JP3394616B2 - 真空用動圧軸受装置の製造方法 - Google Patents

真空用動圧軸受装置の製造方法

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JP3394616B2 JP31162594A JP31162594A JP3394616B2 JP 3394616 B2 JP3394616 B2 JP 3394616B2 JP 31162594 A JP31162594 A JP 31162594A JP 31162594 A JP31162594 A JP 31162594A JP 3394616 B2 JP3394616 B2 JP 3394616B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、真空中で使用される
真空用動圧軸受装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、真空用動圧軸受装置としては、例
えばX線管用軸受装置がある。このX線管用軸受装置
は、回転陽極を支持する回転体と、この回転体を回転可
能に支持する固定体とを備え、上記回転体と固定体との
間にガリウムまたはガリウム合金からなる金属潤滑剤を
充填しているものがある。この軸受装置は、回転陽極を
支持する回転体およびこの回転体を支持する固定体を、
ガリウムまたはガリウム合金に対して耐食性を有する金
属材料、たとえば、タンタルTa,タングステンW,モリ
ブデンMo等で作製する必要がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ガリウムまた
はガリウム合金に対して耐食性を有する上記金属材料
は、表面が酸化され易くて表面に酸化膜が形成され易
い。そして、上記酸化膜が形成されると、ガリウムおよ
びガリウム合金に対して濡れ性が悪くなる。したがっ
て、濡れ性を良好に保つために、固定体と回転体をH
還元炉に導入して還元処理し、上記酸化膜を除去する必
要がある。また、H還元処理によって還元された固定
体や回転体の表面も、大気中では酸化され易いので、取
り扱いが難しいという問題もある。
【0004】そこで、この発明の目的は、金属潤滑剤に
対する十分な濡れ性を長期にわたって有することがで
き、軸受性能を向上させることができる真空用動圧軸受
置の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明の真空用動圧軸受装置の製造方法
は、回転体と、この回転体を回転可能に支持する固定体
とを備え、上記回転体に対向する固定体の対向面または
上記固定体に対向する回転体の対向面の少なくとも一方
に動圧溝が形成され、上記回転体の対向面と上記固定体
の対向面との間の隙間に金属潤滑剤が充填されて、真空
容器の内部に設けられる真空用動圧軸受装置の製造方法
において、上記回転体の対向面および上記固定体の対向
面に、上記金属潤滑剤に対して耐食性を有する金属から
なる第1の金属層と、この第1の金属層の上に形成さ
れ、上記金属潤滑剤に対して濡れ性を有する金属からな
る第2の金属層とを含む表層を作製し、上記表層を作製
した後、上記第2の金属層の下の第1の金属層の酸化膜
を除去すべく、上記回転体に形成した上記表層および上
記固定体に形成した上記表層を、真空もしくは還元雰囲
気中で高温熱処理することを特徴としている。
【0006】また、請求項2の発明は、請求項1に記載
の真空用動圧軸受装置の製造方法において、上記第2の
金属層は、上記第1の金属層上に湿式メッキによって作
製することを特徴としている。
【0007】また、請求項3の発明は、請求項1に記載
の真空用動圧軸受装置の製造方法において、上記第1の
金属層は、ガリウムまたはガリウム合金からなる金属潤
滑剤に対して耐食性を有するモリブデン、モリブデン合
金、タンタル、タンタル合金またはタングステンからな
り、上記第2の金属層は、インジウム、錫または亜鉛か
らなることを特徴としている。
【0008】また、一実施形態の製造方法は、回転体
と、この回転体を回転可能に支持する固定体とを備え、
上記回転体に対向する固定体の対向面または上記固定体
に対向する回転体の対向面の少なくとも一方に動圧溝が
形成され、上記回転体の対向面と上記固定体の対向面と
の間の隙間に金属潤滑剤が充填されて、真空容器の内部
に設けられる真空用動圧軸受装置の製造方法において、
上記金属潤滑剤に対して耐食性を有する金属からなる第
1の金属層の上に、上記金属潤滑剤に対して濡れ性を有
する金属からなる第2の金属層を、湿式メッキによって
作製して、上記回転体の対向面を含む表層および上記固
定体の対向面を含む表層を作製し、次に、上記第2の金
属層の下の第1の金属層の酸化膜が除去されるように、
上記回転体の対向面を含む表層および上記固定体の対向
面を含む表層を、真空もしくは還元雰囲気中で高温熱処
理する。
【0009】
【作用】請求項1の製造方法で製造した真空用動圧軸受
装置は、回転体の対向面を含む表層と固定体の対向面を
含む表層が、第1の金属層と第1の金属層上の第2の金
属層とで構成されており、第1の金属層は金属潤滑剤に
対して耐食性を有する金属で作製されている。そして、
第2の金属層は金属潤滑剤に対して濡れ性を有する金属
で作製されている。
【0010】つまり、上記回転体の対向面と上記固定体
の対向面は、上記金属潤滑剤に対して濡れ性を有する金
属で作製されているので、回転体と固定体は金属潤滑剤
に対する濡れ性が良くなる。また、使用中に、上記濡れ
性が良い金属で作製された第2の金属層が溶けてなくな
っても、第2の金属層の下の第1の金属層には酸化膜が
存在していないから、回転体および固定体は良好な濡れ
性を持続させることができる。尚、この第1の金属層は
金属潤滑剤に対して耐食性を有しているから、第2の金
属層と異なり溶けることはない。
【0011】このように、請求項1の発明で製造した真
空用動圧軸受装置によれば、金属潤滑剤に対する十分な
濡れ性を長期にわたって有することができ、軸受性能を
向上させることができる。
【0012】また、請求項2の発明によれば、上記第2
の金属層は上記第1の金属層上に湿式メッキによって作
る。したがって、請求項2の発明によれば、製造コ
ストを低減できる。
【0013】また、請求項の発明によれば、上記回転
体の対向面を含む表層と上記固定体の対向面を含む表層
は、真空もしくは還元雰囲気中で高温熱処理されて上記
第2の金属層の下の第1の金属層の酸化膜が除去さ
。したがって、請求項の発明で製造した真空用動圧
軸受装置によれば、第2の金属膜が金属潤滑剤に溶けて
しまったときに、第1の金属膜の酸化されていない清浄
な面が露出する。したがって、回転体の対向面と固定体
の対向面が濡れ性の良い状態を長期間にわたって維持す
ることができる。
【0014】また、請求項の発明によれば、上記第2
の金属層を、上記第1の金属層上に形成してから、上記
回転体の表層および上記固定体の表層を真空もしくは還
元雰囲気中で高温熱処理して第1の金属層の酸化膜を除
去する。したがって、請求項の発明によれば、第2の
金属層を安価に作製することができ、かつ、上記第2の
金属層を作製した後で上記第1の金属層の酸化膜を除去
することができる。上記第1の金属層の金属としては、
ガリウムまたはガリウム合金に対して耐食性を有する、
例えば、タンタル,タングステン,モリブデンなどが好適
に用いられる。上記第2の金属層の金属としては、ガリ
ウム,亜鉛,すず,インジウムあるいはそれらの合金が好
適に用いられる。
【0015】
【実施例】以下、この発明を図示の実施例により詳細に
説明する。
【0016】図1に、この発明で作製した真空用動圧軸
受装置としてのX線管用動圧軸受装置の実施例の要部断
面を示す。この実施例は、回転陽極11に固定されて回
転陽極11を支持する円筒形状の回転体1と、この回転
体1を回転可能に支持する円柱形の固定体2とを備えて
いる。上記回転体1に対向する固定体2の外周面2aお
よび端面2bには、約10μmの深さの動圧溝3および
5が形成されている。また、上記固定体2の中心には、
冷却用の空洞6が形成されている。そして、上記固定体
2と上記回転体1との間の隙間には、ガリウム合金から
なる金属潤滑剤7が充填されている。そして、上記回転
体1および固定体2は、上記ガリウム合金に対して耐食
性を有するモリブデンで作製されている。
【0017】また、図2に示すように、上記固定体2の
外周面2aに対向する回転体1の内周面1aを含む表層
SL1は、第1の金属層としてのモリブデン層21と、
第2の金属層としてのインジウム層22とを有してい
る。上記インジウム層22は、上記モリブデン層21の
表面に酸化膜が生じていない状態で、モリブデン層21
の上に、インジウムを湿式メッキすることによって形成
されている。この湿式メッキは、硫酸インジウムを45
g/l(リットル)の割合で溶解させ、、硫酸ナトリウム
を10g/l(リットル)の割合で溶解させた溶液を使用
して、室温において電圧6V(ボルト)を印加した状態で
撹拌しながら行った。
【0018】そして、上記回転体1の表層SL1は、H
雰囲気中において、800℃で1時間の間、高温熱処
理されている。したがって、この高温熱処理の前に、表
層SL1のインジウム層22とモリブデン層21の間に
酸化膜が残留していても、この残留した酸化膜は上記高
温熱処理によって略完全に除去される。つまり、上記高
温熱処理中に上記酸化膜中の酸素が水素Hに叩かれて
水素Hと結合してHOになり、上記酸化膜が略完全
に還元されているのである。
【0019】一方、上記回転体1の内周面1aに対向す
る固定体2の外周面2aと端面2bを含んだ対向面を含
む表層SL2は、第1の金属層としてのモリブデン層2
3と、第2の金属層としてのインジウム層24とを有し
ている。上記インジウム層24は、上記モリブデン層2
3の表面に酸化膜が生じていない状態で、モリブデン層
23の上に、インジウムを湿式メッキすることによって
形成されている。この湿式メッキの条件は、上記表層S
L1を作製するときの湿式メッキの条件と同じにした。
さらに、上記固定体2の表層SL2は、H雰囲気中に
おいて、800℃で1時間の間、高温熱処理されてい
る。したがって、この高温熱処理の前に、表層SL2の
インジウム層24とモリブデン層23の間に酸化膜が残
留していても、この残留した酸化膜は上記還元雰囲気中
での高温熱処理によって略完全に除去されている。
【0020】上記構成のX線管用動圧軸受装置は、回転
陽極11と一体に回転体1が回転すると、上記動圧溝3
および5が、上記回転体1と固定体2との間に充填され
た上記ガリウム合金からなる金属潤滑剤7に動圧を発生
させて、固定体2に対して回転体1を径方向および軸方
向に支持する。
【0021】上記実施例のX線管用動圧軸受装置は、回
転体1の内周面1aを含むインジウム層22と固定体2
の外周面2aと端面2bとを含むインジウム層24は、
ガリウム合金からなる金属潤滑剤7に対して濡れ性が良
い。従って、回転体1と固定体2は金属潤滑剤7に対す
る濡れ性が良い。また、使用中に、上記濡れ性が良いイ
ンジウム層22および24が金属潤滑剤7に溶けてなく
なっても、インジウム層22および24の下のモリブデ
ン層21および23には酸化膜が存在していないから、
モリブデン層21および23の表面は濡れ性が良く、従
って、回転体1および固定体2は良好な濡れ性を長期間
にわたって持続させることができる。なお、このモリブ
デン層21と23は金属潤滑剤7に対して耐食性を有し
ているから、インジウム層22および24と異なり溶け
ることはない。このように、上記実施例によれば、回転
体1と固定体2は、金属潤滑剤7に対する十分な濡れ性
を長期にわたって有することができ、軸受性能を向上さ
せることができる。
【0022】また、上記実施例によれば、インジウム層
22と24は、モリブデン層21と23上に湿式メッキ
によって作製されている。したがって、上記実施例は、
安価に作製できる。
【0023】また、上記実施例によれば、回転体1の対
向面を含む表層SL1と固定体2の対向面を含む表層S
L2は、還元雰囲気中で高温熱処理されてインジウム層
22と24の下のモリブデン層21と23の酸化膜が略
完全に除去されている。したがって、上記実施例によれ
ば、インジウム層22と24とが金属潤滑剤7に溶けて
しまったときに、モリブデン層21と23の酸化されて
いない清浄な面が露出する。したがって、回転体1の対
向面と固定体2の対向面が金属潤滑剤7に対して濡れ性
の良い状態を、長期間にわたって維持することができ
る。
【0024】また、上記実施例によれば、上記インジウ
ム層22と24を、湿式メッキによって作製したから、
インジウム層22と24を安価に作製することができ
る。また、上記回転体1の表層SL1および上記固定体
2の表層SL2を還元雰囲気中で高温熱処理したから、
インジウム層22と24を作製した後でモリブデン層2
1と23の酸化膜を略完全に除去することができる。
【0025】尚、上記実施例では、金属潤滑剤7をガリ
ウム合金にしたがガリウムにしてもよい。また、第2の
金属層をインジウム層22,24にしたが、第2の金属
層はインジウムに替えて錫Snや亜鉛Znで作製されて
いてもよい。さらには、上記第2の金属層は、ガリウム
もしくはガリウム合金に対して濡れ性の良い金属で作製
されていればよい。ただし、インジウムは、それ自身潤
滑性を持っており、しかも、ガリウム潤滑剤に混ざると
潤滑剤の融点を低下させるから、ガリウム潤滑剤自体の
潤滑性が向上する。
【0026】また、上記実施例では、第1の金属層をモ
リブデン層21,23にしたが、第1の金属層は、モリ
ブデンに替えて、モリブデン合金やタンタルやタンタル
合金やタングステンで作製されていてもよい。要は、第
1の金属層は、ガリウムやガリウム合金に対して耐食性
の良い金属で作製されていればよい。また、上記実施例
では、上記表層SL1とSL2を、H雰囲気中で高温
熱処理したが、真空雰囲気中で熱処理してもよい。ま
た、固定体2の外周面に動圧溝を形成したが、回転体1
の内周面に動圧溝を形成してもよい。また、上記実施例
は、X線管用の動圧軸受装置としたが、本発明は、その
他の真空用の動圧軸受装置にも適用できることは言うま
でもない。
【0027】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項1の発
の製造方法で製造した真空用動圧軸受装置は、回転体
の対向面を含む表層と固定体の対向面を含む表層が、第
1の金属層と、第1の金属層上に酸化膜が介在しない状
態で作製された第2の金属層とで構成されており、第1
の金属層は金属潤滑剤に対して耐食性を有する金属で作
製されている。そして、第2の金属層は金属潤滑剤に対
して濡れ性を有する金属で作製されている。
【0028】つまり、上記回転体の対向面と上記固定体
の対向面は、上記金属潤滑剤に対して濡れ性を有する金
属で作製されているので、回転体と固定体は金属潤滑剤
に対する濡れ性が良くなる。また、使用中に、上記濡れ
性が良い金属で作製された第2の金属層が溶けてなくな
っても、第2の金属層の下の第1の金属層には酸化膜が
存在していないから、第1の金属層の濡れ性が阻害され
ることなく、回転体および固定体は良好な濡れ性を持続
させることができる。なお、この第1の金属層は金属潤
滑剤に対して耐食性を有しているから、第2の金属層と
異なり溶けることはない。
【0029】このように、請求項1の発明によれば、金
属潤滑剤に対する十分な濡れ性を長期にわたって有する
ことができ、軸受性能を向上させることができる。
【0030】また、請求項2の発明によれば、上記第2
の金属層は上記第1の金属層上に湿式メッキによって作
製されている。したがって、請求項2の発明によれば、
製造コストの低減を図れる。
【0031】また、請求項の発明によれば、上記回転
体の対向面を含む表層と上記固定体の対向面を含む表層
は、真空もしくは還元雰囲気中で高温熱処理されて上記
第2の金属層の下の第1の金属層の酸化膜が除去されて
いる。したがって、請求項の発明で製造した真空用動
圧軸受装置によれば、第2の金属膜が金属潤滑剤に溶け
てしまったときに、第1の金属膜の酸化されていない清
浄な面が露出する。したがって、回転体の対向面と固定
体の対向面が濡れ性の良い状態を長期間にわたって維持
することができる。
【0032】また、請求項の発明によれば、上記第2
の金属層を、上記第1の金属層上に作製してから、上記
回転体の表層および上記固定体の表層を真空もしくは還
元雰囲気中で高温熱処理して第1の金属層の酸化膜を除
去する。したがって、請求項の発明によれば、湿式メ
ッキによって、第2の金属層を安価に作製することがで
き、かつ、上記第2の金属層を作製した後で上記第1の
金属層の酸化膜を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明で作製した真空用動圧軸受装置の実
施例の要部断面図である。
【図2】 上記実施例の要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1…回転体、1a…内周面、1b…内端面、2…固定
体、2a…外周面、2b…端面、3,5…動圧溝、6…
空洞、7…金属潤滑剤、10,13…金属薄膜、11…
回転陽極、21…モリブデン層、22…インジウム層、
23…モリブデン層、24…インジウム層、SL1…表
層、SL2…表層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−363844(JP,A) 特開 昭54−87199(JP,A) 特開 平5−321936(JP,A) 特開 昭63−10085(JP,A) 特開 昭57−75291(JP,A) 実開 平5−27951(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C25D 7/10 F16C 17/10 F16C 33/12

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転体と、この回転体を回転可能に支持
    する固定体とを備え、上記回転体に対向する固定体の対
    向面または上記固定体に対向する回転体の対向面の少な
    くとも一方に動圧溝が形成され、上記回転体の対向面と
    上記固定体の対向面との間の隙間に金属潤滑剤が充填さ
    れて、真空容器の内部に設けられる真空用動圧軸受装置
    の製造方法において、上記回転体の対向面および上記固定体の対向面に、 上記
    金属潤滑剤に対して耐食性を有する金属からなる第1の
    金属層と、この第1の金属層の上に形成され、上記金属
    潤滑剤に対して濡れ性を有する金属からなる第2の金属
    とを含む表層を作製し、上記表層を作製した後、 上記第2の金属層の下の第1の
    金属層の酸化膜を除去すべく、上記回転体に形成した上
    記表層および上記固定体に形成した上記表層を、真空も
    しくは還元雰囲気中で高温熱処理することを特徴とする
    真空用動圧軸受装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の真空用動圧軸受装置の
    製造方法において、 上記第2の金属層は、上記第1の金
    属層上に湿式メッキによって作製することを特徴とする
    真空用動圧軸受装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の真空用動圧軸受装置の
    製造方法において、 上記第1の金属層は、ガリウムまたはガリウム合金から
    なる金属潤滑剤に対して耐食性を有するモリブデン、モ
    リブデン合金、タンタル、タンタル合金またはタングス
    テンからなり、上記第2の金属層は、インジウム、錫ま
    たは亜鉛からなることを特徴とする真空用動圧軸受装置
    の製造方法
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