JPH04363844A - Rotary anode type x-ray tube - Google Patents

Rotary anode type x-ray tube

Info

Publication number
JPH04363844A
JPH04363844A JP3245890A JP24589091A JPH04363844A JP H04363844 A JPH04363844 A JP H04363844A JP 3245890 A JP3245890 A JP 3245890A JP 24589091 A JP24589091 A JP 24589091A JP H04363844 A JPH04363844 A JP H04363844A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
base material
ray tube
reaction layer
rotating body
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.)
Granted
Application number
JP3245890A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3017859B2 (en
Inventor
Katsuhiro Ono
勝弘 小野
Hideo Abu
秀郎 阿武
Hiroyuki Sugiura
弘行 杉浦
Takayuki Kitami
隆幸 北見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3245890A priority Critical patent/JP3017859B2/en
Publication of JPH04363844A publication Critical patent/JPH04363844A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3017859B2 publication Critical patent/JP3017859B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide a rotary anode type X-ray tube excellent in wettability between a bearing surface and a liquid metal lubricating agent and capable of keeping the stable operation of a dynamic pressure type sliding bearing. CONSTITUTION:The bearing surface of at least one sliding bearing 19 of a rotating body 2 rotatably supporting an anode target 11 and forming a dynamic pressure type sliding bearing part and a fixed body 15 is formed of a metal base material, nitride ceramics, carbide ceramics, or carbo-nitride ceramics. On the surface part of the base material, reacting layers 31, 32, 34 containing the element forming this base material and at least one metal element selected from gallium, indium, bismuth and tin are thinly formed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は、回転陽極型X線管に
係わり、とくに軸受構体の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotating anode type X-ray tube, and more particularly to an improvement in a bearing structure.

【0002】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60−2146
3号、特開昭60−97536号、特開昭 60−11
7531号、特開昭 62−287555号、あるいは
特開平2−227947号等の各公報に開示されている
[Prior Art] As is well known, a rotating anode X-ray tube supports a disk-shaped anode target with a rotating body having a bearing and a fixed body, and energizes an electromagnetic coil of a stator placed outside the vacuum vessel. A rotating magnetic field is generated, and while the anode target is rotating at high speed, the electron beam emitted from the cathode is applied to the anode target to emit X-rays. The bearing part is a rolling bearing such as a ball bearing, a spiral groove is formed on the bearing surface, and the bearing part is made of gallium (Ga) or gallium-indium-
It consists of a hydrodynamic sliding bearing that uses a liquid metal such as a tin (Ga-In-Sn) alloy as a lubricant. An example using the latter sliding bearing is, for example, published in Japanese Patent Publication No. 60-2146.
No. 3, JP-A-60-97536, JP-A-60-11
It is disclosed in various publications such as JP-A No. 7531, JP-A No. 62-287555, and JP-A No. 2-227947.

【0003】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。
[Problems to be Solved by the Invention] In the rotating anode X-ray tubes disclosed in the above-mentioned publications, molybdenum (Mo), Mo alloy, or tungsten (W) is used as the rotating body and fixed body constituting the sliding bearing. ) or W alloy is used. However, bearing surfaces made of such metals are easily oxidized during the assembly process in air.
This oxide film deteriorates the wettability between the bearing surface and the liquid metal lubricant of the Ga alloy. Therefore, a special treatment is required to remove the oxide film formed on the bearing surface, the assembly process is complicated, and the performance of a highly reliable hydrodynamic sliding bearing may not be obtained.

【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。
The present invention provides a rotating anode type X-ray tube that eliminates the above-mentioned disadvantages, has excellent wettability between the bearing surface and a liquid metal lubricant, and is capable of maintaining stable operation of a hydrodynamic sliding bearing. The purpose is to provide

【0005】[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。
[Means for Solving the Problems] The present invention is characterized in that the sliding bearing surface of at least one of the rotating body and the fixed body that rotatably supports an anode target and constitutes a hydrodynamic sliding bearing section is made of a metal base material or a nitride ceramic. , carbide ceramics, or carbonitride ceramics, the elements constituting the base material and at least one metal element selected from gallium, indium, bismuth, and tin are added to the surface of the base material made of carbide ceramics or carbonitride ceramics. This is a rotating anode type X-ray tube that includes a thin reaction layer.

【0006】[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。
According to the present invention, the wettability between the bearing surface and the liquid metal lubricant is excellent, and stable operation of the hydrodynamic sliding bearing can be maintained. Additionally, this bearing is easy to assemble and provides highly reliable bearing operation.

【0007】[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。
Embodiments The embodiments will be described below with reference to the drawings. Note that the same parts are represented by the same symbols. The embodiment shown in FIGS. 1 to 6 has a disk-shaped anode target 11 made of heavy metal.
However, a rotating shaft portion 13 protruding from one end of the cylindrical rotating body 12
is fixed with a nut 14. A fixed body 15 is fitted inside the cylindrical rotating body 12, and a disk-shaped flange 16 is fixed to the lower end opening of the rotating body. The anode support portion 17 at the lower end of the fixed body 15 is hermetically sealed to a vacuum container 18 made of glass. The fitting portion between the cylindrical rotating body 12 and the fixed body 15 constitutes a dynamic pressure type radial bearing and thrust bearing portion 19 as shown in the above-mentioned publications. Therefore, spiral grooves 20 and 21 in a herringbone pattern as described in the above-mentioned publications are formed on the outer circumferential wall and both end walls of the fixed body 15, which serve as sliding bearing surfaces. The sliding bearing surface of the rotating body 12 facing this may be a simple smooth surface, or may have a helical groove or other groove formed therein as required. A ferromagnetic cylinder 12a such as iron is fitted to the outer periphery of the Mo base material of the rotating body 12, and a rotor cylinder 12b made of a low electrical resistance material such as copper is fitted and fixed to the outer periphery of the ferromagnetic cylinder 12a.

【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。
[0008] Therefore, the base material of the rotating body 12 and the fixed body 15 is made of Mo or a Mo alloy (hereinafter simply referred to as Mo). Then, a thin reaction layer (hereinafter simply referred to as Mo-Ga reaction layer) containing Mo, which is a metal element of the bearing base material, and at least Ga, is formed on the surface of the rotating body, which becomes the bearing surface, and the outer surface of the fixed body. , 32 are each formed thinly. The Mo--Ga reaction layers 31 and 32 are previously formed on the surface of the base material to a thickness in the range of 1 to 100 micrometers. An example of its formation will be described later.

【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2
0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22
b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2
2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20、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。
[0009] The bearing surfaces of both the rotating body and the fixed body on which the Mo-Ga reaction layers 31 and 32 are formed are approximately 2
The bearings are assembled close to each other with a bearing gap g of 0 micrometers. The fixed body 15 is provided with a lubricant storage chamber 22 whose center portion is a through hole hollowed out in the axial direction. This lubricant storage chamber 22 also serves as a passage for circulating lubricant, and its upper end 22a in the drawing opens at the bearing surface of the tip of the fixed body and communicates with a bearing gap having spiral grooves 21 and 20. Further, a slightly tapered small-diameter portion 23 is formed on the outer circumferential wall of the intermediate portion of the fixed body 15, and three radial passages 24 are connected to the small-diameter portion 23 from the lubricant storage chamber 22. They are formed axially symmetrically at 120 degree intervals. Furthermore, the illustrated lower end opening 22 of the central lubricant storage chamber 22
b is closed by a plug 25 made of Mo, which is the same as that of the fixed body 15, and a circumferential groove 26 with a small diameter is formed near the plug 25. Then, from this circumferential groove 26 to the central lubricant storage chamber 2
Similarly, three radial passages 27 leading to the radial passages 2 are formed axially symmetrically at intervals of 120 degrees. As a result, the lower end portion 22b of the lubricant storage chamber 22 passes through the radial holes 27 and the circumferential groove 26, and the helical grooves 21, 20 of the lower portion in the figure.
and communicates with the bearing gap g. The helical grooves 20 and 21 of the bearing portion 19, the bearing gap g, and the lubricant storage chamber 22 and passageway 24 communicating therewith are filled and accommodated with an amount of liquid metal lubricant (not shown) to fill these spaces. Due to the presence of the lubricant storage chamber 22, a necessary and sufficient amount of liquid metal lubricant is supplied into each bearing gap g and spiral groove even during long-time operation, and the required operation of the hydrodynamic sliding bearing is maintained. .

【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。
An anode support portion 17 made of iron is integrally fixed to the lower end of the fixed body 15 in the drawing by soldering. The anode support portion 17 is hermetically sealed to the vacuum container 18 . Then, outside the vacuum container at a position corresponding to the rotating body 12,
A stator having an electromagnetic coil (not shown) is arranged to generate a rotating magnetic field, and the rotating anode is rotated at high speed as indicated by arrow P. An electron beam emitted from a cathode (not shown) collides with the surface of the anode target 11 to generate X-rays. Most of the heat generated in the target is dissipated by radiation, and a portion of it is dissipated from the rotating body through the liquid metal lubricant in the bearing section, through the fixed body, and to the outside. The Mo-Ga reaction layers 31 and 32 that constitute the bearing surface have sufficient electrical conductivity and thermal conductivity for a rotating anode X-ray tube, so they can function as anode current and heat paths without any problem. Function. Furthermore, a rotating anode X-ray tube with sufficiently high mechanical strength at high temperatures and stable bearing performance can be obtained.

【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。
Now, Mo- is applied to the bearing surfaces of the rotating body and the fixed body.
An example of forming the Ga reaction layers 31 and 32 will be described. One example is first the Mo rotating body 12 and the fixed body 15.
Spiral grooves 20 and 21 in a herringbone pattern were formed at predetermined locations that would become the bearing surfaces of the base material. Next, this Mo base material was heated to approximately 700° C. in a vacuum to clean the bearing surface. Next, in the same vacuum, increase the temperature to about 450-550
℃ range, for example, 500℃ and placed in the same room.
(However, this includes an alloy mainly composed of Ga, such as a Ga-In-Sn alloy).The base material was immersed in a bath, held for a predetermined time, and then cooled. As a result, Mo, Ga, and In with a total thickness of about 14 micrometers are generated from the original surface of the Mo base material with a thickness of about 5 micrometers inside and about 9 micrometers outside.
, Mo-Ga consisting of an intermetallic compound (alloy) containing Sn
A bearing surface was obtained in which reaction layers 31 and 32 were formed on the surface of the base material.

【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G
aと他の比較的低融点金属との合金であってもよい。
[0012] In the bearing member manufactured in this manner, the metal component content at each position in the depth direction of the surface portion had a distribution as shown in FIG. This is a rough estimate of the molar ratio by determining the component amounts from EPMA analysis. The position of the dashed-dotted line A in the figure corresponds to the original surface of the Mo base material. A region from this position A to the dotted line B position, which is mainly composed of an intermetallic compound of Ga and base material Mo, can be confirmed in the inner direction of the base material. The thickness from A to B is approximately 5 micrometers. It can be seen that near position B, the ratio of Ga and Mo is rapidly reversed, and from there onwards there is a metal region consisting only of Mo. That is, up to the depth B position, Ga in the bathtub diffuses into the Mo base material to generate a Ga-Mo reaction layer. In the region from surface A to surface C of the original Mo base material, a layer of an intermetallic compound consisting of Ga, In, Sn, and Mo is observed. Note that the surface position C is a surface where the outermost surface, which has become rough after the above-mentioned reaction treatment, is removed by polishing to a thickness of about 2 micrometers to make it flat. It was confirmed that this reaction layer on the surface had a high enough hardness for practical use as a sliding bearing surface. In this way, surface C
The Mo--Ga reaction layer 31 (or 32) extends from the point B to a predetermined depth position B. Note that the bearing gap size of the rotating body or fixed body before the reaction layer is formed is made larger by the thickness of the reaction layer, so that the bearing gap size becomes a predetermined bearing gap size when completed. Note that the low melting point metal in the bath that forms a reaction layer with the base metal may be Ga alone or G
It may also be an alloy of a and another relatively low melting point metal.

【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。
[0013] The bearing surface having this reaction layer experiences a maximum temperature of approximately 400°C during operation of the X-ray tube;
Due to its short duration, this reaction layer hardly changes and a highly hard bearing surface is maintained. Furthermore, even if an oxide film is formed on the surface during the assembly process, this reaction layer is extremely easy to remove, and after assembling a sliding bearing, Ga or If a liquid lubricant made of Ga alloy is injected and filled, the heat treatment in vacuum during the subsequent X-ray tube finishing process will
Stable direct contact with good wettability between the bearing surface made of the Mo--Ga reaction layer and the liquid metal lubricant can be obtained. therefore,
It is easy to assemble and provides sufficient functionality as a hydrodynamic sliding bearing.

【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。
In the embodiment shown in FIG. 8, a relatively thick Mo--Ga reaction layer 31 (about 50 micrometers, for example) is preliminarily formed on the surface of the base material of the rotating body or stationary body that does not have a spiral groove.
or 32) is formed by the method described above, the surface of this reaction layer is cut to have a predetermined diameter dimension as a bearing surface, and a spiral groove 20 (or 21) is formed in this reaction layer.
It is formed by mechanical processing or chemical etching. According to this manufacturing method, it is possible to finally obtain an X-ray tube having a hydrodynamic sliding bearing having a desired high-precision helical groove and bearing gap size.

【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。
Furthermore, after forming the Mo-Ga reaction layer, the area from the surface portion C to at least the original base material surface portion A is polished away to form a compound layer in which Ga is diffused into Mo (Fig. 7
(corresponding to the region A to B shown in FIG. 1) may be exposed on the surface, and a spiral groove may be formed in this layer to use this as a bearing surface. Thereby, an X-ray tube is obtained that has higher hardness at high temperatures and has a stable bearing surface that is compatible with liquid metal lubricant.

【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
あるが、それに限らず、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Ga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。
In the embodiments described above, the surface reaction layer is formed independently on each part of the rotary body or the fixed body, but the present invention is not limited thereto, and the following method can also be used. That is, the rotating body and the fixed body are manufactured in advance so that the bearing gap size is larger than the bearing gap when completed, and these are combined, and Ga or Ga alloy is injected into the bearing gap, the spiral groove, and the lubricant storage chamber. Inject and fill with lubricant. Then, these are heated to about 500° C. in vacuum, held for a predetermined time, and then cooled. As a result, a Mo-Ga reaction layer of a predetermined thickness is formed on each bearing surface of the rotating body and the fixed body, and the remaining Ga or Ga alloy lubricant remains between the bearing surfaces at a predetermined interval. . Then, if necessary, Ga or Ga alloy lubricant is replenished into the bearing gap and the lubricant storage chamber to complete the X-ray tube. According to this manufacturing method, the Mo-
By precisely controlling the amount of Ga reaction layer generated, heat treatment temperature and holding time, the assembled structure of the rotating body and fixed body can be finished into a product without disassembling it, and no extra assembly process is required. become. Therefore, it is highly suitable for mass production.

【0017】なお、軸受部の母材は、Moの他、W(こ
れにはW主体の合金を含む)、ニオブ(Nb、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)の単体または合金で構成する
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高融点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。これら高融点金属を
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との反応層の厚さは、その形成制御の
容易さから1マイクロメートル以上にする必要がある。
[0017] In addition to Mo, the base material of the bearing part may be W (this includes alloys mainly composed of W), niobium (Nb, which includes alloys mainly composed of Nb), or tantalum (Ta, which includes alloys mainly composed of Nb). (including Ta-based alloys) or an alloy thereof. Alternatively, the bearing base material may be made of other metals such as iron or stainless steel, or ceramics, and the portion that becomes the bearing surface is thinly coated with the above-mentioned high melting point metal. . When these high melting point metals are used as the base material of the bearing, the thickness of the reaction layer between these base metals and Ga formed on the surface must be 1 micrometer or more in order to easily control the formation. There is.

【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。
The base material of the bearing portion may also be a ceramic such as titanium nitride, molybdenum nitride, or niobium nitride, or a ceramic such as vanadium carbide, titanium carbide, or niobium carbide. Alternatively, carbonitride ceramics such as vanadium carbonitride or titanium carbonitride may be used.

【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。
Further, the bearing surface base material may be formed by forming a coating of nitride, carbide, or carbonitride ceramics on the surface of another metal. These nitrides, carbides,
Or, in the case of a carbonitride ceramic bearing base material, the thickness of the reaction layer between the bearing base material and Ga should be 1 micrometer or less (not including 0, of course) for ease of controlling adhesion. This is desirable. That is, as shown in FIG.
A titanium nitride ceramic layer 33 with a thickness of several micrometers is deposited by CVD on the bearing surface of the stainless steel fixed body 15 in which spiral grooves 20 and 21 have been formed in advance, and titanium nitride is further applied to the surface. A reaction layer 34 of material and Ga may be deposited to a thickness of about 0.5 micrometers to form the bearing surface.

【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。
[0020] The reaction layer that becomes the bearing surface is composed of elements constituting the base material and Ga, bismuth (Bi), In, or S.
Any reaction layer may be used as long as it contains at least one element selected from n. When the base material is metal, it is desirable that the thickness of the reaction layer be 1 micrometer or more. Furthermore, since the reaction layer when the base material is metal has conductivity, it can also be used as a part of the path for the X-ray tube anode current. On the other hand, when the base material is a nitride, carbide, or carbonitride ceramic, the thickness of the reaction layer is desirably 1 micrometer or less for ease of manufacture.

【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。
Furthermore, the lubricant is not limited to those mainly composed of Ga, such as Ga, Ga-In alloys, or Ga-In-Sn alloys; for example, lubricants containing a relatively large amount of bismuth (Bi) In-Pb-Sn alloy, In-Bi alloy containing a relatively large amount of In, or In-Bi-Sn
Alloys may be used. Since these have melting points above room temperature, it is desirable to preheat the lubricant to a temperature above the melting point before rotating the anode target.

【0022】[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。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention,
A thin reaction layer containing the elements constituting the base material and at least one selected from gallium, indium, bismuth, and tin is formed on the surface of the bearing base material, which becomes the sliding bearing surface. Therefore, the wettability of the liquid metal lubricant to the bearing surface is excellent, and stable operation of the hydrodynamic sliding bearing can be maintained. In addition, this bearing is easy to assemble and has a rotating anode type X with highly reliable bearing performance.
You can get wire tube.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】この発明の実施例を示す要部縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a main part showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の一部拡大図である。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG. 1;

【図3】同じく図1の一部を示す半縦断面図である。FIG. 3 is a half-longitudinal cross-sectional view of a part of FIG. 1;

【図4】図1の要部を示す拡大縦断面図である。FIG. 4 is an enlarged vertical cross-sectional view showing the main part of FIG. 1;

【図5】図4の5−5における横断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken at 5-5 in FIG. 4;

【図6】図4の6−6における横断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken at 6-6 in FIG. 4;

【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。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the distribution of metal components near the bearing surface of the invention.

【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。
FIG. 8 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing another embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 9 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing still another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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。 11...Anode target, 12...Rotating body, 18...vacuum container, 15...Fixed body, 19...Sliding bearing part, 20, 21... spiral groove, g...Bearing clearance, 31, 32, 34...reaction layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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に設けられたらせん溝を
有するすべり軸受部と、このすべり軸受部の軸受間隙に
詰めら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、上記すべり軸受部の少なくとも一方の軸受
面は、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、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、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
なることを特徴とする回転陽極型X線管。
1. A sliding member having a rotating body to which an anode target is fixed to a part, a fixed body rotatably holding the rotating body, and a spiral groove provided in a fitting portion of the rotating body and the fixed body. In a rotating anode X-ray tube comprising a bearing portion and a liquid metal lubricant filled in the bearing gap of the sliding bearing portion, at least one bearing surface of the sliding bearing portion is made of a metal base material or a nitride. The elements constituting the base material, gallium,
1. A rotating anode type X-ray tube comprising a thin reaction layer containing at least one metal element selected from indium, bismuth, and tin.
JP3245890A 1990-10-19 1991-09-25 Rotating anode type X-ray tube and method of manufacturing the same Expired - Lifetime JP3017859B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3245890A JP3017859B2 (en) 1990-10-19 1991-09-25 Rotating anode type X-ray tube and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27935090 1990-10-19
JP2-279350 1990-10-19
JP3245890A JP3017859B2 (en) 1990-10-19 1991-09-25 Rotating anode type X-ray tube and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04363844A true JPH04363844A (en) 1992-12-16
JP3017859B2 JP3017859B2 (en) 2000-03-13

Family

ID=26537456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3245890A Expired - Lifetime JP3017859B2 (en) 1990-10-19 1991-09-25 Rotating anode type X-ray tube and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3017859B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0527951U (en) * 1991-09-18 1993-04-09 光洋精工株式会社 Dynamic pressure bearing for X-ray tube
JP2002175769A (en) * 2000-12-07 2002-06-21 Toshiba Corp Rotary anode type x-ray tube and its manufacturing method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0527951U (en) * 1991-09-18 1993-04-09 光洋精工株式会社 Dynamic pressure bearing for X-ray tube
JP2002175769A (en) * 2000-12-07 2002-06-21 Toshiba Corp Rotary anode type x-ray tube and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3017859B2 (en) 2000-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR940009195B1 (en) Rotary-anode type x-ray tube
US5204890A (en) Rotary anode type x-ray tube
EP0479195B2 (en) Rotary-anode type x-ray tube
JPH04363844A (en) Rotary anode type x-ray tube
JP2989056B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP3139873B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP2930255B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP2003068239A (en) Rotation anode x-ray tube
JP2937574B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP2856531B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP3045906B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP3124023B2 (en) Method for producing rotary anode type X-ray tube
JP3032275B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP2886334B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP3159663B2 (en) Method for producing rotary anode type X-ray tube
JP2002075259A (en) Rotating anode x-ray tube
JP3410886B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP2937573B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JP2989086B2 (en) Rotating anode X-ray tube
JPH0613007A (en) Rotating anodic x-ray tube
JPH11213927A (en) Rotary-anode type x-ray tube
JPS6332844A (en) Rotational anode type x-ray tube
JP2001312985A (en) Rotating anode x-ray tube
JPH07296752A (en) Rotating anode type x-ray tube
JPH10241614A (en) Vacuum bearing, manufacture thereof and rotary anode type x-ray tube

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