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JP2021053688A - Molding device and metal pipe material for blow molding - Google Patents

Molding device and metal pipe material for blow molding Download PDF

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JP2021053688A
JP2021053688A JP2019181477A JP2019181477A JP2021053688A JP 2021053688 A JP2021053688 A JP 2021053688A JP 2019181477 A JP2019181477 A JP 2019181477A JP 2019181477 A JP2019181477 A JP 2019181477A JP 2021053688 A JP2021053688 A JP 2021053688A
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Abstract

To reduce the possibility that rupture may occur in a metal pipe material.SOLUTION: A molding device according to an embodiment comprises: an electrode that heats a metal pipe material by passing electric currents to the metal pipe material while holding a part to be held of the metal pipe material; a fluid supply part that supplies fluid into the heated metal pipe material to inflate the material; a molding die that has a pair of dies that provide a pair of molding surfaces opposing to each other and molds the part to be processed of the inflated metal pipe material between the pair of dies; and an inflation restricting part, provided between the molding dies and the electrode, which restricts inflation in a radial direction of an intermediate part positioned between the part to be processed and the part to be held in the metal pipe material.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本開示は、成形装置及びブロー成形用の金属パイプ材料に関する。 The present disclosure relates to molding equipment and metal pipe materials for blow molding.

従来、金属パイプ材料を加熱し、加熱した金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させることによって、金属パイプの成形を行う成形装置が知られている。例えば、下記特許文献1には、互いに対になる下型及び上型を有する成形金型と、成形金型の間に保持された金属パイプ材料内に気体を供給する気体供給部と、当該金属パイプ材料の両端部を挟持し、金属パイプ材料を通電加熱する一対の電極と、を備える成形装置が開示されている。 Conventionally, a molding apparatus for molding a metal pipe by heating a metal pipe material and supplying a gas into the heated metal pipe material to expand the metal pipe material is known. For example, Patent Document 1 below describes a molding die having a lower die and an upper die paired with each other, a gas supply unit for supplying gas into a metal pipe material held between the molding dies, and the metal. A molding apparatus including both ends of a pipe material and a pair of electrodes for energizing and heating a metal pipe material is disclosed.

特開2015−112608号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-112608

上記のような従来の成形装置では、図12に示すように、電極101と成形金型102との間に成形金型102の上下方向への移動を許容するための隙間106が形成される。また、一般的に、長手方向における金属パイプ材料110の外径の急激な変化を抑制するために、成形金型102の成形面103には、電極101に近づくにつれて金属パイプ材料110の中心軸線から離れる方向に湾曲する湾曲面105が形成される。 In the conventional molding apparatus as described above, as shown in FIG. 12, a gap 106 is formed between the electrode 101 and the molding die 102 to allow the molding die 102 to move in the vertical direction. Further, in general, in order to suppress a sudden change in the outer diameter of the metal pipe material 110 in the longitudinal direction, the molding surface 103 of the molding die 102 is pressed from the central axis of the metal pipe material 110 as it approaches the electrode 101. A curved surface 105 that curves in the direction away from the surface is formed.

これらのような湾曲面105及び隙間106は、成形装置の電極101と成形金型102の境界付近に空間Sを形成する。このような空間Sが存在すると、図12に示すように、金属パイプ材料110のブロー成形時に空間S内に金属パイプ材料100の一部が入り込み、電極101と成形金型102との境界付近で金属パイプ材料110の径方向への変形量が局所的に大きくなる。その結果、金属パイプ材料110に破裂が生じることがある。 The curved surface 105 and the gap 106 as described above form a space S near the boundary between the electrode 101 of the molding apparatus and the molding die 102. When such a space S exists, as shown in FIG. 12, a part of the metal pipe material 100 enters the space S during blow molding of the metal pipe material 110, and near the boundary between the electrode 101 and the molding die 102. The amount of radial deformation of the metal pipe material 110 increases locally. As a result, the metal pipe material 110 may burst.

そこで、本発明は、金属パイプ材料に破裂が生じる可能性を低くすることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to reduce the possibility of rupture of the metal pipe material.

一態様では、金属パイプ材料を膨張させて成形する成形装置が提供される。この成形装置は、金属パイプ材料の被保持部を保持し、金属パイプ材料へ通電することで当該金属パイプ材料を加熱する電極と、加熱された金属パイプ材料内に流体を供給して膨張させる流体供給部と、互いに対向する一対の成形面を提供する一対の型を有し、一対の型の間で膨張した金属パイプ材料の被加工部を成形する成形型と、成形型と電極との間に設けられ、金属パイプ材料のうち被加工部と被保持部との間に位置する中間部の径方向への膨張を規制する膨張規制部と、を備える。 In one aspect, a molding apparatus is provided that expands and molds a metal pipe material. This molding device holds the held portion of the metal pipe material and heats the metal pipe material by energizing the metal pipe material, and a fluid that supplies fluid into the heated metal pipe material to expand it. Between the mold and the mold, which has a supply unit and a pair of molds that provide a pair of molding surfaces facing each other and that molds the work piece of the metal pipe material that expands between the pair of molds. The metal pipe material is provided with an expansion regulating portion that regulates the radial expansion of the intermediate portion located between the processed portion and the held portion.

上記実施形態に係る成形装置では、成形型と電極との間に設けられる膨張規制部によって、金属パイプ材料の中間部の径方向への膨張が規制されるので、電極と成形型との境界付近における金属パイプ材料の径方向への変形量を抑制することができる。その結果、金属パイプ材料に破裂を生じにくくすることができる。 In the molding apparatus according to the above embodiment, the expansion regulating portion provided between the molding die and the electrode regulates the radial expansion of the intermediate portion of the metal pipe material, so that the vicinity of the boundary between the electrode and the molding die. The amount of deformation of the metal pipe material in the radial direction can be suppressed. As a result, the metal pipe material can be made less likely to burst.

一実施形態では、膨張規制部は、成形型と電極との間で、一対の型の対向方向に対向して配置された一対の当接部材を有し、一対の当接部材は、一対の型と共に対向方向に沿って移動可能であり、一対の当接部材の各々は、一対の型のうち対応する型の側面に当接する当接面と、ブロー成形時に中間部の外周面に接触するパイプ接触面を有していてもよい。 In one embodiment, the expansion control portion has a pair of contact members arranged between the molding die and the electrode so as to face each other in the opposite direction of the pair of molds, and the pair of contact members is a pair. It can move along the opposite direction together with the mold, and each of the pair of contact members contacts the contact surface of the pair of molds that abuts on the side surface of the corresponding mold and the outer peripheral surface of the intermediate portion during blow molding. It may have a pipe contact surface.

上記実施形態に係る成形装置では、一対の当接部材の当接面が、一対の型の側面に当接しているので、一対の型と一対の当接部材との間に金属パイプ材料の一部が膨張して入り込むことが防止される。したがって、一対の型と一対の当接部材との間で金属パイプ材料が局所的に変形することが防止され、その結果、金属パイプ材料の中間部に破裂が生じる可能性を低くすることができる。 In the molding apparatus according to the above embodiment, since the contact surfaces of the pair of contact members are in contact with the side surfaces of the pair of molds, one of the metal pipe materials is placed between the pair of molds and the pair of contact members. The portion is prevented from expanding and entering. Therefore, it is possible to prevent the metal pipe material from being locally deformed between the pair of molds and the pair of abutting members, and as a result, the possibility of rupture in the intermediate portion of the metal pipe material can be reduced. ..

一態様では、ブロー成形用の金属パイプ材料が提供される。この金属パイプ材料は、長手方向の中央部に位置する被加工部と、被加工部よりも前記長手方向の外側に位置し、ブロー成形時に被加工部よりも変形しにくい形状又は特性を有する外側部とを有する。 In one aspect, a metal pipe material for blow molding is provided. This metal pipe material has a processed portion located in the central portion in the longitudinal direction and an outer portion located outside the workpiece in the longitudinal direction and having a shape or characteristic that is less likely to be deformed than the workpiece during blow molding. Has a part.

上記態様に係る金属パイプ材料では、ブロー成形時に外側部の変形が抑制されるので、電極と成形型の境界付近に形成された空間内に外側部が入り込みにくくなる。したがって、金属パイプ材料の外側部に破裂が生じる可能性を低くすることができる。 In the metal pipe material according to the above aspect, since the deformation of the outer portion is suppressed during blow molding, it becomes difficult for the outer portion to enter the space formed near the boundary between the electrode and the molding die. Therefore, the possibility of rupture on the outer side of the metal pipe material can be reduced.

一実施形態では、外側部が、以下の(a)、(b)及び(c)のうち少なくとも一つの条件を満たしていてもよい。
(a)外側部の肉厚が、被加工部の肉厚よりも厚い。
(b)外側部の強度が、被加工部の強度よりも高い。
(c)外側部の電気抵抗が、被加工部の電気抵抗よりも小さい。
In one embodiment, the outer portion may satisfy at least one of the following conditions (a), (b) and (c).
(A) The wall thickness of the outer portion is thicker than the wall thickness of the processed portion.
(B) The strength of the outer portion is higher than the strength of the workpiece.
(C) The electrical resistance of the outer portion is smaller than the electrical resistance of the workpiece.

上記実施形態に係る金属パイプ材料では、外側部の肉厚を厚くすることによって、一対の徐変部の強度を高めることができると共に、通電加熱時に外側部の温度上昇を抑制することができる。これにより、金属パイプ材料のブロー成形時に、外側部が変形しづらくなるので、電極と成形型の境界付近に形成された空間内に外側部が入り込みにくくなる。したがって、外側部の変形量を小さくすることができ、その結果、金属パイプ材料に破裂が生じる可能性を低くすることができる。同様に、外側部の強度を高めたり、外側部の電気抵抗を小さくした場合にも、外側部が変形しづらくなるので、金属パイプ材料に破裂が生じる可能性を低くすることができる。 In the metal pipe material according to the above embodiment, by increasing the wall thickness of the outer portion, the strength of the pair of slowly changing portions can be increased, and the temperature rise of the outer portion can be suppressed during energization heating. As a result, the outer portion is less likely to be deformed during blow molding of the metal pipe material, so that the outer portion is less likely to enter the space formed near the boundary between the electrode and the molding die. Therefore, the amount of deformation of the outer portion can be reduced, and as a result, the possibility of rupture of the metal pipe material can be reduced. Similarly, when the strength of the outer portion is increased or the electrical resistance of the outer portion is reduced, the outer portion is less likely to be deformed, so that the possibility of rupture of the metal pipe material can be reduced.

一実施形態では、外側部が、長手方向の両端側に位置する一対の被保持部と、一対の被保持部の各々と被加工部との間に位置する一対の中間部とを含み、一対の中間部の肉厚は、被加工部の肉厚よりも厚く、被加工部に近づくにつれて被加工部の肉厚に近づくように薄くなっていてもよい。金属パイプ材料の長さ方向において急激に肉厚が変化していると、その部分を起点として金属パイプ材料に破損が生じることがある。この実施形態では、一対の中間部の肉厚が、被加工部の肉厚に近づくように薄くなっているので、金属パイプ材料の破損をより抑制することができる。 In one embodiment, the outer portion comprises a pair of held portions located on both ends in the longitudinal direction and a pair of intermediate portions located between each of the pair of held portions and the workpiece. The wall thickness of the intermediate portion of the above portion may be thicker than the wall thickness of the processed portion, and may be reduced so as to approach the wall thickness of the processed portion as it approaches the processed portion. If the wall thickness changes abruptly in the length direction of the metal pipe material, the metal pipe material may be damaged starting from that portion. In this embodiment, since the wall thickness of the pair of intermediate portions is thinned so as to approach the wall thickness of the processed portion, damage to the metal pipe material can be further suppressed.

一実施形態では、一対の被保持部の肉厚が、被加工部の肉厚よりも厚くてもよい。 In one embodiment, the wall thickness of the pair of held portions may be thicker than the wall thickness of the processed portion.

別の態様に係る成形装置は、長手方向の両端側に位置する一対の被保持部と、長手方向の中央部に位置する被加工部と、一対の被保持部の各々と被加工部との間に位置し、ブロー成形時に被加工部よりも変形しにくい形状又は特性を有する一対の中間部とを有する、金属パイプ材料と、金属パイプ材料の一対の被保持部を保持し、金属パイプ材料へ通電することで当該金属パイプ材料を加熱する電極と、加熱された金属パイプ材料内に流体を供給して膨張させる流体供給部と、互いに対向する一対の成形面を提供する一対の型を有し、一対の型の間で膨張した金属パイプ材料の被加工部を成形する成形型と、成形型と電極との間に設けられ、一対の中間部の径方向への膨張を規制する膨張規制部と、を備える。 In the molding apparatus according to another aspect, a pair of held portions located on both end sides in the longitudinal direction, a processed portion located in the central portion in the longitudinal direction, each of the pair of held portions, and the processed portion. A metal pipe material that holds a pair of held parts of a metal pipe material and a metal pipe material that is located between them and has a pair of intermediate parts that are located between them and have a shape or characteristic that is less likely to be deformed than the part to be processed during blow molding. It has an electrode that heats the metal pipe material by energizing the metal pipe material, a fluid supply unit that supplies fluid into the heated metal pipe material to expand it, and a pair of molds that provide a pair of molding surfaces facing each other. An expansion regulation provided between the molding die for molding the workpiece of the metal pipe material expanded between the pair of molds and the molding die and the electrode to regulate the radial expansion of the pair of intermediate portions. It has a part and.

上記態様に係る成形装置よれば、上述のように、金属パイプ材料に破裂が生じる可能性を低くすることができる。 According to the molding apparatus according to the above aspect, the possibility of rupture of the metal pipe material can be reduced as described above.

本発明の一態様及び種々の実施形態によれば、金属パイプ材料に破裂が生じる可能性を低くすることができる。 According to one aspect of the present invention and various embodiments, the possibility of rupture of the metal pipe material can be reduced.

第1実施形態に係る成形装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the molding apparatus which concerns on 1st Embodiment. 保持部、加熱部、及び流体供給部の構成要素をユニット化した加熱膨張ユニットを示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the heating expansion unit which unitized the component of a holding part, a heating part, and a fluid supply part. 金属パイプ材料の成形方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the molding method of a metal pipe material. 成形金型の間に配置された金属パイプ材料を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal pipe material arranged between the molding dies. 金属パイプ材料及び成形金型を示す拡大断面図である。It is an enlarged cross-sectional view which shows the metal pipe material and the molding die. 金属パイプ材料の成形方法の別の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another example of the molding method of a metal pipe material. 成形金型の間に配置された金属パイプ材料を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal pipe material arranged between the molding dies. 第2実施形態に係る成形装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the molding apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 膨張規制部の周囲を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the circumference of the expansion regulation part enlarged. ブロー成形時の成形装置の動作を示す図である。It is a figure which shows the operation of the molding apparatus at the time of blow molding. ロボットアームを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the robot arm. 従来の成形装置の一部分を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the part of the conventional molding apparatus enlarged.

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same parts or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る成形装置1の概略図である。成形装置1は、ブロー成形によって中空形状を有する金属パイプ材料を成形する装置である。本実施形態では、成形装置1は、水平面上に設置される。成形装置1は、成形金型(成形型)2と、駆動機構3と、保持部4と、加熱部5と、流体供給部6と、冷却部7と、制御部8と、を備える。なお、本明細書において、金属パイプは、成形装置1での成形完了後の中空物品を指し、金属パイプ材料40は、成形装置1での成形完了前の中空物品を指す。金属パイプ材料40は、焼入れ可能な鋼種のパイプ材料である。また、水平方向のうち、成形時において金属パイプ材料40が延びる方向を「長手方向」と称し、長手方向と直交する方向を「幅方向」と称する場合がある。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of a molding apparatus 1 according to the first embodiment. The molding apparatus 1 is an apparatus for molding a metal pipe material having a hollow shape by blow molding. In this embodiment, the molding apparatus 1 is installed on a horizontal plane. The molding apparatus 1 includes a molding die (molding mold) 2, a drive mechanism 3, a holding unit 4, a heating unit 5, a fluid supply unit 6, a cooling unit 7, and a control unit 8. In the present specification, the metal pipe refers to a hollow article after the molding is completed by the molding device 1, and the metal pipe material 40 refers to a hollow article before the molding is completed by the molding device 1. The metal pipe material 40 is a hardenable steel type pipe material. Further, among the horizontal directions, the direction in which the metal pipe material 40 extends at the time of molding may be referred to as "longitudinal direction", and the direction orthogonal to the longitudinal direction may be referred to as "width direction".

成形金型2は、金属パイプ材料40を金属パイプに成形する型であり、上下方向に互いに対向する下型11及び上型12を備える。下型11及び上型12は、例えば鋼鉄製ブロックで構成され、一対の金型を構成する。下型11及び上型12は、一対の成形面11a,12aを有しており、成形面11a,12aの各々の一部分には、金属パイプ材料40が収容される凹部が形成される。下型11と上型12は、互い密接した状態(型閉状態)で、各々の凹部が金属パイプ材料を成形すべき目標形状の空間を形成する。下型11は、ダイホルダ等を介して基台13に固定される。上型12は、ダイホルダ等を介して駆動機構3のスライドに固定される。 The molding die 2 is a die for molding a metal pipe material 40 into a metal pipe, and includes a lower die 11 and an upper die 12 facing each other in the vertical direction. The lower mold 11 and the upper mold 12 are composed of, for example, steel blocks, and form a pair of molds. The lower mold 11 and the upper mold 12 have a pair of molding surfaces 11a and 12a, and a recess for accommodating the metal pipe material 40 is formed in a part of each of the molding surfaces 11a and 12a. The lower mold 11 and the upper mold 12 are in close contact with each other (mold closed state), and each recess forms a space having a target shape in which the metal pipe material should be formed. The lower mold 11 is fixed to the base 13 via a die holder or the like. The upper mold 12 is fixed to the slide of the drive mechanism 3 via a die holder or the like.

駆動機構3は、下型11及び上型12の少なくとも一方を移動させる機構である。図1では、駆動機構3は、上型12のみを移動させる構成を有する。駆動機構3は、下型11及び上型12同士が合わさるように上型12を移動させるスライド21と、上記スライド21を上側へ引き上げる力を発生させるアクチュエータとしての引き戻しシリンダ22と、スライド21を下降加圧する駆動源としてのメインシリンダ23と、メインシリンダ23に駆動力を付与する駆動源24と、を備えている。 The drive mechanism 3 is a mechanism for moving at least one of the lower mold 11 and the upper mold 12. In FIG. 1, the drive mechanism 3 has a configuration in which only the upper mold 12 is moved. The drive mechanism 3 lowers the slide 21, the slide 21 that moves the upper mold 12 so that the lower mold 11 and the upper mold 12 are aligned with each other, the pull-back cylinder 22 as an actuator that generates a force for pulling the slide 21 upward, and the slide 21. It includes a main cylinder 23 as a drive source for pressurizing, and a drive source 24 for applying a driving force to the main cylinder 23.

保持部4は、下型11及び上型12の間に配置される金属パイプ材料40を保持する機構である。保持部4は、成形金型2の長手方向における一端側にて金属パイプ材料40を保持する下側電極26及び上側電極27と、成形金型2の長手方向における他端側にて金属パイプ材料40を保持する下側電極26及び上側電極27と、を備える。長手方向の両側の下側電極26及び上側電極27は、金属パイプ材料40の一対の端部(一対の被保持部)42(図4参照)を上下方向から挟み込むことによって、当該金属パイプ材料40を保持する。なお、下側電極26の上面及び上側電極27の下面には、金属パイプ材料40の外周面に対応する形状を有する溝部が形成される。下側電極26及び上側電極27には、図示されない駆動機構が設けられており、それぞれ独立して上下方向へ移動することができる。 The holding portion 4 is a mechanism for holding the metal pipe material 40 arranged between the lower mold 11 and the upper mold 12. The holding portion 4 includes a lower electrode 26 and an upper electrode 27 that hold the metal pipe material 40 on one end side in the longitudinal direction of the molding die 2, and a metal pipe material on the other end side in the longitudinal direction of the molding die 2. A lower electrode 26 and an upper electrode 27 holding the 40 are provided. The lower electrodes 26 and the upper electrodes 27 on both sides in the longitudinal direction sandwich the pair of ends (pair of held portions) 42 (see FIG. 4) of the metal pipe material 40 from above and below, thereby sandwiching the metal pipe material 40. To hold. Grooves having a shape corresponding to the outer peripheral surface of the metal pipe material 40 are formed on the upper surface of the lower electrode 26 and the lower surface of the upper electrode 27. The lower electrode 26 and the upper electrode 27 are provided with a drive mechanism (not shown), and can move independently in the vertical direction.

加熱部5は、金属パイプ材料40を加熱する。加熱部5は、金属パイプ材料40へ通電することで当該金属パイプ材料40を加熱する機構である。加熱部5は、下型11及び上型12から金属パイプ材料40が離間した状態にて、当該金属パイプ材料40を加熱する。加熱部5は、上述の長手方向の両側の下側電極26及び上側電極27と、これらの各電極26,27を介して金属パイプ材料へ電流を流す電源28と、を備える。 The heating unit 5 heats the metal pipe material 40. The heating unit 5 is a mechanism for heating the metal pipe material 40 by energizing the metal pipe material 40. The heating unit 5 heats the metal pipe material 40 in a state where the metal pipe material 40 is separated from the lower mold 11 and the upper mold 12. The heating unit 5 includes the lower electrodes 26 and the upper electrodes 27 on both sides in the longitudinal direction described above, and a power supply 28 for passing an electric current through the electrodes 26 and 27 to the metal pipe material.

流体供給部6は、下型11及び上型12の間に保持された金属パイプ材料40内に高圧の流体を供給するための機構である。流体供給部6は、加熱部5で加熱されることで高温状態となった金属パイプ材料40に高圧の流体を供給して、金属パイプ材料40を膨張させる。流体供給部6は、成形金型2の長手方向の両端側に設けられる。流体供給部6は、金属パイプ材料40の端部42の開口部から当該金属パイプ材料40の内部へ流体を供給するノズル31と、ノズル31を金属パイプ材料40の開口部に対して進退移動させる駆動機構32と、ノズル31を介して金属パイプ材料40内へ高圧の流体を供給する供給源33と、を備える。駆動機構32は、流体供給時及び排気時にはノズル31を金属パイプ材料40の端部42にシール性を確保した状態で密着させ、その他の時にはノズル31を金属パイプ材料40の端部42から離間させる。なお、流体供給部6は、流体として、高圧の空気や不活性ガスなどの気体を供給してもよい。 The fluid supply unit 6 is a mechanism for supplying a high-pressure fluid into the metal pipe material 40 held between the lower mold 11 and the upper mold 12. The fluid supply unit 6 supplies a high-pressure fluid to the metal pipe material 40 which has become hot due to being heated by the heating unit 5, and expands the metal pipe material 40. The fluid supply unit 6 is provided on both end sides of the molding die 2 in the longitudinal direction. The fluid supply unit 6 moves the nozzle 31 that supplies fluid from the opening of the end 42 of the metal pipe material 40 to the inside of the metal pipe material 40 and the nozzle 31 with respect to the opening of the metal pipe material 40. It includes a drive mechanism 32 and a supply source 33 that supplies a high-pressure fluid into the metal pipe material 40 via the nozzle 31. The drive mechanism 32 brings the nozzle 31 into close contact with the end 42 of the metal pipe material 40 while ensuring the sealing property during fluid supply and exhaust, and separates the nozzle 31 from the end 42 of the metal pipe material 40 at other times. .. The fluid supply unit 6 may supply a gas such as high-pressure air or an inert gas as the fluid.

冷却部7は、成形金型2を冷却する機構である。冷却部7は、成形金型2を冷却することで、膨張した金属パイプ材料40が成形金型2の成形面と接触したときに、金属パイプ材料40を急速に冷却することができる。冷却部7は、下型11及び上型12の内部に形成された流路36と、流路36へ冷却水を供給して循環させる水循環機構37と、を備える。 The cooling unit 7 is a mechanism for cooling the molding die 2. By cooling the molding die 2, the cooling unit 7 can rapidly cool the metal pipe material 40 when the expanded metal pipe material 40 comes into contact with the molding surface of the molding die 2. The cooling unit 7 includes a flow path 36 formed inside the lower die 11 and the upper die 12, and a water circulation mechanism 37 that supplies and circulates cooling water to the flow path 36.

制御部8は、成形装置1全体を制御する装置である。制御部8は、駆動機構3、保持部4、加熱部5、流体供給部6、及び冷却部7を制御する。制御部8は、金属パイプ材料40を成形金型2で成形する動作を繰り返し行う。 The control unit 8 is a device that controls the entire molding device 1. The control unit 8 controls the drive mechanism 3, the holding unit 4, the heating unit 5, the fluid supply unit 6, and the cooling unit 7. The control unit 8 repeatedly performs an operation of molding the metal pipe material 40 with the molding die 2.

具体的に、制御部8は、例えば、ロボットアーム等の搬送手段を制御して、開いた状態の下型11及び上型12の間に金属パイプ材料40を配置する。あるいは、制御部8は、作業者が手動で下型11及び上型12の間に金属パイプ材料40を配置することを待機してよい。また、制御部8は、長手方向の両側の下側電極26で金属パイプ材料40を支持し、その後に上側電極27を降ろして当該金属パイプ材料40を挟むように、保持部4のアクチュエータ等を制御する。また、制御部8は、加熱部5を制御して、金属パイプ材料40を通電加熱する。これにより、金属パイプ材料40に軸方向の電流が流れ、金属パイプ材料40自身の電気抵抗により、金属パイプ材料40自体がジュール熱によって発熱する。 Specifically, the control unit 8 controls a transport means such as a robot arm to arrange the metal pipe material 40 between the lower mold 11 and the upper mold 12 in the open state. Alternatively, the control unit 8 may wait for the operator to manually place the metal pipe material 40 between the lower mold 11 and the upper mold 12. Further, the control unit 8 supports the metal pipe material 40 with the lower electrodes 26 on both sides in the longitudinal direction, and then lowers the upper electrode 27 to sandwich the metal pipe material 40, such as an actuator of the holding unit 4. Control. Further, the control unit 8 controls the heating unit 5 to energize and heat the metal pipe material 40. As a result, an axial current flows through the metal pipe material 40, and the metal pipe material 40 itself generates heat due to Joule heat due to the electrical resistance of the metal pipe material 40 itself.

制御部8は、駆動機構3を制御して上型12を降ろして下型11に近接させ、成形金型2の型閉を行う。その一方、制御部8は、流体供給部6を制御して、ノズル31で金属パイプ材料40の両端の開口部をシールすると共に、流体を供給する。これにより、加熱により軟化した金属パイプ材料40が膨張して成形金型2の成形面11a,12aと接触する。そして、金属パイプ材料40は、成形金型2の成形面11a,12aの形状に沿うように成形される。なお、フランジ付きの金属パイプを形成する場合、下型11と上型12との間の隙間に金属パイプ材料40の一部を進入させた後、更に型閉を行って、当該進入部を押しつぶしてフランジ部とする。金属パイプ材料40が成形面11a,12aに接触すると、冷却部7で冷却された成形金型2で急冷されることによって、金属パイプ材料40の焼き入れが実施される。 The control unit 8 controls the drive mechanism 3 to lower the upper mold 12 and bring it closer to the lower mold 11 to close the molding die 2. On the other hand, the control unit 8 controls the fluid supply unit 6 to seal the openings at both ends of the metal pipe material 40 with the nozzle 31 and supply the fluid. As a result, the metal pipe material 40 softened by heating expands and comes into contact with the molding surfaces 11a and 12a of the molding die 2. Then, the metal pipe material 40 is molded so as to follow the shapes of the molding surfaces 11a and 12a of the molding die 2. When forming a metal pipe with a flange, a part of the metal pipe material 40 is inserted into the gap between the lower mold 11 and the upper mold 12, and then the mold is further closed to crush the entrance portion. To be the flange part. When the metal pipe material 40 comes into contact with the molding surfaces 11a and 12a, the metal pipe material 40 is quenched by quenching with the molding die 2 cooled by the cooling unit 7.

次に、図2を参照して、保持部4、加熱部5、及び流体供給部6の構成について更に詳細に説明する。図2は、保持部4、加熱部5、及び流体供給部6の構成要素をユニット化した加熱膨張ユニット50を示す概略側面図である。なお、図2では、金属パイプ材料40の長手方向における一方の端部に対する加熱膨張ユニット50が示されているが、他方の端部に対する加熱膨張ユニット50も同様の構成を有している。 Next, with reference to FIG. 2, the configurations of the holding unit 4, the heating unit 5, and the fluid supply unit 6 will be described in more detail. FIG. 2 is a schematic side view showing a heating / expanding unit 50 in which the components of the holding unit 4, the heating unit 5, and the fluid supply unit 6 are unitized. Although FIG. 2 shows a heating / expanding unit 50 for one end of the metal pipe material 40 in the longitudinal direction, the heating / expanding unit 50 for the other end also has the same configuration.

図2に示すように、加熱膨張ユニット50は、上述の下側電極26及び上側電極27と、各電極26,27を搭載した電極搭載ユニット51と、上述のノズル31及び駆動機構32と、昇降ユニット52と、ユニットベース53と、を備える。なお、以降の説明においては、各電極26,27で保持する箇所における金属パイプ材料40の中心軸線の位置に基準線SL1を設定して説明を行う。なお、当該基準線SL1が延びる方向を軸方向と称する場合がある。また、各電極26,27の対向方向及び軸方向と直交する方向を昇降方向と称する場合がある。 As shown in FIG. 2, the heating and expansion unit 50 moves up and down with the above-mentioned lower electrode 26 and upper electrode 27, the electrode mounting unit 51 on which the respective electrodes 26 and 27 are mounted, and the above-mentioned nozzle 31 and drive mechanism 32. It includes a unit 52 and a unit base 53. In the following description, the reference line SL1 will be set at the position of the central axis of the metal pipe material 40 at the positions held by the electrodes 26 and 27. The direction in which the reference line SL1 extends may be referred to as an axial direction. Further, the direction in which the electrodes 26 and 27 are opposed to each other and the direction orthogonal to the axial direction may be referred to as an ascending / descending direction.

下側電極26と上側電極27は、いずれも絶縁板で板状導体を挟むことによって構成される、矩形の平板状電極である。下側電極26の中央上端部と上側電極27の中央下端部とには、それぞれ、平板面を垂直に貫通するように半円状の溝部が形成されている。そして、下側電極26と上側電極27とを同一平面上に配置して、下側電極26の上端部と上側電極27の下端部とを密接させると、相互の半円状の溝部が合致して円形の貫通孔となる。この円形の貫通孔は、基準線SL1を中心線とし、金属パイプ材料40の端部の外径と略一致している。金属パイプ材料40への通電の際には、金属パイプ材料40の一対の端部42は、円形の貫通孔に嵌合された状態で下側電極26と上側電極27とにより把持される(図4も参照)。このとき、下側電極26及び上側電極27の板状導体の溝部の内周面26a,27aは、金属パイプ材料40に対する接触面であり、且つ、通電面となる。なお、金属パイプ材料40の一対の端部42の外形は、円形に限られない。従って、下側電極26と上側電極27のそれぞれの溝部は、それぞれ、金属パイプ材料40の一対の端部42の外形を半割した形状とされる。 The lower electrode 26 and the upper electrode 27 are both rectangular plate-shaped electrodes formed by sandwiching a plate-shaped conductor with an insulating plate. A semicircular groove is formed in each of the central upper end of the lower electrode 26 and the central lower end of the upper electrode 27 so as to vertically penetrate the flat plate surface. Then, when the lower electrode 26 and the upper electrode 27 are arranged on the same plane and the upper end portion of the lower electrode 26 and the lower end portion of the upper electrode 27 are brought into close contact with each other, the semicircular groove portions of each other match. It becomes a circular through hole. The circular through hole has the reference line SL1 as the center line and substantially coincides with the outer diameter of the end portion of the metal pipe material 40. When the metal pipe material 40 is energized, the pair of end portions 42 of the metal pipe material 40 are gripped by the lower electrode 26 and the upper electrode 27 in a state of being fitted into the circular through holes (FIG. 6). See also 4). At this time, the inner peripheral surfaces 26a and 27a of the groove portion of the plate-shaped conductor of the lower electrode 26 and the upper electrode 27 are contact surfaces with respect to the metal pipe material 40 and are energizing surfaces. The outer shape of the pair of end portions 42 of the metal pipe material 40 is not limited to a circle. Therefore, each of the groove portions of the lower electrode 26 and the upper electrode 27 has a shape obtained by dividing the outer shape of the pair of end portions 42 of the metal pipe material 40 by half.

電極搭載ユニット51は、昇降ユニット52によってユニットベース53の上面に対して垂直な方向に沿って昇降動作が付与される昇降フレーム54と、昇降フレーム54に設けられて下側電極26を保持する下側電極フレーム56と、下側電極フレーム56の上側に設けられ、上側電極27を保持する上側電極フレーム57とを備えている。各電極フレーム56,57は、図示されないアクチュエータ及びガイド機構を備えており、各電極26,27を保持した状態でユニットベース53に対して軸方向及び昇降方向にスライド可能に構成されている。従って、各電極フレーム56,57は、各電極26,27を移動させる駆動機構60の一部として機能する。 The electrode mounting unit 51 includes an elevating frame 54 in which an elevating unit 52 gives an elevating operation along a direction perpendicular to the upper surface of the unit base 53, and a lower portion provided on the elevating frame 54 to hold the lower electrode 26. A side electrode frame 56 and an upper electrode frame 57 provided above the lower electrode frame 56 and holding the upper electrode 27 are provided. Each of the electrode frames 56 and 57 includes an actuator and a guide mechanism (not shown), and is configured to be slidable in the axial direction and the elevating direction with respect to the unit base 53 while holding the electrodes 26 and 27. Therefore, the electrode frames 56 and 57 function as a part of the drive mechanism 60 for moving the electrodes 26 and 27.

ノズル31は、金属パイプ材料40の端部を挿入可能な円筒部材である。ノズル31は、当該ノズル31の中心線が基準線SL1と一致するように、駆動機構32に支持されている。金属パイプ材料40側のノズル31の端部(供給口31a(図4参照)と称する)の内径は、膨張成形後の金属パイプ材料40の外径に略一致している。 The nozzle 31 is a cylindrical member into which the end portion of the metal pipe material 40 can be inserted. The nozzle 31 is supported by the drive mechanism 32 so that the center line of the nozzle 31 coincides with the reference line SL1. The inner diameter of the end portion (referred to as supply port 31a (see FIG. 4)) of the nozzle 31 on the metal pipe material 40 side substantially matches the outer diameter of the metal pipe material 40 after expansion molding.

駆動機構32は、昇降ユニット52に搭載されている。従って、昇降ユニット52による昇降動作が行われた場合には、駆動機構32は電極搭載ユニット51と一体的に昇降する。駆動機構32は、電極搭載ユニット51の下側電極26と上側電極27とが金属パイプ材料40の一対の端部42を把持した状態において、当該金属パイプ材料40の一対の端部42とノズル31とが同心となる位置にノズル31を支持する。 The drive mechanism 32 is mounted on the elevating unit 52. Therefore, when the elevating unit 52 moves up and down, the drive mechanism 32 moves up and down integrally with the electrode mounting unit 51. The drive mechanism 32 has a pair of ends 42 of the metal pipe material 40 and a nozzle 31 in a state where the lower electrode 26 and the upper electrode 27 of the electrode mounting unit 51 grip the pair of ends 42 of the metal pipe material 40. The nozzle 31 is supported at a position concentric with and.

駆動機構32は、ノズル31を軸方向に沿って移動させるノズル移動用アクチュエータとして、油圧シリンダ機構を有している。この油圧シリンダ機構は、ノズル31を保持するピストン61(支持部の一例)と、ピストン61に進退移動を付与するシリンダ62とを備えている。シリンダ62は、ピストン61を軸方向に平行に進退移動させる向きで昇降フレーム54に固定されている。このシリンダ62は、図示されない油圧回路に接続され、内部に作動流体である圧油の供給と排出が行われる。油圧回路は、制御部8によってシリンダ62への圧油の供給と排出が制御される。 The drive mechanism 32 has a hydraulic cylinder mechanism as a nozzle moving actuator that moves the nozzle 31 along the axial direction. This hydraulic cylinder mechanism includes a piston 61 (an example of a support portion) that holds the nozzle 31, and a cylinder 62 that imparts forward / backward movement to the piston 61. The cylinder 62 is fixed to the elevating frame 54 in a direction in which the piston 61 is moved forward and backward in parallel with the axial direction. The cylinder 62 is connected to a hydraulic circuit (not shown), and pressure oil, which is a working fluid, is supplied and discharged inside. In the hydraulic circuit, the supply and discharge of pressure oil to the cylinder 62 is controlled by the control unit 8.

ピストン61は、シリンダ62内に格納された本体部61aと、シリンダ62の左端部(下側電極26及び上側電極27側)から外部に突出する頭部61bと、シリンダ62の後端部から外部に突出する管状部61cとを備えている。本体部61aと頭部61bと管状部61cとは、いずれも円筒状であって、同心で一体的に形成されている。本体部61aは、外径がシリンダ62の内径に略一致している。そして、シリンダ62内では、本体部61aの両側に油圧が供給されて、ピストン61の進退移動が行われる。頭部61bの先端部にはノズル31が同心で固定装備されている。ノズル31及びピストン61には、基準線SL1の位置において全長にわたって貫通する圧縮気体の流路63が形成されている。 The piston 61 includes a main body portion 61a housed in the cylinder 62, a head portion 61b protruding outward from the left end portion (lower electrode 26 and upper electrode 27 side) of the cylinder 62, and an external portion from the rear end portion of the cylinder 62. It is provided with a tubular portion 61c that protrudes into the. The main body portion 61a, the head portion 61b, and the tubular portion 61c are all cylindrical and are concentrically and integrally formed. The outer diameter of the main body 61a substantially matches the inner diameter of the cylinder 62. Then, in the cylinder 62, flood control is supplied to both sides of the main body portion 61a to move the piston 61 forward and backward. Nozzles 31 are concentrically fixedly mounted on the tip of the head 61b. The nozzle 31 and the piston 61 are formed with a flow path 63 for a compressed gas penetrating over the entire length at the position of the reference line SL1.

昇降ユニット52は、ユニットベース53の上面に取り付けられる昇降フレームベース64と、これらの昇降フレームベース64によって、電極搭載ユニット51の昇降フレーム54に対して昇降動作を付与する昇降用アクチュエータ66とを備えている。昇降フレームベース64は、昇降フレーム54をユニットベース53の上面に対して昇降方向に昇降可能に支持している。昇降フレームベース64は、ユニットベース53に対する昇降フレーム54の昇降動作をガイドするガイド部64a,64bを有する。昇降用アクチュエータ66は、ユニットベース53に対する駆動力を昇降フレーム54に付与する直動式のアクチュエータであり、例えば、油圧シリンダ等を使用することが出来る。なお、昇降ユニット52は、保持部4の駆動機構60の一部として機能する。 The elevating unit 52 includes an elevating frame base 64 attached to the upper surface of the unit base 53, and an elevating actuator 66 that imparts an elevating operation to the elevating frame 54 of the electrode mounting unit 51 by the elevating frame base 64. ing. The elevating frame base 64 supports the elevating frame 54 so as to be able to move up and down with respect to the upper surface of the unit base 53 in the elevating direction. The elevating frame base 64 has guide portions 64a and 64b that guide the elevating operation of the elevating frame 54 with respect to the unit base 53. The elevating actuator 66 is a linear actuator that applies a driving force to the unit base 53 to the elevating frame 54, and for example, a hydraulic cylinder or the like can be used. The elevating unit 52 functions as a part of the drive mechanism 60 of the holding unit 4.

ユニットベース53は、昇降ユニット52を介して電極搭載ユニット51及び駆動機構32を上面に支持する平面視で矩形の板状ブロックである。ユニットベース53は、水平面である基台13(図1参照)の上面にボルト等の固定手段により取り付けられ、取り外しが可能となっている。加熱膨張ユニット50は、上面の傾斜角度が異なる複数のユニットベース53を有し、これらを交換することにより、下側電極26及び上側電極27、ノズル31、電極搭載ユニット51、駆動機構32、昇降ユニット52の傾斜角度を一括的に変更調節することを可能としている。例えば、端部における金属パイプ材料40の中心線が傾斜している場合、ユニットベース53は、当該傾斜に応じて基準線SL1が傾斜するように、各構成要素を傾斜させる。 The unit base 53 is a rectangular plate-shaped block in a plan view that supports the electrode mounting unit 51 and the drive mechanism 32 on the upper surface via the elevating unit 52. The unit base 53 is attached to the upper surface of the base 13 (see FIG. 1), which is a horizontal surface, by a fixing means such as a bolt, and can be removed. The heating and expansion unit 50 has a plurality of unit bases 53 having different inclination angles on the upper surface, and by exchanging these, the lower electrode 26 and the upper electrode 27, the nozzle 31, the electrode mounting unit 51, the drive mechanism 32, and the elevating mechanism 32 are moved up and down. It is possible to collectively change and adjust the tilt angle of the unit 52. For example, when the center line of the metal pipe material 40 at the end is inclined, the unit base 53 inclines each component so that the reference line SL1 is inclined according to the inclination.

次に、成形装置1を用いた金属パイプ材料40の成形方法について説明すると共に、成形装置1によってブロー成形される金属パイプ材料40について説明する。図3は、第1実施形態に係る金属パイプ材料40の成形方法MT1を示すフローチャートである。この成形方法MT1では、まず成形対象である金属パイプ材料40が準備される(ステップST1)。 Next, a method of molding the metal pipe material 40 using the molding apparatus 1 will be described, and the metal pipe material 40 blow-molded by the molding apparatus 1 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a molding method MT1 of the metal pipe material 40 according to the first embodiment. In this molding method MT1, first, the metal pipe material 40 to be molded is prepared (step ST1).

図4は、成形装置1によって成形される金属パイプ材料40を示す断面図である。図4に示すように、準備される金属パイプ材料40は、一対の端部42、被加工部44及び一対の徐変部46を有している。一対の端部42は、金属パイプ材料40の長手方向の両端側に位置しており、下側電極26と上側電極27との間に保持される。被加工部44は、金属パイプ材料40の長手方向の略中央部に位置している。この被加工部44は、下型11及び上型12の型閉時に、一対の成形面11a,12aに形成された凹部の形状に沿って製品形状に成形される。一対の徐変部46は、金属パイプ材料40の長手方向において、一方の端部42と被加工部44との間、及び、他方の端部42と被加工部44との間にそれぞれ設けられている。一対の徐変部46は、一対の端部42の各々と被加工部44との間に位置する一対の中間部を構成する。一対の徐変部46の断面形状は、被加工部44に近づくにつれて被加工部44の断面形状に近づくように変化していると共に、一対の端部42に近づくにつれて一対の端部42の断面形状に近づくように変化してもよい。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a metal pipe material 40 formed by the forming apparatus 1. As shown in FIG. 4, the metal pipe material 40 to be prepared has a pair of end portions 42, a processed portion 44, and a pair of gradual change portions 46. The pair of end portions 42 are located on both end sides of the metal pipe material 40 in the longitudinal direction and are held between the lower electrode 26 and the upper electrode 27. The workpiece 44 is located at a substantially central portion in the longitudinal direction of the metal pipe material 40. The workpiece 44 is formed into a product shape along the shape of the recesses formed on the pair of molding surfaces 11a and 12a when the lower mold 11 and the upper mold 12 are closed. The pair of gradual change portions 46 are provided between one end portion 42 and the processed portion 44 and between the other end portion 42 and the processed portion 44 in the longitudinal direction of the metal pipe material 40, respectively. ing. The pair of gradual change portions 46 form a pair of intermediate portions located between each of the pair of end portions 42 and the portion to be machined 44. The cross-sectional shape of the pair of slowly changing portions 46 changes so as to approach the cross-sectional shape of the portion to be machined 44 as it approaches the portion to be machined 44, and the cross-sectional shape of the pair of end portions 42 as it approaches the pair of end portions 42. It may be changed to approach the shape.

図4に示すように、金属パイプ材料40は、長手方向において一様の外径を有している。一方、金属パイプ材料40の内径は、長手方向の位置によって異なっている。すなわち、金属パイプ材料40は、長手方向の位置によって異なる肉厚を有している。より具体的には、金属パイプ材料40の肉厚は、被加工部44、一対の徐変部46及び一対の端部42の順に厚くなっている。例えば、一対の端部42は、被加工部44の内径よりも小さな内径を有しており、一対の端部42の肉厚TH1は、被加工部44の肉厚TH2よりも厚くなっている。また、一対の徐変部46の肉厚TH3は、被加工部44に近づくにつれて被加工部44の肉厚TH2に近づくように徐々に薄くなり、反対に、一対の端部42に近づくにつれて一対の端部42の肉厚TH1に近づくように徐々に厚くなっている。言い換えれば、一対の徐変部46の内周面は、金属パイプ材料40の長手方向の外側に向かうにつれて内径が小さくなっている。すなわち、一対の端部42及び一対の徐変部46は、金属パイプ材料40の被加工部44の長手方向の外側に位置する外側部を構成し、この外側部は、被加工部44よりも厚い肉厚を有している。 As shown in FIG. 4, the metal pipe material 40 has a uniform outer diameter in the longitudinal direction. On the other hand, the inner diameter of the metal pipe material 40 differs depending on the position in the longitudinal direction. That is, the metal pipe material 40 has a different wall thickness depending on the position in the longitudinal direction. More specifically, the wall thickness of the metal pipe material 40 is increased in the order of the workpiece 44, the pair of gradual change portions 46, and the pair of end portions 42. For example, the pair of end portions 42 has an inner diameter smaller than the inner diameter of the workpiece 44, and the wall thickness TH1 of the pair of end portions 42 is thicker than the wall thickness TH2 of the workpiece 44. .. Further, the wall thickness TH3 of the pair of gradual change portions 46 gradually becomes thinner toward the wall thickness TH2 of the work portion 44 as it approaches the work portion 44, and conversely, the pair as it approaches the pair of end portions 42. It is gradually thickened so as to approach the wall thickness TH1 of the end portion 42 of the. In other words, the inner peripheral surfaces of the pair of slowly changing portions 46 become smaller in inner diameter toward the outside in the longitudinal direction of the metal pipe material 40. That is, the pair of end portions 42 and the pair of gradual change portions 46 form an outer portion located outside in the longitudinal direction of the workpiece 44 of the metal pipe material 40, and this outer portion is larger than the workpiece 44. It has a thick wall thickness.

成形方法MT1では、準備された金属パイプ材料40の一対の端部42が、下側電極26と上側電極27との間で保持される(ステップST2)。例えば、制御部8は、ロボットアーム等を制御して、金属パイプ材料40を下側電極26に配置することで当該金属パイプ材料40を下型11及び上型12との間に投入する。その後、制御部8が、上側電極27を下降させることによって、金属パイプ材料40の一対の端部42が下側電極26と上側電極27との間に保持される。このとき、金属パイプ材料40の一対の徐変部46は、下側電極26と下型11との境界付近、及び、上側電極27と上型12との境界付近に形成される空間Sに対向する位置に配置される。 In the molding method MT1, the pair of end portions 42 of the prepared metal pipe material 40 are held between the lower electrode 26 and the upper electrode 27 (step ST2). For example, the control unit 8 controls the robot arm or the like and arranges the metal pipe material 40 on the lower electrode 26 to put the metal pipe material 40 between the lower mold 11 and the upper mold 12. After that, the control unit 8 lowers the upper electrode 27, so that the pair of end portions 42 of the metal pipe material 40 are held between the lower electrode 26 and the upper electrode 27. At this time, the pair of slowly changing portions 46 of the metal pipe material 40 face the space S formed near the boundary between the lower electrode 26 and the lower mold 11 and near the boundary between the upper electrode 27 and the upper mold 12. It is placed in the position to be.

次に、制御部8によって加熱部5が制御され、金属パイプ材料40が通電加熱される(ステップST3)。このステップST3では、電源28から長手方向の両側の下側電極26及び上側電極27に電力が供給される。下側電極26及び上側電極27に供給された電力は、金属パイプ材料40に伝達され、金属パイプ材料40の電気抵抗により生じるジュール熱によって金属パイプ材料40自体が発熱する。 Next, the heating unit 5 is controlled by the control unit 8, and the metal pipe material 40 is energized and heated (step ST3). In this step ST3, power is supplied from the power source 28 to the lower electrodes 26 and the upper electrodes 27 on both sides in the longitudinal direction. The electric power supplied to the lower electrode 26 and the upper electrode 27 is transmitted to the metal pipe material 40, and the metal pipe material 40 itself generates heat due to Joule heat generated by the electric resistance of the metal pipe material 40.

このとき、一対の徐変部46は、被加工部44の肉厚TH2よりも大きな肉厚TH3を有しているので、一対の徐変部46を流れる電流の密度は、被加工部44を流れる電流の密度よりも小さくなる。したがって、金属パイプ材料40の通電加熱時には、被加工部44に比べて一対の徐変部46の温度上昇が抑制される。 At this time, since the pair of slowly changing portions 46 have a wall thickness TH3 larger than the wall thickness TH2 of the processed portion 44, the density of the current flowing through the pair of slowly changing portions 46 is higher than that of the processed portion 44. It is smaller than the density of the flowing current. Therefore, when the metal pipe material 40 is energized and heated, the temperature rise of the pair of slowly changing portions 46 is suppressed as compared with the workpiece 44.

次に、制御部8は、成形金型2を型閉すると共に、流体供給部6で金属パイプ材料40に流体を供給することで、ブロー成形を行う(ステップST4)。ステップST4では、制御部8は、駆動機構32を制御して、加熱後の金属パイプ材料40に対して成形金型2を閉じる。これにより、図5(a)に示すように、下型11の凹部と上型12の凹部とが組み合わせられてキャビティ部MCが形成され、当該キャビティ部MC内に金属パイプ材料40の被加工部44が配置される。 Next, the control unit 8 closes the molding die 2 and supplies the fluid to the metal pipe material 40 by the fluid supply unit 6 to perform blow molding (step ST4). In step ST4, the control unit 8 controls the drive mechanism 32 to close the molding die 2 with respect to the heated metal pipe material 40. As a result, as shown in FIG. 5A, the concave portion of the lower mold 11 and the concave portion of the upper mold 12 are combined to form the cavity portion MC, and the workpiece portion of the metal pipe material 40 is formed in the cavity portion MC. 44 is placed.

また、制御部8は、流体供給部6を制御して、金属パイプ材料40内に流体を供給する。例えば、制御部8は、駆動機構32を駆動してノズル31の供給口31aを金属パイプ材料40側に移動し、ノズル31の供給口31aを一対の端部42に嵌合させて金属パイプ材料40の開口部をシールする。金属パイプ材料40の開口部がシールされると、供給源33から金属パイプ材料40内へ高圧の流体が吹き込まれる。 Further, the control unit 8 controls the fluid supply unit 6 to supply the fluid into the metal pipe material 40. For example, the control unit 8 drives the drive mechanism 32 to move the supply port 31a of the nozzle 31 toward the metal pipe material 40, and fits the supply port 31a of the nozzle 31 to the pair of end portions 42 to fit the metal pipe material. Seal the 40 openings. When the opening of the metal pipe material 40 is sealed, a high-pressure fluid is blown into the metal pipe material 40 from the supply source 33.

金属パイプ材料40は高温に加熱されて軟化しているので、金属パイプ材料40内に供給されたガスは、熱膨張する。このため、金属パイプ材料40を熱膨張した高圧の流体によって金属パイプ材料40の被加工部44を容易に膨張させることができる。これにより、図5(b)に示すように、成形金型2のキャビティ部MC内に配置された金属パイプ材料40の被加工部44は、キャビティ部MCの形状に沿うように成形される。 Since the metal pipe material 40 is heated to a high temperature and softened, the gas supplied into the metal pipe material 40 thermally expands. Therefore, the workpiece 44 of the metal pipe material 40 can be easily expanded by a high-pressure fluid obtained by thermally expanding the metal pipe material 40. As a result, as shown in FIG. 5B, the processed portion 44 of the metal pipe material 40 arranged in the cavity portion MC of the molding die 2 is molded so as to follow the shape of the cavity portion MC.

このとき、ブロー成形によって膨張した被加工部44の外周面は、成形金型2のキャビティ部MCの表面に接触する。キャビティ部MCの表面に接触した被加工部44は、急冷され焼き入れが行われる。この焼き入れによって、被加工部44のオーステナイト組織がマルテンサイト組織に変態する。冷却の後半は冷却速度が小さくなるので、復熱によりマルテンサイト組織がトルースタイト、ソルバイト等に変態する。 At this time, the outer peripheral surface of the workpiece 44 expanded by blow molding comes into contact with the surface of the cavity MC of the molding die 2. The workpiece 44 in contact with the surface of the cavity MC is rapidly cooled and quenched. By this quenching, the austenite structure of the processed portion 44 is transformed into a martensite structure. Since the cooling rate decreases in the latter half of cooling, the martensite structure is transformed into troostite, sorbite, etc. by reheating.

ブロー成形時には、一対の徐変部46は、被加工部44と同様に熱膨張した高圧の流体によって径方向に膨張する。このとき、一対の徐変部46は、被加工部44の肉厚TH2よりも厚い肉厚TH3を有しているので、一対の徐変部46は、被加工部44よりも高い強度を有している。また、上記のように、金属パイプ材料40の通電加熱時に、一対の徐変部46では、被加工部44に比べて温度上昇が抑制される。したがって、ブロー成形時の一対の徐変部46の径方向への膨張量は、被加工部44と比較して抑制される。つまり、一対の徐変部46は、被加工部44に比べて変形しにくくなっている。これにより、一対の徐変部46が、下側電極26と下型11との境界付近、及び、上側電極27と上型12との境界付近に形成される空間S内に入り込むように膨張することが妨げられ、その結果、金属パイプ材料40の破裂が防止される。なお、仮に一対の徐変部46の一部が、空間S内に入り込むように膨張した場合であっても、一対の徐変部46の肉厚が大きいので、膨張時に一対の徐変部46に破裂が生じる可能性を低下させることができる。 At the time of blow molding, the pair of slowly changing portions 46 expand in the radial direction by a high-pressure fluid that has been thermally expanded like the workpiece 44. At this time, since the pair of slowly changing portions 46 have a wall thickness TH3 thicker than the wall thickness TH2 of the processed portion 44, the pair of slowly changing portions 46 have higher strength than the processed portion 44. doing. Further, as described above, when the metal pipe material 40 is energized and heated, the temperature rise of the pair of slowly changing portions 46 is suppressed as compared with that of the workpiece 44. Therefore, the amount of expansion of the pair of slowly changing portions 46 in the radial direction during blow molding is suppressed as compared with the workpiece 44. That is, the pair of slowly changing portions 46 are less likely to be deformed than the workpiece 44. As a result, the pair of slowly changing portions 46 expands so as to enter the space S formed near the boundary between the lower electrode 26 and the lower mold 11 and near the boundary between the upper electrode 27 and the upper mold 12. This is prevented, and as a result, the metal pipe material 40 is prevented from bursting. Even if a part of the pair of slowly changing portions 46 expands so as to enter the space S, since the thickness of the pair of slowly changing portions 46 is large, the pair of slowly changing portions 46 will be expanded at the time of expansion. Can reduce the likelihood of rupture.

次に、制御部8は、上型12を上昇させて金属パイプ材料40から離間させることで、型開を行う(ステップST5)。成形後の金属パイプ材料40は、成形装置1から取り外される。成形装置1から取り外された金属パイプ材料40からは、一対の端部42及び一対の徐変部46が切り落とされ、成形後の被加工部44が製品として用いられる。 Next, the control unit 8 raises the upper mold 12 and separates it from the metal pipe material 40 to open the mold (step ST5). The molded metal pipe material 40 is removed from the molding apparatus 1. A pair of end portions 42 and a pair of gradual change portions 46 are cut off from the metal pipe material 40 removed from the molding apparatus 1, and the molded portion 44 is used as a product.

本実施形態の金属パイプ材料40の成形方法の作用効果について説明する。上述した成形方法MT1では、一対の徐変部46の肉厚が厚くなっているので、金属パイプ材料40の通電加熱時に一対の徐変部46の温度上昇を抑制することができると共に、一対の徐変部46の強度を高めることができる。したがって、徐変部が変形しづらくなるので、金属パイプ材料40をブロー成形したときに、一対の徐変部46が各電極26,27と成形金型2との境界付近の空間Sに入り込みにくくなる。その結果、一対の徐変部46の変形量を小さくすることができ、金属パイプ材料40に破裂が生じることを抑制することができる。 The operation and effect of the molding method of the metal pipe material 40 of the present embodiment will be described. In the molding method MT1 described above, since the wall thickness of the pair of slowly changing portions 46 is thickened, it is possible to suppress the temperature rise of the pair of slowly changing portions 46 when the metal pipe material 40 is energized and heated, and the pair The strength of the gradual change portion 46 can be increased. Therefore, since the slowly changing portion is hard to be deformed, when the metal pipe material 40 is blow-molded, it is difficult for the pair of slowly changing parts 46 to enter the space S near the boundary between the electrodes 26 and 27 and the molding die 2. Become. As a result, the amount of deformation of the pair of slowly changing portions 46 can be reduced, and the occurrence of rupture of the metal pipe material 40 can be suppressed.

なお、図4に示す金属パイプ材料40は、被加工部44の肉厚TH2よりも厚い肉厚TH3を有する一対の徐変部46を有しているが、ブロー成形時に被加工部44よりも変形しにくい形状又は特性を有していればよい。例えば、金属パイプ材料40は、一対の徐変部46と被加工部44とを異なる材料から構成して、一対の徐変部46の強度が被加工部44の強度よりも高くなるように形成されていてもよい。一対の徐変部46の強度を相対的に高くすることにより、ブロー成形時における一対の徐変部46の変形量を小さくすることができるので、上記実施形態と同様に、一対の徐変部46に破裂が生じる可能性を低くすることができる。 The metal pipe material 40 shown in FIG. 4 has a pair of slowly changing portions 46 having a wall thickness TH3 thicker than the wall thickness TH2 of the processed portion 44, but is more than the processed portion 44 at the time of blow molding. It suffices to have a shape or characteristic that is not easily deformed. For example, in the metal pipe material 40, the pair of slowly changing portions 46 and the portion to be processed 44 are made of different materials, and the strength of the pair of slowly changing portions 46 is formed to be higher than the strength of the portion to be processed 44. It may have been done. By relatively increasing the strength of the pair of slowly changing portions 46, the amount of deformation of the pair of slowly changing portions 46 at the time of blow molding can be reduced. Therefore, as in the above embodiment, the pair of slowly changing portions 46 can be reduced. The possibility of rupture of 46 can be reduced.

また、別の一例では、一対の徐変部46の電気抵抗が被加工部44の電気抵抗よりも小さくなるように、一対の徐変部46と被加工部44とが異なる材料から構成されていてもよい。一対の徐変部46の電気抵抗を小さくすることによって、金属パイプ材料40の通電加熱時にジュール熱による一対の徐変部46の温度上昇を抑制することができる。したがって、上記実施形態と同様に、一対の徐変部46に破裂を生じにくくすることができる。 Further, in another example, the pair of slowly changing portions 46 and the portion to be processed 44 are made of different materials so that the electric resistance of the pair of slowly changing portions 46 is smaller than the electric resistance of the portion to be processed 44. You may. By reducing the electrical resistance of the pair of slowly changing portions 46, it is possible to suppress the temperature rise of the pair of slowly changing portions 46 due to Joule heat when the metal pipe material 40 is energized and heated. Therefore, as in the above embodiment, it is possible to prevent the pair of slowly changing portions 46 from bursting.

次に、別の実施形態に係る金属パイプ材料の成形方法について説明する。図6は、別の実施形態に係る金属パイプ材料の成形方法MT2を示すフローチャートである。以下では、図3に示す成形方法MT1との相違点について主に説明する。 Next, a method for forming the metal pipe material according to another embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a method MT2 for forming a metal pipe material according to another embodiment. Hereinafter, the differences from the molding method MT1 shown in FIG. 3 will be mainly described.

成形方法MT2では、まず成形対象となる金属パイプ材料40Aが準備される(ステップST11)。図7に示すように、ステップST11で準備される金属パイプ材料40Aは、一対の端部42A、被加工部44A及び一対の徐変部(中間部)46Aを含んでいる。上述した金属パイプ材料40と異なり、金属パイプ材料40Aは、一対の端部42A、被加工部44A及び一対の徐変部46Aが、略同一の肉厚を有している。 In the molding method MT2, first, the metal pipe material 40A to be molded is prepared (step ST11). As shown in FIG. 7, the metal pipe material 40A prepared in step ST11 includes a pair of end portions 42A, a processed portion 44A, and a pair of slowly changing portions (intermediate portions) 46A. Unlike the metal pipe material 40 described above, in the metal pipe material 40A, the pair of end portions 42A, the processed portion 44A, and the pair of gradual change portions 46A have substantially the same wall thickness.

次に、金属パイプ材料40の一対の端部42Aが、下側電極26と上側電極27との間に保持される(ステップST12)。 Next, the pair of ends 42A of the metal pipe material 40 are held between the lower electrode 26 and the upper electrode 27 (step ST12).

次に、金属パイプ材料40Aの開口部から金属パイプ材料40Aの内部に補強部材67が挿入される(ステップST13)。ステップST13では、例えば制御部8が、ロボットアーム等を制御して、補強部材67を金属パイプ材料40Aの内部に挿入し、一対の徐変部46Aの内周面に沿うように金属パイプ材料40A内に配置する。なお、補強部材67は、作業者によって金属パイプ材料40A内に挿入されてもよい。 Next, the reinforcing member 67 is inserted into the inside of the metal pipe material 40A through the opening of the metal pipe material 40A (step ST13). In step ST13, for example, the control unit 8 controls the robot arm or the like to insert the reinforcing member 67 into the metal pipe material 40A, and the metal pipe material 40A is aligned with the inner peripheral surfaces of the pair of gradual change portions 46A. Place inside. The reinforcing member 67 may be inserted into the metal pipe material 40A by an operator.

次に、制御部8が、加熱部5を制御して、金属パイプ材料40を通電加熱する(ステップST14)。次に、制御部8は、成形金型2を型閉すると共に、流体供給部6で金属パイプ材料40に流体を供給することで、ブロー成形を行う(ステップST15)。このブロー成形によって、成形金型2のキャビティ部MC内に配置された金属パイプ材料40Aの被加工部44Aは、キャビティ部MCの形状に沿うように成形される。 Next, the control unit 8 controls the heating unit 5 to energize and heat the metal pipe material 40 (step ST14). Next, the control unit 8 closes the molding die 2 and supplies the fluid to the metal pipe material 40 by the fluid supply unit 6 to perform blow molding (step ST15). By this blow molding, the processed portion 44A of the metal pipe material 40A arranged in the cavity portion MC of the molding die 2 is molded so as to follow the shape of the cavity portion MC.

このブロー成形時には、一対の徐変部46Aの内周面が補強部材67によって覆われているので、一対の徐変部46Aは、金属パイプ材料40A内で熱膨張した高圧の流体に晒されなくなり、幅方向へ膨張が妨げられる。その結果、一対の徐変部46の径方向への変形量が抑制されるので、金属パイプ材料40Aのブロー成形時に、一対の徐変部46Aに破裂が生じる可能性を低くすることができる。 During this blow molding, the inner peripheral surfaces of the pair of slowly changing portions 46A are covered with the reinforcing member 67, so that the pair of slowly changing portions 46A are not exposed to the high-pressure fluid thermally expanded in the metal pipe material 40A. , Expansion in the width direction is hindered. As a result, the amount of radial deformation of the pair of slowly changing portions 46 is suppressed, so that the possibility of bursting of the pair of slowly changing portions 46A during blow molding of the metal pipe material 40A can be reduced.

次に、制御部8は、上型12を上昇させて金属パイプ材料40Aから離間させることで、型開を行う(ステップST16)。成形後の金属パイプ材料40Aは、成形装置1から取り外される。成形装置1から取り外された金属パイプ材料40Aからは、一対の端部42A及び一対の徐変部46Aが切り落とされ、成形後の被加工部44Aが製品として用いられる。 Next, the control unit 8 raises the upper mold 12 and separates it from the metal pipe material 40A to open the mold (step ST16). The molded metal pipe material 40A is removed from the molding apparatus 1. A pair of end portions 42A and a pair of gradual change portions 46A are cut off from the metal pipe material 40A removed from the molding apparatus 1, and the molded portion 44A is used as a product.

(第2実施形態)
次に、図8及び図9を参照して、第2実施形態に係る金属パイプ材料の成形装置について説明する。以下では、成形装置1との相違点について主に説明し、重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, the metal pipe material forming apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In the following, the differences from the molding apparatus 1 will be mainly described, and duplicate description will be omitted.

図8は、第2実施形態に係る成形装置1Aの一部分を示す断面図である。なお、説明の便宜上、以下では、基準線SL1の軸方向を「X方向」とし、上下方向を「Z方向」とし、X方向とZ方向に直交する方向を「Y方向」として説明する。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a part of the molding apparatus 1A according to the second embodiment. For convenience of explanation, the axial direction of the reference line SL1 will be referred to as the "X direction", the vertical direction will be referred to as the "Z direction", and the direction orthogonal to the X direction and the Z direction will be referred to as the "Y direction".

図8に示すように、成形装置1Aは、成形金型2に代えて成形金型2Aを備えている。成形金型2Aは、互いに対となる下型70及び上型71を有している。本実施形態では、下型70及び上型71は、駆動機構3によってZ方向に沿って互いに近づく方向及び遠ざかる方向に移動する。下型70及び上型71は、互いに対向する一対の成形面70a,71aをそれぞれ有している。 As shown in FIG. 8, the molding apparatus 1A includes a molding die 2A instead of the molding die 2. The molding die 2A has a lower die 70 and an upper die 71 that are paired with each other. In the present embodiment, the lower die 70 and the upper die 71 are moved by the drive mechanism 3 in the direction toward and away from each other along the Z direction. The lower mold 70 and the upper mold 71 have a pair of molding surfaces 70a and 71a facing each other, respectively.

下型70の成形面70aには、X方向における端部70bに近づくにつれて下方に湾曲する湾曲面が形成されている。同様に、上型71の成形面71aには、X方向における端部71bに近づくにつれて上方に湾曲する湾曲面が形成されている。したがって、成形面70a,71aの端部70b,71bは、成形面70a,71aのX方向における中心部よりも基準線SL1から離れた位置に配置される。 The molded surface 70a of the lower mold 70 is formed with a curved surface that curves downward as it approaches the end 70b in the X direction. Similarly, the molding surface 71a of the upper mold 71 is formed with a curved surface that curves upward as it approaches the end portion 71b in the X direction. Therefore, the end portions 70b, 71b of the molding surfaces 70a, 71a are arranged at positions separated from the reference line SL1 from the central portion of the molding surfaces 70a, 71a in the X direction.

下型70は、X方向において互いに対向する一対の側面70cを有している。一対の側面70cは、成形面70aのX方向の両側の端部70bに接続されている。上型71は、X方向において互いに対向する一対の側面71cを有している。一対の側面71cは、成形面71aのX方向の両側の端部71bに接続されている。 The lower mold 70 has a pair of side surfaces 70c facing each other in the X direction. The pair of side surfaces 70c are connected to the ends 70b on both sides of the molding surface 70a in the X direction. The upper die 71 has a pair of side surfaces 71c facing each other in the X direction. The pair of side surfaces 71c are connected to the ends 71b on both sides of the molding surface 71a in the X direction.

次に、図9(a)を参照して、上型71の側部形状をより詳細に説明する。なお、下型70の側部形状は、上型71の側部形状と上下対称であるので、説明を省略する。図9(a)に示すように、上型71の側面71cの上部には、段差部が形成されており、段差面71d、段差側面71e及び天面71fが更に形成されている。段差面71dは、側面71cの上端から上型71のX方向内側に向けて水平に延在している。段差側面71eは、段差面71dの内側の端部から側面71cと平行に上方に延在している。天面71fは、段差側面71eの上端から上型71のX方向外側に向けて水平に延在している。X方向において、天面71fの外側の端部は、側面71cよりも外方に位置している。 Next, the side shape of the upper die 71 will be described in more detail with reference to FIG. 9A. Since the side shape of the lower mold 70 is vertically symmetrical with the side shape of the upper mold 71, the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 9A, a stepped portion is formed on the upper portion of the side surface 71c of the upper die 71, and the stepped surface 71d, the stepped side surface 71e, and the top surface 71f are further formed. The stepped surface 71d extends horizontally from the upper end of the side surface 71c toward the inside of the upper die 71 in the X direction. The step side surface 71e extends upward from the inner end of the step surface 71d in parallel with the side surface 71c. The top surface 71f extends horizontally from the upper end of the step side surface 71e toward the outside of the upper die 71 in the X direction. In the X direction, the outer end of the top surface 71f is located outward of the side surface 71c.

成形装置1Aは、金属パイプ材料40Aの一対の徐変部46Aの径方向への膨張を規制する膨張規制部80を更に備えている(図8参照)。膨張規制部80は、X方向において、成形金型2Aと各電極26,27との間に設けられている。膨張規制部80は、上下方向に対向する一対の当接部材82,83と、成形金型2Aに対して当該一対の当接部材82,83をZ方向に摺動させる一対の弾性部材85,86を有している。 The molding apparatus 1A further includes an expansion regulating portion 80 that regulates the radial expansion of the pair of slowly changing portions 46A of the metal pipe material 40A (see FIG. 8). The expansion control unit 80 is provided between the molding die 2A and the electrodes 26 and 27 in the X direction. The expansion control unit 80 includes a pair of contact members 82, 83 that face each other in the vertical direction, and a pair of elastic members 85, which slide the pair of contact members 82, 83 with respect to the molding die 2A in the Z direction. Has 86.

当接部材82,83は、成形金型2と各電極26,27との間に設けられ、Z方向(下型70と上型71との対向方向)において互いに対向している。当接部材82,83は、例えば矩形の平板状をなしており、金属パイプ材料40Aの一対の端部42Aが各電極26,27に保持されたときに、一対の徐変部46Aに対向する位置に配置される。 The abutting members 82 and 83 are provided between the molding die 2 and the electrodes 26 and 27, and face each other in the Z direction (the direction in which the lower die 70 and the upper die 71 face each other). The abutting members 82 and 83 have, for example, a rectangular flat plate shape, and when the pair of end portions 42A of the metal pipe material 40A are held by the electrodes 26 and 27, they face the pair of gradual change portions 46A. Placed in position.

当接部材82の中央下端部と当接部材83の中央上端部には、それぞれ当接部材82,83をX方向に貫通するように半円状の溝部が形成されている。当接部材82の下端部と当接部材83の上端部とを密接させると、相互の半円状の溝部が合致して円形の貫通孔となる。この円形の貫通孔は、基準線SL1を中心線とし、金属パイプ材料40Aの徐変部46Aの外径よりも僅かに大きな内径を有している。当接部材82,83は、当該円形の貫通孔を画成する内周面82a,83aを有している。これらの内周面82a,83aは、ブロー成形時に金属パイプ材料40Aの徐変部46Aの外周面に接触して徐変部46Aの径方向への膨張を規制する。すなわち、内周面82a,83aは、ブロー成形時に徐変部46Aの外周面に接触するパイプ接触面として機能する。 Semicircular groove portions are formed at the central lower end portion of the abutting member 82 and the central upper end portion of the abutting member 83 so as to penetrate the abutting members 82 and 83 in the X direction, respectively. When the lower end of the abutting member 82 and the upper end of the abutting member 83 are brought into close contact with each other, the semicircular grooves match each other to form a circular through hole. This circular through hole has a reference line SL1 as a center line and has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the gradually changing portion 46A of the metal pipe material 40A. The abutting members 82 and 83 have inner peripheral surfaces 82a and 83a that define the circular through hole. These inner peripheral surfaces 82a and 83a come into contact with the outer peripheral surfaces of the gradual change portion 46A of the metal pipe material 40A during blow molding to regulate the radial expansion of the gradual change portion 46A. That is, the inner peripheral surfaces 82a and 83a function as pipe contact surfaces that come into contact with the outer peripheral surface of the gradual change portion 46A during blow molding.

図9(a)を参照して、当接部材82についてより詳細に説明する。図9(a)に示すように、当接部材82の上部には、X方向の両側に張り出したフランジ部82bが形成されている。フランジ部82bは、Z方向において、上型71の段差面71dに対面する下面82b1と、上側電極27上に設けられた当て板65に対面する下面82b2とを有している。また、当接部材82は、上型71の側面71cに対面する当接面82cを有している。当接面82cは、内周面82aの上型71側の端部から上方に延在し、上型71の側面71cに当接している。Z方向における当接面82cの長さは、Z方向における上型71の側面71cの長さよりも長く形成されている。 The contact member 82 will be described in more detail with reference to FIG. 9A. As shown in FIG. 9A, flange portions 82b protruding on both sides in the X direction are formed on the upper portion of the contact member 82. The flange portion 82b has a lower surface 82b1 facing the stepped surface 71d of the upper die 71 and a lower surface 82b2 facing the backing plate 65 provided on the upper electrode 27 in the Z direction. Further, the contact member 82 has a contact surface 82c facing the side surface 71c of the upper die 71. The contact surface 82c extends upward from the end of the inner peripheral surface 82a on the upper die 71 side and is in contact with the side surface 71c of the upper die 71. The length of the contact surface 82c in the Z direction is formed longer than the length of the side surface 71c of the upper mold 71 in the Z direction.

天面71fと当接部材82との間には、弾性部材85が設けられている。弾性部材85は、天面71f及び当接部材82に結合されている。したがって、当接部材82及び弾性部材85は、駆動機構3による上型71のZ方向への移動に伴って、上型71と共にZ方向に移動可能である。弾性部材85は、例えばZ方向に伸縮可能なガスダンパーであり、その弾性力によって当接部材82をZ方向の基準線SL1側へ付勢する。 An elastic member 85 is provided between the top surface 71f and the contact member 82. The elastic member 85 is coupled to the top surface 71f and the abutting member 82. Therefore, the contact member 82 and the elastic member 85 can move in the Z direction together with the upper mold 71 as the upper mold 71 moves in the Z direction by the drive mechanism 3. The elastic member 85 is, for example, a gas damper that can expand and contract in the Z direction, and the abutting member 82 is urged toward the reference line SL1 in the Z direction by its elastic force.

下型70と上型71とが離間されているときには、図9(a)に示すように、弾性部材85の弾性力によって、当接部材82の下面82b1は、段差面71dに当接してZ方向に押圧される。このとき、当接部材82の当接面82cのZ方向の長さは上型71の側面71cのZ方向の長さよりも長いので、当接部材82の内周面82aは、Z方向において成形面71aの端部71bよりも基準線SL1に近い位置に配置される。 When the lower mold 70 and the upper mold 71 are separated from each other, as shown in FIG. 9A, the lower surface 82b1 of the contact member 82 comes into contact with the stepped surface 71d due to the elastic force of the elastic member 85, and Z Pressed in the direction. At this time, since the length of the contact surface 82c of the contact member 82 in the Z direction is longer than the length of the side surface 71c of the upper die 71 in the Z direction, the inner peripheral surface 82a of the contact member 82 is formed in the Z direction. It is arranged at a position closer to the reference line SL1 than the end portion 71b of the surface 71a.

一方、下型70と上型71とが型閉されている場合には、図9(b)に示すように、上型71が下降することによって、当接部材82の下面82b2が当て板65の上面に当接する。その状態から、上型71が更に下降すると、天面71fと当接部材82の間で弾性部材85がZ方向に圧縮され、当接部材82の当接面82cが、上型71の側面71cに対して上方(Z方向)に摺動し、当接部材82の下面82b1が段差面71dから離間する。このように当接部材82が上型71に対して摺動することにより、当接部材82の内周面82aの少なくとも一部は、Z方向において、成形面71aの端部71bよりも基準線SL1に遠い位置に配置される。なお、図9(b)に示すように、当接部材82の内周面82aは、上側電極27に近づくにつれて上方に広がるように湾曲していてもよい。このような内周面82aを有することにより、下型70と上型71とが型閉されているときに、成形面70aの端部70b側の湾曲面と当接部材82の内周面82aとが滑らかな曲面を形成する。 On the other hand, when the lower die 70 and the upper die 71 are closed, as shown in FIG. 9B, the lower die 82b2 of the contact member 82 is brought into contact plate 65 by lowering the upper die 71. Contact the top surface of. When the upper die 71 is further lowered from that state, the elastic member 85 is compressed in the Z direction between the top surface 71f and the contact member 82, and the contact surface 82c of the contact member 82 becomes the side surface 71c of the upper die 71. It slides upward (Z direction) with respect to the lower surface 82b1 of the contact member 82 and is separated from the stepped surface 71d. By sliding the abutting member 82 with respect to the upper mold 71 in this way, at least a part of the inner peripheral surface 82a of the abutting member 82 is a reference line from the end portion 71b of the molding surface 71a in the Z direction. It is located far from SL1. As shown in FIG. 9B, the inner peripheral surface 82a of the contact member 82 may be curved so as to expand upward as it approaches the upper electrode 27. By having such an inner peripheral surface 82a, when the lower mold 70 and the upper mold 71 are closed, the curved surface on the end 70b side of the molding surface 70a and the inner peripheral surface 82a of the contact member 82 And forms a smooth curved surface.

なお、当接部材83及び弾性部材86は、当接部材82及び弾性部材85と上下対称であるので、説明を省略する。 Since the contact member 83 and the elastic member 86 are vertically symmetrical with the contact member 82 and the elastic member 85, the description thereof will be omitted.

次に、図8及び図10を参照して、成形装置1Aを用いた金属パイプ材料40Aの成形方法について説明する。図8は、金属パイプ材料40Aの通電加熱工程を示している。まず、成形対象となる金属パイプ材料40Aが準備される。図8に示す金属パイプ材料40Aは、一対の端部42A、被加工部44A及び一対の徐変部(中間部)46Aが、略同一の肉厚を有している。次に、制御部8は、例えばロボットアーム等を用いて、この金属パイプ材料40Aの一対の端部42Aを下側電極26と上側電極27との間に配置する。このとき、金属パイプ材料40Aの一対の徐変部46Aは、当接部材82,83の間に配置される。次に、制御部8は、加熱部5を制御して、金属パイプ材料40Aを通電加熱する。 Next, a method of molding the metal pipe material 40A using the molding apparatus 1A will be described with reference to FIGS. 8 and 10. FIG. 8 shows an energization heating step of the metal pipe material 40A. First, the metal pipe material 40A to be molded is prepared. In the metal pipe material 40A shown in FIG. 8, a pair of end portions 42A, a processed portion 44A, and a pair of slowly changing portions (intermediate portions) 46A have substantially the same wall thickness. Next, the control unit 8 arranges the pair of end portions 42A of the metal pipe material 40A between the lower electrode 26 and the upper electrode 27 by using, for example, a robot arm or the like. At this time, the pair of slowly changing portions 46A of the metal pipe material 40A are arranged between the abutting members 82 and 83. Next, the control unit 8 controls the heating unit 5 to energize and heat the metal pipe material 40A.

次に、一次ブロー成形が行われる。図10(a)に示すように、一次ブロー成形工程では、下型70と上型71とを互いに離間させた状態で、流体供給部6から金属パイプ材料40Aの内部に流体が供給される。一次ブロー成形工程では、下型70と上型71とが互いに離間しているので、図9(a)に示すように、当接部材82の下面82b1と上型71の段差面71dとが当接する位置に当接部材82が配置される。したがって、当接部材82の内周面82a,83aは、Z方向において、成形面70a,71aの端部70b,71bよりも基準線SL1に近い位置で金属パイプ材料40Aの徐変部46Aを径方向の外側から取り囲むように配置される。 Next, primary blow molding is performed. As shown in FIG. 10A, in the primary blow molding step, the fluid is supplied from the fluid supply unit 6 to the inside of the metal pipe material 40A in a state where the lower mold 70 and the upper mold 71 are separated from each other. In the primary blow molding step, the lower mold 70 and the upper mold 71 are separated from each other. Therefore, as shown in FIG. 9A, the lower surface 82b1 of the contact member 82 and the stepped surface 71d of the upper mold 71 are in contact with each other. The contact member 82 is arranged at the contacting position. Therefore, the inner peripheral surfaces 82a and 83a of the contact member 82 have a diameter of the gradually changing portion 46A of the metal pipe material 40A at a position closer to the reference line SL1 than the ends 70b and 71b of the molded surfaces 70a and 71a in the Z direction. Arranged so as to surround from the outside in the direction.

故に、金属パイプ材料40A内で熱膨張した高圧の流体によって径方向に膨張した一対の徐変部46Aは、当接部材82の内周面82a,83aに接触し、径方向への膨張が妨げられる。上記のように、一次ブロー成形時には、当接部材82の内周面82a,83aが基準線SL1に近い位置に配置されているので、一対の徐変部46Aの径方向への膨張量が小さくなるように規制される。 Therefore, the pair of gradual change portions 46A expanded in the radial direction by the high-pressure fluid thermally expanded in the metal pipe material 40A come into contact with the inner peripheral surfaces 82a and 83a of the contact member 82, and the expansion in the radial direction is hindered. Be done. As described above, at the time of primary blow molding, since the inner peripheral surfaces 82a and 83a of the contact member 82 are arranged at positions close to the reference line SL1, the amount of expansion of the pair of gradual change portions 46A in the radial direction is small. Is regulated to be.

次に、二次ブロー成形が行われる。図10(b)に示すように、二次ブロー成形工程では、下型70と上型71とが型閉された状態で、流体供給部6から金属パイプ材料40Aの内部に流体が供給される。二次ブロー成形工程では、下型70と上型71とが型閉されているので、図9(b)に示すように、天面71fと当接部材82の間で弾性部材85がZ方向に圧縮され、上型71に対して当接部材82が上方に摺動される。これにより、当接部材82,83の内周面82a,83aの少なくとも一部が、Z方向において、成形面70a,71aの端部70b,71bよりも基準線SL1に遠い位置に配置される。このとき、成形面70aの端部70b側の湾曲面と当接部材82の内周面82aとが滑らかな曲面を形成するように内周面82a,83aが配置されてもよい。この二次ブロー成形によって、金属パイプ材料40Aの被加工部44Aがキャビティ部MCの形状に沿うように成形されると共に、金属パイプ材料40Aの外径が長手方向に滑らかに変化するように一対の徐変部46Aが成形される。 Next, secondary blow molding is performed. As shown in FIG. 10B, in the secondary blow molding step, the fluid is supplied from the fluid supply unit 6 to the inside of the metal pipe material 40A in a state where the lower mold 70 and the upper mold 71 are closed. .. In the secondary blow molding step, the lower mold 70 and the upper mold 71 are molded closed, so that the elastic member 85 is in the Z direction between the top surface 71f and the contact member 82 as shown in FIG. 9B. The contact member 82 is slid upward with respect to the upper mold 71. As a result, at least a part of the inner peripheral surfaces 82a, 83a of the contact members 82, 83 is arranged at a position farther from the reference line SL1 than the ends 70b, 71b of the molded surfaces 70a, 71a in the Z direction. At this time, the inner peripheral surfaces 82a and 83a may be arranged so that the curved surface on the end 70b side of the molding surface 70a and the inner peripheral surface 82a of the contact member 82 form a smooth curved surface. By this secondary blow molding, the workpiece 44A of the metal pipe material 40A is formed so as to follow the shape of the cavity MC, and the outer diameter of the metal pipe material 40A changes smoothly in the longitudinal direction. The gradual change portion 46A is formed.

その後、下型70及び上型71の型開が行われ、成形後の金属パイプ材料40Aが、成形装置1Aから取り外される。成形装置1から取り外された金属パイプ材料40Aからは、一対の端部42A及び一対の徐変部46Aが切り落とされ、成形後の被加工部44Aが製品として用いられる。 After that, the lower mold 70 and the upper mold 71 are opened, and the metal pipe material 40A after molding is removed from the molding apparatus 1A. A pair of end portions 42A and a pair of gradual change portions 46A are cut off from the metal pipe material 40A removed from the molding apparatus 1, and the molded portion 44A is used as a product.

上述した成形装置1Aでは、成形金型2Aと各電極26,27との間に設けられた膨張規制部80によって、金属パイプ材料40Aの一対の徐変部46Aの径方向への膨張が規制されるので、成形金型2Aと各電極26,27との間での金属パイプ材料40Aの変形量を小さくすることができる。その結果、金属パイプ材料40Aに破裂を生じにくくすることができる。 In the molding apparatus 1A described above, the expansion regulating portion 80 provided between the molding die 2A and the electrodes 26 and 27 regulates the radial expansion of the pair of slowly changing portions 46A of the metal pipe material 40A. Therefore, the amount of deformation of the metal pipe material 40A between the molding die 2A and the electrodes 26 and 27 can be reduced. As a result, the metal pipe material 40A can be made less likely to burst.

以上、種々の実施形態に係る成形装置について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。 Although the molding apparatus according to the various embodiments has been described above, various modifications can be configured without changing the gist of the invention without being limited to the above-described embodiment.

例えば、上述の実施形態では、金属パイプ材料40,40Aは、長手方向に真っ直ぐに延びるストレートなパイプであったが、二次元的に曲がったパイプや、三次元的に曲がったパイプが採用されてもよい。また、金属パイプ材料の断面の外形は円形であったが、形状は特に限定されず、楕円、扁平な形状、多角形の形状であってもよい。一対の徐変部46,46Aの径方向への膨張を規制することによって、金属パイプ材料40,40Aに破裂が生じることを抑制することができる。 For example, in the above-described embodiment, the metal pipe materials 40 and 40A are straight pipes extending straight in the longitudinal direction, but a two-dimensionally bent pipe or a three-dimensionally bent pipe is adopted. May be good. The outer shape of the cross section of the metal pipe material is circular, but the shape is not particularly limited, and may be an ellipse, a flat shape, or a polygonal shape. By restricting the radial expansion of the pair of slowly changing portions 46, 46A, it is possible to prevent the metal pipe materials 40, 40A from bursting.

また、上述した成形装置1Aでは、成形対象物である金属パイプ材料として、長手方向に一様な肉厚を有する金属パイプ材料40Aを用いているが、長手方向の位置によって異なる肉厚を有する金属パイプ材料40を成形対象物として用いてもよい。すなわち、成形装置1Aは、図4に示されるように、被加工部44、一対の徐変部46及び一対の端部42の順に厚い肉厚を有する金属パイプ材料40を成形してもよい。この場合には、膨張規制部80によって被加工部44よりも肉厚の厚い一対の徐変部46の径方向への膨張が規制されるので、金属パイプ材料40に破裂が生じる可能性をより低くすることができる。なお、成形装置1,1Aは、成形対象物である金属パイプ材料40,40Aを構成要素の一部として含んでいてもよい。 Further, in the molding apparatus 1A described above, the metal pipe material 40A having a uniform wall thickness in the longitudinal direction is used as the metal pipe material to be molded, but the metal having a different wall thickness depending on the position in the longitudinal direction. The pipe material 40 may be used as a molding object. That is, as shown in FIG. 4, the molding apparatus 1A may mold the metal pipe material 40 having a thick wall thickness in the order of the workpiece 44, the pair of gradual change portions 46, and the pair of end portions 42. In this case, since the expansion regulating portion 80 regulates the expansion of the pair of slowly changing portions 46, which are thicker than the workpiece 44, in the radial direction, the possibility that the metal pipe material 40 may burst is increased. Can be lowered. The molding devices 1, 1A may include the metal pipe materials 40, 40A, which is the object to be molded, as a part of the constituent elements.

さらに、図11に示すように、保持部4は、成形金型2の外部から下型11及び上型12の間へ金属パイプ材料40を移動させるロボットアーム130を有してよい。また、ロボットアーム130は金属パイプ材料40を保持した状態にて当該金属パイプ材料40を加熱する加熱部5を有してよい。ロボットアーム130は、先端に上側電極131及び下側電極132を備えている。ロボットアーム130は、各電極131,132で金属パイプ材料40の一対の端部42を挟んで保持すると共に、電力供給ケーブル133からの電力によって金属パイプ材料40を通電加熱することができる。これにより、ロボットアーム130は、金属パイプ材料40を下型11及び上型12の間へ配置すると同時に、通電加熱を行うことができる。 Further, as shown in FIG. 11, the holding portion 4 may have a robot arm 130 that moves the metal pipe material 40 from the outside of the molding die 2 between the lower die 11 and the upper die 12. Further, the robot arm 130 may have a heating unit 5 for heating the metal pipe material 40 while holding the metal pipe material 40. The robot arm 130 includes an upper electrode 131 and a lower electrode 132 at its tip. The robot arm 130 holds the pair of ends 42 of the metal pipe material 40 sandwiched between the electrodes 131 and 132, and can energize and heat the metal pipe material 40 by the electric power from the power supply cable 133. As a result, the robot arm 130 can perform energization heating at the same time as arranging the metal pipe material 40 between the lower mold 11 and the upper mold 12.

なお、上述の実施形態では、流体供給部6は、流体として気体を供給していたが、液体を供給してもよい。 In the above-described embodiment, the fluid supply unit 6 supplies gas as a fluid, but a liquid may be supplied.

上述の実施形態では、成形金型2は下型11及び上型12によって構成されていたが、更に、横側からの金型を備えていてもよい。また、成形金型2の長手方向は水平方向であったが、特に限定されず、長手方向が水平方向に対して傾斜するものや、鉛直方向のものを採用してもよい。 In the above-described embodiment, the molding die 2 is composed of the lower die 11 and the upper die 12, but may further include a die from the side. Further, the longitudinal direction of the molding die 2 is the horizontal direction, but it is not particularly limited, and those whose longitudinal direction is inclined with respect to the horizontal direction or those in the vertical direction may be adopted.

また、上述した実施形態では、金属パイプ材料40,40Aの端部42,42Aが下側電極26及び上側電極27によって保持される被保持部を構成しているが、金属パイプ材料40,40Aの被保持部は、必ずしも金属パイプ材料40,40Aの端部でなくてもよい。また、成形金型2,2Aは、金属以外の材料から構成される型であってもよい。 Further, in the above-described embodiment, the end portions 42, 42A of the metal pipe materials 40, 40A form a held portion held by the lower electrode 26 and the upper electrode 27, but the metal pipe materials 40, 40A The held portion does not necessarily have to be the end portion of the metal pipe materials 40 and 40A. Further, the molding dies 2 and 2A may be molds made of a material other than metal.

上述した金属パイプ材料40の一対の徐変部46の肉厚は、被加工部44に近づくにつれて被加工部44の肉厚に近づくように徐々に薄くなるように形成されているが、一対の徐変部46は、長手方向において一定の肉厚を有していてもよい。また、一対の徐変部46及び一対の端部42の肉厚が、金属パイプ材料40の両端側に向かうにつれて徐々に厚くなるように構成されていてもよい。 The wall thickness of the pair of gradually changing portions 46 of the metal pipe material 40 described above is formed so as to gradually become thinner as it approaches the work portion 44 so as to approach the wall thickness of the work portion 44. The gradual change portion 46 may have a constant wall thickness in the longitudinal direction. Further, the wall thickness of the pair of slowly changing portions 46 and the pair of end portions 42 may be gradually increased toward both ends of the metal pipe material 40.

また、図10(a)及び(b)に示す例では、一次ブロー成形時に下型70と上型71とを互いに離間させた状態で金属パイプ材料40Aの内部に流体を供給し、二次ブロー成形時に下型70と上型71とを型閉させた状態で金属パイプ材料40Aの内部に流体を供給しているが、一実施形態では、二次ブロー成形を行わずに、一次ブロー成形時に下型70と上型71とを型閉させた状態で金属パイプ材料40Aの内部に流体を供給することで、金属パイプ材料40Aを成形してもよい。 Further, in the examples shown in FIGS. 10A and 10B, a fluid is supplied to the inside of the metal pipe material 40A with the lower mold 70 and the upper mold 71 separated from each other during the primary blow molding, and the secondary blow is performed. The fluid is supplied to the inside of the metal pipe material 40A with the lower mold 70 and the upper mold 71 closed at the time of molding, but in one embodiment, the secondary blow molding is not performed and the primary blow molding is performed. The metal pipe material 40A may be molded by supplying a fluid to the inside of the metal pipe material 40A in a state where the lower mold 70 and the upper mold 71 are closed.

上述した金属パイプ材料の成形方法の全部又は一部は、以下に記載によって表現することができるが、以下の記載に限定されるものではない。
[実施形態1]
一対の電極、流体供給部、及び、成形金型を有する成形装置を用いた金属パイプ材料の成形方法であって、
前記金属パイプ材料を準備する工程であり、前記金属パイプ材料が、該金属パイプ材料の長手方向の両端側に位置する一対の端部、前記金属パイプ材料の前記長手方向の中央部に位置する被加工部、前記一対の端部の各々と前記被加工部との間に位置する一対の徐変部とを有する、該工程と、
前記一対の電極によって前記一対の端部をそれぞれ保持する工程と、
前記一対の電極から電力を供給して前記金属パイプ材料を加熱する工程と、
前記成形金型を閉じた状態で、前記流体供給部から前記金属パイプ材料内に流体を供給して膨張させることによって、前記金属パイプ材料の前記被加工部を成形する成形工程と、
を含み、
準備される前記金属パイプ材料は、以下の(a)、(b)及び(c)のうち少なくとも一つの条件を満たす、成形方法。
(a)前記一対の徐変部の肉厚が、前記被加工部の肉厚よりも厚い。
(b)前記一対の徐変部の強度が、前記被加工部の強度よりも高い。
(c)前記一対の徐変部の電気抵抗が、前記被加工部の電気抵抗よりも小さい。
[実施形態2]
前記一対の徐変部の肉厚は、前記被加工部の肉厚よりも厚く、前記被加工部に近づくにつれて前記被加工部の肉厚に近づくように薄くなっている、実施形態1に記載の成形方法。
[実施形態3]
前記一対の端部の肉厚が、前記被加工部の肉厚よりも厚い、実施形態2に記載の成形方法。
[実施形態4]
一対の電極、流体供給部、及び、成形金型を有する成形装置を用いた金属パイプ材料の成形方法であって、
前記金属パイプ材料を準備する工程であり、前記金属パイプ材料が、該金属パイプ材料の長手方向の両端側に位置する一対の端部、前記金属パイプ材料の前記長手方向の中央部に位置する被加工部、前記一対の端部の各々と前記被加工部との間に位置する一対の徐変部とを有する、該工程と、
前記一対の電極によって前記一対の端部を保持する工程と、
前記一対の徐変部の内周面に沿うように円筒状の補強部材を配置する工程と、
前記補強部材を配置した後に、前記一対の電極から電力を供給して前記金属パイプ材料を加熱する工程と、
前記成形金型を閉じた状態で、前記流体供給部から前記金属パイプ材料内に流体を供給して膨張させることによって、前記金属パイプ材料の前記被加工部を成形する成形工程と、
を含む、成形方法。
All or part of the method for forming a metal pipe material described above can be expressed by the following description, but is not limited to the following description.
[Embodiment 1]
A method for molding a metal pipe material using a molding device having a pair of electrodes, a fluid supply unit, and a molding die.
A step of preparing the metal pipe material, wherein the metal pipe material has a pair of ends located on both ends in the longitudinal direction of the metal pipe material and a cover located at the center of the metal pipe material in the longitudinal direction. A process having a machined portion, a pair of slowly changing portions located between each of the paired end portions and the workpiece portion, and the process.
The step of holding the pair of ends by the pair of electrodes, and
A step of supplying electric power from the pair of electrodes to heat the metal pipe material, and
A molding step of forming the processed portion of the metal pipe material by supplying a fluid from the fluid supply portion into the metal pipe material and expanding the molding mold in a closed state.
Including
The metal pipe material to be prepared is a molding method that satisfies at least one of the following (a), (b) and (c).
(A) The wall thickness of the pair of gradually changing portions is thicker than the wall thickness of the processed portion.
(B) The strength of the pair of slowly changing portions is higher than the strength of the workpiece.
(C) The electrical resistance of the pair of slowly changing portions is smaller than the electrical resistance of the workpiece.
[Embodiment 2]
The first embodiment, wherein the wall thickness of the pair of slowly changing portions is thicker than the wall thickness of the work portion and becomes thinner so as to approach the wall thickness of the work portion as it approaches the work portion. Molding method.
[Embodiment 3]
The molding method according to the second embodiment, wherein the thickness of the pair of ends is thicker than the thickness of the portion to be processed.
[Embodiment 4]
A method for molding a metal pipe material using a molding device having a pair of electrodes, a fluid supply unit, and a molding die.
A step of preparing the metal pipe material, wherein the metal pipe material has a pair of ends located on both ends in the longitudinal direction of the metal pipe material and a cover located at the center of the metal pipe material in the longitudinal direction. A process having a machined portion, a pair of slowly changing portions located between each of the paired end portions and the workpiece portion, and the process.
The step of holding the pair of ends by the pair of electrodes and
A step of arranging a cylindrical reinforcing member along the inner peripheral surface of the pair of slowly changing portions, and
After arranging the reinforcing member, a step of supplying electric power from the pair of electrodes to heat the metal pipe material, and
A molding step of forming the processed portion of the metal pipe material by supplying a fluid from the fluid supply portion into the metal pipe material and expanding the molding mold in a closed state.
Molding method, including.

1,1A…成形装置、2,2A…成形金型(成形型)、6…流体供給部、40,40A…金属パイプ材料、42,42A…端部(被保持部)、44…被加工部、46,46A…徐変部、70c,71c…側面、70a,71a…成形面、70b,71b…端部、80…膨張規制部、82,83…当接部材、82a,83a…内周面(パイプ接触面)、82c…当接面、85,86…弾性部材。 1,1A ... Molding device, 2,2A ... Molding mold (molding mold), 6 ... Fluid supply part, 40,40A ... Metal pipe material, 42,42A ... End part (held part), 44 ... Processed part , 46, 46A ... Slow change part, 70c, 71c ... Side surface, 70a, 71a ... Molding surface, 70b, 71b ... End part, 80 ... Expansion control part, 82, 83 ... Contact member, 82a, 83a ... Inner peripheral surface (Pipe contact surface), 82c ... Contact surface, 85, 86 ... Elastic member.

Claims (7)

金属パイプ材料を膨張させて成形する成形装置であって、
前記金属パイプ材料の被保持部を保持し、前記金属パイプ材料へ通電することで当該金属パイプ材料を加熱する電極と、
加熱された前記金属パイプ材料内に流体を供給して膨張させる流体供給部と、
互いに対向する一対の成形面を提供する一対の型を有し、前記一対の型の間で膨張した前記金属パイプ材料の被加工部を成形する成形型と、
前記成形型と前記電極との間に設けられ、前記金属パイプ材料のうち前記被加工部と前記被保持部との間に位置する中間部の径方向への膨張を規制する膨張規制部と、
を備える、成形装置。
A molding device that expands and molds metal pipe materials.
An electrode that holds the held portion of the metal pipe material and heats the metal pipe material by energizing the metal pipe material.
A fluid supply unit that supplies fluid into the heated metal pipe material to expand it,
A molding die having a pair of molds providing a pair of molding surfaces facing each other and molding a workpiece of the metal pipe material expanded between the pair of molds.
An expansion regulating portion provided between the molding die and the electrode and restricting radial expansion of an intermediate portion of the metal pipe material located between the processed portion and the held portion.
A molding device.
前記膨張規制部は、前記成形型と前記電極との間で、前記一対の型の対向方向に対向して配置された一対の当接部材を有し、前記一対の当接部材は、前記一対の型と共に前記対向方向に沿って移動可能であり、
前記一対の当接部材の各々は、前記一対の型のうち対応する型の側面に当接する当接面と、前記流体供給部から前記金属パイプ材料内に前記流体が供給されるブロー成形時に前記中間部の外周面に接触するパイプ接触面を有する、請求項1に記載の成形装置。
The expansion regulating portion has a pair of contact members arranged between the molding die and the electrode so as to face each other in the opposite direction of the pair of molds, and the pair of contact members is the pair. Can move along the opposite direction with the mold of
Each of the pair of abutting members has an abutting surface that abuts on the side surface of the corresponding mold of the pair of molds, and at the time of blow molding in which the fluid is supplied into the metal pipe material from the fluid supply unit. The molding apparatus according to claim 1, further comprising a pipe contact surface that contacts the outer peripheral surface of the intermediate portion.
ブロー成形用の金属パイプ材料であって、
長手方向の中央部に位置する被加工部と、前記被加工部よりも前記長手方向の外側に位置し、前記ブロー成形時に前記被加工部よりも変形しにくい形状又は特性を有する外側部とを有する、金属パイプ材料。
A metal pipe material for blow molding
A portion to be machined located in the central portion in the longitudinal direction and an outer portion located outside the portion to be machined in the longitudinal direction and having a shape or characteristic that is less likely to be deformed than the portion to be machined during blow molding. Have metal pipe material.
前記外側部が、以下の(a)、(b)及び(c)のうち少なくとも一つの条件を満たす、請求項3に記載の金属パイプ材料。
(a)前記外側部の肉厚が、前記被加工部の肉厚よりも厚い。
(b)前記外側部の強度が、前記被加工部の強度よりも高い。
(c)前記外側部の電気抵抗が、前記被加工部の電気抵抗よりも小さい。
The metal pipe material according to claim 3, wherein the outer portion satisfies at least one of the following (a), (b) and (c).
(A) The wall thickness of the outer portion is thicker than the wall thickness of the work portion.
(B) The strength of the outer portion is higher than the strength of the workpiece.
(C) The electrical resistance of the outer portion is smaller than the electrical resistance of the workpiece.
前記外側部が、前記長手方向の両端側に位置する一対の被保持部と、前記一対の被保持部の各々と前記被加工部との間に位置する一対の中間部とを含み、
前記一対の中間部の肉厚は、前記被加工部の肉厚よりも厚く、前記被加工部に近づくにつれて前記被加工部の肉厚に近づくように薄くなっている、請求項3又は4に記載の金属パイプ材料。
The outer portion includes a pair of held portions located on both end sides in the longitudinal direction, and a pair of intermediate portions located between each of the pair of held portions and the processed portion.
According to claim 3 or 4, the wall thickness of the pair of intermediate portions is thicker than the wall thickness of the work portion and becomes thinner so as to approach the wall thickness of the work portion as it approaches the work portion. Described metal pipe material.
前記一対の被保持部の肉厚が、前記被加工部の肉厚よりも厚い、請求項5に記載の金属パイプ材料。 The metal pipe material according to claim 5, wherein the wall thickness of the pair of held portions is thicker than the wall thickness of the processed portion. 長手方向の両端側に位置する一対の被保持部と、前記長手方向の中央部に位置する被加工部と、前記一対の被保持部の各々と前記被加工部との間に位置し、ブロー成形時に前記被加工部よりも変形しにくい形状又は特性を有する一対の中間部とを有する、金属パイプ材料と、
前記金属パイプ材料の前記一対の被保持部を保持し、前記金属パイプ材料へ通電することで当該金属パイプ材料を加熱する電極と、
加熱された前記金属パイプ材料内に流体を供給して膨張させる流体供給部と、
互いに対向する一対の成形面を提供する一対の型を有し、前記一対の型の間で膨張した前記金属パイプ材料の被加工部を成形する成形型と、
前記成形型と前記電極との間に設けられ、前記一対の中間部の径方向への膨張を規制する膨張規制部と、
を備える、成形装置。
A pair of held portions located on both ends in the longitudinal direction, a processed portion located in the central portion in the longitudinal direction, and a blow located between each of the pair of held portions and the processed portion. A metal pipe material having a pair of intermediate portions having a shape or characteristic that is less likely to be deformed than the workpiece during molding.
An electrode that holds the pair of held portions of the metal pipe material and heats the metal pipe material by energizing the metal pipe material.
A fluid supply unit that supplies fluid into the heated metal pipe material to expand it,
A molding die having a pair of molds providing a pair of molding surfaces facing each other and molding a workpiece of the metal pipe material expanded between the pair of molds.
An expansion regulating portion provided between the molding die and the electrode to regulate the radial expansion of the pair of intermediate portions, and an expansion regulating portion.
A molding device.
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