JPH02260353A - Ｘ線管の陰極の組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、Ｘ線管の陰極の組立方法に関するものである
。

（従来の技術） Ｘ線管は、その構造上から固定陽極Ｘ線管と回転陽極Ｘ
線管とに大別できるが、そのいずれにおいても、陰極の
構造は同じで、たとえば、第６図に示す固定陽極Ｘ線管
の陰極１のように、熱電子を放出するフィラメント２と
、静電界により電子ビームを集束するカップ３等で構成
されている。

また、Ｘ線の発生源は幾何学的には点であることが望ま
しいので、熱電子もできるだけ陽極４上のターゲット５
の微小面積に集中して衝突させなければならない。

このため、一般的には、フィラメント２にタングステン
直熱コイルを用い、フィラメント電流で電子流を制御す
るとともに、フィラメント２とカップ３の相対位置を調
整して、電子ビームをターゲット５上に集束させ、焦点
６を結ばせるようにしている。

第７図はＸ線管の電子軌道のシュミレーション図である
。

この図でフィラメント２はコイル断面方向を、ターゲッ
ト５上の焦点６は幅方向をそれぞれ示し、フィラメント
２とカップ３の相対位置が焦点６の寸法に大きく影響す
ることになる。

このため、従来から陰極１の組立では、カップ３の上面
からフィラメント２の上端までの寸法（以下ＦＤ寸法と
呼ぶ）を厳しく管理して組立てていた。

第８図は従来の組立方法で組立てた陰極１の構造を示し
、第９図はその部品の構成を示し、第１０図は従来の組
立方法のフローを示すものである。

これらの図で従来の組立方法を説明する。

まず、タイトかしめ工程において、セラミック製の円盤
状のタイト１１の一対の通孔１２にそれぞれ金属製の円
筒状のスリーブ１３を挿通し、この−対のスリーブ１３
の端部を漏斗状に拡径し、この端部の漏斗状の拡径部１
４とあらかじめ中間部に形成しておいたフランジ状の拡
径部１５とによって、対のスリーブ１３をタイト１１に
固定する。

つぎに、カップかしめ工程において、タイト１１を金属
製の有底円筒状のカップ１６の内側に嵌合し、カップ１
６の端部をタイト１１の外面にかしめて、タイト１１に
カップ１６を固定し、タイト１１、スリーブ１３及びカ
ップ１６から成るカップ組立体１７を作る。

なお、このカップかしめ工程において、タイト１１の一
対の通孔１２が並んだ方向とカップ１６の長円形の開口
部１８の長さ方向を一致させておく。

また、これとは別に、フィラメント組立工程（フィラメ
ント溶接工程）において、タングステン等から成るコイ
ル状のフィラメント２１の両端の平行状の脚部２２を一
対の金属製の円柱状のターミナル２３の一端部のスリッ
ト２４の中心に目見当で入れ、ターミナル２３のスリッ
ト２４部分を抵抗溶接機の電極で挟持し、スリット２４
部分をフィラメント２１の脚部２２に対して潰すととも
に、スリット２４部分を脚部２２に溶接し、フィラメン
ト組立体２５を作る。

この後、フラッシング工程において、ターミナル２３に
電極を接続し、フィラメント２１に通電して発熱させ、
抵抗溶接の際にフィラメント２１に発生した内部応力を
除去する。

そして、仮ＦＤ出し工程において、カップ組立体１７の
カップ１６の開口部１８からフィラメント組立体２５の
ターミナル２３を入れて、カップ組立体１７のスリーブ
１３に挿通し、これらを第１１図に示すような仮ＦＤ出
し治具２８に装着し、カップ１６の表面を仮ＦＤ出し治
具２８の基準面２９に当接するとともに、この基準面２
９からＦＤ寸法に合わせて突設した突起３０にフィラメ
ント２１を乗せて、位置決めを行い、ニッパ等でスリー
ブ１３を部分的に潰してターミナル２３をスリーブ１３
に仮固定する。

つぎに、本ＦＤ出し工程において、第１２図に示すよう
に、ＦＤ寸法の公差の上限寸法に合わせた突起３３と下
限寸法に合わせた突起３４を基準面３５に突設したＦＤ
ゲージ３６、電池３７、ランプ３８及びクリップ３９で
構成されたＦＤチエッカ４０を用いて、ＦＤ寸法の確認
を行ないながら、ＦＤ寸法を合わせる。

すなわち、図示のように、ＦＤゲージ３６の基準面３５
をカップ１６の表面に当接し、上限寸法に合わせた突起
３３をフィラメント２１に対向させたとき、ランプ３８
が点灯し、同様に、下限寸法に合わせた突起３４をフィ
ラメント２１に対向させたとき、ランプ３８が点灯しな
い場合、ＦＤ寸法が公差内に入っていることになる。

しかしながら、第１１図で説明した仮ＦＤ出し工程で、
ＦＤ寸法を満足するようにターミナル２３をスリーブ１
３に仮固定するすることが難しく、とくに、この例の陰
極１の場合、ＦＤ寸法の公差が±１０μｍであり、作業
者は、ニッパ等を用いてターミナル２３を引出したり、
押込んだりして、フィラメントｚ１の位置を調整し、再
び、ＦＤチエッカ４０をセットしてＦＤ寸法の確認を行
なう。

この本ＦＤ出し作業は、経験３年程度の熟練作業者で１
〜２分、新人作業者の場合、１時間かかっても出来ない
ような勘と技能を要するものであり、Ｘ線管の製造に時
間がかかつてしまう最大の要因となっている。

そして、この本ＦＤ出し工程の後、溶接工程において、
ターミナル２３をスリーブ１３に抵抗溶接によって固定
するが、このときの加圧及び加熱により、せっかく調整
したＦＤ寸法が狂ったり、スリーブ１３内でターミナル
２３が傾いて、フィラメント２１がカップ１６の開口部
１８の中央部からずれて偏ったりすることがある。

このため、溶接工程の後、検査工程において、ＦＤチエ
ッカ４０によるＦＤ寸法の確認を行なったり、フィラメ
ント２１の偏りを検査し、不良品に対しては、ＦＤ寸法
の再調整やフィラメント２１の修正を行なう必要があっ
た。

（発明が解決しようとする課題） 上述したＸ線管の陰極１の組立において、ＦＤ寸法をた
とえば±１０μｍ程度の微少な公差内に調整する作業は
、作業者がニッパ等を用いて熟練と勘によって行なって
おり、その調整結果の確認も、ＦＤチエッカ４０のラン
プ３８の点滅だけで、どれだけ動かしたのかという調整
量が作業者にわからないため、動かし過ぎや、動かし足
りないといった作業ミスが発生し、調整とその結果の確
認の繰返し作業が必要となり、組立に要する時間がばら
ついたり、熟練した作業者でないと調整ができないとい
う問題があった。

また、ターミナル２３とスリーブ１３を抵抗溶接によっ
て固定する際に、せっかく調整したＦＤ寸法が狂ったり
するため、検査や再調整の必要もあった。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ＦＤ寸
法のずれ量を目視で判断できるようにして、ＦＤ寸法の
調整を容易かつ確実に行なえるようにし、繰返しの調整
作業を不要にすることを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、両端に平行状の脚部を有するフィラメントと
、このフィラメントの一対の脚部を端部に支持する一対
のターミナルと、この一対のターミナルを挿通して溶接
する一対のスリーブと、この一対のスリーブを固定する
タイトと、このタイトに固定され上記フィラメントに対
する開口部を有するカップとを具備するＸ線管の陰極の
組立方法に関するものであって、フィラメントの一対の
脚部を一対のターミナルの端部に支持するフィラメント
組立工程と、一対のスリーブをタイトに固定するととも
に、このタイトにカップを固定するカップ組立工程と、
上記フィラメント組立工程を経た一対のターミナルを上
記カップ組立工程を経た一対のスリーブに挿通し、カッ
プの表面からカップの開口部内のフィラメントまでの寸
法（以下ＦＤ寸法と呼ぶ）をほぼ必要な寸法にするとと
もに、スリーブに対して輪方向に摺動できるようにター
ミナルをスリーブに仮固定する仮ＦＤ出し工程と、光学
系の深度測定器及びレーザ溶接機を用い、ＦＤ寸法を満
足する位置に光学系の焦点を合わせ、ターミナルをスリ
ーブに対して摺動して、フィラメントを光学系の焦点位
置に合わせ、ターミナルをスリーブにレーザ溶接する本
ＦＤ出し工程とを有することを特徴とするものである。

（作用） 本発明のＸ線管の陰極の組立方法は、本ＦＤ出し工程に
おいて、フィラメントに当たった焦点の画像を目視する
ことができるので、画像の鮮明さ及び明るさの程度によ
ってＦＤ寸法のずれ量を目視で判断することができる。

また、ＦＤ寸法を満足する位置に合わせた光学系の焦点
にフィラメントが一致すると、焦点の画像が最も明るく
鮮明になるので、ＦＤ寸法の調整を容易かつ確実に行な
うことができる。さらにターミナルとスリーブを加圧を
ともなわないレーザ溶接によって瞬時に固定するので、
調整したＦＤ寸法が狂うことがない。そして、仮ＦＤ出
し工程において、ＦＤ寸法にほぼなっているので、本Ｆ
Ｄ出し工程における調整量が少なく、フィラメントを容
易に焦点位置に合わせることができる。

（実施例） 本発明のＸ線管の陰極の組立方法の一実施例を第１図な
いし第５図を参照して説明する。

第２図はフィラメント組立工程で使用する装置の説明図
である。

５１は一対のターミナル２３を所定の間隔で所定の位置
に位置決めする一対のＶ溝５２を設けた一方のターミナ
ル押え、５３はこのターミナル押え５１に対して水平に
スライドして一対のターミナル２３を上記一対のＶ溝５
２に押えて固定する他方のターミナル押えである。なお
、一対のターミナル２３はそのスリット２４が一直線の
状態に位置決め固定される。

５４と５５は、上記一対のターミナル押え５１．５３に
よって一対のターミナル２３を位置決め固定した後、タ
ーミナル２３の上方に両側から水平にスライドしてター
ミナル２３の中心軸上で突合わされ、この状態で、一対
の漏斗状のガイド孔５６を所定の間隔で所定の位置に形
成するフィラメントガイドで、ガイド孔５６にフィラメ
ント２１の脚部２２を挿通すると、フィラメント２１が
位置決めされ、フィラメント２１の脚部２２がターミナ
ル２３のスリット２４の中心に入るようになっている。

５７と５８は、上記一対のフィラメントガイド５４゜５
５によってフィラメント２１を位置決めした後、−対の
ターミナル２３のスリット２４部分の中心に向かつてに
両側から対称的に同一速度でスライドするとともに、タ
ーミナル２３のスリット２４部分を両側から同一の圧力
で加圧し、ターミナル２３のスリット２４部分をフィラ
メント２１の脚部２２に潰して抵抗溶接する電極である
。

このような装置により、フィラメント組立工程では、第
３図に示すように、ターミナル２３の中心軸にフィラメ
ント２１の脚部２２が一致したフィラメント組立体２５
を作ることができる。

第４図は仮ＦＤ出し工程で使用する装置の説明図である
。

１７は従来と同様のタイトかしめ工程及びカップかしめ
工程から成るカップ組立工程を経て組立てられたタイト
１１、スリーブ１３及びカップ１６から成るカップ組立
体である。

２８は第１１図で説明した従来と同様の仮ＦＤ出し治具
である。

６１と６２は、仮ＦＤ出し治具２８に装着したカップ組
立体１７のスリーブ１３の中心に向かつてに両側から対
称的に同一速度でスライドするとともに、スリーブ１３
を両側から同一の圧力で加圧し、その先端の半円形状の
凹部６３によって、スリーブ１３を押し潰すプレスヘッ
ドである。

このような装置により、仮ＦＤ出し工程では、カップ組
立体１７のカップ１６の開口部１８からフィラメント組
立体２５の一対のターミナル２３を入れて、この一対の
ターミナル２３をカップ組立体１７の一対のスリーブ１
３に挿通し、これらを仮ＦＤ出し治具２８に装着し、カ
ップ１６の表面を仮ＦＤ出し治具２８の基準面２９に当
接するとともに、この基準面２９からＦＤ寸法に合わせ
て突設した突起３０にフィラメント２１を乗せて、位置
決めを行い、この状態で、図示しない駆動装置により上
記一対のプレスヘッド６１．６２でスリーブ１３を両側
から均一に押し潰すことにより、第５図に示すように、
スリーブ１３とターミナル２３を所定の長さ及び所定の
幅を有する広い範囲で密着して、ターミナル２３をスリ
ーブ１３の中心位置に位置決めし、一対のターミナル２
３を一対のスリーブ１３に位置決めして仮ＦＤ組立品６
３を作る。

なお、この仮ＦＤ組立品６３の状態では、スリーブ１３
の中心にターミナル２３が位置し、しかも、先のフィラ
メント組立工程において、ターミナル２３の中心にフィ
ラメント２１の脚部２２が位置しているので、フィラメ
ント２１がカップ１６の開口部１８内で引伸ばされたり
縮められて撓んだりすることがなく、フィラメント２１
がカップ１６の開口部１８の中央に位置決めされる。

また、この仮ＦＤ出し工程において、スリーブ１３とタ
ーミナル２３が広い範囲で密着するため、スリーブ１３
内でターミナル２３が傾く心配がなく、フィラメント２
１がカップ１６の開口部！８の中央に位置決めされる。

そして、この仮ＦＤ出し工程におけるプレスヘッド６１
．６２の加圧力はたとえば数百ｇ程度で、っぎの本ＦＤ
出し工程において、スリーブ１３に対してターミナル２
３を輪方向に摺動することができるようになっている。

第１図は本ＦＤ出し工程で使用する装置の説明図で、光
学系の深度測定器７１と、ターミナル上下機構７２と、
レーザ溶接機７３とで構成されている。

深度測定器７１は、光源７６からの光線を、７％　−フ
ミラー７７で反射させ、接眼レンズ７８で平行光線とし
、上下方向に移動可能な対物レンズ７ｇによって集光し
て仮ＦＤ組立品６３のカップ１６の上面やフィラメント
２１に焦点を結ばせ、そして、この光路を逆進する焦点
の画像を、対物レンズ７９及び接眼レンズ７８からハー
フミラ−７７を通過させて、テレビカメラ８０で撮影し
、テレビモニタ８１に映すように構成されている。

なお、対物レンズ７９の移動量はデジタル表示器８２に
表示されるようになっている。

また、上記ターミナル上下機構７２は、仮ＦＤ組立品６
３の一対のターミナル２３をチャックする一対のチャッ
ク機構８５を図示しないマイクロメータで上下するよう
に構成されている。

そして、上記レーザ溶接機７３は、レーザ発振器８８で
発生したレーザ光をハーフミラ−８９と全反射ミラー９
０を有する分岐器９１で２分割し、この２分割したレー
ザ光をスリーブ１３の両側方に相対して設置した照射器
９２．９３によって仮ＦＤ組立品６３のスリーブ１３の
端部に焦点を合わせて絞り込み、スリーブ１３とターミ
ナル２３を溶接するように構成されている。

そうして、このような装置により、本ＦＤ出し工程では
、まず、図示しないカップ押付は機構により、仮ＦＤ組
立品６３のカップ１６の上面を基準面９６に密着させ、
一対のターミナル２３をターミナル上下機構７２の一対
のチャック機構８５によってチャックする。

つぎに、深度測定器７１において、光源７６からの光線
の焦点が仮ＦＤ組立品６３のカップ１６の上面に結ぶよ
うに、対物レンズ７９を移動し、この対物レンズ７９の
位置を基準位置とし、この基準位置からＦＤ寸法（この
実施例では２．２４ｍｍ）だけ対物レンズ７９を移動さ
せるとともに、光源７６からの光線の光軸をカップ１６
の開口部１８の中央に位置させ、開口部１８の中央のＦ
Ｄ寸法位置に焦点を結ばせる。

なお、このときの移動量つまりＦＤ寸法を図示しない変
換機構によりデジタル表示器８２に表示させる。

つぎに、ターミナル上下機構７２において、図示しない
マイクロメータを操作し、一対のチャック機構８５を介
して、ターミナル２３をスリーブ１３内で上下に摺動さ
せることによって、フィラメント２１の上端を新たに設
定された焦点位置（ＦＤ寸法位置）に合わせる。

このとき、フィラメント２１の上端に当たった光源７６
からの光は、フィラメント２１の円弧形状の最上端で強
く反射するため、テレビモニタ８１に映る焦点の画像の
鮮明さ及び明るさの程度によって焦点位置（ＦＤ寸法位
置）とフィラメント２１の上端位置のずれ量を目視で判
断することができ、両者が一致すると、焦点の画像が最
も明るく鮮明になるので、テレビモニタ８１でフィラメ
ント２１の上端が焦点位１ｉ１（ＦＤ寸法位置）に合っ
たことを容易に確認することができ、ＦＤ寸法の調整を
容易かつ確実に行なうことができる。

そして、この状態で、レーザ溶接機７３において、レー
ザ発振器８８からのレーザ光を、分岐器９１及び一対の
照射器９２．９３を介して、両側方からスリーブ１３の
端部に照射し、スリーブ１３とターミナル２３を溶接す
る。

そして、一対のスリーブ１３とターミナル２３の溶接が
終わったら、チャック機構８５を解除し、さらに、カッ
プ押付は機構を解除し、完成した陰極１を取出す。

このように、本ＦＤ出し工程では、ＦＤ寸法の公差の±
１０μｍを、光学系の焦点位置としてデジタル表示器８
２に表示して設定することができ、しかも、テレビモニ
タ８１によってＦＤ寸法の合わせ込みが確認することが
できるため、新人の作業者が作業を行なっても、従来の
方法で熟練した作業者が作業を行った場合よりも、作業
が短時間で済み、品質管理も容易となり、そして、調整
が完了したらそのまま直ちにレーザ溶接を行うので、ハ
ンドリングや加工変形によるＦＤ寸法の狂いを防止する
ことができる。

また、レーザ溶接を行う際には、先のＦＤ出し工程にお
けるスリーブ１３とターミナル２３の密着性が高いため
、溶接性が向上し、しかも、瞬時に固着するため、加工
変形もない。

さらに、テレビモニタ８１によってフィラメント２１の
画像を観察することができるため、従来の後工程での検
査工程を省略することもできる。

そうして、陰極１の組立の工程全体について、フィラメ
ント２１の加工変形が無いため、フィラメント２１の修
正作業が不要となり、また、作業工数を大幅に改善でき
、そして、修正作業が無いため、経時変化が少なく、製
品の信頼性が向上する。

なお、この実施例では、固定陽極Ｘ線管の陰極１につい
て説明したが、回転陽極Ｘ線管の陰極にも同様に適用す
ることができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、本ＦＤ出し工程にお
いて、フィラメントに当たった焦点の画像を目視するこ
とができるので、画像の鮮明さ及び明るさの程度によっ
てＦＤ寸法のずれ量を目視で判断することができる。ま
た、ＦＤ寸法を満足する位置に合わせた光学系の焦点に
フィラメントが一致すると、焦点の画像が最も明る（鮮
明になるので、ＦＤ寸法の調整を容易かつ確実に行なう
ことができる。さらにターミナルとスリーブを加圧をと
もなわないレーザ溶接によって瞬時に固定するので、調
整したＦＤ寸法が狂うことがない。

そして、仮ＦＤ出し工程において、ＦＤ寸法にほぼなっ
ているので、本ＦＤ出し工程における調整量が少なく、
フィラメントを容易に焦点位置に合わせることができる
。したがって、従来は熟練者に限られていた作業を新人
の作業者によっても短時間で行なうことができ、作業時
間が大幅に減少し、生産性が向上するとともに、作業時
間のばらつきも無くなるので、生産管理も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明のＸ線管の陰極の組立方法
の一実施例を示し、第１図は本ＦＤ出し工程で使用する
装置の説明図、第２図はフィラメント組立工程で使用す
る装置の説明図で、（＾）は一部を断面にした正面図、
（Ｂ）はその一部の平面図、第３図はフィラメント組立
体の側面図、第４図は仮ＦＤ出し工程で使用する装置の
説明図で、（Ａ）は一部を断面にした正面図、（Ｂ）は
その一部の平面図、第５図は仮ＦＤ組立品で、（＾）は
縦断面図、（Ｂ）はその一部の平面図であり、第６図は
Ｘ線管の断面図、第７図はその電子軌道のシュミレーシ
ョン図、第８図は陰極の断面図、第９図はその部品の構
成図、第１０図は陰極の従来の組立方法の説明図、第１
１図は従来の仮ＦＤ出し工程の説明図、第１２図は従来
の本ＦＤ出し工程の説明図である。 １・・陰極、１１・・タイト、１３・・スリーブ、１６
・・カップ、１８・・開口部、２１・・フィラメント、
２２・・脚部、２３・・ターミナル、７１・・深度測定
器、７３・・レーザ溶接機。 事没ｌ 茅ｊ１ 案Ｒ濃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端に平行状の脚部を有するフィラメントと、こ
   のフィラメントの一対の脚部を端部に支持する一対のタ
   ーミナルと、この一対のターミナルを挿通して溶接する
   一対のスリーブと、この一対のスリーブを固定するタイ
   トと、このタイトに固定され上記フィラメントに対する
   開口部を有するカップとを具備するＸ線管の陰極の組立
   方法において、 フィラメントの一対の脚部を一対のターミナルの端部に
   支持するフィラメント組立工程と、一対のスリーブをタ
   イトに固定するとともに、このタイトにカップを固定す
   るカップ組立工程と、上記フィラメント組立工程を経た
   一対のターミナルを上記カップ組立工程を経た一対のス
   リーブに挿通し、カップの表面からカップの開口部内の
   フィラメントまでの寸法（以下ＦＤ寸法と呼ぶ）をほぼ
   必要な寸法にするとともに、スリーブに対して輪方向に
   摺動できるようにターミナルをスリーブに仮固定する仮
   ＦＤ出し工程と、 光学系の深度測定器及びレーザ溶接機を用い、ＦＤ寸法
   を満足する位置に光学系の焦点を合わせ、ターミナルを
   スリーブに対して摺動して、フィラメントを光学系の焦
   点位置に合わせ、ターミナルをスリーブにレーザ溶接す
   る本ＦＤ出し工程とを有する ことを特徴とするＸ線管の陰極の組立方法。