JP2006216480A - 金属環状部品の製造方法 - Google Patents

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Masatoshi Azuma
正寿 東
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Toshiba Hokuto Electronics Corp
東芝ホクト電子株式会社
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Abstract

【課題】材料効率や製造歩留まりが向上し、コストを低減し、特性のバラツキが小さい金属環状部品の製造方法を提供すること。
【解決手段】所定大きさの内径d01および外径d02をもつパイプ状金属部材10をその長さ方向で切断し、第1環状部材101を切り出す第1工程と、この第1工程で切断した第1環状部材101を少なくとも1回圧縮成形し、その内径および外径の少なくとも一方が所定大きさの内径d01および外径d02と相違する第2環状部材を形成する第2工程とからなる。
【選択図】図1

Description

本発明はマグネトロンなどの電子管等に用いる金属環状部品の製造方法に関する。
マグネトロンなどの電子管等にはいろいろな形状の金属部品が使用されている。たとえばマグネトロンには、陽極円筒内側に放射状に設けた複数のベインどうしを接続する金属環状部品、いわゆるストラップリングが使用されている。
ここで、従来の金属環状部品について、マグネトロン用のストラップリングを例にとり図2を参照して説明する。
図2は、マグネトロンの陽極部分の一部を抜き出した図で、陽極を構成する陽極円筒21の内側に複数のベイン22が放射状に、かつ陽極円筒21の円周方向に等間隔に設けられている。図2では、複数のベイン22の中から、たとえば陽極円筒21の直径上に位置する2つのベイン22a、22bが示されている。各ベイン22a、22bには図示上下の平行する辺にそれぞれ凹溝23a、23bが形成されている。凹溝23a、23bには、円形の環状部品、たとえば内径および外径(以下内外径という)の大きさが相違する第1および第2の2つのストラップリング24a、24bが配置されている。図2の場合、第1ストラップリング24aの内外径<第2ストラップリング24bの内外径、となっている。
第1ストラップリング24aおよび第2ストラップリング24bはそれぞれ1つおきに位置するベイン22どうしを接続し、複数のベイン22が交互に同電位になるようしている。図示上辺の凹溝23a内に位置する第1ストラップリング24aは、基準のベインから数えてたとえば奇数番目のベイン22aどうしを接続している。第2ストラップリング24bは、偶数番目のベイン22bどうしを接続している。図示下辺の凹溝24a内に位置する第1ストラップリング24aは、逆に、基準のベインから数えて偶数番目のベイン22bどうしを接続し、第2ストラップリング24bは、奇数番目のベイン22aどうしを接続している。そして、1つのベイン、たとえばベイン22aに高周波信号を出力するアンテナ25が接続されている。
図2の例では、内外径に大小のある2種類のストラップリング24a、24bを各ベイン22のそれぞれ上下の辺に設けた凹溝23a、23bに配置している。しかし、マグネトロンの機種によっては、上辺および下辺のいずれか一方だけに凹溝を設ける構造のもの、あるいは、内外径の大きさが1種類のストラップリングを用いる構造のもの、内外径の大きさが3種類以上のストラップリングを用いる構造のものなどが用いられる。
次に、従来の円環状部品の製造方法について、上記したストラップリングを例にとり図3(a)を参照して説明する。
符号30は銅や銅合金からなる所定厚さtの板材で、この板材30を、内外径の大きさが相違する2種類のストラップリング、たとえば内外径の小さい第1ストラップリング31および内外径の大きい第2ストラップリング32の寸法に合わせて、プレス加工によって同心的な環状部分31a、32aを打ち抜き、その後、必要に応じてAgメッキを行い、第1ストラップリング31および第2ストラップリング32を形成する。その後、第1ストラップリング31および第2ストラップリング32を、メッキされたAgやAg−Cuなどの合金のろう材を用いて、図2に示すような配置でベイン22に接合する。
次に、従来の他の環状部品の製造方法について図3(b)を参照して説明する。図3(b)は、図3(a)と対応する部分に同じ符号を付し、重複する説明を一部省略する。
この方法は、板材30から第1ストラップリング31用および第2ストラップリング32用の内外径が相違する2種類の環状部分31a、32aをプレス加工で打ち抜く場合、それぞれを別の独立した領域で打ち抜いている。
従来の金属環状部品たとえば内外径に大小のある第1および第2のストラップリング31、32を製造する場合、図3(a)のように、連続する共通の板材30から、第1および第2のストラップリング31、32用の環状部分31a、32aをプレス加工で同心的に打ち抜いている。
この方法の場合、第1および第2のストラップリング31、32の厚さ、つまりマグネトロンの管軸方向の長さは同じになる。しかし、陽極構造の品種によってはストラップリングの厚さが相違する場合がある。このような場合、品種ごとに相違する厚さの板材が必要となり、その分、コストが増大する。また、板材の管理面からも問題がある。また、内外径の大きい環状部材32aの内側で内外径の小さい環状部材31aを打ち抜く場合、材料効率が10〜20%程度と低くなる。したがって、スクラップになる量が多くなり、部品コストが高くなる。
図3(b)のように、内外径の相違する2つの環状部材31a、32aを別の領域で打ち抜く方法は、材料効率がさらに低下する。
また、プレス加工は、破断面にダレやバリが発生しやすく、ろう付け性が低下し、あるいは特性のバラツキが大きくなるという問題もある。
本発明は、上記した欠点を解決し、材料効率や製造歩留まりが向上し、コストを低減し、特性のバラツキが小さい金属環状部品の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の金属環状部品の製造方法は、所定大きさの内径および外径をもつパイプ状金属部材をその長さ方向で切断し、第1環状部材を切り出す第1工程と、この第1工程で切断した前記第1環状部材を少なくとも1回圧縮成形し、その内径および外径の少なくとも一方が前記所定大きさの内径および外径と相違する第2環状部材を形成する第2工程とからなることを特徴とする。
本発明によれば、1種類のパイプ状部材から内径や外径、厚さなどが相違する多種の環状部材を形成できる。したがって、部材管理が容易で、スクラップが少なく、材料効率などが向上した金属環状部品の製造方法が実現する。
本発明の第1実施形態について図1を参照して説明する。第1実施形態はマグネトロン用の金属環状部品、たとえば内外径が小さい第1ストラップリング11と、第1ストラップリング11よりも内外径が大きい第2ストラップリング12とを製造する場合を示している。
第1ストラップリング11は内径がd11、外径がd12、厚さt1で、第2ストラップリング12は内径がd21、外径がd22、厚さがt2となっている。また、第1ストラップリング11および第2ストラップリング12を製造する原材料として、第1ストラップリング11および第2ストラップリング12よりも内外径が小さく、任意長さのパイプ部材10を用意する。パイプ部材10は、内径がd01、外径がd02で、たとえばd22>d12>d02、d21>d11>d01の関係になっている。
そして、第1ストラップリング11を製造する場合、第1ストラップリング11の体積V1を求め、切断代などを考慮し、パイプ部材10を、その体積V0が第1ストラップリング11の体積V1と同じになる長さt01に切断し、第1環状部材101を切り出す。
この場合、
V1=π/4(d122 −d112 )×t1…(1)
V0=π/4(d022 −d012 )×t01…(2)
となる。また、V1=V0であるため、(1)式と(2)式から、
t01=[(d122 −d112 )/(d022 −d012 )]×t1…(3)
となる。
そして、第1環状部材101を、圧縮成形工程201において少なくとも1回圧縮成形し、第2環状部材(図示せず)を形成し、その後、Agメッキ等を行って第1ストラップリング11を完成する。
また、第2ストラップリング12を製造する場合は、第1ストラップリングの場合と同様に、パイプ部材10を、第2ストラップリング12の体積V2と同じ体積になるような長さt02に切断し、第3環状部材102を切り出す。
この場合、
t02=[(d222 −d212 )/(d022 −d012 )]×t2
となる。
その後、第3環状部材102を、圧縮成形工程202において少なくとも1回圧縮成形し、第4環状部材(図示せず)を形成し、その後、Agメッキ等を行って第2ストラップリング11を完成する。
上記の寸法例としては、たとえば第1ストラップリング11の最終寸法(mm)がφ15×φ13×1.4(外径×内径×厚さ)、第2ストラップリング12の最終寸法(mm)がφ18×φ16×1.4(外径×内径×厚さ)で、パイプ状部材の寸法(mm)がφ14×φ12(外径×内径)の場合、第1環状部材101の厚さは1.5mm程度、第2環状部材102の厚さは1.83mm程度となる。
上記した方法の場合、ストラップリングの寸法や表面状態はパイプ部材を切断した後の圧縮成形加工で決まる。したがって、切断品位はそれほど重要ではなく、削り粉が少なく圧縮成形時に障害となるバリなどが出なければいろいろな切断方法を用いることができる。たとえば単純なパイプカッターなどを使用することもできる。
また、切断後の圧縮成形工程における圧縮成形の回数は、切り出した環状部材とストラップリングの寸法差およびその材質によって、適宜、設定される。
また、ある一定の間隔で区切りの寸法になる金型を数種類1セットずつ用意しておき、たとえば新しい寸法のストラップリングを製作する場合に、一番近い寸法の圧縮成形工程を経た後に、新規に起こした金型で最後の圧縮成形を行うようにすれば、新規品種または設計変更時に容易に対応できる。
上記した方法によれば、1種類のパイプ状部材を用い、切断加工および圧縮成形加工などにより、たとえば内径および外径、厚さのいずれか1つまたは複数が相違する2種類以上の金属環状部品を製造できる。したがって、部材管理が容易で、またスクラップが少なくなり、材料効率が向上する。また、圧縮成形加工は、プレス加工に比べるとダレやバリが少なく、表面も滑らかになるため、その後のAgメッキなどの品質が向上する。また製品に組み込んだ場合の特性のバラツキも小さく、歩留まりが向上する。
上記の実施形態では、圧縮成形により、内径および外径の両方を大きくしている。しかし、内径および外径の一方だけを大きくし、あるいは、小さくすることもできる。また、マグネトロンなどの電子管等に用いる金属環状部品を製造する場合で説明しているが、この発明は、電子管以外の用途にも適用できる。
本発明の実施形態を説明する製造工程の流れ図である。 従来例を説明するためのマグネトロンの陽極部分を抜き出した概略の断面図である。 従来例を説明するためのプレス工程図である。
符号の説明
10…パイプ状金属部材
11…第1トラップリング
12…第2トラップリング
101…第1環状部材
102…第2環状部材

Claims (4)

  1. 所定大きさの内径および外径をもつパイプ状金属部材をその長さ方向で切断し、第1環状部材を切り出す第1工程と、この第1工程で切断した前記第1環状部材を少なくとも1回圧縮成形し、その内径および外径の少なくとも一方が前記所定大きさの内径および外径と相違する第2環状部材を形成する第2工程とからなることを特徴とする金属環状部品の製造方法。
  2. マグネトロンの陽極円筒内側に放射状に設けた複数のベインどうしを接続する金属環状部品の製造方法において、所定大きさの内径および外径をもつパイプ状金属部材を、その体積が前記金属環状部品の体積と同じになるようにその長さ方向で切断し、第1環状部材を切り出す第1工程と、この第1工程で切断した前記第1環状部材を少なくとも1回圧縮成形し、その内径および外径の少なくとも一方が前記所定大きさの内径および外径と相違し、かつ、その内径および外径が前記金属環状部品の内径および外径と等しい第2環状部材を形成する第2工程とからなることを特徴とする金属環状部品の製造方法。
  3. マグネトロンの陽極円筒内側に放射状に設けた複数のベインどうしを1つおきに接続し、第1の大きさの内径および外径をもつ第1金属環状部品と、この第1金属環状部品が接続しない前記複数のベインを1つおきに接続し、前記第1の大きさの内径および外径よりも大きい第2の大きさの内径および外径をもつ第2金属環状部品とを製造する金属環状部品の製造方法において、前記第1の大きさの内径および外径よりも小さい第3の大きさの内径および外径をもつパイプ状金属部材をその長さ方向で第1の厚さに切断し、第1環状部材を切り出す第1工程と、この第1工程で切断した前記第1環状部材を少なくとも1回圧縮成形し、前記第1金属環状部品と同じ内径および外径の第2環状部材を形成する第2工程と、前記パイプ状金属部材をその長さ方向で前記第1の厚さよりも大きい第2の厚さで切断し、第3環状部材を切り出す第3工程と、この第3工程で切断した前記第3環状部材を少なくとも1回圧縮成形し、前記第2金属環状部品と同じ内径および外径の第4環状部材を形成する第4工程とからなることを特徴とする金属環状部品の製造方法。
  4. 第1金属環状部品と第1環状部材の体積が等しく、第2金属環状部品と第3環状部材の体積が等しい請求項3記載の金属環状部品の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102201315A (zh) * 2010-03-25 2011-09-28 东芝北斗电子株式会社 磁控管及使用该磁控管的微波炉
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