(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器と、
前記真空容器内を真空引きする真空ポンプと、
前記真空容器の外壁に取り付けられ、それぞれ前記真空容器に対してパルスガスバルブを着脱自在に取り付け可能な複数のパルスガスバルブ取付部と、
前記複数のパルスガスバルブ取付部のそれぞれに取り付けられる前記パルスガスバルブを駆動する、パルスガスバルブ駆動手段と、
前記複数のパルスガスバルブ取付部のそれぞれに取り付けられる前記パルスガスバルブのいずれか１つを選択的に開放するよう前記パルスガスバルブ駆動手段を制御する制御手段と、
前記パルスガスバルブの開放による前記真空容器内の真空度の変化を測定する電離真空計と、
を有することを特徴とするパルスガスバルブ検査装置。
【請求項２】
前記真空容器が、前記電離真空計を取り付けるための円形の開口である真空計取り付け開口を有するものであって、
前記真空容器の内部空間が、前記真空計取り付け開口の中心軸を中心とする回転体形状を有し、
前記複数のパルスガスバルブ取付部が、前記中心軸に対して回転対称に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【請求項３】
更に、
前記真空容器に取り付けられた基準波形取得用のパルスガスバルブである参照バルブ、
を有することを特徴とする請求項１に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【請求項４】
前記複数のパルスガスバルブ取付部が、それぞれ、前記真空容器に設けられたバルブ取り付け開口と、前記パルスガスバルブの先端に取り付けられるＯリングとを含んでおり、
更に、
前記真空容器に対向する対向面と、該対向面に設けられた開口であって、前記複数のパルスガスバルブ取付部にそれぞれ取り付けられるパルスガスバルブのうちの２以上のパルスガスバルブの先端がそれぞれ挿通されるバルブ挿通孔とを有し、前記対向面のうち、前記開口のそれぞれの周縁部によって前記Ｏリングと当接するＯリング押圧部材と、
前記Ｏリング押圧部材によって前記Ｏリングが前記真空容器に向かって押圧された状態で、該Ｏリング押圧部材を固定する押圧部材固定手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【請求項５】
更に、
前記パルスガスバルブの基端に設けられたガス入口にテストガスを供給するテストガス供給手段、
を有することを特徴とする請求項１に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【請求項６】
前記テストガス供給手段が、
前記複数のパルスガスバルブ取付部にそれぞれ取り付けられる前記パルスガスバルブのうち、２以上のパルスガスバルブの前記ガス入口が収容される密閉容器と、
前記テストガスが充填されたテストガスボンベと、
前記テストガスボンベと前記密閉容器とを繋ぐテストガス配管と、
を有することを特徴とする請求項５に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【請求項７】
前記パルスガスバルブ駆動手段が、
前記複数のパルスガスバルブ取付部にそれぞれ取り付けられる前記パルスガスバルブのうち、２以上のパルスガスバルブに対して設けられた１つのパルスガスバルブ駆動回路と、
前記１つのパルスガスバルブ駆動回路を、前記２以上のパルスガスバルブのいずれかに択一的に接続する駆動バルブ切替手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【請求項８】
前記電離真空計が、ヌードゲージであることを特徴とする請求項１に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【請求項９】
前記真空容器に、水分含有量が１％以下のベントガスを導入するベントガス供給手段、
を更に有することを特徴とする請求項１に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【請求項１０】
前記制御手段が、真空容器内の真空度を１０−２Ｐａ〜１０−３Ｐａとした状態で、前記パルスガスバルブの開放を行うよう、前記真空ポンプ及び前記パルスガスバルブ駆動手段を制御することを特徴とする請求項１に記載のパルスガスバルブ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスガスバルブが正常に動作するか否かを検査するためのパルスガスバルブ検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
イオントラップ型質量分析装置には、イオントラップの内部（すなわちイオン捕捉空間）にクーリングガスやコリジョンガスをパルス状に繰り返し導入するためのパルスガスバルブが設けられている。このパルスの幅（ガスの導入時間）は、イオントラップ装置のサイズ（イオン捕捉空間の容積）にも依存するが、リング電極の内径が１０ｍｍ程度の通常のイオントラップ装置の場合、数百μｓｅｃ程度の非常に短いものとし、繰り返し速度は数十Ｈｚ以下とされる（特許文献１を参照）。イオン捕捉空間へのガス導入のタイミングや時間幅は、質量分析装置による分析精度に大きく影響するため、パルスガスバルブには極めて正確な動作が求められる。【０００３】
そこで、質量分析装置（又はパルスガスバルブ）のメーカーでは、装置（又はバルブ）出荷前に、図１６に記載のような検査システムを用いて、パルスガスバルブが正常に動作するか否かの検査が行われる。【０００４】
この検査システムは、直管部１２とその中途に接続された分岐管部１３とを有するＴ字管型の真空容器１１を備えており、直管部１２の一端には、パルスガスバルブ３０を真空容器１１に対して気密に取り付けるための、シール部材等を含んだ真空導入機構１４が設けられている。【０００５】
また、直管部１２の他端には、上記同様の真空導入機構１５を介して、電離真空計から成る検査用真空計１６が取り付けられている。分岐管部１３の中途には、真空引きの際に真空容器１１内の到達真空度を計測するためのピラニゲージ等から成る補助真空計１７が設けられており、分岐管部１３の末端にはターボ分子ポンプ等から成るメインポンプ１８が取り付けられている。更に、メインポンプ１８の排気側にはダイアフラムポンプ等から成る補助ポンプ（粗引きポンプ）１９が接続されている。【０００６】
このような検査システムを用いてパルスガスバルブ３０の検査を行う際には、まず、検査対象とするパルスガスバルブ３０を真空容器１１に取り付けた上で、メインポンプ１８と補助ポンプ１９によって真空容器１１内を真空引きする。その後、補助真空計１７による測定値（すなわち真空容器１１内の真空度）が所定の値（１×１０−４Ｐａ以下）に達したら検査を開始する。すなわち、バルブ駆動回路２０からパルスガスバルブ３０にパルス状のバルブ駆動電圧を印加することによって、パルスガスバルブ３０を所定の時間に亘って（３００μｓｅｃ程度）開放させる。パルスガスバルブ３０の基端側にはヘリウム又はアルゴン等のテストガスが充填されたテストガスボンベ２１が接続されており、上記のようにパルスガスバルブ３０を開放することによって、テストガスが真空容器１１内に導入される。真空容器１１内に導入されたテストガスによって真空容器１１内の真空度が変化すると、検査用真空計１６からの出力電流が変化するので、これを電離真空計読取回路２２で読み取ることにより、真空度の時間変化を計測する。【０００７】
図１７に、３００μｓｅｃ幅の４０Ｖ矩形波を、パルスガスバルブ３０に対して３秒おきに印加した場合における、検査用真空計１６の出力電流（真空度信号）の波形を示す。同図では、バルブ駆動電圧の時間変化を示す波形の上に、バルブ開閉３回分の真空度信号を重ね書きしている。なお、同図では、バルブ駆動電圧が変化していないように見えるが、実際には図中の下向きの矢印で示すタイミングでごく短い時間幅（３００μｓｅｃ）の矩形波がパルスガスバルブに印加されている。同図に示すように、真空度信号は、バルブの開閉後、約１７０ｍｓｅｃ掛けて最大６×１０−２Ｐａ程度まで上昇している。このように、パルスガスバルブの開閉を繰り返し行って真空度信号の波形を比較することにより、パルスガスバルブによるガス放出の繰り返し安定性を検査することができる。また、検査対象のパルスガスバルブについて得られた真空度信号の波形を、基準波形（例えば、正常に動作することが確認されているパルスガスバルブについて取得された波形）と比較することにより、該検査対象のパルスガスバルブによって放出されるガスの量やガスの放出タイミングが適切であるか否かを検査することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開2005-078804号公報（[0013]-[0014], 図2）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記のような検査システムにおいて、真空容器内を、検査可能な真空度とするためには、真空引きに長時間（１時間程度）を要するため、多数のパルスガスバルブを検査する場合の作業効率が悪いという問題があった。【００１０】
本発明は上記の点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、パルスガスバルブ検査装置を用いたバルブ検査の作業効率を改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために成された本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、
真空容器と、
前記真空容器内を真空引きする真空ポンプと、
前記真空容器の外壁に取り付けられ、それぞれ前記真空容器に対してパルスガスバルブを着脱自在に取り付け可能な複数のパルスガスバルブ取付部と、
前記複数のパルスガスバルブ取付部のそれぞれに取り付けられる前記パルスガスバルブを駆動するパルスガスバルブ駆動手段と、
前記複数のパルスガスバルブ取付部のそれぞれに取り付けられる前記パルスガスバルブのいずれか１つを選択的に開放するよう前記パルスガスバルブ駆動手段を制御する制御手段と、
前記パルスガスバルブの開放による前記真空容器内の真空度の変化を測定する電離真空計と、
を有することを特徴としている。【００１２】
上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置によれば、１つの真空容器に複数個のパルスガスバルブを取り付けることができるため、真空容器を１回真空引きする毎に、複数個のパルスガスバルブの検査を行うことができる。このため、従来のように、１つのパルスガスバルブを検査する毎に真空引きを行う必要がなく、複数のパルスガスバルブを検査する際に掛かる時間と手間を大幅に軽減することができる。【００１３】
上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、
前記真空容器が、前記電離真空計を取り付けるための円形の開口である真空計取り付け開口を有するものであって、
前記真空容器の内部空間が、前記真空計取り付け開口の中心軸を中心とする回転体形状を有し、
前記複数のパルスガスバルブ取付部が、前記中心軸に対して回転対称に配置されていることが望ましい。【００１４】
このような構成によれば、パルスガスバルブを介して真空容器内に導入されたガス（テストガス）が電離真空計内へと進入する際の挙動を、真空容器に取り付けられた複数のパルスガスバルブの各々についてほぼ等しくすることができる。なお、電離真空計は、その一部又は全体が真空容器の内部に配置されていてもよく、その全体が真空容器の外部に配置されていてもよい。後者の場合、前記真空計は、その内部空間が前記真空計取り付け開口を介して真空容器の内部空間と連通されるようにする。【００１５】
上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、更に、
前記真空容器に取り付けられた基準波形取得用のパルスガスバルブである参照バルブ、
を有するものとしてもよい。【００１６】
前記参照バルブは、前記パルスガスバルブ取付部を介して真空容器に着脱可能に取り付けられていてもよく、溶接等によって真空容器に固定されていてもよい。後者の場合も、参照バルブ及び前記複数のパルスガスバルブ取付部は、真空計取り付け開口の中心軸に対して回転対称に配置することが望ましい。【００１７】
このような構成によれば、検査対象の各パルスガスバルブについて得られた真空度変化の波形を、前記基準波形と比較することによって相対的な評価を行うことができる。そのため、検査装置の電源の入切や、パルスガスバルブ交換時における真空容器のベント等によって真空容器内の環境（例えば到達真空度など）が変化した場合にも、基準波形を取得し直すことにより、前記環境の変化の影響を受けずに各パルスガスバルブを評価することができる。【００１８】
上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、
前記複数のパルスガスバルブ取付部が、それぞれ、前記真空容器に設けられたバルブ取り付け開口と、前記パルスガスバルブの先端に取り付けられるＯリングとを含んでおり、
更に、
前記真空容器に対向する対向面と、該対向面に設けられた開口であって、前記複数のパルスガスバルブ取付部にそれぞれ取り付けられるパルスガスバルブのうちの２以上のパルスガスバルブの先端がそれぞれ挿通されるバルブ挿通孔とを有し、前記対向面のうち、前記開口のそれぞれの周縁部によって前記Ｏリングと当接するＯリング押圧部材と、
前記Ｏリング押圧部材によって前記Ｏリングが前記真空容器に向かって押圧された状態で、該Ｏリング押圧部材を固定する押圧部材固定手段と、
を有するものとしてもよい。【００１９】
このような構成によれば、真空容器にパルスガスバルブを取り付ける際に、２以上のパルスガスバルブに取り付けられたＯリングを１つのＯリング押圧部材で押圧することができるため、パルスガスバルブの取り付け及び交換におけるユーザの作業負担を低減することができる。【００２０】
上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、更に、
前記パルスガスバルブの基端に設けられたガス入口にテストガスを供給するテストガス供給手段、
を有するものとしてもよい。【００２１】
ここで、前記テストガスとしては、例えば、アルゴン、ヘリウム、窒素などの不活性ガスのほか、例えば、乾燥大気などを用いることもできる。【００２２】
また、前記テストガス供給手段は、
前記複数のパルスガスバルブ取付部にそれぞれ取り付けられる前記パルスガスバルブのうち、２以上のパルスガスバルブの前記ガス入口が収容される密閉容器と、
前記テストガスが充填されたテストガスボンベと、
前記テストガスボンベと前記密閉容器とを繋ぐテストガス配管と、
を有するものとしてもよい。【００２３】
このような構成によれば、テストガス配管を介してテストガスボンベから密閉容器へとテストガスを導入することによって該密閉容器内をテストガスで充満させた状態とすることができ、この状態で前記２以上のパルスガスバルブのいずれかを開放することにより、前記真空容器内にテストガスを導入することができる。そのため、複数のテストガスバルブの各々に設けられたガス入口とテストガスボンベとの間をそれぞれ配管で接続する必要がなく、パルスガスバルブの取り付け及び交換におけるユーザの作業負担を低減することができる。【００２４】
上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、
前記パルスガスバルブ駆動手段が、
前記複数のパルスガスバルブ取付部にそれぞれ取り付けられる前記パルスガスバルブのうち、２以上のパルスガスバルブに対して設けられた１つのパルスガスバルブ駆動回路と、
前記１つのパルスガスバルブ駆動回路を、前記２以上のパルスガスバルブのいずれかに択一的に接続する駆動バルブ切替手段と、
を有するものとしてもよい。【００２５】
このような構成によれば、パルスガスバルブ駆動回路の数を抑えて検査装置の製造コストを低減することができる。【００２６】
上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、
前記電離真空計が、ヌードゲージであるものとしてもよい。【００２７】
通常の電離真空計は、測定用の電極（フィラメント、グリッド、及びコレクタ）と、これらを覆うガラス管等の外囲器を有しているが、ヌードゲージにはこのような外囲器がなく測定用の電極が露出した構成を有している。そのため、ヌードゲージは、通常の電離真空計よりも時間応答性が高く、1〜10μ秒のオーダーで測定値が変化するという特性を有している。従って、上記構成を有するパルスガスバルブ検査装置によれば、従来測定できなかった、パルスガスバルブの開放時間スケール（数百マイクロ秒）以下での真空度変化を測定することが可能となる。【００２８】
上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、
前記真空容器に、水分含有量が１％以下のベントガスを導入するベントガス供給手段、
を更に有するものとしてもよい。【００２９】
このような構成によれば、真空容器をベントする際における真空容器内壁への水分子の吸着を抑えることができ、その後の真空引きに要する時間を短縮することができる。【００３０】
また、上記本発明に係るパルスガスバルブ検査装置は、
前記制御手段が、真空容器内の真空度を１０−２Ｐａ〜１０−３Ｐａとした状態で、前記パルスガスバルブの開放を行うよう、前記真空ポンプ及び前記パルスガスバルブ駆動手段を制御するものとしてもよい。【００３１】
上記従来の検査装置のように、真空容器内を１０−４Ｐａ以下の真空度とした状態でパルスガスバルブの検査を行う場合には、真空容器の内壁からの水分子の脱離が真空引きの律速過程となる。これに対し、上記のように真空容器内を１０−２Ｐａ〜１０−３Ｐａ程度の真空度とする場合には、真空容器の内壁からの水分子の脱離が真空引き時間に及ぼす影響は小さいため、真空引きに要する時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上の通り、本発明によれば、パルスガスバルブ検査装置を用いたバルブ検査の作業効率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例１に係るパルスガスバルブ検査装置の要部構成を示す模式図。
【図２】パルスガスバルブ真空導入機構にパルスガスバルブを取り付けた状態を示す断面図。
【図３】パルスガスバルブにナット部材、押さえリング、及びＯリングを取り付ける際の手順を示す断面図。
【図４】前記パルスガスバルブをフランジ部材に取り付ける際の手順を示す断面図。
【図５】検査の実行時における制御部の動作を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例２に係るパルスガスバルブ検査装置の要部構成を示す模式図。
【図７】本発明の実施例３に係るパルスガスバルブ検査装置の要部構成を示す模式図。
【図８】同実施例においてパルスガスバルブをＯリング押圧部材及びＯリングに挿通した状態を示す断面図。
【図９】同実施例においてＯリング押圧部材でＯリングを押圧している状態を示す断面図。
【図１０】同実施例における押圧部材固定手段の別の構成例を示す断面図。
【図１１】本発明の実施例４に係るパルスガスバルブ検査装置の要部構成を示す模式図。
【図１２】本発明の実施例５に係るパルスガスバルブ検査装置の要部構成を示す模式図。
【図１３】本発明の実施例６に係るパルスガスバルブ検査装置の要部構成を示す模式図。
【図１４】本発明の実施例７に係るパルスガスバルブ検査装置の要部構成を示す模式図。
【図１５】本発明の実施例８に係るパルスガスバルブ検査装置の要部構成を示す模式図。
【図１６】従来のパルスガスバルブ検査装置を示す概略構成図。
【図１７】パルスガス導入時の真空容器内の真空度変化を示す波形。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための形態について実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００３５】
本発明の第１の実施例に係るパルスガスバルブ検査装置の構成を図１に示す。この検査装置は、検査対象であるパルスガスバルブ１５０が取り付けられる円筒形の真空容器１１０を有しており、真空容器１１０の一方の端面（以下、第１端面１１０ａとよぶ）には、その中心に円形の真空計取付用開口１１１が設けられている。この真空計取付用開口１１１には、電離真空計真空導入機構１１２を介して電離真空計１１３が取り付けられる。なお、電離真空計１１３としては、三極管型、シュルツ型、又はＢ−Ａゲージ等、いかなる種類のものを用いてもよい。電離真空計真空導入機構１１２は、電離真空計１１３を真空容器１１０に対して気密に取り付けるための部材であり、後述のパルスガスバルブ真空導入機構１２０とほぼ同一の構成を有している。一方、真空容器１１０の他方の端面（以下、第２端面１１０ｂとよぶ）には、その中心に円形の排気口１１４が設けられており、排気口１１４にはメインポンプ１１６（例えば、ターボ分子ポンプ等）の吸気側が接続されている。また、メインポンプ１１６の排気側には、補助ポンプ１１７（例えば、ダイアフラムポンプ等）が接続されている。【００３６】
真空容器１１０の第２端面１１０ｂには、更に、排気口１１４を囲むように複数のバルブ取付用開口１１５が設けられている。また、第２端面１１０ｂには、これらのバルブ取付用開口１１５に対応する位置にパルスガスバルブ真空導入機構１２０が取り付けられている。なお、これらのバルブ取付用開口１１５及びパルスガスバルブ真空導入機構１２０が、本発明におけるパルスガスバルブ取付部に相当する。パルスガスバルブ真空導入機構１２０は、パルスガスバルブ１５０を真空容器１１０に対して気密に取り付けるための部材である。また、図１では、真空容器に８つのパルスガスバルブ真空導入機構１２０を設けた構成を示しているが、パルスガスバルブ真空導入機構１２０の数はこれに限定されるものではなく、２個以上であればよい（以下の全ての実施例において同じ）。
【００３７】
パルスガスバルブ真空導入機構１２０は、図２に示すように、フランジ部材１２１、ナット部材１２２、押さえリング１２３、及び２つのＯリング１２４、１２５を備えている。フランジ部材１２１は、外周面にネジ溝が形成された円筒部１２１ａと、円筒部１２１ａの一端に設けられたフランジ部１２１ｂを備えており、このフランジ部１２１ｂが真空容器１１０の第２端面１１０ｂの外側にネジ留めされることによって、フランジ部材１２１が真空容器１１０に固定される。ナット部材１２２は、フランジ部材１２１の円筒部１２１ａの外径と略同一寸法の内径を有し、その内周面に前記ネジ溝と螺合するネジ溝が形成された円筒部１２２ａと、円筒部１２２ａの一端に設けられ、円筒部１２２ａの内径よりも小さな内径を有する円環部１２２ｂとを備えている。【００３８】
パルスガスバルブ１５０を真空容器１１０に取り付ける際には、まず、図３に示すように、パルスガスバルブ１５０の先端を、ナット部材１２２、押さえリング１２３、Ｏリング１２４、１２５に、この順番で挿通する。その後、図４に示すように、パルスガスバルブ１５０の先端を、真空容器１１０の第２端面１１０ｂに取り付けられたフランジ部材１２１の円筒部１２１ａに挿通し、その状態でナット部材１２２を回転させることによって、ナット部材１２２を円筒部１２１ａに締結させる。このとき、ナット部材１２２の円環部１２２ｂが押さえリング１２３を介してＯリング１２４、１２５を押圧し、それによってＯリング１２４、１２５がパルスガスバルブ１５０とフランジ部材１２１の両方に密着する。これにより、パルスガスバルブ１５０とフランジ部材１２１との間が気密にシールされる。【００３９】
なお、各パルスガスバルブ１５０を介して真空容器１１０内に導入されるガス（テストガス）が電離真空計１１３内へと進入する際の挙動が、各パルスガスバルブ１５０について同様となるように、これらのパルスガスバルブ真空導入機構１２０は、真空計取付用開口１１１の中心軸Ｘに対して回転対称に配置されている。【００４０】
本実施例に係る検査装置は、更に、真空容器１１０の周面１１０ｃに接続されたベント用配管１３１を備えており、該配管１３１上には、該配管１３１を開閉するためのバルブ（以下、ベントバルブ１３２とよぶ）と、補助真空計１３３（例えば、ピラニゲージ等）が配設されている。補助真空計１３３は、真空引きの実行時における真空容器１１０の到達真空度を測定するものであり、ベント用配管１３１上において、真空容器１１０とベントバルブ１３２の間に位置している。【００４１】
本実施例に係る検査装置は、更に、テストガス（ヘリウム、アルゴン、窒素等）を収容したテストガスボンベ１３４、テストガスボンベ１３４から供給されるテストガスの圧力を調節するレギュレータ１３５、及びテストガスボンベ１３４と各パルスガスバルブ１５０とを繋ぐテストガス供給配管１３６を備えている（これらのテストガスボンベ１３４、レギュレータ１３５、及びテストガス供給配管１３６が、本発明におけるテストガス供給手段に相当する）。テストガス供給配管１３６は、レギュレータ１３５を介してテストガスボンベ１３４に接続される１つの入口端と、検査対象のパルスガスバルブ１５０の基端側に設けられたガス導入ポート１５１（図２〜図４を参照。本発明におけるガス入口に相当）にそれぞれ接続される複数の出口端とを備えた分岐管構造を有している。なお、出口端は、パルスガスバルブ真空導入機構１２０と同じ数だけ設けられているが、図１では簡略化のため、一部の出口端のみを図示している（後述の図６、図７、図１２、図１４、及び図１５においても同じ）。【００４２】
また更に、本実施例に係る検査装置は、電離真空計１１３からの検出信号を受け取って真空度の時間変化を表す波形を出力する電離真空計読取回路１４１と、検査対象である複数のパルスガスバルブ１５０をそれぞれ駆動する複数のパルスガスバルブ駆動回路１４２ａ〜１４２ｄと、上記各部の動作を制御する制御部１４３とを備えている。なお、パルスガスバルブ駆動回路１４２ａ〜１４２ｄは、パルスガスバルブ真空導入機構１２０と同じ数だけ設けられるが、図１では、簡略化のため、一部のパルスガスバルブ駆動回路１４２ａ〜１４２ｄのみを図示している（後述する図６、図７、図１１、図１３〜図１５においても同じ）。制御部１４３には、更に、電離真空計読取回路１４１で生成された前記波形を記録する記憶部１４４と、該波形を出力するための表示装置やプリンタを備えた出力部１４５と、検査に関する設定値や所定の指示をユーザが入力するためのキーボードやスイッチ等から成る入力部１４６と、が接続されている。なお、制御部１４３の実体は、ＣＰＵ、及びＲＡＭ等から成るメモリ等を備えた専用又は汎用のコンピュータであり、当該コンピュータで所定の処理プログラムを動作させることにより、後述する図５のフローチャートで示すような制御が実行される。【００４３】
本実施例に係る検査装置を用いて検査を行う際には、まず、ユーザが電離真空計真空導入機構１１２に電離真空計１１３を取り付けると共に、電離真空計１１３を電離真空計読取回路１４１に接続する。更に、ユーザが検査対象である複数のパルスガスバルブ１５０を、それぞれパルスガスバルブ真空導入機構１２０に取り付けると共に、各パルスガスバルブ１５０をパルスガスバルブ駆動回路１４２ａ〜１４２ｄに接続する。その後、ユーザが入力部１４６で所定の入力操作を行うことにより、制御部１４３に検査の実行を指示する。【００４４】
以下、検査の実行時における制御部１４３の動作について、図５を参照しつつ説明する。入力部１４６から検査の実行を指示する信号が入力されると、制御部１４３は、ベントバルブ１３２にベント用配管１３１を閉鎖させ（ステップＳ１１）、補助ポンプ１１７及びメインポンプ１１６による真空引きを開始させる（ステップＳ１２）。その後、制御部１４３は補助真空計１３３からの検出信号を監視し、該検出信号から求められる真空容器１１０内の真空度が所定の真空度（例えば、１×１０−４  Ｐａ）に到達した時点（ステップＳ１３でＹｅｓ）で、各パルスガスバルブ１５０の検査を開始する、すなわち、制御部１４３は、検査対象のパルスガスバルブ１５０を表すバルブ番号ｎを１とし（ステップＳ１４）、１番目のパルスガスバルブ１５０に接続されたパルスガスバルブ駆動回路（例えば１４２ａ）を制御することにより、１番目のパルスガスバルブ１５０を所定の時間間隔（例えば３秒おき）で、所定の回数（例えば３回）、それぞれ所定の時間（例えば３００μｓｅｃ）の間だけ開放させる（ステップＳ１５）。なお、ステップＳ１５の実行中、電離真空計読取回路１４１では、電離真空計１１３から出力された検出信号に基づいて真空度の時間変化を表す波形が生成される。該波形は、制御部１４３を介して記憶部１４４に送出されて記憶される。その後は、制御部１４３がバルブ番号ｎをインクリメント（ステップＳ１７）した上で、ｎ番目のパルスガスバルブ１５０に対してステップＳ１５を実行し、真空容器１１０に取り付けられたｋ個（図１の例では８個）のパルスガスバルブの全てについての検査が完了した時点（ステップＳ１６でＹｅｓ）で、ベントバルブ１３２を開いて真空容器１１０を大気に開放する（ステップＳ１８）。【００４５】
以上により検査が完了した後は、ユーザが入力部１４６で所定の操作を行うことにより、制御部１４３に波形の表示を指示する。これにより、図１７で示したような波形（すなわち、ステップＳ１５における複数回のバルブ開閉の各回における真空度の変化を示す波形を、パルスガスバルブ１５０毎に重ね描きしたもの）が、出力部１４５に設けられた表示装置の画面に表示される。なお、表示装置の画面に前記波形を表示させるのに加えて又は代えて、出力部１４５に設けられたプリンタによって前記波形を印刷するようにしてもよい。ユーザは、検査対象の各パルスガスバルブ１５０（以下、検査対象バルブとよぶことがある）について得られた波形を、基準波形と比較することにより、検査対象バルブが正常に動作しているかどうかを評価する。ここで基準波形とは、正常に動作することが分かっているパルスガスバルブ（これを参照バルブとよぶ）について上記同様の検査を行って得られた真空度変化の波形である。なお、基準波形は、事前に取得しておいたものを使用してもよいが、真空容器１１０の大気開放及び真空引きを行う毎に、又は検査装置の電源の入切を行う毎に、基準波形を取得し直すことが望ましい。この場合、真空容器１１０に設けられたｋ個のパルスガスバルブ真空導入機構１２０のいずれか１つに参照用バルブを取り付け、更に、残りのｋ−１個のパルスガスバルブ真空導入機構１２０のそれぞれに検査対象バルブを取り付けた状態で、図５のフローチャートに従った検査を実行する。そして、該検査において参照バルブについて取得された波形と各検査対象バルブについて得られた波形とをユーザが比較することによって、各検査対象バルブが正常に動作しているかを評価する。なお、こうしたユーザの目視による評価に代えて、上述のコンピュータが、各検査対象バルブについて得られた波形と参照波形との差異が予め定められた許容範囲以内であるか否かに基づいて、各試験バルブが正常に動作しているか否かを評価するようにしてもよい。【００４６】
上記本実施例に係る検査装置によれば、１つの真空容器１１０に複数個のパルスガスバルブ１５０を取り付けることができ、真空容器１１０を１回真空引きする毎に、複数個のパルスガスバルブ１５０の検査を行うことができる。このため、従来のように、１つのパルスガスバルブを検査する毎に真空引きをやり直す必要がなく、複数のパルスガスバルブを検査する際に掛かる時間と手間を大幅に軽減することができる。
【実施例２】
【００４７】
本発明の第２の実施例に係るパルスガスバルブ検査装置の構成を図６に示す。なお、実施例１に係る検査装置と同一又は対応する構成要素については、下二桁が共通する符号を付し、適宜説明を省略する（以下の全ての実施例で同じ）。【００４８】
本実施例に係る検査装置は、上記基準波形の取得に用いるパルスガスバルブ（参照バルブ２６０）が、真空容器２１０に常時固定されている点を特徴としている（すなわち、本実施例では参照バルブ２６０が検査装置の構成要素に含まれている）。ここで、参照バルブ２６０は、試験対象のパルスガスバルブ２５０と同様に、パルスガスバルブ真空導入機構２２０を介して真空容器２１０に接続するようにしてもよいが、図６に示すように、溶接等によって真空容器２１０に直接固定するようにしてもよい。後者の場合も、真空容器２１０における参照バルブ２６０及び各パルスガスバルブ真空導入機構２２０の取り付け位置は、真空計取付用開口２１１の中心軸Ｘに対して回転対称に配置される。
【実施例３】
【００４９】
本発明の第３の実施例に係るパルスガスバルブ検査装置の概略構成を図７に示す。また、同実施例の検査装置におけるパルスガスバルブ真空導入機構３２０及び真空容器３１０の第２端面３１０ｂの断面図を図８及び図９に示す（これらの図ではメインポンプ３１６の図示を省略している）。【００５０】
本実施例に係る検査装置は、パルスガスバルブ真空導入機構３２０として、各パルスガスバルブ３５０に取り付けられるＯリング３２４、３２５と、複数のパルスガスバルブ３５０に取り付けられたＯリング３２４、３２５を一度に押圧するためのＯリング押圧部材３２６とを備えている。Ｏリング押圧部材３２６は、真空容器３１０の第２端面３１０ｂの直径よりも小さい外径と、第２端面３１０ｂに設けられた排気口３１４の直径よりも大きい内径を有するリング型の板状部材であり、真空容器３１０のバルブ取付用開口３１５に対応する位置に、それぞれバルブ挿通孔３２７を有している。本実施例に係る検査装置は、更に、Ｏリング押圧部材３２６を真空容器３１０に接近する方向及び真空容器３１０から離間する方向に移動するための、モータや回転直動変換機構等を備えた押圧部材駆動機構３２８を備えている。なお、本実施例においても、真空容器３１０のバルブ取付用開口１１５（本発明におけるパルスガスバルブ取付部に相当）は、真空容器３１０の第１端面３１０ａに設けられた真空計取付用開口３１１の中心軸Ｘに対して回転対称に設けられている。【００５１】
本実施例の検査装置において、真空容器３１０にパルスガスバルブ３５０を取り付ける際には、まず、図８に示すように、各パルスガスバルブ３５０の先端をＯリング押圧部材３２６のバルブ挿通孔３２７に挿通した後、該先端にＯリング３２４、３２５を取り付ける。その後、ユーザが入力部３４６で所定の操作を行うと、制御部３４３の制御の下に、押圧部材駆動機構３２８がＯリング押圧部材３２６を真空容器３１０に接近する方向に所定の距離だけ移動させてＯリング押圧部材３２６を停止させる。これにより、図９に示すように、各パルスガスバルブ３５０の先端が、第２端面３１０ｂに設けられたバルブ取付用開口３１５から真空容器３１０の内部に挿通されると共に、各パルスガスバルブ３５０に取り付けられたＯリング３２４、３２５がＯリング押圧部材３２６によって押圧される（すなわち、押圧部材駆動機構３２８が本発明における押圧部材固定手段に相当する）。その結果、各Ｏリング３２４、３２５がパルスガスバルブ３５０の周面及び真空容器３１０の第２端面３１０ｂに密着するため、パルスガスバルブ３５０が真空容器３１０に気密に取り付けられた状態となる。【００５２】
このように、本実施例に係る検査装置によれば、各パルスガスバルブ３５０に取り付けられたＯリング３２４、３２５を１つのＯリング押圧部材３２６によって押圧することができるため、真空容器３１０にパルスガスバルブ３５０を取り付ける際のユーザの作業負担を軽減することができる。なお、ここでは、１つのパルスガスバルブ３５０に２つのＯリング３２４、３２５を取り付ける構成を例示したが、Ｏリングの数はこれに限定されるものではない。【００５３】
また、本発明における押圧部材固定手段は、上記の押圧部材駆動機構３２８のようにモータ等によってＯリング押圧部材３２６を移動させる構成に限定されるものではなく、Ｏリング押圧部材３２６を真空容器３１０に接近させた状態で固定できるものであればよい。このような構成としては、例えば、図１０に示すように、真空容器３１０の第２端面３１０ｂに固定されるフランジ部材３２９と、フランジ部材３２９に螺合されるナット部材３３０から成るものが考えられる。ここで、フランジ部材３２９は、Ｏリング押圧部材３２６の外径よりも大きな内径を有し、その外周面にネジ溝が形成された円筒部３２９ａと、円筒部３２９ａの一端に設けられたフランジ部３２９ｂとを備えており、フランジ部３２９ｂを第２端面３１０ｂの外側にネジ留めすることによって真空容器３１０に固定される。一方、ナット部材３３０は、フランジ部材３２９の円筒部３２９ａの外径と略同一寸法の内径を有し、その内周面に前記ネジ溝と螺合するネジ溝が形成された円筒部３３０ａと、円筒部３３０ａの一端に設けられ、Ｏリング押圧部材３２６の外径よりも小さな内径を有する円環部３３０ｂとを備えている。このような構成において、真空容器３１０にパルスガスバルブ３５０を取り付ける際には、まず、各パルスガスバルブ３５０の先端をＯリング押圧部材３２６のバルブ挿通孔３２７に挿通した後、該先端にＯリング３２４、３２５を取り付ける。その後、Ｏリング押圧部材３２６をフランジ部材３２９の円筒部３２９ａに進入させて、各パルスガスバルブ３５０の先端を真空容器３１０の第２端面３１０ｂに設けられたバルブ取付用開口３１５に挿通する。この状態で、フランジ部材３２９の円筒部３２９ａにナット部材３３０を取り付けて回転させることにより、フランジ部材３２９にナット部材３３０を締結させる。これにより、ナット部材３３０の円環部３３０ｂによってＯリング押圧部材３２６が押され、該Ｏリング押圧部材３２６がＯリング３２４、３２５を真空容器３１０に向かって押圧する。その結果、Ｏリング３２４、３２５が潰れ、各パルスガスバルブ３５０と真空容器３１０の第２端面３１０ｂとの間が気密にシールされる。
【実施例４】
【００５４】
本発明の第４の実施例に係るパルスガスバルブ検査装置の構成を図１１に示す。本実施例に係る検査装置は、複数のパルスガスバルブ４５０の基端側（ガス導入ポート４５１を含む領域）をまとめて収容する密閉容器４７１を備えている。密閉容器４７１には、テストガスボンベ４３４に至る配管４３７が接続されており、各パルスガスバルブ４５０のガス導入ポート４５１は、密閉容器４７１の内部の密閉空間に開放された状態となっている。更に、本実施例の検査装置では、補助ポンプ４１７の吸気側をメインポンプ４１６と接続するための配管（以下、第１接続管４７２とよぶ）に加えて、該吸気側を密閉容器４７１と接続するための配管（以下、第２接続管４７３とよぶ）が設けられている。なお、第２接続管４７３上には、第２接続管４７３を開閉するためのポンプ用バルブ４７４が設けられている。【００５５】
本実施例に係る検査装置を用いてパルスガスバルブ４５０の検査を行う際には、まず、真空容器４１０にパルスガスバルブ４５０を取り付け、その後、真空容器４１０の第２端面４１０ｂに密閉容器４７１を取り付けることによって、パルスガスバルブ４５０の基端側を密閉容器４７１の内部に収容した状態とする。続いて、補助ポンプ４１７及びメインポンプ４１６によって真空容器４１０の内部を真空引きすると共に、補助ポンプ４１７によって密閉容器４７１の内部を真空引きする。密閉容器４７１を真空引きする際には、制御部４４３によってポンプ用バルブ４７４が開放される。なお、密閉容器４７１の真空引きは、真空容器４１０の真空引きの前に行っても、後に行ってもよく、あるいは真空容器４１０の真空引きと並行して行ってもよい。密閉容器４７１の真空引きが完了すると、ユーザがレギュレータ４３５を操作することによって、テストガスボンベ４３４から密閉容器４７１へとテストガスを導入する。これにより、密閉容器４７１の内部空間がテストガスで満たされた状態となる。この状態でいずれか１つのパルスガスバルブ４５０を開放することにより、テストガスが該パルスガスバルブ４５０を通過して真空容器４１０内に放出されるので、実施例１の検査装置と同様に、その際の真空容器４１０内の真空度の変化を電離真空計４１３で測定する。【００５６】
上記本実施例に係る検査装置によれば、各パルスガスバルブ４５０のガス導入ポート４５１に、テストガスボンベ４３４に至る配管（実施例１におけるテストガス供給配管１３６の出口端）を１つずつ接続する必要がないため、検査におけるユーザの作業負担を一層軽減することができる。
【実施例５】
【００５７】
本発明の第５の実施例に係るパルスガスバルブ検査装置の構成を図１２に示す。本実施例の検査装置では、複数のパルスガスバルブ５５０に対して１つのパルスガスバルブ駆動回路５４２が設けられている。パルスガスバルブ１５０とパルスガスバルブ駆動回路５４２の間にはスイッチ部５４７（本発明における駆動バルブ切替手段に相当）が設けられており、このスイッチ部５４７によって、パルスガスバルブ駆動回路５４２に接続するパルスガスバルブ５５０（すなわち開閉動作を行わせるパルスガスバルブ５５０）を択一的に切り替えることができる。なお、図１２では、図示の都合上、４つのパルスガスバルブ５５０のみがスイッチ部５４７に接続されているが、実際には、真空容器５１０に取り付けられる全てのパルスガスバルブ５５０がスイッチ部５４７に接続され、その中のいずれか１つがスイッチ部５４７によって選択されてパルスガスバルブ駆動回路５４２に接続される。【００５８】
このような構成によれば、パルスガスバルブ駆動回路の数を抑えることができるため、製造コストを低減できると共に、メンテナンス性を向上させることができる。また、パルスガスバルブ駆動回路の個体差による測定結果への影響を排除することができる。なお、上記の例では、パルスガスバルブ駆動回路及びスイッチ部を一組だけ設けたが、検査装置に設けられるパルスガスバルブ駆動回路及びスイッチ部の数はこれに限定されるものではない。例えば、二組のパルスガスバルブ駆動回路及びスイッチ部を設け、真空容器５１０に接続される複数のパルスガスバルブ５５０のうちの半数を一方のスイッチ部に接続し、残り半分を他方のスイッチ部（及びパルスガスバルブ駆動回路）に接続する構成としてもよい。
【実施例６】
【００５９】
本発明の第６の実施例に係るパルスガスバルブ検査装置の構成を図１３に示す。本実施例に係る検査装置は、テストガスに大気を用いるものである。そのため、本実施例に係る検査装置には、テストガスバルブ供給手段（すなわち、実施例１におけるテストガスボンベ１３４やテストガス供給配管１３６）が設けられておらず、各パルスガスバルブ６５０のガス導入ポート６５１は大気に開放されている。【００６０】
このような構成によれば、装置構成を簡略化して製造コストを低減できると共に、テストガスとしてヘリウムやアルゴンを用いる場合に比べてランニングコストを低減することができる。また、各パルスガスバルブとテストガスボンベ間の配管接続作業が不要となるため、ユーザの作業負担を一層低減することができる。
【実施例７】
【００６１】
本発明の第７の実施例に係るパルスガスバルブ検査装置の構成を図１４に示す。本実施例に係る検査装置は、電離真空計として、ヌードゲージ７１３ａを使用することを特徴としている。通常の電離真空計は、測定用の電極がガラス等から成る外囲器の内部に収納されているが、ヌードゲージ７１３ａは外囲器を有しておらず、電極（フィラメント、グリッド、及びコレクタ）が露出した状態となっている。このようなヌードゲージ７１３ａは、外囲器を有する電離真空計よりも時間応答性がよく、１〜１０μｓｅｃのオーダーで測定値が変化するため、パルスガスバルブ７５０の開放時間スケール（３００μｓｅｃ程度）よりも短い時間スケールでの真空度変化を観察することが可能となる。その結果、そのような短い時間スケールでの真空度変化の異常や、従来の外囲器を備えた電離真空計を用いた検査装置では困難であった駆動電圧波形に対するパルスガスバルブ７５０の開動作又は閉動作の遅延時間の評価を行うことが可能となる。
【実施例８】
【００６２】
本発明の第８の実施例に係るパルスガスバルブ検査装置の構成を図１５に示す。本実施例に係る検査装置では、ベント用配管８３１にベントガスボンベ８８１が接続されており、検査対象バルブを交換する際には、制御部８４３がベント用配管８３１上に設けられたベントバルブ８３２を開放することにより、ベントガスボンベ８８１内のベントガス（乾燥空気等）が真空容器４１０へと供給される（これらのベントガスボンベ８８１、ベント用配管８３１、及びベントバルブ８３２が、本発明におけるベントガス供給手段に相当する）。なお、ベントガスは、前記乾燥空気に限定されるものではなく、水分含有量が低い（湿度１％以下）のガスであれば、いかなる種類の気体であってもよい。【００６３】
真空容器８１０を高真空以上（１×１０−４Ｐａ程度以下）とする場合、真空容器８１０の内壁面に吸着している水分子の脱離が真空引きの律速となることが知られている。上記構成から成る本実施の検査装置では、真空容器８１０内に、大気ではなく、水分含有量の低いベントガスを供給した上でパルスガスバルブ８５０の交換が行われるため、パルスガスバルブ８５０の交換に伴う真空容器８１０の内壁への水分子の吸着量を低減することができる。これにより、その後の真空引きに要する時間を短縮することができ、多数のパルスガスバルブ８５０を検査する場合における作業効率を改善することができる。【００６４】
以上、本発明を実施するための形態について実施例を挙げて説明を行ったが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲で適宜変更が許容される。例えば、実施例１では、真空容器１１０内を１０−4Ｐａ程度の真空度にした状態でパルスガスバルブ１５０の検査を行うものとしたが、これに代えて、１０−２Ｐａ〜１０−３Ｐａ程度の真空度でパルスガスバルブ１５０の検査を行うものとしてもよい。この場合、真空引きの際に、補助真空計１３３で検出される真空容器１１０内部の到達真空度が１０−２Ｐａ〜１０−３Ｐａ程度の所定の真空度となった時点で各パルスガスバルブ１５０の検査を開始するよう、制御部１４３がメインポンプ１１６、補助ポンプ１１７、及びパルスガスバルブ駆動回路１４２ａ〜１４２ｄを制御する（実施例１以外の実施例においても同じ）。１０−２Ｐａ〜１０−３Ｐａ程度の真空度であれば真空容器内壁面への水分子の吸着は真空引き時間に大きく影響しないため、実施例８のようなベントガスボンベ８８１を有しない検査装置であっても、真空引きに要する時間を短縮して、多数のパルスガスバルブを効率よく検査することが可能となる。【００６５】
また、上記の各実施例では、真空容器の端面にパルスガスバルブを取り付ける構成としたが、実施例１、２、５〜８に関しては、真空容器の周面にパルスガスバルブを取り付ける（すなわち、該周面にパルスガスバルブ真空導入機構を配設する）構成としてもよい。この場合も、各パルスガスバルブ真空導入機構は、真空容器に設けられた真空計取り付け開口の中心軸Ｘに対して回転対称になるよう配置する。また、真空容器は、上記のような円柱形の内部空間を有するものに限らず、その他の回転体形状（例えば球形）の内部空間を有するものであってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１１０…真空容器
１１１…真空計取付用開口
１１２…電離真空計真空導入機構
１１３…電離真空計
１１４…排気口
１１５…バルブ取付用開口
１１６…メインポンプ
１１７…補助ポンプ
１２０…パルスガスバルブ真空導入機構
１２１…フランジ部材
１２２…ナット部材
１２３…押さえリング
１２４、１２５…Ｏリング
１３１…ベント用配管
１３２…ベントバルブ
１３３…補助真空計
１３４…テストガスボンベ
１３６…テストガス供給配管
１４１…電離真空計読取回路
１４２ａ〜１４２ｄ…パルスガスバルブ駆動回路
１４３…制御部
１５０…パルスガスバルブ
１５１…ガス導入ポート
２６０…参照バルブ
３２６…Ｏリング押圧部材
３２７…バルブ挿通孔
３２８…押圧部材駆動機構
４７１…密閉容器
５４７…スイッチ部
７１３ａ…ヌードゲージ
８８１…ベントガスボンベ
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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