JP2008023559A - Press machine using superconductive coil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超電導プレス装置に関し、詳しくは、超電導コイルにより発生する電磁力を利用して、対向配置した型を近接離反させてワークをプレスするものである。 The present invention relates to a superconducting press apparatus, and more specifically, presses a workpiece by bringing the opposed molds close to and away from each other using electromagnetic force generated by a superconducting coil.
従来、一般に使用されているプレス装置では、駆動源として油圧を利用しているものが多く、このような油圧式のプレス装置が特開2004−306045号公報(特許文献1)等において提供されている。
しかしながら、油圧式のプレス装置では、1分間に数十回のプレスを行う程度であり、処理速度があまり早くない問題がある。また、駆動源が油圧式ではプレス対象物への加圧力の微妙な調節が困難であるという問題もある。
2. Description of the Related Art Conventionally, many press devices that are generally used utilize hydraulic pressure as a drive source, and such a hydraulic press device is provided in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-306045 (Patent Document 1) and the like. Yes.
However, the hydraulic press apparatus has a problem that the processing speed is not so fast because the press is performed several tens of times per minute. In addition, when the drive source is hydraulic, there is a problem that it is difficult to finely adjust the pressure applied to the press object.
本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、プレス装置の駆動源として超電導コイルを用いることにより、プレス処理を高速化すると共に、プレス対象物への加圧力の微妙な調節を可能にすることを課題としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and by using a superconducting coil as a drive source of a press apparatus, the press process can be speeded up and fine adjustment of the pressurizing force on the press object can be performed. It is an issue.
前記課題を解決するため、本発明は、第1に、対向配置する一対の第1型と第2型とを備えたプレス装置であって、
前記第1型と第2型に、夫々電源に接続した超電導コイルが軸線方向に端面を対向させて取り付けられ、
前記対向する超電導コイルへの通電により同一方向の磁束を発生させて第1型と第2型とを近接作動させて前記対向する型面間に配置するワークをプレスすると共に、前記対向する超電導コイルへの通電を切り替えて逆方向の磁束を発生させて第1型と第2型とを離反させる構成としていることを特徴とする超電導プレス装置を提供している。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention firstly is a press device provided with a pair of first and second molds arranged to face each other.
Superconducting coils connected to a power source are attached to the first type and the second type, respectively, with their end faces facing in the axial direction,
A magnetic flux in the same direction is generated by energizing the opposing superconducting coils to operate the first die and the second die close to each other to press the workpiece placed between the opposing die surfaces, and to face the opposing superconducting coils There is provided a superconducting press apparatus characterized in that the first die and the second die are separated from each other by switching energization to generate a magnetic flux in the opposite direction.
前記構成によれば、前記第1型と第2型に設けた超電導コイルへの通電により、超電導コイルに同一方向の磁束を発生させて、両超電導コイルに吸引力を発生させ、第1型と第2型とを近接作動させて対向する型面間に配置するワークをプレスする構成としている。
一方、前記プレス後には、第1型あるいは第2型の超電導コイルへの通電を切り替えて、プレス時とは反対方向の電流を通電する。これにより、第1型と第2型の超電導コイルに逆方向の磁束を発生させて、超電導コイル間に反発力を発生させ、第1型と第2型とを離反させる構成としている。
このように、第1型と第2型とを離反させた状態で、プレス後のワークを型面間から取り外し、まだプレスしていないワークを型面間に配置して、前記と同様の動作を行って連続的にワークをプレスする。
According to the above configuration, by energizing the superconducting coils provided in the first mold and the second mold, a magnetic flux in the same direction is generated in the superconducting coils, and an attractive force is generated in both the superconducting coils. It is set as the structure which presses the workpiece | work arrange | positioned between the type | mold surfaces which oppose the 2nd type | mold and adjoin.
On the other hand, after the pressing, the energization to the first-type or second-type superconducting coil is switched, and a current in the direction opposite to that during pressing is applied. Thus, the first type and the second type superconducting coils are caused to generate magnetic fluxes in opposite directions to generate a repulsive force between the superconducting coils, thereby separating the first type and the second type.
In this way, with the first mold and the second mold separated from each other, the workpiece after pressing is removed from between the mold surfaces, and the workpiece that has not yet been pressed is placed between the mold surfaces, and the same operation as described above is performed. To press the workpiece continuously.
前記のように、第1の本発明では、プレス装置の駆動源を油圧ではなく、超電導コイルへ電流を通電することにより行っているため、第1型と第2型の近接・離反の動作を超電導コイルへの通電の切り替えにより簡単に制御することができる。よって、超電導コイルへの通電の切替え速度を早くするだけで、プレス装置の処理速度を高速化することができる。プレスの処理速度だけでなく、超電導コイルへの通電量を変えるだけで超電導コイル同士の吸引力が変わるため、ワークへの加圧力の微妙な調節も容易にすることができる。
また、プレス装置の駆動源を大電流を通電することのできる超電導コイルとし、該超電導コイルを第1型と第2型の両方に設けているため、両超電導コイルに大きな吸引力を発生させることが可能であり、大きな加圧力でワークをプレスすることができる。また、超電導コイルを用いることによりコイル自体を小さくでき、プレス装置を小型化することもできる。
As described above, in the first aspect of the present invention, since the drive source of the press device is not hydraulic but the current is supplied to the superconducting coil, the first type and the second type are moved toward and away from each other. It can be easily controlled by switching energization to the superconducting coil. Therefore, the processing speed of the press device can be increased only by increasing the switching speed of energization to the superconducting coil. Since the attractive force between the superconducting coils changes only by changing not only the processing speed of the press but also the amount of current supplied to the superconducting coils, it is possible to easily adjust the pressure applied to the workpiece.
Also, since the driving source of the press device is a superconducting coil capable of passing a large current, and the superconducting coil is provided in both the first type and the second type, a large attractive force is generated in both superconducting coils. The workpiece can be pressed with a large applied pressure. Further, by using a superconducting coil, the coil itself can be made smaller, and the press device can be made smaller.
また、本発明は、第2に、対向配置して近接離反する一対の第1型と第2型とを備えたプレス装置であって、
前記第1型と第2型のいずれか一方に電源に接続した超電導コイルを取り付けると共に、他方に永久磁石を取り付け、
かつ、超電導コイルの中心軸線を前記第1型と第2型の近接離反方向と同一方向とすると共に、該超電導コイルの軸線方向の端面と前記永久磁石とを対向配置し、
前記超電導コイルへの通電により永久磁石の磁束方向と同一方向の磁束を発生させて第1型と第2型とを近接作動させて前記第1型と第2型間に配置するワークをプレスすると共に、前記超電導コイルへの通電を切り替えて永久磁石の磁束方向と逆方向の磁束を発生させて第1型と第2型とを離反させる構成としていることを特徴とする超電導プレス装置を提供している。
The present invention is secondly a press device comprising a pair of a first mold and a second mold that are arranged opposite to each other and are separated from each other.
A superconducting coil connected to a power source is attached to one of the first type and the second type, and a permanent magnet is attached to the other.
And while making the central axis of the superconducting coil the same direction as the approaching and separating directions of the first type and the second type, the axial end face of the superconducting coil and the permanent magnet are arranged to face each other.
By energizing the superconducting coil, a magnetic flux in the same direction as the magnetic flux direction of the permanent magnet is generated, the first die and the second die are operated close to each other, and the work placed between the first die and the second die is pressed. In addition, a superconducting press apparatus is provided, wherein the first and second molds are separated from each other by switching the energization to the superconducting coil to generate a magnetic flux in a direction opposite to the magnetic flux direction of the permanent magnet. ing.
前記構成によれば、一方の型に設けた超電導コイルへの通電により、該超電導コイルに他方の型に設けた永久磁石と同一方向の磁束を発生させて、超電導コイルと永久磁石とに吸引力を発生させ、第1型と第2型とを近接作動させて対向する型面間に配置するワークをプレスする構成としている。
一方、前記プレス後には、超電導コイルへの通電を切り替えて、プレス時とは反対方向の電流を通電する。これにより、超電導コイルに永久磁石と逆方向の磁束を発生させて、超電導コイルと永久磁石との間に反発力を発生させ、第1型と第2型とを離反させる構成としている。
According to the above configuration, by energizing the superconducting coil provided in one mold, a magnetic flux in the same direction as the permanent magnet provided in the other mold is generated in the superconducting coil, and an attractive force is applied to the superconducting coil and the permanent magnet. Is generated, the first mold and the second mold are operated close to each other, and the workpiece placed between the opposed mold surfaces is pressed.
On the other hand, after the pressing, the energization to the superconducting coil is switched, and a current in the direction opposite to that during pressing is applied. Thus, a magnetic flux in the direction opposite to the permanent magnet is generated in the superconducting coil to generate a repulsive force between the superconducting coil and the permanent magnet, thereby separating the first type and the second type.
前記のように、第2の本発明でも、ワークをプレスする第1型と第2型の駆動源を油圧ではなく、超電導コイルへ電流を通電することにより行っているため、第1型と第2型の近接・離反の動作、プレス処理速度、ワークへの加圧力を超電導コイルへの通電の切り替えにより簡単に制御することができる。
また、第1型と第2型のいずれか一方には、永久磁石を配置するだけであるため、プレス装置の構造をより簡素化することができる。
As described above, also in the second aspect of the present invention, the first type and the second type of driving source for pressing the work are performed not by hydraulic pressure but by supplying current to the superconducting coil. The two types of approaching / separating operations, press processing speed, and pressure applied to the workpiece can be easily controlled by switching energization to the superconducting coil.
Moreover, since only a permanent magnet is arrange | positioned in any one of a 1st type | mold and a 2nd type | mold, the structure of a press apparatus can be simplified more.
前記第1型と第2型とは、上下あるいは左右に対向させ、かつ、
一方を固定型とすると共に他方を可動型とし、あるいは両方を可動型としている。
The first mold and the second mold are opposed to each other vertically and horizontally, and
One is fixed and the other is movable, or both are movable.
第1型と第2型とを上下に対向させた場合には、下側に配置した型の型面上にワークを配置してプレスし、プレス後に第1型と第2型とを離反させて、下側の型の型面上からワークを取り外している。
一方、第1型と第2型とを左右に対向させた場合には、ワークをプレスした後、第1型と第2型とを離反させるとプレスされたワークが下方に自然落下するため、ワークの型からの取り外しを容易にすることができる。
また、第1型と第2型のいずれか一方を固定型とすると、他方の型のみを移動させるため、プレス装置の構造を簡素化することができる。一方、第1型と第2型の両方を可動型とすると、一方の型を固定型とした場合と比較して可動型の移動範囲を小さくできるため、処理速度をさらに上げることができる。
When the first mold and the second mold are vertically opposed, the work is placed on the mold surface of the mold placed on the lower side and pressed, and the first mold and the second mold are separated after pressing. The workpiece is removed from the mold surface of the lower mold.
On the other hand, when the first mold and the second mold are opposed to the left and right, after pressing the work, when the first mold and the second mold are separated from each other, the pressed work naturally falls downward, Removal from the work mold can be facilitated.
In addition, when one of the first mold and the second mold is a fixed mold, only the other mold is moved, so that the structure of the press device can be simplified. On the other hand, when both the first mold and the second mold are movable, the moving range of the movable mold can be reduced as compared with the case where one mold is a fixed mold, so that the processing speed can be further increased.
前記超電導コイルは冷却容器内に備えられ、該冷却容器は前記第1型あるいは/および第2型に固定されている。
前記冷却容器に液体窒素等の冷媒を供給して、超電導コイルを所要の極低温まで冷却してもよいが、可動型に冷却容器を取り付けた場合には、冷却容器も可動型に伴って移動するため、冷却容器内に収容した超電導コイルに冷却器のコールドヘッドを接触させて冷却することが好ましい。
The superconducting coil is provided in a cooling container, and the cooling container is fixed to the first type and / or the second type.
The superconducting coil may be cooled to the required cryogenic temperature by supplying a coolant such as liquid nitrogen to the cooling container. However, when the cooling container is attached to the movable type, the cooling container also moves with the movable type. Therefore, it is preferable to cool the superconducting coil accommodated in the cooling container by bringing the cold head of the cooler into contact therewith.
前記超電導コイルは通電量制御手段を介して電源と接続し、プレス速度を調節可とする構成としている。
前記のように、本発明では、超電導コイル同士あるいは超電導コイルと永久磁石との吸引力・反発力を利用して第1型と第2型を近接・離反させているため、超電導コイルへの通電量や通電の切替え速度を変えるだけで容易にプレス速度を調節することができる。
The superconducting coil is connected to a power source via an energization amount control means so that the press speed can be adjusted.
As described above, in the present invention, the first type and the second type are brought close to and away from each other by utilizing the attractive force / repulsive force between the superconducting coils or between the superconducting coil and the permanent magnet. The press speed can be easily adjusted simply by changing the amount and the switching speed of energization.
前記第1型は固定型とし、第2型は第1型の上部に昇降自在に支持した可動型とし、
前記第1型と第2型の反対向面に夫々前記超電導コイルを収容した冷却容器を固定し、
前記超電導コイルの内径は50〜1000mm、外径は100〜1500mm、コイル高さは50〜350mm、離反位置における初期コイル間距離あるいは超電導コイルと永久磁石間の距離は50〜1500mm、運転電流は50〜300A、発生する電磁力は20000〜1100000kgfに設定していることが好ましい。
The first mold is a fixed mold, the second mold is a movable mold supported on the upper part of the first mold so as to be movable up and down,
Fixing cooling containers containing the superconducting coils respectively on the opposite surfaces of the first type and the second type;
The inner diameter of the superconducting coil is 50 to 1000 mm, the outer diameter is 100 to 1500 mm, the coil height is 50 to 350 mm, the distance between the initial coils at the separation position or the distance between the superconducting coil and the permanent magnet is 50 to 1500 mm, and the operating current is 50. It is preferable that the electromagnetic force generated is set to 20000 to 1100000 kgf.
前記のように、本発明のプレス装置では、超電導コイルの大きさや、第1型と第2型の離反位置における初期コイル間距離あるいは超電導コイルと永久磁石間の距離、超電導コイルに通電する電流値を前記範囲内で設定することにより、発生する電磁力を20000〜1100000kgfに設定することができる。即ち、同一形状の超電導プレス装置であっても、型に取り付ける超電導コイルを変えることにより用途に応じたプレス力を備えた様々な超電導プレス装置とすることができ、超電導プレス装置の汎用性を高めることができる。 As described above, in the pressing device of the present invention, the size of the superconducting coil, the distance between the initial coils or the distance between the superconducting coil and the permanent magnet at the separation position of the first mold and the second mold, the value of the current flowing through the superconducting coil. Is set within the above range, the generated electromagnetic force can be set to 20000 to 1100000 kgf. That is, even if the superconducting press device has the same shape, it is possible to make various superconducting press devices having a pressing force according to the application by changing the superconducting coil attached to the mold, thereby enhancing the versatility of the superconducting press device. be able to.
前記第1型と第2型の対向面は平坦面としてもよいし凹凸面としてもよい。
また、第1型と第2型の対向面に別体の型を取付可能としておき、プレスの形態に応じて所要の形状をした型を取り付ける構成としてもよい。別体の型を取り付ける構成とすれば、1つの超電導プレス装置で様々なプレスに対応でき、プレス装置の汎用性を高めることができる。
The opposing surfaces of the first mold and the second mold may be flat surfaces or uneven surfaces.
Moreover, it is good also as a structure which makes it possible to attach a separate type | mold to the opposing surface of a 1st type | mold and a 2nd type | mold, and attach the type | mold with a required shape according to the form of a press. If it is set as the structure which attaches a separate type | mold, it can respond to various press with one superconducting press apparatus, and can improve the versatility of a press apparatus.
前述したように、本発明によれば、プレス装置の駆動源を油圧ではなく、超電導コイルへ電流を通電により発生する磁力としているため、第1型と第2型の近接・離反の動作を超電導コイルへの通電の切り替えにより簡単に制御することができる。よって、超電導コイルへの通電の切替え速度を早くするだけで、プレス装置の処理速度を高速化することができる。プレスの処理速度だけでなく、超電導コイルへの通電量を変えるだけで超電導コイル同士あるいは超電導コイルと永久磁石との吸引力が変わるため、ワークへの加圧力の微妙な調節も容易にすることができる。 As described above, according to the present invention, the drive source of the press device is not hydraulic, but a magnetic force generated by energizing a superconducting coil, so that the first and second types of approaching / separating operations are superconducting. It can be easily controlled by switching energization to the coil. Therefore, the processing speed of the press device can be increased only by increasing the switching speed of energization to the superconducting coil. Not only the processing speed of the press but also the amount of energization to the superconducting coil can be changed to change the attractive force between the superconducting coils or between the superconducting coil and the permanent magnet, facilitating fine adjustment of the pressure applied to the workpiece. it can.
また、第1型と第2型の両方に大電流を通電することのできる超電導コイルを取り付けると、両超電導コイルに大きな吸引力を発生させることが可能であり、大きな加圧力でワークをプレスすることができる。また、超電導コイルを用いることによりコイル自体を小さくでき、プレス装置を小型化することもできる。 Also, if superconducting coils capable of passing a large current are attached to both the first type and the second type, it is possible to generate a large attractive force in both superconducting coils and press the workpiece with a large pressure. be able to. Further, by using a superconducting coil, the coil itself can be made smaller, and the press device can be made smaller.
本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1乃至図5は、本発明の第1実施形態を示し、超電導プレス装置10は、対向配置した第1型20と第2型30に取り付けた超電導コイルに発生する吸引力と反発力により、第1型20と第2型30とを近接離反させ、第1型20と第2型30との間に配置したワーク50をプレスするものである。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1 to 5 show a first embodiment of the present invention, in which the
超電導プレス装置10は、図1に示すように、上下に対向させたストッパー11と台座12とをガイド棒13で連結し、台座12上に第1型20を取り付けると共にガイド棒13に第2型30を上下方向に摺動自在に取り付けて、第1型20と第2型30とを上下方向に対向配置している。
ストッパー11と台座12とは共に円柱形状とし、ストッパー11の下面と台座12の上面とを垂直方向に延在する複数本のガイド棒13で連結している。ガイド棒13は、ストッパー11と台座12の周方向に間隔をあけて配置しており、本実施形態では4本のガイド棒13を設けている。
As shown in FIG. 1, the
The
第1型20は台座12上に固定した固定型とし、平坦面としたその上面をプレス面としている。第1型の内部には断熱材からなる冷却容器21を埋設しており、該冷却容器21内に超電導コイル22を軸線方向が垂直方向となるように収容している。
超電導コイル22はビスマス系超電導線からなり、内径80mm、外径400mm、高さ144mm、巻き数17067ターンのダブルパンケーキコイルであり、超電導コイル22を形成する超電導線の両端をリード線23を介して電源40にそれぞれ接続している。
また、冷却容器21の底壁外面に超電導コイル冷却用の冷却器24を取り付けており、冷却器24のコールドヘッド25を冷却容器21内に延在させて、その先端を超電導コイル22に接触させている。
The
The
Further, a cooler 24 for cooling the superconducting coil is attached to the outer surface of the bottom wall of the cooling
一方、第2型30は、上部を大径部30aとする一方、外周面の上下方向の中央に段差部を設けて、下部を上部よりも小径な小径部30bとしている。前記ガイド棒13を第2型30の大径部30aの貫通孔30cに貫通させると共に小径部30bの外周面に沿わせて、第2型30をガイド棒13に摺動自在に取り付けて可動型としている。また、第2型30の下面を平坦面としてプレス面としている。
前記第1型20と同様、第2型30の内部に断熱材からなる冷却容器31を埋設しており、該冷却容器31内に超電導コイル32を軸線方向が垂直方向となるように収容して、第1型20の超電導コイル22と第2型30の超電導コイル32の軸線方向の端面同士を対向させている。
超電導コイル32は第1型20の超電導コイル22と同一のものとし、超電導コイル32を形成する超電導線の両端をリード線33を介して電源40にそれぞれ接続している。
また、冷却容器31の上壁外面に冷却器34を取り付けており、冷却器34のコールドヘッド35を冷却容器31内に延在させて、その先端を超電導コイル32に接触させている。
On the other hand, the
Like the
The
A cooler 34 is attached to the outer surface of the upper wall of the cooling
前記超電導コイル22、32にリード線23、33を介して接続している電源40には通電量制御手段を設けており、該通電量制御手段によりどのようなタイミングで超電導コイル22、32へ通電するかを制御すると共に、その際の通電量の値や通電方向を制御可能としている。
The
次に、前記超電導プレス装置10の使用方法について説明する。
まず、可動型である第2型30を第1型20と所要間隔をあけた位置に配置し、第1型20の上面にプレス対象となるワーク50を配置する。
次に、冷却器24、34により極低温に冷却した第1型20の超電導コイル22と第2型30の超電導コイル32に電源40から通電し、図3(A)の矢印で示すように、超電導コイル22と32に同一方向の磁束を発生させ、吸引力を発生させる。この吸引力により可動型である第2型30が第1型20側に吸引されて移動し、図3(B)に示すように、第1型20の上面に配置したワーク50を第1型20の上面と第2型の下面によりプレスする。
プレス後には、第1型20の超電導コイル22と第2型30の超電導コイル32のいずれか一方に電源40から逆方向の電流を通電して、図4(A)に示すように、超電導コイル22と32に逆方向の磁束を発生させ、反発力を発生させる。この反発力により、図4(B)に示すように、第2型30が第1型20と離反する上方に移動する。
Next, a method for using the
First, the movable
Next, the
After pressing, a current in the reverse direction is supplied from one of the
なお、超電導コイルへの通電によりコイル間に働く電磁力(Fx(kgf))は、
Fx=∂Es/∂x
で表される(Esは超電導コイルへの通電により発生するエネルギー、xは両コイル間の距離)。
前記Esは、
Es=L1I1 2/2±MI1I2+L2I2 2/2
で表される(L1は第1型の超電導コイルのインダクタンス、L2は第2型の超電導コイルのインダクタンス、I1は第1型の超電導コイルへの通電電流、I2は第2型の超電導コイルへの通電電流、Mは両コイルの相互インダクタンス(両コイル間の距離xの関数))。
従って、
Fx=±I1I2・∂M/∂x
で表される。
例えば、超電導コイルの内径、外径、高さ、ターン数、コイル間距離、通電する電流値を図5の表に示すように設定すると、それぞれ所定の電磁力が発生する。
図5からも明らかなように、同一条件下ではコイル間距離が小さくなると発生する電磁力が大きくなる。よって、ワークをプレスする際に、最初は大きな電流を通電する一方、コイル間が小さくなるに従って通電する電流値を小さくして、発生する電磁力が一定となるように通電量制御手段により制御することが好ましい。
The electromagnetic force (Fx (kgf)) acting between the coils by energizing the superconducting coil is
Fx = ∂Es / ∂x
(Es is energy generated by energizing the superconducting coil, and x is the distance between the two coils).
The Es is
Es = L 1 I 1 2/ 2 ± MI 1 I 2 + L 2 I 2 2/2
(L 1 is the inductance of the first type superconducting coil, L 2 is the inductance of the second type superconducting coil, I 1 is the current flowing through the first type superconducting coil, and I 2 is the second type superconducting coil. The energization current to the superconducting coil, M is the mutual inductance of both coils (a function of the distance x between the two coils)).
Therefore,
Fx = ± I 1 I 2 · ∂M / ∂x
It is represented by
For example, if the superconducting coil has an inner diameter, an outer diameter, a height, the number of turns, a distance between the coils, and a current value to be energized as shown in the table of FIG. 5, a predetermined electromagnetic force is generated.
As is clear from FIG. 5, the electromagnetic force generated increases as the distance between the coils decreases under the same conditions. Therefore, when pressing the workpiece, initially, a large current is applied, while the current value to be applied is reduced as the distance between the coils is reduced, and the energizing amount control means controls the generated electromagnetic force to be constant. It is preferable.
前記構成によれば、プレス装置10の駆動源を油圧ではなく、超電導コイル22、32へ電流を通電することにより行っているため、第1型20と第2型30の近接・離反の動作を超電導コイル22、32への通電の切り替えにより簡単に制御することができる。よって、超電導コイル22、32への通電の切替え速度を早くするだけで、プレス装置の処理速度を高速化することができる。さらに、超電導コイル22、32への通電量を変えるだけで超電導コイル22、32同士の吸引力が変わるため、ワーク50への加圧力の微妙な調節も容易にすることができる。
また、第1型20と第2型30の両方に大電流を通電することのできる超電導コイルを設けているため、両超電導コイルに大きな吸引力を発生させることが可能であり、大きな加圧力でワークをプレスすることができる。また、超電導コイルを用いることによりコイル自体を小さくでき、プレス装置を小型化することもできる。
なお、本実施形態では、第1型と第2型のプレス面を平坦面としているが凹凸面としてもよく、また、凹凸面を有する別体の型を第1型と第2型に取り付けてもよい。
また、本実施形態では、一対の第1型と第2型としているが、可動型である第2型を複数個設けて、個別に第1型と近接・離反する構成としてもよい。
According to the said structure, since the drive source of the
In addition, since the superconducting coils capable of supplying a large current to both the
In the present embodiment, the press surfaces of the first die and the second die are flat surfaces, but they may be uneven surfaces. Separate molds having uneven surfaces are attached to the first die and the second die. Also good.
In the present embodiment, the pair of the first type and the second type is used. However, a plurality of second types that are movable types may be provided and may be configured to approach and separate from the first type individually.
図6は、本発明の第2実施形態を示す。
本実施形態では、可動体である第2型30に超電導コイルに替えて永久磁石36を埋設しており、該永久磁石36を第1型20の超電導コイル22と対向配置している。
FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, a
第1型20上に配置したワークをプレスする際には、第1型20の超電導コイル22への通電により、超電導コイル22に永久磁石36の磁束と同一方向の磁束を発生させて、超電導コイル22と永久磁石36との間に吸引力を発生させ、第2型30を第1型20側へ移動させる。
プレス後には、第1型20の超電導コイル22に電源40から逆方向の電流を通電して、超電導コイル22と永久磁石36に逆方向の磁束を発生させ、反発力を発生させる。この反発力により、第2型30が第1型20と離反する上方に移動する。
When pressing a work placed on the
After pressing, a current in the reverse direction is supplied from the
前記構成によっても、超電導コイルへ電流を通電することによりプレス装置を作動させているため、第1型と第2型の近接・離反の動作、プレス処理速度、ワークへの加圧力を超電導コイルへの通電の切り替えにより簡単に制御することができる。
また、可動型である第2型には永久磁石36を配置するだけであるため、プレス装置の構造をより簡素化することができる。
なお、本実施形態では可動型側に永久磁石を取り付けているが、固定型に永久磁石を取り付け、可動型に超電導コイルを取り付けてもよい。
また、他の構成及び作用効果は第1実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
Even in the above-described configuration, the pressing device is operated by supplying a current to the superconducting coil. Therefore, the first and second molds are moved toward and away from each other, the press processing speed, and the pressure applied to the workpiece are applied to the superconducting coil. It can be easily controlled by switching the energization.
In addition, since the
In this embodiment, the permanent magnet is attached to the movable mold side, but the permanent magnet may be attached to the fixed mold and the superconducting coil may be attached to the movable mold.
In addition, since other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
図7及び図8は、本発明の第3実施形態を示す。
本実施形態では、第1型20と第2型30を共に可動型としており、第1型20を第1実施形態の第2型30と同様の構成として、ガイド棒13に沿って移動可能としている。
7 and 8 show a third embodiment of the present invention.
In the present embodiment, both the
前記第1型20の超電導コイル22と第2型30の超電導コイル32に電源40から通電し、図8(A)の矢印で示すように、超電導コイル22と32に同一方向の磁束を発生させ、吸引力を発生させる。この吸引力により第1型20と第2型30とが共に近接する方向へ移動し、第1型20と第2型30の型面間に配置したワーク50を第1型20の上面と第2型の下面によりプレスする。
プレス後には、第1型20の超電導コイル22と第2型30の超電導コイル32のいずれか一方に電源40から逆方向の電流を通電して、図8(B)に示すように、超電導コイル22と32に逆方向の磁束を発生させ、反発力を発生させる。この反発力により第1型20と第2型30が共に離反する方向に移動する。
なお、本実施形態では可動型の両方に超電導コイルを取り付けているが、第2実施形態のように、一方の可動体に超電導コイルを取り付け、他方の可動体に永久磁石を取り付けてもよい。
The
After the pressing, a current in the reverse direction is supplied from one of the
In this embodiment, the superconducting coil is attached to both of the movable types. However, as in the second embodiment, the superconducting coil may be attached to one movable body, and the permanent magnet may be attached to the other movable body.
図9は、本発明の第4実施形態を示す。
本実施形態では、第1型20と第2型30を上下方向ではなく左右方向に対向させている点で前記実施形態と相違する。
本実施形態の超電導プレス装置60は、底壁61aと左右方向に対向する両側壁61b、61cからなる保持部材61を備え、両側壁61bと61cにガイド軸63を複数本架け渡している。一方の側壁61bの内面には、第1実施形態と同様の第1型20を固定すると共に、第1実施形態と同様の第2型30をガイド軸63に摺動自在に取り付けており、第1型20のプレス面と第2型30のプレス面を対向させている。
FIG. 9 shows a fourth embodiment of the present invention.
The present embodiment is different from the above-described embodiment in that the
The
前記実施形態と同様、第1型20の超電導コイル22と第2型30の超電導コイル32に同一方向の磁束を発生させると、第2型30が第1型20側へ移動してプレスを行うことができ、超電導コイル22と32に逆方向の磁束を発生させると、第2型30が第1型20から離反する方向へ移動する。
なお、本実施形態では第1型と第2型の両方に超電導コイルを取り付けているが、第2実施形態のように、一方の型に超電導コイルを取り付けて、他方の型に永久磁石を取り付けてもよい。
Similar to the above embodiment, when a magnetic flux in the same direction is generated in the
In this embodiment, the superconducting coil is attached to both the first mold and the second mold. However, as in the second embodiment, the superconducting coil is attached to one mold and the permanent magnet is attached to the other mold. May be.
図10は、本発明の第5実施形態を示す。
本実施形態では、上下に対向配置した第1型20と第2型30のプレス面側にそれぞれ圧延ロール71、72を取り付けている。
第1型20の超電導コイル22と第2型30の超電導コイル32への通電により、第2型30を第1型20に対して所要の位置に配置し、圧延ロール71、72を回転させながら、圧延ロール71と72との間にワーク(図示せず)を通してプレスする。
なお、他の構成及び作用効果は第1実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。
FIG. 10 shows a fifth embodiment of the present invention.
In this embodiment, the rolling rolls 71 and 72 are attached to the press surface sides of the
By energizing the
In addition, since another structure and an effect are the same as that of 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
10、60、70 超電導プレス装置
20 第1型
21、31 冷却容器
22、32 超電導コイル
30 第2型
36 永久磁石
10, 60, 70
Claims (6)
前記第1型と第2型に、夫々電源に接続した超電導コイルが軸線方向に端面を対向させて取り付けられ、
前記対向する超電導コイルへの通電により同一方向の磁束を発生させて第1型と第2型とを近接作動させて前記対向する型面間に配置するワークをプレスすると共に、前記対向する超電導コイルへの通電を切り替えて逆方向の磁束を発生させて第1型と第2型とを離反させる構成としていることを特徴とする超電導プレス装置。 A press device provided with a pair of first and second molds arranged to face each other,
Superconducting coils connected to a power source are attached to the first type and the second type, respectively, with their end faces facing in the axial direction,
A magnetic flux in the same direction is generated by energizing the opposing superconducting coils to operate the first die and the second die close to each other to press the workpiece placed between the opposing die surfaces, and to face the opposing superconducting coils A superconducting press apparatus characterized in that the first mold and the second mold are separated from each other by switching energization to generate a magnetic flux in the opposite direction.
前記第1型と第2型のいずれか一方に電源に接続した超電導コイルを取り付けると共に、他方に永久磁石を取り付け、
かつ、超電導コイルの中心軸線を前記第1型と第2型の近接離反方向と同一方向とすると共に、該超電導コイルの軸線方向の端面と前記永久磁石とを対向配置し、
前記超電導コイルへの通電により永久磁石の磁束方向と同一方向の磁束を発生させて第1型と第2型とを近接作動させて前記第1型と第2型間に配置するワークをプレスすると共に、前記超電導コイルへの通電を切り替えて永久磁石の磁束方向と逆方向の磁束を発生させて第1型と第2型とを離反させる構成としていることを特徴とする超電導プレス装置。 A press device provided with a pair of first mold and second mold that are disposed opposite to each other and are separated from each other,
A superconducting coil connected to a power source is attached to one of the first type and the second type, and a permanent magnet is attached to the other.
And while making the central axis of the superconducting coil the same direction as the approaching and separating directions of the first type and the second type, the axial end face of the superconducting coil and the permanent magnet are arranged to face each other.
By energizing the superconducting coil, a magnetic flux in the same direction as the magnetic flux direction of the permanent magnet is generated, the first die and the second die are operated close to each other, and the work placed between the first die and the second die is pressed. In addition, the superconducting press apparatus is configured to switch the energization to the superconducting coil to generate a magnetic flux in a direction opposite to the magnetic flux direction of the permanent magnet to separate the first mold from the second mold.
一方を固定型とすると共に他方を可動型とし、あるいは両方を可動型としている請求項1または請求項2に記載の超電導プレス装置。 The first mold and the second mold are opposed to each other vertically and horizontally, and
The superconducting press apparatus according to claim 1 or 2, wherein one is a fixed mold and the other is a movable mold, or both are movable molds.
前記第1型と第2型の反対向面に夫々前記超電導コイルを収容した冷却容器を固定し、
前記超電導コイルの内径は50〜1000mm、外径は100〜1500mm、コイル高さは50〜350mm、離反位置における初期コイル間距離あるいは超電導コイルと永久磁石間の距離は50〜1500mm、運転電流は50〜300A、発生する電磁力は20000〜1100000kgfに設定している請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の超電導プレス装置。 The first mold is a fixed mold, the second mold is a movable mold supported on the upper part of the first mold so as to be movable up and down,
Fixing cooling containers containing the superconducting coils respectively on the opposite surfaces of the first type and the second type;
The inner diameter of the superconducting coil is 50 to 1000 mm, the outer diameter is 100 to 1500 mm, the coil height is 50 to 350 mm, the distance between the initial coils at the separation position or the distance between the superconducting coil and the permanent magnet is 50 to 1500 mm, and the operating current is 50. The superconducting press apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the electromagnetic force generated is set to 20000 to 1100000 kgf.
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