KR101237653B1 - Ｘ선관 및 이를 포함하는 ｘ선원 - Google Patents

Abstract

이 발명은 확대투시 화상의 확대율 향상을 실현하기 위한 구조를 구비하는 X선관 및 이를 포함하는 X선원에 관한 것이다. 당해 X선관은 X선 타겟이 수용된 타겟 수용부와, 이 타겟 수용부의 측벽부에 일단이 부착된 전자총 수용부를 구비한다. 전자총 수용부의 관축이 타겟 수용부의 관축과 교차하도록 배치된다. 또, 전자총 수용부는 이 전자총 수용부의 관축보다 타겟 수용부에 있어서의 측벽부의 일방의 단부에 설치된 X선 출사창측에 전자총의 전자 출사구 중심이 비켜 놓여진 상태에서 이 전자총을 보유한다. 이 구성에 의해 전자총의 충분한 출력을 유지하면서 X선 출사창과 X선 타겟과의 거리(FOD)의 단축화가 가능하게 된다.

확대투시, 화상, X선관, X선원, 타겟, 수용부, 전자총, 관축, 출사창, 출사구

Description

Ｘ선관 및 이를 포함하는 Ｘ선원{X-RAY TUBE AND X-RAY SOURCE INCLUDING IT}

이 발명은 내부에서 발생시킨 X선을 외부로 취출하는 X선관 및 이 X선관과 전원부가 일체적으로 구성된 X선원에 관한 것이다.

X선은 물체에 대해서 투과성이 좋은 전자기파이고, 물체의 내부 구조의 비파괴 및 비접촉 관찰에 다용되고 있다. X선관은 전자총으로부터 출사된 전자를 타겟에 입사시켜서 X선을 발생하는 것이 통상적인 예이다. X선관은 특허 문헌 1에 기재된 것처럼 전자총을 수용하는 관형상 부재(이하, 「전자총 수용부」라고 한다.)가 타겟을 수용하는 수용 부재(이하, 「타겟 수용부」라고 한다.)에 부착되어 있다. 타겟 수용부의 관축과 전자총 수용부의 관축은 직교하고 있고, 전자총으로부터 출사된 전자는 타겟에 충돌하여 타겟으로부터 X선이 발생한다. X선은 X선관의 X선 출사창을 투과하여 외부의 시료에 조사된다. 시료를 투과한 X선은 각종 X선 화상 촬상 수단으로 촬상된다.

　　<특허 문헌 1> 미국특허 제6,229,876호 명세서

<발명이 해결하고자 하는 과제>

발명자들은 종래의 X선관에 대해서 검토한 결과 이하와 같은 과제를 발견하였다. 즉, 각종 X선 화상 촬상 수단으로 촬상되는 확대투시 화상의 확대율은 타겟으로의 전자 입사위치(X선의 초점 위치)로부터 이 타겟에서 발생한 X선을 외부로 취출하기 위한 X선 출사창까지의 거리(FOD : Focus Object Distance)가 짧을수록 커진다. 이는 FOD의 단축화가 비파괴 및 비접촉 관찰 등에 의한 검사 정밀도를 향상시키는 것을 의미한다. 그 때문에 FOD를 짧게 하는 것이 요망되고 있었다.

그렇지만 종래의 X선관에서 FOD를 짧게 하기 위해서는 타겟을 X선 출사창측에 근접시킬 필요가 있다. 이 경우 전자총 수용부 자체도 X선 출사창측으로 비켜 놓을 필요가 있었다. 그리고, 종래의 X선관에서 전자총 수용부 자체를 X선 출사창측으로 비켜 놓은 경우이어도 전자총 수용부를 X선 출사창으로부터 돌출시키지 않도록 하기 위해서는 전자총 수용부의 소형화가 요구된다. 그런데, 전자총 수용부의 소형화는 전자총 수용부의 내부 공간이 좁아지기 때문에 그 내부 공간에 수용할 수 있는 전자총도 소형으로 할 필요가 있었다. 전자총의 소형화에는 전자총을 구성하는 각 부재를 정밀도 좋게 제조하는 것이 곤란하게 된다고 하는 제조상의 과제만 아니라 각 부재간에서의 내전압 성능의 보유라고 하는 설계적인 과제도 생기게 한다. 따라서, 소형화하면서도 소망의 출력이 얻어지는 전자총을 실현하는 것은 매우 곤란하였다. 또, X선관 수용부의 내부 공간이 좁아지는 경우 전자총을 수용하는 것이 어려워지고 결과적으로 X선관을 조립할 때의 작업 효율도 저하하였다. 그 때문에 종래의 X선관에서는 소망의 출력을 얻으면서 FOD를 짧게 하는 것은 어려웠다.

이 발명은 상술과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로 전자총으로부터 소망의 출력을 얻으면서 FOD의 단축화를 가능하게 함으로써 확대투시 화상의 확대율 향상을 실현하기 위한 구조를 구비하는 X선관 및 이를 포함하는 X선원을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

이 발명과 관련되는 X선관은 전자총으로부터 출사된 전자를 X선 타겟에 입사시킴으로써 이 X선 타겟에서 X선을 발생시킨다. 이상의 과제를 해결하기 위해 이 발명과 관련되는 X선관은, 적어도 타겟 수용부와, 이 타겟 수용부에 부착된 전자총 수용부를 구비한다. 타겟 수용부는 소정의 방향을 따라 뻗은 관축을 가짐과 아울러 내부에 X선 타겟이 수용된 중공 부재이다. 또, 이 타겟 수용부는 관축을 둘러싸도록 배치된 측벽부와, 이 측벽부의 단부측에 위치함과 아울러 이 관축과 교차하는 면 상에 배치되고, 이 X선 타겟에서 발생한 X선을 외부로 취출하기 위한 X선 출사창을 가진다. 한편, 전자총 수용부는 이 관축이 타겟 수용부의 관축과 교차하도록 이 타겟 수용부의 측벽부에 일단이 부착된 중공 부재이다. 이 전자총 수용부는 전자총의 전자 출사구가 X선 타겟을 향한 상태에서 이 전자총의 적어도 일부를 수납하는 구조를 가진다.

특히, 이 발명과 관련되는 X선관에 있어서, 전자총 수용부는 전자총의 전자 출사구 중심이 전자총 수용부의 관축보다 X선 출사창측으로 비켜 놓여진 상태에서 전자총을 보유한다. 바꾸어 말하면, 타겟 수용부 및 전자총 수용부는 각각 관형상의 중공 부재로서 이 전자총 수용부의 관축에 대해 평행으로 되는 전자총의 중심선(전자총의 전자 출사구 중심을 통과하는 이 전자총의 관축)이 전자총 수용부의 관축으로부터 X선 출사창측으로 오프셋(offset) 하고 있다.

위에서 설명한 바와 같이 당해 X선관에서는 전자총의 중심선이 전자총 수용부의 관축보다 X선 출사창측으로 오프셋(offset) 하고 있기 때문에 전자총의 중심선이 전자총 수용부의 관축에 일치하고 있던 종래의 X선관에 비해 FOD를 짧게 할 수가 있다. 그 결과 촬상되는 확대투시 화상의 확대율을 증대하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 전자총의 배치만을 X선 출사창측으로 이동시킴으로써 전자총 수용부를 소형화할 필요가 없어져 종래 대로의 충분한 출력이 얻어지는 전자총이 채용될 수 있다. 또한, 상술과 같은 전자총의 배치 구조가 채용됨으로써 전자총을 전자총 수용부에 수용할 때의 작업 부담이 경감하여 X선관을 조립할 때의 작업 효율이 향상된다.

이 발명과 관련되는 X선관에 있어서, 전자총은 전자를 발생시키는 음극을 포함하는 전자 발생부와, 이 음극에서 발생한 전자를 가속시키면서 집속시키는 통형상의 집속 전극을 가져도 좋다. 또, 전자총 수용부는 상기 전자총 수용부의 관축으로부터 상기 X선 출사창측으로 비켜 놓은 위치에 설치된, 상기 집속 전극을 위치 결정하기 위한 돌출부로서 상기 집속 전극의 선단 부분이 내주면에 끼워 맞춰진 돌출부를 가져도 좋다. 이 경우 전자총 수용부에 형성된 구덩이부에 집속 전극을 끼워 맞춤으로써 전자총의 위치 결정이 가능하게 된다. 즉, 이 구조에 의해 전자총의 위치 결정이 용이하게 되어 X선관을 조립할 때의 작업 효율이 향상된다. 또한, 상기 전자 발생부와 상기 집속 전극이 수용된 상기 전자총 수용부내에 있어서 상기 집속 전극의 선단부분이 상기 돌출부의 내주면에 끼워 맞춰짐으로써 상기 전자총 수용부의 관축과 평행이고 또한 상기 전자총 수용부의 관축에 대해 상기 X선 출사창측에 비켜 놓은 상기 전자총의 중심선에 중심선축이 일치하도록 상기 집속 전극이 위치결정된다.

또, 이 발명과 관련되는 X선관에 있어서, 전자 발생부와 집속 전극의 외주는 절연체를 통해 접속되는 것이 바람직하다. 이때 절연체는 집속 전극의 외주 중 X선 출사창측에 면한 영역을 피해 배치되는 것이 바람직하다. 이 경우 전자총이 X선 출사창측으로 비켜 놓은 상태로 전자총 수용부 내에 수용되어도 이 절연체가 방해로 되기 어려워 전자총을 X선 출사창에 한층 접근할 수가 있다. 그 결과 FOD를 한층 짧게 하는 것이 가능하게 된다.

이 발명과 관련되는 X선관에 있어서, 전자총 수용부는 그 내부에 설치된 가스 흡수부를 더 가져도 좋다. 특히, 이 가스 흡수부는 전자총 수용부의 내부 공간에 있어서 전자총보다 X선 출사창으로부터 먼 측에 배치되는 것이 바람직하다. 이 경우 전자총 수용부의 내부 공간 중 전자총보다 X선 출사창으로부터 먼 측의 공간을 넓게 할 수 있으므로 이 공간에 가스 흡수부가 배치하기 쉬워진다. 즉, 전자총 수용부의 내부 공간의 유효 활용을 도모할 수가 있다. 또, 가스 흡수부의 크기나 설치하는 위치에 대한 선택의 자유도가 넓어져 전자총 수용부 내의 진공 상태를 유지하는데 효과적인 가스 흡수가 보다 효과적으로 실현될 수 있다.

또한, 이 발명과 관련되는 X선원은, 상술과 같은 구조를 가지는 X선관(이 발명과 관련되는 X선관)을 구비함과 아울러, X선 타겟에서 X선을 발생시키기 위한 전압을 이 X선 타겟이 배치된 양극에 공급하는 전원부를 구비한다.

또, 이 발명과 관련되는 각 실시예는 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 한층 더 충분히 이해가 가능하게 된다. 이들 실시예는 단지 예시를 위해서 나타나는 것으로 이 발명을 한정하는 것이라고 생각해야 하는 것은 아니다.

또, 이 발명의 새로운 응용 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 밝혀진다. 그렇지만 상세한 설명 및 특정의 사례는 이 발명의 매우 적합한 실시예를 나타내는 것이지만 예시를 위해서만 나타나 있는 것으로 이 발명의 사상 및 범위에 있어서의 여러 가지 변형 및 개량은 이 상세한 설명으로부터 당업자에게는 자명하다는 것은 분명하다.

<발명의 효과>

이 발명과 관련되는 X선관에 의하면 전자총의 충분한 출력을 확보하면서 FOD의 단축화를 실현하기 위한 구조가 채용됨으로써 확대투시 화상의 확대율 증대가 가능하게 된다.

도 1은 이 발명과 관련되는 X선관의 하나의 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 나타난 X선관의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 2 중에 나타난 III-III선을 따른 본 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 4는 도 3 중에 나타난 IV-IV선을 따른 본 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 5는 본 실시와 관련되는 X선관에 적용되는 전자총 수용부의 사시도이다.

도 6은 전자총 수용부 및 전자총의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 7은 절연체를 통해 접속된 집속 전극과 전자 발생부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 8은 도 7 중의 VIII-VIII선을 따른 이 도 7의 접속 구조를 나타내는 단면 도이다.

도 9는 도 7에 나타난 접속 구조의 변형예로서 절연체를 통해 접속된 집속 전극과 전자 발생부를 나타내는 확대 단면도이다.

도 10은 도 9 중의 X-X선을 따른 이 도 9의 접속 구조를 나타내는 단면도이다.

도 11은 이 발명과 관련되는 X선원의 하나의 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 12는 본 실시예와 관련되는 X선원의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 13은 비파괴 검사 장치의 X선 발생 장치에 조립되어 넣어진 X선원(본 실시예와 관련되는 X선관을 포함)의 작용을 설명하는 정면도이다.

<부호의 설명>

1 X선관 3 진공 외위기 본체(타겟 수용부)

5 양극 5d 타겟

7 밸브 9 헤드부

13 내통관 11 전자총 수용부

11b 돌출부 11c 내주면(구덩이부)

10 X선 출사창 15 전자총

17 집속 전극 19, 35 절연체

21 전자 발생부 26 음극

31 겟터(getter)(가스 흡수부)

L1 X선 출사 경로 C1 전자총 수용부의 관축

C4 전자총의 중심선

A1, A2 X선 출사창측의 영역

100 X선원 102 전원부

102A 절연 블록 102B 고전압 발생부

102C 고전압선 102D 소켓

103 제1 판부재 103A 나사 삽입통과 구멍

104 제2 판부재 104A 나사 삽입통과 구멍

105 체결 스페이서 부재

105A 나사 구멍 106 금속제통 부재

106A 부착 플랜지 106B 테이퍼면

106C 삽입통과 구멍

108 도전성 도료 109 체결 나사

110 고압 절연 오일

XC X선 카메라 SP 시료판

P 관찰 포인트(point)

XP X선 발생 포인트

이하, 이 발명과 관련되는 X선관 및 이를 포함하는 X선원의 각 실시예를 도 1∼도 13을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또, 도면의 설명에 있어서 동일 부위, 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다.

우선, 도 1∼도 6을 참조하여 이 발명과 관련되는 X선관의 하나의 실시예에 대해서 설명한다. 또, 도 1은 이 발명과 관련되는 X선관의 하나의 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 도 1에 나타난 X선관의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2 중에 나타난 III-III선을 따른 본 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 3 중에 나타난 IV-IV선을 따른 본 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 도 5는 본 실시와 관련되는 X선관에 적용되는 전자총 수용부의 사시도이다. 또, 도 6은 전자총 수용부 및 전자총의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 1∼도 4에 나타난 것처럼 X선관(1)은 밀봉형의 X선관이다. X선관(1)은 타겟 수용부로서의 관형상의 진공 외위기(外圍器) 본체(3)를 가진다. 진공 외위기 본체(3) 내에는 후술하는 타겟(5d)이 설치된 양극(5)이 수용되어 있고 내부가 소정의 진공도까지 감압되어 있다. 진공 외위기 본체(3)는 양극(5)을 지지하는 대략 원통 형상의 밸브(7)와, X선 출사창(10)을 가지는 대략 원통 형상의 헤드부(9)와, 밸브(7)와 헤드부(9)를 연결하는 링 부재(7b)로 구성되어 있다. 이 진공 외위기 본체(3)에 전자총 수용부(11)가 용접됨으로써 진공 외위기(2)가 얻어진다. 또, 밸브(7)와 헤드부(9)는 관축 C3을 공유하도록 링 부재(7b)에 고정되어 있다. 헤드부(9)에는 관축 C3 방향에 있어서의 일단에 X선 출사창(10)이 설치되어 있다. 한편, 유리(절연체)로 이루어지는 밸브(7)의 관축 C3 방향에 있어서의 타단은 개구를 폐쇄하도록 직경 축소해 가는 형상을 가진다. 이 구조에 의해 양극(5)의 기단 부(5a)(고전압 인가부)의 일부를 외부에 노출시킨 상태에서 양극(5)이 진공 외위기 본체(3) 내의 소망의 위치에 보유된다. 즉, 진공 외위기 본체(3)는 그 일단에 X선 출사창(10)을 가짐과 아울러 타단에 양극(5)을 보유하고 있다. 또, 이하의 설명에 있어서의 상하는 진공 외위기 본체(3)의 관축 C3 방향에 있어서의 일단측(X선 출사창(10)측)을 상(上)으로 하고, 진공 외위기 본체(3)의 관축 C3 방향에 있어서의 타단측(양극(5)의 보유측)을 하(下)로 한다.

밸브(7)의 상단부에는 링 부재(7b)가 융착되어 있다. 링 부재(7b)는 금속제의 원통 부재이고 상단에 환상의 플랜지가 형성되어 있다. 링 부재(7b)의 상단은 헤드부(9)의 하단부에 맞닿아 용접된다.

헤드부(9)는 대략 원통 형상인 금속제의 부재이고 그 외주에 환상의 플랜지부(9a)가 형성되어 있다. 헤드부(9)는 플랜지부(9a)를 사이에 두고 하부(9b)와 상부(9c)로 나누어지고, 밸브(7)와의 사이에 관축 C3을 공유하도록 하부(9b)의 하단부에 링 부재(7b)가 용접되어 있다. 헤드부(9)의 상부(9c)에는 그 단부의 개방을 폐색하도록 Be재로 이루어지는 X선 출사창(10)이 설치되어 있다. 또한, 상부(9c)에는 진공 외위기(2) 내를 진공으로 하기 위한 배기공(9e)이 형성되고, 배기공(9e)에는 배기관이 고정되어 있다. 또, 헤드부(9) 내에는 대략 원통 형상이어 금속제의 내통관(13)이 헤드부(9)와의 사이에 관축 C3을 공유하도록 배치되어 있다.

헤드부(9)의 상부(9c)에는 그 외주에 평면부(9d)가 형성되고, 그 평면부(9d)에는 전자총 수용부(11)를 부착하기 위한 헤드부측 관통공(9f)이 형성되어 있다. 이에 대해 헤드부(9) 내에 배치된 내통관(13)에는 전자총 수용부(11)를 부착하기 위해 헤드부측 관통공(9f)보다 작은 직경으로 이루어지는 내통관측 관통공(13f)이 형성되어 있다. 그리고, 큰 직경의 헤드부측 관통공(9f)측에서 보아서 작은 직경의 내통관측 관통공(13f)은 큰 직경의 헤드부측 관통공(9f) 내에 위치함과 아울러 X선 출사창(10)측으로 비켜 놓은 위치에 배치되어 있다(도 4, 참조).

또, 도 3 및 도 5에 나타난 것처럼 전자총(15)이 수용되는 전자총 수용부(11)는 관형상이고, 전자총 수용부(11)의 일단부에는 직경 축소되어 돌출된 원통 형상의 목부(11a)가 설치되어 있다. 목부(11a)에는 또한 원통 형상의 돌출부(11b)가 설치되어 있다. 목부(11a)는 전자총 수용부(11)의 관축 C1을 공유하도록 배치되고, 돌출부(11b)의 중심축선 C2는 전자총 수용부(11)의 관축 C1에 대해 평행이고, 외방(X선 출사창(10)측)으로 비켜 놓여 있다.

또한, 도 4 및 도 6에 나타난 것처럼 전자총 수용부(11)의 목부(11a)는 헤드부(9)의 헤드부측 관통공(9f)에 끼워 넣어져 돌출부(11b)가 내통관(13)의 내통관측 관통공(13f)에 끼워 넣어진다. 이에 의해 전자총 수용부(11)는 전자총 수용부(11)의 관축 C1이 진공 외위기 본체(3)의 관축 C3에 대략 직교하도록 헤드부(9)에 위치 결정된다. 이 전자총 수용부(11)는 헤드부(9)에 용접된다. 이때 전자총 수용부(11) 내에는 전자총(15)이 수용되어 있고, 전자총(15)으로부터 출사된 전자가 타겟(5d)에 충돌하여 X선을 발생한다.

도 1 및 도 3에 나타난 것처럼 밸브(7), 헤드부(9) 및 내통관(13)은 관축 C3을 공유하도록 배치된다. 그리고, 양극(5)은 관축 C3 상에 곧은 형상으로 뻗어 있다. 양극(5)은 전자의 입사에 의해 소망의 에너지를 가지는 X선을 발생하는 타 겟(5d)과, 타겟(5d)을 지지함과 아울러 타겟(5d)에 전압을 공급하는 타겟 지지체(5e)로 이루어진다. 타겟 지지체(5e)는 동(銅)으로 이루어지는 원기둥 형상 부재이고, 기단부(5a)에 있어서 밸브(7)에 의해 보유되어 있다. 타겟 지지체(5e)의 선단부(5b)는 X선 출사창(10)측에서 헤드부(9)에 둘러싸인 영역 내에 배치되어 있다. 선단부(5b)에는 전자총(15)과 대향하도록 경사면(5c)이 형성되고, 경사면(5c)에는 텅스텐으로 이루어지는 원반 형상의 타겟(5d)이 그 전자 입사면이 경사면(5c)과 평행으로 되도록 매설되어 있다. 타겟(5d)에 전자가 입사하면 타겟(5d)으로부터 X선이 발생한다. 이 X선을 X선관(1)의 외부로 취출하기 위한 출사 경로 L1(도 6, 참조)은 진공 외위기 본체(3)의 관축 C3을 따라 뻗어 있다. 그리고, 출사 경로 L1 상에 X선 출사창(10)이 설치되고 있고, X선 출사창(10)을 투과한 X선은 시료에 조사된다.

X선관(1)에서는 타겟(5d)이 전자 입사위치, 즉 X선의 초점에 배치되어 있다. 이 초점으로부터 X선 출사창(10)까지의 거리(FOD)가 짧을수록 촬상되는 확대투시 화상의 확대율은 커지게 되어 비파괴 및 비접촉 관찰에 의해 행해지는 검사의 정밀도가 높아진다. 따라서, X선관(1)에서는 FOD를 짧고 하기 위해서 전자총(15)으로부터 출사되는 전자의 출사 위치를 X선 출사창(10)에 접근하고, 이에 의해 양극(5)에 설치된 타겟(5d)을 X선 출사창(10)에 접근하고 있다.

이하, 전자총(15)으로부터 출사되는 전자의 출사 위치를 X선 출사창(10)에 접근하는 것을 가능하게 한 전자총(15) 및 전자총 수용부(11)의 상세한 것에 대하여도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.

위에서 설명한 바와 같이 전자총 수용부(11)의 목부(11a)는 헤드부(9)의 헤드부측 관통공(9f)에 끼워 넣어지고, 또한 돌출부(11b)가 내통관(13)의 내통관측 관통공(13f)에 끼워 넣어진다. 이와 같은 구조에 의해 헤드부(9)에 대한 전자총 수용부(11)의 위치 결정이 이루어진다. 내통관측 관통공(13f)은 헤드부측 관통공(9f)의 중심으로부터 X선 출사창(10)측으로 비켜 놓은 위치에 배치되어 있다. 그 때문에 내통관측 관통공(13f)에 끼워 넣어진 돌출부(11b)의 중심축선 C2는 목부(11a)의 중심축선(전자총 수용부(11)의 관축) C1에 대해서 X선 출사창(10)측에 평행으로 비켜 놓여 있다.

돌출부(11b)의 내주면(11c)은 전자총 수용부(11)의 내측으로부터 보는 경우에 구덩이부에 상당하고, 전자총(15)에 있어서의 집속 전극(17)의 선단 부분이 끼워 넣어져 있다. 집속 전극(17)은 바닥을 갖는 원통 형상의 금속으로 이루어지고, 양극(5)측의 일방의 단부는 개방되어 원형의 어퍼처(aperture)(17f)(전자총(15)의 전자 출사구에 상당)가 형성되어 있다. 전자총(15)의 중심선 C4로 되는 집속 전극(17)의 중심축선은 돌출부(11b)의 중심축선 C2와 일치하고 있다. 돌출부(11b)의 최선단부(11d)는 그 내경을 직경 축소하도록 형성되어 있고, 최선단부(11d)의 내주면과 어퍼처(17f)가 형성된 집속 전극(17)의 선단 부분이 맞닿음으로써 전자총(15)의 중심선 C4 방향에서의 위치 결정을 용이하게 하고 있다. 또, 집속 전극(17)의 일방의 단부에 설치된 바닥부(17g)에는 전자가 통과하기 위한 관통공(17h)이 중앙에 형성되어 있다. 집속 전극(17)은 절연체(19)를 통해 전자 발생부(21)에 접속되어 있다. 전자 발생부(21)는 집속 전극(17)의 바닥부(17g)에 근접하여 배치된 원판 형상의 그리드 전극(21a)을 가진다. 그리드 전극(grid electrode)(21a)은 컵(cup) 모양으로 형성됨과 아울러 집속 전극(17)의 바닥부(17g)와 대면하는 부위에 관통공(17h)과 동축으로 이루어지는 관통공(17j)을 가진다. 또한, 그리드 전극(21a)의 내부에는 절연체(23)가 고정되고, 절연체(23)에는 히터(25)가 고정되어 있다. 그리고, 히터(25)의 선단에는 음극(cathode)(26)이 고정되고, 음극(26)은 그리드 전극(21a)에 근접하여 배치되어 있다. 전자 발생부(21)에는 전자총(15)을 전자총 수용부(11) 내의 소망의 위치에 보유함과 아울러 전자총(15)을 구성하는 각 부재의 각각에 필요한 전력을 공급하기 위한 곧은 형상의 스템핀(stem pin)(27)이 고정되어 있고, 각 스템핀(27)은 전자총 수용부(11)의 단부를 폐색하는 스템(stem) 기판(29)을 관통하여 외부로 노출되어 있다.

스템핀(27)으로부터 히터(25)에 전력이 공급되어 음극(26)이 가열되면 음극(26)으로부터 전자가 방출된다. 그렇게 하면 그리드 전극(21a)에 의해 소망의 양으로 조절된 전자가 관통공(17j) 및 관통공(17h)을 통과하고, 집속 전극(17)에 의해 가속되면서 집속되고, 전자총(15)의 전자 출사구에 상당하는 어퍼처(17f)로부터 출사된다. 전자총(15)의 중심선 C4는 전자총 수용부(11)의 관축 C1에 평행이고, X선 출사창(10)측으로 비켜 놓여 있다. 그 때문에 전자총(15)을 소형화하는 일 없이 이 전자총(15)으로부터 출사되는 전자의 출사 위치를 X선 출사창(10)측에 접근시킬 수가 있다. 이에 맞추어 양극(5)의 타겟(5d)의 위치도 X선 출사창(10)에 가까워지게 되어 FOD를 짧게 할 수가 있다.

집속 전극(17)의 어퍼처(aperture)(17f)로부터 출사된 전자는 정(positive) 의 고전압으로 인가되어 있는 양극(5)에 의해 높은 속도로 가속되면서 타겟(5d)에 충돌한다.

전자의 충돌에 의해 타겟(5d)으로부터 발생한 X선은 X선 출사창(10)을 투과하여 시료에 조사된다. 시료를 투과한 X선은 각종 X선 화상 촬상 수단에 의해 시료의 확대투시 화상으로서 촬상된다. 이 발명과 관련되는 X선관(1)에서는 종래의 X선관과 비교하여 FOD가 짧게 되어 있어 촬상되는 확대투시 화상의 확대율이 증대하고 있다.

이어서 집속 전극(17)의 외주와 전자 발생부(21)를 접속하여 서로의 위치 관계를 보유하는 절연체(19)에 대해 도 7 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 도 7은 절연체(19)를 통해 접속된 집속 전극(17)과 전자 발생부(21)(음극(26)을 포함)를 나타내는 확대 단면도이다. 또, 도 8은 도 7 중의 VIII-VIII선을 따른 이 도 7의 접속 구조를 나타내는 단면도이다.

세라믹(ceramics)이나 유리로 이루어지는 절연체(19)는 집속 전극(17)의 외주 중 X선 출사창(10)측에 면한 영역 A1(도 7 및 도 8의 사선 부분)을 피해 배치되어 있다. 구체적으로는 집속 전극(17)의 외주 중 X선 출사창(10)으로부터 먼 측의 대체로 하반 부분의 영역에 절연체(19)가 배치되어 있다. 반원 통형상의 절연체(19)는 원호 형상의 다리부(19a, 19b)에 고정됨으로써 집속 전극(17) 및 전자 발생부(21)의 외면으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 배치되어 있다. 또, 일방의 다리부(19a)는 집속 전극(17)의 외면에 용접되고, 타방의 다리부(19b)는 전자 발생부(21)의 그리드 전극(21a)의 외면에 용접되어 있다.

이와 같이 X선 출사창(10)측에 면한 영역 A1을 피해 절연체(19)가 배치되면 전자총(15)을 전자총 수용부(11) 내에서 X선 출사창(10)측으로 비켜 놓은 상태로 배치할 때에 절연체(19)가 방해로 되기 어렵다. 또, 전자총(15) 자체를 소형화하는 일 없이 전자총(15)의 중심선 C4를 X선 출사창(10)측에 한층 접근시킬 수가 있어 소망의 출력을 얻으면서 FOD를 짧게 하는데 효과적이다.

이어서 절연체(19)가 적용된 상술의 실시예의 변형예로서 다른 절연체(35)에 대해 도 9 및 도 10을 참조하여 상세하게 설명한다. 또, 도 9는 도 7에 나타난 접속 구조의 변형예로서 절연체(35)를 통해 접속된 집속 전극(17)과 전자 발생부(21)(음극(26)을 포함)를 나타내는 확대 단면도이다. 또, 도 10은 도 9 중의 X-X선을 따른 이 도 9의 접속 구조를 나타내는 단면도이다.

절연체(35)도 절연체(19)과 마찬가지로 집속 전극(17)의 외주 중 X선 출사창(10)측에 면한 영역 A2(도 9 및 도 10의 사선 부분)를 피해 X선 출사창(10)으로부터 먼 측의 대체로 하반 부분의 영역에 배치되어 있다. 직방체 형상의 절연체(35)에는 U자 모양의 2개의 다리부(35a, 35b)가 고정되어 있다. 이 구성에 의해 절연체(35)는 집속 전극(17) 및 전자 발생부(21)의 외면으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치에 배치된다. 절연체(35)는 X선 출사창(10)으로부터 가장 떨어진 위치(17b), 위치(17b)로부터 관축 C2(C4)를 중심으로 90°만큼 좌우로 비켜 놓은 각 위치(17c, 17d)의 합계 3개소에 배치된다. 일방의 다리부(35a)는 집속 전극(17)의 외면에 용접되고, 타방의 다리부(35b)는 전자 발생부(21)의 그리드 전극(21a)의 외면에 용접되어 있다.

이와 같이 X선 출사창(10)측에 면한 영역 A2를 피해 절연체(35)가 배치되면 전자총(15)을 전자총 수용부(11) 내에서 X선 출사창(10)측으로 비켜 놓아 배치할 때에 방해로 되기 어렵다. 또, 전자총(15) 자체를 소형화하는 일 없이 전자총(15)의 중심선 C4를 X선 출사창(10)측에 한층 접근시킬 수가 있어 소망의 출력을 얻으면서 FOD를 짧게 하는데 효과적이다.

또, 이 변형예에서는 3개소에 절연체(35)를 설치하였지만 2개소에 설치하거나, 또 4개소 이상에 절연체가 설치되어도 좋다. 예를 들면, 2개소에 절연체가 설치되는 예로서 도 10에 있어서의 중심선 C4를 사이에 두고 대칭이 되는 좌우의 위치(17c, 17d)에만 절연체를 설치하여도 좋다. 또, 절연체는 위치(17c, 17d)에 한정하지 않고, 위치(17c, 17d)보다 X선 출사창(10)으로부터 먼 측으로 비켜 놓아 설치되어도 좋다. 이때 도 10에 있어서 중심선 C4와 X선 출사창(10)으로부터 가장 떨어진 위치(17b)를 연결하는 선분과 중심선 C4와 절연체를 연결하는 선분이 이루는 각도가 2개의 절연체로 동일한 것이 바람직하고, 그 각도는 80°∼60°의 사이, 보다 바람직하게는 75°∼65°이면 좋다.

다음에, 가스 흡수부에 상당하는 겟터(getter)(31)에 대해서 설명한다. 도 6에 나타난 것처럼 겟터(31)는 지르코늄 또는 티타늄으로 이루어지는 막대 모양 부재이다. 이 겟터(31)는 통전할 수 있도록 전자총 수용부(11) 내에 있어 스템핀(33)에 고정되어 있다. 겟터(31)에 통전함으로써 이 겟터(31)가 활성하여 가스 흡착 기능을 나타낸다. 이 경우 전자총 수용부(11) 및 진공 외위기 본체(3) 내의 진공 상태(소정의 진공도까지 감압된 상태)가 유지된다.

또, 겟터(31)는 전자총 수용부(11)의 내부 공간에 있어서 전자총(15)보다 X선 출사창(10)으로부터 먼 측에 배치된다. X선관(1)에서는 전자총(15)이 전자총 수용부(11) 내에서 X선 출사창(10)측으로 비켜 놓여 배치되어 있기 때문에 전자총(15)보다 X선 출사창(10)으로부터 먼 측의 공간은 넓게 되어 있다. 이 경우 겟터(31)를 설치하고 쉽고, 내부 공간의 유효 이용이 가능하게 된다. 즉, 겟터(31)를 크게 할 수 있고, 또 설치하는 장소의 자유도도 넓어진다. 그 때문에 전자총 수용부(11)이나 진공 외위기 본체(3) 내를 진공에 유지하는데 매우 적합한 겟터(31)의 크기나 설치하는 장소를 적당하게 선택할 수 있다.

이상과 같이 이 발명과 관련되는 X선관(1)에 의하면, 전자총(15)의 중심선 C4가 전자총 수용부(11)의 관축 C1보다 X선 출사창(10)측으로 비켜 놓여 있기 때문에 양극(5)에 설치된 타겟(5d)도 X선 출사창(10)에 가까워지게 되어 FOD를 짧게 할 수가 있다. 그 결과 촬상되는 확대투시 화상의 확대율은 커지게 되어 비파괴 및 비접촉 관찰에 의해 행해지는 검사 정밀도가 높아진다.

또, X선관(1)에서는 전자총(15)을 소형화하는 일 없이 전자총(15)을 전자총 수용부(11) 내에 있어서 X선 출사창(10)측으로 비켜 놓아 배치함으로써 FOD를 짧게 하고 있다. 그 때문에 전자총 수용부(11)의 소형화를 억제할 수 있어 전자총(15)의 소형화에 수반하여 발생하는 문제, 예를 들면 전자총(15)을 구성하는 각 부재를 정밀도 좋게 제조하는 것이 곤란하게 된다고 하는 제조상의 문제, 각 부재간에서의 내전압 성능의 보유라고 하는 설계적인 문제가 생기기 어려워 소망의 출력의 전자총(15)을 채용할 수가 있다. 또, 전자총 수용부(11)의 소형화를 억제할 수 있기 때 문에 스템 기판(29)의 소형화도 억제할 수 있어 스템 기판(29)을 관통하는 스템핀(27, 33)의 배치나 개수를 결정하는데 있어서의 설계상의 부담이 경감된다. 또, 전자총 수용부(11) 내에 전자총(15)을 수용할 때의 작업 부담이 경감되어 X선관(1)을 조립할 때의 작업 효율이 향상된다.

또, X선관(1)에서는 전자총(15)의 집속 전극(17)을 전자총 수용부(11)의 돌출부(11b)의 내주면(11c)에 끼워 맞춤으로써 전자총(15)의 위치가 정하게 된다. 그 때문에 전자총 수용부(11) 내에서의 전자총(15)의 위치 결정이 용이하게 된다. 또, 집속 전극(17)이 돌출부(11b)의 내주면(11c)에 끼워 맞춤으로써 집속 전극(17)은 전자총 수용부(11)에 안정되게 보유된다. 그 결과 전자총(15) 전체를 전자총 수용부(11) 내에서 안정되게 보유할 수가 있다.

이 발명은 상술의 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 타겟(5d)의 재질은 텅스텐에 한정되지 않고, 그 외의 X선 발생용 재료라도 좋다. 또, 타겟(5d)을 양극(5)의 일부에 설치하는 경우에 한정되지 않고, 양극(5) 전체를 소망의 X선 발생용 재료로 형성함으로써 양극(5) 자체가 타겟으로 되도록 하여도 좋다. 또한, 진공 외위기 본체(타겟 수용부)(3)에 타겟(5d)이 수용되는 경우의 「수용」이란 타겟(5d)의 전체를 수용하고 있는 경우에 한정되지 않고, 예를 들면, 양극(5) 자체가 타겟으로 되는 경우에는 타겟의 일부가 진공 외위기 본체(타겟 수용부)(3)로부터 노출되어 있는 상태도 포함된다. 또, 관형상의 진공 외위기 본체(타겟 수용부)(3)라는 것은 원형의 관형상에 한정되지 않고, 구형, 그 외의 형상이라도 좋고, 또, 곧게 뻗은 관형상에 한정되지 않고, 커브 또는 굴곡진 관형상이라도 좋다. 또, 진 공 외위기 본체(타겟 수용부)(3)의 관축 C3과 전자총 수용부(11)의 관축 C4와의 교차는 대략 직교하는 경우에 한정되지 않고, 기울어져 있어도 좋다. 또, 겟터(31)는 통전하는 일 없이 가스 흡착 기능을 나타내는 것이라도 좋다.

다음에, 상술과 같은 구조를 가지는 X선관(1)(이 발명과 관련되는 X선관)이 적용된 이 발명과 관련되는 X선원(100)을 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다. 또, 도 11은 이 발명과 관련되는 X선원의 하나의 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 또, 도 12는 본 실시예와 관련되는 X선원의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 11 및 도 12에 나타난 것처럼 X선원(100)은 전원부(102)와, 전원부(102)의 절연 블록(102A)의 상면측에 배치되는 제1 판부재(103)와, 절연 블록(102A)의 하면측에 배치되는 제2 판부재(104)와, 제1 판부재(103)와 제2 판부재(104)의 사이에 설치되는 4개의 체결 스페이서(spacer) 부재(105)와, 제1 판부재(103) 상에 금속제통 부재(106)를 통해 고정되는 X선관(1)을 구비한다. 또, 전원부(102)는 엑폭시 수지로 이루어지는 절연 블록(102A) 중에 고전압 발생부(102N), 고전압선(102C), 소켓(102D) 등(도 12, 참조)을 몰드한 구조를 가진다.

전원부(102)의 절연 블록(102A)은 개략 정방형의 상면 및 하면이 서로 평행한 짧은 각기둥 형상을 가진다. 또한, 면의 중심부에는 고전압선(102C)을 통해 고전압 발생부(102B)에 접속된 원통 형상의 소켓(socket)(102D)이 배치되어 있다. 또, 절연 블록(102A)의 상면에는 소켓(102D)과 동심(同芯) 형상으로 배치된 환상의 벽부(102E)가 설치되어 있다. 그리고, 절연 블록(102A)의 주위면에는 그 전위를 GND 전위(접지 전위)로 하기 위한 도전성 도료(108)가 도포되어 있다. 또, 도전성 도료의 도포의 대신에 도전성 테이프가 첨부되어도 좋다.

제1 판부재(103) 및 제2 판부재(104)는 예를 들면 4개의 체결 스페이서(spacer) 부재(105) 및 8개의 체결 나사(109)와 함께 작용하여 전원부(102)의 절연 블록(102A)을 도시의 상하 방향으로부터 끼워두는 부재이다. 이들 제1판부재(103) 및 제2 판부재(104)는 절연 블록(102A)의 상면 및 하면보다 큰 개략 정방형으로 형성되어 있다. 제1 판부재(103) 및 제2 판부재(104)의 4구석에는 각 체결 나사(109)를 삽입통과시키는 나사 삽입통과 구멍(103A, 104A)이 각각 형성되어 있다. 또, 제1 판부재(103)에는 절연 블록(102A)의 상면에 돌출설치된 환상의 벽부(102E)를 둘러싸는 원형의 개구(103B)가 형성되어 있다.

4개의 체결 스페이서(spacer) 부재(105)는 각기둥 형상으로 형성되어 제1 판부재(103) 및 제2 판부재(104)의 4구석에 배치된다. 각 체결 스페이서 부재(105)의 길이는 절연 블록(102A)의 상면과 하면과의 간격보다 약간 짧고, 즉 절연 블록(102A)의 체결값만큼 짧게 설정되어 있다. 각 체결 스페이서 부재(105)의 상하의 단면에는 체결 나사(109)가 나사 삽입되는 나사 구멍(105A)이 각각 형성되어 있다.

금속제통 부재(106)는 원통 형상으로 형성되어 있고, 그 기단부에 형성된 부착 플랜지(106A)가 제1 판부재(103)의 개구(103B)의 주변에 씰(seal) 부재를 통해 나사 고정되어 있다. 이 금속제통 부재(106)의 선단부의 주위면은 테이퍼면(106B)으로 형성되어 있다. 이 테이퍼면(106B)에 의해 금속제통 부재(106)는 선단부에 각부(角部)가 없는 테이퍼 형상으로 구성되어 있다. 또, 금속제통 부재(106)의 테이 퍼면(106B)에 연속하는 평탄한 선단면에는 X선관(1)의 밸브(7)를 삽입통과시키는 개구(106C)가 형성되어 있다.

X선관(1)은 양극(5)을 절연 상태로 보유하여 수용한 밸브(7)와, 양극(5)에 도통하여 그 내단부(內端部)에 구성된 반사형의 타겟(5d)을 수용한 헤드부(9)의 상부(9c)와, 타겟(5d)의 전자 입사면(반사면)을 향해 전자빔을 출사하는 전자총(15)을 수용한 전자총 수용부(11)를 구비한다. 또, 밸브(7)와 헤드부(9)에 의해 타겟 수용부가 구성되어 있다.

밸브(7)와 헤드부(9)의 상부(9c)는 관축이 일치하도록 배치되어 있고, 이들 관축에 대해 전자총 수납부(11)의 관축이 대략 직교하고 있다. 그리고, 밸브(7)와 헤드부(9)의 상부(9c)의 사이에는 금속제통 부재(106)의 선단면에 고정하기 위한 플랜지(9a)가 형성되어 있다. 또, 양극(5)의 기단부(5a)(전원부(102)에 의해 고전압이 인가되는 부분)는 밸브(7)의 중심부로부터 하방으로 돌출되어 있다(도 12, 참조).

또, X선관(1)에는 배기관이 부설되어 있고, 이 배기관을 통해 밸브(7), 헤드부(9)의 상부(9c) 및 전자총 수납부(11)의 내부가 소정의 진공도까지 감압됨으로써 진공 밀봉 용기가 구성되어 있다.

이와 같은 X선관(1)에서는 전원부(102)의 절연 블록(102A)에 몰드된 소켓(102D)에 기단부(5a)(고전압 인가부)가 끼워 맞추어진다. 이에 의해 기단부(5a)가 고전압선(102C)을 통해 고전압 발생부(102B)로부터 고전압의 공급을 받는다. 또, 이 상태로 전자총 수납부(11)에 내장된 전자총(15)이 타겟(5d)의 전자 입사면 을 향해 전자를 출사하면, 이 전자총(15)으로부터의 전자가 타겟(5d)에 입사함으로써 발생한 X선이 헤드부(9)의 상부(9c)의 개구부에 부착된 X선 출사창(10)으로부터 출사된다.

여기서, X선원(100)은 예를 들면 이하의 순서에 의해 조립할 수 있다. 우선, 제2 판부재(104)의 각 나사 삽입통과 구멍(104A)에 삽입통과된 4개의 체결 나사(109)가 4개의 체결 스페이서(spacer) 부재(105)에 있어서의 하단면의 각 나사 구멍(105A)에 나사 삽입된다. 그리고, 제1 판부재(103)의 각 나사 삽입통과 구멍(103A)에 삽입통과된 4개의 체결 나사(109)가 4개의 체결 스페이서(spacer) 부재(105)에 있어서의 상단면의 각 나사 구멍(105A)에 나사 삽입됨으로써 제1 판부재(103)와 제2 판부재(104)가 절연 블록(102A)을 상하 방향으로부터 파지한 상태로 서로 체결된다. 이때 제1 판부재(103)와 절연 블록(102A)의 상면과의 사이에는 씰(seal) 부재가 설치되고, 마찬가지로 제2 판부재(104)와 절연 블록(102A)의 하면과의 사이에도 씰 부재가 설치되어 있다.

다음에, 제1 판부재(103) 상에 고정된 금속제통 부재(106)의 개구(106C)로부터 이 금속제통 부재(106)의 내부에 액상 절연물질인 고압 절연 오일(110)이 주입된다. 이어서 X선관(1)의 밸브(7)가 금속제통 부재(106)의 개구(106C)로부터 이 금속제통 부재(106)의 내부에 삽입되어 고압 절연 오일(110) 중에 침지된다. 이때 밸브(7)의 중심부에서 하부로 돌출하는 기단부(5a)(고전압 인가부)가 전원부(102)측의 소켓(102D)에 끼워 맞추어진다. 그리고, X선관(1)의 플랜지(9a)가 금속제통 부재(106)의 선단면에 씰 부재를 통해 나사 고정된다.

이상과 같은 공정을 거쳐 조립된 X선원(100)에서는 도 12에 나타난 것처럼 X선관(1)에 있어서의 양극(5)에 대해 전원부(102)의 절연 블록(102A)의 상면에 돌출설치된 환상의 벽부(102E) 및 금속제통 부재(106)가 동심(同芯) 형상으로 배치된다. 또, 환상의 벽부(102E)는 X선관(1)의 밸브(7)로부터 돌출하는 기단부(5a)(고전압 인가부)의 주위를 둘러싸 금속제통 부재(106)와의 사이를 차폐하는 높이로 돌출되어 있다.

X선원(100)에 있어서 전원부(102)의 고전압 발생부(102B)로부터 고전압선(102C) 및 소켓(102D)을 통해 X선관(1)의 기단부(5a)에 고전압이 인가되면 양극(5)을 통해 타겟(5d)에 고전압이 공급된다. 이 상태로 전자총 수납부(11)에 수용된 전자총(15)이 헤드부(9)의 상부(9c)에 수용된 타겟(5d)의 전자 입사면을 향해 전자를 출사하면, 이 전자가 타겟(5d)에 입사한다. 이에 의해 타겟(5d)에서 발생한 X선이 헤드부(9)의 상부(9c)의 개구부에 부착된 X선 출사창(10)을 통해 외부로 출사된다.

여기서, X선원(100)에서는 X선관(1)의 밸브(7)를 고압 절연 오일(110)에 침지시킨 상태로 수용하는 금속제통 부재(106)가 전원부(102)의 절연 블록(102A)의 외부, 즉 제1 판부재(103) 상에 돌출설치하여 고정되어 있다. 그 때문에 방열성이 양호하여 금속제통 부재(106)의 내부의 고압 절연 오일(110)이나 X선관(1)의 밸브(7)의 방열을 촉진할 수가 있다.

또, 금속제통 부재(106)는 양극(5)을 중심에 배치한 원통 형상을 가진다. 이 경우 양극(5)으로부터 금속제통 부재(106)까지의 거리가 균등하게 되므로 양극(5) 및 타겟(5d)의 주위에 형성되는 전계를 안정시킬 수가 있다. 그리고, 이 금속제통 부재(106)는 대전한 고압 절연 오일(110)의 전하를 효과적으로 방전시킬 수가 있다.

또한, 전원부(102)의 절연 블록(102A)의 상면에 돌출설치된 환상의 벽부(102E)는 X선관(1)의 밸브(7)로부터 돌출하는 기단부(5a)(고전압 인가부)의 주위를 둘러쌈으로써 금속제통 부재(106)와의 사이를 차폐하고 있다. 따라서, 기단부(5a)로부터 금속제통 부재(106)로의 이상 방전이 효과적으로 방지될 수 있다.

또, X선원(100)은 4개의 체결 스페이서(spacer) 부재(105)를 통해 서로 체결되는 제1 판부재(103)와 제2 판부재(104)의 사이에 전원부(102)의 절연 블록(102A)이 파지되는 구조를 구비하고 있다. 이는 절연 블록(102A) 내에는 방전을 유발하는 도전성 이물질이나 전계의 흐트러짐을 유발하는 대전성 이물질이 존재하지 않는 것을 의미한다. 그 때문에 이 발명과 관련되는 X선원(100)에 의하면 전원부(102)에 있어서의 소용없는 방전 현상이나 전계의 흐트러짐이 효과적으로 억제된다.

여기서, X선원(100)은 예를 들면 시료의 내부 구조를 투시 화상으로서 관찰하는 비파괴 검사 장치에 있어서 시료에 X선을 조사하는 X선 발생 장치에 조립되어 넣어져 사용된다. 도 13은 당해 X선원(100)의 사용예로서 비파괴 검사 장치의 X선 발생 장치에 조립되어 넣어진 X선원(본 실시예와 관련되는 X선관을 포함)의 작용을 설명하는 정면도이다.

X선원(100)은 X선 카메라 XC와의 사이에 배치된 시료판 SP를 향해 X선을 조사한다. 즉, X선원(100)은 금속제통 부재(106)의 상방으로 돌출하는 헤드부(9)의 상부(9c)에 내장된 타겟(5d)의 X선 발생 포인트 XP로부터 X선 출사창(10)을 통해 시료판 SP에 X선을 조사한다.

이와 같은 사용예에 있어서 X선 발생 포인트 XP로부터 시료판 SP까지의 거리가 가까울수록 X선 카메라 XC에 의한 시료판 SP의 투시 화상의 확대율이 커지기 때문에, 시료판 SP는 통상적으로 X선 발생 포인트 XP에 근접하여 배치된다. 또, 시료판 SP의 내부 구조를 입체적으로 관찰하는 경우 시료판 SP를 X선의 조사 방향과 직교하는 축 주위로 경사지게 한다.

여기서, 도 13에 나타난 것처럼 시료판 SP를 X선의 조사 방향과 직교하는 축 주위로 경사지게 한 상태로 시료판 SP의 관찰 포인트 P를 X선 발생 포인트 XP에 접근시켜 입체적으로 관찰할 때, X선원(100)의 금속제통 부재(106)의 선단부에 2점 쇄선으로 나타내는 것 같은 각부(角部)가 남아 있으면 시료판 SP가 금속제통 부재(106)의 선단 각부에 접촉하는 거리까지, 즉 X선 발생 포인트 XP로부터 관찰 포인트 P까지의 거리가 D1로 되는 거리까지 밖에 시료판 SP의 관찰 포인트 P를 X선 발생 포인트 XP에 접근시킬 수가 없다.

이에 대해 도 11 및 도 12에 나타난 것처럼 금속제통 부재(106)의 선단부가 테이퍼면(106B)에 의해 각부(角部)가 없는 테이퍼 형상으로 구성된 X선원(100)에서는 도 13에 실선으로 나타난 것처럼 시료판 SP가 금속제통 부재(106)의 테이퍼면(106B)에 접촉하는 거리까지, 즉 X선 발생 포인트 XP로부터 관찰 포인트 P까지의 거리가 D2로 되는 거리까지 시료판 SP의 관찰 포인트 P를 X선 발생 포인트 XP에 접근시킬 수가 있다. 그 결과 시료판 SP의 관찰 포인트 P의 투시 화상을 한층 크게 확대하여 관찰 포인트 P의 비파괴 검사를 한층 정밀하게 하는 것이 가능하게 된다.

이 발명과 관련되는 X선원(100)은 상술의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 금속제통 부재(106)는 그 내주면의 단면 형상이 원형인 것이 바람직하지만 그 외 주위면의 단면 형상은 원형에 한정하지 않고, 사각형이나 그 외의 다각형으로 할 수가 있다. 이 경우 금속제통 부재의 선단부의 주위면은 경사면 형상으로 형성할 수가 있다.

또, 전원부(102)의 절연 블록(102A)은 짧은 원기둥 형상을 가져도 좋고, 이에 대응하여 제1 판부재(103) 및 제2 판부재(104)는 원판 형상을 가져도 좋다. 또한, 체결 스페이서 부재(105)는 원기둥 형상이라도 좋고, 그 개수도 4개로 한정되지 않는다.

또한, X선관(1)의 구조는 밸브(7) 내에 전자총이 배치된 구조를 구비하여도 좋다.

이상의 본 발명의 설명으로부터 본 발명을 여러 가지로 변형할 수 있다는 것은 분명하다. 그러한 변형은 본 발명의 사상 및 범위로부터 일탈하는 것으로는 인정할 수 없고, 모든 당업자에 있어 자명한 개량은 이하의 청구의 범위에 포함되는 것이다.

이 발명과 관련되는 X선관은, 비파괴 및 비접촉 관찰에 다용되는 각종 X선 화상 촬상 장치에 X선 발생원으로서 적용이 가능하다.

Claims (5)

1. 전자총으로부터 출사된 전자를 X선 타겟에 입사시킴으로써 상기 X선 타겟에서 X선을 발생시키는 X선관으로서,

   소정의 방향을 따라 뻗은 관축을 가짐과 아울러 내부에 상기 X선 타겟이 수용된 중공 부재로서 상기 관축을 둘러싸도록 배치된 측벽부와, 상기 측벽부의 단부측에 위치함과 아울러 상기 관축과 교차하는 면 상에 배치되고, 상기 X선 타겟에서 발생한 X선을 외부로 취출하기 위한 X선 출사창을 가지는 타겟 수용부와,

   상기 관축이 상기 타겟 수용부의 관축과 교차하도록 상기 타겟 수용부의 측벽부에 일단이 부착된 중공 부재로서 상기 전자총의 전자 출사구가 상기 X선 타겟을 향한 상태에서 상기 전자총의 적어도 일부가 수용된 전자총 수용부를 구비하는 X선관에 있어서,

   상기 전자총은 상기 전자총의 전자 출사구 중심이 상기 전자총 수용부의 관축보다 상기 X선 출사창측으로 비켜 놓여진 상태에서 상기 전자총 수용부에 보유되고,

   상기 전자총은 상기 전자총 수용부 내에 수용됨과 아울러 전자를 발생시키는 음극을 포함하는 전자 발생부와, 상기 전자총 수용부 내에 수용됨과 아울러 상기 음극에서 발생한 전자를 가속시키면서 집속시키는 통형상의 집속 전극을 가지고,

   상기 전자총 수용부는 상기 전자총 수용부의 관축으로부터 상기 X선 출사창측으로 비켜 놓은 위치에 설치된, 상기 집속 전극을 위치 결정하기 위한 돌출부로서 상기 집속 전극의 선단 부분이 내주면에 끼워 맞춰진 돌출부를 가지고,

   상기 전자 발생부와 상기 집속 전극이 수용된 상기 전자총 수용부내에 있어서 상기 집속 전극의 선단부분이 상기 돌출부의 내주면에 끼워 맞춰짐으로써 상기 전자총 수용부의 관축과 평행이고 또한 상기 전자총 수용부의 관축에 대해 상기 X선 출사창측에 비켜 놓은 상기 전자총의 중심선에 중심선축이 일치하도록 상기 집속 전극이 위치결정된, X선관.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전자 발생부와 상기 집속 전극의 외주는 절연체를 통해 접속되고, 그리고,

   상기 절연체는 상기 집속 전극의 외주 중 상기 X선 출사창측에 면한 영역을 피한 영역에 배치되어 있는 X선관.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 전자총 수용부는 내부에 배치된 가스 흡수부를 더 가지고, 그리고,

   상기 가스 흡수부는 상기 전자총 수용부의 내부 공간에 있어서 상기 전자총보다 상기 X선 출사창으로부터 먼 측에 배치되어 있는 X선관.
4. 제1항 또는 제2항에 기재의 X선관과, 그리고,

   상기 X선 타겟에 X선을 발생시키기 위한 전압을 공급하기 위한 전원부를 구비한 X선원.
5. 제3항에 기재의 X선관과, 그리고,

   상기 X선 타겟에 X선을 발생시키기 위한 전압을 공급하기 위한 전원부를 구비한 X선원.

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