JP2007005319A - Ｘ線発生装置及びそれを用いた除電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱に適したＸ線発生装置を提供する。
【解決手段】Ｘ線発生装置１は、Ｘ線の出力窓１３を有するＸ線管８と、Ｘ線管８を駆動させる電圧発生部２１と、Ｘ線管８と電圧発生部２１とを収容する保護ケース２と、この保護ケース２に設けられると共に、出力窓１３が臨む開口部２６を有する前面パネル５と、Ｘ線管８を駆動させる電圧発生部２１が固定されたベースプレート２２とを備え、前面パネル５の開口部２６が出力窓１３に相対するように、Ｘ線管８が前面パネル５に固定されると共に、この前面パネル５にはベースプレート２２が固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、静電気除去などに利用されるＸ線を発生させるためのＸ線管を保護ケース内に収容したＸ線発生装置及びこのＸ線発生装置を用いた除電装置に関するものである。

従来から存在するＸ線管の一例として、特公平７−５０５９４号公報がある。この公報に開示されたＸ線管では、フィラメントが通電により熱せられると、電子ビームが放出され、この電子ビームは、フォーカス用グリッドなどにより加速されてターゲットに高速で衝突し、ターゲットからは、その材料固有のＸ線が放射される。そして、このＸ線は、ターゲットの前方に離間して設けられたＸ線透過窓から外部に放出される。このようなタイプのＸ線管は高温になるため、その冷却は、ターゲットに固定されて外囲器（バルブ）から突出したターゲットリングを自然空冷することで達成される。そして、Ｘ線管の冷却により、Ｘ線の発生効率の維持やターゲットの破損を防止している。さらに、このタイプのＸ線管は、電圧発生部と一緒に保護ケース内に収められる。

特公平７−５０５９４号公報 特開平１０−１０６４６３ 特開平６−２５１７３５ ＵＳ４３８４３６０

ターゲットとＸ線透過窓とが離れているタイプのＸ線管では、外囲器自体が大きく、自然空冷を達成させるために、外囲器の周囲に大きな空間を必要し、その結果、保護ケースが大型化していた。これに対して、ターゲットとＸ線透過窓（出力窓）とが一体になった出力窓保持部を有するＸ線管は、ターゲットの熱を外部に適切に逃がす必要がある。

本発明は、放熱に適したＸ線発生装置及びこのＸ線発生装置を用いた除電装置を提供することを目的とする。

請求項１に係るＸ線発生装置は、Ｘ線の出力窓を有するＸ線管と、Ｘ線管を駆動させる電圧発生部と、Ｘ線管と電圧発生部とを収容する保護ケースとを備えたＸ線発生装置において、
保護ケースに設けられると共に、出力窓が臨む開口部を有する前面パネルと、Ｘ線管を駆動させる電圧発生部が固定されたベースプレートとを備え、
前面パネルの開口部が出力窓に相対するように、Ｘ線管が前面パネルに固定されると共に、この前面パネルにはベースプレートが固定されていることを特徴とする。

また、Ｘ線管の先端には、導電性及び熱伝導性を有する出力窓保持部が設けられていると好適である。

また、出力窓保持部にはフランジ部が設けられていると好適である。

また、Ｘ線管のフランジ部は、パネルに押圧且つ固定されていると好適である。

また、電圧発生部が搭載された回路基板を更に備え、回路基板はベースプレートに固定されていると好適である。

請求項６に係る除電装置は、Ｘ線の出力窓を有するＸ線管と、Ｘ線管を駆動させる電圧発生部と、Ｘ線管と電圧発生部とを収容する保護ケースとを備えたＸ線発生装置が用いられている除電装置において、
保護ケースに設けられると共に、出力窓に臨む開口部を有する前面パネルと、Ｘ線管を駆動させる電圧発生部が固定されたベースプレートとを備え、
前面パネルの開口部が出力窓に相対するように、Ｘ線管が前面パネルに固定されると共に、この前面パネルにはベースプレートが固定されていることを特徴とする。

請求項７に係るＸ線発生装置は、Ｘ線の出力窓を有するＸ線管と、Ｘ線管を駆動させる電圧発生部と、Ｘ線管と電圧発生部とを収容する保護ケースとを備えたＸ線発生装置において、
保護ケースは、四角柱形状のケース本体部と、Ｘ線管を駆動させるための電圧発生部を固定させたベースプレート及びＸ線管が固定されると共に、Ｘ線管から出射したＸ線を透過させるための開口部を有する平板状の前面パネルと、ベースプレートが固定されると共に、このベースプレートに固定された接続端子を露出させる開口部を有する平板状の背面パネルと、で３分割型のボックスを構成していることを特徴とする。

請求項１０に係る除電装置は、Ｘ線の出力窓を有するＸ線管と、Ｘ線管を駆動させる電圧発生部と、Ｘ線管と電圧発生部とを収容する保護ケースとを備えたＸ線発生装置が用いられている除電装置において、
保護ケースは、四角柱形状のケース本体部と、Ｘ線管を駆動させるための電圧発生部を固定させたベースプレート及びＸ線管が固定されると共に、Ｘ線管から出射したＸ線を透過させるための開口部を有する平板状の前面パネルと、ベースプレートが固定されると共に、このベースプレートに固定された接続端子を露出させる開口部を有する平板状の背面パネルと、で３分割型のボックスを構成していることを特徴とする。

本発明は、適切な放熱が可能となる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るＸ線発生装置及び除電装置の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、Ｘ線発生装置１は、ボックスタイプからなる保護ケース２を有し、この保護ケース２は、熱伝導性の良好な材料からなり、３分割されている。すなわち、保護ケース２は、ステンレスからなる四角柱形状のケース本体部４と、アルミニウムからなる平板状の前面パネル５と、アルミニウムからなる平板状の背面パネル６とからなり、３分割型のボックスを構成している。そして、この保護ケース２において、その全長が約１００ｍｍであり、前面パネル５の肉厚は約１０ｍｍ程度に設定されている。従って、前面パネル５の肉厚は全長の約１／１０に達しており、前面パネル５の肉厚を大きくすることで、高い放熱性を期待できる。なお、保護ケース２には、アルミニウムからなる取り付け用ベース７がネジ止めされている。

このような保護ケース２内には、軟Ｘ線を発生させて静電気の除去を行う装置（すなわち除電装置）等に利用されるＸ線管８が配置されている。このＸ線管８は、図４に示すように、コバールガラス製の円筒状バルブ９を有し、このバルブ９の末端には、排気管１０をもったステム１１が形成され、バルブ９の開放端には、円筒状をなすコバール金属製の出力窓保持部１２が融着接続されている。また、この出力窓保持部１２には、その中央開口１２ａを塞ぐように円板状の出力窓１３がＡｇロウ付けにより固定され、出力窓１３の内面側には、電子ビームの衝突によりＸ線を発生させるターゲット１４が蒸着されている。

更に、ステム１１には２本のステムピン１５，１５が固定され、バルブ９内には、所定の電圧で電子ビームを放出するカソードとしてのフィラメント１６が設けられ、このフィラメント１６は、ステムピン１５の先端に固定されている。また、一方のステムピン１５には、円筒状をなすステンレス製のフォーカス１７が固定されている。そして、この出力窓保持部１２は、コバール金属により形成されているので熱伝導性及び導電性が良好であると共に、アースされた保護ケース２に電気的に接続されるので接地電位になっており、その結果として、ターゲット１４も接地電位に維持されている。

そこで、Ｘ線管８のステムピン１５に、後述する電圧発生部２１から−９．５ｋＶの高電位を供給し、接地電位のターゲット１４に向けてフィラメント１６から電子ビームを照射する。このとき、電子ビームの衝突によりターゲット１４から軟Ｘ線が放射され、このＸ線が出力窓１３から外部に放出される。Ｘ線管８をこのように構成することで、バルブ９を、直径１５ｍｍ、長さ３０ｍｍ程度の大きさにすることができ、全長が４０ｍｍ程度の小型のＸ線管８を可能にしている。なお、使用時において、小型のＸ線管８のターゲット１４は高温になっており、Ｘ線の発生効率の維持やターゲット１４の破損防止のために、ターゲット１４の熱を外部に適切に逃がす必要がある。

さらに、図１及び図２に示すように、保護ケース２内には、回路基板２０上に搭載された電圧発生部２１が収容されている。この電圧発生部２１は、−９．５ｋＶの高電位をステムピン１５に供給して、Ｘ線管８を駆動させるためのものである。先ず、電圧発生部２１内の低電圧発生部位で−１ｋＶまで電位を上げ、次に高電圧発生部位で−９．５ｋＶまで電位を上げている。このような電圧発生部２１の回路基板２０は、ネジを介して鋼製のベースプレート２２に固定されている。そして、電圧発生部の高電圧発生部位から延びた配線２１ａは、Ｘ線管８のステムピン１５に結線され、Ｘ線管８のバルブ９には、ステムピン１５を覆う円筒状のキャップ１９が固定されている。なお、キャップ１９内には、配線２１ａとステムピン１５との結線後、シリコン樹脂Ｐが充填される（図６参照）。

このベースプレート２２の前端には、Ｌ字状に立ち上げられた第１の取付け片２２ａが一体的に設けられ、ベースプレート２２の後端にも、Ｌ字状に立ち上げられた第２の取付け片２２ｂが一体的に設けられている。そして、第１の取付け片２２ａは、電圧発生部２１を保護ケース２に固定するために利用され、第２の取付け片２２ｂは、回路基板２０上の低電圧発生部位に結線された接続端子２３の取り付けに利用される。例えば、第１の取付け片２２ａは、止めネジ２５を介して前面パネル５に圧着させるように固定され、接続端子２３は、締め付けナット２４を介して第２の取付け片２２ｂに固定され、背面パネル６は、ネジ２８を介して第２の取付け片２２ｂに圧着させるように固定されている。このように、熱伝導性の良好なアルミからなる平板状の前面パネル５と背面パネル６とは、鋼製のベースプレート２２を介して連結されているので、背面パネル６でも放熱を可能にし、保護ケース２による高い放熱性を実現している。また、ベースプレート２２の第２の取付け片２２ｂに固定された接続端子２３は、背面パネル６に設けられた開口部６ａから露出する（図１及び図２参照）。

さらに、前述したＸ線管８を保護ケース２に固定するに際し、Ｘ線管８は、アルミからなる前面パネル５に固定される。図１及び図５に示すように、この前面パネル５には、Ｘ線管８の出力窓保持部１２が挿入される円柱状の開口部２６が形成され、この開口部２６を作り出す壁面２６ａには、内方に向けて環状の突起部２７が形成されている。そして、この突起部２７には、出力窓保持部１２の先端に一体的に設けられた環状のフランジ部１８が突き当てられる。

さらに、開口部２６の壁面２６ａに雌ねじ部２９が形成され、この雌ねじ部２９には、外ネジ３０ａをもった固定ナット３０が螺合される。この固定ナット３０は、熱伝導性の良好な黄銅からなると共に、開口部２６内に挿入される略円筒形状の胴部３１と、六角ナットを形成する六角ヘッド部３２とからなる。

そこで、前面パネル５の開口部２６内にＸ線管８の出力窓保持部１２を挿入した状態で、雌ねじ部２９に固定ナット３０の外ネジ部３０ａを螺合させるように、固定ナット３０を締め込んでいく。そして、固定ナット３０を十分に締め込むことにより、Ｘ線管８の出力窓保持部１２に設けられた環状なフランジ部１８が、前面パネル５の突起部２７に突き当てられる。その結果として、固定ナット３０の先端３０ｂによりフランジ部１８が突起部２７に向けて押圧され、前面パネル５にＸ線管８が固定されることになる（図６参照）。従って、このような固定ナット３０を利用することで、Ｘ線管８を保護ケース２内で簡単かつ確実に固定させることができる。しかも、固定ナット３０は、熱伝導性の良い材質で形成されているので、Ｘ線管８の出力窓保持部１２から前面パネル５への熱の伝達性が高められ、１００°Ｃ近くなった出力窓保持部１２の熱を逃がし易くすることで、Ｘ線の発生効率の維持やターゲット１４の破損が防止される。

また、固定ナット３０の内壁面には、内方に向けて突出する位置決め面３０ｃが形成され、この位置決め面３０ｃが出力窓保持部１２の外面１２ａに接触する。これによって、固定ナット３０によるＸ線管８の位置決めが簡単かつ確実に達成され、しかも、Ｘ線管８に設けた出力窓保持部１２から前面パネル５への熱の伝達性が更に高められる。従って、Ｘ線の発生効率の維持やＸ線管８におけるターゲット１４の破損防止が更に高められることになる。

また、固定ナット３０の先端３０ｂと出力窓保持部１２のフランジ部１８とでゴムリング３４を挟み込むと、固定ナット３０の締め込みにより、フランジ部１８は突起部２７に対して適切な押圧力をもって確実に固定される。また、前述した固定ナット３０を採用すると、前面パネル５の肉厚は必然的に大きくなるが、それに伴って、前面パネル５での高い放熱性を期待することができる。さらに、鋼製のベースプレート２２を仲介にして、熱伝導性の良好なアルミからなる前面パネル５と背面パネル６とを熱的に連結させているので、背面パネル６でも放熱を可能にし、保護ケース２による高い放熱性が実現される。

本発明に係るＸ線発生装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１に示したＸ線発生装置の断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 Ｘ線管を示す断面図である。 図２に示したＸ線発生装置の要部拡大断面図である。 前面パネルにＸ線管を組み付けた状態を示す斜視図である。

符号の説明

１…Ｘ線発生装置、２…保護ケース、４…ケース本体部、５…前面パネル、６…背面パネル、８…Ｘ線管、９…バルブ、１２…出力窓保持部、１３…出力窓、１８…フランジ部、２０…回路基板、２１…電圧発生部、２２…ベースプレート、２３…接続端子、６ａ，２６…開口部。

Claims (10)

1. Ｘ線の出力窓を有するＸ線管と、
   前記Ｘ線管を駆動させる電圧発生部と、
   前記Ｘ線管と前記電圧発生部とを収容する保護ケースとを備えたＸ線発生装置において、
   前記保護ケースに設けられると共に、前記出力窓が臨む開口部を有する前面パネルと、
   前記Ｘ線管を駆動させる電圧発生部が固定されたベースプレートとを備え、
   前記前面パネルの前記開口部が前記出力窓に相対するように、前記Ｘ線管が前記前面パネルに固定されると共に、この前面パネルには前記ベースプレートが固定されていることを特徴とするＸ線発生装置。
2. 前記Ｘ線管の先端には、導電性及び熱伝導性を有する出力窓保持部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のＸ線発生装置。
3. 前記出力窓保持部にはフランジ部が設けられていることを特徴とする請求項２記載のＸ線発生装置。
4. 前記Ｘ線管の前記フランジ部は、前記パネルに押圧且つ固定されていることを特徴とする請求項３記載のＸ線発生装置。
5. 前記電圧発生部が搭載された回路基板を更に備え、前記回路基板は前記ベースプレートに固定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載のＸ線発生装置。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のＸ線発生装置を用いた除電装置。
7. Ｘ線の出力窓を有するＸ線管と、
   前記Ｘ線管を駆動させる電圧発生部と、
   前記Ｘ線管と前記電圧発生部とを収容する保護ケースとを備えたＸ線発生装置において、
   前記保護ケースは、
   四角柱形状のケース本体部と、
   前記Ｘ線管を駆動させるための電圧発生部を固定させたベースプレート及び前記Ｘ線管が固定されると共に、前記Ｘ線管から出射したＸ線を透過させるための開口部を有する平板状の前面パネルと、
   前記ベースプレートが固定されると共に、このベースプレートに固定された接続端子を露出させる開口部を有する平板状の背面パネルと、で３分割型のボックスを構成していることを特徴とするＸ線発生装置。
8. 前記Ｘ線管の先端には、導電性及び熱伝導性を有する出力窓保持部が設けられていることを特徴とする請求項７記載のＸ線発生装置。
9. 前記出力窓保持部にはフランジ部が設けられていることを特徴とする請求項８記載のＸ線発生装置。
10. 請求項７〜９の何れか一項に記載のＸ線発生装置を用いた除電装置。
    

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