專利名稱：X射線管和包含其的x射線源的制作方法
x射線管和包含其的x射線源技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及將在內(nèi)部產(chǎn)生的x射線取出至外部的x射線管及將該X射線管與電源部一體構(gòu)成的X射線源。
背景技術(shù)：
X射線是對(duì)于物體的透過(guò)性好的電磁波，多用于物體的內(nèi)部構(gòu)造 的非破壞'非接觸觀察。x射線管的通例是將從電子槍射出的電子朝 靶入射而產(chǎn)生X射線。如專利文獻(xiàn)l所述，x射線管是將收納電子槍的管狀構(gòu)件(以下稱"電子槍收納部")安裝于收納靶的收納構(gòu)件(以下 稱"靶收納部")上。靶收納部的管軸與電子槍收納部的管軸垂直，從電子槍射出的電子撞擊于靶，并從靶產(chǎn)生x射線。x射線透過(guò)x射線 管的x射線射出窗，照射至外部的試樣。透過(guò)試樣的x射線由各種x射線圖像攝像裝置所攝像。專利文獻(xiàn)l:美國(guó)專利第6229876號(hào)說(shuō)明書(shū) 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明人等，對(duì)于現(xiàn)有的x射線管進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以下的 課題。即，從在靶上的電子入射位置(x射線的焦點(diǎn)位置)到用于將由該耙產(chǎn)生的X射線取出至外部的X射線射出窗為止的距離(FOD:焦物距 (Focus Object Distance))愈短，由各種X射線圖像攝像裝置所拍攝的放 大透視圖像的放大率愈大。這意味著，F(xiàn)OD的縮短提高利用非破壞、 非接觸觀察等的檢查精度。因此，期望縮短FOD。但是，為了在現(xiàn)有的X射線管中縮短FOD，需要使靶接近X射線 射出窗側(cè)。此時(shí)，電子槍收納部本身也需要偏向X射線射出窗側(cè)。而 且，在現(xiàn)有的X射線管中使電子槍收納部本身偏向X射線射出窗側(cè)的 情況下，為了使電子槍收納部不會(huì)從X射線射出窗突出，還要求電子 槍收納部的小型化。但是，因?yàn)殡娮訕屖占{部的小型化使電子槍收納 部的內(nèi)部空間變窄，也需要將在其內(nèi)部空間所收納的電子槍小型化。為了使電子槍小型化，不僅有難以精度良好地制造構(gòu)成電子槍的各構(gòu) 件這樣的制造上的課題，也產(chǎn)生在各構(gòu)件間的耐電壓性能的保持這樣 的設(shè)計(jì)上的課題。因此，實(shí)現(xiàn)小型化且獲得所期望的輸出的電子槍是 非常困難的。而且，X射線管收納部的內(nèi)部空間變窄的情況下，收納 電子槍變困難，結(jié)果組裝X射線管時(shí)的操作效率也下降。因此，對(duì)于 現(xiàn)有的X射線管，獲得所期望的輸出同時(shí)縮短FOD是困難的。本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的為提供一種x射線管及包含其的X射線源，該X射線管具備用于通過(guò)從電子槍獲得所期 望的輸出同時(shí)可實(shí)現(xiàn)FOD的縮短從而實(shí)現(xiàn)提高放大透視圖像的放大率 的構(gòu)造。本發(fā)明的X射線管通過(guò)將從電子槍射出的電子入射至X射線靶， 而由該X射線靶產(chǎn)生X射線。為了解決以上的課題，本發(fā)明的X射線 管至少具備靶收納部及被安裝于該靶收納部上的電子槍收納部。靶收 納部是具有沿著預(yù)定方向延伸的管軸并且在內(nèi)部收納有X射線靶的中 空構(gòu)件。且該靶收納部具有圍繞管軸配置的側(cè)壁部，及位于該側(cè)壁 部的端部側(cè)并且配置于與該管軸交叉的面上的用于將由該X射線靶產(chǎn) 生的X射線取出至外部的X射線射出窗。另一方面，電子槍收納部是以使其管軸與靶收納部的管軸交叉的方式使一端安裝于該靶收納部的 側(cè)壁部的中空構(gòu)件。該電子槍收納部具有在電子槍的電子射出口朝向X射線靶的狀態(tài)下收納該電子槍的至少一部分的構(gòu)造。特別是，在本發(fā)明的X射線管中，電子槍收納部在電子槍的電子 射出口中心比電子槍收納部的管軸更偏向X射線射出窗側(cè)的狀態(tài)下， 保持電子槍。換言之，靶收納部及電子槍收納部分別是管狀的中空構(gòu) 件，與該電子槍收納部的管軸平行的電子槍的中心線(通過(guò)電子槍的電 子射出口中心的該電子槍的管軸)，從電子槍收納部的管軸朝X射線射 出窗側(cè)偏移。如上述，在該X射線管中，電子槍的中心線比電子槍收納部的管 軸更向X射線射出窗側(cè)偏移，所以與電子槍的中心線與電子槍收納部 的管軸一致的現(xiàn)有的X射線管相比，可以縮短FOD。其結(jié)果是，可增 大所拍攝的放大透視圖像的放大率。而且，通過(guò)僅將電子槍的配置向X 射線射出窗側(cè)移動(dòng)，就不需要將電子槍收納部小型化，可以采用得到現(xiàn)有技術(shù)那樣充分輸出的電子槍。而且，通過(guò)采用如上所述的電子槍 的配置構(gòu)造，減輕將電子槍收納至電子槍收納部時(shí)的操作負(fù)擔(dān)，提高 組裝X射線管時(shí)的操作效率。在本發(fā)明的X射線管中，電子槍也可以具有包含產(chǎn)生電子的陰 極的電子產(chǎn)生部，及使由該陰極所產(chǎn)生的電子進(jìn)行加速并聚焦的筒狀 的聚焦電極。且，電子槍收納部也可以具有嵌合該聚焦電極的前端部 分的凹部，該凹部被設(shè)置在從該電子槍收納部的管軸朝x射線射出窗 側(cè)偏離的位置上。此情況下，通過(guò)將聚焦電極嵌合于形成于電子槍收 納部上的凹部可進(jìn)行電子槍的定位。即，利用此構(gòu)造，電子槍的定位 變得容易從而使組裝X射線管時(shí)的操作效率提高。且，在本發(fā)明的X射線管中，優(yōu)選電子產(chǎn)生部與聚焦電極的外周 經(jīng)由絕緣體而連接。這時(shí)，優(yōu)選絕緣體避開(kāi)聚焦電極的外周之中面向X射線射出窗側(cè)的區(qū)域而配置。此時(shí)，即使電子槍在偏向于x射線射出窗側(cè)的狀態(tài)下被收納于電子槍收納部?jī)?nèi)，該絕緣體也不易成為阻礙，可以使電子槍更接近X射線射出窗。其結(jié)果是，可進(jìn)一步縮短FOD。 在本發(fā)明的x射線管中，電子槍收納部也可以進(jìn)一步具有設(shè)置于其內(nèi)部的氣體吸收部。特別優(yōu)選，此氣體吸收部在電子槍收納部的內(nèi)部空間中，配置在比電子槍更遠(yuǎn)離x射線射出窗一側(cè)。此時(shí)，可以使 電子槍收納部的內(nèi)部空間之中比電子槍更遠(yuǎn)離x射線射出窗一側(cè)的空間，所以在此空間中容易配置氣體吸收部。即，可以實(shí)現(xiàn)電子槍收納 部的內(nèi)部空間的有効活用。且，對(duì)于氣體吸收部的大小或設(shè)置位置的 選擇的自由度變廣，可更有效實(shí)現(xiàn)為了保持電子槍收納部?jī)?nèi)的真空狀 態(tài)而進(jìn)行的有效的氣體吸收。進(jìn)一步，本發(fā)明的X射線源具備具有如上所述的構(gòu)造的X射線管 (本發(fā)明的X射線管)，并且具備將用于由X射線靶產(chǎn)生X射線的電壓 供給至配置有該X射線靶的陽(yáng)極的電源部。又，本發(fā)明的各實(shí)施例可利用以下的詳細(xì)的說(shuō)明及附圖進(jìn)一步充 分理解。這些實(shí)施例只供例示，不應(yīng)被認(rèn)為限定本發(fā)明。且，本發(fā)明的進(jìn)一步的應(yīng)用范圍由以下的詳細(xì)的說(shuō)明而明確。但 是，詳細(xì)的說(shuō)明及特定的事例表示本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例，但僅是為 了例示而示出，很明顯，從此詳細(xì)說(shuō)明中，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的思想及范圍內(nèi)的各種變形及改良是顯而易見(jiàn)的。根據(jù)本發(fā)明的X射線管，通過(guò)采用用于確保電子槍的足夠的輸出 并實(shí)現(xiàn)FOD的縮短的構(gòu)造，可增大放大透視圖像的放大率增大。


圖1是表示本發(fā)明的X射線管的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。 圖2是表示圖1所示的X射線管的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是沿著圖2中的ni-in線的表示本實(shí)施例的x射線管的內(nèi)部 構(gòu)造的剖面圖。圖4是沿著圖3中的IV-IV線的表示本實(shí)施例的X射線管的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖5是應(yīng)用于本實(shí)施方式的X射線管的電子槍收納部的立體圖。圖6是表示電子槍收納部及電子槍的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖7是表示經(jīng)由絕緣體連接的聚焦電極及電子產(chǎn)生部的放大剖面圖。圖8是沿著圖7中的VIII-VIII線的表示該圖7的連接構(gòu)造的剖面圖。圖9作為圖7所示的連接構(gòu)造的變形例，表示經(jīng)由絕緣體連接的聚焦電極及電子產(chǎn)生部的放大剖面圖。圖10是沿著圖9中的X-X線的表示該圖9的連接構(gòu)造的剖面圖。 圖11是表示本發(fā)明的X射線源的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。 圖12是表示本實(shí)施例的X射線源的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。 圖13是說(shuō)明組裝于非破壞檢查裝置的X射線產(chǎn)生裝置中的X射線源(包含本實(shí)施例的X射線管)的作用的主視圖。 符號(hào)的說(shuō)明1…X射線管，3…真空外圍器主體(靶收納部)，5…陽(yáng)極，5d:革巴， 7…真空管，9…頭部，13…內(nèi)筒管，11:電子槍收納部，lib:突出部， 11c…內(nèi)周面(凹部)，10…X射線射出窗，15…電子槍，17:聚焦電極 (focusing electrode), 19、 35…絕緣體，21…電子產(chǎn)生部，26…陰極， 31…吸氣器(氣體吸收部)，L1…X射線射出路徑，Cl…電子槍收納部 的管軸，C4…電子槍的中心線，A1、A2…X射線射出窗側(cè)的區(qū)域，100…X射線源，102…電源部，102A…絕緣塊，102B…高電壓產(chǎn)生部，102C… 高電壓線，102D…插座，103…第1板構(gòu)件，103A…螺栓插通孔，104… 第2板構(gòu)件，104A…螺栓插通孔，105…緊固間隔構(gòu)件，105A…螺栓 孔，106…金屬制筒構(gòu)件，106A…安裝凸緣，106B…錐面，106C…開(kāi) 口， 108…導(dǎo)電性涂料，109…緊固螺栓，110…高壓絕緣油，XC…X 射線攝像機(jī)(X-ray camera), SP…試樣板，P…觀察點(diǎn)，XP…X射線產(chǎn) 生點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
以下，參照?qǐng)D1 圖13詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的X射線管及包含其的X 射線源的各實(shí)施例。又，在附圖的說(shuō)明中，對(duì)于同-一部位、同一要素 附加相同符號(hào)并省略重復(fù)說(shuō)明。首先，參照?qǐng)D1 圖6，說(shuō)明本發(fā)明的X射線管的一實(shí)施例。又， 圖1是表示本發(fā)明的X射線管的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖2 是表示圖1所示的X射線管的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是沿著圖2中 所示的III-III線的表示本實(shí)施例的X射線管的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖4 是沿著圖3中所示的IV-IV線的表示本實(shí)施例的X射線管的內(nèi)部構(gòu)造 的剖面圖。圖5是應(yīng)用于本實(shí)施方式的X射線管的電子槍收納部的立 體圖。且，圖6是表示電子槍收納部及電子槍的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。如圖1 圖4所示，X射線管1是密封型的X射線管。X射線管1 具有作為靶收納部的管狀的真空外圍器主體3。在真空外圍器主體3 內(nèi)收納了設(shè)有后述的靶5d的陽(yáng)極5，內(nèi)部被減壓至預(yù)定的真空度為止。 真空外圍器主體3由支撐陽(yáng)極5的大致圓筒狀的真空管(bulb)7、具有X 射線射出窗10的大致圓筒狀的頭部9以及連結(jié)真空管7及頭部9的環(huán) 構(gòu)件7b所構(gòu)成。通過(guò)在此真空外圍器主體3上焊接電子槍收納部11 而獲得真空外圍器2。且，真空管7及頭部9共有管軸C3而被固定于 環(huán)構(gòu)件7b。在頭部9上，在管軸C3方向上的一端設(shè)有X射線射出窗 10。另一方面，由玻璃(絕緣體)制成的真空管7的管軸C3方向上的另 一端具有以關(guān)閉開(kāi)口的方式收縮直徑的形狀。利用此構(gòu)造，在使陽(yáng)極5 的基端部5a(高電壓施加部)的一部分露出至外部的狀態(tài)下，使陽(yáng)極5 保持于真空外圍器主體3內(nèi)的所期望的位置。g卩，真空外圍器主體3在其一端具有X射線射出窗10，并且由另一端保持陽(yáng)極5。又，以下說(shuō)明中的上下是，以真空外圍器主體3的管軸C3方向上的一端側(cè)(X 射線射出窗IO側(cè))為上，以真空外圍器主體3的管軸C3方向上的另一 端側(cè)(陽(yáng)極5的保持側(cè))為下。在真空管7的上端部融接有環(huán)構(gòu)件7b。環(huán)構(gòu)件7b是金屬制的圓筒 構(gòu)件，在上端形成有環(huán)狀的凸緣。環(huán)構(gòu)件7b的上端被焊接成抵接于頭 部9的下端部。頭部9是大致圓筒形狀的金屬制的構(gòu)件，在其外周形成有環(huán)狀的 凸緣部9a。頭部9夾著凸緣部9a而分為下部9b及上部9c，在下部9b 的下端部焊接有環(huán)構(gòu)件7b并使其與真空管7之間共有管軸C3。在頭 部9的上部9c，以閉塞其端部的開(kāi)放的方式設(shè)有由Be材料制成的X 射線射出窗IO。而且，在上部9c形成有用于使真空外圍器2內(nèi)成為真 空的排氣孔9e，在排氣孔9e上固定有排氣管。且，在頭部9內(nèi)，配置 有大致圓筒狀的金屬制的內(nèi)筒管13并使其與頭部9之間共有管軸C3。在頭部9的上部9c，在其外周形成有平面部9d，在其平面部9d 上，形成有用于安裝電子槍收納部ll的頭部側(cè)貫通孔9f。相對(duì)于此， 為了在配置于頭部9內(nèi)的內(nèi)筒管13上裝設(shè)電子槍收納部11，而形成有 直徑小于頭部側(cè)貫通孔9f的內(nèi)筒管側(cè)貫通孔13f。而且，從大徑的頭 部側(cè)貫通孔9f側(cè)看的話，小徑的內(nèi)筒管側(cè)貫通孔13f位于大徑的頭部 側(cè)貫通孔9f內(nèi)，并且配置于偏向X射線射出窗10側(cè)的位置(參照?qǐng)D4)。且，如圖3及圖5所示，收納有電子槍15的電子槍收納部11是 管狀，在電子槍收納部11的一端部設(shè)有收縮直徑而突出的圓筒狀的首 部lla。在首部lla上進(jìn)一步設(shè)有圓筒狀的突出部llb。首部lla配置 成共有電子槍收納部11的管軸C1，突出部11b的中心軸線C2與電子 槍收納部11的管軸C1平行，并偏向外方(X射線射出窗10側(cè))。而且，如圖4及圖6所示，電子槍收納部11的首部lla嵌入頭部 9的頭部側(cè)貫通孔9f，突出部llb嵌入內(nèi)筒管13的內(nèi)筒管側(cè)貫通孔13f。 由此，電子槍收納部11以使電子槍收納部11的管軸Cl與真空外圍器 主體3的管軸C3大致垂直的方式定位于頭部9上。此電子槍收納部 11焊接于頭部9上。這時(shí)，在電子槍收納部11內(nèi)收納有電子槍15， 從電子槍15射出的電子會(huì)撞擊靶5d而產(chǎn)生X射線。如圖1及圖3所示，真空管7、頭部9及內(nèi)筒管13配置成共有管 軸C3。而且，陽(yáng)極5在管軸C3上呈直線狀延伸。陽(yáng)極5是由利用電 子的入射而產(chǎn)生具有所期望的能量的X射線的靶5d及支撐靶5d并將 電壓供給至靶5d的耙支撐體5e所組成。靶支撐體5e是由銅構(gòu)成的圓 柱狀構(gòu)件，在基端部5a上利用真空管7而保持。靶支撐體5e的前端 部5b在X射線射出窗10側(cè)被配置在被頭部9包圍的區(qū)域內(nèi)。在前端 部5b上形成有傾斜面5c并使其與電子槍15相對(duì)，在傾斜面5c上埋 設(shè)有由鎢構(gòu)成的圓盤狀的靶5d并使其電子入射面與傾斜面5c平行。 電子入射至靶5d的話，從靶5d產(chǎn)生X射線。用于將此X射線取出至 X射線管1的外部的射出路徑L1(參照?qǐng)D6)沿著真空外圍器主體3的管 軸C3延伸。而且，在射出路徑Ll上設(shè)置有X射線射出窗l(fā)O，透過(guò)X 射線射出窗10的X射線照射于試樣。在X射線管1中，耙5d配置于電子入射位置即X射線的焦點(diǎn)。 從此焦點(diǎn)到X射線射出窗IO為止的距離(FOD)愈短，所拍攝的放大透 視圖像的放大率愈大，利用非破壞，非接觸觀察進(jìn)行的檢查的精度愈 高。因此，在X射線管1中，為了使FOD變短，使從電子槍15射出 的電子的射出位置接近X射線射出窗10，伴隨于此使被設(shè)置在陽(yáng)極5 上的靶5d接近X射線射出窗10。以下，參照?qǐng)D5及圖6詳細(xì)說(shuō)明可將從電子槍15射出的電子的射 出位置接近X射線射出窗10的電子槍15及電子槍收納部11的詳細(xì)情 況。如上所述，電子槍收納部11的首部11a嵌入頭部9的頭部側(cè)貫通 孔9f，而且，突出部lib嵌入內(nèi)筒管13的內(nèi)筒管側(cè)貫通孔13f。利用 這種構(gòu)造，進(jìn)行電子槍收納部11相對(duì)于頭部9的定位。內(nèi)筒管側(cè)貫通 孔13f配置在從頭部側(cè)貫通孔9f的中心偏向X射線射出窗10側(cè)的位 置。因此，嵌入內(nèi)筒管側(cè)貫通孔13f的突出部11b的中心軸線C2相對(duì) 于首部lla的中心軸線(電子槍收納部11的管軸)C1朝X射線射出窗 IO側(cè)平行地偏離。當(dāng)從電子槍收納部ll的內(nèi)側(cè)看時(shí)，突出部llb的內(nèi)周面llc相當(dāng) 于凹部，嵌入有電子槍15中的聚焦電極17的前端部分。聚焦電極17 由有底圓筒形狀的金屬所構(gòu)成，陽(yáng)極5側(cè)的一個(gè)端部開(kāi)放而形成圓形的孔17f(相當(dāng)于電子槍15的電子射出口)。作為電子槍15的中心線C4 的聚焦電極17的中心軸線與突出部lib的中心軸線C2 —致。突出部 lib的最前端部lid是使其內(nèi)徑收縮而形成，通過(guò)使最前端部lid的內(nèi) 周面與形成有孔17f的聚焦電極17的前端部分相抵接，而容易地進(jìn)行 在電子槍15的中心線C4方向上的定位。而且，在設(shè)置于聚焦電極17 的另一個(gè)端部的底部17g的中央，形成有用于使電子通過(guò)的貫通孔 17h。聚焦電極17經(jīng)由絕緣體19而連接于電子產(chǎn)生部21。電子產(chǎn)生部 21具有接近聚焦電極17的底部17g配置的圓板狀的柵極電極21a。柵 極電極21a形成為杯狀，并且在與聚焦電極17的底部17g相對(duì)的部位， 具有與貫通孔17h同軸的貫通孔17j。而且，在柵極電極21a的內(nèi)部固 定有絕緣體23，在絕緣體23上固定有加熱器25。而且，在加熱器25 的前端固定有陰極26，陰極26接近柵極電極21a配置。在電子產(chǎn)生部 21中固定有用于將電子槍15保持于電子槍收納部11內(nèi)的所期望的位 置并且向構(gòu)成電子槍15的各構(gòu)件供給所需的電力的直線狀的管座引線 (stempin) 27，各管座引線27貫通塞住電子槍收納部11端部的管座 基板29而朝外部露出。從管座引線27向加熱器25供給電力而加熱陰極26的話，會(huì)從陰 極26放出電子。如此的話，利用柵極電極21a調(diào)節(jié)至所期望量的電子 會(huì)通過(guò)貫通孔17j及貫通孔17h，并利用聚焦電極17進(jìn)行加速同時(shí)聚 焦，且從相當(dāng)于電子槍15的電子射出口的孔17f射出。電子槍15的中 心線C4與電子槍收納部11的管軸Cl平行，并偏向X射線射出窗10 側(cè)。因此，可以不使電子槍15小型化而使從該電子槍15射出的電子 的射出位置接近X射線射出窗10側(cè)。由此，陽(yáng)極5的靶5d的位置也 接近X射線射出窗IO，就可縮短FOD。從聚焦電極17的孔17f射出的電子利用被施加了正的高電壓的陽(yáng) 極5而被加速至高速度并向靶5d撞擊。利用電子的撞擊而從靶5d產(chǎn)生的X射線透過(guò)X射線射出窗10， 照射于試樣。透過(guò)試樣的X射線利用各種X射線圖像攝像裝置進(jìn)行攝 像作為試樣的放大透視圖像。本發(fā)明的X射線管1，與現(xiàn)有的X射線 管相比FOD變短，所拍攝的放大透視圖像的放大率增大。接著，對(duì)于連接聚焦電極17的外周與電子產(chǎn)生部21并保持相互位置關(guān)系的絕緣體19，參照?qǐng)D7及圖8詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。又，圖7是表示經(jīng)由絕緣體19連接的聚焦電極17和電子產(chǎn)生部21(包含陰極26)的 放大剖面圖。且，圖8是沿著圖7中的Vin-VIII線的表示該圖7的連 接構(gòu)造的剖面圖。由陶瓷或玻璃構(gòu)成的絕緣體19配置成避開(kāi)聚焦電極17的外周之 中面向X射線射出窗10側(cè)的區(qū)域Al(圖7及圖8的斜線部分)。具體而 言，在聚焦電極17的外周之中遠(yuǎn)離X射線射出窗10側(cè)的約下半部的 區(qū)域配置有絕緣體19。半圓筒狀的絕緣體19被固定于圓弧狀的腳部 19a、 19b，由此配置于從聚焦電極17及電子產(chǎn)生部21的外面只遠(yuǎn)離 預(yù)定距離的位置。且， 一個(gè)腳部19a焊接于聚焦電極17的外面，另一 個(gè)腳部1%焊接于電子產(chǎn)生部21的柵極電極21a的外面。如此，避開(kāi)面向X射線射出窗10側(cè)的區(qū)域Al而配置絕緣體19 的話，將電子槍15在電子槍收納部11內(nèi)偏向X射線射出窗10側(cè)的狀 態(tài)下配置時(shí)，絕緣體19不易成為阻礙。而且，可以不使電子槍15本 身小型化就使電子槍15的中心線C4更接近X射線射出窗10側(cè)，對(duì) 于得到所期望的輸出同時(shí)縮短FOD很有效果。接著，作為絕緣體19所應(yīng)用的上述的實(shí)施例的變形例，對(duì)于另外 的絕緣體35，參照?qǐng)D9及圖IO詳細(xì)進(jìn)行說(shuō)明。又，圖9作為圖7所示 的連接構(gòu)造的變形例，是表示經(jīng)由絕緣體35連接的聚焦電極17及電 子產(chǎn)生部21(包含陰極26)的放大剖面圖。且，圖10是沿著圖9中的 X-X線的表示該圖9的連接構(gòu)造的剖面圖。絕緣體35也與絕緣體19同樣，避開(kāi)聚焦電極17的外周之中面向 X射線射出窗10側(cè)的區(qū)域A2(圖9及圖10的斜線部分)，而配置于遠(yuǎn) 離X射線射出窗10側(cè)的約下半部的區(qū)域內(nèi)。在長(zhǎng)方體形狀的絕緣體 35上，固定有U字狀的二個(gè)腳部35a、 35b。利用此結(jié)構(gòu)，絕緣體35 配置于從聚焦電極17及電子產(chǎn)生部21的外面起只遠(yuǎn)離預(yù)定距離的位 置。絕緣體35配置于從最遠(yuǎn)離X射線射出窗10的位置17b、從位置 17b起以管軸C2(C4)為中心向左右偏離90°的各位置17c、 17d的合計(jì) 三處。 一個(gè)腳部35a焊接于聚焦電極17的外面，另一個(gè)腳部35b焊接 于電子產(chǎn)生部21的柵極電極21a的外面。如此，避開(kāi)面向X射線射出窗10側(cè)的區(qū)域A2而配置絕緣體35的話，將電子槍15在電子槍收納部11內(nèi)偏向X射線射出窗10側(cè)而配置時(shí)不易成為阻礙。且，可以不使電子槍15本身小型化就使電子槍15 的中心線C4更接近X射線射出窗10側(cè)，對(duì)于獲得所期望的輸出并縮 短FOD很有效果。又，在此變形例中，在三處設(shè)置了絕緣體35，但是也可以在二處 設(shè)置，或者，在四處以上設(shè)置絕緣體。例如，作為在二處設(shè)置絕緣體 的例子，可以只在夾著圖10的中心線C4對(duì)稱的左右的位置17c、 17d 上設(shè)置絕緣體。而且，絕緣體不限于位置17c、 17d，可以設(shè)置成比位 置17c、 17d更偏向遠(yuǎn)離X射線射出窗IO側(cè)。此時(shí)，在圖10中，連結(jié) 中心線C4與最遠(yuǎn)離X射線射出窗IO的位置17b的線段與連結(jié)中心線 C4與絕緣體的線段所形成的角度，優(yōu)選對(duì)二個(gè)絕緣體而言相等，其角 度可以為80° 60°之間，更優(yōu)選為75。 65° 。接著，說(shuō)明相當(dāng)于氣體吸收部的吸氣器31。如圖6所示，吸氣器 31是由鋯或鈦所構(gòu)成的棒狀構(gòu)件。此吸氣器31被固定于電子槍收納部 11內(nèi)的管座引線33上從而可以通電。通過(guò)向吸氣器31通電，使該吸 氣器31活化而起到氣體吸附功能。此時(shí)，保持電子槍收納部11及真 空外圍器主體3內(nèi)的真空狀態(tài)(減壓至預(yù)定的真空度為止的狀態(tài))。而且，吸氣器31在電子槍收納部11的內(nèi)部空間中配置于比電子 槍15更遠(yuǎn)離X射線射出窗10側(cè)。在X射線管1中，因?yàn)殡娮訕?5 在電子槍收納部11內(nèi)配置成偏向X射線射出窗10頂ij，所以比電子槍 15更遠(yuǎn)離X射線射出窗IO側(cè)的空間變寬。此時(shí)，容易設(shè)置吸氣器31， 可以有效利用內(nèi)部空間。即，可以增大吸氣器31，且，設(shè)置場(chǎng)所的自 由度也變廣。因此，可以適當(dāng)選擇用于將電子槍收納部ll或真空外圍 器主體3內(nèi)保持真空的優(yōu)選的吸氣器31的大小或設(shè)置場(chǎng)所。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的X射線管1，電子槍15的中心線C4比 電子槍收納部11的管軸Cl更偏向X射線射出窗10偵ij，所以設(shè)置于 陽(yáng)極5的靶5d也接近X射線射出窗10，可以縮短FOD。其結(jié)果是， 所拍攝的放大透視圖像的放大率變大，利用非破壞，非接觸觀察進(jìn)行的 檢查精度提高。而且，在X射線管1中，通過(guò)不使電子槍15小型化而將電子槍 15在電子槍收納部11內(nèi)偏向X射線射出窗10側(cè)配置從而縮短FOD。因此，電子槍收納部11的小型化被抑制，不易產(chǎn)生隨著電子槍15的 小型化而產(chǎn)生的問(wèn)題，例如，難以精度良好地制造構(gòu)成電子槍15的各 構(gòu)件這樣的制造上的問(wèn)題、及在各構(gòu)件間的耐電壓性能的保持這樣的 設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，可以采用所期望輸出的電子槍15。而且，因?yàn)殡娮訕屖占{部11的小型化被控制，所以管座基板29的小型化也被控制，確 定貫通管座基板29的管座引線27、 33的配置或根數(shù)的設(shè)計(jì)上的負(fù)擔(dān) 減輕。而且，將電子槍15收納于電子槍收納部11內(nèi)時(shí)的操作負(fù)擔(dān)減 輕，組裝X射線管1時(shí)的操作效率提高。而且，在X射線管1中，通過(guò)將電子槍15的聚焦電極17嵌合于 電子槍收納部11的突出部lib的內(nèi)周面llc，確定電子槍15的位置。 因此，在電子槍收納部11內(nèi)的電子槍15的定位變得容易。而且，通 過(guò)將聚焦電極17嵌合于突出部lib的內(nèi)周面llc，使聚焦電極17穩(wěn)定 地保持于電子槍收納部11。其結(jié)果是，可以將電子槍15整體穩(wěn)定保持 于電子槍收納部ll內(nèi)。本發(fā)明不限定于上述的實(shí)施例。例如，靶5d的材質(zhì)不限定于鎢， 也可以是其它的X射線產(chǎn)生用材料。而且，不限定將靶5d設(shè)置在陽(yáng)極 5的一部分上的情況，通過(guò)用所期望的X射線產(chǎn)生用材料形成陽(yáng)極5 整體，也可以使陽(yáng)極5本身成為靶。而且，在真空外圍器主體(靶收納 部)3中收納靶5d的情況的"收納"，不限定于收納靶5d的整體的情 況，例如，在陽(yáng)極5本身成為靶的情況下，也包含靶的一部分從真空 外圍器主體(靶收納部)3露出的狀態(tài)。此外，管狀的真空外圍器主體(靶 收納部)3不限定于圓形的管狀，也可以為矩形、其它的形狀，而且， 不限定于呈直線狀延伸的管狀，也可以是曲線或彎曲的管狀。此外， 真空外圍器主體(靶收納部)3的管軸C3與電子槍收納部11的管軸C4 的交叉，不限定于大致垂直的情況，也可以傾斜。此外，吸氣器31也 可以不通電就發(fā)揮氣體吸附功能。接著，參照?qǐng)D11及圖12說(shuō)明應(yīng)用了具有如上所述構(gòu)造的X射線 管l(本發(fā)明的X射線管)的本發(fā)明的X射線源100。又，圖ll是表示 本發(fā)明的X射線源的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。而且，圖12是表 示本實(shí)施例的X射線源的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。如圖11及圖12所示，X射線源100具備電源部102，電源部102，配置于絕緣塊102A的上面?zhèn)鹊牡?板構(gòu)件103，配置于絕緣塊 102A的下面?zhèn)鹊牡?板構(gòu)件104，介于第1板構(gòu)件103與第2板構(gòu)件 104之間設(shè)置的4根緊固間隔構(gòu)件105，隔著金屬制筒構(gòu)件106而固定 于第1板構(gòu)件103上的X射線管1。又，電源部102具有在由環(huán)氧樹(shù) 脂構(gòu)成的絕緣塊102A中將高電壓產(chǎn)生部102B、高電壓線102C、插座 102D等(參照?qǐng)D12)成形的構(gòu)造。電源部102的絕緣塊102A具有大致正方形的上表面和下表面相互 平行的短角柱形狀。在其上表面的中心部，配置有隔著高電壓線102C 連接于高電壓產(chǎn)生部102B的圓筒狀的插座102D。而且，在絕緣塊102A 的上表面，設(shè)置有與插座102D呈同芯狀配置的環(huán)狀的壁部102E。而 且，在絕緣塊102A的周面，涂布有用于使其電位為GND電位(接地電 位)的導(dǎo)電性涂料108。又，也可以取代導(dǎo)電性涂料的涂布而貼附導(dǎo)電 性膠帶。第1板構(gòu)件103及第2板構(gòu)件104是例如與4根的緊固間隔構(gòu)件 105及8根緊固螺栓109協(xié)動(dòng)而從圖示的上下方向夾持電源部102的絕 緣塊102A的構(gòu)件。這些第1板構(gòu)件103及第2板構(gòu)件104形成比絕緣 塊102A的上表面及下表面更大的大致正方形。在第1板構(gòu)件103及第 2板構(gòu)件104的4角上，分別形成有插通各緊固螺栓109的螺栓插通孔 103A、 104A。而且，在第1板構(gòu)件103上，形成有包圍突設(shè)于絕緣塊 102A的上表面的環(huán)狀的壁部2E的圓形的開(kāi)口 103B。4根緊固間隔構(gòu)件105形成角柱狀并配置于第1板構(gòu)件103及第2 板構(gòu)件104的4角上。各緊固間隔構(gòu)件105的長(zhǎng)度設(shè)定成比絕緣塊102A 的上表面與下表面的間隔稍短，即，只短絕緣塊102A的緊固量。在各 緊固間隔構(gòu)件105的上下的端面上，分別形成供緊固螺栓109螺入的 螺栓孔105A。金屬制筒構(gòu)件106形成為圓筒狀，形成于其基端部的安裝凸緣 106A隔著密封構(gòu)件螺固于第1板構(gòu)件103的開(kāi)口 103B的周邊。此金 屬制筒構(gòu)件6的前端部的周面形成為錐面106B。利用此錐面106B使 金屬制筒構(gòu)件106在前端部構(gòu)成無(wú)角部的錐形狀。而且，在與金屬制 筒構(gòu)件106的錐面106B連續(xù)的平坦的前端面上，形成有插通X射線 管l的真空管7的開(kāi)口 106C。X射線管1具備將陽(yáng)極5保持絕緣狀態(tài)而進(jìn)行收納的真空管7， 將導(dǎo)通于陽(yáng)極5并在其內(nèi)端部構(gòu)成的反射型的耙5d進(jìn)行收納的頭部9的上部9c，及將朝向靶5d的電子入射面(反射面)射出電子束的電子槍 15進(jìn)行收納的電子槍收納部11。又，由真空管7及頭部9構(gòu)成靶收納部。真空管7與頭部9的上部9c配置成管軸為一致，電子槍收納部11 的管軸與這些管軸大致垂直。而且，在真空管7與頭部9的上部9c之 間，形成有供固定于金屬制筒構(gòu)件106的前端面用的凸緣9a。而且， 陽(yáng)極5的基端部5a(由電源部102施加高電壓的部分)從真空管7的中心 部朝下方突出(參照?qǐng)D12)。又，在X射線管1上附設(shè)有排氣管，通過(guò)此排氣管將真空管7、 頭部9的上部9c及電子槍收納部11的內(nèi)部減壓到預(yù)定的真空度為止， 由此構(gòu)成真空密封容器。在這種X射線管1中，在成形于電源部102的絕緣塊102A的插 座102D中嵌合有基端部5a(高電壓施加部)。由此，基端部5a通過(guò)高 電壓線102C從高電壓產(chǎn)生部102B接受高電壓的供給。而且，在此狀 態(tài)下內(nèi)藏于電子槍收納部11的電子槍15朝向靶5d的電子入射面射出 電子后，來(lái)自該電子槍15的電子入射至靶5d而產(chǎn)生的X射線會(huì)從被 安裝于頭部9的上部9c的開(kāi)口部的X射線射出窗10射出。在此，X射線源100例如按照以下的順序組裝。首先，插通于第2 板構(gòu)件104的各螺栓插通孔104A的4根緊固螺栓109螺入4根緊固間 隔構(gòu)件105的下端面的各螺栓孔105A中。而且，插通于第1板構(gòu)件 103的各螺栓插通孔103A的4根緊固螺栓109螺入4根緊固間隔構(gòu)件 105的上端面的各螺栓孔105A，由此使第1板構(gòu)件103和第2板構(gòu)件 104在從上下方向把持絕緣塊102A的狀態(tài)下相互緊固。此時(shí)，介于第 1板構(gòu)件103與絕緣塊102A的上表面之間而設(shè)置有密封構(gòu)件，同樣在 第2板構(gòu)件104與絕緣塊102A的下表面之間也設(shè)置有密封構(gòu)件。接著，從被固定于第1板構(gòu)件103上的金屬制筒構(gòu)件106的開(kāi)口 106C，將液狀絕緣物質(zhì)高壓絕緣油110注入該金屬制筒構(gòu)件106的內(nèi) 部。接著，將X射線管1的真空管7從金屬制筒構(gòu)件106的開(kāi)口 106C 插入該金屬制筒構(gòu)件106的內(nèi)部并浸漬于高壓絕緣油110中。這時(shí)，從真空管7的中心部朝下方突出的基端部5a(高電壓施加部)嵌合于電 源部102側(cè)的插座102D。而且，X射線管1的凸緣9a隔著密封構(gòu)件 螺固于金屬制筒構(gòu)件106的前端面。經(jīng)過(guò)如上所述的工序組裝的X射線源100中，如圖12所示，突設(shè) 于電源部102的絕緣塊102A的上表面的環(huán)狀的壁部102E及金屬制筒 構(gòu)件106與X射線管1中的陽(yáng)極5呈同芯狀配置。而且，環(huán)狀的壁部 102E圍住從X射線管1的真空管7突出的基端部5a(高電壓施加部)的 周圍并突出至遮蔽與金屬制筒構(gòu)件106之間的高度。在X射線源100中，從電源部102的高電壓產(chǎn)生部102B通過(guò)高 電壓線102C及插座102D向X射線管1的基端部5a施加高電壓時(shí)， 通過(guò)陽(yáng)極5向靶5d供給高電壓。在此狀態(tài)下，被收納于電子槍收納部 11的電子槍15朝向被收納于頭部9的上部9c的靶5d的電子入射面射 出電子時(shí)，該電子入射至靶5d。由此，由靶5d所產(chǎn)生的X射線通過(guò) 被安裝于頭部9的上部9c的開(kāi)口部的X射線射出窗10射出外部。在此，在X射線源100中，在將X射線管1的真空管7浸漬于高 壓絕緣油110的狀態(tài)下被收納的金屬制筒構(gòu)件106突設(shè)于電源部2的 絕緣塊102A的外部即第1板構(gòu)件103上而固定。因此，放熱性良好， 可以促進(jìn)金屬制筒構(gòu)件106的內(nèi)部的高壓絕緣油IIO或X射線管1的 真空管7的放熱。而且，金屬制筒構(gòu)件106具有以陽(yáng)極5為中心配置的圓筒形狀。 此時(shí)，從陽(yáng)極5到金屬制筒構(gòu)件106為止的距離均等，所以可以使形 成于陽(yáng)極5及耙5d的周圍的電場(chǎng)穩(wěn)定。而且，此金屬制筒構(gòu)件106可 以使帶電的高壓絕緣油110的電荷有效地放出。而且，突設(shè)于電源部102的絕緣塊102A的上表面的環(huán)狀的壁部 102E通過(guò)包圍從X射線管1的真空管7突出的基端部5a(高電壓施加 部)的周圍，而遮蔽與金屬制筒構(gòu)件106之間，因此，可有效防止從基 端部5a朝金屬制筒構(gòu)件106的異常放電。又，X射線源100具備在通過(guò)4根緊固間隔構(gòu)件105相互緊固的 第1板構(gòu)件103與第2板構(gòu)件104之間把持電源部102的絕緣塊102A 的構(gòu)造。這意味著，在絕緣塊102A內(nèi)不存在引發(fā)放電的導(dǎo)電性異物或 引發(fā)電場(chǎng)的不穩(wěn)定的帶電性異物。因此，根據(jù)本發(fā)明的X射線源IOO，用的放電現(xiàn)象或電場(chǎng)的不穩(wěn)定。在此，X射線源100，例如，在將試樣的內(nèi)部構(gòu)造作為透視圖像觀 察的非破壞檢査裝置中，組裝入將X射線照射于試樣的X射線產(chǎn)生裝置中而使用。圖13是作為該X射線源100的使用例，說(shuō)明組裝于非破 壞檢查裝置的X射線產(chǎn)生裝置中的X射線源(包含本實(shí)施例的X射線 管)的作用的主視圖。X射線源100朝向配置于與X射線攝像機(jī)XC之間的試樣板SP照 射X射線。gp， X射線源100從內(nèi)藏于突出于金屬制筒構(gòu)件106的上 方的頭部9的上部9c的靶5d的X射線產(chǎn)生點(diǎn)XP，通過(guò)X射線射出 窗IO，將X射線照射于試樣板SP。在這種使用例中，因?yàn)閺腦射線產(chǎn)生點(diǎn)XP到試樣板SP為止的距 離愈近，由X射線攝像機(jī)XC所產(chǎn)生的試樣板SP的透視圖像的放大率 愈大，所以試樣板SP通常接近于X射線產(chǎn)生點(diǎn)XP配置。而且，立體 觀察試樣板SP的內(nèi)部構(gòu)造時(shí)，使試樣板SP繞與X射線的照射方向垂直的軸傾斜。在此，如圖13所示，在將試樣板SP繞與X射線的照射方向垂直 的軸傾斜的狀態(tài)下使試樣板SP的觀察點(diǎn)P接近X射線產(chǎn)生點(diǎn)XP而進(jìn) 行立體觀察時(shí)，在X射線源100的金屬制筒構(gòu)件106的前端部殘留如 雙點(diǎn)劃線所示的角部的話，僅可以使試樣板SP的觀察點(diǎn)P接近X射 線產(chǎn)生點(diǎn)XP直到試樣板SP接觸于金屬制筒構(gòu)件6的前端角部的距離 為止，即，僅僅直到從X射線產(chǎn)生點(diǎn)XP到觀察點(diǎn)P為止的距離為D1 的距離為止。對(duì)于此，如圖11及圖12所示那樣金屬制筒構(gòu)件106的前端部利 用錐面106B構(gòu)成無(wú)角部的錐形狀的X射線源100中，可以如圖13中 實(shí)線所示，使試樣板SP的觀察點(diǎn)P接近X射線產(chǎn)生點(diǎn)XP直到試樣板 SP接觸于金屬制筒構(gòu)件106的錐面106B的距離為止，即，直到從X 射線產(chǎn)生點(diǎn)XP到觀察點(diǎn)P為止的距離為D2的距離為止。其結(jié)果是， 可以更大地放大試樣板SP的觀察點(diǎn)P的透視圖像，可以進(jìn)一步精密地 進(jìn)行觀察點(diǎn)P的非破壞檢查。本發(fā)明的X射線源IOO不限定于上述的實(shí)施例。例如，金屬制筒 構(gòu)件106優(yōu)選其內(nèi)周面的剖面形狀是圓形，但是其外周面的剖面形狀，不限定于圓形，可以為四角形或其它的多角形。此時(shí)，金屬制筒構(gòu)件 的前端部的周面可以形成斜面狀。而且，電源部102的絕緣塊102A可以具有短圓柱形狀，對(duì)應(yīng)于此，第1板構(gòu)件103及第2板構(gòu)件104可以具有圓板形狀。而且，緊固間 隔構(gòu)件105可以是圓柱形狀，其根數(shù)也不限定于4根。而且，X射線管1的構(gòu)造可以具備在真空管7內(nèi)配置有電子槍的 構(gòu)造。從以上的本發(fā)明的說(shuō)明可知，可將本發(fā)明進(jìn)行各式各樣的變形。 這種變形不可以被認(rèn)為脫離本發(fā)明的思想及范圍，所有對(duì)于本領(lǐng)域技 術(shù)人員顯而易見(jiàn)的改良，包含于以下的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的x射線管可在多用于非破壞、非接觸觀察的各種x射線圖像攝像裝置中用作X射線產(chǎn)生源。
權(quán)利要求
1.一種X射線管，其特征在于，是通過(guò)將從電子槍射出的電子向X射線靶入射而在該X射線靶上產(chǎn)生X射線的X射線管，該X射線管具備靶收納部，是具有沿著預(yù)定方向延伸的管軸并且在內(nèi)部收納有所述X射線靶的中空構(gòu)件，所述靶收納部具有圍繞該管軸配置的側(cè)壁部，以及位于該側(cè)壁部的端部側(cè)并配置于與該管軸交叉的面上的用于將由該X射線靶產(chǎn)生的X射線取出至外部的X射線射出窗；以及電子槍收納部，是一端安裝于該靶收納部的側(cè)壁部并使其管軸與所述靶收納部的管軸交叉的中空構(gòu)件，且在所述電子槍的電子射出口朝向所述X射線靶的狀態(tài)下，收納該電子槍的至少一部分；所述電子槍在所述電子槍的電子射出口中心比所述電子槍收納部的管軸更偏向所述X射線射出窗側(cè)的狀態(tài)下，被保持于該電子槍收納部?jī)?nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于， 所述電子槍具有包含產(chǎn)生電子的陰極的電子產(chǎn)生部，及使由所述陰極所產(chǎn)生的電子進(jìn)行加速并聚焦的聚焦電極，而且，所述電子槍收納部具有使所述聚焦電極的前端部分嵌合的 凹部，該凹部被設(shè)置在從該電子槍收納部的管軸偏向所述X射線射出 窗側(cè)的位置。
3. 如權(quán)利要求2所述的X射線管，其特征在于，所述電子產(chǎn)生部與所述聚焦電極的外周經(jīng)由絕緣體連接，而且，所述絕緣體配置在所述聚焦電極的外周之中避開(kāi)面向所述X射線射出窗側(cè)的區(qū)域。
4. 如權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的X射線管，其特征在于， 所述電子槍收納部進(jìn)一步具有配置于內(nèi)部的氣體吸收部，而且， 所述氣體吸收部配置在所述電子槍收納部的內(nèi)部空間中比所述電子槍更遠(yuǎn)離所述X射線射出窗的一側(cè)。
5. —種X射線源，其特征在于，具備如權(quán)利要求1 4的任一項(xiàng)所述的X射線管，及用于向所述 X射線靶供給產(chǎn)生X射線用的電壓的電源部。
全文摘要
本發(fā)明涉及具備用于實(shí)現(xiàn)提高放大透視圖像的放大率的構(gòu)造的X射線管及包含其的X射線源。該X射線管具備收納有X射線靶的靶收納部(3)，以及一端被安裝于該靶收納部的側(cè)壁部的電子槍收納部(11)。電子槍收納部配置成使其管軸(C1)與靶收納部的管軸(C3)交叉。而且，電子槍收納部在電子槍的電子射出口中心比該電子槍收納部的管軸更向被設(shè)在靶收納部的側(cè)壁部的一個(gè)端部的X射線射出窗側(cè)偏離的狀態(tài)下，保持該電子槍。利用此結(jié)構(gòu)，可維持電子槍的充足的輸出同時(shí)可使X射線射出窗與X射線靶的距離(FOD)短縮。
文檔編號(hào)H01J35/06GK101283432SQ200680037270
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月7日
發(fā)明者稻鶴務(wù) 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社