(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サポート部材に固定されたグリッド電極を備えた電子銃を有するＸ線発生管であって、
前記グリッド電極と前記サポート部材は、前記グリッド電極及び前記サポート部材より低い弾性係数を有する緩衝部材と、前記グリッド電極と前記緩衝部材との第一の接合部と、前記サポート部材と前記緩衝部材との第二の接合部と、を介して固定されていることを特徴とする電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項２】
前記緩衝部材が、前記グリッド電極及び前記サポート部材より、室温において１０％以上低い弾性係数を有していることを特徴とする請求項１に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項３】
前記グリッド電極、前記緩衝部材、前記サポート部材の線膨張率の大小関係が、サポート部材＞緩衝部材＞グリッド電極、又は、グリッド電極＞緩衝部材＞サポート部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項４】
前記緩衝部材と前記グリッド電極、及び、前記緩衝部材と前記サポート部材、のそれぞれにおいて、線膨張係数の差が１．３３×１０-5／℃以下であることを特徴とする請求項３に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項５】
前記グリッド電極と前記サポート部材がそれぞれ有する位置決め面同士の当接箇所であって、前記グリッド電極と前記サポート部材の位置関係を規制する位置決め部を有していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項６】
前記位置決め部は、前記Ｘ線発生管の管軸方向を向く位置決め面同士の当接箇所であることを特徴とする請求項５に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項７】
前記位置決め部は、前記Ｘ線発生管の管軸方向に直交する方向を向く位置決め面同士の当接箇所であることを特徴とする請求項５に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項８】
前記位置決め部は、前記Ｘ線発生管の管軸方向を向く位置決め面同士の当接箇所と、前記Ｘ線発生管の管軸方向に直交する方向を向く位置決め面同士の当接箇所とが併存する箇所であることを特徴とする請求項６に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項９】
前記位置決め部は、前記Ｘ線発生管の管軸を中心とした周方向に離散的に位置していることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項１０】
前記位置決め部は、前記Ｘ線発生管の管軸を中心とした周方向に３箇所位置していることを特徴とする請求項９に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項１１】
前記Ｘ線発生管の管軸方向から前記位置決め部、前記第一の接合部及び前記第二の接合部をみたとき、
前記位置決め部と前記第一の接合部のそれぞれは、互いに重ならない部分を有し、前記位置決め部と前記第二の接合部のそれぞれは、互いに重ならない部分を有していることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項１２】
前記第二の接合部が、前記位置決め部よりも、前記Ｘ線発生管の管軸を中心とする外周側に位置していることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項１３】
前記第一の接合部が、前記グリッド電極及び前記緩衝部材より低い固相線温度を有する接合材による接合部であることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項１４】
前記接合材がろう材であることを特徴とする請求項１３に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項１５】
前記第二の接合部の接合が、溶接による接合であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の電子銃を有するＸ線発生管。
【請求項１６】
前記第二の接合部が、前記緩衝部材と前記サポート部材の間に形成された隙間を有することを特徴とする請求項１５に記載のＸ線発生管。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のＸ線発生管を備えることを特徴とするＸ線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器、非破壊検査装置等に適用可能なＸ線発生管及び該Ｘ線発生管を用いたＸ線撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線の物質透過性を利用した撮影装置が、医療用、産業用等として広く用いられている。Ｘ線撮影装置において、Ｘ線を発生するＸ線発生管は、管電圧を印加するための陽極と陰極を、絶縁管を介して対向させた構造を有する。係る絶縁管の内部は真空状態となっており、陰極は電子線を放射する電子銃を有し、陽極は電子線の照射によりＸ線を発生するターゲットを有している。電子銃は、電子放出部とグリッド電極を備えており、電子放出部から放出された電子は、グリッド電極による軌道の制御と、陰極と陽極の間に印加された管電圧により、電子線束となってターゲット上にスポット状に照射される。グリッド電極は、Ｘ線発生管の管軸方向に延在するサポート部材の一端に接合されており、係るサポート部材の他端は、Ｘ線発生管の外囲器の一部をなす陰極に配置されている。
特許文献１に開示されているように、従来のＸ線発生管においては、グリッド電極とサポート部材とが溶接によって接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭５８−１２３６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
Ｘ線発生管は、駆動時に電子放出部が加熱されるため、電子放出部近傍のグリッド電極やサポート部材にも熱が伝わって熱膨張が生じ、グリッド電極とサポート部材の接合部には、両者の熱膨張率差に起因する熱応力が印加される。そのため、Ｘ線発生管を長期間使用すると、グリッド電極とサポート部材の接合部には熱応力が繰り返し印加され、これにより該接合部が外れてしまうおそれがあった。該接合部が外れた場合、グリッド電極のサポート部材への取り付け位置が変動し、電子線束の軌道が所望の位置からずれて、ターゲット上に照射される電子線束の位置がずれるおそれがある。
本発明の課題は、サポート部材に固定されたグリッド電極を備えた電子銃を有するＸ線発生管において、サポート部材とグリッド電極との接合部に生じる熱応力を低減し、ターゲット上の電子線束の照射位置を長期にわたって精度良く維持することにある。また、係るＸ線発生管を備えた、耐久性に優れたＸ線撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１は、サポート部材に固定されたグリッド電極を備えた電子銃を有するＸ線発生管であって、
前記グリッド電極と前記サポート部材は、前記グリッド電極及び前記サポート部材より低い弾性係数を有する緩衝部材と、前記グリッド電極と前記緩衝部材との第一の接合部と、前記サポート部材と前記緩衝部材との第二の接合部と、を介して固定されていることを特徴とする。
本発明の第２は、上記本発明のＸ線発生管を備えることを特徴とするＸ線撮影装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、グリッド電極とサポート部材とが、これらよりも低弾性係数の緩衝部材を介して固定されているため、グリッド電極と緩衝部材、緩衝部材とサポート部材のそれぞれの接合部に生じる応力が、直接接合した場合よりも低くなる。よって、繰り返し駆動しても、係る接合部が外れにくく、ターゲット上の電子線束の照射位置の変動が抑制されたＸ線発生管が提供される。
また、本発明においては、グリッド電極とサポート部材の位置関係を規制する位置決め部を設けておくことで、グリッド電極のサポート部材への取り付け位置を高精度に制御することができる。よって、製造時点でターゲット上の電子線束の照射位置が高精度に制御されたＸ線発生管が提供される。
本発明によれば、耐久性及び信頼性に優れたＸ線撮影装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のＸ線発生管の一実施形態の構成を模式的に示す断面図とその部分拡大図である。
【図２】本発明のＸ線発生管の他の実施形態の構成を模式的に示す部分拡大図である。
【図３】本発明のＸ線発生管の実施形態の他の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明のＸ線撮影装置の一実施形態の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。但し、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明においては、その趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下に説明する実施形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものについても本発明の範囲に含まれる。
【０００９】
図１（ａ）は本発明のＸ線発生管の一実施形態の構成を模式的に示す断面図であり、Ｘ線発生管１の管軸方向に平行な断面図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）中の破線で囲まれた領域Ａの拡大図である。尚、以下の説明において、「管軸」とは、Ｘ線発生管１の管軸を意味する。
【００１０】
Ｘ線発生管１は、絶縁管５を介して、陽極２と陰極６が対向して配置されている。陽極２は、少なくともターゲット３と陽極部材４とを備え、陰極６は、円筒状の電子銃７と陰極部材８とを少なくとも備えている。Ｘ線発生管１は、電子銃７から放出された電子線束１１をターゲット３に照射することによりＸ線を発生させるように構成されている。このため、ターゲット３と電子銃７は互いに対向して配置されている。電子線束１１に含まれる電子は、陽極２と陰極６とに挟まれたＸ線発生管１の内部空間１２に形成された加速電界により、ターゲット３でＸ線を発生させるために必要な入射エネルギーまで加速される。
【００１１】
Ｘ線発生管１の内部空間１２は、電子線束１１の平均自由行程を確保することを目的として、真空となっている。Ｘ線発生管１の内部の圧力は、１×１０-4Ｐａ以下であることが好ましく、電子放出部９の寿命の観点からは、１×１０-6Ｐａ以下であることがより好ましい。係る圧力の達成のためには、予め不図示の排気管及び真空ポンプを用いて、排気管からＸ線発生管１の内部を真空排気した後、排気管を封止する方法を用いることができる。係るＸ線発生管１内の真空度を維持するために、Ｘ線発生管１内に不図示のゲッターを配置しても良い。ゲッターは、例えば、加熱活性化の後にＸ線発生管１内のガス成分を吸着させる非蒸発型タイプや、チタン等の金属を加熱蒸発させることで形成される活性な金属蒸着面にガスを吸着させる蒸発型が適用可能である。
【００１２】
Ｘ線発生管１の陽極２は、陽極電位を規定する電極として機能する。陽極部材４は導電性材料からなり、ターゲット３と電気的に接続されている。また、陽極部材４には、例えば銅、鉄、タングステン、コバール（商品名：Ｋｏｖａｒ：ウェスチングハウス社）等の金属を用いることができ、絶縁管５とろう材等により接合されている。絶縁管５がセラミックスである場合、陽極部材４にはセラミックスと線膨張係数が近いコバールを好適に用いることができる。
【００１３】
ターゲット３は、例えばタングステン等の重金属からなり、電子線束１１の照射によってＸ線を発生する不図示のターゲット層と、該ターゲット層を保持する不図示の支持基板より構成され、該ターゲット層を電子銃７側に向けて配置されている。ターゲット３は、ターゲット層で発生したＸ線をＸ線発生管１の外に取り出す透過窓の役割を担うと共に、Ｘ線発生管１の内部空間１２を真空に保つための、Ｘ線発生管１の周壁の一部を構成している。
【００１４】
Ｘ線発生管１の陰極６は、陰極電位を規定する電極として機能する。陰極部材８は、例えば銅、鉄、タングステン、コバール等金属を用いることができ、絶縁管５とろう材等により接合されている。絶縁管５がセラミックスの場合、陰極部材８にはセラミックスと線膨張係数が近いコバールを好適に用いることができる。
【００１５】
絶縁管５は、Ｘ線発生管１の陰極電位に規定される陰極６と、陽極電位に規定される陽極２との間の電気的絶縁を図るために配置されている。絶縁管５は、例えばガラス材料やセラミックス材料等の絶縁性材料で構成され、加工性、コスト等により、アルミナが好適に用いられる。
【００１６】
電子銃７は、電子放出部９、カソードヒーター１０、円筒状のグリッド電極１３、円筒状のサポート部材１４を備えている。カソードヒーター１０は、電子放出部９を加熱するための部材であり、カソードヒーター１０により加熱された電子放出部９からは、グリッド電極１３に不図示の電源から印加される所定の電圧により電子が引き出される。引き出された電子は、陰極６と陽極２の間に印加される電圧により、ターゲット３でＸ線を発生させるために必要な入射エネルギーまで加速される。電子放出部９としては、例えばタングステンにバリウムを含浸させた含浸型カソードをカソードヒーター１０によって加熱して電子を取り出す傍熱型電子源や、タングステンフィラメント自身を電子放出部とする直熱型電子源が好適に用いられる。
【００１７】
本発明におけるグリッド電極１３は、中央に電子が通過する通過孔１３ａを備えた円筒状の部材であり、電子放出部９から電子を引き出す機能を有するため、Ｘ線発生管１のＸ線照射のオン・オフの制御等に使用できる。また、グリッド電極１３は、電子放出部９から放出される電子を電子線束１１として収束する機能も有する。グリッド電極１３は、本実施形態に限らず、電子を引き出すための電極と、電子を収束するための電極とで構成しても良い。
【００１８】
電子銃７におけるグリッド電極１３は、円筒状のサポート部材１４により支持され、ターゲット３に照射される電子線束１１の位置精度を制御する。本発明のＸ線発生管１の使用に際し、カソードヒーター１０のオン時には、カソードヒーター１０よりの熱輻射により、周辺のグリッド電極１３及びサポート部材１４の温度は上昇し、カソードヒーター１０のオフにより温度が下降する。よって、係るカソードヒーター１０のオン・オフ駆動により、グリッド電極１３とサポート部材１４の接合部には、両部材の熱膨張率差に起因する熱応力が繰り返し作用する。グリッド電極１３とサポート部材１４とが直接接合され、係る接合部に加わる熱応力が大きい場合、係る接合部が外れる等の不具合が生じる恐れがある。
【００１９】
本発明においては、グリッド電極１３とサポート部材１４とが、これら部材よりも低い弾性係数の緩衝部材１７と、第一の接合部１６と、第二の接合部１９とを介して接合されている。第一の接合部はグリッド電極１３と緩衝部材１７の接合部、第二の接合部１９はサポート部材１４と緩衝部材１７との接合部である。そのため、グリッド電極１３とサポート部材１４との接合部に加わる熱応力の一部は、低弾性係数の緩衝部材１７の変形によって吸収される。また、緩衝部材１７が吸収しきれなかった熱応力は、緩衝部材１７のグリッド電極側の第一の接合部１６と、サポート部材側の第二の接合部１９とに分散される。よって、グリッド電極１３とサポート部材１４とを直接接合した場合の接合部に印加される熱応力に対して、第一の接合部１６、第二の接合部１９にそれぞれ加わる熱応力は低くなり、第一の接合部１６、第二の接合部１９の破損が抑制される。
【００２０】
本発明において用いられる緩衝部材１７は、グリッド電極１３及びサポート部材１４より低弾性係数である。通常のＸ線発生管１の使用温度範囲は、室温（２７℃）から２００℃の温度範囲である。この温度範囲で、緩衝部材１７の弾性係数がグリッド電極１３及びサポート部材１４の弾性係数より低い値を維持できるよう、室温において、緩衝部材１７の弾性係数がグリッド電極１３及びサポート部材１４の弾性係数より１０％以上低いことが好ましい。この弾性係数の関係を満たす材料としては、例えば、緩衝部材１７としてコバールを用い、グリッド電極１３及びサポート部材１４として、モリブデン又はステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いた組合せが挙げられる。室温（２７℃）における弾性係数は、コバールが１５９ＧＰａ、モリブデンが３２７ＧＰａ、ＳＵＳが２００ＧＰａである。
【００２１】
第一の接合部１６、第二の接合部１９にそれぞれ加わる熱応力をより低減して、これらの接合部の破損をより抑制する上で、グリッド電極１３、緩衝部材１７、サポート部材１４の線膨張係数の大小関係を設定することが好ましい。具体的には、グリッド電極１３＜緩衝部材１７＜サポート部材１４、又は、グリッド電極１３＞緩衝部材１７＞サポート部材１４となるように、線膨張係数を設定することが好ましい。
【００２２】
Ｘ線発生管１は使用時に温度上昇するため、第１の接合部１６、第二の接合部１９には、各接合部において隣り合う部材の線膨張係数の違い（Δα）によって熱応力が発生し、各部材にはひずみ（Δε）が生じる。ここで、金属材料においては、鋼の降伏時の永久ひずみが約０．００２（０．２％）であることから、除荷時の永久ひずみが０．２％になる応力を０．２％耐力と呼び、降伏応力の代用として使用されている。熱応力発生時に、Δε＝Δα×ΔＴ＜０．００２（ΔＴはＸ線発生管１に生じる温度差）となるように選択すると、各部材が降伏することなく使用され、熱応力の繰り返し印加に対しても接合部が破損する可能性が低い。温度差ΔＴを１５０℃と想定して、Δα＝０．００２／１５０℃＝１．３３×１０-5／℃より、隣り合う部材間の線膨張率係数の差は１．３３×１０-5／℃以下が好ましい。
【００２３】
上記線膨張係数の好ましい条件を満たす組合せとしては、例えば、緩衝部材１７としてコバールを用い、サポート部材１４がＳＵＳでグリッド電極１３がモリブデンか、サポート部材１４がモリブデンでグリッド電極１３がＳＵＳの組合せが挙げられる。尚、線膨張係数は、モリブデンが５．２×１０-6／℃、コバールが７．０×１０-6／℃、ＳＵＳが１８×１０-6／℃である。
【００２４】
本例においては、第一の接合部１６が、グリッド電極１３及び緩衝部材１７より低い固相線温度を有する接合材１８による接合部である。固相線温度はＪＩＳ・Ｚ・３１９８「鉛フリーはんだ試験方法」に規定された方法で測定される。第一の接合部１６においては、固相線温度がグリッド電極１３及び緩衝部材１７より低い接合材１８を用いることで、グリッド電極１３及び緩衝部材１７を溶融させずに接合することができる。そのため、グリッド電極１３が高融点材料からなる場合でも、良好に接続することができ、緩衝部材１７とグリッド電極１３との位置ずれを小さく抑えることもできる。
【００２５】
接合材１８としてはろう材が好ましく用いられる。ろう材としては、金、銀、銅、錫等を含有する合金からなるろう材を使用することができ、接合する部材の組成に応じて、適宜、選択することができる。ろう材によるろう付けは、固体のろう材料をろう付け箇所に設置し、所定の温度に加熱して、一旦ろう材料を溶融させた後、室温に戻してろう材を固化させて、それぞれの材料表面との間を接合させる手法である。接合材１８の厚さは、５０μｍ以上５００μｍ以下が望ましく、好適には、８０μｍ以上２００μｍである。接合材１８は、所望の厚さ及び面積になるように、固体の状態でグリッド電極１３と緩衝部材１７との間に配置し、不活性雰囲気下で溶融させることにより接合に供される。
【００２６】
本例では、先ずグリッド電極１３と緩衝部材１７とを接合材１８を介して接合した後に、後述する位置決め部１５においてグリッド電極１３とサポート部材１４との位置合わせを行い、係る位置を保持した状態で緩衝部材１７とサポート部材１４とを接合する。
【００２７】
本例において、第二の接合部１９の接合手段は、溶接が好適である。溶接の種類は、例えばティグ溶接（ＴＩＧ溶接）、スポット溶接、レーザー溶接等が本発明に適用可能である。溶接は、一般に接合する部材間の隙間があっても接合可能である。本例では、第一の接合部１６の接合材１８の厚さ誤差を吸収する上で、緩衝部材１７とサポート部材１４との間に、１０μｍ乃至１００μｍの隙間を有していることが好ましい。よって、位置決め部１５でグリッド電極１３とサポート部材１４とが確実に接した状態で、緩衝部材１７とサポート部材１４との間に上記隙間が生じるように、緩衝部材１７の高さ（管軸方向の長さ）を設定すればよい。
【００２８】
本例では、第一の接合部１６を、接合材１８による接合とした例を示したが、第二の接合部１９を接合材１８による接合としても良い。この場合、接合材１８としては、サポート部材１４と緩衝部材１７よりも固相線温度の低い材料が用いられる。そして、サポート部材１４と緩衝部材１７とを接合材１８を介して接合した後、位置決め部１５においてグリッド電極１３とサポート部材１４との位置合わせを行い、係る位置を保持した状態で緩衝部材１７とグリッド電極１３とを溶接で接合すればよい。
【００２９】
尚、接合材１８は、接合させる部材よりも固相線温度が低いため、熱源よりも遠い方が好ましく、図１（ｂ）に示すように、電子放出部９よりも遠い側の第一の接合部１６を接合材１８による接合とすることが好ましい。
【００３０】
本例においては、管軸に直交する方向において、第二の接合部１９よりも内側に、グリッド電極１３とサポート部材１４とが直接当接する位置決め部１５を有している。係る位置決め部１５において、グリッド電極１３の陰極側の端面と、サポート部材１４の陽極側端面とが、それぞれ位置決め面として当接し、管軸方向におけるグリッド電極１３とサポート部材１４との位置関係が規制される。
【００３１】
電子放出部９から引き出された電子はグリッド電極１３の通過孔１３ａを通過する際に集束され、軌道が制御されるため、ターゲット３上の電子線束１１の照射位置精度は、サポート部材１４に対するグリッド電極１３の取り付け位置精度に依存している。グリッド電極１３をサポート部材１４に接合する際の位置合わせ精度が高精度であれば、ターゲット３上の電子線束１１の照射位置を高精度に制御することができる。本例では、位置決め部１５によって、グリッド電極１３とサポート部材１４の位置関係が規制された状態で、グリッド電極１３とサポート部材１４との接合を行うことで、管軸方向におけるグリッド電極１３の位置を高精度に制御することができる。
【００３２】
また、本例では、図１（ｂ）に示すように、位置決め部１５は、グリッド電極１３及びサポート部材１４の、管軸方向を向いた位置決め面同士の当接箇所であるが、位置決め面は管軸に直交する方向に向いた面であってもよい。図２（ａ）は、管軸に直交する方向に向いた位置決め面同士の当接箇所である位置決め部２０を有する形態であり、グリッド電極１３のサポート部材１４に対する取り付け位置が、該管軸に直交する方向において規制される。さらには、位置決め面を管軸方向に向いた位置決め面と該管軸に直交する方向に向いた位置決め面とを併存させ、両方向においてグリッド電極１３のサポート部材１４に対する取り付け位置を規制しても良い。図２（ｂ）は、サポート部材１４の陽極側端部の内周側に段差を設けることで、グリッド電極１３の取り付け位置を、管軸方向において規制する位置決め部１５と、該管軸に直交する方向において規制する位置決め部２０とを設けた構成例である。
【００３３】
図１（ｂ）、図２（ａ）及び（ｂ）で説明したように、位置決め部１５，２０は、管軸方向又は管軸に直交する方向において、グリッド電極１３のサポート部材１４への取り付け位置を規制する。しかし、本発明においては、グリッド電極１３の取り付け位置を、管軸に対して傾斜する方向において規制する位置決め部を設けても良い。
【００３４】
位置決め部１５は、管軸を中心とした周方向に連続する環状に設けられていても良いが、周方向に離散的に複数箇所設けられていても良い。離散的に設ける場合には、位置決めを安定して行う上で３箇所以上が好ましく、望ましくは３箇所である。図３（ａ）は、周方向に位置決め部１５が３箇所位置している例、図３（ｂ）は位置決め部１５が４箇所位置している例を示す。図３（ａ）及び（ｂ）の第一の接合部１６及び第二の接合部１９は、接合強度が得やすいよう、連続する環状に設けられているが、十分な接合強度が得られれば、管軸を中心とした周方向に離散的に複数箇所設けられていても良い。また、図１、図３（ａ）乃至（ｃ）の例では、いずれも第一の接合部１６及び第二の接合部１９と、位置決め部１５とが、管軸に直交する方向にずれて配置されている。この場合、接合を容易にするため、第一の接合部及び第二の接合部１９が、管軸を中心にした外周側に配置されている。また、第一の接合部１６及び第二の接合部１９と、位置決め部１５とは、管軸を中心とする周方向にずれて配置されていてもよい。すなわち、管軸方向から位置決め部１５、第一の接合部１６及び第二の接合部１９をみたとき、位置決め部１５と第一の接合部１６のそれぞれは、互いに重ならない部分を有し、位置決め部１５と第二の接合部１９のそれぞれは、互いに重ならない部分を有する配置とすることができる。図３（ｃ）は、第一の接合部１６及び第二の接合部１９と、位置決め部１５とが、管軸を中心とする周方向に互い違いに配置された例を示す断面模式図である。なお、図３（ａ）乃至（ｃ）は、管軸に直交する方向の断面模式図であり、図１（ｂ）中のＢ−Ｂ’に相当する位置での断面図である。
【００３５】
図４に、本発明のＸ線発生管１を用いたＸ線発生装置３２及びＸ線撮影装置３１の実施形態を示す。Ｘ線発生装置３２は、Ｘ線透過窓４０を有する収納容器３８の内部にＸ線発生管１、及び、Ｘ線発生管１を駆動するための電圧制御部４１で構成される。電圧制御部４１によりＸ線発生管１の陰極電位の電子放出部９と陽極２との間に管電圧が印加され、ターゲット３と電子放出部９の間に電界が形成される。この際、グリッド電極１３に電圧制御部４１より所定の電圧を印加することで、電子は、ターゲット３に対して照射される。Ｘ線３９は、ターゲット３のターゲット層（不図示）の膜厚と金属種に応じて、管電圧を適宜設定することにより、必要な線種を選択することができる。
【００３６】
Ｘ線発生管１及び電圧制御部４１を収納する収納容器３８は、容器として十分な強度を有し、かつ放熱性に優れたものが望ましく、その構成材料として、例えば真鍮、鉄、ステンレス等の金属材料が用いられる。絶縁性液体４２は、収納容器３８内部のＸ線発生管１と電圧制御部４１以外の余空間に充填されている。絶縁性液体４２は、電気絶縁性を有する液体で、収納容器３８内部の電気的絶縁性を維持する役割と、Ｘ線発生管１の冷却媒体としての役割を有する。絶縁性液体４２としては、鉱油、シリコーン油、パーフルオロ系オイル等の電気絶縁油を用いるのが好ましい。
【００３７】
本発明のＸ線撮影装置３１は、図４に示すようにＸ線発生装置３２、Ｘ線検出器３３、信号処理部３４、装置制御部３５及び表示部３６を備えている。Ｘ線撮影装置３１は、Ｘ線束３９をＸ線発生装置３２からＸ線透過窓４０を通して、被写体３７に照射することにより、撮影することができる。尚、図４のＸ線撮影装置３１においては、構成部材を固定するために不図示の支柱や、耐絶縁をとるための不図示の絶縁部材を適宜配置している。
【００３８】
装置制御部３５は、電圧制御部４１を介してＸ線発生装置３２を作動させることでＸ線照射の制御をすると同時に、信号処理部３４を介しＸ線検出器３３からの信号処理も行う。Ｘ線発生装置３２から放出されたＸ線は、被写体３７を介してＸ線検出器３３で検出され、被写体３７のＸ線透過画像が撮影される。撮影されたＸ線透過画像は表示部３６に表示される。また、装置制御部３５はＸ線発生装置３２の駆動において、電圧制御部４１を介してＸ線発生管１に印加される電圧信号を制御して適正な撮影条件を設定することができる。
【実施例】
【００３９】
（実施例１）
図１（ａ）、（ｂ）に示す構成の電子銃７を作製した。電子銃７においては、カソードヒーター１０としてタングステンヒーター、グリッド電極１３として開口を有するリング状のモリブデンを用いた。また、電子放出部９としてバリウムをタングステン焼結体に含浸させた含浸型カソード、サポート部材１４としてＳＵＳ３０４、緩衝部材１７としてコバールを用いた。先ず、グリッド電極１３に緩衝部材１７を、接合材１８として銀ろう（ＢＡｇ−８：ＪＩＳ  Ｚ  ３２６１）を用い、ろう付け温度８５０℃の条件で、接合を行った。次に、係るグリッド電極１３に対して不図示の部材により電子放出部９を取り付けた後、係るグリッド電極１３をサポート部材１４に接合した。
【００４０】
第二の接合部１９の接合においては、管軸を中心とする環状の位置決め部１５でグリッド電極１３とサポート部材１４の位置合わせを行った後、外周より、緩衝部材１７とサポート部材１４の境界部をレーザー溶接した。この際、緩衝部材１７とサポート部材１４との隙間を５０μｍとした。以上の様にして作製した電子銃７のグリッド電極１３とサポート部材１４の接合位置にずれや傾きは無く、また、グリッド電極１３とサポート部材１４は強固に接合されていることを確認した。
【００４１】
次に係る電子銃７を搭載したＸ線発生管１を作製した。係るＸ線発生管１は、陽極部材４及び陰極部材８としてコバール、絶縁管５としてアルミナセラミックス、ターゲット３のターゲット膜（不図示）にはタングステン膜を形成した。
【００４２】
最後に、係るＸ線発生管１を備えた図４のＸ線撮影装置３１を作製し、電子加速電圧１００ｋＶの設定でＸ線撮影実験を行った。Ｘ線撮影においては、ターゲット３における電子線束１１の照射位置が適正であることを確認した上で、タングステンヒーターのオン、オフを１００セット繰り返した。その結果、Ｘ線撮影実験を通じて撮影画像は良好であり、ターゲット３上の電子線束１１の照射位置の変動も無かった。
【００４３】
（実施例２）
グリッド電極１３をＳＵＳ３０４で、サポート部材１４をモリブデンで構成し、接合材１８を緩衝部材１７とサポート部材１４の間に配置した以外は、実施例１と同様に構成したＸ線発生管を作製した。本例では、先ず緩衝部材１７を接合材１８を介してサポート部材１４に接合した後、位置決め部１５でグリッド電極１３とサポート部材１４の位置合わせを行い、次いで、緩衝部材１７をグリッド電極１３に溶接により接合した。
【００４４】
本実施例においても、作製した電子銃７においてグリッド電極１３とサポート部材１４の接合位置にずれや傾きは無く、また、グリッド電極１３とサポート部材１４は強固に接合されていることを確認した。更に実施例１と同様のＸ線撮影実験を行ったところ、撮影画像は良好であり、ターゲット３の照射位置の変動も無かった。本実施例は、陰極部材８に近い位置に高弾性係数のモリブデン材料からなるサポート部材１４を配置することとなるため、電子銃７の剛性が高くなる。よって、Ｘ線撮影装置３１に外部から振動が加わったとしても、電子銃７の振動が抑えられ、電子線束１１のぶれがなく、ターゲット３に照射される電子線束１１の位置変動が少なくなる効果を有する。
【００４５】
（実施例３）
位置決め部１５が、管軸を中心とする周方向に４箇所となるようにグリッド電極１３の陰極側端面の形状を図３（ｂ）に示すような形状に変更した以外は、実施例１と同様にしてＸ線発生管１を作製した。位置決め部１５はθが４５度で周方向に９０度ピッチで４箇所に設けた。周方向で隣り合う位置決め部１５，１５間において、グリッド電極１３とサポート部材１４との距離は１００μｍである。
【００４６】
本実施例においても、作製した電子銃７においてグリッド電極１３とサポート部材１４の接合位置にずれや傾きは無く、また、グリッド電極１３とサポート部材１４は強固に接合されていることを確認した。更に実施例１と同様のＸ線撮影実験を行ったところ、撮影画像は良好であり、ターゲット３の照射位置の変動も無かった。
【００４７】
本発明においては、部材の加工精度により、管軸を中心に環状の位置決め部１５において実質的に接している部分と接していない部分があったとしても同様の効果を有している。
【符号の説明】
【００４８】
１：Ｘ線発生管、７：電子銃、１３：グリッド電極、１４：サポート部材、１５，２０：位置決め部、１６：第一の接合部、１７：緩衝部材、１８：接合材、１９：第二の接合部、３１：Ｘ線撮影装置
【図１】
0006659167.tif 000002
【図２】
0006659167.tif 000003
【図３】
0006659167.tif 000004
【図４】
0006659167.tif 000005