特開 2025-10559 液体金属ベアリングアセンブリのシステムおよび方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025010559

(43)【公開日】2025-01-22

(54)【発明の名称】液体金属ベアリングアセンブリのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/12 20060101AFI20250115BHJP

   F16C 33/10 20060101ALI20250115BHJP

   H01J 35/10 20060101ALI20250115BHJP

【ＦＩ】

F16C33/12 Z

F16C33/10 Z

H01J35/10 N

【審査請求】有

【請求項の数】15

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2024091903

(22)【出願日】2024-06-06

(31)【優先権主張番号】18/342,489

(32)【優先日】2023-06-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】319011672

【氏名又は名称】ジーイー・プレシジョン・ヘルスケア・エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100151286

【弁理士】

【氏名又は名称】澤木 亮一

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・ティ・トリスカリ

(72)【発明者】

【氏名】エリック・ジェイ・ルバー

(72)【発明者】

【氏名】カイル・アール・ベルント

(72)【発明者】

【氏名】イアン・エス・ハント

(57)【要約】

【課題】液体金属ベアリングアセンブリのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】液体金属ベアリングアセンブリ（300）は、液体金属リザーバ（312）をスリーブ（302）とシャフト（304）との間の隙間（316）に流体的に結合する流路（314）を含み、流路は、第1の角度で傾斜した第1の部分（314a）と、第2の角度で傾斜した第2の部分（314b）とを含み、第1の角度は第2の角度とは異なり、湾曲移行部（458）が第1の部分と第2の部分との間に配置されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体金属ベアリングであって、
液体金属リザーバをスリーブとシャフトの間の隙間に流体連通させる流路を含み、
前記流路は、第１の角度で傾斜した第１の部分と、第２の角度で傾斜した第２の部分とを有し、前記第１の角度は、前記第２の角度とは異なる、液体金属ベアリング。

【請求項2】

前記第１の部分が第１の長さを有し、前記第２の部分が前記第１の長さとは異なる第２の長さを有する、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項3】

前記液体金属リザーバが第１の容積を有し、前記隙間が前記第１の容積以上の第２の容積を有する、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項4】

前記液体金属リザーバに開口する第１の端部とプラグが設けられる第２の端部とを有する充填ポートをさらに含む、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項5】

前記シャフトの内面によって半径方向に取り囲まれている前記スリーブの第１の領域は、第１の表面仕上げを有し、前記シャフトの内面によって半径方向に取り囲まれていない前記スリーブの第２の領域は、前記第１の表面仕上げとは異なる第２の表面仕上げを有する、請求項１記載の液体金属ベアリング。

【請求項6】

前記シャフトのフランジと前記スリーブの相補的な部分とのインターフェースに設けられたピン止め特徴部をさらに備え、前記ピン止め特徴部は、前記スリーブと前記シャフトとの間に形成された膨張チャンバから前記隙間を分離する、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項7】

前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置された湾曲移行部をさらに含む、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項8】

前記隙間は、前記第１の角度及び前記第２の角度とは異なる第３の角度を有する、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項9】

前記隙間によって前記液体金属リザーバに流体的に結合された湿潤リザーバをさらに含み、前記湿潤リザーバが、ピン止め特徴部によって膨張チャンバから流体的に分離される、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項10】

Ｘ線源であって、
カソードアセンブリと、
アノードを備えるアノードアセンブリと、を含み、
前記アノードは、ベアリングアセンブリによって回転するように支持され、
前記ベアリングアセンブリは、回転部材の中に静止部材が配置された前記回転部材により形成され、
前記ベアリングアセンブリは、液体金属リザーバを前記回転部材と前記静止部材との間の間隙に流体的に結合する流路と、前記間隙を気体リザーバから分離する前記静止部材から環状に延びる特徴部とを含む、Ｘ線源。

【請求項11】

前記静止部材がシャフトである、請求項１０に記載のＸ線源。

【請求項12】

前記流路が、第１の角度で傾斜した第１の部分と、第２の角度で傾斜した第２の部分であって、前記第１の角度が前記第２の角度と異なる第２の部分と、前記第１の部分と前記第２の部分との間の湾曲した遷移セクションとを備える、請求項１０に記載のＸ線源。

【請求項13】

ベアリングを組み立てる方法であって、
シャフトとスリーブとの間のベアリングの第１の端部に第１のリザーバを形成し、前記シャフトとスリーブとの間の前記ベアリングの第２の端部に第２のリザーバを形成し、前記第１のリザーバと前記第２のリザーバとの間に隙間を形成するように、前記シャフトを前記スリーブに挿入するステップであって、前記隙間がピン止め特徴部によって前記第２のリザーバから分離される、前記ステップと、
充填ポートを介して前記第１のリザーバに潤滑剤を挿入するステップと、
毛細管力を利用して、前記潤滑剤を前記第１のリザーバから前記隙間に流すステップと、を含む方法。

【請求項14】

前記流すステップが、前記シャフトと前記スリーブとを加熱して前記潤滑剤を前記第１のリザーバから前記隙間に流すステップを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記潤滑剤が第１の体積のガリウムであり、前記第１の体積のガリウムが毛管力によって前記第１のリザーバから前記間隙に引き込まれる、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

前記ガリウムの前記第１の体積が前記第１のリザーバの体積以下である、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記第１のリザーバと前記隙間が第１の表面仕上げを有し、前記第２のリザーバが前記第１の表面仕上げとは異なる第２の表面仕上げを有するように、前記シャフトの表面と前記スリーブの内面を研削するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。

【請求項18】

前記シャフトおよび前記スリーブの内面を湿潤または防湿するステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項19】

前記シャフトを前記スリーブに挿入するステップは、前記シャフトを前記スリーブの第１の端部の開口から前記スリーブ内にスライドさせるステップを含み、前記シャフトと前記スリーブは、組立を容易にするために整列する一致する角度を含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項20】

前記充填ポートおよび前記第１のリザーバが前記ベアリングのシール側に配置され、前記ピン止め特徴部が前記シャフトと前記スリーブとの間の前記ベアリングの対向端に配置される、請求項１９に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示される主題の実施形態は、液体金属ベアリングアセンブリを有するシステム、および液体金属ベアリングアセンブリを組み立てる方法に関する。

【背景技術】

【0002】

液体金属ベアリング（Liquid metal bearings）は、ローラーベアリング（roller bearings：ころ軸受）に比べて寿命が長く、熱負荷をより効果的に管理できるため、様々な使用環境で使用されている。例えば、ある種のＸ線源やＸ線管は、その耐久性と熱力学的特性の少なくとも一部により、液体金属ベアリングを利用している。しかし、非対称な液体金属分布や、ベアリングの液体金属インターフェース（bearing’s liquid metal interface）でのガス形成がベアリング内で発生する可能性がある。

【発明の概要】

【0003】

一実施形態では、液体金属ベアリングアセンブリが提供され、液体金属リザーバをスリーブとシャフトとの間の間隙に流体結合する流路と、第１の角度で傾斜した第１の部分と第２の角度で傾斜した第２の部分とを有し、第１の角度が第２の角度と異なり、湾曲移行部が第１の部分と第２の部分との間に配置される流路と、を備える。

【0004】

本明細書の上記の利点および他の利点、ならびに特徴は、単独で、または添付の図面と関連して考慮した場合、以下の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。上記の要約は、詳細な説明にさらに記載される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供されることを理解されたい。これは、特許請求される主題の重要な特徴または必須の特徴を特定することを意図するものではなく、その範囲は、詳細な説明に続く特許請求の範囲によって独自に定義される。さらに、特許請求される主題は、上記または本開示のいずれかの部分で指摘された欠点を解決する実施態様に限定されない。

【図面の簡単な説明】

【0005】

本開示は、添付図面を参照しながら、以下の非限定的な実施形態の説明を読むことにより、より良く理解されるであろう。

【図1】実施形態による例示的なＸ線撮像システムのブロック概略図である。

【図2】実施形態によるＸ線源の一部を示す絵画図である。

【図3】実施形態による液体金属ベアリングアセンブリを示す。

【図4A】図４Ａは、液体金属リザーバを含む、図３に示す液体金属ベアリングアセンブリの一部分の詳細図である。

【図4B】図３および図４Ａに示す液体金属ベアリングアセンブリのシャフトの第１の実施形態を示す。

【図5】実施形態による液体金属ベアリングアセンブリの別のシャフトを示す。

【図6】実施形態による液体金属ベアリングアセンブリの別のシャフトを示す。

【図7】液体金属ベアリングアセンブリのシャフトの追加実施形態を示す。

【図8】実施形態による、ピン止め特徴部を含む、図３に示す液体金属ベアリングアセンブリの一部分の詳細図である。

【図9】図９Ａと図９Ｂは、実施形態による、図３に示す液体金属ベアリングアセ実施形態による液体金属ベアリングアセンブリのスリーブの第２の実施形態を示す。

【図10】実施形態による液体金属ベアリングアセンブリのスリーブの第２の実施形態を示す。

【図11】図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、実施形態による液体金属ベアリングアセンブリの追加実施形態を示す。

【図12】実施形態による、スリーブへのシャフトの挿入を含む液体金属ベアリングアセンブリの様々な図を示す。

【図13】実施形態による、液体金属ベアリングアセンブリの例示的な組み立て方法である。

【図14】液体金属ベアリングアセンブリのシャフトの追加実施形態を示す。

【図15】液体金属ベアリングアセンブリのシャフトの追加実施形態を示す。

【図16】液体金属ベアリングアセンブリのシャフトの追加実施形態を示す。

【図17】液体金属ベアリングアセンブリの追加実施形態を示す。

【図18】液体金属ベアリングアセンブリのピン止め特徴部の追加例を示している。

【発明を実施するための形態】

【0006】

以下の説明は、システム（例えば、Ｘ線撮像システム）及びそこに配備される液体金属ベアリングアセンブリの様々な実施形態に関する。液体金属ベアリングは、システムにおいて所望のレベルの液体金属充填精度（liquid metal filling precision）を達成することを可能にする。液体金属中に浮遊するガスが減少し、場合によっては、ベアリングインターフェースにおける液体金属の分布がより均一になることが、液体金属充填精度の所産（outcome：結果）であると考えられる。その結果、摩擦係数の低減が達成され、ベアリングの耐久性と寿命が向上する。

【0007】

開示された液体金属ベアリングアセンブリは、シャフトと、その間に隙間を有するスリーブとを含み、毛細管現象を利用して、ガリウムのような液体金属を隙間に導入することができる。本開示は、良好な毛管濡れ性と液体金属の保持を促進することにより、液体金属ベアリングの製造に関する現在の課題に対処する。これは、ガリウムリザーバから隙間への漸進的な移行（gradual transition：緩やかな移行／漸次移行、例えば、鋭い面取りのない移行：sharp chamfer transitions）を導入することによって達成される。緩やかな移行は、シャフトとスリーブの位置合わせの難しさを軽減し、組立工程でのセルフアライメント（self-alignment：自己整合）を可能にし、それによって歩留まりを向上させ、製造時の容量制約を軽減する。別の例として、シャフトとスリーブの構成は、ガリウムを汚染し、ガリウムの潤滑能力を阻害する可能性のある、組立時に使用される潤滑剤への依存を減らすことができる。さらに、スラストベアリングの外表面には、液体ガリウムとの完全な濡れを促進（encourage full wetting）するために滑らかな移行部が使用されている。戦略的に配置されたピン止め特徴部（strategically placed pinning feature：戦略的に位置付けれたピン留め特徴）により、ジャーナル表面の外側でベアリング内の下部回転シールやリザーバに好ましくない形で流れるガリウムの量を減らすことができる。このようにして、隙間内の毛細管力がガリウムを隙間に保持する。

【0008】

Ｘ線撮像システムは、図１に示され、Ｘ線を発生するように構成されたＸ線源（Ｘ線管など）と、Ｘ線コントローラとを含む。Ｘ線源の一実施形態が図２に示されており、Ｘ線源は、アノード回転を提供（provide anode rotation）するために液体金属ベアリングと共に構成されている。図３は、液体金属ベアリングアセンブリの第１の実施形態を示し、図４Ａは、液体金属リザーバを液体金属ベアリングアセンブリの間隙に流体結合する流路の詳細図を示す。図４Ｂは、図４Ａの流路を形成する角度の付いた表面を含む、液体金属ベアリングアセンブリのシャフトの詳細図である。図５は、液体金属ベアリングアセンブリの別のシャフトの詳細図である。図６は、図５に示されるシャフトとは異なる、液体金属ベアリングアセンブリの別のシャフトの詳細図である。図７は、液体金属ベアリングアセンブリの寸法範囲内で異なる角度の表面を有する液体金属ベアリングアセンブリのシャフトの追加的な実施形態を示す。図８は、ピン止め特徴部を含む、図３の液体金属ベアリングアセンブリの断面の詳細図である。図９Ａおよび図９Ｂは、それぞれ、図３の液体金属ベアリングのスリーブの第１図および第２図を示す。スリーブの追加構成は、図１０に示されている。図１１Ａ、図１１Ｂおよび図１１Ｃは、液体金属ベアリングアセンブリの追加の実施形態を示す。図１２は、スリーブへのシャフト挿入を含む液体金属ベアリングアセンブリの組立例を示す。図１３は、液体金属ベアリングアセンブリを含むシステムの操作方法を示す図である。図１４、図１５、および図１６は、液体金属ベアリングアセンブリのシャフトの追加の実施形態を示し、各実施形態は、液体金属ベアリングアセンブリの寸法範囲内で異なる角度の表面を有する。図１７は、液体金属ベアリングアセンブリの別の実施例を示す。この例では、充填ポート、液体金属リザーバを形成するアングル、および隙間への入り口が液体金属ベアリングのシール側にあり、ピン止め特徴部がスリーブを有するシャフトの反対側の端部にあるように、流路およびピン止め特徴部は、反対の向きであってもよい。図１８は、液体金属ベアリングアセンブリのピン止め特徴部の追加例を示す。

【0009】

図２～図１０、図１２、および図１４～図１６は縮尺通りに描かれているが、他の相対寸法を用いてもよい。図２～図１０、図１２、および図１４～図１８は、様々な構成要素の相対的な位置関係を有する例示的な構成を示す。互いに直接接触して示されている場合、または直接結合して示されている場合、そのような要素は、少なくとも一例において、それぞれ直接接触している、または直接結合していると呼ぶことができる。同様に、互いに連続または隣接して示されている要素は、少なくとも一例において、それぞれ連続または隣接していてもよい。一例として、互いに面接触して敷設された構成要素は、面接触していると称されてもよい。別の例として、少なくとも一例において、互いに離間して配置され、その間に空間のみが存在し、他の構成要素が存在しない要素は、そのように呼ばれることがある。さらに別の例として、互いの上／下、互いの反対側、または互いの左／右に示された要素は、互いに対してそのように呼ばれることがある。さらに、図に示すように、少なくとも１つの例において、最上部の要素または要素の点は、構成要素の「上部：top」と呼ばれることがあり、最下部の要素または要素の点は、構成要素の「底部：bottom」と呼ばれることがある。本明細書で使用されるように、頂／底、上／下、上方／下方（top/bottom, upper/lower, above/below）は、図の垂直軸に対する相対的なものであり、図の要素の互いに対する位置関係を表すために使用される場合がある。このように、他の要素の上に示されている要素は、一例では、他の要素の垂直方向の上に配置されている。さらに別の例として、図内に描かれている要素の形状は、それらの形状（例えば、円形である、直線である、平面である、湾曲している、丸みを帯びている、面取りされている、角度が付けられているなど：circular, straight, planar, curved, rounded, chamfered, angled, or the like）を有すると称される場合がある。さらに、互いに交差するように示された要素は、少なくとも一例において、交差する要素または互いに交差する要素と称されることがある。さらに、別の要素内に示されている要素や、別の要素の外側に示されている要素は、一例としてそのように呼ばれることがある。

【0010】

液体金属ベアリングアセンブリは、固定部品と回転部品の間に配置された液体金属インターフェースを含む。回転部品は、液体金属を含むように設計され、液体金属インターフェースから半径方向内側に配置された液体金属リザーバを含む。回転部品はさらに、液体金属リザーバと液体金属インターフェースとの間に延びる液体金属通路を含む。回転部品は、液体金属通路内に濡れ防止面を含むことができる。

【0011】

機械加工性及び液体金属導入のための液体金属ベアリングアセンブリについて更に説明する前に、液体金属ベアリングアセンブリが実装され得る例示的なＸ線画像化システムを示す。図１は、Ｘ線を生成するためのＸ線撮像システム１００を示す。Ｘ線撮像システム１００は、図１では、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）撮像システム、Ｘ線撮影撮像システム、透視撮像システム、マンモグラフィ撮像システム、インターベンショナル撮像システム、断層撮影システム等（a computed tomography (CT) imaging system, a radiography imaging system, a fluoroscopy imaging system, a mammography imaging system, an interventional imaging system, a tomography system, etc.）となり得るＸ線撮像システムとして構成されている。しかしながら、Ｘ線画像撮影システム１００は、画像診断や医療機器等の分野以外にも適用可能である。例えば、Ｘ線撮像システム１００は、結晶撮影システム、セキュリティスキャナ、産業用スキャナ、Ｘ線写真システム等（crystallography systems, security scanners, industrial scanners, x-ray photography systems, and so on）に配備されてもよい。Ｘ線撮像システムの例では、Ｘ線撮像システムは、患者、無生物、１つまたは複数の製造部品、および／または体内に存在するインプラント、ステント、および／または造影剤などの異物などの被検体１０２を撮像するように構成することができる。

【0012】

Ｘ線撮像システム１００は、Ｘ線放射ビーム１０６を生成して投射するように構成されたＸ線管などの少なくとも１つのＸ線源１０４を有するコレクタアセンブリを含むことができる。具体的には、図示の実施形態では、Ｘ線源１０４は、Ｘ線放射ビーム１０６を検出器アレイ１０８に向けて、被検体１０２を通して投射するように構成されている。いくつかのシステム構成では、Ｘ線源１０４は、デカルト座標系のＸ－Ｙ－Ｚ平面内に位置するようにコリメートされた円錐形のＸ線放射ビームを投射することができる。しかしながら、検出器アレイを省略した他のビームプロファイル及び／又はシステムも想定されている。アレイの各検出器素子は、検出器位置におけるＸ線ビーム減衰の測定値である個別の電気信号を生成する。

【0013】

図１には、単一のＸ線源１０４及び検出器アレイ１０８のみが描かれているが、特定の実施形態では、複数のＸ線源、及び／又は検出器を採用して、複数のＸ線放射ビームを投射し、当該ビームを検出することができる。例えば、ＣＴ装置の使用例では、被検体に対応する異なるエネルギーレベルでの投影データを取得するために、複数の検出器をＸ線源と並行して使用することができる。

【0014】

Ｘ線撮像システム１００は、Ｘ線源１０４に電力及びタイミング信号を供給するように構成されたＸ線コントローラ１１０をさらに含むことができる。そのシステムはまた、検出器素子から受信したアナログデータをサンプリングし、後続の処理のためにアナログデータをデジタル信号に変換するように構成されたデータ収集システムを含んでもよいことが理解されよう。

【0015】

特定の実施形態では、Ｘ線撮像システム１００は、プロセッサ１１４を有し、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御するコンピューティング装置１１２をさらに含むことができる。コンピューティング装置１１２は、例えば、コンピューティング装置１１２に動作可能に結合されたオペレータコンソール１１６を介して、コマンド及び／又は走査パラメータを含むオペレータ入力を受信する。オペレータコンソール１１６は、キーボード、タッチスクリーン、及び／又はオペレータがコマンド及び／又は走査パラメータを指定することを可能にする他の適切な入力デバイスを含み得る。

【0016】

図１には、オペレータコンソール１１６が１つだけ図示されているが、例えば、システムパラメータの入力又は出力、検査の要求、データのプロット、及び／又は画像の閲覧のために、複数のオペレータコンソールがＸ線画像撮影システム１００に含まれてもよい。更に、特定の実施形態では、Ｘ線画像撮影システム１００は、例えば、ローカル又は遠隔のいずれかに配置され、有線及び／又は無線ネットワークを介して接続された複数のディスプレイ、プリンタ、ワークステーション、及び／又は同様の装置に結合されることがある。一実施形態では、ディスプレイ１２０は、コンピューティング装置１１２と電子通信することができ、システムパラメータ、制御設定、撮像データなどを示すグラフィカルインタフェースを表示するように構成される。

【0017】

一例では、コンピューティング装置１１２は、データをストレージデバイス（記憶装置）１１８に格納する。記憶装置１１８は、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスク（登録商標）ドライブ、コンパクトディスク読み書き（ＣＤ－Ｒ／Ｗ）ドライブ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュドライブ、および／またはソリッドステート記憶装置ドライブを含み得る。

【0018】

さらに、コンピューティング装置１１２は、Ｘ線ビーム形成、データ収集及び／又は処理等のシステム動作を制御するために、Ｘ線コントローラ１１０及び他のシステム構成要素にコマンドを提供する。このように、特定の実施形態では、コンピューティング装置１１２は、オペレータ入力に基づいてシステム動作を制御する。詳しく説明すると、コンピューティング装置１１２は、オペレータから供給された及び／又はシステムで定義されたコマンド及びパラメータを使用してＸ線コントローラ１１０を操作することができ、このコントローラ１１０がＸ線源１０４を制御することができる。このようにして、Ｘ線ビーム発生の強度及びタイミングを制御することができる。Ｘ線源内のスリーブの回転速度は、Ｘ線コントローラ１１０と連動してコンピューティング装置１１２によって調整されることも理解されよう。スリーブは、本明細書で詳細に説明するように、液体金属ベアリングアセンブリの回転要素であってもよい。

【0019】

様々な方法及びプロセスが、Ｘ線撮像システム１００内のコンピューティング装置（又はコントローラ）上の非一過性メモリに実行可能命令として記憶されることがある。一実施形態では、Ｘ線コントローラ１１０は、非一過性メモリに実行可能命令を含むことができ、Ｘ線源１０４を制御するためにその方法を適用することができる。別の実施形態では、コンピューティング装置１１２は、非一過性メモリに命令を含み、Ｘ線コントローラ１１０に少なくとも部分的に命令を中継し、Ｘ線源出力を調整する。

【0020】

図２は、Ｘ線管２００などのＸ線源の一部の詳細な実施形態を示す。図２に示すＸ線管２００は、図１に描かれているＸ線源１０４の一例として機能する。このように、図２に示されるＸ線源だけでなく、本明細書に記載される他のＸ線源の実施形態は、図１に示されるＸ線源１０４からの機能的および／または構造的特徴を含むことができ、またはその逆も可能である。さらに、１つ以上のシステムからの特徴を組み合わせた代替の実施形態も想定されている。回転軸２５０および半径方向軸２５２が、参考のために図２に提供されている。半径方向軸は、回転軸２５０に垂直な任意の軸であることが理解されよう。

【0021】

Ｘ線管２００は、その中に形成された低圧エンクロージャ２０４（例えば、真空エンクロージャ：vacuum enclosure）を有するハウジング２０２を含む。低圧エンクロージャは、大気圧に対する比較的低い圧力を推測することが理解されよう。そのため、エンクロージャ（筐体）内の圧力は大気圧よりも低くてもよい。

【0022】

Ｘ線管２００は、回転部材（rotating member）、ここでは回転部品（rotational component）２０８、および静止部材、ここでは静止部品２０６を有する液体金属ベアリングアセンブリ２０５を含む。一例では、回転部品２０８および静止部品２０６は、濡れ面および濡れ防止面を含むことができる。図示の実施形態では、回転部品２０８はスリーブであり、静止部品２０６はシャフトである。しかしながら、スリーブが静止し、シャフトが回転する実施形態も企図されている。静止および回転という記述によって示される運動は、構成要素間の相対運動を示す（the motion denoted by the descriptors stationary and rotational denote the relative motion between the components）ことが理解されよう。しかしながら、ある使用例では、Ｘ線管が可動構造に組み込まれることがある。例えば、ＣＴ撮像システムの使用例では、Ｘ線管は回転ガントリに組み込まれることがある。このように、小さいスケールの参照フレームでは、シャフトはスリーブに対して静止しているが、大きいスケールの参照フレームでは、両方の構成要素がガントリ内で同様の回転運動を示す。しかし、別の使用シナリオでは、Ｘ線管は、より大きなスケールの基準フレームに対して静止した構造に統合されることがある。また、本明細書で詳細に説明する液体金属ベアリングアセンブリは、場合によっては、液体金属ベアリングを利用する別のタイプのシステムに配備されてもよいことが理解されよう。

【0023】

Ｘ線管２００には、ロータ２１８とステータ２２０も設けられている。ロータ２１８は、回転部品２０８に結合され、これに回転運動を付与するようになっている。ステータ２２０は、低圧エンクロージャ２０４の外部に配置されて示されている。しかしながら、他の適切なステータ位置が想定されている。典型的には、ロータおよびステータは、巻線、磁石、電気的接続などを含むことができ、電磁気的に相互作用して、例えば、図１に示すＸ線コントローラ１１０からの制御コマンドを受けて応答するロータ回転を生成する。

【0024】

Ｘ線管２００は、アノード２１０およびカソード２１２をさらに含む。アノード２１０は、アノードアセンブリの一部である。アノード２１０は、回転部品２０８に結合され、回転部品２０８によって支持され、Ｘ線ビームの生成中にアノード２１０の回転を付与することができる。カソード２１２は、カソードアセンブリの一部であり、図１に示すＸ線コントローラ１１０などのコントローラから信号を受信して、アノード２１０の表面に向けられた電子ビームを発生させることができる。カソード２１２からの電子ビームがアノード２１０に衝突すると、Ｘ線ビーム２１４が発生する。Ｘ線は、ハウジング２０２内のＸ線窓２１６を通して放出される。

【0025】

液体金属ベアリングアセンブリ２０５に目を向けると、アセンブリ２０５は、複数の液体金属ベアリングを含む。図示の実施形態では、液体金属ベアリングアセンブリ２０５は、液体金属ジャーナルベアリング２２２及び液体金属スラストベアリング２２４を含むことができる。液体金属ジャーナルベアリング２２２はラジアル荷重を支持するように設計されており、液体金属スラストベアリング２２４はアキシャル荷重を支持するように設計されている。このようにして、スリーブ（例えば、回転部品２０８）にかかる荷重は、効率的なスリーブの回転を提供するように管理され得る。

【0026】

液体金属ベアリングアセンブリ２０５の各ベアリングは、液体金属が潤滑剤として作用し、ラジアル荷重およびアキシャル荷重も支持するインターフェース（interface：界面）２２６を含む。インターフェースの厚さは、ベアリングに使用される液体金属の種類、構成部品の製造公差、予想されるシステム動作温度などの要因に基づいて選択することができる。従って、１つの使用例では、液体金属インターフェースの厚さは５ミクロン（μｍ）から４０ミクロン（μｍ）のオーダーである。液体金属ジャーナルベアリング２２２の液体金属インターフェースの厚さは、ラジアル軸２５２の方向であってもよく、液体金属スラストベアリング２２４の液体金属インターフェースの厚さは、ラジアル軸２５２の方向及び回転軸２５０の方向であってもよい。ベアリングアセンブリの作動流体として使用される液体金属は、ガリウム、スズ、インジウム、それらの組み合わせなどを含むことができる。図３～図１１に関して本明細書で説明する液体金属ベアリングアセンブリの実施形態は、液体金属潤滑剤としてガリウムを使用してもよい。

【0027】

図３は、液体金属ベアリングアセンブリ３００の一実施形態を示している。いくつかの例では、液体金属ベアリングアセンブリ３００は、図２に描かれている液体金属ベアリングアセンブリ２０５と同様であるか、またはそれと同じであってもよい。このように、液体金属ベアリングアセンブリ２０５からの特徴、より一般的にはＸ線管２００の特徴は、液体金属ベアリングアセンブリ３００だけでなく、本明細書に記載される他の液体金属ベアリングアセンブリの実施形態にも含まれ得る。軸３９９は、比較の目的で、図３、ならびに図４Ａ～図６、図８～図１０、および図１２に提供される。示された例において、ｙ軸は、縦軸であり、ｘ軸は、ｙ軸に垂直な横軸（例えば、水平軸）であり、ｚ軸は、ｘ軸及びｙ軸の各々に垂直な縦軸である。液体金属ベアリングアセンブリ３００が、図１を参照して上述したＸ線撮像システム１００などのＸ線撮像システムのＸ線源に取り付けられている状態の間、ｘ軸は重力方向に平行である。図３は、第１の詳細図３４６および第２の詳細図３４８を含む。

【0028】

液体金属ベアリングアセンブリ３００は、本明細書ではスリーブ３０２と呼ぶことがある回転部品と、本明細書ではシャフト３０４と呼ぶことがある固定部品とを含む。スリーブ３０２とシャフト３０４は、スリーブ３０２がシャフト３０４に対して相対的に回転可能であるように結合することができる。スリーブ３０２及びシャフト３０４の各々は、図３に示すように、液体金属ベアリングアセンブリ３００が組み立てられた状態（例えば、シャフト３０４がスリーブ３０２に囲まれた状態）において液体金属流路を形成する構造を有するように構成される。液体金属流路は、充填ポート（fill port：注入ポート）３１０、液体金属リザーバ３１２（例えば、潤滑剤リザーバ）、流路（チャネル）３１４、及び隙間３１６を含むことができる。充填ポート３１０は、スリーブ３０２の一部として機械加工されるか、スリーブ３０２とともに形成され（例えば、一体成形され）、ベアリング中心線から半径方向に離れた位置に配置される。例えば、ベアリング中心線は、図２の回転軸２５０と同様または同じ、回転中心軸３５０であってもよい。充填ポートは、回転中心軸３５０から第１の半径方向距離３２２だけ離れて（例えば、回転中心軸３５０の半径方向に回転中心軸３５０からオフセットして）配置されてもよい。いくつかの例では、液体金属ベアリングアセンブリ３００の組立中に、液体金属リザーバ３１２への液体金属の導入に続いて、充填ポートにプラグ（図示せず）を取り付けることができる。いくつかの実施形態では、液体金属ベアリングアセンブリ３００は、２つ以上の充填ポートを有するように構成され得る。例えば、液体金属ベアリングアセンブリ３００は、スリーブ３０２の第１の半径方向側に充填ポート３１０を含み、さらに、回転中心軸３５０に関して、充填ポート３１０の真向かいに第２の充填ポート（図示せず）を含むことができる（例えば、充填ポート３１０は、回転中心軸３５０を挟んで第２の充填ポートの反対側に配置されてもよい）。別の例として、第２の充填ポートは、第１の充填ポートとは異なる軸方向位置に配置されてもよいし、回転中心軸３５０から異なる半径方向距離でベアリング軸に平行に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、充填ポート３１０は、濡れ性コーティングまたは濡れ防止コーティング（a wetting or anti-wetting coating）を有していてもよい。

【0029】

液体金属リザーバ３１２は、シャフト３０４とスリーブ３０２との間の第２の半径方向距離３２４として、シャフト３０４の周りに環状に延びることができる。液体金属リザーバ３１２は、充填ポート３１０および流路３１４に流体的に結合され得る。液体金属リザーバ３１２と隙間３１６のそれぞれは、ほぼ等しい体積の液体金属を保持することができる。一例として、液体金属リザーバ３１２と隙間３１６はそれぞれ等体積の液体ガリウムを収容することができる。別の例として、液体金属リザーバ３１２と隙間３１６は、ジャーナル隙間を埋める容積よりも多くの液体ガリウムを保持することができる。一つの非限定的な例として、液体金属は約５グラムであってもよい。液体金属リザーバ３１２に結合された充填ポート３１０は、液体金属リザーバ３１２の使用可能体積を増加させることができる。例えば、充填ポート３１０は液体金属容量を増加させることができる。液体金属リザーバ３１２によって保持され得る液体金属の量を増加させることは、本明細書でさらに説明されるように、望ましくない液体金属の流れに対するベアリングの長期耐性を増加させるだけでなく、望ましいベアリング性能、例えば、連続的なベアリング表面の維持を増加させる可能性がある。

【0030】

液体金属リザーバ３１２、流路３１４、および隙間３１６を含む液体金属流路は、スリーブ３０２とシャフト３０４との間に環状構成を有することができる。シャフト３０４及びスリーブ３０２の傾斜した直径（sloping diameter、例えば、先細り：tapering）は、液体金属リザーバ３１２から隙間３１６までの液体流路の幅（例えば、シャフト３０４とスリーブ３０２との間）の狭さを提供する。別の言い方をすれば、流路３１４において、シャフト３０４の直径は、液体金属リザーバ３１２におけるシャフト３０４の直径に対して相対的に増加し、スリーブ３０２の内部の直径は、液体金属リザーバ３１２におけるスリーブ３０２の内部の直径に対して相対的に減少し、したがって、シャフトの第２の端部３０８から第１の端部３０６に向かう方向において、シャフト３０４とスリーブ３０２との間の液体金属流路の全体的な幅を減少させることができる。

【0031】

液体金属ベアリングアセンブリ３００の組立中、液体金属は、充填ポート３１０を介して液体金属リザーバ３１２に注入または挿入される。液体金属は、流路３１４によって隙間３１６に漏斗状に流される。隙間３１６の幅は、液体金属のビードの幅よりも小さい場合があり、したがって、液体金属は、隙間３１６に受動的に流れ込まない場合がある。液体金属は、毛管力（capillary forces：キャピラリー力）によって液体金属を流路３１４から隙間３１６に引き込むことによって、ベアリング表面を濡らす。このようにして、液体金属は、液体金属ベアリングアセンブリ３００のベアリング（例えば、液体金属ジャーナルベアリング及び／又は液体金属スラストベアリング）の表面を被覆し、スリーブ３０２とシャフト３０４との間に延在する液体金属の連続層を有するベアリング表面を形成することができる。これにより、図１及び図２に関して説明したように、Ｘ線ビームを生成するためのＸ線管の動作中などに、シャフト３０４に対するスリーブ３０２の滑らかで中断のない回転を提供することができる。液体金属ベアリングアセンブリ３００は、ベアリングからの望ましくない液体金属の流れの量を低減するように設計された、液体金属ベアリングアセンブリ３００の第１の端部３０６の下部領域にシールをさらに含むことができる。例えば、シールは、回転シール、圧縮シール等であってもよい。シールは、図２に示すアノード２１０のようなアノード（an anode, such as the anode 210）から離れる軸方向（例えば、回転中心軸３５０に沿って）の液体金属の流れを妨げることがある。

【0032】

液体金属ベアリングアセンブリ３００のスリーブ３０２は、第１の本体３０２ａと第２の本体３０２ｂとから形成されてもよく、第１の本体３０２ａと第２の本体３０２ｂとの分離は、インターフェース３０２ｃによって示されている。液体金属ベアリングアセンブリ３００の組立中、シャフト３０４は、第１の端部３０６からスリーブ３０２の第１の本体３０２ａに挿入される。シャフト３０４の本体３０４ａには、シャフト３０４の本体３０４ａから半径方向に延びるフランジ３０４ｂが形成されている。スリーブ３０２の第１の本体３０２ａには、フランジ３０４ｂが配置され得る相補的セクション（complementary section：相補部）３５２が形成されている。フランジ３０４ｂが相補的セクション３５２に配置されると（例えば、図３に示すように）、スリーブ３０２の第２の本体３０２ｂは、第１の端部３０６において第１の本体３０２ａに結合され、シャフト３０４をスリーブ３０２内に封入する。第１の本体３０２ａと第２の本体３０２ｂは、ボルト、溶接、他の締結具等（bolts, welding, other fasteners, etc.）を介して結合されてもよい。一例として、第２の本体３０２ｂはスリーブキャップであってもよい。

【0033】

スリーブ３０２の第１の本体３０２ａは、液体金属ベアリングアセンブリ３００が組み立てられたときにシャフト３０４が配置される環状カットアウトを有するように構成される。シャフト３０４がスリーブ３０２の環状カットアウト内に配置されると、その間に液体金属トラップが形成されることがあり、この液体金属トラップは、第１の本体３０２ａの長さ３１８を延び、シャフト３０４のフランジ３０４ｂが配置される相補的セクションを含む。液体金属トラップは、長さ３１８の第１の領域３１９において、第１の領域３１９の第１の直径が第２の端部３０８からＹ軸に向かって徐々に増加するような角度のついた壁を有することができる。液体金属トラップはさらに、長さ３１８の第３の領域３２１まで、流路３１４からｙ軸の下方に減少する第２の領域３２０の第２の直径を有するように構成され、第３の領域３２１は相補的セクションである。第３の領域３２１の第３の直径は、第２の領域３２０の第２の直径よりも大きくてもよい。他の例では、第３の領域３２１の第３の直径は、第２の領域３２０の第２の直径より小さくてもよい。第１の直径、第２の直径、および第３の直径の間の遷移は、図４Ａ～４Ｂおよび８～１１に関してさらに議論される。

【0034】

液体金属リザーバ３１２は、スリーブ３０２とシャフト３０４によって形成されたトラップの第１の領域３１９にある。第１の領域３１９におけるスリーブ３０２とシャフト３０４との間の距離は、隙間３１６および流路３１４におけるスリーブ３０２とシャフト３０４との間の距離よりも大きい。液体金属リザーバ３１２は第１の容積を有してもよく、隙間３１６は第２の容積を有してもよく、第２の容積は第１の容積以上である。液体金属リザーバ３１２は、流路３１４によって隙間３１６に流体的に結合され得る。本明細書でさらに説明するように、流路３１４は、第１の角度で傾斜した第１の部分と、第２の角度で傾斜した第２の部分と、第１の部分と第２の部分とを結合する湾曲移行部とを含む。湾曲移行部は、実施例では、直線ではなく、また直線部を含まない。第１の角度と第２の角度は異なる。

【0035】

隙間３１６の一部は第３の角度で配置されてもよく、第３の角度は第１の角度および第２の角度に対して異なる。流路３１４の第２の部分は、流路３１４を隙間３１６に流体的に結合する。隙間３１６は、スリーブ３０２とシャフト３０４との間に、液体金属ジャーナルベアリング３２６（例えば、図２の液体金属ジャーナルベアリング２２２）の長さに沿って連続する幅を有してもよい。他の実施形態では、隙間３１６は、液体金属ジャーナルベアリング３２６の長さに沿って異なる幅を有することができる。図示の例では、液体金属ジャーナルベアリング３２６及び液体金属スラストベアリング３２８（例えば、図２の液体金属スラストベアリング２２４）は、その中及びその間に延在する液体金属の連続層を有してもよい。一実施例では、液体金属ジャーナルベアリング３２６と液体金属スラストベアリング３２８との間の移行部において、スリーブ３０２およびシャフト３０４の構造は、液体金属スラストベアリング３２８の液体金属インターフェース３４０に隙間３１６を結合する湿潤リザーバ３３０を形成することができる。一実施例では、液体金属インターフェース３４０は、液体金属スラストベアリング３２８のフランジ３０４ｂの第１の側面３３２、第２の側面３３４、および第３の側面３３６に沿って延びる液体金属スラストベアリング３２８の周囲の流体であってもよい。フランジ３０４ｂの第３の側面３３６は、ピン止め特徴部（pinning feature）３３８を有するように構成され得る。例えば、相補的セクション３５２におけるフランジ３０４ｂの第１の角度とシャフト３０４の第２の角度とが接触して、その間に環状に延びる鋭角を形成してもよい。このようにして、ピン止め特徴部３３８は、流体のピン止めを提供し、毛管力とともに、液体金属が、スリーブ３０２の第２の本体３０２ｂとシャフト３０４とによって形成されるガス溜め、ここでは膨張チャンバ３４２に流入するのを防止することができる。このようにして、液体金属リザーバ３１２は、ピン止め特徴部３３８によって膨張チャンバ３４２から流体的に分離される。液体金属リザーバ３１２、流路３１４、および隙間３１６に関するさらなる詳細は、図４Ａ～４Ｂに関して説明される。ピン止め特徴部３３８および膨張チャンバ３４２に関するさらなる詳細は、図８に関して説明される。

【0036】

液体金属ベアリングアセンブリ３００の一部分の詳細図４００が図４Ａに描かれている。詳細図４００は、液体金属リザーバ３１２、流路３１４、及び隙間３１６の追加的な詳細を含む第１の詳細図３４６と同様である。一実施例では、スリーブ３０２及びシャフト３０４は、液体金属ベアリングアセンブリ３００の現場組立中（during field assembly）に液体金属を隙間３１６に流すように設計された形状を有する構造を含む。この形状は、液体金属が潤滑剤として作用し、構造的支持を提供するスリーブ３０２とシャフト３０４との間のインターフェース（例えば、図２のインターフェース２２６）におけるガス形成の減少をもたらす可能性がある。この形状はまた、ベアリングアセンブリ全体にわたってより均一な液体金属の分布をもたらす可能性がある。さらに、この形状は、組立中に十分な量の液体金属がベアリングジャーナルに流れ込み、充填不足やジャーナル内の空隙を減らすことができる。リザーバは、充填ポートや回転シールから流出することなく、ベアリングの毛細管隙間を完全に充填できるようなサイズになっている。

【0037】

一実施例では、液体金属リザーバ３１２は、第２の端部３０８から第１の端部３０６に向かう方向に広がっている。液体金属リザーバ３１２は、第２の部分３１２ｂより狭くてもよい第１の部分３１２ａと、第２の部分３１２ｂより広くてもよい第３の部分３１２ｃとを含む。第２の部分３１２ｂは、充填ポート３１０に対向する空隙の部分であってよく、第１の部分３１２ａは第２の部分の上方にあり、第３の部分３１２ｃは第２の部分３１２ｂの下方にある。液体金属リザーバ３１２の拡がりは、スリーブ３０２の第１の本体３０２ａの角度によって形成される。第１の部分３１２ａでは、第１の本体３０２ａの内側部分４０２と外側部分４０４とが、実施例では約４５度となる角度４０６で出会っている。また、第１の部分３１２ａにおいて、スリーブ３０２の内部部分４０２は、第２の端部３０８から第１の端部３０６に向かう方向に狭くなっている。角度４０６から、液体金属リザーバ３１２の第１の部分３１２ａから第２の部分３１２ｂは、半径方向の幅が増加する。第２の部分３１２ｂと第３の部分３１２ｃとの間の移行部において、液体金属リザーバ３１２は、第１の半径方向幅４０８まで増加する。一実施例では、第１の半径方向幅４０８は、現場組立中に毛細管流を促進するために、流路３１４の直径よりも大きな直径を有する液体金属ビーズ（本明細書でさらに説明される）を流路３１４に近接して保持することができる。

【0038】

流路３１４は、液体金属リザーバ３１２をスリーブ３０２とシャフト３０４の間の隙間３１６に流体結合する。一例では、流路３１４は第２の端部３０８から第１の端部３０６に向かう方向に先細りになっている。テーパーはシャフト３０４の拡幅によって形成される（The tapering is formed by a widening of the shaft 304）。例えば、シャフト３０４は、液体金属リザーバ３１２の領域内で第２の半径方向幅４１０を有することができる。シャフト３０４は、流路３１４の領域内で、隙間３１６の領域内で第３の半径方向幅４１２まで広がる。第２の半径方向幅４１０から第３の半径方向幅４１２までのシャフト３０４の広がりは、第１の角度、第２の角度、第１の角度と第２の角度との間の湾曲移行部、および第３の角度を含む。シャフト３０４の角度は図４Ｂに記載されている。

【0039】

スリーブ３０２に対するシャフト３０４の傾斜面は、チャンネル３１４の形状に影響を与える。角度のついた表面については図４Ｂで後述する。一実施例では、流路３１４は、第１の角度で傾斜した第１の部分３１４ａと、第１の角度とは異なる第２の角度で傾斜した第２の部分３１４ｃと、第１の部分３１４ａと第２の部分３１４ｃとの間の湾曲移行部３１４ｂとを含む。隙間３１６は第３の角度で傾斜していてもよい。一実施例では、シャフト３０４の角度のついた表面は、現場組立時に液体金属ビードが隙間３１６の上に保持されるように、流路３１４を形成する。液体金属ビード（liquid metal bead）が使用中に加熱されると、流路３１４および隙間３１６の先細り形状は、組立中に毛細管流をさらに増加させる。例えば、第１の部分３１４ａは、液体金属が第２の部分３１４ｃと接触し、毛細管流を可能にするような大きさである。したがって、隙間３１６（例えば、ジャーナル）に入る液体金属は、シャフト面取り（shaft chamfer、例えば、物体の２つの面の間の移行端：transitional edge between two faces of an object）の特定の濡れ特性で制御され得る。

【0040】

液体金属ベアリングアセンブリ３００の一部分の詳細図４５０が図４Ｂに描かれている。詳細図４５０は、シャフト３０４の追加の詳細を含む。一実施例では、シャフト３０４は、液体金属ベアリングアセンブリ３００の現場組立中に液体金属を隙間３１６に流すように設計された角度の付いた表面を含む。この形状は、液体金属が潤滑剤として作用し、構造的支持を提供するベアリングジャーナル、例えば、隙間３１６におけるガス形成の減少をもたらす可能性がある。形状はまた、アセンブリ全体にわたってより均一な液体金属の分布をもたらす可能性がある。また、構造体の形状は、現場での組立時にシャフトとスリーブの自動位置合わせを容易にし、製造効率を向上させる。

【0041】

シャフト３０４は、上部セクション４５２を含む。シャフト３０４の上部セクション４５２は、液体金属リザーバ３１２（例えば、図３など）に隣接していてもよい。段差（ステップ）４５４は、上部セクション４５２の下方に位置してよい。一例では、段差４５４は研削ステップであってもよい。段差４５４の下方には、シャフト３０４に漸次移行部（gradual transition：緩やかな移行部）４６４が形成されている。漸次移行部４６４は、第１の部分４５６、湾曲移行部４５８、第２の部分４６０、および第３の部分４６２を含む。一実施例では、漸次移行部４６４は、流路３１４と、流路３１４と隙間３１６との間の移行部（例えば、図３など）とに隣接していてもよい。

【0042】

一例では、第１の部分４５６は、４５°の下限境界から６０°の上限境界までの範囲の第１の角度４５６ａで傾斜していてもよい。第１の部分４５６は、０．５ｍｍの下限境界から３ｍｍの上限境界までの範囲の第１の軸方向長さ４５６ｂを有してもよい。ここで、軸方向の長さは、回転軸の方向（例えば、回転軸と平行な方向）の長さである。第１の部分４５６は、１ｍｍの下部境界から２ｍｍの上部境界までの範囲の第１の半径方向変化（first radial change：第１の半径方向変化部分）４５６ｃを有してもよい。一実施例では、湾曲移行部４５８は、４ｍｍから９ｍｍの長さの範囲であってもよい。一実施例では、第２の部分４６０は、０．５°の下部の境界から１５°の上部の境界までの範囲の第２の角度４６０ａを傾斜させてもよい。第２セクション４６０は、１．５ｍｍの下限境界から７ｍｍの上限境界までの範囲の第２軸方向長さ４６０ｂを有してもよい。第２の部分４６０は、０．５ｍｍから１ｍｍの範囲の第２の半径方向変化（second radial change：第２の半径方向変化部分）４６０ｃを有してもよい。一実施例では、第３の部分４６２は、０度の下限境界から２．５度の上限境界までの範囲の第３の角度４６２ａで傾斜していてもよい。第３の部分４６２は、アセンブリのジャーナルの長さであってもよい。一例では、第１の半径方向変化４５６ｃにおける半径は、第２の半径方向変化４６０ｃにおける半径よりも小さく、その差は第２の半径方向変化４６０ｃの長さに等しい。

【0043】

一実施例では、第１の角度４５６ａは、第２の角度４６０ａよりも大きく、液体金属を液体金属リザーバ３１２から流路３１４および隙間３１６（例えば、ベアリングジャーナル）へ移動させる漏斗（funnel）として作用する。第１の角度４５６ａの大きさは、液体金属のビードが流路３１４にさらに適合することを可能にし、それにより、毛管流を増加させる（increased capillary flow）ために流路３１４と隙間３１６との間の距離を減少させる。第２の角度４６０ａおよび対応するスリーブ３０２の形状は、組立中の自動整列を可能にする。このようなシャフトとスリーブの形状は、図１２でより詳細に説明されている。

【0044】

図５は、図３の液体金属ベアリングアセンブリ３００などの液体金属ベアリングアセンブリに実装され得るシャフト５００の別の実施形態の詳細図５５０を示す。シャフト５００は、図３、図４Ａ、および図４Ｂに示されるシャフト３０４と比較的同様の形態および機能である。一例では、シャフト５００の寸法、および以下に例示する追加のシャフトの実施形態は、図３、４Ａ～４Ｂに関して説明した寸法の範囲内であってもよい。

【0045】

例えば、シャフト５００は、第１の角度５０４ａで傾斜した第１の部分５０４と、第２の角度５０８ａで傾斜した第２の部分５０８と、第１の部分５０４と第２の部分５０８との間の湾曲移行部（curved transition：曲線状の遷移）５０６と、第３の角度５１０ａで傾斜した第３の部分５１０とを含む緩やかな移行部５０２を含む。隙間（例えば、図３の隙間３１６）におけるシャフトの第１の角度５０４ａ、第２の角度５０８ａ、および第３の角度５１０ａは、図３～４Ｂのシャフト３０４の実施形態と比較して、シャフト５００の実施形態では異なっていてもよい。一例では、第１の角度５０４ａは、図４Ｂに関して図示された第１の角度４５６ａよりも大きくてもよい。一例では、第２の角度５０８ａは、図４Ｂに関して図示された第２の角度４６０ａよりも大きくてもよい。

【0046】

第１の部分５０４は、第１の軸方向長さ５１１を有することができる。湾曲移行部５０６および第１の部分５０４は、一緒になって第２の軸方向長さ５１２を有してもよい。第１の部分５０４、湾曲移行部５０６、および第２の部分５０８は、一緒になって第３の軸方向長さ５１４を有してもよい。第３の部分５１０は、第４の軸方向長さ５１６を有してもよい。第１の部分５０４、湾曲移行部５０６、第２の部分５０８、および第３の部分５１０は、合わせて第５の軸方向長さ５１８を有してもよい。実施例では、シャフト５００の第１の軸方向長さ５１１は、図４Ｂのシャフト３０４の第１の軸方向長さ４５６ｂに関して説明した長さの範囲と同様であってもよい。実施例では、第１の軸方向長さ５１１は、シャフト３０４の第１の軸方向長さ４５６ｂよりも短くてもよい。他の例では、第１の軸方向長さ５１１は、第１の軸方向長さ４５６ｂよりも大きくてもよい。同様に、第２の軸方向長さ５１２と第３の軸方向長さ５１４との差は、図４Ｂのシャフト３０４の第２の軸方向長さ４６０ｂについて説明した長さの範囲と同様であってもよい。

【0047】

図６は、図３の液体金属ベアリングアセンブリ３００などの液体金属ベアリングアセンブリに実装され得るシャフト６００のさらに別の実施形態を示す。シャフト６００は、図３、図４Ａ、及び図４Ｂに示されるシャフト３０４、並びに図５に示されるシャフト５００と、形態及び機能が比較的類似している。回転軸６０２が、参考のために図６に提供されている。回転軸６０２は、図３、および４Ａの回転軸３５０と同じか、または類似していてもよい。

【0048】

図６は、緩やかな移行部６２０を含むシャフト６００の詳細図６５０を含む。緩やかな移行部６２０は、第１の角度６０６ａで傾斜した第１の部分６０６と、第２の角度６１０ａで傾斜した第２の部分６１０と、第３の部分６１２とを含む。湾曲移行部６０８は、第１の部分６０６と第２の部分６１０との間に配置されてもよい。他の実施例では、角度の付いたセクション、例えば、第１の部分６０６と第２の部分６１０は、湾曲した移行部なしで互いに直接移行してもよい。いくつかの例では、シャフト６００は、工具移行領域（tool transition region）６０４を含んでもよい。隙間（例えば、図３の隙間３１６）におけるシャフトの第１の角度６０６ａ、第２の角度６１０ａ、および第３の角度６１２ａは、図３～４Ｂおよび図５に関して図示されたシャフトの実施形態と比較して、シャフト６００の実施形態では異なっていてもよい。例えば、図５に関して説明したように、第１の角度６０６ａは第１の角度５０４ａよりも小さくてもよく、第２の角度６１０ａは第２の角度５０８ａよりも小さくてもよい。一実施例では、緩やかな移行部６２０は、長さ６１４を有してもよい。一実施例では、長さ６１４は、図５を参照して説明したように、第３の軸方向長さ５１４よりも短くてもよい。

【0049】

図７は、液体金属リザーバを間隙に結合した流路を形成するために使用される角度の詳細図と共に、液体金属ベアリングアセンブリ（例えば、図３の液体金属ベアリングアセンブリ３００）において実施され得るシャフト７００のさらなる実施形態を示す。

【0050】

シャフト７００は、第１の部分７０２、第２の部分７０６、第１の部分７０２と第２の部分７０６との間の湾曲移行部７０４、および第３の部分７１４を含む。シャフト７００は、第１の角度７０２ａおよび第２の角度７０６ａを含む。第１の部分７０２は、第１の軸方向長さ７０８を含む。第２の部分７０６は、第２の軸方向長さ７１２を含む。第２の部分７０６と湾曲移行部７０４は、組み合わされた軸方向の長さ７１０を有する。シャフト７００の第１の角度７０２ａおよび第２の角度７０６ａは、図３～４Ｂ、図５、および図６に関してそれぞれ図示されたシャフト３０４、シャフト５００、およびシャフト６００の第１の角度および第２の角度とは異なっていてもよい。例えば、第１の角度７０２ａは、図５に関して説明した第１の角度５０４ａよりも大きくてもよい。別の例として、第２の角度７０６ａは、図６に関して説明した第２の角度６１０ａよりも大きくてもよい。一実施例では、シャフト７００は、切欠き（cutaway）７１６を含む。

【0051】

図８は、液体金属ベアリングアセンブリ３００の一部分の詳細図８００を示す。詳細図８００は、湿潤リザーバ３３０、ピン止め特徴部３３８、および膨張チャンバ３４２の追加の詳細を含む、第２の詳細図３４８と同様であり得る。特に、詳細図８００は、アセンブリからの望ましくない液体金属の流れを低減し得る液体金属ベアリングアセンブリの特徴を示す。

【0052】

一例では、フランジ３０４ｂの第３の側面３３６は、第２の本体３０２ｂの面８０４に沿って面共有接触していてもよい。第３の側面３３６と面８０４との間の液体金属インターフェース３４０を超える液体金属の流れは、鋭角（sharp angle：鋭角部）８０２によって防止または低減されてもよく、鋭角８０２は、不連続後の毛管力を変化させる不連続部（a discontinuity that changes the capillary force after the discontinuity）として作用する。フランジ３０４ｂの第３の側面３３６上の第１の角度のついた切欠き部８０６と、第２の本体３０２ｂの面８０４上の第２の角度のついた切欠き部８０８とは、接触して環状に延び、鋭角８０２を形成する。第１の角度のついた切欠き部８０６と第２の角度のついた切欠き部８０８との間の線上の遷移によって形成される鋭角８０２は、両側面の交点で液体金属を保持し、ガス圧による望ましくない流れとベアリングジャーナルの完全な濡れとにつながる可能性のある、下部の回転シールに入る液体金属の発生を低減することができる（The sharp angle 802 formed by the line on line transition between the first angled cutaway 806 and second angled cutaway 808 may hold a liquid metal at the intersection of the two sides and may reduce incidence of liquid metal entering lower rotating seals, which may lead to undesired flow due to gas pressure and full wetting of the bearing journal）。一実施例では、第１の角度付き切欠き部８０６と第２の角度付き切欠き部８０８は、ほぼ対称であり、鋭利な点を形成することができる。別の実施例では、２つの非対称の切り込みが、ピン止め特徴として作用する鋭利な点を形成する場合がある。一実施例では、第１の角度のついた切欠き８０６と第２の角度のついた切欠き８０８は、鋭角８０２でほぼ直角に合流する。このようにして、ピン止め特徴部３３８は、流体のピン止めを提供し、毛管力とともに、液体金属が膨張チャンバ３４２に流入するのを防止することができる（The pinning feature 338 may thus provide fluid pinning and, along with capillary forces, prevent liquid metal from flowing into an expansion chamber 342）。一実施例では、ピン止め特徴部３３８は、膨張チャンバ３４２を湿潤リザーバから流体的に分離する。さらなる例として、ピン止め特徴部は、表面にアンダーカット（undercut）を形成することによって達成することができる。ピン止め特徴部を形成するアンダーカット表面の例を図１８に示す。

【0053】

膨張チャンバ３４２は、スリーブ３０２の第２の本体３０２ｂとシャフト３０４とによって形成することができる。膨張チャンバ３４２は、環状形状を有する空隙を形成する液体金属ベアリングアセンブリ３００の内面によって画定されてもよい。例えば、第２の本体３０２ｂの第１の表面８１０は、膨張チャンバ３４２の外側の境界を形成することができる。シャフト３０４の第２の表面８１２および第４の表面８３０は、膨張チャンバ３４２の内側の境界を形成することができる。フランジ３０４ｂの第３の表面８１６は、第１の角度付き切り欠き８０６と連続する可能性があり、膨張チャンバ３４２の上部境界を形成する可能性がある。切り欠き８１４は、液体金属ベアリングアセンブリ３００の第１の端部３０６に向かって第１の表面８１０を形成し、膨張チャンバ３４２の下部の境界を形成することができる。液体金属を含まないことが望ましい膨張チャンバ３４２は、液体金属のオフガスを保持するためのガス溜めとして機能し得る（The expansion chamber 342, which is desirably free of liquid metal, may act as a gas reservoir to retain liquid metal off-gases）。

【0054】

湿潤リザーバ（wetting reservoir）３３０は、隙間３１６とフランジ３０４ｂを取り囲む液体金属インターフェース３４０とを流体的に結合することができる。湿潤リザーバ３３０は、スリーブ３０２の第１の本体３０２ａとシャフト３０４とによって形成されてもよい。湿潤リザーバ３３０は、環状形状を有する空隙を形成する液体金属ベアリングアセンブリ３００の内部表面によって画定されてもよい。例えば、第１の本体３０２ａの第４の表面８１８は、湿潤リザーバ３３０の外側の境界（outer boundary）を形成することができる。シャフト３０４の第５の表面８２０は、湿潤リザーバ３３０の内側の境界（interior boundary）を形成し得る。第５の表面８２０は、例えば、湿潤リザーバ３３０の床（floor：フロア）８２２がフランジ３０４ｂの第１の側面３３２よりも相対的に、例えば、ｙ軸に沿って低く、液体金属インターフェース３４０に向かって徐々に傾斜する、鋭い遷移を避ける形状であってもよい。湿潤リザーバ３３０の形状は、液体金属スラストベアリング（例えば、図２の液体金属スラストベアリング２２４）の完全な湿潤を促す滑らかな移行を提供する。接液リザーバ３３０の形状とピン止め特徴部３３８との組み合わせにより、隙間３１６および液体金属インターフェース３４０に液体金属が保持され、現場組立中に十分な量の液体金属を導入することが可能になる一方で、充填不足や流路内の空隙を最小限に抑えることができる。

【0055】

図９Ａおよび図９Ｂは、図３の液体金属ベアリングアセンブリ３００などの液体金属ベアリングアセンブリに実装され得るスリーブの透視図である。一例において、図９Ａは、ベアリングアセンブリの第２の端部（例えば、第２の端部３０８）に沿って配置され得るスリーブ（例えば、スリーブ３０２）の第１の透視図９００を示す。図９Ｂは、ベアリングアセンブリの第１の端部（例えば、第１の端部３０６）に沿って配置され得るスリーブの第２の透視図９５０を示す。

【0056】

まず図９Ａに目を向けると、スリーブの第１の側（first side）９０２の第１の透視図９００は、第１の表面（first surface）９０６と第２の表面（second surface）９０８の例を示している。第１の表面９０６は段差９１０によって第２の表面９０８に接合されることがある。段差９１０は傾斜した（例えば湾曲した、あるいは角度のついた）エッジ（edge：縁）９０４を含むことがある。いくつかの例では、段差９１０は、回転軸（例えば、図２の回転軸２５０）に対して角度（例えば、０．５°～１５°の間の角度）を付けてもよい。角度付けは、いくつかの実施例において、構成要素の変形の発生を減少させる可能性がある。

【0057】

図９Ｂは、スリーブ３０２の第２の本体３０２ｂと同様のスリーブの第２の本体９５２の一例の第２の透視図９５０を示す。第２の本体９５２は第１の段差９６２によって接合された第１の表面９５４と第２の表面９５６を含む。一実施例では、第１の段差９６２は第１の表面９５４と第２の表面９５６に対してほぼ垂直に配置されてもよい。第２の本体９５２は、第２の段差９６０によって第２の表面９５６に接合された第３の表面９５８を含む。一実施例では、第２の段差９６０は、第２の表面９５６および第３の表面９５８に対してほぼ垂直に配置されてもよい。第２の段差９６０は、丸みを帯びた縁部（rounded edge：丸みを帯びたエッジ）９６８を含んでもよい。

【0058】

第１の表面９５４は、内側円筒面（inner cylindrical surface）９６４、第１の表面９５４上の開口（opening）９７０、および反対側の表面上の開口（例えば、図８の反対側の表面８２４上の開口８２６）によって画定された複数の貫通孔（through holes）９６６を含み得る。一実施例では、現場組立の際に第２の本体９５２をスリーブの第１の本体（例えば、第１の本体３０２ａ）に固定するために、締結具（例えば、図８のボルト８２８）を貫通孔９６６を通して挿入することができる。

【0059】

図１０は、図３の液体金属ベアリングアセンブリ３００のような液体金属ベアリングアセンブリに実装され得るスリーブ１０００の別の実施形態を示す。スリーブ１０００は、図３、図９Ａ及び図９Ｂに示すスリーブ３０２と比較的同様の形態及び機能を有する。

【0060】

一例では、スリーブ１０００の内部表面は、異なる表面仕上げ（different surface finishes）を有するように様々に加工されてもよい。例えば、シャフトの内面に半径方向に取り囲まれているスリーブの第１の領域は、第１の表面仕上げを有していてもよい。シャフトの内面に半径方向に囲まれていないスリーブの第２の領域は、第１の表面仕上げとは異なる第２の表面仕上げを有していてもよい。一例として、スリーブ１０００の第１の表面１００２は、旋削加工された部分（sections that are turned）と研削加工された部分（sections that are ground）とを含んでいてもよい。一例として、スリーブ１０００は、第１の長さ１００６に対してほぼ円筒状に形成された第１の領域１００４を有していてもよい。別の例として、第１の表面１００２の第２の領域１００８は第２の長さ１０１０のために研削され、第３の領域１０１２は第３の長さ１０１４のために旋削されることがある。第２の長さ１０１０に沿ったスリーブ１０００は、制御されない円筒状に形成されてもよい。第２の長さ１０１０と第３の長さ１０１４の間の研削インターフェース１０１６は、段差または不連続（step or discontinuity）１０１８を生成することができる。

【0061】

スリーブ１０００の第１の表面１００２は第１の角度１０２４と第２の角度１０２２を含むように形成されることがある。一実施例では、第１の角度１０２４は３０°～６０°であり、第２の角度１０２２は０．５°～１５°の範囲である。一実施例では、スリーブ１０００の形状は、製造の湿潤およびコーティングステップの間などの現場組立中に液体金属が液体金属リザーバ（例えば、図３の液体金属リザーバ３１２など）に保持される発生率を低減することができる。

【0062】

図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃは、液体金属ベアリングアセンブリ１１００の第１の実施例１１１０、第２の実施例１１４０、および第３の実施例１１７０をそれぞれ示す。液体金属ベアリングアセンブリ１１００の実施例は、図３、図４Ａなどに示される液体金属ベアリングアセンブリ３００と機能的に比較的類似している。第１の実施例１１１０、第２の実施例１１４０、及び第３の実施例１１７０は、ベアリングジャーナル内への液体金属の毛細管流を増加させ、現場組立中のシャフト挿入の自動整列を容易にし得る液体金属ベアリングアセンブリ１１００の変更例を示す。

【0063】

液体金属ベアリングアセンブリ１１００は、シャフト１１０２、スリーブ１１０４、充填リザーバ１１０６、およびベアリング隙間（bearing gap）１１０８を含む。充填リザーバ１１０６は、シャフト１１０２及びスリーブ１１０４の内部表面によって形成される空隙（void）から構成されてもよい。例えば、表面は、シャフト１１０２の第１の表面１１０２ａおよびスリーブ１１０４の第２の表面１１０４ａを含むことができる。

【0064】

図１１Ａは、第１の改変部（first modification）１１１２を含む第１の実施例１１１０を示す。第１の改変部１１１２は、充填リザーバ１１０６を拡大するシャフト１１０２からの切り離し部であってもよい。

【0065】

図１１Ｂは、第１の改変部１１１２と第２の改変部１１４２とを含む第２の実施例１１４０を示す。第２の改変部１１４２は、スリーブ１１０４の第２の表面１１０４ａ（例えば、図１１Ａを参照）から切り離されたものであってもよい。第２の改変部１１４２および第１の改変部１１１２は、充填リザーバ１１０６を拡大し、ベアリング隙間１１０８の角度１１４４を広げる。

【0066】

図１１Ｃは、第３の改変部１１７２、第４の改変部１１７４、第５の改変部１１７６、および第６の改変部１１７８を含む第３の実施例１１７０を示す。第３の改変部１１７２は、シャフト１１０２の第１の改変部１１１２（例えば、図１１Ａ参照）からの切断部であってもよい。第４の改変部１１７４および第５の改変部１１７６は、シャフト１１０２の第１の表面１１０２ａからの切り起こしであり得る。第６の改変部１１７８は、第２の改変部１１４２（例えば、図１１Ｂ参照）からの切り起こしであり得る。改変は、充填リザーバ１１０６を拡大し、ベアリング隙間１１０８の角度１１８０を広げる。

【0067】

図１１Ａ～１１Ｃに示された修正例は、様々な利点を有し得る。例えば、充填リザーバ１１０６を広げることによって、修正は、湿潤の前に十分な液体金属の充填を可能にする。別の例として、充填リザーバ１１０６の表面取りを減らすことによって、修正は、ベアリング隙間１１０８への毛管流を増加させる。さらに、面取りや他の鋭利な移行部を減らすことで、現場での組立時にシャフト１１０２とスリーブ１１０４の間の摺動面（sliding surfaces）に生じる可能性のある摩滅や他の摩耗（galling and other wear：「カジリ」や他の磨耗）を減らすことができる。

【0068】

図１２は、シャフト３０４をスリーブ３０２に挿入する間の液体金属ベアリングアセンブリ３００の組立シリーズ（assembly series：アセンブリ系列）１２００を示す。例えば、現場組立中のシャフト３０４とスリーブ３０２の第１の位置１２０２、第２の位置１２０４、第３の位置１２０６が示されている。一例として、スリーブ３０２とシャフト３０４の合わせ角は組立を容易にするために整列する。例えば、角度を合わせることにより、現場組立時にシャフト３０４とスリーブ３０２の自動位置合わせが可能となり、製造効率が向上する。

【0069】

シャフト３０４の漸次移行部（gradual transition）４６４は、複合角度を有するように形成されたセクション、例えば、第１の部分４５６、第２の部分４６０、および第３の部分４６２、ならびに湾曲移行部４５８を含んで示されている。第２の部分は、第２の角度４６０ａを含む。スリーブ３０２の第１の本体３０２ａの第１の領域１２０８は、第２の角度４６０ａと同一または類似のスリーブ角度１２０８ａを有して形成されてもよい。破線１２１０、１２１２は、シャフト３０４とスリーブ３０２との間の隙間３１６またはベアリングジャーナル軸を説明するために描かれている。第２の角度４６０ａおよびスリーブ角度１２０８ａは、隙間３１６から切り取られたものであってもよい。

【0070】

組立中、シャフト３０４は第１の端部３０６からスリーブ３０２内に挿入される。組立中の第１の位置１２０２では、シャフト３０４はスリーブの第１の領域１２０８に接近する。第２の位置１２０４では、シャフト３０４はスリーブ３０２の第１の領域１２０８を通過する。第２角度４６０ａとスリーブ角度１２０８ａが一致し、隙間３１６から切り離されることで、シャフト３０４とスリーブ３０２が互いを越えてスライドすることが可能になる。シャフト３０４がスリーブ３０２の第１の領域１２０８を通過すると、その間の距離は隙間３１６まで狭まる。第３の位置１２０６では、シャフト３０４はスリーブ３０２に完全に挿入される。一例として、シャフト３０４がアセンブリの第２の端部３０８に合致するように一旦完全に挿入されると、液体金属リザーバ３１２、流路３１４および隙間３１６は、液体金属または他のベアリング潤滑剤を受容するために形成され得る。

【0071】

図１３は、液体金属ベアリングアセンブリのための例示的な方法１３００を示すフローチャートである。一例では、液体金属ベアリングアセンブリは、液体金属ベアリングアセンブリ３００であってもよい。一例では、方法１３００は、液体金属ベアリングアセンブリを組み立てるための自動化システムによって実行されてもよい。

【0072】

一例として、１３０２において、方法１３００は、スリーブの第１の端部の開口においてシャフトをスリーブに挿入することによって、シャフトを液体金属ベアリングアセンブリのスリーブに結合することを含み得る。一例として、シャフトの１つまたは複数の角度のついた面、または複合角度とスリーブの角度を一致させることにより、組立中に自動整列が可能になる場合がある。

【0073】

１３０４で、方法１３００はスリーブキャップをスリーブの第１の端部に結合することを含むことができる。一例として、スリーブキャップは第２の本体３０２ｂと同一または類似であってもよく、スリーブの第１の端部は図３および図８で説明した第１の本体３０２ａと同一または類似であってもよい。一例として、スリーブキャップをスリーブの第１の端部に接合することにより、アセンブリの第１の端部（例えば、第２の端部３０８）に第１のリザーバ（例えば、液体金属リザーバ）が形成され、第２の端部（例えば、第１の端部３０６）に第２のリザーバ（例えば、気体リザーバ、膨張チャンバ３４２）が形成されてもよい。さらに、接合されると、シャフトのフランジとスリーブの相補的セクションは、その間のインターフェースに形成された鋭角を有する挟持機能を形成する。例えば、接合されると、スリーブとシャフトは、液体金属リザーバ３１２、湿潤リザーバ３３０、ピン止め特徴部３３８、および膨張チャンバ３４２を形成することができる。

【0074】

１３０６において、方法１３００は、アセンブリの第２の端部に配置された充填ポートを介して液体金属リザーバに液体金属を注入することを含み得る。ガリウムなどの液体金属は、液体金属ベアリングアセンブリにおいてベアリングとして使用され得る潤滑剤の一例であってよい。充填ポートは、図３等に図示された充填ポート３１０と同様であってよい。一例では、液体金属リザーバの容積に等しい量の液体金属が液体金属リザーバに注入されてもよい。幾つかの実施例では、注入された金属の総量がリザーバの容積を超えるように、リザーバへの液体金属の追加注入が行われてもよい。

【0075】

１３０８において、方法１３００は、液体金属ベアリングアセンブリを加熱（heating the liquid metal bearing assembly）して、スリーブとシャフトとの間の隙間にベアリング面を形成（create bearing surfaces）し、それによって液体金属が毛管力を用いて隙間に流入することを含み得る。言い換えれば、液体金属は、毛管力によって液体金属リザーバから隙間に引き込まれる。毛管力は、熱なしで液体金属を隙間に引き込むことができる。いくつかの例では、液体金属ベアリングは組立中に加熱されないことがある。一例として、膨張チャンバへの液体金属の流れは、シャフトとスリーブとの間に形成されたピン止め特徴部によって遮断（例えば、減少、防止）される場合がある。

【0076】

図１４、図１５、および図１６は、液体金属リザーバを隙間に結合した流路を形成するために使用される、液体金属ベアリングアセンブリ（例えば、図３の液体金属ベアリングアセンブリ３００）において実施され得るシャフトのさらなる実施形態を、角度の詳細図とともに示す。一例では、図１４～１６に関して記載されたシャフトのさらなる実施形態の寸法は、図３、４Ａ～４Ｂに関して記載された寸法の範囲内であってもよい。

【0077】

図１４はシャフト１４００を示す。シャフト１４００は、第１の部分１４０２と、第２の部分１４０８と、第１の部分１４０２と第２の部分１４０８との間の湾曲移行部１４０４と、第３の部分１４２２とを含む。シャフト１４００は、第１の角度１４１２、第２の角度１４１４、および第３の角度１４１６を含む。第１の部分１４０２は、第１の軸方向長さ１４１０を有する。第２の部分１４０８は、第２の軸方向の長さ１４０６を有する。湾曲移行部１４０４は、移行部の軸方向の長さ１４２０を有する。シャフト１４００は、第１の部分１４０２、第２の部分１４０８、湾曲移行部１４０４、および第３の部分１４２２を含む第３の軸方向長さ１４１８を有する。

【0078】

いくつかの例では、第１の角度１４１２、第２の角度１４１４、および第３の角度１４１６は、図３～４Ｂ、図５、図６、および図７に関して図示されたシャフトの様々な実施形態の第１の角度、第２の角度、および第３の角度とは異なっていてもよい。例えば、第１の角度１４１２は、図５に関して説明した第１の角度５０４ａよりも小さくてもよい。第１の角度１４１２は、図６に関して説明した第１の角度６０６ａよりも大きくてもよい。第２の角度１４１４は、図５に関して説明した第２の角度５０８ａよりも大きくてもよい。

【0079】

いくつかの例では、第１の軸方向長さ１４１０、第２の軸方向長さ１４０６、移行部の軸方向長さ１４２０、および第３の軸方向長さ１４１８は、図３～４Ｂ、図５、図６、および図７に関して図示されたシャフトの様々な実施形態の対応する軸方向長さと異なっていてもよい。例えば、第１の軸方向長さ１４１０は、図５に関して説明した第１の軸方向長さ５１１よりも長くてもよい。第３の軸方向長さ１４１８は、図５に関して説明した第５の軸方向長さ５１８よりも短くてもよい。別の例として、第１の軸方向長さ１４１０は、図７に関して説明した第１の軸方向長さ７０８よりも長くてもよい。

【0080】

図１５はシャフト１５００を示す。シャフト１５００は、第１の部分１５０２、第２の部分１５０４、第３の部分１５０８、および湾曲移行部１５０６を含む。シャフト１５００は、第１の角度１５１０、第２の角度１５１２、および第３の角度１５１４を含む。第１の部分１５０２は、第１の軸方向長さ１５２４を有する。湾曲移行部１５０６および第１の部分１５０２は、第２の軸方向長さ１５１６を有する。第１の部分１５０２、第２の部分１５０４、第３の部分１５０８の一部、および湾曲移行部は第３の軸方向の長さ１５２０を有する。

【0081】

いくつかの例では、第１の角度１５１０、第２の角度１５１２、および第３の角度１５１４は、図３～４Ｂ、図５～７、および図１４に関して図示されたシャフトの様々な実施形態の対応する角度とは異なっていてもよい。例えば、第１の角度１５１０は、図１４に関して説明した第１の角度１４１２よりも大きくてもよい。第１の角度１５１０は、図５、６に関して説明した第１の角度５０４ａよりも大きくてもよい。第２の角度１５１２は、図５に関して説明した第２の角度５０８ａよりも小さくてもよい。

【0082】

いくつかの例では、第１の軸方向長さ１５２４、第２の軸方向長さ１５１６、および第３の軸方向長さ１５２０は、図３～４Ｂ、図５、図６、および図７に関して図示されたシャフトの様々な実施形態の対応する軸方向長さと異なっていてもよい。例えば、第１の軸方向長さ１５２４は、図７に関して説明した第１の軸方向長さ７０８よりも短くてもよい。第３の軸方向長さ１５２０は、図１４に関して説明した第３の軸方向長さ１４１８よりも長くてもよい。

【0083】

図１６はシャフト１６００を示す。シャフト１６００は、第１の部分１６０２、第２の部分１６０４、および第３の部分１６０８を含む。シャフト１６００は、第１の角度１６１０および第２の角度１６１２を含む。いくつかの例では、第１の角度１６１０および第２の角度１６１２は、図３～４Ｂ、図５～７、および図１４～１５に関して図示されたシャフトの様々な実施形態の第１の角度および第２の角度とは異なっていてもよい。例えば、第２の角度１６１２は、図１４に関して説明した第２の角度１４１４よりも小さくてもよい。シャフト１６００は、第１の角度１６１０と第２の角度１６１２との間の湾曲遷移（例えば、図１４の湾曲遷移１４０４）を含まない。他の例では、シャフト１６００は、第１の角度１６１０と第２の角度１６１２との間に湾曲移行部を含んでもよい。

【0084】

図１７は、液体金属ベアリングアセンブリ１７００の一例を示す。液体金属ベアリングアセンブリ１７００は、開示された液体金属ベアリングのための構成であり、構成要素が（例えば、図３の構成要素の向きとは対照的な）別の向きに配置される。この例では、充填ポートおよびピン止め特徴部はが反対の向きになっている場合があり、充填ポートとリザーバおよびギャップへの入口を形成する角度がベアリングのシール側 （たとえば、第１の端部１７０６)にあり、ピン留め機能がスリーブがあるシャフトの反対側の端（たとえば、第２の端部１７０８)にある（In the example, a fill port and pinning feature may be in an opposite orientation such that the fill port and angles creating the reservoir and entrance to the gap are on the seal side of the bearing, e.g., a first end 1706, and the pinning feature is on the opposite end of the shaft with the sleeve, e.g., a second end 1708）。

【0085】

液体金属ベアリングアセンブリ１７００は、スリーブ１７０２とシャフト１７０４とを含む。一例では、スリーブ１７０２は回転部品であってもよく、シャフト１７０４は静止部品であってもよい。スリーブ１７０２とシャフト１７０４は、スリーブ１７０２がシャフト１７０４に対して回転可能であるように結合されてもよい。液体金属ベアリングアセンブリ１７００のスリーブ１７０２は、第１の本体１７０２ａおよび第２の本体（図示せず、例えば、図３の３０２ｂ）から形成されてもよい。シャフト１７０４の本体１７０４ａは、シャフト１７０４の本体１７０４ａから半径方向に延びるフランジ１７０４ｂを備えて構成される。スリーブ１７０２の第１の本体１７０２ａは、フランジ１７０４ｂが配置され得る相補的セクション（complementary section：相補的な部分）１７２２を備えて構成される。

【0086】

スリーブ１７０２およびシャフト１７０４の各々は、液体金属ベアリングアセンブリ１７００が組み立てられた状態において液体金属流路を形成する構造を有するように構成される。液体金属流路は、充填ポート１７１０、第１のリザーバ１７１２（例えば、液体金属リザーバ、ガリウムリザーバ）、流路１７１４、および隙間１７１６を含むことができる。液体金属は、組立中に充填ポート１７１０を介して第１のリザーバ１７１２に導入されることがある。流路１７１４は、第１のリザーバ１７１２から隙間１７１６への流れを促進するための角度を含むことができる。充填ポート１７１０、第１のリザーバ１７１２、および流路１７１４は、液体金属ベアリングアセンブリ１７００の第１の端部１７０６に配置される。

【0087】

スリーブ１７０２は、スリーブ要素（sleeve element）１７５２とシャフト要素（shaft element）１７５０を含むピン止め特徴部（pinning feature）を含む。スリーブ要素１７５２とシャフト要素１７５０は、隙間１７１６内でガリウムをピン止めする（pinning the gallium）ことにより、液体金属ベアリングアセンブリ１７００の望ましくない領域へのガリウムの流入を低減する。スリーブ要素１７５２およびシャフト要素１７５０は、液体金属ベアリングアセンブリ１７００の第２の端部に配置される。

【0088】

液体金属ベアリングアセンブリ１７００の組立中、シャフト１７０４は、第１の端部１７０６からスリーブ１７０２の第１の本体１７０２ａに挿入される。フランジ１７０４ｂが相補的セクション１７２２に配置されると（例えば、図１７に示すように）、スリーブ１７０２の第２の本体は、第１の端部１７０６において第１の本体１７０２ａに結合されて、シャフト１７０４をスリーブ１７０２内に囲むことができる。第１の本体１７０２ａと第２の本体は、ボルト、溶接、他の締結具などを介して結合されてもよい。一例として、第２の本体はスリーブキャップであってもよい。このようにして、充填ポート１７１０および第１のリザーバ１７１２は、ベアリングのシール側に配置され、ピン止め特徴部は、シャフト１７０４とスリーブ１７０２との間のベアリングの対向端部に配置される。

【0089】

図１８は、液体金属ベアリングアセンブリ１８００の一例を示す。液体金属ベアリングアセンブリ１８００は、追加的又は代替的なピン止め特徴部を示す開示された液体金属ベアリングの構成である。液体金属ベアリングアセンブリ１８００は、他の態様において、図２～図１７に関して上述した液体金属ベアリングアセンブリの例と同じであってもよく、類似していてもよい。

【0090】

液体金属ベアリングアセンブリ１８００は、スリーブ１８０２とシャフト１８０４とを含む。一例では、スリーブ１８０２は回転部品であり、シャフト１８０４は静止部品であってもよい。スリーブ１８０２とシャフト１８０４は、スリーブ１８０２がシャフト１８０４に対して回転可能であるように結合されてもよい。液体金属ベアリングアセンブリ１８００のスリーブ１８０２は、第１の本体１８０２ａおよび第２の本体（図示せず、例えば、図３の３０２ｂ）から形成されてもよい。シャフト１８０４の本体１８０４ａは、シャフト１８０４の本体１８０４ａから半径方向に延びるフランジ１８０４ｂを備えて構成される。スリーブ１８０２の第１の本体１８０２ａは、フランジ１８０４ｂが配置され得る相補的セクション１８１４を備えて構成される。

【0091】

スリーブ１８０２とシャフト１８０４の間には隙間１８１６が形成される。組立中に導入された液体金属が隙間１８１６を満たすことがある。液体金属は、隙間１８１６を矢印１８０６で示すガス溜めから分離するピン止め特徴部によって、隙間１８１６を越えて流れるのを防止され得る。ピン止め特徴部の配置および形状は、ジャーナル表面の外側のベアリング内の下部回転シールおよびリザーバに望ましくない形で流れる可能性のある液体金属の量を低減することに寄与する可能性がある。実施例では、第１のピン止め特徴部１８２４および第２のピン止め特徴部１８３４が、同じベアリングアセンブリに示されている。しかしながら、製造されたベアリングアセンブリは、第１のピン止め特徴部１８２４、第２のピン止め特徴部１８３４、ピン止め特徴部３３８、または他の類似の構成のうちの１つだけを含んでもよいことが理解され得る。

【0092】

第１のピン止め特徴部１８２４は、第１のスリーブ要素１８２０と第１のシャフト要素１８２２とを含む。第１のピン止め特徴部１８２４は、隙間１８１６に液体金属をピン止めするために２つの非対称な切り込みを使用してもよい例である。例えば、第１のシャフト要素１８２２は、第１の表面１８２６上の非対称カットウエイ（asymmetric cutaway：非対称な切り起こし）によって作成されてもよく、一方、第１のスリーブ要素１８２０は、そのようなカットウエイを有さなくてもよい。一実施例では、第１の表面１８２６上の非対称カットウエイは、鋭角（例えば、４５°の角度）を形成することができる。

【0093】

あるいは、ピン止め特徴部は、表面にアンダーカットを形成することによって達成されてもよい。例えば、第２のピン止め特徴部１８３４は、第２のスリーブ要素１８３０と第２のシャフト要素１８３２とから構成される。第２のスリーブ要素１８３０は、第２の表面１８３６上のアンダーカットによって作成されてもよく、第２のシャフト要素１８３２は、第３の表面１８３８上の一致する対称的なアンダーカットによって作成されてもよい。一実施例では、第２の表面１８３６上のアンダーカットは鋭角（例えば、４５°の角度）を形成し、第３の表面１８３８上のアンダーカットは対称の向きで同様の鋭角を形成することができる。

【0094】

開示された液体金属ベアリングアセンブリのいくつかの実施例は、複数の充填ポート、複数の液体金属リザーバ、および／または複数のピン止め特徴部を含んでいてもよい。例えば、異なる軸方向および半径方向位置に配置された複数の充填ポートがあってもよい。同様に、いくつかの実施例では、アセンブリは、１つ以上のピン止め特徴部を含んでよい。いくつかの例では、開示された液体金属ベアリングアセンブリは、充填ポート、ピン止め特徴部、および液体金属リザーバの各々の１つ以上を含むことができる。例えば、ベアリングの第１の端部に配置された第１の液体金属リザーバ、関連する第１の充填ポート、および関連する第１のピン止め特徴部が存在し得る。異なる軸方向位置にあるベアリングの第２の端部には、第２の液体金属リザーバ、関連する第２の充填ポート、および関連する第２のピン止めフィーチャがある。いくつかの例では、第１のピン止め特徴部は、第２のピン止め特徴部とは異なる形状であってもよく、他の例では、これらは同様の形状であってもよい。例えば、第１のピン止め特徴部は、図８を参照して説明したピン止め特徴部と同様であってもよく、第２のピン止め特徴部は、図１８を参照して説明した第１または第２のピン止め特徴部と同様であってもよい。

【0095】

このように、開示された液体金属ベアリングアセンブリは、良好な毛管濡れと液体金属の保持を促進することにより、液体金属ベアリングの製造に関する現在の課題に対処する。開示された液体金属ベアリングアセンブリの形状は、アライメントの難易度を低減し、アセンブリプロセス中のセルフアライメントを可能にし、それにより歩留まりを向上させ、製造中の容量制約を低減する。アライメントの難易度を低減することにより、開示される液体金属ベアリングアセンブリは、いくつかの例では液体金属を汚染し、液体金属の潤滑能力を妨害する可能性のある、組立中に使用される潤滑剤への依存を低減することができる。さらに、開示された液体金属ベアリングアセンブリは、液体金属との完全な濡れを促し、毛管力の戦略的な適用によってジャーナル表面の外側のベアリング内に望ましくない形で流れる可能性のある液体金属の量を減少させる。液体金属ベアリングに液体金属リザーバを使用する技術的効果は、ベアリングインターフェースに正確な量の液体金属を供給できるようにするとともに、ベアリングインターフェースのガス量を減少させることである。

【0096】

本開示はまた、液体金属ベアリング用の支持体であって、液体金属リザーバをスリーブとシャフトとの間の隙間に流体結合する流路であって、第１の角度で傾斜した第１の部分と、第２の角度で傾斜した第２の部分とを有し、第１の角度が第２の角度と異なる、流路と、を備える支持体を提供する。システムの第１の実施例では、第１の部分は第１の長さを有し、第２の部分は第１の長さとは異なる第２の長さを有する。システムの第２の実施例において、任意に第１の実施例を含み、液体金属リザーバは第１の容積を有し、隙間は第１の容積以上の第２の容積を有する。システムの第３の実施例では、任意に第１および第２の実施例の一方または両方を含み、システムはさらに、液体金属リザーバに開口する第１の端部とプラグを含む第２の端部とを有する充填ポートを備える。システムの第４の実施例では、任意に第１から第３の実施例の１つ以上またはそれぞれを含み、シャフトの内面によって半径方向に取り囲まれているスリーブの第１の領域は第１の表面仕上げを有し、シャフトの内面によって半径方向に取り囲まれていないスリーブの第２の領域は第１の表面仕上げとは異なる第２の表面仕上げを有する。システムの第５の実施例では、任意に第１から第４の実施例の１つ以上またはそれぞれを含み、システムはさらにシャフトのフランジとスリーブの相補的な部分のインターフェースに設けられた挟み込み特徴部であって、挟み込み特徴部がスリーブとシャフトの間に形成された膨張チャンバから隙間を分離する、挟み込み特徴部、を備える。システムの第６の実施例では、任意に第１から第５の実施例の１つ以上または各々を含み、システムはさらに第１の部分と第２の部分の間に配置された湾曲移行部を含む。システムの第７の実施例では、第１から第６の実施例の１つ以上またはそれぞれを任意に含み、隙間は、第１の角度および第２の角度とは異なる第３の角度を有する。システムの第８の実施例において、任意選択で、第１から第７の実施例のうちの１つ以上またはそれぞれを含み、システムは、隙間によって液体金属リザーバに流体的に結合された湿潤リザーバをさらに含み、湿潤リザーバは、ピン止め特徴部によって膨張チャンバから流体的に分離されている。

【0097】

本開示はまた、コレクタアセンブリと、カソードアセンブリと、その中に配置された静止部材を有する回転部材で形成されたベアリングアセンブリによって回転するように支持されたアノードを含むアノードアセンブリと、を備え、ベアリングアセンブリは、液体金属リザーバを回転部材と静止部材との間の間隙に流体的に結合する流路と、間隙をガスリザーバから分離する静止部材から環状に延びる特徴部と、をさらに備える、Ｘ線撮像システムのための支持体を提供する。システムの第１の実施例では、静止部材はシャフトである。システムの第２の実施例では、任意に第１の実施例を含み、流路は、第１の角度で傾斜した第１の部分と、第２の角度で傾斜した第２の部分であって、第１の角度は第２の角度とは異なる第２の部分と、第１の部分と第２の部分との間の湾曲移行部とを含む。

【0098】

本開示はまた、ベアリングを組み立てる方法の支持を提供するシャフトをスリーブに挿入し、シャフトとスリーブとの間のベアリングの第１の端部に第１のリザーバが形成され、シャフトとスリーブとの間のベアリングの第２の端部に第２のリザーバが形成され、第１のリザーバと第２のリザーバとの間に間隙が形成され、間隙がピン止め特徴部によって第２のリザーバから分離されるようにするステップと、潤滑剤を充填ポートを介して第１のリザーバに挿入するステップと、毛管力を使用して第１のリザーバから間隙に潤滑剤を流すステップとを含む。この方法の第１の実施例では、潤滑剤を第１のリザーバから隙間に流すためにシャフトとスリーブを加熱することを含む。本方法の第２の実施例では、任意に第１の実施例を含み、潤滑剤は第１の体積のガリウムであり、第１の体積のガリウムは毛管力によって第１のリザーバから隙間に引き込まれる。本方法の第３の実施例では、任意に第１および第２の実施例の一方または両方を含み、ガリウムの第１の体積は第１のリザーバの体積以下である。方法の第四の実施例において、任意に第１から第３の実施例の１つ以上またはそれぞれを含み、方法はさらに、第１のリザーバと隙間が第１の表面仕上げを有し、第２のリザーバが第１の表面仕上げとは異なる第２の表面仕上げを有するように、シャフトの表面とスリーブの内面を研削することを含む。本方法の第５の実施例では、任意に第１から第４の実施例の１つ以上またはそれぞれを含み、本方法はさらにシャフトおよびスリーブの内表面を湿潤または湿潤防止することを含む。本方法の第６の実施例では、任意に第１から第５の実施例の一つ以上またはそれぞれを含み、シャフトをスリーブに挿入することは、スリーブの第１の端部の開口からシャフトをスリーブにスライドさせることを含み、シャフトとスリーブは組み立てを容易にするために整合する角度を構成する。方法の第７の実施例では、任意に第１から第６の実施例の１つ以上またはそれぞれを含み、充填ポートおよび第１のリザーバはベアリングのシール側に配置され、ピン止め特徴部はシャフトとスリーブの間のベアリングの対向端に配置される。

【0099】

本開示の様々な実施形態の要素を紹介する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、要素が１つ以上存在することを意味することが意図される。用語「第１」、「第２」などは、順序、量、または重要性を示すものではなく、むしろ、１つの要素を他の要素と区別するために使用される。用語「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含める（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であることを意図しており、列挙された要素以外の追加の要素が存在してもよいことを意味する。本明細書において「に接続される」、「に結合される」等の用語が使用されるように、１つの物体（例えば、材料、要素、構造、部材等）は、１つの物体が他の物体に直接接続または結合されているか否か、または１つの物体と他の物体との間に１つ以上の介在物体が存在するか否かにかかわらず、他の物体に接続または結合され得る。加えて、本開示の「一実施形態」または「ある実施形態」への言及は、言及された特徴も組み込んだ追加の実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図していないことを理解されたい。本明細書において、「およそ」および「実質的に」は、特に断りのない限り、プラスマイナス５％以内の値を指す。

【0100】

先に示した修正に加えて、本明細書の精神および範囲から逸脱することなく、多数の他の変形および代替配置が当業者によって考案され得、添付の特許請求の範囲は、このような修正および配置をカバーすることを意図している。従って、現時点において最も実用的で好ましい態様であると考えられるものに関連して、特定性および詳細性をもって上述してきたが、本明細書に記載した原理および概念から逸脱することなく、形態、機能、操作方法および使用方法を含むがこれらに限定されない多数の改変を行うことができることは、当業者には明らかであろう。また、本明細書で使用される場合、実施例および実施形態は、あらゆる点で例示的なものであることを意図しており、いかなる方法でも限定的なものと解釈されるべきではない。

【符号の説明】

【0101】

１００：Ｘ線撮像システム １０２：被検体 １０４：Ｘ線源 １０６：Ｘ線放射ビーム １０８：検出器アレイ １１０：Ｘ線コントローラ １１２：コンピューティング装置 １１４：プロセッサ １１６：オペレータコンソール １１８：記憶装置 １２０：ディスプレイ ２００：Ｘ線管 ２０２：ハウジング ２０４：低圧エンクロージャ ２０５：液体金属ベアリングアセンブリ ２０６：静止部品 ２０８：回転部品 ２１０：アノード ２１２：カソード ２１４：Ｘ線ビーム ２１６：Ｘ線窓 ２１８：ロータ ２２０：ステータ ２２２：液体金属ジャーナルベアリング ２２４：液体金属スラストベアリング ２２６：インターフェース ２５０：回転軸 ２５２：半径方向軸 ３００：液体金属ベアリングアセンブリ ３０２：スリーブ ３０２ａ：第１の本体 ３０２ｂ：第２の本体 ３０２ｃ：インターフェース ３０４：シャフト ３０４ａ：本体 ３０４ｂ：フランジ ３０６：第１の端部 ３０８：第２の端部 ３１０：充填ポート ３１２：液体金属リザーバ ３１２ａ：第１の部分 ３１２ｂ：第２の部分 ３１４：流路 ３１４ａ：第１の部分 ３１４ｂ：曲線遷移 ３１４ｃ：第２の部分 ３１６：隙間 ３１８：長さ ３１９：第１の領域 ３２０：第２の領域 ３２１：第３の領域 ３２２：第１の半径方向距離 ３２４：第２の半径方向距離 ３２６：液体金属ジャーナルベアリング ３２８：液体金属スラストベアリング ３３０：湿潤リザーバ ３３２：第１の側面 ３３４：第２の側面 ３３６：第３の側面 ３８：ピン止め特徴部 ３４０：液体金属インターフェース ３４２：膨張チャンバ ３４６：第１の詳細図 ３４８：第２の詳細図 ３５０：回転中心軸 ３５２：相補的セクション ３９９：軸 ４００、４５０、５５０、８００：詳細図 ４０２：内側部分 ４０４：外側部分 ４０６：角度 ４０８：第１の半径方向幅 ４１０：第２の半径方向幅 １２：第３の半径方向幅 ４５２：上部セクション ４５４：段差 ４５６：第１の部分 ４５６ａ：第１の角度 ４５６ｂ：第１の軸方向長さ ４５６ｃ：第１の半径方向変化 ４５８：湾曲した移行部 ４６０：第２の部分 ４６０ａ：第２の角度 ４６０ｂ：第２軸方向長さ ４６０ｃ：第２の半径方向変化 ４６２：第３の部分 ４６２ａ：第３の角度 ４６４：漸次移行部 ５００、６００、７００、１４００、１５００、１６００：シャフト ５０２：緩やかな移行部 ５０４：傾斜した第１の部分 ５０４ａ：第１の角度 ５０６：湾曲移行部 ５０８：第２の部分 ５０８ａ：第２の角度 ５１０：第３の部分 ５１０ａ：第３の角度 ５１１：第１の軸方向長さ ５１２：第２の軸方向長さ ５１４：第３の軸方向長さ ５１６：第４の軸方向長さ ６０２：回転軸 ６０４：工具移行領域 ６０６：第１の部分 ６０６ａ：第１の角度 ６０８：湾曲移行部 ６１０：第２の部分 ６１２：第３の部分 ６１２ａ：第３の角度 １４：長さ ６２０：緩やかな移行部 ７０２：第１の部分 ７０２ａ：第１の角度 ７０４：湾曲移行部 ７０６：第２の部分 ７０６ａ：第２の角度 ７０８：第１の軸方向長さ ７１０：組み合わされた軸方向の長さ ７１２：第２の軸方向長さ ７１４：第３の部分 ７１６：切欠き ８０２：鋭角 ８０４：面 ８０６：第１の角度付き切欠き部 ８０８：第２の角度付き切欠き部 ８１０：第１の表面 ８１２：第２の表面 ８１４：切欠き ８１６：第３の表面 ８１８：第４の表面 ８２０：第５の表面 ８２２：床 ８２４：対向面 ８２６：開口 ８２８：ボルト ８３０：第４の表面 ９００：第１の透視図 ９０２：第１の側 ９０４：エッジ ９０６：第１の表面 ９０８：第２の表面 ９１０：段差 ９５０：第２の透視図 ９５２：第２の本体 ９５４：第１の表面 ９５６：第２の表面 ９５８：第３の表面 ９６０：第２の段差 ９６２：第１の段差 ９６４：内側円筒面 ９６６：貫通孔 ９６８：丸みを帯びたエッジ ９７０：開口 １０００：スリーブ １００２：第１の表面 １００４：第１の領域 １００６：第１の長さ １００８：第２の領域 １０１０：第２の長さ １０１２：第３の領域 １０１４：第３の長さ １０１６：研削インターフェース １０１８：段差または不連続 １０２２：第２の角度 １０２４：第１の角度 １１００、１１１０、１１４０、１１７０、１７００、１８００：液体金属ベアリングアセンブリ １１０２：シャフト １１０２ａ：第１の表面 １１０４：スリーブ １１０４ａ：第２の表面 １１０６：充填リザーバ １１０８：ベアリング隙間 １１１２：第１の改変部 １１４２：第２の改変部 １４４、１１８０：角度 １１７２：第３の改変部 １１７４：第４の改変部 １１７６：第５の改変部 １１７８：第６の改変部 １２００：組立シリーズ １２０２：第１の位置 １２０４：第２の位置 １２０６：第３の位置 １２０８：第１の領域 １２０８ａ：スリーブ角度 １２１０、１２１２：破線 １４０２：第１の部分 １４０４：湾曲移行部 １４０６：第２の軸方向の長さ １４０８：第２の部分 １４１０：第１の軸方向長さ １４１２：第１の角度 １４１４：第２の角度 １４１６：第３の角度 １４１８：第３の軸方向長さ １４２０：移行部の軸方向の長さ １４２２：第３の部分 １５０２：第１の部分 １５０４：第２の部分 １５０６：湾曲移行部 １５０８：第３の部分 １５１０：第１の角度 １５１２：第２の角度 １５１４：第３の角度 １５１６：第２の軸方向長さ １５２０：第３の軸方向長さ １５２４：第１の軸方向長さ １６０２：第１の部分 １６０４：第２の部分 １６０８：第３の部分 １６１０：第１の角度 １６１２：第２の角度 １７０２：スリーブ １７０２ａ：第１の本体 １７０４：シャフト １７０４ａ：本体 １７０４ｂ：フランジ １７０６：第１の端部 １７０８：第２の端部 １７１０：充填ポート １７１２：第１のリザーバ １７１４：流路 １７１６：隙間 １７２２：相補的セクション １７５０：シャフト要素 １７５２：スリーブ要素 １８０２：スリーブ １８０２ａ：第１の本体 １８０４：シャフト １８０４ａ：本体 １８０４ｂ：フランジ １８０６：矢印 １８１４：相補的セクション １８１６：隙間 １８２０：第１のスリーブ要素 １８２２：第１のシャフト要素 １８２４：第１のピン止め特徴部 １８２６：第１の表面 １８３０：第２のスリーブ要素 １８３２：第２のシャフト要素 １８３４：第２のピン止め特徴部 １８３６：第２の表面 １８３８：第３の表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【手続補正書】

【提出日】2024-10-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体金属ベアリング（３００）であって、
液体金属リザーバ（３１２）をスリーブ（３０２）とシャフト（３０４）の間の隙間（３１６）に流体連通させる流路（３１４）を含み、
前記流路は、第１の角度で傾斜した第１の部分（３１４ａ）と、第２の角度で傾斜した第２の部分（３１４ｂ）とを有し、前記第１の角度は、前記第２の角度とは異なる、液体金属ベアリング。

【請求項2】

前記第１の部分（３１４ａ）が第１の長さを有し、前記第２の部分（３１４ｂ）が前記第１の長さとは異なる第２の長さを有する、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項3】

前記液体金属リザーバ（３１２）が第１の容積を有し、前記隙間（３１６）が前記第１の容積以上の第２の容積を有する、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項4】

前記液体金属リザーバ（３１２）に開口する第１の端部とプラグが設けられる第２の端部とを有する充填ポート（３１０）をさらに含む、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項5】

前記シャフト（３０４）の内面によって半径方向に取り囲まれている前記スリーブ（３０２）の第１の領域は、第１の表面仕上げを有し、前記シャフト（３０４）の内面によって半径方向に取り囲まれていない前記スリーブ（３０２）の第２の領域は、前記第１の表面仕上げとは異なる第２の表面仕上げを有する、請求項１記載の液体金属ベアリング。

【請求項6】

前記シャフト（３０４）のフランジ（３０４ｂ）と前記スリーブ（３０２）の相補的な部分とのインターフェースに設けられたピン止め特徴部（３３８）をさらに備え、前記ピン止め特徴部は、前記スリーブと前記シャフトとの間に形成された膨張チャンバ（３４２）から前記隙間を分離する、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項7】

前記第１の部分と前記第２の部分との間に配置された湾曲移行部（４５８）をさらに含む、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項8】

前記隙間（３１６）は、前記第１の角度及び前記第２の角度とは異なる第３の角度を有する、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項9】

前記隙間（３１６）によって前記液体金属リザーバ（３１２）に流体的に結合された湿潤リザーバ（３３０）をさらに含み、前記湿潤リザーバが、ピン止め特徴部によって膨張チャンバから流体的に分離される、請求項１に記載の液体金属ベアリング。

【請求項10】

ベアリングを組み立てる方法であって、
シャフトとスリーブとの間のベアリングの第１の端部に第１のリザーバを形成し、前記シャフトとスリーブとの間の前記ベアリングの第２の端部に第２のリザーバを形成し、前記第１のリザーバと前記第２のリザーバとの間に隙間を形成するように、前記シャフトを前記スリーブに挿入するステップ（１３０４）であって、前記隙間がピン止め特徴部によって前記第２のリザーバから分離される、前記ステップ（１３０４）と、
充填ポートを介して前記第１のリザーバに潤滑剤を挿入するステップ（１３０６）と、
毛細管力を利用して、前記潤滑剤を前記第１のリザーバから前記隙間に流すステップ（１３０８）と、を含む方法。

【請求項11】

前記流すステップ（１３０８）が、前記シャフトと前記スリーブとを加熱して前記潤滑剤を前記第１のリザーバから前記隙間に流すステップを含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記潤滑剤が第１の体積のガリウムであり、前記第１の体積のガリウムが毛管力によって前記第１のリザーバから前記間隙に引き込まれる（１３０６）、請求項１０に記載の方法。

【請求項13】

前記ガリウムの前記第１の体積が前記第１のリザーバの体積以下である、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記第１のリザーバと前記隙間が第１の表面仕上げ（１００４）を有し、前記第２のリザーバが前記第１の表面仕上げとは異なる第２の表面仕上げ（１００８）を有するように、前記シャフトの表面と前記スリーブの内面を研削するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。

【請求項15】

前記シャフトおよび前記スリーブの内面を湿潤または防湿するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【外国語明細書】