(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温，低温，真空等、常温常圧大気中でない環境を保つための容器に設けられる光学窓の構造であって、
開口部を有するコバール金属部材と、
前記開口部を覆うようにして設けられる石英板と、
前記コバール金属部材と前記石英板との間に介在するアルミニウム製のシールリングと、
容器開口部が形成された取付け用フランジ部と、を備え、
前記コバール金属部材は、前記容器開口部の内面に当接する筒部と、前記開口部が形成され且つ前記筒部から滑らかに連続して前記筒部の内側に延びる底部と、で構成されており、前記石英板は、前記コバール金属部材の前記筒部の内側に位置し、
前記シールリングを介在させた状態で前記石英板が設けられた前記コバール金属部材は、前記容器開口部を覆う状態で前記筒部の端部と前記取付け用フランジ部とが溶接されて接合されることにより、前記取付け用フランジ部に固定されており、
前記取付け用フランジ部には、前記石英板に作用する応力を緩和するための応力緩和部が、前記シールリングを囲むようにして設けられ、
前記応力緩和部として、前記取付け用フランジ部の前記容器開口部の外側に、前記応力を緩和するように所定の深さを有する溝部が設けられていることを特徴とする光学窓構造。
【請求項２】
前記コバール金属部材は、薄肉状に形成されており、
前記応力緩和部として、前記コバール金属部材における前記容器側の部材に接合される部分と前記シールリングが位置する部分との中間部に折り返し部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学窓構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高温，低温，真空等、常温常圧大気中でないの環境を保つための容器に設けられた光学窓の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光学窓構造として、たとえば特開平１１−９０２０８号公報に開示されたようなものが知られている。この特開平１１−９０２０８号公報に開示されたものは、真空処理装置の真空容器の開口部に光学窓としてののぞき窓装置が設けられている。こののぞき窓装置は、真空容器の開口部に挿通された筒状本体部を備えており、筒状本体部の内周壁の中央部にはリング状受け部が突設されており、このリング状受け部には、ガラス板用Ｏリングを間に挟んで、透明な窓部材である円形ガラス板が載置されている。この円形ガラス板は止め輪によって筒状本体部の内側に固定されると共に、リング状受け部に押圧されており、ガラス板用Ｏリングによって円形ガラス板とリング状受け部との間の気密性が確保されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、高温，低温，真空等、常温常圧大気中でないの環境を保つための容器に設けられた光学窓の構造に関し、光学窓を薄型化することが可能な光学窓構造を提供することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述した真空容器のような、高温，低温，真空等、常温常圧大気中でない環境を保つための容器内を十分に観察することができる光学窓の構造に関し、光学窓の薄型化、すなわち、上述した円形ガラス板といった窓材を容器側の部材に形成された開口部にできる限り近づけて設けることが可能な光学窓の構造について、調査研究を続けてきた。この結果、本発明者らは、上述した窓材として石英板を採用し、開口部を有するコバール金属部材と、コバール金属部材の開口部を覆うようにして設けられる石英板と、コバール金属部材と石英板との間に介在するアルミニウム製のシールリングとを備え、熱圧着等のプロセスを用いてシールリングを介在させた状態で石英板をコバール金属部材に設け、シールリングを介在させた状態で石英板が設けられたコバール金属部材を容器側の部材に形成された容器開口部を覆うように容器側の部材に対して溶接により接合することにより、光学窓を薄型化することが可能な光学窓構造を発案するに至った。
【０００５】
しかしながら、本発明者の更なる調査研究の結果、上述したような光学窓構造においては、様々な応力、たとえばコバール金属部材を容器側の部材に溶接して接合したときに生じる応力等が石英板に作用して、この石英板が破損してしまうという問題を有していることが新たに判明した。
【０００６】
かかる研究結果を踏まえ、本発明に係る光学窓構造は、高温，低温，真空等、常温常圧大気中でない環境を保つための容器に設けられる光学窓の構造であって、開口部を有するコバール金属部材と、開口部を覆うようにして設けられる石英板と、コバール金属部材と石英板との間に介在するアルミニウム製のシールリングと、を備え、シールリングを介在させた状態で石英板が設けられたコバール金属部材は、容器側の部材に形成された容器開口部を覆うように容器側の部材に対して溶接により接合されており、コバール金属部材もしくは容器側の部材の少なくとも一方には、石英板に作用する応力を緩和するための応力緩和部がシールリングを囲むようにして設けられていることを特徴としている。
【０００７】
本発明に係る光学窓構造では、開口部を有するコバール金属部材と、開口部を覆うようにして設けられる石英板と、コバール金属部材と石英板との間に介在するアルミニウム製のシールリングとを備え、シールリングを介在させた状態で石英板が設けられたコバール金属部材は、容器側の部材に形成された容器開口部を覆うように容器側の部材に対して溶接により接合されるので、容器開口部に対して石英板を近づけて配設することが可能となり、光学窓の構造を薄型化することができる。また、コバール金属部材もしくは容器側の部材の少なくとも一方には、石英板に作用する応力を緩和するための応力緩和部がシールリングを囲むようにして設けられているので、石英板に作用する様々な応力、たとえばコバール金属部材を容器側の部材に溶接して接合したときに生じて、シールリングを介して石英板に作用する応力等が緩和されることになり、石英板の破損を防ぐことができる。
【０００８】
また、コバール金属部材は、容器開口部の内面に当接する筒部と、開口部が形成され且つ筒部から滑らかに連続する底部と、で構成され、筒部の端部と容器側の部材とが溶接により接合されていることが好ましい。このように、コバール金属部材が、容器開口部の内面に当接する筒部と、開口部が形成され且つ筒部から滑らかに連続する底部とで構成され、筒部の端部と容器側の部材とが溶接により接合されるので、コバール金属部材のシールリングが位置する部分が、容器側の部材と溶接により接合される筒部の端部から遠ざかることになり、コバール金属部材における筒部の端部からシールリングが位置する部分までの間にて上述した応力が緩和されることになる。これにより、コバール金属部材に上述した応力を緩和するための応力緩和部を配設し得る構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。
【０００９】
また、応力緩和部として、コバール金属部材における容器側の部材に接合される部分とシールリングが位置する部分との中間部に、容器側の部材に接合される部分より低い剛性を有する低剛性部が設けられていることが好ましい。このように、コバール金属部材における容器側の部材に接合される部分とシールリングが位置する部分との中間部に、容器側の部材に接合される部分より低い剛性を有する低剛性部が設けられることにより、上述した応力を低剛性部により緩和することができる。また、コバール金属部材における容器側の部材に接合される部分は、低剛性部が設けられることになる中間部よりも剛性が高くなるので、コバール金属部材による石英板の支持強度の低下を抑制することができる。
【００１０】
また、低剛性部として、コバール金属部材における中間部の夫々の面には、容器側の部材に接合される部分の剛性よりも剛性を低下させるように所定の深さを有する溝部が、夫々の面間において互い違いとなるように複数設けられていることが好ましい。このように、低剛性部として、コバール金属部材における中間部の夫々の面には、容器側の部材に接合される部分の剛性よりも剛性を低下させるように所定の深さを有する溝部が、夫々の面間において互い違いとなるように複数設けられるので、コバール金属部材に上述した応力を緩和するための応力緩和部として、低剛性部を配設し得る構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。
【００１１】
また、コバール金属部材は、薄肉状に形成されており、応力緩和部として、コバール金属部材における容器側の部材に接合される部分とシールリングが位置する部分との中間部に折り返し部が設けられていることが好ましい。このように、コバール金属部材が薄肉状に形成され、応力緩和部として、コバール金属部材における容器側の部材に接合される部分とシールリングが位置する部分との中間部に折り返し部が設けられることにより、上述した応力を折り返し部により緩和することができる。また、コバール金属部材に上述した応力を緩和するための応力緩和部を配設し得る構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。
【００１２】
また、応力緩和部として、容器側の部材の容器側開口部の外側に、応力を緩和するように所定の深さを有する溝部が設けられていることが好ましい。このように、応力緩和部として、容器側の部材の容器側開口部の外側に、応力を緩和するように所定の深さを有する溝部が設けられるので、この溝部により上述した応力が緩和されることになる。これにより、コバール金属部材側に応力緩和部を配設することができないといったような、上述した応力をコバール金属部材側にて十分に緩和できない場合においても、上述した応力を緩和することができる。また、容器側の部材に上述した応力を緩和するための応力緩和部を配設し得る構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明による光学窓構造の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付しており、重複する説明は省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による光学窓構造が適用された真空容器を示す全体図であり、図２は、本発明の第１実施形態を示す平面図であり、図３は、同じく第１実施形態を示す断面図である。第１実施形態においては、本発明を真空容器の光学窓、いわゆるビューイングポートに適用した例を示している。
【００１５】
真空容器１は、図１に示されるように、容器本体２と、容器本体２から突設された筒部３と、筒部３の端部に設けられるフランジ部４とを有している。フランジ部４は、本体側フランジ部５と、この本体側フランジ部５に着脱可能に取付けられる取付け用フランジ部６とで構成されている。本体側フランジ部５は、筒部３の端部に溶接等により固設されている。本体側フランジ部５と取付け用フランジ部６とは取付け用ボルト７及びナット７ａにより固定され、本体側フランジ部５及び取付け用フランジ部６には、取付け用ボルト７を通すためのボルト穴８が複数箇所（本実施形態においては、４個所）穿設されている。真空容器１は、真空容器１内部に画成される空間が真空引きされることにより、大気圧よりも減圧され、実質的に真空状態とされる。
【００１６】
取付け用フランジ部６は、図２にも示されるように、略環状を呈するステンレス等の金属部材からなり、取付け用フランジ部６の内側には、真空容器１内部とつながる容器開口部９が形成される。この容器開口部９には、図３に示されるように、真空容器１内を真空容器１外側から覗くことが可能な光学窓１１が設けられる。光学窓１１は、コバール金属部材１２と、石英板２１と、アルミニウム製のシールリング２２とで構成されている。ここで、取付け用フランジ部６は、各請求項における容器側の部材を構成している。
【００１７】
コバール金属部材１２は、コバール金属からなる断面略Ｌ字状の環状部材であり、取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面に当接する筒部１３と、筒部１３から滑らかに連続して内側に延びる底部１４とで構成されている。底部１４には、開口部１５が形成されている。コバール金属部材１２には、石英板２１が、コバール金属部材１２の開口部１５を覆うように固着されている。石英板２１のコバール金属部材１２への固着は、石英板２１とコバール金属部材１２との間にシールリング２２を挟んだ状態で、これらを熱圧着することにより行われる。したがって、熱圧着が行われた状態では、シールリング２２は、石英板２１とコバール金属部材１２との間に介在して設けられることになる。石英板２１は、板状の石英（コルツ）ガラスの基材からなり、紫外線を透過するように構成されている。なお、石英板２１として、その側面の表面が公知の手法により滑らかで且つ傷が極めて少ない面に形成されているものを用いることが好ましい。
【００１８】
光学窓１１の取付け用フランジ部６への固定は、石英板２１とコバール金属部材１２との間にシールリング２２を挟んで熱圧着して、石英板２１がシールリング２２を介在させた状態で設けられたコバール金属部材１２を取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面に嵌め込み、コバール金属部材１２の筒部１３と取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面とを当接させ、コバール金属部材１２（底部１４）及び石英板２１で容器開口部９を覆う状態（図３に示された状態）で、この筒部１３の端部１３ａと取付け用フランジ部６とを溶接により接合することにより行われる。筒部１３の端部１３ａと取付け用フランジ部６との溶接は、筒部１３（取付け用フランジ部６）の全周にわたって行われる。
【００１９】
取付け用フランジ部６には、取付け用フランジ部６の筒部１３が溶接される部分を囲むようにして、溝部１０が形成されている。溝部１０は、筒部１３と取付け用フランジ部６との溶接時に発生する熱による応力歪みの発生や、真空容器１の使用時における熱サイクルによる応力歪みの発生等を緩和するものであり、これらの応力歪みの発生を緩和することにより、コバール金属部材１２に応力歪みが伝わりにくくなるという効果を有している。また、溝部１０は、取付け用フランジ部６と本体側フランジ部５とを取付け用ボルト７及びナット７ａにより締結するときに発生する応力も緩和できるという効果も有するものである。
【００２０】
以上のことから、第１実施形態においては、光学窓１１は、開口部１５を有するコバール金属部材１２と、開口部１５を覆うようにして設けられる石英板２１と、コバール金属部材１２と石英板２１との間に介在するアルミニウム製のシールリング２２とを備え、シールリング２２を介在させた状態で石英板２１が設けられたコバール金属部材１２は、取付け用フランジ部６に形成された容器開口部９を覆うように取付け用フランジ部６に対して溶接により接合されるので、容器開口部９に対して石英板２１を近づけて配設することが可能となり、光学窓１１の構造を薄型化することができる。
【００２１】
また、コバール金属部材１２が、容器開口部９の内面に当接する筒部１３と、開口部１５が形成され且つ筒部１３から滑らかに連続する底部１４とで構成され、筒部１３の端部１３ａと取付け用フランジ部６とが溶接により接合されているので、コバール金属部材１２のシールリング２２が位置する部分が、取付け用フランジ部６と溶接により接合される筒部１３の端部１３ａから遠ざかることになり、コバール金属部材１２における筒部１３の端部１３ａからシールリング２２が位置する部分までの間の部分が、コバール金属部材１２（筒部１３の端部１３ａ）と取付け用フランジ部６との溶接のときに生じて石英板２１に作用する応力等の、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能することになる。したがって、コバール金属部材１２における筒部１３の端部１３ａからシールリング２２が位置する部分までの間の部分が、上述したように応力緩和部として機能して、シールリング２２の全周を外側から囲むようにして設けられるので、たとえばコバール金属部材１２（筒部１３の端部１３ａ）を取付け用フランジ部６に溶接して接合したときに生じて、シールリング２２を介して石英板２１に作用する応力が緩和されることになり、石英板２１の破損を防ぐことができる。
【００２２】
また、コバール金属部材１２が、容器開口部９の内面に当接する筒部１３と、開口部１５が形成され且つ筒部１３から滑らかに連続する底部１４とで構成され、筒部１３の端部１３ａと取付け用フランジ部６とが溶接により接合されることにより、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能することになるので、コバール金属部材１２に上述した応力を緩和するための応力緩和部を配設し得る光学窓１１の構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。
【００２３】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態を示す平面図であり、図５は、同じく第２実施形態を示す断面図である。第２実施形態と第１実施形態とでは、コバール金属部材の形状に関して相違する。
【００２４】
コバール金属部材３１は、コバール金属からなる略円板状の部材であり、その中央に、石英板２１により覆われる開口部１５が形成されている。石英板２１のコバール金属部材３１への固着は、第１実施形態と同様に、石英板２１とコバール金属部材３１との間にシールリング２２を挟んだ状態で、これらを熱圧着することにより行われる。したがって、熱圧着が行われた状態では、シールリング２２は、石英板２１とコバール金属部材３１との間に介在して設けられることになる。コバール金属部材３１におけるシールリング２２が位置する部分の外周部分には、図４に示されるように、シールリング２２の全周を外側から囲むようにして溝部３３が設けられている。この溝部３３は、図５に示されるように、コバール金属部材３１の夫々の面３１ａ，３１ｂ間において互い違いとなるように複数形成されている。
【００２５】
また、光学窓１１の取付け用フランジ部６への固定は、石英板２１とコバール金属部材３１との間にシールリング２２を挟んで熱圧着して、石英板２１がシールリング２２を介在させた状態で設けられたコバール金属部材３１を取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面に嵌め込み、コバール金属部材３１の外周端部３２の端面と取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面とを当接させ、コバール金属部材３１及び石英板２１で容器開口部９を覆う状態（図５に示された状態）で、このコバール金属部材３１の外周端部３２と取付け用フランジ部６とを溶接により接合することにより行われる。コバール金属部材３１と取付け用フランジ部６との溶接は、コバール金属部材３１（取付け用フランジ部）の全周にわたって行われる。
【００２６】
溝部３３は、取付け用フランジ部６に接合される部分（外周端部３２）の剛性よりも剛性を低下させるように所定の深さを有している。これにより、コバール金属部材３１と取付け用フランジ部６とが溶接されるときには、上述した溝部３３が、コバール金属部材３１における取付け用フランジ部６に接合される部分（外周端部３２）とシールリング２２が位置する部分との中間部に位置することになり、コバール金属部材３１の溝部３３が形成された部分の剛性が、取付け用フランジ部６に接合される部分（外周端部３２）等のコバール金属部材３１のそれ以外の部分の剛性より低下することになる。
【００２７】
以上のことから、第２実施形態においては、第１実施形態と同様に、容器開口部９に対して石英板２１を近づけて配設することが可能となり、光学窓１１の構造を薄型化することができる。
【００２８】
また、コバール金属部材３１における取付け用フランジ部６に接合される部分（外周端部３２）とシールリング２２が位置する部分との中間部に溝部３３が設けられることにより、取付け用フランジ部６に接合される部分より低い剛性を有する低剛性部が上述した中間部に設けられることになる。したがって、上述した低剛性部が、コバール金属部材３１（外周端部３２）と取付け用フランジ部６との溶接のときに生じて石英板２１に作用する応力等の、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能し、シールリング２２の全周を外側から囲むようにして設けられるので、たとえばコバール金属部材３１（外周端部３２）を取付け用フランジ部６に溶接して接合したときに生じて、シールリング２２を介して石英板２１に作用する応力が緩和されることになり、石英板２１の破損を防ぐことができる。また、コバール金属部材３１における取付け用フランジ部６に接合される部分（外周端部３２）は、低剛性部が設けられることになる中間部よりも剛性が高くなるので、コバール金属部材３１による石英板２１の支持強度の低下を抑制することができる。
【００２９】
また、コバール金属部材３１における中間部の夫々の面に、取付け用フランジ部６に接合される部分（外周端部３２）の剛性よりも剛性を低下させるように所定の深さを有する溝部３３が、夫々の面間において互い違いとなるように複数設けられることにより、コバール金属部材３１に上述した応力を緩和するための応力緩和部として、低剛性部を配設し得る光学窓１１の構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。また、溝部３３の加工も容易に行うことができる。
【００３０】
なお、低剛性部を実現するための構造としては、上述した溝部３３に限られること無く、コバール金属部材３１におけるシールリング２２が位置する部分の外周部分を他の部分に比して薄肉状に形成する等の構造を採用することができる。
【００３１】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態を示す平面図であり、図７は、同じく第３実施形態を示す断面図である。第３実施形態と、第１及び第２実施形態とでは、コバール金属部材の形状に関して相違する。
【００３２】
コバール金属部材４１は、コバール金属からなる薄肉状で且つ断面略Ｌ字状の環状部材であり、取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面に当接する筒部４２と、筒部４２から滑らかに連続して内側に延びる底部４３とで構成されている。底部４３には、石英板２１により覆われる開口部１５が形成されている。石英板２１のコバール金属部材４１への固着は、第１及び第２実施形態と同様に、石英板２１とコバール金属部材４１との間にシールリング２２を挟んだ状態で、これらを熱圧着することにより行われる。したがって、熱圧着が行われた状態では、シールリング２２は、石英板２１とコバール金属部材４１との間に介在して設けられることになる。コバール金属部材４１の底部４３におけるシールリング２２が位置する部分の外周部分には、図６に示されるように、シールリング２２の全周を外側から囲むようにして折り返し部４４が設けられている。上述した構成のコバール金属部材４１はプレス加工等により容易に製造することができ、コバール金属部材４１の量産に適している。
【００３３】
また、光学窓１１の取付け用フランジ部６への固定は、第１実施形態と同様に、石英板２１とコバール金属部材４１との間にシールリング２２を挟んで熱圧着して、石英板２１がシールリング２２を介在させた状態で設けられたコバール金属部材４１を取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面に嵌め込み、コバール金属部材４１の筒部４２と取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面とを当接させ、コバール金属部材４１（底部４３）及び石英板２１で容器開口部９を覆う状態（図７に示された状態）で、この筒部４２の端部４２ａと取付け用フランジ部６とを溶接により接合することにより行われる。筒部４２の端部４２ａと取付け用フランジ部６との溶接は、筒部４２（取付け用フランジ部６）の全周にわたって行われる。コバール金属部材４１と取付け用フランジ部６とが溶接されるときには、上述した折り返し部４４は、コバール金属部材４１における取付け用フランジ部６に接合される部分（筒部４２の端部４２ａ）とシールリング２２が位置する部分との中間部に位置することになる。
【００３４】
以上のことから、第３実施形態においては、第１及び第２実施形態と同様に、容器開口部９に対して石英板２１を近づけて配設することが可能となり、光学窓１１の構造を薄型化することができる。
【００３５】
また、コバール金属部材４１が、容器開口部９の内面に当接する筒部４２と、開口部１５が形成され且つ筒部４２から滑らかに連続する底部４３とで構成され、筒部４２の端部４２ａと取付け用フランジ部６とが溶接により接合されているので、コバール金属部材４１のシールリング２２が位置する部分が、取付け用フランジ部６と溶接により接合される筒部４２の端部４２ａから遠ざかることになり、コバール金属部材４１における筒部４２の端部４２ａからシールリング２２が位置する部分までの間の部分が、コバール金属部材４１（筒部４２の端部４２ａ）と取付け用フランジ部６との溶接のときに生じて石英板２１に作用する応力等の、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能することになる。また、コバール金属部材４１は、薄肉状で、且つ、コバール金属部材４１における取付け用フランジ部６に接合される部分（筒部４２の端部４２ａ）とシールリング２２が位置する部分との中間部に折り返し部４４を有しているので、上述した折り返し部４４が、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能することになる。
【００３６】
したがって、コバール金属部材４１における筒部４２の端部４２ａからシールリング２２が位置する部分までの間の部分、及び、折り返し部４４が、上述したように応力緩和部として機能して、シールリング２２の全周を外側から囲むようにして設けられるので、たとえばコバール金属部材４１（筒部４２の端部４２ａ）を取付け用フランジ部６に溶接して接合したときに生じて、シールリング２２を介して石英板２１に作用する応力がより一層緩和されることになり、石英板２１の破損を確実に防ぐことができる。
【００３７】
また、コバール金属部材４１が、容器開口部９の内面に当接する筒部４２と、開口部１５が形成され且つ筒部４２から滑らかに連続する底部４３とで構成され、筒部４２の端部４２ａと取付け用フランジ部６とが溶接により接合されると共に、薄肉状に形成され、コバール金属部材４１における取付け用フランジ部６に接合される部分とシールリング２２が位置する部分との中間部に折り返し部４４が設けられていることにより、コバール金属部材４１に上述した応力を緩和するための応力緩和部を配設し得る光学窓１１の構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。また、コバール金属部材４１に折り返し部４４を設けることにより応力緩和部を実現しているので、コバール金属部材４１による石英板２１の支持強度の低下を伴うことなく、光学窓１１の信頼性を向上することができる。
【００３８】
なお、本実施形態においては、コバール金属部材４１を容器開口部９の内面に当接する筒部４２と、開口部１５が形成され且つ筒部４２から滑らかに連続する底部４３とで構成することにより応力緩和部として機能させると共に、折り返し部４４を応力緩和部として機能させるように構成しているが、これに限られることなく、コバール金属部材４１に折り返し部４４を設けて応力緩和部として機能させるだけの構成を採用するようにしてもよい。
【００３９】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態を示す平面図であり、図９は、同じく第４実施形態を示す断面図である。第４実施形態と、第１〜第３実施形態とでは、取付け用フランジ部の形状に関して相違する。
【００４０】
コバール金属部材５１は、コバール金属からなる略円板状の部材であり、その中央に、石英板２１により覆われる開口部１５が形成されている。石英板２１のコバール金属部材５１への固着は、第１実施形態と同様に、石英板２１とコバール金属部材５１との間にシールリング２２を挟んだ状態で、これらを熱圧着することにより行われる。
【００４１】
光学窓１１の取付け用フランジ部６への固定は、第２実施形態と同様に、石英板２１とコバール金属部材５１との間にシールリング２２を挟んで熱圧着して、石英板２１がシールリング２２を介在させた状態で設けられたコバール金属部材５１を取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面に嵌め込み、コバール金属部材５１の外周端部５２の端面と取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面とを当接させ、コバール金属部材５１及び石英板２１で容器開口部９を覆う状態（図５に示された状態）で、このコバール金属部材５１の外周端部５２と取付け用フランジ部６とを溶接により接合することにより行われる。コバール金属部材５１と取付け用フランジ部６との溶接は、コバール金属部材５１（取付け用フランジ部６）の全周にわたって行われる。
【００４２】
また、取付け用フランジ部６には、図８に示されるように、光学窓１１が設けられることになる部分としての容器開口部９の全周を外側から囲むようにして、溝部６１が形成されている。この溝部６１は、たとえばコバール金属部材５１（外周端部５２）を取付け用フランジ部６に溶接して接合したときに生じて、シールリング２２を介して石英板２１に作用する応力を緩和させるように所定の深さを有している。
【００４３】
以上のことから、第４実施形態においては、第１〜第３実施形態と同様に、容器開口部９に対して石英板２１を近づけて配設することが可能となり、光学窓１１の構造を薄型化することができる。
【００４４】
また、取付け用フランジ部６には、光学窓１１が設けられることになる部分としての容器開口部９を囲むようにして、溝部６１が設けられているので、取付け用フランジ部６のコバール金属部材５１が接合される部分（溝部６１よりも容器開口部９寄りの部分）の剛性が低下することになり、この溝部６１よりも容器開口部９寄りの部分が、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能することになる。したがって、取付け用フランジ部６における溝部６１よりも容器開口部９寄りの部分が、上述したように応力緩和部として機能して、シールリング２２の全周を外側から囲むようにして設けられるので、たとえばコバール金属部材５１（外周端部５２）を取付け用フランジ部６に溶接して接合したときに生じて、シールリング２２を介して石英板２１に作用する応力が緩和されることになり、石英板２１の破損を防ぐことができる。
【００４５】
また、取付け用フランジ部６に溝部６１を形成することにより、取付け用フランジ部６に応力緩和部を配設し得る構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。また、溝部６１の加工も容易に行うことができる。
【００４６】
（第５実施形態）
図１０は、本発明の第５実施形態を示す平面図であり、図１１は、同じく第４実施形態を示す断面図である。第５実施形態と、第１〜第４実施形態とでは、取付け用フランジ部及びコバール金属部材の形状に関して相違する。
【００４７】
コバール金属部材７１は、コバール金属からなる薄肉状で且つ断面略Ｕ字状の環状部材であり、取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面に当接する筒部７２と、筒部７２から滑らかに連続して内側に延びる底部７３とで構成されている。底部７３には、石英板２１により覆われる開口部１５が形成されている。石英板２１のコバール金属部材７１への固着は、第１及び第２実施形態と同様に、石英板２１とコバール金属部材７１との間にシールリング２２を挟んだ状態で、これらを熱圧着することにより行われる。したがって、熱圧着が行われた状態では、シールリング２２は、石英板２１とコバール金属部材７１との間に介在して設けられることになる。コバール金属部材７１の底部７３におけるシールリング２２が位置する部分の外周部分には、図１０に示されるように、シールリング２２の全周を外側から囲むようにして折り返し部７４が設けられている。上述した構成のコバール金属部材７１はプレス加工等により容易に製造することができ、コバール金属部材７１の量産に適している。
【００４８】
光学窓１１の取付け用フランジ部６への固定は、第１及び第３実施形態と同様に、石英板２１とコバール金属部材７１との間にシールリング２２を挟んで熱圧着して、石英板２１がシールリング２２を介在させた状態で設けられたコバール金属部材７１を取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面に嵌め込み、コバール金属部材７１の筒部７２と取付け用フランジ部６（容器開口部９）の内面とを当接させ、コバール金属部材７１（底部７３）及び石英板２１で容器開口部９を覆う状態（図１０に示された状態）で、この筒部７２の端部７２ａと取付け用フランジ部６とを溶接により接合することにより行われる。筒部７２の端部７２ａと取付け用フランジ部６との溶接は、筒部７２（取付け用フランジ部６）の全周にわたって行われる。コバール金属部材７１と取付け用フランジ部６とが溶接されるときには、上述した折り返し部７４は、コバール金属部材７１における取付け用フランジ部６に接合される部分（筒部７２の端部７２ａ）とシールリング２２が位置する部分との中間部に位置することになる。
【００４９】
また、取付け用フランジ部６には、第４実施形態と同様に、光学窓１１が設けられることになる部分としての容器開口部９の全周を外側から囲むようにして、溝部６１が形成されている。この溝部６１は、たとえばコバール金属部材７１（筒部７２の端部７２ａ）を取付け用フランジ部６に溶接して接合したときに生じて、シールリング２２を介して石英板２１に作用する応力を緩和させるように所定の深さを有している。
【００５０】
以上のことから、第５実施形態においては、第１〜第４実施形態と同様に、容器開口部９に対して石英板２１を近づけて配設することが可能となり、光学窓１１の構造を薄型化することができる。
【００５１】
また、コバール金属部材７１が、容器開口部９の内面に当接する筒部７２と、開口部１５が形成され且つ筒部７２から滑らかに連続する底部７３と、で構成され、筒部７２の端部７２ａと取付け用フランジ部６とが溶接により接合されているので、コバール金属部材７１のシールリング２２が位置する部分が、取付け用フランジ部６と溶接により接合される筒部７２の端部７２ａから遠ざかることになり、コバール金属部材７１における筒部７２の端部７２ａからシールリング２２が位置する部分までの間の部分が、コバール金属部材７１（筒部７２の端部７２ａ）と取付け用フランジ部６との溶接のときに生じて石英板２１に作用する応力等の、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能することになる。また、コバール金属部材７１は、薄肉状で、且つ、コバール金属部材７１における取付け用フランジ部６に接合される部分（筒部７２の端部７２ａ）とシールリング２２が位置する部分との中間部に折り返し部７４を有しているので、上述した折り返し部７４が、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能することになる。更に、取付け用フランジ部６には、光学窓１１が設けられることになる部分としての容器開口部９の全周を外側から囲むようにして、溝部６１が設けられているので、取付け用フランジ部６のコバール金属部材７１が接合される部分（溝部６１よりも容器開口部９寄りの部分）の剛性が低下することになり、この溝部６１よりも容器開口部９寄りの部分が、石英板２１に作用する様々な応力を緩和するための応力緩和部として機能することになる。
【００５２】
したがって、コバール金属部材７１における筒部７２の端部７２ａからシールリング２２が位置する部分までの間の部分、折り返し部７４、及び、取付け用フランジ部６における溝部６１よりも容器開口部９寄りの部分が、上述したように応力緩和部として機能して、シールリング２２の全周を外側から囲むようにして設けられるので、光学窓１１（石英板２１）が大面積化してシールリング２２を介して石英板２１に大きな応力が作用する場合においても、たとえばコバール金属部材７１（筒部７２の端部７２ａ）を取付け用フランジ部６に溶接して接合したときに生じて、シールリング２２を介して石英板２１に作用する応力が確実に緩和されることになり、石英板２１の破損を防ぐことができる。
【００５３】
また、コバール金属部材７１が、容器開口部９の内面に当接する筒部７２と、開口部１５が形成され且つ筒部７２から滑らかに連続する底部７３とで構成され、筒部７２の端部７２ａと取付け用フランジ部６とが溶接により接合されると共に、薄肉状に形成され、コバール金属部材７１における取付け用フランジ部６に接合される部分とシールリング２２が位置する部分との中間部に折り返し部７４が設けられていることにより、コバール金属部材７１に上述した応力を緩和するための応力緩和部を配設し得る光学窓１１の構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。また、コバール金属部材７１に折り返し部７４を設けることにより応力緩和部を実現しているので、コバール金属部材７１による石英板２１の支持強度の低下を伴うことなく、光学窓１１の信頼性を向上することができる。
【００５４】
また、取付け用フランジ部６に溝部６１を形成することにより、取付け用フランジ部６に応力緩和部を配設し得る構造を簡易且つ低コストで実現することが可能となる。また、溝部６１の加工も容易に行うことができる。
【００５５】
なお、第１〜第５実施形態においては、応力緩和部をシールリング２２の全周を外側から囲むようにして設けるように構成しているが、必ずしも応力緩和部をシールリング２２の全周を外側から囲むようにして設ける必要はなく、たとえばコバール金属部材１２，３１，４１，５１，７１を容器側の部材（取付け用フランジ部６）に溶接して接合したときに生じて、シールリング２２を介して石英板２１に作用する応力等を緩和することができるのであれば、応力緩和部としての溝部３３，６１又は折り返し部４４，７４等が部分的に途切れて設けられるように構成してもよい。また、コバール金属部材１２，３１，４１，５１，７１の平面形状、石英板２１の平面形状、シールリング２２の形状、開口部１５の開口形状、又は、容器開口部９の開口形状等の本発明の構成要素の形状は、図１〜図１１に図示した形状に限られるものではなく、様々な形状を採用することができる。
【００５６】
また、第１〜第５実施形態においては、光学窓１１を容器側の部材としての取付け用フランジ部６に設けるように構成しているが、これに限られることなく、たとえば取付け用フランジ部６を設けることなく、本体側フランジ部５あるいは筒部３（端部３ａ）等の容器側の部材に光学窓１１を設ける、あるいは、新たな容器側の部材に光学窓１１を設けてこの新たな容器側の部材を取付け用フランジ部６に固定するように構成してもよい。
【００５７】
また、第１〜第５実施形態においては、容器として真空容器１を用いるようにしているが、これに限られることなく、高温，低温，真空等、常温常圧大気中でない環境を保つための容器であればよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、開口部を有するコバール金属部材と、開口部を覆うようにして設けられる石英板と、コバール金属部材と石英板との間に介在するアルミニウム製のシールリングとを備え、シールリングを介在させた状態で石英板が設けられたコバール金属部材は、容器側の部材に形成された容器開口部を覆うように容器側の部材に対して溶接により接合されるので、容器開口部に対して石英板を近づけて配設することが可能となり、光学窓を薄型化することが可能な光学窓構造を実現することができる。また、コバール金属部材もしくは容器側の部材の少なくとも一方には、応力緩和部がシールリングを囲むようにして設けられているので、石英板に作用する様々な応力、たとえばコバール金属部材を容器側の部材に溶接して接合したときに生じて、シールリングを介して石英板に作用する応力等が緩和されることになり、石英板の破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光学窓構造が適用された真空容器を示す全体図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光学窓構造を示す平面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光学窓構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光学窓構造を示す平面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る光学窓構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光学窓構造を示す平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る光学窓構造を示す断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る光学窓構造を示す平面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る光学窓構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係る光学窓構造を示す平面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る光学窓構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１…真空容器、６…取付け用フランジ部、９…容器開口部、１１…光学窓、１２，３１，４１，５１，６１…コバール金属部材、１３，４２，７２…筒部、１４，４３，７３…底部、１５…開口部、２１…石英板、２２…シールリング、３３…溝部、４４，７４…折り返し部、６１…溝部。
【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】
0004268301.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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