JP2021053688A - 成形装置及びブロー成形用の金属パイプ材料 - Google Patents

Abstract

【課題】金属パイプ材料に破裂が生じる可能性を低くする。【解決手段】一態様の成形装置は、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。【選択図】図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。

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。

特開２０１５−１１２６０８号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

第１実施形態に係る成形装置を示す概略構成図である。 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。 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。 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。 金属パイプ材料及び成形金型を示す拡大断面図である。 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。 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。 第２実施形態に係る成形装置を示す概略構成図である。 膨張規制部の周囲を拡大して示す断面図である。 ブロー成形時の成形装置の動作を示す図である。 ロボットアームを示す斜視図である。 従来の成形装置の一部分を拡大して示す断面図である。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (7)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。

Images