本发明涉及x射线管及x射线管的制造方法。
背景技术：
x射线管在真空气氛的真空容器内设有释放出电子的阴极、通过与释放出的电子发生碰撞而辐射出x射线的阳极靶。阴极具备电子释放源和收容电子释放源的阴极杯。电子释放源由释放出电子的灯丝和支承灯丝的支承端子构成。灯丝设置成与阴极杯电绝缘。灯丝通过焊接等与支承端子接合。
灯丝被流过的电流所产生的热量加热，向阳极靶释放出电子(热电子)。随着电子的释放而被反复加热，从而灯丝与支承端子的接合部分的强度下降。因此，灯丝有可能从与支承端子接合的接合部分偏离。灯丝偏离可能导致电子在阳极靶上焦点位置发生偏离。还有可能导致灯丝接触阴极杯(灯丝接触)。当灯丝接触阴极杯时，灯丝中就不再有电流流过。
技术实现要素：
本发明的实施方式是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种能够防止阴极的灯丝偏离的x射线管及x射线管的制造方法。
本发明的实施方式所涉及的x射线管具备阴极，该阴极包括：具有线圈和脚部的灯丝，所述线圈释放出电子，所述脚部从所述线圈起一直延伸至前端部，并在所述前端部具有角部；具有间隙并具备开口部和底部的支承端子，所述开口部由所述间隙开口而形成，所述底部位于所述间隙在所述开口部的相反侧的端部；以及与所述支承端子连接的阴极杯，该阴极杯收容所述灯丝和所述支承端子，所述支承端子具备在所述间隙内突出的凸部，该凸部比所述脚部的所述前端部更靠所述底部侧，并与所述脚部的所述角部接合。
根据上述结构的x射线管及x射线管的制造方法，能够防止灯丝接触阴极杯等。
附图说明
图1是表示实施方式1的x射线管的一个示例的示意图。
图2是表示阴极的正视图的一个示例的图。
图3是表示阴极的一部分构造的局部剖视图。
图4a是电子释放源的一个示例的截面放大图。
图4b是脚部的前端部的一个示例的截面放大图。
图5a是表示第一端子部和第二端子部的截面分别形成为矩形形状的支承端子的一个示例的截面图。
图5b是表示第一端子部和第二端子部的一部分截面分别沿着脚部的形状而形成的支承端子的一个示例的截面图。
图6是表示设置有灯丝和支承端子的夹具的一个示例的截面图。
图7a是表示设置在夹具上的灯丝和支承端子的截面图。
图7b是脚部的前端部的截面放大图。
图8a是示意性地表示设置在夹具上的灯丝和支承端子的截面图。
图8b是脚部的前端部的截面放大图。
图9是表示实施方式1的x射线管1的电子释放源的制造方法的一个示例的流程图。
图10a是变形例1的x射线管的电子释放源的一个示例的截面放大图。
图10b是脚部的前端部的一个示例的截面放大图。
图11a是变形例1的x射线管的电子释放源的一个示例的截面放大图。
图11b是脚部的前端部的一个示例的截面放大图。
图12a是变形例2的x射线管的电子释放源的一个示例的截面放大图。
图12b是脚部的前端部的一个示例的截面放大图。
图13a是变形例3的x射线管的电子释放源的一个示例的截面放大图。
图13b是脚部的前端部的一个示例的截面放大图。
图14是表示变形例4的x射线管的电子释放源的构造的一个示例的截面图。
图15a是表示第一端子部和第二端子部的截面分别形成为矩形形状的支承端子的一个示例的截面图。
图15b是表示第一端子部和第二端子部的一部分截面分别沿着脚部的形状而形成的支承端子的一个示例的截面图。
图16a是变形例5的x射线管的电子释放源的一个示例的截面放大图。
图16b是脚部的前端部的一个示例的截面放大图。
图17是表示设置有灯丝和支承端子的夹具的一个示例的截面图。
图18a是表示设置在夹具上的灯丝和支承端子的截面图。
图18b是脚部的前端部的截面放大图。
图19a是示意性地表示设置在夹具上的灯丝和支承端子的截面图。
图19b是脚部的前端部的截面放大图。
图20是表示变形例6的x射线管的支承端子的一部分构造的一个示例的截面图。
图21a是电子释放源的一个示例的截面放大图。
图21b是脚部的前端部的一个示例的截面放大图。
图22a是表示设置在夹具上的灯丝和支承端子的截面图。
图22b是脚部的支承部的截面放大图。
图23a是示意性地表示设置在夹具上的灯丝和支承端子的截面图。
图23b是脚部的支承部的截面放大图。
图24是表示实施方式2的x射线管的电子释放源的制造方法的一个示例的流程图。
图25a是比较例的电子释放源的一个示例的截面放大图。
图25b是比较例的脚部的固定部的一个示例的截面放大图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1的x射线管1的一个示例的示意图。第一方向x、第二方向y和第三方向z相互正交。
x射线管1具备真空容器10、阳极结构体20和阴极结构体30。真空容器10例如由玻璃制的玻璃灯泡来形成。真空容器10在维持真空气氛的内部设有阳极结构体20和阴极结构体30。
阳极结构体20具备大致呈伞状的阳极靶(靶盘)21和旋转机构23。阳极靶21形成为伞状的大致圆盘形状。阳极靶21的形成为伞状的表面与电子(电子束)发生碰撞，从而辐射出x射线。阳极靶21受到旋转机构23的支承。阳极靶21随着旋转机构23的旋转而旋转。阳极靶21由辐射出x射线的靶层、以及支承靶层的靶基体构成。靶层例如由钨形成。靶基体例如由钼合金(tzm)形成。另外，未图示的定子线圈设置在真空容器10的外侧。该定子线圈由电源(未图示)提供电流，从而产生磁场，利用所产生的磁场来驱动旋转机构23。
阴极结构体30具备阴极31和阴极支承部33。阴极31在真空容器10内与阳极靶21相向。阴极31被施加高电压，从而向阳极靶21释放出电子(电子束)。
图2是表示阴极31的正视图的一个示例的图。图2中示出了沿着第三方向z观察x-y平面时看到的阴极31。
阴极31具备阴极杯(聚焦电极)310和释放出电子的至少1个电子释放源、例如2个电子释放源321r、321l。
阴极杯310对电子释放源释放出的电子进行控制。例如，当阴极杯310被提供了电流时，电子释放源321r和电子释放源321l释放出的电子会聚焦到阳极靶21上的焦点。图2所示的例子中，阴极杯310上形成有收容电子释放源的2个槽部331r、331l。电子释放源321r和电子释放源321l分别设置在槽部331r和槽部331l底部的收纳槽内。电子释放源321r和电子释放源321l分别向阳极靶21释放出电子。
图3是表示阴极31的一部分构造的局部截面图。图3中示出了沿着第一方向x观察y-z平面时看到的阴极31的局部截面图。图3中示意性地示出了沿着图2所示的iii-iii线切断后的阴极杯310的一部分截面、以及电子释放源321r。为了简化说明，图3中仅示出了电子释放源321r，电子释放源321l也适用同样的结构。下面，使用电子释放源321r来进行说明，对于电子释放源321l可以进行与电子释放源321r相同的说明。
阴极杯310的槽部331r中形成有孔hl11和孔hl12。如图3所示，孔hl11和孔hl12是分离的。孔hl11和孔hl12分别沿着第三方向z延伸。筒部tb11和筒部tb12分别通过在孔hl11和孔hl12内进行铆接或钎焊等方法来设置。筒部tb11、tb12由绝缘性的材料形成为圆筒形状。套管sl11和套管sl12分别在筒部tb11和筒部tb12内通过铆接或钎焊等方法设置。套管sl11、sl12形成为圆筒形状。
电子释放源321r具备灯丝fl1和一对支承端子(终端或锚固部)401f、401b。灯丝fl1具备线圈部c1和从线圈部c1开始延伸的一对脚部lg11、lg12。灯丝fl1例如由钨或以钨为主要成分的合金形成。线圈部c1通过电流的提供而被加热，从而释放出电子(热电子)。线圈部c1与阴极杯310的槽部331r的内侧表面是分离的。在图3所示的例子中，线圈部c1设置成与槽部331r的底面平行，并沿第二方向y延伸。脚部lg11从线圈部c1的一个端部向一个方向、例如向孔hl11内沿着第三方向z延伸。脚部lg12从线圈部c1的位于脚部lg11相反侧的另一个端部向一个方向、例如向孔hl12内沿着第三方向z延伸。脚部lg11、lg12形成为棒状、例如圆柱形状。脚部lg11和脚部lg12分别受到支承端子401f和支承端子401b的支承。支承端子401f和支承端子401b将未图示的电源所提供的电流通至灯丝fl1的线圈部c1。支承端子401f和支承端子401b例如由铁、以铁为主要成分的合金、铌或以铌为主要成分的合金形成。支承端子401f和支承端子401b分别固定在套管sl11和套管sl12上。支承端子401f和支承端子401b分别隔着套管sl11和套管sl12以及筒部tb11和筒部tb12而与阴极杯310电绝缘。即，电子释放源321r与阴极杯310电绝缘。
图4a和图4b是表示沿着图3所示的iv-iv切断后得到的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图4a和图4b中示出了沿着第二方向y观察x-z平面时看到的电子释放源321r的截面的一个示例。图4a和图4b中，省略了电子释放源321r以外的阴极31的构造。为了简化说明，仅示出了灯丝fl1的脚部lg11和支承端子401f的结构，但对于脚部lg12和支承端子401b也适用同样的结构。因此，以下用脚部lg11和支承端子401f来进行说明，脚部lg12和支承端子401b也可以采用与脚部lg11和支承端子401f相同的说明。图4a是电子释放源321r的一个示例的截面放大图。图4b是脚部lg11的前端部tp11的一个示例的截面放大图。
支承端子401f中形成有间隙(狭缝)cl11。在图4a所示的例子中，支承端子401f的间隙cl11水平地形成在y-z平面上。即，支承端子401f中，在与灯丝fl1水平的平面上水平地形成有间隙cl11。间隙cl11具有向一个方向开口的开口部ap1。下面，以间隙cl11为基点，将支承端子401f的一侧的部分称为第一端子部41fa，将另一侧的部分称为第二端子部41fb。将支承端子401f中开口部ap1的方向称为开口部侧。将支承端子401f位于间隙cl11的开口部侧相反方向的端部的一部分称为底部。将支承端子401f中底部的方向称为底部侧。将第一方向x上朝向间隙cl11的方向称为内侧，将内侧的相反方向称为外侧。将第一端子部41fa的内侧表面称为内表面in1，将第一端子部41fa的外侧表面称为外表面ou1。将第二端子部41fb的内侧表面称为内表面in2，将第二端子部41fb的外侧表面称为外表面ou2。支承端子401f也可以不在与灯丝fl1水平的平面上、例如y-z平面上水平地形成间隙cl11。例如，支承端子401f也可以相对于与灯丝fl1水平的平面、例如y-z平面倾斜地形成间隙cl11。外表面ou2将间隙cl11夹在其与外表面ou1中间，位于外表面ou1的相反侧。支承端子401f也可以相对于灯丝fl1倾斜地设置。
支承端子401f在外侧的表面具备成对的凹处。在图4a所示的例子中，支承端子401f具备一对凹处412、414。凹处412和凹处414分别形成在支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2上。凹处412与凹处414中间隔着间隙cl11而相向。脚部lg11从线圈部c1延伸至位于线圈部c1相反侧的端部(以下称为前端部)tp11。在图4a所示的例子中，脚部lg11的前端部tp11设在间隙cl11中，且位于凹处412与凹处414之间。
支承端子401f在间隙cl11内具备突出的凸部。在图4b所示的例子中，支承端子401f在间隙cl11内具有相向的2个凸部pr1、pr2。凸部pr1由支承端子401f的第一端子部41fa的内表面in1向内侧突出而形成。与凸部pr1一样，凸部pr2由支承端子401f的第二端子部41fb的内表面in2向内侧突出而形成。在图4b所示的例子中，凸部pr1和凸部pr2在第一方向x上隔开比间隙cl11的宽度int要小的距离。例如，凸部pr1和凸部pr2隔开比脚部lg11的直径(或第一方向x的宽度)ld1要小的距离。另外，凸部pr1和凸部pr2在第三方向z上从底部bt1向开口部侧分离。凸部pr1和凸部pr2是分离的，但也可以相接触(压接、压紧)，还可以相接合(焊接)。凸部pr1和凸部pr2也可以是不同的形状。例如，凸部pr1也可以比凸部pr2更向内侧突出。例如，凸部pr1和凸部pr2的至少一方可以与相向的内表面接触，也可以与之接合。
脚部lg11在前端部tp11具有角部。脚部lg11的前端部tp11的角部固定在凸部pr1、pr2及内表面in1、in2上。这里，角部是2个以上的平面和线段以一定角度相交的部分。角部中，有时将2个以上的平面和线段以一定角度相交的交点称为“角”。例如，角部是从脚部lg11的前端部tp11的底面至侧面的部分。以下，为了简化说明，将脚部lg11的角部的内表面in1侧称为角部cp1，将内表面in2侧称为角部cp2。在图4b所示的例子中，脚部lg11的角部cp1经由接合部cn1固定在凸部pr1及第一端子部41fa的内表面in1上。与角部cp1一样，角部cp2经由接合部cn2固定在凸部pr2及第二端子部41fb的内表面in2上。此时，例如凸部pr1比前端部tp11更靠底部侧，并与角部cp1的底面侧接合。与凸部pr1一样，凸部pr2比前端部tp11更靠底部侧，并与角部cp2的底面侧接合。内表面in1与角部cp1的侧面侧接合。内表面in2与角部cp2的侧面侧接合。脚部lg11的角部cp1只要经由接合部cn1至少固定到凸部pr1和第一端子部41fa的内表面in1中的任一方即可。脚部lg11的角部cp2只要经由接合部cn2至少固定到凸部pr2和第二端子部41fb的内表面in2中的任一方即可。
接合部cn1和接合部cn2分别由导电性的金属构件形成。例如，接合部cn1由脚部lg11的角部cp1与支承端子401f的内表面in1(及凸部pr1)内的至少一方熔融形成。接合部cn2由脚部lg11的角部cp2与支承端子401f的内表面in2(及凸部pr2)内的至少一方熔融形成。在图4b所示的例子中，接合部cn1和接合部cn2相互分离。接合部cn1也可以同脚部lg11的角部cp1和支承端子401f的内表面in1(及凸部pr1)内的至少一方形成为一体。接合部cn2也可以同脚部lg11的角部cp2和支承端子401f的内表面in2(及凸部pr2)内的至少一方形成为一体。
图25a和图25b是表示比较例的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图25a和图25b与图4a和图4b一样，示出了沿着第二方向y观察x-z平面时看到的电子释放源321r的截面的一个示例。图25a和图25b所示的比较例的电子释放源321r的结构与图4a和图4b所示的本实施方式的电子释放源321r基本相同，因此对与本实施方式的电子释放源321r相同的部分标注相同的参考标号，并省略其详细说明。图25a是比较例的电子释放源321r的一个示例的截面放大图。图25b是比较例的脚部lg11的固定部aa11的一个示例的截面放大图。
在图25a所示的例子中，脚部lg11的固定部aa11位于凹处412与凹处414之间。固定部aa11是脚部lg11的比前端部tp11更靠线圈部c1侧的部分。因此，脚部lg11的前端部tp11在间隙cl11中，比凹处412和凹处414所夹的范围更靠底部侧。
在图25b所示的例子中，脚部lg11的固定部aa11经由接合部ad1固定在内表面in1上，且经由接合部ad2固定在内表面in2上。接合部ad1由脚部lg11的固定部aa11和支承端子401f的内表面in1内的至少一方熔融而形成。接合部ad2由脚部lg11的固定部aa11和支承端子401f的内表面in2内的至少一方熔融而形成。接合部ad1和接合部ad2分别由导电性的金属构件形成。接合部ad1也可以同脚部lg11的固定部aa11和支承端子401f的内表面in1内的至少一方形成为一体。接合部ad2也可以同脚部lg11的固定部aa11和支承端子401f的内表面in2内的至少一方形成为一体。
比较例中，支承端子401f在制造时通过焊接、例如电阻焊(点焊)而压接(或压紧)到脚部lg11上。电阻焊是如下的接合方法：将多个被焊接材料重叠，用一对电极夹住重叠的多个被焊接材料要焊接的部分，利用一对电极对要焊接的部分施加压力并同时提供电流，通过提供电流来使要焊接的部分的接触电阻产生焦耳热，利用该焦耳热来进行熔融接合。通过电阻焊将支承端子401f接合到脚部lg11上的情况下，支承端子401f被一对电极从外侧夹住与固定部aa11的位置相对应的部分，对该部分施力，并提供电流。支承端子401f的内表面in1、in2分别在通过一对电极施加的力的作用下，向脚部lg11的固定部aa11突出，从而与脚部lg11的固定部aa11抵接。此时，例如支承端子401f的内表面in1和内表面in2分别与脚部lg11的固定部aa11进行线接触。这种情况下，通过一对电极施加在支承端子401f上的力会分散到支承端子401f的内表面in1和内表面in2分别与脚部lg11的固定部aa11作线接触的部分。即，该作线接触的部分上产生的应力变小。因此，支承端子401f的内表面in1、in2都没有充分地压紧在脚部lg11的固定部aa11上。因此，通过一对电极提供的电流会分散到支承端子401f的内表面in1、in2与脚部lg11的固定部aa11作线接触的部分。即，该作线接触的部分的电流密度变小。因而，支承端子401f的内表面in1、in2与脚部lg11的固定部aa11有可能没有以足够的强度接合。
另一方面，本实施方式中，支承端子401f在制造时通过焊接、例如电阻焊而接合(焊接)到脚部lg11上。通过电阻焊将支承端子401f接合到脚部lg11上的情况下，支承端子401f被一对电极从外侧夹住与脚部lg11的前端部tp11的位置相对应的部分，对该部分施力，并提供电流。支承端子401f的内表面in1和内表面in2分别在通过一对电极施加的力的作用下，向脚部lg11的前端部tp11突出，从而与角部cp1、cp2抵接。此时，例如内表面in1与角部cp1的角抵接，发生塑性形变从而覆盖角部cp1。与内表面in1一样，内表面in2与角部cp2的角抵接，发生塑性形变而覆盖角部cp2。此时，由于内表面in1发生塑性形变，从而在底部侧形成凸部pr1。由于内表面in2发生塑性形变，从而形成凸部pr2。这种情况下，通过一对电极施加在支承端子401f上的力会集中在支承端子401f的内表面in1、in2分别与前端部tp11的角部cp1、cp2的角接触的部分。即，该接触的部分上产生的应力变大。因此，支承端子401f的内表面in1、in2分别充分地压紧在脚部lg11角部cp1、cp2上。即，与作线接触的情况相比，支承端子401f的内表面in1、in2分别在脚部lg11的角部cp1、cp2的更窄的范围内充分地压紧。因此，通过一对电极提供的电流会集中地流过支承端子401f的内表面in1、in2与前端部tp11的角部cp1、cp2接触的部分。即，该接触的部分的电流密度变大。因此，支承端子401f的内表面in1、in2(及凸部pr1、pr2)与脚部lg11的角部cp1、cp2能够以足够的强度接合。
图5a和图5b是表示沿着图4所示的v-v切断后得到的支承端子401f的一部分构造的几个示例的截面图。图5a和图5b中示出了沿着第三方向z观察x-y平面时看到的支承端子401f的截面的几个示例。图5a是表示第一端子部41fa和第二端子部41fb的截面分别形成为半圆形的支承端子401f的一个示例的截面图。图5b是表示第一端子部41fa和第二端子部41fb的截面分别形成为扇形的支承端子401f的一个示例的截面图。
图5a所示的例子中，支承端子401f的第一端子部41fa和第二端子部41fb的截面分别形成为半圆形。支承端子401f的第一端子部41fa和第二端子部41fb将脚部lg11夹在中间而相向。在图5a所示的例子中，支承端子401f能够防止脚部lg11向垂直于与灯丝fl1水平的平面的方向、例如脚部lg11的第一方向x偏离等。图5b所示的例子中，支承端子401f的第一端子部41fa和第二端子部41fb的截面分别形成为扇形。支承端子401f的第一端子部41fa的内表面in1的一部分和第二端子部41fb的内表面in2的一部分分别沿着脚部lg11的外周形状形成为拱形。支承端子401f中，没有形成为拱形的内表面in1的一部分和内表面in2的一部分平行地相向。另外，没有形成为拱形的内表面in1的一部分和内表面in2的一部分隔开比脚部lg11的直径ld1要小的距离。支承端子401f的第一端子部41fa和第二端子部41fb隔着脚部lg11而相向。脚部lg11位于形成为拱形的内表面in1的一部分与第二端子部41fb的内表面in2的一部分之间。在图5b所示的例子中，支承端子401f能够防止脚部lg11向垂直于与灯丝fl1水平的平面的方向、例如第一方向x偏离等。而且，支承端子401f还能防止脚部lg11向水平于与灯丝fl1水平的平面的方向、例如第二方向y偏离等。图5a和图5b所示的支承端子401f的截面形状是一种示例，也可以是除此以外的截面形状。例如，支承端子401f的截面也可以形成为矩形形状。另外，支承端子401f的截面中，间隙cl11也可以倾斜地形成。
下面，参照图6～图8b，对本实施方式的电子释放源321r的制造方法的一个示例进行说明。为了简化说明，以下用脚部lg11和支承端子401f来说明制造方法，脚部lg12和支承端子401b也可以采用与脚部lg11和支承端子401f相同的制造方法。另外，虽然仅说明电子释放源321r的制造方法，但电子释放源321l也可以采用与电子释放源321l的制造方法相同的制造方法。
图6是表示设置有灯丝fl1和支承端子401f的夹具jg的一个示例的截面图。夹具jg具备底座ped、电极el和支承板sb。下面，将底座ped侧称为下(下侧)，将支承板sb侧称为上(上侧)。底座ped的表面sf1上设置对象物。电极el设置在底座ped的表面sf1的上方特定距离的位置处。电极el包括成对的至少一对电极、例如一对电极el1和el2。一对电极el1和电极el2相向地设置。一对电极el1和电极el2在与底座ped的表面sf1平行的方向上可以移动。一对电极el1和电极el2分别连接至未图示的正电源和负电源。因此，通过从电源向一对电极el1和电极el2施加电压来提供电流。支承板sb形成为平板状。支承板sb中形成有贯穿孔sh。支承板sb设置在底座ped的表面sf1的上方任意距离的位置处。例如，支承板sb以使灯丝fl1的脚部lg11的前端部tp11位于一对电极el1和电极el2之间的方式设置。一对电极el1和电极el2也可以构成为相对于底座ped能够上下移动。夹具jg中，底座ped也可以构成为能够上下移动。
如图6所示，支承端子401f设置在底座ped的表面sf1上。灯丝fl1设置在支承板sb上。灯丝fl1设置在支承板sb上时，线圈部c1受到支承板sb的表面sf2的支承。脚部lg11插入到支承板sb的贯穿孔sh中。此时，脚部lg11的前端部tp11位于一对电极el1和电极el2之间。例如，脚部lg11的角部cp1、cp2位于一对电极el1和电极el2之间。例如，脚部lg11的前端部tp11从支承端子401f的底部bt1向开口部侧分离。这种情况下，前端部tp11从支承端子401f的底部bt1分离，从而能够利用一对电极el1和el2有效地压紧支承端子401f和脚部lg11。
图7a和图7b是表示被电极el施加了力的支承端子401f的一个示例的截面图。图7a是表示设置在夹具jg上的灯丝fl1和支承端子401f的截面图。图7b是脚部lg11的前端部tp11的截面放大图。
如图7a所示，一对电极el1和电极el2从两侧夹住支承端子401f，对支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2施力。利用电极el1和电极el2，在支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2上分别形成凹处412和凹处414。
如图7b所示，在通过一对电极el1和电极el2所施加的力的作用下，支承端子401f的内表面in1和内表面in2分别向脚部lg11的前端部tp11突出，并与角部cp1和角部cp2的角抵接。因此，应力集中在脚部lg11的角部cp1的角上，从而支承端子401f的内表面in1发生塑性形变而覆盖角部cp1。应力集中在脚部lg11的角部cp2的角上，从而支承端子401f的内表面in2发生塑性形变而覆盖角部cp2。通过支承端子401f的内表面in1和内表面in2发生塑性形变，分别在比脚部lg11的前端部tp11更靠底部侧的位置形成凸部pr1和凸部pr2。因此，凸部pr1和凸部pr2能够防止脚部lg11偏离、例如在间隙cl11中向底部侧偏离等。
图8a和图8b是表示与脚部lg11的前端部tp11接合的支承端子401f的截面图。图8a是示意性地表示设置在夹具jg上的灯丝fl1和支承端子401f的截面图。图8b是脚部lg11的前端部tp11的截面放大图。
在图8a所示的例子中，一对电极el1和电极el2对支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2施加压力并同时提供电流。此时，支承端子401f的内表面in1、in2及凸部pr1、pr2与脚部lg11的角部cp1、cp2之间以足够的电流密度流过电流。因此，脚部lg11的角部cp1与支承端子401f的内表面in1及凸部pr1之间将产生足够进行焊接的焦耳热。脚部lg11的角部cp2与支承端子401f的内表面in2及凸部pr2之间也会产生足够进行焊接的焦耳热。因此，支承端子401f的内表面in1和凸部pr1熔融接合到脚部lg11的角部cp1上，从而覆盖角部cp1。另外，支承端子401f的内表面in2和凸部pr2熔融接合到脚部lg11的角部cp2上，从而覆盖角部cp2。例如图8b所示，在脚部lg11的角部cp1与支承端子401f的内表面in1及凸部pr1之间，接合部cn1形成为覆盖脚部lg11的角部cp1。在脚部lg11的角部cp2与支承端子401f的凸部pr2及内表面in2之间，接合部cn2形成为覆盖脚部lg11的角部cp2。接合部cn1由支承端子401f的内表面in1及凸部pr1、脚部lg11的角部cp1内的至少一方熔融形成。接合部cn2由支承端子401f的凸部pr2和内表面in2、脚部lg11的角部cp2内的至少一方熔融形成。由此，支承端子401f的内表面in1及凸部pr1覆盖了角部cp1，因此能够以足够的强度接合。支承端子401f的内表面in2及凸部pr2覆盖了角部cp2，因此能够以足够的强度接合。因此，支承端子401f能够防止脚部lg11的偏离、例如在间隙cl11中向开口部侧偏离等。
图9是本实施方式的x射线管1的电子释放源321r的制造方法的一个示例的流程图。
首先，将支承端子401f设置在夹具jg上(s901)。灯丝fl1的脚部lg11插入到支承端子401f的间隙cl11中(s902)。此时，脚部lg11的前端部tp11位于能够利用一对电极el1和电极el2进行焊接的位置。
利用一对电极el1和el2，将支承端子401f压接(压紧)到脚部lg11的前端部tp11上(s903)。此时，在通过一对电极el1和el2施加的力的作用下，内表面in1与脚部lg11的角部cp1的角抵接，发生塑性形变而覆盖角部cp1。内表面in2与脚部lg11的角部cp2的角抵接，发生塑性变形从而覆盖角部cp2。此时，在通过一对电极el1和el2施加的力的作用下，支承端子401f的内表面in1向间隙cl11的内侧突出，在比脚部lg11的前端更靠底部侧的位置形成凸部pr1。支承端子401f的内表面in2向间隙cl11的内侧突出，在比脚部lg11的前端更靠底部侧的位置形成凸部pr2。
在此状态下，利用一对电极el1和el2，将支承端子401f焊接到脚部lg11的前端部tp11上(s904)。此时，利用从一对电极el1和el2提供的电流所产生的热量，支承端子401f的内表面in1和凸部pr1熔融接合到脚部lg11的角部cp1。利用从一对电极el1和el2提供的电流所产生的热量，支承端子401f的内表面in2和凸部pr2熔融接合到脚部lg11的角部cp2。脚部lg11的角部cp1固定在支承端子401f的内表面in1及凸部pr1上。脚部lg11的角部cp2固定在支承端子401f的内表面in2及凸部pr2上。与支承端子401f及角部lg11一样，脚部lg12的角部固定在支承端子401b的内表面上。之后，电子释放源321r的制造工序结束。
根据本实施方式，x射线管1的阴极31中，灯丝fl1的脚部lg11的角部cp1和cp2分别经由接合部cn1和cn2固定在支承端子401f的内表面in1及凸部pr1和内表面in2及凸部pr2上。制造时，一对电极el1和电极el2施加在支承端子401f上的力会集中在脚部lg11的角部cp1和角部cp2的角上，因此支承端子401f的内表面in1及内表面in2分别在角部cp1和cp2的角处发生塑性形变，分别以覆盖角部cp1和cp2的方式发生变形。此时，内表面in1和内表面in2分别发生塑性形变，从而分别形成凸部pr1和凸部pr2。支承端子401f的内表面in1及凸部pr1和内表面in2及凸部pr2分别与角部cp1和角部cp2以足够的强度接合。因此，x射线管1能够防止灯丝fl1的脚部、例如脚部lg11发生偏离。其结果是，x射线管1能够防止灯丝fl1与阴极杯310接触等。
接下来，对于变形例和其它实施方式的x射线管及x射线管的制造方法进行说明。在以下说明的变形例和其它实施方式中，对与上述实施方式1相同的部分标注相同的参考标号，并省略或简化其详细说明，以与实施方式1不同的部分为中心进行详细说明。
(变形例1)
实施方式1的变形例1的x射线管1与实施方式1的x射线管1的不同之处在于，在电子释放源例如电子释放源321r中，脚部lg11的角部cp1、cp2位于间隙cl11内被凹处412与凹处414所夹的范围之外。
图10a和图10b是表示实施方式1的变形例1的x射线管1的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图10a和图10b中，将凹处412和凹处414所夹的范围的开口部侧的边界位置记为位置up，将其底部侧的边界位置记为位置bp。图10a是电子释放源321r的一个示例的截面放大图。图10b是脚部lg11的前端部tp11的一个示例的截面放大图。
脚部lg11的前端部tp11在支承端子401f中比一对电极所夹的范围(凹处412和凹处414所夹的范围)更靠开口部侧。在图10a所示的例子中，脚部lg11的前端部tp11在间隙cl11中位于位置up附近。
在图10b所示的例子中，脚部lg11的角部cp1、cp2比凹处412和凹处414所夹的范围更靠开口部侧。例如，脚部lg11的角部cp1、cp2比位置up更靠开口部侧。凸部pr1和凸部pr2分别形成得比图4所示的凸部pr1和凸部pr2要长。这种情况下，通过提供足够电流密度的电流，支承端子401f的内表面in1和凸部pr1也能够与脚部lg11的角部cp1以足够的强度接合。支承端子401f的内表面in2及凸部pr2也能够与脚部lg12的角部cp2以足够的强度接合。
图11a和图11b是表示实施方式1的x射线管1的变形例1的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图11a和图11b中，将凹处412和凹处414所夹的范围的开口部侧的边界位置记为位置up，将其底部侧的边界位置记为位置bp。图11a是电子释放源321r的一个示例的截面放大图。图11b是脚部lg11的前端部tp11的一个示例的截面放大图。
脚部lg11的前端部tp11在支承端子401f中，位于凹处412和凹处414所夹的范围内靠底部侧的位置。在图11a所示的例子中，脚部lg11的前端部tp11在间隙cl11中位于位置bp附近。
在图11b所示的例子中，脚部lg11的角部cp1、cp2的一部分比凹处412和凹处414所夹的范围更靠底部侧。例如，脚部lg11的角部cp1、cp2的一部分比位置bp更靠底部侧。凸部pr1和凸部pr2分别形成得比图4所示的凸部pr1和凸部pr2要短。这种情况下，通过提供足够电流密度的电流，支承端子401f的内表面in1和凸部pr1也能够与脚部lg11的角部cp1以足够的强度接合。支承端子401f的内表面in2及凸部pr2也能够与脚部lg12的角部cp2以足够的强度接合。
根据变形例1，x射线管1的电子释放源例如电子释放源321r的灯丝fl1的脚部lg11的角部cp1、cp2位于间隙cl11内被凹处412与凹处414所夹的范围之外。这种情况下，通过提供足够电流密度的电流，支承端子401f的内表面in1和凸部pr1也能够与脚部lg11的角部cp1以足够的强度接合。支承端子401f的内表面in2及凸部pr2也能够与脚部lg11的角部cp2以足够的强度接合。因此，x射线管1能够防止灯丝fl1的脚部、例如脚部lg11发生偏离。
(变形例2)
实施方式1的变形例2的x射线管1与上述x射线管1的不同之处在于，电子释放源、例如电子释放源321r中支承端子401f的凸部pr1和凸部pr2接合。
图12a和图12b是表示实施方式1的变形例2的x射线管的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图12a是电子释放源321r的一个示例的截面放大图。图12b是脚部lg11的前端部tp11的一个示例的截面放大图。
在图12a所示的例子中，脚部lg11的前端部tp11设在间隙cl11中，且位于凹处412与凹处414之间。在图12b所示的例子中，支承端子401f的凸部pr1和凸部pr2接合。另外，接合部cn1和接合部cn2在脚部lg11的底面与凸部pr1及凸部pr2之间接合。脚部lg11的凸部pr1与凸部pr2接合的范围大于上述实施方式的脚部lg11。脚部lg11与内表面in1、in2及凸部pr1、pr2经由接合部cn1和接合部cn2以足够的强度接合。
根据变形例2，x射线管1中，支承端子401f的凸部pr1与凸部pr2接合。脚部lg11的角部cp1经由接合部cn1接合到凸部pr1及内表面in1。脚部lg11的角部cp2经由接合部cn2接合到凸部pr2及内表面in2。接合部cn1和接合部cn2在脚部lg11的底面与凸部pr1及凸部pr2之间接合。因此，脚部lg11与内表面in1、in2及凸部pr1、pr2经由接合部cn1和接合部cn2以足够的强度接合。因此，x射线管1能够防止灯丝fl1的脚部、例如脚部lg11发生偏离。
(变形例3)
实施方式1的变形例3的x射线管1与上述x射线管1的不同之处在于，电子释放源、例如电子释放源321r中支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2形成为平面状。
图13a和图13b是表示实施方式1的变形例3的x射线管的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图13a是电子释放源321r的一个示例的截面放大图。图13b是脚部lg11的前端部tp11的一个示例的截面放大图。
在图13a所示的例子中，支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2形成为平面状。在图13b所示的例子中，脚部lg11的角部cp1经由接合部cn1固定在支承端子401f的凸部pr1及内表面in1上。脚部lg11的角部cp2经由接合部cn2接合到支承端子401f的凸部pr2及内表面in2上。
根据变形例3，x射线管1的支承端子401f的外侧表面形成为平面状。这种情况下，通过提供足够电流密度的电流，支承端子401f的内表面in1和凸部pr1也能够与脚部lg11的角部cp1以足够的强度接合。支承端子401f的内表面in2及凸部pr2也能够与脚部lg11的角部cp2以足够的强度接合。因此，x射线管1能够防止灯丝fl1的脚部、例如脚部lg11发生偏离。
(变形例4)
实施方式1的变形例4的x射线管1与上述x射线管1的不同之处在于电子释放源、例如电子释放源321r中的支承端子401f的方向。
图14是表示实施方式1的变形例4的x射线管1的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图14中示出了沿着第二方向y观察x-z平面时看到的电子释放源321r的截面的一个示例。在图14所示的例子中，支承端子401f的间隙cl11水平地设置在x-z平面上。即，支承端子401f中，在与灯丝fl1水平的平面上垂直地形成间隙cl11。例如，图14所示的支承端子401f是将图4所示的支承端子401f绕着沿第三方向z延伸的轴旋转90度而得到的。图14所示的支承端子401f也可以是将图4所示的支承端子401f绕着沿第二方向y延伸的轴旋转90度以外的角度而得到。
图15a和图15b是表示沿着图14所示的xv-xv切断后得到的支承端子401f的一部分构造的几个示例的截面图。图15a和图15b中示出了沿着第三方向z观察x-y平面时看到的支承端子401f的截面的几个示例。图15a是表示第一端子部41fa和第二端子部41fb的截面分别形成为半圆形的支承端子401f的一个示例的截面图。图15b是表示第一端子部41fa和第二端子部41fb的截面分别形成为扇形的支承端子401f的一个示例的截面图。
图15a所示的支承端子401f的截面是将图5a所示的支承端子401f的截面绕着沿第三方向z延伸的轴旋转90度后得到的构造。图15b所示的支承端子401f的截面是将图5a所示的支承端子401f的截面绕着沿第二方向y延伸的轴旋转90度后得到的构造。图15a和图15b所示的支承端子401f的截面形状是一种示例，也可以是除此以外的截面形状。例如，支承端子401f的截面也可以形成为矩形的形状。
根据变形例4，x射线管1中，支承端子401f在与灯丝fl1水平的平面上垂直地形成间隙cl11。因此，支承端子401f能够防止脚部lg11向水平于与灯丝fl1水平的平面的方向、例如第二方向y偏离等。
(变形例5)
实施方式1的变形例5的x射线管1与上述x射线管1的不同之处在于，电子释放源、例如电子释放源321r中在灯丝fl1的脚部lg11与支承端子401f的内表面之间设有中间构件im。
图16a和图16b是表示实施方式1的变形例5的x射线管1的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图16a是电子释放源321r的一个示例的截面放大图。图16b是脚部lg11的前端部tp11的一个示例的截面放大图。
在图16a所示的例子中，电子释放源321r在灯丝fl1的脚部lg11与支承端子401f的内表面之间设有中间构件im。支承端子401f例如由钼或以钼为主要成分的合金形成。中间构件im例如由铂或以铂为主要成分的合金形成。中间构件im例如由箔或镀膜形成。
在图16b所示的例子中，脚部lg11的角部cp1经由接合部cn1固定在凸部pr1及内表面in1上。脚部lg11的角部cp2经由接合部cn2接合到凸部pr2及内表面in2。例如，接合部cn1由脚部lg11的角部cp1、支承端子401f的内表面in1(及凸部pr1)、中间构件im内的至少一方熔融形成。接合部cn2由脚部lg11的角部cp2、支承端子401f的内表面in2(及凸部pr2)、中间构件im内的至少一方熔融形成。在图16b所示的例子中，中间构件im设置在支承端子401f的内表面与脚部lg11之间的间隙cl11中，且比接合部cn1、cn2更靠开口部侧。中间构件im也可以包含在接合部cn1、cn2内。因此，例如也可以不像图16b所示那样将中间构件im设置在支承端子401f的内表面与脚部lg11之间的间隙cl11中且比接合部cn1、cn2更靠开口部侧。
下面，参照图17～图19b，对变形例5的电子释放源321r的制造方法的一个示例进行说明。
图17是表示设置有灯丝fl1和支承端子401f的夹具jg的一个示例的截面图。
如图17所示，支承端子401f设置在底座ped的表面sf1上。此时，脚部lg11至少在前端部tp11具备中间构件im。脚部lg11的前端部tp11位于一对电极el1和电极el2之间。
图18a和图18b是表示被电极el施加了力的支承端子401f的一个示例的截面图。图18a是表示设置在夹具jg上的灯丝fl1和支承端子401f的截面图。图18b是脚部lg11的前端部tp11的截面放大图。
如图18a所示，一对电极el1和电极el2从两侧夹住支承端子401f，对支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2施力。利用电极el1和电极el2，在支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2上分别形成凹处412和凹处414。
如图18b所示，在通过一对电极el1和电极el2所施加的力的作用下，支承端子401f的内表面in1和内表面in2分别隔着中间构件im向脚部lg11的前端部tp11突出，并与角部cp1和角部cp2的角抵接。因此，应力集中在脚部lg11的角部cp1的角上，从而支承端子401f的内表面in1隔着中间构件im发生塑性形变而覆盖角部cp1。应力集中在脚部lg11的角部cp2的角上，从而支承端子401f的内表面in2隔着中间构件im发生塑性形变而覆盖角部cp2。
图19a和图19b是表示与灯丝fl1的脚部lg11接合的支承端子401f的截面图。图19a是示意性地表示设置在夹具jg上的灯丝fl1和支承端子401f的截面图。图19b是脚部lg11的前端部tp11的截面放大图。
在图19a所示的例子中，支承端子401f的内表面in1和凸部pr1隔着中间构件im熔融接合到脚部lg11的角部cp1上，从而覆盖角部cp1。另外，支承端子401f的内表面in2和凸部pr2隔着中间构件im熔融接合到脚部lg11的角部cp2上，从而覆盖角部cp2。例如图19b所示，在脚部lg11的角部cp1与支承端子401f的内表面in1及凸部pr1之间，接合部cn1形成为覆盖脚部lg11的角部cp1。在脚部lg11的角部cp2与支承端子401f的内表面in2及凸部pr2之间，接合部cn2形成为覆盖脚部lg11的角部cp2。接合部cn1由支承端子401f的凸部pr1及内表面in1、脚部lg11的角部cp1、中间构件im内的至少一方熔融形成。接合部cn2由支承端子401f的凸部pr2及内表面in2、脚部lg11的角部cp2、中间构件im内的至少一方熔融形成。由此，通过在脚部lg11与支承端子401f的内表面之间设置中间构件im，能够改善灯丝fl1的脚部lg11与支承端子401f之间的焊接性能。
根据变形例5，x射线管1在电子释放源、例如电子释放源321r中，在脚部lg11与支承端子401f的内表面之间设有中间构件im。因此，在制造x射线管1时，能够改善脚部lg11与支承端子401f的内表面之间的焊接性能。
(变形例6)
实施方式1的变形例6的x射线管1与上述x射线管1的不同之处在于电子释放源、例如电子释放源321r中的支承端子401f的截面形状。
图20是表示实施方式1的变形例6的x射线管1的支承端子401f的一部分构造的一个示例的截面图。图20中示出了沿着第三方向z观察x-y平面时看到的支承端子401f的截面的一个示例。图20中示出支承端子401f的截面在第一方向x上的宽度的中心cnt1。图20中，以中心cnt1为基点，将支承端子401f的一侧的部分记为第一端子部41fa，将另一侧的部分记为第二端子部41fb。图20所示的例子中，支承端子401f的截面中形成有圆形的间隙cl11。图20所示的支承端子401f的截面中，间隙cl11没有延伸到外侧。图20所示的支承端子401f的截面是一个示例，也可以是除此以外的截面。
根据变形例6，在x射线管1中，支承端子401f的截面中形成有圆形的间隙cl11。因此，x射线管1能够防止灯丝fl1的脚部、例如脚部lg11向所有方向发生偏离。
(实施方式2)
实施方式2的x射线管与上述x射线管1的不同之处在于，在电子释放源、例如电子释放源321r中，灯丝fl1的脚部lg11在多个部分与支承端子401f接合。
图21a和图21b是表示实施方式2的电子释放源321r的构造的一个示例的截面图。图21a是电子释放源321r的一个示例的截面放大图。图21b是脚部lg11的前端部tp11的一个示例的截面放大图。
在图21a所示的例子中，支承端子401f具备一对凹处412、414和一对凹处416、418。凹处416和凹处418分别形成在支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2上。凹处416形成在比凹处412更靠开口部侧的外表面ou1上。凹处418形成在比凹处414更靠开口部侧的外表面ou2上。凹处416与凹处418中间隔着间隙cl11而相向。在图21a所示的例子中，脚部lg11的支承部sp11设在间隙cl11中，且位于凹处416与凹处418之间。脚部lg11中，支承部sp11比前端部tp11更靠线圈部c1侧。
在图21b所示的例子中，脚部lg11的支承部sp11经由接合部we1固定在内表面in1上，且经由接合部we2固定在内表面in2上。接合部we1由脚部lg11的支承部sp11和支承端子401f的内表面in1内的至少一方熔融而形成。接合部we2由脚部lg11的支承部sp11和支承端子401f的内表面in2内的至少一方熔融而形成。接合部we1和接合部we2分别由导电性的金属构件形成。接合部we1也可以同脚部lg11的支承部sp11和支承端子401f的内表面in1内的至少一方形成为一体。接合部we2也可以同脚部lg11的支承部sp11和支承端子401f的内表面in2内的至少一方形成为一体。
下面，参照图22a、图22b、图23a和图23b，对本实施方式的电子释放源321r的制造方法的一个示例进行说明。
首先，将支承端子401f设置在底座ped的表面sf1上。灯丝fl1的脚部lg11的前端部tp11位于一对电极el1和电极el2之间。脚部lg11的前端部tp11与支承端子401f的接合工序与图6～图8b所说明的工序相同，因此省略其说明。
图22a和图22b是表示被电极el施加了力的支承端子401f的一个示例的截面图。图22a是表示设置在夹具jg上的灯丝fl1和支承端子401f的截面图。图22b是脚部lg11的支承部sp11的截面放大图。
如图22a所示，一对电极el1和电极el2从两侧夹住支承端子401f，对支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2施力。利用电极el1和电极el2，在支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2上分别形成凹处416和凹处418。
如图22b所示，在通过一对电极el1和电极el2所施加的力的作用下，支承端子401f的内表面in1和内表面in2分别向脚部lg11的支承部sp11突出，并与支承部sp11抵接。此时，支承端子401f的内表面in1和内表面in2分别与脚部lg11的支承部sp11进行线接触。
图23a和图23b是表示与脚部lg11的支承部sp11接合的支承端子401f的截面图。图23a是示意性地表示设置在夹具jg上的灯丝fl1和支承端子401f的截面图。图23b是脚部lg11的支承部sp11的截面放大图。
在图23a所示的例子中，一对电极el1和电极el2对支承端子401f的外表面ou1和外表面ou2施加压力并同时提供电流。此时，支承端子401f的内表面in1和内表面in2分别与脚部lg11的支承部sp11熔融接合。例如图23所示，在脚部lg11的支承部sp11与支承端子401f的内表面in1之间形成有接合部we1。脚部lg11的支承部sp11与支承端子401f的内表面in2之间形成有接合部we2。接合部we1由支承端子401f的内表面in1和脚部lg11的支承部sp11内的至少一方熔融而形成。接合部we2由支承端子401f的内表面in2和脚部lg11的支承部sp11内的至少一方熔融而形成。
图24是本实施方式的x射线管1的电子释放源321r的制造方法的一个示例的流程图。图24的流程图中，对于和图9的流程图相同的处理，标注相同的参考标号，并省略或简化其详细说明。
首先，将支承端子401f设置于夹具jg(s901)，灯丝fl1的脚部lg11插入到支承端子401f的间隙cl11中(s902)。利用一对电极el1和el2，将支承端子401f压接(压紧)到脚部lg11的前端部tp11上(s903)。
在此状态下，利用一对电极el1和el2，将支承端子401f焊接到脚部lg11的前端部tp11上(s904)。
然后，利用一对电极el1和el2，将支承端子401f压接(压紧)到比脚部lg11的前端部tp11更靠上侧(线圈部c1侧)(s2501)。此时，内表面in1和in2分别在通过一对电极el1和el2所施加的力的作用下，被电极el1和电极el2抵接到支承部sp11，同时利用一对电极el1和el2提供的电流焊接到支承部sp11上(s2502)。图24所示的流程图中，支承端子401f压接到脚部lg11的前端部tp11的处理在支承端子401f压接到脚部lg11的前端部tp11的上侧的处理之前执行，也可以在该处理之后执行。图24所示的流程图中，在s2501的压紧工序之后，也可以省略s2502的焊接工序。
根据实施方式2，x射线管1在灯丝fl1的脚部lg11的前端部tp11和支承部sp11同支承端子401f接合。因此，x射线管1能够防止灯丝fl1的脚部、例如脚部lg11发生偏离。其结果是，x射线管1能够防止灯丝fl1与阴极杯310接触等。
实施方式2中，记载了灯丝fl1的脚部lg11与支承端子401f在2处固定，但也可以在2处以上固定。另外，脚部lg11的支承部sp11也可以不是经由接合部we1和接合部we2固定到支承端子401f的内表面in1和内表面in2。例如，脚部lg11的支承部sp11也可以被突出的内表面in1及内表面in2夹着而受支承(压接或压紧)。这对应于图24所示的流程图中的s2501的压紧工序之后的s2502的焊接工序被省略的情况。
对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为示例而呈现，不旨在限定说明的范围。这些实施方式也可以由其它各种方式来实施，在不脱离本发明要旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包括在本发明保护范围的要旨内，且包括在与权利要求的范围所记载的发明同等的范围内。