JP4767646B2

JP4767646B2 - Ｘ線管

Info

Publication number: JP4767646B2
Application number: JP2005295730A
Authority: JP
Inventors: 務稲鶴
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: CN101283435A; CN101283435B; JP2007103319A

Description

本発明は、電子銃から出射させた電子をターゲットに入射することにより発生したＸ線を外部に照射するタイプのＸ線管に関するものである。

従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載のＸ線管が知られている。この文献に記載されたＸ線管のＸ線発生部はターゲットを収納する筒状の筐体を備えており、この筐体には内部空間と連通された排気管が取り付けられている（特許文献１のＦｉｇ．４等参照）。Ｘ線管の製造時において、筐体の内部空間はこの排気管を通じて真空引きされる。そして、真空引きの後、この排気管が閉じられて、ターゲットが収納された内部空間が真空状態となる。
米国特許第６２２９８７６号明細書

しかしながら、この種のＸ線管においては、排気管が取り付けられた筐体の内壁面には真空引きのための排気口が形成されており、排気口の縁部には内壁面との境界として端部が現れることになる。そして、駆動時に陽極と筐体との間に高電位差が発生した際に、この端部の影響によって、陽極と筐体との間の電界が乱されることになるので、筐体と陽極の先端部との間に放電が起こる可能性が高まることになる。ところが、上記Ｘ線管においては、このような放電の抑制のためのなんらの対策もなされておらず、放電によるＸ線出力の不安定化の問題が発生するおそれがある。

そこで、本発明は、陽極の先端部における放電を抑制することができるＸ線管を提供することを目的とする。

本発明に係るＸ線管は、電子銃から出射させた電子を陽極のターゲットに入射することにより発生したＸ線を外部に照射するＸ線管において、陽極の先端部を収容する内部空間を画成する金属製の筐体と、筐体に設けられ、ターゲットで発生するＸ線を筐体の外部に取り出すための照射窓と、筐体の内壁面に設けられ、内部空間を排気するための排気口と、排気口を陽極の先端部から隠すように設けられた導電性の遮蔽部と、を有するＸ線発生部を備え、遮蔽部は、筐体の内壁面に設けられていることを特徴とする。

このＸ線管においては、Ｘ線発生部の筐体の内壁面に排気口が設けられている。この排気口の縁部と筐体内壁面との境界として端部が現れる場合であっても、このＸ線管では、遮蔽部によって陽極の先端部から排気口が隠されているので、駆動時における陽極と排気口の縁部との間の電界の乱れが緩和され、陽極の先端部における放電を抑制することができる。

また、上記作用を効果的に奏するための遮蔽部の具体的な構成としては、陽極の先端部と排気口との間に位置すると共に、排気口よりも大きく形成されており、遮蔽部と筐体の排気口側の内壁面との間には、間隙が形成されている構成が挙げられる。このような構成によれば、端部を確実に覆うことができるとともに、Ｘ線管の製造時において、遮蔽部と排気口側の内壁面との間の間隙を空気の通り道として、内部空間の真空引きを行うことができる。

また、遮蔽部と筐体の照射窓側の内壁面との間には、間隙が形成されていてもよい。このような構成によれば、Ｘ線管の製造時において、遮蔽部と照射窓側の内壁面との間の間隙を空気の通り道として、内部空間の真空引きを行うことができる。

本発明に係るＸ線管は、電子銃から出射させた電子を陽極のターゲットに入射することにより発生したＸ線を外部に照射するＸ線管において、前記陽極の先端部を収容する内部空間を画成する筐体と、前記筐体に設けられ、前記ターゲットで発生するＸ線を前記筐体の外部に取り出すための照射窓と、前記筐体の内壁面に設けられ、前記内部空間を排気するための排気口と、前記排気口を前記陽極の先端部から隠すように設けられた導電性の遮蔽部と、を有するＸ線発生部を備え、前記遮蔽部には、複数の連通孔が設けられていることを特徴とする。
このＸ線管においては、Ｘ線発生部の筐体の内壁面に排気口が設けられている。この排気口の縁部と筐体内壁面との境界として端部が現れる場合であっても、このＸ線管では、遮蔽部によって陽極の先端部から排気口が隠されているので、駆動時における陽極と排気口の縁部との間の電界の乱れが緩和され、陽極の先端部における放電を抑制することができる。また、遮蔽部に複数の連通孔が設けられている構成を採用することで、製造時に内部空間を真空引きする際に、連通孔が内部空間からの空気の通り道となるので、効率の良い真空引きを行うことができる。

また、陽極の先端部に対向する遮蔽部の表面は、筐体の内壁面の一部と面一に形成されていることが好ましい。このような構成により、遮蔽部の表面と筐体の内壁面とを滑らかに連続させることができるので、電界の乱れが緩和され、陽極の先端部における放電をさらに抑制することができる。

本発明に係るＸ線管は、電子銃から出射させた電子を陽極のターゲットに入射することにより発生したＸ線を外部に照射するＸ線管において、陽極の先端部を収容する内部空間を画成する筐体と、筐体に設けられ、ターゲットで発生するＸ線を筐体の外部に取り出すための照射窓と、筐体の内壁面に設けられ、内部空間を排気するための排気口と、排気口を陽極の先端部から隠すように設けられた導電性の遮蔽部と、を有するＸ線発生部を備え、遮蔽部は、排気口を塞ぐように設けられると共に、複数の連通孔が形成されており、陽極の先端部に対向する遮蔽部の表面は、筐体の排気口側の内壁面と面一に形成されていることを特徴とする。
このＸ線管においては、Ｘ線発生部の筐体の内壁面に排気口が設けられている。この排気口の縁部と筐体内壁面との境界として端部が現れる場合であっても、このＸ線管では、遮蔽部によって陽極の先端部から排気口が隠されているので、駆動時における陽極と排気口の縁部との間の電界の乱れが緩和され、陽極の先端部における放電を抑制することができる。
また、遮蔽部は、排気口を塞ぐように設けられると共に、複数の連通孔が形成されており、陽極の先端部に対向する遮蔽部の表面は、筐体の排気口側の内壁面と面一に形成されている。この構成によれば、排気口を塞ぐ遮蔽部が、排気口が形成された筐体の内壁面と面一に形成されているので、排気口の縁部には端部が現れず、陽極の先端部と排気口との間の電界の乱れが緩和され、その結果、陽極の先端部における放電が抑制される。そして、遮蔽部に形成された連通孔が空気の通り道となるので製造時における内部空間の真空引きも問題なく行うことが可能である。

本発明のＸ線管によれば、陽極の先端部における放電を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るＸ線管の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する第１〜第４実施形態において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
図１〜図３に示すように、Ｘ線管１Ａは、電子銃３から出射させた電子を真空中の陽極５の先端部５ａに設けられた、電子入射部位（Ｘ線発生部位）であるターゲット５ｄに入射させ、この入射により発生したＸ線を外部に照射するタイプのＸ線管である。Ｘ線管１Ａは、棒状の陽極５を絶縁状態に保持するガラス製のバルブ部９と、陽極先端部５ａを収容しＸ線を発生させるＸ線発生部１１とを備えている。

Ｘ線発生部１１は、陽極先端部５ａを収容する金属筐体１３を有しており、陽極５は、この金属筐体１３とバルブ部９とで画成された密封状態の内部空間Ｒに、金属筐体１３とは絶縁された状態でほぼ全体を収容されている。そして、陽極先端部５ａはその端面に傾斜面５ｃが設けられ、その傾斜面５ｃ上に、電子の入射によって所望のエネルギーのＸ線を発生するターゲット５ｄが配置されている。このような陽極先端部５ａは、陽極５と同軸の円柱面をなす金属筐体１３の内壁面１９に包囲されている。金属筐体１３に設けられた電子銃収容部１４内には、電子銃３が収容されており、電子銃３から出射された電子が、電子銃３と対面するように形成された傾斜面５ｃ上のターゲット５ｄに入射するように、電子銃３の軸線と陽極５の軸線が略直交する状態で、電子銃３の先端は陽極先端部５ａの方に向けられている。更に、金属筐体１３の陽極先端部５ａ側の端部には、ターゲット５ｄで発生するＸ線を透過させ、外部に照射させるため、Ｘ線透過率が高い材料からなる円形の照射窓１５が設けられている。

この内部空間Ｒを真空状態とするため、内部空間Ｒ内の空気を排気するための排気口１７が金属筐体１３の内壁面１９に設けられている。更に、金属筐体１３の外壁面には、排気口１７を介して内部空間Ｒと連通する排気管２１が取り付けられている。Ｘ線管の製造時においては、排気口１７及び排気管２１を通じて内部空間Ｒが真空引きされた後、この排気管２１を潰す等によって管口を閉じることにより、内部空間Ｒが真空状態で封止される。そして、排気口１７は、Ｘ線管の組立て完成後も内部空間Ｒに開口したまま残される。

このようなＸ線管１Ａは、バルブ部９から露出した陽極５の基端部５ｂが、図示しない高圧供給回路に接続されて用いられる。駆動時には、この高圧供給回路から基端部５ｂを介して陽極５に１００ｋＶ前後の高電圧が印加される。その状態で電子銃３から出射された電子がターゲット５ｄに入射すると、この入射によってターゲット５ｄからＸ線が発生する。そして、発生したＸ線が、照射窓１５を透過して外部に照射される。

このように、駆動時においては、陽極５に高電圧が印加されるので、陽極５と金属筐体１３との間には高い電位差が発生することになる。特に、陽極先端部５ａは金属筐体１３に包囲されるように収容されているため、陽極先端部５ａと金属筐体１３の内壁面１９との間に放電が発生する虞がある。ここで、内壁面１９に形成された排気口１７の縁部にあっては、内壁面１９との境界として端部が現れている。このような端部の影響によって、陽極５と金属筐体１３との間の電界が乱されることになるので、排気口１７の縁部と陽極先端部５ａとの間では、特に放電の虞が高い。放電が発生した場合、Ｘ線管１ＡにおけるＸ線出力が不安定化する等の問題が発生するので、このような放電を抑制することが必要である。

そこで、Ｘ線管１Ａにおいては、排気口１７の縁部と陽極先端部５ａとの間の放電を抑制するため、排気口１７を陽極先端部５ａから隠す衝立状の遮蔽部２５が、陽極先端部５ａと排気口１７との間に設けられている。遮蔽部２５は、排気口１７の径よりも大きい矩形に形成された導電性の平板状部材で構成されている。また遮蔽部２５は、対向する２辺が内壁面１９に固定され、中央部においては内壁面１９との間に間隙ｄ１をもって排気口１７を覆うように設けられている。また、この遮蔽部２５と照射窓１５が設けられた内壁面２９との間にも、わずかの間隙ｄ２が形成されるように、遮蔽部２５は内壁面２９の直近まで延びている。このような遮蔽部２５により、陽極先端部５ａから見て、排気口１７の縁部が見通せないようになっている。

Ｘ線管１Ａでは、このような遮蔽部２５が設けられたことにより、陽極先端部５ａと排気口１７の縁部との間の電界の乱れが緩和されるので、陽極先端部５ａと排気口１７の縁部との間の放電を抑制することができる。また、間隙ｄ１，ｄ２によって、排気管２１内部と内部空間Ｒとが連通され、この間隙ｄ１，ｄ２が空気の通り道として機能するので、製造時においても、排気口１７を介した内部空間Ｒの真空引きを問題なく行うことが可能である。なお、多少真空引きに時間がかかるが、間隙ｄ２が生じないように遮蔽部２５を設けてもよい。この場合、間隙ｄ１のみを空気の通り道として真空引きを行うことができる。また、遮蔽部２５は平板状部材に限らず、金属筐体１３の内壁面よりも曲率の大きな曲板状部材でも良い。

（第２実施形態）
続いて、本発明に係るＸ線管の第２の実施形態について説明する。図４及び図５に示す本実施形態のＸ線管１Ｂは、第１実施形態のＸ線管１Ａに比べ、排気口５７を陽極先端部５ａから隠す遮蔽部の構成に相違がある。このＸ線管１Ｂにおいて、排気口５７は、内壁面５８から一部が金属筐体１３の外壁面方向に向かって低く掘り下げられて形成された内壁面５９に形成されている。そして、排気口５７と陽極先端部５ａとの間に排気口５７を陽極先端部５ａから隠すための遮蔽部６１が設けられている。この遮蔽部６１は、陽極先端部５ａに対向する側の表面６１ａが内壁面５８と面一であり、排気口５７の径よりも大きい矩形に形成され、遮蔽部６１と排気口５７との間には間隙ｄ３が形成されるように設けられている。そして、遮蔽部６１と照射窓１５が設けられた内壁面２９との間にわずかの間隙ｄ４が形成されるように、遮蔽部６１は内壁面２９の直近まで延びている。このような遮蔽部６１により、陽極先端部５ａから見て、排気口５７の縁部が見通せないようになっている。

なお、このような構造の遮蔽部６１と排気口５７の作製は、遮蔽部６１を残しながら、金属筐体１３における遮蔽部６１と内壁面５９とに挟まれた直方体形状の領域を削り込み、その後、排気口５７及び間隙ｄ４を形成することで行われる。或いは、内壁面５８を掘り下げて内壁面５９を形成し、その内壁面５９に排気口５７を形成した後に、別体の遮蔽部６１を内壁面５８に面一になるように設置してもよい。

Ｘ線管１Ｂでは、このような遮蔽部６１が設けられたことにより、陽極先端部５ａと排気口５７の縁部との間の電界の乱れが緩和されるので、陽極先端部５ａと排気口５７の縁部との間の放電を抑制することができる。また、間隙ｄ３，ｄ４によって、排気管２１内部と内部空間Ｒとが連通され、この間隙ｄ３，ｄ４が空気の通り道として機能するので、製造時においても、排気口５７を介した内部空間Ｒの真空引きを問題なく行うことが可能である。また、遮蔽部６１の表面６１ａが陽極先端部５ａを包囲する内壁面５８と面一に形成されていることにより、遮蔽部６１の表面６１ａと内壁面５８が滑らかに連続しているので、遮蔽部６１によるターゲット先端部５ａ周りの電界の乱れを最小限に抑えることができる。

（第３実施形態）
続いて、本発明に係るＸ線管の第３の実施形態について説明する。図６及び図７に示す本実施形態のＸ線管１Ｃは、第２実施形態のＸ線管１Ｂに比べ、遮蔽部６３の構成に相違がある。この遮蔽部６３は、多数の連通孔６３ｆが設けられたメッシュ状の導電性部材であり、上述の遮蔽部６１と同じ形状に形成されている。そして、この遮蔽部６３は、陽極先端部５ａに対向する側の表面６３ａが、陽極先端部５ａを包囲する内壁面５８と面一になるように形成されている。

このような遮蔽部６３によっても、連通孔６３ｆを細かくすれば、上記Ｘ線管１Ｂにおける遮蔽部６１と同様に、陽極先端部５ａと排気口５７の縁部との間の電界の乱れが緩和される。従って、陽極先端部５ａと排気口５７の縁部との間の放電を抑制することができる。また、製造時における内部空間Ｒの真空引きの際に、間隙ｄ３，ｄ４ばかりでなく連通孔６３ｆも空気の通り道として機能するので、円滑な真空引きが可能になる。なお、連通孔６３ｆの孔径としては、電界の乱れを緩和し、かつ、円滑な真空引きを行うため、０．１〜１ｍｍが好ましい。

（第４実施形態）
続いて、本発明に係るＸ線管の第４の実施形態について説明する。図８及び図９に示す本実施形態のＸ線管１Ｄは、第１実施形態のＸ線管１Ａに比べ、排気口１７を陽極先端部５ａから隠す遮蔽部の構成に相違がある。遮蔽部６５は、内壁面１９と面一で、排気口１７を塞ぐように設けられており、多数の連通孔６５ｆが設けられたメッシュ状の導電性部材で構成されている。

このような遮蔽部６５を設ければ、排気口１７の縁部に端部が内壁面１９に現れないので、陽極先端部５ａと排気口５７の縁部との間の電界の乱れが緩和され、陽極先端部５ａと排気口１７の縁部との間の放電を抑制することができる。また、遮蔽部６５に設けられた多数の連通孔６５ｆによって、排気管２１内部と内部空間Ｒとが連通され、連通孔６５ｆが空気の通り道として機能するので、製造時においても、排気口１７を介した内部空間Ｒの真空引きを問題なく行うことが可能である。なお、連通孔６５ｆの孔径としては、電界の乱れを緩和し、かつ、円滑な真空引きを行うため、０．１〜１ｍｍが好ましい。

なお、本発明は、上記した実施形態に限らず、様々な変更を行うことも可能である。例えば、上記各実施形態においては、陽極５の傾斜面５ｃ上に別体としてターゲット５ｄが設けられているが、陽極５とターゲット５ｄを一体とし、傾斜面５ｃにおける一部分がターゲットを構成してもよい。また、各実施形態においては、陽極５は円柱の先端に傾斜面５ｃが設けられた形状をなすが、陽極５の先端には各種の削り込みを行って他の形状としてもよい。この場合、陽極の先端部に角状の部位が存在しても、遮蔽部によって陽極先端部と排気口との間の放電を抑制することができる。

本発明に係るＸ線管の第１実施形態を示す斜視図である。図１のＸ線管の断面図である。図１のＸ線管の他の断面における断面図である。本発明に係るＸ線管の第２実施形態を示す斜視図である。図４のＸ線管の断面図である。本発明に係るＸ線管の第３実施形態を示す斜視図である。図６のＸ線管の断面図である。本発明に係るＸ線管の第４実施形態を示す斜視図である。図８のＸ線管の断面図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…Ｘ線管、３…電子銃、５…陽極、５ａ…陽極先端部、１３…金属筐体、１５…照射窓、１７，５７…排気口、１９，５９…排気口側の内壁面、２５，６１，６３，６５…遮蔽部、２９…照射窓側の内壁面、５８…内壁面、６１ａ，６３ａ…遮蔽部の表面、６３ｆ，６５ｆ…連通孔、Ｒ…内部空間、ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４…間隙。

Claims

電子銃から出射させた電子を陽極のターゲットに入射することにより発生したＸ線を外部に照射するＸ線管において、
前記陽極の先端部を収容する内部空間を画成する金属製の筐体と、
前記筐体に設けられ、前記ターゲットで発生するＸ線を前記筐体の外部に取り出すための照射窓と、
前記筐体の内壁面に設けられ、前記内部空間を排気するための排気口と、
前記排気口を前記陽極の先端部から隠すように設けられた導電性の遮蔽部と、を有するＸ線発生部を備え、
前記遮蔽部は、
前記筐体の内壁面に設けられていることを特徴とするＸ線管。
前記遮蔽部は、前記陽極の先端部と前記排気口との間に位置すると共に、前記排気口よりも大きく形成されており、
前記遮蔽部と前記筐体の前記排気口側の内壁面との間には、間隙が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管。
前記遮蔽部と前記筐体の前記照射窓側の内壁面との間には、間隙が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のＸ線管。
電子銃から出射させた電子を陽極のターゲットに入射することにより発生したＸ線を外部に照射するＸ線管において、
前記陽極の先端部を収容する内部空間を画成する筐体と、
前記筐体に設けられ、前記ターゲットで発生するＸ線を前記筐体の外部に取り出すための照射窓と、
前記筐体の内壁面に設けられ、前記内部空間を排気するための排気口と、
前記排気口を前記陽極の先端部から隠すように設けられた導電性の遮蔽部と、を有するＸ線発生部を備え、
前記遮蔽部には、複数の連通孔が設けられていることを特徴とするＸ線管。
前記陽極の先端部に対向する前記遮蔽部の表面は、前記筐体の内壁面の一部と面一に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のＸ線管。
電子銃から出射させた電子を陽極のターゲットに入射することにより発生したＸ線を外部に照射するＸ線管において、
前記陽極の先端部を収容する内部空間を画成する筐体と、
前記筐体に設けられ、前記ターゲットで発生するＸ線を前記筐体の外部に取り出すための照射窓と、
前記筐体の内壁面に設けられ、前記内部空間を排気するための排気口と、
前記排気口を前記陽極の先端部から隠すように設けられた導電性の遮蔽部と、を有するＸ線発生部を備え、
前記遮蔽部は、前記排気口を塞ぐように設けられると共に、複数の連通孔が形成されており、
前記陽極の先端部に対向する前記遮蔽部の表面は、前記筐体の前記排気口側の内壁面と面一に形成されていることを特徴とするＸ線管。