特開 2017-188220 エミッター及びＸ線管

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-188220(P2017-188220A)

(43)【公開日】2017年10月12日

(54)【発明の名称】エミッター及びＸ線管

(51)【国際特許分類】

   H01J 35/06 20060101AFI20170919BHJP

   H01J 1/16 20060101ALI20170919BHJP

【ＦＩ】

   H01J35/06 C

   H01J1/16 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2016-74377(P2016-74377)

(22)【出願日】2016年4月1日

(71)【出願人】

【識別番号】503382542

【氏名又は名称】東芝電子管デバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】植木 雅敬

(72)【発明者】

【氏名】手塚 正彦

【テーマコード（参考）】

5C105

【Ｆターム（参考）】

5C105BC20

(57)【要約】

【課題】信頼性の高いエミッター及びＸ線管を提供する。
【解決手段】電子を放出する電子放出面１３を有する基部１５と、電子放出面１３に電圧を印加する一対のレグ部１７と、電子放出面の輪郭の少なくとも一部を構成しており、基部１５の縁を電子放出面１３と反対側に曲げて形成したリブ部１９とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電子を放出する電子放出面を有する基部と、
前記電子放出面に電圧を印加する一対のレグ部と、
前記電子放出面の輪郭の少なくとも一部において、基部の縁を電子放出面と反対側に曲げて形成したリブ部と、を備えるエミッター。

【請求項2】

電子を放出する電子放出面を有する基部と、
前記電子放出面に電圧を印加する一対のレグ部と、
前記電子放出面の輪郭の少なくとも一部において、前記基部から電子放出面と反対側面に突設したリブ部と、を備えるエミッター。

【請求項3】

前記基部には、前記電子放出面に電流経路を形成するスリットが形成してある請求項１又は２に記載のエミッター。

【請求項4】

前記スリットは、前記リブ部に亘って形成し前記リブ部を分断している請求項３に記載のエミッター。

【請求項5】

前記一対のレグ部は、前記電子放出面の前記輪郭の対向する部分に設けてあり、前記リブ部は前記レグ部間の左右に設けてあり、前記スリットは前記一対のレグ部間で、前記レグ部間の左右から交互に形成してある請求項４に記載のエミッター。

【請求項6】

前記電子放出面には放熱孔が形成してある請求項１〜５のいずれか一項に記載のエミッター。

【請求項7】

前記放熱孔は、前記リブ部がある位置に対応して設けてある請求項６に記載のエミッター。

【請求項8】

前記電子放出面の前記輪郭は矩形を成しており、矩形の対向する２辺に前記レグ部が設けてあり、他の２辺に一対の前記リブ部が設けてある請求項１〜７のいずれか一項に記載のエミッター。

【請求項9】

真空外囲器と、真空外囲器内に設けて電子を放出する陰極と、真空外囲器内に設けて前記陰極から放出された電子が衝突してＸ線を発生する陽極とを備え、前記陰極が請求項１〜８のいずれか一項に記載のエミッター有するＸ線管。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、エミッター及びそのエミッターを備えたＸ線管に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、電子を放出する電子放出面を有する基部と、電子放出面に電圧を印加する一対のレグ部を有するエミッターが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−２３２６２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来のエミッターでは、電子放出面が高温になる為、熱応力による変形が生じ、それによる強度低下や電子放出特性異常等のおそれがあり、信頼性に問題があった。

【0005】

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、信頼性の高いエミッター及びＸ線管を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の実施形態に係るエミッターは、電子を放出する電子放出面を有する基部と、前記電子放出面に電圧を印加する一対のレグ部と、前記電子放出面の輪郭の少なくとも一部において、基部の縁を電子放出面と反対側に曲げて形成したリブ部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１実施の形態にかかるエミッターであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

【図2】図２は、第１実施の形態にかかるエミッターを用いたＸ線管の概略的構成を示した正面図である。

【図3】図３は、第２実施の形態にかかるエミッターの正面図である。

【図4】図４は、第３実施の形態にかかるエミッターの正面図である。

【図5】図５は、変形例にかかるエミッターの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

図１及び図２を参照して、第１実施形態に係るＸ線管１を説明する。

【0010】

図２に示すように、Ｘ線管１は、真空外囲器３と、真空外囲器３内に設けて電子を放出する陰極５と、真空外囲器３内に設けて陰極５から放出された電子が衝突してＸ線を発生する陽極７とを備えている。このＸ線管１は回転陽極型Ｘ線管であり、陽極７は回転機構８により回転軸ＴＡを回転軸として、陽極ターゲット９を回転する。陰極５は、陰極支持体６に支持されており、高電圧で生成される電子ビーム（電子）を陽極ターゲット９に向けて射出するものであり、エミッター１１が設けてある。

【0011】

図１に示すように、エミッター１１は、電子を放出する電子放出面１３を有する基部１５と、電子放出面１３に電圧を印加する一対のレグ部１７、１７と、基部１５の縁を電子放出面と反対側に曲げて形成したリブ部１９とを備えている。

【0012】

基部１５は、厚さ１ｍｍ以下で真空中での蒸気圧の低い高融点金属、例えばタングステン、又はタングステンを主成分とする合金板である。電子放出面１３は本実施の形態では、全体として略長方形の平坦面としてある。基部１５の厚みは、例えば、０．２〜０．６ｍｍである。

【0013】

一対のレグ部１７、１７は、全体として略長方形を成す電子放出面１３の対向する短辺で、電子放出面１３と反対側に突出して設けてある。

【0014】

リブ部１９は、全体として略長方形を成す電子放出面１３において、対向する長辺（レグ部１７、１７間の左右の辺）で、基部１５の縁を電子放出面１３と反対側に曲げて形成している。この実施の形態では、リブ部１９は電子放出面１３と反対側に９０度の角度で折り曲げてある。リブ部１９は、後述するスリット２１により分断されており、長辺の長手方向に間隔をあけて設けている。

【0015】

電子放出面１３には、ジグザグの電流経路２３を形成するスリット２１が形成されている。スリット２１は、電子放出面１３の対向する長辺に直交するように左右から交互に且つリブ部１９を分断して形成している。これにより、ジグザグに連続した電流経路２３が形成され、ジグザグの電流経路２３が反転する反転部２３ａにリブ部１９が位置している。スリット２１の先端２１ａは円弧状を成している。

【0016】

反転部２３ａには放熱孔２５が形成されている。この放熱孔２５は反転部２３ａにおいてリブ部１９に対応する位置に形成されている。放熱孔２５は電子放出面１３の長辺に沿う長孔としてある。放熱孔２５の長手方向端２５ａは円弧状を成している。

【0017】

第１実施形態にかかるエミッター１１の作用及び効果について説明する。

【0018】

図１に示すように、第１実施形態にかかるエミッター１１によれば、レグ部１７、１７間に電圧を印加すると、電流経路２３を流れる電流により、電子放出面１３でジュール発熱し、電子放出面１３より熱電子を放出する。

【0019】

電子放出面１３は、スリット２１によりジグザクの電流経路２３が形成してあるので、低い電流でも十分な発熱が得られる。

【0020】

一般に、電子放出面１３は、ジュール熱により高温（例えば、２４００℃〜２７００℃）となり、熱膨張により変形するおそれがある。特に、通電による温度上昇と冷却との繰り返しにより応力が繰返し発生し、疲労破壊が発生する可能性がある。また、強度不足により変形や反りが発生し、収束電極（図示せず）との適正な距離が変化し、電子放出面１３から放出された電子が意図した形状に収束しなくなるおそれがある。

【0021】

これに対して、本実施の形態にかかるエミッター１１では、リブ部１９を設けているのでエミッター１１全体の強度を高めることができ、熱応力による変形を低減することができる。特に、基部１５はその形状を維持することができ、熱応力による変形でＸ線焦点寸法が規格外となったり、使用中に電子分布が変化する問題を低減できる。更に、強度不足による振動や衝撃により、エミッター１１が破損したり、収束電極に接触して電子放出特性が異常になることを防止できるから、本実施の形態によれば、信頼性の高いエミッター１１及びＸ線管１を提供できる。

【0022】

リブ部１９は、基部１５を電子放出面１３と反対側に折り曲げて形成しているので、電子放出面１３の端面が陽極側を向かなくなり、端面からの意図しない電界放出を抑制することで、放電を防止できる。

【0023】

電子放出面１３には、放熱孔２５が形成してあるので、電子放出面１３と、リブ部１９との熱抵抗と電気抵抗を制御でき、リブ部１９に電子放出面１３から熱が逃げたり、電流が逃げて必要な温度に上昇させるための電流値が増加する事を抑制し、電子放出に寄与しないリブ部１９で無駄な電力が消費される事を抑制できる。

【0024】

リブ部１９には、放熱孔２５により電気抵抗値が上昇するため電流が多く流れず、また電子放出面１３から熱が伝導しにくいため、リブ部１９の温度が上昇し難い。このため、熱変形量を少なくでき、エミッター１１全体が熱膨張でアーチ状に変形する事を抑制し、収束電極との距離の変化で、陽極ターゲット９上に収束される電子流の分布が変化する事を抑制可能となる。

【0025】

また、リブ部１９により、電圧印加による温度上昇で結晶が粗大化し脆くなり易い電子放出面１３を、側面から保持する事で、エミッター１１全体の強度を維持し、振動や衝撃でエミッター全体が折れて破損する事を防止できる。

【0026】

本実施の形態にかかるエミッター１１は、基部１５の縁を折り曲げてリブ部１９を形成し、平面視矩形の電子放出面１３に直線状のスリット２１を形成するだけであるから、プレス成形等により、簡単に且つ安価に製造できる。

【0027】

以下に、他の実施の形態を説明するが、以下に説明する実施形態において、上述した一実施形態と同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付することによりその部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では一実施形態と主に異なる点を説明する。

【0028】

図３に第２実施の形態にかかるエミッター１１を示す。この第２実施の形態では、リブ部１９は、電子放出面１３の輪郭部（縁部）において、基部１５から電子放出面１３と反対側に突設して輪郭の内側の厚みＴよりも厚い厚みＨとしてある。その他の構成は、第１実施の形態と同様である。

【0029】

リブ部１９は、電子放出面１３を有する基部１５と同じ素材で電子放出面１３の縁部の厚みＨを厚くしている。

【0030】

この第２実施の形態によれば、第１実施の形態と同様に、リブ部１９がエミッター１１の強度を高めることができるから、第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

【0031】

更に、リブ部１９は基部１５の縁の肉厚を厚くするだけなので、折り曲げて形成する第１実施の形態に比較して製造が容易である。

【0032】

図４に第３実施の形態にかかるエミッター１１を示す。この第３実施の形態では、リブ部１９は、基部１５の縁を電子放出面１３と反対側に曲げて形成しているが、曲げ部分を湾曲部２７としている。その他の構成は、第１実施の形態と同様である。

【0033】

この第３実施の形態によれば、第１実施の形態と同様の作用効果を奏することができると共に、リブ部１９と電子放出面１３との間を湾曲部２７により湾曲にしてあり、角が形成されていないので、曲げ部からの放電を抑制することができる。

【0034】

上述した一実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【0035】

例えば、第１〜第３実施の形態において、放熱孔２５の形状は限定されず、図５に示すように、丸孔としても良いし、反転部２３ａに複数形成しても良い。

【0036】

第１及び第３実施の形態において、リブ部１９はその全体を湾曲した形状としても良い。また、リブ部１９は電子放出面１３と反対側に突出していれば良くその突出長さは限定されない。

【0037】

第２実施の形態において、リブ部１９は基部１５と異なる材質のもので構成しても良い。

【0038】

第１〜第３実施の形態において、電子放出面１３は、平坦面にすることに限らず、任意の曲率を持った面としても良い。

【0039】

第１〜第３実施の形態において、スリット２１は、少なくとも１つあればよく、その数は限定されないし、スリット２１の形状も、直線状であることに限らず、湾曲していたり、斜めに形成しても良い。

【0040】

Ｘ線管１は、回転陽極型Ｘ線管に限らず、固定陽極型Ｘ線管であっても良い。また、エミッター１１は電子放出源として用いるものであれば、Ｘ線管に限らず、他の電子機器に用いるものであっても良い。

【符号の説明】

【0041】

１…Ｘ線管、１１…エミッター、１３…電子放出面、１５…基部、１７…レグ部、１９…リブ部、２１…スリット、２３…電流経路、２５…放熱孔。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】