JP2006216480A

JP2006216480A - 金属環状部品の製造方法

Info

Publication number: JP2006216480A
Application number: JP2005030135A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Azuma; 正寿東
Original assignee: Toshiba Hokuto Electronics Corp
Current assignee: Toshiba Hokuto Electronics Corp
Priority date: 2005-02-07
Filing date: 2005-02-07
Publication date: 2006-08-17

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

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。
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。
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。
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。