KR101240770B1 - Ｘ선관 및 이를 포함하는 ｘ선원 - Google Patents

Abstract

이 발명은 선명한 확대투시 화상의 촬상을 가능하게 함과 아울러, 이 확대투시 화상의 확대율 증대를 가능하게 하기 위한 구조를 구비하는 X선관 및 이를 포함하는 X선원에 관한 것이다. 당해 X선관은 양극 수용부 내에 배치된 양극의 X선 타겟을 향해 전자총으로부터의 전자를 입사시킴으로써 X선을 발생시키고, 발생한 X선을 X선 출사창으로부터 취출한다. 특히, 양극은 곧은 형상의 본체부와, 본체부의 선단으로부터 이 본체부의 축선 방향을 따라 뻗어 있는 돌출부를 가진다. 돌출부에는 전자총으로부터 출사된 전자가 충돌하는 경사면과, 이 경사면을 사이에 둔 상태로 평행으로 배치된 1벌의 측면이 형성되어 있다. 돌출부에 있어서의 이들 1벌의 측면간의 거리는 이 거리와 동일 방향에 있어서 본체부의 폭보다 작다.

확대투시, 화상, X선관, 타겟, 전자총, 전자, 출사창, 양극, 본체부, 돌출부

Description

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

이 발명은 용기 내부에서 발생시킨 X선을 X선 출사창으로부터 외부로 취출하는 X선관 및 이를 포함하는 X선원에 관한 것이다.

X선은 물체에 대해서 투과성이 좋은 전자기파이고, 물체의 내부 구조의 비파괴 및 비접촉 관찰에 다용되고 있다. X선관은 전자총으로부터 출사된 전자를 X선 타겟(target)에 입사시켜서 X선을 발생하는 것이 통상적인 예이다. X선관은 특허 문헌 1에 기재된 것처럼 전자총을 수용하는 통형상 부재가 X선 타겟을 가지는 양극을 수용하는 수납 부재에 부착되어 있다. 전자총으로부터 출사된 전자는 X선 타겟에 입사하여 X선 타겟으로부터 X선이 발생한다. X선은 X선관의 X선 출사창을 투과하여 외부의 시료에 조사된다. 시료를 투과한 X선은 각종 X선 화상 촬상 수단으로 확대투시 화상으로서 촬상된다.

　　<특허 문헌 1> 미국특허 제5,077,771호

<발명이 해결하고자 하는 과제>

발명자들은 종래의 X선관에 대해서 검토한 결과 이하와 같은 과제를 발견하였다. 즉, 촬상되는 확대투시 화상이 불선명하게 되는 요인의 하나로서 X선 출사창으로부터 보는 경우에 있어서의 X선의 발생 영역의 형상(이하, 「X선의 발생 형상」이라고 한다.)의 타원화를 들 수 있다. X선의 발생 형상은 X선 타겟에 전자가 입사할 때의 전자빔의 단면 형상(이하, 「전자의 입사 형상」이라고 한다.)에 기인한다. 즉, 전자의 입사 형상이 원형에 가까워질수록 X선의 발생 형상도 원형에 가까워지게 된다. 그 때문에 특허 문헌 1에 기재된 X선관에서는 X선 타겟을 포함하는 양극의 선단에 쉴드(shield)(풋드 전극(foot electrode))를 설치하고 당해 풋드 전극에 전자의 입사 형상을 조정하는 기능을 갖게 하여 X선의 발생 형상을 가능한 한 원형상으로 하려고 되어 있었다.

한편, 촬상되는 확대투시 화상의 확대율을 향상시키기 위해서는 X선 타겟으로의 전자 입사위치(X선의 초점 위치)로부터 X선 출사창까지의 거리(FOD : Focus Object Distance)를 짧게 할 필요가 있다. 그렇지만 양극의 선단에 풋드 전극이 설치되어 있으면 FOD가 길어지게 된다. 이와 같이 종래의 X선관에 있어서는 풋드 전극을 붙이지 않는 경우에는 확대투시 화상의 충분한 선명도가 얻어지지 않는 한편, 풋드 전극을 붙이는 경우에는 확대투시 화상의 확대율의 증대가 곤란하게 된다고 하는 과제가 있었다.

이 발명은 상술과 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로 선명한 확대투시 화상의 촬상을 가능하게 함과 아울러, 이 확대투시 화상의 확대율 증대를 가능하게 하기 위한 구조를 구비하는 X선관 및 이를 포함하는 X선원을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

<과제를 해결하기 위한 수단>

이 발명과 관련되는 X선관은, 양극 수용부와, X선 타겟을 가지는 양극과, 전자총을 구비한다. 양극 수용부에는 내부에서 발생한 X선을 취출하기 위한 X선 출사창이 설치되어 있다. 양극은 양극 수용부 내의 소정의 위치에 고정되어 있다. 전자총은 X선 타겟으로부터 X선 출사창을 향해 X선을 발생시킬 수 있도록 이 X선 타겟을 향해 전자를 출사한다. 특히, 양극은 곧은 형상의 본체부와, 본체부의 선단으로부터 이 본체부의 축선 방향으로 뻗어 있는 돌출부를 가진다. 돌출부는 축선에 대해 소정의 각도로 교차하는 면으로서 X선 타겟의 전자 입사면과 일치한 경사면과, 이 축선과 동일 방향으로 뻗어 있음과 아울러 경사면을 사이에 두고 평행으로 배치된 1벌의 측면을 가진다. 그리고, 돌출부에 있어서의 1벌의 측면간의 거리는 이 거리와 동일한 방향에 있어서의 본체부의 폭보다 작고, 상기 양극 수용부는 상기 돌출부, 및 상기 돌출부와 상기 본체부의 사이의 단차부를 내주면으로 둘러싸는 금속제의 헤드부를 구비하고, 상기 전자총에 대면하는 측과 반대측에 위치하는, 상기 돌출부의 표면의 일부는 상기 본체부의 표면과 면 하나로 형성되어 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 이 발명과 관련되는 X선관은, 여러 가지의 조건을 만족하는 구조를 구비한다. 즉, 제1 조건으로서 양극부는 본체부와 돌출부로 구성된다. 제2 조건으로서 돌출부는 전자총으로부터 출사된 전자가 입사하는 X선 타겟의 전자 입사면과 일치한 경사면과, 양극의 본체부의 축선과 동일 방향으로 뻗어 있음과 아울러 경사면을 사이에 두고 평행으로 배치된 1벌의 측면을 가진다. 그리고, 제3 조건으로서 돌출부에 있어서의 1벌의 측면간의 거리가 이 거리와 동일 방향에 있어서의 본체부의 폭보다 작다. 이와 같은 조건을 만족함으로써 전자의 입사 형상을 원형에 접근시키는 것이 가능하게 되고, X선의 발생 형상을 원형에 접근시키는 것이 가능하게 된다. 따라서, 선명한 확대투시 화상을 얻을 수 있다. 또한, 종래의 X선관과는 달리 풋드 전극을 이용할 필요가 없기 때문에 FOD를 짧게 할 수가 있고, 그 결과 확대투시 화상의 확대율을 증대시킬 수가 있다.

이 발명과 관련되는 X선관에 있어서, 본체부의 축선에 대해서 직교하는 돌출부 단면은 1벌의 측면에 직교하는 방향의 가로 치수는 이 가로 치수에 직교하는 방향의 세로 치수보다 짧은 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우 전자의 입사 형상을 더욱 원형에 접근시키는 것이 가능하게 된다.

또, 이 발명과 관련되는 X선관에 있어서 양극 선단에 위치하는 돌출부 표면의 일부는 본체부의 표면과 면 하나로 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우 돌출부 표면의 전체가 본체부에 대해서 계단 모양으로 이어져 있는 경우와 비교하여 전계가 흐트러지기 어려워 방전이 일어나기 어렵다. 그 결과 방전의 영향이 없이 높은 동작 안정성이 얻어진다.

이 발명과 관련되는 X선관에 있어서, 양극 수용부에는 1벌의 측면에 대해 평행이 되도록 돌출부를 사이에 둔 상태로 대향하도록 배치된 1벌의 도전성 평면부가 설치되는 것이 바람직하다. 이들 1벌의 도전성 평면부의 작용에 의해 전자의 입사 형상을 더욱 원형에 접근시키는 것이 가능하게 된다.

이 발명과 관련되는 X선관에 있어서, 전자총은 X선 타겟에 대면하는 면 상에 원형의 전자 출사구를 가지는 것이 바람직하다. 이 경우 전자의 입사 형상을 더욱 원형에 접근시키는 것이 가능하게 된다.

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 선명한 확대투시 화상의 촬상이 가능하게 됨과 아울러 이 확대투시 화상의 확대율 증대가 가능하게 된다.

도 1은 이 발명과 관련되는 X선관의 제1 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 2는 제1 실시예와 관련되는 X선관의 전체 구성을 나타내는 사시도이다.

도 3은 도 2 중에 나타난 III-III선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 4는 도 3 중에 나타난 IV-IV선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 5는 도 4 중에 나타난 V-V선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 6은 제1 실시예와 관련되는 X선관에 있어서 돌출부 주위에 형성된 등전위면을 설명하기 위한 확대 단면도이다.

도 7은 도 6 중에 나타난 VII-VII선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관의 단면도이다.

도 8은 양극에 있어서의 돌출부의 구성을 나타내는 확대 사시도이다.

도 9는 양극의 돌출부에 있어서의 전자의 입사 형상 및 X선의 발생 형상을 설명하기 위한 도이다.

도 10은 이 발명과 관련되는 X선관의 제2 실시예의 특징 부분으로서 특히 양극부에 있어서의 돌출부의 구성을 나타내는 확대 사시도이다.

도 11은 제2 실시예와 관련되는 X선관에 있어서 돌출부 주위에 형성된 등전위면을 설명하기 위한 도이다.

도 12는 이 발명과 관련되는 X선관의 제3 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 13은 도 12 중에 나타난 XIII-XIII선을 따른 제3 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 14는 도 13 중에 나타난 XIV-XIV선을 따른 제3 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 15는 제3 실시예와 관련되는 X선관에 있어서 돌출부 주위에 형성된 등전 위면을 설명하기 위한 확대 단면도이다.

도 16은 도 15 중에 나타난 XVI-XVI선을 따른 제3 실시예와 관련되는 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 17은 종래의 X선관에 있어서의 타겟 근방의 구조를 나타내는 확대 단면도이다.

도 18은 도 17 중에 나타난 XVIII-XVIII선을 따른 종래의 X선관의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 19는 종래의 X선관에 있어서의 양극 선단의 구조를 나타내는 확대 사시도이다.

도 20은 종래의 X선관에 있어서 양극 선단에 있어서의 전자의 입사 형상 및 X선의 발생 형상을 설명하기 위한 도이다.

도 21은 이 발명과 관련되는 X선원의 하나의 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 22는 본 실시예와 관련되는 X선원의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.

도 23은 비파괴 검사 장치의 X선 발생 장치에 조립되어 넣어진 X선원(본 실시예와 관련되는 X선관을 포함)의 작용을 설명하는 정면도이다.

<부호의 설명>

1A, 1N, 1C X선관

3 진공 외위기 본체(양극 수용부)

5, 50 양극 10 X선 출사창

12, 51 본체부 13d 도전성 평면부

15 전자총 15a 전자 출사구

27, 52 돌출부 27a, 52b 경사면

27b, 52c 타겟 27c, 52d 측면

27d, 52a 곡면(돌출부의 표면의 일부)

C2, C5 본체부의 축선

W1 1벌의 측면간의 폭(거리) W2 본체부의 폭

M1 가로 치수 M2 세로 치수

100 X선원(X-ray source) 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 16 및 도 21~도 23을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또, 종래의 X선관과의 비교를 용이하게 하기 위해 도 17∼도 20도 적당히 이용한다. 또, 도면의 설명에 있어서 동일 부위, 동일 요소에는 동일 부호를 붙이고 중복된 설명을 생략한다.

(제1 실시예)

우선, 도 1∼도 9를 참조하여 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)에 대해서 설명한다. 또, 도 1은 이 발명과 관련되는 X선관의 제1 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 2는 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)의 전체 구성을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2 중에 나타난 III-III선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 도 4는 도 3 중에 나타난 IV-IV선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 도 5는 도 4 중에 나타난 V-V선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 도 6은 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)에 있어서 돌출부 주위에 형성된 등전위면을 설명하기 위한 확대 단면도이다. 도 7은 도 6 중에 나타난 VII-VII선을 따른 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)의 단면도이다. 도 8은 양극에 있어서의 돌출부의 구성을 나타내는 확대 사시도이다. 도 9는 양극의 돌출부에 있어서의 전자의 입사 형상 및 X선의 발생 형상을 설명하기 위한 도이다. 특 히, 도 8에 있어서 영역(a)은 양극(5)에 있어서의 돌출부(27)의 확대 사시도이고, 영역(b)은 영역(a) 중의 화살표(b)로 나타난 방향으로부터 본 돌출부(27)의 사시도이고, 영역(c)은 영역(a) 중의 화살표(b)로 나타난 방향으로부터 본 돌출부(27)의 사시도이다.

도 1∼도 4에 나타난 것처럼 이 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)은 밀봉형의 X선관이다. X선관(1A)은 양극 수용부로서의 관형상의 진공 외위기(外圍器) 본체(3)를 가지고, 진공 외위기 본체(3) 내에는 후술하는 타겟(27b)을 가지는 양극(5)이 수용되어 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 이루어지고, 진공 외위기 본체(3)에 전자총 수용부(11)가 용접되어 진공 외위기(2)로 된다. 이 진공 외위기(2)의 내부는 소정의 진공도가 될 때까지 감압되어 있다. 또, 밸브(7)와 헤드부(9)는 공통의 관축선 C1로 되도록 링 부재(7b)에 고정되어 있다. 헤드부(9)에는 관축선 C1 방향에 있어서의 일단에 X선 출사창(10)이 설치되어 있다. 한편, 유리(절연체)로 이루어지는 밸브(7)의 관축선 C1 방향에 있어서의 타단은 개구를 폐쇄하도록 직경 축소되어 가고, 양극(5)의 기단부(5a)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 관축선 C1 방향에 있어서의 일단측(X선 출사창(10)측)을 상(上)으로 하고, 진공 외위기 본체(3)의 관축선 C1 방향에 있 어서의 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 맞닿은 상태로 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 관축선 C1이 공통되도록 하부(9b)의 하단부에 링 부재(7b)가 용접되어 있다. 헤드부(9)의 상부(9c)에는 그 단부의 개방을 폐쇄하도록 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 도시하지 않는 배기관이 고정되어 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.

전자총 수용부(11)는 대략 원통 형상이고, 그 일단부에는 직경 축소되어 돌출된 원통 형상의 목부(11a)가 설치되고, 그 목부(11a)로부터 원통부(11b)가 돌출되어 있다. 목부(11a)는 헤드부(9)의 헤드부측 관통공(9f)에 끼워 넣어짐으로써 전자총 수용부(11)는 이 관축선 C3이 진공 외위기 본체(3)의 관축선 C1과 대략 직교하도록 헤드부(9)에 위치 결정된다. 이 전자총 수용부(11)는 헤드부(9)에 접합된다.

도 3에 나타난 것처럼 전자총 수용부(11) 내에는 전자총(15)이 수용되어 있 다. 전자총(15)은 전자 발생부(23)와 집속 전극(25)을 구비한다. 집속 전극(25)은 원통 형상을 가지고, 집속 전극(25)의 선단은 전자총 수용부(11)의 원통부(11b)의 내주면에 끼워 넣어진다. 이에 의해 집속 전극(25)은 전자총 수용부(11)에 위치 결정되어 있다. 집속 전극(25)의 선단의 개구와 원통부(11b)의 개구는 원형으로 형성되어 있고, 전자 출사구(15a)로서 기능한다.

전자 발생부(23)로부터 전자가 방출되면 이들 전자는 집속 전극(25)에 의해 집속 작용을 받는다. 방출된 전자가 전자 출사구(15a)를 통해 후술하는 타겟(27b)에 입사함으로써 X선이 발생한다.

도 1, 도 3 및 도 4에 나타난 것처럼 밸브(7)와 헤드부(9)는 공통의 관축선 C1을 가지도록 배치되어 있다. 그리고, 양극(5)은 관축선 C1 상에 곧은 형상으로 뻗어 있는 본체부(12)를 가진다. 본체부(12)의 기단은 밸브(7)의 타단(7a)에 보유되어 있다. 양극(5)에는 본체부(12)의 선단으로부터 X선 출사창(10)측을 향해 축선 C2 방향으로 뻗어 있는 돌출부(27)가 형성되어 있다. 돌출부(27)는 헤드부(9) 내에 배치된 단면 대략 직사각형 모양을 가진다. 돌출부(27)의 선단은 비스듬하게 노치(notch)되어 있고, 경사면(27a)으로 되어 있다. 경사면(27a)에는 원판 형상의 타겟(27b)이 그 전자 입사면이 경사면(27b)과 대략 평행으로 되도록 매설되어 있다(도 1, 참조). 타겟(27b)은 텅스텐으로 이루어지고, 양극(5)은 타겟(27b) 이외, 예를 들면 동(銅)으로 이루어진다. 전자총(15)으로부터 출사된 전자가 타겟(27b)에 입사하면 X선이 발생한다. 경사면(27a)은 X선이 축선 C2 상에 위치하는 X선 출사창(10)으로부터 취출되도록 전자총(15)에 대면하는 방향에서 본체부(12)의 축선 C2 에 대해 소정의 각도만큼 기울어져 있다.

돌출부(27)는 본체부(12)의 축선 C2와 동일한 방향으로 뻗어 있음과 아울러 경사면(27a)을 사이에 둔 상태로 평행으로 배치된 1벌의 측면(27c, 27c)을 가진다. 도 5에 나타난 것처럼 1벌의 측면(27c, 27c) 사이의 폭 W1은 이 폭과 동일한 방향에 있어서의 본체부(12)의 폭 W2보다 작게 되어 있다.

이 돌출부(27)에 있어서 전자총(15)에 대면하는 측과 반대측의 면(27d)은 본체부(12)의 표면과 면 하나로 이루어지는 곡면으로서 형성되어 있다. 본체부(12)의 표면과 면 하나인 곡면(27d)을 가짐으로써 돌출부(27)와 본체부(12)의 단차부를 최소한으로 할 수 있다. 그 때문에 면 하나로 되는 표면이 전혀 없는 경우와 비교하여 방전이 일어나기 어려워 높은 동작 안정성을 얻을 수 있다.

또, 돌출부(27)는 도 3 및 도 4에 나타난 것처럼 본체부(12)의 선단으로부터 본체부(12)의 축선 C2 방향으로 뻗어 있다. 그 때문에 타겟이 절곡되어 있는 것 같은 형상과 비교하여 방전이 일어나기 어려워 높은 동작 안정성을 얻을 수 있다.

도 6 및 도 7에 나타난 것처럼 헤드부(9) 내의 각 전극에 소정 전압이 인가되면 이 헤드부(9) 내의 공간에 전계가 형성된다. 전자총(15)으로부터 출사된 전자는 이 헤드부(9) 내의 공간에 형성된 전계의 영향을 받으면서 진행하고(등전위면의 법선 방향으로 힘을 받으면서 진행하고), 최종적으로 경사면(27a)의 타겟(27b)에 입사함으로써 이 타겟(27b)으로부터 X선이 발생한다. 타겟(27b)에 전자가 입사하는 위치는 X선의 초점 위치로 되고, X선의 초점 위치로부터 X선 출사창(10)까지의 거리가 FOD이고, FOD가 짧을수록 확대투시 화상의 확대율이 향상된다.

다음에, 이 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)에 있어서의 전자의 초점의 대소, 초점 형상 및 FOD에 대해서 종래의 X선관(특허 문헌 1 기재의 X선관)으로부터 풋드 전극(foot electrode)을 제거한 것과 비교하여 설명한다.

도 17∼도 20은 종래의 X선관으로부터 풋드 전극을 제거한 X선관(이하, 「종래의 X선관」이라고 한다.)(200)을 나타낸다. 또, 도 17은 종래의 X선관(200)에 있어서의 타겟 근방의 구조를 나타내는 확대 단면도이다. 도 18은 도 17 중에 나타난 XVIII-XVIII선을 따른 종래의 X선관(200)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 도 19는 종래의 X선관(200)에 있어서의 양극 선단의 구조를 나타내는 확대 사시도이다. 도 20은 종래의 X선관(200)에 있어서 양극 선단에 있어서의 전자의 입사 형상 및 X선의 발생 형상을 설명하기 위한 도이다. 특히, 도 19에 있어서 영역(a)은 타겟 선단부의 사시도이고, 영역(b)은 영역(a) 중의 화살표(b)로 나타난 방향으로부터 본 타겟 선단부의 사시도이다. 이 종래의 X선관(200)은 원기둥 형상의 양극(201)의 선단을 비스듬하게 노치(notch)한 형상의 경사면(202)을 타겟으로 하고, 전자를 입사시킴으로써 X선을 발생시킨다.

여기서, 전자의 입사 형상 G2는 일반적으로 그 형상이 원형에 가까울수록 결과로서의 X선의 발생 형상 H2는 원형에 가깝게 되는 경향이 있다. 또, 「전자의 입사 형상」이란 타겟에 전자가 입사할 때의 전자빔의 단면 형상을 말한다, 「X선의 발생 형상」이란 X선 출사창(203)으로부터 보는 경우에 있어서의 X선의 단면 형상을 말한다. 즉, 전자총(205)으로부터 출사된 전자의 진행 경로의 연장선 상에 있는 전자빔의 초점 위치 P3(도 17, 참조)와 전자총(205)으로부터 출사된 전자의 진행 경로의 연장선 상에 있는 전자빔의 초점 위치 P4(도 18, 참조)가 대략 일치하도록 가까워질수록(특히 미소 초점화를 요구하는 경우에는 타겟 상에서 대략 일치하도록 가까워질수록) 전자의 입사 형상 G2(도 20, 참조)는 그 형상이 원형에 가까워져 X선의 발생 형상 H2는 원형에 가깝게 된다.

종래의 X선관(200)에 있어서 원통 케이스(204)의 관축선 C6 상에는 원기둥 형상의 양극(201)이 배치되어 있다. 이 양극(201)의 선단에는 비스듬하게 노치한 경사면(202)이 형성되어 있고, 이 경사면(202)이 타겟으로 된다. 전자가 이 경사면(202)에 입사함으로써 X선이 발생한다. 이때 종래의 X선관(200)에서는 전자빔의 초점 위치 P3(도 17)과 전자빔의 초점 위치 P4(도 18)가 다르기 때문에 도 20에 나타난 것처럼 전자의 입사 형상 G2는 타원으로 된다. 그 결과 X선의 발생 형상 H2도 타원화 되기 쉽다.

이에 대해 도 5, 도 6 및 도 7에 나타난 것처럼 이 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)에서는 양극(5)의 돌출부(27)는 본체부(12)의 축선 C2와 동일한 방향으로 뻗어 있고, 돌출부(27)에는 경사면(27a)을 사이에 두고 평행으로 배치된 1벌의 측면(27c, 27c)이 형성되어 있다. 또한, 1벌의 측면(27c, 27c) 사이의 폭 W1은 이 폭과 동일한 방향에 있어서의 본체부(12)의 폭(직경) W2보다 작다. 그 때문에 종래의 X선관(200)과는 달리 전자빔의 초점 위치 P1(도 6)과 전자빔의 초점 위치 P2(도 7)를 대충 같게 할 수 있다. 따라서, 도 9에 나타난 것처럼 전자의 입사 형상 G1은 원형에 가까워져 X선의 발생 형상 H1도 원형상으로 되기 쉽다.

또, 종래의 X선관(200)에서는 전자의 입사 형상 G2가 타원으로 되기 때문에 도 19 중에 1점 쇄선으로 나타난 것처럼 타겟 상에 있어서의 전자의 입사 영역의 형상 F2는 X선 출사창(203)(도 17, 참조)으로부터 본 타원에 가까운 형상으로 된다. 그 결과 X선의 발생 형상 H2도 타원형으로 되어 확대투시 화상이 불선명하게 된다.

이에 대해 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)에서는 전자의 입사 형상 G1이 원형에 가까워지기 때문에 도 8중의 영역(c)에 나타난 것처럼 타겟 상에 있어서의 전자의 입사 영역의 형상 F1을 X선 출사창(10)(도 6, 참조)으로부터 보아 원형으로 하기 쉽다. 또, X선의 발생 형상 H1이 원형으로 됨으로써 선명한 확대투시 화상이 얻어진다.

이 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)에서는 도 5에 나타난 것처럼 돌출부(27)를 지나서 본체부(12)의 축선 C2에 대해서 직교하는 단면에 있어서 1벌의 측면(27c, 27c)에 직교하는 방향의 가로 치수 M1은 가로 치수 M1에 직교하는 방향의 세로 치수 M2보다 짧게 되어 있다. 그 때문에 종래의 X선관(200)에 비해 전자의 입사 형상 G1은 원형에 가까워져 X선의 발생 형상 H1도 한층 원형으로 되기 쉽다.

또, 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)에 있어서 전자총(15)에 설치된 전자 출사구(15a)는 도 4에 나타내듯이 원형으로 형성되어 있다. 그 때문에 전자의 입사 형상 G1을 한층 원형으로 쉽게 할 수가 있다.

(제2 실시예)

다음에, 도 10 및 도 11을 참조하여 제2 실시예인 X선관에 대해서 설명한다. 또, 도 10은 이 발명과 관련되는 X선관의 제2 실시예의 특징 부분으로서 특히 양극 부에 있어서의 돌출부의 구성을 나타내는 확대 사시도이다. 도 11은 제2 실시예와 관련되는 X선관에 있어서 돌출부 주위에 형성된 등전위면을 설명하기 위한 도이다. 특히, 도 11에 있어서 영역(a)은 돌출부 근방의 확대 단면도이고, 영역(b)은 영역(a) 중에 나타난 B-B선을 따른 돌출부 근방의 단면도이다. 또, 이 제2 실시예와 관련되는 X선관(1B)에 있어서 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)과 동일 또는 동등의 구조에 대해서는 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

이 제2 실시예와 관련되는 X선관(1B)에 있어서 양극(50)은 원기둥 형상으로서 곧은 형상으로 뻗어 있는 본체부(51)를 가진다. 또, 양극(50)에는 본체부(51)의 선단으로부터 본체부(51)의 축선 C5 방향으로 뻗어 있는 돌출부(52)가 설치되어 있다. 돌출부(52)는 본체부(51)의 표면과 면 하나로 형성되어 축선 C5 방향으로 곧은 형상으로 뻗어 있는 곡면(52a)을 가진다. 돌출부(52)에 있어서 본체부(51)의 축선 C5를 사이에 두고 곡면(52a)과 대향하는 측에는 본체부(51)의 표면과 연속하는 경사면(52b)이 형성되어 있다. 경사면(52b)은 X선 출사창(10)으로부터 X선이 취출되도록 축선 C5에 대해 소정의 각도만큼 기울어져 있다. 이 경사면(52b)에는 텅스텐으로 이루어지는 타겟(52c)이 매설되어 있다. 경사면(52b)을 사이에 두고 형성된 1벌의 측면(52d, 52d)은 평행으로 배치되어 있다. 그리고, 1벌의 측면(52d, 52d) 사이의 폭은 이 폭과 동일 방향에 있어서의 본체부(51)의 폭보다 작게 되어 있다. 또한, 돌출부(52)를 지나서 본체부(51)의 축선 C5에 대해서 직교하는 단면에 있어서 1벌의 측면(52d, 52d)에 직교하는 방향의 가로 치수는 그 가로 치수에 직교하는 방향의 세로 치수보다 짧게 되어 있다. 이는 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)에 있 어서의 양극(5)과 마찬가지이다.

이 제2 실시예와 관련되는 X선관(1B)은 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)과 달리 돌출부(52)가 짧게 되어 있다. 그렇지만 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)과 마찬가지로 도 17∼도 19에 나타난 종래의 X선관(100)과 비교하여 도 11 중의 영역(a) 및 영역(b)에 각각 나타난 전자빔의 초점 위치 P1, P2를 거의 일치시킬 수가 있기 때문에 X선의 발생 형상 H1은 원형으로 되기 쉽다.

(제3 실시예)

다음에, 도 12∼도 16을 참조하여 제3 실시예인 X선관(1C)에 대해서 설명한다. 또, 도 12는 이 발명과 관련되는 X선관의 제3 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 도 13은 도 12 중에 나타난 XIII-XIII선을 따른 제3 실시예와 관련되는 X선관(1C)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 도 14는 도 13 중에 나타난 XIV-XIV선을 따른 제3 실시예와 관련되는 X선관(1C)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 도 15는 제3 실시예와 관련되는 X선관(1C)에 있어서 돌출부 주위에 형성된 등전위면을 설명하기 위한 확대 단면도이다. 도 16은 도 15 중에 나타난 XVI-XVI선을 따른 제3 실시예와 관련되는 X선관(1C)의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 또, 이 제3 실시예와 관련되는 X선관(1C)에 있어서 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)과 동일 또는 동등의 구조에 대해서는 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.

제3 실시예와 관련되는 X선관(1C)은 밀봉형의 X선관이고, 제1 실시예와 관련되는 X선관(1A)과 다른 점은 내통관(內筒管)(13)을 가지는 점이다. 내통관(13)은 대략 원통 형상으로서 도전성의 금속으로 이루어지고, 헤드부(9) 내에 밸브(7), 헤드부(9)와 공통의 관축선 C1을 가지도록 배치되어 있다. 내통관(13)의 관축선 C1 방향에 있어서의 상단측은 양극(5)의 돌출부(27)의 상단보다 상방에 배치되어 있다. 또, 내통관(13)의 내벽면에는 내방을 향해 솟아오른 동일 형상의 1벌의 도전성 평면부(13d, 13d)가 형성되고, 1벌의 도전성 평면부(13d, 13d)는 관축선 C1에 관해서 대칭이다. 1벌의 도전성 평면부(13d, 13d)는 양극(5)의 돌출부(27)를 사이에 둔 상태로 대향하고 있고, 돌출부(27)에 형성된 1벌의 측면(27c, 27c)에 대해 평행으로 되도록 배치되어 있다. 또, 1벌의 도전성 평면부(13d, 13d)의 크기는 적어도 돌출부(27)에 형성된 1벌의 측면(27c, 27c)의 경사면(27a)에 대응하는 영역을 덮을 만큼의 크기가 필요하다. 또, 이 제3 실시예에서는 1벌의 도전성 평면부(13d, 13d)는 1벌의 측면(27c, 27c)을 거의 덮는 크기를 가진다.

내통관(13)에는 전자총 수용부(11)를 부착하기 위해 헤드부측 관통공(9f)보다 작은 직경으로 이루어지는 내통관측 관통공(13c)이 형성되어 있다. 그리고, 큰 직경의 헤드부측 관통공(9f)측에서 보아서 작은 직경의 내통관측 관통공(13c)은 큰 직경의 헤드부측 관통공(9f) 내에 위치함과 아울러 X선 출사창(10)측으로 편심한 상태로 배치되어 있다(도 14, 참조). 그리고, 전자총 수용부(11)의 원통부(11b)는 내통관(13)의 내통관측 관통공(13c)에 끼워 넣어진다.

또, 도 15 및 도 16에 나타난 것처럼 헤드부(9) 내의 각 전극에 소정 전압이 인가됨으로써 헤드부(9) 내의 공간에 전계가 형성된다. 전자총(15)으로부터 출사된 전자는 전계의 영향을 받으면서 진행하고(등전위면의 법선 방향으로 힘을 받으면서 진행하고), 최종적으로 경사면(27a)의 타겟(27b)에 입사함으로써 X선이 발생한다.

그리고, 내통관(13)에 1벌의 도전성 평면부(13d, 13d)가 설치됨으로써 종래의 X선관(100)(도 18, 참조)과는 달리 전자빔의 초점 위치 P1(도 15)과 전자빔의 초점 위치 P2(도 16)를 거의 일치시킬 수가 있기 때문에 X선의 발생 형상 H1은 원형으로 되기 쉽다.

이 발명은 상술의 실시예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 타겟(27b, 52c)의 재질은 텅스텐에 한정되지 않고, 그 외의 X선 발생용 재료라도 좋다. 또, 타겟(27b, 52c)을 양극(5, 50)의 일부에 설치하는 경우에 한정되지 않고, 양극(5, 50) 전체를 소망의 X선 발생용 재료로 일체적으로 형성함으로써 양극(5, 50)에 설치한 경사면(27a, 52b)이 타겟으로 되도록 하여도 좋다. 또한, 진공 외위기 본체(양극 수용부)(3)에 양극(5, 50)이 수용되는 경우의 「수용」이란 양극(5, 50) 전체를 수용하고 있는 경우에 한정되지 않고, 예를 들면, 양극(5, 50)의 일부가 진공 외위기 본체(양극 수용부)(3)로부터 노출되어 있는 상태도 포함된다. 관형상의 진공 외위기 본체(양극 수용부)(3)라는 것은 원형의 관형상에 한정되지 않고, 구형, 그 외의 형상이라도 좋고, 또, 곧게 뻗은 관형상에 한정되지 않고, 커브 또는 굴곡진 관형상이라도 좋다. 내통관(13)을 설치하지 않는 경우에는 내통관(13)에 설치된 1벌의 도전성 평면부(13d, 13d)와 동일의 구조로 이루어지는 1벌의 도전성 평면부가 헤드부(9)의 내벽면에 직접 설치되어도 좋다.

다음에, 상술과 같은 구조를 가지는 X선관(이 발명과 관련되는 X선관)이 적용된 이 발명과 관련되는 X선원(100)을 도 21 및 도 22를 참조하여 설명한다. 또, 도 21은 이 발명과 관련되는 X선원의 하나의 실시예의 구성을 나타내는 분해 사시도이다. 또, 도 22는 본 실시예와 관련되는 X선원의 내부 구조를 나타내는 단면도이다. 또, 이 발명과 관련되는 X선원(100)에는 상술의 제1∼제3 실시예와 관련되는 X선관(1A∼1C)의 어느 쪽도 적용이 가능하지만 간단함을 위해 이하의 설명 및 관련하는 도면에서는 당해 X선원(100)에 적용이 가능한 X선관 전반을 단지 “X선관(1)”으로 표현하는 것으로 한다.

도 21 및 도 22에 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 22, 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 테이퍼면(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 수용부(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 22, 참조).

또, X선관(1)에는 배기관이 부설되어 있고, 이 배기관을 통해 밸브(7), 헤드부(9)의 상부(9c) 및 전자총 수용부(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 수용부(11)에 내장된 전자총(15)이 타겟(5d)의 전자 입사면을 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 22에 나타난 것처럼 X선관(1)에 있어서의 양극(5)에 대해 전원부(102)의 절연 블록(102A)의 상면에 돌출 설치된 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 수용부(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 있 다.

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 23은 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 23에 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 21 및 도 22에 나타난 것처럼 금속제통 부재(106)의 선단부가 테이퍼면(106B)에 의해 각부(角部)가 없는 테이퍼 형상으로 구성된 X선원(100)에서는 도 23에 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.

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 있어서 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 (6)

1. 내부에서 발생한 X선을 취출하기 위한 X선 출사창을 가지는 양극 수용부와,

   상기 양극 수용부 내에 배치되고 X선 타겟을 가지는 양극과, 그리고,

   상기 X선 타겟으로부터 상기 X선 출사창을 향해 X선을 발생시킬 수 있도록 이 X선 타겟을 향해 전자를 출사하기 위한 전자총을 구비하는 X선관에 있어서,

   상기 양극은 소정의 축을 따라 뻗은 형상의 본체부와, 이 본체부의 선단으로부터 상기 본체부의 축선 방향을 따라 뻗어 있는 돌출부를 가지고,

   상기 돌출부는 상기 축선에 대해 소정의 각도로 교차하는 면으로서 상기 X선 타겟의 전자 입사면과 일치한 경사면과, 상기 축선과 동일 방향으로 뻗어 있음과 아울러 상기 경사면을 사이에 두고 평행으로 배치된 1벌의 측면을 가지고,

   상기 돌출부에 있어서의 1벌의 상기 측면간의 거리는 이 거리와 동일한 방향에 있어서의 상기 본체부의 폭보다 작고,

   상기 양극 수용부는 상기 돌출부, 및 상기 돌출부와 상기 본체부의 사이의 단차부를 내주면으로 둘러싸는 금속제의 헤드부를 구비하고,

   상기 전자총에 대면하는 측과 반대측에 위치하는, 상기 돌출부의 표면의 일부는 상기 본체부의 표면과 면 하나로 형성되어 있는 X선관.
2. 제1항에 있어서,

   상기 축선에 직교하는 상기 돌출부의 단면에 있어서 1벌의 상기 측면 각각에 직교하는 방향을 따른 이 돌출부 단면의 가로 치수는 이 가로 치수에 직교하는 방향을 따른 이 돌출부 단면의 세로 치수보다 짧은 X선관.
3. 제1항에 있어서,

   상기 양극 수용부는 상기 돌출부에 있어서의 상기 1벌의 측면에 평행으로 되도록 상기 돌출부를 사이에 둔 상태로 대향하도록 배치된 1벌의 도전성 평면부를 구비하는 X선관.
4. 제2항에 있어서,

   상기 양극 수용부는 상기 돌출부에 있어서의 상기 1벌의 측면에 평행으로 되도록 상기 돌출부를 사이에 둔 상태로 대향하도록 배치된 1벌의 도전성 평면부를 구비하는 X선관.
5. 제1항에 있어서,

   상기 전자총은 상기 X선 타겟에 대면하는 면 상에 원형의 전자 출사구를 가지는 X선관.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항 기재의 X선관과, 그리고,

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

Images