(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１圧力が掛かった冷却液を取入れる取入れ口と、前記冷却液を排出する排出口と、を有したハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、電子を放出する陰極と、前記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と、前記陰極及び陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器と、前記陽極ターゲットへの電子の衝突に伴って発生する熱を前記第１圧力より低い第２圧力が掛かった前記冷却液に沸騰熱伝達し、かつ前記ハウジングの排出口に直接、又は継手を介して間接的に接続されている熱伝達面と、を有したＸ線管と、
前記取入れ口と前記排出口と間の前記ハウジング内に形成され、前記冷却液を収容し、前記熱伝達面を含む循環路と、
前記ハウジングの取入れ口と排出口との間に取付けられ、前記循環路との間で前記冷却液を循環させる循環ポンプと、を備えていることを特徴とするＸ線管装置。
【請求項２】
前記循環路は、前記ハウジングの内面と前記Ｘ線管の外面との間の空間を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項３】
前記ハウジングの取入れ口と前記循環ポンプとの間に取付けられ、前記冷却液の熱を外部に放出する熱交換器をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項４】
前記循環路は、前記冷却液が、前記ハウジング内部、前記熱伝達面の順に流れるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項５】
前記陰極から前記陽極ターゲットに向かう電子が前記陽極ターゲットにて反跳した反跳電子を捕獲する内面を有し、前記循環路の一部を形成する反跳電子捕獲構造体をさらに備え、
前記循環路は、前記冷却液が、前記ハウジング内部、前記反跳電子捕獲構造体、前記熱伝達面の順、又は前記反跳電子捕獲構造体、前記ハウジング内部、前記熱伝達面の順に流れるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のＸ線管装置。
【請求項６】
容器と、前記容器を、前記循環路を含む前記冷却液の流路に連通し前記冷却液が充満する第１空間と、第２空間とに隔て、前記冷却液の温度変化による体積変化を吸収する伸縮自在のベローズと、を有したベローズ機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の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、Ｘ線管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、Ｘ線管装置として、回転陽極型Ｘ線管装置が知られている。回転陽極型Ｘ線管装置は、回転陽極型Ｘ線管を備えている。この回転陽極型Ｘ線管は、静止状態の真空外囲器と、真空外囲器内に回転可能に設けられた陽極ターゲットと、真空外囲器内に静止して設けられた陰極とを有している。近年では、陽極ターゲットの電子衝突面の近傍を冷却液により強制的に冷却する回転陽極型Ｘ線管が知られている。これにより、Ｘ線を放出させるために陽極ターゲットの電子衝突面に電子ビームを衝突させている期間に、陽極ターゲットから発生する熱を、冷却液に伝熱させることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平５−２７２０５号公報
【特許文献２】特開２００６−５４１８１号公報
【特許文献３】国際公開第２００８／０６９１９５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなＸ線管装置では、Ｘ線を放出させて使用する際、熱伝達面近傍の冷却液はサブクール沸騰状態となる。その場合の冷却液としては蒸発熱が大きい水系冷却液が好ましく、一般的に水またはグリコール水溶液が使用される。冷却液を含んだままでの装置の輸送を行う場合には、凍結を防ぐため、グリコール水溶液が使用される。
【０００５】
いずれにしても、沸点は大気圧下で１００℃以上となるため、熱伝達面近傍の冷却液温度は１００℃を越えることになる。また、冷却器のポンプより吐出した冷却液は大気圧より高い圧力となっているため、沸点はさらに高くなる。冷却液が高温となり、陽極ターゲットの冷却特性が悪化した場合、Ｘ線管装置に、例えば以下に示すような悪影響を及ぼすことになる。
【０００６】
１）安全上の問題として、Ｘ線管装置の外表面温度が８０℃以上とならない設計が求められる。しかし、冷却液の沸点が１００℃以上である場合、長時間の熱負荷が継続されるとこの安全基準を満たすことが困難となるという大きな問題がある。
【０００７】
２）グリコールは冷却液中に酸素が存在すると、酸化されて最終的にはギ酸やグリコール酸が生成される。このため、冷却液としてグリコール水溶液を使用した場合、使用期間中に次第に酸性になり、冷却液に浸る金属の腐食を増大させる。その結果、腐食による真空破壊を引き起こしたり、腐食生成物がフィルタをつまらせて冷却液の循環流量を低下させたり、腐食生成物がスケールとして熱伝達面に堆積することにより熱伝達率が低下してＸ線管内部温度が上昇して故障を引き起こしたりする場合がある。
【０００８】
このような腐食の進行（悪化の速度）は冷却液の温度が高いほど大きく、上記の１００℃を超える温度は好ましくない。冷却液の循環路が密閉系である場合、予め冷却液を脱気しておくことにより初期的には冷却液中に溶存する酸素の量は少ない状態が保たれるが、長期間の使用に伴って、外気から非常に遅い速度で侵入してくる酸素ガスの累積的影響は無視できるレベルではない。冷却液の循環路が開放系である場合にはより深刻な結果となる。
【０００９】
また、上記のように、腐食生成物がスケールとして熱伝達面に堆積してしまった場合、救済する手立てはなかった。熱伝達率が低下してＸ線管内部温度が上昇する結果引き起こされる故障が予期せず発生するため、Ｘ線の曝射が長期間中断されてしまうという恐れがある。
【００１０】
３）特許文献３のように液体金属を潤滑材とした軸受を介して熱伝達を行う場合には、軸受面の温度が高いと軸受面と液体金属との反応が促進され、次第に軸受面に反応物が堆積して軸受性能が低下する。このため軸受設計では使用時の軸受面温度を極力低くすることが要求される。冷却液の沸点が１００℃以上であることは、熱伝達面の温度は１１０℃乃至１６０℃となることを意味し、これが上記の軸受設計上の障害となる場合がある。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、陽極ターゲットの冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施形態に係るＸ線管装置は、
第１圧力が掛かった冷却液を取入れる取入れ口と、前記冷却液を排出する排出口と、を有したハウジングと、
前記ハウジング内に収容され、電子を放出する陰極と、前記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と、前記陰極及び陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器と、前記陽極ターゲットへの電子の衝突に伴って発生する熱を前記第１圧力より低い第２圧力が掛かった前記冷却液に沸騰熱伝達し、かつ前記ハウジングの排出口に直接、又は継手を介して間接的に接続されている熱伝達面と、を有したＸ線管と、
前記取入れ口と前記排出口と間の前記ハウジング内に形成され、前記冷却液を収容し、前記熱伝達面を含む循環路と、
前記ハウジングの取入れ口と排出口との間に取付けられ、前記循環路との間で前記冷却液を循環させる循環ポンプと、を備えていることを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＸ線管装置を示す概略構成図である。
【図２】図２は、上記Ｘ線管装置のＸ線管を含むＸ線管装置を示す断面図である。
【図３】図３は、図２に示したＸ線管装置を示す他の断面図である。
【図４】図４は、図２及び図３に示したＸ線管の一部を拡大して示した断面図である。
【図５】図５は、第２の実施形態に係るＸ線管装置を示す概略構成図である。
【図６】図６は、第３の実施形態に係るＸ線管装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら第１の実施形態に係るＸ線管装置について詳細に説明する。
図１に示すように、Ｘ線管装置は、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置に組み込まれ、対象物すなわち非検査対象に対して照射すべきＸ線を放射するものである。Ｘ線管装置は、固定陽極型のＸ線管装置であり、ハウジング２と、ハウジング２に収容され、所定強度のＸ線を所定方向に向けて放射可能なＸ線管１と、冷却液３を循環させる冷却装置５とを備えている。
【００１４】
Ｘ線管１は、電子を放出する陰極と、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と、陰極及び陽極ターゲットが収納配置された真空外囲器と、陽極ターゲットへの電子の衝突に伴って発生する熱が伝えられる熱伝達面１ｓと、を有している。Ｘ線管１は、冷却液取入れ口１ｂ及び冷却液排出口１ｃを含む熱伝達チャンバ１ａをさらに有している。熱伝達面１ｓでは、Ｘ線管１の内部における熱流速が最も高くなるものである。熱伝達面１ｓは、熱伝達チャンバ１ａの壁面である。熱伝達面１ｓは、熱伝達率に優れた材料として、例えば銅等の金属で形成されている。
【００１５】
熱伝達チャンバ１ａは、陽極ターゲットに近接している。熱伝達チャンバ１ａは、冷却液３が循環する領域である。熱伝達チャンバ１ａを冷却液３が循環することで、Ｘ線管１、特に陽極ターゲットが冷却される。
【００１６】
Ｘ線管装置は、ハウジング２内に形成された循環路６を備えている。循環路６は、ハウジング２における冷却液３の取入れ口と冷却液３の排出口と間に形成されている。循環路６は、ハウジング２の内面とＸ線管１の外面との間の空間（ハウジング内部）を含んでいる。循環路６は、冷却液３を収容し、熱伝達チャンバ１ａ（熱伝達面１ｓ）を含んでいる。
【００１７】
冷却液取入れ口１ｂは、ハウジング２に取付けられたソケット２ａに気密に連通している。冷却液排出口１ｃは、ハウジング２に取付けられたソケット２ｂに気密に連通している。
【００１８】
図１乃至図４に示すように、Ｘ線管１は固定陽極型のＸ線管である。Ｘ線管１は、真空外囲器１３１を備えている。真空外囲器１３１は、真空容器１３２と、絶縁部材１５０とを備えている。この実施形態において、絶縁部材１５０は、高電圧絶縁部材として機能している。絶縁部材１５０には陰極１３６が取り付けられ、絶縁部材１５０は、真空外囲器１３１の一部を形成している。
【００１９】
陽極ターゲット１３５は、真空外囲器１３１の一部を形成している。陽極ターゲット１３５は、真空外囲器１３１の外部に小さく開口し、ターゲット面１３５ｂ近傍で膨らんだ壺形に形成されている。陽極ターゲット１３５、陰極１３６、集束電極１０９及び加速電極１０８は、真空外囲器１３１に収納されている。陽極ターゲット１３５には、電圧供給配線が接続されている。陽極ターゲット１３５及び加速電極１０８は接地電位に設定されている。陰極１３６及び集束電極１０９と対向した個所の真空容器１３２は筒状に形成されている。陰極１３６には、負の高電圧が印加される。集束電極１０９には、調整された負の高電圧が供給される。真空外囲器１３１の内部は真空状態である。金属表面部１３４は、Ｘ線透過窓１３１ｗの真空側の表面を含む真空容器１３２の内側に設けられ、接地電位に設定されている。
【００２０】
また、Ｘ線管１は、管部１４１と、環部１４２とを備えている。管部１４１は、金属で形成されている。管部１４１の一端部は、陽極ターゲット１３５の内部に挿入されている。環部１４２は、陽極ターゲット１３５内に設けられている。環部１４２は、管部１４１の一端部の側面を囲むように管部１４１と一体に形成されている。環部１４２は陽極ターゲット１３５に隙間を置いて設けられている。管部１４１の他端部は、冷却液排出口１ｃを形成している。陽極ターゲット１３５の開口は、管部１４１との間に冷却液取入れ口１ｂを形成している。このため、ハウジング２内は、冷却液３で満たされる。
【００２１】
ハウジング２は、Ｘ線透過窓１３１ｗに対向したＸ線透過窓２ｗを有している。ハウジング２において、冷却液３を取入れる取入れ口にはソケット２ａが取付けられ、冷却液３を排出する排出口にはソケット２ｂが取付けられている。ソケット２ｂは、冷却液排出口１ｃに連通している。ハウジング２の取入れ口は、第１圧力が掛かった冷却液を取入れるものである。
【００２２】
熱伝達面１ｓは、ハウジング２の排出口に直接、又は継手を介して間接的に接続されている。ここでは、熱伝達面１ｓは、ハウジング２の排出口に管部１４１を介して間接的に接続されている。
【００２３】
ハウジング２内には、偏向部１７０が収容されている。偏向部１７０は、磁気偏向部であり、真空容器１３２の外側で、電子ビームの軌道を取り囲む位置に設けられている。偏向部１７０は、陰極１３６から放出される電子ビームを偏向させ、焦点の位置をターゲット面１３５ｂ上で移動させるものである。
【００２４】
図１に示すように、冷却装置５は、循環流路１０、循環ポンプ２０、ベローズ機構としての空盆３０及び熱交換器４０を有している。また、冷却装置５は、循環流路１０、循環ポンプ２０、空盆３０及び熱交換器４０を収容した筐体５ａを有している。
【００２５】
循環流路１０は、導管１０ａ、導管１０ｂ及び導管１０ｃを有している。導管１０ａの一端には、プラグ１１が気密に取付けられている。ソケット２ｂ及びプラグ１１は、着脱可能な連結器としてのカプラ８を形成している。導管１０ｃの一端には、プラグ１２が気密に取付けられている。ソケット２ａ及びプラグ１２は、着脱可能な連結器としてのカプラ９を形成している。
【００２６】
循環流路１０は、熱伝達面１ｓを含む循環路６に連通されている。詳しくは、導管１０ａは、カプラ８を介して循環路６の冷却液排出口１ｃに連通している。導管１０ｃは、カプラ９を介して循環路６の冷却液取入れ口１ｂに連通している。循環流路１０は、熱伝達面１ｓから放出される熱（沸騰熱）が伝達される冷却液３を収容する。
【００２７】
循環ポンプ２０は、ハウジング２における冷却液３の取入れ口と冷却液３の排出口との間に取付けられている。ここでは、循環ポンプ２０は循環流路１０に気密に取付けられている。詳しくは、循環ポンプ２０は、導管１０ａ及び導管１０ｂ間に気密に取付けられている。循環ポンプ２０は、導管１０ｂに冷却液３を吐き出し、導管１０ａから冷却液３を取り込む。
【００２８】
循環ポンプ２０は、循環路６との間で冷却液３を循環させることができる。これにより、冷却液３は、導管１０ｂ、導管１０ｃ、循環路６及び導管１０ａの順に流れる。循環路６は、冷却液３が、ハウジング２内部、熱伝達面１ｓの順に流れるように形成されている。このため、熱伝達面１ｓには、上記第１圧力より低い第２圧力が掛かった冷却液３が流れる。そして、熱伝達面１ｓから第２圧力が掛かった冷却液３に沸騰熱伝達される。
【００２９】
ベローズ機構としての空盆３０は、容器３１及びベローズ３２を有している。容器３１は、開口部３１ａを有している。ベローズ３２は、容器３１を、循環路６を含む冷却液３の流路に連通し冷却液３が充満する第１空間３３と、第２空間３４とに隔てる。
【００３０】
ここでは、開口部３１ａは第１空間３３に開口し、循環流路１０の導管１０ａに気密に連通されている。ベローズ３２は、容器３１に液密に取付けられている。ここでは、ベローズ３２はゴムで形成されている。ベローズ３２は、冷却液３の温度変化による体積変化を吸収し、伸縮自在である。このため、ベローズ３２は、冷却液３の体積の膨張及び収縮を吸収することができる。
【００３１】
熱交換器４０は、循環流路１０に取付けられ、詳しくは、ハウジング２における冷却液３の取入れ口と循環ポンプ２０との間に取付けられ、冷却液３の熱を外部に放出する。熱交換器４０は、ラジエータ４１、ファン４２及びファン４３を有している。
【００３２】
ラジエータ４１は、導管１０ｂ及び導管１０ｃに気密に取付けられている。熱交換器４０は、ファン４２及びファン４３により、ラジエータ４１に空気を吹き付けることにより、冷却液３の熱を外部へ放出させ、冷却液３を冷却するものである。なお、熱交換器４０及び循環ポンプ２０も循環流路１０の一部を形成している。  
上記のようにＸ線管装置が形成されている。
【００３３】
上記のように構成された第１の実施形態に係るＸ線管装置によれば、Ｘ線管装置は、ハウジング２と、Ｘ線管１と、循環路６と、循環ポンプ２０と、を備えている。ハウジング２は、第１圧力が掛かった冷却液３を取入れる取入れ口を有している。Ｘ線管１の熱伝達面１ｓは、循環ポンプ２０の吸い込み口の近くに配置されている。熱伝達面１ｓでは、陽極ターゲット１３５への電子の衝突に伴って発生する熱が伝えられるため、Ｘ線管１の内部における熱流速が最も高く、第１圧力より低い第２圧力が掛かった冷却液３が流れるものである。
【００３４】
圧力が低減された冷却液３が熱伝達面１ｓを流れるため、次に挙げる効果を得ることができる。  
・冷却液３に掛かる圧力を第１圧力から第２圧力に低減できた分、冷却液３の沸点を下げることができる。冷却液３の温度が高温にならなくとも、優れた熱流速を得ることができる。Ｘ線管装置の外表面温度を上がり難くすることができるため、長時間の熱負荷が継続される場合であっても、Ｘ線管装置の外表面温度が８０℃以上とならない設計に貢献することができる。
【００３５】
・上記のように優れた熱流速を得ることができるため、冷却液３の温度の上昇を抑制することができ、冷却液３に浸る金属の腐食を低減することができる。冷却液３に金属部分が接触し、金属部分が腐食し易い銅を主成分とする材料で形成されている場合であっても、腐食の発生を抑制することができる。すなわち、冷却液３によるＸ線管装置の内部腐食を低減することができる。熱伝達チャンバ１ａや、循環流路１０に穴が形成される等の腐食によって生じる不良を低減できるため、長期にわたって信頼性が高く、製品寿命の長いＸ線管装置を得ることができる。  
上記のことから、陽極ターゲットの冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を得ることができる。
【００３６】
次に、第２の実施形態に係るＸ線管装置について詳細に説明する。この実施形態において、Ｘ線管装置は、回転陽極型のＸ線管装置である。また、上記第１の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
図５に示すように、Ｘ線管装置は、ハウジング２と、ハウジング２内に収容された回転陽極型のＸ線管１とを備えている。Ｘ線管１は、後述する陽極ターゲット２２６の電位が接地電位となる陽極接地型のＸ線管である。
【００３８】
ハウジング２内には、冷却液３が収容されている。冷却液３としては、例えばグリコール水などの不凍液を含む水系冷却液を利用することができる。ハウジング２は、第１圧力が掛かった冷却液３を取入れる取入れ口２ｉと、冷却液３を排出する排出口２ｏと、を有している。取入れ口２ｉと排出口２ｏと間のハウジング２内には、熱伝達面１ｓを含む循環路６が形成されている。冷却液３は、循環路６に収容されている。
【００３９】
取入れ口２ｉはホースを介してソケット２ａに接続されている。排出口２ｏはホースを介してソケット２ｂに接続されている。冷却液３は、循環路６と冷却装置５との間で循環され、冷却器にて冷却される。ハウジング２は、Ｘ線が透過するＸ線透過窓２ｗを有している。
【００４０】
Ｘ線管１は、真空外囲器２１５を備えている。真空外囲器２１５は、円筒状の径大部２１６と、径大部２１６より径の小さい円筒状の径小部２１７及び径小部２１８とを有している。径大部２１６及び径小部２１７は、円環部２１６ａを介して気密に接続されている。径大部２１６及び径小部２１８は、円環部２１６ｂを介して気密に接続されている。径小部２１７の一端は、円環部２１７ａで閉塞されている。径小部２１８の一端は、円環部２１８ａで閉塞されている。
【００４１】
円環部２１６ａの中心から外れた開口部には、周壁部３８が気密に取り付けられている。径大部２１６の外周面には、Ｘ線が透過するＸ線透過窓２２０が取り付けられている。Ｘ線透過窓２２０は、Ｘ線透過窓２ｗに対向している。
【００４２】
Ｘ線管１は、固定軸２２３、回転体２２４及び陽極ターゲット２２６を備えている。固定軸２２３は、真空外囲器２１５内に配置され、真空外囲器２１５の中心に位置している。固定軸２２３は、中心軸に沿って開口した筒状に形成されている。
【００４３】
固定軸２２３には、陽極ターゲット２２６への電子の衝突に伴って発生する熱が伝えられる熱伝達面１ｓが形成されている。熱伝達面１ｓでは、Ｘ線管１の内部における熱流速が最も高いものである。熱伝達面１ｓは、ハウジング２の排出口２ｏに直接、又は継手を介して間接的に接続されている。ここでは、熱伝達面１ｓは、ハウジング２の排出口２ｏに直接、接続されている。
【００４４】
回転体２２４は、真空外囲器２１５内に配置され、固定軸２２３により回転可能に支持されている。回転体２２４は、径小部２１８内に位置したロータ部２２５を有している。なお、Ｘ線管１は、すべり軸受けを使用しており、固定軸２２３及び回転体２２４間には、潤滑剤としての液体金属が充填されている。液体金属としては、例えばガリウム・インジウム・錫合金（ＧａＩｎＳｎ）を利用することができる。
【００４５】
陽極ターゲット２２６は、円環状に形成され、回転体２２４の外周面に固定されている。ここでは、陽極ターゲット２２６は、内周面全体が回転体２２４の外周面から連続するように回転体２２４と一体成形されている。
【００４６】
後述する陰極２３１と対向した側の陽極ターゲット２２６には、所定の角度で傾斜が形成されている。陽極ターゲット２２６の傾斜部上には、ターゲット層２２７が形成されている。ターゲット層２２７に陰極２３１から放出される電子が衝撃することにより焦点が形成され、焦点からＸ線が放出される。
【００４７】
径小部２１８（真空外囲器２１５）の外側には、コイル（ステータコイル）２２８が配置されている。コイル２２８は、ロータ部２２５に与える誘導電磁界を発生する。これにより、ロータ部２２５、すなわち、回転体２２４及び陽極ターゲット２２６を回転させることができる。
【００４８】
Ｘ線管１は、陰極２３１を備えている。陰極２３１は、ターゲット層２２７に対向配置されている。陰極２３１は、電子を放出する電子発生源としてのフィラメント２３２と、フィラメント２３２を支持する陰極支持体２３３とを備えている。ここでは、フィラメント２３２は、長手方向が陽極ターゲット２２６の径方向に沿うように配置されている。
【００４９】
陰極支持体２３３は、絶縁体２３５に固定されている。周壁部２３８は、絶縁体としての絶縁セラミックスにて筒状に形成され、円環部２１６ａの開口部及び絶縁体２３５に気密に接続されている。また、周壁部２３８は、ハウジング２に液密に接続されている。絶縁体２３５及び周壁部２３８は、陰極収納部２１９を形成し、陰極収納部２１９は真空外囲器２１５の一部を形成している。このため、真空外囲器２１５内には、陰極２３１及び陽極ターゲット２２６が収納配置されている。  
なお、Ｘ線管１は陽極接地型のＸ線管であるが、陽極ターゲット２２６のみならず、真空外囲器２１５の金属部分も接地電位に設定されている。
【００５０】
冷却装置５は、循環流路１０、循環ポンプ２０、ベローズ機構としての空盆３０及び熱交換器４０を有している。また、冷却装置５は、循環流路１０、循環ポンプ２０、空盆３０及び熱交換器４０を収容した筐体５ａを有している。
【００５１】
循環流路１０は、熱伝達面１ｓを含む循環路６に連通されている。詳しくは、導管１０ａは、カプラ８を介してハウジング２の排出口２ｏに連通している。導管１０ｃは、カプラ９を介してハウジング２の取入れ口２ｉに連通している。循環流路１０は、熱伝達面１ｓから放出される熱（沸騰熱）が伝達される冷却液３を収容する。
【００５２】
循環ポンプ２０は、ハウジング２の取入れ口２ｉと排出口２ｏとの間に取付けられている。ここでは、循環ポンプ２０は循環流路１０に気密に取付けられている。詳しくは、循環ポンプ２０は、導管１０ａ及び導管１０ｂ間に気密に取付けられている。循環ポンプ２０は、導管１０ｂに冷却液３を吐き出し、導管１０ａから冷却液３を取り込む。
【００５３】
循環ポンプ２０は、循環路６との間で冷却液３を循環させることができる。これにより、冷却液３は、導管１０ｂ、導管１０ｃ、循環路６及び導管１０ａの順に流れる。循環路６は、冷却液３が、ハウジング２内部、熱伝達面１ｓの順に流れるように形成されている。このため、熱伝達面１ｓには、上記第１圧力より低い第２圧力が掛かった冷却液３が流れる。そして、熱伝達面１ｓから第２圧力が掛かった冷却液３に沸騰熱伝達される。
【００５４】
ベローズ機構としての空盆３０は、容器３１及びベローズ３２を有している。容器３１は、開口部３１ａを有している。ベローズ３２は、容器３１を、循環路６を含む冷却液３の流路に連通し冷却液３が充満する第１空間３３と、第２空間３４とに隔てる。
【００５５】
ここでは、開口部３１ａは第１空間３３に開口し、循環流路１０の導管１０ａに気密に連通されている。ベローズ３２は、容器３１に液密に取付けられている。ここでは、ベローズ３２はゴムで形成されている。ベローズ３２は、冷却液３の温度変化による体積変化を吸収し、伸縮自在である。このため、ベローズ３２は、冷却液３の体積の膨張及び収縮を吸収することができる。
【００５６】
熱交換器４０は、循環流路１０に取付けられ、詳しくは、ハウジング２における冷却液３の取入れ口と循環ポンプ２０との間に取付けられ、冷却液３の熱を外部に放出する。熱交換器４０は、ラジエータ４１、ファン４２及びファン４３を有している。
【００５７】
ラジエータ４１は、導管１０ｂ及び導管１０ｃに気密に取付けられている。熱交換器４０は、ファン４２及びファン４３により、ラジエータ４１に空気を吹き付けることにより、冷却液３の熱を外部へ放出させ、冷却液３を冷却するものである。なお、熱交換器４０及び循環ポンプ２０も循環流路１０の一部を形成している。
【００５８】
上記のように構成されたＸ線管装置において、Ｘ線撮影時には、コイル２２８が発生する誘導電磁界がロータ部２２５に与えられ、回転体２２４及び陽極ターゲット２２６が回転する。陰極２３１のフィラメント２３２から放出される電子は陽極ターゲット２２６に衝突し、フィラメント２３２の形状に対応したＸ線焦点がターゲット層２２７に形成される。ターゲット層２２７のＸ線焦点から発生したＸ線は、真空外囲器２１５のＸ線透過窓２２０及びハウジング２のＸ線透過窓２ｗを透過して外部へ出射される。
【００５９】
上記のように構成された第２の実施形態に係るＸ線管装置によれば、Ｘ線管装置は、ハウジング２と、Ｘ線管１と、循環路６と、循環ポンプ２０と、を備えている。ハウジング２は、第１圧力が掛かった冷却液３を取入れる取入れ口２ｉを有している。Ｘ線管１の熱伝達面１ｓは、循環ポンプ２０の吸い込み口の近くに配置されている。熱伝達面１ｓでは、陽極ターゲット２２６（ターゲット層２２７）への電子の衝突に伴って発生する熱が伝えられるため、Ｘ線管１の内部における熱流速が最も高く、第１圧力より低い第２圧力が掛かった冷却液３が流れるものである。
【００６０】
圧力が低減された冷却液３が熱伝達面１ｓを流れるため、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。その他、次に挙げる効果を得ることができる。
【００６１】
・液体金属を潤滑材とした軸受を介して陽極ターゲット２２６から熱伝達面１ｓに熱伝達を行う場合（図５）であっても、上記のように優れた熱流速を得ることができるため、固定軸２２３及び回転体２２４の軸受面と、液体金属との反応を低減することができる。これにより、回転体２２４（陽極ターゲット２２６）の回転速度を上げることができ、
したがって陽極ターゲット２２６（ターゲット層２２７）への電子ビームの入射量を増やすことができ、Ｘ線出力を上げることができる。  
上記のことから、陽極ターゲットの冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を得ることができる。
【００６２】
次に、第３の実施形態に係るＸ線管装置について詳細に説明する。この実施形態において、Ｘ線管装置は、回転陽極型のＸ線管装置である。また、上記第２の実施形態と同一機能部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６３】
図６に示すように、Ｘ線管１は、反跳電子トラップ構造体２３９をさらに備えている。反跳電子トラップ構造体２３９は、円環部２１６ａの開口部及び周壁部２３８に気密に接続されている。反跳電子トラップ構造体２３９は、陰極収納部２１９を形成している。
【００６４】
反跳電子トラップ構造体２３９は、中心部にフィラメント２３２から放出される電子を通過させる円形状の開口部２４１を有し、環状に形成されている。反跳電子トラップ構造体２３９は、フィラメント２３２から放出される電子がターゲット層２２７へ移動する軌道（電子ビームの軌道）を取り囲むように配置されている。反跳電子トラップ構造体２３９において、陰極２３１に対向する面は、平坦面であり、ターゲット層２２７に対向する面は凹面であり、外周面は円筒状に形成されている。反跳電子トラップ構造体２３９は、ターゲット層２２７（陽極ターゲット２２６）にて反跳した反跳電子を捕獲する内面を有している。
【００６５】
反跳電子トラップ構造体２３９は、熱伝導性の高い材料で形成されることが好ましい。反跳電子トラップ構造体２３９は、銅、銅合金、ＧＬＩＤ−ＣＯＰなどの強化銅、モリブデン、モリブデン合金などの金属材料を利用して形成する他、熱伝導率の大きいＳｉＣ、ＡｌＮ、ＢｅＯなどのセラミックス表面を金属薄膜でコーティングしたものを利用して形成することができる。
【００６６】
反跳電子トラップ構造体２３９は、冷却構造としての冷却液流路２４２を備えている。冷却液流路２４２は、反跳電子トラップ構造体２３９の内部に形成され、冷却液３が循環する冷却液の流路である。この場合、冷却液流路２４２の冷却液３を冷却器に循環させることにより、反跳電子トラップ構造体２３９を冷却することができる。冷却液流路２４２は、循環路６の一部を形成している。  
なお、Ｘ線管１は陽極接地型のＸ線管であるが、この場合、反跳電子トラップ構造体２３９も接地電位に設定されている。
【００６７】
循環路６は、冷却液３が、ハウジング２内部及び反跳電子トラップ構造体２３９（冷却液流路２４２）の一方、ハウジング２内部及び反跳電子トラップ構造体２３９（冷却液流路２４２）の他方、熱伝達面１ｓの順に流れるように形成されている。ここでは、循環路６は、冷却液３が、ハウジング２内部、反跳電子トラップ構造体２３９（冷却液流路２４２）、熱伝達面１ｓの順に流れるように形成されている。このため、熱伝達面１ｓには、上記第１圧力より低い第２圧力が掛かった冷却液３が流れる。そして、熱伝達面１ｓから第２圧力が掛かった冷却液３に沸騰熱伝達される。
【００６８】
上記のように構成された第３の実施形態に係るＸ線管装置によれば、Ｘ線管装置は、ハウジング２と、Ｘ線管１と、循環路６と、循環ポンプ２０と、を備えている。ハウジング２は、第１圧力が掛かった冷却液３を取入れる取入れ口２ｉを有している。Ｘ線管１の熱伝達面１ｓは、循環ポンプ２０の吸い込み口の近くに配置されている。熱伝達面１ｓでは、陽極ターゲット２２６（ターゲット層２２７）への電子の衝突に伴って発生する熱が伝えられるため、Ｘ線管１の内部における熱流速が最も高く、第１圧力より低い第２圧力が掛かった冷却液３が流れるものである。
【００６９】
圧力が低減された冷却液３が熱伝達面１ｓを流れるため、上記第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。その他、Ｘ線管１が反跳電子トラップ構造体２３９を備えている場合であっても、冷却液３にて反跳電子トラップ構造体２３９を冷却することができる。  
上記のことから、陽極ターゲットの冷却特性を向上させることができる、信頼性の高いＸ線管装置を得ることができる。
【００７０】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００７１】
例えば、冷却液は、水系冷却液に限定されるものではなく、種々変形可能であり、沸点の低い絶縁油などを利用することも可能である。  
また、Ｘ線管１は、陰極にのみ高電圧を印加する陽極接地型、陽極ターゲットにのみ高電圧を印加する陰極接地型、陰極及び陽極ターゲットの両方に高電圧を印加する中性点接地型の何れであっても、上記の効果を得ることができる。
【００７２】
ベローズ機構（空盆３０）は、循環路６を含む冷却液３の流路に連通されていればよい。このため、ベローズ機構は、筐体５ａの内部に限らず、冷却装置５と独立して筐体５ａの外部に設けられていてもよく、また、ハウジング２内に設けられていてもよい。
【００７３】
冷却装置５等が冷却液３を収容するタンクを有している場合、冷却装置５は、熱交換器４０無しに形成されていてもよい。  
反跳電子トラップ構造体は実施例で示したような、陰極から陽極ターゲットに向かう電子の軌道を取り囲む構造のものに限らず、陽極ターゲットにて反跳した反跳電子を捕獲する内面を有する任意の構造を採用することができる。
【００７４】
本発明は、上述したＸ線管装置に限定されるものではなく、各種の沸騰熱伝達可能な熱伝達面を有するＸ線管装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１…Ｘ線管、１ｓ…熱伝達面、１ｂ…冷却液取入れ口、１ｃ…冷却液排出口、１ａ…熱伝達チャンバ、２…ハウジング、２ｉ…取入れ口、２ｏ…排出口、３…冷却液、５…冷却装置、５ａ…筐体、６…循環路、１０…循環流路、２０…循環ポンプ、３０…空盆、３１…容器、３１ａ…開口部、３２…ベローズ、３３…第１空間、３４…第２空間、４０…熱交換器、１３１…真空外囲器、１３５…陽極ターゲット、１３５ｂ…ターゲット面、１３６…陰極、１４１…管部、２１５…真空外囲器、２２６…陽極ターゲット、２２７…ターゲット層、２３１…陰極、２３２…フィラメント、２３９…反跳電子トラップ構造体、２４２…冷却液流路。
【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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【図６】
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