KR101211639B1 - 전극 지지수단을 구비하는 전자총 및 이를 포함하는 ｘ선관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자빔 방출을 위한 전극의 배치에 있어서 전자총 내부에 견고하게 고정할 수 있는 구조를 가지면서도 내구성 및 작동 신뢰성이 향상될 수 있는 전극 지지수단을 구비하는 전자총 및 이를 포함하는 Ｘ선관에 관한 것으로, 캐소드를 구비하는 음극부, 상기 음극부를 지지하는 상부전극, 상기 상부전극의 하측에서 상기 상부전극과 이격되어 배치되는 하부전극 및 상기 상부전극과 하부전극의 사이에 개재되고 링 형상으로 이루어지며 절연재질로 이루어지는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다.

Description

전극 지지수단을 구비하는 전자총 및 이를 포함하는 Ｘ선관{ELECTRON GUN HAVING ELECTRODE SUPORTER AND X-RAY TUBE HAVING THE SAME}

본 발명은 광학장비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 전자빔 방출을 위한 전극의 배치에 있어서 전자총 내부에 견고하게 고정할 수 있는 구조를 가지면서도 내구성 및 작동 신뢰성이 향상될 수 있는 전극 지지수단을 구비하는 전자총 및 이를 포함하는 Ｘ선관에 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 X선관을 나타내는 측단면도이다.

대략 원통 형상으로 이루어진 몸체부(1)는 도 1에서 상측에 튜브(4)를 결합하고, 일측으로 전자총 수용부(2)를 결합한다.

상기 튜브(4)는 내측에 타겟 지지체(3)가 관통하여 배치되고, 상기 타겟 지지체(3)의 하단부측에는 전자가 충돌하여 X선을 발생하는 타겟(3a)이 결합된다.

상기 전자총 수용부(2)는 내부에서 전자를 발생하여 몸체부(1) 내부에 형성된 공간에 배치된 타겟(3a)에 충돌시켜 X선을 발생하기 위한 것으로, 대략 원기둥 형상으로 이루어지고, 외부에서 제어 전압을 인가함으로써 전자를 발생하게 된다.

상기와 같은 클로즈드 타입의 X선관은 내부가 진공밀봉 상태로 되어 있고, 평면형 음극이 캐소드로 장착되는 경우가 일반적이다.

상기 전자총 수용부(2)는 대략 원통 형상으로 이루어지고, 내부에 전자를 방출하는 캐소드(2a)와 중간전극(2b, 2c)을 포함한다. 상기 중간전극(2b, 2c)은 2개 이상이 배치되는 것이 일반적인데, 제1전극(2b)에는 부(負)전위가, 제2전극(2c)에는 정(正)전위가 각각 인가된다. 상기 캐소드(2a)로부터 방출된 전자는 이들 전극 근방에서 가상광원을 형성하고, 소정 경로로 결집되어 상기 타겟(3a)에 도달하게 된다.

상기 전자빔 경로의 집속을 위하여 도 1에서는 경로상에 집속전극(2d)이 더 배치된다. 한편, 전자빔 경로의 집속을 위한 원통 캡 형상의 집속렌즈가 배치되기도 한다.

그런데, 상기와 같은 구조에서 가상광원을 형성하는 전자발생부품들은 스템이나 핀과 같은 비교적 강성이 약한 부재들에 의하여 소정의 하우징 내부에서 지지되고 사용에 따라 변형되거나 접촉부위가 변경되어 성능저하나 파손의 가능성이 존재한다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전자총의 내부에서 전극부의 고정의 확실성을 제공하면서 사용상 내구성이 담보될 수 있는 구조를 갖는 전극 지지수단을 구비하는 전자총 및 이를 포함하는 X선관을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 캐소드를 구비하는 음극부, 상기 음극부를 지지하는 상부전극, 상기 상부전극의 하측에서 상기 상부전극과 이격되어 배치되는 하부전극 및 상기 상부전극과 하부전극의 사이에 개재되고 링 형상으로 이루어지며 절연재질로 이루어지는 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 링 형상의 지지부재가 상호 전극 상호간을 절연하면서 축방향 및 수평방향의 결합력의 확실성을 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 음극부가 축방향으로 긴 막대 형상의 캐소드와 상기 캐소드의 외주측으로 돌출된 원반 형상의 플랜지부로 이루어지고, 상기 플랜지부가 상기 상부전극의 상면에 하방으로 단차지도록 형성되는 음극지지부에 안착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 캐소드가 정확한 위치에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 저면에서 상기 플랜지부의 상면을 지지하고, 하측에서 상기 상부전극과 결합되는 링 형상의 커버부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 음극부가 상부전극 및 커버부에 의하여 견고하게 결합된다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 지지부재가 실리콘을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 절연성능 및 가공성이 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 상부전극이 중심부측에서 하방으로 돌출되고 내주측 공간에 상기 캐소드를 수용하는 실린더부와, 상기 실린더부의 저부를 형성하는 박판 형상의 상측전계부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 상부전극에 의한 전계의 형성이 정확하게 이루어진다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 지지부재가 중심부측에 상기 실린더부가 삽입되는 삽입구가 형성되고, 상기 상부전극의 외주측 저면을 지지하도록 하방으로 단차진 상측안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 상부전극이 정확한 축방향 및 수평방향 위치에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 하부전극이 상기 지지부재의 저부에서 상방으로 단차진 하측안착부에 결합되고, 상기 상부전극의 상측전계부와 축방향으로 이격되어 배치되는 하측전계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 상부전극과 하부전극의 배치가 정확하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 커버부, 상부전극, 지지부재 및 하부전극에는 축방향으로 관통되는 하나 이상의 체결홀이 형성되고, 상기 체결홀을 축방향으로 관통하여 상기 커버부, 상부전극, 지지부재 및 하부전극을 축방향으로 상호 체결하는 하나 이상의 체결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 전자발생 부재들의 결합이 견고하다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 체결부재가 상측에서 하방으로 체결되는 상측체결부재와, 하측에서 상방으로 체결되는 하측체결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 결합력이 우수해지는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 상측체결부재와 하측체결부재는, 각각의 단부가 상호 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다. 따라서, 체결부재에 의한 기계적, 전기적 간섭의 가능성이 배제되어 정확한 결합 및 작동이 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 하부전극에 연결되고 상기 캐소드로부터 방출된 전자를 안내하는 집속렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 제공한다.

또한, 본 발명에 따른 X선관은, 상기한 실시예의 전자총을 구비하는 X선관으로서, 외부와 폐쇄된 상태의 진공으로 이루어진 원통 형상의 튜브, 상기 튜브의 내부에 배치되고, 하단부측에 상기 전자총을 마주보되 하측으로 경사지도록 배치되어 전자빔의 진행방향에 수직한 방향으로 X선을 출력하는 타겟을 결합하는 타겟 지지체, 상측으로 상기 튜브와 결합하고, 내부에 상기 타겟이 수용되는 몸체부 및 상기 몸체부의 일측을 관통하는 홀 형상으로 이루어지고, 상기 전자총이 내부에 수용되는 전자총 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선관을 제공한다. 따라서, 전자총과 튜브의 결합이 용이하며 정확하게 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 몸체부가 별도의 부재나 장치들에 결합될 수 있도록 외주방향으로 돌출된 원반 형상으로 이루어지는 바디플랜지부가 형성되는 X선관을 제공한다. 따라서, 다른 부재들과의 결합력이 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은, 상기 전자총의 외관이 상기 전자총 수용부와 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 전자총이 별도의 부재로 형성되지 않고 X선관과 일체로 이루어지므로 내구성 및 작동 신뢰성이 향상된다.

본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은 음극부, 상부전극 및 하부전극이 지지부재에 의해 견고하게 지지된 상태에서 하우징에 결합되기 때문에 종래기술의 취약한 전자발생부 결합부위를 현저하게 개선함으로써 내구성과 작동신뢰성이 향상되는 효과가 있다. 특히, 각 부재들이 상하좌우방향의 지지가 유기적으로 견고하게 이루어질 수 있고, 축방향으로의 결합 또한 견고하게 이루어지기 때문에 상호 미세하게 이격된 간격 및 중심축이 정확하게 유지될 수 있어 정확한 전자빔의 방출이 가능하다.

또한, 상기 전자총을 구비하는 X선관은 별도의 몸체부를 구비하여 각각 전자총과 튜브를 결합하므로 결합의 신뢰성이 더욱 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래기술의 X선관을 나타내는 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총의 전자발생부를 도시한 측단면도.
도 3 및 도 4는 도 2의 전자발생부의 분해도.
도 5는 본 발명의 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 포함하는 X선관의 측단면도.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총 및 이를 포함하는 X선관을 더욱 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총의 전자발생부를 도시한 측단면도이다.

본 발명의 전자총은 클로즈드 타입의 엑스선관에 적용되는 예로 설명되지만, 오픈타입의 엑스선관에 적용될 수 있음은 물론, 기타 광학 및 영상장비에 적용되는 음극선을 방출하기 위한 전자총 또는 전자발생장치에 적용될 수 있음에 유의하여야 한다.

본 발명의 전자총(10)은 기본적으로, 캐소드를 구비하는 음극부(100)와, 상기 음극부(100)를 지지하는 상부전극(200), 상기 상부전극(200)의 하측에서 상기 상부전극(200)과 절연상태로 배치되는 하부전극(300) 및 상기 상부전극(200)과 하부전극(300)의 사이에 개재되고 링 형상으로 이루어지는 지지부재(400)를 포함하여 이루어진다.

상기 음극부(100)는 캐소드(Cathode, 도 3의 110)를 포함하는 것으로, 다공질의 텅스텐 등의 금속에 바륨옥사이드(BaO) 등의 물질을 도포한 것이다. 다만, 상기 캐소드(110)는 전계에 의하여 전자를 방출할 수 있는 소재라면 선택적으로 이루어질 수 있다.

상기 음극부(100)는 상측에 에미터(emitter)로서 외부와 연결되는 복수의 핀과 같은 금속전극이 형성된다. 상기 금속전극은 2개 이상이 형성되되 그 이상이 배치될 수 있음은 물론이다. 이와 관련하여는 후술하도록 한다.

상부전극(200)은 상측에서 상기 음극부(100)를 지지하는 중공의 원반 내지는 링 형상의 부재로서, 중심부에 캐소드(110)의 삽입을 위한 공간이 형성될 수 있다.

상기 상부전극(200)은 캐소드(110)와 가장 가까운 전극으로서 소정의 하우징과 동일한 전위를 부여하는 것이 일반적이고, 이러한 경우 접지전위가 되고 접지를 위하여 별도의 부재가 구비되거나 직접 맞닿게 할 수도 있음은 물론이다.

상기 하부전극(300)은 상기 상부전극(200)과 소정 간격 이격되어 배치되는 전극으로서, 본 발명의 개념에서는 대략 원반 형상으로 이루어진다.

상기 상부전극(200)과 하부전극(300)의 소재의 예로서 제1전극을 Mo(몰리브덴), Ta(탄탈),W(텅스텐), Ir(이리듐), Ti(티타늄), Zr(지르코늄), Ni(니켈)이나 스테인리스강과 같은 재질이 사용될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 개념에서는 상기 상부전극(200)과 하부전극(300)의 사이에 지지부재(400)가 배치되는데, 상기 지지부재(400)는 상측에 상부전극(200)을 지지하고 하측에 하부전극(300)을 지지하면서 상호간에 위치를 고정하는 역할을 한다.

상기 지지부재(400)는 전기적인 절연을 수행할 수 있는 물질이라면 다양하게 선택되어 사용될 수 있으나, 가공성 또는 내구성 등을 고려하여 실리콘으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상측으로부터 음극부(100)의 소정 부위가 상부전극(200)의 상측에 안착된 상태에서 상부전극(200)이 지지부재(400)의 상측에 고정되고, 상기 지지부재(400)는 하측에 하부전극(300)을 결합한다. 상기와 같은 결합상태에서 전자발생부는 대략 원반 형상으로 이루어지게 된다.

상기 전자발생부로부터 방출되는 전자는 소정의 타겟에 정확하게 충돌하기 위하여 상기 전자발생부의 중심선은 일치되어야 하는바, 상기 음극부(100)의 캐소드(110)의 중심은 원반형상의 전체의 중심선에 일치한 상태에서 고정되어야 한다.

따라서, 상기 음극부(100)를 상하측에서 지지하기 위하여 상부전극(200)의 상면에 결합하고 그 사이에서 음극부(100)의 소정 부위를 지지하기 위한 커버부(500)가 더 배치될 수 있다.

상기 커버부(500), 음극부(100), 상부전극(200), 지지부재(400) 및 하부전극(300)을 상호 결합한 상태로 고정하기 위하여 상기 부재들을 관통하는 소정의 홀들이 형성될 수 있고, 상기 홀들에는 별도의 체결부재가 상하로 관통하여 부재들의 결합의 확실성을 제공할 수 있다.

도 3 및 도 4는 상기한 전자발생부를 더욱 구체적으로 설명하기위한 분해도로서, 도 3은 분해상태의 측단면을 나타내고, 도 4는 평면을 나타낸다.

음극부(100)는 중심에 캐소드(110)가 상하로 긴 막대 형상으로 이루어지되, 높이의 일부에서 외주측으로 원반형상으로 돌출되는 플랜지부(120)가 배치된다.

상기 플랜지부(120)는 상기한 바와 같이 커버부(500)와 상부전극(200)의 사이에서 지지되기 위한 구성이다.

상부전극(200)은 도전성의 금속물질로 이루어지는데, 전체적으로 대략 원반 형상으로 이루어진다. 상부전극(200)의 상면에는 상기 음극부(100)의 플랜지부(120)의 형상에 대응되는 음극지지부(220)가 형성되고, 바람직하게는 상기 음극지지부(220)는 상기 음극부(100)의 외주측의 유동을 방지할 수 있도록 플랜지부(120)에 대응되는 형상으로 하측으로 단차를 이룰 수 있다.

상부전극(200)은 하측으로 중심부측에서 돌출되는 실린더부(230)를 더 구비하는데, 상기 실린더부(230)는 중공의 형상으로 이루어져 내부의 공간에 상기 캐소드(110)의 하측이 삽입되는 방식으로 배치된다. 상기 캐소드(110)는 실린더부(230)의 내주측으로부터 이격되는데, 상기 플랜지부(120) 및 음극 지지부(220)에 의하여 정확한 위치가 확보되는 것이다.

상기 실린더부(230)의 하측은 대략 폐쇄된 형상으로 이루어지는데, 더욱 정확하게는 실린더부(230)의 저면은 박막 형상의 판으로 이루어져 음극부(100)의 전자발생을 유도하는 전계가 형성되도록 상측전계부(250)가 형성된다. 상기 상측전계부(250)의 중심에는 전자빔의 방출을 위한 소정의 홀인 상측관통홀(251)이 형성된다.

지지부재(400)는 상기한 바와 같이 절연재질로서 이루어지고 상하측에 각각 상부전극(200)과 하부전극(300)을 지지하는데, 대략 링 형상으로 이루어지고 상하측에 각각 안착부(420, 430)가 형성된다. 중심부측에는 내주측에 캐소드(110)를 수용하는 상부전극(200)의 실린더부(230)가 관통되어 삽입될 수 있는 삽입구(440)가 형성된다.

상기 상부전극(200)을 안착하기 위한 상측안착부(420)는 대략 링 형상으로 이루어지되, 상부전극(200)의 수평방향 유동을 방지하기 위하여 하측으로 단차진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 하부전극(300)을 하면에 결합하기 위한 하측안착부(430)는 링 형상으로 이루어져 하부전극(300)의 상면에 밀착하되, 하부전극(300)의 수평방향 유동을 방지하기 위하여 상측으로 단차진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

하부전극(300)은 제2전계인 하측 전계를 형성하기 위한 전도성의 재질로서, 대략 원반 형상으로 이루어져 전자발생부의 하면의 외형을 이룬다.

하부전극은 중심부측에 상측전계부(250)에 대응되는 하측전계부(350)가 형성되고 상측전계부(250)와 미세하게 이격된 상태에서 마주보도록 배치된다. 하측전계부(350)의 중심측에는 전자빔 방출 및 안내를 위한 하측관통홀(351)이 형성된다.

상기 하측전계부(350)는 최종적으로 전자빔의 방출을 위한 부재로서 평판 형상으로 이루어지는데, 전계형성을 위하여 대략 실린더 형상을 이루도록 하부전극(300)의 내주측에서 상측으로 단차진 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구조에 따른 전자발생부의 결합관계를 다시 설명하며, 음극부(100)가 중심부의 캐소드(110)를 상부전극(200)의 실린더부(230)의 내주측에 삽입한 상태에서 플랜지부(120)가 상부전극(200)의 음극지지부(220)에 안착되어 고정되면, 지지부재(400)가 상측안착부(420)에서 상부전극(200)의 외주측 저면을 지지하게 된다. 상기 지지부재(400)의 중심부에 형성되는 삽입구(440)에 실린더부(230)가 삽입된 상태로, 하부전극(300)이 지지부재(400)의 저면에 형성되는 하측안착부(430)에 결합되는 방식으로 배치된다.

이러한 구조에 있어서, 음극부(100)는 플랜지부(120)가 상부전극(200)의 음극지지부(220)에 의하여 수평 위치가 결정되고, 상부전극(200)과 하부전극(300)은 지지부재(400)의 상측안착부(420)와 하측안착부(430)에 의하여 수평 위치가 결정되는데, 축방향의 결합력 제공을 위한 구조가 요청된다.

상기 음극부(100)의 결합을 위하여 상단부측에는 커버부(500)가 배치되는데, 상기 커버부(500)는 중공의 링 형상으로 이루어지고, 저면에 플랜지부(120)의 상면을 지지한 상태에서 상부전극(200)에 결합된다.

상측으로부터 커버부(500), 상부전극(200), 지지부재(400) 및 하부전극(300)은 축방향 결합력의 제공을 위하여 하나 이상의 체결홀이 형성될 수 있는데, 모든 부재들이 링 내지는 원반 형상으로 이루어지기 때문에 최소환 양측에서 상하부를 관통하여 상호 대응되는 위치에 형성되는 한 쌍의 체결홀들을 포함할 수 있다.

따라서, 커버부(500)의 양측에 형성되는 제1체결홀(510), 상부전극(200)에 형성되는 제2체결홀(210), 지지부재(400)에 형성되는 제3체결홀(410) 및 하부전극(300)에 형성되는 제4체결홀(310)이 상호 연통된 상태로 각 부재의 결합이 이루어지게 된다.

상기 체결홀들을 관통하여 별도의 체결부재가 배치될 수 있다. 도면에는 상측에서 하방으로 체결되는 상측체결부재(610)가 배치되는 예가 도시되는데, 바람직하게는 체결부재는 상하부에서 각각 체결되는 상측체결부재와 하측 체결부재로 이루어질 수 있다.

상기 상측체결부재(610)는 체결홀들에 압입되는 방식으로 부재들을 결합할 수도 있고, 나사산이 형성되어 각 체결홀에 형성되는 나사홈에 나삽되는 방식으로 체결될 수도 있음은 물론이다.

다만, 상기 체결부재가 상측체결부재와 하측체결부재로 이루어지는 경우에는 그 단부측에 지지부재(400)에 형성되는 제3체결홀(410)의 내주측에 배치되는 것이 바람직하고, 상기 상측체결부재와 하측체결부재의 단부측은 상호 소정 간격 이격되는 것이 더욱 바람직하다.

도 5는 상기한 전자발생부가 배치되는 전자총과 튜브가 결합되는 모습을 나타내는 측단면도이다.

상술한 전자발생을 위한 부재들은 외형을 이루는 소정의 하우징(11) 내부에 수용되는 방식으로 결할된다. 본 발명의 개념에서는 전자발생부의 각 부재들이 원반형상을 이루고 전체적으로 원기둥 형상으로 이루어지기 때문에 상기 하우징(11)은 내주측에서 원기둥 형상의 공간을 이루는 것이 바람직하다.

상기 하우징(11)의 내주측에 전자발생부가 배치되면, 외부 제어전원의 입력과 단자들의 고정을 위한 핀(13)과 스템(12)이 하우징(11)의 단부측에 배치될 수 있다.

상기 핀(13)은 상기 전자발생부와 전기적, 기계적으로 접속하여 X선관 밖으로부터 전위를 부여하게 된다. 상기 전도를 위한 재질은 특별히 한정되지는 않으며, 전자발생부와의 연결관계는 선택적으로 이루어질 수 있다.

상기 전자발생부는 하부전극(300)과 연결되는 집속렌즈(20)를 더 포함할 수 있다. 상기 집속렌즈(20)는 캐소드(110)로부터 방출되는 전자빔을 정확하게 타겟(1113)에 안내하기 위한 부재로서 하부전극(300)의 하측에서 이격된 또 다른 평판 형상의 전극으로 이루어질 수도 있고, 도면에 도시된 바와 같이 중공의 기둥 형상으로 이루어질 수도 있다.

상기 전자총(10)은 집속렌즈(20)측이 타겟(1113)을 바라보도록 배치되거나, 튜브(1110)에 결합되는데, 이러한 결합관계에 관하여 이하 더욱 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총을 포함하는 X선관은 튜브(1110)와 몸체부(1130)로 구성된다.

상기 몸체부(1130)는 내부의 공간에 타겟(1113)을 지지하고, 튜브(1110)는 상기 몸체부(1130)에서 대략 수직하게 배치되어, 타겟지지체(1112)를 내부에 수용한다.

상기 몸체부(1130)는 내부에 전자총(10)을 수용하는 전자총 수용부(참조번호 미표시)를 구비할 수 있는데, 따라서, 상기 몸체부(1130)는 일측에서 전자총(10)을 결합하고 이에 대략 수직하는 방향으로 튜브(1110)를 결합하는 지지수단으로서 역할한다.

상기 몸체부(1130)는 대략 원기둥 형상으로 이루어지고, 일측에는 전자총 수용부가 형성되어 전자총(10)에 의해 발생한 전자가 유동할 수 있는 경로를 내부에 형성하고, 상측으로부터 타겟지지체(1112)가 관통하여 타겟(1113)을 소정 위치에 고정한다. 한편, 몸체부(1130)의 하측에 형성된 개구에는 투과창(1114)이 배치되는데, 상기 투과창(1114)을 통해 타겟(1113)으로부터 발생한 X선이 X선관의 외부로 방출된다.

한편, 상기 몸체부(1130)의 상측에는 세로로 긴 원기둥 형상의 튜브(1110)가 결합한다. 상기 튜브(1110)는 유리나 세라믹과 같은 절연체로 이루어지고, 내부가 중공형상으로 형성된다. 클로즈드 타입의 X선관에서는 상기 튜브(1110)의 내부가 진공으로 외부와 폐쇄된 상태로 이루어진다.

상기 튜브(1110)의 상하측은 각각 개방되어 내부가 연통되는데, 상측 단부에는 금속관(참조번호 미표시)이 결합된다. 상기 금속관은 중심에 타겟지지체(1112)를 고정한다.

상기 금속관의 내주 반경은 튜브(1110)의 내주측 반경보다 작게 형성되는데, 더욱 구체적으로는 타겟지지체(1112)의 외주측의 형상 및 크기에 대응되는 형상으로 이루어진다.

타겟 지지체(1112)는 하측에 타겟(1113)을 고정하도록 긴 막대 형상으로, 구리와 같은 금속 재질로서 이루어진다.

상기 타겟 지지체(1112)는 금속관의 내주에 삽입되는 방식으로 결합하여 지지되는데, 위치가 결정되면 용접과 같은 방식을 통해 고정결합된다.

상기 타겟 지지체(1112)의 타겟(1113)을 고정하는 부위는 경사면이 형성되는데, 상기 경사면은 전자총(10)을 마주보도록 이루어지며, 하측으로 갈수록 상기 전자총으로부터 멀어지도록 경사진다.

따라서, 상기 타겟(1113)은 전자총을 마주보되, 하측으로 경사지도록 배치되어, 전자총으로부터 발생한 전자가 타겟(1113)과 충돌하면 전자의 진행방향에 대략 수직한 방향으로 X선이 출력되고, 몸체부(1130)의 하측을 통해 방출되는 것이다.

상기 몸체부(1130)는 외주측으로 돌출되는 원반 형상의 바디플랜지부(1131)을 더 포함할 수 있는데, 상기 바디플랜지부(1131)는 외부의 물체에 지지되는 역할을 할 수도 있고, 도면에 도시된 바와 같이 전자총(10)과 결합하는 부위에 소정의 공간을 이루어 전자총(10)의 하우징(11)의 외주측이 삽입될 수 있도록 함으로써 전자총(10)을 견고하게 결합하도록 할 수도 있다.

또한, 상기 몸체부(1130)의 일측에 형성된 전자총 수용부가 내주측에 전부 전자발생부를 포함하고, 상기 하우징(11)이 생략되어 상기 몸체부(1130)와 전자총이 일체로서 이루어질 수도 있음은 물론이다.

본 발명의 X선관은 클로즈드 타입(Closed Type)의 고전압 엑스선 발생기나 오픈 타입(Open Type)의 엑스선 발생기를 선택적으로 사용할 수 있으며, 본 발명의 전자발생부는 광학장비 또는 영상장비의 음극선을 발생할 수 있는 부위라면 다양하게 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 전극 지지수단을 구비하는 전자총은 음극부, 상부전극 및 하부전극이 지지부재에 의해 견고하게 지지된 상태에서 하우징에 결합되기 때문에 종래기술의 취약한 전자발생부 결합부위를 현저하게 개선함으로써 내구성과 작동신뢰성이 향상되는 이점이 있다. 특히, 각 부재들이 상하좌우방향의 지지가 유기적으로 견고하게 이루어질 수 있고, 축방향으로의 결합 또한 견고하게 이루어지기 때문에 상호 미세하게 이격된 간격 및 중심축이 정확하게 유지될 수 있어 정확한 전자빔의 방출이 가능하게 된다.

또한, 상기 전자총을 구비하는 X선관은 별도의 몸체부를 구비하여 각각 전자총과 튜브를 결합하므로 결합의 신뢰성이 더욱 향상되는 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.

10...전자총 11...하우징
20...집속렌즈 100...음극부
110...캐소드 120...플랜지부
200...상부전극 220...음극지지부
230...실린더부 240...삽입부
250...상측전계부 300...하부전극
350...하측전계부 400...지지부재
420...상측안착부 430...하측안착부
440...삽입구 500...커버부
520...음극수용홀 610...상측체결부재
1110...튜브 1112...타겟지지체
1113...타겟 1130...몸체부
1131...바디플랜지부

Claims (14)

1. 축방향으로 긴 막대 형상의 캐소드와 상기 캐소드의 외주측으로 돌출된 원반 형상의 플랜지부로 이루어지는 음극부;
   상기 음극부를 지지하는 상부전극;
   상기 상부전극의 하측에서 상기 상부전극과 이격되어 배치되는 하부전극;
   상기 상부전극과 하부전극의 사이에 개재되고 링 형상으로 이루어지며 절연재질로 이루어지는 지지부재; 및
   저면에서 상기 플랜지부의 상면을 지지하고, 하측에서 상기 상부전극과 결합되는 링 형상의 커버부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 음극부는, 상기 플랜지부가 상기 상부전극의 상면에 하방으로 단차지도록 형성되는 음극지지부에 안착되어 결합되는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 지지부재는, 실리콘을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
   
5. 제2항에 있어서,
   상기 상부전극은, 중심부측에서 하방으로 돌출되고 내주측 공간에 상기 캐소드를 수용하는 실린더부와, 상기 실린더부의 저부를 형성하는 박판 형상의 상측전계부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 지지부재는, 중심부측에 상기 실린더부가 삽입되는 삽입구가 형성되고, 상기 상부전극의 외주측 저면을 지지하도록 하방으로 단차진 상측안착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 하부전극은, 상기 지지부재의 저부에서 상방으로 단차진 하측안착부에 결합되고, 상기 상부전극의 상측전계부와 축방향으로 이격되어 배치되는 하측전계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 커버부, 상부전극, 지지부재 및 하부전극에는 축방향으로 관통되는 하나 이상의 체결홀이 형성되고,
   상기 체결홀을 축방향으로 관통하여 상기 커버부, 상부전극, 지지부재 및 하부전극을 축방향으로 상호 체결하는 하나 이상의 체결부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 체결부재는, 상측에서 하방으로 체결되는 상측체결부재와, 하측에서 상방으로 체결되는 하측체결부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 상측체결부재와 하측체결부재는, 각각의 단부가 상호 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
    
11. 제1항에 있어서,
    상기 하부전극에 연결되고 상기 캐소드로부터 방출된 전자를 안내하는 집속렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전극 지지수단을 구비하는 전자총.
    
12. 제1항, 제2항, 제4항 내지 제11항 중 어느 한 항의 전자총을 구비하는 X선관으로서,
    외부와 폐쇄된 상태의 진공으로 이루어진 원통 형상의 튜브;
    상기 튜브의 내부에 배치되고, 하단부측에 상기 전자총을 마주보되 하측으로 경사지도록 배치되어 전자빔의 진행방향에 수직한 방향으로 X선을 출력하는 타겟을 결합하는 타겟 지지체;
    상측으로 상기 튜브와 결합하고, 내부에 상기 타겟이 수용되는 몸체부; 및
    상기 몸체부의 일측을 관통하는 홀 형상으로 이루어지고, 상기 전자총이 내부에 수용되는 전자총 수용부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 X선관.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 몸체부는, 별도의 부재나 장치들에 결합될 수 있도록 외주방향으로 돌출된 원반 형상으로 이루어지는 바디플랜지부가 형성되는 X선관.
14. 삭제

Images