CN110799283A - 铝管构件的电磁成形装置以及电磁成形方法 - Google Patents

Abstract

铝管构件的电磁成形装置具备：夹具板，其在基板上固定有具有贯通孔的支承构件；以及管插入机构，其将管构件插入支承构件的贯通孔。并且，电磁成形装置具备：线圈单元，其具有电磁成形线圈部；线圈移动机构，其支承线圈单元；电流供给部，其向电磁成形线圈部供给电磁成形用的电流；以及夹具板搬运机构，其将夹具板从管插入工位ST1向扩管工位ST2搬运。

Description

铝管构件的电磁成形装置以及电磁成形方法

技术领域

本发明涉及铝管构件的电磁成形装置以及电磁成形方法。

背景技术

从成本、焊接等的施工性的观点出发，机动车的结构部件多使用钢构件。由于近年的提高燃料利用率的要求，研究了用轻量的构件替换由钢构件构成的机动车构造部件的一部分，除了板构件以外，也将这样的轻量化构件应用于框架构件。

其中，框架构件、加强件由全长比直径长的长条的管构件形成，且在外周面通过焊接安装有托架等。但是，对于基于焊接的构件的安装，产生热变形的可能性较大，因此研究了基于扩管的铆接加工的安装。作为该基于扩管的铆接加工，已知通过液压、电磁成形来进行的技术(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-264469号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述专利文献1的技术中，以遍及管构件的全长而施加压力的方式成形，因此需要在不需要扩管的部分配置按压件等，因此配置变得繁杂。另外，在采用管径根据部位而不同的管构件的情况下，由于扩管力根据管径而不同，因此无法进行高精度的扩管。

并且，有时会在框架构件、加强件等构件设置用于向其他构件安装的安装面、安装铆钉、螺母等紧固件的紧固件安装配件等。在该情况下，在基于电磁成形的扩管铆接成形的基础上，使用模具(外模)，进行具有平坦部的突起的加工、压花、压筋加工等。在这种加工中，需要在将在扩管铆接成形中使用的按压件暂时拆除的基础上，进行模具的配置，存在加工工序变得复杂的问题。

本发明的目的在于解决上述的问题，提供能够以简单的工序高精度地进行电磁成形的铝管构件的电磁成形装置以及电磁成形方法。

用于解决课题的方案

本发明包括下述的结构。

(1)一种铝管构件的电磁成形装置，具备：

夹具板，其在基板上固定有至少一个具有贯通孔的支承构件；

管插入机构，其使铝合金制的管构件与所述夹具板沿轴向进行相对移动，从而将所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔；

线圈单元，其具有至少一个电磁成形线圈部；

线圈移动机构，其使所述线圈单元在所述管构件的管内相对于所述管构件而沿轴向进行相对移动，从而将所述电磁成形线圈部配置在所述管构件的扩管位置；

电流供给部，其向所述电磁成形线圈部供给电磁成形用的电流；以及

夹具板搬运机构，其将所述夹具板从管插入工位向扩管工位搬运，在该管插入工位处通过所述管插入机构将所述管构件插入所述贯通孔，在所述扩管工位处通过所述线圈移动机构将所述电磁成形线圈部配置在所述管构件的扩管位置。

根据该铝管构件的电磁成形装置，能够将管构件在被夹具板支承的状态下，从将电磁成形线圈部插入管构件的管内的管插入工位，向在将电磁成形线圈部配置在所希望的扩管位置的状态下向电磁成形线圈部通电从而使管构件扩管的扩管工位搬运。因此，能够准确地进行管构件的定位，从而能够进行高精度的电磁成形。

(2)根据(1)所述的的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述管构件具有彼此同轴地配置的第一管构件以及第二管构件，所述第二管构件具有直径比所述第一管构件的外径大的内径，

所述第一管构件与所述第二管构件的端部彼此在径向上重叠的重叠部形成在所述扩管位置。

根据该铝管构件的电磁成形装置，能够通过电磁成形将同轴地配置的第一管构件与第二管构件的重叠部扩径，从而将第一管构件与第二管构件相互铆接。

(3)根据(1)或(2)所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

在所述线圈单元的沿轴向的多个部位配置有所述电磁成形线圈部。

根据该铝管构件的电磁成形装置，能够一次性地将多个部位扩径，从而能够缩短成形的生产间隔时间。

(4)根据(1)～(3)中任一项所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板在所述基板上沿轴向固定有多个所述支承构件。

根据该铝管构件的电磁成形装置，管构件插入并支承于固定在基板上的多个支承构件的贯通孔，因此能够管构件支承为与基板面的平行度较高，从而提高电磁成形后的形状精度。

(5)根据(1)～(4)中任一项所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述线圈单元具备从所述管构件的一端侧插入的第一线圈单元、以及从所述管构件的另一端侧插入的第二线圈单元，

所述线圈移动机构具备使所述第一线圈单元沿所述管构件的轴线移动的第一线圈移动机构、以及使所述第二线圈单元沿所述轴线移动的第二线圈移动机构。

根据该铝管构件的电磁成形装置，能够沿管构件的轴线方向移动第一线圈单元与第二线圈单元，从而将各电磁成形线圈部配置在所希望的扩管位置。由此，能够缩短线圈单元的轴长，提高定位精度并且以高效率进行多个部位的电磁成形。

(6)根据(1)～(5)中任一项所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述扩管工位设置在沿所述夹具板的搬运方向的多个部位，且在各所述扩管工位设置有所述电磁成形线圈部与所述线圈移动机构。

根据该铝管构件的电磁成形装置，通过在多个部位设置扩管工位，与在一个扩管工位统一进行加工的情况相比，不会使工序变得繁杂，而能够简单地电磁成形为更复杂的形状。

(7)根据(1)～(5)中任一项所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板搬运机构在所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔的状态下搬运所述夹具板。

根据该铝管构件的电磁成形装置，无需将管构件从支承构件取下，而将管构件与支承构件一体地向下一工作工位搬运，因此不会在各工作工位产生轴向的位置偏移、偏芯。其结果是，即使在跨及多个工作工位进行电磁成形的情况下，电磁成形位置也不会产生偏移，从而能够提高加工精度。

(8)一种铝管构件的电磁成形方法，其中，

所述铝管构件的电磁成形方法依次实施以下工序：

管插入工序，使在基板上固定有至少一个具有贯通孔的支承构件的夹具板、与铝合金制的管构件进行相对移动，从而将所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔；

将支承有所述管构件的所述夹具板向下一工作工位搬运的工序；

线圈配置工序，使具有至少一个电磁成形线圈部的线圈单元、与所述管构件在所述管构件的管内沿轴向进行相对移动，从而将所述电磁成形线圈部配置在所述管构件的扩管位置；以及

扩管工序，向所述电磁成形线圈部供给电磁成形用的电流，从而使所述管构件扩管。

根据该铝管构件的电磁成形方法，将管构件在被夹具板支承的状态下，从将电磁成形线圈部插入管构件的管内的管插入工位，向在将电磁成形线圈部配置在所希望的扩管位置的状态下向电磁成形线圈部通电从而使管构件扩管的扩管工位搬运。因此，能够准确地进行管构件的定位，从而能够简便地进行高精度的电磁成形。

(9)根据(8)所述的铝管构件的电磁成形方法，其中，

所述铝管构件的电磁成形方法具有将支承有被扩管后的所述管构件的所述夹具板向下一加工工位搬运的工序。

根据该铝管构件的电磁成形方法，能够在对扩管后的管构件进一步进行加工时，提高管构件的定位精度。另外，扩管后的管构件的拆除在扩管工位以外的场所进行，因此工序不会变的繁杂。

(10)根据(8)或(9)所述的铝管构件的电磁成形方法，其中，

在所述管构件的多个所述扩管位置的每个所述扩管位置依次实施所述线圈配置工序与所述扩管工序。

根据该铝管构件的电磁成形方法，在多个部位的扩管位置的每个扩管位置依次进行电磁成形，因此能够反复使用相同的电磁成形线圈。因此，能够将电磁成形线圈的数量限制在所需的最小限度，从而能够降低设备成本。

(11)根据(10)所述的铝管构件的电磁成形方法，其中，

在所述管构件的多个所述扩管位置分别配置所述电磁成形线圈部，从而一次性地使所述管构件的多个所述扩管位置扩管。

根据该铝管构件的电磁成形方法，能够一次性地将多个扩管位置扩管，从而能够实现加工效率的提高、以及生产间隔时间的缩短。

(12)一种铝管构件的电磁成形方法，其中，

所述铝管构件的电磁成形方法依次实施以下工序：

使管构件和线圈单元、与在基板上固定有至少一个具有贯通孔的支承构件的夹具板进行相对移动，从而将所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔的工序，所述管构件和所述线圈单元通过将具有至少一个电磁成形线圈部的所述线圈单元插入铝合金制的所述管构件的管内并将所述电磁成形线圈部配置在所述管构件的扩管位置而成，所述相对移动在保持所述电磁成形线圈部与所述扩管位置的位置关系的状态下进行；以及

扩管工序，向所述电磁成形线圈部供给电磁成形用的电流，从而使所述管构件扩管。

根据该铝管构件的电磁成形方法，能够在将线圈单元插入管构件的管内的状态下将管构件安装于夹具板，因此能够进一步简化成形工序。

发明效果

根据本发明的铝管构件的电磁成形装置以及电磁成形方法，即使是长的管构件，也能够以简单的工序高精度地进行电磁成形。

附图说明

图1是示意性地示出电磁成形的成形体的外观立体图。

图2是第一结构例的电磁成形装置的概要俯视图。

图3是夹具板的立体图。

图4A是阶段性地示出将铝管构件插入夹具板的支承构件的管插入工序的工序说明图。

图4B是阶段性地示出将铝管构件插入夹具板的支承构件的管插入工序的工序说明图。

图5A是阶段性地示出将电磁成形线圈部插入被夹具板支承的铝管构件从而对铝管构件进行扩管的工序的工序说明图。

图5B是阶段性地示出将电磁成形线圈部插入被夹具板支承的铝管构件从而对铝管构件进行扩管的工序的工序说明图。

图5C是阶段性地示出将电磁成形线圈部插入被夹具板支承的铝管构件从而对铝管构件进行扩管的工序的工序说明图。

图6A是铝管构件的电磁成形前的剖视图。

图6B是铝管构件的电磁成形后的剖视图。

图7A是阶段性地示出在第二结构例的电磁成形装置中，将电磁成形线圈部插入被夹具板支承的铝管构件从而进行扩管的扩管工序的工序说明图。

图7B是阶段性地示出在第二结构例的电磁成形装置中，将电磁成形线圈部插入被夹具板支承的铝管构件从而进行扩管的扩管工序的工序说明图。

图8A是以电磁成形装置的俯视图阶段性地示出基于第三结构例的电磁成形装置的扩管工序的工序说明图。

图8B是以电磁成形装置的俯视图阶段性地示出基于第三结构例的电磁成形装置的扩管工序的工序说明图。

图9是示意性地示出通过第四结构例的电磁形成装置而制作的成形体的外观立体图。

图10是支承有图9所示的管构件的夹具板的立体图。

图11A是图10所示的模具的XI-XI线剖视图，是电磁成形前的模具与铝管构件的剖视图。

图11B是图11A的电磁成形后的模具与铝管构件的剖视图。

图12是示出第四结构例的铝管构件的电磁成形装置的概要俯视图。

图13A是示出将大径管构件与小径管构件安装于模具的电磁成形前的状态的剖视图。

图13B是示出图13A的电磁成形后的状态的剖视图。

图14A是示意性地示出基于夹具板搬运机构的夹具板的搬运方式的说明图。

图14B是示意性地示出基于夹具板搬运机构的夹具板的搬运方式的说明图。

图14C是示意性地示出基于夹具板搬运机构的夹具板的搬运方式的说明图。

图14D是示意性地示出基于夹具板搬运机构的夹具板的搬运方式的说明图。

图14E是示意性地示出基于夹具板搬运机构的夹具板的搬运方式的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

<成形体的结构>

图1是示意性地示出电磁成形的成形体的外观立体图。

成形体11具有铝管构件13、设置在铝管构件13的外周的托架15、17、以及设置在铝管构件13的两端的托架19A、19B。托架15、17、19A、19B分别形成有贯通孔59，铝管构件13以贯穿各贯通孔59的状态被固定。

铝管构件13并不局限于圆管，也可以是剖面为正方形或长方形的四角管、剖面为六边形的六角管、剖面为八边形的八角管，且能够通过挤出成形、板材的焊接来制造。对于铝管构件13的材质，作为优选的材料可以举出铝合金(JIS6000系、7000系等)。

托架15、17、19A、19B(以下，将它们统一称呼为托架)是与铝管构件13构成为一体的刚性构件。作为托架的材质，作为优选的材料可以举出钢、铝挤压件、铝铸造件、树脂注塑成形件等。

<电磁成形装置的第一结构例>

接下来，对通过电磁成形制作将托架铆接在铝管构件13的外周的成形体11的电磁成形装置100的结构进行说明。

图2是第一结构例是电磁成形装置100的概要俯视图。

电磁成形装置100具备多个夹具板31、夹具板搬运机构33、管插入机构35、第一线圈单元30A及第二线圈单元30B、第一线圈移动机构37A及第二线圈移动机构37B、以及电流供给部39A、39B。以下，依次对各部的详细情况进行说明。

另外，该电磁成形装置100具有管插入工位ST1、以及扩管工位ST2。简略地对各工位进行说明，在管插入工位ST1，通过管插入机构35将铝管构件13向夹具板31转移。夹具板搬运机构33将管插入后的夹具板31从管插入工位ST1搬运至扩管工位ST2。

在扩管工位ST2，通过第一线圈移动机构37A将第一线圈单元30A插入被夹具板31支承的铝管构件13的管内。另外，通过第二线圈移动机构37B将第二线圈单元30B插入被夹具板31支承的铝管构件13的管内。然后，通过电流供给部39A使电磁成形用的电流向第一线圈单元30A的第一电磁成形线圈部29A流动。另外，通过电流供给部39B使电磁成形用的电流向第二线圈单元30B的第二电磁成形线圈部29B流动。由此，通过电磁成形对铝管构件13进行扩管。

<夹具板>

图3是夹具板的立体图。在该图3中，以虚线表示铝管构件13，也示出固定于铝管构件13的各种托架15、17、19A、19B。

夹具板31具有基板41、以及固定在基板41上的托架座51、53、55、57。

基板41由一片钢材构成。另外，除了钢材以外，也可以是铝合金、树脂材料。在采用树脂材料的情况下，可以采用碳纤维强化塑料(CFRP)等纤维强化塑料。

托架座51保持托架19A，与托架19A一起构成支承构件43。同样地，托架座53保持托架17且构成支承构件45，托架座55保持托架15且构成支承构件47，托架座57保持托架19B且构成支承构件49。各托架座51、53、55、57通过未图示的肘节夹等从径向外侧紧固并固定各种托架。

在固定于托架座51、53、55、57的各托架15、17、19A、19B同轴地配置有供铝管构件13贯穿的贯通孔59。即，所有贯通孔59同轴地配置在立起设置于夹具板31的支承构件43、45、47、49。各贯通孔59在铝管构件13的插入时引导铝管构件13。

然而，为了将轴向长度比直径长的长条的构件保持为弯折较少的状态，夹具板31自身需要较高的刚性。因此，优选夹具板31的基板41使用刚性较高的钢板、铝合金板等金属板。

另外，由于电磁成形线圈部(图2的第一电磁成形线圈部29A、第二电磁成形线圈部29B)的通电，有时在铝管构件13产生的感应电流会经由支承构件43、45、47、49而与夹具板31的基板41导通从而产生火花。因此，优选在夹具板31的基板41设置具有电绝缘性的绝缘层。作为绝缘层，例如能够应用酚醛树脂(bakelite(注册商标))等。

通过在基板41设置绝缘层，能够消除在铝管构件13产生的感应电流的流出。需要说明的是，优选将绝缘层设置在夹具板31的基板41的下表面整面，从而能够更可靠地切断感应电流的导通。另外，与将绝缘层设置在基板41的上表面的情况相比，不存在由绝缘层的厚度分布引起的支承构件43、45、47、49的位置偏移。因此，能够将铝管构件13支承为高精度地定位的状态。

<管插入机构>

在图2所示的管插入工位ST1的夹具板31的一端侧设置有基座67。在基座67上配置有管插入机构35。管插入机构35使铝管构件13朝向夹具板31沿轴向移动。由此，管插入机构35将铝管构件13插入支承构件43、45、47、49的各贯通孔59。

基座67配置在与夹具板搬运机构33相同的设置面上。因此，能够将基座67的上表面、以及载置于夹具板搬运机构33的夹具板31的基板41维持为较高的平行度。另外，在管插入时，夹具板31上的支承构件43、45、47、49的贯通孔59作为引导铝管构件13的引导孔而发挥功能。因此，铝管构件13不产生偏芯地被承构件43、45、47、49支承。

<线圈单元>

第一线圈单元30A与第二线圈单元30B配置在扩管工位ST2的夹着夹具板31的两侧。在第一线圈单元30A的铝管构件13侧的前端配置有第一电磁成形线圈部29A，在第二线圈单元30B的铝管构件13侧的前端配置有第二电磁成形线圈部29B。

第一电磁成形线圈部29A与第二电磁成形线圈部29B是第一线圈单元30A、第二线圈单元30B中的在轴芯构件卷绕有导线的部分，是产生有助于电磁成形的磁力的部分。

即，第一线圈单元30A与第二线圈单元30B以在轴向上相面对的方式配置。

对于第一线圈单元30A，除了前端的第一电磁成形线圈部29A以外的区域由树脂制的支承体构成，在支承体的内部埋设有与第一电磁成形线圈部29A连接的未图示的导线。第二线圈单元30B也同样地，除了第二电磁成形线圈部29B以外的区域由树脂制的支承体构成，在支承体的内部埋设有与第二电磁成形线圈部连接的未图示的导线。在第一线圈单元30A与第二线圈单元30B的基端分别连接有后述的线圈端子部61A、61B。

<线圈移动机构＞

在扩管工位ST2的夹着夹具板31的两侧设置有基座69A、69B。在基座69A设置有支承第一线圈单元30A的第一线圈移动机构37A，在基座69B设置有支承第二线圈单元30B的第二线圈移动机构37B。

第一线圈移动机构37A具有把持第一线圈单元30A且由电绝缘性材料构成的夹紧部38A、以及滚珠花键、线性移动机构等未图示的驱动部。驱动部以能够沿轴向进退的方式驱动第一线圈单元30A。第二线圈移动机构37B也同样地具有把持第二线圈单元30B且由电绝缘性材料构成的夹紧部38B、以及上述的未图示的驱动部，驱动部以能够沿轴向进退的方式驱动第二线圈单元30B。

第一线圈移动机构37A将第一线圈单元30A以与铝管构件13同轴的方式插入铝管构件13的管内。另外，第二线圈移动机构37B将第二线圈单元30B以与铝管构件13同轴的方式插入铝管构件13的管内。第一线圈单元30A与第二线圈单元30B的插入动作可以不是同时，可以将插入的时机彼此错开。

通过基于第一线圈移动机构37A的第一线圈单元30A的移动、以及基于第二线圈移动机构37B的第二线圈单元30B的移动，能够将第一电磁成形线圈部29A与第二电磁成形线圈部29B配置在所希望的扩管部位。

<电流供给部>

电流供给部39A向第一电磁成形线圈部29A供给用于电磁成形的电流，电流供给部39B向第二电磁成形线圈部29B供给用于电磁成形的电流。电流供给部39A具有设置在第一线圈单元30A的基端侧的线圈端子部61A、电源部63A、以及将电源部63A与线圈端子部61A连接的高压电源线缆65A。另外，电流供给部39B具有设置在第二线圈单元30B的基端侧的线圈端子部61B、电源部63B、以及将电源部63B与线圈端子部61B连接的高压电源线缆65B。

电源部63A、63B将向电容器充电的能量通过开关在几ms以内的极短的时间内作为脉冲状的大电流而输出。输出的脉冲电流通过高压电源线缆65A、65B而向第一电磁成形线圈部29A、第二电磁成形线圈部29B供给。需要说明的是，作为上述开关，能够利用间隙开关、闸流管开关、半导体开关、机械开关、点火开关等。

<夹具板搬运机构>

夹具板搬运机构33具有一对搬运用导轨34、以及沿着搬运用导轨34配置且绕转有输送机链的搬运用输送机36。在搬运用输送机36载置有夹具板31，通过输送机链的驱动沿着搬运用导轨34搬运夹具板31。即，夹具板搬运机构33沿着搬运用导轨34将夹具板31从管插入工位ST1搬运至扩管工位ST2。

对于夹具板搬运机构33，除了上述的方式以外，也能够采用带搬运方式、步进梁方式等各种搬运方式。需要说明的是，从设备的省空间化、生产间隔时间的缩短化的观点出发，优选将管插入工位ST1与扩管工位ST2以将管插入方向以及线圈单元的进退方向(轴向)平行地排列的方式并列配置。另外，优选夹具板31向与上述轴向正交的方向搬运的方式。

<铝管构件的电磁成形工序>

接下来，依次对通过上述结构的电磁成形装置100电磁成形图1所示的铝管构件13的、电磁成形方法的各工序进行说明。

图4A、图4B是阶段性地示出将铝管构件13插入夹具板的支承构件43、45、47、49的管插入工序的工序说明图。

首先，准备铝管构件13，将该铝管构件13如图4A所示那样安装在管插入机构35所具备的夹紧机构。

另外，在夹具板31的支承构件43、45、47、49安装有托架19A、17、15、19B(参照图3)。各种托架分别以使贯通孔59同轴的方式固定于托架座51、53、55、57。即，铝管构件13、支承构件43、45、47、49的各贯通孔59沿着轴线Ax同轴地配置。

(管插入工序)

接下来，如图4B所示，通过管插入机构35的驱动，使铝管构件13朝向夹具板31移动。这样一来，铝管构件13从管端部13a依次贯穿支承构件49、支承构件47、支承构件45、支承构件43的各贯通孔59，管端部13a配置在从支承构件43的贯通孔59突出的位置。

在该状态下，铝管构件13以轴线Ax为轴心被支承构件43、45、47、49保持为高精度地定位的状态。在将铝管构件13转移至夹具板31后，管插入机构35后退至图4A所示的退避位置。

(夹具板的搬运工序)

接下来，夹具板搬运机构33将在图2所示的管插入工位ST1如上述那样支承有铝管构件13的夹具板31向扩管工位ST2搬运。

图5A、图5B、图5C是阶段性地示出将电磁成形线圈部插入被夹具板31支承的铝管构件13从而对铝管构件13进行扩管的工序的工序说明图。

如图5A所示，在被搬运至扩管工位ST2的夹具板31上，被第一线圈移动机构37A的夹紧部38A支承的第一线圈单元30A、以及被第二线圈移动机构37B的夹紧部38B支承的第二线圈单元30B以在同一轴上对置的方式配置。

(线圈配置工序)

然后，如图5B所示，第一线圈移动机构37A与第二线圈移动机构37B彼此朝向夹具板31移动第一线圈单元30A与第二线圈单元30B。第一线圈单元30A从铝管构件13的一端侧插入，第二线圈单元30B从铝管构件13的另一端侧插入。并且，设置在第一线圈单元30A的前端的第一电磁成形线圈部29A配置在支承构件45的轴向位置，设置在第二线圈单元30B的前端的第二电磁成形线圈部29B配置在支承构件47的轴向位置。

(扩管工序)

接下来，在图5B所示的状态下，通过电流供给部39A、39B(参照图2)向第一电磁成形线圈部29A与第二电磁成形线圈部29B通电。由此，在支承构件45的位置与支承构件47的位置，铝管构件13由于电磁成形而扩管，并且铝管构件13由于扩管而与支承构件47、45铆接。

并且，如图5C所示，通过第一线圈移动机构37A使第一线圈单元30A沿轴向移动，将第一电磁成形线圈部29A配置在支承构件43的轴向位置。另外，通过第二线圈移动机构37B，使第二线圈单元30B沿轴向移动，将第二电磁成形线圈部29B配置在支承构件49的轴向位置。

在该状态下，通过电流供给部39A、39B(参照图2)向第一电磁成形线圈部29A与第二电磁成形线圈部29B通电。由此，在支承构件43、49的位置，铝管构件13由于电磁成形而被扩管，并与支承构件43、49铆接。

通过以上的工序，铝管构件13与支承构件43、45、47、49铆接，即与托架19A、17、15、19B(参照图3)铆接。

图6A是铝管构件13的电磁成形前的剖视图，图6B是铝管构件13的电磁成形后的剖视图。

电磁成形后的铝管构件13在上述的配置有第一电磁成形线圈部29A、第二电磁成形线圈部29B的位置被扩管。即，在托架15的轴向位置，铝管构件13由于电磁成形而扩管从而与托架15铆接。同样地，在托架17、19A、19B的轴向位置，铝管构件13分别与托架17、19A、19B铆接。由此，得到图1所示的状态的成形体11。

在上述的电磁成形后，将图3所示的支承构件43、45、47、49的各托架座51、53、55、57的固定解除，从而将铆接固定有各种托架15、17、19A、19B的成形体11取出。

成形体11的取出可以在图2所示的扩管工位ST2进行，也可以通过夹具板搬运机构33将夹具板31进一步向搬运方向前方搬运，在比扩管工位ST2更靠搬运方向前方的位置进行。

在本结构的铝管构件的电磁成形装置100中，将与铝管构件13的全长相比较短的第一电磁成形线圈部29A与第二电磁成形线圈部29B分别配置在所希望的成形部位，并通过电磁成形对铝管构件13进行扩径。由此，与遍及铝管构件13的全长配置电磁成形线圈部的情况相比，能够减少在电磁成形线圈部流动的电流的损耗。由此，能够在需要基于电磁成形的扩管的部位充分地流动所需的电流量，从而使铝管构件13的电磁成形量不会产生偏差。因此，能够进行高精度的电磁成形。并且，各托架15、17、19A、9B在各自的配置位置与铝管构件13高精度且牢固地铆接。

另外，根据本结构的电磁成形装置100，铝管构件13通过支承构件43、45、47、49在夹具板31上被高精度地定位。并且，第一线圈单元30A、第二线圈单元30B被第一线圈移动机构37A与第二线圈移动机构37B高精度地支承为同轴。另外，夹具板搬运机构33将通过支承构件43、45、47、49而支承有铝管构件13的夹具板31在维持其支承方式的状态下、即在使夹具板31保持铝管构件13的轴心的状态下，向之后的扩管工位ST2搬运。

由此，第一线圈移动机构37A与第二线圈移动机构37B能够在不使工序变得繁杂的情况下将第一线圈单元30A与第二线圈单元30B以相对于铝管构件13而维持较高的平行度的状态插入管内。因此，第一线圈单元30A与第二线圈单元30B能够在不与铝管构件13相互干涉的情况下顺畅地插入管内，从而能够将第一电磁成形线圈部29A、第二电磁成形线圈部29B准确地配置在所希望的扩管位置。这样，能够在铝管构件13的多个扩管位置的每个扩管位置依次实施线圈配置工序与扩管工序。

并且，对于夹具板31，将支承铝管构件13的支承构件43、45、47、49固定在刚性较高的同一基板41。因此，能够高精度地配置铝管构件13的轴心。

并且，由于采用将管插入工位ST1与扩管工位ST2分别设置并将夹具板31从ST1向ST2依次搬运的结构，因此能够在各工位同时进行铝管构件13的管插入工序与扩管工序。其结果是，能够缩短成形体11的制造的生产间隔时间，从而能够成为适合量产的方式。

需要说明的是，对于图2所示的管插入工位ST1，示出了仅从夹具板31的一侧移动铝管构件13的结构，但并不局限于此。例如，如图中以虚线所示那样，也可以采用分别从管插入工位ST1的夹具板31的轴向两侧移动铝管构件并将其安装于夹具板31的结构。将该情况下的铝管构件设为能够将一方的管端部插入另一方的管端部从而形成有在径向上重叠的重叠部的具有直径差的构件，各铝管构件被任一支承构件43、45、47、49支承。

<电磁成形装置的第二结构例>

接下来，对铝管构件的电磁成形装置的第二结构例进行说明。

图7A、图7B是阶段性地示出在第二结构例的电磁成形装置200中将电磁成形线圈部插入被夹具板31支承的铝管构件13从而进行扩管的扩管工序的工序说明图。

对于本结构的电磁成形装置200，代替前述的第一结构例的电磁成形装置100中的第一线圈单元30A与第二线圈单元30B(参照图5A)，具备在沿轴向的多个部位(在图示例中分别为两个部位)配置有电磁成形线圈部的第三线圈单元30C与第四线圈单元30D。除了这一点以外，采用与前述的电磁成形装置100相同的结构。在以后的说明中，对相同的构件、部位标注相同的附图标记，从而将该说明简化或省略。

本结构的第三线圈单元30C从夹具板31侧的前端起具备第一电磁成形线圈部29A以及第三电磁成形线圈部29C。第一电磁成形线圈部29A与第三电磁成形线圈部29C之间、以及第三电磁成形线圈部29C的基端侧由树脂支承体构成。在该树脂支承体埋设有与各线圈连接的导线。

第四线圈单元30D也同样地，从夹具板31侧的前端起具备第二电磁成形线圈部29B以及第四电磁成形线圈部29D。第二电磁成形线圈部29B与第四电磁成形线圈部29D之间、以及第四电磁成形线圈部29D的基端侧由树脂支承体构成。在该树脂支承体埋设有与各线圈连接的导线。

将第一电磁成形线圈部29A与第三电磁成形线圈部29C的线圈中心彼此的间隔设为同支承构件45与支承构件43的间隔相等，将第二电磁成形线圈部29B与第四电磁成形线圈部29D的线圈中心彼此的间隔设为同支承构件47与支承构件49的间隔相等。

在本结构的电磁成形装置200中，从图7A所示的状态起，如图7B所示，通过第一线圈移动机构37A使第三线圈单元30C沿轴向移动，通过第二线圈移动机构37B使第四线圈单元30D沿轴向移动。在通过第三线圈单元30C的移动，将第一电磁成形线圈部29A配置在支承构件45的轴向位置时，将第三电磁成形线圈部29C配置在支承构件43的轴向位置。另外，在通过第四线圈单元30D的移动，将第二电磁成形线圈部29B配置在支承构件47的轴向位置时，将第四电磁成形线圈部29D配置在支承构件49的轴向位置。

在图7B所示的状态下，通过向各电磁成形线圈部29A、29B、29C、29D通电，在支承构件43、45、47、49的轴向位置通过电磁成形一次性地将铝管构件13扩管。

根据本结构的电磁成形装置200，通过使用串联配置有多个电磁成形线圈部的第三线圈单元30C、第四线圈单元30D，能够一次性地电磁成形多个部位的所希望的扩管位置。因此，能够减少扩管工序的的工时，缩短生产间隔时间。需要说明的是，对于各电磁成形线圈部29A、29B、29C、29D的通电时机，可以是同时，也可以依次向其进行通电。在该情况下也无需移动第三线圈单元30C、第四线圈单元30D，因此能够将工序简化。

<电磁成形装置的第三结构例>

接下来，对铝管构件的电磁成形装置的第三结构例进行说明。

图8A、图8B是以电磁成形装置的俯视图阶段性地示出第三结构例的基于电磁成形装置的扩管工序的工序说明图。

本结构的电磁成形装置300是综合了第一、第二结构例的电磁成形装置100、200的管插入工位ST1与扩管工位ST2的结构。即，如图8A所示，在管插入工位ST1，将分离地配置有第一电磁成形线圈部29A、第二电磁成形线圈部29B、第三电磁成形线圈部29C、第四电磁成形线圈部29D的线圈单元30C保持为插入铝管构件13的管内的状态。第一电磁成形线圈部29A、第二电磁成形线圈部29B、第三电磁成形线圈部29C、第四电磁成形线圈部29D以与支承构件43、45、47、49的轴向位置对应的方式被分别配置。

然后，如图8B所示，通过管插入机构35，使铝管构件13与第三线圈单元30C在维持彼此的位置关系的状态下朝向夹具板31移动。这样一来，将第一电磁成形线圈部29A、第二电磁成形线圈部29B、第三电磁成形线圈部29C、第四电磁成形线圈部29D一次性地配置在与支承构件43、45、47、49相面对的轴向位置。

即，铝管构件13与第三线圈单元30C将第一电磁成形线圈部29A配置在成为扩管位置的与支承构件43对应的轴向位置，同样地，将第二电磁成形线圈部29B与支承构件45对应地配置，将第三电磁成形线圈部29C与支承构件47对应地配置，将第四电磁成形线圈部29D对支承构件49对应地配置。

根据本结构的电磁成形装置300，在预先将第一电磁成形线圈部29A、第二电磁成形线圈部29B、第三电磁成形线圈部29C、第四电磁成形线圈部29D配置在铝管构件13的管内的状态下，将它们插入支承构件43、45、47、49。因此，能够将管插入工序与扩管工序这两个工序汇总成一个工序，从而实现生产间隔时间的缩短。

<电磁成形装置的第四结构例>

接下来，对铝管构件的电磁成形装置的第四结构例进行说明。

图9是示意性地示出第四结构例的通过电磁形成装置而制作的成形体11A的外观立体图。

对于成形体11A，除了在图1所示的成形体11的铝管构件13设置向径向外侧突出的压花部71、73这一点以外，采用与前述的成形体11相同的结构。

压花部71配置在铝管构件13的托架19A与托架17之间，压花部73配置在铝管构件13的托架19B与托架15之间。各压花部71、73具有用于安装其他构件的平坦的安装面71a、73a。

图10是支承有图9所示的成形体11A的夹具板31A的立体图。

对于本结构的夹具板31A，除了在图3所示的夹具板31的基板41上设置压花加工用的模具75、77这一点以外，采用与前述的夹具板31相同的结构。模具75配置在支承构件43与支承构件45之间，模具77配置在支承构件47与支承构件49之间。

图11A是图10所示的模具75的XI-XI线剖视图，是电磁成形前的模具75与铝管构件13的剖视图，图11B是图11A的电磁成形后的模具75与铝管构件13的剖视图。

如图11A所示，模具75由沿径向夹持铝管构件13的一对分体式模具75A、75B构成。在分体式模具75A、75B的内侧面形成有与铝管构件13的外径大致相等的直线槽79、以及在分体式模具75A、75B的轴向中央向径向外侧凹陷的圆环槽81的型腔。如图11B所示，圆环槽81通过基于图中以虚线所示的电磁成形线圈部29的通电的电磁成形，将槽形状转印于铝管构件13，在铝管构件13形成具有安装面71a(参照图9)的压花部71。

模具77也同样地，具有与铝管构件13的外径相应的直线槽与圆环槽，在铝管构件13形成具有安装面73a的压花部73。需要说明的是，模具77具有与图11A、图11B相同的以及作用，因此在此省略详细的说明。

接下来，对使用具备上述的模具75、77的夹具板31A的电磁成形装置的结构进行说明。

图12是示出第四结构例的铝管构件的电磁成形装置400的概要俯视图。

对于本结构的电磁成形装置400，在图2所示的电磁成形装置100的管插入工位ST1与扩管工位ST2的基础上，还具备压花部加工用的扩管工位ST3。

扩管工位ST3的基本结构与扩管工位ST2相同。在基座70A配置有支承第四线圈单元30D的第三线圈移动机构37C。另外，在基座70B配置有支承第五线圈单元30E的第四线圈移动机构37D。

第四线圈单元30D具有使铝管构件13在模具75的轴向位置扩管的第五电磁成形线圈部29E。另外，第五线圈单元30E具有使铝管构件13在模具77的轴向位置扩管的第六电磁成形线圈部29F。

在第三线圈移动机构37C的线圈端子部61A连接有与电源部63A连接的高压电源线缆65C。另外，在第四线圈移动机构37D的线圈端子部61B连接有与电源部63B连接的高压电源线缆65D。

在上述结构的电磁成形装置400中，实施前述的管插入工位ST1的管插入工序、以及扩管工位ST2的扩管工序，配置在扩管工位ST2的夹具板31A通过夹具板搬运机构33被搬运至扩管工位ST3。

在被搬运至扩管工位ST3的被夹具板31A支承的铝管构件13，通过前述的扩管工序而铆接有各种托架15、17、19A、19B(参照图10)。

在扩管工位ST3，将第四线圈单元30D插入向上述托架的铆接结束后的铝管构件13的管内，将前端的第五电磁成形线圈部29E配置在模具75的轴向位置。另外，将第五线圈单元30E插入向上述托架的铆接结束后的铝管构件13的管内，将前端的第六电磁成形线圈部29F配置在模具77的轴向位置。然后，通过电流供给部39A、39B向第五电磁成形线圈部29E与第六电磁成形线圈部29F通电，在铝管构件13电磁成形图10所示的压花部71、73。

需要说明的是，在上述例子中，电磁成形装置400是具备管插入工位ST1、以及两个扩管工位ST2、ST3的结构，但也可以根据需要采用还具备其他加工工位的结构。

根据该电磁成形装置400，由于具备多个扩管工位，因此能够分多次实施扩管工序，从而能够将铝管构件13电磁成形为更复杂的形状。另外，与通过一个扩管工位进行加工的情况相比，电磁成形线圈部的配置、在管内的移动不会变得繁杂，并且，能够同时进行在多个扩管工位的电磁成形。因此，能够实现生产间隔时间的进一步的缩短，从而能够进行更高效率的电磁成形。

并且，通过在多个扩管工位分别配置有电磁成形线圈部，能够在第一级的扩管工位ST2进行铆接接合，在第二级的扩管工位ST3进行压花加工，即能够在各级进行不同的加工。除了上述内容以外，例如，也可以在第一级进行扩管，在第二级、第三级等在铝管构件设置平坦的伸出部、实施压筋或压花加工、孔加工、翻边加工等。这样，根据本结构的电磁成形装置400，即使是在电磁成形的基础上，组合了各种加工的多样的加工方式，也能够简单地进行实施，从而能够成为提高了通用性的结构。

需要说明的是，在本结构的电磁成形装置400中，如图中以虚线所示那样，也可以采用分别从管插入工位ST1的夹具板31的轴向两侧移动铝管构件并将其安装于夹具板31的结构。

图13A是示出将大径管构件与小径管构件安装于模具的电磁成形前的状态的剖视图，图13B是示出图13A的电磁成形后的状态的剖视图。

如图13A所示，该情况下的铝管构件包括小径管构件(第一管构件)23以及大径管构件(第二管构件)21，该大径管构件21具有比小径管构件23大的内径。小径管构件23的管端部23a插入大径管构件21的管端部21a，形成各管构件的端部彼此在径向上重叠的重叠部。在该重叠部的外侧配置有模具76。

模具76包括一对分体式模具76A、76B，在与大径管构件21相面对的各模具面形成有直线槽79与圆环槽81。另外，在小径管构件23的重叠部的管内配置有电磁成形线圈部29。

在将电磁成形线圈部29通电时，如图13B所示，小径管构件23被扩管。由于小径管构件23的扩管，其外侧的大径管构件21也被扩径。其结果是，大径管构件21与小径管构件23的重叠部被按压于分体式模具76A、76B的直线槽79与圆环槽81，从而通过圆环槽81形成环状的突起部85。在突起部85，大径管构件21与小径管构件23成为相互铆接的状态，彼此被牢固地接合。在此，优选电磁成形线圈部29的线圈长度(导线的卷绕部的管轴向的长度)比扩管时成为按压部的分体式模具76A、76B的管轴向的长度、以及上述的大径管构件21与小径管构件23的重叠部的长度长。

需要说明的是，对于电磁成形的铝管构件，除了将大径管构件与小径管构件这两个管构件接合的结构以外，也可以采用将三个以上的管构件接合的结构。

<变形例>

基于夹具板搬运机构33的夹具板31(31A也相同)的搬运方向并不局限于前述的向一个方向的移动。

图14A～图14E是示意性地示出基于夹具板搬运机构33的夹具板31的搬运方式的说明图。图示例的夹具板(加工工位)的数量、配置位置为一例，并不局限于此。

如图14A所示，对于夹具板31的搬运方向，除了从管插入工位向扩管工位的一个方向以外，也可以是图14B所示那样的往复运动。

另外，如图14C所示，也可以是使到达一个方向的前端的夹具板31回到起始端的搬运方式。例如，构成通过链轮等轨道轮将链条、齿形带等架设为无限轨道状的循环体，并将夹具板31安装于该循环体。根据该结构，将循环体的一方(例如上侧)设为供加工工位配置的加工用搬运路，将另一方(例如下侧)设为夹具板31的返回搬运路，从而能够进行连续的加工。

并且，如图14D所示，也可以是具有副搬运路的搬运方式，该副搬运路从图14A所示那样的主搬运路的一部分起，沿与主搬运路的搬运方向交叉的方向搬运夹具板31。在该情况下，能够简单地在挪至副搬运路的夹具板31B进一步追加其他的加工、检查等工序。

另外，如图14E所示，夹具板31的搬运方向并不局限于沿着直线的方向，也可以是描绘圆弧的方向等向水平两个轴向的搬运方式、增加了上下方向的向三个轴向的搬运方式。在该情况下，与沿着直线搬运夹具板31的情况相比，设置装置的空间效率提高。因此，不仅是电磁成形装置，也包括向电磁成形装置供给原料的搬运路、取出成形后的产品的搬运路，能够实现省空间化。需要说明的是，上述的各搬运方式能够根据需要进行适当的组合。

这样，本发明并不限定于上述实施方式，相互组合实施方式的各结构、本领域技术人员根据说明书的记载内容以及公知技术来进行变更、应用的情况也是本发明所预见到的，包括在请求保护的范围内。

例如，除了使管构件朝向夹具板移动，从而将管构件插入支承构件的贯通孔以外，也可以采用使夹具板朝向管构件移动，从而将管构件插入贯通孔的结构。另外，除了移动线圈单元从而将其插入管构件的管内以外，也可以移动管构件，从而将线圈单元插入管构件的管内。即，各部的移动只要是一方朝向另一方移动的相对移动即可。

本申请以2017年7月12日提出的日本专利申请(特愿2017-136635)为基础，并将其内容作为参照而援引于此。

附图标记说明

13 铝管构件(管构件)

21 大径管构件(第二管构件)

21a 管端部

23 小径管构件(第一管构件)

23a 管端部

29 电磁成形线圈部

29A 第一电磁成形线圈部

29B 第二电磁成形线圈部

29C 第三电磁成形线圈部

29D 第四电磁成形线圈部

29E 第五电磁成形线圈部

29F 第六电磁成形线圈部

30A 第一线圈单元

30B 第二线圈单元

31、31A、31B 夹具板

33 夹具板搬运机构

35 管插入机构

37A 第一线圈移动机构

37B 第二线圈移动机构

37C 第三线圈移动机构

37D 第四线圈移动机构

39A、39B 电流供给部

41 基板

43、45、47、49 支承构件

51、53、55、57 托架座

59 贯通孔

100、200、300、400 电磁成形装置

ST1 管插入工位

ST2、ST3 扩管工位。

Claims (20)

1.一种铝管构件的电磁成形装置，具备：

夹具板，其在基板上固定有至少一个具有贯通孔的支承构件；

管插入机构，其使铝合金制的管构件与所述夹具板沿轴向进行相对移动，从而将所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔；

线圈单元，其具有至少一个电磁成形线圈部；

线圈移动机构，其使所述线圈单元在所述管构件的管内相对于所述管构件而沿轴向进行相对移动，从而将所述电磁成形线圈部配置在所述管构件的扩管位置；

电流供给部，其向所述电磁成形线圈部供给电磁成形用的电流；以及

夹具板搬运机构，其将所述夹具板从管插入工位向扩管工位搬运，在该管插入工位处通过所述管插入机构将所述管构件插入所述贯通孔，在所述扩管工位处通过所述线圈移动机构将所述电磁成形线圈部配置在所述管构件的扩管位置。

2.根据权利要求1所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述管构件具有彼此同轴地配置的第一管构件以及第二管构件，所述第二管构件具有直径比所述第一管构件的外径大的内径，

所述第一管构件与所述第二管构件的端部彼此在径向上重叠的重叠部形成在所述扩管位置。

3.根据权利要求1所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

在所述线圈单元的沿轴向的多个部位配置有所述电磁成形线圈部。

4.根据权利要求2所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

在所述线圈单元的沿轴向的多个部位配置有所述电磁成形线圈部。

5.根据权利要求1所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板在所述基板上沿轴向固定有多个所述支承构件。

6.根据权利要求2所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板在所述基板上沿轴向固定有多个所述支承构件。

7.根据权利要求3所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板在所述基板上沿轴向固定有多个所述支承构件。

8.根据权利要求4所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板在所述基板上沿轴向固定有多个所述支承构件。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述线圈单元具备从所述管构件的一端侧插入的第一线圈单元、以及从所述管构件的另一端侧插入的第二线圈单元，

所述线圈移动机构具备使所述第一线圈单元沿所述管构件的轴线移动的第一线圈移动机构、以及使所述第二线圈单元沿所述轴线移动的第二线圈移动机构。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述扩管工位设置在沿所述夹具板的搬运方向的多个部位，且在各所述扩管工位设置有所述电磁成形线圈部与所述线圈移动机构。

11.根据权利要求9所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述扩管工位设置在沿所述夹具板的搬运方向的多个部位，且在各所述扩管工位设置有所述电磁成形线圈部与所述线圈移动机构。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板搬运机构在所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔的状态下搬运所述夹具板。

13.根据权利要求9所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板搬运机构在所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔的状态下搬运所述夹具板。

14.根据权利要求10所述的铝管构件的电磁成形装置，其中，

所述夹具板搬运机构在所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔的状态下搬运所述夹具板。

15.一种铝管构件的电磁成形方法，其中，

所述铝管构件的电磁成形方法依次实施以下工序：

管插入工序，使在基板上固定有至少一个具有贯通孔的支承构件的夹具板、与铝合金制的管构件进行相对移动，从而将所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔；

将支承有所述管构件的所述夹具板向下一工作工位搬运的工序；

线圈配置工序，使具有至少一个电磁成形线圈部的线圈单元、与所述管构件在所述管构件的管内沿轴向进行相对移动，从而将所述电磁成形线圈部配置在所述管构件的扩管位置；以及

扩管工序，向所述电磁成形线圈部供给电磁成形用的电流，从而使所述管构件扩管。

16.根据权利要求15所述的铝管构件的电磁成形方法，其中，

所述铝管构件的电磁成形方法具有将支承有被扩管后的所述管构件的所述夹具板向下一加工工位搬运的工序。

17.根据权利要求15所述的铝管构件的电磁成形方法，其中，

在所述管构件的多个所述扩管位置的每个所述扩管位置依次实施所述线圈配置工序与所述扩管工序。

18.根据权利要求16所述的铝管构件的电磁成形方法，其中，

在所述管构件的多个所述扩管位置的每个所述扩管位置依次实施所述线圈配置工序与所述扩管工序。

19.根据权利要求15至18中任一项所述的铝管构件的电磁成形方法，其中，

在所述管构件的多个所述扩管位置分别配置所述电磁成形线圈部，从而一次性地使所述管构件的多个所述扩管位置扩管。

20.一种铝管构件的电磁成形方法，其中，

所述铝管构件的电磁成形方法依次实施以下工序：

使管构件和线圈单元、与在基板上固定有至少一个具有贯通孔的支承构件的夹具板进行相对移动，从而将所述管构件插入所述支承构件的所述贯通孔的工序，所述管构件和所述线圈单元通过将具有至少一个电磁成形线圈部的所述线圈单元插入铝合金制的所述管构件的管内并将所述电磁成形线圈部配置在所述管构件的扩管位置而成，所述相对移动在保持所述电磁成形线圈部与所述扩管位置的位置关系的状态下进行；以及

扩管工序，向所述电磁成形线圈部供给电磁成形用的电流，从而使所述管构件扩管。

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