JPH03102749A - 荷電粒子加速装置 - Google Patents
荷電粒子加速装置Info
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- JPH03102749A JPH03102749A JP24023389A JP24023389A JPH03102749A JP H03102749 A JPH03102749 A JP H03102749A JP 24023389 A JP24023389 A JP 24023389A JP 24023389 A JP24023389 A JP 24023389A JP H03102749 A JPH03102749 A JP H03102749A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分デＰ］
本発明は被加工物に荷電粒子を照射して被加工物面を加
工する加速装置に係り，特に放熱による周辺部材の熱損
傷を防止するに好適な荷電粒子加速装置に関する． （２）前記導線が，前記フィラメントリード線と共に前
記電気絶縁管内を通過して配設されると共に，該電気絶
縁管の端面から前記フィラメントコイル側に向かって適
宜長さだけ突出して配設されるものである請求項１に記
載の荷電粒子加速装置．［従来の技術］ 第６図に従来一般に使用されている電子ビーム加速装置
の加熱部分の概要構造を表示する．フィラメントコイル
３ａはフィラメント固定ベース５ｂの先端部にフィラメ
ント固定具２１を介しフィラメント固定ねじ２２により
固定される．フィラメント固定ベース５ｂはその中間部
をアルミナ絶縁環４ｂに支持されると共にその後端側に
はフィラメントリード線２ａに連結する．なお、フィラ
メントリード線２ａは図略のフィラメント電源に連結さ
れる。
工する加速装置に係り，特に放熱による周辺部材の熱損
傷を防止するに好適な荷電粒子加速装置に関する． （２）前記導線が，前記フィラメントリード線と共に前
記電気絶縁管内を通過して配設されると共に，該電気絶
縁管の端面から前記フィラメントコイル側に向かって適
宜長さだけ突出して配設されるものである請求項１に記
載の荷電粒子加速装置．［従来の技術］ 第６図に従来一般に使用されている電子ビーム加速装置
の加熱部分の概要構造を表示する．フィラメントコイル
３ａはフィラメント固定ベース５ｂの先端部にフィラメ
ント固定具２１を介しフィラメント固定ねじ２２により
固定される．フィラメント固定ベース５ｂはその中間部
をアルミナ絶縁環４ｂに支持されると共にその後端側に
はフィラメントリード線２ａに連結する．なお、フィラ
メントリード線２ａは図略のフィラメント電源に連結さ
れる。
このようなフィラメントコイル３ａは極めて高温になり
、これに伴ってフィラメント固定ベース５ｂ，アルミナ
絶縁環４ｂ等も高温になるため、放熱手段を設けて周辺
部の温度を低下させる必要が有る．すなわち，フィラメ
ントコイル３ａからアルミナ絶縁環４ｂ側に向かって適
当な温度勾配をもたすようにそのｎｌｌに放熱手段を設
ける必要があった．従来技術ではその放熱手段としてフ
ィラメントコイル３ａの近傍に適宜大きさのフィラメン
ト固定ベース５ｂとフィラメント固定ねじ２２を設け，
それ等でフィラメントコイル３ａを固定すると共に、放
熱部として機能せしめ，それ等を通してフィラメントリ
ードの反手方向側に主に熱を逃すようにしていた． ［本発明の目的：解決すべき問題点］ しかしながら，フィラメント固定ベース５ｂとフィラメ
ント固定ねじ２２を使用した放熱方法では、フィラメン
ト固定ベース５ｂとフィラメント固定ねじ２２をよほど
大型のものにしないと十分な放熱効果が得られず，また
小型の普通の材質のものでは放熱が不十分のためこれ等
が溶けてしまうという問題点が生ずる．そのためタング
ステンや，モリブデン等の高融点材料で大きなフィラメ
ント固定ねじ２２やフィラメント固定ベース５ｂおよび
フィラメント固定具２１等を作らねばならず，コスト高
で、かつ大型となる問題点が生じる．本発明は以上の問
題点を解決し、前記の要請に答えるものであり、タング
ステンやモリブデン等の如き高価な材料を用いることな
く、極めて簡便な小型の手段で十分な放熱が行われ、周
辺の各部品の熱損傷もなく、有用な荷電粒子の放出，加
速ができることにより耐用期間が長くなる荷電粒子加速
装置を提供することを目的とする．［本発明の構戊：問
題点解決の手段］ 本発明は以上の目的を達成するために、アルミナ材料な
どからなる電気絶縁管に支持され，フィラメント電源に
連結すると井に，熱電子を放出すべく先端側に形或され
るフィラメントコイルに連結するフィラメントリード線
に，該リード線よりも大径の腺径の導線を前記電気絶縁
管内にて添わせてなる荷電粒子加連装置を構成するもの
である．［作用］ フィラメントリード線よりも大径の線径を有する導線を
該フィラメントリード線に接触させて添わせた状態で電
気絶縁管を通して配線する．そのようにすることにより
、フィラメントリード線があたかも太線になったと同様
な効果が生じ，その電流密度が減少し，熱伝達も行うの
でフイラメン１、コイルの温度上昇がおさえられる．前
記導線の材質は銅など一般用材料で良く、太いから．ｆ
ｆｉ気抵抗が小さいので発熱は小であり、また，放熱は
前記導線を介してゆるやかに行われれば足りる．結果と
してフィラメントリード線はフィラメントコイル側から
その支持部にかけて適当な温度勾配をもった適温な状態
に保持される．そのため周辺部材の熱損傷が防止される
． ［実施例１］ 本実施例１は電子ビーム加速装置におけるターゲットプ
レートの試料を加熱する加熱手段に適用した場合を示す
． 第１図に示すように，装置の中央部には細長円筒状のセ
ラミック．好ましくはアルミナ材料からなる電気絶林管
４（以下，アルミナ絶縁管４という）が配設され、アル
ミナ絶縁管４はアルミナ絶縁管固定ベース５により保持
される．また、ステンレスペース６はアルミナ絶縁管固
定ベース５を支持する． 第２図および第３図にも示す如く、アルミナ絶縁管４内
には２つの貢通孔７，７が設けられる．７イラメントリ
ード線２はアルミナ絶縁管４の貫通孔７を通り抜け、先
端に形成されるフィラメントコイル３に連結すると共に
電流端子８に連結する． 導線１は同じく貢通孔７を通過して配設され，その基端
側は電流端子８に連結すると共に，先端側はアルミナ絶
縁管４の前端面４ａ（第２図）から突出し、フィラメン
トコイル３の近傍まで伸延して配設される．導線１の線
径はフィラメントリード線２の線径よりも大径のものか
らなり、例えば２乃至５倍程度のものから形成される．
その材質は特に限定しない．また，第３図によく示すよ
うに、導線｛はフィラメントリード線２と接触し，貫通
孔７内に好ましくは密着した状態で介設される．また導
線１を管状とし内部にフィラメントリード線を密接して
添わせてもよい． 第１図には他にフィラメントコイル３の周辺にこれを囲
んでグリッド９および絶縁バイプ１０が配設され、フィ
ラメントコイル３の前面側にはターゲットプレート１１
が配設されている．電流の供給によりフィラメントリー
ド線２は加熱されるが、その長手方向に沿って電気抵抗
小な？導線１が密接して配設されているため、フィラメ
ントリード線２の発熱は小となる．すなわち、フィラメ
ントリード線２はあたかもその断面積が拡大したような
作用を受け，電流密度も減少しフィラメントリード線２
自体の温度上昇も低下する．一方，導，ｉｓｉに伝わっ
た熱は導線１の周縁から放熱する．導線１は前述のよう
にフィラメントリード線２に添われた状態で長手方向に
配線されているため，放熱はフィラメントリード線２を
通して行われると井■食１方向に沿って万遍となく行わ
れ、局部的な高温部を発生させない．その結果としてフ
ィラメントリード線２は適当な温度勾配をもつことにな
る．勿論フィラメントリード線２の温度上昇がおさえら
れるがフィラメントコイル３は十分に高温に加熱される
． 第１図および第２図に示すように、導線１の先端部はア
ルミナ絶縁管４の前端面４ａから突出し，フィラメント
コイル３の近傍まで伸延しているため、フィラメントコ
イル３の近傍より低発熱の状態となりその上にその部分
の放熱も十分に行われることになる． 導線１は径が太ければよいので材質は前記したように特
に限定するものでないが，例えば銅，タングステン，モ
リブデン等が採用されてもよい．［実施例２］ 実施例２はイオンビーム加速装置に本実施例を適用した
場合を示す． 装置の中央部には円筒状のアルミナ絶縁管４ａが支持管
１３を介しアルミナ絶縁管固定ベース５ａ内に支持され
る．アルミナ絶縁管固定ベース５ａ内の室１４内にガス
管１５からの水素ガス又はアルゴン等のガス体が但給さ
れる． フィラメントリード線２は前記実施例１と同様にフィラ
メントコイル３と電流端子８ａ側と連結して配設される
． 導線１も第５図に示すようにフィラメントリード線２と
接触し，これに添わされた状態で配設され、アルミナ絶
縁管４の２個の貢通孔７ａ，７ａ内に収納される．第４
図に示すように導線１の先端側は実施例１と同じくアル
ミナ絶縁管４の前端面から突出し，フィラメントコイル
３の近傍まで伸延している． アルミナ絶縁管固定ベース５ａの周縁にはこれをＢ！ｌ
てマグネットコイル１６が配設され，フィラメントコイ
ル３の前面側にはそこから放出されたイオンビームを絞
り込むと共に拡散を防止して集束させるウェネルトン１
７，アバーチャ１８，プラズマカップ１９等が配設され
る．また、イオンビームは引き出し電極２０を介し被加
工物１２ａ上に照射される． 以上の構造によりフィラメントコイル３で励起され，ウ
ェネルトン１７とアパーチャ１８間のアーク放電により
イオン化されたイオンビームは加速されて被加工物１２
ａ側に送られるが，前記実施例１と同様にフィラメント
リード線２は導線１の存在により，温度上昇が制限され
ると井に、導ＩｊＩｌからの放熱により適宜の温度勾配
の状態に保持される．従って、その周辺の各部品に悪影
響を与えない． 本発明は以上の説明によっても明らかなようにフィラメ
ントリード線に径大なる導線を電気絶縁管内にて一緒に
添わせ，これを電気絶縁管を通して通過させ，フィラメ
ントコイルの近傍まで導線を伸延させる点に発明のポイ
ントがあるもので、荷電粒子加速装置の細部構造に関し
ては図示のものに限定されないことは勿論である．また
フィラメントリード線と導線を支持する電気絶縁管の形
状も図示のもに限定されるものでない．２）導線の存在
によりフィラメントリード線は適当な温度勾配をもった
状態に保持され、周辺の部品に熱損傷を与えない． ３）フィラメントリード線は導線の存在により電流密度
が減少し、フィラメントコイルの周辺部分の温度は低下
するが，フィラメントコイル自体は十分に加熱され、荷
電粒子の発生，放出，加速に影響を与えない． ［本発明の効果］ 本発明によれば次のような顕著な効果を奏する．ｌ）フ
ィラメントリード線にこれよりも大きい線径を有する導
線を密接させ、適宜の長さの範囲で添わせて配設するこ
とにより，フィラメントリード線の熱が導線側に伝えら
れ，ここから積極的に放熱される．また導線からの放熱
はその長手方向に沿って行われるため局部的に高温にな
る部分は生じない． ４）導線をフィラメントリード線に添わせて配設するこ
とは極めて簡単に行われ，既設装置にも適用可能である
． ５）導線は特に高価の材料を使用する必要がなく，安価
に実施することが出来る．
、これに伴ってフィラメント固定ベース５ｂ，アルミナ
絶縁環４ｂ等も高温になるため、放熱手段を設けて周辺
部の温度を低下させる必要が有る．すなわち，フィラメ
ントコイル３ａからアルミナ絶縁環４ｂ側に向かって適
当な温度勾配をもたすようにそのｎｌｌに放熱手段を設
ける必要があった．従来技術ではその放熱手段としてフ
ィラメントコイル３ａの近傍に適宜大きさのフィラメン
ト固定ベース５ｂとフィラメント固定ねじ２２を設け，
それ等でフィラメントコイル３ａを固定すると共に、放
熱部として機能せしめ，それ等を通してフィラメントリ
ードの反手方向側に主に熱を逃すようにしていた． ［本発明の目的：解決すべき問題点］ しかしながら，フィラメント固定ベース５ｂとフィラメ
ント固定ねじ２２を使用した放熱方法では、フィラメン
ト固定ベース５ｂとフィラメント固定ねじ２２をよほど
大型のものにしないと十分な放熱効果が得られず，また
小型の普通の材質のものでは放熱が不十分のためこれ等
が溶けてしまうという問題点が生ずる．そのためタング
ステンや，モリブデン等の高融点材料で大きなフィラメ
ント固定ねじ２２やフィラメント固定ベース５ｂおよび
フィラメント固定具２１等を作らねばならず，コスト高
で、かつ大型となる問題点が生じる．本発明は以上の問
題点を解決し、前記の要請に答えるものであり、タング
ステンやモリブデン等の如き高価な材料を用いることな
く、極めて簡便な小型の手段で十分な放熱が行われ、周
辺の各部品の熱損傷もなく、有用な荷電粒子の放出，加
速ができることにより耐用期間が長くなる荷電粒子加速
装置を提供することを目的とする．［本発明の構戊：問
題点解決の手段］ 本発明は以上の目的を達成するために、アルミナ材料な
どからなる電気絶縁管に支持され，フィラメント電源に
連結すると井に，熱電子を放出すべく先端側に形或され
るフィラメントコイルに連結するフィラメントリード線
に，該リード線よりも大径の腺径の導線を前記電気絶縁
管内にて添わせてなる荷電粒子加連装置を構成するもの
である．［作用］ フィラメントリード線よりも大径の線径を有する導線を
該フィラメントリード線に接触させて添わせた状態で電
気絶縁管を通して配線する．そのようにすることにより
、フィラメントリード線があたかも太線になったと同様
な効果が生じ，その電流密度が減少し，熱伝達も行うの
でフイラメン１、コイルの温度上昇がおさえられる．前
記導線の材質は銅など一般用材料で良く、太いから．ｆ
ｆｉ気抵抗が小さいので発熱は小であり、また，放熱は
前記導線を介してゆるやかに行われれば足りる．結果と
してフィラメントリード線はフィラメントコイル側から
その支持部にかけて適当な温度勾配をもった適温な状態
に保持される．そのため周辺部材の熱損傷が防止される
． ［実施例１］ 本実施例１は電子ビーム加速装置におけるターゲットプ
レートの試料を加熱する加熱手段に適用した場合を示す
． 第１図に示すように，装置の中央部には細長円筒状のセ
ラミック．好ましくはアルミナ材料からなる電気絶林管
４（以下，アルミナ絶縁管４という）が配設され、アル
ミナ絶縁管４はアルミナ絶縁管固定ベース５により保持
される．また、ステンレスペース６はアルミナ絶縁管固
定ベース５を支持する． 第２図および第３図にも示す如く、アルミナ絶縁管４内
には２つの貢通孔７，７が設けられる．７イラメントリ
ード線２はアルミナ絶縁管４の貫通孔７を通り抜け、先
端に形成されるフィラメントコイル３に連結すると共に
電流端子８に連結する． 導線１は同じく貢通孔７を通過して配設され，その基端
側は電流端子８に連結すると共に，先端側はアルミナ絶
縁管４の前端面４ａ（第２図）から突出し、フィラメン
トコイル３の近傍まで伸延して配設される．導線１の線
径はフィラメントリード線２の線径よりも大径のものか
らなり、例えば２乃至５倍程度のものから形成される．
その材質は特に限定しない．また，第３図によく示すよ
うに、導線｛はフィラメントリード線２と接触し，貫通
孔７内に好ましくは密着した状態で介設される．また導
線１を管状とし内部にフィラメントリード線を密接して
添わせてもよい． 第１図には他にフィラメントコイル３の周辺にこれを囲
んでグリッド９および絶縁バイプ１０が配設され、フィ
ラメントコイル３の前面側にはターゲットプレート１１
が配設されている．電流の供給によりフィラメントリー
ド線２は加熱されるが、その長手方向に沿って電気抵抗
小な？導線１が密接して配設されているため、フィラメ
ントリード線２の発熱は小となる．すなわち、フィラメ
ントリード線２はあたかもその断面積が拡大したような
作用を受け，電流密度も減少しフィラメントリード線２
自体の温度上昇も低下する．一方，導，ｉｓｉに伝わっ
た熱は導線１の周縁から放熱する．導線１は前述のよう
にフィラメントリード線２に添われた状態で長手方向に
配線されているため，放熱はフィラメントリード線２を
通して行われると井■食１方向に沿って万遍となく行わ
れ、局部的な高温部を発生させない．その結果としてフ
ィラメントリード線２は適当な温度勾配をもつことにな
る．勿論フィラメントリード線２の温度上昇がおさえら
れるがフィラメントコイル３は十分に高温に加熱される
． 第１図および第２図に示すように、導線１の先端部はア
ルミナ絶縁管４の前端面４ａから突出し，フィラメント
コイル３の近傍まで伸延しているため、フィラメントコ
イル３の近傍より低発熱の状態となりその上にその部分
の放熱も十分に行われることになる． 導線１は径が太ければよいので材質は前記したように特
に限定するものでないが，例えば銅，タングステン，モ
リブデン等が採用されてもよい．［実施例２］ 実施例２はイオンビーム加速装置に本実施例を適用した
場合を示す． 装置の中央部には円筒状のアルミナ絶縁管４ａが支持管
１３を介しアルミナ絶縁管固定ベース５ａ内に支持され
る．アルミナ絶縁管固定ベース５ａ内の室１４内にガス
管１５からの水素ガス又はアルゴン等のガス体が但給さ
れる． フィラメントリード線２は前記実施例１と同様にフィラ
メントコイル３と電流端子８ａ側と連結して配設される
． 導線１も第５図に示すようにフィラメントリード線２と
接触し，これに添わされた状態で配設され、アルミナ絶
縁管４の２個の貢通孔７ａ，７ａ内に収納される．第４
図に示すように導線１の先端側は実施例１と同じくアル
ミナ絶縁管４の前端面から突出し，フィラメントコイル
３の近傍まで伸延している． アルミナ絶縁管固定ベース５ａの周縁にはこれをＢ！ｌ
てマグネットコイル１６が配設され，フィラメントコイ
ル３の前面側にはそこから放出されたイオンビームを絞
り込むと共に拡散を防止して集束させるウェネルトン１
７，アバーチャ１８，プラズマカップ１９等が配設され
る．また、イオンビームは引き出し電極２０を介し被加
工物１２ａ上に照射される． 以上の構造によりフィラメントコイル３で励起され，ウ
ェネルトン１７とアパーチャ１８間のアーク放電により
イオン化されたイオンビームは加速されて被加工物１２
ａ側に送られるが，前記実施例１と同様にフィラメント
リード線２は導線１の存在により，温度上昇が制限され
ると井に、導ＩｊＩｌからの放熱により適宜の温度勾配
の状態に保持される．従って、その周辺の各部品に悪影
響を与えない． 本発明は以上の説明によっても明らかなようにフィラメ
ントリード線に径大なる導線を電気絶縁管内にて一緒に
添わせ，これを電気絶縁管を通して通過させ，フィラメ
ントコイルの近傍まで導線を伸延させる点に発明のポイ
ントがあるもので、荷電粒子加速装置の細部構造に関し
ては図示のものに限定されないことは勿論である．また
フィラメントリード線と導線を支持する電気絶縁管の形
状も図示のもに限定されるものでない．２）導線の存在
によりフィラメントリード線は適当な温度勾配をもった
状態に保持され、周辺の部品に熱損傷を与えない． ３）フィラメントリード線は導線の存在により電流密度
が減少し、フィラメントコイルの周辺部分の温度は低下
するが，フィラメントコイル自体は十分に加熱され、荷
電粒子の発生，放出，加速に影響を与えない． ［本発明の効果］ 本発明によれば次のような顕著な効果を奏する．ｌ）フ
ィラメントリード線にこれよりも大きい線径を有する導
線を密接させ、適宜の長さの範囲で添わせて配設するこ
とにより，フィラメントリード線の熱が導線側に伝えら
れ，ここから積極的に放熱される．また導線からの放熱
はその長手方向に沿って行われるため局部的に高温にな
る部分は生じない． ４）導線をフィラメントリード線に添わせて配設するこ
とは極めて簡単に行われ，既設装置にも適用可能である
． ５）導線は特に高価の材料を使用する必要がなく，安価
に実施することが出来る．
第１図は電子ビーム加速装置に本発明の一実施例を装着
した状態を示す軸断面図、第２図は実施例の主要部の斜
視図、第３図は第２図のｍ−ｍ線拡大横断面図、第４１
；Ｊはイオンビーム加速装置に本発明の実施例を装着し
た状態を示す軸断面図，第５図は第４図のＶ−Ｖ線拡大
横断面図，第６図は従来の萄電粒子加速装置の概略を説
明するための軸断面図である．
した状態を示す軸断面図、第２図は実施例の主要部の斜
視図、第３図は第２図のｍ−ｍ線拡大横断面図、第４１
；Ｊはイオンビーム加速装置に本発明の実施例を装着し
た状態を示す軸断面図，第５図は第４図のＶ−Ｖ線拡大
横断面図，第６図は従来の萄電粒子加速装置の概略を説
明するための軸断面図である．
Claims (4)
- （１）電気絶縁管内に支持され、荷電粒子を放出すべく
先端側に形成されるフィラメントコイルに連結するフィ
ラメントリード線に、該リード線よりも大径の線径の導
線を前記電気絶縁管内にて添わせることを特徴とする荷
電粒子加速装置。 - （２）前記導線が、前記フィラメントリード線と共に前
記電気絶縁管内を通過して配設されると共に、該電気絶
縁管の端面から前記フィラメントコイル側に向かって適
宜長さだけ突出して配設されるものである請求項１に記
載の荷電粒子加速装置。 - （３）前記荷電粒子が電子ビーム粒子である請求項１に
記載の荷電粒子加速装置。 - （４）前記荷電粒子がイオンビーム粒子である請求項１
に記載の荷電粒子加速装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24023389A JPH03102749A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 荷電粒子加速装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24023389A JPH03102749A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 荷電粒子加速装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03102749A true JPH03102749A (ja) | 1991-04-30 |
Family
ID=17056433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24023389A Pending JPH03102749A (ja) | 1989-09-18 | 1989-09-18 | 荷電粒子加速装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03102749A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5580395A (en) * | 1994-07-19 | 1996-12-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell with integrated bypass function |
-
1989
- 1989-09-18 JP JP24023389A patent/JPH03102749A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5580395A (en) * | 1994-07-19 | 1996-12-03 | Sharp Kabushiki Kaisha | Solar cell with integrated bypass function |
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