X射線發生裝置的製作方法
2023-07-03 19:28:06
專利名稱：X射線發生裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及將發生利用於靜電除去等的X射線的X射線管收容於保護容器內的X射線發生裝置。
背景技術：
作為歷來存在的X射線管的一例，見於日本的專利公告特公平7-50594號公報。該公報揭示的X射線管中，燈絲通電發熱後，電子束射出，該電子束通過聚焦用柵極等加速，以高速衝擊靶，從靶射出該材料固有的X射線。然後，該X射線，從隔開設置於靶前方的X射線透過窗向外部射出。這類X射線管由於處於高溫狀態，它的冷卻，通過對固定於靶、從外圍器(真空管)突出的靶環進行自然空氣冷卻而實現。這樣，通過X射線管的冷卻，維持X射線的發生效率，防止靶的破損。又，這類X射線管，可與電壓發生部一起收容於保護容器內。此外，作為歷來存在的X射線管的一例，可列舉日本專利公開特開平10-106463號公報、日本專利公開特開平6-251735號公報、及美國專利公報第4384360號。
在靶與X射線透過窗分離型的X射線管中，外圍器本身大，為實現自然空氣冷卻，在外圍器周圍需有大的空間，其結果，導致保護容器大型化。相反，具有將靶與X射線透過窗(輸出窗)一體形成的輸出窗保持部的X射線管，現實中由於為小型，因而外圍器(真空管)的直徑小，難以固定於保護容器內。
發明內容
本發明的目的在於，提供一種將X射線管可靠地固定於保護容器內的X射線發生裝置。
本發明的X射線發生裝置，將兼有導電性和熱傳導性的輸出窗保持部固定在真空管前端的X射線管、以及驅動該X射線管的電壓發生部收容於保護容器內，其特徵在於，具有形成於輸出窗保持部的法蘭盤部；設置於保護容器、並具有供輸出窗保持部插入的開口部的前面板；從形成前面板的開口部的壁面突出、抵接輸出窗保持部的法蘭盤部的突起部；以及將抵接突起部的法蘭盤部向突起部按壓、並具有與形成於開口部的壁面的陰螺紋部螺合的外螺紋部的、有熱傳導性的固定螺帽。
該X射線發生裝置中，在將X射線管的輸出窗保持部插入前面板的開口部內的狀態下，使固定螺帽的外螺紋部與形成於開口部的壁面的陰螺紋部螺合，擰緊固定螺帽。且，通過充分擰緊固定螺帽，設置於X射線管輸出窗保持部的法蘭盤部與設置在前面板上的突起部抵接，其結果，在固定螺帽作用下，法蘭盤部向突起部按壓，X射線管得以固定在前面板上，因此。利用這樣的固定螺帽，則能使X射線管簡便、可靠地固定在保護容器內。且，利用具有熱傳導性的固定螺帽，可提高從X射線管的輸出窗保持部向前面板的熱的傳導性，使X射線管的熱容易散發，能夠維持X射線的發生效率，防止X射線管的破損。
此外，最好使固定螺帽的內壁面與輸出窗保持部的外側面接觸。採用這樣的構成時，能夠簡便且可靠地利用固定螺帽實現X射線管的定位，且可進一步提高從設置於X射線管的輸出窗保持部向前面板的熱的傳導性。這樣，可進一步提高維持X射線的發生效率和防止X射線管破損的性能。
此外，最好還具有夾在固定螺帽前端與輸出窗保持部的法蘭盤部之間的橡膠圈。由於橡膠圈的仲介作用，X射線管的法蘭盤部能對突起部施加適當的按壓力，可靠地固定。
此外，本發明的X射線發生裝置，最好還具有計測前述X射線管中X射線的照射累計時間、輸出表示被計測的X射線的照射累計時間的信號的計時器。由於X射線管是壽命有限的裝置，所以，能夠利用前述計時器正確地把握X射線管的X射線的照射累計時間，合適地進行X射線發生裝置的製品管理。
圖1是顯示本發明X射線發生裝置一實施例的分解立體圖。
圖2是圖1所示X射線發生裝置的剖面圖。
圖3是沿圖2III-III線的剖面圖。
圖4是顯示X射線管的剖面圖。
圖5是圖2所示X射線發生裝置的要部放大剖面圖。
圖6是顯示將X射線管裝配於前面板上的狀態的立體圖。
圖7是示出有關ID核對的構成的方框圖。
圖8是示出ID核對處理的流程圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖就本發明X射線發生裝置的合適的實施形態作詳細說明。
如圖1～圖3所示，X射線發生裝置1具有箱型的保護容器2，該保護容器2由熱傳導性良好的材料構成，分割成3部分。亦即，保護容器2由不鏽鋼製的四稜柱形狀的容器主體部4，鋁製的平板狀的前面板5、及鋁製的平板狀的背面板6組成，構成3分割型的箱體。且，該保護容器2，設定其全長為約100mm，前面板5的厚度約為10mm左右。因此，前面板5的厚度達到全長的約1/10，通過增大前面板5的厚度可謀求高散熱性。此外，保護容器2中，鋁製的安裝用底座7用螺釘固定。
這樣的保護容器2內，可配置使軟X射線發生、用於靜電除去等的X射線管8。該X射線管8，如圖4所示，具有科瓦鐵鎳鈷合金玻璃制的圓筒狀真空管9，在該真空管9的末端，形成帶排氣管10的心柱11，在真空管9的開放端，融接形成圓筒狀的科瓦鐵鎳鑽合金金屬制的輸出窗保持部12。此外，在該輸出窗保持部12中，用Ag釺焊固定圓板狀的輸出窗13，將輸出窗保持部12的中央開口12a塞住，在輸出窗13的內面側，蒸鍍形成利用電子束的衝擊產生X射線的靶14。
又，心柱11中固定有2支心柱杆15、15，在真空管9內，設置著作為以規定電壓射出電子束的陰極的燈絲16，該燈絲16被固定於心柱杆15的前端。此外，一方的心柱杆15上，固定著圓筒狀的不鏽鋼製的聚焦極板17。且，該輸出窗保持部12，由於由科瓦鐵鎳鈷合金金屬形成，因此熱傳導性及導電性良好，同時，由於與接地的保護容器2電氣連接，因而處於接地電位，其結果，靶14也被保持在接地電位。
此處，在X射線管8的心柱杆15上，從後述的電壓發生部21供給-9.5kV的高電位，從燈絲16向接地電位的靶14射出電子束。此時，通過電子束的衝擊，從靶14射出軟X射線，該X射線從輸出窗13向外部射出。通過這樣構成X射線管8，可將真空管9做成直徑15mm、長度為30mm左右大小，全長為40mm左右的小型的X射線管8成為可能。此外，在使用時，小型的X射線管8的靶14處於高溫狀態，因此，為維持X射線的發生效率和防止靶14的破損，需要適當地將靶14的熱向外部散發。
又，如圖1及圖2所示，搭載在電路基板20上的電壓發生部21被收容於保護容器2內。該電壓發生部21用來向心柱杆15供給-9.5kV的高電位、驅動X射線管8。首先，在電壓發生部21內的低電壓發生部位將電位提高到-1kV，再在高電壓發生部位將電位提高到-9.5kV。這樣的電壓發生部21的電路基板20，用螺釘固定於鋼製的底座板22上。此外，從電壓發生部的高電壓發生部位延伸的配線21a，與X射線管8的心柱杆15結線，在X射線管8的真空管9上，固定著覆蓋心柱杆15的圓筒狀的罩19。此外，罩19內在配線21a與心柱杆15結線後，充填矽樹脂P(參照圖6)。此外，在電路基板20上，設置有內藏CPU41(參照圖7)的前置電路40，來自前置電路40的控制信號經由配線42(參照圖2)輸出到電壓發生部21。
在該底座板22的前端，一體地設置有豎立為L字形的第1安裝片22a，在底座板22的後端，也一體地設置有豎立為L字形的第2安裝片22b。此外，第1安裝片22a被用來將電壓發生部21固定於保護容器2上，第2安裝片22b被用來安裝與電路基板20上的低電壓發生部位結線的連接端子23。例如，第1安裝片22a通過止動螺釘固定，使之抵壓前面板5，連接端子23通過緊固螺帽24被固定於第2安裝片22b上，背面板6通過螺釘28固定，使之抵壓第2安裝片22b。這樣，熱傳導性良好的鋁製平板狀的前面板5和背面板6通過鋼製的底座板22連接，因此，也可利用背面板6散熱，實現保護容器2的高散熱性。
又，將前述X射線管8固定於保護容器2時，X射線管8固定於鋁製的前面板5上。如圖1及圖5所示，該前面板5上形成供X射線管8的輸出窗保持部12插入的圓柱狀的開口部26，在作成該開口部26的壁面26a上，向著內側形成環狀的突起部27。一體地設置於輸出窗保持部12前端的環狀的法蘭盤部18與該突起部27抵接。
又，在開口部26的壁面26a上形成陰螺紋部29，帶外螺紋30a的固定螺帽30與該陰螺紋部29螺合。該固定螺帽30用熱傳導性良好的黃銅製成，且由可插入開口部26內的大致圓筒狀的軀體部31以及形成六角螺帽的六角頭部32構成。
此處，在將X射線管8的輸出窗保持部12插入前面板5的開口部26內的狀態下，使固定螺帽30的外螺紋部30a與陰螺紋部29螺合，擰緊固定螺帽30。且，通過充分擰入固定螺帽30，設置於X射線管8輸出窗保持部12的環狀的法蘭盤部18抵接前面板5的突起部27。其結果是，法蘭盤部18利用固定螺帽30的前端30b向突起部27按壓，使X射線管8固定於前面板5(參照圖6)。因此，利用這樣的固定螺帽30，能夠使X射線管8簡便、可靠地固定在保護容器2內。且，固定螺帽30用熱傳導性良好的材料形成，所以，可提高從X射線管8輸出窗保持部12向前面板5的熱的傳導性，容易散發溫度接近攝氏100℃的輸出窗保持部12的熱，能夠維持X射線的發生效率，防止靶14破損。
此外，在固定螺帽30的內壁面上，形成向內側突出的定位面30c，該定位面30c與輸出窗保持部12的外側面12a接觸。這樣，可簡便且可靠地利用固定螺絲帽30實現X射線管8的定位，且可進一步提高從設置於X射線管8的輸出窗保持部12向前面板5的熱的傳導性。因此，可進一步提高維持X射線的發生效率和防止X射線管8中靶14破損的性能。
此外，若在固定螺帽30的前端30b與輸出窗保持部12的法蘭盤部18之間夾入橡膠圈34，則通過固定螺帽30的擰入，使法蘭盤部18對突起部27以適當的按壓力而可靠地固定。此外，採用前述的固定螺帽30時，前面板5的厚度必然加大，隨之，可謀求前面板5的高散熱性。此外，由於以鋼製的底座板22為中介，使熱傳導性良好的鋁製的前面板5與背面板6進行熱連接，故也可利用背面板6散熱，實現保護容器2的離散熱性。
圖7中，顯示X射線發生裝置1及其周邊裝置的構成。如該圖7所示，X射線發生裝置1經由連接端子23(參照圖1、圖2)與控制部50連接，控制部50與輔助設備60連接。控制部50由X射線發生裝置1的用戶用來管理X射線發生裝置1。此外，輔助設備60由X射線發生裝置1及控制部50的管理公司使用。
X射線發生裝置1中，經由電壓發生部21(參照圖2)與X射線管8連接有前置電路40的CPU41，該CPU41，通過監視電壓發生部21對X射線管8的通電時間，對X射線管8的X射線的照射時間(亦即，X射線管8的工作時間)進行計測、累計。累計的X射線管工作累計時間，連同X射線發生裝置1的製造序號、製造年月日、檢查者名、X射線發生裝置1的固有代碼等一起，由CPU41記憶在前置電路40內未圖示的EEPROM(Electrically Erasable and Programmable ROM)中。
控制部50中，設置著CPU51、及顯示X射線管8工作狀態的監視燈52。CPU51計測、累計控制部50的工作時間。累計的控制部工作累計時間，連同X射線發生裝置1的製造序號、製造年月日、檢查者名、及X射線發生裝置1的固有代碼等一起，由CPU51記憶在控制部50內未圖示的EEPROM中。
輔助設備60中設置一併管理前置電路40的CPU41及控制部50的CPU51的CPU61、顯示信息的顯示部62、及由輸入信息用的鍵盤等構成的輸入部63。如圖7所示，通過將X射線發生裝置1與控制部50及輔助設備60連接，管理公司的作業員可將記憶於X射線發生裝置1的EEPROM的信息及記憶於控制部50的EEPROM的信息在顯示部62上顯示，並能用輸入部63輸入的信息改寫這些信息。
例如，僅交換X射線發生裝置1時，管理公司的作業員，可將記憶於控制部50的EEPROM的交換前的X射線發生裝置1的製造序號、製造年月日、檢查者名、及交換前的X射線發生裝置1的固有代碼的信息改寫為新的X射線發生裝置1的製造序號、製造年月日、檢查者名、及新的X射線發生裝置1的固有代碼的信息。
此外，管理公司的作業員，可將利用前置電路40的CPU41累計的X射線管8的工作累計時間、及利用控制部50的CPU51累計的控制部50的工作累計時間在顯示部62上顯示，從而正確地把握X射線管8及控制部50的工作累計時間。特別是，由於X射線管8是壽命有限的製品，因而具有通過正確地把握X射線管8的工作累計時間，能合適地進行X射線發生裝置1的製品管理的優點。
前置電路40的CPU41，僅僅在接收到來自控制部50的CPU51的X射線照射信號時，才進行由X射線管8進行的X射線的照射。這樣，由X射線管8進行的X射線的照射，受到來自控制部50的CPU51的X射線照射信號的控制。為此，控制部50的CPU51在該控制部50的電源投入時，僅一次，執行圖8的ID核對處理，以防止不經許可的、不適當的X射線發生裝置1產生的X射線的照射於末然。以下，對圖8的ID核對處理進行說明。
控制部50的電源投入時，由CPU51開始執行圖8的ID核對處理。首先，讀出記憶於前置電路40內的EEPROM的X射線發生裝置1的製造序號及固有代碼(圖8的S1)。然後，將讀出的X射線發生裝置1的製造序號與記憶於控制部50內的EEPROM的X射線發生裝置1的製造序號進行核對，同時，將讀出的X射線發生裝置1的固有代碼與記憶於控制部50內的EEPROM的X射線發生裝置1的固有代碼進行核對(S2)。此外，之所以作為X射線發生裝置1的ID(識別信息)，分別對製造序號及固有代碼進行核對，是因為有時即使製造序號相同而固有代碼有變化。
核對的結果，判斷製造序號及固有代碼是否都一致(核對成立)(S3)，當製造序號及固有代碼都一致時，允許輸出來自控制部50的CPU51的X射線照射信號(S4)。
反之，當S3步驟中製造序號與固有代碼中的某一項不一致時，禁止輸出來自控制部50的CPU51的X射線照射信號(S5)，通過使監視燈52閃射(S6)，通知用戶不經許可的、不適當的X射線發生裝置1正被使用。
通過執行以上那樣的圖8的處理，控制部50的CPU51的X射線照射信號只對經許可的、適當的X射線發生裝置1輸出，可防止不經許可的、不適當的X射線發生裝置1發生的X射線的照射於未然。
產業上的可利用性本發明的X射線發生裝置，由於採用以上那樣的構成，可得到以下效果。亦即，在將導電性和熱傳導性的輸出窗保持部固定於真空管前端的X射線管、以及使該X射線管驅動的電壓發生部收容於保護容器內的X射線發生裝置中，具有形成於輸出窗保持部的法蘭盤部；設置於保護容器、並具有供輸出窗保持部插入的開口部的前面板；從形成前面板的開口部的壁面突出、抵接輸出窗保持部的法蘭盤部的突起部；以及將抵接突起部的法蘭盤部向突起部按壓、且具有與形成於開口部的壁面的陰螺紋部螺合的外螺紋部的、有熱傳導性的固定螺帽，這樣，可使X射線管可靠地固定於保護容器內。
權利要求
1.一種X射線發生裝置，將在輸出窗內面固定著構成接地電位的靶並具有向所述靶照射電子光束的陰極的X射線管、以及驅動該X射線管的電源部收容在保護容器內，其中，所述輸出窗被固定於設置在真空管前端的兼具導電性和熱傳導性的輸出窗保持部，其特徵在於所述X射線管具備形成於所述輸出窗保持部並向外側突出的法蘭盤部，由與保護容器前端相對的第一保持板以及設置在所述保護容器前端並與所述第一保持板相對的第二保持板夾持所述法蘭盤部，使所述法蘭盤部與具有熱傳導性的所述保護容器熱電連接固定。
2.一種X射線發生裝置，將在輸出窗內面固定著構成接地電位的靶並具有向所述靶照射電子光束的陰極的X射線管、以及驅動該X射線管的電源部收容在保護容器內，其中，所述輸出窗被固定於設置在真空管前端的兼具導電性和熱傳導性的輸出窗保持部，其特徵在於所述X射線管具備形成於所述輸出窗保持部並向外側突出的法蘭盤部，在收容所述電源部的電源容器內設置X射線管收容部，由在該X射線管收容部前端形成的第一保護板以及設置在所述保護容器前端並與所述第一保持板相對的第二保持板夾持所述法蘭盤部。
3.如權利要求1或2所述的X射線發生裝置，其特徵在於在所述第一保持板與第二保持板之間配置有具有熱傳導性的中間部件，所述第一保持板和所述第二保持板經由該中間部件夾持所述法蘭盤部。
4.如權利要求3所述的X射線發生裝置，其特徵在於所述中間部件為矽膠。
5.如權利要求1或2所述的X射線發生裝置，其特徵在於所述電源部和收容所述X射線管的X射線管收容部並列配置，在所述X射線管收容部內收容有所述X射線管的真空管。
6.如權利要求3所述的X射線發生裝置，其特徵在於所述電源部和收容所述X射線管的X射線管收容部並列配置，在所述X射線管收容部內收容有所述X射線管的真空管。
7.如權利要求4所述的X射線發生裝置，其特徵在於所述電源部和收容所述X射線管的X射線管收容部並列配置，在所述X射線管收容部內收容有所述X射線管的真空管。
8.一種靜電除去裝置，其特徵在於使用權利要求1或權利要求2所述的X射線發生裝置。
9.一種靜電除去裝置，其特徵在於使用權利要求3所述的X射線發生裝置。
10.一種靜電除去裝置，其特徵在於使用權利要求4所述的X射線發生裝置。
11.一種靜電除去裝置，其特徵在於使用權利要求5所述的X射線發生裝置。
12.一種靜電除去裝置，其特徵在於使用權利要求6所述的X射線發生裝置。
13.一種靜電除去裝置，其特徵在於使用權利要求7所述的X射線發生裝置。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種能將X射線管可靠地固定於保護容器內的X射線發生裝置。X射線發生裝置1中，在將X射線管8的輸出窗保持部12插入前面板5開口部26內的狀態下，使得固定螺帽30的外螺紋部30a與形成於開口部26壁面上的陰螺紋部29螺合，擰緊固定螺帽30。且，通過充分擰入固定螺帽30，設置於X射線管8輸出窗保持部12的法蘭盤部18抵接設置在前面板5上的突起部27，其結果是，在固定螺帽30作用下，法蘭盤部18向突起部27按壓，使X射線管8固定在前面板5上。且，利用具有熱傳導性的固定螺帽30，可提高從X射線管8的輸出窗保持部12向前面板5的熱的傳導性，使X射線管8的熱容易散發，能夠維持X射線的發生效率，防止X射線管8的破損。
文檔編號H05G1/00GK1738510SQ20051007706
公開日2006年2月22日 申請日期2004年5月13日 優先權日2003年5月30日
發明者小杉典正, 日野利彥, 小川雅也 申請人:浜松光子學株式會社