專利名稱：X射線管及包含其的x射線源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將在容器內(nèi)部所產(chǎn)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(shù)：
X射線為對(duì)物體透過性良好的電磁波，多數(shù)使用于對(duì)物體的內(nèi)部 構(gòu)造進(jìn)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(chǎn)生X射線。X射線管如專利文獻(xiàn)1所記載，收容電子槍的筒狀部件安裝于收容具有x射線靶的陽極的收納部 件。由電子槍所射出的電子射入x射線靶，由x射線靶產(chǎn)生x射線。 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(jìn)行攝像。 專利文獻(xiàn)1:美國專利第5,077,771號(hào)發(fā)明人針對(duì)以往的X射線管研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)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(shí)的X射線的產(chǎn)生區(qū)域的形狀(以下稱為"X 射線的產(chǎn)生形狀"為橢圓化。X射線的產(chǎn)生形狀因電子射入至X射線 靶時(shí)的電子光束的剖面形狀(以下稱為"電子的射入形狀")而定。艮卩， 電子的射入形狀越接近圓形，則X射線的產(chǎn)生形狀也越接近圓形。因 此，在專利文獻(xiàn)1所記載的X射線管中，在包含x射線靶的陽極的前 端設(shè)置屏蔽(shield)(罩(hood)電極)，使該罩電極具有調(diào)整電子的 射入形狀的功能，將X射線的產(chǎn)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(duì)X 射線靶的電子射入位置(X射線的焦點(diǎn)位置)至X射線射出窗之間的 距離(FOD: Focus Object Distance)。但，當(dāng)在陽極的前端設(shè)置罩電極 時(shí)，則FOD會(huì)變長。如此，在以往的X射線管中，存在有下述問題， 即，在未設(shè)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(鮮明度)，而在設(shè)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(nèi)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(jìn)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射線管具有陽極收納部；具有X射線靶的陽極；及 電子槍。在陽極收容部，設(shè)有用于取出在內(nèi)部所產(chǎn)生的X射線的X射 線射出窗。陽極固定于陽極收納部內(nèi)的規(guī)定位置。電子槍是朝該X射 線耙射出電子，以從X射線耙朝X射線射出窗產(chǎn)生X射線。特別是陽 極具有直線狀本體部；及由本體部的前端延伸于該本體部的軸線方 向的突出部。突出部具有傾斜面，其相對(duì)于軸線以規(guī)定的角度交叉 且與X射線耙的電子射入面一致；及在與該軸線相同方向上延伸，并 且夾著傾斜面平行配置的一對(duì)側(cè)面。突出部的一對(duì)側(cè)面間的距離比與 該距離相同的方向的本體部的寬度小。如上所述，本發(fā)明的X射線管，具備可達(dá)到各種條件的構(gòu)造。艮口， 作為第1條件，陽極部由本體部與突出部所構(gòu)成。作為第2條件，突 出部具有與從電子槍射出的電子所射入的X射線靶的電子射入面一 致的傾斜面；和在與陽極的本體部的軸線相同方向上延伸，并夾著傾 斜面平行配置的一對(duì)側(cè)面。作為第3條件，突出部的一對(duì)側(cè)面間的距離是比與該距離相同的方向的本體部的寬度小。通過達(dá)到這樣的條件，可使電子的射入形狀接近圓形，能夠使x射線的產(chǎn)生形狀接近圓形。 因此，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，不需要使用罩電極，故能夠縮短FOD，其結(jié)果，可增大放大透視 圖像的放大率。在本發(fā)明的X射線管，對(duì)本體部的軸線呈正交的突出部剖面優(yōu)選 具有與一對(duì)側(cè)面正交的方向的橫向尺寸相比，與該橫向尺寸正交方 向的縱向尺寸短的形狀。在此情況下，可使電子的射入形狀更接近圓形。另外，在本發(fā)明的X射線管中，優(yōu)選位于陽極前端的突出部表面 的一部分形成與本體部的表面為同一平面。在此情況下，突出部表面 的全部，與相對(duì)本體部呈階差狀相連的情況相比，不易產(chǎn)生電場紊亂， 不易引起放電。其結(jié)果，不或受到放電所影響，可獲得高度的動(dòng)作穩(wěn) 定性。在本發(fā)明的X射線管中，優(yōu)選在陽極收容部上設(shè)有在夾著突出部 的狀態(tài)下相對(duì)配置的一對(duì)導(dǎo)電性平面部，且相對(duì)于一對(duì)側(cè)面平行，利 用一對(duì)導(dǎo)電性平面部的作用，可使電子的射入形狀更接近圓形。在本發(fā)明的x射線管中，電子槍優(yōu)選，在與x射線靶相對(duì)面的面上具有圓形的電子射出口。在此情況下，可使電子的射入形狀更接近 圓形。且，本發(fā)明的X射線管具備，具有上述這樣的構(gòu)造的x射線管(本發(fā)明的X射線管)，并且具備對(duì)配置有該X射線靶的陽極供給用于 在X射線耙上產(chǎn)生X射線的電壓的電源部。而且，本發(fā)明的各實(shí)施例，可根據(jù)以下的詳細(xì)說明及圖面更充分 地加以理解。這些實(shí)施例僅為例示者，本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。另外，本發(fā)明的進(jìn)一步的應(yīng)用范圍由以下的詳細(xì)說明可明白得知。 但，詳細(xì)說明及特定的事例為表示本發(fā)明的理想實(shí)施例，僅為例示而 加以表示，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，由此詳細(xì)說明可得知本發(fā)明的思 想及范圍，可進(jìn)行各種變形及改良。根據(jù)本發(fā)明的x射線管，可進(jìn)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(shí)施方式的分解立體圖。圖2是表示第1實(shí)施方式的X射線管的全體結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是表示沿著圖2所示的III-III線的第1實(shí)施方式的X射線管的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖4是表示沿著圖3所示的IV-IV線的第1實(shí)施方式的X射線管 的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖5是表示沿著圖4所示的V-V線的第1實(shí)施方式的X射線管的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖6是用于說明，在第1實(shí)施例的X射線管中，形成于突出部周 圍的等電位面的放大剖面圖。圖7是表示沿著圖6所示的VII-VII線的第1實(shí)施方式的X射線管 的剖面圖。圖8是表示陽極的突出部的結(jié)構(gòu)的放大立體圖。 圖9是用于說明陽極的突出部的電子的射入形狀及X射線的產(chǎn)生 形狀的圖。圖10是表示作為本發(fā)明的X射線管的第2實(shí)施例的特征部分，特 別是陽極部的突出部的結(jié)構(gòu)的放大立體圖。圖ll是用于說明，在第2實(shí)施例的X射線管中，形成于突出部周 圍的等電位面的圖。圖12是表示本發(fā)明的X射線管的第3實(shí)施方式的分解立體圖。圖13是表示沿著圖12所示的Xin-XIII線的第3實(shí)施方式的X射 線管的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖14是表示沿著圖13所示的XIV-XIV線的第3實(shí)施方式的X射 線管的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖15是用于說明，在第3實(shí)施例的X射線管中，形成于突出部周 圍的等電位面的放大剖面圖。圖16是表示沿著圖15所示的XVI-XVI線的第3實(shí)施方式的X射 線管的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖17是表示以往的X射線管的靶附近的構(gòu)造的放大剖面圖。圖is是表示沿著圖17中的xvin-xvni線的以往的x射線管的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖19是表示以往的X射線管的陽極前端的構(gòu)造的放大立體圖。 圖20是用于說明，在以往的X射線管中，陽極前端的電子的射入 形狀及X射線的產(chǎn)生形狀的圖。圖21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22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23是說明以組裝到非破壞檢査裝置中的X射線產(chǎn)生裝置的X 射線源(包含本實(shí)施例的X射線管)的作用的正面圖。 符號(hào)說明1A、 1B、 1C: X射線管3:真空外圍器本體(陽極收容部)5、 50:陽極10: X射線射出窗12、 51:本體部13d:導(dǎo)電性平面部15:電子槍15a:電子射出口 27、 52:突出部 27a、 52b:傾斜面 27b、 52c:耙 27c、 52d:側(cè)面27d、 52a:曲面(突出部的表面的一部分) C2、 C5:本體部的軸線Wl: —對(duì)側(cè)面間的寬度(距離)W2:本體部的寬度Ml:橫向尺寸M2:縱向尺寸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l板部件103A:螺絲插通孔104:第2板部件104A:螺絲插通孔105:聯(lián)結(jié)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(dǎo)電性涂料 109:聯(lián)結(jié)螺絲 110:高壓絕緣油 XC: X射線相機(jī) SP:試料板 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16及圖21 圖23，詳細(xì)說明關(guān)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(shí)施例。而且，為了容易與 以往的X射線管進(jìn)行比較，也適宜地利用圖17 圖20。另外，在附圖 說明，針對(duì)相同部位、相同要素賦予相同符號(hào)，省略重復(fù)的說明。 (第1實(shí)施例)首先，參照?qǐng)D1 圖9，說明第1實(shí)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(shí)施方式的分解立體圖。圖2是 表示第1實(shí)施方式的X射線管1A的全體結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是表示 沿著圖2所示的III-III線的第1實(shí)施方式的X射線管1A的內(nèi)部構(gòu)造的 剖面圖。圖4是表示沿著圖3所示的IV-IV線的第1實(shí)施方式的X射 線管1A的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖5是表示沿著圖4所示的V-V線的 第1實(shí)施方式的X射線管1A的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖6是用于說明， 在第1實(shí)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7是表示沿著圖6所示的VII-VII線的第1實(shí)施方式的X射線 管1A的剖面圖。圖8是表示陽極的突出部的結(jié)構(gòu)的放大立體圖。圖9 是用于說明陽極的突出部的電子的射入形狀及X射線的產(chǎn)生形狀的圖。特別是在圖8，區(qū)域(a)為陽極5的突出部27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突出部27 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 的突出部27的立體圖。如圖1 圖4所示，此第1實(shí)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(nèi)收容具有后述的靶27b的陽極5。真空外圍器本體 3是由，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的大致圓筒狀的頭部9、及連結(jié)真空管7與頭部9的環(huán)部件7b所構(gòu) 成，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(nèi)部被減壓至成為規(guī)定的真空度。另外，真空 管7與頭部9是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(shè)有X射線射出窗10。另一方面， 由玻璃(絕緣體)所構(gòu)成的真空管7的管軸線C1方向的另一端，直徑 縮小以關(guān)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(nèi)的期望位置。g卩，真空外圍 器本體3是在其一端具有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，是將真空外圍器本體3的管軸線C1方向 的一端側(cè)(X射線射出窗10側(cè))作為上，將真空外圍器本體3的管軸 線C1方向的另一端側(cè)(陽極5保持側(cè))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的上端在抵接于頭部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，且使得在與真空管7之間管軸線Cl成為共通。在頭部9 的上部9c，設(shè)有由Be材所構(gòu)成的X射線射出窗l(fā)O，且封塞其端部的 開放。而且，在上部9c，形成有用于將真空外圍器2內(nèi)作成真空的排 氣孔9e，在排氣孔9e固定有未圖示的排氣管。在頭部9的上部9c，在其外周形成有平面部9d，在該平面部9d 上，形成有用于裝設(shè)電子槍收容部11的頭部側(cè)貫通孔9f。電子槍收容部ll大致呈圓筒形狀，在其一端部，設(shè)有直徑縮小并突出的圓筒狀頸部lla，圓筒部lib由該頸部lla突出。通過將頸部 11a嵌入至頭部9的頭部側(cè)貫通孔9f，使電子槍收容部11定位在頭部 9上，且使得其管軸線C3與真空外圍器本體3的管軸線Cl大致正交。 此電子槍收容部11接合于頭部9。如圖3所示，在電子槍收容部11內(nèi)，收容有電子槍15。電子槍 15是具備電子產(chǎn)生部23與集束電極25。集束電極25具有圓筒形狀， 集束電極25的前端是被嵌入于電子槍收容部11的圓筒部lib的內(nèi)周 面。由此，集束電極25被定位在電子槍收容部11上。集束電極25的 前端開口與圓筒部lib的開口形成為圓形，作為電子射出口 15a來發(fā) 揮功能。當(dāng)由電子產(chǎn)生部23放出電子時(shí)，這些電子通過集束電極25而受 到集束作用。通過使放出的電子經(jīng)由電子射出口 15a而射入后述的靶 27b，而產(chǎn)生X射線。如圖1、圖3及圖4所示，真空管7與頭部9配置成具有共通的管 軸線Cl。另外，陽極5具有呈直線狀地延伸于管軸線Cl上的本體部 12。本體部12的基端被保持在真空管7的另一端7a。在陽極5上形成 有由本體部12的前端朝X射線射出窗10側(cè)在軸線C2方向上延伸 的突出部27。突出部27配置在頭部9內(nèi)，并具有剖面略呈長方形。突 出部27的前端被斜向切削，成為傾斜面27a。在傾斜面27a上埋設(shè)有 圓板狀的靶27b且使其電子射入面與靶27b大致呈平行(參照?qǐng)Dl)。 靶27b由鎢所構(gòu)成，陽極5是由靶27b以外的例如銅所構(gòu)成的。當(dāng)由 電子槍15所射出的電子射入靶27b時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生X射線。傾斜面27a 以與電子槍15相對(duì)面的方向，相對(duì)本體部12的軸線C2傾斜規(guī)定角度， 以使從位于軸線C2上的X射線射出窗10取出X射線。突出部27具有，在與本體部12的軸線C2相同的方向上延伸，并 且在夾著傾斜面27a的狀態(tài)下配置成平行的一對(duì)側(cè)面27c、 27c。如圖5 所示， 一對(duì)側(cè)面27c、 27c間的寬度Wl比與該寬度相同方向上的本體 部12的寬度W2小。在此突出部27中，與電子槍15相對(duì)側(cè)的相反側(cè)的面27d形成為 與本體部12的表面呈相同面的曲面。通過具有與本體部12的表面相同面的曲面27d，可將突出部27與本體部12的階差部作成最小限度。因此，與完全不具有成為相同面的表面的情況相比，不易引起放電， 可獲得很高的動(dòng)作穩(wěn)定性。另夕卜，突出部27，如圖3及圖4所示，由本體部12的前端延伸于 本體部12的軸線C2方向。因此，比起靶折彎的形狀，不易引起放電， 可獲得高度的動(dòng)作穩(wěn)定性。如圖6及圖7所示，當(dāng)對(duì)頭部9內(nèi)的各電極施加規(guī)定電壓時(shí)，在 該頭部9內(nèi)的空間中形成電場。由電子槍15所射出的電子受到該形成 于頭部9內(nèi)的空間中的電場的影響而行進(jìn)(朝等電位面的法線方向一 邊受到力而行進(jìn))，最終射入至傾斜面27a的靶27b上，從而，由該 耙27b產(chǎn)生X射線。電子射入于靶27b的位置成為X射線的焦點(diǎn)位置， 由X射線的焦點(diǎn)位置至X射線射出窗IO為止的距離為FOD， FOD短 則放大透視圖像的放大率提升。其次，針對(duì)此第1實(shí)施例的X射線管1A的電子的焦點(diǎn)的大小、 焦點(diǎn)形狀及FOD，與由以往的X射線管(專利文獻(xiàn)1所記載的X射線 管)除去罩電極者進(jìn)行比較加以說明。圖17 圖20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17是表示在以往的 X射線管200中的耙附近的構(gòu)造的放大剖面圖。圖18是表示沿著圖17中的xvm-xvin線的以往的x射線管200的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖19是表示以往的X射線管200的陽極前端的構(gòu)造的放大立體圖。圖20 是用于說明，在以往的X射線管200，陽極前端的電子的射入形狀及X 射線的產(chǎn)生形狀的圖。特別是在圖19中，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。此以往的X射線管200，以將圓柱狀的陽極201的 前端斜向切削的形狀的傾斜面202作為靶，通過使電子射入，以產(chǎn)生X 射線。在此， 一般會(huì)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(jié)果的X射線的產(chǎn)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(shí)的電子束的剖面形狀，"X射線 的產(chǎn)生形狀"是指由X射線射出窗203觀看的情況時(shí)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(jìn)路徑的延長線上的焦點(diǎn)位置P3 (參照?qǐng)D17)與位于由電子槍205所射出的電子的行進(jìn)路 徑的延長線上的焦點(diǎn)位置P4 (參照?qǐng)D18)越接近為大致一致(特別是 在求取微小焦點(diǎn)化的情況，在靶上越接近為大致一致)，電子的射入 形狀G2 (參照?qǐng)D20)，其形狀越接近圓形，X射線的產(chǎn)生形狀H2也越接近圓形。在以往的X射線管200中，在圓筒盒204的管軸線C6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。通過使電子射入至此傾斜面202，產(chǎn)生 X射線。此時(shí)，在以往的X射線管200中，由于電子束的焦點(diǎn)位置P3 (圖17)與電子束的焦點(diǎn)位置P4 (圖18)不同，故如圖20所示，電 子的射入形狀G2成為橢圓。其結(jié)果，X射線的產(chǎn)生形狀H2也容易橢 圓化。相對(duì)于此，如圖5、圖6及圖7所示，在此第1實(shí)施例的X射線 管1A，陽極5的突出部27在與本體部12的軸線C2相同的方向上延 伸，在突出部27上，形成有夾著傾斜面27a呈平行地配置的一對(duì)側(cè)面 27c、 27c。且， 一對(duì)側(cè)面27c、 27c間的寬度Wl比與此寬度相同方向 的本體部12的寬度(直徑)W2小。故，與以往的X射線管200不同， 能夠使電子束的焦點(diǎn)位置P1 (圖6)與電子束的焦點(diǎn)位置P2 (圖7) 大致相等。因此，如圖9所示，電子的射入形狀G1接近圓形，X射線 的產(chǎn)生形狀H1也容易成為圓形。另外，在以往的X射線管200中，由于電子的射入形狀G2成為 橢圓，故如圖19中的點(diǎn)劃線所示，靶上的電子的射入?yún)^(qū)域的形狀F2 由X射線射出窗203 (參照?qǐng)D17)觀看時(shí)成為接近橢圓的形狀。其結(jié) 果，X射線的產(chǎn)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(duì)于此，在第1實(shí)施例的X射線管1A中，由于電子的射入形 狀Gl接近圓形，故如圖8中的區(qū)域(c)所示，由X射線射出窗10(參照?qǐng)D6)觀看，靶上的電子的射入?yún)^(qū)域的形狀F1呈圓形。另外， X射線的產(chǎn)生形狀H1也變成圓形，由此，可獲得清晰的放大透視圖像。在此第1實(shí)施例的X射線管1A中，如圖5所示，在通過突出部27，對(duì)本體部12的軸線C2呈正交的剖面中，與一對(duì)側(cè)面27c、 27c正 交的方向的橫向尺寸Ml，比與橫向尺寸Ml正交的方向的縱向尺寸 M2短。因此，與以往的X射線管200相比，電子的射入形狀G1接近 圓形，X射線的產(chǎn)生形狀H1也更容易成為圓形。另外，在第1實(shí)施例的X射線管1A中，設(shè)置在電子槍15上的電 子射出口 15a，如圖4所示，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(shí)施例)其次，參照?qǐng)D10及圖11，說明關(guān)于第2實(shí)施例的X射線管。而 且，圖10是表示作為本發(fā)明的X射線管的第2實(shí)施例的特征部分，特 別是陽極部的突出部的結(jié)構(gòu)的放大立體圖。圖ll是用于說明，在第2 實(shí)施例的X射線管中，形成于突出部周圍的等電位面的圖。特別是在 圖11，區(qū)域(a)為突出部附近的放大剖面圖，區(qū)域(b)為沿著區(qū)域 (a)中所示的B-B線的突出部附近的剖面圖。而且，在此第2實(shí)施例 的X射線管1B中，針對(duì)與第1實(shí)施例的X射線管1A相同或同等的構(gòu) 造，賦予相同符號(hào)并省略其說明。在此第2實(shí)施例的X射線管1B中，陽極50具有圓柱狀且呈直線 狀地延伸的本體部51。另外，在陽極50上設(shè)有由本體部51的前端在 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在軸線C5方向上延伸的曲面 52a。在突出部52上，在夾著本體部51的軸線C5而與曲面52a相對(duì) 的一側(cè)，形成有與本體部51的表面連續(xù)形成的傾斜面52b。傾斜面52b 相對(duì)軸線C5傾斜規(guī)定角度，以使由X射線射出窗IO取出X射線。在 此傾斜面52b上埋設(shè)有由鎢所構(gòu)成的靶52c。夾著傾斜面52b而形成的 一對(duì)側(cè)面52d、 52d呈平行地配置。 一對(duì)側(cè)面52d、 52d間的寬度，比 與此寬度相同方向的本體部51的寬度小。且，在通過突出部52，相對(duì) 本體部51的軸線C5呈正交的剖面中，與一對(duì)側(cè)面52d、 52d正交的方 向上的橫向尺寸，比與該橫向尺寸正交的方向上的縱向尺寸短。這與 第1實(shí)施例的X射線管1A的陽極5相同。此第2實(shí)施例的X射線管IB與第1實(shí)施例的X射線管1A不同，突出部52變短。但，與第1實(shí)施例的X射線管1A同樣地，與如圖17 圖19所示的以往的X射線管200相比，由于可使圖11中的區(qū)域(a) 與區(qū)域(b)所示的電子束的焦點(diǎn)位置P1、 P2大致一致，故X射線的 產(chǎn)生形狀H1也容易成為圓形。(第3實(shí)施例)其次，參照?qǐng)D12 圖16，說明關(guān)于第3實(shí)施例的X射線管1C。 而且，圖12是表示本發(fā)明的X射線管的第3實(shí)施方式的分解立體圖。 圖13是表示沿著圖12所示的Xin-XIII線的第3實(shí)施方式的X射線管 1C的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。圖14是表示沿著圖13所示的XIV-XIV線的 第3實(shí)施方式的X射線管1C的內(nèi)部構(gòu)造的放大剖面圖。圖15是用于 說明，在第3實(shí)施例的X射線管中，形成于突出部周圍的等電位面的 放大剖面圖。圖16是表示沿著圖15所示的XVI-XVI線的第3實(shí)施方 式的X射線管1C的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。另外，在此第3實(shí)施例的X 射線管1C中，針對(duì)與第1實(shí)施例的X射線管1A相同或同等的構(gòu)造， 賦予相同符號(hào)且省略其說明。第3實(shí)施例的X射線管1C為密封型的X射線管，與第1實(shí)施例 的X射線管1A不同點(diǎn)在于具有內(nèi)筒管13。內(nèi)筒管13大致呈圓筒狀且 由導(dǎo)電性金屬所構(gòu)成，配置成在頭部9內(nèi)具有與頭部9共通的管軸線 Cl。在內(nèi)筒管13的管軸線C1方向的上端側(cè)，配置在相對(duì)陽極5的突 出部27的上端更上方。另外，在內(nèi)筒管13的內(nèi)壁面，形成有朝內(nèi)隆 起的相同形狀的一對(duì)導(dǎo)電性平面部13d、 13d，導(dǎo)電性平面部13d、 13d 相對(duì)于管軸線Cl呈對(duì)稱。 一對(duì)導(dǎo)電性平面部13d、 13d在夾著陽極5 的突出部27的狀態(tài)下相對(duì)向，配置成相對(duì)于形成在突出部27上的一 對(duì)側(cè)面27c、 27c呈平行。另外， 一對(duì)導(dǎo)電性平面部13d、 13d的大小 必須為至少覆蓋與形成在突出部27上的一對(duì)側(cè)面27c、 27c的傾斜面 27a相對(duì)應(yīng)的區(qū)域的大小。而且，在此第3實(shí)施例中， 一對(duì)導(dǎo)電性平面 部13d、 13d具有大致覆蓋一對(duì)側(cè)面27c、 27c的大小。在內(nèi)筒管13內(nèi)，為了裝設(shè)電子槍收容部11，而形成有與頭部側(cè)貫 通孔9f相比直徑更小的內(nèi)筒側(cè)貫通孔13c。由大直徑的頭部側(cè)貫通孔9f側(cè)觀看時(shí)，小直徑的內(nèi)筒側(cè)貫通孔13c位于大直徑的頭部側(cè)貫通孔 9f內(nèi)，并且在朝X射線射出窗10側(cè)偏心的狀態(tài)下而被配置(參照?qǐng)D14) 。而且，電子槍收容部11的圓筒部llb被嵌入于內(nèi)筒管13的內(nèi) 筒側(cè)貫通孔13c。另外，如圖15及圖16所示，通過對(duì)頭部9內(nèi)的各電極施加規(guī)定 電壓，使得在頭部9內(nèi)的空間形成電場。由電子槍15所射出的電子受 到電場的影響而行進(jìn)(朝等電位面的法線方向受到力而行進(jìn))，最終 射入至傾斜面27a的靶27b上，從而產(chǎn)生X射線。而且，通過在內(nèi)筒管13設(shè)置一對(duì)導(dǎo)電性平面部13d、 13d，與以往 的X射線管200 (參照?qǐng)D18)不同，能夠使電子束的焦點(diǎn)位置P1 (圖15) 與電子束的焦點(diǎn)位置P2 (圖16)大致一致，因此X射線的產(chǎn)生形 狀H1容易成為圓形。本發(fā)明不限于以上的實(shí)施例。例如，耙27b、 52c的材質(zhì)不限于鎢， 也可以是其它的X射線產(chǎn)生用材料。另外，不限于將靶27b、 52c設(shè)置 在陽極5、 50的一部分上的情況，也可以通過由發(fā)生所希望的X射線 用材料一體地形成陽極5、 50全體，使設(shè)置在陽極5、 50上的傾斜面 27a、 52b成為靶。而且，在真空外圍器本體(陽極收容部)3中收容 有陽極5、 50的情況下，所謂"收容"不限于收容著陽極5、 50全體 的情況，例如也包含使陽極5、 50的一部分由真空外圍器本體(陽極 收容部)3露出的狀態(tài)。管狀的真空外圍器本體(陽極收容部)3不限 于圓形的管狀，也可為矩形、其它形狀，另外，不限于呈直線地延伸 的管狀，也可為呈弧度或彎曲的管狀。在未設(shè)有內(nèi)筒管13的情況下， 也可以在頭部9的內(nèi)壁面上直接設(shè)置，與設(shè)置于內(nèi)筒管13上的導(dǎo)電性 平面部13d、 13d相同構(gòu)造的一對(duì)導(dǎo)電性平面部。其次，參照?qǐng)D21及圖22，說明關(guān)于適用具有上述構(gòu)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IOO。而且，圖21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。另外，圖22是 表示本實(shí)施例的X射線源的內(nèi)部構(gòu)造的剖面圖。另外，上述第1 3實(shí) 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(guān)聯(lián)的附圖，僅以"X射線管l"表示可適 用于該X射線源100的全部X射線管。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(gè)聯(lián)結(jié)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。而且，電源部102具有，在由環(huán)氧樹脂所構(gòu)成的 絕緣塊102A中使高壓電產(chǎn)生部102B、高壓電線102C、插座102D等 (參照?qǐng)D22)模塊化的構(gòu)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(jīng)由高壓電線102C連 接于高壓電產(chǎn)生部102B的插座102D。另外，在絕緣塊102A的上面， 設(shè)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(dǎo)電性涂 料108。而且，也可粘貼導(dǎo)電性帶以代替涂布導(dǎo)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(jié)間隔部件 105及8支的聯(lián)結(jié)螺絲109共同作動(dòng)，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(gè)角部，分別形成有供各聯(lián)結(jié)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(shè)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(jié)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(gè)角部。各聯(lián)結(jié)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(shè)定成比其短了相當(dāng)于絕緣塊102A 的壓縮變形的量。在各聯(lián)結(jié)間隔部件105的上下端面，分別形成有供 聯(lián)結(jié)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(jīng)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(gòu)成沒有角部的前端細(xì)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(dǎo)通陽極5并收容構(gòu)成在其內(nèi)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。而且，利用真空管7與頭部9構(gòu)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(duì)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?qǐng)D22)。而且，在X射線管1中，附設(shè)有排氣管，經(jīng)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(nèi)部減壓至規(guī)定的真空度， 由此構(gòu)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(jīng)由高壓 電線102C從高壓電產(chǎn)生部102B承接高壓電的供給。另外，當(dāng)在此狀 態(tài)下，內(nèi)裝于電子槍收容部ll的電子槍15朝耙5d的電子射入面射出 電子時(shí)，則使通過來自該電子槍15的電子射入靶5d而產(chǎn)生的X射線， 由裝設(shè)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(jìn)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(jié)螺絲109,旋入 至4支的聯(lián)結(jié)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(jié)螺絲109，旋入至 4支的聯(lián)結(jié)間隔部件105的上端面的各螺孔105A，由此，在使第l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(jié)。此時(shí)，在第1板部件103與絕緣塊102A的上面之間，間隔 設(shè)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(shè)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(nèi)部注入液態(tài)狀絕緣物質(zhì)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(nèi)部，并浸漬于高壓絕緣油110中。此時(shí)，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(cè)的插座102D。然后，將X射線管1的突緣 9a經(jīng)由密封部件螺旋固定于金屬制筒部件106的前端面。在經(jīng)由以上步驟所組裝的X射線源100中，如圖22所示，相對(duì)X 射線管1的陽極5，突出設(shè)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。另夕卜，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(dāng)由電源部102的高壓電產(chǎn)生部102B經(jīng)由 高壓電線102C及插座102D對(duì)X射線管1的基端部5a施加高電壓時(shí)， 經(jīng)由陽極5對(duì)靶5d施加高電壓。當(dāng)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(shí)，該電子射入至靶5d。由此，在靶5d上產(chǎn)生的X射線經(jīng)由裝設(shè) 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(shè)置并固定于 電源部102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(jìn)金屬制筒部件106內(nèi)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(jìn)一步，突出設(shè)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。而且，X射線源100具有下述構(gòu)造，即，在經(jīng)由4個(gè)的聯(lián)結(jié)間隔 部件105相互地聯(lián)結(jié)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(nèi)不存在誘發(fā) 放電的導(dǎo)電性異物或誘發(fā)電場紊亂的帶電性異物。因此，根據(jù)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(xiàn)象或 電場紊亂。在此，x射線源ioo，在例如將試料的內(nèi)部構(gòu)造作為透視圖像進(jìn)行觀察的非破壞檢查裝置中，組裝到對(duì)試料照射x射線的x射線產(chǎn)生裝置中而進(jìn)行使用。圖23是說明作為該X射線源100的使用例，組裝至 非破壞檢査裝置的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)的作用的正面圖。X射線源100朝配置于與X射線相機(jī)XC之間的試料板SP照射X 射線。即，X射線源IOO，從內(nèi)裝在朝金屬制筒部件106的上方突出的 頭部9的上部9c中的耙5d的X射線產(chǎn)生點(diǎn)XP，經(jīng)X射線射出窗10， 對(duì)試料板SP照射X射線。在這樣的使用例中，由于從X射線產(chǎn)生點(diǎn)XP至試料板SP的距離 越近，利用X射線相機(jī)C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(chǎn)生點(diǎn)XP而配置。另外，在立體地觀 察試料板SP的內(nèi)部構(gòu)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23所示，當(dāng)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(diǎn)P接近X射線產(chǎn)生點(diǎn) XP進(jìn)行立體觀察，在此情況下，當(dāng)在X射線源100的金屬制筒部件 106的前端部殘留有以2點(diǎn)劃線所示的角部時(shí)，則僅能夠使試料板SP 的觀察點(diǎn)P向X射線產(chǎn)生點(diǎn)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(chǎn)生點(diǎn)XP至觀察點(diǎn)P的距離 為D1的距離。相對(duì)于此，如圖21及圖22所示，在金屬制筒部件106的前端部 通過錐面106B構(gòu)成不具有角部的前端細(xì)的形狀的X射線源100，如圖 23的實(shí)線所示，能夠使試料板SP的觀察點(diǎn)P向X射線產(chǎn)生點(diǎn)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(chǎn)生點(diǎn)XP至觀察點(diǎn)P的距離為D2的距離。其結(jié)果，可 更進(jìn)一步放大試料板SP的觀察點(diǎn)P的透視圖像，能夠更進(jìn)一步精密地 進(jìn)行觀察點(diǎn)P的非破壞檢査。本發(fā)明的X射線源100不限于上述實(shí)施例。例如，金屬制筒部件 106，其內(nèi)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(duì)應(yīng)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(jié)間隔 部件105也可為圓柱形狀，其數(shù)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(jìn)行各種變形。這樣的 變形不應(yīng)認(rèn)定為超出本發(fā)明的思想及范圍，對(duì)技術(shù)領(lǐng)域工作人員顯而 易見的改良均包含于權(quán)利要求中。[產(chǎn)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(quán)利要求
1.一種X射線管，其特征在于，具有陽極收納部，其具有用于取出在內(nèi)部所產(chǎn)生的X射線的X射線射出窗；陽極，其配置于所述陽極收納部內(nèi)，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(chǎn)生X射線，而朝該X射線靶射出電子，所述陽極具有呈沿著規(guī)定軸而延伸的形狀的本體部；及由該本體部的前端沿著所述本體部的軸線方向延伸設(shè)置的突出部，所述突出部具有傾斜面，其相對(duì)于所述軸線以規(guī)定的角度交叉的面，且與所述X射線靶的電子射入面一致；及一對(duì)側(cè)面，其在與所述軸線相同方向上延伸設(shè)置，并且夾著所述傾斜面而平行地配置，所述突出部中的一對(duì)所述側(cè)面間的距離，比在與該距離相同的方向上的所述本體部的寬度小。
2. 如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于在與所述軸線正交的所述突出部的剖面上，沿著與一對(duì)所述側(cè)面 分別正交的方向的該突出部剖面的橫向尺寸，比沿著與該橫向尺寸正 交的方向的該突出部剖面的縱向尺寸短。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的X射線管，其特征在于 所述突出部的表面的一部分，與所述本體部的表面形成為同一面。
4. 如權(quán)利要求1 3中任何一項(xiàng)所述的X射線管，其特征在于 所述陽極收容部具有一對(duì)導(dǎo)電性平面部，該一對(duì)平面部在夾著所述突出部的狀態(tài)下相對(duì)向配置，且配置成與所述突出部上的所述一對(duì) 側(cè)面平行。
5. 如權(quán)利要求1所述的X射線管，其特征在于所述電子槍，在與所述X射線靶相對(duì)的面上具有圓形的電子射出PJ。
6. —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X射線管；及 對(duì)所述X射線靶供給用于產(chǎn)生X射線的電壓的電源部。
全文摘要
本發(fā)明的X射線管，通過使來自電子槍的電子射入至配置于陽極收容部(5)內(nèi)的陽極的X射線靶，而產(chǎn)生X射線，并由X射線射出窗取出所產(chǎn)生的X射線。陽極具有直線狀本體部(12)和由本體部的前端在該本體部的軸線方向上延伸的突出部(27)。在突出部(27)上形成有與由電子槍射出的電子沖突的傾斜面(27a)，和在夾著傾斜面的狀態(tài)下平行配置的一對(duì)側(cè)面(27b)。突出部的該一對(duì)側(cè)面間的距離在與該距離相同的方向上比本體部的寬度小。根據(jù)該構(gòu)成，可使電子向靶的入射形狀接近圓形，并使X射線的發(fā)生形狀接近圓形。因此可得到清晰的放大透視圖像，由于不需要罩，可以縮短FOD，從而提高放大透視圖像的放大率。
文檔編號(hào)H01J35/08GK101283433SQ20068003735
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月7日
發(fā)明者岡田知幸, 稻鶴務(wù) 申請(qǐng)人:浜松光子學(xué)株式會(huì)社