JPH05325782A - マグネトロン陽極の製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、レーザビームを連続照射しつつ陽
極円筒と複数枚の陽極ベインとを能率よく溶接できるマ
グネトロン陽極の製造装置を提供することを目的とす
る。 【構成】この発明は、陽極円筒34および陽極ベイン35を
位置決めして保持する保持治具33と、陽極円筒の外側に
同軸的に配置されこの陽極円筒とベインとの接触位置に
対応する位置にそれぞれ透孔36が形成されたマスク円筒
37と、これら陽極円筒およびマスク円筒をレーザビーム
41の照射方向に対して斜め方向に且つ陽極円筒の中心軸
に沿って移動させる軸方向移動装置24と、陽極円筒およ
びマスク円筒をその中心軸のまわりに間欠的に回転させ
る間欠回転装置29とを備えるマグネトロン陽極の製造装
置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、マグネトロン陽極の
製造装置に係わり、とくにその陽極円筒と複数枚の陽極
ベインとをレーザ溶接する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば電子レンジに使用されるマグネト
ロンは、周知にように銅製の陽極円筒の内側に例えば１
０枚の銅製陽極ベインが一体結合された陽極構体を備え
ている。これまでは、陽極円筒および陽極ベインをろう
接により結合していたが、大掛かりなろう接用設備が必
要であり、また銀ろうのような高価なろう材を必要とし
且つろう接に相当長い時間を要する不都合がある。そこ
で、これらをレーザ溶接により結合する技術が開発され
つつある。その一例は、特開平３−２０７５８９号公報
などに開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとす課題】マグネトロンの銅製陽極
円筒およびベインのレーザ溶接には、比較的波長の長い
炭酸ガス・レーザが適することは、上記公報にも教示さ
れている。ところがこの炭酸ガス・レーザは、ＹＡＧレ
ーザ等と比べて瞬時的なオン・オフ制御が困難である。
そのため、レーザ発振を継続しながら１０枚のベインと
陽極円筒との接合位置を過不足なく溶接する必要があ
る。また、銅製陽極円筒の外周壁にレーザビームを照射
すると、銅表面の反射率が高いので照射エネルギーの９
０数％が反射されてしまう。そのため、この反射レーザ
光がレーザ発振器に戻らないように、外周面に対して斜
め方向からレーザビームを照射する必要がある。

【０００４】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、レーザビームを連続照射しつつ陽極
円筒と複数枚の陽極ベインとを能率よく溶接できるマグ
ネトロン陽極の製造装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、陽極円筒お
よび陽極ベインを位置決めして保持する保持治具と、陽
極円筒の外側に同軸的に配置されこの陽極円筒とベイン
との接触位置に対応する位置にそれぞれ透孔が形成され
たマスク円筒と、これら陽極円筒およびマスク円筒をレ
ーザビーム照射方向に対して斜め方向に且つ陽極円筒の
中心軸に沿って移動させる軸方向移動装置と、陽極円筒
およびマスク円筒をその中心軸のまわりに間欠的に回転
させる間欠回転装置とを備えるマグネトロン陽極の製造
装置である。

【０００６】

【作用】この発明によれば、陽極円筒と陽極ベインとの
接合すべき部分をマスク円筒の透孔を通して斜め方向か
ら照射したレーザビームにより管軸方向に沿って溶接
し、次に陽極円筒およびマスク円筒を回転して次の被溶
接位置をレーザビーム位置に移動し、同様のレーザ溶接
をし、これを繰返してすべてのベインを溶接することが
できる。したがって、レーザを発振、照射させたまま、
能率よく且つ信頼性のよい陽極円筒と陽極ベインとの溶
接を行うことができる。

【０００７】

【実施例】以下図面を参照してその実施例を説明する。
なお同一部分は同一符号であらわす。図１はその全体構
成をあらわしている。装置基台21は、その上面22の角度
θが約２０度をなしている。これにＬ型ブラケット23を
介してサーボモータ24が固定されている。このモータ24
のボールねじ25には、案内レール26にそって矢印Ｆａの
ように移動できるスライドベース27が螺合されている。
スライドベース27には、Ｌ型ブラケット28を介してステ
ッピングモータ29が固定されている。そしてこのステッ
ピングモータ29のシャフト30には、チャック31が取付け
られ、このチャックの爪32に保持治具33が着脱可能に保
持されるようになっている。

【０００８】保持治具33には、被溶接部品である銅製陽
極円筒34および１０枚の放射状に配列された銅製陽ベイ
ン35が位置決めされて保持されている。陽極円筒34の外
周には、１０個の透孔36を有するマスク円筒37が同軸的
に嵌合され、これは保持治具33に保持されている。マス
ク円筒37は、好ましくは、銅のような外表面のレーザ光
反射率が９０％以上を有する表面状態になっており、し
かもその肉厚が陽極円筒の肉厚よりも厚く、より好まし
くは１．５倍以上のもので構成してある。また、保持治
具33には、中心支持棒38、ベイン先端位置決め装置39、
および締付け用ボルト40が適合されている。そして、図
の上方からレーザビーム41が照射されるようになってい
る。なお、このレーザビーム41は、図示しない炭酸ガス
レーザ発振器から発生され、直径が約６０ｍｍの円形ビ
ームであり、集光レンズ42により約２０度の集束角度α
で陽極円筒34の外周壁付近に焦点が位置するように照射
される。保持治具33と、陽極円筒、ベイン、マスク円筒
などは、この装置のチャックに取付ける前に、予め、こ
れらのみで組立てておく。

【０００９】同図のように配置し、レーザを連続発振さ
せてそのビームをまずマスク円筒の外周壁37a に位置さ
せる。そしてサーボモータ24を所定速度で正回転させ、
スライドベース27と一体的に固定されているチャック3
1、および陽極円筒、陽極ベイン、マスク円筒37を矢印
Ｆｂの方向に移動させる。それによって、レーザビーム
41は、マスク円筒の透孔36を通過して陽極円筒34と陽極
ベイン35との接触位置に対応する陽極円筒外周壁面に約
７０度の角度で斜め照射され、且つ軸方向に沿って実質
的に移動される。このようにして、陽極円筒と陽極ベイ
ンは溶接される。レーザの表面反射光は、斜め照射され
るために発振器方向には戻らず、発振器の不安定現象を
引起こすことがない。マスク円筒の透孔部分を通り過ぎ
たレーザビームがマスク円筒の端部壁37b の外周面上に
位置した時点でサーボモータ24の回転を停止するととも
に、ステッピングモータ29を回転させて陽極円筒、陽極
ベイン、マスク円筒を矢印Ｆｃのように３６度だけ回転
移動させ、停止する。そしてサーボモータ24を逆回転し
て被溶接部品を矢印Ｆｂと逆方向に移動して、隣のベイ
ンを溶接する。レーザビームがマスク円筒の壁37a の上
に位置した時点でサーボモータ24を停止し再びステッピ
ングモータ29を３６度だけ回転移動させて停止し、再び
サーボモータ24を正回転させてさらに隣のベインを溶接
する。このような操作を繰返して１０枚のベインのすべ
てを陽極円筒にレーザ溶接する。溶接が完了した後、レ
ーザ照射を停止し、チャック31の爪32から保持治具33を
取外し、ボルト40を緩めて陽極円筒およびベインの溶接
完了品を外す。そして次の被溶接部品を組立ててある保
持治具をチャック31に取付けて次の溶接を行う。これら
は、レーザ発生器の光学シャッタ（図示せず）や、サー
ボモータ24等の軸方向移動装置、およびステッピングモ
ータ29等の間欠回転移動装置、並びにそれらを制御する
マイクロコンピュータに所定のシーケンス制御プログラ
ムを記憶させておき、適宜自動制御するように構成する
ことができる。

【００１０】なお、レーザビームがマスク円筒37の外周
壁面上に照射されても、このマスク円筒が所定の厚さを
有するのでレーザビームの焦点からずれた位置にあるこ
とと、このマスク円筒の外周面でレーザ光のほとんどが
反射されるため、マスク円筒が溶融するおそれがない。
また、マスク円筒と陽極円筒との間に所定の間隙Ｇを設
けてあるので、両者が接合されてしまうおそれもない。

【００１１】次に各部の詳細な構造と機能を説明する。
保持治具に被溶接部品やマスク円筒を取付けた状態は、
図２およびその要部を拡大して示す図３に示すように、
中心支持棒38のまわりに一対の櫛の歯状リング43,43 、
これらの間にテーパリング44,44 が向い合わせで嵌合さ
れている。両テーパリング44,44 の間には、ベイン拡張
用Ｃリング45が挾持されている。なお、これら櫛の歯状
リング、テーパリング、ベイン拡張用Ｃリングは、各陽
極ベインを内側先端から陽極円筒の内周壁に押し当てる
ための、図１に示すベイン先端位置決め装置39を構成し
ている。中心支持棒38の先端部の雌ねじ46には、ワッシ
ャ47を介して締付け用ボルト40が螺合されている。ベイ
ン拡張用Ｃリング45は、ピアノ線のような高硬度の弾性
材料で構成され、図４の（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、断面が台形で、直線となっている外面45a が陽極ベ
イン35の内端面に当たるようになっており、自然の状態
では合わせ目45b ほぼが密着した状態になっている。こ
のベイン拡張用Ｃリング45は、締付け用ボルト40が矢印
のように締付けられて間隔が狭められるテーパリング4
4,44 のテーパ面で押し拡げられ、その外面45a で１０
枚の陽極ベイン35を放射状に拡張し、各ベインの外側端
面を陽極円筒の内周壁面に押し当てる機能を有する。

【００１２】保持治具33は、図５に示すように中心支持
棒が挿通される中央透孔33a を有するとともに、陽極ベ
インを位置決めするための１０個のスリット33b をもつ
突出部33c 、陽極円筒およびマスク円筒を支持する段部
33d を有している。また、保持治具33のマスク円筒を支
える段部33d の一部には、マスク円筒の透孔36の位置と
陽極ベインとの位置を正確に合致させるための突出部33
e が形成されており、これにマスク円筒の凹みを適合し
て両者の位置関係を高精度に合致させるようになってい
る。さらに、一対の櫛の歯状リング43は、図６に示すよ
うに、各ベインの内側端部を受入れて位置決めする１０
個の凹み43a を有している。

【００１３】こうして、図７および図８に概略を示すよ
うに、各陽極ベイン35を放射状に位置決めするとともに
これらをベイン拡張用Ｃリング45により陽極円筒34の内
壁に押し当てて接触させ、陽極円筒の外側に配置したマ
スク円筒37の各透孔36を通してレーザビーム41を斜め方
向から照射して溶接するようになっている。

【００１４】この発明は、図９の（ａ）に示すように所
定長さに切断した銅板51を、同図の（ｂ）に示すように
丸め成形した陽極円筒34の合わせ目34a を真空気密にレ
ーザ溶接する工程と、陽極ベインの溶接工程とを同時に
行うこともできる。すなわち、図１０に示すように、丸
め成形した陽極円筒34の合わせ目34a の位置を、隣合う
ベイン35のほぼ中間位置に位置決めし、この合わせ目34
a に対応するマスク円筒37の位置に陽極円筒の長さにほ
ぼ相当する長さの透孔36a を形成しておく。１０箇所の
ベイン溶接とともに陽極円筒の合わせ目34a を、モータ
24等の各移動装置、およびモータ29等の間欠回転装置を
適当に制御してレーザ溶接することができる。なお、陽
極円筒の合わせ目34a を陽極ベインの位置に合致させ
て、これら合わせ目の気密溶接とこの位置の陽極ベイン
の溶接とを同時に行うように構成してもよい。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
レーザ照射を継続したまま陽極円筒と複数枚の陽極ベイ
ンとを能率よく且つ高信頼性状態に溶接することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す側面図である。

【図２】図１の要部を拡大して示す縦断面図である。

【図３】図２の要部拡大図である。

【図４】図３の各部品を示す図である。

【図５】図２の保持治具を示す側面図である。

【図６】図２の櫛の歯状リングを示す側面図である。

【図７】溶接状態の要部を示す横断面図である。

【図８】溶接状態の要部を示す縦断面図である。

【図９】この発明の他の実施例の被溶接部品の製造過程
を示す斜視図である。

【図１０】図９の部品の溶接状態を示す要部横断面図で
ある。

【符号の説明】

34…陽極円筒、35…陽極ベイン、41…レーザビーム、33
…保持治具、36,36a…透孔、37…マスク円筒、24,25,27
…軸方向移動装置、29,31 …間欠回転装置、39,43,44,4
5 …ベイン先端位置決め装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極円筒の内周壁に、放射状に配置した
   複数枚の陽極ベインを接触させ、前記陽極ベインの接触
   位置に対応する陽極円筒外周壁に該陽極円筒外壁面に斜
   め方向からレーザビームを照射して前記陽極円筒と各陽
   極ベインとをレーザ溶接するマグネトロン陽極の製造装
   置において、 上記陽極円筒および陽極ベインを位置決めして保持する
   保持治具と、前記陽極円筒の外側に同軸的に配置され該
   陽極円筒とベインとの接触位置に対応する位置にそれぞ
   れ透孔が形成されたマスク円筒と、これら陽極円筒およ
   びマスク円筒を該陽極円筒の中心軸に沿って移動させる
   軸方向移動装置と、前記陽極円筒およびマスク円筒をそ
   の中心軸のまわりに間欠的に回転させる間欠回転装置と
   を具備することを特徴とするマグネトロン陽極の製造装
   置。
2. 【請求項２】 各陽極ベインを内側先端から陽極円筒の
   内周壁に押し当てるベイン先端位置決め装置を備える請
   求項１記載のマグネトロン陽極の製造装置。