(57)【要約】  本発明における課題は、スターリング冷凍機を用いた冷却トラップを提供することにある。冷却トラップ１の冷却パネル１８を冷却する冷凍機１４は、冷却ステージ２３に固定された冷却ブロック２５に圧入された延設部材４１と、筐体２２に接続された上部ケーシング２４との間に取り付けられる支持部材４４を有しており、延設部材４１と支持部材４４によって冷却ステージ２３への入熱を防ぎながら、シリンダ２１のたわみを抑える。
2013140474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体部と、
前記筐体部によって支持された部分および冷却部を有するシリンダ部と、
前記シリンダ部の端部を支持するように前記端部と前記筐体部との間に配置された支持部材と、を備えることを特徴とする冷凍機。
【請求項２】
前記冷却部に取り付けられ、前記シリンダ部の軸方向に延設された延設部材を有し、
前記支持部材は、前記延設部材と前記筐体との間に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機。
【請求項３】
前記冷却部が冷却された状態において、
前記支持部材は、前記シリンダ部の前記端部に凸の形状になるように設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷凍機。
【請求項４】
真空容器内で気体を捕獲するトラップ部と、
前記トラップ部を冷却する冷凍機と、
前記冷凍機に一端が連結され、前記トラップ部に他端が連結される伝熱部材と、を備える冷却トラップであって、
前記冷凍機は請求項１乃至３のいずれか一項に記載の冷凍機であることを特徴とする冷却トラップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機及び該冷凍機を用いた冷却トラップに係り、例えば、シリンダ構造を持つ蓄熱式の冷凍機及び該冷凍機を用いた冷却トラップに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却トラップは、真空容器内の排気、特に水分の排気に有効な真空排気装置であり、真空容器内に設置される冷却パネルを冷却する冷凍機を備えている。従来から冷却トラップの冷凍機にはＧＭ（Ｇｉｆｆｏｒｄ−ＭｃＭａｈｏｎ）式冷凍機が一般的に用いられている（例えば、特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１８４５４１号公報
【特許文献２】特開２００９−１９５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
真空装置のフットプリント低減の要請などから冷凍機の小型化が望まれている。しかしながら、ＧＭ式冷凍機はコンプレッサーによって圧縮された冷媒ガスを供給する構成であるため小型化が難しいという問題がある。【０００５】
そこで、冷却トラップの冷凍機として、フリーピストン型スターリング冷凍機などのシリンダ構造を持つ蓄冷式の冷凍機を用いて小型化することが考えられる。このような構造を持つ冷凍機は、冷凍能力とサイズにおいて、冷却トラップの冷凍機としても使用できると考えられるためである。【０００６】
例えば、フリーピストン型スターリング冷凍機（以下、スターリング冷凍機とする）は、内部でピストンが往復運動する薄肉の円筒シリンダの先端に冷却ステージが設けられる。冷却ステージには伝熱部材を介して冷却パネルが取り付けられる。スターリング冷凍機を冷却トラップの冷凍機として使用する場合、冷却パネルに接続された伝熱部材は薄肉の円筒シリンダの先端に片持ち構造で接続されることになる。そのため、スターリング冷凍機を冷却トラップの冷凍機として用いるには以下のような問題が生じると考えられる。【０００７】
すなわち、スターリング冷凍機の円筒シリンダが、冷却ステージに支持された被冷却物（冷却パネル、伝熱部材）からかかる力によりたわむことにより、シリンダ内部で軸方向に往復運動するピストンが適度なクリアランスを確保できなくなったり、円筒シリンダ内の構造物や内壁と接触したりする不都合が生じると考えられる。その場合、冷凍能力の低下、振動の増加、異音などの問題が発生し、冷却トラップの性能が低下する可能性がある。【０００８】
その対策として、スターリング冷凍機の円筒シリンダの厚みを増すなどして強度を高めることにより、被冷却物からかかる力によるたわみをなくすことが考えられる。しかしながら、肉厚の円筒シリンダからの伝熱作用により冷却ステージへの熱流入量が大きくなり、その結果、冷凍機の能力が低下し、冷却トラップの性能が低下するおそれがある。【０００９】
上記から、スターリング冷凍機を冷却トラップの冷凍機として用いるためには、冷凍機の円筒シリンダに対して力がかからない構造、もしくは、力がかかっても円筒シリンダがたわまない構造、また、これらの組立及び調整が、求められる精度の範囲内で実施できるように構成することが必要である。【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、スターリング冷凍機などのようにシリンダ構造を持つ冷凍機を用いた冷却トラップを提供することを目的とする。或いは、本発明は、十分な冷却能力を有し、薄肉のシリンダを使用しながらも、シリンダがたわまない、もしくは、シリンダのたわみが許容範囲内となる、シリンダ構造を持つ冷凍機、若しくはこの冷凍機を用いた冷却トラップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の冷凍機は、筐体部と、筐体部によって支持された部分および冷却部を有するシリンダ部と、シリンダ部の端部を支持するように前記端部と前記筐体部との間に配置された支持部材とを備えることを特徴とする。【００１２】
本発明の冷却トラップは、真空容器内で気体を捕獲するトラップ部と、前記冷凍機を備えることを特徴とする。【００１３】
前記冷凍機は、例えばスターリング冷凍機でありうる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スターリング冷凍機などのようにシリンダ構造を持つ蓄冷式の冷凍機を用いた冷却トラップを提供することができる。あるいは、本発明によれば、薄肉の円筒シリンダを使用しながらも、円筒シリンダがたわまない、もしくは、円筒シリンダのたわみが許容範囲内となり、十分な冷凍能力を有する冷却トラップを提供することができる。【００１５】
本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
【図１】本発明の第１の実施形態に係る冷却トラップを備える真空処理装置の概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る冷却トラップの概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る冷凍機の内部構造の概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る冷凍機上部の拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る冷凍機を上方から見た概略図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る冷凍機に取り付けられる支持部材の様子を示す概略図である。
【図７Ａ】本発明の第３の実施形態に係る冷凍機に取り付けられる支持部材を示す概略図である。
【図７Ｂ】本発明の第３の実施形態に係る冷凍機に取り付けられる支持部材を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する部材、配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変できることは勿論である。記載された各実施形態の構成は適宜、組み合わせて適用することができるものとする。以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
本実施形態においてはフリーピストン型スターリング冷凍機を例に説明するが、本発明はシリンダを有する形式の冷凍機に適用できるものである。例えば、パルスチューブ冷凍機、スターリング式パルスチューブ式冷凍機などの蓄冷式冷凍機にも本発明は好適に適用できる。本明細書中において特に断りなくスターリング冷凍機と記載する場合は、シリンダ構造を持つ蓄冷式の冷凍機全般をいうものとする。
【００１９】
同様に本明細書中においては片持ち構造で支持された伝熱バーと冷却パネルについて説明するが、本発明はシリンダの外面に設けられた冷却部に被冷却部材などが片持ち構造で支持されることでシリンダに力がかかる構造の冷凍機及び冷却トラップに好適に適用できる。シリンダ部は、内部に冷媒ガスが膨張する領域が形成された部材であり、内部にピストンなどの部材が動作する構成に限られない。
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態にかかる冷却トラップを有する真空処理装置の概略図、図２は冷却トラップの概略図、図３は冷凍機の内部構造の概略図、図４は冷凍機上部の拡大図、図５冷凍機を上方から見た概略図である。なお、図面の煩雑化を防ぐため一部を除いて省略している。
【００２１】
図１に基づいて、冷却トラップを備える真空処理装置について説明する。真空処理装置１は、真空容器３に接続された真空排気装置５として冷却トラップ１０とターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）７とを備えている。真空容器３の内部では所定の真空処理が基板などの被処理材に対して行われる。真空処理は、例えば、スパッタリングやＣＶＤによる成膜処理、若しくはエッチング処理などでありうるが、これらには限定されない。本実施形態の冷却トラップ１０は、真空容器３とＴＭＰ７との間に取り付けられているが、真空容器３の内部に冷却トラップを取り付けてもよい。
【００２２】
図２に基づいて冷却トラップについて説明する。冷却トラップ１０は、冷凍機１４と、トラップ容器１２と、冷却パネル１８（トラップ部）とを有する。トラップ容器１２は、真空容器３、ＴＭＰ７および冷凍機１４に接続されている。冷却パネル１８は、冷凍機１４に伝熱バー２７を介して接続され、トラップ容器１２内に配置されている。冷却パネル１８は、真空容器３内からの気体を捕獲する。伝熱バー２７（伝熱部材）は、冷凍機１４の冷却ステージ２３（伝熱ブロック２５）に一端が連結され、冷却パネル１８に他端が連結された片持ち構造で配置されている。
【００２３】
トラップ容器１２は、大気と真空とを隔てる容器であり、例えばアルミニウム製である。トラップ容器１２は、その内部に伝熱ブロック２５と伝熱バー２７と冷却パネル１８を収容できる。トラップ容器１２は、その内部において、真空容器３の排気口とＴＭＰ７の吸気口と冷凍機１４の冷却部を連通させることができる。本実施形態においてトラップ容器１２に取り付けられた冷凍機１４は、薄板円筒形の冷却パネル１８を真空中で水分が捕獲可能な極低温まで冷却できる能力を持ったフリーピストン型スターリング冷凍機である。冷却部は、例えば、シリンダ２１の先端側の冷却される部分と、冷却ステージ２３とを含みうる。シリンダ２１の他端側は、例えば、シリンダ２１の冷却ステージ２３側の部分を含む。
【００２４】
ここで、図３に基づいて、本実施形態の冷凍機の構造について説明する。なお、冷凍機１４は後述の支持部材４４などの上部ケーシング２４内に配置される構造も含んでいるが簡略化のために図３においては省略した。本実施形態では、フリーピストン型スターリング冷凍機（以下、冷凍機１４とする）を用いている。冷凍機１４は、シリンダ２１（シリンダ部）と一体に形成された筐体２２（筐体部）と、筐体２２と連結された上部ケーシング２４とを有している。
【００２５】
また、筐体２２の内部にはリニアモータ３２で駆動される駆動ピストン３１と、主にシリンダ２１内部で往復運動するフリーピストン３５と、フリーピストン３５の動きの位相を調整する位相調整ばね３６とを有している。上部ケーシング２４は、トラップ容器１２と気密に接続できる構造を有している。本実施形態の冷凍機１４は、トラップ容器１２、伝熱バー２７および冷却パネル１８を備えない構成である。冷却トラップ１０は、上部ケーシング２４をトラップ容器１２に接続した状態で、伝熱バー２７と冷却パネル１８を冷凍機１４に取り付けることによって構成されうる。冷却トラップ１０の組立方法については後述する。
【００２６】
また、シリンダ２１は一端側で筐体２２に接続され、他端側は冷却されるように構成されている。すなわち、シリンダ２１内部の先端側（他端側）には冷媒ガスが膨張する膨張領域が区画され、フリーピストン３５と駆動ピストン３１との間の空間には冷媒ガスが圧縮される圧縮領域が区画され、圧縮領域と膨張領域との間の冷媒ガスの流路には熱交換器３７が設けられている。圧縮領域では、圧縮された冷媒ガスから放熱されるため、圧縮領域に接するシリンダ２１の外側の下端には放熱部としての放熱対（不図示）が設けられている。そして、膨張領域では膨張した冷媒ガスが吸熱する吸熱部であり、ここに冷却ステージ２３が設けられている。冷媒ガスとしては、例えば、ヘリウムガスが使用されうるが、他のガスが使用されてもよい。
【００２７】
上述のように、冷凍機１４は、シリンダ２１の先端に設けられた冷却ステージ２３が冷却されるように構成されている。シリンダ２１の内部ではフリーピストン３５が内部で往復運動可能に設けられている。シリンダ２１内のフリーピストン３５と駆動ピストン３１の動きにより冷媒ガスの圧縮・膨張が繰り返され、冷却ステージ２３が冷却される。なお、図３に基づいて説明した冷凍機の構造は一例であり、本発明は、例えば、シリンダ構造を持つ蓄熱式の冷凍機全般に適用可能なものである。
【００２８】
図４，５に基づいて、冷凍機１４の上部の構造について説明する。図５は蓋２４ａを外した状態で上方から見た概略図である。冷却ステージ２３には伝熱ブロック２５と伝熱バー２７を介して冷却パネル１８が取り付けられており、冷却ステージ２３の温度低下に伴って冷却パネル１８が冷却される。伝熱ブロック２５は、例えば、冷却ステージ２３上に直接配置される銅製の部材でありうる。伝熱バー２７は、例えば、伝熱ブロック２５と冷却パネル１８とに接続された銅製の棒状部材でありうる。
【００２９】
真空の状態で冷凍機を運転し冷凍機１４の上部の冷却ステージ２３が冷却されると、冷却ステージ２３から円形の伝熱ブロック２５に冷熱が伝わり、さらにその上部に位置する伝熱バー２７が冷却される。すると、伝熱バー２７に接続されている冷却パネル１８が冷却される。真空容器３内から飛び込んでくる水分やターボ分子ポンプ７側から戻ってくる水分が、冷却された冷却パネル１８の表面で捕獲される。なお、冷却ステージ２３、伝熱ブロック２５、伝熱バー２７、冷却パネル１８はそれぞれがネジ４７で固定されており、各部品の接触面は伝熱を良くするために接続面にインジウムシート（図示せず）を挟み込んで取り付けられうる。
【００３０】
伝熱ブロック２５の中心には上下方向に貫通した孔（貫通孔）２５ａが形成されている。貫通孔２５ａにはステンレス製の軸状の延設部材４１が圧入され、カシメ加工により固定されている。延設部材４１は熱伝導性の低い材質から選択される。ここで、伝熱ブロック２５に面取り加工をしてカシメ部分が突出しないように拡げておくか、冷却ステージ２３に逃げ穴を設けておくとよい。これにより、冷却ステージ２３と伝熱ブロック２５の全体を密着させることができる。本実施形態の伝熱バー２７は延設部材４１に干渉しない位置で伝熱ブロック２５に取り付けられる。延設部材４１が伝熱ブロック２５を介して冷却ステージ２３（シリンダ側）に取り付けられた際に、延設部材４１はシリンダ２１の軸方向に延設された部材として固定される。
【００３１】
延設部材４１の上部の端部側には、円形状で中心部分に開口部が形成された支持部材４４が取り付けられている。支持部材４４は熱伝導性の低い材質から形成され、本実施形態では厚さ０．１〜０．５ｍｍのステンレス製である。延設部材４１の支持部材４４が取り付けられる部分（取付け部４２）には、２つのＥリング４９ａが配置され、２つのＥリング４９ａは、支持部材４４を上下方向から挟み込むように支持している。支持部材４４と２つのＥリング４９ａとの隙間には、それぞれワッシャー４９ｂが取り付けられている。これは、取付け部４２に形成されたＥリング４９ａの固定用の溝に支持部材４４の開口部が入り込まないようにするためである。支持部材４４の中心に形成された開口部の内径寸法は、延設部材４１の取付け部４２の外径分法と同じに作られているため、支持部材４４は延設部材４１の取付け部４２に隙間なく取り付けることができる。
【００３２】
支持部材４４の外周部分は、上部ケーシング２４に設けられた固定面４５に複数のネジで固定される。支持部材４４は、中心の開口部から外周部までしっかりと張られた状態で上部ケーシング２４に固定されており、この支持部材４４の引っ張り応力（テンション）によって延設部材４１の支持位置を固定している。延設部材４１は、伝熱ブロック２５と冷却ステージ２３を介してシリンダ２１に連結されているため、支持部材４４によって延設部材４１を上部ケーシング２４に固定することでシリンダ２１の位置を固定することができる。すなわち、支持部材４４と延設部材４１を有する構成によって、伝熱バー２７や冷却パネル１８を冷却ステージ２３（伝熱ブロック２５）に取り付けてもシリンダ２１のたわみを抑えることができる。なお、支持部材４４がしっかりと張られた状態とは、少なくとも延設部材４１のたわみを抑えられる程度のテンションを有して張られた状態である。
【００３３】
支持部材４４は、シリンダ２１の端部（上端部）を支持するように当該端部と筐体２２との間に配置されている。この例では、シリンダ２１の端部と支持部材４４との間には、延設部材４１および冷却ブロック２５が配置され、延設部材４１と筐体２２との間には、上部ケーシング２４が配置されているが、シリンダ２１の端部と支持部材４４とが直接的に接続されてもよい。シリンダ２１の他の部分は、筺体２２によって直接的又は間接的に支持されている。つまり、筐体２２によって支持された部分を有するシリンダ２１の端部は、支持部材４４を介して筐体２２によって支持されている。
【００３４】
支持部材４４は、例えば、厚さ０．１〜０．５ｍｍのステンレス製で、延設部材４１の先端に連結されているため、シリンダ２１の冷却ステージ２３側とは熱的な接触が小さく断熱性に優れている。よって、冷凍機１４の冷凍能力への影響は最小限に抑えることができる。また、支持部材４４は、シリンダ２１がたわまないように、延設部材４１と上部ケーシング２４側（筐体側）とを接続する部材であれば円形である必要はない。支持部材４４の外周部の取り付け場所は、上部ケーシング２４に限られず、筐体２２に固定された部材（筐体側）に取り付ければよい。
【００３５】
支持部材がシリンダ２１のたわみを抑える構造についてさらに説明する。まず、シリンダ２１のたわみは、冷却パネル１８に冷熱を伝える伝熱バー２７が片持ち構造でシリンダ２１側に取り付けられるために生じるものである。具体的には、伝熱バー２７の先端に取り付けられた冷却パネル１８の重量により、シリンダ２１が冷却パネル１８側にたわむ現象である。
【００３６】
そして、支持部材４４は、このシリンダ１８のたわみを防ぐための部材であり、シリンダ２１を冷却パネル１８が設けられた方向と逆側に引っ張ることでたわみを抑えている。従って、支持部材は、シリンダ２１がたわむ方向と逆側に、シリンダ２１の先端側を引っ張ることができる部材であれば、短冊状やワイヤー状、若しくは後述するＸ字状であってもよい。例えば、短冊状の板状部材を用いる場合は、固定面４５のうち冷却パネル１８とは逆側に位置するネジと延設部材４１とを連結してもよい。
【００３７】
支持部材４４の取付け部４２は、延設部材４１の先端に限られないが、シリンダ２１の熱交換器３７よりも冷却ステージ２３側であることが望ましい。支持部材４４の取付け部４２は、例えばシリンダ２１の先端部に設けられてもよい。延設部材４１の軸方向の寸法を長くし、冷却ステージ２３と支持部材４４の距離を長くするほどシリンダ２１のたわみを抑える力を強くできる。支持部材４４は冷凍機１４の上部ケーシング２４の内部であり、トラップ容器１２と連結されると、真空容器３の内部と連通される空間（真空側）に配置されている。
【００３８】
そのため、支持部材４４が真空排気の妨げにならないように、支持部材４４の一部に貫通孔を設けておくとよく、後述する伝熱ブロック２５の組立時に工具を差し込むことができる開口を有してもよい。開口の形状の例を図７に基づいて後述する。延設部材４１は、シリンダ２１の中心軸（軸方向）とほぼ同軸上に設けられているが、他の位置に設けられていてもよい。例えば、延設部材４１の一端側を、冷却ステージ２３に直接取り付けてもよいし、伝熱バー２７に取り付けてもよい。延設部材４１の形状は棒状である必要はなく、湾曲した板状部材であってもかまわない。
【００３９】
冷却トラップ１０の組立方法について説明する。まず、本実施形態の冷凍機１４は、支持部材４４と延設部材４１と上部ケーシング２４を有しているが、トラップ容器１２と伝熱ブロック２５と伝熱バー２７と冷却パネル１８を備えない構成である。冷却トラップ１０を組み立てるには、まず、冷凍機１４の上部ケーシング２４をトラップ容器１２に接続し、上部ケーシング２４の蓋２４ａを開放した状態で、伝熱ブロック２５と伝熱バー２７を冷却ステージ２３に取り付ける。伝熱バー２７はトラップ容器１２の上部（又は下部）の開口からトラップ容器１２内に挿入し、一端側を上部ケーシング２４内の伝熱ブロック２５との取付け部に移動させることができる。
【００４０】
伝熱ブロック２５と伝熱バー２７を取り付ける際に一時的に、支持部材４４を取り外してもよい。また、支持部材４４に開口が形成されている場合はその開口からドライバーやレンチなどの工具を差し込んで伝熱ブロック２５と伝熱バー２７を冷却ステージ２３側にネジ止めしてもよい。伝熱バー２７を取り付けた後に、伝熱バー２７の先端側に冷却パネル１８を取り付ける。冷却パネル１８はトラップ容器１２の上部（又は下部）の開口からトラップ容器１２内に挿入し、伝熱バー２７の先端（他端）に取り付けられる。
【００４１】
本実施形態の冷凍機１４、若しくは冷却トラップの効果について述べる。本実施形態の冷凍機１４は、シリンダ２１の冷却ステージ２３側（冷却部側）に固定された延設部材４１を、支持部材４４を介して上部ケーシング２４側に固定している。そのため、伝熱バー２７と冷却パネル１８を取り付けても、シリンダ２１が片持ち構造によってかかる力を原因とする変形が生じにくくなる。そして、冷却パネル１８が冷却ステージ２３側部材以外とは接触しない構造であるため、温度降下に伴う伝熱バー２７や冷却パネル１８の収縮を考慮する必要がない。すなわち、冷却ステージ２３への入熱を防ぎながらシリンダ２１のたわみを抑えることができる。そして、冷凍機１４の利点を備える冷却トラップ１０を構成することができる。冷却トラップの冷凍機として本実施形態の冷凍機を備えることで小型の冷却トラップを構成できる。
【００４２】
また、冷凍機１４は、筐体２２、シリンダ２１、上部ケーシング２４、延設部材４１、支持部材４４を一体として取り扱うことができるため、伝熱バー２７と冷却パネル１８を取付ける際に延設部材４１を取り外す必要がない。さらに、支持部材４４に工具を通す開口が設けられている場合には、伝熱バー２７と冷却パネル１８を取付ける際に延設部材４１と支持部材４４を取り外す必要がない。そのため、冷却トラップ１０の組立時の位置出しや調整といった作業が不要となる。
【００４３】
（第２の実施形態）
図６に基づいて本発明の第２実施形態を説明する。第１の実施形態の構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。本実施形態と上述した第１の実施形態との主な違いは支持部材の構成にある。具体的には、第１の実施形態の支持部材４４は、円形状の薄板部材が平面状態で延設部材４１と固定面４５との間に取り付けられている。それに対し、本実施形態の支持部材５４では、延設部材４１と固定面４５の間に取り付けられた際に、支持部材５４が円錐状になるように取り付けられる。
【００４４】
支持部材５４は冷却ステージ２３側に凸（凸の形状）になるように取り付けられている。冷却トラップの使用時の冷熱によってシリンダ２１や延設部材４１が収縮しても、支持部材５４は延設部材４１を固定する引っ張り力が低下することがない。寧ろ、冷熱による構成部材の収縮により支持部材５４の引っ張り力が上昇する。本実施形態に構成によれば、冷熱による部材の収縮を利用し、支持部材５４のよる延設部材４１の固定力を高めることができるため、より信頼性の高い冷凍機を構成することができる。なお、本実施形態は後述する支持部材６４，６５にも適用できることはもちろんである。
【００４５】
（第３の実施形態）
図７Ａ，７Ｂに基づいて本発明の第３実施形態を説明する。図７Ａ、７Ｂは、第１の実施形態の図２のＡ−Ａ断面図に相当する部分での断面図である。第１の実施形態の構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付して説明を省略する。本実施形態と上述した第１の実施形態との主な違いは支持部材の構成にある。具体的には、第１の実施形態の支持部材４４は円形状の薄板部材であったが、本実施形態の支持部材６４，６５は三叉状（図７Ａ参照）やＸ字状（図７Ｂ参照）である。支持部材を三叉状やＸ字状にすることにより、支持部材６４，６５を取り付けた状態からでも伝熱バー２７へのアクセスが可能になる。具体的には、上部ケーシングの２４の蓋２４ａを取り外すことで、支持部材の隙間からドライバーなどを使って伝熱バー２７などを固定しているネジを操作することができる。
【００４６】
（他の実施形態）
他の実施形態について説明する。上述した各実施形態では、冷凍機１４の冷凍能力への影響を可能な限り抑えるため、延設部材４１に支持部材４４（５４，６４，６５）を取り付けている。しかしながら、冷凍機１４の冷凍能力が高い場合や、必要な冷凍能力が比較的低い場合は、延設部材４１をなくして、冷却ステージ２３に支持部材４４（５４，６４，６５）を取り付けてもよい。この場合は、支持部材４４（５４，６４，６５）の外周部は伝熱バー２７の下方側（シリンダ２１側）で上部ケーシング２４に固定されると望ましい。
【００４７】
また、上述した各実施形態の冷凍機１４では、上部ケーシング２４がトラップ容器１２と別部材として構成されている。しかし、上部ケーシング２４を備えない構成の冷凍機とし、トラップ容器に上部ケーシングの役割を持つ部分を構成してもよい。
【００４８】
上部ケーシング２４を備えない冷凍機では、冷凍機をトラップ容器に取り付けた後に、延設部材４１をカシメ加工で固定した伝熱ブロック２５を取り付け、そして、トラップ容器の上部の蓋を開放した状態で伝熱バー２７を取り付けることになる。次に支持部材４４（５４，６４，６５）を取り付け、支持部材４４（５４，６４，６５）の外周部を固定する。冷却パネル１８の取付け時に、冷凍機のシリンダ２１から伝熱バー２７と伝熱ブロック２５を取り外さないため、組立時の位置出しや調整といった作業が不要となる。
【００４９】
本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
【００５０】
本願は、２０１２年３月２２日提出の日本国特許出願特願２０１２−６４６７７を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。
【符号の説明】
【００５１】
１  真空処理装置
３  真空容器
５  真空排気装置
７  ターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）
１０  冷却トラップ
１２  トラップ容器
１４，１５  冷凍機
１８  冷却パネル
２１  シリンダ
２２  筐体
２３  冷却ステージ
２４  上部ケーシング
２４ａ  蓋
２５  伝熱ブロック
２５ａ  貫通孔
２７  伝熱バー
３１  駆動ピストン
３２  リニアモータ
３５  フリーピストン
３６  位相調整ばね
３７  熱交換器
４１  延設部材
４２  取付け部
４４，５４，６４，６５  支持部材
４４ａ  開口
４５  固定面
４７  ネジ
【図１】
2013140474.tif 000003
【図２】
2013140474.tif 000004
【図３】
2013140474.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年8月22日(2013.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体部と、
前記筐体部に一端が接続され、冷却対象に冷熱を伝達するための冷却部が他端に設けられたシリンダ部と、
前記冷却部に一端が接続され、前記シリンダ部の軸方向に延設された延設部材と、
前記延設部材を囲むように配置され、かつ、前記筐体部に接続されている上部ケーシングと、
前記延設部材を支持するように前記延設部材の他端の側と前記上部ケーシングとを接続する支持部材と、を備えることを特徴とする冷凍機。
【請求項２】
前記支持部材は、前記冷却部の冷却によって前記延設部材が収縮した際に前記筐体部と前記延設部材の前記他端の側との間の引っ張り力が上昇するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機。
【請求項３】
真空容器内で気体を捕獲するトラップ部と、
前記トラップ部を冷却する冷凍機と、
前記冷凍機の前記冷却部に一端が連結され、前記トラップ部に他端が連結される伝熱部材と、を備える冷却トラップであって、
前記冷凍機は請求項１又は２に記載の冷凍機であることを特徴とする冷却トラップ。
【国際調査報告】
2013140474.tif 000011
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