JP4597517B2 - X-ray cathode cup structure for focus deflection - Google Patents

Description

発明の詳細な説明Detailed Description of the Invention

発明の背景
本発明は、真空管技術に関り、特に、電子ビームの焦点を偏向させるＸ線管陰極カップ構造に係る。本発明は、ＣＴスキャナ用の回転陽極Ｘ線管と合わせて特に適用され、これを特に参照しながら説明する。しかし、本発明は、放射線生成及び他の用途のための真空管においても適用されることを認識するものとする。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to vacuum tube technology, and more particularly to an X-ray tube cathode cup structure that deflects the focus of an electron beam. The present invention is particularly applicable in conjunction with a rotating anode X-ray tube for a CT scanner and will be described with particular reference thereto. However, it will be appreciated that the present invention applies also to vacuum tubes for radiation generation and other uses.

従来のＸ線管は、真空の囲いと陰極の形である電子ビーム源を有する。陰極は、電子を放出する加熱フィラメントを有する。電子ビームが陽極に衝突することにより、Ｘ放射線のビームが、一般的には、ベリリウム窓を通り、Ｘ線管から放出される。Ｘ線撮影におけるＸ線照射時間の短縮傾向によって、放射線がより強い強度を有する、従って、高い電子電流に重きが置かれている。強度を増加することは、Ｘ線管陽極の過熱を引き起こし得る。焦点のサイズを、ある程度まで、制御するために、電気的バイアス電圧が電子ビームに印加される。   Conventional x-ray tubes have an electron beam source in the form of a vacuum enclosure and a cathode. The cathode has a heating filament that emits electrons. As the electron beam impinges on the anode, a beam of X radiation is typically emitted from the X-ray tube through the beryllium window. Due to the trend of shortening the X-ray exposure time in X-ray imaging, the radiation has a stronger intensity, and therefore the emphasis is placed on the high electron current. Increasing the strength can cause overheating of the x-ray tube anode. An electrical bias voltage is applied to the electron beam to control the focal spot size to some extent.

より綿密に陽極上の電子の焦点のサイズを制御する１つの方法は、陰極フィラメントを陰極フォーカシング又は支持カップ部材内に取付けることである。このようなシステムは、米国特許第４，６８９，８０９号に示される。陰極カップは、フィラメントを囲む２つの部分に分割される。これらの部分は、フィラメントと同等に、又は、フィラメントに対し負にバイアスされる。バイアスがかけられたカップは、Ｘ線焦点の一部として現れる不必要な「ウィング（wing）」、即ち、拡散領域を小さくする。   One way to more closely control the size of the electron focus on the anode is to mount the cathode filament within the cathode focusing or support cup member. Such a system is shown in US Pat. No. 4,689,809. The cathode cup is divided into two parts surrounding the filament. These parts are biased to the same or negative with respect to the filament. The biased cup reduces unnecessary “wings” or diffusion areas that appear as part of the x-ray focus.

真空管陽極上の電子焦点のサイズ及び形を制御するための別の陰極カップ及びフィラメント構成は、米国特許第４，６８５，１１８号、第５，２２４，１４３号、及び、第５，０６５，４２０号に記載される。   Alternative cathode cup and filament configurations for controlling the size and shape of the electron focus on the vacuum tube anode are described in U.S. Pat. Nos. 4,685,118, 5,224,143, and 5,065,420. In the issue.

フォーカシングシステムの電力要件を最小限にし、且つ、偏向器に対するフィラメントの正確な位置付けを維持するために、偏向器とフィラメントの両方を同じ支持体に取付けることが好適である。従って、陰極カップは、一般的に、フィラメントと一対の偏向器を支持する基部又はアーム部を有する。偏向器は、基部に機械的に取付けられるが、基部から電気的に絶縁される。これは、基部と偏向器の両方にサンドイッチ状に蝋接されるセラミック絶縁体を用いることにより達成される。セラミック絶縁体は、蝋接時に構成要素の位置合わせを維持するためにその中にボルトを受容する中心穴を有する。短絡を回避するために、ボルトは、基部から電気的に絶縁される。このような陰極カップ設計は、組立てるのが困難であり、位置合わせするのが困難であり、また、短絡し易い。このことは、セラミック絶縁体を基部又は偏向器に蝋接するために用いる材料が、ボルトを受容する絶縁体穴内に流れ込むと発生し得る。短絡は、フィラメントからの金属蒸気によるセラミック絶縁体の自然めっきによっても発生し得る。   In order to minimize the power requirements of the focusing system and to maintain the correct positioning of the filament relative to the deflector, it is preferred that both the deflector and the filament be mounted on the same support. Accordingly, the cathode cup generally has a base or arm portion that supports a filament and a pair of deflectors. The deflector is mechanically attached to the base but is electrically isolated from the base. This is accomplished by using ceramic insulators that are sandwiched on both the base and deflector. The ceramic insulator has a central hole that receives a bolt therein to maintain component alignment during brazing. In order to avoid short circuits, the bolt is electrically isolated from the base. Such cathode cup designs are difficult to assemble, difficult to align, and are prone to short circuits. This can occur when the material used to braze the ceramic insulator to the base or deflector flows into the insulator hole that receives the bolt. A short circuit can also occur by natural plating of the ceramic insulator with metal vapor from the filament.

本発明は、新規且つ改善されたＸ線管と、上述した問題及びその他を解決する方法を提供する。   The present invention provides a new and improved x-ray tube and method for solving the above-mentioned problems and others.

発明の概要
本発明の１つの面では、陰極組立体を提供する。組立体は、基部を有する。フィラメントが、電子ストリームを供給するよう基部に取付けられる。偏向器は、電子を偏向し、及び／又は、電子をビームに収束するよう基部により担持される。絶縁体が、偏向器を基部から電気的に絶縁する。絶縁体には穴が形成される。ロッドは、ロッドの第１の端に隣接して偏向器に接続される。ロッドは、絶縁体穴に受容される。 SUMMARY OF THE INVENTION In one aspect of the present invention, a cathode assembly is provided. The assembly has a base. A filament is attached to the base to provide an electron stream. The deflector is carried by the base to deflect the electrons and / or focus the electrons into the beam. An insulator electrically insulates the deflector from the base. A hole is formed in the insulator. The rod is connected to the deflector adjacent to the first end of the rod. The rod is received in the insulator hole.

本発明の別の面では、Ｘ線管を提供する。Ｘ線管は、真空室を取り囲む外囲器を有する。陰極組立体は、電子源を供給するよう真空室内に配置される。陰極組立体は、外囲器内に支持される基部を有する。フィラメントは、電子を供給するよう基部に取付けられる。偏向器は、電子を偏向する、及び／又は、電子をビームに収束するよう基部により担持される。絶縁体が、偏向器を基部から電気的に絶縁する。絶縁体には穴が形成される。ロッドは、ロッドの第１の端に隣接して偏向器に接続される。ロッドは、絶縁体の穴に受容される。陽極が、真空室内に配置され、電子が衝突してＸ線が生成されるよう位置付けされる。   In another aspect of the invention, an x-ray tube is provided. The X-ray tube has an envelope that surrounds the vacuum chamber. The cathode assembly is placed in a vacuum chamber to supply an electron source. The cathode assembly has a base that is supported within the envelope. The filament is attached to the base to supply electrons. The deflector is carried by the base to deflect the electrons and / or focus the electrons into the beam. An insulator electrically insulates the deflector from the base. A hole is formed in the insulator. The rod is connected to the deflector adjacent to the first end of the rod. The rod is received in a hole in the insulator. An anode is placed in the vacuum chamber and positioned so that electrons collide and X-rays are generated.

本発明の別の面では、陰極組立体を組立てる方法を提供する。この方法は、少なくとも１つのロッドを少なくとも１つの偏向器に取付ける段階と、金属管を絶縁体内に取付けて、ロッドを受容するための穴を形成する段階を有する。絶縁体は、基部に取付けられる。フィラメント組立体は、基部に取付けられる。本発明の方法は更に、偏向器を基部に取付けるためにロッドを金属管内で摺動する段階と、ロッドを金属管に取付ける段階を有する。   In another aspect of the invention, a method for assembling a cathode assembly is provided. The method includes attaching at least one rod to at least one deflector and attaching a metal tube within the insulator to form a hole for receiving the rod. An insulator is attached to the base. The filament assembly is attached to the base. The method of the present invention further comprises sliding the rod within the metal tube to attach the deflector to the base and attaching the rod to the metal tube.

本発明の少なくとも１つの実施例の１つの利点は、陰極カップは、フィラメントから電気的に絶縁される点である。   One advantage of at least one embodiment of the present invention is that the cathode cup is electrically isolated from the filament.

本発明の少なくとも１つの実施例のもう１つの利点は、陰極カップの偏向器は、フィラメントと容易に位置合わせされる点である。   Another advantage of at least one embodiment of the present invention is that the deflector of the cathode cup is easily aligned with the filament.

本発明の少なくとも１つの実施例のもう１つの利点は、陰極カップの構成要素は、正確に位置合わせされる点である。   Another advantage of at least one embodiment of the present invention is that the components of the cathode cup are accurately aligned.

本発明の少なくとも１つの実施例のもう１つの利点は、偏向器を基部組立体から離す絶縁体への気化したフィラメント材料の付着は、フィラメントと絶縁体との間の視線を短くすることにより最小限にされる点である。   Another advantage of at least one embodiment of the present invention is that the deposition of vaporized filament material on the insulator separating the deflector from the base assembly is minimized by shortening the line of sight between the filament and the insulator. It is a point to be limited.

本発明の更なる利点は、好適な実施例の以下に示す詳細な説明を読み且つ理解することにより、当業者には明らかとなろう。   Still further advantages of the present invention will become apparent to those of ordinary skill in the art upon reading and understanding the following detailed description of the preferred embodiments.

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の構成、及び、様々な段階及び段階の構成の形を取り得る。図面は、１つの好適な実施例を説明するためのものに過ぎず、本発明を制限すると考えるものではない。   The invention may take form in various components and arrangements of components, and in various steps and arrangements of steps. The drawings are only for purposes of illustrating one preferred embodiment and are not to be construed as limiting the invention.

好適な実施例の詳細な説明
図１を参照するに、Ｘ線放射線のビームを供給する、医療診断系に用いられるようなタイプの回転陽極Ｘ線管１を示す。Ｘ線管は、外囲器又はフレーム１４により画成される真空室１２内に回転可能に取付けられる陽極１０を有する。加熱素子陰極組立体１８は、電子ビームＡを供給し、且つ、電子ビームＡを収束する。陰極は、電子ビームが陽極に流れ、陽極のターゲット領域２０に衝突するよう陽極１０に対しバイアスがかけられる。ターゲット領域に衝突するビームの一部は、Ｘ線Ｂに変換し、Ｘ線Ｂは、外囲器にある窓２２を通してＸ線管から放出する。陰極組立体は、陰極カップ又はヘッド２４を有し、これは、外囲器において、陰極組立体１８のアーム２６によって支持され、陰極組立体１８は、もう１つの端において、中心支持構造２８に接続される。 Detailed Description of the Preferred Embodiment Referring to FIG. 1, a rotating anode x-ray tube 1 of the type as used in a medical diagnostic system that supplies a beam of x-ray radiation is shown. The x-ray tube has an anode 10 that is rotatably mounted in a vacuum chamber 12 defined by an envelope or frame 14. The heating element cathode assembly 18 supplies the electron beam A and converges the electron beam A. The cathode is biased against the anode 10 such that the electron beam flows to the anode and impinges on the target area 20 of the anode. A portion of the beam impinging on the target area is converted to X-rays B, which are emitted from the X-ray tube through a window 22 in the envelope. The cathode assembly has a cathode cup or head 24, which is supported in the envelope by an arm 26 of the cathode assembly 18, which is connected to the central support structure 28 at the other end. Connected.

陽極のターゲット２０は、真空外囲器１４のネック部４６内の軸受４２により支持され、誘導電動機４８により駆動される軸４０に接続される。誘導電動機は、外囲器の外側に、静止軸受筐体５４に対し軸に接続される回転子５２を回転する固定子５０を有する。陽極は、Ｘ線管の動作時に高速回転される。尚、本発明は、静止陽極Ｘ線管、回転陰極管、及び他の電極真空管にも適用可能であることを理解するものとする。   The anode target 20 is supported by a bearing 42 in the neck portion 46 of the vacuum envelope 14 and is connected to a shaft 40 driven by an induction motor 48. The induction motor has a stator 50 that rotates a rotor 52 connected to a shaft with respect to a stationary bearing housing 54 on the outside of the envelope. The anode is rotated at high speed during operation of the X-ray tube. It should be understood that the present invention is applicable to stationary anode X-ray tubes, rotating cathode tubes, and other electrode vacuum tubes.

図２−図６を参照するに、陰極ヘッド２４は、基部６０を有し、基部６０は、アーム２６と一体に形成されるか、又は、例えば、蝋接又は溶接によって、或いは、基部にある穴６４（図４）にネジ込められるボルト６２又は他の好適な取付け部材を用いてアームを基部に取付けることによって、アーム２６に取付けられ得る。フィラメント組立体６６は、基部により支持される。図２に示すように、フィラメントの各端を支持するために２つの絶縁性フィラメント支持体又は柱６７、６７´が設けられる。或いは、図３に示すように、１つの絶縁性フィラメント支持体は省略され、フィラメントは、基部６０を介して接地される。１つの支持体又は複数の支持体６７、６７´は、フィラメント組立体の電子放出部又は先端７０が基部から離れるよう基部を通り軸方向に延在する対応する穴６８、６８´に受容される。フィラメント支持体は、フィラメント支持体６７、６７´をそれぞれの穴に蝋接することにより、又は、フィラメント支持体６７、６７´のネジ部をそれぞれの穴内の対応ネジ山にねじ込むといった他の手段によってこの位置に固定され得る。尚、所望される場合には、図示する単一のフィラメント組立体ではなく、２つ以上のフィラメント組立体を用い得ることを理解するものとする。フィラメント支持体６７、６７´は、セラミック、又は、他の好適な絶縁材から形成され得る。各支持体は、支持体の内部穴（図示せず）に蝋接されるニッケル及び／又はコバール（Kovar）（商標）からなる管７１、７１´を有することが好適である。図３の実施例の場合、管７１は、対応する穴６８に受容され、且つ、対応する穴６８に直接蝋接されることが好適である。タングステンフィラメントの各端におけるニオブシャンク７３、７３´は、管７１が、それぞれのフィラメント支持体又は複数の支持体６７、６７´内に取付けられた後に管７１のそれぞれの穴に受容される（図５）。フィラメント６６を位置付けるとき、フィラメントの端にある２つのニオブシャンクは、それぞれの管７１に挿入される。フィラメント先端７０の高さを調節するために顕微鏡が用いられる。フィラメント先端が、基部６０に対して正しく位置付けされると、管７１、７１´は、例えば、シャンクを管７１、７１´にレーザ溶接することによる溶接が行われるまでフィラメントをその位置に維持するよう、それぞれのシャンク７３、７３´の周りにクリンプされる。溶接の前に、タングステンフィラメントは、例えば、水素雰囲気内でフィラメントに大電流を瞬間的に流すことによって、フィラメントを単結晶タングステン構造に成長させるために焼きなましされることが好適である。   2-6, the cathode head 24 has a base 60 that is integrally formed with the arm 26 or is, for example, by brazing or welding, or at the base. It may be attached to arm 26 by attaching the arm to the base using bolts 62 or other suitable attachment members that are screwed into holes 64 (FIG. 4). The filament assembly 66 is supported by the base. As shown in FIG. 2, two insulating filament supports or posts 67, 67 'are provided to support each end of the filament. Alternatively, as shown in FIG. 3, one insulating filament support is omitted and the filament is grounded via the base 60. One or more supports 67, 67 'are received in corresponding holes 68, 68' that extend axially through the base so that the electron emitter or tip 70 of the filament assembly is away from the base. . The filament support is made by brazing the filament supports 67, 67 'into the respective holes or by other means such as screwing the threaded portions of the filament supports 67, 67' into the corresponding threads in the respective holes. Can be fixed in position. It should be understood that more than one filament assembly may be used if desired, rather than the single filament assembly shown. The filament supports 67, 67 'can be formed from ceramic or other suitable insulating material. Each support preferably has tubes 71, 71 'made of nickel and / or Kovar (TM) that are brazed to an internal hole (not shown) in the support. In the embodiment of FIG. 3, the tubes 71 are preferably received in the corresponding holes 68 and directly brazed to the corresponding holes 68. Niobium shanks 73, 73 'at each end of the tungsten filament are received in respective holes in the tube 71 after the tube 71 is mounted in the respective filament support or supports 67, 67' (see FIG. 5). When positioning the filament 66, the two niobium shanks at the ends of the filament are inserted into their respective tubes 71. A microscope is used to adjust the height of the filament tip 70. When the filament tip is correctly positioned with respect to the base 60, the tubes 71, 71 'will maintain the filament in that position until welding is performed, for example by laser welding the shank to the tubes 71, 71'. , Crimped around each shank 73, 73 '. Prior to welding, the tungsten filament is preferably annealed to grow the filament into a single crystal tungsten structure, for example, by momentarily passing a large current through the filament in a hydrogen atmosphere.

フィラメント組立体６６は、外囲器の外側にある好適な電源７６に導体７４によって接続される（図３）。ワイヤフィラメントを図示するが、薄膜フィラメント等を含む他の電子源も考えられることを理解するものとする。   Filament assembly 66 is connected by conductor 74 to a suitable power source 76 outside the envelope (FIG. 3). Although a wire filament is illustrated, it should be understood that other electron sources including thin film filaments and the like are contemplated.

偏向器８０、８２は、基部６０によって、偏向器が基部から電気的に絶縁するよう担持される。図３には２つの偏向器を示すが、１つの偏向器、又は、２つ以上の偏向器も、用いることが可能である。偏向器は、フィラメントにより放出される電子ビームを偏向する及び／又は収束するために、フィラメント先端７０の近接付近に位置付けされる。これにより、ターゲット（図１）上の焦点８６のサイズ及び場所を制御及び調節することが可能である。   The deflectors 80 and 82 are carried by the base 60 so that the deflectors are electrically isolated from the base. Although two deflectors are shown in FIG. 3, one deflector or more than two deflectors can also be used. The deflector is positioned in the vicinity of the filament tip 70 to deflect and / or focus the electron beam emitted by the filament. This allows the size and location of the focal point 86 on the target (FIG. 1) to be controlled and adjusted.

図３に示すように、偏向器８０、８２は、互いの略鏡像であり、フィラメント先端７０の両側に位置付けされる。各偏向器は、上面９０と下面９２（「上」と「下」という用語は、図３に示す向きを参照して用いる。上面は、基部６０により近い）を有する。偏向器の側壁９４は、フィラメント先端７０の領域において、フィラメントに向かって内側に突出し、それにより、フィラメント先端の領域において２つの偏向器のそれぞれの突出部９７、９７´の間に、比較的狭い隙間９６が与えられる。   As shown in FIG. 3, the deflectors 80 and 82 are substantially mirror images of each other and are positioned on both sides of the filament tip 70. Each deflector has an upper surface 90 and a lower surface 92 (the terms “upper” and “lower” are used with reference to the orientation shown in FIG. 3, the upper surface being closer to the base 60). The deflector side wall 94 projects inward toward the filament in the region of the filament tip 70, so that it is relatively narrow between the respective projections 97, 97 ′ of the two deflectors in the region of the filament tip. A gap 96 is provided.

偏向器８０、８２は、モリブデン、又は、他の好適な温度耐性のある導電材料から形成され得る。基部６０もモリブデンから形成され得るが、例えば、ニッケルといったより安価な機械加工が容易な材料からも形成され得る。これは、基部６０は、偏向器のように高温に耐える必要がないからである。   The deflectors 80, 82 may be formed from molybdenum or other suitable temperature resistant conductive material. The base 60 can also be formed from molybdenum, but can also be formed from a cheaper material that is easier to machine, such as nickel. This is because the base 60 does not need to withstand high temperatures like a deflector.

図４及び図６を特に参照するに、偏向器８０、８２は、絶縁体９８、１００、９８´、１００´によって基部から離され且つ絶縁される。図４に示すように、４つの絶縁体が用いられ、各偏向器について２つの絶縁体が用いられる。安定性のために、各偏向器に対し、長手方向において互いから離される２つ（又は２つより多くの）絶縁体を用いることが好適である。しかし、１つの絶縁体を用いてもよいことを理解するものとする。参照を容易にするために、陰極は、それぞれ２つの絶縁体を有する２つの偏向器を参照して説明する。図４にファントムで示すように、フィラメント先端７０は、基部６０の長手軸に略一致し、絶縁体の前方対９８、１００の間の線Ｂ−Ｂに対し垂直であり、且つ、線への最も近い点において、各絶縁体９８、１００、９８´、１００´から同等に離れている線に沿って、前方シャンク７３と後方シャンク７３´の間に延在する。   With particular reference to FIGS. 4 and 6, the deflectors 80, 82 are separated from the base and insulated by insulators 98, 100, 98 ′, 100 ′. As shown in FIG. 4, four insulators are used, and two insulators are used for each deflector. For stability, it is preferred to use two (or more) insulators that are spaced apart from each other in the longitudinal direction for each deflector. However, it should be understood that a single insulator may be used. For ease of reference, the cathode will be described with reference to two deflectors each having two insulators. As shown by the phantom in FIG. 4, the filament tip 70 is generally coincident with the longitudinal axis of the base 60, is perpendicular to the line B-B between the front pair of insulators 98, 100, and to the line. At the closest point, it extends between the front shank 73 and the rear shank 73 'along a line that is equally spaced from each insulator 98, 100, 98', 100 '.

図５及び図６に最もよく示すように、各絶縁体９８、１００、９８´、１００´は、それぞれ中心軸穴１０６を有する円筒ブロック１０４、１０５を有する。各ブロック１０４、１０５の第１の下部１１０は、偏向器８０、８２の対応するよう形作られる円筒ソケット１１２に受容される。尚、例えば、矩形ブロック及び偏向器に形成される対応する形状を有するソケットといったように異なる形状の絶縁体ブロックを用いてもよいことを理解するものとする。当然ながら、各偏向器には、対応する絶縁体ブロックを受容するよう２つのソケットが形成され、全体で合計４つのソケットとなる。各ソケットは、偏向器の中に部分的に延在し、約半分まで延在することが好適である。   As best shown in FIGS. 5 and 6, each insulator 98, 100, 98 ′, 100 ′ has cylindrical blocks 104, 105 each having a central axial hole 106. The first lower portion 110 of each block 104, 105 is received in a cylindrical socket 112 that is shaped to correspond to the deflectors 80, 82. It should be understood that insulator blocks of different shapes may be used, such as, for example, rectangular blocks and sockets with corresponding shapes formed on the deflector. Of course, each deflector is formed with two sockets to receive the corresponding insulator blocks, for a total of four sockets. Each socket preferably extends partially into the deflector and extends up to about half.

ソケット１１２は、隙間１１６によって、絶縁体ブロック１０４、１０５の円筒側部１１８、且つ、好適には、絶縁体ブロック１０４、１０５の基部１１９にも隣接して、偏向器から絶縁体が離されるよう対応するブロック１０４、１０５より僅かに大きい直径を有する。隙間１１６は、絶縁体１０４、１０５と偏向器８０、８２との間に空間が維持されるよう幅が約７０−１００ミクロンであることが好適である。これは、短絡する危険性を少なくする。使用時には、絶縁体は、絶縁体は、時として、フィラメント材料の気化により形成されるめっき層により被覆される。絶縁体と偏向器との間に隙間を残すことによって、短絡をもたらすことなく相当に厚いめっき材料の層が堆積することを可能にする。   The socket 112 is spaced from the deflector by a gap 116 adjacent to the cylindrical side 118 of the insulator blocks 104, 105, and preferably adjacent to the base 119 of the insulator blocks 104, 105. It has a slightly larger diameter than the corresponding blocks 104, 105. The gap 116 is preferably about 70-100 microns wide so that a space is maintained between the insulators 104, 105 and the deflectors 80, 82. This reduces the risk of short circuits. In use, the insulator is sometimes coated with a plating layer formed by vaporization of the filament material. By leaving a gap between the insulator and the deflector, it is possible to deposit a considerably thick layer of plating material without causing a short circuit.

各絶縁体ブロック１０４、１０５の第２の上部１２０（図６）は、基部における円筒貫通孔１２２に受容される（図４に４つの貫通孔を示す）。貫通孔１２２は、絶縁体ブロック１０４、１０５を上端で止めるための小径部１２４をその上部端に形成するよう肩部１２６で斜切される。   The second top 120 (FIG. 6) of each insulator block 104, 105 is received in a cylindrical through hole 122 at the base (four through holes are shown in FIG. 4). The through hole 122 is obliquely cut at the shoulder 126 so as to form a small diameter portion 124 at the upper end for stopping the insulator blocks 104 and 105 at the upper end.

絶縁体ブロック１０４、１０５は、例えば、アルミナのような電気的に絶縁性の材料から形成される。例えば、ＡＤ９４、ＡＬ５００といった純度９４％又は純度９９％のアルミナか、又は、同等の純度を用い得る。ＡＳＴＭ規格のＤ２４４２タイプ４に適合するＡｌ_２Ｏ_３が、例示的な絶縁材料である。基部（及びフィラメント）から偏向器の効果的な電気的絶縁のために、絶縁体は、少なくとも７２０ギガオームの抵抗を供給することが好適である。 The insulator blocks 104 and 105 are made of an electrically insulating material such as alumina, for example. For example, alumina with a purity of 94% or 99%, such as AD94, AL500, or equivalent purity can be used. Al ₂ O ₃ conforming to ASTM standard D2442 type 4 is an exemplary insulating material. For effective electrical isolation of the deflector from the base (and filament), the insulator preferably provides a resistance of at least 720 gigaohms.

ニオブといった導電性材料から形成される一対の偏向器ロッド１３０、１３０´、１３２、１３２´が、各偏向器８０、８２に取付けられ（即ち、全体で４つのロッド）、且つ、絶縁体ブロック１０４、１０５の対応する穴１０６を通して受容される。偏向器ロッド１３０、１３０´、１３２、１３２´は、好適なワイヤ１３６によってそれぞれのバイアス供給１３４、１３５に電気接続される（図３）。１つのバイアス供給が、各偏向器に与えられることが好適である。ロッドは、対応する絶縁体ブロック１０４、１０５と絶縁体貫通孔１２２の上端部１２４における隙間１３８によって、基部６０から電気的に絶縁される。   A pair of deflector rods 130, 130 ', 132, 132' formed from a conductive material such as niobium is attached to each deflector 80, 82 (ie, a total of four rods) and the insulator block 104 , 105 through corresponding holes 106. The deflector rods 130, 130 ', 132, 132' are electrically connected to their respective bias supplies 134, 135 by suitable wires 136 (FIG. 3). One bias supply is preferably provided for each deflector. The rods are electrically insulated from the base 60 by the corresponding insulator blocks 104, 105 and the gap 138 at the upper end 124 of the insulator through-hole 122.

偏向器ロッド１３０、１３０´、１３２、１３２´は、電子ビームを偏向する又は収束するために、適切な電圧となるよう偏向器にバイアスをかけるよう各偏向器８０、８２への導電経路を与える。例えば、２つの偏向器８０、８２が共に、フィラメントに対しより負となるに従い、焦点のサイズは小さくなる。偏向器が十分に負となると、電子ビームはオフにされる。１つの偏向器が、もう一方の偏向器より負であると、焦点は、より負である偏向器から離れるよう動く。後者の結果は、偏向器のうちの１つのみにバイアスをかけ、もう一方の偏向器をフィラメントと同じ電位にすることにより達成できる。偏向器がフィラメントに近接した付近にあるので、小さいバイアスによって、ビームを偏向又は収束することができる。２つのバイアス供給１３４、１３５は、焦点の幅及び多数の場所への焦点の位置決めの自動制御を可能にするようコンピュータによって制御され得る。 The deflector rods 130, 130 ', 132, 132' provide a conductive path to each deflector 80, 82 to bias the deflector to the proper voltage to deflect or focus the electron beam. . For example, as the two deflectors 80, 82 are both more negative with respect to the filament, the size of the focal point becomes smaller. When the deflector becomes sufficiently negative, the electron beam is turned off. If one deflector is more negative than the other, the focus moves away from the more negative deflector. The latter result can be achieved by biasing only one of the deflectors and bringing the other deflector to the same potential as the filament. Since the deflector is in close proximity to the filament, the beam can be deflected or converged with a small bias. The two bias supplies 134, 135 can be controlled by a computer to allow automatic control of focus width and focus positioning at multiple locations.

各ロッド１３０、１３０´、１３２、１３２´は、対応する絶縁体ブロック穴１０６に挿入する前に偏向器に蝋接されることが好適である。図６に示すように、各偏向器は、各ソケット１１２の基部に機械加工され、各ロッド１３０、１３０´、１３２、１３２´のそれぞれの端１４２を受容するよう形付けられる中心孔といった凹部１４０を有する。ロッドを偏向器に取付けるためには、ロッドは、少量の好適な蝋接材料と共に孔１４０内に位置付けられ、次に、その組立体は適切な温度に加熱され、２つの構成要素１３０、８０が互いに蝋接される。   Each rod 130, 130 ′, 132, 132 ′ is preferably brazed to the deflector prior to insertion into the corresponding insulator block hole 106. As shown in FIG. 6, each deflector is machined into the base of each socket 112 and has a recess 140 such as a central hole shaped to receive the respective end 142 of each rod 130, 130 ′, 132, 132 ′. Have In order to attach the rod to the deflector, the rod is positioned in the hole 140 with a small amount of suitable brazing material, and then the assembly is heated to the appropriate temperature and the two components 130, 80 are Waxed together.

別の実施例では、偏向器ロッドの対１３０、１３０´と１３２、１３２´は、それぞれ、略Ｕ字型の部材を形成するよう接続部（図示せず）によってそれらの端１４２で接続される。この実施例では、凹部１４０は、接続部材を内部に受容するよう形作られるスロットの形を取る。接続部は、少量の好適な蝋接材料と共にスロット１４０内に位置付けられ、次に、その組立体は適切な温度に加熱され、２つの構成要素は互いに蝋接される。ロッド１３０、１３２を偏向器８０、８２に取付ける他の方法も考えられる。 In another embodiment, pairs 130,130' and 132,132' deflector rod are respectively connected at their ends 142 by a connecting portion to form a substantially U-shaped member (not shown) . In this embodiment, the recess 140 takes the form of a slot that is shaped to receive the connecting member therein. The connection is positioned in slot 140 with a small amount of suitable brazing material, and then the assembly is heated to the appropriate temperature and the two components are brazed together. Other ways of attaching the rods 130, 132 to the deflectors 80, 82 are also conceivable.

絶縁体ブロック１０４、１０５のそれぞれは、対応するロッドを受容するために中心穴１０６内に軸方向に取付けられる円筒管１４６、１４７、１４６´、１４７´を有することが好適である。図６には、２つの円筒管１４６、１４７と２つのブロックのみを示すが、円筒管は、各絶縁体ブロックに設けられることを理解するものとする。従って、この実施例については、図４に示すように、４つの円筒管１４６、１４７、１４６´、１４７´を用いる。各貫通孔、絶縁体ブロック穴、及び、対応する円筒管及びロッドは、図４に示すように同心円状に配置されることが好適である。図５に示すように、円筒管１４６、１４７は、差し込まれた場合に、絶縁体ブロックの上端を超えて延在する上端を有し、また、絶縁体ブロック１０４、１０５が基部内に設置された場合に、基部６０より上に十分な長さで延在することが好適である。差し込まれた場合に、円筒管１４６、１４７は、下端において、絶縁体ブロックの基部１１９と同一平面にあることが好適であり、或いは、ブロック内に僅かに引き込んでいてもよい。   Each of the insulator blocks 104, 105 preferably has a cylindrical tube 146, 147, 146 ', 147' that is axially mounted within the central bore 106 to receive a corresponding rod. Although FIG. 6 shows only two cylindrical tubes 146, 147 and two blocks, it should be understood that a cylindrical tube is provided in each insulator block. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, four cylindrical tubes 146, 147, 146 ′, 147 ′ are used. Each through hole, insulator block hole, and corresponding cylindrical tube and rod are preferably arranged concentrically as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the cylindrical tubes 146, 147 have an upper end that extends beyond the upper end of the insulator block when inserted, and the insulator blocks 104, 105 are installed in the base. In this case, it is preferable to extend the base portion 60 with a sufficient length. When inserted, the cylindrical tubes 146, 147 are preferably flush with the base 119 of the insulator block at the lower end, or may be slightly pulled into the block.

円筒管１４６、１４７は、内部に軸方向に延在する穴１４８を有し、この穴は、この穴内に対応するロッド１３０、１３２がぴったりと嵌るようロッド１３０、１３２の直径より僅かに大きいだけの直径を有する。例えば、ロッド１３０、１３２は、０．１００ｃｍ＋０．０００／−０．０１８のＯＤを有し、対応する円筒管１４６、１４７は、０．１０４ｃｍ＋０．０２５／−０．０００のＩＤを有し得る。円筒管は、例えば、レーザ溶接によってロッドに容易に溶接される材料から形成されることが好適である。円筒管を形成するための例示的な材料には、ニッケル及びコバール（Kovar）（商標）がある。円筒管１４６、１４７は、例えば、円筒管とブロックとの間に好適な蝋接材料を用いて円筒管とブロックを加熱することによって２つの部品を互いに蝋接することにより、絶縁体ブロック１０４、１０５に取付けられる。用いる蝋接材料は、絶縁体ブロックの端にて有意に溢れることなく、部品を堅く取付けるのに十分な量であるべきである。この処置は、絶縁体ブロックを基部の貫通孔１２２に挿入する前に行われることが好適である。   The cylindrical tubes 146, 147 have an axially extending hole 148 therein, which is only slightly larger than the diameter of the rods 130, 132 so that the corresponding rods 130, 132 fit snugly within the holes. Has a diameter of For example, the rods 130, 132 may have an OD of 0.100 cm + 0.000 / −0.018, and the corresponding cylindrical tubes 146, 147 may have an ID of 0.104 cm + 0.025 / −0.000. The cylindrical tube is preferably formed from a material that is easily welded to the rod, for example by laser welding. Exemplary materials for forming the cylindrical tube include nickel and Kovar ™. Cylindrical tubes 146, 147 are made of insulator blocks 104, 105, for example, by brazing the two parts together by heating the cylindrical tube and block using a suitable brazing material between the cylindrical tube and the block. Mounted on. The brazing material used should be in an amount sufficient to securely attach the part without significant overflow at the end of the insulator block. This treatment is preferably performed before the insulator block is inserted into the base through-hole 122.

偏向器用の絶縁体ブロック１０４、１０５と、フィラメント組立体６６用の絶縁性支持体６７、６７´（又は、図３及び４の実施例の場合には、管７１）は、好適な蝋接材料と共に基部と絶縁体を加熱することによってカップ基部６０に蝋接される。偏向器絶縁体ブロック１０４、１０５と絶縁性支持体６７、６７´は、同時に、基部内に蝋接され得る。しかし、この実施例では、絶縁体ブロック１０４、１０５は、基部の下側から挿入され、フィラメント用の絶縁性支持体６７、６７´は、基部の上側から挿入されるので、絶縁体の最初の１セット（フィラメント又は偏向器の絶縁体のいずれか）を蝋接し、次に、基部をひっくり返して、もう一方の絶縁体のセットを蝋接することが好適であり得る。   Insulator blocks 104, 105 for the deflector and insulating supports 67, 67 'for the filament assembly 66 (or tube 71 in the case of the embodiments of FIGS. 3 and 4) are suitable brazing materials. At the same time, the base and the insulator are heated to be soldered to the cup base 60. The deflector insulator blocks 104, 105 and the insulative supports 67, 67 'can be simultaneously brazed into the base. However, in this embodiment, the insulator blocks 104, 105 are inserted from the lower side of the base, and the insulating supports 67, 67 'for the filament are inserted from the upper side of the base, so It may be preferred to braze one set (either the filament or the deflector insulator) and then flip the base and braze the other set of insulators.

絶縁体ブロック１０４、１０５の蝋接材料が、棚領域に位置付けされることが好適である。蝋接材料は、円筒管を絶縁体ブロックに、且つ、ロッドを偏向器に取付けるために用いる蝋接材料と同じ種類であり得る。しかし、蝋接は、３つの別個の段階（ロッドを偏向器に、円筒管をブロックに、そして、ブロックを基部に）で行われることが好適なので、３つの各接合部のための蝋接材料は、接合される部品に合う様々な材料であることが可能であり、それぞれの蝋接材料が溶解するよう適切な温度に加熱される。   Suitably, the brazing material of the insulator blocks 104, 105 is positioned in the shelf area. The brazing material can be the same type as the brazing material used to attach the cylindrical tube to the insulator block and the rod to the deflector. However, since brazing is preferably performed in three separate stages (rod to deflector, cylindrical tube to block, and block to base), the brazing material for each of the three joints Can be a variety of materials suitable for the parts to be joined and heated to the appropriate temperature so that the respective brazing material dissolves.

蝋接のための好適な表面を与えるために、絶縁体ブロックは、例えば、モリブデン−マンガン又はタングステン−マンガン複合材料といった金属化材料からなる非常に薄い表面コーティング１５０を有することが好適である（図６に厚さを強調して示す）。コーティングは、約５−２０ミクロンの厚さまでに好適な付着技術によってブロック上に付着し得る。金属化層は、基部と偏向器との間の短絡の危険性を最小限にするために、蝋接材料が塗布される領域でブロックの上端といったブロックの外面のほんの一部に延在することが好適である。   In order to provide a suitable surface for brazing, the insulator block preferably has a very thin surface coating 150 made of a metallized material, for example molybdenum-manganese or tungsten-manganese composite (FIG. 6 shows the thickness emphasized). The coating can be deposited on the block by suitable deposition techniques up to a thickness of about 5-20 microns. The metallization layer should extend to a small portion of the outer surface of the block, such as the top of the block, in the area where the brazing material is applied to minimize the risk of a short circuit between the base and the deflector. Is preferred.

絶縁体円筒管１４６、１４７は、例えば、レーザ溶接によって、ロッド１３０、１３２に溶接されるか、又は、そうでなければ取付けられる。この処置は、絶縁体１０４、１０５が基部内に蝋接された後に行われることが好適である。これにより、偏向器が、フィラメントと適切に位置合わせされることを可能にする。偏向器ロッド１３０、１３２の長さは、偏向器が正しく位置付けられたときに、ロッドは、それぞれの円筒管１４６、１４７の上端と同じ平面にあるか又は少し突出するよう選択されることが好適である。   Insulator cylindrical tubes 146, 147 are welded or otherwise attached to rods 130, 132, for example, by laser welding. This procedure is preferably performed after the insulators 104, 105 have been brazed into the base. This allows the deflector to be properly aligned with the filament. The length of the deflector rods 130, 132 is preferably selected such that when the deflectors are correctly positioned, the rods are in the same plane as the upper ends of the respective cylindrical tubes 146, 147 or slightly project. It is.

フィラメント先端７０の偏向器との位置合わせを確実にするために、絶縁性フィラメント柱６７、６７´が、基部６０内に着座され、フィラメント６６の端は、偏向器ロッド１３０、１３２を絶縁性円筒管１４６、１４７に挿入する前に位置付けされる（クリンプされる、又は、クリンプされて溶接される）ことが好適である。次に、ロッドは、それぞれの円筒管に挿入される。次に、適切な厚さのゲージ（図示せず）が、偏向器と基部との間に挿入され、偏向器と基部との間の適切な隙間１５２を決定する。基部と偏向器は、基部と偏向器がゲージと接触するまで互いに向かって押される（ロッドが、それぞれの円筒管内で摺動する）。   To ensure alignment of the filament tip 70 with the deflector, insulating filament posts 67, 67 'are seated in the base 60, and the end of the filament 66 causes the deflector rods 130, 132 to be insulative cylinders. It is preferred that it be positioned (crimped or crimped and welded) prior to insertion into the tubes 146, 147. The rod is then inserted into each cylindrical tube. Next, an appropriate thickness gauge (not shown) is inserted between the deflector and the base to determine the appropriate gap 152 between the deflector and the base. The base and deflector are pushed towards each other until the base and deflector are in contact with the gauge (the rod slides within the respective cylindrical tube).

絶縁体円筒管１４６、１４７を偏向器ロッド１３０、１３２に、レーザ又はそうでなければ溶接する前に、各絶縁体円筒管及びロッドは、所望の設定位置に保持するために、選択的に、互いにクリンプされる。２つの偏向器８０、８２は、フィラメント先端７０が、偏向器の上面と下面との間の略中間であるよう位置付けされることが好適である。これは、フィラメントからの金属気化による絶縁体の金属化の危険性を最小限にし、フィラメントからの材料が絶縁体に向かって直線状に移動することができる『視線(line of sight)』の生成を回避する。図５から分かるように、偏向器は、フィラメント先端７０から気化する材料が、突出部９７、９７´によって、絶縁体ブロックに向かって直接的に移動することが防止されるよう位置付けられ、絶縁体９８、１００への最短の直接的な経路ｘ及びｙは、材料を、絶縁体ではなく基部６０に運ぶ。   Prior to laser or otherwise welding the insulator cylinders 146, 147 to the deflector rods 130, 132, each insulator cylinder and rod is optionally selected to hold it in a desired set position. Crimped together. The two deflectors 80, 82 are preferably positioned so that the filament tip 70 is approximately halfway between the upper and lower surfaces of the deflector. This minimizes the risk of metallization of the insulator due to metal vaporization from the filament and creates a “line of sight” where the material from the filament can move linearly toward the insulator To avoid. As can be seen from FIG. 5, the deflector is positioned so that the material evaporating from the filament tip 70 is prevented from moving directly towards the insulator block by the protrusions 97, 97 ′. The shortest direct paths x and y to 98, 100 carry the material to the base 60 rather than the insulator.

図７及び図８に示す別の実施例では、陰極組立体２１６を示す。この陰極組立体は、組立体１８に類似し、基部６０に類似する基部２２０を有し、基部２２０には、偏向器絶縁体ブロック２２６、２２６´、２２８、２２８´を受容する４つの穴２２２、２２２´、２２４、２２４´を有する。穴と絶縁体ブロックは、図２−図６に示す穴及び絶縁体に類似する。しかし、この実施例では、穴は、図２−図６の実施例の場合のように、基部の下面２３２ではなく、上面２３０から絶縁体ブロックを取付けるよう構成される。これにより、陰極フィラメント支持体６７、６７´（図示せず）と絶縁体ブロック２２６、２２６´、２２８、２２８´が、基部の同じ側２３０から取付けられることを可能にし、陰極フィラメント支持体６７、６７´と、絶縁体ブロック２２６、２２６´、２２８、２２８´が同じ動作において容易に蝋接可能にすることによって蝋接を容易にする。   In another embodiment shown in FIGS. 7 and 8, a cathode assembly 216 is shown. This cathode assembly is similar to assembly 18 and has a base 220 similar to base 60 in which four holes 222 are received for deflector insulator blocks 226, 226 ′, 228, 228 ′. , 222 ′, 224, 224 ′. The holes and insulator block are similar to the holes and insulators shown in FIGS. However, in this embodiment, the holes are configured to attach the insulator block from the upper surface 230 rather than the lower surface 232 of the base, as in the embodiment of FIGS. This allows the cathode filament support 67, 67 '(not shown) and the insulator blocks 226, 226', 228, 228 'to be mounted from the same side 230 of the base, the cathode filament support 67, 67 'and the insulator blocks 226, 226', 228, 228 'facilitate brazing by allowing them to be easily brazed in the same operation.

図８に示すように、穴はそれぞれ、穴の広い上部２４２と穴の狭い下部２４４との間に、テーパした肩部２４０を有する。絶縁体ブロック２２６、２２６´、２２８、２２８´には、ブロックの広い上部２４８とブロックの狭い下部２５０との間に、肩部２４６が形作られる。ブロックの下部は、その下端において、対応する偏向器８０、８２によって受容される。ブロックの肩部２４６は、穴の肩部２４０上に着座する。蝋接の前に、少量の蝋接材料が、２つの肩部２４６、２４０の間の略三角形の空間に配置され、蝋接時に２つの構成要素が互いに密着される。絶縁体ブロックの肩部２４６は、良好な溶接接合点を与えるよう穴に挿入される前に金属化され得る。絶縁性隙間２５２が、絶縁体ブロックの狭い部分２５０と穴の狭い部分２４４との間に設けられ得る。この隙間は、フィラメント先端から気化した少量の材料が、穴の下部に入ってきても、その材料は、表面２３２に隣接して付着し、偏向器と基部との間の絶縁性障壁が損なわれないことを確実にする。上述した構成と類似する構成（図示せず）を用いて、フィラメント支持体６７、６７´をそれぞれの穴６８、６８´内に蝋接する。陰極組立体２１６の組立ては、それ以外は、図２−図６の実施例と同様である。   As shown in FIG. 8, each hole has a tapered shoulder 240 between a wide hole upper portion 242 and a narrow hole lower portion 244. Insulator blocks 226, 226 ′, 228 and 228 ′ are formed with shoulders 246 between the wide upper portion 248 of the block and the narrow lower portion 250 of the block. The lower part of the block is received by the corresponding deflector 80, 82 at its lower end. The block shoulder 246 sits on the hole shoulder 240. Prior to brazing, a small amount of brazing material is placed in a generally triangular space between the two shoulders 246, 240, and the two components are brought into close contact with each other during brazing. The insulator block shoulder 246 may be metallized prior to being inserted into the hole to provide a good weld joint. An insulating gap 252 may be provided between the narrow portion 250 and the narrow portion 244 of the insulator block. This gap allows a small amount of material vaporized from the filament tip to enter the lower part of the hole and adheres adjacent to the surface 232, impairing the insulating barrier between the deflector and the base. Ensure that there is no. A filament support 67, 67 'is brazed into the respective holes 68, 68' using a configuration similar to that described above (not shown). The assembly of the cathode assembly 216 is otherwise the same as the embodiment of FIGS.

陰極組立体の他の構成要素は、図２−図６の実施例について説明した構成要素と類似し、同じ番号を付す。前の実施例と同様に、偏向器ロッド１３０、１３２は、蝋接材料２６０（図８）を用いて偏向器８０、８２に蝋接される。次に、ロッドは、それぞれの円筒管の穴１４８に位置付けられ、偏向器の高さを調節した後、円筒管は、ロッドにクリンプされて溶接されるか又はそうでなければロッドに取付けられる。   Other components of the cathode assembly are similar to those described for the embodiment of FIGS. 2-6 and are numbered the same. Similar to the previous embodiment, deflector rods 130, 132 are brazed to deflectors 80, 82 using brazing material 260 (FIG. 8). The rods are then positioned in the respective cylindrical tube holes 148 and after adjusting the height of the deflector, the cylindrical tube is crimped and welded to the rods or otherwise attached to the rods.

この実施例において、偏向器絶縁体ブロックとフィラメント支持体は共に、ブロックの上側から挿入されるが、基部は、絶縁体ブロックとフィラメント支持体を共に、基部の下側から挿入するよう構成され得ることも考えられる。   In this embodiment, both the deflector insulator block and the filament support are inserted from above the block, but the base can be configured to insert both the insulator block and the filament support from below the base. It is also possible.

従って、陰極を組立てる１つの好適な方法は、以下の通りである。   Thus, one preferred method for assembling the cathode is as follows.

ａ）ロッド１３０、１３２を偏向器８０、８２に蝋接する段階と、
ｂ）円筒管１４６、１４７を絶縁体ブロック１０４、１０５に蝋接する段階と、
ｃ）絶縁体ブロック１０４、１０５（又は、２２６、２２８）とフィラメント支持体６７、６７´（又は管７１）を基部６０に蝋接する段階と、
ｄ）フィラメントシャンク７３、７３´を、絶縁性支持体６７、６７´の管７１、７１´に位置付け且つ固定することにより、フィラメント先端７０の高さを設定する段階と、
ｅ）ゲージを用いて偏向器の高さを設定し、円筒管１４６、１４７をロッド１３０、１３２にクリンプする段階と、
ｆ）円筒管１４６、１４７をロッド１３０、１３２に溶接する段階と、を有する。 a) brazing rods 130, 132 to deflectors 80, 82;
b) brazing cylindrical tubes 146, 147 to insulator blocks 104, 105;
c) brazing the insulator blocks 104, 105 (or 226, 228) and the filament supports 67, 67 '(or tube 71) to the base 60;
d) setting the height of the filament tip 70 by positioning and fixing the filament shanks 73, 73 'to the tubes 71, 71' of the insulating supports 67, 67 ';
e) setting the deflector height using a gauge and crimping the cylindrical tubes 146, 147 to the rods 130, 132;
f) welding the cylindrical tubes 146, 147 to the rods 130, 132;

当然ながら、段階ｂ）は、段階ａ）の前に又は段階ａ）と同時に行ってもよく、段階ａ）、ｂ）、及び／又はｃ）は、段階ｄ）の後に行ってもよい。   Of course, step b) may be performed before or simultaneously with step a), and steps a), b) and / or c) may be performed after step d).

１つの蝋接動作において絶縁体を基部と偏向器に蝋接するのではなく、３つの別個の蝋接段階ａ）、ｂ）、ｃ）、及び溶接段階ｆ）を有して段階的に構成要素を組立てる方法は、３つの構成要素の不適切な位置合わせによる公差の積み重ねを最小限にする。偏向器８０、８２は、ロッド１３０、１３２を、単純にそれぞれの円筒管１４６、１４７内で上下に摺動させることによって、フィラメント先端７０に対し容易に位置合わせされる。対応するロッドにぴったりと嵌り、従って、ロッドの動作を案内する２つ（又はそれ以上）の円筒管は、偏向器が位置付けされる際に、基部と平行のままとなることを確実にする。   Rather than brazing the insulator to the base and deflector in one brazing operation, the component has three separate brazing stages a), b), c), and a welding stage f) in stages. The assembly method minimizes tolerance stacking due to improper alignment of the three components. The deflectors 80, 82 are easily aligned with the filament tip 70 by simply sliding the rods 130, 132 up and down within the respective cylindrical tubes 146, 147. Two (or more) cylindrical tubes that fit snugly into the corresponding rods and thus guide the movement of the rods ensure that they remain parallel to the base when the deflector is positioned.

本発明による回転陽極Ｘ線管を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the rotating anode X-ray tube by this invention. 図１のＸ線管の陰極組立体を示す側面図である。It is a side view which shows the cathode assembly of the X-ray tube of FIG. 図２の陰極組立体を示す前方斜視図である。FIG. 3 is a front perspective view showing the cathode assembly of FIG. 2. 図２の陰極組立体を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing the cathode assembly of FIG. 2. 図４の線Ｂ−Ｂについての陰極組立体の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the cathode assembly taken along line BB in FIG. 4. 図２の陰極組立体を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the cathode assembly of FIG. 2. 本発明の別の実施例による陰極組立体を示す拡大斜視図である。FIG. 5 is an enlarged perspective view showing a cathode assembly according to another embodiment of the present invention. 図７の陰極組立体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cathode assembly of FIG.

Claims (18)

陰極組立体であって、
基部と、
電子のストリームを供給するよう前記基部に取付けられるフィラメント組立体と、
前記電子を偏向するかあるいは前記電子をビームに収束するよう前記基部によって担持される偏向器と、
前記偏向器を前記基部から電気的に絶縁し、穴が形成される絶縁体と、
第１のロッドと、
を有し、
該ロッドは、該ロッドの第１の端に隣接する前記偏向器に電気的に接続され、前記絶縁体の前記穴に受容され、
当該陰極組立体は更に、前記穴内に取り付けられる、前記ロッドを受容する管を有し、
前記偏向器は、前記絶縁体の第２の端を受容するソケットを形成され、
前記偏向器は、前記ソケットから前記偏向器へと延在する穴を形成され、該穴は、前記ロッドの前記第１の端を受容し、
前記偏向器の前記ソケットは、前記絶縁体と前記偏向器との間に隙間が形成されるよう前記絶縁体の直径より大きい直径を有する、
陰極組立体。 A cathode assembly comprising:
The base,
A filament assembly attached to the base to provide a stream of electrons;
A deflector carried me by the said base so as to converge the or the electronic deflecting the electron beam,
An insulator that electrically insulates the deflector from the base and in which a hole is formed;
A first rod;
Have
The rod is electrically connected to the deflector adjacent to the first end of the rod and received in the hole of the insulator;
In the cathode assembly further, Ru mounted within said bore, have a tube for receiving the rod,
The deflector is formed with a socket for receiving a second end of the insulator;
The deflector is formed with a hole extending from the socket to the deflector, the hole receiving the first end of the rod;
The socket of the deflector has a diameter larger than a diameter of the insulator so that a gap is formed between the insulator and the deflector;
Cathode assembly. 前記基部によって支持される第２の偏向器と、
該第２の偏向器を前記基部から電気的に絶縁し、第２の穴が形成される第２の絶縁体と、
第２のロッドと、
によって更に特徴付けられ、
該第２のロッドは、該第２のロッドの第１の端に隣接する前記第２の偏向器に電気的に接続され、前記第２の絶縁体の前記第２の穴に受容される、
請求項１記載の陰極組立体。A second deflector supported me by the said base,
A second insulator electrically insulates, the second hole is formed from the said second deflector base,
A second rod;
Further be characterized by,
The second rod is electrically connected to the second deflector adjacent the first end of the second rod and received in the second hole of the second insulator;
The cathode assembly according to claim 1. 前記第１のロッドの前記第１の端及び前記第２のロッドの前記第１の端は、実質的にＵ字型の部材を形成するよう接続部によって電気的に接続され、
該接続部は、前記偏向器に電気的に接続される、
ことを更に特徴とする請求項２記載の陰極組立体。Wherein said first end and said first end of said second rod of the first rod is substantially electrically connected me by the connecting portion to form a U-shaped member,
The connection is electrically connected to the deflector;
3. The cathode assembly according to claim 2, further comprising: 前記偏向器を前記基部から電気的に絶縁し、他の穴が形成される他の絶縁体と、
他のロッドと、
によって更に特徴付けられ、
該他のロッドは、該他のロッドの第１の端に隣接する前記偏向器に電気的に接続され、前記他の絶縁体の前記他の穴に受容される、
請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の陰極組立体。Electrically insulates the deflector from the base, the other insulator other holes are formed,
With other rods,
Further it is characterized by,
It said other rod is electrically connected to said deflector adjacent the first end of the other rod is received in the other hole of the other insulator,
The cathode assembly according to any one of claims 1 to 3. 前記基部は、貫通孔を形成され、前記絶縁体の第１の端が該貫通孔に受容される、
ことを更に特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の陰極組立体。The base portion is formed a through hole, a first end of the insulator is received in the through hole,
The cathode assembly according to any one of claims 1 to 4, further characterized by: 前記貫通孔は、第１の部分と第２の部分とを有し、
該第２の部分は、前記第１の部分と前記第２の部分との間に肩が形成されるよう前記第１の部分より大きい内径を有し、
前記絶縁体は、ブロックを有し、該ブロックは、前記貫通孔の前記第２の部分内に受容される、前記貫通孔の前記第１の部分より大きい直径を有する部分を備える、
ことを更に特徴とする請求項５記載の陰極組立体。The through hole has a first portion and a second portion,
The second portion has a larger inner diameter than the first portion such that a shoulder is formed between the first portion and the second portion;
The insulator includes a block , the block including a portion having a larger diameter received in the second portion of the through hole than the first portion of the through hole.
6. The cathode assembly according to claim 5, further comprising: 前記貫通孔の前記第２の部分は、前記基部の上面に隣接する、
ことを更に特徴とする請求項６記載の陰極組立体。The second portion of the through hole is adjacent to the top surface of the base;
The cathode assembly of claim 6, further characterized by: 前記絶縁体は、該絶縁体の第１の部分上に、金属化コーティングを有し、
該絶縁体は、該金属化コーティングにおいて前記基部に蝋接又は溶接される、
ことを更に特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか一項記載の陰極組立体。The insulator has, on a first portion of said insulator has a metallized coating,
The insulator is Rose' or welded to the base at the metallized coating,
The cathode assembly according to any one of claims 1 to 7 , further comprising: 前記ロッドは、前記偏向器にバイアスをかけるよう電位源に前記偏向器を電気的に接続する、
ことを更に特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の陰極組立体。The rod, for electrically connecting the deflector to the potential source so as to bias the deflector,
The cathode assembly according to any one of claims 1 to 8 , further comprising: 前記偏向器は、前記フィラメントと前記絶縁体との間における気化されたフィラメント材料の流れに対して直線の視線を遮るよう構成及び位置付けされる、
ことを更に特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか一項記載の陰極組立体。The deflector is constructed and positioned to obstruct a straight line of sight against the flow of vaporized filament material between the filament and the insulator;
The cathode assembly according to any one of claims 1 to 9 , further comprising: Ｘ線管であって、
真空室を囲む外囲器と、
前記真空室内に配置される請求項１乃至１０のうちいずれか一項記載の陰極組立体と、
電子によって衝突され且つＸ線を生成するよう位置付けされる、前記真空室内に配置される陽極と、
を特徴とするＸ線管。An x-ray tube,
An envelope surrounding the vacuum chamber;
The cathode assembly according to any one of claims 1 to 10 disposed in the vacuum chamber;
An anode disposed in the vacuum chamber that is bombarded by electrons and positioned to generate x-rays ;
X-ray tube characterized by 陰極組立体を組立てる方法であって、
ａ）少なくとも１つのロッドを、少なくとも１つの偏向器に取付け且つ電気的に接続する段階と、
ｂ）前記ロッドを受容する穴を形成するよう絶縁体内に金属管を取付ける段階と、
ｃ）前記絶縁体を基部に取付ける段階と、
ｄ）前記基部にフィラメント組立体を取付ける段階と、
ｅ）前記偏向器を前記基部に取付けるために前記ロッドを前記管へと摺動させる段階と、
ｆ）前記ロッドを前記管に取付ける段階と、
を有し、
前記偏向器は、前記絶縁体の第２の端を受容するソケットを形成され、
前記偏向器は、前記ソケットから前記偏向器へと延在する穴を形成され、該穴は、前記ロッドの前記第１の端を受容し、
前記偏向器の前記ソケットは、前記絶縁体と前記偏向器との間に隙間が形成されるよう前記絶縁体の直径より大きい直径を有する、
陰極組立体。A method of assembling a cathode assembly,
a) attaching and electrically connecting at least one rod to at least one deflector;
b) installing a metal tube in the insulator to form a hole for receiving the rod;
c) attaching the insulator to the base;
d) attaching a filament assembly to the base;
e) a step of Ru slide and the rod the deflector for attachment to the base to the tube,
f) attaching the rod to the tube;
Have
The deflector is formed with a socket for receiving a second end of the insulator;
The deflector is formed with a hole extending from the socket to the deflector, the hole receiving the first end of the rod;
The socket of the deflector has a diameter larger than a diameter of the insulator so that a gap is formed between the insulator and the deflector;
Cathode assembly. 前記ロッドを前記偏向器に取付ける段階は、
前記ロッドの第１の端を、前記偏向器内部の凹部内に位置付ける段階と、
前記ロッドを前記偏向器に蝋接する段階と、
を有する、
ことを更に特徴とする請求項１２記載の方法。The step of attaching the rod to the deflector comprises
A first end of the rod, the steps of positioning the deflector inside the recess,
Waxing the rod to the deflector;
Having
The method of claim 12 , further characterized by: 前記ロッドが前記管へと摺動される際に、前記偏向器を設定及び位置合わせする段階と、前記偏向器が予め選択された位置合わせで予め選択された位置に設定された後に前記ロッドを前記管に取付ける段階を行う段階と、
を更に特徴とする請求項１３記載の方法。When said rod Ru is slid into the tube, the method comprising aligning setting and positioning the deflector, the rod after the deflector has been set to a preselected position in the alignment chosen Me pre Attaching to the tube ; and
14. The method of claim 13 , further characterized by: 前記絶縁体を前記基部に取付ける段階は、前記絶縁体を前記基部の第１の面から穴へと挿入する段階を有し、
前記基部に前記フィラメント組立体を取付ける段階は、フィラメント絶縁体を前記基部の前記第１の面から第２の穴へと挿入する段階と、前記絶縁体及びフィラメント絶縁体を前記基部に１つの蝋接段階で蝋接する段階とを有する、
ことを更に特徴とする請求項１３記載の方法。It said step of attaching the insulator to the base includes a step of inserting the insulator into the hole from the first face of said base,
The step of attaching the filament assembly to the base, one wax and inserting the filament insulator from the first surface of the base portion to the second hole, said insulator and filament insulator to the base and a step of contacting the wax with contact stages,
Further method of claim 13, wherein a. 前記絶縁体を前記基部に取付ける段階は、
前記絶縁体の外面の１つの端を金属化する段階と、
前記絶縁体の前記金属化された端を前記基部の貫通孔内に位置付ける段階と、
前記絶縁体の前記金属化された面を前記基部に蝋接する段階と、
を有する、
ことを更に特徴とする請求項１２乃至１５のうちいずれか一項記載の方法。The step of attaching the insulator to the base comprises
Metallizing one end of the outer surface of the insulator;
Positioning the metallized end of the insulator within the through-hole of the base;
Brazing the metallized surface of the insulator to the base;
Having
16. The method according to any one of claims 12 to 15 , further characterized by: 前記絶縁体内に前記管を取付ける段階は、
前記管を前記絶縁体内の穴に挿入する段階と、
前記管を前記絶縁体に溶接する段階と、
を有する、
ことを更に特徴とする請求項１２乃至１６のうちいずれか一項記載の方法。Mounting the tube in the insulator comprises:
Inserting the tube into a hole in the insulator;
Welding the tube to the insulator;
Having
17. A method according to any one of claims 12 to 16 , further characterized by: 前記ロッドを前記管に取付ける段階は、前記ロッド及び前記管を互いにクリンプさせる段階を有する、
ことを特徴とする請求項１６又は１７記載の方法。Attaching the rod to the tube comprises crimping the rod and the tube together;
18. A method according to claim 16 or 17 , characterized in that

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