電磁成形用線圈裝置以及電磁成形材的制造方法
【專利摘要】提供一種在電磁成形時被成形材的希望的加工部位以外的部位不易發(fā)生電磁力引起的變形的電磁成形用線圈裝置及電磁成形材的制造方法。電磁成形用線圈裝置具備：卷繞成螺旋狀的導體線圈；和磁通集中器，其具備：在導體線圈的內部沿著線圈配置于長度方向的筒狀部；和端部壁部，其以筒狀部的長度方向的一端為基端部向導體線圈的軸中心側延伸，在延伸的前端具有包圍被成形材并沿著被成形材的外周形成的空腔面，磁通集中器的筒狀部以及端部壁部在長度方向分割為多個，磁通集中器具備在筒狀部以及端部壁部被分割的部分和空腔面設置的絕緣層，端部壁部的向軸中心側延伸的前端被配置于比導體線圈的位置更向長度方向的外側突出的位置。
【專利說明】
電磁成形用線圈裝置以及電磁成形材的制造方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及電磁成形用線圈裝置以及電磁成形材的制造方法。更詳細而言，本發(fā)明涉及對被成形材的希望的加工部位的電磁成形所使用的電磁成形用線圈裝置以及電磁成形材的制造方法。
【背景技術】
[0002]在對導電體的管狀材進行擴管成形或縮管成形時，使用電磁成形的技術。電磁成形是利用電磁力來對導電體進行塑性加工的成形手法。在該電磁成形中，以高電壓使積蓄的電荷向導體線圈瞬時放電，使其周圍在短時間內產生強力的磁場，通過在該磁場中配置被成形材，從而利用在被成形材與導體線圈之間產生的推斥力來進行加工。
[0003]例如在專利文獻I中，公開了一種具有將導線卷繞成線圈狀而形成的電磁線圈主體、和在該電磁線圈主體的外側包圍電磁線圈主體而配置的筒狀的導電體的、能夠應用于縮管成形的電磁成形線圈相關的技術。此外，在專利文獻2中，公開了一種通過電場整形器來感應電流，由此對2個部件進行壓縮結合的驅動軸相關的技術。
[0004]在先技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:JP特開2007-275909號公報
[0007]專利文獻2:JP特表2007-520353號公報
【發(fā)明內容】
[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]根據前述專利文獻2的公開，由于在與電場整形器不重疊的位置也配置有線圈，因此從該線圈產生的磁場很有可能還會影響到被成形材上的希望的加工部位以外的部位。
[0010]此外，在現有技術中，存在若對被成形材進行電磁成形，則在被成形材上不希望加工的部位也作用電磁力而發(fā)生變形的實際情況。
[0011]因此本發(fā)明的主要目的在于，提供一種在電磁成形時在被成形材上的希望的加工部位以外的部位不易發(fā)生電磁力所引起的變形的電磁成形用線圈裝置以及電磁成形材的制造方法。
[0012]解決課題的手段
[0013]本發(fā)明所涉及的電磁成形用線圈裝置，具備:導體線圈，其卷繞成螺旋狀；和磁通集中器，其具備:筒狀部，其在該導體線圈的內部沿著線圈配置于長度方向；和端部壁部，其以該筒狀部的長度方向上的一端為基端部向所述導體線圈的軸中心側延伸，在該延伸的前端具有包圍被成形材并且沿著該被成形材的外周形成的空腔面，所述磁通集中器的所述筒狀部以及所述端部壁部在所述長度方向分割為多個，所述磁通集中器具備設置于所述筒狀部以及所述端部壁部被分割的部分和所述空腔面的絕緣層，所述端部壁部的向所述軸中心側延伸的所述前端被配置于比所述導體線圈的位置更向所述長度方向的外側突出的位置。
[0014]在該電磁成形用線圈裝置中，也可以所述端部壁部的所述基端部比所述導體線圈的位置更向所述長度方向的外側突出而配置。
[0015]此外，本發(fā)明所涉及的電磁成形材的制造方法，使用磁通集中器，所述磁通集中器具備:筒狀部，其在卷繞成螺旋狀的導體線圈的內部沿著線圈配置于長度方向；端部壁部，其以該筒狀部的長度方向上的一端為基端部向所述導體線圈的軸中心側延伸，在該延伸的前端具有沿著被成形材的外周而形成的空腔面；和絕緣層，所述筒狀部以及所述端部壁部在所述長度方向上分割為多個，所述絕緣層設置于所述筒狀部以及所述端部壁部被分割的部分和所述空腔面，所述電磁成形材的制造方法包括如下工序:對所述磁通集中器和所述被成形材進行配置，使得所述空腔面包圍所述被成形材的希望的加工部位的工序；將所述導體線圈配置在所述磁通集中器的周圍，使得所述端部壁部的所述前端成為比所述導體線圈的位置更向所述長度方向的外側突出的位置的工序；和在所述導體線圈流過電流，產生磁通的工序，通過由所述磁通產生的電磁力，對所述被成形材的所述希望的加工部位進行加工。
[0016]在該電磁成形材的制造方法中，也可以在用所述磁通集中器的所述空腔面包圍所述被成形材的所述希望的加工部位之后，將所述導體線圈配置于所述磁通集中器的周圍。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據本發(fā)明，能夠提供一種在電磁成形時在被成形材上的希望的加工部位以外的部位不易發(fā)生電磁力所引起的變形的電磁成形用線圈裝置以及電磁成形材的制造方法。
【附圖說明】
[0019]圖1是示意性地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置的構成例的縱剖面圖。
[0020]圖2是示意性地表示用于說明本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置的構成例的圖1中的A-A線箭頭視方向剖面的橫剖面圖。
[0021]圖3是示意性地表示通過本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置進行了成形加工的電磁成形材的縱剖面圖。
[0022]圖4A是示意性地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置的另一構成例的縱剖面圖。
[0023]圖4B是示意性地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置的另一構成例的縱剖面圖。
[0024]圖5是示意性地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置的又一構成例的縱剖面圖。
[0025]圖6是表示用于說明本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置所具備的狹縫部的電磁成形用線圈裝置的構成例的、與圖2對應的橫剖面圖。
[0026]圖7是表示用于說明本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置所具備的絕緣層的電磁成形用線圈裝置的構成例的、與圖2對應的橫剖面圖。
[0027]圖8是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置的又一電磁成形用線圈裝置的構成例的、與圖2對應的橫剖面圖。
[0028]圖9是示意性地表示與本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置進行比較的電磁成形用線圈裝置的構成例的縱剖面圖。
[0029]圖10是示意性地表示與本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置進行比較的電磁成形用線圈裝置的又一構成例的縱剖面圖。
[0030]圖11是示意性地表示由圖9以及圖10所示那樣的電磁成形用線圈裝置進行成形加工而得到的電磁成形材的縱剖面圖。
【具體實施方式】
[0031]以下，對用于實施本發(fā)明的方式進行詳細說明。另外，在以下說明的各實施方式中，例示通過電磁成形對2個管狀的被成形材進行成形加工的情況的實施方式來進行說明，但本發(fā)明不限定于以下說明的實施方式。
[0032]本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置具備卷繞成螺旋狀的導體線圈以及磁通集中器。
[0033]該磁通集中器具備:在所述導體線圈的內部沿著線圈配置于長度方向的筒狀部；和以該筒狀部的長度方向上的一端為基端部向所述導體線圈的軸中心側延伸的端部壁部。在該磁通集中器的端部壁部，在向所述軸中心側延伸的前端具有包圍被成形材且沿著所述被成形材的外周而形成的空腔面。此外，磁通集中器的所述筒狀部以及所述端部壁部在所述長度方向上被分割為多個。而且，磁通集中器具備在所述筒狀部以及所述端部壁部被分割的部分和所述空腔面設置的絕緣層。
[0034]進而，在本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置中，所述端部壁部的向所述軸中心側延伸的所述前端被配置于比所述導體線圈的位置更向所述長度方向的外側突出的位置。
[0035]以下，參照圖1?8對本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置進行說明。首先參照圖1?3，對本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置以及電磁成形材的制造方法進行說明，接著，參照圖4?8對本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置的構成進一步進行說明。
[0036]圖1是示意性地表示本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置11的構成例的縱剖面圖。圖2是示意性地表示圖1中的A-A線箭頭視方向剖面的橫剖面圖。圖3是示意性地表示通過本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置進行了成形加工的電磁成形材的縱剖面圖。
[0037]如圖1所示，本實施方式中的電磁成形用線圈裝置11具備卷繞成螺旋狀的導體線圈12和磁通集中器13。
[0038]作為導體線圈12，例如，可以使用在繞線管等的軸部的周面將導線卷繞成線圈狀、更優(yōu)選卷繞成螺線管狀而形成的導體線圈12。導線的材質沒有特別限定，可以適當選擇在現有的電磁成形用線圈裝置中使用的材質。作為導線的材質，可以列舉例如銅、鉻銅等的銅合金、鋁合金等。此外，導體線圈12可以連接于未圖示的包含電容器以及開關等的電路。
[0039]磁通集中器13作為整體為大致筒型的形狀，具備構成筒狀的周壁的筒狀部132。該筒狀部132具有外周面132A以及內周面132B，在導體線圈12的內部沿著該線圈配置于長度方向(參照圖1中的箭頭D2方向)。磁通集中器的筒狀部在導體線圈的內部沿著該線圈配置于長度方向包括如下情況:在筒狀部以及導體線圈的長度方向上，與導體線圈的長度相比筒狀部的長度更長，或者導體線圈的長度和筒狀部的長度大致相同。如此，成為如下構成:在筒狀部132以及導體線圈12的長度方向上，筒狀部132配置于與導體線圈12重疊的位置并且導體線圈12配置于從磁通集中器13不露出的位置。
[0040]此外，磁通集中器13具備端部壁部134，該端部壁部134以筒狀部132的長度方向(也稱筒軸方向。參照圖1中的箭頭D2方向。)上的一端為基端部133向導體線圈12的軸中心側(參照圖1中的箭頭Dl)延伸。而且，磁通集中器13在端部壁部134中的向所述軸中心側延伸的前端具備包圍第一被成形材10且沿著該第一被成形材10的外周而形成的空腔面135?？涨幻媸窃诖磐衅鞯亩瞬勘诓?，向導體線圈的軸中心側延伸的前端面，是用于對被成形材的希望的加工部位進行成形加工的端面(成為與被成形材的希望的加工部位最接近的部位的端面)。在該端面(空腔面)與被成形材的希望的加工部位的外表面之間所具有的空間成為空腔，因此在本公開中，將所述端面稱作空腔面。
[0041]另外，在本實施方式中，由于磁通集中器13被分割為多個，因此空腔面135形成為在端部壁部134的所述軸中心側，被分割的多個磁通集中器13組合而成的面。
[0042]在本實施方式的電磁成形用線圈裝置11中，筒狀部132的外周面132A在導體線圈12的內側與該導體線圈12對置配置。筒狀部132的內周面132B位于外周面132A的內偵牝與第一被成形材10對置配置。
[0043]優(yōu)選磁通集中器13的筒狀部132的外周面132A沿著導體線圈12的形狀而形成為圓筒形狀，使得從導體線圈12產生的磁通容易集中于磁通集中器13。此外，筒狀部132的內周面132B的橫剖面形狀沒有特別限定，通常，在其橫剖面，形成為與外周面132A同樣的形狀。另外，筒狀部132的內周面132B的橫剖面形狀也可以設為沿著在磁通集中器13的空間14內配置的第一被成形材10形狀的形狀。
[0044]從筒狀部132的基端部133向導體線圈12的軸中心側延伸的端部壁部134的前端，在筒狀部132的長度方向上，比導體線圈12的位置更向外側突出地配置。在該位置，端部壁部134的空腔面135與第一被成形材10的成為加工對象的希望的加工部位RO對置地配置。在進行電磁成形時，從導體線圈12產生的磁通從磁通集中器13的筒狀部132通過端部壁部134向位于該端部壁部134的前端的空腔面135集中。由此，能夠使電磁力局部地集中于第一被成形材10的希望的加工部位R0。
[0045]在圖1所示的電磁成形用線圈裝置11中，對于端部壁部134的向導體線圈12的軸中心側延伸的前端以及在該前端具有的空腔面135而言，它們的一部分比導體線圈12的位置更向所述長度方向的外側突出而配置。像這樣，端部壁部134的前端以及位于該前端的空腔面135只要至少其一部分在筒狀部132的長度方向上比導體線圈12的位置更向外側突出而配置即可。因此，關于磁通集中器13，端部壁部134的向導體線圈12的軸中心側延伸的前端的整體以及在該前端具有的空腔面135的整體也可以設置在比導體線圈12的位置更向所述長度方向的外側突出的位置。
[0046]在本實施方式中的磁通集中器13中，通過從筒狀部132的基端部133向導體線圈12的軸中心側延伸的端部壁部134，在筒狀部132的內周面132B與第一被成形材10之間，形成空間14，該空間14取得了針對第一被成形材10的磁通難以作用的程度的充分的距離。由此，能夠設置為在該空間14中容易遮蔽磁通的構成。因此，能夠抑制朝向第一被成形材10的希望的加工部位RO以外的部位(以下，有時稱作“非加工部位”)R1的磁通，能夠使得第一被成形材10的非加工部位Rl不易受到在電磁成形時在導體線圈12產生的磁通的影響。
[0047]通過磁通集中器13的構成而形成的空間14的大小可以根據第一被成形材10以及第二被成形材20(以下，有時將它們統(tǒng)稱為“被成形材10、20”)的大小以及材質等而改變，但空間14優(yōu)選設為成為遮蔽朝向第一被成形材10的磁通的區(qū)域的大小。
[0048]例如，在第一被成形材10為外徑40mm以及厚度2mm的7000系招合金的圓筒材的情況下，作為空間14的大小，從遮蔽磁通的觀點出發(fā)，在圖1所示的縱剖面圖中，將從磁通集中器13的筒狀部132的內周面132B到第一被成形材10的外表面的距離1^優(yōu)選設為3mm以上，更優(yōu)選設為5mm以上，進一步優(yōu)選設為1mm以上。此外，從容易使磁通集中于磁通集中器13的端部壁部134的空腔面135的觀點出發(fā)，將該距離1^優(yōu)選設為10mm以下，更優(yōu)選設為50mm以下，進一步優(yōu)選設為30mm以下。另外，從磁通集中器13的空腔面135的端面到第一被成形材10的外表面的距離L2，從使電磁力作用于第一被成形材10的希望的加工部位RO的觀點出發(fā)，優(yōu)選設為例如0.1?2mm。
[0049]如圖2所示，本實施方式中的磁通集中器13具有狹縫部131，該狹縫部131將筒狀部132的外周面132A與內周面132B以及端部壁部134的空腔面135連通，并且在筒狀部132的長度方向(參照圖1中的箭頭D2方向)上延伸設置。通過該狹縫部131，在磁通集中器13中，筒狀部132以及端部壁部134在所述長度方向上被分割為多個。
[0050]在圖2所示的磁通集中器13中，示出了通過在磁通集中器13的周向具備3個狹縫部131，從而磁通集中器13在周向上被分割為3份的構成例。
[0051]該狹縫部131既可以遍及包括筒狀部132以及端部壁部134在內的磁通集中器13的筒軸方向(參照圖1中的箭頭D2方向)的全長而設置，此外，也可以設置于其全長的一部分。
[0052]磁通集中器13通過具有在筒軸方向上延伸設置的狹縫部131，從而在進行電磁成形時若對導體線圈12施加電流，則能夠形成在磁通集中器13的外周面132A以及內周面132B巡回的感應電流的閉合回路。
[0053]通過該感應電流的閉合回路，在磁通集中器13的內周面132B側也產生感應電流的流動，該磁通集中器13中的端部壁部134的空腔面135和第一被成形材10的外周面發(fā)生磁排斥。其結果，能夠對第一被成形材10的希望的加工部位RO進行縮管成形。
[0054]此外，磁通集中器13具備在設置于前述的筒狀部132以及端部壁部134被分割的部分、具體來說在夾著狹縫部131的對置面設置的絕緣層15b。進而，磁通集中器13在端部壁部134的空腔面135具備絕緣層15a。
[0055]這些絕緣層15a、15b的構成沒有特別限定。絕緣層15a、15b可以使用例如樹脂或橡膠，可以通過用樹脂膜或橡膠膜來包覆端部壁部134的空腔面135的表面或夾著狹縫部131的對置面來形成絕緣層15a、15b。能夠使用于這種絕緣層15a、15b的材質沒有特別限定，例如，可以使用氟系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚氨基甲酸酯系樹脂、氯乙烯系樹脂、環(huán)氧系樹脂以及硅酮系樹脂等。
[0056]通過在磁通集中器13中的筒狀部132及端部壁部134被分割的部分、以及端部壁部134的空腔面135設置絕緣層15a、15b，從而能夠抑制狹縫部131間或空腔面135上的火花的產生。因此，能夠更安全地使用具備磁通集中器13的電磁成形用線圈裝置11。
[0057]磁通集中器13的材質，只要能夠通過從導體線圈12產生的磁通而產生感應電流，另外，只要能使該磁通集中，則沒有特別限定。作為這種材質，可以列舉例如銅、鉻銅、鈹銅、銀銅、招、以及6000系等的招合金等。
[0058]可以由這種導電性的材質將磁通集中器13形成為具有所述狹縫部131的大致筒狀。由于磁通集中器13的形狀為大致筒狀，從而能夠將該磁通集中器13與導體線圈12大致同心狀地配置于導體線圈12的內周側。在此情況下，磁通集中器13被配置為筒狀部132的外周面132A與導體線圈12的內周對置，筒狀部132的內周面132B以及端部壁部134的空腔面135與第一被成形材10的外周面對置。
[0059]具備本實施方式中的磁通集中器13的電磁成形用線圈裝置11，如前所述，導體線圈12可以取得與未圖示的包括電容器以及開關在內的電路連接的構成。在該電路中，能夠構成為通過接通與電源連接的開關，從而從電容器進行放電，由此在導體線圈12中瞬間流過大電流。
[0060]若在導體線圈12中瞬間流過大電流，貝Ij從導體線圈12產生的磁通集中于磁通集中器13的端部壁部134的空腔面135側。其結果，在配置于磁通集中器13的內側的第一被成形材10產生感應電流，通過該感應電流與電磁場的相互作用，能作用使配置在與磁通集中器13中的端部壁部134的空腔面135對應的位置的第一被成形材10的希望的加工部位RO進行縮管的力(電磁力)。由此，如圖3所示，第一被成形材10在與加工部位RO對應的部位進行縮管，能夠得到第一成形材10和第二被成形材20被斂縫緊固(caulked andfastened)的電磁成形材30。
[0061]此外，本實施方式的電磁成形用線圈裝置11，由于具備前述那樣的與導體線圈12和磁通集中器13的配置相關的構成，因此能夠得到相對于被成形材10、20的非加工部位Rl、R2幾乎不產生變形的電磁成形材30。
[0062]該電磁成形材30能夠通過使用了磁通集中器13的本實施方式中的電磁成形材的制造方法來制造。
[0063]在該電磁成形材的制造方法中，可以使用前述的電磁成形用線圈裝置11。另外，在該制造方法中，如后所述，能夠在用磁通集中器13中的端部壁部134的空腔面135包圍了被成形材10、20之后，配置導體線圈12。因此，在本實施方式的電磁成形材的制造方法中，也可以說使用導體線圈12以及磁通集中器13。
[0064]在本實施方式的電磁成形材的制造方法中，使用前述的、具備筒狀部132、端部壁部134、以及絕緣層15a、15b的磁通集中器13。
[0065]在本實施方式的電磁成形材的制造方法中，具備對磁通集中器13和第一被成形材10進行配置，使得端部壁部134的空腔面135包圍第一被成形材10的希望的加工部位RO的工序。此時，在如本實施方式這樣，對第一被成形材10和第二被成形材20進行斂縫緊固的情況下，優(yōu)選在第一被成形材10的內部插入第二被成形材。
[0066]此外，在本實施方式的電磁成形材的制造方法中，具備將導體線圈12配置于磁通集中器13的周圍，使得端部壁部134的前端成為在筒狀部132的長度方向(筒軸方向)上比導體線圈12的位置更向外側突出的位置。在該工序中，在磁通集中器13中的端部壁部134的前端所具有的空腔面135配置為其至少一部分成為比導體線圈12的端更向所述長度方向的外側突出的位置。
[0067]而且，在該制造方法中，通過具備在導體線圈12流過電流，產生磁通的工序，從而能夠通過由磁通產生的電磁力，對第一被成形材10的希望的加工部位RO進行加工。
[0068]在本實施方式的電磁成形材的制造方法中，優(yōu)選用磁通集中器13中的端部壁部134的空腔面135包圍被成形材10、20之后，將導體線圈12配置在磁通集中器13的周圍。通過在配置了被成形材10、20之后配置導體線圈12，從而容易調節(jié)在筒狀部133的長度方向上空腔面135相對于導體線圈12的位置(該空腔面135向所述長度方向的外側的突出程度)。
[0069]作為通過使用了本實施方式中的電磁成形用線圈裝置11的電磁成形而被加工的對象的第一被成形材10以及第二被成形材20的形狀，優(yōu)選大致圓筒狀、及矩形筒狀以及多邊形筒狀等大致方筒狀等的管狀。被成形材也可以為管狀以外的板狀以及棒狀等的被成形材。
[0070]此外，被成形材也可以是具備筒狀主體部、和從該筒狀主體部的外周面向外側方向(磁通集中器側、導體線圈側)突出形成的肋部的托架構件。在該托架構件中，肋部優(yōu)選以筒狀主體部的外周面上的周向的一部分為根基而突出形成，此外，肋部優(yōu)選在筒狀主體部的外周面上沿著筒軸方向而形成。在這種托架構件中，通過肋部的存在，從而肋部的根基側的剛性高于其根基周邊以外的筒狀主體部。若將這種托架構件用作第一被成形材，則起因于剛性高的肋部的根基，使得在該肋部的根基，與除此以外的筒狀主體部相比被縮管的量變小，在筒狀主體部的周向引起不均勻的縮管。作為其結果，能夠使得托架構件(第一被成形材)相對于第二被成形材不易脫落。
[0071]第一被成形材10以及第二被成形材20只要至少配置于外側的第一被成形材10的材質是能夠通過電磁成形來塑性加工的材質即可。作為這種第一被成形材10的材質，例如優(yōu)選銅材、鋁材、以及鋁合金材等良導電性的金屬，更優(yōu)選2000系、6000系以及7000系等的鋁合金材。第二被成形材20的材質也可以適宜地采用上述導電性好的金屬、鋼材，使得容易通過電磁成形來進行塑性加工。另外，由于電磁力所引起的第一被成形材10的變形，還有可能產生第二被成形材20的加工變形。因此，作為第二被成形材20的材質，也可以使用陶瓷、塑料、以及橡膠等。
[0072]如以上詳述的那樣，在本實施方式的電磁成形用線圈裝置11中，磁通集中器13具備:在導體線圈12的內部沿著導體線圈12配置于長度方向的筒狀部132 ;和以該筒狀部132的一端為基端部133向導體線圈12的軸中心側延伸的端部壁部134。而且，端部壁部134的向導體線圈12的軸中心側延伸的前端配置于在導體線圈12的長度方向上比導體線圈12的位置更向外側突出的位置。通過這些構成，能夠使導體線圈12所產生的磁通集中于在端部壁部134的前端所具有的空腔面135，同時抑制朝向第一被成形材10的非加工部位Rl或第二被成形材20的非加工部位R2的磁通。其結果，能夠得到第一被成形材10在與加工部位RO對應的部位進行縮管，第一被成形材10和第二被成形材20被斂縫緊固，并且在第一被成形材10的非加工部位Rl以及第二被成形材20的非加工部位R2幾乎未發(fā)生變形的電磁成形材30。
[0073]此外，在本實施方式的電磁成形用線圈裝置11中，筒狀部132以及端部壁部134在導體線圈12的長度方向(筒狀部132的長度方向)上被分割為多個，在該被分割的部分設置有絕緣層15b。此外，在電磁成形用線圈裝置11中，在端部壁部134的空腔面135也設置有絕緣層15a。通過這些構成，在進行電磁成形時，即使在導體線圈12中瞬間流過大電流，也能夠防止在筒狀部132以及端部壁部134被分割的部分(狹縫部131)、端部壁部134的空腔面135上產生火花。因此，能夠更安全地使用電磁成形用線圈裝置11。
[0074]相對于此，在第一被成形材10的非加工部位Rl受到磁通的影響的構成的裝置中，若進行電磁成形則在第一被成形材10的非加工部位Rl會產生不希望的變形。作為這種裝置的構成例，例如，可以列舉圖9所示的構成、圖10所示的構成等。圖9是示意性地表示與本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置11進行比較的電磁成形用線圈裝置IA的構成例的縱剖面圖。圖10是示意性地表示與本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置11進行比較的電磁成形用線圈裝置IB的構成例的縱剖面圖。圖11是示意性地表示由圖9以及圖10所示的電磁成形用線圈裝置進行成形加工而得到的電磁成形材300的縱剖面圖。
[0075]圖9所示的電磁成形用線圈裝置IA具備在縱剖面形成為大致梯形狀的磁通集中器3，通過該磁通集中器3，在磁通集中器3與第一被成形材10之間形成空間4。但是，在該電磁成形用線圈裝置IA中，在磁通集中器3上沒有與前述的端部壁部相當的構成，因此空間4小，所以難以抑制朝向第一被成形材10的非加工部位Rl的磁通(參照圖9中的塊狀箭頭)。
[0076]此外，圖10所示的電磁成形用線圈裝置IB在從磁通集中器13 (及其筒狀部132)的位置露出的位置具備導體線圈2。在電磁成形用線圈裝置IB中，由于筒狀部132沒有沿著導體線圈2、12配置于長度方向(導體線圈2沒有配置在與磁通集中器13的筒狀部132重疊的位置)，因此由于導體線圈2，使得第一被成形材10的非加工部位Rl會受到磁通的影響(參照圖10中的波浪線箭頭)。
[0077]若使用圖9或圖10所示的構成例的電磁成形用線圈裝置1A、1B，進行被成形材10、20的電磁成形，則在第一被成形材10的非加工部位Rl也容易作用電磁力。其結果，有可能如圖11所示的電磁成形材300那樣在第一被成形材10的非加工部位Rl產生不希望的變形。相對于此，在前述的本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置11中，能夠避免電磁成形用線圈裝置1A、1B所可能產生的問題。
[0078]接著參照圖4?8進一步說明與前述的磁通集中器13的構成不同的、本發(fā)明所涉及的實施方式可以采用的磁通集中器的構成例。
[0079]在以下說明的磁通集中器以及電磁成形用線圈裝置中，對于與前述的磁通集中器13以及電磁成形用線圈裝置11中的構成部同樣地說明的構成部標注相同的符號而省略重復的說明。此外，關于使用以下說明的磁通集中器的電磁成形材的制造方法，也與前述的電磁成形材30的制造方法同樣地說明，因此省略說明。
[0080]圖4A以及圖4B是示意性地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置21a、21b的構成例的縱剖面圖。如圖4A以及圖4B所示，電磁成形用線圈裝置21a、21b具備導體線圈12和配置于該導體線圈12的內側的磁通集中器23a、23b。該磁通集中器23a、23b與前述的磁通集中器13同樣地具備:沿著導體線圈12配置于長度方向的筒狀部232a、232b ;和以該筒狀部232a、232b的一端為基端部233a、233b向導體線圈12的軸中心側延伸的端部壁部234a、234b。此外，端部壁部234a、234b的空腔面235a、235b沿著第一被成形材10的外周而形成，且與這些希望的加工部位RO對置配置。
[0081]磁通集中器23a、23b在具備凸緣部236a、236b這一點上與前述的磁通集中器13不同。對于該凸緣部236a、236b而言，端部壁部234a、234b中的向導體線圈12的軸中心側延伸的前端向筒狀部232a、232b的長度方向(筒軸方向)的外側突出而形成。磁通集中器23a、23b中的凸緣部236a、236b可以從端部壁部234a、234b連續(xù)地形成。
[0082]在圖4A所示的電磁成形用線圈裝置2Ia中，磁通集中器23a的端部壁部234a的前端所具有的空腔面235a比導體線圈12的位置更向所述長度方向的外側突出與凸緣部236a對應的量而配置。
[0083]在圖4B所示的電磁成形用線圈裝置21b中，磁通集中器23b的端部壁部234b的基端部233b，在導體線圈12的長度方向(筒狀部232b的長度方向)上，比導體線圈12的端的位置更向外側突出而配置。由此，端部壁部234b整體，在導體線圈12的長度方向(筒狀部232b的長度方向)上，比導體線圈12的位置更位于外側。因此，在端部壁部234b的前端所具有的空腔面235b也整體地在所述長度方向上比導體線圈12的端的位置更位于外偵U。另外，磁通集中器23b的端部壁部234b也可以部分地在所述長度方向上比導體線圈12的端的位置更配置于外側。
[0084]在圖4A以及圖4B所示的本實施方式的電磁成形用線圈裝置21a、2Ib中，通過具備凸緣部236a、236b的磁通集中器23a、23b，由導體線圈12產生的磁通容易向磁通集中器23a,23b的凸緣部236a、236b側集中。因此，通過將第一被成形材10的希望的加工部位RO與端部壁部234a、234b的空腔面235a、235b對置配置，從而能夠使電磁力局部地集中于該希望的加工部位R0。而且，對于第一被成形材10的非加工部位R1，能夠使其不易受到磁通的影響。因此，根據該電磁成形用線圈裝置21a、21b，除了前述的電磁成形用線圈裝置11能夠發(fā)揮的作用以及效果之外，還能夠使對第一被成形材10的希望的加工部位RO的加工更加容易，并且更加抑制非加工部位Rl的變形。進而，在圖4B所示的電磁成形用線圈裝置21b中，磁通集中器23b中的端部壁部234b的基端部233b比導體線圈12的位置更向所述長度方向的外側突出而配置，因此能夠更加抑制非加工部位Rl的變形。
[0085]圖5是示意性地表示本發(fā)明的實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置31的構成例的縱剖面圖。如圖5所示，本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置31具備導體線圈12、和配置于該導體線圈12的內側的磁通集中器33。該磁通集中器33與前述的磁通集中器13同樣地具備:沿著導體線圈12配置于長度方向的筒狀部332 ;和以該筒狀部332的長度方向(筒軸方向)上的一端為基端部333向導體線圈12的軸中心側延伸的端部壁部334。
[0086]此外，磁通集中器33在端部壁部334的向所述軸中心側延伸的前端具備空腔面335。該端部壁部334的空腔面335包圍第一被成形材10，沿著第一被成形材10的外周而形成，且與第一被成形材10的希望的加工部位RO對置配置。
[0087]在電磁成形用線圈裝置31中，磁通集中器33上的端部壁部334朝向導體線圈12的長度方向(筒狀部332的長度方向)的外側且朝向導體線圈12的軸中心側傾斜地突出形成，這一點與前述的磁通集中器13不同。
[0088]在本實施方式的電磁成形用線圈裝置31中，磁通集中器33中的端部壁部334向導體線圈12(筒狀部332)的長度方向的外側突出，并且朝向導體線圈12(筒狀部332)的軸中心側傾斜地設置。因此，能夠使導體線圈12所產生的磁通集中于端部壁部334的空腔面335。而且，通過使第一被成形材10的希望的加工部位RO與磁通集中器33中的端部壁部334的空腔面335對置配置，能夠使電磁力局部地集中于該希望的加工部位R0。此外，對于第一被成形材10的非加工部位Rl，能夠使其不易受到磁通的影響。因此，根據本實施方式中的電磁成形用線圈裝置31，除了前述的電磁成形用線圈裝置11所能夠發(fā)揮的作用以及效果之外，還能夠使得對第一被成形材10的希望的加工部位RO的加工更加容易，并且更加抑制非加工部位Rl的變形。
[0089]在圖5所示的電磁成形用線圈裝置31中，如圖4B所示的電磁成形用線圈裝置2Ib那樣，磁通集中器33上的端部壁部334的基端部333、以及端部壁部334的空腔面335整體在導體線圈12 (筒狀部223)的長度方向上比導體線圈12的位置更向外側突出而配置，但不限定于此。例如，也可以采用端部壁部334的空腔面335的一部分比導體線圈12的端的位置更向所述長度方向的外側突出而配置的構成。此外，只要端部壁部334的空腔面335的至少一部分比導體線圈12的端的位置更向所述長度方向的外側突出而配置，則也可以取得端部壁部334的基端部333在所述長度方向上位于導體線圈12的內部側的構成。
[0090]另外，在本實施方式中的上述各電磁成形用線圈裝置ll、21a、21b、31的說明中使用的圖1、圖4A、圖4B以及圖5都在磁通集中器13、23a、23b、33的剖面形狀中具有角來進行了表示，但也可以對其各自的角實施R加工或倒角加工。例如，若舉出圖1所示的磁通集中器13來進行說明，則磁通集中器13的外周面132A上的筒狀部132與端部壁部134之間的外側角部優(yōu)選為曲面。此外，同樣地，磁通集中器13的內周面132B上的筒狀部132與端部壁部134之間的內側角部優(yōu)選為曲面。
[0091]圖6是表示用于說明磁通集中器所具備的狹縫部131的本實施方式所涉及的電磁成形用線圈裝置41的構成例的、與圖2對應的橫剖面圖。在前述的電磁成形用線圈裝置11中，例示了具備3個狹縫部131，且在周向被分割為3份的磁通集中器13，但磁通集中器所具備的狹縫部的數量以及分割數沒有特別限定。
[0092]例如，如圖6所示，磁通集中器43也可以采取在周向具備2個狹縫部131且被分割為2份的構成。此外，也可以采取與前述的磁通集中器13相比增加狹縫部131的數量，將磁通集中器在周向分割為4份、分割為5份等的構成。雖未圖示，但也可以將導體線圈12也在周向分割為多個。
[0093]例如在被成形材的兩端部具有凸緣等的情況等下，在基于電磁成形的加工后，有時難以將電磁成形材從電磁成形用線圈裝置取出。在此情況下，通過利用狹縫部131將磁通集中器分割，從而能夠取下該磁通集中器被分割的一部分，由此，能夠將電磁成形材從電磁成形用線圈裝置容易地取出。從該觀點出發(fā)，對于導體線圈12也優(yōu)選在周向分割為多個。通過對磁通集中器或導體線圈進行分割，從而能夠應對各種各樣的形狀的被成形材，對于被成形材，能夠擴大基于電磁成形的加工的應用范圍。
[0094]圖7是用于說明設置在磁通集中器中的狹縫部之間的絕緣層的另外的構成例的與圖2對應的橫剖面圖。在前述的磁通集中器13中，例示了在夾著狹縫部131的對置面形成的絕緣層15b，但如圖7所示，也可以采用在狹縫部131之間配置樹脂板或橡膠板等絕緣層(絕緣板)25的構成。能夠使用于這種絕緣層25的材質，沒有特別限定，例如，可以使用酚醛系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、丙烯酸系樹月旨、丁基橡膠以及硅酮橡膠等。另外，關于在磁通集中器中的端部壁部的空腔面135設置的絕緣層15a，也能夠采用配置樹脂板或橡膠板等的構成。
[0095]通過在狹縫部131之間配置絕緣層25的構成，也能夠抑制狹縫部131間的火花的產生，能夠提高電磁成形用線圈裝置11的使用上的安全性。此外，該構成只要將絕緣層25配置在狹縫部131之間即可，因此能夠在狹縫部131之間簡單地設置絕緣層25。
[0096]在前述的實施方式中，作為被成形材，例示了使2個大致圓筒狀的被成形材10、20斂縫緊固的情況，但在各實施方式中說明的電磁成形用線圈裝置也可以應用于通過電磁成形對I個被成形材、大致方筒狀的管狀、以及管狀以外的板狀以及棒狀等的被成形材進行加工的情況。
[0097]圖8是表示通過電磁成形對大致方筒狀的第一被成形材40進行加工的情況的電磁成形用線圈裝置51的構成例的、與圖2對應的橫剖面圖。如圖8所示，電磁成形用線圈裝置51還能夠適宜地用于通過電磁成形對大致方筒狀的第一被成形材40進行加工的情況。該第一被成形材40是前述的托架構件的一種，在橫剖面形狀中，具備方筒部401和在該方筒部401的各自的四角(角部分)形成的肋部402。該肋部402以方筒部401的外周面上的周向的一部分為根基，從該根基向外側方向(磁通集中器側，導體線圈側)突出形成。此夕卜，該第一被成形材40優(yōu)選肋部402在方筒部401的外周面上沿著筒軸方向而形成。
[0098]另外，第一被成形材40的方筒部401的橫剖面形狀既可以為長方形，也可以為角部是曲線的大致長方形。此外，在此雖未圖示，但該方筒部401的橫剖面形狀也可以為多邊形(包括非軸對象形狀)等。第二被成形材50的橫剖面形狀優(yōu)選與方筒部401的形狀同樣。
[0099]在圖8所示的第一被成形材40中，在橫剖面上，在方筒部401的四角分別形成有肋部402，但也可以不具有肋部402，還可以僅在相鄰或對角的2個角部或者I個角部形成肋部402。此外，第一被成形材40雖未圖示，但也可以在俯視下為框狀。作為第一被成形材40的材質，可以使用與前述的第一被成形材10同樣的材質。
[0100]電磁成形用線圈裝置51也將磁通集中器53中的筒狀部以及端部壁部在導體線圈12的長度方向(筒狀部的筒軸方向)上分割為多個，在該被分割的部分和端部壁部的空腔面535具備絕緣層15a、15b。
[0101]具體來說，如圖8所示，電磁成形用線圈裝置51中的磁通集中器53，在被成形材40的構成方筒部401的四邊中的二邊的大致中央所對應的位置具備2個狹縫部531。此夕卜，該磁通集中器53具備設置在狹縫部531之間的絕緣層15b。該狹縫部531可以采取與前述的狹縫部131同樣的構成。絕緣層15b也可以是配置在狹縫部531之間的樹脂板或橡膠板。
[0102]在磁通集中器53中，其外周面532A與前述的磁通集中器13同樣，沿著導體線圈12的形狀而形成為圓筒形狀，而端部壁部的空腔面535沿著第一被成形材40的外周形狀而形成。磁通集中器53的空腔面535通過形成為沿著第一被成形材40的外周的形狀，從而能夠使電磁力局部地作用于第一被成形材40的希望的加工部位，并使希望的加工部位進行縮管。
[0103]如前所述，本實施方式中的電磁成形用線圈裝置能夠適宜地用于進行2個管狀的被成形材的斂縫緊固。在進行2個管狀的被成形材的斂縫緊固的情況下，由于2個被成形材重疊，因此通常可以認為與對I個被成形材進行加工的情況相比，需要使更強的電磁力作用于希望的加工部位。因此，可以考慮能夠產生更強的磁通的導體線圈，但在此情況下，擔心被成形材的非加工部位的變形。因此，在前述的磁通集中器以及具備該磁通集中器的電磁成形用線圈裝置中，由于能夠使電磁力局部地集中，并且能夠抑制對非加工部位的變形，因此在對2個管狀的被成形材進行斂縫緊固的情況下，能夠更適宜地使用。
[0104]另外，與以上所述的實施方式相關的各構成，在不阻礙本發(fā)明的目的的范圍內能夠適當組合。
[0105]符號說明
[0106]ll、21a、21b、31、41、51電磁成形用線圈裝置
[0107]12導體線圈
[0108]13、23a、23b、33、43、53 磁通集中器
[0109]131、531 狹縫部
[0110]132、232a、232b、332 筒狀部
[0111]133、233a、233b、333 基端部
[0112]l:M、234a、234b、334 端部壁部
[0113]135、235a、235b、335、535 空腔面
[0114]236a、236b 凸緣部
【主權項】
1.一種電磁成形用線圈裝置，具備: 導體線圈，其被卷繞成螺旋狀；和 磁通集中器，其具備:筒狀部，其在該導體線圈的內部沿著其線圈配置于長度方向；和端部壁部，其以該筒狀部的長度方向上的一端為基端部向所述導體線圈的軸中心側延伸，在該延伸的前端具有包圍被成形材并且沿著該被成形材的外周形成的空腔面， 所述磁通集中器的所述筒狀部以及所述端部壁部在所述長度方向被分割為多個，且所述磁通集中器具備在所述筒狀部以及所述端部壁部被分割的部分和所述空腔面設置的絕緣層， 所述端部壁部的向所述軸中心側延伸的所述前端被配置于比所述導體線圈的位置更向所述長度方向的外側突出的位置。2.根據權利要求1所述的電磁成形用線圈裝置，其特征在于， 所述端部壁部的所述基端部比所述導體線圈的位置更向所述長度方向的外側突出而配置。3.一種電磁成形材的制造方法，使用磁通集中器， 所述磁通集中器具備:筒狀部，其在被卷繞成螺旋狀的導體線圈的內部沿著其線圈配置于長度方向；端部壁部，其以該筒狀部的長度方向上的一端為基端部向所述導體線圈的軸中心側延伸，在該延伸的前端具有沿著被成形材的外周而形成的空腔面；和絕緣層，所述筒狀部以及所述端部壁部在所述長度方向上被分割為多個，所述絕緣層設置于所述筒狀部以及所述端部壁部被分割的部分和所述空腔面， 所述電磁成形材的制造方法包括如下工序: 對所述磁通集中器和所述被成形材進行配置，使得所述空腔面包圍所述被成形材的希望的加工部位的工序； 將所述導體線圈配置在所述磁通集中器的周圍，使得所述端部壁部的所述前端成為比所述導體線圈的位置更向所述長度方向的外側突出的位置的工序；和 在所述導體線圈流過電流，產生磁通的工序， 通過由所述磁通產生的電磁力，對所述被成形材的所述希望的加工部位進行加工。4.根據權利要求3所述的電磁成形材的制造方法，其特征在于， 在用所述磁通集中器的所述空腔面包圍所述被成形材的所述希望的加工部位之后，將所述導體線圈配置于所述磁通集中器的周圍。
【文檔編號】B21D26/14GK105834274SQ201510810365
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年11月20日
【發(fā)明人】后藤崇志, 海讀正, 海讀一正, 今村美速
【申請人】株式會社神戶制鋼所