JP2016110744A - Ｘ線管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放出するＸ線の減衰を防止できるＸ線管装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管装置は、Ｘ線管３と、Ｘ線管３を収納すると共に絶縁油９が充填され、Ｘ線放射窓２３を有する容器５とを備えている。Ｘ線管３は、陽極１７と陰極１５とを対向して保持し且つ真空気密に保つ筒状のガラス外囲器１１と、ガラス外囲器１１の外側に配置されＸ線透過部１９を有する絶縁筒１３を有している。絶縁筒１３には、容器５に取り付ける台座部２１が設けてあり、台座部２１には絶縁筒１３のＸ線透過部１９と容器５のＸ線放射窓２３との間を連通する空間が形成してあり、台座部２１の容器側端部２１ａを容器５に液密に固定してある。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線管装置に関する。

従来、Ｘ線を使用して被写体を診断する医療用機器や工業用機器には、Ｘ線発生源としてＸ線管装置が使用されている。例えば、食品等の製造ラインにおいて、製品の欠陥等の検査にＸ線を利用して、連続的に非破壊検査を行うことが知られている。

この種の検査に用いられるＸ線管装置として、陰極と陰極から放出された電子ビームが衝突してＸ線を発生する陽極を真空気密に保つ筒状のガラス外囲器内に収納し、ガラス外囲器の外側に絶縁筒を設けて、絶縁筒を絶縁油が充填された容器内に浸漬して、容器のＸ線放射窓からＸ線を放射する装置が公知である。

特開平６−２５１７３５号公報

容器のＸ線放射窓から放出するＸ線は、容器内の絶縁油を通過するので、これによりＸ線が減衰するという不都合がある。

本実施形態の目的は、放出するＸ線の減衰を防止できるＸ線管装置を提供することにある。

一実施形態に係るＸ線管装置は、電子ビームを放出する陰極と、前記陰極から放出された電子ビームが衝突してＸ線を発生する陽極と、前記陽極と前記陰極とを対向して保持し且つ真空気密に保つ筒状のガラス外囲器と、前記ガラス外囲器の外側に配置されＸ線透過部が設けてある絶縁筒と、を有するＸ線管と、前記Ｘ線管を収納すると共に絶縁油が充填され、一側にＸ線放射窓を有する容器と、を備え、前記絶縁筒には、容器に取り付ける台座部が設けてあり、台座部には前記絶縁筒の前記Ｘ線透過部と前記容器の前記Ｘ線放射窓との間を連通する空間が形成してあり、前記台座部の容器側端部を前記容器に液密に固定してある。

図１は、一実施形態に係るＸ線管装置の概略的構成を示す断面図である。 図２は、図１に示すＡ−Ａ断面図である。 図３は、図１に示す台座部を設けたＸ線管を台座部の底側から見た斜視図である。 図４は、一実施形態と比較例との比較において、Ｘ線ビームの照射角度と相対的フィルタ厚さとの関係を示すグラフである。 図５は、比較例に係るＸ線管装置の概略的構成を示す断面図である。 図６は、図５に示すＸ線管をＸ線放射穴側から見た斜視図である。

以下に、本発明の一実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

まず、一実施形態に係るＸ線管装置１について説明する。図１は、本実施形態に係るＸ線管装置１を概略的に示す断面図である。

図１及び図２に示すように、Ｘ線管装置１は、Ｘ線管３と、Ｘ線管３を収納する容器５とを備えている。

Ｘ線管３には、真空気密に保つ円筒状のガラス外囲器１１と、ガラス外囲器１１の外側に配置された円筒形状の絶縁筒１３とが設けてある。ガラス外囲器１１内には、電子ビームを放出する陰極１５と、陰極１５から放出された電子ビームが衝突してＸ線を発生する陽極１７とが配置されている。

絶縁筒１３は、電気的絶縁を図るものであり、一実施形態では、電気絶縁が良好で機械的強度が高いエポキシ系樹脂が使用されている。

この絶縁筒１３には、ガラス外囲器１１を介して陽極１７から放射されるＸ線を透過するＸ線透過部１９が区画されている。

図１〜図３に示すように、この絶縁筒１３のＸ線透過部１９の周囲には、絶縁筒１３を容器５内に設置する台座部２１が絶縁筒１３と一体に設けてある。台座部２１については後述する。

容器５内には絶縁油９が充填されており、Ｘ線管３は容器５内の絶縁油９中に浸漬されている。Ｘ線管３には図示していないが、電力を供給する駆動源に接続されており、絶縁油９は、Ｘ線管３と駆動源との電気的絶縁とＸ線管３の冷却を行っている。

容器５の底面５ａには、Ｘ線放射窓２３が設けてある。Ｘ線放射窓２３は、絶縁筒１３のＸ線透過部１９に対向する位置に設けた穴である。

台座部２１には、絶縁筒１３のＸ線透過部１９と容器５のＸ線放射窓２３との間を連通する空間Ｓが形成してあり、台座部２１の容器側端部２１ａには、容器５の底面５ａに当接する当接面２１ｂが設けてある。

台座部２１の容器側端部２１ａは、Ｘ線放射窓２３の周囲を囲んでおり、図３に示すように、容器５の底面５ａに当接する当接面２１ｂには、その全周に亘るОリング２５（図１及び図２参照）を取り付けるОリング溝２１ｃが形成してある。

Оリング溝２１ｃの内周側にはねじ孔２１ｄが周方向に間隔をあけて形成してあり、ねじ孔２１ｄには容器５の底面５ａに容器の外側から止めるねじ２９（図１及び図２参照）を螺合して容器側端部２１ａを底面５ａに固定してある。

台座部２１内の空間Ｓは、ファンビーム状のＸ線照射領域Ｆに沿った、ファンビーム形状を成し、図１に示すように、絶縁筒１３の軸線Ｐに沿う断面が略台形で、図２に示すように、絶縁筒１３の軸線Ｐ（図１参照）に直交する断面が中心線Ｙに対する開き角θより大きい略扇形状を成している。

次に、一実施形態にかかるＸ線管装置１の作用及び効果について説明する。

一実施形態にかかるＸ線装置１では、陰極１５から電子ビームが放出されると、電子ビームが陽極１７に衝突してＸ線を発生する。陽極１７で発生したＸ線は、ガラス外囲器１１及び絶縁筒１３のＸ線透過部１９を介して容器５のＸ線放射窓２３から幅Ｗと中心線Ｙに対する開き角度θのファンビーム状に放射される。

一実施形態によれば、陽極１７から放出されるＸ線は、円筒形状の絶縁筒１３のＸ線透過部１９を透過し、台座部２１の空間Ｓを通ってＸ線放射窓２３から放射されるので、Ｘ線は容器５内に充填された絶縁油９を通過しないから、絶縁油９がＸ線に対するフィルタとしてＸ線を阻害することがなく、Ｘ線が減衰されるのを防止できる。

容器５に形成されるＸ線放射窓２３は穴であり、従来設けたあったＸ線透過部材を設けていないから、このＸ線透過部材がフィルタとして作用することがなく、Ｘ線が減衰されることを防止できる。

また、Ｘ線放射窓２３にＸ線透過部材を設けた場合や、Ｘ線透過部１９とＸ線放射窓２３との間に絶縁油９がある場合には、これらを透過するＸ線照射領域Ｆが中心位置Ｍと開き角度θの位置Ｎとで透過する厚みが異なることから、従来は中心位置Ｍに対して開き角度θの位置ＮではＸ線の強度が大きく低下することがあったが、一実施形態では、Ｘ線放射窓２３は穴としてあり且つＸ線透過部１９とＸ線放射窓２３との間に絶縁油９がないから、かかる開き角度θの位置ＮでのＸ線強度の低下を防止できる。

したがって、一実施形態にかかるＸ線装置１を所定の広がりを持ったＸ線を照射して製品を検査する装置として用いた場合でも、Ｘ線照射領域Ｆにおける検査精度の低下を防止できる。更に、従来よりも広い開き角度θを有するファンビーム状のＸ線を用いることができる。

また、台座部２１に形成した空間ＳはＸ線放射窓２３側の面積を広くしてあるから、所定の広がりを持ったＸ線照射領域Ｆを阻害することがない。

更に、台座部２１はＸ線放射窓２３へ向けて空間Ｓの面積が広くなるように傾斜しており、容器５の底面５ａに固定する領域を広くしているので、ファンビーム状のＸ線に沿った空間Ｓを形成できると共に、台座部２１の容器５への固定側の面積が広くなるからＸ線管３を安定に支持することができる。

ここで、図４を参照して、一実施形態にかかるＸ線管装置１から放射されるＸ線について、照射角度（θ）と、Ｘ線が透過する相対的なフィルタ厚みさとの関係について、比較例との比較を説明する。

まず、図５及び図６を参照して比較例にかかるＸ線管装置５５について説明する。図６に示すように、比較例にかかるＸ線管５１では、絶縁筒１３にＸ線放射穴５３が形成してある。また、図５に示すように、比較例にかかるＸ線管装置５５は容器５の底面５ａに形成したＸ線放射窓２３との間に台座部２１がなく、Ｘ線管３と容器の底面５ａとの間には絶縁油９が介在してある。また、容器５の底面５ａに形成してあるＸ線放射窓２３の穴を閉鎖部材５４で塞いでいる。

比較例では、図５に示すように、陽極１７から発生したＸ線はガラス外囲器１１と、絶縁油９と、閉鎖部材５４とを透過するが、これらの透過部分を相対的なフィルタ厚さを１００％（図４参照）とする。この場合、ガラス外囲器１１を通過するＸ線は、開き角度θの位置ＮにあるＸ線は中心位置ＭにあるＸ線と透過するフィルタの厚みは同じであるが、絶縁油９と閉鎖部材５４とに対しては、中心位置Ｍから離れるほど斜めに通過することになり、図４に破線３１で示すように、中心位置Ｍの透過する相対的なフィルタ厚みを１００％とした場合、照射角度θが大きくなるほど透過する相対的なフィルタ厚みが厚くなる。

一方、一実施形態では、台座部２１内は空間Ｓであり且つＸ線放射窓２３は穴であるから、Ｘ線は円筒形状のガラス外囲器１１と、円筒形状の絶縁筒１３のみを透過し、絶縁油９及び閉鎖部材５４は透過しないので、図４に実線３３で示すように、中心位置ＭのＸ線は比較例に対して約半分となり、相対的なフィルタ厚さは約５０％である。また、中心位置Ｍから照射角度θ分だけ離れる位置にあるＸ線についても相対的なフィルタ厚さは中心位置ＭのＸ線と変わらず、相対的ファイルタ厚さは約５０％のままである。

したがって、一実施形態によれば、比較例との比較において、Ｘ線の減衰を防止できると共に開き角度θの任意の位置で均一な強度のＸ線を得ることができる。

台座部２１は、容器５の底面５ａにОリング２５を介して固定しているので、簡易な構成で空間Ｓを気密に保持することができる。

また、台座部２１の容器側端部２１ａは容器の外側から止めるねじ２９で容器内に固定しているので、ねじ２９の締め付け等のメンテナンスがし易い。

一実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

台座部２１に形成される空間Ｓの形状は、特に限定されるものではなく、種々変形可能である。

また、Ｘ線照射領域Ｆの開き角度θや幅Ｗは任意の各度に設定することができる。

容器５には天面を設けて天面にＸ線放射窓２３を形成して、Ｘ線管３を台座部２１により天面に固定して、天面から上に向けてＸ線を放射したり、容器の側壁にＸ線放射窓２３を形成して側壁にＸ線管３を台座部２１で固定して、側壁から横に向けてＸ線を放射するものであっても良い。

台座部２１の容器５に対する固定は、空間Ｓを液密に固定するものであれば、ねじ等による機械的手段に限らず、溶接等により固定するものであっても良い。

なお、図５及び図６に示す比較例の変形として、絶縁筒１３の外周面のＸ線照射領域Ｆを除く部分に、鉛等のＸ線遮蔽材を設けたものが知られているが、本発明の実施形態の変形例としても、同様に、絶縁筒１３の外周面又は台座部の表面にＸ線遮蔽材を設けることが可能である。

１…Ｘ線管装置、３…Ｘ線管、５…容器、９…絶縁油、１１…ガラス外囲器、１３…絶縁筒、１５…陰極、１７…陽極、１９…Ｘ線透過部、２１…台座部、２１ａ…容器側端部、２５…Оリング、Ｓ…空間。

Claims (5)

1. 電子ビームを放出する陰極と、
   前記陰極から放出された電子ビームが衝突してＸ線を発生する陽極と、
   前記陽極と前記陰極とを対向して保持し且つ真空気密に保つ筒状のガラス外囲器と、
   前記ガラス外囲器の外側に配置されＸ線透過部が設けてある絶縁筒と、を有するＸ線管と、
   前記Ｘ線管を収納すると共に絶縁油が充填され、一側にＸ線放射窓を有する容器と、を備え、
   前記絶縁筒には、前記容器に取り付ける台座部が設けてあり、台座部には前記絶縁筒の前記Ｘ線透過部と前記容器の前記Ｘ線放射窓との間を連通する空間が形成してあり、前記台座部の容器側端部を前記容器に液密に固定してあることを特徴とするＸ線管装置。
2. 前記台座部が形成する前記空間は前記Ｘ線放射窓側の面積を広くしていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
3. 前記台座部は、前記絶縁筒の前記Ｘ線透過部から前記容器の前記Ｘ線放射窓へ向けて傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のＸ線管装置。
4. 前記台座部の前記容器側端部と前記容器の内面との間には、Ｏリングが取り付けてあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のＸ線管装置。
5. 前記台座部の前記容器側端部は、前記容器の外側からねじ止めしてあることを特徴とする請求項４に記載のＸ線管装置。

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