(57)【要約】      （修正有）【課題】イオン源の、引き出し電極の固定に係る構成が簡素化された位置決めピンを提供する。【解決手段】位置決めピンＰの長さ方向の２つの端部において、第一の端部１１に螺子Ｓが形成され、第一の端部１１と反対側の第二の端部１２がテーパー状であり、第二の端部１２の先端には、位置決めピンの緩締を行う溝１３が形成され、第二の端部１２は、絶縁性のキャップＣで覆われており、キャップＣは、凹凸状の段差部１４を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオン源の引出電極系を構成する電極の取付けに使用される位置決めピンであって、
位置決めピンの長さ方向の２つの端部において、
第一の端部に螺子が形成され、
前記第一の端部と反対側の第二の端部がテーパー状である位置決めピン。
【請求項２】
前記第二の端部の先端には位置決めピンの緩締を行う溝が形成されている請求項１記載の位置決めピン。
【請求項３】
前記第二の端部は、絶縁性のキャップで覆われており、
前記キャップは、凹凸状の段差部を有している請求項１または２記載の位置決めピン。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の位置決めピンを備えた引出電極系を用いてイオンビームの引出しを行うイオン源であって、
前記位置決めピンが取り付けられる第一の部材と、
前記第一の部材と対向する第二の部材とを有し、
前記第二の部材には、貫通孔が形成されており、
前記貫通孔内に、前記位置決めピンの前記第二の端部が配置されているイオン源。
【請求項５】
前記第一の部材は、外形が略長方形の部材であって、
前記位置決めピンは、前記第一の部材の長手方向の端部に取り付けられている請求項４記載のイオン源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン源の引出電極系の位置決めに使用される位置決めピンと同位置決めピンにより位置決めされた引出電極系でイオンビームの引出しを行うイオン源に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数枚の電極からなるイオンビームの引出電極系には、イオンビームを引き出すための開口が形成されている。イオン源の組み立て時、電極位置の取付け位置が適切な位置となるように、位置決め用のピン（位置決めピン）が使用されている。
【０００３】
特許文献１には、位置決めピンの例として、円筒状アライメント絶縁体が開示されている。この円筒状アライメント絶縁体が、イオンビーム発生器のイオンビームを引き出すための３枚の抽出電極アセンブリの端部に形成された貫通孔に挿通されることで、各抽出アセンブリの位置決めが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２９２７０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
円筒状アライメント絶縁体の長さ方向の各端部には、リング状の部材が設けられている。このリング状の部材と絶縁体の内部に挿通された金属固定ボルトによって、円筒状アライメント絶縁体が固定されている。
具体的には、円筒状アライメント絶縁体に挿通された金属固定ボルトの先端が一方のリング状の部材に形成されたタップに螺合されることで、金属固定ボルトの頭部が円筒状アライメント絶縁体を他方のリング状の部材に押し付ける。これにより、円筒状アライメント絶縁体が固定されている。
【０００６】
上記構成の位置決めピンの固定には、リング状の部材や金属固定ボルトを必要とすることから、構成が複雑であり、部材が多い分、コストがかさむ。
【０００７】
本発明では、固定に係る構成が簡素化された位置決めピン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】
【０００８】
本発明の位置決めピンは、
イオン源の引出電極系を構成する電極の取付けに使用される位置決めピンであって、
位置決めピンの長さ方向の２つの端部において、
第一の端部に螺子が形成され、
前記第一の端部と反対側の第二の端部がテーパー状である。
【０００９】
上記構成の位置決めピンであれば、位置決めピン自体に螺子が形成されているので、他の部材を使用せずに位置決めピンの固定が可能となることから構成が簡素となる。
また、第二の端部がテーパー状であることから、この端部を位置決めする部材に挿入することが簡便となり、位置決め時の作業効率が向上する。
【００１０】
位置決めピンの着脱作業を簡便にするには、
前記第二の端部の先端には位置決めピンの緩締を行う溝が形成されていることが望ましい。
【００１１】
上記した溝があれば、第二の端部側から位置決めピンの緩締が行える。
【００１２】
電位が異なる部材を位置決めする場合、
前記第二の端部は、絶縁性のキャップで覆われており、
前記キャップは、凹凸状の段差部を有していることが望ましい。
【００１３】
上記構成であれば、位置決めピンが導電性のものであっても、第二の端部が絶縁性のキャップで覆われているので、電位が異なる部材間にも位置決めピンを使用することができる。
また、キャップの外表面に凹凸状の段差部が形成されているので、電位が異なる部材間での沿面距離を長くすることができる。
【００１４】
具体的なイオン源の構成としては、
上記した位置決めピンを備えた引出電極系を用いてイオンビームの引出しを行うイオン源であって、
前記位置決めピンが取り付けられる第一の部材と、
前記第一の部材と対向する第二の部材とを有し、
前記第二の部材には、貫通孔が形成されており、
前記貫通孔内に、前記位置決めピンの前記第二の端部が配置されている。
【００１５】
位置決め精度を考えれば、
前記第一の部材は、外形が略長方形の部材であって、
前記位置決めピンは、前記第一の部材の長手方向の端部に取り付けられていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
位置決めピン自体に螺子が形成されているので、他の部材を使用せずに位置決めピンの固定が可能となり、構成が簡素となる。
また、第二の端部がテーパー状であることから、この端部を位置決めする部材に挿入することが簡便となり、位置決め時の作業効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】位置決めピンの一例を示す平面図である。（Ａ）は位置決めピン側方の様子を表す。（Ｂ）は（Ａ）をＸ方向からみたときの位置決めピンの様子を表す。
【図２】絶縁性のキャップを備えた位置決めピンの平面図である。（Ａ）は絶縁性のキャップである。（Ｂ）は図１に記載の位置決めピンに絶縁性キャップを取り付けたときの様子を表す。
【図３】部材間で位置決めピンを用いて位置決めが行われるときの説明図である。（Ａ）は位置決めピンが取り付けられた部材と貫通孔が形成された部材の斜視図である。（Ｂ）は（Ａ）に記載の両部材が位置決めされたときの位置決めピン近傍の断面図である。
【図４】他の部材間で位置決めピンを用いて位置決めが行われるときの説明図である。
【図５】電位の異なる部材間で位置決めピンを用いて位置決めが行われるときの説明図である。（Ａ）は位置決めピンが取り付けられた部材と貫通孔が形成された部材の斜視図である。（Ｂ）は（Ａ）に記載の両部材が位置決めされたときの位置決めピン近傍の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１には、本発明の位置決めピンの一構成例が描かれている。
図１（Ａ）は、位置決めピンを側方からみたときの図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の位置決めピンを図示されるＸ方向からみたときの図である。
【００１９】
図１（Ａ）に描かれているように、位置決めピンは、長さ方向に２つの端部を有している。
一方の端部をなす第一の端部１１には螺子Ｓが形成されている。この螺子Ｓは、後述する電極や電極枠体、支持枠等に形成されたタップに螺合される。
他方の端部をなす第二の端部１２はテーパー状に形成されている。テーパー状に形成されている目的は、後述する電極等に形成された貫通孔への位置決めピンの挿通を簡便にすることにある。
また、この位置決めピンＰは、例えば、耐熱性、剛性に優れたステンレス材料で構成されている。
【００２０】
本発明の位置決めピンＰは、位置決めピンＰ自体に螺子Ｓが形成されているので、他の部材を使用せずに位置決めピンＰの固定が可能となることから構成が簡素となる。
また、第二の端部１２がテーパー状であることから、この端部を位置決めする部材に挿入することが簡便となり、位置決め時の作業効率が向上する。
【００２１】
図１（Ｂ）に描かれているように、第二の端部１２の先端には溝１３が形成されている。
この溝１３は、ドライバー等の緩締治具を差し込んで第二の端部１２側から位置決めピンＰの緩締を行うためのものである。このような溝１３があれば、位置決めピンＰの着脱作業が簡便となる。
【００２２】
図２には、絶縁性のキャップＣと図１に描かれる位置決めピンＰに当該キャップＣが取り付けられたときの様子が描かれている。
【００２３】
キャップＣは、例えば、耐熱性、絶縁性に優れたＰＥＥＫ材で構成されている。また、キャップＣには、凹凸状の段差部１４が設けられている。
位置決めピンＰを用いて電位の異なる部材間での位置決めを行う場合、この段差部１４が形成されていれば、部材間での沿面距離を長くすることができる。
【００２４】
図３乃至図５で、位置決めピンＰを用いた位置決めについて説明する。
【００２５】
図３は、電極Ｄとこれを支持する電極枠体Ｈ１の位置決めについての説明図である。
電極Ｄは、イオン源の引出電極系を構成する一部の電極である。図３（Ａ）に描かれているように、長手方向の両端部には、貫通孔１５が形成されている。
電極枠体Ｈ１は、内部に図示されない冷媒流路を備えた電極Ｄの支持枠である。
電極枠体Ｈ１の長手方向の両端部には、位置決めピンＰが螺合されている。
【００２６】
電極枠体Ｈ１がこれを支持する部材に取り付けられた後、電極枠体Ｈ１の位置決めピンＰに電極Ｄの貫通孔１５が挿通されることで、電極Ｄの位置決めが行われる。
位置決めピンＰの第二の端部１２が、高電圧が印加されている空間内に突出していれば、第二の端部１２に起因して異常放電が発生することが懸念される。このことから、本発明では、図３（Ｂ）に描かれているように、位置決めピンＰの第二の端部１２は、電極Ｄの貫通孔１５の内側に配置されており、電極Ｄの表面から突出していない。
【００２７】
また、位置決めピンＰの第二の端部１２が貫通孔１５の内外のいずれに配置されているかに関わらず、テーパー形状である第二の端部１２の先端は尖っていない。第二の端部１２の先端は、図示されるように平坦な形状であるか丸みが付けられている。
このような構成であれば、テーパー形状である第二の端部１２の先端が尖っている場合に比べて、異常放電の発生が抑制される。
なお、絶縁性のキャップＣのような第二の端部１２を覆う導電性のキャップを設けておき、このキャップの先端を平坦にしておく、あるいは、このキャップの先端に丸みをつけておく等してもよい。  この場合、当該導電性のキャップで覆われる第二の端部１２の先端を尖らせておくこともできる。
【００２８】
さらに、位置決めピンＰの強度を考えれば、図示されているように位置決めピンＰが取付けられる場所にざぐりを形成しておき、このざぐり内に位置決めピンＰの螺子Ｓが形成された部位に続く大径部の一部が収まるようにして、位置決めピンＰの取付けが行われていればいい。
このような構成であれば、位置決めピンＰに挿通された部材の横荷重に対する位置決めピンＰの剛性を上げることができる。
【００２９】
本発明の位置決めピンＰで位置決めされる部材は、図３に例示した電極Ｄと電極枠体Ｈ１に限られない。例えば、本発明の位置決めピンＰは、図４に示す電極枠体Ｈ１と電極枠体Ｈ１を支持する支持枠Ｈ２の位置決めに使用されてもよい。さらには、支持枠Ｈ２とこれを支持する別の部材との位置決めに使用する等、種々の部材間での位置決めに使用できる。
【００３０】
電位が異なる部材間での位置決めでは、先に説明した図２の絶縁性のキャップＣを有する位置決めピンＰが使用される。
イオン源の引出電極系を構成する電極同士は、電位が異なっている。この電極同士で位置決めを行う場合には、例えば、図５に示す構成例が用いられる。
【００３１】
図５（Ａ）には、貫通孔１５が形成された電極Ｄと絶縁性のキャップＣを有する位置決めピンＰが取り付けられた電極Ｄとが描かれている。
図５（Ｂ）には、位置決めピンＰを貫通孔１５に挿通したときの様子が描かれている。
キャップＣの凹凸状の段差部１４の凸部分の直径は貫通孔１５の直径よりも大きいので、両電極Ｄ同士は物理的に接触していない。また、キャップＣの外表面に凹凸状の段差部１４を形成しているので、段差部１４がなく径が一定の場合に比べて、電極間での沿面距離を長くすることができる。
【００３２】
上記の実施形態では、電極や電極枠体、支持枠に形成された２つの貫通孔を結ぶ線が、各部材の長手方向と平行な関係となるものであったが、各部材の長手方向に対して各貫通孔を結ぶ線が斜めになっていてもよい。また、位置決めピンの取付け位置についても同じことが言える。
【００３３】
外形が長方形状の部材であれば、位置決め精度を考えた場合、位置決めに使用する貫通孔と位置決めピンは、各部材の長手方向の両端部で、部材の中心位置に対して点対称となる位置に設けられていることが望ましい。ただし、位置決め精度を考えないのであれば、部材の短手方向の両端部で、部材の中心位置に対して点対称となる位置に設けられていてもよい。
【００３４】
図５では電位の異なる部材間での位置決め例として、対向電極を例に説明したが、対向電極以外の電位の異なる部材間での位置決めにも、本発明の位置決めピンを使用することができる。
【００３５】
電極形状としては、略長方形状の電極を例にして説明したが、特許文献１と同じく円形状の電極や他の形状の電極にも本発明の位置決めピンを使用することができる。
【００３６】
上記実施形態では、位置決めピンが取付けられる部材にざぐりが形成されている構成であったが、位置決めピンにかかる横荷重が小さい場合には、位置決めピンが取付けられる部材にざぐりを形成する必要はない。この場合、位置決めピンの第一の端部１１に形成された螺子Ｓの部分のみが、位置決めピンが取付けられる部材の内部に配置されることになる。
【００３７】
また、位置決めピンにかかる横荷重が小さい場合には、図２で説明した絶縁性のキャップを位置決めピンに被せる構成に代えて、位置決めピン自体を絶縁材料で製作しておいてもいい。こうしておけば、後から絶縁性のキャップを位置決めピンに被せる必要がなくなる。
【００３８】
その他、前述した以外に、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行っても良いのはもちろんである。
【符号の説明】
【００３９】
Ｐ    位置決めピン
Ｃ    キャップ
１１    第一の端部
１２    第二の端部
１３    溝
１４    段差部
１５    貫通孔 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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