JPS6410285B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は銅製円筒部材の製造方法に関する。

銅製円筒部材は電子管のアノードなどの各種電
極や、その他多くの分野に使用される。電子管の
分野をとつてみてもマグネトロンアノード、送信
管のアノード、クライストロンのキヤビテイな
ど、とくに真空容器の一部を兼ねる部分に銅製円
筒状部材がよく用いられる。当然これらは真空気
密性がよく、また特性上からその真円度などの精
度も充分よく形成されている必要がある。以下は
マグネトロンの例で説明する。

周知のように例えば電子レンジ用マグネトロン
のアノードは、円筒状アノードシリンダーの内側
に放射状に複数枚のアノードベインが並べられこ
のベインの数に相当する共振空胴が構成されてな
る。これらは電気伝導度および熱伝導度のよい銅
（Cu）、アルミニウム（Al）などが使用されうる
が、一般的には耐熱性の点から銅（Cu）が用い
られる。このマグネトロンアノードの製造方法と
して従来実用になつている方法は、長大な円筒素
材をアノードシリンダーとしての所要の長さに切
断し、その内外面や両開口端部を所定の形状に切
削加工したうえ内周壁にアノードベインを鑞接す
る方法、あるいは特公昭51―17868号公報や雑誌
「精密機械」第39巻第６号（1973（昭和48）年６月
発行、641〜647頁）などに開示されているホビン
グ加工によりアノードシリンダーとベインとを一
体に押出成形する方法である。しかしながら前者
の方法は円筒素材そのものの製造に多くの労力を
要するため高価となり、またアノードシリンダー
の内、外径寸法をマグネトロンの製造者において
自由には変更できないし、後者の方法は多くの残
肉を捨てるため材料利用率が悪くまたはホビング
加工のための金型の摩耗がはげしくこの点で高価
につき工業的に不都合がある。

そこで平板状素材を丸め成形してアノードシリ
ンダーをつくり、内側にベインを接合してマグネ
トロンアノードを製造する方法が既に種々提案さ
れており、これは平板状素材の入手および製造が
容易であり、また所望のシリンダー直径や肉厚に
設計しなおしてつくることも容易に可能であり、
さらにまた材料の利用効率が100％に近いという
特徴がある。このような丸め成形によるアノード
の製造技術は、例えば特開昭48―90464号、実開
昭49―11659号、実開昭49―67545号、実開昭50―
157854号、実開昭50―157855号、実開昭51―
121160号の各公報、明細書および図面、あるいは
USP4163921号明細書などに開示されている。

しかしながらこの技術がこれまで実用に達しな
かつた主な理由は、真円度および肉厚の均一性が
よく、しかも両端面合わせ目の全面にわたる高精
度の密着性を有する円筒部材を得るのに、意外に
多くの加工工程を要することにあると考えられ
る。

ところで、円筒状部品をしごき成形加工により
スプリングバツクを抑圧して製造する方法を本発
明者の一人が先に提案し、それは特開昭55―
22477号公報に開示されている。その後本発明者
らは、大量生産的に実施可能な方法を種々検討し
たところ、使用する板状銅素材の硬度の選定が、
とくに切断工程および芯金のまわりに丸め成形す
る工程での板状素材の切断面形状および両端面突
合わせ部の形状や寸法を大きく左右し、またその
後のしごき成形工程での塑性加工の容易性に強く
影響を与えることを見い出した。例えば無酸素銅
の場合、一般的に入手できる板材は、およそ40〜
140の範囲のビツカース硬度を有するが、使用す
る長尺材料のこの硬度があまり低いと、所定長さ
に切断する工程でいわゆるダレが顕著に発生して
しまい、円筒状部材に成形した後も両端面合わせ
目の内、外周に間隙が残りやすい。また逆に、硬
度が高い素材を使用すると芯金のまわりに丸め成
形する工程でのスプリングバツク力が強く、した
がつて両端面突合わせ部の開先間隙寸法が大き過
ぎ、両端面合わせ目を密着させるのにその後のし
ごき成形工程でのしごき段数（又は回数）を不所
望に増加したり、１段（又は１回）当りのしごき
率すなわち肉厚減少率を非常に大きくしなければ
ならない。それによつてまた、加工硬化がすすん
で素材結晶粒界に破断が生じたり、プレス圧の異
常に高い装置を用意しなければならないなどの不
都合がある。

したがつて、比較的厚い銅板を丸め成形して合
わせ目を気密接合し円筒状部材を得るには、これ
らの諸点を解決する必要がある。

本発明は基本的には以上のような平板状素材を
丸め成形加工してその素材端面の合わせ目を気密
接合する銅製円筒部材の製造方法に関するもので
あり、とくに上述のような工業的実用上の諸要点
を解決しえた製造方法を提供するものである。

すなわちその特徴とするところは、銅からなる
長尺の平板状素材をカツターで略直角に切断し、
得られた所定長さの素材を芯金のまわりに丸め成
形した後、少なくとも１段（又は１回）のしごき
（絞り）成形による塑性加工を行い、その後、得
られた円筒部材の両端面合わせ目を鑞接または溶
接により気密接合する方法であつて、その長尺平
板状素材として、ビツカース硬度が70乃至95の範
囲の銅素材を用いて円筒部材を製造する点にあ
る。

以下その実施例をマグネトロンアノードシリン
ダーの場合を例として図面を参照して説明する。
なお同一部分は同一符号であらわす。

本発明によつて完成するマグネトロンアノード
は、第１図および第２図に示すように円筒状のア
ノードシリンダー４１の内側に放射状に複数枚の
アノードベイン４２，４２…を鑞付けなどにより
接合固着してなる。シリンダー４１は銅すなわち
無酸素銅、からなり、軸に沿つて平行に延びる素
材両端面合わせ目４３が鑞接あるいは溶接により
真空気密に接合されている。この接合部は内、外
方に突出することなく成形されており、またマグ
ネトロンの製造過程および動作中にさらされる温
度に充分耐える融点をもち、かつ断続動作による
膨張収縮に対しても気密性を有し、変形が生じな
いように形成されている。これは合わせ目の内側
から外側へかけて、および軸方向の全体にわたる
密着性が完全であることから基本的に得られる。

このアノードシリンダー４１は第３図および第
４図に示すように長尺の平板４４ａを所定の長さ
ｌにカツター４４ｂにより平板面に対し略直角に
切断して得た平板状素材４５から製造される。平
板状素材４５の板厚t₁は製品アノードシリンダー
４１の肉厚よりも極くわずか厚いものであり、長
さｌはその中立線円周長に対して同等もしくは極
くわずか長い寸法となるように切断され、各面が
基本的に直角に交わる六面体である。そこでこの
平板状素材４５はビツカース硬度が後述するよう
に70〜95の範囲に選定される。

さて、この平板状素材４５から概して第５図に
示す各工程を経て円筒状アノードシリンダー４１
を形成し、最後にベインを固着してマグネトロン
アノードを完成する。すなわち平板状素材４５を
芯金のまわりに丸め成形する工程４６によりほぼ
円筒状の一次加工品を得る。この段階では素材の
両端面４５ａはスプリングバツク力のために完全
に密着せず、両端突合わせ部に開先間隙が残つて
いる。次にしごき成形（絞り成形）工程４７を経
たのち常温まで冷却する工程４８を経る。このし
ごき成形工程４７は１ストロークで１段でもよい
が好ましくは１ストローク２段以上のしごき成形
を行う方法がよい。このあと、前記しごき成形４
７が２段以上の多段しごきであつて端面４５ａの
合わせ目が完全に密着する工程である場合には、
矢印４９ａの如く得られた円筒状シリンダーの開
口端面や内外面を所望の形状、寸法に切削加工す
る工程５０に移る方法をとることができる。端面
の合わせ目の完全な密着性を確実に得る目的で矢
印４９ｂの如く再び第２回目のしごき成形工程５
１で好ましくは多段しごきを行い、次の切削加工
工程５０に移る方法であつてもよい。また同じく
矢印４９ｃの如く軸方向に圧縮力に加えながら圧
縮成形もしくはしごき成形を同時に兼ねた圧縮成
形を行う工程５２を経て加工工程５０に移る方法
であつてもよい。このようにして少なくとも１段
（又は１回）のしごき成形を経て得られる円筒状
二次加工品すなわちアノードシリンダーの開口端
面には、わずかながら不所望なバリなどが生ずる
ので、上述の切削加工工程５０でこれを除去し、
所定の寸法、形状に加工する。そして密着してい
る両端面合わせ目を清浄に脱脂、洗浄したのち鑞
材などをこの合わせ目にはさんで鑞接するか、溶
接などにより気密接合する工程５３に移る。最後
にこの気密接合工程５２と同時またはその後に第
１図および第２図に示す如く円筒状アノードシリ
ンダーの内周壁に所定枚数のアノードベインを鑞
接などにより接合、固着してマグネトロンアノー
ドを完成する。

銅の平板状素材を芯金のまわりに丸め成形した
一次加工品は、肉厚が厚いため第６図ａに示す如
く内周側を密着させても必然的に素材両端面４５
ａは10゜〜30゜程度の開先間隙Ｇが生じる。このあ
と肉厚を適当量減らすような軸方向に沿うしごき
成形を行なつて塑性流動を生ぜしめることによ
り、この開先間隙を第６図ｂに示すように消滅さ
せて内周側から外周側へかけて、及び軸方向にか
けての全面が密着した合わせ目を得ることができ
る。ところが、ビツカース硬度が低い銅素材を使
用すると、後述するように切断工程でのダレが顕
著になり、芯金のまわりに丸め成形する工程での
スプリングバツクは少ないが、その後のしごき成
形を経ても第６図Ｃに示すように外周側及び内周
側に密着不十分な間隙Ｇが残る。この間隙を完全
になくするには、１段（１回）当りのしごき率即
ち肉厚減少率を非常に大きくするとか、しごき成
形の段数（あるいは回数）を増やす必要があり、
しごき工程が繁雑になる不都合がある。一方、ビ
ツカース硬度が高い銅素材を使用すると、平板状
素材の切断工程では良好な切断面形状が得られる
ものの、芯金のまわりに丸め成形する工程を経て
得られる略円筒状部材のスプリングバツクが顕著
で両端突合わせ部に大きい開先間隙が残つてしま
う。そのため、その後のしごき成形はじごき段数
（又は回数）を相当多くしないと、両端面突合わ
せ部が開く方向のスプリングバツクを解消して完
全に密着させることができない。また、しごき成
形を多く繰返すと、もともと硬度の高い素材を使
用しているのに加えて加工硬化がさらにすすむの
で、それによる素材結晶粒界の破断現象が生じや
すくなる。この素材の破断を未然に防止するに
は、しごき成形工程でのしごき率を小さくしなけ
ればならず、そのようにしごき成形すると第６図
ｄに示すように最外周面が密着しても肉厚方向の
中間部に胴窟のように軸方向に長く間隙Ｇが残る
という現象がある。そのため、全面にわたつて密
着性のよい合わせ目を信頼性よく得ることが困難
となる。

そこで本発明においては、使用する長尺平板状
素材のビツカース硬度が70〜95の範囲のものを用
いることにより、所定長さの平板素材への切断工
程でダレ寸法の小さい良好な切断面形状が得ら
れ、しかもその後の芯金のまわりに丸め成形する
工程でも、得られる略円筒状部材の両端面突合わ
せ部の開先間隙寸法が小さい一次加工品を得るこ
とができる。それによつてまた、その後のしごき
成形工程で、１段（１回）当りのしごき率をあま
り大きくせず又しごき段数（回数）を多くしなく
ても両端面合わせ目の密着性がすぐれた円筒状二
次加工品を得ることができる。このように比較的
簡略で容易な加工工程で両端面合わせ目の密着性
が良好な銅製円筒部材を製造することができる。

なお本発明においてしごき成形は、１回または
１ストロークで１段のしごき成形であつてもよい
が、好ましくは第５図の第１回目のしごき成形工
程４７において、１ストロークで２段以上のしご
き成形を行う方法がよく、この場合２段すなわち
縦列に並べた２個のしごきダイで各しごき率は３
％以下にとどめる。またはこの第１回目のしごき
工程４７で１段または２段以上のしごきを行い、
次に第２回目のしごき工程５１もしくはしごきを
兼ねた圧縮成形工程５２を経る方法であつてもよ
く、この場合第１回目、第２回目のしごき成形の
各しごき率を３％以下にとどめる。さらにまたは
しごき兼ねない圧縮成形工程５２を通る場合は前
段のしごき成形工程４７は２段以上のしごきであ
つて、その１段当りのしごき率を３％以下にとど
めることが望ましい。

以下各工程につき説明する。

丸め成形工程４６は、平板状素材４５を第７図
に示すように、数10Kg以上の圧力で一方の芯金ロ
ール６１とポリウレタンゴムのような強弾性材か
らなる外周ロール６２とがかみ合う丸め成形装置
の各ロール間に挿入され丸め成形される。外周ロ
ール６２はシヨア硬度80〜95゜の材質が適当であ
り、これに矢印６３の如く回転駆動力が与えられ
る。芯金ロール６１はアノードシリンダーの内径
寸法より少し小さい外径寸法をもつ硬質金属であ
り、これ自体には回転駆動力は与えず外周ロール
から伝達される力で自在に矢印６４の如く回転す
るようになつている。この丸め成形によつて第８
図に示すように平板状素材はほぼ円筒状に成形さ
れる。この丸め成形で得られる円筒部品は両端面
４５ａの突合わせ部付近が直線状のままである。
次にこの両端面合わせ目の整形および真円度を高
める目的で第９図に示す丸め整形装置により整形
する。すなわち芯金６５の外周に第８図に示した
円筒状部品を置き、半円状の押圧面６６をもつ２
個の押圧治具６７，６８を矢印６７ａ，６８ａの
如く両端面４５ａの合わせ目から中心軸を通る方
向で互いに逆向きに押して整形する。これによつ
て、かなり真円度が高められた円筒状一次加工品
が得られる。このように、芯金のまわりに丸め成
形して得られる一次加工品４１ａは、かなり真円
度を高めるように加工しても、素材自身のスプリ
ングバツク力のために両端面突合わせ部が開いた
状態である。したがつて、両端面を強制的に突合
わせても、第１０図に示すようにその内周側のみ
接し、断面略Ｖ字状の開先間隙Ｇが残る。

次にしごき（絞り）成形工程４７について好ま
しい具体例を説明する。

この工程は第１１図に示すようにしごき成形装
置を用いて１ストロークで２段の連続しごき成形
を行う。この装置は図の上方にポンチ６９が上下
動するように配設され、下方に一次加工品４１ａ
を定位置にするためのガイド７０、第１のしごき
ダイ７１、ガイドスペーサ７２、第２のしごきダ
イ７３、基台７４が設置されている。ポンチ６９
の外径寸法d₁はアノードシリンダーの内径寸法に
相当し、第１のダイ７１の最小内径d₂、第２のダ
イ７３の最小内径d₃は順次小さくなる寸法であつ
て、しかもポンチの外径寸法d₁との差が一次加工
品がポンチ６９の外周にはまつて各ダイを通る際
のその肉厚減少率すなわち各ダイを通る前の肉厚
に対する通過後の肉厚減少分の比率（以下同じ）
が各々３％以下となる寸法に設定される。このよ
うに各しごきダイの最小内径寸法は、一次加工品
の第１０図に示す如き両端面内周側を強制的に密
着させた状態での外径寸法よりも小さい寸法とな
つている。なおポンチ６９にはストツパ部７５，
７６が設けられている。好ましい例として第１し
ごきダイ７１でのしごき率が約２％、第２しごき
ダイ７３でのしごき率が約３％となるように設定
する。そしてまず図のように一次加工品４１ａが
ガイド７０の内側に置かれ、次にポンチ６９が下
降して一次加工品４１ａがポンチ外周にはまりス
トツパ部７５ａで押されて一緒に２個のしごきダ
イ７１，７３を１ストロークで連続的に通り点線
で示す如くしごき成形品４１ａが得られる。軸方
向にわずかにしごかれた肉はポンチ６９のもう１
つのストツバ部７６までの外周に残る。

このしごき成形により第１２図に示すように、
一次加工品４１ａの素材両端面合わせ目のＶ字状
開先間隙Ｇを少しずつ埋めるように第１２図ａに
矢印７７の如く両側から素材が塑性流動される。
そして順次同図ｂの如く中立線付近まで内周面が
わから密着させられていき、最終的に同図Ｃに示
す如く内周面がわから外周面がわにわたり、また
筒の軸方向の全体にわたり全面が隙間なく密着さ
れる。しかもこのしごき成形加工により、両端面
合わせ目が開く方向のスプリングバツク力が抑制
され、この合わせ目の密着性が高まる。また、こ
のしごき成形により円周上の肉厚も均等化され
る。

このしごき成形によつて加工品は数10℃以上に
高温となるので、油冷や自然冷却で室温付近まで
冷却する工程４８を経て次の工程に移る。

第１回目のしごき成形工程４７が１ストローク
で１段のしごきであるか、または１ストロークで
２段以上のしごきであつても第１２図ｂに示す如
く合わせ目に間隙Ｇが幾分残る成形状態、もしく
はスプリングバツクを生じて両端面合わせ目や少
し開いてしまうような成形状態の場合に、ひき続
いてしごき成形工程５１、または圧縮成形工程５
２を経ることが望ましい。

そこで第２回目のしごき成形工程５１について
次に好ましい具体例を説明する。この工程は１ス
トロークで１段のしごきもしくは第１１図に示し
たような２段のしごきであつてもよい。または例
えば第１３図に示すように１ストローク４段の連
続しごき成形であつてもよい。これらの場合でも
１段当りのしごき率は３％以下にとどめることが
肝要である。

第１３図は、ガイド７０の下方に最小内径部の
寸法が順次小さくなる第１乃至第４のしごきダイ
７７，７８，７９，８０を互いに密着して縦列に
並べてあり、ポンチ６９により二次加工品４１ａ
を１ストロークで４段連続しごき成形を行つた状
態を示している。これによつてより一層確実に素
材端面合わせ目全体にわたる密着と、この合わせ
目が開く方向のスプリングバツクのないアノード
シリンダーが得られる。好ましい例として、各し
ごきダイ７７〜８０はそれによるしごき率が各々
約２％以下となるように設定される。

さて、他の具体的な成形工程として例示する圧
縮成形工程５２は、第１４図および第１５図に示
すように一次加工品４１ａに軸方向の圧縮力を加
えてさらに塑性変形させ、素材両端面合わせ目の
密着とこの合わせ目が開く方向のスプリングバツ
ク力の抑圧をはかる。またこの工程でしごき成形
およびアノードシリンダーの開口端面の形状加工
も同時に行なうことができる。同図にはその例を
示してあり、第１４図は成形直前の状態を、また
第１５図には成形終了状態を示してある。すなわ
ちこの装置は、ガイド７０の下方にしごきダイ部
分８１を有する長尺のダイ８２を有し、その内側
下方にダイ・アンド・ノツクアウト８３が設置さ
れている。このダイ・アンド・ノツクアウト８３
はその上端面にポンチ６９の先端が密嵌合する受
部８４およびアノードシリンダーの開口端面形状
の成形のための所望形状の外周端８５を有し、成
型後の加工品４１ａを押上げシリンダー８６によ
り図の上方に突き出すノツクアウトの機能を兼ね
備えている。ポンチ６９にもアノードシリンダー
開口端面の形状成形用の段部８７を有し、これは
余分の素材肉を吸収する空間にもなる。

これによつて一次加工品４１ａはポンチ６９の
外周にはめられて下降し、しごきダイ部分８１で
しごき成形され、さらに両開口端部は一方がボン
チ６９のストツバ部７５で、他方がダイ・アン
ド・ノツクアウト８３の外周端８５の間に拘束さ
れて軸方向の圧縮力を受ける。この圧縮力は被加
工品に対して第１２図ａまたはｂに矢印７７で示
したと同様に合わせ目の間隙Ｇを埋めるような塑
性流動を起こさせる。したがつてこれによつて素
材両端面合わせ目は全体にわたつて確実に密着さ
れ、しかも両開口端の形状を所望形状もしくはそ
れに近い形状に同時成形できる。なお軸方向の寸
法が製品アノードシリンダーに対応し、また余分
にはみ出す素材肉の量が少なくなるようにポンチ
６９のストローク寸法とダイ・アンド・ノツクア
ウト８３との位置関係を適当に定めておくことは
当然である。

マグネトロンアノードシリンダーは、開口端部
のみならず内周面にベインを挿入、鑞接しやすい
ようにテーパ面を形成したり、あるいは外周面に
ラジエータを圧入、固着しやすいようにテーパ面
を形成して用いる場合がある。そこでこのような
内，外周面のテーパ面加工をこのしごき、もしく
は圧縮成形工程において同時に成形する方法も好
都合である。すなわち第１６図および第１７図に
示すように、ダイ８２にテーパ部８８を形成して
おき、しごき、もしくは圧縮成形すれば同時に被
加工品にテーパ面ができる。このテーバ部８８は
その上方のしごきダイ部分８１とともにしごき成
形機能もあわせ持つているので、素材両端面合わ
せ目の密着性向上にも役立つ。

こうして得られるアノードシリンダーは、真円
度すなわちシリンダー外周の最大直径D₁から最
小直径D₂を差引いた量D₁―D₂の平均直径D₃に対
する比率D₁―D₂／D₃が0.15％以下で、円周上の
偏肉率すなわち最大肉厚t₅から最小肉厚t₆を差引
いた偏肉量t₅―t₆の平均肉厚t₇に対する比率t₅―
t₆／t₇が２％以下、また素材両端面の合わせ目の
隙間が0.15mm以下にそれぞれよくそろつた製品と
して製造し得る。

しごき成形工程４７、または５１，５２を経た
２次加工品４１ａは、第１８図または第１９図に
示すように一方あるいは両方の開口端に、わずか
ながら余分の素材肉からなるバリ９１あるいは凹
凸状面９２が生ずる。したがつてこれを切削して
アノードシリンダーとして要求される例えば第２
０図に示すような端部形状９３，９４に、また
内，外周面に必要によりテーパ面９５，９６を形
成する必要がある。

そのために切削工程５０を経る。ところで、こ
の種丸め成形およびしごき成形を経た円筒状アノ
ードシリンダーは、その素材端面合わせ目が単に
突き合わされている状態であり、不用意に旋盤加
工するとこの合わせ目部分に段差を生じたり、あ
るいは合わせ目が不所望に開いてしまつたりして
良好な高精度の切削加工ができにくい傾向があ
る。

そこで第２１図乃至第２４図に示すように、ア
ノードシリンダーの外周のみをチヤツクで一定圧
力で押え、高速回転を与えながら円周方向の切削
加工を施すことで以上の不都合を解決しうること
を見い出した。この切削装置は剛体からなる円筒
状のホルダ１０１の先端内側に凹部１０２が形成
され、この凹部１０２から先端面にかけて内径が
順次大きくなつているテーパ面１０３が形成され
てなり、このテーパ面にスライド可能にチヤツク
１０４の外周テーパ面が嵌合される。チヤツク１
０４は３つ割りになつており、それらの内周のチ
ヤツク面１０４ａで被加工物品４１ａを固定でき
るようになつている。そして中間部分１０５が外
側へ拡くような弾力性を有しており、さらに図の
右側の円筒状端部１０６が可動シリンダー１０７
にねじ等により固定されている。チヤツク１０４
の内側にはやゝ径大な凹み１０８が形成され、こ
の凹みに円筒状被加工物品４１ａの一端面が当接
される円板状受板１０９がはめられ、この受板１
０９はねじ１１０で中心ロツド１１１に固定され
これはチヤツクの円筒状中間部分の内側に入つて
いる。中心ロツド１１１の他端部は可動シリンダ
ー１０７に設けられた孔１１２に摺動可能に挿入
されており、これは図の左右に延びる方向弾性を
もつスプリング１１３により可動シリンダー１０
７に対して常に図の左方に押し出されるような方
向の力を与えられている。こうしてホルダ１０１
に対してチヤツク１０４および可動シリンダ１０
７は一体的に且つシリンダー１０７の図示しない
ピストン機構により左右に一緒に動きうるように
なつている。受板１０９はこれらと一緒に左右に
動くがスプリング１１３により押されてチヤツク
１０４の凹み１０８の側面に常に接するようにな
つている。そしてこれら全体が高速回転可能にな
つている。

次に動作を説明する。第２１図は被加工物品４
１ａを装置に装着する直前の状態を示しており、
可動シリンダー１０７が左方に押し出され、チヤ
ツク１０４がテーパ面１０３を摺動して押し拡げ
られ、物品４１ａが一点鎖線の如く受板１０９に
その一端面が当るまで挿入される。この挿入のあ
と可動シリンダー１０７が右方に引込められ、チ
ヤツク１０４のチヤツク面１０４ａが物品の外周
面に当接しこのチヤツク面の円筒状面で物品は完
全に同心状に保持される。受板１０９は物品がも
しその一端面が軸に垂直な面でない場合その最も
突き出た部分が当るだけでであり、物品の中心軸
と装置の回転軸とはこのチヤツク面で確実に合致
される。そして可動シリンダー１０７の引張り力
を制御することによりチヤツク１０４が物品４１
ａを外側から押す力を制御することができる。こ
のように物品４１ａを固定したあと高速回転し、
第２２図に示すようにバイト１１４を当て所望の
形状に切削する。

この切削方法と装置は、被切削円筒状加工物品
すなわち合わせ目をもつアノードシリンダーを、
外周面からのみチヤツクで押圧固定して切削する
ので、この押圧固定力を一定にでき、物品が変形
したり合わせ目が開いてしまうという不都合が起
らず、精度のよい安定した切削ができる。そして
物品の両開口端のいずれも基準面にできないよう
な端面形状の場合は、まず一方の開口端を本装置
により切削する。するとこの面は軸に完全に垂直
な面に仕上がるので、この面を次に受板１０９に
当接するようにして装着する。それによつて受板
１０９は常にスプリング１１３でチヤツクの凹み
１０８の側面に押し当てられているので、このチ
ヤツク１０４の面を基準にして切削すべき軸方向
寸法を定めることができる。

以上のように丸め成形により軸方向に沿う合わ
せ目をもつ円筒状物品すなわちアノードシリンダ
ーを、この合わせ目を不所望に開いてしまつた
り、逆に押しつぶすようなことがなく合わせ目部
分も含めて全周の均一な切削が可能である。

以上のようにして成形したアノードシリンダー
の二次加工品４１ａは、次に合わせ目の気密接合
工程に移される。接合は鑞接や溶接などで行なう
が、いずれにしても第２５図に示すように合わせ
目４５ａを一旦強制的に少し開いてこの面を脱脂
し、即乾性の溶液などのスプレーなどにより洗浄
し、乾燥させる。鑞接を例にとればこの合わせ目
に第２６図に示すように0.1〜0.2mm厚の薄板状硬
ろう１２１を第２７図のようにはさみ、図示しな
い鑞接治具で鑞材のとける時点で外側から物品に
圧縮力を加えるようにして鑞接する。これによつ
て合わせ目は全面にわたつて気泡のない良好な気
密鑞接ができ、直径寸法の変化もほとんど生じな
い。この点で、合わせ目に第６図ｃあるいはｄに
示したような間隙Ｇが残つていると、ここに気泡
が残つたり、あるいはこの隙間に鑞材が吸い集め
られて全面にわたる均一な鑞接が得られないの
で、この合わせ目の密着性がきわめて重要なわけ
である。こうしてマグネトロンアノードシリンダ
ー４１を完成する。なおこの合わせ目の鑞接と同
時、もしくはその後にシリンダー内にアノードベ
インを鑞付けなどにより接合固着して第１図およ
び第２図に示すようなマグネトロンアノードを完
成する。

さて、本発明においては前述のように、銅製平
板状素材を所定寸法に切断し、次に芯金のまわり
に丸め成形し、次いで少なくとも１段（又は１
回）のしごき成形加工するにあたつて、素材切断
面のダレが少なく、また芯金のまわりに丸めた後
の両端面突き合わせ部の開先間隙を小さくするう
えで、その素材のビツカース硬度を70乃至95の範
囲に選定することが必要である。次にその裏付け
を説明する。

マグネトロンアノードとして好適な無酸素銅に
ついて、2450MHz，915MHz帯の発振周波数で、
数百Ｗ乃至数kWの出力のマグネトロンに用いる
アノードを製造するに当つて種々検討した結果を
以下に説明する。

まず素材４５の伸びは、丸め成形で亀裂を生じ
ることなく丸め加工ができること、またしごき成
形において軸方向および円周方向の延びが部分的
にも亀裂などを生じることなく行ないうるために
は15％以上であることが確かめられた。なおこの
伸びはJIS―Z2241および同2201に定める引張試
験による値である。

そしてとくに素材４５の硬度は、長尺材料を第
３図に示すように所定長さに切断した際の切断面
の状態に強い影響を与える。そこで長尺素材の切
断を、上下全面を強く拘束しながら切断してこの
切断面をそのまま円筒状アノードシリンダーの両
端面合わせ目として用い、材料のロスを少なくし
て製造する方法のために、この切断面の状態を材
料のビツカース硬度を種々変えて測定した。その
結果は第２８図の結果が得られた。同図は横軸に
素材のビツカース硬度、縦軸に板厚ｔに対しする
ダレの寸法ｈの割合（ｈ／ｔ％）を示している。
このダレの程度は約８％以上になるとじごき成形
後の両端面合わせ目の密着度が悪く、第６図Ｃに
示した如き間隙Ｇが内周側または外周側に多く残
り、これを完全に埋めるまでしごき成形や圧縮成
形をくり返すと、アノードシリンダーの所定の肉
厚が維持できなくなつたりし加工硬化し過ぎてし
まう。この点から素材のビツカース硬度は約70以
上であることが望ましいことが確認された。

なおビツカース硬度は、JIS―Z2244に定める
試験による値であり、対面角が136度のダイヤモ
ンド四角すい圧子を用い、試験面すなわち銅製平
板状素材の表面にビラミツド形のくぼみをつけた
ときの荷重を、永久すぼみの対角線の長さから求
めた表面積で除した値であり、次の式から算出さ
れる。なお、この硬度値は測定誤差を低減するた
め複数の測定点における値の平均であらわす。

Hv2Psinα／２／d₂ ここに、Hvはビツカース硬さ（Kg／mm²）、 Ｐは荷重（Kg）、 ｄはくぼみの対角線の長さの平均（mm） αは対面角、である。

また素材の硬さは、芯金のまわりに丸める丸め
成形後のスプリングバツクによる素材両端面の突
合わせ部の間先寸法Ｓの程度にも影響があり、第
７図に示す丸め成形装置で、芯金ロール、外周ロ
ールの寸法や弾性、両ロールの加圧力を一定にし
てビツカース硬度の異なる素材を丸め成形し、そ
れによつて得られる開先寸法（Ｓ）を測定した結
果第２９図に示す結果が得られた。すなわち素材
の硬度が増すとほぼ指数関数的に開先寸法（Ｓ）
が大きくなる。同図には外径寸法が約44mm、板厚
が約2.5mmの場合を示してある。そしてこの開先
寸法（Ｓ）は約２mm以上になると、第９図に示す
整形工程でもスプリングバツクで容易には開先寸
法を縮めて真円に近づけることが困難となり、ま
たしごき成形でも両端面合わせ目を開く方向のス
プリングバツク力を抑圧しきれないとか、またし
ごきダイに挿入するのに工数が余分に必要となる
などの不都合が生じ、総じてあらたに丸め成形し
なおす工程を付加しなければならなくなつてしま
う。この点から素材のビツカース硬度は約95以下
であることが望ましい。

以上の点を総合して、実用的な素材ビツカース
硬度は約70〜95の範囲であることを確認した。

以上説明したように本発明によれば、銅製の長
尺材料を所定長さに切断する工程でのダレ寸法を
小さく抑えることができるとともに、その後の芯
金のまわりに丸め成形する工程での素材のスプリ
ングバツク力による両端面突合わせ部の開先間隙
を小さい寸法に抑制することができる。したがつ
て、その後のしごき成形工程のしごき成形段数
（あるいは回数）や１段（１回）当りのしごき率
を不所望に増やす必要がなく、比較的簡略で容易
な加工工程で両端面合わせ目の密着性が良好な銅
製円筒部材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により製造する円筒部材の一例
であるマグネトロンアノードの斜視図、第２図は
その横断面図、第３図は長尺材料の切断工程を示
す断面図、第４図は平板状素材を示す斜視図、第
５図は本発明の一実施例を示す工程概略図、第６
図ａ乃至ｄは合わせ目の各形状を示す要部横断面
図、第７図は丸め成形工程の一例を示す概略断面
図、第８図はそれにより得られるシリンダー一次
加工品の一例を示す横断面図、第９図は丸め成形
工程の他の例を示す横断面図、第１０図はそれに
より得られる一次加工品の一例を示す横断面図、
第１１図は本発明におけるしごき工程の一例を示
す縦断面図、第１２図はしごき成形工程でのシリ
ンダーの各形状例を示す横断面図、第１３図は本
発明におけるしごき工程の他の例を示す半縦断面
図、第１４図および第１５図は本発明における圧
縮成形工程の一例を示す各々半縦断面図、第１６
図および第１７図は同じく他の例を示す各々半縦
断面図、第１８図および第１９図は各々しごき成
形工程で得られるアノードシリンダーの例を示す
半断面図、第２０図は所要の切削加工を施した状
態のアノードシリンダーの半断面図、第２１図お
よび第２２図は本発明における切削工程の一例を
示す各々要部縦断面図、第２３図および第２４図
はその要部側面図および断面図、第２５図はアノ
ードシリンダーの合わせ目を洗浄する状態を示す
横断面図、第２６図は鑞材を示す斜視図、第２７
図は鑞接前の状態を示す要部断面図、第２８図お
よび第２９図は各々素材硬度に対する成形具合を
示す特性図である。 ４１…アノードシリンダー、４２…アノードベ
イン、４３…気密接合部、４５…素材、４５ａ…
素材端面、４１ａ…シリンダーの素材加工品、４
６…丸め成形工程、４７，５１…しごき成工程、
４８…冷却工程、５０…切削工程、５２…圧縮成
形工程、５３…気密接合工程、６１…芯金ロー
ル、６２…外周ロール、６９…ポンチ、７１，７
３，７７，７８，７９，８０，８２…しごきダ
イ、８３…ダイ・アンド・ノツクアウト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銅からなる長尺の平板状素材をカツターによ
   り所定長さに且つ平板面に略直角に切断する切断
   工程と、 前記切断工程で得られた所定長さの平板状素材
   を芯金のまわりに丸めて両端面突合わせ部に断面
   略Ｖ字状の開先間隙が残る略円筒状部材を得る丸
   め成形工程と、 前記丸め成形工程で得られた略円筒状部材を、
   しごき成形用ポンチの外周に嵌合させるとともに
   該略円筒状部材の外径寸法よりも小さい内径寸法
   を有するしごきダイに管軸方向に沿つて通し素材
   に塑性流動を生ぜしめて両端面を合わせるしごき
   成形工程と、その後、得られた円筒部材の両端面
   合わせ目を気密接合する工程とを具備する電子管
   の真空容器用銅製円筒部材の製造方法において、 上記長尺平板状素材としてそのビツカース硬度
   が70乃至95の範囲の銅材を用いるとともに、 上記しごき成形工程は、１乃至６段（又は１乃
   至６回）のしごきダイを通す成形工程からなり、
   且つその１段（又は１回）当りのしごき率（肉厚
   減少率）が３％以下（０を含まない）であること
   を特徴とする電子管の真空容器用銅製円筒部材の
   製造方法。