JPH11213926A

JPH11213926A - 回転陽極型ｘ線管の製造方法

Info

Publication number: JPH11213926A
Application number: JP10011245A
Authority: JP
Inventors: Hideo Abu; 秀郎阿武
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【課題】軸受け部分の動作が安定な回転陽極型Ｘ線管
の製造方法を提供すること。【解決手段】陽極ターゲット１７の回転機構を構成す
る固定体２３および回転体１２の軸受け面を金属潤滑材
に濡らす前に水素還元処理を行っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、回転陽極型Ｘ線
管の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転陽極型Ｘ線管は、相互間に軸受け部
が形成された回転体および固定体、回転体に連結された
円盤状の陽極ターゲット、陰極などを真空容器内に配置
し、また、ステータとなる電磁コイルを真空容器外に配
置した構造をしている。そして、ステータが生成した誘
導電磁場を利用して陽極ターゲットを高速回転させ、同
時に、電子ビームを陰極から陽極タ一ゲット面に照射し
Ｘ線を発生させている。

【０００３】回転陽極型Ｘ線管では、回転体と固定体間
の軸受け部として、ボールベアリングのようなころがり
軸受け、あるいは、軸受け面にらせん溝を形成し、ガリ
ウム（Ｇａ）、またはガリウムーインジウムー錫（Ｇａ
−Ｉｎ−Ｓｎ）合金などの液体金属潤滑材を軸受け間隙
に満たした動圧すべり軸受けが利用されている。

【０００４】動圧すべり軸受けやそれを用いた回転陽極
型Ｘ線管は、特公昭６０−２１４６３号公報、特開平２
−２４４５４５号公報、特開平２−２２７９４７号公
報、特開平２−２２７９４８号公報、特公平３−７７６
１７号公報、特公平７−１０５８８５号公報などに開示
されている。また、その製造方法については、特公平５
−１２９９７号公報や特公平５−２９０７３４号公報な
どに開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転陽極型Ｘ線
管に用いられる動圧すべり軸受けは、回転体と固定体の
軸受け間隙が２０ミクロン程度と微小で、また、例えば
その一方の軸受面にらせん溝が形成されている。そし
て、軸受け間隙やらせん溝に液体金属潤滑材を充填して
いる。

【０００６】このとき、液体金属潤滑材が軸受け間隙の
全体にくまなく行き渡らないと、すべり軸受けの十分な
動圧が得られず、動圧すべり軸受けが安定した動作を維
持できなくなる。極端な場合は、軸受面どうしがかじり
合いを起こし、回転が不能になったり、破損を引き起こ
したりする。

【０００７】この発明は、上記した欠点を解決するもの
で、軸受け部分が安定な動作を維持できる回転陽極型Ｘ
線管の製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、陽極ターゲ
ットが連結された円筒状回転体の内面と円柱状固定体の
外面との間に軸受け間隙を持たせて、前記回転体の内部
空間に前記固定体を配置する工程と、前記回転体の内面
と前記固定体の外面間に形成された動圧式すべり軸受
け、および、前記軸受け間隙に金属潤滑材を供給する工
程とからなる回転陽極Ｘ線管の製造方法において、前記
固定体の軸受け面と前記回転体の軸受け面の少なくとも
一方に対し、前記金属潤滑材に濡らす前に水素還元処理
を行う工程を設けている。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態について図１
を参照して説明する。符号１１は真空容器で、径大部分
１１ａと径小部分１１ｂが連続した構造になっている。
そして、径小部分１１ｂの内部空間に円筒状回転体１２
が配置されている。

【００１０】回転体１２は、互いに同軸的に設けられた
外側円筒１３および中間円筒１４、有底内側円筒１５の
各部分から構成されている。外側円筒１３は銅製で、鉄
製の中間円筒１４の外周に嵌合されている。中間円筒１
４にシャフト１６が突設され、シャフト１６には陽極タ
ーゲット１７がねじ１８で固定されている。

【００１１】内側円筒１５は、中間円筒１４の内側に断
熱間隙１９を保って嵌合している。内側円筒１５の内面
はすべり軸受用の軸受面を形成している。また、内側円
筒１５の上端外周に小さな４個の突起２０が設けられて
いる。これらの突起２０は中間円筒１４の内周壁に接
し、断熱間隙１９を維持し、同時に、両円筒を正確な同
軸位置関係に保っている。また、内側円筒１５は、中間
円筒１４の図の下端部２１とろう接され、部分的に結合
している。

【００１２】なお、外側円筒１３および中間円筒１４、
内側円筒１５の各部分を備えた回転体１２の下端部、こ
の場合は、内側円筒１５の下端部に、円板状の開口部閉
塞体２２が固定されている。

【００１３】回転体１２の内側には円柱状の固定体２３
が挿入嵌合されている。固定体２３の表面には、前述の
各公報に示された動圧すべり軸受が形成されている。例
えば、固定体２３の外周部分には２つのラジアルすべり
軸受２４ａ、２４ｂが回転軸方向に離れた位置に形成さ
れている。これらラジアルすべり軸受２４ａ、２４ｂは
いずれもへリンボンパターンのらせん溝で構成されてい
る。また、固定体２３の上下２つの端面には、回転体１
２と対向する部分にスラストすべり軸受２５ａ、２５ｂ
が形成されている。これらはサークル状のへリンボンパ
ターンのらせん溝で構成されている。

【００１４】なお、回転体１２および固定体２３の両軸
受面は、動作中、２０μｍ程度の軸受間隙が保たれる。
また、らせん溝が形成されている固定体２３の軸受面に
近接した回転体１２の軸受面は、平滑な面でもよく、ま
た、必要に応じてらせん溝を形成してもよい。そして、
回転体１２および固定体２３間の動圧すべり軸受を形成
するらせん溝内や両者の軸受間隙には、動作中に液状で
あるＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金からなる液体金属潤滑剤が供
給される。このとき、液体金属潤滑剤の供給に先だっ
て、回転体１２および固定体２３の各軸受面を水素還元
処理し、液体金属潤滑剤との濡れをよくしている。

【００１５】また、固定体２３の図の下方部分は陽極支
持部２３ａになっている。陽極支持部２３ａは、補助金
属リング２６および薄肉シールリング２７、２８をそれ
ぞれ介して、ガラス製真空容器１１の径小部分１１ｂに
気密接合されている。

【００１６】なお、陽極ターゲット１８の前方には陰極
構体２９が配置され、また、真空容器１１の径小部分１
１ｂの外側には電磁コイルをもつステータ３０が配置さ
れている。

【００１７】ステータ３０は回転磁界を発生し、回転陽
極ターゲット１７を矢印Ｐ方向に高速回転させる。この
状態で、陰極構体２９から回転陽極ターゲット１７に電
子ビームを照射しＸ線を発生させる。回転陽極ターゲッ
ト１１が発生したＸ線は、真空容器１１の径大部分１１
ａに設けられたＸ線放射窓３１から取り出される。

【００１８】上記した回転陽極型Ｘ線管の回転体は、例
えば、図１の線分２−２で断面にし、矢印方向にみる
と、図２のような構造になっている。外側円筒１３およ
び中間円筒１４、内側円筒１５が同軸的に設けられ、内
側円筒１５の上端外周に設けられた小さな４個の突起２
０が中間円筒１４の内周壁に接している。

【００１９】ここで、上記した構成の回転陽極型Ｘ線管
の製造方法について説明する。

【００２０】まず、固定体２３の外周部分および端面
に、動圧すべり軸受２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂ用
のへリンボンパターンのらせん溝を形成する。そして、
らせん溝が形成された固定体２３や回転体１２を構成す
る内側円筒１５のそれぞれの軸受面を、プラズマ水素処
理法などを用いて水素還元処理する。

【００２１】次に、陽極ターゲット１７が図の下方にく
るように回転体１２を配置し、回転体１２の内部空間の
底の部分に液体金属潤滑剤（図示せず）を注入し、その
後、回転体１２の空間部分に固定体２３をゆっくり挿入
する。このとき、回転体１２の底の部分に注入された潤
滑剤がラジアル軸受２４ａ、２４ｂや軸受間隙などに流
れていく。

【００２２】次に、回転体１２の開口部分に開口部閉塞
体２２を固定する。その後、陽極支持部２３ａと補助金
属リング２６、補助金属リング２６と薄肉シールリング
２７をそれぞれ気密接合し、さらに、薄肉シールリング
２７と真空容器１１の径小部分１１ｂに封着された薄肉
シールリング２８とを気密接合する。

【００２３】なお、上記した実施形態では、回転体１２
と固定体２３の両方の軸受面を水素還元処理している。
しかし、水素還元処理は、回転体１２および固定体２
３、開口部閉塞体２２の少なくとも１つに行えば効果を
得ることができる。

【００２４】ここで、回転体１２および固定体２３の軸
受面を水素還元処理する方法について図３の概略の構造
図を参照して説明する。符号３１は処理チャンバで、処
理チャンバ３１には水素ガスの導入口３２および排出口
３３が設けられている。処理チャンバ３１の外側には電
気炉３４が配置されている。そして、処理チャンバ３１
内にワーク載置台３５が配置され、ワーク載置台３５上
には、回転体や固定体など軸受面を形成する軸受部品３
６が載置されている。

【００２５】上記した構成において、水素導入口３２か
ら大気圧の水素ガスを処理チャンバ３１内に導入し、処
理チャンバ３１内を電気炉３４で加熱する。例えば、軸
受部品３６の材料がスチールの場合は、水素ガスの露点
によって左右されるものの、軸受部品３６の温度が６０
０℃〜８５０℃の範囲になるように加熱する。このと
き、液体金属潤滑剤との濡れを妨げる酸化層など、軸受
部品３６表面の不所望の層が水素ガスの還元作用によっ
て除去される。

【００２６】次に、水素還元処理をプラズマ水素処理で
行う方法について図４の概略の構造図を参照して説明す
る。符号４１は処理チャンバで、処理チャンバ４１には
水素ガス導入口４２および真空排気管４３が設けられて
いる。また、処理チャンバ４１を囲むように高周波コイ
ル４４が配置されている。そして、処理チャンバ４１内
にはワーク載置台４５が配置され、ワーク載置台４５上
に、回転体や固定体など軸受面を形成する軸受部品４６
が載置されている。

【００２７】上記した構成において、処理チャンバ４１
内を十分に真空引きした後、内圧が０．１Torr〜１０To
rrとなるように水素ガス導入口４２から水素ガスを導入
させる。この状態で、高周波コイル４４に１３．５６Ｍ
Ｈｚの高周波電流を流す。このとき、水素プラズマ４７
が処理チャンバ４１内に生成する。この水素プラズマ４
７は軸受部品４６の表面に作用し、液体金属潤滑剤との
濡れを妨げる酸化層など、軸受部品４６表面の不所望の
層を除去する。

【００２８】なお、プラズマ水素処理の場合は、炉によ
る加熱を必ずしも必要としないため処理時間を短縮でき
る。また、プラズマ水素処理としては、グロー放電法、
イオンビーム法、ＥＣＲプラズマ法など、水素ガスの少
なくとも一部を活性化して、軸受部品の表面に作用させ
る方法を採用することができる。

【００２９】上記したように、この発明では、回転体や
固定体の軸受面を水素還元処理し、その後、液体金属潤
滑剤が接触するようにしている。このため、軸受面が液
体金属潤滑剤により確実に濡らされ長期に亙って安定な
軸受け動作を維持する回転陽極型Ｘ線管を製造できる。

【００３０】

【発明の効果】この発明によれば、軸受け部分が安定に
動作する回転陽極型Ｘ線管の製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態を説明するための概略の部
分断面図である。

【図２】この発明に使用される回転体の断面を説明する
断面図である。

【図３】この発明に使用される水素還元処方法を説明す
るための概略の構造図である。

【図４】この発明に使用されるプラズマ水素処理方法を
説明するための概略の構造図である。

【符号の説明】

１１…真空容器１１ａ…真空容器の径大部分１１ｂ…真空容器の径小部分１２…回転体１３…外側円筒１４…中間円筒１５…内側円筒１６…シャフト１７…陽極ターゲット１８…ナット１９…断熱間隙２０…突起２１…中間円筒の下端部２２…開口部閉塞体２３…固定体２３ａ…固定体の陽極支持部２４ａ、２４ｂ…ラジアル軸受２５ａ、２５ｂ…スラスト軸受２６…補助金属リング２７、２８…薄肉シールリング２９…陰極構体３０…ステータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極ターゲットが連結された円筒状回転
体の内面と円柱状固定体の外面との間に軸受け間隙を持
たせて、前記回転体の内部空間に前記固定体を配置する
工程と、前記回転体の内面と前記固定体の外面間に形成
された動圧式すべり軸受け、および、前記軸受け間隙に
金属潤滑材を供給する工程とからなる回転陽極Ｘ線管の
製造方法において、前記固定体の軸受け面と前記回転体
の軸受け面の少なくとも一方に対し、前記金属潤滑材に
濡らす前に水素還元処理を行う工程を設けたことを特徴
とする回転陽極型Ｘ線管の製造方法。
【請求項２】水素還元処理はプラズマ水素処理である
請求項１記載の回転陽極型Ｘ線管の製造方法。