(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部分と接触することを目的とする第１の部分（５）と、ガラス部分と接触することを目的とする第２の部分（７）と、前記の第１の部分と第２の部分の間に位置する結合部分（６）とを備え、異なる膨張係数をもつガラス部分（１）と金属部分を一体化するためのステンレス鋼製の金属デバイス（４）であって、第２の部分がデバイスの軸に対して１度の角度をなし、第２の部分の最大厚みにおける厚さが、第１の部分および結合部分の厚さの１０分の１未満であり、第２の部分の厚さが２００ミクロン未満であり、後者にかかる応力をガラス部分の抵抗力限界より低くすることによって、ガラス部分の膨張に適応することができる金属デバイス。
【請求項２】
第２の部分が傾斜をもち、第２の部分の自由端の厚さが１０ミクロンである請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
円形カラーである請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第２の部分と前記結合部分が円周方向外側に段部を形成する請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
ガラス管と陰極と陽極とを備える電磁放射装置であって、陽極がガラス管の外側に結合部をもつ電気導体を含み、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のデバイスをガラス管と前記結合部の間に備える電磁放射装置。
【請求項６】
金属部分と接触することを目的とする第１の部分と、ガラス部分と接触することを目的とする第２の部分と、前記の第１の部分と第２の部分の間に位置する結合部分とを備えるステンレス鋼製のデバイスを製造する方法であって、
（ａ）第１の部分と、第２の部分と、デバイスの結合部分をスタンピングにより形成するステップと、
（ｂ）第２の部分を１度の角度の傾斜をもつように加工するステップと、
（ｃ）第２の部分の厚さが２００ミクロン未満となるように第２の部分を電解研磨するステップと、を含み、
前記第２の部分の最大厚みにおける厚さが、前記第１の部分および結合部分の厚さの１０分の１未満である、方法。
【請求項７】
デバイスの第２の部分の表面を酸化させる別のステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ガラス部分を恒常的に加熱するステップと、デバイスと同じ直径のガラス部分の一端にデバイスを軸方向に挿入するステップとを含む請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
デバイスが円形のカラーである請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の部分と前記結合部分が円周方向外側に段部を形成する請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、金属−ガラス結合、特にこの両材料の膨張係数が異なる場合の金属−ガラス結合に関する。
電磁放射デバイス、特にＸ線管においては、Ｘ線管の陰極および陽極を電源に接続するため、電気導体がＸ線管のガラス壁を通過できるようにするためにこのような結合が使用される。実際に、陰極および陽極はガラス壁の内部に位置し、真空状態に保たれる。したがって、電気導体とガラス・パネルの間の接合部は密でなければならない。
周知の方式においては、ガラス管、たとえばＳＣＨＯＴＴ社製のガラスＮｏ．８２４５およびＮｏ．８２５０で製造したガラス管を使用し、これを熱膨張係数が概ね等しいコバール（鉄−ニッケル−コバルト合金）製のカラーとシーリングすることが可能である。このためこれらの材料は、室温から約４５０℃までの広範な温度変動を伴うＸ線管への使用に適する。しかしながら、こうしたガラス管は極めて高価である。
また、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）管とコバール製カラーを用いることも可能である。Ｐｙｒｅｘ（登録商標）管とコバールとでは膨張係数が異なるため、たとえばＳＣＨＯＴＴ社の８４４７タイプ、８４４８タイプ、８４４９タイプ、７７４０タイプのガラスなど、コバールの膨張係数からＰｙｒｅｘ（登録商標）の膨張係数までの範囲の膨張係数をもついくつかのタイプのガラスを用いて漸次移行式接合部を製作する。
したがってＰｙｒｅｘ（登録商標）管は、コバール製カラーに結合する末端部に、これら異なるタイプのガラスからなる複数のリングを備えている。このことから、こうしたＰｙｒｅｘ（登録商標）管の製造が極めて高価である理由が容易に理解される。
発明の簡単な概要
本発明は、膨張係数が異なるガラス管に結合可能なカラー・デバイスを提案することにより、上記デバイスの欠点を是正することを目的とする。
本発明はまた、Ｐｙｒｅｘ（登録商標）部分に嵌合するカラーを提供することを目的とする。
金属カラー・デバイスは、膨張係数が互いに異なるガラス部分と金属部分を一体とするために使用されるタイプのものである。このカラーは円筒状であって、金属部分と接触することを目的とした第１の部分と、ガラス部分と接触することを目的とした第２の部分と、前記の第１の部分と第２の部分の間に位置する結合部分を具備する。第２の部分は、第１の部分および結合部分ほど厚くないため、後者にかかる応力を前記ガラス部分の抵抗力限界より低くすることによって、ガラス部分の膨張に適応することができる。これにより、安価なガラス部分を使用しても、温度変動の間に破損するリスクをなくすことが可能となる。
本発明の一実施態様において、第２の部分の厚さは第１の部分および結合部分の１０分の１未満である。したがって、第２の部分は第１の部分および結合部分に比べ可とう性がかなり高い。
第２の部分は、傾斜をつけると有利であり、第２の部分の自由端の厚さは約１０ミクロンである。
本発明の別の実施態様では、第２の部分の厚さは２００ミクロン未満である。
第２の部分は、カラーの軸に対して約１度に等しい角度にすると有利である。このカラーは、たとえば３０４Ｌタイプなどのステンレス鋼で製造することができる。
本発明はまた、ガラス管と、陰極と、陽極とを備える電磁放射デバイス、たとえばＸ線管に関するものであり、陽極は管の外側に結合部をもつ電気導体を備える。電磁放射装置は、ガラス管と結合部の間に位置する前記のようなカラーを具備する。ガラス管はＰｙｒｅｘ（登録商標）製であることが好ましい。この結果、カラーを装備するガラス管の価格が、５０％から７０％程度低下する。
本発明はまた、金属部分と接触することを目的とした第１の部分と、ガラス部分と接触することを目的とした第２の部分と、前記の第１の部分と第２の部分の間に位置する結合部分とを備える円形カラーの製造方法にも関するものである。
この方法は、以下のステップを含む。
−  第１の部分および第２の部分と、カラーの結合部分とをスタンピングにより形成するステップ。
−  第２の部分に角度１度の傾斜を与えるために、第２の部分を加工するステップ。
−  第２の部分を電解研磨するステップ。
さらに、カラーの第２の部分の表面を酸化させる別のステップがあり、このステップによりカラーおよびガラス部分の一体化の改善が可能となる。この一体化は、ガラス部分を恒常的に加熱するステップと、これに続きカラーと同じ直径をもつガラス管の一端に、カラーを軸方向で挿入するステップとによって実施する。
したがって第２の部分がガラスの厚みに食い込み、これによりカラーとガラス部分の間の密性が保証される。第２の部分を電解研磨することによりその部分の厚さを減少させることができ、これにより温度変動時に第２の部分によりガラス部分が受ける応力をそれだけ低下させることができる。
本発明において、金属部分と密接触するガラス部分の製造コストは相当に低下する一方、広い温度範囲にわたり満足のいく密性と強度が保証される。
【図面の簡単な説明】
非限定的に取り上げ添付の図面に図示した一実施形態の詳細な説明から、本発明に対する理解が深まるとともに、他の利点が明らかになるであろう。
第１図は、カラーを装備するＸ線管の軸方向断面図である。
第２図は、第１図の詳細図である。
発明の詳細な説明
図から分かるように、部分１は円形をしており、第１の開放端２と第２の開放端３を具備する。第１の開放端２は、回転陽極（図示せず）を受け入れることを目的としたもので、回転陽極は電動モータによって回転駆動される回転式表面プレートの形状をしており、その回転子は部分１の円筒部分１ａ内に位置し、その固定子は前記の円筒部分１ａを取り囲む位置に配置されている。第２の開放端３は、陰極（図示せず）を受け入れるように設計されている。
部分１の開放端２は、以下に記述する方法によりカラー４と一体化されている。
カラー４は、ステンレス鋼製、たとえば３０４Ｌタイプのステンレス鋼製である。カラー４は第１の円筒部分５と、部分１と接触するように設計された第２の部分７と、第１の部分５と第２の部分７の間に位置する結合部分６とを具備する。第１の部分５は、たとえばはんだ付けなどにより金属要素（図示せず）と密に一体化することを目的としたもので、これにより陽極とガラス部分１の外側にある陽極への電力手段との間の電気的接続が確保される。カラー４の第１の部分５の直径は、結合要素の直径に適合している。はんだ付けによる一体化により、カラー４と結合要素の間が完全に密に保たれ、これによりはんだ付けが困難なコバール合金製のカラーに比べてかなり有利となる。
カラー４は、スタンピングにより形成した一般の形状の管状ステンレス鋼材で製造される。次にカラー４の第２の部分７を、その厚さが減少し、かつ角度約１度の傾斜をもつように加工する。最後に第２の部分７を、スルホ燐酸（sulfophosphoric）浴中で電解研磨し、これにより前記第２の部分７の厚さをさらに減少させ、かつ前記第２の部分７の自由端７ａを１０ミクロンのオーダーと極めて薄くする。
このようにして第２の部分７として、最大厚さが第１の部分および結合部分の厚さの１０分の１未満、すなわち２００ミクロン未満のものが得られる。第２の部分７の自由端は極めて薄く、これにより続いて行う部分１とのシーリングが容易となる。次にカラーに対し熱処理と化学処理、特に第２の部分７に対する表面酸化処理を施す。これによりガラスの空隙内に酸素原子が捕獲されて、続いて行う金属−ガラス間のシーリングが改善される。
こうして得られたカラー４は、部分１の開放端２とシーリングできる状態となっている。部分１を高温に熱してガラスをペースト状にする。第２の部分７を開放端２の方向に向けた状態で、カラー４を共軸的に部分１にあてる。第２の部分７と開放端２は直径が等しいため、次にカラー４を軸方向にずらすことにより、第２の部分７が部分１の開放端２の位置でガラス中に押し込まれる。
特に第２図から分かるように、第２の部分７を、ガラス部分１の最大強度が確保されるように、前記第２の部分７の両側でガラスの厚さが等しくなるような形でガラス内に挿入する。次にカラー４を装備したガラス部分１を冷却する、この際、厚さが小さいために第２の部分７が変形できるので、カラー４を構成するステンレス鋼の膨張と部分１を構成するＰｙｒｅｘの膨張との違いのためによるガラスが破損するリスクはなく、部分１に過度の応力がかからない。
陰極をガラス部分１にシーリングし、次に電磁放射線、特にＸ線の伝搬が十分に行えるよう排気を行う。したがって、陽極および陰極のシーリングは、密で、その上激しい温度変動に耐えるものでなければならない。ガラス管の温度は、オフ状態では室温であり、動作時には約４５０℃に達することもあり得る。したがって、陽極および陰極のシーリングはその温度範囲で厳密に維持されなければならない。
本発明により、安価なＰｙｒｅｘ管とステンレス鋼製のカラー４のシーリングが可能となる。このステンレス鋼製カラーは、たとえば陽極の冷却には優れるがコバールとのはんだ付けが極めて困難な銅−アルミニウム合金製の結合要素に容易にはんだ付けできる。
もちろん本発明は、膨張係数の異なるガラス部分とシーリングすることを目的としたあらゆるタイプの金属製カラーに適用できる。
当業者は、ここに開示した実施形態に対し、本発明の範囲および領域を逸脱することなく、その構造、および／またはステップ、および／または機能に関し様々な修正を加えることができよう。
【図１】
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【図２】
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