Ｘ線源
【課題】 高出力化を可能にするＸ線源を提供する。
【解決手段】 Ｘ線源１は、高圧電源部１７と、Ｘ線管２７と、高圧電源部１７から突出して設けられＸ線管２７を包囲する金属筒２９と、この高圧電源部１７及び金属筒２９を格納する筐体３と、を備えている。筐体３には、冷却ファン５５ａが設けられており、筐体３の内部において金属筒２９の周囲で冷却風を流動させることで、高温となるＸ線管２７を収容する金属筒２９を効率的に冷却することができる。
【解決手段】 Ｘ線源１は、高圧電源部１７と、Ｘ線管２７と、高圧電源部１７から突出して設けられＸ線管２７を包囲する金属筒２９と、この高圧電源部１７及び金属筒２９を格納する筐体３と、を備えている。筐体３には、冷却ファン５５ａが設けられており、筐体３の内部において金属筒２９の周囲で冷却風を流動させることで、高温となるＸ線管２７を収容する金属筒２９を効率的に冷却することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、マイクロフォーカスＸ線源として利用されるＸ線源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、非特許文献１に記載のマイクロフォーカスＸ線源（浜松ホトニクス株式会社製、製品番号Ｌ９１８１Ｓ）が知られている。このマイクロフォーカスＸ線源は、電子銃からの電子をターゲットに衝突させ、発生したＸ線を照射窓を介して外部に照射させるＸ線管を備えたタイプのＸ線源である。このマイクロフォーカスＸ線源は、検査対象物を透過したＸ線による透過画像に基づいて検査対象物の異常を発見するＸ線非破壊検査装置に用いられている。
【非特許文献１】マイクロフォーカスＸ線源シリーズ，浜松ホトニクス株式会社，平成１６年４月，ｐ．１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この種のマイクロフォーカスＸ線源は、出力が高くなるほど運転時におけるＸ線管からの発熱が大きくなり、Ｘ線管が高温になる。そして、Ｘ線管が高温になることによる出力低下が発生するので、Ｘ線源の高出力化を図ろうとすれば、Ｘ線管をより高い効率で冷却することが必要となる。上記のＸ線源では、制御基板等を格納する筐体からＸ線管を収容するＸ線管包囲部を露出させる構造によって、Ｘ線管からの熱を放散し易くしている。その上で、さらに冷却効率を高める方法の一つとして、運転中には、外付けの冷却ファンにより、露出したＸ線管包囲部に冷却風を送ることでＸ線管が冷却されている。ところが、この場合、冷却ファンからの冷却風が拡散し、Ｘ線管包囲部に冷却風を集中的に当てることが困難であるため、Ｘ線管の冷却を十分に図ることが出来なかった。さらに、Ｘ線管の冷却にムラが発生するため、出力の不安定化や出力の低下を招き易くなり、このＸ線源を容易に高出力化することができなかった。
【０００４】
Ｘ線源の出力が低い場合には、Ｘ線の照射量が少ないため、Ｘ線非破壊検査装置の場合に、明瞭な透過画像を得ることができず、精度が高い検査が困難である。特に、搬送ライン上で流通する検査対象物を高速で透視検査する場合には、Ｘ線を照射できる時間を短く設定する必要があるので、Ｘ線源の出力が低い場合には明瞭な透過画像が得られなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、高出力化を可能にするＸ線源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のＸ線源は、絶縁材料でモールドされた高圧電源部と、高圧電源部からの電力によってＸ線を外部に照射するＸ線管と、高圧電源部から突出して設けられ、Ｘ線管の少なくとも一部を包囲するＸ線管包囲部と、高圧電源部及びＸ線管包囲部を格納する筐体と、筐体の内部においてＸ線管包囲部の周囲で冷却風を流動させる冷却ファンと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このＸ線源では、冷却ファンにより発生する冷却風は筐体内を流動することになるので、この冷却風をＸ線管包囲部の周囲に効率良く、ムラなく接触させることができる。このため、Ｘ線管で発生する熱をＸ線管包囲部から効率よく除去し、Ｘ線管を効率よく冷却することができるので、Ｘ線源の高出力化が可能となる。
【０００８】
また、筐体は、Ｘ線管からのＸ線を照射する照射部を有する第１の壁と、第１の壁に対して略直交する方向に延びると共に冷却ファンが設けられた第２の壁と、第１の壁と第２の壁とを連結する傾斜壁と、を有することが好ましい。この場合、第１の壁と第２の壁を連結する壁を傾斜壁とすることで、筐体内でスムーズな冷却風の流れを出現させることができ、その結果として、効率よくＸ線管包囲部を冷却することができる。
【０００９】
また、Ｘ線管包囲部の外周には、Ｘ線管で発生する熱を放散させる冷却フィンが設けられていることが好ましい。この場合、冷却フィンによって、Ｘ線管包囲部とその周囲を流動する冷却風との接触面積が大きくなるので、Ｘ線管包囲部を効率良く冷却することができる。
【００１０】
また、本発明のＸ線源は、筐体が、高圧電源部とＸ線管とＸ線管包囲部とを有するＸ線発生部が収容されると共に冷却ファンが設けられたＸ線発生部収容空間と、Ｘ線発生部を制御する制御部を収容する制御部収容空間と、を内部に有しており、筐体内には、Ｘ線発生部収容空間と制御部収容空間との間に位置する仕切壁が設けられてもよい。この場合、Ｘ線発生部の冷却後に高温となった冷却風が、制御部の方向へ流動することを、仕切壁によって抑制することができるので、制御部の温度上昇を抑制することができる。その結果として、制御部の動作を安定させることができる。
【００１１】
また、仕切壁は、Ｘ線管包囲部と制御部との間を仕切り、仕切壁には、Ｘ線発生部収容空間と制御部収容空間とを連通する通風口が設けられてもよい。この場合、Ｘ線管包囲部の冷却後に高温となった冷却風が、制御部へ直接流入することが抑制できると同時に、冷却ファンによって発生する冷却風の一部が開口を通じて制御部に流入し、制御部の冷却に寄与することとなる。
【００１２】
また、本発明のＸ線源は、仕切壁が、Ｘ線発生部収容空間と制御部収容空間とを区画してもよい。この場合、冷却ファンによりＸ線発生部収容空間に集中的に冷却風を流動させることにより、Ｘ線発生部を集中的に冷却することができる。
【００１３】
また、本発明のＸ線源では、筐体の制御部収容空間側に、別の冷却ファンが更に設けられていてもよい。この場合、Ｘ線発生部収容空間を冷却ファンにより集中的に冷却し、制御部収容空間を別の冷却ファンにより集中的に冷却することができる。よって、両空間をそれぞれ個別に冷却することで、Ｘ線発生部及び制御部を効率よく冷却することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、Ｘ線源の高出力化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るＸ線源の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、Ｘ線源１は、電子銃からの電子をターゲットに衝突させ、発生したＸ線を照射窓を介して外部に照射させるＸ線管を備えたタイプのＸ線源であり、例えば、Ｘ線非破壊検査装置におけるＸ線源として用いられる。このＸ線源１の筐体３内部には、Ｘ線を発生させ且つ照射させるＸ線発生部５と、そのＸ線発生部５を制御する制御部７とが格納されている。筐体３の内部空間は、Ｘ線発生部５を収容するＸ線発生部収容空間Ｒ１と、制御部７を収納する制御部収容空間Ｒ２とから構成されており、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２との間には、筐体３の上部内壁から下方に向けて延びる仕切壁１５が設けられている。
【００１７】
図３に示すように、Ｘ線発生部５は、筐体３の底板３ａに固定された高圧電源部１７と、この高圧電源部１７から電力の供給を受けてＸ線を照射するＸ線管２７と、このＸ線管２７の一部を包囲する金属筒（Ｘ線管包囲部）２９とを備えている。この高圧電源部１７は、高電圧を発生させ得る高圧トランス１９と、高圧トランス１９で発生した高電圧を増倍させてＸ線管２７に供給する高圧供給回路２３と、高圧トランス１９と高圧供給回路２３とを連結する接続線２５ａと、高圧供給回路２３とＸ線管２７とを連結する接続線２５ｂとを備えている。そして、高圧供給回路２３と、接続線２５ａ，２５ｂとは、電気絶縁性材料（例えば、エポキシ樹脂）からなる絶縁ブロック２１中にモールドされており、高圧トランス１９は、絶縁ブロック２１の側面で制御部７側に突出して設けられている。このような高圧電源部１７の構造によって、高電圧が印加される高圧供給回路２３、接続線２５ａ，２５ｂからの外部への放電が防止されている。
【００１８】
この高圧電源部１７の上方に位置するＸ線管２７は、反射型ターゲットタイプのものであり、棒状の陽極２７ｂを絶縁状態に保持して収容したバルブ部２７ａと、棒状陽極２７ｂの端部に設けられたターゲット２７ｃを収容したターゲット収容部２７ｄと、ターゲット２７ｃの反射面に向けて電子線を出射する電子銃２７ｋを収容した電子銃部２７ｅとを備えている。
【００１９】
このバルブ部２７ａとターゲット収容部２７ｄとは同軸に配置されており、この軸線に対して電子銃部２７ｅの軸線は略直交している。また、棒状陽極２７ｂの基端部は、高電圧印加部２７ｇとしてバルブ部２７ａの下部から下方に突出している。
【００２０】
この高電圧印加部２７ｇの下部にはソケット３３が結合されており、ソケット３３は、高圧電源部１７の接続線２５ｂを介して高圧供給回路２３に接続されている。このような構成により、Ｘ線管２７には、接続線２５ｂを介して高圧供給回路２３から高電圧が供給される。そして、Ｘ線管２７が高電圧の供給を受けた状態で、電子銃部２７ｅ内の電子銃２７ｋがターゲット２７ｃに向けて電子を出射すると、ターゲット２７ｃからＸ線が発生し、このＸ線がターゲット収容部２７ｄの開口部に設けられたＸ線照射窓２７ｈから照射される。
【００２１】
なお、Ｘ線管２７は、その内部を真空にして封止された密封型のものである。例えばＸ線管２７には、図示しない排気管が設けられており、この排気管を介してバルブ部２７ａ、ターゲット収容部２７ｄ及び電子銃部２７ｅの内部が真空引きされた後、排気管を封止することによって密封される。
【００２２】
金属筒２９は、高圧電源部１７の上面から上方に突出して設けられており、Ｘ線管２７を包囲する円筒形に形成されている。金属筒２９は、Ｘ線管２７から発生する熱を効率よく放散させるために、放熱性に優れた金属（例えば、アルミニウム）からなると共に、水平方向に延びる複数の冷却フィン２９ａが周囲に設けられている。冷却フィン２９ａは、金属筒２９の周面で円周方向に延びる凸条部として設けられ、金属筒２９の表面積を拡大するものであり、Ｘ線管２７から発生する熱を効率よく放散させることができる。
【００２３】
この金属筒２９の先端面には開口２９ｊが形成され、この開口２９ｊからＸ線管２７のバルブ部２７ａが挿入され、金属筒２９の内部空間には、液状の電気絶縁性物質である絶縁オイル３１が注入されている。そして、Ｘ線管２７のバルブ部２７ａとターゲット収容部２７ｄとの間には取付フランジ２７ｆが形成されており、この取付フランジ２７ｆによってＸ線管２７は金属筒２９の先端面に固定され、バルブ部２７ａは絶縁オイル３１に浸漬されている。この絶縁オイル３１の採用によって、Ｘ線管２７のバルブ部２７ａが絶縁オイル３１で包囲され、Ｘ線管２７からの外部への放電が防止されている。
【００２４】
続いて、制御部７について説明する。図１及び図４に示すように、制御部７は、制御部収容空間Ｒ２内に設けられ、第１回路基板３５、第２回路基板３７、及び駆動電源部３９を有している。この第１回路基板３５は、高圧電源部１７で発生させ得る電圧を、高電圧（例えば１６０ｋＶ）から低電圧（例えば０Ｖ）までコントロールしている。更に、第１回路基板３５は、電子銃部２７ｅにおける電子の放出のタイミングや管電圧、管電流などのコントロールを行う。第２回路基板３７は、外部からの制御信号に基づいて第１回路基板３５の動作をコントロールする。駆動電源部３９は、外部から供給される電力をＡＣ／ＤＣ変換（またはＤＣ／ＤＣ変換）するコンバータであり、これら第１回路基板３５及び第２回路基板３７に駆動電力を供給すると共に、Ｘ線発生部５の高圧トランス１９に高電圧を発生させるための電力を供給する。なお、これらの第１回路基板３５、第２回路基板３７、駆動電源部３９及びＸ線発生部５は、適宜、図示しない配線によって互いに電気的接続が図られている。
【００２５】
この制御部７にあっては、第１回路基板３５、第２回路基板３７及び駆動電源部３９が、制御部収容空間Ｒ２内にコンパクトに収容され、かつ、確実に固定されることが好ましい。このため、制御部７には、制御部収容空間Ｒ２内に、導熱性の金属（例えば、アルミニウム）からなる回路基板ホルダー４９が設けられ、この回路基板ホルダー４９に、第１回路基板３５、第２回路基板３７、及び駆動電源部３９が支持された構造をなしている。
【００２６】
回路基板ホルダー４９は、導熱性の金属からなる第１プレート（第１の部材）４５と、第２のプレート（第２の部材）４７とからなる。第１プレート４５は、底板３ａに対して傾斜して立設させた第１平板部４６を有しており、第２プレート４７は、底板３ａに対して略垂直に立設させた第２平板部４８を有している。この第１プレート４５及び第２プレート４７は、下端がネジ４９ａによってそれぞれ底板３ａに固定されており、プレート４５，４７の上端同士が重ねられた状態でネジ（締結手段の一例）４９ｂによって連結されている。
【００２７】
そして、第１平板部４６は、第１回路基板３５を取り付けるための第１取付面４５ａを有しており、第２平板部４８は、第２回路基板３７を取り付けるための第２取付面４７ｂ及び第２取付面４７ｂの裏面である第３取付面４７ｃを有している。このように回路基板ホルダー４９は山形構造をなすことで、回路基板ホルダー４９自体の機械的強度を維持しつつ、回路基板ホルダー４９に取り付けられる回路基板３５，３７を底板３ａに対して確実に固定することができる。
【００２８】
また、第２プレート４７の下部は、筐体３の側壁３ｆに近づくようにＬ字状に屈曲しており、高圧電源部１７の高圧トランス１９は第２プレート４７と第１プレート４５との間に位置するようになっている。
【００２９】
第１回路基板３５は、スペーサ５１を介して第１プレート４５の第１取付面４５ａに沿って取り付けられている。同様に、第２回路基板３７は、スペーサ５１を介して第２プレート４７の第２取付面４７ｂに沿って取り付けられ、駆動電源部３９は、第２プレート４７の第３取付面４７ｃに沿ってスペーサ５１を介して取り付けられている。
【００３０】
この回路基板ホルダー４９の第１取付面４５ａは、底板３ａに対して傾斜して設けられているので、第１回路基板３５を傾けたまま制御部収容空間Ｒ２に収めることができ、Ｘ線源１の低背化に寄与している。また、回路基板ホルダー４９が第１プレート４５及び第２プレート４７の２部材で構成されていることから、第１〜第３取付面４５ａ，４７ｂ，４７ｃに回路基板３５，３７及び駆動電源部３９を取り付けた後に、第１プレート４５と第２プレート４７とをネジ止めによって連結させることで駆動電源部３９を第１プレート４５と第２プレート４７との間に配置し、回路基板ホルダー４９を完成させることができるので、制御部７の組付け作業性が向上する。
【００３１】
このようなＸ線源１は、運転中に、Ｘ線管２７が発熱するので、Ｘ線管２７及び金属筒２９が高温となってしまう。このＸ線管２７の発熱は、Ｘ線照射の出力が高いほど大きくなり、Ｘ線管２７が高温になると、他の部品に悪影響を及ぼすと共に、Ｘ線管２７の出力低下を招いてしまうので、Ｘ線管２７を効率よく冷却すべく金属筒２９を効率よく冷却する必要がある。
【００３２】
そこで、Ｘ線源１においては、図１に示すように、金属筒２９を含むＸ線発生部５を筐体３の内部へ格納し、筐体３の底板３ａに対し直交する方向に起立する側壁（第２の壁）３ｂに冷却ファンユニット５５を設け、筐体３内で冷却風を流動させることによって、金属筒２９を冷却することにしている。
【００３３】
図１及び図４に示すように、この筐体３は、底板３ａに平行に延びると共に、Ｘ線管２７からのＸ線を外部に照射するための開口（照射部）３ｊが設けられた上壁（第１の壁）３ｃを有している。この開口３ｊは、Ｘ線管２７の照射窓２７ｈに対応する位置に設けられ、照射窓２７ｈを外部に露出させている。また、筐体３では、上壁３ｃと側壁３ｂとを連結する壁が傾斜壁３ｄとして形成されている。更に、側壁３ｂに対向する側壁３ｆと、上壁３ｃと、を連結する壁も同様に傾斜壁３ｅとされている。上壁３ｃに対する傾斜壁３ｄと傾斜壁３ｅとの傾斜の程度は、互いに異なっていてもよく、同じであってもよい。
【００３４】
冷却ファンユニット５５は上述のように筐体３の側壁３ｂに設けられており、側壁３ｂに垂直な軸線を中心として回転する冷却ファン５５ａを有している。冷却ファン５５ａは回転することにより、筐体３外部から内部へ向けて空気を流動させる。冷却ファン５５ａは、冷却風が直接Ｘ線発生部５に当たるようにＸ線発生部５の近傍に位置している。
【００３５】
この冷却ファン５５ａにより筐体３の内部に取り込まれた空気は、冷却風としてＸ線発生部収容空間Ｒ１で流動し、金属筒２９にムラなく当たりながら、金属筒２９の周囲を通過しつつ、側壁３ｆの方向に流れていくことになる。そして、金属筒２９の周囲を通過する冷却風は、冷却フィン２９ａにより案内されて円滑に水平方向に流動しながら、十分な接触面積をもって金属筒２９に接触し、金属筒２９から効率よく熱を除去していく。その結果、金属筒２９を効率よく冷却することができ、金属筒２９に包囲されたＸ線管２７を効率よく冷却することができる。そして、金属筒２９がムラなく冷却風に接触し、冷却されるので、Ｘ線管２７の温度ムラによる出力変動や出力低下を抑制することができる。その後、金属筒２９から熱を受け取って温度が上昇した冷却風は、傾斜壁３ｅに設けられた排気口３ｋを通じて外部に排出される。
【００３６】
このとき、上壁３ｃと側壁３ｂとを連結する壁が傾斜壁３ｄとされていることから、冷却風の淀みが抑制され、筐体３内でのスムーズな冷却風の流れを出現させることができる。その結果として、金属筒２９の周囲にスムーズに冷却風が流動し、効率よく金属筒２９を冷却することができる。なお、筐体３の上壁３ｃと側壁３ｆとを連結する壁も同様に傾斜壁３ｅとされているので、このことも冷却風のスムーズな流動に寄与している。以上のように、Ｘ線源１では、金属筒２９を効率よく冷却することで、Ｘ線管２７を効率よく冷却できるので、Ｘ線源の高出力化が可能となる。
【００３７】
なお、Ｘ線源１は、制御部収容空間Ｒ２側の側壁３ｂの一部に、パソコン等と接続されるコネクタ部（図示せず）を有しており、Ｘ線源１にはこのコネクタ部を介してパソコン等からの制御情報等に関する信号の入出力が行われる。底板３ａを除いた筐体３のうち、冷却ファンユニット５５やコネクタ部（図示せず）は、制御部７等との配線接続を有しているので、筐体３の他の部位と別部材になっていると、Ｘ線源１の整備等の面において好ましい。本実施形態においては、冷却ファンユニット５５やコネクタ部（図示せず）は、底板３ａに固定されて制御部７と配線接続されている。
【００３８】
なお、Ｘ線源１の筐体３には、傾斜壁３ｄ及び傾斜壁３ｅが形成されていることで、以下のような効果も得られる。この傾斜壁３ｄ，３ｅが形成されない場合には、上壁３ｃと側壁３ｂ、３ｆとの間に角部が形成されることになる。ここで、そのようなＸ線源によって検査対象物を傾けた状態の透視画像を取得する場合には、傾けた検査対象物が角部に当たるため、照射窓２７ｈと検査対象物とを十分に近接させることが出来ない。これに比してＸ線源１にあっては、角部に邪魔されることなく、検査対象物をより照射窓２７ｈに近接させることができる。このため、より拡大率の大きい検査対象物の透視画像を得ることができる。
【００３９】
また、このようなＸ線源１にあっては、制御部７の第１及び第２回路基板３５、３７及び駆動電源部３９には様々な電子部品が実装されている。各部品の動作特性を安定させるにあたって、これらの部品を冷却することが必要である。特に、駆動電源部３９は、ＡＣ／ＤＣ変換（またはＤＣ／ＤＣ変換）を行う際に大量の熱を発生するので、効率的に冷却することが必要である。
【００４０】
そこで、筐体３における仕切壁１５は、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とを完全に仕切らずに、金属筒２９と制御部７との間を仕切り、仕切壁１５の下方には、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とを連通する通風口５９が設けられている。このように、金属筒２９と制御部７との間が仕切壁１５によって仕切られているため、金属筒２９の冷却後に高温となった冷却風が、制御部収容空間Ｒ２へ直接流入することが抑制できる。また、金属筒２９から発せられる放射熱が仕切壁１５によって遮断され、制御部７に直接伝播されることが抑制できる。その結果、制御部７の温度上昇を抑制することができ、制御部７の各回路基板３５，３７の動作を安定させることができる。それと同時に、通風口５９によってＸ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とが連通されていることから、冷却ファン５５ａによって発生する冷却風の一部が通風口５９を通じて制御部収容空間Ｒ２に流入するので、この冷却風によって制御部７を冷却することができる。
【００４１】
このとき、回路基板ホルダー４９が上述のように構成されていることから、図４に示すように、制御部収容空間Ｒ２には、第１プレート４５と第２プレート４７と底板３ａとで囲まれたトンネル部Ｒ２ａが出現する。このトンネル部Ｒ２ａは、冷却風が通風口５９を通じて流入して来る方向（図４の紙面に垂直な方向）に延びているので、冷却風の通風路として機能する。従って、トンネル部Ｒ２ａに集中するような、スムーズな冷却風の流動が発生する。そして、このトンネル部Ｒ２ａ内には、駆動電源部３９が存在しているので、駆動電源部３９で発生する熱が冷却風によって効率よく除去され、駆動電源部３９を集中的に且つ効率良く冷却することができる。その結果、駆動電源部３９の動作特性を安定させることができる。
【００４２】
また、高圧トランス１９は、制御部１７の方向に向かって絶縁ブロック２１から突出して設けられており、トンネル部Ｒ２ａ内に位置することから、高圧トランス１９も、このトンネル部Ｒ２ａを流動する冷却風に接触することとなる（図２参照）。よって、高温となる高圧トランス１９もこの冷却風によって効率よく冷却される。そして、駆動電源部３９及び高圧トランス１９から熱を受け取って温度が上昇した冷却風は、筐体３の側壁３ｇに設けられた排気口３ｈ（図１及び図２参照）を通じて外部に排出される。
【００４３】
また、このとき、通風口５９を通じて制御部収容空間Ｒ２に流入して来た冷却風は、その一部が回路基板ホルダー４９の外側の空間Ｒ２ｂにも流入し、この外側空間Ｒ２ｂで構成された通風路内には、第１回路基板３５及び第２回路基板３７が存在しているので、空間Ｒ２ｂを流動する冷却風によって回路基板３５，３７が冷却される。
【００４４】
このように、第１回路基板３５及び第２回路基板３７を冷却する冷却風と、駆動電源部３９及び高圧トランス１９を冷却する冷却風とがそれぞれ別の通風路を流動することから、これらの冷却風が混合されることが回路基板ホルダー４９によって抑制される。これにより、大量の熱を発生する駆動電源部３９及び高圧トランス１９が効率よく冷却される一方で、駆動電源部３９及び高圧トランス１９の冷却により温度が上昇した冷却風がトンネル部Ｒ２ａへ流入して第１回路基板３５及び第２回路基板３７の温度が却って上昇してしまうことを抑制することができる。その結果、第１回路基板３５及び第２回路基板３７の各部品の動作特性を安定させることができる。
【００４５】
なお、これらの第１回路基板３５、第２回路基板３７及び駆動電源部３９は、スペーサ５１を介して各取付面４５ａ，４７ｂ，４７ｃから浮いた状態で取り付けられていることから、冷却風が、第１回路基板３５、第２回路基板３７及び駆動電源部３９の表裏双方に接触することになる。よって、このような取り付け方も、第１回路基板３５、第２回路基板３７及び駆動電源部３９の効率の良い冷却に寄与している。
【００４６】
また、第１回路基板３５の部品の中で、パワートランジスタ６１（図２参照）は、比較的大きい熱を発生するので、第１回路基板３５から離し、高圧電源部１７と冷却ファンユニット５５との間に設けられた金属製のヒートシンク６３に密着させて設置されている。このとき、パワートランジスタ６１は、図示しない配線により第１回路基板３５と電気的に接続されることで、第１回路基板３５の一部品として機能する。このような配置により、ヒートシンク６３が冷却ファン５５ａからの冷却風を受けて冷却され、ヒートシンク６３に密着したパワートランジスタ６１が間接的に冷却される。このように、特に大きい熱を発生する部品を回路基板本体側から遠ざけて個別に冷却することにより、効果的に制御部７の温度上昇を抑制することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
図５に示すように、Ｘ線源７１は筐体７３を備えている。この筐体７３には、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とを仕切る仕切壁７５が、筐体７３の内壁から延びて形成されている。すなわち、筐体７３の内部空間は、仕切壁７５によって、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とに区画されており、両空間の間では、互いに冷却風が流入、流出しないようになっている。このようなＸ線源７１の構成によれば、冷却ファン５５ａによってＸ線発生部収容空間Ｒ１内に冷却風を流動させ、金属筒２９を含むＸ線発生部５を集中的に冷却することができると共に、高温となった冷却風が制御部収容空間Ｒ２へ流入することを確実に抑制することができる。
【００４８】
また、Ｘ線源７１は、筐体７３の制御部収容空間Ｒ２側に、冷却ファンユニット５５とは別の冷却ファンユニット７７を備えている。この冷却ファンユニット７７と、他の冷却ファンユニット５５とは並置されており、冷却ファン７７ａで発生する冷却風が直接第１回路基板３５に当たるように、第１回路基板３５の近傍に冷却ファン７７ａを配置している。このような構成により、冷却ファン５５ａによってＸ線発生部収容空間Ｒ１内に冷却風を流動させ、Ｘ線発生部５を集中的に冷却すると同時に、冷却ファン７７ａによって制御部収容空間Ｒ２内に冷却風を流動させ、制御部７を集中的に冷却することができる。このように、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とをそれぞれ個別に冷却することで、金属筒２９を含むＸ線発生部５及び駆動電源部３９を含む制御部７を効率よく冷却することができる。なお、この場合、パワートランジスタ６１及びパワートランジスタ６１を冷却するための金属製のヒートシンク６３は、制御部収容空間Ｒ２の冷却ファン７７ａの近傍に配置すると、冷却効率が高くなり好ましい。
【００４９】
以上のように、Ｘ線源７１によっても、金属筒２９を効率よく冷却することで、Ｘ線管２７を効率よく冷却できるので、Ｘ線源の高出力化が可能となり、制御部７の駆動電源部３９を効率よく冷却することで、駆動電源部３９の各部品の動作特性を安定させることができる。
【００５０】
（第３実施形態）
図６に示すように、Ｘ線源９１における制御部７は、互いに独立したプレート８１，８３で構成される回路基板ホルダー８５を介して回路基板３５，３７を底板３ａに固定する構造をなしている。このようなＸ線源９１によっても、プレート８１とプレート８３との間の空間を流動する冷却風によって、駆動電源部３９が効率よく冷却される。なお、このプレート８１，８３は、上壁３ｃに達するまで延び、上壁３ｃに接触してもよい。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、冷却ファン５５ａ，７７ａとして、筐体の外部から内部へ空気を送り込む吸気タイプの冷却ファンを用いているが、冷却ファン５５ａ，７７ａは、筐体の内部から外部へ空気を送り出す排気タイプであってもよい。
【００５２】
また、冷却ファン５５ａの配置は側壁３ｂに限らず、筐体３の内部において金属筒２９の周囲で冷却風を流動させるような位置であれば、他の部位に設けてもよい。例えば、筐体３に通風口を設け、その通風口の近傍かつ筐体３内部に冷却ファンを配置することで、金属筒２９の周囲で冷却風を流動させてもよい。
【００５３】
また、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１及び制御部収容空間Ｒ２のそれぞれに、複数の冷却ファンを設けてもよい。この場合、吸気タイプの冷却ファンと、排気タイプの冷却ファンとを組合せて設けることができる。例えば、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１の、側壁３ｂの冷却ファン５５ａに加えて、その略対向する側の壁（特に傾斜壁３ｅ）に排気タイプの冷却ファンを更に設けることができる。また、例えば、制御部収容空間Ｒ２の、側壁３ｂの冷却ファン７７ａに加えて、その略対向する側の壁（特に側壁３ｆ）や、側壁３ｇに排気タイプの冷却ファンを更に設けることができる。
【００５４】
また、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とが区画されない場合において、Ｘ線発生部収容空間側Ｒ１に吸気タイプの冷却ファンを設け、制御部収容空間Ｒ２側に排気タイプの冷却ファンを設けてもよく、Ｘ線発生部収容空間側Ｒ１に排気タイプの冷却ファンを設け、制御部収容空間Ｒ２側に吸気タイプの冷却ファンを設けてもよい。例えば、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１側の吸気タイプの冷却ファン５５ａに加えて、制御部収容空間Ｒ２に冷却ファンを設ける場合、駆動電源部３９を有するトンネル部Ｒ２ａの空気を筐体外にスムーズに送り出せるように、側壁３ｇに排気タイプの冷却ファンを配置してもよい。
【００５５】
また、Ｘ線管２７は反射型ターゲットタイプでなく、透過型ターゲットタイプであってもよい。また、Ｘ線管２７は、全体が金属筒２９に収容されてもよく、この場合、Ｘ線管からのＸ線を外部へ照射するために、金属筒２９には、Ｘ線透過性の高い部位を設けることができる。また、Ｘ線管２７の一部は、金属筒２９から突出し、かつ、更に筐体３から突出していてもよい。Ｘ線管２７を包囲する金属筒２９には、冷却フィン２９ａが設けられなくてもよい。
【００５６】
また、回路基板ホルダー４９は、ネジ止めに限らず、溶接や接着によって底板３ａに固定されてもよい。また、回路基板ホルダー４９は、筐体３の底板３ａ以外の部分に固定されてもよく、筐体３に固定された部材に固定されてもよい。また、第１プレート４５と第２プレート４７とは、ネジ止めに限らず、溶接や接着によって連結されてもよい。回路基板ホルダー４９は、１部材からなるもの又は第１プレート４５と第２プレート４７との２部材からなるものに限らず、更に多数の部材を組み合わせて形成されてもよい。この場合、平板からなる多数の部材を組み合わせて回路基板ホルダーを形成することで、屈曲の加工を省略することもできる。また、回路基板ホルダー４９は導熱性の金属に限らず、樹脂製であっても良い。
【００５７】
また、以上に述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組合せることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るＸ線源の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示したＸ線源の正面図である。
【図３】図１に示したＸ線源のＸ線発生部の断面図である。
【図４】図１に示したＸ線源の制御部の断面図である。
【図５】本発明に係るＸ線源の第２の実施形態を示す正面図である。
【図６】本発明に係るＸ線源の第３の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１，７１，９１…Ｘ線源、３，７３…筐体、３ｃ…上壁（第１の壁）、３ｂ…側壁（第２の壁）、３ｄ…傾斜壁、３ｊ…開口（照射部）、５…Ｘ線発生部、７…制御部、１５…仕切壁、１７…高圧電源部、２７…Ｘ線管、２９ａ…冷却フィン、２９…金属筒（Ｘ線管包囲部）、５５ａ，７７ａ…冷却ファン、５９…通風口、７５…仕切壁、Ｒ１…Ｘ線発生部収容空間、Ｒ２…制御部収容空間。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、マイクロフォーカスＸ線源として利用されるＸ線源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、非特許文献１に記載のマイクロフォーカスＸ線源（浜松ホトニクス株式会社製、製品番号Ｌ９１８１Ｓ）が知られている。このマイクロフォーカスＸ線源は、電子銃からの電子をターゲットに衝突させ、発生したＸ線を照射窓を介して外部に照射させるＸ線管を備えたタイプのＸ線源である。このマイクロフォーカスＸ線源は、検査対象物を透過したＸ線による透過画像に基づいて検査対象物の異常を発見するＸ線非破壊検査装置に用いられている。
【非特許文献１】マイクロフォーカスＸ線源シリーズ，浜松ホトニクス株式会社，平成１６年４月，ｐ．１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この種のマイクロフォーカスＸ線源は、出力が高くなるほど運転時におけるＸ線管からの発熱が大きくなり、Ｘ線管が高温になる。そして、Ｘ線管が高温になることによる出力低下が発生するので、Ｘ線源の高出力化を図ろうとすれば、Ｘ線管をより高い効率で冷却することが必要となる。上記のＸ線源では、制御基板等を格納する筐体からＸ線管を収容するＸ線管包囲部を露出させる構造によって、Ｘ線管からの熱を放散し易くしている。その上で、さらに冷却効率を高める方法の一つとして、運転中には、外付けの冷却ファンにより、露出したＸ線管包囲部に冷却風を送ることでＸ線管が冷却されている。ところが、この場合、冷却ファンからの冷却風が拡散し、Ｘ線管包囲部に冷却風を集中的に当てることが困難であるため、Ｘ線管の冷却を十分に図ることが出来なかった。さらに、Ｘ線管の冷却にムラが発生するため、出力の不安定化や出力の低下を招き易くなり、このＸ線源を容易に高出力化することができなかった。
【０００４】
Ｘ線源の出力が低い場合には、Ｘ線の照射量が少ないため、Ｘ線非破壊検査装置の場合に、明瞭な透過画像を得ることができず、精度が高い検査が困難である。特に、搬送ライン上で流通する検査対象物を高速で透視検査する場合には、Ｘ線を照射できる時間を短く設定する必要があるので、Ｘ線源の出力が低い場合には明瞭な透過画像が得られなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、高出力化を可能にするＸ線源を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明のＸ線源は、絶縁材料でモールドされた高圧電源部と、高圧電源部からの電力によってＸ線を外部に照射するＸ線管と、高圧電源部から突出して設けられ、Ｘ線管の少なくとも一部を包囲するＸ線管包囲部と、高圧電源部及びＸ線管包囲部を格納する筐体と、筐体の内部においてＸ線管包囲部の周囲で冷却風を流動させる冷却ファンと、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
このＸ線源では、冷却ファンにより発生する冷却風は筐体内を流動することになるので、この冷却風をＸ線管包囲部の周囲に効率良く、ムラなく接触させることができる。このため、Ｘ線管で発生する熱をＸ線管包囲部から効率よく除去し、Ｘ線管を効率よく冷却することができるので、Ｘ線源の高出力化が可能となる。
【０００８】
また、筐体は、Ｘ線管からのＸ線を照射する照射部を有する第１の壁と、第１の壁に対して略直交する方向に延びると共に冷却ファンが設けられた第２の壁と、第１の壁と第２の壁とを連結する傾斜壁と、を有することが好ましい。この場合、第１の壁と第２の壁を連結する壁を傾斜壁とすることで、筐体内でスムーズな冷却風の流れを出現させることができ、その結果として、効率よくＸ線管包囲部を冷却することができる。
【０００９】
また、Ｘ線管包囲部の外周には、Ｘ線管で発生する熱を放散させる冷却フィンが設けられていることが好ましい。この場合、冷却フィンによって、Ｘ線管包囲部とその周囲を流動する冷却風との接触面積が大きくなるので、Ｘ線管包囲部を効率良く冷却することができる。
【００１０】
また、本発明のＸ線源は、筐体が、高圧電源部とＸ線管とＸ線管包囲部とを有するＸ線発生部が収容されると共に冷却ファンが設けられたＸ線発生部収容空間と、Ｘ線発生部を制御する制御部を収容する制御部収容空間と、を内部に有しており、筐体内には、Ｘ線発生部収容空間と制御部収容空間との間に位置する仕切壁が設けられてもよい。この場合、Ｘ線発生部の冷却後に高温となった冷却風が、制御部の方向へ流動することを、仕切壁によって抑制することができるので、制御部の温度上昇を抑制することができる。その結果として、制御部の動作を安定させることができる。
【００１１】
また、仕切壁は、Ｘ線管包囲部と制御部との間を仕切り、仕切壁には、Ｘ線発生部収容空間と制御部収容空間とを連通する通風口が設けられてもよい。この場合、Ｘ線管包囲部の冷却後に高温となった冷却風が、制御部へ直接流入することが抑制できると同時に、冷却ファンによって発生する冷却風の一部が開口を通じて制御部に流入し、制御部の冷却に寄与することとなる。
【００１２】
また、本発明のＸ線源は、仕切壁が、Ｘ線発生部収容空間と制御部収容空間とを区画してもよい。この場合、冷却ファンによりＸ線発生部収容空間に集中的に冷却風を流動させることにより、Ｘ線発生部を集中的に冷却することができる。
【００１３】
また、本発明のＸ線源では、筐体の制御部収容空間側に、別の冷却ファンが更に設けられていてもよい。この場合、Ｘ線発生部収容空間を冷却ファンにより集中的に冷却し、制御部収容空間を別の冷却ファンにより集中的に冷却することができる。よって、両空間をそれぞれ個別に冷却することで、Ｘ線発生部及び制御部を効率よく冷却することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、Ｘ線源の高出力化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るＸ線源の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用い、重複する説明は省略する。
【００１６】
（第１実施形態）
図１及び図２に示すように、Ｘ線源１は、電子銃からの電子をターゲットに衝突させ、発生したＸ線を照射窓を介して外部に照射させるＸ線管を備えたタイプのＸ線源であり、例えば、Ｘ線非破壊検査装置におけるＸ線源として用いられる。このＸ線源１の筐体３内部には、Ｘ線を発生させ且つ照射させるＸ線発生部５と、そのＸ線発生部５を制御する制御部７とが格納されている。筐体３の内部空間は、Ｘ線発生部５を収容するＸ線発生部収容空間Ｒ１と、制御部７を収納する制御部収容空間Ｒ２とから構成されており、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２との間には、筐体３の上部内壁から下方に向けて延びる仕切壁１５が設けられている。
【００１７】
図３に示すように、Ｘ線発生部５は、筐体３の底板３ａに固定された高圧電源部１７と、この高圧電源部１７から電力の供給を受けてＸ線を照射するＸ線管２７と、このＸ線管２７の一部を包囲する金属筒（Ｘ線管包囲部）２９とを備えている。この高圧電源部１７は、高電圧を発生させ得る高圧トランス１９と、高圧トランス１９で発生した高電圧を増倍させてＸ線管２７に供給する高圧供給回路２３と、高圧トランス１９と高圧供給回路２３とを連結する接続線２５ａと、高圧供給回路２３とＸ線管２７とを連結する接続線２５ｂとを備えている。そして、高圧供給回路２３と、接続線２５ａ，２５ｂとは、電気絶縁性材料（例えば、エポキシ樹脂）からなる絶縁ブロック２１中にモールドされており、高圧トランス１９は、絶縁ブロック２１の側面で制御部７側に突出して設けられている。このような高圧電源部１７の構造によって、高電圧が印加される高圧供給回路２３、接続線２５ａ，２５ｂからの外部への放電が防止されている。
【００１８】
この高圧電源部１７の上方に位置するＸ線管２７は、反射型ターゲットタイプのものであり、棒状の陽極２７ｂを絶縁状態に保持して収容したバルブ部２７ａと、棒状陽極２７ｂの端部に設けられたターゲット２７ｃを収容したターゲット収容部２７ｄと、ターゲット２７ｃの反射面に向けて電子線を出射する電子銃２７ｋを収容した電子銃部２７ｅとを備えている。
【００１９】
このバルブ部２７ａとターゲット収容部２７ｄとは同軸に配置されており、この軸線に対して電子銃部２７ｅの軸線は略直交している。また、棒状陽極２７ｂの基端部は、高電圧印加部２７ｇとしてバルブ部２７ａの下部から下方に突出している。
【００２０】
この高電圧印加部２７ｇの下部にはソケット３３が結合されており、ソケット３３は、高圧電源部１７の接続線２５ｂを介して高圧供給回路２３に接続されている。このような構成により、Ｘ線管２７には、接続線２５ｂを介して高圧供給回路２３から高電圧が供給される。そして、Ｘ線管２７が高電圧の供給を受けた状態で、電子銃部２７ｅ内の電子銃２７ｋがターゲット２７ｃに向けて電子を出射すると、ターゲット２７ｃからＸ線が発生し、このＸ線がターゲット収容部２７ｄの開口部に設けられたＸ線照射窓２７ｈから照射される。
【００２１】
なお、Ｘ線管２７は、その内部を真空にして封止された密封型のものである。例えばＸ線管２７には、図示しない排気管が設けられており、この排気管を介してバルブ部２７ａ、ターゲット収容部２７ｄ及び電子銃部２７ｅの内部が真空引きされた後、排気管を封止することによって密封される。
【００２２】
金属筒２９は、高圧電源部１７の上面から上方に突出して設けられており、Ｘ線管２７を包囲する円筒形に形成されている。金属筒２９は、Ｘ線管２７から発生する熱を効率よく放散させるために、放熱性に優れた金属（例えば、アルミニウム）からなると共に、水平方向に延びる複数の冷却フィン２９ａが周囲に設けられている。冷却フィン２９ａは、金属筒２９の周面で円周方向に延びる凸条部として設けられ、金属筒２９の表面積を拡大するものであり、Ｘ線管２７から発生する熱を効率よく放散させることができる。
【００２３】
この金属筒２９の先端面には開口２９ｊが形成され、この開口２９ｊからＸ線管２７のバルブ部２７ａが挿入され、金属筒２９の内部空間には、液状の電気絶縁性物質である絶縁オイル３１が注入されている。そして、Ｘ線管２７のバルブ部２７ａとターゲット収容部２７ｄとの間には取付フランジ２７ｆが形成されており、この取付フランジ２７ｆによってＸ線管２７は金属筒２９の先端面に固定され、バルブ部２７ａは絶縁オイル３１に浸漬されている。この絶縁オイル３１の採用によって、Ｘ線管２７のバルブ部２７ａが絶縁オイル３１で包囲され、Ｘ線管２７からの外部への放電が防止されている。
【００２４】
続いて、制御部７について説明する。図１及び図４に示すように、制御部７は、制御部収容空間Ｒ２内に設けられ、第１回路基板３５、第２回路基板３７、及び駆動電源部３９を有している。この第１回路基板３５は、高圧電源部１７で発生させ得る電圧を、高電圧（例えば１６０ｋＶ）から低電圧（例えば０Ｖ）までコントロールしている。更に、第１回路基板３５は、電子銃部２７ｅにおける電子の放出のタイミングや管電圧、管電流などのコントロールを行う。第２回路基板３７は、外部からの制御信号に基づいて第１回路基板３５の動作をコントロールする。駆動電源部３９は、外部から供給される電力をＡＣ／ＤＣ変換（またはＤＣ／ＤＣ変換）するコンバータであり、これら第１回路基板３５及び第２回路基板３７に駆動電力を供給すると共に、Ｘ線発生部５の高圧トランス１９に高電圧を発生させるための電力を供給する。なお、これらの第１回路基板３５、第２回路基板３７、駆動電源部３９及びＸ線発生部５は、適宜、図示しない配線によって互いに電気的接続が図られている。
【００２５】
この制御部７にあっては、第１回路基板３５、第２回路基板３７及び駆動電源部３９が、制御部収容空間Ｒ２内にコンパクトに収容され、かつ、確実に固定されることが好ましい。このため、制御部７には、制御部収容空間Ｒ２内に、導熱性の金属（例えば、アルミニウム）からなる回路基板ホルダー４９が設けられ、この回路基板ホルダー４９に、第１回路基板３５、第２回路基板３７、及び駆動電源部３９が支持された構造をなしている。
【００２６】
回路基板ホルダー４９は、導熱性の金属からなる第１プレート（第１の部材）４５と、第２のプレート（第２の部材）４７とからなる。第１プレート４５は、底板３ａに対して傾斜して立設させた第１平板部４６を有しており、第２プレート４７は、底板３ａに対して略垂直に立設させた第２平板部４８を有している。この第１プレート４５及び第２プレート４７は、下端がネジ４９ａによってそれぞれ底板３ａに固定されており、プレート４５，４７の上端同士が重ねられた状態でネジ（締結手段の一例）４９ｂによって連結されている。
【００２７】
そして、第１平板部４６は、第１回路基板３５を取り付けるための第１取付面４５ａを有しており、第２平板部４８は、第２回路基板３７を取り付けるための第２取付面４７ｂ及び第２取付面４７ｂの裏面である第３取付面４７ｃを有している。このように回路基板ホルダー４９は山形構造をなすことで、回路基板ホルダー４９自体の機械的強度を維持しつつ、回路基板ホルダー４９に取り付けられる回路基板３５，３７を底板３ａに対して確実に固定することができる。
【００２８】
また、第２プレート４７の下部は、筐体３の側壁３ｆに近づくようにＬ字状に屈曲しており、高圧電源部１７の高圧トランス１９は第２プレート４７と第１プレート４５との間に位置するようになっている。
【００２９】
第１回路基板３５は、スペーサ５１を介して第１プレート４５の第１取付面４５ａに沿って取り付けられている。同様に、第２回路基板３７は、スペーサ５１を介して第２プレート４７の第２取付面４７ｂに沿って取り付けられ、駆動電源部３９は、第２プレート４７の第３取付面４７ｃに沿ってスペーサ５１を介して取り付けられている。
【００３０】
この回路基板ホルダー４９の第１取付面４５ａは、底板３ａに対して傾斜して設けられているので、第１回路基板３５を傾けたまま制御部収容空間Ｒ２に収めることができ、Ｘ線源１の低背化に寄与している。また、回路基板ホルダー４９が第１プレート４５及び第２プレート４７の２部材で構成されていることから、第１〜第３取付面４５ａ，４７ｂ，４７ｃに回路基板３５，３７及び駆動電源部３９を取り付けた後に、第１プレート４５と第２プレート４７とをネジ止めによって連結させることで駆動電源部３９を第１プレート４５と第２プレート４７との間に配置し、回路基板ホルダー４９を完成させることができるので、制御部７の組付け作業性が向上する。
【００３１】
このようなＸ線源１は、運転中に、Ｘ線管２７が発熱するので、Ｘ線管２７及び金属筒２９が高温となってしまう。このＸ線管２７の発熱は、Ｘ線照射の出力が高いほど大きくなり、Ｘ線管２７が高温になると、他の部品に悪影響を及ぼすと共に、Ｘ線管２７の出力低下を招いてしまうので、Ｘ線管２７を効率よく冷却すべく金属筒２９を効率よく冷却する必要がある。
【００３２】
そこで、Ｘ線源１においては、図１に示すように、金属筒２９を含むＸ線発生部５を筐体３の内部へ格納し、筐体３の底板３ａに対し直交する方向に起立する側壁（第２の壁）３ｂに冷却ファンユニット５５を設け、筐体３内で冷却風を流動させることによって、金属筒２９を冷却することにしている。
【００３３】
図１及び図４に示すように、この筐体３は、底板３ａに平行に延びると共に、Ｘ線管２７からのＸ線を外部に照射するための開口（照射部）３ｊが設けられた上壁（第１の壁）３ｃを有している。この開口３ｊは、Ｘ線管２７の照射窓２７ｈに対応する位置に設けられ、照射窓２７ｈを外部に露出させている。また、筐体３では、上壁３ｃと側壁３ｂとを連結する壁が傾斜壁３ｄとして形成されている。更に、側壁３ｂに対向する側壁３ｆと、上壁３ｃと、を連結する壁も同様に傾斜壁３ｅとされている。上壁３ｃに対する傾斜壁３ｄと傾斜壁３ｅとの傾斜の程度は、互いに異なっていてもよく、同じであってもよい。
【００３４】
冷却ファンユニット５５は上述のように筐体３の側壁３ｂに設けられており、側壁３ｂに垂直な軸線を中心として回転する冷却ファン５５ａを有している。冷却ファン５５ａは回転することにより、筐体３外部から内部へ向けて空気を流動させる。冷却ファン５５ａは、冷却風が直接Ｘ線発生部５に当たるようにＸ線発生部５の近傍に位置している。
【００３５】
この冷却ファン５５ａにより筐体３の内部に取り込まれた空気は、冷却風としてＸ線発生部収容空間Ｒ１で流動し、金属筒２９にムラなく当たりながら、金属筒２９の周囲を通過しつつ、側壁３ｆの方向に流れていくことになる。そして、金属筒２９の周囲を通過する冷却風は、冷却フィン２９ａにより案内されて円滑に水平方向に流動しながら、十分な接触面積をもって金属筒２９に接触し、金属筒２９から効率よく熱を除去していく。その結果、金属筒２９を効率よく冷却することができ、金属筒２９に包囲されたＸ線管２７を効率よく冷却することができる。そして、金属筒２９がムラなく冷却風に接触し、冷却されるので、Ｘ線管２７の温度ムラによる出力変動や出力低下を抑制することができる。その後、金属筒２９から熱を受け取って温度が上昇した冷却風は、傾斜壁３ｅに設けられた排気口３ｋを通じて外部に排出される。
【００３６】
このとき、上壁３ｃと側壁３ｂとを連結する壁が傾斜壁３ｄとされていることから、冷却風の淀みが抑制され、筐体３内でのスムーズな冷却風の流れを出現させることができる。その結果として、金属筒２９の周囲にスムーズに冷却風が流動し、効率よく金属筒２９を冷却することができる。なお、筐体３の上壁３ｃと側壁３ｆとを連結する壁も同様に傾斜壁３ｅとされているので、このことも冷却風のスムーズな流動に寄与している。以上のように、Ｘ線源１では、金属筒２９を効率よく冷却することで、Ｘ線管２７を効率よく冷却できるので、Ｘ線源の高出力化が可能となる。
【００３７】
なお、Ｘ線源１は、制御部収容空間Ｒ２側の側壁３ｂの一部に、パソコン等と接続されるコネクタ部（図示せず）を有しており、Ｘ線源１にはこのコネクタ部を介してパソコン等からの制御情報等に関する信号の入出力が行われる。底板３ａを除いた筐体３のうち、冷却ファンユニット５５やコネクタ部（図示せず）は、制御部７等との配線接続を有しているので、筐体３の他の部位と別部材になっていると、Ｘ線源１の整備等の面において好ましい。本実施形態においては、冷却ファンユニット５５やコネクタ部（図示せず）は、底板３ａに固定されて制御部７と配線接続されている。
【００３８】
なお、Ｘ線源１の筐体３には、傾斜壁３ｄ及び傾斜壁３ｅが形成されていることで、以下のような効果も得られる。この傾斜壁３ｄ，３ｅが形成されない場合には、上壁３ｃと側壁３ｂ、３ｆとの間に角部が形成されることになる。ここで、そのようなＸ線源によって検査対象物を傾けた状態の透視画像を取得する場合には、傾けた検査対象物が角部に当たるため、照射窓２７ｈと検査対象物とを十分に近接させることが出来ない。これに比してＸ線源１にあっては、角部に邪魔されることなく、検査対象物をより照射窓２７ｈに近接させることができる。このため、より拡大率の大きい検査対象物の透視画像を得ることができる。
【００３９】
また、このようなＸ線源１にあっては、制御部７の第１及び第２回路基板３５、３７及び駆動電源部３９には様々な電子部品が実装されている。各部品の動作特性を安定させるにあたって、これらの部品を冷却することが必要である。特に、駆動電源部３９は、ＡＣ／ＤＣ変換（またはＤＣ／ＤＣ変換）を行う際に大量の熱を発生するので、効率的に冷却することが必要である。
【００４０】
そこで、筐体３における仕切壁１５は、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とを完全に仕切らずに、金属筒２９と制御部７との間を仕切り、仕切壁１５の下方には、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とを連通する通風口５９が設けられている。このように、金属筒２９と制御部７との間が仕切壁１５によって仕切られているため、金属筒２９の冷却後に高温となった冷却風が、制御部収容空間Ｒ２へ直接流入することが抑制できる。また、金属筒２９から発せられる放射熱が仕切壁１５によって遮断され、制御部７に直接伝播されることが抑制できる。その結果、制御部７の温度上昇を抑制することができ、制御部７の各回路基板３５，３７の動作を安定させることができる。それと同時に、通風口５９によってＸ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とが連通されていることから、冷却ファン５５ａによって発生する冷却風の一部が通風口５９を通じて制御部収容空間Ｒ２に流入するので、この冷却風によって制御部７を冷却することができる。
【００４１】
このとき、回路基板ホルダー４９が上述のように構成されていることから、図４に示すように、制御部収容空間Ｒ２には、第１プレート４５と第２プレート４７と底板３ａとで囲まれたトンネル部Ｒ２ａが出現する。このトンネル部Ｒ２ａは、冷却風が通風口５９を通じて流入して来る方向（図４の紙面に垂直な方向）に延びているので、冷却風の通風路として機能する。従って、トンネル部Ｒ２ａに集中するような、スムーズな冷却風の流動が発生する。そして、このトンネル部Ｒ２ａ内には、駆動電源部３９が存在しているので、駆動電源部３９で発生する熱が冷却風によって効率よく除去され、駆動電源部３９を集中的に且つ効率良く冷却することができる。その結果、駆動電源部３９の動作特性を安定させることができる。
【００４２】
また、高圧トランス１９は、制御部１７の方向に向かって絶縁ブロック２１から突出して設けられており、トンネル部Ｒ２ａ内に位置することから、高圧トランス１９も、このトンネル部Ｒ２ａを流動する冷却風に接触することとなる（図２参照）。よって、高温となる高圧トランス１９もこの冷却風によって効率よく冷却される。そして、駆動電源部３９及び高圧トランス１９から熱を受け取って温度が上昇した冷却風は、筐体３の側壁３ｇに設けられた排気口３ｈ（図１及び図２参照）を通じて外部に排出される。
【００４３】
また、このとき、通風口５９を通じて制御部収容空間Ｒ２に流入して来た冷却風は、その一部が回路基板ホルダー４９の外側の空間Ｒ２ｂにも流入し、この外側空間Ｒ２ｂで構成された通風路内には、第１回路基板３５及び第２回路基板３７が存在しているので、空間Ｒ２ｂを流動する冷却風によって回路基板３５，３７が冷却される。
【００４４】
このように、第１回路基板３５及び第２回路基板３７を冷却する冷却風と、駆動電源部３９及び高圧トランス１９を冷却する冷却風とがそれぞれ別の通風路を流動することから、これらの冷却風が混合されることが回路基板ホルダー４９によって抑制される。これにより、大量の熱を発生する駆動電源部３９及び高圧トランス１９が効率よく冷却される一方で、駆動電源部３９及び高圧トランス１９の冷却により温度が上昇した冷却風がトンネル部Ｒ２ａへ流入して第１回路基板３５及び第２回路基板３７の温度が却って上昇してしまうことを抑制することができる。その結果、第１回路基板３５及び第２回路基板３７の各部品の動作特性を安定させることができる。
【００４５】
なお、これらの第１回路基板３５、第２回路基板３７及び駆動電源部３９は、スペーサ５１を介して各取付面４５ａ，４７ｂ，４７ｃから浮いた状態で取り付けられていることから、冷却風が、第１回路基板３５、第２回路基板３７及び駆動電源部３９の表裏双方に接触することになる。よって、このような取り付け方も、第１回路基板３５、第２回路基板３７及び駆動電源部３９の効率の良い冷却に寄与している。
【００４６】
また、第１回路基板３５の部品の中で、パワートランジスタ６１（図２参照）は、比較的大きい熱を発生するので、第１回路基板３５から離し、高圧電源部１７と冷却ファンユニット５５との間に設けられた金属製のヒートシンク６３に密着させて設置されている。このとき、パワートランジスタ６１は、図示しない配線により第１回路基板３５と電気的に接続されることで、第１回路基板３５の一部品として機能する。このような配置により、ヒートシンク６３が冷却ファン５５ａからの冷却風を受けて冷却され、ヒートシンク６３に密着したパワートランジスタ６１が間接的に冷却される。このように、特に大きい熱を発生する部品を回路基板本体側から遠ざけて個別に冷却することにより、効果的に制御部７の温度上昇を抑制することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
図５に示すように、Ｘ線源７１は筐体７３を備えている。この筐体７３には、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とを仕切る仕切壁７５が、筐体７３の内壁から延びて形成されている。すなわち、筐体７３の内部空間は、仕切壁７５によって、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とに区画されており、両空間の間では、互いに冷却風が流入、流出しないようになっている。このようなＸ線源７１の構成によれば、冷却ファン５５ａによってＸ線発生部収容空間Ｒ１内に冷却風を流動させ、金属筒２９を含むＸ線発生部５を集中的に冷却することができると共に、高温となった冷却風が制御部収容空間Ｒ２へ流入することを確実に抑制することができる。
【００４８】
また、Ｘ線源７１は、筐体７３の制御部収容空間Ｒ２側に、冷却ファンユニット５５とは別の冷却ファンユニット７７を備えている。この冷却ファンユニット７７と、他の冷却ファンユニット５５とは並置されており、冷却ファン７７ａで発生する冷却風が直接第１回路基板３５に当たるように、第１回路基板３５の近傍に冷却ファン７７ａを配置している。このような構成により、冷却ファン５５ａによってＸ線発生部収容空間Ｒ１内に冷却風を流動させ、Ｘ線発生部５を集中的に冷却すると同時に、冷却ファン７７ａによって制御部収容空間Ｒ２内に冷却風を流動させ、制御部７を集中的に冷却することができる。このように、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とをそれぞれ個別に冷却することで、金属筒２９を含むＸ線発生部５及び駆動電源部３９を含む制御部７を効率よく冷却することができる。なお、この場合、パワートランジスタ６１及びパワートランジスタ６１を冷却するための金属製のヒートシンク６３は、制御部収容空間Ｒ２の冷却ファン７７ａの近傍に配置すると、冷却効率が高くなり好ましい。
【００４９】
以上のように、Ｘ線源７１によっても、金属筒２９を効率よく冷却することで、Ｘ線管２７を効率よく冷却できるので、Ｘ線源の高出力化が可能となり、制御部７の駆動電源部３９を効率よく冷却することで、駆動電源部３９の各部品の動作特性を安定させることができる。
【００５０】
（第３実施形態）
図６に示すように、Ｘ線源９１における制御部７は、互いに独立したプレート８１，８３で構成される回路基板ホルダー８５を介して回路基板３５，３７を底板３ａに固定する構造をなしている。このようなＸ線源９１によっても、プレート８１とプレート８３との間の空間を流動する冷却風によって、駆動電源部３９が効率よく冷却される。なお、このプレート８１，８３は、上壁３ｃに達するまで延び、上壁３ｃに接触してもよい。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、冷却ファン５５ａ，７７ａとして、筐体の外部から内部へ空気を送り込む吸気タイプの冷却ファンを用いているが、冷却ファン５５ａ，７７ａは、筐体の内部から外部へ空気を送り出す排気タイプであってもよい。
【００５２】
また、冷却ファン５５ａの配置は側壁３ｂに限らず、筐体３の内部において金属筒２９の周囲で冷却風を流動させるような位置であれば、他の部位に設けてもよい。例えば、筐体３に通風口を設け、その通風口の近傍かつ筐体３内部に冷却ファンを配置することで、金属筒２９の周囲で冷却風を流動させてもよい。
【００５３】
また、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１及び制御部収容空間Ｒ２のそれぞれに、複数の冷却ファンを設けてもよい。この場合、吸気タイプの冷却ファンと、排気タイプの冷却ファンとを組合せて設けることができる。例えば、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１の、側壁３ｂの冷却ファン５５ａに加えて、その略対向する側の壁（特に傾斜壁３ｅ）に排気タイプの冷却ファンを更に設けることができる。また、例えば、制御部収容空間Ｒ２の、側壁３ｂの冷却ファン７７ａに加えて、その略対向する側の壁（特に側壁３ｆ）や、側壁３ｇに排気タイプの冷却ファンを更に設けることができる。
【００５４】
また、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１と制御部収容空間Ｒ２とが区画されない場合において、Ｘ線発生部収容空間側Ｒ１に吸気タイプの冷却ファンを設け、制御部収容空間Ｒ２側に排気タイプの冷却ファンを設けてもよく、Ｘ線発生部収容空間側Ｒ１に排気タイプの冷却ファンを設け、制御部収容空間Ｒ２側に吸気タイプの冷却ファンを設けてもよい。例えば、Ｘ線発生部収容空間Ｒ１側の吸気タイプの冷却ファン５５ａに加えて、制御部収容空間Ｒ２に冷却ファンを設ける場合、駆動電源部３９を有するトンネル部Ｒ２ａの空気を筐体外にスムーズに送り出せるように、側壁３ｇに排気タイプの冷却ファンを配置してもよい。
【００５５】
また、Ｘ線管２７は反射型ターゲットタイプでなく、透過型ターゲットタイプであってもよい。また、Ｘ線管２７は、全体が金属筒２９に収容されてもよく、この場合、Ｘ線管からのＸ線を外部へ照射するために、金属筒２９には、Ｘ線透過性の高い部位を設けることができる。また、Ｘ線管２７の一部は、金属筒２９から突出し、かつ、更に筐体３から突出していてもよい。Ｘ線管２７を包囲する金属筒２９には、冷却フィン２９ａが設けられなくてもよい。
【００５６】
また、回路基板ホルダー４９は、ネジ止めに限らず、溶接や接着によって底板３ａに固定されてもよい。また、回路基板ホルダー４９は、筐体３の底板３ａ以外の部分に固定されてもよく、筐体３に固定された部材に固定されてもよい。また、第１プレート４５と第２プレート４７とは、ネジ止めに限らず、溶接や接着によって連結されてもよい。回路基板ホルダー４９は、１部材からなるもの又は第１プレート４５と第２プレート４７との２部材からなるものに限らず、更に多数の部材を組み合わせて形成されてもよい。この場合、平板からなる多数の部材を組み合わせて回路基板ホルダーを形成することで、屈曲の加工を省略することもできる。また、回路基板ホルダー４９は導熱性の金属に限らず、樹脂製であっても良い。
【００５７】
また、以上に述べた各構成は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、互いに組合せることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係るＸ線源の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示したＸ線源の正面図である。
【図３】図１に示したＸ線源のＸ線発生部の断面図である。
【図４】図１に示したＸ線源の制御部の断面図である。
【図５】本発明に係るＸ線源の第２の実施形態を示す正面図である。
【図６】本発明に係るＸ線源の第３の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１，７１，９１…Ｘ線源、３，７３…筐体、３ｃ…上壁（第１の壁）、３ｂ…側壁（第２の壁）、３ｄ…傾斜壁、３ｊ…開口（照射部）、５…Ｘ線発生部、７…制御部、１５…仕切壁、１７…高圧電源部、２７…Ｘ線管、２９ａ…冷却フィン、２９…金属筒（Ｘ線管包囲部）、５５ａ，７７ａ…冷却ファン、５９…通風口、７５…仕切壁、Ｒ１…Ｘ線発生部収容空間、Ｒ２…制御部収容空間。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁材料でモールドされた高圧電源部と、
前記高圧電源部からの電力によってＸ線を外部に照射するＸ線管と、
前記高圧電源部から突出して設けられ、前記Ｘ線管の少なくとも一部を包囲するＸ線管包囲部と、
前記高圧電源部及び前記Ｘ線管包囲部を格納する筐体と、
前記筐体の内部において前記Ｘ線管包囲部の周囲で冷却風を流動させる冷却ファンと、を備えたことを特徴とするＸ線源。
【請求項２】
前記筐体は、
前記Ｘ線管からの前記Ｘ線を照射する照射部を有する第１の壁と、
前記第１の壁に対して略直交する方向に延びると共に前記冷却ファンが設けられた第２の壁と、
前記第１の壁と前記第２の壁とを連結する傾斜壁と、を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線源。
【請求項３】
前記Ｘ線管包囲部の外周には、前記Ｘ線管で発生する熱を放散させる冷却フィンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線源。
【請求項４】
前記筐体は、
前記高圧電源部と前記Ｘ線管と前記Ｘ線管包囲部とを有するＸ線発生部が収容されると共に前記冷却ファンが設けられたＸ線発生部収容空間と、
前記Ｘ線発生部を制御する制御部を収容する制御部収容空間と、を内部に有しており、
前記筐体内には、前記Ｘ線発生部収容空間と前記制御部収容空間との間に位置する仕切壁が設けられたことを特徴とする請求項１〜３に記載のＸ線源。
【請求項５】
前記仕切壁は、前記Ｘ線管包囲部と前記制御部との間を仕切り、前記仕切壁には、前記Ｘ線発生部収容空間と前記制御部収容空間とを連通する通風口が設けられたことを特徴とする請求項４に記載のＸ線源。
【請求項６】
前記仕切壁は、前記Ｘ線発生部収容空間と前記制御部収容空間とを区画することを特徴とする請求項４に記載のＸ線源。
【請求項７】
前記筐体の前記制御部収容空間側には、別の冷却ファンが更に設けられていることを特徴とする請求項４〜６に記載のＸ線源。
【請求項１】
絶縁材料でモールドされた高圧電源部と、
前記高圧電源部からの電力によってＸ線を外部に照射するＸ線管と、
前記高圧電源部から突出して設けられ、前記Ｘ線管の少なくとも一部を包囲するＸ線管包囲部と、
前記高圧電源部及び前記Ｘ線管包囲部を格納する筐体と、
前記筐体の内部において前記Ｘ線管包囲部の周囲で冷却風を流動させる冷却ファンと、を備えたことを特徴とするＸ線源。
【請求項２】
前記筐体は、
前記Ｘ線管からの前記Ｘ線を照射する照射部を有する第１の壁と、
前記第１の壁に対して略直交する方向に延びると共に前記冷却ファンが設けられた第２の壁と、
前記第１の壁と前記第２の壁とを連結する傾斜壁と、を有することを特徴とする請求項１に記載のＸ線源。
【請求項３】
前記Ｘ線管包囲部の外周には、前記Ｘ線管で発生する熱を放散させる冷却フィンが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＸ線源。
【請求項４】
前記筐体は、
前記高圧電源部と前記Ｘ線管と前記Ｘ線管包囲部とを有するＸ線発生部が収容されると共に前記冷却ファンが設けられたＸ線発生部収容空間と、
前記Ｘ線発生部を制御する制御部を収容する制御部収容空間と、を内部に有しており、
前記筐体内には、前記Ｘ線発生部収容空間と前記制御部収容空間との間に位置する仕切壁が設けられたことを特徴とする請求項１〜３に記載のＸ線源。
【請求項５】
前記仕切壁は、前記Ｘ線管包囲部と前記制御部との間を仕切り、前記仕切壁には、前記Ｘ線発生部収容空間と前記制御部収容空間とを連通する通風口が設けられたことを特徴とする請求項４に記載のＸ線源。
【請求項６】
前記仕切壁は、前記Ｘ線発生部収容空間と前記制御部収容空間とを区画することを特徴とする請求項４に記載のＸ線源。
【請求項７】
前記筐体の前記制御部収容空間側には、別の冷却ファンが更に設けられていることを特徴とする請求項４〜６に記載のＸ線源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−７３３８１（Ｐ２００６−７３３８１Ａ）
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２５６２３１（Ｐ２００４−２５６２３１）
【出願日】平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年３月１６日（２００６．３．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２日（２００４．９．２）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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