JPH03268880A - 電子ビーム加工装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は真空加工室に配置される被加工物に電子ビー
ムを照射して溶接、焼入れ、溶断、彫刻、などの加工を
行う電子ビーム加工装置に関するものである。

［従来の技術］ 第３図は例えば特開昭６１−９９１３号公報に示された
従来の電子ビーム加工装置（２０）の断面図である。

約５０〜１００ｍ３程度の容積の加工室（１）内には被
加工物移動装置（４）上に位置決めされて例えばチタン
、ニオブ等の材質の被加工物（３）が載せられる。加工
室（１）には加工室真空排気系（２）が接続され被加工
物（３）の酸化等を防ぐために加工室（１）内を電子ビ
ーム加工時に５〜ＬＸ　１．０＝ｔｏｒｒ程度の高真空
に保つ。電子銃（５）は電子ビーム加工を行う際にＸ。

ｙ、ｚ軸の３次元方向に移動可能なように、３次元移動
装置（７）に装着されている。また電子銃（５）の内部
には電子ビーム（６）を照射する際に加熱されるカソー
ド（１３）等が収納されている。尚、電子ビーム照射の
ために電子銃（５）の内部はターボ分子ポンプ等の電子
銃高真空排気ポンプ（８）に接続されて３Ｘ　１Ｏ−５
ｔｏｒｒ程度以下の真空に引かれる。

その電子銃高真空排気ポンプ（８）はフレキシブルな真
空ホース（９）を介して電子銃排気系（１０）に接続さ
れている。そのため電子銃（６）はこの高真空下に保た
れる。電子ビーム（６）によって実際に被加工物（３）
が溶接等される際には加工室（１）内及び電子銃（６）
の各々がそれぞれ要求される真空度に保たれている必要
がある。

［発明が解決しようとする課題］ 電子銃（５）内に収納されているカソード（１３）は使
用条件によって変化する寿命を有しており、おおよそ数
十時間から２００時間程度となっている。

従って一度電子ビーム加工が開始された後にカソード（
１３）の状態が不安定になり寿命に至っていることが分
かる場合がある。このような時はカソード（１３）を新
品に交換する必要があり、加工室（１）内及び電子銃（
５）内の真空を破って大気圧に戻し、作業者が加工室（
１）内に入って、電子銃（５）を開けてカソード（１３
）を交換していた。ところが交換後、加工を再開するた
めに再度５０〜１００ｎ３もの大きな容積の加工室内を
所定の１〜５Ｘ　１．０−４ｔｏｒｒの真空度に戻す必
要があり、そのために通常３０〜５０分間を要し、全体
の加工時間を長くしていた。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、カソード（１３）等の交換の際でも短時間で
電子ビーム加工が再開できる電子ビーム加工装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電子ビーム加工装置は、気密扉によって
開閉可能な貫通穴を有する真空加工室、 前記貫通穴の周囲部分に押圧された時、開閉可能な気密
扉付の接続板を有する、前記真空加工室内の移動手段上
に設置された電子銃、 前記電子銃に接続される排気系、 を具備する。

［作用］ この発明に係る電子ビーム加工装置において電子銃の保
守が必要なときは、電子銃を移動させてその接続板が真
空加工室の貫通穴の周囲部に押圧された状態で、接続板
の気密扉を開く。その上で、真空加工室の貫通穴の気密
扉を開き、電子銃の内部と真空加工室外部とが連通ずる
が、真空加工室は実質的真空状態に保たれてる。

［実施例］ 第１図はこの発明の電子ビーム加工装置（２０）の一実
施例を示す断面図である。図において、加工室（１）内
には被加工物移動装置（４）上に位置決めされて被加工
物（３）が載せられる。加工室（１）には加工室真空排
気系（２）が接続されて、加工室内を１〜５Ｘ　１０−
’ｔｏｒｒ程度の高真空に保つ。電子銃（５）１ま電子
ビーム加工を行う際に、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の３次元方向に移
動可能なように、例えばガントリ形の３次元移動装置（
７）に装着されている。又電子銃（５）の内部には電子
ビーム（６）を照射する際に加熱されるカソード（１３
）が収納されている。又そのカソード（１３）等を取り
外したり、取り付けたりすることが可能なようにカソー
ド交換ｎ　（１５）を備えた押し当て板部（１４）が電
子銃（５）に取り付けられて（′Ｉる。尚、電子銃（５
）は、その内部はターボ分子ポンプ等の電子銃高真空排
気ポンプ（８）に接続されて３Ｘ　１Ｏ−５ｔｏｒｒ程
度以下の高真空に引力）れる。その電子銃高真空排気ポ
ンプ（８）はフレキシブルな真空ホース（９）を介して
電子銃排気系（１０）に接続されている。電子銃（５）
は気密構造になってイルため、この高真空下に保たれる
。

被加工物（３）の電子ビーム加工中に、カソード（１３
）の交換等の保守をする必要が生じた場合は、電子銃（
５）は３次元移動装置（７）によって、加工室（１）の
加工室カソード交換扉（１６）によって室外側が気密に
塞がれている貫通口（１８）の正面に移動させられる。

そこで前述の押し当て板部（１４）を貫通口（１８）周
囲の加工室内壁面上に装着されているガスケット部（１
９）を押圧しながら押しつける。つまりこの時電子銃（
５）が押し当て板部（１４）を接続板として介して貫通
口（１８）に接続される。この状態をより詳細に示すた
め第２図に第１図の部分拡大図を示している。この時の
押圧力は、後述するように貫通口（１８）部分が大気圧
になった時に電子銃（５）を加工室壁から引き離す方向
にかかる力より十分大きいことが必要である。この力は
例えば押し当て板部（１４）の大気圧のかかる部分の面
積が４００ｃｍ２とするとその時の大気圧の力は４００
ｋｇｆとなるので、４００ｋｇｆ以上の力が必要となる
。この状態で電子銃排気系（ｌＯ）のリークバルブ（１
１）及び加工室カソード交換＃　（１５）に組み込まれ
ているリークバルブ（１７）を開放し、電子銃（５）及
び貫通口（１８）内部に大気を導入する。その後、加工
室カソード交換ｎ　（１６）及びカソード交換ｎ　（１
５）を開けて、電子銃（５）内のカソード（１３）を交
換する。交換作業終了後、カソード交換ｎ　（１５）を
閉じ、リークバルブ（１１）を閉じ、電子銃排気系（１
０）を作動させ、所定の真空度に達したら電子銃高真空
排気ポンプ（８）を作動させ、電子銃（５）内部を前述
の高真空にする。続けてカソード（１３）を図示しない
電源によって加熱し、電子銃を運転可能状態にする。又
以上の一連の操作と同時に加工室カソード扉（１６）を
閉じ、リークバルブ（１７）を閉じ、電子銃（５）を３
次元移動装置（７）で移動させて、電子銃の抑圧状態を
解除する。この時貫通口（１８）部分に残存している空
気は加工室の体積に比して非常に少ないため、極めて短
時間のうちに加工室真空排気系（２）に吸引されるので
、加工室内の真空状態にほとんど影響を及ぼさない。尚
電子銃内は非常に狭い空間であるので加工室に比べて短
時間、例えば１０分程度で前記の所定の真空度に到達す
る。したがって短時間の電子銃の排気の終了の後電子銃
（５）を再び３次元移動装置（７）で移動させて、電子
ビーム加工を再開する。

尚、以上の交換作業の際、加工室真空排気系（２）は継
続して加工室（１）内を真空に引き続けるため、加工室
（１）内は常に充分良好な真空度を保っている。尚各カ
ソード交換ｎ　（１５）及び加工室カソード交換扉（１
６）は本実施例ではボルト止めのものを示したが、実際
にはヒンジを付けてハンドル等により簡単に開閉できる
構成とすればより一層の作業時間の短縮ができる。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、加工室カソード交換
扉及び電子銃の押しつけ板部のカソード交換扉を開放し
て容積の小さな電子銃部分のみを外気と連通し電子銃部
分内のカソード交換等の保守を行うように構成した。こ
のような構成をとることによって巨大な容積の加工室内
の真空を破らないで電子銃の保守が可能となり、その結
果電子銃交換の後で加工室の排気の時間を必要とせず電
子ビーム加工の再開に要する時間が大幅に短縮できる効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による電子ビーム加工装置を
示す断面図、第２図は第１図の部分拡大図、第３図は従
来の電子ビーム加工装置を示す断面図である。 図中、（１）は真空加工室、（５）は電子銃、（７）は
３次元移動装置、（工０）は電子銃排気系、（１４）は
押し当て板部、（１５）はカソード交換扉、（１６）は
加工室カソード交換扉、（１８）は貫通口、（２０）は
電子ビーム加工装置である。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）気密扉によって開閉可能な貫通穴を有する真空加
   工室、 前記貫通穴の周囲部分に押圧された時、開閉可能な気密
   扉付の接続板を有する、前記真空加工室内の移動手段上
   に設置された電子銃、 前記電子銃に接続される排気系、 を具備する電子ビーム加工装置。