JPH07101601B2 - 陰極カップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は陰極線管、更に具体的に云えば、陰極線管用
の２つの部分からなる陰極カップに関する。

診断用Ｘ線装置は何年も使われている。最近、新しい形
式のＸ線装置が利用出来る様になり、昔のＸ線装置並び
に新しい形式のＸ線装置の両方に関する性能基準も高め
られている。多くの改良された性能特性は、Ｘ線管が小
さな焦点スポットを持つことに依存しており、この小さ
なスポットの為には、Ｘ線管内の電子ビームを十分に制
御し且つ集束することが必要である。更に、ある用途及
び装置では、Ｘ線ビームを格子制御して、ビーム自体、
従ってＸ線の放出を装置の運転中に中断することが出来
る様にすることが要求される。

電子ビームを注意深く制御出来るかどうかは、陰極カッ
プの名前で知られているものゝ中で、電子を放出するフ
ィラメントを位置ぎめすることの如何によっている。陰
極カップはフィラメントの周りにビーム集束面を持って
いる。

従来、Ｘ線管は、一体の陰極カップ内の凹部の中の深い
所にフィラメントを固定することによって製造されてい
た。この手順の後、余分のビーム集束面を作る為にある
「耳片」が追加される。

この様な従来の構成方法で判った問題は、組立て装置が
凹部の中で作業しなけけばならない時、フィラメントを
正確に位置ぎめするのが困難であることである。整合外
れのフィラメントは、達成し得るビームの焦点の精度に
マイナスの影響がある。

更に、作業員がこの凹部の中で仕事をする必要がある
為、それがなければ滑かな陰極カップの外面にひっかき
傷又は刻み目が生ずることがある。カップのこの様な損
傷は、金属の尖った点を招く。Ｘ線管は陰極と陽極の間
に100kVを越える電圧の差を利用する場合があるから、
こういう点は問題になる。周知の様に、電気力線は尖っ
た点の近くに集中し、従って、陰極カップに尖った点が
存在することにより、内部アークが発生する惧れがあ
る。

最後に、陰極カップ内の凹部の中に固定しなければなら
なかった耳片は、その固定の仕方が不正確である場合が
あり、これもＸ線管のビーム集束性能を低下させる。更
に、耳片は薄い板金で作られており、やはり高圧電界内
で尖った点の様に作用する。

内部アークを招く惧れのある尖った点をなくそうとし
て、従来、陰極カップの裏側に覆いキャップを使って、
フィラメントの導線接続部を覆っていた。このキャップ
は、滑かな面を持ち、フィラメントの導線を電源の導線
にスポット溶接する場所に出来る尖った点よりも、内部
アークを招く惧れが小さい。然し、キャップ自体が時に
よって尖った縁を持つことが判り、その為、キャップの
縁を覆う所定位置に、別個の滑かな保護リングを固定し
ていた。

従って、この発明の目的は、従来の方法よりも大幅に簡
単であって、Ｘ線管内で偶発的な高圧放電を招くことが
起り難い陰極カップを製造する方法を提供することであ
る。

発明の要約 この発明の一面では、陰極カップは、２つの部分からな
る構造を利用することにより、一層簡単に且つ信頼性を
持って製造される。先ず、フィラメントを下側溝形部材
の中に固定する。この部材は、フィラメントを固定する
過程の間、作業員がフィラメント区域にずっとよく接近
出来る様にする。フィラメントが固定された後、上側溝
形部材をフィラメント及び下側溝形部材に対して一定の
関係に固着する。上側溝形部材が陰極カップを完成し、
それが出来の陰極カップと同じ様に作用するが、作業員
はフィラメントを配置する区域へ接近し易い為に、２つ
の部分からなるカップにしたことによって、組立てはず
っと簡単でずっと正確になった。更に、カップの外面は
製造過程の後期に追加されるから、製造中にそれが損傷
を受ける惧れは小さくなる。従って、不利な高圧放電を
招く原因になった様な種類の物理的な損傷は、ずっと起
り難い。

この発明の別の一面では、上側溝形部材の縁を軟らかく
し、又は若干丸めて、不利な放電の惧れを更に少なくす
る。

この発明の更に別の一面として、上側溝形部材が別個に
配置される耳片の必要がなくなる様なビーム集束面を持
っている。ビーム集束面は上側溝形部材に精密に加工す
ることが出来、この為、別個の耳片を用いて通常可能で
あったよりも、フィラメントに対してずっと精密に位置
ぎめすることが出来る。

この発明の更に別の一面として、上側溝形部材が保護キ
ャップの縁を覆うが、これは後で説明する。この為、こ
の発明では別個の保護リングを必要としない。

この発明の新規と考えられる特徴は特許請求の範囲に具
体的に記載してあるが、この発明の構成、作用、並びに
その他の目的及び利点は、以下図面について説明する所
から最もよく理解されよう。

好ましい実施例の説明 最初に第１図、第２図及び第３図について説明すると、
従来の陰極カップ21が示されている。フィラメント22が
凹部の中に収容されている。この凹部は第３図に一番よ
く示されているＴ字形の下側溝形23、及びやはり第３図
に示すそれより幅の広い上側溝形24を含む。下側溝形23
の中に２つの耳片25が固定されている。

製造する時、金属ブッシング27をはめた２つの絶縁体26
を、カップにあけた孔の中に配置する。絶縁体を挿入し
た後、金属フランジ27をカップにスポット溶接する。通
常、フィラメントの各々の端をニオブ管28にかしめる。
ニオブ管を絶縁体26の中心にある金属を内張りした開口
に通すことにより、フィラメント22及びニオブ管28が一
体としてカップに固定される。管28を位置ぎめした後、
それらを金属内張りにスポット溶接し、こうしてフィラ
メント22が物理的に所定位置に固定される。フィラメン
トに電力を供給する為の導線29がこの後で管の端にスポ
ット溶接される。

耳片25は、フィラメントを固定する過程の間は、所定位
置にないが、フィラメントの正しい位置が下側溝形23の
中で非常に下の方であるので、特に経済性の為に、仕事
を素早くするこが要求される場合、フィラメントを正し
く且つ正確に固定するのが困難であることが理解されよ
う。

フィラメントを固定した後、耳片25を所定位置に置き、
スポット溶接する。関連する部品が非常に小さく、位置
ぎめの条件が精密であるから、これも困難な手順であ
る。

最後に、陰極カップ21にキャップ31を取付ける。キャッ
プは、図面を見易くする為に示してないが、普通の方法
で取付けられる。陰極カップに対する支持体もろう付け
するのが普通である。見易くする為、これも第１図乃至
第３図ではその詳細を省略してある。

特に第２図に示されているが、保護キャップ31には粗い
縁32が存在することがある。Ｘ線管には、しばしば100k
Vを越える極めて高い電圧が使われる為、尖った縁32が
内部アークの原因になることがある。それを防ぐ為、集
成体にガード・リング33を滑りはめにし、保護キャップ
31の縁32を覆う様にする。

第４図、第５図及び第６図には下側溝形部材41が示され
ている。

下側溝形部材41が基部42を持ち、その上に、第３図に示
すＴ字形の下側溝形23に相当する下側溝形を限定する溝
形要素43が取付けられている。基部42及び溝形要素43
は、１個の金属から加工されるものとして示されてい
る。これが好ましい実施例であると考えられるが、それ
らを１個の金属から作る必要はない。溝形要素43をろう
付け又はその他の方法によって、別個の基部42に取付け
てもよい。

基部42も、完成された陰極カップをＸ線管の中に取付け
易くする支持部分44と同じ１個の金属から加工される。
然し、支持部分44を基部42又は溝形要素43と同じ金属ブ
ロックから加工する必要はないことを承知されたい。要
素42,43,44が全て１個の金属から加工される好ましい実
施例では、純度の高いニッケルが好ましい材料である。

絶縁体26が、基部42を通り抜けて溝形要素43に達する開
口45に取付けられる。判り易くする為、第５図では絶縁
体26及びフィラメント22を省略してあり、この為開口45
がはっきりと判る。絶縁体を取付けるのは、第１図及び
第２図に示した従来の陰極カップの場合の取付けと同じ
である。フィラメント22は、第１図、第２図及び第３図
に示した従来のカップでフィラメントを絶縁体に固定し
たのと全く同じ様に、絶縁体に固定される。

第４図に最もはっきりと示されているが、基部42が２つ
の位置ぎめ孔46を持ち、それが位置ぎめピンを受入れ
る。これは、後で説明する様に、陰極カップの２つの部
材を相互に位置ぎめする助けになる。各々の孔46の底に
一層小さい孔があり、これが基部42を通る。この一層小
さい孔の目的は、孔46を通気して、陰極カップを後で組
立てる時、孔46内に空気が存在しても、それがＸ線管の
真空びき過程の間に取出せる様にすることである。真空
びき用の孔を孔46より小さく作って、孔46の底に肩を作
り、取付けるべき位置ぎめピンを正しく保持する。

この他の位置ぎめ手段を用いてもよい。例えば、基部42
に２つのねじ孔47が設けられる。これらの孔を通るねじ
を使って、２つの部材からなる構造の２番目の部分を固
着する。ねじ自体が位置ぎめ作用をなし得る。更に、下
側溝形要素の側壁48及び端壁49も位置ぎめ用の壁として
作用し得る。

第７図、第８図及び第９図には上側溝形部材51が示され
ている。第７図は上側溝形部材51の外側の平面図であ
り、第８図は下面の平面図であり、これが最終的には下
側溝形部材の基部42に隣接して配置される。

第８図には、組立てが完了した時、位置ぎめ孔46と向い
合う位置ぎめ孔52が一番はっきりと示されている。即
ち、位置ぎめピンが孔46から孔52へ通ることにより、下
側溝形部材41に対し、特に下側溝形要素43に対し、上側
溝形部材51が正しく位置ぎめされることが保証される。

第８図及び第９図には、２つの要素を固着する為に孔47
を通るねじを受入れる２つのねじ孔53が一番はっきりと
示されている。前に述べた様に、ねじ孔及びねじは、位
置ぎめピンと同じ位置ぎめ作用をすることが出来、位置
ぎめ要素43の外面も上側溝形部材にある中心開口の界面
と関連してその作用をなし得る。然し、位置ぎめピンと
共に孔46,52を使う時、最も精密な位置ぎめが行なわれ
ると考えられる。この後、物理的な取付けの為には、孔
47から孔52を通るねじだけを使うことが出来る。

溝形24に対応する上側溝形54が第９図に一番はっきりと
示されている。

上側溝形部材51を製造する時、下側溝形要素43を受入れ
る中心開口55の端となる下側から、２つの孔をあける。
これらの孔の目的は、上側部材を取付ける時、上側溝形
部材51、絶縁体26及びフィラメント22の間に干渉がない
様に、保証する為である。これらの孔は、フィラメント
の端を若干上側溝形部材51の下に配置して、開口55の両
端がビーム集束面56として作用し得る様にする。こうい
うビーム集束面は、ある形式のＸ線管では、耳片25の必
要をなくする。

上側溝形部材51はモリブデン合金の様な耐火金属で作る
ことが好ましい。耐火金属が好ましいのは、Ｘ線管内に
誤ってアークが発生した場合、耐火金属は、これより更
に柔らかい他の金属で作られた同様な部材よりも、損傷
を一層受け難いからである。

夫々上側及び下側の周縁に沿った両方の縁57,58及び上
側溝形に沿った縁59を軟らかくし、又は若干丸めること
に注意されたい。この様に軟らかくすることにより、Ｘ
線管内で誤ってアークが発生する惧れが少なくなる。

第10図及び第11図には、この発明の陰極カップ61が示さ
れている。下側溝形部材41には、孔47を通って孔53に入
るねじ（見易くする為、ねじと孔は図面に示してない）
により、上側溝形部材51が固定されている。

上側溝形部材に対するフィラメント（図面を見易くする
為に、示してない）及び下側溝形部材の精密な固定関係
が、第10図及び第11図に破線で示した位置ぎめピン62に
よって設定される。勿論、これらのピンは孔46,52内に
ある。然し、前に説明した様に、ねじ又は溝形部材の面
の様なこの他の位置ぎめ方法を使てもよい。勿論、面4
8,49及び開口55の内面を位置ぎめに使う場合、これらの
面の相互の関係は、第10図に示すよりも密接になる。

まとめて云えば、陰極カップ61の組立ては、普通の様
に、絶縁体26を取付けてスポット溶接し、その後フィラ
メントを固定することから始まる。然しフィラメントを
固定する仕事は、フィラメントを取付ける工程の間、上
側溝形部材51が所定位置にないから、従来の陰極カップ
の場合よりもじっと容易である。前に述べた様に、上側
溝形部材自体は、初期の製造段階の間は存在していない
為に、ひっかき傷や刻み目がつき難く、従って尖った、
アークの原因となる欠陥を生じ難い。最後に、キャップ
31と同様な保護覆いキャップ63を取付ける。キャップの
正確な取付け手段は普通のものであり、図面を見易くす
る為に省略した。キャップ63が電力配線64とフィラメン
トの間の接続部を覆う。キャップ63が、キャップ31の尖
った縁32に対応する尖った縁を持つ場合でも、アークの
原因になり難いことが認められよう。これは、上側溝形
部材の直径が、第11図に示す様に、キャップを通り越し
て突出することにより、キャップ63の縁を実行的に覆う
位に大きく選ばれているからである。従って、ガード・
リングの必要はない。完成された陰極カップ61は、支持
部分44を用いて、普通の形でＸ線管内に取付けることが
出来る。

この発明を特定の実施例及び例について説明したが、当
業者には、以上の説明からこの他の変更が考えられよ
う。従って、特許請求の範囲内で、この発明はこゝに具
体的に説明した以外の形でも実施出来ることを承知され
たい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は従来の一体の陰極カップの
平面図及び２つの断面図、 第４図、第５図及び第６図はこの発明の好ましい下側溝
形部材の平面図及び２つの断面図、 第７図、第８図及び第９図はこの発明の上側溝形部材の
上側及び下側の平面図及び断面図、 第10図及び第11図はこの発明の組立てられた陰極カップ
を示す図である。 主な符号の説明 22:フィランメント 41:下側溝形部材 51:上側溝形部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 チャールズ・スチュアート・ゴールズワー シィ アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ウェ スト・アリス、サウス・ワンハンドレット アンドセカンド・ストリート、1121番 (72)発明者 ピーター・アンドリュウ・ディレンバーグ アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ウェ スト・アリス、サウス・セブンティフィフ ス・ストリート、1606番 (72)発明者 ジェームズ・ヘンリー・ホール，ジュニア アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、マク ウォナゴ、ジェーンズビル・ロード、 33636番 (56)参考文献 特開 昭61−128451（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ビームを形成する下側溝形に対して一定の
   関係にフィラメントを保持する下側溝形部材と、 前記下側溝形より広い上側溝形を有し、前記下側溝形部
   材及び前記フィラメントに対して一定の関係に固着され
   た上側溝形部材とを含み、該上側溝形部材と下側溝形部
   材は電気的に接続され、該上側溝形は下方に延在し該下
   側溝形部材の少なくとも上方部分を囲む開口を形成して
   いる陰極カップ。
2. 【請求項２】特許請求の範囲１）に記載した陰極カップ
   に於て、前記上側溝形部材がビーム形成面を持つ陰極カ
   ップ。
3. 【請求項３】特許請求の範囲１）に記載した陰極カップ
   に於て、前記上側溝形部材が耐火金属で構成される陰極
   カップ。