JP5192471B2 - Warm electromagnetic forming method of aluminum material - Google Patents

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Description

本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる筒状の被成形体の電磁成形方法に関し、特に、LEDランプのコルゲートフィン形状、並びにモータ及び発電機のケーシング部品等、被成形体に成形が難しい形状を加工する場合、及び被成形体であるアルミニウム材の導電性が低く、耐力が高い場合に好適に使用されるアルミニウム材の温間電磁成形方法に関する。   The present invention relates to an electromagnetic molding method for a cylindrical molded body made of aluminum or an aluminum alloy, and in particular, a corrugated fin shape of an LED lamp, and a casing and parts of a motor and a generator, etc. The present invention relates to a warm electromagnetic forming method of an aluminum material that is suitably used when processing and when the aluminum material that is a molded body has low conductivity and high proof stress.

近時、電球ソケット式のLED(Light Emitting Diode)ランプが多く使用されている。LEDランプは、高輝度LEDを使用したランプであり、光源にLEDを使用していることから、消費電力が小さく、定格寿命も長い。一方、LEDをランプに使用した場合には発熱量が大きく、LED自身が熱に弱いこともあり、LEDランプにおいては、効果的な放熱が求められている。   Recently, a light bulb socket type LED (Light Emitting Diode) lamp is often used. The LED lamp is a lamp that uses a high-intensity LED, and uses an LED as a light source. Therefore, the power consumption is small and the rated life is also long. On the other hand, when an LED is used for a lamp, the amount of heat generated is large, and the LED itself may be vulnerable to heat. In an LED lamp, effective heat dissipation is required.

図10は、従来の電球ソケット式のLEDランプを示す。図10に示すように、LEDランプ9においては、電球ソケットに装着するための口金9aと照明部9bとの間に放熱部9cを設け、この放熱部9cを熱伝導性が高いアルミニウム又はアルミニウム合金材で構成することが行われている。そして、図10に示すように、放熱部9cからの放熱面積を増やすために、放熱部9cに放熱フィン9d(コルゲートフィン)を形成することが行われている(例えば、特許文献1及び2)。   FIG. 10 shows a conventional light bulb socket type LED lamp. As shown in FIG. 10, in the LED lamp 9, a heat dissipating part 9c is provided between a base 9a for mounting on a light bulb socket and an illumination part 9b, and the heat dissipating part 9c is made of aluminum or aluminum alloy having high thermal conductivity. It is made up of materials. And as shown in FIG. 10, in order to increase the thermal radiation area from the thermal radiation part 9c, the thermal radiation fin 9d (corrugated fin) is formed in the thermal radiation part 9c (for example, patent document 1 and 2). .

特開2009−163955号公報JP 2009-163955 A 特開2009−170114号公報JP 2009-170114 A

しかしながら、上述の従来技術においては、以下のような問題点がある。従来、アルミニウム材にLEDランプのコルゲートフィンのような形状を加工する場合には、図11及び図12に示す行程でプレス成形することが行われていた。即ち、図11(a)に示すような円環状のアルミニウム製の板材6を、図11(b)に示すように、碗状のダイス7の上に配置し、板材6を上型8によりプレス成形して板材6を碗形状に加工し(図12(a))、更に、複数回のプレス成形を加えて、図12(b)及び図12(c)に示すような放熱フィン9d(図12(b)は断面図、図12(c)は上面図)を加工することが行われていた。従って、アルミニウム材が、例えば変形抵抗が小さいJIS A 1000系の純アルミニウム又はJIS A 6063のアルミニウム合金からなる場合においても、コルゲートフィン等の複雑な形状を加工する際には、多段のプレス成形を実施して成形する必要があり、加工コストが増大する。また、例えば、JIS A 6000系(6063以外)、3000系及び7000系のアルミニウム合金においては、耐力が大きい(変形抵抗が大きい)ため、他の系列のアルミニウム合金に比して、プレス成形による加工性は低下する。従って、部品の加工コストが更に増大するという問題点がある。   However, the above-described prior art has the following problems. Conventionally, when processing a shape like a corrugated fin of an LED lamp on an aluminum material, press forming has been performed in the process shown in FIGS. 11 and 12. That is, an annular aluminum plate 6 as shown in FIG. 11A is placed on a bowl-shaped die 7 as shown in FIG. 11B, and the plate 6 is pressed by an upper die 8. The plate 6 is formed into a bowl shape (FIG. 12 (a)), and further press forming is performed a plurality of times to radiate fins 9d (see FIG. 12 (b) and FIG. 12 (c)). 12 (b) is a cross-sectional view, and FIG. 12 (c) is a top view). Accordingly, even when the aluminum material is made of, for example, JIS A 1000 series pure aluminum or JIS A 6063 aluminum alloy having a low deformation resistance, when processing a complicated shape such as a corrugated fin, multi-stage press molding is performed. It is necessary to carry out and shape | mold, and a processing cost increases. In addition, for example, JIS A 6000 series (other than 6063), 3000 series and 7000 series aluminum alloys have high proof stress (high deformation resistance), so that they are processed by press molding as compared with other series aluminum alloys. Sex declines. Therefore, there is a problem that the processing cost of the parts further increases.

この問題点を解決するために、コルゲートフィン形状の放熱部を鋳造により製造することが提案されている。しかしながら、LEDランプ等の小型電球の部品として使用するという用途から、放熱部の肉厚を極力薄く抑える必要があり、また、放熱部はコルゲートフィンのように複雑な形状を有するため、放熱部をアルミニウム材の鋳造により製造しようとすると、生産性が低下すると共に製品重量が増加し、その製造コスト及び製品コストが高くなるという問題点がある。   In order to solve this problem, it has been proposed to manufacture a corrugated fin-shaped heat radiation portion by casting. However, it is necessary to keep the thickness of the heat dissipation part as thin as possible because it is used as a part of a small light bulb such as an LED lamp, and the heat dissipation part has a complicated shape like a corrugated fin. If an attempt is made to produce an aluminum material by casting, there is a problem that the productivity is lowered and the product weight is increased, and the production cost and the product cost are increased.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる被成形体において、コルゲートフィン等の成形が難しい形状を加工コストを増大させることなく容易に成形することができるアルミニウム材の温間電磁成形方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of this problem, Comprising: In the to-be-molded body which consists of aluminum or aluminum alloy, the shape which cannot be shape | molded easily, such as a corrugated fin, can be shape | molded easily, without increasing a processing cost. It aims at providing the warm electromagnetic forming method of aluminum material.

本発明に係るアルミニウム材の温間電磁成形方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる筒状の被成形体の内面に磁気透過性断熱層を形成する工程と、前記被成形体を200乃至550℃に加熱する工程と、前記被成形体に電磁成形コイルを挿入する工程と、前記電磁成形コイルにより前記被成形体を拡管する工程と、前記電磁成形コイルを前記被成形体から引き抜く工程と、を有することを特徴とする。   The method for warm electromagnetic forming of an aluminum material according to the present invention includes a step of forming a magnetically permeable heat-insulating layer on the inner surface of a cylindrical molded body made of aluminum or an aluminum alloy, and the molded body at 200 to 550 ° C. A step of heating, a step of inserting an electromagnetic molded coil into the molded body, a step of expanding the molded body with the electromagnetic molded coil, and a step of extracting the electromagnetic molded coil from the molded body. It is characterized by that.

本発明に係る他のアルミニウム材の温間電磁成形方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる筒状の被成形体の外面に磁気透過性断熱層を形成する工程と、前記被成形体を200乃至550℃に加熱する工程と、前記被成形体に電磁成形コイルを嵌合する工程と、前記電磁成形コイルにより前記被成形体を縮管する工程と、前記電磁成形コイルを前記被成形体から離脱させる工程と、を有することを特徴とする。   In another method for warm electromagnetic forming of an aluminum material according to the present invention, a step of forming a magnetically permeable heat-insulating layer on the outer surface of a tubular molded body made of aluminum or an aluminum alloy, and the molded body is formed by 200 to 550. A step of heating to 0 ° C., a step of fitting an electromagnetic molded coil to the molded body, a step of contracting the molded body by the electromagnetic molded coil, and detaching the electromagnetic molded coil from the molded body. And a process.

上述のアルミニウム材の温間電磁成形方法において、前記被成形体の内面又は外面に磁気透過性断熱層を形成する工程の前に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる円環状のブランク材をフレア形状をもつ筒状に絞り成形する工程を有し、この絞り成形により前記ブランク材を前記筒状の被成形体に加工するように構成することができる。   In the warm electromagnetic forming method for an aluminum material described above, an annular blank made of aluminum or an aluminum alloy has a flare shape before the step of forming a magnetically permeable heat insulating layer on the inner surface or outer surface of the molded body. It has the process of carrying out a drawing process to a cylinder shape, and it can comprise so that the said blank material may be processed into the said cylindrical to-be-molded body by this drawing process.

また、前記電磁成形コイルによる拡管又は縮管により前記被成形体にコルゲートフィン形状を成形してもよい。   Moreover, you may shape | mold a corrugated fin shape in the said to-be-molded body by the expansion or contraction tube by the said electromagnetic forming coil.

上述の被成形体の加熱は、例えば磁気加熱コイルを使用した誘導加熱により行うことができる。この場合、例えば前記磁気加熱コイルを前記電磁成形コイルと同軸的に配置し、前記磁気加熱コイルと前記電磁成形コイルとの入れ替えを同軸的に行う。   The above-mentioned to-be-molded body can be heated by, for example, induction heating using a magnetic heating coil. In this case, for example, the magnetic heating coil is arranged coaxially with the electromagnetic forming coil, and the magnetic heating coil and the electromagnetic forming coil are exchanged coaxially.

前記磁気透過性断熱層は、例えばシラスバルーンが主成分である。この場合、例えば前記磁気透過性断熱層は、前記シラスバルーンにセメントを混合した混合物により構成され、前記混合物に水を加えてペースト状にして前記被成形体の内面に塗布され、前記被成形体の加熱工程は、前記磁気透過性断熱層が水分を含有する状態で行うことが好ましい。   The magnetically permeable heat insulation layer is mainly composed of, for example, a shirasu balloon. In this case, for example, the magnetically permeable heat insulating layer is composed of a mixture in which cement is mixed with the shirasu balloon, and the mixture is made into a paste by adding water and applied to the inner surface of the molded body. It is preferable to perform the heating step in a state where the magnetically permeable heat insulating layer contains moisture.

本発明のアルミニウム材の温間電磁成形方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる被成形体を200乃至550℃に加熱した温間の状態で電磁成形コイルにより拡管又は縮管を行う。これにより、加熱により被成形体の耐力を下げた状態で、被成形体の電磁成形を行うことができ、コルゲートフィン等の成形が難しい形状を成形する場合においても、加工性がよい状態で被成形体を成形することができ、常温で成形する場合に比して被成形体の成形量を大きくすることができ、加工コストを増大させることなく容易に成形することができる。また、被成形体の内面又は外面に磁気透過性断熱層を形成するため、被成形体を拡管又は縮管する際に、高温の被成形体により電磁成形コイルを損傷することを防止することができる。   In the method for warm electromagnetic forming of an aluminum material according to the present invention, tube expansion or contraction is performed with an electromagnetic forming coil in a warm state in which a molded body made of aluminum or an aluminum alloy is heated to 200 to 550 ° C. As a result, it is possible to perform electromagnetic forming of the molded body in a state where the proof stress of the molded body is reduced by heating, and even when forming a shape such as a corrugated fin that is difficult to be molded, the molded body is in a state with good workability. The molded body can be molded, the molding amount of the molded body can be increased as compared with the case of molding at room temperature, and the molding can be easily performed without increasing the processing cost. Further, since the magnetically permeable heat insulating layer is formed on the inner surface or the outer surface of the molded body, it is possible to prevent the electromagnetic molded coil from being damaged by the hot molded body when the tube is expanded or contracted. it can.

本発明の第1実施形態に係るアルミニウム材の温間電磁成形方法を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the warm electromagnetic forming method of the aluminum material which concerns on 1st Embodiment of this invention. (a)乃至(c)は、本発明の実施形態に係るアルミニウム材の温間電磁成形方法において、被成形体の加熱工程までをその工程順に示す図である。(A) thru | or (c) is a figure which shows to the heating process of a to-be-molded body in order of the process in the warm electromagnetic forming method of the aluminum material which concerns on embodiment of this invention. (a)及び(b)は、被成形体を拡管成形してフレア形状を成形する工程をその工程順に示す図であり、図3(a)は図2(c)の次の工程を示す。(A) And (b) is a figure which shows the process of expanding a molded body and shape | molding a flare shape in order of the process, and Fig.3 (a) shows the next process of FIG.2 (c). (a)乃至(c)は、フレア形状の成形工程後の電磁成形コイル、金型及び被成形体を示す図である。(A) thru | or (c) is a figure which shows the electromagnetic forming coil after a flare-shaped shaping | molding process, a metal mold | die, and a to-be-molded body. 被成形体の拡管成形に使用する電磁成形コイルの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the electromagnetic forming coil used for the pipe expansion shaping | molding of a to-be-molded body. 被成形体にシラスバルーンとセメントとの混合物を塗布した際の被成形体及びシラスバルーンの温度変化を示す一例である。It is an example which shows the temperature change of a to-be-molded body and a shirasu balloon at the time of applying the mixture of Shirasu balloon and cement to a to-be-molded body. (a)及び(b)は、被成形体を縮管成形してフレア形状を成形する工程をその工程順に示す図であり、図7(a)は図2(c)の次の工程を示す。(A) And (b) is a figure which shows the process of shape | molding a to-be-molded body, and shape | molding a flare shape in the order of the process, Fig.7 (a) shows the next process of FIG.2 (c). . (a)乃至(c)は、フレア形状の成形工程後の電磁成形コイル、金型及び被成形体を示す図である。(A) thru | or (c) is a figure which shows the electromagnetic forming coil after a flare-shaped shaping | molding process, a metal mold | die, and a to-be-molded body. 被成形体の縮管成形に使用する電磁成形コイルの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the electromagnetic forming coil used for the reduced tube shaping | molding of a to-be-molded body. 従来の電球ソケット式のLEDランプを示す側面図である。It is a side view which shows the conventional light bulb socket type LED lamp. (a)は従来のLEDランプの放熱部の材料となるアルミニウム材を示す上面図、(b)はアルミニウム材を従来のプレス加工によって加工する図である。(A) is a top view which shows the aluminum material used as the material of the thermal radiation part of the conventional LED lamp, (b) is a figure which processes an aluminum material by the conventional press work. (a)は図11(b)のプレス加工によって加工されたアルミニウム材を示す断面図、(b)はそのアルミニウム材を更にプレス成形して加工されたコルゲートフィンを示す断面図、(c)は図12(b)の上面図である。(A) is a cross-sectional view showing an aluminum material processed by the press work of FIG. 11 (b), (b) is a cross-sectional view showing a corrugated fin processed by further pressing the aluminum material, and (c) is a cross-sectional view. FIG. 13 is a top view of FIG.

次に、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係るアルミニウム材の電磁成形方法を示す模式的断面図、図2(a)乃至図2(c)は、第1実施形態に係るアルミニウム材の電磁成形方法において、被成形体の加熱工程までをその工程順に示す図、図3(a)及び図3(b)は、被成形体を拡管成形してフレア形状を成形する工程をその工程順に示す図であり、図3(a)は図2(c)の次の工程を示す。図4(a)乃至図4(c)は、フレア形状の成形工程後の電磁成形コイル、金型及び被成形体を示す図である。また、図5は、電磁成形コイルの一例を示す断面図である。   Next, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an aluminum material electromagnetic forming method according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are electromagnetic shapes of the aluminum material according to the first embodiment. FIG. 3A and FIG. 3B are diagrams showing, in the order of the steps, the process of expanding the molded body to form a flare shape in the method. FIG. 3 (a) shows the next step of FIG. 2 (c). FIG. 4A to FIG. 4C are views showing the electromagnetic forming coil, the mold, and the molded body after the flare-shaped forming step. FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of an electromagnetic forming coil.

本実施形態においては、図1に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金(以下、アルミニウム又はアルミニウム合金を総称してアルミニウム材という)からなる筒状の被成形体1の内面に磁気透過性断熱層10aを形成し、被成形体1に例えば誘導加熱コイル2を挿入する。そして、磁気透過性断熱層10aを介して、被成形体1を誘導加熱コイル2により200乃至550℃の温度になるように加熱する。次いで、図1に2点鎖線で示すように、加熱された被成形体1を持ち上げて、誘導加熱コイル2の上方に設けられた電磁成形コイル5を挿入し、電磁成形コイル5により被成形体1を拡管して被成形体1を所定の形状になるように加工する。この場合に、電磁成形コイル5は、磁気透過性断熱層10aにより、被成形体1の熱から保護される。また、この断熱層10aは磁気透過性であるので、電磁成形コイル5からの磁場は、被成形体1に確実に作用する。本実施形態においては、電磁成形コイル5の外側に金型4が配置されており、被成形体1を拡管により金型4に押しつけて、被成形体1を金型4の形状に成形する。また、例えば被成形体1の内径と同程度の大きさの孔が設けられた板状のトレイ3を、被成形体1の下方に配置し、トレイ3により被成形体1を誘導加熱コイル2から電磁成形コイル5へと垂直に持ち上げる。また、被成形体1を誘導加熱コイル2により加熱する場合、誘導加熱コイル2は例えば電磁成形コイル5と同軸的に配置されている。   In this embodiment, as shown in FIG. 1, a magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed on the inner surface of a cylindrical molded body 1 made of aluminum or aluminum alloy (hereinafter, aluminum or aluminum alloy is generically referred to as aluminum material). And, for example, the induction heating coil 2 is inserted into the molded body 1. And the to-be-molded body 1 is heated with the induction heating coil 2 so that it may become a temperature of 200 thru | or 550 degreeC through the magnetic permeability heat insulation layer 10a. Next, as shown by a two-dot chain line in FIG. 1, the heated molded object 1 is lifted, and an electromagnetic molded coil 5 provided above the induction heating coil 2 is inserted. 1 is expanded to process the molded body 1 into a predetermined shape. In this case, the electromagnetic molded coil 5 is protected from the heat of the molded body 1 by the magnetically permeable heat insulating layer 10a. Moreover, since this heat insulation layer 10a is magnetically permeable, the magnetic field from the electromagnetic forming coil 5 acts on the to-be-molded body 1 reliably. In the present embodiment, the mold 4 is disposed outside the electromagnetic forming coil 5, and the molded body 1 is molded into the shape of the mold 4 by pressing the molded body 1 against the mold 4 by expanding the tube. Further, for example, a plate-like tray 3 provided with a hole having a size approximately equal to the inner diameter of the molded body 1 is disposed below the molded body 1, and the molded body 1 is guided by the tray 3 to the induction heating coil 2. Is lifted vertically to the electromagnetic forming coil 5. Moreover, when heating the to-be-molded body 1 with the induction heating coil 2, the induction heating coil 2 is arrange | positioned coaxially with the electromagnetic forming coil 5, for example.

本発明の被成形体1の材料としては、例えばJIS A 1000系の純アルミニウムの他、2000系(Al−Cu系合金)、3000系(Al−Mn系合金)、4000系(Al−Si系合金)、5000系(Al−Mg系合金)、6000系(Al−Mg−Si系合金)、7000系(Al−Zn−Mg系合金、Al−Zn−Mg−Cu系合金)の各種展伸材用アルミニウム合金を使用することができる。   Examples of the material of the molded body 1 of the present invention include JIS A 1000 series pure aluminum, 2000 series (Al-Cu series alloy), 3000 series (Al-Mn series alloy), 4000 series (Al-Si series). Alloys) Various developments of 5000 series (Al-Mg series alloys), 6000 series (Al-Mg-Si series alloys), and 7000 series (Al-Zn-Mg series alloys, Al-Zn-Mg-Cu series alloys) An aluminum alloy for the material can be used.

被成形体1の形状は、筒状であり、円筒状、角筒状等の種々の筒状の形態において、内面に磁気透過性断熱層10aを形成した状態で誘導加熱コイル2及び電磁成形コイル5を挿入して拡管することができる形状であればよいが、本実施形態においては、被成形体1は、例えば外径が25mm以上、板厚が0.5乃至5.0mmの円筒状の押出形材である。なお、被成形体1として、円筒状の引き抜き材を使用してもよい。   The shape of the molded body 1 is a cylindrical shape, and the induction heating coil 2 and the electromagnetic forming coil are formed in a state of forming a magnetically permeable heat insulating layer 10a on the inner surface in various cylindrical forms such as a cylindrical shape and a rectangular tube shape. However, in the present embodiment, the molded body 1 has a cylindrical shape with an outer diameter of 25 mm or more and a plate thickness of 0.5 to 5.0 mm, for example. Extruded shape. A cylindrical drawing material may be used as the molded body 1.

磁気透過性断熱層10aは、被成形体1の内面に厚さが例えば3乃至5mmとなるように形成する。磁気透過性断熱層10aの材料としては、被成形体1の温度が200乃至550℃である状態で、磁気透過性断熱層10aの内側の表面温度を、例えば150℃以下とすることができるものを使用する。具体的には、例えばシラスバルーン(例えば特開平7−24299号公報)及びマイクロバルーン(例えば特表2005−539111号公報)を使用することができる。具体的には、例えば美瑛白土工業社製の製品名「タイセツバルーン」を使用することができる。シラスバルーンとは、シラス等の火山性ガラス質堆積物を熱処理することによって得られ、平均粒径が150μm以下の球状の中空ガラス質微粒である。磁気透過性断熱材10としてこのシラスバルーンを使用する場合においては、シラスバルーン粒子に水を加えてペースト状にし、被成形体1の内面に塗布するか、吹き付けるか、又は被成形体1の内面に沿って受け部材を設置して被成形体1と受け部材との間にペースト状のシラスバルーンを流し込めばよい。また、磁気透過性断熱層10aは、シラスバルーンを主成分としていればよい。具体的には、例えばシラスバルーンにセメントを混合したものを使用することができる。この場合においても、シラスバルーンとセメントとの混合物に水を加えてペースト状にして使用すればよい。図6は、被成形体にシラスバルーンとセメントとの混合物を塗布(塗布厚3mm)した際の被成形体及びシラスバルーンの温度変化を示す一例である。この図6において、横軸は、筒状の被成形体の内面に(水分を含有させた)シラスバルーンとセメントとの混合物を塗布し、電磁加熱コイルを使用して加熱し始めてからの経過時間を示し、縦軸は磁気透過性断熱層が形成されて積層体として構成されている被成形体の内表面及び外表面の温度を示す。即ち、図6中の内表面とは、磁気透過性断熱層(シラスバルーン及びセメントの混合物層)の内側の表面のことであり、図6中の外表面とは、被成形体の外側の表面のことである。なお、加熱開始から18秒後に被成形体の外側の表面の温度が460℃に達したため、被成形体と磁気透過性断熱層との積層体を電磁加熱コイルから離隔させた。図6に示すように、被成形体の内面にシラスバルーンを塗布すれば、被成形体の温度が460℃程度の高温となるまで加熱した場合においても、シラスバルーン層の温度を100℃以下の低温に維持することができることが分かる。なお、磁気透過性断熱層10aの材料としてシラスバルーンを使用する場合においては、断熱効率を高めるために、被成形体1の加熱工程は、シラスバルーンとセメントとの混合物から構成されている磁気透過性断熱層10aが水分を含有する状態で行うことが好ましい。この場合においては、シラスバルーンとセメントとの混合物中に、シラスバルーンを混合物の全質量あたり95乃至55質量%、セメントを混合物の全質量あたり5乃至45質量%含有し、このシラスバルーンとセメントとの混合物に水を加えてペースト状にし、水分の含有量が水分を含むペースト状混合物の全質量あたり3乃至60質量%となるように調整した上で使用すればよい。シラスバルーンが水分を含有する状態で被成形体1を加熱することにより、材料そのものの断熱性に加え、水分が気化する際の気化熱を利用することにより、断熱効率を向上させることができる。シラスバルーンが水分を含有する状態で被成形体1を加熱することにより、被成形体1の温度が200乃至550℃である状態で、磁気透過性断熱層(シラスバルーン層)10aの内側の表面温度を、例えば100℃以下とすることができる。なお、シラスバルーンの替わりにマイクロバルーンを使用する場合においても同様である。   The magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed on the inner surface of the molded body 1 so as to have a thickness of, for example, 3 to 5 mm. As the material of the magnetically permeable heat insulating layer 10a, the inner surface temperature of the magnetically permeable heat insulating layer 10a can be set to, for example, 150 ° C. or less when the temperature of the molded body 1 is 200 to 550 ° C. Is used. Specifically, for example, a shirasu balloon (for example, JP-A-7-24299) and a microballoon (for example, JP-T-2005-539111) can be used. Specifically, for example, the product name “Taisetsu Balloon” manufactured by Biei Shirachi Kogyo Co., Ltd. can be used. The shirasu balloon is a spherical hollow glassy fine particle obtained by heat-treating a volcanic glassy deposit such as shirasu and having an average particle size of 150 μm or less. When this Shirasu balloon is used as the magnetically permeable heat insulating material 10, water is added to Shirasu balloon particles to form a paste, which is applied to the inner surface of the molded body 1, sprayed, or the inner surface of the molded body 1. And a paste-like shirasu balloon may be poured between the molded body 1 and the receiving member. Moreover, the magnetically permeable heat insulation layer 10a should just have a shirasu balloon as a main component. Specifically, for example, a mixture of shirasu balloon and cement can be used. Even in this case, the mixture of shirasu balloon and cement may be used by adding water to make a paste. FIG. 6 is an example showing temperature changes of the molded body and the shirasu balloon when a mixture of a shirasu balloon and cement is applied to the molded body (application thickness: 3 mm). In FIG. 6, the horizontal axis represents the elapsed time after applying a mixture of shirasu balloon (containing water) and cement to the inner surface of the cylindrical molded body and starting heating using the electromagnetic heating coil. The vertical axis represents the temperature of the inner surface and the outer surface of a molded body that is formed as a laminate by forming a magnetically permeable heat insulating layer. That is, the inner surface in FIG. 6 is the inner surface of the magnetically permeable heat insulating layer (shirasu balloon and cement mixture layer), and the outer surface in FIG. 6 is the outer surface of the molded body. That is. Since the temperature of the outer surface of the molded body reached 460 ° C. 18 seconds after the start of heating, the laminate of the molded body and the magnetically permeable heat insulating layer was separated from the electromagnetic heating coil. As shown in FIG. 6, when a shirasu balloon is applied to the inner surface of the molded body, the temperature of the shirasu balloon layer is 100 ° C. or lower even when the molded body is heated to a high temperature of about 460 ° C. It can be seen that it can be maintained at a low temperature. In the case of using a shirasu balloon as the material of the magnetically permeable heat insulating layer 10a, in order to increase the heat insulating efficiency, the heating process of the molded body 1 is a magnetic permeable structure composed of a mixture of shirasu balloon and cement. It is preferable that the heat insulating layer 10a contains moisture. In this case, the mixture of shirasu balloon and cement contains 95 to 55% by mass of shirasu balloon per total mass of the mixture and 5 to 45% by mass of cement per total mass of the mixture. The mixture may be made into a paste by adding water, and the water content may be adjusted to 3 to 60% by mass based on the total mass of the paste-like mixture containing water. By heating the molded body 1 in a state where the shirasu balloon contains moisture, the heat insulation efficiency can be improved by utilizing the heat of vaporization when moisture vaporizes in addition to the heat insulation of the material itself. The inner surface of the magnetically permeable heat insulating layer (shirasu balloon layer) 10a in a state where the temperature of the molded body 1 is 200 to 550 ° C. by heating the molded body 1 while the shirasu balloon contains moisture. The temperature can be, for example, 100 ° C. or lower. The same applies when a microballoon is used instead of a shirasu balloon.

被成形体1を加熱する誘導加熱コイル2は、例えば銅又は銅合金により製造された導体素線がコイル状に巻回されたものであり、このコイル2に高周波電流を通電することにより、コイル2周辺に磁束を発生させる。そして、コイル2周辺に発生させた磁束により、被成形体1のアルミニウム材の内部に渦電流を発生させ、アルミニウム材の電気抵抗により発熱させて、被成形体1を加熱(誘導加熱、Induction Heating)する。本発明においては、加熱後の被成形体1の温度は200乃至550℃である。   The induction heating coil 2 for heating the molded body 1 is formed by winding a conductor wire made of, for example, copper or a copper alloy in a coil shape. 2 Magnetic flux is generated around. Then, an eddy current is generated inside the aluminum material of the molded body 1 by the magnetic flux generated around the coil 2 and is heated by the electric resistance of the aluminum material to heat the molded body 1 (induction heating, induction heating). ) In the present invention, the temperature of the molded body 1 after heating is 200 to 550 ° C.

トレイ3は、その孔の位置が被成形体1の内周縁に沿うように配置されている。従って、被成形体1の筒状の内部に誘導加熱コイル2を挿入すると、誘導加熱コイル2はトレイ3の孔にも挿入される。同様に、トレイ3により被成形体1を垂直に持ち上げて、被成形体1の筒状の内部に電磁成形コイル5を挿入すると、電磁成形コイル5はトレイ3の孔にも挿入される。   The tray 3 is disposed such that the hole positions are along the inner peripheral edge of the molded body 1. Therefore, when the induction heating coil 2 is inserted into the cylindrical shape of the molded body 1, the induction heating coil 2 is also inserted into the hole of the tray 3. Similarly, when the molded body 1 is lifted vertically by the tray 3 and the electromagnetic molded coil 5 is inserted into the cylindrical shape of the molded body 1, the electromagnetic molded coil 5 is also inserted into the hole of the tray 3.

金型4は、例えば高合金工具鋼(SKD)又は高速度工具鋼(SKH)からなるプレス金型である。図1及び図3に示すように、金型4には被成形体1を挿入する孔が設けられており、被成形体1を孔の内面形状により成形する。本実施形態においては、孔の形状は内径が金型4の一端部側から他端部側へと増加するようにフレア形状に形成されており、更に、孔の内面には、コルゲートフィン形状に対応する突起及び溝形状が設けられている。これにより、本実施形態においては、被成形体1を図10に示すようなLEDランプ9のコルゲートフィン9dの形状を有する放熱部9cに成形する。なお、本発明においては、拡管成形により、被成形体1を金型4の孔の内面形状に対応させて成形するが、孔の形状は、例えば角柱又は円柱状であってもよく、また、フレア形状に形成されていてもよく、被成形体1を単に所定の大きさの筒に拡管したり、被成形体1にフレア形状のみを成形してもよい。   The mold 4 is a press mold made of, for example, high alloy tool steel (SKD) or high speed tool steel (SKH). As shown in FIGS. 1 and 3, the mold 4 is provided with a hole for inserting the molded body 1, and the molded body 1 is molded according to the shape of the inner surface of the hole. In this embodiment, the shape of the hole is formed in a flare shape so that the inner diameter increases from one end side to the other end side of the mold 4, and the inner surface of the hole has a corrugated fin shape. Corresponding protrusions and groove shapes are provided. Thereby, in this embodiment, the to-be-molded body 1 is shape | molded in the thermal radiation part 9c which has the shape of the corrugated fin 9d of the LED lamp 9 as shown in FIG. In the present invention, the molded body 1 is molded by tube expansion molding so as to correspond to the shape of the inner surface of the hole of the mold 4, but the shape of the hole may be, for example, a prism or a column, It may be formed in a flare shape, or the molded body 1 may be simply expanded into a tube of a predetermined size, or only the flare shape may be molded in the molded body 1.

電磁成形コイル5は、図5に示すように、例えば絶縁性樹脂により軸状に構成されたボビン50の周面に、例えばガラスクロステープ51により被覆された矩形断面を有する中空の導体素線52が、ボビン50を軸心としてらせん状に巻回されてコイルを構成している。導体素線52の中心の中空部52aは、例えば冷媒が通流して導体素線52を冷却するようになっている。そして、この導体素線52は隣接する導体素線52の相対する表面同士が平行になるように巻回されている。また、コイルの外側には、所定の厚さを有するようにガラスクロス53が巻き付けられている。絶縁性の樹脂は、ガラスクロステープ51、ガラスクロス53及び各構成物間の空隙に含浸され、これにより絶縁層及び導体が固着されている。なお、電磁成形コイル5は、樹脂の含浸後にガラスクロス53の外周を切削加工されることにより、所定の外径を有している。樹脂含浸後のガラスクロス53の耐熱温度は、例えば120乃至200℃である。   As shown in FIG. 5, the electromagnetic forming coil 5 includes a hollow conductor wire 52 having a rectangular cross section covered with, for example, a glass cloth tape 51 on a peripheral surface of a bobbin 50 configured in an axial shape with an insulating resin, for example. However, the bobbin 50 is wound around in a spiral shape to form a coil. In the hollow portion 52a at the center of the conductor wire 52, for example, a coolant flows to cool the conductor wire 52. And this conductor strand 52 is wound so that the surface where the adjacent conductor strand 52 opposes may become parallel. A glass cloth 53 is wound around the outside of the coil so as to have a predetermined thickness. The insulating resin is impregnated in the gap between the glass cloth tape 51, the glass cloth 53, and each component, thereby fixing the insulating layer and the conductor. The electromagnetic forming coil 5 has a predetermined outer diameter by cutting the outer periphery of the glass cloth 53 after impregnation with the resin. The heat resistant temperature of the glass cloth 53 after the resin impregnation is, for example, 120 to 200 ° C.

次に、本実施形態のアルミニウム材の温間電磁成形方法の動作をその工程順に説明する。本発明においては、図2(a)に示すように、先ず、上述のシラスバルーン又はマイクロバルーン等の磁気透過性断熱材10にセメントを混合し、水によりペースト状にしたものを筒状の被成形体1の内面に塗布し、被成形体1の内面に磁気透過性断熱層10aを形成する(図2(b))。このとき、混合物中において、シラスバルーン又はマイクロバルーンを混合物の全質量あたり95乃至55質量%、セメントを混合物の全質量あたり5乃至45質量%含有するように混合し、このシラスバルーン又はマイクロバルーンとセメントとの混合物に水を加えてペースト状にし、水分の含有量が水分を含むペースト状混合物の全質量あたり3乃至60質量%となるように調整した上で使用することが好ましい。被成形体1の内面に塗布した磁気透過性断熱材10が水分を含有する状態で被成形体1を加熱すれば、材料そのものの断熱性に加え、水分が気化する際の気化熱を利用することにより、磁気透過性断熱層10aの断熱効率を更に向上させることができる。このように、被成形体1の内面に磁気透過性断熱層10aを形成することにより、この後の工程において、被成形体1を200乃至550℃の高温となるように加熱した場合においても、磁気透過性断熱層10aの内側の表面温度を例えば150℃以下の低温に維持することができる。磁気透過性断熱材10が水分を含有する状態で被成形体1の内面に塗布した場合においては、磁気透過性断熱層10aの内側の表面温度を例えば100℃以下とすることができる。   Next, operation | movement of the warm electromagnetic forming method of the aluminum material of this embodiment is demonstrated in the order of the process. In the present invention, as shown in FIG. 2 (a), first, cement is mixed with the above-described magnetically permeable heat insulating material 10 such as a shirasu balloon or a microballoon, and a paste formed with water is formed into a cylindrical covering. It apply | coats to the inner surface of the molded object 1, and forms the magnetic permeability heat insulation layer 10a on the inner surface of the to-be-molded body 1 (FIG.2 (b)). At this time, in the mixture, shirasu balloons or microballoons are mixed so as to contain 95 to 55% by mass with respect to the total mass of the mixture, and cement is contained to 5 to 45% by mass with respect to the total mass of the mixture. It is preferable to use it after adding water to the mixture with cement to form a paste and adjusting the water content to 3 to 60% by mass based on the total mass of the paste-like mixture containing water. If the molded body 1 is heated in a state where the magnetically permeable heat insulating material 10 applied to the inner surface of the molded body 1 contains moisture, the heat of vaporization when moisture is vaporized is used in addition to the thermal insulation of the material itself. Thereby, the heat insulation efficiency of the magnetically permeable heat insulation layer 10a can be further improved. Thus, even when the molded body 1 is heated to a high temperature of 200 to 550 ° C. in the subsequent process by forming the magnetically permeable heat insulating layer 10a on the inner surface of the molded body 1, The surface temperature inside the magnetically permeable heat insulation layer 10a can be maintained at a low temperature of, for example, 150 ° C. or less. In the case where the magnetically permeable heat insulating material 10 is applied to the inner surface of the molded body 1 in a state containing moisture, the surface temperature inside the magnetically permeable heat insulating layer 10a can be set to 100 ° C. or less, for example.

次に、被成形体1をトレイ3に設置する。このとき、トレイ3の孔の位置を被成形体1の内周縁に沿うように設置する。これにより、被成形体1の筒状の内部に誘導加熱コイル2又は電磁成形コイル5を挿入すれば、誘導加熱コイル2又は電磁成形コイル5はトレイ3の孔にも挿入されることになる。従って、トレイ3が誘導加熱コイル2及び電磁成形コイル5の挿入を阻害することなく、被成形体1を誘導加熱コイル2から電磁成形コイル5へと円滑に持ち上げて、加熱及び拡管することができる。   Next, the molded body 1 is placed on the tray 3. At this time, the position of the hole of the tray 3 is set along the inner peripheral edge of the molded body 1. Thereby, if the induction heating coil 2 or the electromagnetic forming coil 5 is inserted into the cylindrical shape of the molded body 1, the induction heating coil 2 or the electromagnetic forming coil 5 is also inserted into the hole of the tray 3. Therefore, the tray 3 can be smoothly lifted from the induction heating coil 2 to the electromagnetic forming coil 5 and heated and expanded without hindering the insertion of the induction heating coil 2 and the electromagnetic forming coil 5. .

続いて、図2(c)に示すように、トレイ3側から被成形体1の内部に誘導加熱コイル2を挿入する。そして、誘導加熱コイル2に高周波電流を通電することにより、コイル2の周辺に磁力線を発生させ、この磁力線により被成形体1のアルミニウム素材の内部に渦電流を発生させ、アルミニウムの電気抵抗により被成形体1をジュール発熱させる。本発明においては、被成形体1の温度が200乃至550℃となるまで加熱する。上述の如く、被成形体1の内面には磁気透過性断熱層10aが形成されているため、被成形体1の温度が高温となった状態においても、磁気透過性断熱層10aの内側の表面温度は低温状態に維持される。被成形体1を所定温度まで加熱したら、トレイ3により被成形体1を垂直に上昇させて、被成形体1を誘導加熱コイルから離隔させる。   Subsequently, as shown in FIG. 2C, the induction heating coil 2 is inserted into the molded body 1 from the tray 3 side. Then, by applying a high-frequency current to the induction heating coil 2, magnetic lines of force are generated around the coil 2, eddy currents are generated inside the aluminum material of the molded body 1 by the magnetic lines of force, and the electric resistance of the aluminum is applied. The molded body 1 is caused to generate Joule heat. In this invention, it heats until the temperature of the to-be-molded body 1 becomes 200 to 550 degreeC. Since the magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed on the inner surface of the molded body 1 as described above, the inner surface of the magnetic permeable heat insulating layer 10a even when the temperature of the molded body 1 is high. The temperature is maintained at a low temperature. When the molded body 1 is heated to a predetermined temperature, the molded body 1 is raised vertically by the tray 3 to separate the molded body 1 from the induction heating coil.

次に、被成形体1をその真上に上昇させて、図3(a)に2点鎖線で示すように、被成形体1に図5に示す電磁成形コイル5を挿入する。この際に、誘導加熱コイル2と電磁成形コイル5とを同軸的に配置した場合においては、被成形体1に対する誘導加熱コイル2と電磁成形コイル5との入れ替えを同軸的に行うことができ、入れ替え工程が円滑に進行する。図3(a)に示すように、本実施形態においては、電磁成形コイル5の外側には、所定形状の孔を有する金型4が配置されており、被成形体1に電磁成形コイル5を挿入することにより、被成形体1を金型4と電磁成形コイル5の外周面との間に配置する。図3(a)に示すように、例えばトレイ3が金型4に接触するまで被成形体1に電磁成形コイル5を挿入する。本発明においては、被成形体1の内面に磁気透過性断熱層10aが形成されているので、高温の被成形体1の熱が磁気透過性断熱層10aにより遮断されて電磁成形コイルに対する悪影響は少なく、電磁成形コイル5の外面の樹脂含浸ガラスクロスをその耐熱温度以下の低温に維持することができる。これにより、高温の被成形体1により電磁成形コイル5が損傷することを防止することができる。   Next, the molded body 1 is raised right above, and the electromagnetic forming coil 5 shown in FIG. 5 is inserted into the molded body 1 as indicated by a two-dot chain line in FIG. At this time, in the case where the induction heating coil 2 and the electromagnetic forming coil 5 are arranged coaxially, the induction heating coil 2 and the electromagnetic forming coil 5 can be exchanged coaxially with respect to the molded object 1, The replacement process proceeds smoothly. As shown in FIG. 3A, in the present embodiment, a die 4 having a hole having a predetermined shape is disposed outside the electromagnetic forming coil 5, and the electromagnetic forming coil 5 is attached to the molded body 1. By inserting, the to-be-shaped body 1 is arrange | positioned between the metal mold | die 4 and the outer peripheral surface of the electromagnetic forming coil 5. FIG. As shown in FIG. 3A, for example, the electromagnetic forming coil 5 is inserted into the molded body 1 until the tray 3 contacts the mold 4. In the present invention, since the magnetically permeable heat-insulating layer 10a is formed on the inner surface of the molded body 1, the heat of the high-temperature molded body 1 is blocked by the magnetically permeable heat-insulating layer 10a, and there is no adverse effect on the electromagnetically formed coil. Less, the resin-impregnated glass cloth on the outer surface of the electromagnetic forming coil 5 can be maintained at a low temperature below its heat resistance temperature. Thereby, it can prevent that the electromagnetic forming coil 5 is damaged by the to-be-molded body 1 of high temperature.

被成形体1の位置を定めた後、電磁成形コイル5に通電する。本実施形態においては、図5に示す電磁成形コイル5の導体素線52にパルス電圧を印加して導線52に瞬発的な電流を流すと、コイル5の周囲に発生する電磁場の変化により、導電体である被成形体1に誘導電流が発生し、この誘導電流と電磁場との相互作用によって被成形体1に、図5の矢印30で示す向きに瞬発的な電磁力が作用する。このとき、断熱層10aは磁気透過性であるので、電磁成形コイルの磁場は確実に被成形体1に作用する。この誘導電流と電磁場との相互作用により、被成形体1には、外側に押し広げる方向の電磁力が作用する。これにより、被成形体1が拡管成形される(図3(b))。このとき、被成形体1の内面に形成されていた磁気透過性断熱層10aも被成形体1の形状に合わせて変形しようとするが、通常、磁気透過性断熱層10aは、アルミニウム材よりも脆性が高いので、層形状を維持することができなくなり、磁気透過性断熱材10の一部は被成形体1の内面から剥がれ落ちる。一方、拡管された被成形体1は、金型4に押しつけられて、金型4の外面の形状に合わせて(プレス成形に近い形態で)成形される。これにより、被成形体1にコルゲートフィン形状を成形することができる。   After the position of the molding object 1 is determined, the electromagnetic molding coil 5 is energized. In the present embodiment, when a pulse voltage is applied to the conductor wire 52 of the electromagnetic forming coil 5 shown in FIG. 5 to cause an instantaneous current to flow through the conducting wire 52, the electric conduction is caused by a change in the electromagnetic field generated around the coil 5. An induced current is generated in the molded object 1 which is a body, and an instantaneous electromagnetic force acts on the molded object 1 in the direction indicated by the arrow 30 in FIG. 5 due to the interaction between the induced current and the electromagnetic field. At this time, since the heat insulating layer 10a is magnetically permeable, the magnetic field of the electromagnetic forming coil surely acts on the object 1 to be molded. Due to the interaction between the induced current and the electromagnetic field, an electromagnetic force in the direction of spreading outwardly acts on the molded body 1. Thereby, the to-be-molded body 1 is pipe-expanded (FIG. 3B). At this time, the magnetically permeable heat insulating layer 10a formed on the inner surface of the molded body 1 also tends to be deformed in accordance with the shape of the molded body 1, but the magnetic permeable heat insulating layer 10a is usually made of an aluminum material. Since the brittleness is high, the layer shape cannot be maintained, and a part of the magnetically permeable heat insulating material 10 is peeled off from the inner surface of the molded body 1. On the other hand, the expanded molded object 1 is pressed against the mold 4 and is molded according to the shape of the outer surface of the mold 4 (in a form close to press molding). Thereby, a corrugated fin shape can be shape | molded in the to-be-molded body 1. FIG.

被成形体1の拡管加工が終了した後、図4(a)に示すように、電磁成形コイル5を被成形体1から引き抜く。この際、電磁成形コイル5を被成形体1から速やかに引き抜けば、断熱材10が一部剥がれ落ちた場合において、被成形体1の内面から被成形体1の大きな熱量が伝達されて電磁成形コイル5が損傷することも防止することができる。その後、図4(b)に示すように、被成形体1を金型4から引き抜き、被成形体1に残存している断熱材10を、例えばエアブロー又はジェット洗浄等により除去して、拡管され、コルゲートフィン形状が成形された被成形体1が完成する(図4(c))。   After the tube expansion processing of the molded body 1 is completed, the electromagnetic forming coil 5 is pulled out from the molded body 1 as shown in FIG. At this time, if the electromagnetic forming coil 5 is quickly pulled out of the molded body 1, a large amount of heat of the molded body 1 is transmitted from the inner surface of the molded body 1 when the heat insulating material 10 is partially peeled off, and electromagnetic It is possible to prevent the molded coil 5 from being damaged. Thereafter, as shown in FIG. 4 (b), the molded body 1 is pulled out from the mold 4, and the heat insulating material 10 remaining in the molded body 1 is removed by, for example, air blowing or jet cleaning, and the pipe is expanded. The to-be-molded body 1 in which the corrugated fin shape is molded is completed (FIG. 4C).

本実施形態のアルミニウム材の温間電磁成形方法によれば、被成形体1を200乃至550℃に加熱した状態で電磁成形コイル5により拡管を行うため、被成形体1の耐力を下げた(変形抵抗が小さい)状態で、電磁成形を行うことができる。よって、常温で加工する場合に比して被成形体1の成形量を大きくすることができ、加工性がよい状態で被成形体1を加工することができ、被成形体の材質が高い耐力を有する場合においても、容易に加工することができる。即ち、アルミニウム材にコルゲートフィン等の成形が難しい形状を成形する場合においても、加工性がよい状態で被成形体1を加工することができ、従来の複数回のプレス成形又は鋳造による成形を行わなくても、成形が困難な形状を容易に加工することができ、加工コストを増大させることがない。   According to the warm electromagnetic forming method of the aluminum material of the present embodiment, since the tube 1 is expanded by the electromagnetic forming coil 5 in a state where the object 1 is heated to 200 to 550 ° C., the yield strength of the object 1 is reduced ( Electromagnetic forming can be performed in a state where the deformation resistance is small. Therefore, compared with the case where it processes at normal temperature, the molding amount of the to-be-molded body 1 can be enlarged, the to-be-molded body 1 can be processed in a state with good workability, and the material of the to-be-molded body has high proof stress. Even when it has, it can be processed easily. That is, even when a difficult-to-mold shape such as a corrugated fin is formed on an aluminum material, the molded body 1 can be processed with good workability, and conventional press molding or casting is performed. Even if it is not, it is possible to easily process a shape that is difficult to be molded, and the processing cost is not increased.

また、被成形体1の内面には、磁気透過性断熱層10aが形成されている。これにより、被成形体1を200乃至550℃の高温となるまで加熱した場合においても、高温の被成形体1により電磁成形コイル5が損傷することを防止することができる。更に、拡管成形後においても、電磁成形コイル5を被成形体1から速やかに引き抜けば、断熱材10が一部剥がれ落ちた場合においても、被成形体1の内面から被成形体1の大きな熱量が伝達されて電磁成形コイル5が損傷することを防止することができる。即ち、本実施形態において使用する磁気透過性断熱層10aは、図6に示すように、被成形体1の温度が460℃程度の高温となるまで加熱した場合においても、磁気透過性断熱層10aの内側の表面温度を低温に維持することができ、この温度は、磁気透過性断熱層10aに近接した位置の電磁成形コイル5の(樹脂含浸ガラスクロスの)耐熱温度よりも低い。これにより、高温の被成形体1により電磁成形コイル5が損傷することを防止することができる。更に、磁気透過性断熱層として例えばシラスバルーンを使用する場合においては、シラスバルーンとセメントとの混合物が水分を含有する状態で被成形体1を加熱することにより、材料そのものの断熱性に加え、水分が気化する際の気化熱を利用することにより、断熱効率を向上させることができる。シラスバルーンが水分を含有する状態で被成形体1を加熱することにより、被成形体1の温度が200乃至550℃である状態で、磁気透過性断熱層(シラスバルーン層)10aの内側の表面温度を、例えば100℃以下とすることができる。   Further, a magnetically permeable heat insulating layer 10 a is formed on the inner surface of the molded body 1. Thereby, even when the molded body 1 is heated to a high temperature of 200 to 550 ° C., the electromagnetic molded coil 5 can be prevented from being damaged by the high-temperature molded body 1. Furthermore, even after tube expansion molding, if the electromagnetic forming coil 5 is quickly pulled out of the molded body 1, even if the heat insulating material 10 is partially peeled off, the large size of the molded body 1 from the inner surface of the molded body 1. It is possible to prevent the electromagnetic forming coil 5 from being damaged by the amount of heat transmitted. That is, as shown in FIG. 6, the magnetically permeable heat insulating layer 10a used in the present embodiment is magnetically permeable heat insulating layer 10a even when heated to a high temperature of about 460 ° C. The inner surface temperature of the electromagnetic wave can be maintained at a low temperature, and this temperature is lower than the heat resistance temperature (of the resin-impregnated glass cloth) of the electromagnetic forming coil 5 at a position close to the magnetically permeable heat insulating layer 10a. Thereby, it can prevent that the electromagnetic forming coil 5 is damaged by the to-be-molded body 1 of high temperature. Furthermore, in the case of using, for example, a shirasu balloon as the magnetically permeable heat insulating layer, in addition to the heat insulating property of the material itself, by heating the molding 1 in a state where the mixture of the shirasu balloon and cement contains moisture, The heat insulation efficiency can be improved by utilizing the heat of vaporization when moisture is vaporized. The inner surface of the magnetically permeable heat insulating layer (shirasu balloon layer) 10a in a state where the temperature of the molded body 1 is 200 to 550 ° C. by heating the molded body 1 while the shirasu balloon contains moisture. The temperature can be, for example, 100 ° C. or lower.

なお、本実施形態においては、被成形体1の加熱を誘導加熱コイル2によって行ったが、被成形体1の加熱は誘導加熱コイル2で行わなくてもよく、被成形体1の内面に磁気透過性断熱層10aを形成した状態で被成形体1であるアルミニウム材を200乃至550℃の温度に加熱することができれば、種々の加熱方法を採用することができる。ただし、生産性が高いという点から、誘導加熱コイル2による加熱を行うことが好ましい。また、本実施形態においては、磁気透過性断熱層10aを被成形体1の内面に形成しているが、例えば誘導加熱コイル2による被成形体1の加熱を効率よく行うために、被成形体1をその内面側から加熱するのではなく、部材挿入用の孔が設けられこの孔に挿入された部材を加熱する方式の誘導加熱コイル2を使用し、被成形体1をその外面側から加熱してもよい。更に、被成形体1の内面への磁気透過性断熱層10aの形成は、被成形体を加熱する前であればよく、例えば、被成形体1の内部に誘導加熱コイル2を挿入し、被成形体1の内面と誘導加熱コイル2の外周面との隙間に上述のペースト状の磁気透過性断熱材10(シラスバルーン又はマイクロバルーン等にセメントを混合し、水を加えてペースト状としたもの)を流しこむことにより、被成形体1の内面に磁気透過性断熱層10aを形成してもよい。   In this embodiment, the object 1 is heated by the induction heating coil 2, but the object 1 may not be heated by the induction heating coil 2. If the aluminum material which is the to-be-molded body 1 can be heated to a temperature of 200 to 550 ° C. with the transparent heat insulating layer 10a formed, various heating methods can be employed. However, it is preferable to perform heating by the induction heating coil 2 from the viewpoint of high productivity. In the present embodiment, the magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed on the inner surface of the molded body 1. For example, in order to efficiently heat the molded body 1 by the induction heating coil 2, the molded body 1 is not heated from the inner surface side, but a member insertion hole is provided, and an induction heating coil 2 is used to heat the member inserted into the hole, and the molding 1 is heated from the outer surface side. May be. Further, the formation of the magnetically permeable heat insulating layer 10a on the inner surface of the molded body 1 may be performed before the molded body is heated. For example, the induction heating coil 2 is inserted into the molded body 1, In the gap between the inner surface of the molded body 1 and the outer peripheral surface of the induction heating coil 2, the paste-like magnetically permeable heat insulating material 10 (cement mixed with shirasu balloon or microballoon or the like, and water added to form a paste. ) May be formed on the inner surface of the molded body 1 to form the magnetically permeable heat insulating layer 10a.

更にまた、本実施形態において、被成形体1は円筒状の押出形材であるが、円筒状に限らず、電磁成形コイルにより拡管可能な形状、即ち筒状であればよい。例えば、図11(a)に示すような円環状のブランク板材6をプレス成形により絞り加工することにより、ブランク材6を筒状の被成形体1に加工したものを使用することができる。即ち、図11(b)に示すように、磁気透過性断熱層10aを被成形体1の内面に形成する工程の前に、ブランク材6をダイス7の上に載置し、上型8により絞り成形して、ブランク材6をフレア形状をもつ筒状の被成形体1に加工した後に、加熱して、温間で電磁拡管を行ってもよい。これにより、フレア形状の被成形体1に対して電磁拡管成形によりコルゲートフィン形状だけを成形すればよいので、第1実施形態に比して加工が容易である。また、本発明のアルミニウム材の温間電磁成形方法は、フレア形状及びコルゲートフィン形状に限らず、アルミニウム材を温間で容易に加工することができ、種々の複雑な形状を加工する際に適用することができる。   Furthermore, in this embodiment, although the to-be-molded body 1 is a cylindrical extrusion shape material, it is not restricted to a cylindrical shape, What is necessary is just the shape which can be expanded by an electromagnetic forming coil, ie, a cylindrical shape. For example, what processed the blank material 6 into the cylindrical to-be-shaped body 1 can be used by drawing-drawing the annular blank board | plate material 6 as shown to Fig.11 (a) by press molding. That is, as shown in FIG. 11 (b), before the step of forming the magnetically permeable heat insulating layer 10 a on the inner surface of the molded body 1, the blank material 6 is placed on the die 7, and the upper die 8 is used. After drawing and processing the blank material 6 into a tubular molded body 1 having a flare shape, heating may be performed to perform electromagnetic tube expansion warmly. As a result, only the corrugated fin shape needs to be formed on the flare-shaped object 1 by electromagnetic tube expansion, so that the processing is easier than in the first embodiment. Moreover, the warm electromagnetic forming method of the aluminum material according to the present invention is not limited to the flare shape and the corrugated fin shape, and can be easily worked on the aluminum material in a warm manner, and is applied when machining various complicated shapes. can do.

次に、本発明の第2実施形態に係るアルミニウム材の温間電磁成形方法について説明する。図7(a)及び図7(b)は、本第2実施形態において、被成形体を縮管成形してフレア形状を成形する工程をその工程順に示す図であり、図7(a)は図2(c)の次の工程を示す。図8(a)乃至図8(c)は、フレア形状の成形工程後の電磁成形コイル、金型及び被成形体を示す図である。図9は、被成形体の縮管成形に使用する電磁成形コイルの一例を示す断面図である。第1実施形態においては、電磁成形コイルの電磁力により、被成形体1を拡管加工することにより、被成形体1の外面を被成形体1の外側に配置した金型4に押しつけて被成形体1を成形したが、本実施形態においては、図7に示すように被成形体1に電磁成形コイル5を嵌合し、更に金型4を被成形体の内側に配置して、電磁成形コイルの電磁力により、被成形体1を縮管加工する。これにより、被成形体1の内面を金型4に押しつけて、被成形体1を金型4の形状により加工する。この場合に、電磁成形コイル5は、磁気透過性断熱層10aにより、被成形体1の熱から保護される。また、この断熱層10aは磁気透過性であるので、電磁成形コイル5からの磁場は、被成形体1に確実に作用する。被成形体1の外径は、例えば第1実施形態と同様に25mm以上である。本実施形態においては、磁気透過性断熱層10aを被成形体の内面ではなく、外面に形成する。また、被成形体1を誘導加熱コイル2により加熱する場合、誘導加熱コイル2は例えば電磁成形コイル5と同軸的に配置されている。その他の構成は第1実施形態と同様である。   Next, the warm electromagnetic forming method of the aluminum material which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 7A and FIG. 7B are diagrams showing a process of forming a flare shape by reducing the tube shape of the molded body in the second embodiment, in the order of the processes. FIG. The next step of FIG. FIGS. 8A to 8C are views showing the electromagnetic forming coil, the mold, and the molded body after the flare-shaped forming step. FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of an electromagnetic forming coil used for forming a contracted tube of a molded body. In the first embodiment, the molding object 1 is expanded by the electromagnetic force of the electromagnetic molding coil, thereby pressing the outer surface of the molding object 1 against the mold 4 disposed outside the molding object 1. Although the body 1 is molded, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the electromagnetic forming coil 5 is fitted to the molded body 1, and the mold 4 is disposed inside the molded body, so that the electromagnetic molding is performed. The molded body 1 is subjected to tube shrinkage by the electromagnetic force of the coil. Thereby, the inner surface of the molded body 1 is pressed against the mold 4, and the molded body 1 is processed according to the shape of the mold 4. In this case, the electromagnetic molded coil 5 is protected from the heat of the molded body 1 by the magnetically permeable heat insulating layer 10a. Moreover, since this heat insulation layer 10a is magnetically permeable, the magnetic field from the electromagnetic forming coil 5 acts on the to-be-molded body 1 reliably. The outer diameter of the molded body 1 is, for example, 25 mm or more as in the first embodiment. In the present embodiment, the magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed not on the inner surface of the molded body but on the outer surface. Moreover, when heating the to-be-molded body 1 with the induction heating coil 2, the induction heating coil 2 is arrange | positioned coaxially with the electromagnetic forming coil 5, for example. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

金型4の材質は、第1実施形態と同様である。本実施形態においては、図7に示すように、金型4は被成形体1に挿入できる大きさの塊状に設けられ、その外径が一端部側から他端部側へと増加するようにフレア形状に形成されている。また、金型4の外面には、コルゲートフィン形状に対応する突起及び溝形状が設けられている。これにより、本実施形態においては、被成形体1を図10に示すようなLEDランプ9のコルゲートフィン9dの形状を有する放熱部9cに成形する。なお、本発明においては、縮管成形により、被成形体1を金型4の外面形状に対応させて成形するが、金型4の形状は、例えば角柱又は円柱状であってもよく、また、フレア形状だけが形成されていてもよく、被成形体1を単に所定の大きさの筒に縮管したり、被成形体1にフレア形状のみを成形してもよい。   The material of the mold 4 is the same as that of the first embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the mold 4 is provided in a lump shape that can be inserted into the molded body 1, and its outer diameter increases from one end side to the other end side. It is formed in a flare shape. Further, the outer surface of the mold 4 is provided with a protrusion and a groove shape corresponding to the corrugated fin shape. Thereby, in this embodiment, the to-be-molded body 1 is shape | molded in the thermal radiation part 9c which has the shape of the corrugated fin 9d of the LED lamp 9 as shown in FIG. In the present invention, the molded body 1 is formed by shrink tube forming so as to correspond to the outer surface shape of the mold 4, but the shape of the mold 4 may be, for example, a prism or a column, Only the flare shape may be formed, the molded body 1 may be simply contracted into a cylinder having a predetermined size, or only the flare shape may be molded on the molded body 1.

本実施形態において使用する電磁成形コイル5は、図9に示すように、例えば絶縁性樹脂により筒状に構成されたボビン50の内部に、例えばガラスクロステープ51により被覆された矩形断面を有する中空の導体素線52が、ボビン50の中心軸と同軸的にらせん状に巻回されてコイルを構成している。導体素線52は隣接する導体素線52の相対する表面同士が平行になるように巻回されている。また、コイルの内側には、所定の厚さを有するようにガラスクロス53が設けられている。絶縁性の樹脂は、ガラスクロステープ51、ガラスクロス53及び各構成物間の空隙に含浸され、これにより絶縁層及び導体が固着されている。本実施形態において、電磁成形コイル5の内径は、例えば30mm以上である。   As shown in FIG. 9, the electromagnetic forming coil 5 used in the present embodiment is a hollow having a rectangular cross section covered with, for example, a glass cloth tape 51 inside a bobbin 50 configured in a cylindrical shape with an insulating resin, for example. The conductor wire 52 is wound in a spiral shape coaxially with the central axis of the bobbin 50 to form a coil. The conductor strands 52 are wound so that adjacent surfaces of adjacent conductor strands 52 are parallel to each other. A glass cloth 53 is provided inside the coil so as to have a predetermined thickness. The insulating resin is impregnated in the gap between the glass cloth tape 51, the glass cloth 53, and each component, thereby fixing the insulating layer and the conductor. In the present embodiment, the inner diameter of the electromagnetic forming coil 5 is, for example, 30 mm or more.

次に、本第2実施形態に係るアルミニウム材の温間電磁成形方法の動作をその工程順に説明する。なお、本実施形態においては、金型4及び電磁成形コイル5の構成及び配置と、被成形体1への磁気透過性断熱層10aの形成位置以外については、第1実施形態と同様であるため、図2(a)において、磁気透過性断熱材10を被成形体1の外面に塗布して磁気透過性断熱層10aを形成したことにして、被成形体1の加熱までの工程は説明を省略する。   Next, operation | movement of the warm electromagnetic forming method of the aluminum material which concerns on this 2nd Embodiment is demonstrated in the order of the process. In addition, in this embodiment, since it is the same as that of 1st Embodiment except the structure and arrangement | positioning of the metal mold | die 4 and the electromagnetic forming coil 5, and the formation position of the magnetic permeability heat insulation layer 10a to the to-be-molded body 1, it is the same. In FIG. 2 (a), the magnetic permeable heat insulating material 10 is applied to the outer surface of the molded body 1 to form the magnetic permeable heat insulating layer 10a, and the steps up to the heating of the molded body 1 are described. Omitted.

本実施形態においても、被成形体1は例えば誘導加熱コイル2を使用して200乃至550℃となるまで加熱されている。筒状の被成形体1の外面には、第1実施形態と同様の材質からなる磁気透過性断熱層10aが形成されている。この状態で、被成形体1に、図9に示す電磁成形コイル5を嵌合する。この際に、誘導加熱コイル2と電磁成形コイル5とを同軸的に配置した場合においては、被成形体1に対する誘導加熱コイル2と電磁成形コイル5との入れ替えを同軸的に行うことができ、入れ替え工程が円滑に進行する。図7(a)に示すように、本実施形態においては、所定形状を有する金型4は、電磁成形コイル5の外側ではなく、内側に配置されており、被成形体1に電磁成形コイル5を嵌合することにより、被成形体1を金型4と電磁成形コイル5の内面との間に配置する。本実施形態においても、被成形体1の外面には、磁気透過性断熱層10aが形成されているので、高温の被成形体1の熱が磁気透過性断熱層10aにより遮断されて電磁成形コイルに対する悪影響は少なく、電磁成形コイル5の外面の樹脂含浸ガラスクロスをその耐熱温度以下の低温に維持することができる。これにより、高温の被成形体1により電磁成形コイル5が損傷することを防止することができる。   Also in this embodiment, the to-be-molded body 1 is heated until it becomes 200 to 550 degreeC using the induction heating coil 2, for example. A magnetically permeable heat insulating layer 10a made of the same material as that of the first embodiment is formed on the outer surface of the cylindrical molded body 1. In this state, the electromagnetic forming coil 5 shown in FIG. At this time, in the case where the induction heating coil 2 and the electromagnetic forming coil 5 are arranged coaxially, the induction heating coil 2 and the electromagnetic forming coil 5 can be exchanged coaxially with respect to the molded object 1, The replacement process proceeds smoothly. As shown in FIG. 7A, in the present embodiment, the mold 4 having a predetermined shape is disposed not on the outside of the electromagnetic forming coil 5 but on the inside thereof, and the electromagnetic forming coil 5 is formed on the object 1 to be molded. Is fitted between the mold 4 and the inner surface of the electromagnetic forming coil 5. Also in the present embodiment, since the magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed on the outer surface of the molded body 1, the heat of the high temperature molded body 1 is blocked by the magnetic permeable heat insulating layer 10a and the electromagnetic molded coil. The resin-impregnated glass cloth on the outer surface of the electromagnetic forming coil 5 can be maintained at a low temperature below its heat resistance temperature. Thereby, it can prevent that the electromagnetic forming coil 5 is damaged by the to-be-molded body 1 of high temperature.

次に、電磁成形コイル5に通電する。本実施形態においては、図9に示す電磁成形コイル5の導体素線52にパルス電圧を印加して導線52に瞬発的な電流を流すと、コイル5の周囲に発生する電磁場の変化により、導電体である被成形体1に誘導電流が発生し、この誘導電流と電磁場との相互作用によって被成形体1に、図9の矢印31で示す向きに瞬発的な電磁力が作用する。このとき、断熱層10aは磁気透過性であるので、電磁成形コイルの磁場は確実に被成形体1に作用する。この誘導電流と電磁場との相互作用により、被成形体1には、内側に押し縮める方向の電磁力が作用する。これにより、被成形体1が縮管成形される(図7(b))。このとき、被成形体1の内面に形成されていた磁気透過性断熱層10aも被成形体1の形状に合わせて変形しようとするが、アルミニウム材よりも脆性が高いので、層形状を維持することができなくなり、磁気透過性断熱材10の一部は被成形体1の内面から剥がれ落ちる。一方、縮管された被成形体1は、金型4に押しつけられて、金型4の外面の形状に合わせて(プレス成形に近い形態で)成形される。これにより、被成形体1にコルゲートフィン形状を成形することができる。   Next, the electromagnetic forming coil 5 is energized. In the present embodiment, when a pulse voltage is applied to the conductor wire 52 of the electromagnetic forming coil 5 shown in FIG. 9 to cause an instantaneous current to flow through the conducting wire 52, the electric conduction is caused by a change in the electromagnetic field generated around the coil 5. An induced current is generated in the molded object 1 that is a body, and an instantaneous electromagnetic force acts on the molded object 1 in the direction indicated by the arrow 31 in FIG. 9 due to the interaction between the induced current and the electromagnetic field. At this time, since the heat insulating layer 10a is magnetically permeable, the magnetic field of the electromagnetic forming coil surely acts on the object 1 to be molded. Due to the interaction between the induced current and the electromagnetic field, an electromagnetic force is applied to the molded body 1 so as to be compressed inward. Thereby, the to-be-molded body 1 is reduced tube-molded (FIG. 7B). At this time, the magnetically permeable heat insulating layer 10a formed on the inner surface of the molded body 1 also tries to deform according to the shape of the molded body 1. However, since the brittleness is higher than that of the aluminum material, the layer shape is maintained. As a result, part of the magnetically permeable heat insulating material 10 is peeled off from the inner surface of the molded body 1. On the other hand, the compacted molded object 1 is pressed against the mold 4 and molded according to the shape of the outer surface of the mold 4 (in a form close to press molding). Thereby, a corrugated fin shape can be shape | molded in the to-be-molded body 1. FIG.

被成形体1の縮管加工が終了したら、図8(a)に示すように、被成形体1から電磁成形コイル5を離脱させる。この際、電磁成形コイル5を被成形体1から速やかに離脱させれば、断熱材10が一部剥がれ落ちた場合において、被成形体1の外面から被成形体1の大きな熱量が伝達されて電磁成形コイル5を損傷することも防止することができる。その後、図8(b)に示すように、被成形体1の外周面に残存している断熱材10を、例えばエアブロー又はジェット洗浄等により除去して、縮管され、コルゲートフィン形状が成形された被成形体1が完成する(図8(c))。   When the tube shrinking of the molded body 1 is completed, the electromagnetic forming coil 5 is detached from the molded body 1 as shown in FIG. At this time, if the electromagnetic forming coil 5 is quickly detached from the molded body 1, a large amount of heat of the molded body 1 is transmitted from the outer surface of the molded body 1 when the heat insulating material 10 is partially peeled off. It is possible to prevent the electromagnetic forming coil 5 from being damaged. Thereafter, as shown in FIG. 8 (b), the heat insulating material 10 remaining on the outer peripheral surface of the molded body 1 is removed by, for example, air blowing or jet cleaning, and the tube is contracted to form a corrugated fin shape. The molded object 1 is completed (FIG. 8C).

本実施形態のアルミニウム材の温間電磁成形方法においても、第1実施形態と同様に、被成形体1の耐力を下げた状態で電磁成形を行うことができ、常温で加工する場合に比して被成形体の成形量を大きくすることができる。よって、縮管成形において、加工性がよい状態で被成形体1を加工することができ、被成形体の材質が高い耐力を有する場合においても、容易に加工することができる。これにより、アルミニウム材にコルゲートフィン等の成形が難しい形状を成形する場合においても、加工コストを増大させることがない。また、被成形体1の外面には磁気透過性断熱層10aが形成されているため、第1実施形態と同様に、高温の被成形体1により電磁成形コイル5が損傷することを防止することができる。   Also in the warm electromagnetic forming method of the aluminum material of this embodiment, similarly to the first embodiment, electromagnetic forming can be performed in a state where the yield strength of the molded body 1 is lowered, compared with the case of processing at room temperature. Thus, the molding amount of the molded body can be increased. Therefore, in the reduced tube forming, the molded body 1 can be processed with good workability, and even when the material of the molded body has high proof stress, it can be processed easily. Thereby, even when it is difficult to form a corrugated fin or the like on an aluminum material, the processing cost is not increased. In addition, since the magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed on the outer surface of the molded body 1, similarly to the first embodiment, the electromagnetic molded coil 5 is prevented from being damaged by the hot molded body 1. Can do.

なお、本実施形態においても、第1実施形態と同様の種々の変形を適用することができる。   In the present embodiment, various modifications similar to those in the first embodiment can be applied.

(第1実施例)
次に、本発明のアルミニウム材の温間電磁成形方法について、その効果を示す実施例について、以下に示す。本実施例においては、先ず、JIS A 6061(調質種別:T1)に規定されているアルミニウム合金からなる管(管外径90mm、板厚2.8mm)を押出加工によって作製し、長さ200mmに切断してアルミニウム管を作製した。そして、このアルミニウム管をトレイ3に設置し、管の内部に誘導加熱コイル2を挿入した。このとき、アルミニウム管と誘導加熱コイル2との間隔を管の全周にわたり3mmに設定した。
(First embodiment)
Next, examples of the effect of the warm electromagnetic forming method of the aluminum material of the present invention will be described below. In this example, first, a pipe (outside diameter of 90 mm, plate thickness of 2.8 mm) made of an aluminum alloy specified in JIS A 6061 (tempering type: T1) is produced by extrusion, and has a length of 200 mm. The aluminum tube was produced by cutting into pieces. And this aluminum pipe | tube was installed in the tray 3, and the induction heating coil 2 was inserted in the inside of a pipe | tube. At this time, the distance between the aluminum tube and the induction heating coil 2 was set to 3 mm over the entire circumference of the tube.

次に、アルミニウム管と誘導加熱コイル2との隙間に、シラスバルーンを主成分とする混合物に水を加えてペースト状にしたものを流しこんで磁気透過性断熱層10aを形成した。なお、シラスバルーンとしては、平均粒径:30μm、かさ密度(ルーズ):0.30、かさ密度(タップ):0.48のものを使用し、シラスバルーンをシラスバルーンとセメントとの混合物の全質量あたり95質量%に対してセメントを前記混合物の全質量あたり5質量%含有するように混合し、シラスバルーンとセメントとの混合物に水を加えてペースト状にし、水分の含有量がペースト状混合物の全質量あたり30質量%となるように調整した。   Next, a magnetically permeable heat insulating layer 10a was formed by pouring water into a mixture of shirasu balloon as a main component into a gap between the aluminum tube and the induction heating coil 2 to form a paste. As the shirasu balloon, one having an average particle size of 30 μm, a bulk density (loose): 0.30, and a bulk density (tap): 0.48 is used. The shirasu balloon is made up of a mixture of shirasu balloon and cement. Cement is mixed so as to contain 5% by mass with respect to 95% by mass per total mass of the mixture, and water is added to the mixture of shirasu balloon and cement to form a paste, and the water content is pasty mixture. It adjusted so that it might become 30 mass% per total mass of.

そして、誘導加熱コイル2に通電し、アルミニウム管の温度が500℃になるまで誘導加熱コイル2により加熱した。   The induction heating coil 2 was energized and heated by the induction heating coil 2 until the temperature of the aluminum tube reached 500 ° C.

次に、トレイ3を移動させてアルミニウム管を誘導加熱コイル2から抜き取り、管を垂直に持ち上げて、管内面に磁気透過性断熱層10aが形成された状態で、誘導加熱コイル2と同軸的に配置した電磁成形コイル5(外周面直径:78mm)をアルミニウム管に挿入した。次に、アルミニウム管の外周面を取り囲むように円柱状の孔(直径:100mm)が形成された金型4を配置した。なお、このとき、金型4の端部の位置をアルミニウム管の端部の位置から10mm離隔して配置した。この状態で、電磁成形コイル5に通電し、アルミニウム管に電磁拡管成形を行い、管の端部から10mmの区間にフランジを加工した。   Next, the tray 3 is moved, the aluminum tube is extracted from the induction heating coil 2, the tube is lifted vertically, and the magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed on the inner surface of the tube, so that it is coaxial with the induction heating coil 2. The arranged electromagnetic forming coil 5 (outer peripheral diameter: 78 mm) was inserted into an aluminum tube. Next, the metal mold | die 4 in which the cylindrical hole (diameter: 100 mm) was formed so that the outer peripheral surface of an aluminum tube might be surrounded was arrange | positioned. At this time, the position of the end portion of the mold 4 was spaced 10 mm from the position of the end portion of the aluminum tube. In this state, the electromagnetic forming coil 5 was energized to perform electromagnetic tube expansion forming on the aluminum tube, and a flange was processed in a section of 10 mm from the end of the tube.

以上の工程により、アルミニウム管に電磁拡管成形を行ったところ、アルミニウム管の端部に良好な形状のフランジを成形することができた。   When the electromagnetic pipe expansion molding was performed on the aluminum pipe by the above steps, a flange having a good shape could be molded at the end of the aluminum pipe.

(第2実施例)
第2実施例は、図11(a)に示すような円環状のブランク材6をプレス成形によって筒状の被成形体1に加工し、この被成形体1に電磁成形を施す実施例である。まず、図11(a)に示すようなブランク材6(JIS A 5052に規定されている外径:145mm、内径15mm、板厚0.5mmのアルミニウム材)をプレス成形によりカップ状(フレア形状)に成形して、最大外径60mm、最小外径30mm、高さ40mmの側面視が円錐台状の被成形体1を作製した。
(Second embodiment)
The second embodiment is an embodiment in which an annular blank material 6 as shown in FIG. 11 (a) is processed into a cylindrical molded body 1 by press molding, and the molded body 1 is subjected to electromagnetic molding. . First, as shown in FIG. 11A, a blank 6 (an aluminum material having an outer diameter of 145 mm, an inner diameter of 15 mm, and a plate thickness of 0.5 mm as defined in JIS A 5052) is cup-shaped (flared) by press molding. The molded body 1 having a maximum outer diameter of 60 mm, a minimum outer diameter of 30 mm, and a height of 40 mm and having a truncated cone shape in a side view was produced.

そして、被成形体1を金型4の孔に挿入し、金型4をトレイ3の代用とした。なお、金型4としては、孔の内部に波形の溝(深さ8mm、12溝)が形成されているものを使用した。そして、第1実施例と同様に、被成形体1の内部に誘導加熱コイル2を挿入した。次に、第1実施例と同様に、被成形体1と誘導加熱コイル2との隙間に、ペースト状のシラスバルーンを流しこんで磁気透過性断熱層10aを形成した。使用したシラスバルーンは第1実施例と同じ種類のものである。   And the to-be-molded body 1 was inserted in the hole of the metal mold | die 4, and the metal mold | die 4 was substituted for the tray 3. FIG. In addition, as the metal mold | die 4, what used the groove | channel (depth 8mm, 12 grooves) formed in the inside of the hole was used. And the induction heating coil 2 was inserted in the to-be-molded body 1 like the 1st Example. Next, similarly to the first example, a paste-like shirasu balloon was poured into the gap between the molded body 1 and the induction heating coil 2 to form the magnetically permeable heat insulating layer 10a. The shirasu balloon used is of the same type as the first embodiment.

そして、誘導加熱コイル2に通電し、被成形体1の温度が450℃になるまで誘導加熱コイル2により加熱した。   And it supplied with electricity to the induction heating coil 2, and it heated with the induction heating coil 2 until the temperature of the to-be-molded body 1 became 450 degreeC.

次に、金型4を移動させて被成形体1を誘導加熱コイル2から抜き取り、被成形体1の内面に磁気透過性断熱層10aが形成された状態で、電磁成形コイル5(外周面直径:25mm)を被成形体1に挿入した。この状態で電磁成形コイル5に通電し、被成形体1に電磁拡管成形を施し、被成形体1の外面を金型4に押しつけて、被成形体1に図12(b)及び図12(c)に示すようなコルゲートフィン形状を加工した。   Next, the mold 4 is moved, the molded body 1 is extracted from the induction heating coil 2, and the magnetically permeable heat insulating layer 10a is formed on the inner surface of the molded body 1. : 25 mm) was inserted into the molded body 1. In this state, the electromagnetic forming coil 5 is energized, electromagnetic forming is performed on the molded body 1, the outer surface of the molded body 1 is pressed against the mold 4, and FIGS. 12B and 12 ( A corrugated fin shape as shown in c) was processed.

以上の工程により、ブランク材6から被成形体1をプレス成形し、被成形体1に電磁拡管成形を行ったところ、良好なコルゲートフィン形状を成形することができた。   When the molded body 1 was press-molded from the blank material 6 and electromagnetic tube expansion molding was performed on the molded body 1 through the above steps, a good corrugated fin shape could be molded.

本発明は、上述の如く、例えば、LEDランプのコルゲートフィン等のように、被成形体に複雑な形状を成形加工する場合に好適である。同様に、本発明は、例えば風力発電分野において、モータ及び発電機のケーシング部品等の放熱性が必要とされる部品であって、複雑な形状に成形することが必要な部品の成形にも好適に適用することができる。また、例えば輸送機分野において、モータ及び発電機のケーシング部品等は、車重の軽減のために軽量性が要求されると共に、モータからの磁場により磁化してしまわないように、非磁性の材料で形成することが要求される。このように、軽量性及び非磁性が要求される部位に使用される材料として、アルミニウム又はアルミニウム合金が好適であるが、本発明は、このようなアルミニウム又はアルミニウム合金からなる部品の成形に、極めて有効である。   As described above, the present invention is suitable for a case where a complicated shape is formed on a molded object such as a corrugated fin of an LED lamp. Similarly, the present invention is suitable for molding components that require heat dissipation, such as motor and generator casing components, for example, in the wind power generation field, and that need to be molded into a complicated shape. Can be applied to. Also, for example, in the field of transport equipment, motor and generator casing parts are required to be lightweight in order to reduce vehicle weight, and are also non-magnetic materials so that they are not magnetized by the magnetic field from the motor. It is required to form with. As described above, aluminum or an aluminum alloy is suitable as a material to be used for a portion that is required to be lightweight and non-magnetic. However, the present invention is extremely useful for molding a part made of such an aluminum or aluminum alloy. It is valid.

1:被成形体、2:加熱装置(電磁誘導コイル)、3:トレイ、4:金型、5:電磁成形コイル、6:板材(ブランク材)、7:ダイス、8:上型、9:LEDランプ、9a:口金、9b:照明部、9c:放熱部、9d:放熱フィン、10:磁気透過性断熱材、10a:磁気透過性断熱層、50:ボビン、51:ガラスクロステープ、52:導体素線、52a:中空部、53:ガラスクロス   1: molding object, 2: heating device (electromagnetic induction coil), 3: tray, 4: mold, 5: electromagnetic forming coil, 6: plate material (blank material), 7: die, 8: upper mold, 9: LED lamp, 9a: base, 9b: illuminating part, 9c: heat radiating part, 9d: heat radiating fin, 10: magnetic permeable heat insulating material, 10a: magnetic permeable heat insulating layer, 50: bobbin, 51: glass cloth tape, 52: Conductor strand, 52a: hollow part, 53: glass cloth

Claims (8)

アルミニウム又はアルミニウム合金からなる筒状の被成形体の内面に磁気透過性断熱層を形成する工程と、
前記被成形体を200乃至550℃に加熱する工程と、
前記被成形体に電磁成形コイルを挿入する工程と、
前記電磁成形コイルにより前記被成形体を拡管する工程と、
前記電磁成形コイルを前記被成形体から引き抜く工程と、
を有することを特徴とするアルミニウム材の温間電磁成形方法。
Forming a magnetically permeable heat insulating layer on the inner surface of a cylindrical molded body made of aluminum or an aluminum alloy;
Heating the molding to 200 to 550 ° C .;
Inserting an electromagnetic forming coil into the molded object;
Expanding the molded body with the electromagnetic forming coil;
Extracting the electromagnetic forming coil from the molded body;
A method for warm electromagnetic forming of an aluminum material, comprising:
アルミニウム又はアルミニウム合金からなる筒状の被成形体の外面に磁気透過性断熱層を形成する工程と、
前記被成形体を200乃至550℃に加熱する工程と、
前記被成形体に電磁成形コイルを嵌合する工程と、
前記電磁成形コイルにより前記被成形体を縮管する工程と、
前記電磁成形コイルを前記被成形体から離脱させる工程と、
を有することを特徴とするアルミニウム材の温間電磁成形方法。
Forming a magnetically permeable heat-insulating layer on the outer surface of a cylindrical molded body made of aluminum or an aluminum alloy;
Heating the molding to 200 to 550 ° C .;
A step of fitting an electromagnetic forming coil to the object to be molded;
Shrinking the molded body with the electromagnetic forming coil;
Detaching the electromagnetic forming coil from the molded body;
A method for warm electromagnetic forming of an aluminum material, comprising:
前記被成形体の内面又は外面に磁気透過性断熱層を形成する工程の前に、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる円環状のブランク材をフレア形状をもつ筒状に絞り成形する工程を有し、この絞り成形により前記ブランク材を前記筒状の被成形体に加工することを特徴とする請求項1又は2に記載のアルミニウム材の温間電磁成形方法。 Before the step of forming the magnetically permeable heat insulating layer on the inner surface or outer surface of the molded body, it has a step of drawing an annular blank made of aluminum or aluminum alloy into a flare-shaped cylinder, The method of warm electromagnetic forming of an aluminum material according to claim 1 or 2, wherein the blank material is processed into the cylindrical object by drawing. 前記電磁成形コイルによる拡管又は縮管により前記被成形体にコルゲートフィン形状を成形することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアルミニウム材の温間電磁成型方法。 The warm electromagnetic forming method for an aluminum material according to any one of claims 1 to 3, wherein a corrugated fin shape is formed on the object by expansion or contraction of the electromagnetic forming coil. 前記被成形体の加熱を、磁気加熱コイルを使用した誘導加熱により行うことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアルミニウム材の温間電磁成形方法。 The method of warm electromagnetic forming of an aluminum material according to any one of claims 1 to 4, wherein the object to be molded is heated by induction heating using a magnetic heating coil. 前記磁気加熱コイルを前記電磁成形コイルと同軸的に配置し、前記被成形体に対する前記磁気加熱コイルと前記電磁成形コイルとの入れ替えを同軸的に行うことを特徴とする請求項5に記載のアルミニウム材の温間電磁成形方法。 6. The aluminum according to claim 5, wherein the magnetic heating coil is coaxially arranged with the electromagnetic forming coil, and the magnetic heating coil and the electromagnetic forming coil are exchanged coaxially with respect to the object to be molded. Warm electromagnetic forming method of material. 前記磁気透過性断熱層は、シラスバルーンが主成分であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のアルミニウム材の温間電磁成形方法。 The method for warm electromagnetic forming of an aluminum material according to any one of claims 1 to 6, wherein the magnetically permeable heat insulating layer is mainly composed of shirasu balloons. 前記磁気透過性断熱層は、前記シラスバルーンにセメントを混合した混合物により構成され、前記混合物に水を加えてペースト状にして前記被成形体の内面に塗布され、
前記被成形体の加熱工程は、前記磁気透過性断熱層が水分を含有する状態で行うことを特徴とする請求項7に記載のアルミニウム材の温間電磁成形方法。
The magnetically permeable heat insulating layer is composed of a mixture obtained by mixing cement with the shirasu balloon, applied to the inner surface of the molded body in a paste form by adding water to the mixture,
The method for warm electromagnetic forming of an aluminum material according to claim 7, wherein the heating step of the molded body is performed in a state where the magnetically permeable heat insulating layer contains moisture.
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