特許第6539366号(P6539366)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

ホーム > 特許ランキング > 株式会社神戸製鋼所

このエントリーをはてなブックマークに追加

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 株式会社神戸製鋼所の特許一覧

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6539366
(24)【登録日】2019年6月14日
(45)【発行日】2019年7月3日
(54)【発明の名称】電磁成形方法
(51)【国際特許分類】
   B21D 39/08 20060101AFI20190625BHJP
   B21D 39/06 20060101ALI20190625BHJP
   B21D 26/14 20060101ALI20190625BHJP
【ＦＩ】
   B21D39/08 C
   B21D39/06 B
   B21D26/14
【請求項の数】12
【全頁数】28
(21)【出願番号】特願2018-37758(P2018-37758)
(22)【出願日】2018年3月2日
【審査請求日】2019年3月1日
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】日置 隆介
(72)【発明者】
【氏名】今村 美速
【審査官】 石川 健一
(56)【参考文献】
【文献】 特開２０１７−１３１９５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】 特表２００８−５２５１９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】 中国特許出願公開第１０３９７８０８６（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ２１Ｄ ３９／０８
Ｂ２１Ｄ ３９／０６
Ｂ２１Ｄ ２６／１４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
管材の外周の軸方向に沿った複数箇所に管外周部材を配置する工程と、
導体巻き回し部、一端部が前記導体巻き回し部に接続され長手方向に延びる導体延出部、前記長手方向に沿って設けられ少なくとも前記導体延出部を支持する樹脂製の導体支持部を備えるコイルユニットを、前記管材の軸方向一端側に配置する工程と、
少なくとも前記管材側の先端が絶縁体からなる支持部材を、前記管材の軸方向他端側に配置する工程と、
前記コイルユニットと前記支持部材とを前記管材の軸方向に相対移動させて突き合わせ、前記支持部材の先端部で前記コイルユニットを同軸に保持させるコイルユニット保持工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部を、前記管材内の前記管外周部材の軸方向位置に配置するコイル配置工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部に通電して発生する電磁力により、前記管材を拡管させて前記管材に前記管外周部材を固着させるかしめ工程と、
を有し、
前記管材の前記複数箇所のそれぞれで、前記コイルユニットを前記支持部材に保持させたまま前記コイル配置工程及び前記かしめ工程をこの順に実施する電磁成形方法。
【請求項2】
管材の外周の軸方向に沿った複数箇所に管外周部材を配置する工程と、
導体巻き回し部、一端部が前記導体巻き回し部に接続され長手方向に延びる導体延出部、前記長手方向に沿って設けられ少なくとも前記導体延出部を支持する樹脂製の導体支持部を備える一対のコイルユニットを、前記管材の軸方向一端側と他端側に配置する工程と、
一対の前記コイルユニットを前記管材の軸方向に相対移動させて突き合わせ、前記コイルユニットの少なくとも一方の挿入側先端部に設けられ少なくとも軸方向両端が絶縁体からなる支持部材の先端部で、該支持部材と対面する前記コイルユニットの先端部を同軸に保持させるコイルユニット保持工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部を、前記管材内の前記管外周部材の軸方向位置に配置するコイル配置工程と、
前記管外周部材の軸方向位置に配置された前記導体巻き回し部に通電して発生する電磁力により、前記管材を拡管させて前記管材に前記管外周部材を固着させるかしめ工程と、を有し、
前記管材の前記複数箇所のそれぞれで、前記コイルユニットを前記支持部材に保持させたまま前記コイル配置工程及び前記かしめ工程をこの順に実施する電磁成形方法。
【請求項3】
一対の前記コイルユニットの前記導体巻き回し部の軸方向位置が、前記管材の軸方向に沿って隣り合う前記管外周部材の軸方向位置にそれぞれ一致する軸長の前記支持部材により、前記コイルユニットを保持する請求項２に記載の電磁成形方法。
【請求項4】
前記コイル配置工程の後に、前記コイルユニット保持工程を実施する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電磁成形方法。
【請求項5】
前記コイルユニット保持工程の後に、前記コイル配置工程を実施する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電磁成形方法。
【請求項6】
前記コイルユニット保持工程は、前記管材の管内で前記コイルユニットを前記支持部材により保持する請求項５に記載の電磁成形方法。
【請求項7】
前記コイルユニット保持工程は、前記管材の管外で前記コイルユニットを前記支持部材により保持する請求項５に記載の電磁成形方法。
【請求項8】
前記導体巻き回し部が軸方向の複数箇所に配置された前記コイルユニットを用いる請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の電磁成形方法。
【請求項9】
前記コイルユニット保持工程は、前記支持部材の挿入側先端に設けた係合部を前記コイルユニットの挿入側先端部に係合させて、前記コイルユニットと前記支持部材とを同軸に保持する、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の電磁成形方法。
【請求項10】
前記かしめ工程は、前記支持部材の外周面を前記管材の内周面に接触させて通電する、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の電磁成形方法。
【請求項11】
前記管材と、該管材の外周に配置された前記管外周部材との軸方向断面において、前記管材の外周面と、該外周面に対向する前記管外周部材の対向面とを、互いに平行に配置する、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の電磁成形方法。
【請求項12】
前記管外周部材は前記管材を挿通する貫通孔が形成され、
前記管材を前記貫通孔と同軸に支持する、請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の電磁成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管材を、電磁成形により拡管して管材外周に配置された管外周部材にかしめる電磁成形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の部品は、機械的強度、コスト、溶接施工性等の観点から鋼部材が多く用いられている。近年の燃費向上の要求から、鋼材の一部を軽量な部材で置き換えることが行われており、パネル部材の他、フレーム部材にもそのような軽量化部材を適用することが検討されている。フレーム部材は、一般にプレス加工、溶接、鋳造等の各種製法により製造されるが、電磁成形を応用して製造することもできる。例えば、長尺な管材の外周に複数のブラケット等の管外周部材を配置し、電磁成形による管材の拡管によって、管材を管外周部材にかしめて固定する方法が提案されている（特許文献１）。
【0003】
電磁成形においては、成形対象の被成形材をインダクタ（コイル）の付近に設置し、コンデンサに充電したエネルギーを、数ミリｓｅｃ以内の極めて短い時間でパルス状の大電流としてコイルに印加する。これにより、被成形材に誘導電流が流れてローレンツ力が発生し、被成形材が拡管される。このような電磁成形を用いたかしめによる固着は、熱歪が発生しないため、溶接による施工法に比較して精度の高い構造体を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１７−１３１９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、自動車のフレーム部材の一つにインパネレインフォース等の補強用部品がある。一般に、インパネレインフォースは、軸長が比較的長く、その長手方向の複数箇所に部材取り付け用のブラケット等の管外周部材が設けられる。
このような部品を電磁成形により作製する場合には、成形用コイルを有するコイルユニットを管材に挿入し、管材内のブラケットが配置される軸方向位置に成形用コイルを配置させ、この状態で成形用コイルにパルス電流を印加する。その際、管材が長尺状であるため、管材内に挿入するコイルユニットと管材との偏芯が生じやすく、拡管後の管材の周方向におけるかしめ状態にばらつきが生じるおそれがある。
【0006】
また、管材と管外周部材との配置関係もかしめ状態に影響を及ぼす。
図２３Ａ，図２３Ｂは管材２１１の内周面２１１ａに対面して成形用コイル２１３を配置し、管材２１１の外周面２１１ｂに対面して管外周部材２１５を配置して、管材２１１を電磁成形により拡管する場合の各部材要部の一部断面図である。
図２３Ａに示すように、管外周部材２１５の管材２１１との対向面２１５ａが、管材２１１の軸方向から角度θで傾斜したテーパ状である場合、図２４Ａに示すように、電磁成形による拡管時に、まず、管材２１１が管外周部材２１５の内周面の最小径部２１５ｂに当接する。すると、管材２１１に誘起された渦電流が最小径部２１５ｂを通じて管外周部材２１５側に流れ、管材２１１に作用する電磁力が弱くなる。その結果、図２４Ｂに示すように、管材２１１は管外周部材２１５の軸方向両端部で拡管力に差が生じ、最小径部２１５ｂとは反対側の領域２１７でかしめが弱くなるおそれがある。また、図２３Ｂに示す管外周部材２１９ように、対向面２１９ａの軸方向中央が最小径部２１９ｂとなり、最小径部２１９ｂの軸方向両側がテーパ状である場合も同様に、管材２１１は、管外周部材２１９の軸方向両端部でかしめが弱くなりやすい。このように、長尺な管材を電磁成形する場合、管材内に挿入される成形用コイルの配置や、管外周部材の管材との対向面の形状が、かしめ状態に影響を及ぼすことになる。
【0007】
そこで本発明は、管材とコイルユニットとの軸芯ずれを防止して、成形用コイルを正確に位置決めすることで、長尺状の管材を管外周部材に均等なかしめ状態で接合できる電磁成形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】
【0008】
本発明は下記構成からなる。
（１） 管材の外周の軸方向に沿った複数箇所に管外周部材を配置する工程と、
導体巻き回し部、一端部が前記導体巻き回し部に接続され長手方向に延びる導体延出部、前記長手方向に沿って設けられ少なくとも前記導体延出部を支持する樹脂製の導体支持部を備えるコイルユニットを、前記管材の軸方向一端側に配置する工程と、
少なくとも前記管材側の先端が絶縁体からなる支持部材を、前記管材の軸方向他端側に配置する工程と、
前記コイルユニットと前記支持部材とを前記管材の軸方向に相対移動させて突き合わせ、前記支持部材の先端部で前記コイルユニットを同軸に保持させるコイルユニット保持工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部を、前記管材内の前記管外周部材の軸方向位置に配置するコイル配置工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部に通電して発生する電磁力により、前記管材を拡管させて前記管材に前記管外周部材を固着させるかしめ工程と、
を有し、
前記管材の前記複数箇所のそれぞれで、前記コイルユニットを前記支持部材に保持させたまま前記コイル配置工程及び前記かしめ工程をこの順に実施する電磁成形方法。
（２） 管材の外周の軸方向に沿った複数箇所に管外周部材を配置する工程と、
導体巻き回し部、一端部が前記導体巻き回し部に接続され長手方向に延びる導体延出部、前記長手方向に沿って設けられ少なくとも前記導体延出部を支持する樹脂製の導体支持部を備える一対のコイルユニットを、前記管材の軸方向一端側と他端側に配置する工程と、
一対の前記コイルユニットを前記管材の軸方向に相対移動させて突き合わせ、前記コイルユニットの少なくとも一方の挿入側先端部に設けられ少なくとも軸方向両端が絶縁体からなる支持部材の先端部で、該支持部材と対面する前記コイルユニットの先端部を同軸に保持させるコイルユニット保持工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部を、前記管材内の前記管外周部材の軸方向位置に配置するコイル配置工程と、
前記管外周部材の軸方向位置に配置された前記導体巻き回し部に通電して発生する電磁力により、前記管材を拡管させて前記管材に前記管外周部材を固着させるかしめ工程と、
を有し、
前記管材の前記複数箇所のそれぞれで、前記コイルユニットを前記支持部材に保持させたまま前記コイル配置工程及び前記かしめ工程をこの順に実施する電磁成形方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、管材とコイルユニットとの軸芯ずれを防止して、成形用コイルを正確に位置決めできる。これにより、長尺状の管材を管外周部材に均等なかしめ状態で接合できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】電磁成形された成形体を模式的に示す外観斜視図である。
【図2】電磁成形装置の概略平面図である。
【図3】治具プレートの斜視図である。
【図4】コイルユニットの模式的な構成図である。
【図5】コイルユニットに用いる導体の単体構成を模式的に示す導体の構成図である。
【図6】導体支持部の一部分解斜視図である。
【図7】支持棒の先端部に設けたコイル保持部の拡大斜視図である。
【図8】管挿入ステージの治具プレート上に保持されたブラケットの貫通孔に、管材を挿入する管挿入工程を示す工程説明図である。
【図9A】治具プレート上に支持された管材にコイルユニットと支持棒とを挿入して管材を拡管する拡管工程を段階的に示す工程説明図である。
【図9B】治具プレート上に支持された管材にコイルユニットと支持棒とを挿入して管材を拡管する拡管工程を段階的に示す工程説明図である。
【図10】管材内でコイル部がコイル保持部に保持された状態を示す断面図である。
【図11】図１０のＸＩ−ＸＩ線の概略断面図である。
【図12】コイル部による管材の電磁成形の様子を示す概略構成図である。
【図13】管材の電磁成形後の概略断面図である。
【図14A】第２の電磁成形方法におけるコイルユニット保持工程、コイル移動工程の手順を示す工程説明図である。
【図14B】第２の電磁成形方法におけるコイルユニット保持工程、コイル移動工程の手順を示す工程説明図である。
【図14C】第２の電磁成形方法におけるコイルユニット保持工程、コイル移動工程の手順を示す工程説明図である。
【図15】第３の電磁成形方法を実施する電磁成形装置の概略平面図である。
【図16】コイルユニットの挿入側先端部の概略拡大図である。
【図17】図１５に示す電磁成形装置のコイル部による管材の電磁成形の様子を示す概略構成図である。
【図18】軸方向長さが調整されたコイル保持部を用いる管材の電磁成形の様子を示す概略構成図である。
【図19】第４の電磁成形方法に用いるコイルユニットの模式的な構成図である。
【図20A】第４の電磁成形方法に用いるコイルユニットのコイル移動工程、コイルユニット保持工程、かしめ工程の手順を示す工程説明図である。
【図20B】第４の電磁成形方法に用いるコイルユニットのコイル移動工程、コイルユニット保持工程、かしめ工程の手順を示す工程説明図である。
【図20C】第４の電磁成形方法に用いるコイルユニットのコイル移動工程、コイルユニット保持工程、かしめ工程の手順を示す工程説明図である。
【図21】管材の軸方向両端から一対のコイルユニットを挿入して、ブラケットを同時に電磁成形する様子を示す工程説明図である。
【図22】コイル保持部における係合凹部の他の例を示す概略断面図である。
【図23A】従来の管材の電磁成形の様子を示す一部断面図である。
【図23B】従来の管材の電磁成形の様子を示す一部断面図である。
【図24A】従来の管材の電磁成形時に管材が拡管した様子を示す模式的な説明図である。
【図24B】従来の管材の電磁成形時に管材が拡管した様子を示す模式的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施形態では、軸長の長いインパネレインフォースに、部材取り付け用のブラケットを電磁成形により取り付ける場合を例に説明するが、本発明は、これに限らず、他の用途、他の種類の管材に、管外周部材等の剛体を電磁成形して取り付けることにも適用可能である。
【0012】
＜成形体の構成＞
図１は電磁成形された成形体を模式的に示す外観斜視図である。
成形体１１は、アルミニウム管材（以下、管材と略称する。）１３と、管材１３の軸方向中間部の外周に設けられたブラケット１５Ａ，１５Ｂと、管材１３の両端の外周に設けられたブラケット１５Ｃ、１５Ｄとを有する。ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ（管外周部材）は、それぞれ円形の貫通孔１７を有し、各貫通孔１７に断面円形の管材１３が挿通された状態で固定される。
【0013】
管材１３は、押出成形や板材の溶接により製造でき、図示例の円管に限らず、断面が正方形又は長方形の四角管、断面が六角形の六角管、断面が八角形の八角管であってもよい。管材１３の材質としては、アルミニウム合金（ＪＩＳ６０００系、７０００系等）が好適な材料の一つとして挙げられる。例えば、管材１３として、Ａ６０６３押出用アルミニウム合金からなる中空パイプを用いることができる。
【0014】
ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ（以下、これらを纏めてブラケット１５とも呼称する）は、成形後に管材１３と一体に構成される剛性部材である。ブラケット１５は、ＪＩＳ規格のＳＳ４００等の鋼、アルミ押出材（例えば、６０６３Ｔ５（ＪＩＳ Ｈ ４１００））、アルミ鋳物（例えば、ＡＣ４ＣＨ Ａｌ（ＪＩＳ Ｈ ５２０２））、等の金属部材であり、成形体１１の使用条件によっては、樹脂射出成形材等を用いることもできる。ブラケット１５の貫通孔１７は、管材１３が円管である場合に円形状とされるように、貫通孔１７は管材１３の断面形状の相似形であることが好ましい。貫通孔１７は、電磁成形による拡管前の管材１３の外径よりも僅かに大きい内径に形成される。
【0015】
＜電磁成形装置の構成＞
次に、電磁成形により管材１３をブラケット１５にかしめて成形体１１を作製する電磁成形装置１００の構成を説明する。
【0016】
図２は電磁成形装置１００の概略平面図である。
電磁成形装置１００は、複数の治具プレート２１と、治具プレート搬送機構２３と、管材挿入機構２５と、電磁成形用のコイルユニット２７と、コイル移動機構２９と、電流供給部３１と、支持棒（支持部材）３３と、支持棒３３を軸方向に移動させる支持棒移動機構３５と、を備える。
【0017】
この電磁成形装置１００は、管挿入ステージＳＴ１と、拡管ステージＳＴ２とを有し、概略的には次のように動作する。管挿入ステージＳＴ１では、管材挿入機構２５により、管材１３を治具プレート２１に移載する。治具プレート搬送機構２３は、管材１３が移載された治具プレート２１を拡管ステージＳＴ２に搬送する。
【0018】
拡管ステージＳＴ２では、コイル移動機構２９により、コイルユニット２７を治具プレート２１に支持された管材１３に挿入する。また、支持棒移動機構３５により、治具プレート２１に支持された管材１３に支持棒３３を挿入する。そして、電流供給部３１によりコイルユニット２７に通電して、管材１３を電磁成形により拡管することにより前述の成形体１１が作製される。
【0019】
次に、上記した電磁成形装置１００の各部についての詳細を、順次に説明する。
＜治具プレート＞
図３は治具プレート２１の斜視図である。
治具プレート２１は、基板４１と、基板４１上に固定されるブラケットホルダ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄと、ブラケットホルダ４３Ｃ，４３Ｃのそれぞれ軸方向外側に配置された管材位置決め部４５，４７と、を備える。なお、図中には、ブラケットホルダ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄに支持されるブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄと、ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの各貫通孔１７に挿入される管材１３（図中点線）と、を併せて示してある。
【0020】
基板４１は、一枚の鋼材からなり、上面側にフェノール樹脂（ベークライト（登録商標））等の電気絶縁層が設けられる。この基板４１によれば、管材１３のような径に比較して軸長が長い長尺部材を、曲がりが少ない状態で保持できる。また、管材１３に誘起される誘導電流が基板４１に流れることがない。
【0021】
ブラケットホルダ４３Ａは、ブラケット１５Ａを収容し、不図示のトグルクランプ等により締め付けられる。これにより、貫通孔１７を所定位置に位置決めされた状態でブラケット１５Ａが保持される。ブラケットホルダ４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄも同様に、ブラケット１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄをそれぞれ位置決めして保持される。よって、ブラケットホルダ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄに保持された各ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの貫通孔１７は、全て同軸に配置される。
【0022】
管材位置決め部４５，４７は、貫通孔１７に挿入された管材１３の端部を支持し、管材１３が各貫通孔１７の軸芯と同軸になるように位置決めする。したがって、管材１３の外周面とブラケットの貫通孔１７の内周面との間には、周方向に均等な径方向隙間が形成される。
【0023】
管材位置決め部４５，４７の位置決め機構は、特に限定されないが、管材１３の端部を水平及び鉛直方向に移動調整できるチャック機構であってもよく、図示例のように、管材１３の外径と略等しいガイド孔４５ａ，４７ａが、貫通孔１７の軸芯と同軸に形成された板材によるものであってもよい。いずれの場合でも、管材１３の外周面と貫通孔１７の内周面とが、平行に、好ましくは３°未満の傾斜に、さらに好ましくは１°以内の傾斜に調整できればよい。双方の面が上記の範囲内であれば、管材１３が貫通孔１７の内周面に密着して、良好にかしめることができる。
【0024】
＜治具プレート搬送機構＞
治具プレート搬送機構２３は、一対の搬送用レール５１と、搬送用レール５１に沿って配置され、コンベヤチェーンが周回する搬送用コンベヤ（図示せず）とを有する。搬送用コンベヤには治具プレート２１が載置され、コンベヤチェーンの駆動によって治具プレート２１が搬送用レール５１に沿って搬送される。つまり、治具プレート搬送機構２３は、治具プレート２１を、搬送用レール５１に沿って管挿入ステージＳＴ１から拡管ステージＳＴ２に搬送する。
【0025】
＜管挿入機構＞
図２に示す管挿入ステージＳＴ１の管材挿入機構２５は、治具プレート２１の一端側（図中右側）に配置されたベース５３と、ベース５３上に設けられた管挿入駆動部５５とを備える。
【0026】
管挿入駆動部５５は、管材１３の一端部を不図示のチャック機構に支持させ、管材１３を治具プレート２１へ向けて長手方向に移動させる。これにより、管挿入駆動部５５は、管材１３を、ブラケットホルダ４３Ａ，４３ｂ，４３Ｃ，４３Ｄに保持されたブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの貫通孔１７（図３参照）に挿入させる。
【0027】
治具プレート搬送機構２３の治具プレート２１とベース５３とは、各上面が互いに平行となって配置される。そのため、管挿入駆動部５５による管材１３の移動によって、管材１３は、治具プレート２１側に支持されたブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの貫通孔１７と同軸に保たれて挿入される。そして、管材１３は、貫通孔１７にガイドされて、管材位置決め部４５，４７により貫通孔１７と同軸に位置決めされる。そのため、管材１３は貫通孔１７と高い精度で同軸に配置されることになる。
【0028】
＜コイルユニット＞
コイルユニット２７は、拡管ステージＳＴ２における治具プレート２１の一方の側（図中右側）に配置される。コイルユニット２７の拡管ステージＳＴ２側の先端にはコイル部６１が配置される。
【0029】
図４はコイルユニット２７の模式的な構成図である。
コイルユニット２７は、基端２７ａから先端２７ｂへ向かう長手方向に沿って形成され、先端２７ｂ側から管材１３に挿入される。
【0030】
コイルユニット２７は、導体巻き回し部６３と、一端部が導体巻き回し部６３に接続され長手方向に延びる一対の導体延出部６５ａ，６５ｂと、長手方向に沿って設けられ少なくとも導体延出部６５ａ，６５ｂを支持する樹脂製の導体支持部６７と、導体支持部６７の他端部に接続されたコイル端子部６９Ａ，６９Ｂと、を備える。
【0031】
導体巻き回し部６３は、円柱形状の樹脂製の軸芯部材７１における外周部に配置される。また、コイル端子部６９Ａ，６９Ｂは、導体支持部６７の基端側に設けた端子支持部７３に配置される。軸芯部材７１は、導体支持部６７とは別体として、導体支持部６７とは分割可能に形成されていてもよく、導体支持部６７と一体に形成されていてもよい。
【0032】
図５はコイルユニット２７に用いる導体の単体構成を模式的に示す導体の構成図である。
導体巻き回し部６３と、導体延出部６５ａ，６５ｂは、中心に連通孔７５が形成された管状の導体（ホローコンダクター）７７からなる。また、連通孔７５はコイル端子部６９Ａ，６９Ｂにも形成される。連通孔７５はポンプＰに接続され、ポンプＰから冷却媒体が供給される。これにより、通電時に発熱する導体巻き回し部６３や導体延出部６５Ａ，６５Ｂ等を冷却する。冷却媒体としては、エア、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が用いられる。
【0033】
図４に示す導体巻き回し部６３の外周面には、導体７７を覆う電気絶縁性を有する樹脂被覆層７９が設けられる。樹脂被覆層７９は、導体７７の表面にガラス繊維のテープを巻きつけて軸芯部材７１の外周に巻き回し、さらに、巻き回された導体７７のテープに樹脂を含浸させることで形成される。また、樹脂被覆層７９は、導体巻き回し部６３の外周のみならず、導体巻き回し部６３における隣接する導体間、及び導体巻き回し部６３の内周にも設けられる。樹脂被覆層７９の外周面は、必要に応じて切削、研削、研磨することで、滑らかな表面に仕上げられている。
【0034】
図６は導体支持部６７の一部分解斜視図である。
導体支持部６７は、図４に示す軸芯部材７１から基端２７ａ側の端子支持部７３までの間に設けられる。図示例の導体支持部６７は、軸芯部材７１とは別体に形成された円柱状の部材であり、軸方向直交断面が半円形の一対の分割片６７Ａ，６７Ｂからなる。
【0035】
一対の分割片６７Ａ，６７Ｂの少なくとも一方の分割対向面（図示例では８１Ａ）には、導体支持部６７の長手方向に沿って一対の導体延出部６５ａ，６５ｂを互いに一定間隔で離間させて保持する一対の導体保持部８３Ａ，８３Ｂが形成される。導体保持部８３Ａ，８３Ｂは、互いに逆向きの電流が流れる一対の導体延出部６５ａ，６５ｂに発生する振動から、導体延出部６５ａ，６５ｂを保護している。
【0036】
＜コイル移動機構＞
次に、コイル移動機構２９について説明する。
図２に示す拡管ステージＳＴ２のコイル移動機構２９は、治具プレート２１の一方の側（図中右側）に設けられたベース８５と、ベース８５に設けられコイルユニット２７の基端部を支持するコイル移動部８７とを備える。
【0037】
コイル移動部８７は、コイルユニット２７を把持するチャッキング部８９と、コイルユニット２７を長手方向に沿って移動させる図示しない駆動部とを有する。駆動部は、コイルユニット２７を長手方向に進退駆動する。
【0038】
コイル移動機構２９は、コイルユニット２７を、管材１３と同軸にして管材１３内へ挿抜可能に支持する。コイル移動機構２９によるコイルユニット２７の移動によって、コイル部６１を所望の拡管箇所に配置することができる。
【0039】
＜電流供給部＞
電流供給部３１は、図２に示すコイル部６１に電磁成形のための電流を供給する。電流供給部３１は、コイルユニット２７のコイル端子部６９Ａ，６９Ｂ（図４参照）に接続する端子接続部９１と、電源部９３と、電源部９３とコイル端子部６９Ａ，６９Ｂとを接続する高圧電源ケーブル９５とを有する。
【0040】
電源部９３は、コンデンサに充電したエネルギーを、スイッチを通じて数ミリｓｅｃ以内の極めて短い時間でパルス状の大電流として出力する。出力されたパルス電流は、高圧電源ケーブル９５を通じてコイル部６１に供給される。電磁成形の１回当たりの投入エネルギーは、例えば２０ｋＪ程度に達する。
【0041】
上記スイッチとしては、ギャップスイッチ、サイラトロンスイッチ、メカニカルスイッチ、半導体スイッチ、イグナイトロンスイッチ等が利用可能である。
【0042】
＜支持棒移動機構＞
支持棒移動機構３５は、拡管ステージＳＴ２の治具プレート２１のコイル移動機構２９側とは反対の他端側（図中左側）に配置される。支持棒移動機構３５は、ベース９６と、ベース９６に設けられ支持棒３３を長手方向に移動自在に支持する支持棒移動部９７とを有する。
【0043】
支持棒移動部９７は、支持棒３３の基端部を支持するチャッキング部９９と、チャッキング部９９により支持された支持棒３３を長手方向に移動させる不図示の駆動部とを有する。駆動部は、支持棒３３を長手方向に進退駆動する。
【0044】
図７は支持棒３３の先端部に設けたコイル保持部１１１の拡大斜視図である。
支持棒３３は、治具プレート２１側の先端部に、コイル保持部１１１が設けられる。コイル保持部１１１は、電気絶縁性を有する絶縁体であり、有底の円筒形状に形成される。コイル保持部１１１の円筒外周面１１１ａは、管材１３の内径と等しいか僅かに小さな外径φＤｒを有する。また、コイル保持部１１１の先端には、軸断面が円形の係合凹部１１３が形成される。
【0045】
係合凹部１１３は、コイルユニット２７のコイル部６１の外径と略等しい内径φｄｒを有し、支持棒３３と同軸に形成される。なお、コイル保持部１１１は図示例の構成に限らず、管材１３内でコイルユニット２７のコイル部６１側を保持できる構成であれば任意の形状であってもよい。
【0046】
コイル保持部１１１は、その全体が絶縁体である以外にも、少なくとも係合凹部１１３が形成される側の端面、及び係合凹部１１３の内面が、電気絶縁性を有していればよい。
【0047】
＜第１の電磁成形方法＞
次に、上記構成の電磁成形装置１００により、図１に示す管材１３を電磁成形する手順を順次説明する。
【0048】
図８は管挿入ステージＳＴ１の治具プレート２１上に保持されたブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの貫通孔１７に、管材１３を挿入する管挿入工程を示す工程説明図である。
まず、管材１３を用意して、この管材１３を、図２に示す管材挿入機構２５の管挿入駆動部５５内のチャック機構に取り付ける。
【0049】
また、治具プレート２１のブラケットホルダ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄに、ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄをそれぞれ取り付ける。各ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄは、それぞれ貫通孔１７を同軸にしてブラケットホルダ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄに固定される。これにより、管挿入駆動部５５に支持された管材１３、ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの各貫通孔１７、管材位置決め部４５，４７のガイド孔４５ａ，４７ａは、軸線Ａｘを軸心としてそれぞれ同軸に配置される。
【0050】
（管挿入工程）
次に、管挿入駆動部５５の駆動により、管材１３を治具プレート２１に向けて移動させる。すると、管材１３は、一方の管端部１３ａが管材位置決め部４５のガイド孔４５ａ，ブラケット１５Ｃ，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｄの貫通孔１７、管材位置決め部４７のガイド孔４７ａにこの順で挿入される。そして、挿入先端側の管端部１３ａが管材位置決め部４７のガイド孔４７ａに支持され、挿入後端側の他方の管端部１３ｂが管材位置決め部４５のガイド孔４５ａに支持される。
【0051】
これにより、管材１３は、軸線Ａｘを軸芯としてブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄに、高精度な同軸状態で位置決めされる。管挿入駆動部５５は、管材１３を治具プレート２１に移載した後、図８に点線で示す退避位置まで後退される。
【0052】
図２に示す治具プレート搬送機構２３は、管挿入ステージＳＴ１において上記の管材１３が支持された治具プレート２１を、拡管ステージＳＴ２に搬送する。
【0053】
（コイルユニットと支持部材の配置工程）
図９Ａ、図９Ｂは治具プレート２１上に支持された管材１３にコイルユニット２７と支持棒３３とを挿入して管材１３を拡管する拡管工程を段階的に示す工程説明図である。
【0054】
図９Ａに示すように、拡管ステージＳＴ２に搬送された治具プレート２１には、コイル移動機構２９に支持されたコイルユニット２７と、支持棒移動機構３５に支持された支持棒３３とが、管材１３の軸芯上で、端部同士を対面させて管材１３を挟んで同軸に対向して配置される。
【0055】
（コイル移動工程）
そして、図９Ｂに示すように、コイル移動機構２９はコイルユニット２７を治具プレート２１に向けて移動させ、コイル部６１を管材１３内のブラケット１５Ａの軸方向位置に配置する。ここで、コイルユニット２７を管材１３内に挿入する際、コイルユニット２７が管材１３と同軸であることがコイルの挿入性の観点から好ましいが、厳密に同軸でなくてもよい。なお、ここではブラケット１５Ａの軸方向位置での電磁成形を例に説明するが、電磁成形を実施する順序は各ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの軸方向位置で任意に設定できる。
【0056】
（コイルユニット保持工程）
次に、支持棒移動部９７を駆動して、支持棒３３を治具プレート２１に向けて移動させ、コイル保持部１１１をコイル部６１に突き合わせる。これにより、コイル部６１の挿入側先端部がコイル保持部１１１に保持されて、コイル部６１が管材１３内に安定して支持される。コイル移動機構２９は、コイル部６１がコイル保持部１１１に保持された位置で、コイルユニット２７の軸方向移動を規制する。
【0057】
図１０は管材１３内でコイル部６１がコイル保持部１１１に保持された状態を示す断面図である。
【0058】
コイル保持部１１１は、円筒外周面１１１ａが管材１３の内周面１３ｃに沿って滑りながら移動してコイル部６１に突き当たる。突き当たった際、内径がφｄｒの係合凹部１１３に、外径がφＤｃ（≒φｄｒ）のコイル部６１の挿入先端が嵌入される。このようにして、コイル部６１の挿入側先端部が管材１３内でコイル保持部１１１に保持される。
【0059】
したがって、コイル部６１は、ブラケット１５Ａの軸方向位置で、コイル保持部１１１を介して管材１３の内周面に径方向に関して固定される。その結果、管材１３内においては、管材１３の中心軸をＡｘ１、コイルユニット２７の中心軸をＡｘ２、支持棒３３（コイル保持部１１１）の中心軸をＡｘ３とした場合、これら、中心軸Ａｘ１，Ａｘ２，Ａｘ３は同軸に配置される。
【0060】
また、管材１３は、前述した管材位置決め部４５，４７（図３参照）によってブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄと同軸に配置される。そのため、ブラケット１５Ａ（１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄも同様）に形成された貫通孔１７の中心軸も同様に、管材１３の中心軸Ａｘ１と同軸に配置される。貫通孔１７の内径φｄｂは、管材１３の外径φＤｐよりも大きい（φＤｐ＜φｄｂ）。
【0061】
なお、管材１３とコイルユニット２７は、コイルユニット２７がコイル保持部１１１に保持されたときに同軸となるが、管材１３内へコイルユニット２７を挿入する時点で、管材１３とコイルユニット２７との同軸状態が維持されていてもよい。
【0062】
図１１は図１０のＸＩ−ＸＩ線の概略断面図である。
コイル保持部１１１は、コイル部６１を同軸に支持することで、コイル部６１と管材１３の内周面１３ｃとの間には、周方向に均等な隙間δ１が形成される。また、ブラケット１５Ａの貫通孔１７と管材１３の外周面１３ｄとの間には周方向に均等な隙間δ２が形成される。
【0063】
（かしめ工程）
次に、図９Ｂに示す状態で、電流供給部３１（図２参照）によってコイル部６１に通電する。
図１２はコイル部６１による管材１３の電磁成形の様子を示す概略構成図である。同図においては、管材位置決め部４５（図９Ａ参照）を省略している。
管材１３のブラケット１５Ａの軸方向位置では、コイル部６１の通電による磁界によって誘導電流が誘起される。この誘導電流により生じるローレンツ力によって、管材１３は図中点線で示すように拡管する。
【0064】
このとき、ブラケット１５Ａがコイル部６１の軸方向中央に配置されるため、ブラケット１５Ａの貫通孔１７に管材１３の外周面が拡管して押し当てられる。また、ブラケット１５Ａの軸方向両脇側では、コイル部６１が配置される軸方向領域内（磁界が強い領域）で管材１３に環状の膨出部１２１が形成される。その結果、一対の膨出部１２１がブラケット１５Ａを軸方向に挟み込むように形成され、管材１３がブラケット１５Ａにかしめられる。
【0065】
上記の管材１３の電磁成形による拡管を、図９Ｂに示すブラケット１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄについても同様に実施する。つまり、上記の一例として示すブラケット１５Ａの軸方向位置で管材１３を電磁成形で拡管した後、コイル移動機構２９は、コイルユニット２７の軸方向規制を解除し、コイル部６１を、次に電磁成形するブラケットの軸方向位置に移動させる。また、支持棒３３も同様に移動させ、移動先のコイル部６１を管材１３内で支持する。
【0066】
コイル保持部１１１は、電磁成形位置毎にコイル部６１と分離させ、次の電磁成形位置で再度突き合わせて嵌合させてもよく、１回目の拡管時にコイル部６１と嵌合させた状態を保持しながら、支持棒３３を次の電磁成形位置に軸方向移動させることでもよい。
【0067】
図１３は管材１３の電磁成形後の概略断面図である。
上記した電磁成形による拡管は、ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｃの各軸方向位置で順次に実施される。これにより、管材１３は、各軸方向位置でブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｃにかしめられる。
【0068】
そして、上記した電磁成形の後、図３に示すブラケットホルダ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄの固定を解除することで、各ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄがかしめ固定された成形体を取り出す。こうして、図１に示す状態の成形体１１が得られる。
【0069】
＜管材、コイル等の同軸配置による効果＞
本構成の電磁成形装置１００によれば、コイル部６１が管材１３の拡管位置において、管材１３と同軸に配置される。また、管材１３がブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｃの貫通孔１７と同軸に配置される。そして、コイル部６１は、支持棒３３の先端に設けたコイル保持部１１１によって、管材１３と同軸に管材１３内で径方向に関して固定される。そのため、図１１に示すように、コイル部６１と管材１３との間の隙間δ１と、管材１３とブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｃとの間の隙間δ２が、それぞれ周方向に高い精度で均一にされる。
【0070】
隙間δ１が周方向に均一になることで、コイル部６１から発生する磁界が均等に管材１３に及び、管材１３には周方向に均一な誘導電流が誘起される。
【0071】
ここで、隙間δ１が周方向に不均一であると、管材１３の周方向位置によって、コイル部６１に近い部位と遠い部位が生じ、誘起される誘導電流の大きさに差が生じる。すると、管材１３に作用する電磁力にバラつきが生じ、管材１３の位置によって塑性変形量が異なってしまう。
【0072】
しかし、本構成によれば、隙間δ１が周方向に均一にできるため、管材１３には放射状に均等な電磁力が作用して、管材１３が均等に塑性変形する。これにより、図２４Ｂの領域２１７に示すような拡管不足の発生を防止できる。
【0073】
また、隙間δ２が周方向に均一な隙間になることで、均等に塑性変形した管材１３の外周面が、周方向にわたって同時に、しかも略等しい電磁力でブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｃに突き当たる。その結果、管材１３がブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｃの軸方向両脇側で膨出する膨出部１２１が、周方向に均一に形成される。
【0074】
ここで、管外周部材であるブラケットが金属部材の場合、拡管時に管材１３がブラケットの貫通孔１７端部に時間差を有して接触すると、管材１３に誘起された誘導電流は、最初に接触した接触点からブラケット側に逃される。すると、最初の接触点での変形量が大きく、他の部位では変形量が少なくなり、膨出部１２１の形状が周方向、径方向に不均一となる。その場合、管材１３とブラケットとのかしめ強度が不十分となる。
【0075】
しかし、本構成の電磁成形装置１００によれば、管材１３とブラケットの貫通孔１７とが同軸に位置決めされるため、隙間δ２が周方向に均一となり、拡管時に管材１３がブラケットの貫通孔１７端部に時間差なく接触することになる。よって、管材１３の膨出部１２１が周方向に均等に形成され、管材１３とブラケットとが強くかしめ接合される。このようにして、長尺状の管材１３をブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄに均等なかしめ状態で接合させることができる。
【0076】
＜第２の電磁成形方法＞
次に、第２の電磁成形方法の手順を説明する。
図１４Ａ〜図１４Ｃは第２の電磁成形方法におけるコイルユニット保持工程、コイル移動工程の手順を示す工程説明図である。以下の説明においては、同一の部材や部位に対しては同一の符号を付与することで、その説明を簡単化、または省略する。
【0077】
第２の電磁成形方法では、コイルユニット保持工程が、コイル移動工程の前に実施される以外は、前述した第１の電磁成形方法の手順と同様である。
【0078】
まず、前述の図９Ａに示すように、管材１３をブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｃの貫通孔１７に挿入し、長手方向両端部を管材位置決め部４５，４７により支持させる。この状態では、図１４Ａに示すように、管材１３の一端の軸方向外側にコイルユニット２７のコイル部６１が配置される。
【0079】
次に、図１４Ｂに示すように、支持棒３３を管材１３の他端から挿入して、管材１３の一端から突出させ、コイル部６１の管材１３側の先端部に突き合わせる。これにより、コイル部６１の先端が、コイル保持部１１１の係合凹部１１３に嵌入され、コイルユニット２７が支持棒３３と同軸に支持される。
【0080】
そして、図１４Ｃに示すように、コイル部６１の先端をコイル保持部１１１に保持させたまま、コイルユニット２７を管材１３側に移動させ、コイル部６１を、拡管位置となるブラケット１５Ｃの軸方向位置に配置する。このとき、支持棒３３は、コイルユニット２７に従動して管材１３内に引き戻され、コイル部６１を管材１３内で径方向に固定する。また、コイル部６１は、不図示のコイル移動部によるコイルユニット２７の固定によって、軸方向移動が規制される。
【0081】
コイル部６１がブラケット１５Ｃの軸方向位置に配置された後、コイル部６１を通電して、管材１３を拡管する。すると、管材１３のコイル部６１の対面する領域がブラケット１５Ｃに向けて塑性変形し、ブラケット１５Ｃの軸方向両脇に膨出部１２１が形成される。その結果、管材１３がブラケット１５Ｃにかしめられる。
【0082】
この手順によれば、コイル保持部１１１が管材１３の外側でコイル部６１に嵌入されるため、コイル部６１のコイル保持部１１１への保持状態を簡単に確認できる。また、保持状態の微調整も作業性よく実施でき、したがって、コイル保持部１１１とコイル部６１との係合不良が生じ難くなり、精度の良い電磁成形が行える。
また、コイルユニット２７を支持棒３３によって保持された状態でブラケット１５Ｃの軸方向位置に配置させるため、コイルユニット２７が支持棒３３によって管材１３内をガイドされながら移動する。このため、コイルユニット２７を、管材１３との引っ掛かりを生じることなくブラケット１５Ｃの軸方向位置に配置でき、コイルユニット２７の軸方向の位置合わせがしやすくなる。また、コイルユニット２７の軸方向位置の微調整が可能となり、より精度の高い電磁成形が可能となる。
【0083】
上記の手順では、コイルユニット２７と支持棒３３のコイル保持部１１１とを管材１３の管外で突き合わせているが、管材１３の管内で突き合わせてもよい。その場合、コイルユニット２７と支持棒３３のコイル保持部１１１とが管材１３の径方向に規制され、双方を同軸に位置決めしやすくなる。
【0084】
＜第３の電磁成形方法＞
次に、第３の電磁成形方法の手順を説明する。
図１５は第３の電磁成形方法を実施する電磁成形装置２００の概略平面図である。
電磁成形装置２００は、複数の治具プレート２１と、治具プレート搬送機構２３と、管材挿入機構２５と、コイルユニット２７Ａ，２７Ｂと、コイル移動機構２９Ａ，２９Ｂと、電流供給部３１Ａ，３１Ｂと、コイル保持部１２５と、を備える。コイル移動機構２９Ａ，２９Ｂ、及び電流供給部３１Ａ，３１Ｂは、前述の電磁成形装置１００におけるコイル移動機構２９、電流供給部３１と同様の構成である。
【0085】
この電磁成形装置２００は、前述した電磁成形装置１００の支持棒移動機構３５（図２参照）の代わりに、コイル移動機構２９Ａを軸方向に反転させたコイル移動機構２９Ｂを設けている。また、このコイル移動機構２９に支持されるコイルユニット２７Ｂの挿入側先端部には、コイル保持部（支持部材）１２５が取り付けてある。つまり、本構成のコイルユニット２７Ｂとコイル移動機構２９Ｂは、前述の支持棒３３と支持棒移動機構３５としても機能する。
【0086】
図１６はコイルユニット２７Ｂの挿入側先端部の概略拡大図である。
コイル部６１Ｂの挿入側先端部に取り付けたコイル保持部１２５は、軸方向両端に係合凹部１２７，１２９が形成される。一方の係合凹部１２７は、コイル部６１の先端部が嵌入され、コイル保持部１２５がコイルユニット２７Ｂと一体にされる。コイル保持部１２５の係合凹部１２９は、前述のコイル保持部１１１の係合凹部１１３と同様の形状を有する。
【0087】
コイル保持部１２５の他方の係合凹部１２９は、後述するように図１５に示すコイルユニット２７Ａのコイル部６１Ａの先端部が嵌入される。
【0088】
図１７は図１５に示す電磁成形装置２００のコイル部６１Ａによる管材１３の電磁成形の様子を示す概略構成図である。
コイルユニット２７Ａは、管材１３の一端から挿入され、コイル部６１Ａがブラケット１５Ｃの軸方向位置に配置される。また、コイルユニット２７Ｂは、管材１３の他端から挿入され、挿入側先端部のコイル保持部１２５にコイル部６１Ａの挿入側先端部が保持される。この状態でコイル部６１Ａに通電することで、管材１３が拡管して、ブラケット１５Ｃにかしめられる。
【0089】
本構成によれば、複数のコイルユニット２７Ａ，２７Ｂを管材１３に挿入することで管材１３を拡管できる。そのため、前述の支持棒３３（図２参照）を管材１３に挿入して電磁成形し、電磁成形後に支持棒３３を抜き去り、改めて支持棒３３の挿入側からコイルユニットを差し込んで電磁成形するといった工程を省略できる。これにより、生産性が著しく向上する。また、コイル部６１Ｂの先端に設けられたコイル保持部１２５により、コイル部６１Ａ，６１Ｂ双方の芯出しができるため、電磁拡管精度が向上する。
【0090】
上記例では、コイルユニット２７Ｂにコイル保持部１２５を取り付けているが、コイルユニット２７Ａにコイル保持部１２５を取り付けてもよい。
【0091】
また、上記した工程では、管材１３のブラケット１５Ｃの軸方向位置でコイルユニット２７Ａとコイル保持部１２５を突き合わせているが、ブラケット１５Ｃの軸方向位置以外の管材１３内で突き合わせてもよい。その場合、コイルユニット２７Ａをコイル保持部１２５に保持させて、コイルユニット２７Ａ，２７Ｂを一体に移動させ、コイル部６１Ａをブラケット１５Ｃの軸方向位置に配置できる。これによれば、コイル部６１Ａの軸方向位置の微調整が可能となり、より精度の良い電磁成形が行える。
【0092】
さらに、コイルユニット２７Ａとコイル保持部１２５とを、管材１３の管外で突き合わせてもよい。その場合、コイルユニット２７Ａの撓みを抑えられ、コイルユニット２７Ａ，２７Ｂ同士の同軸を調整しやすくなる。また、コイルユニット２７Ａのコイル保持部１２５への保持状態を簡単に確認でき、保持状態の微調整も作業性よく実施できる。その結果、コイルユニットと支持部材とを同軸に位置決めしやすくなり、コイルユニットの保持を確実に行え、精度の良い電磁成形が行える。
【0093】
図１８は軸方向長さが調整されたコイル保持部１２５Ａを用いる管材１３の電磁成形の様子を示す概略構成図である。
コイル保持部１２５Ａは、コイル部６１Ａ，６１Ｂの挿入側先端部を収容する係合凹部１２９，１２７の底部同士の軸方向長さＷが、隣り合うブラケット（例えば１５Ａ，１５Ｃ）の軸方向間隔ＬＢに応じて決定される。
【0094】
図示例では、ブラケット１５Ａとブラケット１５Ｃの軸方向位置で管材１３を電磁成形する場合を示している。ここで、コイル部６１Ａの中心をブラケット１５Ｃの軸方向位置に配置し、コイル部６１Ｂの中心をブラケット１５Ａの軸方向位置に配置する。このときのコイル部６１Ａ，６１Ｂの中心同士の軸方向間隔をＬＣとする。
【0095】
この場合、コイル保持部１２５Ａは、軸方向間隔ＬＣが軸方向間隔ＬＢと等しくなる（ＬＣ＝ＬＢ）軸方向長さＷに設定される。これによれば、コイル保持部１２５Ａにコイル部６１Ａ，６１Ｂが保持されたコイルユニット２７Ａ，２７Ｂは、一方のコイル部６１Ａをブラケット１５Ｃの軸方向位置に配置することで、他方のコイル部６１Ｂがブラケット１５Ａの軸方向位置に配置される。
【0096】
図１８に示すコイル部６１Ａ，６１Ｂの配置状態で、各コイル部６１Ａ，６１Ｂを通電することで、管材１３を、ブラケット１５Ａ，１５Ｃの各軸方向位置で一度に拡管できる。これにより、かしめ工程が簡素化され、電磁成形のタクトタイムを短縮できる。
【0097】
＜第４の電磁成形方法＞
次に、第４の電磁成形方法の手順を説明する。
図１９は第４の電磁成形方法に用いるコイルユニットの模式的な構成図である。
本構成のコイルユニット２８は、軸方向に沿った複数箇所（図示例では２箇所）に、コイル部６２Ａ，６２Ｂが配置される。コイル部６２Ａ，６２Ｂは、前述したコイル部６１と同様の構成を有する。
【0098】
コイル部６２Ａ，６２Ｂは、それぞれ独立したコイル部であり、個別に通電される。また、コイル部６２Ａとコイル部６２Ｂとの間には導体支持部６８Ａが設けられ、コイル部６２Ｂから基端２８ａまでの間には導体支持部６８Ｂが設けられる。
【0099】
端子接続部９１では、コイル部６２Ａからの導体延出部６５ａ，６５ｂの基端にコイル端子部６９Ａ，６９Ｂが接続される。また、コイル部６２Ｂからの導体延出部６５ａ，６５ｂの基端にコイル端子部７０Ａ，７０Ｂが接続される。
【0100】
図２０Ａ〜図２０Ｃは第４の電磁成形方法に用いるコイルユニット２８のコイル移動工程、コイルユニット保持工程、かしめ工程の手順を示す工程説明図である。
図２０Ａに示すように、コイルユニット２８を管材１３の一端側に配置して、図２０Ｂに示すように、コイルユニット２８を管材１３に挿入する。ここで、コイルユニット２８は、コイル部６２Ａ，６２Ｂの中心位置同士の軸方向間隔Ｌaを、ブラケット１５Ａ，１５Ｃの軸方向間隔Ｌbと一致させている。そのため、コイル部６２Ａ，６２Ｂは、管材１３内へ挿入することによって、ブラケット１５Ａ，１５Ｃの軸方向位置にそれぞれ一度に配置される。
【0101】
次に、支持棒３３を管材１３の他端側から挿入し、支持棒３３の先端に設けたコイル保持部（支持部材）１１１をコイル部６２Ａに突き合わせる。コイル保持部１１１は、係合凹部１１３にコイル部６２Ａの先端を嵌入させ、コイルユニット２８を管材１３内で保持する。
【0102】
これにより、コイル部６２Ａ，６２Ｂは、管材１３と同軸に位置決めされる。また、管材１３は不図示の管材位置決め部によって、ブラケット１５Ａ，１５Ｃの貫通孔１７と同軸に位置決めされる。さらに、コイルユニット２８は、不図示のコイル移動部により軸方向移動が規制される。
【0103】
そして、図２０Ｃに示すように、管材１３内に固定されたコイル部６２Ａ，６２Ｂに通電することで、管材１３を拡管させて膨出部１２１を形成し、管材１３をブラケット１５Ａ，１５Ｃにかしめる。
【0104】
なお、この場合も同様に、管材１３のブラケットの軸方向位置以外の管内、又は管材１３の管外で、コイル保持部１１１をコイル部６２Ａに突き合わせて保持した後、コイル保持部１１１にコイル部６２Ａを保持させたまま支持棒３３とコイルユニット２８とを一体に移動させて、各コイル部６２Ａ，６２Ｂを所望の拡管位置に配置してもよい。また、各コイル部６２Ａ，６２Ｂのいずれか一方をブラケット１５Ａ，１５Ｃのいずれかの軸方向位置に配置して電磁成形した後、いずれか他方を残りのブラケットの軸方向位置に配置して電磁成形してもよい。このように、コイルユニット２８の複数箇所に設けたコイル部６２Ａ，６２Ｂを順次に電磁成形に使用することでもよい。
【0105】
上記構成のコイルユニット２８は、長手方向に沿った２箇所にコイル部６２Ａ，６２Ｂを設けているが、コイル部の設置数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。
【0106】
本構成のコイルユニット２８によれば、複数のコイル部が一体に設けられるため、それぞれのコイル部を管材１３と同軸に高い精度で位置決めできる。よって、コイル部毎に異なる配置ずれが生じず、簡単に位置決め精度を向上できる。これにより、コイル部の位置決め作業が簡素化され、作業効率が向上し、タクトタイムの短縮化が図れる。
【0107】
図２１は管材１３の軸方向両端から一対のコイルユニット２８Ａ，２８Ｂを挿入して、ブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄを同時に電磁成形する様子を示す工程説明図である。
【0108】
コイルユニット２８Ａ，２８Ｂは、それぞれ前述のコイルユニット２８と同様の構成を有する。また、コイルユニット２８Ａ，２８Ｂの少なくともいずれか一方の挿入先端側にコイル保持部１２５Ｂが取り付けられている。本構成では、コイルユニット２８Ｂ側にコイル保持部１２５Ｂを配置している。
【0109】
管材１３の一端側からコイルユニット２８Ａが挿入され、管材１３の他端側からコイルユニット２８Ｂが挿入される。そして、コイルユニット２８Ａのコイル部６２Ａと、コイルユニット２８Ｂのコイル保持部１２５Ｂとが突き当たり、コイル保持部１２５Ｂにコイルユニット２８Ａのコイル部６２Ａが保持される。
【0110】
コイル保持部１２５Ｂの軸方向長さは、図１８に示す場合と同様に、図２１のブラケット１５Ａ，１５Ｂの軸方向間隔に応じて設定される。また、コイル部６２Ａ，６２Ｂの軸方向間隔は、図２０Ａに示す場合と同様に、図２１のブラケット１５Ａと１５Ｂの軸方向間隔、ブラケット１５Ｂと１５Ｄの軸方向間隔と等しく設定される。
【0111】
したがって、コイルユニット２８Ａ（又は２８Ｂ）のコイル部６２Ａをブラケット１５Ａ（又は１５Ｂ）の軸方向位置に位置決めすることで、全てのコイル部６２Ａ，６２Ｂが、拡管位置となるブラケット１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの軸方向位置に配置される。
【0112】
そのため、本構成によれば、複数のコイル部の少なくとも一つを軸方向に位置決めすることで、全てのコイル部を所望の軸方向位置に配置させることができる。よって、コイル部の位置決め作業がより簡素化され、作業効率が向上し、タクトタイムの短縮化が図れる。この場合も同様に、管材１３のブラケットの軸方向位置以外の管内、又は管材１３の管外で、コイル保持部１２５Ｂをコイル部６２Ａに突き合わせて保持した後、コイル保持部１２５Ｂにコイル部６２Ａを保持させたままコイルユニット２８Ａとコイルユニット２８Ｂとを一体に移動させて、各コイル部６２Ａ，６２Ｂを所望の拡管位置に配置してもよい。
【0113】
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【0114】
コイル保持部の係合凹部は、円筒状の内周面を有する有底凹部で示しているが、係合凹部の形状はこれに限らない。例えば、図２２に示すように、コイル保持部１１１Ａの係合凹部１１３Ａを、コイル部への挿入方向後方側（図中左側）に向けて徐々に縮径する、軸断面がテーパ状の側面１３１を有した形状にしてもよい。
【0115】
この場合、コイル保持部１１１Ａをコイル部に突き合わせる際に、コイル部が側面１３１にガイドされながら係合凹部１１３Ａに嵌入される。よって、コイル部は、多少の芯ズレがあっても側面１３１のテーパによりガイドされながら係合凹部１１３Ａに挿入され、高精度に支持棒３３と同軸状態に保持される。
【0116】
また、コイル保持部１１１は、コイル部側に形成した凹部に嵌入される凸部を有していてもよい。つまり、係合凹部１１３は、いずれか一方の凹部にいずれか他方の凸部が嵌合することで、互いが同軸に配置される構成であれば、その形状は任意であってよい。
【0117】
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） 管材の外周の軸方向に沿った複数箇所に管外周部材を配置する工程と、
導体巻き回し部、一端部が前記導体巻き回し部に接続され長手方向に延びる導体延出部、前記長手方向に沿って設けられ少なくとも前記導体延出部を支持する樹脂製の導体支持部を備えるコイルユニットを、前記管材の軸方向一端側に配置する工程と、
少なくとも前記管材側の先端が絶縁体からなる支持部材を、前記管材の軸方向他端側に配置する工程と、
前記コイルユニットと前記支持部材とを前記管材の軸方向に相対移動させて突き合わせ、前記支持部材の先端部で前記コイルユニットを同軸に保持させるコイルユニット保持工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部を、前記管材内の前記管外周部材の軸方向位置に配置するコイル配置工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部に通電して発生する電磁力により、前記管材を拡管させて前記管材に前記管外周部材を固着させるかしめ工程と、
を有し、
前記管材の前記複数箇所のそれぞれで、前記コイルユニットを前記支持部材に保持させたまま前記コイル配置工程及び前記かしめ工程をこの順に実施する電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、コイルユニットの挿入側先端部が支持部材によって精度良く保持されるため、コイルユニットが長尺な管材内に挿入された場合でも、コイルユニットが管材内で偏心し難くなる。このため、管材の電磁成形のばらつきが低減し、また、管材の管外周部材への固着状態が良好となって管材を管外周部材に均等なかしめ状態で接合させることができる。さらに、保持部材によってコイルユニットが軸方向に移動しないように固定されるため、コイルユニット側だけで軸方向移動を規制する場合よりも、電磁成形時のコイルユニットの軸方向移動を抑制しやすくなる。
【0118】
（２） 管材の外周の軸方向に沿った複数箇所に管外周部材を配置する工程と、
導体巻き回し部、一端部が前記導体巻き回し部に接続され長手方向に延びる導体延出部、前記長手方向に沿って設けられ少なくとも前記導体延出部を支持する樹脂製の導体支持部を備える一対のコイルユニットを、前記管材の軸方向一端側と他端側に配置する工程と、
一対の前記コイルユニットを前記管材の軸方向に相対移動させて突き合わせ、前記コイルユニットの少なくとも一方の挿入側先端部に設けられ少なくとも軸方向両端が絶縁体からなる支持部材の先端部で、該支持部材と対面する前記コイルユニットの先端部を同軸に保持させるコイルユニット保持工程と、
前記コイルユニットの前記導体巻き回し部を、前記管材内の前記管外周部材の軸方向位置に配置するコイル配置工程と、
前記管外周部材の軸方向位置に配置された前記導体巻き回し部に通電して発生する電磁力により、前記管材を拡管させて前記管材に前記管外周部材を固着させるかしめ工程と、
を有し、
前記管材の前記複数箇所のそれぞれで、前記コイルユニットを前記支持部材に保持させたまま前記コイル配置工程及び前記かしめ工程をこの順に実施する電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、コイルユニットの挿入側先端部が支持部材によって精度良く保持されるため、コイルユニットが長尺な管材内に挿入された場合でも、コイルユニットが管材内で偏心し難くなる。このため、管材の電磁成形のばらつきが低減し、また、管材の管外周部材への固着状態が良好となって管材を管外周部材に均等なかしめ状態で接合させることができる。さらに、保持部材によってコイルユニットが軸方向に移動しないように固定されるため、コイルユニット側だけで軸方向移動を規制する場合よりも、電磁成形時のコイルユニットの軸方向移動を抑制しやすくなる。また、一対のコイルユニットが共に管材内へ挿入されて、複数の拡管箇所を一度に又は続けて電磁成形できる。そのため、拡管箇所毎に保持部材を管材から抜去して新たにコイルユニットを挿入する場合と比較して、生産効率が向上する。
【0119】
（３） 一対の前記コイルユニットの前記導体巻き回し部の軸方向位置が、前記管材の軸方向に沿って隣り合う前記管外周部材の軸方向位置にそれぞれ一致する軸長の前記支持部材により、前記コイルユニットを保持する（２）の電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、一方のコイルユニットの導体巻き回し部を所望の管外周部材の軸方向位置に配置すると、他方のコイルユニットの導体巻き回し部も所望の管外周部材の軸方向位置に配置される。これにより、複数の軸方向位置で一度に拡管でき、かしめ工程が簡素化されて、電磁成形のタクトタイムを短縮できる。
【0120】
（４） 前記コイル配置工程の後に、前記コイルユニット保持工程を実施する（１）〜（３）のいずれか一つの電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、コイルユニットが管外周部材の軸方向位置に配置された状態で、支持部材によってコイルユニットが同軸に保持される。
【0121】
（５） 前記コイルユニット保持工程の後に、前記コイル配置工程を実施する（１）〜（３）のいずれか一つの電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、コイルユニットを支持部材によって保持された状態で管外周部材の軸方向位置に配置させるため、コイルユニットが保持部材によって管材内をガイドされながら移動する。このため、コイルユニットを、管材との引っ掛かりを生じることなく管外周部材の軸方向位置に配置でき、コイルユニットの軸方向の位置合わせがしやすくなる。また、コイルユニットの軸方向位置の微調整が可能となり、より精度の高い電磁成形が可能となる。
【0122】
（６） 前記コイルユニット保持工程は、前記管材の管内で前記コイルユニットを前記支持部材により保持する（５）の電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、支持部材によりコイルユニットを管材の管内で保持させるため、コイルユニットと支持部材とが管材の径方向に規制され、双方を同軸に位置決めしやすくなる。
【0123】
（７） 前記コイルユニット保持工程は、前記管材の管外で前記コイルユニットを前記支持部材により保持する（５）の電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、コイルユニットを管材の管内に延ばした状態で支持部材に保持させる場合と比較して、管外で保持させることでコイルユニットの撓みを抑えられ、コイルユニットを支持部材と同軸に調整しやすくなる。また、コイルユニットと支持部材とを管材の管外で突き合わせることで、コイルユニットの支持部材への保持状態を簡単に確認でき、保持状態の微調整も作業性よく実施できる。その結果、コイルユニットと支持部材とを同軸に位置決めしやすくなり、コイルユニットの保持を確実に行え、精度の良い電磁成形が行える。
【0124】
（８） 前記導体巻き回し部が軸方向の複数箇所に配置された前記コイルユニットを用いる（１）〜（７）のいずれか一つの電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、導体巻き回し部が複数箇所に設けられることで、複数箇所の電磁成形を一度に又は順次に実施でき、生産効率が向上する。
【0125】
（９） 前記コイルユニット保持工程は、前記支持部材の挿入側先端に設けた係合部を前記コイルユニットの挿入側先端部に係合させて、前記コイルユニットと前記支持部材とを同軸に保持する、（１）〜（８）のいずれか一つの電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、係合部によってコイルユニットと支持部材とが正確に同軸で位置決めされる。
【0126】
（１０） 前記かしめ工程は、前記支持部材の外周面を前記管材の内周面に接触させて通電する、（１）〜（９）のいずれか一つの電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、支持部材の外周面と管材の内周面との接触によって、支持部材が管材内に径方向に関して固定される。これにより、支持部材に保持されるコイルユニットと管材とが、より高精度に同軸状態にされ、電磁成形時に各部材に電磁力が作用しても、この同軸状態を維持し続けることができる。
【0127】
（１１） 前記管材と、該管材の外周に配置された前記管外周部材との軸方向断面において、前記管材の外周面と、該外周面に対向する前記管外周部材の対向面とを、互いに平行に配置する、（１）〜（１０）のいずれか一つの電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、管材が拡管して管外周部材と接触する際、管材の外周面全体が管外周部材と同時に接触するようになる。したがって、管材に誘起された誘導電流が局所的に管外周部材へ逃されることなく、管材の周方向に均等な電磁拡管力が発生する。これにより、管材を均等に塑性変形させることができる。
【0128】
（１２） 前記管外周部材は前記管材を挿通する貫通孔が形成され、
前記管材を前記貫通孔と同軸に支持する、（１）〜（１１）のいずれか一つの電磁成形方法。
この電磁成形方法によれば、貫通孔の内周面が管材の外周面と平行となるため、内周面と外周面との間の隙間が一定になり、管材の拡管によって管材外周面の全体が貫通孔の内周面に同時に接触するようになる。
【符号の説明】
【0129】
１３ アルミニウム管材（管材）
１５，１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ ブラケット（管外周部材）
１７ 貫通孔
２７，２７Ａ，２７Ｂ，２８ コイルユニット
３３ 支持棒（支持部材）
４５，４７ 管材位置決め部
６１，６１Ａ，６１Ｂ，６２Ａ，６２Ｂ コイル部
６３ 導体巻き回し部
６５ａ，６５ｂ 導体延出部
６７，６８Ａ，６８Ｂ 導体支持部
７５ 連通孔
７７ 導体
１１１，１２５，１２５Ａ コイル保持部
１１３ 係合凹部（係合部）
【要約】
【課題】管材とコイルユニットとの軸芯ずれを防止して、成形用コイルを正確に位置決めすることで、長尺状の管材を管外周部材に均等なかしめ状態で接合できる電磁成形方法を提供する。
【解決手段】管材１３の外周の複数箇所に管外周部材１５Ａを配置する。導体巻き回し部を有するコイルユニット２７を管材１３の軸方向一端側に配置し、支持部材３３を管材１３の軸方向他端側に配置する。コイルユニット２７と支持部材３３とを軸方向に相対移動させて支持部材３３の先端部でコイルユニット２７を同軸に保持させるとともに、コイルユニット２７の導体巻き回し部を、管材１３内の管外周部材１５Ａの軸方向位置に配置する。コイルユニット２７に通電して発生する電磁力により管材１３を拡管させて管材１３に管外周部材１５Ａを固着させる。
【選択図】図１２
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
【図21】
【図22】
【図23A】
【図23B】
【図24A】
【図24B】
Copyright © 2010-2025 Science Impact Inc. All Rights Reserved.