CN110379695A - X射线管 - Google Patents
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Abstract
X射线管具备：电子枪；靶，其产生X射线；真空框体，其收纳电子枪及靶。真空框体具有：金属部，其具有X射线出射窗；绝缘管，其连接于金属部。金属部具有：圆筒部，其设置有X射线出射窗，并且包围真空框体的管轴；锥部，其连接于圆筒部的端部，以包围管轴并且覆盖金属部与绝缘管的连接部分的方式突出。锥部成为以前端部与管轴的分开距离比基端部与管轴的分开距离变大的方式扩径的形状。
Description
技术领域
本发明的一个方面涉及X射线管。
背景技术
已知有X射线管。X射线管将电子枪和靶收纳于真空框体的内部。电子枪出射电子。靶接受电子并产生X射线。真空框体包含头部(金属部)和管(bulb)部。头部(金属部)具有X射线出射窗。管部连接于头部，且由玻璃等的绝缘性构件形成。X射线管为了产生X射线，对配置于真空框体的内部的靶或电子枪施加高电压。因此，抑制产生于真空框体的内部的放电是重要的。例如，日本专利第4954526号公报中记载的X射线管具有内筒管。内筒管的形状是以X射线管的管轴为中心的大致圆筒状。内筒管设置于沿着X射线管的管轴配置的棒状的阳极。内筒管遮掩金属部和管部的接合部分。棒状的阳极是在前端部固定有靶的构件。内筒管缓和产生于接合部分的电场集中。即，内筒管具有抑制产生于接合部分的放电的功能。
但是，如内筒部的前端部那样，容易在突出的部分集中电场。内筒管缓和产生于接合部分的电场集中。但是，由于向内筒管的前端部的电场集中，该前端部容易放电。为了X射线的高输出化而施加的电压变大。其结果，与真空框体的低电压部分(接地电位部分)的电位差变大。低电压部分是接地电位部分。因此，放电的问题变得显著。
发明内容
因此，本发明的一个方面的目的在于，提供能够有效地抑制产生于真空框体的内部的放电的X射线管。
本发明的一个方面所涉及的X射线管具备：电子枪，其出射电子；靶，其使从电子枪出射的电子入射并产生X射线；真空框体，其收纳电子枪及靶。真空框体具有：金属部，其具有使X射线向外部出射的X射线出射窗；管部，其由绝缘性材料形成，且连接于金属部。金属部具有：第一部分，其设置有X射线出射窗，并且包围真空框体的中心轴；第二部分，其连接于第一部分的管部侧的端部，以包围中心轴并且覆盖金属部与管部的连接部分的方式突出。第二部分成为以连接于第一部分的基端部的相反侧的前端部与中心轴的分开距离比基端部与中心轴的分开距离变大的方式扩径的形状。
附图说明
图1是表示一个实施方式的X射线产生装置的外观的立体图；
图2是沿着图1所示的II-II线的X射线产生装置的截面图；
图3是表示X射线管的结构的截面图；
图4是表示实施例所涉及的X射线管的电场解析的结果的图；
图5是表示比较例所涉及的X射线管的电场解析的结果的图；
图6A是表示第一变形例所涉及的X射线管的主要部分的截面图；
图6B是表示第二变形例所涉及的X射线管的主要部分的截面图；
图7是表示第三变形例所涉及的X射线管的结构的截面图。
具体实施方式
本发明的一个方面所涉及的X射线管具备：电子枪，其出射电子；靶，其使从电子枪出射的电子入射并产生X射线；真空框体，其收纳电子枪及靶。真空框体具有：金属部，其具有使X射线向外部出射的X射线出射窗；管部，其由绝缘性材料形成，且连接于金属部。金属部具有：第一部分，其设置有X射线出射窗，并且包围真空框体的中心轴；第二部分，其连接于第一部分的管部侧的端部，以包围中心轴并且覆盖金属部与管部的连接部分的方式突出。第二部分成为以连接于第一部分的基端部的相反侧的前端部与中心轴的分开距离比基端部与中心轴的分开距离变大的方式扩径的形状。
本发明的一个方面所涉及的X射线管中，利用以覆盖金属部与管部的连接部分的方式突出的第二部分，抑制产生于该连接部分的放电。连接部分是金属与绝缘体的边界。在连接部分容易产生放电。另外，第二部分的前端部的形状以相较于基端部更加从X射线管的中心轴分开的方式扩径。前端部是第一部分侧的端部。根据该结构，与未采用扩径形状的情况相比，采用扩径形状的X射线管能够使第二部分的前端部远离配置于X射线管的中心轴的构件。配置于X射线管的中心轴的构件是具有与金属部相反的电极性的构件。其结果，缓和产生于该前端部的电场集中。因此，能够抑制产生于该前端部的放电。通过以上，根据X射线管，能够有效地抑制产生于真空框体的内部的放电。
第二部分也可以具有：突出部，其具有前端部并且其整体向真空框体的内部空间突出；基台部，其具有基端部并且其至少一部分外表面露出于外部。突出部及基台部的内壁面也可以以前端部与中心轴的分开距离比基端部与中心轴的分开距离变大的方式扩径。根据该结构，第一部分的内壁面与第二部分的内壁面构成的角度变缓。因此，能够降低产生于第一部分与第二部分的连接部的放电的可能性。
第二部分的内壁面也可以成为随着从基端部朝向前端部，与中心轴的分开距离线形地增加的锥形状。另外，第二部分的内壁面也可以成为随着从基端部朝向前端部，与中心轴的分开距离连续地增加的弯曲形状。另外，第二部分的内壁面也可以成为随着从基端部朝向前端部，与中心轴的分开距离阶梯性地增加的台阶形状。上述任意结构均是较容易加工的形状。因此，能够实现上述的扩径形状。
上述X射线管中，具有靶的阳极也可以沿着中心轴延伸的方式配置。电子枪也可以沿着中心轴延伸的方式配置。通过上述任意结构，均缓和产生于前端部的电场集中。因此，能够抑制产生于前端部与阳极之间的放电。另外，能够抑制产生于前端部与电子枪之间的放电。X射线管能够有效地抑制产生于真空框体的内部的放电。
根据本发明的一个方面，能够提供能够有效地抑制产生于真空框体的内部的放电的X射线管。
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。附图的说明中，对相同要素标注相同的符号，并省略重复的说明。另外，“上”、“下”等的表示规定的方向的术语是基于附图所示的状态且为了方便的术语。
图1是表示X射线产生装置的外观的立体图。X射线产生装置包含本发明的一个实施方式所涉及的X射线管。图2是沿着图1所示的II-II线的截面图。图1及图2中所示的X射线产生装置1是微小焦点X射线源。微小焦点X射线源用于例如观察被检体的内部结构的X射线非破坏检查。X射线产生装置1具有框体2。在框体2的内部收纳有X射线管3和电源部5。X射线管3产生X射线。电源部5向X射线管3供给电力。框体2具有X射线管收纳部4和收纳部21。X射线管收纳部4收纳X射线管3的一部分。
收纳部21收纳电源部5。收纳部21具有底壁部211、上壁部212、侧壁部213。底壁部211及上壁部212的形状分别是大致正方形状。底壁部211的缘部经由4个侧壁部213连结于上壁部22的缘部。收纳部21的形状为大致长方体状。本实施方式中，为了方便，将底壁部211与上壁部212相互相对的方定义为Z方向。将底壁部211侧定义为下方。将上壁部212侧定义为上方。将与Z方向正交并且相互相对的侧壁部213彼此相对的方向定义为X方向及Y方向。在从Z方向观察的上壁部212的中央部设置有开口部212a。开口部21a是圆形的贯通孔。
X射线管收纳部4利用具有高的热传导率的金属形成。即，X射线管收纳部4利用散热性高的金属形成。作为X射线管收纳部4的材料，例如可举出铝、铁、铜、及含有它们的合金等。本实施方式的X射线管收纳部4的材料为铝或铝合金。X射线管收纳部4的形状为筒状。X射线管收纳部4具有设置于X射线管3的管轴方向(Z方向)的两端的开口。X射线管收纳部4的管轴与X射线管3的管轴AX一致。X射线管收纳部4具有保持部41、圆筒部42、锥部43、凸缘部44。保持部41使用未图示的固定构件，将X射线管3保持在凸缘部311。保持部41及X射线管3气密地密封X射线管收纳部4的上部开口。圆筒部42连接于保持部41的下端。圆筒部42的形状为圆筒状。圆筒部42具备沿着Z方向延伸的壁面。锥部43连接于圆筒部42的端部。锥部43具备壁面。该壁面随着从圆筒部42的端部起沿着Z方向远离圆筒部42，而连续缓慢地扩径。圆筒部42连接于锥部43。圆筒部42的壁面的形状及锥部43的壁面的形状为平面状。以ZX平面及ZY平面的截面中，圆筒部42的壁面与锥部43的壁面构成的角度为钝角。凸缘部44连接于锥部43的端部。凸缘部44从Z方向观察向外侧延伸。凸缘部44的形状为环状。凸缘部44的壁厚比圆筒部42及锥部43的壁厚大。根据该结构，凸缘部44的热容量变大。其结果，凸缘部44的散热性提高。凸缘部44从Z方向观察，在包围上壁部212的开口部212a的位置，固定于上壁部212的上表面212e。凸缘部44与上壁部212的上表面212e的连接部是气密的。本实施方式中，凸缘部44与上壁部212的上表面212e热连接。换言之，凸缘部44相对于上壁部212的上表面212e可进行热传导。在X射线管收纳部4的内部气密地封入(填充)有绝缘油45。绝缘油45是电绝缘性的液体。
电源部5向X射线管3供给数kV以上数百kV以下左右的电力。电源部5具有绝缘块51和内部基板52。绝缘块51利用固体的环氧树脂形成。绝缘块51具有电绝缘性。内部基板52包含高电压产生电路。高电压产生电路埋入绝缘块51的内部。绝缘块51的形状为大致长方体状。绝缘块51的上表面中央部贯通上壁部212的开口部212a。绝缘块51的上表面中央部从开口部212a突出。绝缘块51的上表面缘部51a固定于上壁部212的下表面212f。绝缘块51的上表面缘部51a与上壁部212的下表面212f的连接部是气密的。在绝缘块51的上表面中央部配置有高压供电部54。高压供电部54包含套管。套管的形状为圆筒形状。套管与内部基板52电连接。电源部5经由高压供电部54而与X射线管3电连接。
绝缘块51的一部分插通于开口部212a。插通于开口部212a的绝缘块51的部分是上表面中央部。上表面中央部的外径与开口部212a的内径相同。此外，上表面中央部的外径也可以比开口部212a的内径略小。
对X射线管3的结构进行说明。如图3所示，X射线管3是所谓反射型X射线管。X射线管3具备真空框体10、电子枪11、靶T。真空框体10是将内部保持成真空的真空外围器。电子枪11是电子产生单元。电子枪11具有阴极C。阴极C具有例如由高熔点金属材料等构成的基体和含侵于该基体的易电子放射物质。靶T的形状为板状。靶T利用例如钨等的高熔点金属材料形成。靶T的中心的位置与X射线管3的管轴AX重复。电子枪11及靶T收纳于真空框体10的内部。从电子枪11出射的电子入射于靶T。其结果，靶T产生X射线。产生的X射线经由X射线出射窗33a向外部照射。
真空框体10具有绝缘管12(管部)和金属部13。绝缘管12利用绝缘性材料形成。作为绝缘性材料，例如可举出玻璃。金属部13具有X射线出射窗33a。真空框体10具有内部空间S。金属部13具有主体部31和电子枪收纳部32。主体部31收纳靶T。电子枪收纳部32收纳成为阴极的电子枪11。
主体部31的形状为筒状。在主体部31的一端部(外侧端部)固定有盖板33。盖板33具有X射线街射窗33a。X射线出射窗33a的材料为X射线透射材料。作为X射线透射材料，例如可举出铍及铝等。盖板33封闭内部空间S的一端侧。主体部31具有凸缘部311、圆筒部312、锥部313。凸缘部311设置于主体部31的外周。凸缘部311固定于上述的X射线管收纳部4的保持部41。圆筒部312形成于主体部31的一端部侧。圆筒部312的形状为圆筒状。锥部313连接于圆筒部312的另一端部。锥部313随着沿着X射线管3的管轴方向(Z方向)远离圆筒部312而扩径。锥部313向内部空间S突出。锥部313从靶支撑部60遮蔽绝缘管12与环构件14的连接部。
电子枪收纳部32的形状为圆筒。电子枪收纳部32固定于主体部31的一端部侧的侧部。主体部31的中心轴线与电子枪收纳部32的中心轴线大致正交。换言之，X射线管3的管轴AX与电子枪收纳部32的中心轴线大致正交。在电子枪收纳部32的主体部31侧的端部设置有开口32a。电子枪收纳部32的内部经由开口32a与主体部31的内部空间S连通。
电子枪11具备：阴极C、加热器111、第一栅电极112、第二栅电极113。电子枪11能够缩小通过构成部件的协作而产生的电子束的束直径。换言之，电子枪11可进行电子束的微小焦点化。阴极C、加热器111、第一栅电极112及第二栅电极113经由多个供电销114而安装于管座基板115。多个供电销114相互平行地延伸。阴极C、加热器111、第一栅电极112及第二栅电极113经由与各自对应的供电销14而从外部接受电力。
绝缘管12的形状为大致筒状。在绝缘管12的一端部熔接有环构件14。环构件14利用金属等形成。环构件14与主体部31接合。通过该接合，绝缘管12的一端侧经由环构件14与主体部31连接。在绝缘管12的另一端侧设置有内筒部12a。内筒部12a朝向绝缘管12的内侧延伸。另外，内筒部12a的形状为圆筒。绝缘管12的另一端部以在从Z方向观察的绝缘管12的中央部划分有孔部的方式，遍及整周向内侧折回。
绝缘管12的内筒部12a经由固定部15保持阳极61(靶支撑部60)。靶支撑部60的形状为棒形状。另外，靶支撑部60的形状为圆柱状。靶支撑部60通过例如铜材料等形成。靶支撑部60向Z方向延伸。在靶支撑部60的前端侧形成有倾斜面60a。倾斜面60a以随着从绝缘管12侧朝向主体部31侧而远离电子枪11的方式倾斜。靶T埋设于靶支撑部60的端部。靶T与倾斜面60a为同一面。
靶支撑部60的基端部60b比绝缘管12的下端部更向外侧突出。换言之，阳极61的基端部60b比折回位置更向外侧突出。靶支撑部60(阳极61)的基端部60b与电源部5的高压供电部54(参照图2)连接。本实施方式中，真空框体10为接地电位。因此，金属部13为接地电位。阳极61(靶支撑部60)从高压供电部54接受正的高的电压。此外，阳极61也可以从电源接受与正的高的电压不同的方式的电压。
固定部15由金属等构成。固定部15是用于相对于绝缘管12的另一端部(内筒部12a的上端部)固定靶支撑部60的构件。固定部15的一端侧固定于靶支撑部60。固定部15的另一端侧与内筒部12a的端部熔接。通过这些结构，靶支撑部60(阳极6)以沿着管轴AX延伸的方式固定。换言之，靶支撑部6(阳极61)的轴线相对于管轴AX为同轴。另外，靶支撑部60与绝缘管12的连接部进行真空密封。
罩电极19为电极构件。罩电极19从外方包围绝缘管12的内筒部12a与固定部15的熔接部分(接合部分)。罩电极9中，大致圆锥台状的前端部与圆筒状的基端部平滑地连接。前端部固定于靶支撑部60。通过该结构，罩电极19的形状形成为大致圆筒形状。上述熔接部分中，特别容易产生放电。罩电极19防止放电引起的绝缘管12的损伤。
[作用效果]对本实施方式的一个方面所涉及的X射线管3的作用效果进行说明。X射线管3具备：出射电子的电子枪11、使从电子枪11出射的电子入射并产生X射线的靶T、收纳电子枪11及靶T的真空框体10。真空框体10具有：具有使X射线向外部出射的X射线出射窗33a的金属部13、由绝缘性材料(例如玻璃)形成且连接于金属部13的绝缘管12。此外，“连接于金属部13”包含直接连接至金属部13。另外，“连接于金属部13”包含如本实施方式那样，经由介设构件(环构件14)间接地连接。
金属部13具有：设置有X射线出射窗33a并且包围真空框体10的管轴AX(中心轴)的圆筒部312(第一部分)；连接于圆筒部312的绝缘管12侧的端部，以包围管轴AX并且覆盖金属部13与绝缘管12的连接部分的方式突出的锥部313(第二部分)。在此，“金属部13与绝缘管12的连接部分CP”是作为导电性材料的金属与作为绝缘性材料的电气绝缘体的边界。本实施方式中，连接部分CP相当于绝缘管12与环构件14的连接部。在金属部13与绝缘管12直接连接的情况下，连接部分CP相当于金属部13与绝缘管12的连接部。此外，在金属部13与绝缘管12直接连接的情况下，包含本实施方式的金属部13与环构件14一体化的情况。“覆盖金属部13与绝缘管12的连接部分”是说将金属部13与绝缘管12的连接部分以至少从收纳于真空框体10的内部空间S的阳极61(靶支撑部60)不能直接看到的方式遮蔽。
锥部313以分开距离d1比分开距离d2变大的方式扩大内径。分开距离d1是从锥部313的前端部313a到管轴AX的长度。锥部313的前端部313a是连接于圆筒部312的基端部33b的相反侧的端部。另外，分开距离d2是从基端部313b到管轴AX的长度。锥部313包含锥部313P和基台部313B。锥部313P具有前端部313a。锥部313P的整体向真空框体1的内部空间S突出。锥部313P的形状为圆环状。锥部313P的内壁面遍及整周与阳极61(靶支撑部60)相对。锥部313P的内壁面遍及整周包围阳极61(靶支撑部60)。锥部313P的外壁面的整周与连接部分CP相对。锥部313P的外壁面的整周覆盖连接部分CP。基台部313B具有基端部313b。基台部313B的内壁面的整周与阳极61(靶支撑部60)相对。基台部313B的内壁面的整周包围阳极61。基台部313B的形状为圆环状。基台部313B的至少一部分的外表面向内部空间S的外部露出。锥部313P及基台部313B的内壁面进行扩径。根据该形状，从前端部313a到管轴AX的分开距离d1比从基端部313b到管轴AX的分开距离d2变大。锥部313的内壁面313c包含锥部313P的内壁面和基台部313B的内壁面。前端部313a的表面形状是角部倒角的圆弧状。根据该形状，抑制产生于角部的放电。
X射线管3的锥部313以覆盖连接部分CP的方式突出。连接部分CP是金属部13与绝缘管12相互连接的部分。连接部分CP是金属与绝缘体的边界部分。连接部分CP是容易放电的部分。锥部313抑制产生于连接部分CP的放电。锥部313的前端部313a相较于基端部313b更加从管轴AX分开。这样，将前端部313a以相较于基端部313b更加从管轴AX分开的方式扩径的形状简称为“扩径形状”。与未采用扩径形状的情况相比，采用扩径形状的X射线管3能够使锥部313的前端部313a远离配置于X射线管3的管轴AX的构件。配置于X射线管3的管轴AX的构件是具有与金属部13相反的电极性的构件。该构件是被施加高电压的阳极61(靶支撑部60)。采用扩径形状的X射线管3缓和产生于前端部313a的电场集中。因此，X射线管3能够抑制产生于前端部313a的放电。X射线管3能够有效地抑制产生于真空框体10的放电。
如图3所示，锥部313具有锥部313P和基台部313B。锥部313P具有前端部313a。锥部313P的整体向真空框体10的内部空间S突出。基台部313B具有基端部313b。基台部313B的至少一部分的外表面露出于外部。锥部313P及基台部313B的内壁面以前端部313a与管轴AX的分开距离d1比基端部313b与管轴AX的分开距离d2变大的方式扩径。由此，圆筒部312的内壁面与锥部313的内壁面构成的角度变缓。其结果，能够降低产生于圆筒部312与锥部313的连接部的放电的可能性。更详细而言，假定在将锥部313仅利用锥部313P构成的情况下，为了得到相同的分开距离d1，需要增大扩径的角度。扩径的角度是相对于管轴AX的倾斜角度。或，为了得到相同的分开距离d1，需要延长锥部313P的总长。在增大扩径的角度的情况下，圆筒部31的内壁面与锥部313的内壁面构成的角度变大。其结果，产生于圆筒部31与锥部313的连接部的放电的可能性变高。另一方面，在延长锥部313P的总长的情况下，从罩电极19等的与锥部313P不同的电位的构件到锥部313P的距离变短。其结果，放电的可能性变高。与之相对て，X射线管3设置基台部313B。另外，将基台部313B的内壁面设为扩径形状。其结果，能够降低放电的可能性。另外，锥部313的内壁面313c相对于管轴AX的倾斜角度与X射线管收纳部4的锥部43相对于管轴AX的倾斜角度大致相等。沿着锥部313的内壁面313c的假想平面相对于沿着X射线管收纳部4的锥部43的假想平面大致平行。其结果，相对于利用锥部33形成的内部空间S的电场，能够抑制外部的X射线管收纳部4造成影响。
如图3所示，锥部313的内壁面313c的形状为锥形状。换言之，内壁面313c随着从基端部313b朝向前端部313a，与管轴AX的分开距离线性地增加。这种内壁面313c的形状较容易加工。因此，能够实现上述的扩径形状。内壁面313c平滑。因此，能够降低产生于内壁面313c的放电的可能性。
具有X射线管3的靶T的阳极61(靶支撑部60)以沿着管轴AX延伸的方式配置。X射线管3即使用于所谓反射型X射线管，也实现上述的效果。锥部313具有上述的扩径形状。即，与锥部313不具有上述的扩径形状的情况相比，X射线管3中，从作为高电位的阳极61(靶支撑部60)到作为低电位(接地电位)的金属部13的前端部(锥部313的前端部313a)的分开距离变大。因此，阳极61(靶支撑部60)与前端部313a的分开距离较小。其结果，抑制产生于前端部313a的电场集中。即，有效地抑制产生于前端部313a的放电。此外，阳极61(靶支撑部60)也可以设为接地电位。也可以向金属部13供给负的电压。负的电压是比接地电位低的电压。
参照图4及图5所示的电场解析结果(模拟结果)，对上述实施方式的电场缓和的效果进行说明。图4表示实施例所涉及的X射线管的电场解析结果。图4所示的实施例所涉及的X射线管为了简化说明及解析，在锥部313的效果充分所示的范围内简化各结构。本解析中，作为解析条件，将真空框体(主体部31)设为接地电位。另外，作为解析条件，对阳极61施加100kV的电压。图4表示连结电位相等的位置的等电位线。对阳极61施加高电压。因此，越靠近阳极61及罩电极19，电位越高。另一方面，越接近锥部313及绝缘管12的外筒部分，电位越低。
图5表示比较例所涉及的X射线管的电场解析结果。图5所示的比较例所涉及的X射线管是具有现有的结构的X射线管。比较例所涉及的X射线管中，覆盖绝缘管12与主体部31(金属部13)的连接部分的部分是圆筒部400。绝缘管12与主体部31(金属部13)的连接部分是环构件14与绝缘管12的连接部。圆筒部400的内径与圆筒部312的内径相同。解析条件与上述实施例相同。另外，图5与图4相同，表示等电位线。
比较例所涉及的X射线管不具有扩径形状。比较例所涉及的X射线管中，从圆筒部400的前端部400a到阳极61的分开距离较小。另外，比较例所涉及的X射线管中，从圆筒部400的前端部400a到罩电极19的分开距离也较小。其结果，如图5所示，在前端部400a集中电场。具体而言，能够确认到产生于前端部400a的等电位线的密度较大。在前端部400a附近确认到，电位的梯度(即电场)较大。与之相对，实施例所涉及的X射线管具有上述的扩径形状(锥形状)。与比较例所涉及的X射线管相比，实施例所涉及的X射线管的从锥部313的前端部313a到阳极61的分开距离较大。同样，实施例所涉及的X射线管的从锥部313的前端部313a到罩电极19的分开距离也较大。其结果，如图4所示，能够确认到产生于前端部313a的电场集中缓和。具体而言，能够确认到产生于究端部313a的等电位线的密度比比较例小。即，能够确认到产生于前端部313a附近的电位的梯度(电场)比产生于前端部400a附近的电场小。根据以上的解析结果，能够确认到具有扩径形状的锥部313能够有效地抑制产生于前端部313a的电场集中。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。本发明不限定于上述实施方式。本发明可在不脱离其宗旨的范围内进行各种变形。即，X射线产生装置的各部的形状及材料等不限定于上述实施方式中表示的具体的形状及材料等。
[第一变形例]图6A是表示第一变形例所涉及的X射线管3A的主要部分的截面图。X射线管3A在代替锥部313而具有扩径部1313(第二部分)的点与X射线管3不同。扩径部1313的形状是弯曲的截面形状(弯曲形状)。扩径部1313随着从扩径部1313的基端侧朝向前端侧(前端部1313a侧)，从扩径部1313的内壁面到管轴AX的分开距离连续地增加。沿着管轴AX的每单位距离的分开距离的变化幅度随着朝向前端部1313a侧而逐渐减少。其结果，扩径部1313的形状是向外侧成凸的弯曲形状(R形状)。扩径部1313实现与上述实施方式的具备锥部313的情况一样的效果。扩径部1313在前端部1313a以外的内壁面，与阳极61(靶支撑部60)的分开距离也较大。因此，X射线管3A能够进一步降低放电的可能性。
[第二变形例]图6B是表示第二变形例所涉及的X射线管3B的主要部分的截面图。X射线管3B在代替锥部313而具有扩径部2313(第二部分)的点与X射线管3不同。扩径部2313的形状是阶梯性地扩径的截面形状(台阶形状)。扩径部2313随着从扩径部2313的基端侧朝向前端侧(前端部2313a侧)，从扩径部2313的内壁面到管轴AX的分开距离阶梯性地增加。阶段性的也可以换句话说为离散的或不连续的。扩径部2313实现与上述实施方式的具备锥部313的情况一样的效果。扩径部2313的加工容易。
[第三变形例]图7是第三变形例所涉及的X射线管3C的截面图。如图7所示，X射线管3C在电子枪收纳部50配置于管轴AX上的点与阳极61(靶支撑部60)配置于管轴AX上的X射线管3不同。X射线管3C是所谓透射型的X射线管。因此，X射线管3C与所谓的反射型的X射线管3不同。具体而言，X射线管3C的X射线出射窗33a与X射线管3相同，设置于盖板33。X射线出射窗33a与管轴AX交叉。盖板33固定于圆筒部312的上端部。圆筒部312的上端部是锥部313侧的相反侧的端部。X射线管3C的靶T设置于X射线出射窗33a的内侧。X射线管3C通过向靶T的X射线出射窗33a的相反侧的面(图7所示的下表面)入射电子而产生X射线。X射线管3C将产生的X射线朝向X射线出射窗33a并向上方出射。
电子枪收纳部50(电子枪)的内部结构与上述的电子枪收纳部32的内部结构相同。电子枪收纳部50(电子枪)的形状为圆筒状。电子枪收纳部50的前端侧以向靶T出射电子的方式沿着管轴AX(同轴)延伸。电子枪收纳部50的基端侧与绝缘管12连接。电子枪收纳部50与X射线管3的阳极61(靶支撑部60)一样，经由固定部15与绝缘管12的内筒部12a的端部连接。电子枪收纳部50与内筒部12a的连接部由罩电极19包围。
包含金属部13的真空框体10是与靶T相同的电位。例如，靶T及真空框体10为接地电位。也可以向电子枪供给负的高电压。负的高电压是绝对值比接地电位大，且具有负的极性的电压。此外，电子枪也可以设为接地电位。在该情况下，也可以向靶T及真空框体10供给正的高电压。
X射线管3C的电子枪(电子枪收纳部50)沿着真空框体10的管轴AX延伸。根据这种X射线管3C，能够实现与上述实施方式所涉及的X射线管3同样的效果。X射线管3C的锥部313具有上述的扩径形状。因此，与锥部313不具有上述的扩径形状的情况相比，X射线管3C能够增大从电子枪到金属部13的前端部的分开距离。电子枪是低电位。该低电位是指，相对于接地电位具有负的极性的电位。金属部13的电位与靶T的电位相同。靶T是高电位8。即，金属部13也是高电位。该高电位是例如接地电位。根据该结构，电子枪与前端部313a的分开距离较小。其结果，抑制产生于前端部313a的电场集中。因此，能够有效地抑制产生于前端部313a的放电。
[其它变形例]上述的反射型的X射线管3、3A、3B中，在靶T的上方形成有X射线出射窗33a。另外，电子枪11配置于靶T的侧方。例如，X射线的取出方式也可以是所谓侧窗方式。侧窗方式是指，X射线出射窗设置于靶T的侧方的方式。具体而言，采用侧窗方式的X射线管中，也可以在设置X射线出射窗33a的位置配置电子枪。设置X射线出射窗33a的位置是靶T的上方。电子枪相对于靶T沿着管轴方向(Z方向)向下方出射电子。另外，采用侧窗方式的X射线管中，也可以在设置电子枪11的位置配置X射线出射窗。设置电子枪1的位置是靶T的侧方。
上述实施方式及各变形例的第二部分(锥部313，扩径部1313、2313)以覆盖金属部13与绝缘管12的接合部的方式突出。于是，第二部分也可以利用主体部31的一部分构成。例如，第二部分也可以作为与主体部1分开的部件构成。
Claims (7)
1.一种X射线管，其中，
具备：
电子枪，其出射电子；
靶，其使从所述电子枪出射的电子入射并产生X射线；
真空框体，其收纳所述电子枪及所述靶，
所述真空框体具有：金属部，其具有使所述X射线向外部出射的X射线出射窗；管部，其由绝缘性材料形成，且连接于所述金属部，
所述金属部具有：第一部分，其设置有所述X射线出射窗，并且包围所述真空框体的中心轴；第二部分，其连接于所述第一部分的所述管部侧的端部，以包围所述中心轴并且覆盖所述金属部与所述管部的连接部分的方式突出，
所述第二部分成为以连接于所述第一部分的基端部的相反侧的前端部与所述中心轴的分开距离比所述基端部与所述中心轴的分开距离变大的方式扩径的形状。
2.根据权利要求1所述的X射线管，其中，
所述第二部分具有：突出部，其具有所述前端部，并且其整体向所述真空框体的内部空间突出；基台部，其具有所述基端部，并且其至少一部分的外表面向外部露出，
所述突出部及所述基台部的内壁面以所述前端部与所述中心轴的分开距离比所述基端部与所述中心轴的分开距离变大的方式扩径。
3.根据权利要求1所述的X射线管，其中，
所述第二部分的内壁面成为随着从所述基端部朝向所述前端部，与所述中心轴的分开距离线性地增加的锥形状。
4.根据权利要求1所述的X射线管，其中，
所述第二部分的内壁面成为随着从所述基端部朝向所述前端部，与所述中心轴的分开距离连续地增加的弯曲形状。
5.根据权利要求1所述的X射线管，其中，
所述第二部分的内壁面成为随着从所述基端部朝向所述前端部，与所述中心轴的分开距离阶梯性地增加的台阶形状。
6.根据权利要求1所述的X射线管，其中，
具有所述靶的阳极以沿着所述中心轴延伸的方式配置。
7.根据权利要求1所述的X射线管，其中，
所述电子枪以沿着所述中心轴延伸的方式配置。
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