JPH08213812A - 導波管の製造方法及び導波管 - Google Patents
導波管の製造方法及び導波管Info
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- JPH08213812A JPH08213812A JP4233195A JP4233195A JPH08213812A JP H08213812 A JPH08213812 A JP H08213812A JP 4233195 A JP4233195 A JP 4233195A JP 4233195 A JP4233195 A JP 4233195A JP H08213812 A JPH08213812 A JP H08213812A
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Abstract
に送り込む際、導波管の壁面に不純物が侵入していると
所定の電力を送り込むことができないので、これを除去
する。 【構成】 無酸素銅の中空パイプに引き抜き加工1、焼
鈍2、洗浄3を繰り返し、最終の引き抜き加工4におい
て形成された導波管内壁面の断面寸法を仕上げの断面寸
法より僅かに小さく形成し、この導波管の内壁面断面寸
法に対し、僅かに大きく、同形状の研削面を備えるブロ
ーチを用いてブローチ加工7を施す。
Description
波管の製造方法及び同製造方法により製造された導波管
に係り、たとえば、物理研究用や医療用の粒子加速器、
工業用のシンクロトロン放射光装置への高周波大電力供
給用線路に用いられる。
えば、超高真空中において電子銃より電子e- を発生さ
せ、図示していないが入射器よりダンピングリング、予
備加速器を介して多段の加速管よりなる主線形加速器31
に入射させる。各加速管32は前記電子の通過する超高真
空管路35に配置され、この管路に高周波大電力を供給す
るため、高周波電力源であるクライストロン33とこのク
ライストロンよりの出力を前記管路に送り込む導波管34
よりなる。このような構成によって、クライストロン33
で発生し、導波管34で導びかれて前記加速管32に入力す
る大電力高周波パルスによって、電子e- は順次加速さ
れ、主線形加速器31より出力する。ここで用いられるク
ライストロンの周波数は、たとえばSバンド帯域の周波
数の加速器では、予備加速器、主線形加速器ともに約2.
8GHz付近で、最大電力は数十メガワットから大きなもの
で 400メガワットとなる。そしてこのような加速器で、
粒子(電子、陽子など)は真空中での取り扱いであり、
導波管を含めて多種の真空ポンプを組み合わせ、又は単
独で運転し、管内を超高真空に維持している。
るため、クライストロンにより高周波パルスを発生さ
せ、この導波管を用いて高周波大電力を加速管に送るの
であるが、このような導波管としてこれまで用いられて
きたものは以下に述べる方法によって制作されたもので
ある。すなわち、図3に示すように、銅パイプ基材とし
て無酸素銅(純度 99.96%以上)の銅パイプ41を用い、
外形を決めるダイス42と内径を決めるプラグ43によりパ
イプの厚みを定め、潤滑油、または粉末潤滑剤をダイ
ス、プラグとパイプの間に分散させ、ダイス、プラグを
固定して銅パイプを引き抜き、引き抜き時の加工硬化を
戻すためこれを焼鈍し、銅パイプを清浄化し、ダイス、
プラグの径を変え、引き抜きと焼鈍と清浄化を繰り返
し、所定の断面形状を備える導波管に形成し、できあが
った導波管の内壁面を清浄化して用いていた。
導波管に大電力の高周波パルスを導入すると、導波管内
部に発生する高い電圧によって導波管の内壁面から不純
物が飛び出し、導波管内部で放電現象を発生してしま
い、必要な大電力パルスを注入することはできない。な
お、このような放電現象は図4の観測窓からの光学観測
や、又はイオン検出計で検知することができる。このた
め、装置組立時、主線形加速器を形成する各導波管につ
いて、導波管内部に放電を生じた場合、導波管に低電力
の高周波を加えたり、加熱したりしながら導波管の内壁
面に吸着している不純物を気化させて真空ポンプで排出
し、再び超高真空に保ち、前記発生の放電原因を逐次解
消しながら高周波パルス注入の増大を計り、増大させた
状態で、前述のような放電が生じれば、前記と同様な操
作をして所定の大電力高周波パルスが注入できるように
なるまで繰り返している。このような操作は、各加速管
について行うので、この調整に要する時間は各加速管の
導波管系毎にゆうに 200時間を越えることがある。
は、引き抜き工程中に銅パイプに加わる圧力によって、
パイプの表面、内壁面に潤滑油あるいは粉末潤滑剤が圧
入され、さらにダイス、プラグと銅パイプの摩擦熱によ
って焼き込まれた状態となり、潤滑油あるいは粉末潤滑
剤の分子又は分子の化合物が不純物として強固に吸着さ
れたものと考えられ、そしてこのような強固に吸着され
た不純物は通常の洗浄で除去することができていないこ
とに起因するものと理解される。そして放電現象が一度
発生すれば導波管内の絶縁性は保たれなくなり、高周波
電力の投入はそれ以上できないのである。
引き抜き加工を施して導波管を形成する工程の最終引き
抜き時に、導波管の内壁面の断面寸法を仕上げの断面寸
法より僅かに小さく形成し、該内壁面断面寸法に対し、
僅かに大きく、且同形状の研削面を備えるブローチを用
いて前記内壁面にブローチ加工を施して導波管を作る。
この場合、銅パイプ基材としては無酸素銅(JISによ
れば 99.96%以上、のぞましくは 99.99%以上)が用い
られ、ブローチ加工の際には潤滑油や粉末潤滑剤を使用
し、又は使用せずに加工を行うことができる。
に順次塑性変形により形成される銅パイプ変形の一態様
を示す。右側のa,b,c,d,eで示すように銅パイ
プは順次変形され、eで示すようにブローチ加工を施し
て清浄化後、本発明の導波管ができ上がる。左側の工程
図に示すように、銅パイプは、図3により説明したよう
な引き抜き工程1によって径、厚みを変え、長さ方向に
延び、例えばbの形状に変形され、塑性硬化を生じるの
で、例えば 550℃で30〜60分程度焼鈍工程2にかけら
れ、その後、例えば有機溶剤で洗浄する工程3にかけら
れ、これら工程は必要に応じ繰り返し行われ、その後最
終的に引き抜き(仕上げ)工程4を終え、dで示す断面
形状のものが得られ、ここで、寸法検査5が行われ、後
に述べるようにこの段階で所定の断面形状を有するもの
が選択され、図示していないが、必要あれば焼鈍し、洗
浄工程6を経てブローチ加工7に入り、加工を終えた後
eの導波管が得られ、寸法検査8を行い、洗浄9を終え
て本発明の導波管が得られる。前記最終的の引き抜きの
段階での導波管内面壁の断面寸法は同仕上がり寸法より
両側合わせて 100〜300 μm小さくすることが必要であ
る。
ようなブローチが用いられる。通常一軸上に、複数切刃
からなる荒削り刃11と仕上げ刃12からなっている。その
一つの切刃はA−A面によって示しているが、その外形
はブローチ加工すべき、導波管の内壁断面に対応した形
状をなし、この場合は矩形をなし、その全周に切刃が形
成されている。切刃はタングステンカーバイト、焼結ダ
イヤモンド、高速度鋼等よりなる。また、ブローチは一
軸の前後に前方支持部、後方支持部が形成されており、
ブローチ加工を行うとき、前方支持部13はブローチを引
張り、後方支持部14はブローチを押すか又は前方支持部
13の引張りに対してこの引張りを抑制しながらブローチ
を前進させるような抑制力を付加するための力点として
用いられる。前方支持部13の直後の荒削り刃11より切刃
形状は順に後方に進む程大きくなり、仕上げ刃12の最後
部の切刃が最っとも大きく、これが導波管の内壁面仕上
げの断面寸法にほぼ等しい寸法とし、前方支持部13の直
後の荒削り刃11刃の形状は最終段階の引き抜き工程(仕
上げ)を終えた導波管の内壁面断面形状より僅かに小さ
くしてブローチの荒削り刃11の一部が導波管の内部に若
干挿入された状態でブローチ加工が始まるようにする。
このようにしてブローチを導波管に対して引張ることに
よってブローチ加工ができる。なお、ブローチ加工を行
う際、ブローチの挿入によって導波管壁面に歪みを生じ
るような場合、あらかじめ導波管壁面を外側から変形を
押さえるような手段を採ることが必要である。
深さは10μm程度であるが、最終段階の引き抜き加工に
よる内径寸法の誤差もあり、 100〜300 μm程度の切削
を行うことで不純物は完全に除去できる。しかも、ブロ
ーチ加工は切削加工であるので潤滑油、粉末潤滑剤を使
用したとしても油分、粉末を基材の中に圧入する作用は
ない。従って洗浄によって導波管内面に付着した不純物
を容易に除去することができる。また、必要あれば潤滑
油、粉末潤滑剤を用いずとも加工することができる。た
だ、仕上り面の平滑度や加工能率の点では潤滑油、粉末
潤滑剤を使用する方が良好であるので、加工の経済性、
仕上り品の平滑度又は清浄度いずれかを重視することに
よって選定すればよい。いずれにしても引き抜き加工の
みを実施する場合よりはるかに清浄な表面が得られる。
純度 99.96%以上であるが、99.99%以上の同パイプを
使用する。基材としてはできる限り高導電性で、超高真
空に適した安定な材料であることが望ましい。基材の導
電性としては銅、アルミニウムいずれも適用できるが、
アルミニウムは銅に比べて導電率が劣り、表面酸化が生
じやすく、加工性の点でも銅が優れている。一例として
無酸素銅パイプφ140mm 、厚み10mmのものを使用し、5
回の引き抜き加工により、約72mm×34mmの角形導波管を
形成し、さらにブローチ加工を行い、導波管を洗浄して
内径 72.14×34.04mm のWR−284型導波管の仕上げ
品ができ上る。
て、その内面を極めて清浄に製造することができ、粒子
加速器等の設備の組立時調整、メンテナンスが著しく容
易となる。具体的には、不純物の発生源がブローチ加工
によって皆無とできるので、真空ポンプへの負担が軽減
されるし、粒子加速器の主通路の部分等への汚染の心配
がなくなる。そしてすでに述べたような長時間にわたる
浄化処理の必要もなくなり、数十時間で所定の大電力を
投入することができるようになるものと期待される。ま
た、本発明の導波管はたとえば9GHz や実施例のWR−
284型導波管では2.856GHzで使用されるが、このよう
な周波数領域では、表皮効果として知られるように、導
体の表面の導電性が重要となるが、表皮効果の影響の大
きい部分は、1〜2μである。このため、表面10μまで
不純物層があれば、副次的影響としてこれらの高周波電
流の抵抗ロスが増えることになるが、本発明の導波管で
あれば、このようなロスが生じる心配もない。
る変形を断面で示す。
す。
Claims (4)
- 【請求項1】 銅パイプに引き抜き加工を施して導波管
を形成する工程の最終引き抜き時に、導波管内壁面の断
面寸法を仕上げの断面寸法より僅かに小さく形成し、該
内壁面断面寸法に対し、僅かに大きく、且同形状の研削
面を備えるブローチを用いて前記内壁面にブローチ加工
を施すことを特徴とする導波管の製造方法。 - 【請求項2】 銅パイプ基材として無酸素銅を用いるこ
とを特徴とする請求項1による導波管の製造方法。 - 【請求項3】 潤滑油、又は粉末潤滑剤を用い、若しく
は用いずにブローチ加工を施すことを特徴とする請求項
2による導波管の製造方法。 - 【請求項4】 請求項1,2又は3の製造方法により製
造された導波管。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4233195A JP3610560B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 導波管の製造方法及び導波管 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP4233195A JP3610560B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 導波管の製造方法及び導波管 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08213812A true JPH08213812A (ja) | 1996-08-20 |
JP3610560B2 JP3610560B2 (ja) | 2005-01-12 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4233195A Expired - Fee Related JP3610560B2 (ja) | 1995-02-06 | 1995-02-06 | 導波管の製造方法及び導波管 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3610560B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1601472B1 (en) * | 2003-03-07 | 2008-03-19 | Outokumpu Oyj | Method for treating the inner surface of a tube |
JP2015531986A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-11-05 | エルジー・ケム・リミテッド | 角形電池ケースの製造方法 |
-
1995
- 1995-02-06 JP JP4233195A patent/JP3610560B2/ja not_active Expired - Fee Related
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EP1601472B1 (en) * | 2003-03-07 | 2008-03-19 | Outokumpu Oyj | Method for treating the inner surface of a tube |
JP2015531986A (ja) * | 2013-09-27 | 2015-11-05 | エルジー・ケム・リミテッド | 角形電池ケースの製造方法 |
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