KR20140132717A

KR20140132717A - X선 조사원

Info

Publication number: KR20140132717A
Application number: KR1020147024509A
Authority: KR
Inventors: 노리마사 고스기; 나오키 오쿠무라; 다츠야 나카무라; 도루 후지타; 도모유키 오카다; 아키오미 우지마
Original assignee: 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-11-18
Also published as: JP2013182815A; KR101943685B1; US20150063548A1; CN104145532A; CN104145532B; JP5899006B2; DE112013001252T5; TWI566643B; US9349563B2; TW201352071A; WO2013129068A1

Abstract

X선 조사원(2)에서는, 덮개부(31c)가 나사(65)에 의해서 본체부(35)에 체결됨으로써, 제1 회로 기판(32)에 의해서 벽부(31a)의 내면에 가압된 상태에서 X선관(21)이 케이스(31)에 고정되어 있다. 이와 같이, 제1 회로 기판(32)과 벽부(31a)사이에 끼워 넣는 것에 의해, X선관(21)을 케이스(31) 내에서 안정적으로 고정할 수 있다. 또, 이 X선 조사원(2)에서는, 케이스(31) 내에 조립되는 제1 회로 기판(32) 자체를 X선관(21)의 가압에 이용하고 있다. 따라서, X선관(21)을 가압하기 위한 새로운 부재가 불필요하고, 장치 구성의 복잡화도 회피할 수 있다.

Description

X선 조사원{X-RAY RADIATION SOURCE}

본 발명은, X선관(管)을 케이스 내에 구비한 X선 조사원에 관한 것이다.

종래의 X선 조사원으로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 X선관이 있다. 이 종래의 구성에서는, X선 출사창(窓)을 가지는 케이스 내에 X선관이나 고압 발생 모듈 등을 조립하고, X선 출사창의 근방에 마련한 마운트(mount)에 X선관을 맞닿게 하여 고정하고 있다. 또, 특허 문헌 2에 기재된 X선 발생 장치에서는, X선관에서의 출력창의 주위에 마련된 플랜지를 케이스의 내벽면에 맞닿게 하여 고정하고 있다.

특허 문헌 1 : 미국특허 제4034251호 명세서 특허 문헌 2 : 일본특허공개 2000－67790호 공보

X선의 출력을 안정시키는 관점으로부터, 케이스 내에서 X선관을 안정적으로 고정하는 것은 매우 중요해지고 있다. 그렇지만, 특허 문헌 1과 같이, 실질적으로 X선관의 일단측만을 고정하는 경우에는, 안정적으로 고정하는 것은 곤란하다. 이것에 대해, 특허 문헌 2와 같이, 복수 개소를 고정하는 경우이면, 고정은 안정화 할 수 있지만, 고정용 부재를 복수 가지기 때문에 구성이 복잡화 할 우려가 있다.

본 발명은, 상기 과제의 해결을 위해서 이루어진 것이며, 장치 구성을 복잡화시키지 않고 케이스 내에서 X선관을 안정적으로 고정할 수 있는 X선 조사원을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 관한 X선 조사원은, X선을 출력창(窓)으로부터 출력하는 X선관(管)과, X선관이 탑재되는 제1 회로 기판과, X선관 및 제1 회로 기판이 수용되며, X선관으로부터 출력된 X선을 외부를 향해서 출사시키는 X선 출사창이 형성된 벽부를 가지는 케이스를 구비한 X선 조사원으로서, X선관은, 제1 회로 기판에 의해서 벽부의 내면에 가압된 상태에서 케이스에 고정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

이 X선 조사원에서는, 제1 회로 기판에 의해서 벽부의 내면에 가압된 상태에서 X선관이 케이스에 고정되어 있다. 제1 회로 기판과 벽부 사이에 끼워 넣는 것에 의해, 케이스 내에서 X선관을 안정적으로 고정할 수 있다. 또, 이 X선 조사원에서는, 케이스 내에 조립되는 제1 회로 기판 자체를 X선관의 가압에 이용하고 있다. 따라서, X선관을 가압하기 위한 부재를 별도로 마련할 필요가 없어, 장치 구성의 복잡화도 회피할 수 있다.

또, X선관과 벽부의 내면과의 사이에는, 출력창의 적어도 일부에 접하도록 도전성을 가지는 완충 부재가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 가압에 의한 X선관으로의 응력을 완화하면서, 케이스 내에서 X선관을 안정적으로 고정할 수 있다. 게다가, 완충 부재가 도전성을 가지기 때문에, 케이스의 전위(電位)와 출력창의 전위를 일치시킴으로써, X선관의 동작을 안정시키는 것이 가능해진다.

또, 케이스는, 벽부를 가지는 본체부와, X선관 및 제1 회로 기판이 고정되는 덮개부를 가지며, 덮개부가 체결 부재에 의해서 본체부에 체결되는 것에 의해, X선관이 벽부의 내면에 가압되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 간단한 구성으로 X선관의 안정된 고정을 행할 수 있다.

또, X선관 및 제1 회로 기판은, 덮개부에 세워 마련된 스페이서 부재에 의해서 지지되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 스페이서 부재에 의해서 확실히 X선관을 벽부의 내면에 가압할 수 있음과 아울러, 케이스 내에 일정한 수용 공간이 확보되므로, 회로 구성 부재의 배치 자유도를 향상할 수 있다.

또, 제1 회로 기판에 공급되는 전압을 승압하는 고압 발생 모듈과, 고압 발생 모듈이 탑재되는 제2 회로 기판을 더 구비하며, 고압 발생 모듈 및 제2 회로 기판은, 덮개부에 세워 마련된 스페이서 부재에 의해서, X선관 및 제1 회로 기판 보다도 덮개부측의 위치에서 지지되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, X선관과 늘어서며, 비교적 큰 구성인 고압 발생 모듈을 수용 공간에 넣음으로써, 케이스 내의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.

또, X선관에는, 측부로 돌출하는 급전핀(給電pin)이 마련되고, 제1 회로 기판에는, X선관의 평면 형상에 대응하는 관통공이 마련되며, X선관의 일부가 관통공 내에 위치한 상태에서 급전핀이 관통공 주위의 가장자리부에 접속되는 것에 의해서, X선관이 제1 회로 기판에 유지되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, X선관과 제1 회로 기판과의 위치 맞춤을 간단하게 실시할 수 있다. 또, X선관의 일부가 관통공 내에 위치함으로써, 관통공의 깊이만큼 케이스의 두께를 작게 하는 것이 가능해진다.

또, X선관에는, 측부로 돌출하는 급전핀이 마련되고, 제1 회로 기판에는, X선관의 평면 형상에 대응하는 오목부가 마련되며, X선관의 일부가 오목부 내에 위치한 상태에서 급전핀이 오목부 주위의 가장자리부에 접속되는 것에 의해서, X선관이 제1 회로 기판에 유지되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, X선관과 제1 회로 기판과의 위치 맞춤을 간단하게 실시할 수 있다. 또, 제1 회로 기판에 의해서 X선관을 단단히 가압할 수 있다. 게다가, X선관의 일부가 오목부 내에 위치함으로써, 오목부의 깊이만큼 케이스의 두께를 작게 하는 것이 가능해진다.

본 발명에 따르면, 장치 구성을 복잡화시키지 않고 케이스 내에서 X선관을 안정적으로 고정할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 X선 조사원을 포함하여 구성되는 X선 조사 장치의 일 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 X선 조사 장치의 기능적인 구성 요소를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 X선 조사원의 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 도 4에서의 V－V선 단면도이다.
도 6은 X선관과 제1 회로 기판과의 고정 구조의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 X선관과 제1 회로 기판과의 고정 구조의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 X선 조사원의 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8에서의 IX－IX선 단면도이다.
도 10은 X선 조사원의 다른 변형예를 나타내는 평면도이다.
도 11은 도 10에서의 XI－XI선 단면도이다.
도 12는 X선 조사원의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 13은 X선 조사원의 또 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하면서, 본 발명에 관한 X선 조사원의 바람직한 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 도 1은, 본 발명에 관한 X선 조사원을 포함하여 구성되는 X선 조사 장치의 일 실시 형태를 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타내는 X선 조사 장치(1)는, 예를 들면 대형 유리를 취급하는 제조 라인에서 클린 룸 등에 설치되며, X선의 조사에 의해서 대형 유리의 제전(除電, 정전기를 없앰)을 행하는 포토이오나이저(photoionizer, 광조사식 제전 장치)로서 구성되어 있다.

이 X선 조사 장치(1)는, X선을 조사하는 복수의 X선 조사원(2)과, X선 조사원(2)을 제어하는 컨트롤러(3)와, X선 조사원(2)을 늘어서 유지하는 레일 부재(4)를 구비하여 구성되어 있다. 레일 부재(4)는, X선 조사원(2)로부터 이간(離間)하는 방향으로 오목부가 형성된 단면이 대략 コ자 모양의 채널부(4a)와, 채널부(4a)의 단부로부터 측부로 돌출하는 플랜지부(4b, 4b)를 가지고 있다. 레일 부재(4)는, 예를 들면 알루미늄이나 알루미늄 합금, 혹은 철이나 철 합금 등의 도전성을 구비한 금속에 의해서 형성되어 있으며, 복수의 X선 조사원(2)을 유지하기 위해서 충분한 강도가 확보되어 있다. 또, 레일 부재(4)는, 일체적으로 형성된 것에 한정되지 않고, 길이 방향(연장 방향)을 따라서 분할된 분할 부재를 착탈 가능하게 연결한 것 이라도 괜찮다. 이 경우, 피처리물의 크기나 수, 배치 등에 맞추어, 소망한 형상이나 크기의 유지 구조를 얻을 수 있으므로, 보다 효율적인 X선 조사에 의한 제전이 가능하게 된다.

도 2는, X선 조사 장치(1)의 기능적인 구성 요소를 나타내는 블록도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 컨트롤러(3)는, 제어 회로(11)를 포함하여 구성되어 있다. 제어 회로(11)는, 예를 들면 X선 조사원(2)에 내장되는 X선관(21)을 향해서 전력을 공급하는 전원 회로, X선관(21)을 향해서 구동 및 정지를 제어하는 제어 신호를 송신하는 제어 신호 송신 회로, X선관(21)이 수명에 이른 것을 나타내는 수명 알림 신호를 X선관(21)으로부터 수신하는 수명 알림 신호 수신 회로 등을 포함하여 구성되어 있다. 이 제어 회로(11)는, 입출력 단자(12)에 의해서 X선 조사 유닛(2) 등과의 외부 접속이 가능하게 되어 있다.

한편, X선 조사원(2)은, X선을 발생시키는 X선관(21)과, 전원 회로로부터의 전압을 승압시키는 고압 발생 모듈(22)과, X선관(21) 및 고압 발생 모듈(22)을 구동하는 구동 회로(23)를 포함하여 구성되어 있다. 구동 회로(23)에는, 주요 배선(24)이 접속되어 있으며, 주요 배선(24)은, 그 양단에 마련된 입력 단자(25) 및 출력 단자(26)에 의해서 다른 X선 조사 유닛(2)이나 컨트롤러(3) 등과 외부 접속이 가능하게 되어 있다.

그리고, X선 조사 장치(1)에서는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 하나의 X선 조사원(2)의 출력 단자(26)가, 중계 케이블(C)을 매개로 하여 인접하는 다른 X선 조사원(2)의 입력 단자(25)에 착탈 가능하게 접속된다. 선단의 X선 조사 유닛(2)에 이르기까지, 각 X선 조사 유닛(2)끼리가 동일하게 접속되어 가는 한편으로, 컨트롤러(3)의 입출력 단자(12)가, 중계 케이블(C)을 매개로 하여 기단(基端)의 X선 조사원(2)의 입력 단자(25)에 착탈 가능하게 접속되어 있다. 이것에 의해, 각 X선 조사원(2)의 주요 배선(24)이 제어 회로(11)에 대해서 직렬로 접속되며, 각 X선 조사원(2)의 구동 회로(23)가 제어 회로(11)에 대해서 병렬로 접속되어 있다.

이 구성에 의해, 하나의 X선 조사 유닛(2)의 입력 단자(25)로부터 입력되는 전압값과 출력 단자(26)로부터 출력되는 전압값이 동일하게 되며, 하나의 X선 조사 유닛(2)의 출력 단자(26)로부터 출력되는 전압값과, 하나의 X선 조사 유닛(2)과 전기적으로 접속되는 다른 X선 조사 유닛(2)의 입력 단자(25)로부터 입력되는 전압값 및 출력 단자(26)로부터 출력되는 전압값도 모두 동일하게 된다. 이 때문에, 복수의 X선 조사 유닛(2)을 일렬로 연결하는 경우에도, 모든 X선 조사 유닛(2)에 동일한 값의 전압을 공급할 수 있다. 따라서, 각 X선 조사 유닛(2)끼리를 전기적으로 접속한 경우에, 각 X선 조사 유닛(2)마다 전원 회로를 포함하는 컨트롤러(3)의 제어 회로(11)를 접속시킬 필요가 없게 되어, 배선을 번잡하게 하지 않고 X선 조사 유닛(2)의 연결수의 증감이 가능하게 된다.

다음으로, 상술한 X선 조사원(2)의 구성에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은, 도 1에 나타낸 X선 조사원의 사시도이다. 또, 도 4는, 도 3의 평면도이며, 도 5는, 도 4에서의 V－V선 단면도이다. 도 3 ~ 도 5에 나타내는 바와 같이, X선 조사원(2)은, 스테인리스나 알루미늄 등을 이용한 금속제의 대략 직방체형 모양의 케이스(31) 내에, 상술의 X선관(21) 및 고압 발생 모듈(22)과, X선관(21) 및 구동 회로(23) 중 적어도 일부가 탑재되는 제1 회로 기판(32)과, 고압 발생 모듈(22)이 탑재되는 제2 회로 기판(33)을 가지고 있다.

케이스(31)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, X선관(21)으로부터 발생한 X선을 외부를 향해서 출사시키는 X선 출사창(34)이 형성된 장방형 모양의 벽부(31a), 및 이 벽부(31a)의 각 변(邊)에 마련된 측벽부(31b)를 가져 일면측이 개구하는 본체부(35)와, 벽부(31a)에 대향하고, 본체부(35)의 개구 부분을 덮하도록 장착된 덮개부(31c)를 구비하며, 접지 전위(電位)로 되어 있다. X선 출사창(34)은, 벽부(31a)의 대략 중앙 부분에서, 케이스(31)의 길이 방향을 따라서 장방형 모양으로 형성된 개구부에 의해서 구성되어 있다.

이 케이스(31)와 레일 부재(4)와의 장착에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 커플링 부재(41)가 이용된다. 커플링 부재(41)는, 예를 들면 절연성 및 탄성을 가지는 수지 재료에 의해서 형성되고, 레일 부재(4)의 폭방향(레일 부재(4)의 연장 방향과 직교하는 방향)과 대략 동일 길이로 단면이 직사각형인 막대 모양을 이루는 본체부(41a)와, 본체부(41a)의 양단에 각각 형성된 클로부(claw部)(41b, 41b)를 가지고 있다. 본체부(41a)를 덮개부(31c)에 대해서 나사 고정 등으로 고정하고, 클로부(41b, 41b)를 레일 부재(4)의 플랜지부(4b, 4b)의 단부에 각각 맞물리게 함으로써, X선 조사원(2)이 레일 부재(4)에 대해서 착탈 가능하게 장착된다. 본체부(41a)의 덮개부(31c)에 대한 고정 방법으로서는, 나사의 나사 결합 외에도 접착이나 용착 등이라도 괜찮다. 또, 도 1에 나타내는 바와 같이, X선 조사원(2, 2) 사이에 커플링 부재(41)를 더 장착하며, X선 조사원(2, 2) 사이를 연결하는 중계 케이블(C)의 중간 부분을 커플링 부재(41)에 의해서 레일 부재(4)에 결속시켜도 괜찮다.

X선관(21)은, 케이스(31)에 비해 충분히 작은 대략 직방체형 모양의 진공 용기(51) 내에, 전자빔을 발생시키는 필라멘트(52)와, 전자빔을 가속시키는 그리드(grid, 53)와, 전자빔의 입사에 따라 X선을 발생시키는 타겟(54)을 가지고 있다. 진공 용기(51)는, 후술의 출력창(57)이 마련된 도전성 재료(예를 들면 스테인리스 등의 금속판)로 이루어지는 장방형 모양의 벽부(51a)와, 해당 벽부(51a)에 대향하고, 장방형 모양의 절연성 재료(예를 들면 유리)로 이루어지는 벽부(51b)와, 벽부(51a, 51b)의 외부 가장자리를 따르는 절연성 재료(예를 들면 유리)로 이루어지는 측벽부(51c)를 구비하고 있다. 측벽부(51c)의 높이는, 벽부(51a, 51b)의 짧은 방향의 길이 보다도 작게 되어 있다. 즉, 진공 용기(51)는, 높이를 구성하는 변의 길이가 가장 짧고, 벽부(51a, 51b)를 평판 평면으로 볼 수 있을 정도인, 평판 모양의 대략 직방체형 모양으로 되어 있다. 벽부(51a)의 대략 중앙 부분에는, X선 출사창(34)에 비해 한 둘레 작은 개구부(51d)가 진공 용기(51)의 길이 방향(벽부(51a, 51b)의 길이 방향)을 따라서 장방형 모양으로 형성되어 있다. 이 개구부(51d)는, 후술의 출력창(57)을 구성한다.

필라멘트(52)는, 벽부(51b)측에 배치되며, 그리드(53)는, 필라멘트(52)와 타겟(54)과의 사이에 배치되어 있다. 필라멘트(52) 및 그리드(53)에는, 각각 복수의 급전핀(55)(도 4 참조)이 접속되어 있다. 급전핀(55)은, 측벽부(51c)와 벽부(51b)와의 사이를 통과하고, 진공 용기(51)의 폭방향의 양측으로 각각 돌출한 상태로 되어 있다. 또, 벽부(51a)의 외면측에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 개구부(51d)를 씰링하도록, 예를 들면 베릴륨이나 실리콘, 티탄 등의 X선 투과성이 좋고, 도전성을 구비한 재료로 이루어지는 장방형 모양의 창재(窓材, 56)가 밀착 고정되어, 타겟(54)에서 발생한 X선을 X선관(21)으로부터 외부로 출력시키는 출력창(57)이 구성되어 있다. 또, 예를 들면 텅스텐 등으로 이루어지는 타겟(54)은, 창재(56)의 내면에 형성되어 있다.

X선관(21)과 제1 회로 기판(32)을 고정함에 있어서, 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 회로 기판(32)의 대략 중앙 부분에는, X선관(21)의 벽부(51b)측의 최외부 가장자리로 구성되는 평면 형상에 비해 약간 큰 장방형 모양의 관통공(32a)이 형성되어 있다. 이 관통공(32a)의 깊이, 즉, 제1 회로 기판(32)의 두께는, 진공 용기(51)에서의 벽부(51b)의 두께와 대략 동일하게 되어 있다. 그리고, X선관(21)은, 벽부(51b)가 관통공(32a) 내에 위치하고, 또한 각 급전핀(55)이 제1 회로 기판(32)의 일면측에서의 관통공(32a) 주위의 가장자리부에 납재 등의 도전성 부재로 접속되는 것에 의해서, 제1 회로 기판(32)에 유지됨과 아울러, 제1 회로 기판(32) 상의 회로와 전기적으로 접속되어 있다. 게다가, 각 급전핀(55)과 제1 회로 기판(32)과의 접속부를 덮도록, 절연성 수지에 의한 포팅부(potting部, 58)가 마련되어 있다. 포팅부(58)는, 진공 용기(51)와 제1 회로 기판(32)에 걸친 상태에서 진공 용기(51)의 전체 둘레에 걸쳐서 형성되어 있으며, 제1 회로 기판(32)에 대한 X선관(21)의 고정에 대한 보조도 겸하고 있다. 한편, 고압 발생 모듈(22)과 제2 회로 기판(33)을 고정함에 있어서는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 회로 기판(33)에는 관통공 등이 형성되어 있지 않고, 고압 발생 모듈(22)은, 제2 회로 기판(33)에서 제1 회로 기판(32)과 대향하는 일면측에 접착 등에 의해서 고정되어 있다.

또, X선관(21)과 제1 회로 기판(32)을 고정함에 있어서, 제1 회로 기판(32)이 충분한 두께를 가지는 경우에는, 상술한 관통공(32a)을 형성하는 대신에, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 제1 회로 기판(32)에, X선관(21)의 벽부(51b)측의 최외부 가장자리로 구성되는 평면 형상에 비해 약간 큰 장방형 모양의 오목부(32b)를 형성해도 괜찮다. 이 경우, 벽부(51b)가 오목부(32b) 내에 위치하고, 또한 각 급전핀(55)이 제1 회로 기판(32)의 일면측에서의 오목부(32b) 주위의 가장자리부에 접하도록 X선관(21)을 배치하는 것이 바람직하다.

또, 관통공(32a)이나 오목부(32b)를 반드시 형성할 필요는 없으며, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 회로 기판(32)의 일면측에 X선관(21)에서의 진공 용기(51)를 그대로 재치해도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면 급전핀(55)을 벽부(51b)의 측면을 따라서 연장시켜, 제1 회로 기판(32)에 접하도록 하면 괜찮다. 어느 형태에서도, 급전핀(55)이 전기적 및 물리적으로 제1 회로 기판(32)에 접하고 있으면 괜찮으며, 진공 용기(51)의 측부로 돌출시키는 형상 외에, 예를 들면 벽부(51b)의 측면이나 저면, 혹은 측벽부(51c)의 외면 등에 돌아서 들어가도록 형성해도 좋다.

케이스(31) 내에서의 X선관(21), 고압 발생 모듈(22), 제1 회로 기판(32), 및 제2 회로 기판(33)의 고정에는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 스페이서 부재(61, 62)에 의한 2단 구조가 채용되어 있다. 스페이서 부재(61, 62)는, 예를 들면 세라믹이나, 폴리이미드ㆍ나일론ㆍ에폭시 등 각종 수지 재료에 의해서 막대 모양으로 형성되며, 비도전성을 나타내고 있다. 스페이서 부재(61, 62)는, 진공 용기(51)를 길이 방향으로 끼우도록 2개소에 배치되어 있다.

1단째의 스페이서 부재(61)는, 나사(63)의 체결에 의해서 케이스(31)에서의 덮개부(31c)의 내면측에 세워 마련되며, 2단째의 스페이서 부재(62)는, 고압 발생 모듈(22)을 탑재한 제2 회로 기판(33)을 끼워 넣어 고정한 상태에서 1단째의 스페이서 부재(61)의 선단에 연결되어 있다. 또, 2단째의 스페이서 부재(62)의 선단에는, X선관(21)을 탑재한 제1 회로 기판(32)이 나사(64)의 체결에 의해서 제2 회로 기판(33)과 대략 평행하게 고정되어 있다.

이러한 구조가 마련된 덮개부(31c)는, X선관(21)의 출력창(57)이 케이스(31)의 X선 출사창(34)으로부터 노출하도록 위치 맞춤되며, 나사(65)의 체결에 의해서 본체부(35)에 고정되어 있다. 이 나사(65)의 체결에 의해, X선관(21)은, 제1 회로 기판(32)에 의해서 케이스(31)에서의 벽부(31a)의 내면에 가압된 상태로 되어 있다. 또, 2단째의 스페이서 부재(62)의 길이는, 1단째의 스페이서 부재(61)의 수배(數倍) 정도의 길이로 되어 있으며, 제1 회로 기판(32)과 고압 발생 모듈(22)은 서로 이간하고 있다. 제1 회로 기판(32)과 고압 발생 모듈(22)과의 접속은, 유선 접속이라도 무선 접속이라도 괜찮다.

또, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, X선관(21)과 벽부(31a)와의 사이에는, 예를 들면 스틸 울(steel wool), 도전 매트, 도전성 고무와 같은 도전성 및 쿠션성을 가지는 완충 부재(67)가 배치되어 있다. 완충 부재(67)는, 출력창(57)을 노출시키는 개구부와, 창재(56)의 둘레 가장자리부에 접하도록 출력창(57)의 주위를 둘러싸는 직사각형 틀 모양부를 구비하며, 케이스(31)와 출력창(57)을 전기적으로 접속하고 있다. 또, 케이스(31)에 마련된 X선 출사창(34)은, X선관(21)의 출력창(57)에 비해 한 둘레 크고, 벽부(31a)와 대면하도록 케이스(31)를 상측으로부터 본 경우에, 출력창(57) 전체를 노출시키도록 되어 있다. 이 때문에, 출력창(57)으로부터 발산각(發散角)을 가지고 방출되는 X선이, X선 출사창(34)의 가장자리부에 의해서 차단되는 것을 억제할 수 있다. 게다가, 창재(56), 벽부(51a), 완충 부재(67)와 같은 X선 출사창(34)으로부터 노출할 가능성이 있는 재료는 모두 도전성으로 되어 있고, 또한 케이스(31)와 전기적으로 접속되어 있다.

이상 설명한 바와 같이, X선 조사원(2)에서는, 덮개부(31c)가 나사(65)에 의해서 본체부(35)에 체결됨으로써, 제1 회로 기판(32)에 의해서 벽부(31a)의 내면에 가압된 상태에서 X선관(21)이 케이스(31)에 고정되어 있다. 이와 같이, 제1 회로 기판(32)과 벽부(31a) 사이에 끼워 넣는 것에 의해, X선관(21)을 케이스(31) 내에서 안정적으로 고정할 수 있다. 본 실시 형태에서는, X선관(21)의 진공 용기(51)를 구성하는 면 중에서도 면적이 크고 또한 출력창(57)이 형성된 벽부(51a)측이, 벽부(31a)의 내면에 가압된 상태에서 X선관(21)이 고정되어 있으므로, 보다 안정된 고정이 가능해짐과 아울러, 타겟(54)에서 발생한 열도 케이스(31)에 전해지기 쉽게 되어, X선관(21)의 방열 효율에도 뛰어나다. 또, 이 X선 조사원(2)에서는, 케이스(31) 내에 조립되는 제1 회로 기판(32) 자체를 X선관(21)의 가압에 이용하고 있다. 즉, X선 조사원(2)의 동작에 필수의 구성이 X선관(21)의 가압 부재를 겸하고 있기 때문에, X선관(21)을 가압하기 위한 새로운 부재를 별도로 마련할 필요가 없어, 장치 구성의 복잡화도 회피할 수 있다.

또, X선 조사원(2)에서는, X선관(21)과 벽부(31a)의 내면과의 사이에는, 출력창(57)을 구성하는 시트(56)에 접하도록 도전성을 가지는 완충 부재(67)가 배치되어 있다. 이것에 의해, 가압에 의한 X선관(21)으로의 직접적인 응력을 완화하면서도 보다 강한 가압이 가능해지므로, 케이스(31) 내에서 X선관(21)을 한층 안정적으로 고정할 수 있다. 게다가, 완충 부재(67)가 도전성을 가지기 때문에, 케이스(31)의 전위와 출력창(57)의 전위를 일치시킴으로써, 출력창(57)의 전위를 안정시키고, X선관(21)의 동작을 안정시키는 것이 가능해진다.

또, X선 조사원(2)에서는, 덮개부(31c)에 세워 마련된 스페이서 부재(61, 62)에 의해, X선관(21)이 탑재된 제1 회로 기판(32)과, 고압 발생 모듈(22)이 탑재된 제2 회로 기판(33)이 2단 구조로 되어 있으며, 고압 발생 모듈(22) 및 제2 회로 기판(33)이, X선관(21) 및 제1 회로 기판(32) 보다도 덮개부(31c)측의 위치에서 지지되어 있다. 이러한 구성에 의해, 스페이서 부재(61, 62)에 의해서 케이스(31) 내에 일정한 수용 공간이 확보됨과 아울러, 케이스(31) 내에 배치되는 회로가 제1 회로 기판(32)과 제2 회로 기판(33)으로 분할됨으로써, 회로 구성 부재의 배치 자유도를 향상할 수 있다. 특히, X선 조사원(2) 중에서도, X선관(21)과 늘어서며, 비교적 큰 구성인 고압 발생 모듈(22)을 수용 공간에 넣음으로써, 케이스(31) 내의 공간을 유효하게 이용할 수 있다.

또, X선 조사원(2)에서는, X선관(21)의 진공 용기(51)로부터 측부로 돌출하는 급전핀(55)이 마련됨과 아울러, 제1 회로 기판(32)에는 X선관(21)의 평면 형상에 대응하는 관통공(32a)이 마련되며, X선관(21)의 벽부(51b)가 관통공(32a) 내에 위치한 상태에서 급전핀(55)이 관통공(32a) 주위의 가장자리부에 접속되는 것에 의해서, X선관(21)이 제1 회로 기판(32)에 유지되어 있다. 이것에 의해, X선관(21)과 제1 회로 기판(32)과의 위치 맞춤을 간단하게 실시할 수 있다. 또, X선관(21)의 벽부(51b)가 관통공(32a) 내에 위치함으로써, 관통공(32a)의 깊이만큼 케이스(31)의 두께를 작게 하는 것이 가능해져, 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

또, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 관통공(32a)을 대신하여 오목부(32b)를 형성하는 경우도, 오목부(32b)에 의해서 X선관(21)과 제1 회로 기판(32)과의 위치 맞춤을 간단하게 실시할 수 있는 것 외에, 제1 회로 기판(32)과 X선관(21)이 직접 면접촉하는 것에 의해서 X선관(21)을 단단히 가압할 수 있다. 게다가, X선관(21)의 벽부(51b)가 오목부(32b) 내에 위치함으로써, 오목부(32b)의 깊이만큼 케이스(31)의 두께를 작게 하는 것이 가능해진다.

또, 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 회로 기판(32)의 일면측에 X선관(21)의 진공 용기(51)를 그대로 재치(載置)한 경우에도, 제1 회로 기판(32)과 X선관(21)이 직접 면접촉하는 것에 의해서 X선관(21)을 단단히 가압할 수 있다. X선관(21)이 벽부(31a)에 대해서 확실히 가압됨으로써, X선관(21)으로부터 케이스(31)로의 전열 효율, 즉, X선관(21)의 방열 효율을 향상할 수 있다.

본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 상술한 실시 형태에서는, 막대 모양의 스페이서 부재(61, 62)를 이용하고 있지만, 스페이서 부재의 형상은, 기둥 모양, 판 모양, 틀 모양 등의 여러 가지의 형상을 이용할 수 있다. 또, 스페이서 부재의 배치수나 배치 개소도 적절히 설계할 수 있다.

이것에 따라, 케이스(31) 내에서의 X선관(21) 등의 조립 구조에 대해서도 변형을 적용할 수 있다. 예를 들면 도 8 및 도 9에 나타내는 예에서는, 제1 회로 기판(32)에 제2 회로 기판(33)의 기능을 갖게 하여 기판의 수를 줄이고, X선관(21)의 길이 방향의 양측과 폭방향의 양측과의 4개소에 배치한 스페이서 부재(71)에 의해서 제1 회로 기판(32)를 지지하고 있다. 스페이서 부재(71)의 길이는, 도 5에 나타낸 스페이서 부재(61, 62)의 합계의 길이와 대략 동일하게 되어 있으며, 제1 회로 기판(32)과 덮개부(31c)와의 사이의 공간이 확보되어 있다. 그리고, 고압 발생 모듈(22)은, 제1 회로 기판(32)에서, X선관(21)과 반대측의 면에 고정되어 있다.

이러한 구성에서는, 회로 기판의 수를 감소시킴으로써, 케이스(31)의 두께를 보다 작게 할 수 있다. 또, 제1 회로 기판(32)을 4개소의 스페이서 부재(71)에 의해 지지함으로써, 제1 회로 기판(32)에 의한 X선관(21)의 가압이 균일화되어, X선관(21)을 케이스(31) 내에서 한층 안정적으로 고정할 수 있다. 또, 스페이서 부재(71)의 길이는, 고압 발생 모듈(22)을 배치하는데 필요한 공간을 형성할 수 있으면, 스페이서 부재(61, 62)의 합계의 길이 보다도 짧게 해도 괜찮다.

또, 예를 들면 도 10 및 도 11에 나타내는 예에서는, 도 4 및 도 5에 나타낸 제1 회로 기판(32) 보다도 면적이 큰 케이스(31) 및 제1 회로 기판(32)을 이용하며, 제1 회로 기판(32)의 일면측에서, X선관(21)의 폭방향의 일방측에 X선관(21)을 구동시키는 구동 회로(23)의 배치 영역(81)을 마련하고, 타방측에 고압 발생 모듈(22)을 탑재하고 있다. 그리고, 틀 모양의 스페이서 부재(82)를 덮개부(31c)에 고정하고, 스페이서 부재(82)의 선단에 제1 회로 기판(32)을 고정하고 있다. 이러한 구성에서도, 회로 기판의 수를 감소시킴으로써, 케이스(31)의 두께를 보다 작게 할 수 있다. 또, 제1 회로 기판(32)을 틀 모양의 스페이서 부재(82)에 의해 지지함으로써, 제1 회로 기판(32)에 의한 X선관(21)의 가압이 균일화되어, X선관(21)을 케이스(31) 내에서 한층 안정적으로 고정할 수 있다.

또, 예를 들면 도 12에 나타내는 예에서는, 케이스(31)의 측벽부(31b)에서 벽부(31a)의 내면을 따르는 연장부를 마련하고, 이 연장부와 벽부(31a)의 단부를 나사(86)에 의해 체결하고 있다. 이것에 의해, X선관(21)이 제1 회로 기판(32)에 의해서 벽부(31a)의 내면에 가압되는 것에 더하여, 벽부(31a)의 내면에 의해서 제1 회로 기판(32)에 대해서 가압되게 된다. 따라서, 제1 회로 기판(32)과 벽부(31a)의 내면에서 더 단단히 X선관(21)이 사이에 넣어져, X선관(21)을 케이스(31) 내에서 한층 안정적으로 고정할 수 있다.

게다가, 예를 들면 도 13에 나타내는 예에서는, 제1 회로 기판(32)과 제2 회로 기판(33)과의 사이에 배치되는 스페이서 부재(62)를 대신하여, 제1 회로 기판(32)과 벽부(31a)와의 사이에 스페이서 부재(87)를 마련하고 있다. 그리고, 제1 회로 기판(32)을 개재시켜 나사(88)를 스페이서 부재(87)의 일단부에 체결하고, 벽부(31a)를 개재시켜 나사(89)를 스페이서 부재(88)의 타단부에 체결하고 있다. 이러한 구성에서도, X선관(21)이 제1 회로 기판(32)에 의해서 벽부(31a)의 내면에 가압되는 것에 더하여, 벽부(31a)의 내면에 의해서 제1 회로 기판(32)에 대해서 가압 되게 된다. 따라서, 제1 회로 기판(32)과 벽부(31a)의 내면에서 더 단단히 X선관(21)이 끼워 넣어져, X선관(21)을 케이스(31) 내에서 한층 안정적으로 고정할 수 있다.

또, 케이스 내의 스페이서 부재는 반드시 사용하지 않아도 괜찮다. 이 경우, 예를 들면 덮개부(31c) 자체에 케이스(31) 내로 돌출하는 돌출부를 마련하고, 돌출부에 의해서 제1 회로 기판(32)을 가압하도록 해도 괜찮다. 또, 동일한 작용을 가지는 돌출부를 측벽부(31b)에 마련해도 괜찮다.

1 - X선 조사 장치 2 - X선 조사원
21 - X선관 22 - 고압 발생 모듈
31 - 케이스 31a - 벽부
31c - 덮개부 32 - 제1 회로 기판
32a - 관통공 32b - 오목부
33 - 제2 회로 기판 34 - X선 출사창
35 - 본체부 55 - 급전핀
57 - 출력창 61, 62, 71, 82, 87 - 스페이서 부재
65, 86, 88, 89 - 나사(체결 부재) 67 - 완충 부재

Claims

X선을 출력창(窓)으로부터 출력하는 X선관(管)과,
상기 X선관이 탑재되는 제1 회로 기판과,
상기 X선관 및 상기 제1 회로 기판이 수용되며, 상기 X선관으로부터 출력된 X선을 외부를 향해서 출사시키는 X선 출사창이 형성된 벽부를 가지는 케이스를 구비한 X선 조사원으로서,
상기 X선관은, 상기 제1 회로 기판에 의해서 상기 벽부의 내면에 가압된 상태에서 상기 케이스에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 1에 있어서,
상기 X선관과 상기 벽부의 내면과의 사이에는, 상기 출력창의 적어도 일부에 접하도록 도전성을 가지는 완충 부재가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 케이스는, 상기 벽부를 가지는 본체부와, 상기 X선관 및 상기 제1 회로 기판이 고정되는 덮개부를 가지며,
상기 덮개부가 체결 부재에 의해서 상기 본체부에 체결되는 것에 의해, 상기 X선관이 상기 벽부의 내면에 가압되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 3에 있어서,
상기 X선관 및 상기 제1 회로 기판은, 상기 덮개부에 세워 마련된 스페이서 부재에 의해서 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 회로 기판에 공급되는 전압을 승압하는 고압 발생 모듈과, 상기 고압 발생 모듈이 탑재되는 제2 회로 기판을 더 구비하며,
상기 고압 발생 모듈 및 상기 제2 회로 기판은, 상기 덮개부에 세워 마련된 스페이서 부재에 의해서, 상기 X선관 및 상기 제1 회로 기판 보다도 상기 덮개부측의 위치에서 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 X선관에는, 측부로 돌출하는 급전핀(給電pin)이 마련되고,
상기 제1 회로 기판에는, 상기 X선관의 평면 형상에 대응하는 관통공이 마련되며,
상기 X선관의 일부가 상기 관통공 내에 위치한 상태에서 상기 급전핀이 상기 관통공 주위의 가장자리부에 접속되는 것에 의해서, 상기 X선관이 상기 제1 회로 기판에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.
청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 X선관에는, 측부로 돌출하는 급전핀이 마련되고,
상기 제1 회로 기판에는, 상기 X선관의 평면 형상에 대응하는 오목부가 마련되며,
상기 X선관의 일부가 상기 오목부 내에 위치한 상태에서 상기 급전핀이 상기 오목부 주위의 가장자리부에 접속되는 것에 의해서, 상기 X선관이 상기 제1 회로 기판에 유지되어 있는 것을 특징으로 하는 X선 조사원.