JP6168901B2 - Ｘ線管装置及びｘ線管装置空冷機構 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、Ｘ線管装置及びＸ線管装置空冷機構に関する。

Ｘ線管を含むＸ線管装置は、医療用の診断装置あるいは工業用の非破壊検査装置や材料分析装置など、多くの用途に利用されている。

医療分野等で行うＸ線撮影や工業用分野で比較的大きな被写体を撮影する場合には、一般に回転陽極型Ｘ線管装置が使用される。回転陽極型Ｘ線管装置は、アルミ鋳物のような脆性材料からなるハウジングと、このハウジング内に収容され、Ｘ線を放射するＸ線管とを備えている。ハウジングの内面には、Ｘ線を遮蔽する鉛板が張り付けられ、また壁面には、Ｘ線管から放射されるＸ線を放射可能に形成された放射口が設けられている。

Ｘ線管は、内部が減圧された真空外囲器を備えている。この真空外囲器内には、高速回転（例えば１００００ＲＰＭ）が可能で、タングステン合金の傘状部（Ｘ線放射層）を有する陽極ターゲットと、陽極ターゲットの傘状部に対向し、陽極ターゲットの回転軸から偏心して配置される陰極とが設けられている。陰極と陽極ターゲットの間には高電圧が印加されており、この高電圧によって、陰極から放出された電子が加速／集束されて陽極ターゲットのＸ線放射層を衝撃することにより、Ｘ線放射層からＸ線が放射される。

なお、Ｘ線に変換される割合は、陽極ターゲットに衝突する電子の運動エネルギの中の約１％とわずかである。残りのエネルギは熱に変換される。このため、高強度の電子ビームが必要とされるＣＴやアンギオグラフィー等の用途の場合には、Ｘ線管の冷却と絶縁のためにＸ線管装置のハウジング内には絶縁油等の冷却液が封入されている。冷却液は、ハウジング外に設置された、冷却液を冷却する冷却器とハウジングとの間を循環する。反面、廉価なＸ線管装置では、自然放熱あるいはファン等を用いる空冷型が一般的であり、冷却液を冷却する冷却器は設けられない。

特開２００７−５２８３号公報 特開２００７−１４９５２１号公報 特開平６−５３８２号公報

廉価なＸ線管装置では、上述の通りＸ線管装置の冷却液を冷却する冷却器は設けられず、Ｘ線管装置の冷却はハウジング表面からの自然放熱によっている。場合によっては、空冷ファンからの冷気をハウジングの放射口の脇に吹き付けることにより放熱を２倍程度に高めることがなされる。

しかしながら、頻繁に撮影が繰り返される場合（集団検診や製造工程でのライン検査）や撮影時間が長くかかるような精密検査においては、使用中にインターロックが働くことがあり、その場合には、やむなく検査を中断してＸ線管装置が十分冷えるまでの間、待機することが必要になる。

また、ハウジング表面温度は国際的な安全基準に沿って、８０℃を越えないように設計されており、上記したインターロックはハウジング表面温度が７５℃〜８０℃で動作するようになっている。しかし、このような高い温度に人間が触れる可能性があるため、十分な安全性が確保されているとは言えないのが現状である。

本発明の目的は、冷却性能が高く、かつ安全性を向上できるＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構を安価に提供することである。

実施形態において、Ｘ線管装置は、ハウジングと、シェル部材と、導入部と、を具備する。ハウジングは、Ｘ線管を収容する。シェル部材は、少なくとも２つに分離可能に形成され、前記ハウジングとの間に所定の隙間空間を介在させて前記ハウジングを覆う。導入部は、前記隙間空間に気流を生じさせるための冷却媒体を前記隙間空間に導入する。

実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。 実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態を適用するＸ線管装置及びＸ線管装置空冷機構の一例を示す。

Ｘ線管、例えば陽極が所定速度で回転する回転陽極型Ｘ線管１０は、真空外囲器１１、真空外囲器１１内に偏心して位置する陰極１２を含む。真空外囲器１１内には、陰極１２と対向して傘状の円盤状回転体（陽極ターゲット）１３が位置する。

円盤状回転体１３の基体は、高融点金属、例えばモリブデンあるいはモリブデン合金、もしくはＴＺＭ（チタンジルコニアモリブデン／炭化物強化型モリブデン合金）などで構成されている。また、陰極１２からの電子ビーム１８が衝突することでＸ線Ｌを発生するターゲット層１４が円盤状回転体１３の所定の位置に環状に設けられている。ターゲット層１４は、例えばタングステン、あるいはレニウム−タングステン合金等のタングステン合金で構成されている。

円盤状回転体１３は、軸１５を介してロータ１６に固定されている。ロータ１６は、その内部に固定体シャフト（図示せず）が嵌め込まれ、ロータ１６と固定体シャフトとの間に、軸受が設けられている。ロータ１６は、真空外囲器１１の外部に配置されたステータ１７の作用で回転する。従って、ロータ１６の回転で、円盤状回転体１３が回転する。

上述したＸ線管１０は、ハウジング１内に位置する。ハウジング１は、陰極１２に電圧を供給する電源端子部（ケーブルソケット収納部）２、陽極ターゲット層１４に電圧を供給する電源端子部（ケーブルソケット収納部）３、及びターゲット層１４からのＸ線Ｌが透過可能な放射口（Ｘ線出力窓）４を有する。なお、Ｘ線管１０などを収容（内装）したハウジング１（電源端子部２，３及びＸ線出力窓４と（Ｘ線管１０など））を、Ｘ線管装置と呼称する。また、Ｘ線管装置は、以下に説明するトラニオンリング５や、図１９及び図２０に一例を示す、支持機構のアームあるいは支持柱等へのマウント用の構造体を伴う場合がある。

ハウジング１の外周の所定の位置には、図示しない支持機構のアームあるいは支持柱等に設けられる支持部（爪機構）からハウジング１の支持を可能とするトラニオンリング５が位置する。トラニオンリング５は、ハウジング１の放射口４の中央からハウジング１の長手方向に、概ね等距離に、ハウジング１に対して実質的に円筒状に位置する。

ハウジング１の外周の所定の位置には、ハウジング１の外周の熱を受け取り外部へ排出するために、ハウジング１の外周に気流、例えば空気（外気等）である冷却媒体の流れ、を与えるシェル（風洞）７が位置する。シェル７は、例えばポリカーボネートやポリブチレンテレフタレート等の樹脂部品または金属部品からなる。

シェル７は、任意数用意されるスペーサ６により、ハウジング１との間に一定の間隔を保持する。なお、スペーサ６は、ハウジング１とシェル７との間を上述の気流が流れることを可能に、例えばハウジング１の周方向において、例えばブロック状、もしくは個々に独立した柱状に設けられる。また、スペーサ６は、ハウジング１の長手方向において、トラニオンリング５よりもハウジング１の両端部寄りに位置することが好ましい。なお、スペーサ６は、例えばゴムやウレタンフォーム等の弾性樹脂部品からなる。また、スペーサ６は、シェル７にＸ線管１０の振動が伝達されることを抑止する。

シェル７は、ハウジング１の電源端子部（ケーブルソケット収納部）２，３及び放射口４を露出した状態で、ハウジング１を覆うように構成される。

シェル７は、例えばハウジング１の長手方向に沿って分割した複数の部品によりに形成される。シェル７はまた、形状を最適化することにより、ハウジング１の放射口４やケーブルソケット収納部２，３の周囲においては環状に位置され、シェル７内を実質的に気密する。シェル７はさらに、シェル７をＸ線管１０及びハウジング１に取り付ける際のシェル７の相互の接合部（境界部）等において、シェル７内の気密性を高めるために、例えばゴムやウレタンフォーム等の弾性樹脂からなるシール部材を有する構造とすることが好ましい。

なお、シェル７を構成する樹脂材料にＸ線管１０からのＸ線を遮蔽する遮蔽材、例えばタングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の少なくとも１つである金属微粒子、並びにタングステン、タンタル、モリブデン、バリウム、ビスマス、希土類金属及び鉛の少なくとも１つの化合物微粒子の少なくとも１つを含有した材料を用いることで、ハウジング１内に用意する遮蔽材の量を低減することができる。また、その場合、ハウジング１（Ｘ線管１０）の交換に伴って廃棄される上記遮蔽材の量を低減できる。なお、遮蔽材は、シェル７とハウジング１との間の任意の位置に設けることができる。

シェル７は後述する気流による冷却作用により、ハウジング１に比較して表面（外面）の温度上昇がハウジング１よりも少なく、例えば操作者らが接触した場合であっても、ハウジング１との接触時に比較して、高温を感じることが低減できる。

シェル７の一端側、例えばステータ１７側には、シェル７内に外部の空気すなわち冷却媒体を流入させる送風ユニット８が位置する。送風ユニット８は、例えば軸流ファンからなる。送風ユニット８は気流導入部９ａを有し、シェル７の一端側から流入エア（外気）を取り込む。気流導入部９ａは例えばスパイラル状あるいはメッシュ状もしくは任意数の孔（開口）を有するフィンガーガードを有する。フィンガーガードは指（人体）もしくは異物がシェル７内に入り込むことを阻止する。

送風ユニット８が取り込んだ外気（冷却媒体）は、送風ユニット８の動作に従いシェル７とハウジング１との間の隙間を通り、気流排出部９ｂを経て外部に放出される。なお、少なくとも気流導入部９ａには、ほこり等がシェル７内に入り込むこと防止するエアフィルターもしくはエアフィルターユニットを有することが好ましい。

エアフィルターもしくはエアフィルターユニットは、清掃あるいは交換のため、例えばシェル７に対して送風ユニット８と一体的に嵌め込む嵌め込み方式とし、シェル７をハウジング１に取り付けたままの状態で、容易に着脱できることが好ましい。また、エアフィルターもしくはエアフィルターユニットは、送風ユニット８をシェル７の端部に蓋状に固定する構造とした場合において、送風ユニット８をシェル７に固定する際に、シェル７と送風ユニット８との間に挟みこむ挟み込み方式としてもよい。

なお、送風ユニット８は、図２に例示するように、例えば陰極１２側に設けられてもよい（シェル７内のＸ線管１０の位置に対する気流導入部９ａと気流排出部９ｂとの位置関係が逆向きの関係となる）。

また、送風ユニット８は、図１が示すように、吸い込み利用（シェル７内に外気を流入する方式）であってもよいし、図１とは気流の向きが逆向きとなる吸出し利用（シェル７内の空気（熱）を外部に排出することでシェル７内に気流を生じさせる方式）であってもよい。なお、吸出し利用の場合を図１を流用して説明すると、シェル７の気流排出部９ｂからシェル７に吸入された外気（気流）は、送風ユニット８の動作に従いシェル７とハウジング１との間の隙間を通り、気流導入部９ａを経て送風ユニット８から外部に放出される。また、吸出し利用の場合には、エアフィルターもしくはエアフィルターユニットは、気流排出部９ｂ側に位置することが好ましい。

図１あるいは図２が示す送風ユニット８の動作により、ハウジング１の外周（円筒）面に沿った冷却風（気流）が提供され、Ｘ線管１０からの熱により上昇するハウジング１（の外周）を、効率よく冷却できる。すなわち、ハウジング１を冷却することにより、Ｘ線管１０の温度を、一定温度以内に維持できる。

なお、図１が示す例において、ハウジング１の送風ユニット８側の端部に、外気（流入エア）をハウジング１とシェル７との間に案内する整流カバー２０を設けることで、流入エア（外気）による風きり音を低減できる。また、整流カバー２０により、ハウジング１とシェル７との間を流れる気流（流入エア）の通過速度が低下することを防止でき、冷却効果を向上できる。なお、図１が示す例において、整流カバー２０を排出側に設けることで、排出エアによる風きり音の低減も期待できる。また、整流カバー２０を排出側に設けた場合には、排出エアの巻き込み（ハウジング１側への戻り流の発生）を低下することが期待でき、冷却効果を、より高めることができる。従い、整流カバー２０を送風ユニット８側の端部及び排出側のそれぞれに設けることで、冷却効果を高め、風きり音をいっそう低減できる。

なお、Ｘ線管１０は、回転陽極型に限らず、固定陽極型であってもよい。また、Ｘ線管１０は、高電圧供給電源等をハウジング１内に（一体に）設けるモノタンク型、であってもよい。

なお、Ｘ線管１０を覆うハウジング１は、図１あるいは図２が示すように、放射口４と電源端子部２，３とのなす角が、９０度である構造が広く採用されているが、放射口４と電源端子部２，３とのなす角は、実質的に任意に設定できる。

図３は、シェル７の両端、すなわちステータ１７側及び陰極１２側のそれぞれに、送風ユニット８を設ける例を示す。なお、図３に示す例は、それぞれ（両端）の送風ユニット８からハウジング１に向けて外気を流入させる例であり、例えば放射口４及びその近傍、すなわち円筒状のシェル７の周上の任意の位置に、任意数（複数）の排気口７ａを設けている。これにより、放射口４及びその周囲も、効率よく冷却することができる。

なお、図１及び図２により説明した例と同様に、気流の向きを逆向きとすることも可能である。その場合、排気口７ａから外気が流入する。また、整流カバー２０は、それぞれの送風ユニット８とハウジング１との間の２箇所に設けることが好ましい。

図４は、送風ユニット８をシェル７の両端側すなわちステータ１７側及び陰極１２側のそれぞれに設け、シェル７を、シェル７の長手方向の概ね中央またはその近傍で分割する例を示す。この構造は、ハウジング１に、マウント（Ｘ線管装置支持機構との接続）のためのブロックや突出部がある場合に、それらを避けるために有益である。また、図３が示す任意数の排気口７ａを設ける例に比較して、排気エアの風きり音を低減できる。なお、図１及び図２により説明した通り、気流の向きを逆向きとすることも可能である。また、整流カバー２０は、それぞれの送風ユニット８とハウジング１との間の２箇所に設けることが好ましい。

なお、Ｘ線管１０を覆うハウジング１は、図３あるいは図４が示すように、放射口４と電源端子部２，３とのなす角が、９０度である構造が広く採用されているが、放射口４と電源端子部２，３とのなす角は、実質的に任意に設定できる。

図５及び図６は、それぞれ、図１及び図２が示す例において、送風ユニット８をシェル７から分離して、別体とした構成の一例を示す。すなわち、図５及び図６が示す例では、気流導入部１９ａを介してシェル７に冷却風が供給される。これにより、図１または図２に示す例において吸気側に必要となるフィンガーガード（スパイラル状あるいはメッシュ状もしくは任意数の孔（開口）を伴う気流導入部（吸気口）についてもシェル７から分離できる。これにより、（Ｘ線管１０を収容したハウジング１を覆う）シェル７の大きさを低減できる。また、操作者の近傍から、気流導入部を遠ざけることができ、安全性がより向上する。さらに、エアフィルターもしくはエアフィルターユニットも、送風ユニット８側に位置させることができるため、清掃または交換のための着脱構造が、シェル７の形状や気密のための要素に影響を与えることを、抑止できる。

図７及び図８は、それぞれ、図３及び図４が示す例において、送風ユニット８をシェル７から分離して、別体とした構成の一例を示す。すなわち、図７及び図８が示す例では、気流導入部１９ａを介してシェル７に冷却風が供給される。これにより、図３または図４に示す例において吸気側に必要となるフィンガーガード（スパイラル状あるいはメッシュ状もしくは任意数の孔（開口）を伴う気流導入部（吸気口）についてもシェル７から分離できるため、（Ｘ線管１０を収容したハウジング１を覆う）シェル７の大きさを低減できる。また、送風ユニット８は、一体化することも可能となり、シェル７の大きさを、より低減できる。また、操作者の近傍から、気流導入部を遠ざけることができ、安全性がより向上する。さらに、エアフィルターもしくはエアフィルターユニットも、送風ユニット８側に位置させることができるため、清掃または交換のための着脱構造が、シェル７の形状や気密のための要素に影響を与えることを、抑止できる。

図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａは、それぞれ、シェル（風洞）の実施形態を、ハウジング１を収容する組み立て時の状態として、示す。図９Ｂ、図１０Ｂ、図１１Ｂ、図１２Ｂは、それぞれ、図９Ａ、図１０Ａ、図１１Ａ、図１２Ａが示す組み立て時の状態においてハウジング１を収容したＸ線管装置空冷機構の全体を、示す。

図９Ａ及び図９Ｂは、実質的に図１が示すＸ線管装置空冷機構に対応する。

図９Ａが示すシェル７は、ハウジング１から突出するケーブルソケット収納部２，３の近傍を分割位置とする構造であり、Ｘ線管装置支持機構のアームあるいは支持柱に位置する支持部に取り付けた状態で、ハウジング１を覆うことが可能である。

シェル７は、図９Ｂが示すように、所定数の固定部材１０１によりハウジング１の外周に固定される。固定部材１０１は、例えば樹脂製のバンド、バネ、押し込みピン、ねじ、あるいはパッチン錠（ベルト及びベルト端部に位置するロック機構）、等の容易に入手可能で低価格なさまざまな汎用部材が利用可能である。なお、シェル７は、分割部の形状や大きさを最適化することにより、バネ作用により嵌め合わさる形状とすることも可能である。

また、送風ユニット８とシェル７との接続部については、例えば送風ユニット８の外周部の形状及び大きさをシェル７の外径よりも大きな内径の蓋状とし、シェル７の端部を外側から覆うような形状（外径蓋）を用いることができるまた、送風ユニット８の外周部の形状及び大きさをシェル７の内径よりも小さな外径とし、シェル７の端部に送風ユニット８を挿入する構造（内径蓋）としてもよい。なお、シェル７を固定する固定部材１０１により、シェル７と一体的に固定することも可能である。

図１０Ａ及び図１０Ｂは、実質的に図１が示すＸ線管装置空冷機構に対応する。

図１０Ａが示すシェル７は、ハウジング１から突出するケーブルソケット収納部２，３の近傍を一体的に収容するとともに、放射口４の近傍を分割位置とする構造である。

シェル７は、図１０Ｂが示すように、所定数の固定部材１０１によりハウジング１の外周に固定される。固定部材１０１は、図９Ｂに例で説明したと同様に、容易に入手可能で低価格なさまざまな汎用部材が利用可能である。また、バネ作用により嵌め合わさる形状とすることも可能である。

なお、シェル７における分割位置を、図１０Ａに示す分割位置（図９Ａが示す分割位置に比較して９０度ずれた位置）とすることで、ケーブルソケット収納部２，３のような円筒部の周辺における気密が、容易となる。例えば、図９Ａの例では、シェル７とケーブルソケット収納部２，３との間の気密性を高めるため、ケーブルソケット収納部２，３の近傍において、特別な固定部材が必要になる場合がある。これに対し、図１０Ａが示すシェル７は、ケーブルソケット収納部２，３の近傍にシェル７の分割位置がないため、特別な固定部材を用いることなくシェル７とケーブルソケット収納部２，３との間の気密を、得ることが可能である。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、実質的に図５が示すＸ線管装置空冷機構に対応する。

図１１Ａが示すシェル７は図９Ａに示すシェル７と実質的に同一であり、送風ユニット８を気流導入部１９ａと置き換えた構造である。また、図５において既に説明した通り、フィンガーガードを伴う気流導入部（吸気口）をシェル７から分離できる。これにより、（Ｘ線管１０を収容したハウジング１を覆う）シェル７の大きさを低減できる。また、操作者の近傍から、気流導入部１９ａを遠ざけることができ、安全性がより向上する。さらに、エアフィルターもしくはエアフィルターユニットは、送風ユニット８側に位置させることができるため、清掃または交換のための着脱構造が、シェル７の形状や気密のための要素に影響を与えることを、抑止できる。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、実質的に図５が示すＸ線管装置空冷機構に対応する。

図１２Ａが示すシェル７は、図１０Ａに示すシェル７と実質的に同一であり、送風ユニット８を気流導入部１９ａと置き換えた構造である。すなわち、図１０Ａにおいて既に説明したが、シェル７の分割位置を、ケーブルソケット収納部２，３のような円筒部を除いた領域とすることにより、シェル７内の気密が、容易となる。

なお、図２及び図６に示した例については、シェルの分割位置の特徴から上述の図９Ａ（図１１Ａ）または図１０Ａ（図１２Ａ）のいずれかと類似するためシェルの組み立てに対する詳細な説明は省略する。また、図３、図４、図７及び図８が示す例においても、シェルの分割位置については、図９Ａ（図１１Ａ）または図１０Ａ（図１２Ａ）の概念と同様である。

図１３〜図１８は、Ｘ線管装置空冷機構のさまざまな変形例と気流の流れを示す。

図１３は、図９Ａ及び図９Ｂに示した空冷機構において、図２に示した吸出し利用を適用した場合の気流（冷却風）の流れを示し、図１４は、図１３が示す吸出し利用において、空冷機構を図１０Ａ及び図１０Ｂに示した構造とした場合を示す。

図１５は、図３に示した空冷機構を用い、吸い込み利用とした場合に対応する気流の流れを示し、図１６は、図３に示した空冷機構を用い、吸出し利用とした場合に対応する気流の流れを示す。

図１７は、図４に示した空冷機構を用い、吸い込み利用とした場合に対応する気流の流れを示し、図１８は、図４に示した空冷機構を用い、吸出し利用とした場合に対応する気流の流れを示す。

図１９及び図２０は、Ｘ線管１０を収容するハウジング１に、図示しないＸ線管装置支持機構（アーム等）への取り付けに用いるマウント用の構造体１００が、予め取り付けられている（ハウジング１とマウント用の構造体１００が一体化されている）場合において、ハウジング１にシェル７を固定する例を示す。

図１９（ａ）が示すマウント用の構造体が予め取り付けられているハウジング２０１においては、通常のトラニオンリング（図１他を参照）を設ける必要がない。このため、図１９（ｂ）に示すように、ハウジング２０１の所定の位置に、任意数のスペーサ２０６を用意する。なお、スペーサ２０６は、シェル７側に用意されてもよい。

以下、図１９（ｃ）に示すように、シェル７によりハウジング２０１を挟みこみ、固定部材１０１により、シェル７をハウジング２０１に固定する。これにより、マウント用の構造体１００がハウジング２０１に予め取り付けられている場合であっても、シェル７を固定することができる。

なお、図１９は、マウント用の構造体１００が、電源端子部２，３が突出する方向と同じ方向に位置する例であり、図２０（ａ）〜図２０（ｃ）は、マウント用の構造体１００が、電源端子部２，３が突出する方向と異なる方向（図２０では、９０度ずれた方向）に位置する例を示す。すなわち、スペーサ２０６が設けられる位置とシェル７の分割位置が図１９（ａ）〜図１９（ｃ）の例と異なる。

上述の図１９及び図２０が示す例は、例えばシェル７の構造体の強度が軽量化あるいは低コスト化に適した強度であって、Ｘ線管１０を内装した状態のＸ線管装置の移動（運搬）に必要な強度よりも低い場合、等において、シェル７をＸ線管装置に取り付けた状態で、Ｘ線管装置（とシェル７と）を移動する際に、Ｘ線管装置側を保持して移動（運搬）することを不要とする。この構造により、シェル７に、空冷機構として利用する際の風洞としての強度のみを与えることが可能となり、軽量化あるいは低コスト化も実現できる。

図２１及び図２２は、Ｘ線管１０を収容したハウジング１すなわちシェル７との間を流れる気流（冷却風）の流れを示す。

図１〜図８により説明したように、例えばトラニオンリング５の全周に対して部分的に位置したスペーサ６により、シェル７とハウジング１との間に所定の気流の流れを提供できるが、冷却効果を高めるためには、ハウジング１の表面（外周）と気流とが接する時間あるいは表面積を増やすことが、好ましい。

従って、例えば図２１及び図２２が示すように、任意数（複数）の整流部材１１１を、ハウジング１またはシェル７もしくはその両者に設け、流入エア（冷却媒体）がハウジング１の表面と接する時間あるいは表面積を増やすことで、一層冷却効果を高めることができる。なお、整流部材１１１は、ハウジング１またはシェル７の一方から、所定の長さ（高さ）に形成されるため、ハウジング１の外周上の任意の位置には、隙間１１１ａが確保される（図２１参照）。

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ともに、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。

なお、実施形態の冷却機構（空冷ユニット）は、Ｘ線管装置のハウジングとの間に気流を提供可能なシェル構造（風洞）を流れる冷却風により、ハウジングの外表面を強制空冷する。冷却性能は、自然放熱に比べて２倍以上（２．５倍〜５倍）に向上させることが可能である。また、シェル構造は冷却風により冷却されるため、ハウジングに比較して温度が低いため、シェル構造の外表面への接触時等における安全性を向上している。なお、冷却機構（空冷ユニット）は、既にある（使用中の）Ｘ線管装置のハウジングについても容易に装着可能であり、かつ安価である。その結果、冷却性能が向上するとともに、より安全性が向上するＸ線管装置を安価に提供することが可能となる。

１，２０１…ハウジング、２，３…電源端子部、４…放射口（Ｘ線出力窓）、５…トラニオンリング、６…スペーサ、７…シェル、７ａ…排気口、８…送風ユニット、９ａ…気流導入部、９ｂ…気流排出部、１０…Ｘ線管、１１…真空外囲器、１２…陰極、１３…円盤状回転体（基体）、１４…陽極ターゲット層、１５…軸、１６…ロータ、１７…ステータ、１８…電子ビーム、１９ａ…気流導入部、２０…整流カバー、１００…（マウント用）構造体、１０１…固定部材、１１１…整流部材、１１１ａ…整流部材とハウジングまたはシェルとの隙間。

Claims (16)

1. Ｘ線管を収容するハウジングと、
   少なくとも２つに分離可能に形成され、前記ハウジングとの間に所定の隙間空間を介在させて前記ハウジングを覆うシェル部材と、
   前記隙間空間に気流を生じさせるための冷却媒体を前記隙間空間に導入する導入部と、
   弾性を示す部材からなり、前記隙間空間を形成するスペーサ部材と、
   を具備するＸ線管装置。
2. Ｘ線管を収容するハウジングと、
   少なくとも２つに分離可能に形成され、前記ハウジングとの間に所定の隙間空間を介在させて前記ハウジングを覆うシェル部材と、
   前記隙間空間に気流を生じさせるための冷却媒体を前記隙間空間に導入する導入部と、
   を具備し、
   前記シェル部材は、前記ハウジングを固定支持する支持構造に前記ハウジングを固定した状態で前記ハウジングに装着、あるいは前記ハウジングから取り外し可能であるＸ線管装置。
3. 前記シェル部材を固定する固定部材をさらに具備する請求項１または２のＸ線管装置。
4. 前記シェル部材は、前記Ｘ線管からのＸ線の透過を可能とするＸ線透過窓の周囲を露出する請求項１〜３のいずれか１のＸ線管装置。
5. 前記導入部は、前記導入部と一体的に設けられるファンを具備する請求項１〜４のいずれか１のＸ線管装置。
6. 前記導入部は、送風部からの前記冷却媒体を前記隙間空間に案内する整流カバーを具備する請求項１〜４のいずれか１のＸ線管装置。
7. 前記Ｘ線管装置は、前記ハウジングの内部に前記Ｘ線管に電源を与える高電圧ユニットを具備するモノタンクＸ線管装置を含む請求項１〜６のいずれか１のＸ線管装置。
8. 前記Ｘ線管装置は、回転陽極型Ｘ線管装置である請求項１〜６のいずれか１のＸ線管装置。
9. 前記隙間空間に、前記隙間空間を流れる気流が前記ハウジングの周囲と触れる面積あるいは時間を増大する気流制御部材をさらに具備する請求項１〜８のいずれか１のＸ線管装置。
10. 少なくとも２つに分離可能に形成され、Ｘ線管を収容するハウジングとの間に所定の隙間空間を介在させて前記ハウジングを覆うシェル部材と、
    前記隙間空間に気流を生じさせるための冷却媒体を前記隙間空間に導入する導入部と、
    弾性を示す部材からなり、前記隙間空間を形成するスペーサ部材と、
    を具備するＸ線管装置空冷機構。
11. 少なくとも２つに分離可能に形成され、Ｘ線管を収容するハウジングとの間に所定の隙間空間を介在させて前記ハウジングを覆うシェル部材と、
    前記隙間空間に気流を生じさせるための冷却媒体を前記隙間空間に導入する導入部と、を具備し、
    前記シェル部材は、前記ハウジングを固定支持する支持構造に前記ハウジングを固定した状態で前記ハウジングに装着、あるいは前記ハウジングから取り外し可能であるＸ線管装置空冷機構。
12. 前記シェル部材を固定する固定部材をさらに具備する請求項１０または１１のＸ線管装置空冷機構。
13. 前記シェル部材は、前記Ｘ線管からのＸ線の透過を可能とするＸ線透過窓の周囲を露出する請求項１０〜１２のいずれか１のＸ線管装置空冷機構。
14. 前記導入部は、前記導入部と一体的に設けられるファンを具備する請求項１０〜１３のいずれか１のＸ線管装置空冷機構。
15. 前記導入部は、送風部からの前記冷却媒体を前記隙間空間に案内する整流カバーを具備する請求項１０〜１４のいずれか１のＸ線管装置空冷機構。
16. 前記隙間空間に、前記隙間空間を流れる気流が前記ハウジングの周囲と触れる面積あるいは時間を増大する気流制御部材をさらに具備する請求項１０〜１５のいずれか１のＸ線管装置空冷機構。

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