(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能なアノードを有するＸ線管用の流体動圧軸受であって、
前記回転可能なアノードを支持する回転可能なシャフトと、
前記シャフトを長さにわたってシールするように配される支持ブッシュと、
前記シャフトと前記支持ブッシュとの間に提供される軸受装置であって、一次軸受機構及び二次軸受機構を有する軸受装置と、
を有し、
前記シャフトは、前記軸受装置によって、前記支持ブッシュに対し回転可能に支持され、
前記一次軸受機構は、前記支持ブッシュ及び／又は前記シャフトの表面に複数の溝と、前記回転可能なシャフトと前記支持ブッシュとの間のシールされた空間に含まれる潤滑材料と、を有し、前記溝は、前記潤滑材料と相互作用するように動作可能であり、前記一次軸受機構は、前記回転可能なアノードの安定した動作フェーズの間、前記回転可能なシャフトを支持し、
前記二次軸受機構は、前記支持ブッシュの表面上の第１の軸受面部分と、前記回転可能なシャフト上の第２の軸受面部分とを有し、前記第１及び第２の軸受面部分は、互いに対向して配され、前記第１及び第２の軸受面部分は、相互の接触表面部分として提供され、前記二次軸受機構は、前記回転可能なアノードの開始及びランディングフェーズの最中に前記回転可能なシャフトを支持し、前記二次軸受機構の前記第１及び第２の軸受面部分は、前記安定した動作フェーズの間、互いに接触せず、
前記第１及び／又は第２の軸受面部分の少なくとも一部が、前記回転可能なシャフトの基礎材料及び／又は前記支持ブッシュの基礎材料と比較して、より低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有する第１及び／又は第２の軸受コーティングを有し、
前記第１及び／又は第２の軸受コーティングが、複数の材料層を有し、少なくとも２つの隣接する層が異なる材料を有し、第１の隣接する層が、四面体配位非晶質炭素を有し、第２の隣接する層が、二硫化モリブデンを有する、流体動圧軸受。
【請求項２】
前記第１の軸受面部分及び前記第２の軸受面部分が、前記第１の軸受コーティングでコーティングされ、前記コーティングされた部分が互いに対向して配される、請求項１に記載の流体動圧軸受。
【請求項３】
前記第２の軸受面部分が、前記第１の軸受コーティングと異なる組成の第２の軸受コーティングを有する、請求項１又は２に記載の流体動圧軸受。
【請求項４】
少なくとも１つの軸受コーティングが、前記潤滑材料との適合性のために処置される、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項５】
前記溝は、上側リッジを有し、前記上側リッジが、前記第１の軸受コーティングで処置され、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項６】
前記第１及び／又は第２の軸受コーティングが二硫化モリブデンを有する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項７】
前記第１及び第２の軸受コーティングは、二硫化モリブデン、非晶質炭素、四面体配位非晶質炭素、超ナノ結晶ダイヤモンドフィルム、ナノ及び超ナノ結晶蒸着ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド及び二硫化タングステンのリストから選択された少なくとも１つの材料を有する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項８】
前記第１の軸受コーティングは、実質的に、１５０℃乃至４００℃の範囲の温度に対する耐性をもつ、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項９】
前記潤滑材料がＧａ−Ｉｎ−Ｓｎ合金である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の流体動圧軸受。
【請求項１０】
Ｘ線管であって、
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の流体動圧軸受と、
カソードと、
を有し、
前記カソードは、アノードディスクに向けて電子を放出するように構成され、前記アノードディスクは、前記カソードによって放出される電子が前記回転可能なディスクに当たる結果としてＸ線を生成するように構成される回転可能な表面を提供する、Ｘ線管。
【請求項１１】
Ｘ線イメージングシステムであって、
請求項１０に記載のＸ線管と、
Ｘ線検出器と、
対象を受け取る支持体と、
処理装置と、
を有し、
前記Ｘ線管は、Ｘ線放射線を生成するように適応され、
前記Ｘ線検出器は、Ｘ線放射線が前記支持体上の対象を通過したあと、Ｘ線放射線を受信するように適応される、Ｘ線イメージングシステム。
【請求項１２】
Ｘ線管用の流体動圧軸受を製造する方法であって、
（ａ）未処置の回転可能なシャフト及び支持ブッシュの部品を提供するステップと、
（ｂ）未処置の回転可能なシャフト、未処置の支持ブッシの部品、又はそれらの両方の少なくとも一部に第１及び／又は第２の軸受コーティングを堆積するステップであって、前記第１及び／又は第２の軸受コーティングが、前記回転可能なシャフトの基礎材料及び／又は支持ブッシュの基礎材料と比較して、低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有し、前記第１及び／又は第２の軸受コーティングが、複数の材料層を有し、少なくとも２つの隣接する層が異なる材料を有し、第１の隣接する層が、四面体配位非晶質炭素を有し、第２の隣接する層が、二硫化モリブデンを有する、ステップと、
（ｃ）前記回転可能なシャフト及び前記支持ブッシュの部品を組み立てて前記流体動圧軸受にするステップと、
（ｄ）前記潤滑材料を付加するステップと、
（ｅ）前記流体動圧軸受を真空シールするステップと、
を有する方法。
【請求項１３】
前記ステップｂ）及び前記ステップｃ）の間に、（ｂ１）前記潤滑材料との適合性を改善するために、前記軸受シャフト、前記支持ブッシュの一部又はそれらの両方を前処理するステップ、を更に有する、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｘ線管用の流体動圧軸受、流体動圧軸受を有するＸ線管、Ｘ線イメージングシステム及び流体動圧軸受を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受が厳しい性能条件を受ける場合、流体動圧軸受がしばしば使用される。流体動圧軸受において、回転子と固定子との間に間隙が形成される。間隙は、潤滑剤を有する。回転子は、溝のネットワークを備える。従って、回転子が回転するにつれて、流体動圧力が間隙内に生成される。圧力は軸受の回転子を持ち上げるように働き、それによって、回転子と固定子との間に接触を防ぐ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
国際公開第2013/046083A1号明細書は、軸受シャフト及び軸受ブッシュを有するＸ線管用の流体動圧軸受を開示する。軸受ブッシュは、軸受シャフトを同心で囲み、アノードディスクに及び回転子に堅固に接続される。加えて、軸受ブッシュは、軸受軸上に回転可能に配置される。軸受シャフト及び軸受ブッシュは、互いに対して回転可能である。
【０００４】
このような流体動圧軸受の特性は、なお一層最適化されることができる。
【０００５】
こうして、軸受の寿命を増大するとともに、より速い回転速度に耐えることができる流体動圧軸受を提供する必要がありうる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の目的は独立請求項の主題によって解決され、さまざまな実施形態が従属請求項に組み込まれる。
【０００７】
以下に記述される本発明の見地は、流体動圧軸受を有するＸ線管、このようなＸ線管を有するＸ線イメージングシステム、及び流体動圧軸受を製造する方法に適用されることに留意すべきである。
【０００８】
本発明により、回動可能なアノードを有するＸ線管用の流体動圧軸受が提供される。流体動圧軸受は、回動可能なアノードを支持する回動可能なシャフト、シャフトをその長さにわたてシールするように適応される支持ブッシュ、及びシャフトとブッシュとの間に設けられる軸受装置を有する。軸受装置は、一次軸受機構と二次軸受機構とを有する。
【０００９】
シャフトは、軸受装置によって、ブッシュに対し回転可能に支持される。一次軸受機構は、支持ブッシュ及び／又はシャフトの表面に複数の溝を有する。潤滑材料が、回転可能なシャフトと支持ブッシュとの間のシールされた空間内に含まれる。溝は、潤滑材料と相互作用するように動作可能であり、一次軸受機構は、回転可能なアノードの安定した動作フェーズ中、回転可能なシャフトを支持する。
【００１０】
二次軸受機構は、支持ブッシュの表面上の第１の軸受面部分と、回転可能なシャフト上の第２の軸受面部分とを有する。第１及び第２の軸受面部分は、互いに対向して配置され、第１及び第２の軸受面部分は、相互の接触表面部分として設けられる。二次軸受機構は、回転可能なアノードの開始及びランディング（着地）フェーズの間、回転可能なシャフトを支持する。二次軸受機構の第１及び第２の軸受面部分は、安定した動作フェーズ中、互いに接触しない。第１及び／又は第２の軸受面部分の少なくとも一部は、シャフトの基礎材料及び／又はブッシュの基礎材料と比べて、より低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有する第１の軸受コーティングを有する。
【００１１】
螺旋溝軸受又は自己潤滑軸受としても知られるＸ線管用の流体動圧軸受は、金属で作られた部品から構成される。可動部間の潤滑は、高温に耐えることが可能な液体金属又は液体共晶合金によって容易にされる。液体共晶合金潤滑は、動作中、軸受の可動部の間の摩擦を効果的に低減する。
【００１２】
しかしながら、生じる問題は、軸受が回転運動を開始するとき、及び軸受がその回転運動を終えるときに、軸受面への損傷が発生することである。安定した動作状態において、流体動力は、潤滑材料上における溝のポンプ作用によって生成される。ポンプ作用は回転可能なアノードの重量と反対の力を生成し、こうして、軸受面から回転可能なアノードを持ち上げる。
【００１３】
流体動圧軸受の始動及び停止の間、ポンプ作用により提供されるリフト力は、回転可能なアノードの重量を克服しない。
【００１４】
従って、回転可能なシャフトは、支持ブッシュと接触することになる。これは、材料が摩滅しブッシュ又は回転可能なシャフトから除去されることにより、必然的に軸受面の損傷につながる。回転可能なシャフトが支持ブッシュに対して傾斜してランディングする場合、このような機械的接触は悪化しうる。
【００１５】
摩耗は、流体動圧軸受の寿命を制限する。さまざまな適用領域におけるより強力なＸ線ビームを求める要求のために、Ｘ線管のこのような回転可能なアノードのより速い回転速度が絶えず必要とされる。従って、損傷なしのランディング速度は、可能な限り高くなければならない。
【００１６】
本発明の流体動圧軸受は、回転可能なシャフト及び流体動圧軸受の支持ブッシュによって経験される摩擦を低減する可能性を提供する。これは、シャフト又はブッシュの基礎材料と比較してより低い滑り摩擦係数及びより高い耐性を有する第１の軸受コーティングで、第１及び／又は第２の軸受面部分の少なくとも一部を被覆することによって達成される。
【００１７】
本発明の他の実施携形態によれば、前述したような流体動圧軸受及びカソードを有するＸ線管が提供される。カソードは、アノードディスクに接続される。カソードは、アノードディスクに向かって電子を放出するように構成される。アノードディスクは、カソードによって放出された電子が回転可能なディスクに当たる結果として、Ｘ線を生成するように構成される回転可能な表面を提供する。
【００１８】
従って、本発明によるＸ線管は、それが上述される有利な特性を有する流体動圧軸受を使用するので、より長い動作寿命から利益を得る。
【００１９】
本発明によれば、Ｘ線イメージングシステムが提供される。Ｘ線イメージングシステムは、Ｘ線管、Ｘ線検出器、対象を受け取る支持体、及び処理装置を有する。Ｘ線管は、Ｘ線放射線を生成するように適応される。Ｘ線検出器は更に、Ｘ線放射線が支持体上の対象を通過した後、Ｘ線を受け取るように適応される。
【００２０】
本発明によれば、Ｘ線管用の流体動圧軸受を製造する方法が提供される。方法は、
（ａ）未処理の軸受シャフト及び軸受ブッシュの部品を提供するステップと、
（ｂ）第１の軸受コーティングを、未処理の軸受シャフト、未処理の軸受ブッシュ又はそれら両方の少なくとも一部に堆積するステップであって、第１のコーティングは、シャフトの基礎材料及び／又はブッシュの基礎材料と比較して、より低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有する、ステップと、
（ｃ）軸受シャフト及び軸受ブッシュの部品を流体動圧軸受に組み立てるステップと、
（ｄ）潤滑材料を付加するステップと、
（ｅ）軸受を真空シールするステップと、を有する。
【００２１】
本発明により、より長い寿命を有する、Ｘ線管用の流体動圧軸受を製造する方法が提供される。
【００２２】
一次軸受機構という語は、溝の中の潤滑材料のポンプ作用をさす。溝は、回転可能なシャフト又は支持ブッシュ、あるいは両方に設けられることができることに留意すべきである。回転可能なシャフトの速度が増大するにつれて、一次軸受機構により提供されるリフトが増大し、従って、それは、回転可能なシャフトによって支持される回転可能なアノードの重量を克服する。この点で、一次軸受機構は、支持ブッシュにおいて、回転可能なシャフト及びこれにより回転可能なアノードを持ち上げ、それにより、回転可能なシャフトのどの部分も実質的に支持ブッシュと接触しないようにする。
【００２３】
二次軸受機構という語は、回転可能なシャフト上のポンプ作用によって生じるリフト力が回転可能なシャフト及び支持ブッシュの重量によって克服され、従って、回転可能なシャフトが、支持ブッシュと接触し始める状況をさす。この場合、回転可能なシャフトが支持ブッシュと接触して回転するにつれて、摩擦力が生成される。軸受が停止状態から始動するとき、及び軸受が始動された状態から停止するとき、摩擦力が存在する。
【００２４】
言い換えると、一次軸受機構は、軸受の溝内の潤滑剤のポンプ作用によって生じる。
【００２５】
言い換えると、二次軸受機構は、軸受コンポーネントの物理的な接触から生じる。
【００２６】
「安定動作フェーズ」の語は、回転可能なシャフトの回転速度が実質的に一定である流体動圧軸受の状態をさし、回転可能なシャフト上のポンプ作用によって生成されるリフト力は、Ｘ線管の回転可能なアノードを保持する回転可能なシャフトの質量と釣り合う。このように、安定動作フェーズでは、回転可能なシャフトと支持ブッシュとの間の接触はない。
【００２７】
「第１の軸受面部分」という語は、支持ブッシュの任意の領域、又は支持ブッシュの表面のより小さい部分をさす。同様に、「第２の軸受面部分」という語は、回転可能なシャフトの任意の部分又は回転可能なシャフトの選択された領域をさす。
【００２８】
言い換えると、本発明の見地は、流体動圧軸受の表面を保護し及びこのようにＸ線管に対する損傷を低減するために、医療Ｘ線管における使用に適した流体動圧軸受における低い摩耗及び低い摩擦コーティングの使用である。
【００２９】
独立性請求項におけるＸ線管用の流体動圧軸受、流体動圧軸受を有するＸ線管、Ｘ線イメージングシステム、及び流体動圧軸受を製造する方法は、従属請求項に規定されるのと同様な及び／又は同一の好適な実施形態をことが理解される。更に、本発明の好適な実施形態は、その個々の独立請求項と従属請求項の任意の組み合わせにありうることが理解される。
【００３０】
本発明のこれら及び他の見地は、以下に記述されている実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。
【００３１】
本発明の例示の実施形態は、添付の図面を参照して以下に記述される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態による自己潤滑すべり軸受の概略断面図。
【図２】通常の流体動圧軸受の一部を示す図。
【図３】螺旋溝スラスト軸受の実施例の端面図。
【図４Ａ】使用前の流体動圧軸受の実施形態の側面図。
【図４Ｂ】使用後の流体動圧軸受の実施形態の側面図。
【図５Ａ】本発明の実施形態による軸受コーティングを示す図。
【図５Ｂ】本発明の実施形態による軸受コーティングを示す図。
【図５Ｃ】本発明の実施形態による軸受コーティングを示す図。
【図６】本発明の一実施形態による軸受コーティングを示す図。
【図７Ａ】例示の流体動圧軸受の側面図。
【図７Ｂ】例示の流体動圧軸受の側面図。
【図８Ａ】本発明の一実施形態による軸受コーティングを示すＸ線管を示す図。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態による軸受コーティングを示すＸ線管を示す図。
【図９】本発明によるＸ線管を示す図。
【図１０】本発明による流体動圧軸受を有するＸ線管を有するＸ線システムを示す図。
【図１１】本発明によるＸ線システムを示す図。
【図１２】本発明による流体動圧軸受を製造する方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、回転可能なアノードを有するＸ線管用の流体動圧軸受１を概略的に示す。流体動圧軸受は、回転可能なアノードを支持するための回転可能なシャフト２、シャフトの長さをシールするように適応される支持ブッシュ４、及びシャフトと支持ブッシュとの間に設けられる、一次軸受機構６ａ及び二次軸受機構６ｂを有する軸受装置６を有し、シャフトは、軸受装置によって、ブッシュに対して回転可能に支持される。
【００３４】
加えて、一次軸受機構は、支持ブッシュ及び／又はシャフトの表面内の複数の溝８、及びシャフトと支持ブッシュとの間のシールされた空間内に含まれる潤滑材料１０を有する。溝８は、潤滑材料１０と相互作用するように動作可能であり、一次軸受機構６ａは、回転可能なアノードの安定した動作フェーズの間、回転可能なシャフト２を支持する。
【００３５】
加えて、二次軸受機構６ｂは、支持ブッシュの表面上の第１の軸受面部分１２、及び回転可能なシャフト２上の第２の軸受面部分１４を有する。第１及び第２の軸受面部分は、互いに対向して配置される。
【００３６】
第１の軸受面部分１２は、代替として、スラストディスク又はスペーサリングとも称されることができる。第２の軸受面部分１４は、代替として、カラー又はブッシュと称されることができる。
【００３７】
明らかなように、二次軸受機構には、２つの目的がある。まず、第１及び第２の軸受面部分が相互の接触面部分として設けられ、二次軸受機構が、回転可能なアノードの開始及びランディンンフェーズの間、回転可能なシャフトを物理的に支持する。
【００３８】
二次軸受機構６ｂの第１及び第２の軸受面部分は、安定した動作フェーズの間、互いに接触しない。
【００３９】
二次軸受機構は、安定した動作フェーズにおいて、潤滑材料１０をポンピングする手段を更に有する。この手段は、第１の軸受面部分１２、第２の軸受面部分１４、又はその両方に設けられることができる。第１及び／又は第２の軸受面部分の少なくとも一部１６は、シャフトの基礎材料及び／又は支持ブッシュ４の基礎材料と比較して、低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有する第１の軸受コーティング１８を有する。軸受支持ブッシュ４は更に、スリーブとして示されることができ、軸受の回転可能なシャフト２を同心で囲む。アノードディスクは、それが軸受ブッシュと同じ速度で回転するようなやり方で、ブッシュ４に接続されることができる。
【００４０】
別の実施形態に従って、軸受の（支持ブッシュの場所における）外側部材は回転することができ、軸受の（回転可能なシャフトの場所における）内側部材は静止したままでありうる。この場合、回転可能なアノードディスクは、代替の軸受の回転可能な外側部材に接続されることができる。この違いとは別に、軸受は、溝及び潤滑材料を具備し、真空を囲み、それにより、一次及び二次軸受機構が同様に動作する。この別の実施形態に従って製造される軸受は、本願明細書に記述される同じ第１及び第２の軸受機構に従って機能し、このような別の実施形態の少なくとも第１の軸受部分上の少なくとも第１の軸受コーティングの使用から生じる利益がなお達成される。
【００４１】
アノードに接続されない回転可能なシャフトの端部は、モータに接続されており、モータは、流体動圧軸受がＸ線管に組み込まれる場合、流体動圧軸受の回転可能なシャフトを回転させ、それによりＸ線管の回転可能なアノードを回転させるように動作可能である。
【００４２】
支持ブッシュは、支持ブッシュの表面上に第１の軸受面部分１２を有する。図１において、第１の軸受面部分は、支持ブッシュ４の凹部に示されている。しかしながら、第１の軸受面部分は、支持ブッシュの内側のどの場所に配置されてもよく、例えば、ブッシュの全ての内面が、第１の軸受面部分と考えられることができ、又は支持ブッシュの側面のみ又は支持ブッシュの上部プレートのみが考えられてもよいことが分かるであろう。
【００４３】
同様に、回転可能なシャフト２は、第２の軸受面部分１４を有する。図１において、これらは、回転可能なシャフト２の延長部分上に示されている。しかしながら、第２の軸受面部分が回転可能なシャフト２のいかなる部分に示されてもよいことが分かるであろう。例えば、第２の軸受面部分は、回転可能なシャフト２の全体を実質的にカバーすることができる。代替として、第２の軸受面部分は、回転可能なシャフトの下面上にのみ限定されてもよい。代替として、第２の軸受面部分は、回転可能なシャフトの中間領域にのみ限定されてもよい。
【００４４】
軸受は更に、回転シャフトを潤滑材料上で浮遊させるようなやり方で、潤滑材料１０をポンピングする手段を具備する。この手段は、図１又図２に示されていない。
【００４５】
図３は、軸受を持ち上げるために潤滑材料１０をポンピングする手段を主に示すために、回転シャフト２の一例の「真横」のビューを提供する。特徴１７は、回転シャフト２の回転軸である。一次軸受機構のアキシャル軸受を形成する回転シャフト２の部分は、リッジ２１及び溝２３を具備し、それらは一緒に螺旋溝軸受（スラスト軸受）を形成する。リッジ及び溝は、代替として又は付加的に、ブッシュの適切な部分に配置されることができる。第１の軸受面部分１２及び第２の軸受面部分１４は、互いに対向して配置され、第１及び第２の軸受面部分は、相互の接点表面部分として配置される。図１に示すように、第２の軸受面部分１４は、第１の軸受面部分１２のすぐ上にある。代替として、第１の軸受面部分１２及び第２の軸受面部分１４は、支持ブッシュ及び回転可能シャフトの側壁上に、又は、回転可能シャフトの底部表面及び支持ブッシュ上に、互いに対向して配置されることができる。この条件を満足する多くの他の変更例が本明細書を読む当業者によって考えられ、この段落に示される例は、非限定的な例として役立つことに留意すべきである。
【００４６】
軸受面の少なくとも１つは、複数の溝８を有する。溝の断面は一定でありえ、又は溝の断面は、溝の長手方向に沿って変化しうる。
【００４７】
図１において、溝８は、ベアリングの回転可能シャフト２上に、及び回転可能シャフト２の襟部の両方の表面（又は変更例では、底部表面又は上部表面にのみ）に配置される。回転可能なシャフト２の襟部の底部表面上にスラスト軸受（アキシャル軸受）を形成する螺旋形溝は、図１の側面図では可視でない。複数の溝８は、図１に示されるように、溝の少なくとも２つの別々の領域を有することができる。溝の第１の（上側）帯部及び溝の第２の（下側）帯部が、回転可能シャフト２に提供されることができる。更に、複数の溝８は、互いに対し、溝／リッジ比率として更に示される予め規定された距離をおいて配置されることができる。特定の溝／リッジ比率で、支持ブッシュの表面が、カーブした溝によって完全にカバーされるように、ブッシュ表面上の溝８の数が選択されることができる。
【００４８】
こうして、円筒状（同心）の間隙が、回転可能シャフト２と支持ブッシュ４との間に提供される。間隔の幅は、１乃至１００μｍのレンジにあり、軸受間隔として以下に示される。
【００４９】
金属共晶のような潤滑剤が、溝に及び軸受間隔に含まれる。金属共晶は共晶合金であり、それは室温において及び１３００℃までの温度で液体である。
【００５０】
金属共晶は、ガリウム、インジウム及びスズの少なくとも１つを含むことができる。例えば、金属共晶は、ガリウム、インジウム及びスズを含む「ガリンスタン」でありうる。金属共晶は、溶解するとき潤滑剤として、及び同時に例えばブッシュ又は回転可能なシャフトの冷却を提供するための熱接触として、働くことができる。金属共晶は、更に電気を通し、回転アノードに適用される電流に電気リターンパスを提供する。当然ながら、流体動圧軸受に用いられる適切な流体性能を有する他の潤滑剤が悪影響なしに使用されることができる。
【００５１】
公称動作での定常状態動作の間、（一次軸受機構が回転可能シャフト２を支持するモードで）流体動圧軸受１の速度又はスピードは例えば２００Ｈｚであり、潤滑材料１０は溝のポンピング動作に露呈され、これは、流体潤滑フィルムをもたらす圧力条件を生じさせる。
【００５２】
従って、回転可能なシャフト２及び支持ブッシュ４の軸受面は、互いに接触しない。ポンピング動作は、互いに対する軸受部品表面の相対移動、及び液体共晶合金によるこのような表面の少なくとも部分的な湿潤に、に依存する。
【００５３】
回転可能なシャフト２及び支持ブッシュ４が作られる基礎材料は、通常、モリブデン、スチール又はタングステンである。合金が更に使用されることができる。
【００５４】
Ｘ線管の状況における流体動圧軸受１の動作が以下に記述される。
【００５５】
最初に、流体動圧軸受１は不活性であり、従って、回転可能なシャフト２は、支持ブッシュ４に対して移動しない。回転可能なシャフトの溝２１は、支持ブッシュ２と接触している。
【００５６】
回転可能なシャフト２がその安定した動作スピードに到達するまで、回転可能なシャフト２に接続されるモータが起動され、スピードが徐々に増大する。他の場合には開始フェーズとも示される第１の動作フェーズの間、流体動圧軸受は、二次軸受機構に従って動作する。ここで、不十分な圧力が、回転可能なシャフト又は支持ブッシュの溝内の潤滑材料の挙動によって生成される。従って、回転可能なシャフト２上には、支持ブッシュを持ち上げるための十分なリフト力がない。
【００５７】
この開始フェーズにおいて、回転可能なシャフト２の底部表面及び支持ブッシュ４の下側表面は、例えば、実質的に接触している。従って、摩擦力が及ぼされる。回転可能なシャフト２の溝表面が液体共晶合金によって少なくとも部分的に湿潤される場合、潤滑材料は、螺旋形の溝２３、及び溝８を通じてポンピングされ始める。
【００５８】
回転可能なシャフト２上のリフト力は、回転可能なシャフト２の襟部上でのスラスト軸受（アキシャル軸受）の溝のポンピング動作のため、潤滑剤によって及ぼされる圧力によって生じさせられる。回転シャフト２が回転し始めると、潤滑材料が溝に圧入されるにつれて、圧力が、潤滑材料（圧縮できない）によって回転シャフト２に及ぼされる。溝はフロー制限を形成し、それは螺旋型溝の特性を使用することによって増幅されることができる。対数スパイラル及び矢筈模様の螺旋特性もまた一般に使用されるが、当業者であれば他のものを使用することが可能である。流体の圧力は、それが溝を通るにつれて、回転シャフト２上に上向きの力を及ぼすようにする。回転スピードが増大するにつれて、この力は、それが潤滑材料の薄いクッション上に浮遊する軸受の位置に回転シャフト２を持ち上げるのに十分になる。従って、軸受が回転し始めると、軸受は負荷を支持する。これが生じる回転スピードは、螺旋溝、軸受ジオメトリ、潤滑液体共晶合金と、軸受コンポーネント表面の間の湿潤相互作用、回転スピード、及び表面速度によって生成されるリフト力によって影響を与えられる。
【００５９】
流体動圧軸受が、流体動圧軸受の回転可能な部分（回転可能なシャフト２）を保持するために十分な負荷力を生成する場合、回転可能なシャフト２は、支持ブッシュ４から離れて持ち上がる。この負荷保持容量は、液体共晶合金潤滑剤と関係する固体表面との相互作用によって生成される潤滑剤の圧力差によって生成される。従って、流体動圧軸受は、回転可能なアノードの安定した動作フェーズと呼ばれる第２の動作フェーズに入る。このフェーズにおいて、回転可能なシャフトは、潤滑材料１０を浮遊（フロート）する。二次軸受機構の第１及び第２の軸受面部分は、安定した動作フェーズの間、互いに接触しない。
【００６０】
スラスト軸受（アキシャル軸受）の溝によってポンピングされる流体は、回転シャフト２と支持ブッシュ４との間で空間内に流入する。前述したように、回転シャフト２又は支持ブッシュ４の表面は、溝の更なる組を有し、動作中、いわばスラスト（アキシャル）軸受へ戻るように潤滑材料１０をポンピングするよう機能する。このようにして、潤滑材料１０の再循環が確立される。
【００６１】
アキシャル軸受のポンピング動作は、軸受面が隔てられるように潤滑剤（流体）の圧力を生成する。
【００６２】
最後に、ランディングフェーズと呼ばれて動作の段階に達する。ランディングフェーズにおいて、回転可能なシャフト２の回転速度が低下される。速度が低下するにつれて、速度の減少に釣り合って、スラスト軸受（アキシャル軸受）の溝の潤滑材料の動作によって生成されるリフト力が低下される。従って、回転可能なシャフトの質量は、徐々に、回転可能なシャフトを下げ、支持ブッシュと接触するように働く。従って、ランディングフェーズにおいて、二次軸受機構が再び優勢になる。従って、回転可能なシャフトの開始及びランディングの間、スラスト軸受（アキシャル軸受）によって生成される圧力レベルは、固体と軸受の移動する金属部分との間で接触を回避するには不十分である。
【００６３】
上述したように、特にランディングフェーズの間、及び特にアノード回転の高いスピードを有する高度なＸ線管の場合、回転可能なシャフト２及び支持ブッシュ４の大きな影響は完全には回避されることができない。このような影響は、軸受の損傷につながりうる。摩擦溶接さえ生じることがあり、これは、Ｘ線管の破壊をもたらす。
【００６４】
こうして、上述したようにこれらの問題を解決するために、第１及び／又は第２の軸受面部分の少なくとも一部が、シャフトの基礎材料及び／又はブッシュの基礎材料と比較して、より低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有する第１の軸受コーティング１８を有する流体動圧軸受１が提供される。
【００６５】
有利には、より低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有する第１の軸受コーティングの、第１、第２又は両方の軸受面部分への提供は、回転可能なアノードの開始及びランディングフェーズ中の摩擦を低減し、回転可能なシャフト２が支持ブッシュと接触するときの摩耗に抵抗することができる。従って、特に医用Ｘ線管において有用である流体動圧軸受支援される回転可能なアノードＸ線管の構築が可能である。
【００６６】
本発明の例示的な実施形態によれば、第１及び／又は第２の軸受コーティングは、例えば、二硫化モリブデン、非晶質炭素、四面体配位非晶質炭素、超ナノ結晶ダイヤモンド膜、ナノ及び超ナノ結晶蒸着ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、及び二硫化タングステンのリストから選択される少なくとも１の材料を有することができる。
【００６７】
上述のリスト中の材料の任意の組み合わせが、第１及び第２の軸受コーティングを提供するために使用されることができる。
【００６８】
代替として、第１の及び／又は第２の軸受コーティングは、上述のリスト中の複数の材料から形成される任意の数の複合材料層から形成されることができる。例えば、２、３、４、５及び６の層を有するコーティングが、上述のグループから選択される各層によって、提供されることができる。
【００６９】
上述のリストの材料の任意の組み合わせは、複合材料層を提供する使用されることができる。
【００７０】
単なる一例として及び効果を制限することなしに、これらの材料の特性が後述される。
【００７１】
真空中で測定される二硫化モリブデン層フィルムの摩擦係数の典型的な例は、"A discussion of the use of molybdenum disulphide as a solid lubricant can be found in NASA Technical Memorandum 104478 of January 1992, authored by Kazushisa Miyoshi, Frank S. Honecy, Philip B. Abel, Steven V. Pepper, Talivaldis Spalvins, and Donald R. Wheeler"の図５に記載されるように、０．０５である（フィルム不良が経験されるステージの前）。
【００７２】
真空中で測定されるダイヤモンドライクカーボン膜の摩擦係数の典型的な例は、"The tribological properties of low-friction hydrogenated diamond-like carbon measured in ultrahigh vacuum" by F. Gao et. al, in "Tribology letters", Vol. 20, Nos 3-4, December 2005に記載されるように、０．０３乃至０．１２の間である。
【００７３】
超ナノ結晶ダイヤモンド膜の硬度の典型的な例は、鉱物硬度のモース硬度における１０より大きい。
【００７４】
真空中で測定される超ナノ結晶ダイヤモンドフィルムの摩擦係数の典型的な例は、０．０１５＋／−０．００２である（"Table 1, Origin of Ultralow Friction and Wear in Ultrananocrystalline Diamond", Konicek et. al, Departmental review paper of the University of Pennsylvania, 6-11-2008)。
【００７５】
ダイヤモンドライクカーボン膜の硬度の典型的例は、鉱物の硬度のモース硬度上の約１０である。
【００７６】
これは、軸受の基礎材料の硬度と比較されることができる。モリブデンは、約５．５モースの硬度を有し、タングステン又は硬化スチールは、７．５と８モースの間の硬度を有する。
【００７７】
本発明の実施形態によれば、第１の摩擦係数及び／又は第２の軸受表面は、０．１−０．５、０．１−０．４、又は０．１−０．３モースの範囲内でありえ、より好適には、０．３を下回る。
【００７８】
第１の軸受コーティングが回転可能なシャフト又は支持ブッシュの全部を通じて連続する態様で適用されることができることが理解されるであろう。
【００７９】
こうして、本発明による及び図１に概略的に示される簡単な流体動圧軸受の構造及び動作が記述された。図１に示される基本的な概略概念に合致する多くの変更例が構成されることができることが当業者により理解される。
【００８０】
図２は、実際に使用されている通常の流体動圧軸受の設計の断面図を示す。図示される軸受の回転可能なシャフト２は、溝８の２つの帯部を有し、帯部は、溝をもたない中心部分によって隔てられている。差し込み図２０が図４Ａ及図４Ｂに示される。この例では、溝８は、矢筈模様であるが、他の多くの模様が使用されることができる。
【００８１】
図４Ａは、正常動作時の図２の従来の軸受を示す。この拡大図から、軸受の質量Ｆｂによってもたらされる力は力Ｆｌによって克服されることがわかり、力Ｆｌは、スラスト軸受（アキシャル軸受）の溝２３の潤滑材料１０のポンピング動作から生じる。従って、（回転可能なシャフトの回転軸の方向に測定される）距離（ｄ）が、支持ブッシュの表面部分上の第１の軸受面部分１２と第２の軸受面部分１４の間にある。スラスト軸受（アキシャル軸受）からのポンピング動作の力は、図４Ａの垂直方向の矢印によって示される。
【００８２】
図４Ｂは、回転可能なアノードのランディングフェーズの直後の状況を示す。回転可能なシャフト２が失速したので、回転可能なシャフト及びアノードの質量によってもたらされる力は、回転可能なシャフトを下方に引き込んでいる。損傷を受けた領域２１は、支持ブッシュ４上に及びスラスト軸受（アキシャル軸受）のリッジ２３上に生成されている。
【００８３】
これは、本発明が解決する問題を表す図である。このような損傷は、それが軸受の流体動力性能に影響を及ぼしうるので、望ましくない。極端な場合、軸受の重大な故障がありえ、ここで、回転可能なシャフト２及び支持ブッシュ４は互いに摩擦溶接される。
【００８４】
更に、擦過断片２７は、金属潤滑剤に懸架されうる。このような浮動する擦過部分は、後半のステージで流体動圧軸受の動き又は流体フローを邪魔することがあり、又は軸受の増大された摩耗に寄与しうる。従って、軸受の表面に対する損傷のリスクを低減することが重要である。
【００８５】
当然ながら、回転シャフト２の他の部分が更に、例えばリッジ８のような支持ブッシュ４と接触することができる。
【００８６】
図５Ａは、本発明の実施形態を示しており、第１の軸受コーティングは、スラスト軸受（アキシャル軸受）を形成する回転可能なシャフト及び二次軸受機構の第１及び第２の軸受面部分に適用される。コーティングされた領域が、黒い太線によって示されている。図５Ａに示すように、第１の軸受コーティング１８が、スラスト軸受（アキシャル軸受）を形成するブッシュ１２の表面上に位置することができる。
【００８７】
図５Ｂは、本発明の代替の実施形態を示す。図５Ｂにおいて、支持ブッシュ４の表面全体が、実質的に第１の軸受コーティングでコーティングされ、溝を含まない回転可能なシャフト２の表面全体が、実質的に第１の軸受コーティングでコーティングされている。これは、黒い太線によって示されている。
【００８８】
図５Ｃは、第１の軸受コーティング１８を使用する本発明の更に別の代替実施形態を示す。支持ブッシュ４の表面上の第１の軸受面部分１２が、第１の軸受コーティングで完全にコーティングされており、これは、黒い太線によって示されている。回転可能なシャフト２は、いかなるコーティングも有しない。
【００８９】
図５Ａ−図５Ｃにおいて、明確さのために、スラスト軸受（アキシャル軸受）の溝２１は、プロファイルに示されていない。これらの図は、第１の軸受コーティングが適用されることができる概略標示を提供することができる。コーティングは、他のロケーションにも適用されることができる。
【００９０】
別の代替実施形態において、回転可能なシャフト２の一部が、第１の軸受コーティングを具備することができ、支持ブッシュ４は、第１の軸受コーティングを具備しない。
【００９１】
有利に、上述の実施形態によれば、開始又はランディングフェーズの間に軸受部分が互いに接触するとき、第１の軸受コーティングは、軸受部分同士の摩擦を低減する。更に、かかる部分は、摩耗から保護される。２つの対向する軸受面（それら両方が第１の軸受コーティングでコーティングされる）が互いに接触する場合にこの利点が増幅されることが理解される。
【００９２】
本発明の一実施形態により、第１の軸受面部分１２及び第２の軸受面部分１４が第１の軸受コーティング１８でコーティングされる流体動圧軸受１が、提供され、コーティングされる部分が、互いに対向するように配置される。この実施形態によれば、回転可能なシャフト２及び支持ブッシュ４上の第１の軸受コーティングは、回転可能なアノードの開始及びランディングフェーズの間は接触するように配置される。
【００９３】
有利には、これは、開始及びランディングフェーズの間、流体動圧軸受１の表面が軸受部分の摩耗から保護され、軸受部分は、より低い滑り摩擦係数を経験することを意味する。従って、より少ない損傷が、開始及びランディングフェーズの間に生じる。対応する（対向する）表面上に第１の軸受コーティングを同時に提供することは、摩擦を一層低減する。
【００９４】
本発明の一実施形態により、スラスト軸受（アキシャル軸受）の第２の軸受面部分１４が第１の軸受コーティングと異なる組成の第２の軸受コーティング２４を有する流体動圧軸受１が提供される。有利には、本実施形態において、回転可能なシャフト２及び支持ブッシュ４の軸受コーティングが、最適コーティングをシャフト及び支持ブッシュの両方に提供するように選ばれることができる。
【００９５】
図６は、この実施形態による流体動圧軸受を示す。スラスト軸受（アキシャル軸受）の第２の軸受面部分は、軸受コーティング２４でコーティングされ、スラスト軸受（アキシャル軸受）の第１の軸受面部分１２は、第１の軸受コーティング１８でコーティングされる。更に、第１の軸受コーティングと異なる組成の第２の軸受コーティングが、第２の軸受面部分の任意の表面又は表面の一部に提供されることもでき、又は、図５Ａに示されるのと同様に、第２の軸受面部分の全体に実際に提供されることもできることが理解される。
【００９６】
図６は、支持軸受の一部が第２の軸受コーティング２４でコーティングされ、回転可能なシャフト２の一部が第１の軸受コーティング１８でコーティングされる例示的な非限定的な例を示している。
【００９７】
有利に、回転可能なシャフト２及び支持ブッシュ４上における異なる軸受コーティングの使用は、各コンポーネントに合わせてカスタマイズされる異なるコーティングが適用されることを可能にする。例えば、回転可能なシャフト２は、ランディングフェーズの間、傾斜した状態でランディングし、支持ブッシュにおいて「ガタガタと音をたてるように」載る可能性がある。従って、回転可能なシャフト２と比較して、異なるタイプの摩耗が、支持ブッシュ４に与えられることができる。この実施形態によれば、動作中に各々の部分が経験しうるユニークな衝撃に合わせられたコーティングが使用されることができる。
【００９８】
更に、回転可能なシャフト２及び支持ブッシュ４の基本材料は異なりうることに留意すべきである。この実施形態によれば、個々の異なる材料に適合性があるコーティングが有利に提供されることができる。
【００９９】
流体動圧軸受の動作要求１（例えば高い圧力及び高い温度）は、複雑で厳しい許容誤差を満足しなければならないコーティングの要求に至ることが理解される。本発明により流体動圧軸受において使用されるコーティングは、軸受間隔内のポンピング及び圧力増強を可能にするために、潤滑材料によって完全に又は部分的に湿潤になるべきである。前述のように、ある例示の実施形態において、潤滑材料は、ガリウム−インジウム−スズ液体共晶合金である。
【０１００】
コーティングは、互いに上部で摺動する際に、コーティングしてない軸受コンポーネントの金属表面より低い摩擦係数を示すことができる。軸受コーティングは、液体共晶合金潤滑剤によって腐食に対してかなり耐性がなければならない。更に、コーティングは、機械の摩耗に、軸受部分のために使用される金属より高い抵抗を示すべきである。コーティングは、少なくとも２００℃、好適には３００℃より高い温度で及び高い真空条件で、機能能しなければならず、それらの特性を維持しなければならない。
【０１０１】
最後に、軸受コーティングは、軸受間隔における不均一な圧力増加を回避するようなやり方で、支持ブッシュ、回転可能なシャフト又はそれらの両方の上に薄い一様なコーティングとして適用できなければならない。コーティングが適用されるとき、このような不均一な圧力増大は、厚さ及び寸法のバリエーションによって引き起こされる。
【０１０２】
本発明の一実施形態により、少なくとも１つの軸受コーティングが潤滑材料１０との適合性について対処される流体動圧軸受１が前述したように提供される。
【０１０３】
従って、第１の軸受コーティングを有する軸受において、第１の軸受コーティングは、潤滑材料との適合性について対処される。第１の軸受コーティング及び第２の軸受コーティングを有する軸受において、両方の軸受コーティングが、潤滑材料との適合性について対処される。
【０１０４】
本発明の一実施形態によれば、溝８が上側リッジ２６を有し、上側リッジ２６が第１の軸受コーティングで処理される流体動圧軸受が提供される。
【０１０５】
図７Ａは、この実施形態による流体動圧軸受を示す。図７Ａにおいて、回転可能なシャフト２及び表面ブッシュ４が、前述したように提供される。
【０１０６】
回転可能なシャフト２の半径方向の表面は、複数の溝８を有し、これらの溝８は、回転可能なシャフトの「襟部」上のアキシャル軸受の溝２３とは異なる。前述のように、溝８によって生成されるポンピング動作は、スラスト軸受（アキシャル軸受）に戻る潤滑材料１０の再循環を生じさせる。半径方向の溝及びアキシャル軸受は、必要とされる負荷容量を軸受が供給し、潤滑剤が軸受間隔内にあるままであることが留意される必要がる。更に、回転可能なシャフトの溝構成の上側リッジ２６が示される。
【０１０７】
流体動圧軸受が静止状態から又は定常状態モードに遷移する場合、不安定性が、回転可能なシャフト２を、流体動圧軸受１の中心軸のまわりを偏心しながら回転するようにすることがある。リッジ２６は、回転シャフト２から高くなっており、従って、支持ブッシュ４と衝突する可能性がある。このような衝突は、軸受部分に不利益な浸食をもたらし、又は重大な故障を生じさせる。
【０１０８】
従って、上述したスラスト軸受（アキシャル軸受）の対処と同様の態様によるリッジ２６及び／又は溝８の対処が、このような不利益な効果を低減することができる。
【０１０９】
図７Ｂは、一実施形態による流体動圧軸受の半径方向セクションのリッジ８の部分の表面をより詳しく示す。支持ブッシュ４及び回転可能なシャフト２が、潤滑材料１０を含む空間９を囲む。回転可能なシャフト２のこのセクションは、溝８をから高くなっている上側リッジ２６を有する。上側リッジ２６は、第１の軸受コーティング７でコーティングされている。このコーティングは、ここで述べられたように任意の適切な摩擦低減及び耐磨耗性コーティングでありうるが、当業者であれば、他のコーティングの使用が思いつくであろう。
【０１１０】
この例では、軸受のモリブデンベース材料の表面が、一様な低い摩耗及び低い摩擦コーティングにより、上述したようにコーティングされる。一例として、厚さ約５μｍの非晶質炭素の層が、円筒状モリブデン素材に堆積されることができる。
【０１１１】
コーティングの後、矢筈模様又は螺旋の溝が、レーザアブレーションを使用して、コーティングされた金属体に掘り込まれる。こうして、溝を提供するプロセスは更に、コーティングの対応する部分を除去する。この製造方法は、溝付き表面のリッジがコーティングされたままにされることを可能にする。従って、それらは、摩耗から保護される。溝はコーティングされていないが、これはさほど問題ではない。なぜなら、溝８の内側表面は、機械的な摩耗に露呈されないからである。
【０１１２】
有利には、更に溝付き構造の上側エッジを保護するとともに、軸受が機能するための十分なポンピング動作が生成されることができる。
【０１１３】
本発明の一実施形態により、第１の軸受コーティング１８及び／又は第２の軸受コーティング２４が二硫化モリブデンを含む流体動圧軸受１が提供される。固体潤滑剤としての二硫化モリブデンの性能は、真空中で及び４００℃までの温度で効果的である。
【０１１４】
二硫化モリブデンは、必要とされる厚さまでマグネトロン高周波スパッタリングすることにより堆積されることができる。しかしながら、他の製造技法も企図されることができる。
【０１１５】
本発明の一実施形態により、第１の軸受コーティング１８及び第２の軸受コーティング２４が、二硫化モリブデン、非晶質炭素、四面体配位の非晶質炭素、超ナノ結晶ダイヤモンド膜、ナノ及び超ナノ結晶蒸着ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、及び二硫化タングステンのリストから選択される少なくとも１つの材料を含む流体動圧軸受１が提供されることができる。
【０１１６】
非晶質炭素を生成するプロセスは、まず、プラズマアシストの化学蒸着のための真空容器に、ガス状のシリコン化合物及び主要な成分としてガス状の炭素化合物を含むガス混合物を入れることである。薄膜堆積のためにこの準備されたガス雰囲気を放電することによって、非晶質炭素の硬い潤滑剤薄膜が得られる。
【０１１７】
代替実施形態によって、超ナノ結晶ダイヤモンド膜が、軸受の表面上に使用されることができる。超ナノ結晶ダイヤモンドフ膜は、低い摩擦係数及び高い耐摩耗性を有する。
【０１１８】
本発明の１つの見地によれば、超ナノ結晶ダイヤモンドは、第１、第２又は両方のコーティングにおいて使用されることができる。超ナノ結晶ダイヤモンドは、利用可能な最も滑らかなダイヤモンド膜の１つであり、その表面は１２ｎｍ未満の二乗平均平方根ラフネスを有する。
【０１１９】
本発明の一実施形態により、第１及び／又は第２の軸受コーティングが複数の材料層を有し、少なくとも２つの隣り合う層が異なる材料を有する、流体動圧軸受１が提供される。
【０１２０】
図８Ａは、上述した実施形態を示す。モリブデンのような基礎材料が特徴３２で示されている。これは、支持ブッシュ又は回転可能なシャフトの表面の一部でありうる。第１の材料３０が、基礎材料３２の上部に堆積される。第２の材料２８が、第１の材料の上部に堆積される。これらの層の反対向きの平行線模様により示されるように、材料３０及び材料２８は異なる。
【０１２１】
本発明の一実施形態により、第１の隣接層が四面体配位非晶質炭素を有し、第２の隣接層が二硫化モリブデンを有する流体動圧軸受が提供される。
【０１２２】
本発明の一実施形態により、２より多くの層を有する材料のスタックが提供されることができる。例えば、図８Ｂは、材料の４層スタックを示す。モリブデン３２の基礎材料は、第１の材料３４及び第２の材料３６でコーティングされており、構成は２回繰り返されている。
【０１２３】
本発明の例示的な実施形態により、第１の軸受コーティング又は第２の軸受コーティングにおいて使用される多層化コーティングのスタック内の層は、少なくとも以下のグループからの任意の材料を有することができる：二硫化モリブデン、非晶質炭素、四面体配位非晶質炭素、超ナノ結晶ダイヤモンド膜、ナノ及び超ナノ結晶蒸着ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、及び二硫化タングステンのリストから選択される少なく１つの材料。上述の材料リスト中の材料の任意の組み合わせが、第１の軸受コーティング又は第２の軸受コーティングとして使用されることができる。
【０１２４】
スタックは、任意の順序でこれらの材料の幾つかを有することができる。スタックは、任意のやり方で順序付けられることができる。個別のスタックは、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９又は１０の層を有することができる。上述の材料リスト中の材料の任意の組み合わせが、層のスタックにおいて使用されることができる。
【０１２５】
本発明の一実施形態により、第１の軸受コーティング及び第２の軸受コーティングは、異なるスタック手法から作られることができる。
【０１２６】
本発明の一実施形態によれば、第１の軸受コーティングが、１５０℃乃至４００℃の範囲の温度に対して実質的に耐性がある流体動圧軸受が提供される。
【０１２７】
本発明の一実施形態により、第１の軸受コーティングが１５０℃乃至５００℃の範囲の温度に対して実質的に耐性がある流体動圧軸受が提供される。
【０１２８】
本発明の一実施形態により、第１の軸受コーティングが１５０℃乃至６００℃の範囲の温度に対して実質的に耐性がある流体動圧軸受が提供される。
【０１２９】
従って、有利には、これらの範囲の温度に露呈される場合、第１の軸受コーティングは劣化しない。例えば鉛のような他の低摩擦コーティングは、摂氏３２７．５度のかなり低い融点を有する。
【０１３０】
本発明の一実施形態により、潤滑材料１０がガリウム−インジウム−スズ合金である流体動圧軸受１が提供される。この合金は、共晶化合物である。共晶化合物は、同じ成分で作られる任意の他の組成物より低い温度で凝固する単一化学成分を有する化合物の混合物である。この合金は、溝８のポンピング動作によって、固定の軸受部品及び回転可能な軸受部品との間の流体動圧軸受の軸受間隔に保持される。
【０１３１】
本発明によれば、Ｘ線管４０が提供される。Ｘ線管は、上述したように、流体動圧軸受及びカソード４２を有する。カソードは、アノードディスク４４に接続される。カソードは、アノードディスクに向かって電子を放出するように構成され、アノードディスクは、カソードによって放出される電子が回転可能なディスクに当たる結果として、Ｘ線を生成するように構成される回転可能な表面を提供する。
【０１３２】
図９は、本発明によるＸ線管４０を示す。Ｘ線管４０は、カソード４２がカソード絶縁体４３を通じて接続される金属フレーム４８を有する。アノードは、アノードディスク４４を有し、回転可能なアノードとして設計される。アノードは、アノード絶縁体を通じて金属フレーム４６に接続される。カソード４２は、アノードディスク４４の方へ電子を放出するように適応され、アノードディスク４４は、カソード４２によって放出される電子がアノードディスクに当たる結果としてＸ線を生成する回転可能な表面を提供する。Ｘ線は、ベリリウムから作られるＸ線ウィンドウを通り金属フレーム４８を去ることができる。回転可能なアノードディスクは、流体動圧軸受１、４６によって支持され、アノード絶縁体に接続される。軸受シャフトは、支持体に接続され、軸受ブッシュによって同心に囲まれる。更に、軸受ブッシュは回転子に接続され、パワーがＸ線管４０に供給されるとき、アノードディスクが回転する。軸受シャフトは、流体動圧軸受の長手方向の軸に平行なボアを有し、その中を冷却流体が循環することができる。
【０１３３】
代替として、アノードディスクは、回転可能なシャフトに接続されることができ、軸受は静止していることができる。
【０１３４】
回転可能なシャフト５４は、或る模様の溝５０及び５２を具備する。回転可能なシャフトと支持ブッシュとの間の溝及び軸受間隔は、潤滑材料として働く金属共晶材料で満たされることができる。定められた回転方向にアノードが回転する間、軸受の溝模様は、軸受間隔内に共晶を維持するポンプとして働く。共晶潤滑材料１０の圧力分配は、流体動圧軸受４０上に半径方向に働く力を続けることができる。
【０１３５】
前述のように、流体動圧軸受において互いに対向して配置される第１の軸受面部分及び第２の軸受面部分は、回転可能なシャフトの基礎材料及び／又は支持ブッシュの基礎材料と比較してより低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有する第１の軸受コーティングで、少なくとも部分的にコーティングされることができる。
【０１３６】
従って、本発明による流体動圧軸受を有するＸ線管において、軸受の表面に対する損傷は、回転可能なアノードの開始及びランディングフェーズの最中、回避されることができる。軸受内部の表面に与えられるこのような保護は、高い軸受回転速度でのより長い動作寿命及び耐性を有するＸ線管の提供につながる。
【０１３７】
本発明により、Ｘ線イメージングシステム６０が提供される。前述したように、システムは、流体動圧軸受を有するＸ線管４０を有する。更に、Ｘ線イメージングシステム６０は、Ｘ線検出器６２、対象６６を受けるための支持体６４、及び処理装置６８を有する。Ｘ線管４０は、Ｘ線放射線を生成するように適応される。更に、Ｘ線検出器は、Ｘ線放射線が支持体上の対象を通過したあと、Ｘ線放射線を受信するように適応される。
【０１３８】
図１０は、本発明によるＸ線イメージングシステムを示す。図１０において、Ｘ線イメージングシステム６０は、ＣＴシステムとして実現される。
【０１３９】
ＣＴシステムは、前述したように流体動圧軸受を組み込んだＸ線管４０、及びＸ線検出器６２を有する。Ｘ線管４０及びＸ線検出器６２は、ガントリ７０に配置される。ガントリ７０は、対象６６に対しＸ線管４０及び検出器６２の回転運動を提供する。イメージングシステム６０は、対象６６を受け取るための支持体６４を更に有する。対象６６は、例えば患者でありうる。Ｘ線管４０は、Ｘ線放射線を生成するように適応され、Ｘ線検出器６２は、Ｘ線放射線が支持体７０上の対象６６を通過したあと、Ｘ線放射線を受信するように適応される。
【０１４０】
処理装置６８は、流体動圧軸受１に作用するロードに依存して、アノードディスクに接続される回転子の速度を制御することによって、Ｘ線放射線を制御するように適応される。
【０１４１】
更に、本発明の見地において、Ｘ線イメージングシステムは、処理装置７４に接続されるディスプレイ６８及びインタフェース装置７２を有することができる。ディスプレイ６８は、Ｘ線イメージングシステム６０を制御するための情報源として、及びＸ線検出器６２によって取得された画像結果を表示するために役立つことができる。
【０１４２】
本発明の他の例示的な実施形態において、Ｘ線管４０及びＸ線検出器６２は、Ｃアームの両端にそれぞれ配置されることができる。Ｃアームは、回転運動の他に、対象６６の周りにおけるＸ線管４０及びＸ線検出器６２の異なる軌道を可能にすることができる。
【０１４３】
図１１は、荷物検査装置としての本発明によるＸ線イメージングシステム６０を示す。荷物検査装置は、ハウジング８０を有し、ハウジンの中を、コンベヤベルトとして設計される支持体６４が通過する。スーツケースのような対象６６が、支持体に位置付けられることができる。更に、ディスプレイインタフェース装置８２が、ハウジングの側面に配置される。ハウジング内には、上述の例によるＸ線管及びＸ線検出器６２が提供される。更に、処理装置７４は、Ｘ線イメージングシステムを制御するために提供される。
【０１４４】
図１２には、本発明の例示的な実施形態による、流体動圧軸受１を製造する方法におけるステップが、概略的に示されている。
−第１ステップ（ａ）において、未処理の回転可能な軸受シャフト及び支持ブッシュ部分が提供される。
−更なるステップ（ｂ）において、第１の軸受コーティングが、未処理の回転可能なシャフト、未処理の支持ブッシュ、又はそれらの両方の少なくとも一部に堆積され、第１のコーティングは、回転可能なシャフトの基礎材料及び／又は支持ブッシュの基礎材料と比較して、より低い滑り摩擦係数及びより高い耐摩耗性を有する。
−ステップ（ｃ）において、回転可能なシャフト及び支持ブッシュの一部が組立てられて流体動圧軸受を提供する。
−更なるステップ（ｄ）において、潤滑材料は、流体動圧軸受に付加される。
−最後に、ステップ（ｅ）において、軸受が、真空シールされる。
【０１４５】
本発明の例示的な実施形態により、Ｘ線管用の流体動圧軸受を製造する方法が提供され、ステップ（ｂ）及び（ｃ）の間に、潤滑材料への適合性を改善するために、回転可能な軸受シャフト、支持ブッシュの一部又はそれらの両方を前処理する更なるステップ（ｂ１）がある。
【０１４６】
前処理は、前述したように、潤滑材料１０の存在下での加熱によって、化学処理によって、吹き付け加工によって、又は他の周知の方法によって、行われることができる。
【０１４７】
本発明の実施形態は、異なる主題に関して記述されることに注意すべきである。特に、ある実施形態は、方法タイプの請求項に関して記述されているが、他の実施形態は、装置タイプの請求項に関して記述されている。しかしながら、当業者であれば、上述及び後述の説明から、他の場合が示されない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、更に、異なる主題に関連する特徴同士の任意の組み合わせが、本願によって開示されると考えられることが分かるであろう。しかしながら、すべての特徴が組み合わせられることにより、単なる特徴の合計以上の相乗効果を提供することができる。
【０１４８】
本発明は、図面及び上述の記述において詳しく図示され記述されているが、このような図示及び記述は、制限的なものではなく、説明的な又は例示的なものであると考えられることができる。本発明は、開示される実施形態に制限されない。開示される実施形態に対する他の変更が、図面、開示及び従属請求項の検討から請求項に記載の本発明を実施する際に、当業者によって理解され実現されることができる。
【０１４９】
請求項において、「含む、有する（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数性を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、請求項に列挙されるいくつかのアイテムの機能を果たすことができる。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項における任意の参照符号は、請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。
【図１】
0006404949.tif 000002
【図２】
0006404949.tif 000003
【図３】
0006404949.tif 000004
【図４ａ】
0006404949.tif 000005
【図４ｂ】
0006404949.tif 000006
【図５ａ】
0006404949.tif 000007
【図５ｂ】
0006404949.tif 000008
【図５ｃ】
0006404949.tif 000009
【図６】
0006404949.tif 000010
【図７ａ】
0006404949.tif 000011
【図７ｂ】
0006404949.tif 000012
【図８ａ】
0006404949.tif 000013
【図８ｂ】
0006404949.tif 000014
【図９】
0006404949.tif 000015
【図１０】
0006404949.tif 000016
【図１１】
0006404949.tif 000017
【図１２】
0006404949.tif 000018