JPH043384Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は、円錐状陽極ターゲツト上に円形電
子ビームを当て全周に均一なＸ線を放射する全周
照射型Ｘ線管に関する。

〔背景技術とその問題点〕

一般に工業用に使用される円錐状陽極ターゲツ
トをもつた全周照射型Ｘ線管は、いわゆる透過検
査法により例えば鋼管の溶接部その他の欠陥の有
無を検査するために用いられ、鋼管の中心に設置
してＸ線を360°方向に照射している。

このような全周照射型Ｘ線管は、従来、第５図
に示すように構成され、陰極構体１と陽極構体２
とが所定間隔で対向配設され、それぞれ封止金属
リング３，４を介して真空容器５に固着されてい
る。この場合、陰極構体１は陰極フイラメント
６、集束電極７などからなり、陽極構体２は円錐
状陽極ターゲツト８、ターゲツト基体９、陽極筒
１０、フランジ部４０、遮蔽筒４１、Ｘ線透過性
の勝れた照射窓４２などからなつている。そして
円錐状陽極ターゲツト８はターゲツト基体９の先
端中心部に位置し、陰極フイラメント６と対向し
ている。一方、真空容器５は例えばセラミツクか
らなり、筒状にして外周には沿面距離を長くする
ため、複数のヒダ４３が形成されている。そして
動作時には、陰極フイラメント６から放出された
電子流は、陽陰間に印加された高電圧に加速され
て円錐状陽極ターゲツト８に衝突し、焦点が形成
され、ここからＸ線を全周にわたり照射させる。

ところが上記のような従来の全周照射型Ｘ線管
においては、均一な電子分布をもつ電子流で円形
焦点の場合、動作時のターゲツト温度分布は、第
６図のように中心が他に比べ高温になる。そのた
め高負荷で動作させた場合、ターゲツト中心８ａ
がタングステンの融点以上の高温となり、溶解す
るという不具合が発生した。即ち、上記のように
均一な電子分布をもつ電子流で円形焦点中心が正
しく円錐状陽極ターゲツト中心に一致している場
合、上記従来のような形状の円錐状陽極ターゲツ
ト８では、中心が最も肉厚であるため、銅製の陽
極基体への熱伝導効率が中心で最も悪く、即ち中
心が最高温度となるのである。よつて高負荷を印
加した場合に、ターゲツト中心が融点以上となり
溶解する事態が発生するのであるが、これを回避
するためには、ターゲツト厚さを均一にすればよ
いが、ターゲツト自体かなり高価なものとなつて
しまうという欠点がある。

〔考案の目的〕

この考案の目的は、高負荷で動作させた場合、
溶解等によるターゲツトの変質のない長寿命の全
周照射型Ｘ線管を提供することである。

〔考案の概要〕

この考案は、渦巻状陰極フイラメントをその中
心にフイラメント終端の一方が位置するように構
成した全周照射型Ｘ線管である。

〔考案の実施例〕

この考案は第１図及び第２図に示すように構成
され、電子流の電子分布を中心が周囲に比べ粗に
なるようにすることで、高負荷時のターゲツト中
心の温度過上昇を避けうるようにした。

即ち、陰極構体１９と陽極構体４４とが所定間
隔で対向配置され、それぞれ封止金属リング４
５，４６を介して真空容器１７に固着されてい
る。この場合、陰極構体１９については後で詳細
に説明するとして、陽極構体４４は円錐状陽極タ
ーゲツト１１、ターゲツト基体１２、陽極ブロツ
ク１３、陽極筒１５、フランジ部（Ｘ線管固定
台）１６、遮蔽筒１８、Ｘ線透過性の勝れた照射
窓１４などからなつている。そして円錐状陽極タ
ーゲツト１１はターゲツト基体１２の先端中心部
に位置し、陰極フイラメント（後述）と対向して
いる。一方、真空容器１７は例えばセラミツクか
らなり、筒状にして外周には沿面距離を長くする
ため、複数のヒダ４７が形成されている。尚、図
中、２０は陰極構体１９を構成する渦巻状陰極フ
イラメント、２１は同じく集束電極、２２はカバ
ー、２３は支持筒、２４はセラミツクステム、２
５は陰極リード、２６は排気管、２７は真空ベロ
ーズ、２８は固定フランジ、２９は可動フラン
ジ、３０は調整用ボルト、３１は固定用ボルト、
３２は保護カバー、３３は保護カバー取付け用ボ
ルト、ｃは管軸を夫々表している。

次に上記陰極構体１９について詳細に説明する
と、第２図に示すように略円形の集束溝４８を有
する集束電極２１には、セラミツク円筒４９，５
０が機械的に接合され、この各セラミツク円筒４
９，５０にはそれぞれ金属スリーブ５１，５２が
機械的に接合されている。上記の場合、一方のセ
ラミツク円筒４９及び金属スリーブ５１は略円形
の集束溝４８の略中心に位置し、他方のセラミツ
ク円筒５０及び金属スリーブ５２は略円形の集束
溝４８の周縁近くに位置している。更に、上記各
金属スリーブ５１，５２にはそれぞれ棒状ターミ
ナル５３，５４が電気溶接により固着されてい
る。この棒状ターミナル５３，５４の各一端に
は、上記略円形の集束溝４８内に位置する渦巻状
陰極フイラメント２０の終端２０ａが電気溶接に
より固着されている。

第３図はこの考案における陰極フイラメント２
０と、その温度分布であるが、陰極フイラメント
２０は渦巻状であり、これは円形電子流を容易に
作り得る。そして陰極フイラメント２０の足はそ
の一方が渦巻中心より伸びており、フイラメント
の支持と電流供給用をかねるターミナル５３に接
合されているが、この陰極フイラメント２０の動
作時の温度分布は、陰極フイラメント２０の足が
中心から延びていることによるエンドクーリング
により、周囲に比べ低温となる。このことは即
ち、周囲に比べ中心の放出熱電子数が少なくなる
ことであり、電子分布は中心が周囲に比べ粗とな
る分布となる。

さて、上記のような陰極フイラメント２０を有
する陰極構体１９は、電子ビーム軸を微調整でき
るように構成されている。

第１図により詳しく説明すると、固定フランジ
２８は真空容器１７の端部にコバールのような封
着リング４５を介して機械的に強固に固着されて
いる。可動フランジ２９は封着リング３５および
ステンレス製真空ベローズ２７を介して気密接合
され、さらに支持筒２３の端部外周に気密接合さ
れている。支持筒２３の内周にはセラミツクステ
ム２４がやはり気密接合され、全体として真空外
囲器の一部をなしている。３個の調整用ボルト３
０は、可動フランジの周縁部に螺合されるととも
に、ボルト先端３０ａが固定フランジ２８の外面
に摺動可能に当接されている。一方、３個の固定
用ボルト３１は可動フランジ２９を貫通し固定フ
ランジ２８に螺合されている。保護カバー３２は
これら調整部材や排気管、リード線を外側から覆
い、放電防止のため鋭い突起物を有しないもの
で、３個の取付ボルト３３により固定フランジ２
８の外周部に固定されている。

このような構造のＸ線管は、例えば５Kg／cm²の
高圧の絶縁ガスが充填されたハウベ内にセラミツ
ク円筒の真空容器やカソード構体部分が収納され
Ｘ線管装置に組み込まれて使用される。勿論絶縁
油に入れられる場合や、空気中で使用される場合
もある。いずれの場合も、可動フランジ２９は大
気圧、又は前述のような高圧絶縁ガスのもとで使
用される場合におよそ６Kg／cm²という外圧で管内
方向に常に押されることになる。そこでこの外圧
に抗して調整用ボルト３０の回転により可動フラ
ンジ２９を固定フランジ２８からひき離す方向に
支持し、３個のボルト３０の調整により電子銃か
ら出る電子ビームの中心軸を微調整する。そして
電子ビーム中心軸がターゲツト軸に合致させるこ
とができたら、３個の固定用ボルト３１を締めつ
けることにより両フランジ相互を固定することが
できる。このようにして少なくとも３個づつの２
組のボルトの回転のみで、カソード構体の軸合わ
せ調整ができ、きわめて容易になしうる。２組の
ボルトは互いに逆方向に引張り合うため、各ボル
トのゆるみが生じることもなく、動作中に不所望
に狭いが生じるおそれもない。そして調整後は保
護カバーにより覆うので、外部に突起物として露
出しないので、安全な動作を得ることができる。

〔考案の効果〕

この考案によれば、渦巻状陰極フイラメント２
０を、その中心にフイラメント終端の一方が位置
するように構成しているので、陰極フイラメント
２０の中心が温度低く、電子ビームの密度が中心
で低いため、陽極ターゲツト１１の頂点部分の過
熱を防止することができる。

又、高負荷に対しても安定に動作し、管軸に直
角方向の全周にわたり均一なＸ線分布を持つ長寿
命な全周照射型Ｘ線管を安価に提供できる等、高
品位なＸ線管の実現に効果大である。

尚、上記実施例では、ターミナル５３，５４の
位置が集束電極２１の中心線に対して対称になつ
ていなかつたが、第４図に示すように集束電極の
中心線に対して対称にターミナル５３，５４を配
置してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例に係る全周照射型
Ｘ線管を示す断面図、第２図は第１図の要部（陰
極構体付近）を拡大して示す一部断面を含む斜視
図、第３図はこの考案の全周照射型Ｘ線管におけ
る陰極フイラメントの温度分布を示す特性曲線
図、第４図はこの考案の変形例を示す一部断面を
含む斜視図、第５図は従来の全周照射型Ｘ線管を
示す断面図、第６図は従来の全周照射型Ｘ線管に
おける動作時の陽極ターゲツトの温度分布を示す
特性曲線図である。 １１……陽極ターゲツト、２０……渦巻状陰極
フイラメント、２０ａ……フイラメント終端。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 集束電極２１の集束溝４８の内部に設置された
   直熱陰極フイラメント２０から出る電子ビーム
   を、円錐状陽極ターゲツト１１の頂点部領域に当
   てて全周方向にＸ線を放射する全周照射型Ｘ線管
   において、 上記陰極フイラメント２０は、渦巻状に形成さ
   れるとともにその中心部にフイラメントの一方の
   終端２０ａが位置して棒状ターミナル５３に固着
   され、上記集束電極２１及びフイラメント２０を
   支持する支持筒２３が、可動フランジ２９及び真
   空ベローズ２７を介して絶縁体製真空容器１７の
   端部に気密接合され、上記真空容器１７の一部に
   固定フランジ２８が固着されるとともに、上記可
   動フランジ２９に少なくとも３個の調整用ボルト
   ３０及び少なくとも３個の固定用ボルト３１がサ
   ークル状に螺合され、上記調整用ボルト３０は上
   記可動フランジ２９を大気圧に抗して上記固定フ
   ランジ２８から引き離す方向に間隔保持し、上記
   固定用ボルト３１は上記可動フランジ２９を固定
   フランジ２８の方に押し付ける方向に締め付けて
   上記フイラメント２０から発する電子ビームの中
   心軸を微調整可能に構成されてなることを特徴と
   する全周照射型Ｘ線管。