專利名稱：電子束照射表面改性裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及向金屬部件等的表面照射電子束、進(jìn)行表面改性加工 的電子束照射表面改性裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)開發(fā)了以下方法，即，在通過(guò)等離子化的電離氣體中的大 面積上產(chǎn)生比較均勻的高能密度的電子束，通過(guò)向機(jī)械切削加工后或 放電加工后的各種金屬部件照射該電子束，對(duì)大面積進(jìn)行同樣的加工， 從而不觸及深部地進(jìn)行表面加工和表面改性加工。
作為使用該方法的裝置，公開了如下的金屬零件的表面改性用電 子束裝置，即，，將電子束產(chǎn)生部和被照射體設(shè)置在填充低壓氬氣(電 離氣體)的密封殼體內(nèi)部，該電子束產(chǎn)生部具有筒狀陽(yáng)極和設(shè)置在該
陽(yáng)極的軸線上并釋放電子的陰極；該被照射體被照射由該電子束產(chǎn)生 部產(chǎn)生的電子束，通過(guò)脈沖狀地附加陰極和被照射體之間的加速電壓， 向金屬零件的整個(gè)表面反復(fù)間歇式地照射電子束，溶解剛進(jìn)行鑄造后 的金屬零件表面的薄的表層，形成非晶表面，從而可增加對(duì)酸的耐腐 蝕性(專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-111778號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，對(duì)于上述的表面改性裝置，由一個(gè)殼體形成設(shè)置有電子束 產(chǎn)生部的電子束產(chǎn)生室和加工被照射體的加工室，由于加工室是按照 表面改性裝置可進(jìn)行加工的被照射體的最大尺寸的容積形成的，因此， 在調(diào)整殼體內(nèi)部的氣壓時(shí)，即使被照射體小，也需要采用與被照射體 大的情況相同的時(shí)間，工作效率降低。
而且，在進(jìn)行被照射體的表面改性的加工面積大于電子束的照射 面積的情況下，需要使被照射體相對(duì)電子束軸在直角平面內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)，
因此，加工室需要該移動(dòng)所需行程量的空間，因此，加工室進(jìn)一步加 大，調(diào)整殼體內(nèi)部的氣壓耗費(fèi)時(shí)間。
并且，對(duì)于電子束產(chǎn)生室和加工室一體化的殼體，在將被照射體 安裝在加工室以及拆下時(shí)很難操作，在確認(rèn)被加工體的加工狀況時(shí)， 也由于電子束產(chǎn)生室設(shè)置在被照射體的加工面?zhèn)榷哂胁蝗菀啄恳暤?問(wèn)題。
本發(fā)明是鑒于該情況而完成的，其目的是提供提高工作效率的電 子束照射表面改性裝置。
本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置，具有電子束產(chǎn)生室、電子 束殼體以及加工殼體；上述電子束產(chǎn)生室設(shè)置電子束產(chǎn)生部，產(chǎn)生向 被照射體照射、進(jìn)行表面改性的電子束；上述電子束殼體形成該電子 束產(chǎn)生室，并具有上述電子束出射的出射口；上述加工殼體形成加工 室，并具有上述電子束入射的入射口，該加工室收容被從上述出射口 出射的電子束照射的被照射體；其特征在于，上述電子束殼體和上述 加工室殼體分開構(gòu)成；并且，具有連接脫離裝置，該連接脫離裝置以 使設(shè)置在上述加工殼體和上述電子束殼體雙方上的平行對(duì)置的連接面 接近或者脫離的方式、使上述電子束殼體和/或上述加工殼體移動(dòng)，使 得上述加工殼體與上述電子束殼體連接來(lái)借助上述出射口和上述入射 口連通上述電子束產(chǎn)生室和上述加工室而形成密閉空間、且使上述加 工殼體脫離上述電子束殼體。
另外，在本發(fā)明中，"連接，，是指形成連通電子束產(chǎn)生室和加工室 的密閉空間，加工殼體和電子束殼體可以直接連接，也可以通過(guò)其他 部件間接連接。
并且，連接脫離裝置只要使加工殼體可相對(duì)電子束殼體進(jìn)行相對(duì) 移動(dòng)以使加工殼體與電子束殼體連接或使加工殼體從電子束殼體脫離 即可，也可使加工殼體和電子束殼體的任何一方移動(dòng)。
對(duì)于本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置，優(yōu)選在上述加工殼體與 上述電子束殼體脫離時(shí)，上述電子束殼體以及/或上述加工殼體可在與 上述連接面平行的平面上移動(dòng)。
對(duì)于本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置，優(yōu)選上述加工殼體可移 動(dòng)到從上述電子束產(chǎn)生室側(cè)看、使上述入射口的至少一部分面對(duì)外部 的位置。
本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置優(yōu)選具有開關(guān)上述電子束殼體 的上述出射口的開關(guān)裝置。
對(duì)于本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置，優(yōu)選上述開關(guān)裝置具有
平坦的封閉板和封閉板移動(dòng)裝置，封閉板具有對(duì)應(yīng)于上述出射口的孑L; 封閉板移動(dòng)裝置使該封閉板向上述出射口和上述孔重合的位置以及不 重合的位置移動(dòng)。
對(duì)于本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置，優(yōu)選上述封閉板移動(dòng)裝 置在使上述封閉板在上述重合位置和上述不重合位置之間移動(dòng)時(shí)，向 上述封閉板的平面方向以外的方向移動(dòng)。
對(duì)于本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置，電子束殼體和加工室殼 體分開構(gòu)成，并且，具有連接脫離裝置，該連接脫離裝置以使設(shè)置在 加工殼體和電子束殼體雙方上的平行對(duì)置的連接面接近或者脫離的方 式、使電子束殼體和/或加工殼體移動(dòng)，使得加工殼體與電子束殼體連 接來(lái)借助出射口和入射口連通電子束產(chǎn)生室和加工室而形成密閉空 間、且使加工殼體脫離電子束殼體，因此，可選擇具有與被照射體形 狀對(duì)應(yīng)的容積的加工室的加工殼體加以使用，在被照射體小的情況下， 通過(guò)使用具有小容積的加工室的加工殼體，可縮小密閉空間，因此， 可在短時(shí)間內(nèi)調(diào)整密閉空間內(nèi)的氣壓，提高工作效率。
并且，在將被照射體安裝在加工室和拆下時(shí)，由于可使加工殼體 脫離電子束殼體，因此提高了操作性。而且，由于可更換使用多個(gè)加 工殼體，因此，可在加工被照射體期間將下一個(gè)進(jìn)行加工的被照射體 設(shè)置在其他的加工殼體上，可縮短工作時(shí)間。
對(duì)于本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置，在加工殼體從電子束殼 體脫離時(shí)，電子束殼體以及/或加工殼體可在與連接面平行的平面上移 動(dòng)，在此情況下，可是加工殼體的入射口相對(duì)于電子束殼體的出射口 移動(dòng)，故可使出射口與被照射體的非特定的任意部位相對(duì)，可進(jìn)行大
表面積的局部單獨(dú)加工，因此，不需要形成為了使被照射體在加工室 內(nèi)平面移動(dòng)的所需行程量的空間，可以按照與被照射體的形狀相吻合 的最小容積形成加工室。這樣，可進(jìn)一步在短時(shí)間內(nèi)調(diào)整加工室內(nèi)的 氣壓，提高工作效率。
并且，本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置的加工殼體可移動(dòng)到從 電子束產(chǎn)生室側(cè)看、使上述入射口的至少一部分面對(duì)外部的位置，在 此情況下，操作者容易從面對(duì)外部的入射口目視加工殼體內(nèi)部的被照 射體的狀態(tài)。
本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置具有開關(guān)電子束殼體的出射口 的開關(guān)裝置，在此情況下，可在保持調(diào)整后的氣壓的狀態(tài)下密閉電子 束產(chǎn)生室，因此，在使加工殼體從電子束殼體脫離而將被照射體安裝 在加工室上以及拆下、或了解被照射體的加工狀態(tài)后，再次使加工殼 體與電子束殼體連接、照射電子束時(shí)，只需對(duì)電子束產(chǎn)生室以外的密 閉空間進(jìn)行氣壓調(diào)整即可，因此可縮短調(diào)整氣壓所花費(fèi)的時(shí)間，提高 工作效率。
并且，本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置的開關(guān)裝置具有平坦的 封閉板和封閉板移動(dòng)裝置，該封閉板具有對(duì)應(yīng)于上述出射口的孔，該 封閉板移動(dòng)裝置使該封閉板向出射口和孔重合的位置以及不重合的位 置移動(dòng)，該封閉板移動(dòng)裝置在使封閉板在重合位置和不重合位置之間 移動(dòng)時(shí)向封閉板的平面方向以外的方向移動(dòng)，在此情況下，由于電子 束殼體和封閉板在被密封的狀態(tài)下不進(jìn)行移動(dòng)，因此，可防止因封閉 板的平面方向的移動(dòng)而產(chǎn)生摩擦。


圖l是表示本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置的主要部分剖 視圖。
圖2是圖1的II-II線剖視圖。 圖3是圖1的右側(cè)面圖。
圖4是封閉板移動(dòng)機(jī)構(gòu)部以及封閉板的主要部分立體圖。 圖5是浮起移動(dòng)機(jī)構(gòu)的剖視圖。
圖6是表示第二實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置的主要部分 剖視圖。
圖7是表示第三實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置的主要部分 剖視圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電子束照射表面改性 裝置l進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖l是表示本實(shí)施方式的電子束照射表面改性
裝置i的正面剖視圖，圖2是圖i的ii-n線剖視圖，圖3是圖i的右 側(cè)面圖。另外，對(duì)于本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置1，為了
方便起見，將電子槍20所處的一側(cè)作為上側(cè)，將工作臺(tái)61所處的一 側(cè)作為下側(cè)，將圖l的面前側(cè)作為前側(cè)，將從該前側(cè)看到的左右方向 (圖1的左右方向)作為左右方向進(jìn)行說(shuō)明。并且，將電子束照射表 面改性裝置1的前側(cè)作為操作者P的操作位置。
如圖1、圖3所示，本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置1由 設(shè)置在地面上的大致長(zhǎng)方體的架臺(tái)11、立設(shè)在該架臺(tái)11的后方上面 的立柱12、以及后方裝載在該立柱12上面的長(zhǎng)方形的頂板13形成骨 架結(jié)構(gòu)，架臺(tái)11比頂板13突出到前側(cè)。并且，在頂板13的上方設(shè)置 具有產(chǎn)生電子束的電子束產(chǎn)生部22的電子槍20，在下方設(shè)置形成加 工室31的加工殼體30，該加工室31收容被照射電子束的被照射體W。
電子槍20具有筒狀的電子槍筒21和電子束產(chǎn)生部22，電子槍筒 21具有上壁21a、在下端具有作為電子束出射的第一出射口的筒口 21b;電子束產(chǎn)生部22設(shè)置在該電子槍筒21的內(nèi)部，設(shè)置著電子束產(chǎn) 生部22并通過(guò)電子槍筒21形成的空間成為電子束產(chǎn)生室25,向該電 子束產(chǎn)生室25填充例如氬氣等低壓電離氣體，生成等離子。
電子槍筒21具有從下端部外周向著外方突出的凸緣部28，在該 凸緣部28的下端面以不直接受到電子束的照射的方式圍著出射口 21b 地嵌合有環(huán)形的密封部件29。并且在電子槍筒21的外周設(shè)置產(chǎn)生磁 場(chǎng)的電磁元件26,在該電磁元件26上具有作為進(jìn)行勵(lì)磁的電源的勵(lì) 磁回路(無(wú)圖示)。該電磁元件26在電子束產(chǎn)生室25中形成磁場(chǎng)，實(shí)
現(xiàn)等離子和電子束的穩(wěn)定。
而且，在電子槍筒21的外周，設(shè)置用于使電子束產(chǎn)生室25形成 真空的與無(wú)圖示的排氣泵連接的真空用配管27a、以及與填充有氬氣 等的電離氣體的無(wú)圖示的氣泵連接的氣體用配管27b。
電子束產(chǎn)生部22在電子束產(chǎn)生室25的上方具有陰極，在上下方 向中央附近具有等離子陽(yáng)極24，這些都設(shè)置在與電子槍筒21的筒軸 相同的軸線上。
陰極23用于釋放電子，由圓筒形的金屬或石墨形成。貫通電子槍 筒21的上壁21a并可沿上下方向移動(dòng)的陰極軸23a^L電絕緣地與陰極 23的上端連接，并通過(guò)無(wú)圖示的導(dǎo)線與高壓電源(無(wú)圖示)連接。陰 極23通過(guò)陰極軸23a、根據(jù)需要上下移動(dòng)，可改變后述的照射條件。
等離子陽(yáng)極24為了使等離子保持穩(wěn)定，使用反射放電方式、形成 圓環(huán)形，從陰極23釋放的電子通過(guò)等離子陽(yáng)極24的內(nèi)側(cè)。然后，將 陰極23作為陰極、將被照射體W作為目標(biāo)，在兩極間產(chǎn)生高壓電容 放電，產(chǎn)生ps程度的電子束脈沖。等離子的產(chǎn)生是，在等離子陽(yáng)極 24和電子槍筒21的內(nèi)壁之間，通過(guò)勵(lì)磁回路將氬氣等的低壓電離氣 體等離子化。
可通過(guò)使電子束的放射能變化來(lái)改變電子束的照射條件。可通過(guò) 分別改變陰極電壓、陰極23與被照射體W的距離以及電離氣體的壓 力來(lái)使上述放射能發(fā)生變化，通過(guò)相應(yīng)于表面改性來(lái)控制電子束照射 表面改性裝置1的無(wú)圖示的系統(tǒng)，可適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整。
在電子槍20的下方設(shè)置開關(guān)組件40，作為開關(guān)電子槍筒21的筒 口21b的開關(guān)裝置。該開關(guān)組件40具有與凸緣部28的外周面一體 地連接并在內(nèi)部形成組件空間41a的箱狀的組件外板41、設(shè)置在組件 空間41a中的封閉板42、以及使該封閉板42移動(dòng)的封閉板移動(dòng)才幾構(gòu) 部(封閉板移動(dòng)裝置)。并且，在組件外板41的下端面形成與電子槍 筒21的筒口 21b對(duì)應(yīng)的下孔41b，在封閉板42上也形成與上述筒口 21b對(duì)應(yīng)的孔42a。當(dāng)筒口 21b和孔42a位于重合的位置時(shí)，筒口 21b 為打開狀態(tài)，而當(dāng)其位于不重合的位置時(shí)，筒口21b為關(guān)閉狀態(tài)，利
用封閉板移動(dòng)機(jī)構(gòu)部43移動(dòng)封閉板42,使筒口 21b成為打開狀態(tài)以 及關(guān)閉狀態(tài)。
如圖2所示，封閉板移動(dòng)機(jī)構(gòu)部43具有動(dòng)力部，該動(dòng)力部由聯(lián)軸 節(jié)431、操作軸433以及缸體435構(gòu)成，聯(lián)軸節(jié)431固定在封閉板切 口部42b上，該封閉板切口部42b形成有位于封閉板42的右端大致 中央的四邊形的切口；操作軸433在一端具有與聯(lián)軸節(jié)431卡合的連 接桿432，活塞434與貫通了組件外板41的另一端連接；缸體435的 一端與組件外板41的外面連接，活塞434在內(nèi)面向左右方向移動(dòng)。球 狀的止動(dòng)件432a設(shè)置在連接桿432的聯(lián)軸節(jié)431側(cè)前端。另外，無(wú)圖 示的泵與缸體435連接，在缸體435內(nèi)部產(chǎn)生使活塞434移動(dòng)的壓力。 聯(lián)軸節(jié)431在上面具有從前方向后方貫通的凹部431a，在該凹部431a 的右壁具有從上端向著下方縱長(zhǎng)切開的聯(lián)軸節(jié)切口部431b。球狀止動(dòng) 件432a位于凹部431a，連接桿432插通于聯(lián)軸節(jié)切口部431b。并且， 若活塞434向左右移動(dòng)，則隨著該移動(dòng)，左右方向的動(dòng)力通過(guò)連接桿 432、球狀止動(dòng)件432a以及聯(lián)軸節(jié)431施加在封閉板42上。
圖4是封閉板移動(dòng)機(jī)構(gòu)部43以及封閉板42的主要部分立體圖。 封閉板移動(dòng)機(jī)構(gòu)部43具有四個(gè)導(dǎo)板436、四個(gè)導(dǎo)向銷4呆持件437以及 四個(gè)導(dǎo)向銷438。導(dǎo)板436如圖2所示，分別固定在組件外板41的前 壁以及后壁的內(nèi)面左右，并且，如圖4所示，具有隨著從左方向右方 而上升的導(dǎo)槽436a;導(dǎo)向銷保持件437如圖2、圖4所示，固定在封 閉板42上面的前后左右；導(dǎo)向銷438的一端固定在導(dǎo)向銷保持件437 上，另一端與導(dǎo)槽436a卡合。如上所述，若左右方向的動(dòng)力施加在封 閉板42上，則導(dǎo)向銷438被導(dǎo)槽436a引導(dǎo)、傾斜移動(dòng)，這樣，使封 閉板42向筒口 21b與孔42a重合而使筒口 21b成為打開狀態(tài)的打開 位置、和不重合而使筒口 21b成為關(guān)閉狀態(tài)的關(guān)閉位置移動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)向 銷438位于導(dǎo)槽436a的左端時(shí)，筒口 21b成為打開狀態(tài)，而當(dāng)其位于 右端時(shí)，筒口 21b成為關(guān)閉狀態(tài)。在該關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，封閉板42的上面 與凸緣部28的下端面抵接。此時(shí)，如上所述，由于密封部件29設(shè)置 在下端面，因此可使電子束產(chǎn)生室形成氣密。
另外，在封閉板42向左右移動(dòng)時(shí)，通過(guò)導(dǎo)槽436a的作用，也向 上下方向移動(dòng)，但該上下方向的移動(dòng)不通過(guò)縱長(zhǎng)的聯(lián)軸節(jié)切口部431b 傳遞到操作軸433上。并且，當(dāng)封閉板移動(dòng)機(jī)構(gòu)部43使封閉板42在 上述重合位置和上述不重合位置之間移動(dòng)時(shí)，由于使封閉板42向傾斜 方向即封閉板42的平面方向以外的方向移動(dòng)，因此，封閉板42的上 面與凸緣部28的下端面不以密封的狀態(tài)移動(dòng)。因此，可防止因封閉板 42的平面方向的移動(dòng)而產(chǎn)生的水平摩擦。
如上所述形成的電子槍20和開關(guān)組件40是將組件外板41的下端 面固定載置在上述頂板13的上面。另外，本實(shí)施方式的電子束照射表 面改性裝置1將由電子槍筒21、組件外板41以及頂板13構(gòu)成的殼體 作為電子束殼體IO。并且在頂板13上形成與電子槍筒21的筒口 21b 即第一出射口對(duì)應(yīng)的頂板孔13a,該頂板孔13a成為電子束出射的第 二出射口。此時(shí)，頂板13a和下孔41b連通。
本發(fā)明的特征是，上述的電子束殼體10和加工殼體30分離形成， 并具有使加工殼體30的上端面30d與頂板13的下端面10a接近或者 使其脫離地移動(dòng)的連接脫離裝置，以使加工殼體30與電子束殼體10 連接來(lái)形成電子束產(chǎn)生室25和加工室31連通的密閉空間、且使加工 殼體30脫離電子束殼體10。此時(shí)，加工殼體30的上端面30d成為加 工殼體側(cè)連接面，頂板13的下端面10a成為電子束殼體側(cè)連接面。
加工殼體30是在上端具有電子束入射的入射口 30a的箱狀，在上 端外周具有向著外方按環(huán)形突出的突出部30b。該突出部30b在上端 面形成環(huán)形槽30c,加工側(cè)密封部件32安裝在該環(huán)形槽30c上。加工 殼體30的內(nèi)部成為加工室31,直接載置、收容被照射電子束的被照 射體W。并且在加工殼體30的外面連接有與調(diào)整加工室31內(nèi)的氣壓 的無(wú)圖示的排氣泵連接的真空用配管33。另外，被照射體W以進(jìn)行 表面改性的部分作為上面的方式栽置，并以位于加工殼體30上端面的 下方的方式設(shè)置在加工室31內(nèi)。
并且，加工殼體30通過(guò)后述的工作臺(tái)61、設(shè)置在作為向上下方 向(與頂板13的下端面10a連接或脫離的方向)移動(dòng)的連接脫離裝置
的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)部50上。此時(shí)，加工殼體30的上端面30d與頂板13 的下端面10a平行。如圖1所示，上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)部50大致由載置著工 作臺(tái)61的上下臺(tái)51;設(shè)置在架臺(tái)11的大致中央的上下移動(dòng)用流壓缸 52以及上下移動(dòng)用活塞53; —端與該上下移動(dòng)用活塞53連接而另一 端與上下臺(tái)51的下端面連接的上下軸54;在立柱12的前方的前后左 右的四處、 一端固定在上下臺(tái)51上的棒狀的導(dǎo)桿55;以及在架臺(tái)11 上、插入導(dǎo)桿55的套筒lla。
如圖3所示，上下臺(tái)51的前側(cè)端面與架臺(tái)11的前側(cè)端面位于同 一平面上，后側(cè)端面與立柱12具有一點(diǎn)間隙。并且，無(wú)圖示的泵與上 下移動(dòng)用流壓缸52連接，向上下移動(dòng)用流壓缸52內(nèi)部供給使上下移 動(dòng)用活塞53移動(dòng)的壓力。并且，當(dāng)上下移動(dòng)用活塞53在上下移動(dòng)用 流壓缸52的內(nèi)面上下移動(dòng)時(shí)，上下臺(tái)51通過(guò)上下軸54隨著該移動(dòng)進(jìn) 行上下移動(dòng)。此時(shí)，上下移動(dòng)是通過(guò)套筒lla引導(dǎo)導(dǎo)桿55來(lái)限制上下 方向以外的移動(dòng)。
對(duì)于通過(guò)工作臺(tái)61設(shè)置在如上所述地構(gòu)成的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)部50 的上下臺(tái)51上的加工殼體30，在照射電子束時(shí)，通過(guò)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu) 部50向上方向移動(dòng)，使加工殼體30的上端面30d與頂板13的下端面 10a接觸。此時(shí)，由于在加工殼體30上如上所述地安裝密封部件32， 因此可保持其與頂板13的下端面10a的氣密。另外，為了使加工殼體 30氣密地連接，對(duì)頂板13的下端面10a進(jìn)行平滑的精加工。并且， 通過(guò)利用密封部件32氣密地連接加工殼體30的上端面30d和頂板13 的下端面10a，上述電子束產(chǎn)生室25和加工室31通過(guò)頂板孔13a、下 孔41b、筒口 21b以及組件空間41a連通，這些形成一個(gè)密閉的密閉 空間。
而且，加工殼體30可在作為載置該加工殼體30的載置臺(tái)的上下 臺(tái)51上，在與頂板13的下端面10a平行的平面內(nèi)，即上下臺(tái)51的上 面上移動(dòng)。具體地說(shuō)，將工作臺(tái)61載置在上下臺(tái)51上，將加工殼體 30裝載在該工作臺(tái)61上，并且，減少工作臺(tái)61與上下臺(tái)51之間的 摩擦，在上下臺(tái)51上可利用手動(dòng)使工作臺(tái)61容易移動(dòng)。另外，對(duì)工
作臺(tái)51的上面進(jìn)行平滑的精加工，使工作臺(tái)61容易滑動(dòng)。
作為減少上述摩擦的方法，使用浮起機(jī)構(gòu)60。在此，圖5表示浮 起機(jī)構(gòu)60的剖視圖。如圖5所示，空氣室61a形成在工作臺(tái)61的內(nèi) 部，在工作臺(tái)61的外面連接有與向空氣室61a內(nèi)供給空氣的無(wú)圖示的 壓縮空氣源連接的配管61b。并且，在工作臺(tái)61的下端面，由孔構(gòu)成 的適當(dāng)數(shù)量的凹處61c形成在整個(gè)圓周上，該凹處61c通過(guò)由例如多 孔質(zhì)燒結(jié)金屬等多孔質(zhì)材料形成的栓塞61d與空氣室61a連通。并且， 若從配管61b向空氣室61a內(nèi)輸送壓縮空氣，則該空氣通過(guò)栓塞61d 被輸送到凹處61c。這樣，凹處61c的壓力上升，在上下臺(tái)51和工作 臺(tái)61的上面之間產(chǎn)生空氣膜，工作臺(tái)61浮起、可在上下臺(tái)51上面容 易地滑動(dòng)。并且，若工作臺(tái)61發(fā)生傾斜，則在各凹處61c間產(chǎn)生壓力 差，因此通過(guò)栓塞61d的空氣流量自動(dòng)發(fā)生變化、將空氣膜的厚度保 持為一定。
如上所述構(gòu)成的浮起機(jī)構(gòu)60可利用手動(dòng)使工作臺(tái)61即加工殼體 30在上下臺(tái)51的上面移動(dòng)。此時(shí)，上下臺(tái)51的上面由于有刻度，因 此容易確定工作臺(tái)51的位置。并且，上下臺(tái)51的前側(cè)端面由于從頂 板13的前側(cè)端面突出地設(shè)置，因此，加工殼體30可與工作臺(tái)61—起 移動(dòng)到上下臺(tái)51的前端附近，從電子束產(chǎn)生室25看，可移動(dòng)到使入 射口 30a的至少一部分面對(duì)外部的位置。這樣，由于操作者P可自由 移動(dòng)加工殼體30，因此，容易將被照射體W的照射部位定位在作為 電子束的第一出射口的筒口 21b上，容易進(jìn)行被照射體W的安裝、更 換或者觀察結(jié)果。
另夕卜，電子束照射表面改性裝置1雖然構(gòu)成為電子束殼體10和加 工殼體30分離的結(jié)構(gòu)，但當(dāng)電子束從陰極23向著被照射體W出射時(shí)， 陰極23以及被照射體W必須分別與電源連接。因此，^皮照射體W與 電源通過(guò)導(dǎo)線可靠地連接。
以下對(duì)上述構(gòu)成的電子束照射表面改性裝置1的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。 首先，從加工室31的大小各異的多個(gè)加工殼體30中選擇具有對(duì)應(yīng)于 被照射體W的大小等形狀的加工室31的加工殼體30，將其載置在向
上下臺(tái)51的上面前側(cè)移動(dòng)的工作臺(tái)61上。此時(shí)，由于上下臺(tái)51向下 側(cè)移動(dòng)，因此加工殼體30位于離開頂板13的位置。然后，以將進(jìn)行 表面改性的面作為上面的方式將被照射體W設(shè)置在加工室31內(nèi)。然 后，使工作臺(tái)61向電子槍20的下方移動(dòng)，使從作為第一出射口的筒 口 21b出射的電子束所通過(guò)的作為第二出射口的頂板孔13a與被照射 體W的照射部位吻合。
當(dāng)有多個(gè)照射位置時(shí)，在進(jìn)行各照射時(shí)，對(duì)應(yīng)于需要進(jìn)行表面改 性的被照射體W的照射部位，根據(jù)需要手動(dòng)移動(dòng)工作臺(tái)61、可自由 地定位在所希望的照射部位。
然后，通過(guò)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)部50使上下臺(tái)51上升、使加工殼體30 的上端面30d與頂板13的下端面10a接觸。并且，在電子束殼體IO 和加工殼體30連接的狀態(tài)下，電子束產(chǎn)生室25和加工室31通過(guò)頂板 孔13a、下孔41b、筒口 21b以及組件空間41a連通，形成一體的密 閉的密閉空間。之后，使與真空用配管27a、 33連接的排氣泵動(dòng)作， 為了使上述密閉空間內(nèi)的氣壓達(dá)到規(guī)定值，開始調(diào)整氣壓。這樣，加 工室31的氣壓降低，加工殼體30的上端面30d與頂板13的下端面 10a的接觸更加緊密。
然后，從氣體用配管27b向該密閉空間注入氬氣，通過(guò)電子槍20 向被照射體W的照射部位照射電子束。此時(shí)的照射條件通過(guò)上述的無(wú) 圖示的系統(tǒng)控制。
向被照射體W照射必要的電子束后，通過(guò)封閉板移動(dòng)機(jī)構(gòu)部43 使封閉板42向關(guān)閉筒口 21b的方向(圖1中右方向)移動(dòng)，以保持電 子束產(chǎn)生室25內(nèi)的低壓的狀態(tài)密閉該電子束產(chǎn)生室25。然后，從真 空用配管33向加工室31供給空氣，解除加工殼體30的上端面30d 與頂板13的下端面10a的連接，之后，通過(guò)上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)部50使上 下臺(tái)51下降，再使工作臺(tái)61向上下臺(tái)51前側(cè)的操作位置移動(dòng)。然后， 操作者進(jìn)行拆下被照射體W的操作，再安裝下一個(gè)進(jìn)行表面改性的被 照射體W。此時(shí)，也可根據(jù)下一個(gè)被照射體W的形狀更換加工殼體 30。
通過(guò)與上述相同的動(dòng)作，將下一個(gè)進(jìn)行表面改性的被照射體w設(shè)
置在加工室31內(nèi)的加工殼體30與電子束殼體10連接。然后，使與真 空用配管33連接的排氣泵動(dòng)作，將加工室31、頂板孔13a、下孔41b 以及組件空間41a內(nèi)的氣壓調(diào)整到與電子束產(chǎn)生室25相同的氣壓。此 時(shí)，電子束產(chǎn)生室25由于保持最初的氣壓，因此，照射下一個(gè)電子束 時(shí)，調(diào)整電子束產(chǎn)生室25以外的密閉空間的氣壓即可，因此，可縮短 氣壓調(diào)整時(shí)間，提高工作效率。
當(dāng)電子束產(chǎn)生室25和加工室31成為相同的氣壓后，通過(guò)封閉板 移動(dòng)機(jī)構(gòu)部43使封閉板42移動(dòng)，使筒口 21b成為打開狀態(tài)。然后從 氣體用配管27b向密閉空間吸入氬氣，通過(guò)電子槍20向被照射體W 的照射部位照射電子束。通過(guò)重復(fù)上述動(dòng)作，進(jìn)行所希望的數(shù)量的被 照射體W的表面改性。由此，進(jìn)行本實(shí)施方式的電子束照射表面改性 裝置l的電子束照射操作。另外，在同一個(gè)被照射體W、只改變照射 部位的情況下，只進(jìn)行改變連接位置的操作即可。
對(duì)于本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置1,電子束殼體10和加工 殼體30分離形成，并具有使加工殼體30的上端面30d與頂板13的下 端面10a接近或者使其脫離地移動(dòng)的連接脫離裝置，以使加工殼體30 與電子束殼體10連接來(lái)形成電子束產(chǎn)生室25和加工室31連通的密閉 空間、且使加工殼體30脫離電子束殼體10。由此，可選擇具有對(duì)應(yīng) 于被照射體W的形狀的容積的加工室31的加工殼體30加以使用，在 被照射體W小的情況下，通過(guò)使用具有小容積的加工室31的加工殼 體30，可縮小密閉空間，因此可在短時(shí)間內(nèi)調(diào)整密閉空間內(nèi)的氣壓， 可提高工作效率。
并且，在將被照射體W安裝于加工室31以及拆下時(shí)，可使加工 殼體30脫離電子束殼體10，因此操作性提高。而且，由于可更換、 使用多個(gè)加工殼體30，因此，可在加工被照射體W期間將下一個(gè)加 工的被照射體W設(shè)置在其他的加工殼體30內(nèi)，可縮短操作時(shí)間。
并且，對(duì)于本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置1，在加工殼體30 脫離電子束殼體10時(shí)，加工殼體30可在與作為連接面的加工殼體30
的上端面30d和頂板13的下端面10a平4亍的平面上移動(dòng)。由此，加工 殼體30的入射口 30a可相對(duì)電子槍筒21的筒口 21b移動(dòng)，因此，可 使作為第一出射口的筒口 21b與被照射體的非特定的任意部位相對(duì)、 可進(jìn)行大表面積的按照局部進(jìn)行的加工，所以，不需要為了使被照射 體W在加工室31內(nèi)進(jìn)行平面移動(dòng)而形成必要的行程量的空間，因此， 加工室31可以按照與被照射體W的形狀相吻合的最小容積形成。這 樣，可以更短的時(shí)間調(diào)整加工室31內(nèi)的氣壓，工作效率提高。
并且，對(duì)于本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置1，加工殼體 30可移動(dòng)到從電子束產(chǎn)生室25側(cè)看、使入射口 30a的至少一部分面 對(duì)外部的位置，因此，操作者P容易從面對(duì)外部的入射口 30a目視被 照射體W的狀態(tài)。
另外，本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置l作為連接脫離裝 置具有上下移動(dòng)的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)部50，但本發(fā)明的電子束照射表面改 性裝置不局限于此，只要是可連接以及脫離電子束殼體10和加工殼體 30的結(jié)構(gòu)，任何機(jī)構(gòu)部都可以。并且，本實(shí)施方式的電子束照射表面 改性裝置1的連接脫離裝置是使加工殼體30移動(dòng)的裝置，但本發(fā)明的 電子束照射表面改性裝置不局限于此，也可以是使電子束殼體10移動(dòng) 的裝置。
另外，本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置l是可使加工殼體 30在與連接面平行的平面上移動(dòng)地構(gòu)成，但發(fā)明的電子束照射表面改 性裝置不局限于此，也可使電子束殼體在與連接面平行的平面上移動(dòng) 地構(gòu)成。
本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置1可通過(guò)手動(dòng)使加工殼體 在平面內(nèi)移動(dòng)，但本發(fā)明不局限于此，也可通過(guò)平面移動(dòng)裝置進(jìn)行移 動(dòng)。具體地說(shuō)，使用眾所周知的XY工作臺(tái)(平面移動(dòng)裝置)作為載 置臺(tái)，利用該XY工作臺(tái)使加工殼體移動(dòng)。
并且，本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置1如上所述地將開 關(guān)組件40作為用于開關(guān)第一出射口的筒口 21b的部件，但本發(fā)明的電 子束照射表面改性裝置不局限于此，也可以是作為用于開關(guān)第二出射
口的頂板孔13a的部件。在這種情況下，可以是直接開關(guān)頂板孔13a 的結(jié)構(gòu)，也可以是例如通過(guò)下孔41 b進(jìn)行開關(guān)等的間接開關(guān)的結(jié)構(gòu)。 通過(guò)使頂板孔13a形成可開關(guān)的構(gòu)成，可在保持規(guī)定氣壓的狀態(tài)下至 少密閉電子束產(chǎn)生室25和加工室31,因此，在照射下一個(gè)電子束時(shí)， 對(duì)上述密閉空間以外的密閉空間進(jìn)行氣壓調(diào)整即可，因此，可進(jìn)一步 縮短氣壓調(diào)整時(shí)間，提高工作效率。
本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置1雖然如上所述地具有開 關(guān)組件40，但本發(fā)明的電子束照射表面改性裝置不局限于此，也可以 不具有開關(guān)組件40。并且，本實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置1 直接連接電子束殼體10和加工殼體30，但本發(fā)明的電子束照射表面 改性裝置不局限于此，也可以通過(guò)其他部件間接地連接電子束殼體10 和加工殼體30。
以下參照附圖，對(duì)利用其他方法連接電子束殼體10和加工殼體 30的第二和第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。另外，第二和第三電子束照射表 面改性裝置在電子束殼體10和加工殼體30的連接方法上不同，其他 部分與上述的實(shí)施方式相同，因此，相同部位使用相同的符號(hào)，省略 詳細(xì)說(shuō)明。圖6是表示第二實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置l，的 主要部分剖視圖，圖7是表示第三實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝 置l"的主要部分剖視圖。
如圖6所示，第二實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置l，是在上 端具有入射口 30a的箱狀，加工殼體30在上端外周具有向著外方按環(huán) 形突出的突出部30b,電子槍筒21具有一體設(shè)置在下端部外周并向著 外方突出的凸緣部28,使突出部30b的上端面30d，與凸緣部28的下 端面10a，接觸，從而使電子束產(chǎn)生室25和加工室31連通，使電子束 殼體10和加工殼體30連接。另外，為了提高一體密閉電子束產(chǎn)生室 25和加工室31的空間的氣密性，在加工殼體30的突出部30b的上端 面30d，安裝密封部件32。另外，第二實(shí)施方式的電子束照射表面改性 裝置l，將具有凸緣部28的電子槍筒21作為電子束殼體10，。
并且，如圖7所示，對(duì)于第三實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝 置1"，將在上端具有入射口 30a的箱狀的加工殼體30的上端面30d，， 與電子槍筒21的下端面10a"直接連接，從而使電子束產(chǎn)生室25和加 工室31連通。另外，為了提高一體密閉電子束產(chǎn)生室25和加工室31 的空間的氣密性，在加工殼體30的上端面30d，，安裝密封部件32。另 外，第三實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置l，，將電子槍筒21作為 電子束殼體10"。
另外，上述的第二和第三實(shí)施方式的電子束照射表面改性裝置1，、 1"與第一電子束照射表面改性裝置1相同，作為骨架結(jié)構(gòu)具有頂板13， 在此情況下，也可以包括頂板13地形成電子束殼體10，、 10"，電子 束殼體10，、 10"與加工殼體30連接。
權(quán)利要求
1.一種電子束照射表面改性裝置，具有電子束產(chǎn)生室、電子束殼體以及加工殼體；所述電子束產(chǎn)生室設(shè)置有電子束產(chǎn)生部，產(chǎn)生向被照射體照射、進(jìn)行表面改性的電子束；所述電子束殼體形成該電子束產(chǎn)生室，并具有所述電子束出射的出射口；所述加工殼體形成加工室，并具有所述電子束入射的入射口，該加工室收容被從所述出射口出射的電子束照射的被照射體；其特征在于，所述電子束殼體和所述加工室殼體分開構(gòu)成；并且，具有連接脫離裝置，該連接脫離裝置以使設(shè)置在所述加工殼體和所述電子束殼體雙方上的平行對(duì)置的連接面接近或者脫離的方式、使所述電子束殼體和/或所述加工殼體移動(dòng)，使得所述加工殼體與所述電子束殼體連接來(lái)借助所述出射口和所述入射口連通所述電子束產(chǎn)生室和所述加工室而形成密閉空間、且使所述加工殼體脫離所述電子束殼體。
2. 如權(quán)利要求l所述的電子束照射表面改性裝置，其特征在于， 在所述加工殼體與所述電子束殼體脫離時(shí)，所述電子束殼體和/或所述 加工殼體可在與所述連接面平行的平面上移動(dòng)。
3. 如權(quán)利要求2所述的電子束照射表面改性裝置，其特征在于， 所述加工殼體可移動(dòng)到從所述電子束產(chǎn)生室側(cè)看、使所述入射口的至 少一部分面對(duì)外部的位置。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電子束照射表面改性裝置， 其特征在于，具有開關(guān)所述電子束殼體的所述出射口的開關(guān)裝置。
5. 如權(quán)利要求4所述的電子束照射表面改性裝置，其特征在于， 所述開關(guān)裝置具有平坦的封閉板和封閉板移動(dòng)裝置，所述封閉板具有 對(duì)應(yīng)于所述出射口的孔；所述封閉板移動(dòng)裝置使該封閉板向所述出射 口和所述孔重合的位置以及不重合的位置移動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求5所述的電子束照射表面改性裝置，其特征在于， 所述封閉板移動(dòng)裝置在使所述封閉板在所述重合位置和所述不重合位 置之間移動(dòng)時(shí)，向所述封閉板的平面方向以外的方向移動(dòng)。
全文摘要
一種電子束照射表面改性裝置，提高工作效率。電子束照射表面改性裝置(1)具有電子束產(chǎn)生室(25)、形成電子束產(chǎn)生室(25)并具有出射口(13a)的電子束殼體(10)、以及形成加工室(31)并具有入射口(30a)的加工殼體(30)。電子束殼體(10)和所述加工室殼體(30)分開構(gòu)成，并且，具有連接脫離裝置(50)，其以使設(shè)置在加工殼體(30)和電子束殼體(10)雙方上的平行對(duì)置的連接面(10a、30d)接近或者脫離的方式、使電子束殼體(10)和/或加工殼體(30)移動(dòng)，使得加工殼體(30)與所述電子束殼體(10)連接來(lái)借助出射口(13a)和入射口(30a)連通電子束產(chǎn)生室(25)和加工室(31)而形成密閉空間、且使加工殼體(30)脫離電子束殼體(10)。
文檔編號(hào)C21D1/06GK101100703SQ20071012717
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者和泉忠美 申請(qǐng)人:沙迪克株式會(huì)社