JP2001001059A - パラボラアンテナ鏡面板加工方法 - Google Patents

パラボラアンテナ鏡面板加工方法

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JP2001001059A
JP2001001059A JP11175451A JP17545199A JP2001001059A JP 2001001059 A JP2001001059 A JP 2001001059A JP 11175451 A JP11175451 A JP 11175451A JP 17545199 A JP17545199 A JP 17545199A JP 2001001059 A JP2001001059 A JP 2001001059A
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aluminum
flat plate
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JP11175451A
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English (en)
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Koichi Takita
耕一 滝田
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Yagi Antenna Co Ltd
Original Assignee
Yagi Antenna Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1245Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding characterised by the apparatus
    • B23K20/1255Tools therefor, e.g. characterised by the shape of the probe

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】接合部の余盛り取り仕上げ加工、板の歪み取り
作業を不要とし、接合部の強度及び品質を向上すると共
に信頼性の向上並びにコストの低下を図る。 【解決手段】摩擦撹拌接合方法を用いてアルミニウム板
1を接合して広幅の平板材23を製作する。すなわち、
複数接合用アルミニウム板1の接合面を突合せた状態で
固定し、回転工具18を高速回転させながら突起部20
をアルミニウム板1の側部から突合せ面21の間に挿入
し、一定の速度で走行させる。このとき突起部20とア
ルミニウム板1の突合せ面21との摩擦によりアルミニ
ウム材を再結晶温度まで上昇させ、原子を置換で混じり
合わせてアルミニウム板1の突合せ面21を結合する。
上記摩擦撹拌接合方法にて製作した平板材23をプレス
加工または絞り加工にて放物面状に加工してパラボラア
ンテナ鏡面を製作する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム板を
接合及び加工してパラボラアンテナ鏡面板を製作するパ
ラボラアンテナ鏡面板加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】パラボラアンテナの鏡面板としてアルミ
ニウム板が一般に使用されている。従来、この種のアル
ミ鏡面板接合には、MIG溶接や、TIG溶接により、
複数のアルミニウム板を接合し、直径2mφ以上のよう
な大口径パラボラアンテナ用の鏡面板を製作し、絞り加
工またはプレス加工により、アルミ板を放物面状に加工
してパラボラアンテナ鏡面板としている。
【0003】図7は、MIG溶接やTIG溶接等の従来
の溶接方法により複数枚例えば3枚のアルミニウム板1
を溶接した場合の状態を示し、図8は溶接接合部2の詳
細図である。アルミニウム板1を従来の溶接方法により
溶接すると、溶接接合部2には、図8に詳細を示すよう
に表面側溶接余盛部3及び裏面側溶接余盛部4が形成さ
れる。
【0004】図9は、上記溶接接合部2の表面側溶接余
盛部3及び裏面側溶接余盛部4をグラインダー等にて仕
上げ加工した状態を示したものである。図9において、
5は表面側溶接余盛部仕上部、6は裏面側溶接余盛部仕
上部である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム板1が比
較的小さい場合には、溶接接合部2の表面側溶接余盛部
3及び裏面側溶接余盛部4をグラインダー等にて仕上げ
加工することにより、図9に示したように平面に仕上げ
ることができる。
【0006】しかし、大口径パラボラアンテナ用鏡面板
のように大きなアルミニウム板1を溶接する場合には、
アルミニウム板1の溶接部が長いため、自動溶接等にて
溶接を行なうが、溶接部に欠陥が発生し易い。また、ア
ルミニウム板1が大きいために溶接部を全長に亘って水
平に固定することが難しく、治具等の固定具で水平(高
低差0.2mm以内)に固定しても、溶接中の溶接熱
や、材料の熱膨張等により、図10に示すように溶接接
合部2に表面側溶接接合の段差部7及び裏面側溶接接合
の段差部8が発生する。この段差部7、8部分は、グラ
インダー等で表面側溶接余盛部3及び裏面側溶接余盛部
4部分と共に仕上げ加工するが、その仕上げ加工に非常
に多くの時間を要し、全面を均一に仕上げ加工するのは
非常に困難である。上記段差部7、8の部分は、極力水
平になだらかに加工する必要があるため、図11に示す
ように仕上げ加工時に板を削り過ぎて、その薄くなった
部分9の強度が弱くなり、絞り加工時に割れを生じた
り、また、欠陥溶接部等があると、同様に割れを生じ
る。また、鏡面板の設計強度は、溶接部強度に合わせる
必要があり、溶接部分の強度低下分を鏡面板全体の強度
アップでカバーする必要があるので、鏡面板を厚くしな
ければならず、大幅に材料費が高くなる等の問題があっ
た。
【0007】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、接合部の余盛り取り仕上げ加工、板の歪み
取り作業が不要となると共に、接合部の割れ発生もな
く、接合部の強度及び品質を向上でき、信頼性を向上並
びにコストの低下を図り得るアルミニウム合金接続材の
絞り加工方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の発明に係るパラボ
ラアンテナ鏡面板加工方法は、複数のアルミニウム板を
摩擦撹拌接合方法により接合して広幅の平板材を製作
し、該平板材を絞り加工により放物面状に加工してパラ
ボラアンテナ鏡面板を製作することを特徴とする。
【0009】第2の発明に係るパラボラアンテナ鏡面板
加工方法は、複数のアルミニウム板を摩擦撹拌接合方法
により接合して広幅の平板材を製作し、該平板材をプレ
ス加工により放物面状に加工してパラボラアンテナ鏡面
板を製作することを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。本発明は、図1に示す摩擦撹拌接
合機械11を用いてアルミニウム板1を接合して広幅の
平板材を製作し、この平板材をプレス加工または絞り加
工にて放物面状に加工してパラボラアンテナ鏡面板を製
作するものである。
【0011】図1は、摩擦撹拌接合機械11の概略構成
を示したものである。同図において、12は加工用のベ
ットで、幅及び長さが接合材の大きさに適した適当な大
きさを有している。上記ベット12上には、接合用の複
数のアルミニウム板1が載置され、例えば四隅部が固定
機構(図示せず)により固定されるようになっている。
【0012】また、上記ベット12の上方には、摩擦撹
拌接合機構13がベット12の長手方向に移動可能に設
けられている。なお、図1では、摩擦撹拌接合機構13
を保持する機構及び長手方向に駆動する機構については
省略している。上記摩擦撹拌接合機構13は、保持板1
4上に複数例えば3個のサーボモータ15が設けられ、
保持板14の下方に上記サーボモータ15に回転駆動さ
れるドリル16が設けられている。このドリル16は、
保持筒17の先端にアルミニウム板接合用の回転工具1
8が設けられている。この回転工具18は、図2に詳細
を示すように先端に硬質の接合円板19を有すると共
に、この接合円板19の中心部に接合用板厚に適した経
の突起部20を有し、矢印aで示す一定の方向に接合用
板厚に適した回転速度で回転駆動される。
【0013】次に上記摩擦撹拌接合機械11を用いてア
ルミニウム板1を接合する場合の処理動作について説明
する。図1及び図2に示すように複数例えば2枚の接合
用アルミニウム板1を鏡面側が下側となるようにベット
12上に載置し、その接合面を突合せた状態で例えば各
角部を固定する。この状態で、サーボモータ15を駆動
し、回転工具18を高速回転させながら、突起部20を
アルミニウム板1の側部から突合せ面21の間に挿入す
ると共に、接合円板19をアルミニウム板1の上面に当
接させた状態て矢印bで示す方向に一定の速度で走行さ
せる。このとき突起部20とアルミニウム板1の突合せ
面21との摩擦によりアルミニウム材を再結晶温度例え
ば400℃位まで上昇させ、原子を置換で混じり合わせ
てアルミニウム板1の突合せ面21を結合する。このと
き接合部22の上面は接合円板19により平面状に成形
され、下面はベット12の上面に圧接されて鏡面状とな
る。
【0014】上記摩擦撹拌接合方法は、従来の溶接接合
の場合と異なり、アルミニウム板1はそれ程高温になら
ず、回転工具18の接している周囲の狭い範囲のみ、わ
ずかな熱を帯びるだけであるので、溶接する場合のよう
に頑丈にアルミニウム板1全体と溶接部を確実に固定す
る必要はなく、アルミニウム板1の周囲の適当な個所例
えばを四隅を固定するだけでよく、接合部の固定は不要
である。また、回転工具18が、接合面を押しながら接
合していき、また、熱もそれ程高くならないので、接合
部22が熱膨張で歪んだり、伸びることがなく、接合面
を固定することなく接合することが可能である。
【0015】上記のように摩擦撹拌接合機械11により
複数のアルミニウム板1が接合され、図3に示すように
広幅の平板材23が製作される。図4は、上記接合部2
2の撹拌部分を拡大して示したものである。図4に示す
ように接合部22の上面は接合円板19により平面状に
成形され、下面はベット12の上面に圧接されて鏡面状
に形成される。
【0016】次に上記複数のアルミニウム板1を摩擦撹
拌接合方法にて接合した広幅な平板材23を図5に示す
絞り金型31により絞り加工する。上記摩擦撹拌接合方
法にて接合した平板材23は、ベット12上から取り外
した状態でも溶接接合のように変形することもないの
で、歪み取り修正を加える必要もなく、そのまま絞り加
工用の金型(またはプレス加工用金型)にセットするこ
とが可能である。
【0017】先ず、図5に示すように平板材23を絞り
金型31の上部に載置し、その中央部をボルト32によ
り絞り金型31に固定する。この場合、平板材23の鏡
面側が絞り金型31に接するようにする。そして、絞り
金型31を矢印cで示すように一定の方向に回転させな
がら、平板材23の上面を絞り用ローラ33で圧力を加
え、更に、この絞り用ローラ33を矢印dで示すように
絞り金型31に沿って移動させて平板材23を絞り加工
し、図6に示すような放物面状のパラボラアンテナ鏡面
板34を形成する。
【0018】図6(a)は、上記パラボラアンテナ鏡面
板34の正面図、同図(b)は一部を断面して示す側面
図である。この実施形態は、パラボラアンテナ鏡面板3
4の外周に沿ってカール部35を形成した例を示した
が、その他の形状に形成しても良い。また、上記カール
部35は、パラボラアンテナ鏡面板34と別体に形成
し、リベット等でパラボラアンテナ鏡面板34の外周に
固定するようにしても良い。更に、上記カール部35
は、特に設けなくても良い。
【0019】上記のように摩擦撹拌接合方法にて複数の
アルミニウム板1を接合して平板材23を形成すること
により、接合部22に余盛り部が形成されず、また、歪
みも生じないので、余盛り取り仕上げ加工及び歪み取り
作業も不要となり、接合部22の接合検査も大幅に簡略
化でき、熟練技能者も不要である。また、上記接合部2
2をプレス加工や絞り加工用の金型にセットとして放物
面状の鏡面に加工した際に接合欠陥や、接合部の仕上げ
加工による欠陥もないので、プレス加工や絞り加工工程
での接合部22の割れ発生もなく、仕上げ加工不良によ
る絞り加工の際のローラ飛びによる絞り不良もない。更
に、接合部22が加工硬化していないので、接合部22
が金型に密着し、放物面形状も正確に成形され、鏡面修
正も不要である。
【0020】また、接合部22は、仕上げ加工する必要
がないので、充分な強度に保たれており、設計強度を接
合部強度に合わせる必要がなく、材料の母材強度に合わ
せて設計でき、鏡面板を薄く形成することが可能であ
る。
【0021】以上のような各各種利点により、材料費、
加工時間を低減でき、接合部22の信頼性を向上し、品
質の向上と外観の美しい製品を容易に製作することが可
能となった。なお、上記実施形態では、3枚のアルミニ
ウム板1からなる平板材23を使用してパラボラアンテ
ナ鏡面板34を成形した場合について示したが、アルミ
ニウム板1の使用枚数は任意である。また、上記実施形
態では、平板材23を絞り加工してパラボラアンテナ鏡
面板34を形成する場合について示したが、平板材23
をプレス加工してパラボラアンテナ鏡面板34を形成し
ても良いことは勿論である。
【0022】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、摩
擦撹拌接合方法にて複数のアルミニウム板を接合して広
幅な平板材を形成し、この平板材をプレス加工や絞り加
工により放物面状のパラボラアンテナ鏡面板を成形する
ようにしたので、接合部の余盛り取り仕上げ加工、板の
歪み取り作業が不要となると共に、接合部の割れ発生も
なく、接合部の強度及び品質を向上でき、信頼性の向上
並びにコストの低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るパラボラアンテナ鏡
面板加工に使用する摩擦撹拌接合機械の概略構成を示す
斜視図。
【図2】同実施形態における摩擦撹拌接合機械の接合用
回転工具部分及びアルミニウム板の接合状態を示す図。
【図3】同実施形態における摩擦撹拌接合方法で接合し
た板の状態を示す図。
【図4】同実施形態における摩擦撹拌接合方法で接合し
た接合部分を拡大して示す図。
【図5】同実施形態における鏡面板を絞り加工している
工程途中の状態を示す図。
【図6】(a)は同実施形態における完成したパラボラ
アンテナ鏡面の正面図、(b)は同パラボラアンテナ鏡
面の一部を断面して示す側面図。
【図7】従来の溶接接合により接合した鏡面板の状態を
示す斜視図。
【図8】図7における溶接部の詳細を示す断面図。
【図9】従来の溶接接合により接合した鏡面板の溶接余
盛り部分を仕上げ加工した状態を示す図。
【図10】従来の溶接接合による鏡面板溶接部に段差を
生じた状態を示す図。
【図11】図10における段差を生じた鏡面板を仕上げ
加工した状態を示す図。
【符号の説明】
1 アルミニウム板 11 摩擦撹拌接合機械 12 ベット 13 摩擦撹拌接合機構 14 保持板 15 サーボモータ 16 ドリル 17 保持筒 18 回転工具 19 接合円板 20 突起部 21 突合せ面 22 接合部 23 平板材 31 絞り金型 32 ボルト 33 絞り用ローラ 34 パラボラアンテナ鏡面板 35 カール部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のアルミニウム板を摩擦撹拌接合方
    法により接合して広幅の平板材を製作し、該平板材を絞
    り加工により放物面状に加工してパラボラアンテナ鏡面
    板を製作することを特徴とするパラボラアンテナ鏡面板
    加工方法。
  2. 【請求項2】 複数のアルミニウム板を摩擦撹拌接合方
    法により接合して広幅の平板材を製作し、該平板材をプ
    レス加工により放物面状に加工してパラボラアンテナ鏡
    面板を製作することを特徴とするパラボラアンテナ鏡面
    板加工方法。
JP11175451A 1999-06-22 1999-06-22 パラボラアンテナ鏡面板加工方法 Pending JP2001001059A (ja)

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Cited By (3)

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