JPS6134911B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は断面円状をなす被加工物の外周部に荷
電粒子ビームを照射しつつ加工する荷電粒子ビー
ム加工装置に関するものである。

従来のこの種の加工装置においては、例えば第
１図に示したように、密閉真空ケースＡ内に被加
工物３１（この場合は管）を収納してこの真空ケ
ース内を例えば10^-5mHg（即ち10^-5Torr）前後
の真空状態に減圧し、ターニングローラ２２′に
より被加工物３１を回転させつつ荷電粒子ビーム
発生装置３２からビームを照射して加工を行なつ
ていた。しかしこのような装置では被加工物が長
尺化するにつれて真空ケースを大きくしなければ
ならず、装置が高価となる上に広い据付面積を必
要とする欠点があつた。また真空ケースを大きく
した場合、真空ケース内全体を例えば10^-5Torr
に減圧するためには長い排気時間を必要とし、作
業性が著しく低下するのを避けられなかつた。更
にこの程度に減圧するには単一の真空ポンプでは
不可能であるため例えば油回転ポンプと油拡散ポ
ンプとを組合せたり、油回転ポンプといわゆるメ
カニカルブースタポンプと油拡散ポンプとを組合
せたりする必要があり、排気時間を短縮するため
にこれらの真空ポンプを大容量化すると装置が高
価なものとなつて、不経済であつた。

本発明の目的は排気時間が短縮でき、安価でか
つ作業性のよい荷電粒子ビーム加工装置を提供す
ることにある。

上記問題点を解決するため、本出願の第１の発
明によれば、断面円状をなす被加工物３１の外周
部に荷電粒子ビームを照射しつつ加工する荷電粒
子ビーム加工装置において、環状の枠体４と、枠
体４に支持された荷電粒子ビームの発生装置３２
と、枠体４の略中心部を貫通させて被加工物３１
を支持する支持装置２２と、枠体４の両端部にお
いて拘束されつつ枠体４に対して相対的に回動自
在な環状部材１１と、環状部材１１に放射状に配
設され半径方向に移動自在に支持された少なくと
も３個の押圧杆１６及び押圧杆１６を流体圧によ
り付勢する押圧杆付勢手段１４，１５，１７……
…から構成され押圧杆１６を被加工物に押圧する
ことにより環状部材１１を被加工物３１へ係止す
る係止手段１８と、枠体４と環状部材１１と被加
工物３１の表面部とにより囲繞される囲繞空間２
１を気密に維持する気密手段１２，１３，１９…
……と、囲繞空間に連結された真空排気装置と、
被加工物の裏面に配設された裏側気密手段２９
と、枠体４と被加工物３１とを相対的に回動させ
る回転駆動装置とを設けた。

また第２の発明によれば、第１の環状部材１１
１に拘束されつつ被加工物３１の半径方向に移動
自在な第２の環状部材１１２に前述と同様の係止
手段１８１を設けている。

以下図示の実施例を参照して、本発明の加工装
置を詳細に説明する。

第２図乃至第４図において、１は略中心部に被
加工物３１（図示の例では管）を貫通させる透孔
を有する実質的に定置された管状の枠で、枠１の
Ｘ方向の両端部には被加工物３１を貫通させる孔
を備えた円板状部材２、および円環部材３が気密
に締着されている。上記１乃至３の部材により実
質的に定着された環状の固定枠体４が構成されて
いる。５は円環部材３の内側に配置されて円環部
材３との間に環状空間１４を形成する環状の部
材、６は部材５の内側に配置された環状の部材、
７は部材５との間に部材６を挾持するように部材
５及び６Ｘ方向端面に係接された同じく環状の部
材で、これらの部材５乃至７は相互間に適宜固定
の気密部材を介して気密且つ一体的に締着されて
いる。部材７の円板状部材２側のＸ方向端面には
この円板状部材２に係合する複数個の第１の減摩
部材８が周方向に略一定の間隔をあけて取付けら
れ、また部材７の外周部には円環部材３の内周面
に係合する複数個の第２の減摩部材９が周方向に
略一定の間隔をあけて取付けられている。減摩部
材８，９は例えば球とこの球を回転自在に支持す
る球受座とからなり、球が円板状部材２の表面及
び円環部材３の内周面を転動して減摩作用をす
る。上記部材５乃至７と第１及び第２の減摩部材
８及び９とにより可動の環状部材１１が構成され
ている。環状部材１１の外周（図示の例では部材
５の外周）と円環部材３の内周との間にはＸ方向
に間隔をあけて周方向に延びる２個の気密部材１
２及び１３が配設され、これらの気密部材１２及
び１３が枠体４の円環部材３と摺動的に係合して
環状空間１４の気密を保つようになつている。

環状部材１１の部材６の円周部には３個以上の
案内筒部１５が、好ましくは周方向に等間隔をあ
けて放射状に穿設され、各案内筒部１５には、被
加工物３１の半径方向に移動自在な押圧杆１６が
気密的に遊嵌されている。尚図示の場合、案内筒
部１５及び押圧杆１６が周方向に略等間隔で８組
配設されている。また各押圧杆１６はばねにより
環状空間１４側に付勢されている。環状の枠体４
の円環部材３には圧縮空気の接続口１７が穿設さ
れ、この接続口は環状空間１４を介して案内筒部
１５に連通されている。この接続口１７は図示し
ない圧縮流体、例えば圧縮空気の供給装置に連結
されている。上記環状空間１４、案内筒部１５、
接続口１７及び図示しない圧縮空気の供給装置に
より押圧杆付勢手段が構成され、該押圧杆付勢手
段と押圧杆１６とにより係止手段１８が構成され
ている。

環状部材１１の部材６のＸ方向の外端部には、
環状の気密部材１９が固定され、この気密部材１
９は被加工物３１の外周に気密に係合している。
そして前記気密部材１２，１３、気密部材１９、
部材５乃至７相互間に配設された固定の気密部
材、枠１と円板状部材２との間に配設された気密
部材等により、枠体４のＸ方向の両端部に環状部
材１１，１１を配設したときに枠体４及び環状部
材１１，１１と被加工物３１の外周面とによつて
囲繞される空間２１を気密に維持する気密手段が
構成されている。

２２は被加工物３１を支持しつつその軸線の周
りに回転させる回転駆動源付支持装置で、この支
持装置２２は例えば被加工物３１が載置されるタ
ーニングロール装置により構成される。

被加工物３１の内側には、被加工物３１の内径
寸法より小径の環状支持部材２３が配置され、環
状支持部材２３の外周部には中空状の可撓性部材
２４，２４がＸ方向に適当な間隔を隔てて支持さ
れている。これらの可撓性部材２４，２４には圧
縮流体供給装置（図示せず）が連通され、圧縮流
体が供給されたときこれらの可撓性部材２４，２
４が膨張して被加工物３１の内周に係接するよう
になつている。環状支持部材２３の内側には、放
射方向に延びる少なくとも３個の連結腕２６ａに
より環状支持部材２３を支える連結部材２６が設
けられ、連結部材２６の連結腕２６ａに一端が支
えられた一対のアーム２６ｂ，２６ｂの先端に１
対の案内輪２５，２５が支持されている。これら
の案内輪２５，２５は、環状支持部材２３の幅方
向（Ｘ方向）の両端部より外側の位置で被加工物
３１の内周面に対向するようにＸ方向に離間して
設けられている。案内輪２５，２５は被加工物３
１の周方向に略等間隔をあけて放射状に少なくと
も３対設ければよいが、図示の例では４対の案内
輪が90度の角度間隔で配設されている。また連結
部材２６には回転継手２７を介してチエーン若し
くはケーブルなどからなる索条２８が連結されて
いる。上記環状支持部材２３乃至索条２８の部材
と可撓性部材２４，２４に圧縮流体を供給する
（図示しない）圧縮流体供給装置とにより、被加
工物の裏面側に外部に対して気密な環状空間３５
を形成する裏側気密手段２９が構成されている。
固定枠体４にはまた荷電粒子ビームの発生装置３
２が取付けられる。図示の例では、固定枠体４の
中央に位置する枠１の周壁にビーム発生装置３２
の取付孔が設けられ、この取付孔に気密に取付け
られたフレーム３２ａに発生装置３２が取付けら
れている。また発生装置３２には、加工位置３１
２の近傍を観察するための観察手段３３が設けら
れている。

上記の装置により加工（例えば溶接）を行なう
には、先ず係止手段１８の環状空間１４内に圧縮
空気を供給しない状態で、被加工物３１，３１を
Ｘ方向から枠体４及び可動環状部材１１内に挿入
し、荷電粒子ビーム３２の観察手段３３により観
察しつつ被加工物３１，３１の突合せ線即ち被加
工線３１１を加工位置３１２と一致させるように
被加工物３１，３１のＸ方向の位置を調整する。

しかる後、図示しない圧縮空気供給装置より環
状空間１４，１４内に圧縮空気を供給すると、押
圧杆１６，１６………が被加工物３１の軸芯方向
に付勢され、これにより環状部材１１と被加工物
３１とが相互に固定関係に保持される。このよう
に環状部材１１を被加工物３１に対して固定した
後若しくは被加工物３１，３１の端部を突合せた
後、第６図に示すように案内輪２５，２５………
を被加工物３１の裏面上で転動させつつ、裏側気
密手段２９をＸ方向に移動させて被加工物内に搬
入し、可撓性部材２４，２４間の略中央部に被加
工線３１１を位置させた状態で、図示しない圧縮
流体供給装置例えば圧縮空気供給装置から圧縮空
気を可撓性部材２４，２４の内部に供給する。圧
縮空気の供給につれて可撓性部材２４が環状支持
部材２３の外周で外方に膨出し、案内輪２５，２
５………が被加工物３１の裏面より離間すると同
時に可撓性部材２４，２４が被加工物３１の裏面
に密接する。（第５図参照。）このとき、被加工物
３１の裏面、可撓性気密部材２４，２４および環
状支持部材２３により被加工物３１の裏面側が気
密に維持される。

次に、例えば固定枠体４に連結された図示しな
い真空排気装置により、固定枠体４と環状部材１
１，１１と気密手段２１，２１とにより囲繞され
た空間２１が真空状態、（例えば１×10^-5Torrの
状態）に排気される。この場合、被加工物３１，
３１の突合せ線は間隙が零の状態で密接されてい
ることは皆無であつて、殆んどの場合、その突合
せ部に多少の間隙を有するから、裏側気密手段２
９により囲繞された空間３５も上記排気と同時に
真空の状態に維持される。このようにして被加工
物３１の表面部および裏面部の空間２１及び３５
を例えば１×10^-5Torrの状態とした場合、大気
圧を１Kg・cm^-2とすれば、各内部の圧力は１×
10^-5×（１／760）≒1.3×10^-8Kg・cm^-2であるか
ら、気密手段２１のうち大気側の気密部材１３，
１９はほぼ１Kg・cm^-2の圧力で内方に押圧される
ことになり、しかもこの場合円環部材３と部材５
および６と被加工物３１とにより気密部材１３及
び１９の概略形状が拘束されるため、大気に対す
る上記被加工物３１の表、裏、両面部の気密は良
好に維持される。

上記のごとく空間２１及び３５を所定の真空状
態にした後、発生装置３２を作動させて、この発
生装置から発生する荷電粒子ビーム３４を加工位
置３１２に照射しつつ回転駆動源付支持装置２２
を駆動して例えば第３図における時計方向に被加
工物３１を回動させつつ被加工線３１１に沿つて
加工を行なう。

このようにして加工を進め、被加工物３１が略
１回転したときに支持装置２２を停止させるとと
もに、発生装置３２の作動を停止させて荷電粒子
ビーム３４の発生を停止させ、かつ発生装置３２
の内部と外部とを気密に遮断した後、上記被加工
物３１の表面部の真空状態を解除する。次いで係
止手段１８及び裏側気密手段２９における圧縮空
気の供給を停止させるとともに環状空間１４およ
び可撓性部材２４，２４内の圧縮空気を排気し、
被加工物３１及び裏側気密手段２９を枠体４の中
央部より取出して加工作業を完了する。

この場合第２図乃至第４図、特に第４図に示し
たように係止手段１８の押圧杆１６を被加工物の
軸芯とは反対方向に常時付勢するバネ手段例えば
圧縮バネを配設しておけば被加工物３１の搬入お
よび搬出時に押圧杆１６を常時開放方向に付勢で
きるため、被加工物３１の搬入および搬出作業を
容易に行なうことができる。また被加工物３１の
回転中心と枠体４の中心とが一致しない場合に
は、被加工物の回転に伴ない押圧杆１６，１６…
……が被加工物の半径方向に変位するが、上記装
置では押圧杆を案内する案内筒部１５，１５，…
……に連通する環状空間１４が設けられているの
で、上記押圧杆１６，１６の移動を円滑に行なわ
せることができ、この押圧杆の移動により被加工
物の回転に伴なう環状部材１１の枠体４に対する
回動が妨げられることはない。

上記実施例のように、第１及び第２の減摩部材
８及び９を球と球受座により構成すると、環状部
材１１の枠体４に対する回動をきわめて円滑に行
なわせることができる。更にこの場合、第１及び
第２の減摩部材８及び９が当接する面に機械加工
を施しておけば枠体４に対する環状部材１１の回
動を一層円滑に行なわせることができる。

裏側気密手段２９を上記実施例のように構成す
れば、裏側気密手段の搬入、位置決め及び搬出を
容易に行なうことができる。この気密手段の案内
輪２５，２５は最低３対設ければよいが、安定性
を増して作業を容易にするためには４対以上設け
ることが好ましい。また上記実施例において裏側
気密手段２９の可撓性部材２４に冷却水を供給す
るようにすれば、加工中に被加工物３１が高温に
なつてもこの熱により可撓性部材２４，２４が過
熱される虞れがなく、しかも上記加工に伴なつて
発生する加熱の大部分は被加工物３１から可撓性
部材２４を介して冷却水により除去されるので、
被加工物の表面部に当接する各部品に加熱が伝達
されることがなく、特に気密部材１９，１９が加
工熱により劣化する虞れがない。また回転継手２
７を介して裏側気密手段に索条や牽引具を連結す
れば、裏側気密手段２９が回動しても索条や牽引
具がねじられることがなく、裏側気密手段２９の
搬出を円滑かつ迅速に行うことができる。更に連
結部材２６に対して支持部材２３を着脱自在に
し、また案内輪２５，２５の位置を調整自在に構
成しておけば、被加工物３１の内径が異なる場合
でも支持部材２３および可撓性部材２４，２４を
取替えるだけで他の部分を共用することができ
る。

尚固定枠体４に対してビームの発生装置３２を
Ｘ方向に調整自在に構成しておけば、荷電粒子ビ
ーム３４と被加工線３１１との位置決めが容易で
あり、また観察手段３３により加工位置３１２を
観察することにより、加工中にビーム３４と被加
工線３１１との位置を調整することもできる。ま
た圧縮流体の接続口１７を２以上設けることによ
り、押圧杆１６が所定位置まで変位するのに要す
る作動時間を短縮することができる。

第７図および第８図はそれぞれ本発明の他の異
なる実施例を示したもので、第７図に示した実施
例は、第２図乃至第４図に示した装置において被
加工物３１の外径が異なる場合に好適なものであ
る。すなわち、被加工物３１の外径が小さくなつ
た場合に、第２図乃至第４図の装置において、環
状部材１１の部材６、係止手段１８の押圧杆１６
及び気密部材１９を被加工物の外径に合せて交換
したものである。この場合発生装置３２と被加工
物の表面との間の間隔が大きくなるため、発生装
置３２の位置をＹ方向に調整自在に構成すれば、
荷電粒子ビーム３４による加工を円滑に行なうこ
とができる。また第８図は第２図に示した枠体４
及び発生装置３２を水平に配置して水平方向から
加工を行なうものであつて、この場合、第１及び
第２の減摩部材８及び９の他に第３の減摩部材８
１が第１の減摩部材８と対向して枠体４に当接す
るように構成されている。また裏側気密手段２９
としては被加工物の突合せ部を覆うように配設さ
れた気密部材が用いられている。枠体４に対して
X₁方向に配置された環状部材１１（第８図には
図示せず。）には枠体４の内部の真空状態の如何
に拘わらず常時X₂方向に重力もしくは重力と大
気圧とによる力が作用する。これに対して、枠体
４のX₂方向に配置される環状部材１１には枠体
４の内部の大気が排気されない状態においては、
X₂方向の重力が作用し、また枠体４の内部を真
空状態に維持したときにはX₁方向に、（大気圧力
による力）−（重力）で示される力が作用する。し
かもこのX₁方向の力は被加工物３１の半径が増
すにつれて増大する。そこで、第８図に示したよ
うに、枠体４のX₂方向に配置された環状部材１
１に、第１乃至第３の減摩部材８，９，８１を配
設しておけば枠体４の内部の真空状態の如何にか
かわらず環状部材１１の位置を安定に枠体４に拘
束できるので、気密部材１２，１３にＸ方向の力
が作用せず有効である。

このように水平方向から加工を行なう場合に
は、第８図のように第１乃至第３の減摩部材８，
９，８１を設けた方が好ましいが、第２図および
第４図に示した装置をそのまま水平状態に維持し
て加工することもできる。また第８図のように裏
側気密手段２９は被加工線３１１の裏面部に密着
された気密部材、例えば気密テープにより構成す
ることもできるが、裏側気密手段を第２図、第３
図、第５図および第６図に示したように構成すれ
ばこの裏側気密手段の着脱を自動化できる上にこ
れを繰返し使用することができる利点がある。

第９図は、本出願の第２の発明の一実施例を示
したもので、この実施例では枠体４の両端の各円
環部材３の内側に配置された環状の部材７と、こ
の部材７に取付けられた減摩部材８，８１及び９
とにより第１の環状部材１１１が構成されてい
る。減摩部材８は円板状部材２に係合し、また減
摩部材９及び８１はそれぞれ円環部材３の内周面
及びこの円環部材３の外端部の内鍔部内面に係合
する。部材７の外周面と円環部材３の内周面との
間には、気密部材１２が円環部材の内周面に対し
て摺動可能に設けられている。環状の部材７は環
状の凹部７ａを有し、この凹部内に第２の環状部
材１１２が半径方向に摺動自在に設けられてい
る。この第２の環状部材１１２には図示のように
部材７との間の摩擦を軽減する減摩部材８１１，
８１２（例えば球と球受座からなる減摩部材）を
設けておくことが望ましい。第２の環状部材１１
２と第１の環状部材１１１との間には気密部材１
２１が配設され、また第２の環状部材１１２の外
端部と被加工物３１の外周面との間には環状の気
密部材１９が配設されている。第２の環状部材１
１２の円周部には、被加工物３１側に開口する３
以上の案内筒部１５１が周方向に略一定の間隔を
設けて放射状に穿設され、各案内筒部１５１に
は、被加工物３１の半径方向に移動自在な押圧杆
１６が摺動自在且つ気密に嵌合されている。押圧
杆１６は流体供給手段４００から供給される圧縮
流体、例えば圧油によりＹ方向に移動されるよう
に構成されている。上記案内筒部１５１、押圧杆
１６及び流体供給手段４００等により第２の環状
部材１１２を被加工物３１に係止するための係止
手段１８１が構成されている。また上記気密部材
１９，１２，１２１及び枠体４の各部に配設され
た固定気密部材等により、枠体４の両端に第１及
び第２の環状部材１１１及び１１２と係止手段１
８１とを配置した際に被加工物３１の加工位置３
１２の近傍を囲繞する空間２１を気密に維持する
ための気密手段が構成されている。

第９図の装置により加工を行なう場合には、先
ず流体供給手段４００を操作して押圧杆１６，１
６………を径方向の外方に後退させておく。次に
被加工物３１を、枠体４と第１及び第２の環状部
材１１１及び１１２を貫通させて回転駆動源付支
持装置２２の上に載置し、被加工線３１１と加工
位置３１２とを一致させるように位置決めする。
この場合、支持装置２２上に支持される被加工物
３１の中心軸を枠体４の中心軸に略一致させるよ
うに予め支持装置２２の位置を調整しておく。尚
気密部材１９を支持した第２の環状部材１１２が
第１の環状部材１１１内において半径方向に移動
自在であるので、万一上記支持装置２２の位置調
整が行なわれていない場合でも、被加工物３１の
搬入を円滑に行なわせることができる。このよう
にして被加工物を搬入した後、流体供給手段４０
０からの流体の供給により押圧杆１６，１６……
…を第２の環状部材１１２より被加工物側に突出
させ、係止手段１８１により第２の環状部材１１
２を被加工物３１に係止する。次に枠体４、第１
及び第２の環状部材１１１及び１１２等により囲
繞された空間２１を図示しない真空排気装置の作
動により所定の真空状態にし、次いで発生装置３
２から荷電粒子ビーム３４を加工位置３１２に照
射しつつ支持装置２２により被加工物３１を回転
させて加工を行なう。この場合、支持装置２２上
の被加工物の回転中心と枠体４及び第２の環状部
材１１２の中心とが一致していないとき、および
被加工物３１の外周部が真円状でないときには、
当然加工中に被加工物３１と第１の環状部材１１
１との相対位置が変動することになる。しかし前
述のごとく第２の環状部材１１２および気密部材
１９は係止手段１８１により被加工物３１上に固
着されていてしかも第２の環状部材１１２は第１
の環状部材１１１に対して半径方向に移動自在に
構成されているため、加工中に被加工物３１の表
面と枠体４及び第１の環状部材１１１との相対位
置が変動しても、その変位は第２の環状部材１１
２と気密部材１９と被加工物３１とが第１の環状
部材１１１の内部で半径方向に移動することによ
り吸収されて、枠体４に対する第１の環状部材１
１１の回動が阻止されることがない。尚この装置
においては第２の環状部材１１２が第１の環状部
材１１１の内方において被加工物３１の円周方向
にも移動しようとする。しかし、円周方向での第
１の環状部材１１１と枠体４との摺動抵抗が第１
及び第２の環状部材１１１及び１１２間のそれよ
りも小さくなるように減摩部材８，８１および９
を配設しておけば第２の環状部材１１２が第１の
環状部材１１１に対して回動することはなく、従
つて被加工物３１の回動と共に常時第１の環状部
材１１１が枠体４に対して回動する。

第９図に示したように第１の環状部材１１１に
対して、被加工物の半径方向に可動な第２の環状
部材１１２を配設しておけば、枠体４および第１
の環状部材１１に対して被加工物３１の回動中心
が異なる場合、即ち支持装置２２が正確に位置決
めされていない場合、もしくは被加工物３１の外
周部が真円状でない場合でも、円滑に加工するこ
とができる。即ち被加工物３１の外表面は一般に
粗面であるが、この表面に当接する気密部材１９
は加工中は常時被加工物３１と共に一体的に回動
し、かつ被加工物３１の半径方向にも固定関係に
配置されるため、気密部材１９が損傷したり劣化
することは全くなく従つて気密部材１９の寿命は
長くしかも良好に気密が維持される。さらに気密
部材は被加工物３１上で移動することがなく、機
機的加工の施された面上を摺動するため、気密部
材の損傷は殆んどない。従つて気密性および高寿
命性を維持することができる。このように係止手
段１８１が圧縮流体により作動するように構成さ
れていれば、当然押圧杆１６を自動もしくは半自
動により操作することができるので、加工装置へ
の被加工物３１の搬入、搬出作業、および被加工
物３１に対して第２の環状部材１１２を係止する
作業を容易に行なうことができ、しかもこれらの
作業を迅速に行なうことができる。

第１０図は、第９図の装置において係止手段１
８１を変形した実施例を示したもので、この実施
例では枠体４の円環部材３に穿設された２個の圧
縮流体接続口１７，１７が第１の環状部材１１１
の部材７と円環部材３とにより形成される環状空
間１４１，１４２に連通し、かつ該環状空間１４
１，１４２が可撓性のホース４１，４１によりそ
れぞれ第２の環状部材１１２に配設されたシリン
ダー室に連結されている。このように係止手段１
８１を構成すれば、加工中に接続口１７，１７が
固定の位置にあるため、これらの接続口に接続す
るホースもしくは管などの配管部品を固定状態に
維持することができ、従つて配管各部に緩みが生
じることがなく、しかも加工装置に被加工物３１
を搬入もしくは搬出する際に配管部品が邪魔にな
ることもない。また押圧杆１６を自動的に位置調
整することができるので、作業が容易で迅速に作
業を行なうことができる。なおこの場合第２の環
状部材１１２に固定される気密部材１９を着脱自
在な締付具４２により締付けることもできる。こ
のようにすると被加工物３１を搬入した後締付具
４２を第２の環状部材１１２に締着したり、被加
工物３１の外周部に締着したりすることができ
る。また締付具４２と同時に気密部材１９を着脱
するようにしてもよい。このようにすれば、被加
工物３１の搬入および搬出時には気密部材１９及
び締付具４２を離脱させるため気密部材１９が被
加工物に当接することがない。従つて被加工物３
１の取扱いが容易であり、しかも気密部材１９が
損傷することがない。

尚上記実施例では被加工物を回転させたが、枠
体４を回転させ、被加工物３１を固定とすること
もできる。このようにすれば、被加工物が長大に
なつて重量が増大しても枠体４の回転駆動装置は
何ら影響されることなく構成されるので、比較的
安価にかつ容易に回転駆動装置を製作することが
できる。しかも被加工物３１が大重量化すれば、
その慣性も大きくなり、被加工物３１を回転させ
た場合にノツキングが発生することがしばしばあ
るが、枠体４を回転すればこのような虞れはな
く、枠体４の移動制御を容易かつ確実に行なうこ
とができて有利である。

以上、説明の実施例を種々示したが、本発明は
れらの実施例に限定されるものではなく、上記実
施例の各部を適宜に組合せたり、同等の部材で置
換したりすることにより種々の変形を行なうこと
ができる。

以上のように本発明によれば、被加工物の表面
部に形成される真空用の空間を小さく構成したた
め、所定の真空状態をうるために必要な排気時間
即ち作業時間を短縮でき、しかもこれに用いられ
る２乃至３個の真空ポンプをそれぞれ小容量のも
のにすることができるので真空用ポンプに必要な
設備費が軽減され極めて経済的である。さらに、
気密手段は、環状部材を被加工物に係止するため
の係止手段とは別に設けられているため気密手段
には過剰な力が加わることがない上、気密手段は
表面が機械加工されていない被加工物との摺動部
分をもたないので、気密手段を構成する気密部材
が摩耗することは殆んどなく、良好に気密を維持
しつつ加工を行なうことができ、安定した加工を
行なうことができる利点がある。

また本発明においては、半径方向に移動自在に
支持され流体圧により付勢されて被加工物に押圧
される押圧杆を備えた係止手段により環状部材を
被加工物に係止するので、加工中に枠体の中心と
被加工物の中心とがずれた場合でも、良好に気密
を維持して加工を行うことができる。

特に第２の発明よれば、係止手段が設けられる
第２の環状部材が被加工物の半径方向に移動自在
に設けられているので、加工中における枠体と被
加工物との相対的変位を更に確実に吸収すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置を示す断面図、第２図は本
発明に係る装置の一実施例を示す一部断面正面
図、第３図は第２図の−線断面図、第４図は
第２図の部拡大図、第５図および第６図は本発
明に係る装置に好適な裏側気密手段の説明図、第
７図は本発明の他の実施例を示したもので、第４
図に相当する拡大断面図、第８図は本発明の更に
他の実施例を示したもので第４図に相当する断面
図、第９図及び第１０図はそれぞれ本発明の他の
異なる実施例を示したもので、それぞれ第４図に
相当する断面図である。 ４……環状の枠体、７……環状の部材、８，
９，８１，８２，８１１，８１２，９１……減摩
部材、１１……環状部材、１２，１３……気密部
材、１４……環状空間、１６……押圧杆、１７…
…圧縮流体の接続口、１８……係止手段、１９…
…気密部材、２１……気密手段、２２……回転駆
動源付き支持装置、２４……中空状の可撓性部
材、２９……裏側気密手段、３１……被加工物、
３２……荷電粒子ビームの発生装置、３４……荷
電粒子ビーム、１１１……第１の環状部材、１１
２……第２の環状部材、１４１，１４２……環状
空間、１８１……係止手段、３１２……加工位
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 断面円状をなす被加工物の外周部に荷電粒子
   ビームを照射しつつ加工する荷電粒子ビーム加工
   装置において、 環状の枠体と、 前記枠体に支持された荷電粒子ビームの発生装
   置と、 前記枠体の略中心部を貫通させて前記被加工物
   を支持する支持装置と、 前記枠体の両端部において拘束されつつ前記枠
   体に対して相対的に回動自在な環状部材と、 前記環状部材に放射状に配設され半径方向に移
   動自在に支持された少なくとも３個の押圧杆と前
   記押圧杆を流体圧により付勢する押圧杆付勢手段
   とから構成され前記押圧杆を前記被加工物に押圧
   することにより前記環状部材を前記被加工物へ係
   止する係止手段と、 前記枠体と前記環状部材と前記被加工物の表面
   部とにより囲繞される囲繞空間を気密に維持する
   気密手段と、 前記囲繞空間に連結された真空排気装置と、 前記被加工物の裏面に配設された裏側気密手段
   と、 前記枠体と前記被加工物とを相対的に回動させ
   る回転駆動装置とを具備したことを特徴とする荷
   電粒子ビーム加工装置。 ２ 前記裏側気密手段は、前記被加工物の内径よ
   り小径に形成された環状の支持部材と、前記環状
   の支持部材の外周部において被加工位置の両側に
   配設された中央状の可撓性部材と、前記環状の支
   持部材を半径方向に連結する連結部材と、前記環
   状の支持部材の前記外周部よりも外側で前記被加
   工物の内径よりも内側の位置にあつて前記環状の
   支持部材から離間され前記連結部材に放射状に支
   持された少なくとも３対の案内輪と、前記可撓性
   部材の中空部に連結された圧縮流体供給装置とを
   備えてなる特許請求の範囲第１項に記載の荷電粒
   子ビーム加工装置。 ３ 前記裏側気密手段の前記圧縮流体供給装置は
   冷却水供給装置であることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項に記載の荷電粒子ビーム加工装置。 ４ 断面円状をなす被加工物の外周部に荷電粒子
   ビームを照射しつつ加工する荷電粒子ビーム加工
   装置において、 環状の枠体と、 前記枠体に支持された荷電粒子ビームの発生装
   置と、 前記枠体の略中心部を貫通させて前記被加工物
   を支持する支持装置と、 前記枠体の両端部において拘束されつつ前記枠
   体に対して相対的に回動自在な第１の環状部材
   と、 前記第１の環状部材に拘束されつつ前記被加工
   物の半径方向に移動自在な第２の環状部材と、 前記第２の環状部材に放射状に配設され半径方
   向に移動自在に支持された少なくとも３個の押圧
   杆と前記押圧杆を流体圧により付勢する押圧杆付
   勢手段とから構成され前記押圧杆を前記被加工物
   に押圧することにより前記第２の環状部材を前記
   被加工物へ係止する係止手段と、 前記枠体と前記第１の環状部材と前記第２の環
   状部材と前記被加工物の表面部とにより囲繞され
   る囲繞空間を気密に維持する気密手段と、 前記囲繞空間に連結された真空排気装置と、 前記被加工物の裏面に配設された裏側気密手段
   と、 前記枠体と前記被加工物とを相対的に回動させ
   る回転駆動装置とを具備したことを特徴とする荷
   電粒子ビーム加工装置。 ５ 前記裏側気密手段は、前記被加工物の内径よ
   り小径に形成された環状の支持部材と、前記環状
   の支持部材の外周部において被加工位置の両側に
   配設された中空状の可撓性部材と、前記環状の支
   持部材を半径方向に連結する連結部材と、前記環
   状の支持部材の前記外周部よりも外側で前記被加
   工物の内径よりも内側の位置にあつて前記環状の
   支持部材から離間され前記連結部材に放射状に支
   持された少なくとも３対の案内輪と、前記可撓性
   部材の中空部に連結された圧縮流体供給装置とを
   備えてなる特許請求の範囲第４項に記載の荷電粒
   子ビーム加工装置。 ６ 前記裏側気密手段の前記圧縮流体供給装置は
   冷却水供給装置であることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項に記載の荷電粒子ビーム加工装置。