CN114730680A - X射线管和x射线管的制造方法 - Google Patents

Abstract

实施方式所涉及的X射线管包括：将内部保持为真空的外围器；设置在外围器内并通过热电子的碰撞而产生X射线的阳极靶；及设置在外围器内并向所述阳极靶发射热电子的阴极电子枪，所述X射线管包括：具有金属制且筒状的支承体固定部、并构成外围器的外围器组件；及具有在前端部保持阴极电子枪的金属制的支承体的阴极组件，在支承体固定部中，阴极组件的支承体通过焊接固定在内周侧。

Description

X射线管和X射线管的制造方法

技术领域

本发明的实施方式涉及X射线管和X射线管的制造方法。

背景技术

在用于分析或其他用途的X射线管中，保持内部真空的外围器由金属、陶瓷、玻璃等绝缘体形成。X射线管的各构件通过钎焊、焊接或玻璃封装等相接合，具有保持真空的构造。特别地，陶瓷构件和金属构件之间的接合以及金属构件之间的接合通过钎焊或焊接而相接合。

此外，虽然各构件设置有尺寸公差，但特别是在嵌合部或连接部中产生松动的基础上，各尺寸公差、松动会根据组装构件的数量而堆积起来，完成形状下的相对于阳极靶的失焦、与阴极电子枪之间的距离的松动变大，焦点的形状可能会产生很大的偏差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3152717号公报

专利文献2：日本专利第5370967号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

焦点的形状不仅影响分析性能，还影响X射线管的寿命。例如，如果焦点变得比所需更小，则作为分析性能的X射线强度、分辨率变高，但焦面的温度上升，会加快焦面的融化，作为X射线管的寿命会变短。反之，如果焦点变大，则作为X射线管的寿命会变长，但作为分析性能的X射线强度、分辨率将变低。

因此，希望得到一种X射线管和X射线管的制造方法，能减小焦点形状的偏差。

本实施方式提供一种X射线管和X射线管的制造方法，能够吸收部件的尺寸公差、组装时的松动的影响，能减小阳极靶上的焦点形状的偏差。

用于解决技术问题的技术手段

一个实施方式中，X射线管包括：将内部保持为真空的外围器；设置在所述外围器内并通过热电子的碰撞而产生X射线的阳极靶；以及设置在所述外围器内并向所述阳极靶发射热电子的阴极电子枪，所述X射线管包括：阴极组件，该阴极组件在前端部具有保持所述阴极电子枪的金属制的支承体；以及外围器组件，该外围器组件具有固定所述阴极组件的所述支承体的支承体固定部，并且构成所述外围器，所述支承体固定部呈金属制的筒状，通过焊接将所述阴极组件的所述支承体固定在内周侧。

另一个实施方式中，在X射线管的制造方法中，该X射线管包括：将内部保持为真空的外围器；设置在所述外围器内并通过热电子的碰撞而产生X射线的阳极靶；以及设置在所述外围器内并向所述阳极靶发射热电子的阴极电子枪，所述X射线管包括：阴极组件，该阴极组件在前端部具有保持所述阴极电子枪的金属制的支承体；外围器组件，该外围器组件利用金属制的连接构件，将固定所述阴极组件的所述支承体的金属制的筒状的支承体固定部与陶瓷制的筒状的外围器主体在所述外围器主体的一端和所述支承体固定部的外周面之间连接起来而得到；以及阳极组件，该阳极组件具有构成所述外围器的一部分的金属制有底筒部，在所述有底筒部的内侧底面保持所述阳极靶，并在所述有底筒部的侧面具有X射线透射窗，所述X射线管的制造方法包括：插入工序，该插入工序在所述外围器组件的所述支承体固定部的内侧，将所述阴极组件从前端插入到所述外围器组件的内部；阴极组件定位工序，该阴极组件定位工序在插入工序之后，将所述阴极组件的所述前端部的位置定位到规定位置；以及阴极组件焊接工序，该阴极组件焊接工序在所述阴极组件定位工序之后，通过焊接将所述阴极组件的所述支承体的后端固定到所述外围器组件的所述支承体固定部。

附图说明

图1是示出一个实施方式所涉及的X射线管的简要结构的纵向剖视图。

图2是示出图1所示的外围器组件的简要结构的纵截面。

图3是示出图1所示的阴极组件的简要结构的纵截面。

图4是示出图1所示的阳极组件的简要结构的纵截面。

图5是说明外围器组件中阴极组件的组装的纵截面。

具体实施方式

下面，参照附图，对一个实施方式所涉及的X射线管和X射线管的制造方法进行详细说明。为了更明确地进行说明，与实际的方式相比，在附图中有时示意性地示出各部分的宽度、厚度、形状等，但这只是一个示例，不能用来限定本发明的解释。本说明书和各图中，对于和先前已说明的图中具有相同或类似功能的构成要素标注相同的参考标号，有时会适当地省略重复的详细说明。

如图1所示，X射线管1包括将内部保持为真空的外围器3和设置在所述外围器3内的阳极靶5和阴极电子枪7，使阴极电子枪7发射的热电子2撞击阳极靶5来产生X射线4。

该X射线管1由外围器组件11、阴极组件13和阳极组件15这三个组件构成。

如图2和图1所示，外围器组件11包括外围器主体17；用于固定阴极组件13的支承体(后述)的支承体固定部19；设置在外围器主体17的一端并连接外围器主体17和支承体固定部19的第1连接构件21；以及设置在外围器主体17的另一端的第2连接构件23。

外围器主体17为陶瓷制且形成为筒状。外围器主体17的一端17a和另一端17b分别形成有金属化部18，成为金属面。

支承体固定部19为不锈钢等金属制且形成为筒状。如图1所示，在支承体固定部19的内侧插入阴极组件13，支承体固定部19的内周面19a成为阴极组件13的滑动面。

第一连接构件21为可伐合金(KOV)等金属制且配置在外围器主体17的一端17a与支承体固定部19的外周面19b之间，作为外围器3的一部分阻塞在它们之间(参照图1)。该连接构件21形成圆环状。

第1连接构件21的支承体固定部19侧的一端(内周端)21a钎焊到支承体固定部19的外周面19b。第1连接构件21的外围器主体1侧的一端(外周端)21b钎焊到外围器主体17的一端17a。

此外，第2连接构件23的一端23a钎焊到外围器主体17的另一端17b。第2连接构件23为可伐合金(KOV)等金属制，沿着外围器主体17的另一端17b的形状而形成环状，在本实施例中为圆环状。

如图3和图1所示，阴极组件13包括阴极电子枪7和用于支承阴极电子枪7的支承体27。

支承体27为不锈钢等金属制且呈筒状，阴极电子枪7保持在前端27a处。如图1所示，支承体27插入到外围器组件11的支承体固定部19的内周，支承体27的后端27b通过焊接固定到支承体固定部19的外侧端19c。

支承体27的前端27a具有配置阴极电子枪7的凹状的电子枪保持部27c，呈与阴极电子枪7的前端齐平、或其中任一个突出的形状。

支承体27呈筒形状，并且陶瓷制的密封构件29设置在筒的内侧与外围器组件11的支承体固定部19对应的位置处。阴极电子枪7的布线7a、7b在支承体27的内侧通过密封构件29被引出到外围器3的外侧

如图4和图1所示，阳极组件15具有构成外围器3的一部分的纯铜等金属制的有底筒部31。有底筒部31由筒状的侧面部31a和堵住筒的一个端部的底部31b构成，所述阳极靶5保持在底部31b的内侧底面。X射线透射窗33设置于侧面部31a。X射线透射窗33由铍(Be)等轻元素构成。

如图1所示，第2连接构件23的另一端23b通过焊接固定于有底筒部31的端面31c。

接着，对本实施方式所涉及的X射线管1的制造方法进行说明。

首先，对各组件11、13、15的制造进行说明。

如图2所示，在外围器处理器11中，在筒状的外围器主体17的一端17a和另一端17b形成金属化部18，使用夹具等在规定位置将第1连接构件21的外围器主体17侧的一端(外周端)21b定位于一端17a、并将第2连接构件23的一端23a定位于另一端17b。

接着，将筒状的支承固定部19滑动插入第1连接构件21a的一端(内周端)21a，并且使用夹具等在规定位置进行定位。定位中，以外围器主体17的另一端17b与支承体固定部19的外侧端19c之间的距离H2成为规定距离的方式对支承体固定部19进行定位。

在进行了支承体固定部19的定位之后，将筒状的外围器主体17的一端17a和第1连接构件21的另一端21b、外围器主体17的另一端17b和第2连接构件23的一端23a、第1连接构件21的一端21a和支承体固定部19的外周面19b钎焊来固定。

如图3所示，阴极组件13将阴极电子枪7设置在支承体27的前端27a处，将电子枪的布线7a和7b贯穿密封构件29并引出到支承体27之外。

如图4所示，阳极组件15形成为有底筒形状，在底部31b，在内侧面设置阳极靶5。将X射线透射窗33形成于侧面部31a。

接着，对各组件11、13和15的组装进行说明。

如图2所示，在外围器组件11中，将定位夹具35配置在外围器主体17的另一端侧。该定位夹具35如图1所示，当将阴极组件13和阳极组件15组装到外围器组件11时，规定为使得阴极组件13的阴极电子枪7与阳极靶5成为规定的距离H3。因此，定位夹具35对阴极组件13的阴极电子枪7相对于外围器组件11的位置进行定位。

具体而言，如图5所示，将定位夹具35安装到外围器组件11的第2连接构件23，如图5中标号A所示那样，将阴极组件13的支承体27插入到筒状的支承体固定部19的内侧。支承体27将阴极电子枪7朝向外围器主体17的内侧插入。

接着，如图5中标号B所示那样，使保持阴极电子枪7的支承体27的下端与定位夹具35抵接，以对阴极组件13进行定位。

如图1所示，将阴极组件13的支承体27定位于支承体固定部19后，在该位置通过焊接来固定支承体27的后端27b与支承体固定部19的外侧端19c。

接着，如图1所示，在外围器组件11的外围器主体17中，通过焊接将阳极组件15的有底筒部31的端面31c固定到第2连接构件23的另一端23b。

如上所述，将外围器组件11、阴极组件13和阳极组件15组装以制造X射线管1。

说明X射线管1的作用。

如图1所示，从阴极电子枪7产生的热电子2被高电压加速并撞击阳极靶5而产生X射线4。所产生的X射线4从X射线透射窗33中被取出并用于分析等。

对本实施方式所涉及的X射线管1的效果进行说明。

如图1所示，在外围器3内，阴极电子枪7与阳极靶5之间的距离H3如图5所示，能滑动外围器组件11的支承体固定部19来对保持阴极电子枪7的支承体27进行定位，因此，能够准确且容易地进行阴极电子枪7相对于阳极靶5的定位。

特别地，通过直接进行阴极电子枪7相对于阳极靶5的定位，从而即使在陶瓷制的外围器主体17的距离H1中存在公差，也能够降低其影响。

保持阴极电子枪7的支承体27的定位中，通过使支承体27的前端27a接触与阳极靶5的位置对应的定位夹具35来定位，从而可以使定位变得容易。

根据本实施方式，能够在0.1mm以内的误差范围内制造左右X射线管的焦点形状的阴极电子枪7与阳极靶5之间的距离。

如图2所示，在外围器组件11中，当通过钎焊来固定支承体固定部19、外围器主体17和第1连接构件21时，由于对外围器主体17的另一端17b和支承体固定部19的外侧端19c之间的距离H2进行了定位，因此可以提高外围器组件11的尺寸精度，并且能更准确地对组装阴极组件13时的阴极电子枪7与阳极靶5之间的距离H3(参照图1)进行定位。

本实施方式所涉及的X射线管1，在与左右焦点的形状的阴极电子枪7和阳极靶5之间的距离H3有关的部件中，除陶瓷制的外围器主体17以外为金属制的部件，因此能够使精密的加工、接合变得容易。

根据本实施方式，X射线管1由外围器组件11、阴极组件13和阳极组件15这三个组件所构成，并且在定位的同时组装各组件11、13、15，因此能够高效地进行制造。

上述一个实施方式仅仅是举例，而不是对本发明保护范围的限定。这些新的实施方式可以通过其他各种方式来实施，在不脱离发明要旨的范围内，可进行各种省略、置换、变更。上述实施方式及其变形均包含在本发明的范围、思想内，并包含在本专利申请权利要求所记载的发明及与其等同的范围内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后).一种X射线管，包括：

将内部保持为真空的外围器；设置在所述外围器内并通过热电子的碰撞而产生X射线的阳极靶；以及设置在所述外围器内并向所述阳极靶发射热电子的阴极电子枪，所述X射线管的特征在于，包括：

阴极组件，该阴极组件具有在前端部保持所述阴极电子枪的金属制的支承体；

外围器组件，该外围器组件具有固定所述阴极组件的所述支承体的支承体固定部，并且构成所述外围器；以及

阳极组件，该阳极组件具有构成所述外围器的一部分的金属制的有底筒部，在所述有底筒部的内侧底面保持所述阳极靶，并在所述有底筒部的侧面具有X射线透射窗，

外围器组件的所述支承体固定部呈金属制的筒状，通过焊接将所述阴极组件的所述支承体固定在内周侧，

所述外围器组件具有陶瓷制的筒状的外围器主体，所述外围器主体的一端与所述支承体固定部的外周面通过金属制的连接构件相连接，

所述阳极组件的所述有底筒部的开口端部固定于所述外围器主体的另一端。

2.(修改后).一种X射线管的制造方法，该X射线管包括：

将内部保持为真空的外围器；设置在所述外围器内并通过热电子的碰撞而产生X射线的阳极靶；以及设置在所述外围器内并向所述阳极靶发射热电子的阴极电子枪，所述X射线管的制造方法的特征在于，所述X射线管包括：

阴极组件，该阴极组件具有在前端部保持所述阴极电子枪的金属制的支承体；

外围器组件，该外围器组件利用金属制的连接构件，将固定所述阴极组件的所述支承体的金属制的筒状的支承体固定部与陶瓷制的筒状的外围器主体在所述外围器主体的一端和所述支承体固定部的外周面之间连接起来而得到；以及

阳极组件，该阳极组件具有构成所述外围器的一部分的金属制的有底筒部，在所述有底筒部的内侧底面保持所述阳极靶，并在所述有底筒部的侧面具有X射线透射窗，

所述X射线管的制造方法包括：插入工序，该插入工序在所述外围器组件的所述支承体固定部的内侧，将所述阴极组件从前端插入到所述外围器组件的内部；阴极组件定位工序，该阴极组件定位工序在插入工序之后，将所述阴极组件的所述前端部的位置定位到规定位置；以及阴极组件焊接工序，该阴极组件焊接工序在所述阴极组件定位工序之后，通过焊接将所述阴极组件的所述支承体的后端固定到所述外围器组件的所述支承体固定部。

3.(修改后).如权利要求2所述的X射线管的制造方法，其特征在于，

还包括支承体固定部定位工序，该支承体固定部定位工序在所述外围器组件中，对所述支承体固定部相对于所述连接构件的位置进行定位。

4.(修改后).如权利要求2所述的X射线管的制造方法，其特征在于，

所述阴极组件定位工序中，在所述外围器主体的另一端侧设置定位夹具，并使所述阴极组件的前端与该定位夹具相抵接来进行定位。

5.(修改后).如权利要求2所述的X射线管的制造方法，其特征在于，

还包括阳极组件连接工序，该阳极组件连接工序在所述阴极组件焊接工序之后，将所述阳极组件的所述有底筒部的开口端部连接到所述外围器组件的所述另一端。

6.(删除)

7.(删除)

Claims (7)

1.一种X射线管，包括：

将内部保持为真空的外围器；设置在所述外围器内并通过热电子的碰撞而产生X射线的阳极靶；以及设置在所述外围器内并向所述阳极靶发射热电子的阴极电子枪，所述X射线管的特征在于，包括：

阴极组件，该阴极组件具有在前端部保持所述阴极电子枪的金属制的支承体；以及

外围器组件，该外围器组件具有固定所述阴极组件的所述支承体的支承体固定部，并且构成所述外围器，

所述支承体固定部呈金属制的筒状，通过焊接将所述阴极组件的所述支承体固定在内周侧。

2.如权利要求1所述的X射线管，其特征在于，

所述外围器组件具有陶瓷制的筒状的外围器主体，所述外围器主体的一端与所述支承体固定部的外周面通过金属制的连接构件相连接。

3.如权利要求2所述的X射线管，其特征在于，

还包括阳极组件，该阳极组件具有构成所述外围器的一部分的金属制的有底筒部，在所述有底筒部的内侧底面保持所述阳极靶，并在所述有底筒部的侧面具有X射线透射窗，所述阳极组件的所述有底筒部的开口端部固定于所述外围器主体的另一端。

4.一种X射线管的制造方法，该X射线管包括：

将内部保持为真空的外围器；设置在所述外围器内并通过热电子的碰撞而产生X射线的阳极靶；以及设置在所述外围器内并向所述阳极靶发射热电子的阴极电子枪，所述X射线管的制造方法的特征在于，所述X射线管包括：

阴极组件，该阴极组件具有在前端部保持所述阴极电子枪的金属制的支承体；

外围器组件，该外围器组件利用金属制的连接构件，将固定所述阴极组件的所述支承体的金属制的筒状的支承体固定部与陶瓷制的筒状的外围器主体在所述外围器主体的一端和所述支承体固定部的外周面之间连接起来而得到；以及

阳极组件，该阳极组件具有构成所述外围器的一部分的金属制的有底筒部，在所述有底筒部的内侧底面保持所述阳极靶，并在所述有底筒部的侧面具有X射线透射窗，

所述X射线管的制造方法包括：插入工序，该插入工序在所述外围器组件的所述支承体固定部的内侧，将所述阴极组件从前端插入到所述外围器组件的内部；阴极组件定位工序，该阴极组件定位工序在插入工序之后，将所述阴极组件的所述前端部的位置定位到规定位置；以及阴极组件焊接工序，该阴极组件焊接工序在所述阴极组件定位工序之后，通过焊接将所述阴极组件的所述支承体的后端固定到所述外围器组件的所述支承体固定部。

5.如权利要求4所述的X射线管的制造方法，其特征在于，

还包括支承体固定部定位工序，该支承体固定部定位工序在所述外围器组件中，对所述支承体固定部相对于所述连接构件的位置进行定位。

6.如权利要求4所述的X射线管的制造方法，其特征在于，

所述阴极组件定位工序中，在所述外围器主体的另一端侧设置定位夹具，并使所述阴极组件的前端与该定位夹具相抵接来进行定位。

7.如权利要求4所述的X射线管的制造方法，其特征在于，

还包括阳极组件连接工序，该阳极组件连接工序在所述阴极组件焊接工序之后，将所述阳极组件的所述有底筒部的开口端部连接到所述外围器组件的所述另一端。

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