JPH07122211A - 回転対陰極型ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テーブル上で自由に持ち運びができ、しかも
テーブル上の任意の位置に設置できる回転対陰極型Ｘ線
発生装置を提供する。 【構成】 互いに対向する電子銃２及びターゲット３を
気密に格納するケーシング１と、ターゲット３を回転駆
動するモータを格納したターゲット本体部７と、電子銃
２及びターゲット３に電力を供給する電力導入端子４
と、ケーシング１の内部を減圧する排気用ポンプ１８と
を有するＸ線発生装置１２である。ターゲット本体部
７、電力導入端子４及び排気用ポンプ１８はテーブル６
の上方位置においてケーシング１に固定される。テーブ
ル６に、電力導入端子４等のようなケーシング１から突
出する部分を逃げるための穴を設ける必要がないので、
Ｘ線発生装置１２をテーブル６の上で簡単に持ち運びで
き、しかも任意の位置に固定設置できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フィラメントから放出
された電子をターゲットに衝突させてそこからＸ線を発
生するＸ線発生装置、特にターゲットを回転する形式の
回転対陰極型Ｘ線発生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記のようなＸ線発生装置は、Ｘ線回折
装置その他のＸ線利用機器のためのＸ線源として用いら
れるものであり、一般的には、密封型と開放型の２種類
がある。密封型というのは、フィラメント及びターゲッ
トのまわりが開放不能に真空状態に密封された形式のＸ
線発生装置である。一方、開放型というのは、真空ポン
プ等の排気手段によってフィラメント及びターゲットの
まわりを真空排気したり、あるいは大気圧へと開放でき
る形式のＸ線発生装置である。密封型Ｘ線発生装置は比
較的低出力、すなわち強度の低いＸ線を出力し、一方、
開放型Ｘ線発生装置は高出力、すなわち強度の高いＸ線
を出力しようとする場合に用いられる。

【０００３】上記のような開放型Ｘ線発生装置として、
従来、例えば図７に示すような構造を有する横型配置の
Ｘ線発生装置が知られている。このＸ線発生装置は、直
方体形状のブロック５１ａ及びその底面に固着された円
筒形状のブロック５１ｂによって構成されたケーシング
５１と、直方体ブロック５１ａの内部に配置された電子
銃５２と、同じくブロック５１ａの内部に配置された円
筒形状のターゲット５３と、円筒状ブロック５１ｂの背
面に固定された電力導入端子５４と、そして円筒状ブロ
ック５１ｂの底面に連結された排気手段としてのターボ
分子ポンプ５５とを有している。

【０００４】電子銃５２の内部にはフィラメントが格納
されており、そのフィラメントとターゲット５３とは水
平面内で互いに対向している。このような水平面内で対
向する形式のＸ線発生装置は、これをＸ線回折装置のＸ
線源として用いた場合にＸ線回折装置のＸ線回折面が水
平に設定されるので、通常、横型配置のＸ線発生装置と
呼ばれている。このＸ線発生装置は、Ｘ線回折装置等の
Ｘ線利用機器が載せられるテーブル５６を上下に貫通し
て設置される。

【０００５】また、従来の開放型Ｘ線発生装置として、
図８に示すような構造を有する縦型Ｘ線発生装置も知ら
れている。このＸ線発生装置が、ケーシング５１、電子
銃５２、ターゲット５３、電力導入端子５４、そしてタ
ーボ分子ポンプ５５を有することは、図７に示した横型
Ｘ線発生装置と同じである。異なる点は、電子銃５２内
のフィラメントとターゲット５３とが垂直面内で互いに
対向していることである。このような垂直の対向形式の
Ｘ線発生装置は、これをＸ線回折装置等のＸ線源として
用いた場合にＸ線回折面が垂直に設定されるので、通
常、縦型配置のＸ線発生装置と呼ばれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のＸ線発生装置に関しては、Ｘ線発生装置の一部、例え
ばターボ分子ポンプ５５がテーブル５６に設けた穴を上
下に貫通した状態でそのテーブル５６上に固定設置され
るので、Ｘ線発生装置の設置位置が、テーブル５６にお
いて貫通穴を設けた特定の位置に限定されてしまい、そ
れをテーブル上で自由に持ち運ぶことができず、また、
設置位置を自由に選ぶこともできなかった。

【０００７】また、上記従来のＸ線発生装置では、ケー
シング５１から突出する部分、すなわちターゲット本体
部５７、電力導入端子５４及びターボ分子ポンプ５５が
ケーシング５１の異なった面から無秩序に突出してい
た。そのため、横型配置のＸ線発生装置は横型専用とし
て、また、縦型配置のＸ線発生装置は縦型専用としてし
か用いることができず、両方の配置形態を共用できるＸ
線発生装置はなかった。また、各突出部分の突出方向が
無秩序であったため、Ｘ線発生装置の取り扱いが容易で
なかった。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解消するために
なされたものであって、テーブル等といった設置面上で
自由に持ち運びができ、しかも設置面上の任意の位置に
設置できる回転対陰極型Ｘ線発生装置を提供することを
目的とする。

【０００９】また、縦型配置及び横型配置の両方の配置
形態に兼用して使用でき、しかも取り扱いが非常に容易
であるＸ線発生装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る回転対陰極型Ｘ線発生装置は、電子を
放出するフィラメントと、フィラメントに対向して配置
された回転ターゲットと、フィラメント及びターゲット
を気密に格納するケーシングと、回転ターゲットを回転
駆動するための回転駆動手段を格納したターゲット本体
部と、フィラメント及びターゲットに電力を供給するた
めの電力導入端子と、そして、ケーシングの内部を排気
する排気用ポンプとを有する回転対陰極型Ｘ線発生装置
において、上記のターゲット本体部、電力導入端子及び
排気用ポンプを設置面の上方位置において上記ケーシン
グに固定したことを特徴としている。

【００１１】設置面としては、通常、Ｘ線回折装置等と
いったＸ線利用機器を設置するためのテーブルが考えら
れるが、それ以外にも、Ｘ線利用機器が工場の床面に設
置される場合にはその床面も含むものであり、また、人
間が歩行する地面や、路面等をも含むものである。

【００１２】本発明のＸ線発生装置は、ケーシングを設
置面に締結することによって設置面上に固定されるので
あるが、その固定形態としては、ケーシングを適宜の形
状の支持台を介して設置面上に固定したり、あるいは、
ケーシングを設置面に直接固定したりできる。

【００１３】ターゲット本体部、電力導入端子及び排気
用ポンプをケーシングに固定する場合には、それらをケ
ーシングの同一側面に固定することが望ましい。また特
に、ケーシングの直交３方向にそれぞれ１個づつＸ線取
出し用窓が設けられる形式のＸ線発生装置に関しては、
ターゲット本体部、電力導入端子及び排気用ポンプをＸ
線取出し用窓が設けられないケーシングの同一側面に固
定することが望ましい。

【００１４】

【作用】ターゲット本体部、電力導入端子及び排気用ポ
ンプの全てを設置面、例えばテーブルの上方位置におい
てケーシングに固定することにより、テーブルにはＸ線
発生装置の突出部分を逃げるための穴を設ける必要がな
くなる。このため、設置面上におけるＸ線発生装置の設
置個所に関する自由度が向上する。すなわち、Ｘ線発生
装置を設置面上の任意の位置に固定設置できる。

【００１５】また、ターゲット本体部、電力導入端子及
び排気ポンプ等といったケーシングの外部へ突出する部
分をケーシングの同一側面にまとめて固定すれば、Ｘ線
発生装置の外観形状が単純化され、よって、ケーシング
をテーブル上に横向きに固定することもでき又は縦向き
に固定することもできる。固定方向をこのように変更す
ることにより、１つのＸ線発生装置を横型配置及び縦型
配置の両方として自由に使用できる。

【００１６】

【実施例】（縦型配置） 図４は、本発明に係る回転対陰極型Ｘ線発
生装置を使用したＸ線発生システムの全体を示してい
る。このＸ線発生システムは、Ｘ線回折装置その他任意
の種類のＸ線利用機器を載せるための設置面としてのテ
ーブル６及び筐体９を有している。筐体９の内部には、
電源装置、冷却装置その他各種の機器が格納される。テ
ーブル６上の適所には、ボルト１１によって固定用プレ
ート１０が固定され、そのプレート１０上にＸ線発生装
置１２がボルトその他の締結具によって固定されてい
る。図示の例では、Ｘ線発生装置１２が縦型配置のＸ線
発生装置として作用する場合を考えている。

【００１７】Ｘ線発生装置１２は、図１に示すように、
本体部１ａ及びその本体部１ａに着脱可能に取り付けら
れたキャップ部１ｂより成る角筒形状のケーシング１を
有している。ケーシング本体部１ａの１側面であるケー
シング固定面１ｄにはボルト固定用のネジ穴１６が設け
られている。これらのネジ穴１６が、Ｘ線発生装置１２
を縦型配置に固定するための縦型固定手段を構成してい
る。

【００１８】ケーシング１の内部には、上から順に電子
銃２及び円筒形状の回転ターゲット３が格納されてい
る。電子銃２は、図３に示すように、直方体形状のケー
ス１３内に配置されたフィラメント８と、そのフィラメ
ント８を取り囲むウエネルト１４とを有している。フィ
ラメント８の両端はケース１３の下方外部へ突出する電
極端子１５に接続されている。この実施例ではフィラメ
ント８とターゲット３とが、図１に示すように垂直面内
で互いに対向しており、よって、いわゆる縦型配置にセ
ットされている。

【００１９】ターゲット３はターゲット本体部分７によ
って支持されており、そのターゲット本体部分７はケー
シング１の１側面である部品装着面１ｃに固定され、そ
の側面を貫通している。ターゲット本体部分７の内部に
は、ターゲット３を回転駆動するための回転駆動装置、
例えばダイレクトモータ及びターゲット３の内部に冷却
水を循環して通水させるための通水機構が格納される。
ターゲット３は、その回転駆動装置によって駆動されて
中心軸線Ｌ１を中心として矢印Ａのように回転する。

【００２０】ケーシング１の部品装着面１ｃの上部には
電力導入端子４が固定され、その端子４を介してフィラ
メント８、ウエネルト１４、ターゲット３へ電力が供給
される。具体的には、フィラメント８を加熱してそこか
ら電子を放出するためにそのフィラメント８に電流が供
給され、フィラメント８のまわりに電場を形成して電子
の進行方向を制御するためにフィラメント８とウエネル
ト１４との間にバイアス電圧を印加し、さらに放出され
た電子を加速するためにフィラメント８とターゲット３
との間に管電圧を印加する。

【００２１】ケーシングキャップ部１ｂには、例えば、
ベリリウム等の金属によって３個のＸ線取出し用窓１７
ａ，１７ｂ，１７ｃが形成されている。通電によって加
熱されたフィラメント８から放出された電子は、ウエネ
ルト１４によって形成された電場によって進行方向が制
御され、さらにフィラメント８とターゲット３との間に
印加された管電圧によって高速に加速された状態でター
ゲット３の外周側面に衝突してＸ線焦点Ｆを形成する。
この衝突によりＸ線焦点ＦからＸ線が放射され、そのＸ
線が各Ｘ線取出し用窓１７ａ〜１７ｃを通して外部へ取
り出される。この場合、ターゲット３に対して横方向に
位置する２個のＸ線取出し用窓１７ａ及び１７ｂからラ
インフォーカスのＸ線が取り出され、一方、縦方向に位
置する１個のＸ線取出し用窓１７ｃからポイントフォー
カスのＸ線が取り出される。

【００２２】ケーシング１の部品装着面１ｃの下部に
は、排気用ポンプとしてのターボ分子ポンプ１８が固定
されている。このターボ分子ポンプ１８は、その側面か
ら伸びるエア配管２５を通してロータリーポンプ（図示
せず）に接続されている。ケーシング１の内部、すなわ
ち電子銃２及びターゲット３のまわりは、ロータリポン
プによって粗く排気されながら、さらにターボ分子ポン
プ１８によって高精度の真空状態に排気される。このよ
うに真空に設定する理由は、ケーシング１内に放電が
生じることを防止するため、フィラメント８の酸化を
防止するため、できるだけ低いフィラメント温度で電
子を十分に放出できるようにするため等である。

【００２３】ターゲット本体部７とターボ分子ポンプ１
８との間の位置の部品装着面１ｃには気圧測定用端子１
９が固定されており、その端子１９の先端がケーシング
１内へ臨出している。この気圧測定用端子１９を介して
ケーシング１の内部の圧力が測定される。

【００２４】このＸ線発生装置１２によれば、ラインフ
ォーカスのＸ線を広角ゴニオメータや、小角散乱装置等
のＸ線源として利用する。また、ポイントフォーカスの
Ｘ線を微小部Ｘ線回折装置や、Ｘ線カメラ等のＸ線源と
して利用する。広角ゴニオメータというのは、θ回転す
る試料にＸ線を照射し、試料で回折する回折Ｘ線の強度
を２θ回転するＸ線検出器によって広い範囲の回折角
（２θ）に関して測定する装置である。小角散乱装置と
いうのは、試料にＸ線を照射し、回折角（２θ）の小角
領域に発生する散乱Ｘ線の状態を観察する装置である。
微小部Ｘ線回折装置というのは、微小試料又は試料の微
小領域に微小断面のＸ線ビームを照射してその微小試料
等に関する回折Ｘ線情報を採取する装置である。そし
て、Ｘ線カメラというのは、試料にＸ線を照射し、その
試料で反射又は透過する回折Ｘ線をＸ線フイルム上に露
光してそのＸ線フイルム上に回折像を作像する装置であ
る。

【００２５】（横型配置）図１において、ケーシング１
のうちの部品取付け面１ｃに対して反対側の面１ｅには
ボルト固定用の４個のネジ穴２０が形成されている。図
２は、これらのネジ穴２０を用いてＸ線発生装置１２を
テーブル６上に固定設置した状態を示している。具体的
には、固定用プレート２１をボルト１１によってテーブ
ル６上に固定し、そのプレート２１上にケーシング１を
載せて各ネジ穴２０にボルトを締め付けてケーシング１
を固定する。Ｘ線発生装置１２それ自体の構造は図１に
示したものと全く同一である。これらのネジ穴２０が、
Ｘ線発生装置１２を横型配置に固定するための横型固定
手段を構成している。

【００２６】図２に示した配置形態では、電子銃２すな
わちその中に収納されたフィラメント８とターゲット３
とが水平面内で互いに対向し、よって配置形態が横型配
置となっている。この配置形態においても、ターゲット
３に対して横方向に位置する２個のＸ線取出し用窓１７
ａ及び１７ｂからラインフォーカスのＸ線が取り出され
る。但し、この場合に得られるラインフォーカスは図１
の縦型配置の場合のラインフォーカスに対してラインの
方向が異なっている。詳細には、縦型配置（図１）では
ラインが水平方向を向き、横型配置（図２）ではライン
が垂直方向を向いている。

【００２７】以上の説明から明らかなように上記の各実
施例によれば、テーブル６にターボ分子ポンプ１８その
他の付属機器を収納するための穴を設ける必要がなく、
単にそのテーブル６上に、プレート１０（図１）又はプ
レート２１（図２）等の支持台をネジ止めするためのネ
ジ穴を設けておくだけで良い。よって、テーブル６上に
おけるＸ線発生装置１２の設置位置を自由に選ぶことが
できる。また、Ｘ線発生装置１２の持ち運びも簡単であ
る。

【００２８】図５は本発明に係る回転対陰極型Ｘ線発生
装置の他の実施例を示している。このＸ線発生装置３２
が図１に示した先の実施例と異なる点は、Ｘ線発生装置
のテーブル６への固定方法を改変したこと及びターボ分
子ポンプ１８の取付方法に改変を加えたことである。こ
のＸ線発生装置３２では、ケーシング１が本体部１ａ、
キャップ部１ｂ及びポンプ固定部１ｆの３個の部分によ
って構成されている。

【００２９】ポンプ固定部１ｆの各隅部には切欠部２６
が形成されている。ケーシング本体部１ａとポンプ固定
部１ｆは、切欠部２６に装着したボルト２７によって互
いに着脱可能に結合されている。また、ケーシング１の
全体は、ポンプ固定部１ｆの下部切欠部２６に装着した
他のボルト２８によってテーブル６上に固定されてい
る。

【００３０】図５に示す状態ではＸ線発生装置が縦型配
置に設定されているが、これを横型配置に変更する場合
には、まず、ボルト２８を緩めてＸ線発生装置３２の全
体をテーブル６から取り外す。そして、ケーシング本体
部１ａとポンプ固定部１ｆとを連結しているボルト２７
を緩めて両部１ａ及び１ｆを分離し、さらにポンプ固定
部１ｆを１８０゜回転させた状態で再びボルト２７によ
って両部１ａ及び１ｆを連結する。その後、図６に示す
ように、別途用意した支持台としての支柱２９を横型配
置用ネジ穴２０を介してケーシング１に固定し、さらに
その支柱２９をテーブル６上に固定する。これにより、
Ｘ線発生装置３２が横型配置に設定される。

【００３１】なおターボ分子ポンプ１８は、上記のよう
に１８０゜回転した状態でケーシング１に取り付けられ
るので、図示の通りケーシング１とテーブル６との間に
位置し、よってケーシング１の上部にポンプ１８が突出
することがなくなる。これにより、Ｘ線発生装置３２の
まわりに空間的な余裕が形成される。

【００３２】以上、好ましい実施例をあげて本発明を説
明したが、本発明はそれらの実施例に限定されることな
く、請求の範囲に記載した技術的範囲内で種々に改変可
能である。

【００３３】例えば、上記実施例では電子銃２の交換時
その他の必要性からキャップ部１ｂを着脱可能に設けた
が、ケーシング１を一体の角筒材料によって形成しても
良い。また、ケーシング１を角筒形状以外の任意の形
状、例えば円筒形状にすることもできる。また、Ｘ線取
出し用窓の数は３個に限られず、１個、２個又は必要に
応じてさらに数を増やしても良い。Ｘ線発生装置１２を
縦型配置（図１）又は横型配置（図２）に固定するため
の固定方法は、図１又は図２に示したような固定プレー
ト１０，２１とネジ穴１６，２０を用いた方法、あるい
はケーシング１や支柱２９に設けた切欠部にボルトを装
着するという図５又は図６に示した固定方法以外の任意
の固定方法を採用できる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の回転対陰極型Ｘ線発生装
置によれば、ケーシングを固定設置するための設置面に
Ｘ線発生装置の一部分を収納するための穴を設ける必要
がないので、設置面上の広い範囲内の任意の位置にＸ線
発生装置を設置することができる。また、ケーシング及
びそれに固定される機器の全てが設置面の上に位置して
いて、設置面の下に隠れる部分がないので、Ｘ線発生装
置を簡単に持ち運ぶことができる。

【００３５】請求項４及び請求項５記載の回転対陰極型
Ｘ線発生装置によれば、電力導入端子、ターゲット本体
部及び排気用ポンプをケーシングの同一側面、例えば部
品取付け面（１ｃ）にまとめて固定したので、Ｘ線発生
装置の取り扱いが非常に容易となる。例えば、Ｘ線発生
装置だけをテーブルから分離して他の場所へ持ち運ぶこ
ともできる。

【００３６】また、ケーシングのうち部品取付け面（１
ｃ）以外の面からは、電力導入端子等の付属機器が外部
へ突出することがないので、ケーシングのまわりが広く
開放される。従って、Ｘ線発生装置をＸ線源とするＸ線
利用機器の設置スペースを広くとることができる。例え
ば、Ｘ線利用機器として広角ゴニオメータを用いる場
合、この広角ゴニオメータには周知の通りＸ線検出器を
広い角度範囲で２θ回転させるための検出器アームが設
けられる。ケーシングのまわりが広く開放されていれ
ば、検出器アームを広い角度で２θ回転させても、それ
が電力導入端子等にぶつかる心配がない。

【００３７】請求項６記載の回転対陰極型Ｘ線発生装置
によれば、１つのケーシングをテーブルに固定するのに
際して、固定面を変更するだけで１つのＸ線発生装置を
縦型及び横型として兼用できるので、極めて便利であ
り、しかも経済的である。

【００３８】請求項７記載の回転対陰極型Ｘ線発生装置
によれば、Ｘ線発生装置の外観形状を設置スペースに応
じて変形できる。

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る回転対陰極型Ｘ線発生装置の第１
実施例、特にそれを縦型配置に置いた状態を示す斜視図
である。

【図２】図１に示す回転対陰極型Ｘ線発生装置を横型配
置に置いた状態を示す斜視図である。

【図３】電子銃の一例を示す斜視図である。

【図４】図１に示す回転対陰極型Ｘ線発生装置を用いた
Ｘ線発生システムの全体の外観を示す斜視図である。

【図５】本発明に係る回転対陰極型Ｘ線発生装置の第２
実施例、特にそれを縦型配置に置いた状態を示す斜視図
である。

【図６】図５に示す回転対陰極型Ｘ線発生装置を横型配
置に置いた状態を示す斜視図である。

【図７】従来の横型配置の回転対陰極型Ｘ線発生装置の
一例を示す斜視図である。

【図８】従来の縦型配置の回転対陰極型Ｘ線発生装置の
一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ケーシング １ａ ケーシング本体部 １ｂ ケーシングキャップ部 １ｃ 部品取付け面 １ｄ 縦型配置用ケーシング固定面 １ｅ 横型配置用ケーシング固定面 ２ 電子銃 ３ 回転ターゲット ４ 電力導入端子 ６ テーブル（設置面） ７ ターゲット本体部 ８ フィラメント １０ 固定用プレート １２ Ｘ線発生装置 １６ ネジ穴（縦型固定手段） ２０ ネジ穴（横型固定手段） ３２ Ｘ線発生装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子を放出するフィラメントと、フィラ
   メントに対向して配置された回転ターゲットと、フィラ
   メント及びターゲットを気密に格納するケーシングと、
   回転ターゲットを回転駆動するための回転駆動手段を格
   納したターゲット本体部と、フィラメント及びターゲッ
   トに電力を供給するための電力導入端子と、ケーシング
   の内部を排気する排気用ポンプとを有する回転対陰極型
   Ｘ線発生装置において、 上記ターゲット本体部、電力導入端子及び排気用ポンプ
   は設置面の上方位置において上記ケーシングに固定され
   ることを特徴とする回転対陰極型Ｘ線発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の回転対陰極型Ｘ線発生装
   置において、ケーシングが支持台を介して設置面上に固
   定されることを特徴とする回転対陰極型Ｘ線発生装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の回転対陰極型Ｘ線発生装
   置において、ケーシングが設置面上に直接固定されるこ
   とを特徴とする回転対陰極型Ｘ線発生装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の回転対陰極型Ｘ線発生装
   置において、ターゲット本体部、電力導入端子及び排気
   用ポンプをケーシングの同一側面に固定したことを特徴
   とする回転対陰極型Ｘ線発生装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の回転対陰極型Ｘ線発生装
   置において、ケーシングの直交３方向にそれぞれ１個づ
   つＸ線取出し用窓が設けられ、そしてターゲット本体
   部、電力導入端子及び排気用ポンプをＸ線取出し用窓が
   設けられないケーシングの同一側面に固定したことを特
   徴とする回転対陰極型Ｘ線発生装置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の回転対陰極型Ｘ線発生装
   置において、設置面に対するケーシングの固定面を変更
   することにより、フィラメントとターゲットとの位置関
   係を横型配置と縦型配置との間で変更することを特徴と
   する回転対陰極型Ｘ線発生装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の回転対陰極型Ｘ線発生装
   置において、ターゲット本体部を固定するケーシングの
   本体部と排気用ポンプを固定するケーシングのポンプ固
   定部とを互いに着脱可能に分割し、そのポンプ固定部は
   １８０゜回転させた状態でケーシングの本体部に接続で
   きることを特徴とする回転対陰極型Ｘ線発生装置。