JP2004207048A

JP2004207048A - Ｘ線管

Info

Publication number: JP2004207048A
Application number: JP2002375105A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Yoshiyama; 貴俊吉山; Kazutaka Suzuki; 一隆鈴木
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2022-12-25
Also published as: JP4293590B2

Abstract

【課題】排気管が突設された方向にも試料または試料を載持する試料台を大きく傾斜させることができるＸ線管を提供する。
【解決手段】先端側の開口部にＸ線出射窓２Ｃを有する第１筒部２Ｂの先端部周縁と取付フランジ２Ａの周縁とに跨って第１筒部２Ｂの周面を包囲する仮想面（仮想線Ｌ）の内側に排気管５および保護キャップ７が配置されているため、板状の試料である試料板をＸ線出射窓２Ｃに近づけた状態でＸ線の照射方向と直交する軸廻りに傾斜させる際、試料板は排気管５および保護キャップ７に接触することなく第１筒部２Ｂの先端部周縁または取付フランジ２Ａの周縁に接触するまで大きく傾斜可能となる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、試料の非破壊検査などに使用されるＸ線発生装置に組み込まれるＸ線管に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
試料を破壊することなくその内部構造を検査するための装置として、試料にＸ線を照射するＸ線管を組み込んだＸ線発生装置が従来一般に知られている（例えば特許文献１参照）。このＸ線発生装置は、試料の透視画像を得る非破壊検査システムの一部として、試料を透過したＸ線を検出するＸ線カメラと組み合わせて使用されるものであり、Ｘ線管のＸ線発生ポイントから試料までの距離が近いほど拡大率の大きな透視画像が得られる。
【０００３】
また、Ｘ線管としては、Ｘ線出射窓を有する筒部内にターゲットを収容した構造のＸ線発生部と、このＸ線発生部の筒部の周面から突出する筒部内に電子銃を収容した構造の電子銃部とを備えたものが従来一般に知られている（例えば特許文献２参照）。このＸ線管は、電子銃がターゲットに向けて電子線を出射すると、ターゲットがＸ線出射窓に向けてＸ線を出射するように構成されている。
【０００４】
ここで、特許文献１の図１に示されるように、Ｘ線管はＸ線発生部および電子銃部が外部に露出する状態でＸ線発生装置の筐体に固定されている。そして、このＸ線発生装置においては、特許文献１の図５に示されるように、試料をＸ線管のＸ線出射窓に近づけた状態でＸ線の照射方向と直交する軸廻りに傾斜可能とするための傾斜面がＸ線管のＸ線発生部および筐体に形成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２２４６２４号公報（図１および図５参照）
【特許文献２】
特開平７−２９６７５１号公報（図１参照）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来一般に知られているＸ線管においては、内部を真空化するための排気管（チップ管）がＸ線発生部の筒部の周面に突設されている。このため、前述のように試料をＸ線管のＸ線出射窓に近づけた状態でＸ線の照射方向と直交する軸廻りに傾斜させる際、排気管が突設された方向には排気管が邪魔となって試料または試料を載持する試料台を大きく傾斜させることができず、試料の複雑な内部構造を立体的に観察するのに支障があるという問題が指摘されている。
【０００７】
そこで、本発明は、排気管が突設された方向にも試料または試料を載持する試料台を大きく傾斜させることができるＸ線管を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線管は、先端側の開口部にＸ線出射窓を有し、基端側に取付フランジを有する第１筒部と、この第１筒部内に連通して第１筒部の周面から突出する第２筒部とを備えた真空外囲器内に電子銃およびターゲットが収容されており、電子銃がターゲットへ向けて電子線を出射し、ターゲットがＸ線出射窓を通してＸ線を出射するように構成されたＸ線管において、第１筒部の周面には真空外囲器内を真空化するための排気管が突設されており、排気管は、第１筒部の先端部周縁と取付フランジの周縁とに跨って第１筒部の周面を包囲する仮想面の内側に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るＸ線管では、試料を第1筒部の開口部に設けられたＸ線出射窓に近づけた状態でＸ線の照射方向と直交する軸廻りに傾斜させる際に、試料または試料を載持する試料台は排気管に接触することなく第１筒部の先端部周縁または取付フランジの周縁に接触するまで大きく傾斜可能となる。
【００１０】
本発明に係るＸ線管において、排気管が取付フランジの近傍に配置されている場合、傾斜した試料または試料を載持する試料台に接触しない範囲で排気管のチップオフ長を長くすることができ、Ｘ線管内を確実に真空化することが可能となる。
【００１１】
また、本発明のＸ線管において、第２筒部の軸線に沿ったカット面が第１筒部の周面に形成されている場合、そのカット面方向に試料または試料を載持する試料台を一層大きく傾斜させることができ、試料をＸ線出射窓に一層接近させて試料の非破壊検査を一層精密に行うことが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るＸ線管の実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は一実施形態に係るＸ線管の概略構造を示す全体斜視図、図２は図１に示したＸ線管の縦断面図、図３は図１のＩＩＩ矢視図、図４は図１のＩＶ矢視図である。
【００１３】
図１および図２に示すように、一実施形態に係るＸ線管１は、Ｘ線発生部２、電子銃部３、バルブ部４などを備えており、後述するＸ線発生部２の第１筒部２Ｂ、電子銃部３の第２筒部３Ａおよびバルブ部４のバルブ４Ａによって真空外囲器が構成されている。
【００１４】
Ｘ線発生部２は、取付フランジ２Ａが基端部に形成された第１筒部２Ｂを有し、その先端側の開口部にはＸ線出射窓２Ｃが装着されている。この第１筒部２Ｂの内部には、電子線（ｅ）の入射を受けてＸ線（ｘ）を発生する反射型のターゲット２Ｄが収容されている（図２参照）。このターゲット２Ｄは、バルブ部４の本体であるバルブ４Ａの中心部に保持具４Ｂを介して絶縁状態で保持された棒状の高圧陽極４Ｃの内端部に構成されており、Ｘ線出射窓２Ｃに向けてＸ線（ｘ）を出射する反射面２Ｄ１が高圧陽極４Ｃの軸線に斜交して形成されている。
【００１５】
電子銃部３は、Ｘ線発生部２の第１筒部２Ｂの内部に連通して第１筒部２Ｂの周面から突出する第２筒部３Ａを有し、その先端側の開口部には給電用のステムピン３Ｂを有するステム３Ｃが装着されている。そして、第２筒部３Ａの内部には、第１筒部２Ｂ内に収容されたターゲット２Ｄの反射面２Ｄ１に向けて電子線（ｅ）を出射するための電子銃３Ｄが収容されている。
【００１６】
電子銃３Ｄは、ステムピン３Ｂから供給される電力によって発熱するヒータ３Ｅと、ヒータ３Ｅにより加熱されて熱電子を放出する陰極３Ｆ、陰極３Ｆから放出される熱電子を収束して加速することにより、ターゲット２Ｄの反射面２Ｄ１へ向けて電子線（ｅ）を出射するフォーカスグリッド電極３Ｇなどを備えて構成されている。
【００１７】
ここで、図１、図２および図３に示すように、Ｘ線発生部２の第１筒部２Ｂの周面には、電子銃部３の第２筒部３Ａの軸線３Ｌと平行な一対のカット面２Ｂ１，２Ｂ１が第１筒部２Ｂの軸線２Ｌと平行に形成されている。また、第２筒部３Ａが突出する側と反対側の第１筒部２Ｂの周面には、Ｘ線管１の内部を真空化するための排気管（チップ管）５が突設されている。
【００１８】
排気管５は、その内端部が第１筒部２Ｂの内部に連通しており（図２参照）、その外端部は、Ｘ線管１内の真空状態を保持するようにチップオフ加工されている。この排気管５の外端部の扁平に潰されて切断されたチップオフ端には、合成樹脂の接着剤６により保護キャップ７が固定されている。
【００１９】
このような排気管５は、第１筒部２Ｂの先端部の周縁と取付フランジ２Ａの周縁とに跨って第１筒部２Ｂの周面を包囲する仮想面の内側において、取付フランジ２Ａの近傍に配置されている。すなわち、排気管５は、図１および図２に２点鎖線で示すように、第１筒部２Ｂの先端部の周縁と取付フランジ２Ａの周縁とを結ぶ仮想線Ｌから外側にはみ出さないように配置されている。
【００２０】
以上のように構成された一実施形態のＸ線管１は、例えば非破壊検査システムを構成する図示しないＸ線発生装置の筐体に取付フランジ２Ａが固定されることにより、筐体の外部にＸ線発生部２および電子銃部３が露出する状態でＸ線発生装置に組み込まれる。
【００２１】
このようにＸ線発生装置に組み込まれたＸ線管１は、図５および図６に示すように、Ｘ線カメラＸＣとの間に配置された板状の試料である試料板ＳＰの内部構造をＸ線カメラＸＣにより透視画像として観察するため、Ｘ線発生部２のＸ線出射窓２ＣからＸ線カメラＸＣに向けてＸ線（ｘ）を照射する（図２参照）。
【００２２】
ここで、Ｘ線管１のＸ線発生ポイントＸＰから試料板ＳＰまでの距離が近い程、Ｘ線カメラＸＣによる試料板ＳＰの透視画像の拡大率が大きくなるため、試料板ＳＰは、通常、Ｘ線発生ポイントＸＰに近接して配置される。また、試料板ＳＰの内部構造を立体的に観察する場合には、試料板ＳＰをＸ線の照射方向と直交する軸廻りに傾斜させる。
【００２３】
図５に示すように、試料板ＳＰをＸ線の照射方向と直交する軸廻りに傾斜させた状態で試料板ＳＰの観察ポイントＰをＸ線発生ポイントＸＰに接近させて立体的に観察する際、２点鎖線で示すように排気管５が長く突出している従来例においては、試料板ＳＰが保護キャップ７に接触する距離まで、すなわち、Ｘ線発生ポイントＸＰから観察ポイントＰまでの距離がＤ１となる距離までしか試料板ＳＰの観察ポイントＰをＸ線発生ポイントＸＰに接近させることができない。
【００２４】
これに対し、図２に示すように排気管５および保護キャップ７が仮想線Ｌの内側に配置されている一実施形態のＸ線管１においては、図５に実線で示すように試料板ＳＰが第１筒部２Ｂの先端部周縁に接触する距離まで、すなわち、Ｘ線発生ポイントＸＰから観察ポイントＰまでの距離がＤ２となる距離まで試料板ＳＰの観察ポイントＰをＸ線発生ポイントＸＰに接近させることができる。その結果、試料板ＳＰの観察ポイントＰの透視画像を一層大きく拡大して観察ポイントＰの非破壊検査を一層精密に行うことが可能となる。
【００２５】
一方、図６に示すように、試料板ＳＰをＸ線の照射方向と直交する軸廻りに傾斜させてＸ線発生ポイントＸＰから距離Ｄ３にある試料板ＳＰの観察ポイントＰを立体的に観察する際、２点鎖線で示すように排気管５が長く突出している従来例においては、試料板ＳＰを保護キャップ８に接触するまでの角度θ１までしか傾斜させることができない。
【００２６】
これに対し、図２に示すように排気管５および保護キャップ７が仮想線Ｌの内側に配置されている一実施形態のＸ線管１においては、図６に示すように試料板ＳＰを取付フランジ２Ａの周縁に接触する角度θ２まで大きく傾斜させることができる。その結果、試料板ＳＰの観察ポイントＰの非破壊検査を立体的に一層精密に行うことが可能となる。
【００２７】
ここで、一実施形態のＸ線管１では、排気管５が取付フランジ２Ａの近傍に配置されているため、図５および図６に示すように傾斜した試料板ＳＰに接触しない範囲で排気管５のチップオフ長を長くすることができ、Ｘ線管１内を確実に真空化することが可能となる。
【００２８】
また、一実施形態のＸ線管１では、電子銃部３の第２筒部３Ａの軸線に沿ったカット面２Ｂ１，２Ｂ１がＸ線発生部２の第１筒部２Ｂの周面に形成されているため、そのカット面２Ｂ１，２Ｂ１に向かって試料板ＳＰを傾斜させることにより、試料板ＳＰを一層大きく傾斜させることができ、また、試料板ＳＰをＸ線発生ポイントＸＰに向かって一層接近させることができる。
【００２９】
本発明に係るＸ線管は、一実施形態に限定されるものではない。例えば、排気管５は、図７に実線で示すように第１筒部２Ｂの一方のカット面２Ｂ１から突出するように配置してもよいし、図７に２点鎖線で示すように電子銃部３の第２筒部３Ａに沿って突出するように配置してもよい。
【００３０】
第１筒部２Ｂの一方のカット面２Ｂ１から突出するように配置された排気管５は、取付フランジ２Ａの近傍に配置することで、チップオフ長をより一層長くすることができ、Ｘ線管１内をより確実に真空化することが可能となる。
【００３１】
また、第１筒部２Ｂの基端側に突設される取付フランジ２Ａは、図示のような円形に限らず、四角形や六角形などの任意の形状とすることができる。
【００３２】
さらに、第１筒部２Ｂの先端部周縁と取付フランジ２Ａの周縁とに跨って第１筒部２Ｂの周面を包囲する仮想面は、電子銃部３の近傍においては、第１筒部２Ｂの先端部周縁と第２筒部３Ａの外周縁と取付フランジ２Ａの周縁との３者に跨って第１筒部２Ｂの周面を包囲する仮想面とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＸ線管によれば、先端側の開口部にＸ線出射窓を有する第１筒部の先端部周縁と取付フランジの周縁とに跨って第１筒部の周面を包囲する仮想面の内側に排気管が配置されているため、試料をＸ線出射窓に近づけた状態でＸ線の照射方向と直交する軸廻りに傾斜させる際、排気管が突設された方向にも試料または試料を載持する試料台を第１筒部の先端部周縁または取付フランジの周縁に接触するまで大きく傾斜させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線管の概略構造を示す全体斜視図である。
【図２】図１に示したＸ線管の縦断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ矢視図図である。
【図４】図１のＩＶ矢視図である。
【図５】一実施形態に係るＸ線管の第１の作用を説明する側面図である。
【図６】一実施形態に係るＸ線管の第２の作用を説明する側面図である。
【図７】図１に示した排気管の配置の変形例を示す図４に対応した図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線管、２…Ｘ線発生部、２Ａ…取付フランジ、２Ｂ…第１筒部、２Ｂ１…カット面、２Ｃ…Ｘ線出射窓、３…電子銃部、３Ａ…第２筒部、３Ｂ…ステムピン、３Ｃ…ステム、３Ｄ…電子銃、３Ｅ…ヒータ、３Ｆ…陰極、３Ｇ…フォーカスグリッド電極、４…バルブ部、４Ａ…バルブ、４Ｂ…保持具、４Ｃ…高圧陽極、、５…排気管、６…接着剤、７…保護キャップ、Ｌ…仮想線、ＸＣ…Ｘ線カメラ、ＳＰ…試料板、Ｐ…観察ポイント、ＸＰ…Ｘ線発生ポイント。

Claims

先端側の開口部にＸ線出射窓を有し、基端側に取付フランジを有する第１筒部と、この第１筒部内に連通して第１筒部の周面から突出する第２筒部とを備えた真空外囲器内に電子銃およびターゲットが収容されており、前記電子銃が前記ターゲットへ向けて電子線を出射し、前記ターゲットが前記Ｘ線出射窓を通してＸ線を出射するように構成されたＸ線管において、
前記第１筒部の周面には前記真空外囲器内を真空化するための排気管が突設されており、
前記排気管は、前記第１筒部の先端部周縁と前記取付フランジの周縁とに跨って第１筒部の周面を包囲する仮想面の内側に配置されていることを特徴とするＸ線管。
前記排気管が前記取付フランジの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管。
前記第１筒部の周面には、前記第２筒部の軸線に沿ったカット面が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＸ線管。