以下、図面を参照しつつ本発明に係るX線 管の好適な実施形態について詳細に説明する 。

 図1及び図2に示すように、X線管1は、工業 用又は医療用などで利用される微小焦点型の マイクロフォーカスX線管であり、真空が保� �される密封構造を有している。このX線管1は 、ガラス製のバルブ2を有し、このバルブ2の� ��鎖された一端には、棒状の陽極3の基端が固 定され、バルブ2の他端には、円筒状の金属� �リング部2aが固定されている。なお、陽極3� �先端には、電子の衝突によってX線を発生す� ��ために、タングステンからなる円板状のタ� ��ゲット3aが埋設されている。

 バルブ2に設けられた金属製のリング部2a� ��は溶接によって金属(例えばステンレス)製� �ターゲット収容ボディ4が固定されている。� ��のターゲット収容ボディ4の一方の下端側開 口4dから陽極3が差し込まれ、ターゲット収容 ボディ4の上端側開口4bには蓋板6が嵌め込ま� �、蓋板6は溶接によってターゲット収容ボデ� ��4に固定されている。また、この蓋板6の中� �にはBe材からなるX線出力窓6aが設けられてい る。

 さらに、ターゲット収容ボディ4には、X� �出力窓6a及び後述する電子銃ハウジング7の� �軸線に対して斜めに傾斜して配置されたタ� �ゲット3aが収容されるターゲット収容空間S� �設けられている。ターゲット収容ボディ4に� ��、金属(例えばステンレス)製の電子銃ハウ� �ング7内に電子銃8が装填された状態の電子銃 組立体Aが、電子銃ハウジング7の管軸線と陽� ��3の軸線とが略垂直に交わるように取り付け られ、電子銃組立体Aの先端は、ターゲット� �容空間S内に臨んでいる。よって、電子銃8か ら出射された電子はターゲット3aに衝突し、� ��ーゲット3aから放出されたX線はX線出力窓6a� ��通って外部に出射される。

 このX線管1では、ターゲット3a上の電子入 射位置(X線焦点位置)とX線出射窓6aまでの距離 (FOD)が短いほど、撮像される拡大透視画像の� ��大率は大きくなり、非破壊・非接触観察に� ��って行われる検査の精度が高くなる。X線管 1では、FODを短くするために、陽極3に設けら� ��たターゲット3aをX線出射窓6aに近づけ、そ� �に伴って、電子銃8から出射される電子の出� ��位置をX線出射窓6aに近づけている。

 続いて、このような位置に設置されたタ� ��ゲット3aに向けて電子を出射するための電� �銃8及び電子銃ハウジング7について説明する 。

 図1~図3に示すように、電子銃8が収容され る電子銃ハウジング7は円筒状のハウジング� �体部9と、ハウジング本体部9の先端に一体的 に形成された円筒状の突出部10とからなり、� ��ウジング本体部9の一端には突出部10に連続� ��る縮径部9aが設けられている。突出部10は、 ハウジング本体部9の中心を通る管軸線Lに対� ��てX線出射窓6a側に偏心して配置されると共� ��、管軸L方向に延在している。このような偏 心構造によって、突出部10を、X線出力窓6aに� ��能な限り近づけることができる。

 電子銃8のステム板11には、ステムピン12� �金属製の円筒状スカート部13とが固定され、 ステムピン12a,12bにはヒータ16が接続されてい る。ステムピン12cには、ヒータ16から放出さ� ��た電子の量を調整するための、平板状部の� ��縁にヒータ16を覆うような立設部を有する� �1のグリッド電極部14が固定されている。ス� �ムピン12dには、第1のグリッド電極部14を通� �した電子を集束させるための円筒状の第2の� ��リッド電極部(集束電極部)15が固定されてい る。また、第1のグリッド電極部14と第2のグ� �ッド電極部15との間は、図示しない絶縁部材 でその間隔を保持されている。そして、この 第2のグリッド電極部15は電子銃ハウジング7� �突出部10内に挿入される。さらに、電子銃ハ ウジング7のハウジング本体部9の外周面にお� ��る電子出射方向側端(縮径部9a側端)には、突 出部10に近接した位置に矩形の第1の開口部20( 図6参照)が形成され、この第1の開口部20はタ� ��ゲット収容ボディ4内に収容される。

 図4(a)に示すように、電子銃ハウジング7� �に電子銃8を装填するにあたって、ステム板1 1に固定されたスカート部13を摘んで、ハウジ ング本体部9の後端開口9b内に電子銃8を先端� �から入れ込んでいく。そして、図4(b)に示す� ��うに、第2のグリッド電極部15を電子銃ハウ� ��ング7の突出部10内に挿入させる。

 電子銃8を電子銃ハウジング7内で高精度� �位置決めするにあたって、前述した第1の開� ��部20は、電子銃8の電子銃ハウジング7内での 位置確認を目的とする観察窓として利用する ことができるので、挿入時および挿入後の電 子銃8と電子銃ハウジング7の内表面との接触� ��有無などの確認作業を、従来はX線透視等に よって行っていたが、目視によって確認する ことができる。さらに、第1の開口部20は、ピ ンセットPなどの治具の挿入口としても利用� �ることができるので、電子銃ハウジング7内� ��電子銃8の位置の微調整をも容易ならしめて いる。そして、電子銃ハウジング7内で電子� �8の位置調整が完了した後、電子銃8のスカー ト部13を電子銃ハウジング7に溶接して、電子 銃組立体Aの組立て作業が完了する。

 さらに、電子銃の円筒状の第2のグリッド 電極部15を、電子銃ハウジング7の円筒状の突 出部10内に挿入する際、電子銃8側の第2のグ� �ッド電極部15の先端15aと電子銃ハウジング7� �突出部10の先端10aとの距離にばらつきがある と、第2のグリッド電極部15での電子レンズ効 果にばらつきが生じ、所望のX線焦点を有す� �X線管1が得られない。そこで、図5(a)に示す� �うに、電子銃8側の第2のグリッド電極部15の� ��端15aと電子銃ハウジング7の突出部10の先端1 0aとを密着させた状態を所望の状態(設計上の 配置)とするのが好適であり、そのため、そ� �らの密着性を担保する必要がある。一方、� �5(b)に示すように、第2のグリッド電極部15の� ��端15aと突出部10の先端10aとが離れていると� �その離れた距離に応じて電子レンズの形成� �変化が生じるために、所望のX線焦点を有す� ��X線管を得ることは非常に困難となる。

 そこで、電子銃ハウジング7のハウジング 本体部9には、円筒状の突出部10に近接して第 1の開口部20が形成されているので、図4(b)に� �すように、第1の開口部20からピンセットPな� ��の治具を挿入して、第1のグリッド電極部14� ��は第2のグリッド電極部15をピンセットPなど で直接摘むことで、第2のグリッド電極部15へ 作業者の力を確実に伝えることができ、円筒 状の突出部10内に円筒状の第2のグリッド電極 部15を確実に押し込むことができる。従って� ��第2のグリッド電極部15の先端15aと電子銃ハ� ��ジング7の突出部10の先端10aとを、強い押込� ��力によって確実に密着させることができる� ��

 さらに、X線管1の小型化に伴って電子銃8� ��び電子銃ハウジング7をも小型化させる場合 には、電子銃8のステムピン12やスカート部13� ��機械的強度も低下せざるを得ない。ここで� ��第1の開口部20がないとすると、電子銃ハウ� ��ング7内における電子銃8の位置決めは、ハ� �ジング本体部9の後端開口9bから電子銃8を押� ��込むことのみで行う必要がある。しかしな� ��ら、ステムピン12やスカート部13の機械的強 度の低下は、これらを介した十分な押し込み を困難とするため、結果的に電子銃ハウジン グ7内における電子銃8の位置決め精度が低下� ��てしまう可能性がある。よって、電子銃ハ� ��ジング7に第1の開口部20を設けることは、電 子銃8の小型化に多大な効果をもたらす。

 また、前述したような種々の利点を有す� ��第1の開口部20を塞ぐにあたって、例えば平� ��状の蓋と電子銃ハウジング7とを溶接やロウ 付けによって接合すると、作業工程が煩雑に なると同時に、接合箇所が電子銃8の近傍と� �るために、溶接又はロウ付け時の熱の影響� �直接的であり、電子銃8に悪影響を与える虞� ��ある。また、接合に伴う、電子銃ハウジン� ��7内部空間側における第1の開口部20の周縁の 形状変化が電子銃8の電子放出特性に変化を� �たらす虞がある。

 そこで、図1~図3及び図6に示すように、タ ーゲット収容空間Sを内部に有するターゲッ� �収容ボディ4には、円板状のフランジ4aの径� �向に突出する電子銃装着部21が一体的に形成 される。なお、この電子銃装着部21は、フラ� ��ジ4aの径方向においては、フランジ4aから突 出せず、X線出射方向においてはX線出射窓6a� �外側表面(ターゲット収容空間S側表面と対向 する表面)から突出しないように設けられる� �が好ましい。

 これにより、ターゲット収容ボディ4の製 造が容易となるとともに、電子銃装着部21が� ��魔にならないので、X線管1をより被照射物� �接近させることができる。そして、この電� �銃装着部21内には、径方向に延在する断面円 形のハウジング差込み孔22(図7参照)が形成さ� ��、このハウジング差込み孔22の直径は、電� �銃組立体Aのハウジング本体部9の直径と略同 一であり、ハウジング差込み孔22を形成する� ��面22aはハウジング本体部9の外周面と密着す る。この壁面22aによって第1の開口部20は蓋が なされる(図3参照)。そして、壁面22aの遊端と ハウジング本体部9の外周面とで溶接(又はロ� ��付け)Dを行うことによって、ターゲット収� �ボディ4と電子銃組立体Aの固定及び、第1の� �口部20及びハウジング差込み孔22からのX線管 1内への外部雰囲気の流入がないように密封� �持を行う。

 なお、第1の開口部20の形成領域としては� ��ハウジング本体部9の外周面であって、ステ ム板11側に関しては、壁面22aによって完全に� ��をされる範囲内であり、電子出射方向側に� ��しては、ターゲット収容空間Sに至らない範 囲内となる。つまり、ハウジング本体部9の� �周面のうち、ハウジング差込み孔22(壁面22a)� ��含まれる領域である。というのも、ステム� ��11側に関しては、密封保持を溶接(又はロウ� ��け)Dで行う必要があり、電子出射方向側に� �しては、第1の開口部20がターゲット収容空� �Sに含まれた場合、ターゲット収容空間Sに露 出した第1の開口部20の縁部において電界の乱 れが生じ、高電圧が印加された陽極3(ターゲ� ��ト3a)から縁部への放電が生じる可能性があ� ��ためである。

 このように、ハウジング差込み孔22を形� �する壁面22aを、第1の開口部20の蓋(閉鎖手段) として活用しているので、簡単な差込み作業 をもって第1の開口部20を簡単に塞ぐことがで きる。しかも、ターゲット収容ボディ4に電� �銃組立体Aを固定及び相互間の密封保持をす� ��際に、第1の開口部20をハウジング差込み孔2 2内部に収容した状態で溶接(又はロウ付け)D� �行うことができるために、第1の開口部20に� �して溶接(又はロウ付け)Dの影響を及ぼすこ� �なく塞ぐことができる。従って、X線管1を組 み立てる際に、ターゲット収容ボディ4内に� �子銃ハウジング7の第1の開口部20を配置させ� ��いるので、ターゲット収容ボディ4に対する 電子銃ハウジング7の組み付け作業が容易に� �る。そして、電子銃ハウジング7の組み付け� ��業の容易化に伴って、X線管1の組立て作業� �を良好にしている。

 さらに、ハウジング差込み孔22の奥側に� �、電子銃ハウジング7の突出部10をターゲッ� �収容ボディ4のターゲット収容空間S内に臨ま せるための第2の開口部30が形成されている。 この第2の開口部30は、ハウジング差込み孔22� ��ターゲット収容ボディ4のターゲット収容空 間Sとを連通させている。また、ターゲット� �容ボディ4には、第2の開口部30に対向する位� ��に第3の開口部40が形成され、この第3の開口 部40は、ターゲット収容空間Sと外部とを連通 させている。そして、この第3の開口部40は、 円板状の蓋部56によって塞がれる。

 この第3の開口部40は、電子をターゲット3 aに正確に当てるために、ターゲット収容空� �S内で電子銃ハウジング7の突出部10を正確に� ��ッティングするために利用される。図6に示 すように、位置出し調整治具として、例えば 位置出し棒54が利用される。

 次に、電子銃8と電子銃ハウジング7との� �み立てが完了した電子銃組立体Aをターゲッ� ��収容ボディ4に組み付ける手順について説明 する。

 図7に示すように、作業台上に置かれた平 板状の台座ブロックR上にターゲット収容ボ� �ィ4を配置し、第3の開口部40から位置出し棒5 4を差し込むとともに、ターゲット収容ボデ� �4のハウジング差込み孔22内に電子銃組立体A� ��挿入し、電子銃ハウジング7の突出部10の開� ��10bを位置出し棒54の先端に差し込む。そし� �、電子銃組立体Aをハウジング差込み孔22の� �に突き当て、この状態を維持しながら、電� �銃組立体Aのハウジング本体部9は溶接(又は� �ウ付け)Dによってターゲット収容ボディ4の� �子銃装着部21に固定される。つまり、ハウジ ング差込み孔22と位置出し棒54との協同によ� �てターゲット収容ボディ4に対する電子銃組� ��体Aの位置決めを行う。なお、この溶接Dは� �気密性確保のために、ハウジング本体部9の� ��周に渡って施工される。

 その後、位置出し棒54を第3の開口部40か� �抜く。そして、第3の開口部40内に円板状の� �部56(図1及び図2参照)を嵌め込んで、ターゲ� �ト収容ボディ4に蓋部56を溶接し、第3の開口� ��40の閉鎖が完了する。

 このように、ターゲット収容ボディ4に第 3の開口部40を設けることで、第3の開口部40か ら位置出し棒54をターゲット収容空間S内に差 し込むことができる。よって、ターゲット収 容ボディ4のハウジング差込み孔22内に電子銃 組立体Aを挿入するとともに位置出し棒54の先 端を突出部10の先端側の開口10b内に差し込む� ��とで、電子銃組立体Aの突出部10の開口10bを� ��確な位置にセッティングすることができる� ��その結果として、電子の出射位置をターゲ� ��ト収容空間S内で正確に位置決めでき、第2� �グリッド電極部15から出射された電子をター ゲット3aに正確に当てることができ、所望のX 線焦点を得ることができる。そして、電子銃 8の第2のグリッド電極部15及び電子銃ハウジ� �グ7の突出部10が管軸線Lに対して偏心してい� ��場合、電子銃組立体Aの突出部10の開口10bの� ��置のずれが生じると、得られるX線焦点は全 く変わってしまうために、この第3の開口部40 は特に有効である。

 本発明は、前述した実施形態に限定され� ��いことは言うまでもない。例えば、本発明� ��係るX線管に適用される第1の開口部20は、矩 形でなくとも楕円形でもよい。電子銃ハウジ ング7の突出部10は、ハウジング本体部9の管� �線Lと一致していてもよい。

 図8に示すように、他の実施形態に係るX� �管60として、壁面22aで第1の開口部20の蓋をす る場合に限らず、第1の開口部20と壁面22aとの 間に間隔を有する状態で、ターゲット収容ボ ディ4の電子銃装着部21の遊端とハウジング本 体部9の外周面とを溶接(又はロウ付け)Dによ� �て接合しても良い。