(57)【要約】【課題】補強リブと真空容器本体とを容易に接合することができるようにして、真空容器の製作を容易にし、作業時間及び製作費用を低減することができるようにする。【解決手段】下部薄肉ダクト２ｂ上に補強リブ４を所定間隔で並べ、上部薄肉ダクト２ａを下部薄肉ダクト２ｂ上に被せ、補強リブ４をろう付けにより固定し、その後上部薄肉ダクト２ａと下部薄肉ダクト２ｂを接合加工部３においてビーム軸方向に亘り溶接して接合することにより、真空容器本体２を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間とともに磁場が変動する電磁石中に設置される真空容器であって、真空容器補強リブを上記真空容器の内側に設けたことを特徴とする真空容器。
【請求項２】
時間とともに磁力が変動する電磁石中に設置される真空容器の製造方法であって、上記真空容器をプレス成形により円弧状に形成するとともに、上記真空容器の内側に補強リブを取り付けたことを特徴とする真空容器の製造方法。
【請求項３】
時間とともに磁場が変動する電磁石中に設置される真空容器の製造方法であって、真空容器本体の補強リブに設けられた挿入穴に上記真空容器本体を挿入し、上記真空容器本体の内部から加圧することにより、上記真空容器本体を上記挿入穴に圧接させ、上記真空容器本体を円弧状に形成することを特徴とする真空容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、研究、医療及び工業分野等に用いられる粒子線加速装置における真空容器及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の真空容器としては、薄肉金属管からなる容器本体に補強フィンが設けられ、この補強フィンは容器本体の一部を内面側からバルジ加工によって加圧したフィン固定部において、全周に亘って密着状態が保たれ、ろう付けによって容器本体に接続され、更に容器本体に第１の成形凸部と第２の成形凸部が設けられているものがあった。
【０００３】
このような真空容器においては、容器本体内部は真空に保持され、加速されるビームの通路を確保する。そして真空容器の肉厚を厚くすると、真空容器における電気抵抗は小さくなるので、電磁石の磁場変化に曝されることによって大きな渦電流が発生することがあり、この渦電流は更にビームダクト周りに磁場を作るため、軌道を周回するビームの不安定性を引き起こす原因となる。
【０００４】
このような観点からすると、真空容器の肉厚は薄い方が良いが、肉厚が薄くなるほど外圧に対して変形しやすくなるため、薄肉金属管を用いた真空容器は何らかの補強手段が必要となる。
【０００５】
そこでこの従来技術においては、補強フィン並びに成形凸部を設けて強度を確保するようになされている。又この真空容器はビーム偏向部にも設置されることがあるため、真空容器の長手方向、即ちビームの軸方向において曲げる必要もあり、真空容器に設置された成形凸部は、真空容器を屈曲するために利用されることもある（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−３２６１９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように構成された従来の真空容器においては、補強フィンが容器本体の外側に設置されているが、真空容器内部を真空に排気した場合には、真空容器内部の圧力が大気圧よりも小さくなるため、補強フィンと容器本体とが引き剥がされる方向に大気圧が作用することとなり、従って接続部分を確実にろう付けする必要がある。
【０００８】
このため補強フィン固定部にろうが流れやすくなるような構造を新たに設ける必要があり、作業時間並びに費用が余計にかかるという問題点があった。
【０００９】
更に上記従来技術においては、真空容器を屈曲形成させるためには、成形凸部を設ける必要があるが、この成形凸部は塑性変形させて形成させるので、成型用の治具を新たに設ける必要がある上に、この塑性変形させて加工することは非常に困難であるという問題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、補強リブを真空容器の内側に取付けることにより、真空容器内部を真空にした場合、真空容器内部の圧力が大気圧よりも小さくなるため、大気圧は薄肉ダクトと補強リブを密接させる方向に作用させるようにして、補強リブと真空容器との接続を強固にし、補強リブ固定部周辺にろう付けするための特別な構造を設けなくてすむようにすることを目的とする。
【００１１】
また薄肉真空容器をプレス成形により製作することにより、真空容器に新たに成形凸部を設けなくても、容易に湾曲した真空容器を形成することができるようにすることを目的とする。
【００１２】
更には補強リブを真空容器外側に設置するものにおいて、補強リブを放射状に配置し、容器本体内側から加圧することにより容器本体を補強リブに圧接させ、容器本体を容易に湾曲させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係る真空容器は、時間とともに磁場が変動する電磁石中に設置されるものであって、真空容器補強リブを真空容器の内側に設けたものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る真空容器によれば、時間とともに磁場が変動する電磁石中に設置されるものであって、真空容器補強リブを真空容器の内側に設けたので、補強リブと真空容器とを容易に接合することができるようになり、真空容器の制作が容易になり、作業時間及び製作費用を低減することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
実施の形態１．
以下この発明の一実施形態を図に基づいて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による真空容器を示す斜視図であり、直線状に形成された真空容器内に補強リブが取り付けられたものである。
【００１６】
図において、加速器用電磁石中に設置される真空容器１は、真空容器本体２を有し、この真空容器本体２は上部薄肉ダクト２ａ及び下部薄肉ダクト２ｂから構成される。そしてこれら上部薄肉ダクト２ａ及び下部薄肉ダクト２ｂはビーム軸方向の接合加工部３において接合される。
【００１７】
又真空容器本体２内部には補強リブ４が取付けられており、この補強リブ４にはビーム通過穴５が設けられている。
【００１８】
次に動作について説明する。真空容器１は加速器用ビームダクトとしてその内部は真空に保持され、時間とともに磁場が変動する電磁石中に設置される。そして真空容器の肉厚を厚くすると、真空容器１の電気抵抗が小さくなるので、電磁石の磁場変化に曝されることによって大きな渦電流が発生することがあり、この渦電流は更にビームダクト周りに磁場を作るため、軌道を周回するビームの不安定性を引き起こす原因となる。
【００１９】
そこで真空容器本体２は電気抵抗を大きくし、渦電流の発生を抑制するために、その肉厚は薄く構成されることとなる。真空容器本体２は非磁性金属、例えばステンレス鋼で形成され、その厚さは０．３ｍｍ程度である。このような薄肉状の真空容器本体２の強度を支えるため、真空容器１内部に補強リブ４を１０〜３０ｍｍの間隔で取付ける。
【００２０】
補強リブ４は非磁性金属で形成し、その厚さは、例えば真空容器本体２の肉厚の１０倍程度、即ち３ｍｍ程度で構成する。補強リブ４の中央にはビームが通過することができるようにビーム通過穴５が設けられており、このビーム通過穴５は例えば長円形のいわゆるレーストラック形状で構成することができ、即ち円弧状部分とこれら円弧状部分をつなぐ直線状の平坦な部分とから構成することができる。
【００２１】
又周囲に電磁石を設置するためのスペースを設ける必要があることにより、補強リブ４を内部に取付けた真空容器本体２の断面形状もレーストラック形状で構成される。真空容器本体２は成形加工された上部薄肉ダクト２ａ及び下部薄肉ダクト２ｂを接合することにより構成される。
【００２２】
下部薄肉ダクト２ｂ上に補強リブ４を所定の間隔で並べ、補強リブ４の取付け部にろう材を置いた後、上部薄肉ダクト２ａを下部薄肉ダクト２ｂ上に被せ、補強リブ４をろう付けにより固定する。
【００２３】
この後上部薄肉ダクト２ａ及び下部薄肉ダクト２ｂを接合加工部３においてビーム軸方向に亘り溶接して接合することにより、真空容器本体２を形成する。このように真空容器本体２の内部に補強リブ４を取付けると、真空容器１内部を真空状態にした場合、外部より大気圧が圧縮力として作用するので、真空容器本体２は補強リブ４に密接される。
【００２４】
そのため補強リブ４と真空容器本体２を全周に亘り接合しなくとも、上部薄肉ダクト２ａ及び下部薄肉ダクト２ｂは補強リブ４によって内部から支持され、強度を保つことができるようになる。
【００２５】
従って補強リブ４と真空容器本体２の接合性を確保するため、補強リブ４の固定部周辺に特別な形状を施す必要がなく、真空容器１の製作が容易となり、作業時間及び製作費用を低減することができるようになる。
【００２６】
尚真空容器本体２及び補強リブ４に設けられたビーム通過穴５の形状は上記のような長円形に限ることはなく、例えば真円形、楕円形及び角型（長方形、正方形等）であってもよい。又真空容器本体２及び補強リブ４の板厚及び取付け間隔も必要に応じて適宜に選定可能であり、材質もインコネルやアルミニウム等の非磁性材料を使用することが可能である。
【００２７】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による真空容器を示す斜視図であり、本実施形態においては、円弧状の真空容器をプレス成形により製作し、内部に補強リブを取り付けたものである。
【００２８】
図において、加速器用偏向電磁石中に設置される真空容器１１は円弧状に湾曲させて形成されており、真空容器１１は円弧状の真空容器本体１２を有し、この真空容器本体１２は円弧状の上部薄肉ダクト１２ａ及び下部薄肉ダクト１２ｂから構成される。
【００２９】
そしてこれら上部薄肉ダクト１２ａ及び下部薄肉ダクト１２ｂはビーム軸方向の接合加工部１３において接合される。又真空容器本体１２内部には補強リブ１４が取付けられており、この補強リブ１４にはビーム通過穴１５が設けられている。
【００３０】
次に動作について説明する。真空容器１１は加速器用ビームダクトとして時間とともに磁場が変動する偏向電磁石内に設置されるため、上記実施の形態１の場合と同様、真空容器本体１２は薄肉の非磁性金属で構成される必要があり、真空容器本体１２内に補強リブ１４を配置することによって強度を確保している。
【００３１】
本実施形態においては、偏向磁場によりビームの軌道は円弧状となるので、真空容器１１の形状は円弧状に構成される必要がある。そこで上部薄肉ダクト１２ａ及び下部薄肉ダクト１２ｂは円弧状の型によりプレス成形することによって製作される。
【００３２】
そして円弧状の下部薄肉ダクト１２ｂにろう材を介して補強リブ１４を等角度間隔に放射状に並べて配置固定し、その上部を円弧状の上部薄肉ダクト１２ａによって覆い、補強リブ１４をろう付けによって真空容器１１内部に固定する。
【００３３】
この後上部薄肉ダクト１２ａ及び下部薄肉ダクト１２ｂを接合加工部１３においてビーム軸方向に亘り溶接し接合することにより真空容器本体１２を形成する。この様に補強リブ１４が内側に取付けられた真空容器１１を円弧形状に製作することで、真空容器１１にベローズ構造を形成しなくても、ビーム軌道に沿って湾曲する真空容器１１を形成することができる。
【００３４】
又プレス成形により真空容器１１を製作したので、真空容器１１の寸法精度及び形状の均一化を図ることができ、品質の優れた真空容器１１を提供することができる。尚真空容器本体１２の形状は円弧状に限らず、プレス成形により楕円形状または角型形状等に形成してもよい。
【００３５】
実施の形態３．
図３及び図４はこの発明の実施の形態３による真空容器の製作過程を示す斜視図であり、本実施形態においては、真空容器の外部に補強リブを放射状に取付けるとともに、真空容器の形状を円弧状に形成したものである。
【００３６】
図において、加速器用電磁石中に設置される真空容器２１は円弧状に湾曲させて形成されており、図４に示された真空容器２１は完成後の真空容器を示している。図３に示されている直線状に形成された真空容器本体２２は完成前のものであり、この真空容器本体２２の外部には補強リブ２３が放射状に取付けられ、この補強リブ２３の中央には真空容器本体挿入穴２４が設けられている。
【００３７】
次に動作について説明する。真空容器２１は加速器用ビームダクトとして時間とともに磁場が変動する電磁石中に設置されるため、真空容器本体２２の厚さは０．３ｍｍ程度の薄肉構造で構成されるとともに、ステンレス鋼等の非磁性金属により形成される。
【００３８】
又真空容器本体２２の断面はビーム形状にあわせるため、例えばレーストラック形状で構成される。そして図３に示すように、薄肉状の真空容器本体２２の強度を支えるため、真空容器本体２２の外周には補強リブ２３を例えば１０〜３０ｍｍの間隔で取付ける。
【００３９】
補強リブ２３には真空容器本体２２を挿入するための真空容器本体２２の断面形状と同一の挿入穴２４を設けておく。図３に示すように、補強リブ２３は予め湾曲するように、放射状の所定の取付け位置に固定治具によって配置固定される。
【００４０】
そして固定された補強リブ２３の中央に設けられた真空容器本体挿入穴２４に薄肉の直線状に形成された真空容器本体２２を挿入する。この状態で直線状に形成された真空容器本体２２の容器内を加圧し、真空容器本体２２を円弧状に湾曲するように変形させ、真空容器本体２２の外側に放射状に配置された補強リブ２３の真空容器本体挿入穴２４に密着させる。
【００４１】
この後補強リブ２３の真空容器本体挿入穴２４と真空容器本体２２との密着部に全面に亘ってろう材を置き、真空容器本体２２と補強リブ２３との接合面の全面に亘りろう付けを行う。このようにして、図４に示されるような真空容器２１を完成させる。
【００４２】
上記のように補強リブ２３と真空容器本体２２との接合過程において、真空容器本体２２を円弧状に形成することができるので、真空容器にベローズ構造を形成しなくても、ビーム軌道に沿って湾曲する真空容器を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の実施の形態１による真空容器を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態２による真空容器を示す斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態３による真空容器の製造過程を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態３による真空容器の製造過程を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１，１１，２１  真空容器、２２  真空容器本体、４，１４，２３  補強リブ、
２４  挿入穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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