CN102237242A - X射线发生装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及X射线发生装置。在X射线管(20)中，筒状体(25)中从凸缘部(26)向前侧突出的开口端部(27)保持靶(31)，该开口端部(27)被配置于X射线发生装置的前面嵌板(4)的贯通孔(4a)内。由此，靶(31)位于前面嵌板(4)的外表面附近。再有，前面嵌板(4)以及筒状体(25)具有热传导性，筒状体(25)的凸缘部(26)接触于X射线发生装置的前面嵌板(4)。由此，在靶(31)中所产生的热通过凸缘部(26)而释放至前面嵌板(4)。

Description

X射线发生装置
技术领域
本发明涉及应用于光照射式静电除去装置等中的X射线发生装置。
背景技术
作为上述技术领域中的X射线发生装置，众所周知具备输出X射线的X射线管、将驱动电压输入到X射线管的电路部、以及容纳X射线管和电路部的箱体(case)的装置(例如参照日本专利第4223863号公报)。再有，作为X射线管，众所周知具有通过施加驱动电压从而放出电子的电子放出部、通过照射该电子从而放出X射线的X射线放出部、容纳电子放出部的真空管、以及被连接于真空管的开口部并保持X射线放出部的筒状体的X射线管(例如参照日本专利第4223863号公报以及国际专利申请公开第2005/029531号)。
然而，在以上所述的X射线发生装置中，例如为了扩大静电除去装置的除静电范围，希望扩大X射线照射角。另一方面，特别是在使用软X射线的情况下，因为X射线放出部为高温，所以希望高效率地冷却X射线放出部。
发明内容
因此，本发明的课题是提供一种能够扩大X射线照射角并且能够高效率地冷却X射线放出部的X射线发生装置。
为了解决上述课题，本发明所涉及的X射线发生装置的特征在于，是一种具备输出X射线的X射线管、将驱动电压输入到X射线管的电路部、以及容纳X射线管和电路部的箱体(case)的X射线发生装置；X射线管具有通过施加驱动电压从而放出电子的电子放出部、通过照射电子从而放出X射线的X射线放出部、容纳电子放出部的真空管、以及包含凸缘部、从凸缘部向一方侧突出并保持X射线放出部的第1开口端部和从凸缘部向另一方侧突出并被连接于真空管的开口部的第2开口端部的筒状体；箱体中安装有X射线管的前面嵌板(panel)以及X射线管的筒状体具有导电性以及热传导性；筒状体的第1开口端部被配置于前面嵌板的贯通孔内，筒状体的凸缘部接触于前面嵌板。
在该X射线发生装置中，筒状体中从凸缘部向一方侧突出的第1开口端部保持X射线放出部，该第1开口端部被配置于前面嵌板的贯通孔内。由此，X射线放出部位于前面嵌板的外表面附近。因此，根据该X射线发生装置，能够扩大X射线照射角。再有，前面嵌板以及筒状体具有导电性以及热传导性，筒状体的凸缘部接触于前面嵌板。由此，在X射线放出部中所产生的热通过凸缘部而释放至前面嵌板。因此，根据该X射线发生装置，能够高效率地冷却X射线放出部。
在此，优选，筒状体具有包含第1开口端部并且在另一方的端部形成有第1凸缘的第1筒状构件、以及包含第2开口端部并且在一方的端部形成有第2凸缘的第2筒状构件；凸缘部通过接合第1凸缘和第2凸缘而被形成。根据该构成，能够容易且高精度地形成包含凸缘部、第1开口端部和第2开口端部的筒状体。
另外，优选，第1开口端部在从前面嵌板的前侧进行观察的情况下具有被包含于第2开口端部的外形。根据该构成，能够扩大凸缘部，从而能够更加高效率地冷却X射线放出部。
或者，优选，第1开口端部在从前面嵌板的前侧进行观察的情况下具有包含第2开口端部的外形。根据该构成，能够扩大X射线放出部，从而能够进一步扩大X射线照射角。
另外，优选，第1开口端部的外表面接触于前面嵌板的贯通孔的内表面。根据该构成，在X射线放出部中所产生的热因为不仅通过凸缘部而且通过第1开口端部而向前面嵌板释放，所以能够更加高效率地冷却X射线放出部。
或者，优选，在第1开口端部的外表面与前面嵌板的贯通孔的内表面之间填充有导电性树脂材料。根据该构成，在X射线放出部中所产生的热因为不仅通过凸缘部而且通过第1开口端部以及导电性树脂材料而向前面嵌板释放，所以能够更加高效率地冷却X射线放出部。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的X射线发生装置的立体图。
图2是沿着图1的II-II线的截面图。
图3是沿着图2的III-III线的截面图。
图4是图1的X射线发生装置中的X射线管周边的截面图。
图5是本发明的其它的实施方式的X射线发生装置中的X射线管周边的截面图。
图6是本发明的其它的实施方式的X射线发生装置中的X射线管周边的截面图。
图7是本发明的其它的实施方式的X射线发生装置中的X射线管周边的截面图。
图8是本发明的其它的实施方式的X射线发生装置中的X射线管周边的放大截面图。
图9是本发明的其它的实施方式的X射线发生装置中的X射线管周边的截面图。
图10是本发明的其它的实施方式的X射线发生装置中的X射线管周边的截面图。
图11是本发明的其它的实施方式的X射线发生装置中的X射线管周边的截面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行详细的说明。还有，在各个附图中，将相同的符号标注于相同或者相当的部分上，从而省略重复的说明。
如图1以及图2所示，X射线发生装置1具备由具有导电性以及热传导性的材料(例如铝等的金属材料)所构成的箱体2。箱体2包含矩形筒状的箱体主体3、矩形板状的前面嵌板4以及背面嵌板5。在箱体主体3的下面由小螺钉7而固定有例如由不锈钢构成的安装基底6。箱体2容纳输出X射线的X射线管20以及将驱动电压输入到X射线管20的电路部8。
电路部8将例如-9.5kV的高电位的驱动电压输入到X射线管20。在电路部8中，由经由端子9与外部电源相电连接的低电压发生部8a而使电位上升至例如-1kV，之后，由高电压发生部8b而使电位上升至-9.5kV。
低电压发生部8a和高电压发生部8b在箱体2内由不锈钢制的屏蔽板(shield plate)11而被电磁隔离。在箱体2内的底面上不锈钢制的基底板12与电路部8一起由小螺钉而被固定。基底板12在前端以L字形竖起，并被固定于前面嵌板4。
如图3所示，X射线管20具有例如由科瓦合金玻璃(Kovar-glass)构成的圆筒状的真空管21。真空管21的前端部(一方的端部)敞开，从而成为开口部21a。真空管21的后端部(另一方的端部)闭合，从而成为杆件(stem)21b。还有，在杆件21b上残留有在X射线管20的制造时在真空管21内的抽真空之后进行密封的排气管21c。
在杆件21b上贯通并固定有一对杆针(stem pin)22。各个杆针22的后端部与电路部8的高电压发生部8b相电连接。在一对杆针22的前端部架设有作为阴极的灯丝(电子放出部)23。灯丝23通过杆针22而由电路部8施加驱动电压，从而放出电子。再有，在一方的杆针22上以包围灯丝23的方式固定有圆筒状的聚焦器(focus)24。真空管21容纳灯丝23以及聚焦器24。
在真空管21的开口部21a上固定有由具有导电性以及热传导性的材料(例如科瓦合金金属等的金属材料)构成的圆筒状的筒状体25。筒状体25通过连接前侧的筒状构件(第1筒状构件)25a和后侧的筒状构件(第2筒状构件)25b而形成。筒状构件25a是包含前侧的开口端部(第1开口端部)27并且在后端部上形成有凸缘(第1凸缘)26a的构件。筒状构件25b是包含后侧的开口端部(第2开口端部)28并且在前端部上形成有凸缘(第2凸缘)26b的构件。在筒状体25上，通过由点焊接合筒状构件25a的凸缘26a和筒状构件25b的凸缘26b，从而形成凸缘部26。
由此，筒状体25包含凸缘部26、从凸缘部26向前侧(一方侧)突出的开口端部27、以及从凸缘部26向后侧(另一方侧)突出的开口端部28。后侧的开口端部28以开口彼此连接的方式由玻璃熔接而被固定于真空管21的开口部21a上。在此，前侧的开口端部27的直径小于后侧的开口端部28的直径。即前侧的开口端部27在从前面嵌板4的前侧进行观测的情况下具有被包含于后侧的开口端部28的外形。
在前侧的开口端部27上以堵塞其开口的方式通过银钎焊而固定有例如由铍构成的圆板状的窗构件29。在窗构件29的内表面上通过蒸镀而形成有例如由钨构成的靶(X射线放出部)31。这样，靶31被保持于筒状体25的开口端部27。靶31通过照射由灯丝23放出并由聚焦器24聚集的电子束从而放出X射线。于是，由靶31放出的X射线通过窗构件29而被射出至外部。
接着，对相对于前面嵌板4的X射线管20的安装构造进行说明。如图4所示，前面嵌板4包含安装有X射线管20的安装部13。安装部13通过前面嵌板4的一部分向内侧成为厚壁而形成。在安装部13的后面13a上形成有截面圆形的凹部14。在凹部14的底面14a上形成有贯通前面嵌板4的贯通孔4a。
X射线管20相对于安装部13的凹部14从后侧插入。在此，筒状体25的前侧的开口端部27被配置于前面嵌板4的贯通孔4a内，筒状体25的凸缘部26接触于凹部14的底面14a(即前面嵌板4的内表面)。X射线管20在此状态下通过O型环15由固定螺母16而被固定于安装部13。
更加具体而言，将X射线管20的真空管21插入到O型环15以及固定螺母16的贯通孔16a中，在凹部14的内表面的内螺纹14b上螺接有固定螺母16的外螺纹16b。由此，筒状体25的凸缘部26被挤压于凹部14的底面14a上，从而X射线管20被固定于前面嵌板4。还有，固定螺母16例如由黄铜所构成，包含圆柱状的躯干部17以及六角头部18。外螺纹16b被形成于圆柱状的躯干部17的外表面。
在如以上所述构成的X射线发生装置1中，箱体2的前面嵌板4以及X射线管20的筒状体25具有导电性以及热传导性，并相互接触。因此，X射线管20的靶31通过窗构件29、筒状体25和前面嵌板4而被维持为接地电位。由此，如果例如-9.5kV的高电位的驱动电压被施加于灯芯23，那么在灯芯23中放出电子，该被放出的电子一边向靶31加速一边在聚焦器24中聚集。然后，如果该一边加速一边聚集的电子被照射于靶31，那么在靶31中放出X射线，该被放出的X射线通过窗构件29而被射出至外部。
此时，在X射线发生装置1中，筒状体25中从凸缘部26向前侧突出的开口端部27保持靶31，该开口端部27被配置于前面嵌板4的贯通孔4a内。由此，靶31位于前面嵌板4的外表面附近(在此为大致同一平面上)。因此，防止了X射线的进路因前面嵌板4而被遮挡，例如能够以所谓150°的方式(参照图4)，扩大X射线照射角。再有，前面嵌板4以及筒状体25具有热传导性，筒状体25的凸缘部26接触于前面嵌板4。由此，在靶31中所产生的热通过凸缘部26而被释放至前面嵌板4。因此，特别是在使用软X射线的情况下，能够高效率地冷却容易成为高温的靶31。
另外，在X射线管20中，通过由点焊接合筒状构件25a的凸缘26a和筒状构件25b的凸缘26b，从而形成筒状体25。根据该构成，能够容易且高精度地形成包含凸缘部26以及开口端部27、28的筒状体25。而且，因为可以如以下所述制造X射线管20，所以在制造时能够防止靶31受到热损伤。
即通过银钎焊将形成有靶31的窗构件29固定于筒状构件25a的前侧的开口端部27。另一方面，通过玻璃熔接将筒状构件25b的后侧的开口端部28固定于真空管21的开口部21a。之后，通过点焊固定筒状构件25a的凸缘26a和筒状构件25b的凸缘26b。由此，在成为最高温的玻璃熔接时靶31没有被加热。
另外，在X射线管20中，前侧的开口端部27在从前面嵌板4的前侧进行观察的情况下具有被包含于后侧的开口端部28的外形。由此，因为相对于前面嵌板4的凸缘部26的接触面积变宽，所以该构成进一步提高了靶31的冷却性能。
以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但是，本发明并不限定于上述实施方式。例如，真空管21以及筒状体25并不限定于截面圆形的圆筒体，也可以是其它的截面形状的筒体。
另外，如图5～图7所示，形成有靶31的窗构件29从保护窗构件29的观点出发，可以位于距前面嵌板4的外表面仅规定距离的内侧。在此情况下，如图5所示使贯通孔4a的前侧的开口部4b作为向前侧逐渐扩展的锥孔，如图6所示使贯通孔4a的前侧的开口部4b作为向前侧以阶梯状扩大的带台阶的孔，那么能够防止X射线的进路因前面嵌板4而被遮挡。再有，如图7所示将贯通孔4a的前侧的开口部4b的高度抑制为较低，那么也能够取得相同的效果。
另外，前侧的开口端部27的外表面27a也可以接触于前面嵌板4的贯通孔4a的内表面(例如参照图5～图7)。根据该构成，在靶31中所产生的热因为不仅通过凸缘部26而且还通过开口端部27而释放至前面嵌板4，所以能够更加高效率地冷却靶31。再有，能够使相对于前面嵌板4的X射线管20的安装状态稳定化。
或者，如图8所示，也可以在前侧的开口端部27的外表面27a与前面嵌板4的贯通孔4a的内表面之间填充有导电性树脂材料19。根据该构成，在靶31中所产生的热因为不仅通过凸缘部26而且还通过开口端部27以及导电性树脂材料19而释放至前面嵌板4，所以能够更加高效率地冷却靶31。再有，能够使相对于前面嵌板4的X射线管20的安装状态稳定化。
另外，在箱体2中，至少前面嵌板4中安装有X射线管20的部分可以具有导电性以及热传导性。再有，如图9所示，也可以将前面嵌板4中至少X射线管20的凸缘部26所接触的部分作为装卸自由的别的构件4c。根据该构成，能够将导电性和热传导性更高的材料用于别的构件4c中。
另外，如图10所示，前侧的开口端部27的直径也可以大于后侧的开口端部28的直径。即前侧的开口端部27在从前面嵌板4的前侧进行观察的情况下也可以具有包含后侧的开口端部28的外形。根据该构成，能够加宽靶31，从而能够进一步加宽X射线照射角。再有，如图11所示，前侧的开口端部27的直径和后侧的开口端部28的直径也可以大致相等。即在从前面嵌板4的前侧进行观察的情况下，前侧的开口端部27的外形和后侧的开口端部28的外形也可以大致相同。
根据本发明，能够扩大X射线照射角并且能够高效率地冷却X射线放出部。

Claims (6)

1.一种X射线发生装置，其特征在于，
具备：输出X射线的X射线管；将驱动电压输入到所述X射线管的电路部；以及容纳所述X射线管和所述电路部的箱体，
所述X射线管具有：
电子放出部，通过施加所述驱动电压从而放出电子；
X射线放出部，通过照射所述电子从而放出所述X射线；
真空管，容纳所述电子放出部；以及
筒状体，包含凸缘部、从所述凸缘部向一方侧突出并且保持所述X射线放出部的第1开口端部以及从所述凸缘部向另一方侧突出并且被连接于所述真空管的开口部的第2开口端部，
所述箱体中安装有所述X射线管的前面嵌板以及所述X射线管的所述筒状体具有导电性以及热传导性，
所述筒状体的所述第1开口端部被配置于所述前面嵌板的贯通孔内，所述筒状体的所述凸缘部接触于所述前面嵌板。
2.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，
所述筒状体具有包含所述第1开口端部并且在另一方的端部形成有第1凸缘的第1筒状构件、以及包含所述第2开口端部并且在一方的端部形成有第2凸缘的第2筒状构件，
所述凸缘部通过接合所述第1凸缘和所述第2凸缘而被形成。
3.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，
在从所述前面嵌板的前侧进行观察的情况下，所述第1开口端部具有被包含于所述第2开口端部的外形。
4.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，
在从所述前面嵌板的前侧进行观察的情况下，所述第1开口端部具有包含所述第2开口端部的外形。
5.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，
所述第1开口端部的外表面接触于所述前面嵌板的所述贯通孔的内表面。
6.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于，
在所述第1开口端部的外表面与所述前面嵌板的所述贯通孔的内表面之间填充有导电性树脂材料。
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