(57)【要約】【課題】ビーム位置モニタの電極板を、面倒な位置調整の必要がなく、高い位置精度をもって容易に固定することができるビーム位置モニタの電極板組立体の提供。【解決手段】第１、第２の円筒型電極２１、２２を収容する外筒３０の内壁面に形成される複数の溝４１と、該溝に嵌入され、第１、第２の円筒電極板を高い位置精度で支持し固定する、電気的絶縁物からなる第１乃至第３の電極板サポート４４、４６、４８と、該電極板サポートの軸方向への移動を阻止する第１、第２のストッパ手段４２、３３から構成されることを特徴とするビーム位置モニタの電極板組立体。【選択図】      図４
2004296332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電ビーム位置を検出するビーム位置モニタの、一端がダイアゴナルカットされて互いに対向配置される傾斜端面と他端面とをそれぞれ有する一対の、第１及び第２の円筒型電極板を備える電極板組立体であって、
両端が開放円筒形状を有し、前記第１及び第２の円筒型電極を収容する外筒と、
前記外筒の内壁面に形成され、該外筒端から軸方向に延びる複数の溝と、
前記溝に嵌合され、高さが前記溝の溝深より高く、前記第１の電極板の他端部を支持する受面と、前記第１の電極板の他端面と当接する段部とを有する、電気的絶縁物からなる第１の電極板サポートと、
前記溝に前記第１及び第２の電極板の傾斜端面間に介在してそれぞれ嵌合され、前記第１及び第２の電極板の傾斜端面にそれぞれ当接し、前記外筒軸に対して前記傾斜端面と同じ角度で傾斜して形成された突起部と、該突起部の両側に、前記第１の電極板サポートの受面と同じ高さに形成され、前記第１及び第２の電極板の傾斜端部をそれぞれ支持する受面とを有する、電気的絶縁物からなる第２の電極板サポートと、
前記溝に嵌合され、前記第１の電極板サポートの受面と同じ高さに形成され、前記第２の電極板の他端部を支持する受面と、前記第２の電極板の他端面と当接する段部とを有する、電気的絶縁物からなる第３の電極板サポートと、
前記各第１の電極板サポートに当接して該第１の電極板サポートの軸方向の移動を阻止する第１のストッパ手段と、
前記各第３の電極板サポートに当接して該第３の電極板サポートの軸方向の移動を阻止する第２のストッパ手段とを備える、
ことを特徴とするビーム位置モニタの電極板組立体。
【請求項２】
前記第１のストッパ手段は、前記溝に嵌合して所要位置に固定され、前記第１及び第２の電極板を、前記第１の電極板サポートを介して前記溝に沿って前記第３の電極板サポート側に押圧する手段を有することを特徴とする、請求項１に記載のビーム位置モニタの電極板組立体。
【請求項３】
前記第１のストッパ手段は、金属製であって、前記外筒の外側から貫通する金属製ねじにより前記溝に固定され、該第１のストッパ手段と前記第１の電極板サポートは、互いに当接する断面楔形状の当接面を有し、
前記ねじの締め付けにより前記第１のストッパ手段を、前記外筒の径方向外方向に移動させることにより、前記第１の電極板サポートを軸方向に押圧することを特徴とする請求項２に記載のビーム位置モニタの電極板組立体。
【請求項４】
前記第２のストッパ手段は、所要位置に固定され、前記第１及び第２の電極板を、前記第３の電極板サポートを介して前記溝に沿って前記第１の電極板サポート側に押圧する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のビーム位置モニタの電極板組立体。
【請求項５】
前記第２のストッパ手段は、前記外筒端に固着され、前記各溝の端面を閉塞して前記第３の電極板サポートの移動を阻止するリング状部材を有することを特徴とする請求項１乃至４に記載のビーム位置モニタの電極板組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子、陽子あるいはイオン等の荷電粒子を加速する加速器において使用される、粒子ビームのビーム位置を検出するビーム位置モニタの電極板の組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加速器には、タンデム型バンデグラフ装置のような直流高電圧加速器、ライナック等とも呼ばれる、交流電場を利用した線型加速器、サイクロトロン、シンクロトロン等、磁場の作用により荷電粒子を周回運動させながら、繰り返し加速を行う円型加速器があるが、図１は、円型加速器の一例を示すものである。
【０００３】
例えば、イオン源装置９１で発生し、ビーム通路９２を経て、前段加速器９３において加速されるとともに磁場などでその位置や方向を調整された、イオン等荷電粒子のビーム（以下、「ビーム」という。）は、ビーム通路９４を通じて、加速器本体９５に入射し、所定のエネルギーに達するまで加速される。十分加速されたビームは、ビーム通路９６を通じて照射装置９７に導入され、照射装置内のターゲットに照射される。なお、これらの、イオン源装置、前段加速器、ビーム通路、加速器本体、照射装置のビームの通過する内部は、ビームの進行を妨げることのないよう、いずれも高真空状態に維持される。
【０００４】
ここで、ビームが、ビーム通路等において所定の位置を通過し、所定の方向に向かって正しく進行することが重要であり、かかる条件が満足されていない場合には、ビームが正しく加速器本体に入射せず、加速されるビームの強度（ビーム密度）が小となったり、或いは、ビームを正しくターゲットに照射できない等の問題を生じることとなる。
【０００５】
このような問題を解決するため、例えば、加速器本体９５或いはビーム通路９２、９４、９６等に、加速器本体、或いはビーム通路等の断面上のどの位置をビームが通過しているのかを計測する、ビーム位置モニタが設置される。
ビーム位置モニタ１の概略構成例を図２に示す。このビーム位置モニタは、真空ダクトの一部を構成するビーム通路等に挿入される円筒形状の外筒３、この外筒３に外筒３と同軸上に挿入された２つの電極板２ａ、２ｂ並びにこれらの電極板及び外筒の各々に接続する電極端子２ｅ、２ｆ、３ａから構成される。
【０００６】
外筒３は、例えばステンレス等導電性材料製で、両端が開放されておりその外壁には、電極端子３ａが接続している。電極板２ａ、２ｂは、導電性材料製の両端開放の薄肉円筒を斜めに切断し（ダイアゴナルカット）、互い組み合わさる方向でわずかに隙間をあけて対向させ、外筒と同軸に配置している。各電極板２ａ、２ｂは、電極端子２ｅ、２ｆを有し、外筒電極端子３ａと電極端子２ｅ、２ｆとのあいだに発生する電圧を計測することができるようになっている。
【０００７】
このようなビーム位置モニタ１に高電圧に加速された荷電粒子のビームが図２の矢印Ｂのように電極板２ａ、２ｂの軸方向に入射すると、電極板２ａと外筒３及び電極板２ｂと外筒３間に電圧が発生する。このとき、電極板２ａ、２ｂの断面（軸に垂直な面）におけるビーム位置及びその広がりが電極板２ａ、２ｂの中心軸Ｏに対して軸対称であれば、電極板２ａと外筒３、電極板２ｂと外筒３のそれぞれの間に発生する電圧は、同一となる。しかし、ビーム位置が、図２において、Ｘ軸方向に中心軸Ｏから偏倚する場合には、電極板２ａ、２ｂの互いに対向する端面２ｃ、２ｄが、水平面（図２中Ｙ軸と中心軸Ｏを含む面）に関して４５度傾斜しているため、これらに電圧差を生じる。従って、かかる電圧の相違から垂直（Ｘ軸）方向のビーム位置を算出することができる（非特許文献１参照）。
【０００８】
また、図２に示された２つの電極板を同一軸上で９０度回転させた２つの電極板を電極板２ａ、２ｂの後流に同軸に配置することにより垂直方向と同様の方法で、水平（Ｙ軸）方向のビーム位置を算出することができ、これらの組み合わせにより、ビーム軸に垂直な断面におけるビームのＸ−Ｙ位置をモニタすることができる。
【０００９】
なお、荷電粒子ビームのビーム位置モニタの例ではないが、円周上の軸対称位置にディテクタを配置しビームの位置を検出する放射光位置モニタの発明が既に行われている（例えば、特許文献１、２）
【００１０】
【特許文献１】
特開平８−２７９６２４号公報
【特許文献２】
特開平８−２９７１６６号公報
【非特許文献１】
“Ｄｅｓｉｇｎ  ａｎｄ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＡＧＳ  Ｂｏｏｓｔｅｒ  ＢＰＭ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ”、ＩＥＥＥ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  １９９１
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のビーム位置測定が正確に行われるためには、円筒電極板２ａ、２ｂが、外筒３と同軸に極めて高い精度で設置されなければならない。また、電極板２ａ、２ｂの対向端面の離隔距離が端面に沿って一定に維持されることも重要である。
【００１２】
さらに、外筒３と電極板２ａ、２ｂ間には電位差が発生することから、外筒３と電極板２ａ、２ｂ間の電気的な絶縁が十分であることも必要不可欠である。
そこで、従来のビーム位置モニタの電極板の外筒への固定は、例えば、電極板を所定の位置に固定するための複数のスぺーサを外筒と電極板との間に挟み、これらのスぺーサを各々ねじによりＸ軸方向又はＹ軸方向に調整して固定する方法が採用されていた。スペーサの材料はセラミックス等電気を通さない性質のものとし、ねじは金属製であるが、電極板に接触することがないように調節されている。この従来の方法によれば、外筒と電極板間の絶縁は維持されるが、電極板の位置決めは、スペーサを固定する複数のねじのきわめて微妙な調節によることになり、かかる調節に多大の時間と労力を必要とする上、取り付け後に振動等により電極板が所定位置からずれる可能性がある。
【００１３】
別の固定方法として、セラミックス製のねじ等により電極板を直接固定する方法も知られているが、この方法では、上記同様、高い位置精度を達成するために微妙なねじ調節を必要とする上に、セラミックス製のねじ等は破損しやすいという問題もあり、ビーム位置モニタの固定方法としては不適切であった。
本発明は、以上のような課題に鑑み、電極板を外筒の内部に、面倒な位置調整の必要がなく、きわめて高い位置精度をもって容易に固定することができ、かつ外筒と電極板との間の絶縁も高い状態に保持され、取り付け後の振動などによる位置のずれ等も殆どない、ビーム位置モニタの電極板組立体を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明によっては、「荷電ビーム位置を検出するビーム位置モニタの、一端がダイアゴナルカットされて互いに対向配置される傾斜端面と他端面とをそれぞれ有する一対の、第１及び第２の円筒型電極板を備える電極板組立体であって、両端が開放円筒形状を有し、前記第１及び第２の円筒型電極を収容する外筒と、前記外筒の内壁面に形成され、該外筒端から軸方向に延びる複数の溝と、前記溝に嵌合され、高さが前記溝の溝深より高く、前記第１の電極板の他端部を支持する受面と、前記第１の電極板の他端面と当接する段部とを有する、電気的絶縁物からなる第１の電極板サポートと、前記溝に前記第１及び第２の電極板の傾斜端面間に介在してそれぞれ嵌合され、前記第１及び第２の電極板の傾斜端面にそれぞれ当接し、前記外筒軸に対して前記傾斜端面と同じ角度で傾斜して形成された突起部と、該突起部の両側に、前記第１の電極板サポートの受面と同じ高さに形成され、前記第１及び第２の電極板の傾斜端部をそれぞれ支持する受面とを有する、電気的絶縁物からなる第２の電極板サポートと、前記溝に嵌合され、前記第１の電極板サポートの受面と同じ高さに形成され、前記第２の電極板の他端部を支持する受面と、前記第２の電極板の他端面と当接する段部とを有する、電気的絶縁物からなる第３の電極板サポートと、前記各第１の電極板サポートに当接して該第１の電極板サポートの軸方向の移動を阻止する第１のストッパ手段と、前記各第３の電極板サポートに当接して該第３の電極板サポートの軸方向の移動を阻止する第２のストッパ手段とを備えることを特徴」とするビーム位置モニタの電極板組立体が提供される。
【００１５】
本発明のビーム位置モニタの電極板組立体においては、第１の電極板及び第２の電極板サポートが第１の電極板を、第２及び第３の電極板サポートが第２の電極板を円周上の複数の点で支持するとともに、第１の電極板、及び第２の電極板を挟みこんで固定することとしている。すなわち、各電極の軸方向及び円周方向の位置決めを各溝に順次嵌合される各電極板サポートにより行うため、各電極の位置精度は、面倒な取付け時の微妙なねじ調節などによって担保されるのではなく、各電極板サポートの寸法精度により担保される。このために面倒な調整無しで位置精度を高めることが可能となる。
【００１６】
また、電極板固定における位置精度をさらに高めるため、溝部を外筒内面の円周上複数形成し、電極板は、これら複数の電極板サポート全体により形成される受面に密着するように挿入することとしている。
さらに、向かいあう第１と第２の電極板の離隔距離の寸法精度を高めるため第２の電極板サポートの突起部（複数）が、該離隔距離を複数の点で定めるようにしている。
【００１７】
また、電気的絶縁性を良好なものとするため電極板サポートは、不電導体により構成している。
請求項２の発明は、「前記第１のストッパ手段は、前記溝に嵌合して所要位置に固定され、前記第１及び第２の電極板を、前記第１の電極板サポートを介して前記溝に沿って前記第３の電極板サポート側に押圧する手段を有することを特徴」とする。
【００１８】
ビーム位置モニタの電極板組立体の組立てにおいて、より容易に高い位置精度を達成するため、第１の電極板サポートを軸方向に押圧する手段を有する第１のストッパ手段を溝に嵌合させ、ストッパの固定後に第１のストッパ手段により第１乃至第３の電極板サポート及び第１並びに第２の電極を全体として締め付け、固定することとしたものである。ビーム位置モニタの電極板組立体の組立て終了後に調節スペーサを調節することのみで各電極板の位置調整を行えるため、容易に各電極板の位置精度を高めることが可能となる。
【００１９】
請求項３の発明は、「前記第１のストッパ手段は、金属製であって、前記外筒の外側から貫通する金属製ねじにより前記溝に固定され、該第１のストッパ手段と前記第１の電極板サポートは、互いに当接する断面楔形状の当接面を有し、前記ねじの締め付けにより前記第１のストッパ手段を、前記外筒の径方向外方向に移動させることにより、前記第１の電極板サポートを軸方向に押圧することを特徴」とする。
【００２０】
第１のストッパ手段を金属製のものとし、外筒の外側から貫通する金属製ねじにより溝に固定できるようにしたので、寸法精度と構造強度に優れる調節スペーサとねじの協働により、固定がより容易になる上に、セラミック製のねじの場合のような締め付け時の破損の虞がなくなる。
また、電極の微妙な位置調整を容易に行うことができるよう、調節スペーサと第１の電極板サポートの当接面は、互いに当接する断面楔形状を有し、金属製ねじの締め付けにより、調節スペーサを外筒径方向外方向へ移動させることにより、前記第１及び第２の電極板を、前記第１の電極板サポートを介して前記溝に沿って第３の電極板サポート側に押圧する構造としている。
【００２１】
請求項４の発明は、「前記第２のストッパ手段は、所要位置に固定され、前記第１及び第２の電極板を、前記第３の電極板サポートを介して前記溝に沿って第１の電極板サポート側に押圧する手段を有することを特徴」とする。
ビーム位置モニタの電極板組立体の組立てにおいて、より容易に高い位置精度を達成するため、第２のストッパ手段に第３の電極板サポートを溝部軸方向に押圧する手段を有することとさせ、第２のストッパ手段の固定後に第２のストッパ手段により第１乃至第３の電極板サポート及び第１並びに第２の電極を全体として締め付け、固定することとしたものである。ビーム位置モニタの電極板組立体の組立て終了後に第２のストッパ手段を調節することのみで各電極板の位置調整を行えるため、容易に各電極板の位置精度を高めることが可能となる。
【００２２】
請求項５の発明は、「前記第２のストッパ手段は、前記外筒端に固着され、前記各溝の端面を閉塞して前記第３の電極板サポートの移動を阻止するリング状部材を有することを特徴」とする。
電極の固定作業をより容易に行うため、複数の第３の電極板サポートの移動を、第２のストッパ手段である１枚のリング状部材の使用によりまとめて阻止することとし、併せて、複数の第３の電極板サポートそれぞれに作用する力の均一化を図っている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき図３乃至図５に基づいて詳細に説明する。
図３に示されるビーム位置モニタの電極板組立体１０は、本発明に係る１実施形態を示し、中心軸に垂直な平面内でのＸ−Ｙ軸方向の位置検出が可能となる、２対の円筒型電極板（２１、２２）、（２３、２４）を外筒３０内に備えている。
【００２４】
なお、図中、同一形状、同一機能の部品が複数あるが、電極板及びリングを除き、その構造、機能が同一の場合には、同一符号で示し、詳細な説明を省略する。
外筒３０は、両端開放の円筒形状をなし、外筒内中央位置に、後述する電極板２１乃至２４の内径に等しい径の小径段部３０ａが形成されており、この段部３０ａを挟んで両側対称位置に同じ形状の電極収容大径部３０ｂ、３０ｃが形成されている。各大径部３０ｂ、３０ｃの径は、その周壁面が電極板２１乃至２４の外壁面が所定の距離だけ離間して対向するように設定されている。ビーム上流側端３１側、下流側端３２側の大径段部３０ｂ、３０ｃには、各一組の円筒電極板（２１、２２）、（２３、２４）が配設され、これら各組の電極板は、後述するようにダイアゴナルカットされた傾斜端面の切口を、外筒３０の軸回りに９０°回転させて配置させる点を除けば、他は形状、組立方法等すべて同じである。
【００２５】
外筒３０の内壁面には、図３乃至図５に示すように、外筒３０の中心軸に対して互いに対称かつ周方向等間隔に、溝４１が、左右それぞれ４条づつ穿たれている。各溝４１は、各端面３１ａ、３２ａから始まって小径段部３０ａに亘って軸に沿って延び、軸に垂直な断面形状が矩形に形成されている。溝４１の溝底は、外筒中心軸に平行して平らに形成されており、大径部３０ｂ、３０ｃにおける溝深さは、一定である。
【００２６】
各溝端部４１ａの近傍にはその底部に、後述する取付金具４２（第１のストッパ手段）を固定するためのねじ４３を通す貫通孔４３ａが穿たれている。
外筒３０の各端面３１ａ、３２ａには、電極板２１乃至２４の組立後に、これら端面３１ａ、３２ａに溶接して、リング３３、３４が取り付けられるが、このリング３３、３４は、溝４１の一端面を塞ぎ、第２のストッパ手段としての機能を有するとともに、ビーム通路中に挿入して、真空ダクトの一部を構成するためのフランジ構造を有する。
【００２７】
外筒３０の外壁には、外筒３０とは電気的絶縁状態を維持しつつ電極板２１乃至２４に接続する略円柱状の電極板端子２１ａ乃至２４ａが、各電極板略中央位置に対向して配設され、電極板２１乃至２４の略中央位置の端子穴２１ｂ乃至２４ｂから延びるリード線が、端子孔３５ａ乃至３５ｄを通って電極端子２１ａ乃至２４ａに接続している（２４ａ、２４ｂ及び３５ｄは図示せず）。
【００２８】
外筒３０の材料は、特に限定しないが、適切な強度と加工性、機密性を有し、導電性が十分であり、また、溶接可能な材料であることが望ましく、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ等）が好適に使用される。
電極板２１乃至２４はいずれも、一端が薄肉円筒を軸に対して斜め（例えば、約６０°）に切断した端面（以下「傾斜端面」という。）を有し、他端は軸に垂直に切断した端面（以下、「他端面」という。）形状を有している。このような２つの円筒の２枚ずつの傾斜端面（例えば２１ｅと２２ｃ）を互いに対向して僅かの距離（例えば、２〜３ｍｍ）をおいて同軸上に配設される。
【００２９】
なお、電極板２１乃至２４の各他端部には後述する電極板サポートの段部４４ｂ又は４８ｂと係合することにより周方向の電極板の移動を阻止するための長方形の切欠き２１ｇ乃至２４ｇを有する。
電極板２１乃至２４は、前述の電極端子２１ａ乃至２４ａのリード線とそれぞれ接続している。
【００３０】
電極板２１乃至２４の材料は、特に限定しないが、導電性、耐熱性に優れ、ある程度の構造強度を有するものが望ましく、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ等）が好適に使用される。
電極端子２１ａ乃至２４ａの材料は外筒３０とリード線との電気的絶縁を有することと、一方で外筒３０への溶接による接続を考慮し、アルミナとステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ等）が好適に使用される。
【００３１】
次に、電極板２１乃至２４を外筒３０内部に固定する構造について説明する。ここでは、電極板２１、２２を対象として説明する。
詳細が図４に示されるように、第１の電極板２１及び第２の電極板２２を所定の位置に支持し、固定するための３種類の電極板サポート４４、４６、４８及びこれらの電極板サポート４４、４６、４８の軸方向の移動を阻止する第１のストッパ手段である取付金具４２が溝４１に所定の嵌合精度で嵌合して取り付けられている。電極板の取付精度は、これら電極板サポート４４、４６及び４８と、溝４１との所定の嵌合精度、並びにこれら電極板サポートの形状寸法精度により担保される。このため、電極板サポート、溝等の部品の加工における寸法精度が極めて高いことが重要である。
【００３２】
溝４１の端部４１ａには、前述の取付金具４２が嵌合して取り付けられている。この取付金具４２は、概略直方体形状をなし、その高さは、金具を溝に取り付けたときに露出する内面４２ａが外筒小径段部３０ａ及び電極板２１の内壁面と略面一になるように設定される。金具４２の、後述する電極板サポート４４との当接端面４２ｂは、例えば６０°の傾斜面に形成されており、溝４１の溝底に接する底面の、当接端面４２ｂ側の半部分に、当該金具を傾倒させるための空間を確保するための切欠き段部が形成されている。溝４１に嵌合された取付金具４２は、外筒３０のねじ孔４３ａを挿通させたねじ４３をこの切欠き段部に螺着させて溝４１の所定位置に取り付けられる。なお、取付金具４２及びねじ４３には、特に限定しないが、構造強度、加工精度、耐熱性等に優れる、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ等）が好適に使用される。
【００３３】
取付金具４２に当接して第１の電極板サポート４４が溝４１に嵌合されている。この電極板サポート４４も概略直方体形状をなし、取付金具４２に対向し、且つ当接する端面４４ａは、取付金具４２の傾斜面４２ｂに対応して６０°の傾斜面に形成されている。この傾斜端面４４ａは、これと当接する取付金具４２がねじ４３で締め付けられたとき、金具の傾斜端面４２ｂから押圧力を受けることができる方向に傾斜している。電極板サポート４４を溝４１に取り付けたときに露出する面には、段部４４ｂと、この段部に関して傾斜端面４４ａと反対側に、電極板２１を支持する受面４４ｃとが形成されている。電極板サポート４４の高さは、段部４４ｂにおいて、組立てられた電極板２１の内壁面と略面一になるように設定され、受面４４ｃは、段部４４ｂの高さより電極板２１の板厚分だけ低く、且つ、溝４１の深さより所定高さだけ高く設定される。これにより、電極板２１は、外筒内壁面に対して所定の距離だけ離間させて電極板サポート４４の受面４４ｃに支持させることができる。
【００３４】
受面４４ｃに支持される電極板２１は、その他端面２１ｃが、電極板サポート段部４４ｂ側面に当接させて取り付けられる。このとき、他端部２１ｄには、図５に示した切欠き２１ｇが形成されているので、この切欠き２１ｇと段部４４ｂとが係合して周方向の移動を阻止することができる。
電極板２１の傾斜端部２１ｆは、第２の電極板サポート４６により支持される。
【００３５】
電極板サポート４６も、略直方体形状をなし、溝４１に嵌入された状態で露出する面には、略中央の突起部４６ｂとその両側の受面４６ａと４６ｂとが形成されている。電極板サポート４６の高さは、突起部４６ｂにおいて組立てられた電極板２１、２２内壁面と略面一となるように設定され、受面４６ａ、４６ｃは、突起部４６ｂの高さより電極板２１、２２の厚さ分低く、且つ、溝４１の深さより所定高さだけ高く設定される。これにより、電極板２１、２２は、外筒内壁面に対し所定の距離だけ離間させて電極板サポート受面４６ａ、４６ｃに支持させることができる。
【００３６】
図５に示されるように、突起部４６には、電極板２１、２２の傾斜端面２１ｅ、２２ｃの傾斜角にあわせた傾斜をつける。電極板２１は、その傾斜端面２１ｅと他端面２１ｃをそれぞれ突起部４６ｂと段部４４ｂとに挟み込まれると同時に、傾斜端部２１ｆと他端部２１ｄを受面４６ａ、４４ｃにより支持される。
溝４１の、外筒端部３１側端部４１ｂには、第３の電極板サポート４８が嵌めこまれる。
【００３７】
電極板サポート４８は、電極板サポート４４と端面形状が相違する点を除き、同じ形状を有しており、溝４１に嵌入した状態で露出する面に段部４８ｂと電極板２２を支持する受面４８ａを有する。段部４８ｂと受面４８ａとは、第１の電極板サポート４４と同じ機能、形状を有しているのでこれらの詳しい説明は省略するが、電極板２２は、その他端面２２ｅと傾斜端面２２ｃが、段部４８ｂと突起部４６ｂとに挟み込まれるとともに、他端部２２ｆと傾斜端部２２ｄが受面４８ａ、４６ｃにより支持される。
【００３８】
ここで、端部２２ｆにも、図５に示すように切欠き２２ｇが存在するので、切欠き２２と段部４８ｂとを係合させ、電極２２の周方向へのずれを防止する。
電極板サポート４８の端面（外筒３０開放端に臨む面）４８ｃは、電極板サポート４４の傾斜端面４４ａと異なり、直立端面に形成され、この端面４８ｄは、後述するリング３３と当接する。
【００３９】
なお、電極板サポート４４、４６及び４８の軸方向長さは、組立て時において互いに干渉することがないこと（例えば、サポート４４と４６において干渉の無いこと）、及び受面が電極板を安定して支持できる長さを有すること等を考慮して設定される。
また、電極板サポート４４、４６及び４８の材料は何れも特に限定しないが、電気絶縁性、耐熱性に優れるとともに、ある程度の加工精度の高さ、強度が確保できるセラミックスが望ましく、例えばアルミナが好適に使用される。
【００４０】
リング３３は、溝面４１ｃ（第３の電極板サポート端面４８ｃと一致）を塞ぎ、電極板等の軸方向の移動を阻止する第２のストッパ手段であるとともに、ビーム通路に介挿されて真空容器の一部を構成する。このため、ビーム通路に介挿された状態で高真空度を維持できるよう、リング３３は、その端部が外筒端部３１に形成された段部と嵌合させ、嵌合位置で溶接されているとともに、真空容器の通路に接続するためのフランジ部３３ａを外筒３０側とは反対側に備える。また、第２のストッパ手段としての機能を果たすため、リング３３の内径は、第３の電極板サポート段部４８ｂと略面一（すなわち、第１、第２の電極内面とも略面一）となるよう設定されるとともに、リング３３外筒３０側端面は、前述のように外筒端部３１の段部に嵌合するのみならず、第３の電極板サポート端面４８ｃにも当接できる他端面を有する。
【００４１】
リング３３の材料は特に限定しないが、構造強度、加工精度に優れ、外筒３０との間で溶接が可能であることが必要であり、外筒３０と同じステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ等）が好適に使用される。
次に電極板組立体１０を組立てる方法を図３乃至図５に基づき説明する。
まず、外筒３０を端部３１を上にたてて、専用台（図示せず）に載置する。
【００４２】
電極板２１、２２の固定に使用する４条の溝４１に外筒３０の内側から４個の取付金具４２を一個ずつ嵌めこみ、外筒３０の外側からねじ４３により仮止めする。この状態では、ねじ４３をきつく締め付けず、軽く固定するにとどめる。
次に各溝４１に電極板サポート４４を、受面４４ｃを中心に向けてそれぞれ嵌めこむ。このとき、電極板サポート４４は、取付金具４２の傾斜端面４２ｂに傾斜端面４４ａを当接させて受け止めるので、溝４１から脱落することなく、溝４１にとどめることができ、補助具を使用することなく組立てることができる。次いで、受面４４ｃ上を滑らせて、電極板２１をその他端面２１ｃが段部４４ｂに当接するまで挿入し、切欠き２１ｇを段部４４ｂに係合させる。これにより電極２１が周方向へずれることが防止される。
【００４３】
さらに各溝４１にそれぞれ電極板サポート４６を、突起部４６ｃを中心に向けて電極２１の傾斜端部に嵌めこみ、突起部４６ｃと段部４４ｂとにより電極板２１を挟み込む。なお、このとき、電極板他端部２１ｄを、受面４４ｃで支持したまま傾斜端部２１ｆを受面４６ａにより支持する。すなわち、電極板２１各端部は、中心軸に関して対称かつ周方向等間隔に４点ずつ、計８点において電極板サポート４４、４６により位置決めされ、支持されることになる。
【００４４】
続けて、電極板２２を、電極板サポート４６の受面４６ｃ上を滑らせて、その傾斜端面２２ｃが突起部４６ｂに当接するまで挿入する。このとき、電極板傾斜端面２２ｃの傾斜を電極板傾斜端面２１ｅに沿わせるようにして電極２２を取り付けることは勿論のことである。さらに各溝４１にそれぞれ電極板サポート４８を受面４８ａを中心に向けて電極板２２の他端部２２ｆに嵌めこみ、段部４８ｂと突起部４６ｂとにより電極板２２を挟み込む。なお、このとき、電極板傾斜端部２２ｄを、受面４６ｃで支持したまま他端部２２ｆを受面４８ａにより支持する。また、他端部２２ｆに形成された切欠き２２ｇと段部４８ｂとを係合させ、電極板２２が周方向へずれることを防止する。すなわち、電極板２２は、中心軸に関して対称かつ周方向に等間隔に４点ずつ、計８点において電極板サポート４６、４８によって位置決めされ、支持されることになる。
【００４５】
以上の説明で明白なように、電極板２１、２２を外筒３０に組付けるとき、外筒端部３１を上に外筒３０を組立てた状態で作業を行うと、特別な補助具を必要とすることなく、上述の順番で取付金具、電極板サポートを順次嵌合させるだけで各部品が脱落することなく組立てることができ、組立てが極めて容易である。さらにリング３３を、外筒端部３１の段部と嵌め合うように、冠着させ、外表面の接合部３３ｃを溶接する。これによりリング３３端面３３ｂが、電極板サポート４８の軸方向の移動を阻止する。
【００４６】
最後に４本のねじ４３を互いに調節しながら締め付ける。すると、取付金具傾斜端面４２ｂが溝部４１において外筒３０側（溝底側）に次第に傾斜しながら引き寄せられるが、当接している電極板サポート端面４４ａが、取付金具４２に押圧されて、外筒端部３１方向へと僅かに移動する。この結果、電極板サポート４４、電極板２１、電極板サポート４６、電極板２２、電極板サポート４８が順次押圧され、各部品の当接端面間に生じていた隙間が無くなり、これらの部品が適正位置に位置決めされることになる。
【００４７】
電極板の固定後に、外筒３０外側に露出しているねじ４３の頭端縁部を外筒３０に各々溶接し、真空を維持することができるようにする。また、電極板へ電極端子を溶接により接続する。
電極への電極端子の接続は、以下の方法で行う。すなわち、電極板の固定後に、外筒３０外側から電極端子２１ａ、２２ａのリード線を、端子孔３５ａ、３５ｂを通して端子穴２１ｂ、２２ｂまで貫通させる。次に電極端子２１ａ、２２ａ縁部を外側から溶接する。最後に端子穴２１ｂ、２２ｂを貫通した電極端子リード線を内側からスポット溶接により固定する。
【００４８】
以上の組み立て方法は、電極板２３、２４についても同様である。
本実施例においては、外筒３０の軸に垂直な平面のＸ−Ｙ方向のビーム位置を検出するため、電極板を２組設置することとしたが、Ｘ方向のみ、又はＹ軸方向のみのビーム位置を検出する場合には電極板は１組でもよい。
また、本実施例では、溝本数（すなわち、周方向の電極板支持箇所数）について、外筒３０の軸に垂直な平面上のＸ軸、Ｙ軸に関して対称かつ互いに等間隔に設置できることを考慮し、電極板１組について４条としたが、例えば、３条、６条、８条等それ以外の本数であってもよい。
【００４９】
また、本実施例では、電極板の周方向のずれを防止するため、電極板２１、２２に切欠き２１ｇ、２２ｇを設置したが、電極板サポート４６によっても電極２１、２２の周方向へのずれは防止されるので、切欠き２１ｇ、２２ｇは無くともよい。
さらに本実施例においては、第１のストッパとしてその一端にテーパ面を有し、ねじにより径方向外側に移動しながら第１の電極板サポートを押し出す取付金具４２を使用した。
【００５０】
しかし、別の実施例として、取付金具を使用せず、溝端で第１の電極板サポート４４をおさえて固定し（すなわち、溝端を第１のストッパとする）、電極の取付精度はすべて溝４１、３種類の電極板サポート４４、４６、４８、及びリング３３、３４の加工精度によることとすることも可能であり、また、左右の組の溝は、別々に形成せずに連続させて形成させることもでき、各溝の所定位置に第１のサポートと当接するが取付位置、調節機能を有さない第１のストッパを取り付けることとしても良い。
【００５１】
また、別の変形例として、取付金具４２の傾斜端面４２ｂによる軸方向位置調節機構の代わりに、外筒外面から外筒内側に延びるシャフトに取り付けたピニオンギアと取付金具４２に取り付けたラックギアとにより取付金具４２を軸方向に移動させて位置調節するようにしてもよい。
さらに、本実施例では、取付金具４２を使用して、第１の電極板及び第２の電極板の締め付け、固定を行ったが、リング３３に取付金具４２と同等の電極サポートの押圧機能を附加してもよく、また、第２の電極板他端部２２ｆに第１の電極板サポート４４及び取付金具４２と同等のものを取り付け、この取付金具４２と同等のものを第２のストッパ手段としてもよい。
【００５２】
【発明の効果】
請求項１の発明にかかるビーム位置モニタの電極板組立体においては、第１の電極板及び第２の電極板サポートが第１の電極板を、第２及び第３の電極板サポートが第２の電極板を円周上の複数の点で支持するとともに、第１の電極板、及び第２の電極板を挟みこんで固定することとした。
【００５３】
このため、各電極の軸方向及び円周方向の位置決めは、各溝に順次嵌合される各電極板サポートにより行われることとなり、各電極の位置精度は、面倒な取付け時の微妙なねじ調節などによって担保されるのではなく、各電極板サポートの寸法精度により担保されるため、面倒な調整無しで、容易に位置精度を高められるという優れた効果を奏する。
【００５４】
また、溝部を外筒内面の円周上複数形成し、電極板は、これら複数の電極板サポート全体により形成される受面に密着するように挿入することとしたため、部品の加工精度を向上させるだけで、電極板固定における位置精度をさらに高めることができるという優れた効果を奏する。
また、電極板サポートは、不電導体により構成したため、電気的絶縁性が良好になっている。
【００５５】
さらに、電極板固定に際しては、外筒全体を溝部開放端部を上面として、鉛直に保持した状態で行うこととしてもよく、その場合には、作業がより容易になる上、重力の影響による、電極板の偏芯も防止できるというさらに優れた効果を奏する。
請求項２の発明にかかるビーム位置モニタの電極板組立体においては、ビーム位置モニタの電極板組立体の組立て終了後に、第１のストッパ手段が有する軸方向の押圧機能により、各電極板の位置調整を行えることとしたため、上記の効果に加えて、さらに容易に各電極板の位置精度を高めることができるという優れた効果を奏する。
【００５６】
請求項３の発明にかかるビーム位置モニタの電極板組立体においては、第１のストッパ手段を金属製のものとし、外筒の外側から貫通する金属製ねじにより溝に固定でき、かつ第１の電極板サポートを押圧することが可能な構造としたため、上記の効果に加えて、寸法精度と構造強度に優れる調節スペーサとねじの協働により、電極の固定及び微妙な位置調整を一層容易に行うことができるという一層優れた効果を奏する。
【００５７】
請求項４の発明にかかるビーム位置モニタの電極板組立体においては、ビーム位置モニタの電極板組立体の組立て終了後に、第２のストッパ手段が有する軸方向の押圧機能により、各電極板の位置調整を行えることとしたため、請求項２の発明と同様の優れた効果を奏する。
請求項５の発明にかかるビーム位置モニタの電極板組立体においては、複数の第３の電極板サポートの移動を、第２のストッパ手段である１枚のリング状部材の使用によりまとめて阻止することとしたため、電極の固定作業をより容易に行うことができ、また、複数の第３の電極板サポートそれぞれに作用する力の均一化されるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るビーム位置モニタを使用する加速器の一例を模式的に示す平面図である。
【図２】従来技術に係るビーム位置モニタの原理を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明に係るビーム位置モニタの電極板の電気的絶縁及び固定装置を示す略縦断面図である。
【図４】図３Ａ−Ａ’矢視部分拡大断面図である。
【図５】図４Ｂ−Ｂ’矢視部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１    ビーム位置モニタ
１０  ビーム位置モニタの電極板組立体
２１、２２、２３、２４  電極板
２１ｃ  第１の電極板他端面
２１ｄ  第１の電極板他端部
２１ｅ  第１の電極板傾斜端面
２１ｆ  第１の電極板傾斜端部
２２ｃ  第２の電極板傾斜端面
２２ｄ  第２の電極板傾斜端部
２２ｅ  第２の電極板他端面
２２ｆ  第２の電極板他端部
３０    外筒
３３、３４  リング
４１    溝
４２    取付金具（第１のストッパ手段）
４２ｂ  取付金具傾斜端面（当接端面）
４３    ねじ
４４    第１の電極板サポート
４４ａ  第１の電極板サポート傾斜端面
４４ｂ  第１の電極板サポート段部
４４ｃ  第１の電極板サポート受面
４６    第２の電極板サポート
４６ａ  第２の電極板サポート受面
４６ｂ  第２の電極板サポート突起部
４６ｃ  第２の電極板サポート受面
４８    第３の電極板サポート
４８ａ  第３の電極板サポート受面
４８ｂ  第３の電極板サポート段部
【図１】
2004296332.tif 000003
【図２】
2004296332.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004296332.tif 000006
【図５】
2004296332.tif 000007