专利名称：X射线管及x射线源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在非破坏检查中所使用的组装在X射线产生装置等中的X射线管，和使用有该X射线管的X射线源。
背景技术：
X射线管使从电子枪出射的电子撞击靶，并由此产生X射线。作为以往技术的X射线管，公知有例如记载在专利文献1中的发明。该X射线管具有真空外围器，该真空外围器构成为在收容电子枪的外围器本体上接合有真空管，在该真空外围器上插入有用于将靶支承在其中的靶支承体。在该真空管中，以使其前端部跨越全周地折回至内侧的方式形成内筒部，该内筒部的前端部固定在靶支承体上。另外，在靶支承体上设置有盖子，覆盖靶支承体和内筒部的前端部的固定部分，用来抑制在真空管内的放电发生。
美国专利第5,077,771号说明书发明内容但是，在上述以往技术的X射线管中，在真空管内形成有内筒部，因此也使盖子的形状复杂化。上述X射线管的构造的复杂化存在会助长真空管内的放电的发生的问题。
本发明用来解决上述的问题，其目的是提供一种可以利用简单的构造来抑制真空管内的放电发生的X射线管和使用该X射线管的X射线源。
为了解决上述问题，本发明的X射线管通过使从电子枪出射的电子撞击靶而产生X射线，具有收容电子枪的外围器本体，一端侧开口部被固定在外围器本体上，另一端部形成为狭窄部的筒状的真空管，和穿通真空管，并支承靶的靶支承体；在靶支承体上固定有真空管的另一端侧开口部，同时在外围器本体和另一端侧开口部之间，形成有从真空管的一端侧观看，遮挡靶支承体与另一端侧开口部的固定部分的遮挡部。
在该X射线管中，在外围器本体和真空管的另一端侧开口部之间形成有遮挡部，并使从真空管的一端侧看遮挡靶支承体与另一端侧开口部的固定部分。由此，可以抑制在真空管的一端侧和靶支承体与另一端侧开口部的固定部分之间的放电发生。另外，由于真空管的另一端部形成为狭窄部，该真空管的另一端侧开口部固定在靶支承体上，因此，与在真空管内形成有内筒部的以往技术的X射线管相比，可以使真空管和遮挡部的形状简化。利用简单的构造，可以有效地抑制放电的发生。另外，在固定靶支承体和真空管的另一端侧开口部时，与在真空管中形成有内筒部的以往技术的X射线管比较，可以提高作业的容易性和可视性，可以提高所制成的X射线管的可靠性。
另外，优选遮挡部与靶支承体一体形成一体。在此情况下，由于真空管内的零件数量减少，可以更有效地抑制真空管内的放电的发生。
另外，优选遮挡部呈角部圆滑的形状或呈不具有角部的形状。由此，可以避免在遮挡部的电场局部集中，可以更有效地抑制放电的发生。
另外，还优选具有接合在另一端侧开口部上，并靶支承体穿通的筒状部件，另一端侧开口部经由筒状部件固定在靶支承体上。利用上述构造，在靶支承体与真空管的另一端侧开口部的固定时，由于可以沿着筒状部件对靶支承体进行微调整，因此可以精确良好地进行相对于靶的电子枪的位置对准。
另外，本发明的X射线源具有收容上述X射线管的框体；和向X射线管的靶支承体供给电压的高压电源部；并利用包围部件包围靶支承体与另一端侧开口部的固定部分。
在该X射线源中，通过采用上述X射线管可以有效地抑制真空管内的放电发生。另外，由于靶支承体与真空管的另一端侧开口部的固定部分被包围部件包围，因此可以抑制框体和X射线管之间的放电发生。
另外，优选框体具有，埋设有高压电源部的绝缘块，和固定在绝缘块上，并在内部充填绝缘性液状材料的金属制的筒部；X射线管的真空管收容在筒部中；包围部件包围固定部分，以使不能从筒部的内部看到固定部分。
在该X射线源中，通过在绝缘块上固定筒部，并将X射线管的真空管收容在筒部中，在X射线产生动作时，可以提高X射线管的散热效率，可以抑制X射线管内部的放电发生。
另外，还优选包围部件具有沿着X射线管的管轴方向延伸的壁部，壁部包围固定部分，以使不能从筒部的内壁看到固定部分。
在此情况下，由于沿着X射线管的管轴方向延伸的壁部包围固定部分，因此固定部分附近的电场不会变紊乱，可以更有效地抑制筒部和X射线管之间的放电。
如上所述，根据本发明的X射线管和X射线源时，可以利用简单的构造抑制真空管内的放电发生。
图1是是表示根据本发明构成的X射线源的一个优选实施方式的剖面图。
图2是是表示根据本发明构成的X射线管的一个优选实施方式的剖面图。
图3是图2所示的X射线管的真空管的另一端部的放大图。
图4是变形例的X射线管的真空管的另一端部的放大图。
图5是另一变形例的X射线管的真空管的另一端部的放大图。
图6是又另一变形例的X射线管的真空管的另一端部的放大图。
符号说明1X射线源2框体3高压电源部4X射线管18 靶支承体19 外围器本体20 真空管32 一端侧开口部
34另一端侧开口部37狭窄部(另一端部)40、40A、40B、41、41A筒状部件42、42A遮挡部42a 角部T靶W固定部分具体实施方式
下面，将参照图面来详细地说明本发明的X射线管和X射线源。另外，“上”、“下”等词语是为了方便说明，根据附图所示的状态而定。
图1是表示根据本发明构成的X射线源的一个优选实施方式的剖面图。如图1所示，X射线源1具有框体2、高压电源部3、和X射线管4。
框体2由底板6、顶板7、筒部8、和绝缘块9构成。底板6和顶板7分别具有大致正方形状，在顶板7的中央设置有圆形的穿通孔7a。在该底板6和顶板7的各个角部间，经由间隔物10连结，底板6和顶板7隔有规定的间隔并相互固定。另外，底板6、顶板7、和间隔物10的侧面，被连接它们的侧板(图中未显示)覆盖。
筒部8利用金属形成上端变细的圆筒形状，其内径与顶板7的穿通孔7a直径相同。在筒部8的下端部设置有安装突缘8a，在上端部形成有用于安装X射线管4的圆形的开口部8b。而且，筒部8竖立设置在顶板7的上面中央，且使安装突缘8a与顶板7的穿通孔7a的周缘部不透过液体地固定，使其内部与顶板7的穿通孔7a相通。另外，使筒部8成为接地电位。
绝缘块9由例如环氧树脂等绝缘性树脂材料形成大致立方体形状，在表面覆盖用于使其电位成为接地电位的导电性材料，例如进行贴付导电性带或涂布导电性涂料的处理。该绝缘块9构建由底板6和顶板7夹持，且从下侧封住顶板7的穿通孔7a。利用上述构造，在框体2的上部形成被筒部8、顶板7、绝缘块9、和高压电源部3包围的收容空间S。而且，在收容空间S内充填有作为绝缘性液状材料，例如绝缘性的油11。
X射线管4在将后面所述的真空管20收容在收容空间S内的状态下，与筒部8的开口部8b不透过液体地固定。另外，在从真空管20的另一端侧的开口部34(参照图2)突出的靶支承体18的前端部分，利用螺栓固定有包围另一端侧开口部34和靶支承体18的固定部分W的高压帽(cap)(包围部件)12。
高压帽12由导电性材料(例如铝)构成，包围位于靶支承体18上的高压电源部3侧的前端部分附近的真空管20的密封部分。该高压帽12具有圆形的底板部12b和竖立设置在其边缘部上的壁部12a，其中心轴固定成为与X射线管4的管轴同轴。壁部12a的内径至少大于在固定部分W的附近的真空管20的外径。壁部12a沿着X射线管4的管轴方向延伸。壁部12a遮挡固定部分W，以使从筒部8的内壁不能看到固定部分W。另外，在本实施方式中，高压帽12具有底板部12b，夹持该底板部12b而在同轴方向上螺旋固定在靶支承体18上，但是也可以以与靶支承体18的轴方向交叉的方式从壁部12a侧进行螺旋固定。在此种情况可以不需要底板部12b。
高压电源部3埋设在绝缘块9的上部中央，并配置在顶板7的穿通孔7a下方。该高压电源部3，通过一端由高压帽12支承的压缩弹簧13与靶支承体18电连接，通过该压缩弹簧13和高压帽12向靶支承体18供给高电压。
下面，将参照图2来详细地说明上述X射线管4的构造。
图2是表示X射线管4的剖面图。如图2所示，该X射线管4具有真空外围器16、电子枪17、和靶支承体18。真空外围器16由外围器本体19和真空管20构成。由金属形成的外围器本体19由如下部分构成用于收容成为阳极的靶T的体部21；和用于收容成为阴极的电子枪17的电子枪收容部22。体部21由金属形成大致圆筒状，具有内部空间R。另外，在体部21的外周设置有用于向X射线源1的筒部8的开口部8b固定的突缘部21a。而且，在体部21的下端部21c上设置固定有输出窗23的盖板24，利用该盖板24阻塞内部空间R的下端。
电子枪收容部22由金属形成为剖面为圆形的筒状，以与体部21垂直的方式而气密地接合在体部21的侧部下侧。在该电子枪收容部22和体部21的接合部分设置有连通电子枪收容部22的内部和体部21的内部空间R，并具有收敛电极作用的孔口26，在与孔口26相对侧的端部固定有杆件(stem)基板27。另外，电子枪17由阴极C、加热器28、第1栅极29和第2栅极30构成，它们通过多个杆针31而安装在杆件基板27上。各个杆针31与外部电源(图中未显示)连接，由此对电子枪17供给规定的电压。
另一方面，真空管20由例如玻璃或陶瓷等绝缘体形成直径大约50mm的大致圆筒状。在该真空管20的一端的开口部32处通过熔接接合有金属制的环状部件33，一端侧开口部32通过环状部件33与体部21接合，以使体部21的上端部21b配置在真空管20内。另外，靶支承体18为金属制，例如由铜材料形成直径大约15mm的棒状，在形成于一端部18a的倾斜面18c上埋设有靶T。并且，靶支承体18的一端部18a通过真空管20的一端侧开口部32而配置在外围器本体19的体部21的内部空间R内，以使靶T在内部空间R内与电子枪17相对。利用上述构造，在X射线管4中，当从电子枪17出射的电子通过孔口26撞击在靶T上时，从靶T的表面产生X射线。然后，所产生的X射线通过输出窗23取出到X射线管4的外部。另外，靶支承体18也可以由与靶T同质的材料，与靶T一体地形成。
下面，将参照图3进一步详细说明上述真空管20的另一端部的构造。
如图3所示，真空管20的另一端部的直径小于真空管20的本体部36的外径，作为直径大约25mm的狭窄部37而形成阶梯状，成为从本体部36突出。另外，该狭窄部37的上端成为真空管20的另一端侧开口部34。另外，在真空管20的另一端侧开口部34处通过熔接接合有金属制的筒状部件，例如由科瓦尔(Kovar)合金构成的筒状部件40。筒状部件40的上端侧与靶支承体18的外径相配合，而使其直径减小成为阶梯状，在该小直径部分的内侧，利用焊接固定有使靶支承体18的另一端部18b穿通的金属制的筒状部件，例如由科瓦尔合金构成的筒状部件41。并且，真空管20另一端侧开口部34，通过筒状部件40和筒状部件41，固定和密封在靶支承体18的另一端部18b上。
而且，在靶支承体18上，以接近真空管20的狭窄部37的方式，一体形成有与金属制的遮挡部42。遮挡部42，其主直径(在此为最大值径)小于真空管20的本体部36，形成大于狭窄部37的直径大约30mm的圆板状，将各个角部42a倒角并圆滑成“R”状。该遮挡部42从真空管20的一端侧观看，遮挡靶支承体18的另一端部18b与真空管20的另一端侧开口部34的固定部分W，特别是遮挡部42遮挡该密封部分，以使从外围器本体19的体部21的上端部21b处看不见另一端的开口部34与筒状部件40的接合部分，即绝缘性材料与金属接合的密封部分。
如以说明，在X射线源1和X射线管4中，在外围器本体19和真空管20的另一端侧开口部34之间，形成有从真空管20的一端侧观看遮挡靶支承体18与另一端侧开口部34的固定部分W的遮挡部42。由此，可以抑制真空管20的一端侧和固定部分W之间的放电发生。另外，真空管20的另一端部形成为狭窄部37，该真空管20的另一端侧开口部34固定在靶支承体18上，因此，与在真空管上形成有内筒部的以往技术的X射线管相比，可以使真空管20和遮挡部42的形状简化。利用如上简单的构造，可以在X射线产生动作时，提高真空管20内的电场稳定性，有效地抑制在真空管20内的放电发生，除此之外，还可以实现散热效率的提高和减少残留气体。另外，在将靶支承体18和真空管20的另一端侧开口部34固定时，由于可以在真空管20的外侧进行焊接等作业，因此，与在真空管内形成内筒部的以往技术的X射线管相比，可以提高作业的容易性和可视性，并提高所制成的X射线管4的可靠性。
另外，在X射线源1和X射线管4中，由于遮挡部42与靶支承体18一体形成，因此，真空管20内的零件数量减少。因而，可以省略通过焊接等接合其它部件的步骤，由于在真空管20内不易发生金属片的残留和表面的凹凸，因此可以进一步使电场稳定。另外，遮挡部42，将各个角部42a倒角并圆滑成“R”状，可以在X射线产生动作时避免电场局部集中。其结果是可以更有效地抑制在真空管20内的放电发生。
另外，在X射线源1和X射线管4中，使靶支承体18和真空管20的另一端侧开口部34通过筒状部件40和筒状部件41进行接合。对于该接合，例如预先在另一端侧开口部34上熔接筒状部件40，并且在靶支承体18的另一端部18b焊接筒状部件41，最后对筒状部件40和筒状部件41进行焊接。如上所述，由于可以在筒状部件40和筒状部件41的焊接时沿着筒状部件40在轴方向上对靶支承体18进行微调整，因此可以精度良好地进行靶T相对于电子枪17的位置对准。
而且，在X射线源1中，对于X射线管4和高压电源部3的相互连接，利用高压帽12包围真空管20的另一端侧开口部34与靶支承体18的固定部分W，并将其遮挡以使不能从筒部8的内壁侧看到。由此，在X射线产生动作时，可以抑制X射线管4和筒部8的内壁之间的放电发生。
而且，在X射线源1中，将筒部8固定在绝缘块9上，将X射线管4的真空管20收容在筒部8中，高压帽12包围固定部分W以使不能从筒部8的内壁看到固定部分W。由此，在X射线产生动作时，由于可以提高X射线管4的散热效率，因此可以抑制在X射线管4内部的放电发生。而且，通过使高压帽12包围固定部分W，可以抑制X射线管4和筒部8的内壁之间的放电的发生。另外，高压帽12具有沿着X射线管4的管轴方向延伸的壁部12a，壁部12a包围固定部分W以使不能从筒部8的内壁看到固定部分W。因此，固定部分W附近的电场不会变乱，可更有效地抑制放电。
另外，本发明并不只限于上述实施方式，而可以有各种变形。例如在上述实施方式中，使遮挡部42的形状成为将各个角部42a倒角并圆滑成“R”状的圆板形状，但是，该形状也可作成例如球体或椭圆体等不具有角部的形状。
另外，如图4所示，作为筒状部件，也可以使用具有突缘的筒状部件40A和筒状部件41A。在此情况下，可以使筒状部件40A和筒状部件41A的突缘互相重合，并通过焊接而对突缘之间进行固定。而且，如图5所示，也可以使真空管20的另一端部成为直径减小形成锥形的狭窄部37A。在此情况下，使用与狭窄部37A的形状相配合的直径减小形成锥形的筒状部件40B，遮挡部42优选为，使其主直径(在此为最大直径)小于真空管20的本体部36，大于狭窄部37A处的固定部分W。另外，如图6所示，也可以将从靶支承体18的一端侧向另一端侧直径逐渐变大的遮挡部42A、和狭窄部37A进行组合。在此情况下，该遮挡部42A优选使其最大直径小于真空管20的本体部36，大于狭窄部37A的固定部分W。在如上所述变形例中，也可以得到与上述实施方式同样的作用和效果。
权利要求
1.一种X射线管，通过使从电子枪出射的电子撞击靶而产生X射线，其特征在于具有，收容所述电子枪的外围器本体，一端侧开口部固定在所述外围器本体上，另一端部形成为狭窄部的筒状的真空管，和穿通所述真空管，并支承所述靶的靶支承体；在所述靶支承体上固定有所述真空管的另一端侧开口部，同时在所述外围器本体和所述另一端侧开口部之间，形成有从所述真空管的一端侧观看，遮挡所述靶支承体与所述另一端侧开口部的固定部分的遮挡部。
2.如权利要求1所述的X射线管，其特征在于所述遮挡部与所述靶支承体一体形成。
3.如权利要求1或2所述的X射线管，其特征在于所述遮挡部，呈角部圆滑的形状。
4.如权利要求1或2所述的X射线管，其特征在于所述遮挡部，呈不具有角部的形状。
5.如权利要求1～4中任何一项所述的X射线管，其特征在于还具有接合在所述另一端侧开口部上，并使所述靶支承体穿通的筒状部件；所述另一端侧开口部经由所述筒状部件固定在所述靶支承体上。
6.一种X射线源，其特征在于具有，如权利要求1～5中任何一项所述的收容X射线管的框体，和向所述X射线管的所述靶支承体供给电压的高压电源部；利用包围部件包围所述靶支承体与所述另一端侧开口部的所述固定部分。
7.如权利要求6所述的X射线源，其特征在于所述框体具有，埋设有所述高压电源部的绝缘块，和固定在所述绝缘块上，并在内部充填有绝缘性液状材料的金属制的筒部；所述X射线管的所述真空管收容在所述筒部中；所述包围部件包围所述固定部分，以使不能从所述筒部的内壁看到所述固定部分。
8.如权利要求7所述的X射线源，其特征在于所述包围部件具有沿着所述X射线管的管轴方向延伸的壁部；所述壁部包围所述固定部分，以使不能从所述筒部的内壁看到所述固定部分。
全文摘要
在X射线源(1)和X射线管(4)中，形成从真空管(20)的一端侧观看，遮挡靶支承体(18)与另一端侧开口部(34)的固定部分(W)的遮挡部(42)。由此，可以抑制真空管(20)的一端侧和固定部分(W)之间的放电发生。另外，由于真空管(20)的另一端形成为狭窄部(37)，该真空管(20)的另一端侧开口部(34)固定在靶支承体(18)上，因此，与在该真空管中形成有内筒部的以往技术的X射线管相比，可以使真空管(20)和遮挡部(42)的形状简化。利用上述简单的构造，在X射线的产生动作时，可以提高在真空管(20)内的电场稳定性，可以有效地抑制在真空管(20)内的放电发生。
文档编号H01J35/08GK101069259SQ20058004121
公开日2007年11月7日 申请日期2005年12月9日 优先权日2004年12月27日
发明者稻鹤务 申请人:浜松光子学株式会社