JP2008108700A

JP2008108700A - 回転陽極型ｘ線管装置

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Publication number: JP2008108700A
Application number: JP2007199965A
Authority: JP
Inventors: Hideo Abu; 秀郎阿武
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2006-09-29
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: US20080080672A1; JP4908341B2; US7558376B2; EP1906713A2

Abstract

【課題】回転陽極型Ｘ線管を、冷却媒体を使用して冷却することにより、出力されるＸ線の特性を、長期に亘って安定に維持可能とする。
【解決手段】この発明の回転陽極型Ｘ線管装置は、陽極ターゲット（１５）と一体化された真空外囲器（１１）と、真空外囲器を収納し、回転可能に保持するハウジング（５）と、真空外囲器の陽極ターゲットに近接して冷却媒体が循環する循環路（５ｂ，５ｃ，７ｃ）と、陽極ターゲットに対向して静止するように真空外囲器内に収納配置された陰極（１３）と、陰極を支持する陰極支持体（１３ａ）と、真空外囲器とハウジングに固定された固定体との間に設けられた軸受機構（５５）と、陰極支持体またはハウジングに固定された固定体と真空外囲器との間に設けられた真空シール機構（５３）と、を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転陽極型Ｘ線管、特に陽極が発生する熱の放出特性を向上させる構造に関する。

陽極が発生する熱の放出特性を向上させた従来の回転陽極型Ｘ線管は、大別すると以下に述べる２タイプに分かれる。

（１）タイプ１：回転可能に支持された陽極ターゲットを真空外囲器内に収納した回転陽極型Ｘ線管、回転陽極型Ｘ線管を収納するハウジングなどを備え、陽極ターゲットなどが発生する熱を放出するため、陽極ターゲット内部に冷却媒体を循環させる循環路が設けられている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

陽極ターゲットの熱が短い熱パスを通じて冷却媒体に伝熱されるため、陽極が発生する熱の放出特性を向上させることができる。

（２）タイプ２：軸線に関して回転可能であり、その一部が陽極ターゲットであり、かつ真空チャンバーである真空外囲器と、軸線のまわりに真空外囲器を回転させるための手段と、電子を生成させ、それを陽極ターゲットの軸線外の領域に集束させるために真空チャンバー内に取り付けられた陰極と、真空チャンバー外部のソースから真空外囲器の壁部分を通じて陰極へ電流を供給するための摺動通電機構が設けられている（例えば、特許文献３ないし特許文献６参照）。

陽極ターゲットの熱が短い熱パスを通じて冷却媒体に伝熱されるため、陽極が発生する熱の放出特性を向上させることができる。
特公平５−２７２０５号公報特開２００６−５４１８１号公報特許第２５３９１９３号公報フランス国特許２５９９５５５−Ａ１号特許第２９２９５０６号米国特許第６３９６９０１号

（１）のように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、回転陽極型Ｘ線管の熱負荷が大きくなると、以下に述べる理由により、必要とされる冷却性能が十分に得られない場合がある。

ア）回転する陽極ターゲット裏面の移動速度とそれに接する流体の移動速度との差（相対移動速度）が高いほど接触界面での熱伝達率が上昇するが、上述（１）の構造の場合、相対移動速度は陽極ターゲットの回転速度にあまり依存せず、ほとんど冷却媒体の流速に依存するのみであるためである。なぜならば、陽極ターゲットの回転に伴って冷却媒体もともに回転してしまうためである（特許文献２の場合）。

イ）冷却媒体は、流体抵抗が高い細いシャフト内部やターゲット内部に設けられた狭い流路を通して循環ポンプにより強制駆送されるため、冷却媒体の流速を高めることには限界がある。

ウ）加えて、陽極ターゲットの内部に流路を設ける構造は、その複雑性に起因して製造コストの増加をもたらす。反面、特許文献２の図５に示される構造は、そのような流路が陽極ターゲット内部に設けられていないが、このようなシンプルな陽極ターゲット構造を採用した場合には、冷却性能は更に低下してしまう。

（２）のように構成された回転陽極型Ｘ線管装置によれば、（１）と同様に回転陽極型Ｘ線管の熱負荷が大きくなると、以下に述べる理由により、必要とされる冷却性能が十分に得られない場合がある。

エ）第１に、冷却性能が高い水系冷却媒体の使用が困難であり、冷却媒体として冷却性能が劣る絶縁油を使用せざるを得ないためである。すなわち、冷却媒体の存在する空間と陰極電位露出空間は互いに連通しているため、水系冷却媒体を使用すると、水蒸気の影響で陰極部の耐電圧性能が劣化し易くなることが原因である。

オ）また、真空チャンバー外部のソースから真空外囲器の壁部分を通じて陰極へ電流を供給するための摺動通電機構を設ける構造に起因して、焦点を多極化やパルス動作させるためのグリッド電極を追加するといった高機能化が困難となる。なぜならば、これらの高機能化に伴って摺動通電機構を多極化する必要があり、その結果一つ以上の摺動部を軸線外の周速度の大きい個所に設けることになってしまうからである。そうした場合には、摺動部の磨耗により摺動通電機構の寿命が短縮する。

この発明の目的は、陽極が発生する熱の放出特性を向上させることができ、しかも、長期にわたって信頼性の高い回転陽極型Ｘ線管装置を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明の態様に係る回転陽極型Ｘ線管装置は、
回転可能な、陽極ターゲットと一体化された真空外囲器と、
少なくとも前記真空外囲器を収納し、回転可能に保持するハウジングと、
少なくとも前記真空外囲器の陽極ターゲットに近接して冷却媒体が循環する循環路と、
前記真空外囲器内に収納配置された陰極と、
前記陰極を支持する陰極支持体と、
前記真空外囲器とハウジングまたはハウジングに固定された固定体との間に設けられた軸受機構および真空シール機構と、
前記真空外囲器を回転させるための回転駆動装置と、
を有することを特徴としている。

また、本発明の他の態様に係る回転陽極型Ｘ線管装置は、
電子が衝突することでＸ線を発生する陽極ターゲットと、
電子を放出する電子放出源と、
前記陽極ターゲットおよび前記電子放出源を所定の減圧下で保持する真空容器と、
前記真空容器を収容し、前記真空容器との間に冷却液を循環可能に密閉するハウジングと、
前記ハウジングに前記電子放出源を固定する支持部材と、
前記真空容器を前記ハウジング内で回転可能に保持する保持部材と、
前記支持部材と前記保持部材との間に位置され、前記真空容器内の真空を維持しながら前記真空容器の前記ハウジング内での回転を可能とする流体シール部材と、
を有することを特徴としている。

この発明によれば、冷却媒体を使用して回転陽極型Ｘ線管を冷却するＸ線管装置において、熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、Ｘ線管装置が組み込まれる、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。

さらに、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。

また、この発明によれば、Ｘ線管装置自身の寿命も増大されるので、Ｘ線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１に示したように、Ｘ線管装置１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Ｘ線を放射するものである。Ｘ線管装置１は、ハウジング３と、Ｘ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）５とを有している。Ｘ線管本体５は、ハウジング３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である。

Ｘ線管本体５は、冷却液７を介してハウジング３の所定の位置に収容されている。冷却液７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非油脂系の冷却液（水系冷却媒体）である。なお、冷却液７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が用いられる。冷却媒体は、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である。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。

Ｘ線管本体５は、真空外囲器１１と、陰極電子銃（熱電子放出源）１３と、回転陽極（陽極ターゲット，アノード）１５と、を含んでいる。真空外囲器１１は、ハウジング３内部に満たされた冷却液（水系冷却媒体）７に、全周が概ね接触可能に、かつ回転可能に設けられている。真空外囲器１１の内部は所定の真空度に保持されている。陰極電子銃１３は、真空外囲器１１の内側に、真空外囲器１１と独立に設けられている。陽極ターゲット１５は、真空外囲器１１の内側に、真空外囲器１１と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット１５は、電子銃１３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線を放射するものである。なお、真空外囲器１１は、ハウジング３の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極９と接触されて、接地されている。

真空外囲器１１は、磁性流体真空シール部材５３と、ベアリング（転がり軸受け、ボール／ロールベアリング）部材５５とにより保持されている。磁性流体真空シール部材５３は、ハウジング３の所定の位置に設けられた円筒状の固定部５１の外周面の所定の位置に設けられている。ベアリング部材５５は、固定部５１の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材５３よりも冷却液７の流路に近接する側に設けられている。なお、円筒状の固定部５１は、電気絶縁性の支持部材５７を介してハウジング３の真空外囲器保持部５９に固定されている。固定部５１及び真空外囲器保持部５９は、同心状（同軸状）に設けられている。

陰極電子銃１３は、円筒状で電気絶縁性の陰極保持体１３ａを有している。陰極保持体１３ａの外周面に固定された固定部材６３と、真空外囲器保持部５９の円筒部分５９ａの内側の所定の領域とは、シール部材６１を介して固定される。上記したことから、陰極電子銃１３は、真空外囲器１１の内側の所定の位置に固定されている。

なお、固定部材６３は、シール部材６１と固定される側から離れた側に端部６３ａを有している。接続構体５１ａは、円筒状の固定部５１と接続され、ばね性を示すものである。固定部５１は、真空外囲器１１の内側で真空外囲器１１を支持するものである。端部６３ａは、接続構体５１ａと、溶接部６５とにより接続（固定）されている。なお、陰極電子銃１３の陰極保持体１３ａには、ハウジング３の真空外囲器保持部５９を貫通する所定の長さが与えられている。陰極保持体１３ａは、ハウジング３の接地極９が設けられる側と反対の側で、陰極電子銃１３への電源の供給に利用される接続部（高電圧供給端子）６７と電気的に接続される。

この固定部材６３の端部６３ａと接続構体５１ａとは、溶接部６５により固定されている。これにより、真空外囲器１１が回転される際の振動が陰極電子銃１３に伝達されることが低減される。すなわち、接続構体５１ａのばね性により真空外囲器１１の回転によって発生する振動は吸収される。また、ばね性を示す接続構体５１ａにより、陰極保持体１３ａと円筒状の固定部５１との僅かな組み立て誤差は吸収される。

アノード（陽極ターゲット）１５を保持した側の真空外囲器１１の所定の位置に複数の永久磁石６９が設けられている。複数の永久磁石６９は、ベアリング部材５５の概ね外側に位置する真空外囲器１１の軸受け部１１ａの近傍に設けられている。複数の永久磁石６９は、真空外囲器１１を回転させるための推進力（磁力）を受けるものである。

永久磁石６９と実質的に同軸状（同心状）となるハウジング３の所定の位置には、ステータ７１が設けられている。ステータ７１は、永久磁石６９に対して、任意のタイミングで磁力（推進力）を提供するものであって、外部から回転を制御可能に回転磁界を形成するものである。ステータ７１は、外部から回転を制御可能に電磁石として形成されているため、コイル体である。ここで、ステータ７１は回転駆動装置として機能している。

このようなＸ線管装置１においては、ステータ７１に所定の電流が供給されることで、真空外囲器１１が所定の速度で回転され、真空外囲器１１の内側に設けられた陽極ターゲット（回転陽極）１５が所定の速度で回転される。この状態で陰極電子銃１３から放射された電子が陽極ターゲット１５に衝突されることで、陽極ターゲット１５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１１の円筒状部の所定の位置に規定された窓部１１ｂ及びハウジング３の円筒状部の所定の位置に規定された窓部３ａから外部へ放射される。

なお、真空外囲器１１の外側のほとんどの領域とハウジング３の内側の所定の領域との間には、例えば真空外囲器１１の軸受け部１１ａの近傍に設けられた冷却液入り口５ｂを介して、冷却液７が注入される。冷却液７は、接地極９の近傍に設けられた冷却液出口５ｃからハウジング３外部に排出される。これにより、軸受け部１１ａ及び真空外囲器１１内に組み込まれた陽極ターゲット１５は冷却される。

また、真空外囲器１１の内側、すなわち陰極電子銃１３と陽極ターゲット１５は、磁性流体真空シール部材５３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。

磁性流体真空シール部材を形成する際、まず、磁性体である軸もしくは非磁性体の軸を磁性体からなる円筒で覆った軸構造体の外周に所定量の磁性流体を用意する。ここで、磁性流体は、強磁性体の粒子を液体に分散させたコロイド溶液である。次いで、軸もしくは軸構造体に磁性片と永久磁石等を近接させて磁気回路を形成する。これにより、磁性流体を軸もしくは軸構造体の周囲にとどまらせることができる。磁性流体真空シール部材は、圧力（気圧）差を維持するシール材である。磁性流体真空シール部材を設けることは、高速で回転される真空外囲器１１内を所定の真空（減圧）下に維持するために有益である。

なお、ハウジング３内に供給された冷却液７は、冷却器（クーラーユニット）７ａに設けられた熱交換器７ｂにより冷却される。冷却液７は、ポンプ７ｃにより、冷却液入り口５ｂと冷却液出口５ｃとの間を循環される。これにより、陽極ターゲット１５及び軸受け部１１ａにおいて発生する熱が、冷却液７を介して、ハウジング３の外部へ放出される。

このとき、冷却液７は、真空外囲器１１を隔てて、磁性流体真空シール部材５３と陽極ターゲット１５の背面の近傍を流れる。このため、磁性流体真空シール部材５３と陽極ターゲット１５を効率よく冷却できる。なお、冷却液７の流路は、ハウジング３及びＸ線管本体５の形状を工夫することにより形成されている。冷却液７の流路を工夫したことにより、冷却液７はステータ７１も併せて冷却可能である。そして、Ｘ線管装置１により生じる熱の多くを、冷却液７を介してＸ線管装置１外部に放出できる。

また、真空外囲器１１の端部１１ｃは、真空外囲器１１の一端部に位置し、ハウジング３の固定部５１に近接している。端部１１ｃは、固定部５１の突出部５２との間に僅かな隙間、すなわち濡れ性の低い隙間５ｄを提供する。上記したことから、隙間５ｄは、冷却液７の真空外囲器１１の内側への入り込みを抑止できる。これにより、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込み、真空シール部材５３の性能（能力）が不所望に低下することが防止される。

なお、接触角が比較的大きな液体としての冷却液７を冷却媒体として用いる場合、濡れ性の低い隙間５ｄは一定の大きさよりも小さく規定されている。これにより、隙間（５ｄ）への冷却液７の入り込みは抑止される。但し、この実施例においては、冷却媒体として、水またはグリコールが混合された媒体が用いられている。この場合、接触角を大きくするために、真空外囲器１１の端部１１ｃ（永久磁石６９の端部を含む）および固定部５１に、樹脂等をコーティングすることが好ましい。

また、ベアリング部材５５のうちの磁性流体真空シール部材５３から離れた側のベアリング部材は、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である。これにより、一層、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込むことを、抑止できる。

以上説明したように、この発明の一実施の形態をＸ線管装置に適用することで、水系の冷却媒体を使用して、熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、Ｘ線管装置が組み込まれる、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、Ｘ線管装置自身の寿命も増大されるので、Ｘ線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。

図２は、図１に示したＸ線管装置のさらに別の実施の形態を示す。なお、図１により既に説明した構成と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図１により既に説明した構成に類似した構成には１００を加算した符号を付して、詳細な説明を省略する。

図２に示すＸ線管装置１０１は、ハウジング１０３と、ハウジング１０３に収容されたＸ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）１０５とを有する。

Ｘ線管本体１０５は、冷却液７を介して、ハウジング１０３の所定の位置に収容されている。冷却液７は、例えば主な成分が水であり、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下に設定された水系冷却媒体（非油脂系冷却媒体）である。

真空外囲器１１１は、ハウジング１０３の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極９と接触されて、接地されている。

真空外囲器１１１の内部は、所定の真空度に保持されている。真空外囲器１１１の内側には、陰極電子銃（熱電子放出源）１３と、回転陽極（陽極ターゲット，アノード）１５とが設けられている。陰極電子銃１３は、真空外囲器１１１と独立に設けられている。陽極ターゲット１５は、真空外囲器１１１の内側に、真空外囲器１１１と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット１５は、電子銃１３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
真空外囲器１１１は、磁性流体真空シール部材５３と、ベアリング（転がり軸受け、ボール／ロールベアリング）部材５５と、により保持されている。磁性流体真空シール部材５３は、ハウジング１０３の所定の位置に設けられた円筒状の固定部１５１の内周面の所定の位置に設けられている。ベアリング部材５５は、固定部１５１の所定の位置であって、磁性流体シール部材５３よりも冷却液７の流路に近接する側に設けられている。なお、円筒状の固定部１５１は、電気絶縁性の支持部材５７を介してハウジング１０３の真空外囲器保持部５９に、同心状（同軸状）に、固定されている。

陰極電子銃１３は、円筒状で電気絶縁性の陰極保持体１３ａを有している。陰極保持体１３ａの外周面に固定された固定部材６３と、真空外囲器保持部５９の円筒部分５９ａの内側の所定の領域とは、シール部材６１を介して固定される。上記したことから、陰極電子銃１３は、真空外囲器１１１の内側の所定の位置に固定されている。

なお、固定部材６３は、シール部材６１と固定される側から離れた側に端部６３ａを有している。接続構体５１ａは、円筒状の固定部１５１と接続され、ばね性を示すものである。固定部１５１は、真空外囲器１１１の外側で真空外囲器１１１を支持する。端部６３ａは、接続構体５１ａと、溶接部６５とにより接続（固定）されている。

なお、陰極電子銃１３の陰極保持体１３ａには、ハウジング１０３の真空外囲器保持部５９を貫通する所定の長さが与えられている。陰極保持体１３ａは、ハウジング１０３の接地極９が設けられる側と反対の側で、陰極電子銃１３への電源の供給に利用される接続部（高電圧供給端子）６７と電気的に接続される。

この固定部材６３の端部６３ａと接続構体５１ａとは、溶接部６５により固定されている。これにより、真空外囲器１１１が回転される際の振動が陰極電子銃１３に伝達されることが低減される。すなわち、接続構体５１ａのばね性により真空外囲器１１１の回転によって発生する振動は吸収される。

アノード（陽極ターゲット）１５を保持した真空外囲器１１１の所定の位置に、複数の永久磁石１６９が設けられている。複数の永久磁石１６９は、接地極９の近傍で、真空外囲器１１１の外径が陽極ターゲット１５を囲む部分の真空外囲器１１１の外径よりも小さくなる部分（以下先端部と称する）１１１ｄに設けられている。複数の永久磁石１６９は、真空外囲器１１１を回転させるための推進力（磁力）を受けるものである。

ハウジング１０３の所定の位置には、ステータコイル１７１が設けられている。ステータコイル１７１は、永久磁石１６９と実質的に同軸状（同心状）となる。永久磁石１６９は、真空外囲器１１１の先端部１１１ｄを囲むように設けられている。ステータコイル１７１は、永久磁石１６９に対して、任意のタイミングで磁力（推進力）を提供するものである。ステータコイル１７１は、外部から回転を制御可能に電磁石として形成されている。

このようなＸ線管装置１０１においては、ステータコイル１７１に所定の電流が供給されることで真空外囲器１１１が所定の速度で回転され、真空外囲器１１１の内側に設けられた陽極ターゲット（回転陽極）１５が所定の速度で回転される。この状態で陰極電子銃１３から放射された電子が陽極ターゲット１５に衝突されることで、陽極ターゲット１５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１１１の円筒状部の所定の位置に規定された窓部１１１ｂ及びハウジング１０３の円筒状部の所定の位置に規定された窓部１０３ａから外部へ放射される。

なお、真空外囲器１１１の軸受け部１１１ａの近傍に設けられた冷却液入り口１０５ｂを介して、ハウジング１０３内部に冷却液７が注入される。接地極９の近傍に設けられた冷却液出口１０５ｃから冷却液７が排出される。真空外囲器１１１の外側のほとんどの領域とハウジング１０３の内側の所定の領域との間で、冷却液７が循環される。このため、磁性流体真空シール部材５３および真空外囲器１１１内に組み込まれた陽極ターゲット１５は冷却される。

また、ハウジング１０３内に供給された冷却液７は、冷却器（クーラーユニット）７ａに設けられた熱交換器７ｂにより冷却される。冷却液７は、ポンプ７ｃにより、冷却液入り口１０５ｂと冷却液出口１０５ｃとの間を循環される。これにより、Ｘ線管装置１０１において発生する熱が、冷却液７を媒介として、ハウジング１０３の外部へ放出される。

上記したことから、冷却液７は、磁性流体真空シール部材５３と陽極ターゲット１５を効率よく冷却できる。なお、冷却液７の流路は、一般に金属で形成される固定部１５１に接して流れるよう工夫されている。

また、真空外囲器１１１の所定の位置に、濡れ性低減フランジ１１１ｅが設けられている。濡れ性低減フランジ１１１ｅは、ハウジング１０３の固定部１５１の一端部１５１ｂに近接する真空外囲器１１１の陽極ターゲット１５の近傍に設けられている。濡れ性低減フランジ１１１ｅは、端部１１ｃに一体的に設けられている。濡れ性低減フランジ１１１ｅは、ベアリング部材５５および磁性流体真空シール部材５３に、冷却液７が回り込むことを低減させることが可能となる。濡れ性低減フランジ１１１ｅ及び固定部１５１の一端部１５１ｂは、これらの間に僅かな隙間、すなわち濡れ性の低い隙間１０５ｄを提供する。このため、濡れ性低減フランジ１１１ｅ及び一端部１５１ｂは、冷却液７が真空外囲器１１１の内側に入り込むことを抑止できる。これにより、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込み、真空シール部材５３の性能（能力）が不所望に低下することが防止される。

なお、接触角が比較的大きな液体としての冷却液７を冷却媒体として用いる場合、濡れ性の低い隙間１０５ｄは一定の大きさよりも小さく規定されている。これにより、隙間１０５ｄへの冷却液７の入り込みは抑止される。但し、この実施例においては、冷却媒体として、水またはグリコールが混合された媒体が用いられている。この場合、接触角を大きくするために、真空外囲器１１１のフランジ１１１ｅおよび固定部１５１の一端部１５１ｂに、樹脂等をコーティングすることが好ましい。

また、ベアリング部材５５のうちの磁性流体真空シール部材５３から離れた側のベアリング部材はシール型である。これにより、一層、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込むことを、抑止できる。

なお、図１に示したＸ線管装置１あるいは図２に示したＸ線管装置１０１においては、それぞれ図３もしくは図４に示すように、溶接部６５により接続構体５１ａと溶接された固定部材６３（図４では固定部材１６３）の形状は、ベローズ（蛇腹）状の円筒状である。これにより、回転される真空外囲器１１（図４では１１１）の振動が、陰極電子銃１３に不所望に伝達されることが低減される。また、陰極保持体１３ａと円筒状の固定部５１または固定部１５１とのより大きな組み立て誤差は吸収される。

図５は、図１ないし図４に示したＸ線管装置のさらに別の実施の形態を示す。なお、図１ないし図４により既に説明した構成と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図１ないし図４により既に説明した構成に類似した構成には５００を加算した符号を付して、詳細な説明を省略する。

図５に示すＸ線管装置５０１は、ハウジング５０３とハウジング５０３に収容されたＸ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）５０５とを有する。

Ｘ線管本体５０５は、冷却液７を介して、ハウジング５０３の所定の位置に収容されている。冷却液７は、例えば主な成分が水であり、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下に設定された水系冷却媒体（非油脂系冷却媒体）である。

真空外囲器５１１は、ハウジング５０３の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極９と接触されて、接地されている。

真空外囲器５１１の内部は、所定の真空度に保持されている。真空外囲器５１１の内側には、陰極電子銃（熱電子放出源）５１３と、回転陽極（陽極ターゲット）５１５と、が設けられている。陰極電子銃５１３は、真空外囲器５１１と独立に設けられている。陽極ターゲット５１５は、ハウジング５０３の接地極９に近接する側に真空外囲器５１１と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット５１５は、電子銃５１３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。

真空外囲器５１１は、磁性流体真空シール部材５３と、ベアリング（転がり軸受け、ボール／ロールベアリング）部材５５と、により保持されている。磁性流体真空シール部材５３は、ハウジング５０３の所定の位置に設けられた円筒状の固定部５１の外周面の所定の位置に設けられている。ベアリング部材５５は、固定部５１の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材５３よりも冷却液７の流路に近接する側に設けられている。なお、円筒状の固定部５１は、支持部材５７を介してハウジング５０３の真空外囲器保持部５９に、同心状（同軸状）に、固定されている。

陰極電子銃５１３は、円筒状の陰極保持体１３ａを有している。陰極保持体１３ａの外周面に固定された固定部材６３と、真空外囲器保持部５９の円筒部分５９ａの内側の所定の領域とは、シール部材６１を介して固定される。上記したことから、陰極電子銃５１３は、真空外囲器５１１の内側の所定の位置に固定されている。

固定部材６３は、シール部材６１と固定される側から離れた側に端部６３ａを有している。接続構体５１ａは、円筒状の固定部５１（真空外囲器５１１の内側で真空外囲器５１１を支持する）と接続され、ばね性を示すものである。端部６３ａは、接続構体５１ａと、溶接部６５とにより接続（固定）されている。なお、陰極電子銃５１３の陰極保持体１３ａには、ハウジング５０３の真空外囲器保持部５９を貫通する所定の長さが与えられている。陰極保持体１３ａは、ハウジング５０３の接地極９が設けられる側と反対の側で、陰極電子銃５１３への電源の供給に利用される接続部（高電圧供給端子）６７と電気的に接続される。

この固定部材６３の端部６３ａと接続構体５１ａとは、溶接部６５により固定されている。これにより、真空外囲器５１１が回転される際の振動が陰極電子銃５１３に伝達されることが低減される。すなわち、接続構体５１ａのばね性により真空外囲器５１１の回転によって発生する振動は吸収される。また、陰極保持体１３ａと円筒状の固定部５１との僅かな組み立て誤差は吸収される。

陰極電子銃５１３が固定された側の真空外囲器５１１の所定の位置に、複数の永久磁石６９が設けられている。複数の永久磁石６９は、ベアリング部材５５の概ね外側に位置する真空外囲器５１１の軸受け部１１ａの近傍に設けられている。複数の永久磁石６９は、真空外囲器５１１を回転させるための推進力（磁力）を受けるものである。

ハウジング５０３の所定の位置には、ステータ７１が設けられている。ステータ７１は、外部から回転を制御可能に電磁石として形成されているため、コイル体である。ステータ７１は、永久磁石６９と実質的に同軸状（同心状）となる。永久磁石６９は、真空外囲器５１１の軸受け部１１ａの周囲に設けられている。ステータ７１は、永久磁石６９に対して、任意のタイミングで磁力（推進力）を提供するものである。

このようなＸ線管装置５０１においては、ステータコイル７１に所定の電流が供給されることで真空外囲器５１１が所定の速度で回転され、真空外囲器５１１の内側に設けられた陽極ターゲット（回転陽極）５１５が所定の速度で回転される。この状態で陰極電子銃５１３から放射された電子が陽極ターゲット５１５に衝突されることで、陽極ターゲット５１５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５１１の円筒状部の所定の位置に規定された窓部５１１ｂ及びハウジング５０３の円筒状部の所定の位置に規定された窓部５０３ａから外部へ放射される。

なお、真空外囲器５１１の外側のほとんどの領域とハウジング５０３の内側の所定の領域との間には、例えば真空外囲器５１１の軸受け部１１ａの近傍に設けられた冷却液入り口５ｂを介して、冷却液７が注入される。冷却液７は、接地極９の近傍に設けられた冷却液出口５ｃからハウジング５０３外部に排出される。これにより、磁性流体真空シール部５３および真空外囲器５１１内に組み込まれた陽極ターゲット５１５は冷却される。

また、ハウジング５０３内に供給された冷却液７は、冷却器（クーラーユニット）７ａに設けられた熱交換器７ｂにより冷却される。冷却液７は、ポンプ７ｃにより、冷却液入り口５ｂと冷却液出口５ｃとの間を循環される。これにより、Ｘ線管装置５０１において発生する熱が、冷却液７を介してハウジング５０３の外部へ放出される。

このとき、冷却液７は、真空外囲器５１１を隔てて、磁性流体真空シール部材５３の背面の近傍を流れる。このため、軸受け部１１ａ（特に、磁性流体真空シール部材５３）を効率よく冷却できる。なお、冷却液７の流路は、ハウジング５０３及びＸ線管本体５０５の形状を工夫することにより形成されている。冷却液７の流路を工夫したことにより、冷却液７はステータ７１も併せて冷却可能である。そして、Ｘ線管装置５０１により生じる熱の多くは、冷却液７を介してＸ線管装置５０１外部に放出できる。

また、真空外囲器５１１の端部１１ｃは、真空外囲器５１１の一端部に位置し、ハウジング５３０の固定部５１に近接している。端部１１ｃは、固定部５１の突出部５２との間に僅かな隙間、すなわち濡れ性の低い隙間５ｄを提供する。上記したことから、隙間５ｄは、冷却液７の真空外囲器５１１の内側への入り込みを抑止できる。これにより、流体磁性真空シール部材５３に冷却液７が回り込み、真空シール部材５３の性能（能力）が不所望に低下することが防止される。

なお、接触角が比較的大きな液体としての冷却液７を冷却媒体として用いる場合、濡れ性の低い隙間５ｄは一定の大きさよりも小さく規定されている。これにより、隙間５ｄへの冷却液７の入り込みは抑止される。但し、この実施例においては、冷却媒体として、水またはグリコールが混合された媒体が用いられている。この場合、接触角を大きくするために、真空外囲器５１１の端部１１ｃ（永久磁石６９の端部を含む）および固定部５１に、樹脂等をコーティングすることが好ましい。

図６は、図５に示したＸ線管装置の別の実施の形態を示す。なお、図５により既に説明した構成と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図５により既に説明した構成に類似した構成には６００を加算した符号を付して、詳細な説明を省略する。

図６に示すＸ線管装置６０１は、ハウジング６０３と、ハウジング６０３に収容されたＸ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）６０５とを有する。

Ｘ線管本体６０５は、冷却液７を介して、ハウジング６０３の所定の位置に収容されている。冷却液７は、例えば主な成分が水であり、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下に設定された水系冷却媒体（非油脂系冷却媒体）である。

真空外囲器６１１は、ハウジング６０３の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極９と接触されて、接地されている。

真空外囲器６１１の内部は所定の真空度に保持されている。真空外囲器６１１の内側には、陰極電子銃（熱電子放出源）６１３と、回転陽極（陽極ターゲット）６１５とが設けられている。陰極電子銃６１３は、真空外囲器６１１と独立に設けられている。陽極ターゲット６１５は、真空外囲器６１１の内側に真空外囲器６１１と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット６１５は、電子銃６１３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線を放射するものである。

真空外囲器６１１は、磁性流体真空シール部材５３と、ベアリング（転がり軸受け、ボール／ロールベアリング）部材５５とにより保持されている。磁性流体真空シール部材５３は、Ｘ線管本体６０５の所定の位置に設けられた円筒状の固定部１５１の内周面の所定の位置に設けられている。ベアリング部材５５は、固定部１５１の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材５３よりも冷却液７の流路に近接する側に設けられている。なお、固定部１５１は、支持部材５７を介してハウジング６０３の真空外囲器保持部５９に、同心状（同軸状）に、固定されている。

陰極電子銃６１３は、円筒状の陰極保持体１３ａを有している。陰極保持体１３ａの外周面に固定された固定部材６３と、真空外囲器保持部５９の円筒部分５９ａの内側の所定の領域とは、シール部材６１を介して固定される。上記したことから、陰極電子銃６１３は、真空外囲器６１１の内側の所定の位置に、固定されている。

固定部材６３は、溶接部６１と固定される側から離れた側に端部６３ａを有している。接続構体５１ａは、円筒状の固定部１５１（真空外囲器６１１の外側で真空外囲器６１１を支持する）と接続され、ばね性を示すものである。端部６３ａは、接続構体５１ａと、溶接部６５により接続されている。なお、陰極電子銃６１３の陰極保持体１３ａには、ハウジング６０３の真空外囲器保持部５９を貫通する所定の長さが与えられている。陰極保持体１３ａは、ハウジング６０３の接地極９が設けられる側と反対の側で、陰極電子銃６１３への電源の供給に利用される接続部（高電圧供給端子）６７と電気的に接続される。

この固定部材６３の端部６３ａと接続構体５１ａとは、溶接部６５により固定されている。これにより、真空外囲器６１１が回転される際の振動が陰極電子銃６１３に伝達されることが低減される。すなわち、接続構体５１ａのばね性により真空外囲器６１１の回転によって発生する振動は吸収される。

陽極ターゲット６１５を保持した真空外囲器６１１の所定の位置であって、接地極９の近傍に、複数の永久磁石１６９が設けられている。複数の永久磁石１６９は、真空外囲器６１１の外径が陽極ターゲット６１５を囲む部分の真空外囲器６１１の外径よりも小さくなる部分（以下先端部と称する）６１１ｄに設けられている。複数の永久磁石１６９は、真空外囲器６１１を回転させるための推進力（磁力）を受けるものである。

ハウジング６０３の所定の位置には、ステータコイル１７１が設けられている。ステータコイル１７１は、先端部６１１ｄを囲むように設けられた永久磁石１６９と実質的に同軸状（同心状）となる。ステータコイル１７１は、永久磁石１６９に対して、任意のタイミングで磁力（推進力）を提供するものである。ステータコイル１７１は、外部から回転を制御可能に電磁石として形成されている。

このようなＸ線管装置６０１においては、ステータコイル１７１に所定の電流が供給されることで真空外囲器６１１が所定の速度で回転され、真空外囲器６１１の内側に設けられた陽極ターゲット（回転陽極）６１５が所定の速度で回転される。この状態で陰極電子銃６１３から放射された電子が陽極ターゲット６１５に衝突されることで、陽極ターゲット６１５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６１１の円筒状部の所定の位置に規定された窓部６１１ｂ及びハウジング６０３の円筒状部の所定の位置に規定された窓部６０３ａから外部へ放射される。

なお、真空外囲器６１１の外側のほとんどの領域とハウジング６０３の内側の所定の領域との間には、例えば真空外囲器６１１の軸受け部６１１ａの近傍に設けられた冷却液入り口６０５ｂを介して、冷却液７が注入される。冷却液７は、接地極９の近傍に設けられた冷却液出口６０５ｃからハウジング６０３外部に排出される。これにより、磁性流体真空シール部５３および真空外囲器６１１内に組み込まれた陽極ターゲット６１５は冷却される。

また、ハウジング６０３内に供給された冷却液７は、冷却器（クーラーユニット）７ａに設けられた熱交換器７ｂにより冷却される。冷却液７は、ポンプ７ｃにより、冷却液入り口６０５ｂと冷却液出口６０５ｃの間を循環される。これにより、Ｘ線管装置６０１において発生する熱が、冷却液７を媒介として、ハウジング６０３の外部へ放出される。

このとき、冷却液７は、固定部１５１を隔てて磁性流体真空シール部材５３およびベアリング部材５５を効率よく冷却できる。冷却液７は、真空外囲器６１１に固定された陽極ターゲット６１５の背面の近傍を流れる。上記したことから、軸受け部６１１ａと陽極ターゲット６１５とは効率よく冷却される。なお、冷却液７の流路は、一般に金属で形成される固定部１５１に接して流れるよう工夫されている。

また、真空外囲器６１１の所定の位置であって、Ｘ線管本体６０５の固定部１５１の一端部１５１ｂに近接する真空外囲器６１１の陽極ターゲット６１５の近傍には、濡れ性低減フランジ１１１ｅが設けられている。濡れ性低減フランジ１１１ｅは、ベアリング部材５５および磁性流体真空シール部材５３に、冷却液７が回り込むことを低減させることが可能である。濡れ性低減フランジ１１１ｅ及び固定部１５１の一端部１５１ｂは、これらの間に僅かな隙間、すなわち濡れ性の低い隙間１０５ｄを提供する。このため、濡れ性低減フランジ１１１ｅ及び一端部１５１ｂは、冷却液７が真空外囲器６１１の内側に入り込むことを抑止できる。これにより、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込み、真空シール部材５３の性能（能力）が不所望に低下することが防止される。

なお、接触角が比較的大きな液体としての冷却液７を冷却媒体として用いる場合、濡れ性の低い隙間１０５ｄは一定の大きさよりも小さく規定されている。これにより、その隙間１０５ｄへの冷却液７の入り込みは抑止される。但し、この実施例においては、冷却媒体として、水またはグリコールが混合された媒体が用いられている。この場合、接触角を大きくするために、真空外囲器６１１のフランジ１１１ｅおよび固定部１５１の一端部１５１ｂに、樹脂等をコーティングすることが好ましい。

また、ベアリング部材５５のうちの磁性流体真空シール部材５３から離れた側のベアリング部材は、シール型である。これにより、一層、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込むことを、抑止できる。

なお、図７に示すように、図６に示したＸ線管装置６０１に関し、真空外囲器６１１の先端部６１１ｄとロータ（永久磁石）１６９との間に、第２のベアリング部材（ころがり軸受け）７７３を設けてもよい。すなわち、図７に示すように、第２のベアリング部材７７３は、真空外囲器６１１をその先端部６１１ｄ側で支持している。真空外囲器６１１の重心位置とベアリング部材７７３が近接しているため、真空外囲器６１１が回転される際の軸ぶれ（偏心）は抑制される。従って、Ｘ線管装置６０１の振動発生を低減することができる。

次に、図７に示したＸ線管装置（６０１）を用いて、図２（図４）および図６に示したそれぞれのＸ線管装置のＸ線管本体（１０５，６０５）と真空外囲器（１１１，６１１）との間に、冷却液７を注入（充填）する方法の一例を説明する。

先ず、図７に示すように、真空外囲器６１１（１１１）の先端部６１１ｄ（１１１ｄ）を下方、すなわち、重力を受ける方向に向ける。これにより、Ｘ線管装置６０１（１０１）の管軸は垂直方向に平行となる。

上記したことにより、冷却液入り口６０５ｂは、真空外囲器６１１（１１１）内の陰極電子銃６１３（１３）および陽極ターゲット６１５（１５）よりも上方に位置している。冷却液入り口６０５ｂは、冷却液７が下方に堆積（流入）される際に残る空気層の近傍に位置している。

次に、不活性気体であるヘリウム（Ｈｅ）ガスで飽和された冷却液７を、入り口６０５ｂからハウジング６０３内に、「ｈ」で示す位置（入り口６０５ｂの上部）まで注入する。
残った空間（空気層）に、ヘリウム（Ｈｅ）を注入する（空気層の空気を置換してもよい）。

上記したことから、冷却液７は、飽和状態で溶解された不活性気体を予め含んでいる。冷却液７は、ハウジング６０３と真空外囲器６１１との間において、不活性気体と接触される。

なお、濡れ性低減フランジ１１１ｅにより、冷却液７の磁性流体真空シール部材５３およびベアリング部材５５側への回り込みは抑制される。

また、ベアリング部材５５がシール型である場合には、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が到達することは、ほぼ完全に防止される。

図８は、図１ないし図７に示したＸ線管装置のさらに別の実施の形態を示す。なお、図１ないし図７により既に説明した構成と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図１ないし図７により既に説明した構成に類似した構成には８００を加算した符号を付して、詳細な説明を省略する。

図８に示すＸ線管装置８０１は、ハウジング８０３とハウジング８０３に収容されたＸ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）８０５とを有する。

Ｘ線管本体８０５は、例えば主な成分が水であり、電気伝導率が１ｍＳ／ｍ以下に設定された水系冷却媒体（非油脂系冷却媒体）７を介して、ハウジング８０３の所定の位置に収容されている。

真空外囲器８１１は、ハウジング８０３の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極９と接触されて、接地されている。

真空外囲器８１１の内部は、所定の真空度に保持されている。真空外囲器８１１の内側には、陰極電子銃（熱電子放出源）８１３と、回転陽極（陽極ターゲット）８１５とが設けられている。陰極電子銃８１３は、真空外囲器８１１と独立に設けられている。陽極ターゲット８１５は、真空外囲器８１１の内側であって、ハウジング８０３の接地極９側の面と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット８１５は、電子銃８１３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。

真空外囲器８１１は、磁性流体真空シール部材８５３と、ベアリング（転がり軸受け、ボール／ロールベアリング）部材８５５とにより保持されている。磁性流体真空シール部材８５３は、ハウジング８０３の内側の所定の位置に設けられた（外部から真空外囲器８１１内部に挿入された）円筒状の固定部８７５の外周面の所定の位置に設けられている。ベアリング部材８５５は、固定部８７５の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材８５３よりも冷却液７の流路に近接する側に設けられている。

なお、円筒状の固定部８７５は、２枚の円筒状の薄板により形成された支持部材８７７を介してハウジング８０３の外部と接続された高電圧給電用レセプタクル８７９の外周と接続されている。また、ベアリング部材８５５が真空外囲器８１１の一端部（解放端）側に面する側には、シール部材８８１が設けられている。これにより、冷却液７が、ベアリング８５５および磁性流体真空シール部材８５３を通り抜けて真空外囲器８１１の内部に到達する（漏れ出す）ことを阻止している。

高電圧給電用レセプタクル８７９は、その端部がハウジング８０３を密閉する蓋部材８８３の概ね中央に固定されている。

従って、電子銃８１３は、蓋部材８８３に保持されたレセプタクル８７９により支持されている。真空外囲器８１１は、ハウジング８０３内において、レセプタクル８７９の外周を回転可能である。

ベアリング部材８５５は、固定部８７５を真空外囲器８１１に対して同軸の位置に位置決めするものである。電気絶縁性のスペーサ８８５およびベアリング部材８８７は、ハウジング８０３との間の（円筒状の）空間に、真空外囲器８１１を回転可能に保持するものである。第２のベアリング８８７は、非シール型である。

次に、図８に示したＸ線管装置８０１を変形したＸ線管装置９０１について説明する。図９に示すように、真空外囲器８１１の円筒状の固定部８７５と真空外囲器８１１の軸受け部８１１ａとの間に、第２の円筒状の固定部９８９と、第２の磁性流体シール部材９９１およびベアリング（ころがり軸受け）部材９９３とが設けられている。支持部材８７７の外側に位置する固定部８７５と、真空外囲器８１１とは、２段階で支持されていてもよい。この場合、それぞれのベアリング部材及び磁性流体シール部材が分担すべき回転数（回転速度）は、およそ１／２となる。このため、それぞれのベアリング部材における温度上昇（発熱）も低減される。長期に亘って、ベアリング部材の焼きつき等が生じる虞も抑止できる。磁性流体シール部材の真空シール性能を高めることができる。

次に、図９に示したＸ線管装置９０１を変形したＸ線管装置１００１について説明する。図１０に示すように、第２の円筒状の固定部９８９は、一部をロータとして用いるために全長を伸ばして形成されている。固定部９８９の外周に第２のステータコイル１０９５が設けられている。これにより、円筒状の固定部９８９の回転数を、正確に、真空外囲器９０１の回転数の１／２になるように制御することができる。

次に、図８に示したＸ線管装置８０１を変形したＸ線管装置１１０１について説明する。図１１に示すように、Ｘ線管装置１１０１は回転機溝１１９７を設けている。回転機溝１１９７は、真空外囲器８１１の任意の位置に駆動力（回転力）を伝達するものである。回転機溝１１９７により、真空外囲器８１１を外部から強制的に回転させることも可能である。

また、図１ないし図１１に示したＸ線管装置においては、真空外囲器の内面に、ゲッタ材（フラッシュゲッタ）、例えばバリウム（Ｂａ）やチタン（Ｔｉ）の図示しない薄膜が蒸着等により形成されてもよい。なお、ゲッタ材は、真空外囲器内で発生することのある不純物ガスを回収／吸着するものである。また、図１１に一例を示すが、陰極電子銃１１１３を通じて、通電ゲッタ１１９９が真空外囲器８１１の内部に配置されてもよい。

また、図１ないし図１１に示したＸ線管装置においては、冷却器（クーラーユニット）は、詳述しないが、着脱自在の配管ジョイントを介してハウジングと接続されることは、いうまでもない。

なお、図１ないし図１１に示したＸ線管装置において、陽極ターゲットおよび陰極電子銃（熱電子放出源）は、真空外囲器の回転軸に沿った方向に互いに対向配置されている。真空外囲器およびハウジングは、それぞれＸ線を透過させる窓部を有している。これらの窓部は、上記回転軸に直交した方向に陽極ターゲットと対向して位置している。図１２は、図１ないし図１１に示したＸ線管装置のさらに別の実施の形態を示す。なお、図３により既に説明した構成と同じ構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。また、図３により既に説明した構成に類似した構成には１２００を加算した符号を付して説明する。
図１２に示すように、Ｘ線管装置１２０１は、ハウジング１２０３とハウジング１２０３に収容されたＸ線管本体１２０５とを有する。陽極ターゲット１２１５は、円環状に形成され、真空外囲器１２１１とともに回転可能に形成されている。

陽極ターゲット１２１５および陰極電子銃（熱電子放出源）１２１３は、真空外囲器１２１１の回転軸に直交した方向に互いに対向配置されている。真空外囲器１２１１はＸ線を透過させる窓部１２１１ｂを有している。ハウジング１２０３は、窓部１２１１ｂとともにＸ線を透過させる窓部１２０３ａを有している。窓部１２１１ｂおよび窓部１２０３ａは、上記回転軸に沿った方向に陽極ターゲット１２１５と対向して位置している。

このようなＸ線管装置１２０１においては、ステータ７１に所定の電流が供給されることで、真空外囲器１２１１が所定の速度で回転され、真空外囲器１２１１の内側に設けられた陽極ターゲット１２１５が所定の速度で回転される。この状態で陰極電子銃１２１３から放射された電子が陽極ターゲット１２１５に衝突されることで、陽極ターゲット１２１５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１２１１の所定の位置に規定された窓部１２１１ｂ及びハウジング１２０３の所定の位置に規定された窓部１２０３ａから外部へ放射される。

なお、図示しないが、冷却液７は、冷却器（クーラーユニット）７ａに設けられた熱交換器７ｂにより冷却され、ポンプ７ｃにより、冷却液入り口５ｂと冷却液出口５ｃの間を循環される。
図１２に示したＸ線管装置においては、冷却器（クーラーユニット）は、詳述しないが、着脱自在の配管ジョイントを介してハウジングと接続されることは、いうまでもない。

また、図１３に示すように、冷却液入り口５ｂと冷却液出口５ｃとは、冷却器７ａを介することなくパイプ７ｄで繋がっていても良い。この場合、冷却液７は、パイプ７ｄを介し冷却液入り口５ｂと冷却液出口５ｃの間を循環される。なお、言うまでもないが、陽極ターゲット１２１５および陰極電子銃１２１３は、真空外囲器１２１１の回転軸に直交した方向に互いに対向配置されている。

また、図１４に示すように、冷却液入り口５ｂと冷却液出口５ｃとは、ハウジング１２０３に形成された流路１２０３ｄで繋がっていても良い。この場合、冷却液７は、流路１２０３ｄを介し冷却液入り口５ｂと冷却液出口５ｃの間を循環される。なお、言うまでもないが、陽極ターゲット１２１５および陰極電子銃１２１３は、真空外囲器１２１１の回転軸に直交した方向に互いに対向配置されている。

図１２ないし図１４で説明したように、この発明の一実施の形態をＸ線管装置に適用することで、水系の冷却媒体を使用して、熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、Ｘ線管装置が組み込まれる、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、Ｘ線管装置自身の寿命も増大されるので、Ｘ線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。

なお、図１ないし図１４に示したＸ線管装置において、陽極ターゲットおよび陰極電子銃（熱電子放出源）は、互いに対向配置されている。
次に、図１ないし図１４に示したＸ線管装置のさらに別の実施の形態を示す。
図１５及び図１６に示すように、Ｘ線管装置１５０１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１５０１は、ハウジング１５０３と、Ｘ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）１５０５と、冷却器（クーラーユニット）７ａとを有している。

Ｘ線管本体１５０５は、ハウジング１５０３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である。冷却器７ａは、Ｘ線管本体１５０５の冷却液７を放熱及び循環させるものである。Ｘ線管本体１５０５と冷却器７ａとは冷却液７の通路となるホース４により接続されている。Ｘ線管装置１５０１は、Ｘ線管本体（真空管）１５０５、ハウジング１５０３及び冷却液７を含んでいる。

Ｘ線管本体１５０５は、冷却液７を介してハウジング１５０３の所定の位置に収容されている。冷却液７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非油脂系冷却液（水系冷却媒体）である。なお、冷却液７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が用いられる。冷却媒体は、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である。なお、水系媒体において、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。

Ｘ線管本体１５０５は、真空外囲器１５１１と、陰極（熱電子放出源）１５１３と、回転陽極（陽極ターゲット，アノード）１５１５とを含んでいる。真空外囲器１５１１は、ハウジング１５０３内部に満たされた冷却液７に全周が概ね接触可能に、かつ、回転可能に設けられている。真空外囲器１５１１の内部は所定の真空度に保持されている。

陰極１５１３は、真空外囲器１５１１の内側に、真空外囲器１５１１と独立に設けられている。陽極ターゲット１５１５は、真空外囲器１５１１の内側に、真空外囲器１５１１と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット１５１５は、陰極１５１３から放出された電子が衝突されることによりＸ線を放射するものである。

陰極１５１３は真空外囲器１５１１の回転軸上に配置されている。すなわち、陰極１５１３は、陽極ターゲット１５１５と対向した位置から外れている。

陰極１５１３が配置される場所の近傍に、第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂが配置されている。第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、真空外囲器１５１１の外側でありハウジング内部である環状の設置スペースＳ１の所定位置に配置されている。第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、真空外囲器１５１１（端部１１ｃ）を挟んで互いに対向している。

第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、偏向制御部として機能している。第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、磁気的に電子ビームを偏向させるものである。第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、電子ビームを偏向させる磁場Ｈをつくり出す。

ここで、真空外囲器１５１１の回転軸に沿った方向を第１方向ｄ１、第１方向に直交した方向を第２及び第３方向ｄ２、ｄ３、第１、第２及び第３方向に直交した方向を第４及び第５方向ｄ４、ｄ５とする。

この実施の形態において、第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、第２及び第３方向ｄ２、ｄ３に対向している。磁場Ｈは、第１磁気偏向コイル８ａから第２磁気偏向コイル８ｂに向った第３方向ｄ３に形成される。

陰極１５１３から放出される熱電子は、陰極１５１３と陽極ターゲット１５１５間の電場により加速集束されるとともに、第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂがつくり出す磁場Ｈの影響を受ける。これにより、熱電子は、回転軸から回転軸に垂直な方向（径方向）に離れた位置に配置されている陽極ターゲット１５１５に衝突される。この実施の形態において、図示しないが、熱電子は、磁場Ｈにより第４方向ｄ４に曲げられ、陽極ターゲット１５１５に衝突される。
なお、真空外囲器１５１１は、ハウジング１５０３の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極９と接触されて、接地されている。

また、真空外囲器１５１１は、ベアリング（転がり軸受け、ボール／ロールベアリング）部材１５７３ａ、１５７３ｂにより保持されている。ベアリング部材１５７３ａ、１５７３ｂは、陽極ターゲット１５１５を保持した側の一端部に設けられたロータ１５６９ａの内周面と、ハウジング１５０３の所定の位置に設けられた円筒状の電気絶縁体からなる固定部７２の外周面との間の所定位置に設けられている。真空外囲器１５１１の荷重は、ベアリング部材１５７３ａ、１５７３ｂにより支承されている。

ロータ１５６９ａの外周面には、真空外囲器１５１１を回転させるための推進力（磁力）を受ける複数の永久磁石１５６９ｂが設けられている。

ロータ１５６９ａの周囲に設けられた永久磁石１５６９ｂと実質的に同軸状（同心状）となるハウジング１５０３の所定の位置には、ステータ７１が設けられている。ステータ７１は、永久磁石１５６９ｂに対して、任意のタイミングで磁力（推進力）を提供するものである。ステータ７１は、外部から回転を制御可能に電磁石として形成されているコイル体である。

このようなＸ線管装置１５０１においては、ステータ７１に所定の電流が供給されることで、真空外囲器１５１１が所定の速度で回転され、真空外囲器１５１１の内側に設けられた陽極ターゲット１５が所定の速度で回転される。この状態で陰極１５１３から放射された電子が陽極ターゲット１５１５に衝突されることで、陽極ターゲット１５１５からＸ線が出力される。出力されたＸ線は、真空外囲器１５１１の円筒状部の所定の位置に規定された窓部１５１１ｂ及びハウジング１５０３の円筒状部の所定の位置に規定された窓部１５０３ａ(図示せず)から外部へ放射される。

磁性流体真空シール部材５３は、陰極１５１３を保持した側のハウジング１５０３の所定の位置に設けられた円筒状の固定部５１の内周面に設けられている。ベアリング部材５５は、固定部５１の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材５３よりも冷却液７の流路に近接する側に設けられている。

なお、円筒状の固定部５１は、フランジとしての突出部５２に固定されている。突出部５２は電気絶縁体からなる支持部材５７を介してハウジング１５０３の外囲器保持部５９に、同心状（同軸状）に固定されている。ベアリング部材５５は、真空外囲器１５１１の荷重を支承するためではなく、真空外囲器１５１１と固定部５１の同軸的な位置決めを行うための機能を有する。

陰極１５１３は、円筒状の絶縁体からなる陰極保持体１３ａを有している。陰極保持体１３ａの外周面と、真空外囲器保持部５９の円筒部分の内側の所定の領域とは、シール部材６１を介して固定される。上記したことから、陰極１５１３は、真空外囲器１５１１の内側の所定の位置に固定されている。

なお、陰極１５１３が取り付けられている陰極保持体１３ａには、ハウジング３の外囲器保持部５９を貫通する所定の長さが与えられている。陰極保持体１３ａは、ハウジング１５０３の接地極９が設けられる側と反対の側で、陰極１５１３への電源の供給に利用される接続部（高電圧供給端子）６７と電気的に接続される。

固定部材６３はバネ性を有するベローズ形状を有する。このため、真空外囲器１５１１が回転される際の振動が陰極１５１３に伝達されることが低減される。固定部材６３のバネ性により、陰極保持体１３ａと突出部５２との僅かな組み立て誤差は吸収される。

なお、真空外囲器１５１１の外側の所定の領域とハウジング１５０３の内側の所定の領域との間の空間には、冷却液入り口５ｂを介して冷却液７が注入される。冷却液入り口５ｂは、例えば磁気偏向コイル８近傍に設けられている。冷却液７は、冷却液出口１５０５ｃからハウジング１５０３外部に排出される。冷却液出口１５０５ｃは、接地極９の近傍に設けられている。これにより、真空外囲器１５１１内に組み込まれた陽極ターゲット１５１５は冷却される。陽極ターゲット１５１５の近傍の窓部１５１１ｂを含む真空外囲器壁面は、陽極ターゲット１５１５に衝突した加速電子の一部である反跳電子の衝撃を受けて加熱される。しかし、真空外囲器壁面も冷却液７により冷却される。陽極ターゲット１５１５および真空外囲器１５１１は高速度で回転している。上記した回転動作は冷却率の増加に寄与する。

また、陰極１５１３及び陽極ターゲット１５１５は、真空外囲器１５１１の内側に設けられている。真空外囲器１５１１の内側は、磁性流体真空シール部材５３により、所定の真空度に保持されている。磁性流体真空シール部材は、上記したように、例えば、神山による「潤滑」第３０巻第８号ｐｐ７５〜７８に報告がある。

なお、ハウジング１５０３内に供給された冷却液７は、冷却器（クーラーユニット）７ａに設けられた熱交換器７ｂにより冷却される。熱交換器７ｂは、ファン７ｄ及びラジエータ７ｅを有している。冷却液７は、ポンプ７ｃにより、冷却液入り口１５０５ｂと冷却液出口１５０５ｃとの間を循環される。これにより、陽極ターゲット１５１５および反跳電子の衝撃を受ける窓部１５１１ｂにおいて発生する熱は、冷却液７を介して、ハウジング１５０３の外部へ放出される。

このとき、冷却液７は、陽極ターゲット１５１５や窓部１５１１ｂのみならず、磁性流体真空シール部材５３、ステータ７１及び第１及び第２磁気偏向コイル８ａ、８ｂも併せて冷却可能である。各部の温度は許容温度以下に保持される。なお、冷却液７の流路は、ハウジング１５０３内部の形状を工夫することにより形成されている。

真空外囲器１５１１の端部１１ｃは、真空外囲器１５１１の一端部に位置し、ハウジング１５０３の固定部５１に近接している。端部１１ｃは、固定部５１の突出部５２との間に僅かな隙間、すなわち濡れ性の低い隙間５ｄを提供する。上記したことから、隙間５ｄは、冷却液７の真空外囲器１５１１の内側への入り込みを抑止する。流体磁性真空シール部材５３への冷却液７の回り込みを抑止できるため、磁性流体真空シール部材５３の性能（能力）の不所望な低下は抑止される。

この実施例においては、冷却媒体として、濡れ性が良い水または水にグリコールが混合された媒体を用いている。接触角を大きくするために、真空外囲器１５１１の端部１１ｃおよびそれに対向する固定部５１の表面に、樹脂等をコーティングすることが好ましい。また、ベアリング部材５５は、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である。これにより、一層、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込むことを、抑止できる。

以上説明したように、この発明の一実施の形態をＸ線管装置に適用することで、水系の冷却媒体を使用して、熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、Ｘ線管装置が組み込まれる、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく、冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、Ｘ線管装置自身の寿命も増大されるので、Ｘ線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。

次に、図１５に示したＸ線管装置のさらに別の実施の形態を示す。なお、図１５により既に説明した構成と同じ構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図１７及び図１８に示すように、Ｘ線管装置１５０１は、ハウジング１５０３と、ハウジング１５０３に収容されたＸ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）１５０５とを有する。図示しないが、Ｘ線管装置１５０１は、冷却器（クーラーユニット）７ａも有している。

Ｘ線管本体１５０５は、冷却液７を介してハウジング１５０３の所定の位置に収容されている。冷却液７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非油脂系冷却液（水系冷却媒体）である。

Ｘ線管本体１５０５は、真空外囲器１５１１と、陰極（熱電子放出源）１５１３と、回転陽極（陽極ターゲット，アノード）１５１５とを含んでいる。真空外囲器１５１１は、ハウジング１５０３内部に満たされた冷却液７に全周が概ね接触可能に、かつ、回転可能に設けられている。真空外囲器１５１１は、内部が所定の真空度に保持されている。

陰極１５１３は、真空外囲器１５１１の内側に、真空外囲器１５１１と独立に設けられている。陽極ターゲット１５１５は円環状に形成されている。陽極ターゲット１５１５は、真空外囲器１５１１の内側に、真空外囲器１５１１と一体的に回転可能に設けられている。陽極ターゲット１５１５は、陰極１５１３から放出された電子が衝突されることによりＸ線を放射するものである。

陰極１５１３は、真空外囲器１５１１の回転軸上に配置されている。すなわち、陰極１５１３は、陽極ターゲット１５１５と対向した位置から外れている。

陰極１５１３が配置される場所の近傍に、第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂが配置されている。第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、真空外囲器１５１１の外側でありハウジング１５０３内部である環状の設置スペースＳ１の所定位置に配置されている。第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、真空外囲器１５１１（端部１１ｃ）を挟んで互いに対向している。

この実施の形態において、第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂは、第４及び第５方向ｄ４、ｄ５に対向している。磁場Ｈは、第１磁気偏向コイル８ａから第２磁気偏向コイル８ｂに向った第４方向ｄ４に形成される。

陰極１５１３から放出される熱電子は、陰極１５１３と陽極ターゲット１５１５間の電場により加速集束されるとともに、第1磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂがつくり出す磁場Ｈの影響を受ける。これにより、熱電子は、回転軸から回転軸に垂直な方向（径方向）に離れた位置に配置されている陽極ターゲット１５１５に衝突される。この実施の形態において、図示しないが、熱電子は、磁場Ｈにより第２方向ｄ２に曲げられ、陽極ターゲット１５１５に衝突される。
真空外囲器１５１１は、ハウジング１５０３の一端部の所定の位置を貫通して設けられる接地極９と接触されて、接地されている。

真空外囲器１５１１は、ベアリング（転がり軸受け、ボール／ロールベアリング）部材１５７３ａ、１５７３ｂにより保持されている。
ベアリング部材１５７３ａは、円筒状の先端部１５１１ｄの外周面と、固定部７２の内周面との間の所定位置に設けられている。先端部１５１１ｄは、陽極ターゲット１５１５を保持した側の一端部に設けられている。固定部７２は、ハウジング１５０３の所定の位置に設けられ、円筒状の電気絶縁体からなる。

磁性流体真空シール部材５３は、円筒状の固定部５１の外周面に設けられている。固定部５１は、陰極１５１３を保持した側のハウジング１５０３の所定の位置に設けられている。
ベアリング部材１５７３ｂは、固定部５１の所定の位置であって、磁性流体真空シール部材５３よりも冷却液７の流路に近接する側に設けられている。

真空外囲器１５１１の荷重はベアリング部材１５７３ａ、１５７３ｂにより支承されている。真空外囲器１５１１は、ベアリング部材１５７３ｂが取り付けられる側の一端部に、端部１１ｃを有している。端部１１ｃの外周面には銅からなるロータ１５６９ａが設けられている。

ロータ１５６９ａの外周面には、複数の永久磁石１５６９ｂが設けられている。複数の永久磁石１５６９ｂは、真空外囲器１５１１を回転させるための推進力（磁力）を受けるものである。

ハウジング１５０３の所定の位置には、ステータ７１が設けられている。ハウジング１５０３は、永久磁石１５６９ｂと実質的に同軸状（同心状）となる。ステータ７１は、永久磁石１５６９ｂに対して、任意のタイミングで磁力（推進力）を提供する。ステータ７１は、外部から回転を制御可能に電磁石として形成されているコイル体である。

このようなＸ線管装置１５０１においては、ステータ７１に所定の電流が供給されることで、真空外囲器１５１１が所定の速度で回転され、真空外囲器１５１１の内側に設けられた陽極ターゲット１５１５が所定の速度で回転される。この状態で陰極１５１３から放射された電子が陽極ターゲット１５１５に衝突されることで、陽極ターゲット１５１５からＸ線が出力される。出力されたＸ線は、窓部１５１１ｂ及び窓部１５０３ａから外部へ放射される。窓部１５１１ｂは、真空外囲器１５１１の側面部の所定の位置に規定されている。窓部１５０３ａは、ハウジング１５０３の側面部の所定の位置に規定されている。窓部１５１１ｂおよび窓部１５０３ａは、真空外囲器１５１１の回転軸に沿った方向に陽極ターゲット１５１５と対向して位置している。

なお、円筒状の固定部５１は、フランジとしての突出部５２に固定されている。突出部５２は、電気絶縁体からなる支持部材５７を介してハウジング１５０３の外囲器保持部５９に、同心状（同軸状）に固定されている。ベアリング部材１５７３ｂは、真空外囲器１５１１の荷重の一部を支承する。ベアリング部材１５７３ｂは、真空外囲器１５１１及び固定部５１の同軸的な位置決めを行うための機能も有する。

なお、真空外囲器１５１１の外側の所定の領域と、ハウジング１５０３の内側の所定の領域との空間には、冷却液入り口１５０５ｂを介して冷却液７が注入される。冷却液入り口１５０５ｂは、例えば第１及び第２磁気偏向コイル８ａ、８ｂ近傍に設けられている。冷却液７は、冷却液出口１５０５ｃからハウジング１５０３外部に排出される。冷却液出口１５０５ｃは、例えば接地極９の近傍に設けられている。これにより、真空外囲器１５１１内に組み込まれた陽極ターゲット１５１５は冷却される。

陽極ターゲット１５１５の近傍の窓部１５１１ｂを含む真空外囲器壁面は、陽極ターゲット１５１５に衝突した加速電子の一部である反跳電子の衝撃を受けて加熱される。しかし、真空外囲器壁面も冷却液７により冷却される。陽極ターゲット１５１５および真空外囲器１５１１は高速度で回転している。上記した回転動作は冷却率の増加に寄与する。

また、陰極１５１３及び陽極ターゲット１５１５は、真空外囲器１５１１の内側に設けられている。真空外囲器１５１１の内側は、磁性流体真空シール部材５３により、所定の真空度に保持されている。

なお、ハウジング１５０３内に供給された冷却液７は、冷却器（クーラーユニット）７ａに設けられた熱交換器７ｂにより冷却される。冷却液７は、ポンプ７ｃにより、冷却液入り口１５０５ｂと冷却液出口１５０５ｃとの間を循環される。これにより、陽極ターゲット１５１５および反跳電子の衝撃を受ける窓部１５１１ｂにおいて発生する熱は、冷却液７を介して、ハウジング１５０３の外部へ放出される。

このとき、冷却液７は、陽極ターゲット１５１５や窓部１５１１ｂのみならず、磁性流体真空シール５３、ステータ７１及び第１及び第２磁気偏向コイル８ａ、８ｂも併せて冷却可能である。各部の温度は許容温度以下に保持される。なお、冷却液７の流路は、ハウジング１５０３内部の形状を工夫することにより形成されている。

端部１１ｃ及びロータ１５６９ａは、突出部５２に近接している。端部１１ｃ及びロータ１５６９ａは、突出部５２との間に僅かな隙間、すなわち濡れ性の低い隙間５ｄを提供する。上記したことから、隙間５ｄは、冷却液７の真空外囲器１５１１の内側への入り込みを抑止する。流体磁性真空シール５３への冷却液７の回り込みを抑止できるため、磁性流体真空シール部材５３の性能（能力）の不所望な低下は抑止される。

この実施例においては、冷却媒体として、濡れ性が良い水または水にグリコールが混合された媒体を用いている。接触角を大きくするために、真空外囲器１５１１の端部１１ｃおよびそれに対向する突出部５２の表面に、樹脂等をコーティングすることが好ましい。また、ベアリング部材１５７３ｂは、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である。これにより、一層、磁性流体真空シール部材５３に冷却液７が回り込むことを、抑止できる。

次に、図１５及び図１７に示したＸ線管装置のさらに別の実施の形態を示す。なお、図１７により既に説明した構成と同じ構成には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
図１９に示すように、Ｘ線管装置１５０１は、ハウジング１５０３と、ハウジング１５０３に収容されたＸ線管本体（回転陽極型Ｘ線管）１５０５とを有する。図示しないが、Ｘ線管装置１５０１は、冷却器（クーラーユニット）７ａも有している。

この実施の形態において、Ｘ線管装置１５０１は、上記第１磁気偏向コイル８ａ及び第２磁気偏向コイル８ｂを有していない。陰極１５１３が配置される場所の近傍に、正の偏向電極としての第１偏向電極８ｃ及び負の偏向電極としての第２偏向電極８ｄが配置されている。第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄに与えられる電圧において、第１偏向電極８ｃには相対的に正の電圧が与えられ、第２偏向電極８ｄには相対的に負の電圧が与えられる。

第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄは、真空外囲器１５１１内部に配置され、互いに間隔を置いて対向している。第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄは、それぞれ電気絶縁部材を介して陰極１５１３に固定されている。

第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄは、偏向制御部として機能している。第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄは、電気的に電子ビームを偏向させるものである。第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄは、電子ビームを偏向させる電場Ｅをつくり出す。

この実施の形態において、第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄは、第２方向ｄ２（第３方向ｄ３）に対向している。電場Ｅは、第１偏向電極８ｃから第２偏向電極８ｄに向った第３方向ｄ３に形成される。

陰極１５１３から放出される熱電子は、陰極１５１３と陽極ターゲット１５１５間の電場により加速集束されるとともに、第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄがつくり出す電場Ｅの影響を受ける。なお、第１偏向電極８ｃ及び第２偏向電極８ｄ間の電位差は、陰極１５１３及び陽極ターゲット１５１５間の電位差に比べて十分に小さい。

これにより、熱電子は、回転軸から回転軸に垂直な方向（径方向）に離れた位置に配置されている陽極ターゲット１５１５に衝突される。この実施の形態において、熱電子は、電場Ｅにより第２方向ｄ２に曲げられ、陽極ターゲット１５１５に衝突される。

以上説明したように、この発明の一実施の形態をＸ線管装置に適用することで、熱の放出特性を向上させることができ、長期に亘って安定な特性が確保できる。これにより、Ｘ線管装置が組み込まれる、例えばＸ線画像診断装置や非破壊検査装置の寿命が増大される。また、この発明によれば、冷却液の高電圧に対する絶縁性を考慮する必要がなく冷却効率の高い冷却媒体が利用可能で、冷却効率が向上される。さらに、この発明によれば、Ｘ線管装置自身の寿命も増大されるので、Ｘ線画像診断装置や非破壊検査装置のランニングコストも低減される。

なお、本発明は、上述のいずれかの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できる。また、上記のいずれかの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。

冷却媒体７は、水系に限らず、絶縁油を使用したり、空気等のガス体を使用することも可能である。ベアリング部材は、ボールベアリングやロールベアリング等の転がり軸受け以外にすべり軸受けや磁気軸受けを使用することも可能である。固定部５１は、電気絶縁部材を介してハウジングに直接固定されている。しかし、弾性部材、制振部材又は吸収部材が、電気絶縁部材及びハウジング間、又は電気絶縁部材及び固定部５１間に配置されていても良い。これにより、回転部の回転に伴うＸ線管装置の振動をより低減させることも可能である。

この発明は、Ｘ線ＣＴ装置及びＸ線診断装置に使用される回転陽極型Ｘ線管装置に限定されるものではなく、全ての回転陽極型Ｘ線管装置に適用することができる。

この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を示す概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置の冷却媒体の充填方法の一例を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。図１５の線Ａ−Ａに沿った上記回転陽極型Ｘ線管装置の拡大断面図であり、特に第１及び第２磁気偏向コイルを示す図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。図１７の線Ｂ−Ｂに沿った上記回転陽極型Ｘ線管装置の拡大断面図であり、特に第１及び第２磁気偏向コイルを示す図。この発明の一実施形態に係る回転陽極型Ｘ線管装置を説明する概略図。

符号の説明

１，１０１，５０１，６０１，８０１，９０１，１００１，１１０１，１２０１，１５０１…Ｘ線管装置、３，１０３，５０３，６０３，８０３，９０３，１１０３，１２０３，１５０３…ハウジング、５，１０５，５０５，６０５，８０５，９０５，１１０５，１２０５，１５０５…Ｘ線管本体、３ａ，１０３ａ，５０３ａ，６０３ａ，８０３ａ，１２０３ａ，１５０３ａ…（Ｘ線管本体の）窓部、５ｂ，１０５ｂ，５０５ｂ，６０５ｂ，８０５ｂ，１５０５ｂ…（Ｘ線管本体の）冷却液入り口、５ｃ，１０５ｃ，５０５ｃ，６０５ｃ，８０５ｃ，１５０５ｃ…（Ｘ線管本体の）冷却液出口、５ｄ，１０５ｄ…（Ｘ線管本体の）濡れ性の低い隙間、７…冷却液（水系冷却媒体）、７ａ…冷却器（クーラーユニット）、７ｂ…熱交換器、７ｃ…（クーラーユニットの）ポンプ、８ａ…第１磁気偏向コイル、８ｂ…第２磁気偏向コイル、８ｃ…第１偏向電極、８ｄ…第２偏向電極、９…接地極、１１，１１１，５１１，６１１，８１１，９１１，１１１１，１２１１，１５１１…真空外囲器（真空容器）、１１ａ，１１１ａ，６１１ａ，８１１ａ…（真空外囲器の）軸受け部、１１ｂ，１１１ｂ，５１１ｂ，６１１ｂ，８１１ｂ，９１１ｂ，１１１１ｂ，１２１１ｂ，１５１１ｂ…（真空外囲器の）窓部、１１ｃ，１１１ｃ…（真空外囲器の）端部、１１１ｄ，６１１ｄ…（真空外囲器の）先端部、１１１ｅ…（真空外囲器の）濡れ性低減フランジ、１３，５１３，６１３，８１３，１１１３，１２１３，１５１３…電子銃（陰極電子銃）、１３ａ，…陰極保持体、１５，５１５，６１５，８１５，１２１５，１５１５…回転陽極（陽極ターゲット）、５１…（円筒状の）固定部、５１ａ…（円筒状の固定部の）接続構体、５３，８５３，９９１…磁性流体真空シール部材、５５，７７３，８５５，８８７，９９３…ころがり軸受け（ベアリング）、５７…支持部材、５９…真空外囲器保持部、５９ａ…（真空外囲器保持部の）円筒部分、６１…シール部材、６５…溶接部、６３…固定部材、６７…接続部（高電圧供給端子）、１５６９ａ…ロータ、６９，１６９，１５６９ｂ…永久磁石、７１…ステータ、１５１…（円筒状の）固定部、１５１ｂ…（円筒状の固定部の）端部、１６３…固定部材、１７１…ステータコイル、８７５…（外部から真空外囲器８１１内部に挿入された円筒状の）固定部、８７７…支持部材、８７９…（高電圧給電用）レセプタクル、８８１…シール部材、８８３…蓋部材、８８５…スペーサ、９８９…第２の円筒状の固定部、１０９５…第２のステータコイル、１１９７…回転機溝、１１９９…通電ゲッタ。

Claims

回転可能な、陽極ターゲットと一体化された真空外囲器と、
少なくとも前記真空外囲器を収納し、回転可能に保持するハウジングと、
少なくとも前記真空外囲器の陽極ターゲットに近接して冷却媒体が循環する循環路と、
前記真空外囲器内に収納配置された陰極と、
前記陰極を支持する陰極支持体と、
前記真空外囲器とハウジングまたはハウジングに固定された固定体との間に設けられた軸受機構および真空シール機構と、
前記真空外囲器を回転させるための回転駆動装置と、
を有することを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空シール機構は、磁性流体真空シール部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記冷却媒体は、熱交換器を通り、循環ポンプにより前記ハウジングと前記真空外囲器との間を循環されることを特徴とする請求項１または２に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記冷却媒体は、飽和状態で溶解された不活性気体を予め含んでいるとともに、前記ハウジングと前記真空外囲器との間において、不活性気体と接触されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記冷却媒体は、主要な成分が水である系冷却媒体であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記水系冷却媒体の導電率は、１ｍＳ／ｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空外囲器若しくは前記真空外囲器に一体的に設けられる部材、並びに前記ハウジング若しくはハウジングに一体的に設けられる部材は、これらの間に、前記真空外囲器と前記ハウジングとの間を循環される前記冷却媒体が前記真空外囲器内側に入り込むことを抑止可能に、濡れ性が抑制された狭い隙間を形成していることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記陰極支持体と前記真空外囲器との間に設けられた振動吸収機構をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記陰極支持体と前記真空外囲器との間に設けられた中間回転円筒と、
前記陰極支持体及び前記中間円筒の間、並びに前記中間円筒及び前記真空外囲器の間にそれぞれ設けられた第２軸受機構および第２真空シール機構と、をさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記中間円筒を回転させるための回転駆動装置をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記回転駆動装置は、ステータであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空外囲器および／または前記中間円筒を回転させるための回転駆動装置は、回転磁界を発生するステータであることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
着脱自在の配管ジョイントと、
前記配管ジョイントを介して前記ハウジングと接続され、前記冷却媒体が循環するホースと、をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空外囲器内に設けられ、かつ、不純物ガスを吸着するゲッターをさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空外囲器内に設けられ、かつ、不純物ガスを吸着するゲッターと、
前記真空外囲器内に設けられ、かつ、前記ゲッターを加熱する加熱装置と、を備えていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空外囲器およびハウジングは、前記回転軸に直交した方向に前記陽極ターゲットと対向して位置し、Ｘ線を透過させる窓部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空外囲器およびハウジングは、前記回転軸に沿った方向に前記陽極ターゲットと対向して位置し、Ｘ線を透過させる窓部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記陰極から放出される電子を偏向させる偏向制御部をさらに備えている請求項１に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
電子が衝突することでＸ線を発生する陽極ターゲットと、
電子を放出する電子放出源と、
前記陽極ターゲットおよび前記電子放出源を所定の減圧下で保持する真空容器と、
前記真空容器を収容し、前記真空容器との間に冷却液を循環可能に密閉するハウジングと、
前記ハウジングに前記電子放出源を固定する支持部材と、
前記真空容器を前記ハウジング内で回転可能に保持する保持部材と、
前記支持部材と前記保持部材との間に位置され、前記真空容器内の真空を維持しながら前記真空容器の前記ハウジング内での回転を可能とする流体シール部材と、
を有することを特徴とする回転陽極型Ｘ線管装置。
前記流体シール部材は、磁性流体真空シール部材を含むことを特徴とする請求項１９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空容器若しくは前記真空容器に一体的に設けられる部材、並びに前記ハウジング若しくはハウジングに一体的に設けられる部材は、これらの間に、前記真空容器と前記ハウジングとの間を循環される前記冷却液が前記真空容器内側に入り込むことを抑止可能に、濡れ性が抑制された狭い隙間を形成していることを特徴とする請求項１９または２０に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記冷却液は、主要な成分が水である水系冷却媒体であることを特徴とする請求項１９または２０に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記水系冷却媒体の導電率は、１ｍＳ／ｍ以下であることを特徴とする請求項２２に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空外囲器およびハウジングは、前記回転軸に直交した方向に前記陽極ターゲットと対向して位置し、Ｘ線を透過させる窓部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記真空外囲器およびハウジングは、前記回転軸に沿った方向に前記陽極ターゲットと対向して位置し、Ｘ線を透過させる窓部をそれぞれ有していることを特徴とする請求項１９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。
前記陰極から放出される電子を偏向させる偏向制御部をさらに備えている請求項１９に記載の回転陽極型Ｘ線管装置。