KR102775447B1 - X-ray source - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 엑스레이 튜브는 절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체; 튜브 본체의 일측단부에 배치되며, 타겟이 결합된 애노드 전극; 튜브 본체의 타측단부에 애노드 전극과 대향하도록 배치되며, 에미터가 결합된 캐소드 전극; 튜브 본체의 하부를 밀폐하고, 절연소재로 이루어지며, 배기관 단자 및 적어도 하나 이상의 전극단자가 관통하도록 형성된 밀봉 부재를 포함하되, 밀봉 부재의 상부면은 소정 두께의 금속층이 적층된 것이고, 배기관 단자는 금속층과 전기적으로 접속되고, 엑스레이 튜브의 진공 처리 후 밀봉되며, 접지 단자로 사용되는 것이고, 하나 이상의 전극 단자는 캐소드 전극과 전기적으로 결합된다.An X-ray tube according to the present invention comprises: a tube body made of an insulating material and having a predetermined space formed inside; an anode electrode disposed at one end of the tube body and having a target coupled thereto; a cathode electrode disposed at the other end of the tube body so as to face the anode electrode and having an emitter coupled thereto; and a sealing member that seals the lower part of the tube body, is made of an insulating material, and has an exhaust pipe terminal and at least one electrode terminal formed to penetrate therethrough, wherein an upper surface of the sealing member has a metal layer having a predetermined thickness laminated thereon, the exhaust pipe terminal is electrically connected to the metal layer, is sealed after vacuum treatment of the X-ray tube, and is used as a ground terminal, and at least one electrode terminal is electrically connected to the cathode electrode.
Description
본 발명은 엑스레이 튜브에 관한 것이다. The present invention relates to an X-ray tube.
일반적인 엑스레이 발생장치는 전자빔을 발생시키는 캐소드(음극)와 캐소드에서 나온 전자빔이 높은 운동에너지를 가지고 충돌하여 엑스레이를 발생시키는 애노드(양극)으로 구성된다. 즉, 엑스레이 발생장치의 출력은 캐소드에서 나오는 전자빔의 전류(관전류)와 캐소드와 애노드 사이에 인가되는 전압(관전압)에 비례한다.A typical X-ray generator consists of a cathode that generates an electron beam and an anode that generates X-rays when the electron beam from the cathode collides with it with high kinetic energy. In other words, the output of the X-ray generator is proportional to the current of the electron beam from the cathode (tube current) and the voltage applied between the cathode and the anode (tube voltage).
이때 애노드에는 텅스텐, 몰리브데늄, 구리등의 원자번호가 높은 금속재질의 타겟을 형성하여 타겟에 부딪힌 전자가 타겟 원자들과의 전자기적 상호작용에 의한 가속을 겪으면서 엑스레이 복사를 방출한다. 또는 타겟 원자에 속박된 전자들이 타겟으로 부딪히는 전자들과 운동량과 에너지를 교환함으로써 여기되었다가 기저상태로 복귀할 때 여기상태와 기저상태 사이의 에너지 차이에 해당하는 전자기복사를 방출하는 방식으로 엑스레이를 생성한다. At this time, a target made of a metal material with a high atomic number such as tungsten, molybdenum, or copper is formed at the anode, and electrons that collide with the target are accelerated by electromagnetic interaction with the target atoms and emit X-ray radiation. Or, electrons bound to the target atoms exchange momentum and energy with electrons that collide with the target, and then when they are excited and return to the ground state, they emit electromagnetic radiation corresponding to the energy difference between the excited state and the ground state, thereby generating X-rays.
일반적으로 밀봉형 튜브는 내부와 외부의 전기적 연결이 필요하며, 하부에 구비된 밀봉 부재에 홀을 뚫고 금속 핀을 홀로 관통시킨 후 홀과 금속 핀 사이의 갭을 필러로 채워 막는 방식으로 밀봉형 튜브를 제조한다. In general, sealed tubes require electrical connections between the inside and outside, and are manufactured by drilling a hole in a sealing member provided at the bottom, inserting a metal pin through the hole, and then filling the gap between the hole and the metal pin with filler.
이와 관련하여, 한국공개특허공보 제2017-0025065호(발명의 명칭: 팁오프용 관을 구비한 초소형 엑스선관 및 그 제조 방법)는 진공관 구조에 홀을 형성하고, 형성된 홀에 배기용 관을 설치한 후 탈기체를 제거하며, 탈기체 제거 완료 후 배기용 관의 일단을 팁오프 방식으로 융착함으로써, 탈기체에 의한 초소형 엑스선관의 성능 저하를 방지할 수 있는 팁오프용 관을 구비한 초소형 엑스선관 및 그 제조 방법을 개시한다.In this regard, Korean Patent Publication No. 2017-0025065 (Title: Miniature X-ray tube having a tip-off tube and a manufacturing method thereof) discloses an ultra-miniature X-ray tube having a tip-off tube capable of preventing performance degradation of the ultra-miniature X-ray tube due to outgassing by forming a hole in a vacuum tube structure, installing an exhaust tube in the formed hole, removing outgassing, and fusing one end of the exhaust tube in a tip-off manner after the outgassing is completed.
이와 같이 종래의 밀봉형 튜브는 접지 라인과 진공 배기관이 구조 및 기능적으로 분리되어 있다. 즉, 밀봉형 튜브는 내부와 외부 사이에 많은 전기적 연결이 필요하므로, 밀봉 구조를 최대한 단순하게 만드는 것이 요구된다. In this way, the conventional sealed tube has the ground line and the vacuum exhaust pipe structurally and functionally separated. That is, since the sealed tube requires many electrical connections between the inside and the outside, it is required to make the sealing structure as simple as possible.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 밀봉형 튜브를 이용하여 엑스레이 튜브의 밀봉 구조를 단순화한 엑스레이 발생장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. The present invention is intended to solve the above-mentioned problems, and has as a technical task the provision of an X-ray generating device that simplifies the sealing structure of an X-ray tube by using a sealed tube.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하의 설명으로부터 본 발명의 또 다른 기술적 과제들이 도출될 수 있다.The technical problems to be solved by the present invention are not limited to the technical problems described above, and other technical problems of the present invention can be derived from the following description.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제1 측면에 따른 실시예는, 엑스레이 튜브는 절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체; 튜브 본체의 일측단부에 배치되며, 타겟이 결합된 애노드 전극; 튜브 본체의 타측단부에 애노드 전극과 대향하도록 배치되며, 에미터가 결합된 캐소드 전극; 튜브 본체의 하부를 밀폐하고, 절연소재로 이루어지며, 배기관 단자 및 적어도 하나 이상의 전극단자가 관통하도록 형성된 밀봉 부재를 포함하되, 밀봉 부재의 상부면은 소정 두께의 금속층이 적층된 것이고, 배기관 단자는 금속층과 전기적으로 접속되고, 엑스레이 튜브의 진공 처리 후 밀봉되며, 접지 단자로 사용되는 것이고, 하나 이상의 전극 단자는 캐소드 전극과 전기적으로 결합된다.As a technical means for solving the above-described technical problem, an embodiment according to a first aspect of the present invention comprises: an X-ray tube comprising a tube body made of an insulating material and having a predetermined space formed therein; an anode electrode disposed at one end of the tube body and having a target coupled thereto; a cathode electrode disposed at the other end of the tube body so as to face the anode electrode and having an emitter coupled thereto; and a sealing member that seals the lower part of the tube body, is made of an insulating material, and is formed such that an exhaust pipe terminal and at least one electrode terminal penetrate through it, wherein an upper surface of the sealing member has a metal layer having a predetermined thickness laminated thereon, the exhaust pipe terminal is electrically connected to the metal layer, is sealed after vacuum treatment of the X-ray tube, and is used as a ground terminal, and the at least one electrode terminal is electrically connected to the cathode electrode.
본 발명에 따르면 밀봉형 튜브의 하부 밀봉 부재에서 발생하는 홀에 금속핀을 관통시킨후 갭을 밀봉하는 기존의 전기적 연결 과정을 간소화할 수 있다. According to the present invention, the existing electrical connection process of penetrating a metal pin into a hole formed in a lower sealing member of a sealed tube and then sealing the gap can be simplified.
특히, 본 발명에 따른 진공 배기용 배기관 단자를 접지 라인으로 활용하면 접지 핀 하나를 줄이고, 하부 밀봉 부재에 형성하는 홀 가공 과정을 간소화 시켜, 생산 단가를 낮추고 생산 수율을 향상시킬 수 있다.In particular, by utilizing the exhaust pipe terminal for vacuum exhaust according to the present invention as a ground line, one ground pin can be reduced, and the hole processing process formed in the lower sealing member can be simplified, thereby lowering the production cost and improving the production yield.
또한, 본 발명에 따른 세라믹으로 형성된 밀봉부재의 상부면에 전도성 코팅을 통해 형성된 금속층이 밀봉부재를 관통하는 배기관 단자와 전기적으로 연결될 수 있다. In addition, a metal layer formed through a conductive coating on the upper surface of a sealing member formed of ceramic according to the present invention can be electrically connected to an exhaust pipe terminal penetrating the sealing member.
더불어, 금속층과 연결된 배기관 단자를 통해 절연 소재로 이루어진 밀봉 부재의 상부면에 전하가 쌓이는 것을 방지하고, 세라믹의 특성변화를 방지할 수 있다.In addition, it is possible to prevent charge from accumulating on the upper surface of the sealing member made of insulating material through the exhaust pipe terminal connected to the metal layer, and to prevent change in the characteristics of the ceramic.
본 발명의 효과들은 상술한 효과들로 제한되지 않으며, 이하의 기재로부터 이해되는 모든 효과들을 포함한다. The effects of the present invention are not limited to the effects described above, and include all effects understood from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실예에 따른 엑스레이 튜브의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 B-B선을 따라 절단한 엑스레이 튜브의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실예에 따른 밀봉 부재를 관통한 접지 단자와 밀봉 부재의 상부면에 적층된 금속층을 전기적 연결 관계를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실예에 따른 밀봉 부재의 상부면에 적층된 금속층을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 1 is a perspective view of an X-ray tube according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of the X-ray tube cut along the line BB shown in Figure 1.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining the electrical connection relationship between a ground terminal penetrating a sealing member and a metal layer laminated on an upper surface of the sealing member according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a drawing schematically illustrating a metal layer laminated on an upper surface of a sealing member according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에 나타난 각 구성요소의 크기, 형태, 형상은 다양하게 변형될 수 있다. 명세서 전체에 대하여 동일/유사한 부분에 대해서는 동일/유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the present invention can be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, the attached drawings are only for easily understanding the embodiments disclosed in the present specification, and the technical ideas disclosed in the present specification are not limited by the attached drawings. In order to clearly describe the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and the size, shape, and shape of each component shown in the drawings can be variously modified. The same/similar drawing reference numerals are assigned to the same/similar parts throughout the specification.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 “부” 등은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여 되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략하였다.The suffixes "module" and "part" used in the following description for components are given or used interchangeably only for the convenience of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. In addition, when describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a specific description of a related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof has been omitted.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결 (접속, 접촉 또는 결합)"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(구비 또는 마련)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(구비 또는 마련)"할 수 있다는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted or coupled)" with another part, this includes not only cases where it is "directly connected (connected, contacted or coupled)" but also cases where it is "indirectly connected (connected, contacted or coupled)" with another member in between. Also, when a part is said to "include (have or provide)" a component, this does not exclude other components unless specifically stated to the contrary, but rather means that it can "include (have or provide)" other components.
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 나타내는 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 구성 요소들의 순서나 관계를 제한하지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다.The terms indicating ordinal numbers, such as first, second, etc., used in this specification are used only for the purpose of distinguishing one component from another, and do not limit the order or relationship of the components. For example, the first component of the present invention may be named the second component, and similarly, the second component may also be named the first component.
도 1은 본 발명의 일 실예에 따른 엑스레이 튜브의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 B-B선을 따라 절단한 엑스레이 튜브의 단면도이다. FIG. 1 is a perspective view of an X-ray tube according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the X-ray tube taken along line B-B shown in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 엑스레이 튜브는 튜브 본체(10), 밀봉 부재(30), 캐소드 전극(110), 애노드 전극(120), 집속 렌즈(140), 전극 단자(150) 및 배기관 단자(160)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the X-ray tube includes a tube body (10), a sealing member (30), a cathode electrode (110), an anode electrode (120), a focusing lens (140), an electrode terminal (150), and an exhaust terminal (160).
예시적으로, 도 2에 도시된 것처럼, 엑스레이 튜브는 절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체(10), 튜브 본체(10)의 일측단부에 배치되며, 타겟(125)이 결합된 애노드 전극(120), 튜브 본체(10)의 타측단부에 애노드 전극(120)과 대향하도록 배치되며, 에미터(115)가 결합된 캐소드 전극(110), 튜브 본체(10)의 하부를 밀폐하고, 절연소재로 이루어지며, 배기관 단자(160) 및 적어도 하나 이상의 전극단자(150)가 관통하도록 형성된 밀봉 부재(30)를 포함한다. 여기서 밀봉 부재(30)의 상부면은 소정 두께의 금속층(310)이 적층된 것이고, 배기관 단자(160)는 금속층(310)과 전기적으로 접속되고, 엑스레이 튜브의 진공 처리 후 밀봉되며, 접지 단자로 사용되는 것이고, 하나 이상의 전극 단자(150)는 캐소드 전극(110)과 전기적으로 결합된다.For example, as illustrated in FIG. 2, the X-ray tube includes a tube body (10) made of an insulating material and having a predetermined space formed therein, an anode electrode (120) positioned at one end of the tube body (10) and having a target (125) coupled thereto, a cathode electrode (110) positioned at the other end of the tube body (10) so as to face the anode electrode (120) and having an emitter (115) coupled thereto, and a sealing member (30) that seals the lower part of the tube body (10), is made of an insulating material, and has an exhaust pipe terminal (160) and at least one electrode terminal (150) formed to penetrate therethrough. Here, the upper surface of the sealing member (30) is laminated with a metal layer (310) of a predetermined thickness, the exhaust pipe terminal (160) is electrically connected to the metal layer (310), sealed after vacuum treatment of the X-ray tube, and used as a ground terminal, and one or more electrode terminals (150) are electrically connected to the cathode electrode (110).
이와 같은 구조에서, 진공 배기용 배기관 단자(160)를 접지 단자로 활용하면 필요한 전극 단자(150)를 1개 감소시킬 수 있다. 또한, 접지 단자를 삽입하기 위해, 밀봉 부재(30)에 형성하는 홀 개수를 줄일 수 있어, 엑스레이 튜브의 생산 단가를 낮추고 생산 수율을 향상시킬 수 있다.In this structure, if the exhaust pipe terminal (160) for vacuum exhaust is utilized as a ground terminal, the number of required electrode terminals (150) can be reduced by one. In addition, the number of holes formed in the sealing member (30) to insert the ground terminal can be reduced, thereby lowering the production cost of the X-ray tube and improving the production yield.
캐소드 전극(110)은 음극 전자를 발생시키며, 상부면에 음극 전자를 방출시키는 에미터(115)를 포함한다. The cathode electrode (110) generates cathode electrons and includes an emitter (115) that emits cathode electrons to its upper surface.
예시적으로, 에미터(115)는 필드 에미터 어레이(field emitter arrays, FEA)로 구성될 수 있다. 또한 이에 한정되는 것은 아니며, 에미터(115)는 방출되는 전자의 궤적을 조절하는 전극으로서, 나노 소재인 탄소나노튜브(Carbon Nano Tube, CNT)와 같은 금속, 탄소계열 물질로 구성되는 전도성 물질을 포함할 수 있다.For example, the emitter (115) may be configured as a field emitter array (FEA). Also, the present invention is not limited thereto, and the emitter (115) may include a conductive material configured as an electrode that controls the trajectory of emitted electrons, such as a metal or carbon-based material, such as a carbon nanotube (CNT), which is a nanomaterial.
또한, 캐소드 전극(110)은 상부에 에미터(115)로부터 전자 방출된 전자빔을 애노드 전극(120)으로 집속시키는 집속 렌즈(140)가 형성될 수 있다.Additionally, a focusing lens (140) may be formed on the cathode electrode (110) to focus an electron beam emitted from an emitter (115) onto the anode electrode (120).
예시적으로 집속 렌즈(140)는 일반적인 홀 형태를 사용하여 제작되거나, 렌즈 위에 한층 또는 여러 층의 그래핀을 전사하여 제작될 수도 있다. 또한, 집속 렌즈(140)는 2개 이상 사용될 수도 있다.For example, the focusing lens (140) may be manufactured using a general hole shape, or may be manufactured by transferring one or more layers of graphene onto the lens. Additionally, two or more focusing lenses (140) may be used.
애노드 전극(120)은 전기전도성과 열전도성이 높은 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 애노드 전극(120)은 코바(KOVAR) 합금으로 형성될 수 있으며, KOVAR는 철-니켈-코발트 합금으로 이루어질 수 있다. The anode electrode (120) may be formed of a metal having high electrical conductivity and thermal conductivity. For example, the anode electrode (120) may be formed of a KOVAR alloy, and KOVAR may be formed of an iron-nickel-cobalt alloy.
또한, 애노드 전극(120)의 전자빔 충돌부위에는 타겟(125)이 애노드 전극(120)과 접합하도록 형성될 수 있다. Additionally, a target (125) may be formed at the electron beam impact site of the anode electrode (120) to be in contact with the anode electrode (120).
타겟(125)은 용융점이 높으며 원자번호가 높아서 전자빔이 충돌하면 높은 효율로 엑스레이를 발생시킬 수 있는 텅스텐 등의 재료로 형성될 수 있다. 예시적으로 타겟(125)은 투과형 또는 반사형으로 형성될 수 있다. The target (125) may be formed of a material such as tungsten, which has a high melting point and a high atomic number, and thus can generate X-rays with high efficiency when an electron beam collides with it. For example, the target (125) may be formed as a transmission type or a reflection type.
일 예로, 반사형의 경우, 튜브 본체(10)의 일 영역에는 튜브 본체(10)의 내부에서 외부로 방출되는 엑스선의 출입구인 윈도우가 형성될 수 있다. 예를 들어 윈도우는 베릴륨, 알루미늄 등의 금속재질 또는 형광물질이 도포된 유리재질로 형성될 수 있다. 윈도우가 베릴륨 등의 금속 재질로 형성되는 경우에는, 소정 파장 이하의 엑스선만 방출되도록 필터링될 수 있다. 또한, 원도우가 형광물질이 도포된 유리재질로 형성되는 경우에는 윈도우를 통하여 가시광선이 방출될 수 있다.For example, in the case of a reflective type, a window, which is an entrance/exit for X-rays emitted from the inside to the outside of the tube body (10), may be formed in one area of the tube body (10). For example, the window may be formed of a metal material such as beryllium or aluminum, or a glass material coated with a fluorescent material. When the window is formed of a metal material such as beryllium, it may be filtered so that only X-rays of a predetermined wavelength or less are emitted. In addition, when the window is formed of a glass material coated with a fluorescent material, visible light may be emitted through the window.
도 2를 참조하면 애노드 전극(120)은 둘레에 튜브 본체(10)의 외측면으로 절곡된 플랜지(121)를 포함한다. 이와 같은 플랜지(121)는 열팽창계수가 튜브 본체(10)의 재료와 비슷한 KOVAR 등의 재료로 형성될 수 있다. 따라서, 플랜지(121)를 통해 튜브 본체(10)와 애노드 전극(120)이 접합하는 경우에도 접합부위가 고온과 저온 사이의 폭넓은 온도변화에도 접합의 완전성과 진공 기밀성이 유지될 수 있다.Referring to FIG. 2, the anode electrode (120) includes a flange (121) that is folded toward the outer surface of the tube body (10) around the circumference. Such a flange (121) may be formed of a material such as KOVAR having a thermal expansion coefficient similar to that of the material of the tube body (10). Therefore, even when the tube body (10) and the anode electrode (120) are joined through the flange (121), the integrity and vacuum tightness of the joint can be maintained even when the joint part experiences a wide temperature change between high and low temperatures.
한편, 애노드 전극(120)은 회전형 전극으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 애노드 전극(120)은 회전형 전극에 구비된 타겟(125)과 이를 지지하는 로터(미도시) 및 회전축(미도시)으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 엑스선 발생시 타겟(125)이 회전함으로써 전자빔 충돌영역이 원형 트랙으로 형성되어 높은 출력의 엑스선을 발생시킬 수 있다.Meanwhile, the anode electrode (120) may be formed as a rotating electrode. Specifically, the anode electrode (120) may be composed of a target (125) provided on the rotating electrode, a rotor (not shown) supporting the target, and a rotating shaft (not shown). Accordingly, when X-rays are generated, the target (125) rotates, so that the electron beam collision area is formed as a circular track, thereby generating high-output X-rays.
엑스레이 튜브를 구성하는 튜브 본체(10) 및 밀봉 부재(30)는 절연 소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 원통형으로 형성될 수 있다. 이때 절연 소재는 세라믹으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니며 유리 또는 실리콘 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다.The tube body (10) and sealing member (30) constituting the X-ray tube are made of an insulating material and can be formed in a cylindrical shape with a predetermined space formed inside. At this time, the insulating material can be made of ceramic, but is not limited thereto, and can be made of an insulating material such as glass or silicon.
도 3은 본 발명의 일 실예에 따른 밀봉 부재를 관통한 접지 단자와 밀봉 부재의 상부면에 적층된 금속층을 전기적 연결 관계를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실예에 따른 밀봉 부재의 상부면에 적층된 금속층을 개략적으로 도시한 도면이다. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining an electrical connection relationship between a ground terminal penetrating a sealing member according to an embodiment of the present invention and a metal layer laminated on an upper surface of the sealing member, and FIG. 4 is a drawing schematically illustrating a metal layer laminated on an upper surface of a sealing member according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면 밀봉 부재(30)는 배기관 단자(160) 및 적어도 하나 이상의 전극단자(150)가 관통하도록 형성된 홀을 포함한다.Referring to FIG. 3, the sealing member (30) includes a hole formed so that an exhaust pipe terminal (160) and at least one electrode terminal (150) pass through it.
또한, 밀봉 부재(30)는 상부면에 소정 두께로 적층된 금속층(310)을 포함한다. Additionally, the sealing member (30) includes a metal layer (310) laminated to a predetermined thickness on the upper surface.
배기관 단자(160)는 금속층(310)과 전기적으로 접속되고, 전극 단자(150)는 금속층(310)과 전기적으로 절연될 수 있다.The exhaust terminal (160) may be electrically connected to the metal layer (310), and the electrode terminal (150) may be electrically insulated from the metal layer (310).
배기관 단자(160)는 진공펌프를 연결하여 튜브 본체(10)의 내부를 진공 처리한 후 끝단이 밀봉되며 접지 단자로 사용될 수 있다. 즉, 배기관 단자(160)는 접지 단자로 사용되도록 금속층(310)과 전기적으로 연결될 수 있다.The exhaust pipe terminal (160) can be used as a ground terminal after the end is sealed by connecting a vacuum pump to evacuate the inside of the tube body (10). That is, the exhaust pipe terminal (160) can be electrically connected to the metal layer (310) to be used as a ground terminal.
도 4에 도시된 것처럼, 금속층(310)은 밀봉 부재(30)의 상부면에 코팅되되 전극 단자(150)가 관통하는 홀 주변의 링형 갭 영역을 제외하고, 코팅될 수 있다. 이와 같은 금속층(310)은 배기관 단자(160)와 직접 접합하면서 전기적 연결 기능을 가짐과 동시에 밀봉 기능을 한다. 또한 금속층(310)은 기존에 튜브 본체(10) 내부에서 발생하는 전하가 밀봉 부재(30)의 상부면에 쌓이던 차징 현상을 방지할 수 있다. 즉, 금속층(310)과 전기적으로 연결된 배기관 단자(160)를 통해 금속층(310)에 쌓이던 전하를 외부로 배출할 수 있다. As illustrated in FIG. 4, the metal layer (310) may be coated on the upper surface of the sealing member (30), except for the ring-shaped gap region around the hole through which the electrode terminal (150) penetrates. Such a metal layer (310) has an electrical connection function while being directly connected to the exhaust pipe terminal (160) and has a sealing function at the same time. In addition, the metal layer (310) can prevent a charging phenomenon in which charges generated inside the tube body (10) are accumulated on the upper surface of the sealing member (30). That is, charges accumulated on the metal layer (310) can be discharged to the outside through the exhaust pipe terminal (160) that is electrically connected to the metal layer (310).
더불어 금속층(310)은 애노드 전극방향에서 방출되는 엑스선을 일정량 차폐하는 효과가 있고, 고 에너지 엑스레이로 인한 세라믹 표면의 대전을 방지할 수 있다.In addition, the metal layer (310) has the effect of shielding a certain amount of X-rays emitted in the direction of the anode electrode and can prevent charging of the ceramic surface due to high-energy X-rays.
일 예로, 금속층(310)은 밀봉 부재(30)의 상부면의 링형 갭 영역을 통해 노출되는 절연성 세라믹 소재에 의해, 전극 단자(150)와 전기적으로 절연될 수 있다.For example, the metal layer (310) can be electrically insulated from the electrode terminal (150) by an insulating ceramic material exposed through a ring-shaped gap region on the upper surface of the sealing member (30).
다른 예로, 금속층(310)은 밀봉 부재(30)의 상부면의 링형 갭 영역에 추가적인 절연체가 충진됨으로써, 전극 단자(150)와 전기적으로 절연될 수 있다.As another example, the metal layer (310) can be electrically insulated from the electrode terminal (150) by filling an additional insulator in the ring-shaped gap region of the upper surface of the sealing member (30).
한편, 다시 도 2를 참조하면 전극 단자(150)는 캐소드 전극(110)을 지지하며 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 전극 단자(150)는 집속 렌즈(140)의 홀에 의하여 노출될 영역과 캐소드 전극(110)이 일정 거리를 유지하도록 집속 렌즈(140)를 지지하며 전기적으로 연결될 수 있다. Meanwhile, referring again to FIG. 2, the electrode terminal (150) can support and be electrically connected to the cathode electrode (110). In addition, the electrode terminal (150) can support and be electrically connected to the focusing lens (140) so that the area to be exposed by the hole of the focusing lens (140) and the cathode electrode (110) maintain a certain distance.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 상술한 설명을 기초로 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will understand that the present invention can be easily modified into other specific forms without changing the technical idea or essential features of the present invention based on the above description. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims described below, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concepts thereof should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present application.
10: 튜브 본체
30: 밀봉부재
110: 캐소드 전극
115: 에미터
120: 애노드 전극
125: 타겟
140: 집속 렌즈
150: 전극단자
160: 배기관 단자
310: 금속층10: Tube body
30: Sealing member
110: Cathode electrode
115: Emitter
120: Anode electrode
125: Target
140: Focusing lens
150: Electrode terminal
160: Exhaust pipe terminal
310: Metal layer
Claims (4)
절연소재로 이루어지고, 내부에 소정의 공간이 형성된 튜브 본체;
상기 튜브 본체의 일측단부에 배치되며, 타겟이 결합된 애노드 전극;
상기 튜브 본체의 타측단부에 상기 애노드 전극과 대향하도록 배치되며, 에미터가 결합된 캐소드 전극;
상기 튜브 본체의 하부를 밀폐하고, 절연소재로 이루어지며, 배기관 단자 및 적어도 하나 이상의 전극단자가 관통하도록 형성된 밀봉 부재를 포함하되,
상기 밀봉 부재의 상부면은 소정 두께의 금속층이 적층된 것이고,
상기 배기관 단자는 상기 금속층과 전기적으로 접속되고, 상기 엑스레이 튜브의 진공 처리 후 밀봉되며, 접지 단자로 사용되는 것이고,
상기 하나 이상의 전극 단자는 상기 캐소드 전극을 지지하되, 상기 캐소드 전극과 전기적으로 결합되는 것이고,
상기 금속층은 상기 밀봉 부재의 상부면에 코팅되되, 상기 전극 단자가 관통하는 홀 주변의 링형 갭 영역을 제외하고 코팅되는 것인, 엑스레이 튜브.
In the x-ray tube,
A tube body made of insulating material and having a predetermined space formed inside;
An anode electrode positioned at one end of the above tube body and having a target coupled thereto;
A cathode electrode coupled to an emitter, positioned opposite the anode electrode at the other end of the tube body;
A sealing member is included that seals the lower part of the above tube body, is made of an insulating material, and is formed so that an exhaust pipe terminal and at least one electrode terminal penetrate through it.
The upper surface of the above sealing member is formed by laminating a metal layer of a predetermined thickness,
The above exhaust pipe terminal is electrically connected to the metal layer, sealed after vacuum treatment of the X-ray tube, and is used as a ground terminal.
The one or more electrode terminals support the cathode electrode and are electrically coupled to the cathode electrode,
An X-ray tube, wherein the metal layer is coated on the upper surface of the sealing member, except for a ring-shaped gap area around the hole through which the electrode terminal penetrates.
상기 전극 단자는 상기 금속층과 전기적으로 절연된 것인, 엑스레이 튜브.
In the first paragraph,
An X-ray tube, wherein the electrode terminal is electrically insulated from the metal layer.
상기 애노드 전극은 KOVAR 합금으로 이루어진 것인, 엑스레이 튜브.
In the first paragraph,
An X-ray tube wherein the anode electrode is made of a KOVAR alloy.
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