JPH0565874A - 真空クライオポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クライオポンプに対する４５０°Ｃ程度の均
一な高温ベーキングを可能とし、極高真空を容易に達成
する。 【構成】 クライオポンプをポンプ部（Ｐ）と冷凍機
（Ｒ）とに分け、両者を、真空的に遮断し、かつ冷凍機
（Ｒ）の冷却ステージ（４９），（６９）をポンプ部
（Ｐ）のクライオパネル（２），（５）と切離し可能な
伝熱手段（５３），（７３）を介して接続して、分離可
能に結合する。冷凍機（Ｒ）の駆動部とポンプ部（Ｐ）
のケーシング（１）とをベローズ（３６）により連結
し、かつ冷凍機（Ｒ）の冷却ステージ（４９），（６
９）とポンプ部（Ｐ）のクライオパネル（２），（５）
とを接続する伝熱手段（５３），（７３）は少なくとも
一部が可撓性部材にてなるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に、極高真空を得
るためのクライオポンプに関し、超高真空や高真空を得
るためのクライオポンプにも適用できるクライオポンプ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種クライオポンプは、真空ポンプの
１つとして広く利用されており、ポンプケーシング内
に、冷凍機によって極低温レベルに冷却されるクライオ
パネルを有し、真空容器からケーシング内に入射した気
体分子を凝縮又は吸着して捕獲保持することで、真空容
器内を排気するようにしたものである。

【０００３】ところで、通常のクライオポンプにより到
達できる真空度は、高々１０^-8Ｐａ（１０^-10 Torr）程
度の超高真空域であるが、今日、新しい機能の素子や材
料、表面物理学や基礎物理学の研究の分野では、１０
^-10 Ｐａ以下の極高真空空間を得る技術が注目されてい
る。すなわち、このような極高真空空間では、存在する
気体分子の数が極めて少く、気体分子による粒子散乱や
エネルギー吸収等の影響が極微なため、高エネルギー物
理学の研究や電子軌道放射光の実験等に大きな利用価値
がある。また、気体分子による表面汚染のない超清浄表
面を維持することができるので、基礎科学の面では表面
や界面の物性研究や解析実験に、また産業用途では新材
料開発やＬＳＩ集積度向上のための研究に大きな利用価
値がある。

【０００４】しかし、この極高真空空間を通常のクライ
オポンプで得ることは極めて困難であった。つまり、真
空容器やポンプ部のケ―シング壁面からのガス放出を低
減するために、これらを加熱しながら真空排気するベー
キング処理が行われるが、この加熱温度を高く、しかも
均一に加熱することが、この処理を最も効率的にし、よ
り高い真空度を短時間で得る方法である。ところが、従
来のクライオポンプでは、ポンプ部のクライオパネルが
冷凍機に直結されているので、この冷凍機の耐熱温度
（例えば７０°Ｃ）の規制を受け、ポンプ部を無闇に高
温度に加熱することができなかった。

【０００５】そこで、斯かる要求を満たすために、従
来、刊行物「小型冷凍機付きベーカブル型クライオポン
プによる極高真空の発生」真空／第３４巻／第１号／第
３７〜４０頁に示されるものでは、高温のベーキングを
可能とするために、クライオパネルを冷凍機に対し真空
的に分離した構造のクライオポンプが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この提案の
クライオポンプでも全く問題がないわけではない。つま
り、提案のものでは、クライオパネルと冷凍機とが真空
的に分離され、冷凍機はポンプ部と隔離された断熱容器
内に収容されているものの、冷凍機はクライオパネルに
対し伝熱可能とするためにポンプ部と一体的に連結され
ている。このため、ベーキング処理では、その加熱の影
響を冷凍機が受けるのは避けられず、ポンプ部の加熱温
度を高くすると、やはり冷凍機が耐熱温度以上に加熱さ
れるようになり、このことから、ベーキング処理時にポ
ンプ部の冷凍機側の加熱制限により原理的にポンプ部全
体を均等に加熱できず、その加熱温度も制限を受け、さ
らには冷凍機の負荷が増大する等の問題が生じる。

【０００７】本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、上記ポンプ部の冷凍機と
の結合構造を改良することで、ベーキング処理時、ポン
プ部を冷凍機に熱影響を与えることなく均等に加熱でき
るようにして、例えば４５０°Ｃ程度の高温ベーキング
処理を可能とし、クライオポンプによって極高真空を容
易に達成できるようにすることにある。

【０００８】本発明の他の目的は、極高真空を生成する
クライオポンプだけでなく、超高真空や高真空用にも利
用できるクライオポンプを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的の達成のため
に、請求項１の発明では、ポンプ部を冷凍機に対し完全
に分離可能の構造とした。

【００１０】具体的には、この発明では、図１に示すよ
うに、真空容器に連通するケーシング（１）内にクライ
オパネル（２），（５）が収容されたポンプ部（Ｐ）
と、極低温レベルの寒冷を発生する冷却ステージを有
し、上記ポンプ部（Ｐ）のクライオパネル（２），
（５）を極低温レベルに冷却する冷凍機（Ｒ）とを備え
た真空クライオポンプであって、上記ポンプ部（Ｐ）と
冷凍機（Ｒ）とは、ポンプ部（Ｐ）のケーシング（１）
内が冷凍機（Ｒ）に対し真空的に遮断され、かつ冷凍機
（Ｒ）の冷却ステージがポンプ部（Ｐ）のクライオパネ
ル（２），（５）と切離し可能な伝熱手段（５３），
（７３）を介して接続されていて、分離可能に結合され
ていることを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明では、ポンプ部のシ―ル構
造、及び冷凍機の寒冷をポンプ部のクライオパネルに対
し伝達する伝熱構造を特定する。すなわち、この発明で
は、ポンプ部（Ｐ）のクライオパネル（２），（５）は
ケーシング（１）に対し熱伝導率の低い材料からなる筒
状のシール材（８），（１２）で連結され、該シール材
（８），（１２）の内部に伝熱手段（５３），（７３）
が間隙をあけて配置されていることを特徴とする。

【００１２】請求項３の発明では、冷凍機からポンプ部
に伝わる振動を遮断する防振構造とする。

【００１３】すなわち、この発明では、冷凍機（Ｒ）の
駆動部とポンプ部（Ｐ）のケーシング（１）とはベロー
ズ（３６）により連結され、上記冷凍機（Ｒ）の冷却ス
テージとポンプ部（Ｐ）のクライオパネル（２），
（５）とを接続する伝熱手段（５３），（７３）の少な
くとも一部が可撓性部材にてなることを特徴とする。

【００１４】請求項４の発明では、上記一方の伝熱手段
を輻射シールド材として兼用するようにした。

【００１５】つまり、この発明では、ポンプ部（Ｐ）は
第１クライオパネル（２）と、該第１クライオパネル
（２）の内部に配置される第２クライオパネル（５）と
を少なくとも有する一方、冷凍機（Ｒ）は、上記第１及
び第２クライオパネル（２），（５）を第２クライオパ
ネル（５）が第１クライオパネル（２）よりも低い温度
になるようにそれぞれ冷却する少なくとも２つの冷却ス
テージを有する構成とする。

【００１６】そして、上記ポンプ部（Ｐ）の第１クライ
オパネル（２）と冷凍機（Ｒ）の冷却ステージとを伝熱
する伝熱手段（５３）は、ポンプ部（Ｐ）と冷凍機
（Ｒ）との結合部において、ポンプ部（Ｐ）の第２クラ
イオパネル（５）と冷凍機（Ｒ）の冷却ステージとを伝
熱する伝熱手段（７３）を覆うように配置されて輻射シ
ールドする構成とする。

【００１７】請求項５の発明では、上記請求項４の発明
と同様に、ポンプ部（Ｐ）は第１クライオパネル（２）
と、該第１クライオパネル（２）の内部に配置される第
２クライオパネル（５）とを少なくとも有する一方、冷
凍機（Ｒ）は、上記第１及び第２クライオパネル
（２），（５）を第２クライオパネル（５）が第１クラ
イオパネル（２）よりも低い温度になるようにそれぞれ
冷却する少なくとも２つの冷却ステージを有する構成と
する。そして、上記第１及び第２クライオパネル
（２），（５）を含むポンプ部（Ｐ）を、金属等の無機
系材料で構成する。

【００１８】請求項６又は７の発明では、ポンプ部にお
いて、低温側に冷却されるクライオパネルの内面にメッ
シュを接合し、又は同クライオパネルの内面をメッシュ
状に加工して、気体分子、特に水素分子に対する吸着表
面積の増大を確保するようにした。

【００１９】すなわち、請求項６の発明では、図６に示
すように、上記第２クライオパネル（５）の内面に、熱
伝導率の高い材料からなるメッシュ部材（７４）を一体
に接合する。また、請求項７の発明では、第２クライオ
パネル（５）を内面がメッシュ状に加工されているもの
とする。

【００２０】

【作用】請求項１の発明では、クライオポンプがポンプ
部（Ｐ）と冷凍機（Ｒ）とからなり、両者は、真空的に
遮断されているのみならず、冷凍機（Ｒ）の冷却ステー
ジがポンプ部（Ｐ）のクライオパネル（２），（５）と
切離し可能な伝熱手段（５３），（７３）を介して接続
されていて、分離可能に結合されているので、ポンプ部
（Ｐ）のベーキング処理では、ポンプ部（Ｐ）を冷凍機
（Ｒ）から切り離して加熱することができる。このた
め、ポンプ部（Ｐ）の加熱が冷凍機（Ｒ）に影響を与え
ることは全くなく、冷凍機（Ｒ）に関係なくポンプ部
（Ｐ）全体を周りから均等に加熱することができ、高温
ベーキング処理が可能となった。また、冷凍機（Ｒ）の
運転によりポンプ部（Ｐ）のクライオパネル（２），
（５）を冷却して排気を行うときには、切り離したポン
プ部（Ｐ）と冷凍機（Ｒ）とを結合し、かつポンプ部
（Ｐ）のクライオパネル（２），（５）と冷凍機（Ｒ）
の冷却ステージとを伝熱手段（５３），（７３）で接続
すればよく、冷却ステージの寒冷をクライオパネル
（２），（５）に支障なく伝達することができる。

【００２１】請求項２の発明では、ポンプ部（Ｐ）のク
ライオパネル（２），（５）がケーシング（１）に対し
筒状シール材（８），（１２）で連結され、シール材
（８），（１２）の内部に伝熱手段（５３），（７３）
が間隙をあけて配置されているので、ポンプ部（Ｐ）内
の空間を外部に対しシール材（８），（１２）で真空シ
ールすることができる。このとき、シール材（８），
（１２）は低熱伝導率材料からなるので、そのシール材
（８），（１２）でのケーシング（１）側とクライオパ
ネル（２），（５）側との温度差を大に保つことがで
き、よってクライオパネル（２），（５）を外部に対し
有効に断熱しながら冷却することができる。

【００２２】請求項３の発明では、冷凍機（Ｒ）の駆動
部とポンプ部（Ｐ）のケーシング（１）と接続される冷
凍機（Ｒ）のハウジング（３１）の上部とはベローズ
（３６）により連結され、伝熱手段（５３），（７３）
の少なくとも一部は可撓性部材にてなるため、冷凍機
（Ｒ）の駆動部に振動が発生しても、その振動は可撓性
部材にてなる伝熱手段（５３），（７３）及びベローズ
（３６）により吸収されて、ポンプ部（Ｐ）に伝わらな
くなり、原子レベルでの表面分析や物性測定試験等、振
動を嫌う場合に有効に対処することができる。

【００２３】請求項４の発明では、ポンプ部（Ｐ）の第
１クライオパネル（２）と冷凍機（Ｒ）の冷却ステージ
とを伝熱する伝熱手段（５３）が、ポンプ部（Ｐ）と冷
凍機（Ｒ）との結合部において、ポンプ部（Ｐ）の第２
クライオパネル（５）と冷凍機（Ｒ）の冷却ステージと
を伝熱する伝熱手段（７３）を覆うように配置されて、
該伝熱手段（７３）を外部から輻射シールドしているの
で、伝熱手段（５３）の一部を熱遮蔽用の輻射シールド
材として兼用でき、専用の輻射シールド材が別個に不要
となって、コストダウン等を図ることができる。

【００２４】一般に、ヘリウム、水素、ネオン等の気体
の排気容量はクライオパネルにおける温度のほか低温吸
着面の表面積にも依存する。このため、これら気体分子
を捕獲する場合、通常は、クライオパネルに吸着表面積
の大きい活性炭をエポキシ系等の接着剤で接着してお
き、この活性炭で気体分子を吸着するようになってい
る。しかし、上記のようにポンプ部（Ｐ）を高温ベーキ
ングすると、接着剤の熱劣化により活性炭が剥離するこ
と等が生じて、ポンプ部（Ｐ）内を含む真空系内にダス
トが生じる。請求項５の発明では、第１及び第２クライ
オパネル（２），（５）を含むポンプ部（Ｐ）が金属等
の無機系材料で構成されているので、ポンプ部（Ｐ）を
高温ベーキング処理する場合であっても、ポンプ部
（Ｐ）の構造を安定させることができるとともに、ポン
プ部（Ｐ）表面からの放出ガス量を低減し、かつ表面に
吸着し易い汚染性ガスの放出もなく、しかも、従来の活
性炭を使用しないので、高温ベーキングに伴う微粒子の
発生もなく、よって真空空間内を清浄に保つことができ
る。

【００２５】また、そのとき、請求項６の発明では、第
２クライオパネル（５）の内面に熱伝導率の高い材料か
らなるメッシュ部材（７４）が一体に接合され、また、
請求項７の発明では第２クライオパネル（５）の内面が
メッシュ状に加工されているので、このメッシュ部材
（７４）又はメッシュ状加工面により、第２クライオパ
ネル（５）の低温吸着面の面積を大に確保できる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２７】（実施例１）図１は本発明の実施例１に係
る真空クライオポンプ（Ｃ）を示す。このクライオポン
プ（Ｃ）はポンプ部（Ｐ）と冷凍機（Ｒ）とで構成され
ている。上記ポンプ部（Ｐ）は、低熱伝導材料としての
ステンレス鋼からなる有底円筒状のケーシング（１）を
有し、このケーシング（１）は上方に開口し、その開口
部周縁には取付フランジ（１ａ）が形成されており、こ
の取付フランジ（１ａ）を図外の真空容器に真空シール
して結合することで、ポンプ部（Ｐ）が真空容器と連通
される。

【００２８】ケーシング（１）内には上方に開口した輻
射シ―ルドとしての有底円筒状の第１クライオパネル
（２）と、この第１クライオパネル（２）内に配置さ
れ、下方に開放された有底円筒状の第２クライオパネル
（５）とが同心状に収容され、第１クライオパネル
（２）の上端開口部には、真空容器からケーシング
（１）内に入射した気体分子を拡散するルーバ（３
ａ），（４ａ）を有する上下１対のバッフル（３），
（４）が取り付けられ、上記両クライオパネル（２），
（５）及びバッフル（３），（４）は高熱伝導材料とし
ての銅からなる。尚、図示しないが、通常のクライオポ
ンプと同様に、第２クライオパネル（５）の内面（内底
面ないし内周面）には活性炭が接着されている。

【００２９】ケーシング（１）の底壁は他の部分よりも
厚肉とされ、その周縁にはボルト孔（１ｃ）を有する取
付フランジ（１ｂ）が形成されている。底壁の中心部に
は中心孔（６）が開口され、また周縁部には中心孔
（６）の周りに複数の孔（７），（７），…が開口され
ている。上記各孔（７）には薄肉のステンレス鋼からな
る円筒シール材（８）が嵌挿され、この円筒シール材
（８）の下端は孔（７）の周縁にシールされて溶接され
ている。円筒シール材（８）の上端は、円筒シール材
（８）内を間隙をあけて貫通する銅製の伝熱ロッド
（９）の上端フランジ部（９ａ）下縁にシールされてロ
ー付され、伝熱ロッド（９）のフランジ部（９ａ）上端
面は上記第１クライオパネル（２）底壁の周縁部下面に
ボルトを介して熱接触良く締結固定されている。伝熱ロ
ッド（９）の下端はポンプ部（Ｐ）のケーシング（１）
における底壁よりも下方に突出し、この下端には、周縁
端部が下方に所定長さだけ延びるように折り曲げられて
いて下方に開放された皿状の銅製ディスク（１０）が周
縁部にてステンレス鋼製ボルト（１１）により熱接触良
く締結固定されており、このディスク（１０）は伝熱ロ
ッド（９）を介して第１クライオパネル（２）に伝熱可
能とされている。

【００３０】一方、上記ケーシング（１）底壁の中心孔
（６）には、上記と同様に薄肉のステンレス鋼からなる
円筒シール材（１２）が嵌挿され、この円筒シール材
（１２）の下端は中心孔（６）の周縁にシールされて溶
接されている。円筒シール材（１２）は第１クライオパ
ネル（２）の底壁よりも下側で絞られて小径部とされ、
この小径部は第１クライオパネル（２）の底壁を貫通し
てパネル（２）内に延び、その上端は、円筒シール材
（１２）内を間隙をあけて貫通する銅製の伝熱ロッド
（１３）の上端フランジ部（１３ａ）下縁にシールされ
てロー付され、この伝熱ロッド（１３）のフランジ部
（１３ａ）上端面は上記第２クライオパネル（５）底壁
内面の中心部にボルトを介して熱接触良く締結固定され
ている。伝熱ロッド（１３）の下端は上記ディスク（１
０）中心部の開口（１０ａ）を貫通してその内部に延
び、その下端にはＬ字状の銅製伝熱部材（１４）が銅製
ボルト（１５）により締結固定されており、この伝熱部
材（１４）はボルト（１５）及び伝熱ロッド（１３）を
介して第２クライオパネル（５）に伝熱可能とされてい
る。尚、上記ディスク（１０）中心部の開口（１０ａ）
には銅製円筒部材（１６）の下端がボルト（１７）によ
り同心状に締結固定され、この円筒部材（１７）は上記
円筒シール材（１２）と伝熱ロッド（１３）との間の間
隙を円筒シール材（１２）高さの半分位の位置まで延び
ている。

【００３１】これに対し、本実施例では、冷凍機（Ｒ）
はＪ−Ｔ（ジュールトムソン）型のヘリウム冷凍機で構
成されている。この冷凍機（Ｒ）は上方に開放された有
底円筒状のハウジング（３１）を有し、該ハウジング
（３１）の底壁は、他の部分よりも厚肉とされて、周縁
にボルト孔（３２ａ）を有する取付マウント（３２）に
形成されており、この取付マウント（３２）により冷凍
機（Ｒ）を固定支持するようにしている。また、ハウジ
ング（３１）上端の開口部周縁にはボルト孔（３３ａ）
を有する取付フランジ（３３）が上記ポンプ部（Ｐ）の
ケーシング（１）における取付フランジ（１ａ）と対応
して形成されており、この取付フランジ（３３）をポン
プ部（Ｐ）の取付フランジ（１ａ）に対しボルト孔（３
３ａ），（１ｃ）を挿通するボルト（図示せず）で締結
することにより、ポンプ部（Ｐ）を冷凍機（Ｒ）に真空
シールして結合するようになっている。

【００３２】さらに、上記ハウジング（３１）の側壁下
部は上下方向に所定の間隔をあけて部分的に切り欠かれ
ていて、その切欠部の上縁部及び下縁部にはそれぞれフ
ランジ（３４），（３５）が形成されている。この上下
フランジ（３４），（３５）同士はハウジング（３１）
と同心の筒状ベローズ（３６）により真空シールされて
連結されており、このベローズ（３６）により後述のロ
ータリバルブやバルブモータの回転、シリンダ（４５）
内のディスプレーサの往復移動による振動がハウジング
（３１）から該ハウジング（３１）上部に結合されたポ
ンプ部（Ｐ）のケーシング（１）に伝わるのを遮断する
ようになっている。

【００３３】図２に示すように、冷凍機（Ｒ）は予冷冷
凍回路（４１）とＪ−Ｔ回路（６１）とからなる。上記
予冷冷凍回路（４１）は、Ｇ−Ｍ（ギフォード・マクマ
ホン）サイクルの冷凍機で構成されていて、Ｊ−Ｔ回路
（６１）におけるヘリウムガスを予冷するためにヘリウ
ムガスを圧縮膨張させるものであり、図外の予冷用圧縮
機と、上記ハウジング（３１）に取り付けられた膨張機
（４２）とを閉回路に接続してなる。上記膨張機（４
２）はハウジング（３１）底壁のオフセットした位置に
貫通状態で取り付けられている。この膨張機（４２）
は、ハウジング（３１）の底壁下面に重ね合わせて配置
されるフランジ（４３）（図１参照）を上端に有する密
閉円筒状のケース（４４）と、該ケース（４４）の上部
に連設された２段構造のシリンダ（４５）とを有する。
上記ケース（４４）には上記予冷用圧縮機の吐出側に接
続される高圧ガス入口（４６）と、同吸込側に接続され
る低圧ガス出口（４７）とが開口されている。また、シ
リンダ（４５）は上記ハウジング（３１）底壁のマウン
ト（３２）を貫通してその内部に延びており、その大径
部（４５ａ）の上端部は５５〜６０Ｋの温度レベルに保
持される第１ヒートステーション（４８）に、また小径
部（４５ｂ）の上端部は上記第１ヒートステーション
（４８）よりも低い１５〜２０Ｋの温度レベルに保持さ
れる第２ヒートステーション（４９）（冷却ステージ）
にそれぞれ形成されている。すなわち、ここでは図示し
ないが、シリンダ（４５）内には、シリンダ（４５）内
で上記各ヒートステーション（４８），（４９）に対応
する位置に膨張室を区画形成するディスプレーサ（置換
器）が往復動可能に嵌挿されている。一方、上記ケース
（４４）内には、回転する毎に開閉して、上記高圧ガス
入口（４６）から流入したヘリウムガスを上記シリンダ
（４５）内の膨張室に供給し、又は膨張室内で膨張した
ヘリウムガスを低圧ガス出口（４７）から排出するよう
に切り換わるロータリバルブと、該ロータリバルブを駆
動するバルブモータとが収容されている。そして、膨張
機（４２）におけるロータリバルブの開弁により高圧ヘ
リウムガスをシリンダ（４５）内の膨張室でサイモン膨
張させて、その膨張に伴う温度降下により極低温レベル
の寒冷を発生させ、その寒冷をシリンダ（４５）におけ
る第１及び第２ヒートステーション（４８），（４９）
にて保持する。つまり、予冷冷凍回路（４１）では、圧
縮機から吐出された高圧のヘリウムガスを膨張機（４
２）に供給し、その膨張機（４２）での断熱膨張により
ヒートステーション（４８），（４９）の温度を低下さ
せて、Ｊ−Ｔ回路（６１）における後述の予冷器（６
６），（６７）を予冷するとともに、膨張した低圧ヘリ
ウムガスを圧縮機に戻して再圧縮するように構成されて
いる。

【００３４】そして、図１に示す如く、上記シリンダ
（４５）の第１ヒートステーション（４８）にはハウジ
ング（３１）内に同心に配置した略密閉円筒状の銅製シ
ールド（５０）が伝熱可能に支持され、このシールド
（５０）の上壁には可撓性の銅製メッシュ線（５１）の
下端が伝熱可能に固定され、このメッシュ線（５１）の
上端は上記ポンプ部（Ｐ）側のディスク（１０）側縁に
締結ボルト（５２）で伝熱可能に結合されている。上記
シールド（５０）、メッシュ線（５１）、ディスク（１
０）及び伝熱ロッド（９）により、冷凍機（Ｒ）の第１
ヒートステーション（４８）をポンプ部（Ｐ）の第１ク
ライオパネル（２）と伝熱可能に接続する第１伝熱手段
（５３）が構成されており、この伝熱手段（５３）は、
例えば締結ボルト（５２）を外すことで、ディスク（１
０）とメッシュ線（５１）との間を切離し可能となって
いる。

【００３５】一方、上記Ｊ−Ｔ回路（６１）は、極低温
レベル（約４Ｋ）の寒冷を発生させるためにヘリウムガ
スを圧縮してジュールトムソン膨張させる冷凍回路であ
って、ヘリウムガスを圧縮するＪ−Ｔ圧縮機（図示せ
ず）と、その圧縮されたヘリウムガスをジュールトムソ
ン膨張させる上記膨張ユニット（６２）とを備えてい
る。この膨張ユニット（６２）はハウジング（３１）内
に位置する第１〜第３のＪ−Ｔ熱交換器（６３）〜（６
５）（図１では示していない）を備えている。この各Ｊ
−Ｔ熱交換器（６３）〜（６５）は１次側及び２次側を
それぞれ通過するヘリウムガス間で互いに熱交換させる
もので、第１Ｊ−Ｔ熱交換器（６３）の１次側はＪ−Ｔ
圧縮機の吐出側に接続されている。また、第１及び第２
のＪ−Ｔ熱交換器（６３），（６４）の各１次側同士
は、上記膨張機（４２）の第１ヒートステーション（４
８）外周に配置した第１予冷器（６６）を介して接続さ
れている。同様に、第２及び第３Ｊ−Ｔ熱交換器（６
４），（６５）の各１次側同士は、膨張機（４２）の第
２ヒートステーション（４９）外周に配置した第２予冷
器（６７）を介して接続されている。さらに、上記第３
Ｊ−Ｔ熱交換器（６５）の１次側は、高圧のヘリウムガ
スをジュールトムソン膨張させるＪ−Ｔ弁（６８）を介
して冷却器（６９）に接続されている。上記Ｊ−Ｔ弁
（６８）はハウジング（３１）外から図外の操作ロッド
によって開度が調整される。上記冷却器（６９）は上記
第３及び第２Ｊ−Ｔ熱交換器（６５），（６４）の各２
次側を経て第１Ｊ−Ｔ熱交換器（６３）の２次側に接続
され、該第１Ｊ−Ｔ熱交換器（６３）の２次側は上記Ｊ
−Ｔ圧縮機の吸込側に接続されている。よって、Ｊ−Ｔ
回路（６１）では、Ｊ−Ｔ圧縮機によりヘリウムガスを
高圧に圧縮してハウジング（３１）側に供給し、それ
を、ハウジング（３１）の第１〜第３のＪ−Ｔ熱交換器
（６３）〜（６５）において、圧縮機側に戻る低温低圧
のヘリウムガスと熱交換させるとともに、第１及び第２
予冷器（６６），（６７）でそれぞれ膨張機（４２）の
第１及び第２ヒートステーション（４８），（４９）で
冷却した後、Ｊ−Ｔ弁（６８）でジュールトムソン膨張
させて冷却器（６９）で１気圧、約４Ｋの気液混合状態
のヘリウムとなし、このヘリウムの蒸発潜熱により冷却
器（６９）を極低温レベル（約４Ｋ）に冷却し、しかる
後、上記膨張によって低圧となったヘリウムガスを第１
〜第３Ｊ−Ｔ熱交換器（６３）〜（６５）の各２次側を
通してＪ−Ｔ圧縮機に吸入させて再圧縮するように構成
されている。

【００３６】再び、図１に示すように、上記冷却器（６
９）は円柱状の銅製受冷部材（７０）の外周に沿って巻
かれたコイル状の配管からなるもので、ハウジング（３
１）の中心線上に配置されており、この構造によって冷
却器（６９）と受冷部材（７０）が伝熱可能に接触して
いる。また、受冷部材（７０）の上端には可撓性の銅製
メッシュ線（７１）の下端が伝熱可能に固定され、この
メッシュ線（７１）は上記シールド（５０）を貫通し、
その上端は上記ポンプ部（Ｐ）側の伝熱部材（１４）下
端に締結ボルト（７２）で伝熱可能に結合されている。
そして、上記受冷部材（７０）、メッシュ線（７１）、
伝熱部材（１４）及び伝熱ロッド（１３）により、冷凍
機（Ｒ）の冷却ステージとしての冷却器（６９）をポン
プ部（Ｐ）の第２クライオパネル（５）と伝熱可能に接
続する第２伝熱手段（７３）が構成されており、この伝
熱手段（７３）は、例えば締結ボルト（７２）を外すこ
とで、伝熱部材（１４）とメッシュ線（７１）との間を
切離し可能となっている。

【００３７】よって、この実施例では、上記ポンプ部
（Ｐ）のケーシング（１）内は冷凍機（Ｒ）に対し真空
的に遮断され、かつ冷凍機（Ｒ）の第１ヒートステーシ
ョン（４８）及び冷却器（６９）はそれぞれポンプ部
（Ｐ）の第１及び第２クライオパネル（２），（５）と
切離し可能な伝熱手段（５３），（７３）を介して接続
されており、この構造によりポンプ部（Ｐ）と冷凍機
（Ｒ）とは物理的に分離可能に結合されている。

【００３８】また、上記ポンプ部（Ｐ）の第１クライオ
パネル（２）と冷凍機（Ｒ）の第１ヒートステーション
（４８）とを伝熱する第１伝熱手段（５３）の一部を構
成するディスク（１０）が、その中心部に位置する伝熱
部材（１４）、ボルト（１５），（７２）等を上方のポ
ンプ部（Ｐ）側から覆うようになっている構造により、
第１伝熱手段（５３）は、ポンプ部（Ｐ）の第２クライ
オパネル（５）と冷凍機（Ｒ）の冷却器（６９）とを伝
熱する第２伝熱手段（７３）を、ポンプ部（Ｐ）と冷凍
機（Ｒ）との結合部において部分的に覆うように配置さ
れて輻射シールドしている。

【００３９】次に、上記実施例の作用について説明す
る。冷凍機（Ｒ）の運転に伴ってポンプ部（Ｐ）のクラ
イオパネル（２），（５）が冷却され、ポンプ部（Ｐ）
が作動状態になる。すなわち、まず、冷凍機（Ｒ）が定
常運転状態になると、予冷冷凍回路（４１）において
は、予冷用圧縮機から供給された高圧のヘリウムガスが
膨張機（４２）で膨張し、このガスの膨張に伴う温度降
下によりシリンダ（４５）の第１ヒートステーション
（４８）が５５〜６０Ｋの温度レベルに、また第２ヒー
トステーション（４９）が１５〜２０Ｋの温度レベルに
それぞれ冷却される。上記第１ヒートステーション（４
８）の冷却に伴い、該ヒートステーション（４８）にメ
ッシュ線（５１）、ディスク（１０）及び伝熱ロッド
（９）を介して伝熱可能に接触している第１クライオパ
ネル（２）の温度が第１ヒートステーション（４８）と
同じ温度レベルまで降下し、このことで第１クライオパ
ネル（２）が第２クライオパネル（５）を周りから輻射
シールドする。

【００４０】一方、これと同時に、Ｊ−Ｔ回路（６１）
では、圧縮機から吐出された高圧のヘリウムガスが第１
Ｊ−Ｔ熱交換器（６３）の１次側に入り、そこで圧縮機
側へ戻る２次側の低圧ヘリウムガスと熱交換されて常温
３００Ｋから約７０Ｋまで冷却され、その後、上記膨張
機（４２）の５５〜６０Ｋに冷却されている第１ヒート
ステーション（４８）外周の第１予冷器（６６）に入っ
て約５５Ｋまで冷却される。この冷却されたガスは第２
Ｊ−Ｔ熱交換器（６４）の１次側に入って、同様に２次
側の低圧ヘリウムガスとの熱交換により約２０Ｋまで冷
却された後、膨張機（４２）の１５〜２０Ｋに冷却され
ている第２ヒートステーション（４９）外周の第２予冷
器（６７）に入って約１５Ｋまで冷却される。さらに、
ガスは第３Ｊ−Ｔ熱交換器（６５）の１次側に入って２
次側の低圧ヘリウムガスとの熱交換により約５Ｋまで冷
却され、しかる後にＪ−Ｔ弁（６８）に至る。このＪ−
Ｔ弁（６８）では高圧ヘリウムガスは絞られてジュール
トムソン膨張し、１気圧、約４Ｋの気液混合状態のヘリ
ウムとなって冷却器（６９）へ供給される。そして、こ
の冷却器（６９）において、上記気液混合状態のヘリウ
ムにおける液部分の蒸発潜熱により受冷部材（７０）が
冷却される。この受冷部材（７０）の冷却に伴い、該受
冷部材（７０）にメッシュ線（７１）、伝熱部材（１
４）及び伝熱ロッド（１３）を介して伝熱可能に接触し
ている第２クライオパネル（５）の温度が４Ｋレベルの
極低温に降下する。

【００４１】そして、こうして第１及び第２クライオパ
ネル（２），（５）の温度がそれぞれ所定の極低温レベ
ルに降下することで、ポンプ部（Ｐ）に接続された真空
容器からケーシング（１）内に入射した気体分子が上記
第２クライオパネル（５）に接触して凝縮又は吸着保持
され、このことにより真空容器内を排気して真空状態に
することができる。

【００４２】この実施例では、上記ポンプ部（Ｐ）のケ
ーシング（１）と冷凍機（Ｒ）のハウジング（３１）と
は真空的に遮断されており、しかも冷凍機（Ｒ）の第１
ヒートステーション（４８）及び冷却器（６９）がそれ
ぞれポンプ部（Ｐ）の第１及び第２クライオパネル
（２），（５）と切離し可能な伝熱手段（５３），（７
３）を介して接続されているので、上記冷凍機（Ｒ）の
運転によるポンプ部（Ｐ）の排気前にポンプ部（Ｐ）及
び真空容器をベーキング処理する際、上記ポンプ部
（Ｐ）を冷凍機（Ｒ）から切り離すことができる。具体
的には、例えばポンプ部（Ｐ）を真空容器に接続した状
態で、まず、ボルトの締結を緩めてケーシング（１）底
壁のフランジ（１ｂ）を冷凍機（Ｒ）におけるハウジン
グ（３１）内上端のフランジ（３３）から取り外し、次
いで、ボルト（５２），（７２）を緩めてディスク（１
０）及び伝熱部材（１４）とメッシュ線（５１），（７
１）とを切り離す。そして、この取り外したポンプ部
（Ｐ）の剥き出しになったディスク（１０）等を真空カ
バーで覆い、その内部を真空ポンプで吸引して真空に
し、その状態でケーシング（１）の周りから加熱すれば
よい。このとき、ポンプ部（Ｐ）が冷凍機（Ｒ）から切
り離されているので、ポンプ部（Ｐ）の加熱温度を高く
しても、その熱が冷凍機（Ｒ）に伝達されて冷凍機
（Ｒ）が耐熱温度以上に昇温する問題は全く生じない。
その結果、ポンプ部（Ｐ）のケーシング（１）を４５０
°Ｃ程度の高温度で加熱する高温ベーキング処理が可能
となるとともに、従来は冷凍機（Ｒ）側の温度を低く抑
えるために生じていた温度分布のばらつきもなくなり、
ケーシング（１）を均等に加熱することができる。よっ
て１０^-10 Ｐａ以下の極高真空空間を容易に発生させる
ことができる。

【００４３】尚、ベーキング後に、冷凍機（Ｒ）の運転
によりポンプ部（Ｐ）の排気を行うときには、切り離し
たポンプ部（Ｐ）と冷凍機（Ｒ）とを上記と逆の手順で
結合すればよい。

【００４４】また、この実施例では、ポンプ部（Ｐ）の
第１及び第２クライオパネル（２），（５）がケーシン
グ（１）に対しそれぞれ薄肉ステンレス鋼製の円筒シー
ル材（８），（１２）で連結され、円筒シール材
（８），（１２）の内部にそれぞれ伝熱ロッド（９），
（１３）が間隙をあけて配置されているので、ポンプ部
（Ｐ）のケーシング（１）内の空間を外部に対し円筒シ
ール材（８），（１２）で真空シールすることができる
とともに、熱伝導率の低い薄肉ステンレス鋼の特性を活
かして、その円筒シール材（８），（１２）でのケーシ
ング（１）側つまり下端とクライオパネル（２），
（５）側つまり上端との温度差を大に保つことができ、
よってクライオパネル（２），（５）を外部に対し有効
に断熱しながら冷却することができる。

【００４５】さらに、冷凍機（Ｒ）のハウジング（３
１）が上下に分離されてその分離部分がベローズ（３
６）によって連結されているので、冷凍機（Ｒ）におい
て、バルブモータやロータリバルブの回転或いはシリン
ダ（４５）内でのディスプレーサの往復移動により振動
が発生しても、その振動がハウジング（３１）下部から
上部に向かう間に上記ベローズ（３６）によって吸収さ
れる。しかも、上記冷凍機（Ｒ）のシールド（５０）と
ポンプ部（Ｐ）のディスク（１０）との間、及び冷凍機
（Ｒ）の冷却器（６９）とポンプ部（Ｐ）の伝熱部材
（１４）との間はそれぞれ振動吸収性のある可撓性のメ
ッシュ線（５１），（７１）により接続されているの
で、上記冷凍機（Ｒ）側の振動がシールド（５０）及び
冷却器（６９）からそれぞれ冷凍機（Ｒ）側のディスク
（１０）及び伝熱部材（１４）に向かう間に上記メッシ
ュ線（５１），（７１）によって吸収される。その結
果、ポンプ部（Ｐ）のクライオパネル（２），（５）に
対する伝熱性能を確保しつつ、ポンプ部（Ｐ）への振動
伝達を確実に遮断することができ、原子レベルでの表面
分析や物性測定試験等であっても、それを有効に行うこ
とができる。

【００４６】また、上記ポンプ部（Ｐ）の第１クライオ
パネル（２）と冷凍機（Ｒ）の第１ヒートステーション
（４８）とを伝熱する第１伝熱手段（５３）の一部を構
成するディスク（１０）が、その中心部に位置する伝熱
部材（１４）、ボルト（１５），（７２）等をポンプ部
（Ｐ）側から覆っていて、第２伝熱手段（７３）をポン
プ部（Ｐ）と冷凍機（Ｒ）との結合部において部分的に
覆うように輻射シールドしているので、この本来は伝熱
機能を持つディスク（１０）を熱遮蔽用の輻射シールド
材として兼用でき、専用の輻射シールド材を別個に設け
ることが不要となり、部品点数の低減やコストダウン等
が図れる。

【００４７】本発明者の実験によると、上記実施例の構
成のクライオポンプ（Ｃ）に対し、ポンプ部（Ｐ）を冷
凍機（Ｒ）に組み付けて冷凍機（Ｒ）をクールダウン運
転させ、一定時間毎にポンプ部（Ｐ）の第１及び第２ク
ライオパネル（２），（５）、下側バッフル（４）、デ
ィスク（１０）及び冷凍機（Ｒ）のシールド（５０）の
各々の温度を測定したところ、図４に示す結果が得られ
た。つまり、２９０min のクールダウン運転ではポンプ
部（Ｐ）の第２クライオパネル（５）の温度は６Ｋまで
低下した。また、このクライオポンプ（Ｃ）に対し、試
験用真空容器を取り付け、冷凍機（Ｒ）を分離してベー
キング処理を行い、しかる後に冷凍機（Ｒ）を接続して
クールダウンさせたところ、真空容器内の真空度は図３
に示すように変化し、最終的に１０^-10 Ｐａ以下の極高
真空が達成できた。

【００４８】また、これとは別に、クライオポンプ
（Ｃ）のクールダウン運転後の定常状態でポンプ部
（Ｐ）に真空容器から熱負荷を与え、そのときの真空容
器の温度に対する上記各部分の温度変化を測定したとこ
ろ、図５に示す結果が得られた。

【００４９】これらの実験結果から、本発明実施例のク
ライオポンプ（Ｃ）によると、極高真空が短時間で容易
に得られ、その極高真空を熱負荷に対しても安定して維
持できることが判る。

【００５０】（実施例２）図６は本発明の実施例２を示
す。この実施例は、上記実施例１の構成を持つクライオ
ポンプ（Ｃ）のポンプ部（Ｐ）において、第１クライオ
パネル（２）よりも低い温度に冷却される第２クライオ
パネル（５）の内面（内底面ないし内周面）に通常接合
されている活性炭を一切使用せず、クライオパネル
（５）全体を金属パネルだけの構成とし、従ってポンプ
部（Ｐ）全体を金属製としたものである。

【００５１】また、図６に示すように、上記第２クライ
オパネル（５）の内面（内底面ないし内周面）に熱伝導
率の高い高熱伝導材料である銅の細線を編んで形成され
たメッシュ部材（７４）がろう付けにより一体に接合さ
れている。その他は実施例１と同様である。

【００５２】この実施例の基本的な狙いは以下のとおり
である。すなわち、この実施例は、本発明の効果を極高
真空領域でさらに有効に発揮させるようにしたものであ
り、ポンプ部（Ｐ）全体を金属製にしたことで、高温ベ
ーキングの際、ポンプ部（Ｐ）自身が構造的に安定して
いる上に、放出ガス量を極端に少なくすることができ、
しかも、表面に吸着し易いような汚染性のガスも放出し
ないため、系を汚染せず、その結果、極めて清浄な真空
環境を得ることができる。

【００５３】また、従来の活性炭を使用していないの
で、活性炭内部に包含されている微粒子が放出された
り、或いはその破損により微粒子やかけらが発生したり
することもなく、微粒子の汚染源のない清浄な真空環境
をも得ることができる。

【００５４】さらに詳しく説明すると、従来例や実施例
１のように、第２クライオパネル（５）の内面に活性炭
を有機接着剤等を使用して固着している構造では、高温
ベーキングの際、接着剤の耐熱性の面から、実用的には
十分に高温度にすることはできない。また、加熱時の放
出ガス量が非常に多く、しかも放出されるガス中に有機
物蒸気等の表面汚染性ガスが含まれているため、系内の
表面や計測器等を汚染してしまうという問題がある。さ
らに、活性炭自体が微粒子の発生源であるという本質的
な問題もある。

【００５５】クライオポンプにおいて、低温吸着材料と
して活性炭を使用するのは次の理由による。すなわち、
クライオポンプにより気体を排出する場合において、ヘ
リウム、水素、ネオン等の気体は凝縮による排気を期待
できず、吸着による排気を行う必要があるが、これらの
気体を連続的に長時間排気し続けるためには、吸着表面
積の大きい材料が必要であり、この材料として吸着表面
積の極めて大きい活性炭が適切であるというものであ
る。

【００５６】しかし、極高真空のように、十分に低い圧
力のもとでは、単位時間に吸着するガス量が十分小さい
ので、活性炭ほどの吸着表面積を有していなくても、実
用的には十分長時間の連続運転が可能であり、活性炭を
使用する必然性はない。

【００５７】そこで、本実施例のようにポンプ部（Ｐ）
の全体を金属製とすることで、活性炭を使用するときの
本質的な問題を解決でき、清浄でしかも実用的に十分な
性能を持つクライオポンプを得ることができる。

【００５８】このように、本実施例の意図は、ポンプ部
（Ｐ）に活性炭や接着剤等、清浄な真空環境に有害な有
機材料や微粒子発生源の全くないクライオポンプを得る
ことであるが、以下のような付随的な効果も得られる。

【００５９】すなわち、上記第２クライオパネル（５）
の内面に熱伝導率の高い材料からなるメッシュ部材（７
４）がろう付けにより一体に接合されているので、第２
クライオパネル（５）内面の低温吸着面を大（メッシュ
部材（７４）を接合していないものに比べ約１０倍程
度）に保つことができ、ヘリウム、水素、ネオン等の気
体分子を効果的に吸着保持することができる。

【００６０】この実施例２において、メッシュ部材（７
４）をろう付けにより接合するのに代え、第２クライオ
パネル（５）の内面自体を、切削加工や化学的なエッチ
ング加工等によりメッシュ状に加工して、メッシュ状の
凹凸面を形成するようにしてもよい。また、第２クライ
オパネルを無機系材料で構成し、その内面に、スパッタ
法、ＣＶＤ法、蒸着法やその他の気相成長法により、吸
着媒体として吸着表面積を大きくとれるような種々の表
面形態を形成する（原子レベルで細孔等を設ける）こと
もできる。その場合でも、実施例２と同様の作用効果が
得られる。

【００６１】尚、上記各実施例では、予冷冷凍回路（４
１）及びＪ−Ｔ回路（６１）を有する冷凍機（Ｒ）を使
用したが、予冷冷凍回路（４１）のみで構成される２段
冷却構造の冷凍機を使用し、その第１ヒートステーショ
ン（４８）を上記実施例と同様に第１クライオパネル
（２）に、第２ヒートステーション（４９）を第２クラ
イオパネル（５）にそれぞれ伝熱可能に接続することも
でき、第２クライオパネル（５）を実施例１の場合には
２０Ｋ以下の、また実施例２の場合には１５Ｋ以下程度
の極低温レベルに冷却できればよい。

【００６２】また、本発明は、１０^-10 Ｐａ以下の極高
真空用クライオポンプだけでなく、１０^-10 Ｐａ以上の
超高真空又は高真空用のクライオポンプにも適用でき
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、クライオポンプをポンプ部と冷凍機とに分け、
両者を真空的に遮断し、かつ冷凍機の冷却ステージをポ
ンプ部のクライオパネルと切離し可能な伝熱手段を介し
て接続して、分離可能に結合したことにより、ベーキン
グ処理ではポンプ部を冷凍機から切り離し、該冷凍機に
熱影響を与えることなく均等に加熱して、高温ベーキン
グ処理を行うことができ、よって極高真空の真空空間を
容易に得ることができる。

【００６４】請求項２の発明によると、ポンプ部のクラ
イオパネルをケーシングに対し低熱伝導率材料からなる
断熱筒状体で連結し、この筒状体内に伝熱手段を間隙を
あけて配置したことにより、ポンプ部内の空間を外部に
対し筒状体で真空シールしつつ、その筒状体でのケーシ
ング側とクライオパネル側との温度差を大に保ち、クラ
イオパネルを外部に対し有効に断熱しながら冷却するこ
とができる。

【００６５】請求項３の発明によると、冷凍機のハウジ
ングにおいて、駆動部が固定される部分とポンプ部側に
接続される部分とをベローズにより連結し、かつ少なく
とも一部が可撓性部材にてなる伝熱手段を用いたことに
より、冷凍機駆動部の振動がポンプ部に伝わるのを抑制
でき、原子レベルでの表面分析や物性測定試験等、振動
を嫌う場合に有効に対処することができる。

【００６６】請求項４の発明によると、上記ポンプ部の
高い温度レベル側のクライオパネルと冷凍機の冷却ステ
ージとを伝熱する伝熱手段が、低い温度レベル側クライ
オパネルと冷凍機の冷却ステージとを伝熱する伝熱手段
をポンプ部と冷凍機との結合部において部分的に覆って
輻射シールドする構成としたので、伝熱手段の一部を輻
射シールド材として兼用して専用の輻射シールド材を不
要とでき、コストダウン等を図ることができる。

【００６７】請求項５の発明によると、第１及び第２ク
ライオパネルを含むポンプ部が金属等の無機系材料で構
成されているので、ポンプ部の高温ベーキング処理に伴
うポンプ部表面からの放出ガスの低減や活性炭からの微
粒子の発生防止等を図って、真空空間内の清浄度を向上
させることができる。

【００６８】請求項６の発明では、上記請求項５の発明
において、第２クライオパネルの内面に、熱伝導率の高
い材料からなるメッシュ部材を一体に接合した。また、
請求項７の発明では、第２クライオパネルを内面がメッ
シュ状に加工されているものとした。従って、これらの
発明によると、活性炭を使用することなく第２クライオ
パネル内面の低温吸着面を大に保つことができ、クライ
オパネルの低温吸着面の増大と、真空空間内の清浄度の
向上とを両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係るクライオポンプの断面
図である。

【図２】冷凍機の要部構成を示す冷媒回路図である。

【図３】クライオポンプ運転時の真空度の変化を示す特
性図である。

【図４】クライオポンプ運転時の各部分の温度変化を示
す特性図である。

【図５】クライオポンプのポンプ部に熱負荷を与えたと
きの各部分の温度変化を示す特性図である。

【図６】実施例２に係るクライオポンプにおける第２ク
ライオパネルを背面から見た斜視図である。

【符号の説明】

（Ｃ） クライオポンプ （Ｐ） ポンプ部 （Ｒ） 冷凍機 （１） ケーシング （２），（５） クライオパネル （８），（１２） 円筒シール材 （９），（１３） 伝熱ロッド （１０） ディスク （１４） 伝熱部材 （３１） ハウジング （３６） ベローズ （４１） 予冷冷凍回路 （４２） 膨張機 （４８） 第１ヒートステーション（冷却ステージ） （４９） 第２ヒートステーション （５０） シールド （５１），（７１） メッシュ線 （５３），（７３） 伝熱手段 （６１） Ｊ−Ｔ回路 （６２） 膨張ユニット （６９） 冷却器（冷却ステージ） （７０） 受冷部材 （７４） メッシュ部材

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器に連通するケーシング（１）内
   にクライオパネル（２），（５）が収容されたポンプ部
   （Ｐ）と、極低温レベルの寒冷を発生する冷却ステージ
   を有し、上記ポンプ部（Ｐ）のクライオパネル（２），
   （５）を極低温レベルに冷却する冷凍機（Ｒ）とを備え
   た真空クライオポンプであって、 上記ポンプ部（Ｐ）と冷凍機（Ｒ）とは、ポンプ部
   （Ｐ）のケーシング（１）内が冷凍機（Ｒ）に対し真空
   的に遮断され、かつ冷凍機（Ｒ）の冷却ステージがポン
   プ部（Ｐ）のクライオパネル（２），（５）と切離し可
   能な伝熱手段（５３），（７３）を介して接続されてい
   て、分離可能に結合されていることを特徴とする真空ク
   ライオポンプ。
2. 【請求項２】 ポンプ部（Ｐ）のクライオパネル
   （２），（５）はケーシング（１）に対し熱伝導率の低
   い材料からなる筒状のシール材（８），（１２）で連結
   され、該シール材（８），（１２）の内部に伝熱手段
   （５３），（７３）が間隙をあけて配置されていること
   を特徴とする請求項１記載の真空クライオポンプ。
3. 【請求項３】 冷凍機（Ｒ）の駆動部とポンプ部（Ｐ）
   のケーシング（１）とはベローズ（３６）により連結さ
   れ、 伝熱手段（５３），（７３）の少なくとも一部が可撓性
   部材にてなることを特徴とする請求項１又は２記載の真
   空クライオポンプ。
4. 【請求項４】 ポンプ部（Ｐ）は第１クライオパネル
   （２）と、該第１クライオパネル（２）の内部に配置さ
   れる第２クライオパネル（５）とを少なくとも有する一
   方、 冷凍機（Ｒ）は、上記第１及び第２クライオパネル
   （２），（５）を第２クライオパネル（５）が第１クラ
   イオパネル（２）よりも低い温度になるようにそれぞれ
   冷却する少なくとも２つの冷却ステージを有し、 上記ポンプ部（Ｐ）の第１クライオパネル（２）と冷凍
   機（Ｒ）の冷却ステージとを伝熱する伝熱手段（５３）
   は、ポンプ部（Ｐ）と冷凍機（Ｒ）との結合部におい
   て、ポンプ部（Ｐ）の第２クライオパネル（５）と冷凍
   機（Ｒ）の冷却ステージとを伝熱する伝熱手段（７３）
   を覆うように配置されて輻射シールドしていることを特
   徴とする請求項１、２又は３記載の真空クライオポン
   プ。
5. 【請求項５】 ポンプ部（Ｐ）は第１クライオパネル
   （２）と、該第１クライオパネル（２）の内部に配置さ
   れる第２クライオパネル（５）とを少なくとも有する一
   方、 冷凍機（Ｒ）は、上記第１及び第２クライオパネル
   （２），（５）を第２クライオパネル（５）が第１クラ
   イオパネル（２）よりも低い温度になるようにそれぞれ
   冷却する少なくとも２つの冷却ステージを有し、 上記第１及び第２クライオパネル（２），（５）を含む
   ポンプ部（Ｐ）は、金属等の無機系材料で構成されてい
   ることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の真空
   クライオポンプ。
6. 【請求項６】 第２クライオパネル（５）の内面には、
   熱伝導率の高い材料からなるメッシュ部材（７４）が一
   体に接合されていることを特徴とする請求項５記載の真
   空クライオポンプ。
7. 【請求項７】 第２クライオパネル（５）の内面は、メ
   ッシュ状に加工されていることを特徴とする請求項５記
   載の真空クライオポンプ。