DE69123554T2 - Drehanoden-Röntgenröhre - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drehanodentyp-Röntgenröhre und insbesondere auf eine Verbesserung in der Struktur eines Lagers zum Tragen einer Drehanodentyp-Röntgenröhre.
• Bekanntlich wird in einer Drehanodentyp-Röntgenröhre ein scheibenähnliches Anodentarget durch eine Drehstruktur und eine stationäre Welle mit einem Lagerteil dazwischen getragen, und ein von einer Kathode emittierter Elektronenstrahl wird auf das Anodentarget eingestrahlt, während das Anodentarget mit hoher Drehzahl durch ein Drehmagnetfeld gedreht wird, das durch Erregen der elektromagnetischen Spule eines Stators erzeugt ist, der außerhalb eines Vakuumkolbens angeordnet ist, um so Röntgenstrahlen abzustrahlen. Der Lagerteil wird durch ein Rollenlager, wie beispielsweise ein Kugellager oder ein Gleitlager des dynamischen Drucktyps gebildet, das Lagerflächen mit Spiralrillen hat und ein Metallschmiermittel aus beispielsweise Gallium (Ga) oder einer Gallium-Indium-Zinn-(Ga-In-Sn-)Legierung verwendet. Drehanodentyp-Röntgenröhren, die das letztere Lager verwenden, sind beispielsweise in der veröffentlichten geprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 60-21463 und in den veröffentlichten ungeprüften japanischen Patentanmeldungen Nr. 60-97536, 60-117531 und 62-287555 offenbart.
• In den in den oben beschriebenen offiziellen Veröffent lichungen offenbarten Drehanodentyp-Röntgenröhren wird Molybdän (Mo) oder eine Mo-Legierung oder Wolfram (W) oder eine W-Legierung als ein Material für eine Drehstruktur und eine ein Gleitlager bildende ortsfeste Welle verwendet. Jedoch oxidiert eine aus einem derartigen Metall bestehende Lagerfläche leicht in der Luft in einem Zusammenbauprozeß, und der sich ergebende Oxidfilm verursacht eine Verschlechterung in der Benetzbarkeit zwischen der Lagerfläche und einem flüssigen Metallschmiermittel aus einer Ga-Legierung. Aus diesem Grund ist ein spezieller Prozeß erforderlich, um den auf der Lagerfläche gebildeten Qxidfilm zu entfernen, was den Zusammenbauprozeß mühsam macht. Darüber hinaus kann eine zuverlässige Gleitlagerfunktion des dynamischen Drucktyps nicht erhalten werden.
• Das zum Stand der Technik zählende Dokument EP-A- 0 378 273 offenbart eine Drehanodentyp-Röntgenröhre mit einem Anodentarget, einer Drehstruktur, die eine Drehmittenachse hat und an der das Anodentarget festgelegt ist, und einer stationären Struktur, die koaxial zu der Drehstruktur angeordnet ist, um die Drehstruktur drehbar zu halten. In dieser Röntgenröhre wird ein hydrodynamisches Lager zwischen der Drehstruktur und der stationären Struktur gebildet, die Spiralrillen und einen Spalt aufweist, in den ein Metallschmiermittel (GaInSn) aufgetragen ist. Dieses Metallschmiermittel ist in einem flüssigen Zustand während der Drehung der Drehstruktur.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehanodentyp-Röntgenröhre vorzusehen, die eine hervorragende Benetzbarkeit zwischen einer Lagerfläche und einem flüssigen Metallschmiermittel gewährleistet und die einen stabilen Betrieb des Gleitlagers vom dynamischen Drucktyp aufrechterhalten kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine Drehanodentyp-Röntgenröhre vor, wie diese im Patentanspruch 1 angegeben ist.
• Wenn in einer Drehanodentyp-Röntgenröhre eine dünne Oberflächenschicht, die ein hochschmelzendes Metall für ein Lagerflächen-Basisglied enthält, wie beispielsweise Mo oder W und Gallium oder in einem Beispiel, das für das Verständnis der Erfindung nützlich ist, eine dünne Oberflächenschicht, die ein Nitrid-, ein Carbid- oder ein Kohlenstoffnitrid-Keramikmaterial für ein Lagerflächen-Basisglied enthält und Gallium auf dem Oberflächenteil jeder Gleitlagerfläche gebildet ist, so wird eine hervorragende Benetzbarkeit zwischen den Lagerflächen und dem flüssigen Metallschmiermittel gewährleistet, um so einen stabilen Betrieb des Gleitlagers vom dynamischen Drucktyp aufrechtzuerhalten. Zusätzlich ist ein Zusammenbau dieses Lagers erleichtert, und ein hochzuverlässiger Lagerbetrieb kann durchgeführt werden.
• Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden Detailbeschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
• Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung ist, die eine Drehanoden-Röntgenröhre gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt,
• Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung ist, die einen Teil der Röntgenröhre in Fig. 1 zeigt,
• Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung ist, die einen Teil der Röntgenröhre in Fig. 1 zeigt,
• Fig. 4 eine Längsschnittdarstellung ist, die die Struktur des in Fig. 1 dargestellten Lagers zeigt,
• Fig. 5 und 6 jeweils Schnittdarstellungen längs Linien 5-5 und 6-6 in Fig. 4 sind,
• Fig. 7 ein Graph ist, der die Gehaltsverhältnisse der Metallkomponenten des in Fig. 1 dargestellten Lagers zeigt,
• Fig. 8 eine teilweise vergrößerte Längsschnittdarstellung ist, die eine Drehanodentyp-Röntgenröhre gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, und
• Fig. 9 eine teilweise vergrößerte Längsschnittdarstellung ist, die eine Drehanodentyp-Röntgenröhre gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Drehanodentyp- Röntgenröhre der vorliegenden Erfindung werden im folgenden anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, daß die gleichen Teile durch die gleichen Bezugszeichen in den Zeichnungen bezeichnet sind.
• Wie in den Fig. 1 bis 6 gezeigt ist, ist ein aus einem Schwermetal 1 bestehendes scheibenähnliches Anodentarget 11 integral an einem Drehwellenteil 13, der sich von einem Ende einer zylindrischen Drehstruktur 12 erstreckt mit einer Schraube 14 befestigt. Eine stationäre oder ortsfeste Welle 15 ist in die zylindrische Drehstruktur 12 eingepaßt. Ein scheibenähnlicher Flansch 16 ist an einem Öffnungsteil der Drehstruktur 12 festgelegt. Ein Anodenlagerteil 17 an einem Ende der stationären Welle 15 ist vakuumdicht in einem Glasvakuumkolben 18 eingepaßt Ein hydrodynamischer Druckgleitlagerteil 19, der ähnlich zu dem in jeder oben erwähnten offiziellen Veröffentlichung beschriebenen Teil ist, ist an dem Einpaßteil zwischen der zylindrischen Drehstruktur 12 und der ortsfesten Welle 15 ausgebildet. Das heißt, Spiralrillen 20 und 21, die ähnlich zu den Rillen sind, die in jeder der oben erwähnten offiziellen Veröffentlichungen beschrieben sind, sind in der Außenfläche und zwei Endflächen der ortsfesten Welle 15, die als deren Gleitlagerfläche dienen, ausgebildet. Die Gleitlagerfläche der Drehstruktur 12, die der Gleitlagerfläche der ortsfesten Welle 15 gegenüberliegt, ist in eine glatte Oberfläche oder eine Oberfläche ausgebildet, in der Spirairillen oder dergleichen bei Bedarf vorgesehen sind, so daß ein Drucklager und Radiallager gebildet werden. Es sei darauf hingewiesen, daß ein ferromagnetischer Zylinder 12a, der aus einem Eisenmaterial besteht, auf einem Mo-Glied als dem Basisglied der Drehstruktur 12 angepaßt ist, und ein Zylinder 12b, der aus einem Material mit einem niedrigen elektrischen Widerstand, beispielsweise Kupfer, besteht, ist auf dem Zylinder 12a festgelegt.
• Mo oder eine Mo-Legierung (im folgenden einfach als Mo bezeichnet) wird als ein Basisglied für die Drehstruktur 12 und die ortsfeste Welle 15 verwendet. Dünne Reaktionsschichten, die Mo als ein Basisgliedmetall für eine Lagerfläche und wenigstens Ga (im folgenden einfach als Mo-Ga-Reaktionsschichten bezeichnet) enthalten, also Schichten 31 und 32, sind jeweils auf den Lagerflächen gebildet. Diese Mo-Ga-Reaktionsschichten 31 und 32 werden auf den Oberflächen der Basisglieder zuvor gebildet, um Dicken von 1 µm bis 100 µm zu haben. Beispiele für die Bildung derartiger Schichten werden weiter unten näher erläutert.
• Es sei darauf hingewiesen, daß die Drehstruktur 12 und die ortsfeste Welle 15 zusammengebaut sind, um einen Spalt g von etwa 20 µm zwischen ihren Lagerflächen zu haben, auf den die Mo-Ga-Reaktionsschichten 31 und 32 gebildet sind. Eine Schmiermittelspeicherkammer 22 ist auf der ortsfesten Welle 15 vorgesehen, indem ein Durchgangsloch in deren zentralen Teil in der Axialrichtung gebildet wird. Die Schmiermittelspeicherkammer 22 dient auch als ein Zirkulationspfad für ein Schmiermittel. Ein Ende 22a der Schmiermittelspeicherkammer 22 ist in einer Endfläche der Außenfläche der ortsfesten Welle 15 geöffnet, welche die Spiralrillen 20 hat. Somit steht die Schmiermittelspeicherkammer 22 in Verbindung mit einem Spalt des Drucklagers. Zusätzlich ist ein Zwischenteil der Außenfläche der ortsfesten Welle 15 leicht kegelförmig gestaltet, um einen Teil 23 mit kleinem Durchmesser zu bilden, und drei Radialpfade 24, die sich von der Schmiermittelspeicherkammer 22 erstrecken, sind in winkelmäßigen Intervallen von 120º ausgebildet, um symmetrisch um die Achse zu sein. Die Schmiermittelpfade 24 stehen in Verbindung mit einem Niederdruckraum zwischen der zylindrischen Drehstruktur 12 und dem Teil 23 mit kleinem Durchmesser. Das Schmiermittel in dem Niederdruckraum wird bei einem Druck gehalten, der niedriger ist als derjenige der Spalten der Druck- und Radiallager. Das andere Ende 22b der zentralen Schmiermittelspeicherkammer 22 ist mit einem Stöpsel 25 abgedichtet, der aus dem gleichen Mo- Material wie dasjenige für die ortsfeste Welle 15 besteht. Ein Umfangshohlraum 26 zwischen einem Teil mit kleinem Durchmesser der ortsfesten Welle 15 und der Drehstruktur 12 ist nahe des Stöpsels 25 gebildet. Drei radiale Pfade 27, die sich von der zentralen Schmiermittelspeicherkammer 22 zu dem Umfangshohlraum 26 erstrecken, sind in Winkelintervallen von 120º gebildet, um symmetrisch um die Achse zu sein. Somit steht die Schmiermittelspeicherkammer 22 in Verbindung mit dem Umfangshohlraum 26 über die radialen Pfade 27, und der Hohlraum 26 steht auch in Verbindung mit dem Spalt des Drucklagers zwischen der ortsfesten Welle 15 der abgestuften Fläche und der abgestuften Innenfläche der Drehstruktur 12. Ein Spalt g und die Spiralnilen 20 und 21 der Lager, die Pfade 24 und die Schmiermittelspeicherkammer 22, die hiermit in Verbindung steht, sind mit einem flüssigen Metallschmiermittel (nicht gezeigt) gefüllt, wie dies oben beschrieben ist. Aufgrund des Vorhandenseins der Schmiermittelspeicherkammer 22 wird eine ausreichende Menge an flüssigem Metallschmiermittel für einen Langzeitbetrieb in die Spalten der Lager gespeichert, wenn eine Menge an Schmiermittel in den Spalten der Lager abnimmt, um so einen geforderten Betrieb des Gleitlagers des hydrodynamischen Drucktyps aufrechtzuerhalten.
• Der Endteil der ortsfesten Welle 15 ist integral mit dem Anodenlagerteil 17 aus einem Eisenmaterial verlötet. Ein Stator 40 mit einer elektromagnetischen Spule ist außerhalb des Vakuumkolbens angeordnet, um der Drehstruktur 12 gegenüberzuliegen. Ein Drehmagnetfeld wird durch den Stator 40 erzeugt, um die Drehanode mit einer hohen Drehzahl in einer durch P in Fig. 1 angedeuteten Richtung zu drehen. Ein von einer (nicht gezeigten) Kathode emittierter Elektronenstrahl fällt auf das Anodentarget 11 ein, um Röntgenstrahlen auszustrahlen. Das meiste der in dem Target 11 erzeugten Wärme wird durch Strahlung abgeführt, während ein Teil der Wärme von der Drehstruktur 12 zu dem flüssigen Metallschmiermittel übertragen und durch die ortsfeste Welle 15 abgeführt wird. Da die Mo-Ga-Reaktionsschichten 31 und 32, die die Lagerflächen bilden, ausreichende hohe elektrische und thermische Leitfähigkeiten als die Drehanodentyp-Röntgenröhre haben, arbeiten sie einwandfrei als Pfade für Anodenströme und Wärme. Zusätzlich weisen die Schichten 31 und 32 eine ausreichend hohe mechanische Stärke auf, um so eine Drehanodentyp-Röntgenröhre zu liefern, die ein stabiles Lagerbetriebsverhalten hat.
• Beispiele für die Bildung der Mo-Ga-Reaktionsschichten 31 und 32 auf den Lagerflächen der Drehstruktur 12 und der ortsfesten Welle 15 werden im folgenden beschrieben.
• In einem der Beispiele sind Spiralrillen 20 und 21 mit Fischgrätenmustern in vorbestimmten Teilen der Basisglieder der Drehstruktur 12 und der ortsfesten Welle 15 aus Mo, die als Lagerflächen dienen, gebildet. Diese Mo-Basisglieder werden dann auf 700ºC in einem Vakuum erwärmt, um die Lagerflächen zu reinigen. In dem gleichen Vakuum wird die Temperatur der Basisglieder in dem Bereich von etwa 450 bis 500ºC, beispielsweise bei 500ºC, gehalten, und die Basisglieder werden in ein Bad aus Ga (einschließlich einer Legierung aus Ga als einem Hauptelement, beispielsweise eine Ga-In-Sn-Legierung) getaucht. Die Basisgueder werden in dem Bad für eine vorbestimmte Zeitdauer gehalten und dann abgekühlt. Bei diesem Prozeß werden Mo-Ga-Reaktionsschichten 31 und 32, die jeweils aus einer Verbindung bestehen, die Mo, Ga, In und Sn enthält, auf den Oberflächen der Basisglieder gebildet, um so Lagerflächen zu erhalten. Jede der Schichten 31 und 32 wird in die Ursprungsfläche eines entsprechenden Basisgliedes bis zu einer Tiefe von etwa 2,5 µm diffundiert und dann auf der Oberfläche aufgetragen, um eine Dicke von etwa 4,5 µm zu haben und somit eine Gesamtdicke von etwa 7 µm aufzuweisen.
• Es sei darauf hingewiesen, daß Fig. 7 die Verteilung der Gehalte der Metallkomponenten an den jeweiligen Positionen in der Tiefenrichtung des Oberflächenteiles des auf diese Weise hergestellten Lagergliedes zeigt. Dieser Graph zeigt die molaren Verhältnisse, die ungefähr aus den durch EPMA-Analyse erhaltenen Gehalten berechnet sind. Die Position einer abwechselnd langen und kurzen Strichlinie A in Fig. 7 entspricht der Ursprungsoberfläche jedes Mo-Basisgliedes. Ein Bereich, der durch eine metallische Verbindung gebildet ist, die hauptsächlich aus Ga und Mo als dem Basisgliedmaterial besteht, welcher von der Position A zu einer Strichlinie B reicht, kann erkannt werden. Die Dicke des Bereiches von der Position A zu der Position B beträgt etwa 2,5 µm. Das Verhältnis von Ga zu Mo wird plötzlich nahe der Position B umgekehrt, und ein Metallbereich, der lediglich aus Mo besteht, erstreckt sich nach innen von der Position B. Das heißt, Ga in dem Bad wird in das Mo-Basisglied diffundiert, um die Ga-Mo-Reaktionsschicht von der Ursprungsoberfläche zu der Position B zu bilden. In dem Bereich von der ursprünglichen Mo- Basisgliedoberfläche A zu einer Oberfläche C kann eine metallische Verbindungsschicht aus Ga, In, Sn und Mo erkannt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Oberfläche C eine flache Oberfläche ist, die durch Entfernen eines rauhen Oberflächenteiles, der auf dem oben erwähnten Reaktionsprozeß von der obersten Oberfläche um eine Dicke von etwa 2 µm durch Polieren erhalten ist. Es wird bestätigt, daß die Reaktionsschicht auf diesem Oberflächenteil eine ausreichend hohe Härte als eine Gleitlagerfläche hat. Auf diese Weise wird die Mo- Ga-Reaktionsschicht 31 (oder 32) von der Oberfläche C bis zu einer vorbestimmten Tiefenposition B gebildet. Es sei darauf hingewiesen, daß der Spalt zwischen den Lagerflächen der Drehstruktur und der stationären Welle vor der Bildung der Reaktionsschichten um die Dicke dieser Reaktionsschichten größer als ein vorbestimmter Spalt eingestellt ist, so daß der vorbestimmte Spalt zwischen den Lagerflächen nach Bildung der Schichten erzeugt werden kann. Das niedrigschmelzende Metall in dem Bad, das zur Bildung der Reaktionsschicht zusammen mit dem Basisgliedmetall verwendet wird, kann lediglich aus Ga oder einer Legierung von Ga und einem anderen Metall mit einem relativ niedrigen Schmelzpunkt bestehen.
• Da die Maximaltemperatur der Röntgenröhre während eines Betriebes etwa 400ºC beträgt und dieser Zustand lediglich für eine kurze Zeitdauer andauert, ändert sich die Reaktionsschicht jeder Lagerfläche kaum, und die Lagerfläche mit einer hohen Härte kann beibehalten werden. Selbst wenn zusätzlich ein Oxidfilm auf dieser Reaktionsschicht während des Zusammenbauprozesses gebildet wird, kann dieser Oxidfilm sehr einfach entfernt werden. Wenn weiterhin ein flüssiges Schmiermittel aus Ga oder einer Ga-Legierung zwischen die Lagerflächen nach dem Zusammenbau der Lagerflächen als einem Gleitlager gefüllt wird, kann ein stabiler direkter Kontakt mit einer ausgezeichneten Benetzbarkeit zwischen den Lagerflächen aus den Mo-Ga-Reaktionsschichten und dem flüssigen Metallschmiermittel gewährleistet werden. Daher ist der Zusammenbau erleichtert, und eine befriedigende Funktion als ein Gleitlager eines dynamischen Drucktyps kann erhalten werden.
• In dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Mo-Ga-Reaktionsschicht 31 oder 32 mit einer relativ großen Dicke von etwa 50 µm in der Oberfläche des Basisgliedes einer Drehstruktur oder einer ortsfesten Welle durch ein Verfahren gebildet, das ähnlich zu dem oben beschriebenen ist. Die Oberfläche dieser Reaktionsschicht ist geschliffen, um einen vorbestimmten Durchmesser als eine Lagerfläche zu haben, und gleichzeitig sind Spirairillen 20 oder 21 in der Reaktionsschicht durch einen mechanischen Prozeß oder chemisches Ätzen gebildet. Gemäß diesem Herstellungsverfahren kann eine Röntgenröhre mit einem Gleitlager eines dynamischen Drucksystems mit hochgenauen Spiralrillen und einem gewünschten Spalt zwischen den Lagerflächen hergestellt werden.
• Es sei darauf hingewiesen, daß nach Bildung der Mo-Ga- Reaktionsschicht wenigstens ein Bereich von dem Oberflächenteil C zu einer ursprünglichen Basisguedoberfläche A durch Polieren entfernt werden kann, um eine Verbindungsschicht (entsprechend dem Bereich von der Position A zu der Position B in Fig. 7) freizulegen, bei welcher Ga in Mo diffundiert ist, und Spiralnilen können in der freiliegenden Verbindungsschicht als einer Lagerfläche gebildet werden. Mit diesem Prozeß kann eine Röntgenröhre hergestellt werden, die eine höhere Härte bei einer hohen Temperatur aufweist, und die stabile Lagerflächen mit einer ausgezeichneten Benetzbarkeit mit einem flüssigen Metallschmiermittel hat.
• In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen werden die Oberflächenreaktionsschichten unabhängig auf der Drehstruktur und der stationären Welle in der Form von Teilen gebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf begrenzt, sondern es kann eine Röntgenröhre in der folgenden Weise hergestellt werden. Die Drehstruktur und die ortsfeste Welle werden hergestellt und zuvor derart zusammengebaut, daß der Spalt zwischen den Lagerflächen größer als derjenige des Endproduktes ist. Der Spalt zwischen den Lagerflächen und eine Schmiermittelspeicherkammer werden mit einem Schmiermittel aus Ga oder einer Ga-Legierung gefüllt. Danach werden diese Komponenten auf etwa 500ºC in einem Vakuum für eine vorbestimmte Zeitdauer erwärmt und anschließend abgekühlt. Bei diesem Prozeß werden Mo-Ga-Reaktionsschichten mit jeweils einer vorbestimmten Dicke auf den Lagerflächen der Drehstruktur und der ortsfesten Welle gebildet, und das verbleibende Ga- oder Ga- Legierungsschmiermittel wird in dem Spalt zwischen den Lagerflächen belassen, der auf einen vorbestimmten Spalt reduziert ist. Der Spalt zwischen den Lagerflächen und die Schmiermittelspeicherkammer werden bei Bedarf erneut mit Ga- oder Ga-Legierungsschmiermittel gefüllt, um so die Röntgenröhre zu vervollständigen. Wenn gemäß einem derartigen Herstellungsverfahren die Mengen der zu bildenden Mo-Ga-Reaktionsschichten genau durch Steuern der Wärmebehandlungstemperatur und der Zeit für die Wärmebehandlung hinsichtlich des Spaltes zwischen den Lagerflächen und einem Endprodukt gehandhabt werden, kann die zusammengebaute Struktur der Drehstruktur und der ortsfesten Welle als ein Produkt abgeschlossen werden, ohne die Struktur zu zerlegen, um so keine zusätzlichen Zusammenbauschritte zu erfordern. Daher ist ein derartiges Herstellungsverfahren geeignet für eine Massenproduktion.
• Es sei darauf hingewiesen, daß das Basisglied jeder Lagerfläche durch W (einschließlich einer hauptsächlich aus W bestehenden Legierung), Niob (Nb) (einschließlich einer hauptsächlich aus Nb bestehenden Legierung) oder Tantal (Ta) (einschließlich einer hauptsächlich aus Tantal bestehenden Legierung) gebildet werden kann. Alternativ kann ein anderes Metall, wie beispielsweise Eisen oder rostfreier Stahl oder in einem zum Verständnis der Erfindung nützlichen Beispiel ein keramisches Material als ein Lagerbestandteilelement verwendet werden, und ein Lagerflächenbasisglied kann gebildet werden, indem eine dünne Schicht aus einem hochschmelzenden Metall, wie beispielsweise einem oben beschriebenen Metall, auf einem Teil des Lagerbestandteilelementes, das als eine Lagerfläche dient, geschichtet wird. Wenn diese hochschmelzenden Metalle als Lagerflächenbasisglieder verwendet werden, müssen die Dicken dieser Reaktionsschichten, die aus diesen Basisgliedmetallen und Ga bestehen und auf dem Oberflächenteil hiervon gebildet sind, auf 1 µm oder mehr eingestellt werden, um die Steuerung der Bildung der Reaktionsschichten zu erleichtern.
• In einem Beispiel, das für das Verständnis der Erfindung nützlich ist, kann das Basisglied einer Lagerfläche durch ein keramisches Material, wie beispielsweise Titannitrid, Zirkonnitrid, oder ein keramisches Material, wie beispielsweise Vanadiumcarbid, Titancarbid oder Niobcarbid gebildet werden. Alternativ kann das Basisglied durch ein Kohlenstoffnitrid-Keramikmaterial, wie beispielsweise Vanadium-Kohlenstoffnitrid oder Titan- Kohlenstoffnitrid gebildet werden. Zusätzlich kann in einem weiteren Beispiel, das für das Verständnis der Erfindung nützlich ist, ein Lagerflächenbasisglied durch Beschichten einer Schicht aus einem Nitrid, einem Carbid oder einem Kohlenstoffnitrid-Keramikmaterial auf einem Oberflächenteil eines anderen Metalles gebildet werden. Wenn ein Lagerflächenbasisglied aus einem Nitrid, einem Oarbid oder einem Kohlenstoffnitrid-Keramikmaterial zu bilden ist, wird die Dicke einer Reaktionsschicht aus dem Lagerflächenbasisglied und Ga oder Bi vorzugsweise auf 1 µm oder mehr eingestellt, um die Steuerung der Bildung der Reaktionsschichten zu erleichtern. Das heißt, wie in Fig. 9 gezeigt ist wird die CVD-Methode verwendet, um eine Titannitrid-Keramikschicht 33 mit einer Dicke von einigen µm auf einem Lagerflächenteil einer stationären Welle 15 abzuscheiden, in der zuvor Spiralrillen 20 und 21 gebildet sind. Zusätzlich kann eine Reaktionsschicht 34 aus Titannitrid und Ga oder Bi auf der sich ergebenden Oberfläche bis zu einer Dicke von etwa 2 µm gebildet werden, um so eine Lageroberfläche zu erzeugen.
• Es sei darauf hingewiesen, daß, da die Reaktionsschicht aus dem Lagerflächenbasisglied und Ga oder Bi eine elektrische Leitfähigkeit hat, die Schicht auch als Teil eines Pfades eines Anodenstromes für die Röntgenröhre verwendet werden kann.
• Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein Schmiermittel begrenzt, das hauptsächlich aus Ga besteht, beispielsweise auf Ga-, Ga-In- oder Ga-In-Sn-Schmiermittel. Beispielsweise kann ein Schmiermittel, das aus einer Legierung besteht, die eine relativ große Menge an Bismuth (Bi) enthält, beispielsweise eine Bi-In-Pb-Sn- Legierung, oder ein Schmiermittel, das aus einer Legierung besteht, die eine relativ große Menge an In enthält, beispielsweise eine In-Bi- oder eine In-Bi-Sn- Legierung verwendet werden. Da diese Materialien Schmelzpunkte haben, die höher als die Raumtemperatur sind, ist es vorzuziehen, daß ein Metallschmiermittel, das aus einem derartigen Material besteht, auf eine Temperatur vorgeheizt wird, die höher als ihr Schmelzpunkt ist, bevor ein Anodentarget gedreht wird.
• Da, wie oben beschrieben ist, gemäß der vorliegenden Erfindung eine dünne Reaktionsschicht, die ein Lagerflächenbasisglied und wenigstens Ga enthält, auf einem Oberflächenteil einer Gleitlagerfläche gebildet wird, kann eine ausgezeichnete Benetzbarkeit zwischen dieser Lagerfläche und dem flüssigen Metallschmiermittel gewährleistet werden, um so einen stabilen Betrieb eines Gleitlagers eines dynamischen Drucktyps beizubehalten. Zusätzlich ist eine Drehanodentyp-Röntgenröhre vorgesehen, die einen einfachen Zusammenbau eines Lagers erlaubt und eine hochzuverlässige Lagerfunktion hat.

Claims (2)

1. Drehanodentyp-Röntgenröhre mit:

einem Anodentarget (11),

einer Drehstruktur (12), die eine Drehmittenachse hat und an der das Anodentarget (11) festgelegt ist,

einer stationären Struktur (15), die koaxial zu der Drehstruktur (12) angeordnet ist, um die Drehstruktur (12) drehbar zu halten, und

einem hydrodynamischen Lager (19), das zwischen der Drehstruktur (12) und der stationären Struktur (15) gebildet ist und Spiralrillen sowie einen Spalt aufweist, in den ein Metallschmiermittel angetragen ist, wobei das Metallschmiermittel während einer Drehung der Drehstruktur (12) in einem flüssigen Zustand ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

das Metallschmiermittel aus einer Gruppe gewählt ist, die aus Gallium, Galliumlegierungen, Indiumlegierungen und Wismutlegierungen besteht,

wenigstens eine Struktur aus den Dreh- und stationären Strukturen (12, 15) ein Basisglied mit einer Oberflächenschicht (31, 32) hat, die derart gebildet ist, daß die Oberflächenschicht das Metallschmiermittel in dem Spalt (g) berührt,

das Material für das oder jedes Basisglied aus der Gruppe gewählt ist, die aus Molybdän, Wolfram, Niob, Tantal, Eisen, Molybdän-Legierung, einer Legierung, die hauptsächlich aus Wolfram besteht, einer Legierung, die hauptsächlich aus Niob besteht, einer Legierung, die hauptsächlich aus Tantal besteht, und rostfreiem Stahl besteht,

die oder jede Oberflächenschicht aus einer Legierung des Schmiermittelmetalles und des Basisgliedmetalls derart hergestellt ist, daß die Legierung wenigstens ein Element der Gruppe umfaßt, die aus Gallium, Indium, Wismut oder Zinn besteht, und

die oder jede Oberflächenschicht nicht kleiner als 1 Mikrometer ist.

2. Drehanodentyp-Röntgenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralnuen in wenigstens einer Oberflächenschicht gebildet sind.