JP2012079449A - Manufacturing method of x-ray tube, and x-ray tube - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に医療機器及び産業機器分野における診断応用や非破壊Ｘ線撮影等に適用されるＸ線管の製造方法、及びＸ線管に関する。 The present invention relates to an X-ray tube manufacturing method and an X-ray tube particularly applied to diagnostic applications and non-destructive X-ray imaging in the fields of medical equipment and industrial equipment.
一般に制御電極系を備えたＸ線管は、フィラメント等のカソードから放出された熱電子を制御電極系に導き、電子の軌道を制御し、Ｘ線を発生するターゲットの所望の位置に衝突させることで、Ｘ線を発生させる。発生させたＸ線は、ターゲットを透過し被照射体に照射され、撮影を行う（特許文献１参照）。さらに、上述した基本的な構成の他、Ｘ線を発生させるターゲットの直前に、Ｘ線、反射電子遮蔽構造を設置することで、不要なＸ線、反射電子の遮蔽と、放熱特性の改善が行われている（特許文献２参照）。 In general, an X-ray tube equipped with a control electrode system guides thermal electrons emitted from a cathode such as a filament to the control electrode system, controls the trajectory of electrons, and collides with a desired position of a target that generates X-rays. Then, X-rays are generated. The generated X-rays pass through the target and are irradiated to the irradiated object to perform imaging (see Patent Document 1). Furthermore, in addition to the basic configuration described above, an X-ray and backscattered electron shielding structure is installed immediately before the target that generates X-rays, thereby shielding unnecessary X-rays and backscattered electrons and improving heat dissipation characteristics. (See Patent Document 2).
上記構成のＸ線管において、遮蔽体に電子を衝突させずに、またそれによる不要なＸ線を発生させずに、所望のターゲット面の位置に電子を衝突させるためには、集束電極系とターゲットとを高精度に位置決めすることが必要になる。すなわち、Ｘ線管の各構成部材の位置決めは、電子が所望の軌道を通ってターゲット面の所望の位置に衝突させるための位置決めである。 In the X-ray tube having the above-described configuration, in order to cause electrons to collide with a desired target surface without causing electrons to collide with the shield and without generating unnecessary X-rays, the focusing electrode system and It is necessary to position the target with high accuracy. That is, the positioning of each component of the X-ray tube is positioning for electrons to collide with a desired position on the target surface through a desired trajectory.
通常、制御電極系内において、複数の電極は、電子が通過する電極の開口径の中心が同一軸（開口軸）上に位置するように配置されている。電子の集合体である電子ビームの重心は、上記軸上に沿って移動し、電子ビームが制御電極系から出射される。その後、電子ビームは、ターゲットの直前に配置された遮蔽構造体の開口部の軸（開口軸）上を通ってターゲットに照射される。したがって、制御電極系の開口軸と遮蔽構造体の開口軸とを精度良く位置決めする必要がある。 Usually, in the control electrode system, the plurality of electrodes are arranged such that the center of the aperture diameter of the electrode through which electrons pass is located on the same axis (opening axis). The center of gravity of the electron beam, which is an electron aggregate, moves along the axis, and the electron beam is emitted from the control electrode system. Thereafter, the target is irradiated with the electron beam through the axis (opening axis) of the opening of the shielding structure disposed immediately before the target. Therefore, it is necessary to accurately position the opening axis of the control electrode system and the opening axis of the shielding structure.
位置決めする方法には、Ｘ線管の外囲器を基準として、ターゲットと制御電極系とを位置決めする方法（特許文献３参照）、及びレーザー光を用いた位置決め方法が提案されている（特許文献４参照）。 As a positioning method, a method of positioning a target and a control electrode system with reference to an envelope of an X-ray tube (see Patent Document 3) and a positioning method using laser light have been proposed (Patent Document). 4).
しかしながら、Ｘ線管の制御電極系の開口軸と、遮蔽構造体の開口軸とを位置決めする工程では、外囲器を基準として位置決めを行った場合、制御電極系の開口軸と外囲器の軸線（中心軸）との間に複数の組立誤差が含まれてしまう。そのため、制御電極系の開口軸と外囲器の軸線とを必要な位置精度で位置決めすることが困難である。 However, in the step of positioning the opening axis of the control electrode system of the X-ray tube and the opening axis of the shielding structure, when positioning is performed with reference to the envelope, the opening axis of the control electrode system and the envelope A plurality of assembly errors are included between the axis (center axis). Therefore, it is difficult to position the opening axis of the control electrode system and the axis of the envelope with the required positional accuracy.
また同様に、遮蔽構造体の開口軸と外囲器の軸線との間には、複数の組立誤差が含まれる。このため、遮蔽構造体の開口軸と外囲器の軸線とを必要な精度で位置決めすることが困難である。 Similarly, a plurality of assembly errors are included between the opening axis of the shielding structure and the axis of the envelope. For this reason, it is difficult to position the opening axis of the shielding structure and the axis of the envelope with necessary accuracy.
さらに、外囲器自体が特にガラスによって形成されている場合、外囲器の位置によって軸線の位置がずれることが多く、最終的に制御電極系の開口軸と遮蔽構造体の開口軸とを精度良く位置決めすることが困難である。 In addition, when the envelope itself is made of glass in particular, the position of the axis line is often shifted depending on the position of the envelope, and the accuracy of the opening axis of the control electrode system and the opening axis of the shielding structure is finally obtained. It is difficult to position well.
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、制御電極の開口軸と制限構造体の開口軸とを高精度に位置決めすることができる、Ｘ線管の製造方法、及びＸ線管を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an X-ray tube manufacturing method and an X-ray tube capable of positioning the opening shaft of the control electrode and the opening shaft of the limiting structure with high accuracy. The purpose is to provide.
上述した目的を達成するため、本発明に係るＸ線管の製造方法は、電子を発生させその運動を制御する制御電極を有する電子銃ユニットと、Ｘ線を発生させるターゲット及びこのターゲットの直前に配置され電子の運動を制限する制限構造体を有するターゲットユニットと、電子銃ユニットとターゲットユニットとの間に配置され、電子銃ユニット及びターゲットユニットと組み合わされて真空外囲器を形成する絶縁体を含む胴管ユニットと、を備えるＸ線管の製造方法である。電子銃ユニット及びターゲットユニットのいずれか一方のユニットを所定の位置に所定の精度内で位置決めするための位置決め基準部が設けられた胴管ユニットを用いる。また、電子銃ユニット及びターゲットユニットに対して着脱可能に設けられた一組の固定部と、同一軸線上の両端に設けられた一組の突起部と、を有し、一方の突起部が制御電極の開口に嵌合され、他方の突起部が制限構造体の開口に嵌合される位置決め治具を用いる。そして、Ｘ線管の製造方法は、位置決め治具の一組の突起部を制御電極の開口及び制限構造体の開口にそれぞれ挿入して嵌合することによって、制御電極の開口軸と制限構造体の開口軸とを位置決めする工程と、位置決め治具の一組の固定部に電子銃ユニット及びターゲットユニットをそれぞれ固定する工程と、位置決め治具の固定部に固定された一方のユニットを、位置決め基準部によって胴管ユニットに対して位置決めする工程と、位置決め基準部によって位置決めされない他方のユニットと胴管ユニットとを真空気密接合する工程と、真空気密接合した後、電子銃ユニット及びターゲットユニットから位置決め治具を取り外す工程と、位置決め基準部によって一方のユニットを胴管ユニットに対して所定の位置に所定の精度内で位置決めして胴管ユニットと一方のユニットとを真空気密接合する工程と、を有する。 In order to achieve the above-described object, an X-ray tube manufacturing method according to the present invention includes an electron gun unit having a control electrode that generates electrons and controls their movement, a target that generates X-rays, and a target immediately before the target. A target unit having a limiting structure that limits the movement of electrons, and an insulator that is disposed between the electron gun unit and the target unit and that forms a vacuum envelope in combination with the electron gun unit and the target unit. And a trunk tube unit including the X-ray tube. A trunk tube unit provided with a positioning reference portion for positioning one of the electron gun unit and the target unit at a predetermined position within a predetermined accuracy is used. Also, it has a set of fixed portions that are detachably attached to the electron gun unit and the target unit, and a set of protrusion portions that are provided at both ends on the same axis, and one of the protrusion portions is controlled. A positioning jig that is fitted into the opening of the electrode and the other protrusion is fitted into the opening of the restriction structure is used. The method of manufacturing the X-ray tube includes inserting a set of protrusions of the positioning jig into the opening of the control electrode and the opening of the restricting structure, respectively, so as to fit the opening shaft of the control electrode and the restricting structure. Positioning the opening shaft of the positioning jig, fixing the electron gun unit and the target unit to a set of fixed portions of the positioning jig, and positioning one of the units fixed to the fixing portion of the positioning jig. Positioning with respect to the barrel tube unit by the unit, a step of vacuum-tight joining the other unit not positioned by the positioning reference unit and the barrel unit, and a positioning treatment from the electron gun unit and the target unit after the vacuum-tight junction. The step of removing the tool and positioning the one unit with respect to the trunk tube unit to a predetermined position within a predetermined accuracy by the positioning reference portion. And a step of vacuum-tight joining the cylinder tube unit and one of the units and.
また、本発明に係る別のＸ線管の製造方法は、電子を発生させその運動を制御する制御電極を有する電子銃ユニットと、Ｘ線を発生させるターゲット及びこのターゲットの直前に配置され電子の運動を制限する制限構造体を有するターゲットユニットと、電子銃ユニットとターゲットユニットとの間に配置され、電子銃ユニット及びターゲットユニットと組み合わされて真空外囲器を形成する絶縁体を含む胴管ユニットと、を備えるＸ線管の製造方法である。電子銃ユニット及びターゲットユニットのいずれか一方のユニットを所定の位置に所定の精度内で位置決めするための位置決め基準部が設けられた胴管ユニットを用いる。また、一方のユニットに対して着脱可能に設けられた固定部と、同一軸線上の両端に設けられた一組の突起部と、を有し、一方の突起部が制御電極の開口に嵌合され、他方の突起部が制限構造体の開口に嵌合される位置決め治具と、位置決め基準部によって位置決めされない他方のユニットを胴管ユニットに固定するための固定治具とを用いる。そして、Ｘ線管の製造方法は、位置決め治具の一組の突起部を制御電極の開口及び制限構造体の開口にそれぞれ挿入して嵌合することによって、制御電極の開口軸と制限構造体の開口軸とを位置決めする工程と、位置決め治具の固定部に一方のユニットを固定する工程と、位置決め治具の固定部に固定された一方のユニットを、位置決め基準部によって胴管ユニットに対して位置決めする工程と、位置決め治具の突起部が嵌合された他方のユニットを、固定治具によって胴管ユニットに固定する工程と、他方のユニットと胴管ユニットとを真空気密接合する工程と、真空気密接合した後、電子銃ユニット及びターゲットユニットから位置決め治具を取り外す工程と、位置決め基準部によって胴管ユニットに対して一方のユニットを位置決めして胴管ユニットと一方のユニットとを真空気密接合する工程と、を有する。 Further, another X-ray tube manufacturing method according to the present invention includes an electron gun unit having a control electrode for generating electrons and controlling the movement thereof, a target for generating X-rays, and an electron beam disposed immediately before the target. A barrel unit including a target unit having a limiting structure that limits movement, and an insulator that is disposed between the electron gun unit and the target unit and forms a vacuum envelope in combination with the electron gun unit and the target unit An X-ray tube manufacturing method comprising: A trunk tube unit provided with a positioning reference portion for positioning one of the electron gun unit and the target unit at a predetermined position within a predetermined accuracy is used. In addition, it has a fixed part that can be attached to and detached from one unit, and a pair of protrusions provided at both ends on the same axis, and one protrusion fits into the opening of the control electrode A positioning jig in which the other protrusion is fitted into the opening of the restriction structure and a fixing jig for fixing the other unit not positioned by the positioning reference part to the trunk tube unit are used. The method of manufacturing the X-ray tube includes inserting a set of protrusions of the positioning jig into the opening of the control electrode and the opening of the restricting structure, respectively, so as to fit the opening shaft of the control electrode and the restricting structure. Positioning the opening shaft of the positioning jig, fixing the one unit to the fixing part of the positioning jig, and fixing the one unit fixed to the fixing part of the positioning jig to the barrel unit by the positioning reference part. Positioning the other unit, to which the protrusion of the positioning jig is fitted, to the barrel unit with a fixing jig, and vacuum-tightly joining the other unit to the barrel unit. After the vacuum airtight joining, the step of removing the positioning jig from the electron gun unit and the target unit and the positioning reference unit position one unit relative to the trunk unit. A cylinder tube unit and one of the units has a step of vacuum-tight joining, the.
また、本発明に係るＸ線管は、電子を発生させその運動を制御する制御電極を有する電子銃ユニットと、Ｘ線を発生させるターゲット及び該ターゲットの直前に配置され電子の運動を制限する制限構造体を有するターゲットユニットと、電子銃ユニットとターゲットユニットとの間に配置され、電子銃ユニット及びターゲットユニットと組み合わされて真空外囲器を形成する絶縁体を含む胴管ユニットと、を備える。胴管ユニットは、電子銃ユニット及びターゲットユニットのいずれか一方を所定の位置に所定の精度内で位置決めするための位置決め基準部を有する。電子銃ユニット及びターゲットユニットのうち、少なくとも前記一方のユニットは、制御電極の開口軸と制限構造体の開口軸とを位置決めするための位置決め治具に対して着脱可能な固定部を有する。 An X-ray tube according to the present invention includes an electron gun unit having a control electrode that generates electrons and controls their movement, a target that generates X-rays, and a restriction that is placed immediately before the target and restricts the movement of electrons. A target unit having a structure, and a trunk unit including an insulator which is disposed between the electron gun unit and the target unit and forms a vacuum envelope in combination with the electron gun unit and the target unit. The trunk tube unit has a positioning reference portion for positioning one of the electron gun unit and the target unit at a predetermined position within a predetermined accuracy. Of the electron gun unit and the target unit, at least one of the units has a fixing portion that can be attached to and detached from a positioning jig for positioning the opening shaft of the control electrode and the opening shaft of the limiting structure.
本発明によれば、位置決め治具を用いることで、高精度に位置決めする必要がある制御電極の開口軸と、制限構造体の開口軸とを直接的に位置決めすることが可能になる。このため、各ユニット単体に含まれる寸法精度が組み立て誤差として累積することなく、Ｘ線管を高精度に組み立てることができる。したがって、本発明は、電子を損失することなくターゲットに照射させ、また不要なＸ線の発生を低減することができる。 According to the present invention, by using the positioning jig, it is possible to directly position the opening axis of the control electrode that needs to be positioned with high accuracy and the opening axis of the limiting structure. For this reason, the X-ray tube can be assembled with high accuracy without accumulating the dimensional accuracy included in each unit as an assembly error. Therefore, the present invention can irradiate the target without losing electrons and can reduce the generation of unnecessary X-rays.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、実施形態について記載されている部材、形状、相対位置等を含むこれらの構成によって本発明はなんら制限を受けない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention does not receive any restriction | limiting by these structures including the member, shape, relative position, etc. which are described about embodiment.
図１に示すように、本実施形態のＸ線管は、次の３つのユニットが組み合わされて構成されている。Ｘ線管は、電子を発生させその運動を制御する、すなわち運動方向を揃える制御電極１０２を有する電子銃ユニット１００を備えている。また、Ｘ線管は、電子を衝突させてＸ線を発生させるＸ線放射ターゲット１２２及びこのターゲット１２２の直前に配置され電子の運動を制限する制限構造体１２１を有するターゲットユニット１２０を備えている。また、Ｘ線管は、電子を所望のエネルギーに加速するための電位及び加速空間を提供する胴管ユニット１１０を備えている。 As shown in FIG. 1, the X-ray tube of this embodiment is configured by combining the following three units. The X-ray tube includes an electron gun unit 100 having a control electrode 102 that generates electrons and controls the movement thereof, that is, aligns the movement direction. Further, the X-ray tube includes a target unit 120 having an X-ray emission target 122 that generates X-rays by colliding electrons and a restriction structure 121 that is disposed immediately before the target 122 and restricts the movement of electrons. . The X-ray tube also includes a barrel unit 110 that provides a potential and acceleration space for accelerating electrons to desired energy.
電子銃ユニット１００は、電子を発生して制御する部材であるカソード１０４と、制御電極１０２は、電流／電圧導入導体１０７に電気的に接続されるとともに、機械的にも支持されている。カソード１０４及び制御電極１０２を更に補強するための構造体が電子銃ユニット１００に追加されても良い。電流／電圧導入導体１０７は、セラミックスを介して電子銃フランジ１０６に固定されている。さらに、電子銃フランジ１０６には、Ｘ線管内の大気を排気するための排気管１０５が接続されている。 In the electron gun unit 100, the cathode 104, which is a member that generates and controls electrons, and the control electrode 102 are electrically connected to the current / voltage introducing conductor 107 and mechanically supported. A structure for further reinforcing the cathode 104 and the control electrode 102 may be added to the electron gun unit 100. The current / voltage introduction conductor 107 is fixed to the electron gun flange 106 through ceramics. Further, an exhaust pipe 105 for exhausting the atmosphere in the X-ray tube is connected to the electron gun flange 106.
胴管ユニット１１０は、電子銃ユニット１００とターゲットユニット１２０との間に配置され、電子銃ユニット１００及びターゲットユニット１２０と組み合わされて真空外囲器を形成する筒状の絶縁体１１３を含んでいる。 The trunk tube unit 110 is disposed between the electron gun unit 100 and the target unit 120, and includes a cylindrical insulator 113 that is combined with the electron gun unit 100 and the target unit 120 to form a vacuum envelope. .
胴管ユニット１１０は、軸線方向の両端に、一組の胴管フランジＡ１１１と胴管フランジＢ１１２が設けられている。胴管フランジＡ１１１及び胴管フランジＢ１１２は、筒状の絶縁体１１３の両端部に真空気密接合１２５されている。絶縁体１１３の材質としては、例えばセラミックス、ガラス等が好適である。絶縁体１１３としてセラミックスを用いる場合、真空気密接合１２５としては銀ロー付けによる接合が好適である。胴管フランジＡ１１１および胴管フランジＢ１１２は、絶縁体１１３と同程度の熱膨張率の金属材で形成されることが好適であり、例えばコバールが好ましい。 The trunk pipe unit 110 is provided with a pair of trunk pipe flanges A111 and a trunk pipe flange B112 at both ends in the axial direction. The trunk pipe flange A111 and the trunk pipe flange B112 are vacuum-tightly joined 125 at both ends of the cylindrical insulator 113. As a material of the insulator 113, for example, ceramics, glass, or the like is suitable. In the case of using ceramics as the insulator 113, the vacuum hermetic joining 125 is preferably joined by silver brazing. The trunk pipe flange A111 and the trunk pipe flange B112 are preferably formed of a metal material having a thermal expansion coefficient similar to that of the insulator 113, and for example, Kovar is preferable.
そして、胴管ユニット１１０は、胴管フランジＡ１１１，Ｂ１１２のいずれか一方（図１（ａ）に示す構成例では胴管フランジＢ１１２）に、位置決め基準部１１５が設けられている。位置決め基準部１１５は、胴管ユニット１１０からターゲットフランジ１２４を取り外した後、再度設置したときであっても、所望の精度で元の位置に設置できるように構成されている。他方の胴管フランジＡ１１１は、胴管ユニット１１０に対して電子銃フランジ１０６を自由な位置で溶接できるように構成されている。なお、胴管ユニット１１０において、胴管フランジＡ１１１，Ｂ１１２の役割が相互に交換されて構成されても、本実施形態と同じ効果が得られる。 In the trunk pipe unit 110, a positioning reference portion 115 is provided on one of the trunk pipe flanges A111 and B112 (in the configuration example shown in FIG. 1A, the trunk pipe flange B112). The positioning reference portion 115 is configured so that it can be installed at the original position with a desired accuracy even when it is installed again after the target flange 124 is removed from the trunk tube unit 110. The other trunk pipe flange A111 is configured to weld the electron gun flange 106 to the trunk pipe unit 110 at a free position. Even if the roles of the trunk pipe flanges A111 and B112 are exchanged in the trunk pipe unit 110, the same effects as in the present embodiment can be obtained.
ターゲットユニット１２０は、Ｘ線放射ターゲット１２２として、例えば、ダイヤモンド、ＳｉＣ、Ｂｅ等の内面にW、Ｃｕ、Ｔａ、Ｐｔ等の金属材が塗布されたものを用いる。制限構造体１２１は、例えばＷ、Ｃｕ、Ｔａ、等の金属材で形成されており、Ｘ線放射ターゲット１２２で反対側（内側）に放射される不要なＸ線を吸収する。したがって、電子が通過する制限構造体１２１の開口１２３が狭ければ狭いほど、不要なＸ線を吸収する効果が高くなるが、位置決めの精度が厳しくなる。ターゲットフランジ１２４は、制限構造体１２１と真空気密接合されており、胴管ユニット１１０の位置決め基準部１１５の内側に挿入されて設けられている。 The target unit 120 uses, as the X-ray radiation target 122, for example, a diamond, SiC, Be or the like whose inner surface is coated with a metal material such as W, Cu, Ta, or Pt. The limiting structure 121 is made of a metal material such as W, Cu, Ta, or the like, and absorbs unnecessary X-rays emitted to the opposite side (inside) by the X-ray emission target 122. Therefore, the narrower the opening 123 of the restriction structure 121 through which electrons pass, the higher the effect of absorbing unnecessary X-rays, but the positioning accuracy becomes severe. The target flange 124 is vacuum-tightly joined to the restriction structure 121 and is provided by being inserted inside the positioning reference portion 115 of the trunk tube unit 110.
以下、上述した３つのユニット１００、１１０、１２０を組み合わせて、Ｘ線管を製造する本実施形態の製造方法について説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of this embodiment which manufactures an X-ray tube combining the three units 100, 110, and 120 mentioned above is demonstrated.
本実施形態のＸ線管の製造方法は、ターゲットユニット１２０を胴管ユニット１１０に対して、常に所定の位置に所定の精度内で位置決めするための位置決め基準部１１５が設けられた胴管ユニット１１０を用いる。ターゲットユニット１２０の軸線、すなわち制限構造体１２１の開口１２３の軸（開口軸）は、位置決め基準部１１５によって、胴管ユニット１１０の軸線（中心軸）に対して位置決めされる。また、電子銃ユニット１００及びターゲットユニット１２０に対して着脱可能に設けられた一組の固定部Ａ１１６及び固定部Ｂ１１４と、同一軸線上の両端に設けられた一組の突起部Ａ１２８及び突起部Ｂ１２９と、を有する位置決め治具１２６を用いる。位置決め治具１２６は、一方の突起部Ａ１２８が制御電極１０２の開口１０３に嵌合され、他方の突起部Ｂ１２９が制限構造体１２１の開口１２３に嵌合される。 In the X-ray tube manufacturing method of the present embodiment, the tube unit 110 provided with the positioning reference portion 115 for positioning the target unit 120 with respect to the tube unit 110 at a predetermined position always within a predetermined accuracy. Is used. The axis of the target unit 120, that is, the axis (opening axis) of the opening 123 of the limiting structure 121 is positioned with respect to the axis (center axis) of the trunk tube unit 110 by the positioning reference portion 115. Also, a set of fixed portions A116 and B114 that are detachably provided to the electron gun unit 100 and the target unit 120, and a set of protrusions A128 and protrusions B129 provided at both ends on the same axis. The positioning jig 126 having the above is used. In the positioning jig 126, one protrusion A 128 is fitted into the opening 103 of the control electrode 102, and the other protrusion B 129 is fitted into the opening 123 of the restriction structure 121.
そして、Ｘ線管の製造方法は、制御電極１０２の開口１０３の軸と制限構造体１２１の開口１２３の軸とを位置決めする工程を有する。この工程では、位置決め治具１２６の一組の突起部Ａ１２８及び突起部Ｂ１２９を制御電極１０２の開口１０３及び制限構造体１２１の開口１２３にそれぞれ挿入することによって位置決めを行う。また、この製造方法は、位置決め治具１２６の一組の固定部Ａ１１６及び固定部Ｂ１１４に電子銃ユニット１００及びターゲットユニット１２０をそれぞれ固定する工程を有する。また、この製造方法は、位置決め治具１２６の固定部Ｂ１１４に固定されたターゲットユニット１２０を胴管ユニット１１０に対して位置決め基準部１１５によって常に所定の位置に所定の精度内で位置決めする工程を有する。また、この製造方法は、位置決め基準部１１５によって位置決めされない電子銃ユニット１００と胴管ユニット１１０とを真空気密接合する工程を有する。また、この製造方法は、真空気密接合した後、電子銃ユニット１００及びターゲットユニット１２０から位置決め治具１２６を取り外す工程を有する。また、この製造方法は、位置決め基準部１１５によって胴管ユニット１１０の軸線に対してターゲットユニット１２０の軸線を位置決めして胴管ユニット１１０とターゲットユニット１２０とを真空気密接合する工程を有する。 The X-ray tube manufacturing method includes a step of positioning the axis of the opening 103 of the control electrode 102 and the axis of the opening 123 of the restriction structure 121. In this step, positioning is performed by inserting a pair of protrusions A 128 and B 129 of the positioning jig 126 into the opening 103 of the control electrode 102 and the opening 123 of the restriction structure 121, respectively. In addition, this manufacturing method includes a step of fixing the electron gun unit 100 and the target unit 120 to the set of fixing portions A116 and B114 of the positioning jig 126, respectively. In addition, the manufacturing method includes a step of positioning the target unit 120 fixed to the fixing portion B114 of the positioning jig 126 at a predetermined position with a predetermined accuracy by the positioning reference unit 115 with respect to the trunk tube unit 110 at all times. . Further, this manufacturing method includes a step of vacuum-tightly bonding the electron gun unit 100 and the trunk tube unit 110 that are not positioned by the positioning reference portion 115. In addition, this manufacturing method includes a step of removing the positioning jig 126 from the electron gun unit 100 and the target unit 120 after vacuum-airtight joining. Further, this manufacturing method includes a step of positioning the axis of the target unit 120 with respect to the axis of the trunk tube unit 110 by the positioning reference portion 115 and vacuum-tightly bonding the trunk tube unit 110 and the target unit 120.
まず、位置決め治具１２６の突起部Ｂ１２９を、ターゲットユニット１２０の制限構造体１２１の開口１２３に挿入して嵌合させる。また、位置決め治具１２６の固定部Ｂ１１４を、ターゲットユニット１２０のターゲットフランジ１２４に例えば図１に示すようなボルト等の締結部材を用いて固定する。次に、位置決め治具１２６が固定されたターゲットユニット１２０と、電子銃ユニット１００を、胴管ユニット１１０の内部に挿入する。 First, the protrusion B129 of the positioning jig 126 is inserted into and fitted into the opening 123 of the restriction structure 121 of the target unit 120. Further, the fixing portion B114 of the positioning jig 126 is fixed to the target flange 124 of the target unit 120 using a fastening member such as a bolt as shown in FIG. Next, the target unit 120 to which the positioning jig 126 is fixed and the electron gun unit 100 are inserted into the trunk tube unit 110.
このとき、位置決め治具１２６の固定部Ｂ１１４に固定されたターゲットユニット１２０のターゲットフランジ１２４を胴管ユニット１１０の位置決め基準部１１５に嵌合させる。これによって、ターゲットユニット１２０の制限構造体１２１の開口１２３の軸（開口軸）は、位置決め基準部１１５によって、所定の位置に位置決めされる。 At this time, the target flange 124 of the target unit 120 fixed to the fixing part B114 of the positioning jig 126 is fitted to the positioning reference part 115 of the trunk tube unit 110. Thereby, the axis (opening axis) of the opening 123 of the restriction structure 121 of the target unit 120 is positioned at a predetermined position by the positioning reference portion 115.
次に、位置決め治具１２６の突起部Ａ１２８を、電子銃ユニット１００の制御電極１０２の開口１０３に挿入して嵌合させるとともに、位置決め治具１２６の固定部Ａ１１６を、電子銃ユニット１００の固定部１０１に嵌合させて固定する。この固定構造の一例としては、鍵構造に形成された固定部Ａ１１６を、電子銃ユニット１００の固定部１０１に嵌合させた状態で軸回りに回転させることで、一時的に固定する構造が挙げられる。 Next, the protrusion A128 of the positioning jig 126 is inserted and fitted into the opening 103 of the control electrode 102 of the electron gun unit 100, and the fixing part A116 of the positioning jig 126 is fixed to the fixing part of the electron gun unit 100. Fit into 101 and fix. As an example of the fixing structure, there is a structure in which the fixing portion A116 formed in the key structure is temporarily fixed by rotating around the axis while being fitted to the fixing portion 101 of the electron gun unit 100. It is done.
続いて、ターゲットユニット１２０を、胴管ユニット１１０の胴管フランジＢ１１２の外側に向かって移動させることで、電子銃ユニット１００の電子銃フランジ１０６を胴管フランジＡ１１１に当接させる。この状態で、電子銃フランジ１０６と胴管フランジＡ１１１とを溶接して溶接部１０９を形成し、真空気密接合を行う。この溶接を行う代わりに、例えばローまたははんだ付け等の他の真空気密接合も可能であり、接合方法によって本発明は制限されない。しかし、カソード１０４として含浸型を用いる場合には、大気中での加熱を数十度以下にする必要があるので、溶接が好適である。溶接の方法としては、例えばＴＩＧ（タングステン・イナート・ガス）溶接、レーザービーム溶接、電子ビーム溶接が可能である。しかし、溶接部１０９の近傍には銀ロー付け等の真空気密接合部が位置しており、高温に加熱することができないので、局所的な加熱が可能なレーザービーム溶接が好適である。 Subsequently, by moving the target unit 120 toward the outside of the trunk pipe flange B112 of the trunk pipe unit 110, the electron gun flange 106 of the electron gun unit 100 is brought into contact with the trunk pipe flange A111. In this state, the electron gun flange 106 and the trunk tube flange A111 are welded to form a welded portion 109, and vacuum-airtight joining is performed. Instead of performing this welding, other vacuum-tight joining such as soldering or soldering is also possible, and the present invention is not limited by the joining method. However, when an impregnation type is used as the cathode 104, it is necessary to reduce the heating in the atmosphere to several tens of degrees or less, so welding is preferable. As a welding method, for example, TIG (tungsten inert gas) welding, laser beam welding, and electron beam welding are possible. However, since a vacuum-tight joint such as silver brazing is located in the vicinity of the weld 109 and it cannot be heated to a high temperature, laser beam welding capable of local heating is suitable.
次に、ターゲットユニット１２０に取り付けられた位置決め治具１２６を、電子銃ユニット１００の固定部１０１から取り外す。続いて、位置決め治具１２６をターゲットユニット１２０から取り外した後、ターゲットユニット１２０を、胴管フランジＢ１１２の位置決め基準部１１５に沿って挿入する。これによって、ターゲットユニット１２０は再び電子銃フランジ１０６を溶接した時と同じ位置に設置することができる。そして、ターゲットフランジ１２４と胴管フランジＢ１１２とを溶接することで溶接部１１９を形成し、接合する。この接合の場合も、局所的に加熱ができるレーザービーム溶接が好適である。その後、電子銃ユニット１００の排気管１０５から真空排気を行い、ベーキング、ゲッタの活性化を行うことで、Ｘ線管を完成させる。 Next, the positioning jig 126 attached to the target unit 120 is removed from the fixing portion 101 of the electron gun unit 100. Subsequently, after the positioning jig 126 is removed from the target unit 120, the target unit 120 is inserted along the positioning reference portion 115 of the trunk pipe flange B112. Thus, the target unit 120 can be installed at the same position as when the electron gun flange 106 is welded again. And the welding part 119 is formed by welding the target flange 124 and trunk pipe flange B112, and it joins. Also in the case of this joining, laser beam welding which can be heated locally is suitable. Thereafter, the exhaust tube 105 of the electron gun unit 100 is evacuated, and baking and getter activation are performed to complete the X-ray tube.
上述したＸ線管の製造方法における、制御電極１０２の開口１０３と、制限構造体１２１の開口１２３との位置決め精度は、以下の（１）〜（７）の各精度が積み上げられたものである。
（１）制限構造体１２１の加工精度
（２）突起部Ｂ１２９の加工精度
（３）突起部Ａ１２８と突起部Ｂ１２９の同軸精度
（４）突起部Ａ１２８の加工精度
（５）制御電極１０２の開口１０３の加工精度
（６）位置決め基準部１１５の加工精度
（７）ターゲットフランジ１２４の加工精度
これら（１）〜（７）のほとんどが機械加工精度であり、０．０１５ｍｍ以内の寸法精度が期待できるので、加工精度を積み上げた精度も所望の精度を達成可能である。
In the X-ray tube manufacturing method described above, the positioning accuracy of the opening 103 of the control electrode 102 and the opening 123 of the restriction structure 121 is obtained by accumulating the following accuracy (1) to (7). .
(1) Processing accuracy of restriction structure 121 (2) Processing accuracy of projection B129 (3) Coaxial accuracy of projection A128 and projection B129 (4) Processing accuracy of projection A128 (5) Opening 103 of control electrode 102 (6) Processing accuracy of positioning reference portion 115 (7) Processing accuracy of target flange 124 Most of these (1) to (7) are machining accuracy, and a dimensional accuracy within 0.015 mm can be expected. The accuracy obtained by accumulating the processing accuracy can also achieve a desired accuracy.
本実施形態のＸ線管の製造方法によれば、制御電極１０２の開口１０３の軸と、制限構造体１２１の開口１２３の軸とを、位置決め治具１２６を用いて直接的に位置決めすることで、高精度に位置決めすることができる。このため、各ユニット１００、１１０、１２０単体に含まれる寸法精度が組み立て精度として累積されることなく、Ｘ線管を高精度に組み立てることができる。したがって、本発明は、電子を損失することなくターゲットに照射させ、また不要なＸ線の発生を低減することができる。 According to the X-ray tube manufacturing method of the present embodiment, the axis of the opening 103 of the control electrode 102 and the axis of the opening 123 of the limiting structure 121 are directly positioned using the positioning jig 126. , Can be positioned with high accuracy. For this reason, it is possible to assemble the X-ray tube with high accuracy without accumulating the dimensional accuracy included in each unit 100, 110, 120 alone as the assembly accuracy. Therefore, the present invention can irradiate the target without losing electrons and can reduce the generation of unnecessary X-rays.
また、本実施形態の製造方法によれば、真空気密接合を溶接によって行うことで、熱歪の発生を抑えることができる。また、本実施形態の製造方法によれば、大気中で高温耐性が乏しい含浸型カソードを有する電子銃ユニットを用いて、Ｘ線管を製造することが可能になる。 Moreover, according to the manufacturing method of this embodiment, generation | occurrence | production of a thermal strain can be suppressed by performing vacuum airtight joining by welding. In addition, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture an X-ray tube using an electron gun unit having an impregnated-type cathode with poor high-temperature resistance in the atmosphere.
なお、本実施形態では、位置決め基準部１１５によってターゲットユニット１２０の軸線が胴管ユニット１１０の軸線に対して位置決めされたが、胴管ユニット１１０の軸線と電子銃ユニット１００またはターゲットユニット１２０の軸線は一致させる必要はない。位置決め基準部１１５によってターゲットユニット１２０のターゲットフランジ１２４が位置決めされたときに、常に所定の位置に所定の精度内で位置決めできれば良い。つまり、位置決めされたターゲットユニット１２０の位置が基準となり、電子はその軸上を運動するようにからである。その軸は、胴管ユニット１１０の軸線と異なるが、そのずれの分だけ胴管ユニット１１０の軸線を移動させて取り付ければよい。 In the present embodiment, the axis of the target unit 120 is positioned with respect to the axis of the trunk tube unit 110 by the positioning reference unit 115, but the axis of the trunk unit 110 and the axis of the electron gun unit 100 or the target unit 120 are There is no need to match. When the target flange 124 of the target unit 120 is positioned by the positioning reference portion 115, it is only necessary to always be positioned at a predetermined position within a predetermined accuracy. That is, the position of the positioned target unit 120 is used as a reference, and electrons move on the axis. The axis is different from the axis of the trunk pipe unit 110, but the axis of the trunk pipe unit 110 may be moved and attached by the deviation.
（第１の実施例）
図１に示した構成のＸ線管を上述した製造方法で製造した。電子銃ユニット１００において、制御電極１０２の開口径がφ２ｍｍ、開口径の加工精度が＋０．０１５ｍｍ〜０．０ｍｍであり、電子銃フランジ１０６がコバール製であった。固定部１０１として、制御電極１０２の外周上に嵌合溝が設けられており、嵌合溝の一部が外部に開放された構造を形成した。
(First embodiment)
The X-ray tube having the configuration shown in FIG. 1 was manufactured by the above-described manufacturing method. In the electron gun unit 100, the opening diameter of the control electrode 102 was 2 mm, the processing accuracy of the opening diameter was +0.015 mm to 0.0 mm, and the electron gun flange 106 was made of Kovar. As the fixing portion 101, a fitting groove was provided on the outer periphery of the control electrode 102, and a part of the fitting groove was opened to the outside.
胴管ユニット１１０において、胴管フランジＡ１１１、胴管フランジＢ１１２がコバール製であり、絶縁体１１３がアルミナセラミックスからなり、これら胴管フランジＡ１１１、Ｂ１１２と絶縁体１１３とを予め銀ロー付けによって真空気密接合した。 In the trunk pipe unit 110, the trunk pipe flange A111 and the trunk pipe flange B112 are made of Kovar, and the insulator 113 is made of alumina ceramics. Joined.
ターゲットユニット１２０において、Ｘ線放射ターゲット１２２は、内側にタングステン膜が塗布されたダイヤモンド基板を用いて、銀ロー付けによって制限構造体１２１に真空気密接合されている。さらに、制限構造体１２１は、コバール製のターゲットフランジ１２４に銀ロー付けによって真空気密接合されている。制限構造体１２１の開口は、φ２ｍｍであり、その加工精度が＋０．０１５ｍｍ〜０．０ｍｍである。ターゲットフランジ１２４には、位置決め治具１２６を固定するために、直径２ｍｍのねじ穴を形成した。 In the target unit 120, the X-ray radiation target 122 is vacuum-tightly bonded to the restriction structure 121 by silver brazing using a diamond substrate coated with a tungsten film on the inside. Further, the restriction structure 121 is vacuum-tightly joined to a target flange 124 made of Kovar by silver brazing. The opening of the restriction structure 121 is φ2 mm, and the processing accuracy is +0.015 mm to 0.0 mm. A screw hole having a diameter of 2 mm was formed in the target flange 124 in order to fix the positioning jig 126.
位置決め治具１２６は、同一軸線上の両端にφ２ｍｍで、その加工精度が−０．００５ｍｍ〜−０．０２ｍｍに形成された一組の突起部Ａ１２８及び突起部Ｂ１２９を有しており、２つの突起部Ａ１２８及び突起部Ｂ１２９の同軸度が±０．０１ｍｍであった。さらに、位置決め治具１２６は、固定部Ａ１１６として引っ掛けフックが設けられている。位置決め基準部１１５の内径がφ３６ｍｍ、内径の精度が＋０．０１５ｍｍ〜−０．０ｍｍとし、ターゲットフランジ１２４の外径がφ３６ｍｍ、外径の精度が−０．００５ｍｍ〜−０．０２ｍｍとし、良好な再現性を図った。 The positioning jig 126 has a pair of protrusions A128 and B129 formed at a both ends on the same axis of φ2 mm and having a processing accuracy of −0.005 mm to −0.02 mm. The coaxiality of the protrusion A128 and the protrusion B129 was ± 0.01 mm. Further, the positioning jig 126 is provided with a hook as a fixing portion A116. The positioning reference portion 115 has an inner diameter of φ36 mm and an inner diameter accuracy of +0.015 mm to −0.0 mm, and the target flange 124 has an outer diameter of φ36 mm and an outer diameter accuracy of −0.005 mm to −0.02 mm. Reproducibility was attempted.
上記構成において、ターゲットフランジ１２４に位置決め治具１２６の固定部Ｂ１１４を取り付け、位置決め治具１２６が取り付けられたターゲットフランジ１２４を、胴管ユニット１１０に対して胴管フランジＢ１１２側から挿入した。また、電子銃ユニット１００を、胴管ユニット１１０の内部に対して胴管フランジＡ１１１側から挿入した。続いて、位置決め治具１２６の突起部Ａ１２８を、制御電極１０２の開口１０３に嵌合させるとともに、位置決め治具１２６の固定部Ａ１１６と、電子銃ユニット１００の固定部１０１とを嵌合させて固定した。そして、ターゲットフランジ１２４を胴管フランジＢ１１２側に向かって多少引っ張ることで、電子銃フランジ１０６を胴管フランジＡ１１１に当接させ固定する。そして、これら電子銃フランジ１０６と胴管フランジＢ１１２とをレーザービーム溶接することで溶接部１０９を形成した。 In the above configuration, the fixing portion B114 of the positioning jig 126 is attached to the target flange 124, and the target flange 124 to which the positioning jig 126 is attached is inserted into the trunk pipe unit 110 from the trunk pipe flange B112 side. Further, the electron gun unit 100 was inserted into the trunk tube unit 110 from the trunk tube flange A111 side. Subsequently, the protrusion A128 of the positioning jig 126 is fitted into the opening 103 of the control electrode 102, and the fixing part A116 of the positioning jig 126 and the fixing part 101 of the electron gun unit 100 are fitted and fixed. did. Then, the electron gun flange 106 is brought into contact with and fixed to the trunk pipe flange A111 by slightly pulling the target flange 124 toward the trunk pipe flange B112. And the welding part 109 was formed by carrying out laser beam welding of these electron gun flanges 106 and trunk pipe flanges B112.
次に、電子銃ユニット１００から位置決め治具１２６を取り外すとともに、位置決め治具１２６の固定部Ｂ１１４からターゲットユニット１２０を取り外す。その後、再びターゲットユニット１２０を、胴管ユニット１１０の位置決め基準部１１５に沿って挿入し、レーザービーム溶接によって溶接部１１９を形成した。 Next, the positioning jig 126 is removed from the electron gun unit 100, and the target unit 120 is removed from the fixing portion B114 of the positioning jig 126. Thereafter, the target unit 120 was inserted again along the positioning reference portion 115 of the trunk tube unit 110, and the welded portion 119 was formed by laser beam welding.
制限構造体１２１各ユニット１００、１１０、１２０の精度を積算した結果は、０．１１５ｍｍであり、目標とする電子の広がり（１ｍｍ）の１５％、すなわち±０．１５ｍｍ以下を実現し、目標を達成することができた。また、本実施例は、特に高精度な測定を行いながら製造する必要がなく、容易に精密な位置決め精度でＸ線管を製造することができた。最後に、このＸ線管に必要な電源を接続し、Ｘ線を放射させて測定した。その結果、焦点サイズはほぼ目標値１ｍｍであり、焦点の位置も中心から±０．１２ｍｍ以内であった。また、不要なＸ線の量についても、同一のターゲット電流を用いたときに、作製した複数のＸ線管でばらつきがなく、電子が制限構造体１２１に衝突していなかった。 The result of integrating the accuracy of each unit 100, 110, 120 of the restriction structure 121 is 0.115 mm, realizing 15% of the target electron spread (1 mm), that is, ± 0.15 mm or less. Could be achieved. Further, in this example, it was not necessary to manufacture while performing particularly high-precision measurement, and an X-ray tube could be easily manufactured with a precise positioning accuracy. Finally, a necessary power source was connected to the X-ray tube, and X-rays were emitted for measurement. As a result, the focal spot size was almost the target value of 1 mm, and the focal spot position was within ± 0.12 mm from the center. Further, the amount of unnecessary X-rays was not varied among the plurality of produced X-ray tubes when the same target current was used, and electrons did not collide with the limiting structure 121.
（比較例）
比較例として、図１に示した位置決め治具１２６を用いずに絶縁体１１３の中心軸を基準としてＸ線管の組み立てを行った。絶縁体１１３の中心軸の軸精度は±０．０２ｍｍであった。電子銃ユニット１００を取り付け後の開口１０３の絶縁体１１３の中心軸に対する精度は０．３mm、一方、ターゲットユニット１２０が真空気密接合された制限構造体１２１の開口１２３の絶縁体１１３の中心軸に対する精度は０．１mmとなった。最終的に開口１０３と開口１２３の同軸精度は０．４２ｍｍとなり、必要とされている±０．１ｍｍの精度が得られなかった。
(Comparative example)
As a comparative example, an X-ray tube was assembled on the basis of the central axis of the insulator 113 without using the positioning jig 126 shown in FIG. The axial accuracy of the central axis of the insulator 113 was ± 0.02 mm. The accuracy with respect to the central axis of the insulator 113 of the opening 103 after the electron gun unit 100 is attached is 0.3 mm, while the opening 123 of the limiting structure 121 to which the target unit 120 is vacuum-tightly bonded with respect to the central axis of the insulator 113. The accuracy was 0.1 mm. Finally, the coaxial accuracy of the opening 103 and the opening 123 was 0.42 mm, and the required accuracy of ± 0.1 mm could not be obtained.
このＸ線管に必要な電源を接続し、Ｘ線を放射させて測定した。その結果、焦点サイズはほぼ目標値１ｍｍであったが、焦点の位置も中心から±０．４２ｍｍ程度であった。また、不要なＸ線の量は、本発明の製造方法で製造されたＸ線管に比べ、同一のターゲット電流を用いたときに数倍程度に達し、電子と制限構造体１２１との衝突が推定された。 A necessary power source was connected to the X-ray tube, and X-rays were emitted for measurement. As a result, the focus size was almost the target value of 1 mm, but the focus position was also about ± 0.42 mm from the center. Further, the amount of unnecessary X-rays reaches several times when the same target current is used as compared with the X-ray tube manufactured by the manufacturing method of the present invention, and the collision between the electrons and the limiting structure 121 occurs. Estimated.
（第２の実施例）
第２の実施例として、図２に示すように、電子銃ユニット２００が固定される固定部を有していない位置決め治具２２６と、胴管ユニット１１０の外部を基準として電子銃ユニット１００を位置決めして固定する外部固定治具１３０とを用いる変形例を説明する。
(Second embodiment)
As a second embodiment, as shown in FIG. 2, a positioning jig 226 that does not have a fixing portion to which the electron gun unit 200 is fixed and the electron gun unit 100 are positioned with reference to the outside of the trunk unit 110. A modification using the external fixing jig 130 to be fixed will be described.
まず、第２の実施例に対応する本実施形態の製造方法は、ターゲットユニット１２０を胴管ユニット１１０に対して位置決めするための位置決め基準部１１５が設けられた胴管ユニット１１０を用いる。また、ターゲットユニット１２０に対して着脱可能に設けられた固定部２１４と、同一軸線上の両端に設けられた一組の突起部Ａ２２８及び突起部Ｂ２２９と、を有する位置決め治具２２６を用いる。この位置決め治具２２６は、一方の突起部Ａ２２８が制御電極１０２の開口１０３に嵌合され、他方の突起部Ｂ２２９が制限構造体１２１の開口１２３に嵌合される。さらに、位置決め基準部１１５によって位置決めされない電子銃ユニット２００を胴管ユニット１１０に固定するための外部固定治具１３０を用いる。この製造方法は、制御電極１０２の開口１０３の軸と制限構造体１２１の開口１２３の軸とを位置決めする工程を有する。この工程では、位置決め治具２２６の一組の突起部Ａ２２８及び突起部Ｂ２２９を制御電極１０２の開口１０３及び制限構造体１２１の開口１２３にそれぞれ挿入することによって位置決めを行う。また、この製造方法は、位置決め治具２２６の固定部２１４にターゲットユニット１２０を固定する工程と、を有する。また、この製造方法は、位置決め治具２２６の固定部２１４に固定されたターゲットユニット１２０を胴管ユニット１１０に対して位置決め基準部１１５によって常に所定の位置に所定の精度内で位置決めする工程を有する。また、この製造方法は、位置決め治具２２６の突起部Ａ２２８が嵌合された電子銃ユニット２００を、外部固定治具１３０によって胴管ユニット１１０に固定する工程と、電子銃ユニット２００と胴管ユニット１１０とを真空気密接合する工程と、を有する。また、この製造方法は、真空気密接合した後、電子銃ユニット２００及びターゲットユニット１２０から位置決め治具２２６を取り外す工程を有する。また、この製造方法は、位置決め基準部１１５によって胴管ユニット１１０の軸線に対してターゲットユニット１２０の軸線を位置決めして胴管ユニット１１０とターゲットユニット１２０とを真空気密接合する工程と、を有する。 First, the manufacturing method of the present embodiment corresponding to the second example uses the trunk pipe unit 110 provided with the positioning reference portion 115 for positioning the target unit 120 with respect to the trunk pipe unit 110. Further, a positioning jig 226 having a fixing portion 214 that is detachably attached to the target unit 120 and a pair of protrusions A228 and B229 provided at both ends on the same axis is used. In the positioning jig 226, one protrusion A228 is fitted into the opening 103 of the control electrode 102, and the other protrusion B229 is fitted into the opening 123 of the restriction structure 121. Further, an external fixing jig 130 for fixing the electron gun unit 200 that is not positioned by the positioning reference portion 115 to the trunk tube unit 110 is used. This manufacturing method includes a step of positioning the axis of the opening 103 of the control electrode 102 and the axis of the opening 123 of the restriction structure 121. In this step, positioning is performed by inserting a set of protrusions A 228 and protrusions B 229 of the positioning jig 226 into the opening 103 of the control electrode 102 and the opening 123 of the restriction structure 121, respectively. The manufacturing method also includes a step of fixing the target unit 120 to the fixing portion 214 of the positioning jig 226. In addition, the manufacturing method includes a step of positioning the target unit 120 fixed to the fixing portion 214 of the positioning jig 226 with respect to the trunk tube unit 110 at a predetermined position with a predetermined accuracy by the positioning reference portion 115 at all times. . Further, this manufacturing method includes a step of fixing the electron gun unit 200 fitted with the projection A228 of the positioning jig 226 to the trunk tube unit 110 by the external fixing jig 130, and the electron gun unit 200 and the trunk unit. 110 is vacuum-tightly joined. In addition, this manufacturing method includes a step of removing the positioning jig 226 from the electron gun unit 200 and the target unit 120 after vacuum-airtight joining. In addition, the manufacturing method includes a step of positioning the axis of the target unit 120 with respect to the axis of the trunk tube unit 110 by the positioning reference portion 115 and vacuum-tightly bonding the trunk tube unit 110 and the target unit 120.
そして、上述した第１の実施例と同一のターゲットユニット１２０と、位置決め治具２２６に固定するための固定部を有していない電子銃ユニット２００を用意した。 Then, the same target unit 120 as that in the first embodiment described above and the electron gun unit 200 having no fixing portion for fixing to the positioning jig 226 were prepared.
図２に示すように、位置決め治具２２６の固定部２１４を、ターゲットユニット１２０のターゲットフランジ１２４に固定する。次に、胴管ユニット１１０の内部に、位置決め治具２２６が固定されたターゲットユニット１２０と、電子銃ユニット２００を挿入し、位置決め治具２２６の突起部Ａ２２８を制御電極１０２の開口１０３に嵌合させる。その状態で外部固定治具１３０によって電子銃ユニット２００を胴管フランジＡ１１１にボルト等で固定し、電子銃フランジ１０６を胴管フランジＡ１１１に溶接することで溶接部１０９を形成し、真空気密接合した。 As shown in FIG. 2, the fixing portion 214 of the positioning jig 226 is fixed to the target flange 124 of the target unit 120. Next, the target unit 120 to which the positioning jig 226 is fixed and the electron gun unit 200 are inserted into the barrel unit 110, and the protrusion A228 of the positioning jig 226 is fitted into the opening 103 of the control electrode 102. Let In this state, the electron gun unit 200 is fixed to the trunk tube flange A111 with a bolt or the like by the external fixing jig 130, and the welded portion 109 is formed by welding the electron gun flange 106 to the trunk tube flange A111, and vacuum-tightly joined. .
その後の工程は、第１の実施例と同じ工程を行って、Ｘ線管を製造した。最後に、このＸ線管に電源を接続し、Ｘ線を放射させて測定した。その結果、焦点サイズはほぼ目標値１ｍｍであり、焦点の位置も中心から±０．１４ｍｍ以内であった。また、不要なＸ線の量についても、同一のターゲット電流を用いたときに、作製した複数のＸ線管でばらつきがなく、電子が制限構造体１２１に衝突していなかった。 Subsequent processes performed the same process as the 1st example, and manufactured the X-ray tube. Finally, a power source was connected to the X-ray tube, and X-rays were emitted for measurement. As a result, the focal spot size was almost the target value of 1 mm, and the focal spot position was within ± 0.14 mm from the center. Further, the amount of unnecessary X-rays was not varied among the plurality of produced X-ray tubes when the same target current was used, and electrons did not collide with the limiting structure 121.
１００ 電子銃ユニット
１０１ 固定部Ａ
１０２ 制御電極
１０３ 開口
１１０ 胴管ユニット
１１１ 胴管フランジＡ
１１２ 胴管フランジＢ
１１３ 絶縁体
１１４ 固定部Ｂ
１１５ 位置決め基準部
１１６ 固定部Ａ
１２０ ターゲットユニット
１２１ 制限構造体
１２２ Ｘ線放射ターゲット
１２３ 開口
１２５ 真空気密接合
１２６ 位置決め治具
１２８ 突起部Ａ
１２９ 突起部Ｂ
100 Electron gun unit 101 Fixed part A
102 Control electrode 103 Opening 110 Trunk tube unit 111 Trunk tube flange A
112 Body flange B
113 Insulator 114 Fixed part B
115 Positioning reference part 116 Fixed part A
120 Target unit 121 Restricted structure 122 X-ray radiation target 123 Opening 125 Vacuum-tight joint 126 Positioning jig 128 Protrusion A
129 Protrusion B
Claims (7)
前記電子銃ユニット及び前記ターゲットユニットのいずれか一方のユニットを所定の位置に所定の精度内で位置決めするための位置決め基準部が設けられた前記胴管ユニットを用いるとともに、
前記電子銃ユニット及び前記ターゲットユニットに対して着脱可能に設けられた一組の固定部と、同一軸線上の両端に設けられた一組の突起部と、を有し、一方の前記突起部が前記制御電極の開口に嵌合され、他方の前記突起部が前記制限構造体の開口に嵌合される位置決め治具を用いて、
前記位置決め治具の一組の前記突起部を前記制御電極の開口及び前記制限構造体の開口にそれぞれ挿入して嵌合することによって、前記制御電極の開口軸と前記制限構造体の開口軸とを位置決めする工程と、
前記位置決め治具の一組の前記固定部に前記電子銃ユニット及び前記ターゲットユニットをそれぞれ固定する工程と、
前記位置決め治具の前記固定部に固定された前記一方のユニットを前記位置決め基準部によって前記胴管ユニットに対して前記所定の位置に前記所定の精度内で位置決めする工程と、
前記位置決め基準部によって位置決めされない他方のユニットと前記胴管ユニットとを真空気密接合する工程と、
前記真空気密接合した後、前記電子銃ユニット及び前記ターゲットユニットから前記位置決め治具を取り外す工程と、
前記位置決め基準部によって前記一方のユニットを前記胴管ユニットに対して前記所定の位置に前記所定の精度内で位置決めして前記胴管ユニットと前記一方のユニットとを真空気密接合する工程と、
を有することを特徴とするＸ線管の製造方法。 An electron gun unit having a control electrode that generates electrons and controls their movement; a target unit that generates X-rays; a target unit that is disposed immediately before the target and restricts the movement of the electrons; and In a method of manufacturing an X-ray tube, comprising: a trunk unit that is disposed between a gun unit and the target unit and includes an insulator that is combined with the electron gun unit and the target unit to form a vacuum envelope. ,
While using the trunk tube unit provided with a positioning reference portion for positioning one of the electron gun unit and the target unit at a predetermined position within a predetermined accuracy,
A pair of fixed portions provided detachably with respect to the electron gun unit and the target unit, and a pair of protrusions provided at both ends on the same axis, wherein one of the protrusions is Using a positioning jig that is fitted into the opening of the control electrode and the other projection is fitted into the opening of the restriction structure,
By inserting and fitting the set of protrusions of the positioning jig into the opening of the control electrode and the opening of the restriction structure, respectively, the opening axis of the control electrode and the opening axis of the restriction structure Positioning the
Fixing the electron gun unit and the target unit to a set of the fixing portions of the positioning jig, and
Positioning the one unit fixed to the fixed portion of the positioning jig within the predetermined accuracy with respect to the barrel unit with the positioning reference portion within the predetermined position;
A step of vacuum-tightly joining the other unit that is not positioned by the positioning reference portion and the trunk tube unit;
Removing the positioning jig from the electron gun unit and the target unit after the vacuum-airtight joining;
Positioning the one unit with the positioning reference portion at the predetermined position with respect to the tube unit within the predetermined accuracy, and vacuum-tightly bonding the tube unit and the one unit;
An X-ray tube manufacturing method comprising:
前記電子銃ユニット及び前記ターゲットユニットのいずれか一方のユニットを所定の位置に所定の精度内で位置決めするための位置決め基準部が設けられた前記胴管ユニットを用いるとともに、
前記一方のユニットに対して着脱可能に設けられた固定部と、同一軸線上の両端に設けられた一組の突起部と、を有し、一方の前記突起部が前記制御電極の開口に嵌合され、他方の前記突起部が前記制限構造体の開口に嵌合される位置決め治具と、
前記位置決め基準部によって位置決めされない他方のユニットを前記胴管ユニットに固定するための固定治具と、を用いて、
前記位置決め治具の一組の前記突起部を前記制御電極の開口及び前記制限構造体の開口にそれぞれ挿入することによって、前記制御電極の開口軸と前記制限構造体の開口軸とを位置決めする工程と、
前記位置決め治具の前記固定部に前記一方のユニットを固定する工程と、
前記位置決め治具の前記固定部に固定された前記一方のユニットを前記所定の位置に前記所定の精度内で、前記位置決め基準部によって前記胴管ユニットに対して位置決めする工程と、
前記位置決め治具の前記突起部が嵌合された前記他方のユニットを、前記固定治具によって前記胴管ユニットに固定する工程と、
前記他方のユニットと前記胴管ユニットとを真空気密接合する工程と、
前記真空気密接合した後、前記電子銃ユニット及び前記ターゲットユニットから前記位置決め治具を取り外す工程と、
前記位置決め基準部によって前記一方のユニットを前記胴管ユニットに対して前記所定の位置に前記所定の精度内で位置決めして前記胴管ユニットと前記一方のユニットとを真空気密接合する工程と、
を有することを特徴とするＸ線管の製造方法。 An electron gun unit having a control electrode that generates electrons and controls their movement; a target unit that generates X-rays; a target unit that is disposed immediately before the target and restricts the movement of the electrons; and In a method of manufacturing an X-ray tube, comprising: a trunk unit that is disposed between a gun unit and the target unit and includes an insulator that is combined with the electron gun unit and the target unit to form a vacuum envelope. ,
While using the trunk tube unit provided with a positioning reference portion for positioning one of the electron gun unit and the target unit at a predetermined position within a predetermined accuracy,
A fixed portion provided detachably with respect to the one unit, and a pair of protruding portions provided at both ends on the same axis, and the one protruding portion is fitted into the opening of the control electrode. A positioning jig in which the other protrusion is fitted into the opening of the restriction structure;
Using a fixing jig for fixing the other unit that is not positioned by the positioning reference portion to the trunk tube unit,
Positioning the opening axis of the control electrode and the opening axis of the restriction structure by inserting the set of protrusions of the positioning jig into the opening of the control electrode and the opening of the restriction structure, respectively. When,
Fixing the one unit to the fixing part of the positioning jig;
Positioning the one unit fixed to the fixed portion of the positioning jig with respect to the barrel unit by the positioning reference portion within the predetermined accuracy within the predetermined position;
Fixing the other unit in which the protrusion of the positioning jig is fitted to the barrel unit by the fixing jig;
A step of vacuum-tight joining the other unit and the body tube unit;
Removing the positioning jig from the electron gun unit and the target unit after the vacuum-airtight joining;
Positioning the one unit with the positioning reference portion at the predetermined position with respect to the tube unit within the predetermined accuracy, and vacuum-tightly bonding the tube unit and the one unit;
An X-ray tube manufacturing method comprising:
前記胴管ユニットは、前記電子銃ユニット及び前記ターゲットユニットのいずれか一方のユニットを所定の位置に所定の精度内で位置決めするための位置決め基準部を有し、
前記電子銃ユニット及び前記ターゲットユニットのうち、少なくとも前記一方のユニットは、前記制御電極の開口軸と前記制限構造体の開口軸とを位置決めするための位置決め治具に対して着脱可能な固定部を有している、Ｘ線管。 An electron gun unit having a control electrode that generates electrons and controls their movement; a target unit that generates X-rays; a target unit that is disposed immediately before the target and restricts the movement of the electrons; and A barrel unit including an insulator disposed between the gun unit and the target unit, and combined with the electron gun unit and the target unit to form a vacuum envelope;
The barrel unit has a positioning reference portion for positioning one of the electron gun unit and the target unit at a predetermined position within a predetermined accuracy.
Of the electron gun unit and the target unit, at least one of the units has a fixing portion that can be attached to and detached from a positioning jig for positioning the opening shaft of the control electrode and the opening shaft of the restriction structure. I have an X-ray tube.
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