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METHOD FOR MANUFACTURING PURE NIOBIUM END GROUP COMPONENTS FOR SUPERCONDUCTING HIGH-FREQUENCY ACCELERATION CAVITY

Foreign code F160008663
File No. (S2014-1109-N0)
Posted date Feb 5, 2016
Country WIPO
International application number 2015JP067221
International publication number WO 2015194517
Date of international filing Jun 15, 2015
Date of international publication Dec 23, 2015
Priority data
  • P2014-123673 (Jun 16, 2014) JP
Title METHOD FOR MANUFACTURING PURE NIOBIUM END GROUP COMPONENTS FOR SUPERCONDUCTING HIGH-FREQUENCY ACCELERATION CAVITY
Abstract [Problem] To provide a method for manufacturing thick pure niobium end group components for a superconducting high-frequency acceleration cavity wherein conventional cutting processes and water jet processes are converted to pressing processes. [Solution] The method for manufacturing pure niobium end group components for a superconducting high-frequency acceleration cavity used in the acceleration of charged particles is characterized by: comprising (1) a shear cutting process that differs from precision blanking for forming a principal form while constraining thick pure niobium material by a binding jig with a fine clearance of 0.5% or less of the sheet thickness of the thick pure niobium material, and (2) a forging process differing from any of hot rolling, warm rolling, and cold rolling forging for forming a processed product while avoiding blue brittleness by low-temperature region temperature control of the principal form from room temperature to 200°C; and converting a cutting process and a water jet process for thick pure niobium end group components to pressing processes.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
荷電粒子の加速に用いられる超伝導高周波加速空洞の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法であって、
(1)厚肉純ニオブ板材の板厚の0.5%以下の微小クリアランスとし、束縛治具で前記厚肉純ニオブ材を束縛しつつ素形品を成形する、精密打抜き法とは異なるせん断打抜き加工と、
(2)前記素形品を室温から200℃における低温域温度制御によって青熱脆化を回避し加工品を成形する、熱間・温間・冷間鍛造のいずれとも異なる鍛造加工とからなり、
前記厚肉純ニオブ製のエンドグループ部品の切削加工やウォータジェット加工をプレス加工へ工法転換したことを特徴とする純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項2]
前記せん断打抜き加工は、
100mm/sec以上の高速にて前記厚肉純ニオブ板材を連続打抜きするとともに、前記せん断打抜き金型が抜熱冷却機能を有することを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項3]
前記せん断打抜き加工には、
マルチアクションダイ及びサーボダイクッションを使用して多重作動しつつ前記素形品の板押え及び面圧制御をするとともに、プレス機のサーボ化を計り打抜き速度及びモーション制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項4]
前記鍛造加工の低温域温度制御は、
前記素形品の表面酸化被膜の生成を極小化する温度制御であることを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項5]
前記鍛造加工の低温域温度制御は、
前記素形品の塑性流動性を容易化する温度制御であることを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項6]
前記厚肉純ニオブ板材は、
粒径が数10μmの細粒結晶組織からなることを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項7]
前記鍛造加工で使用する金型は、
焼付き防止のため、表面改質された金型で、かつ前記金型に温度非依存型潤滑性能を有する固形被膜潤滑剤を使用することを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項8]
前記鍛造加工には、
プレス機のサーボ化を計り速度及びモーション制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項9]
荷電粒子の加速に用いられる超伝導高周波加速空洞の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法であって、
(1)厚肉純ニオブ板材から素形品を成形するために、微小クリアランスとする金型と、前記金型での高速・連続せん断打抜き加工による発熱を逃がす抜熱用冷却装置と、前記厚肉純ニオブ板材移動を防ぐ束縛治具と、複数系統の外力負荷を制御するマルチアクションダイと、前記厚肉純ニオブ板材の板押え及び面圧制御用サーボダイクッションと、前記厚肉純ニオブ板材の速度・モーションを制御するサーボ機構をプレス機に搭載する、精密打抜き法とは異なるせん断打抜き加工と、
(2)前記素形品の製品形状の加工品を成形するために、前記素形品の青熱脆化回避と塑性流動容易化を計るための前記金型及び前記素形品の温度制御を行う加熱装置と、前記素形品の成形性向上と表面酸化極小化のために表面改質した金型と、前記素形品と金型間の焼付きを防止するための温度非依存固形被膜タイプの潤滑剤と、前記せん断打抜き加工した素形品の速度及びモーションを制御するサーボ機構をプレス機に搭載する、熱間・温間・冷間鍛造のいずれとも異なる鍛造加工とからなり、
前記厚肉純ニオブ製のエンドグループ部品の切削加工やウォータジェット加工をプレス加工へ工法転換したことを特徴とする純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[請求項10]
請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法によって得られた前記加工品が、純ニオブ製のHOMアンテナのプレス加工品であることを特徴とする。
補正された請求の範囲(条約第19条)
[
2015年10月16日
(
16.10.2015
) 国際事務局受理 ]

[1]
[補正後] 荷電粒子の加速に用いられる超伝導高周波加速空洞の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法であって、
(1)厚肉純ニオブ板材の打抜き用ポンチの外周とダイの内周との間のクリアランスを前記厚肉純ニオブ板材の板厚の0.5%以下の微小クリアランスとし、束縛治具で前記厚肉純ニオブ材を束縛しつつ素形品を成形する、精密打抜き法とは異なるせん断打抜き加工と、
(2)前記素形品を、熱間・温間・冷間鍛造温度域とも異なる200℃以下の低温域温度制御によって青熱脆化を回避し加工品を成形する鍛造加工とからなり、
前記厚肉純ニオブ製のエンドグループ部品の切削加工やウォータジェット加工をプレス加工へ工法転換したことを特徴とする純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[2]
前記せん断打抜き加工は、
100mm/sec以上の高速にて前記厚肉純ニオブ板材を連続打抜きするとともに、前記せん断打抜き金型が抜熱冷却機能を有することを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[3]
前記せん断打抜き加工には、
マルチアクションダイ及びサーボダイクッションを使用して多重作動しつつ前記素形品の板押え及び面圧制御をするとともに、プレス機のサーボ化を計り打抜き速度及びモーション制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[4]
前記鍛造加工の低温域温度制御は、
前記素形品の表面酸化被膜の生成を極小化する温度制御であることを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[5]
前記鍛造加工の低温域温度制御は、
前記素形品の塑性流動性を容易化する温度制御であることを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[6]
前記厚肉純ニオブ板材は、
粒径が数10μmの細粒結晶組織からなることを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[7]
前記鍛造加工で使用する金型は、
焼付き防止のため、表面改質された金型で、かつ前記金型に温度非依存型潤滑性能を有する固形被膜潤滑剤を使用することを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[8]
前記鍛造加工には、
プレス機のサーボ化を計り速度及びモーション制御を含むことを特徴とする請求項1に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[9]
[補正後] 荷電粒子の加速に用いられる超伝導高周波加速空洞の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法であって、
(1)厚肉純ニオブ板材から素形品を成形するために、前記厚肉純ニオブ板材の打抜き用ポンチの外周とダイの内周との間のクリアランスを微小クリアランスとする金型と、前記金型での高速・連続せん断打抜き加工による発熱を逃がす抜熱用冷却装置と、前記厚肉純ニオブ板材移動を防ぐ束縛治具と、複数系統の外力負荷を制御するマルチアクションダイと、前記厚肉純ニオブ板材の板押え及び面圧制御用サーボダイクッションと、前記厚肉純ニオブ板材の速度・モーションを制御するサーボ機構をプレス機に搭載する、精密打抜き法とは異なるせん断打抜き加工と、
(2)前記素形品の製品形状の加工品を成形するために、前記素形品の青熱脆化回避と塑性流動容易化を計るための前記金型及び前記素形品の温度制御を行う加熱装置と、前記素形品の成形性向上と表面酸化極小化のために表面改質した金型と、前記素形品と金型間の焼付きを防止するための温度非依存固形被膜タイプの潤滑剤と、前記せん断打抜き加工した素形品の速度及びモーションを制御するサーボ機構をプレス機に搭載する、熱間・温間・冷間鍛造のいずれとも異なる鍛造加工とからなり、
前記厚肉純ニオブ製のエンドグループ部品の切削加工やウォータジェット加工をプレス加工へ工法転換したことを特徴とする純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
[10]
[補正後] 前記加工品が、純ニオブ製のHOMアンテナのプレス加工品であることを特徴とする請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法。
条約第19条(1)に基づく説明書
請求の範囲第1項(本願発明1)、第9項(本願発明9)には、当初出願「微小クリアランス」とのみの規定で不明確でしたが、今回の条約19条の補正で、微小クリアランスの説明として、「厚肉純ニオブ板材の打抜き用ポンチの外周とダイの内周との間のクリアランス」を追加したことで、本願発明1,9は明確になりました。
また、本願発明1を「熱間・温間・冷間鍛造温度域とも異なる200℃以下の低温域温度制御」と補正することで、室温程度の温度域での冷間鍛造を含まない概念といたしました。本来、「室温より高く200℃以下」と記載すべきところを「室温から200℃」と記載した単なる誤記でした。「熱間・温間・冷間鍛造温度域とも異なる200℃以下の低温域温度制御」とは、「室温より高く200℃以下の低温域温度制御」との意味です。
請求の範囲第10項では、国際調査見解書に指摘されたようにカテゴリーを区別する記載がなく発明が不明確でしたが、「純ニオブ製エンドグループ部品の製造方法」と末尾を補正したことで、発明が明確になりました。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • SHINOHARA PRESS SERVICE CO., LTD.
  • INTER-UNIVERSITY RESEARCH INSTITUTE CORPORATION HIGH ENERGY ACCELERATOR RESEARCH ORGANIZATION
  • Inventor
  • NOHARA KIYOHIKO
  • KAWABATA NOBUYUKI
  • NAKAMURA HIDEYOSHI
  • MIYAJIMA KYOHEI
  • SHINOHARA MASAYUKI
  • HAYANO HITOSHI
  • YAMAMOTO AKIRA
  • SAEKI TAKAYUKI
  • KATO SHIGEKI
  • YAMANAKA MASASHI
IPC(International Patent Classification)
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