JP2001321969A - 銅チューブ製造方法 - Google Patents
銅チューブ製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 銅チューブ製造方法に関し、簡略な溶接設備
により加工時間を短縮する。 【解決手段】 コの字状の銅押出材１ａ，１ｂ開口部が
互いに向き合い、接合して矩形状とし、接合端の接合部
２１ａ，２１ｂには開口部縦方向内径と同一長さの形状
保持材２が全長に亘って挿通され、接合部２１ａ，２１
ｂを内側から抑えている。接合部２１ｂは接合機２０を
Ｒ方向へ移動することにより接合される。接合機２０は
摩擦攪拌接合を行うもので、先端部を回転させることに
より溶接部表面を溶かし、板厚を貫通せずに溶接するも
ので、接合後の形状保持材２の取外しも容易となる。従
来の電子ビーム溶接と異なり、大気中で行うので設備が
簡略化され、接合時間も短くなる。
により加工時間を短縮する。 【解決手段】 コの字状の銅押出材１ａ，１ｂ開口部が
互いに向き合い、接合して矩形状とし、接合端の接合部
２１ａ，２１ｂには開口部縦方向内径と同一長さの形状
保持材２が全長に亘って挿通され、接合部２１ａ，２１
ｂを内側から抑えている。接合部２１ｂは接合機２０を
Ｒ方向へ移動することにより接合される。接合機２０は
摩擦攪拌接合を行うもので、先端部を回転させることに
より溶接部表面を溶かし、板厚を貫通せずに溶接するも
ので、接合後の形状保持材２の取外しも容易となる。従
来の電子ビーム溶接と異なり、大気中で行うので設備が
簡略化され、接合時間も短くなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は銅チューブ製造方法
に関し、加工時間を短縮すると共に、製造後の銅チュー
ブの変形も防止するようにしたものである。
に関し、加工時間を短縮すると共に、製造後の銅チュー
ブの変形も防止するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】電子等の荷電粒子の加速管は一定の長さ
の単一の銅チューブを多数連続的に接続し、所定長さの
加速管を構成している。図４は、単一の加速管の外観図
であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は断面図である。
両図において、銅チューブ１０はＬ型の銅押出材１１
ａ，１１ｂを２個組合せて３０ａ，３０ｂの個所で溶接
で接合して構成される。銅チューブの大きさは横が１０
０〜２００mm、縦が５０〜１００mm、肉厚が５〜１０mm
程度の形状で、溶接は電子ビーム溶接が適用されるた
め、（ｂ）に示すように溶接時には全体を真空容器４０
に入れて接合するために大がかりな設備を必要とし、
又、溶接時間も長時間を必要としている。銅は光の反射
率が高いのでレーザ溶接は適用できず、又、熱伝導率も
良いので、ＴＩＧ溶接も不向きであり、現状では電子ビ
ーム溶接が適しているため大がかりな真空容器も備えな
ければならない。
の単一の銅チューブを多数連続的に接続し、所定長さの
加速管を構成している。図４は、単一の加速管の外観図
であり、（ａ）はその斜視図、（ｂ）は断面図である。
両図において、銅チューブ１０はＬ型の銅押出材１１
ａ，１１ｂを２個組合せて３０ａ，３０ｂの個所で溶接
で接合して構成される。銅チューブの大きさは横が１０
０〜２００mm、縦が５０〜１００mm、肉厚が５〜１０mm
程度の形状で、溶接は電子ビーム溶接が適用されるた
め、（ｂ）に示すように溶接時には全体を真空容器４０
に入れて接合するために大がかりな設備を必要とし、
又、溶接時間も長時間を必要としている。銅は光の反射
率が高いのでレーザ溶接は適用できず、又、熱伝導率も
良いので、ＴＩＧ溶接も不向きであり、現状では電子ビ
ーム溶接が適しているため大がかりな真空容器も備えな
ければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述のように加速管の
チューブは銅製であり、電子ビーム溶接が適用されてお
り、そのために真空容器を必要として設備が大がかりと
なり、又、溶接時間も長くなり、簡略化した設備で加工
時間も短くできるような製造方法が望まれていた。
チューブは銅製であり、電子ビーム溶接が適用されてお
り、そのために真空容器を必要として設備が大がかりと
なり、又、溶接時間も長くなり、簡略化した設備で加工
時間も短くできるような製造方法が望まれていた。
【０００４】そこで本発明では、銅チューブを構成する
銅押出材の形状を変えると共に、簡単な治具を用いて電
子ビーム溶接のような真空容器も必要としない摩擦攪拌
接合を採用し、良好な接合が短時間にできる加速管の銅
チューブ製造方法を提供することを課題としてなされた
ものである。
銅押出材の形状を変えると共に、簡単な治具を用いて電
子ビーム溶接のような真空容器も必要としない摩擦攪拌
接合を採用し、良好な接合が短時間にできる加速管の銅
チューブ製造方法を提供することを課題としてなされた
ものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１），（２）の製造方法を提供す
る。
決するために次の（１），（２）の製造方法を提供す
る。
【０００６】（１）内部が矩形状で所定長さを有する銅
チューブの製造方法であって；一対のコの字状断面を有
する所定長さの銅部材の開口部を互いに合わせ、上下の
端面を接触させて接合部とし；同開口部の縦方向と同一
寸法の高さを有する板状の形状保持材を同開口部全長に
亘って挿通し前記上下接合部に当接させ；前記上下の接
合部を外側から摩擦攪拌溶接により接合することを特徴
とする銅チューブ製造方法。
チューブの製造方法であって；一対のコの字状断面を有
する所定長さの銅部材の開口部を互いに合わせ、上下の
端面を接触させて接合部とし；同開口部の縦方向と同一
寸法の高さを有する板状の形状保持材を同開口部全長に
亘って挿通し前記上下接合部に当接させ；前記上下の接
合部を外側から摩擦攪拌溶接により接合することを特徴
とする銅チューブ製造方法。
【０００７】（２）内部が矩形状で所定長さを有する銅
チューブの製造方法であって；一対のコの字状断面を有
する所定長さの銅部材の開口部を互いに合わせ、上下の
端面を接触させて接合部とし；前記開口部内へは平板状
の形状保持材を挿通して前記上下接合部の一方へ当接し
同接合部を押圧し；前記上下の接合部を外側から摩擦攪
拌溶接により接合することを特徴とする銅チューブ製造
方法。
チューブの製造方法であって；一対のコの字状断面を有
する所定長さの銅部材の開口部を互いに合わせ、上下の
端面を接触させて接合部とし；前記開口部内へは平板状
の形状保持材を挿通して前記上下接合部の一方へ当接し
同接合部を押圧し；前記上下の接合部を外側から摩擦攪
拌溶接により接合することを特徴とする銅チューブ製造
方法。
【０００８】本発明の（１）においては、コの字状の銅
部材を合わせて矩形状の形状とし、上下端面を接合し、
接合部は内側から形状保持材で上，下を当接して摩擦攪
拌溶接するようにしたので、溶接は大気中でなされ、従
来のように電子ビーム溶接で真空容器を必要とせず、簡
略な構成で、かつ短時間の溶接が可能となる。更に、溶
接部も外側の表面部分の溶け込みで、板厚を貫通させな
い接合ができるので、内部の形状保持材の取外しが内表
面の当接部に固着することもなく容易となる。又、形状
保持材を用いるので接合荷重に伴う変形を防止できる。
部材を合わせて矩形状の形状とし、上下端面を接合し、
接合部は内側から形状保持材で上，下を当接して摩擦攪
拌溶接するようにしたので、溶接は大気中でなされ、従
来のように電子ビーム溶接で真空容器を必要とせず、簡
略な構成で、かつ短時間の溶接が可能となる。更に、溶
接部も外側の表面部分の溶け込みで、板厚を貫通させな
い接合ができるので、内部の形状保持材の取外しが内表
面の当接部に固着することもなく容易となる。又、形状
保持材を用いるので接合荷重に伴う変形を防止できる。
【０００９】本発明の（２）においては、上記と同様に
コの字状の銅部材で矩形状の形状とし、上下端面を接合
して接合部を形成し、上下の接合部は、それぞれ別々に
開口部内部から平板状の形状保持材で押圧し、外側から
摩擦溶接接合を行うので上記（１）の発明と同様の接合
が可能となり、溶接接合は形状保持材は平板状であるの
で取外しは簡単であり、上記（１）の発明と同様の効果
が得られる。
コの字状の銅部材で矩形状の形状とし、上下端面を接合
して接合部を形成し、上下の接合部は、それぞれ別々に
開口部内部から平板状の形状保持材で押圧し、外側から
摩擦溶接接合を行うので上記（１）の発明と同様の接合
が可能となり、溶接接合は形状保持材は平板状であるの
で取外しは簡単であり、上記（１）の発明と同様の効果
が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る銅チューブ製造方法を適用した図
で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は加速管銅チューブの正面
図である。（ａ）において、１ａ，１ｂはコの字状の銅
押出材であり、互いに開口部を向い合せて溶接部２１
ａ，２１ｂとして矩形状のチューブを形成させる。長方
形状のチューブ内には内部の縦方向と同一寸法の形状保
持材２が全長に亘って挿通される。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る銅チューブ製造方法を適用した図
で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は加速管銅チューブの正面
図である。（ａ）において、１ａ，１ｂはコの字状の銅
押出材であり、互いに開口部を向い合せて溶接部２１
ａ，２１ｂとして矩形状のチューブを形成させる。長方
形状のチューブ内には内部の縦方向と同一寸法の形状保
持材２が全長に亘って挿通される。
【００１１】形状保持材２は（ｂ）に示すように、銅押
出材１ａ，１ｂの接合部である接合部２１ａ，２１ｂ上
に当接し、開口部の縦方向長さと同一の寸法の板からな
り、接合部２１ａ，２１ｂの全幅を覆うに充分な幅Ｗを
有し、接合時に形状を保持するものである。銅押出材１
ａ，１ｂは、このように形状を保持して図示してない治
具上に固定され、後述するように接合機２０で接合部２
１ａ，２１ｂをＲ方向へ移動させながら直線状に大気中
で接合を行う。図では下方の接合部２１ｂの接合を示し
ているが、２１ａも同様にチューブ全体を上下逆にする
か、あるいは接合機２０を上部へ移動して行えば良い。
接合部２１ａ，２１ｂの接合が終了すると、形状保持材
２は取り除き、銅チューブが完成する。
出材１ａ，１ｂの接合部である接合部２１ａ，２１ｂ上
に当接し、開口部の縦方向長さと同一の寸法の板からな
り、接合部２１ａ，２１ｂの全幅を覆うに充分な幅Ｗを
有し、接合時に形状を保持するものである。銅押出材１
ａ，１ｂは、このように形状を保持して図示してない治
具上に固定され、後述するように接合機２０で接合部２
１ａ，２１ｂをＲ方向へ移動させながら直線状に大気中
で接合を行う。図では下方の接合部２１ｂの接合を示し
ているが、２１ａも同様にチューブ全体を上下逆にする
か、あるいは接合機２０を上部へ移動して行えば良い。
接合部２１ａ，２１ｂの接合が終了すると、形状保持材
２は取り除き、銅チューブが完成する。
【００１２】図２は接合機を示す側面図で、接合機２０
は摩擦攪拌溶接（ＦＳＷ）で摩擦熱により銅材料を軟化
させたのち、工具で材料をかきまぜ接合する方式のもの
である。摩擦接合では本体を回転させ、先端部２２の回
転で銅押出材１ａ，１ｂの接合部２１ａを摩擦熱で軟化
させ、直線上に横移動させ表面部を接合するものであ
り、接合を行うと共にシール目的も有し、板厚を貫通さ
せない接合を行うので、内側の保持材２の接合面は変形
せずに、接合後、形状保持材２が容易に除去できるもの
である。
は摩擦攪拌溶接（ＦＳＷ）で摩擦熱により銅材料を軟化
させたのち、工具で材料をかきまぜ接合する方式のもの
である。摩擦接合では本体を回転させ、先端部２２の回
転で銅押出材１ａ，１ｂの接合部２１ａを摩擦熱で軟化
させ、直線上に横移動させ表面部を接合するものであ
り、接合を行うと共にシール目的も有し、板厚を貫通さ
せない接合を行うので、内側の保持材２の接合面は変形
せずに、接合後、形状保持材２が容易に除去できるもの
である。
【００１３】上記に説明の実施の第１形態における銅チ
ューブの製造方法によれば、コの字型の銅押出材１ａ，
１ｂを合わせて矩形状の形状とし、接合部２１ａ，２１
ｂを摩擦接合するようにしたので、接合は大気中でなさ
れ、従来のように真空容器を必要とせず簡単な構成の接
合機２０で良く設備が簡略化でき、接合時間を短くし、
加工時間を大幅に短縮できる。更に、接合部２１ａ，２
１ｂも表面の部分溶け込みで、板厚を貫通させない接合
ができるので、形状保持材２の取外しが容易となり、
又、形状保持材２を用いるので、接合荷重に伴う変形も
防止される。
ューブの製造方法によれば、コの字型の銅押出材１ａ，
１ｂを合わせて矩形状の形状とし、接合部２１ａ，２１
ｂを摩擦接合するようにしたので、接合は大気中でなさ
れ、従来のように真空容器を必要とせず簡単な構成の接
合機２０で良く設備が簡略化でき、接合時間を短くし、
加工時間を大幅に短縮できる。更に、接合部２１ａ，２
１ｂも表面の部分溶け込みで、板厚を貫通させない接合
ができるので、形状保持材２の取外しが容易となり、
又、形状保持材２を用いるので、接合荷重に伴う変形も
防止される。
【００１４】図３は本発明の実施の第２形態に係る銅チ
ューブ製造方法を適用した図で、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ｂ）
におけるＢ−Ｂ矢視図である。これら図において、コの
字状の銅押出材１ａ，１ｂは互いに開口部を向い合せて
接合し、矩形状として接合部２１ａ，２１ｂを形成させ
る。この状態でまず、接合部２１ｂの開口部内の表面
（底面）に平板状の形状保持材３を挿通して載せる。形
状保持材３は開口部両端から突出する長さとし、両端に
は、それぞれ押圧治具４により上方から荷重を掛けて接
合部２１ｂを押圧して固定する。なお、図示省略してい
るが、押出材１ａ，１ｂはこの状態で治具上に固定され
る。
ューブ製造方法を適用した図で、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ｂ）
におけるＢ−Ｂ矢視図である。これら図において、コの
字状の銅押出材１ａ，１ｂは互いに開口部を向い合せて
接合し、矩形状として接合部２１ａ，２１ｂを形成させ
る。この状態でまず、接合部２１ｂの開口部内の表面
（底面）に平板状の形状保持材３を挿通して載せる。形
状保持材３は開口部両端から突出する長さとし、両端に
は、それぞれ押圧治具４により上方から荷重を掛けて接
合部２１ｂを押圧して固定する。なお、図示省略してい
るが、押出材１ａ，１ｂはこの状態で治具上に固定され
る。
【００１５】次に、（ｂ），（ｃ）に示すように、接合
機２０を接合部２１ｂにセットし、先端部２２を回転さ
せながら直線方向Ｒへ所定の速度で移動することにより
接合部２１ｂを摩擦攪拌接合する。接合部２１ｂの全長
を接合すると、そのままの状態で形状保持材３を取外
し、矩形状の押出材１ａ，１ｂを上下逆にして、同様に
接合部２１ａを接合する。なお、接合部２１ａは上向き
のままとし、形状保持材３を上方へ押圧して、接合機２
０を上方へ移動し、上方から接合するようにしても良
い。このような実施の第２形態においても、実施の第１
形態と同様の効果が得られ、更に、形状保持材３は取外
しが容易となる利点がある。
機２０を接合部２１ｂにセットし、先端部２２を回転さ
せながら直線方向Ｒへ所定の速度で移動することにより
接合部２１ｂを摩擦攪拌接合する。接合部２１ｂの全長
を接合すると、そのままの状態で形状保持材３を取外
し、矩形状の押出材１ａ，１ｂを上下逆にして、同様に
接合部２１ａを接合する。なお、接合部２１ａは上向き
のままとし、形状保持材３を上方へ押圧して、接合機２
０を上方へ移動し、上方から接合するようにしても良
い。このような実施の第２形態においても、実施の第１
形態と同様の効果が得られ、更に、形状保持材３は取外
しが容易となる利点がある。
【００１６】
【発明の効果】本発明の銅チューブ製造方法は、（１）
内部が矩形状で所定長さを有する銅チューブの製造方法
であって；一対のコの字状断面を有する所定長さの銅部
材の開口部を互いに合わせ、上下の端面を接触させて接
合部とし；同開口部の縦方向と同一寸法の高さを有する
板状の形状保持材を同開口部全長に亘って挿通し前記上
下接合部に当接させ；前記上下の接合部を外側から摩擦
攪拌接合により接合することを特徴としている。
内部が矩形状で所定長さを有する銅チューブの製造方法
であって；一対のコの字状断面を有する所定長さの銅部
材の開口部を互いに合わせ、上下の端面を接触させて接
合部とし；同開口部の縦方向と同一寸法の高さを有する
板状の形状保持材を同開口部全長に亘って挿通し前記上
下接合部に当接させ；前記上下の接合部を外側から摩擦
攪拌接合により接合することを特徴としている。
【００１７】上記の製造方法により、接合は大気中でな
され、従来のように電子ビーム接合で真空容器を必要と
せず、簡略な構成で、かつ短時間の溶接が可能となる。
更に、接合部も外側の表面部分の溶け込みで、板厚を貫
通させない接合ができるので、内部の形状保持材の取外
しが内表面の当接部に固着することもなく容易となる。
又、形状保持材を用いるので接合荷重に伴う変形も防止
できる。
され、従来のように電子ビーム接合で真空容器を必要と
せず、簡略な構成で、かつ短時間の溶接が可能となる。
更に、接合部も外側の表面部分の溶け込みで、板厚を貫
通させない接合ができるので、内部の形状保持材の取外
しが内表面の当接部に固着することもなく容易となる。
又、形状保持材を用いるので接合荷重に伴う変形も防止
できる。
【００１８】本発明の（２）の製造方法は、一対のコの
字状断面を有する所定長さの銅部材の開口部を互いに合
わせ、上下の端面を接触させて接合部とし；前記開口部
内へは平板状の形状保持材を挿通して前記上下接合部の
一方へ当接し同接合部を押圧し；前記上下の接合部を外
側から摩擦攪拌溶接により接合することを特徴としてい
る。
字状断面を有する所定長さの銅部材の開口部を互いに合
わせ、上下の端面を接触させて接合部とし；前記開口部
内へは平板状の形状保持材を挿通して前記上下接合部の
一方へ当接し同接合部を押圧し；前記上下の接合部を外
側から摩擦攪拌溶接により接合することを特徴としてい
る。
【００１９】このような製造方法により、上記（１）の
発明と同様の接合が可能となり、上記（１）と同じ効果
を有すると共に、更に、接合後は形状保持材が平板状で
あるので、取付け、取外しが容易となる利点がある。
発明と同様の接合が可能となり、上記（１）と同じ効果
を有すると共に、更に、接合後は形状保持材が平板状で
あるので、取付け、取外しが容易となる利点がある。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る銅チューブ製造
方法を適用した図を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正
面図である。
方法を適用した図を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正
面図である。
【図２】本発明に適用される接合機の側面図である。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る銅チューブ製造
方法を適用した図を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ｂ）における
Ｂ−Ｂ矢視図である。
方法を適用した図を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は（ｂ）における
Ｂ−Ｂ矢視図である。
【図４】従来の銅チューブを示し、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は正面図である。
（ｂ）は正面図である。
１ａ，１ｂ 押出材 ２，３ 形状保持材 ４，５ 押圧治具 ２０ 接合機 ２１ａ，２１ｂ 接合部 ２２ 先端部
Claims (2)
- 【請求項１】 内部が矩形状で所定長さを有する銅チュ
ーブの製造方法であって；一対のコの字状断面を有する
所定長さの銅部材の開口部を互いに合わせ、上下の端面
を接触させて接合部とし；同開口部の縦方向と同一寸法
の高さを有する板状の形状保持材を同開口部全長に亘っ
て挿通し前記上下接合部に当接させ；前記上下の接合部
を外側から摩擦攪拌溶接により接合することを特徴とす
る銅チューブ製造方法。 - 【請求項２】 内部が矩形状で所定長さを有する銅チュ
ーブの製造方法であって；一対のコの字状断面を有する
所定長さの銅部材の開口部を互いに合わせ、上下の端面
を接触させて接合部とし；前記開口部内へは平板状の形
状保持材を挿通して前記上下接合部の一方へ当接し同接
合部を押圧し；前記上下の接合部を外側から摩擦攪拌溶
接により接合することを特徴とする銅チューブ製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000138108A JP2001321969A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 銅チューブ製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000138108A JP2001321969A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 銅チューブ製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001321969A true JP2001321969A (ja) | 2001-11-20 |
Family
ID=18645771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000138108A Withdrawn JP2001321969A (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 銅チューブ製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001321969A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056447A1 (fr) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Hino Motors, Ltd. | Procédé et structure d'accouplement d'éléments |
| JP2008137063A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-06-19 | Hino Motors Ltd | 部材接合方法及び構造 |
-
2000
- 2000-05-11 JP JP2000138108A patent/JP2001321969A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008056447A1 (fr) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Hino Motors, Ltd. | Procédé et structure d'accouplement d'éléments |
| JP2008137063A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-06-19 | Hino Motors Ltd | 部材接合方法及び構造 |
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