(57)【要約】【課題】熱の放出特性を向上できるＸ線管及びこのＸ線管を備えたＸ線管装置を提供する。【解決手段】Ｘ線管は、陰極１０と、陽極ターゲット２０と、陰極及び陽極ターゲットを収容した真空外囲器３０と、真空外囲器を囲むとともに真空外囲器に間隔を置いて設けられた絶縁性のカバー４０と、陽極ターゲットの熱が伝導されるように設けられ、真空外囲器及びカバー間の間隙を保持して真空外囲器及びカバーを支持するラジエータ５０と、を備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子を放出する陰極と、
前記陰極に対向配置され、前記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を収容した真空外囲器と、
前記真空外囲器を囲むとともに前記真空外囲器に間隔を置いて設けられた絶縁性のカバーと、
前記陽極ターゲットの熱が伝導されるように設けられ、前記真空外囲器及びカバー間の間隙を保持して前記真空外囲器及びカバーを支持するラジエータと、を備えているＸ線管。
【請求項２】
前記カバーの外面に設けられ、前記Ｘ線を外部へ出力可能な開口部を有しているとともに前記Ｘ線を遮蔽する遮蔽部を備えている請求項１に記載のＸ線管。
【請求項３】
前記陽極ターゲットは、前記陽極ターゲットの一端部が前記真空外囲器の外側に露出され、前記真空外囲器に固定されているとともに前記ラジエータに取付けられ、
前記ラジエータは、前記陽極ターゲットを介して前記真空外囲器を支持している請求項１に記載のＸ線管。
【請求項４】
電子を放出する陰極と、前記陰極に対向配置され、前記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を収容した真空外囲器と、前記真空外囲器を囲むとともに前記真空外囲器に間隔を置いて設けられた絶縁性のカバーと、前記陽極ターゲットの熱が伝導されるように設けられ、前記真空外囲器及びカバー間の間隙を保持して前記真空外囲器及びカバーを支持するラジエータと、を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収容した筐体と、
前記筐体内部に充填された冷却液と、を備えているＸ線管装置。
【請求項５】
前記冷却液は絶縁油であり、
前記絶縁油は、前記真空外囲器及びカバー間の間隙を含んで前記筐体内部に充填されている請求項４に記載のＸ線管装置。
【請求項６】
前記カバーの外面に設けられ、前記Ｘ線を外部へ出力可能な開口部を有しているとともに前記Ｘ線を遮蔽する遮蔽部を備えている請求項４に記載のＸ線管装置。
【請求項７】
前記陽極ターゲットは、前記陽極ターゲットの一端部が前記真空外囲器の外側に露出され、前記真空外囲器に固定されているとともに前記ラジエータに取付けられ、
前記ラジエータは、前記陽極ターゲットを介して前記真空外囲器を支持している請求項４に記載のＸ線管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、Ｘ線を発生させるＸ線管及びこのＸ線管を備えた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、固定陽極型Ｘ線管装置や回転陽極型Ｘ線管装置が使用されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。固定陽極型Ｘ線管装置は、Ｘ線回折等に使用されている。固定陽極型Ｘ線管装置は、Ｘ線管としての固定陽極型Ｘ線管と、この固定陽極型Ｘ線管を収容した筐体とを備えている。
【０００３】
固定陽極型Ｘ線管は、陽極ターゲットと、陰極と、真空外囲器と、ラジエータと、絶縁円筒部と、複数の接合部とを有している。陰極は、陽極ターゲットに間隔を置いて対向配置されている。真空外囲器は、陽極ターゲット及び陰極を収容している。陽極ターゲットの一端部は真空外囲器の外側に露出している。真空外囲器の外側において、ラジエータは、陽極ターゲットの一端部に取付けられている。
【０００４】
絶縁円筒部は、真空外囲器を囲むよう真空外囲器の外面に間隔を置いて設けられている。接合部は、真空外囲器及び絶縁円筒部間に設けられている。真空外囲器及び接合部と、絶縁円筒部及び接合部は、それぞれ接着剤により接着されている。このため、真空外囲器及び絶縁円筒部は固定されている。固定陽極型Ｘ線管の絶縁性を向上させるため、絶縁円筒部を設け、接合部をゴムやコルク等の絶縁材料で形成している。筐体内部には冷却液として絶縁油が充填されている。
【０００５】
上記固定陽極型Ｘ線管装置の動作状態において、陽極ターゲット及び陰極間に高電圧を印加することにより、陽極ターゲット及び陰極に電位差を生じさせる。また、電位差が生じた状態で、陰極は電子を放出し、この電子を陽極ターゲットに衝突させる。これにより、陽極ターゲットは、電子と衝突するときにＸ線を放出する。
【０００６】
ここで、電子が陽極ターゲットに衝突したときに発生するエネルギのほとんどは熱として陽極ターゲットに蓄積され、陽極ターゲットは高温になる。この場合、陽極ターゲットの温度は陽極ターゲット材質の溶解温度以下でなくてはならないため、陽極ターゲットの熱を放出させる必要がある。陽極ターゲットの熱は、ラジエータ及び陽極ターゲットからの輻射熱により放出される。すると、ラジエータ及びラジエータ付近の絶縁油が高温になったり、陽極ターゲットからの輻射熱により真空外囲器及び絶縁円筒部間の絶縁油が高温になったりする。上記したことから、固定陽極型Ｘ線管の熱の放出特性を向上させるため、真空外囲器及び絶縁円筒部間を含む筐体内部において、絶縁油を対流させている。
【特許文献１】実公平２−２８６３８号公報
【特許文献２】実開平２−５９５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、真空外囲器及び絶縁円筒部間に複数の接合部が存在するため、真空外囲器及び絶縁円筒部間で絶縁油の対流が悪くなってしまう。この場合、真空外囲器及び絶縁円筒部間の絶縁油の温度が高くなり、耐電圧等に悪影響が生じてしまう。例えば、真空外囲器及び絶縁円筒部間に放電が生じる恐れがある。その他、陽極ターゲットの温度が陽極ターゲット材質の溶解温度を超えてしまう恐れもある。  
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、熱の放出特性を向上できるＸ線管及びこのＸ線管を備えた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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の態様に係るＸ線管は、
電子を放出する陰極と、
前記陰極に対向配置され、前記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を収容した真空外囲器と、
前記真空外囲器を囲むとともに前記真空外囲器に間隔を置いて設けられた絶縁性のカバーと、
前記陽極ターゲットの熱が伝導されるように設けられ、前記真空外囲器及びカバー間の間隙を保持して前記真空外囲器及びカバーを支持するラジエータと、を備えている。
【０００９】
また、本発明の他の態様に係るＸ線管装置は、
電子を放出する陰極と、前記陰極に対向配置され、前記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を収容した真空外囲器と、前記真空外囲器を囲むとともに前記真空外囲器に間隔を置いて設けられた絶縁性のカバーと、前記陽極ターゲットの熱が伝導されるように設けられ、前記真空外囲器及びカバー間の間隙を保持して前記真空外囲器及びカバーを支持するラジエータと、を有したＸ線管と、
前記Ｘ線管を収容した筐体と、
前記筐体内部に充填された冷却液と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、熱の放出特性を向上できるＸ線管及びこのＸ線管を備えたＸ線管装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながらこの発明に係るＸ線管装置を固定陽極型Ｘ線管装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。  
図１及び図２に示すように、固定陽極型Ｘ線管装置は、Ｘ線管としての固定陽極型Ｘ線管１と、固定陽極型Ｘ線管を収容した筐体２と、筐体内部に充填された冷却液としての絶縁油３と、を備えている。  
固定陽極型Ｘ線管１は、陰極１０と、陽極ターゲット２０と、真空外囲器３０と、カバー４０と、ラジエータ５０と、遮蔽部６０とを有している。
【００１２】
陰極１０は、陰極集束電極１１と、陰極フィラメント１２と、ステムピン１３、１４、１５、１６とを有している。陰極フィラメント１２は陰極集束電極１１内に設けられている。陰極フィラメント１２の両端はステムピン１３、１４に電気的に接続されている。ステムピン１３、１４は、真空外囲器３０を貫通し、この真空外囲器に固定されている。
【００１３】
ステムピン１５、１６は、真空外囲器３０を貫通し、この真空外囲器に固定されている。真空外囲器３０内部において、ステムピン１６は陰極集束電極１１に電気的に接続されている。陰極フィラメント１２には、真空外囲器３０の外部からステムピン１３、１４を介して負の電圧が印加される。同時に、陰極集束電極１１には、真空外囲器３０の外部からステムピン１６を介して負の電圧が印加される。
【００１４】
陽極ターゲット２０は、陰極１０に対向配置されている。陽極ターゲット２０は、陽極２１と、この陽極の外面の一部に設けられたターゲット層２２とを有している。陽極２１は、形状が円柱状であり、Ｍｏ等の材料で形成されている。陽極２１は、この一端部が真空外囲器３０の外側に露出されているとともに真空外囲器に固定されている。なお、陽極２１には、真空外囲器３０の外部から正の電圧が印加される。
【００１５】
ターゲット層２２は、Ｗ（タングステン）等の材料で形成され、陰極１０に対向配置されている。ターゲット層２２は、陽極２１の他端部の平面に設けられている。なお、この他端部の平面は傾斜している。
【００１６】
真空外囲器３０は、陰極１０及び陽極ターゲット２０を収容している。真空外囲器３０は、一端が閉塞された円筒形に形成されている。真空外囲器３０の他端は、陽極２１によって閉塞されている。真空外囲器３０は、内部が真空状態に維持され、密閉されている。真空外囲器３０は、絶縁性の材料として、例えばガラスで形成されている。
【００１７】
カバー４０は、真空外囲器３０を囲むとともにこの真空外囲器に間隔を置いて設けられている。カバー４０は円筒形に形成されている。カバー４０は絶縁性の材料で形成されている。カバー４０は、固定陽極型Ｘ線管１の絶縁性を向上させるために設けられている。
【００１８】
ラジエータ５０は、真空外囲器３０の外面及びカバー４０の内面間の間隙を保持してこれら真空外囲器及びカバーを支持している。ラジエータ５０に陽極２１が取付けられている。ここで、陽極２１は真空外囲器３０に固定され、陽極２１の一端部は真空外囲器の外側に露出されている。ラジエータ５０は、陽極２１を介して真空外囲器３０を支持している。上記したように、ラジエータ５０は、陽極ターゲット２０の熱が伝導されるように設けられている。ラジエータ５０は、陽極ターゲット２０から伝わる熱を外部に放出する機能を有している。
【００１９】
カバー４０の一端側の筒先及びラジエータ５０は、ネジやボルト等用いて固定され、これにより、ラジエータ５０はカバー４０を支持している。この実施の形態において、カバー４０及びラジエータ５０は、４個所でネジを用いて固定されている。カバー４０及びラジエータ５０の固定にネジやボルト等用いることにより、カバー及びラジエータの組立て及び分解を容易にすることができる。また、ラジエータ５０は、カバー４０の筒先を全て塞がない形状である。このため、ラジエータ５０が取付けられたカバーの筒先は絶縁油３の流れる流路が形成されている。
【００２０】
遮蔽部６０は、カバー４０の外面を覆うように設けられている。遮蔽部６０は、Ｘ線を透過させにくい物質として、例えばＰｂ（鉛）で形成されている。遮蔽部６０は、Ｘ線を遮蔽することができる。遮蔽部６０は、カバー４０の外面に設けられ、Ｘ線を外部へ出力可能な開口部６１を有している。開口部６１は、Ｘ線が放出される正規の方向に形成されている。
【００２１】
筐体２は、陰極１０及びターゲット層２２と対向した付近にＸ線を透過させるＸ線放射窓２ａを有している。筐体２内部には固定陽極型Ｘ線管１が収容されている他、絶縁油３が充填されている。絶縁油３は、真空外囲器３０及びカバー４０間の間隙を含んで筐体２内部に充填されている。
【００２２】
絶縁油３は、筐体２と、図示しない冷却器との間で循環され、冷却器で冷却される。また、図示しないが、冷却された絶縁油３は、ラジエータ５０に吐出される他、真空外囲器３０及びカバー４０間の間隙を流れることになる。
【００２３】
上記固定陽極型Ｘ線管装置の動作状態において、陰極１０に負の電圧が印加され、陽極ターゲット２０に正の電圧が印加されることにより、陰極及び陽極ターゲット間に電位差が生じる。このため、陰極１０は、電子を放出すると、この電子は、加速され、ターゲット層２２に衝突される。これにより、ターゲット層２２は、電子と衝突するときにＸ線を放出し、放出されたＸ線はＸ線放射窓２ａを介して筐体２外部に放出される。
【００２４】
以上のように構成された固定陽極型Ｘ線管装置によれば、ラジエータ５０は、陽極ターゲット２０の熱が伝導されるように設けられ、真空外囲器３０及びカバー４０間の間隙を保持してこれら真空外囲器及びカバーを支持している。真空外囲器３０及びカバー４０間の間隙に、固定陽極型Ｘ線管１を形成する部材は存在しない。
【００２５】
真空外囲器３０及びカバー４０間における絶縁油３の対流を向上させることができるため真空外囲器の冷却効率を向上させることができ、真空外囲器及びカバー間の絶縁油の温度の上昇を抑制することができる。ラジエータ５０は、絶縁油３により冷却されるため、陽極ターゲット２０の熱を放出することができる。真空外囲器３０及びカバー４０間の間隙に固定陽極型Ｘ線管１を形成する部材が存在した場合に比べ、熱の放出特性の向上した固定陽極型Ｘ線管１を得ることができる。
【００２６】
上記したことから、真空外囲器３０及びカバー４０間の絶縁油３の温度の上昇を抑制することができるため、耐電圧等に生じる悪影響を抑制することができる。例えば、真空外囲器３０及びカバー４０間に生じる恐れのある放電を抑制することができる。
【００２７】
真空外囲器３０及びカバー４０を接合するために、真空外囲器及びカバー間に複数の接合部を設ける必要はない。このため、真空外囲器３０及びカバー４０の接合に用いる製造部品の分、製造コストを抑制することができる。また、接合部を用いて真空外囲器３０及びカバー４０を接合した場合にかかる接合時間の分、製造時間を短縮することができる。上記接合時間としては、真空外囲器３０及びカバー４０の位置出しの手間と、真空外囲器及び接合部間の接着が安定するまでの時間と、カバー及び接合部間の接着が安定するまでの時間等が挙げられる。また、接合時間の他、分解時においては、接合部を剥がす手間を省くことができる。  
遮蔽部６０を設けることにより、不要なＸ線を遮蔽し漏洩Ｘ線を低減させることができる。
【００２８】
なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、図３及び図４に示すように、ラジエータ５０にフィン５１が付けられていても良い。これにより、ラジエータ５０の表面積を大きくして冷却効率をさらに向上させることができる。また、図５及び図６に示すように、ラジエータ５０は、フィン５１が付けられたキャップ５２を有していても良い。これにより、ラジエータ５０の表面積を大きくして冷却効率を向上させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の実施の形態に係る固定陽極型Ｘ線管装置を示す断面図。
【図２】図１に示した固定陽極型Ｘ線管を示す平面図。
【図３】上記固定陽極型Ｘ線管のラジエータの変形例を概略的に示す断面図。
【図４】図３に示した固定陽極型Ｘ線管を示す平面図。
【図５】上記固定陽極型Ｘ線管のラジエータの他の変形例を概略的に示す断面図。
【図６】図５に示した固定陽極型Ｘ線管を示す平面図。
【符号の説明】
【００３０】
１…固定陽極型Ｘ線管、２…筐体、３…絶縁油、１０…陰極、２０…陽極ターゲット、２１…陽極、２２…ターゲット層、３０…真空外囲器、４０…カバー、５０…ラジエータ、６０…遮蔽部、６１…開口部。
【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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