JPH11224799A - シェンケル形直流高圧電源装置 - Google Patents

シェンケル形直流高圧電源装置

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JPH11224799A
JPH11224799A JP2716398A JP2716398A JPH11224799A JP H11224799 A JPH11224799 A JP H11224799A JP 2716398 A JP2716398 A JP 2716398A JP 2716398 A JP2716398 A JP 2716398A JP H11224799 A JPH11224799 A JP H11224799A
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JP
Japan
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electrode
tank
frequency
frequency electrode
base
Prior art date
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JP2716398A
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English (en)
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Makoto Nakazawa
真 中澤
Toshio Kimura
寿男 木村
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Nissin High Voltage Co Ltd
Original Assignee
Nissin High Voltage Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】保守点検の際に高周波電極が汚損されたり損傷
したりするおそれがないシェンケル形直流高圧電源装置
を提供する。 【解決手段】タンク本体1Aとタンクベース1Bとから
なるタンク1内に電極列202と上部高周波電極203
A及び下部高周波電極203Bとを含むシェンケル回路
2の構成要素を収納する。電極列202は、タンクベー
ス1Bに片持ちで支持された絶縁板体200に支持し、
タンクベース1Bを外してタンク本体1Aの軸線方向に
移動させることにより電極列202をタンク外に引き出
し得るようにしておく。タンクベース1Bに片持ちで支
持された可動ベース9に下部高周波電極203Bを支持
し、タンクベースの移動に伴って下部高周波電極203
Bを可動ベース9とともにタンク外に引き出し得るよう
にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオンビームを加
速する加速装置の電源として用いるのに好適なシェンケ
ル形直流高圧電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】イオン注入装置などのイオンビーム応用
機器においては、イオンを加速するためにタンデム加速
器やシングルエンド形加速器が用いられており、これら
の加速器に加速電圧を与える直流高圧電源装置として、
周知のシェンケル回路を用いた直流高圧電源装置が多く
用いられている。
【0003】図2及び図3はシェンケル形直流高圧電源
装置の要部の構成を示したもので、これらの図におい
て、1は円筒状に形成されたタンク本体1Aと該タンク
本体の軸線方向の一端側に設けられた開口部を閉じるタ
ンクベース(蓋)1Bとを備えたタンク、2はタンク1
内に収納されたバランス形のシェンケル回路である。
【0004】シェンケル回路2は、長手方向をタンク本
体1Aの軸線方向に向けた状態で該タンク本体内に平行
に配置されてタンクベース1Bに片持ちで支持された対
の絶縁板体200,200と、絶縁板体200,200
に支持金具210を介して支持された電極列202と、
電極列202を間にして上下に対向するように設けられ
た上部高周波電極203A及び下部高周波電極203B
と、絶縁板体200に支持されて電極列202及び上下
の高周波電極203A,203Bとともにn倍電圧整流
回路を構成する整流器204,204,…と、図示しな
い高周波電源の出力を昇圧して上部高周波電極203A
と接地電位部との間及び下部高周波電極203Bと接地
電位部との間にそれぞれ印加する高周波コイル(図2に
は図示せず。)とを備えている。
【0005】電極列202は、図3に示すように周方向
の両端を下方に向けたほぼ円弧状の上部単位電極201
Aと、周方向の両端を上方に向けたほぼ円弧状の下部単
位電極201Bとからなる昇圧回路電極201を軸線方
向に複数個並設した構造を有している。図示の例では、
各昇圧回路電極201を構成する上下の単位電極201
A及び201Bが軸線方向に位置をずらした状態で配置
されている。
【0006】上部高周波電極203A及び下部高周波電
極203Bは、電極列202を構成する一連の昇圧回路
電極201,201,…の上部単位電極201A,20
1A,…及び下部単位電極201B,201B,…にそ
れぞれ対応するように設けられていて、タンク本体1A
の内側で電極列202を間にして上下に対向するように
配置されている。上部高周波電極203A及び下部高周
波電極203Bは半円筒状に形成されて、タンク本体1
Aの内周部に絶縁支持物3を介して支持されている。
【0007】整流器204は、各昇圧回路電極201の
上部単位電極201A及び下部単位電極201Bをそれ
ぞれ隣接の昇圧回路電極201の下部単位電極201B
及び上部単位電極201Aに接続するように設けられて
いる。
【0008】絶縁板体200の自由端付近には、高電位
側の端子とシールドとを兼ねる高電圧ターミナル205
が配置され、高電圧ターミナル205は電極列202の
高電位側の最端部の昇圧回路電極201にリアクトル
(図2には図示せず。)を介して接続されている。
【0009】図2において206は、高電位側の最端部
の昇圧回路電極201と高電圧ターミナル205との間
に形成される隙間の電位を、高電圧ターミナル205の
電位と同じ電位に固定するために設けられたシールド板
である。
【0010】タンク本体1Aの側面には、該タンク本体
の軸線方向に対して直角な方向に突出した分岐管部(図
示せず。)が設けられていて、該分岐管部にタンデム加
速器5を収容した容器が接続されている。タンデム加速
器5はタンク本体1Aの軸線方向に対して直角な方向に
長く伸びるように設けられていて、該加速器5の中間部
に設けられた高電位側の端子に高電圧ターミナルシール
ド205が接続されている。
【0011】またタンク本体1Aの側面に設けられた図
示しない分岐管部に昇圧コイル容器が接続されて、該昇
圧コイル容器内に昇圧コイルが収納され、図示しない高
周波電源の出力電圧が該昇圧コイルを通して上部高周波
電極203Aと接地電位部(タンク1)との間及び下部
高周波電極203Bと接地電位部との間に印加されてい
る。タンク1内にはSF6 ガスが所定の圧力で封入され
ている。
【0012】シェンケル回路2は、図示しない高周波電
源の出力電圧を昇圧コイルにより昇圧して得た電圧で高
周波電極203A,203Bと電極列202を構成する
一連の昇圧回路電極201の単位電極201A,201
Bとの間にそれぞれ形成された浮遊静電容量を充電して
高電圧を発生させる周知のもので、その回路構成は例え
ば図4に示す通りである。
【0013】図4において、図2の各部と同じ部分には
それぞれ同一の符号を付してあり、1は接地電位にある
タンク、201A,201Bは昇圧回路電極201を構
成する単位電極、203A,203Bは高周波電極、2
04は各昇圧回路電極201の上部単位電極201A及
び下部単位電極201Bをそれぞれ隣接する昇圧回路電
極201の下部単位電極201B及び上部単位電極20
1Aに接続するように設けられた整流器、205は高電
圧ターミナル、207は昇圧コイル、6は高周波電源で
ある。
【0014】また7は電極列202の低電位側の最端部
の単位電極201A,201Bを対地電位部に接続する
リアクトルであり、8は電極列の高電位側の最端部の昇
圧回路電極201を構成する単位電極201A,201
Bを高電圧ターミナル205に接続するリアクトルであ
る。C1 は上部高周波電極203A及び下部高周波電極
203Bのそれぞれと対地間の浮遊静電容量、C2 は上
部高周波電極203Aと上部単位電極201Aとの間、
及び下部高周波電極203Bと下部単位電極201Bと
の間のそれぞれの浮遊静電容量、C3 は整流器204が
有する静電容量、C4 は高電圧ターミナル205と対地
間の静電容量、Lは昇圧コイル207のインダクタンス
である。
【0015】この例では、各昇圧回路電極201の単位
電極201A,201Bを整流器204により隣接する
昇圧回路電極201の単位電極201B,201Aに接
続することにより、電極列の低電位側の端部からn番目
(n=1,2,…)に配置された昇圧回路電極の上下の
単位電極201A,201Bと上下の高周波電極203
A,203Bとの間の浮遊静電容量C2 を高周波電圧の
ピーク値Eのn倍の電圧nEまで充電するn倍電圧整流
回路を構成している。
【0016】図4に示したシェンケル回路において、高
周波電源6が投入されると、昇圧コイル207のインダ
クタンスLと、上部及び下部高周波電極203A及び2
03Bのそれぞれと対地間の静電容量C1 とにより構成
される共振回路の共振周波数に等しい周波数(例えば1
0KHz)の高周波電圧が発生し、この高周波電圧が上
部高周波電極203Aと対地間及び下部高周波電極20
3Bと対地間に印加される。この高周波電圧の正負の半
サイクルの交番に伴って、電極列の低電位側の端部から
高電位側の端部に向けて順次配置された昇圧回路電極2
01,201,…をそれぞれ構成する上下の単位電極2
01A,201Bと高周波電極203A,203Bとの
間の静電容量C2 がそれぞれE,2E,3E,…の電圧
まで充電されて、最終的に電極列の高電位側の端部のn
番目の昇圧回路電極の上部単位電極201Aと上部高周
波電極203Aとの間の静電容量C2 の両端及び下部単
位電極201Bと下部高周波電極203Bとの間の静電
容量C2 の両端にnEの直流高電圧が得られる。この高
電圧は高電圧ターミナル205を通して加速管5に加速
電圧として印加される。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】図2に示したシェンケ
ル形直流高圧電源装置において、タンク1の内部の保守
点検を行う際には、図2に鎖線で示したように、タンク
ベース1Bを外して、該タンクベース1Bとともに電極
列202を引出し、タンク本体1A内に作業者が入って
必要な作業を行う。
【0018】従来の電源装置では、上部高周波電極20
3A及び下部高周波電極203Bの双方がタンク本体1
Aに絶縁支持物3を介して支持されていたため、保守点
検の際に作業者が使用できるタンク内のスペースが狭く
なり、保守点検の作業がやりにくいという問題があっ
た。また従来の電源装置では、保守点検の際に、作業者
が下部高周波電極203Bの上に乗ってタンク内に入る
必要があったため、下部高周波電極203Bが汚損した
り、該高周波電極に傷がついたりするおそれがあり、好
ましくなかった。
【0019】本発明の目的は、保守点検の際に作業者が
使用し得るスペースを従来よりも広くして作業性を向上
させるとともに、下部高周波電極が汚損されたり、傷付
けられたりするおそれをなくすことができるようにした
シェンケル形直流高圧電源装置を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】本発明が改良の対象とす
るシェンケル形直流高圧電源装置は、軸線を水平方向に
向けた状態で配置されたタンク本体と該タンク本体の軸
線方向の一端を閉じる着脱可能なタンクベースとを備え
て接地電位に保たれるタンクと、周方向の両端を下方に
向けたほぼ円弧状の上部単位電極と周方向の両端を上方
に向けたほぼ円弧状の下部単位電極とからなる昇圧回路
電極を軸線方向に複数個並設した構造を有していて、該
昇圧回路電極の並設方向をタンク本体の軸線方向に一致
させた状態でタンク本体の内側に配置された電極列と、
電極列を構成する一連の昇圧回路電極の上部単位電極及
び下部単位電極にそれぞれ対応するように設けられて前
記タンク本体の内側で前記電極列を間にして上下に対向
配置された上部高周波電極及び下部高周波電極と、高周
波電源の出力電圧を昇圧して上部高周波電極と接地電位
部との間及び下部高周波電極と接地電位部との間に印加
する昇圧コイルと、タンク本体の内側に配置されてい
て、電極列の低電位側の端部からn番目(nは1以上の
整数)の昇圧回路電極の上部単位電極と上部高周波電極
との間の静電容量及び該n番目の昇圧回路電極の下部単
位電極と下部高周波電極との間の静電容量を、昇圧コイ
ルから印加される高周波電圧のピーク値Eのn倍の電圧
nEまで充電するn倍電圧整流回路を構成するように、
各昇圧回路電極の上部単位電極及び下部単位電極をそれ
ぞれ隣接の昇圧回路電極の下部単位電極及び上部単位電
極に接続する整流器とを備えていて、タンク本体からタ
ンクベースを取り外すことにより電極列を整流器ととも
に外部に引き出し得るように構成されたものである。
【0021】本発明においては、下部高周波電極を、タ
ンク本体の軸線方向に移動可能に設けられた可動ベース
に絶縁支持物を介して支持して、タンクベースが外され
たときに、下部高周波電極を可動ベースとともに外部に
引出すことができるようにした。
【0022】上記可動ベースはタンクベースに片持ちで
支持されていてもよく、タンク本体にガイドレールを介
してタンク本体の軸線方向に移動可能に支持されていて
もよい。
【0023】上記のように、下部高周波電極を、タンク
本体の軸線方向に移動可能に設けられた可動ベースに絶
縁支持物を介して支持する構造として、タンクベースが
外された際に下部高周波電極を外部に引出すことができ
るようにしておくと、タンク内の保守点検を行う際に、
下部高周波電極を外部に引出してタンク内のスペースを
広くすることができるため、保守点検の作業性を向上さ
せることができる。また、上記のように下部高周波電極
を外部に引出すことができるようにしておくと、作業者
は下部高周波電極に乗ることなくタンク内に入ることが
できるため、保守点検の際に下部高周波電極が汚損され
たり傷付けられたりするのを防ぐことができる。
【0024】上記のように本発明は、下部高周波電極を
タンク本体の軸線方向に対して移動可動に設けられた可
動ベースに支持することを特徴とするが、本発明におい
ては、下部高周波電極を支持する可動ベースと別個に、
タンク本体の軸線方向に移動可能な他の可動ベースを設
けて、該他の可動ベースに絶縁支持物を介して上部高周
波電極を支持する構成をとることを何等妨げない。
【0025】下部高周波電極及び上部高周波電極の双方
を可動ベースに支持して、両高周波電極をタンクの外部
に引出し得るようにしておくと、保守点検の際に作業者
が使用し得るタンク内のスペースをいっそう広くするこ
とができるため、保守点検の作業性を更に向上させるこ
とができる。
【0026】
【発明の実施の形態】図1は本発明に係わるシェンケル
形直流高圧電源装置の構成例を示したもので、同図にお
いて、1は円筒状に形成されたタンク本体1Aと該タン
ク本体の軸線方向の一端側に設けられた開口部を閉じる
タンクベース1Bとを備えたタンク、2はタンク1内に
収納されたシェンケル回路である。
【0027】タンクベース1Bは、タンク本体1Aの軸
線方向に延びるガイドレールに沿って走行する図示しな
い台車の上に支持され、タンクベース1Bをタンク本体
1Aから外した状態で該台車を走行させることにより、
タンクベース1Bをタンク本体の軸線方向に移動させ
て、該タンクベースに片持ちで支持されたシェンケル回
路の構成部品をタンクから外部に引き出すことができる
ようになっている。
【0028】シェンケル回路2は、図2に示した従来の
電源装置と同様に、タンクベース1Bに片持ちで支持さ
れた対の絶縁板体200,200を備えていて、該絶縁
板体200,200に電極列202が支持されている。
【0029】電極列202は、図2に示した従来例と同
様に、ほぼ円弧状の上部単位電極201Aと、周方向の
両端を上方に向けたほぼ円弧状の下部単位電極201B
とからなる昇圧回路電極201を軸線方向に複数個並設
した構造を有していて、絶縁板体200に支持金具を介
して支持されている。上部単位電極201A及び下部単
位電極201Bにそれぞれ対応する半円筒状の上部高周
波電極203A及び下部高周波電極203Bが設けられ
て、両高周波電極が電極列202を間にして上下に対向
配置されている。また各昇圧回路電極201の上部単位
電極201A及び下部単位電極201Bと隣接の昇圧回
路電極の下部単位電極201B及び上部単位電極201
Aとの間にそれぞれ整流器204が接続され、一連の整
流器204と、電極列202と、上下の高周波電極20
3A及び203Bとにより、n倍電圧整流回路が構成さ
れている。絶縁板体200の自由端側にはシールドを兼
ねる高電圧ターミナル205が配置されている。高電圧
ターミナル205は電極列202の高電位側の最端部の
上部単位電極201A及び下部単位電極201Bに接続
され、高電圧ターミナル205と電極列202の高電位
側の端部との間にはシールド板206が配置されてい
る。高電圧ターミナル205はタンデム加速器5の高電
位側の端子に接続されている。
【0030】上記のシェンケル回路の構成は従来のもの
と同様であるが、本発明においては、タンク本体1Aの
周壁部の最下部付近に該タンク本体の軸線方向に延びる
板状の可動ベース9が設けられて、該可動ベース9に下
部高周波電極203Bが絶縁支持物3を介して支持され
ている。可動ベース9はタンク本体1Aの周壁部との間
に所定の間隙を保った状態で配置されていて、電極列2
02を引き出すためにタンクベース1Bをタンク本体1
Aから外してタンク本体1Aの軸線方向に沿って該タン
ク本体から離れる方向に移動させた際に、可動ベース9
が下部高周波電極203Bとともにタンク本体1Aの軸
線方向に移動してタンクの外部に引き出されるようにな
っている。
【0031】上部高周波電極3Aは従来の電源装置と同
様に、絶縁支持物(図示の例では碍子)3を介してタン
ク本体1Aの周壁部の上部に支持されている。その他の
構成は図2に示した従来の電源装置と全く同様であり、
その電気的構成は図4の回路図に示された通りである。
【0032】上記のように、下部高周波電極203B
を、タンク本体1Aの軸線方向に移動可能に設けられた
可動ベース9に絶縁支持物3を介して支持する構造とし
て、タンクベース1Bが外された際に下部高周波電極2
03Bを外部に引出すことができるようにしておくと、
タンク内の保守点検を行う際に、下部高周波電極203
Bを外部に引出してタンク1内のスペースを広くするこ
とができるため、保守点検の作業性を向上させることが
できる。また、上記のように下部高周波電極203Bを
外部に引出すことができるようにしておくと、作業者は
下部高周波電極203Bに乗ることなくタンク内に入る
ことができるため、保守点検の際に下部高周波電極20
3Bが汚損されたり傷付けられたりするのを防ぐことが
できる。
【0033】上記の例では、下部高周波電極203Bを
支持する可動ベース9をタンクベース1Bに片持ちで支
持するようにしたが、可動ベース9はタンク本体1Aの
軸線方向に移動可能に設ければよく、必ずしもタンクベ
ース1Bに片持ちで支持する必要はない。例えば、可動
ベース9をタンク本体1Aの周壁部の下部にガイドレー
ルを介してタンク本体の軸線方向に移動自在に支持し
て、該可動ベースに下部高周波電極203Bを絶縁支持
物を介して支持する構造としてもよい。このように構成
した場合には、タンクベース1Bを外して電極列202
を絶縁板体200とともに外部に引き出した後、高周波
電極203Bを可動ベースとともにタンク外に引き出し
て、保守点検を行う。
【0034】また図1に示した例において、可動ベース
9をより安定に支えるために、可動ベース9の自由端側
(または自由端付近)に該可動ベース9を支えつつタン
ク本体1Aの周壁部の上を転動する車輪を取り付けるこ
ともできる。
【0035】上記の例では、上部高周波電極203Aが
タンク本体1Aの周壁部に絶縁支持物3を介して支持さ
れているが、上部高周波電極203Aに対してもタンク
本体の軸線方向に移動可能な可動ベースを設けて、該可
動ベースに上部高周波電極203Aを絶縁支持物を介し
て支持する構造としてもよい。このように構成すると、
保守点検時に下部高周波電極203Bだけでなく、上部
高周波電極203Aをもタンク外に引き出すことができ
るため、作業者が使用できるタンク内のスペースを広く
して、作業性をいっそう向上させることができる。
【0036】図1に示した例では、タンデム加速器5が
タンク1と別個に設けられたタンク内に配置されている
が、加速器5をシェンケル回路2を収容するタンク1内
に配置して、該加速器5の周囲に電極列202を配置し
てシェンケル回路を構成するようにすることもできる。
【0037】また上記の例では、タンデム加速器に加速
電圧を与える場合を例にとったが、シングルエンド形の
加速器に加速電圧を与える場合にも本発明に係わる電源
装置を適用し得るのはもちろんである。
【0038】上記の例では、昇圧回路電極201を構成
する上部単位電極201A及び下部単位電極201Bが
軸線方向に僅かに位置をずらした状態で配置されている
が、上部単位電極201A及び下部単位電極201Bを
整合させた状態で配置するようにしてもよい。
【0039】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、下部高
周波電極を、タンク本体の軸線方向に移動可能に設けら
れた可動ベースに絶縁支持物を介して支持する構造とし
て、タンクベースが外された際に下部高周波電極を外部
に引出すことができるようにしたので、タンク内の保守
点検を行う際に、下部高周波電極を外部に引出してタン
ク内のスペースを広くすることができ、保守点検の作業
性を向上させることができる。
【0040】また本発明においては、タンク内の保守点
検時に下部高周波電極を外部に引出すことができるよう
にしたので、作業者は下部高周波電極に乗ることなくタ
ンク内に入ることができる。したがって、本発明によれ
ば、保守点検の際に下部高周波電極が汚損されたり傷付
けられたりするのを防ぐことができ、下部高周波電極の
汚損や損傷により電界が乱されて、絶縁耐力が低下する
のを防ぐことができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる直流高圧電源装置の要部の構成
例を示した断面図である。
【図2】従来の直流高圧電源装置の要部の構成を示した
断面図である。
【図3】昇圧回路電極を構成する単位電極の配置を説明
するための説明図である。
【図4】直流高圧電源を構成するバランス形シェンケル
回路の構成を示した回路図である。
【符号の説明】
1 容器 1A タンク本体 1B タンクベース 2 シェンケル回路 200 絶縁板体 201 昇圧回路電極 201A 上部単位電極 201B 下部単位電極 202 電極列 203A 上部高周波電極 203B 下部高周波電極 204 整流器 207 昇圧コイル 3 絶縁支持物 6 高周波電源 9 可動ベース

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸線を水平方向に向けた状態で配置され
    たタンク本体と該タンク本体の軸線方向の一端を閉じる
    着脱可能なタンクベースとを備えたタンクと、 周方向の両端を下方に向けたほぼ円弧状の上部単位電極
    と周方向の両端を上方に向けたほぼ円弧状の下部単位電
    極とからなる昇圧回路電極を軸線方向に複数個並設した
    構造を有していて、該昇圧回路電極の並設方向を前記タ
    ンク本体の軸線方向に一致させた状態で前記タンク本体
    の内側に配置された電極列と、 前記電極列を構成する一連の昇圧回路電極の上部単位電
    極及び下部単位電極にそれぞれ対応するように設けられ
    て前記タンク本体の内側で前記電極列を間にして上下に
    対向配置された上部高周波電極及び下部高周波電極と、 高周波電源の出力電圧を昇圧して前記上部高周波電極と
    接地電位部との間及び前記下部高周波電極と接地電位部
    との間に印加する昇圧コイルと、 前記タンク本体の内側に配置されていて、前記電極列の
    低電位側の端部からn番目(nは1以上の整数)の昇圧
    回路電極の上部単位電極と前記上部高周波電極との間の
    静電容量及び該n番目の昇圧回路電極の下部単位電極と
    前記下部高周波電極との間の静電容量を、前記昇圧コイ
    ルから印加される高周波電圧のピーク値Eのn倍の電圧
    nEまで充電するn倍電圧整流回路を構成するように、
    各昇圧回路電極の上部単位電極及び下部単位電極をそれ
    ぞれ隣接の昇圧回路電極の下部単位電極及び上部単位電
    極に接続する整流器とを備え、 前記タンク本体から前記タンクベースを取り外すことに
    より前記電極列を前記整流器とともに外部に引き出し得
    るように構成されているシェンケル形直流高圧電源装置
    において、 前記下部高周波電極は前記タンク本体の軸線方向に移動
    可能に設けられた可動ベースに絶縁支持物を介して支持
    され、前記タンクベースが外されたときに前記下部高周
    波電極を前記可動ベースとともに外部に引出し得るよう
    に構成されていることを特徴とするシェンケル形直流高
    圧電源装置。
  2. 【請求項2】 前記可動ベースは前記タンクベースに片
    持ちで支持されていることを特徴とする請求項1に記載
    のシェンケル形直流高圧電源装置。
  3. 【請求項3】 前記可動ベースは前記タンク本体にガイ
    ドレールを介してタンク本体の軸線方向に移動可能に支
    持されていることを特徴とする請求項1に記載のシェン
    ケル形直流高圧電源装置。
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