JPH01151141A - X-ray tube device - Google Patents

X-ray tube device

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Publication number
JPH01151141A
JPH01151141A JP31001987A JP31001987A JPH01151141A JP H01151141 A JPH01151141 A JP H01151141A JP 31001987 A JP31001987 A JP 31001987A JP 31001987 A JP31001987 A JP 31001987A JP H01151141 A JPH01151141 A JP H01151141A
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JP
Japan
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leg
filament
cathode
ray tube
tube device
Prior art date
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Pending
Application number
JP31001987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiro Ono
勝弘 小野
Hiroyuki Sugiura
弘行 杉浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP31001987A priority Critical patent/JPH01151141A/en
Publication of JPH01151141A publication Critical patent/JPH01151141A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize the uniformity of electron intensity distribution, sufficient X-ray intensity and the precise positioning of a flat cathode by supporting the flat cathode with the first leg section and the second leg section having different thermal expansion coefficients and thermal conductivities respectively. CONSTITUTION:A cathode filament 301 is formed with a flat thermoelectron emitting section 301a and the first leg sections 301b and the second leg sections 301c supporting them. The first leg sections 301b are vertical to the thermoelectron emitting section 301a, the second leg sections 301c are fixed and supported by support stanchions 302 while one end of each is put in contact with the first leg section 301b and the other end is extended in the direction of the thermoelectron emitting section 301a. The second leg section uses a material having a larger thermal expansion coefficient and a smaller thermal conductivity than those of the material of the first leg section. The thermal deformation during the operation of the filament 301 is thereby absorbed by both leg sections, the thermoelectron emitting section 301a has little relative displacement, thus the desired objective is attained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明はX線管装置に係り、特にその陰極構体の改良
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an X-ray tube device, and particularly to an improvement of its cathode structure.

(従来の技術) 一般にX線管装置は、例えばX線診断装置に取付けて医
療用に利用されているが、胃の検診などの場合には、従
来、第5図に示すようなX線管装置が用いられている。
(Prior Art) X-ray tube devices are generally used for medical purposes by being attached to, for example, an X-ray diagnostic device. equipment is used.

このX線管装置はいわゆる回転陽極型で、真空外囲器3
1内に陰極構体且と傘形陽極ターゲット33が管軸から
偏心して相対向配設されている。
This X-ray tube device is of the so-called rotating anode type, with a vacuum envelope 3
A cathode structure and an umbrella-shaped anode target 33 are disposed in the tube 1 so as to be eccentric from the tube axis and facing each other.

そして陽極ターゲット33は、ステータ34により電磁
誘導で回転駆動されるロータ35により回転するように
なっている。
The anode target 33 is rotated by a rotor 35 that is rotationally driven by a stator 34 by electromagnetic induction.

さて、従来から使用されているX線管装置の陰極構体3
2は、第6図に示すように構成され、集束電極102の
集束溝106内に陰極フィラメント101が配設されて
いる。この陰極フィラメント]01は、熱電子を放出す
るためタングステンコイルからなり、熱電子を集束電極
102により集束させる。このため、陰極フィラメント
101と集束電極102は略同電位に設定されている。
Now, the cathode structure 3 of the conventionally used X-ray tube device
2 is constructed as shown in FIG. 6, and a cathode filament 101 is disposed within a focusing groove 106 of a focusing electrode 102. The cathode filament] 01 is made of a tungsten coil for emitting thermoelectrons, and the thermoelectrons are focused by a focusing electrode 102. For this reason, the cathode filament 101 and the focusing electrode 102 are set to approximately the same potential.

尚、図中、破線103は集束電極102の近傍の等電位
曲線を表わし、符号104は陰極フィラメント101の
ほぼ中央部から放出された電子の軌跡を表わし、符号1
05は陰極フィラメント101の側面に近い所から放出
された電子の軌跡を表わしている。
In the figure, a broken line 103 represents an equipotential curve near the focusing electrode 102, a symbol 104 represents the trajectory of electrons emitted from approximately the center of the cathode filament 101, and a symbol 1
05 represents the trajectory of electrons emitted from a location close to the side surface of the cathode filament 101.

(発明が解決しようとする問題点) 上記従来の陰極構体旦においては、陰極フィラメント1
01をほぼ温度制限領域で使用するため、陰極フィラメ
ント101の近傍の電界を強くする目的で、この陰極フ
ィラメント101の一部を集束電極102の中に突出さ
せている。このため陰極フィラメント101の近傍の等
電位曲線は、破線103で示すように陰極フィラメント
101の中央で脹らんだ形となり、陰極フィラメント1
01の略側壁から放出された電子105は側方に向うこ
とになる。この電子105と、陰極フィラメント101
の略中央部から放出されて前方に向う電子104とを、
同一方向に集束させることが出来ず、図示したようにこ
れらの軌跡は軸上で交差する。従って、およそ全ての電
子をある程度集束させた位置では、図示したように双峰
性の電子強度分布107を示す。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above conventional cathode structure, the cathode filament 1
Since 01 is used in a substantially temperature-limited region, a part of the cathode filament 101 is made to protrude into the focusing electrode 102 in order to strengthen the electric field near the cathode filament 101. Therefore, the equipotential curve near the cathode filament 101 has a swollen shape at the center of the cathode filament 101, as shown by the broken line 103, and the cathode filament 1
Electrons 105 emitted from substantially the sidewalls of 01 are directed to the side. This electron 105 and cathode filament 101
The electrons 104 emitted from approximately the center of the
Unable to focus in the same direction, these trajectories intersect on the axis as shown. Therefore, at a position where approximately all the electrons are focused to some extent, a bimodal electron intensity distribution 107 is shown as shown.

ところが上記のように、陰極フィラメント101から放
出された電子を集束電極102によって充分小さく集束
出来ないので、陽極ターゲット33の位置で小さな焦点
を得るために、小さな陰極を用いる必要がある。従って
、陰極温度を高めないと十分な高密度の電子を得ること
が出来ず、陰極フィラメント101の信頼性に問題があ
った。
However, as described above, since the electrons emitted from the cathode filament 101 cannot be focused sufficiently by the focusing electrode 102, it is necessary to use a small cathode to obtain a small focus at the position of the anode target 33. Therefore, unless the cathode temperature is raised, sufficient high density electrons cannot be obtained, which poses a problem in the reliability of the cathode filament 101.

又、陽極ターゲット33の位置での電子の進行方向が揃
わないため、微小焦点が得られず、更に、電子分布にシ
ャープさがなく、所望した電子分布を得ることが出来な
い。このために十分な高解像度を得ることと、陽極ター
ゲット33上での電子入射による温度上昇の最高値を低
下させて、入射電子量を増大させることとを両立させる
ことが出来ない。これらは、陽極ターゲット33から発
生するX線によって投影画像を作る場合に、解像度の増
大とフォトンノイズの減少の妨害となり、十分に鮮明な
画像を得ることが出来ない。
Further, since the traveling directions of the electrons at the position of the anode target 33 are not aligned, a minute focus cannot be obtained, and furthermore, the electron distribution lacks sharpness, making it impossible to obtain the desired electron distribution. For this reason, it is not possible to simultaneously obtain a sufficiently high resolution and reduce the maximum temperature rise due to electron incidence on the anode target 33 to increase the amount of incident electrons. When a projection image is created using X-rays generated from the anode target 33, these interfere with the increase in resolution and the reduction in photon noise, making it impossible to obtain a sufficiently clear image.

この欠点を除去する方法としては、平板状の陰極フィラ
メントを使用することが考えられ、この例として特開昭
55−68056号公′報に開示されている提案がある
One possible method for eliminating this drawback is to use a flat cathode filament, and an example of this is a proposal disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-68056.

この平板状陰極フィラメントを有する従来例は、第7図
及び第8図に示すように構成され、図中の符号201は
帯状平板からなり口状に形成された陰極フィラメントで
、その両端が一対のフィラメント支持柱215.215
に固定され、通電により直熱され熱電子を放出する。こ
の場合、X線管装置の動作中の陰極フィラメント201
の熱膨張により、破線201aに示すように、中央部即
ち電子放出部が湾曲すると共に上方に大きくずれてしま
う。又、両脚部も外方に変形する。特に電子放出部の位
置がフィラメント温度の変化に伴って変化すると、集束
電極202の集束溝206との相対位置関係が変化し、
陽極ターゲット208上の焦点形状が変化してしまう。
The conventional example having this flat cathode filament is constructed as shown in FIGS. 7 and 8, and the reference numeral 201 in the figure is a cathode filament made of a belt-like flat plate and formed in the shape of a mouth. Filament support column 215.215
It is fixed to the surface and is directly heated by electricity, emitting thermoelectrons. In this case, the cathode filament 201 during operation of the X-ray tube device
Due to the thermal expansion, the central portion, that is, the electron emitting portion, is curved and shifted significantly upward, as shown by the broken line 201a. Both legs also deform outward. In particular, when the position of the electron emitting part changes with changes in filament temperature, the relative positional relationship with the focusing groove 206 of the focusing electrode 202 changes,
The shape of the focal point on the anode target 208 changes.

このことは又、焦点形状のみならず焦点幅Wの大きさな
変化として現われるので、微小焦点の実現の妨げとなる
This also appears as a large change in not only the focal point shape but also the focal width W, which hinders the realization of a fine focal point.

尚、第7図中、破線203は集束電極202の近傍の等
電位曲線を表わし、符号204は陰極フィラメント20
1のほぼ中央部から放出された電子の軌跡を表わし、符
号205は陰極フィラメント201の側面に近い所から
放出された電子の軌跡を表わし、符号207は電子強度
分布を表わしている。
In FIG. 7, a broken line 203 represents the equipotential curve near the focusing electrode 202, and a reference numeral 204 represents the equipotential curve near the focusing electrode 202.
1, reference numeral 205 represents the trajectory of electrons emitted from near the side of the cathode filament 201, and reference numeral 207 represents the electron intensity distribution.

この発明は、以上の事情に鑑みてなされたもので、陰極
フィラメントの形状を改良することによリ、均一な電子
強度分布を有するX線焦点と十分なX線強度を得、且つ
フィラメントの位置精度が高く出来、高温になっても位
置ずれ・変形を起こさないため、X線焦点の大きさ・位
置の精度が高いX線管装置を提供することを目的として
いる。
This invention was made in view of the above circumstances, and by improving the shape of the cathode filament, it is possible to obtain an X-ray focus with a uniform electron intensity distribution and sufficient X-ray intensity, and to improve the position of the filament. It is an object of the present invention to provide an X-ray tube device that can be made with high accuracy and does not cause positional shift or deformation even when exposed to high temperatures, so that the size and position of the X-ray focal point can be accurately determined.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明は、平板状陰極フィラメントが、電子ビーム軸
に垂直に形成された高温になる熱電子放出部と、この熱
電子放出部の両端からそれぞれ垂直に折曲された第1の
脚部と、この第1の脚部端に一端部が固着され他端部が
熱電子放出部の方向に延長されたうえフィラメント支持
柱に固着された平板状の第2の脚部とからなるX線管装
置である。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) This invention provides a flat cathode filament that includes a thermionic emission section that is formed perpendicularly to the electron beam axis and becomes hot, and both ends of this thermionic emission section. The first leg portions were bent perpendicularly from each other, and one end portion was fixed to the end of the first leg portion, and the other end portion was extended in the direction of the thermionic emission portion and was fixed to the filament support column. This is an X-ray tube device consisting of a flat second leg.

(作用) この発明によれば、熱電子放出部が平板状であるので、
熱電子の放出方向が一致しており、電子の集束性が良く
、均一な電子強度分布を有するX線焦点を得ることが出
来る。
(Function) According to this invention, since the thermionic emission part is flat,
Thermionic emission directions coincide, electron focusing is good, and an X-ray focus having a uniform electron intensity distribution can be obtained.

又、平板状陰極フィラメントを取付ける時に、その位置
の微調整が出来、高精度で取付は位置のバラツキを極め
て少なく出来る。
Furthermore, when installing the flat cathode filament, its position can be finely adjusted, and the installation can be performed with high precision with extremely little variation in position.

更に、熱電子放出部が高温度、例えば2300°Cにな
った場合でも、脚部の熱膨張が吸収され、位置の変化は
極めて小さくなる。従って、従来この分野で認められて
いた焦点の範囲を狭く抑えることが出来、許容される入
力パワーが上昇し、同一の公称焦点サイズでのX線出力
が増加する。
Furthermore, even if the temperature of the thermionic emission part reaches a high temperature, for example, 2300° C., the thermal expansion of the legs is absorbed, and the change in position becomes extremely small. Therefore, the range of focal spots previously accepted in the art can be narrowed, increasing the allowable input power and increasing the x-ray output for the same nominal focal spot size.

又、第2の脚部の材質や厚さを第1の脚部と異ならしめ
ことが出来るため、フィラメント支持柱の温度を充分低
くすることも出来るし、陰極フィラメントの共振周波数
を高くして、動作時に陽極ターゲットの回転等によって
生じる振動により、周囲金属との接触による破損や、電
極との相対的な位置ずれに起因する管電流の不安定等は
生じない。
Furthermore, since the material and thickness of the second leg can be made different from those of the first leg, the temperature of the filament support column can be lowered sufficiently, and the resonance frequency of the cathode filament can be increased. Vibrations caused by the rotation of the anode target during operation do not cause damage due to contact with surrounding metal or instability of the tube current due to relative positional deviation with the electrode.

(実施例) 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。尚、同一部分は同一符号で表す。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the same parts are represented by the same symbols.

この発明を、例えば乳房撮影用として陽極電圧30KV
、最大陽極電流300 mA、 XN8焦点カ50μm
乃至0.5mmの範囲で変えられるX線管装置に適用し
た場合を例に示す。
This invention can be used, for example, for mammography with an anode voltage of 30 KV.
, maximum anode current 300 mA, XN8 focal power 50 μm
An example of application to an X-ray tube device that can be changed in the range of 0.5 mm to 0.5 mm will be shown.

即ち、この発明によるX線管装置の要部は第1図乃至第
4図に示すように構成され、第3図及び第4図に示すよ
うに、図示しない真空外囲器内に陽極ターゲット33及
びこれに対向して陰極構体300が設けられている。こ
の陰極構体300は、モリブデン等からなる一対のフィ
ラメント支持柱302.302に支持された直熱型陰極
フィラメント301、熱遮蔽板318、熱伝達体316
、熱遮蔽筒317及び集束電極303より構成されてい
る。
That is, the main parts of the X-ray tube device according to the present invention are constructed as shown in FIGS. 1 to 4, and as shown in FIGS. A cathode assembly 300 is provided opposite to this. This cathode structure 300 includes a directly heated cathode filament 301 supported by a pair of filament support columns 302 and 302 made of molybdenum or the like, a heat shield plate 318, and a heat transfer body 316.
, a heat shield cylinder 317 and a focusing electrode 303.

この場合、陰極フィラメント301は第1図及び第2図
から明らがなように平板状にして、例えば幅りが約2m
mであり、厚さが0.012mm程度に設定されている
。そして、高温に加熱されて熱電子を放出するための熱
電子放出部301aと、この熱電子放出部301aの両
端がらそれそれ一体に垂直に折曲された第1の脚部30
1b。
In this case, the cathode filament 301 is shaped like a flat plate, as is not clear from FIGS. 1 and 2, and has a width of about 2 m, for example.
m, and the thickness is set to about 0.012 mm. A thermionic emission part 301a for emitting thermoelectrons when heated to a high temperature, and a first leg part 30 that is vertically bent at both ends of the thermionic emission part 301a.
1b.

301bと1.:、(7)第1の脚部301b、301
bの各端部にそれぞれ一端部が固着され他端部が熱電子
放出部301aの方向に延長されたうえフィラメント支
持柱302.302に固着された平板状の第2の脚部3
01c、301cとがら構成されている。そして、第1
の脚部301b。
301b and 1. :, (7) First leg portions 301b, 301
A flat plate-shaped second leg portion 3 has one end fixed to each end of b, the other end extended in the direction of the thermionic emission part 301a, and fixed to the filament support column 302.302.
01c and 301c. And the first
leg portion 301b.

301bと第2の脚部301c、:301cとによりU
字状又は7字状に形成されている。第2の脚部301c
、301cの先端部は、熱電子放出部301aに近い高
さの所でフィラメント支持柱302.302に溶接され
電気的に接続されている。
301b and the second leg portions 301c, :301c
It is formed in a letter shape or a letter 7 shape. Second leg 301c
, 301c are welded and electrically connected to filament support columns 302 and 302 at a height close to the thermionic emission section 301a.

尚、上記の場合、熱電子放出部301aと第1の脚部3
01b、301bは、純タングステンの他、レニウムを
1〜5%程度含有するタングステンやランタンモリブデ
ンのような高融点合金材がらなっている。
In the above case, the thermionic emission section 301a and the first leg section 3
In addition to pure tungsten, 01b and 301b are made of a high melting point alloy material such as tungsten containing about 1 to 5% rhenium or lanthanum molybdenum.

又、第2の脚部301c、301cは、第1の脚部30
1b1301bより熱膨張係数が大きく且つ熱伝導率が
小さい材料例えばステンレス鋼から出来ており、第1の
脚部301b、301bより低い温度であるために、熱
膨張が第1の脚部301b、301bと同じになってい
る。
Further, the second leg portions 301c, 301c are similar to the first leg portion 30.
1b1301b is made of a material with a larger thermal expansion coefficient and lower thermal conductivity than the first leg parts 301b and 301b, for example stainless steel, and the temperature is lower than that of the first leg parts 301b and 301b. It's the same.

第2図は第1の脚部301b、301bと第2の脚部3
01c、301cの分解斜視図であり、接合前の状態を
示している。組み立てに当たり、第2の脚部301c、
301cは予め一対のフィラメント支持柱302.30
2に接合されている。
FIG. 2 shows the first leg portions 301b, 301b and the second leg portion 3.
It is an exploded perspective view of 01c and 301c, and shows the state before joining. When assembling, the second leg 301c,
301c is a pair of filament support columns 302.30
It is joined to 2.

この一対の第2の脚部301c、301cの間に、電子
放出部301aと一体になった第1の脚部301b、3
01bを矢印方向に差し込み、高さ及び位置の調整をし
た後、第2の脚部301C。
Between this pair of second legs 301c, 301c are first legs 301b, 3 which are integrated with the electron emitting part 301a.
01b in the direction of the arrow and adjust the height and position, then insert the second leg 301C.

301cの遊端部を折り曲げて第1の脚部301b、3
01bを固定する。その後、レーザビーム溶接等により
固着する。
301c is bent to form the first leg portions 301b, 3.
01b is fixed. After that, it is fixed by laser beam welding or the like.

更に、第3図及び第4図に示すように、陰極フィラメン
ト301の熱電子放出部301aの下側には、熱遮蔽板
318が設けられ、熱伝達体316に接合されている。
Furthermore, as shown in FIGS. 3 and 4, a heat shield plate 318 is provided below the thermionic emission portion 301a of the cathode filament 301, and is joined to the heat transfer body 316.

この熱伝達体316には熱遮蔽筒317が接合され、こ
の熱遮蔽筒317は第1の脚部301b、301bを取
巻くように位置している。
A heat shield tube 317 is joined to this heat transfer body 316, and this heat shield tube 317 is positioned so as to surround the first legs 301b, 301b.

このような陰極フィラメント301を取囲むように、円
形カップ状にして電子ビームを集束する集束電極303
が配設され、この集束電極303にフィラメント支持柱
302.302の少なくとも一方が絶縁性支持柱(図示
せず)を介して固定されている。更に、集束電極303
には、陰極フィラメント301の熱電子放出部301a
に対向して、電子ビーム制限孔304が形成されている
A focusing electrode 303 is formed into a circular cup shape and focuses an electron beam so as to surround the cathode filament 301.
is provided, and at least one of filament support columns 302, 302 is fixed to this focusing electrode 303 via an insulating support column (not shown). Furthermore, the focusing electrode 303
, the thermionic emission part 301a of the cathode filament 301
An electron beam limiting hole 304 is formed opposite to the electron beam limiting hole 304 .

この電子ビーム制限孔304は、熱電子放出部301a
の面積より小さい面積の例えば長方形にして、熱電子放
出部301aの約0.7mm (寸法d+)前方に位置
しており、熱電子放出部301a側の開口面は熱電子放
出部301aと実質的に平行となっている。このような
電子ビーム制限孔304に連続して、その前方に集束溝
305が集束電極303に穿設されている。この集束溝
305は電子ビーム制限孔304より径大な例えば長方
形にして、電子ビーム制限孔304、熱電子放出部30
1aと共に同軸的に形成され、深さ(d2)が十分深い
寸法に形成されている。
This electron beam limiting hole 304 is located in the thermionic emission section 301a.
For example, it has a rectangular shape with an area smaller than the area of is parallel to. A focusing groove 305 is formed in the focusing electrode 303 continuously and in front of the electron beam limiting hole 304 . This focusing groove 305 has a diameter larger than that of the electron beam limiting hole 304, for example, a rectangle, and
It is formed coaxially with la and has a sufficiently deep depth (d2).

そして、集束溝305の底面は、電子ビーム制限孔30
4にかけてテーパ状に形成されている。このテーバ面の
中心軸(C)方向に沿う寸法は、深さ(d2)に対して
数分の1以下の僅かな寸法となるように形成されている
The bottom surface of the focusing groove 305 is formed by the electron beam limiting hole 30.
4 and is tapered. The dimension of this Taber surface along the direction of the central axis (C) is formed to be a small dimension that is less than a fraction of the depth (d2).

第3図中の符号306は交流電源、307.308は直
流電源である。
The reference numeral 306 in FIG. 3 is an AC power supply, and 307 and 308 are DC power supplies.

尚、上記以外は従来のX線管装置(第5図)と同様構成
ゆえ、詳細な説明を省略する。
Incidentally, since the configuration other than the above is the same as that of the conventional X-ray tube device (FIG. 5), detailed explanation will be omitted.

上記のような陰極構体300を有するこの発明のX線管
装置の使用中においては、陰極フィラメント301の熱
電子放出部301aは2300℃程度の高温に加熱され
る。陰極フィラメント301の第1の脚部301b、3
01bでは、第2の脚部301c、301cへの熱伝導
により、急激な温度勾配を持って端部は1000℃程度
の低温になる。更に、第2の脚部301c。
During use of the X-ray tube device of the present invention having the cathode assembly 300 as described above, the thermionic emission portion 301a of the cathode filament 301 is heated to a high temperature of about 2300°C. First leg 301b, 3 of cathode filament 301
01b, due to heat conduction to the second leg portions 301c, 301c, the temperature at the end portion becomes as low as about 1000° C. with a rapid temperature gradient. Furthermore, a second leg portion 301c.

301Cはその一端が大きな熱容量を持ったフィラメン
ト支持柱302.302に固着されているので、フィラ
メント支持柱302.302の先端は600℃程度に更
に低温となる。このようにフィラメント支持柱302.
302の温度は、第1の脚部301b、、301bの温
度よりも低くなる。
Since one end of 301C is fixed to the filament support column 302.302 having a large heat capacity, the temperature at the tip of the filament support column 302.302 is even lower at about 600°C. In this way, the filament support column 302.
The temperature of the first leg 302 is lower than the temperature of the first leg 301b, 301b.

更に、熱電子放出部301aはフィラメント支持柱30
2.302の先端より位置が高くなっている。しかしな
がら、第2の脚部301c。
Furthermore, the thermionic emission section 301a is connected to the filament support column 30.
2.The position is higher than the tip of 302. However, the second leg 301c.

301Cは熱膨張差を打消すように第1の脚部301b
、301bより熱膨張係数が大きい材質例えばステンレ
ス鋼で出来ているので、いかなる状態においても、熱電
子放出部301aの相対的な位置ずれが極めて小さいよ
うになっている。
301C is the first leg 301b so as to cancel out the difference in thermal expansion.
, 301b, the relative displacement of the thermionic emission part 301a is extremely small under any conditions.

尚、陰極フィラメント301は、温度分布が上記条件を
満たすように、その幅及び厚さが選ばれている。更に、
共振周波数が充分に高くなるように第2の脚部301c
、301cの剛性は充分な値に設定されている。熱電子
放出部301aの長さ方向の熱膨張は第2の脚部301
c、301c及び第1の脚部301b、301bとて構
成されるU字状又はV字状の構造で完全に吸収され、何
等変形することはない。
Note that the width and thickness of the cathode filament 301 are selected so that the temperature distribution satisfies the above conditions. Furthermore,
The second leg 301c is adjusted such that the resonance frequency is sufficiently high.
, 301c are set to a sufficient value. Thermal expansion in the length direction of the thermionic emission part 301a is caused by the second leg part 301
c, 301c and the first legs 301b, 301b, the U-shaped or V-shaped structure is completely absorbed and will not be deformed in any way.

このように熱電子放出部301aの位置が変動しないた
め、これを用いたX線管ではX線出力か極めて安定であ
るだけでなく、X線焦点サイズのバラツキが少なくなり
、同一公称焦点に対して大きな入力が可能となる。
Since the position of the thermionic emission section 301a does not change in this way, an X-ray tube using this not only has an extremely stable X-ray output, but also has less variation in the X-ray focal point size, so that This allows for large inputs.

又、第2の脚部301c、301cの電気抵抗を適当に
選ぶことにより、発熱部を実質的に第1の脚部30]、
b、301bに限定することが出来、加熱に必要な陰極
フィラメント加熱用電力を少なく出来る。
Furthermore, by appropriately selecting the electrical resistance of the second leg portions 301c, 301c, the heat generating portion can be substantially changed from the first leg portion 30],
b, 301b, and the power required for heating the cathode filament can be reduced.

(変形例) 上記実施例では、陰極フィラメント301は全体が同一
の幅としたが、その幅は途中で特に第1の脚部301b
、301bと第2の脚部301C%301Cで幅広にす
ると、都合の良い温度分布が得られる。更に、陰極フィ
ラメント301の厚みは変化させても良い。特に、熱電
子放出部301aの一部又は全部を第1及び第2の脚部
301b。
(Modification) In the above embodiment, the entire cathode filament 301 has the same width, but the width is changed in the middle, especially at the first leg portion 301b.
, 301b and the second leg 301C% 301C, a convenient temperature distribution can be obtained. Furthermore, the thickness of the cathode filament 301 may be varied. In particular, part or all of the thermionic emission section 301a is connected to the first and second leg sections 301b.

30 l b 、 301 c 、 30 ]、 cよ
り肉薄にすると、更に良好な温度分布が得られる。又、
第2の脚部301c、301cの幅及び厚みは、熱電子
放出部301a及び第1の脚部301b、301bとは
異なっても良い。
30 l b , 301 c , 30 ], if the thickness is made thinner than c, an even better temperature distribution can be obtained. or,
The width and thickness of the second legs 301c, 301c may be different from those of the thermionic emission section 301a and the first legs 301b, 301b.

又、上記実施例における第2の脚部301C1301C
とフィラメント支持柱302.302との間に、第3の
脚部を設けても良い。
Moreover, the second leg portion 301C1301C in the above embodiment
A third leg may be provided between the filament support column 302.302 and the filament support column 302.302.

[発明の効果] この発明によれば、次のような優れた効果が得られる。[Effect of the invention] According to this invention, the following excellent effects can be obtained.

■均一な電子強度分布を有するX線焦点が得られ、X線
画像の解像度が向上する。
(2) An X-ray focus with a uniform electron intensity distribution is obtained, improving the resolution of X-ray images.

■X線焦点のサイズのバラツキが少なくなり、高精度の
X線強度制御が出来る。
■The variation in the size of the X-ray focal point is reduced, allowing highly accurate X-ray intensity control.

■陰極フィラメントの加熱用電力が少なくなり、特に加
熱用電流が少なくてよく、従来のX線管装置を使用して
いるX線撮影装置を大きく改造することなく使用出来る
(2) The heating power for the cathode filament is reduced, and in particular, the heating current is required to be small, and an X-ray imaging apparatus using a conventional X-ray tube device can be used without major modification.

■陰極フィラメントの熱膨脹による変形が防止出来、十
分な信頼性のあるX線管装置を提供することが出来る。
■Deformation of the cathode filament due to thermal expansion can be prevented, and an X-ray tube device with sufficient reliability can be provided.

■陰極フィラメントの共振周波数が高くなり、高温時に
おいても陰極フィラメントの位置ずれを生じることなく
、焦点ボケや周囲との接触等力(生じない。
■The resonant frequency of the cathode filament is increased, and even at high temperatures, the cathode filament does not shift its position and does not become out of focus or come into contact with the surroundings.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図はこの発明の一実施例番こ係るX線管
装置の要部(陰極フィラメント付近)を示す斜視図と分
解斜視図、第3図及び第4図itこの発明の一実施例に
係るX線管装置の陰極構体を示す断面図、第5図は従来
のX線管装置の全体を示す概略構成図、第6図及び第7
図は従来のX線管装置の陰極構体(2例)を示す断面図
、第8図Cよ第7図の要部(陰極フィラメント付近)を
示す断面図である。 31・・・真空外囲器、 33・・・陽極ターゲット、300・・陰極構体、30
1・・・陰極フィラメント、301a・・・熱電子放出
部、=  17 − 301b・・第1の脚部、301C・・・第2の脚部、
302・・・フィラメント支持柱。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 −18= 第3図 第7図
1 and 2 are a perspective view and an exploded perspective view showing the main parts (near the cathode filament) of an X-ray tube device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are an embodiment of the present invention. 5 is a cross-sectional view showing the cathode structure of the X-ray tube device according to the embodiment; FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the entire conventional X-ray tube device; FIGS. 6 and 7 are
The figures are cross-sectional views showing cathode assemblies (two examples) of conventional X-ray tube devices, and cross-sectional views showing main parts (near the cathode filament) of FIGS. 8C to 7. 31... Vacuum envelope, 33... Anode target, 300... Cathode structure, 30
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Cathode filament, 301a... Thermionic emission part, = 17-301b... First leg part, 301C... Second leg part,
302...Filament support column. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue-18= Figure 3 Figure 7

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)真空外囲器内に陰極構体と陽極ターゲットが対向
して配設され、上記陰極構体はフィラメント支持柱に支
持された平板状陰極フィラメント、及びその前方に設け
られた集束電極を備えてなるX線管装置において、 上記平板状陰極フィラメントは、電子ビーム軸に垂直に
形成された高温になる熱電子放出部と、この熱電子放出
部の両端からそれぞれ垂直に折曲された第1の脚部と、
この第1の脚部端に一端部が固着され他端部が上記熱電
子放出部の方向に延長されたうえ上記フィラメント支持
柱に固着された平板状の第2の脚部とからなることを特
徴とするX線管装置。
(1) A cathode structure and an anode target are disposed facing each other in a vacuum envelope, and the cathode structure includes a flat cathode filament supported by a filament support column and a focusing electrode provided in front of the cathode filament. In the X-ray tube device, the flat cathode filament has a thermionic emission part that becomes high temperature and is formed perpendicular to the electron beam axis, and a first part that is bent perpendicularly from both ends of this thermionic emission part. The legs and
One end is fixed to the first leg end, and the other end is extended in the direction of the thermionic emission section, and further includes a flat second leg fixed to the filament support column. Characteristic X-ray tube device.
(2)上記平板状陰極フィラメントは、タングステン又
はその合金からなる特許請求の範囲第1項記載のX線管
装置。
(2) The X-ray tube device according to claim 1, wherein the flat cathode filament is made of tungsten or an alloy thereof.
(3)上記第2の脚部は、熱膨張係数が上記第1の脚部
の熱膨張係数より大きい特許請求の範囲第1項又は第2
項記載のX線管装置。
(3) The second leg has a coefficient of thermal expansion larger than that of the first leg.
X-ray tube device as described in .
(4)上記第2の脚部は、熱伝導率が上記第1の脚部の
熱伝導率より小さい特許請求の範囲第1項又は第2項又
は第3項記載のX線管装置。
(4) The X-ray tube device according to claim 1, 2, or 3, wherein the second leg has a thermal conductivity lower than that of the first leg.
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