JP5170768B2 - 冷陰極電離真空計 - Google Patents
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Description
なお、前記チャンバー50、エンクロージャ42、陰極43は、接地(アース)されている。
この遅れは、気体の圧力によって変わり、標準的な真空計では、10-3Paの圧力下で数秒間、10-8Paの圧力下で数時間である。このように、低圧力下における放電開始時の遅れは、許容しがたい長さであり、測定の効率化を阻害するものであった。
この発明にあっては、陽極44がリング状に形成されると共に、陽極電圧供給部48によって支持されている。そして、点火補助部材(放電誘発部材)として、金属ストリップ49が設けられている。この金属ストリップ49は、陽極44の下端部に固定されており、この金属ストリップ49の自由端部は、この陽極リング44の開口部から側面に突き出している。この自由端部は、前記陰極43の近傍にまで延びている。
この箇所における高い電界の強度が、この金属板ストリップ49の端部から電離イオンを引き離し、この電離イオンがケーシング壁に当たった際に2次電子を生成する。この電子によって、迅速かつ確実なペニング測定セルの点火が低い圧力の場合でも可能になる。
しかしながら、特許文献1記載の発明にあっては、陽極の所定位置に金属ストリップを固定しなければならず、取付け作業において特別な工具等を必要とし、取付け作業が困難であった。特に、金属ストリップは消耗品であるため、所定時間経過毎に交換作業を行う必要があった。その際、陽極を取り外さなければならず、その交換作業が煩わしいものであった。
そして検討の結果、陽極側に金属ストリップ(放電誘発部材)を取付けた場合、金属ストリップ(放電誘発部材)の交換作業の際、陽極も取り外さなければならないという課題の克服は困難であることが明らかになった。
その結果、陰極側に放電誘発部材を取付けた場合に、陽極等を取外すことなく、放電誘発部材のみを交換できる新規、有用な構成を知見し、更に陰極の洗浄作業を放電誘発部材の交換により簡素化した冷陰極電離真空計を想到するに至った。
また、陰極の洗浄作業を放電誘発部材を交換することにより、陰極の洗浄作業を簡素化できる冷陰極電離真空計を提供することを目的とする。
そのため、放電誘発部材のガイド部が陰極の内壁上を摺動しながら収納され、固定部は貫通孔の軸線方向に弾性変形しながら収納される。その結果、放電誘発部材は陰極内に収納され、放電誘発部材の固定部の圧接力によって、放電誘発部材は陰極に取り付けられる。
このように、放電誘発部材は、陰極に対して容易に取付けができ、またガイド部あるいは固定部をピンセット等の把持手段により把持し、陰極から引き出すことにより、放電誘発部材を容易に取外すことができる。
このように、陰極の底面が放電誘発部材によって覆われているため、陰極表面が油皮膜や炭化層、また測定気体による反応、スパッタ等で汚染される度合が少なく、前記放電誘発部材を交換することで、陰極の底面の洗浄を省略することができ、洗浄作業を簡素化することができる。
また、放電誘発部材の底面に前記陽極が挿通する貫通孔が形成され、前記貫通孔が複数の長孔が放射状に連結された貫通孔であって、隣接する長孔によって突起部が形成されると共に、前記貫通孔の中心部に前記陽極が配置されているため、前記突起部と陽極との間で放電が生じやすく、また冷陰極電離真空計に対して高電圧をかけた時刻と、放電して電流が流れ始める時刻との間の時間の遅れが小さく、測定を効率的に行なうことができる。
このように、4個の長孔が放射状に連結された貫通孔である場合、隣接する長孔によって突起部が4個形成される。この突起部の数が多いほど、突起部と陽極との間で放電が生じやすく、また冷陰極電離真空計に対して高電圧をかけた時刻と、放電して電流が流れ始める時刻との間の時間の遅れが小さく、測定を効率的に行なうことができる。
このようにポールピースを陰極に固定することにより、放電誘発部材を陰極内部に容易に固定することができる。
また、本発明の冷陰極電離真空計によれば、放電誘発部材を陰極に対して、容易に取付け、取外すことができるという効果を奏する。
更に、本発明の冷陰極電離真空計によれば、陰極の洗浄作業を放電誘発部材を交換することにより、陰極の洗浄作業を簡素化できるという効果を奏する。
一方、陽極44の他端は、フィードスルー(電流導入端子)13を介し、更に放電誘発部材20の貫通孔22を挿通し、陰極43の筒内の空間に配置される。
また、前記エンクロージャ42には、フランジ7及び前記フランジ7に取り付けられた補助圧力センサとしてのピラニ真空計8が設けられている。尚、図1中、符号7aは前記フランジ7を固定するために螺子である。
また、
更にまた、このエンクロージャ42は、カソード板4を介して基板3cに接続され、接地されている。尚、これら回路基板3a,3b,3cは基板保持部材10によって保持され、ケース2内に収容されている。
図2に示すように、放電誘発部材20はステンレス製の板状部材で形成されており、陽極44が挿通する貫通孔22が形成された基体21を備えている。前記基体の外縁部21b、21cは、筒状の陰極43の円状底面と同一の円弧(同一径)で形成されている。
また、前記基体の外縁部21b、21cを連結する側縁部21d、21eは直線状に形成されている。このように側縁部21d、21eは直線状に形成することによって、放電誘発部材20が陰極43の底面に配置された際、陰極43の底面に形成されたピラニ真空計8のための貫通孔(図示せず)を塞がないようにしている。尚、基体21を陰極底面と同一の円形状(同一径)になし、基体21に陽極が挿通する貫通孔及びピラニ真空計8のための貫通孔を形成しても良い。
更に、前記固定部23の形成部と対峙する基体21の外縁部21cには、外縁部から前記貫通孔22の軸線方向(基体21に対して垂直な方向)に延設されたガイド部24が設けられている。
したがって、この放電誘部材20にあっては、貫通孔22の中心部に配置された陽極44から、前記突起部21aまでの距離が最も短く、しかも陽極44の外周囲には、8個の突起部21aが配置されている。
一方、固定部23は、前記基体21の外縁部21cから斜方向に延設されているため、図3に示すように陰極43の内壁によって、貫通孔22の軸線方向(基体21に対して垂直な方向)に弾性変形しながら挿入される。
即ち、基体21の陰極43内への挿入に伴い、固定部23は矢印方向に変形し、陰極43内に挿入される。その結果、固定部23は陰極43の内壁に圧接しながら挿入され、この放電誘発部材20はこの固定部23の圧接力によって陰極43に固定される。
このように、放電誘発部材20は、陰極43内に挿入することによって取付けることができるため、取付け作業を容易になすことができる。
そのため、前記突起部21aと陽極44の間で放電が生じ易く、特に、陽極の外周囲には、8個の突起部21aが配置されているため、より放電が生じ易い。
その結果、電圧をかけた時刻と、放電して電流が流れ始める時刻との間の時間の遅れが小さく、放電開始時の遅れを抑制し、測定の効率化を図ることができる。
尚、陽極の外周囲には数多くの突起部21aを配置するのが好ましいが、少なくとも4個配置するのが好ましい。
このとき、前記陰極が有底筒状に形成され、前記放電誘発部材の基体が前記陰極の底面に接して収容されている場合には、陰極の底面が放電誘発部材によって覆われているため、陰極表面が油皮膜や炭化層、また測定気体による反応、スパッタ等で汚染される度合が少ない。したがって、前記放電誘発部材を交換することで、陰極の底面の洗浄を省略することができ、洗浄作業を簡素化することができる。
この実施形態における放電誘発部材30は、陰極43と同様に有底円筒状に形成され、陰極43内壁に接して収納されている。また、この放電誘発部材30の底面31には、陽極44が挿通する貫通孔32及びピラニ真空計8用の貫通孔33が設けられている。
したがって、この放電誘部材30にあっては、貫通孔32の中心部に配置された陽極44から、隣接する長孔32aが連結されることによって形成された突起部31aまでの距離が最も短く、しかも陽極44の外周囲には、5個の突起部31aが配置されている。
そして、放電誘発部材30を陰極43内部に収納した後、ポールピース14を陰極13の開口先端部の内部に収納する。このとき、前記ポールピース14は放電誘発部材30の上端面に載置される。
したがって、前記ポールピース14を陰極43に対して螺子等の手段(図示せず)によって固定することによって、前記放電誘発部材30は陰極43の内部に収納、取付けられる。即ち、放電誘発部材30を陰極43内に挿入し、前記ポールピース14を陰極43に固定することによって、前記放電誘発部材30は陰極43内部に収納、取付けられるため、取付け作業、交換作業を容易になすことができる。
その結果、電圧をかけた時刻と、放電して電流が流れ始める時刻との間の時間の遅れが小さく、放電開始時の遅れを小さくでき、測定の効率化を図ることができる。
14 ポールピース
20 放電誘発部材
21 基体
21a 突起部
22 貫通孔
22a 長孔
23 固定部
24 ガイド部
30 放電誘発部材
31 底面
31a 突起部
32 貫通孔
32a 長孔
43 陰極
44 陽極
Claims (5)
- 筒状の陰極と、前記筒状の陰極の内部空間に配置された棒状の陽極と、前記陽極と陰極との間の電界にほぼ直交する磁界を形成し、前記陽極と陰極との間に放電を起こす磁性手段と、前記陰極内に収納される放電誘発部材とを備えた冷陰極電離真空計において、
前記放電誘発部材が、前記板状の基体と、前記基体に形成された陽極が挿通する貫通孔と、前記基体の外縁部から斜方向に延設され、前記貫通孔の軸線方向に弾性変形可能な板状の固定部と、前記固定部と対峙する基体の外縁部に設けられた、前記貫通孔の軸線方向に延設された板状のガイド部とを備え、
前記貫通孔が複数の長孔が放射状に連結された貫通孔であって、隣接する長孔によって突起部が形成されると共に、前記貫通孔の中心部に前記陽極が配置されていることを特徴とする冷陰極電離真空計。 - 前記陰極が有底筒状に形成され、前記放電誘発部材は、その基体が前記陰極の底面に接して収容されていることを特徴とする請求項1記載の冷陰極電離真空計。
- 筒状の陰極と、前記筒状の陰極の内部空間に配置された棒状の陽極と、前記陽極と陰極との間の電界にほぼ直交する磁界を形成し、前記陽極と陰極との間に放電を起こす磁性手段と、前記陰極内に収納される放電誘発部材とを備えた冷陰極電離真空計において、
前記放電誘発部材は有底筒状に形成されると共に、前記放電誘発部材の底面に、前記陽極が挿通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔が複数の長孔が放射状に連結された貫通孔であって、隣接する長孔によって突起部が形成されると共に、前記貫通孔の中心部に前記陽極が配置され、かつ前記陰極が有底筒状に形成され、前記放電誘発部材の底面が前記陰極の底面に接して収容されていることを特徴とする冷陰極電離真空計。 - 前記貫通孔は、少なくとも4個の長孔が放射状に連結された貫通孔であって、隣接する長孔によって突起部が形成され、少なくとも4個の突起部が前記貫通孔内に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項3記載の冷陰極電離真空計。
- 放電誘発部材の上端面に載置されるポールピースを備え、前記ポールピースを陰極に対して固定することによって、前記放電誘発部材を陰極内部に固定することを特徴とする請求項3記載の冷陰極電離真空計。
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