JP6373262B2 - 電子ビーム照射装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器の内部に電子ビームを照射する電子ビーム照射装置に関する。

従来より、幅の狭いネック部を有する容器内部の滅菌に対しては、真空チャンバと、真空チャンバ内に設けられた電子発生器と、ネック部より容器内部に挿入可能に真空チャンバより延出し、電子発生器で発生した電子ビームを出射させるための出射窓を先端に有する筒状のノズル部材と、を備えた電子ビーム照射装置が用いられている（例えば、特許文献１）。図９に示すように、ノズル部材１４をネック部より容器１８内に挿入し、ノズル部材１４の先端より電子ビームを照射することにより、容器１８内部の洗浄が行われる。

ノズル部材１４の先端に設けられた出射窓から出射された電子線は広がるが、電子線量を抑制すると、滅菌域が限られているため、出射窓を容器１８の底部近傍まで接近させる必要がある。このため、ノズル部材１４の長さは容器１８の略高さ程度必要となり、容器１８が背の高い容器の場合、ノズル部材１４の長さが３０〜４０ｃｍとなる。また、ノズル部材１４の外径については、ノズル部材１４が容器１８の口部に遊嵌可能な寸法（例えば、約１０ｍｍ程度）とする必要がある。よって、ノズル部材１４は、細長い形状を有する必要がある。さらに、電子ビームを容器１８内部に安定して照射するためには、ノズル部材１４内にて電子ビームを細長い形状で通過させる、すなわちノズル部材１４内での電子ビームの軌道を細長くする必要がある。

特表２００９−５２６９７１号公報

しかしながら、特許文献１記載の、ノズル部材１４を備えた電子ビーム照射装置では、上記のようにノズル部材１４内を通過する電子ビームの軌道が細長いため、地磁気やモータ等を備えた周辺機器の磁気の影響を受け易い。より具体的には、それらの影響により電子ビームの軌道が曲げられて、電子ビームが出射窓の偏った部位から照射されたり、出射窓に到達するまでにノズル部材１４の内面に衝突したりし易い。その結果、出射窓より目的の強度の電子ビームを安定して照射することができず、容器内部の安定した滅菌を行うことができないという不具合を生じる。なお、地磁気の強度は、磁気嵐を含む太陽活動や地表の位置等により大きく変動し、またＮ極からＳ極に至る地表に平行な磁界の作用が大きい。

そこで、本発明は、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道が地磁気や周辺機器の磁気の影響を受けることなく、目的の強度の電子ビームを安定して照射し、容器内部の安定した滅菌を行うことが可能な電子ビーム照射装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下のとおりである。
（１）容器内部に電子ビームを照射する電子ビーム照射装置であって、真空チャンバと、真空チャンバ内に設けられた電子発生器と、容器内部に挿入可能に真空チャンバより延出し、電子発生器で発生した電子ビームを容器内部に出射させるための出射窓を先端に有する筒状のノズル部材と、真空チャンバに設けられた、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するための真空チャンバ用磁気遮蔽部材と、を備えることを特徴とする電子ビーム照射装置。
（２）真空チャンバ用磁気遮蔽部材は、真空チャンバの外面を覆うように配され、内側に 電子ビーム軌道が影響を受ける方向の変動磁気を有しない空間を形成するものである（１ ）の電子ビーム照射装置。
（３）電子ビームは、ノズル部材の内部で円錐状に広がるものである（１）または（２） の電子ビーム照射装置。

（４）ノズル部材に設けられた、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するためのノズル部材用磁気遮蔽部材、を備える（１）〜（ ３）のいずれか１つの電子ビーム照射装置。

（５）真空チャンバ用磁気遮蔽部材およびノズル部材用磁気遮蔽部材は、相対透磁率が５００００以上である高透磁率材料で構成されている（４）の電子ビーム照射装置。

（６）ノズル部材用磁気遮蔽部材は、電子ビーム軌道の周りを囲むように配されている（ ４）または（５）の電子ビーム照射装置。

（７）ノズル部材用磁気遮蔽部材は、ノズル部材の軸に対して、筒状、リング状、または螺旋状に配されている（６）の電子ビーム照射装置。

（８）ノズル部材用磁気遮蔽部材は、ノズル部材の内側に配され、電子ビーム照射時に出射窓付近で生じた熱がノズル部材用磁気遮蔽部材に伝わることでノズル部材用磁気遮蔽部材の相対透磁率が低下しないように、ノズルの先端から当該ノズルの軸方向に沿って所定の距離だけ離して配されている（４）または（５）の電子ビーム照射装置。

（９）ノズル部材は、その側部に、ノズル部材用磁気遮蔽部材と、ノズル部材を冷却するための媒体が流れる冷却流路とを有する（４）または（５）の電子ビーム照射装置。

本発明によれば、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道が地磁気や周辺機器の磁気の影響を受けることなく、目的の強度の電子ビームを安定して照射し、容器内部の安定した滅菌を行うことが可能な電子ビーム照射装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る電子ビーム照射装置の一部を断面とする正面図である。 図１に示す電子ビーム照射装置におけるノズル部材の一部を拡大した断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面の一部を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態２に係る電子ビーム照射装置の一部を断面とする正面図である。 図５に示す電子ビーム照射装置におけるノズル部材の一部を拡大した断面図である。 本発明の実施の形態３に係る電子ビーム照射装置の一部を断面とする正面図である。 図７に示す電子ビーム照射装置におけるノズル部材の一部を拡大した断面図である。 ネック部を有する容器の内部に電子ビーム照射装置のノズルを挿入した状態を示す図である。 本発明の実施の形態４に係る電子ビーム照射装置の一部を断面とする正面図である。

本発明は、容器（特に、幅の狭いネック部を有する容器）の内部に電子ビームを照射して、容器内部を滅菌する電子ビーム照射装置に関する。
本発明の電子ビーム照射装置は、真空チャンバと、真空チャンバ内に設けられた電子発生器と、容器内部に挿入可能に真空チャンバより延出し、電子発生器で発生した電子ビームを容器内部に出射させるための出射窓を先端に有する筒状のノズル部材と、真空チャンバおよびノズル部材に、それぞれ設けられた、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するための真空チャンバ用磁気遮蔽部材およびノズル部材用磁気遮蔽部材と、を備える。真空チャンバを構成する筐体およびノズル部材には、例えば、金属、セラミック、またはこれらの組み合わせが用いられる。なお、ノズル部材用磁気遮蔽部材は、必須の構成部材ではない。

上記真空チャンバ用磁気遮蔽部材およびノズル部材用磁気遮蔽部材を用いることで、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道が地磁気や周辺機器の磁気の影響を受けることなく、目的の強度の電子ビームを安定して照射し、容器内部の安定した滅菌を行うことができる。
本発明の電子ビーム照射装置では、容器の内部に電子ビームを照射可能な細長いノズル部材が設けられているため、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道の距離が長く、電子発生器より照射された電子ビームは、細長いノズル部材内を通過する必要がある。このような電子ビーム照射装置では、出射窓より照射される電子ビームの強度は、地磁気や周辺機器の磁気の影響を受けて大きく変化し易い。従って、上記の真空チャンバ用磁気遮蔽部材とともにノズル部材用磁気遮蔽部材を用いることによる電子ビーム強度の安定化効果が顕著に得られる。

真空チャンバ用磁気遮蔽部材は、真空チャンバの内部に配置してもよく、外部に配置してもよい。ノズル部材用磁気遮蔽部材は、ノズル部材の内部に配置してもよく、外部に配置してもよい。容器における幅の狭いネック部に挿入するノズル部材の外径の寸法を変えずに済むため、ノズル部材用磁気遮蔽部材はノズル部材の内部に配置するのが好ましい。

真空チャンバ用磁気遮蔽部材およびノズル部材用磁気遮蔽部材は、相対透磁率が５００００以上である高透磁率材料で構成されているのが好ましい。なお、相対透磁率とは、真空の透磁率μ_０に対する透磁率μの比：μ／μ_０の値（比透磁率）を指す。
このような高透磁率材料としては、主成分としてＮｉを３０〜９０重量％含む合金が用いられる。例えば、パーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ合金）、スーパーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍｏ合金）、ミューメタル（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｕ−Ｃｒ合金）、鋼が挙げられる。

高透磁率材料で構成される真空チャンバ用磁気遮蔽部材は、電子発生器から延びる電子ビーム軌道の周りを囲むように、配されているのが好ましい。高透磁率材料で構成されるノズル部材用磁気遮蔽部材は、電子ビーム軌道の周りを囲むように、面状（筒状）、リング状、螺旋状、メッシュ状に配されているのが好ましい。このように配置することで、地磁気や周辺機器の磁気を効果的に遮断することができる。

ノズル部材用磁気遮蔽部材は、電子ビーム照射時に出射窓付近で生じた熱がノズル部材用磁気遮蔽部材に伝わることでノズル部材用磁気遮蔽部材の相対透磁率が低下しないように（例えば、相対透磁率が５００００を下回らないように）、ノズルの先端から当該ノズルの軸方向に沿って所定の距離だけ離して配されているのが好ましい。

電子ビームは、ノズル部材内部で一旦集束した後、出射窓付近において円錐状に広がる。出射窓付近では、電子ビームがノズル部材の内壁や出射窓を構成する支持体の内壁に衝突することに伴い熱が発生し、３００℃程度まで上昇する可能性がある。この熱がノズル部材用磁気遮蔽部材に伝わり、ノズル部材用磁気遮蔽部材の磁気遮蔽効果が急激に低下する場合がある。ノズル部材用磁気遮蔽部材に用いられる高透磁性材料は、一定の温度（例えば、１２０℃、１５０℃、２２０℃等）を超えると、透磁率が急激に低下することが知られている。
これに対しては、上記のように所定の距離だけ離して配置することで、上記の不具合が生じるのを防ぐことができる。

ノズル部材は、その側部に、ノズル部材用磁気遮蔽部材と、ノズル部材（出射窓付近を含む）を冷却するための媒体が流れる冷却流路とを有するのが好ましく、ノズル部材用磁気遮蔽部材は、冷却流路内に配されているのがより好ましい。この場合、電子ビーム照射時に出射窓付近で生じる熱の影響が磁気遮蔽部材に及ばないので、熱の影響を考慮せずに磁気遮蔽部材を配置することができる。冷却用の媒体には、冷却用の媒体として使用可能な、水等の液体や空気等の気体が用いられる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明するが、本発明は、これらの実施の形態に限定されない。

《実施の形態１》
本発明の実施の形態１に係る電子ビーム照射装置を、図１および２を参照しながら説明する。

図１に示すように、電子ビーム照射装置は、真空チャンバを構成する、例えばステンレス製の円柱状の真空筐体１と、真空筐体１内に設けられた電子発生器２と、ネック部より容器内部に挿入可能に真空筐体１より延出し、電子発生器２で発生した電子ビームを出射させるための出射窓３を先端に有する円筒状のノズル部材４と、真空筐体１およびノズル部材４に、それぞれ設けられた、電子発生器２から出射窓３までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するための真空チャンバ用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筐体５）およびノズル部材用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筒体６）と、を備える。

ノズル部材４は、ステンレス製の内側ノズル筒体４ａおよび外側ノズル筒体４ｂの２重管構造を有する。内側ノズル筒体４ａおよび外側ノズル筒体４ｂは、冷却流路７を介して、互いに略同軸心上に配される。内側ノズル筒体４ａの内側を電子ビームが通過する。内側ノズル筒体４ａは、真空筐体１内に設けられた支持部材８の中空部に挿入することで真空筐体１に固定される。外側ノズル筒体４ｂは、外側ノズル筒体４ｂの両端部を真空筐体１および後述する支持体３ａに取り付けることで固定される。
内側ノズル筒体４ａおよび外側ノズル筒体４ｂは、例えば、厚み０．５〜２．０ｍｍである。

図１および４に示すように、ノズル部材４の先端には、先端部材１３が設けられている。先端部材１３は、電子ビームが通過する複数の孔からなる出射窓３を有する支持体３ａ、および出射窓３を含む支持体３ａの表面を覆う薄膜３ｂを有する。薄膜３ｂが複数の出射窓３を一括して覆うことで、真空筐体１内において真空状態を維持することができる。薄膜３ｂには、例えば、チタン、タングステン、金のような金属の箔が用いられる。薄膜３ｂは、例えば、４〜１２.５μｍの厚みを有する。

電子ビームは、図１中の矢印に示すような軌道を有し、ノズル部材４内部で一旦集束した後、出射窓３付近において円錐状に広がる。出射窓３付近では、電子ビームがノズル部材４（内側ノズル筒体４ａ）の内壁や支持体３ａの内壁に衝突することに伴い熱が発生し、３００℃程度まで上昇する可能性がある。この出射窓３付近での温度上昇を抑制するために、内側ノズル筒体４ａと外側ノズル筒体４ｂとの間において、ノズル部材４および出射窓３付近（支持体３ａ）を冷却するための水が流れる冷却流路７が形成されている。
冷却流路７の幅（内側ノズル筒体４ａと外側ノズル筒体４ｂとの間の径方向の間隔ｄ）は、例えば、０．５〜１．５ｍｍである。

図２に示すように、冷却流路７は、冷却水が出射窓３の周辺部へ供給される方向（図２の下向き）に流れる第１流路７ａと、冷却水が出射窓３の周辺部から排出される方向（図２の上向き）に流れる第２流路７ｂを有する。
図３および４に示すように、第１流路７ａおよび第２流路７ｂは、内側ノズル筒体４ａと外側ノズル筒体４ｂとの間に、ノズル部材４の軸方向に沿って延びる２つの棒状の隔壁１１ａ、１１ｂを設けることで形成されている。隔壁１１ａ、１１ｂにより、第１流路７ａおよび第２流路７ｂが互いに対向するように設けられている。図３に示すように、冷却流路７におけるノズル部材４の軸方向に垂直な断面形状はリング状であり、隔壁１１ａ、１１ｂは、そのリング状の冷却流路７を略均等に２つに分割するように設けられている。

図４に示すように、冷却流路７は、さらに、支持体３ａにおける内側ノズル筒体４ａより下方に延びる部分と、外側ノズル筒体４ｂとにより形成される延長流路を有し、その延長流路は出射窓３の周辺部にまで達している。さらに、支持体３ａが、棒状の隔壁１１ａ、１１ｂより下方に延びる部分を有することで、第１流路７ａおよび第２流路７ｂは、さらに出射窓３の周辺部にまで達するように形成されている。すなわち、図４に示すように、第１流路７ａは、出射窓３の周辺部に延長流路１７ａを有する。第２流路７ｂは、延長流路１７ａと対向する領域に、第２流路７ｂの延長流路を有する。
第１流路７ａ（延長流路１７ａ）は、支持体３ａと外側ノズル筒体４ｂとで形成された、隔壁１１ａ、１１ｂの下方にてそれぞれ開口する開口部７ｃを介して、第２流路７ｂ（延長流路）に接続されている。冷却水は、第１流路７ａ、開口部７ｃ、および第２流路７ｂの順に流れる。

外側ノズル筒体４ｂの第１流路７ａを構成する部分における上端部付近に冷却水の供給口（図示しない）が設けられている。外側ノズル筒体４ｂの第２流路７ｂを構成する部分における上端部付近に冷却水の排出口（図示しない）が設けられている。これにより、出射窓３の周辺部に冷却水を順次供給することができ、ノズル部材４および出射窓３付近（支持体３ａ）の温度上昇が抑制される。排出口より排出された水を冷却水として再利用してもよい。

真空チャンバ用磁気遮蔽部材は、高透磁率を有する磁気遮蔽筐体５で構成され、真空筐体１の外面を覆うように配されている。これにより、真空筐体１内の電子発生器２からノズル部材４までの電子ビーム軌道が地磁気や周辺機器の磁気の影響を受けるのを抑制することができる。
磁気遮蔽筐体５は、２つの構成部品５ａ、５ｂで構成され、ノズル部材側と、ノズル部材の反対側とから構成部品５ａ、５ｂをそれぞれ真空筐体１上に装着することにより、真空筐体に設置される。

磁気遮蔽筐体５の厚みは、例えば、０．５〜１．５ｍｍである。磁気遮蔽筐体５には、例えば、厚み約０．８ｍｍおよび相対透磁率約９００００のミューメタル製の筐体が用いられる。

図１および２に示すように、ノズル部材用磁気遮蔽部材は、高透磁率を有する磁気遮蔽筒体６で構成され、内側ノズル筒体４ａの内面を覆うように配されている。これにより、ノズル部材４内の電子ビーム軌道が地磁気や周辺機器の磁気の影響を受けるのを抑制することができる。
磁気遮蔽筒体６は、磁気遮蔽筒体６を内側ノズル筒体４ａの内側に密に嵌入することにより、ノズル部材４に設置することができる。内側ノズル筒体４ａ内に挿入するだけでノズル部材４に設置することができ、溶接等の接合作業が不要であるため、生産性の面で有利である。

磁気遮蔽筒体６は、厚み０．１〜０．４ｍｍが好ましく、厚み０．２〜０．３ｍｍがより好ましい。
磁気遮蔽筒体６の厚み０．１ｍｍ以上であると、ノズル部材４内の電子ビーム軌道に対する磁気遮蔽効果が十分に得られる。また、磁気遮蔽筒体６を内側ノズル筒体４ａ内に挿入する際に磁気遮蔽筒体６が変形や破断等することがない、十分な強度が得られる。磁気遮蔽筒体６の厚み０．４ｍｍ以下であると、内側ノズル筒体４ａ内において、電子ビームが通過するのに十分な空間を確保することができる。
なお、磁気遮蔽筒体６の厚みは、上記範囲に限定されるものではなく、電子ビームの出力の大きさや、磁気による影響の度合い等に応じて、適宜変更すればよい。

磁気遮蔽筒体６には、例えば、厚み約０．２５ｍｍおよび相対透磁率約９００００のミューメタル製の筒体が用いられる。

磁気遮蔽筒体６の一方の端部（電子発生器２側の端部）は、軸方向に垂直な方向に沿って外側に延びる突出部６ａを有する。突出部６ａにより内側ノズル筒体４ａ内で磁気遮蔽筒体６の位置がずれるのを防ぐことができる。

上記のように、磁気遮蔽筒体６が、内側ノズル筒体４ａの内面を覆うように設けられている場合、電子ビーム照射時に出射窓３付近で生じた熱が磁気遮蔽筒体６に直に伝わり、磁気遮蔽筒体６の相対透磁率が低下するという不具合を生じる可能性がある。そこで、磁気遮蔽効果を損なうことがなく、かつ上記の不具合が生じないように、磁気遮蔽筒体６が、ノズル部材４の先端（先端部材１３の下端）から当該ノズル部材４の軸方向に沿って所定の距離Ｌ１だけ離して配される。

電子ビームがノズル部材４の先端において磁気の影響を受けて曲がり始める場合は、電子ビームがノズル部材４の基部において磁気の影響を受けて曲がり始める場合と比べて、出射窓３を通過する電子ビームのズレが少ないため、ノズル部材４の先端付近に磁気遮蔽部材を設けることによる磁気遮蔽効果は相対的に小さい。距離Ｌ１は、このような磁気遮蔽効果が比較的小さい範囲内にて設定すればよい。
また、距離Ｌ１は、ノズル部材４における直径等の寸法、電子ビーム照射装置の動作条件（電子ビームの強度）等に応じて適宜調整すればよい。

例えば、ノズル部材４が１００〜５００ｍｍの長さおよび１０〜３０ｍｍの直径を有し、電子照射装置の動作条件が８０〜２００ｋＶおよび１〜８０ｍＡの場合、ノズル部材４の軸方向の長さ寸法Ｌ２に対する上記の距離Ｌ１の割合（Ｌ１／Ｌ２×１００）が、１５〜３５％であるのが好ましい。
（Ｌ１／Ｌ２×１００）が３５％以下であると、磁気遮蔽筒体６の出射窓３までの電子ビーム軌道の周りを囲む領域が十分に確保され、磁気遮蔽効果が十分に得られる。（Ｌ１／Ｌ２×１００）が１５％以上であると、磁気遮蔽筒体６が出射窓３付近で生じる熱の影響を受けずに済むため、優れた磁気遮蔽効果が得られる。
ノズル部材４の長さ寸法Ｌ２が約４００ｍｍの場合、上記の距離Ｌ１は、例えば、約１００ｍｍである。
なお、先端部材１３におけるノズル部材４の軸方向の長さ寸法は、上記のＬ１およびＬ２の寸法に比べて非常に小さい。

本実施の形態の装置は、図１に示すように、ノズル部材４の基部よりノズル部材４の出射窓３の周りを囲むように隔壁９を設置することにより、ノズル部材４側の外部空間（隔壁９より下側の容器滅菌空間）が、真空筐体１側の外部空間と隔離されている。ノズル部材４の基部と、隔壁９との間に配されたシール部材１０により、ノズル部材４の基部と、隔壁９との間がシールされている。ノズル部材４側の外部空間には、その空間内を滅菌するための、過酸化水素ガスやオゾンのような滅菌ガスが導入されている。磁気遮蔽筒体６は、先端に薄膜３ｂを配置した密閉構造を有するノズル部材４内に設置され、ノズル部材４外部の滅菌ガス雰囲気と完全に隔離されるため、滅菌ガスにより腐食することがない。

磁気遮蔽筒体６をノズル部材４の内部（内側ノズル筒体４ａの内側）に設置した本実施の形態の装置は、磁気遮蔽筒体をノズル部材４（外側ノズル筒体４ｂ）の外側に設置する装置と比べて、ノズル部材４の外径Ｄを一定と考えた場合、磁気遮蔽筒体６が存在しないノズル部材４の先端部において、内側ノズル筒体４ａの内部の断面積を大きくすることが可能であり、それにより出射窓の面積を大きく確保することができる。これにより、支持体３ａの温度上昇を抑制しつつ、同様の滅菌効果を得ることができる点で有利である。

《実施の形態２》
本発明の実施の形態２に係る電子ビーム照射装置を、図５および６を参照しながら説明する。実施の形態１と重複する部分については、説明を省略する。

図５に示すように、電子ビーム照射装置は、真空チャンバを構成する、例えばステンレス製の円柱状の真空筐体１と、真空筐体１内に設けられた電子発生器２と、ネック部より容器内部に挿入可能に真空筐体１より延出し、電子発生器２で発生した電子ビームを出射させるための出射窓３を先端に有する円筒状のノズル部材４と、真空筐体１およびノズル部材４に、それぞれ設けられた、電子発生器２から出射窓３までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するための真空チャンバ用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筐体５）およびノズル部材用磁気遮蔽部材と、を備える。

図５および６に示すように、ノズル部材用磁気遮蔽部材は、高透磁率を有する磁気遮蔽筒体１６で構成され、内側ノズル筒体４ａの外面を覆うように配されている。これにより、ノズル部材４内の電子ビーム軌道が地磁気や周辺機器の磁気の影響を受けるのを抑制することができる。
磁気遮蔽筒体１６は、磁気遮蔽薄板を内側ノズル筒体４ａの外側面を覆うように配置した後、所定箇所を溶接することにより、ノズル部材４に設置される。

磁気遮蔽筒体１６は、厚み０．１〜０．４ｍｍであるのが好ましく、厚み０．２〜０．３ｍｍであるのがより好ましい。
磁気遮蔽筒体１６の厚み０．１ｍｍ以上であると、ノズル部材４内の電子ビーム軌道に対する磁気遮蔽効果が十分に得られる。磁気遮蔽筒体１６の厚み０．４ｍｍ以下であると、内側ノズル筒体４ａと外側ノズル筒体４ｂとの間の冷却流路７の空間を十分に確保することができ、優れたノズル部材４および支持体３ａの冷却効果が得られる。

磁気遮蔽筒体１６には、例えば、厚み約０．２５ｍｍおよび相対透磁率約９００００のミューメタル製の薄板が用いられる。

図５および６に示すように、磁気遮蔽筒体１６は、内側ノズル筒体４ａと外側ノズル筒体４ｂとの間、すなわち冷却流路７内に配される。この場合、電子ビーム照射時に出射窓３付近で生じる熱の影響は磁気遮蔽筒体１６に及ばない。このため、実施の形態１の場合のように熱の影響を考慮して磁気遮蔽筒体１６を先端部材１３から所定の距離だけ離して配置する必要がない。よって、図５および６に示すように、ノズル部材４における出射窓３までの電子ビーム軌道の全領域の周りを囲むように、磁気遮蔽筒体１６を配置することができる。

《実施の形態３》
本発明の実施の形態３に係る電子ビーム照射装置を、図７および８を参照しながら説明する。実施の形態１と重複する部分については、説明を省略する。

図７に示すように、電子ビーム照射装置は、真空チャンバを構成する、例えばステンレス製の円柱状の真空筐体１と、真空筐体１内に設けられた電子発生器２と、ネック部より容器内部に挿入可能に真空筐体１より延出し、電子発生器２で発生した電子ビームを出射させるための出射窓３を先端に有する円筒状のノズル部材４と、真空筐体１およびノズル部材４に、それぞれ設けられた、電子発生器２から出射窓３までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するための真空チャンバ用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筐体５）およびノズル部材用磁気遮蔽部材と、を備える。

図７および８に示すように、ノズル部材用磁気遮蔽部材は、高透磁率を有する磁気遮蔽リング２６で構成され、内側ノズル筒体４ａの外面を覆うように配されている。これにより、ノズル部材４内の電子ビーム軌道が地磁気や周辺機器の磁気の影響を受けるのを抑制することができる。
磁気遮蔽リング２６は、磁気遮蔽リング２６を内側ノズル筒体４ａの外側面に配置した後、所定箇所を溶接することにより、ノズル部材４に設置される。

安定した磁気遮蔽効果を得るためには、磁気遮蔽リング２６は、一定の間隔で配されるのが好ましい。
互いに隣り合う磁気遮蔽リング２６の間には、冷却流路７の空間を十分に確保することができ、かつノズル部材４内の電子ビーム軌道に対する磁気遮蔽効果が十分に得られる程度に、所定の間隔が設けられる。

磁気遮蔽リング２６は、厚み０．１〜０．４ｍｍが好ましく、厚み０．２〜０．３ｍｍであるのがより好ましい。磁気遮蔽リング２６の厚み０．１ｍｍ以上であると、ノズル部材４内の電子ビーム軌道に対する磁気遮蔽効果が十分に得られる。磁気遮蔽リング２６の厚み０．４ｍｍ以下であると、磁気遮蔽リング２６と外側ノズル筒体４ｂとの間において冷却流路７の空間を十分に確保することができ、優れたノズル部材４および支持体３ａの冷却効果が得られる。

磁気遮蔽リング２６は、ノズル部材４内の電子ビーム軌道に対する磁気遮蔽効果が十分に得られ、かつ互いに隣り合う磁気遮蔽リング２６の間において、冷却流路７の空間を十分に確保することができる程度に、所定の幅を有する。

磁気遮蔽リング２６を用いた実施の形態３では、磁気遮蔽薄板１６を用いた実施の形態２と比べて、内側ノズル筒体４ａと外側ノズル筒体４ｂとの間の冷却流路７としての空間をより広く確保することができるため、より優れた冷却効果が得られる。また、磁気遮蔽リング２６の厚みを磁気遮蔽薄板１６の厚みよりも大きくすることができる。

磁気遮蔽リング２６には、例えば、厚み約０．２５ｍｍおよび相対透磁率約９００００のミューメタル製のリング状部材が用いられる。

図７および８に示すように、磁気遮蔽リング２６は、内側ノズル筒体４ａと外側ノズル筒体４ｂとの間、すなわち冷却流路７内に配される。この場合、電子ビーム照射時に出射窓３付近で生じる熱の影響は磁気遮蔽リング２６に及ばない。このため、実施の形態１の場合のように熱の影響を考慮して磁気遮蔽リング２６を先端部材１３から所定の距離だけ離して配置する必要がない。よって、図５に示すように、ノズル部材４における出射窓３までの電子ビーム軌道の全領域において、磁気遮蔽リング２６を一定の間隔で配置することができる。

本実施の形態では、リング状の磁気遮蔽部材を用いたが、磁気遮蔽部材をらせん状やメッシュ状に配置してもよい。リング状の磁気遮蔽部材の場合と同様の効果が得られる。

《実施の形態４》
本発明の実施の形態４に係る電子ビーム照射装置を、図１０を参照しながら説明する。実施の形態１と重複する部分については、説明を省略する。

図１０に示すように、電子ビーム照射装置は、上記実施の形態１に係る電子ビーム照射装置においてノズル部材用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筒体６）を備えないものである。

具体的には、図１０に示すように、電子ビーム照射装置は、真空チャンバを構成する、例えばステンレス製の円柱状の真空筐体１と、真空筐体１内に設けられた電子発生器２と、ネック部より容器内部に挿入可能に真空筐体１より延出し、電子発生器２で発生した電子ビームを出射させるための出射窓３を先端に有する円筒状のノズル部材４と、真空筐体１に設けられた、電子発生器２から出射窓３までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するための真空チャンバ用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筐体５）と、を備える。

ノズル部材用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筒体６）を備えない本実施の形態の装置は、ノズル部材用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筒体６）を備える装置と比べて、ノズル部材４の外径Ｄを一定と考えた場合、電子ビームの軌道を僅かながら太くすることが可能であり、それにより、磁気の影響を受けにくくすることができる点で有利である。

ノズル部材４の外径Ｄを一定と考えた場合、冷却流路の横断面を大きくすることが可能であり、それにより電子ビームの出力をあげることができる。

また、本実施の形態装置は、ノズル部材用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筒体６）を備えないので、全体として放出ガス（真空下で発生するガス）が一層少なくなり、真空筐体１内をより高い真空状態にすることができる。これにより、電子ビームを安定した照射、放電の低減、および真空筐体１内の機器の長寿命化に有利である。さらに、ノズル部材用磁気遮蔽部材（磁気遮蔽筒体６）を備えない分、電子ビーム照射装置の製造工程を簡素にすることができる。

Claims (9)

1. 容器内部に電子ビームを照射する電子ビーム照射装置であって、
   真空チャンバと、
   真空チャンバ内に設けられた電子発生器と、
   容器内部に挿入可能に真空チャンバより延出し、電子発生器で発生した電子ビームを容器内部に出射させるための出射窓を先端に有する筒状のノズル部材と、
   真空チャンバに設けられた、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するための真空チャンバ用磁気遮蔽部材と、
   を備えることを特徴とする電子ビーム照射装置。
2. 真空チャンバ用磁気遮蔽部材は、真空チャンバの外面を覆うように配され、内側に電子 ビーム軌道が影響を受ける方向の変動磁気を有しない空間を形成するものである請求項１ に記載の電子ビーム照射装置。
3. 電子ビームは、ノズル部材の内部で円錐状に広がるものである請求項１または２に記載 の電子ビーム照射装置。
4. ノズル部材に設けられた、電子発生器から出射窓までの電子ビーム軌道の周囲において発生した変動磁気を遮蔽するためのノズル部材用磁気遮蔽部材、
   を備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電子ビーム照射装置。
5. 真空チャンバ用磁気遮蔽部材およびノズル部材用磁気遮蔽部材は、相対透磁率が５００００以上である高透磁率材料で構成されている請求項４に記載の電子ビーム照射装置。
6. ノズル部材用磁気遮蔽部材は、電子ビーム軌道の周りを囲むように配されている請求項 ４または５に記載の電子ビーム照射装置。
7. ノズル部材用磁気遮蔽部材は、ノズル部材の軸に対して、筒状、リング状、または螺旋状に配されている請求項６に記載の電子ビーム照射装置。
8. ノズル部材用磁気遮蔽部材は、ノズル部材の内側に配され、電子ビーム照射時に出射窓付近で生じた熱がノズル部材用磁気遮蔽部材に伝わることでノズル部材用磁気遮蔽部材の相対透磁率が低下しないように、ノズルの先端から当該ノズルの軸方向に沿って所定の距離だけ離して配されている請求項４または５に記載の電子ビーム照射装置。
9. ノズル部材は、その側部に、ノズル部材用磁気遮蔽部材と、ノズル部材を冷却するための媒体が流れる冷却流路とを有する請求項４または５に記載の電子ビーム照射装置。

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