JPH06203782A - 電子顕微鏡の付帯装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子顕微鏡の付帯装置が低真空あるいは大気
圧になっている場合に、真空排気ポンプの切換えと、エ
アロックバルブを開くのを同期して行っても、切換えが
円滑に行われるようにすることを目的とする。 【構成】 電子顕微鏡本体に真空容器を取付け、該真空
容器にエアロックバルブを設けた電子顕微鏡の付帯装置
において、前記エアロックバルブの流体通路を閉止する
仕切り板に、逆流側では流路を常時閉止するとともに、
作動側の流路ではその両側の気圧が一定圧力差以上にな
ったときのみ作動する逆止弁を設けるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子顕微鏡本体に取
付けて、電子ビームを利用した種々の分析等を行う場合
に、真空の保持が効率的にできるように、電子顕微鏡本
体との接続部付近に、改良したエアロックバルブを設け
た電子顕微鏡の付帯装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年電子顕微鏡を、拡大した試料の像を
観察するという用途の他に、内部に分析すべき試料を配
置した真空容器を付帯装置として取付け、これに電子顕
微鏡の電子ビームを照射して、分析装置として用いるこ
とが行われている。しかしてこの付帯装置は、図２に示
すように、電子顕微鏡１に１個の付帯装置２を付属させ
るだけでは、その機能に限界があるため、複数の付帯装
置２ａ，２ｂ等を用意しておき、その分析等の目的に合
った付帯装置に交換する必要がある。

【０００３】そこで付帯装置２等を交換して、他の付帯
装置２ａ，２ｂ等を取付けることになるが、その交換を
する際には、電子顕微鏡本体１の内部が大気圧になって
しまうのは仕方がないとして、付帯装置２等は真空のま
ゝ保持した方が、後で再び真空にするためや、その他い
ろいろな点で都合がよいので、付帯装置２等の本体との
接続部４に近い部分にエアロックバルブ３を設け、電子
顕微鏡本体１から切り離す場合には、このエアロックバ
ルブ３を閉じて、切り離されても付帯装置２内の真空が
維持されるようになっている。

【０００４】図３は電子顕微鏡本体１と付帯装置２を真
空にするための、真空ポンプ、その空気通路を形成する
バルブ及びその制御装置を示しており、それらは、大気
圧から一定圧まで真空にする荒引き用のロータリポンプ
５、更に高真空にするためのディフュージョンポンプ
６、本体１とロータリポンプ５との間のロータリポンプ
吸入側バルブＶ１、大気リーク用バルブＶ２、本体１と
ディフュージョンポンプ６との間のディフュージョンポ
ンプ吸入側バルブＶ３、ディフュージョンポンプ６とロ
ータリポンプ５との間のディフュージョンポンプ排出側
バルブＶ４、本体１に設けられる真空度センサ７及びこ
れらのポンプとバルブとを制御する制御装置８から成っ
ている。

【０００５】図４は、エアロックバルブ３及びその付近
の付帯装置２の断面を示すもので、本体１との取付フラ
ンジ１１と付帯装置２自身への取付フランジ１２との間
に、エアロックバルブ３のバルブ本体１３があり、その
中には中空部１４が形成されており、その中空部１４内
を仕切り板１５が摺動するようになっており、仕切り板
１５を駆動するため、開閉軸１６がこれに接続してい
る。開閉軸１６とバルブ本体１３とは、真空シール１６
ａによってシールされている。

【０００６】仕切り板１５の上面と中空部１４との間に
は、真空シール１７が介装されて、気密を保持するよう
になっており、仕切り板１５の両側には円柱状突出部１
８が突出して、バルブ本体１３に固着しているスロープ
状の押上金具１９と係合している。円柱状突出部１８と
押上金具１９とは、仕切り板１５が開閉軸１６により押
されて、バルブ本体１３の通路１３ａを閉止しようとす
るときには、円柱状突出部１８が押上金具１９によって
押上げられて、仕切り板１５の上面がバルブ本体１３の
中空部１４の上壁の下面に押し付けられ、真空シール１
７によって密着して、気密を保持するようになってい
る。

【０００７】測定を行うときは、まず図３のポンプとバ
ルブとを制御して、本体１及び付帯装置２を真空にしな
ければならないが、これには大気中に置かれた状態の本
体１に、最初は同じく大気中に置かれた状態の付帯装置
２を、連結部４の部分で装着し、付帯装置２のエアロッ
クバルブ３を開き、バルブＶ１を開き、バルブＶ２，Ｖ
３，Ｖ４を閉じた状態で、ロータリポンプ５をフル回転
させて、本体１及び付帯装置２内の空気を低い真空まで
荒引きする。

【０００８】そして、本体１及び付帯装置２の内部の真
空度が上昇して、真空度センサ７により一定値以下にな
ったことが検出されると、バルブＶ２はそのまゝ、ロー
タリポンプ５もそのまゝ回転しているが、バルブＶ１が
閉じられ、バルブＶ３，Ｖ４が開いて、ディフュージョ
ンポンプ６を作動させる。そうして本体１及び付帯装置
２の内部は、高真空に本引きされ、その状態で付帯装置
２による種々の測定等が行われる。

【０００９】次に、付帯装置２を切り離して、他の付帯
装置２ａ，２ｂ等と交換して測定等を行うには、付帯装
置２のエアロックバルブ３を閉じて、付帯装置２の内部
を真空に保持しておき、接続部４の部分で本体と切り離
し、付帯装置２ａ，２ｂ等と交換する。しかしてこれら
の付帯装置２ａ，２ｂ等が先に一度測定が行われたもの
である場合は、これらのエアロックバルブ３は閉じられ
ており、真空が保持されている筈である。

【００１０】そこで新しい付帯装置２ａ，２ｂ等を本体
１に接続した後、本体１と付帯装置２ａ，２ｂ等の真空
度を上げなければならないが、新しい付帯装置２ａ，２
ｂ等は既に真空になっているから、ロータリポンプ５に
よって荒引きしている間は、エアロックバルブ３を閉じ
ておき、真空度センサ７により、本体１内の真空度が一
定値以下になったことが検知されたのに同期して、エア
ロックバルブ３を開くようにする。

【００１１】このようにすれば、付帯装置２ａ，２ｂ等
に保持されている真空は、一般には微小なリークによ
り、やゝ低下しているのが普通で、本体１の荒引き後の
真空度に近い値となっていると考えられるから、真空度
センサ７によるロータリポンプ５からディフュージョン
ポンプ６への切換と、エアロックバルブ３を開くのを同
期すれば、丁度よい時期に切換えが行われることにな
る。

【００１２】また、もし付帯装置２ａ，２ｂ等に保持さ
れている真空が、本体１の荒引き後の真空度より高い値
に維持されているときは、真空度センサ７が一定値を示
したことにより、ロータリポンプ５からディフュージョ
ンポンプ６への切換と同期して、エアロックバルブ３を
開くと、その時は、付帯装置２ａ，２ｂ等の側から見れ
ば、本体１の真空度がまだ自身の真空度に達していない
状態であり、低真空の本体１側から、付帯装置２ａ，２
ｂ等の方に一旦空気が流れ込むことになるが、本体１側
からディフュージョンポンプ６で引かれ、再び高真空に
される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述の、ロー
タリポンプ５からディフュージョンポンプ６への切換え
を、真空度センサ７によって行い、それに同期してエア
ロックバルブ３を開くようにしている電子顕微鏡の付帯
装置において、エアロックバルブ３に傷がついたり、ご
みが付着したりして、リークを起こし、付帯装置内の圧
力が、低真空あるいは大気圧になっている場合には、上
記のような切換えがうまく行かない。

【００１４】即ち切換時には、本体１側は既にかなりの
真空になっており、既にディフュージョンポンプ６が作
動を開始しようとしているので、そこへエアロックバル
ブ３が開けば、折角かなりな真空に達している本体１内
に低真空の空気あるいは大気圧が流れ込んで、本体１内
部に、またはディフュージョンポンプ６に一斉に進入
し、ディフュージョンポンプ６を破壊してしまい、悪く
すると爆発を起こして電子顕微鏡本体の機能が麻痺して
しまうという問題があった。

【００１５】この発明はこのような従来の課題に着目し
てなされたもので、付帯装置が低真空あるいは大気圧に
なっている場合にも、ロータリポンプからディフュージ
ョンポンプへの切換えと、エアロックバルブを開くのを
同期して行い、切換えが円滑に行われて、有効に真空度
を上げることができる電子顕微鏡の付帯装置を提供する
ことを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するための手段として、その構成を、電子顕微鏡本
体に真空容器を取付け、該真空容器にエアロックバルブ
を設けた電子顕微鏡の付帯装置において、前記エアロッ
クバルブの流体通路を閉止する仕切り板に、逆流側では
流路を常時閉止するとともに、作動側の流路ではその両
側の気圧が一定圧力差以上になったときのみ作動する逆
止弁を設けることとした。

【００１７】

【作用】次に本発明の作用を説明する。付帯装置が真空
になっており、それが大気中に放置されているときは、
逆止弁は常時閉止している。そして付帯装置を本体に接
続した後、付帯装置のエアロックバルブの仕切り板を閉
止した状態で、本体側の真空度を上げて行くと、真空度
が一定値に達したとき真空度センサで検出され、真空ポ
ンプがディフュージョンポンプに切り換わる。

【００１８】こゝで付帯装置に保持されている真空が、
本体の荒引き後の真空度と同一の値であるときは、仕切
り板に設けられた逆止弁は閉止しており、真空度センサ
が一定値を示したことにより、ロータリポンプからディ
フュージョンポンプへの切換と同期して、エアロックバ
ルブを開くと、本体側と付帯装置側の圧力は同じでその
間の流れはなく、両方がディフュージョンポンプで高真
空にされる。

【００１９】また、付帯装置に保持されている真空が、
本体の荒引き後の真空度より高い値に維持されていると
きは、仕切り板に設けられた逆止弁は閉止したまゝであ
り、真空度センサが一定値を示したことにより、ロータ
リポンプからディフュージョンポンプへの切換と同期し
て、エアロックバルブを開くと、従来と同様に低真空の
本体側から、付帯装置の方に空気が流れ込むことになる
が、ディフュージョンポンプで再び高真空にされる。

【００２０】一方、付帯装置の真空度が、真空度センサ
が示す一定値より低くなっている場合は、本体側の真空
度が徐々に上がって、真空度センサが一定値を示す前
に、付帯装置の真空度よりも高い状態に達するが、この
状態で、仕切り板に設けられた逆止弁が作動し、付帯装
置内の真空は、本体側の真空に引かれて、本体側と同時
に真空度が上がって行くから、真空度センサが一定値を
示してロータリポンプによる排気がディフュージョンポ
ンプに切り換わったとき、エアロックバルブを開くこと
により、従来通り切換えが円滑に行われる。

【００２１】

【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
本発明の電子顕微鏡本体１、付帯装置２とそのエアロッ
クバルブ３を有すること、そのエアロックバルブ３に仕
切り板が装着されている点は、従来の図３、図４に示す
ものと同様であり、同一部材は同一符号を以て示してい
る。

【００２２】図１は本発明の構成を示し、エアロックバ
ルブ３の仕切り板２０の中に逆止弁２１を装着した拡大
断面図である。そして逆止弁２１の構成は、仕切り板２
０の中央部に通孔２２があけられており、その中に球体
２３が、真空シールになっている弁座２４に接して置か
れている。そして球体２３を下方へ押すように、ばね２
５がばね押え２６を介して装着され、ばね押え２６は通
孔２２の内面との間のねじ２７により、仕切り板２０に
取付けられている。

【００２３】付帯装置２の真空度が高い状態で、電子顕
微鏡本体１から切り離されて大気中に放置されていると
きは、エアロックバルブ３の仕切り板２０が閉止してお
り、エアロックバルブ３の仕切り板２０の逆止弁２１
は、真空と大気の圧力差とばね２５の押圧力とにより、
球体２３が、真空シールになっている弁座２４に押圧さ
れて、常時閉止した状態となっており、付帯装置２内に
おける真空を保持することができる。

【００２４】そして付帯装置２を本体１に接続した後、
付帯装置２のエアロックバルブ３の仕切り板２０を閉止
した状態で、本体１の真空度を上げて行くと、真空度が
一定値に達したとき真空度センサ７で検出され、真空ポ
ンプがロータリポンプ５からディフュージョンポンプ６
に切り換わる。

【００２５】こゝで付帯装置２に保持されている真空
が、本体１の荒引き後の真空度センサ７で検出される真
空度と、同一の値であるときは、仕切り板２０に設けら
れた逆止弁２１は、ばね２５の力によって閉止してお
り、真空度センサ７が一定値を示したことにより、ロー
タリポンプ５からディフュージョンポンプ６への切換と
同期して、エアロックバルブ３の仕切り板２０を開く
と、本体１側と付帯装置２側の圧力は同じでその間の流
れはなく、切換え後は両方がディフュージョンポンプ６
で高真空にされる。

【００２６】また、付帯装置２に保持されている真空
が、本体１の荒引き後の真空度センサ７で検出される真
空度より高い値に維持されているときは、仕切り板２０
に設けられた逆止弁２１は閉止したまゝであり、真空度
センサ７が一定値を示したことにより、ロータリポンプ
５からディフュージョンポンプ６への切換と同期して、
エアロックバルブ３の仕切り板２０を開くと、低真空の
本体１側から、高真空の付帯装置２の方に空気が一時的
に流れ込むことになるが、付帯装置２の方に流れ込んだ
空気は、ディフュージョンポンプ６で再び高真空にされ
る。このように付帯装置２の真空度が、真空度センサ７
で検出される真空度よりも高いか同じであれば、逆止弁
２１があっても従来と同様である。

【００２７】しかしエアロックバルブ３に傷がついた
り、ごみが付着したりして、リークを起こし、付帯装置
２内の圧力が、低真空あるいは大気圧になっている場合
には、ロータリポンプ５による荒引きにより、本体１側
の真空度が徐々に上がって、真空度センサ７が一定値を
示す前に、付帯装置２の真空度よりも高い状態に達する
ようになる。すると仕切り板２０に設けられた逆止弁２
１は、図の下方の付帯装置の圧力の方が高くなるため、
球体２３がばね２５の力に抗して上昇し、逆止弁２１の
下方から上方への空気通路ができあがる。

【００２８】すると付帯装置２内の低真空乃至大気は、
本体１側の真空に引かれて、本体１側と同時に真空度が
上昇して行き、真空度センサ７で検出される一定値に達
するが、両者が同一かつ同時であるから、ロータリポン
プ５による排気がディフュージョンポンプ６に切り換わ
り、それに同期してエアロックバルブ３を開いても、従
来通り切換えが円滑に行われる。

【００２９】なお、上記の実施例では、バルブ本体１３
に挿入される仕切り板２０として、厚めの平板を用い、
これに球体２３、弁座２４とばね２５を用いる逆止弁２
１を装着するものについて述べたが、仕切り板も平板に
限らず、エアロックバルブの流体通路を閉止するもので
あれば、どのような形式でもよく、逆止弁も本実施例の
ような球体とばねの形式には限定されない。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、付帯装置のエアロックバルブの流体通路を閉止する
仕切り板に、逆止弁を設けたので、付帯装置を電子顕微
鏡本体から取り外した場合にも、真空を維持できるとと
もに、付帯装置内の真空がリークして低真空または大気
圧になっている場合において、この付帯装置を電子顕微
鏡本体に直接接続して、付帯装置と本体とを同時に排気
し、しかもロータリポンプからディフュージョンポンプ
への切換と同期して、エアロックバルブを開放しても、
トラブルを起こすことなく排気を行うことができ、電子
顕微鏡と付帯装置による測定を、能率よく行うことがで
きるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すエアロックバルブの仕切り
板の拡大断面図である。

【図２】本発明の前提となる、電子顕微鏡に複数の付帯
装置を取付ける場合の説明図である。

【図３】電子顕微鏡と付帯装置の真空排気を行う場合の
系統図である。

【図４】従来の付帯装置のエアロックバルブと、付帯装
置と本体との接続部を示す一部切欠断面図である。

【符号の説明】

１ 電子顕微鏡本体 ２ 付帯装置 ３ エアロックバルブ ２０ 仕切り板 ２１ 逆止弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子顕微鏡本体に真空容器を取付け、該
   真空容器にエアロックバルブを設けた電子顕微鏡の付帯
   装置において、前記エアロックバルブの流体通路を閉止
   する仕切り板に、逆流側では流路を常時閉止するととも
   に、作動側の流路ではその両側の気圧が一定圧力差以上
   になったときのみ作動する逆止弁を設けたことを特徴と
   する電子顕微鏡の付帯装置