(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管の陰極カップ用の陰極絶縁装置であって、
ほぼ円筒形で中空のフィラメント・リード管と、
第１の端部、第２の端部、および該第１の端部から該第２の端部まで延在する中孔を有しているほぼ円筒形の絶縁体であって、前記フィラメント・リード管が前記絶縁体の前記中孔内に挿入されていると共に、前記絶縁体の前記第１の端部から突き出ている、前記絶縁体と、並びに
第１の端部、第２の端部、およびこれらの端部の間の外面を有しているアイレットであって、該アイレットの第１の端部は前記絶縁体に固定されており、該アイレットの第２の端部の内径は該アイレットの第１の端部の内径よりも大きく、また該アイレットの外面は前記陰極カップに固定されるように構成されている、前記アイレットと、
を含んでいる陰極絶縁装置。
【請求項２】
前記フィラメント・リード管が前記絶縁体にろう付けされている請求項１記載の陰極絶縁装置。
【請求項３】
前記アイレットの前記第１の端部が前記絶縁体にろう付けされている請求項１記載の陰極絶縁装置。
【請求項４】
前記ろう付けが銅ろうで行われている請求項３記載の陰極絶縁装置。
【請求項５】
前記フィラメント・リード管がコバール製である請求項１記載の陰極絶縁装置。
【請求項６】
前記アイレットがニッケル製である請求項１記載の陰極絶縁装置。
【請求項７】
前記アイレットの前記第１の端部の内径が前記絶縁体の前記第２の端部よりも大きい請求項１記載の陰極絶縁装置。
【請求項８】
陰極カップが、フィラメント・コイル受容部分、および該陰極カップを貫通して前記フィラメント・コイル受容部分まで延在するフィラメント・リード用開口１０２を含んでおり、陰極絶縁装置が、フィラメント・リード管、絶縁体およびアイレットを含んでおり、前記絶縁体が、第１の端部、第２の端部、および該第１の端部から該第２の端部まで延在する中孔を有しており、前記アイレットが、第１の端部、第２の端部、およびこれらの端部の間の外面を有しており、前記第２の端部の内径は前記第１の端部の内径よりも大きい場合において、前記陰極カップとフィラメントと前記陰極絶縁装置とを組み立てる方法であって、
前記フィラメント・リード管を少なくとも部分的に前記絶縁体の前記中孔内に挿入する工程、
前記フィラメント・リード管を前記絶縁体に固定する工程、
前記アイレットの前記第１の端部を前記絶縁体に固定する工程、および
前記アイレットの外面を前記陰極カップに固定する工程を含んでいる組み立て方法。
【請求項９】
前記フィラメントが、第１のフィラメント・リード、第２のフィラメント・リード、およびこれらのフィラメント・リードの間に延在しているフィラメント・コイルを有しており、当該方法が更に、前記フィラメント・リードの１つを前記絶縁体の中孔および前記フィラメント・リード管に挿入し、該フィラメント・リードを前記フィラメント・リード管にフラッシュ溶接する工程を含んでいる請求項８記載の組み立て方法。
【請求項１０】
前記アイレットの前記第１の端部を前記絶縁体に固定する前記工程が、前記絶縁体を前記アイレットの前記第１の端部にろう付けする工程より成る請求項８記載の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に医学用イメージング・システムに使用されるＸ線管に関するものであり、更に詳しくはこのようなＸ線管に使用される陰極絶縁装置に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
コンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムのような医学用イメージング・システムに使用されるＸ線源は、典型的には、陰極および陽極を収容した真空ガラス・エンベロープを含む。Ｘ線は、陰極および陽極の間に高電圧を印加して、陰極からの電子を加速して陽極上の焦点に衝突させることにより発生される。発生されたＸ線は焦点から大体円錐形状に発散する。
【０００３】
このようなＸ線源用の公知の陰極アセンブリは、典型的には、陰極カップ、陰極絶縁装置および幾つかの通電するフィラメントを含む。各々のフィラメントは、コイルおよび該コイルの両端からそれぞれ延在するリードを含む。陰極カップは、フィラメントに対するフィラメント受容部分を持つと共に、陰極カップを貫通してフィラメント受容部分まで延在するフィラメント・リード用開口を持つ。陰極絶縁装置は陰極カップに接続され、フィラメント・リードはそれぞれのフィラメント・リード用開口および陰極絶縁装置を通り抜けてエネルギ源まで延在する。
【０００４】
少なくとも１形式の陰極絶縁装置は、中空のフィラメント・リード管、ほぼ円筒形の絶縁体およびニッケル製のフランジを含んでいる。中孔が絶縁体を貫通して延在し、この中孔の中にフィラメントが配置されている。具体的に述べると、フィラメント・リード管の軸線が絶縁体の軸線と同軸になるように、フィラメント・リード管が絶縁体の中孔内に配置されて、絶縁体にろう付けされている。フィラメント・リード管は絶縁体の一端から突き出している。フランジは絶縁体の外面にろう付けされ、またフランジは絶縁体の外面から半径方向外向きに延在するフランジ部分を有する。
【０００５】
陰極アセンブリを形成するため、陰極絶縁装置は陰極カップにスポット溶接され、またフィラメントは、各々のフィラメント・コイルがフィラメント受容部分内に載置され且つフィラメント・リードがフィラメント・リード用開口および陰極絶縁装置を通るように、陰極カップに挿入される。具体的に述べると、各々のフィラメント・リード用開口に対して、絶縁体の中孔およびフィラメント・リード管がそれぞれのフィラメント・リード用開口と整列するように、絶縁体のフランジの半径方向外向きのフランジ部分が陰極カップにスポット溶接される。次いで、フィラメントが陰極カップに挿入されて、フィラメント・リードがフィラメント・リード用開口および陰極絶縁装置を通って特定のフィラメント設定高さまで延在する。
【０００６】
フィラメントの正確な位置決めが重要である。というのは、その位置が焦点の大きさおよび位置の様なＸ線管の動作特性に影響を及ぼすからである。不正確な焦点位置により、分解能が失われ、画像が悪くなる。従って、各々のフィラメント、特にフィラメント・コイルを陰極カップ内に正しく位置決めすることが望ましい。
【０００７】
フィラメントを正しく位置決めし易くするために、各々のフィラメント・リードは、所定のフィラメント設定高さに設定された後、それぞれのフィラメント・リード管にフラッシュ溶接される。スポット溶接およびフラッシュ溶接プロセスは、正しい焦点の位置決めのために各々のフィラメントを位置決めするのを容易にする。
【０００８】
しかしながら、上述のスポット溶接およびフラッシュ溶接プロセスは、時間がかかり且つ厄介である。例えば、隣り合う陰極絶縁装置のフランジが互いに重なり合っていて、満足な溶接が得られないことがある。このため、これらのフランジを、陰極カップに溶接する前に、トリミングする必要がある。このフランジのトリミングは時間のかかる余分な作業である。更に、それぞれのフランジと陰極との間の溶接部がフラッシュ溶接の際および管操作の際にゆるみ又は離れ、これによりそれぞれの陰極絶縁装置が陰極カップに対して動くことがある。このような陰極絶縁装置の移動により、フィラメントの再調節、再度のフラッシュ溶接およびフィラメント・リードの再加工が必要になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、陰極絶縁装置を陰極カップに取り付けるときにフランジのトリミングの必要性を無くすことが望ましい。また、時間のかかる溶接プロセスを無くし、また陰極カップ内のフィラメントを再位置決めし、再度フラッシュ溶接し、再加工する時間および経費のかかるプロセスを無くすことが望ましい。更に、このようなプロセスの削除によって陰極カップ内でのフィラメント・コイルの位置決めが不正確にならないことが好ましい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明では、フィラメント・リード管、絶縁体およびアイレットを含む陰極絶縁装置が提供される。絶縁体はほぼ円筒形であって、第１の端部、第２の端部、および該第１の端部から第２の端部まで同軸に貫通して延在する中孔を有する。フィラメント・リード管は絶縁体の中孔内に配置され、且つ絶縁体の第１の端部から突き出す。アイレットはその第１の端部が絶縁体に固定され、またアイレットの外面が陰極カップに固定される。
【００１１】
１つの構成では、アイレットの外面は、絶縁体の中孔およびフィラメント・リード管が陰極カップのそれぞれのフィラメント・リード用開口と整列するように、陰極カップにろう付けされる。一旦陰極絶縁装置が上述のように各々のフィラメント・リード用開口において陰極カップに固定されると、フィラメントが陰極カップ内に挿入されて、フィラメント・コイルが陰極カップのフィラメント・コイル受容部分内に載置され、またフィラメント・リードがそれぞれのフィラメント・リード用開口および陰極絶縁装置を通って延在する。次いで、フィラメントがそれぞれのフィラメント・リード管にフラッシュ溶接される。
【００１２】
上記の陰極絶縁装置は、時間のかかる厄介なフランジ・トリミング・プロセスを削除し、またスポット溶接プロセスを削除する。その上、この陰極絶縁装置は、陰極カップ内のフィラメントを再位置決めし、再度フラッシュ溶接し、再加工する時間および経費のかかるプロセスを最少にする。また、陰極絶縁装置は、陰極カップ内でのフィラメント・コイルの正確な位置決めを可能にする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
先ず図１を参照すると、公知の陰極カップ・アセンブリ５０の平面図が示されている。陰極カップ・アセンブリ５０は、陰極カップ５２、４つの陰極絶縁装置５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃおよび５４Ｄ、並びに２つのフィラメント５６Ａおよび５６Ｂ（破線で示してある）を含んでいる。フィラメント５６Ａおよび５６Ｂの各々は、フィラメント・コイル（図示していない）、並びにフィラメント・コイルの両端からそれぞれ延在するフィラメント・リード５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃおよび５８Ｄを含んでいる。
【００１４】
陰極絶縁装置５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃおよび５４Ｄの各々は、絶縁体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃおよび６０Ｄ、フィラメント・リード管６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃおよび６２Ｄ、並びにフランジ６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃおよび６４Ｄをそれぞれ含んでいる。絶縁体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃおよび６０Ｄの各々は中孔（図１には示していない）を有しており、フィラメント・リード管６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃおよび６２Ｄがそれぞれの中孔内に挿入されて、それぞれの絶縁体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃおよび６０Ｄにろう付けされている。同様に、各々のフランジ６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃおよび６４Ｄは開口（図示していない）を有し、該開口の寸法はそれぞれの絶縁体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃおよび６０Ｄがそれを通り抜けることが出来る寸法になっている。フランジ６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃおよび６４Ｄは、そのフランジ部分６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃおよび６６Ｄがそれぞれの絶縁体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃおよび６０Ｄから半径方向外向きに延在するように、それぞれの絶縁体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃおよび６０Ｄにろう付けされている。
【００１５】
陰極絶縁装置５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｃおよび５４Ｄを陰極カップ５２に固定するため、フランジ６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃおよび６４Ｄが陰極カップ５２にスポット溶接部６８においてスポット溶接されている。しかし、スポット溶接の前に、フランジ６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃおよび６４Ｄは、これらのフランジが重なり合わないようにトリミングしなければならない。これらのフランジ間に重なり合い（オーバーラップ）が生じた場合、各々のフランジを陰極カップ５２に確実にスポット溶接することは非常に困難である。ところで、フランジ６４Ａ、６４Ｂ、６４Ｃおよび６４Ｄをトリミングすることは、しばしば時間がかかり且つ厄介である。
【００１６】
図２は、陰極カップ・アセンブリ５０の一部分の側断面図である。具体的に説明すると、フィラメント５６Ａが、フィラメント・コイル（図示していない）、並びにフィラメント・コイルの両端からそれぞれ延在するフィラメント・リード５８Ａおよび５８Ｃ（図２にはフィラメント・リード５８Ａのみ示してある）を含んでいる。陰極カップ５２が、フィラメント受容部分７０、および陰極カップ５２を貫通してフィラメント受容部分７０まで延在するフィラメント・リード用開口７２Ａを含んでいる。
【００１７】
陰極絶縁装置５４Ａの絶縁体６０Ａは、第１の端部７４Ａ、第２の端部７６Ａ、および該第１の端部から第２の端部まで延在する中孔７８Ａを有する。フィラメント・リード管６２Ａは絶縁体６０の中孔７８Ａ内に配置され、且つ絶縁体の第１の端部７４Ａから突き出す。フィラメント・リード管６２Ａは、フランジ６４Ａの部分６６Ａが絶縁体６０Ａから半径方向外向きに突き出すように、絶縁体６０Ａにろう付けされている。更に具体的に述べると、フランジ部分６６Ａが絶縁体６０Ａから半径方向外向きに突き出すように、フランジ開口８０Ａの周縁でフランジ６４Ａの表面が絶縁体６０Ａにろう付けされている。陰極絶縁装置５４Ａは、絶縁体の中孔７８Ａおよびフィラメント・リード管６２Ａがフィラメント・リード用開口７２Ａと整列するように、陰極カップ５２に接続されている。具体的には、フランジ６４Ａのフランジ部分６６Ａが陰極カップ５２にスポット溶接されている。
【００１８】
フィラメント５６Ａは、フィラメント・コイルがフィラメント受容部分７０内に載置され且つフィラメント・リード５８Ａがフィラメント・リード用開口７２Ａ、絶縁体の中孔７４Ａおよびフィラメント・リード管６２Ａを通るように、陰極カップ５２に挿入される。フィラメント・リード５８Ａはフィラメント・リード管６２Ａから延出して、陰極カップ５２内での正しいフィラメント・コイルの位置決めを保証するためにフィラメント・リード５８Ａが陰極カップ５２から特定の距離または高さ８２までに達する。この特定の距離８２を本明細書では「フィラメント設定高さ」と呼ぶ。フィラメント・リード５８Ａはフィラメント・リード管６２Ａに接続またはフラッシュ溶接される。同じプロセスが他のフィラメント・リード５８Ｂ、５８Ｃおよび５８Ｄ（図１）に対しても実施される。
【００１９】
公知のように、スポット溶接部６８は、陰極カップ・アセンブリ５０が高温を受けたときゆるむことがある。具体的には、フラッシュ溶接および管操作の際に、スポット溶接部６８はゆるむことがある。スポット溶接部６８がゆるんだ場合、絶縁体６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃおよび６０Ｄが陰極カップ５２に対して動き、従ってそれぞれのフィラメント・リード５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃおよび５８Ｄが動く。このような動きが生じると、フィラメント・リード５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃおよび５８Ｄを適正に位置決めするために再度のスポット溶接、再度のフラッシュ溶接および再加工が必要になる。勿論、再度のスポット溶接およびフラッシュ溶接は、このようなプロセスがＸ線源の製造に関する時間およびコストを増加させるので、望ましくない。
【００２０】
本発明によれば、フランジのトリミングを何ら行うことなく、陰極絶縁装置が陰極カップに固定される。更に、陰極絶縁装置を陰極カップに対して移動可能にして、陰極絶縁装置が陰極カップに固定される。従って、フィラメントをフラッシュ溶接した後で何らかのフィラメントの調節が望まれるとき、フィラメントを再度フラッシュ溶接することなく、陰極絶縁装置を動かすことが出来る。
【００２１】
図３は、本発明の一実施態様による陰極カップ・アセンブリ９０の一部分の側断面図である。陰極カップ・アセンブリ９０は、陰極カップ９２、陰極絶縁装置９４およびフィラメント９６を含む。フィラメント９６は、フィラメント・コイル（図示していない）、および該フィラメント・コイルの両端から延在するフィラメント・リード（図３にはその内の一方のフィラメント・リード９８Ａのみを示す）を有する。陰極カップ９２は、フィラメント・コイル受容部分１００、および陰極カップ９２を貫通してフィラメント・コイル受容部分１００まで延在するフィラメント・リード用開口１０２を含む。陰極カップ９２はまた陰極カップ表面１０４を含み、陰極カップ表面１０４には凹部１０６が形成されている。凹部１０６は、図示のように、絶縁体接続面１０８と該絶縁体接続面１０８から陰極カップ表面１０４まで延在する側壁面１１０とによって画成されている。凹部１０６の寸法は、その中に陰極絶縁装置９４を受け入れる寸法になっている。
【００２２】
陰極絶縁装置９４は、ほぼ円筒形で中空のフィラメント・リード管１１２、ほぼ円筒形の絶縁体１１４、およびアイレット１１６を含む。絶縁体１１４は、第１の端部１１８、第２の端部１２０、および第１の端部１１８から第２の端部１２０まで延在する中孔１２２を有する。絶縁体の第２の端部１２０は、外径Ｄioの外面１２４を持つ。フィラメント・リード管１１２は中孔１２２内に挿入され、またフィラメント・リード管１１２は絶縁体１１４の第１の端部１１８から突き出す。具体的には、フィラメント・リード管１１２は絶縁体１１４にろう付けされる。しかし、フィラメント・リード管１１２はその他の手段によって絶縁体１１４に固定してもよい。
【００２３】
アイレット１１６は、第１の端部１２６、第２の端部１２８、およびこれらの端部の間の外面１３０を有する。アイレットの第１の端部１２６は内径Ｄe1を持ち、第２の端部１２８は内径Ｄe2を持つ。アイレットの第１の端部１２６は絶縁体１１４に固定されるように構成され、またアイレットの外面１３０は陰極カップ９２に固定されるように構成されている。図示のように、アイレットの第１の端部１２６の内径Ｄe1および第２の端部１２８の内径Ｄe2は、絶縁体の第２の端部１２０の外径Ｄioよりも大きい。同様に、アイレットの第２の端部１２８の内径Ｄe2はアイレットの第１の端部１２６の内径Ｄe1よりも大きい。
【００２４】
フィラメント・リード管１１２、絶縁体１１４およびアイレット１１６を組み立てるには、フィラメント・リード管１１２を絶縁体１１４の中孔１２２の中に少なくとも部分的に挿入し、絶縁体１１４にろう付けして、フィラメント・リード管１１２を絶縁体１１４に固定する。同様に、アイレット１１６の第１の端部１２６を絶縁体１１４にろう付けして、アイレット１１６の第１の端部１２６を絶縁体１１４に固定する。具体的には、銅ろう１３２によりアイレット１１６の第１の端部１２６を絶縁体１１４の外面１２４にろう付けする。
【００２５】
陰極カップ９２、陰極絶縁装置９４およびフィラメント９６を組み立てるには、陰極絶縁装置９４を陰極カップ９２内に位置決めして、絶縁体の中孔１２２およびフィラメント・リード管１１２を陰極カップ９２のフィラメント・リード用開口１０２と整列させる。次いで、アイレット１１６の外面１３０を陰極カップ９２に固定する。具体的には、陰極絶縁装置９４を絶縁体の凹部１０６に挿入して、絶縁体の第２の端部１２８を陰極カップ９２の絶縁体接続面１０８に隣接させ、且つアイレットの外面１３０を陰極カップ９２の凹部１０６の側壁面１１０に隣接させる。次いで、銅ろう１３４によりアイレットの外面１３０を凹部１０６の側壁面１１０にろう付けする。しかし、図示のように、アイレット１１６の一部分１３６は、凹部の側壁面１１０および絶縁体１１４のいずれにもろう付けされない。
【００２６】
次いで、フィラメント９６を陰極カップ９２内に挿入して、フィラメント・コイルを陰極カップ９２内に載置すると共に、フィラメント・リード９８Ａをフィラメント・リード用開口１０２、絶縁体の中孔１２２およびフィラメント・リード管１１２の中に通して、フィラメント設定高さ１３８Ａまで延在させる。次いで、フィラメント・リード９８Ａをフィラメント・リード管１１２にフラッシュ溶接する。他のフィラメント・リードは、上記のフィラメント・リード９８Ａの場合と同じやり方で陰極カップ９２に固定する。
【００２７】
フィラメント・リードをそれぞれの陰極絶縁装置にフラッシュ溶接した後でフィラメントを更に調節することが必要になった場合、このような調節は容易に素早く行うことが出来る。詳しく述べると、アイレット１１６が充分な可撓性を有しているので、陰極絶縁装置９４を陰極カップ９２にろう付けした後でも、陰極絶縁装置９４を陰極カップ９２に対して動かすことが出来る。アイレット１１６の部分１３６は、ろう付け部（１３２または１３４）を弱めることなく、伸ばすことが可能である。従って、絶縁体１１４は、ろう付け部（１３２または１３４）を弱めることなく、陰極カップ９２に把持され且つ陰極カップ９２に対して動かすことが出来る。
【００２８】
本発明の一実施態様では、絶縁体１１４はセラミック製であり、ろう１３２および１３４は銅ろうであり、アイレット１１６はニッケル製であり、フィラメント・リード管１１２はコバール（Ｋｏｖａｒ）材料製である。勿論、これらの構成部品に対して多くの他の材料を使用することが出来る。
陰極カップ・アセンブリ９０は、時間のかかる厄介なトリミングおよび溶接プロセスを必要としない。更に、陰極絶縁装置９４は、フラッシュ溶接後にフィラメント・リードの調節を行うことが可能である。また更に、フィラメント・コイルは陰極カップ９２内に正確に位置決めすることが出来る。
【００２９】
以上の本発明の種々の実施態様についての説明から、本発明の課題が達成されたことは明らかである。図示し説明した本発明の実施態様は例として示されたものであって、本発明をそれらに限定するものでないことを理解されたい。例えば、陰極カップ・アセンブリ９０を１つのフィラメントについて説明したが、陰極カップ・アセンブリは任意の数のフィラメントを有していてよい。従って、本発明の要旨および範囲は特許請求の範囲に記載によって定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知の陰極絶縁装置および陰極カップの平面図である。
【図２】図１の公知の陰極絶縁装置および陰極カップの一部分の側断面図である。
【図３】本発明の一実施態様による陰極カップ・アセンブリの一部分の側断面図である。
【符号の説明】
９０    陰極カップ・アセンブリ
９２    陰極カップ
９４    陰極絶縁装置
９６    フィラメント
９８Ａ    フィラメント・リード
１００    フィラメント・コイル受容部分
１０２    フィラメント・リード用開口
１０４    陰極カップ表面
１０６    凹部
１０８    絶縁体接続面
１１０    側壁面
１１２    フィラメント・リード管
１１４    絶縁体
１１６    アイレット
１１８    第１の端部
１２０    第２の端部
１２２    中孔
１２４    外面
１２６    第１の端部
１２８    第２の端部
１３０    外面
１３２    銅ろう
１３４    銅ろう
【図１】
0003789031.tif 000002
【図２】
0003789031.tif 000003
【図３】
0003789031.tif 000004