專利名稱：X射線管及包含其的x射線源的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將在容器內部所產生的X射線由X射線射出窗取出至 外部的X射線管及包含該X射線管的X射線源。
背景技術：
X射線為對物體透過性良好的電磁波，多數使用于對物體的內部構造進行非破壞、非接觸觀察。x射線管，通常是將由電子槍所射出的電子入射到X射線靶，而產生X射線。X射線管如專利文獻1所記載，收容電子槍的筒狀部件安裝于收容具有x射線靶的陽極的收容部 件。由電子槍所射出的電子射入x射線靶，由x射線靶產生x射線。 產生的x射線透過x射線管的x射線射出窗，照射至外部的試料。透過試料的X射線以各種X射線圖像成像裝置，作為放大透視圖像而進行攝像。專利文獻1:美國專利第5,077,771號發(fā)明人針對以往的X射線管研究的結果，發(fā)現以下這樣的課題。 即，作為所攝像的放大透視圖像形成不清晰的原因之一，可舉出，由X 射線射出窗所觀看的情況時的X射線的產生區(qū)域的形狀(以下稱為" X射線的產生形狀"為橢圓化。X射線的產生形狀因電子射入至X射 線靶時的電子光束的剖面形狀(以下稱為"電子的射入形狀")而定。 即，電子的射入形狀越接近圓形，則X射線的產生形狀也越接近圓形。 因此，在專利文獻1所記載的X射線管中，在包含X射線靶的陽極的 前端設置屏蔽(shield)(罩(hood)電極)，使該罩電極具有調整電子 的射入形狀的功能，將X射線的產生形狀盡可能地做成圓形。另外，為了提高所攝像的放大透視圖像的放大率，需要縮短由對X 射線靶的電子射入位置(X射線的焦點位置)至X射線射出窗之間的 距離(FOD: Focus Object Distance)。但，當在陽極的前端設置罩電極 時，則FOD會變長。如此，在以往的X射線管中，存在有下述問題， 即，在未設置罩電極的情況下，變得無法獲得放大透視圖像的充分的清晰度(清晰度)，而在設置罩電極的情況下，不易增大放大透視圖像 的放大率。發(fā)明內容本發(fā)明是為了解決上述這種問題而開發(fā)完成的發(fā)明，其目的在于 提供可進行清晰的放大透視圖像的攝像，并且可增大該放大透視圖像的放大率的X射線管及包含該X射線管的X射線源。本發(fā)明的X射線管，具有陽極收容部；具有X射線靶的陽極； 及電子槍。在陽極收容部中，設有用來取出在內部所產生的X射線的 X射線射出窗。陽極固定于陽極收容部內的規(guī)定位置。電子槍朝該X 射線靶射出電子，以從X射線靶朝X射線射出窗產生X射線。特別是 陽極收容部具有一對導電性平面部，該一對導電性平面部配置成在 夾著X射線靶的電子射入面的狀態(tài)下相互對向。該一對導電性平面部 相對于基準面平行配置，該基準面包含連結電子槍的電子射出口中 心與X射線靶的電子射入面中心的第1基準線，及與該第1基準線在X射線靶的電子射入面上交叉，且連結X射線射出窗中心與X射線耙 的電子射入面中心的第2基準線。而且，X射線射出窗、X射線靶的電子射入面、及電子槍的電子射出口優(yōu)選配置成使該基準面與X射線靶正交。如上所述，在該x射線管中，在夾著x射線靶的電子射入面的狀態(tài)下呈平行地與上述基準片對向而配置的一對導電性平面部，設置在陽極收容部。在此結構，利用形成于x射線靶的電子射入面與電子槍之間的電場的作用，可使電子的射入形狀接近圓形。其結果，可使X射線的產生形狀接近圓形。即，能夠獲得清晰的放大透視圖像。且，由于與以往的X射線管不同，不需要使用罩(hood)電極，故能夠縮 短FOD，因此，若根據該X射線管的話，也可增大放大透視圖像的放 大率。在本發(fā)明的X射線管，陽極收容部還可具有安裝有電子槍的頭部；及安裝于頭部內，在內部配置有x射線靶的電子射入面的內側容器(內筒管)。在此情況下， 一對導電性平面部優(yōu)選設置于內筒管。根 據上述構成，因導電性平面部形成與頭部不同體的內筒管上，所以，與將一對導電性平面部直接設置在安裝有電子槍收容部的頭部的情況 相比，能更容易地形成該一對導電性平面部。在本發(fā)明的X射線管中，陽極還可具有直線狀的本體部；及從 本體部的前端沿著該本體部的軸線延伸的突出部。在此情況下，優(yōu)選 在突出部上形成X射線靶的電子射入面。根據上述構成，因陽極的突 出部沿著直線狀本體部的軸線延伸，而在該突出部形成有X射線靶的 電子射入面，所以，加上利用突出部的電場的作用，可進一步使電子 的射入形狀接近圓形。另外，在本發(fā)明的X射線管，與X射線靶相對面的電子槍的電子 射出口優(yōu)選具有圓形形狀。在此情況下，可更容易使電子的射入形狀 接近圓形。而且，本發(fā)明的X射線源具備，具有上述構造的X射線管(本發(fā) 明的X射線管)，并且具備對配置有該X射線靶的陽極供給用于在X 射線耙上產生X射線的電壓的電源部。而且，本發(fā)明的各實施例，可根據以下的詳細說明及圖面更充分 地加以理解。這些實施例僅為例示者，本發(fā)明不限于這些實施例。另外，本發(fā)明的進一步的應用范圍由以下的詳細說明可明白得知。 但，詳細說明及特定的事例為表示本發(fā)明的理想實施例，僅為例示而 加以表示，對本領域技術人員而言，由此詳細說明可得知本發(fā)明的思 想及范圍，可進行各種變形及改良。根據本發(fā)明的X射線管，可進行清晰的放大透視圖像的攝像，并 且能夠增大該放大透視圖像的放大率。


圖1是表示本發(fā)明的x射線管的第1實施方式的分解立體圖。圖2是表示第1實施方式的X射線管的全體結構的立體圖。圖3是表示沿著圖2所示的III-III線的第1實施方式的X射線管的內部構造的剖面圖。圖4是表示沿著圖3所示的IV-IV線的第1實施方式的X射線管圖5是用來說明，在第1實施例的X射線管，形成于突出部周圍 的等電位面的放大剖面圖。圖6是表示沿著圖5所示的VI-VI線的第1實施方式的X射線管的剖面圖。圖7是表示陽極的前端部的結構的放大立體圖。 圖8是用來說明陽極的前端部的電子的射入形狀及X射線的產生 形狀的圖。圖9是表示作為本發(fā)明的X射線管的第2實施例的特征部分，特 別是陽極部的突出部的結構的放大立體圖。圖10是表示第2實施例的X射線管全體的內部構造的剖面圖，實 質上相當于沿著圖2中所示的Ill-Ill線的剖面。圖11是表示沿著圖10中所示的XI-XI線的第2實施例的X射線 管的內部構造的剖面圖。圖12是第2實施例的X射線管的突出部附近的放大圖，用來說明 形成于突出部的靶周圍的等電位面的圖。圖13是表示沿著圖12中所示的xm-xni線的第2實施例的x射線管的內部構造的剖面圖。圖14是表示作為本發(fā)明的X射線管的第3實施例的特征部分，特別是陽極部的突出部的結構的放大立體圖。圖15是針對本發(fā)明的X射線管的第3實施例，用來說明形成于突出部的靶周圍的等電位面的圖。圖16是表示以往的X射線管的耙附近的構造的放大剖面圖。圖17是表示沿著圖16中的XVII-XVII線的以往的X射線管的內部構造的剖面圖。圖18是表示以往的X射線管的靶前端的結構的放大立體圖。 圖19是用來說明，在以往的X射線管，陽極前端的電子的射入形狀及X射線的產生形狀的圖。圖20是表示本發(fā)明的X射線源的一實施例的結構的分解立體圖。圖21是表示本實施例的X射線源的內部構造的剖面圖。圖22是說明以組入至非破壞檢査裝置的X射線產生裝置的X射線源(包含本實施例的X射線管)的作用的正面圖。符號說明1A、 1B、 1C: X射線管3:真空外圍器本體(陽極收容部)5、 40、 50:陽極 5d、 47b、 52c:革巴 5f、 41、 51:本體部9:頭部13:內筒管(內側容器) 13d:導電性平面部47、 52:突出部5e、 47d、 52d:電子射入面15:電子槍15a:電子射出口10: X射線射出窗 Cl:管軸線C2、 C4、 C5:本體部的軸線100: X射線源 102:電源部 102A:絕緣塊 102B:高電壓產生部 102C:高電壓線 102D:插座 103:第1板部件 103A:螺絲插通孔 104:第2板部件 104A:螺絲插通孔 105:鎖緊間隔部件 105A:螺孔 106:金屬制筒部件 106A:安裝突緣 106B:回避面106C:插通孔 108:導電性涂料 109:鎖緊螺絲 110:高壓絕緣油 XC: X射線相機 SP:試料板 P:觀察點 XP: X射線產生點具體實施方式
以下，參照圖1 圖15及圖20 圖22，詳細說明關于本發(fā)明的X 射線管及包含該X射線管的X射線源的各實施例。而且，為了容易與 以往的X射線管進行比較，也適宜地利用圖16 圖19。另外，在附圖 說明，針對相同部位、相同要素賦予相同符號，省略重復的說明。(第1實施方式)首先，參照圖1 圖8，說明第1實施例的X射線管1A。而且， 圖1是表示本發(fā)明的X射線管的第1實施方式的分解立體圖。圖2是 表示第1實施方式的X射線管1A的全體結構的立體圖。圖3是表示 沿著圖2所示的III-in線的第1實施方式的X射線管1A的內部構造的 剖面圖。圖4是表示沿著圖3所示的IV-IV線的第1實施方式的X射 線管1A的內部構造的剖面圖。圖5是用來說明，在第1實施例的X 射線管1A，形成于突出部周圍的等電位面的放大剖面圖。圖6是表示 沿著圖5所示的VI-VI線的第1實施方式的X射線管1A的剖面圖。 圖7是表示陽極的前端部的結構的放大立體圖。圖8是用來說明陽極 的前端部的電子的射入形狀及X射線的產生形狀的圖。特別是在圖7， 區(qū)域(a)為陽極5的前端部的放大立體圖，區(qū)域(b)為由區(qū)域(a) 中的箭頭(b)所示的方向所觀看的陽極的前端部的立體圖，區(qū)域(c) 為由區(qū)域(a)中的箭頭(c)所示的方向所觀看的陽極的前端部的立 體圖。如圖1 圖4所示，此第1實施例的X射線管1A為密封型X射線管。X射線管1A具有作為陽極收容部的管狀真空外圍器本體3，在 真空外圍器本體3內收容具有后述的靶5d的陽極5。真空外圍器本體 3具有，支承陽極5的大致呈圓筒狀的真空管7、具有X射線射出窗 10的大致呈圓筒狀的頭部9、及將真空管7與頭部9連結的環(huán)部件7b。 將電子槍收容部11焊接在真空外圍器本體3上，而成為真空外圍器2。 該真空外圍器2的內部被減壓至成為規(guī)定的真空度。另外，真空管7 與頭部9以成為共通的管軸線Cl的方式固定于環(huán)部件7b。在頭部9 上，在管軸線C1方向的一端設有X射線射出窗10。另一方面，由玻 璃(絕緣體)所構成的真空管7的管軸線C1方向的另一端，直徑縮小 以關閉開口 ，在使陽極5的基端部5a的一部分露出于外部的狀態(tài)下， 將陽極5保持于真空外圍器本體3內的期望位置。即，真空外圍器本 體3在其一端具有X射線射出窗10，并且以另一端保持陽極5。而且， 在以下的說明的上下，將真空外圍器本體3的管軸線C1方向的一端側 (X射線射出窗10側)作為"上"，將真空外圍器本體3的管軸線 Cl方向的另一端側(陽極5保持側)作為"下"。在真空管7的上端部，熔接有環(huán)部件7b。環(huán)部件7b為金屬制的圓 筒部件，在上端形成有環(huán)狀突緣。環(huán)部件7b的上端在當接于頭部9的 下端部的狀態(tài)下被焊接。頭部9為大致呈圓筒形的金屬制部件，在其外周形成有環(huán)狀的突 緣部9a。頭部9夾著突緣部9a分成下部9b與上部9c，環(huán)部件7b焊接 在下部9b的下端部，且使得在與真空管7之間，管軸線C1成為共通。 在頭部9的上部9c，設有由Be材所構成的X射線射出窗10，且封塞 其端部的開放。且，在上部9c，形成有用來將真空外圍器2內作成真 空的排氣孔9e，在形成有排氣孔9e的頭部9的內壁固定排氣管。在頭部9內，安裝有大致呈圓筒狀的內筒管(內側容器)13。內 筒管13的管軸線方向的下端部13a進入至真空管7內的空間，在其外 周側，設有當接于頭部9的下端的當接部13b。在頭部9的上部9c，在其外周形成有平面部9d(參照圖1及圖2)， 在該平面部9d，形成有用來裝設電子槍收容部11的頭部側貫通孔9f。 相對于此，在設置于頭部9內的內筒管13上，為了裝設電子槍收容部11，而形成與頭部側貫通孔9f相比直徑小的內筒管側貫通孔13f。由 大直徑的頭部側貫通孔9f側觀看時，小直徑的內筒管側貫通孔13f位于大直徑的頭部側貫通孔9f內，并且朝X射線射出窗10側偏心設置 (參照圖4)。電子槍收容部11大致呈圓筒形狀，在其一端部，設有直徑縮小并突出的圓筒狀頸部ila，圓筒部lib由該頸部lla突出。通過將頸部 lla嵌入至頭部9的頭部側貫通孔9f，而使圓筒部lib嵌入內筒管13 的內筒管側貫通孔13f,由此，使電子槍收容部11和內筒管13定位在 頭部9上，以使得電子槍收容部11的管軸線C3大致與真空外圍器本 體3的管軸線Cl正交。使電子槍收容部11與頭部9向接合。在電子 槍收容部11內收容有電子槍15，經由電子槍收容部11，將該電子槍 15安裝在頭部9上。如圖3所示，電子槍15具備電子產生部23與集束電極25。集束 電極25為圓筒形狀，集束電極25的前端嵌入于電子槍收容部ll的圓 筒部llb的內周面。利用此結構，將集束電極25定位于電子槍收容部 11。集束電極25的前端開口與圓筒部llb的開口形成圓形，集束電極 25的前端開口作為電子射出口 15a來發(fā)揮功能。當由電子產生部23放出電子時，這些電子通過集束電極25受到 集束作用。然后，使這些電子經由電子射出口 15a射入后述的靶5d(X 射線靶)。真空管7與頭部9及內筒管13配置成同心，具有共通的管軸線 Cl。陽極5具有呈直線狀在管軸線Cl上延伸設置，且具有與管軸線 Cl共通的軸線C2的圓柱狀本體部5f。本體部5f由銅所構成，本體部 5f的基端被接合于真空管7的另一端7a。在陽極5的前端部5b，形成 有傾斜面5c。傾斜面5c以與電子槍15相對面的方向，相對本體部5f 的軸線C2具有規(guī)定的角度，使得可由位于管軸線C1上的X射線射出 窗10取出X射線。在傾斜面5c上，圓板狀的靶5d埋設成其電子射入 面5e與傾斜面5c大致呈平行(參照圖7)。靶5d由鎢所構成，陽極 5除了革巴5d以夕卜，其余由銅所構成。當由電子槍15的電子射出口 15a 所射出的電子射入至電子射入面5e，由靶5d產生X射線。陽極5的前端部5b被收容于內筒管13。內筒管13由導電性金屬所構成。如圖l、圖4、圖5及圖6所示，內筒管13配置為，在頭部9 內具有與真空管7、頭部9共通的管軸線C1。內筒管13的管軸線C1 方向的下端側配置于陽極5的基端部5a側，進入至真空管7內的空間。 另外，在內筒管13的內壁面，形成有朝內側隆起的相同形狀的一對導 電性平面部13d、 13d。 一對導電性平面部13d、 13d相對于管軸線Cl 及電子槍收容部11的管軸線C3呈對稱。 一對導電性平面部13d、 13d 呈對向地配置成夾著配置在內筒管13的內部的靶5d的電子射入面5e。 特別是相對基準面平行配置，該基準面為，與靶5d的電子射入面5e 正交的面，其包含，通過電子射出口 15a的中心和電子射入面5e的中 心第1基準線，及在電子射入面5e上與該第l基準線交叉，并連結電 子射入面5e的中心與X射線射出窗10的中心的第2基準線。另外， 導電性平面部13d、 13d的各長度需要為至少可覆蓋對應傾斜面5c的 區(qū)域的長度。由電子槍15所射出的電子通過施加在頭部9內的各電極的電壓， 向形成于頭部9內的空間的等電位面的法線方向受到力并行進。所射 出的電子最終射入至靶5d的電子射入面5e，從而產生X射線。電子 射入于電子射入面5e的位置成為X射線的焦點位置，由X射線的焦 點位置至X射線射出窗10為止的距離為FOD， FOD越短則放大透視 圖像的放大率越提升。其次，針對此第1實施例的X射線管1A的電子的焦點的大小、 焦點形狀及FOD，與由以往的X射線管(專利文獻1所記載的X射線 管)除去罩電極者進行比較加以說明。圖16 圖19是表示由以往的X射線管除去罩電極后的X射線管 (以下稱為"以往的X射線管")200。而且，圖16是表示在以往的 X射線管200中的靶附近的構造的放大剖面圖。圖17是表示沿著圖16 中的XVII-XVII線的以往的X射線管200的內部構造的剖面圖。圖18 是表示以往的X射線管200的靶前端的構造的放大立體圖。圖19是用 來說明，在以往的X射線管200中，陽極前端的電子的射入形狀及X 射線的產生形狀的圖。特別是在圖18，區(qū)域(a)為靶前端部的立體圖，區(qū)域(b)為由區(qū)域(a)中的箭頭(b)所示的方向觀看的靶的前端部 的立體圖。在以往的X射線管200中，在圓筒盒204的管軸線C10上，配置 有圓柱狀陽極201。在此陽極201的前端形成有斜向切削而成的傾斜面 202，此傾斜面202成為靶。藉由電子射入至此傾斜面202，產生X射線。在此， 一般會有下述傾向，即電子的射入形狀G2，其形狀越接近 圓形，則其結果的X射線的產生形狀H2變得越接近圓形。而且，"電 子的射入形狀"是指電子射入至靶時的電子束的剖面形狀，"X射線 的產生形狀"是指由X射線射出窗203觀看的情況時的X射線的剖面 形狀。即，位于由電子槍205所射出的電子的行進路徑的延長線上的 焦點位置P3 (參照圖16)與位于由電子槍205所射出的電子的行進路 徑的延長線上的焦點位置P4 (參照圖17)越接近為大致一致(特別是 在求取微小焦點化的情況，在靶上越接近為大致一致)，電子的射入 形狀G2，其形狀接近圓形，X射線的產生形狀H2也變得接近圓形。在以往的X射線管200,由于電子束的焦點位置P3、 P4不同(參 照圖16及圖17)，故如圖19所示，電子的射入形狀G2成為橢圓， 其結果，X射線的產生形狀H2也橢圓化。相對于此，如圖5及圖6所示，在此第1實施例的X射線管1A， 將配置成在夾著耙5d的電子射入面5e的狀態(tài)下對向的一對導電性平 面部13d、 13d，設置在內筒管13中。因此，在第1實施例的X射線 管1A，與以往的X射線管100不同，能夠使電子束的焦點位置P1 (參 照圖5)與電子束的焦點位置P2 (參照圖6)大致相等。因此，如圖8 所示，電子的射入形狀G1接近圓形，X射線的產生形狀H1也容易成 為圓形。在以往的X射線管200中，由于電子的射入形狀G2成為橢圓， 如圖18中的區(qū)域(b)中的虛線所示，靶上的電子的射入區(qū)域的形狀 F2由X射線射出窗203 (參照圖16)觀看時成為接近橢圓的形狀。其 結果，X射線的產生形狀H2也成為橢圓形，造成放大透視圖像變得不清晰。相對于此，在第1實施例的X射線管1A中，由于電子的射入形狀G1接近圓形，如圖7中的區(qū)域(c)所示，由X射線射出窗10(參 照圖5)觀看靶上的電子的射入區(qū)域的形狀F1，呈圓形。另外，X射 線的產生形狀H1也變成圓形，因此，可獲得清晰的放大透視圖像。另外，如圖1及圖2所示，在第1實施例的X射線管1A中，通 過將內筒管13安裝于頭部9內，與使頭部9與內筒管13 —體形成的 情況相比，可容易地形成導電性平面部13d。另外，在此第1實施例的X射線管1A中，設置在電子槍15上的 電子射出口 15a (參照圖4)形成圓形。因此，可更容易將電子的射入 形狀G1作成圓形。(第2實施例)其次，參照圖9 圖13，說明關于第2實施例的X射線管。而且， 圖9是表示作為本發(fā)明的X射線管的第2實施例的特征部分，特別是 陽極部的突出部的結構的放大立體圖。圖10是表示第2實施例的X射 線管1B全體的內部構造的剖面圖，實質上相當于沿著圖2中所示的 Ill-Ill線的剖面。圖11是表示沿著圖10中所示的XI-XI線的第2實施 例的X射線管1B的內部構造的剖面圖。圖12是第2實施例的X射線 管1B的突出部附近的放大圖，用來說明形成于突出部的靶周圍的等電位面的圖。圖13是表示沿著圖12中所示的xni-xm線的第2實施例的X射線管1B的內部構造的剖面圖。而且，在此第2實施例的X射 線管1B，針對與第1實施例的X射線管1A相同或同等的構造，賦予相同符號并省略其說明。如圖9 11所示，在第2實施例中，陽極40是呈直線狀延伸的圓 柱狀。該陽極40具有成為與真空外圍器本體3的管軸線Cl共通的軸 線C4的本體部41，在本體部41的前端，形成有沿著軸線C4延伸的 突出部47。突出部47具有配置于頭部9內的剖面大致長方形狀，在突 出部47的前端形成有傾斜面47a。傾斜面47a為與電子槍15相對面的 朝向，且相對本體部41的軸線C4傾斜規(guī)定角度，使得可由X射線射 出窗10取出X射線。在傾斜面47a，埋設有圓板狀靶47b，靶47b的電子射入面47d與傾斜面47a平行。靶47b由鎢所構成，陽極5除了 靶47b以外，由銅所構成。在陽極40的突出部47，形成有一對側面47c、 47c,其在與本體 部41的軸線C4相同的方向上延伸，并且以夾著電子射入面47d的方 式平行設置。而且， 一對側面47c、 47c間的寬度(距離)比在此寬度 相同方向上的本體部41的寬度(直徑)小。因此，能夠使圖12所示 的電子束的焦點位置與圖13所示的電子束的焦點位置大致一致，X射 線的產生形狀H1也容易成為圓形。另外，如圖10及圖11所示，在此 第2實施例的X射線管1B中，通過將陽極40的本體部41作成直線 形狀，且使突出部47由本體部41的前端沿著本體部41的軸線C4延 伸，與陽極折彎的形狀相比，不容易引起放電，可獲得高度的動作穩(wěn) 定性。(第3實施例)其次，參照圖14及圖15，說明關于第3實施例的X射線管1C。 而且，圖14是表示作為本發(fā)明的X射線管的第3實施例的特征部分， 特別是陽極部的突出部的結構的放大立體圖。圖15是針對本發(fā)明的X 射線管的第3實施例，用來說明形成于突出部的靶周圍的等電位面的 圖。特別是在圖15，區(qū)域(a)為表示突出部附近的放大剖面圖，區(qū)域 (b)為沿著在區(qū)域(a)所示的B-B線的突出部附近的剖面圖。在此， 在此第3實施例的X射線管1C，針對與第1實施例的X射線管1A相 同或同等的構造，賦予相同符號且省略其說明。第3實施例的X射線管1C，陽極50具有直線狀地延伸的圓柱形 狀。此陽極50具有成為與真空外圍器本體3的管軸線Cl共通的軸線 C5的本體部51，另外，在陽極50的前端，設有在本體部51的軸線 C5方向上延伸的突出部52。突出部52具有形成與本體部51的表面相 同面且呈直線狀地延伸于軸線C5方向的曲面52a。另外，在突出部52 上，在曲面52a的相反側，以夾著本體部51的曲面52a的方式，形成 與本體部51的表面連續(xù)形成的傾斜面52b。傾斜面52b相對軸線C5 傾斜規(guī)定角度(參照圖15中的區(qū)域(a))，且由位于本體部51的軸 線C5上的X射線射出窗10取出X射線。另外，在傾斜面52b，設有由鎢所構成的靶52c (參照圖14)。陽極50的突出部52收容于內筒 管13，在內筒管13上，形成有一對導電性平面部13d、 13d，其配置 成在夾著靶52c的電子射入面52d的狀態(tài)下對向。此第3實施例的X 射線管1C除了陽極50以外，其余由與第1實施例的X射線管IA相 同的構造所構成。此第3實施例的X射線管1C也與第1及第2實施例的X射線管 1A、 IB同樣地，與以往的X射線管100 (參照圖16 圖18)不同，X 射線的產生形狀H1容易成為圓形。另外，如圖14所示，陽極50的突出部52具有與本體部51的表 面成為相同面的曲面52a。因此，與完全不具有成為同一面的表面的情 況相比，不易引起放電，可獲得高度的動作穩(wěn)定性。本發(fā)明不限于以上的實施例。例如，靶5d、 47d、 52d的材質不限 于鎢，也可為其它的X射線產生用材料。另外，不限于將靶5d、 47d、 52d設置于陽極5、 40、 50的一部分的情況，也可通過使用期望的X 射線產生用料一體地形成陽極5、 40、 50全體，來使該陽極5、 40、 50 本身成為靶。而且，在陽極5、 40、 50收容于真空外圍器本體(陽極 收容部)3的情況時的"收容"不限于收容靶5d、 47d、 52d全體的情 況，在例如陽極5、 40、 50本身成為耙的情況下，包含靶的一部分由 真空外圍器本體(陽極收容部)3露出的狀態(tài)。另外，陽極5、 40、 50 也可以是中途折彎的形狀。管狀的真空外圍器本體(陽極收容部)3 不限于圓形的管狀，也可以為矩形、其它形狀，另外不限于呈直線延 伸的管狀，也可為呈弧度或彎曲的管狀。在未設有內筒管13的情況下， 可以使與設置于內筒管13的一對導電性平面部13d、 13d相同構造的 一對導電性平面部直接設置在頭部9的內壁面上。其次，參照圖20及圖21，說明關于適用具有上述構造的X射線 管(本發(fā)明的X射線管)的本發(fā)明的X射線源100。再者，圖20是表 示本發(fā)明的X射線源的一實施例的結構的分解立體圖。另外，圖21是 表示本實施例的X射線源的內部構造的剖面圖。另外，上述第1 3實 施例的X射線管1A 1C均可適用于本發(fā)明的X射線源100，但為了說明簡單，在以下的說明及關聯(lián)的附圖，僅以"x射線管r表示可適用于該X射線源100的全部X射線管。如圖21及圖22所示，X射線源100具備電源部102;電源部102;配置于絕緣塊102A上面?zhèn)鹊牡?板部件103;配置于絕緣塊102A 下面?zhèn)鹊牡?板部件104;隔在第1板部件103與第2板部件104之間 的4個聯(lián)結間隔部件105;及通過金屬制筒部件106固定在第1板部件 103上的X射線管1。再者，電源部102具有，在由環(huán)氧樹脂所構成的 絕緣塊102A中使高壓電產生部102B、高壓電線102C、插座102D等 (參照圖21)模塊化的構造。電源部102的絕緣塊102A具有短棱柱形狀，其上面及下面大致呈 正方形并相互平行。在其上面的中心部配置有，經由高壓電線102C連 接于高壓電產生部102B的插座102D。另外，在絕緣塊102A的上面， 設有與插座102D呈同芯地配置的環(huán)狀壁部102E。另外，在絕緣塊102A 的周面，涂布有用于將其電位做成GND電位(接地電位)的導電性涂 料108。而且，也可粘貼導電性帶以代替涂布導電性涂料。第1板部件103及第2板部件104為與例如4支的聯(lián)結間隔部件 105及8支的聯(lián)結螺絲109共同作動，來由圖示的上下方向夾著電源部 102的絕緣塊102A的部件。這些第1板部件103及第2板部件104形 成比絕緣塊102A的上面及下面更大的大致正方形。在第1板部件103 及第2板部件104的4個角部，分別形成有供各聯(lián)結螺絲109插通的 螺絲插通孔103A、 104A。另外，在第1板部件103，形成有包圍突出 設置于絕緣塊102A的上面的環(huán)狀的壁部2E的圓形開口 103B。4支的聯(lián)結間隔部件105形成棱柱狀，并配置于第1板部件103 及第2板部件104的4個角部。各聯(lián)結間隔部件105的長度比絕緣塊 102A的上面及下面的間隔略短，即設定成比其短了相當于絕緣塊102A 的壓縮變形的量。在各聯(lián)結間隔部件105的上下端面，分別形成有供 聯(lián)結螺絲109旋入的螺孔105A。金屬制筒部件106形成圓筒狀，形成于其基端部的安裝突緣106A 經由密封部件螺旋固定于第1板部件103的開口 103B的周邊。此金屬 制筒部件6的前端部的周面形成為錐面106B。利用該錐面106B，使金 屬制筒部件106在前端構成沒有角部的前端細的形狀。另外，在金屬 制筒部件106的連續(xù)于錐面106B的平坦的前端面，形成有供X射線 管1的真空管7插通的開口 106C。X射線管1具備:將陽極5保持成絕緣狀態(tài)并予以收容的真空管7; 導通陽極5并收容構成在其內端部的反射型靶5d的頭部9的上部9c;及用于收容朝靶5d的電子射入面(反射面)射出電子束的電子槍15 的電子槍收容部ll。再者，利用真空管7與頭部9構成靶收容部。真空管7與頭部9的上部9c管軸一致地配置，電子槍收容部11 的管軸相對它們的管軸大致正交。而且在真空管7與頭部9的上部9c 之間，形成有用于固定在金屬制筒部件106的前端面上的突緣9a。另 外，陽極5的基端部5a (通過電源部102施加高電壓的部分)由真空 管7的中心部朝下方突出(參照圖21)。再者，在X射線管1中，附設有排氣管，經由此排氣管，使真空 管7、頭部9的上部9c及電子槍收容部11的內部減壓至規(guī)定的真空度， 由此構成真空密封容器。在這樣的X射線管1中，基端部5a (高電壓施加部)嵌合于成形 在電源部102的絕緣塊102A的插座102D。由此，基端部5a經由高壓 電線102C從高壓電產生部102B承接高壓電的供給。另外，當在此狀 態(tài)下，內裝于電子槍收容部11的電子槍15朝靶5d的電子射入面射出 電子時，則使通過來自該電子槍15的電子射入靶5d而產生的X射線， 由裝設在頭部9的上部9c的開口部上的X射線射出窗10射出。在此，X射線源100通過例如以下的順序進行組裝。首先，將插 通于第2板部件104的螺絲插通孔104A的4支的聯(lián)結螺絲109，旋入 至4支的聯(lián)結間隔部件105的下端面的各螺孔105A。然后，將插通于 第1板部件103的各螺絲插通孔103A的4支的聯(lián)結螺絲109，旋入至 4支的聯(lián)結間隔部件105的上端面的各螺孔105A，由此，在使第1板 部件103與第2板部件104由上下方向固定絕緣塊102A的狀態(tài)下，而 相互聯(lián)結。此時，在第1板部件103與絕緣塊102A的上面之間，間隔 設置密封部件，同樣地，在第2板部件104與絕緣塊102A的下面之間 也設置有密封部件。其次，由固定于第1板部件103上的金屬制筒部件106的開口 106C，朝該金屬制筒部件106的內部注入液態(tài)狀絕緣物質的高壓絕緣 油110。接著，將X射線管1的真空管7由金屬制筒部件106的開口 106C，插入至該金屬制筒部件106的內部，并浸漬于高壓絕緣油110中。此時，由真空管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側的插座102D。然后，將X射線管1的突緣 9a經由密封部件螺旋固定于金屬制筒部件106的前端面。在經由以上步驟所組裝的X射線源100中，如圖21所示，相對X 射線管1的陽極5，突出設置于電源部102的絕緣塊102A的上面的環(huán) 狀壁部102E及金屬制筒部件106呈同芯狀配置。另外，環(huán)狀壁部102E 包圍由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，而突出至遮蔽與金屬制筒部件106之間的高度。在X射線源100中，當由電源部102的高壓電產生部102B經由 高壓電線102C及插座102D對X射線管1的基端部5a施加高電壓時， 經由陽極5對耙5d施加高電壓。當在此狀態(tài)下，收容于電子槍收容部 11的電子槍15朝收容于頭部9的上部9c的靶5d的電子射入面射出電 子時，該電子射入至靶5d。由此，在靶5d上產生的X射線經由裝設 于頭部9的上部9c的開口部的X射線射出窗10射出至外部。在此，在X射線源100中，在使X射線管1的真空管7浸漬于高 壓絕緣油110的狀態(tài)下而收容的金屬制筒部件106突出設置并固定于 電源部2的絕緣塊102A的外部，即第1板部件103上。因此，散熱性 良好，能夠促進金屬制筒部件106內部的高壓絕緣油IIO或X射線管 1的真空管7的散熱。另外，金屬制筒部件106具有將中心配置于陽極5的圓筒形狀。 在此情況下，因由陽極5至金屬制筒部件106為止的距離為均等，所 以，能夠使形成于陽極5及靶5d的周圍的電場穩(wěn)定。另夕卜，此金屬制 筒部件106能夠使帶電的高壓絕緣油110的電荷有效地放電。進一步，突出設置于電源部102的絕緣塊102A上面的環(huán)狀壁部 102E，通過包圍由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，以遮蔽與金屬制筒部件106之間。因此，可有效地防 止由基端部5a朝金屬制筒部件106的異常放電。再者，X射線源100具有下述構造，即，在經由4個的聯(lián)結間隔 部件105相互地聯(lián)結的第1板部件103與第2板部件104之間，加緊 電源部102的絕緣塊102A。這意味著，在絕緣塊102A內不存在誘發(fā) 放電的導電性異物或誘發(fā)電場紊亂的帶電性異物。因此，根據本發(fā)明的X射線源100，可有效地抑制在電源部102上的無用的放電現象或 電場紊亂。在此，x射線源ioo，在例如將試料的內部構造作為透視圖像進行 觀察的非破壞檢査裝置中，組裝到對試料照射x射線的X射線產生裝置中而進行使用。圖22是說明作為該X射線源100的使用例，組裝至 非破壞檢查裝置的X射線產生裝置中的X射線源(包含本實施例的X 射線管)的作用的正面圖。X射線源100朝配置于與X射線相機XC之間的試料板SP照射X 射線。gp， X射線源100，從內裝在朝金屬制筒部件106的上方突出的 頭部9的上部9c中的靶5d的X射線產生點XP，經X射線射出窗10， 對試料板SP照射X射線。在這樣的使用例中，由于從X射線產生點XP至試料板SP的距離 越近，利用X射線相機XC拍攝的試料板SP的透視圖像的放大率變大， 故試料板SP通常接近于X射線產生點XP而配置。另外，在立體地觀 察試料板SP的內部構造的情況下，將試料板SP在與x射線照射方向正交的軸周圍傾斜。在此，如圖22所示，當在將試料板SP在與X射線照射方向正交 的軸周圍傾斜的狀態(tài)下，使試料板SP的觀察點P接近X射線產生點 XP進行立體觀察，在此情況下，當在X射線源100的金屬制筒部件 106的前端部殘留有以2點劃線所示的角部時，則僅能夠使試料板SP 的觀察點P向X射線產生點XP接近至使試料板SP與金屬制筒部件6 的前端角部的距離，即接近至由X射線產生點XP至觀察點P的距離 為D1的距離。相對于此，如圖20及圖21所示，在金屬制筒部件106的前端部 通過錐面106B構成不具有角部的前端細的形狀的X射線源100，如圖 23的實線所示，能夠使試料板SP的觀察點P向X射線產生點XP接 近至使試料板SP接觸于金屬制筒部件106的錐面106B的距離，即接 近至由X射線產生點XP至觀察點P的距離為D2的距離。其結果，可 更進一步放大試料板SP的觀察點P的透視圖像，能夠更進一步精密地 進行觀察點P的非破壞檢查。本發(fā)明的X射線源100不限于上述實施例。例如，金屬制筒部件 106，其內周面的剖面形狀優(yōu)選為圓形，但其外周面的剖面形狀不限于 圓形，能夠做成四角形或其它的多角形。在此情況下，金屬制筒部件 的前端部的周面能夠形成斜面狀。另外，電源部102的絕緣塊102A也可具有短圓柱形狀，對應于此， 第1板部件103及第2板部件104也可具有圓板形狀。且，聯(lián)結間隔 部件105也可為圓柱形狀，其數量也不限于4支。由以上的本發(fā)明的說明可得知，本發(fā)明可進行各種變形。這樣的 變形不應認定為超出本發(fā)明的思想及范圍，對技術領域工作人員顯而 易見的改良均包含于權利要求中。[產業(yè)上的利用可能性]本發(fā)明的X射線管，在用于非破壞、非接觸觀察的各種X射線圖 像攝像裝置中作為X射線發(fā)生源而使用。
權利要求
1.一種X射線管，其特征在于，具有陽極收容部，其具有用于取出在內部所產生的X射線的X射線射出窗；陽極，其配置于所述陽極收容部內，并具有X射線靶；及電子槍，其為了從所述X射線靶朝所述X射線射出窗產生X射線，而朝該X射線靶射出電子，所述陽極收容部具有一對導電性平面部，該一對導電性平面部與基準面平行，且配置成在夾著所述X射線靶的電子射入面的狀態(tài)下相互對向；所述基準面包含連結所述電子槍的電子射出口中心與所述X射線靶的電子射入面中心的第1基準線；及與該第1基準線在所述X射線靶的電子射入面上交叉，且連結所述X射線射出窗中心與所述X射線靶的電子射入面中心的第2基準線。
2. 如權利要求1所述的X射線管，其特征在于 所述陽極收容部具有，安裝有所述電子槍的頭部；及安裝于所述頭部內，收容所述陽極的一部分以將所述X射線靶的所述電子射入面 定位在其內部的內側容器，而且，所述一對所述導電性平面部設置在所述內側容器中。
3. 如權利要求1所述的X射線管，其特征在于所述陽極具有呈沿著規(guī)定軸延伸的形狀的本體部；和從所述本體部的前端沿著所述本體部的軸線延伸的突出部，而且，在所述突出部上形成有所述x射線靶的所述電子射入面。
4. 如權利要求1或2所述的X射線管，其特征在于與所述X射線靶相對的所述電子槍的電子射出口具有圓形形狀。
5. —種X射線源，其特征在于，具有 如權利要求1 4中任何一項所述的X射線管；及對所述x射線靶供給用于產生X射線的電壓的電源部。
全文摘要
本發(fā)明涉及X射線管及包含其的X射線源。在本發(fā)明的X射線管的陽極收容部(3)上設置有與正交于X射線靶的電子射入面(5d)的基準面平行且夾著該X射線靶而配置的一對導電性平面部(13d)。其中，基準面包含連結電子槍(11)的電子射出口中心和X射線靶的電子射入面中心的第1基準線，和在該電子射入面上與該第1基準線交叉且連結該電子射入面的中心和X射線射出窗的中心的第2基準線。根據該構成，利用形成在X射線靶的電子射入面和電子槍之間電場的作用，可以使電子射入形狀接近圓形。另外，與以往的X射線管不同，由于不使用罩電極，可以縮短FOD，從而可以進行清晰的放大透視圖像的攝像，提高該放大透視圖像的放大率。
文檔編號H01J35/08GK101283434SQ20068003733
公開日2008年10月8日 申請日期2006年10月4日 優(yōu)先權日2005年10月7日
發(fā)明者岡田知幸, 稻鶴務 申請人:浜松光子學株式會社