JPS63285500A - 窓箔押え油圧自動クランプ機構 - 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】 （７）技術分野 この発明は、電子線照射装置の窓箔押え油圧自動クラン
プ機構に関する。

電子線照射装置は、高真空中で電子線を発生させ、加速
し、これを大気中に取出して被処理物に照射するもので
ある。

電子線を照射する目的は、その物質に電子を与える事に
より化学反応を起こさせ、その物の化学的性質を改変す
ることである。

いろいろな目的に使われるが、高分子の重合のために最
もよく利用される。

このカテゴリ・−に属するものとしては、例えば、絶縁
被覆電線、熱収縮チューブ、発泡ポリエチレン、ゴムタ
イヤなどに架橋反応を起こさせる、という使い方がある
。

高分子重合反応の他に、医療器具の滅菌、食品飼料の処
理、排煙の脱硝脱硫に、電子線照射装置を用いる事がで
きる。

さらに、コーティング、印刷、ラミネーション、磁気メ
ディアなどに使用される液状樹脂の硬化にも用いられる
。

電子線のエネルギーは、加速電圧によって表現される。

電子線照射装置に用いられる電子線の加速電圧は１０ｏ
Ｏｏ　ｋＶ〜１００　ｋＶ程度である。

照射する目的によって、加速電圧が異なる。

３００　ｋＶを境界とし、これ以下を低エネルギー、こ
れ以上を高中エネルギーと大別することもある。

低エネルギーのものは、表面近傍にしか及ばないので、
表面処理）ζ使われる。たとえば、先述の、コーティン
グ、印刷、ラミネーション、磁気メディア、ＩＣ基板な
ど液状樹脂の硬化に用いられる。

測定装置ではない、という事に注意すべきである。

電子線を利用した測定装置は、既に数多くある。

電子顕微鏡、ＲＨＥＥＤ　（反射型高エネルギー電子線
回折）、ＬＥＥＤ（低エネルギー電子線回折）、などが
ある。いずれにしても試料は高真空中にある。

高真空中にあって、試料からの散乱電子、回折電子の角
度分布が測定できるものでなければならない。

電子線照射装置は、電子を当てることによって、物質に
化学的な変化を起こさせて性質を改変するものであり、
処理装置である。このため、ＥｌｅｃｔｒｏｎＰｒｏｃ
ｅｓｓｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍという訳語が当てられてい
る。

測定装置で、ない。処理装置である。散乱電子、二次電
子、回折電子などの強度分布を測定しない。

対象となる物が真空中シζあってもよいし、真空中にな
くてもよい。

どちらでもよいなら、真空中でない方を選ぶべきである
。大気中に対象となる被処理物を置くのであれば、被処
理物の出入れのたびに真空装置を開くという煩雑な操作
が不要となる。

（イ）電子線照射装置 広く一般に知られているというわけではないので、電子
線照射装置の構成を簡単に説明する。

電子線照射装置は、直流高電圧電源、電子銃、加速管、
走査管、照射窓、被処理物搬送装置、真空排気装置など
よりなっている。

直流高電圧電源は、電子を加速するために必要な高電圧
を発生させるための電源である。コツククロフト・ウオ
ルトン回路、ゾロン・グライナッヘル回路、ダイナミド
ロン直流電源などが用いられる。小電流でよ°い（１ｍ
Ａ〜１μＡ）場合はバンプグラフ形も用いられる。

電子銃は、真空中のフィラメントにζ通電し、熱電子を
放出させ、正電圧を加えた電極に引寄せる事により、電
子を分離するものである。

加速管は、リング状の電極を並べて、電子流の方向に正
電圧を分配したものである。電子を加速する。加速管は
電子を鉛直下方へ向けて加速する。

走査管は、鉛直下方へ走行する電子を水平二方向へ電界
をかけ、二方向へ走査するものである。

エネルギーが高い電子線照射装置は走査管を持つものが
多い。エネルギーの低いものは走査管を持たないものが
多い。

かなり高速の電子線を曲げるのであるから、十分な走行
距離が必要であり、このため、走査管がある場合、嵩高
い装置になる。高中エネルギーのものは大型の装置であ
っても差支えないので、電子線を走査させる走査管を備
える。

第３図に走査管を有する電子線照射装置の概略を示す。

低エネルギーのものは、装置をコンパクトにする、とい
う要求が強いので、走査管を省く。非走査型である。エ
リア型ということもある。加速管も短くて済む。一対の
電極だけで加速できることもある。このため、コンパク
トな加速管部を構成する事ができる。

電子銃、加速管、走査管（ないものもある）は、当然高
真空中たある。真空排気装置は、これらが存在する空間
を真空に排気する装置である。

照射窓は真空と大気の境界となる部分である。

加速管、走査管は真空中で、被処理物が大気中にある。

このため、真空を維持する必要がある。

走査管がある場合は、その下底が照射窓になる。

走査管のない場合は、加速装置部の下底が照射窓という
事になる。

照射窓は空気を遮断し、高真空を維持できるが、電子線
を通す材料で覆わなければならない。

電子線は透過能力の弱い放射線である。このため、窓材
は極めて薄いものでなければならない。

゛　そこで、約１５μｍ〜３０μｍ厚さぐらいのＴｉ箔
、又は約３０〜７０μｍ厚さぐらいのＡＩｌ箔が窓材と
して用いられる。

窓箔には、上下の圧力差がかかる。これは、大気圧にほ
ぼ等しい。加速管、走査管の側が高真空で、被処理物の
側が大気圧であるからである。このため、箔は上方へ押
上げられるようになる。

箔には張力が生じる。窓の面積が大きければ窓箔に生じ
る張力も大きい。

強い張力に耐えるため、箔は厚い方がよい。しかし、厚
いと、電子線が吸収されて、エネルギーロスが大きくな
る。このように薄くても電子線のエネルギーロスは大き
い。電子は質量の小さい荷電粒子だからである。薄くて
丈夫なＴｉ箔がしばしば用いられる。本考案は窓箔の取
替えを自動的に行うものに関する。

被処理物の搬送装置は、被処理物を入口から照射窓の直
下に運び、ここで処理を受けた被処理物を出口まで搬送
する装置である。Ｘ線を通さない搬送装置の函体の中に
コンベアを備えたものである。搬送装置函体の両端に、
シャッタで仕切られた入口予備室、出口予備室がある。

電子線が物に当たると、Ｘ線がでるから、Ｘ線を遮蔽す
る必要がある。このためパッチ処理装置に於て、搬送装
置を設け、入口、照射空間、出口を結んでいるのである
。

秒）従来技術 本発明は、電子線照射装置のうち、照射窓の窓箔の支持
構造の改良に関する。

第５図、第６図によって、従来例に係る窓箔押え構造を
説明する。

走査管１は、底部の拡がった台形状の異形管である。正
面壁と背面壁とは平行であって、王立等脚台形状である
。正面壁、背面壁の間隔は狭い。

側面は斜面となっている。側斜面、正面、背面で囲まれ
る空間で、電子線が長手方向と、これに直角な方向に交
番電場によって振られることになる。

その下底に窓箔３が支持されている。

窓箔３は長方形状であって、その四辺の端縁を、走査管
フランジ１１の下面と、窓箔押え２の上面との間で挾持
されている。

走査管フランジ１１と窓箔押え２の４辺ニハ、多数のボ
ルト穴が対応して穿孔されている。ボルト穴にはボルト
８が差込まれる。これの他端は、ナツト（図示せず）に
よって固定されるか、或はこの図のように、窓箔押え２
のねじ穴に固定する。

多数のボルト８．８、・・・により、窓箔押え２が、窓
箔３を間に挾んで、走査管フランジ１１へ緊密に固定さ
れる。

この際、窓箔押えの上面と走査管フランジ１１の下面の
平行度が十分であるようにしなければならない。窓箔３
の四辺と走査管フランジ１１、窓箔押え２の間に空隙が
ないようにしなければならない。窓箔３より上は真空、
下は大気圧となり、窓箔３によって高真空を維持しなけ
ればならないからである。

に）従来技術の問題点 従来の窓箔の支持構造は、箔の取替え作業が困難である
という問題があった。

窓箔は薄いものであるが、内外に１気圧の圧力差がある
。全圧力は、これに窓箔の面積を乗じたものである。か
なり強い張力として窓箔に働いている。

さらに、電子線が窓箔を通過する時に、エネルギーがか
なり吸収される。このエネルギーロスは熱になり、窓箔
を加熱させる。窓箔を冷却するための、下面に冷却風を
送っているが、それでも３００℃近くに加熱される。

張力、熱などが存在する厳しい条件下に窓箔があるわけ
である。窓箔が張力と熱によって疲労する。このため、
窓箔は、１ケ月〜２ケ月に１回とりかえる必要がある。

いつなん窓箔が破れると、加速管の真空が破れ、加速管
の電極を破壊する惧れがある。

このため、破れる前に余裕を見て窓箔をとりか先なけれ
ばならない。

窓箔の取替えのため、作業者が照射室の内部に入らなけ
ればならない。ボルトの数が多く、数十本〜百本ある。

これを全て外して、古い箔を除く。

新しい箔を窓箔押え２にテープでとめる。

この時、窓箔にたるみがないように、張力を与えて窓箔
押え２にとめなければならない。難しい作業である。さ
らに、窓箔押え２を持上げて、走査管フランジ１１に当
て、ボルト８でこれらを再び結合する。

窓箔押え２はかなり重い部材である。作業者が・人では
持上げるのが難しい。二Å以上の作業者か必要である。

しかも数十本〜百本のボルトを全て再び緊締しなければ
ならない。極めて煩労な作業である。時間も掛かる。

たとえば、従来は３人の作業者が協力して、４・−２・
５時間かかって窓箔を交換していた。

窓箔押え２と走査管フランジ１１とを結合する力が面内
に於て一様でなければならない。そうでなければ、両面
が傾いて、窓箔の端部に隙間が生じたり、局所的に張力
の増える部分が発生するからである。

このため、ボルトの締付トルクを一定値にするようにト
ルク管理を行なっていた。締付トルクが一定であれば、
縦方向に結合する力も一定であろうと考えられるからで
ある。

しかし、トルクを一定に保ちつつ、均等にボルトを締付
けるというのは困難な作業である。

この方法は、作業者が照射室内に入らなくてはならない
ので、危険の多い方法である。

同一の照射室に複数の電子線照射装置がある場合、一方
の装置の窓箔の交換のため、他方の装置も運転を中止し
なければならない。オゾンやＸ線がでてはならないから
である。

全ての装置の運転を中止したとしても、照射室はオゾン
、Ｘ線が充満していた空間であるので、ここへ入るのは
危険が多い。

窓箔の取替えが簡単で、しかも安全に行なえるような構
造が望まれる。

００　　目　　　　　的 電子線照射装置に於て、比較的短時間で窓箔を取替える
ことのできる装置を提供することが本発明の目的である
。

走査管フランジと窓箔押えの結合力を面内に於て一様に
することのできる装置を提供することが本発明の第２の
目的である。

（至）構　成 本発明に於ては、窓箔押えを走査管フランジに固定する
ためにボルトを用いない。

ボルトのかわりに、昇降するロッドを持つ油圧シリンダ
を使用する。

多数のシリンダを、走査管フランジの長手方向１・ζ並
べて取付ける。シリ：／ダによって窓箔押えを昇降する
。

これらの内、四隅のシリンダとその他のシリンダは役割
と動作が異なる。

四隅のシリンダは、窓箔押えと走査管フランジの７行度
を正確に出すためのものである。

それ以外のシリンダは、窓箔押えを均等な力で強く締付
けるものである。

以下、図面によって説明する。

第１図は本発明の窓箔押え油圧自動クランプ機構を備え
た走査管の平面図である。第２図は同じものの正面図で
ある。

走査管１は正面、背面方向からみれば、等脚台形状であ
る。側面が斜面となっている。走査管の形状は、従来の
ものと同じである。走査管１の下底縁が広い走査管フラ
ンジ１１となっている。

走査管フランジ１１の下面に窓箔・３が装入してあって
、これを窓箔押え２によって押える。

このため、走査管フランジ１１の四隅に懸架シリンダ４
．４、・・・を取付ける。懸架シリンダ４は、下方に引
上ロッド６を昇降自在に備えている。

引上ロッド６は大径部１７、小径部１８、押え部１９よ
怜なっている。引上ロッドを通すため、走査管フランジ
１１、窓箔押え２には、通し穴２０゜２１が穿孔されて
いる。

走査管の通し穴２０の径は、ロッド外径より太い。引上
ロッド６は通し穴２０に対して相対移動できる。

窓箔押え２の通し穴２１は、小径部１８を通すだけであ
り、大径部１７、押え部１９を通すことができない。窓
箔押え２は、引上ロッド６の大径部１７と押え部１９に
よって挾まれる０つまり、引上ロッド６の動きと窓箔押
え２の動きと力；同一である。

懸架シリンダ４．４に挾まれて長手方向二辺に設けられ
る締付シリンダ５．５、・・・は、下方に、昇降自在の
締付ロッド７を有する。

締付ロッド７は、走査管フランジ１１０通し穴２２、窓
箔押え２の通し穴２３を貫いている。締付ロッド７の下
端には、通し穴２３の内径より大きい鍔部２４が設けら
れている。

締付ロッドが数多く設けられているのは、窓箔押え２の
走査管フランジ１１に対する接触圧を面内で均一にする
ためである。

懸架シリンダは、窓箔押えを引上げるために使用される
。締付シリンダはこの後、窓箔押えを緊密に締付けるた
めに使用される。

４つの懸架シリンダ４は、同一の速さで上昇しなければ
ならない。そうでなければ、窓箔押えが、走査管フラン
ジに対して、僅かであるが傾いて固定されることになる
からである。

同一の油圧源から油圧を供給したとしても、複数のシリ
ンダの上昇速度を厳密にそろえることが難しい。

そこで第４図のような油圧系統とする。

油圧源１３から、４つの懸架シリンダ４．４、・・・へ
、それぞれ流量調整弁１４．１４．・・・を経て油圧が
供給されるようになっている。流量調整弁１４の開度を
調整し、流量を同一にする。そうすることによって、４
つの懸架シリンダ４．４、・・・の上が速度を揃える事
ができる。

締付シリンダ５の方は上昇速度を同一にする必要がない
。締付力を同一にする必要がある。そこで、ひとつの締
付シリンダバルブ１５の開門にＪ、す、締付シリンダ５
を運動させる事にする。

（１）作　用 窓箔を取替えるには、次のようにする。

油圧を切る。懸架シリンダ４、締付シリンダ５ともに上
方への引上げ力を失う。窓箔押え２が自重によって徐々
に下降する。

古い窓箔を窓箔押え２から取り除く。

新しい窓箔を窓箔押え２と走査管フランジ１１の中間の
空間に置く。これが第２図に示す状態である。

次に、懸架シリンダ４．４、・・・に油圧を供給し、引
上ロッド６を同一の速さで引上げる。窓箔押え２が、平
行度を保ったまま走査管フランジ１１に接近する。

窓箔３は、窓箔押え２と走査管フランジ１１によって挾
持される。０リング又はその他のパツキンを窓箔押えと
窓箔との間、走査管フランジと窓箔との間に介在させる
。

窓箔押え、窓箔、走査管フランジが接触状態になる。

ついで、全ての締付シリンダ５．５、・・・に油圧を供
給する。締付ロッド７は、いっせいに上昇する。

締付ロッド先端の鍔部２４が窓箔押え２を上方へ押す。

締付シリンダ５．５、・・・へ与えられる油圧の強さが
同一であるので、全ての締付シリンダ５の締付力が同一
になる。

ボルトの締付力の均一性よりも、さらに高度の均一性を
得る事ができる。ボルトの場合は、締伺トルクを同一に
するようトルク管理していた。締付トルクと締付力は比
例するが、摩擦力が介在するので、比例定数が一様でな
い。このため、全てのボルトの締付トルクが同一である
としても、締付力が同一であるとはいえない。

これはボルトのねじの斜角、摩擦力という因子が入るか
らである。

ところが、本発明では、締付シリンダの油圧を同一にし
ているから、締付力が同一になる。

以後、常時、油圧を供給し、締付状態を維持する。

第１図では、走査管の開口部よりやや大きい寸法に切断
された窓箔を固定するものを示している。

しかし、これに限らず、テープ状の連続箔をＹ？−ラに
巻いておき、走査管の前から後へ通すようにしてもよい
。このようにすれば、窓箔の除去、窓箔の装入のために
も、照射室へ入る必要がなくなる。全自動化ができるこ
とになる。

（り）効　果 （１）ボルトの取外しや、ボルトの取付けという煩瑣な
操作を全く不要とする。窓箔交換作業が極めて安楽にな
る。

（２）窓箔交換作業に要する時間が短縮される。

（：Ｎ）重い窓箔押えを持上げる必要がないから、１人
で作業ができる。

（４）窓箔交換に要する時間が短くなるので、照射室に
入る時間が短くなり、Ｘ線、オゾンにさらされる危険性
が減る。

（５）４つの懸架シリンダで窓箔押えを同一速度で引上
げるので、窓箔押えと、走査管フランジを平行に保つこ
とができる。

従来法のように多数のボルトを締めてゆくものでは、平
行性が良くないことが多い。

（６）多数の締付シリンダにより、同一の締付力で窓箔
押えを締付けるので、均等な締付状態とすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子線照射装置に於ける窓箔押え油圧
自動クランプ機構を備えた走査管の平面図。 第２図は同じものの正面図。 第３図は走査型電子線照射装置の一例を示す正面図。 第４図は本発明で用いろシリンダの油圧系統図。 第５図は従来例に係る窓箔押え構造の走査管の平面図。 第６図は同じものの正面図。 １・・・・・・・・・・・・走　査　管２・・・・・・
・・・・・・窓箔押え ３・・・・・・・・・・・・窓　　　箔４・・・・・・
・・・・・・懸架シリンダ５・・・・・・・・・・・・
締付シリンダ６・・・・・・・・・・・・引上ロッド７
・・・・・・・・・・・・締付ロッド８・・・・・・・
・・・・・ボ　ル　ト１１・・・・・・・・・・・・走
査管フランジ１３・・・・・・・・・・・・油　圧　源
１４・・・・・・・・・・・・流量調整弁１５・・・・
・・・・・・・・締付シリンダバルブ１７・・・・・・
・・・・・・大　径　部１８・・・・・・・・・・・・
小　径　部１９・・・・・・・・・・・・押　え　部２
０・・・・・・・・・・・・走査管フランジ通し穴２１
・・・・・・・・・・・・窓箔押え通し穴２２・・・・
・・・・・・・・走査管フランジ通し穴２３・・・・・
・・・・・・・窓箔押え通し穴発明者　松本貴司 岡本健二 特許出願人　日新ハイボルテージ株式会社第　　４　　
　図 第　　　３　　　図 走査型電子線照射装置 手続補正Ｍ（自発） 昭和６２年特許願＄１２０３７３号 ’ＩＱ明の名称 窓箔押え油圧自動クランプ機構 ａ補正をする者 事件との関係　　特許出願人 郵便番号　　　６１５ 住・　所　　　京都市右京区梅津高畝町４７番地名Ｔｈ
　　　　　日新ハイボルテージ株式会社４、補正の対象 明細書の特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、
図面の簡単な説明の欄及び図面。 ５、補正の内容 （１）゛　明細書第１頁特許請求の範囲を別紙の通り補
正する。 （２）同第６頁第１９行「する必要がある。」とあるを
「するのにこれらは真空容器を構成している。」と補正
する。 （３）同第７頁第２行「事になる。」の次に「要は真空
容器の電子線取り出し口に照射窓が形成される。」を挿
入する。 （４）同頁第１１行「走査管の側」とあるを「走とある
を削除する。 （６）同頁第１８行「走査管」とあるを「図示例は走査
方式の電子線照射１置であって、照射窓は真空容器の一
部を構成する走査管１の下部に設けられており、この走
査管」と補正する。 （７）同第９頁第６行「走査管フランジ」とあるを「走
査管１の下部に設けられたフランジ」と補正する。 （８）同頁第８行、第１４行、第１６行、第１８行、第
１１頁第９行〜第１０行、第１９行、第１６頁第５行、
第９行、第１５行、第１８行、第１４頁第１２行、第１
７行、第１５頁第１０行、第１５行、第１６頁第２行、
第１７頁第４行、第９行、第１１行、第１３行、第１５
行、第１９頁第１４行及び第２０頁末行「走査管フラン
ジ」とあるを「フランジ」と補正する。 （９）同第１４頁第２行「説明」とあるを「本発明を走
査方式の電子線照射装置に適用した場合について説明」
と補正する。 αυ　同頁第６行「走査管」とあるを「照射窓は真空容
器の一部を構成する走査管１の下部に設けられ、この走
査管」と補正する。 ０１）同頁第８行〜第１０行「走査管・旧・・下面」と
あるを「走査ＩＲ１の下部に設けられた照射窓用のフラ
ンｑ１．１の下面」と補正する。 （２）同頁第１９行「走査管」とあるを「フランジ１１
」と補正する。 （至）第２１頁第７行及び第９行「走査管フランジ通し
大」とあるを「フランジ通し穴」と補正する。 α→　第２図、第５図及び第６図を別紙の通り補正する
。 特許請求の範囲 （１）真空中で電子線を発生させ加速し、真空容器下部
の照射窓に設けた窓箔を通して大気中に電子線を取り出
し、被処理物に照射するようにした電とともに窓箔３を
挾持するための窓箔押え２と、フランジ１１の四隅に設
けられて窓箔押え２を引上げる引上げロッド６．６、・
・・を有する懸架シリンダ４．４、・・・と、フランジ
１１の長手方向に複数個設けられ窓箔押え２をフランジ
１１に向って締付ける締付ロッド７．７、・・・を有す
る締付シリンダ５．５、・・・とより構成される事を特
徴とする窓箔押え油圧自動クランプ機構。 （２）懸架シリンダ４．４、・・・と油圧源の間に流量
調整弁１４を設け、油の流量を同一にする事により懸架
シリンダ４．４、・・・の上昇速度を同一にした事を特
徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の窓箔押え油圧
自動クランプ機構。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）真空中で電子線を発生させ加速管で加速し走査管
   によつて水平方向に走査させ、走査管下底の照射窓に設
   けた窓箔を通して大気中に電子線を取り出し、被処理物
   に照射するようにした電子線照射装置に於て、走査管フ
   ランジ１１の下方に設けられ走査管フランジ１１ととも
   に窓箔３を挾持するための窓箔押え２と、走査管フラン
   ジ１１の四隅に設けられて窓箔押え２を引上げる引上げ
   ロッド６、６、・・・を有する懸架シリンダ４、４、・
   ・・と、走査管フランジ１１の長手方向に複数個設けら
   れ窓箔押え２を走査管フランジ１１に向つて締付ける締
   付ロッド７、７、・・・を有する締付シリンダ５、５、
   ・・・とより構成される事を特徴とする窓箔押え油圧自
   動クランプ機構。
2. （２）懸架シリンダ４、４、・・・と油圧源の間に流量
   調整弁１４を設け、油の流量を同一にする事により懸架
   シリンダ４、４、・・・の上昇速度を同一にした事を特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の窓箔押え油圧
   自動クランプ機構。