KR102437677B1 - 전자선 조사 장치 - Google Patents

Abstract

전자선 조사 장치는, 전자총과 케이스와 전자선 출사창을 구비한다. 케이스의 로드부는, 제1 통 모양 부재와 제2 통 모양 부재와 냉각 기체 유통 공간과 벽 부재를 구비한다. 제1 통 모양 부재는, 선단측의 단부에 전자선 출사창이 마련되고, 전자선이 내부를 통과한다. 제2 통 모양 부재는, 제1 통 모양 부재를 포위한다. 냉각 기체 유통 공간은, 기단측으로부터 도입된 냉각 기체를 선단측으로 유통시키는 공간으로서, 제1 통 모양 부재의 외벽면과 제2 통 모양 부재의 내벽면과의 사이에 마련된 냉각 기체 유로를 적어도 포함한다. 벽 부재는, 전자선 출사창의 전자선 출사측에 면하는 전자선 출사 공간과 냉각 기체 유통 공간을 나누도록 마련되어 있다. 벽 부재에는, 냉각 기체 유통 공간으로부터 전자선 출사 공간으로 냉각 기체를 분출시키는 냉각 기체 분출 구멍이 마련되어 있다. 냉각 기체 분출 구멍은, 냉각 기체 유로의 유로 단면적보다 작은 유로 단면적을 가진다.

Description

전자선 조사 장치

본 발명의 일측면은, 전자선 조사 장치에 관한 것이다.

종래, 전자선을 출사하는 전자총과, 전자총을 수용하는 본체부 및 본체부로부터 돌출되도록 연장되는 로드부를 가지는 케이스와, 로드부의 선단측에 마련된 전자선 출사창을 구비한 전자선 조사 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1, 2 참조).

특허 문헌 1에 기재된 장치에서는, 노즐 부재(로드부)가 내측 노즐통체 및 외측 노즐통체로 이루어지는 이중관 구조를 가진다. 내측 노즐통체와 외측 노즐통체와의 사이에 냉각수를 공급함으로써, 노즐 부재의 출사창(전자선 출사창) 부근에서의 온도 상승을 억제하는 것이 도모되고 있다. 특허 문헌 2에 기재된 장치에서는, 처리 헤드(로드부)가 외측 케이스와 내측 케이스를 구비한 이중벽으로 되어 있다. 외측 케이스와 내측 케이스 사이의 간극을 따라서 흐른 기체를 출구창(전자선 출사창)의 출사측을 통과하도록 유도함으로써, 출구창을 냉각하는 것이 도모되고 있다.

특허 문헌 1 : 국제공개 제2014/175065호 특허 문헌 2 : 일본특허 제5753047호 공보

상기 전자선 조사 장치에서는, 예를 들면 용기 내부에 로드부를 삽입하여 용기 내부로의 직접적인 전자선 조사를 행하기 위해서, 로드부가 본체부로부터 돌출되도록 연장되어 있다. 이 경우에서도, 전자선 출사창의 발열은 큰 문제 중 하나이며, 전자선 출사창을 효율 좋게 냉각하는 것이 요구되고 있다. 전자선 출사창은, 연장되는 로드부의 선단측에 마련되기 때문에, 본체부로부터 떨어진 위치에 배치된다. 그 때문에, 본체부에 의한 방열 또는 냉각으로는 전자선 출사창을 냉각하는 효과는 기대할 수 없고, 전자선 출사창이 마련된 로드부 자체에 냉각 구조를 구비하는 것이 원하여진다.

상기 특허 문헌 1에 기재된 장치에서는, 전자선 출사창은, 직접적으로 냉각되는 것이 아니라, 로드부의 전자선 출사창 부근이 냉각됨으로써 간접적으로 냉각된다. 그 때문에, 전자선 출사창을 효율 좋게 냉각할 수 없을 우려가 있다.

전자선 출사창을 직접 냉각하는 경우, 냉각 기체를 전자선 출사창에 접촉시켜 냉각하는 것이 고려되어진다. 이 경우, 전자선 출사창을 효율 좋게 냉각하기 위해서, 접촉하는 냉각 기체의 압력(동압)을 높이는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 특허 문헌 2에 기재된 장치에서는, 냉각 기체의 압력을 높이는 점이 충분히 고려되어 있지 않아, 전자선 출사창의 냉각 효율이 충분하지 않을 우려가 있다.

그래서, 본 발명의 일측면은, 연장되는 로드부의 선단측에 마련된 전자선 출사창의 냉각을 효율 좋게 행하는 것이 가능한 전자선 조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치는, 전자선을 출사하는 전자총과, 전자총을 수용하는 본체부, 및, 기단측이 본체부에 접속되고 또한 선단측이 본체부로부터 돌출되도록 연장되는 로드부를 가지는 케이스와, 로드부의 선단측에 마련된 전자선 출사창을 구비하며, 로드부는, 로드부의 연장 방향을 축방향으로 하는 통 형상을 가지고, 선단측의 단부에 전자선 출사창이 마련되며, 전자선이 내부를 통과하는 제1 통 모양 부재와, 로드부의 연장 방향을 축방향으로 하는 통 형상을 가지고, 제1 통 모양 부재를 포위하는 제2 통 모양 부재와, 기단측으로부터 도입된 냉각 기체를 선단측으로 유통시키는 공간으로서, 제1 통 모양 부재의 외벽면과 제2 통 모양 부재의 내벽면과의 사이에 마련된 냉각 기체 유로를 적어도 포함하는 냉각 기체 유통 공간과, 전자선 출사창의 전자선 출사측에 면(面)하는 전자선 출사 공간과 냉각 기체 유통 공간을 나누도록 마련된 벽 부재를 구비하며, 벽 부재에는, 냉각 기체 유통 공간으로부터 전자선 출사 공간으로 냉각 기체를 분출시키는 냉각 기체 분출 구멍이 마련되고, 냉각 기체 분출 구멍은, 냉각 기체 유로의 유로 단면적보다 작은 유로 단면적을 가진다.

이 전자선 조사 장치에서, 냉각 기체는, 제1 통 모양 부재의 외벽면과 제2 통 모양 부재의 내벽면과의 사이의 냉각 기체 유로를 통과하고, 벽 부재의 냉각 기체 분출 구멍으로부터 전자선 출사 공간으로 분출된다. 이것에 의해, 연장되는 로드부의 선단측의 전자선 출사창에 냉각 공기를 접촉시켜, 전자선 출사창을 직접 냉각할 수 있다. 이 때, 냉각 기체 분출 구멍은, 냉각 기체 유로의 유로 단면적보다 작은 유로 단면적을 가지기 때문에, 분출하는 냉각 기체의 압력을 높일 수 있다. 즉, 전자선 출사창에 대해서 압력이 높은 냉각 기체를 직접적으로 공급하는 것이 가능해진다. 따라서, 연장되는 로드부의 선단측에 마련된 전자선 출사창의 냉각을 효율 좋게 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 냉각 기체 분출 구멍은, 냉각 기체를 전자선 출사창의 전자선 출사 영역을 향해 분출시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 전자선 출사창에서 가장 고온화되는 부위에 냉각 기체를 직접 내뿜어, 전자선 출사창의 냉각을 한층 효율 좋게 행할 수 있다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 냉각 기체 분출 구멍은, 벽 부재에 복수 마련되고, 냉각 기체 유통 공간은, 벽 부재의 주위에 형성되며, 냉각 기체 유로와 복수의 냉각 기체 분출 구멍을 연통시키는 선단 공간을 더 포함해도 괜찮다. 이 경우, 복수의 냉각 기체 분출 구멍으로의 냉각 기체의 공급이, 공통의 선단 공간으로부터 행해진다. 이것에 의해, 복수의 냉각 기체 분출 구멍으로부터 분출되는 각 냉각 기체의 상태를 균일화할 수 있다. 전자선 출사창에 대해서 편향이 적은 냉각을 효율 좋게 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 냉각 기체 유통 공간은, 냉각 기체 유로를 복수 포함함과 아울러, 로드부의 기단측에 형성되고, 복수의 냉각 기체 유로와 연통하며, 로드부 밖으로부터 냉각 기체가 도입되는 기단 공간을 더 포함하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 복수의 냉각 기체 유로로의 냉각 기체의 공급이, 공통의 기단 공간으로부터 행해진다. 이것에 의해, 복수의 냉각 기체 유로를 유통하는 각 냉각 기체의 상태를 균일화할 수 있다. 전자선 출사창에 대해서 편향이 적은 냉각을 효율 좋게 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 제1 통 모양 부재의 외벽면과 제2 통 모양 부재의 내벽면 중 적어도 일방에는, 로드부의 연장 방향에 수직인 단면에서, 냉각 기체 유로를 구성하도록 외벽면과 내벽면을 이간시키는 이간부가 형성되고, 제1 통 모양 부재의 외벽면과 제2 통 모양 부재의 내벽면은, 로드부의 연장 방향에 수직인 단면에서, 적어도 2점에서 접촉해도 괜찮다. 제1 통 모양 부재의 외벽면과 제2 통 모양 부재의 내벽면이 적어도 2점에서 접촉하기 때문에, 예를 들면 동작시의 외부 요인 등에 의해서 제1 통 모양 부재와 제2 통 모양 부재와의 간격을 변화시키려고 하는 힘이 작용한 경우에도, 냉각 기체 유로를 정밀도 좋게 유지할 수 있다. 냉각 기체 유로에서 안정적으로 냉각 기체를 유통시킬 수 있다. 그 결과, 전자선 출사창의 냉각을 안정적으로 행할 수 있다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 이간부는, 제1 통 모양 부재의 외벽면에 형성되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 이간부를 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치는, 전자선의 궤도를 조정하는 조정부와, 전자선의 집속(集束)을 제어하는 집속부를 구비해도 괜찮다. 전자선의 궤도 및 집속을 적절히 조정함으로써, 제1 통 모양 부재의 내벽면으로의 전자선의 입사를 억제하고, 효율 좋게 전자선을 전자선 출사창으로 안내할 수 있다. 이것에 의해, 로드부의 발열을 억제할 수 있다. 냉각 기체 유로를 유통하는 냉각 기체가 상기 발열에 의해 가열되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 전자선 출사창에 이르는 냉각 기체가 상기 가열에 의해 승온(昇溫)해 버리는 것을 억제할 수 있다. 전자선 출사창의 냉각을 한층 효율 좋게 행하는 것이 가능해진다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 제1 통 모양 부재 및 제2 통 모양 부재 중 적어도 일방은, 자성 재료에 의해 형성되어 있어도 괜찮다. 이것에 의해, 제1 통 모양 부재의 내부를 통과하는 전자선에 외부 자계의 영향이 미치는 것을 억제할 수 있다.

본 발명의 일측면에 관한 전자선 조사 장치에서는, 전자선 출사창은, 제1 통 모양 부재의 선단측의 단면(端面) 상에 배치되고, 벽 부재는, 통 형상을 가지고, 전자선 출사창 상에 배치되고, 제2 통 모양 부재에 착탈 가능하게 고정되며, 벽 부재를 전자선 출사창을 향해 밀어 붙이는 누름 부재를 더 구비하고 있어도 괜찮다. 이 경우, 냉각 기체 분출 구멍이 마련된 벽 부재를 이용하여 전자선 출사창을 밀어 붙여 고정할 수 있다. 또, 누름 부재를 떼어냄으로써, 전자선 출사창을 용이하게 교환할 수 있다.

본 발명의 일측면에 의하면, 연장되는 로드부의 선단측에 마련된 전자선 출사창의 냉각을 효율 좋게 행하는 것이 가능한 전자선 조사 장치를 제공할 수 있다.

도 1은, 일 실시 형태에 관한 전자선 조사 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는, 도 1의 전자선 조사 장치의 사용예를 나타내는 도면이다.
도 3은, 도 1의 로드부를 나타내는 단면도이다.
도 4의 (a)는, 도 3의 A－A선을 따르는 단면도이고, 도 4의 (b)는, 도 3의 B－B선을 따르는 단면도이다.
도 5는, 도 3의 C－C선을 따르는 단면도이다.
도 6은, 도 1의 로드부의 선단측을 나타내는 확대 단면도이다.
도 7은, 도 1의 로드부의 선단측에서의 질소 가스의 흐름을 해석한 결과를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a)는, 제1 변형예에 관한 로드부의 선단측을 나타내는 확대 단면도이고, 도 8의 (b)는, 제2 변형예에 관한 로드부의 선단측을 나타내는 확대 단면도이고, 도 8의 (c)는, 제3 변형예에 관한 로드부의 선단측을 나타내는 확대 단면도이다.
도 9는, 제4 변형예에 관한 로드부의 도 3의 B－B선을 따르는 단면에 대응하는 단면도이다.
도 10은, 제5 변형예에 관한 전자선 조사 장치를 나타내는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 동일 또는 상당 요소에는 동일 부호를 부여하여, 중복하는 설명을 생략한다.

도 1은, 일 실시 형태에 관한 전자선 조사 장치(1)의 단면도이다. 도 1에 나타내어지는 전자선 조사 장치(1)는, 조사 대상물로의 전자선(EB)의 조사에 의해서 상기 조사 대상물의 멸균, 살균, 건조 또는 표면 개질 등을 행하기 위해서 사용된다. 전자선 조사 장치(1)는, 전자선 발생부(2)와, 케이스(3)와, 전자선 출사창(11)과, 제어부(12)와, 조정용 전자 코일(13)과, 집속용 전자 코일(14)을 구비한다.

전자선 발생부(2)는, 예를 들면 수keV 내지 수100keV 정도의 에너지를 가지는 전자선인 전자선(EB)을 출사하는 전자총(EG)을 구비한다. 전자총(EG)은, 필라멘트(7) 및 그리드부(8)를 구비한다. 전자총(EG)은, 케이스(3)의 내부의 진공 공간(Z)에 수용된다. 전자선 발생부(2)는, 전자총(EG) 외에, 케이스(4)와, 절연 블록(5)과, 커넥터(6)와, 내부 배선(9a, 9b)과, 도전성 부재(16)를 가진다.

케이스(4)는, 금속 등의 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 케이스(4)는, 절연 블록(5)을 수용한다. 케이스(4)는, 케이스(3)의 내부의 진공 공간(Z)으로 연결되는 개구(4a)와, 전자선 조사 장치(1a)의 외측으로 연결되는 개구(4b)를 가진다. 개구(4a)는, 내부 배선(9a, 9b)을 통과시키기 위한 원형의 개구이다. 개구(4b)는, 커넥터(6)를 장착하기 위한 원형의 개구이다.

절연 블록(5)은, 절연성 재료에 의해 형성되어 있다. 절연 재료는, 예를 들면 에폭시 수지 등의 절연성 수지 또는 세라믹 등이다. 절연 블록(5)은, 내부 배선(9a, 9b)과 다른 부분(예를 들면 케이스(4) 등)을 절연한다. 절연 블록(5)은, 베이스부(5a)와, 상기 베이스부(5a)로부터 돌출된 볼록부(5b)를 가진다. 베이스부(5a)는, 케이스(4) 내의 대부분을 차지하도록 케이스(4) 내에 수용되어 있다. 볼록부(5b)는, 베이스부(5a)로부터 개구(4a)를 통과하여 전측(前側)으로 돌출되어 케이스(4)로부터 노출되어 있다.

커넥터(6)는, 전자선 조사 장치(1a)의 외부로부터 수kV 내지 수100kV 정도의 전원 전압의 공급을 받기 위한 고내전압형(高耐電壓型)의 커넥터(리셉터클(receptacle))이다. 커넥터(6)는, 케이스(4)의 측면에 장착되어 있다. 커넥터(6)는, 케이스(4)의 측벽을 관통하도록 개구(4b)에 배치되어 있다. 커넥터(6)에서 케이스(4)의 내부에 위치하는 부분(6a)은, 절연 블록(5)의 베이스부(5a)에 매립되어 고정되어 있다. 커넥터(6)는, 절연 블록(5)과 케이스(4)를 강고하게 고정한다. 커넥터(6)에는, 도시하지 않은 전원 장치로부터 연장되는 외부 배선의 선단을 유지한 전원용 플러그가 삽입된다. 또, 수kV 내지 수100kV 정도 등의 고전압 자체를 전자선 조사 장치(1a)의 외부로부터 공급하는 것이 아니라, 외부로부터 공급된 수10V 내지 수100V 정도의 전압을, 절연 블록(5) 내에 봉입(封入)한 승압부에 의해서 승압시킴으로써, 고전압을 발생시켜도 괜찮다.

전자총(EG)은, 절연 블록(5)에서의 볼록부(5b)의 선단측에 배치되어 있다. 전자총(EG)은, 전자선(EB)이 되는 전자를 방출하기 위한 전자 방출 부재인 필라멘트(7)와, 필라멘트(7)를 덮도록 배치되어 전자를 인출함과 아울러 확산을 억제하기 위한 전계(電界)를 형성하는 그리드부(8)를 구비한다. 필라멘트(7)는, 텅스텐을 주성분으로 한 재료에 의해 형성되어 있다. 필라멘트(7)의 양단은, 커넥터(6)로부터 필라멘트(7)로 연장되는 내부 배선(9a, 9b)에 각각 접속되어 있다. 따라서, 커넥터(6)에 전원용 플러그가 삽입되면, 필라멘트(7)의 양단은, 외부 배선을 매개로 하여 전원 장치와 전기적으로 접속된다. 필라멘트(7)는, 수(數)암페어의 전류를 흘리는 것에 의해, 2500℃ 정도로 가열된다. 필라멘트(7)는, 또 다른 전원 장치로부터 마이너스 수kV~마이너스 수100kV와 같은 높은 부(負)전압이 인가되는 것에 의해, 전자를 방출한다. 그리드부(8)에는, 도시하지 않은 배선을 매개로 하여 소정의 전압이 인가된다. 따라서, 필라멘트(7)로부터 방출된 전자는, 그리드부(8)의 일부에 형성된 구멍으로부터 전자선(EB)으로서 출사된다.

내부 배선(9a, 9b)은, 고전압이 전원 장치로부터 인가되는 고전압부이다. 내부 배선(9a, 9b)은, 절연 블록(5)의 내부에 매립되는 것에 의해, 케이스(4)와의 절연이 확보되어 있다.

도전성 부재(16)는, 절연 블록(5)의 표면 중, 케이스(4)와의 사이에 간극이 나있던 표면을 덮는 도전성의 부재이다. 도전성 부재(16)로서는, 도전성의 필름, 혹은 도전성의 테이프 등의 얇은 부재가 이용되어 있다. 도전성 부재(16)는, 절연 블록(5) 중 케이스(4)에 밀착하고 있지 않은 부분을 완전히 덮도록, 상기 절연 블록(5)에 붙여져 있다. 또, 도전성 부재(16)는, 도전성 도료 또는 도전성 막 등이라도 좋다.

케이스(3)는, 본체부(10) 및 로드부(20)를 가진다. 본체부(10)는, 전자총(EG)을 수용하는 진공 공간(Z)을 구성하는 진공 용기이다. 본체부(10)는, 금속 등의 도전성 재료에 의해 형성되어 있다. 본체부(10)는, 전자총(EG), 및 절연 블록(5)의 일부인 볼록부(5b)를, 수용하여 기밀하게 씰링한다. 본체부(10)에서 전자총(EG)의 전자선 출사측에 대향하는 부분에는, 통과 구멍(10a)이 형성되어 있다. 통과 구멍(10a)은, 전자총(EG)으로부터 출사한 전자선(EB)을 통과시키는 원형의 관통공이다. 통과 구멍(10a)은, 상기 전자선(EB)의 출사 방향을 따라서 연장된다. 통과 구멍(10a)은, 로드부(20)의 제1 통 모양 부재(21)(후술) 내와 연통한다. 본체부(10)에는, 배기 통로(10b)를 매개로 하여 진공 펌프(50)가 접속되어 있다. 진공 펌프(50)에 의해, 본체부(10)의 내부의 배기를 간이하게 행할 수 있다.

로드부(20)는, 기단측이 본체부(10)에 착탈 가능하게 접속되어 있다. 로드부(20)는, 선단측이 본체부(10)로부터 돌출되도록 연장된다. 로드부(20)는, 전자총(EG)의 전자선(EB)의 출사 방향을 따라서, 본체부(10)로부터 이간하도록 연장된다. 로드부(20)는, 본체부(10)의 내부와 연통한다. 로드부(20)는, 전자총(EG)으로부터 출사한 전자선(EB)이 통과하는 공간을 구성한다. 로드부(20)의 구성의 상세에 대해서는, 후술한다.

도 2는, 도 1의 전자선 조사 장치의 사용예를 나타내는 도면이다. 로드부(20)는, 용기인 보틀(B)의 입구부(Ba)를 통해서, 상기 보틀(B) 내에 삽입 가능하게 구성되어 있다. 적용되는 보틀(B)로서는, 특별히 한정되지 않고, 모든 보틀(B)을 적용할 수 있다. 보틀(B)의 크기, 재질, 형상, 외관 및 용도 등은 한정되지 않고, 여러 가지의 보틀을 적용할 수 있다. 본 실시 형태의 보틀(B)로서는, 용량이 2리터인 음료용 페트 보틀이 적용되어 있다. 도시하는 예에서는, 보틀(B)은, 개구부인 입구부(Ba)를 구비한 용기이다. 입구부(Ba)의 내경은, 본체부(10)의 외형보다도 작고, 또한, 로드부(20)의 외경보다도 크다. 즉, 로드부(20)는, 보틀(B)의 입구부(Ba)에 대해서, 보틀(B)의 축방향을 따라서 삽입 가능한 외경을 가지고 있다. 로드부(20)의 길이는, 전자선(EB)이 보틀(B)의 저면에 조사되도록, 로드부(20)의 선단이 보틀(B)의 저면 근방까지 닿을 수 있는 길이로 되어 있다.

도 1에 나타내어지는 바와 같이, 전자선 출사창(11)은, 로드부(20)의 선단측에 마련되어 있다. 전자선 출사창(11)은, 로드부(20)를 통과한 전자선(EB)을 투과 시켜, 상기 전자선(EB)을 외부를 향해서 출사한다. 전자선 출사창(11)은, 원형의 박막 모양의 부재이다. 전자선 출사창(11)은, 전자선(EB)을 투과하는 재료(예를 들면 베릴륨, 티탄 또는 알루미늄 등)로 이루어진다. 전자선 출사창(11)의 두께는, 예를 들면 15μm 이하이다.

제어부(12)는, 예를 들면, 프로세서 및 기억장치(메모리 등)를 가지는 하나 이상의 컴퓨터 장치에 의해 구성되어 있다. 제어부(12)는, 기억장치에 기억된 프로그램에 따라서 동작하여, 전자선 조사 장치(1a)의 각 부를 제어한다.

조정용 전자 코일(13)은, 전자선(EB)의 궤도(출사 축선)를 조정하는 조정부이다. 조정용 전자 코일(13)은, 전자 렌즈로서 기능한다. 조정용 전자 코일(13)은, 전자총(EG)으로부터 출사한 전자선(EB)이 전자선 출사창(11)에 도달하도록, 본체부(10)의 통과 구멍(10a)을 통과하는 전자선(EB)의 진행 방향을 편향시킨다. 예를 들면 조정용 전자 코일(13)은, 전자선(EB)의 출사 축선이 로드부(20)의 중심축선에 거의 일치하도록 미세 조정한다. 조정용 전자 코일(13)은, 제어부(12)에 접속되어 있고, 흐르는 전류가 제어부(12)에 의해 제어된다. 이것에 의해, 전자선(EB)의 궤도의 미세 조정이 실현된다. 조정용 전자 코일(13)은, 진공 공간(Z)의 외부에 배치되어 있다. 조정용 전자 코일(13)은, 본체부(10)의 통과 구멍(10a)을 포위하도록 고리 모양으로 배치되어 있다.

집속용 전자 코일(14)은, 전자선(EB)의 집속을 제어하는 집속부이다. 집속용 전자 코일(14)은, 전자 렌즈로서 기능한다. 예를 들면 집속용 전자 코일(14)은, 출사 축선을 따라서 퍼지도록 진행하는 전자선(EB)의 상기 확대를 억제하고, 전자선 출사창(11) 상에서의 전자선(EB)의 조사 범위가 일정하게 되도록 집속 제어를 행한다. 집속용 전자 코일(14)은, 제어부(12)에 접속되어 있고, 흐르는 전류가 제어부(12)에 의해 제어된다. 이것에 의해, 전자선(EB)의 집속 제어의 미세 조정이 실현된다.

집속용 전자 코일(14)은, 진공 공간(Z)의 외부에서, 조정용 전자 코일(13)보다도 전자선 출사측의 위치에 배치되어 있다. 즉, 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)은, 전자선(EB)의 출사 방향을 따라서 이 순서로 늘어서도록 배치되어 있다. 전자선 출사측이란, 전자선(EB)을 출사하는 측(도 1에서 하측)이다. 전자선 출사측은, 전자선(EB)의 진행측이다. 환언하면, 전자선 출사측은, 전자선(EB)의 진행 방향에서의 전측이다. 조정용 전자 코일(13)은, 집속용 전자 코일(14)보다도 전자선 출사측에서 본체부(10)의 통과 구멍(10a)을 포위하도록 고리 모양으로 배치되어 있다.

다음으로, 로드부(20)의 구성에 대해서, 도 3~도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은, 도 1의 로드부(20)를 나타내는 단면도이다. 도 4의 (a)는, 도 3의 A－A선을 따르는 단면도이다. 도 4의 (b)는, 도 3의 B－B선을 따르는 단면도이다. 도 5는, 도 3의 C－C선을 따르는 단면도이다. 도 6은, 도 1의 로드부(20)의 선단측을 확대하여 나타내는 단면도이다. 또, 도 4의 (a), 도 4의 (b) 및 도 5에 나타내는 각 단면도는, 설명의 편의상, 적절히 확대되어 있다. 도 4의 (a), 도 4의 (b) 및 도 5의 축척은, 서로 동일하지 않다. 이하에서, 로드부(20)의 선단측을 간단하게 「선단측」이라고 칭하고, 로드부(20)의 기단측을 간단하게 「기단측」이라고 칭하여 설명한다.

도 3에 나타내어지는 바와 같이, 로드부(20)는, 제1 통 모양 부재(21), 제2 통 모양 부재(22), 고정 부재(23), 벽 부재(24), 및, 누름 부재(25)를 포함하여 구성되어 있다. 제1 통 모양 부재(21)는, 로드부(20)의 연장 방향(즉, 전자선(EB)의 출사 방향)을 축방향으로 하는 통 형상을 가진다. 여기서의 제1 통 모양 부재(21)는, 원통 형상을 가진다. 제1 통 모양 부재(21)는, 전자총(EG)으로부터 출사한 전자선(EB)이 내부를 통과한다. 제1 통 모양 부재(21)는, 확실한 진공 유지가 가능한 금속재료(예를 들면 스테인리스, 알루미늄 또는 무산소동 등의 비자성 재료)에 의해서 형성되어 있다. 한편, 제2 통 모양 부재(22)는, 제1 통 모양 부재(21) 내의 전자선(EB)에 이르는 지자기(地磁氣) 등의 외부 자기를 차폐 가능한 자성 재료에 의해 형성되어 있다. 자성 재료로서는, 퍼멀로이(permalloy) 또는 PC 퍼멀로이 등을 이용할 수 있다.

제1 통 모양 부재(21)는, 본체부(10)의 통과 구멍(10a)과 연통하도록 배치되어 있다. 제1 통 모양 부재(21)의 기단측의 단부에는, 지름 방향 외측으로 돌출되는 플랜지(21a)가 마련되어 있다. 제1 통 모양 부재(21)는, 플랜지(21a)가 나사 등에 의해 본체부(10)에 체결됨으로써, 상기 본체부(10)에 착탈 가능하게 고정되어 있다.

제1 통 모양 부재(21)의 외주면에서 기단측의 단부에는, 둘레 방향의 전체 둘레를 따른 오목부인 고리 모양 오목부(21b)가 형성되어 있다. 도 3 및 도 4의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에서, 선단측의 단부 및 기단측의 단부 이외의 영역에는, 복수의 이간부(21d)가 형성되어 있다. 구체적으로는, 제1 통 모양 부재(21)의 축방향을 따라서 연장되는 이간부(21d)가, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에서 고리 모양 오목부(21b)의 선단측으로부터 상기 외주면의 선단 가장자리 바로 앞까지의 영역에, 둘레 방향으로 복수 병설(竝設)되어 있다.

이간부(21d)는, 제1 통 모양 부재(21)의 축방향에 수직인 단면에서, 제1 통 모양 부재(21)의 원형의 외주면측의 일부를 궁형(弓型) 형상으로 면취(面取)하여 노치하도록 마련되어 있다. 이간부(21d)는, 제1 통 모양 부재(21)의 축방향을 따라서 연장되고 또한 직사각형의 평면 형상을 가지는 평면(21e)을 구비한다. 이간부(21d)는, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에서 둘레 방향으로 등간격의 4개소(4등 배의 위치)에 마련되어 있다. 이러한 이간부(21d)에 의해, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에서 선단측의 단부 및 기단측의 단부 이외의 영역에는, 서로 대향하는 평면 모양의 한 쌍의 평면(21e)이 2조(組) 형성된다. 제1 통 모양 부재(21)의 외벽면은, 원통 형상의 측면인 외주면과, 4개의 평면(21e)에 의해 구성된다.

도 3 및 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 제1 통 모양 부재(21)의 내주면에서 선단측의 단부에는, 전자선 출사창(11)을 지지하는 원통 형상의 지지 부재(27)가 마련되어 있다. 지지 부재(27)는, 제1 통 모양 부재(21)와 동축으로 배치되어 있다. 지지 부재(27)의 선단측의 단면(端面)은, 제1 통 모양 부재(21)의 선단측의 단면(端面)과 동일 평면 상에 위치한다. 지지 부재(27)는, 외부 분위기에 대해서 전자선 출사창(11)을 기단측으로부터 지지한다.

제1 통 모양 부재(21)의 선단측의 단부에는, 전자선 출사창(11)이 마련되어 있다. 구체적으로는, 제1 통 모양 부재(21)의 선단측의 단면(端面) 상 및 지지 부재(27)의 선단측의 단면(端面) 상에, 원고리막 모양의 시트재(28)를 매개로 하여 전자선 출사창(11)이 배치되어 있다. 환언하면, 전자선 출사창(11)은, 제1 통 모양 부재(21)의 선단의 개구를 막도록, 제1 통 모양 부재(21)의 선단측 및 지지 부재(27)의 선단측에 시트재(28)를 매개로 하여 겹쳐져 있다. 도시하는 예에서는, 제1 통 모양 부재(21)의 선단 외경과 전자선 출사창(11)의 외경은 일치하고 있다. 시트재(28)로서는, 방열성 및 기밀 유지성이 뛰어난 그라파이트 시트를 이용할 수 있다. 전자선 출사창(11)에서 지지 부재(27) 중 구멍에 대응하는 중앙 영역은, 전자선(EB)을 출사하는 전자선 출사 영역(A)을 구성한다.

도 3에 나타내어지는 바와 같이, 제2 통 모양 부재(22)는, 로드부(20)의 연장 방향을 축방향으로 하는 통 형상을 가진다. 여기서의 제2 통 모양 부재(22)는, 원통 형상을 가진다. 제2 통 모양 부재(22)는, 제1 통 모양 부재(21)를 포위한다. 제2 통 모양 부재(22)는, 제1 통 모양 부재(21)의 외측에 상기 제1 통 모양 부재(21)와 동축으로 배치되어 있다. 이것에 의해, 제1 통 모양 부재(21) 및 제2 통 모양 부재(22)는, 이중관 구조를 형성한다.

도 3 및 도 4의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 제2 통 모양 부재(22)의 내경은, 제1 통 모양 부재(21)의 외경에 대응하고 있다. 제2 통 모양 부재(22)의 내벽면인 내주면은, 제1 통 모양 부재(21)의 평면(21e)과는 이간하고, 이들 사이에 간극이 형성되어 있다. 한편, 제2 통 모양 부재(22)의 내주면은, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면(외벽면 중 평면(21e)을 제외한 원호면 부분)과 맞닿아 있다. 즉, 로드부(20)의 연장 방향에 수직인 단면에서, 제2 통 모양 부재(22)의 내주면은, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에 대해서 적어도 2점에서 접촉한다. 본 실시 형태에서는, 제2 통 모양 부재(22)의 내주면과 제1 통 모양 부재(21)의 외주면과의 접촉점은, 서로 대향하는 2점을 2조(組) 포함하고, 이간부(21d)와 인접하는 4점이다. 접촉점은, 점접촉하는 개소라도 좋고, 선접촉하는 개소라도 괜찮으며, 면접촉하는 개소라도 좋다.

제2 통 모양 부재(22)의 선단측의 단면(端面)은, 제1 통 모양 부재(21)의 선단측의 단면(端面)과 동일 평면 상에 위치한다. 제2 통 모양 부재(22)의 기단측의 단부에는, 지름 방향 외측으로 돌출되는 플랜지(22a)가 마련되어 있다. 플랜지(22a)는, 제1 통 모양 부재(21)의 플랜지(21a)의 외경과 동일한 외경을 가진다. 플랜지(22a)는, 이간부(21d)의 기단측의 단부에 대응하는 위치에 위치하고 있다. 제2 통 모양 부재(22)의 외주면에서 선단측의 단부에는, 누름 부재(25)와 나사 결합되는 암나사(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 제2 통 모양 부재(22)의 내주면에서 선단측의 단부에는, 단면 원형이며 선단측으로 개구하는 개구부(22c)가 형성되어 있다. 개구부(22c)의 내주면은, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에서의 선단측의 단부에 간극을 가지고 대면(對面)한다.

도 3 및 도 5에 나타내어지는 바와 같이, 고정 부재(23)는, 제1 통 모양 부재(21) 및 제2 통 모양 부재(22)와 동축의 원통 형상을 가진다. 고정 부재(23)는, 제1 통 모양 부재(21)의 플랜지(21a)와 제2 통 모양 부재(22)의 플랜지(22a)와의 사이에 배치되어 있다. 고정 부재(23)는, 나사 등에 의해 제1 통 모양 부재(21) 및 제2 통 모양 부재(22)에 고정되어 있다. 고정 부재(23)는, 플랜지(21a) 및 플랜지(22a)의 외경과 동일한 외경을 가진다. 고정 부재(23)는, 그 내부에 제1 통 모양 부재(21)가 삽입 통과되어 있다. 고정 부재(23)는, 제1 통 모양 부재(21)의 고리 모양 오목부(21b)의 주위를, 간극을 가지고 포위한다. 또, 고정 부재(23)는, 제1 통 모양 부재(21) 및 제2 통 모양 부재(22) 중 어느 하나와 일체로 구성되어 있어도 괜찮다.

도 4의 (a) 및 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 벽 부재(24)는, 제1 통 모양 부재(21) 및 제2 통 모양 부재(22)와 동축의 원통 형상을 가진다. 벽 부재(24)는, 전자선 출사창(11)에서의 전자선 출사측의 외부 가장자리부 상에, 원고리막 모양의 시트재(29)를 사이에 두고 배치되어 있다. 시트재(29)로서는, 방열성 및 기밀 유지 성이 뛰어난 그라파이트 시트를 이용할 수 있다. 벽 부재(24)는, 전자선 출사창(11)의 전자선 출사측에 면하는 원기둥 모양 공간인 전자선 출사 공간(R)을 형성한다. 전자선 출사 공간(R)은, 로드부(20) 밖의 외부 공간이다. 벽 부재(24)는, 전자선 출사 공간(R)과 후술의 냉각 기체 유통 공간(32)을 나누도록 마련되어 있다.

누름 부재(25)는, 기단측으로 개구하는 저면이 있는 원통 형상을 가진다. 누름 부재(25)의 내주면에는, 수나사(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 누름 부재(25)는, 수나사를 제2 통 모양 부재(22)의 외주면의 암나사와 나사 결합하는 것에 의해, 제2 통 모양 부재(22)의 선단측에 착탈 가능하게 고정되어 있다. 누름 부재(25)는, 제2 통 모양 부재(22)의 주위를 포위한다. 누름 부재(25)는, 벽 부재(24)의 주위를, 간극을 가지고 포위한다.

누름 부재(25)의 저부(25b)는, 원고리막 모양의 시트재(30)를 매개로 하여, 벽 부재(24)의 선단측의 단면(端面)과 맞닿는다. 이것에 의해, 누름 부재(25)는, 벽 부재(24)를 전자선 출사창(11)을 향해 밀어 붙여, 제1 통 모양 부재(21)의 내부가 진공 씰링되도록 상기 제1 통 모양 부재(21)에 전자선 출사창(11)을 고정한다. 시트재(30)로서는, 방열성 및 기밀 유지성이 뛰어난 그라파이트 시트를 이용할 수 있다. 누름 부재(25)의 축 위치에는, 단면 원형 모양의 관통공(25c)이 형성되어 있다. 관통공(25c)은, 벽 부재(24)의 내경과 동일한 내경을 가진다. 관통공(25c)은, 전자선 출사 공간(R)과 연통한다.

도 3 및 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 본 실시 형태의 로드부(20)는, 냉각 기체 유통 공간(32)을 가지고 있다. 냉각 기체 유통 공간(32)은, 로드부(20)에서 기단측으로부터 도입된 냉각 기체를 선단측으로 유통시키는 공간이다. 냉각 기체로서는, 특별히 한정되지 않지만, 질소 가스, 아르곤 가스, 오존 가스, 또는, 그 외의 불활성 가스를 들 수 있다. 여기서의 냉각 기체는, 질소 가스이다. 냉각 기체 유통 공간(32)은, 복수의 냉각 기체 유로(33), 기단 공간(34), 선단 공간(35) 및 중계 유로(36)를 포함하여 구성되어 있다.

냉각 기체 유로(33)는, 제1 통 모양 부재(21)의 이간부(21d)(평면(21e))와, 제2 통 모양 부재(22)의 내주면과의 사이의 간극에 의해 형성된다. 즉, 이간부(21d)는, 로드부(20)의 연장 방향에 수직인 단면에서, 냉각 기체 유로(33)를 구성하도록 제1 통 모양 부재(21)의 외주면과 제2 통 모양 부재(22)의 내주면을 이간시킨다. 냉각 기체 유로(33)는, 로드부(20)의 연장 방향에 수직인 단면에서, 지름 방향 외측을 호(弧)로 하는 궁형(弓型) 형상의 공간을 가진다. 냉각 기체 유로(33)는, 로드부(20)의 연장 방향을 따라서 똑바로 연장된다. 냉각 기체 유로(33)는, 기단측으로부터 선단측으로 질소 가스를 유통시킨다. 냉각 기체 유로(33)는, 이간부(21d)의 수에 대응한 복수 형성된다. 냉각 기체 유로(33)는, 로드부(20)의 둘레 방향으로 등간격의 4개소에 마련되어 있다. 즉, 서로 대향하는 한 쌍의 냉각 기체 유로(33)가, 2조 형성되어 있다.

기단 공간(34)은, 로드부(20)의 기단측에 형성되어 있다. 기단 공간(34)은, 제1 통 모양 부재(21)의 주위에 형성된 원통 모양 공간이다. 기단 공간(34)은, 제1 통 모양 부재(21)의 고리 모양 오목부(21b)의 내주면과 고정 부재(23)의 내주면과의 사이의 간극에 의해 형성된다. 구체적으로는, 기단 공간(34)은, 제1 통 모양 부재(21)의 고리 모양 오목부(21b), 제1 통 모양 부재(21)의 플랜지(21a), 제2 통 모양 부재(22)의 플랜지(22a) 및 고정 부재(23)의 내주면에 의해서 구획(나누어지도록 형성)된다. 기단 공간(34)은, 복수의 냉각 기체 유로(33)와 연통한다.

기단 공간(34)에는, 로드부(20) 밖으로부터 질소 가스가 도입된다. 기단 공간(34)으로 질소 가스를 도입시키는 구성으로서, 구체적으로는 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 고정 부재(23)에는, 기단 공간(34)과 외부를 연통시키는 것으로서, 고정 부재(23)의 내주면과 외주면을 관통하고 또한 지름 방향으로 연장되는 가스 도입 구멍(23a)이 형성되어 있다. 가스 도입 구멍(23a)에는, 가스 도입부(K)를 매개로 하여 질소 가스 발생기(37)(도 1 참조)가 접속되어 있다. 이것에 의해, 질소 가스 발생기(37)에서 발생시킨 질소 가스가, 가스 도입부(K)로부터 가스 도입 구멍(23a)을 통해서 기단 공간(34) 내로 도입된다.

선단 공간(35)은, 로드부(20)의 선단측에 형성되어 있다. 선단 공간(35)은, 벽 부재(24)의 주위에 형성된 원통 모양 공간이다. 선단 공간(35)은, 벽 부재(24)의 외주면과 누름 부재(25)의 내주면과의 사이의 간극에 의해 형성된다. 구체적으로는, 선단 공간(35)은, 벽 부재(24), 누름 부재(25), 및 제2 통 모양 부재(22)의 선단측의 단면(端面)에 의해서 형성된다. 선단 공간(35)은, 벽 부재(24)에 형성된 복수의 냉각 기체 분출 구멍(40)(후술)과 연통한다. 선단 공간(35)은, 중계 유로(36)를 통해서 복수의 냉각 기체 유로(33)와 연통한다. 즉, 선단 공간(35)은, 복수의 냉각 기체 분출 구멍(40)과 복수의 냉각 기체 유로(33)를 연통시킨다.

중계 유로(36)는, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에서의 선단측의 단부와, 제2 통 모양 부재(22)의 개구부(22c)의 내주면과의 사이의 간극에 의해 형성된다. 중계 유로(36)는, 원통 모양 공간이다. 중계 유로(36)는, 냉각 기체 유로(33)와 선단 공간(35)과의 사이에 마련되어 있다. 중계 유로(36)는, 냉각 기체 유로(33)와 연통함과 아울러, 선단 공간(35)과 연통한다. 중계 유로(36)는, 냉각 기체 유로(33)를 흐르는 질소 가스를 선단 공간(35)으로 유입시킨다.

도 4의 (a) 및 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 본 실시 형태의 로드부(20)에서, 벽 부재(24)에는, 냉각 기체 유통 공간(32)으로부터 전자선 출사 공간(R)으로 질소 가스를 분출시키는 냉각 기체 분출 구멍(40)이 복수 마련되어 있다. 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 단면 원형의 관통공이다. 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 벽 부재(24)의 외주면으로부터 내주면으로 관통한다. 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 벽 부재(24)의 지름 방향을 따라서 연장된다. 냉각 기체 분출 구멍(40)의 내경은, 그 일단으로부터 타단에 따라서 일정한다. 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 냉각 기체 유통 공간(32)의 선단 공간(35)에 연통함과 아울러, 전자선 출사 공간(R)에 연통한다. 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 벽 부재(24)의 둘레 방향에서 등간격의 4개소에 마련되어 있다. 즉, 벽 부재(24)에는, 상기 벽 부재(24)의 중심축을 통해서 서로 대향하는 한 쌍의 냉각 기체 분출 구멍(40)이 2조 형성되어 있다.

냉각 기체 분출 구멍(40)은, 1개의 냉각 기체 유로(33)의 유로 단면적보다도 작은 유로 단면적을 가진다. 환언하면, 질소 가스의 유통 방향에 수직인 단면의 단면적에 대해서, 복수의 냉각 기체 유로(33) 각각보다도 냉각 기체 분출 구멍(40)이 작다. 또, 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 그 일단으로부터 타단까지 중 어느 위치의 유로 단면적이, 냉각 기체 유로(33)의 유로 단면적보다도 작으면 좋다. 냉각 기체 유로(33)의 유로 단면적보다도 작다는 것은, 냉각 기체 유로(33)의 일단으로부터 타단까지 중 어느 위치의 유로 단면적보다도 작은 경우를 포함한다. 즉, 냉각 기체 분출 구멍(40)의 최소 유로 단면적이, 1개의 냉각 기체 유로(33)의 최대 유로 단면적보다도 작은 경우를 포함한다.

냉각 기체 분출 구멍(40)은, 벽 부재(24)에서의 로드부(20)의 연장 방향(벽 부재(24)에서의 높이 방향)의 중앙 부분에 형성되어 있다. 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 지름 방향 내측으로 감에 따라서 기단측으로 경사져 있다. 냉각 기체 분출 구멍(40)의 경사 방향 내측의 개구는, 전자선 출사창(11)의 전자선 출사 영역(A)을 향하고 있다. 여기에서는, 냉각 기체 분출 구멍(40)의 중심축을 지름 방향 내측으로 연장시킨 연장선 상에, 전자선 출사창(11)의 전자선 출사 영역(A)이 위치하고 있다. 이것에 의해, 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 질소 가스를 전자선 출사창(11)의 전자선 출사 영역(A)을 향해 분출시켜, 전자선 출사창(11)(특히 전자선 출사 영역(A))을 냉각한다.

다음으로, 이상의 구성을 구비하는 전자선 조사 장치(1)의 동작예에 대해 설명한다.

진공 펌프(50)에 의해서 본체부(10)의 내부를 배기하여 진공 공간(Z)을 형성한 후, 필라멘트(7)를 통전(通電)하는 것에 의해, 필라멘트(7)를 예비 가열하고, 전자 방출의 준비를 행한다. 이어서, 전원 장치로부터 마이너스 수kV~마이너스 수100kV의 전원 전압을 인가한다. 이 전원 전압은, 내부 배선(9a 및 9b)을 통해서 필라멘트(7)에 공급된다. 그리고, 소망의 관(管)전류값이 얻어지는 온도까지 필라멘트(7)를 가열한다. 그 후, 그리드부(8)에 의해서 필라멘트(7)로부터 전자를 인출하여 방출시킨다.

필라멘트(7)로부터 방출된 전자는, 그리드부(8)에 의해서 확산이 억제되고, 인가 전압에 따른 에너지를 가진 전자선(EB)이 된다. 전자선(EB)은, 퍼지도록 직진하고, 로드부(20)의 내부를 전자선 출사창(11)으로 향해서 진행된다. 전자선(EB)은, 조정용 전자 코일(13)에 의해서 궤도가 미세 조정된 후, 집속용 전자 코일(14)에 의해서 로드부(20)의 내부에 집속점이 형성되지 않도록 집속 제어된다. 그 후, 전자선(EB)은, 전자선 출사창(11)에 도달하고, 전자선 출사창(11)을 투과하여 전자선 조사 장치(1)의 외부로 출사된다. 전자선(EB)을 출사 상태로 한 후, 로드부(20)의 선단측을 보틀(B)의 입구부(Ba)를 통해서 보틀(B)의 내부에 삽입한다. 이것에 의해, 전자선(EB)이 보틀(B)의 내면에 효율 좋게 조사되어, 보틀(B)의 내면이 멸균된다.

이러한 전자선(EB)의 조사와 동시에, 연장되는 로드부(20)의 선단측의 전자선 출사창(11)을, 다음과 같이 냉각한다. 즉, 질소 가스 발생기(37)로부터 질소 가스를 압송하고, 상기 질소 가스를 가스 도입부(K)로부터 가스 도입 구멍(23a)을 통해서 기단 공간(34)으로 도입한다. 기단 공간(34) 내의 질소 가스는, 복수의 냉각 기체 유로(33)에 유입되고, 각 냉각 기체 유로(33)에서 기단측으로부터 선단측으로 유통된다. 각 냉각 기체 유로(33)를 통과한 질소 가스는, 중계 유로(36)를 통해서 선단 공간(35)에 유입한다. 선단 공간(35) 내의 질소 가스는, 복수의 냉각 기체 분출 구멍(40)에 유입되고, 각 냉각 기체 분출 구멍(40)으로부터 전자선 출사 공간(R)으로 내뿜어진다. 이것에 의해, 질소 가스는, 전자선 출사창(11)에 접촉하여, 상기 전자선 출사창(11)을 직접 냉각한다. 그 후, 질소 가스는, 선단측으로 방향을 바꾸어 흘러, 외부 분위기로 확산된다.

그런데, 공냉에서의 열유량(운반되는 열의 양)은, 냉각 기체의 속도 나아가서는 압력(동압(動壓))이 커짐에 따라 증가한다. 그 때문에, 전자선 출사창(11)에 접촉하는 냉각 기체의 압력이 클수록, 그 냉각 효율은 커지는 것이 찾아내어진다. 유로 단면적을 작게 하고, 유량이 동일하면, 냉각 기체의 속도는 빨라지기 때문에, 냉각 효율은 향상된다. 그러나, 단순히 유로 단면적을 작게 하면, 압력 손실이 커져 냉각 기체는 흐르기 어려워진다.

그래서, 전자선 조사 장치(1)에서, 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 냉각 기체 유로(33)의 유로 단면적보다 작은 유로 단면적을 가지고 있다. 이것에 의해, 냉각 기체 유로(33)에서 질소 가스를 확실히 유통시킴과 아울러, 그 후에, 작은 유로 단면적의 냉각 기체 분출 구멍(40)에서 상기 질소 가스를 분출하여, 분출하는 질소 가스의 압력을 높일 수 있다. 즉, 전자선 출사창(11)에 대해서 압력이 높은 질소 가스를 직접적으로 공급하는 것을 실현할 수 있게 된다. 따라서, 연장되는 로드부(20)의 선단측에 마련된 전자선 출사창(11)에 대해서, 효율 좋게 냉각하는 것이 가능해진다. 전자선 출사창(11)의 발열에 의한 파손을 억제하고, 전자선 출사창(11)의 내구성의 대폭적인 향상을 달성할 수 있다.

또, 전자선 출사창(11)을 효율 좋게 냉각함에 있어서, 충분한 냉각 효율을 얻을 수 있는 유량으로 냉각수를 유통시켜 전자선 출사창(11)을 냉각하는 수냉 냉각 구조도 고려되어진다. 그러나, 로드부(20)를 보틀(B) 내부에 삽입하기 위해서 로드부(20)의 굵기에는 제한이 존재하기 때문에, 상기 수냉 냉각 구조를 로드부(20)에 마련하는 것은 매우 곤란해질 가능성이 있다. 이것에 대해서, 전자선 조사 장치(1)에서는, 질소 가스를 냉각 매체로서 전자선 출사창(11)을 직접 냉각하는 공냉이다. 공냉의 경우, 수냉의 경우와 비교하여, 전자선 출사창(11)에 냉각 매체를 직접 접촉시키기 쉽다. 따라서, 로드부(20)의 굵기에 제한이 존재하는 경우에서도, 전자선 출사창(11)의 냉각을 효율 좋게 행할 수 있기 때문에, 로드부(20)의 소경화(小徑化)를 유지하면서 전자선 출사창(11)의 냉각 효율을 높이는 것이 가능해진다.

전자선 출사창(11)을 압력이 높은 질소 가스에 의해 직접 냉각시킬 수 있기 때문에, 전자선 출사창(11)의 냉각 효율을 높이기 위해서 질소 가스의 유로를 넓혀 유량을 높일 필요성을 저감할 수 있다. 로드부(20)의 굵기에 제한이 존재하는 경우에는, 질소 가스의 유로를 넓힐 필요성을 저감할 수 있는 상기 효과는, 특별히 유효하다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 질소 가스를 전자선 출사창(11)의 전자선 출사 영역(A)을 향해 분출시킨다. 이것에 의해, 전자선 출사창(11)에서 가장 고온화되는 부위에 질소 가스를 직접 내뿜어, 전자선 출사창(11)의 냉각을 한층 효율 좋게 행할 수 있다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 냉각 기체 분출 구멍(40)은 벽 부재(24)에 복수 마련되어 있다. 냉각 기체 유통 공간(32)은 선단 공간(35)을 포함하고 있다. 선단 공간(35)을 가스 축적기로서 기능시켜, 냉각 기체 유로(33)로부터의 질소 가스를 선단 공간(35)에 모을 수 있다. 이것에 의해, 복수의 냉각 기체 분출 구멍(40)으로의 질소 가스 공급을, 공통의 선단 공간(35)으로부터 행할 수 있다. 복수의 냉각 기체 분출 구멍(40)으로부터 분출되는 각 질소 가스의 상태를 균일화할 수 있다. 그 결과, 전자선 출사창(11)에 대해서 편향이 적은 냉각을 행하는 것이 가능해진다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 냉각 기체 유통 공간(32)은, 복수의 냉각 기체 유로(33)와 기단 공간(34)을 포함한다. 기단 공간(34)을 가스 축적기로서 기능시켜, 외부로부터 도입된 질소 가스를 기단 공간(34)에 모을 수 있다. 이것에 의해, 복수의 냉각 기체 유로(33)로의 냉각 기체의 공급을, 공통의 기단 공간(34)으로부터 행할 수 있다. 복수의 냉각 기체 유로(33)를 유통하는 각 질소 가스의 상태를 균일화할 수 있다. 그 결과, 전자선 출사창(11)에 대해서 편향이 적은 냉각을 행하는 것이 가능해진다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에는, 로드부(20)의 연장 방향에 수직인 단면에서, 냉각 기체 유로(33)를 구성하도록 상기 외주면과 제2 통 모양 부재(22)의 내주면을 이간시키는 이간부(21d)가 형성되어 있다. 제1 통 모양 부재(21)의 외주면과 제2 통 모양 부재(22)의 내주면은, 로드부(20)의 연장 방향에 수직인 단면에서 적어도 2점에서 접촉한다. 이것에 의해, 예를 들면 동작시의 외부 요인 등에 의해서 제1 통 모양 부재(21)와 제2 통 모양 부재(22)와의 간격을 변화시키려고 하는 힘이 작용한 경우, 또는, 조립 정밀도에 의한 구조의 불균형 또는 편향이 생긴 경우에도, 냉각 기체 유로(33)가 좁아지거나 넓어지거나 하는 것을 억제할 수 있다. 냉각 기체 유로(33)를 정밀도 좋게 유지할 수 있다. 냉각 기체 유로(33)에서 안정적으로 질소 가스를 유통시킬 수 있다. 전자선 출사창(11)의 냉각을 안정적으로 행하는 것이 가능해진다.

또, 이와 같이, 제1 통 모양 부재(21)의 외주면과 제2 통 모양 부재(22)의 내주면이 적어도 2점에서 접촉하기 때문에, 제2 통 모양 부재(22)에 대한 제1 통 모양 부재(21)의 위치 결정, 및, 제1 통 모양 부재(21)에 대한 제2 통 모양 부재(22)의 위치 결정을 용이하게 행할 수 있다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 이간부(21d)가 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에 형성되어 있다. 이것에 의해, 제2 통 모양 부재(22)의 내주면에 이간부(21d)를 형성하는 경우에 비해, 이간부(21d)를 용이하게 형성할 수 있다.

전자선 조사 장치(1)는, 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)을 구비한다. 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)에 의해서 전자선(EB)의 궤도 및 집속을 적절히 조정함으로써, 제1 통 모양 부재(21)의 내주면으로의 전자선(EB)의 입사를 억제하여, 효율 좋게 전자선(EB)을 전자선 출사창(11)으로 안내할 수 있다. 로드부(20)의 발열을 억제할 수 있다. 냉각 기체 유로(33)를 유통하는 질소 가스가 상기 발열에 의해 가열되는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 전자선 출사창(11)에 이르는 질소 가스가 상기 가열에 의해 승온해 버리는 것을 억제할 수 있다. 전자선 출사창(11)의 냉각을 한층 효율 좋게 행하는 것이 가능해진다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 제2 통 모양 부재(22)는 자성 재료에 의해 형성되어 있다. 이것에 의해, 제2 통 모양 부재(22)를 자기(磁氣) 실드(shield)로서 기능시켜, 제1 통 모양 부재(21)의 내부를 통과하는 전자선(EB)에 외부 자계의 영향이 미치는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 제1 통 모양 부재(21) 내의 전자선(EB)에 이르는 지자기 등의 외부 자기를 차폐하여, 상기 전자선(EB)의 궤도의 어긋남을 억제할 수 있다. 또, 제2 통 모양 부재(22)는 아니고 제1 통 모양 부재(21)를 자성 재료에 의해 형성해도 좋고, 제1 통 모양 부재(21) 및 제2 통 모양 부재(22) 양쪽 모두를 자성 재료에 의해 형성해도 좋다. 또, 로드부(20)를 별도로 자성체에 의해 덮어도 괜찮다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 전자선 출사창(11)은, 제1 통 모양 부재(21)의 선단측의 단면(端面) 상에 배치되어 있다. 벽 부재(24)는, 전자선 출사창(11)의 전자선 출사측 상에 배치되어 있다. 제2 통 모양 부재(22)에 착탈 가능하게 고정된 누름 부재(25)는, 벽 부재(24)를 전자선 출사창(11)을 향해 밀어 붙인다. 이것에 의해, 냉각 기체 분출 구멍(40)이 마련된 벽 부재(24)를 이용하여, 전자선 출사창(11)을 밀어 붙여 고정할 수 있다. 또, 누름 부재(25)를 떼어냄으로써, 전자선 출사창(11)을 용이하게 교환할 수 있다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 전자선 출사창(11)이 제1 통 모양 부재(21)의 단면(端面) 상에 시트재(28)를 매개로 하여 마련되어 있다. 벽 부재(24)가 전자선 출사창(11)에 시트재(29)를 매개로 하여 마련되어 있다. 시트재(28)에 의해서 제1 통 모양 부재(21)의 내부를 기밀화할 수 있다. 시트재(29)에 의해서 선단 공간(35)을 기밀화할 수 있다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 누름 부재(25)가 벽 부재(24)에 시트재(30)를 매개로 하여 마련되어 있다. 시트재(30)에 의해서 선단 공간(35)을 기밀화할 수 있다. 또, 착탈시에 누름 부재(25)를 회전한 경우, 시트재(30)는 누름 부재(25)에 대해서 미끄러지기 때문에 누름 부재(25)와 함께 회전하지 않으므로, 누름 부재(25)를 회전했을 때의 회전력이 벽 부재(24)에 이르는 것을 억제할 수 있다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 냉각 기체 분출 구멍(40)으로부터 내뿜은 질소 가스는, 외부 분위기에 흘러 확산한다. 따라서, 질소 가스를 로드부(20) 내에서 순환시키는 기구를 불필요하게 할 수 있다. 나아가서는, 질소 가스를 방열하는 기구를 불필요하게 할 수 있다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 로드부(20)는 본체부(10)에 착탈 가능하게 고정된다. 이것에 의해, 로드부(20)를 재현성 좋게 교환하는 것이 가능해진다. 조립 및 메인터넌스시의 작업을 저감할 수 있다.

전자선 조사 장치(1)에서는, 벽 부재(24)에서 냉각 기체 유통 공간(32)과 전자선 출사 공간(R)을 나눈 다음에, 이 벽 부재(24)에 형성한 냉각 기체 분출 구멍(40)에 의해서 질소 가스를 분출시켜 전자선 출사창(11)을 직접 냉각하고 있다. 벽 부재(24) 및 냉각 기체 분출 구멍(40)을 구비하지 않고 전자선 출사창(11)을 직접 냉각하는 구조에 비해, 조립 정밀도에 의한 구조의 불균형 또는 편향이 만에 하나 생긴 경우에도, 전자선 출사창(11)의 냉각을 안정적으로 행하는 것이 가능해진다.

전자선 조사 장치(1)에서, 로드부(20)로 도입되는 질소 가스의 압력과, 냉각 기체 분출 구멍(40)으로부터 분출되는 질소 가스의 유량(l/min)에 대해서는, 비례 관계에 있는 것이 찾아내어진다. 그래서, 질소 가스 발생기(37)로부터 로드부(20)로 공급하는 질소 가스의 압력을, 상기 비례 관계에 근거하여 제어부(12)에 의해 제어함으로써, 냉각 기체 분출 구멍(40)으로부터 분출되는 질소 가스의 유량을 제어할 수 있다.

도 7은, 도 1의 로드부(20)의 선단측에서의 질소 가스의 흐름을 해석한 결과를 나타내는 도면이다. 도 7은, 전자선 출사창(11)의 전자선 출사측의 사시도이다. 도면 중의 화살표는, 해석에 의해 구하여진 질소 가스의 유선(流線)이다. 질소 가스는, 전자선 출사 공간(R) 내에서, 전자선 출사창(11)의 중앙 부분(전자선 출사 영역(A))을 향해 4방향으로부터 내뿜어져 있다. 도 7에 나타내어지는 해석 결과에 의하면, 벽 부재(24)의 각 냉각 기체 분출 구멍(40)으로부터 분출한 질소 가스는, 전자선 출사창(11)을 향해 퍼지도록 진행되어, 전자선 출사창(11)에 닿거나, 전자선 출사창(11)의 중앙 부근에서 전자선 출사측(도시 상측)으로 방향을 바꾸어, 확산해 가는 것을 확인할 수 있다. 전자선 출사창(11)에 질소 가스를 접촉시켜, 상기 전자선 출사창(11)을 냉각할 수 있는 것을 확인할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니라, 각 청구항에 기재한 요지를 변경하지 않는 범위에서 변형하거나, 또는 다른 것에 적용해도 괜찮다.

상기 실시 형태에서는, 냉각 기체 분출 구멍(40)은 단면 원형이지만, 단면 원형 이외의 단면 형상이라도 좋고, 단면 타원형이라도 괜찮다. 냉각 기체 분출 구멍(40)은, 광범위를 냉각 가능하게 하기 위해서, 단면 직사각형의 슬릿이라도 좋다. 또, 냉각 기체 분출 구멍(40)을 예를 들면 이하와 같이 구성해도 괜찮다.

도 8의 (a)는, 제1 변형예에 관한 로드부(20A)의 선단측을 나타내는 확대 단면도이다. 도 8의 (a)에 나타내어지는 바와 같이, 로드부(20A)의 벽 부재(24)에는, 전자선 출사창(11)의 전자선 출사측의 표면을 따라서 질소 가스를 내뿜는, 냉각 기체 분출 구멍(40A)이 마련되어 있다. 냉각 기체 분출 구멍(40A)은, 벽 부재(24)의 기단측의 단부에 마련되어 있다. 냉각 기체 분출 구멍(40A)은, 벽 부재(24)의 지름 방향을 따라서 똑바로 연장된다. 냉각 기체 분출 구멍(40A)은, 벽 부재(24)의 중심축을 매개로 하여 대향하는 쌍으로 마련되어 있지 않다. 냉각 기체 분출 구멍(40A)에 의하면, 전자선 출사창(11)의 전자선 출사측의 표면을 따르도록 질소 가스를 접촉시켜, 전자선 출사창(11)의 열을 효율 좋게 운반하여, 전자선 출사창(11)을 효과적으로 냉각할 수 있다.

도 8의 (b)는, 제2 변형예에 관한 로드부(20B)의 선단측을 나타내는 확대 단면도이다. 도 8의 (b)에 나타내어지는 바와 같이, 로드부(20B)의 벽 부재(24)에는, 상기 냉각 기체 분출 구멍(40A)(도 8의 (a) 참조)과 동일한 냉각 기체 분출 구멍(40B)이, 벽 부재(24)의 중심축을 매개로 하여 대향하는 쌍으로 마련되어 있다. 냉각 기체 분출 구멍(40B)에서도, 전자선 출사창(11)의 전자선 출사측의 표면을 따르도록 질소 가스를 접촉시켜, 전자선 출사창(11)의 열을 효율 좋게 운반하여, 전자선 출사창(11)을 효과적으로 냉각할 수 있다.

도 8의 (c)는, 제3 변형예에 관한 로드부(20C)의 선단측을 나타내는 확대 단면도이다. 도 8의 (c)에 나타내어지는 바와 같이, 로드부(30C)의 벽 부재(24)에는, 전자선 출사 공간(R)으로 지름 방향을 따라서 똑바로 질소 가스를 내뿜는, 냉각 기체 분출 구멍(40C)이 마련되어 있다. 냉각 기체 분출 구멍(40C)은, 전자선(EB)의 출사 방향에서의 벽 부재(24)의 중앙 부분에 마련되어 있다. 냉각 기체 분출 구멍(40C)은, 벽 부재(24)의 지름 방향을 따라서 똑바로 연장되고, 선단측 및 기단측중 어느 측으로도 경사져 있지 않다. 냉각 기체 분출 구멍(40C)은, 벽 부재(24)의 중심축을 매개로 하여 대향하는 쌍으로 마련되어 있다.

상기 실시 형태에서는, 로드부(20)의 연장 방향에 수직인 단면에서, 제2 통 모양 부재(22)의 내주면이 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에 대해서 이간부(21d)와 인접하는 4점에서 접촉하는 구성으로 했지만, 3점에서 접촉하는 구성으로 해도 좋고, 2점에서 접촉하는 구성으로 해도 좋고, 5점 이상에서 접촉하는 구성으로 해도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 이간부(21d)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 여러 가지의 형상이라도 좋다. 예를 들면 도 9에 나타내어지는 이간부(121d)가 형성되어 있어도 괜찮다. 이간부(121d)는, 로드부(120)의 제1 통 모양 부재(121)의 외주면에서, 둘레 방향으로 등간격의 4개소에 형성되어 있다. 이간부(121d)는, 제1 통 모양 부재(121)의 축방향을 따라서 연장된다. 이간부(121d)는, 제1 통 모양 부재(121)의 축방향을 따라 또한 지름 방향 내측으로 볼록하게 되는 곡면으로써, 제1 통 모양 부재(121)의 외주면측의 일부를 노치하여 이루어지는 형상을 가진다. 이간부(121d)의 축방향에 수직인 단면은, 지름 방향을 짧은 길이 방향으로 하는 타원 형상을 가진다. 이러한 이간부(121d)에 의해, 제1 통 모양 부재(121)의 외주면에는, 서로 대향하는 단면 원호 모양의 한 쌍의 곡면이 2조 형성되어 있다. 이간부(121d)에 의하면, 로드부(120)의 굵기를 유지하면서, 냉각 기체 유로(33)를 넓힐 수 있다.

상기 실시 형태에서, 냉각 기체 분출 구멍(40)의 수는, 1개라도 좋고, 복수라도 좋다. 상기 실시 형태에서, 냉각 기체 유로(33)의 수는, 1개라도 좋고, 복수라도 좋다. 상기 실시 형태에서, 전자선 출사창(11)은, 예를 들면 납땜 또는 용접에 의해 제1 통 모양 부재(21)의 선단측의 단부에 접합되어 있어도 괜찮다. 상기 실시 형태에서, 로드부(20)의 길이는 특별히 한정되지 않고, 삽입하는 용기의 크기 또는 형상에 따른 길이이면 좋다.

상기 실시 형태에서는, 이간부(21d)를 제1 통 모양 부재(21)의 외주면에 마련했지만, 이것을 대신하거나 더하여, 이간부(21d)와 동일한 이간부를 제2 통 모양 부재(22)의 내주면에 마련해도 좋다. 상기 실시 형태에서, 이간부는, 냉각 기체 유로(33)를 구성하도록 제1 통 모양 부재(21)의 외주면과 제2 통 모양 부재(22)의 내주면을 이간시키는 것이면 좋다. 이간부는, 로드부(20)의 연장 방향을 따라서 연장되는 노치라도 좋고, 로드부(20)의 연장 방향을 따라서 연장되는 홈이라도 좋고, 로드부(20)의 연장 방향을 따라서 연장되는 오목부(오목조(條))라도 좋다.

상기 실시 형태에서는, 로드부(20)(특히 제1 통 모양 부재(21))를 전자총(EG)측으로 연장시킴으로써, 전자총(EG)으로부터 출사한 전자선(EB)을 통과시키는 통과 구멍(10a)을 구성해도 괜찮다. 이 경우, 전자 통과 경로에서의 중심축을 용이하게 얻을 수 있고, 전자선(EB)의 조정이 용이해진다. 또, 제1 통 모양 부재(21) 및 제2 통 모양 부재(22)의 양쪽 모두를 자성 재료로 형성하지 않아도 좋다. 제1 통 모양 부재(21) 및 제2 통 모양 부재(22) 양쪽 모두를, 예를 들면 스테인리스, 알루미늄 또는 무산소동 등의 비자성 재료로 형성해도 좋다. 이 경우, 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)이 형성하는 자계를, 제1 통 모양 부재(21) 내의 전자선(EB)으로 용이하게 안내할 수 있다.

상기 실시 형태에서는, 조정부로서 조정용 전자 코일(13)을 적용했지만, 조정부는 특별히 한정되지 않고, 전자선(EB)의 궤도를 조정할 수 있는 것이면, 여러 가지의 수단을 조정부로서 적용할 수 있다. 상기 실시 형태에서는, 집속부로서 집속용 전자 코일(14)을 적용했지만, 집속부는 특별히 한정되지 않고, 전자선(EB)을 집속 제어할 수 있는 것이면, 여러 가지의 수단을 집속부로서 적용할 수 있다. 또, 조정부 및 집속부 중 적어도 어느 하나를 구비하지 않는 경우도 있다. 또, 복수의 조정용 전자 코일(13) 및 집속용 전자 코일(14)을 조합시켜도 좋고, 이 경우, 전자선(EB)을 고정밀도로 제어할 수 있다. 또, 조정용 전자 코일(13)과 집속용 전자 코일(14)과의 배치를 서로 바꿔도 괜찮다.

상기 실시 형태에서는, 기단 공간(34)과 외부를 연통시키는 것으로서, 가스 도입 구멍(23a)(도 3 참조)을 형성했지만, 그것을 대신하여, 도 10에 나타내어지는 바와 같이, 가스 도입 구멍(23b)을 형성해도 좋다. 가스 도입 구멍(23b)은, 고정 부재(23), 제1 통 모양 부재(21)의 플랜지(21a) 및 본체부(10)를 관통한다. 가스 도입 구멍(23b)에는, 본체부(10)에서의 조정용 전자 코일(13)의 배치 영역 근방의 외표면에 마련된 가스 도입부(K)를 매개로 하여, 질소 가스 발생기(37)가 접속되어 있다. 이것에 의해, 질소 가스 발생기(37)에서 발생시킨 질소 가스가, 가스 도입부(K)로부터 가스 도입 구멍(23b)을 통해서 기단 공간(34) 내로 도입된다. 이와 같이 가스 도입부(K)가 로드부(20)으로부터 이간한 위치에 마련됨으로써, 로드부(20)를 보틀(B) 내로 삽입할 때에 가스 도입부(K)의 삽입 방해가 되기 어려워짐과 아울러, 전자선(EB)의 조사에 따라서 발생하는 오존 등에 노출되어 가스 도입부(K)가 열화해 버리는 것을 억제할 수 있다.

또, 이상으로 기재한 상기 실시 형태 및 상기 변형예의 적어도 일부를 임의로 조합시켜도 좋다. 상기 「동일하다」의 말은, 완전하게 동일한 경우 뿐만 아니라, 대략 동일한 경우를 포함한다. 상기 「동일」의 말은, 완전하게 같은 경우 뿐만이 아니라, 대략 동일한 경우를 포함한다. 상기 「동일하다」및 상기 「동일」의 말은, 설계상, 계측상 또는 제조상 등의 오차를 포함한다.

1 - 전자선 조사 장치 2 - 전자선 발생부
3 - 케이스 10 - 본체부
11 - 전자선 출사창 13 - 조정용 전자 코일(조정부)
14 - 집속용 전자 코일(집속부) 20, 20A, 20B, 20C, 120 - 로드부
21, 121 - 제1 통 모양 부재 21d, 121d - 이간부
22 - 제2 통 모양 부재 24 - 벽 부재
25 - 누름 부재 32 - 냉각 기체 유통 공간
33 - 냉각 기체 유로 34 - 기단 공간
35 - 선단 공간 40 - 냉각 기체 분출 구멍
A - 전자선 출사 영역 EB - 전자선
EG - 전자총 R - 전자선 출사 공간

Claims (14)

1. 전자선을 출사하는 전자총과,
   상기 전자총을 수용하는 본체부, 및, 기단측이 상기 본체부에 접속되고 또한 선단측이 상기 본체부로부터 돌출되도록 연장되는 로드부를 가지는 케이스와,
   상기 로드부의 선단측에 마련된 전자선 출사창을 구비하며,
   상기 로드부는,
   상기 로드부의 연장 방향을 축방향으로 하는 통 형상을 가지고, 선단측의 단부에 상기 전자선 출사창이 마련되며, 상기 전자선이 내부를 통과하는 제1 통 모양 부재와,
   상기 로드부의 연장 방향을 축방향으로 하는 통 형상을 가지고, 상기 제1 통 모양 부재를 포위하는 제2 통 모양 부재와,
   기단측으로부터 도입된 냉각 기체를 선단측으로 유통시키는 공간으로서, 상기 제1 통 모양 부재의 외벽면과 상기 제2 통 모양 부재의 내벽면과의 사이에 마련된 냉각 기체류를 적어도 포함하는 냉각 기체 유통 공간과,
   상기 전자선 출사창의 전자선 출사측에 면(面)하는 전자선 출사 공간과 상기 냉각 기체 유통 공간을 나누도록 마련된 벽 부재를 구비하며,
   상기 벽 부재에는, 상기 냉각 기체 유통 공간으로부터 상기 전자선 출사 공간으로 상기 냉각 기체를 분출시키는 냉각 기체 분출 구멍이 마련되고,
   상기 냉각 기체 분출 구멍은, 상기 냉각 기체 유로의 유로 단면적보다 작은 유로 단면적을 가지며,
   상기 냉각 기체 분출 구멍은, 상기 벽 부재의 외주면으로부터 내주면으로 관통하는 관통공인 전자선 조사 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각 기체 분출 구멍은, 상기 냉각 기체를 상기 전자선 출사창의 전자선 출사 영역을 향해 분출시키는 전자선 조사 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 냉각 기체 분출 구멍은, 상기 벽 부재에 복수 마련되고,
   상기 냉각 기체 유통 공간은,
   상기 벽 부재의 주위에 형성되고, 상기 냉각 기체 유로와 복수의 상기 냉각 기체 분출 구멍을 연통시키는 선단 공간을 더 포함하는 전자선 조사 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 냉각 기체 유통 공간은,
   상기 냉각 기체 유로를 복수 포함함과 아울러,
   상기 로드부의 기단측에 형성되고, 복수의 상기 냉각 기체 유로와 연통하며, 상기 로드부 밖으로부터 상기 냉각 기체가 도입되는 기단 공간을 더 포함하는 전자선 조사 장치.
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 통 모양 부재의 상기 외벽면과 제2 통 모양 부재의 상기 내벽면 중 적어도 일방에는, 상기 로드부의 연장 방향에 수직인 단면에서, 상기 냉각 기체 유로를 구성하도록 상기 외벽면과 상기 내벽면을 이간시키는 이간부가 형성되고,
   상기 제1 통 모양 부재의 상기 외벽면과 상기 제2 통 모양 부재의 상기 내벽면은, 상기 로드부의 연장 방향에 수직인 단면에서, 적어도 2점에서 접촉하는 전자선 조사 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 이간부는, 상기 제1 통 모양 부재의 상기 외벽면에 형성되어 있는 전자선 조사 장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 전자선의 궤도를 조정하는 조정부와,
   상기 전자선의 집속(集束)을 제어하는 집속부를 구비하는 전자선 조사 장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 통 모양 부재 및 상기 제2 통 모양 부재 중 적어도 일방은, 자성 재료에 의해 형성되어 있는 전자선 조사 장치.
9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 전자선 출사창은, 상기 제1 통 모양 부재의 선단측의 단면(端面) 상에 배치되고,
   상기 벽 부재는, 통 형상을 가지고, 상기 전자선 출사창의 전자선 출사측의 면(面) 상에 배치되며,
   상기 제2 통 모양 부재에 착탈 가능하게 고정되고, 상기 벽 부재를 상기 전자선 출사창을 향해 밀어 붙이는 누름 부재를 더 구비하는 전자선 조사 장치.
10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 벽 부재는, 상기 제1 통 모양 부재 및 상기 제2 통 모양 부재와 동축의 원통 형상을 가지는 전자선 조사 장치.
11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각 기체 분출 구멍은, 상기 벽 부재의 직경 방향을 따라서 연장되는 전자선 조사 장치.
12. 청구항 3에 있어서,
    상기 선단 공간은, 가스 축적기로서 기능하고, 복수의 상기 냉각 기체 분출 구멍으로 상기 냉각 기체를 공급함으로써, 복수의 상기 냉각 기체 분출 구멍으로부터 분출되는 상기 냉각 기체의 상태를 균일화시키는 전자선 조사 장치.
13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각 기체 분출 구멍은, 상기 냉각 기체를 상기 전자선 출사창의 전자선 출사측의 표면을 따라서 내뿜는 전자선 조사 장치.
14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 냉각 기체 분출 구멍은, 상기 전자선의 출사 방향에서의 상기 벽 부재의 중앙 부분에 마련되고, 또한 상기 냉각 기체 분출 구멍이 상기 벽 부재의 지름 방향을 따라서 똑바로 연장되어 있는 전자선 조사 장치.

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