(57)【要約】電子ビーム照射装置は、電子を照射ゾーンに照射する電子ビーム・システムを備える。電子ビーム・システムおよび照射ゾーンは、電子ビーム・システムからの電子によって、照射ゾーンを通過する三次元製品の外側露出面を異なる方向から照射するように構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を照射ゾーンに照射する電子ビーム・システムを備える電子ビーム照射装置であって、
前記電子ビーム・システムおよび照射ゾーンが、この電子ビーム・システムからの電子により、前記照射ゾーンを通過する三次元製品の外側露出面を異なる方向から照射するように構成されている電子ビーム照射装置。
【請求項２】
請求項１において、前記電子ビーム・システムが、互いに異なる方向から前記照射ゾーンを電子により照射するように配置された複数の電子ビーム放射器を備える電子ビーム照射装置。
【請求項３】
請求項２において、さらに、前記照射ゾーンに対する前記電子ビーム放射器の位置を変更する調整システムを備えている電子ビーム照射装置。
【請求項４】
請求項３において、前記調整システムが、前記電子ビーム放射器を前記照射ゾーンに対し近接または離間させる電子ビーム照射装置。
【請求項５】
請求項４において、前記調整システムが前記電子ビーム放射器を前記照射ゾーンを中心として回転させる電子ビーム照射装置。
【請求項６】
請求項４において、前記調整システムが、前記電子ビーム放射器を前記照射ゾーンに対し近接または離間させる調整可能な直線運動機構を備えている電子ビーム照射装置。
【請求項７】
請求項５において、前記調整システムが、前記電子ビーム放射器を前記照射ゾーンを中心として回転させる調整可能な回転機構を備えている電子ビーム照射装置。
【請求項８】
請求項５において、前記電子ビーム・システムが４つの電子ビーム放射器を備えている電子ビーム照射装置。
【請求項９】
請求項８において、前記電子ビーム放射器が第１および第２の対向する対として配置されている電子ビーム照射装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記第２の対向するペアが前記第１の対向するペアの下流側にある、電子ビーム照射装置。
【請求項１１】
請求項１において、さらに、前記照射ゾーンを通して製品を搬送する搬送システムを備え、この搬送システムが、製品の外側露出面が電子により照射されるように構成されている電子ビーム照射装置。
【請求項１２】
請求項１１において、前記製品が連続形材であり、前記搬送システムが、前記照射ゾーンの下流に配置される少なくとも１つのローラを備え、このローラにより前記連続的形材を照射ゾーンを通過して搬送する電子ビーム照射装置。
【請求項１３】
請求項１において、前記照射装置が製品の前記表面のコーティングを硬化させる電子ビーム照射装置。
【請求項１４】
請求項１において、前記照射装置が製品の前記表面を滅菌する電子ビーム照射装置。
【請求項１５】
請求項１において、前記照射装置が製品の前記表面の改質を実現する電子ビーム照射装置。
【請求項１６】
請求項１において、前記電子ビーム・システムが対向する両方向から電子を供給する電子ビーム照射装置。
【請求項１７】
請求項１６において、前記電子ビーム・システムが、間隙により互いに離間した２つの対向する電子ビーム放射器を備えている電子ビーム照射装置。
【請求項１８】
請求項１７において、前記搬送システムが、前記対向する電子ビーム放射器の間で、前記間隙を通して製品を搬送する２つのコンベア・ベルトを備え、
これらのコンベア・ベルトが、前記間隙の領域内で互いに離間しているため、前記電子ビーム放射器の間を通過する製品を電子により完全に照射できる電子ビーム照射装置。
【請求項１９】
電子を照射ゾーンに照射する電子ビーム・システムを設け、
前記電子ビーム・システムおよび照射ゾーンが、この電子ビーム・システムからの電子により、前記照射ゾーンを通過する三次元製品の外側露出面を、異なる方向から照射するように構成する、各ステップを含む電子ビーム装置を形成する方法。
【請求項２０】
請求項１９において、さらに、互いに異なる方向からの前記照射ゾーンを電子により照射するように配置された複数の電子ビーム放射器を有する前記電子ビーム・システムを設けるステップを含む方法。
【請求項２１】
請求項２０において、さらに、前記照射ゾーンに対する前記電子ビーム放射器の位置を変更する調整システムを設けるステップを含む方法。
【請求項２２】
請求項２０において、さらに、前記電子ビーム放射器を前記照射ゾーンに対し近接または離間させる機能を有する前記調整システムを設けるステップを含む方法。
【請求項２３】
請求項２２において、さらに、前記電子ビーム放射器を前記照射ゾーンを中心として回転させる機能を有する前記調整システムを設けるステップを含む方法。
【請求項２４】
請求項２２において、さらに、前記電子ビーム放射器を前記照射ゾーンに対し近接または離間させる調整可能な直線運動機構を有する前記調整システムを設けるステップを含む方法。
【請求項２５】
請求項２３において、さらに、前記電子ビーム放射器を前記照射ゾーンを中心として回転させる調整可能な回転機構を有する前記調整システムを設けるステップを含む方法。
【請求項２６】
請求項２２において、さらに、４つの電子ビーム放射器を有する前記電子ビーム・システムを設けるステップを含む方法。
【請求項２７】
請求項２６において、さらに、前記電子ビーム放射器を第１および第２の対向する対のとして配置するステップを含む方法。
【請求項２８】
請求項２７において、さらに、前記第２の対向するペアを前記第１の対向するペアの下流側に配置するステップを含む方法。
【請求項２９】
請求項１９において、さらに、前記照射ゾーンを通して製品を搬送し、製品の外側露出面が電子により照射されるように構成されている搬送システムを設けるステップを含む方法。
【請求項３０】
請求項２９において、前記製品が連続形材であり、
さらに、前記連続形材を前記照射ゾーンを通過して搬送するのに前記照射ゾーンの下流に配置された少なくとも１つのローラを有する前記搬送システムを設けるステップを含む方法。
【請求項３１】
請求項１９において、さらに、前記照射装置を、前記製品の前記表面のコーティングを硬化するように構成するステップを含む方法。
【請求項３２】
請求項１９において、さらに、前記照射装置を、前記製品の前記表面を滅菌するように構成するステップを含む方法。
【請求項３３】
請求項１９において、さらに、前記照射装置を、前記製品の前記表面の改質を実現するように構成するステップを含む方法。
【請求項３４】
請求項１９において、さらに、対向する両方向から電子を供給するステップを含む方法。
【請求項３５】
請求項３４において、さらに、間隙により離間した２つの互いに対向する電子ビーム放射器を有する前記ビーム・システムを設けるステップを含む方法。
【請求項３６】
請求項３５において、前記対向する電子ビーム放射器の間で前記間隙を通して製品を搬送し、かつ前記電子ビーム放射器の間を通過する製品を電子により完全に照射できるように前記間隙の領域内で互いに離間している２つのコンベア・ベルトを有する前記搬送システムを設けるステップを含む方法。
【請求項３７】
電子ビーム・システムからの電子を照射ゾーンに照射し、
三次元製品を、前記照射ゾーンを通過させる、各ステップからなり、
前記電子ビーム・システムおよび照射ゾーンが、前記電子ビーム・システムからの電子により、三次元製品の外側露出面を異なる複数の方向から照射して、該外側露出面を滅菌するように構成されている、移動する三次元製品を照射する方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００１年３月２０日に出願の米国特許仮出願第６０／２７７，３９９号の優先権を主張する。前記出願の全内容は参照により本明細書に引用したものとする。
【背景技術】
【０００２】
金属パイプ、構造形材などのような型出し製品は、一般に、連続的に製造される。一般的な製造方法には、連続曲げ加工だけでなく、連続押出し加工もしくは連続鋳造、または単一の移動する帯材の曲げ加工および溶接が含まれる。製造工程の最後には、製品は所望の長さに切断される。製品によっては、保護または装飾コーティング、例えば塗装が施された後に、所定の長さに切断される。このコーティング工程は一般に、連続的に移動する製品をコーティングするためのコーティング・ステーション、およびコーティングを乾燥または硬化するための極めて長い硬化炉を必要とする。硬化炉は１００〜３００フィート（約３０〜９０ｍ）の長さにもなることがあり、製造ラインの長さとコストを著しく増加させる。
【発明の開示】
【０００３】
本発明は、硬化炉を使用せずに、連続移動している形材のような製品のコーティングを硬化するのに使用する電子ビーム照射装置を提供する。本発明の電子ビーム照射装置には、電子を照射ゾーンに照射する電子ビーム・システムを含む。電子ビーム・システムおよび照射ゾーンは、電子ビーム・システムからの電子によって、照射ゾーンを通過する三次元製品の外側露出面を、異なる方向から照射するように構成される。
【０００４】
好ましい実施形態では、電子ビーム・システムは、異なる方向からの電子によって照射ゾーンを照射するように配置された複数の電子ビーム放射器を備える。実施形態によっては、電子ビーム・システムは４つの電子ビーム放射器を備え、２つずつが対向して、第１対および第２対を形成している。第２対は第１対の下流に配置できる。照射ゾーンに対する電子ビーム放射器の位置を調整する調整システムが含まれる。調整システムは、電子ビーム放射器を照射ゾーンに対し近接または離間するように移動できる調整可能な直線運動機構と、電子ビーム放射器を照射ゾーンを中心に回転させる調整可能な回転機構とを備えることができる。照射ゾーンを通過して製品を搬送する搬送システムが設けられる。搬送システムは製品の外側露出面を電子で照射できるように構成される。製品が連続形材である場合には、搬送システムは、照射ゾーンの下流に配置された少なくとも１つのローラを備えることにより、製品を照射ゾーンを通過させて搬送する。電子ビーム・システムの別の実施形態では、製品の表面の滅菌または表面改質を実現できる。
【０００５】
別の実施形態では、電子ビーム・システムは、対向する方向から電子が供給される間隙により互いに離間した２つの対向する電子ビーム放射器を備える。搬送システムは２つのコンベア・ベルトを備える。このベルトによって、製品は対向する電子ビーム放射器間を、前記間隙を通して搬送される。コンベア・ベルトは前記間隙の領域内で互いに離間しているので、電子放射器の間を通過する製品が電子により完全に照射されるようになっている。この実施形態は医療器具のような製品を滅菌するのに利用できる。
【０００６】
本発明はまた、照射ゾーンに電子を照射する複数の電子ビーム放射器を有する電子ビーム・システムを備える電子ビーム照射装置を実現する。電子ビーム・システムおよび照射ゾーンは、電子ビーム・システムからの電子によって、照射ゾーンを通過する製品を照射するように構成される。調整システムは照射ゾーンに対する電子ビーム放射器の位置を変更する。
【０００７】
本発明の前述およびその他の目的、特徴、および利点は、添付図面に示す本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明で明らかになるであろう。図面では、同一参照符号は異なる図面においても同一部品を指す。図面は必ずしも縮尺通りでなく、本発明の原理を示すことに重点が置かれている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１および２によれば、電子ビーム照射装置３０は、製造ラインに沿って連続的に移動する三次元形材製品２８、例えばパイプ、構造形材などを電子で照射するのに適するものである。製品２８は、金属、プラスチック等であり、図１では例として、連続的に押出成形されたＨ形断面材を示す。電子ビーム照射装置３０は、一般にコーティング・ステーション３５（図２）で施される、製品２８のインク、保護コーティング、塗料などの電子ビーム硬化性コーティングを硬化させるために使用される。コーティング・ステーション３５は一般に、製品２８にコーティング材を噴射するが、それ以外に、別の適当な方法でコーティングを施すこともできる。
【０００９】
照射装置３０は照射領域またはゾーン３２を囲むように配置された複数の（２つ以上）電子ビーム放射器２６を有する電子ビーム放射器システム３１を備える。各電子ビーム放射器２６は真空チャンバ２６ｂを備え、このチャンバ内には電子ｅ−を発生する電子銃が配置されている。電子ｅ−は真空チャンバ２６ｂから薄い金属箔の放射窓２６ａを通過して、電子ビーム２５として外方に加速されて照射領域３２に照射される。電子ビーム放射器２６は、１９９８年１２月１０日出願の米国特許出願第０９／２０９，０２４号、および１９９９年７月９日出願の第０９／３４９，５９２号に開示された放射器と類似である。前記の両方の出願の内容は参照により本明細書に引用したものとする。電子ビーム放射器２６は互いに相対的に配置されているため、放射窓２６ａを透過する、放射器２６により発生する電子ｅ−のビーム２５が、製品２８が照射領域３２を通過して移動する間に、その外側露出面を照射することにより、製品２８を３６０°の全方位から完全に照射する。図１に示す実施形態では、電子ビーム放射器システム３１は４つの電子ビーム放射器２６により、異なる４方向から電子ビーム２５により製品２８を照射する。９０°の角を有する製品に対しては、図１に示すように、近接する放射器２６が互いに直角になるように配設される。図１に示す実施形態では、電子ビーム放射器２６は、共通面に沿って、互いに対向する対を２つ有し、２つの対が直角をなして、照射領域３２のまわりに配置される。調整可能な直線運動機構を用いて、電子ビーム放射器２６を矢印３４の方向に照射領域３２に対し近接または離間する方向に移動させることにより、製品２８のサイズ、向き、形状に応じて電子ビーム放射器２６の位置を調整する。さらに各電子ビーム放射器２６は、調整可能な回転機構により、矢印３６（図１）の方向に照射領域３２の中心Ｃを中心として回転できるので、電子ビーム放射器２６の位置をさらに調整できる。１つの実施形態では、各電子ビーム放射器２６は互いに独立に回転する。別の実施形態では、電子ビーム放射器２６は同調して回転する。電子ビーム放射器２６は単一機構により回転させるか、または、それぞれを別個の機構により回転させることができる。
【００１０】
製品２８は、製品２８を駆動および／または案内する一連のローラ３８(図２)を一般に備える上流側部分３９ａおよび下流側部分３９ｂを有する搬送システム３９により、矢印Ａの方向に照射領域３２を通過して移動する。ローラ３８は図２のように対であってもよく、またはコンベア・システム３９の上流側部分３９ａおよび下流側部分３９ｂに位置する単一の底面支持ローラ３８で構成することもできる。コンベア・システム３９はまた、トラクタ・ベルト、または多数の平板を走行方向に連結したベルトを備えることもできる。
【００１１】
運転の際には、図２に示すように、製品２８は成形された後、搬送システム３９により照射装置３０の照射領域３２を通過して連続的に案内および／または移送される。コーティング・ステーション３５は、照射領域３２と搬送システム３９の上流側部分３９ａとの間に配置され、所望のコーティングを製品２８の外表面に連続的に施す。コーティング・ステーション３５は搬送システム３９の上流側部分３９ａより下流にあるため、コーティングされた製品２８は、照射領域３２に到着する前に、搬送システム３９に接触することはない。これにより、製品２８は均一なコーティング状態で照射領域３２に到達できる。コーティングされた製品２８が照射領域３２を通過するとき、電子ビーム放射器２６で発生する電子ｅ−のビーム２５（図１）は、製品２８のコーティングされた外側露出面を照射する。電子放射器システム３１の電子ビーム放射器２６は、製品２８のコーティングされた面が電子ビーム放射器２６から適正な距離に位置して十分な電子ｅ−放射（例えば、１２０ｋＶで作動するとき、０．７５〜１．２５インチ）を受けるように、製品２８および照射領域３２に対して矢印３４に示すように内方向または外方向に位置するよう調整される。必要であれば、電子ビーム放射器２６を、中心Ｃを中心として製品２８の周りで回転させて調整することにより、製品２８の外表面に対する電子ビーム放射器２６の向きをより最適にできる。電子ｅ−が、照射領域３２を連続的に通過する製品２８のコーティングされた面を照射するとき、電子ｅ−はコーティングの架橋結合または重合を引き起こして、製品２８のコーティングを急速に硬化させて強化する。したがって、製品２８が搬送システム３９の下流側部分３９ｂを通過する際に、製品２８のコーティングは通常下流側部分３９ｂから損傷を受けない。別の使用法では、照射装置３０は製品２８を滅菌するのに使用され、電子ビーム２５は製品２８上の微生物を死滅または無能にする。この場合、コーティング・ステーション３５は取り除くかまたは動作しないかのどちらかである。さらに、照射装置３０は、製品２８の外表面を改質するのに使用されて、例えば酸化処理、不活性化処理、窒化処理等がその外表面に対して行われる。
【００１２】
図３の電子ビーム照射装置４８は本発明の別の実施形態である。この装置４８の照射装置３０と異なる点は、製品２８の長手方向に沿って互いにずれている２対の電子ビーム放射器２６を有する点であり、各対の電子ビーム放射器２６は互いに対向している。これにより、電子ビーム放射器２６は照射領域３２のさらに内方向に配置でき、かつ製品２８の表面により近接できるので、すぐれた（位置的）調整機能を実現する。照射領域３２を通過する製品２８の両側面が、第１対をなす互いに対向する電子ビーム放射器２６の間を通過するときに照射され、次に、第２対をなす互いに対向する電子ビーム放射器２６の間を通過するときに別の両側面が照射される。したがって、製品２８の全表面を同時に照射する代わりに、照射領域３２は製品２８の表面を連続して順に照射する。電子ビーム放射器２６は矢印４０の方向（製品２８の長手方向）にその位置を調整できるものであってもよい。代替方法では、電子ビーム放射器２６はまた、製品２８に対して矢印４０ａで示す横方向にその位置を調整できるものであってもよく、これにより放射器２６を製品２８の中心に合わせることができる。
【００１３】
図４および５の照射装置５０は本発明の別の実施形態である。照射装置５０は外側筐体４４を備える。この装置を製品２８のコーティングを硬化させるために使用するとき、筐体４４はコーティング・ステーション３５の下流側に置かれる。４つの電子ビーム放射器２６を有する電子ビーム放射器システム３１は筐体４４の内部４４ａに設置される。筐体４４は電子ビーム放射器２６からの輻射を遮蔽する。輻射には電子ｅ−で形成される電子ビーム放射およびＸ線放射の両方が含まれる。電子ビーム放射器システム３１の４つの電子ビーム放射器２６は、各対の２つの電子ビーム放射器２６が互いに対向した、2対の電子ビーム放射器２６として、筐体４４の内部４４ａに設置され、これらの電子ビーム放射器２６は筐体４４を貫通して延びるトンネル４３に取り付けられる。製品２８は、トンネル４３の上流側部分４３ａを通って筐体４４に入り、下流側部分４３ｂを通って筐体４４から出るので、筐体４４を連続的に通過できる。照射領域３２は電子ビーム放射器２６間のトンネル内に含まれる。２対の対向する電子ビーム放射器２６は、トンネル４３の長手方向に沿って、互いにずれているかまたは近接している。２対の対向する電子ビーム放射器２６の縦軸同士は、例えば４５度の傾斜角で配置され互いに直交している。代替方法では、２対の電子ビーム放射器２６を、それぞれの対が水平および垂直となるような別の角度で配置することもできる。
【００１４】
トンネル４３は、上流側部分４３ａおよび下流側部分４３ｂに配置された開口５６ｂを持つ２つの端板５６ａを備え、この開口により製品２８が通過できる。トンネル４３と端板５６ａの組み合わせにより、輻射をさらに遮蔽し、また照射領域３２内に窒素のような不活性ガスを導入して保持できるので、照射中の硬化プロセスを促進させることができる。好ましくは、開口５６ｂを製品２８の断面よりわずかに大きいサイズとして、輻射の遮蔽および窒素ガスの保持を最大限可能にする。
【００１５】
筐体４４は一連の脚４１を備えており、この脚により筐体４４を上下動させて様々なサイズの製品２８の高さに適応させる。モーター５２および駆動伝動部５４は、筐体４４の底部に配置され、筐体４４に固定された一連のブッシング５３を駆動する。これにより、筐体４４の下の床または地面に垂直に固定される一連のねじ付きの脚支柱５５に対してブッシング５３を上下動させて、筐体４４を上下動させる。
【００１６】
トンネル４３の下流側部分４３ｂに延びるガイド／アイドラー・ローラを持つローラ・アセンブリ７０を有する搬送アセンブリ６８は、照射領域３２を出た後の製品２８に接触する。搬送アセンブリ６８は地面または床に接触する垂直部材６８ａを有し、この部材により、ガイド／アイドラー・ローラを筐体４４自体の高とは無関係に同一の高さに維持する。したがって、様々なサイズの製品２８の底面は常に、床から同一の高さで筐体４４を通過し、一方で、筐体４４の持ち上げ量は様々なサイズの製品２８の上部の高さに適合するように調整される。
【００１７】
電子ビーム放射器システム３１はまた、２つの調整固定具４６を含む。電子ビーム放射器２６は調整固定具４６に取り付けられ、この調整固定具４６により、照射領域３２に近接または離間する矢印３４の方向に放射器２６を直線的に移動させて調整するので、様々な形状、向き、サイズの製品２８、および筐体４４の様々な高さに適合できる。図６を参照すると、各調整固定具４６は一対の取付け板６２を有するフレーム４６ａを含み、この取付け板６２に、対向するペアの電子ビーム放射器２６の真空チャンバ２６ｂが取り付けられる。取付け板６２は、電子ビーム放射器２６の両側に設置された２つのねじ付き調整ロッド６０により、互いに、かつフレーム４６ａの一端に連結される。調整ロッド６０はモーター５８と駆動システム７２とにより駆動される。駆動システム７２は駆動プーリまたはチェーン（図示なし）により一体に連結された２つの駆動部７２ａを備え、各駆動部は別々の調整ロッド６０を駆動または回転させる。調整ロッド６０が１つの方向に回転すると、電子ビーム放射器２６は互いに近接し、別の方向に回転すると、離間する。エンコーダ５７は電子ビーム放射器２６の相対位置を決定する。フレーム４６ａはまた、調整固定具４６および電子ビーム放射器２６をトンネル４３に取付けるためのブラケット６６を含む。トンネル４３は電子ビーム放射器２６の放射窓２６ａに対応する領域で開口するように構成されているので、電子ｅ−のビーム２５は照射領域３２を照射できる。放射窓２６ａが電子ｅ−を矩形状で放射するように設計されている場合、つまり放射窓２６ａが矩形の場合、その長辺がトンネル４３の長手方向に沿うように配置されるので、放射領域３２のトンネル４３の長手方向に沿う長さが最大になる。
【００１８】
開口（放射窓２６ａ）をトンネル４３に嵌め合わせるための一連の遮蔽材６４が各取付け板６２に取り付けられるので、放射線を遮蔽し、また不活性ガスを使用する場合に、その不活性ガスがトンネル４３から漏れ出るのを防止する。遮蔽材６４は放射窓２６ａに対して前方に突出しているため、遮蔽機能を果たす一方、電子ビーム放射器２６を照射領域３２に対し近接または離間させる位置調整を可能とする。
【００１９】
図６は２つの電子ビーム放射器２６を同時に動かすための単一モーター５８を示すが、代替方法では、各電子ビーム放射器２６がモーターを備え、互いに独立して動くこともできる。さらに、調整固定具４６は、照射装置３０および４８に対して考慮された別の調整機能の一部またはすべてを備える機能を含むことができる。照射装置５０を用いると、典型的な速度である３００〜１０００フィート／分（約９０〜３００ｍ／分）で高速のコーティング硬化が実行できる。１つの実施形態では、製品２８の幅または高さは０．５〜３．２５インチ（約１．２７〜８．２６ｃｍ）である。製品２８の寸法は多様であること、および照射装置５０の寸法は製品２８の寸法に適合するサイズにできること、は理解されるところである。
【００２０】
照射装置３０、４８、および５０の電子ビーム放射器２６のサイズおよび出力は、特定の要素（速度、サイズ、コーティングの種類など）に適合するように選択できる。製品２８は一般には矩形状である必要はなく、湾曲状、円形状、三角形状、多角形状およびそれらの複合形体であってもよい。製品２８は中空または中実のどちらでもよく、また、例えば押出し加工、連続鋳造、曲げ、曲げ加工と溶接の組み合わせ等を含む通常の連続プロセスにより製作できる。さらに、電子ビーム放射器システム３１は、実際の用途に応じて、４つ以上または４つ以下の電子ビーム放射器２６を備えることができる。さらに、電子ビーム放射器２６は互いに９０度で面している必要もない。これは、４つ以下または４つ以上の電子ビーム放射器２６を使用する場合に当てはまる。円形または矩形断面を有する製品２８を照射するとき、３台の電子ビーム放射器２６を使用できる。特定の状況では、互いに対向する電子ビーム放射器２６は、軸方向または角度的にずらして配置することができる。図１〜６の実施形態は主として、三次元製品のコーティングを硬化するものとして示しているが、代替方法では、これらの実施形態は２次元の織物を照射するのにも使用でき、また滅菌または表面改質目的でも使用できる。滅菌または表面改質目的で使用される場合、コーティング・ステーション３５は省略できる。また、２次元織物を照射する場合、２つの対向する電子ビーム放射器２６だけを動作させればよい。
【００２１】
図７の電子ビーム照射装置１０は、本発明のさらに別の実施形態であり、三次元形状の製品、例えば、歯科用器具または手術器具のような医療器具を滅菌するのに適合している。照射装置１０は２つの電子ビーム放射器１２を有する電子ビーム放射器システム１３を備える。電子ビーム放射器１２の電子ビーム放射窓１２ａは互いに対向し、これらの放射窓の間に照射／滅菌領域またはゾーン２０を形成する間隙の両側で互いに軸方向に整列している。電子ビーム放射器１２は、電子ｅ−の対向するビーム２５を照射領域２０に照射する（図８）。電子ビーム放射器１２への電力はケーブル１６により供給される。搬送システム１８は、滅菌のために、製品１６を照射領域２０および電子ｅ−の対向するビーム２５に通して搬送する。搬送システム１８は第１コンベア２２ａおよび第２コンベア２２ｂを備え、その各々は、矢印１１の方向にプーリ２４（図９）を回転させることにより、ローラまたはプーリ２４のまわりを矢印１１ａの方向に駆動されるエンドレス・ベルト１４を有する。コンベア２２ａ／２２ｂは照射領域２０では互いに間隔を空けて配置されているので、電子ｅ−のビーム２５を妨げないようになっている。これにより、製品１６が滅菌領域２０を通過する間に完全に滅菌できる。
【００２２】
使用においては、電子ビーム放射器１２の電源をオンにして、２つの対向する電子ビーム２５を照射領域２０に照射する。搬送システム１８の電源をオンにして、コンベア２２ａ／２２ｂのベルト１４をプーリ２４のまわりで駆動する。滅菌する製品１６は第１コンベア２２ａのベルト１４上に置かれる(図９)。第１コンベア２２ａは製品１６を滅菌領域２０内に移動する。製品１６の先端１６ａが第１コンベア２２ａの終端に達すると、先端１６ａは第１コンベア２２ａの終端を離れて領域２０内に突出する（図１０）。先端１６ａが、滅菌電子ｅ−の一部を妨げ得るるベルト１４上に載っていない状態になると、電子ビーム２５は先端１６ａの全表面を完全に滅菌できる。先端１６ａが照射領域２０を通過後、先端１６ａは第２コンベア２２ｂに達する。製品１６の中間部分１６ｂおよび後端１６ｃは、先端１６ａに続き、第１コンベア２２ａから照射領域２０を通過して滅菌された後、第２コンベア２２ｂに達する（図１１）。次に、第２コンベア２２ｂは製品１６を照射領域２０から搬送する。
【００２３】
ほとんどの場合、製品１６は一般にその断面が比較的小さい器具であり、したがって、直径２インチ（５．０８ｃｍ）の電子ビーム２５を供給する電子ビーム放射器１２を用いれば十分である。代替方法では、実際の用途に応じて大型または小型の電子ビーム放射器１２を使用できる。さらに、必要に応じて、３台以上の電子ビーム放射器１２を使用できる。このような構成では複数の方向から電子ビーム２５を照射できる。電子ビーム放射器１２は、前方もしくは後方に斜めにして配置するか、または軸方向にずらして配置することができる。さらに、各電子ビーム放射器１２は、上方向または下方向に照射領域２０に対し近接または離間するように調整でき、また照射領域２０を中心に回転するか、または傾斜させることができる。照射装置１０は一般に比較的長さの短い製品１６を滅菌するのに使用されるが、代替方法では、照射装置１０を単一の連続移動する製品の滅菌、またはコーティングの硬化もしくは表面改質にも利用できる。搬送システム１８は用途に応じて変形できる。例えば、コンベア２２ａ／２２ｂは、互いにさらに離間させることができ、またはローラに置き換えることもできる。
【００２４】
本発明を、好ましい実施形態に関して詳細に図示して説明してきたが、当業者には、添付の特許請求の範囲に包含される本発明の範囲から逸脱することなく、形態および細部についての種々な変更が可能なことは、理解されるであろう。例えば、開示されたさまざまな実施形態の構成を組み合わせるか、または省略できる。さらに、ローラまたはコンベア・ベルトを持つ搬送システムを開示したが、代替方法では、搬送システムは重力で照射ゾーンに製品を落下して通過させる構成部材を備えることもできる。この場合、電子ビーム・システムは適切に構成されることになる。反射器を使用して電子ｅ−を反射させ、照射領域内での製品の照射効率を上げることができる。場合によっては、電子ビーム放射器のいくつかを反射器に置き換えできる。さらに、本発明の照射装置の種々の構成部材の構成、サイズ、寸法は、照射する製品のサイズと形状に応じて変化させることは理解されるであろう。製品はさまざまな表面または構造を有していてもよく、平滑である必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】電子で三次元形材を照射する、本発明の電子ビーム照射装置の一実施形態の概略端面図である。
【図２】簡単化のために電子ビーム放射器の１つを省略した、図１の電子ビーム照射装置の概略側面図である。
【図３】簡単化のために電子ビーム放射器の１つを省略した、電子ビーム照射装置の別の実施形態の概略側面図である。
【図４】簡単化のために背面アクセス・ドアを取り除いた筐体を有する、電子ビーム照射装置の別の実施形態の背面斜視図である。
【図５】背面アクセス・ドアを取り除いた、図４の電子ビーム照射装置の背面図である。
【図６】調整固定具に取り付けられた、対向する一対の電子ビーム放射器の側面図である。
【図７】電子ビーム照射装置のさらに別の実施形態の概略斜視図である。
【図８】図７の電子ビーム照射装置の概略端面図である。
【図９】図７の電子ビーム照射装置の概略側面図であって、簡単化のために１つの電子ビーム放射器が省略されており、搬送システムにより搬送され、搬送システムに沿って移動するそれぞれのステージにおける製品を示している。
【図１０】図７の電子ビーム照射装置の概略側面図であって、簡単化のために１つの電子ビーム放射器が省略されており、搬送システムにより搬送され、搬送システムに沿って移動するそれぞれのステージにおける製品を示している。
【図１１】図７の電子ビーム照射装置の概略側面図であって、簡単化のために１つの電子ビーム放射器が省略されており、搬送システムにより搬送され、搬送システムに沿って移動するそれぞれのステージにおける製品を示している。
【符号の説明】
【００２６】
２５  電子ビーム
２６  電子ビーム放射器
２６ａ  放射窓
２６ｂ  真空チャンバ
２８  製品（形材）
３０  電子ビーム照射装置
３１  電子ビーム放射器システム
３２  照射領域
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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