JP4279994B2

JP4279994B2 - Ｘ線管装置

Info

Publication number: JP4279994B2
Application number: JP2001012699A
Authority: JP
Inventors: 隆下野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-01-22
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2021-01-22
Also published as: JP2002216682A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はＸ線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線管装置について、材料分析などに使用されるエンドウィンドウ型Ｘ線管を用いた場合を例にとり図３を参照して説明する。符号３１はＸ線管で、Ｘ線管３１は真空外囲器３２などから構成されている。真空外囲器３２は、たとえば図の左側部分が金属容器３２ａで形成され、図の右側部分が絶縁容器３２ｂで形成されている。
【０００３】
金属容器３２ａは、フランジ部ａ１および金属筒状部ａ２、径が徐々に小さくなる金属傾斜部ａ３から形成され、金属傾斜部ａ３の先端に出力窓３３が設けられている。絶縁容器３２ｂは径が一定の絶縁筒状部ｂ１およびこの絶縁筒状部ｂ１の一方の開口を封止する絶縁底部ｂ２から形成されている。
【０００４】
真空外囲器３２内の中央に陽極３４が配置されている。陽極３４の一端たとえば出力窓３３と対向する側に陽極ターゲット３５が設けられている。陽極３４の他端は絶縁底部ｂ２を貫通して真空外囲器３２の外まで延び、その最端部３４ａは鍔状に広がっている。陽極ターゲット３５を囲んで集束電極３６が設けられ、集束電極３６の外側に陰極フィラメント３７が設けられている。
【０００５】
真空外囲器３２の絶縁容器３２ｂおよび絶縁容器３２ｂから突出した陽極３４の各部分は金属製の管容器３８内に収納されている。管容器３８は筒状の金属筒状部３８ａおよびこの金属筒状部３８ａの一方の開口を封止する金属底部３８ｂから形成され、金属筒状部３８ａの他方の開口部分が金属容器３２ａのフランジ部ａ１に固定されている。
【０００６】
また、陽極３４に電圧を印加するケーブル３９が管容器３８の金属底部３８ｂを貫通している。ケーブル３９は芯線部分３９ａおよび被覆部分３９ｂで構成され、芯線部分３９ａの先端は陽極３４と電気的に接続している。
【０００７】
管容器３８内には絶縁材料４０が充填され、Ｘ線管３１の絶縁容器３２ｂおよび絶縁容器３２ｂから突出する陽極３４、ケーブル３９の各部分が絶縁材料４０によってそれぞれモールドされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＸ線管装置は、Ｘ線管が故障すると、管容器内に絶縁材料でモールドされたＸ線管やケーブルなどを一括して取り外し、Ｘ線管が交換される。この場合、管容器およびケーブルは絶縁材料でモールドされ、絶縁部材と接着した状態にあるため、再利用できない形でＸ線管と分離される。そのため、これらは廃棄物として処理され、資源を活用できないという問題がある。
【０００９】
この発明は、上記した欠点を解決し、Ｘ線管が故障した場合など、部品の再利用が可能なＸ線管装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、Ｘ線管部分と端子装置部分が着脱できるようにねじで固定されたＸ線管装置において、
前記Ｘ線管部分は、出力窓が設けられた金属容器およびこの金属容器から離れるにしたがって外径が徐々に小さくなる傾斜部が設けられた絶縁容器が気密接合された真空外囲器と、前記真空外囲器内に配置された陽極および陰極フィラメントとを有し、
前記端子装置部分は、前記Ｘ線管部分とねじで固定された金属筒状部およびこの金属筒状部の一方の開口を封止する金属底部を有する管容器と、前記真空外囲器の傾斜部の外形に合わせて成型されその傾斜部が挿入された真空外囲器用凹部が前記管容器の開口側にある絶縁部材と、前記絶縁部材に埋め込まれた金属製端子と、芯線部分および被覆部分を有し、前記管容器の金属底部を貫通して前記絶縁部材に埋め込まれ、前記金属製端子を介して前記陽極と電気的に接続されたケーブルとを有することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について図１の断面図を参照して説明する。図１（ａ）は本発明のＸ線管１１部分を示し、図１（ｂ）はＸ線管１１に電圧を印加する端子装置２０部分を示している。
【００１３】
図１（ａ）のＸ線管１１は全体が真空外囲器１２で構成されている。真空外囲器１２は、たとえば図の上方部分が金属容器１２ａで構成され、図の下方部分が絶縁容器１２ｂで構成されている。金属容器１２ａおよび絶縁容器１２ｂは互いに気密接合されている。
【００１４】
金属容器１２ａは、フランジ部ａ１および金属筒状部ａ２および径が徐々に小さくなる金属傾斜部ａ３で構成され、金属傾斜部ａ３の先端に出力窓１３が設けられている。絶縁容器１２ｂは、金属容器１２ａから離れるにしたがって外径が徐々に小さくなる絶縁傾斜部ｂ１およびこの絶縁傾斜部ｂ１の端部開口を封止する絶縁底部ｂ２で構成されている。
【００１５】
真空外囲器１２内の中央に陽極１４が配置されている。陽極１４の一端たとえば出力窓１３と対向する部分に陽極ターゲット１５が設けられ、他端１４ａは絶縁底部ｂ２を貫通して真空外囲器１２の外まで延び、その最端面の一部に陽極接点１６が突出して設けられている。陽極ターゲット１５の外側に集束電極１７が設けられ、集束電極１７の外側に陰極フィラメント１８が設けられている。
【００１６】
上記の構成において、陰極フィラメント１８から放出された電子ビームが集束電極１７で集束され、陽極ターゲット１５に衝突する。電子ビームの衝突で陽極ターゲット１５がＸ線を放射し、出力窓１３からＸ線が出力される。
【００１７】
図１（ｂ）の端子装置２０は管容器２１などから構成されている。管容器２１は全体がたとえば金属で形成され、また、金属筒状部２１ａおよびこの金属筒状部２１ａの一方の開口を封止する金属底部２１ｂから構成されている。管容器２１内には弾力性のある絶縁部材２２が成型した状態で充填されている。
【００１８】
絶縁部材２２は、管容器２１の図の上方に位置する開口２３側では、真空外囲器１２の一部たとえば絶縁容器１２ｂ部分の外形に合わせて凹んだ真空外囲器用凹部２４が形成されるようにほぼ筒状に構成されている。真空外囲器用凹部２４の径は開口２３側が大きく、奥に向って徐々に小さくなっている。また、真空外囲器用凹部２４に連続して、真空外囲器１０から突出した陽極１４部分の外形に合わせて凹んだ陽極用凹部２５が設けられている。さらに、陽極用凹部２５に連続して、陽極接点１６の外形に合わせて凹んだ接点用凹部２６が設けられている。
【００１９】
また、管容器２１の金属底部２１ｂを貫通してケーブル２７が設けられている。ケーブル２７は芯線部分２７ａおよび被覆部分２７ｂから構成され、ケーブル２７の芯線部分２７ａは金属製端子２８と電気的に接続されている。
【００２０】
金属製端子２８はたとえば銅あるいは真鍮で形成され、陽極用凹部２５や接点用凹部２６にその一部が露出する円板状部分２８ａおよびケーブル２７を囲む筒状部分２８ｂから構成されている。円板状部分２８ａは、陽極用凹部２５や接点用凹部２６よりも外側、たとえば管容器２１の中心から離れる方向に鍔状に広がり、筒状部分２８ｂの外面はたとえば管容器２１の金属筒状部２１ａと平行になっている。
【００２１】
金属製端子２８およびケーブル２７は絶縁部材２２に埋め込まれた形になっている。
【００２２】
上記の構成において、Ｘ線管１１の絶縁容器１２ｂおよび真空外囲器１２の外まで延びた陽極の端部１４ａ、陽極接点１６を、それぞれ管容器２１の真空外囲器用凹部２４部分および陽極用凹部２５、接点用凹部２６に挿入し、Ｘ線管１１と管容器２１とを結合する。この場合、たとえばＸ線管１１のフランジ部ａ１と管容器２１の開口端部をねじ（図示せず）などで着脱できるように固定し、同時に、Ｘ線管１１の絶縁容器１２ｂ部分と真空外囲器用凹部２４部分を囲む絶縁部材２２の筒状部分を密着させ、両者の接触部分における電気的絶縁を確保している。
【００２３】
Ｘ線管１１と管容器２１が結合すると、ケーブル２７は、金属製端子２８を介して陽極１４部分および陽極１４の陽極接点１６部分と電気的に接続される。
【００２４】
なお、Ｘ線管１１および管容器２１の両者が良好に結合できるように、Ｘ線管１１と管容器２１の各部分の寸法をたとえば以下のように設定している。
【００２５】
Ｘ線管１１の陽極の外形をＤ１、絶縁容器１２ｂの外径が一番小さい先端部分の外径をＤ２、絶縁容器１２ｂの外径が一番大きい後端部分の外径をＤ３、絶縁容器１２ｂの軸方向の長さをＨ２とし、また、陽極用凹部２５の径をｄ１、真空外囲器用凹部２４の径が一番小さい奥の部分の径をｄ２、真空外囲器用凹部２４部分の開口部分の径をｄ３、真空外囲器用凹部２４部分の深さをｈ２とした場合、Ｄ２＞ｄ２、Ｄ３＞ｄ３、Ｈ２＞ｈ２に設定している。
【００２６】
このような寸法関係により、Ｘ線管１１および管容器２１を結合した際に、Ｘ線管１１の絶縁容器１２ｂと管容器２１内の絶縁部材２２がある圧力が加わった状態で密着する。
【００２７】
また、ｄ１＞Ｄ１とし、陽極１４を陽極用凹部２５に滑らかに挿入でき、かつ、Ｘ線管が動作状態に入り、陽極１４が熱膨張した際に金属製端子２８と密着するようにしている。
【００２８】
ｄ１＞Ｄ１の場合、陽極１４と金属製端子２８との電気的接続が不十分になる恐れがある。このため、たとえば陽極接点１６を割溝などを設けた弾力のある構造とし、陽極接点１６を接点用凹部２６に容易に挿入でき、同時に、確実な電気的接続が得られるようにしている。
【００２９】
なお、Ｘ線管１１および端子装置２０を結合した状態を図２に示す。図２では、図１に対応する部分には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３０】
上記した構成によれば、管容器２１内の絶縁部材２２を予め成型し、たとえばその真空外囲器用凹部にＸ線管１１の絶縁容器１２ｂを挿入する構造になっている。このため、Ｘ線管１１が故障した場合など、Ｘ線管１１と端子装置２０たとえば管容器２１とを確実に分離できる。また、ケーブル２７などを収納した管容器２１など端子装置２０を再利用でき、資源を有効に活用でき、Ｘ線管の交換作業も容易になる。
【００３１】
また、金属製端子２８のたとえば筒状部分２８ｂの外面を管容器２１に接近させ平行部分を持つように形成している。このため、金属製端子２８は、大きな面積部分が管容器２１と対向し、陽極の熱を金属製端子２８から管容器２１に伝達でき、良好な冷却効果をもつＸ線管用ケーブルが得られる。また、金属製端子２８はＸ線を遮蔽し、外部へのＸ線の漏洩が防止される。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、Ｘ線管が故障した場合などに、部品の再利用が可能なＸ線管装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明する断面図で、Ｘ線管と管容器が分離した状態を示す図である。
【図２】本発明の実施形態を説明するための断面図で、Ｘ線管と管容器が結合した状態を示す図である。
【図３】従来例を説明する断面図である。
【符号の説明】
１１…Ｘ線管
１２…真空外囲器
１３…出力窓
１４…陽極
１５…陽極ターゲット
１６…陽極接点
１７…集束電極
１８…陰極フィラメント
２０…端子装置
２１…管容器
２２…絶縁部材
２３…管容器の開口
２４…真空外囲器用凹部
２５…陽極用凹部
２６…接点用凹部
２７…ケーブル
２７ａ…ケーブルの芯線
２７ｂ…ケーブルの被覆
２８…金属製端子

Claims

Ｘ線管部分と端子装置部分が着脱できるようにねじで固定されたＸ線管装置において、
前記Ｘ線管部分は、出力窓が設けられた金属容器およびこの金属容器から離れるにしたがって外径が徐々に小さくなる傾斜部が設けられた絶縁容器が気密接合された真空外囲器と、前記真空外囲器内に配置された陽極および陰極フィラメントとを有し、
前記端子装置部分は、前記Ｘ線管部分とねじで固定された金属筒状部およびこの金属筒状部の一方の開口を封止する金属底部を有する管容器と、前記真空外囲器の傾斜部の外形に合わせて成型されその傾斜部が挿入された真空外囲器用凹部が前記管容器の開口側にある絶縁部材と、前記絶縁部材に埋め込まれた金属製端子と、芯線部分および被覆部分を有し、前記管容器の金属底部を貫通して前記絶縁部材に埋め込まれ、前記金属製端子を介して前記陽極と電気的に接続されたケーブルとを有することを特徴とするＸ線管装置。
金属製端子は、ケーブルを囲む筒状部分を有する請求項１記載のＸ線管装置。
金属製端子は、陽極の一部が挿入された陽極用凹部を有する請求項１記載のＸ線管装置。