(57)【要約】【課題】ベローズが伸縮するときの摩擦抵抗が小さく、ベローズのスムーズな伸縮が可能で、また、大きさの異なる真空チャンバーの連結などに、継手としての長さも短くて良いＲＦコンタクト付きベローズを提供する。【解決手段】ＲＦコンタクト４０は、基端部５１を有する、筒状のコンタクト５３から構成され、基端部５１は、一方のフランジ部材４２の内面側に固定し、コンタクトの先端部５３ａが他方のフランジ部材４１に対し、弾性変形可能なコンタクトフィンガー５６を介して摺動自在に当接するように構成した。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子加速器のビームラインを構成する真空チャンバーの連結部に介装されるＲＦコンタクト付きベローズであって、
内寸が異なる大きさに形成され外寸が略同じ大きさにそれぞれ形成された一対のフランジ部材と、
これら一対のフランジ部材の各外周部に両端部が固定されて、前記フランジ部材間を伸縮自在に連結するベローズ部材と、
前記一対のフランジ部材の内面間に差し渡され、両端の開口部の大きさが前記一対のフランジ部材の各内寸と略対応した大きさに形成された金属製のＲＦコンタクトと、から構成され、
前記ＲＦコンタクトは、
フランジ部材に対し摺動自在に当接される部位を有することを特徴とするＲＦコンタクト付きベローズ。
【請求項２】
前記ＲＦコンタクトは、
基端部を有する筒状のコンタクトから構成され、
前記基端部は、一方のフランジ部材の内面側に固定され、
前記コンタクトとこのコンタクトの先端部と対向する一方の前記フランジ部材との間は、弾性変形可能なコンタクトフィンガーを介して摺接されていることを特徴とする請求項１に記載のＲＦコンタクト付きベローズ。
【請求項３】
前記コンタクトフィンガーは、前記コンタクトの先端部に固定されていることを特徴とする請求項２に記載のＲＦコンタクト付きベローズ。
【請求項４】
前記コンタクトフィンガーは、前記一方のフランジ部材に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載のＲＦコンタクト付きベローズ。
【請求項５】
粒子加速器のビームラインを構成する真空チャンバーの連結部に介装されるＲＦコンタクト付きベローズであって、
外寸が略同じ大きさに形成された一対のフランジ部材と、
これら一対のフランジ部材の各外周部に両端部が固定されて、前記フランジ部材間を伸縮自在に連結するベローズ部材と、
前記一対のフランジ部材の内面間に差し渡され、両端の開口部の大きさが前記一対のフランジ部材の内寸と略対応した大きさに形成された金属製のＲＦコンタクトと、から構成され、
前記ＲＦコンタクトは、
弾性変形可能なコンタクトの両端部が、前記フランジ部の各内面部に固定され、前記ベローズが伸縮した場合に、コンタクトが変形することにより、
前記ベローズの変形量が吸収されることを特徴とするＲＦコンタクト付きベローズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＲＦコンタクト付きベローズに関するもので、詳しくは、粒子加速器の真空チャンバーの連結部に使用されて好適なＲＦコンタクト付きベローズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
粒子加速器は、荷電粒子を、超高真空に維持されたビームラインにおいて高周波により光速に近いスピードまで加速するもので、医療や分子解析、素粒子解明などの多方面の研究に用いられている。
シンクロトロン等の粒子加速器は通常、ビームラインの長さが数百メートル以上にも及び、真空チャンバーの間には、熱による伸縮を吸収するため、多数のベローズが使用されている。
【０００３】
ここで、加速される荷電粒子ビームは、例えば、プラスの電荷をもっているため、ベローズの内側表面にはビームの極性とは異なるマイナスの電荷が追いかけるように流れる（映像電流）。この映像電流は、ベローズの波形状に沿って流れるため、ビームに対して遅れが生じ、遅れた映像電流が次にくるビームに対して悪影響を及ぼす結果となる。
【０００４】
一方、ベローズ内に大きな段差があると、ビームの径が変化してしまい、放射光を発生させてしまう。その結果、ビームの不安定さを増したり、ベローズの発熱を招来したりする。
そこで、今日では、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コンタクト付きベローズと称されるベローズが連結部に採用され、このベローズにより、電子ビームへの加速に悪影響が極力及ばないようにされている。
【０００５】
図１２は、特開平６−６８９８７号公報に開示されている従来のＲＦコンタクト付きベローズの一例を示したものである。
このＲＦコンタクト付きベローズ１０は、真空チャンバー１、１間に、図１３に示したようなＲＦコンタクト３が介装されることにより、真空チャンバー１、１内での段差が解消され、さらに連続性が確保されている。
【０００６】
このＲＦコンタクト３は、導電性に優れ、かつ弾性を有する金属の薄板を曲げ加工することによって製作されている。そして、真空チャンバー１の断面形状に合致する筒体３０の一端部に、分割構造のフランジ３１が多数設けられ、かつ筒体３０の他端側が複数に切り込まれることにより、多数のフィンガー３２，３３が他方側に設けられている。
【０００７】
このようなＲＦコンタクト付き付きベローズ１０では、ＲＦコンタクト３のフランジ３１が真空チャンバー１のフランジ１ｃに固定され、多数のフィンガー３２，３３がテーパー面１ｄに当接して配置されている。
そして、ベローズ２が温度変化などにより伸縮された場合は、フィンガー３２，３３が、弾性的にテーパー面１ｄに当接した状態で移動することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、加速器建設コスト削減のため、シンクロトロン等の加速器においては必要最小限のリング周長（加速器回路の長さ）にて設計する傾向が高まっている。これに伴い、リング上の機器配置に余裕のない状況が生じ、継手に許される寸法も当然短くなっている。
【０００９】
そこで、内径が異なるビームダクトや真空チャンバー同士を連結する場合、今までは、レデューサーなどの内径変換ダクトを用いるとともに、その両端にＲＦコンタクト付きベローズを配置していたが、上述の理由により、ＲＦコンタクト付きベローズにて、ダクト内径の変換も同時に処理する要求が高まっている。
このような背景下で、従来構造のＲＦコンタクト付きベローズ１０が、例えば、図１４に示したように、内径の異なる２つの真空チャンバー２１，２２間に使用されると、ベローズ２が収縮された場合に、フィンガー３２，３３は、摺接側において、すなわち真空チャンバー２１のインナーチューブ３５に対して矢印Ａ方向に移動する。このとき、フィンガー３２，３３は、外方にしなるように変形するため、インナーチューブ３５とフィンガー３２、３３との間の摩擦力は大きくなり、結果として、移動がスムーズに行われなくなるという問題があった。
【００１０】
また、ベローズが伸張し、矢印Ａと反対方向に移動した場合、インナーチューブ３５とフィンガー３２，３３の先端部３２ａ，３３ａとの摺接部で、接触圧が低くなり、場合によっては発熱を起こすという問題も生じてしまう。
他方、フィンガー３２を、図１５に示したように２つの部材間で支持する構造のＲＦコンタクトも提供されている。この従来例では、図１４に示したフィンガー３２を、例えば、真空チャンバー２１のインナーチューブ３５と、弾性を備えたスプリングフィンガー３８との間で挟み込むものである。
【００１１】
この従来例のように、フィンガー３２を両側から挟む構造は、一本のフィンガー３２に対して２箇所の摺動部を有することとなり、摩擦抵抗が大きいことは勿論のこと、一方のフランジ２３に傾斜角αの大きいテーパー面が配置されるため、ビームの径が変化して放射光を発生させてしまい、結果として、ビームの不安定さを増したりベローズの発熱を招来したりするという問題があった。
【００１２】
本発明は、このような実状に鑑み、ベローズが伸縮するときの摩擦抵抗が小さく、ベローズのスムーズな伸縮が可能で、また、大きさの異なる真空チャンバーの連結などに、継手としての長さも短くて良いＲＦコンタクト付きベローズを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、
粒子加速器のビームラインを構成する真空チャンバーの連結部に介装されるＲＦコンタクト付きベローズであって、
内寸が異なる大きさに形成され外寸が略同じ大きさにそれぞれ形成された一対のフランジ部材と、
これら一対のフランジ部材の各外周部に両端部が固定されて、前記フランジ部材間を伸縮自在に連結するベローズ部材と、
前記一対のフランジ部材の内面間に差し渡され、両端の開口部の大きさが前記一対のフランジ部材の各内寸と略対応した大きさに形成された金属製のＲＦコンタクトと、から構成され、
前記ＲＦコンタクトは、
フランジ部材に対し摺動自在に当接される部位を有することを特徴としている。
【００１４】
そして、前記ＲＦコンタクトは、基端部を有する筒状のコンタクトから構成され、前記基端部は、一方のフランジ部材の内面側に固定され、前記コンタクトとこのコンタクトの先端部と対向する一方の前記フランジ部材との間は、弾性変形可能なコンタクトフィンガーを介して摺接されていることが好ましい。
このような構成であれば、ＲＦコンタクトが予め内寸が異なるようにテーパー状に形成され、しかも、両側から挟持する構造ではなく、一つの部材と他の部材との摺接により長さの調整を行う構造であるので、ベローズ部材が伸縮した場合に、従来構造のようにフィンガーが大きく変形することも無く、コンタクトフィンガーに無理な力が作用することはない。さらに、このような構成であれば、内寸の異なる真空チャンバー間を連結する場合であっても、１つのＲＦコンタクト付きベローズを介装すれば良いので、継手として確保すべき寸法を短く設定することができる。
【００１５】
また、前記コンタクトフィンガーは、前記コンタクトの先端部に固定されていても良い。
あるいは、前記コンタクトフィンガーは、前記一方のフランジ部材に取り付けられていても良い。
このような構成であれば、コンタクトフィンガーの弾性変形率を大きく設定すれば、コンタクトフィンガーのみが容易に変形するので、これを支持する部材に無理な力が作用することはない。
【００１６】
また、本発明に係るＲＦコンタクト付きベローズは、粒子加速器のビームラインを構成する真空チャンバーの連結部に介装されるＲＦコンタクト付きベローズであって、
外寸が略同じ大きさに形成された一対のフランジ部材と、
これら一対のフランジ部材の各外周部に両端部が固定されて、前記フランジ部材間を伸縮自在に連結するベローズ部材と、
前記一対のフランジ部材の内面間に差し渡され、両端の開口部の大きさが前記一対のフランジ部材の内寸と略対応した大きさに形成された金属製のＲＦコンタクトと、から構成され、
前記ＲＦコンタクトは、
弾性変形可能なコンタクトの両端部が、前記フランジ部の各内面部に固定され、前記ベローズが伸縮した場合に、コンタクトが変形することにより、
前記ベローズの変形量が吸収されることを特徴とする。
【００１７】
このような本発明に係るＲＦコンタクト付きベローズによれば、前記ベローズが伸縮した場合に、コンタクトが変形することにより、ベローズの変形量を吸収することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の一実施例により構成されるＲＦコンタクト付きベローズを示したもので、例えば、粒子加速器の径の異なる２つの真空チャンバー間に介在されるものである。
【００１９】
このＲＦコンタクト付きベローズ４０では、２つのフランジ４１，４２の外径は略等しく形成されているが、フランジ４１，４２の内径は異なっている。具体的には、フランジ４１の内径Ｓは３００φで、フランジ４２の内径Ｔは４００φである。一方、略同一径に形成されたフランジ４１，４２の外周部には、金属製のベローズ４３が差し渡されている。
【００２０】
このベローズ４３により、フランジ４１，４２の両端部に固定される真空チャンバーが伸縮した場合であっても、その変位量は吸収される。
一方、フランジ４１，４２の内周側に、金属製のＲＦコンタクト５０が介装されている。
このＲＦコンタクト５０は、例えば、ステンレスあるいは純チタンなどの薄い金属板から形成され、図２に示したように、周囲に切込５１ａが形成されているものの、全体として環状に連続して形成された基端部５１と、この基端部５１から他方側へテーパー形の筒状に伸びたコンタクト５３とから構成されている。また、このコンタクト５３には、ビームに影響のない程度に、図１３と同様の多数の切込が軸方向に施され、短冊状に形成されていてもよい。そして、このように形成されたＲＦコンタクト５０は、基端部５１がフランジ４２の内周面に溶接により固着されている。一方、コンタクト５３の先端部５３ａの外周側には、断面略Ｕ字状のコンタクトフィンガー５６がコンタクト押さえ５７を介して真空ロウ付けやスポット溶接などにより取り付けられている。なお、先端部のコンタクトフィンガー５６は、弾性変形が容易で、かつ導電性に富んだベリリウム銅（Ｂｅ−Ｃｕ）などから形成されていることが好ましい。そして、このコンタクトフィンガー５６が弾性変形してフランジ４１の内周面４１ａに摺接されている。
【００２１】
このようなＲＦコンタクト５０が具備されたＲＦコンタクト付きベローズ４０では、ベローズ４３が伸縮されると、コンタクトフィンガー５６がフランジ４１の内周面４１ａに摺接しながら矢印Ｃ方向に移動することになる。
したがって、このＲＦコンタクト付きベローズ４０では、ＲＦコンタクト５０の内面に沿って映像電流を流すことができる。また、摺動に際し、無理な力がコンタクトフィンガー５６に生じることもない。勿論、接触圧の変化による発熱の虞もない。つまり、安定した接触圧で摺動する。さらには、摺動部の長さも短くて良いので、加速器の長さ削減に寄与することができる。
【００２２】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されない。
例えば、上記実施例では、他方のフランジ４２に比べて内径の小さいフランジ４１の内面に沿って、コンタクトフィンガー５６を摺接させているが、図３に示したように、フランジ４１の内周面４１ａに、軸方向に延びる筒状部６０を延出し、この筒状部６０の外面に、コンタクトフィンガー５６を摺接させることもできる。この場合には、コンタクト５３が筒状部６０の外周側に取り付けられる。このような構成のＲＦコンタクト付きベローズ６１であっても、上記実施例と略同様の作用効果を奏することができる。
【００２３】
さらに、図４に示したＲＦコンタクト付きベローズ６２では、ＲＦコンタクト６３の環状の基端部６４の径を小さくし、この基端部６４を小径のフランジ４１の内周側に溶着固定したものである。この場合には、コンタクト６５の先端部６５ａ側の径を大きくし、この先端部６５ａにコンタクトフィンガー５６を取り付けている。
【００２４】
また、コンタクトフィンガー５６の形状は特に限定されず、図５に示すような形状であってもよい。
このようなＲＦコンタクト付きベローズ６２であっても、前記実施例と同様の作用効果を奏することができる。
図６および図７は、弾性変形容易なコンタクトフィンガー５６が、フィンガー６５にではなく、それぞれフランジ４１，４２に取り付けられた例を示したものである。また、図６に示したコンタクト６５は、環状の基端部６６の径が先端部６５ａよりも径が大きく、その基端部６６が、フランジ４２の内周側に固定されている。一方、図７に示したコンタクト６５では、環状の基端部６６の方が先端部６５ａよりも径が小さく、小径の基端部６６がフランジ４１の内周側に固定されている。
【００２５】
このようなＲＦコンタクト付きベローズ６７，６８であっても、上記実施例と同様の作用効果を奏することができる。
また、図８に示したように、コンタクト６５の環状の両先端部６５ａ，６５ｂに、フィンガー５６を設け、フランジ４１，４２の内周側に沿って摺動させることもできる。この場合、フランジ部４１には断面略Ｌ字状のストッパ６９を設け、コンタクト６５の摺動位置を規定している。このような構造であっても、ベローズ４３の伸縮に追随させることができる。
【００２６】
また、図９，１０は、摺動部としてのコンタクトフィンガーを、弾性に富んだ円筒状コンタクトフィンガー７０で構成した例を示したものである。この円筒状コンタクトフィンガー７０からなるコンタクトフィンガーを、図９に示したように大径のフランジ４２に摺接させることもできれば、図１０に示したように、小径のフランジ４１に設けた筒状部６０の外面に当接させることもできる。
【００２７】
このようなＲＦ付きコンタクトであっても前記実施例と同様の作用効果を奏することができる。
また、図１１に示したように、両端に円環状の基端部７３，７４を有し、この基端部間を結ぶ、弾性変形可能な短冊状のコンタクト７２とから構成された、ＲＦコンタクト７１を採用することもできる。このＲＦコンタクト７１を使用する場合は、両基端部７３，７４を、前記フランジ４１，４２の内側内面にそれぞれ固定すればよい。この場合には、ＲＦコンタクト７１の中央部が湾曲することにより、ベローズ４３の収縮を吸収することができる。
【００２８】
以上、本発明の各実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されない。
例えば、コンタクトフィンガーは、Ｃｕ−Ｂｅ合金に限定されず、他の金属を使用することもできる。
さらに、上記実施例では、径の異なる２つの真空チャンバー間に好ましく使用されるが、勿論、同径の真空チャンバー間に使用することもできる。
【００２９】
また、実施例は、ＲＦコンタクトの開口部が円形であるが、楕円形やレーストラック形状、あるいは四角形状等、種々の形状においても対応できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１に記載の本発明に係るＲＦコンタクト付きベローズによれば、ＲＦコンタクトが予め内寸が異なるようにテーパー状に形成され、しかも、フィンガーを両側から挟持する構造ではなく、他の部材との摺接により長さの調整を行う構造であるので、ベローズ部材が伸縮した場合に、コンタクトフィンガーに無理な力が作用することはない。したがってベローズが伸縮するときの摩擦抵抗が小さく、ベローズのスムーズな伸縮が可能となる。さらに、このような構成であれば、大きさの異なる真空チャンバー間を連結する場合であっても、１つのＲＦコンタクト付きベローズを介装すれば良いので、継手として確保すべき寸法を短く設定することができる。
【００３１】
また、請求項５に記載のＲＦコンタクト付きベローズのように、ＲＦコンタクトが弾性変形可能なコンタクトにて構成されるものであれば、両端部をフランジ部材に固定するだけで使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るＲＦコンタクト付きベローズの断面図である。
【図２】図２は図１の実施例で採用されているＲＦコンタクトの斜視図である。
【図３】図３はコンタクトフィンガーをテーパー状のコンタクトの内周側に設け、さらに一方のフランジ部から筒状部を延出させた、本発明の他の実施例に係るＲＦコンタクト付きベローズの断面図である。
【図４】図４はコンタクトフィンガーを大径側のフランジに摺接させるとともに、コンタクトの基端部を小径側のフランジに固定した、本発明のさらに他の実施例に係るＲＦコンタクト付きベローズの断面図である。
【図５】図５はコンタクトフィンガーを大径側のフランジに摺接させるようにした他の実施例に係るＲＦコンタクト付きベローズの断面図である。
【図６】図６は小径側のフランジにコンタクトフィンガーを一体に設けた、本発明のさらに他の実施例に係るＲＦ付きコンタクト付きベローズの断面図である。
【図７】図７はコンタクトフィンガーを大径側のフランジに一体に設けた、本発明のさらに他の実施例に係るＲＦコンタクト付きベローズの断面図である。
【図８】図８はコンタクトの両端部にコンタクトフィンガーと、ストッパ部材を設け、これにより、フィンガーの両端部が摺動するようにしたＲＦコンタクト付きベローズの断面図である。
【図９】図９はコンタクトフィンガーとして円筒状のコンタクトフィンガーを採用したＲＦコンタクト付きベローズの断面図である。
【図１０】図１０は円筒状のコンタクトフィンガーを小径のフランジ側に摺動させる例を示した断面図である。
【図１１】図１１はコンタクトの両端部を各フランジにそれぞれ固定するタイプのＲＦコンタクト付きベローズの断面図である。
【図１２】図１２は従来のＲＦコンタクト付きベローズによる連結部の半断面図である。
【図１３】図１３は図１２で採用されたＲＦコンタクトの斜視図である。
【図１４】図１４は、他の従来のＲＦコンタクトの断面図である。
【図１５】図１５は、さらに他のＲＦコンタクトのフィンガー連結部の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
４０　　　　　　　ＲＦコンタクト付きベローズ
４１，４２　　　　フランジ
４１ａ　　　　　　内周面
４３　　　　　　　ベローズ
５０　　　　　　　ＲＦコンタクト
５１ａ　　　　　　切込
５１　　　　　　　基端部
５３　　　　　　　コンタクト
５６　　　　　　　コンタクトフィンガー
５７　　　　　　　コンタクト押さえ
６０　　　　　　　筒状部
６１，６２　　　　ＲＦコンタクト付きベローズ
６３　　　　　　　ＲＦコンタクト
６４　　　　　　　基端部
６５　　　　　　　コンタクト
６５ａ，６５ｂ　　先端部
６６　　　　　　　基端部
６７，６８　　　　ＲＦコンタクト付きベローズ
６９　　　　　　　ストッパ
７０　　　　　　　筒状コンタクトフィンガー
７１　　　　　　　ＲＦコンタクト
７２　　　　　　　コンタクト
７３，７４　　　　基端部
【図１】
2004055399.tif 000003
【図２】
2004055399.tif 000004
【図３】
2004055399.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004055399.tif 000011
【図１０】
2004055399.tif 000012
【図１１】
2004055399.tif 000013
【図１２】
2004055399.tif 000014
【図１３】
2004055399.tif 000015
【図１４】
2004055399.tif 000016
【図１５】
2004055399.tif 000017