JPS6160727B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパイプの絞り、膨らまし成形とか、か
しめ接合成形等を行なう電磁成形装置の改良に係
る。

電磁成形装置は電磁コイルにコンデンサに充電
されたエネルギを起動スイツチによつて衝撃放電
することにより、前記コイルに巻かれた被成形材
に電磁力を作用して成形するが、加工には大きな
力を要するため、数万ガウス以上の強磁場が必要
であり、高電圧大容量の電源を必要とする。この
ため電源装置が大型化し且つ高価になる。また前
記電磁コイルは相互作用によつて強力な電磁力を
受けるため変形して耐用寿命が短かくなる欠点が
あつた。

本発明はこのような点に鑑みて提案されたもの
で、商用交流電源を直接整流して直流出力を得る
整流器と、該整流器の直流出力をオン、オフ制御
により商用交流の周波数よりも充分高周波の交流
（又はパルス）を発生するスイツチと、該スイツ
チによる出力の高周波交流を直接またはトランス
で変圧してから整流する倍電圧整流器と、該整流
器出力によつて充電される放電用コンデンサと、
該コンデンサの放電回路にスイツチを介して接続
される電磁成形コイルと、前記高周波スイツチの
駆動用発振ドライバーとから成ることを特徴とす
る 放電用コンデンサを充電する回路を構成する場
合、倍電圧整流による充電法を用いることは公知
であるが、本発明に於ては商用交流を直接整流
し、これをオン・オフスイツチング制御すること
により高周波交流（又はパルス）となし、更に該
高周波交流を直接又は昇圧トランスで変圧してか
ら倍電圧整流器により整流して高電圧直流を得
て、前記コンデンサを充電するようにしたもので
ある。

これにより電源装置全体を小型、軽量且つ安価
にすることが可能となつた。

以下本発明を一実施例によつて説明すれば、１
は電力供給の商用交流電源の端子、２が交流AC
を直接整流する整流器、３は整流器２の直流出力
をオン、オフスイツチングすることによつて高周
波HF、例えば1K〜50KHzの高周波交流（又はパ
ルス）を発生する。４はそのドライバー、５は高
周波の変圧用トランス、６は倍電圧整流器で、例
えばトランス５入力を100V、変圧出力を600Vと
し、これを５倍電圧整流すると最大3000Vの直流
出力が得られる。７は衝撃電力発生用のコンデン
サで、前記倍電圧整流器６によつて充電される。
８はコンデンサ７の充電電圧と規準電圧９との偏
差増巾器、１０はアナログ電圧に比例した周波数
パルスに変換するＡ−Ｆ変換器、１１はモノマル
チで、この出力パルス信号をドライバー４に加え
て制御する。１２は電磁成形コイル、１３はイグ
ナイトロンの起動スイツチ、１４はその作動用ス
イツチである。

スイツチ３のオン、オフスイツチング制御によ
つて高周波を発生するからトランス５はそれだけ
鉄心が不要となり極めて小型、軽量化する。トラ
ンス５の変圧出力を倍電圧整流６した出力により
コンデンサ７が充電されるが、スイツチ３は高周
波でオン、オフしているからコンデンサ７は急速
に充電され、また応答速度が極めて早く、偏差増
巾器８によつて規準電圧９までコンデンサ７が充
電されると、Ａ−Ｆ変換器１０の出力が０になり
モノマルチ１１の発振が停止しドライバー４を停
止してスイツチ３をオフするから、コンデンサ７
の所定充電電圧が高応答で高精度に調整制御でき
る。高周波スイツチ３は電源スイツチも兼ね、ま
たスイツチ３が高周波で発振スイツチングしてい
るから短絡等の不測の事故等に際してもコンデン
サ７の端子電圧を図示しない判別制御回路を設け
てスイツチドライバー４を制御することにより高
応答で電源回路の遮断制御が行なえる。このため
端子１と整流器２との間の電源絶縁トランスを不
要とし、また場合によつては高周波トランス５も
除去することができ、電源全体を更に軽量、小型
化することが可能となる。高周波トランス５を除
去しても倍電圧整流器６によつて容易に所要の昇
圧ができる。これらはいずれもスイツチ３の制御
によつて高周波を発生することにより可能であ
り、また高応答、高性能の高能率電源を構成す
る。

コンデンサ７が所定電圧に充電されると、これ
は規準電源の電圧９で設定されるが、偏差増巾器
８の出力が０になり、Ａ−Ｆ変換器１０の出力も
０になり、モノマルチ１１は発振を停止し、ドラ
イバー４が停止してスイツチ３がオフ状態を維持
するから、これ以上の充電が停止しコンデンサ７
は所定の値に正確に充電調整される。しかしてコ
ンデンサ７が所要電圧に充電されたとき、スイツ
チ１４を作動し起動スイツチのイグナイトロンを
起動することによりコンデンサ７は充電電荷を電
磁コイル１２に放電し衝撃電力を供給し、図示し
ない被成形材に電磁力を作用して成形する。コン
デンサ７の放電はイグナイトロン１３の整流作用
で正パルス放電だけで振動電流を流さないように
してある。勿論放電スイツチが整流作用なく、両
方向性スイツチでもよいが、第２逆波のような振
動電流は成形加工には有効でないと共に、これが
コイル１２に流れることによつて巻回するコイル
は相互作用によつて強力な電磁力を受けるため変
形したり破断して耐用寿命を低下するが、この欠
点をスイツチ１３の整流作用によつて軽減させる
ことができる。

電磁成形コイル１２による成形加工効果は、コ
ンデンサ７の充電電圧を信号としてスイツチ３が
作動して高周波交流を発生せしめ、且つスイツチ
３は充電電源の遮断スイツチも兼ね、これが高周
波で応答するから所定電圧のコンデンサ充電制御
が極めて正確に行なわれ、成形加工に必要充分な
電荷の充電ができ、しかも前記のように放電回路
のスイツチ１３の整流作用によつてコイル１２の
変形等が防げるからコンデンサ７による放電電流
波高値Ipを充分高めることができ、コンデンサ７
を電磁成形コイル１２の近くに設けて接続リード
線のインピーダンスを低減して充分に放電波高値
を高めて成形加工することができ、これにより放
電エネルギーに対する成形加工量を高め加工効率
を向上することができる。

電磁成形用コイル１２に高周波加熱も兼用せし
め、図示しないがスイツチ３のオン、オフスイツ
チング制御によつて発生する高周波交流を供給す
ることにより被成形材を加熱することができ、コ
ンデンサ７から衝撃電流を供給して電磁成形する
前に高周波加熱しておくことによつて成形効果を
高めることができる。また加熱処理によつて加工
効率が向上するから放電エネルギーを低減でき、
またコイルの変形、破断等を防止することができ
る。また電磁成形コイル１２を兼用することによ
つて加工用コイルを別に設けたときの相互作用に
よるコイルの変形、破断等を防げる効果がある。
また加熱用、電磁成形用の電源は高周波交流出力
を兼用できるから、それだけ電源も簡単になり小
型に安価に構成できる。また高周波加熱は例えば
パイプ接合を電磁成形してかしめ接合して後、熱
処理して密着させるときにも必要であり、また熱
処理して接合部分に介在させた接着剤とか半田の
拡散処理とか、成形歪みの除去処理等においても
有効であり、このような高周波加熱電源が成形用
電源と兼用できるため効果が大きい。

なお以上は本発明を一実施例によつて説明した
が、高周波スイツチ３は２個対称に設け、交互に
スイツチング制御して交流を発生するように構成
することができ、放電の起動スイツチはエキサイ
トロン、サイラトロン、サイリスタ等が、また電
極に対向した放電ギヤツプ、電極間にワイヤを張
つた溶断スイツチが用いられ、板状電極に針状電
極を対向して整流作用を有せしめたスイツチ等が
利用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例回路構成図である。 １……交流電源端子、２……整流器、３……ス
イツチ、４……ドライバー、５……トランス、６
……倍電圧整流器、７……コンデンサ、８……偏
差増巾器、９……規準電源、１０……Ａ−Ｆ変換
器、１１……モノマルチ、１２……電磁成形コイ
ル、１３……起動スイツチ、１４……作動スイツ
チ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 商用交流電源を直接整流して直流出力を得る
   整流器と、該整流器の直流出力をオン・オフスイ
   ツチング制御により高周波の交流（又はパルス）
   を発生するスイツチと、該スイツチによる出力の
   高周波交流を直接または昇圧トランスで変圧して
   から高電圧に整流する倍電圧整流器と、該倍電圧
   整流器の高電圧出力により充電される放電用コン
   デンサと、該コンデンサの放電回路に起動スイツ
   チを介して接続される電磁成形コイルと、前記高
   周波スイツチの駆動用発振ドライバーとから成る
   ことを特徴とする電磁成形装置。