JP2022062292A - Molding apparatus and molding method - Google Patents
Molding apparatus and molding method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022062292A JP2022062292A JP2019039825A JP2019039825A JP2022062292A JP 2022062292 A JP2022062292 A JP 2022062292A JP 2019039825 A JP2019039825 A JP 2019039825A JP 2019039825 A JP2019039825 A JP 2019039825A JP 2022062292 A JP2022062292 A JP 2022062292A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal pipe
- pressure
- gas
- molding
- pipe material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/033—Deforming tubular bodies
- B21D26/041—Means for controlling fluid parameters, e.g. pressure or temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は、成形装置及び成形方法に関し、特に金属パイプの成形装置及び成形方法に関する。 The present invention relates to a molding apparatus and a molding method, and more particularly to a metal pipe molding apparatus and a molding method.
従来、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、パイプ部及びフランジ部を有する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、互いに対になる上下金型と、上下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を加熱する加熱機構と、上記上型及び下型が合わさることによって形成されるキャビティ部とを備える成形装置が開示されている。 Conventionally, a molding apparatus for forming a metal pipe having a pipe portion and a flange portion by supplying a gas into a heated metal pipe material and expanding the material is known. For example, Patent Document 1 below describes a pair of upper and lower dies, a gas supply unit that supplies gas into a metal pipe material held between the upper and lower dies, and a heating mechanism for heating the metal pipe material. And a molding apparatus including a cavity portion formed by combining the upper mold and the lower mold are disclosed.
上記特許文献１では、金属パイプ材料をパイプ部に成形させる際、金属パイプ材料の内部圧力を高圧（例えば、数１０ＭＰａ）に保持する期間が設定されている。この期間は、例えば金属パイプ材料の内部圧力を高圧まで昇圧するために要する期間よりも長く設定される。このため、上記特許文献１に示される金属パイプの成形方法によれば、金属パイプの成形時間がかかってしまう課題がある。 In Patent Document 1, when the metal pipe material is formed into a pipe portion, a period for maintaining the internal pressure of the metal pipe material at a high pressure (for example, several tens of MPa) is set. This period is set longer than, for example, the period required to boost the internal pressure of the metal pipe material to a high pressure. Therefore, according to the method for forming a metal pipe shown in Patent Document 1, there is a problem that it takes a long time to form the metal pipe.
本発明は、金属パイプの成形時間を短縮可能な成形装置及び成形方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a molding apparatus and a molding method capable of shortening the molding time of a metal pipe.
本発明者らは、鋭意検討の結果、成形後の金属パイプの形状は、金属パイプ材料の内部圧力の最大値（所定の最大圧力値）に大きく依存することを見出した。加えて、上記内部圧力を高圧に保持することは、内部圧力の最大値の設定と比較すると、金属パイプの形状への影響が小さいことも見出された。これらの知見に基づいて、本発明者らは、以下に説明する事項を見出した。 As a result of diligent studies, the present inventors have found that the shape of the metal pipe after molding largely depends on the maximum value (predetermined maximum pressure value) of the internal pressure of the metal pipe material. In addition, it was also found that maintaining the internal pressure at a high pressure has a small effect on the shape of the metal pipe as compared with the setting of the maximum value of the internal pressure. Based on these findings, the present inventors have found the matters described below.
本発明の一側面に係る成形装置は、中空形状を呈するパイプ部を有する金属パイプを成形する成形装置であって、金属パイプを成形するとき、加熱された金属パイプ材料内に高圧ガスを供給する気体供給ユニットと、気体供給ユニットの気体供給を制御する制御部と、を備える。金属パイプを成形するとき、制御部は、金属パイプ材料の内部圧力が所定の最大圧力値に到達したことの検知後に高圧ガスの供給を停止するように、気体供給ユニットを制御し、内部圧力が所定の最大圧力値に到達してから高圧ガスの供給が停止するまでの第１期間は、高圧ガスの供給が開始してから内部圧力が所定の最大圧力値に到達するまでの第２期間よりも短い。 The molding apparatus according to one aspect of the present invention is a molding apparatus for molding a metal pipe having a pipe portion having a hollow shape, and supplies a high-pressure gas into a heated metal pipe material when molding the metal pipe. It includes a gas supply unit and a control unit that controls the gas supply of the gas supply unit. When forming a metal pipe, the control unit controls the gas supply unit to stop the supply of high pressure gas after detecting that the internal pressure of the metal pipe material has reached a predetermined maximum pressure value, and the internal pressure is reduced. The first period from the arrival of the predetermined maximum pressure value to the stop of the supply of the high pressure gas is from the second period from the start of the supply of the high pressure gas to the time when the internal pressure reaches the predetermined maximum pressure value. Is also short.
この成形装置では、金属パイプ材料の内部圧力を所定の最大圧力値に保持しなくてもよいので、上記第１期間を上記第２期間よりも短く設定できる。これにより、金属パイプ材料への高圧ガスの供給から、金属パイプの成形装置からの取り出しまでに要する期間を短縮できる。したがって上記成形装置を用いることによって、金属パイプの成形時間を短縮できる。 In this molding apparatus, since it is not necessary to keep the internal pressure of the metal pipe material at a predetermined maximum pressure value, the first period can be set shorter than the second period. As a result, the time required from the supply of the high-pressure gas to the metal pipe material to the removal of the metal pipe from the molding apparatus can be shortened. Therefore, by using the above-mentioned molding apparatus, the molding time of the metal pipe can be shortened.
上記成形装置は、金属パイプの内部に収容される高圧ガスを排出する排気機構をさらに備え、制御部は、内部圧力が所定の最大圧力値に到達したことの検知後に高圧ガスを排出するように、排気機構を制御してもよい。このような排気機構を用いて金属パイプの内部に収容される高圧ガスを排出することにより、金属パイプを迅速に冷却できる。このため、金属パイプの成形時間を良好に短縮できる。 The molding apparatus further includes an exhaust mechanism for discharging the high-pressure gas contained inside the metal pipe, and the control unit discharges the high-pressure gas after detecting that the internal pressure has reached a predetermined maximum pressure value. , The exhaust mechanism may be controlled. By using such an exhaust mechanism to discharge the high-pressure gas contained inside the metal pipe, the metal pipe can be cooled quickly. Therefore, the molding time of the metal pipe can be satisfactorily shortened.
本発明の他の一側面に係る成形方法は、加熱された金属パイプ材料内に高圧ガスを供給することによって、中空形状を呈するパイプ部を有する金属パイプを成形する工程を備える。金属パイプを成形する工程では、金属パイプ材料の内部圧力が所定の最大圧力値に到達したことの検知後に高圧ガスの供給を停止し、内部圧力が所定の最大圧力値に到達してから高圧ガスの供給が停止するまでの第１期間は、高圧ガスの供給が開始してから内部圧力が所定の最大圧力値に到達するまでの第２期間よりも短い。 The molding method according to another aspect of the present invention includes a step of forming a metal pipe having a pipe portion having a hollow shape by supplying a high-pressure gas into a heated metal pipe material. In the process of forming a metal pipe, the supply of high-pressure gas is stopped after detecting that the internal pressure of the metal pipe material has reached a predetermined maximum pressure value, and the high-pressure gas is stopped after the internal pressure reaches a predetermined maximum pressure value. The first period until the supply of the high-pressure gas is stopped is shorter than the second period from the start of the supply of the high-pressure gas until the internal pressure reaches a predetermined maximum pressure value.
この成形方法では、金属パイプ材料の内部圧力を所定の最大圧力値に保持しなくてもよいので、上記第１期間を上記第２期間よりも短く設定できる。これにより、金属パイプ材料への高圧ガスの供給から、金属パイプの成形装置からの取り出しまでに要する期間を短縮できる。したがって上記成形方法によれば、金属パイプの成形時間を短縮できる。 In this molding method, since it is not necessary to keep the internal pressure of the metal pipe material at a predetermined maximum pressure value, the first period can be set shorter than the second period. As a result, the time required from the supply of the high-pressure gas to the metal pipe material to the removal of the metal pipe from the molding apparatus can be shortened. Therefore, according to the above molding method, the molding time of the metal pipe can be shortened.
上記成形方法は、内部圧力が所定の最大圧力値に到達したことの検知後に高圧ガスを排出する工程をさらに備えてもよい。この場合、金属パイプの内部に収容される高圧ガスを排出することにより、金属パイプを迅速に冷却できる。このため、金属パイプの成形時間を良好に短縮できる。 The molding method may further include a step of discharging high-pressure gas after detecting that the internal pressure has reached a predetermined maximum pressure value. In this case, the metal pipe can be cooled quickly by discharging the high-pressure gas contained inside the metal pipe. Therefore, the molding time of the metal pipe can be satisfactorily shortened.
本発明の一側面によれば、金属パイプの成形時間を短縮可能な成形装置及び成形方法を提供できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to provide a molding apparatus and a molding method capable of shortening the molding time of a metal pipe.
以下、本発明の一側面に係る成形装置及び成形方法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 molding apparatus and molding method according to one aspect 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.
＜成形装置の構成＞
図１は、成形装置の概略構成図である。図１に示されるように、中空形状を呈する金属パイプを成形する成形装置１０は、互いに対となる上型（金型）１２及び下型（金型）１１を有する成形金型（成形部）１３と、上型１２及び下型１１の少なくとも一方を移動させる駆動機構８０と、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ材料１４を保持するパイプ保持機構３０と、パイプ保持機構３０で保持されている金属パイプ材料１４に通電して加熱する加熱機構５０と、上型１２及び下型１１の間に保持され加熱された金属パイプ材料１４内にガス（気体）を供給するための気体供給ユニット６０と、パイプ保持機構３０で保持された金属パイプ材料１４の内部に気体供給ユニット６０からの気体を供給するための一対の気体供給部４０，４０と、成形金型１３を強制的に水冷する水循環機構７２とを備えると共に、上記駆動機構８０の駆動、上記パイプ保持機構３０の駆動、上記加熱機構５０の駆動、及び上記気体供給ユニット６０の気体供給をそれぞれ制御する制御部７０と、を備える。なお以下では、金属パイプは、成形装置１０にて成形完了後の中空物品を指し、金属パイプ材料１４は、成形装置１０にて成形完了前の中空物品を指す。
<Structure of molding equipment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a molding apparatus. As shown in FIG. 1, the
成形金型１３は、金属パイプ材料１４を金属パイプに成形するために用いられる型である。このため、成形金型１３に含まれる下型１１及び上型１２のそれぞれには、金属パイプ材料１４が収容されるキャビティ（凹部）が設けられる（詳細は後述する）。
The molding die 13 is a die used for molding the
下型１１は、大きな基台１５に固定されている。下型１１は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、その上面にキャビティ１６を備える。下型１１には冷却水通路１９が形成されている。また、下型１１は、略中央に下から差し込まれた熱電対２１を備えている。熱電対２１は、スプリング２２により上下移動自在に支持されている。熱電対２１は測温手段の一例を示したに過ぎず、輻射温度計又は光温度計のような非接触型温度センサであってもよい。通電時間と温度との相関が得られれば、測温手段は省いてもよい。
The
下型１１の左右端（図１における左右端）近傍には、電極収納スペース１１ａが設けられている。電極収納スペース１１ａ内には、上下に進退動可能に構成された電極（下側電極）１７，１８が設けられる。下型１１と下側電極１７との間及び下側電極１７の下部、並びに下型１１と下側電極１８との間及び下側電極１８の下部には、通電を防ぐための絶縁材９１がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９１は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータ（不図示）の可動部である進退ロッド９５に固定されている。このアクチュエータは、下側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、下型１１と共に基台１５側に保持されている。
An
下側電極１７，１８の上面には、金属パイプ材料１４の下側外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａ，１８ａがそれぞれ形成されている（図２（ｃ）を参照）。このため、下型１１側に位置する一対の下側電極１７，１８は、パイプ保持機構３０の一部を構成しており、金属パイプ材料１４を上型１２と下型１１との間で昇降可能に支えることができる。下側電極１７，１８にて支持される金属パイプ材料１４は、例えば凹溝１７ａ，１８ａにて嵌め込まれ載置される。下側電極１７，１８の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１７ａ，１８ａに向って周囲がテーパー状に傾斜して窪んだテーパー凹面１７ｂ，１８ｂが形成されている。なお、絶縁材９１には、上記凹溝１７ａ，１８ａに連通すると共に、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝が形成されている。
Semi-circular
上型１２は、下型１１と同様に大きな鋼鉄製ブロックによって構成されており、駆動機構８０を構成するスライド８１（詳細は後述）に固定されている。上型１２の下面にはキャビティ２４が形成されている。キャビティ２４は、下型１１のキャビティ１６に対向する位置に設けられている。上型１２の内部には、冷却水通路２５が設けられている。
The
上型１２の左右端（図１における左右端）近傍には、下型１１と同様な電極収納スペース１２ａが設けられている。電極収納スペース１２ａ内には、下型１１と同じく、上下に進退動可能に構成された電極（上側電極）１７，１８が設けられる。上型１２と上側電極１７との間及び上側電極１７の上部、並びに上型１２と上側電極１８との間及び上側電極１８の上部には、通電を防ぐための絶縁材９２がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９２は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータ（不図示）の可動部である進退ロッド９６に固定されている。このアクチュエータは、上側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、上型１２と共に駆動機構８０側に保持されている。
An
上側電極１７，１８の下面には、金属パイプ材料１４の上側外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａ，１８ａがそれぞれ形成されている（図２（ｃ）を参照）。このため、上側電極１７，１８は、パイプ保持機構３０の他の一部を構成している。上下一対の電極１７，１８で金属パイプ材料１４を上下方向から挟持すると、金属パイプ材料１４の外周を全周に渡って密着するように取り囲むことができる。上側電極１７，１８の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１７ａ，１８ａに向って周囲がテーパー状に傾斜して窪んだテーパー凹面１７ｂ，１８ｂが形成されている。なお、絶縁材９２には、上記凹溝１７ａ，１８ａに連通すると共に、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝が形成されている。
Semi-circular
図３は、成形金型１３の概略断面図である。図３に示されるように、下型１１の上面には、下型１１の中央のキャビティ１６表面を基準ラインＬＶ２とすると、キャビティ１６の一方側（図３において右側、図１において紙面奥側）に第１突起１１ｂが形成されており、キャビティ１６の他方側（図３において左側、図１において紙面手前側）に第２突起１１ｃが形成されている。第１突起１１ｂ及び第２突起１１ｃにおいて基準ラインＬＶ２からの突出量は略同一である。一方、上型１２の下面には、上型１２の中央のキャビティ２４表面を基準ラインＬＶ１とすると、キャビティ２４の一方側（図３において右側）に第１突起１２ｂが形成されており、キャビティ２４の他方側（図３において左側）に第２突起１２ｃが形成されている。第１突起１２ｂ及び第２突起１２ｃにおいて基準ラインＬＶ１からの突出量は略同一である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the molding die 13. As shown in FIG. 3, on the upper surface of the
図１に戻って、駆動機構８０は、上型１２及び下型１１同士が合わさるように上型１２を移動させるスライド８１と、スライド８１を移動させるための駆動力を発生するシャフト８２と、該シャフト８２で発生した駆動力をスライド８１に伝達するためのコネクティングロッド８３とを備えている。シャフト８２は、スライド８１上方にて左右方向に延在していると共に回転自在に支持されており、その軸心から離間した位置にて左右端から突出して左右方向に延在する偏心クランク８２ａを有している。この偏心クランク８２ａと、スライド８１の上部に設けられると共に左右方向に延在している回転軸８１ａとは、コネクティングロッド８３によって連結されている。駆動機構８０では、制御部７０によってシャフト８２の回転を制御することにより偏心クランク８２ａの上下方向の高さを変化させ、この偏心クランク８２ａの位置変化をコネクティングロッド８３を介してスライド８１に伝達することにより、スライド８１の上下動を制御できる。ここで、偏心クランク８２ａの位置変化をスライド８１に伝達する際に発生するコネクティングロッド８３の揺動（回転運動）は、回転軸８１ａによって吸収される。なお、シャフト８２は、例えば制御部７０によって制御されるモータ等の駆動に応じて回転又は停止する。
Returning to FIG. 1, the
加熱機構（電力供給部）５０は、電力供給源５５、及び、電力供給源５５と電極１７，１８とを電気的に接続する電力供給ライン５２を備える。電力供給源５５は、直流電源及びスイッチを含み、電力供給ライン５２、電極１７，１８を介して金属パイプ材料１４に通電可能になっている。本実施形態では、電力供給ライン５２は、下側電極１７，１８に接続されているが、これに限られない。制御部７０は、上記加熱機構５０を制御することによって、金属パイプ材料１４を焼入れ温度（例えば、ＡＣ３変態点温度以上）まで加熱できる。
The heating mechanism (power supply unit) 50 includes a
一対の気体供給部４０の各々は、ブロック４１を介して基台１５上に載置固定されるシリンダユニット４２と、シリンダユニット４２の作動に合わせて進退動するシリンダロッド４３と、シリンダロッド４３の先端に連結された気体供給ノズル４４とを有する。シリンダユニット４２は、シリンダロッド４３を介して気体供給ノズル４４を金属パイプ材料１４に対して進退駆動させる部分である。気体供給ノズル４４は、パイプ保持機構３０にて保持された金属パイプ材料１４の内部に連通可能に構成されている部分であり、上記内部に膨張成形のための気体供給を実施する。気体供給ノズル４４は、その先端が先細になるように設けられるテーパー面４５と、その内部に設けられるガス通路４６とを備える。テーパー面４５は、電極１７，１８のテーパー凹面１７ｂ，１８ｂに丁度嵌合当接できる形状に構成されている（図２（ｂ）を参照）。テーパー面４５は、絶縁材によって構成されてもよい。ガス通路４６は、気体供給ユニット６０と金属パイプ材料１４の内部とをつなぐ気体の通路である。本実施形態では、気体供給ノズル４４が金属パイプ材料１４の内部に連通されているとき、ガス通路４６内の圧力と、金属パイプ材料１４の内部圧力とは、互いに同一とみなす。
Each of the pair of
気体供給ユニット６０は、ガス源６１と、このガス源６１によって供給されたガスを貯留するアキュムレータ（ガス貯留部）６２と、このアキュムレータ６２から気体供給部４０のシリンダユニット４２まで延びている第１チューブ６３と、この第１チューブ６３に介設されている圧力制御弁６４及び切替弁６５と、アキュムレータ６２から気体供給部４０の気体供給ノズル４４まで延びている第２チューブ（配管）６７と、この第２チューブ６７に介設されている圧力制御弁６８及び逆止弁６９とを有する。圧力制御弁６４は、気体供給ノズル４４の金属パイプ材料１４に対する押力に適応した作動圧力のガスをシリンダユニット４２に供給する役割を果たす。逆止弁６９は、第２チューブ６７内でガスが逆流することを防止する役割を果たす。
The
圧力制御弁６８は、制御部７０の制御により、第２チューブ６７内の圧力を調節するバルブである。例えば、金属パイプ材料１４を仮膨張させるための作動圧力（以下、第１到達圧力とする）を有するガス（以下、低圧ガスとする）と、金属パイプを成形するための作動圧力（以下、第２到達圧力とする）を有するガス（以下、高圧ガスとする）とを、第２チューブ６７内に供給する役割を果たす。これにより、第２チューブ６７に接続される気体供給ノズル４４に低圧ガス及び高圧ガスを供給できる。低圧ガス及び高圧ガスは、それぞれ空気でもよいし、窒素ガス等でもよい。なお、第２到達圧力は、例えば第１到達圧力の約２倍～１０倍である。すなわち、第２到達圧力は、第１到達圧力よりも高い。第２到達圧力は、例えば１０ＭＰａ以上３５ＭＰａ以下である。
The
第２チューブ６７は、逆止弁６９から二股に分岐しており、一方の気体供給部４０まで延びる供給ラインＬ１と、他方の気体供給部４０まで延びる供給ラインＬ２とを有する。供給ラインＬ１，Ｌ２のそれぞれは、対応するガス通路４６に接続されている。このため、ガス通路４６には気体供給ユニット６０からガスが供給される。本実施形態では、供給ラインＬ１，Ｌ２の内部圧力と各ガス通路４６の内部圧力とを同一とみなす。
The
また、成形装置１０は、第２チューブ６７内の圧力を検知する圧力検知部８５と、第２チューブ６７内の気体を排気する排気機構２００とを備える。圧力検知部８５は、対応する供給ラインの内部圧力を検知する圧力センサであり、供給ラインＬ１，Ｌ２のそれぞれに取り付けられている。各圧力検知部８５は、制御部７０に接続されている。上述したように、気体供給ノズル４４が金属パイプ材料１４の内部に連通されているとき、ガス通路４６内の圧力と金属パイプ材料１４の内部圧力とは同一とみなされ、且つ、第２チューブ６７の内部圧力と各ガス通路４６の内部圧力とは同一とみなされる。このため、気体供給ノズル４４が金属パイプ材料１４の内部に連通されているとき、圧力検知部８５は、金属パイプ材料１４の内部の圧力を検知すると言える。
Further, the
排気機構２００は、第２チューブ６７の内部に収容される気体を排出する機構である。図１においては、排気機構２００は、第２チューブ６７の供給ラインＬ１に接続されている。例えば、気体供給ノズル４４が金属パイプ材料１４の内部に連通されているとき、排気機構２００は、ガス通路４６内に収容される気体、及び金属パイプ材料１４の内部（もしくは成形された金属パイプの内部）に収容される気体も排出する。排気機構２００は、排気口２０１と、バルブ２０２とを有する。バルブ２０２は、排気口２０１と第２チューブ６７との間に配置されている。バルブ２０２の開閉は、制御部７０によって制御される。バルブ２０２は、例えば圧力制御弁でもよい。また、バルブ２０２より上流には逆止弁が設けられてもよい。なお、供給ラインＬ２にも排気機構２００が接続されている。これにより、金属パイプ材料１４の内部に収容される気体を急速に排出できる。
The
制御部７０は、圧力検知部８５の検知結果等に応じて気体供給ユニット６０及び排気機構２００を制御する。例えば、制御部７０は、金属パイプを成形するとき、低圧ガスもしくは高圧ガスを金属パイプ材料１４の内部に供給するために、気体供給ユニット６０（例えば、アキュムレータ６２及び圧力制御弁６８）を制御する。これにより、第２チューブ６７内、ガス通路４６内、及び金属パイプ材料１４の内部が昇圧する。また、制御部７０は、金属パイプを成形するとき、金属パイプ材料１４の内部圧力が所定の圧力値に到達したことの検知後に高圧ガスの供給を停止するように、気体供給ユニット６０を制御する。例えば、第２チューブ６７内、ガス通路４６内、及び金属パイプ材料１４の内部における圧力が同一とみなされる条件にて圧力検知部８５が所定の圧力値を検知後、制御部７０は、高圧ガスの供給を停止するように気体供給ユニット６０を制御する。所定の圧力値は、例えば上述した第１もしくは第２の到達圧力の値である。以下では、上述した第２到達圧力の値もしくは第２到達圧力の９０％以上である値を、最大圧力値ＭＰ（図５を参照）とする。
The
金属パイプの成形速度を向上する観点から、金属パイプ材料１４の内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達したタイミングと、気体供給ユニット６０による高圧ガスの供給停止タイミングとの間は、短いほどよい。例えば、制御部７０は、金属パイプ材料１４の内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達したことの検知後、直ちに気体の供給を停止するように、気体供給ユニット６０を制御してもよい。換言すると、制御部７０は、金属パイプ材料１４の内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達したことを検知したと同時、もしくは当該検知から１秒以内に、高圧ガスの供給を停止するように気体供給ユニット６０を制御してもよい。もしくは、金属パイプ材料１４の内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達してから高圧ガスの供給が停止するまでの期間（第１期間）は、高圧ガスの供給が開始してから当該内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達するまでの期間（第２期間）よりも短くてもよい。
From the viewpoint of improving the molding speed of the metal pipe, the shorter the time between the timing when the internal pressure of the
制御部７０は、金属パイプ材料１４の内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達したことの検知後に高圧ガスを排出するように、排気機構２００を制御する。例えば、制御部７０は、バルブ２０２を開状態に制御する。これにより、第２チューブ６７内、ガス通路４６内、及び金属パイプ材料１４の内部が急速に減圧される。金属パイプの成形速度を向上する観点から、金属パイプ材料１４の内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達したタイミングと、排気機構２００による排気のタイミングとの間は、短いほどよい。例えば、制御部７０は、金属パイプ材料１４の内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達したことの検知後、直ちに高圧ガスを排出するように排気機構２００を制御してもよい。換言すると、制御部７０は、金属パイプ材料１４の内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達したことを検知したと同時、もしくは当該検知から１秒以内に、高圧ガスを排出するように排気機構２００を制御してもよい。また、排気機構２００による高圧ガスの排気タイミングは、気体供給ユニット６０による高圧ガスの供給停止タイミングと同時でもよいし、異なってもよい。高圧ガスの排気タイミングと、高圧ガスの供給停止タイミングとが異なる場合、高圧ガスの排気タイミングは、高圧ガスの供給停止タイミングの後でもよい。
The
また、制御部７０は、図１に示す（Ａ）から情報が伝達されることによって、熱電対２１から温度情報を取得し、加熱機構５０及び駆動機構８０を制御する。水循環機構７２は、水を溜める水槽７３と、この水槽７３に溜まっている水を汲み上げ、加圧して下型１１の冷却水通路１９及び上型１２の冷却水通路２５へ送る水ポンプ７４と、配管７５とを備える。省略したが、水温を下げるクーリングタワーや水を浄化する濾過器を配管７５に介在させることは差し支えない。
Further, the
＜成形装置を用いた金属パイプの成形方法＞
次に、成形装置１０を用いた金属パイプの成形方法について図４を用いながら説明する。図４は、金属パイプの成形方法を示すフローチャートである。最初に、焼入れ可能な鋼種の円筒状の金属パイプ材料１４を準備する。この金属パイプ材料１４を、例えばロボットアーム等を用いて、下側電極１７，１８上に載置（投入）する。下側電極１７，１８には凹溝１７ａ，１８ａが形成されているので、当該凹溝１７ａ，１８ａによって金属パイプ材料１４が位置決めされる。
<Molding method of metal pipe using molding equipment>
Next, a method of forming a metal pipe using the forming
次に、制御部７０による駆動機構８０及びパイプ保持機構３０の制御によって、パイプ保持機構３０に金属パイプ材料１４を保持させる（ステップＳ１）。ステップＳ１では、駆動機構８０の駆動によりスライド８１側に保持されている上型１２及び上側電極１７，１８等が下型１１側に移動すると共に、パイプ保持機構３０に含まれる上側電極１７，１８等及び下側電極１７，１８等を進退動可能としているアクチュエータを作動させることによって、金属パイプ材料１４の両方の端部付近を上下からパイプ保持機構３０により挟持する。この挟持は、電極１７，１８に形成される凹溝１７ａ，１８ａ、及び絶縁材９１，１０１に形成される凹溝の存在によって、金属パイプ材料１４の両端部付近の全周に渡って密着するような態様で実施される。
Next, the
このとき、図２（ａ）に示されるように、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部は、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１８の凹溝１８ａとテーパー凹面１８ｂとの境界よりも気体供給ノズル４４側に突出している。同様に、金属パイプ材料１４の電極１７側の端部は、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１７の凹溝１７ａとテーパー凹面１７ｂとの境界よりも気体供給ノズル４４側に突出している。また、上側電極１７，１８の下面と下側電極１７，１８の上面とは、それぞれ互いに接触している。ただし、金属パイプ材料１４の両端部全周に渡って密着する構成に限られず、金属パイプ材料１４の周方向における一部に電極１７，１８が当接するような構成であってもよい。
At this time, as shown in FIG. 2A, the end portion of the
次に、制御部７０による加熱機構５０の制御によって、金属パイプ材料１４を通電加熱する（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御部７０が電力供給部として機能する加熱機構５０を制御することによって、金属パイプ材料１４に電力を供給する。すると、電力供給ライン５２を介して下側電極１７，１８に伝達される電力が、金属パイプ材料１４を挟持している上側電極１７，１８及び金属パイプ材料１４に供給される。そして、金属パイプ材料１４自身の電気抵抗により、金属パイプ材料１４自体がジュール熱によって発熱する。ステップＳ２では、熱電対２１の測定値が常に監視され、この結果に基づいて通電が制御されてもよい。なお、金属パイプ材料１４を通電加熱する前等に、上型１２を下型１１側に近づけてもよい。
Next, the
次に、気体供給部４０のシリンダユニット４２を作動させることによって、気体供給ノズル４４を前進させ、金属パイプ材料１４の両端に気体供給ノズル４４を挿入する（ステップＳ３）。ステップＳ３では、各気体供給ノズル４４の先端部４４Ａを金属パイプ材料１４の両端に挿入してシールする。これにより、金属パイプ材料１４の内部と、ガス通路４６とが、気密性よく連通する。ステップＳ３では、図２（ｂ）に示されるように、金属パイプ材料１４において電極１７，１８から気体供給ノズル４４に向かって突出している端部に対して、気体供給ノズル４４が押し付けられる。これにより、上記端部が、テーパー凹面１７ｂ，１８ｂに沿うように漏斗状に変形する。同様に、金属パイプ材料１４における上記端部と反対側の端部もまた、漏斗状に変形する。
Next, by operating the
次に、制御部７０による気体供給ユニット６０及び駆動機構８０の制御によって、加熱後の金属パイプ材料１４を成形金型１３によって膨張成形する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、成形金型１３を閉じると共に、ガスを金属パイプ材料１４内へ吹き込む。これにより、加熱により軟化した金属パイプ材料１４が膨張して成形金型１３と接触する。そして、金属パイプ材料１４は、成形金型１３のキャビティ部の形状に沿うように成形される（具体的な金属パイプ材料１４の成形方法については後述する）。
Next, the heated
ブロー成形されて膨らんだ金属パイプ材料１４の外周面が下型１１のキャビティ１６に接触して急冷されると同時に、上型１２のキャビティ２４に接触して急冷（上型１２と下型１１は熱容量が大きく且つ低温に管理されているため、金属パイプ材料１４が接触すればパイプ表面の熱が一気に金型側へと奪われる。）されることによって、金属パイプ材料１４の焼き入れが実施される。このような冷却法は、金型接触冷却又は金型冷却と呼ばれる。急冷された直後はオーステナイトがマルテンサイトに変態する（以下、オーステナイトがマルテンサイトに変態することをマルテンサイト変態とする）。冷却の後半は冷却速度が小さくなったので、復熱によりマルテンサイトが別の組織（トルースタイト、ソルバイト等）に変態する。従って、別途焼戻し処理を行う必要がない。また、本実施形態においては、金型冷却に代えて、あるいは金型冷却に加えて、冷却媒体を例えばキャビティ２４内に供給することによって冷却が行われてもよい。例えば、マルテンサイト変態が始まる温度までは金型（上型１２及び下型１１）に金属パイプ材料１４を接触させて冷却し、その後型開きすると共に冷却媒体（冷却用気体）を金属パイプ材料１４へ吹き付けることにより、マルテンサイト変態を発生させてもよい。
The outer peripheral surface of the blow-molded and swollen
次に、図５、図６（ａ），（ｂ）及び図７（ａ），（ｂ）を参照して、成形金型１３による具体的な成形の様子の一例について詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る金属パイプの成形工程のタイミングチャートである。図５において、縦軸は金属パイプ材料内もしくは金属パイプ内の圧力を示し、横軸は時間を示す。図５に示される期間Ｔ１では、上記ステップＳ１～Ｓ３が実施され、期間Ｔ２～Ｔ６にて上記ステップＳ４が実施される（図４を参照）。 Next, an example of a specific molding by the molding die 13 will be described in detail with reference to FIGS. 5, 6 (a) and 6 (b) and FIGS. 7 (a) and 7 (b). FIG. 5 is a timing chart of the metal pipe molding process according to the present embodiment. In FIG. 5, the vertical axis shows the pressure in the metal pipe material or the metal pipe, and the horizontal axis shows the time. In the period T1 shown in FIG. 5, the steps S1 to S3 are carried out, and in the periods T2 to T6, the steps S4 are carried out (see FIG. 4).
まず、期間Ｔ１にて、パイプ保持機構３０にて保持された金属パイプ材料１４を、上型１２のキャビティ２４と下型１１のキャビティ１６との間に準備する。続いて、駆動機構８０によって上型１２を下型１１側に移動させることによって、成形金型１３と金属パイプ材料１４との位置関係を調整する（図６（ａ）を参照）。このとき、上型１２の第２突起１２ｃと下型１１の第２突起１１ｃとの間の距離は、Ｄ１である。続いて、金属パイプ材料１４を通電加熱することによって、金属パイプ材料１４を軟化させる。そして、気体供給ノズル４４を金属パイプ材料１４の端部に挿入する。本実施形態では、期間Ｔ１にて金属パイプ材料１４の温度が９５０℃前後まで上昇する。なお、本実施形態では、期間Ｔ１のみにて金属パイプ材料１４を通電加熱するので、後述する期間Ｔ２以降にて、金属パイプ材料１４の温度は低下する。
First, during the period T1, the
また、期間Ｔ１の終了間際にて、駆動機構８０によって上型１２を下型１１側にさらに移動させる。これにより、図６（ｂ）に示されるように、上型１２と下型１１とを完全に閉じず、上型１２の第２突起１２ｃと下型１１の第２突起１１ｃとの間の距離をＤ２（Ｄ２＜Ｄ１）にする。このとき、金属パイプ材料１４の一部は、上型１２と下型１１とに接触して圧縮する。これにより、下型１１の第１突起１１ｂと上型１２の第１突起１２ｂとの間、及び、下型１１の第２突起１１ｃと上型１２の第２突起１２ｃとの間に、金属パイプ材料１４の一部１４ｂ，１４ｃが張り出す。金属パイプ材料１４の一部１４ｂ，１４ｃは、後にフランジ部になる部分である。なお、期間Ｔ１の終了間際とは、例えば期間Ｔ２の開始時の１秒前から数秒前である。また、期間Ｔ１の終了間際の時点までにて、金属パイプ材料１４の通電加熱は終了してもよい。
Further, just before the end of the period T1, the
次に、図５に示される期間Ｔ２にて、加熱された金属パイプ材料１４に低圧ガスを供給する。期間Ｔ２では、アキュムレータ６２から第２チューブ６７及びガス通路４６を介して、低圧ガスを金属パイプ材料１４内に供給する。このような低圧ガスの供給により、金属パイプ材料１４の本体部１４ａは、キャビティ１６，２４によって囲まれた空間にて膨張する。また、金属パイプ材料１４の一部１４ｂ，１４ｃも膨張する（図７（ａ）を参照）。期間Ｔ２以降では、上述した金属パイプ材料１４の焼き入れも実施される。
Next, the low pressure gas is supplied to the heated
次に、図５に示される期間Ｔ３にて、低圧ガスの供給を停止する。期間Ｔ３では、例えば圧力制御弁６８を閉塞することによって、低圧ガスの供給を停止する。また、期間Ｔ３の終了間際にて、駆動機構８０によって上型１２を下型１１側にさらに移動させる。これにより、下型１１の第１突起１１ｂと上型１２の第１突起１２ｂとの間に位置する金属パイプ材料１４の一部１４ａ、及び、下型１１の第２突起１１ｃと上型１２の第２突起１２ｃとの間に位置する金属パイプ材料１４の一部１４ａが押圧される。そして、金属パイプ１００のフランジ部１００ｂ，１００ｃ（図７（ｂ）を参照）が成形される。フランジ部１００ｂ，１００ｃは、金属パイプ材料１４の長手方向に沿って、金属パイプ材料１４の一部が折り畳まれて成形された部分である。なお、期間Ｔ３の終了間際とは、例えば期間Ｔ４の開始時の１秒前から数秒前である。
Next, the supply of the low pressure gas is stopped at the period T3 shown in FIG. In the period T3, the supply of the low pressure gas is stopped, for example, by closing the
次に、図５に示される期間Ｔ４にて、加熱された金属パイプ材料１４内に高圧ガスを供給する。期間Ｔ４では、アキュムレータ６２から第２チューブ６７及びガス通路４６を介して、高圧ガスを金属パイプ材料１４の内部に供給する。このような高圧ガスの供給により、金属パイプ材料１４の本体部１４ａは、キャビティ１６，２４に沿うように膨張し、中空形状を呈するパイプ部１００ａが成形される。期間Ｔ４の終了タイミングは、制御部７０が圧力検知部８５を介して最大圧力値ＭＰ（図５を参照、第２到達圧力とも言う）を検知するタイミングである。すなわち、期間Ｔ４では、制御部７０が圧力検知部８５を介して最大圧力値ＭＰを検知するまで、高圧ガスが金属パイプ材料１４の内部に供給される。本実施形態では、期間Ｔ４は、例えば少なくとも２秒以上である。
Next, during the period T4 shown in FIG. 5, a high-pressure gas is supplied into the heated
次に、図５に示される期間Ｔ５にて、制御部７０が圧力検知部８５を介して最大圧力値ＭＰの検知後、気体供給ユニット６０による高圧ガスの供給を停止する。例えば、制御部７０による制御にしたがって、アキュムレータ６２からの高圧ガスの供給が停止すると共に圧力制御弁６８が閉塞される。この期間Ｔ５は、少なくとも期間Ｔ４よりも短くなるように設定される。本実施形態では、期間Ｔ５は、３秒以内である。
Next, during the period T5 shown in FIG. 5, the
次に、図５に示される期間Ｔ６にて、パイプ部１００ａ内に収容される高圧ガスを排出する。期間Ｔ６では、排気機構２００のバルブ２０２を開放することによって、排気口２０１から高圧ガスを排出する。例えば、期間Ｔ６における変曲点ＩＰにて排気機構２００のバルブ２０２が開放される。変曲点ＩＰより後ではパイプ部１００ａ内からガスが排出されるので、圧力が急速に低下する。なお、期間Ｔ６の開始タイミングから変曲点ＩＰまでの期間における圧力低下は、金属パイプ１００の温度低下に伴ったパイプ部１００ａ内に収容されるガスの温度低下を主因としたものと推察される。
Next, during the period T6 shown in FIG. 5, the high-pressure gas contained in the
以上に説明した期間Ｔ１～Ｔ６を経ることによって、パイプ部１００ａ及びフランジ部１００ｂ，１００ｃを有する金属パイプ１００を仕上げることができる。これら金属パイプ材料１４のブロー成形から金属パイプ１００の成形完了までに至るまでの時間は、金属パイプ材料１４の種類にもよるが、例えば約数十秒である。なお、上述した期間Ｔ６にて高圧ガスを排出することによって、単に成形金型１３にて金属パイプ１００を冷却することと比較して、金属パイプ１００の温度を低下できる。したがって、期間Ｔ６後、直ちに金属パイプ１００を成形装置１０から回収可能な温度（例えば、１００℃～２００℃）に設定できる。
By passing through the periods T1 to T6 described above, the
図７（ｂ）に示す例では、キャビティ１６，２４は断面矩形状に構成されているため、金属パイプ材料１４は当該形状に合わせてブロー成形されることにより、パイプ部１００ａは矩形筒状に成形される。ただし、キャビティ１６，２４の形状を変更することによって、断面円形、断面楕円形、断面多角形等あらゆる形状を呈するパイプ部を成形してもよい。
In the example shown in FIG. 7B, since the
＜作用効果＞
次に、本実施形態に係る成形装置１０及び成形装置１０を用いた金属パイプ１００の成形方法の作用効果について、下記に示す比較例に係る成形方法を用いながら説明する。比較例に係る成形方法は、上記特許文献１にて開示される成形方法と同様である。図８は、比較例に係る金属パイプの成形工程のタイミングチャートである。図８に示されるように、比較例に係る成形方法では、期間Ｔ５，Ｔ６の代わりに期間Ｔ１１，Ｔ１２が設定されている。図８に示される期間Ｔ１１では、パイプ部１００ａ内の圧力を最大圧力値ＭＰに保持している。期間Ｔ１１では、パイプ部１００ａ内に対して高圧ガスを連続的もしくは間欠的に供給する。期間Ｔ１１は、期間Ｔ３，Ｔ４よりも長くなるように設定されている。また、図８に示される期間Ｔ１２では、高圧ガスの供給を停止する。上記比較例では、パイプ部１００ａの焼き入れを確実に実施する観点から、期間Ｔ１２は、期間Ｔ１１よりも長くなるように設定されている。そして期間Ｔ１２後、パイプ部１００ａ内のガスを排出している。上記比較例では、期間Ｔ１１は例えば１０秒前後に設定される。
<Action effect>
Next, the operation and effect of the
従来では、上記特許文献１に記載されるような成形装置にて金型の形状に良好に沿った金属パイプを成形するためには、金属パイプ材料の内部圧力をある程度の期間、高圧に維持することが肝要であると考えられていた。このため従来では、上述した比較例のように、金属パイプ材料１４の内部圧力を最大圧力値ＭＰに維持する期間Ｔ１１が設定されていた。しかしながら、さらに検討を進めることによって、成形された金属パイプの形状は、金属パイプ材料の内部圧力の最大値に大きく依存することが見出された。換言すると、金属パイプ材料の膨張度合は、金属パイプ材料の内部圧力の最大値に大きく依存することが見出された。また、内部圧力を所定の最大値に維持して金属パイプ材料を焼き入れしたときの金属パイプの形状と、内部圧力が所定の最大値に到達した後は内部圧力を低下させながら金属パイプ材料を焼き入れしたときの金属パイプの形状とは、互いにほぼ同一であったことも見出された。よって、上記内部圧力を高圧に保持することは、内部圧力の最大値の設定と比較すると、金属パイプの焼き入れへの影響が小さいことが見出された。
Conventionally, in order to form a metal pipe that closely conforms to the shape of a mold with a molding apparatus as described in Patent Document 1, the internal pressure of the metal pipe material is maintained at a high pressure for a certain period of time. It was thought that this was essential. Therefore, conventionally, as in the above-mentioned comparative example, the period T11 for maintaining the internal pressure of the
これらの知見に基づいてなされた本実施形態に係る成形装置１０を用いた金属パイプ１００の成形方法では、金属パイプ材料１４の内部圧力を最大圧力値ＭＰに保持しなくてもよい。これにより、上記比較例と異なり期間Ｔ１１を省略できるので、上記内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達してから高圧ガスの供給が停止するまでの期間を短く設定できる。したがって本実施形態によれば、金属パイプ１００の成形時間を短縮できる。例えば、本実施形態は、上記比較例と比較して、金属パイプ１００の成形時間を約１０秒短縮できる。加えて、上記比較例と異なり期間Ｔ１１を省略することによって、高圧ガスの供給に伴うエネルギーの消費量を低減できる。したがって、従来よりも低コストにて金属パイプ１００を成形できる。
In the method for forming the
加えて本実施形態では、制御部７０は、期間Ｔ５が期間Ｔ４よりも短くなるように、気体供給ユニット６０の高圧ガス供給を制御する。このため、例えば気体供給ユニット６０による高圧ガスの単位時間あたりの供給量を高めることによって、期間Ｔ４を短縮できる。これに伴って、期間Ｔ５をさらに短縮できる。
In addition, in the present embodiment, the
本実施形態では、成形装置１０は、金属パイプ１００の内部に収容される高圧ガスを排出する排気機構２００を備え、制御部７０は、内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達したことの検知後に高圧ガスを排出するように、排気機構２００を制御する。このような排気機構２００を用いて金属パイプ１００の内部に収容される高圧ガスを積極的に排出することにより、金属パイプを迅速に冷却できる。このため、金属パイプ１００の成形時間を良好に短縮できる。
In the present embodiment, the
＜変形例＞
以下では、上記実施形態の変形例に係る成形装置について説明する。当該変形例の説明において上記実施形態と重複する記載は省略し、上記実施形態と異なる部分を記載する。
<Modification example>
Hereinafter, the molding apparatus according to the modified example of the above embodiment will be described. In the description of the modification, the description overlapping with the above embodiment will be omitted, and the part different from the above embodiment will be described.
図９は、変形例に係る金属パイプの成形工程のタイミングチャートである。図９に示されるように、変形例に係る成形方法では、期間Ｔ５，Ｔ６の代わりに期間Ｔ２１が設定されている。期間Ｔ２１では、パイプ部１００ａの内部圧力が最大圧力値ＭＰに到達した後、パイプ部１００ａ内に収容される高圧ガスを排出する期間である。期間Ｔ２１では、期間Ｔ４後直ちに高圧ガスの供給が停止されると共に、パイプ部１００ａ内に収容される高圧ガスが排出される。本変形例では、高圧ガスの供給停止と、パイプ部１００ａ内の高圧ガスの排出開始とが同時に実施されるように、制御部７０は、気体供給ユニット６０のアキュムレータ６及び圧力制御弁６８と、排気機構２００とを制御する。なお、期間Ｔ２１では圧力が一定的に減少しているが、これに限られない。
FIG. 9 is a timing chart of a metal pipe molding process according to a modified example. As shown in FIG. 9, in the molding method according to the modified example, the period T21 is set instead of the periods T5 and T6. The period T21 is a period in which the high-pressure gas contained in the
このような変形例においても、上記実施形態と同様の実施効果が奏される。加えて、高圧ガスの供給停止タイミングと、高圧ガスの排出開始タイミングとを最大限近づけることによって、金属パイプ１００のさらなる生産性向上が可能である。
Even in such a modified example, the same implementation effect as that of the above embodiment is obtained. In addition, the productivity of the
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態及び上記変形例に何ら限定されるものではない。例えば、上記実施形態における成形装置は加熱機構を必ずしも有していなくてもよく、金属パイプ材料はすでに加熱されていてもよい。また、上記実施形態及び上記変形例においては、フランジ部を有する金属パイプが成形されているが、これに限られない。上記実施形態及び上記変形例では、成形装置に装着される金型の形状に応じて、種々の形状を呈する金属パイプを成形できる。なお、金属パイプがフランジ部を有さない場合、金属パイプ材料に対する低圧ガスの供給を省略してもよい。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the above-mentioned modification. For example, the molding apparatus in the above embodiment does not necessarily have a heating mechanism, and the metal pipe material may already be heated. Further, in the above-described embodiment and the above-mentioned modification, a metal pipe having a flange portion is formed, but the present invention is not limited to this. In the above embodiment and the above modification, metal pipes having various shapes can be molded according to the shape of the mold mounted on the molding apparatus. When the metal pipe does not have a flange portion, the supply of the low pressure gas to the metal pipe material may be omitted.
上記実施形態及び上記変形例では、第２チューブが有する一対の供給ラインの両方に排気機構が取り付けられるが、これに限られない。排気機構は、上記一対の供給ラインの一方のみに取り付けられてもよい。加えて、圧力検知部もまた上記一対の供給ラインの一方のみに取り付けられてもよい。もしくは、圧力検知部は、第２チューブ内の圧力を検知しなくてもよい。例えば、圧力検知部は、ガス通路もしくは金属パイプ材料の内部の圧力を直接検知できる態様でもよい。 In the above embodiment and the above modification, the exhaust mechanism is attached to both of the pair of supply lines included in the second tube, but the present invention is not limited to this. The exhaust mechanism may be attached to only one of the pair of supply lines. In addition, the pressure detector may also be attached to only one of the pair of supply lines. Alternatively, the pressure detecting unit does not have to detect the pressure in the second tube. For example, the pressure detecting unit may be in a mode in which the pressure inside the gas passage or the metal pipe material can be directly detected.
上記実施形態及び上記変形例において、第２チューブとガス通路との間にはバルブなどが設けられてもよい。この場合、第２チューブ内に予め低圧ガス及び高圧ガスを供給できるので、金属パイプ材料の成形時間を短縮できる。第２チューブ内に予め低圧ガス及び高圧ガスを供給する場合、圧力検知部はガス通路もしくは金属パイプ材料の内部の圧力を検知できる態様であればよい。 In the above embodiment and the above modification, a valve or the like may be provided between the second tube and the gas passage. In this case, since the low-pressure gas and the high-pressure gas can be supplied in advance into the second tube, the molding time of the metal pipe material can be shortened. When the low-pressure gas and the high-pressure gas are supplied into the second tube in advance, the pressure detecting unit may be in a manner capable of detecting the pressure inside the gas passage or the metal pipe material.
上記実施形態及び上記変形例では、ガス源は、高圧ガスを供給するための高圧ガス源と、低圧ガスを供給するための低圧ガス源との両方を有してもよい。 In the above-described embodiment and the above-mentioned modification, the gas source may have both a high-pressure gas source for supplying a high-pressure gas and a low-pressure gas source for supplying a low-pressure gas.
１０…成形装置、１１…下型、１２…上型、１３…成形金型、１４…金属パイプ材料、３０…パイプ保持機構、４０…気体供給部、４２…シリンダユニット、４４…気体供給ノズル、４６…ガス通路、５０…加熱機構、６０…気体供給ユニット、６１…ガス源、６２…アキュムレータ、６３…第１チューブ、６７…第２チューブ、６８…圧力制御弁、７０…制御部、８０…駆動機構、８５…圧力検知部、１００…金属パイプ、１００ａ…パイプ部、１００ｂ，１００ｃ…フランジ部、２００…排気機構、２０１…排気口、２０２…バルブ、Ｌ１，Ｌ２…供給ライン、Ｔ１～Ｔ６，Ｔ１１，Ｔ１２，Ｔ２１…期間。 10 ... Molding device, 11 ... Lower mold, 12 ... Upper mold, 13 ... Molding mold, 14 ... Metal pipe material, 30 ... Pipe holding mechanism, 40 ... Gas supply unit, 42 ... Cylinder unit, 44 ... Gas supply nozzle, 46 ... gas passage, 50 ... heating mechanism, 60 ... gas supply unit, 61 ... gas source, 62 ... accumulator, 63 ... first tube, 67 ... second tube, 68 ... pressure control valve, 70 ... control unit, 80 ... Drive mechanism, 85 ... Pressure detection unit, 100 ... Metal pipe, 100a ... Pipe part, 100b, 100c ... Flange part, 200 ... Exhaust mechanism, 201 ... Exhaust port, 202 ... Valve, L1, L2 ... Supply line, T1 to T6 , T11, T12, T21 ... Period.
Claims (4)
前記金属パイプを成形するとき、加熱された金属パイプ材料内に高圧ガスを供給する気体供給ユニットと、
前記気体供給ユニットの気体供給を制御する制御部と、を備え、
前記金属パイプを成形するとき、前記制御部は、前記金属パイプ材料の内部圧力が所定の最大圧力値に到達したことの検知後に前記高圧ガスの供給を停止するように、前記気体供給ユニットを制御し、
前記内部圧力が前記所定の最大圧力値に到達してから前記高圧ガスの供給が停止するまでの第１期間は、前記高圧ガスの供給が開始してから前記内部圧力が前記所定の最大圧力値に到達するまでの第２期間よりも短い、
成形装置。 A molding device for molding a metal pipe having a pipe portion having a hollow shape.
When molding the metal pipe, a gas supply unit that supplies high-pressure gas into the heated metal pipe material and
A control unit for controlling the gas supply of the gas supply unit is provided.
When molding the metal pipe, the control unit controls the gas supply unit so as to stop the supply of the high-pressure gas after detecting that the internal pressure of the metal pipe material has reached a predetermined maximum pressure value. death,
In the first period from when the internal pressure reaches the predetermined maximum pressure value until the supply of the high-pressure gas is stopped, the internal pressure is the predetermined maximum pressure value after the supply of the high-pressure gas is started. Shorter than the second period to reach
Molding equipment.
前記制御部は、前記内部圧力が前記所定の最大圧力値に到達したことの検知後に前記高圧ガスを排出するように、前記排気機構を制御する、請求項１に記載の成形装置。 Further provided with an exhaust mechanism for discharging the high-pressure gas housed inside the metal pipe,
The molding apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls the exhaust mechanism so that the high-pressure gas is discharged after detecting that the internal pressure has reached the predetermined maximum pressure value.
前記金属パイプを成形する前記工程では、前記金属パイプ材料の内部圧力が所定の最大圧力値に到達したことの検知後に前記高圧ガスの供給を停止し、
前記内部圧力が前記所定の最大圧力値に到達してから前記高圧ガスの供給が停止するまでの第１期間は、前記高圧ガスの供給が開始してから前記内部圧力が前記所定の最大圧力値に到達するまでの第２期間よりも短い、
成形方法。 A molding method comprising a step of molding a metal pipe having a pipe portion having a hollow shape by supplying a high-pressure gas into a heated metal pipe material.
In the step of forming the metal pipe, the supply of the high-pressure gas is stopped after detecting that the internal pressure of the metal pipe material has reached a predetermined maximum pressure value.
In the first period from when the internal pressure reaches the predetermined maximum pressure value until the supply of the high-pressure gas is stopped, the internal pressure is the predetermined maximum pressure value after the supply of the high-pressure gas is started. Shorter than the second period to reach
Molding method.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019039825A JP2022062292A (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Molding apparatus and molding method |
| PCT/JP2020/004984 WO2020179359A1 (en) | 2019-03-05 | 2020-02-07 | Molding device and molding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019039825A JP2022062292A (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Molding apparatus and molding method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022062292A true JP2022062292A (en) | 2022-04-20 |
Family
ID=72338301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019039825A Pending JP2022062292A (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Molding apparatus and molding method |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2022062292A (en) |
| WO (1) | WO2020179359A1 (en) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8899085B2 (en) * | 2011-12-30 | 2014-12-02 | The Coca-Cola Company | System and method for forming a metal beverage container using blow molding |
| JP6771271B2 (en) * | 2015-03-31 | 2020-10-21 | 住友重機械工業株式会社 | Molding equipment |
| WO2017150110A1 (en) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 住友重機械工業株式会社 | Molding device and molding method |
-
2019
- 2019-03-05 JP JP2019039825A patent/JP2022062292A/en active Pending
-
2020
- 2020-02-07 WO PCT/JP2020/004984 patent/WO2020179359A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2020179359A1 (en) | 2020-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106536080B (en) | Molding apparatus and molding method | |
| US11267034B2 (en) | Forming device and forming method | |
| US20160279693A1 (en) | Molding apparatus | |
| CN110014066B (en) | Molding device | |
| CN106457345B (en) | Molding device | |
| US11298738B2 (en) | Forming device and forming method | |
| JP6670543B2 (en) | Molding apparatus and molding method | |
| JP6210939B2 (en) | Molding system | |
| JP6463008B2 (en) | Molding equipment | |
| JP6396249B2 (en) | Molding equipment | |
| WO2015194600A1 (en) | Molding system | |
| JP6417138B2 (en) | Molding equipment | |
| JP6173261B2 (en) | Molding system | |
| JP2021185002A (en) | Molding equipment and molding method | |
| WO2020179359A1 (en) | Molding device and molding method | |
| JP6990519B2 (en) | Molding equipment | |
| JP2021170557A (en) | Energization heating apparatus | |
| JP7080085B2 (en) | Molding equipment | |
| JP6960772B2 (en) | Energizing heating device | |
| WO2018179975A1 (en) | Electric conduction heating device | |
| US20200391273A1 (en) | Elctrical heating apparatus | |
| JP2022023127A (en) | Electrification heating device | |
| JP2018167284A (en) | Metal body and electric conduction heating method |