JPH10122144A

JPH10122144A - クライオトラップ

Info

Publication number: JPH10122144A
Application number: JP28923696A
Authority: JP
Inventors: Tatsunori Koizumi; 達則小泉; Hisashi Yamamoto; 久山本
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1998-05-12

Abstract

(57)【要約】【課題】水分子と水素分子の排気性能を改善し、構造
が簡素で、比較的小さいサイズで製作でき、効率的かつ
実用的であり、特に産業設備として有用なクライオトラ
ップを提供する。【解決手段】冷却パネル14を備えたヘリウム冷凍機12
を有し、ヘリウム冷凍機により冷却パネルを冷却し水分
子を排気し、さらに水素吸蔵合金からなる吸着パネル15
を内部に組み込み、吸着パネルで水素分子を排気する。
吸着パネルはクライオトラップ容器の内面11に設けられ
る。吸着パネルを再活性化し冷却パネルを加熱ベーキン
グするための加熱機構21を備える。冷却パネルとヘリウ
ム冷凍機は熱伝導特性を変化させる機構31,36 で結合さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクライオトラップに
関し、特に、ヘリウム冷凍機に接続された冷却パネルで
の気体の凝縮作用を利用して水分子を排気でき、加えて
吸着パネルを備えることにより水素分子も排気できるク
ライオトラップに関する。

【０００２】

【従来の技術】クライオトラップは、通常、機械式の１
段型ヘリウム冷凍機を用いる。当該ヘリウム冷凍機に接
続された冷却パネルは５５〜１２０Ｋ程度に冷却され、
その冷却面での気体の凝縮作用を利用して、被排気対象
である容器内の水分子が主に排気される。冷却パネルの
冷却面の温度は、水分子だけを効率よく排気しかつ目的
とする到達圧力以下にまで到達させるため、５５〜１２
０Ｋ程度に保持される。目的とする到達圧力が比較的高
い場合には１６０Ｋ程度の温度レベルでも使用できる。
冷却パネルは、一般に熱伝導特性の良い銅または銅合金
で形成され、表面にニッケルメッキなどが施され、スム
ーズな金属表面を持つように形成される。限定された適
用範囲では、アルミ合金やステンレス等も冷却パネルと
して用いられる。

【０００３】クライオトラップは、高真空ポンプである
ターボ分子ポンプと組み合わせて用いられることが多
い。クライオトラップは、水分子に対する排気速度が大
きいことを利用して、容器内の残留気体の主成分となる
水分子を補助的に排気することに使用される。クライオ
トラップによる補助的排気は、被排気対象である容器が
大気圧から１０^-1Ｐａ以下の中真空から高真空まで排気
される際、真空排気装置の容器壁や各種構成部品の表面
から多量に気体が放出され、加熱ベーキングなどによっ
て容器壁等が真空的に十分に枯れるまでの間に行われ
る。

【０００４】ところで、１０^-1Ｐａ以下の到達圧力を必
要とする真空排気装置の真空ポンプとしては、クライオ
ポンプやターボ分子ポンプが一般的に使用される。しか
し、これらのポンプにはそれぞれの排気原理に基づく利
点と欠点がある。クライオポンプは水分子や水素分子に
対する排気性能が高いという利点がある反面、ため込み
式のポンプであるので、一定期間使用すると、それまで
にため込んだ気体を再放出してリフレッシュしなければ
ならない（以下「再生」という）ので、長時間連続して
使用し続けることができず、再生に時間がかかるという
欠点がある。他方、ターボ分子ポンプは、吐き出し式の
ポンプであるので再生操作は不要であるという利点があ
る反面、水分子や水素分子に対する排気性能がクライオ
ポンプに比較して劣るという欠点を有する。

【０００５】そこでターボ分子ポンプについて、近年で
は、上記のクライオトラップを組み合せて用い、水分子
に対する排気性能を補う方法が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】１０^-1〜１０^-5Ｐａ程
度の到達圧力を目的とする場合は、真空排気装置を構成
する容器壁や各種部品の表面から放出される水分子の排
気が問題となる。また真空排気装置の到達圧力をさらに
低下させたい場合、例えば１０^-6〜１０^-7Ｐａあるいは
それ以下に低下させる必要がある場合は、圧力の低下に
伴って真空排気装置を構成する容器壁や各種部品の表面
から水素分子が多く放出され、真空排気装置内の残留気
体の主成分となってくる。従って、到達圧力が１０^-6〜
１０^-7Ｐａあるいはそれ以下のときには、使用する真空
ポンプとして、水分子に対する排気性能が改善され、か
つ水素分子に対する排気性能が高いものが必要となる。

【０００７】前述のごとく、ターボ分子ポンプに対しク
ライオトラップを併用した構成によれば、水分子に対す
る排気性能を改善することはできる。しかしながら、水
素分子に対する排気性能を改善することはできない。

【０００８】一方、水素吸蔵合金は常温でも水素吸蔵能
力を有するため、水素吸蔵合金を用いた常温型の吸着ト
ラップは既に知られている。そこで、水素分子に対する
排気性能を改善するため、ターボ分子ポンプとクライオ
トラップを併用した構成において、さらに、当該クライ
オトラップに対して水素吸蔵合金を付設し一体化する構
造が考えられる。ところが、水素吸蔵合金は、或る量の
水素を吸蔵すると、吸蔵能力が低下してくるので、一定
期間ごとに加熱し再活性化することにより、それまで吸
蔵した水素を再放出する必要がある。水素吸蔵合金の加
熱では、その材質を適切に選んだとしても、少なくとも
２５０℃以上、実用的には３００℃以上に温度に加熱す
る必要がある。従って、使用されるヘリウム冷凍機が一
般的に７０℃程度の温度までしか加熱できないので、ク
ライオトラップと上記水素吸蔵合金とを一体化して構成
することは不可能であった。

【０００９】また水素吸蔵合金の吸着トラップのみを考
えると、この水素吸蔵合金の吸着トラップだけでは、水
素分子に対する排気性能を高めることはできても、同時
に水分子に対する排気性能を高めることはできない。そ
こで、上記クライオトラップと水素吸蔵合金の吸着トラ
ップを、それぞれ別のユニットとして、真空排気装置に
組み込むことが考えられる。しかし、この構成によれ
ば、装置構成として複雑であってサイズが大きくなり、
コンパクトな装置を実現することができない。このこと
は研究的な用途では大きな問題ではないが、真空ポンプ
の形状に対する制約の大きい生産用の産業設備を目的と
した装置としては実用的でない。また別々に機器を構成
することで、コスト的にも上昇するという問題も提起さ
れる。

【００１０】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、水分子に対する排気性能と水素分子に対する
排気性能を同時に改善でき、かつ構造が簡素であり、比
較的小さいサイズで製作でき、効率的かつ実用的であ
り、特に産業設備として有用なクライオトラップを提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
クライオトラップは、上記の目的を達成するため、次の
ように構成される。

【００１２】第１の本発明（請求項１に対応）に係るク
ライオトラップは、基本的構成として冷却パネルを備え
たヘリウム冷凍機を有し、ヘリウム冷凍機により冷却パ
ネルを冷却し、気体の凝縮作用を利用して被排気対象で
ある真空容器内の水分子を排気し、さらに、水素吸蔵合
金からなる吸着パネルを内部に組み込み、この吸着パネ
ルで水素分子を排気するように構成される。

【００１３】上記第１の発明では、主にターボ分子ポン
プなどと組み合わせて使用するクライオトラップにおい
て、水分子を排気するのに適した冷却パネルと共に、水
素吸蔵合金からなる吸着パネルを併せて設けるようにし
た。従って、吸着パネルによって水素分子を排気するこ
とも可能になった。

【００１４】第２の本発明（請求項２に対応）に係るク
ライオトラップは、第１の発明において、好ましくは吸
着パネルはクライオトラップ容器の内面に設けられる。

【００１５】第３の本発明（請求項３に対応）に係るク
ライオトラップは、第１の発明において、好ましくは、
吸着パネルは冷却パネルに対して熱的に良好な接触状態
で設けられ、吸着パネルの温度を前記冷却パネルの温度
と実質的に等しくする。

【００１６】水素吸蔵合金は再活性化が十分であれば常
温でも実用的な水素排気能力を有するため、水素吸蔵合
金からなる吸着パネルをクライオトラップ容器などに配
置して常温で使用することも、また冷却パネル面上ある
いは冷却パネルと熱的に良好に接触させて設置し、吸着
パネルの温度を冷却パネルと同等にした場合でも同様な
排気性能の改善効果を得ることはできる。なお、吸着パ
ネルを冷却することにより水素に対する飽和蒸気圧が大
幅に低下して到達圧力が改善されるので、吸着パネルを
冷却した方がポンプ性能としての改善効果は大きい。

【００１７】第４の本発明（請求項４に対応）に係るク
ライオトラップは、上記の各発明において、好ましく
は、吸着パネルの前面に冷却パネルが位置するように構
成される。吸着パネルは、水素分子以外の水分子や窒素
などの他の活性な気体に対しても吸着性能を有するが、
ターボ分子ポンプなどと主に組み合わせて使用するクラ
イオトラップでは、水素に対する排気能力を主に利用し
たいため、吸着パネルの前面に冷却トラップを配置する
構成が好ましい。

【００１８】第５の本発明（請求項５に対応）に係るク
ライオトラップは、第４の発明において、吸着パネルの
前面に位置する冷却パネルを、吸着パネルへの被排気気
体の通過確率の高い形状で形成するようにした。形状と
しては、例えばシェブロンバッフルあるいはルーバーの
形状である。

【００１９】特に、吸着パネルの温度を冷却パネルと同
等な温度に冷却する場合は、吸着パネル表面が短時間で
水分子で覆われてしまい水素分子に対する排気性能が低
下するので、吸着パネルの前面に冷却パネルを配置し、
さらに冷却パネル形状をシェブロンバッフルあるいはル
ーバー形状とすることにより吸着パネルへの水素分子の
通過確率（コンダクタンス）を良好に保つと共に、クラ
イオトラップ全体として水分子を捕獲しやすいように構
成する。

【００２０】第６の本発明（請求項６に対応）に係るク
ライオトラップは、上記の各発明において、吸着パネル
の加熱活性化と冷却パネルの加熱ベーキングを行うため
の加熱機構を備えるように構成される。水素吸蔵合金か
らなる吸着パネルでは再活性化を行うことが必要であ
る。そこで再活性化のための加熱機構が付設される。

【００２１】第７の本発明（請求項７に対応）に係るク
ライオトラップは、第６の発明において、ヘリウム冷凍
機と冷却パネルは熱伝導特性を変化させる機構（以下で
は説明の簡易化のため「熱伝特性可変機構」記す）によ
って結合され、この熱伝特性可変機構は、加熱機構によ
って吸着パネルと冷却パネルが加熱されるとき、その熱
伝導特性が低くなるように構成される。上記加熱機構を
クライオトラップ容器内に設けかつ冷却パネルに近付け
て設けた場合、再活性化時に吸着パネルおよび冷却パネ
ルを効率的に加熱しかつヘリウム冷凍機に熱を与えない
ようにするために、ヘリウム冷凍機と冷却パネルとの間
に熱伝特性可変機構を介設し、熱伝特性可変機構によっ
てヘリウム冷凍機と冷却パネルを結合することが好まし
い。

【００２２】水素吸蔵合金は、ある量の水素を吸蔵する
と吸蔵能力が低下してくるため、一定期間ごとに加熱再
活性化してそれまでに吸蔵した水素を再放出する必要が
ある。この再活性化は、水素吸蔵合金を少なくとも２５
０℃以上、実用的には３００℃以上に加熱する必要があ
る。一方、ヘリウム冷凍機は冷凍機自体の内部構成材料
の耐熱温度の問題から、７０℃程度にまでしか加熱でき
ないのが一般的であり、そのままではクライオトラップ
内に設置された吸着パネルを、特に冷却パネルに熱的に
良好な状態で接触された場合の吸着パネルを上記のよう
な高温にまで加熱することは不可能である。そのため、
ヘリウム冷凍機と冷却パネルの間に、熱伝特性可変機構
を設置し、加熱時にヘリウム冷凍機の温度が耐熱温度を
超えて上昇しないように保護している。

【００２３】第８の本発明（請求項８に対応）に係るク
ライオトラップは、第７の発明において、熱伝特性可変
機構が、ガス圧力により伸縮自在な良熱伝導性の伸縮部
を含む熱伝導部材であり、外部のガス供給・排出機構に
よってガスを供給されるとき伸縮部が伸びて熱伝導部材
がヘリウム冷凍機と冷却パネルを熱伝導の面で接続し、
ガス供給・排出機構によってガスが排出されるとき伸縮
部が縮んで熱伝導部材がヘリウム冷凍機と冷却パネルを
熱伝導の面で遮断するように構成される。こうして、ク
ライオトラップが正常に作動して冷却パネルが水分子を
効率よく凝縮するような低温範囲に冷却される際は良好
な熱的接触を保つ一方、例えば冷却パネルを加熱ベーキ
ングする際は熱伝導特性を低く保ち、加熱機構で加熱さ
れた冷却パネル側からヘリウム冷凍機側に熱が伝わりに
くいようにしている。

【００２４】第９の本発明（請求項９に対応）に係るク
ライオトラップは、第８の発明において、好ましくは、
伸縮部が、少なくとも１つのベローズから構成される。

【００２５】第１０の本発明（請求項１０に対応）に係
るクライオトラップは、第７の発明において、熱伝特性
可変機構が、周囲温度により伸縮自在な良熱伝導性の伸
縮部を含む熱伝導部材であり、加熱機構が非発熱状態の
とき伸縮部が伸びて熱伝導部材がヘリウム冷凍機と冷却
パネルを熱伝導の面で接続し、加熱機構が発熱状態のと
き伸縮部が縮んで良熱伝導部材がヘリウム冷凍機と冷却
パネルを熱伝導の面で遮断するように構成される。この
場合にも、上記と同様に、クライオトラップが正常に作
動して冷却パネルが水分子を効率よく凝縮するような低
温範囲に冷却される際は良好な熱的接触を保つ一方、冷
却パネルを加熱ベーキングする際は熱伝導特性を低く保
ち、加熱機構で加熱された冷却パネル側からヘリウム冷
凍機側に熱が伝わりにくいようにする。

【００２６】第１１の本発明（請求項１１に対応）に係
るクライオトラップは、第１０の発明において、伸縮部
が、形状記憶合金支持体であることを特徴とする。

【００２７】第１２の本発明（請求項１２に対応）に係
るクライオトラップは、第１１の発明において、好まし
くは、伸縮部が、形状記憶合金支持体とベローズとの組
合せで構成される。

【００２８】第１３の本発明（請求項１３に対応）に係
るクライオトラップは、外部にガス供給・排出機構を設
け、このガス供給・排出機構によるベローズ内の空間へ
のガスの供給または前記空間からのガスの排出と、形状
記憶合金支持体の伸縮との組合せによって、ベローズを
伸縮させ、熱伝導特性を変化するように構成したことを
特徴とする。

【００２９】第１４の本発明（請求項１４に対応）に係
るクライオトラップは、第９または第１２の発明におい
て、ベローズが好ましくは良熱伝導ベローズであること
を特徴とする。

【００３０】第１５の本発明（請求項１５に対応）に係
るクライオトラップは、好ましくは冷却パネルの冷却温
度を５５〜１６０Ｋ程度の範囲とした。冷却パネルの温
度は、主に水分子を効率的に凝縮させ、かつ窒素やアル
ゴンなどの他の気体が凝縮しない温度である必要があ
り、それ故に５５〜１６０Ｋの温度範囲が適当である。

【００３１】以上のごとく、水分子の排気に最適な温度
に冷却された冷却パネルと、水素吸蔵合金からなる吸着
パネルを併せ持つことで、組み合わせて使用されるター
ボ分子ポンプなどの性能に対して、水分子に対する排気
性能と水素分子に対する排気性能を同時に改善すること
が可能となった。またヘリウム冷凍機と冷却パネルの間
に熱伝導特性を変化させる機構を組み込むことで、ヘリ
ウム冷凍機が耐熱温度を越えて過熱されないように保護
しながら、吸着パネルや冷却パネルを十分な高温状態に
まで加熱することができ、そのため、水素吸蔵合金の性
能を十分に発揮させる効率的な再活性化を行うことがで
きると共に、クライオトラップ容器や冷却パネル自体の
加熱ベーキングも同時に行うことができ、真空排気装置
の到達圧力を１０^-6〜１０^-7Ｐａあるいはそれ以下にま
で低減する際の障害の一つであったクライオトラップ自
体からのガス放出を大幅に低減できる。

【００３２】さらに加熱機構を備えることで、クライオ
トラップの再生において、冷却された状態からの昇温に
要する時間を短縮でき、加熱機構を持たない従来型のク
ライオトラップに比較して生産用設備などの稼働率を向
上する。このように、単純に従来型のクライオトラップ
と常温型の水素吸蔵合金の吸着トラップを足し合わせた
以上に、真空ポンプとしての排気性能および使い勝手を
向上させることが可能である。またクライオトラップの
外形形状は、従来の冷却パネルだけで構成されるクライ
オトラップに比較してほとんど大きくならないため、真
空排気装置に対する形状的な制約を大きくするものでは
ない。

【００３３】なお、冷却パネルと吸着パネルは、実際に
はクライオポンプと同様なため込み式のポンプであるた
め、いつかは再生あるいは再活性化操作を必要とする
が、積極的に水分子や水素分子を真空排気装置の内部に
導入する場合を除くと、真空容器の各部の壁面などから
放出される水分子や水素分子の絶対量は極めて少ないた
め、クライオポンプほど頻繁に再生を必要とするもので
はない。従って、実質的には、組み合せて用いるターボ
分子ポンプなどを単独で用いる場合に近い使い勝手で使
用できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施の形
態を添付図面に基づいて説明する。

【００３５】図１〜図９を参照して本発明に係るクライ
オトラップの各種の実施形態を説明する。図１〜図９に
示したクライオトラップは、ターボ分子ポンプ等の一般
的吐出し型の真空ポンプと組み合せて使用される。そこ
で、各クライオトラップの両端には真空接続用フランジ
が形成される。一方のフランジは被排気系である真空排
気装置に接続され、他方のフランジは上記真空ポンプに
接続される。

【００３６】図１〜図３で示した実施形態のクライオト
ラップは、１段式のヘリウム冷凍機を使用し、クライオ
トラップ容器の内面に水素吸蔵合金からなる吸着パネル
を配置し、この吸着パネルの前面に冷却パネルを設置し
た構成例を示す。

【００３７】図１は第１の実施形態を示す。第１の実施
形態において、１１は、上端と下端にフランジ１１ａ，
１１ｂが形成された円筒形のクライオトラップ容器であ
る。このクライオトラップ容器１１は、壁部に径方向に
て設けられた１段式のヘリウム冷凍機１２と、このヘリ
ウム冷凍機１２の冷却ステージ１３に接続された円筒形
の冷却パネル１４と、クライオトラップ容器１１の内面
に設置された吸着パネル１５を備える。吸着パネル１５
は水素吸蔵合金によって形成され、冷却パネル１４に対
向している。また吸着パネル１５の再活性化するための
加熱機構として、パネル状またはシース状の外部ヒータ
ユニット１６がクライオトラップ容器１１の外面に備え
られる。

【００３８】図２は第２の実施形態を示す。図２におい
て図１で示した要素と実質的に同一の要素には同一の符
号を付している。第２の実施形態では、外部ヒータユニ
ット１６を設ける代わりに、入端子２０を介して、クラ
イオトラップ容器１１の内部であってかつ冷却パネル１
４の周囲にシース状またはランプ状の内部ヒータユニッ
ト２１を備えている。その他の構成は第１の実施形態の
場合と同じである。

【００３９】図３は第３の実施形態を示す。図３におい
て図１で示した要素と実質的に同一の要素には同一の符
号を付している。第３の実施形態では、吸着パネル１５
に対向するように設置された冷却パネル１４Ａが、シェ
ブロンバッフルあるいはルーバーの形状を有するように
形成される。その他の構成は第１の実施形態の場合と同
じである。かかる構造によって、吸着パネル１５におけ
る水素の通過確率を大きくしている。

【００４０】前述の第１から第３の実施形態に係るクラ
イオトラップによれば、ヘリウム冷凍機１２および冷却
パネル１４（または１４Ａ）に加えて、クライオトラッ
プ容器１１の内面に水素吸蔵合金からなる吸着パネル１
５を設けるようにしたため、冷却パネル１４，１４Ａに
おける凝縮作用によって水分子を排気できると共に、吸
着パネル１５による吸着作用によって水素分子を併せて
排気することができる。また吸着パネル１５に対して、
熱接触が良好な状態で外部ヒータユニット１６を設けた
り、あるいは、その近傍に内部ヒータユニット２１を設
けるようにしたため、吸着パネル１５の加熱再活性化を
行うことができる。この場合において、図１と図３に示
す第１または第３の実施形態の構成では、外部ヒータユ
ニット１６と冷却パネル１４，１４Ａとの間に熱伝導を
遮る十分な距離が確保され、かつそれらの間に吸着パネ
ル１５やクライオトラップ容器１１が存在するため、冷
却パネル１４，１４Ａが熱の影響を受けることが少な
く、問題はない。これに対して、図２に示す第２の実施
形態では、内部ヒータユニット２１が、冷却パネル１４
に対して比較的に近い距離で配置され、加熱される。し
かしながら、加熱の温度条件を適宜に設定することによ
って、実用的な使用が可能となる。

【００４１】図４は本発明に係るクライオトラップの第
４の実施形態を示し、前述の図２で説明した第２実施形
態の変形例を示すものである。図４において、図２で説
明した要素と実質的に同一の要素には同一の符号を付し
ている。第４の実施形態では、ヘリウム冷凍機１２の冷
却ステージ１３と冷却パネル１４との間に両者を結合す
る熱伝導特性を変化させる機構３１を備え、さらにこの
熱伝導特性を変化させる機構３２内に設けられた伸縮部
を伸縮させるためのヘリウム（Ｈｅ）などのガスを供給
するガス導入機構３２を備えている。その他の構成は、
図２に示された第２の実施形態の場合と実質的に同じで
ある。上記の熱伝導特性を変化させる機構３１は、（課
題を解決するための手段および作用）で述べた通り、説
明の便宜上「熱伝特性可変機構」と記す。

【００４２】本実施形態における熱伝特性可変機構３１
は、後述するごとく、伸縮部としてベローズ機構を内蔵
し、当該ベローズ機構の内部空間にガスを供給しベロー
ズ機構を伸ばして熱伝導特性を高め、反対に当該ベロー
ズ機構の内部空間からガスを排出しベローズ機構を縮め
て熱伝導特性を低めるように構成される。こうして、熱
伝特性可変機構３１は、冷却パネル１４とヘリウム冷凍
機１２との間の熱伝特性を変化させる。

【００４３】また上記ガス導入機構３２は、熱伝特性可
変機構３１の上記ベローズ機構の内部空間にガスを供給
すると共に、当該内部空間からガスを排出する機能を有
するものである。ガス導入機構３２は、ガス導入管３３
と、ガスの供給および排出を切り替えるためのガス供給
バルブ３４およびガス排出バルブ３５とを備え、ガス供
給バルブ３４を介してガス供給源（図示せず）に接続さ
れ、ガス排出バルブ３５を介して真空ポンプ（図示せ
ず）に接続される。ガス供給バルブ３４とガス排出バル
ブ３５は、一般的にクライオトラップ容器１１の外部に
設置される。

【００４４】なお上記真空ポンプとしては、クライオト
ラップと組み合せて使用させるターボ分子ポンプなどの
補助ポンプをそのまま利用することができ、新たに真空
ポンプを必要とするものではない。また導入するガス
は、安全性などを考慮してヘリウム（Ｈｅ）ガスが適当
である。ただし、５５Ｋで凝縮しないようなガスであれ
ば他のガスも使用できる。

【００４５】図５は本発明に係るクライオトラップの第
５の実施形態を示し、第４の実施形態と同様に、前述の
図２で説明した第２実施形態の変形例を示すものであ
る。図５において、図２で説明した要素と実質的に同一
の要素には同一の符号を付している。第５の実施形態で
は、ヘリウム冷凍機１２の冷却ステージ１３と冷却パネ
ル１４の間に、上記熱伝特性可変機構３１とは異なる構
造を有する熱伝特性可変機構３６を備える。この熱伝特
性可変機構３６は、上記ガス導入機構３２によるガスの
供給・排出を必要とせず、後述するごとく、ベローズ機
構と形状記憶合金支持体を内蔵し、これらの組合せ構造
に基づいて、周囲温度の条件の変化でベローズ構造を伸
縮させ、冷却パネル１４とヘリウム冷凍機１２の間の熱
伝導特性を変化するように構成される。その他の構成
は、図２に示された第２の実施形態の場合と同じであ
る。

【００４６】上記の第４および第５の実施形態によれ
ば、クライオトラップ容器１１内に設けた吸着パネル１
５を再活性化するため、および冷却パネル１５等を加熱
ベーキングするために設けられた内部ヒータユニット２
１が、冷却パネル１４を経由して、ヘリウム冷凍機１２
にとって好ましくない十分に高い温度をもたらす熱を与
える場合において、熱伝特性可変機構３１，３６の熱伝
導特性を低減し、ヘリウム冷凍機１２に熱が伝わるのを
防止している。また、排気動作のときには、熱伝特性可
変機構３１，３６の熱伝導特性を高め、ヘリウム冷凍機
１２による冷却パネル１４の冷却が効果的に行われるよ
うにする。

【００４７】図６は本発明に係るクライオトラップの第
６の実施形態を示し、図４で説明した第４の実施形態の
変形例である。図６において、図４で説明した要素と実
質的に同一の要素には同一の符号を付している。第６の
実施形態では、水素吸蔵合金からなる吸着パネル１５を
冷却パネル１４の外側表面上に設置し、あるいは外側に
て他の構造にて冷却パネル１４と熱的に良好な接触状態
で設置し、吸着パネル１５の温度を冷却パネル１４の温
度と同等になるように冷却するように構成している。そ
の他の構成は図４で説明した第４の実施形態と実質的に
同じである。

【００４８】第６の実施形態では、吸着パネル１５を形
成する水素吸蔵合金を内部ヒータユニット２１で加熱
し、再活性化する際に、冷却パネル１４も同時に内部ヒ
ータユニット２１で高温で加熱ベーキングするように構
成される。そこで、冷却パネル１４の加熱ベーキングに
際に、前述の熱伝特性可変機構３１の熱電導特性を低減
することによって、冷却パネル１４の熱がヘリウム冷凍
機１２の側に伝わりにくくしている。

【００４９】図７は本発明に係るクライオトラップの第
７の実施形態を示し、図６で説明した上記第６の実施形
態の変形例である。図７において、図６で説明した要素
と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。第
７の実施形態では、水素吸蔵合金からなる吸着パネル１
５を冷却パネル１４の内側表面上に設置し、あるいは内
側にて冷却パネル１４と熱的に良好な接触状態で設置し
て、吸着パネル１５の温度が冷却パネル１４の温度と同
等になるように冷却する。さらに本実施形態では、冷却
パネル１４の内部に、吸着パネル１５に対向して通過形
冷却パネル３７を設けている。この冷却パネル３７は、
吸着パネル１５の表面が短時間で水分子で覆われてしま
い、水素分子に対する排気性能が低下するのを防ぎ、か
つ吸着パネル１５への水素分子の通過確率を良好に保つ
ためのものであり、シェブロンバッフルあるいはルーバ
ー形状を有する。その他の構成は、図４で説明した第４
の実施形態と実質的に同じである。

【００５０】図８は本発明に係るクライオトラップの第
８の実施形態を示し、図６で説明した上記第６の実施形
態の変形例である。図８において、図６で説明した要素
と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。第
８の実施形態では、ガス導入機構３２を利用してなる熱
伝特性可変機構３１の代わりに、第５の実施形態（図
５）で使用した熱伝特性可変機構３６を用いて構成され
ている。その他の構成は、図６で説明した第６の実施形
態と実質的に同じである。

【００５１】図９は本発明に係るクライオトラップの第
９の実施形態を示し、図７で説明した上記第７の実施形
態の変形例である。図９において、図７で説明した要素
と実質的に同一の要素には同一の符号を付している。第
９の実施形態では、ガス導入機構３２を利用してなる熱
伝特性可変機構３１の代わりに、同じく第５の実施形態
（図５）で使用した熱伝特性可変機構３６を用いて構成
されている。その他の構成は、図７で説明した第７の実
施形態と実質的に同じである。

【００５２】次に、図１０〜図１３を参照して上記の第
４、第６、第７の実施形態で使用された熱伝特性可変機
構３１の具体的な構成例について説明する。

【００５３】図１０はヘリウム冷凍機１２の冷却ステー
ジ１３に設けられた熱伝特性可変機構３１の第１の構成
例を示し、図１０で、（Ａ）は高い熱伝導特性を有する
場合（良好な熱的接触状態を保つ場合）の構成、（Ｂ）
は低い熱伝導特性を有する場合の構成をそれぞれ示す。
この構成例では、ガス導入機構３２から熱伝特性可変機
構３１へのガス供給と、熱伝特性可変機構３１からのガ
ス排出に連動して伸縮する伸縮部としてベローズ構造を
利用している。このベローズ構造では複数のベローズ部
分を備えている。また図示例では冷却パネル１４の内面
に吸着パネル１５を備えており、図７で示した第７実施
形態の構造に対応する。なお、図１０では、内部ヒータ
ユニット２１等の図示は省略される。

【００５４】熱伝特性可変機構３１は、ヘリウム冷凍機
１２の冷却ステージ１３と冷却パネル１４との間に設け
られる。この熱伝特性可変機構３１は、冷却ステージ１
３に固定された良熱伝導支持体４１をベース部材とし、
肉厚の薄いステンレスパイプなどで形成された低熱伝導
連結体４２を介して、機械的に十分に強い強度で、冷却
パネル１４に接続されている。低熱伝導連結体４２の内
部には、上記の良熱伝導支持体４１を基礎にして良熱伝
導接触体４３、良熱伝導ベローズ４４が設けられる。良
熱伝導支持体４１と良熱伝導接触体４３と良熱伝導ベロ
ーズ４４は、溶接またはロー付けでリークが生じないよ
うに接合され、内部に気密な空間が形成される。良熱伝
導支持体４１には前述のガス導入管３３が接続され、ガ
ス導入管３２を介して、熱伝特性可変機構３１内の上記
空間にヘリウムガス等が供給され、また当該空間からヘ
リウムガス等が排出されるように構成される。

【００５５】上記熱伝特性可変機構３１において、その
熱伝導特性を変化させる機構自体は、良熱伝導支持体４
１と、良熱伝導接触体４３と、良熱伝導ベローズ４４
と、ガス導入管３３とによって実現される。これらの構
成部品によって形成された上記内部空間に、ガス導入機
構３２およびガス導入管３３によってヘリウムガスが導
入されても、真空側には影響は出ない。ガス導入管３３
の大気側は、前述の通り、ガス導入バルブ３４を介して
ヘリウムガス供給源に接続され、またガス排出バルブ３
５を介して真空ポンプに接続される。

【００５６】上記良熱伝導ベローズ４４は、内部と外部
の差圧に応じて伸縮するように設計されており、内部と
外部の圧力差がない状態では長さが短くなって良熱伝導
接触体４３と冷却パネル１４とが接触しない、すなわち
熱伝導の面で遮断されるように構成される。逆に内部に
ヘリウムガスが供給され、外圧よりも内圧の方が大きく
なった状態では良熱伝導ベローズ４４の長さが伸び、良
熱伝導接触体４３と冷却パネル１４が密着する、すなわ
ち熱伝導の面で接続されるように構成される。また良熱
伝導ベローズ４４自体は、銅あるいは銅合金などの良好
な熱伝導特性を有する材料で形成され、ヘリウム冷凍機
１２が冷却動作を行った場合には、冷却パネル１４が必
要な低温にまで冷却されるのに十分な熱伝導特性を有す
るように設計されている。

【００５７】図１０の（Ａ）は、クライオトラップが通
常に作動し、ヘリウム冷凍機１２で冷却が行われる場合
の各構成部品の相互位置関係を示す。クライオトラップ
を運転開始する場合は、先ずクライオトラップ内部が真
空に排気される。この状態で、ガス供給バルブ３４を開
け、良熱伝導ベローズ４４の内部空間に１気圧程度にま
でヘリウムガスを導入する。そうすると、図１０（Ａ）
に示すごとく良熱伝導接触体４３と冷却パネル１４が密
着し、良熱伝導ベローズ４４の熱伝導特性と共に内部に
導入されたヘリウムガスの対流による熱伝導で、冷却パ
ネル１４が冷却される。クライオトラップが運転されて
いる間はこの状態が保たれる。

【００５８】図１０の（Ｂ）は、吸着パネル１５を再活
性化しかつ冷却パネル１４を加熱ベーキングする場合の
各構成部品の相互位置関係を示す。冷却パネル１４と吸
着パネル１５を加熱する場合は、ガス排出バルブ３５を
開け、真空ポンプを利用して良熱伝導ベローズ４４の内
部空間のヘリウムガスを排出する。そうすると、良熱伝
導ベローズ４４の内部と外部の圧力差がなくなって当該
ベローズが縮まり、図１０（Ｂ）に示すごとく良熱伝導
接触体４３と冷却パネル１４が離れ、熱伝導がほとんど
無視できる状態に保持される。なおクライオトラップの
再生やベーキングの過程で放出されたガスによって一時
的に良熱伝導ベローズ４４の外部の方が圧力的に高くな
る場合があるが、当該ベローズの伸縮に影響はなく、問
題ではない。特に多量のガスを排気した後のクライオト
ラップの再生時に、ベローズ内部が真空状態でかつ一時
的にポンプ内すなわちベローズの外側が大気圧、または
大気圧を越えてより大きな圧力に上昇する場合がある
が、ベローズが縮んだままの状態で保持されるだけで、
熱伝特性可変機構３１の本来の動作に影響はなく、ガス
導入操作を行うなどの処置も不要である。

【００５９】ガス供給バルブ３４とガス排出バルブ３５
による供給および排出の動作は自由に行える。これらの
バルブの操作は、クライオトラップのヘリウム冷凍機１
２を運転するための別置きの圧縮機ユニットの運転操作
に連動させて制御されるように構成される。

【００６０】図１１は前述の熱伝特性可変機構３１の第
２の構成例を示し、図１０と同様な図である。図１１
で、（Ａ）は高い熱伝導特性を有する場合（良好な熱的
接触状態を保つ場合）の構成、（Ｂ）は低い熱伝導特性
を有する場合の構成をそれぞれ示す。図１１の（Ａ），
（Ｂ）において図１０で説明した要素と実質的に同一の
要素には同一の符号を付している。この構成例でも、ガ
ス導入機構３２から熱伝特性可変機構３１へのガス供給
と、熱伝特性可変機構３１からのガス排出に連動して伸
縮するベローズ構造を利用している。図１０の構成と相
違する点は、１個のベローズ部分を備えた良熱伝導ベロ
ーズ４５を使用している点である。基本的な動作原理は
図１０で説明したものと同じであり、詳細な説明は省略
する。

【００６１】図１２は熱伝特性可変機構３１の第３の構
成例を示し、ガス導入を利用した構造をさらに簡略化し
た例である。この構成例では、ベローズ部分の伸縮によ
って熱伝導を変化させる構成を採用せず、導入したヘリ
ウムガスの対流による熱伝導だけによって冷却時に必要
な熱伝導特性を確保するものである。従って、図１２に
示した熱伝特性可変機構３１では、良熱伝導支持体４１
と低熱伝導連結体４２と良熱伝導接触体４３が設けら
れ、良熱伝導ベローズの部分は存在しない。良熱伝導支
持体４１と低熱伝導連結体４２と良熱伝導接触体４３の
みによって形成される熱伝特性可変機構３１では伸縮等
の変化を生じない。第３の構成例に係る熱伝特性可変機
構３１によれば、必要な熱伝導量と確保できるガス導入
部分の断面積などの条件に基づいて、ガス導入管３３を
介して導入されるヘリウムガスの対流による熱伝導の寄
与だけで、冷却パネル１４を必要な温度範囲まで冷却す
ることが可能となる。

【００６２】図１３は、図１２に示した熱伝特性可変機
構３１の第３の構成例の変形してなる第４の構成例を示
す。第４の構成例に係る熱伝特性可変機構３１は、寸法
的な制約からヘリウム冷凍機１２の冷却ステージ１３と
冷却パネル１４との間の距離を小さくするために、低熱
伝導連結体の形状を変化させた例を示す。本構成例の低
熱伝導連結体４６では、折返し部４６ａを形成すること
によって、低熱伝導連結体４６の軸方向の長さ、すなわ
ち、冷却ステージ１３と冷却パネル１４との間の熱伝導
路の距離を大きくしている。

【００６３】次に、図１４を参照して前述の第５、第
８、第９の実施形態で使用された熱伝特性可変機構３６
の具体的な構成例について説明する。

【００６４】図１４に、冷却ステージ１３と冷却パネル
１４との間に設けられた熱伝特性可変機構３６の内部構
造を示す。第５、第８、第９の実施形態では、上述の通
り、ガス導入機構を用いず、その代わりに、周囲温度に
よって形状を変化させることができる形状記憶合金支持
体と伸縮可能なベローズ構造を組み合わせて熱伝導特性
を変化させる機構を形成している。すなわち、温度条件
に基づく形状記憶合金支持体の変形動作によってベロー
ズ構造の伸縮を行うように構成される。熱伝導特性を変
化させるためのその他の基本構成、および熱伝導に関す
るベローズ構造の役割は前述の各実施形態の場合と同じ
である。

【００６５】熱伝導特性を変化させる機構すなわち熱伝
特性可変機構３６は、冷却ステージ１３と冷却パネル１
４の間に、良熱伝導支持体５１をベースに、低熱伝導連
結体５２を介して、機械的に十分な強度で設けられる。
熱伝導特性を変化させる機構自体は、良熱伝導支持体５
１をベースにして良熱伝導接触体５３、良熱伝導ベロー
ズ５４、および形状記憶合金支持体５５で構成される。
これらの構成部品は、溶接あるいはロー付けで接合さ
れ、また良熱伝導ベローズ５４の内部と外部で差圧が生
じないように開放された構造で形成される。

【００６６】上記形状記憶合金支持体５５は、例えばコ
イル形状に形成され、良熱伝導ベローズ５４の中心位置
であって、かつ良熱伝導支持体５１と良熱伝導接触体５
３との間に両端が固定した状態で設けられる。良熱伝導
ベローズ５４は、通常の周囲環境の温度条件つまり室温
程度以上の温度状態では長さが短くなって良熱伝導接触
体５３と冷却パネル１４が接触しないようにし、逆に、
温度が低下した状態では長さが伸び、良熱伝導接触体５
３と冷却パネル１４が密着するように構成される。また
良熱伝導ベローズ５４は銅あるいは銅合金などの良好な
熱伝導特性を有する材料で形成され、ヘリウム冷凍機１
２が冷却された場合に冷却パネルが目的とする低温状態
に冷却されるのに十分な熱伝導特性を有するように設計
されている。

【００６７】図１４において、（Ａ）はクライオトラッ
プが通常に作動し冷却を行っている場合の各構成部品の
相互位置関係を、（Ｂ）は冷却パネルや吸着パネルを加
熱ベーキングする場合の各構成部品の相互位置関係を示
す。

【００６８】図１４（Ａ）に示すごとく、ヘリウム冷凍
機１２が運転開始されて形状記憶合金支持体５５の温度
が低下し始め、形状記憶合金の変態温度に達すると、形
状記憶合金支持体５５が伸びて良熱伝導ベローズ５４を
伸ばし、良熱伝導接触体５３と冷却パネル１４が密着す
る。これによって良熱伝導ベローズ５４による熱伝導で
冷却パネル１４が冷却されることになる。クライオトラ
ップが運転されている間はこの状態が保たれる。冷却パ
ネル１４および吸着パネル１５を加熱する場合は、図１
４（Ｂ）に示すごとく、通常はヘリウム冷凍機１２が停
止された上で加熱し、形状記憶合金支持体５５の温度を
上昇させ、形状記憶合金の変態温度を超えたところで形
状記憶合金支持体５５の寸法が縮まって良熱伝導接触体
５３と冷却パネル１４とが離れ、熱伝導がほとんど無視
できる状態に保持される。以上のごとく、熱伝特性可変
機構３６によって、冷却時と加熱活性化および加熱ベー
キングの時に応じて、その条件に合うように熱伝導特性
を変化させることができる。

【００６９】形状記憶合金支持体５５を応用して構成さ
れる熱伝特性可変機構３６では、図１４に示す構成にお
いて、さらに、形状記憶合金支持体５５の伸縮に対する
回復応力よりも弱い力の範囲内で適当な圧力にまで良熱
伝導ベローズ５４内にヘリウムなどのガスを封入し、ガ
スの対流による熱伝導特性を、補助的に付加することも
可能である。

【００７０】上記熱伝特性可変機構３６において、ベロ
ーズ構造は任意に変形することができる。また熱伝特性
可変機構３６についても、熱伝特性可変機構３１と同様
に、形状記憶合金支持体と複数のベローズ構造を利用し
て構成することができる。

【００７１】ベローズ構造部分の内部空間にガスを封入
した場合でベローズの動作が問題になるのは、冷却パネ
ルや吸着パネルを加熱ベーキングする際であって形状記
憶合金支持体５５が変形して良熱伝導ベローズ５４を縮
めようとしたとき、当該ベローズの外部が真空のため、
内部が加圧された分だけベローズ自体が伸びようとする
力が作用する場合である。この場合、ベローズの内部と
外部の差圧によるベローズが伸びる方向の力よりも、形
状記憶合金支持体５５の回復応力の方が大きければ、動
作上の問題はない。

【００７２】また、将来的に形状記憶合金の成形性が向
上してより自由な形状が使用できるようになった場合、
全体形状や断面形状を工夫することで形状記憶合金支持
体自体の熱伝導特性だけで、冷却時に必要な熱伝導を確
保するように構成することも可能である。

【００７３】また、コストアップや構造の複雑化の問題
を解消することにより、形状記憶合金支持体５５を用い
た構成に、前述の実施形態によるガス導入機構を併用す
ることも可能である。

【００７４】次に、図１５と図１６を参照して本発明に
係るクライオトラップの他の実施形態を説明する。装置
のレイアウトの関係上、クライオトラップを真空ポンプ
とは別の位置に設置する必要が生じる場合も考えられ
る。このような場合にも真空排気装置全体での真空ポン
プ性能に対して上記と同様な改善効果を得ることができ
る。図１５と図１６に示す実施形態はかかる場合に対応
する構成を示す。

【００７５】図１５は本発明に係るクライオトラップの
第１０の実施形態を示し、クライオトラップを真空排気
装置の容器部に直接取り付けた構成を示している。この
クライオトラップは、クライオトラップ用のベースフラ
ンジ６１上に設けられ、かつクライオトラップ用ニップ
ル６２を介して真空排気装置の側に取り付けられてい
る。図１５において、ヘリウム冷凍機１２はベースフラ
ンジ６１に固定され、ヘリウム冷凍機１２の冷却ステー
ジ１３に、例えば熱伝特性可変機構３６を介して冷却パ
ネル６３と水素吸蔵合金からなる吸着パネル６４が取り
付けられる。またクライオトラップ用ニップル６２の内
部であって、吸着パネル６４の図中上側に通過形冷却パ
ネル６５が配置される。この冷却パネル６５は、吸着パ
ネル６４の表面が短時間で水分子で覆われてしまい、水
素分子に対する排気性能が低下するのを防ぎ、かつ吸着
パネル６４への水素分子の通過確率を良好に保つため
に、吸着パネル６４を覆うように配置され、シェブロン
バッフルあるいはルーバー形状を有する。また、吸着パ
ネル６４の内側のスペースを利用して内部ヒータユニッ
ト６６が配置される。なお２０は前述の電流導入端子で
ある。

【００７６】上記の実施形態でも、ヘリウム冷凍機１２
の冷却ステージ１３と冷却パネル６３等の間に熱伝特性
可変機構３６が接続部（結合部）として設けられ、その
熱伝導特性を、冷却排気時と加熱ベーキング等の時に応
じて変化させるように構成される。熱伝特性可変機構に
ついては、前述の各構成例３１を用いることも可能であ
る。

【００７７】図１６は本発明に係るクライオトラップの
第１１の実施形態を示し、この実施形態でも、クライオ
トラップを真空排気装置の容器部に直接取り付ける。特
に、本実施形態では、上記のクライオトラップ用ニップ
ル６２を用いないで、クライオトラップを、真空容器６
７に直接に取り付けた構成を有している。その他の構成
については前述の第１０の実施形態と実質的に同一であ
り、第１０の実施形態で説明した要素と実質的に同一の
要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略す
る。

【００７８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、クライオトラップにおいて、クライオトラップ容
器の内部に水素吸蔵合金からなる吸着パネルを組み込む
ようにしたため、水分子に対する排気性能と同時に水素
分子に対する排気性能を向上できる。

【００７９】また吸着パネルの再活性化および冷却パネ
ルの加熱ベーキングを行うための加熱機構を設けると共
に、排気時にはヘリウム冷凍機と冷却パネルの間の熱伝
導特性を良好にし、上記再活性化および加熱ベーキング
の時には熱伝導特性を低減してヘリウム冷凍機を保護す
るようにした熱伝導特性を変化させる機構を設けるよう
にしたため、産業設備として実用性が高く有用なクライ
オトラップを実現することができる。

【００８０】また加熱機構によって、クライオトラップ
自体からのガス放出の低減も併せて可能にし、到達圧力
として１０^-6〜１０^-7Ｐａあるいはそれ以下を目的とす
る真空排気装置に最適なクライオトラップを、外形サイ
ズやコストをそれほどアップさせることなく実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクライオトラップの第１の実施形
態を示す縦断面図である。

【図２】本発明に係るクライオトラップの第２の実施形
態を示す縦断面図である。

【図３】本発明に係るクライオトラップの第３の実施形
態を示す縦断面図である。

【図４】本発明に係るクライオトラップの第４の実施形
態を示す縦断面図である。

【図５】本発明に係るクライオトラップの第５の実施形
態を示す縦断面図である。

【図６】本発明に係るクライオトラップの第６の実施形
態を示す縦断面図である。

【図７】本発明に係るクライオトラップの第７の実施形
態を示す縦断面図である。

【図８】本発明に係るクライオトラップの第８の実施形
態を示す縦断面図である。

【図９】本発明に係るクライオトラップの第９の実施形
態を示す縦断面図である。

【図１０】熱伝特性可変機構の第１の構成例を示す図
で、（Ａ）は良好な熱接触状態を示し、（Ｂ）は熱伝導
が低減された状態を示す。

【図１１】熱伝特性可変機構の第２の構成例を示す図
で、（Ａ）は良好な熱接触状態を示し、（Ｂ）は熱伝導
が低減された状態を示す。

【図１２】熱伝特性可変機構の第３の構成例を示す図で
ある。

【図１３】熱伝特性可変機構の第４の構成例を示す図で
ある。

【図１４】熱伝特性可変機構の第５の構成例を示す図
で、（Ａ）は良好な熱接触状態を示し、（Ｂ）は熱伝導
が低減された状態を示す。

【図１５】本発明に係るクライオトラップの第１０の実
施形態を示す縦断面図である。

【図１６】本発明に係るクライオトラップの第１１の実
施形態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１１クライオトラップ容器１２ヘリウム冷凍機１３冷却ステージ１４，１４Ａ冷却パネル１５吸着パネル１６外部ヒータユニット２１内部ヒータユニット３１，３６熱伝導特性を変化させる機構
（熱伝特性可変機構）３２ガス導入機構３７通過形冷却パネル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却パネルを備えたヘリウム冷凍機を有
し、前記ヘリウム冷凍機により前記冷却パネルを冷却
し、気体の凝縮作用を利用して被排気対象である容器内
の水分子を排気するクライオトラップにおいて、水素吸
蔵合金からなる吸着パネルを内部に組み込み、前記吸着
パネルで水素分子を排気することを特徴とするクライオ
トラップ。
【請求項２】前記吸着パネルはクライオトラップ容器
の内面に設けられることを特徴とする請求項１記載のク
ライオトラップ。
【請求項３】前記吸着パネルは前記冷却パネルに対し
て熱的に良好な接触状態で設けられ、前記吸着パネルの
温度を前記冷却パネルの温度と実質的に等しくしたこと
を特徴とする請求項１記載のクライオトラップ。
【請求項４】前記吸着パネルの前面に前記冷却パネル
が位置するように構成されることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載のクライオトラップ。
【請求項５】前記吸着パネルの前面に位置する前記冷
却パネルを、前記吸着パネルへの被排気気体の通過確率
の高い形状で形成したことを特徴とする請求項４記載の
クライオトラップ。
【請求項６】前記吸着パネルの加熱活性化と前記冷却
パネルの加熱ベーキングを行うための加熱機構を備えた
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の
クライオトラップ。
【請求項７】前記ヘリウム冷凍機と前記冷却パネルは
熱伝導特性を変化させる機構によって結合され、熱伝導
特性を変化させる前記機構は、前記加熱機構によって前
記吸着パネルと前記冷却パネルが加熱されるとき、その
熱伝導特性が低くなるように構成されることを特徴とす
る請求項６記載のクライオトラップ。
【請求項８】熱伝導特性を変化させる前記機構は、ガ
ス圧力により伸縮自在な伸縮部を含む熱伝導部材であ
り、外部のガス供給・排出機構によってガスを供給され
るとき前記伸縮部が伸びて前記熱伝導部材が前記ヘリウ
ム冷凍機と前記冷却パネルを熱伝導の面で接続し、前記
ガス供給・排出機構によってガスが排出されるとき前記
伸縮部が縮んで前記熱伝導部材が前記ヘリウム冷凍機と
前記冷却パネルを熱伝導の面で遮断するように構成され
ることを特徴とする請求項７記載のクライオトラップ。
【請求項９】前記伸縮部は、少なくとも１つのベロー
ズからなることを特徴とする請求項８記載のクライオト
ラップ。
【請求項１０】熱伝導特性を変化させる前記機構は、
周囲温度により伸縮自在な伸縮部を含む熱伝導部材であ
り、前記加熱機構が非発熱状態のとき前記伸縮部が伸び
て前記熱伝導部材が前記ヘリウム冷凍機と前記冷却パネ
ルを熱伝導の面で接続し、前記加熱機構が発熱状態のと
き前記伸縮部が縮んで前記熱伝導部材が前記ヘリウム冷
凍機と前記冷却パネルを熱伝導の面で遮断するように構
成されることを特徴とする請求項７記載のクライオトラ
ップ。
【請求項１１】前記伸縮部は、形状記憶合金支持体で
あることを特徴とする請求項１０記載のクライオトラッ
プ。
【請求項１２】前記伸縮部は、前記形状記憶合金支持
体とベローズとの組合せで構成されることを特徴とする
請求項１１記載のクライオトラップ。
【請求項１３】外部にガス供給・排出機構を設け、こ
のガス供給・排出機構による前記ベローズ内の空間への
ガスの供給または前記空間からのガスの排出と、前記形
状記憶合金支持体の伸縮との組合せによって、前記ベロ
ーズを伸縮させ、熱伝導特性を変化するように構成した
ことを特徴とする請求項１２記載のクライオトラップ。
【請求項１４】前記ベローズは良熱伝導ベローズであ
ることを特徴とする請求項９または１２記載のクライオ
トラップ。
【請求項１５】前記冷却パネルの冷却温度を５５〜１
６０Ｋ程度の範囲としたことを特徴とする請求項１記載
のクライオトラップ。