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公開番号2021034344
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210301
出願番号2019156791
出願日20190829
発明の名称挿入光源
出願人日立金属株式会社
代理人特許業務法人 ユニアス国際特許事務所
主分類H05H 13/04 20060101AFI20210201BHJP(他に分類されない電気技術)
要約【課題】簡素な構成の磁石支持体ガイド機構を採用してコストダウンが可能な挿入光源を提供する。
【解決手段】第1磁石列M1と、第1磁石列M1とギャップδを介して向かい合う第2磁石列M2と、磁石列を支持する第1・第2磁石支持体1,2と、ギャップの大きさを変更するためのギャップ駆動機構50と、第1・第2磁石支持体1,2と磁石支持体ガイド機構7を介して連結された第1・第2連結ビーム103,203と、磁石支持体ガイド機構7は、第1・第2磁石支持体1,2の磁石列に沿った方向の移動を許容し、第1・第2磁石支持体1,2側に取り付けられる可動ガイド部70Bと、第1・第2連結ビーム103,203側に取り付けられる固定ガイド部70Aと、可動ガイド部70Bと固定ガイド部70Aの間に配置されるガイドユニット72と、を備え、ガイドユニット72は、磁石列に沿った方向に多数並べて配置されるコロ720と、コロ720を支持するホルダー721と、を備える。
【選択図】 図3
特許請求の範囲【請求項1】
多数の磁石が列状に配置される第1磁石列と、
この第1磁石列が取り付け支持される第1磁石支持体と、
多数の磁石が列状に配置されると共に、前記第1磁石列に対してギャップを介して向かい合う第2磁石列と、
この第2磁石列が取り付け支持される第2磁石支持体と、
前記ギャップの大きさを変更するため、前記第1磁石支持体及び/又は前記第2磁石支持体を磁石列が向かい合う方向に駆動するためのギャップ駆動機構と、
前記第1磁石支持体と第1磁石支持体ガイド機構を介して一体的に連結された第1連結ビームと、
前記第2磁石支持体と第2磁石支持体ガイド機構を介して一体的に連結された第2連結ビームと、
前記第1連結ビームと前記第2連結ビームの少なくとも一方と、前記ギャップ駆動機構とを連結するための駆動連動機構と、を備え、
前記第1磁石支持体ガイド機構と前記第2磁石支持体ガイド機構は、前記第1磁石支持体及び前記第2磁石支持体の磁石列に沿った方向の移動を許容するものであり、いずれの磁石支持体ガイド機構も、
前記第1磁石支持体、前記第2磁石支持体側に取り付けられる可動ガイド部と、
前記第1連結ビーム、第2連結ビーム側に取り付けられる固定ガイド部と、
前記可動ガイド部と前記固定ガイド部の間に配置されるガイドユニットと、を備え、
前記ガイドユニットは、
磁石列に沿った方向に多数並べて配置されるコロと、
前記コロを支持するホルダーと、を備えたことを特徴とする挿入光源。
続きを表示(約 400 文字)【請求項2】
前記可動ガイド部に形成されたガイド凹部と、前記固定ガイド部に形成されたガイド凸部と、を備え、前記ガイド凹部と前記ガイド凸部の間に前記ガイドユニットが設けられることを特徴とする請求項1に記載の挿入光源。
【請求項3】
前記ガイド凸部は、第1水平面と、第2水平面と、第1水平面と第2水平面をつなぐ垂直面により構成され、これら3つの面にそれぞれ前記ガイドユニットが設けられることを特徴とする請求項2に記載の挿入光源。
【請求項4】
前記コロの表面側に配置されるスペーサと、このスペーサの前記コロに対する押圧力を調整する機構を設けていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の挿入光源。
【請求項5】
前記ガイド凹部にネジ穴が形成され、このネジ穴へのネジの締結量により、前記押圧力が調整されることを特徴とする請求項4に記載の挿入光源。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、多数の磁石が列状に配置される第1磁石列と、この第1磁石列が取り付け支持される第1磁石支持体と、多数の磁石が列状に配置されると共に、前記第1磁石列に対してギャップを介して向かい合う第2磁石列と、この第2磁石列が取り付け支持される第2磁石支持体と、前記ギャップの大きさを変更するため、前記第1磁石支持体及び/又は前記第2磁石支持体を磁石列が向かい合う方向に駆動するためのギャップ駆動機構と、前記第1磁石支持体と第1磁石支持体ガイド機構を介して一体的に連結された第1連結ビームと、前記第2磁石支持体と第2磁石支持体ガイド機構を介して一体的に連結された第2連結ビームと、前記ギャップ駆動機構と前記磁石支持体を連結するための駆動連動機構と、を有する挿入光源(insertion device)に関するものである。
続きを表示(約 5,600 文字)【背景技術】
【0002】
真空中において光速近くまで加速された電子ビームが磁界中で曲げられると、電子ビームの移動軌跡の接線方向に放射光を発光し、これをシンクロトロン放射光と呼んでいる。このようなシンクロトロン放射光を発生させる光源を、電子貯蔵リング(電子ビーム蓄積リング)の直線部に設置し、高指向性、高強度、高偏光性などの特性を生かした種々の技術の実用化のための研究が行われている。今日の電子貯蔵リングには、より高いビーム電流、より小さなビーム断面積による高輝度光源である挿入光源(アンジュレータ)が複数設けられている。
【0003】
かかる挿入光源として、例えば、下記特許文献1に開示される挿入光源が知られている。この挿入光源は、多数の磁石が列状に配置される第1磁石列と、多数の磁石が列状に配置される第2磁石列がギャップを介して向かいあう構成を備えている。これら第1磁石列と第2磁石列は真空槽の中に封止されるため、真空槽内に磁石列(磁気回路)を配置してから、真空引きをして槽内を真空にしている。
【0004】
ただし、槽内の圧力が低下すると、磁石列を構成する永久磁石(例えば、Nd−Fe−B焼結磁石)や、その他の槽内の部品からガスが発生して真空度が上がらないという問題がある。そこで、真空引きの初期に所定の温度に上げてベーキング処理をして脱ガスを行っている。そうすると、磁石列を支持する磁石支持体は熱膨張により長手方向に延びるため、真空槽の内外の部品で長さに差異が生じる。そこで、磁石支持体と連結ビームとは、磁石支持体ガイド機構を介して連結して長さの差異を吸収するようにしている。これにより、熱膨張の影響がギャップ駆動機構や駆動連動機構に及ばないようにしている。
【0005】
かかる磁石支持体ガイド機構として、具体的には、リニアガイドを用いている。このリニアガイドは、多数のボールが無限軌道を転動するような構成を採用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
WO2018/143253A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記のリニアガイドは、多数のボールが無限軌道を転動する構成を採用しているため、構造が複雑であり、コスト高であった。また、昨今の半導体製造(装置)における需要高の為、入手困難で非常に納期がかかるという問題もあった。
【0008】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、簡素な構成の磁石支持体ガイド機構を採用してコストダウンが可能な挿入光源を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するため本発明に係る挿入光源は、
多数の磁石が列状に配置される第1磁石列と、
この第1磁石列が取り付け支持される第1磁石支持体と、
多数の磁石が列状に配置されると共に、前記第1磁石列に対してギャップを介して向かい合う第2磁石列と、
この第2磁石列が取り付け支持される第2磁石支持体と、
前記ギャップの大きさを変更するため、前記第1磁石支持体及び/又は前記第2磁石支持体を磁石列が向かい合う方向に駆動するためのギャップ駆動機構と、
前記第1磁石支持体と第1磁石支持体ガイド機構を介して一体的に連結された第1連結ビームと、
前記第2磁石支持体と第2磁石支持体ガイド機構を介して一体的に連結された第2連結ビームと、
前記第1連結ビームと前記第2連結ビームの少なくとも一方と、前記ギャップ駆動機構とを連結するための駆動連動機構と、を備え、
前記第1磁石支持体ガイド機構と前記第2磁石支持体ガイド機構は、前記第1磁石支持体及び前記第2磁石支持体の磁石列に沿った方向の移動を許容するものであり、いずれの磁石支持体ガイド機構も、
前記第1磁石支持体、前記第2磁石支持体側に取り付けられる可動ガイド部と、
前記第1連結ビーム、第2連結ビーム側に取り付けられる固定ガイド部と、
前記可動ガイド部と前記固定ガイド部の間に配置されるガイドユニットと、を備え、
前記ガイドユニットは、
磁石列に沿った方向に多数並べて配置されるコロと、
前記コロを支持するホルダーと、を備えたことを特徴とするものである。
【0010】
この構成による挿入光源の作用・効果は以下の通りである。第1磁石支持体は第1磁石支持体ガイド機構を介して第1連結ビームに一体的に連結され、第2磁石支持体は第2磁石支持体ガイド機構を介して第2連結ビームに一体的に連結される。ギャップ駆動機構は、第1連結ビームと第2連結ビームの少なくとも一方を駆動することで、ギャップの大きさを変更する。ここで、第1・第2磁石支持体ガイド機構は、第1・第2磁石支持体側に取り付けられる可動ガイド部と、第1・第2連結ビーム側に取り付けられる固定ガイド部と、前記可動ガイド部と前記固定ガイド部の間に配置されるガイドユニットを備える。さらに、このガイドユニットは、磁石列に沿った方向に多数並べて配置され、その形状が例えば針状乃至円柱状であるコロと、前記コロを支持するホルダーとを備えている。すなわち、コロとそのホルダーによる簡素な構成で、磁石支持体ガイド機構を実現している。このようなガイドユニットは市販されており、従来使用されていたリニアガイドよりも遥かに安価で入手しやすい。その結果、コストダウンが可能な挿入光源を提供することができる。
【0011】
なお、磁石列が向かい合う方向とは、磁石列が設置される態様に依存するものであり、例えば、垂直方向、水平方向、任意の傾斜方向が含まれる。また、磁石列が向かい合う方向の移動は、磁石列が接近する場合と遠ざかる場合の両方がある。
【0012】
また、第1磁石支持体は第1磁石支持体ガイド機構を介して第1連結ビームに一体的に連結されるものであるが、第1磁石支持体と第1磁石支持体ガイド機構の間に更に別の部材が介在する構成も本発明に含まれる。第1磁石支持体ガイド機構と第1連結ビームの間にさらに別の部材が介在する構成も本発明に含まれる。第2磁石支持体ガイド機構に関しても同様である。
【0013】
本発明において、前記可動ガイド部に形成されたガイド凹部と、前記固定ガイド部に形成されたガイド凸部と、を備え、前記ガイド凹部と前記ガイド凸部の間に前記ガイドユニットが設けられることが好ましい。
【0014】
かかる構成によれば、ガイド凹部の間にガイド凸部を挿入することで、ガイドユニットを構成することができる。なお、凹部や凸部の形状は特定の形状に限定されるものではない。
【0015】
本発明に係る前記ガイド凸部は、第1水平面と、第2水平面と、第1水平面と第2水平面をつなぐ垂直面により構成され、これら3つの面にそれぞれ前記ガイドユニットが設けられることが好ましい。
【0016】
かかる構成により、角型の凹部と凸部が形成され、3つの面にそれぞれガイドユニットを配置することで、スムーズなガイドを実現することができる。
【0017】
本発明において、前記コロの表面側に配置されるスペーサと、このスペーサの前記コロに対する押圧力を調整する機構を設けていることが好ましい。かかる構成により、コロに適切な押圧力を付与することができる。
【0018】
本発明において、前記ガイド凹部にネジ穴が形成され、このネジ穴へのネジの締結量により、前記押圧力が調整されることが好ましい。
【0019】
この構成によれば、ネジを回転させることで、押圧力の調整を行うことができる。これにより、ガイドユニットを適切に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
本実施形態に係る挿入光源の正面側から見た斜視図
本実施形態に係る挿入光源の正面図
本実施形態に係る挿入光源の側面図
本実施形態に係る挿入光源の正面側から見た斜視図であり、真空槽を除去した状態を示す図
図4の部分拡大図
磁石支持体ガイド機構の斜視図
磁石支持体ガイド機構の斜視図(動作図)
磁石支持体ガイド機構の分解斜視図
磁石支持体ガイド機構の側面図
磁石支持体ガイド機構の正面図
図9のB−B断面図
図8のA−A断面図
ガイドユニットの外観斜視図
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明に係る挿入光源の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る挿入光源の正面側の斜視図である。図2は、正面図である。図3は、側面図である。図4は、真空槽を除去した状態の正面側の斜視図である。図5は、図4の部分拡大図である。
【0022】
図4、図5等に示すように、挿入光源は、多数の磁石が列状に配置される第1磁石列M1と、同じく多数の磁石が列状に配置される第2磁石列M2がギャップδを介して向かい合っている。このギャップ空間を電子ビームが通過する。なお、磁石列としては、例えば、特許文献1に挙げたもののほか、特開2001−143899号公報や特開2014−13658号公報に開示されるものなど、種々の構成例が考えられる。従って、特定の磁石の配置に限定されるものではない。
【0023】
第1磁石列M1は、第1磁石支持体1により支持され、第2磁石列M2は、第2磁石支持体2により支持される。例えば、第1磁石列M1を構成する個々の磁石が第1磁石支持体1に対してボルト等により結合される。第2磁石列M2も同様である。
【0024】
また、第1磁石列M1と第2磁石列M2の磁石列が向かい合う方向は垂直方向であるが、挿入光源としては、上記に限定されるものではなく、水平方向や傾斜方向、また、複数の方向の組み合わせを有していてもよい。
【0025】
なお、真空槽3は、支持体600によりベース10の上に支持されている。図1にも示すように、支持体600の上には支持部材610が設けられており、真空槽3の下部を受け止めている。支持体600、支持部材610、真空槽3は、不図示の機械的手段(例えば、ボルトナット)により結合されている。また、支持体600もベース10に対して適宜の機械的手段(例えば、ボルトナット)により結合されている。なお、真空槽3の支持構造は、種々の変形例が可能である。
【0026】
図3に示すように、第1磁石支持体1の上部には、連結軸100が取り付けられ、連結軸100の上端は連結プレート101に連結されている。図2に示すように、連結軸100は、左右方向に沿って8個配置され、連結プレート101も同じく8個配置される。図3等に示すように連結軸100は正面側から見て前後方向に沿って2個配置され、この2個の連結軸100が1個の連結プレート101により連結される。すなわち、本実施形態では、連結軸100は合計16個配置され、この16個の連結軸100が2個ずつ、8個の連結プレート101により連結される。
【0027】
連結軸100は、単一の部品ではなく、複数の部品により構成されている。図3、図5
を見ても分かるように、複数の軸部材と、軸部材の端部に位置するフランジなどの複数の部品により構成されている。連結軸100の具体的な構成については、本実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。
【0028】
連結軸100が配置された上方には第1連結ビーム103が配置される。第1連結ビーム103と連結プレート101は、磁石支持体ガイド機構7により連結される。これは、第1磁石支持体1が熱膨張で長手方向に長さが変化したときに、その変化を吸収するために設けている。従って、熱膨張の影響が後述のギャップ駆動機構50や駆動連動機構に及ばないようにしている。以上のように、第1磁石支持体1と第1連結ビーム103は、磁石支持体ガイド機構7を介して一体的に連結されている。第1連結ビーム103が垂直方向(磁石列が向かい合う方向の一例:以下も同様)に移動すれば、それに連動して第1磁石支持体1も一体的に垂直方向に移動する。垂直方向の移動量は同じになる。なお、第1連結ビーム103と第1磁石支持体1を一体的に連結させる機構は上記に限定されるものではなく、種々の変形例が適用可能である。なお、磁石支持体ガイド機構7の詳細は後述する。
【0029】
第2磁石支持体2も連結軸200、連結プレート201、磁石支持体ガイド機構7を介して第2連結ビーム203と一体的に連結されている。その構成は、第1連結ビーム103の場合と同じであるので説明は省略する。以下の説明に関しても同様である。
【0030】
図1に示すように、第1連結ビーム103は、左右方向に沿って伸びる直方体形状を有した本体フレーム103aを有している。さらに、本体フレーム103aの後方側に2か所支持フレーム103bが連結されており、正面側から見て前後方向に沿って伸びている。
(【0031】以降は省略されています)

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