JP6543378B1 - Ｘ線発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁ブロックの表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管の冷却効率の低下を抑制できるＸ線発生装置を提供する。【解決手段】Ｘ線発生装置１は、Ｘ線管３と、Ｘ線管収容部４と、Ｘ線管３に電圧を供給する内部基板５２を絶縁ブロック５１内に封止してなる電源部５と、を備える。絶縁ブロック５１の上面５１ｅとＸ線管収容部４の内面４ａとによって画成された空間には、絶縁オイル４５が封入されている。上面５１ｅには、ターゲット支持部６０と接続される高圧給電部５４が配置されている。上面５１ｅには、高圧給電部５４と上面５１ｅと絶縁オイル４５との境界部Ｂよりも絶縁バルブ１２側に突出し、管軸方向から見て高圧給電部５４を包囲する少なくとも１つの突出部５５が設けられている。突出部５５の頂部は、絶縁バルブ１２の端部１２ｂを含んで管軸ＡＸに直交する方向に延在する仮想平面Ｐから離間している。【選択図】図４

Description

本発明の一側面は、Ｘ線発生装置に関する。

従来、Ｘ線管及び絶縁オイルを収容した金属容器（Ｘ線管収容部）が、絶縁ブロックの上面に載置される構成が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。絶縁ブロックには、Ｘ線管に電圧を供給するための高電圧発生回路がモールドされている。

特許文献１には、絶縁ブロックの上面に、Ｘ線管のバルブ部から突出した高電圧印加部の周囲を囲み、当該高電圧印加部と金属製筒部材（Ｘ線管収容部）との間を遮蔽するように突出した環状の壁部２Ｅが設けられた構成が記載されている。特許文献２には、絶縁ブロックの上面に、棒状陽極の基端部（高電圧印加部）を囲むような環状の壁部１３ｈが設けられた構成が記載されている。上記のような壁部は、高電圧印加部からＸ線管収容部への放電を抑制すると共に、絶縁ブロック上面の沿面距離を大きくすることで沿面放電を抑制する役割を果たす。

特許第４２３１２８８号公報 特許第４８８９９７９号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載の壁部のように、壁部がＸ線管のバルブ部と絶縁ブロックの上面との間の領域を囲うように形成されていると、Ｘ線管収容部内の絶縁オイルの循環が、当該壁部によって妨げられてしまう可能性がある。具体的には、Ｘ線管の高電圧印加部に接触して熱された絶縁オイルが、上記領域内に滞留し易くなってしまう可能性があり、その結果、Ｘ線管の冷却効率が低下するおそれがある。

そこで、本発明の一側面は、絶縁ブロックの表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管の冷却効率の低下を抑制できるＸ線発生装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係るＸ線発生装置は、バルブ部と、バルブ部に突設された高電圧印加部と、を有するＸ線管と、Ｘ線管の管軸に沿った管軸方向から見て少なくともバルブ部を包囲するように、バルブ部を収容するＸ線管収容部と、Ｘ線管に電圧を供給する高電圧発生回路を絶縁性材料からなる固体の絶縁ブロック内に封止してなる電源部と、を備え、Ｘ線管に面する絶縁ブロックの表面とＸ線管収容部の内面とによって画成された空間には、絶縁性の液体が封入されており、絶縁ブロックの上記表面には、高電圧印加部と電気的に接続される導電性の給電部が配置されており、絶縁ブロックの上記表面には、給電部と絶縁ブロックの上記表面と絶縁性の液体との境界部よりもバルブ部側に突出し、管軸方向から見て給電部を包囲する少なくとも１つの突出部が設けられており、少なくとも１つの突出部の頂部は、上記表面側のバルブ部の端部を含んで管軸に直交する方向に延在する仮想平面から離間している。

本発明の一側面に係るＸ線発生装置において、導電性の給電部と２種類の異なる絶縁材料（絶縁ブロックの表面及び絶縁性の液体）との境界部は、電界が集中し易く放電し易い部分となっている。そこで、上記Ｘ線発生装置では、Ｘ線管のバルブ部に対向する絶縁ブロックの表面に、当該境界部よりもバルブ部側に突出すると共に給電部を包囲する突出部が設けられている。このような突出部により、Ｘ線管を包囲するＸ線管収容部に対して、上記境界部を隠すことができる。これにより、上記境界部とＸ線管収容部との間の放電を抑制できる。また、絶縁ブロックの表面に上記突出部が設けられていることにより、絶縁ブロックの表面を平坦面とする場合と比較して、絶縁ブロックの表面の沿面距離を長くすることができる。これにより、絶縁ブロックの表面における沿面放電を抑制できる。一方、上記突出部の頂部は、上記表面側のバルブ部の端部を含んで管軸に直交する方向に延在する仮想平面から離間している。これにより、Ｘ線管のバルブ部と絶縁ブロックの表面との間の領域において絶縁性の液体の循環が妨げられることを防止し、Ｘ線管の冷却効率の低下を抑制できる。以上により、上記Ｘ線発生装置によれば、絶縁ブロックの表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管の冷却効率の低下を抑制できる。

絶縁ブロックの上記表面は、連続的に変化する表面形状を有していてもよい。このように、絶縁ブロックの表面に不連続に変化する角部（すなわち、電界が集中し易く放電し易い部分）が設けられていない構成によれば、絶縁ブロックの表面の特定の部分（角部）に電界が集中することを抑制でき、放電の発生をより効果的に抑制できる。

少なくとも１つの突出部は、給電部の近傍において給電部を包囲する環状の第１突出部を含んでもよい。この構成によれば、第１突出部によって上記境界部をＸ線管収容部に対して適切に遮蔽することができるため、上記境界部とＸ線管収容部との間の放電をより効果的に抑制できる。

少なくとも１つの突出部は、Ｘ線管収容部の内面との間に溝部を形成する環状の第２突出部を含んでもよい。この構成によれば、第２突出部によって、絶縁ブロックの表面の沿面距離を効果的に延ばすことができる。

絶縁ブロックの上記表面には、給電部を包囲する環状の凹部と、凹部と接続され、管軸方向に沿って仮想平面から離間するにつれて凹部に近づくように傾斜する傾斜部と、が設けられていてもよい。この構成によれば、絶縁オイル内に発生した異物等を傾斜部に沿って移動させることで凹部に導くことができる。これにより、絶縁オイル内の異物等に起因する放電の発生を抑制できる。

本発明の一側面によれば、絶縁ブロックの表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管の冷却効率の低下を抑制できるＸ線発生装置を提供することができる。

一実施形態のＸ線発生装置の外観を示す斜視図である。 図１におけるII-II線に沿った断面図である。 Ｘ線管の構成を示す断面図である。 絶縁ブロック上面の構造を示す断面図である。 絶縁ブロックの変形例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、「上」、「下」等の所定の方向を示す語は、図面に示される状態に基づいており、便宜的なものである。

図１は、本発明の一実施形態に係るＸ線発生装置の外観を示す斜視図である。図２は、図１におけるII-II線に沿った断面図である。図１及び図２に示されるＸ線発生装置１は、例えば、被検体の内部構造を観察するＸ線非破壊検査に用いられる微小焦点Ｘ線源である。Ｘ線発生装置１は、筐体２を有する。筐体２の内部には、主に、Ｘ線を発生させるＸ線管３と、Ｘ線管３に電力を供給する電源部５とが収容されている。筐体２は、Ｘ線管３の一部を収容するＸ線管収容部４と、収容部２１とを有する。

収容部２１は、主に電源部５を収容する部分である。収容部２１は、底壁部２１１と、上壁部２１２と、側壁部２１３とを有する。底壁部２１１及び上壁部２１２は、それぞれ略正方形状を有する。底壁部２１１の縁部と上壁部２１２の縁部とは、４つの側壁部２１３を介して連結されている。これにより、収容部２１は、略直方体状に形成されている。なお、本実施形態では便宜的に、底壁部２１１と上壁部２１２とが互いに対向する方向をＺ方向とし、底壁部２１１側を下方、上壁部２１２側を上方と定義する。また、Ｚ方向に直交し、互いに対向する側壁部２１３同士が対向する方向をＸ方向及びＹ方向とする。Ｚ方向から見た上壁部２１２の中央部には、円形の貫通孔である開口部２１２ａが設けられている。

Ｘ線管収容部４は、高い熱伝導率を有する（放熱性が高い）金属により形成されている。Ｘ線管収容部４の材料としては、例えばアルミニウム、鉄、銅、及びそれらを含む合金等が挙げられる。本実施形態では、Ｘ線管収容部４の材料はアルミニウム（又はその合金）である。Ｘ線管収容部４は、Ｘ線管３の管軸方向（Ｚ方向）における両端に開口を有する筒状をなしている。Ｘ線管収容部４の管軸は、Ｘ線管３の管軸ＡＸと一致している。Ｘ線管収容部４は、保持部４１と、円筒部４２と、テーパ部４３と、フランジ部４４とを有する。保持部４１は、図示しない固定部材を用いて、Ｘ線管３をフランジ部３１１において保持する部分であり、Ｘ線管３と共にＸ線管収容部４の上部開口を気密に封止している。円筒部４２は、保持部４１の下端に接続され、Ｚ方向に沿って延びる壁面を備えた円筒状に形成された部分である。テーパ部４３は、円筒部４２の端部に接続され、当該端部からＺ方向に沿って円筒部４２から遠ざかるにつれて連続してなだらかに拡径する壁面を備えた部分である。円筒部４２及びテーパ部４３は、ＺＸ平面及びＺＹ平面での断面において、互いに平面状である円筒部４２及びテーパ部４３の壁面同士のなす角度が鈍角となるように、接続されている。フランジ部４４は、テーパ部４３の端部に接続され、Ｚ方向から見て外側に延びる部分である。フランジ部４４は、円筒部４２及びテーパ部４３よりも肉厚なリング状部材となるように構成されている。これにより、熱容量が大きくされており、放熱性が向上されている。フランジ部４４は、Ｚ方向から見て、上壁部２１２の開口部２１２ａを包囲する位置において、上壁部２１２の上面２１２ｅに対して気密に固定されている。本実施形態では、フランジ部４４は、上壁部２１２の上面２１２ｅに熱的に接続（熱伝導可能に接触）している。Ｘ線管収容部４の内部には、電気絶縁性の液体である絶縁オイル４５が気密に封入（充填）されている。

電源部５は、Ｘ線管３に数ｋＶ〜数百ｋＶ程度の電力を供給する部分である。電源部５は、固体のエポキシ樹脂からなる電気絶縁性の絶縁ブロック５１と、絶縁ブロック５１内にモールドされた高電圧発生回路を含む内部基板５２とを有する。絶縁ブロック５１は、略直方体状をなしている。絶縁ブロック５１の上面中央部は、上壁部２１２の開口部２１２ａを貫通し、突出している。一方、絶縁ブロック５１の上面縁部５１ａは、上壁部２１２の下面２１２ｆに対して気密に固定されている。絶縁ブロック５１の上面中央部には、内部基板５２に電気的に接続された円筒状のソケットを含む高圧給電部５４が配置されている。電源部５は、高圧給電部５４を介してＸ線管３に電気的に接続されている。

開口部２１２ａに挿通された絶縁ブロック５１の部分（すなわち、上面中央部）の外径は、開口部２１２ａの内径と同じか僅かに小さくされている。

次に、Ｘ線管３の構成について説明する。図３に示されるように、Ｘ線管３は、いわゆる反射型Ｘ線管と呼ばれるものである。Ｘ線管３は、内部を真空に保持する真空外囲器としての真空筐体１０と、電子発生ユニットとしての電子銃１１と、ターゲットＴとを備えている。電子銃１１は、例えば、高融点金属材料等からなる基体に易電子放射物質を含浸させたカソードＣを有する。また、ターゲットＴは、例えば、タングステン等の高融点金属材料からなる板状部材である。ターゲットＴの中心は、Ｘ線管３の管軸ＡＸ上に位置している。電子銃１１及びターゲットＴは、真空筐体１０の内部に収容されており、電子銃１１から出射された電子がターゲットＴに入射するとＸ線が発生する。Ｘ線はターゲットＴを基点に放射状に発生する。Ｘ線出射窓３３ａ側に向かうＸ線の成分のうち、Ｘ線出射窓３３ａを介して外部に取り出されたＸ線が、求められるＸ線として利用される。

真空筐体１０は、主として、絶縁性材料（例えばガラス）により形成された絶縁バルブ１２（バルブ部）と、Ｘ線出射窓３３ａを有する金属部１３とから構成されている。金属部１３は、陽極となるターゲットＴが収容される本体部３１と、陰極となる電子銃１１が収容される電子銃収容部３２とを有する。

本体部３１は、筒状に形成されており、内部空間Ｓを有している。本体部３１の一端部（外側端部）には、Ｘ線出射窓３３ａを有する蓋板３３が固定されている。Ｘ線出射窓３３ａの材料は、Ｘ線透過材料であって、例えばベリリウムやアルミニウム等である。蓋板３３によって、内部空間Ｓの一端側が閉鎖されている。本体部３１は、フランジ部３１１と、円筒部３１２とを有する。フランジ部３１１は、本体部３１の外周に設けられており、上述したＸ線管収容部４の保持部４１に固定される部分である。円筒部３１２は、本体部３１の一端部側において円筒状に形成された部分である。

電子銃収容部３２は、円筒状に形成されており、本体部３１の一端部側の側部に固定されている。本体部３１の中心軸線（すなわち、Ｘ線管３の管軸ＡＸ）と電子銃収容部３２の中心軸線とは、略直交している。電子銃収容部３２の内部は、電子銃収容部３２の本体部３１側の端部に設けられた開口３２ａを介して、本体部３１の内部空間Ｓと連通している。

電子銃１１は、カソードＣと、ヒータ１１１と、第１グリッド電極１１２と、第２グリッド電極１１３とを備えており、各構成の協働によって発生する電子ビームの径を小さくすること（微小焦点化）ができる。カソードＣ、ヒータ１１１、第１グリッド電極１１２及び第２グリッド電極１１３は、それぞれ平行に延びる複数の給電ピン１１４を介して、ステム基板１１５に取り付けられている。カソードＣ、ヒータ１１１、第１グリッド電極１１２及び第２グリッド電極１１３は、それぞれに対応する給電ピン１１４を介して外部から給電される。

絶縁バルブ１２は、略筒状に形成されている。絶縁バルブ１２の一端側は、本体部３１に接続されている。絶縁バルブ１２は、その他端側において、ターゲットＴが先端に固定されたターゲット支持部６０を保持している。ターゲット支持部６０は、例えば銅材等により円柱状に形成されており、Ｚ方向に延在している。ターゲット支持部６０の先端側には、絶縁バルブ１２側から本体部３１側に向かうにつれて電子銃１１から遠ざかるように傾斜する傾斜面６０ａが形成されている。ターゲットＴは、傾斜面６０ａと面一になるように、ターゲット支持部６０の端部に埋設されている。

ターゲット支持部６０の基端部６０ｂは、絶縁バルブ１２の下端部よりも外側に円柱状に突出しており、電源部５の高圧給電部５４（図２参照）に接続されている。すなわち、高圧給電部５４により電圧を印加される高電圧印加部（本実施形態では、基端部６０ｂ）は、絶縁バルブ１２に突設されている。本実施形態では、真空筐体１０（金属部１３）が接地電位とされており、高圧給電部５４においてターゲット支持部６０にプラスの高電圧が供給される。ただし、電圧印加形態は、上記例に限られない。

次に、図４を参照して、絶縁ブロック５１の上面の形状について詳細に説明する。上述したように、Ｘ線管３に面する絶縁ブロック５１の上面５１ｅ（表面）とＸ線管収容部４の内面４ａとによって画成された空間には、絶縁オイル４５が封入されている。上面５１ｅは、上述した上面中央部及び上面縁部５１ａを含む面である。ただし、本実施形態において、絶縁オイル４５が封入される上記空間を主に画成する部分は、上面５１ｅのうち、特に開口部２１２ａを貫通してＸ線管収容部４の内側に突出して入り込んだ部分である。

絶縁ブロック５１の上面５１ｅには、高圧給電部５４を包囲する環状の少なくとも１つの突出部５５が設けられている。突出部５５は、高圧給電部５４と絶縁ブロック５１の上面５１ｅと絶縁オイル４５との境界部Ｂよりも絶縁バルブ１２側に突出した部分である。突出部５５は、管軸ＡＸを中心とする円環状に設けられており、管軸方向（Ｚ方向）に直交する方向から見て円弧状の頂部を持って突出している。境界部Ｂは、高圧給電部５４の下端縁部に沿って環状に存在する。本実施形態では、突出部５５は、境界部Ｂを覆い隠す突出部５５Ａ（第１突出部）と、突出部５５Ａよりも外側に設けられた突出部５５Ｂ（第２突出部）と、を含んでいる。

突出部５５Ａは、高圧給電部５４の近傍において高圧給電部５４を直接に包囲するように設けられた環状の突出部である。突出部５５Ａは、境界部Ｂを直接に包囲して、周囲から覆い隠すように設けられている。高圧給電部５４は、突出部５５Ａの内側の中心領域に形成された窪み部（凹部）内に格納されている。このような突出部５５Ａが高圧給電部５４の近傍に設けられていることにより、境界部Ｂは、Ｘ線管収容部４の内面４ａに対して遮蔽されている。より詳細には、境界部Ｂは、Ｘ線管３を高圧給電部５４と接続した状態において、Ｘ線管収容部４の内面４ａから直接見通せないように遮蔽されている。

突出部５５Ｂは、Ｘ線管収容部４の内面４ａに近接する位置において、内面４ａとの間に環状の溝部５６を形成する（溝部５６によって内面４ａに対して離間する）ように設けられた環状の突出部である。突出部５５Ｂは、管軸方向（Ｚ方向）から見て絶縁バルブ１２と対向しない。より詳細には、突出部５５Ｂは、管軸方向から見て、上面５１ｅ側（電源部５側）の絶縁バルブ１２の端部１２ｂ及びその外縁部の角部Ｒと対向しないように、管軸ＡＸに直交する方向において絶縁バルブ１２に対して離間した位置に設けられている。溝部５６の底部には、Ｘ線管収容部４の内面４ａ（及び上壁部２１２の上面２１２ｅ）と絶縁ブロック５１の上面５１ｅと絶縁オイル４５との境界部Ｂ２が環状に存在する。つまり、境界部Ｂ２は、突出部５５Ｂによって周囲から覆い隠された状態になっており、特に高圧給電部５４、Ｘ線管３の高電圧印加部（基端部６０ｂ）、及び境界部Ｂから、直接見通せないように遮蔽されている。本実施形態では、突出部５５Ｂの頂部の方が、突出部５５Ａの頂部よりも高い位置にある。換言すれば、突出部５５Ｂの頂部の方が、突出部５５Ａの頂部よりも、絶縁バルブ１２の端部１２ｂを含んで管軸ＡＸに直交する方向に延在する仮想平面Ｐに近い位置にある。ただし、突出部５５Ａの頂部の方が、突出部５５Ｂの頂部よりも高い（仮想平面Ｐに近い）位置にあってもよい。本実施形態では、溝部５６は、突出部５５Ｂとフランジ部４４の内面４ａとに囲まれており、突出部５５Ｂの周囲を取り巻く（全周にわたって内面４ａに対して離間させる）ように環状に形成されている。

一方、突出部５５Ａ及び突出部５５Ｂの頂部は、管軸方向（Ｚ方向）に直交する方向から見て、仮想平面Ｐと離間している。換言すれば、管軸方向（Ｚ方向）に直交する方向から見て、突出部５５Ａ及び突出部５５Ｂの頂部は、絶縁バルブ１２の端部１２ｂよりも上面５１ｅ側（電源部５側）に位置し、絶縁バルブ１２の端部１２ｂと突出部５５Ｂの頂部（つまり突出部５５のうち、最も高い突出部の頂部）との間には、絶縁ブロック５１の上面５１ｅは存在しない。すなわち、上面５１ｅのいずれの部分も、絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも管軸方向（Ｚ方向）に沿った方向における下方に位置しており、絶縁オイル４５の循環を妨げるような壁部が設けられていない。絶縁オイル４５の循環を妨げるような壁部とは、例えば、Ｘ線管３の高電圧印加部の周囲（典型的には、Ｚ方向から見て絶縁バルブ１２を包囲する位置）において、高電圧印加部とＸ線管収容部４との間を遮蔽するように、絶縁バルブ１２の端部１２ｂと同じ高さ又は端部１２ｂよりも高い位置まで突出した環状の壁部（シールド）である。

また、絶縁ブロック５１の上面５１ｅには、凹部５７と、傾斜部５８と、が設けられている。凹部５７は、高圧給電部５４を包囲するように、管軸方向（Ｚ方向）に直交する方向から見て円弧状の断面を持った環状に設けられている。本実施形態では、図４に示されるように、凹部５７は、突出部５５Ａの外側において突出部５５Ａと連続するように設けられている。すなわち、突出部５５Ａの外側面と凹部５７の内側面とが連続している。凹部５７は、管軸方向（Ｚ方向）に直交する方向から見て、境界部Ｂよりも絶縁ブロック５１の内側（内部基板５２（図２参照）側）に窪んでいる。

傾斜部５８は、絶縁ブロック５１の上面中央部の大半を占める部分であり、凹部５７と突出部５５Ｂとを接続している。傾斜部５８は、突出部５５Ｂから凹部５７に向かって延びる連続的な平面で形成されている。傾斜部５８は、管軸方向（Ｚ方向）に直交する平面（ＸＹ平面）に対して傾斜している。具体的には、傾斜部５８は、管軸ＡＸに沿って仮想平面Ｐから離間するにつれて（すなわち、図４において、管軸方向（Ｚ方向）に沿った方向における下方に向かうにつれて）、突出部５５Ｂから凹部５７に近づくように連続的に傾斜する傾斜面である。換言すれば、傾斜部５８は、管軸ＡＸに沿って絶縁バルブ１２側から絶縁ブロック５１側へと向かうにつれて、凹部５７に近づくように傾斜する傾斜面である。また、絶縁バルブ１２の角部Ｒは、平坦面である傾斜部５８と対向しており、突出部５５とは対向していない。

上述した突出部５５、凹部５７及び傾斜部５８が設けられた上面５１ｅは、境界部ＢからＸ線管収容部４の内面４ａに向かって連続的に変化する表面形状を有している。すなわち、上面５１ｅには、突出部５５Ａから突出部５５Ｂに亘って、不連続に変化するような角部が設けられていない。なお、上述した突出部５５、凹部５７及び傾斜部５８は、いずれもＸ線管３の管軸ＡＸ（図２参照）を中心として円対称（０度から３６０度までの任意の角度に対して回転対称）に設けられている。これにより、上面５１ｅは、全体として、Ｘ線管３の管軸ＡＸを中心として円対称な形状を有している。より詳細には、絶縁ブロック５１の上面５１ｅには、凹部５７で囲まれた略円錐台状の突起部の中心に窪み部が形成された中心環状部（突出部５５Ａ）と、溝部５６及び凹部５７に挟まれ、突出部５５Ｂから凹部５７まで、管軸ＡＸに向かって落ち込むように傾斜する平面（傾斜部５８）を備えた外周環状部と、が形成されている。中心環状部及び外周環状部は、いずれも管軸ＡＸを中心とする円対称な形状を有していると共に、その端縁部は、円弧状に面取りされた形状を有している。

［作用効果］
次に、本実施形態の一側面に係る作用効果について説明する。Ｘ線発生装置１において、導電性の高圧給電部５４と２種類の異なる絶縁材料（固体の絶縁ブロック５１の上面５１ｅ及び絶縁オイル４５）との境界部Ｂは、電界が集中し易く放電し易い部分となっている。そこで、Ｘ線発生装置１では、Ｘ線管３の絶縁バルブ１２に対向する絶縁ブロック５１の上面５１ｅに、境界部Ｂよりも絶縁バルブ１２側に突出すると共に高圧給電部５４を包囲する突出部５５が設けられている。このような突出部５５により、Ｘ線管３を包囲するＸ線管収容部４に対して、境界部Ｂを隠すことができる。これにより、高電位である境界部Ｂと接地電位（０Ｖ）であるＸ線管収容部４との間の放電を抑制できる。

また、絶縁ブロック５１の上面５１ｅに突出部５５が設けられていることにより、絶縁ブロック５１の上面５１ｅを平坦面とする場合と比較して、絶縁ブロック５１の上面５１ｅの沿面距離を長くすることができる。これにより、絶縁ブロック５１の表面における沿面放電を抑制できる。一方、突出部５５の頂部は、管軸方向（Ｚ方向）に直交する方向から見て、絶縁バルブ１２の端部１２ｂを含んで管軸ＡＸに直交する方向に延在する仮想平面Ｐから離間している。すなわち、絶縁ブロック５１の上面５１ｅには、上面５１ｅ側の絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも突出する部分が設けられていない。具体的には、上述したように、上面５１ｅには、絶縁オイル４５の循環を妨げるような壁部（シールド）が設けられていない。これにより、Ｘ線管３の絶縁バルブ１２と絶縁ブロック５１の上面５１ｅとの間の領域において、絶縁オイル４５の循環が妨げられることが防止されている。すなわち、Ｘ線管３の絶縁バルブ１２と突出部５５とで挟まれた領域において、絶縁オイル４５がスムーズに循環できるようになっている。その結果、Ｘ線管３の冷却効率の低下を抑制できる。以上により、Ｘ線発生装置１によれば、絶縁ブロック５１の表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管３の冷却効率の低下を抑制できる。

また、絶縁ブロック５１の上面５１ｅは、連続的に変化する表面形状を有している。このように、絶縁ブロック５１の上面５１ｅに不連続に変化する角部（すなわち、電界が集中し易く放電し易い部分）が設けられていない構成によれば、絶縁ブロック５１の表面の特定の部分（角部）に電界が集中することを抑制でき、放電の発生をより効果的に抑制できる。また、本実施形態では、上面５１ｅのうち絶縁オイル４５と接触する領域には、その全域にわたって平坦面と比較して沿面距離が長くなるような面（曲面又は傾斜面）が形成されている。このように、上面５１ｅのうち絶縁オイル４５と接触する領域全面に、平坦面と比較して沿面距離が長くなる表面形状が連続的に形成されていることにより、沿面放電が効果的に抑制されている。

また、突出部５５は、高圧給電部５４の近傍において高圧給電部５４を包囲する環状の突出部５５Ａを含んでいる。突出部５５Ａによって、境界部ＢをＸ線管収容部４に対して適切に遮蔽することができる。これにより、境界部ＢとＸ線管収容部４の内面４ａとの間の放電をより効果的に抑制できる。

また、突出部５５は、Ｘ線管収容部４の内面４ａとの間に溝部５６を形成する環状の突出部５５Ｂを含んでいる。突出部５５Ｂによって、絶縁ブロック５１の表面の沿面距離を効果的に延ばすことができる。また、突出部５５Ｂは、溝部５６の底部の境界部Ｂ２を周囲から覆い隠している。突出部５５Ｂは、特に高圧給電部５４、Ｘ線管３の高電圧印加部（基端部６０ｂ）、及び境界部Ｂから直接見通せないように、境界部Ｂ２を遮蔽している。境界部Ｂ２も高圧給電部５４、Ｘ線管３の高電圧印加部（基端部６０ｂ）、及び境界部Ｂといった高電位領域との間で放電が発生し易い部分であるため、突出部５５Ｂで放電経路を遮蔽することで、効果的に放電を抑制できる。また、絶縁バルブ１２の角部Ｒも電界の強い部分であり、放電が発生する可能性が高い部分であるが、突出部５５Ｂが、管軸方向（Ｚ方向）から見て角部Ｒと対向しないように、管軸ＡＸに直交する方向において絶縁バルブ１２に対して離間した位置に設けられていることにより、放電の発生が効果的に抑制されている。なお、Ｘ線管収容部４においても、角部Ｒと対向する領域は、テーパ部４３が形成されることにより、角部Ｒから離間させられている。つまり、突出部５５Ｂの配置とテーパ部４３とが協働し、角部Ｒの周囲の空間を広げることで（角部Ｒと他の構成との距離を広げることで）、放電の発生をより効果的に抑制できる。なお、単純にＸ線管収容部４を大型化することによっても、角部Ｒと他の構成とを離間させることは可能である。しかし、その場合、絶縁オイル４５の容量も必要以上に大きくなるため、絶縁オイル４５自体が断熱材として作用したり、滞留し易くなったりする可能性がある。その結果、Ｘ線管３の冷却効率が低下してしまう可能性がある。

また、絶縁ブロック５１の上面５１ｅには、高圧給電部５４を包囲する環状の凹部５７と、凹部５７と接続され、管軸方向（Ｚ方向）に沿って仮想平面Ｐから離間するにつれて凹部５７に近づくように傾斜する傾斜部５８と、が設けられている。例えば、Ｘ線発生装置１が、図４に示される向き（絶縁ブロック５１の上面５１ｅが上を向く状態）で使用される場合、絶縁オイル４５内に発生した異物を傾斜部５８に沿って移動させることで凹部５７に導くことができる。これにより、絶縁破壊の原因となり得る異物を境界部Ｂに対して隠すことができる。その結果、絶縁オイル４５内の異物に起因する放電の発生を抑制できる。また、Ｘ線発生装置１が、図４に示される向きとは反対の向き（絶縁ブロック５１の上面５１ｅが下を向く状態）で使用される場合には、絶縁オイル４５中に僅かな気泡が生じたとしても、当該気泡を傾斜部５８に沿って上昇させることで凹部５７に導くことができる。これにより、絶縁破壊の原因となり得る気泡を境界部Ｂに対して隠すことができる。その結果、絶縁オイル４５内の気泡に起因する放電の発生を抑制できる。また、絶縁バルブ１２の角部Ｒを、突出部５５ではなく平坦面である傾斜部５８と対向させることで、角部Ｒに起因する放電を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。すなわち、Ｘ線発生装置の各部の形状及び材料等は、上記実施形態で示した具体的な形状及び材料等に限定されない。

図５は、変形例に係る絶縁ブロック１５１，２５１，３５１，４５１の上面を示す断面図である。なお、図５の例では、テーパ部４３を有さない円筒状のＸ線管収容部４Ａの開口端が、絶縁ブロック１５１，２５１，３５１，４５１の上面縁部５１ａに接合されている。このように、Ｘ線管収容部と絶縁ブロックとは直接接続されてもよいし、上記実施形態のように別部材（上記実施形態では上壁部２１２）を介して接続されてもよい。

図５の（Ａ）に示される絶縁ブロック１５１の上面１５１ａは、突出部１５２と、傾斜部１５３とによって、テーパ形状（内側から外側に向かうにつれて上方に傾斜する形状）に形成されている。突出部１５２は、上記実施形態の突出部５５Ｂと同様の突出部である。すなわち、突出部１５２は、Ｘ線管収容部４Ａの内面４ａに近接する位置において、内面４ａとの間に環状の溝部を形成するように設けられた環状の突出部である。突出部１５２の頂部は、絶縁バルブ１２の端部１２ｂよりも下方に位置している。傾斜部１５３は、境界部Ｂと突出部１５２とを接続する部分である。傾斜部１５３は、管軸ＡＸに沿ってＸ線管３側（図５における上方）に向かうにつれて、管軸ＡＸから離れるように傾斜する傾斜面である。以上説明した上面１５１ａにおいても、上面を平坦面（例えば、境界部Ｂを通り、管軸方向（Ｚ方向）に直交する平面）とする場合と比較して、突出部１５２及び傾斜部１５３によって沿面距離が延ばされている。また、上記実施形態の上面５１ｅと同様に、上面１５１ａのいずれの部分も、絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも下方に位置している。従って、上面１５１ａを有する絶縁ブロック１５１によっても、上記実施形態の上面５１ｅを有する絶縁ブロック５１と同様に、絶縁ブロック１５１の表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管３の冷却効率の低下を抑制できる。

図５の（Ｂ）に示される絶縁ブロック２５１の上面２５１ａは、突出部２５２と、傾斜部２５３とによって、逆テーパ形状（内側から外側に向かうにつれて下方に傾斜する形状）に形成されている。突出部２５２は、上記実施形態の突出部５５Ａと同様の突出部である。すなわち、突出部２５２は、高圧給電部５４の近傍において高圧給電部５４を包囲するように設けられた環状の突出部である。突出部２５２の頂部は、絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも下方に位置している。傾斜部２５３は、突出部２５２と上面縁部５１ａとを接続する部分である。傾斜部２５３は、管軸ＡＸに沿ってＸ線管３側（図５における上方）に向かうにつれて、管軸ＡＸに近づくように傾斜する傾斜面である。以上説明した上面２５１ａにおいても、上面を平坦面とする場合と比較して、突出部２５２及び傾斜部２５３によって沿面距離が延ばされている。また、上記実施形態の上面５１ｅと同様に、上面２５１ａのいずれの部分も、絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも下方に位置している。従って、上面２５１ａを有する絶縁ブロック２５１によっても、上記実施形態の上面５１ｅを有する絶縁ブロック５１と同様に、絶縁ブロック２５１の表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管３の冷却効率の低下を抑制できる。また、境界部Ｂにおける放電の抑制効果が非常に高く、さらに、異物等が傾斜面によって接地電位（０Ｖ）であるＸ線管収容部４の方に到達し易いため、異物等に起因した放電が発生し難くなる共に、異物の除去も容易となる。

図５の（Ｃ）に示される絶縁ブロック３５１の上面３５１ａは、内側から外側に向かって周期的に設けられた複数の環状の突出部３５２によって、波形状に形成されている。各突出部３５２は、Ｚ方向から見て、管軸ＡＸを中心とする同心円状に設けられている。境界部Ｂと接続される突出部３５２（最も内側の突出部３５２）は、境界部Ｂを包囲するように設けられている。各突出部３５２の頂部は、絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも下方に位置している。以上説明した上面３５１ａにおいても、上面を平坦面とする場合と比較して、複数の突出部３５２によってより一層沿面距離が延ばされている。また、上記実施形態の上面５１ｅと同様に、上面３５１ａのいずれの部分も、絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも下方に位置している。従って、上面３５１ａを有する絶縁ブロック３５１によっても、上記実施形態の上面５１ｅを有する絶縁ブロック５１と同様に、絶縁ブロック３５１の表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管３の冷却効率の低下を抑制できる。

図５の（Ｄ）に示される絶縁ブロック４５１の上面４５１ａは、高圧給電部５４を包囲する円筒状の突出部４５２によって、段形状に形成されている。突出部４５２は、境界部Ｂを通って管軸方向（Ｚ方向）に直交する平面（ＸＹ平面）に対して突出している。これにより、突出部４５２と高圧給電部５４との間に環状の溝部４５３が設けられると共に、突出部４５２とＸ線管収容部４Ａの内面４ａとの間に環状の溝部４５４が設けられている。突出部４５２の頂部は、絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも下方に位置している。以上説明した上面４５１ａにおいても、上面を平坦面とする場合と比較して、突出部４５２によって沿面距離が延ばされている。具体的には、突出部４５２の側面（溝部４５３を形成する内面、及び溝部４５４を形成する外面）の分だけ、平坦面と比較して沿面距離が長くなっている。また、上記実施形態の上面５１ｅと同様に、上面４５１ａのいずれの部分も、絶縁バルブ１２の端部１２ｂ（仮想平面Ｐ）よりも下方に位置している。従って、上面４５１ａを有する絶縁ブロック４５１によっても、上記実施形態の上面５１ｅを有する絶縁ブロック５１と同様に、絶縁ブロック４５１の表面における沿面放電を抑制しつつ、Ｘ線管３の冷却効率の低下を抑制できる。また、突出部を容易に形成することができる。

また、絶縁ブロックの上面の形状は、上述した特定の上面形状（上面５１ｅ，１５１ａ，２５１ａ，３５１ａ，４５１ａ）に限定されず、上述したような各部の形状が任意に組み合わされた形状であってもよい。

また、上記実施形態のＸ線管３は、ターゲットに対する電子入射方向と異なる方向からＸ線を取り出す反射型Ｘ線管であるが、ターゲットに対する電子入射方向に沿ってＸ線を取り出す（ターゲットで発生したＸ線がターゲット自体を透過してＸ線出射窓から取り出される）透過型Ｘ線管でもよい。また、上記実施形態のＸ線管３では、ターゲットＴの上方にＸ線出射窓３３ａが形成され、ターゲットＴの側方に電子銃１１が配置されていたが、Ｘ線の取り出し方式は、いわゆるサイドウィンドウ方式（すなわち、Ｘ線出射窓がターゲットＴの側方に設けられている方式）であってもよい。具体的には、Ｘ線出射窓３３ａが設けられている位置（すなわち、ターゲットＴの上方）に、管軸方向に沿ってターゲットＴに対して電子を出射する電子銃が配置されると共に、電子銃１１が設けられている位置（すなわち、ターゲットＴの側方）に、Ｘ線出射窓が配置されてもよい。

１…Ｘ線発生装置、３…Ｘ線管、４…Ｘ線管収容部、４ａ…内面、５…電源部、１２…絶縁バルブ（バルブ部）、４５…絶縁オイル（絶縁性の液体）、６０ｂ…基端部（高電圧印加部）、５１，１５１，２５１，３５１，４５１…絶縁ブロック、５１ｅ，１５１ａ，２５１ａ，３５１ａ，４５１ａ…上面（表面）、５２…内部基板（高電圧発生回路）、５４…高圧給電部（給電部）、５５…突出部、５５Ａ…突出部（第１突出部）、５５Ｂ…突出部（第２突出部）、５６…溝部、５７…凹部、５８…傾斜部、ＡＸ…管軸、Ｂ，Ｂ２…境界部。

Claims (5)

1. バルブ部と、前記バルブ部に突設された高電圧印加部と、を有するＸ線管と、
   前記Ｘ線管の管軸に沿った管軸方向から見て少なくとも前記バルブ部を包囲するように、前記バルブ部を収容するＸ線管収容部と、
   前記Ｘ線管の前記高電圧印加部に電圧を供給する高電圧発生回路を絶縁性材料からなる固体の絶縁ブロック内に封止してなる電源部と、を備え、
   前記管軸方向に前記Ｘ線管の前記バルブ部に面する前記絶縁ブロックの表面と前記Ｘ線管収容部の内面とによって画成された空間には、絶縁性の液体が封入されており、
   前記絶縁ブロックの前記表面には、前記高電圧印加部と電気的に接続される導電性の給電部が配置されており、
   前記絶縁ブロックの前記表面には、前記給電部と前記絶縁ブロックの前記表面と前記絶縁性の液体との境界部よりも前記バルブ部側に突出し、前記管軸方向から見て前記給電部を包囲する少なくとも１つの突出部が設けられており、
   前記少なくとも１つの突出部の頂部は、前記表面側の前記バルブ部の端部を含んで前記管軸に直交する方向に延在する仮想平面から前記電源部側に離間している、Ｘ線発生装置。
2. 前記絶縁ブロックの前記表面は、連続的に変化する表面形状を有している、請求項１に記載のＸ線発生装置。
3. 前記少なくとも１つの突出部は、前記給電部の近傍において前記給電部を直接に包囲するように設けられた環状の第１突出部を含む、請求項１又は２に記載のＸ線発生装置。
4. 前記少なくとも１つの突出部は、前記Ｘ線管収容部の内面との間に溝部を形成する環状の第２突出部を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。
5. 前記絶縁ブロックの前記表面には、前記給電部を包囲する環状の凹部と、前記凹部と接続され、前記管軸方向に沿って前記仮想平面から離間するにつれて前記凹部に近づくように傾斜する傾斜部と、が設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＸ線発生装置。

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