JP2004213974A - Ｘ線源および非破壊検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】Ｘ線管のバルブ部およびこれを浸漬させる液状絶縁物質の放熱を促進できるＸ線管を提供する。
【解決手段】Ｘ線管７のバルブ部７Ａを液状絶縁物質としての高圧絶縁オイル１０に浸漬させて収容する金属製筒部材６が電源部２を構成する絶縁ブロック２Ａの外部の第１板部材３上に固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材６の内部の高圧絶縁オイル１０やＸ線管７のバルブ部７Ａの放熱が促進される。
【選択図】 図２
【解決手段】Ｘ線管７のバルブ部７Ａを液状絶縁物質としての高圧絶縁オイル１０に浸漬させて収容する金属製筒部材６が電源部２を構成する絶縁ブロック２Ａの外部の第１板部材３上に固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材６の内部の高圧絶縁オイル１０やＸ線管７のバルブ部７Ａの放熱が促進される。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線管とその電源部とが一体に構成されたＸ線源およびこのＸ線源が組み込まれたＸ線発生装置を備える非破壊検査装置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透視画像として観察する非破壊検査装置には、試料にＸ線を照射するＸ線源を備えたＸ線発生装置や、試料を透過したＸ線を検出するＸ線カメラなどが使用されている。この非破壊検査装置では、Ｘ線の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】
一方、Ｘ線を照射するＸ線源としては、Ｘ線管とその電源部とが一体に構成されたものが従来一般に知られている（例えば特許文献１〜３参照）。また、この種の電源一体型のＸ線源として、図４に示すＸ線源Ａが従来一般に知られている。
【０００４】
図４に示すＸ線源Ａは、エポキシ樹脂からなる絶縁ブロックＢ１中に高電圧発生部Ｂ２、高電圧線Ｂ３、ソケットＢ４などをモールドした構造の電源部Ｂと、絶縁ブロックＢ１に形成された貯留凹部Ｂ５内の高圧絶縁オイルＢ６にバルブ部Ｃ１が浸漬されて組み込まれるＸ線管Ｃとを備えている。
【０００５】
電源部Ｂにおける絶縁ブロックＢ１の貯留凹部Ｂ５が開口する片側の面には、Ｘ線管Ｃを固定して貯留凹部Ｂ５の開口を覆う覆板Ｂ７が固定され、絶縁ブロックＢ１の反対側の面には底板Ｂ８が固定されている。そして、覆板Ｂ８には、Ｘ線管Ｃのバルブ部Ｃ１を挿通させる開口Ｂ９が形成され、その周辺部にＸ線管Ｃの取付フランジＣ２が固定されている。
【０００６】
Ｘ線管Ｃは、棒状陽極Ｃ３を収容したバルブ部Ｃ１と、棒状陽極Ｃ３の先端部のターゲットＣ４を収容したＸ線発生部Ｃ５と、ターゲットＣ４の反射面に向けて電子ビームを出射する電子銃（図示省略）を収容した電子銃部Ｃ６とを備えている。Ｘ線発生部Ｃ５は、取付フランジＣ２を挟んでバルブ部Ｃ１と反対側に同軸に配置されており、このＸ線発生部Ｃ５およびバルブ部Ｃ１の軸線に対して電子銃部Ｃ６の軸線が直交している。
【０００７】
このようなＸ線管Ｃは、バルブ部Ｃ１から突出する棒状陽極Ｃ３の基端部の高電圧印加部Ｃ７が電源部Ｂの絶縁ブロックＢ１にモールドされたソケットＢ４に嵌合することにより、電源部Ｂの高電圧発生部Ｂ２から高電圧線Ｂ３を介して高電圧の供給を受けるように構成されている。そして、このＸ線管は、電子銃がターゲットに向けて電子ビームを出射すると、電子ビームがターゲットに入射することによって発生したＸ線がＸ線出射窓から出射されるように構成されている。
【０００８】
【特許文献１】
ＵＳＰ５，０７７，７７１
【特許文献２】
ＵＳＰ４，６４６，３３８
【特許文献３】
ＵＳＰ４，６４６，４８０
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４に示した従来のＸ線源Ａは、Ｘ線管Ｃのバルブ部Ｃ１を高圧絶縁オイルＢ６に浸漬させて耐圧性を維持するための貯留凹部Ｂ５を備えているものの、この貯留凹部Ｂ５は絶縁ブロックＢ１に形成されて覆板Ｂ７により塞がれている。このため、従来のＸ線源Ａにおいては、貯留凹部Ｂ５内に収容された高圧絶縁オイルＢ６などの液状絶縁物質やＸ線管Ｃのバルブ部Ｃ１の放熱性が悪いという問題が指摘されている。
【００１０】
そこで、本発明は、Ｘ線管のバルブ部およびこれを浸漬させる液状絶縁物質の放熱を促進できるＸ線管を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線源は、Ｘ線を発生させるための高電圧印加部がバルブ部に突設されたＸ線管と、高電圧印加部に電圧を供給する電圧発生部が絶縁ブロック中にモールドされた構造の電源部と、バルブ部を収容してＸ線管を固定する金属製筒部材とを備え、金属製筒部材は絶縁ブロックの外部に固定され、金属製筒部材の内部には、バルブ部を浸漬させる液状絶縁物質が封入されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るＸ線源では、Ｘ線管のバルブ部を液状絶縁物質に浸漬させて収容する金属製筒部材が絶縁ブロックの外部に固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材の内部の液状絶縁物質やＸ線管のバルブ部の放熱が促進される。
【００１３】
また、本発明のＸ線源は、ターゲットに導通する棒状陽極の高電圧印加部が突設されたバルブ部の軸線と、電子銃を収容した電子銃部の軸線とが交差するＸ線管と、高電圧印加部に電圧を供給する電圧発生部が絶縁ブロック中にモールドされた構造の電源部と、バルブ部を収容してＸ線管を固定する金属製筒部材とを備え、金属製筒部材は絶縁ブロックの外部に固定され、金属製筒部材の内部には、前記バルブ部を浸漬させる液状絶縁物質が封入されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るＸ線源においても、Ｘ線管のバルブ部を液状絶縁物質に浸漬させて収容する金属製筒部材が絶縁ブロックの外部に固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材の内部の液状絶縁物質やＸ線管のバルブ部の放熱が促進される。
【００１５】
本発明のＸ線源において、金属製筒部材は、絶縁ブロックの外部に板部材を介して固定するのが好ましい。
【００１６】
本発明のＸ線源において、金属製筒部材が円筒状に形成され、Ｘ線管のバルブ部と同軸に配置されている場合、棒状陽極から金属製筒部材までの距離が均等となるため、棒状陽極およびターゲットの周囲に形成される電界の安定性が向上する。
【００１７】
また、Ｘ線管のバルブ部から突出する棒状陽極の高電圧印加部を囲んで金属製筒部材との間を遮蔽する壁部が電源部の絶縁ブロックに突設されている場合、この壁部により高電圧印加部から金属製筒部材への異常放電が効果的に防止される。
【００１８】
さらに、金属製筒部材の先端部の周面が斜面状またはテーパ状に形成されて金属製筒部材が先細状に構成されているＸ線源は、試料の内部構造を透視画像として観察する非破壊検査装置のＸ線発生装置に組み込まれて使用される場合、金属製筒部材の先端部の斜面状またはテーパ状の周面に接触するまで試料を大きく傾斜させてＸ線管に接近させることができ、試料の非破壊検査をより詳細に高精度に行うことが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るＸ線源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線源の全体構造を示す分解斜視図、図２は一実施形態に係るＸ線源の内部構造を示す縦断面図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、第１実施形態に係るＸ線源１は、エポキシ樹脂からなる絶縁ブロック２Ａ中に高電圧発生部２Ｂ、高電圧線２Ｃ、ソケット２Ｄなど（図２参照）をモールドした構造の電源部２と、図示において上側の絶縁ブロック２Ａの上面側に配置される第１板部材３と、絶縁ブロック２Ａの下面側に配置される第２板部材４と、第１板部材３と第２板部材４との間に介設される４本の締結スペーサ部材５と、第１板部材３上に金属製筒部材６を介して固定されるＸ線管７とを備えて構成される。
【００２１】
電源部２の絶縁ブロック２Ａは、概略正方形の上面および下面が相互に平行な短角柱状に形成されており、その上面の中心部には、高電圧線２Ｃを介して高電圧発生部２Ｂに接続された円筒状のソケット２Ｄが配置されている。また、絶縁ブロック２Ａの上面には、ソケット２Ｄと同芯状に配置された環状の壁部２Ｅが突設されている。そして、絶縁ブロック２Ａの周面には、その電位をＧＮＤ電位（接地電位）とするための導電性塗料８が塗布されている。
【００２２】
第１板部材３および第２板部材４は、例えば４本の締結スペーサ部材５および８本の締結ネジ９と協働して電源部２の絶縁ブロック２Ａを図示の上下方向から挟持する部材であり、絶縁ブロック２Ａの上面および下面より大きい概略正方形に形成されている。これら第１板部材３および第２板部材４の４隅には、各締結ネジ９を挿通させるネジ挿通孔３Ａ，４Ａがそれぞれ形成されている。また、第１板部材３には、絶縁ブロック２Ａの上面に突設された環状の壁部２Ｅを囲む円形の開口３Ｂが形成されている。
【００２３】
４本の締結スペーサ部材５は、角柱状に形成されて第１板部材３および第２板部材４の４隅に配置される。各締結スペーサ部材５の長さは、絶縁ブロック２Ａの上面と下面との間隔より若干短く、すなわち、絶縁ブロック２Ａの締付け代だけ短く設定されている。各締結スペーサ部材５の上下の端面には、締結ネジ９がねじ込まれるネジ孔５Ａがそれぞれ形成されている。
【００２４】
金属製筒部材６は円筒状に形成されており、その基端部に形成された取付フランジ６Ａが第１板部材３の開口３Ｂの周辺に図示しないシール部材を介してねじ止め固定されている。この金属製筒部材６の先端部の周面はテーパ面６Ｂに形成されており、このテーパ面６Ｂによって金属製筒部材６は先端部に角部のない先細状に構成されている。また、金属製筒部材６のテーパ面６Ｂに連続する平坦な先端面には、Ｘ線管７のバルブ部７Ａを挿通させる開口６Ｃが形成されている。
【００２５】
Ｘ線管７は、棒状陽極７Ｂを絶縁状態に保持して収容したバルブ部７Ａと、棒状陽極７Ｂに導通してその内端部に構成された反射型のターゲット７Ｃを収容したＸ線発生部７Ｄと、ターゲット７Ｃの反射面に向けて電子ビームを出射する電子銃（図示省略）を収容した電子銃部７Ｅとを備えている。
【００２６】
バルブ部７ＡとＸ線発生部７Ｄとは同軸に配置されており、これらの軸線に対して電子銃部７Ｅの軸線が略直交している。そして、バルブ部７ＡとＸ線発生部７Ｄとの間には、金属製筒部材６の先端面に固定するための取付フランジ７Ｆが形成されている。また、棒状陽極７Ｂの基端部は、高電圧印加部７Ｇとしてバルブ部７Ａの中心部から下方に突出している（図２参照）。
【００２７】
なお、Ｘ線管７には、図示しない排気管が付設されており、この排気管を介してバルブ部７Ａ、Ｘ線発生部７Ｄおよび電子銃部７Ｅの内部が真空引きされることにより、真空密封容器が形成されている。
【００２８】
このようなＸ線管７は、電源部２の絶縁ブロック２Ａにモールドされたソケット２Ｄに高電圧印加部７Ｇが嵌合することにより、高電圧線２Ｃを介して高電圧発生部２Ｂから高電圧の供給を受けるように構成されている。また、この状態で電子銃部７Ｅに内蔵された電子銃（図示省略）がターゲット７Ｃの反射面に向けて電子ビームを出射すると、電子ビームがターゲット７Ｃに入射することによって発生したＸ線がＸ線発生部７Ｄの開口部に装着されたＸ線出射窓７Ｈから出射されるように構成されている。
【００２９】
ここで、一実施形態に係るＸ線源１は、例えば以下の手順により組み立てられる。まず、第２板部材４の各ネジ挿通孔４Ａに挿通された４本の締結ネジ９が４本の締結スペーサ部材５の下端面の各ネジ孔５Ａにねじ込まれる。そして、第１板部材３の各ネジ挿通孔３Ａに挿通された４本の締結ネジ９が４本の締結スペーサ部材５の上端面の各ネジ孔５Ａにねじ込まれることにより、第１板部材３と第２板部材４とが絶縁ブロック２Ａを上下方向から挟持した状態で相互に締結される。その際、第１板部材３と絶縁ブロック２Ａの上面との間には図示しないシール部材が介設され、同様に第２板部材４と絶縁ブロック２Ａの下面との間にも図示しないシール部材が介設される。
【００３０】
次に、第１板部材３上に固定された金属製筒部材６の開口６Ｃからその内部に液状絶縁物質としての高圧絶縁オイル１０が注入される。続いて、Ｘ線管７のバルブ部７Ａが金属製筒部材６の開口６Ｃからその内部に挿入されて高圧絶縁オイル１０中に浸漬され、バルブ部７Ａの中心部から下方に突出する高電圧印加部７Ｇが電源部２側のソケット２Ｄに嵌合される。そして、Ｘ線管７の取付フランジ７Ｆが金属製筒部材６の先端面に図示しないシール部材を介してねじ止め固定される。
【００３１】
以上のように組立てられた一実施形態のＸ線源１では、図２に示すように、Ｘ線管７の棒状陽極７Ｂの軸線に対し、電源部２の絶縁ブロック２Ａの上面に突設された環状の壁部２Ｅおよび金属製筒部材６が同芯状に配置される。また、環状の壁部２Ｅは、Ｘ線管７のバルブ部７Ａから突出する高電圧印加部７Ｇの周囲を囲んで金属製筒部材６との間を遮蔽する高さに突出している。
【００３２】
一実施形態のＸ線源１においては、電源部２の高電圧発生部２Ｂから高電圧線２Ｃおよびソケット２Ｄを介してＸ線管７の高電圧印加部７Ｇに高電圧が印加されと、棒状陽極７Ｂを介してターゲット７Ｃに高電圧が供給される。この状態でＸ線管７の電子銃部７Ｅに内蔵された電子銃（図示省略）がＸ線発生部７Ｄに内蔵されたターゲット７Ｃの反射面に向けて電子ビームを出射すると、電子ビームがターゲット７Ｃに入射することによって発生したＸ線がＸ線発生部７Ｄの開口部に装着されたＸ線出射窓７Ｈから出射される。
【００３３】
ここで、一実施形態のＸ線源１では、Ｘ線管７のバルブ部７Ａを高圧絶縁オイル１０に浸漬させて収容する金属製筒部材６が電源部２の絶縁ブロック２Ａの外部、すなわちに第１板部材３上に突設して固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材６の内部の高圧絶縁オイル１０やＸ線管７のバルブ部７Ａの放熱を促進することができる。
【００３４】
また、金属製筒部材６が棒状陽極７Ｂを中心とした円筒状に形成されており、棒状陽極７Ｂから金属製筒部材６までの距離が均等であるため、棒状陽極７Ｂおよびターゲット７Ｃの周囲に形成される電界を安定させることができる。そして、この金属製筒部材６は、帯電した高圧絶縁オイル１０の電荷を効果的にディスチャージさせることができる。
【００３５】
さらに、電源部２の絶縁ブロック２Ａの上面に突設された環状の壁部２ＥがＸ線管７のバルブ部７Ａから突出する高電圧印加部７Ｇの周囲を囲んで金属製筒部材６との間を遮蔽しているため、高電圧印加部７Ｇから金属製筒部材６への異常放電を効果的に防止することができる。
【００３６】
なお、一実施形態のＸ線源１は、４本の締結スペーサ部材５を介して相互に締結される第１板部材３と第２板部材４との間に電源部２の絶縁ブロック２Ａが挟持される構造を備えており、絶縁ブロック２Ａ内には放電を誘発する導電性異物や、電界の乱れを誘発する帯電性異物が存在しない。このため、第１実施形態のＸ線源１によれば、電源部２における無用な放電現象や電界の乱れを抑制することができる。
【００３７】
ここで、一実施形態のＸ線源１は、例えば、試料の内部構造を透視画像として観察する非破壊検査装置において、試料にＸ線を照射するＸ線発生装置（図示省略）に組み込まれて使用される。図３はその使用例を示しており、Ｘ線源１は、Ｘ線カメラＸＣとの間に配置された試料板ＳＰに向けてＸ線を照射する。すなわち、Ｘ線源１は、金属製筒部材６の上方に突出するＸ線発生部７Ｄに内蔵された図示しないターゲットのＸ線発生ポイントＸＰから図示しないＸ線出射窓を通して試料板ＳＰにＸ線を照射する。
【００３８】
このような使用例において、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。
【００３９】
ここで、図３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、Ｘ線源１の金属製筒部材６の先端部に２点鎖線で示すような角部が残っていると、試料板ＳＰが金属製筒部材６の先端角部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。
【００４０】
これに対し、図１および図２に示すように金属製筒部材６の先端部がテーパ面６Ｂによって角部のない先細状に構成されている一実施形態のＸ線源１においては、図３に実線で示すように試料板ＳＰが金属製筒部材６のテーパ面６Ｂ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。
【００４１】
本発明に係るＸ線源は、一実施形態に限定されるものではない。例えば、金属製筒部材６は、その内周面の断面形状が円形であることが好ましいが、その外周面の断面形状は、円形に限らず、四角形やその他の多角形とすることができる。この場合、金属製筒部材の先端部の周面は斜面状に形成することができる。
【００４２】
また、電源部２の絶縁ブロック２Ａは、短円柱状に形成されていてもよく、これに対応して第１板部材３および第２板部材４は円板状に形成されていてもよい。さらに、締結スペーサ部材５は、円柱状に形成されていてもよく、その本数も４本に限定されない。
【００４３】
さらに、Ｘ線管７の構造は、バルブ部７Ａ内に電子銃が配置された構造のものであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＸ線源によれば、バルブ部を液状絶縁物質に浸漬させて収容する金属製筒部材が絶縁ブロックの外部に固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材の内部の液状絶縁物質やバルブ部の放熱を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線源の全体構造を示す分解斜視図である。
【図２】一実施形態に係るＸ線源の内部構造を示す縦断面図である。
【図３】非破壊検査装置のＸ線発生装置に組み込まれた一実施形態に係るＸ線源の作用を説明する正面図である。
【図４】従来例に係るＸ線源の内部構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線源、２…電源部、２Ａ…絶縁ブロック、２Ｂ…高電圧発生部、、２Ｃ…高電圧線、２Ｄ…ソケット、３…第１板部材、３Ａ…ネジ挿通孔、４…第２板部材、４Ａ…ネジ挿通孔、５…締結スペーサ部材、５Ａ…ネジ孔、６…金属製筒部材、６Ａ…取付フランジ、６Ｂ…逃げ面、６Ｃ…挿通穴、７…Ｘ線管、７Ａ…バルブ部、７Ｂ…棒状陽極、７Ｃ…ターゲット、７Ｄ…Ｘ線発生部、７Ｅ…電子銃部、７Ｆ…取付フランジ、７Ｇ…高電圧印加部、７Ｈ…Ｘ線出射窓、８…導電性塗料、９…締結ネジ、１０…高圧絶縁オイル、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。
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線管とその電源部とが一体に構成されたＸ線源およびこのＸ線源が組み込まれたＸ線発生装置を備える非破壊検査装置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透視画像として観察する非破壊検査装置には、試料にＸ線を照射するＸ線源を備えたＸ線発生装置や、試料を透過したＸ線を検出するＸ線カメラなどが使用されている。この非破壊検査装置では、Ｘ線の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】
一方、Ｘ線を照射するＸ線源としては、Ｘ線管とその電源部とが一体に構成されたものが従来一般に知られている（例えば特許文献１〜３参照）。また、この種の電源一体型のＸ線源として、図４に示すＸ線源Ａが従来一般に知られている。
【０００４】
図４に示すＸ線源Ａは、エポキシ樹脂からなる絶縁ブロックＢ１中に高電圧発生部Ｂ２、高電圧線Ｂ３、ソケットＢ４などをモールドした構造の電源部Ｂと、絶縁ブロックＢ１に形成された貯留凹部Ｂ５内の高圧絶縁オイルＢ６にバルブ部Ｃ１が浸漬されて組み込まれるＸ線管Ｃとを備えている。
【０００５】
電源部Ｂにおける絶縁ブロックＢ１の貯留凹部Ｂ５が開口する片側の面には、Ｘ線管Ｃを固定して貯留凹部Ｂ５の開口を覆う覆板Ｂ７が固定され、絶縁ブロックＢ１の反対側の面には底板Ｂ８が固定されている。そして、覆板Ｂ８には、Ｘ線管Ｃのバルブ部Ｃ１を挿通させる開口Ｂ９が形成され、その周辺部にＸ線管Ｃの取付フランジＣ２が固定されている。
【０００６】
Ｘ線管Ｃは、棒状陽極Ｃ３を収容したバルブ部Ｃ１と、棒状陽極Ｃ３の先端部のターゲットＣ４を収容したＸ線発生部Ｃ５と、ターゲットＣ４の反射面に向けて電子ビームを出射する電子銃（図示省略）を収容した電子銃部Ｃ６とを備えている。Ｘ線発生部Ｃ５は、取付フランジＣ２を挟んでバルブ部Ｃ１と反対側に同軸に配置されており、このＸ線発生部Ｃ５およびバルブ部Ｃ１の軸線に対して電子銃部Ｃ６の軸線が直交している。
【０００７】
このようなＸ線管Ｃは、バルブ部Ｃ１から突出する棒状陽極Ｃ３の基端部の高電圧印加部Ｃ７が電源部Ｂの絶縁ブロックＢ１にモールドされたソケットＢ４に嵌合することにより、電源部Ｂの高電圧発生部Ｂ２から高電圧線Ｂ３を介して高電圧の供給を受けるように構成されている。そして、このＸ線管は、電子銃がターゲットに向けて電子ビームを出射すると、電子ビームがターゲットに入射することによって発生したＸ線がＸ線出射窓から出射されるように構成されている。
【０００８】
【特許文献１】
ＵＳＰ５，０７７，７７１
【特許文献２】
ＵＳＰ４，６４６，３３８
【特許文献３】
ＵＳＰ４，６４６，４８０
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４に示した従来のＸ線源Ａは、Ｘ線管Ｃのバルブ部Ｃ１を高圧絶縁オイルＢ６に浸漬させて耐圧性を維持するための貯留凹部Ｂ５を備えているものの、この貯留凹部Ｂ５は絶縁ブロックＢ１に形成されて覆板Ｂ７により塞がれている。このため、従来のＸ線源Ａにおいては、貯留凹部Ｂ５内に収容された高圧絶縁オイルＢ６などの液状絶縁物質やＸ線管Ｃのバルブ部Ｃ１の放熱性が悪いという問題が指摘されている。
【００１０】
そこで、本発明は、Ｘ線管のバルブ部およびこれを浸漬させる液状絶縁物質の放熱を促進できるＸ線管を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るＸ線源は、Ｘ線を発生させるための高電圧印加部がバルブ部に突設されたＸ線管と、高電圧印加部に電圧を供給する電圧発生部が絶縁ブロック中にモールドされた構造の電源部と、バルブ部を収容してＸ線管を固定する金属製筒部材とを備え、金属製筒部材は絶縁ブロックの外部に固定され、金属製筒部材の内部には、バルブ部を浸漬させる液状絶縁物質が封入されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係るＸ線源では、Ｘ線管のバルブ部を液状絶縁物質に浸漬させて収容する金属製筒部材が絶縁ブロックの外部に固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材の内部の液状絶縁物質やＸ線管のバルブ部の放熱が促進される。
【００１３】
また、本発明のＸ線源は、ターゲットに導通する棒状陽極の高電圧印加部が突設されたバルブ部の軸線と、電子銃を収容した電子銃部の軸線とが交差するＸ線管と、高電圧印加部に電圧を供給する電圧発生部が絶縁ブロック中にモールドされた構造の電源部と、バルブ部を収容してＸ線管を固定する金属製筒部材とを備え、金属製筒部材は絶縁ブロックの外部に固定され、金属製筒部材の内部には、前記バルブ部を浸漬させる液状絶縁物質が封入されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係るＸ線源においても、Ｘ線管のバルブ部を液状絶縁物質に浸漬させて収容する金属製筒部材が絶縁ブロックの外部に固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材の内部の液状絶縁物質やＸ線管のバルブ部の放熱が促進される。
【００１５】
本発明のＸ線源において、金属製筒部材は、絶縁ブロックの外部に板部材を介して固定するのが好ましい。
【００１６】
本発明のＸ線源において、金属製筒部材が円筒状に形成され、Ｘ線管のバルブ部と同軸に配置されている場合、棒状陽極から金属製筒部材までの距離が均等となるため、棒状陽極およびターゲットの周囲に形成される電界の安定性が向上する。
【００１７】
また、Ｘ線管のバルブ部から突出する棒状陽極の高電圧印加部を囲んで金属製筒部材との間を遮蔽する壁部が電源部の絶縁ブロックに突設されている場合、この壁部により高電圧印加部から金属製筒部材への異常放電が効果的に防止される。
【００１８】
さらに、金属製筒部材の先端部の周面が斜面状またはテーパ状に形成されて金属製筒部材が先細状に構成されているＸ線源は、試料の内部構造を透視画像として観察する非破壊検査装置のＸ線発生装置に組み込まれて使用される場合、金属製筒部材の先端部の斜面状またはテーパ状の周面に接触するまで試料を大きく傾斜させてＸ線管に接近させることができ、試料の非破壊検査をより詳細に高精度に行うことが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係るＸ線源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線源の全体構造を示す分解斜視図、図２は一実施形態に係るＸ線源の内部構造を示す縦断面図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、第１実施形態に係るＸ線源１は、エポキシ樹脂からなる絶縁ブロック２Ａ中に高電圧発生部２Ｂ、高電圧線２Ｃ、ソケット２Ｄなど（図２参照）をモールドした構造の電源部２と、図示において上側の絶縁ブロック２Ａの上面側に配置される第１板部材３と、絶縁ブロック２Ａの下面側に配置される第２板部材４と、第１板部材３と第２板部材４との間に介設される４本の締結スペーサ部材５と、第１板部材３上に金属製筒部材６を介して固定されるＸ線管７とを備えて構成される。
【００２１】
電源部２の絶縁ブロック２Ａは、概略正方形の上面および下面が相互に平行な短角柱状に形成されており、その上面の中心部には、高電圧線２Ｃを介して高電圧発生部２Ｂに接続された円筒状のソケット２Ｄが配置されている。また、絶縁ブロック２Ａの上面には、ソケット２Ｄと同芯状に配置された環状の壁部２Ｅが突設されている。そして、絶縁ブロック２Ａの周面には、その電位をＧＮＤ電位（接地電位）とするための導電性塗料８が塗布されている。
【００２２】
第１板部材３および第２板部材４は、例えば４本の締結スペーサ部材５および８本の締結ネジ９と協働して電源部２の絶縁ブロック２Ａを図示の上下方向から挟持する部材であり、絶縁ブロック２Ａの上面および下面より大きい概略正方形に形成されている。これら第１板部材３および第２板部材４の４隅には、各締結ネジ９を挿通させるネジ挿通孔３Ａ，４Ａがそれぞれ形成されている。また、第１板部材３には、絶縁ブロック２Ａの上面に突設された環状の壁部２Ｅを囲む円形の開口３Ｂが形成されている。
【００２３】
４本の締結スペーサ部材５は、角柱状に形成されて第１板部材３および第２板部材４の４隅に配置される。各締結スペーサ部材５の長さは、絶縁ブロック２Ａの上面と下面との間隔より若干短く、すなわち、絶縁ブロック２Ａの締付け代だけ短く設定されている。各締結スペーサ部材５の上下の端面には、締結ネジ９がねじ込まれるネジ孔５Ａがそれぞれ形成されている。
【００２４】
金属製筒部材６は円筒状に形成されており、その基端部に形成された取付フランジ６Ａが第１板部材３の開口３Ｂの周辺に図示しないシール部材を介してねじ止め固定されている。この金属製筒部材６の先端部の周面はテーパ面６Ｂに形成されており、このテーパ面６Ｂによって金属製筒部材６は先端部に角部のない先細状に構成されている。また、金属製筒部材６のテーパ面６Ｂに連続する平坦な先端面には、Ｘ線管７のバルブ部７Ａを挿通させる開口６Ｃが形成されている。
【００２５】
Ｘ線管７は、棒状陽極７Ｂを絶縁状態に保持して収容したバルブ部７Ａと、棒状陽極７Ｂに導通してその内端部に構成された反射型のターゲット７Ｃを収容したＸ線発生部７Ｄと、ターゲット７Ｃの反射面に向けて電子ビームを出射する電子銃（図示省略）を収容した電子銃部７Ｅとを備えている。
【００２６】
バルブ部７ＡとＸ線発生部７Ｄとは同軸に配置されており、これらの軸線に対して電子銃部７Ｅの軸線が略直交している。そして、バルブ部７ＡとＸ線発生部７Ｄとの間には、金属製筒部材６の先端面に固定するための取付フランジ７Ｆが形成されている。また、棒状陽極７Ｂの基端部は、高電圧印加部７Ｇとしてバルブ部７Ａの中心部から下方に突出している（図２参照）。
【００２７】
なお、Ｘ線管７には、図示しない排気管が付設されており、この排気管を介してバルブ部７Ａ、Ｘ線発生部７Ｄおよび電子銃部７Ｅの内部が真空引きされることにより、真空密封容器が形成されている。
【００２８】
このようなＸ線管７は、電源部２の絶縁ブロック２Ａにモールドされたソケット２Ｄに高電圧印加部７Ｇが嵌合することにより、高電圧線２Ｃを介して高電圧発生部２Ｂから高電圧の供給を受けるように構成されている。また、この状態で電子銃部７Ｅに内蔵された電子銃（図示省略）がターゲット７Ｃの反射面に向けて電子ビームを出射すると、電子ビームがターゲット７Ｃに入射することによって発生したＸ線がＸ線発生部７Ｄの開口部に装着されたＸ線出射窓７Ｈから出射されるように構成されている。
【００２９】
ここで、一実施形態に係るＸ線源１は、例えば以下の手順により組み立てられる。まず、第２板部材４の各ネジ挿通孔４Ａに挿通された４本の締結ネジ９が４本の締結スペーサ部材５の下端面の各ネジ孔５Ａにねじ込まれる。そして、第１板部材３の各ネジ挿通孔３Ａに挿通された４本の締結ネジ９が４本の締結スペーサ部材５の上端面の各ネジ孔５Ａにねじ込まれることにより、第１板部材３と第２板部材４とが絶縁ブロック２Ａを上下方向から挟持した状態で相互に締結される。その際、第１板部材３と絶縁ブロック２Ａの上面との間には図示しないシール部材が介設され、同様に第２板部材４と絶縁ブロック２Ａの下面との間にも図示しないシール部材が介設される。
【００３０】
次に、第１板部材３上に固定された金属製筒部材６の開口６Ｃからその内部に液状絶縁物質としての高圧絶縁オイル１０が注入される。続いて、Ｘ線管７のバルブ部７Ａが金属製筒部材６の開口６Ｃからその内部に挿入されて高圧絶縁オイル１０中に浸漬され、バルブ部７Ａの中心部から下方に突出する高電圧印加部７Ｇが電源部２側のソケット２Ｄに嵌合される。そして、Ｘ線管７の取付フランジ７Ｆが金属製筒部材６の先端面に図示しないシール部材を介してねじ止め固定される。
【００３１】
以上のように組立てられた一実施形態のＸ線源１では、図２に示すように、Ｘ線管７の棒状陽極７Ｂの軸線に対し、電源部２の絶縁ブロック２Ａの上面に突設された環状の壁部２Ｅおよび金属製筒部材６が同芯状に配置される。また、環状の壁部２Ｅは、Ｘ線管７のバルブ部７Ａから突出する高電圧印加部７Ｇの周囲を囲んで金属製筒部材６との間を遮蔽する高さに突出している。
【００３２】
一実施形態のＸ線源１においては、電源部２の高電圧発生部２Ｂから高電圧線２Ｃおよびソケット２Ｄを介してＸ線管７の高電圧印加部７Ｇに高電圧が印加されと、棒状陽極７Ｂを介してターゲット７Ｃに高電圧が供給される。この状態でＸ線管７の電子銃部７Ｅに内蔵された電子銃（図示省略）がＸ線発生部７Ｄに内蔵されたターゲット７Ｃの反射面に向けて電子ビームを出射すると、電子ビームがターゲット７Ｃに入射することによって発生したＸ線がＸ線発生部７Ｄの開口部に装着されたＸ線出射窓７Ｈから出射される。
【００３３】
ここで、一実施形態のＸ線源１では、Ｘ線管７のバルブ部７Ａを高圧絶縁オイル１０に浸漬させて収容する金属製筒部材６が電源部２の絶縁ブロック２Ａの外部、すなわちに第１板部材３上に突設して固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材６の内部の高圧絶縁オイル１０やＸ線管７のバルブ部７Ａの放熱を促進することができる。
【００３４】
また、金属製筒部材６が棒状陽極７Ｂを中心とした円筒状に形成されており、棒状陽極７Ｂから金属製筒部材６までの距離が均等であるため、棒状陽極７Ｂおよびターゲット７Ｃの周囲に形成される電界を安定させることができる。そして、この金属製筒部材６は、帯電した高圧絶縁オイル１０の電荷を効果的にディスチャージさせることができる。
【００３５】
さらに、電源部２の絶縁ブロック２Ａの上面に突設された環状の壁部２ＥがＸ線管７のバルブ部７Ａから突出する高電圧印加部７Ｇの周囲を囲んで金属製筒部材６との間を遮蔽しているため、高電圧印加部７Ｇから金属製筒部材６への異常放電を効果的に防止することができる。
【００３６】
なお、一実施形態のＸ線源１は、４本の締結スペーサ部材５を介して相互に締結される第１板部材３と第２板部材４との間に電源部２の絶縁ブロック２Ａが挟持される構造を備えており、絶縁ブロック２Ａ内には放電を誘発する導電性異物や、電界の乱れを誘発する帯電性異物が存在しない。このため、第１実施形態のＸ線源１によれば、電源部２における無用な放電現象や電界の乱れを抑制することができる。
【００３７】
ここで、一実施形態のＸ線源１は、例えば、試料の内部構造を透視画像として観察する非破壊検査装置において、試料にＸ線を照射するＸ線発生装置（図示省略）に組み込まれて使用される。図３はその使用例を示しており、Ｘ線源１は、Ｘ線カメラＸＣとの間に配置された試料板ＳＰに向けてＸ線を照射する。すなわち、Ｘ線源１は、金属製筒部材６の上方に突出するＸ線発生部７Ｄに内蔵された図示しないターゲットのＸ線発生ポイントＸＰから図示しないＸ線出射窓を通して試料板ＳＰにＸ線を照射する。
【００３８】
このような使用例において、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。
【００３９】
ここで、図３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、Ｘ線源１の金属製筒部材６の先端部に２点鎖線で示すような角部が残っていると、試料板ＳＰが金属製筒部材６の先端角部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。
【００４０】
これに対し、図１および図２に示すように金属製筒部材６の先端部がテーパ面６Ｂによって角部のない先細状に構成されている一実施形態のＸ線源１においては、図３に実線で示すように試料板ＳＰが金属製筒部材６のテーパ面６Ｂ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。
【００４１】
本発明に係るＸ線源は、一実施形態に限定されるものではない。例えば、金属製筒部材６は、その内周面の断面形状が円形であることが好ましいが、その外周面の断面形状は、円形に限らず、四角形やその他の多角形とすることができる。この場合、金属製筒部材の先端部の周面は斜面状に形成することができる。
【００４２】
また、電源部２の絶縁ブロック２Ａは、短円柱状に形成されていてもよく、これに対応して第１板部材３および第２板部材４は円板状に形成されていてもよい。さらに、締結スペーサ部材５は、円柱状に形成されていてもよく、その本数も４本に限定されない。
【００４３】
さらに、Ｘ線管７の構造は、バルブ部７Ａ内に電子銃が配置された構造のものであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＸ線源によれば、バルブ部を液状絶縁物質に浸漬させて収容する金属製筒部材が絶縁ブロックの外部に固定されているため、その放熱性が良好であり、金属製筒部材の内部の液状絶縁物質やバルブ部の放熱を促進することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るＸ線源の全体構造を示す分解斜視図である。
【図２】一実施形態に係るＸ線源の内部構造を示す縦断面図である。
【図３】非破壊検査装置のＸ線発生装置に組み込まれた一実施形態に係るＸ線源の作用を説明する正面図である。
【図４】従来例に係るＸ線源の内部構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…Ｘ線源、２…電源部、２Ａ…絶縁ブロック、２Ｂ…高電圧発生部、、２Ｃ…高電圧線、２Ｄ…ソケット、３…第１板部材、３Ａ…ネジ挿通孔、４…第２板部材、４Ａ…ネジ挿通孔、５…締結スペーサ部材、５Ａ…ネジ孔、６…金属製筒部材、６Ａ…取付フランジ、６Ｂ…逃げ面、６Ｃ…挿通穴、７…Ｘ線管、７Ａ…バルブ部、７Ｂ…棒状陽極、７Ｃ…ターゲット、７Ｄ…Ｘ線発生部、７Ｅ…電子銃部、７Ｆ…取付フランジ、７Ｇ…高電圧印加部、７Ｈ…Ｘ線出射窓、８…導電性塗料、９…締結ネジ、１０…高圧絶縁オイル、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 (7)
- Ｘ線を発生させるための高電圧印加部がバルブ部に突設されたＸ線管と、
前記高電圧印加部に電圧を供給する電圧発生部が絶縁ブロック中にモールドされた構造の電源部と、
前記バルブ部を収容して前記Ｘ線管を固定する金属製筒部材とを備え、
前記金属製筒部材は前記絶縁ブロックの外部に固定され、
前記金属製筒部材の内部には、前記バルブ部を浸漬させる液状絶縁物質が封入されていることを特徴とするＸ線源。 - ターゲットに導通する棒状陽極の高電圧印加部が突設されたバルブ部の軸線と、電子銃を収容した電子銃部の軸線とが交差するＸ線管と、
前記高電圧印加部に電圧を供給する電圧発生部が絶縁ブロック中にモールドされた構造の電源部と、
前記バルブ部を収容して前記Ｘ線管を固定する金属製筒部材とを備え、
前記金属製筒部材は前記絶縁ブロックの外部に固定され、
前記金属製筒部材の内部には、前記バルブ部を浸漬させる液状絶縁物質が封入されていることを特徴とするＸ線源。 - 前記金属製筒部材が板部材を介して前記絶縁ブロックの外部に固定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線源。
- 前記金属製筒部材が円筒状に形成され、前記バルブ部と同軸に配置されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＸ線源。
- 前記電源部の絶縁ブロックには、前記バルブ部から突出する棒状陽極の高電圧印加部を囲んで前記金属製筒部材との間を遮蔽する壁部が突設されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のＸ線源。
- 前記金属製筒部材は、その先端部の周面が斜面状またはテーパ状に形成されて先細状に構成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のＸ線源。
- 試料にＸ線を照射するＸ線発生装置と、試料を透過したＸ線を検出するＸ線カメラとを備えた非破壊検査装置であって、前記Ｘ線発生装置には、請求項１〜６の何れかに記載のＸ線源が組み込まれていることを特徴とする非破壊検査装置。
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