JP3017859B2 - 回転陽極型ｘ線管およびその製造方法 - Google Patents
回転陽極型ｘ線管およびその製造方法Info
- Publication number
- JP3017859B2 JP3017859B2 JP3245890A JP24589091A JP3017859B2 JP 3017859 B2 JP3017859 B2 JP 3017859B2 JP 3245890 A JP3245890 A JP 3245890A JP 24589091 A JP24589091 A JP 24589091A JP 3017859 B2 JP3017859 B2 JP 3017859B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- bearing surface
- rotating body
- metal
- base material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、回転陽極型Ｘ線管お
よびその製造方法に係わり、とくに少なくともＸ線管の
動作中は液状の金属潤滑剤を使用する動圧式すべり軸受
を備える回転陽極型Ｘ線管およびその製造方法に関す
る。
よびその製造方法に係わり、とくに少なくともＸ線管の
動作中は液状の金属潤滑剤を使用する動圧式すべり軸受
を備える回転陽極型Ｘ線管およびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管は、周知のように、軸
受部を有する回転体および固定体で円盤状の陽極ターゲ
ットを支え、真空容器外に配置したステータの電磁コイ
ルを付勢して回転磁界を生じさせ、陽極ターゲットを高
速回転させながらこれに陰極から放出した電子ビームを
当ててＸ線を放射する。軸受部は、ボールベアリングの
ようなころがり軸受や、軸受面にらせん溝を形成すると
ともにガリウム（Ｇａ）、又はガリウム−インジウム−
錫（Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ）合金のような液体金属を潤滑剤
として用いた動圧式すべり軸受で構成される。後者のす
べり軸受を用いた例は、たとえば特公昭60-21463号、特
開昭60-97536号、特開昭 60-117531号、特開昭 62-2875
55号、あるいは特開平2-227947号等の各公報に開示され
ている。
受部を有する回転体および固定体で円盤状の陽極ターゲ
ットを支え、真空容器外に配置したステータの電磁コイ
ルを付勢して回転磁界を生じさせ、陽極ターゲットを高
速回転させながらこれに陰極から放出した電子ビームを
当ててＸ線を放射する。軸受部は、ボールベアリングの
ようなころがり軸受や、軸受面にらせん溝を形成すると
ともにガリウム（Ｇａ）、又はガリウム−インジウム−
錫（Ｇａ−Ｉｎ−Ｓｎ）合金のような液体金属を潤滑剤
として用いた動圧式すべり軸受で構成される。後者のす
べり軸受を用いた例は、たとえば特公昭60-21463号、特
開昭60-97536号、特開昭 60-117531号、特開昭 62-2875
55号、あるいは特開平2-227947号等の各公報に開示され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記各公報に開示され
ている回転陽極型Ｘ線管では、そのすべり軸受を構成す
る回転体および固定体として、モリブデン（Ｍｏ）又は
Ｍｏ合金、あるいはタングステン（Ｗ）、又はＷ合金が
使用されている。しかしながら、このような金属で構成
した軸受面は、空気中での組立て工程で酸化しやすく、
この酸化膜のために軸受面とＧａ合金の液体金属潤滑剤
との濡れ性が悪くなる。そのため、軸受面に生じた酸化
膜を除去する特別の処理が必要であり、組立て工程が煩
雑で、信頼性の高い動圧式すべり軸受の性能が得られな
い場合がある。
ている回転陽極型Ｘ線管では、そのすべり軸受を構成す
る回転体および固定体として、モリブデン（Ｍｏ）又は
Ｍｏ合金、あるいはタングステン（Ｗ）、又はＷ合金が
使用されている。しかしながら、このような金属で構成
した軸受面は、空気中での組立て工程で酸化しやすく、
この酸化膜のために軸受面とＧａ合金の液体金属潤滑剤
との濡れ性が悪くなる。そのため、軸受面に生じた酸化
膜を除去する特別の処理が必要であり、組立て工程が煩
雑で、信頼性の高い動圧式すべり軸受の性能が得られな
い場合がある。
【０００４】この発明は、以上のような不都合を解消
し、軸受面と液体金属潤滑剤との濡れ性にすぐれ、動圧
式すべり軸受の安定な動作を維持することができる回転
陽極型Ｘ線管を提供することを目的とする。
し、軸受面と液体金属潤滑剤との濡れ性にすぐれ、動圧
式すべり軸受の安定な動作を維持することができる回転
陽極型Ｘ線管を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、陽極ターゲ
ットを回転自在に支えるとともに動圧式すべり軸受部を
構成する回転体および固定体の少なくとも一方のすべり
軸受面が、金属母材もしくは窒化物セラミックス、炭化
物セラミックス、又は炭窒化物セラミックスからなる母
材の表面部に、この母材を構成している元素と、ガリウ
ム、インジウム、ビスマス、および錫の中から選ばれた
少なくとも１つの金属元素とを含む反応層が薄く形成さ
れてなる回転陽極型Ｘ線管である。
ットを回転自在に支えるとともに動圧式すべり軸受部を
構成する回転体および固定体の少なくとも一方のすべり
軸受面が、金属母材もしくは窒化物セラミックス、炭化
物セラミックス、又は炭窒化物セラミックスからなる母
材の表面部に、この母材を構成している元素と、ガリウ
ム、インジウム、ビスマス、および錫の中から選ばれた
少なくとも１つの金属元素とを含む反応層が薄く形成さ
れてなる回転陽極型Ｘ線管である。
【０００６】
【作用】この発明によれば、軸受面と液体金属潤滑剤と
の濡れ性がすぐれ、動圧式すべり軸受の安定な動作を維
持することができる。また、この軸受の組立てが容易
で、信頼性の高い軸受動作を得ることができる。
の濡れ性がすぐれ、動圧式すべり軸受の安定な動作を維
持することができる。また、この軸受の組立てが容易
で、信頼性の高い軸受動作を得ることができる。
【０００７】
【実施例】以下その実施例を図面を参照して説明する。
なお同一部分は同一符号であらわす。図１乃至図６に示
す実施例は、重金属からなる円盤状陽極ターゲット11
が、円筒状回転体12の一端に突設された回転軸部13にナ
ット14で固定されている。円筒状回転体12の内側には、
固定体15が嵌合されており、回転体の下端開口部には円
板状のフランジ16が固着されている。固定体15の下端の
陽極支持部17は、ガラス製の真空容器18に気密接合され
ている。円筒状回転体12と固定体15との嵌合部分は、前
述の各公報に示されるような動圧式のラジアル軸受およ
びスラスト軸受部19を構成している。そのため、固定体
15のすべり軸受面となる外周壁及び両端壁には、前述の
各公報に記載されているようなヘリンボン・パターンの
らせん溝20、21が形成されている。これと対面する回転
体12のすべり軸受面は、単なる平滑な面でもよく、ある
いは必要に応じてらせん溝やその他の溝を形成したもの
でもよい。なお、回転体12のＭｏ製母材の外周には、鉄
のような強磁性体円筒12a、及びその外周に銅のような
低電気抵抗材からなるロータ円筒12b が嵌合固着されて
いる。
なお同一部分は同一符号であらわす。図１乃至図６に示
す実施例は、重金属からなる円盤状陽極ターゲット11
が、円筒状回転体12の一端に突設された回転軸部13にナ
ット14で固定されている。円筒状回転体12の内側には、
固定体15が嵌合されており、回転体の下端開口部には円
板状のフランジ16が固着されている。固定体15の下端の
陽極支持部17は、ガラス製の真空容器18に気密接合され
ている。円筒状回転体12と固定体15との嵌合部分は、前
述の各公報に示されるような動圧式のラジアル軸受およ
びスラスト軸受部19を構成している。そのため、固定体
15のすべり軸受面となる外周壁及び両端壁には、前述の
各公報に記載されているようなヘリンボン・パターンの
らせん溝20、21が形成されている。これと対面する回転
体12のすべり軸受面は、単なる平滑な面でもよく、ある
いは必要に応じてらせん溝やその他の溝を形成したもの
でもよい。なお、回転体12のＭｏ製母材の外周には、鉄
のような強磁性体円筒12a、及びその外周に銅のような
低電気抵抗材からなるロータ円筒12b が嵌合固着されて
いる。
【０００８】そこで、回転体12及び固定体15は、その母
材がＭｏ又はＭｏ合金（以下、単にＭｏと記す）で構成
されている。そして、両者の軸受面となる回転体内表
面、および固定体外表面に、軸受母材の金属元素である
Ｍｏと少なくともＧａとを含む薄い反応層（以下、単に
Ｍｏ−Ｇａ反応層）と記す）31、32がそれぞれ薄く形成
されている。このＭｏ−Ｇａ反応層31、32は、予め、母
材の表面に１〜１００マイクロメートルの範囲の厚さに
形成される。その形成例は後述する。
材がＭｏ又はＭｏ合金（以下、単にＭｏと記す）で構成
されている。そして、両者の軸受面となる回転体内表
面、および固定体外表面に、軸受母材の金属元素である
Ｍｏと少なくともＧａとを含む薄い反応層（以下、単に
Ｍｏ−Ｇａ反応層）と記す）31、32がそれぞれ薄く形成
されている。このＭｏ−Ｇａ反応層31、32は、予め、母
材の表面に１〜１００マイクロメートルの範囲の厚さに
形成される。その形成例は後述する。
【０００９】なお、Ｍｏ−Ｇａ反応層31,32 が形成され
ている回転体及び固定体の両軸受面は、およそ２０マイ
クロメートルの軸受間隙ｇを保って近接するように組立
てられる。固定体15には、その中心部が軸方向にくり抜
かれた透孔からなる潤滑剤収容室22が設けられている。
この潤滑剤収容室22は潤滑剤の循環用通路を兼ねてお
り、その図示上端22a は、固定体先端の軸受面に開口
し、らせん溝21、20をもつ軸受間隙に連通している。ま
た、この固定体15の中間部の外周壁に、わずかにテーパ
状に削られた径小部23が形成され、潤滑剤収容室22から
この径小部23に通じる３つの放射方向通路24が 120度間
隔で軸対称的に形成されている。さらに、中心の潤滑剤
収容室22の図示下端開口部22bは、固定体15と同じＭｏ
製の栓25によって閉塞されており、その近傍に径小な円
周溝26が形成されている。そして、この円周溝26から中
心の潤滑剤収容室22に通じる同じく３つの放射方向通路
27が120度間隔で軸対称的に形成されている。それによ
り、潤滑剤収容室22の図示下端部22b は、放射方向の孔
27および円周溝26を通して図示下部のらせん溝21,20お
よび軸受間隙ｇに連通している。軸受部19のらせん溝2
0、21、軸受間隙ｇ、およびこれに連通する潤滑剤収容
室22や通路24には、これらの空間を埋める量の図示しな
い液体金属潤滑剤が充填、収容される。そして、潤滑剤
収容室22の存在によって、長時間の動作でも各軸受間隙
ｇやらせん溝内に必要十分な量の液体金属潤滑剤が供給
され、所要の動圧式すべり軸受の動作が維持される。
ている回転体及び固定体の両軸受面は、およそ２０マイ
クロメートルの軸受間隙ｇを保って近接するように組立
てられる。固定体15には、その中心部が軸方向にくり抜
かれた透孔からなる潤滑剤収容室22が設けられている。
この潤滑剤収容室22は潤滑剤の循環用通路を兼ねてお
り、その図示上端22a は、固定体先端の軸受面に開口
し、らせん溝21、20をもつ軸受間隙に連通している。ま
た、この固定体15の中間部の外周壁に、わずかにテーパ
状に削られた径小部23が形成され、潤滑剤収容室22から
この径小部23に通じる３つの放射方向通路24が 120度間
隔で軸対称的に形成されている。さらに、中心の潤滑剤
収容室22の図示下端開口部22bは、固定体15と同じＭｏ
製の栓25によって閉塞されており、その近傍に径小な円
周溝26が形成されている。そして、この円周溝26から中
心の潤滑剤収容室22に通じる同じく３つの放射方向通路
27が120度間隔で軸対称的に形成されている。それによ
り、潤滑剤収容室22の図示下端部22b は、放射方向の孔
27および円周溝26を通して図示下部のらせん溝21,20お
よび軸受間隙ｇに連通している。軸受部19のらせん溝2
0、21、軸受間隙ｇ、およびこれに連通する潤滑剤収容
室22や通路24には、これらの空間を埋める量の図示しな
い液体金属潤滑剤が充填、収容される。そして、潤滑剤
収容室22の存在によって、長時間の動作でも各軸受間隙
ｇやらせん溝内に必要十分な量の液体金属潤滑剤が供給
され、所要の動圧式すべり軸受の動作が維持される。
【００１０】固定体15の図示下端部には、鉄材からなる
陽極支持部17がろう接により一体的に固着されている。
陽極支持部17は、真空容器18に気密接合されている。そ
して、回転体12に対応する位置の真空容器外に、図示し
ない電磁コイルをもつステータを配置して回転磁界を生
じさせ、回転陽極を矢印Ｐの如く高速回転させる。図示
しない陰極から放出された電子ビームが陽極ターゲット
11の面上に衝突してＸ線を発生する。このターゲットに
生じた熱はその多くが輻射により放散されるとともに、
その一部は回転体から軸受部の液体金属潤滑剤を通り固
定体を経て外部に放散させられる。軸受面を構成してい
るＭｏ−Ｇａ反応層31,32 は、回転陽極型Ｘ線管として
必要十分な電気伝導性および熱伝導性を有しているの
で、陽極電流および熱の通路として支障なく機能する。
その上、高温での機械的強度も十分高く、安定な軸受動
作性能を備える回転陽極型Ｘ線管が得られる。
陽極支持部17がろう接により一体的に固着されている。
陽極支持部17は、真空容器18に気密接合されている。そ
して、回転体12に対応する位置の真空容器外に、図示し
ない電磁コイルをもつステータを配置して回転磁界を生
じさせ、回転陽極を矢印Ｐの如く高速回転させる。図示
しない陰極から放出された電子ビームが陽極ターゲット
11の面上に衝突してＸ線を発生する。このターゲットに
生じた熱はその多くが輻射により放散されるとともに、
その一部は回転体から軸受部の液体金属潤滑剤を通り固
定体を経て外部に放散させられる。軸受面を構成してい
るＭｏ−Ｇａ反応層31,32 は、回転陽極型Ｘ線管として
必要十分な電気伝導性および熱伝導性を有しているの
で、陽極電流および熱の通路として支障なく機能する。
その上、高温での機械的強度も十分高く、安定な軸受動
作性能を備える回転陽極型Ｘ線管が得られる。
【００１１】さて、回転体及び固定体の軸受面にＭｏ−
Ｇａ反応層31,32を形成する例について説明する。その
１つの例は、まずＭｏ製回転体12及び固定体15の母材の
軸受面となる所定箇所に、ヘリンボン・パターンのらせ
ん溝20,21 を形成した。次にこのＭｏ製母材を、真空中
でおよそ７００℃に加熱して軸受面を清浄化した。次
に、同じ真空中で温度を約４５０〜５５０℃の範囲の例
えば５００℃に保ち、同室中に置いたＧａ（但しこれに
はＧａを主体とする合金を含み、たとえばＧａ−Ｉｎ−
Ｓｎ合金）の浴槽中にこの母材を浸し、所定時間保持し
たうえ、冷却した。それによって、Ｍｏ製母材の元の表
面から内部に約５マイクロメートル、外部に約９マイク
ロメートルの厚さでそれぞれ生成された合計約１４マイ
クロメートルの厚さの、Ｍｏ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｎを含む
金属間化合物（合金）からなるＭｏ−Ｇａ反応層31,32
が母材表面部に形成された軸受面を得た。
Ｇａ反応層31,32を形成する例について説明する。その
１つの例は、まずＭｏ製回転体12及び固定体15の母材の
軸受面となる所定箇所に、ヘリンボン・パターンのらせ
ん溝20,21 を形成した。次にこのＭｏ製母材を、真空中
でおよそ７００℃に加熱して軸受面を清浄化した。次
に、同じ真空中で温度を約４５０〜５５０℃の範囲の例
えば５００℃に保ち、同室中に置いたＧａ（但しこれに
はＧａを主体とする合金を含み、たとえばＧａ−Ｉｎ−
Ｓｎ合金）の浴槽中にこの母材を浸し、所定時間保持し
たうえ、冷却した。それによって、Ｍｏ製母材の元の表
面から内部に約５マイクロメートル、外部に約９マイク
ロメートルの厚さでそれぞれ生成された合計約１４マイ
クロメートルの厚さの、Ｍｏ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｎを含む
金属間化合物（合金）からなるＭｏ−Ｇａ反応層31,32
が母材表面部に形成された軸受面を得た。
【００１２】なお、このように作製した軸受部材は、表
面部の深さ方向の各位置での金属成分含有量が、図７の
ような分布になった。これは、ＥＰＭＡ分析から成分量
を求めモル比を概算したものである。同図中の一点鎖線
Ａの位置がＭｏ製母材の元の表面に対応している。この
位置Ａから母材の内部方向に主としてＧａと母材Ｍｏと
の金属間化合物からなる点線Ｂ位置までの領域が確認で
きる。このＡからＢまでの厚さが約５マイクロメートル
である。そして位置Ｂ付近では、ＧａとＭｏとの比率が
急激に逆転してそこから奥はＭｏのみの金属領域になっ
ていることがわかる。つまり、深さＢ位置までは、浴槽
中のＧａがＭｏ母材中に拡散してＧａ−Ｍｏ反応層を生
成している。元のＭｏ母材表面Ａから表面Ｃまでの領域
には、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｍｏからなる金属間化合物の
層が認められる。なお、表面位置Ｃは、前述の反応処理
後に粗面になっている最表面を研磨によって約２マイク
ロメートルの厚さ分だけ除去して平坦にした面である。
この表面部の反応層は、すべり軸受面として実用十分な
高い硬度を有することが確認された。こうして、表面Ｃ
から所定深さの位置ＢまでがＭｏ−Ｇａ反応層31（又は
32）である。なお、反応層を形成する前の回転体又は固
定体の軸受間隙寸法は、この反応層の厚さ分だけ大きい
寸法に形成しておき、完成時に所定の軸受間隙寸法とな
るようにする。なお、母材金属と反応層をつくる浴槽中
の低融点金属は、Ｇａ単体でもよいし、あるいはＧａと
他の比較的低融点金属との合金であってもよい。
面部の深さ方向の各位置での金属成分含有量が、図７の
ような分布になった。これは、ＥＰＭＡ分析から成分量
を求めモル比を概算したものである。同図中の一点鎖線
Ａの位置がＭｏ製母材の元の表面に対応している。この
位置Ａから母材の内部方向に主としてＧａと母材Ｍｏと
の金属間化合物からなる点線Ｂ位置までの領域が確認で
きる。このＡからＢまでの厚さが約５マイクロメートル
である。そして位置Ｂ付近では、ＧａとＭｏとの比率が
急激に逆転してそこから奥はＭｏのみの金属領域になっ
ていることがわかる。つまり、深さＢ位置までは、浴槽
中のＧａがＭｏ母材中に拡散してＧａ−Ｍｏ反応層を生
成している。元のＭｏ母材表面Ａから表面Ｃまでの領域
には、Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｍｏからなる金属間化合物の
層が認められる。なお、表面位置Ｃは、前述の反応処理
後に粗面になっている最表面を研磨によって約２マイク
ロメートルの厚さ分だけ除去して平坦にした面である。
この表面部の反応層は、すべり軸受面として実用十分な
高い硬度を有することが確認された。こうして、表面Ｃ
から所定深さの位置ＢまでがＭｏ−Ｇａ反応層31（又は
32）である。なお、反応層を形成する前の回転体又は固
定体の軸受間隙寸法は、この反応層の厚さ分だけ大きい
寸法に形成しておき、完成時に所定の軸受間隙寸法とな
るようにする。なお、母材金属と反応層をつくる浴槽中
の低融点金属は、Ｇａ単体でもよいし、あるいはＧａと
他の比較的低融点金属との合金であってもよい。
【００１３】この反応層を有する軸受面は、Ｘ線管の動
作中に経験する温度の最高が約４００℃程度であって、
且つその持続時間が短いので、この反応層はほとんど変
化がなく、高硬度の軸受面が維持される。しかも、この
反応層は、組立て工程中に表面に酸化膜が形成されて
も、この酸化膜の除去がきわめて容易であるとともに、
すべり軸受として組立てたうえで両軸受間隙やらせん溝
内にＧａ又はＧａ合金からなる液体潤滑剤を注入充填す
れば、その後のＸ線管仕上げ工程での真空中の熱処理
で、Ｍｏ−Ｇａ反応層からなる軸受面と液体金属潤滑剤
との濡れ性のよい安定な直接接触が得られる。したがっ
て、組立てが容易であるとともに、動圧式すべり軸受と
しての機能が十分得られる。
作中に経験する温度の最高が約４００℃程度であって、
且つその持続時間が短いので、この反応層はほとんど変
化がなく、高硬度の軸受面が維持される。しかも、この
反応層は、組立て工程中に表面に酸化膜が形成されて
も、この酸化膜の除去がきわめて容易であるとともに、
すべり軸受として組立てたうえで両軸受間隙やらせん溝
内にＧａ又はＧａ合金からなる液体潤滑剤を注入充填す
れば、その後のＸ線管仕上げ工程での真空中の熱処理
で、Ｍｏ−Ｇａ反応層からなる軸受面と液体金属潤滑剤
との濡れ性のよい安定な直接接触が得られる。したがっ
て、組立てが容易であるとともに、動圧式すべり軸受と
しての機能が十分得られる。
【００１４】図８に示す実施例は、らせん溝を有しない
回転体又は固定体の母材表面部に、予め例えば５０マイ
クロメートル程度の比較的厚いＭｏ−Ｇａ反応層31（又
は32）を前述のような方法で形成し、この反応層の表面
を軸受面としての所定直径寸法となるように切削すると
ともに、この反応層中にらせん溝20（又は21）を機械加
工あるいは化学エッチングにより形成したものである。
この製作方法によれば、最終的に所望の高精度らせん溝
や軸受間隙寸法を有する動圧式すべり軸受を持つＸ線管
を得ることができる。
回転体又は固定体の母材表面部に、予め例えば５０マイ
クロメートル程度の比較的厚いＭｏ−Ｇａ反応層31（又
は32）を前述のような方法で形成し、この反応層の表面
を軸受面としての所定直径寸法となるように切削すると
ともに、この反応層中にらせん溝20（又は21）を機械加
工あるいは化学エッチングにより形成したものである。
この製作方法によれば、最終的に所望の高精度らせん溝
や軸受間隙寸法を有する動圧式すべり軸受を持つＸ線管
を得ることができる。
【００１５】なおまた、Ｍｏ−Ｇａ反応層を形成した
後、表面部Ｃから少なくとも元の母材表面部Ａまでの範
囲を研磨除去し、Ｍｏ中にＧａが拡散した化合物層（図
７に示すＡからＢまでの領域に相当する）を表面に露出
させ、これを軸受面としてらせん溝をこの層中に形成し
て使用してもよい。それによって、高温での硬度が一層
高く、且つ液体金属潤滑剤とのなじみのよい安定な軸受
面を有するＸ線管が得られる。
後、表面部Ｃから少なくとも元の母材表面部Ａまでの範
囲を研磨除去し、Ｍｏ中にＧａが拡散した化合物層（図
７に示すＡからＢまでの領域に相当する）を表面に露出
させ、これを軸受面としてらせん溝をこの層中に形成し
て使用してもよい。それによって、高温での硬度が一層
高く、且つ液体金属潤滑剤とのなじみのよい安定な軸受
面を有するＸ線管が得られる。
【００１６】以上の実施例は、回転体あるいは固定体
に、各部品状態で各々単独に表面反応層を形成したもの
である。なお、各軸受部品を常温の大気中で組立てる
際、軸受面を構成している反応層の表面に空気中の酸素
との自然結合によってＧａ酸化膜等が生成されるが、こ
のような酸化膜はきわめて薄く且つ不安定であるので、
拭き取りによっても大部分除去できるのみならず、その
後に供給されるＧａ又はＧａ合金等の液体金属潤滑剤と
の接触でこのような酸化膜はきわめて簡単に破れ、上記
反応層と潤滑剤との濡れ接触は確実に保たれる。また、
上記反応層上の自然生成的な酸化膜の一部は潤滑剤中に
分散することも考えられるが、その量は無視できる程度
に少ないので、動圧発生潤滑作用に支障が起きることは
ない。なお、Ｇａ又はＧａ合金等の液体金属潤滑剤と接
触させる前の回転体又は固定体は、これら回転体又は固
定体の材料自体の表面酸化膜の生成を未然に防止するた
め、高温で空気中の酸素と長時間接触させないように
し、或いはＧａ又はＧａ合金と接触させる前に例えば真
空中で数１００℃以上に加熱して表面を還元し清浄化
し、それらに引き続いて高温でＧａ又はＧａ合金と接触
させるようにして上記の反応層を形成する工程を経ると
よい。なおまた、上記に限らず、次のように製作するこ
ともできる。すなわち、予め、完成時の軸受間隙よりも
大きい軸受間隙寸法となるように回転体及び固定体を製
作するとともに、これらを組合わせ、軸受間隙やらせん
溝内、潤滑剤収容室内にＧａ又はＧａ合金の潤滑剤を注
入充填する。そしてこれらを、真空中で約５００℃に加
熱して所定時間保持したうえ、冷却する。それによっ
て、回転体及び固定体の各軸受面には所定厚さのＭｏ−
Ｇａ反応層が形成されるとともに、減少した所定間隔の
軸受面間に残りのＧａ又はＧａ合金の潤滑剤が滞留す
る。そして必要に応じて軸受間隙や潤滑剤収容室内にＧ
ａ又はＧａ合金潤滑剤を補充し、Ｘ線管として仕上げ
る。このような製作方法によれば、完成時の軸受間隙を
考慮したＭｏ−Ｇａ反応層の生成量を、熱処理温度およ
び保持時間を精密に管理することにより、回転体と固定
体との組立構体を分解することなくそのまま製品に仕上
げることができ、余分の組立工程が不要になる。従っ
て、量産性に富む。
に、各部品状態で各々単独に表面反応層を形成したもの
である。なお、各軸受部品を常温の大気中で組立てる
際、軸受面を構成している反応層の表面に空気中の酸素
との自然結合によってＧａ酸化膜等が生成されるが、こ
のような酸化膜はきわめて薄く且つ不安定であるので、
拭き取りによっても大部分除去できるのみならず、その
後に供給されるＧａ又はＧａ合金等の液体金属潤滑剤と
の接触でこのような酸化膜はきわめて簡単に破れ、上記
反応層と潤滑剤との濡れ接触は確実に保たれる。また、
上記反応層上の自然生成的な酸化膜の一部は潤滑剤中に
分散することも考えられるが、その量は無視できる程度
に少ないので、動圧発生潤滑作用に支障が起きることは
ない。なお、Ｇａ又はＧａ合金等の液体金属潤滑剤と接
触させる前の回転体又は固定体は、これら回転体又は固
定体の材料自体の表面酸化膜の生成を未然に防止するた
め、高温で空気中の酸素と長時間接触させないように
し、或いはＧａ又はＧａ合金と接触させる前に例えば真
空中で数１００℃以上に加熱して表面を還元し清浄化
し、それらに引き続いて高温でＧａ又はＧａ合金と接触
させるようにして上記の反応層を形成する工程を経ると
よい。なおまた、上記に限らず、次のように製作するこ
ともできる。すなわち、予め、完成時の軸受間隙よりも
大きい軸受間隙寸法となるように回転体及び固定体を製
作するとともに、これらを組合わせ、軸受間隙やらせん
溝内、潤滑剤収容室内にＧａ又はＧａ合金の潤滑剤を注
入充填する。そしてこれらを、真空中で約５００℃に加
熱して所定時間保持したうえ、冷却する。それによっ
て、回転体及び固定体の各軸受面には所定厚さのＭｏ−
Ｇａ反応層が形成されるとともに、減少した所定間隔の
軸受面間に残りのＧａ又はＧａ合金の潤滑剤が滞留す
る。そして必要に応じて軸受間隙や潤滑剤収容室内にＧ
ａ又はＧａ合金潤滑剤を補充し、Ｘ線管として仕上げ
る。このような製作方法によれば、完成時の軸受間隙を
考慮したＭｏ−Ｇａ反応層の生成量を、熱処理温度およ
び保持時間を精密に管理することにより、回転体と固定
体との組立構体を分解することなくそのまま製品に仕上
げることができ、余分の組立工程が不要になる。従っ
て、量産性に富む。
【００１７】なお、軸受部の軸受面構成母材は、Ｍｏの
他、Ｗ（これにはＷ主体の合金を含む）、ニオブ（Ｎ
ｂ、これにはＮｂ主体の合金を含む）、又はタンタル
（Ｔａ、これにはＴａ主体の合金を含む）で構成するこ
とができる。また、鉄やステンレス鋼のような鉄合金又
は他の金属、あるいはセラミックスを軸受構成体としそ
の軸受面となる部分に前記のような金属を薄く被覆して
軸受母材としたものであってもよい。これら金属を軸受
部の母材とする場合は、その表面部に形成するこれら母
材金属とＧａ又はＧａ合金元素との反応層の厚さは、軸
受面の予期しないこすれ等による軸受母材金属の露出に
よる“かじり付き”や酸化の防止或いはその形成制御の
容易さから、１μｍ（マイクロメートル）〜１００μｍ
の範囲の厚さにする必要がある。
他、Ｗ（これにはＷ主体の合金を含む）、ニオブ（Ｎ
ｂ、これにはＮｂ主体の合金を含む）、又はタンタル
（Ｔａ、これにはＴａ主体の合金を含む）で構成するこ
とができる。また、鉄やステンレス鋼のような鉄合金又
は他の金属、あるいはセラミックスを軸受構成体としそ
の軸受面となる部分に前記のような金属を薄く被覆して
軸受母材としたものであってもよい。これら金属を軸受
部の母材とする場合は、その表面部に形成するこれら母
材金属とＧａ又はＧａ合金元素との反応層の厚さは、軸
受面の予期しないこすれ等による軸受母材金属の露出に
よる“かじり付き”や酸化の防止或いはその形成制御の
容易さから、１μｍ（マイクロメートル）〜１００μｍ
の範囲の厚さにする必要がある。
【００１８】軸受部の母材はまた、チタン窒化物、モリ
ブデン窒化物、又はニオブ窒化物のようなセラミック
ス、あるいはバナジウム炭化物、チタン炭化物、又はニ
オブ炭化物のようなセラミックスであってもよい。ある
いはまた、バナジウム炭窒化物やチタン炭化窒化物のよ
うな炭窒化物セラミックスであってもよい。
ブデン窒化物、又はニオブ窒化物のようなセラミック
ス、あるいはバナジウム炭化物、チタン炭化物、又はニ
オブ炭化物のようなセラミックスであってもよい。ある
いはまた、バナジウム炭窒化物やチタン炭化窒化物のよ
うな炭窒化物セラミックスであってもよい。
【００１９】また、他の金属の表面部に窒化物、炭化
物、又は炭窒化物セラミックスの被覆を形成して軸受面
母材としたものであってもよい。これら窒化物、炭化
物、又は炭窒化物セラミックスの軸受母材の場合は、そ
の軸受母材とＧａとの反応層の厚さは、その付着制御の
容易さから、１マイクロメートル以下（当然、０は含ま
ない）にすることが望ましい。すなわち図９に示すよう
に、予め、らせん溝20,21を形成したステンレス鋼製の
固定体15の軸受面部分に、数マイクロメートルの厚さの
チタン窒化物セラミックス層33をＣＶＤ法により付着形
成し、さらにその表面にチタン窒化物とＧａとの反応層
34を約０．５マイクロメートルの厚さに付着形成して軸
受面としてもよい。なお、上記のようなセラミックス製
軸受母材とＧａ等の液体金属潤滑剤構成元素との反応層
は、例えばＴｉＮセラミックスとＧａとの場合では、こ
れらを高温に加熱処理することによりＮと結合している
Ｔｉの一部のＴｉとＧａとの合金が生じ、これら３元素
の化合物の形であろうと推測される。これは、上記のよ
うなセラミックスと金属との接合技術の分野で確認され
ている濡れ性及び界面反応生成物と同様に考えられる。
物、又は炭窒化物セラミックスの被覆を形成して軸受面
母材としたものであってもよい。これら窒化物、炭化
物、又は炭窒化物セラミックスの軸受母材の場合は、そ
の軸受母材とＧａとの反応層の厚さは、その付着制御の
容易さから、１マイクロメートル以下（当然、０は含ま
ない）にすることが望ましい。すなわち図９に示すよう
に、予め、らせん溝20,21を形成したステンレス鋼製の
固定体15の軸受面部分に、数マイクロメートルの厚さの
チタン窒化物セラミックス層33をＣＶＤ法により付着形
成し、さらにその表面にチタン窒化物とＧａとの反応層
34を約０．５マイクロメートルの厚さに付着形成して軸
受面としてもよい。なお、上記のようなセラミックス製
軸受母材とＧａ等の液体金属潤滑剤構成元素との反応層
は、例えばＴｉＮセラミックスとＧａとの場合では、こ
れらを高温に加熱処理することによりＮと結合している
Ｔｉの一部のＴｉとＧａとの合金が生じ、これら３元素
の化合物の形であろうと推測される。これは、上記のよ
うなセラミックスと金属との接合技術の分野で確認され
ている濡れ性及び界面反応生成物と同様に考えられる。
【００２０】軸受面となる反応層は、母材を構成してい
る元素と、Ｇａ、ビスマス（Ｂｉ）、Ｉｎ、あるいはＳ
ｎから選択された少なくとも１つの元素とを含む反応層
であればよい。そして、母材を金属とした場合は、反応
層の厚さを１マイクロメートル以上にすることが望まし
い。また、母材を金属とした場合の反応層は、導電性を
有するので、Ｘ線管陽極電流の通路の一部としても利用
できる。一方、母材を窒化物、炭化物、又は炭窒化物セ
ラミックスとした場合は、製作の容易さから、反応層の
厚さを１マイクロメートル以下にすることが望ましい。
る元素と、Ｇａ、ビスマス（Ｂｉ）、Ｉｎ、あるいはＳ
ｎから選択された少なくとも１つの元素とを含む反応層
であればよい。そして、母材を金属とした場合は、反応
層の厚さを１マイクロメートル以上にすることが望まし
い。また、母材を金属とした場合の反応層は、導電性を
有するので、Ｘ線管陽極電流の通路の一部としても利用
できる。一方、母材を窒化物、炭化物、又は炭窒化物セ
ラミックスとした場合は、製作の容易さから、反応層の
厚さを１マイクロメートル以下にすることが望ましい。
【００２１】なおまた、潤滑剤は、Ｇａ、Ｇａ−Ｉｎ合
金、又はＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金のようなＧａを主体とす
るものに限らず、例えばビスマス（Ｂｉ）を相対的に多
く含むＢｉ−Ｉｎ−Ｐｂ−Ｓｎ合金、あるいはＩｎを相
対的に多く含むＩｎ−Ｂｉ合金、又はＩｎ−Ｂｉ−Ｓｎ
合金を使用し得る。これらは融点が室温以上であるの
で、陽極ターゲットを回転させる前に潤滑剤をその融点
以上の温度に予熱したうえで回転させることが 望まし
い。
金、又はＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金のようなＧａを主体とす
るものに限らず、例えばビスマス（Ｂｉ）を相対的に多
く含むＢｉ−Ｉｎ−Ｐｂ−Ｓｎ合金、あるいはＩｎを相
対的に多く含むＩｎ−Ｂｉ合金、又はＩｎ−Ｂｉ−Ｓｎ
合金を使用し得る。これらは融点が室温以上であるの
で、陽極ターゲットを回転させる前に潤滑剤をその融点
以上の温度に予熱したうえで回転させることが 望まし
い。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
すべり軸受面となる軸受母材表面部に、この母材を構成
している元素と、ガリウム、インジウム、ビスマス、お
よび錫の中から選ばれた少なとも１つとを含む反応層が
薄く形成されてなるため、この軸受面に対する液体金属
潤滑剤の濡れ性がすぐれ、動圧式すべり軸受の安定な動
作を維持することができる。また、この軸受の組立てが
容易で、信頼性の高い軸受動作性能をもつ回転陽極型Ｘ
線管を得ることができる。
すべり軸受面となる軸受母材表面部に、この母材を構成
している元素と、ガリウム、インジウム、ビスマス、お
よび錫の中から選ばれた少なとも１つとを含む反応層が
薄く形成されてなるため、この軸受面に対する液体金属
潤滑剤の濡れ性がすぐれ、動圧式すべり軸受の安定な動
作を維持することができる。また、この軸受の組立てが
容易で、信頼性の高い軸受動作性能をもつ回転陽極型Ｘ
線管を得ることができる。
【図１】この発明の実施例を示す要部縦断面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】同じく図１の一部を示す半縦断面図である。
【図４】図１の要部を示す拡大縦断面図である。
【図５】図４の５−５における横断面図である。
【図６】図４の６−６における横断面図である。
【図７】この発明のものの軸受面付近の金属成分分布を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図８】この発明の他の実施例を示す要部拡大縦断面図
である。
である。
【図９】この発明のさらに他の実施例を示す要部拡大縦
断面図である。
断面図である。
11…陽極ターゲット、 12…回転体、 18…真空容器、 15…固定体、 19…すべり軸受部、 20, 21…らせん溝、 ｇ…軸受間隙、 31、32、34…反応層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北見 隆幸 栃木県大田原市下石上1385番の１ 株式 会社東芝 那須電子管工場内 (56)参考文献 特開 平２−126544（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−21463（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 35/10 H01J 9/14
Claims (4)
- 【請求項１】 一部に陽極ターゲットが固定された回転
体と、この回転体を回転可能に保持する固定体と、前記
回転体および固定体の嵌合部の少なくとも一方の軸受面
に設けられたらせん溝を有する動圧式すべり軸受部と、
この動圧式すべり軸受部に供給された液体金属潤滑剤と
を具備する回転陽極型Ｘ線管において、 上記回転体及び固定体の少なくとも一方の動圧式すべり
軸受部の軸受面構成母材は金属からなるとともに、この
金属製軸受面母材の表面に該母材を構成している金属元
素と、ガリウム、インジウム、ビスマス、及び錫の中か
ら選ばれた少なくとも１つの金属元素とを含む反応層が
１μｍ〜１００μｍの範囲の厚さで形成されて該反応層
が上記軸受面を構成していることを特徴とする回転陽極
型Ｘ線管。 - 【請求項２】 一部に陽極ターゲットが固定された回転
体と、この回転体を回転可能に保持する固定体と、前記
回転体および固定体の嵌合部の少なくとも一方の軸受面
に設けられたらせん溝を有する動圧式すべり軸受部と、
この動圧式すべり軸受部に供給された液体金属潤滑剤と
を具備する回転陽極型Ｘ線管において、 上記回転体及び固定体の少なくとも一方の動圧式すべり
軸受部の軸受面構成母材は、窒化物セラミックス、炭化
物セラミックス、又は炭窒化物セラミックスからなると
ともに、このセラミックス製軸受面母材の表面に該母材
を構成している元素と、ガリウム、インジウム、ビスマ
ス、及び錫の中から選ばれた少なくとも１つの金属元素
とを含む反応層が１μｍ以下（但し、０を含まない）の
厚さで形成されていることを特徴とする回転陽極型Ｘ線
管。 - 【請求項３】 上記軸受面構成母材は、金属製芯の表面
部に上記セラミックスの被膜が形成されたものである請
求項２記載の回転陽極型Ｘ線管。 - 【請求項４】 一部に陽極ターゲットが固定された回転
体と、この回転体に嵌合され該回転体を回転可能に保持
する固定体と、前記回転体および固定体の嵌合部の少な
くとも一方の金属製軸受面に形成されたらせん溝を有す
る動圧式すべり軸受部と、この動圧式すべり軸受部に供
給された液体金属潤滑剤とを具備する回 転陽極型Ｘ線管
の製造方法において、 予め、上記回転体及び固定体の少なくとも一方の単体部
品状態の金属製軸受面の所定個所にらせん溝を形成し、
この単体部品状態の軸受面を、真空中に置いた高温浴槽
内のガリウム又はガリウム合金からなる高温溶融金属中
に浸して所定時間保持し前記軸受面に該軸受面構成金属
と前記液体金属潤滑剤構成金属との反応層を１μｍ〜１
００μｍの範囲の厚さに形成することを特徴とする回転
陽極型Ｘ線管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3245890A JP3017859B2 (ja) | 1990-10-19 | 1991-09-25 | 回転陽極型ｘ線管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-279350 | 1990-10-19 | ||
| JP27935090 | 1990-10-19 | ||
| JP3245890A JP3017859B2 (ja) | 1990-10-19 | 1991-09-25 | 回転陽極型ｘ線管およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363844A JPH04363844A (ja) | 1992-12-16 |
| JP3017859B2 true JP3017859B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=26537456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3245890A Expired - Lifetime JP3017859B2 (ja) | 1990-10-19 | 1991-09-25 | 回転陽極型ｘ線管およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3017859B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0527951U (ja) * | 1991-09-18 | 1993-04-09 | 光洋精工株式会社 | Ｘ線管用動圧軸受 |
| JP2002175769A (ja) * | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Toshiba Corp | 回転陽極型ｘ線管およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3245890A patent/JP3017859B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04363844A (ja) | 1992-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR940009195B1 (ko) | 회전양극형 x선관 | |
| US5204890A (en) | Rotary anode type x-ray tube | |
| US7127035B2 (en) | Rotary anode type X-ray tube | |
| JP2960085B2 (ja) | 回転陽極ｘ線管 | |
| JP3017859B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管およびその製造方法 | |
| JP4112829B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP3139873B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP2989056B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP2930255B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP2856531B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP3045906B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP3124023B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管の製造方法 | |
| JP3032275B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| CN1030807C (zh) | 旋转阳极型x射线管 | |
| JP2886334B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP2002075259A (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP3159663B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管の製造方法 | |
| JP3410886B2 (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JP3394616B2 (ja) | 真空用動圧軸受装置の製造方法 | |
| JPH10241614A (ja) | 真空用軸受およびその製造方法並びに回転陽極型ｘ線管 | |
| JPS6332844A (ja) | 回転陽極形ｘ線管 | |
| JPH11213927A (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JPH07105885A (ja) | 真空用動圧軸受装置 | |
| JP2001312985A (ja) | 回転陽極型ｘ線管 | |
| JPH07226178A (ja) | 回転陽極型ｘ線管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071224 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101224 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111224 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111224 Year of fee payment: 12 |