(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極からの電子の衝突によってＸ線を発生させる対陰極部３１ａ及びこの対陰極部３１ａを回転可能に支持する軸部３１ｂを有する回転対陰極３１と、
前記対陰極部３１ａを収納してその周囲を真空雰囲気に保つ対陰極部収納室３７を形成する気密ケース部３２ａ及び回転対陰極３１の軸部３１ｂを支持する軸支用ケース部３２ｂを有する対陰極収容ケース３２と、
前記対陰極部の周囲を真空雰囲気に保った状態で前記軸部３１ｂを軸方向に摺動可能に支持し、この軸部３１ｂを摺動させることで対陰極部３１ａを軸方向にずらして前記電子の衝突する位置を変えて異なる複数のＸ線を発生させ得る回転対陰極移動機構４０と、を備えた回転対陰極Ｘ線発生装置において、
前記回転対陰極移動機構４０は、軸部３１ｂを支持する軸支用ケース部３２ｂと、この軸支用ケース部３２ｂの内側に気密にかつ摺動可能に嵌合する軸部支持筒４１とを有するものであり、
前記軸部３１ｂは、対陰極部３１ａ側を小径軸部３１ｄとし、対陰極部３１ａと反対側を大径軸部３１ｅとして、これらの境に段部３１ｆが形成されたものであり、
前記軸支用ケース部３２ｂは、ほぼ円筒状に形成され、前記軸部３１ｂを覆った状態で、前記気密ケース部３２ａに一体的に取り付けられているとともに、その対陰極部３１ａ側の端部の外周面に雄ねじ３９が設けられているものであり、 
前記軸部支持筒４１は、前記軸部３１ｂを支持する嵌合筒部４５と、この嵌合筒部４５の端部に取り付けられ、前記軸部３１ｂの段部３１ｆに当接して嵌合筒部４５と相俟って軸部３１ｂを気密状態で堅固に支持する環状板部４６と、前記嵌合筒部４５における対陰極部３１ａと反対側端部に取り付けられたねじ係合用環状板部４７とを有するものであり、
前記ねじ係合用環状板部４７は、その外周側に嵌合筒部４５と結合された状態で嵌合筒部４５のフランジ部４５ａと相俟って形成される環状溝５７が設けられたものであり、
前記環状溝５７には、ほぼ円筒状に形成された移動ねじ４２の係合用縮径部５９が回転可能に嵌合されており、
前記移動ねじ４２は、その内側面に雌ねじ５８が設けられており、この雌ねじ５８が前記軸支用ケース部３２ｂの雄ねじ３９に螺合された状態で、この移動ねじ４２を回転させることによって移動ねじ４２が軸支用ケース部３２ｂに対して左右に移動し得るようになっており、これによって、嵌合筒部４５が軸支用ケース部３２ｂに対して軸方向に移動可能にするものであり、
前記軸支用ケース部３２ｂと嵌合筒部４５との間には弾性部材６５が介在されており、この弾性部材６５のフランジ部４５ａへの押圧力により、回転対陰極３１が大気圧で対陰極部収納室３７側に押される力を相殺し、移動ねじ４２を軽い力で回して回転対陰極３１を左右に容易に移動し得るようになっていることを特徴とする回転対陰極Ｘ線発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、波長の異なる複数のＸ線を選択的に発生させることができる回転対陰極Ｘ線発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長の異なる複数のＸ線を選択的に発生させる回転対陰極Ｘ線発生装置としては、例えば実開平３−４３２５１号公報記載のものが知られている。この回転対陰極Ｘ線発生装置を図２に基づいて概説する。
【０００３】
図中の１は真空気密容器である。この真空気密容器１は基台２に取り付けられている。この真空気密容器１は、基台２に設けられた排気孔３にＯリング４を解して気密に接続されている。真空気密容器１の内部には、回転対陰極５が回転可能に支持されている。この回転対陰極５の外周側には、フィラメント６及び電極７からなり電子線を放出する電子銃８が設けられている。真空気密容器１の側部（図２中の左右両側部）には、電子銃８によって回転対陰極５の外周面から発生したＸ線を外部に放出させるＸ線放出窓９が設けられている。
【０００４】
基台２上には、真空気密容器１に隣接して図２中の左隣に移動台１０が設けられている。この移動台１０は基台２に対して移動可能に支持され、真空気密容器１に対して近接離間し得るようになっている。移動台１０内には回転軸１２が回転可能に支持されている。この移動台１０内のうち回転軸１２の両端部には回転軸１２を回転可能に支持する軸受１３，１４が設けられている。さらに、各軸受１３，１４の間には、後述するベローズ１８と相俟って真空気密容器１内を真空状態に維持するための軸封装置１５が設けられている。回転軸１２は真空気密容器１側に延設され、真空気密容器１内に位置する回転対陰極５に真空気密容器１の連通孔１６を介して嵌合され、この回転対陰極５を回転可能に支持している。そして、真空気密容器１と移動台１０との間には、回転軸１２を覆ってその周囲を封止し、連通孔１６を介して真空気密容器１内を密封状態に維持するベローズ１８が取り付けられている。このベローズ１８により、移動台１０は真空気密容器１に対して、この真空気密容器１内の真空状態を維持しながら近接離間し得るようになっている。
【０００５】
回転軸１２の基端側（図２の左端側）にはプーリ２１が取り付けられている。さらに、移動台１０には一体的に駆動モータ２２が取り付けられている。この駆動モータ２２にはプーリ２３が取り付けられており、このプーリ２３と前記プーリ２１との間にベルト２４が掛け渡され、回転軸１２を介して回転対陰極５を回転駆動し得るようになっている。
【０００６】
基台２には、移動台１０を移動させて回転対陰極５を真空気密容器１内で左右に移動させる摘み２５が設けられている。この摘み２５には、基台２側に回転可能に支持されたねじ棒２６が取り付けられている。このねじ棒２６には移動ナット２７が螺合されており、この移動ナット２７が移動台１０に一体的に接続されている。これにより、摘み２５を左右いずれかに回すことで、移動台１０を真空気密容器１に対して近接させたり、離間させたりする。
【０００７】
回転対陰極５は、その外周面を回転軸１２に直角な平面で２つに分割され、その各外周面部ｐ，ｑをそれぞれ所望の金属で成形されている。前記電子銃８は各外周面部ｐ，ｑのいずれかに面して設けられている。そして、摘み２５で移動台１０を調整して回転対陰極５を回転軸１２の軸方向に移動させることにより、各外周面部ｐ，ｑを選択的に電子銃８に対向させることができるようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の回転対陰極Ｘ線発生装置では、回転対陰極５の外周面部ｑを電子銃８に対向させた状態から外周面部ｐを電子銃８に対向させるように移動台１０を真空気密容器１に対して離間させる方向に移動させるには、大気圧に対抗して摘み２５を回さなければならない。即ち、真空気密容器１内は真空引きしてあり、その真空状態がベローズ１８内にまで及んでいるので、この真空に対して移動台１０を真空気密容器１から離隔する方向に移動させるには大きな力が必要になってします。この結果、Ｘ線の種類を選択する操作が煩雑になるという問題点がある。
【０００９】
この問題は、回転軸１２を大径にして、回転対陰極５を回転させる駆動機構を回転軸１２に内蔵した構成の場合、特に大きくなる。
【００１０】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、真空引きされた状態でも大気圧に抗して軽い力で回転対陰極を調整し得る回転対陰極Ｘ線発生装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる回転対陰極Ｘ線発生装置は、からの電子の衝突によってＸ線を発生させる対陰極部３１ａ及びこの対陰極部３１ａを回転可能に支持する軸部３１ｂを有する回転対陰極３１と、
前記対陰極部３１ａを収納してその周囲を真空雰囲気に保つ対陰極部収納室３７を形成する気密ケース部３２ａ及び回転対陰極３１の軸部３１ｂを支持する軸支用ケース部３２ｂを有する対陰極収容ケース３２と、
前記対陰極部の周囲を真空雰囲気に保った状態で前記軸部３１ｂを軸方向に摺動可能に支持し、この軸部３１ｂを摺動させることで対陰極部３１ａを軸方向にずらして前記電子の衝突する位置を変えて異なる複数のＸ線を発生させ得る回転対陰極移動機構４０と、を備えた回転対陰極Ｘ線発生装置において、
前記回転対陰極移動機構４０は、軸部３１ｂを支持する軸支用ケース部３２ｂと、この軸支用ケース部３２ｂの内側に気密にかつ摺動可能に嵌合する軸部支持筒４１とを有するものであり、
前記軸部３１ｂは、対陰極部３１ａ側を小径軸部３１ｄとし、対陰極部３１ａと反対側を大径軸部３１ｅとして、これらの境に段部３１ｆが形成されたものであり、
前記軸支用ケース部３２ｂは、ほぼ円筒状に形成され、前記軸部３１ｂを覆った状態で、前記気密ケース部３２ａに一体的に取り付けられているとともに、その対陰極部３１ａ側の端部の外周面に雄ねじ３９が設けられているものであり、 
前記軸部支持筒４１は、前記軸部３１ｂを支持する嵌合筒部４５と、この嵌合筒部４５の端部に取り付けられ、前記軸部３１ｂの段部３１ｆに当接して嵌合筒部４５と相俟って軸部３１ｂを気密状態で堅固に支持する環状板部４６と、前記嵌合筒部４５における対陰極部３１ａと反対側端部に取り付けられたねじ係合用環状板部４７とを有するものであり、
前記ねじ係合用環状板部４７は、その外周側に嵌合筒部４５と結合された状態で嵌合筒部４５のフランジ部４５ａと相俟って形成される環状溝５７が設けられたものであり、
前記環状溝５７には、ほぼ円筒状に形成された移動ねじ４２の係合用縮径部５９が回転可能に嵌合されており、
前記移動ねじ４２は、その内側面に雌ねじ５８が設けられており、この雌ねじ５８が前記軸支用ケース部３２ｂの雄ねじ３９に螺合された状態で、この移動ねじ４２を回転させることによって移動ねじ４２が軸支用ケース部３２ｂに対して左右に移動し得るようになっており、これによって、嵌合筒部４５が軸支用ケース部３２ｂに対して軸方向に移動可能にするものであり、
前記軸支用ケース部３２ｂと嵌合筒部４５との間には弾性部材６５が介在されており、この弾性部材６５のフランジ部４５ａへの押圧力により、回転対陰極３１が大気圧で対陰極部収納室３７側に押される力を相殺し、移動ねじ４２を軽い力で回して回転対陰極３１を左右に容易に移動し得るようになっていることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
本発明に係る回転対陰極Ｘ線発生装置では、回転対陰極移動機構によって回転対陰極を対陰極収容ケースに対して軸方向に移動させることで、対陰極部を軸方向にずらして電子の衝突する位置を変え、異なる複数のＸ線を発生させる。回転対陰極移動機構によって回転対陰極を軸方向に移動させる際に、対陰極部の周囲を真空雰囲気にしたことで軸方向に作用する大気圧による力は、弾性部材によって相殺される。これにより、回転対陰極移動機構で回転対陰極を軸方向に軽い力で容易に移動させることができるようになる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明に係る回転対陰極Ｘ線発生装置の一実施例を図面を参照しながら説明する。
【００１４】
［構成］
図１に示す本実施例の回転対陰極Ｘ線発生装置３０は、前記従来の技術の回転対陰極Ｘ線発生装置と同様に、波長の異なる複数のＸ線を選択的に発生させる装置であって、機能的には従来の回転対陰極Ｘ線発生装置とほぼ同様の構成となっている。
【００１５】
図中の符号３１は回転対陰極、３２は対陰極収容ケースである。回転対陰極３１は、内蔵された駆動モータ（図示せず）によって回転しながらＸ線３５を発生する対陰極部３１ａと、この対陰極部３１ａを前記駆動モータを介して回転可能に支持する中空円筒状の軸部３１ｂとから構成されている。
【００１６】
対陰極部３１ａは、浅い円筒状に形成され、その外周面が対陰極面３１ｃとなっている。この対陰極面３１ｃには、異なる物質（例えばＡｕ，Ｃｕ，Ｍｏ等）からなる３つのＸ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃが設けられている。この各Ｘ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃに、後述する電子銃３８から発射される熱電子を選択的に衝突させることによって、Ｘ線３５を発生させる。また、後述する回転対陰極移動機構４０により、対陰極部３１ａを軸方向に移動させて、熱電子を衝突させるＸ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃを選択する。
【００１７】
軸部３１ｂは、対陰極部３１ａを回転可能に支持する軸である。この軸部３１ｂに駆動モータ（図示せず）が取り付けられ、この駆動モータを介して対陰極部３１ａが回転可能に支持されている。この軸部３１ｂは円筒状に形成されており、内部に冷媒を流す冷媒通路３４が形成されている。さらに、軸部３１ｂは、その中間位置で外径を異ならせて構成されている。具体的には、軸部３１ｂのうち、右方側（対陰極部３１ａ側）を小径軸部３１ｄと、左方側を大径軸部３１ｅとして、これらの境に段部３１ｆを構成している。これは、後述する環状板部４６をこの段部３１ｆに当接させて、後述する軸部支持筒４１によって軸部３１ｂを堅固に支持させるためである。
【００１８】
対陰極収容ケース３２は、対陰極部３１ａを収納しその周囲を真空雰囲気に保つ対陰極部収納室３７を形成する気密ケース部３２ａと、回転対陰極３１の軸部３１ｂを支持する軸支用ケース部３２ｂとから構成されている。気密ケース部３２ａの所定位置（図１中の右下位置）には、対陰極部３１ａから発射された線状のＸ線３５を透過させるＸ線透過窓３２ｃが装備されている。対陰極部収納室３７には、対陰極部３１ａのＸ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃに面して電子銃３８が設けられている。この電子銃３８により生じる熱電子が、Ｘ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃのいずれかに選択的に衝突されるようになっている。
【００１９】
軸支用ケース部３２ｂは、ほぼ円筒状に形成され、回転対陰極３１の軸部３１ｂを覆った状態で、気密ケース部３２ａに一体的に取り付けられている。軸支用ケース部３２ｂの先端部（図１中の左側端部）には、その外周面に雄ねじ３９が設けられている。
【００２０】
回転対陰極３１の軸部３１ｂと対陰極収容ケース３２の軸支用ケース部３２ｂとの間には、回転対陰極３１をその軸方向（図１中の左右方向）に移動させるための回転対陰極移動機構４０が設けられている。この回転対陰極移動機構４０は、回転対陰極３１の軸部３１ｂを気密に固定支持した状態で軸支用ケース部３２ｂの内側に気密にかつ摺動可能に嵌合する軸部支持筒４１と、この軸部支持筒４１に係止した状態で前記軸支用ケース部３２ｂの雄ねじ３９に螺合する移動ねじ４２とから構成されている。
【００２１】
軸部支持筒４１は、回転対陰極３１の軸部３１ｂに堅固に嵌合してこの軸部３１ｂを支持する嵌合筒部４５と、この嵌合筒部４５の右側端部に取り付けられ軸部３１ｂの段部３１ｆに当接して嵌合筒部４５と相俟って軸部３１ｂを気密状態で堅固に支持する環状板部４６と、嵌合筒部４５の左側端部に取り付けられ移動ねじ４２と回転可能な状態で係合するねじ係合用環状板部４７とから構成されている。
【００２２】
嵌合筒部４５は、全体をほぼ円筒状に形成され、軸支用ケース部３２ｂに気密に嵌合し、この気密状態を保ったまま左右に摺動し得るようになっている。嵌合筒部４５の壁面内部には、対陰極部収納室３７内まで連通されてその内部を真空引きするための真空通路５１ａが形成されている。嵌合筒部４５の右側端部の外周面には気密性を保つための２つのＯリング５２，５３が設けられている。軸支用ケース部３２ｂの先端部（左側端部）にはスリット５４が設けられ、嵌合筒部４５にはこのスリット５４にねじ頭部５５ａが挿入される回り止め用ねじ５５が取り付けられている。この回り止め用ねじ５５のねじ頭部５５ａがスリット５４に挿入されることにより、嵌合筒部４５が軸支用ケース部３２ｂに対して回転しないで、軸方向に摺動できるようになっている。
【００２３】
環状板部４６は、小径軸部３１ｄと同一の内径に形成され、この小径軸部３１ｄに隙間なく正確に嵌合されている。
【００２４】
ねじ係合用環状板部４７は、嵌合筒部４５と同一に内径に成形される。ねじ係合用環状板部４７の外周側には、嵌合筒部４５と結合された状態で嵌合筒部４５のフランジ部４５ａと相俟って環状溝５７が設けられている。この環状溝５７に後述する移動ねじ４２の係合用縮径部５９が回転可能に嵌合することで、軸部支持筒４１と移動ねじ４２とが係合されている。さらに、ねじ係合用環状板部４７には、前記嵌合筒部４５の真空通路５１ａに連通する真空通路５１ｂが設けられている。
【００２５】
移動ねじ４２はほぼ円筒状に成形され、その内側面に雌ねじ５８が設けられている。そして、この雌ねじ５８が軸支用ケース部３２ｂの雄ねじ３９に螺合された状態で、この移動ねじ４２を回転させることによって移動ねじ４２が軸支用ケース部３２ｂに対して左右に移動し得るようになっている。移動ねじ４２の基端部（左側端部）には前記軸部支持筒４１の環状溝５７に嵌合する係合用縮径部５９が縮径した状態で形成されている。この係合用縮径部５９が環状溝５７に嵌合され、その左右両側にテフロン製のリング６１，６２が介装されている。このリング６１，６２は、係合用縮径部５９と環状溝５７との間の摩擦を小さく抑えて、移動ねじ４２を軽い力で回すことができるようにするためのものである。
【００２６】
対陰極収容ケース３２の軸支用ケース部３２ｂには、気密ケース部３２ａの対陰極部収納室３７内を真空雰囲気にしたときに、大気圧によって回転対陰極３１に対して軸方向に作用する力を相殺するための力を発生させる弾性部材６５が設けられている。この弾性部材６５はコイルスプリングによって構成されている。軸支用ケース部３２ｂには、等間隔に複数（３以上）の袋状の挿入孔６６が設けられており、この各挿入孔６６にコイルスプリングである弾性部材６５がそれぞれ挿入され、嵌合筒部４５のフランジ部４５ａを押圧している。この弾性部材６５のフランジ部４５ａへの押圧力により、回転対陰極３１が大気圧で対陰極部収納室３７側に押される力を相殺し、移動ねじ４２を軽い力で回して回転対陰極３１を左右に容易に移動し得るようになっている。
【００２７】
［作用］
以上のように構成された回転対陰極Ｘ線発生装置３０では、対陰極部収納室３７内が真空通路５１ａ，５１ｂを介して真空引きされ、この対陰極部収納室３７内で対陰極部３１ａが駆動モータによって回転される。この回転する対陰極部３１ａの対陰極面３１ｃに設けられた各Ｘ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃのいずれかに電子銃３８からの熱電子を衝突させる。これにより、熱電子が衝突したＸ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃからＸ線３５が発生する。このＸ線３５はＸ線透過窓３２ｃから外部に取り出される。
【００２８】
電子銃３８からの熱電子を衝突させるＸ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃを変えるときは、回転対陰極移動機構４０によって行なう。具体的には、移動ねじ４２を左右いずれかに回して回転対陰極３１を移動させる。即ち、移動ねじ４２を回すことでこの移動ねじ４２が、その雌ねじ５８と軸支用ケース部３２ｂの雄ねじ３９とが螺合した状態で左右に移動する。これにより、移動ねじ４２の係合用縮径部５９がリング６１，６２を介して軸部支持筒４１を押し、この軸部支持筒４１が軸支用ケース部３２ｂの内側面を摺動しながら図中の左右のいずれかに移動する。そして、この軸部支持筒４１に支持された軸部３１ｂと一体的に構成された対陰極部３１ａが対陰極部収納室３７内で左右のいずれかに移動し、電子銃３８の熱電子が衝突する位置が変えられる。これにより、Ｘ線３５を発生させるＸ線発生帯３３ａ，３３ｂ，３３ｃを選択し、異なる波長のＸ線を発生させる。
【００２９】
このとき、対陰極部収納室３７内の真空引きによって大気圧で回転対陰極３１が対陰極部収納室３７側に押されるが、この力は軸部支持筒４１のフランジ部４５ａを介して弾性部材６５を押圧することになる。弾性部材６５は、この大気圧による力を受けてこれとほぼ同じ力を逆方向に作用させ、大気圧による力を相殺している。
【００３０】
［効果］
回転対陰極移動機構４０によって、回転対陰極３１を軸方向に軽い力で容易に移動させることができるようになり、波長の異なるＸ線３５を発生させるための調整作業を容易に行なうことができるようになる。
【００３１】
弾性部材６５は小さな部材であり、回転対陰極移動機構４０にコンパクトに組み込むことができるため、回転対陰極Ｘ線発生装置３０を小型に維持することができる。さらに、弾性部材６５は簡単な構造であるため、故障もほとんどなく、回転対陰極Ｘ線発生装置３０に対する信頼性も向上する。
【００３２】
［変形例］
（１）  なお、前記実施例では、弾性部材６５としてコイルスプリングを用いたが、軸支用ケース部３２ｂとフランジ部４５ａの間に介装する波打ったリング状の板ばね等の他の弾性部材を用いてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明に係る回転対陰極Ｘ線発生装置によれば、回転対陰極移動機構に、対陰極部の周囲を真空雰囲気にしたときに回転対陰極に対して軸方向に作用する力を相殺する力を発生させる弾性部材を備えたので、回転対陰極移動機構によって、回転対陰極を軸方向に軽い力で容易に移動させることができるようになる。この結果、波長の異なるＸ線を発生させるための調整作業を容易に行なうことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る回転対陰極Ｘ線発生装置を示す側面断面図である。
【図２】従来の回転対陰極Ｘ線発生装置を示す一部破断側面図である。
【符号の説明】
３０…回転対陰極Ｘ線発生装置、３１…回転対陰極、３１ａ…対陰極部、３１ｂ…軸部、３１ｃ…対陰極面、３２…対陰極収容ケース、３２ａ…気密ケース部、３２ｂ…軸支用ケース部、３２ｃ…Ｘ線透過窓、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…Ｘ線発生帯、３５…Ｘ線、３７…対陰極部収納室、３８…電子銃、４０…回転対陰極移動機構、４１…軸部支持筒、４２…移動ねじ、６５…弾性部材。
【図１】
0003746532.tif 000002
【図２】
0003746532.tif 000003