JP7197245B2 - X線管及びx線管の製造方法 - Google Patents
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Description
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係るX線管1の一例を示す模式図である。第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zは、互いに直交している。
X線管1は、真空外囲器10と、陽極構体20と、陰極構体30とを備えている。真空外囲器10は、例えば、ガラス製のガラスバルブで形成されている。真空外囲器10は、真空雰囲気に維持されている内部に、陽極構体20と、陰極構体30とを含む。
陰極31は、陰極カップ(収束電極)310と、電子を放出する少なくとも1つの電子放出源、例えば、2つの電子放出源321R、321Lとを備えている。
陰極カップ310は、電子放出源から放出される電子を制御する。例えば、陰極カップ310は、電流が供給されることで、電子放出源321R及び電子放出源321Lから放出される電子を陽極ターゲット21上の焦点に収束させる。図2に示した例では、陰極カップ310には、電子放出源を収容する2つの溝部331R、331Lが形成されている。電子放出源321R及び電子放出源321Lは、それぞれ、溝部331R及び溝部331Lの底部の収納溝内に設けられている。電子放出源321R及び電子放出源321Lは、それぞれ、陽極ターゲット21に向かって電子を放出する。
図7(a)に示すように、一対の電極EL1及び電極EL2は、支持端子401Fを両側から挟み、支持端子401Fの外面OU1及び外面OU2に力を加える。電極EL1及び電極EL2により、支持端子401Fの外面OU1及び外面OU2には、窪み412及び窪み414が、それぞれ、形成される。
図8(a)に示す例では、一対の電極EL1及び電極EL2は、支持端子401Fの外面OU1及び外面OU2に圧力を加えながら電流を供給する。このとき、支持端子401Fの内面IN1、IN2及び凸部PR1、PR2と脚部LG11の角部CP1、CP2との間に十分な電流密度で電流が流れる。そのため、脚部LG11の角部CP1と支持端子401Fの内面IN1及び凸部PR1との間に溶接に十分なジュール熱が生じる。脚部LG11の角部CP2と支持端子401Fの内面IN2及び凸部PR2との間に溶接に十分なジュール熱が生じる。そのため、支持端子401Fの内面IN1及び凸部PR1は、脚部LG11の角部CP1を覆うように、角部CP1に溶融接合される。また、支持端子401Fの内面IN2及び凸部PR2は、脚部LG11の角部CP2を覆うように、角部CP2に溶融接合される。例えば、図8(b)に示すように、脚部LG11の角部CP1と支持端子401Fの内面IN1及び凸部PR1との間には、接合部CN1が、脚部LG11の角部CP1を覆うように形成される。脚部LG11の角部CP2と支持端子401Fの凸部PR2及び内面IN2との間には、接合部CN2が、脚部LG11の角部CP2を覆うように形成される。接合部CN1は、支持端子401Fの内面IN1及び凸部PR1や脚部LG11の角部CP1の内の少なくとも1つが溶融して形成される。接合部CN2は、支持端子401Fの凸部PR2及び内面IN2や脚部LG11の角部CP2の内の少なくとも1つが溶融して形成される。このように、支持端子401Fの内面IN1及び凸部PR1は、角部CP1を覆っているために、十分な強度で接合される。支持端子401Fの内面IN2及び凸部PR2は、角部CP2を覆っているために、十分な強度で接合される。そのため、支持端子401Fは、脚部LG11のずれ、例えば、隙間CL11での開口部側へのずれ等を防止できる。
はじめに、支持端子401Fが、治具JGに設置される(S901)。フィラメントFL1の脚部LG11が、支持端子401Fの隙間CL11に挿入される(S902)。このとき、脚部LG11の先端部TP11は、一対の電極EL1及びEL2により溶接可能な位置に位置している。
第1実施形態の変形例1のX線管1は、電子放出源、例えば、電子放出源321Rにおいて、脚部LG11の角部CP1、CP2が隙間CL11で窪み412及び窪み414で挟まれた範囲以外に位置している点が第1実施形態のX線管1と相違する。
脚部LG11の先端部TP11は、支持端子401Fにおいて、一対の電極で挟まれた範囲(窪み412及び窪み414で挟まれた範囲)より、開口部側に位置している。図10(a)に示す例では、脚部LG11の先端部TP11は、隙間CL11において、位置UPの付近に位置している。
脚部LG11の先端部TP11は、支持端子401Fにおいて、窪み412及び窪み414で挟まれた範囲で底部側に位置している。図11(a)に示す例では、脚部LG11の先端部TP11は、隙間CL11において、位置BPの付近に位置している。
第1実施形態の変形例2のX線管1は、電子放出源、例えば、電子放出源321Rにおいて、支持端子401Fの凸部PR1と凸部PR2とが接合されている点が前述のX線管1と相違する。
図12(a)に示す例では、脚部LG11の先端部TP11は、隙間CL11で窪み12及び窪み414の間に位置している。図12(b)に示す例では、支持端子401Fの凸部PR1と凸部PR2とは接合されている。また、接合部CN1と接合部CN2とは、脚部LG11の底面と凸部PR1及び凸部PR2との間で接合されている。脚部LG11は、凸部PR1及び凸部PR2と接合される範囲が前述の実施形態の脚部LG11よりも大きくなる。脚部LG11と内面IN1、IN2及び凸部PR1、PR2とは、接合部CN1及び接合部CN2を介して十分な強度で接合される。
第1実施形態の変形例3のX線管1は、電子放出源、例えば、電子放出源321Rにおいて、支持端子401Fの外面OU1及び外面OU2が平面状に形成されている点が前述のX線管1と相違する。
図13は、第1実施形態の変形例3に係るX線管の電子放出源321Rの構造の一例を示す断面図である。図13(a)は、電子放出源321Rの一例の断面の拡大図である。図13(b)は、脚部LG11の先端部TP11の一例の断面の拡大図である。
第1実施形態の変形例4のX線管1は、電子放出源、例えば、電子放出源321Rにおいて、支持端子401Fの向きが前述のX線管1と相違する。
図14は、第1実施形態の変形例4に係るX線管1の電子放出源321Rの構造の一例を示す断面図である。図14には、第2方向YからX-Z平面を見た場合の電子放出源321Rの断面の一例を示している。図14に示す例では、支持端子401Fは、隙間CL11がX-Z平面に水平に設けられている。すなわち、支持端子401Fは、フィラメントFL1に対して水平な平面に垂直に隙間CL11が設けられている。例えば、図14に示す支持端子401Fは、図4に示す支持端子401Fを第3方向Zに延長する軸周りに90度回転させて設けられている。なお、図14に示す支持端子401Fは、図4に示す支持端子401Fを第2方向Yに延長する軸周りに90度以外で回転させて設けられていても良い。
第1実施形態の変形例5のX線管1は、電子放出源、例えば、電子放出源321Rにおいて、フィラメントFL1の脚部LG11と支持端子401Fの内面との間に中間部材IMを備えている点が前述のX線管1と相違する。
図16は、第1実施形態の変形例5に係るX線管1の電子放出源321Rの構造の一例を示す断面図である。図16(a)は、電子放出源321Rの一例の断面の拡大図である。図16(b)は、脚部LG11の先端部TP11の一例の断面の拡大図である。
図17は、フィラメントFL1と、支持端子401Fとが設置されている治具JGの一例を示す断面図である。
図17に示すように、支持端子401Fは、台座PEDの表面SF1上に設置される。このとき、脚部LG11は、少なくとも先端部TP11に中間部材IMを備えている。脚部LG11の先端部TP11は、一対の電極EL1及び電極EL2の間に位置している。
図18(a)に示すように、一対の電極EL1及び電極EL2は、支持端子401を両側から挟み、支持端子401Fの外面OU1及び外面OU2に力を加える。電極EL1及び電極EL2により、支持端子401Fの外面OU1及び外面OU2には、窪み412及び窪み414がそれぞれ形成される。
図19(a)に示す例では、支持端子401Fの内面IN1及び凸部PR1は、中間部材IMを介して、脚部LG11の角部CP1を覆うように、角部CP1に溶融接合される。また、支持端子401Fの内面IN2及び凸部PR2は、中間部材IMを介して、脚部LG11の角部CP2を覆うように、角部CP2に溶融接合される。例えば、図19(b)に示すように、脚部LG11の角部CP1と支持端子401Fの内面IN1及び凸部PR1との間には、接合部CN1が、脚部LG11の角部CP1を覆うように形成される。脚部LG11の角部CP2と支持端子401Fの内面2及び凸部PR2との間には、接合部CN2が、脚部LG11の角部CP2を覆うように形成される。接合部CN1は、支持端子401Fの凸部PR1及び内面IN1、脚部LG11の角部CP1や、中間部材IMの内の少なくとも1つが溶融して形成される。接合部CN2は、支持端子401Fの凸部PR2及び内面IN2、脚部LG11の角部CP2や、中間部材IMの内の少なくとも1つが溶融して形成されている。このように、脚部LG11と支持端子401Fの内面との間に中間部材IMが備えられていることで、フィラメントFL1の脚部LG11と支持端子401Fとの溶接性が改善される。
第1実施形態の変形例6のX線管1は、電子放出部、例えば、電子放出源321Rにおいて、支持端子401Fの断面形状が前述のX線管1と相違する。
図20は、第1実施形態の変形例6に係るX線管1の支持端子401Fの一部の構造の一例を示す断面図である。図20には、第3方向ZからX-Y平面を見た場合の支持端子401Fの断面の一例を示している。図20には、支持端子401Fの断面の第1方向Xの幅の中心CNT1を示している。図20では、中心CNT1を基点として、支持端子401Fの一方の部分を第1端子部41Faとし、もう一方の部分を第2端子部41Fbとする。図20に示す例では、支持端子401Fの断面は、円形形状の隙間CL11が形成されている。図20に示す支持端子401Fの断面では、隙間CL11が外側まで延長していない。図20に示す支持端子401Fの断面は、一例であり、これ以外の断面であっても良い。
第2実施形態のX線管1は、電子放出源、例えば、電子放出源321Rにおいて、フィラメントFL1の脚部LG11が複数の部分で支持端子401Fに接合されている点が前述のX線管1と相違する。
図21は、第2実施形態に係る電子放出源321Rの構造の一例を示す断面図である。図21(a)は、電子放出源321Rの一例の断面の拡大図である。図21(b)は、脚部LG11の先端部TP11の一例の断面の拡大図である。
はじめに、支持端子401Fは、台座PEDの表面SF1上に設置される。フィラメントFL1の脚部LG11の先端部TP11は、一対の電極EL1及び電極EL2の間に位置している。脚部LG11の先端部TP11と支持端子401Fとを接合する工程は、図6乃至図8で説明した工程と同等であるので説明を省略する。
図22(a)に示すように、一対の電極EL1及び電極EL2は、支持端子401Fを両側から挟み、支持端子401Fの外面OU1及び外面OU2に力を加える。電極EL1及び電極EL2により、支持端子401Fの外面OU1及び外面OU3には、窪み416及び窪み418が、それぞれ、形成される。
はじめに、支持端子401Fが、治具JGに設置され(S901)、フィラメントFL1の脚部LG11が、支持端子401Fの隙間CL11に挿入される(S902)。支持端子401Fは、一対の電極EL1及び電極EL2により、脚部LG11の先端部TP11に圧接(圧着)される(S903)。
この状態で、一対の電極EL1及びEL2により、支持端子401Fは、脚部LG11の先端部TP11に溶接される(S904)。
Claims (13)
- 電子を放出するコイルと、前記コイルから先端部まで延長し、前記先端部に角部を有する脚部とを備えるフィラメントと、隙間を有し、前記隙間が開口する開口部と前記開口部と反対側の前記隙間の端部に位置する底部とを有する支持端子と、前記フィラメントと前記支持端子とを収容し、前記支持端子が接続されている陰極カップとを備える陰極を備え、
前記支持端子は、前記隙間内で突出し、前記脚部の前記先端部より前記底部側に位置し、前記脚部の前記角部に接合されている凸部を備える、X線管。 - 前記凸部は、前記底部から離間している、請求項1に記載のX線管。
- 前記凸部は、第1凸部と、前記第1凸部と対向する第2凸部を備え、
前記第1凸部と前記第2凸部とは、前記脚部の径よりも小さい距離で離間している、請求項1に記載のX線管。 - 前記凸部は、第1凸部と、前記第1凸部と対向する第2凸部を備え、
前記第1凸部と前記第2凸部とは、接合されている、請求項1に記載のX線管。 - 前記支持端子の外面は、第1外面部分と、前記先端部を間に挟んで前記第1外面部分の反対側に位置する第2外面部分とを有し、
前記支持端子は、前記第1外面部分に形成されている第1窪みと、前記第2外面部分に形成されている第2窪みとを備えている、請求項1に記載のX線管。 - 前記支持端子の前記隙間内の内面は、第1内面部分と、前記先端部を間に挟んで前記第1内面部分の反対側に位置する第2内面部分と、前記先端部よりも前記コイル側に位置する前記脚部の第1部に圧着されている第3内面部分と、該第3内面部分と対向し前記第1部に圧着されている第4内面部分とを備えている、請求項5に記載のX線管。
- 前記支持端子の前記隙間内の内面は、第1内面部分と、前記先端部を間に挟んで前記第1内面部分の反対側に位置する第2内面部分と、前記先端部よりも前記コイル側に位置する前記脚部の第1部に接合されている第3内面部分と、該第3内面部分と対向し前記第1部に接合されている第4内面部分とを備えている、請求項5に記載のX線管。
- 前記支持端子の前記外面は、第3外面部分と、前記第1部を間に挟んで前記第3外面部分の反対側に位置する第4外面部分とを有し、
前記支持端子は、前記第3外面部分に形成されている第3窪みと、前記第4外面部分に形成されている第4窪みとを備えている、請求項6又は7に記載のX線管。 - 前記支持端子は、鉄、鉄を主成分とする合金、ニオブ、ニオブを主成分とする合金、モリブデン、又は、モリブデンを主成分とする合金で形成されている、請求項1乃至8のいずれか1に記載のX線管。
- 前記フィラメントは、タングステン又はタングステンを主成分とする合金で形成されている、請求項1乃至8のいずれか1に記載のX線管。
- 電子を放出するコイルと、前記コイルから先端部まで延長し、前記先端部に角部を有する脚部とを備えるフィラメントと、隙間を有し、前記隙間が開口する開口部と前記開口部と反対側の前記隙間の端部に位置する底部とを有する支持端子と、前記フィラメントと前記支持端子とを収容し、前記支持端子が接続されている容器とを備える陰極を備えるX線管に適用される製造方法であって、
前記脚部の前記先端部を前記支持端子の前記隙間に挿入し、
前記先端部を前記隙間に挿入した後、一対の電極によって、前記支持端子の外面の第1外面部分と、前記脚部の前記角部を間に挟んで前記第1外面部分の反対側に位置する前記支持端子の前記外面の第2外面部分とに圧力を加えながら電流を供給し、
前記一対の電極によって、前記第1外面部分と前記第2外面部分とに圧力を加えながら電流を供給することで、前記隙間内で前記支持端子の内面の第1内面部分と該第1内面部分と対向する前記内面の第2内面部分とを前記角部に押し当て、前記支持端子に、前記隙間内で突出し前記脚部の前記先端部より前記底部側に位置し前記脚部の前記角部に接合された凸部を形成する、X線管の製造方法。 - 前記一対の電極によって、前記支持端子の前記外面の第3外面部分と、前記先端部よりも前記コイル側に位置する前記脚部の第1部を間に挟んで前記第3外面部分の反対側に位置する前記支持端子の前記外面の第4外面部分とに圧力を加え、
前記一対の電極によって、前記第3外面部分と前記第4外面部分とに圧力を加えることで、前記隙間内で前記支持端子の前記内面の第3内面部分と該第3内面部分と対向する前記内面の第4内面部分とを前記第1部に押し当て、前記第3内面部分と前記第4内面部分とを前記第1部に圧着する、請求項11に記載のX線管の製造方法。 - 前記一対の電極によって、前記支持端子の前記外面の第3外面部分と、前記先端部よりも前記コイル側に位置する前記脚部の第1部を間に挟んで前記第3外面部分の反対側に位置する前記支持端子の前記外面の第4外面部分とに圧力を加えながら電流を供給し、
前記一対の電極によって、前記第3外面部分と前記第4外面部分とに圧力を加えながら電流を供給することで、前記隙間内で前記支持端子の前記内面の第3内面部分と該第3内面部分と対向する前記内面の第4内面部分とを前記第1部に押し当て、前記第3内面部分と前記第4内面部分とを前記第1部に接合する、請求項11に記載のX線管の製造方法。
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