(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定真空容器に取り付けるようにされたフランジ真空容器内に、外部直流電圧源に接続されるアノードと、接地されるカソードとを配置し、磁石による磁場を利用してアノードとカソードとで画定される空間に持続放電を発生させ、その放電電流から真空度を測定するようにした冷陰極型電離真空計において、円筒形磁石を真空容器内に真空容器の軸線に同軸に配置し、この円筒形磁石でアノードを構成したことを特徴とする冷陰極電離真空計。
【請求項２】
被測定真空容器に取り付けるようにされたフランジ真空容器内に、外部直流電圧源に接続されるアノードと、接地されるカソードとを配置し、磁石による磁場を利用してアノードとカソードとで画定される空間に持続放電を発生させ、その放電電流から真空度を測定するようにした冷陰極型電離真空計において、円筒形磁石が真空容器内で真空容器の軸線に対して横向きに配置され、この円筒形磁石でアノードを構成したことを特徴とする冷陰極電離真空計。
【請求項３】
被測定真空容器に取り付けるようにされたフランジ真空容器内に、外部直流電圧源に接続されるアノードと、接地されるカソードとを配置し、磁石による磁場を利用してアノードとカソードとで画定される空間に持続放電を発生させ、その放電電流から真空度を測定するようにした冷陰極型電離真空計において、真空容器内に配置した磁石が両端に円板を備えた円筒形であり、真空容器の軸線に対して同軸に配置され、カソードを構成し、またアノードが円筒形磁石を貫通して設けられていることを特徴とする冷陰極電離真空計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷陰極電離真空計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷陰極型電離真空計としては、図７及び図８に示すようなペニング型のもの、図９に示すようなマグネトロン型のもの、また図１０に示すような逆マグネトロン型のもの等が知られている。
【０００３】
図７に示すペニング型の冷陰極型電離真空計では、被測定真空容器のフランジＡに取り付けられるようにされたフランジＢを備えた真空容器Ｃ内に、円筒状のアノードＤ及び円筒状のアノードＤを挾んで板状のカソードＥがそれぞれ軸線と同軸に配置され、アノードＤは接続部Ｆを介して電極Ｇに接続され、この電極Ｇは絶縁体Ｈで絶縁されており、通常２乃至3.5kVの直流電圧が印加される。板状のカソードＥは、図示していないが接地されている。また真空容器Ｃの外側には円筒状のアノードＤの軸方向に磁界を形成する円筒状磁石Ｉが配置され、符号Ｊで示す磁力線を形成している。
【０００４】
図８に示すペニング型の冷陰極型電離真空計においては、真空容器Ｃ内に、円筒状のアノードＤは軸線方向に対して横向きに配置され、絶縁体Ｈで絶縁されて真空容器Ｃの壁に取り付けられた電極Ｇに接続され、この電極Ｇには通常２乃至3.5kVの直流電圧が印加される。板状のカソードＥはアノードＤを挾んで左右に配置され、そして図示していないが接地されている。また真空容器Ｃの外側には円筒状のアノードＤの軸線方向に磁界を形成する２枚の板状の磁石Ｋが配置され、符号Ｌで示す磁力線が形成される。
【０００５】
図９に示すマグネトロン型の冷陰極電離真空計においては、被測定真空容器のフランジＡに取り付けられるフランジＢを備えた真空容器Ｃ内に、円筒状のアノードＤが真空容器Ｃの軸線と同軸に配置され、このアノードＤは接続部Ｆを介して電極Ｇに接続され、電極Ｇは絶縁体Ｈで絶縁されて真空容器Ｃの壁を貫通して外部へ延び通常２乃至3.5kVの直流電圧が印加される。Ｍは真空容器Ｃの軸線に沿ってのびる細い棒の両端に円板を備えたカソードであり、図示してないが接地されている。Ｉは円筒状のアノードＤの軸方向に磁界を形成する円筒状磁石で、符号Ｊで示す磁力線が形成されている。
【０００６】
図１０に示す逆マグネトロン型の冷陰極電離真空計においては、被測定真空容器のフランジＡに取り付けられるフランジＢを備えた真空容器Ｃ内に、円筒状で両端にドーナツ状の円板を備えたカソードＮが真空容器Ｃの軸線と同軸に配置され、図示してないが接地されている。Ｏは真空容器Ｃの軸線に沿ってのびる細い棒状のアノードで、電極Ｇに接続されている。電極Ｇは絶縁体Ｈで絶縁されており、通常２乃至3.5kVの直流電圧が印加される。Ｉは細い棒状のアノードＯの軸方向に磁界を形成する円筒状磁石で、符号Ｊで示す磁力線が形成されている。
【０００７】
図７及び図８に示すペニング型の冷陰極型電離真空計の場合、円筒状のアノードＤと板状のカソードＥで挟まれた空間には電界と磁界が存在している。また図９のマグネトロン型の冷陰極電離真空計の場合、円筒状のアノードＤとカソードＭで挟まれた空間には電界と磁界が存在している。さらに図１０の場合も、円筒状で両端にドーナツ状の円板を備えたカソードＮと細い棒状のアノードＯで挟まれた空間には電界と磁界が形成されている。
これらの空間で電界放出や宇宙線などの原因で電子が発生した場合、電子は負電極から正電極に向かって加速されるが、磁界が存在するためにローレンツの力を受けて、すぐには正電極に到達せず、空間内で螺旋運動して、長い距離を飛行する。その結果、空間内の残留ガスと衝突して残留ガスをイオン化する確率が増し、負電極と正電極の間に持続放電が発生する。放電電流は空間の残留ガスの量に依存するので、放電電流を測定することによって空間内の圧力、ひいては真空計が取り付けられている被測定真空容器の圧力を知ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の冷陰極電離真空計においては、放電空間に磁界を発生させるために、真空計容器の外側に円筒状もしくは板状の磁石を配置ししかも一般的に１，０００乃至１，５００ガウスの磁界が必要であるので、使用される磁石は比較的大きくなり、そのため真空計自体が重く且つ大きくなるという問題点があった。
【０００９】
そこで、本発明は、このような従来装置にも伴う問題点を解決し、小型軽量化できる冷陰極電離真空計を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の発明では、被測定真空容器に取り付けるようにされたフランジ真空容器内に、外部直流電圧源に接続されるアノードと、接地されるカソードとを配置し、磁石による磁場を利用してアノードとカソードとで画定される空間に持続放電を発生させ、その放電電流から真空度を測定するようにした冷陰極型電離真空計において、円筒形磁石を真空容器内に真空容器の軸線に同軸に配置し、この円筒形磁石でアノードを構成したことを特徴としている。
【００１１】
また、本発明の第２の発明では、被測定真空容器に取り付けるようにされたフランジ真空容器内に、外部直流電圧源に接続されるアノードと、接地されるカソードとを配置し、磁石による磁場を利用してアノードとカソードとで画定される空間に持続放電を発生させ、その放電電流から真空度を測定するようにした冷陰極型電離真空計において、円筒形磁石が真空容器内で真空容器の軸線に対して横向きに配置され、この円筒形磁石でアノードを構成したことを特徴としている。
さらに、本発明の第３の発明では、被測定真空容器に取り付けるようにされたフランジ真空容器内に、外部直流電圧源に接続されるアノードと、接地されるカソードとを配置し、磁石による磁場を利用してアノードとカソードとで画定される空間に持続放電を発生させ、その放電電流から真空度を測定するようにした冷陰極型電離真空計において、真空容器内に配置した磁石が両端に円板を備えた円筒形であり、真空容器の軸線に対して同軸に配置され、カソードを構成し、またアノードが円筒形磁石を貫通して設けられていることを特徴としている。
【００１２】
【作用】
このように構成した本発明の冷陰極型電離真空計においては、磁石を真空容器内に配置すると共にペニング型及びマグネトロン型として実施する場合には、アノードを円筒状磁石で構成し、逆マグネトロン型として実施する場合には、カソードを円筒状磁石で構成しているので、使用する磁石自体小型でよくしかも真空計の構造を単純にでき、その結果真空計を小型軽量化できるようになる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面図１〜図６を参照して説明する。
図１には、ペニング型の冷陰極型電離真空計の一実施例を示す。図示真空計は真空容器１を有し、この真空容器１はフランジ２を介して被測定真空容器のフランジ３に取り付けられる。４はアノードで、真空容器１の軸線に同軸に配置された円筒状の磁石で構成されており、接続部５を介して電極６に接続されている。電極６は絶縁体７を介して真空容器１の壁に取り付けられており、通常２乃至3.5kVの直流電圧が印加される。また、８はアノード４の上下に真空容器１の軸線に同軸に配置された板状のカソードであり、図示していないが接地されている。円筒状の磁石から成るアノード４は符号９で示すように磁力線を形成する。
【００１４】
図２にはペニング型の冷陰極型電離真空計の別の実施例を示し、アノード及びカソードの構造において図１の実施例と相違し、その他の構成は図１の実施例と実質的に同じある。従って図１の実施例における構成要素と対応した部分は同じ符号で示す。図２の装置において、円筒状の磁石で構成されたアノード４は真空容器１の軸線に対して横向きにすなわち真空容器１の軸線に直交して配置されており、そして電極６に直接接続されている。
この場合も電極６には通常２乃至３．５ｋＶの直流電圧が印加される。磁力線は図面に符号１０で示すように真空容器１の軸線に対して直交する方向に沿って形成される。
【００１５】
図３にはマグネトロン型として実施した別の実施例を示す。この例でも前述の実施例に対応した部分は同じ符号で示す。すなわち、真空容器１はフランジ２を介して被測定真空容器のフランジ３に取り付けられる。アノード４は、図示したように真空容器１の軸線に同軸に配置された円筒状の磁石で構成されており、接続部５を介して電極６に接続されている。電極６は絶縁体７を介して真空容器１の壁に取り付けられており、そして電極６には通常２乃至３．５ｋＶの直流電圧が印  加される。また、１１は真空容器１の軸線に同軸に配置されたカソードで、細い棒部材１１ａとその両端に取り付けられた円板１１ｂとで構成されている。またカソード１１は図示していないが接地されている。円筒状の磁石から成るアノード４は符号９で示すように磁力線を形成する。
【００１６】
図４には逆マグネトロン型として実施した別の実施例を示し、アノード及びカソードの構造において図３のマグネトロン型の実施例と相違し、その他の構成は図３の実施例と実質的に同じあり、従って図３の実施例における構成要素と対応した部分は同じ符号で示す。
図４に示すように、１２は真空容器１の軸線に同軸に配置されたカソードで、円筒状の磁石１２ａの両端にドーナツ状の円板１２ｂを備えて構成されている。カソード１２は、図示していないが接地されている。１３は細い棒部材から成るアノードで、真空容器１の軸線上に配置され、そして電極６に直接接続されている。電極６には通常２乃至３．５ｋＶの直流電圧が印加される。カソード１２によって磁力線９が形成される。
【００１７】
図５及び図６にはそれぞれ図３及び図４の実施例の装置の電気回路を示し、ＡＭは放電電流を測定するための電流計であり、図示したように電気的に接続されている。電流計ＡＭには放電電流が流れる。
【００１８】
図１〜図４に示すように構成した真空計の動作において、図１及び図２の実施例の場合、円筒状アノード４と板状のカソード８で挟まれた空間に、電界と磁石製アノード４自体の磁石により発生された磁界が存在している。また図３の実施例の場合、円筒状アノード４とカソード１１で挟まれた空間に、電界とアノード４自体の磁石により発生された磁界が存在している。さらに図４に示す実施例の場合も、カソード１２と細い棒状アノード１３で挟まれた空間には磁界とカソード１２自体の磁石により発生された磁界が存在している。
これらの空間で電界放出や宇宙線などの原因で電子が発生すると、発生した電子は負電極から正電極に向かって加速されるが、磁界が存在するためローレンツの力を受けて、すぐには正電極に到達せず、空間内で螺旋運動して、長い距離を飛行する。その結果、電子が空間内の残留ガスと衝突して、残留ガスをイオン化する確率が増し、負電極と正電極との間に持続放電が発生する。放電電流は空間の残留ガス量に依存するので、この放電電流を電流計ＡＭ（図５及び図６参照）で測定することによって空間の圧力、ひいては真空計が取り付けられている被測定容器の圧力を知ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明による磁石による磁場を利用した冷陰極真空計においては、円筒形磁石を真空計容器内に設け、且つ、その磁石でアノードを構成しているので、部品数が少なくなり、そして真空計容器の外側に磁石を設けた従来技術のものに比べて使用する磁石を小さくでき、真空計を小型軽量化することが可能になる。また磁石が小さいために、真空計外部の機器に及ぼす磁界の影響が従来のものに比べて小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるペニング型の冷陰極型電離真空計の概略              断面図。
【図２】本発明の別の実施例によるペニング型の冷陰極型電離真空計の概              略断面図。
【図３】本発明のさらに別の実施例によるマグネトロン型の冷陰極型電離              真空計の概略断面図。
【図４】本発明のさらに別の実施例による逆マグネトロン型の冷陰極型電              離真空計の概略断面図。
【図５】図３の真空計の電気回路図。
【図６】図４の真空計の電気回路図。
【図７】従来技術によるペニング型の冷陰極型電離真空計の一例を示す概              略断面図。
【図８】従来技術によるペニング型の冷陰極型電離真空計の別の例を示す              概略断面図。
【図９】従来技術によるマグネトロン型の冷陰極型電離真空計の一例を示              す概略断面図。
【図１０】従来技術による逆マグネトロン型の冷陰極型電離真空計の一例を              示す概略断面図。
【符号の説明】
１：  真空計の真空容器
２：  真空計のフランジ
３：  被測定真空容器のフランジ
４：  アノード
５：  接続部
６：  電極
７：  絶縁体
８：  カソード
９：  磁力線
10：  磁力線
11：  カソード
12：  カソード
13：  アノード
【図１】
0003602917.tif 000002
【図２】
0003602917.tif 000003
【図３】
0003602917.tif 000004
【図４】
0003602917.tif 000005
【図５】
0003602917.tif 000006
【図６】
0003602917.tif 000007
【図７】
0003602917.tif 000008
【図８】
0003602917.tif 000009
【図９】
0003602917.tif 000010
【図１０】
0003602917.tif 000011