(57)【要約】      （修正有）【課題】電子が大気中に放出される時に生ずる二次的なＸ線およびオゾンの影響により、シリンダロッドの潤滑グリスが固化することがないようにした電子線照射装置のビームシャッター機構を提供する。【解決手段】アームの支点と力点の上下関係を逆にし、力点Ｈ、支点Ｇ、作用点Ｃというように上から下へと並ぶようにした。それによってロッドの伸長縮退とビームシャッターの運動の方向を逆にした。シャッターを開にした時に、アームにつながるロッドがシリンダ本体に収縮する。シャッターが開であってＸ線、オゾンがでても、ロッドはシリンダ本体の中に縮退しており保護されている。グリスがＸ線、オゾンに触れない。だから劣化せず固化しない。グリスの寿命はのびてロッドはいつまでも良好な潤滑状態を保持することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線照射装置の照射窓の直下とその近傍を運動し電子線を開閉するビームシャッターの開閉機構であって、ビームシャッターの一部に下端Ｃが枢結されたアームを中間高さにある支点Ｇによって回動自在に支持し、アームの支点Ｇより上側の点Ｈをシリンダのロッド先端に結合し、ロッドの運動とビームシャッターの運動が反対方向になるようにし、ビームシャッターが開のときロッドが縮退しているようにした事を特徴とする電子線照射装置のビームシャッター開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子線照射装置において空圧シリンダを利用したビームシャッターでシリンダのロッド部を運転中、Ｘ線およびオゾン雰囲気にさらさせない機構に関するものである。
【０００２】
電子線照射装置というのは真空中でフィラメントを加熱して熱電子を発生させ加速管で電子を加速して高速の電子線ビームとしてから照射窓の窓箔を通して大気中に取り出して被処理物に電子線をあてて高分子架橋、塗膜硬化、殺菌などの処理を行う装置である。
【０００３】
高圧電源、加速管、フィラメント、照射窓、搬送機構、金属筐体、冷却機構などを含む。
【０００４】
加速エネルギーが５ＭｅＶ〜５００ｋｅＶというように高い場合は背の高い大型の走査型のものを用いる。加速エネルギーが数十ｋｅＶ〜５００ｋｅＶというように低い場合は非走査型のものを用いる。走査型の場合は加速管の終わりに走査コイルを備えそれに続いて三角形状に広がった走査管を設ける。高いエネルギーに加速した細い電子線ビームを縦横に走査して被処理物に照射する。
【０００５】
非走査型（エリア型）の場合は多数の平行フィラメントを利用し、電子が出るフィラメント領域の面積を広くしておき、それをそのまま照射窓の方向へ加速する。大面積の電子流が発生するから走査しなくても被処理物の広い面積に一挙に電子線が照射される。
【０００６】
照射窓というのはフィラメントのある真空領域と、被処理物の存する大気圧領域を仕切るための窓でありＴｉ、Ａｌの窓箔が張られている。照射窓は金属製の大きい筐体に取り付けられる。窓箔の下には電子線ビームを開閉するためのビームシャッターが設けられる。ビームシャッターが開くと窓箔を通って電子線が外部へ出る。ビームシャッターを閉じると電子ビームはビームシャッターの上面に当たり外部へ出てこない。
【０００７】
ビームシャッターを開いている時、電子線が被処理物に当たるとＸ線がでる。Ｘ線を遮蔽するため厚い金属筐体で搬送機構や被処理物、照射窓を覆うようになっている。金属筐体の中を無端周回コンベヤなどの搬送機構が走行し被処理物を入口−照射窓直下（処理位置）−出口へと運んでゆくようになっている。それもＸ線が漏洩しないように上下に強く蛇行するような工夫がなされている。
【０００８】
加速電源は、商用電源をトランスによって適当な電圧に変換し、それを多数のコンデンサと整流器を組み合わせた電圧逓倍回路によって所望の高電圧にしている。それらの高電圧を扱うコンデンサ、整流器は高電圧架台の上に搭載され、大地側とは絶縁されている。電圧が高い走査型の場合は電源回路は複雑で容積も大きい。電圧が低い非走査型の場合電源回路はより簡単化されている。
【０００９】
この発明は電子線を開閉するためのビームシャッターに関する。これは照射窓と大体同じ寸法の大きい水平の金属板であり、照射窓の直下の閉鎖位置と照射窓の側方の待機位置（開放）の間を平行移動する。
【００１０】
【従来の技術】
特開平１０−２６７００号「電子線処理装置」における従来技術としてビームシャッターを用いた電子線照射装置が開示されている。図４がその従来構造を示しているが、ここでは電子線照射装置に使用されているビームシャッター機構として図１、図２にその従来例を示す。図１、図２において走査管５の前面あるいは後面に空圧シリンダ２がピン２０を介して支持されている。走査管５の照射窓Ｗの下方にビームシャッター１が設けられる。ビームシャッター１は重い金属板で水平に移動できるように両側にコマがついており、レールを転動するようになっている。ここでは簡単のためレールやコマの図示は略した。
【００１１】
ビームシャッター１が走査管５の照射窓Ｗの直下にくるとビームは遮られる（閉状態）。ビームシャッター１が走査管５の照射窓Ｗから外れるとビームはそのまま直進して被処理物（図示しない）に当たる（開状態）。
【００１２】
ビームシャッター１の端にはリンク９を介してアーム３の下端が枢結される（Ｃ点）。アーム３の上端は走査管５から突き出たブラケット７の先端に枢支される。これが支点Ｇである。アーム３の半ばにはクランク機構６があって、空圧シリンダ２のロッド４の先端に連結されている。その連結点が力点Ｈである。
【００１３】
ピン２０を介し走査管５によって支持されている空圧シリンダのロッド４が出たとき、アーム３のクランク機構６を介して左へ押される。それによりシャッター１が左へ引き寄せられる。シャッター１が開となる。
【００１４】
逆に、空圧シリンダ２のロッド４が引っ込んだとき、アーム３のクランク機構６によりシャッター１が引き寄せられる。シャッター１は照射窓Ｗの直下に位置する。閉となる。そのような機構である。
【００１５】
簡単にいえば、シャッター１は空圧シリンダのロッド４によって押されて開き、ロッド４に引っ張られて閉じるという訳である。アーム３とビームシャッター１の枢結点（作用点）をＣとし、ブラケット７・アーム３の支点をＧとし、クランク機構６・ロッド４の連結点（力点）をＨとする。ＧＣ＝ｂ、ＧＨ＝ｄとする（ｂ＞ｄ）と、ロッド４の運動を、クランク機構はｂ／ｄに拡大してアームを動かす。運動の倍率ｂ／ｄは１より大きい正である。倍率が１以上だから、空圧シリンダのロッドはアームのストロークより短い範囲を動けば良いのである。しかもロッド運動とシャッター運動は同方向である。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図１、２に示したビームシャッター機構では、シリンダのロッド４が出るとアーム３が左へ移動することによりシャッター１が開くものであった。つまりビームシャッター１が開いているときにはロッド４が延びている。空圧シリンダからロッド４が露呈している端をＪとすると、ロッドＨＪが外部に露呈していることになる。
【００１７】
電子線照射装置の運転中において、つまり照射中においては、電子線が被処理物やコンベヤに当たり、Ｘ線およびオゾンが大量に発生する。ビームシャッターは通常は開いた状態で運転をしている。したがって、シリンダ１のロッド４はいつもシリンダ本体から突き出た状態（ＨＪが露出）になっており、Ｘ線およびオゾン雰囲気にされされている。
【００１８】
この状態においてロッド４とシリンダ本体を潤滑しているグリスがＸ線およびオゾン雰囲気にさらされ硬化してしまう。ＨＪ間に付着しているグリスが硬化するとロッドが動きにくくなる。甚だしいときは動かなくなる。そうなるとシャッターを閉にしようとしても動かず閉にできないという問題があった。
【００１９】
オゾンを排出するために窒素ガスを下流側から上流側へ通してオゾンをロッドまで回り込まないような工夫はしているのであるが、それでも幾分はシリンダロッドまで広がり僅かな割合であろうがグリスに付着しグリスを劣化させる。長い運転時間のうちにはそのような漏れたオゾンやＸ線によるグリス劣化、潤滑不全というようなことが起こる可能性がある。
【００２０】
シリンダロッドと穴の間の潤滑のためのグリスがＸ線、オゾンによって固まらないようにしたビームシャッター開閉機構を与えるのが本発明の目的である。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のビームシャッター開閉機構は、クランク機構の支点Ｇをシリンダロッドとの連結点Ｈ（力点）より下方にする。クランク機構とアームの枢結点Ｃ（作用点）はかわらない。
【００２２】
シリンダロッドの運動が、支点Ｇによって反転して、ビームシャッターの運動となる。だからシリンダロッドが右へゆけば、ビームシャッターは左へ進む。ロッドが左へ変位すると、ビームシャッターは右へ動くということになる。そのようにシリンダロッドの運動をビームシャッターの運動が反対方向になるようにしている。
【００２３】
そのようにするとシリンダロッドが縮退しているときにビームシャッターが開くし、ロッドが伸長している時にビームシャッターは閉じるということになる。ビームシャッターが開いているとき電子線が被処理物にあたり処理がなされる。電子線が被処理物やコンベヤに当たるのでＸ線やオゾンがでる。ビームシャッターが開のときロッドは縮退しており、グリス潤滑面はシリンダ筒の内部に隠れている。だからＸ線やオゾンがシリンダ側まで廻り込んだとしてもそれによってロッドのグリスが化学反応して劣化するというようなことはない。ロッドの潤滑面はシリンダによって保護されているのである。
【００２４】
シリンダロッドを押し出すとビームシャッターが閉じる。ビームシャッターが閉じているときは電子線が外部に出ないので、Ｘ線、オゾンが発生しない。ロッドが伸長しているから潤滑面がシリンダの外部に露呈し、グリスも外部に出ている。しかしそもそもＸ線やオゾンが発生していないのだからロッドの潤滑面のグリスがオゾンなどによって劣化するというようなことはありえない。
【００２５】
そのように本発明はＸ線、オゾンが出る可能性のあるときはロッドが縮退するような配置としてロッドの廻りの潤滑を必要とする面におけるグリス劣化を防止している。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の形態を図３、４により説明する。走査管５から横方向に延びたブラケット８を設ける。ブラケット８の上に平行対の突片２２をもうけ突片２２に通したピン２３によって空圧シリンダ２を揺動可能に取り付ける。空圧シリンダ２のロッド４の先端を縦長アーム３の上端に枢結する。それが力点となる。
【００２７】
空圧シリンダ２は図１、２のように後部をピンによって走査管５の壁面に回動可能に取り付けてもよい。いずれであってもよいが、ブラッケト８から離隔して走査管５のより上方の壁面にピンでつけるとロッドのストロークを大きくとることができる。だから倍率を低くできシリンダにかかる力を少なくできる。反対に図面のようにブラッケト８の上につけると倍率を大きくできてロッドストロークは短くてよいということになる。反面ロッドにかかる力は大きくなる。
【００２８】
ブラケット８の先端にアーム３の中間点を回動自在に連結する。それが支点Ｇとなる。空圧シリンダから突き出たロッド４とアーム３の連結点をＨ（力点）とする。支点Ｇが力点Ｈより下方にある。
【００２９】
アーム３の下端の点はリンク９を介してビームシャッター１の端に回動自在に結合されている。リンク９とアーム３の枢結点が作用点Ｃである。アーム３はレールによって水平運動するよう案内されており、アーム３は支点Ｇの廻りの円運動をするからリンク９のようなものが必要になる。
【００３０】
上から順に、力点Ｈ、支点Ｇ、作用点Ｃが並んでいる。支点・力点間をＧＨ＝ｄとし、支点・作用点間をＧＣ＝ｂとすると、運動の倍率は−ｂ／ｄによって与えられる。倍率が負であるから、ロッド運動とビームシャッター運動が逆になる。
【００３１】
ロッドを伸長するとビームシャッターは照射窓Ｗの直下に来て電子線が外部へでないよう遮断する。ロッドを縮退させるとビームシャッターは照射窓Ｗから外れてシャッターが開放の状態になる。電子線は照射窓を通して外部へ出てきて被処理物にあたる。ロッドが縮退しシリンダの内部にある。Ｘ線やオゾンが発生するが、それらがロッドの近傍まで回り込んだとしてもロッドはシリンダの内部にひっこんでいるから、グリスにオゾン、Ｘ線が作用することはない。グリスが劣化、固化するというようなことはない。だから長く潤滑性能が損なわれない。つまりビームシャッターが開いているときロッドはシリンダ内奥深くに内蔵され保護され、ビームシャッターが閉じているときロッドはシリンダから出てくるが、そのときはオゾンはないので劣化の心配がない。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は、ビームシャッターを開閉するためのアームの支点Ｇを、ロッドにつながる力点Ｈより下にしているので、ロッドの運動と、ビームシャッターの運動の方向が反対になる。支点・力点ＧＨ間をｄ、支点・作用点間ＧＣをｂとし、運動の倍率は−ｂ／ｄとなる。運動の倍率が負であるということが重要である。ロッドが伸長したときビームシャッターが閉じ、ロッドが縮退したときビームシャッターが開く。本発明によれば、空圧シリンダのロッド部が引っ込んだ状態で、ビームシャッターが開いている。ビームシャッターが開いているときＸ線、オゾンが発生するがロッドはシリンダの中に縮退している。シリンダのロッド部がＸ線およびオゾン雰囲気にさらされることなく電子線照射装置を運転することができる。また、アームおよびシャッター構造をシンプルにし、かつ小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子線照射装置の走査管照射窓直下に設けられたビームシャッターを開閉するための従来の機構を示す図であり、ビームシャッターが開の状態を示す。アームの支点Ｇ、力点Ｈ、作用点Ｃが上からＧ、Ｈ、Ｃの順序で並んでいる。
【図２】電子線照射装置の走査管照射窓直下に設けられたビームシャッターを開閉するための従来の機構を示す図であり、ビームシャッターが閉の状態を示す。
【図３】電子線照射装置の走査管照射窓直下に設けられたビームシャッターを開閉するための本発明の機構を示す図であり、ビームシャッターが開の状態を示す。アームの支点Ｇ、力点Ｈ、作用点Ｃが上からＨ、Ｇ、Ｃの順序で並んでいる。
【図４】電子線照射装置の走査管照射窓直下に設けられたビームシャッターを開閉するための本発明の機構を示す図であり、ビームシャッターが閉の状態を示す。
【符号の説明】
１  ビームシャッター
２  空圧シリンダ
３  アーム
４  シリンダロッド
５  走査管
６  クランク機構
７  ブラケット
８  ブラケット
９  リンク
２０  ピン
２２  突片
２３  ピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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