特許 7397307 電子線照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-05

(45)【発行日】2023-12-13

(54)【発明の名称】電子線照射装置

(51)【国際特許分類】

   G21K 5/00 20060101AFI20231206BHJP

   G21K 5/04 20060101ALI20231206BHJP

   H01J 37/18 20060101ALI20231206BHJP

   H01J 37/16 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

G21K5/00 E

G21K5/04 E

G21K5/00 S

H01J37/18

H01J37/16

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020031558

(22)【出願日】2020-02-27

(65)【公開番号】P2021135166

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2023-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】503237806

【氏名又は名称】株式会社ＮＨＶコーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】人見 将宏

【審査官】佐藤 海

(56)【参考文献】

【文献】特許第６３４３１５４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】実開昭５３－１８４９８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００４－２６４１９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１２１１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－３２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｋ ５／００－５／０４

Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子線を発生させる電子線発生部と、
前記電子線が通過する開口窓部を有する筐体部と、
前記開口窓部を塞ぐように設けられ、前記電子線を前記筐体部の内部から前記筐体部の外部に透過させる窓箔と、
前記窓箔の外部側を覆う、着脱可能な保護カバーと、
前記保護カバーが取付状態にあるか否かを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づき、前記保護カバーが非取付状態であることを条件として前記窓箔を介した前記電子線の出射を許可する制御部と、
を備えた電子線照射装置。

【請求項2】

前記検出部の検出結果に基づく報知を行う報知部を備えた、請求項１に記載の電子線照射装置。

【請求項3】

前記電子線発生部及び前記筐体部を囲い、外部への前記電子線の流出を遮るための遮蔽体を備え、
前記検出部が前記遮蔽体の外部に設けられている、請求項１又は請求項２に記載の電子線照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子線照射装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１に記載された電子線照射装置は、電子線発生部からの電子線が通過する開口窓部を有する筐体部と、開口窓部を塞ぐように設けられ、電子線を筐体部の内部から筐体部の外部に透過させる窓箔と、窓箔の外部側を覆う着脱可能な保護カバーと、を備えている。電子線照射装置の通常使用時には、保護カバーを筐体部から取り外した状態とし、窓箔を介して筐体部の外部に出射された電子線を被照射物に照射する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６３４３１５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような電子線照射装置では、保護カバーを外し忘れた状態で電子線の照射を行ってしまうと、電子線が保護カバーに照射されて保護カバーが損傷するおそれがある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、保護カバーの損傷を抑制できる電子線照射装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決する電子線照射装置は、電子線を発生させる電子線発生部と、前記電子線が通過する開口窓部を有する筐体部と、前記開口窓部を塞ぐように設けられ、前記電子線を前記筐体部の内部から前記筐体部の外部に透過させる窓箔と、前記窓箔の外部側を覆う、着脱可能な保護カバーと、前記保護カバーが取付状態にあるか否かを検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づき、前記保護カバーが非取付状態であることを条件として前記窓箔を介した前記電子線の出射を許可する制御部と、を備えた。

【0006】

この構成によれば、保護カバーを外し忘れた状態では、検出部の検出結果を受けた制御部によって電子線の出射が許可されない。このため、保護カバーに電子線が照射されることによる保護カバーの損傷を抑制できる。

【0007】

上記電子線照射装置において、前記検出部の検出結果に基づく報知を行う報知部を備えた。
この構成によれば、報知部によって、検出部の検出結果に基づいた報知が可能となる。これにより、電子線の出射が許可されている状態かそうでないかを作業者が認識しやすくなり、作業性の向上を図ることができる。

【0008】

上記電子線照射装置において、前記電子線発生部及び前記筐体部を囲い、外部への前記電子線の流出を遮るための遮蔽体を備え、前記検出部が前記遮蔽体の外部に設けられている。

【0009】

この構成によれば、検出部が遮蔽体の外部に設けられるため、検出部が遮蔽体の内部の電子線の照射状況下に曝されない構成とすることができ、その結果、電子線が照射されることによる検出部の損傷を抑制できる。

【発明の効果】

【0010】

本発明の電子線照射装置によれば、保護カバーの損傷を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態における電子線照射装置の概略構成図。

【図2】同形態における電子線照射装置の要部を示す概略構成図。

【図3】同形態の電子線照射装置における電子線の出射部位を示す概略構成図。

【図4】同形態における保護カバーが取り付けられた状態の電子線照射装置を示す概略構成図。

【図5】変更例における保護カバーが取り付けられた状態の電子線照射装置を示す概略構成図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、電子線照射装置の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。

【0013】

図１に示す本実施形態の電子線照射装置１０は、走査型の電子線照射装置である。電子線照射装置１０は、熱電子放出を行う例えばタングステン製のフィラメント１１を備えている。フィラメント１１は、電子線ｅを発生させる電子線発生部に該当する。フィラメント１１は、フィラメント用電源１２からの電源供給に基づく自身の加熱により電子を放出する。フィラメント１１は、加速管１３の上端側に設けられている。

【0014】

加速管１３は、フィラメント１１が配置される上端側が閉塞された筒状をなしている。加速管１３は、自身の管軸方向に並設される複数の加速電極１４を有している。加速電極１４は、加速電極用電源１５からの電源供給に基づき、フィラメント１１から放出された電子を収束させつつ下方に向けて加速させるような電界を生じさせる。つまり、加速管１３では、加速電極１４にて生じる電界にて、管軸方向の下方に向く電子流、すなわち電子線ｅが生じるようになっている。加速管１３は、下端部に走査管１６が接続されている。加速管１３と走査管１６とは互いに内部空間１７が連通し、その内部空間１７において電子線ｅが加速管１３から走査管１６側に進む。なお、走査管１６は電子線照射装置１０の筐体部に該当する。

【0015】

走査管１６は、上端側が幅狭で、下方に向かうほど拡開する形状をなしている。走査管１６は、その幅狭の上端部に走査コイル１８が設けられている。走査コイル１８は、自身への通電に基づき、加速管１３にて生成された電子線ｅの向きを偏向、すなわち電子線ｅの走査を行う。

【0016】

図１、図２及び図３に示すように、走査管１６の下端部、すなわち出射側の端部には、例えば略長方形状の開口窓部１９が設けられており、開口窓部１９には略長方形状の窓箔２０が取り付けられている。本実施形態の窓箔２０は極めて薄い金属箔からなり、より詳しくは、本実施形態の窓箔２０はチタン系の金属材料から形成されている。窓箔２０は、開口窓部１９よりも一回り大きな形状をなし、開口窓部１９を塞ぐように設けられている。

【0017】

窓箔２０は、走査管１６の下端部と、開口窓部１９の周縁部に固定された取付枠１９ａとによって挟まれる態様で固定されている。取付枠１９ａは、走査管１６の下端部に対して、図示しないボルトなどによって固定されている。取付枠１９ａには、窓箔２０を透過した電子線ｅを通すための開口１９ｂが形成されている。

【0018】

窓箔２０は、電子線ｅを透過させつつも、開口窓部１９を密閉させるものである。つまり、加速管１３と走査管１６とに跨がる内部空間１７は、密閉空間にて構成されている。内部空間１７は、例えば走査管１６に接続された真空ポンプ２１の駆動にて、少なくとも電子線ｅを生じさせる期間は真空状態とされる。

【0019】

上記した電子線照射装置１０の構成部材において、少なくともフィラメント１１、加速管１３及び走査管１６は、図２に示すような遮蔽体Ｓによって囲われている。なお、図１では、説明の便宜上、遮蔽体Ｓの図示を省略している。遮蔽体Ｓは、外部への電子線ｅの流出を遮るためのものであり、本実施形態の遮蔽体Ｓは鉛系の金属材料にて形成されている。

【0020】

遮蔽体Ｓは、フィラメント１１、加速管１３及び走査管１６が内部に配置された第１構成体Ｓ１と、第１構成体Ｓ１の開口部Ｓａを覆う第２構成体Ｓ２とを備えている。第２構成体Ｓ２は、第１構成体Ｓ１に対して着脱可能に構成されている。第１構成体Ｓ１と第２構成体Ｓ２とが連結された状態では、電子線照射装置１０から出射される電子線ｅが遮蔽体Ｓの外部に流出しないようになっている。

【0021】

上記したフィラメント用電源１２、加速電極用電源１５、走査コイル１８及び真空ポンプ２１は、制御装置２２にて制御される。制御装置２２は、各電源１２，１５を通じて電子線ｅの出力調整を行ったり、走査コイル１８を通じて電子線ｅの走査制御を行ったり、真空ポンプ２１を通じて加速管１３及び走査管１６の内部空間１７の真空調整を行ったりする。

【0022】

なお、制御装置２２は、コンピュータプログラム（ソフトウェア）に従って各種処理を実行する１つ以上のプロセッサ、または、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの１つ以上の専用のハードウェア回路、または、それらの組み合わせ、を含む回路（circuitry）として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含み、メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。

【0023】

開口窓部１９に装着の窓箔２０を介して出射される電子線ｅは、例えば搬送装置２３により搬送方向ｘに搬送される被照射物２４に対して照射され、被照射物２４に所定処理を行う。なおこの場合、電子線照射装置１０は、略長方形状の開口窓部１９の長手方向が搬送装置２３の搬送直交方向ｙに向く配置であり、搬送方向ｘ及び搬送直交方向ｙを含めた電子線ｅの所定走査が行われて、開口窓部１９に対応した略長方形状の照射エリアＡの照射が行われる。電子線ｅの被照射物２４への照射効果としては、例えば素材の性質改善や機能付加、殺菌・滅菌等が期待できる。

【0024】

次に、窓箔２０を保護するための保護カバー３０について説明する。
図４に示すように、電子線照射装置１０は、取付枠１９ａに対して着脱可能な保護カバー３０を備えている。

【0025】

図４は、保護カバー３０が装着された状態の電子線照射装置１０を示している。保護カバー３０は取付枠１９ａの開口１９ｂよりも一回り大きい形状をなしている。保護カバー３０は、開口１９ｂを塞ぐ態様で取付枠１９ａにボルトＢで固定される。すなわち、保護カバー３０が取付枠１９ａに装着された状態では、保護カバー３０は窓箔２０の外部側を覆っている。これにより、保護カバー３０により、窓箔２０に対して外部側から接触できない状態となり、外部側からの接触による窓箔２０の損傷を防止できるようになっている。なお、保護カバー３０の表面には取っ手３１が設けられている。また、保護カバー３０の表面には、視認しやすい色（例えば黄色）の塗装が施されている。

【0026】

電子線照射装置１０は、保護カバー３０が取付状態にあるか否かを検出する検出部３２を備えている。本実施形態の検出部３２は機械式センサであり、遮蔽体Ｓの第１構成体Ｓ１の外側面に設置されている。一方、保護カバー３０には、第１構成体Ｓ１の開口部Ｓａを通って第１構成体Ｓ１の外側の検出部３２まで延出する延出部３３が設けられている。検出部３２は、延出部３３の先端部が挿入可能に構成されている。そして、検出部３２は、延出部３３先端が挿入されているか否かに基づいて、保護カバー３０の取付状態を検出する。検出部３２は制御装置２２に信号を出力する。制御装置２２は、検出部３２の検出結果に基づき、保護カバー３０が非取付状態であることを条件としてフィラメント１１からの電子線ｅの出力を許可する。

【0027】

また、電子線照射装置１０は、検出部３２の検出結果に基づき、保護カバー３０が取付状態にある旨を報知する報知部３４を備えている。本実施形態の報知部３４は、制御装置２２の制御によって動作するものである。報知部３４は、ディスプレイ、スピーカー及び表示灯のうちの少なくとも１つを備え、ディスプレイの表示、スピーカーからの音出力、または、表示灯の点灯により、作業者に対して、保護カバー３０が取付状態にある旨を報知する。

【0028】

本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、電子線照射装置１０を使用しない状況では、第２構成体Ｓ２を第１構成体Ｓ１から外して第１構成体Ｓ１の開口部Ｓａを開けた状態として、保護カバー３０を取付枠１９ａにボルトＢによって取り付ける。これにより、窓箔２０の外部側が保護カバー３０によって覆われる。

【0029】

また、このとき、保護カバー３０の延出部３３の先端部が検出部３２に挿入される。これにより、検出部３２は、保護カバー３０が取付状態にある旨を検出する。そして、検出部３２からの検出信号が制御装置２２に出力され、制御装置２２はその検出信号に基づいて、フィラメント１１からの電子線ｅの出力を許可しないように制御する。これにより、保護カバー３０を取り付けた状態で、電子線ｅが出射されることが防止されるようになっている。

【0030】

また、報知部３４の動作の一例を説明する。検出部３２によって保護カバー３０が取り付けられていることが検出されている状況下において、作業者によって電子線ｅの出力操作がなされたときに、前記ディスプレイに保護カバー３０が取り付けられている旨を表示する、または、スピーカーから音出力を行う、または、表示灯を点灯させるといった動作を行うようになっている。これにより、作業者に対して、保護カバー３０が取付状態にある旨が報知される。

【0031】

電子線照射装置１０の使用するときには、図２に示すように、保護カバー３０を取付枠１９ａから取り外した後、第１構成体Ｓ１の開口部Ｓａを第２構成体Ｓ２にて閉塞する。この状態では、検出部３２にて保護カバー３０が非取付状態である旨が検出され、制御装置２２は検出部３２からの検出信号に基づいて、フィラメント１１からの電子線ｅの出力を許可する。

【0032】

本実施形態の効果について説明する。
（１）電子線照射装置１０は、保護カバー３０が取付状態にあるか否かを検出する検出部３２と、検出部３２の検出結果に基づき、保護カバー３０が非取付状態であることを条件としてフィラメント１１からの電子線ｅの出力を許可する制御装置２２と、を備える。この構成によれば、保護カバー３０が取り付けられた状態では、検出部３２の検出結果を受けた制御装置２２によって電子線ｅの出力が許可されないようになっている。このため、外し忘れた保護カバー３０に電子線ｅが照射されることによる保護カバー３０の損傷を抑制できる。

【0033】

（２）電子線照射装置１０は、検出部３２の検出結果に基づき、保護カバー３０が取付状態にある旨を報知する報知部３４を備えた。この構成によれば、報知部３４によって、保護カバー３０が取付状態であることを作業者に報知可能となる。これにより、保護カバー３０が取付状態にあることで電子線ｅの出射が許可されていない状態であることを作業者が認識しやすくなり、作業性の向上を図ることができる。

【0034】

（３）電子線照射装置１０は、フィラメント１１、加速管１３及び走査管１６を囲い、外部への電子線ｅの流出を遮るための遮蔽体Ｓを備える。そして、検出部３２は、遮蔽体Ｓの外部に設けられている。この構成によれば、検出部３２が遮蔽体Ｓの外部に設けられるため、検出部３２が遮蔽体Ｓの内部の電子線ｅの照射状況下に曝されない構成とすることができ、その結果、電子線ｅが照射されることによる検出部３２の損傷を抑制できる。

【0035】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、検出部３２を遮蔽体Ｓの外部に設けたが、これに限らず、図５に示すように、検出部３２を遮蔽体Ｓの内部に設けてもよい。図５に示す構成では、検出部３２は、遮蔽体Ｓの第１構成体Ｓ１の内側面に設けられている。また、検出部３２は、電子線ｅを遮蔽するためのシールドボックス４０の内部に設けられている。このように、検出部３２がシールドボックス４０によって囲われることで、検出部３２に電子線ｅが照射されることを抑制し、その結果、電子線ｅが照射されることによる検出部３２の損傷を抑制できる。

【0036】

・窓箔２０に用いる材料は上記実施形態に限定されるものではなく、チタン系の金属材料以外の材料を用いてもよい。
・遮蔽体Ｓに用いる材料は上記実施形態に限定されるものではなく、鉛系の金属材料以外のコンクリートなどを用いてもよい。

【0037】

・検出部３２は、機械式センサ以外の例えば磁気センサとしてもよい。検出部３２を磁気センサとする構成の一例としては、延出部３３の先端部にセンサマグネットを設け、保護カバー３０が取付枠１９ａに取り付けられた状態において、センサマグネットが検出部３２に近接する構成とする。

【0038】

・上記実施形態の報知部３４は、検出部３２の検出結果に基づいて、保護カバー３０が取付状態にある旨を報知するが、これに限らず、保護カバー３０が非取付状態にある旨（すなわち電子線ｅの出射が許可されている旨）を報知するように構成してもよい。

【0039】

・上記実施形態の電子線照射装置１０では、開口窓部１９の開口方向を下向きとした構成、すなわち、電子線ｅの進行方向を下方向の設定としていたが、上方向や水平方向、斜め方向であってもよい。

【0040】

・単一のフィラメント１１から放出された電子から電子線ｅを形成し走査コイル１８にて走査して照射エリアＡの照射を行う走査型の電子線照射装置１０に適用したが、照射エリアに対応して複数のフィラメントを用い走査コイルを省略した態様のエリア型の電子線照射装置に適用してもよい。

【0041】

上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
（イ）電子線照射装置において、前記報知部は、前記検出部の検出結果に基づき、前記保護カバーが取付状態にある旨を報知する。

【0042】

この構成によれば、報知部によって、保護カバーが取付状態であることを作業者に報知可能となる。

【符号の説明】

【0043】

１０…電子線照射装置
１１…フィラメント（電子線発生部）
１６…走査管（筐体部）
１９…開口窓部
２０…窓箔
２２…制御装置（制御部）
３０…保護カバー
３２…検出部
３４…報知部
ｅ…電子線
Ｓ…遮蔽体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】