KR101089234B1 - Ｘ선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 X선관의 몸체부에 전자총을 수용할 수 있는 구조를 가짐으로써 전자방출 경로를 정확하게 유지할 수 있으면서도 파손의 가능성이 낮고 내구성이 우수한 X선관에 관한 것으로, 상측에서 튜브와 결합하고, 내부에 타겟을 수용하는 공간을 이루며, 전자총과 결합하는 몸체부를 포함하는 X선관으로서, 상기 몸체부의 일측을 관통하는 홀 형상의 전자총 수용부가 형성되고, 전자총은 상기 전자총 수용부의 내부에 결합하는 X선관을 제공한다. 따라서, 전자총이 몸체부의 내부에 결합하므로, 조립의 정확성이 향상되고, 작동 신뢰성이 우수하다.

Description

Ｘ선관{X-RAY TUBE}

본 발명은 X선관의 전자총 결합구조에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 X선관의 몸체부에 전자총을 수용할 수 있는 구조를 가짐으로써 전자방출 경로를 정확하게 유지할 수 있으면서도 파손의 가능성이 낮고 내구성이 우수한 X선관의 전자총 결합구조에 관한 것이다.

X선관이란 비접촉 또는 비파괴 방식으로 물체 등을 검사하는 장비의 X선 발생원으로 사용되는 것으로, 전자를 소정 타겟에 충돌시켜서 X선을 발생하는 장치를 말한다.

실개평3-110753호는 X선관, 더욱 구체적으로는 클로즈드 타입(Closed Type) X선 발생장치를 개시하는데, 유리재질 등의 절연재를 대략 원통형상으로 가공한 튜브가 하측의 본체와 결합하고, 상기 튜브에는 타겟을 지지하는 타겟 지지체가 고정되고, 본체에는 전자총이 수용된다.

상기 전자총으로부터 방출되는 전자는 타겟에 충돌하여 X선을 발생하고 상기 X선관의 외부로 X선을 방출하게 된다.

도 1은 종래기술의 X선관에서 전자총 결합구조를 나타내는 사시도이다.

대략 원통 형상으로 이루어진 몸체부(10)는 도 1에서 하측에 튜브(미도시)를 결합하고, 일측으로 전자총 수용부(20)를 결합한다.

상기 전자총 수용부(20)는 내부에서 전자를 발생하여 몸체부(10) 내부에 형성된 공간에 배치된 타겟에 충돌시켜 X선을 발생하기 위한 것으로, 대략 원기둥 형상으로 이루어지고, 외부에서 제어 전압을 인가함으로써 전자를 발생하게 된다.

상기 전자총 수용부(20)를 결합하기 위하여 몸체부(10)의 일측에는 개구부(11)를 형성하게 되는데, 상기 전자총 수용부(20)의 타측 즉, 몸체부(10)와 결합하는 부위는 단차진 형상으로 이루어진 링 형상의 결합부(21)가 형성된다.

따라서, 상기 개구부(11)의 내주면에 결합부(21)를 삽입함으로써 원통부(22)가 몸체부(10)의 내부에 위치하게 되고 전자총 수용부(20) 전체가 몸체부(10)에 지지되는 것이다.

그런데, 상기와 같은 결합구조를 가진 경우, 설계, 제조상의 오차 또는 조립 공정상의 오차로 인하여 전자총 수용부의 중심축이 몸체부의 중심축에 대해 정확하게 수직으로 배치되지 못하는 경우가 발생하고, 이러한 오차는 X선의 정확한 발생을 저해하는 요인으로 작용하는 문제점이 있었다.

또한, 전자총 수용부가 몸체부로부터 일측으로 돌출된 형상으로 결합됨으로 인하여 작동이나 정비 과정에서 전자방출 경로의 편차를 가져올 우려가 있고, 심각한 경우 결합부위의 파손으로 이어지는 문제점을 가지고 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 전자총을 X선관에 정확하게 결합할 수 있는 구조를 가짐으로써 제작 및 작동상의 신뢰성을 향상할 수 있는 X선관의 전자총 결합구조를 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 작동이나 정비 과정에서 전자방출 경로를 정확하게 유지할 수 있고, 파손을 방지할 수 있는 구조를 가진 X선관의 전자총 결합구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 상측에서 튜브와 결합하고, 내부에 타겟을 수용하는 공간을 이루며, 전자총과 결합하는 몸체부를 포함하는 X선관의 전자총 결합구조로서, 상기 몸체부의 일측을 관통하는 홀 형상의 전자총 수용부가 형성되고, 전자총은 상기 전자총 수용부의 내부에 결합하는 X선관의 전자총 결합구조를 제공한다. 따라서, 전자총이 몸체부의 내부에 결합하므로, 조립의 정확성이 향상되고, 작동 신뢰성이 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 상기 전자총은 원통 형상의 프레임 내부에 전자 발생 부품을 수용하고, 상기 전자총 수용부의 내주면은 상기 프레임 외주면에 대응되는 형상으로 이루어진 X선관의 전자총 결합구조를 제공한다. 따라서, 전자총이 몸체부와 정확하게 결합될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 상기 몸체부는 상기 전자총 수용부가 형성된 하측이 넓은 원반 형상으로 이루어지고, 상기 원반 형상의 상하면에는 별도의 부재나 장치들에 결합할 수 있는 플랜지부가 형성되는 X선관의 전자총 결합구조를 제공한다. 따라서, 외부 장비들과의 결합력이 우수하고, 구조적으로 견고하다.

또한, 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 상기 몸체부는 상기 전자총 수용부가 형성된 부위를 제외한 하측 부위에서 내측으로 단차가 형성되고, 상기 단차의 상하면은 외측으로 돌출된 플랜지부가 형성되는 X선관의 전자총 결합구조를 제공한다. 따라서, 재료가 절감될 수 있으면서도 결합성능이 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 상기 프레임은 상기 몸체부의 전자총 수용부와 일체로 형성되는 X선관의 전자총 결합구조를 제공한다. 따라서, 전자총이 몸체부 내부에서 일체로 형성되므로 구조적인 안정성이 우수하고, 조립공정이 단순화되는 이점이 있다.

한편, 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 상측에서 튜브와 결합하고, 내부에 타겟을 수용하는 공간을 이루며, 전자총과 결합하는 몸체부를 포함하는 X선관의 전자총 결합구조로서, 상기 몸체부는 중공의 원반 형상으로 이루어지고, 일측의 내부에 직경방향을 따라 전자총이 형성되는 X선관의 전자총 결합구조를 제공한다. 따라서, X선 방출의 정밀성을 보장할 수 있으면서도 구조적인 신뢰성이 우수한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 상기 몸체부는 상기 전자총 수용부가 형성된 하측이 넓은 원반 형상으로 이루어지고, 상기 원반 형상의 상하면에는 별도의 부재나 장치들에 결합할 수 있는 링 형상의 플랜지부가 형성되는 X선관의 전자총 결합구조를 제공한다. 따라서, 외부 장비들과의 결합력이 우수하고, 구조적으로 견고한 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 상기 몸체부는 상기 전자총 수용부가 형성된 부위를 제외한 하측 부위에서 내측으로 단차가 형성되고, 상기 단차의 상하면은 외측으로 돌출된 플랜지부가 형성되는 X선관의 전자총 결합구조를 제공한다. 따라서, 전자총의 결합과정의 신뢰성을 보장할 수 있으면서도, 생산성이 향상되며, 외부 장비들과의 결합력이 우수한 이점이 있다.

본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조는, 본체가 몸체부로 일체로서 이루어지게 되고, 상기 몸체부가 내부에 전자총을 수용하거나 일체로서 제공되므로, 조립과정에서 전자총의 전자가 방출되는 경로를 정밀하게 결합할 수 있고, 작동 또는 정비에 따른 편차나 파손의 가능성을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래기술의 X선관의 전자총 결합구조를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 X선관을 나타내는 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조가 적용된 몸체부를 나타내는 사시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 X선관의 전자총 결합구조 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 X선관을 나타내는 측단면도이다.

본 발명에 따른 X선관은 X선 발생장치의 X선 발생원으로 사용되는 것으로, 전자총(120)과 타겟(113)을 구비한다.

상기 전자총은 캐소드(Cathode)를 포함하는 것으로, 다공질의 텅스텐 등의 금속에 바륨옥사이드(BaO)를 도포한 것이다. 또한, 타겟(113)은 탄소재질로 이루어지며, 상층에 텅스텐 등의 X선 발생을 위한 코팅이 형성된다.

상기 전자총으로부터 발생된 전자가 타겟(113)에 충돌하면, X선에 출력되는데, 상기 전차총과 타겟을 수용하는 X선관의 구조를 더욱 상세하게 살펴본다.

본 발명에 따른 X선관은 튜브(110)와 본체(101)로 구성된다.

본체(101)는 내부의 공간에 전자총과 타겟을 지지하고, 튜브(110)는 상기 본체(101)에서 대략 수직하게 배치되어, 타겟 지지체(112)를 내부에 수용한다.

상기 본체(101)는 내부에 전자총을 수용하는 전자총 수용부(132)와 상기 전자총 수용부(132)와 튜브(110)를 각각 고정하는 몸체부(130)로 이루어진다.

상기 몸체부(130)는 대략 원기둥 형상으로 이루어지고, 일측에는 전자총 수용부(132)가 형성되어 전자총에 의해 발생한 전자가 유동할 수 있는 경로를 내부에 형성하고, 상측으로부터 타겟 지지체(112)가 관통하여 타겟(113)을 소정 위치에 고정한다. 한편, 몸체부(130)의 하측에의 개구에는 덮개(미도시)가 배치되는데, 상기 덮개를 통해 타겟(113)으로부터 발생한 X선이 X선관의 외부로 방출된다.

한편, 상기 몸체부(130)의 상측에는 세로로 긴 원기둥 형상의 튜브(110)가 결합한다. 상기 튜브(110)는 유리나 세라믹과 같은 절연체로 이루어지고, 내부가 중공형상으로 형성된다.

상기 튜브(110)의 상하측은 각각 개방되어 내부가 연통되는데, 상측 단부에는 금속관(111)이 결합된다. 상기 금속관(111)은 중심에 타겟 지지체(12)를 고정한다.

상기 금속관(111)의 내주 반경은 튜브(110)의 내주측 반경보다 작게 형성되는데, 더욱 구체적으로는 타겟 지지체(112)의 외주측의 형상 및 크기에 대응되는 형상으로 이루어진다.

타겟 지지체(112)는 하측에 타겟(113)을 고정하도록 긴 막대 형상으로, 구리와 같은 금속 재질로서 이루어진다.

상기 타겟 지지체(112)는 금속관(111)의 내주에 삽입되는 방식으로 결합하여 지지되는데, 위치가 결정되면 용접과 같은 방식을 통해 고정결합된다.

상기 타겟 지지체(112)의 타겟(113)을 고정하는 부위는 경사면이 형성되는데, 상기 경사면은 전자총 수용부(132)의 전자총(120)을 마주보도록 이루어지며, 하측으로 갈수록 상기 전자총으로부터 멀어지도록 경사진다.

따라서, 상기 타겟(113)은 전자총을 마주보되, 하측으로 경사지도록 배치되어, 전자총으로부터 발생한 전자가 타겟(113)과 충돌하면 전자의 진행방향에 대략 수직한 방향으로 X선이 출력되고, 몸체부(130)의 하측을 통해 방출되는 것이다.

본 발명의 개념에 따라, 상기 전자총 수용부(2)는 몸체부(3)의 일측에 관통된 홀 형상으로 형성되어 내부에 전자총(120)을 수용하는데, 전자총 수용부(132)의 내부와 몸체부(130)의 내부의 공간은 상호간에 연통된다.

전자총(120)은 대략 원기둥 형상으로 이루어지고, 외주 형상이 상기 전자총 수용부(132)의 내주의 형상에 대응되는 형상을 이룬다.

상기 전자총(120)은 외부로부터 제어전력을 입력받는 복수의 전극이 내부로 이어진다. 상기 전극들은 전자 발생부(121)에 연결되어 전자를 방출시킨다. 상기 전자 발생부(121)는 텅스텐 등의 금속재질로서 바륨옥사이드(BaO)가 도포되는 것이 일반적이나, 전자를 방출할 수 있는 소재라면 선택적으로 재질을 이룰 수 있음은 물론이다.

상기 전자 발생부(121)의 전방에는 대략 원통 형상의 접속전극(122)이 배치된다.

상기 접속전극(122)은 전자 발생부(121)로부터의 전자의 경로를 결정하며, 전자기적 상호작용에 의하여 전자들이 집속작용을 하는 일종의 렌즈로서 기능한다.

따라서, 상기 접속전극(122)의 단부측은 전자 출사구로서 역할을 하게 되는 것이다.

상기와 같은 전자총(120)은 대략 원기둥 형상으로서 내부에 상기한 전극들과 전자 발생부(121) 및 접속전극(122)을 고정하게 된다. 따라서, 전자총(120)은 외형을 이루는 프레임 내부에 전기적인 부품들이 수용되며, 일단부가 접속전극(122)의 일단부를 지지할 수 있도록 개구를 형성한다.

본 발명의 개념에서는, 상기 전자총(120)이 몸체부(130)의 내부에 수용되는데, 이러한 개념에 따라, 전자총(120)을 이루는 프레임이 생략되고 몸체부(130)에 형성되는 일종의 관통홀인 전자총 수용부(132)가 내부에 전자적 부품들을 수용하고 고정하여 전자총을 일체로서 형성할 수 있음은 물론이다.

상기 전자총(120)은 원반 형상의 몸체부(130)의 일측에서 내부에 형성되며, 정확하게는 반경방향으로 배치된다. 따라서, 전자총(120)의 중심축과 타겟 지지체(112)의 중심축을 연장한 선은 직교한다.

따라서, 본 발명의 X선관에서는 본체(101)가 몸체부(130)와 전자총(120)으로 이루어지지만 전자총(120)이 몸체부(130)의 내부에 형성되므로, 외형상은 몸체부(130)가 본체(101)를 이루게 되는 차이점이 있다.

도 3은 본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조가 적용된 몸체부를 도시한 사시도이다.

도 2를 참고하여 몸체부(130)를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 몸체부는 대략 원기둥 형상 내지는 원반 형상으로 이루어지고, 상기한 바와 같이 타겟(113)과 전자총(120)을 수용하며, 내부에서 전자 및 X선이 유동할 수 있는 공간을 이룬다.

상기 몸체부(130)는 상측에 타겟 지지체(112)가 삽입될 수 있는 개구가 형성되고, 튜브(110)는 상기 개구에 결합할 수 있다. 한편, 상기 튜브(110)는 별도의 부재를 통해 상기 개구가 형성된 측에 결합될 수 있음은 물론이다.

상기 몸체부(130)의 하측은 상기 개구가 형성된 부위에 비해 넓은 반경으로 이루어지고, 이에 따라 상하면에 플랜지부(131)가 형성된다.

상기 플랜지부(131)의 넓이는 내부에 수용되는 전자총(120)의 크기에 의해 결정될 수 잇다.

상기 플랜지부(131)의 상하면은 X선관이 배치되거나 설비되는 별도의 부재나 장치들에 결합할 수 있는 안착면으로서 기능할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3의 실시예에서는 플랜지부(131)가 원주방향에 걸쳐 동일한 반경으로 이루어지지만, 전자총(120)이 수용되는 부위를 제외하고 나머지 부위가 내주측으로 단차진 형상으로 이루어질 수도 있음은 물론이다.

이 경우, 몸체부(130)의 전자총 수용부(132)가 형성된 부위를 제외한 나머지 부위에서 외측으로 돌출된 플랜지부(131)가 형성되는 것이다.

본 발명에 따른 X선관의 전자총 결합구조에서는 상측에 튜브를 결합하는 본체가 몸체부로 일체로서 이루어지게 되고, 상기 몸체부가 내부에 전자총을 수용하는 개념을 제시한다. 따라서, 조립과정에서 전자총의 전자가 방출되는 경로를 정밀하게 결합할 수 있고, 작동 또는 정비에 따른 편차나 파손의 가능성을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

이상에서, 본 발명은 실시예 및 첨부도면에 기초하여 상세히 설명되었다. 그러나, 이상의 실시예들 및 도면에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않으며, 본 발명의 범위는 후술한 특허청구범위에 기재된 내용에 의해서만 제한될 것이다.

101...본체 110...튜브
111...금속관 112...타겟 지지체
113...타겟 120...전자총
121...전자 발생부 122...접속전극
130...몸체부 131...플랜지부
132...전자총 수용부

Claims (8)

1. 내부에 타겟 지지체가 길이방향으로 배치되는 튜브;
   상기 튜브를 상측에 결합하고 내부에 타겟을 수용하는 공간을 형성하며, 원반 형상으로 이루어진 몸체부;
   상기 몸체부의 일측을 관통하도록 형성되는 전자총 수용부;
   상기 전자총 수용부의 내부에 결합하고, 상기 전자총 수용부의 내주면과 대응하는 외주 형상을 가진 원통 형상의 프레임의 내부에 전자 발생 부품을 수용하는 전자총; 및
   상기 몸체부의 하측에서 단차지도록 외주방향으로 원반 형상으로 돌출되고, 별도의 부재나 장치에 결합하는 안착면으로 기능하는 플랜지부;를 포함하고,
   상기 전자총은 상기 몸체부 내부에 전부 수용되고, 상기 플랜지부와 상기 몸체부는 각각 일정한 반경을 가진 동심의 원반 형상으로 이루어지며, 상기 전자총 수용부는 상기 전자총의 탈착을 안내하며 지지하는 X선관.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 전자총의 프레임은 상기 몸체부의 전자총 수용부와 일체로 형성된 X선관.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지부는 내부에 상기 전자총을 수용하고, 플랜지부의 직경은 내부에 수용되는 전자총의 크기에 의해 결정되는 X선관.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 플랜지부의 상면 또는 하면에는 별도의 부재나 장치가 안착될 수 있는 X선관.
   
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