JPH01162199A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば生ゴム、電線外被等に電子線を照射す
る電子線照射装置に関するものであり、特に電子線を被
照射物の移動速度に応じて照射するようにした電子線照
射装置に関するものである。

（従来の技術） この種の従来の電子線照射装置としては、例えば真空容
器のネック部に設けた電子放出用のフィラメントおよび
電子加速用の加速電極と、コーン部の前面に設けた金属
箔膜と、真空容器のネック部の外側であって前記加速電
極と金属箔膜との間に設けた偏向コイルとを有する電子
線照射管と、この電子線照射管を作動させるフィラメン
ト電源および直流高圧電源回路とを具える電子線照射装
置に、被照射物の移動速度の影響を補正するために、被
照射物を移動させる搬送装置の搬送速度に応じてフィラ
メント電源の電圧を制御する制御回路を加えたものがあ
る。

この電子線照射装置は以下のように動作する。

すなわち、フィラメントにフィラメント電源回路から所
定電圧が印加されると、熱電子が加速電極に向けて放出
される。この熱電子は、直流高圧電源回路から複数の加
速電極に電圧分圧抵抗器を介して所定電圧が印加される
と加速され、さらに偏向コイルで偏向されて電子線照射
管の金属箔膜の照射窓から被照射物に電子線として照射
される。

この場合、加速電圧（直流高電圧）が一定であれば、電
子線照射管を流れる電流（以下管電流と称す）も一定で
ある。ここで管電流を変化させるためには、フィラメン
トに印加する高電圧を変化させる方法とフィラメント温
度を変化させる方法が考えられるが、前者は高電圧を制
御するため装置が高価になるので一般的に後者が採用さ
れている。

この方法により、すなわちフィラメントの加熱用電圧を
変化させて管電流を所望の値に変化させることができる
。このフィラメントの加熱用電圧を、被照射物が例えば
ベルトコンベア等の搬送装置により搬送される場合に、
搬送速度の変化に応じて変化させていた。すなわち搬送
速度が速くなると、フィラメント加熱用電圧も上昇する
ように設定されていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この種の従来の電子線照射装置は、フィ
ラメント加熱用電圧の変化によりフィラメント温度を変
化させ、管電流を変化させようとしたため、フィラメン
ト加熱用電圧を急にステップ的に変化させても、フィラ
メントの物理的要素から決定される熱定数により、管電
流が対応して変化するまでにフィラメントの物理的要素
による熱時定数に基づく時間、遅れが生じてしまうとい
う問題があった。この時間遅れは例えばフィラメント加
熱用電圧をＩＯＶから１５Ｖに変化させた時、管電流が
１００ｍＡから３００ｍＡに変化するのに約１〜２分か
かり、実際にはほとんど変化に追随し得ないものである
。したがってこのような場合には被照射物に対する電子
線照射量が不均一になり、搬送装置の非常停止等の極端
な場合にはその被照射物は照射量過多のため不良品とな
り、除去後廃棄されるという欠点があった。

このような欠点の具体的な例を以下に述べる。

まず電線の耐熱性向上やビニルシートの機械的耐摩耗性
向上のための電子線照射においては、被照射物が連続物
であるので製造ラインの搬送速度は変動しやす（、それ
を常に一定に保つのは非常に困難である０例えば電線の
絶縁被覆材であるビニル系材料の場合においては、芯線
に被着させる絶縁材の母材の外径が引取長さの増大につ
れて減少するという電線の製造方法の性質に基づき製造
ラインの搬送速度を常に変化させる必要があるため、絶
縁材の母材の外径を連続的に計測し、その計測値に応じ
て電線の引取速度、すなわち搬送速度をフィードバック
制御することにより電線の仕上り外径を一定に保つよう
にしている。このため、従来の電子線照射装置では所期
の目的を達成できないという問題があった。さらに、タ
イヤ用部材として用いられるコーチイツトコードの場合
、すなわちカレンダーと称される装置を用いて有機繊維
の両面にゴムシートを貼合せてコーチイツトコードを成
形し、そのコーチイツトコードを巻取装置で巻取る際に
巻取装置の前段に電子線照射装置を設けた場合において
は、例えばゴムシート供給装置のトラブルのためにカレ
ンダーに異常が起きて搬送装置を急減速させたり、非常
停止させると、停止時に電子線を照射された部材は照射
量過多のため不良品となり、廃棄処分にされるという問
題があった。

また、上述した問題点は搬送速度の変動だけでなく、ベ
ルト上に種々の異なる被照射量が必要な被照射物を載せ
て搬送しながら電子線の照射を行なう時にも同様に生ず
るものである。

本発明の目的は被照射物の搬送速度に応じて電子線照射
管の管電流を変化させて、単位面積当りの電子線照射量
を一定値に制御したり、被照射物に応じて照射量を変化
させるために、電子線強度をきわめて速い応答速度で変
化させることにより従来装置の欠点を除去した電子線照
射装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段および作用）本発明の電
子線照射装置は電子を放出するフィラメントと、この電
子を加速する加速電極とを真空容器のネック部に設け、
コーン部の前面に金属箔膜を設け、加速電極と金属箔膜
との間の真空容器の外側に電子線を偏向する偏向コイル
を設けた電子線照射装置において、前記フィラメントと
加速電極との間に制御電極を配置し、この制御電極に制
御電圧を印加して電子線強度を変化させるよう構成した
ものであ名。この電子線照射装置は、管電流を被照射物
、例えば搬送装置の速度変化に、時間遅れがほとんどな
く極めて高精度に追随させるように制御電極の印加電圧
を制御するようにしたため、搬送速度の変動にも拘らず
単位面積当りの電子線照射量を一定値に保つことができ
、したがって均一な製品を製造することができる。さら
に前述したような不良品の発生がほとんど無いため、製
造コストを低減させることもできる。

（実施例） 第１図は本発明による電子線照射装置の一例の構成を示
す線図的断面図である。真空容器１１のネック部の後端
にはフィラメント１２を設け、その前方に制御電極１３
、複数の加速電極１４ａ。

１４ｂ、　−−−−，１４ｎを設ける。通常加速電極の
個数は７〜８個である。真空容器１１のコーン部の前面
開口を、例えば厚さ２０μの金属箔膜１５で閉じる。ま
た、真空容器１１の外側には加速電極１４ａ〜１４ｎと
金属箔膜１５との間に偏向コイル１６を巻装する。第１
図においてフィラメント１２と加速電極１４ａとの間の
制御電極１３を除去したものが従来の電子線照射装置と
同じものである。

フィラメント１２は、例えばＡＣｌｏｏＶを印加するフ
ィラメント電源回路１７に接続し、制御電極１３は電圧
制御回路１８に接続し、電圧制御回路１８は電流制御回
路２３に接続し、偏向コイル１６は通常２〜５ＫＨｚの
偏向周波数を有する偏向回路１９に接続する。また、直
流高圧電源回路２０を設け、３００〜７５０ｋＶの高電
圧を抵抗２１で分圧した電圧を加速電極１４ａ〜１４ｎ
に印加する。真空容器１１は通常のように接地する。電
流制御回路２３を直流高圧電源回路２ｏと接地抵抗２４
との接合点までの管電流検出経路２７および搬送装置２
５の出力端までの管電流指令経路２６に接続する。また
、第１図において、符号２２は電子流を照射すべき部材
であり、本例ではカレンダロールから連続的に供給され
るイシナライナ用ゴムシートである。

いま、フィラメントにフィラメント電源回路１７から例
えばＡＣｌｏｏＶが印加され、加速電極１４ａ、１４ｂ
、−−−−，１４ｎに直流高圧電源回路２０から抵抗２
１を介して例えば３００〜７５０ｋＶの高電圧が分圧さ
れて印加されると、フィラメントから放出された熱電子
は加速され、さらに偏向コイル１６で偏向されて金属箔
膜の照射窓からゴムシート上に電子線として照射される
。このときの管電流値■。は次式（Ｉ）で表わされる。

ここでＷ：被照射物の走査幅（ｃｍ） Ｖ：被照射物の搬送速度（ｍ／ｓｅｃ）Ｍ：電子線照射
量（Ｍｒａｄ） Ｋ：電子線加速電圧により定まる定数 例えば５００ｋＶ（７）場合、Ｋ＝０．３４である。

これらの中でＷおよびＭは被照射物が特定されれば定ま
る定数であるため、管電流値Ｉ０は被照射物の搬送速度
に正比例する。ここで制御電極電圧ｖｃをフィラメント
電圧ｖｆに対して負電位にすると管電流は減少する。こ
の関係は第２図に示すように制御電極電圧ｖｃ−ｖｆの
とき管電流■。

＝３００（ｍＡ）となり、ＶＣ＝Ｖ、　−５００（Ｖ）
のとき■。＝０となるような関係である。

ここでフィラメントで高温に加熱された熱電子が、フィ
ラメント電圧■ｆに対して正電位となる第１加速電極１
４ａに印加された負の高電圧により、運動エネルギーを
与えられて飛び出す電子数を、フィラメント電圧ｖｆに
対して負電位となる制御電極電圧ｖｃによってフィラメ
ント表面電界を負にすることにより、連続的に任意の管
電流値に抑制制御することができる。これがため、被照
射物の搬送速度が変化した場合、管電流検出経路２７か
らの実際の検出管電流と被照射物の搬送速度により定ま
る管電流指令経路２６からの指令管電流との偏差を電流
制御回路２３で検出して電圧制御回路１８に入力し、検
出管電流が指令管電流に一致するように制御電極電圧ｖ
ｏをフィードバック制御することにより、実際の管電流
と搬送速度により定まる管電流■。、とを、従来装置の
ようなフィラメントの熱時定数に基づく時間遅れ（最大
１〜２分）を除去できるので極めて高精度（応答速度数
ミリ５ｅｃ）に追随させることができ、したがって単位
面積当りの電子線照射量を均一化できる。

本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、幾
多の変更を加え得ることもちろんである。

例えば上述した例では搬送速度に応じて制御電極電圧を
変化させたが、制御電極電圧をパルス状に変化させて被
照射物の幅方向において選択的に所定の範囲のみ電子線
照射を行なうようにすることもできる。さらに本発明は
搬送装置上に異種の被照射物が混在する場合においても
、各々の被照射物に対応した所望の電子線照射量を入力
して連続的に電子線照射を行なうこともできる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、管電流を搬送装置
の速度変化に極めて高精度に追随させて単位面積当りの
電子線照射量を均一化することができ、したがって製品
の品質向上および不良品発生の排除によるコスト低減を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子線照射装置の一実施例の構成
を示す線図、 第２図は管電流■。と、フィラメント電圧■。 に対する制御電極電圧ｖｃの電位差との関係を表わすグ
ラフである。 １１・・・真空容器　　　　１２・・・フィラメント１
３・・・制御電極 １４ａ〜１４ｎ・・・加速電極 １５・・・金属箔膜　　　　１６・・・偏向コイル特許
出願人　　株式会社ブリデストン 第１図 第２図 υ　　　　５００　Ｖｆ萄（Ｖ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電子を放出するフィラメントと、この電子を加速す
   る加速電極とを真空容器のネック部に設け、コーン部の
   前面に金属箔膜を設け、加速電極と金属箔膜との間の真
   空容器の外側に電子線を偏向する偏向コイルを設けた電
   子線照射装置において、前記フィラメントと加速電極と
   の間に制御電極を配置し、この制御電極に制御電圧を印
   加して電子線強度を変化させるよう構成したことを特徴
   とする電子線照射装置。