JP2827121B2 - X-ray tube with switchable point focus and line focus - Google Patents

X-ray tube with switchable point focus and line focus

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JP2827121B2
JP2827121B2 JP63026705A JP2670588A JP2827121B2 JP 2827121 B2 JP2827121 B2 JP 2827121B2 JP 63026705 A JP63026705 A JP 63026705A JP 2670588 A JP2670588 A JP 2670588A JP 2827121 B2 JP2827121 B2 JP 2827121B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水冷式のターゲットを有するX線管球に関
し、特に点焦点と線焦点を切り換え可能にしたX線管球
に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an X-ray tube having a water-cooled target, and more particularly to an X-ray tube capable of switching between a point focus and a line focus.

[従来の技術] X線管球では、電子銃からの電子線をターゲットに線
状に当ててX線を発生させている。したがって、X線の
発生部分は線状になる。そして、この線状のX線をX線
管球から取り出す方向によって、点焦点または線焦点の
X線源として利用している。
[Prior Art] In an X-ray tube, an electron beam from an electron gun is linearly applied to a target to generate X-rays. Therefore, the portion where X-rays are generated becomes linear. Depending on the direction in which this linear X-ray is taken out from the X-ray tube, it is used as a point-focus or line-focus X-ray source.

X線を利用した分析装置などにおいては、使用目的に
よって点焦点と線焦点とを使い分ける必要があり、もし
1台のX線管球でこれらを使い分けることができれば便
利である。従来は、X線管球からのX線の取り出し方向
によってこれらを使い分けている。
In an analyzer using X-rays or the like, it is necessary to use a point focus and a line focus depending on the purpose of use, and it is convenient if one X-ray tube can properly use these. Conventionally, these are properly used depending on the direction of extracting X-rays from the X-ray tube.

[発明が解決しようとする課題] もし、特定の一つの方向において点焦点と線焦点とを
切り替えようとすれば、封入式のX線管球にあっては、
管球全体を90度だけ回転してセッティングをし直すこと
になり、一方、開放式のX線管球にあっては、真空を大
気に戻してターゲットや電子銃の取り付け角度を変更す
ることになり、どちらの場合も手間がかかる。後者の場
合は、原理的には、電子銃の取り付け角度を変更するだ
けで切替可能であるが、ターゲット裏面の冷却水の噴出
口の形状が電子の当たる領域に対応して線状になってい
るため、ターゲットの取り付け角度をも変更しなければ
ならないという事情がある。
[Problem to be Solved by the Invention] If the point focus and the line focus are to be switched in one specific direction, in the sealed X-ray tube,
Rotating the entire tube by 90 degrees will cause the setting to be reset.On the other hand, in the case of an open X-ray tube, the vacuum will be returned to the atmosphere and the mounting angle of the target and electron gun will be changed. In both cases, it takes time. In the latter case, in principle, switching can be performed simply by changing the attachment angle of the electron gun, but the shape of the cooling water jet on the back of the target becomes linear in accordance with the area where the electrons hit. Therefore, there is a situation that the mounting angle of the target also needs to be changed.

以上の点に鑑み、本発明の目的は、非常に簡単な操作
で、同一方向において点焦点とX線焦点とを切替可能に
したX線管球を提供することにある。
In view of the above, an object of the present invention is to provide an X-ray tube that can switch between a point focus and an X-ray focus in the same direction with a very simple operation.

[課題を解決するための手段] 以上の目的を達成するため、請求項1の発明に係るX
線管球では、電子線の当るターゲット面の裏側の冷却水
噴出口の形状を十字形とし、電子銃を真空容器に対して
回転可能に取り付けたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] To achieve the above object, X according to the invention of claim 1 is used.
In the wire tube, the cooling water jet on the back side of the target surface to which the electron beam is applied has a cross shape, and the electron gun is rotatably mounted on the vacuum vessel.

また、請求項2の発明に係るX線管球では、電子線の
当たるターゲット面の裏側の冷却水噴出口の形状を十字
形とし、電子銃からターゲットに向かう電子線の進行方
向を変更させる電磁レンズを真空容器に設け、この電磁
レンズに流す電流の極性を切替可能としたことを特徴と
する。
Further, in the X-ray tube according to the second aspect of the present invention, the shape of the cooling water jet on the back side of the target surface on which the electron beam is applied is formed in a cross shape, and the traveling direction of the electron beam from the electron gun toward the target is changed. A lens is provided in a vacuum container, and the polarity of a current flowing through the electromagnetic lens can be switched.

[作用] 請求項1の発明では、電磁銃を真空容器に対して90度
回転させれば、ターゲット面上の線状の電子線照射領域
が90度回転して、点焦点を線焦点に、あるいはその逆
に、切替可能となる。そして、ターゲット裏面の冷却水
噴出口が十字形となっているため、ターゲット面上の線
状の電子線照射領域90度回転しても、電子線照射領域は
常に冷却水で十分に冷却されることになる。すなわち、
ターゲットは固定したままで済む。
[Operation] In the invention of claim 1, if the electromagnetic gun is rotated by 90 degrees with respect to the vacuum vessel, the linear electron beam irradiation area on the target surface rotates by 90 degrees, and the point focus becomes the line focus. Or, conversely, switching is possible. Since the cooling water jet on the back of the target has a cross shape, the electron beam irradiation area is always sufficiently cooled by the cooling water even if the linear electron beam irradiation area on the target surface is rotated by 90 degrees. Will be. That is,
The target remains fixed.

請求項2の発明では、電子銃を回転させるのに代え
て、電子銃からターゲットに向かう電子線の進行方向を
変更させている。すなわち、電子銃も固定したままで良
い。電磁レンズに流す電流の極性を切り替えることによ
り、ターゲット面上の線状の電子線照射領域90度回転す
ることになる。ターゲット裏面の冷却水噴出口の形状は
請求項1の発明と同じであり、ターゲットは同様に冷却
される。
In the invention of claim 2, instead of rotating the electron gun, the traveling direction of the electron beam from the electron gun toward the target is changed. That is, the electron gun may be fixed. By switching the polarity of the current flowing through the electromagnetic lens, a linear electron beam irradiation area on the target surface is rotated by 90 degrees. The shape of the cooling water jet on the back surface of the target is the same as that of the first aspect, and the target is similarly cooled.

[実施例] 次に、図面を参照して本発明の実施例を説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は請求項1の発明の一実施例の一部断面正面図
である。このX線管球10は、開放式であり、真空容器12
の内部に、ターゲット14と電子銃16を含む。電子銃16
は、O(オー)リング18によって真空封止され、軸受20
によって真空容器12に回転可能に取り付けられている。
なお、Oリング18は、他のシール手段たとえば磁性流体
を利用したシール手段に変更することもできる。
FIG. 1 is a partial sectional front view of an embodiment of the first aspect of the present invention. This X-ray tube 10 is an open type,
Inside, a target 14 and an electron gun 16 are included. Electron gun 16
Is vacuum-sealed by an O (o) ring 18 and a bearing 20
Is rotatably attached to the vacuum container 12.
The O-ring 18 can be changed to another sealing means, for example, a sealing means using a magnetic fluid.

ターゲット14は、第2図に示すように、水冷式となっ
ている。冷却水22は、ターゲット14の内側通路24を通過
して、噴出口26から勢い良く噴出し、電子線の当たるタ
ーゲット面28の裏側を冷却する。その後、冷却水は外側
通路30を通って排出される。噴出口26は、第3図に示す
ように、十字形になっており、ターゲット面28を十字形
の範囲で十分に冷却する。
As shown in FIG. 2, the target 14 is of a water-cooled type. The cooling water 22 passes through the inner passage 24 of the target 14 and gushes out of the outlet 26 to cool the back side of the target surface 28 on which the electron beam is applied. Thereafter, the cooling water is discharged through the outer passage 30. As shown in FIG. 3, the ejection port 26 has a cross shape, and sufficiently cools the target surface 28 within the cross shape.

次に、このX線管球の使用方法を説明する。まず、第
4図に示すように、フィラメント32が鉛直方向になるよ
うに電子銃が設定されていると仮定する。この場合、フ
ィラメント32から発射される電子線34は、鉛直方向に延
びたラインとなって、ターゲット面28に当たり、第4図
の左手前方向には線状のX線ビーム36が出てくる。すな
わち、線焦点のX線38が得られる。ターゲット面28上に
描いた破線は、その裏面にある冷却水噴出口26の位置を
示す。
Next, a method of using the X-ray tube will be described. First, as shown in FIG. 4, it is assumed that the electron gun is set so that the filament 32 is oriented vertically. In this case, the electron beam 34 emitted from the filament 32 is a line extending in the vertical direction, hits the target surface 28, and a linear X-ray beam 36 is emitted toward the front left of FIG. That is, an X-ray 38 having a line focus is obtained. The broken line drawn on the target surface 28 indicates the position of the cooling water jet 26 on the back surface.

次に、第1図の右方向から見て電子銃16を時計方向に
90度回転させると、第4図においてフィラメント32が時
計方向に90度回転し、第5図の状態になる。この状態で
は、フィラメント32から発射される電子線34は水平方向
に延びるラインとなり、その結果、第5図の左手前方向
には点焦点のX線40が得られる。
Next, the electron gun 16 is turned clockwise when viewed from the right in FIG.
When the filament 32 is rotated by 90 degrees, the filament 32 is rotated 90 degrees clockwise in FIG. 4 to the state shown in FIG. In this state, the electron beam 34 emitted from the filament 32 becomes a line extending in the horizontal direction, and as a result, a point-focus X-ray 40 is obtained in the left front direction in FIG.

第6図は請求項2の発明の一実施例の一部断面正面図
である。このX線管球50は、真空容器12の内部にターゲ
ット14と電子銃16を含む。この管球は、機械的可動部分
が無く、封入式でも開放式でも良い。電子銃16は真空容
器12に固定されている。電子銃16のフィラメント32は、
第7図に示すように、鉛直方向から45度傾いた状態で固
定されている。第6図に戻って、真空容器12の外側に
は、電磁レンズ52が設けられている。電磁レンズ52は、
鉄などの強磁性体材料54で周囲を覆われたコイル56によ
って形成されている。強磁性体材料54の一部は開口して
いて、この近傍に磁場58が形成される。この磁場58が電
子線に影響を与えることになる。
FIG. 6 is a partial sectional front view of one embodiment of the second aspect of the present invention. The X-ray tube 50 includes a target 14 and an electron gun 16 inside a vacuum vessel 12. This tube has no mechanically movable parts and may be of an enclosed type or an open type. The electron gun 16 is fixed to the vacuum container 12. The filament 32 of the electron gun 16
As shown in FIG. 7, it is fixed in a state inclined at 45 degrees from the vertical direction. Returning to FIG. 6, an electromagnetic lens 52 is provided outside the vacuum vessel 12. The electromagnetic lens 52 is
It is formed by a coil 56 whose periphery is covered with a ferromagnetic material 54 such as iron. A part of the ferromagnetic material 54 is open, and a magnetic field 58 is formed in the vicinity thereof. This magnetic field 58 affects the electron beam.

電磁レンズ52のコイル56は、電源60に接続され、コイ
ル56に流れる電流の極性は、切替スイッチ62によって切
り替えられる。すなわち、2極双投形の切替スイッチ62
を、第6図の右側または左側に倒すことによって、電流
の極性を切り替えることができる このX線管球50のターゲット14は、第2図と第3図に
示すのと同じ冷却構造をしている。
The coil 56 of the electromagnetic lens 52 is connected to a power supply 60, and the polarity of the current flowing through the coil 56 is switched by a changeover switch 62. That is, the two-pole double-throw changeover switch 62
6 can be switched to the right or left in FIG. 6 to switch the polarity of the current. The target 14 of the X-ray tube 50 has the same cooling structure as shown in FIGS. 2 and 3. I have.

次に、このX線管球50の使用方法を説明する。まず、
切替スイッチ62が第6図の左側に倒れていると仮定す
る。この場合、第7図において、電子銃16のフィラメン
ト32から発射された電子線34は、最初は鉛直方向に対し
て45度傾いたラインとなって進むが、電磁レンズの磁場
の影響によって、矢印64の方向に全体が回転し、ターゲ
ット面28に当たるときは鉛直状態となる。したがって、
このときは、第7図の左手前方向に線焦点のX線38が得
られる。
Next, a method of using the X-ray tube 50 will be described. First,
It is assumed that the changeover switch 62 is tilted to the left in FIG. In this case, in FIG. 7, the electron beam 34 emitted from the filament 32 of the electron gun 16 travels at first as a line inclined at 45 degrees with respect to the vertical direction. When the whole rotates in the direction of 64 and hits the target surface 28, it is in a vertical state. Therefore,
At this time, an X-ray 38 having a line focus is obtained in the left front direction in FIG.

次に、第6図の切替スイッチ62を右側に倒すと、電磁
レンズ52のコイル56に流れる電流の極性が切り替わり、
磁場58は逆転する。すると、第8図において、電子線34
は今度は矢印64の方向に全体として45度回転してターゲ
ット面28に当たる。その結果、点焦点のX線40が得られ
る。
Next, when the changeover switch 62 in FIG. 6 is tilted to the right, the polarity of the current flowing through the coil 56 of the electromagnetic lens 52 switches,
The magnetic field 58 reverses. Then, in FIG. 8, the electron beam 34
This time, it rotates 45 degrees as a whole in the direction of arrow 64 and hits target surface 28. As a result, a point-focus X-ray 40 is obtained.

第7図と第8図のいずれの場合も、ターゲット面28は
十字形の噴出口26から噴出される冷却水によって十分に
冷却される。
7 and 8, the target surface 28 is sufficiently cooled by the cooling water jetted from the cross-shaped jet port 26.

なお、電子銃からターゲットに至る電子ビームの回転
角度は、電磁レンズからターゲット面までの距離、電磁
レンズによる磁場の強さ、電子の加速電圧によって定ま
り、これらを適当に選択することによって、電子ビーム
を45゜だけ回転させることができる。本実施例では、電
磁レンズによる磁場の中心からターゲット面までの距離
が130mm、電磁レンズの内径が34mm、電磁レンズのアン
ペアターンが920〜950アンペアターン、X線管球の印加
電圧が50KVのとき、電子ビームが45゜だけ回転してい
る。
The rotation angle of the electron beam from the electron gun to the target is determined by the distance from the electromagnetic lens to the target surface, the strength of the magnetic field by the electromagnetic lens, and the acceleration voltage of the electrons. Can be rotated by 45 °. In the present embodiment, when the distance from the center of the magnetic field by the electromagnetic lens to the target surface is 130 mm, the inner diameter of the electromagnetic lens is 34 mm, the ampere turn of the electromagnetic lens is 920 to 950 ampere, and the applied voltage of the X-ray tube is 50 KV. , The electron beam is rotated by 45 °.

[発明の効果] 請求項1の発明は、ターゲットの冷却水噴出口を十字
形にすると共に、電子銃を回転可能に取り付けたことに
より、電子銃を90度回転させるだけで、点焦点と線焦点
を切り替えることができるという効果がある。
[Effects of the Invention] The invention of claim 1 is that the cooling water jet of the target is formed in a cross shape and the electron gun is rotatably mounted. There is an effect that the focus can be switched.

請求項2の発明は、ターゲットの冷却水噴出口を十字
形にすると共に、電磁レンズに流す電流の極性を切替可
能にしたことにより、ターゲットおよび電子銃を何ら動
かすこと無く、電磁レンズの電気回路のスイッチ操作だ
けで、点焦点と線焦点を切り替えることができるという
効果がある。
According to a second aspect of the present invention, the cooling water jet port of the target is formed in a cross shape and the polarity of the current flowing through the electromagnetic lens is switchable, so that the electric circuit of the electromagnetic lens can be operated without moving the target and the electron gun at all. There is an effect that the point focus and the line focus can be switched only by the switch operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は請求項1の発明の一実施例の一部断面正面図、 第2図はターゲットの縦断面図、 第3図は第2図のIII−III線に沿う横断面図、 第4図は電子線およびX線の軌跡を示す斜視図、 第5図は別の動作状態を示す第4図と同様の斜視図、 第6図は請求項2の発明の一実施例の一部断面正面図、 第7図および第8図は第4図および第5図と同様の斜視
図である。 10……X線管球 12……真空容器 14……ターゲット 16……電子銃 20……軸受 26……冷却水噴出口 38……線焦点のX線 40……点焦点のX線 52……電磁レンズ 62……切替スイッチ
FIG. 1 is a partial cross-sectional front view of one embodiment of the invention of claim 1, FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a target, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. The figure is a perspective view showing the trajectories of the electron beam and the X-ray, FIG. 5 is a perspective view similar to FIG. 4 showing another operation state, and FIG. 6 is a partial cross section of one embodiment of the invention of claim 2. FIGS. 7 and 8 are perspective views similar to FIGS. 4 and 5. FIG. 10 X-ray tube 12 Vacuum container 14 Target 16 Electron gun 20 Bearing 26 Cooling water jet 38 X-ray at line focus 40 X-ray at point focus 52 … Electromagnetic lens 62 …… Changeover switch

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】真空容器の内部に電子銃と水冷式のターゲ
ットとを含むX線管球において、電子線の当たるターゲ
ット面の裏側の冷却水噴出口の形状を十字形とし、前記
電子銃を前記真空容器に対して90度回転可能に取り付
け、前記電子銃が90度回転する前の状態におけるターゲ
ット面上の電子線照射領域と電子銃が90度回転した後の
状態におけるターゲット面上の電子線照射領域とからな
る領域の裏側に位置するように前記十字形の冷却水噴出
口を配置したことを特徴とする、点焦点と線焦点を切替
可能なX線管球。
In an X-ray tube including an electron gun and a water-cooled target inside a vacuum vessel, a cooling water jet on the back side of a target surface to be irradiated with an electron beam has a cross shape, and the electron gun is The electron beam irradiation area on the target surface in a state before the electron gun is rotated by 90 degrees, and the electron beam on the target surface in a state after the electron gun is rotated by 90 degrees. An X-ray tube switchable between a point focal point and a line focal point, wherein the cross-shaped cooling water jet port is disposed so as to be located behind a region including a line irradiation region.
【請求項2】真空容器の内部に電子銃と水冷式のターゲ
ットとを含むX線管球において、電子線の当たるターゲ
ット面の裏側に冷却水噴出口の形状を十字形とし、前記
電子銃からターゲットに向かう電子線の進行方向を変更
させる電磁レンズを前記真空容器に設け、前記電磁レン
ズに流す電流の極性を切り替えることでターゲット面上
の電子線照射領域が90度回転するようにして、前記極性
を切り替える前の状態におけるターゲット面上の電子線
照射領域と極性を切り替えた後の状態におけるターゲッ
ト面上の電子線照射領域とからなる領域の裏側に位置す
るように前記十字形の冷却水噴出口を配置したことを特
徴とする、点焦点と線焦点を切替可能なX線管球。
2. An X-ray tube comprising an electron gun and a water-cooled target inside a vacuum vessel, wherein a cooling water jet is formed in a cross shape on the back side of a target surface on which an electron beam is applied. An electromagnetic lens that changes the traveling direction of the electron beam toward the target is provided in the vacuum container, and the electron beam irradiation area on the target surface is rotated by 90 degrees by switching the polarity of the current flowing through the electromagnetic lens, The cross-shaped cooling water jet is positioned so as to be located behind a region consisting of an electron beam irradiation region on the target surface before switching the polarity and an electron beam irradiation region on the target surface after switching the polarity. An X-ray tube capable of switching between a point focus and a line focus, wherein an exit is disposed.
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