JP2020204080A - すべり軸受の製造方法及びすべり軸受の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性の高いすべり軸受の製造方法及びすべり軸受の製造装置を提供する。【解決手段】 すべり軸受の製造方法は、固定シャフト１又は回転体であり、軸受面を有する被処理物を用意し、１ＭＰａ乃至１０−６Ｐａの範囲内の圧力の雰囲気中で、上記被処理物の上記軸受面にプラズマ放電処理を施し、上記プラズマ放電処理を施した後、上記軸受面を大気に曝すこと無しに、上記軸受面を液体金属で濡らす。【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、すべり軸受の製造方法及びすべり軸受の製造装置に関する。

Ｘ線システムは、医用ＣＴ装置（診断／治療）、工業用非破壊検査、材料分析など、多くの用途に利用される。Ｘ線システムで用いられるＸ線管は、陽極ターゲットに陰極フィラメントからの電子ビームを衝突させてＸ線を発生する構成となっている。

Ｘ線管には、回転する陽極ターゲットに電子ビームが衝突してＸ線を発生するタイプがあり、この陽極ターゲットを軸支する軸受として、すべり軸受（通常は動圧軸受）が用いられている。

特開平１１−２１３９２６号公報

本実施形態は、信頼性の高いすべり軸受の製造方法及びすべり軸受の製造装置を提供する。

一実施形態に係るすべり軸受の製造方法は、
固定シャフト又は回転体であり、軸受面を有する被処理物を用意し、１ＭＰａ乃至１０^−６Ｐａの範囲内の圧力の雰囲気中で、前記被処理物の前記軸受面にプラズマ放電処理を施し、前記プラズマ放電処理を施した後、前記軸受面を大気に曝すこと無しに、前記軸受面を液体金属で濡らす。

また、一実施形態に係るすべり軸受の製造装置は、
内部の雰囲気を気密に保持可能なチャンバと、前記チャンバに連結され前記チャンバ内を真空排気する真空装置と、前記チャンバに連結され前記チャンバ内にガスを導入する導入装置と、前記チャンバ内に設けられたプラズマ装置と、前記チャンバ内に配置され液体金属を収容した液槽と、固定シャフト又は回転体であり軸受面を有する被処理物を支持し、前記被処理物を、前記チャンバ内のうち前記液槽の外部の第１位置と前記液槽の内部の第２位置との間で移動させる移動機構と、前記第１位置に位置する前記被処理物と前記プラズマ装置との間に電圧を印加する電源と、を備える。

図１は、一実施形態に係るＸ線管装置を示す斜視図であり、Ｘ線管装置の内部構造の一例を説明する部分断面図である。 図２は、上記Ｘ線管装置のＸ線管の固定シャフト、回転体、及び陽極ターゲットを示す斜視図であり、回転体及び陽極ターゲットの部分断面図である。 図３は、上記固定シャフト、上記回転体、液体金属、及びシール部を示す断面図である。 図４は、上記実施形態に係るＸ線管の製造装置を示す構成図である。 図５は、上記実施形態に係るＸ線管の製造方法を説明するための図であり、固定シャフトを液槽の内部に移動させた状態を示す図である。 図６は、上記実施形態の変形例１に係るＸ線管の製造装置を示す構成図である。 図７は、上記実施形態の変形例２に係るＸ線管の製造装置を示す構成図である。 図８は、他の実施の形態に係るＸ線管の内部構造の一例を説明する部分断面図である。

（一実施形態）
以下に、本発明の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

図１は、一実施の形態に係るＸ線管装置１００の内部構造の一例を説明する部分断面図である。Ｘ線管装置１００は、主として、医療用レントゲン装置に用いられる。
図１に示すように、Ｘ線管装置１００は、Ｘ線管１０１と、モータステータ１１１と、Ｘ線管１０１及びモータステータ１１１を収容したハウジング１２０と、を備えている。

Ｘ線管１０１は、外囲器（真空外囲器）１０２、電子銃１０４、固定シャフト１、回転体２、陽極ターゲット１０６、及びモータロータ１１５を備えている。電子銃１０４、固定シャフト１、回転体２、陽極ターゲット１０６、及びモータロータ１１５は、外囲器１０２内に設けられている。外囲器１０２の内部は、高真空に保たれている。

電子銃１０４は電子ビームを発生する陰極として機能している。回転体２は、固定シャフト１の周囲に回転自在に支持されている。固定シャフト１及び回転体２は、後述する液体金属とともにすべり軸受１１０を形成している。陽極ターゲット１０６は、回転体２と一体に形成され、回転体２の外側に位置している。例えば、陽極ターゲット１０６は、回転体２の外周面に接合されている。

Ｘ線管１０１の外側に、モータステータ１１１が配置されている。モータステータ１１１は、モータロータ１１５の周りを囲んでいる。モータロータ１１５はモータステータ１１１からの回転磁界で回転し、陽極ターゲット１０６は、回転体２とともに回転する。

回転駆動された陽極ターゲット１０６に電子銃１０４からの電子ビームが衝突することにより、陽極ターゲット１０６の焦点からＸ線が放射される。Ｘ線管１０１は、制動輻射によるＸ線を発生させる回転陽極型Ｘ線管である。電子ビームの衝突により高温（ビーム衝突箇所は局部的に数千℃）となった陽極ターゲット１０６の熱は、輻射熱として放熱されるほか、相対的に温度が低い（例えば１００〜３００℃）すべり軸受け１１０側に放熱される。

図２は、Ｘ線管装置１００のＸ線管１０１の固定シャフト１、回転体２、及び陽極ターゲット１０６を示す斜視図であり、回転体２及び陽極ターゲット１０６の部分断面図である。図３は、固定シャフト１、回転体２、液体金属ＬＭ、及びシール部９を示す断面図であり、すべり軸受１１０の構成を模式的に説明する図である。
図２及び図３に示すように、すべり軸受１１０は、固定シャフト１、回転体２、シール部９、及び潤滑剤としての液体金属ＬＭを備えている。

固定シャフト１は、円柱状に形成され、Ｘ線管１０１の管軸方向に延出している。固定シャフト１は、径大部１１と、径大部１２と、径小部１３と、延出部１４と、を備えている。径大部１１、径大部１２、径小部１３、及び延出部１４は、同軸的に設けられ、一体に形成されている。固定シャフト１は、モリブデンを主成分とする金属で形成されている。ここで、モリブデンを主成分とする金属とは、モリブデンが７０重量％以上である金属を言う。但し、固定シャフト１は、モリブデンが７０重量％未満である金属で形成されていてもよく、鉄（Ｆｅ）、鉄合金など、他の金属で形成されていてもよい。

回転体２は、一端部が閉塞された筒状に形成され、固定シャフト１と同軸的に延出し、固定シャフト１の外周を囲んでいる。回転体２及び固定シャフト１は、対向領域で、互いに隙間（微小な隙間）を置いて設けられている。回転体２は、モリブデンを主成分とする金属で形成されている。但し、回転体２は、モリブデンが７０重量％未満である金属で形成されていてもよく、上述した鉄系金属など、他の金属で形成されていてもよい。

液体金属ＬＭは、固定シャフト１と回転体２との間の隙間に充填されている。この実施形態において、液体金属ＬＭは、ＩｎＧａ（インジウム・ガリウム合金）である。但し、液体金属ＬＭは、ＧａＩｎＳｎ（ガリウム・インジウム・錫合金）など、Ｘ線管１０１のすべり軸受１１０の用途として一般に知られている他の液体金属であってもよい。液体金属ＬＭは、真空中での蒸気圧が低い液体金属で形成されている。ここで、真空中での蒸気圧が低い液体金属とは、揮発しづらい液体金属であり、室温（２５℃）でも液状の液体金属を言う。

シール部９は、回転体２の開口した他端部に設けられている。シール部９は、回転体２の他端部に固着されている。シール部９は、円環状に形成され、固定シャフト１の外周面に全周に亘って隙間を置いて設けられている。シール部９は、回転体２に対する固定シャフト１の軸方向ｄ（上記管軸方向）へのズレを規制するものである。

シール部９と固定シャフト１との間の隙間（クリアランス）は、回転体２の回転を維持するとともに液体金属ＬＭの漏洩を抑制できる値に設定されている。上記したことから、隙間はわずかである。このため、シール部９は、ラビリンスシールリング（labyrinth seal ring）として機能する。また、軸方向ｄにおいて、回転体２、固定シャフト１、シール部９、及び液体金属ＬＭは、スラストすべり軸受を形成している。

径大部１１は円柱状に形成されている。径大部１１は、第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａ及び第１スラスト軸受面を有している。第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａは、径大部１１の外周面の全域に形成されている。第１スラスト軸受面は、シール部９と対向する側の面に形成されている。

第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａは、第１プレーン面Ｓ１１ｂ及び第１掻き込み面Ｓ１１ｃを有している。第１プレーン面Ｓ１１ｂは、滑らかな外周面を有し、第１掻き込み面Ｓ１１ｃから外れて位置している。

第１掻き込み面Ｓ１１ｃは、軸方向ｄにて第１プレーン面Ｓ１１ｂの両側に位置し、滑らかな外周面に複数の第１パターン部Ｐ１が形成された凹凸面である。第１パターン部Ｐ１は、上記外周面の全周にわたって並べられ、上記外周面を窪めて形成されている。第１パターン部Ｐ１は、回転方向に対して斜線状に延出して配列されている。第１パターン部Ｐ１は、数十μｍの深さを有した溝で形成されている。第１パターン部Ｐ１は、ヘリングボン・パターンを形作っている。このため、複数の第１パターン部Ｐ１は、回転体２が回転することにより、液体金属ＬＭを掻き込むことができ、液体金属ＬＭによる動圧を発生し易くすることができる。

径大部１２は、第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａ及び第２スラスト軸受面を有している。第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａは、径大部１２の外周面の全域に形成されている。第２スラスト軸受面は、回転体２の一端部（閉塞端）に対向する側の面に形成されている。

第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａは、第２プレーン面Ｓ１２ｂ及び第２掻き込み面Ｓ１２ｃを有している。第２プレーン面Ｓ１２ｂは、滑らかな外周面を有し、第２掻き込み面Ｓ１２ｃから外れている。

第２掻き込み面Ｓ１２ｃは、軸方向ｄに第２プレーン面Ｓ１２ｂの両側に位置し、滑らかな外周面に複数の第２パターン部Ｐ２が形成された凹凸面である。第２パターン部Ｐ２は、上記外周面の全周にわたって並べられ、上記外周面を窪めて形成されている。第２パターン部Ｐ２は、回転方向に対して斜線状に延出して配列されている。第２パターン部Ｐ２は、数十μｍの深さを有した溝で形成されている。第２パターン部Ｐ２は、ヘリングボン・パターンを形作っている。このため、複数の第２パターン部Ｐ２は、回転体２が回転することにより、液体金属ＬＭを掻き込むことができ、液体金属ＬＭによる動圧を発生し易くすることができる。

回転体２の内径は、径大部１１，１２の直径よりわずかに大きい。回転体２は、内周面に第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａ及び第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａに対向した第３ラジアル軸受面Ｓ２１ａを有している。第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａ、第３ラジアル軸受面Ｓ２１ａ、及びこれらの間の隙間を満たす液体金属ＬＭは、第１ラジアルすべり軸受Ｂ１を形成している。第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、第３ラジアル軸受面Ｓ２１ａ、及びこれらの間の隙間を満たす液体金属ＬＭは、第２ラジアルすべり軸受Ｂ２を形成している。

径小部１３は、径大部１１，１２より外径の小さい円柱状に形成され、軸方向ｄにおいて径大部１１と径大部１２の間に位置している。径小部１３を設けることにより、固定シャフト１に円形枠状に窪めた凹部を形成することができ、液体金属ＬＭのリザーバとして機能させることができる。延出部１４は、径大部１１より外径の小さい円柱状に形成され、軸方向ｄにおいて径大部１１に対して径小部１３の反対側に位置している。延出部１４は、回転体２の外側に延出している。
Ｘ線管１０１など、Ｘ線管装置１００は上記のように構成されている。

次に、Ｘ線管１０１を製造するための装置について説明する。図４は、本実施形態に係るＸ線管１０１の製造装置５０を示す構成図である。本実施形態において、製造装置５０は、すべり軸受１１０の製造装置である。
図４に示すように、製造装置５０は、チャンバ（真空チャンバ）５１と、真空装置としての真空ポンプ５２と、バルブ５３と、導入装置５４と、バルブ５５と、プラズマ装置５６と、液槽５７と、真空導入装置５８と、移動機構５９と、電源６１と、ヒータ６２と、駆動部７０と、を備えている。

チャンバ５１は、内部の雰囲気を気密に保持可能に構成されている。チャンバ５１は、接地されている。真空ポンプ５２は、チャンバ５１の外側に位置し、バルブ５３を介してチャンバ５１に連結されている。バルブ５３が開いた状態にて、真空ポンプ５２は、チャンバ５１内を真空排気するように構成されている。なお、真空ポンプ５２は、チャンバ５１内を真空排気することができればよく、例えば、真空導入装置５８の内部を通ってチャンバ５１内につながっていてもよい。導入装置５４は、チャンバ５１の外側に位置し、バルブ５５を介してチャンバ５１に連結されている。バルブ５５が開いた状態にて、導入装置５４は、チャンバ５１内にガスを導入するように構成されている。

プラズマ装置５６は、チャンバ５１内に設けられている。本実施形態において、プラズマ装置５６は、ＲＦ（Radio Frequency）励起コイルである。液槽５７は、チャンバ５１内に配置され、液体金属ＬＭを収容している。液槽５７内の液体金属ＬＭは、すべり軸受１１０に組み立てる際に固定シャフト１と回転体２との間の隙間に充填される液体金属ＬＭと同一材料である。但し、液槽５７内の液体金属ＬＭは、固定シャフト１と回転体２との間の隙間に充填される液体金属ＬＭと異なる液体金属であってもよい。真空導入装置５８は、チャンバ５１に気密に固定され、チャンバ５１の内部及び外部に位置している。

移動機構５９は、真空導入装置５８に固定され、軸受面を有する被処理物を支持するように構成されている。本実施形態において、移動機構５９は、伸縮管継手であり、金属製で蛇腹状に形成されている。また、被処理物は、第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａ、第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、上記第１スラスト軸受面、及び上記第２スラスト軸受面を有する固定シャフト１である（図３）。移動機構５９は、液槽５７の上に固定シャフト１を吊り下げている。

移動機構５９は、被処理物である固定シャフト１を、第１位置と第２位置との間で移動させるように構成されている。ここで、上記第１位置にて、固定シャフト１はチャンバ５１内のうち液槽５７の外部に位置している。本実施形態において、第１位置にて、固定シャフト１は、プラズマ装置（ＲＦ励起コイル）５６で囲まれている。また、上記第２位置にて、固定シャフト１は液槽５７の内部に位置している。

電源６１は、チャンバ５１の外側に位置している。電源６１は、上記第１位置に位置する固定シャフト１とプラズマ装置５６との間に電圧を印加するように構成されている。
本実施形態において、電源６１は、プラズマ装置５６、チャンバ５１、及び固定シャフト１に電気的に接続されている。電源６１が、プラズマ装置５６、チャンバ５１、及び上記第１位置に位置する固定シャフト１に電圧を印加することで、プラズマ装置５６及びチャンバ５１を陽極とし、固定シャフト１を陰極としている。プラズマ装置５６及びチャンバ５１を陽極とする際、通常は接地され、本実施形態においても接地されている。

ヒータ６２は、上記第１位置に位置する固定シャフト１の第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａ、第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、上記第１スラスト軸受面、及び上記第２スラスト軸受面を加熱するように構成されている（図３）。本実施形態のヒータ６２は、チャンバ５１の内部の雰囲気を加熱し、固定シャフト１を間接に加熱するように構成されている。但し、製造装置５０に用いるヒータ６２は、固定シャフト１を、直接、加熱するように構成されていてもよい。

駆動部７０は、真空ポンプ５２、バルブ５３、導入装置５４、バルブ５５、真空導入装置５８、電源６１、及びヒータ６２の駆動を制御するように構成されている。
製造装置５０は上記のように構成されている。

次に、Ｘ線管１０１を製造するための方法について説明する。特に、Ｘ線管１０１の製造方法のうち、すべり軸受１１０の製造方法について説明する。
図４に示すように、すべり軸受１１０の製造が開始されると、まず、軸受面を有する被処理物を用意する。ここでは、被処理物として、第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａ、第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａ、上記第１スラスト軸受面、及び上記第２スラスト軸受面を有する固定シャフト１を用意する。次いで、固定シャフト１をチャンバ５１内に搬入し、固定シャフト１を移動機構５９にセットする。

続いて、駆動部７０は、バルブ５３を開き、バルブ５５を閉じ、真空ポンプ５２にてチャンバ５１内を真空排気する。その後、駆動部７０は、バルブ５３を閉じ、バルブ５５を開き、導入装置５４にてチャンバ５１内にガスを低圧で導入し、チャンバ５１内の雰囲気を空気からガスに低圧状態で十分に置換する。ここで、導入装置５４がチャンバ５１内に導入するガスは、プラズマ放電処理に使用する処理ガスであり、還元性ガスとしての水素ガスである。また、上記低圧状態とは、チャンバ５１内を真空排気して減圧し、チャンバ５１内の圧力が大気圧より低くなる状態を言う。さらに、上記十分に置換とは、チャンバ５１内の雰囲気を空気から水素ガスに置き換えることを言う。そして、チャンバ５１内にガス（水素ガス）を低圧で導入することで、チャンバ５１内を低圧状態に保持することができる。

なお、本実施形態と異なり、駆動部７０は、バルブ５３及びバルブ５５の両方を開き、真空ポンプ５２にてチャンバ５１内を真空排気し、導入装置５４にてチャンバ５１内にガスを低圧で導入し、チャンバ５１内の雰囲気を空気からガスに低圧状態で十分に置換してもよい。
その後、駆動部７０は、バルブ５３及びバルブ５５の両方を閉じた状態に保持する。これにより、チャンバ５１内の圧力が１００ｐａ乃至１０^−３Ｐａの範囲内に調整される。

次いで、駆動部７０は、真空導入装置５８を介して移動機構５９を駆動し、固定シャフト１を上記第１位置に固定する。本実施形態のように、上記第１位置の固定シャフト１の軸受面（第１ラジアル軸受面Ｓ１１ａ、第２ラジアル軸受面Ｓ１２ａ）とプラズマ装置５６とは向かい合っていた方が望ましい。固定シャフト１の軸受面とプラズマ装置５６とが向かい合っていない場合と比較して、固定シャフト１の軸受面を効率よく表面処理することができるためである。ここで、表面処理とは、軸受面の油脂、酸化物などの異物を取り去ることを言う。なお、本実施形態と異なり、固定シャフト１の軸受面とプラズマ装置５６とは、向かい合っていなくともよく、その場合もプラズマ放電処理を行うことができる。

その後、駆動部７０の駆動により、電源６１は、プラズマ装置５６及びチャンバ５１を陽極に設定し、固定シャフト１を陰極に設定する。これにより、１００ｐａ乃至１０^−３Ｐａの範囲内の圧力の雰囲気中で、固定シャフト１の軸受面にプラズマ放電処理を施こすことができる。プラズマ放電処理は、チャンバ５１内で固定シャフト１の少なくとも軸受面に施される。プラズマ放電処理の際に使用する処理ガスは、水素ガス（還元性ガス）である。詳しくは、プラズマ装置５６と固定シャフト１との間に電圧が印加されることで、チャンバ５１内の水素ガスをプラズマ化して励起することができる。なお、チャンバ５１内の圧力が低い方が励起させ易い。発生したプラズマ中のイオンが固定シャフト１の軸受面に衝突し、軸受面を表面処理することができる。

これにより、固定シャフト１の軸受面など、固定シャフト１の表面の状態を改質することができる。詳しくは、上記表面処理により、固定シャフト１の軸受面などの汚れを取り去ることができ、軸受面の濡れ性を向上させることができる。そのため、固定シャフト１の軸受面と他の素材（液体金属ＬＭ）との密着を向上させることができる。固定シャフト１の軸受面の全体で濡れ性が均一になる。そのため、上記の固定シャフト１を用いたすべり軸受１１０において、液体金属ＬＭが部分的に枯渇し難くなるものである。

上記のプラズマ放電処理を一定時間、実施した後、駆動部７０の駆動により、電源６１は、プラズマ装置５６、チャンバ５１、及び固定シャフト１への電圧の印加を終了する。その後、電源６１に接続されたケーブルの端子を固定シャフト１から離す。これにより、固定シャフト１の上記第２位置への移動を妨げる事態を回避することができる。なお、固定シャフト１の移動や、続く製造工程に悪影響が無い場合、固定シャフト１に上記ケーブルの端子を接続したままにしてもよい。

図５に示すように、上記プラズマ放電処理を施した後、固定シャフト１の軸受面を大気に曝すこと無しに、軸受面を液体金属ＬＭで濡らす。本実施形態において、駆動部７０の駆動により、移動機構５９は、固定シャフト１を、上記第１位置から上記第２位置に移動させることで、固定シャフト１の軸受面を液槽５７に収容された液体金属ＬＭに浸漬する。これにより、チャンバ５１内で、固定シャフト１の軸受面を液体金属ＬＭで濡らすことができる。但し、固定シャフト１の軸受面を液体金属ＬＭで濡らす手法は、上記の例に限定されるものではなく、例えば、固定シャフト１の軸受面に液体金属ＬＭを塗布し、軸受面を液体金属ＬＭで濡らしてもよい。

なお、本実施形態と異なり、上記プラズマ放電処理を施した後、固定シャフト１の軸受面を大気に曝した場合、軸受面に酸化層が形成されたり、軸受面にガスが吸着したりし、軸受面の濡れ性が均一でなくなるものである。
その後、上記固定シャフト１、回転体２、液体金属ＬＭなどを用いてすべり軸受１１０に組み立てる。これにより、すべり軸受１１０の製造は終了する。

上記のように構成された一実施形態に係るすべり軸受１１０の製造方法（Ｘ線管１０１の製造方法）及びすべり軸受１１０の製造装置５０（Ｘ線管１０１の製造装置）によれば、固定シャフト１の軸受面にプラズマ放電処理を施している。これにより、軸受面の状態を改質することができ、軸受面の全体で濡れ性を均一にすることができる。プラズマ放電処理を施した後、軸受面を大気に曝すこと無しに、軸受面を液体金属ＬＭで濡らしている。これにより、固定シャフト１の軸受面の全体における均一な濡れ性を保持することができる。

回転体２が回転する際に、固定シャフト１の軸受面と回転体２の軸受面との隙間に液体金属ＬＭを存在させることができ、固定シャフト１及び回転体２における損傷を抑制することができる。
上記のことから、信頼性の高いすべり軸受１１０の製造方法及びすべり軸受１１０の製造装置５０を得ることができる。また、信頼性の高いＸ線管１０１の製造方法及びＸ線管１０１の製造装置５０を得ることができる。

（変形例１）
次に、上記実施形態の変形例１について説明する。図６は、本変形例１に係るＸ線管１０１の製造装置を示す構成図である。
図６に示すように、変形例１の製造装置５０において、プラズマ装置５６が電極（ロッド）で構成されている点、被処理物が軸受面（例えば、第３ラジアル軸受面Ｓ２１ａ）を有する回転体２である点で、上記実施形態と相違している。

移動機構５９は、被処理物である回転体２を、上記第１位置と上記第２位置との間で移動させるように構成されている。プラズマ装置５６は、上記第１位置の回転体２の内部に位置し、回転体２から離れて設けられている。本変形例１においても、回転体２の軸受面はプラズマ装置５６と向かい合っているため、プラズマ放電処理により、回転体２の軸受面を効率よく表面処理することができる。

本変形例１のすべり軸受１１０の製造方法に関しては、上記実施形態と同様である。そのため、まず、回転体２を用意し、１００ｐａ乃至１０^−３Ｐａの範囲内の圧力の雰囲気中で、回転体２の軸受面にプラズマ放電処理を施す。その後、回転体２の軸受面を大気に曝すこと無しに、回転体２の軸受面を液体金属ＬＭで濡らす。

続いて、上記回転体２、固定シャフト１、液体金属ＬＭなどを用いてすべり軸受１１０に組み立てる。これにより、すべり軸受１１０の製造は終了する。
本変形例１においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、すべり軸受１１０に組み立てる際、上記変形例１の製造装置５０で処理した回転体２、上記実施形態の製造装置５０で処理した固定シャフト１などを用いた方が望ましい。これにより、例えば、一層、信頼性の高いすべり軸受１１０を得ることができる。

（変形例２）
次に、上記実施形態の変形例２について説明する。図７は、本変形例２に係るＸ線管１０１の製造装置を示す構成図である。
図７に示すように、本変形例２の製造装置５０において、プラズマ装置５６が回転体２の第３ラジアル軸受面Ｓ２１ａと向かい合っていない点で上記変形例１と相違している。但し、本変形例２においても、上記実施形態及び上記変形例１と同様の効果を得ることができる。

（他の実施形態）
次に、他の実施形態について説明する。図８は、本実施形態に係るＸ線管１０１の内部構造の一例を説明する部分断面図である。

図８に示すように、Ｘ線管１０１は、外囲器１０２と、外囲器１０２内に収納された陽極ターゲット１０６と、陽極ターゲット１０６を回転自在に軸支する回転体２と、固定シャフト１と、固定シャフト１と同軸的に連結された固定シャフト１１８と、陽極ターゲット１０６に向けて電子ビームを放出する電子銃１０４と、外囲器１０２の外側に設けられ回転磁界を発生するモータステータ１１１とを備えている。

モータステータ１１１からの磁界を受けるモータロータ１１５は導電体の外筒１５ａと磁性体（軟鉄）の内筒１５ｂの積層構造を持ち、モータステータ１１１との組み合わせで渦電流型モータを形成している。

陽極ターゲット１０６の傘状外面には、電子ビームが衝突する陽極ターゲット層が形成されている。陽極ターゲット１０６および陽極ターゲット層は高融点金属でできており、例えば、モリブデン、タングステン若しくはこれらの各合金が使用されている。
上述した製造方法や製造装置５０で処理する被処理物は、本実施形態の固定シャフト１の軸受面や回転体２の軸受面であってもよい。本実施形態においても、上記実施形態などと同様の効果を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、被処理物の軸受面にプラズマ放電処理を施す際、１００ｐａ乃至１０^−３Ｐａの範囲内の圧力の雰囲気中での実施に限らず、１ＭＰａ（メガＰａ）乃至１０^−６Ｐａの範囲内の圧力の雰囲気中で実施してもよい。そのため、大気圧より高い圧力の雰囲気中でプラズマ放電処理を実施してもよい。圧力が高くなると、励起させるためのエネルギを高くする必要があるが、プラズマ中のイオン濃度が高くなるため、プラズマ放電処理に要する期間を短くすることができる。

プラズマ放電処理の際に使用する処理ガスは、水素ガスに限定されるものではない。上記処理ガスは、水素ガス以外の還元性ガス、還元性ガスを含む混合ガス、不活性ガス、又は、不活性ガスを含む混合ガス、であってもよい。上記不活性ガスとしては、例えば、アルゴンガス、ヘリウムガスを挙げることができる。

被処理物の軸受面にプラズマ放電処理を施す前、プラズマ放電処理の際に使用する処理ガスで満たされた雰囲気中で、室温より高温となる温度にて軸受面に熱処理を施してもよい。言い換えると、軸受面に、熱処理及びプラズマ放電処理の両方を実施してもよい。一例では、ヒータ６２を用いてチャンバ５１内の雰囲気を５００℃以上に加熱し、５００℃以上の高温水素雰囲気中で被処理物の軸受面を熱処理することができる。これにより、被処理物の表面（軸受面）の主に水分の吸着ガスを飛ばすことができる。なお、熱処理の際の温度は、５００℃以上に限らず、２００℃など、５００℃未満の温度であってもよい。また、上述したように被処理物を、直接、加熱してもよい。これにより、軸受面の濡れ性を改善することができる。

但し、プラズマ放電処理を熱処理に置き換えるのは望ましくない。言い換えると、被処理物の軸受面に熱処理を実施しプラズマ放電処理を実施しない製造方法は、望ましくない。なぜなら、熱処理を実施しただけでは、被処理物の表面（軸受面）の状態を十分に改質することができないためである。熱処理を実施した後、大気中ですべり軸受１１０に組み立てても、被処理物の表面に斑状に濡れ性が悪い部分が点在して発生するためである。上記斑状の部分は、酸化層などの異物が考えられる。何れにおいても、熱処理を実施しただけでは、被処理物の表面（軸受面）の状態にばらつきが生じてしまう。

また、被処理物に熱処理を施すことは、続くプラズマ放電処理を高温の雰囲気中で実施することができる。プラズマ中で励起させ易くなるため、熱処理を実施しない場合と比較し、励起させるためのエネルギを低くすることができたり、プラズマ放電処理に要する期間を短くすることができたり、することができる。

チャンバ５１内の雰囲気を空気から還元性ガスに置換に置換する場合、空気から還元性ガスに、直接、置換しなくともよい。例えば、上記プラズマ放電処理を施す前、被処理物の周りの雰囲気（チャンバ５１内の雰囲気）を空気から不活性ガスに置換した後、被処理物の周りの雰囲気（チャンバ５１内の雰囲気）を、不活性ガスから還元性ガスに置換してもよい。その後、還元性ガスの雰囲気中で、軸受面にプラズマ放電処理を施すことができる。空気から不活性ガスに置換する工程を追加した方が、チャンバ５１内の酸素（空気に含まれる酸素）の含有量の低減に寄与することができる。

上述した実施形態や変形例は、上述したすべり軸受１１０（Ｘ線管１０１）の製造方法や上述したすべり軸受１１０（Ｘ線管１０１）の製造装置のみに適用されるものではなく、各種のすべり軸受（回転陽極型Ｘ線管）の製造方法や各種のすべり軸受（回転陽極型Ｘ線管）の製造装置に適用することが可能である。

１…固定シャフト、２…回転体、５０…製造装置、５１…チャンバ、５２…真空ポンプ、５３…バルブ、５４…導入装置、５５…バルブ、５６…プラズマ装置、５７…液槽、５８…真空導入装置、５９…移動機構、６１…電源、６２…ヒータ、７０…駆動部、１００…Ｘ線管装置、１０１…Ｘ線管、１０２…外囲器、１０４…電子銃、１０６…陽極ターゲット、１１０…軸受、ＬＭ…液体金属、Ｂ１…第１ラジアルすべり軸受、Ｂ２…第２ラジアルすべり軸受、Ｓ１１ａ…第１ラジアル軸受面、Ｓ１２ａ…第２ラジアル軸受面、Ｓ２１ａ…第３ラジアル軸受面。

Claims (10)

1. 固定シャフト又は回転体であり、軸受面を有する被処理物を用意し、
   １ＭＰａ乃至１０^−６Ｐａの範囲内の圧力の雰囲気中で、前記被処理物の前記軸受面にプラズマ放電処理を施し、
   前記プラズマ放電処理を施した後、前記軸受面を大気に曝すこと無しに、前記軸受面を液体金属で濡らす、
   すべり軸受の製造方法。
2. 前記軸受面を前記液体金属で濡らす際、前記軸受面を前記液体金属に浸漬する、
   請求項１に記載のすべり軸受の製造方法。
3. 前記プラズマ放電処理の際に使用する処理ガスは、
   還元性ガス、
   還元性ガスを含む混合ガス、
   不活性ガス、又は、
   不活性ガスを含む混合ガス、である、
   請求項１に記載のすべり軸受の製造方法。
4. 前記プラズマ放電処理の際に使用する処理ガスは、前記還元性ガスのうち水素ガスである、
   請求項３に記載のすべり軸受の製造方法。
5. １００Ｐａ乃至１０^−３Ｐａの範囲内の圧力の雰囲気中で前記プラズマ放電処理を施す、
   請求項１に記載のすべり軸受の製造方法。
6. 前記プラズマ放電処理を施す前、前記プラズマ放電処理の際に使用する処理ガスで満たされた雰囲気中で、室温より高温となる温度にて前記軸受面に熱処理を施す、
   請求項１に記載のすべり軸受の製造方法。
7. 前記プラズマ放電処理を施す前、前記被処理物の周りの雰囲気を空気から不活性ガスに置換し、
   前記不活性ガスに置換した後、前記被処理物の周りの雰囲気を、前記不活性ガスから還元性ガスに置換し、
   前記還元性ガスの雰囲気中で、前記軸受面に前記プラズマ放電処理を施す、
   請求項１に記載のすべり軸受の製造方法。
8. 前記被処理物をチャンバ内に搬入し、
   前記チャンバ内で、前記軸受面に前記プラズマ放電処理を施し、その後、前記軸受面を前記液体金属で濡らす、
   請求項１に記載のすべり軸受の製造方法。
9. 内部の雰囲気を気密に保持可能なチャンバと、
   前記チャンバに連結され前記チャンバ内を真空排気する真空装置と、
   前記チャンバに連結され前記チャンバ内にガスを導入する導入装置と、
   前記チャンバ内に設けられたプラズマ装置と、
   前記チャンバ内に配置され液体金属を収容した液槽と、
   固定シャフト又は回転体であり軸受面を有する被処理物を支持し、前記被処理物を、前記チャンバ内のうち前記液槽の外部の第１位置と前記液槽の内部の第２位置との間で移動させる移動機構と、
   前記第１位置に位置する前記被処理物と前記プラズマ装置との間に電圧を印加する電源と、を備える、
   すべり軸受の製造装置。
10. 前記第１位置に位置する前記被処理物の前記軸受面を加熱するヒータをさらに備える、
    請求項９に記載のすべり軸受の製造装置。

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