(57)【要約】【課題】クライオポンプの製造コストを低減する。【解決手段】クライオポンプの低温クライオパネル部は、クライオポンプ中心軸を挟んで低温冷却ステージの両側に配置された２つのクライオパネル部材６２を備える。各クライオパネル部材６２は、円弧部７８及び弦７９を有する弓形状平坦部７５と、弓形状平坦部７５と一体形成され弦７９の一部で弓形状平坦部７５と接続された第１折曲部７６と、を備える。弓形状平坦部７５は、第１折曲部７６を介して低温冷却ステージに熱的に結合されている。各クライオパネル部材６２の弓形状平坦部７５の弦の残部の形状が、冷凍機と干渉することなく２つのクライオパネル部材６２を互いに交換可能とするように定められている。【選択図】図３
2018127943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温冷却ステージ及び低温冷却ステージを備える冷凍機と、
前記高温冷却ステージに熱的に結合され、クライオポンプ吸気口の中心を通るクライオポンプ中心軸の方向に延在し前記低温冷却ステージを囲む放射シールドと、
前記低温冷却ステージに熱的に結合され、前記低温冷却ステージとともに前記放射シールドに囲まれた低温クライオパネル部であって、前記クライオポンプ中心軸の方向における前記低温冷却ステージの上端と下端との間の高さ位置で、前記クライオポンプ中心軸を挟んで前記低温冷却ステージの両側に配置された２つのクライオパネル部材を備える低温クライオパネル部と、を備え、
各クライオパネル部材は、円弧部及び弦を有する弓形状平坦部と、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の一部で前記弓形状平坦部と接続された第１折曲部と、を備え、前記弓形状平坦部は、前記第１折曲部を介して前記低温冷却ステージに熱的に結合され、前記弓形状平坦部の円弧部が、前記クライオポンプ中心軸の方向に見たとき当該クライオパネル部材の外縁を定め、
各クライオパネル部材の前記弓形状平坦部の前記弦の残部の形状が、前記冷凍機と干渉することなく前記２つのクライオパネル部材を互いに交換可能とするように定められていることを特徴とするクライオポンプ。
【請求項２】
前記２つのクライオパネル部材にそれぞれ対応する２つの取付面をさらに備え、前記第１折曲部が、対応する取付面に取り付けられ、
各クライオパネル部材は、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の残部の少なくとも一部で前記弓形状平坦部と接続された第２折曲部を備え、前記第２折曲部は、前記弦の方向に前記取付面から外れて配置されていることを特徴とする請求項１に記載のクライオポンプ。
【請求項３】
前記第２折曲部は、前記弦の残部の全長にわたり前記弓形状平坦部と接続され、前記弦の方向に前記第１折曲部と連続していることを特徴とする請求項２に記載のクライオポンプ。
【請求項４】
前記２つのクライオパネル部材は、同一の部品として設計されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のクライオポンプ。
【請求項５】
前記２つのクライオパネル部材の間隔は、前記弦の方向においてどの位置でも、前記２つのクライオパネル部材の間に前記低温冷却ステージを挿入可能とする大きさに定められていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のクライオポンプ。
【請求項６】
前記２つのクライオパネル部材の間隔は、前記弦の方向において弦の全長にわたり一定であることを特徴とする請求項５に記載のクライオポンプ。
【請求項７】
前記第１折曲部は、前記弓形状平坦部に対し上方に折り曲げられており、締結部材を通す穴を有し、
前記穴は、前記弦と前記第１折曲部の上辺との間で前記上辺に近接して配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のクライオポンプ。
【請求項８】
前記冷凍機の前記高温冷却ステージ及び低温冷却ステージは、前記クライオポンプ中心軸に垂直な方向に配列され、
前記クライオポンプは、前記低温冷却ステージに支持され前記低温冷却ステージから前記クライオポンプ中心軸に垂直な方向に延在するクライオパネル位置決め部材をさらに備え、
前記クライオパネル位置決め部材は、各クライオパネル部材の弓形状平坦部の円弧部の中心を前記クライオポンプ中心軸上に位置決めするように前記２つのクライオパネル部材を支持することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のクライオポンプ。
【請求項９】
高温冷却ステージ及び低温冷却ステージを備える冷凍機と、
前記高温冷却ステージに熱的に結合され、クライオポンプ吸気口の中心を通るクライオポンプ中心軸の方向に延在し前記低温冷却ステージを囲む放射シールドと、
前記低温冷却ステージに熱的に結合され、前記低温冷却ステージとともに前記放射シールドに囲まれた低温クライオパネル部であって、前記クライオポンプ中心軸を挟んで前記低温冷却ステージの両側に配置された２つのクライオパネル部材を備える低温クライオパネル部と、
前記２つのクライオパネル部材にそれぞれ対応する２つの取付面と、を備え、
各クライオパネル部材は、円弧部及び弦を有する弓形状平坦部と、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の一部で前記弓形状平坦部と接続された第１折曲部と、を備え、前記第１折曲部が、対応する取付面に取り付けられ、前記弓形状平坦部は、前記第１折曲部を介して前記低温冷却ステージに熱的に結合され、
各クライオパネル部材の前記弓形状平坦部の前記弦の残部の形状が、前記冷凍機と干渉することなく前記２つのクライオパネル部材を互いに交換可能とするように定められ、
各クライオパネル部材は、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の残部の少なくとも一部で前記弓形状平坦部と接続された第２折曲部を備え、前記第２折曲部は、前記弦の方向に前記取付面から外れて配置されていることを特徴とするクライオポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クライオポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
クライオポンプは、極低温に冷却されたクライオパネルに気体分子を凝縮または吸着により捕捉して排気する真空ポンプである。クライオポンプは半導体回路製造プロセス等に要求される清浄な真空環境を実現するために一般に利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３５０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明のある態様の例示的な目的のひとつは、クライオポンプの製造コストを低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のある態様によると、クライオポンプは、高温冷却ステージ及び低温冷却ステージを備える冷凍機と、前記高温冷却ステージに熱的に結合され、クライオポンプ吸気口の中心を通るクライオポンプ中心軸の方向に延在し前記低温冷却ステージを囲む放射シールドと、前記低温冷却ステージに熱的に結合され、前記低温冷却ステージとともに前記放射シールドに囲まれた低温クライオパネル部と、を備える。低温クライオパネル部は、前記クライオポンプ中心軸の方向における前記低温冷却ステージの上端と下端との間の高さ位置で、前記クライオポンプ中心軸を挟んで前記低温冷却ステージの両側に配置された２つのクライオパネル部材を備える。各クライオパネル部材は、円弧部及び弦を有する弓形状平坦部と、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の一部で前記弓形状平坦部と接続された第１折曲部と、を備える。前記弓形状平坦部は、前記第１折曲部を介して前記低温冷却ステージに熱的に結合されている。前記弓形状平坦部の円弧部が、前記クライオポンプ中心軸の方向に見たとき当該クライオパネル部材の外縁を定める。各クライオパネル部材の前記弓形状平坦部の前記弦の残部の形状が、前記冷凍機と干渉することなく前記２つのクライオパネル部材を互いに交換可能とするように定められている。
【０００６】
本発明のある態様によると、クライオポンプは、高温冷却ステージ及び低温冷却ステージを備える冷凍機と、前記高温冷却ステージに熱的に結合され、クライオポンプ吸気口の中心を通るクライオポンプ中心軸の方向に延在し前記低温冷却ステージを囲む放射シールドと、前記低温冷却ステージに熱的に結合され、前記低温冷却ステージとともに前記放射シールドに囲まれた低温クライオパネル部であって、前記クライオポンプ中心軸を挟んで前記低温冷却ステージの両側に配置された２つのクライオパネル部材を備える低温クライオパネル部と、前記２つのクライオパネル部材にそれぞれ対応する２つの取付面と、を備える。各クライオパネル部材は、円弧部及び弦を有する弓形状平坦部と、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の一部で前記弓形状平坦部と接続された第１折曲部と、を備える。前記第１折曲部が、対応する取付面に取り付けられている。前記弓形状平坦部は、前記第１折曲部を介して前記低温冷却ステージに熱的に結合されている。各クライオパネル部材の前記弓形状平坦部の前記弦の残部の形状が、前記冷凍機と干渉することなく前記２つのクライオパネル部材を互いに交換可能とするように定められている。各クライオパネル部材は、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の残部の少なくとも一部で前記弓形状平坦部と接続された第２折曲部を備える。前記第２折曲部は、前記弦の方向に前記取付面から外れて配置されている。
【０００７】
なお、本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、クライオポンプの製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係るクライオポンプを概略的に示す側断面図である。
【図２】図１に示すクライオポンプを概略的に示す上面図である。
【図３】実施の形態に係るクライオポンプの低温クライオパネル部の一部を概略的に示す斜視図である。
【図４】実施の形態に係るクライオポンプの低温クライオパネル部の一部を概略的に示す斜視図である。
【図５】実施の形態に係るクライオポンプの低温クライオパネル部の一部を概略的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。説明および図面において同一または同等の構成要素、部材、処理には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。図示される各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。実施の形態は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１１】
図１は、実施の形態に係るクライオポンプ１０を概略的に示す側断面図である。図２は、図１に示すクライオポンプ１０を概略的に示す上面図である。図１は、一点鎖線で示すクライオポンプ中心軸Ｃを含む断面を示す。ただし、理解の容易のため、図１においてクライオポンプ１０の低温クライオパネル部は断面ではなく側面を示す。図２は、Ｂ−Ｂ線の矢視図である。また、図３及び図４は、実施の形態に係るクライオポンプ１０の低温クライオパネル部の一部を概略的に示す斜視図である。
【００１２】
クライオポンプ１０は、例えばイオン注入装置、スパッタリング装置、蒸着装置、またはその他の真空プロセス装置の真空チャンバに取り付けられて、真空チャンバ内部の真空度を所望の真空プロセスに要求されるレベルまで高めるために使用される。クライオポンプ１０は、排気されるべき気体を真空チャンバから受け入れるための吸気口１２を有する。吸気口１２を通じて気体がクライオポンプ１０の内部空間１４に進入する。
【００１３】
クライオポンプ１０は、図示の向き、すなわち吸気口１２を上方に向けた姿勢で真空チャンバに設置され使用されることが意図されていてもよい。ただし、クライオポンプ１０の姿勢はそれに限定されず、クライオポンプ１０は他の向きで真空チャンバに設置されてもよい。
【００１４】
なお以下では、クライオポンプ１０の構成要素の位置関係をわかりやすく表すために、「軸方向」、「径方向」との用語を使用することがある。軸方向は吸気口１２を通る方向（図１において、吸気口１２の中心を通るクライオポンプ中心軸Ｃに沿う方向）を表し、径方向は吸気口１２に沿う方向（中心軸Ｃに垂直な方向）を表す。便宜上、軸方向に関して吸気口１２に相対的に近いことを「上」、相対的に遠いことを「下」と呼ぶことがある。つまり、クライオポンプ１０の底部から相対的に遠いことを「上」、相対的に近いことを「下」と呼ぶことがある。径方向に関しては、吸気口１２の中心（図１において中心軸Ｃ）に近いことを「内」、吸気口１２の周縁に近いことを「外」と呼ぶことがある。なお、こうした表現はクライオポンプ１０が真空チャンバに取り付けられたときの配置とは関係しない。例えば、クライオポンプ１０は鉛直方向に吸気口１２を下向きにして真空チャンバに取り付けられてもよい。
【００１５】
また、軸方向を囲む方向を「周方向」と呼ぶことがある。周方向は、吸気口１２に沿う第２の方向であり、径方向に直交する接線方向である。
【００１６】
クライオポンプ１０は、冷凍機１６、第１段クライオパネル１８、第２段クライオパネルアセンブリ２０、及び、クライオポンプハウジング７０を備える。第１段クライオパネル１８は、高温クライオパネル部または１００Ｋ部とも称されうる。第２段クライオパネルアセンブリ２０は、低温クライオパネル部または１０Ｋ部とも称されうる。
【００１７】
冷凍機１６は、例えばギフォード・マクマホン式冷凍機（いわゆるＧＭ冷凍機）などの極低温冷凍機である。冷凍機１６は、二段式の冷凍機である。そのため、冷凍機１６は、第１冷却ステージ２２及び第２冷却ステージ２４を備える。冷凍機１６は、第１冷却ステージ２２を第１冷却温度に冷却し、第２冷却ステージ２４を第２冷却温度に冷却するよう構成されている。第２冷却温度は第１冷却温度よりも低温である。例えば、第１冷却ステージ２２は６５Ｋ〜１２０Ｋ程度、好ましくは８０Ｋ〜１００Ｋに冷却され、第２冷却ステージ２４は１０Ｋ〜２０Ｋ程度に冷却される。
【００１８】
また、冷凍機１６は、第２冷却ステージ２４を第１冷却ステージ２２に構造的に支持するとともに第１冷却ステージ２２を冷凍機１６の室温部２６に構造的に支持する冷凍機構造部２１を備える。そのため冷凍機構造部２１は、径方向に沿って同軸に延在する第１シリンダ２３及び第２シリンダ２５を備える。第１シリンダ２３は、冷凍機１６の室温部２６を第１冷却ステージ２２に接続する。第２シリンダ２５は、第１冷却ステージ２２を第２冷却ステージ２４に接続する。室温部２６、第１シリンダ２３、第１冷却ステージ２２、第２シリンダ２５、及び第２冷却ステージ２４は、この順に直線状に一列に並ぶ。
【００１９】
第１シリンダ２３及び第２シリンダ２５それぞれの内部には第１ディスプレーサ及び第２ディスプレーサ（図示せず）が往復動可能に配設されている。第１ディスプレーサ及び第２ディスプレーサにはそれぞれ第１蓄冷器及び第２蓄冷器（図示せず）が組み込まれている。また、室温部２６は、第１ディスプレーサ及び第２ディスプレーサを往復動させるための駆動機構（図示せず）を有する。駆動機構は、冷凍機１６の内部への作動気体（例えばヘリウム）の供給と排出を周期的に繰り返すよう作動気体の流路を切り替える流路切替機構を含む。
【００２０】
第１冷却ステージ２２は、冷凍機１６の第１段低温端に設置されている。第１冷却ステージ２２は、室温部２６と反対側で第１シリンダ２３の端部を外包し、作動気体の第１膨張空間を取り囲む部材である。第１膨張空間は、第１シリンダ２３の内部において第１シリンダ２３と第１ディスプレーサとの間に形成され、第１ディスプレーサの往復動に伴って容積が変化する可変容積である。第１冷却ステージ２２は、第１シリンダ２３よりも高い熱伝導率をもつ金属材料で形成されている。例えば、第１冷却ステージ２２は銅で形成され、第１シリンダ２３はステンレス鋼で形成される。
【００２１】
第２冷却ステージ２４は、冷凍機１６の第２段低温端に設置されている。第２冷却ステージ２４は、室温部２６と反対側で第２シリンダ２５の端部を外包し、作動気体の第２膨張空間を取り囲む部材である。第２膨張空間は、第２シリンダ２５の内部において第２シリンダ２５と第２ディスプレーサとの間に形成され、第２ディスプレーサの往復動に伴って容積が変化する可変容積である。第２冷却ステージ２４は、第２シリンダ２５よりも高い熱伝導率をもつ金属材料で形成されている。第２冷却ステージ２４は銅で形成され、第２シリンダ２５はステンレス鋼で形成される。図１には、第２冷却ステージ２４と第２シリンダ２５の境界２４ｂが示されている。
【００２２】
冷凍機１６は、作動気体の圧縮機（図示せず）に接続されている。冷凍機１６は、圧縮機により加圧された作動気体を内部で膨張させて第１冷却ステージ２２及び第２冷却ステージ２４を冷却する。膨張した作動気体は圧縮機に回収され再び加圧される。冷凍機１６は、作動気体の給排とこれに同期した第１ディスプレーサ及び第２ディスプレーサの往復動とを含む熱サイクルを繰り返すことによって寒冷を発生させる。
【００２３】
図示されるクライオポンプ１０は、いわゆる横型のクライオポンプである。横型のクライオポンプとは一般に、冷凍機１６がクライオポンプ１０の中心軸Ｃに交差する（通常は直交する）よう配設されているクライオポンプである。冷凍機１６の第１冷却ステージ２２及び第２冷却ステージ２４は、クライオポンプ中心軸Ｃに垂直な方向（図１において水平方向であり、冷凍機１６の中心軸Ｄの方向）に配列されている。
【００２４】
第１段クライオパネル１８は、放射シールド３０と入口クライオパネル３２とを備え、第２段クライオパネルアセンブリ２０を包囲する。第１段クライオパネル１８は、クライオポンプ１０の外部またはクライオポンプハウジング７０からの輻射熱から第２段クライオパネルアセンブリ２０を保護するために設けられているクライオパネルである。第１段クライオパネル１８は第１冷却ステージ２２に熱的に結合されている。よって第１段クライオパネル１８は第１冷却温度に冷却される。第１段クライオパネル１８は第２段クライオパネルアセンブリ２０との間に隙間を有しており、第１段クライオパネル１８は第２段クライオパネルアセンブリ２０と接触していない。
【００２５】
放射シールド３０は、クライオポンプハウジング７０の輻射熱から第２段クライオパネルアセンブリ２０を保護するために設けられている。放射シールド３０は、クライオポンプハウジング７０と第２段クライオパネルアセンブリ２０との間にあり、第２段クライオパネルアセンブリ２０を囲む。放射シールド３０は、クライオポンプ１０の外部から内部空間１４に気体を受け入れるためのシールド主開口３４を有する。シールド主開口３４は、吸気口１２に位置する。
【００２６】
放射シールド３０は、シールド主開口３４を定めるシールド前端３６と、シールド主開口３４と反対側に位置するシールド底部３８と、シールド前端３６をシールド底部３８に接続するシールド側部４０と、を備える。シールド前端３６は、シールド側部４０の一部をなす。シールド側部４０は、軸方向にシールド前端３６からシールド主開口３４と反対側へと延在し、周方向に第２冷却ステージ２４を包囲するよう延在する。放射シールド３０は、シールド底部３８が閉塞された筒形（例えば円筒）の形状を有し、カップ状に形成されている。シールド側部４０と第２段クライオパネルアセンブリ２０との間には、環状隙間４２が形成されている。
【００２７】
なお、シールド底部３８は、シールド側部４０とは別個の部材であってもよい。例えば、シールド底部３８は、シールド側部４０とほぼ同じ径をもつ平坦な円盤であってもよく、シールド主開口３４と反対側でシールド側部４０に取り付けられていてもよい。また、シールド底部３８は、その少なくとも一部が開放されていてもよい。例えば、放射シールド３０は、シールド底部３８によって閉塞されていなくてもよい。すなわち、シールド側部４０は、両端が開放されていてもよい。
【００２８】
シールド側部４０は、冷凍機構造部２１が挿入されるシールド側部開口４４を有する。シールド側部開口４４を通じて放射シールド３０の外から第２冷却ステージ２４及び第２シリンダ２５が放射シールド３０の中に挿入される。シールド側部開口４４は、シールド側部４０に形成された取付穴であり、例えば円形である。第１冷却ステージ２２は放射シールド３０の外に配置されている。
【００２９】
シールド側部４０は、冷凍機１６の取付座４６を備える。取付座４６は、第１冷却ステージ２２を放射シールド３０に取り付けるための平坦部分であり、放射シールド３０の外から見てわずかに窪んでいる。取付座４６は、シールド側部開口４４の外周を形成する。取付座４６は、軸方向においてはシールド前端３６よりもシールド底部３８に近い。第１冷却ステージ２２が取付座４６に取り付けられることによって、放射シールド３０が第１冷却ステージ２２に熱的に結合されている。
【００３０】
このように放射シールド３０を第１冷却ステージ２２に直接取り付けることに代えて、ある実施形態においては、放射シールド３０は、追加の伝熱部材を介して第１冷却ステージ２２に熱的に結合されていてもよい。伝熱部材は、例えば、両端にフランジを有する中空の短筒であってもよい。伝熱部材は、その一端のフランジにより取付座４６に固定され、他端のフランジにより第１冷却ステージ２２に固定されてもよい。伝熱部材は、冷凍機構造部２１を囲んで第１冷却ステージ２２から放射シールド３０に延在してもよい。シールド側部４０は、こうした伝熱部材を含んでもよい。
【００３１】
図示される実施形態においては、放射シールド３０は一体の筒状に構成されている。これに代えて、放射シールド３０は、複数のパーツにより全体として筒状の形状をなすように構成されていてもよい。これら複数のパーツは互いに間隙を有して配設されていてもよい。例えば、放射シールド３０は軸方向に２つの部分に分割されていてもよい。この場合、放射シールド３０の上部は、両端が開放された筒であり、シールド前端３６とシールド側部４０の第１部分とを備える。放射シールド３０の下部は、上端が開放され下端が閉じられており、シールド側部４０の第２部分とシールド底部３８とを備える。上述のように、放射シールド３０の下部がシールド底部３８を有さずに、両端が開放された筒であってもよい。シールド側部４０の第１部分と第２部分との間には周方向に延びるスリットが形成されている。このスリットが、シールド側部４０の少なくとも一部であってもよい。あるいは、シールド側部開口４４は、その上半分がシールド側部４０の第１部分に形成され、下半分がシールド側部４０の第２部分に形成されてもよい。
【００３２】
入口クライオパネル３２は、クライオポンプ１０の外部の熱源からの輻射熱から第２段クライオパネルアセンブリ２０を保護するためにシールド主開口３４に設けられている。クライオポンプ１０の外部の熱源は、例えば、クライオポンプ１０が取り付けられる真空チャンバ内の熱源である。入口クライオパネル３２は、輻射熱だけではなく気体分子の進入も制限することができる。入口クライオパネル３２は、シールド主開口３４を通じた内部空間１４への気体流入を所望量に制限するようにシールド主開口３４の開口面積の一部を占有する。入口クライオパネル３２とシールド前端３６との間には、環状の開放領域４８が形成されている。
【００３３】
入口クライオパネル３２は、ルーバー部５０と、ルーバー部５０をシールド前端３６に取り付けるためのルーバー取付部材５２と、を備える。ルーバー取付部材５２は、シールド主開口３４の直径に沿ってシールド前端３６に架け渡された棒状の部材である。入口クライオパネル３２は、ルーバー取付部材５２及び放射シールド３０を介して第１冷却ステージ２２に熱的に結合されている。
【００３４】
ルーバー部５０は、各々がシールド主開口３４において第１方向に直線状に延在する複数の羽板を有する。複数の羽板は、シールド主開口３４において第１方向に垂直な第２方向に配列されている。複数の羽板は互いに平行に配列され、各羽板は開口面に対し傾斜して配置されている。図示されるように、中心軸Ｃに対して一方側の羽板と他方側の羽板とは逆向きに傾斜している。複数の羽板は、その直下に位置する第２段クライオパネルアセンブリ２０を覆うように（つまり、第２段クライオパネルアセンブリ２０がクライオポンプ１０の外から見えないように）、第２方向に密に配列されている。複数の羽板は、その配列によって全体として円形を形成するように互いに異なる第１方向長さを有する。ルーバー取付部材５２は、第２方向に延在する。
【００３５】
よって、クライオポンプ１０によって排気されるべき気体は、クライオポンプ１０の外部からルーバー部５０の羽板間の隙間または開放領域４８を通じて内部空間１４に進入する。
【００３６】
入口クライオパネル３２は、他の形状を有してもよい。例えば、ルーバー部５０は、同心に配置された複数の環状羽板を有してもよい。あるいは、入口クライオパネル３２は、一枚の板状部材であってもよい。
【００３７】
第２段クライオパネルアセンブリ２０は、第２冷却ステージ２４を囲むようにして第２冷却ステージ２４に取り付けられている。よって、第２段クライオパネルアセンブリ２０は、第２冷却ステージ２４に熱的に結合されており、第２段クライオパネルアセンブリ２０は第２冷却温度に冷却される。第２段クライオパネルアセンブリ２０は、第２冷却ステージ２４とともにシールド側部４０に包囲されている。
【００３８】
第２段クライオパネルアセンブリ２０は、シールド主開口３４に対面するトップクライオパネル６０と、複数（本例では２つ）のクライオパネル部材６２と、クライオパネル取付部材６４と、を備える。
【００３９】
また、図１に示されるように、クライオポンプ１０は、クライオパネル位置決め部材６７を備える。第２段クライオパネルアセンブリ２０を第２冷却ステージ２４に熱的に結合する伝熱部は、クライオパネル取付部材６４とクライオパネル位置決め部材６７を含む。
【００４０】
トップクライオパネル６０及びクライオパネル部材６２とシールド側部４０との間には環状隙間４２が形成されているので、トップクライオパネル６０及びクライオパネル部材６２は両方とも放射シールド３０に接触していない。クライオパネル部材６２は、トップクライオパネル６０によって覆われている。
【００４１】
トップクライオパネル６０は、第２段クライオパネルアセンブリ２０のうち入口クライオパネル３２に最も近接する部分である。トップクライオパネル６０は、軸方向においてシールド主開口３４または入口クライオパネル３２と冷凍機１６との間に配置されている。トップクライオパネル６０は、軸方向においてクライオポンプ１０の内部空間１４の中心部に位置する。そのため、トップクライオパネル６０の前面と入口クライオパネル３２との間に凝縮層の主収容空間６５が広く形成されている。凝縮層の主収容空間６５は、内部空間１４の上半分を占めている。
【００４２】
トップクライオパネル６０は、軸方向に垂直に配置された概ね平板のクライオパネルである。つまりトップクライオパネル６０は、径方向及び周方向に延在する。図２に示されるように、トップクライオパネル６０は、ルーバー部５０より大きい寸法（例えば投影面積）を有する円板状パネルである。ただし、トップクライオパネル６０とルーバー部５０の寸法の関係はこれに限定されず、トップクライオパネル６０のほうが小さくてもよいし、両者がほぼ同じ寸法を有してもよい。
【００４３】
トップクライオパネル６０は、冷凍機構造部２１との間に隙間領域６６を形成するよう配置されている。隙間領域６６は、トップクライオパネル６０の裏面と第２シリンダ２５との間で軸方向に形成された空所である。
【００４４】
クライオパネル部材６２には活性炭等の吸着材７４が設けられている。吸着材７４は例えばクライオパネル部材６２の裏面に接着されている。クライオパネル部材６２の前面は凝縮面、裏面は吸着面として機能することが意図されている。クライオパネル部材６２の前面に吸着材７４が設けられていてもよい。同様に、トップクライオパネル６０は、その前面及び／または裏面に吸着材７４を有してもよい。あるいは、トップクライオパネル６０は、吸着材７４を備えなくてもよい。
【００４５】
２つのクライオパネル部材６２は、クライオポンプ中心軸Ｃを挟んで第２冷却ステージ２４の両側に配置されている。クライオパネル部材６２は、クライオポンプ中心軸Ｃに垂直な平面に沿って配置されている。理解の容易のために、図２においてクライオパネル部材６２及びクライオパネル取付部材６４を破線で示す。
【００４６】
２つのクライオパネル部材６２は、クライオポンプ中心軸Ｃの方向における第２冷却ステージ２４の上端と下端との間の高さ位置に配置されている。第２冷却ステージ２４は、クライオポンプ中心軸Ｃに垂直な方向（冷凍機１６の中心軸Ｄの方向）における末端にフランジ部２４ａを備える。クライオポンプ中心軸Ｃの方向における第２冷却ステージ２４の上端及び下端はフランジ部２４ａによって定められる。すなわち、２つのクライオパネル部材６２は、クライオポンプ中心軸Ｃの方向における第２冷却ステージ２４のフランジ部２４ａの上端と下端との間の高さ位置に配置されている。２つのクライオパネル部材６２は、同じ高さに配置されている。図１に示す第２冷却ステージ２４と第２シリンダ２５の境界２４ｂが、冷凍機１６の中心軸Ｄの方向における第２冷却ステージ２４のもう１つの端部（すなわち、フランジ部２４ａと反対側の端部）を定める。
【００４７】
図３には、２つのクライオパネル部材６２とクライオパネル取付部材６４とを示し、図４には、１つのクライオパネル部材６２を示す。
【００４８】
２つのクライオパネル部材６２は、同一の部品として設計されている。２つのクライオパネル部材６２は、同一の形状を有し、同一の材料で形成されている。クライオパネル部材６２は、弓形状、半月状、または半円状の形状を有する。クライオパネル部材６２は、例えば銅などの高熱伝導率の金属材料で形成され、例えばニッケルなどのめっき層で被覆されていてもよい。
【００４９】
クライオパネル取付部材６４は、２つのクライオパネル部材６２にそれぞれ対応する２つの取付面６８を備える。クライオパネル取付部材６４は、角形の逆Ｕ字状の形状をもつブラケットであり、第２冷却ステージ２４からトップクライオパネル６０及びクライオパネル部材６２への伝熱のための伝熱プレートでもある。２つの取付面６８は、クライオパネル取付部材６４の２つの側面にあたる。クライオパネル部材６２は、締結部材８７（例えばリベット）を用いて、対応する取付面６８に取り付けられる。
【００５０】
これら取付面６８をつなぐクライオパネル取付部材６４の上面６９には、トップクライオパネル６０が取り付けられる。取付面６８は、上面６９の両側から下方に向けて上面６９に垂直に延びている。
【００５１】
クライオパネル取付部材６４の内側に第２冷却ステージ２４及びクライオパネル位置決め部材６７が冷凍機１６の中心軸Ｄの方向に挿入され、第２冷却ステージ２４がクライオパネル位置決め部材６７を介してクライオパネル取付部材６４に取り付けられる。クライオパネル位置決め部材６７は、クライオパネル取付部材６４の上面６９（ただし、トップクライオパネル６０とは反対側）に取り付けられる。トップクライオパネル６０、クライオパネル取付部材６４、及びクライオパネル位置決め部材６７は、締結部材（例えばボルト）を用いて第２冷却ステージ２４に一体的に固定される。
【００５２】
各クライオパネル部材６２は、弓形状平坦部７５、第１折曲部７６、及び第２折曲部７７を備える。各クライオパネル部材６２は、単一の金属プレートから形成されている。一枚の平坦な金属プレートに例えばプレス加工をすることによって、第１折曲部７６及び第２折曲部７７が弓形状平坦部７５と一体形成され、１つのクライオパネル部材６２が作られる。吸着材７４は、弓形状平坦部７５に設けられている。第１折曲部７６及び第２折曲部７７には吸着材７４は設けられてない。
【００５３】
弓形状平坦部７５は、円弧部７８及び弦７９を有する。弦７９は、円弧部７８の両端を結ぶ１本の直線である。円弧部７８及び弦７９は、クライオポンプ中心軸Ｃに垂直な平面にあり、クライオポンプ中心軸Ｃの方向に見たときクライオパネル部材６２の輪郭を定める。円弧部７８がクライオパネル部材６２の外縁を定め、弦７９がクライオパネル部材６２の内縁を定める。クライオパネル部材６２は、円弧部７８が放射シールド３０のシールド側部４０に近接し、弦７９が冷凍機１６の第２冷却ステージ２４及び第２シリンダ２５に近接するように、配置されている。弦７９は、冷凍機１６の軸方向Ｄに平行であり、弦７９の半分が冷凍機１６の第２冷却ステージ２４及び第２シリンダ２５に沿って延び、残りの半分が第２冷却ステージ２４を越えてシールド側部４０に向けて延びている。
【００５４】
弓形状平坦部７５は、その全域が平坦であり、とくに、円弧部７８を含む外縁部が平坦である。この点で、クライオパネル部材６２は、外周部に円錐台状傾斜面をもつ典型的なクライオパネルとは形状が異なる。
【００５５】
第１折曲部７６は、弦７９の一部、具体的には弦７９の中央部で、弓形状平坦部７５と接続されている。第１折曲部７６は、クライオパネル部材６２をクライオパネル取付部材６４に締結するための締結部として設けられている。第１折曲部７６が、クライオパネル取付部材６４の対応する取付面６８に取り付けられる。弓形状平坦部７５は、第１折曲部７６を介して第２冷却ステージ２４に熱的に結合される。第１折曲部７６は、弓形状平坦部７５に対し角度（例えば直角）をなす矩形状の部分である。第１折曲部７６は、弓形状平坦部７５に対し直立している。第１折曲部７６は、弦７９の方向に細長く、弦７９の方向における第１折曲部７６の幅がクライオパネル取付部材６４の取付面６８の幅とほぼ等しい。
【００５６】
第１折曲部７６は、弓形状平坦部７５に対し上方に折り曲げられており、締結部材８７を通す締結穴８８を有する。締結穴８８は、弦７９と第１折曲部７６の上辺７６ａとの間で上辺に近接して配置されている。締結穴８８は、弦７９と第１折曲部７６の上辺７６ａとの中間線８９よりも上方に形成されている。
【００５７】
このようにすれば、締結穴８８と弓形状平坦部７５との距離を大きくなるので、締結に使用する工具（例えばリベットガン）を作業者が取り扱い易くなり、製造工程における作業性が向上される。また、この構成によれば、クライオパネル部材６２がクライオパネル取付部材６４に取り付けられたとき、クライオパネル部材６２の弓形状平坦部７５に働く重力は、第１折曲部７６を取付面６８に押し付けるモーメントとして作用する。そのため、他の取付構成（例えば、取付用の折曲部がクライオパネル部材に対し下方に折り曲げられ、折曲部の下辺近傍で取付面に締結される場合）に比べて、取付面６８に対し弓形状平坦部７５の傾斜することが抑制される。
【００５８】
第２折曲部７７は、弦７９の残部（すなわち第１折曲部７６が設けられていない部分）の少なくとも一部、具体的には弦７９の両端部で、弓形状平坦部７５と接続されている。第２折曲部７７は、弦７９の方向にクライオパネル取付部材６４の取付面６８から外れて配置されている。第２折曲部７７は、取付面６８に対し外側にある。第２折曲部７７は、弓形状平坦部７５に対し角度（例えば直角）をなす縁部であり、弦７９の方向に細長く延びている。第２折曲部７７は、弓形状平坦部７５に対し直立している。
【００５９】
第２折曲部７７は、クライオパネル部材６２の剛性補強部として設けられている。第２折曲部７７は、弓形状平坦部７５の変形を抑制することができる。とくに、クライオパネル部材６２が比較的大型である場合には取付面６８の幅（すなわち弦７９の中央部の長さ）に比べて、取付面６８の外側となる弦７９の端部の長さが長くなり、その結果、弓形状平坦部７５の両端部は重力の作用で曲げや傾斜など変形しやすくなる。第２折曲部７７が設けられていることにより、クライオパネル部材６２が比較的大型であっても変形を抑制することができる。
【００６０】
第２折曲部７７は、弦７９の残部の全長にわたり弓形状平坦部７５と接続されている。よって、第２折曲部７７は、弦７９の方向に第１折曲部７６と連続している。第２折曲部７７が弦７９の残部の全長にわたるので、より効果的にクライオパネル部材６２の変形を抑制することができる。
【００６１】
第２折曲部７７は、第１折曲部７６と同様に、弓形状平坦部７５に対し上方に折り曲げられている。弓形状平坦部７５からの第２折曲部７７の高さが、弓形状平坦部７５からの第１折曲部７６の高さよりも低い。このようにすれば、第２折曲部７７が周囲の構成要素（例えば、クライオポンプ中心軸Ｃの方向に隣接配置された別のクライオパネル）と干渉しにくくなる。また、複数のクライオパネル部材６２を軸方向に密に配置しやすくなる。例えば、第２折曲部７７の高さは、弦７９と第１折曲部７６の上辺７６ａとの中間線８９よりも低くてもよい。
【００６２】
なお、第２折曲部７７は、第１折曲部７６と異なる方向または角度に折り曲げられてもよい。例えば、第１折曲部７６が上方に折り曲げられ、第２折曲部７７が下方に折り曲げられてもよい。第１折曲部７６が弓形状平坦部７５に垂直に折り曲げられ、第２折曲部７７が弓形状平坦部７５に対し斜めの角度に折り曲げられてもよい。
【００６３】
第２折曲部７７は、弦７９の残部（すなわち第１折曲部７６が設けられていない部分）の一部のみに設けられていてもよい。
【００６４】
図２に示されるように、クライオポンプ中心軸Ｃの方向に見たとき、２つのクライオパネル部材６２は、両者の中間線（冷凍機１６の中心軸Ｄ）を対称軸として互いに対称に配置されている。２つのクライオパネル部材６２の円弧部７８は、クライオポンプ中心軸Ｃを中心とする同一の円周上にある。また、各クライオパネル部材６２は、弦７９の中点（またはクライオポンプ中心軸Ｃ）を通り弦７９に垂直な線Ｅを対称軸として線対称の形状を有する。
【００６５】
各クライオパネル部材６２の弓形状平坦部７５の弦７９の残部（すなわち第１折曲部７６が設けられていない部分）の形状が、冷凍機１６（例えば第２冷却ステージ２４及び第２シリンダ２５）と干渉することなく２つのクライオパネル部材６２を互いに交換可能とするように定められている。
【００６６】
１つの例示的な構成として、２つのクライオパネル部材６２の間隔９０は、弦７９の方向においてどの位置でも、２つのクライオパネル部材６２の間に第２冷却ステージ２４を挿入可能とする大きさに定められている。２つのクライオパネル部材６２の間隔９０は、弦の方向において弦の全長にわたり一定である。
【００６７】
このようにして、２つのクライオパネル部材６２は、互換性をもつ。あるクライオパネル部材６２は、クライオパネル取付部材６４の２つの取付面６８のどちらにも取り付けることができる。あるクライオパネル部材６２を一方の取付面６８に取り付けたときと他方の取付面６８に取り付けたときとで、クライオパネル部材６２の円弧部７８は、同一の円周上にある。また、あるクライオパネル部材６２を一方の取付面６８に取り付けたときと他方の取付面６８に取り付けたときとで、クライオパネル部材６２の弦７９は、冷凍機１６の中心軸Ｄに対し等距離に位置する。クライオパネル部材６２は、２つの取付面６８のどちらにも、冷凍機１６の第２冷却ステージ２４及び第２シリンダ２５と干渉せずに取り付けることができる。
【００６８】
図１に示されるように、クライオパネル位置決め部材６７は、第２冷却ステージ２４のフランジ部２４ａに固定され、第２冷却ステージ２４に支持されている。クライオパネル位置決め部材６７は、上下反転した逆Ｌ字状に形成されている。クライオパネル位置決め部材６７の縦辺部がフランジ部２４ａに例えばボルト等適宜の締結部材で取り付けられている。クライオパネル位置決め部材６７の上辺部６７ａが第２冷却ステージ２４のフランジ部２４ａから冷凍機１６の中心軸Ｄの方向に延在する。この上辺部６７ａは、クライオパネル取付部材６４の中で、第２冷却ステージ２４または第２シリンダ２５に沿って第１冷却ステージ２２に向けて延びている。
【００６９】
第２冷却ステージ２４は、冷凍機１６の中心軸Ｄの方向においてクライオポンプ中心軸Ｃから外れている。冷凍機１６の中心軸Ｄの方向における放射シールド３０の取付座４６から第２冷却ステージ２４のフランジ部２４ａまでの距離が、冷凍機１６の中心軸Ｄの方向における放射シールド３０の取付座４６からクライオポンプ中心軸Ｃまでの距離よりも短い（逆に、長くてもよい）。そのため、仮に第２段クライオパネルアセンブリ２０が第２冷却ステージ２４の直上に配置されたとすると、第２段クライオパネルアセンブリ２０が冷凍機１６の中心軸Ｄの方向にクライオポンプ中心軸Ｃから外れてしまう。
【００７０】
ところが、クライオパネル位置決め部材６７は、各クライオパネル部材６２の円弧部７８の中心をクライオポンプ中心軸Ｃ上に位置決めするように２つのクライオパネル部材６２を支持する。クライオポンプ中心軸Ｃに対しクライオパネル部材６２を位置合わせするための適切な位置にクライオパネル取付部材６４を配置することができるように、クライオパネル位置決め部材６７が形成されている。こうして、第２段クライオパネルアセンブリ２０がクライオポンプ中心軸Ｃ上に位置決めされる。
【００７１】
クライオパネル位置決め部材６７を用いることにより、中心軸Ｄの方向における冷凍機１６の長さについての制約が緩和される。その結果、クライオポンプ１０に専用に設計された冷凍機に代えて、既存の冷凍機を採用しうる。これは、クライオポンプ１０の製造コストの低減に役立ちうる。
【００７２】
なお、クライオポンプ中心軸Ｃに対する第２段クライオパネルアセンブリ２０の位置合わせのために、クライオパネル位置決め部材６７の上辺部６７ａは、図１に示されるのとは逆に、第２冷却ステージ２４のフランジ部２４ａから冷凍機１６の中心軸Ｄの方向に第２シリンダ２５から離れるように延びていてもよい。大口径の吸気口１２をもつクライオポンプ１０については、そのような形状をもつクライオパネル位置決め部材６７が好適でありうる。
【００７３】
クライオポンプハウジング７０は、第１段クライオパネル１８、第２段クライオパネルアセンブリ２０、及び冷凍機１６を収容するクライオポンプ１０の筐体であり、内部空間１４の真空気密を保持するよう構成されている真空容器である。クライオポンプハウジング７０は、第１段クライオパネル１８及び冷凍機構造部２１を非接触に包含する。クライオポンプハウジング７０は、冷凍機１６の室温部２６に取り付けられている。
【００７４】
クライオポンプハウジング７０の前端によって、吸気口１２が画定されている。クライオポンプハウジング７０は、その前端から径方向外側に向けて延びている吸気口フランジ７２を備える。吸気口フランジ７２は、クライオポンプハウジング７０の全周にわたって設けられている。クライオポンプ１０は、吸気口フランジ７２を用いて真空排気対象の真空チャンバに取り付けられる。
【００７５】
クライオポンプ１０は、シールド主開口３４から流入する気体の流れを冷凍機構造部２１から偏向させるよう構成されている気体流れ調整部材８０を備える。気体流れ調整部材８０は、ルーバー部５０または開放領域４８を通じて主収容空間６５に流入する気体流れを第２シリンダ２５から偏向させるよう構成されている。気体流れ調整部材８０は、冷凍機構造部２１または第２シリンダ２５の上方でそれに隣接して配置された気体流れ偏向部材または気体流れ反射部材であってもよい。気体流れ調整部材８０は、例えば一枚の平坦プレートであるが、湾曲していてもよい。
【００７６】
気体流れ調整部材８０は、第２冷却ステージ２４及び第２段クライオパネルアセンブリ２０の両方と非接触であるように冷凍機構造部２１に隣接して配置されている。気体流れ調整部材８０は、第２冷却ステージ２４、第２段クライオパネルアセンブリ２０、及び第２シリンダ２５のいずれとも非接触であるように第２シリンダ２５に沿って配置されている。気体流れ調整部材８０と第２シリンダ２５との間にはクリアランス８６が形成されている。こうして、気体流れ調整部材８０は、第２冷却温度に冷却される部分、及び、この部分を支持する構造部から、熱的かつ構造的に分離されている。
【００７７】
気体流れ調整部材８０は、隙間領域６６に向けてシールド側部４０から延出し、第１冷却ステージ２２に熱的に結合されている。気体流れ調整部材８０は、シールド側部４０に支持されている。したがって、気体流れ調整部材８０は、第１冷却温度に冷却される。
【００７８】
気体流れ調整部材８０は、環状隙間４２を少なくとも部分的に塞ぐようにシールド側部４０に沿って周方向に延在する。気体流れ調整部材８０は、周方向においてシールド側部開口４４と同じ位置に局所的に設けられている。気体流れ調整部材８０は、上から見て矩形状である。なお、気体流れ調整部材８０は、周方向により長く、例えば全周にわたって、シールド側部４０に沿って設けられていてもよい。
【００７９】
気体流れ調整部材８０の基端部８２（すなわちシールド側部４０に取り付けられた部分）は、径方向にルーバー部５０の外側に位置するので、図２に示されるように、吸気口１２に露出されている。気体流れ調整部材８０の基端部８２は、開放領域４８及び環状隙間４２を通じてクライオポンプ１０の外部から視認可能である。基端部８２は、軸方向に見てトップクライオパネル６０と重ならない。
【００８０】
気体流れ調整部材８０の先端部８４は、隙間領域６６に進入し、トップクライオパネル６０に覆われている。この先端部８４は、クライオポンプ径方向において、トップクライオパネル６０の外周端と中心軸Ｃとの間に配置されている。先端部８４は、第２冷却ステージ２４までは到達しないので、上述のように気体流れ調整部材８０は第２冷却ステージ２４と接触していない。
【００８１】
このようにして、トップクライオパネル６０と第２シリンダ２５との隙間領域６６に気体流れ調整部材８０が挿入されることによって、隙間領域６６の入口が狭くなる。よって、主収容空間６５から隙間領域６６への気体流入を低減することができる。
【００８２】
上記の構成のクライオポンプ１０の動作を以下に説明する。クライオポンプ１０の作動に際しては、まずその作動前に他の適当な粗引きポンプで真空チャンバ内部を１Ｐａ程度にまで粗引きする。その後、クライオポンプ１０を作動させる。冷凍機１６の駆動により第１冷却ステージ２２及び第２冷却ステージ２４がそれぞれ第１冷却温度及び第２冷却温度に冷却される。よって、これらに熱的に結合されている第１段クライオパネル１８、第２段クライオパネルアセンブリ２０もそれぞれ第１冷却温度及び第２冷却温度に冷却される。気体流れ調整部材８０は、第１冷却ステージ２２に熱的に結合されているので、第１冷却温度に冷却される。
【００８３】
入口クライオパネル３２は、真空チャンバからクライオポンプ１０に向かって飛来する気体を冷却する。入口クライオパネル３２の表面には、第１冷却温度で蒸気圧が充分に低い（例えば１０−８Ｐａ以下の）気体が凝縮する。この気体は、第１種気体と称されてもよい。第１種気体は例えば水蒸気である。こうして、入口クライオパネル３２は、第１種気体を排気することができる。第１冷却温度で蒸気圧が充分に低くない気体の一部は、ルーバー部５０または開放領域４８を通過して、主収容空間６５へと進入する。あるいは、気体の他の一部は、入口クライオパネル３２で反射され、主収容空間６５に進入しない。
【００８４】
主収容空間６５に進入した気体は、第２段クライオパネルアセンブリ２０によって冷却される。第２段クライオパネルアセンブリ２０の表面には、第２冷却温度で蒸気圧が充分に低い（例えば１０−８Ｐａ以下の）気体が凝縮する。この気体は、第２種気体と称されてもよい。第２種気体は例えばアルゴンである。こうして、第２段クライオパネルアセンブリ２０は、第２種気体を排気することができる。主収容空間６５に直接面しているので、トップクライオパネル６０の前面には、第２種気体の凝縮層が大きく成長しうる。なお第２種気体は、第１冷却温度では凝縮せず気体である。
【００８５】
第２冷却温度で蒸気圧が充分に低くない気体は、第２段クライオパネルアセンブリ２０の吸着材に吸着される。この気体は、第３種気体と称されてもよい。第３種気体は例えば水素である。こうして、第２段クライオパネルアセンブリ２０は、第３種気体を排気することができる。したがって、クライオポンプ１０は、種々の気体を凝縮または吸着により排気し、真空チャンバの真空度を所望のレベルに到達させることができる。
【００８６】
上述のように、２つのクライオパネル部材６２は互換性をもつ。２つのクライオパネル部材６２は少なくとも部分的に形状が同一である。これにより、第２段クライオパネルアセンブリ２０の製造工程の少なくとも一部を共通化することができ、クライオポンプ１０の製造コストの低減につながる。とくに、この実施の形態では、２つのクライオパネル部材６２は、同一の部品として設計されている。２つのクライオパネル部材は同じ製造工程で製造される。クライオポンプの部品種類が削減される。製造コストがさらに低減される。
【００８７】
この着想を、径の異なるクライオパネル部材６２に展開し、それらの製造工程の一部を共通化することもできる。径の異なるクライオパネル部材で第１折曲部７６（締結部）を共通形状とし、弓形状平坦部７５の円弧部７８を平坦とすることにより、プレス加工用の金型を共通化することができる。大きい径をもつクライオパネル部材６２のプレス加工（例えば、折り曲げ加工、穴抜き加工）のために設計された金型を用いて、それより小さい径のクライオパネル部材６２のプレス加工を行うことができる。金型は一般に比較的高価であるから、金型の共通化は製造コストの低減に効果的である。吸気口１２の口径が異なる複数種類のクライオポンプ１０を提供する製造業者にとって有利である。
【００８８】
上述のように、クライオポンプ１０には気体流れ調整部材８０が設けられている。気体流れ調整部材８０が第２シリンダ２５を覆うため、第２シリンダ２５がシールド主開口３４に露出されない。気体流れ調整部材８０は、主収容空間６５から第２シリンダ２５に向かう第２種気体の流れを他の方向に偏向させることができる。そのため、第２シリンダ２５はその表面に第１冷却温度から第２冷却温度への温度分布を有するが、第２冷却温度またはそれに近い温度の表面部分に凝縮される第２種気体は、ほとんどないか、まったくない。また、気体流れ調整部材８０は第１冷却温度を有するので、気体流れ調整部材８０の表面に第２種気体は凝縮されない。
【００８９】
主収容空間６５に進入した気体の一部は、気体流れ調整部材８０で反射されうる。反射された気体の少なくとも一部は、第２段クライオパネルアセンブリ２０に向けられる。あるいは、反射された気体の一部は、放射シールド３０または入口クライオパネル３２に向けられ、ここで再び反射されて、第２段クライオパネルアセンブリ２０に向けられうる。こうして、第２段クライオパネルアセンブリ２０は、第２種気体を凝縮により排気し、第３種気体を吸着により排気することができる。
【００９０】
クライオポンプは一般に、温度の異なる二種類のクライオパネルを備える。低温のクライオパネルには気体が凝縮する。クライオポンプの使用につれて低温クライオパネル上に凝縮層が成長する。同様に、低温クライオパネルを支持する構造部にも凝縮層が成長しうる。成長した凝縮層は、いずれは高温のクライオパネルに接触しうる。そうすると、高温クライオパネルと凝縮層の接触部位で気体は再び気化され周囲に放出されてしまう。凝縮層からの気体放出は、クライオポンプがその役割を充分に果たすことを妨げうる。したがって、接触時点での気体の吸蔵量がクライオポンプの最大吸蔵量を与えうる。
【００９１】
ところが、実施の形態に係るクライオポンプ１０によると、気体流れ調整部材８０が、第１冷却温度の部位と第２冷却温度の部位とが接近する場所での凝縮層の成長を緩和又は防止することができる。それにより、クライオポンプ１０は、凝縮層と第１冷却温度の部位との接触、ひいては凝縮層の再気化を緩和又は防止することができる。その結果、主収容空間６５においてトップクライオパネル６０の前面に大量の第２種気体を凝縮することができる。よって、クライオポンプ１０の気体吸蔵量を向上することができる。
【００９２】
以上、本発明を実施形態にもとづいて説明した。本発明は上記実施形態に限定されず、種々の設計変更が可能であり、様々な変形例が可能であること、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。
【００９３】
例えば、図５に示されるように、クライオパネル取付部材６４の各取付面６８に複数のクライオパネル部材６２が取り付けられてもよい。各取付面６８において複数（本例では２つ）のクライオパネル部材６２がクライオポンプ中心軸の方向に配列されている。このようにすれば、冷凍機１６の第２冷却ステージ２４の両側それぞれに複数のクライオパネル部材６２を配置することができる。
【００９４】
上記においては、横型のクライオポンプ１０を例として説明した。しかし、本発明は、いわゆる縦型のクライオポンプにも適用可能である。縦型のクライオポンプとは一般に、冷凍機１６がクライオポンプ中心軸Ｃに沿って配設されているクライオポンプをいう。
【００９５】
クライオパネル部材６２の形状は、上述のものに限定されず、他の形状を有してもよい。弓形状平坦部７５、第１折曲部７６、及び／または第２折曲部７７は、その全体が完全に平坦ではなくてもよい。例えば、弓形状平坦部７５はいずれかの部位（例えば、円弧部７８を除く部位）に傾斜面、凹部、または凸部を有してもよい。また、クライオパネル部材６２の円弧部７８が厳密な円弧であることは必須でない。同様に、クライオパネル部材６２の弦７９が厳密な直線であることは必須ではない。弓形状平坦部７５、第１折曲部７６、及び／または第２折曲部７７は、穴またはスリットなどの開口部を有してもよい。
【００９６】
上述の実施形態においては、放射シールド３０の取付座４６が放射シールド３０の下半分に形成されている。そのため、第２冷却ステージ２４がクライオポンプ中心軸Ｃの方向においてシールド底部３８に比較的近い。しかし、こうした第２冷却ステージ２４の配置は必須ではない。放射シールド３０の取付座４６が放射シールド３０の上半分に形成され、第２冷却ステージ２４は、クライオポンプ中心軸Ｃの方向においてシールド前端３６に近接配置されてもよい。また、放射シールド３０の取付座４６がクライオポンプ中心軸Ｃの方向においてシールド側部４０の中央部に形成され、第２冷却ステージ２４は、クライオポンプ中心軸Ｃの方向において放射シールド３０の中心に配置されてもよい。
【００９７】
本発明の実施の形態は以下のように表現することもできる。
【００９８】
１．高温冷却ステージ及び低温冷却ステージを備える冷凍機と、
前記高温冷却ステージに熱的に結合され、クライオポンプ吸気口の中心を通るクライオポンプ中心軸の方向に延在し前記低温冷却ステージを囲む放射シールドと、
前記低温冷却ステージに熱的に結合され、前記低温冷却ステージとともに前記放射シールドに囲まれた低温クライオパネル部であって、前記クライオポンプ中心軸の方向における前記低温冷却ステージの上端と下端との間の高さ位置で、前記クライオポンプ中心軸を挟んで前記低温冷却ステージの両側に配置された２つのクライオパネル部材を備える低温クライオパネル部と、を備え、
各クライオパネル部材は、円弧部及び弦を有する弓形状平坦部と、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の一部で前記弓形状平坦部と接続された第１折曲部と、を備え、前記弓形状平坦部は、前記第１折曲部を介して前記低温冷却ステージに熱的に結合され、前記弓形状平坦部の円弧部が、前記クライオポンプ中心軸の方向に見たとき当該クライオパネル部材の外縁を定め、
各クライオパネル部材の前記弓形状平坦部の前記弦の残部の形状が、前記冷凍機と干渉することなく前記２つのクライオパネル部材を互いに交換可能とするように定められていることを特徴とするクライオポンプ。
【００９９】
２．前記２つのクライオパネル部材にそれぞれ対応する２つの取付面をさらに備え、前記第１折曲部が、対応する取付面に取り付けられ、
各クライオパネル部材は、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の残部の少なくとも一部で前記弓形状平坦部と接続された第２折曲部を備え、前記第２折曲部は、前記弦の方向に前記取付面から外れて配置されていることを特徴とする実施形態１に記載のクライオポンプ。
【０１００】
３．前記第２折曲部は、前記弦の残部の全長にわたり前記弓形状平坦部と接続され、前記弦の方向に前記第１折曲部と連続していることを特徴とする実施形態２に記載のクライオポンプ。
【０１０１】
４．前記２つのクライオパネル部材は、同一の部品として設計されていることを特徴とする実施形態１から３のいずれかに記載のクライオポンプ。
【０１０２】
５．前記２つのクライオパネル部材の間隔は、前記弦の方向においてどの位置でも、前記２つのクライオパネル部材の間に前記低温冷却ステージを挿入可能とする大きさに定められていることを特徴とする実施形態１から４のいずれかに記載のクライオポンプ。
【０１０３】
６．前記２つのクライオパネル部材の間隔は、前記弦の方向において弦の全長にわたり一定であることを特徴とする実施形態５に記載のクライオポンプ。
【０１０４】
７．前記第１折曲部は、前記弓形状平坦部に対し上方に折り曲げられており、締結部材を通す穴を有し、
前記穴は、前記弦と前記第１折曲部の上辺との間で前記上辺に近接して配置されていることを特徴とする実施形態１から６のいずれかに記載のクライオポンプ。
【０１０５】
８．前記冷凍機の前記高温冷却ステージ及び低温冷却ステージは、前記クライオポンプ中心軸に垂直な方向に配列され、
前記クライオポンプは、前記低温冷却ステージに支持され前記低温冷却ステージから前記クライオポンプ中心軸に垂直な方向に延在するクライオパネル位置決め部材をさらに備え、
前記クライオパネル位置決め部材は、各クライオパネル部材の弓形状平坦部の円弧部の中心を前記クライオポンプ中心軸上に位置決めするように前記２つのクライオパネル部材を支持することを特徴とする実施形態１から７のいずれかに記載のクライオポンプ。
【０１０６】
９．高温冷却ステージ及び低温冷却ステージを備える冷凍機と、
前記高温冷却ステージに熱的に結合され、クライオポンプ吸気口の中心を通るクライオポンプ中心軸の方向に延在し前記低温冷却ステージを囲む放射シールドと、
前記低温冷却ステージに熱的に結合され、前記低温冷却ステージとともに前記放射シールドに囲まれた低温クライオパネル部であって、前記クライオポンプ中心軸を挟んで前記低温冷却ステージの両側に配置された２つのクライオパネル部材を備える低温クライオパネル部と、
前記２つのクライオパネル部材にそれぞれ対応する２つの取付面と、を備え、
各クライオパネル部材は、円弧部及び弦を有する弓形状平坦部と、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の一部で前記弓形状平坦部と接続された第１折曲部と、を備え、前記第１折曲部が、対応する取付面に取り付けられ、前記弓形状平坦部は、前記第１折曲部を介して前記低温冷却ステージに熱的に結合され、
各クライオパネル部材の前記弓形状平坦部の前記弦の残部の形状が、前記冷凍機と干渉することなく前記２つのクライオパネル部材を互いに交換可能とするように定められ、
各クライオパネル部材は、前記弓形状平坦部と一体形成され前記弦の残部の少なくとも一部で前記弓形状平坦部と接続された第２折曲部を備え、前記第２折曲部は、前記弦の方向に前記取付面から外れて配置されていることを特徴とするクライオポンプ。
【０１０７】
１０．前記クライオポンプ中心軸の方向における前記低温冷却ステージの上端と下端との間の高さ位置で、前記クライオポンプ中心軸を挟んで前記低温冷却ステージの両側に配置されていることを特徴とする実施形態９に記載のクライオポンプ。
【０１０８】
１１．前記弓形状平坦部の円弧部が、前記クライオポンプ中心軸の方向に見たとき当該クライオパネル部材の外縁を定めることを特徴とする実施形態９または１０に記載のクライオポンプ。
【０１０９】
１２．前記第２折曲部は、前記弦の残部の全長にわたり前記弓形状平坦部と接続され、前記弦の方向に前記第１折曲部と連続していることを特徴とする実施形態９から１１のいずれかに記載のクライオポンプ。
【０１１０】
１３．前記２つのクライオパネル部材は、同一の部品として設計されていることを特徴とする実施形態９から１２のいずれかに記載のクライオポンプ。
【０１１１】
１４．前記２つのクライオパネル部材の間隔は、前記弦の方向においてどの位置でも、前記２つのクライオパネル部材の間に前記低温冷却ステージを挿入可能とする大きさに定められていることを特徴とする実施形態９から１３のいずれかに記載のクライオポンプ。
【０１１２】
１５．前記２つのクライオパネル部材の間隔は、前記弦の方向において弦の全長にわたり一定であることを特徴とする実施形態１４に記載のクライオポンプ。
【０１１３】
１６．前記第１折曲部は、前記弓形状平坦部に対し上方に折り曲げられており、締結部材を通す穴を有し、
前記穴は、前記弦と前記第１折曲部の上辺との間で前記上辺に近接して配置されていることを特徴とする実施形態９から１５のいずれかに記載のクライオポンプ。
【０１１４】
１７．前記冷凍機の前記高温冷却ステージ及び低温冷却ステージは、前記クライオポンプ中心軸に垂直な方向に配列され、
前記クライオポンプは、前記低温冷却ステージに支持され前記低温冷却ステージから前記クライオポンプ中心軸に垂直な方向に延在するクライオパネル位置決め部材をさらに備え、
前記クライオパネル位置決め部材は、各クライオパネル部材の弓形状平坦部の円弧部の中心を前記クライオポンプ中心軸上に位置決めするように前記２つのクライオパネル部材を支持することを特徴とする実施形態９から１６のいずれかに記載のクライオポンプ。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  クライオポンプ、  １２  吸気口、  １６  冷凍機、  ２４  第２冷却ステージ、  ３０  放射シールド、  ６２  クライオパネル部材、  ６７  クライオパネル位置決め部材、  ６８  取付面、  ７５  弓形状平坦部、  ７６  第１折曲部、  ７７  第２折曲部、  ７８  円弧部、  Ｃ  クライオポンプ中心軸、  ７９  弦、  ８７  締結部材、  ８８  締結穴。
【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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