專利名稱：X射線管及x射線源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在非破壞檢查中所使用的組裝在X射線產(chǎn)生裝置等中的X射線管，和使用有該X射線管的X射線源。
背景技術(shù)：
X射線管使從電子槍出射的電子撞擊靶，并由此產(chǎn)生X射線。作為以往技術(shù)的X射線管，公知有例如記載在專利文獻(xiàn)1中的發(fā)明。該X射線管具有真空外圍器，該真空外圍器構(gòu)成為在收容電子槍的外圍器本體上接合有真空管，在該真空外圍器上插入有用于將靶支承在其中的靶支承體。在該真空管中，以使其前端部跨越全周地折回至內(nèi)側(cè)的方式形成內(nèi)筒部，該內(nèi)筒部的前端部固定在靶支承體上。另外，在靶支承體上設(shè)置有蓋子，覆蓋靶支承體和內(nèi)筒部的前端部的固定部分，用來抑制在真空管內(nèi)的放電發(fā)生。
美國(guó)專利第5,077,771號(hào)說明書發(fā)明內(nèi)容但是，在上述以往技術(shù)的X射線管中，在真空管內(nèi)形成有內(nèi)筒部，因此也使蓋子的形狀復(fù)雜化。上述X射線管的構(gòu)造的復(fù)雜化存在會(huì)助長(zhǎng)真空管內(nèi)的放電的發(fā)生的問題。
本發(fā)明用來解決上述的問題，其目的是提供一種可以利用簡(jiǎn)單的構(gòu)造來抑制真空管內(nèi)的放電發(fā)生的X射線管和使用該X射線管的X射線源。
為了解決上述問題，本發(fā)明的X射線管通過使從電子槍出射的電子撞擊靶而產(chǎn)生X射線，具有收容電子槍的外圍器本體，一端側(cè)開口部被固定在外圍器本體上，另一端部形成為狹窄部的筒狀的真空管，和穿通真空管，并支承靶的靶支承體；在靶支承體上固定有真空管的另一端側(cè)開口部，同時(shí)在外圍器本體和另一端側(cè)開口部之間，形成有從真空管的一端側(cè)觀看，遮擋靶支承體與另一端側(cè)開口部的固定部分的遮擋部。
在該X射線管中，在外圍器本體和真空管的另一端側(cè)開口部之間形成有遮擋部，并使從真空管的一端側(cè)看遮擋靶支承體與另一端側(cè)開口部的固定部分。由此，可以抑制在真空管的一端側(cè)和靶支承體與另一端側(cè)開口部的固定部分之間的放電發(fā)生。另外，由于真空管的另一端部形成為狹窄部，該真空管的另一端側(cè)開口部固定在靶支承體上，因此，與在真空管內(nèi)形成有內(nèi)筒部的以往技術(shù)的X射線管相比，可以使真空管和遮擋部的形狀簡(jiǎn)化。利用簡(jiǎn)單的構(gòu)造，可以有效地抑制放電的發(fā)生。另外，在固定靶支承體和真空管的另一端側(cè)開口部時(shí)，與在真空管中形成有內(nèi)筒部的以往技術(shù)的X射線管比較，可以提高作業(yè)的容易性和可視性，可以提高所制成的X射線管的可靠性。
另外，優(yōu)選遮擋部與靶支承體一體形成一體。在此情況下，由于真空管內(nèi)的零件數(shù)量減少，可以更有效地抑制真空管內(nèi)的放電的發(fā)生。
另外，優(yōu)選遮擋部呈角部圓滑的形狀或呈不具有角部的形狀。由此，可以避免在遮擋部的電場(chǎng)局部集中，可以更有效地抑制放電的發(fā)生。
另外，還優(yōu)選具有接合在另一端側(cè)開口部上，并靶支承體穿通的筒狀部件，另一端側(cè)開口部經(jīng)由筒狀部件固定在靶支承體上。利用上述構(gòu)造，在靶支承體與真空管的另一端側(cè)開口部的固定時(shí)，由于可以沿著筒狀部件對(duì)靶支承體進(jìn)行微調(diào)整，因此可以精確良好地進(jìn)行相對(duì)于靶的電子槍的位置對(duì)準(zhǔn)。
另外，本發(fā)明的X射線源具有收容上述X射線管的框體；和向X射線管的靶支承體供給電壓的高壓電源部；并利用包圍部件包圍靶支承體與另一端側(cè)開口部的固定部分。
在該X射線源中，通過采用上述X射線管可以有效地抑制真空管內(nèi)的放電發(fā)生。另外，由于靶支承體與真空管的另一端側(cè)開口部的固定部分被包圍部件包圍，因此可以抑制框體和X射線管之間的放電發(fā)生。
另外，優(yōu)選框體具有，埋設(shè)有高壓電源部的絕緣塊，和固定在絕緣塊上，并在內(nèi)部充填絕緣性液狀材料的金屬制的筒部；X射線管的真空管收容在筒部中；包圍部件包圍固定部分，以使不能從筒部的內(nèi)部看到固定部分。
在該X射線源中，通過在絕緣塊上固定筒部，并將X射線管的真空管收容在筒部中，在X射線產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，可以提高X射線管的散熱效率，可以抑制X射線管內(nèi)部的放電發(fā)生。
另外，還優(yōu)選包圍部件具有沿著X射線管的管軸方向延伸的壁部，壁部包圍固定部分，以使不能從筒部的內(nèi)壁看到固定部分。
在此情況下，由于沿著X射線管的管軸方向延伸的壁部包圍固定部分，因此固定部分附近的電場(chǎng)不會(huì)變紊亂，可以更有效地抑制筒部和X射線管之間的放電。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的X射線管和X射線源時(shí)，可以利用簡(jiǎn)單的構(gòu)造抑制真空管內(nèi)的放電發(fā)生。


圖1是是表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的X射線源的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的剖面圖。
圖2是是表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的X射線管的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的剖面圖。
圖3是圖2所示的X射線管的真空管的另一端部的放大圖。
圖4是變形例的X射線管的真空管的另一端部的放大圖。
圖5是另一變形例的X射線管的真空管的另一端部的放大圖。
圖6是又另一變形例的X射線管的真空管的另一端部的放大圖。
符號(hào)說明1X射線源2框體3高壓電源部4X射線管18 靶支承體19 外圍器本體20 真空管32 一端側(cè)開口部
34另一端側(cè)開口部37狹窄部(另一端部)40、40A、40B、41、41A筒狀部件42、42A遮擋部42a 角部T靶W固定部分具體實(shí)施方式
下面，將參照?qǐng)D面來詳細(xì)地說明本發(fā)明的X射線管和X射線源。另外，“上”、“下”等詞語(yǔ)是為了方便說明，根據(jù)附圖所示的狀態(tài)而定。
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的X射線源的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的剖面圖。如圖1所示，X射線源1具有框體2、高壓電源部3、和X射線管4。
框體2由底板6、頂板7、筒部8、和絕緣塊9構(gòu)成。底板6和頂板7分別具有大致正方形狀，在頂板7的中央設(shè)置有圓形的穿通孔7a。在該底板6和頂板7的各個(gè)角部間，經(jīng)由間隔物10連結(jié)，底板6和頂板7隔有規(guī)定的間隔并相互固定。另外，底板6、頂板7、和間隔物10的側(cè)面，被連接它們的側(cè)板(圖中未顯示)覆蓋。
筒部8利用金屬形成上端變細(xì)的圓筒形狀，其內(nèi)徑與頂板7的穿通孔7a直徑相同。在筒部8的下端部設(shè)置有安裝突緣8a，在上端部形成有用于安裝X射線管4的圓形的開口部8b。而且，筒部8豎立設(shè)置在頂板7的上面中央，且使安裝突緣8a與頂板7的穿通孔7a的周緣部不透過液體地固定，使其內(nèi)部與頂板7的穿通孔7a相通。另外，使筒部8成為接地電位。
絕緣塊9由例如環(huán)氧樹脂等絕緣性樹脂材料形成大致立方體形狀，在表面覆蓋用于使其電位成為接地電位的導(dǎo)電性材料，例如進(jìn)行貼付導(dǎo)電性帶或涂布導(dǎo)電性涂料的處理。該絕緣塊9構(gòu)建由底板6和頂板7夾持，且從下側(cè)封住頂板7的穿通孔7a。利用上述構(gòu)造，在框體2的上部形成被筒部8、頂板7、絕緣塊9、和高壓電源部3包圍的收容空間S。而且，在收容空間S內(nèi)充填有作為絕緣性液狀材料，例如絕緣性的油11。
X射線管4在將后面所述的真空管20收容在收容空間S內(nèi)的狀態(tài)下，與筒部8的開口部8b不透過液體地固定。另外，在從真空管20的另一端側(cè)的開口部34(參照?qǐng)D2)突出的靶支承體18的前端部分，利用螺栓固定有包圍另一端側(cè)開口部34和靶支承體18的固定部分W的高壓帽(cap)(包圍部件)12。
高壓帽12由導(dǎo)電性材料(例如鋁)構(gòu)成，包圍位于靶支承體18上的高壓電源部3側(cè)的前端部分附近的真空管20的密封部分。該高壓帽12具有圓形的底板部12b和豎立設(shè)置在其邊緣部上的壁部12a，其中心軸固定成為與X射線管4的管軸同軸。壁部12a的內(nèi)徑至少大于在固定部分W的附近的真空管20的外徑。壁部12a沿著X射線管4的管軸方向延伸。壁部12a遮擋固定部分W，以使從筒部8的內(nèi)壁不能看到固定部分W。另外，在本實(shí)施方式中，高壓帽12具有底板部12b，夾持該底板部12b而在同軸方向上螺旋固定在靶支承體18上，但是也可以以與靶支承體18的軸方向交叉的方式從壁部12a側(cè)進(jìn)行螺旋固定。在此種情況可以不需要底板部12b。
高壓電源部3埋設(shè)在絕緣塊9的上部中央，并配置在頂板7的穿通孔7a下方。該高壓電源部3，通過一端由高壓帽12支承的壓縮彈簧13與靶支承體18電連接，通過該壓縮彈簧13和高壓帽12向靶支承體18供給高電壓。
下面，將參照?qǐng)D2來詳細(xì)地說明上述X射線管4的構(gòu)造。
圖2是表示X射線管4的剖面圖。如圖2所示，該X射線管4具有真空外圍器16、電子槍17、和靶支承體18。真空外圍器16由外圍器本體19和真空管20構(gòu)成。由金屬形成的外圍器本體19由如下部分構(gòu)成用于收容成為陽(yáng)極的靶T的體部21；和用于收容成為陰極的電子槍17的電子槍收容部22。體部21由金屬形成大致圓筒狀，具有內(nèi)部空間R。另外，在體部21的外周設(shè)置有用于向X射線源1的筒部8的開口部8b固定的突緣部21a。而且，在體部21的下端部21c上設(shè)置固定有輸出窗23的蓋板24，利用該蓋板24阻塞內(nèi)部空間R的下端。
電子槍收容部22由金屬形成為剖面為圓形的筒狀，以與體部21垂直的方式而氣密地接合在體部21的側(cè)部下側(cè)。在該電子槍收容部22和體部21的接合部分設(shè)置有連通電子槍收容部22的內(nèi)部和體部21的內(nèi)部空間R，并具有收斂電極作用的孔口26，在與孔口26相對(duì)側(cè)的端部固定有桿件(stem)基板27。另外，電子槍17由陰極C、加熱器28、第1柵極29和第2柵極30構(gòu)成，它們通過多個(gè)桿針31而安裝在桿件基板27上。各個(gè)桿針31與外部電源(圖中未顯示)連接，由此對(duì)電子槍17供給規(guī)定的電壓。
另一方面，真空管20由例如玻璃或陶瓷等絕緣體形成直徑大約50mm的大致圓筒狀。在該真空管20的一端的開口部32處通過熔接接合有金屬制的環(huán)狀部件33，一端側(cè)開口部32通過環(huán)狀部件33與體部21接合，以使體部21的上端部21b配置在真空管20內(nèi)。另外，靶支承體18為金屬制，例如由銅材料形成直徑大約15mm的棒狀，在形成于一端部18a的傾斜面18c上埋設(shè)有靶T。并且，靶支承體18的一端部18a通過真空管20的一端側(cè)開口部32而配置在外圍器本體19的體部21的內(nèi)部空間R內(nèi)，以使靶T在內(nèi)部空間R內(nèi)與電子槍17相對(duì)。利用上述構(gòu)造，在X射線管4中，當(dāng)從電子槍17出射的電子通過孔口26撞擊在靶T上時(shí)，從靶T的表面產(chǎn)生X射線。然后，所產(chǎn)生的X射線通過輸出窗23取出到X射線管4的外部。另外，靶支承體18也可以由與靶T同質(zhì)的材料，與靶T一體地形成。
下面，將參照?qǐng)D3進(jìn)一步詳細(xì)說明上述真空管20的另一端部的構(gòu)造。
如圖3所示，真空管20的另一端部的直徑小于真空管20的本體部36的外徑，作為直徑大約25mm的狹窄部37而形成階梯狀，成為從本體部36突出。另外，該狹窄部37的上端成為真空管20的另一端側(cè)開口部34。另外，在真空管20的另一端側(cè)開口部34處通過熔接接合有金屬制的筒狀部件，例如由科瓦爾(Kovar)合金構(gòu)成的筒狀部件40。筒狀部件40的上端側(cè)與靶支承體18的外徑相配合，而使其直徑減小成為階梯狀，在該小直徑部分的內(nèi)側(cè)，利用焊接固定有使靶支承體18的另一端部18b穿通的金屬制的筒狀部件，例如由科瓦爾合金構(gòu)成的筒狀部件41。并且，真空管20另一端側(cè)開口部34，通過筒狀部件40和筒狀部件41，固定和密封在靶支承體18的另一端部18b上。
而且，在靶支承體18上，以接近真空管20的狹窄部37的方式，一體形成有與金屬制的遮擋部42。遮擋部42，其主直徑(在此為最大值徑)小于真空管20的本體部36，形成大于狹窄部37的直徑大約30mm的圓板狀，將各個(gè)角部42a倒角并圓滑成“R”狀。該遮擋部42從真空管20的一端側(cè)觀看，遮擋靶支承體18的另一端部18b與真空管20的另一端側(cè)開口部34的固定部分W，特別是遮擋部42遮擋該密封部分，以使從外圍器本體19的體部21的上端部21b處看不見另一端的開口部34與筒狀部件40的接合部分，即絕緣性材料與金屬接合的密封部分。
如以說明，在X射線源1和X射線管4中，在外圍器本體19和真空管20的另一端側(cè)開口部34之間，形成有從真空管20的一端側(cè)觀看遮擋靶支承體18與另一端側(cè)開口部34的固定部分W的遮擋部42。由此，可以抑制真空管20的一端側(cè)和固定部分W之間的放電發(fā)生。另外，真空管20的另一端部形成為狹窄部37，該真空管20的另一端側(cè)開口部34固定在靶支承體18上，因此，與在真空管上形成有內(nèi)筒部的以往技術(shù)的X射線管相比，可以使真空管20和遮擋部42的形狀簡(jiǎn)化。利用如上簡(jiǎn)單的構(gòu)造，可以在X射線產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，提高真空管20內(nèi)的電場(chǎng)穩(wěn)定性，有效地抑制在真空管20內(nèi)的放電發(fā)生，除此之外，還可以實(shí)現(xiàn)散熱效率的提高和減少殘留氣體。另外，在將靶支承體18和真空管20的另一端側(cè)開口部34固定時(shí)，由于可以在真空管20的外側(cè)進(jìn)行焊接等作業(yè)，因此，與在真空管內(nèi)形成內(nèi)筒部的以往技術(shù)的X射線管相比，可以提高作業(yè)的容易性和可視性，并提高所制成的X射線管4的可靠性。
另外，在X射線源1和X射線管4中，由于遮擋部42與靶支承體18一體形成，因此，真空管20內(nèi)的零件數(shù)量減少。因而，可以省略通過焊接等接合其它部件的步驟，由于在真空管20內(nèi)不易發(fā)生金屬片的殘留和表面的凹凸，因此可以進(jìn)一步使電場(chǎng)穩(wěn)定。另外，遮擋部42，將各個(gè)角部42a倒角并圓滑成“R”狀，可以在X射線產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)避免電場(chǎng)局部集中。其結(jié)果是可以更有效地抑制在真空管20內(nèi)的放電發(fā)生。
另外，在X射線源1和X射線管4中，使靶支承體18和真空管20的另一端側(cè)開口部34通過筒狀部件40和筒狀部件41進(jìn)行接合。對(duì)于該接合，例如預(yù)先在另一端側(cè)開口部34上熔接筒狀部件40，并且在靶支承體18的另一端部18b焊接筒狀部件41，最后對(duì)筒狀部件40和筒狀部件41進(jìn)行焊接。如上所述，由于可以在筒狀部件40和筒狀部件41的焊接時(shí)沿著筒狀部件40在軸方向上對(duì)靶支承體18進(jìn)行微調(diào)整，因此可以精度良好地進(jìn)行靶T相對(duì)于電子槍17的位置對(duì)準(zhǔn)。
而且，在X射線源1中，對(duì)于X射線管4和高壓電源部3的相互連接，利用高壓帽12包圍真空管20的另一端側(cè)開口部34與靶支承體18的固定部分W，并將其遮擋以使不能從筒部8的內(nèi)壁側(cè)看到。由此，在X射線產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，可以抑制X射線管4和筒部8的內(nèi)壁之間的放電發(fā)生。
而且，在X射線源1中，將筒部8固定在絕緣塊9上，將X射線管4的真空管20收容在筒部8中，高壓帽12包圍固定部分W以使不能從筒部8的內(nèi)壁看到固定部分W。由此，在X射線產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，由于可以提高X射線管4的散熱效率，因此可以抑制在X射線管4內(nèi)部的放電發(fā)生。而且，通過使高壓帽12包圍固定部分W，可以抑制X射線管4和筒部8的內(nèi)壁之間的放電的發(fā)生。另外，高壓帽12具有沿著X射線管4的管軸方向延伸的壁部12a，壁部12a包圍固定部分W以使不能從筒部8的內(nèi)壁看到固定部分W。因此，固定部分W附近的電場(chǎng)不會(huì)變亂，可更有效地抑制放電。
另外，本發(fā)明并不只限于上述實(shí)施方式，而可以有各種變形。例如在上述實(shí)施方式中，使遮擋部42的形狀成為將各個(gè)角部42a倒角并圓滑成“R”狀的圓板形狀，但是，該形狀也可作成例如球體或橢圓體等不具有角部的形狀。
另外，如圖4所示，作為筒狀部件，也可以使用具有突緣的筒狀部件40A和筒狀部件41A。在此情況下，可以使筒狀部件40A和筒狀部件41A的突緣互相重合，并通過焊接而對(duì)突緣之間進(jìn)行固定。而且，如圖5所示，也可以使真空管20的另一端部成為直徑減小形成錐形的狹窄部37A。在此情況下，使用與狹窄部37A的形狀相配合的直徑減小形成錐形的筒狀部件40B，遮擋部42優(yōu)選為，使其主直徑(在此為最大直徑)小于真空管20的本體部36，大于狹窄部37A處的固定部分W。另外，如圖6所示，也可以將從靶支承體18的一端側(cè)向另一端側(cè)直徑逐漸變大的遮擋部42A、和狹窄部37A進(jìn)行組合。在此情況下，該遮擋部42A優(yōu)選使其最大直徑小于真空管20的本體部36，大于狹窄部37A的固定部分W。在如上所述變形例中，也可以得到與上述實(shí)施方式同樣的作用和效果。
權(quán)利要求
1.一種X射線管，通過使從電子槍出射的電子撞擊靶而產(chǎn)生X射線，其特征在于具有，收容所述電子槍的外圍器本體，一端側(cè)開口部固定在所述外圍器本體上，另一端部形成為狹窄部的筒狀的真空管，和穿通所述真空管，并支承所述靶的靶支承體；在所述靶支承體上固定有所述真空管的另一端側(cè)開口部，同時(shí)在所述外圍器本體和所述另一端側(cè)開口部之間，形成有從所述真空管的一端側(cè)觀看，遮擋所述靶支承體與所述另一端側(cè)開口部的固定部分的遮擋部。
2.如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于所述遮擋部與所述靶支承體一體形成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的X射線管，其特征在于所述遮擋部，呈角部圓滑的形狀。
4.如權(quán)利要求1或2所述的X射線管，其特征在于所述遮擋部，呈不具有角部的形狀。
5.如權(quán)利要求1～4中任何一項(xiàng)所述的X射線管，其特征在于還具有接合在所述另一端側(cè)開口部上，并使所述靶支承體穿通的筒狀部件；所述另一端側(cè)開口部經(jīng)由所述筒狀部件固定在所述靶支承體上。
6.一種X射線源，其特征在于具有，如權(quán)利要求1～5中任何一項(xiàng)所述的收容X射線管的框體，和向所述X射線管的所述靶支承體供給電壓的高壓電源部；利用包圍部件包圍所述靶支承體與所述另一端側(cè)開口部的所述固定部分。
7.如權(quán)利要求6所述的X射線源，其特征在于所述框體具有，埋設(shè)有所述高壓電源部的絕緣塊，和固定在所述絕緣塊上，并在內(nèi)部充填有絕緣性液狀材料的金屬制的筒部；所述X射線管的所述真空管收容在所述筒部中；所述包圍部件包圍所述固定部分，以使不能從所述筒部的內(nèi)壁看到所述固定部分。
8.如權(quán)利要求7所述的X射線源，其特征在于所述包圍部件具有沿著所述X射線管的管軸方向延伸的壁部；所述壁部包圍所述固定部分，以使不能從所述筒部的內(nèi)壁看到所述固定部分。
全文摘要
在X射線源(1)和X射線管(4)中，形成從真空管(20)的一端側(cè)觀看，遮擋靶支承體(18)與另一端側(cè)開口部(34)的固定部分(W)的遮擋部(42)。由此，可以抑制真空管(20)的一端側(cè)和固定部分(W)之間的放電發(fā)生。另外，由于真空管(20)的另一端形成為狹窄部(37)，該真空管(20)的另一端側(cè)開口部(34)固定在靶支承體(18)上，因此，與在該真空管中形成有內(nèi)筒部的以往技術(shù)的X射線管相比，可以使真空管(20)和遮擋部(42)的形狀簡(jiǎn)化。利用上述簡(jiǎn)單的構(gòu)造，在X射線的產(chǎn)生動(dòng)作時(shí)，可以提高在真空管(20)內(nèi)的電場(chǎng)穩(wěn)定性，可以有效地抑制在真空管(20)內(nèi)的放電發(fā)生。
文檔編號(hào)H01J35/08GK101069259SQ20058004121
公開日2007年11月7日 申請(qǐng)日期2005年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者稻鶴務(wù) 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社