(57)【要約】【課題】  冷却器を備えたＸ線管装置における冷却効率の向上およびその安定した放熱を容易にする。【解決手段】  Ｘ線管装置１のＸ線管（Ｘ線管本体５）から発生する熱の放熱に用いられる冷却器２において、水系冷却液７を循環させるポンプ（２次循環ポンプ２２ｂ）と、前記水系冷却液７の熱を放熱する水系冷却液放熱手段（２次熱交換器２２ａ）と、前記水系冷却液７の循環流量を検出する流量検出機構（流量検出部２４、流量計２５）と、前記循環流量を制御する流量制御機構（流量制御部２３）と、を備え、前記流量検出機構および前記流量制御機構により、前記水系冷却液７の前記循環流量が前記冷却器の作動中に断続的に変動するようになっている。【選択図】  図１
2014175130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線管から発生する熱の放熱に用いられる冷却器において、水系冷却液を循環させるポンプと、前記水系冷却液の熱を放熱する水系冷却液放熱手段と、前記水系冷却液の循環流量を検出する流量検出機構と、前記循環流量を制御する流量制御機構と、を備え、
前記流量検出機構および前記流量制御機構により、前記水系冷却液の前記循環流量が前記冷却器の作動中に断続的に変動するようになっていることを特徴とする冷却器。
【請求項２】
前記水系冷却液は、前記Ｘ線管を電気的に絶縁し冷却した絶縁油を熱交換により冷却することを特徴とする請求項１に記載の冷却器。
【請求項３】
前記流量制御機構は、前記ポンプの駆動電力、駆動電圧あるいは駆動周波数を制御し、前記水系冷却液の前記循環流量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却器。
【請求項４】
前記水系冷却液の前記循環流量は周期的に増減することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却器。
【請求項５】
前記水系冷却液の循環流は周期的に断続することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却器。
【請求項６】
前記水系冷却液の循環流量が所定値より低下した場合に、前記水系冷却液の断続的な変動が生じることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の冷却器。
【請求項７】
電子を放出する陰極、該陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲット、および前記陰極と前記陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器を有するＸ線管と、前記Ｘ線管を収納するハウジングと、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の冷却器とを備えることを特徴とするＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷却器およびこの冷却器を備えたＸ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線管は、陰極から放出し加速した電子ビームを陽極ターゲットに衝突させ、Ｘ線を放射させる電子管で、例えば医療診断、非破壊検査、分析評価等の種々の用途に使用されている。このＸ線管には、大別して、瞬時的に大負荷に耐えられる回転陽極型Ｘ線管と、一般に短時間の許容負荷は比較的に小さく長時間にわたって使用できる固定陽極型Ｘ線管がある。そして、その用途に応じて陽極および陰極間に数１０ｋＶ〜２００ｋＶ程度の高電圧が印加され、電子の加速がなされる。
【０００３】
加速された電子が陽極ターゲットに衝突する際の衝突エネルギーはＸ線の他にその大部分が熱エネルギーに変わる。このＸ線菅内で発生する熱により、陽極、陰極等が収容される真空外囲器、陽極あるいは陰極に連なる部材が高温になる。これらの部材には充分な耐熱温度を有さない部位が存在するために、所要の冷却が必要になる。一般にＸ線が低出力から高出力になるに従ってＸ線管からの発熱量は増加する。そこで、Ｘ線管の用途に応じて、種々の冷却器を備えたＸ線管装置が提示されている。ここで、Ｘ線管装置の小型軽量化、低コスト化、信頼性向上等が求められ、その放熱の仕方が種々に検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５２８３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２９１４３号公報
【特許文献３】特開２０１１−６２２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、高出力Ｘ線管装置ではその所要の部位が冷却液によって浸されるようになっている。そして、例えばモノタンク式のＸ線管装置の場合には、冷却液は放熱フィンから放熱される。あるいは、冷却液を循環させる循環式の放熱機構の場合には、冷却液は循環用ポンプにより熱交換器等を通して放熱される。
【０００６】
ここで、モノタンク式では、冷却液として高い絶縁性を有する鉱物油、ＬＡＢ（直鎖状アルキルベンゼン）等の合成油からなる絶縁油が用いられる。そして、この絶縁油で油密されたハウジング内にＸ線管、高電圧発生器等が収容される。これに対し、冷却液を循環させる放熱機構の場合では、電位差が高くなる部位間に上記絶縁油が冷却液として使用される。あるいは、接地電位になり電位差が生じない部位間には、低電圧に対して絶縁性を確保できる冷却媒体が用いられる。このような冷却媒体は、金属部品に対する腐食性を低減するために、例えば電気伝導率が所定の大きさ未満に管理され、水を含んだ非油脂系冷却液（水系冷却液）である。
【０００７】
また、冷却液を循環させる放熱機構では、上記絶縁油は第１熱交換器において冷却水により水冷される。更に、その冷却水は第２熱交換器を通して冷却されることになる。いずれにしても、上記水系冷却液は、循環用ポンプにより第１熱交換器と第２熱交換器の間、あるいはＸ線管装置の所要の部位と熱交換器の間において、循環用ポンプにより循環される。
【０００８】
ところが、この水系冷却液の流路では、その熱交換器配管あるいは接続配管の内壁においてスケール、スラッジ等の汚染堆積物が付着し易い。そして、この汚染堆積物の配管内壁への付着および堆積が進むと、水系冷却液の流量が低減し放熱効率が低下するようになる。また、最悪の場合には流路の詰まりが発生し、冷却器およびＸ線管装置が停止する虞がある。このため、冷却器と共にＸ線管装置の信頼性向上が難しくなる。また、例えばＸ線が高出力になりＸ線管の熱負荷が大きくなる場合に、その冷却器における冷却効率の向上およびその安定した放熱が強く求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態の冷却器は、Ｘ線管から発生する熱の放熱に用いられる冷却器において、水系冷却液を循環させるポンプと、前記水系冷却液の熱を放熱する水系冷却液放熱手段と、前記水系冷却液の循環流量を検出する流量検出機構と、前記循環流量を制御する流量制御機構と、を備え、前記流量検出機構および前記流量制御機構により、前記水系冷却液の前記循環流量が前記冷却器の作動中に断続的に変動するようになっている。
【００１０】
実施形態のＸ線管装置は、電子を放出する陰極、該陰極から放出される電子が衝突されることによりＸ線を放出する陽極ターゲット、および前記陰極と前記陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器を有するＸ線管と、前記Ｘ線管を収納するハウジングと、上記冷却器とを備える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係るＸ線管装置の概略構成図である。
【図２】図１に示したＸ線管本体の内部を示す一部切截図である。
【図３】実施形態における水系冷却液の第１の流量制御の説明に供する図である。
【図４】実施形態における水系冷却液の第２の流量制御の説明に供する図である。
【図５】第２の実施形態に係るＸ線管装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第１の実施形態）
本実施形態にかかる冷却器およびそれを備えたＸ線管装置について図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、回転陽極型のＸ線管装置１は冷却器２を備え、ハウジング３と、ハウジング３内を循環する絶縁油４に浸漬されたＸ線管本体５およびステータコイル６を有する。ステータコイル６は、回転駆動機構として磁界を発生させる電磁コイルであり、Ｘ線管本体５と同じように発熱する。図１においてハウジング３内を充填する絶縁油４は鉱物油、合成油等の絶縁と冷却を兼ねる油系冷熱媒体である。
【００１３】
図１および図２に示すように、Ｘ線管本体５は、その主要部として、陽極ターゲット５１と、陰極５２と、回転体５３と、固定体５４と、これ等の主要部を真空封止する真空外囲器５５とを備える。
【００１４】
陽極ターゲット５１は、ロータとなる回転体５３の回転軸Ｒに沿った方向において固定体５４の一端部に対向配置され、回転体５３の閉塞された一端部にナット５６で固定されている。そして、陽極ターゲット５１はその外面に位置したターゲット層５１ａを有する。陽極ターゲット５１は、その形状が円環状であり、W(タングステン)などの重金属等の材料で形成されている。陽極ターゲット５１は、回転体５３および固定体５４と同軸的に設けられ、回転軸Ｒを中心に回転可能である。陽極ターゲット５１は、陰極５２から放出される電子が衝突することによりＸ線を放出する。また、陰極５２は、陽極ターゲット５１のターゲット層５１ａに間隔を置いて対向配置されている。陰極５２は、陰極構体５２ａに取付けられ、電子を放出する。
【００１５】
回転体５３は、筒状に形成され、一端部が閉塞されている。回転体５３は、この回転体の回転動作の中心軸となる回転軸Ｒに沿って延出し、回転軸Ｒを中心に回転可能である。回転体５３は、Ｆｅ（鉄）やＭｏ（モリブデン）等の材料で形成されている。そして、回転体５３は、図示しないが、この回転体の内面に軸受面を有する。
【００１６】
固定体５４は、柱状に形成され、その直径が回転体５３の内径より小さくなるようになっている。固定体５４は、回転体５３と同軸的に設けられ、回転軸Ｒに沿って延出する。固定体５４の所定の箇所には、所要数の例えばらせん溝５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄが設けられ、その固定体５４と回転体５３との隙間に金属潤滑剤が充填され、回転体５３と陽極ターゲット５１が円滑に回転するようになっている。固定体５４は、回転体５３と同様にＦｅやＭｏ等の材料で形成されている。固定体５４の一端部は回転体５３の閉塞された一端部側に位置し、固定体５４の他端部は回転体５３の外側に突出し露出されている。なお、金属潤滑剤は、例えばガリウム・インジウム・錫合金（ＧａＩｎＳｎ）である。
【００１７】
回転体５３の開口した他端部にシール部５７が設けられている。シール部５７は、回転体５３の他端部に固定ねじで固着されている。シール部５７は、円環状に形成され、固定体５４の側面全周に亘って隙間を置いて設けられている。シール部５７は、回転体５３および固定体５４の回転軸Ｒに沿った方向への相対的なズレを規制する。ここで、シール部５７および固定体５４間の隙間は、回転体５３の回転を維持すると共に金属潤滑剤の漏洩を抑制できる値に設定されている。
【００１８】
真空外囲器５５は、例えば金属およびガラスにより円筒状に形成されている。この真空外囲器５５において、陽極ターゲット５１と対向した個所の径は、回転体５３と対向した個所の径より大きい。真空外囲器５５は、その気密状態を維持するよう、固定体５４の他端部および陰極構体５２ａと接合されている。そして、真空外囲器５５は、陰極５２と対向したターゲット層５１ａ付近にＸ線を出射させるＸ線放射窓５５ａを有する。それに対応して、図１に示したハウジング３にもＸ線放射窓３ａを有する。真空外囲器５５は、密閉され、その内部が真空状態になるように維持されている。
【００１９】
図１に示したステータコイル６は、回転体５３の側面に対向して真空外囲器５５の外側を囲むように設けられている。ステータコイル６は回転体５３を回転させるものであり、ステータコイル６に所定の電流が供給されることで回転体５３が所定の速度で回転され、陽極ターゲット５１が所定の速度で回転するようになっている。
【００２０】
このようなＸ線管装置において、陽極ターゲット５１が所定の速度で回転された状態で陰極５２から放射された電子が衝突されることで、陽極ターゲット５１からＸ線が出力される。出力されたＸ線は、真空外囲器５５のＸ線放射窓５５ａおよびハウジング３の円筒状部の所定の規定されたＸ線放射窓３ａから外部へ放射される。
【００２１】
冷却器２は、１次冷却部２１、２次冷却部２２、流量制御部２３および流量検出部２４を有している。１次冷却部２１は１次熱交換器２１ａと１次循環ポンプ２１ｂを備える。２次冷却部２２は２次熱交換器２２ａと２次循環ポンプ２２ｂを備える。流量検出部２４は水系冷却液７の流路に設けられた流量計２５を通して水系冷却液７の流量を検出し監視する。
【００２２】
ハウジング３内のステータコイル６、Ｘ線管本体５等を冷熱した絶縁油４は、１次冷却部２１の１次熱交換器２１ａにおいて冷却される。そして、１次循環ポンプ２１ｂにより所定流量でハウジング３内に再び送液される。ここで、１次循環ポンプ２１ｂは、１次熱交換器２１ａに絶縁油４を循環させると共に、ハウジング３に設けられた入口および出口を介し、ハウジング３内に形成された循環路を循環させる。これにより、ステータコイル６、Ｘ線管本体５等において発生する熱が、絶縁油４を媒介として、ハウジング３の外部へ放出される。
【００２３】
１次熱交換器２１ａでは、絶縁油４の熱が熱交換により水系冷却液７に伝熱される。ここで、水系冷却液７は、例えば工業用水のような安価な水あるいは純水等である。なお、水系冷却液７は液体状態で絶縁油４を冷熱してもよいし、気体に変化する際の気化熱を利用した高効率の蒸発冷却となるようになっても構わない。但し、この場合には、図示しないが、気体状態となった水系冷却液７を液体に戻す凝縮器が水系冷却液７の循環流路に介在するようになる。
【００２４】
絶縁油４を冷却した水系冷却液７は、２次冷却部２２の２次熱交換器２２ａによって冷却される。ここで、２次熱交換器２２ａは、例えばファンにより空気が吹き付けられるラジエータであってもよいし、冷却液槽、放熱フィン等からを有していても構わない。２次熱交換器２２ａは水系冷却液放熱手段となる。水系冷却液７は、２次循環ポンプ２２ｂにより１次冷却部２１へ送液される。ここで、水系冷却液７は１次熱交換器２１ａに循環されるが、その循環流量は断続的に変動するようになっている。
【００２５】
流量制御部２３は、２次循環ポンプ２２ｂを制御し、冷却器２１の作動中に水系冷却液７の循環流量を制御する流量制御機構を構成する。ここで、２次循環ポンプ２２ｂを制御する際、流量制御部２３は、例えば２次循環ポンプ２２ｂを駆動させる電動モータへの供給電力、あるいは２次循環ポンプ２２ｂの電動モータへの電圧（Ｖ）と周波数（ｆ）を制御し、水系冷却液７の流量を制御する。２次循環ポンプ２２ｂの周波数による制御では、ポンプの電動モータ例えば三相誘導モータの回転数がインバータ制御されるようになっている。この周波数制御ではいわゆるＶ／ｆ制御、ベクトル制御がとられると好適である。
【００２６】
流量検出部２４は、例えばマスフローメータなどの流量計２５により計測された水系冷却液７の流量を検出し監視する。ここでは、流量の時間変化が検出されると共に記録される。そして、予め設定された流量の基準値に対する検出比較ができるようになっている。この流量検出部２４で得られる情報は流量制御部２３にフィードバックされる。これ等の流量検出部２４、流量計２５は流量検出機構を構成する。
【００２７】
流量制御部２３は、流量検出部２４からの水系冷却液７の流量に関する情報のフィードバックに基づき、２次循環ポンプ２２ｂの電動モータの回転数あるいはトルクを調節し制御する。この制御により、水系冷却液７の循環流量が断続的に変動することになる。
【００２８】
次に、図３および図４を参照して、水系冷却液７の流量における断続的な変動制御の例について説明する。図３は、水系冷却液７の第１の流量制御の例である。図３に示すように、２次循環ポンプ２２ｂにおけるポンプ駆動の力は、高レベル（Ｈ）と低レベル（Ｌ）の間で所定周期に増減する。それに伴い、水系冷却液７は定量レベルと減量レベルの間で所定周期に増減する。
【００２９】
図３に示すような断続的に流量変動する水系冷却液７の循環流は以下では脈流と呼称する。この水系冷却液７の脈流では、その流量変動が時間的に急激になってもよいし、時間的に緩やかになってもよい。この変動周期は、例えば上述した電動モータのＶ／ｆ制御、ベクトル制御などにより容易に制御される。そして、この周期は例えば６Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度の範囲に設定される。なお、２次循環ポンプ２２ｂの電動モータとしていわゆる高速高応答インバータモータを用いると好適である。この場合、例えば１８００ｒｐｍ／６０Ｈｚのような流量変動が可能になる。
【００３０】
図４は、水系冷却液７の第２の流量制御の例である。図４に示すように、２次循環ポンプ２２ｂにおけるポンプ駆動は、ＯＮとＯＦＦの間で所定周期に変化する。それに伴い、水系冷却液７は定量レベルと停止レベルの間で所定周期に変化する。
【００３１】
以下、図４に示すような水系冷却液７の循環流は間欠流と呼称する。この場合でも、間欠流の流量変動は時間的に急激になってもよいし、時間的に緩やかになってもよい。その変動周期は、例えば上述した電動モータへの供給電力の制御により制御される。例えば、６Ｈｚ〜６０Ｈｚ程度の範囲に設定される。
【００３２】
上記第１の流量制御および第２の流量制御において、水系冷却液７の断続的な流量変動では、通常では定量の水系冷却液７が定常的に流れ、所定の条件下になると起こるようになる。あるいは、２次循環ポンプ２２ｂの作動中は常時起こるようになっていてもよい。前者は、例えば流量検出部２４の監視において、予め設定された水系冷却液７の流量が基準値に較べて低くなる条件下で生じる。そして、この場合は、脈流あるいは間欠流の流量変動は時間的に急激になるのが好ましい。
【００３３】
その他に、水系冷却液７の断続的な流量変動には種々の形態が考えられる。例えば、周期的に増減する流量変化すなわち脈流が冷却器２１の作動中に複数回にわたり繰り返し生じるようになっていてもよい。同様に、水系冷却液７の循環流が周期的に断続するような間欠流は、冷却器２１の作動中に複数回にわたり繰り返して生じるようになってもよい。あるいは、上記脈流と間欠流が交互に生じるようになってもよい。いずれにしても、水系冷却液７の循環流による圧力衝撃が循環流路に生じるような断続的な流量変動であればよい。
【００３４】
水系冷却液７における脈流、間欠流等の流量変動は、水系冷却液７の循環流路における配管の内壁に付着したスケール、スラッジ等の汚染堆積物を除去する。特に、時間的に急激な流量変動になると、例えばウォータハンマ現象に似た圧力衝撃による振動が水系冷却液７の循環流路の配管に生じる。そして、水に特有に含まれる炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）、シリカ等の無機化合物のスケールが除去される。また、水系冷却液７の流量変動が２次循環ポンプ２２ｂの作動中は常時起こる場合には、脈流あるいは間欠流の流量変動は時間的に緩やかになってもよい。この場合には、水系冷却液７の循環流路における配管の内壁へのスケール、スラッジ等の付着を低減するように働く。
【００３５】
このようにして、冷却器２において、水系冷却液７の循環流路での汚染堆積物の配管内壁への付着および堆積が大きく低減するようになる。そして、水系冷却液７の流量不足による絶縁油４の冷却効率の低下が防止される。あるいは、冷却器２およびＸ線管装置の停止の虞がなくなり信頼性の向上が容易になる。また、水系冷却液７の流路における汚染堆積物の除去作業あるいは配管の交換等が不要になる。あるいは、上記除去作業、配管の交換等の頻度が低減する。
【００３６】
なお、図示しないが、上述したＸ線管装置１は高電圧発生器を有する。そして、図１に示す陽極側電圧導入ソケットＳ１を介して陽極側と結線され、正の高電圧が陽極に印加されるようになっている。同様に陰極側電圧導入ソケットＳ２を介し陰極側に結線され、電子発生のフィラメントに電圧が印加されるようになっている。また、Ｘ線管装置１を制御する主制御部、ステータコイル駆動電源部、回転状態検出部等が備えられている。
【００３７】
本実施形態では、上述したような冷却器を備えるＸ線管装置において、Ｘ線管本体等の冷却効率の向上およびその安定した放熱ができる。それと共に、Ｘ線管装置の低コスト化、信頼性向上等が容易になる。
【００３８】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、Ｘ線管本体５は循環する絶縁油４に浸漬され、その全体が冷熱されるのに対し、第２の実施形態では、Ｘ線管本体において、接地電位の陽極ターゲット周りの電位差の生じない部位間が局部的に水系冷却液によって冷熱される。
【００３９】
図５に示すように、回転陽極型のＸ線管装置８は、冷却器９を備え、この冷却器９を介してＸ線管本体１０が局部的に冷却できるようになっている。Ｘ線管装置８は、冷却器９の他の主要部として、Ｘ線管本体１０、ハウジング１１、ステータコイル１２を有する。ここで、冷却器９により放熱される水系冷却液１３がＸ線管本体１０の真空外囲器１０１およびハウジング１１の間隙を循環し、ステータコイル１３を浸して、Ｘ線管本体１０およびステータコイル１３を冷却する。
【００４０】
Ｘ線管本体１０は、例えば主な成分が水であり、電気伝導率が所定の大きさ未満に管理された水系冷却液１３を介してハウジング１１の所定位置に収容されている。なお、水系冷却液１３としては、低電圧に対する絶縁性を確保し、かつ金属部品に対する腐食性を低減するために導電率が１ｍＳ／ｍ以下に設定された冷却媒体（主として、水またはグリコールが所定量混合された水系媒体）が用いられる。また、冷却媒体として水と混合されるグリコール類としては、例えばエチレングリコールやプロピレングリコール等が利用可能である。
【００４１】
Ｘ線管本体１０は、真空外囲器１０１と、真空外囲器１０１の内側に、真空外囲器１０１と独立に設けられた陰極電子銃１０２と、真空外囲器１０１の内側に、真空外囲器１０１と一体的に回転可能に設けられ、電子銃１０２から放出された電子が衝突されることにより所定の波長のＸ線を放射する回転陽極（陽極ターゲット）１０３と、を含む。ここで、真空外囲器１０１は、その全周が水系冷却液１３に概ね接触可能に、かつ回転可能に設けられ、内部が所定の真空度に保持される構造になっている。
【００４２】
なお、真空外囲器１０１は、ハウジング１１の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極１４と接触されて、接地されている。ここで、真空外囲器１０１は回転体として機能している。真空外囲器１０１および陽極ターゲット１０３が高速度で回転していることは、冷却率の増加に寄与するものである。
【００４３】
真空外囲器１０１は、ハウジング１１の所定の位置に設けられた円筒状の固定体１０４の外周面の所定の位置に設けられた磁性流体真空シール部材１０５と、固定体１０４の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材１０５よりも水系冷却液１３の流路に近接する側に設けられたベアリング部材１０６とにより、保持されている。ここで、ベアリング部材１０６は軸受機構として機能している。なお、円筒状の固定体１０４は、電気絶縁性の支持部材１０７を介してハウジング１１の外囲器保持部１１ａに、同心状（同軸状）に、固定されている。固定体１０４は磁性体で形成されている。
【００４４】
陰極電子銃１０２は、円筒状で電気絶縁性の陰極保持体１０２ａを有し、陰極保持体１０２ａの外周面と、ハウジング１１の外囲器保持部１１ａの円筒部分１１ｂの内側の所定の領域とが、シール材１１ｃを介して固定されることで、真空外囲器１０１の内側の所定の位置に、固定されている。
【００４５】
固定体１０４に接続構体１０４ａが設けられている。固定部材１０２ｂは陰極保持体１０２ａに固定されている。接続構体１０４ａおよび固定部材１０２ｂは、溶接部１０８により溶接されている。固定部材１０２ｂの形状は、ベローズ状の円筒状である。
【００４６】
固定部材１０２ｂにより、陰極電子銃１０２に、真空外囲器１０１が回転される際の振動が不所望に伝達されることが低減される（接続構体１０４ａおよび固定部材１０２ｂのばね性により真空外囲器１０１が回転される際の振動が吸収される）。また、接続構体１０４ａおよび固定部材１０２ｂにより陰極保持体１０２ａと円筒状の固定体１０４との僅かな組み立て誤差を吸収させることができる。
【００４７】
なお、陰極電子銃１０２の陰極保持体１０２ａには、ハウジング１１の外囲器保持部１１ａを貫通する所定の長さが与えられ、ハウジング１１の接地極１４が設けられる側と反対の側で、陰極電子銃１０２への電源の供給に利用される接続部（負の高電圧供給端子）１０９と電気的に接続される。
【００４８】
陽極ターゲット１０３を保持した側の真空外囲器１０１の所定の位置であって、ベアリング部材１０６の概ね外側に位置する真空外囲器１０１の軸受け部１０１ａの近傍には、ロータ１１０が設けられている。ロータ１１０は、真空外囲器１０１の端部の周囲に設けられている。ロータ１１０の外周面には、真空外囲器１０１を回転させるための推進力を受ける複数の永久磁石１１０ａが設けられている。
【００４９】
永久磁石１１０ａと実質的に同軸状となるハウジング１１内の所定の位置には、永久磁石１１０ａに対して、任意のタイミングで磁力を提供するステータコイル１２が設けられている。ここで、ステータコイル１２は回転駆動装置として機能している。
【００５０】
このようなＸ線管装置８においては、ステータコイル１２に所定の電流が供給されることで、真空外囲器１０１が所定の速度で回転され、真空外囲器１０１の内側に設けられた陽極ターゲット１０３が所定の速度で回転された状態で陰極電子銃１０２から放射された電子が衝突されることで、陽極ターゲット１０３から所定の波長のＸ線が出力される。出力されたＸ線は、真空外囲器１０１の円筒状部の所定の位置に規定されたＸ線放射窓１０１ｂおよびハウジング１１の円筒状部の所定の規定されたＸ線放射窓１１ｄから外部へ放射される。
【００５１】
ハウジング１１の内部および真空外囲器１０１の外部間の所定の領域には、循環路１５が形成されている。循環路１５は陽極ターゲット１０３に近接している。循環路１５は、冷却器９に繋がり、水系冷却液１３が循環する領域である。例えば軸受け部１０１ａの近傍のハウジング１１に設けられた冷却液入口１１ｅを介して、ハウジング１１内部に水系冷却液１３が注入され、循環路１５を通り、例えば接地極１４の近傍に設けられた冷却液出口１１ｆから水系冷却液１３が排出されることで、軸受け部１０１ａおよび真空外囲器１０１内に組み込まれた陽極ターゲット１０３が冷却される。
【００５２】
また、真空外囲器１０１の内側、すなわち陰極電子銃１０２と陽極ターゲット１０３は、磁性流体真空シール部材１０５により、所定の真空下に位置されている。磁性流体真空シール部材１０５は、例えば、神山による「潤滑」第３０巻第８号ｐｐ７５〜７８に報告があるが、圧力（気圧）差を維持するシール材であり、高速で回転される真空外囲器１０１内を所定の真空（減圧）下に維持するために有益である。
【００５３】
なお、ベアリング部材１０６のうちの磁性流体真空シール部材１０５から離れた側のベアリング部材を、内筒と外筒との間がシール材によりシールされているシール型とすることで、一層、磁性流体真空シール部材１０５に水系冷却液１３が回り込むことを抑止できる。
【００５４】
冷却器９は、水系冷却液放熱手段となる熱交換器９１ａとポンプ９１ｂを有する冷却部９１、流量制御機構を構成する流量制御部９２、および流量検出機構を構成する流量検出部９３を備えている。流量検出部９３は水系冷却液１３の流路に設けられた流量計９４を通して水系冷却液１３の流量を検出し監視する。
【００５５】
ハウジング１１の内部および真空外囲器１０１の外部間の所定の領域に形成された循環路１５を通り、Ｘ線管本体１０、ステータコイル１２等を冷熱した水系冷却液１３は、冷却部９１の熱交換器９１ａにおいて冷却される。そして、ポンプ９１ｂにより循環路１５に再び送液される。このようにして、Ｘ線管本体１０、ステータコイル１２等において発生する熱が、ハウジング１１の外部へ放出される。ここで、水系冷却液１３の循環流量は断続的に変動するようになっている。
【００５６】
熱交換器９１ａは例えばファンにより空気が吹き付けられるラジエータである。あるいは、気化する冷却媒体が用いられ、その冷却媒体が気体に変化する際の気化熱を利用した高効率の熱交換ができるようになっていてもよい。
【００５７】
そして、流量制御部９２および流量検出部９３は、第１の実施形態で説明したのと同様な構造であり、ポンプ９１ｂの電動モータを例えばインバータ制御する。これにより、水系冷却液１３は例えば第１の実施形態で説明したような脈流、間欠流のような断続的な流量変動が可能になる。
【００５８】
水系冷却液１３における脈流、間欠流等の流量変動は、第１の実施形態で説明したのと同様に、水系冷却液１３の循環流路における配管の内壁に付着したスケール、スラッジ等の汚染堆積物を除去する。あるいは、水系冷却液１３の循環流路における配管の内壁へのスケール、スラッジ等の付着を低減するように働く。
【００５９】
このようにして、冷却器９において、水系冷却液１３の循環流路での汚染堆積物の配管内壁への付着および堆積が大幅に低減する。そして、例えば高出力になる回転陽極型Ｘ線管に対して、水系冷却液１３の流量不足からくる冷却効率の低下が防止される。
【００６０】
なお、図示しないが、上述したＸ線管装置８には、負の高電圧発生器、Ｘ線管装置８を制御する主制御部、ステータコイル駆動電源部、回転状態検出部等が備えられている。
【００６１】
第２の実施形態では、Ｘ線管本体等の冷却効率の向上およびその安定した放熱が図れる。そして、Ｘ線管装置の低コスト化、信頼性向上等が容易になる。
【００６２】
上記実施形態では、Ｘ線管として回転陽極型Ｘ線管の場合について説明しているが、固定陽極型Ｘ線管であっても同様にできる。更に、第１の実施形態において、ハウジング内に例えば高電圧発生器、変圧器等が絶縁油に浸漬され収納されていても構わない。
【００６３】
また、Ｘ線管装置は、第１の実施形態で説明した冷却器および第２の実施形態で説明した冷却器を共に備えた構造になっていてもよい。
【００６４】
また、冷却器において、ポンプは水系冷却液あるいは絶縁油を熱交換器に対して逆方向に送液するようになっていてもよい。水系冷却液の流路にはフィルタが取り付けられていても構わない。
【００６５】
（他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。
【符号の説明】
【００６６】
１，８…Ｘ線管装置、２，９…冷却器、２１…１次冷却部、２１ａ…１次熱交換器、２１ｂ…１次循環ポンプ、２２…２次冷却部、２２ａ…２次熱交換器、２２ｂ…２次循環ポンプ、２３，９２…流量制御部、２４，９３…流量検出部、２５，９４…流量計、３，１１ハウジング、３ａ，５５ａ，１０１ｂ，１１ｄ…Ｘ線放射窓、４…絶縁油、５，１０…Ｘ線管本体、５１，１０３…陽極ターゲット、５２…陰極、５３…回転体、５４，１０４…固定体、５５，１０１…真空外囲器、６，１２…ステータコイル、７，１３水系冷却液、９１…冷却部、９１ａ…熱交換器、９１ｂ…ポンプ、１０２…陰極電子銃、１０５…磁性流体真空シール部材、１０６…ベアリング部材、１１０…ロータ、１５…循環路、Ｒ…回転軸、Ｓ１…陽極側電圧導入ソケット、Ｓ２…陰極側電圧導入ソケット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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