米国特許第４，
２０９，２２８号に記載されている。この特許によれ
ば、プローブが高圧環境の中に挿入されたときに、気密
的に封止されたスコープの内外圧を均等にする手段が、
プローブおよび／またはスコープ本体そのものに配備さ
れている。前記の特許に開示されている実施例の欠点
は、プローブおよび／またはスコープ本体の構造に圧力
均等化手段を追加する必要があることである。また、前
記特許は高圧環境のみを対象とし、高真空または超高真
空環境を検査するために以前から認識されている必要性
を考慮していない。

【０００５】従って、本発明の目的は、高圧環境および
高／超高真空環境の内部での現象を検査しまたはモニタ
することができ、また前記の特許に記載の圧力均等化手
段を必要とせず、通常のファイバスコープまたはビデオ
スコープを使用して、このような検査またはモニタを実
施することのできる装置を提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のこれらの目的お
よび他の目的は、当業者には明白であろうが、通常のフ
ァイバスコープまたはビデオスコープを、本発明の保護
スリーブと共に使用することによって達成される。

【０００７】

【作用】本発明の第１実施態様によれば、保護スリーブ
は比較的長い第１本体部分と比較的短い第２本体部分と
を含み、これらの部分は共にファイバスコープ、ビデオ
スコープまたはこれ等の類似物のプローブの挿入のため
の長内孔を有する。第１および第２本体部分の長さは、
所望に応じて変動させることができる。本明細書に記載
の実施例において、第２本体部分は好ましくは通常のフ
ァイバスコープまたはビデオスコープのプローブの関節
運動自在の遠位端の長さに実質的に対応する長さを有す
る。第１本体部分と第２本体部分は、いずれも市販のベ
ロー状で、可撓性のステンレス鋼導管から成る。第１本
体部分は、第２本体部分より少し低い可撓性を有する導
管から成る。プローブが保護スリーブ中に挿入されると
きに、第２本体部分がプローブの遠位端の関節運動に対
応して一層容易に関節運動できることが好ましいからで
ある。

【０００８】第１本体部分の近位端は、高圧チャンバま
たは真空チャンバなどのチャンバの内外環境間の耐圧シ
−ルを成すため、チャンバ壁体に対してスリーブを取り
付けるための取り付け手段を担持している。

【０００９】第１本体部分の遠位端は、耐圧的に溶接さ
れたカラ−を担持する。このカラ−は、第２本体部分の
近位端に同様に耐圧的に溶接されたカラ−と係合する。
第２本体部分の遠位端は、内視部に対して、この内視部
の円筒形カラ−に耐圧溶接されて連結される。この内視
部はウインドを含み、このウインドはプレクシガラスま
たはその他適当な透明材料から成る。

【００１０】本発明の保護スリーブは、その使用に際し
て、圧力チャンバまたは真空チャンバの中に延在するよ
うに設置される。そこで別個の光源またはモニタに対し
てケーブルを介して接続され得る通常のファイバスコー
プまたはビデオスコープを使用してチャンバの内部を検
査（または内部の現象をモニタ）することができる。そ
の場合、通常のファイバスコープまたはビデオスコープ
の細長いプローブが、プローブの関節運動自在の遠位端
が第２本体部分の中に存在するように挿入される。プロ
ーブの遠位端に光学素子（例えば、光を放射する束およ
び映像を観察しまたは走査する束）が、内視部に配置さ
れたウインドに隣接配置されることは明かである。スリ
ーブの第２本体部分のベロー状構造は関節運動自在であ
って、２方向または４方向に関節運動するファイバスコ
ープまたはビデオスコープを容易に収容することができ
る。

【００１１】本発明の第２実施態様および第３実施態様
と第１実施態様との相違点は、これらの変形実施態様に
おける第１本体部分が第１実施のように可撓性でなく、
その取り付け手段がジンバル装置（gimballed device）
であって、この手段によって取り付けられた第１本体部
分の枢転運動を可能とするにある。第２実施態様および
第３実施態様の取り付け手段は、ジンバル装置の一例で
ある公知のボール−ソケット型装置であって、チャンバ
の内外と第１本体部分の外側面との効果的な密封を成す
ことができる。第１本体部分は密封手段に対し相対的に
変位可能であって、チャンバの壁体から離間するように
挿入されまたはチャンバの壁体に向かって後退させられ
る。

【００１２】本発明の第２実施態様によれば、スリーブ
の第１本体部分は剛体であって、ステンレス鋼の導管ま
たはその他の適当な耐圧材料から成る。本発明の第３実
施態様によれば、第１本体部分は形状記憶合金または積
層材から成る。いずれの実施態様においても、第２本体
部分はベロー状で可撓性のステンレス鋼から成り、前記
の第１実施態様の内視部を有する。

【００１３】最後に、第１本体部分がベロー状で可撓性
のステンレス鋼から成り、この第１本体部分に対して剛
性の第２本体部分が連結され、第１実施態様と類似の第
４実施態様が考えられる。スリーブの最遠位端は関節運
動自在ではないが、これより長い第１本体部分がスリー
ブを任意の位置または配位に操作するのに十分に可撓性
である。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図４につい
て説明する。

【００１５】図１と図２について述べれば、本発明の第
１実施態様によって構成された保護スリーブ１０が図示
されている。このスリーブ１０は、比較的長い第１本体
部分１２と、比較的短い第２本体部分１４とを含み、そ
のいずれもファイバスコープ、ビデオスコープおよびこ
れ等の類似物のプローブの挿入のための長内孔を有す
る。スリーブ１０（すなわち本体部分１２または１４の
いずれかまたは両方）の長さは、例えばこの機器の用途
を考慮して所望のように変動させることができる。この
実施例において、第２本体部分１４は、好ましくは通常
のファイバスコープまたはビデオスコープの関節運動自
在の遠位端の長さに実質的に対応する長さ、すなわち近
似的に６．３５ないし１１．４３センチメートル（２．
５ないし４．５インチ）、一般に約８．８９センチメー
トル（３．５インチ）の長さを有する。

【００１６】この第１実施例において、第１本体部分１
２と第２本体部分１４は、市販のベロー状で可撓性のス
テンレス鋼導管から成る。また、下記にさらに詳述する
ように、本発明は第１および第２本体部分のいずれかを
剛体とし、他方を可撓性導管とする場合を考慮する。第
１本体部分１２は第２本体部分１４より少し低い可撓性
を有する導管から成る。これは、プローブが高圧チャン
バまたは真空チャンバの中で使用される際に、プローブ
が保護スリーブ中に挿入されるときに第２本体部分１４
がプローブの遠位端の関節運動に対応して容易に関節運
動できることが好ましいからである。

【００１７】第１本体部分１２の近位端は、高圧チャン
バまたは真空チャンバなどのチャンバＣの壁体Ｗに、ス
リーブを取り付けるための取り付け手段１６を担持して
いる。この取り付け手段１６は、円筒形本体部分１８
と、テーパ部分２０と、円筒形ネック２２とを含み、こ
のネック２２に対してスリーブの第１本体部分１２が耐
圧的に溶接されている。円筒形本体部分１８は円形フラ
ンジ２４を有し、このフランジ２４はネジ孔２６を備
え、これらのネジ孔２６はチャンバＣの壁体Ｗのネジ孔
２８と整列している。フランジ２４の側面に配置された
環状溝３２の中にＯ−リング３０（または適当な金属シ
−ル）が装着され、ボルト３４を締め付けてロック手段
をチャンバＣの壁体Ｗに対して固着する際に耐圧シ−ル
を形成する。

【００１８】スリーブの第１本体部分１２の遠位端は、
耐圧的に溶接されたカラー３６を担持する。カラー３６
はネジ孔３８を有し、これらのネジ孔３８は、スリーブ
の第２本体部分１４の近位端に対して同様に耐圧的に溶
接されたカラー４２に備えられたネジ孔４０と整列す
る。カラー４２に当接する、カラー３６の面に設けられ
た環状溝４６の中にＯ−リング４４（または適当な金属
シ−ル）が装着され、ネジ４８を前記のネジ孔４０, ３
８の中に挿入して締め付けたときに、ツバ３６と４２と
の間に耐圧シ−ルを成す。

【００１９】スリーブの第２本体部分１４の遠位端は内
視部５０に対して、この内視部５０の円筒形カラー５２
に耐圧溶接されて連結されている。内視部５０はウイン
ド５４を含み、このウインド５４はプレクシガラスまた
はその他の適当な透明素材から成る。ウインド５４は加
圧リング５６とネジキャップ５８との間に配置され、こ
のキャップ５８は内視部５０の本体部分６２に対してね
じ込まれている。加圧リング５６そのものは内視部の本
体部分６２の面に対して当接着座している。加圧リング
５６の下方において、本体部分６２の面に環状溝６４が
設けられ、この溝６４の中にＯ−リング６６（または適
当な金属シ−ル）が装着されて耐圧シ−ルを成す。

【００２０】本発明の保護スリーブは、その使用に際し
て、圧力チャンバまたは真空チャンバの中に延在するよ
うに設置される。そこで、別個の光源（図示されず）に
対してケーブル７２によって接続可能な通常のファイバ
スコープまたはビデオスコープ７０を使用して、チャン
バＣの内部の現象を検査しまたはモニタすることができ
る。その場合、ファイバスコープまたはビデオスコープ
の細長いプローブ７４が、プローブ７４の関節運動自在
の遠位端が第２本体部分１４の中に存在するようにスリ
ーブ１０の中に挿入される。プローブ７４の遠位端に光
学素子（例えば、映像を接眼レンズまたはカメラ制御ユ
ニット（ＣＣＵ）に伝達するための、ファイバスコープ
のファイバ束またはビデオスコープのＣＣＤチップ）が
内視部５０の中に配置されたウインド５４に隣接配置さ
れることは明かである。スリーブの第２本体部分のベロ
ー状構造は関節運動自在であって、２方向または４方向
に関節運動するファイバスコープまたはビデオスコープ
を容易に収容することができる。

【００２１】本発明は、１０００℃までの周囲温度で、
約１３０- １４０ｐｓｉ（約９- １０バール）までの圧
力を有するチャンバ、または１×１０^-9トールまでの範
囲内の超高真空チャンバを検査することができる。

【００２２】図３と図４において、本発明によるそれぞ
れ第２実施態様および第３実施態様が図示されている。
これらの図において同一部材は同一参照数字で示す。こ
れらの実施態様と図１および図２の実施態様との相違点
は、これらの変形実施態様の第１本体部分が第１実施態
様のように可撓性でなく、その取り付け手段１６がジン
バル装置であって、この手段１６によって取り付けられ
た第１本体部分１２の枢転運動を可能としていることで
ある。

【００２３】第２および第３実施態様の取り付け手段１
６は、公知のボール−ソケット型装置であって、チャン
バの内外とソケットの第１本体部分１２の外側面との効
果的な密封を成すことができる。スリーブの可撓性の第
２本体部分１４の遠位端上の内視部５０をチャンバの中
にさらに深く挿入し、あるいはチャンバの壁体の近くま
で引き出すことができるように、第１本体部分１２が密
封手段１６に対して変位可能である。このような公知の
取り付け手段は、例えば１９８９年５月３０日付けで発
行され、ノース・アメリカン・フィリップ・コーポレイ
ションに譲渡された米国特許第４, ８３４, ３９４号に
記載されており、ここにその開示を引例として加える。

【００２４】本発明の第２実施態様によれば、スリーブ
の第１本体部分１２は剛体であって、ステンレス鋼また
はその他の適当な耐圧材料から成る。第３実施態様によ
れば、第１本体部分１２は形状記憶合金または積層材か
ら成る。いずれの実施態様においても、第２本体部分１
４はベロー状可撓性ステンレス鋼から成り、前記の第１
実施態様の内視部を有する。

【００２５】最後に、第１本体部分が可撓性導管から成
り、第２遠位端本体部分が剛性導管から成ること以外は
第１実施態様と類似の第４実施態様もありうる。

【００２６】スコーププローブを製造の時点でスリーブ
の中に挿入することができ、または検査場所で取り付け
手段１６を圧力チャンバまたは真空チャンバに対して固
着した後にスリーブの中に挿入することもできる。少な
くとも、第１および第４実施態様においては、（第２お
よび第３実施態様と相違し）プローブの使用に際してプ
ローブをスリーブの中で長手方向に変位させることを特
に考慮しないので、製造時点においてプローブ本体と取
り付け手段とを連結することが好ましい。

【００２７】本発明は前記の説明のみに限定されるもの
でなく、その主旨の範囲内において任意に変更実施でき
る。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、高圧環境および高／超
高真空環境の内部での現象を検査しまたはモニタするこ
とができ、また圧力均等化手段を必要とせず通常のファ
イバスコープまたはビデオスコープを使用してこのよう
な検査またはモニタを実施することのできる装置が提供
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】大気圧以外の圧力の環境を有するチャンバの壁
体に取り付けられてこのチャンバの中に延在する本発明
の保護スリーブの第１実施態様の側面図であって、ファ
イバスコープまたはビデオスコープなどの通常のスコー
プのプローブが本発明の保護スリーブの中に延在する状
態を示す図である。

【図２】図１に示されている実施態様の保護スリーブの
断面図である。

【図３】本発明の保護スリーブの第２実施態様の側面図
である。

【図４】本発明の保護スリーブの第３実施態様の側面図
である。

【符号の説明】

ＣチャンバＷ壁体１０保護スリーブ１２第１本体部分１４第２本体部分１６取り付け手段３６，４２連結手段５０内視部７０ファイバスコープまたはビデオスコープ７４プローブ７６接眼レンズ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外部環境と相違する高圧環境または高/
超高真空環境などの内部環境を有するチャンバの中にフ
ァイバスコープ、ビデオスコープなどの細長いプローブ
を挿入するための保護スリーブにおいて、前記保護スリ
ーブは、耐圧材料から成り近位端、遠位端および軸方向
孔を有する第１本体部分と、耐圧材料から成り近位端、
遠位端および軸方向孔を有する第２本体部分と、前記第
１本体部分の前記遠位端と前記第２本体部分の前記近位
端の少なくとも一方に配置され、前記第１本体部分と前
記第２本体部分とを相互に耐圧的に連結して前記第１お
よび第２本体部分の前記軸方向孔を実質的に整列させる
連結手段と、前記プローブが前記チャンバ外部から前記
軸方向孔を通して前記第２本体部分の遠位端に達するよ
うに、前記内部環境と前記外部環境とを相互に密封する
ごとく前記第１本体部分を前記チャンバの壁体に取り付
けるために前記第１本体部分に担持された取り付け手段
と、前記第２本体部分の遠位端において少なくとも１つ
のウインドを有する内視部とを含む保護スリーブ。
【請求項２】前記第１本体部分と前記第2本体部分の
少なくとも一方の前記耐圧材料が可撓性であることを特
徴とする請求項１に記載の保護スリーブ。
【請求項３】前記第2本体部分の前記耐圧材料が可撓
性であって、前記第２本体部分がその中に挿入されたプ
ローブの遠位端の選択的関節運動によって選択的に関節
運動させられることを特徴とする請求項２に記載の保護
スリーブ。
【請求項４】前記第1本体部分の耐圧材料が可撓性で
あることを特徴とする請求項２に記載の保護スリーブ。
【請求項５】前記第1本体部分の耐圧材料が可撓性で
あり、また前記第2本体部分の耐圧材料が可撓性である
ことを特徴とする請求項２に記載の保護スリーブ。
【請求項６】前記第1本体部分の前記耐圧材料は形状
記憶合金から成ることを特徴とする請求項１または２に
記載の保護スリーブ。
【請求項７】前記第1本体部分はそれに担持された前
記取り付け手段を通して延在し、前記取り付け手段は前
記第1本体部分の自在運動を可能にする手段を含むこと
を特徴とする請求項１に記載の保護スリーブ。
【請求項８】前記第1本体部分の遠位端が引き出され
て前記チャンバの壁体に近接しまたは挿入されて前記壁
体から遠ざかるように、前記第１本体部分が前記取り付
け手段に対して変位自在であることを特徴とする請求項
７に記載の保護スリーブ。
【請求項９】前記の耐圧材料はステンレス鋼から成る
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の
保護スリーブ。
【請求項１０】前記第２本体部分の前記遠位端は前記
チャンバの内部からシールされていることを特徴とする
請求項１ないし９のいずれかに記載の保護スリーブ。