JPH0821477B2 - 高周波加速空胴の製造方法 - Google Patents
高周波加速空胴の製造方法Info
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- JPH0821477B2 JPH0821477B2 JP2027794A JP2779490A JPH0821477B2 JP H0821477 B2 JPH0821477 B2 JP H0821477B2 JP 2027794 A JP2027794 A JP 2027794A JP 2779490 A JP2779490 A JP 2779490A JP H0821477 B2 JPH0821477 B2 JP H0821477B2
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- high frequency
- joint
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電子シンクロトロンや電子蓄積リング等の
加速器に使用される高周波加速空胴の製造方法に関す
る。
加速器に使用される高周波加速空胴の製造方法に関す
る。
（従来の技術） 加速器は、電子、陽子、イオンなどの荷電粒子ビーム
を数百万電子ボルト（数MeV）から数百億電子ボルト
（数十GeV）程度の高エネルギ状態に加速するためのも
のであ、この加速器の例として、電子シンクロトロンや
電子蓄積リング等がある。
を数百万電子ボルト（数MeV）から数百億電子ボルト
（数十GeV）程度の高エネルギ状態に加速するためのも
のであ、この加速器の例として、電子シンクロトロンや
電子蓄積リング等がある。
高周波加速空胴は、加速器において荷電粒子にエネル
ギを与え、加速するための装置である。高周波加速空胴
内では、荷電粒子の速度に同期した数十メガヘルツから
数ギガヘルツ程度の高周波の高電界が共振により発生
し、荷電粒子はこの高周波電界により加速される。
ギを与え、加速するための装置である。高周波加速空胴
内では、荷電粒子の速度に同期した数十メガヘルツから
数ギガヘルツ程度の高周波の高電界が共振により発生
し、荷電粒子はこの高周波電界により加速される。
高周波加速空胴には、種々の形式のものがあるが、第
５図は従来の多連結高周波加速空胴の一例で、設置スペ
ースを少なくするために複数の空胴（１）をつないだも
ので、３連の場合を示した。空胴（１）は外筒（２）、
端板（３）、隔壁（４）を接合部（5a）で接合して形成
される。外筒（２）、端板（３）、隔壁（４）は電気伝
導度、熱伝導度の優れた、例えば無酸素銅で製作されて
いる。端板（３）及び隔壁（４）には荷電粒子ビームが
通過するビームポート（６）及び円孔（７）が設けられ
ている。
５図は従来の多連結高周波加速空胴の一例で、設置スペ
ースを少なくするために複数の空胴（１）をつないだも
ので、３連の場合を示した。空胴（１）は外筒（２）、
端板（３）、隔壁（４）を接合部（5a）で接合して形成
される。外筒（２）、端板（３）、隔壁（４）は電気伝
導度、熱伝導度の優れた、例えば無酸素銅で製作されて
いる。端板（３）及び隔壁（４）には荷電粒子ビームが
通過するビームポート（６）及び円孔（７）が設けられ
ている。
高周波電力は、アンテナ（８）から入力され、空胴
（１）の共振周波数は、チューナ（９）で微調整され
る。空胴（１）はフランジ（10）を介して加速器に接続
され、排気ポート（11）から真空に引かれ高真空に保持
される。
（１）の共振周波数は、チューナ（９）で微調整され
る。空胴（１）はフランジ（10）を介して加速器に接続
され、排気ポート（11）から真空に引かれ高真空に保持
される。
空胴（１）の内面は、表皮硬化により、金属表面の数
マイクロメータと言う非常に薄い層を流れる高周波電流
をスムーズに流すため、表面粗さを数マイクロメータ以
下に仕上げるのと、表面層の加工硬化による電気抵抗値
の上昇を下げるためにも、最後の仕上げ加工は微量にす
る。
マイクロメータと言う非常に薄い層を流れる高周波電流
をスムーズに流すため、表面粗さを数マイクロメータ以
下に仕上げるのと、表面層の加工硬化による電気抵抗値
の上昇を下げるためにも、最後の仕上げ加工は微量にす
る。
接合部（5a）では、空胴（１）の強度を保ち、真空を
封じ、高周波電流をスムーズに流す必要がある。従来
は、例えば接合部の拡大図の第６図や第７図に示すごと
く電子ビーム溶接部（5b）や真空ろう付溶接部（5c）で
溶接し、目視して接合を確認していた。電子ビーム溶接
においては、空胴外側からの電子ビーム照射により、外
筒（２）の内面近くまで届く溶接層（2a）を形成し接合
する。ろう付溶接部（5c）では、800℃程度の高温で溶
融する銀ろうを接合部に置きろう溝（2b）などを設けて
はさみ込み空胴全体を800℃程度まで昇温し接合する。
これも目視により接合を確認していた。
封じ、高周波電流をスムーズに流す必要がある。従来
は、例えば接合部の拡大図の第６図や第７図に示すごと
く電子ビーム溶接部（5b）や真空ろう付溶接部（5c）で
溶接し、目視して接合を確認していた。電子ビーム溶接
においては、空胴外側からの電子ビーム照射により、外
筒（２）の内面近くまで届く溶接層（2a）を形成し接合
する。ろう付溶接部（5c）では、800℃程度の高温で溶
融する銀ろうを接合部に置きろう溝（2b）などを設けて
はさみ込み空胴全体を800℃程度まで昇温し接合する。
これも目視により接合を確認していた。
また実願昭47−021411号（実開昭48−096400号）の願
書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロ
フィルムによれば、高周波加速空胴を分割して製作し、
拡散接合にて接合する高周波加速空胴の製造方法が記載
されている。
書に添付した明細書及び図面の内容を撮影したマイクロ
フィルムによれば、高周波加速空胴を分割して製作し、
拡散接合にて接合する高周波加速空胴の製造方法が記載
されている。
（発明が解決しようとする課題） 高周波加速空胴では、極力、空胴内表面の電気抵抗を
小さくして、高周波電流による発熱を減少させ、電力効
率を高くすることが望まれる。
小さくして、高周波電流による発熱を減少させ、電力効
率を高くすることが望まれる。
電気伝導の優れた材料を用い無い表面を滑らかに仕上
げるのは、空胴の電力効率を高くするためである。従っ
て接合部においても高周波電流に対し、十分に低い電気
抵抗を有することが望ましい。
げるのは、空胴の電力効率を高くするためである。従っ
て接合部においても高周波電流に対し、十分に低い電気
抵抗を有することが望ましい。
上述の電子ビーム溶接においては、空胴外側から電子
ビーム照射により、空胴内面近くまで届くような溶融層
（2a）を形成して接合するため、電子ビームによる入射
エネルギが大きく、そのため溶融した金属が固相化し、
常温に復帰したときに変形が起きる欠点と、表面近くま
で一様に溶融層を作ることが困難であるという欠点があ
った。また一方の銀ろう付けにおいても接合部に銀ろう
材をはさみ込み真空中あるいは雰囲気中で800℃程度の
高温にあげ接合しているが、この場合には空胴使用の
際、銀ろう材が真空中に使用されるため放出ガスとして
一部放出される欠陥があった。
ビーム照射により、空胴内面近くまで届くような溶融層
（2a）を形成して接合するため、電子ビームによる入射
エネルギが大きく、そのため溶融した金属が固相化し、
常温に復帰したときに変形が起きる欠点と、表面近くま
で一様に溶融層を作ることが困難であるという欠点があ
った。また一方の銀ろう付けにおいても接合部に銀ろう
材をはさみ込み真空中あるいは雰囲気中で800℃程度の
高温にあげ接合しているが、この場合には空胴使用の
際、銀ろう材が真空中に使用されるため放出ガスとして
一部放出される欠陥があった。
また最後に述べた拡散接合では接合時に接合部が少な
くとも内部に向けて露出しているので、液相拡散接合の
際に空胴内に液層が流出して接合が不完全になる欠点が
あった。
くとも内部に向けて露出しているので、液相拡散接合の
際に空胴内に液層が流出して接合が不完全になる欠点が
あった。
本発明は、これらの欠点を考えての対策として、残留
応力をなくし、変形を防止することと、拡散接合の中で
も接合時に接合部が溶融する液相拡散接合においても液
相が流出すること無く、接合部を導電性の高い放出ガス
の少ない合金層として形成させる高周波加速空胴の製造
方法を提供することを目的とする。
応力をなくし、変形を防止することと、拡散接合の中で
も接合時に接合部が溶融する液相拡散接合においても液
相が流出すること無く、接合部を導電性の高い放出ガス
の少ない合金層として形成させる高周波加速空胴の製造
方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、空胴
を分割して製作し、接合部をコ字形又はＩ字形に係合
し、接合部の底部に空胴材料に比べて融点が等しいか又
はそれよりも低い材料の金属箔をはさみ、拡散接合にて
接合する。
を分割して製作し、接合部をコ字形又はＩ字形に係合
し、接合部の底部に空胴材料に比べて融点が等しいか又
はそれよりも低い材料の金属箔をはさみ、拡散接合にて
接合する。
（作 用） 空胴材料は主としてCuを使うが、それに比べて融点が
等しいか又はそれよりも低い材料のTi,Sn等の金属箔を
コ字形又はＩ字形の係合部の底部の接合面間にはさんで
拡散接合するから、目視はできなくても、固相は勿論の
こと液相の拡散接合でも金属箔が液相となり、接合部周
辺が合金相となり、一体化され、真空を確保する。従っ
て目視による確認はできなくても接合による残留応力を
無くし、変形を防止することと、接合部を導電性の高
い、放出ガスの少ない合金相として形成させる高周波加
速空胴の製造方法となる。
等しいか又はそれよりも低い材料のTi,Sn等の金属箔を
コ字形又はＩ字形の係合部の底部の接合面間にはさんで
拡散接合するから、目視はできなくても、固相は勿論の
こと液相の拡散接合でも金属箔が液相となり、接合部周
辺が合金相となり、一体化され、真空を確保する。従っ
て目視による確認はできなくても接合による残留応力を
無くし、変形を防止することと、接合部を導電性の高
い、放出ガスの少ない合金相として形成させる高周波加
速空胴の製造方法となる。
（実施例） 実施例１ 以下、本発明の第１の実施例について第１図および第
２図を参照して説明する。
２図を参照して説明する。
この実施例は３連、５連、７連にも通ずるが、ここで
は３個の空胴（１）を連結して、一つの高周波加速空胴
として構成する。（２）は中空円筒形の外筒、（３）は
外筒（２）に拡散接合された円板形の端板、（3a）はノ
ーズ、（４）は複数の空胴（１）に仕切るための円板形
の隔壁である。隔壁（４）も外筒（２）に拡散接合にて
接合されている。端板（３）、隔壁（４）とも中央に円
孔（７）があり、この円孔（７）の中心をビームが通過
する。（８）は高周波加速空胴内に高周波エネルギを供
給するためのアンテナで、外筒（２）に装着されてお
り、図示しない高周波電源に接続されている。１つのア
ンテナ（８）から３個の全空胴（１）へエネルギを伝え
なければならないもので、もしエネルギの伝送が不十分
な場合は隔壁（４）にスロットを切って空胴（１）相互
間の結合を増やす場合もある。（９）は空胴（１）の共
振周波数を調整するための円筒形のチューナであり、各
空胴（１）に１個ずつ設ける。（10）はフランジであ
り、（11）は廃棄ポートである、また、第２図に示すよ
うに外筒（２）と隔壁（４）は同一方向にコ字形のいん
ろうで結合し、その結合部の底部に金属箔（12）をはさ
み、外筒を立てて、拡散溶接を行う。
は３個の空胴（１）を連結して、一つの高周波加速空胴
として構成する。（２）は中空円筒形の外筒、（３）は
外筒（２）に拡散接合された円板形の端板、（3a）はノ
ーズ、（４）は複数の空胴（１）に仕切るための円板形
の隔壁である。隔壁（４）も外筒（２）に拡散接合にて
接合されている。端板（３）、隔壁（４）とも中央に円
孔（７）があり、この円孔（７）の中心をビームが通過
する。（８）は高周波加速空胴内に高周波エネルギを供
給するためのアンテナで、外筒（２）に装着されてお
り、図示しない高周波電源に接続されている。１つのア
ンテナ（８）から３個の全空胴（１）へエネルギを伝え
なければならないもので、もしエネルギの伝送が不十分
な場合は隔壁（４）にスロットを切って空胴（１）相互
間の結合を増やす場合もある。（９）は空胴（１）の共
振周波数を調整するための円筒形のチューナであり、各
空胴（１）に１個ずつ設ける。（10）はフランジであ
り、（11）は廃棄ポートである、また、第２図に示すよ
うに外筒（２）と隔壁（４）は同一方向にコ字形のいん
ろうで結合し、その結合部の底部に金属箔（12）をはさ
み、外筒を立てて、拡散溶接を行う。
次に上記実施例１の作用を説明する。
いんろうの嵌合を同一方向に合わせたのは、空胴
（２）を立てて液相の拡散接合を行えば、溶融金属箔が
流出することがなく、信頼性の高い接合ができるためで
ある。すなわち、金属箔（12）は空胴（２）の材料に比
べて融点が等しいか又はそれより低い材料であるから、
先ず金属箔（12）が液相となり、液相の拡散接合により
接合部周辺が合金層となるから、接合状態を目視できな
くても、確実に一体化され、真空を確保する。従って接
合による残留応力をなくし、変形を防止することと、接
合部を導電性の高い、放出ガスの少ない合金層として形
成させ、多連結にしたことにより、確実に電力効率の高
い平坦な電界分布が得られ、優れた高周波特性をもつ高
周波加速空胴の製造方法となる。
（２）を立てて液相の拡散接合を行えば、溶融金属箔が
流出することがなく、信頼性の高い接合ができるためで
ある。すなわち、金属箔（12）は空胴（２）の材料に比
べて融点が等しいか又はそれより低い材料であるから、
先ず金属箔（12）が液相となり、液相の拡散接合により
接合部周辺が合金層となるから、接合状態を目視できな
くても、確実に一体化され、真空を確保する。従って接
合による残留応力をなくし、変形を防止することと、接
合部を導電性の高い、放出ガスの少ない合金層として形
成させ、多連結にしたことにより、確実に電力効率の高
い平坦な電界分布が得られ、優れた高周波特性をもつ高
周波加速空胴の製造方法となる。
実施例２ 第３図に第２の実施例の要部を示す。これは金属箔
（12）をはさむ接合部のいんろうを互いに逆向けにてＩ
字形にしたもので、他は実施例１の通りである。
（12）をはさむ接合部のいんろうを互いに逆向けにてＩ
字形にしたもので、他は実施例１の通りである。
このようにしても固相拡散接合ならば、金属箔（12）
が流出することなく、実施例１と同様な作用効果が得ら
れる。
が流出することなく、実施例１と同様な作用効果が得ら
れる。
実施例３ 第４図に第３の実施例を示す。これは実施例１の空胴
（１）が多連結であるのに対して、空胴（１）を１個だ
けにしたものであって、他は実施例１と同様である。
（１）が多連結であるのに対して、空胴（１）を１個だ
けにしたものであって、他は実施例１と同様である。
このようにすると、発生エネルギは減少するが、実施
例１に準じた作用効果が得られる。
例１に準じた作用効果が得られる。
尚、実施例３の接合部（５）は実施例２に準じてもよ
い。
い。
以上説明したように本発明によれば、空胴を分割して
製作し、接合部をコ字形又はＩ字形にし、その接合部の
底部に空胴材料に比べて融点が等しいか又はそれよりも
低い材料の金属箔をはさみ、拡散接合にて接続するか
ら、固相又は液相の拡散接合により接合部周辺が、目視
はできなくても確実に合金層となり、一体化され、真空
を確保する。従って接合による残留応力をなくし、変形
を防止することと、接合部を導電性の高い、放出ガスの
少ない合金層として形成させる高周波加速空胴の製造方
法となる。
製作し、接合部をコ字形又はＩ字形にし、その接合部の
底部に空胴材料に比べて融点が等しいか又はそれよりも
低い材料の金属箔をはさみ、拡散接合にて接続するか
ら、固相又は液相の拡散接合により接合部周辺が、目視
はできなくても確実に合金層となり、一体化され、真空
を確保する。従って接合による残留応力をなくし、変形
を防止することと、接合部を導電性の高い、放出ガスの
少ない合金層として形成させる高周波加速空胴の製造方
法となる。
第１図は本発明の第１の実施例の方法にて製造した高周
波加速空胴を示す縦断面図、第２図は第１図の要部拡大
図、第３図は第２の実施例の方法にて製造した第２図相
当部を示す断面図、第４図は第３の実施例の方法にて製
造した高周波加速空胴を示す上半部縦断立面図、第５図
は従来例の方法にて製造した高周波加速空胴を示す縦断
面図、第６図および第７図は第５図のそれぞれ異なる方
法で製造した接合部を示す断面図である。 １……空胴、２……外筒、 ３……端板、５……接合部、 12……金属箔。
波加速空胴を示す縦断面図、第２図は第１図の要部拡大
図、第３図は第２の実施例の方法にて製造した第２図相
当部を示す断面図、第４図は第３の実施例の方法にて製
造した高周波加速空胴を示す上半部縦断立面図、第５図
は従来例の方法にて製造した高周波加速空胴を示す縦断
面図、第６図および第７図は第５図のそれぞれ異なる方
法で製造した接合部を示す断面図である。 １……空胴、２……外筒、 ３……端板、５……接合部、 12……金属箔。
Claims (1)
- 【請求項１】導電性金属により空胴を形成し、高周波電
力を入力し、発生する電界により荷電粒子を加速する高
周波加速空胴の製造方法において、空胴を分割して製作
し、接合部をコ字形又は１字形のいんろうにて係合し、
接合部の底部に空胴材料に比べて融点が等しいか又はそ
れよりも低い材料の金属箔をはさみ、拡散接合にて接合
することを特徴とした高周波加速空胴の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2027794A JPH0821477B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 高周波加速空胴の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2027794A JPH0821477B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 高周波加速空胴の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03233899A JPH03233899A (ja) | 1991-10-17 |
| JPH0821477B2 true JPH0821477B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=12230883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2027794A Expired - Lifetime JPH0821477B2 (ja) | 1990-02-07 | 1990-02-07 | 高周波加速空胴の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821477B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5310022B2 (ja) * | 2009-01-22 | 2013-10-09 | 日本電気株式会社 | マイクロ波帯域制限フィルタ、その溶接方法、及び、マイクロ波帯域制限フィルタを備えた人工衛星 |
| JP5801118B2 (ja) * | 2011-07-04 | 2015-10-28 | 株式会社東芝 | 真空容器の製造方法 |
| JP5989860B2 (ja) * | 2015-06-19 | 2016-09-07 | 株式会社東芝 | 真空容器の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5244798Y2 (ja) * | 1972-02-21 | 1977-10-12 |
-
1990
- 1990-02-07 JP JP2027794A patent/JPH0821477B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03233899A (ja) | 1991-10-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |