CN111955056A - X射线发生装置 - Google Patents

Abstract

X射线发生装置包括：产生X射线的X射线管；X射线管收纳部，其收纳X射线管的至少一部分，并且封入有绝缘性液体；包围部，其从X射线管的管轴方向看时，包围X射线管收纳部；气流产生部，其使气体在由X射线管收纳部与包围部之间界定出的包围空间内流通；和X射线屏蔽部，其设置在包围部的内表面或外表面，由具有比X射线管收纳部和包围部高的X射线屏蔽性能的材料构成。

Description

X射线发生装置

技术领域

本发明的一方式涉及一种X射线发生装置。

背景技术

包含高输出的X射线管的X射线源(X射线发生装置)中，需要兼顾X射线管的冷却和泄漏X射线(来自意料外的出射路径的X射线)的屏蔽。作为用于进行此种X射线管的冷却或泄漏X射线的屏蔽的结构，已知有例如专利文献1～3所记载的结构。专利文献1所记载的X射线发生装置中，在收纳X射线管的壳体的一侧面设置有散热用通风路和X射线屏蔽部件。专利文献2所记载的X射线源中，在X射线管收纳部的侧方设置有送风风扇单元。专利文献3所记载的X射线管装置中，包含X射线屏蔽材的外壳覆盖收纳X射线管的壳体，使冷却介质流通在该外壳内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4080256号公报。

专利文献2：日本特开2015-32512号公报。

专利文献3：日本专利第4889979号公报。

发明内容

发明要解决的技术问题

上述专利文献1所记载的结构中，仅在X射线管收纳部(壳体)的一侧面进行X射线管的冷却和泄漏X射线的屏蔽，对于X射线管收纳部的冷却和泄漏X射线的屏蔽可能不充分。上述专利文献2所记载的结构中，通过X射线屏蔽材形成覆盖壳体的外壳。即，外壳本身具有X射线屏蔽性能。因此，为确保用于作为外壳发挥功能的必要机械强度，构成外壳的材料可能需要比用于获得所要求的X射线屏蔽性能所必要的量多。此外，可能产生外壳变重的问题。此外，上述专利文献3所记载的结构中，虽然通过送风风扇单元将X射线管收纳部冷却，但由于没有设置用于屏蔽向X射线管收纳部周围泄漏的X射线的构造，因此对于X射线管收纳部的冷却和泄漏X射线的屏蔽，有更提高的余地。

因此，本发明的一方式的目的是提供一种能够有效兼顾X射线管的冷却和泄漏X射线的屏蔽的X射线发生装置。

用于解决问题的技术手段

本发明的一方式的X射线发生装置包括：产生X射线的X射线管；X射线管收纳部，其收纳X射线管的至少一部分，并且封入有绝缘性液体；包围部，其从X射线管的管轴方向看时，包围X射线管收纳部；气流产生部，其使气体在由X射线管收纳部与包围部之间界定出的包围空间内流通；和X射线屏蔽部，其设置在包围部的内表面或外表面，由具有比X射线管收纳部和包围部高的X射线屏蔽性能的材料构成。

一般而言，表示作为X射线屏蔽材料的良好性质的材料大多情况下热传导率较低。因此，由X射线屏蔽材料形成X射线管收纳部的情况下，有X射线管收纳部的散热性变差，X射线管的冷却效率降低的问题。另一方面，由X射线屏蔽材料形成包围部的情况下，难以兼具屏蔽泄漏X射线的左右和作为对于X射线管收纳部的外壳的作用。尤其，若仅通过具有X射线屏蔽性能的材料形成可自立的包围部，则为确保包围部的强度，有材料必须比用于获得所要求的X射线屏蔽性能的必要量多的可能性。尤其，有导致包围部变重的问题。与此不同，根据本发明的一方式的X射线发生装置，X射线管所产生的热被封入在X射线管收纳部内的绝缘性液体吸热，并向X射线管收纳部传递。并且，X射线管收纳部通过在X射线管收纳部与包围部之间形成的包围空间流通的气体予以冷却，从而能够有效地冷却X射线管。此外，通过将X射线屏蔽部作为与包围部不同的部件设置在包围部的内表面或外表面，而能够适当屏蔽泄漏在X射线发生装置周围的X射线。由此，根据上述X射线发生装置，能够有效地兼顾X射线管的冷却和泄漏X射线的屏蔽。

X射线管收纳部也可以由具有比包围部和X射线屏蔽部高的热传导率的金属材料构成。根据该结构，能够将X射线管产生的热有效地散热。

X射线屏蔽部也可以设置在包围部的内表面。根据该结构，与将X射线屏蔽部设置在包围部的外表面的情况相比，能够防止因从外部的接触等所致的X射线屏蔽部的剥落。

上述X射线发生装置还可以包括界定出可收纳气流产生部的收纳空间的收纳部，收纳部具有在与管轴方向交叉的方向上延伸的分隔壁，在分隔壁设置有使收纳空间与包围空间连通的开口部。该结构中，在隔着分隔壁在上述管轴方向上与包围空间相对的位置设置有收纳空间。并且，气流产生部并非配置在X射线管收纳部与包围部(X射线屏蔽部)间的包围空间，而是配置在与包围空间不同室的收纳空间内。由此，能够抑制泄漏X射线对气流产生部造成的不良影响(误作动、劣化等)。

在分隔壁可以设置有第1开口部和第2开口部，第1开口部用于将面向气流产生部的位置处的气体从收纳空间导入到包围空间，第2开口部用于将包围空间内的在X射线管收纳部周围流通后的气体从包围空间向收纳空间排出，收纳部具有排气部，排气部设置在面向第2开口部的位置，用于将气体向外部排出。根据该结构，能够使通过气流产生部流通的气体效率良好地流通在收纳空间和包围空间。此外，通过将流通在X射线管收纳部周围的气体从与收纳X射线管的包围空间不同室的收纳空间排出，而能够抑制该气体向X射线照射区域排气，抑制该气体的排气对X射线照射造成的影响。

X射线管收纳部和分隔壁也可以热学连接。根据该结构，可将X射线管收纳部的热传递至分隔壁。其结果，能够利用流通在分隔壁的表面或开口部的气体，将X射线管收纳部的热效率良好地散热。

上述X射线发生装置也可以还包括配置在收纳空间中的用于向X射线管供给电功率的电源部。根据该结构，也利用收纳空间内通过气流产生部流通的气体，将电源部冷却。

上述X射线发生装置可以还包括配置在收纳空间中的控制X射线发生装置的动作的控制电路，控制电路以隔着电源部与X射线管收纳部相对的方式配置。该结构中，控制电路隔着电源部配置在X射线管收纳部的相反侧。如此，通过将控制电路远离X射线管配置，而能够抑制来自X射线管的泄漏X射线或热对控制电路造成的不良影响，能够谋求X射线发生装置的稳定动作。

上述X射线发生装置可以还包括配置在收纳空间中的控制X射线发生装置的动作的控制电路，在控制电路与X射线管之间配置有由X射线屏蔽材料构成的X射线屏蔽部件。根据该结构，由于通过X射线屏蔽部件屏蔽从X射线管朝向控制电路的泄漏X射线，因此能够抑制该泄漏X射线对控制电路造成的不良影响。

包围部的内表面也可以具有沿着管轴方向以随着离开分隔壁而靠近X射线管的管轴的方式倾斜的倾斜面。根据该结构，使从分隔壁的开口部沿上述管轴方向流入到包围空间内的气体沿着包围部的倾斜面(在包围部的内表面设置有X射线屏蔽部的情况下，是设置在倾斜面上的X射线屏蔽部的内表面)，顺利地朝向包围空间的内方。由此，能够抑制气流的流入速度的降低，能够更有效冷却X射线管收纳部。

X射线管收纳部的外表面也可以具有与包围部的倾斜面相对，且沿着管轴方向以随着离开分隔壁而靠近X射线管的管轴的方式倾斜的倾斜面。通过在X射线管收纳部设置倾斜面，与没有设置该倾斜面的情况相比，X射线管收纳部对于绝缘性液体的接触区域(即，X射线管收纳部的内表面与绝缘性液体接触的部分)的面积较大。由此，能够提高X射线管收纳部的热的散热效率。另外，通过以与包围部的倾斜面相对的方式，在X射线管收纳部设置倾斜面，能够使包围部的内表面的形状追随X射线管收纳部的外表面的形状。由此，与包围部的内表面形状未追随X射线管收纳部的外表面的形状的情况相比，能够使包围空间内的气体流通顺畅化。其结果，能够有效提高X射线管收纳部的热的散热效率。

发明的效果

根据本发明的一方式，可提供一种能够有效兼顾X射线管的冷却和泄漏X射线的屏蔽的X射线发生装置

附图说明

图1是表示一实施方式的X射线发生装置的外观的立体图。

图2是沿图1的II-II线的剖视图。

图3是沿图2的Ⅲ-Ⅲ线的上壁部的剖视图。

图4是表示X射线管的结构的剖视图。

图5是第1变化例的X射线发生装置的剖视图。

图6是第2变化例的X射线发生装置的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。另外，对各图中相同或相当部分附注相同符号，省略重复说明。此外，表示“上”、“下”等特定方向的词语为了方便起见，是基于附图所示的状态。

图1是表示本发明的一实施方式的X射线发生装置的外观的立体图。图2是沿图1的II-II线的剖面图。图1和图2所示的X射线发生装置1例如是观察被检体的内部构造的X射线非破坏检查所使用的微焦点X射线源。X射线发生装置1具有壳体2。在壳体2的内部主要收纳有：产生X射线的X射线管3；收纳X射线管3的一部分的X射线管收纳部4；和向X射线管3供给电功率的电源部5。壳体2具有第1收纳部21和第2收纳部22(包围部)。

第1收纳部21是主要收纳电源部5的部分。第1收纳部21具有底壁部211、上壁部212和侧壁部213。底壁部211和上壁部212分别具有大致正方形状。底壁部211的缘部和上壁部212的缘部经由4个侧壁部213连结。由此，第1收纳部21形成大致长方体状。另外，本实施方式中，为了方便起见，将底壁部211与上壁部212彼此相对的方向设为Z方向，将底壁部211侧定义为下方，将上壁部212侧定义为上方。此外，将与Z方向正交且彼此相对的侧壁部213彼此相对的方向设为X方向和Y方向。

图3是从图2的下侧看时的上壁部212的剖视图。如图3所示，在从Z方向看时的上壁部212的中央部设置有圆形贯通孔即开口部212a。此外，在上壁部212，在隔着开口部212a在X方向彼此相对的位置设置有一对开口部212b、212c(第1开口部、第2开口部)。开口部212b、212c具有长边方向沿Y方向，角部经圆弧状倒角的大致长方形状的贯通孔。

在底壁部211与上壁部212之间，在与底壁部211和上壁部212的任一者隔开间隔的位置，设置有中间壁部214。通过如此的中间壁部214，在第1收纳部21的内部界定有由上壁部212、侧壁部213和中间壁部214包围的第1收纳空间S1，和由底壁部211、侧壁部213和中间壁部214包围的第2收纳空间S2。第1收纳空间S1中，在中间壁部214的上表面214a固定有电源部5。第2收纳空间S2中，在中间壁部214的下表面214b，以其间隔着由X射线屏蔽材料构成的板状X射线屏蔽部件6的状态，安装有控制电路板7。本实施方式中，X射线屏蔽部件6固定在中间壁部214的下表面214b，控制电路板7固定在X射线屏蔽部件6的下表面。作为X射线屏蔽部件6的材料，列举例如铅，或在树脂基材中混合X射线屏蔽性能较高的材料(铅、钨、硫酸钡、铋等)等。本实施方式中，X射线屏蔽部件6是包含铅的板状部件。在控制电路板7上，构成用于通过未图标的各种电子零件控制X射线发生装置1的各部(例如电源部5、后述的送风风扇9和后述的电子枪11等)的动作的控制电路。通过在控制电路板7与X射线管3之间配置X射线屏蔽部件6，而通过X射线屏蔽部件6屏蔽从X射线管3向控制电路泄漏的X射线。由此，抑制该泄漏X射线对控制电路造成的不良影响。另外，X射线屏蔽部件6也可以设置在电源部5与中间壁部214之间。通过此种结构，也能够利用X射线屏蔽部件6来屏蔽从X射线管3向控制电路泄漏的X射线。

第2收纳部22是连接于第1收纳部21的上部，是为了收纳X射线管3和X射线管收纳部4的部分。第2收纳部22由包含大致均一厚度的板状金属部件的壁部构成。第2收纳部22的内表面的形状与第2收纳部22的外表面的形状大致对应。作为该板状金属部件的材料，列举例如铝、铁和其合金等。本实施方式中，构成第2收纳部22的板状金属部件的材料是铁。第2收纳部22从沿X射线管3的管轴AX的方向(管轴方向、X射线出射方向、Z方向)看时，包围X射线管3和X射线管收纳部4。第2收纳部22从其上端侧依次具有盖部221、圆筒部222、锥部223和凸缘部224。圆筒部222是包括沿Z方向延伸的壁面的形成为圆筒状的部分。锥部223是连接于上壁部212侧的圆筒部222的端部，包括随着从该端部沿Z方向从圆筒部222远离而连续和缓地扩径的壁面的部分。圆筒部222和锥部223从Z方向看时，与X射线管3和X射线管收纳部4隔开间隔，包围X射线管3和X射线管收纳部4。此外，圆筒部222和锥部223在ZX平面和ZY平面的剖面上，互相以平面状的圆筒部222和锥部223的壁面彼此所成角度为钝角的方式连接。凸缘部224是连接于锥部223的与圆筒部222相反侧的端部，包括从Z方向看时在外侧延伸的壁面的部分。凸缘部224通过螺钉紧固等固定于上壁部212的上表面212e。从Z方向看时，凸缘部224的外缘位于比上述上壁部212的开口部212a、212b、212c更外侧。盖部221以盖住圆筒部222的上部开口的方式，连接于圆筒部222的上端部。在盖部221的上部设置有用于至少使X射线管3的X射线出射窗33a(参照图1和图4)露出在外部的开口部221a。此外，盖部221具有以可收纳X射线管3的电子枪11和连接于电子枪11的未图标的配线等的方式形成的电子枪部收纳部221b。

在构成第2收纳部22的内部空间的内表面整个面(即，盖部221的内表面221c、圆筒部222的内表面222a和锥部223的内表面223a)，设置有X射线屏蔽部8。X射线屏蔽部8包含具有高于X射线管收纳部4和第2收纳部22的任一者的X射线屏蔽性能的X射线屏蔽材料。X射线屏蔽部8设置成覆盖第2收纳部22的内表面的层状。X射线屏蔽部8例如是通过将由X射线屏蔽材料构成的特定厚度的板状部件通过粘接剂、双面胶带等，配合第2收纳部22的内表面形状以密着的方式粘接而形成。作为X射线屏蔽部8的材料，可使用与上述X射线屏蔽部件6相同的材料。X射线屏蔽部8在开口部221a以外的部位，发挥将透过第2收纳部22朝向外部的泄漏X射线予以屏蔽的作用。所谓泄漏X射线，是X射线管3的以靶材T(参照图4)为基点呈辐射状产生的X射线中，通过与意图(正规的)出射路径不同的意外的出射路径，向X射线发生装置1的外部取出的X射线。此处，所谓意图的出射路径，是经由X射线出射窗33a和开口部221a的路径。例如，X射线管3的以靶材T为基点辐射状产生的X射线中，向与第2收纳部22的壁面(即，开口部221a以外)交叉的方向出射的X射线可能成为泄漏X射线。具体而言，此种X射线中，未被存在于X射线行进方向的X射线管3的真空壳体10或X射线管收纳部4、第2收纳部22的壁面等吸收而透过，向X射线发生装置1的外部取出的X射线成为泄漏X射线。另外，X射线屏蔽部8在产生如可能造成不良影响的泄漏X射线的情况下，只要以配置在其出射路径上的方式设置即可，不必一定设置在第2收纳部22的内表面整个面。

X射线管收纳部4是通过具有高于第2收纳部22和X射线屏蔽部8的热传导率(散热性较高)的金属形成。作为X射线管收纳部4的材料，列举例如铝、铁、铜和包含这些的合金等。本实施方式中，X射线管收纳部4的材料是铝(或其合金)。X射线管收纳部4为在X射线管3的管轴方向(Z方向)的两端具有开口的筒状。X射线管收纳部4的管轴与X射线管3的管轴AX一致。X射线管收纳部4具有保持部41、圆筒部42、锥部43和凸缘部44。保持部41是使用未图示的固定部件，在凸缘部311中保持X射线管3的部分，将X射线管收纳部4的上部开口与X射线管3一起气密地密封。圆筒部42是连接于保持部41的下端，包括沿Z方向延伸的壁面的形成为圆筒状的部分。锥部43是连接于圆筒部42的端部，包括随着从该端部沿Z方向从圆筒部42远离而连续缓和地扩径的壁面的部分。圆筒部42和锥部43是在ZX平面和ZY平面的剖面上，互相以平面状的圆筒部42和锥部43的壁面彼此所成角度为钝角的方式连接。凸缘部44是连接于锥部43的端部，从Z方向看时在外侧延伸的部分。凸缘部44构成为较圆筒部42和锥部43更厚壁的环状部件。由此，热容量增大，散热性提高。凸缘部44是从Z方向看时，包围上壁部212的开口部212a且在较开口部212b、212c更内侧的位置，对上壁部212的上表面212e气密地固定。本实施方式中，凸缘部44与上壁部212的上表面212e热连接(热可传导地接触)。在X射线管收纳部4的内部，气密地封入(填充)有电绝缘性液体即绝缘油45。

电源部5是对X射线管3供给数kV～数百kV左右的电功率的部分。电源部5具有包含固体环氧树脂的电绝缘性绝缘块51，和包含模塑于绝缘块51内的高电压产生电路的内部电路板52。绝缘块51呈大致长方体状。绝缘块51的上表面中央部贯通上壁部212的开口部212a并突出。另一方面，绝缘块51的上表面缘部51a对上壁部212的下表面212f气密地固定。在绝缘块51的上表面中央，配置有包含电连接于内部电路板52的圆筒状插座的高压馈电部54。电源部5经由高压馈电部54电连接于X射线管3。

插通于开口部212a的绝缘块51的部分(即，上表面中央部)的外径与开口部212a的内径相同或比其稍小。

本实施方式中，在X方向上彼此相对的侧壁部213A、213B分别设置有通风孔部A。在通风孔部A设置有使第1收纳空间S1与外部连通的多个通风孔213a。在一侧壁部213A的内侧设置有送风风扇9(气流产生部)。送风风扇9通过利用形成在壳体2内的空间结构，而将X射线管收纳部4、电源部5和控制电路板7等各部有效地冷却。

具体而言，送风风扇9通过从设置在侧壁部213A的通风孔部A纳入外气而产生冷却气体，将该冷却气体送风至第1收纳空间S1中侧壁部213A与电源部5间的空间S11。通过送风至空间S11内的冷却气体，将电源部5冷却。

在空间S11内流通的冷却气体的一部分经由上壁部212的开口部212b，流入到由X射线管收纳部4的外表面(圆筒部42的外表面和锥部43的外表面43a)和第2收纳部22的内表面(相对于设置有X射线屏蔽部8的部分，是X射线屏蔽部8的内表面8a)之间界定的包围空间S3。此外，包围空间S3也由X射线管3与第2收纳部22的内表面(相对于设置有X射线屏蔽部8的部分，是X射线屏蔽部8的内表面8a)之间所界定。包围空间S3形成为从Z方向看时包围X射线管3和X射线管收纳部4。流入到包围空间S3的冷却气体通过X射线管3和X射线管收纳部4周围而将X射线管3和X射线管收纳部4的外表面冷却。并且，该冷却气体经由上壁部212的开口部212c，再次流入到第1收纳空间S1(第1收纳空间S1中侧壁部213B与电源部5间的空间S12)，从形成在侧壁部213B的通风孔部A(排气部)向外部排出。

在中间壁部214形成有使空间S11与第2收纳空间S2连通的开口部214c，和使空间S12与第2收纳空间S2连通的开口部214d。由此，流通在空间S11内的冷却气体的一部分经由中间壁部214的开口部214c，流入到第2收纳空间S2。通过流入到第2收纳空间S2的冷却气体，将控制电路板7冷却。并且，该冷却气体经由中间壁部214的开口部214d，再次流入到第1收纳空间S1(空间S12)，从形成在侧壁部213B的通风孔部A向外部排出。

接着，对X射线管3的结构进行说明。如图4所示，X射线管3是所谓的反射型X射线管。X射线管3包括作为将内部保持真空的真空***器的真空壳体10、作为电子产生单元的电子枪11、和靶材T。电子枪11例如具有使易辐射电子的物质含浸在包含高熔点金属材料等的基体而成的阴极C。此外，靶材T是例如包含钨等高熔点金属材料的板状部件。靶材T的中心位于X射线管3的管轴AX上。电子枪11和靶材T收纳在真空壳体10的内部，若从电子枪11出射的电子入射在靶材T，则产生X射线。X射线以靶材T为基点辐射状地产生。朝向X射线出射窗33a侧的X射线成分中，经由X射线出射窗33a向外部取出的X射线作为所要的X射线而使用。

真空壳体10主要是由通过绝缘性材料(例如玻璃)形成的绝缘阀12和具有X射线出射窗33a的金属部13构成。金属部13具有收纳成为阳极的靶材T的主体部31，和收纳成为阴极的电子枪11的电子枪收纳部32。

主体部31形成为筒状，具有内部空间S。在主体部31的一端部(外侧端部)固定有具有X射线出射窗33a的盖板33。X射线出射窗33a的材料是X射线透过材料，例如是铍或铝等。通过盖板33，封闭内部空间S的一端侧。主体部31具有凸缘部311和圆筒部312。凸缘部311设置在主体部31的外周。凸缘部311是固定在上述X射线管收纳部4的保持部41的部分。圆筒部312是在主体部31的一端部侧形成为圆筒状的部分。

电子枪收纳部32形成为圆筒状，固定在主体部31的一端部侧的侧部。主体部31的中心轴线(即，X射线管3的管轴AX)与电子枪收纳部32的中心轴线大致正交。电子枪收纳部32的内部经由设置在电子枪收纳部32的主体部31侧的端部的开口32a，与主体部31的内部空间S连通。

电子枪11包括阴极C、加热器111、第1栅极电极112、第2栅极电极113，通过各构成部件的协动，能够减小所产生的电子束的径(微焦点化)。阴极C、加热器111、第1栅极电极112和第2栅极电极113分别经由平行延伸的多个馈电销114，安装于管座基板115。阴极C、加热器111、第1栅极电极112和第2栅极电极113经由各自所对应的馈电销114从外部被馈电。

绝缘阀12形成为大致筒状。绝缘阀12的一端侧连接于主体部31。绝缘阀12在其另一端侧保持将靶材T固定在前端的靶材支承部60。靶材支承部60通过例如铜材等形成为圆柱状，在Z方向延伸。在靶材支承部60的前端侧形成以随着从绝缘阀12侧去往主体部31侧而远离电子枪11的方式倾斜的倾斜面60a。靶材T以与倾斜面60a成同一面的方式，埋设在靶材支承部60的端部。

靶材支承部60的基端部60b比绝缘阀12的下端部更向外侧突出，连接于电源部5的高压馈电部54(参照图2)。本实施方式中，真空壳体10(金属部13)设为接地电位，在高压馈电部54中对靶材支承部60供给正高电压。但是，电压施加方式不限于上述例。

[作用效果]

接着，对本实施方式的一方式的作用效果进行说明。如上所述，X射线发生装置1包括：产生X射线的X射线管3；X射线管收纳部4，其收纳X射线管3的至少一部分(本实施方式中，是位于较凸缘部311更下方的部分，至少包含绝缘阀12的部分)，并且封入有绝缘油45；第2收纳部22，其从X射线管3的管轴方向(是沿管轴AX的方向，是与本实施方式的Z方向一致的方向)看时，包围X射线管收纳部4；送风风扇9，其使冷却气体在由X射线管收纳部4与包围部22之间界定出的包围空间S3内流通；和X射线屏蔽部8，其设置在包围部22的内表面或外表面，由具有比X射线管收纳部4和包围部22高的X射线屏蔽性能的材料构成。

此处，一般表示作为X射线屏蔽材料的良好性质的材料大多情况热传导率较低。具体而言，作为本实施方式中例示的X射线屏蔽材料的铅，热传导率低在作为形成X射线管收纳部4的金属材料所例示的铝。因此，假设以X射线屏蔽材料形成X射线管收纳部4的情况下，有X射线管收纳部4的散热性变差，流通在包围空间S3内的冷却气体所致的X射线管收纳部4的冷却效率，也即X射线管3的冷却效率降低的问题。另一方面，以X射线屏蔽材料形成第2收纳部22的情况下，变得难以兼具屏蔽泄漏X射线的角色和对于X射线管收纳部4作为外壳的角色。尤其，若仅通过具有X射线屏蔽性能的材料(例如铅等)形成可自立的第2收纳部22，则为了确保第2收纳部22的强度，有材料必须比用于获得所要求的X射线屏蔽性能的必要量多的可能性。此外，有导致第2收纳部22变重的问题。此外，为满足如上所述的X射线屏蔽性能和自立性、以及加工性和制造成本等各种要件，也有限定第2收纳部22的材料选择项的问题。

与此不同，根据X射线发生装置1，将X射线管3产生的热通过封入在X射线管收纳部4内的绝缘油45来吸热。具体而言，使从电子枪11出射的电子与靶材T碰撞时，靶材T中产生的热从靶材支承部60之前端侧向基端部60b侧传递。接着，从靶材支承部60中露出在真空壳体10的外部的部分(浸渍在绝缘油45的部分)向绝缘油45散热。并且，通过绝缘油45吸热的热向X射线管收纳部4传递，通过在X射线管收纳部4与第2收纳部22间形成的包围空间S3流通的冷却气体将X射线管收纳部4冷却，从而能够有效地冷却X射线管3。此外，由于从X射线管收纳部4突出的X射线管3的一部分也收纳在包围空间S3，因此也能够通过冷却气体冷却X射线管3本身。

并且，通过将X射线屏蔽部8作为与第2收纳部22不同的部件设置在第2收纳部22的内表面，能够适当屏蔽泄漏在X射线发生装置1周围的X射线(主要是以靶材T为基点辐射状产生的X射线中，起因于朝向X射线出射窗33a方向的成分以外的X射线的泄漏X射线)。由此，根据X射线发生装置1，能够有效兼顾X射线管3的冷却和泄漏X射线的屏蔽。兼顾X射线管3的冷却和泄漏X射线的屏蔽在需要使X射线微焦点化或高输出化的情况下尤其重要，上述效果变得显著。

此外，X射线管收纳部4由具有比第2收纳部22和X射线屏蔽部8高的热传导率的金属材料(本实施方式中是铝)构成。由此，能够利用流通在包围空间S3的冷却气体，将X射线管3产生的热有效地散热。

此外，X射线屏蔽部8设置在第2收纳部22的内表面(本实施方式中，是盖部221的内表面221c的一部分、圆筒部222的内表面222a、和锥部223的内表面223a)。由此，与将X射线屏蔽部8设置在第2收纳部22的外表面的情况相比，能够防止因从外部的接触等所致的X射线屏蔽部8的剥落。此外能够减低用于形成X射线屏蔽部8所需的材料量。另外，因对于X射线屏蔽能本身无差，因此也能够将X射线屏蔽部8设置在第2收纳部22的外表面。

此外，X射线发生装置1包括界定收纳送风风扇9的收纳空间(第1收纳空间S1和第2收纳空间S2合起来的空间)的第1收纳部21。第1收纳部21具有在与X射线管3的管轴方向(Z方向)交叉的方向延伸的作为分隔壁的上壁部212。在上壁部212设置有将第1收纳空间S1和包围空间S3连通的开口部212b、212c。该结构中，在隔着上壁部212与包围空间S3在上述管轴方向相对的位置设置有第1收纳空间S1。并且，送风风扇9并非配置在X射线管收纳部4与第2收纳部22(X射线屏蔽部8)间的包围空间S3，而配置在与包围空间S3不同室的第1收纳空间S1内。由此，能够抑制泄漏X射线对送风风扇9造成的不良影响(误作动、劣化等)。

此外，在上壁部212设置有：在面向送风风扇9的位置用于将冷却气体从空间S11导入包围空间S3的开口部212b；和用于将包围空间S3内在X射线管收纳部4周围流通后的冷却气体从包围空间S3向空间S12排出的开口部212c。第1收纳部21具有设置在面向开口部212c的位置，用于将冷却气体向外部排出的排气部(侧壁部213B的通风孔部A)。根据该结构，能够使通过送风风扇9流通的冷却气体效率良好地在第1收纳空间S1和包围空间S3流通。此外，通过将X射线管收纳部4周围流通的冷却气体从与收纳X射线管3的包围空间S3不同室的第1收纳空间S1排出，能够抑制该冷却气体向X射线照射区域排气。其结果，能够抑制该冷却气体的排气对从X射线管3的X射线出射窗33a的X射线照射，或对X射线照射对象的拍摄等造成影响。

此外，X射线管收纳部4与上壁部212热学连接。如上所述，本实施方式中，X射线管收纳部4的凸缘部44和上壁部212的上表面212e是热可传导地接触。由此，可将X射线管收纳部4的热传递至上壁部212。其结果，可利用在上壁部212的表面或开口部212b、212c流通的冷却气体，将X射线管收纳部4的热效率良好地散热。

此外，X射线发生装置1包括配置在第1收纳空间S1(收纳空间)，对X射线管3供给电功率的电源部5。根据该结构，通过第1收纳空间S1内由送风风扇9送风的冷却气体，也能够将电源部5冷却。另外，在与Y方向相对的电源部5的侧面与第1收纳部21的侧壁部213间，可以设置间隙，也可以不设置间隙。设置有间隙的情况下，可利用通过该间隙的冷却气体(即，从空间S11经由该间隙向空间S12流通的冷却气体)，更有效地冷却电源部5。

此外，X射线发生装置1包括配置在第2收纳空间S2(收纳空间)，控制X射线发生装置1的动作的控制电路板7。控制电路板7是以隔着电源部5与X射线管收纳部4相对的方式配置。该结构中，控制电路板7隔着电源部5配置在X射线管收纳部4的相反侧。具体而言，本实施方式中，壳体2的内部具有依次形成有包围空间S3、第1收纳空间S1和第2收纳空间S2的三级构造。并且，控制电路板7配置在位于隔着配置有电源部5的第1收纳空间S1与包围空间S3相对位置的第2收纳空间S2。如此，通过将控制电路板7远离X射线管3配置，能够抑制来自X射线管3的泄漏X射线或热对安装于控制电路板7上的控制电路造成的不良影响，能够实现X射线发生装置1的稳定动作。

此外，在控制电路板7与X射线管3之间配置有由X射线屏蔽材料构成的X射线屏蔽部件6。由此，由于通过X射线屏蔽部件6屏蔽从X射线管3朝向控制电路板7泄漏的X射线，因此能够抑制该泄漏X射线对控制电路造成的不良影响。

此外，第2收纳部22的内表面具有以沿管轴方向(Z方向)随着从上壁部212远离而靠近X射线管3的管轴AX的方式倾斜的倾斜面。本实施方式中，锥部223的内表面223a相当于该倾斜面。根据该结构，能够使从上壁部212的开口部212b沿管轴方向流入到包围空间S3内的冷却气体沿着设置在上述倾斜面上的X射线屏蔽部8的内表面8a，顺利地朝向包围空间S3的内方(是朝向X射线管3的管轴AX的方向，且是朝向X射线管收纳部4的圆筒部42和锥部43的方向)。由此，能够抑制冷却气体的流入速度的降低，更有效地冷却X射线管收纳部4。另外，将X射线屏蔽部8设置在第2收纳部22的外表面的情况下，通过使从上壁部212的开口部212b沿管轴方向流入到包围空间S3内的冷却气体沿着锥部223的内表面223a，而获得与上述效果相同的效果。

此外，X射线管收纳部4的外表面具有与第2收纳部22的倾斜面(锥部223的内表面223a)相对，以沿管轴方向(Z方向)随着从上壁部212远离而靠近X射线管3的管轴AX的方式倾斜的倾斜面。本实施方式中，锥部43的外表面43a相当于设置在X射线管收纳部4的外表面的倾斜面。通过在X射线管收纳部4设置上述倾斜面(外表面43a)，与未设置该倾斜面的情况相比，X射线管收纳部4与绝缘油45的接触区域(即，X射线管收纳部4的内表面与绝缘油45接触的部分)的面积较大。即，X射线管收纳部4中，从绝缘油45进行直接吸热，在包围空间S3散热的区域面积变大。由此，能够提高X射线管收纳部4的热的散热效率。尤其，来自X射线管3的热从靶材支承部60中露出在真空壳体10的外部的部分(浸渍在绝缘油45的部分)向绝缘油45散热，因此通过在与该部分相对的区域设置该倾斜面，能够进一步提高从X射线管3的散热效率。另外，通过以与第2收纳部22的倾斜面(内表面223a)相对的方式，在X射线管收纳部4设置倾斜面(外表面43a)，而如图2所示，可使第2收纳部22的内表面的形状追随X射线管收纳部4的外表面形状。由此，与第2收纳部22的内表面形状未追随X射线管收纳部4的外表面形状的情况相比，能够使包围空间S3内的冷却气体流通顺畅化。此外，由于能够缩小形成于第2收纳部22与X射线管收纳部4间的包围空间S3的流路宽度，因此也能够提高冷却气体的流速。其结果，能够有效提高X射线管收纳部4的热的散热效率。

[第1变化例]

参照图5，对第1变化例的X射线发生装置1A进行说明。X射线发生装置1A与X射线发生装置1主要差异在于X射线屏蔽部件6和控制电路板7设置在第1收纳空间S1(图5的例中，是面向空间S11的送风风扇9的位置)。图5的例中，X射线屏蔽部件6固定在面向空间S11的绝缘块51的侧面。此外，控制电路板7在隔着X射线屏蔽部件6在与绝缘块51相反侧的位置，固定在X射线屏蔽部件6。即使此种结构，由于通过X射线屏蔽部件6屏蔽从X射线管3朝向控制电路泄漏的X射线，因此也能够抑制该泄漏X射线对控制电路造成的不良影响。此外，通过将控制电路板7配置在面向送风风扇9的位置，也能够提高控制电路板7的冷却效率。

此外，X射线发生装置1A与X射线发生装置1的差异在于省略中间壁部214，没有设置第2收纳空间S2。图5的例中，通过省略中间壁部214，而将电源部5直接配置在底壁部211上。通过将控制电路板7和未图示的配线等收纳在第1收纳空间S1，而能够如此地省略中间壁部214和第2收纳空间S2而将壳体2的内部空间设为二级构造，能够实现X射线发生装置1A的小型化。

[第2变化例]

参照图6，对第2变化例的X射线发生装置1B进行说明。X射线发生装置1B与X射线发生装置1主要差异在于侧壁部213A中通风孔部A设置在面向第2收纳空间S2的位置，送风风扇9以面向该通风孔部A的方式设置在第2收纳空间S2。X射线发生装置1B中，在面向空间S11的侧壁部213A的部分，没有设置通风孔部A。该情况下，从送风风扇9送风至第2收纳空间S2的冷却气体的一部分经由中间壁部214的开口部214c流入到空间S11，接着经由上壁部212的开口部212b流入到包围空间S3。此外，从送风风扇9送风的冷却气体的一部分通过第2收纳空间S2，经由中间壁部214的开口部214d流入到空间S12。如此，将送风风扇9配置在第2收纳空间S2的情况下，也能够使冷却气体经由壳体2内的空间整体(第1收纳空间S1、第2收纳空间S2和包围空间S3)，因此可将X射线管收纳部4、电源部5和控制电路板7适当地冷却。此外，由于能够使送风风扇9更进一步远离X射线管3，因此能够更进一步抑制从X射线管3泄漏的X射线对送风风扇9造成的不良影响。

以上，虽然已对本发明的实施方式进行说明，但本发明并非限定于上述实施方式，本发明可在不脱离其主旨的范围内进行各种变化。即，X射线发生装置的各部的形状和材料等不限于上述实施方式所示的具体形状和材料等。

X射线管3虽然是从与对于靶材的电子入射方向不同的方向取出X射线的反射型X射线管，但也可以为沿对靶材的电子入射方向取出X射线(靶材所产生的X射线透过靶材本身，从X射线出射窗被取出)的透过型X射线管。此外，上述实施方式中，虽然例示使用送风风扇9作为气流产生部的结构，但气流产生部不限于如送风风扇9那样将来自外部的气体送风至内部(壳体2内)。例如，也可以替代送风风扇9，使用将内部气体向外部抽出而使气体流通的抽吸风扇，作为气流产生部。此外，送风风扇9(流通部)也可以具有不仅使冷风(冷却气体)也使温风流通的功能。例如，送风风扇9也可以构成为可切换送风冷风的模式和送风温风的模式。启动X射线发生装置1后，为了使X射线管3的动作稳定化，可能有欲使X射线管收纳部4内的温度(即，绝缘油45的温度)上升至一定温度的情况。该情况下，可通过以送风温风的方式切换送风风扇9，而使温风流通在包围空间S3内，并使X射线管收纳部4内的温度效率良好地上升。其结果，能够缩短启动X射线管产生装置1后直至使X射线管3的动作稳定化的时间。

X射线管收纳部4的外表面(上述实施方式中，是圆筒部42的外表面和锥部43的外表面43a)也可以具有形成为凹凸状的部分。或者，也可以在X射线管收纳部4的外表面，设置在圆周方向凸状延伸的一个以上冷却风扇。根据以上的结构，能够增加X射线管收纳部4对于包围空间S3的表面积，并提高散热效率。

上述实施方式中，虽然在X射线管收纳部4设置有锥部43，但设置锥部43并非为必须。例如，X射线管收纳部4的侧面形状也可以为未设置锥部43的圆筒状。同样地，在第2收纳部22设置锥部223并非为必须。例如，第2收纳部22的侧面形状也可以为未设置锥部223的圆筒状。此外，该情况下，也可以在第2收纳部22的侧面，替代上述第2收纳部22的倾斜面而设置整风板。整风板例如是从Z方向看时沿X射线屏蔽部8的内表面8a圆环状立设，具有以随着从上壁部212沿管轴方向远离而靠近X射线管3的管轴AX的方式倾斜的倾斜面的部件。

上述实施方式中，X射线屏蔽部8通过粘接剂、双面胶带等粘接在第2收纳部22的内表面，但将X射线屏蔽部8固定在第2收纳部22的方法不限于此。X射线屏蔽部8也可以通过螺钉紧固或接头等，固定在第2收纳部22的内表面(或外表面)。另外，通过接头固定的情况下，该接头也可以作为上述整风板发挥功能。即，用于将X射线屏蔽部8固定在第2收纳部22的接头也可以兼备作为整风板的功能。

设置在上壁部212的通风用开口部212b、212c的个数、形状和大小并没有特别限定。同样地，设置在中间壁部214的通风用开口部214c、214d的个数、形状和大小也没有特别限定。

符号说明

1、1A、1B…X射线发生装置，3…X射线管，4…X射线管收纳部，5…电源部，6…X射线屏蔽部件，7…控制电路板，8…X射线屏蔽部，9…送风风扇(气流产生部)，21…第1收纳部(收纳部)，22…第2收纳部(包围部)，45…绝缘油(绝缘性液体)，212…上壁部(分隔壁)，212b…开口部(第1开口部)，212c…开口部(第2开口部)，AX…管轴，S1…第1收纳空间，S2…第2收纳空间，S3…包围空间。

Claims (11)

1.一种X射线发生装置，其特征在于，包括：

产生X射线的X射线管；

X射线管收纳部，其收纳所述X射线管的至少一部分，并且封入有绝缘性液体；

包围部，其从所述X射线管的管轴方向看时，包围所述X射线管收纳部；

气流产生部，其使气体在由所述X射线管收纳部与所述包围部之间界定出的包围空间内流通；和

X射线屏蔽部，其设置在所述包围部的内表面或外表面，由具有比所述X射线管收纳部和所述包围部高的X射线屏蔽性能的材料构成。

2.如权利要求1所述的X射线发生装置，其特征在于：

所述X射线管收纳部由具有比所述包围部和所述X射线屏蔽部高的热传导率的金属材料构成。

3.如权利要求1或2所述的X射线发生装置，其特征在于：

所述X射线屏蔽部设置在所述包围部的内表面。

4.如权利要求1～3中任一项所述的X射线发生装置，其特征在于：

还包括界定出可收纳所述气流产生部的收纳空间的收纳部，

所述收纳部具有在与所述管轴方向交叉的方向上延伸的分隔壁，

在所述分隔壁设置有使所述收纳空间与所述包围空间连通的开口部。

5.如权利要求4所述的X射线发生装置，其特征在于：

在所述分隔壁设置有第1开口部和第2开口部，所述第1开口部用于将面向所述气流产生部的位置处的所述气体从所述收纳空间导入到所述包围空间，所述第2开口部用于将所述包围空间内的在所述X射线管收纳部周围流通后的所述气体从所述包围空间向所述收纳空间排出，

所述收纳部具有排气部，所述排气部设置在面向所述第2开口部的位置，用于将所述气体向外部排出。

6.如权利要求4或5所述的X射线发生装置，其特征在于：

所述X射线管收纳部与所述分隔壁热学连接。

7.如权利要求4～6中任一项所述的X射线发生装置，其特征在于：

还包括配置在所述收纳空间中的用于向所述X射线管供给电功率的电源部。

8.如权利要求7所述的X射线发生装置，其特征在于：

还包括配置在所述收纳空间中的控制所述X射线发生装置的动作的控制电路，

所述控制电路以隔着所述电源部与所述X射线管收纳部相对的方式配置。

9.如权利要求4～7中任一项所述的X射线发生装置，其特征在于：

还包括配置在所述收纳空间中的控制所述X射线发生装置的动作的控制电路，

在所述控制电路与所述X射线管之间配置有由X射线屏蔽材料构成的X射线屏蔽部件。

10.如权利要求4～9中任一项所述的X射线发生装置，其特征在于：

所述包围部的内表面具有沿着所述管轴方向以随着离开所述分隔壁而靠近所述X射线管的管轴的方式倾斜的倾斜面。

11.如权利要求10所述的X射线发生装置，其特征在于：

所述X射线管收纳部的外表面具有与所述包围部的所述倾斜面相对，且沿着所述管轴方向以随着离开所述分隔壁而靠近所述X射线管的管轴的方式倾斜的倾斜面。

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