JP7261737B2 - 成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、成形装置に関する。

従来、金属パイプを成形金型により型閉してブロー成形する成形装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された成形装置は、成形金型と、金属パイプ材料内に気体を供給する気体供給部と、を備えている。この成形装置では、加熱された金属パイプ材料を成形金型内に配置し、成形金型を型閉した状態で金属パイプ材料に気体供給部から気体を供給して膨張させることによって、金属パイプ材料を成形金型の形状に対応する形状に成形する。

特開２０１５－１１２６０８号公報

従来の成形装置では、金属パイプ材料の両端部を電極でそれぞれ保持し、各電極から通電を行うことで、金属パイプ材料の加熱を行っていた。ここで、両方の電極は、互いに略同じ係合力・摩擦力にて金属パイプ材料を保持していた。加熱に伴って金属パイプ材料が膨張した場合は、両側の電極から均等に金属パイプ材料が伸びるのではなく、僅かな係合力・摩擦力の差に応じて、いずれかの電極側の金属パイプ材料の膨張量が大きくなる場合があった。従って、成形対象となる金属パイプ材料ごとに膨張の形態が変わっていた。このように、金属パイプ材料の膨張の形態が変わることは、加熱後の工程の誤差に影響を与える場合があった。

そこで、本発明は、両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張の形態をコントロールすることができる成形装置を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る成形装置は、金属パイプ材料を膨張させて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成形金型と、金属パイプ材料を両端側で把持し、電流を流して加熱する第１の電極及び第２の電極と、第１の電極及び第２の電極で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第１の流体供給部及び第２の流体供給部と、を備え、第１の電極及び第２の電極の少なくとも一方には、金属パイプ材料の軸方向における金属パイプ材料の移動を規制する移動規制機構が設けられている。

この成形装置によれば、第１の電極及び第２の電極は、成形金型に配置された金属パイプ材料を両端側で把持する。第１の電極及び第２の電極の少なくとも一方に設けられた移動規制機構は、金属パイプ材料の軸方向における金属パイプ材料の移動を規制する。従って、第１の電極及び第２の電極が金属パイプ材料に電流を流して加熱した場合、膨張した金属パイプ材料は、少なくとも移動規制機構が設けられた電極側での移動が規制される。以上により、両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張の形態をコントロールすることができる。

成形装置において、移動規制機構は、第１の電極及び第２の電極の一方の接触面に形成された、金属パイプ材料に対して突出する突出部によって構成されてよい。移動規制機構が、第１の電極及び第２の電極の一方に設けられている。従って、膨張した金属パイプ材料は、移動規制機構が設けられた電極側で保持されて、他方の電極側へ向かって伸びる。これにより、両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張方向をコントロールすることができる。更に、第１の電極及び第２の電極の一方の接触面に形成された突出部が金属パイプ材料に食い込んで係合することで、金属パイプの移動を単純な構成にて規制することができる。

成形装置において、移動規制機構は、第１の電極及び第２の電極の一方の接触面の金属パイプ材料に対する押し付け力を、第１の電極及び第２の電極の他方の接触面の金属パイプ材料に対する押し付け力より大きくしてよい。移動規制機構が、第１の電極及び第２の電極の一方に設けられている。従って、膨張した金属パイプ材料は、移動規制機構が設けられた電極側で保持されて、他方の電極側へ向かって伸びる。これにより、両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張方向をコントロールすることができる。更に、これにより、押し付け力を調整するだけの単純な設定にて、第１の電極及び第２の電極の一方の電極の接触面と金属パイプ材料との間の摩擦力を大きくし、金属パイプの移動を規制することができる。

成形装置において、移動規制機構は、金属パイプ材料の軸方向における第１の電極側の第１の端部と接触することで、金属パイプ材料の移動を規制する第１の規制部材と、金属パイプ材料の軸方向における第２の電極側の第２の端部と接触することで、金属パイプ材料の移動を規制する第２の規制部材と、を備えてよい。これにより、金属パイプ材料の第１の端部の膨張による移動は、第１の規制部材によって規制され、金属パイプ材料の第２の端部の膨張による移動は、第２の規制部材によって規制される。これにより、移動規制機構は、第１の電極及び第２の電極の両側において金属パイプ材料の端部の移動量をコントロールすることができる。以上により、両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張の形態をコントロールすることができる。

成形装置は、第１の電極及び第２の電極による加熱を制御する制御部を更に備え、制御部は、第１の規制部材に第１の端部が接触し、且つ、第２の規制部材に第２の端部が接触したことに基づいて、金属パイプ材料が目標温度に到達したとみなしてよい。これにより、制御部は、第１の規制部材及び第２の規制部材によって金属パイプ材料の両端部の移動量をコントロールすると共に、加熱の停止のタイミングも制御することができる。

成形装置は、第１の規制部材及び第２の規制部材の軸方向の移動を制御する制御部を更に備え、制御部は、金属パイプ材料の第１の端部及び第２の端部のうち、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量よりも大きい事を検知した場合、他方の端部側から一方の端部側へ第１の規制部材及び第２の規制部材を移動させてよい。この場合、金属パイプ材料の第１の端部及び第２の端部のうち、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量より大きくなりすぎる場合に、膨張しようとする金属パイプ材料と規制部材との間に発生する荷重が大きくなりすぎることを抑制できる。

成形装置において、制御部は、第１の電極及び第２の電極による加熱の停止後、第１の規制部材及び第２の規制部材の少なくとも一方で金属パイプ材料を軸方向に押すことで、金属パイプ材料の軸方向の位置合わせを行ってよい。この場合、金属パイプ材料の第１の端部及び第２の端部のうち、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量より大きくなりすぎる場合に、加熱中は金属パイプ材料に作用する荷重が大きくなりすぎることを抑制しつつ、加熱の停止後は、金属パイプ材料を成形に適した位置に位置合わせすることができる。

成形装置は、軸方向における金属パイプ材料の端部の移動量を検出する検出部を更に備えてよい。これにより、金属パイプ材料を適切な膨張量にコントロールすることができる。

成形装置は、第１の端部及び第２の端部の位置を非接触で検出することで、第１の規制部材に第１の端部が接触し、且つ、第２の規制部材に第２の端部が接触したことを検出する、非接触型検出部を更に備えてよい。この場合、第１の規制部材及び第２の規制部材に複雑な検出機構などを設けなくとも、金属パイプ材料と規制部材との接触を検出できる。

本発明の成形装置によれば、両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張の形態をコントロールすることができる。

本実施形態に係る成形装置の概略構成図である。 電極周辺の拡大図であって、（ａ）は電極が金属パイプ材料を保持した状態を示す図、（ｂ）は電極にシール部材を押し付けた状態を示す図、（ｃ）は電極の正面図である。 電極の接触面に対する金属パイプの移動を規制する移動規制機構を示す拡大図である。 両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張方向を説明するための概略図である。 変形例に係る成形装置の両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張方向を説明するための概略図である。 比較例に係る成形装置の両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張方向を説明するための概略図である。 変形例に係る成形装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置の動作を示す概略図である。 変形例に係る成形装置の動作を示す概略図である。 変形例に係る成形装置の動作を示す概略図である。 変形例に係る成形装置の動作を示す概略図である。

以下、本発明による成形装置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。

〈成形装置の構成〉
図１は、本実施形態に係る成形装置の概略構成図である。図１に示されるように、金属パイプを成形する成形装置１０は、上型１２及び下型１１からなる成形金型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内に高圧ガス（気体）を供給するための気体供給部６０と、パイプ保持機構３０で保持された金属パイプ材料１４内に気体供給部６０からの気体を供給するための一対の気体供給機構（第１の流体供給部、第２の流体供給部）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、及び上記気体供給部６０の気体供給をそれぞれ制御する制御部７０と、を備えて構成されている。

成形金型１３の一方である下型１１は、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、その上面に例えば矩形状のキャビティ（凹部）１６を備える。下型１１には冷却水通路１９が形成され、略中央に下から差し込まれた熱電対２１を備えている。この熱電対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。

更に、下型１１の左右端（図１における左右端）近傍にはスペース１１ａが設けられており、当該スペース１１ａ内には、パイプ保持機構３０の可動部である後述する電極１７，１８（下側電極）等が、上下に進退動可能に配置されている。そして、下側電極１７，１８上に金属パイプ材料１４が載置されることで、下側電極１７，１８は、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ材料１４に接触する。これにより、下側電極１７，１８は金属パイプ材料１４に電気的に接続される。

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。

成形金型１３の他方である上型１２は、駆動機構８０を構成する後述のスライド８１に固定されている。上型１２は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、内部に冷却水通路２５が形成されると共に、その下面に例えば矩形状のキャビティ（凹部）２４を備える。このキャビティ２４は、下型１１のキャビティ１６に対向する位置に設けられる。

上型１２の左右端（図１における左右端）近傍には、下型１１と同様に、スペース１２ａが設けられており、当該スペース１２ａ内には、パイプ保持機構３０の可動部である後述する電極１７，１８（上側電極）等が、上下に進退動可能に配置されている。そして、下側電極１７，１８上に金属パイプ材料１４が載置された状態において、上側電極１７，１８は、下方に移動することで、上型１２と下型１１との間に配置された金属パイプ材料１４に接触する。これにより、上側電極１７，１８は金属パイプ材料１４に電気的に接続される。

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１０１がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材１０１は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータ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のスライド８１側に保持されている。

パイプ保持機構３０の右側部分において、電極１８，１８が互いに対向する面のそれぞれには、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝１８ａが形成されていて（図２参照）、当該凹溝１８ａの部分に丁度金属パイプ材料１４が嵌り込むように載置可能とされている。パイプ保持機構３０の右側部分において、絶縁材９１，１０１が互いに対向する露出面には、上記凹溝１８ａと同様に、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。また、電極１８の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝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１８ｂが形成されている。よって、パイプ保持機構３０の右側部分で金属パイプ材料１４を上下方向から挟持すると、丁度金属パイプ材料１４の右側端部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ように構成されている。

パイプ保持機構３０の左側部分において、電極１７，１７が互いに対向する面のそれぞれには、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａが形成されていて（図２参照）、当該凹溝１７ａの部分に丁度金属パイプ材料１４が嵌り込むように載置可能とされている。パイプ保持機構３０の左側部分において、絶縁材９１，１０１が互いに対向する露出面には、上記凹溝１８ａと同様に、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。また、電極１７の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１７ａ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が形成されている。よって、パイプ保持機構３０の左側部分で金属パイプ材料１４を上下方向から挟持すると、丁度金属パイプ材料１４の左側端部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ように構成されている。

図１に示されるように、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、上記スライド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。

加熱機構５０は、電力供給部５５と、電力供給部５５と電極１７，１８とを電気的に接続するブスバー５２と、を備える。電力供給部５５は、直流電源及びスイッチを含み、電極１７，１８が金属パイプ材料１４に電気的に接続された状態において、ブスバー５２、電極１７，１８を介して金属パイプ材料１４に通電可能とされている。なお、ブスバー５２は、ここでは、下側電極１７，１８に接続されている。

この加熱機構５０では、電力供給部５５から出力された直流電流は、ブスバー５２によって伝送され、電極１７に入力される。そして、直流電流は、金属パイプ材料１４を通過して、電極１８に入力される。そして、直流電流Ｃは、ブスバー５２によって伝送されて電力供給部５５に入力される。

図１に戻り、一対の気体供給機構４０の各々は、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におけるパイプ保持機構３０側の先端に連結されたシール部材４４とを有する。シリンダユニット４２はブロック４１上に載置固定されている。シール部材４４の先端には先細となるようにテーパー面４５が形成されており、電極１７，１８のテーパー凹面１７ｂ，１８ｂに合わさる形状に構成されている（図２参照）。シール部材４４には、シリンダユニット４２側から先端に向かって延在し、詳しくは図２（ａ），（ｂ）に示されるように、気体供給部６０から供給された高圧ガスが流れるガス通路４６が設けられている。

気体供給部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溜めるアキュムレータ６２と、このアキュムレータ６２から気体供給機構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からシール部材４４内に形成されたガス通路４６まで延びている第２チューブ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とからなる。圧力制御弁６４は、シール部材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内で高圧ガスが逆流することを防止する役割を果たす。第２チューブ６７に介設されている圧力制御弁６８は、制御部７０の制御により、金属パイプ材料１４を膨張させるための作動圧力を有するガスを、シール部材４４のガス通路４６に供給する役割を果たす。

制御部７０は、気体供給部６０の圧力制御弁６８を制御することにより、金属パイプ材料１４内に所望の作動圧力のガスを供給することができる。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、駆動機構８０及び電力供給部５５等を制御する。

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とからなる。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。

〈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説明する。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、下型１１側に備わる電極１７，１８上に載置（投入）する。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。

次に、制御部７０は、駆動機構８０及びパイプ保持機構３０を制御することによって、当該パイプ保持機構３０に金属パイプ材料１４を保持させる。具体的には、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挟持されることとなる。

なお、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との境界よりもシール部材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との境界よりもシール部材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。

続いて、制御部７０は、加熱機構５０を制御することによって、金属パイプ材料１４を加熱する。具体的には、制御部７０は、加熱機構５０の電力供給部５５を制御し電力を供給する。すると、ブスバー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、金属パイプ材料１４に存在する抵抗により、金属パイプ材料１４自体がジュール熱によって発熱する。すなわち、金属パイプ材料１４は通電加熱状態となる。

続いて、制御部７０による駆動機構８０の制御によって、加熱後の金属パイプ材料１４に対して成形金型１３を閉じる。これにより、下型１１のキャビティ１６と上型１２のキャビティ２４とが組み合わされ、下型１１と上型１２との間のキャビティ部内に金属パイプ材料１４が配置密閉される。

その後、気体供給機構４０のシリンダユニット４２を作動させることによってシール部材４４を前進させて金属パイプ材料１４の両端をシールする。このとき、図２（ｂ）に示されるように、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部にシール部材４４が押し付けられることによって、電極１８の凹溝１８ａとテーパー凹面１８ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している部分が、テーパー凹面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の電極１７側の端部にシール部材４４が押し付けられることによって、電極１７の凹溝１７ａとテーパー凹面１７ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している部分が、テーパー凹面１７ｂに沿うように漏斗状に変形する。シール完了後、高圧ガスを金属パイプ材料１４内へ吹き込んで、加熱により軟化した金属パイプ材料１４をキャビティ部の形状に沿うように成形する。

金属パイプ材料１４は高温（９５０℃前後）に加熱されて軟化しているので、金属パイプ材料１４内に供給されたガスは、熱膨張する。このため、例えば供給するガスを圧縮空気とし、９５０℃の金属パイプ材料１４を熱膨張した圧縮空気によって容易に膨張させることができる。

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。）されて焼き入れが行われる。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を接触させて冷却を行い、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。

上述のように金属パイプ材料１４に対してブロー成形を行った後に冷却を行い、型開きを行うことにより、例えば略矩形筒状の本体部を有する金属パイプを得る。

次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る成形装置１０の特徴的部分について説明する。図３は、電極の接触面に対する金属パイプの移動を規制するための移動規制機構を示す拡大図である。図４は、両側の電極に対する金属パイプ材料の膨張方向を説明するための概略図である。

本実施形態に係る成形装置１０において、電極１７及び電極１８の一方には、金属パイプ材料１４の軸方向における金属パイプの移動を規制する移動規制機構１５０が設けられている。移動規制機構１５０は、一方の電極と金属パイプ（金属パイプ材料）との間の係合力によって移動を規制してもよい。あるいは、移動規制機構１５０は、一方の電極の接触面の摩擦力を大きくする構造であってもよい。なお、「一方の電極の接触面の摩擦力を大きくする」ことには、他方の電極の接触面の摩擦力を低下させることで、相対的に一方の電極の摩擦力を上げることも含まれる。なお、移動規制機構１５０が金属パイプの移動を規制することには、金属パイプ完成前の状態の金属パイプ材料１４の移動を規制することも含まれるものとする。本実施形態では、移動規制機構１５０は、電極の接触面が金属パイプ材料１４と係合することによって移動規制を行っている。

本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、移動規制機構１５０は、電極１８の接触面１１８の金属パイプ材料１４に対する係合力を、電極１７の接触面１１７の金属パイプ材料１４に対する係合力に比して大きくするように構成されている。この場合、電極１８が請求項における「第１の電極及び第２の電極の一方」に対応し、電極１７が請求項における「第１の電極及び第２の電極の他方」に対応する。本実施形態において、電極１８の接触面１１８は、上側及び下側の電極１８における凹溝１８ａの内周面に該当する。電極１７の接触面１１７は、上側及び下側の電極１７における凹溝１７ａの内周面に該当する。なお、電極１７の接触面１１７の金属パイプ材料１４に対する係合力が、電極１８の接触面１１８の金属パイプ材料１４に対する係合力に比して大きくなるように構成されていてもよい。この場合、電極１７が請求項における「第１の電極及び第２の電極の一方」に対応し、電極１８が請求項における「第１の電極及び第２の電極の他方」に対応する。

具体的には、電極１８の接触面１１８には、金属パイプ材料１４に対して突出する突出部１２０が形成されている。移動規制機構１５０は、当該突出部１２０によって構成されている。特に図３（ａ）に示すように、接触面１１８は、突出部１２０の部分で金属パイプ材料１４を強く押さえつけることによって、当該金属パイプ材料１４に対する係合力を向上させている。図３（ｂ）に示すように、突出部１２０は、上側及び下側の電極１８に複数（ここでは２つずつ）形成されている。突出部１２０は、接触面１１８に均等に一定角度（ここでは９０°）で形成されている。ただし、突出部１２０の数量は限定されず、且つ、接触面１１８に均等に形成されていなくともよい。また、突出部１２０は、上側の電極１８、及び下側の電極１８の一方にのみに形成されていてもよい。また、突出部１２０は、球面状の形状をなして突出しているが、特に形状は限定されない。例えば、突出部１２０は、金属パイプ材料１４の軸方向又は周方向に延びるような形状を有していてもよい。なお、図面においては、理解を容易とするために突出部１２０の突出量を強調して記載している。一方、電極１７の接触面１１７には突出部１２０は形成されていない。

次に、本実施形態に係る成形装置１０の作用・効果について説明する。

まず、図６を参照して、比較例に係る成形装置について説明する。比較例に係る成形装置では、両方の電極１７，１８は、互いに略同じ係合力・摩擦力にて金属パイプ材料を保持している。加熱に伴って金属パイプ材料１４が膨張した場合は、両側の電極１７，１８から均等に金属パイプ材料１４が伸びるのではなく、僅かな係合力・摩擦力の差に応じて、いずれかの電極１７，１８側から金属パイプ材料が伸びていた。例えば、ある金属パイプ材料１４においては、図６（ｂ）に示すように電極１７側から金属パイプ材料１４が伸びる。一方、他の金属パイプ材料１４においては、図６（ｃ）に示すように電極１８側から金属パイプが伸びる。すなわち、成形対象となる金属パイプ材料１４ごとに膨張方向が変わっていた。このように、金属パイプ材料１４の膨張方向が変わることは、加熱後の工程の誤差に影響を与える場合があった。例えば、金属パイプ材料１４の膨張方向により、気体供給機構４０，４０のシール部材４４の押し込み量が変わるため、成形時の誤差に影響が及ぼされる場合がある。

これに対し、本実施形態に係る成形装置１０によれば、電極１７，１８は、成形金型１３に配置された金属パイプ材料１４を両端側で把持する。電極１８の接触面１１８には、金属パイプ材料１４の軸方向における金属パイプの移動を規制する移動規制機構１５０が設けられている。従って、電極１８及び電極１７が金属パイプ材料１４に電流を流して加熱した場合、図４（ｂ）に示すように、膨張した金属パイプ材料１４は、移動規制機構１５０が設けられた電極１８側で保持されて、電極１７側へ向かって伸びる。以上により、両側の電極１７，１８に対する金属パイプ材料１４の膨張方向をコントロールすることができる。

また、成形装置１０において、移動規制機構１５０は、電極１８の接触面１１８に形成された、金属パイプ材料１４に対して突出する突出部１２０によって構成される。電極１８の接触面１１８に形成された突出部１２０が金属パイプ材料１４に食い込んで係合することで、金属パイプの移動を単純な構成にて規制することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、図４に示すような突出部を用いて移動を規制する構成に代えて、電極間の摩擦力の差を用いて移動を規制してもよい。以下の構成では、一方の電極の金属パイプ材料１４に対する押し付け力を大きくすることで摩擦力を大きくしている。

すなわち、電極１７及び電極１８の一方には、一方の電極の接触面と金属パイプ材料１４との間の摩擦力を、他方の電極の接触面と金属パイプ材料１４との間の摩擦力に比して大きくする移動規制機構１５０が設けられている。「摩擦力」とは、接触面に対して金属パイプ材料１４の外周面が（例えば熱膨張などにより）軸方向に相対的に移動しようとする場合に、当該移動方向と逆向きに作用する力である。

本実施形態においては、電極１８の接触面１１８と金属パイプ材料１４との間の摩擦力は、電極１７の接触面１１７と金属パイプ材料１４との間の摩擦力に比して大きくなるように構成されている。すなわち、移動規制機構１５０は、電極１８の接触面１１８と金属パイプ材料１４との間の摩擦力を、電極１７の接触面１１７と金属パイプ材料１４との間の摩擦力に比して大きくする。この場合、電極１８が請求項における「第１の電極及び第２の電極の一方」に対応し、電極１７が請求項における「第１の電極及び第２の電極の他方」に対応する。なお、電極１７の接触面１１７と金属パイプ材料１４との間の摩擦力が、電極１８の接触面１１８と金属パイプ材料１４との間の摩擦力に比して大きくなるように構成されていてもよい。この場合、電極１７が請求項における「第１の電極及び第２の電極の一方」に対応し、電極１８が請求項における「第１の電極及び第２の電極の他方」に対応する。

より具体的には、図５（ａ）に示すように、電極１８の接触面１１８の金属パイプ材料１４に対する押し付け力Ｆ１は、電極１７の接触面１１７の金属パイプ材料１４に対する押し付け力Ｆ２より大きい。従って、電極１８及び電極１７が金属パイプ材料１４に電流を流して加熱した場合、図５（ｂ）に示すように、膨張した金属パイプ材料１４は、摩擦力の大きい電極１８側で保持されて、摩擦力の小さい電極１７側へ向かって伸びる。これにより、押し付け力を調整するだけの単純な設定にて、電極１８の接触面１１８と金属パイプ材料１４との間の摩擦力を大きくすることができる。なお、押し付け力の調整は、電極１８を駆動するアクチュエータ１６０の設定値と、電極１７を駆動するアクチュエータ１７０の設定値とで、異なる値を設定することで実現できる。当該形態では、移動規制機構１５０は、押し付け力が大きく設定されたアクチュエータ１６０によって構成される。

その他、電極の接触面と金属パイプ材料との間の摩擦力を調整する移動規制調整機構の構成は特に限定されない。例えば、接触面の粗さ調整を行うことで、摩擦力を調整してもよい。この場合は、他方の電極の接触面に比して粗度が高くされた接触面が移動規制機構に該当する。

なお、上述の実施形態では、流体供給部として気体供給機構が採用されていたが、流体は気体に限定されず、液体を供給してもよい。

また、図７～図９に示すように、成形装置は、軸方向における金属パイプ材料１４の端部の移動量を検出する検出部を更に備えてよい。これにより、金属パイプ材料１４を適切な膨張量にコントロールすることができる。

具体的には、図７に示すように、成形装置は、非接触で金属パイプ材料１４の端部１４ａの近接を検出する近接スイッチ２０１を備えてよい。なお、端部１４ａは、移動規制機構が設けられていない電極１７側の端部であり、金属パイプ材料１４は、他方の電極１８側にて移動規制機構で移動を規制されている。近接スイッチ２０１は、端部１４ａが所定の範囲まで近接した場合、当該近接を検出する。近接スイッチ２０１は、耐高磁場用のスイッチである。従って、通電加熱によって周囲が高磁場となっても、近接スイッチ２０１は、正常に検出を行うことができる。また、成形装置は、制御部７０を備える。制御部７０は、近接スイッチ２０１と電気的に接続されており、近接スイッチ２０１によって検出された検出結果を受信することができる。また、制御部７０は、電極１７,１８と電気的に接続されており、電極１７,１８の通電加熱を制御することができる。

ここで、金属パイプ材料１４が目標温度に達したときの膨張量（あるいは、加熱完了時における金属パイプ材料１４の全長）は、予め実験、計算等によって把握することができる。従って、近接スイッチ２０１は、金属パイプ材料１４が目標温度に達したときに端部１４ａが到達する到達予定位置は、予め把握することができる。従って、近接スイッチ２０１は、端部１４ａの当該到達予定位置に配置される。また、制御部７０は、近接スイッチ２０１が端部１４ａの近接を検出したタイミングで、通電加熱を停止する。これにより、近接スイッチ２０１の検出結果に基づいて、制御部７０は、金属パイプ材料１４が目標温度に達したタイミングで適切に通電加熱を停止することができる。

図８に示すように、成形装置は、金属パイプ材料１４の端部１４ａとの接触を検出するリミットスイッチ２０２を備えてよい。この場合も、端部１４ａは、移動規制機構が設けられていない電極１７側の端部であり、金属パイプ材料１４は、他方の電極１８側にて移動規制機構で移動を規制されている。リミットスイッチ２０２は、端部１４ａが上述の到達予定位置に到達した時に、端部１４ａと接触することで、当該到達を検出する。なお、リミットスイッチ２０２のキッカー部（端部１４ａとの接触部）は、耐熱性のある絶縁材料、例えばアルミナセラミックス等によって形成される。制御部７０は、リミットスイッチ２０２が端部１４ａとの接触を検出したタイミングで、通電加熱を停止する。これにより、リミットスイッチ２０２の検出結果に基づいて、制御部７０は、金属パイプ材料１４が目標温度に達したタイミングで適切に通電加熱を停止することができる。

図９に示すように、成形装置は、金属パイプ材料１４の端部１４ａの移動量を非接触で検出するカメラ型のセンサである撮像部２０３を備えてよい。この場合、端部１４ａは、移動規制機構が設けられていない電極１７側の端部であり、金属パイプ材料１４は、他方の電極１８側にて移動規制機構で移動を規制されていてよい。ただし、撮像部２０３を用いる場合は、電極１７，１８の両方で膨張による金属パイプ材料１４の移動が許容されてもよい（具体的な例は後述）。撮像部２０３は、端部１４ａの画像を取得することによって、端部１４ａの位置、すなわち端部１４ａの移動量を検出することができる。従って、撮像部２０３は、取得した画像に基づいて、端部１４ａが上述の到達予定位置に到達したことを検出する。なお、撮像部２０３は、端部１４ａの画像さえ取得できれば、配置は特に限定されず、通電加熱部から離れた位置に配置されていてよい。従って、撮像部２０３は、近接スイッチ２０１のように耐高磁場用のセンサでなくともよい。制御部７０は、撮像部２０３が端部１４ａが到達予定位置に到達したことを検出したタイミングで、通電加熱を停止する。これにより、撮像部２０３の検出結果に基づいて、制御部７０は、金属パイプ材料１４が目標温度に達したタイミングで適切に通電加熱を停止することができる。

また、変形例に係る成形装置として、図１０に示す構成を採用してもよい。図１０に示す移動規制機構は、金属パイプ材料１４の軸方向における電極１７側の端部（第１の端部）１４ａと接触することで、金属パイプ材料１４の移動を規制する規制部材（第１の規制部材）２１０と、金属パイプ材料１４の軸方向における電極１８側の端部（第２の端部）１４ｂと接触することで、金属パイプ材料１４の移動を規制する規制部材（第２の規制部材）２１１と、を備える。また、成形装置は、端部１４ａの移動量を検出する撮像部２０３と、端部１４ｂの移動量を検出する撮像部２０３と、を備える。

制御部７０は、撮像部２０３,２０３と電気的に接続されており、撮像部２０３,２０３によって検出された端部１４ａ，１４ｂの移動量を受信することができる。また、制御部７０は、電極１７,１８と電気的に接続されており、電極１７,１８の通電加熱及びクランプの開閉を制御することができる。

規制部材２１０は、端部１４ａと対向するように、軸方向と略垂直に広がる接触面２１０ａを有している。規制部材２１１は、端部１４ｂと対向するように、軸方向と略垂直に広がる接触面２１１ａを有している。規制部材２１０，２１１は、図示されない駆動部によって軸方向に移動することができる。制御部７０は、規制部材２１０，２１１と電気的に接続されており、規制部材２１０，２１１の軸方向の移動を制御することができる。

通電加熱前の状態においては、規制部材２１０，２１１は、各端部１４ａ，１４ｂから軸方向に離間する位置に配置されている。このとき、接触面２１０ａと接触面２１１ａとの間の軸方向の離間距離Ｌ１は、金属パイプ材料１４が目標温度に達したときの金属パイプ材料１４の全長（図１１（ｂ）の状態における金属パイプ材料１４の全長）と略同一に設定される。図１０においては、電極１７からの端部１４ａの突出量と、電極１８からの端部１４ｂの突出量が等しいため、端部１４ａからの規制部材２１０の離間距離と、端部１４ｂからの規制部材２１１の離間距離とは、同一に設定されている。ただし、電極１７からの端部１４ａの突出量と、電極１８からの端部１４ｂの突出量との関係によっては、端部１４ａからの規制部材２１０の離間距離と、端部１４ｂからの規制部材２１１の離間距離とは同一でなくともよい。

本変形例に係る電極１７，１８は、図４及び図５に示すような移動規制機構を有していない。従って、図１１（ａ）の通電加熱前の状態から通電加熱を開始すると、金属パイプ材料１４は、軸方向における両側へ向かって膨張する。端部１４ａ及び端部１４ｂの両方が軸方向における外側へ移動する。図１１（ｂ）に示すように、端部１４ａが規制部材２１０と接触した場合、端部１４ａは当該位置で停止し、端部１４ａの移動量はそれ以上増加しない。また、端部１４ｂが規制部材２１１と接触した場合、端部１４ｂは当該位置で停止し、端部１４ｂの移動量はそれ以上増加しない。

例えば、端部１４ａが規制部材２１０と接触するタイミングと、端部１４ｂが規制部材２１１と接触するタイミングが略同時である場合、規制部材２１０，２１１は、金属パイプ材料１４がそれ以上膨張によって伸びないように、膨張量をコントロールすることができる。

また、例えば、端部１４ａの方が先に規制部材２１０と接触した場合、端部１４ａの移動は規制部材２１０で規制される。それ以降は、金属パイプ材料１４は、移動が規制された端部１４ａの位置を基準として、電極１７側から電極１８側へ向かって膨張する。その後、端部１４ｂが規制部材２１１と接触する。これにより、規制部材２１０，２１１は、金属パイプ材料１４がそれ以上膨張によって伸びないように、膨張量をコントロールすることができる。なお、このように、端部１４ａと端部１４ｂとの間で、規制部材と接触するタイミングに差がでる場合、金属パイプ材料１４に座屈を生じさせないように、当該タイミングの差は、所定の許容値の範囲内におさまることが好ましい。許容値の範囲内におさまらない場合の動作については図１２～図１４を参照して後述する。あるいは、端部１４ａと端部１４ｂとの間で、規制部材と接触するタイミングに差がでる場合、電極１７，１８は、金属パイプ材料１４が軸方向にスライドし易い構成（クランプ力を緩めた構成や、摩擦力を小さくした構成）であることが好ましい。

上述のように、規制部材２１０，２１１間の離間距離Ｌ１は、目標温度に達したときの金属パイプ材料１４の全長に設定されている。従って、端部１４ａが規制部材２１０と接触し、且つ、端部１４ｂが規制部材２１１と接触したとき、制御部７０は、規制部材２１０に端部１４ａが接触し、且つ、規制部材２１１に端部１４ｂが接触したことに基づいて、金属パイプ材料１４が目標温度に到達したとみなす。制御部７０は、撮像部２０３の検出結果に基づいて、端部１４ａが規制部材２１０に接触したこと、及び端部１４ｂが規制部材２１１に接触したことを把握する。このとき、２００は、電極１７，１８による通電加熱を停止する。図１１（ｂ）に示す例では、電極１７からの規制部材２１０の離間距離と、電極１８からの規制部材２１１の離間距離は、同一に設定されている。従って、金属パイプ材料１４の端部１４ａの移動量、すなわち端部１４ａ側の膨張による伸びの量と、金属パイプ材料１４の端部１４ｂの移動量、すなわち端部１４ｂ側の膨張による伸びの量とは、均一となる。

以上の様に、変形例に係る成形装置において、移動規制機構は、金属パイプ材料１４の軸方向における電極１７側の端部１４ａと接触することで、金属パイプ材料１４の移動を規制する規制部材２１０と、金属パイプ材料１４の軸方向における電極１８側の端部１４ｂと接触することで、金属パイプ材料１４の移動を規制する規制部材２１１と、を備えている。これにより、金属パイプ材料１４の端部１４ａの膨張による移動は、規制部材２１０によって規制され、金属パイプ材料１４の端部１４ｂの膨張による移動は、規制部材２１１によって規制される。移動規制機構は、電極１７及び電極１８の両側において金属パイプ材料１４の端部１４ａ，１４ｂの移動量をコントロールすることができる。以上により、両側の電極１７，１８に対する金属パイプ材料１４の膨張の形態をコントロールすることができる。

上述の実施形態では金属パイプ材料１４は真っ直ぐに延びた形状を有しているが、全体的に湾曲したような形状を有していてもよい。この場合、金属パイプ材料１４内で温度の高低差が出来やすくなることで、膨張の形態が更に複雑になる。このような場合であっても、変形例に係る成形装置を用いることで、湾曲した金属パイプ材料の膨張の形態も適切にコントロールすることができる。

成形装置は、電極１７及び電極１８による加熱を制御する制御部７０を更に備え、制御部７０は、規制部材２１０に端部１４ａが接触し、且つ、規制部材２１１に端部１４ｂが接触したことに基づいて、金属パイプ材料１４が目標温度に到達したとみなす。これにより、制御部７０は、規制部材２１０及び規制部材２１１によって金属パイプ材料１４の両端部の移動量をコントロールすると共に、加熱の停止のタイミングも制御することができる。

成形装置は、端部１４ａ及び端部１４ｂの位置を非接触で検出することで、規制部材２１０に端部１４ａが接触し、且つ、規制部材２１１に端部１４ｂが接触したことを検出する、非接触型検出部である撮像部２０３を更に備える。この場合、規制部材２１０及び規制部材２１１に複雑な検出機構（規制部材２１０，２１１に作用する荷重を検出するような機構）などを設けなくとも、金属パイプ材料１４と規制部材２１０，２１１との接触を検出できる。ただし、成形装置は、撮像部２０３に代えて、規制部材２１０，２１１に作用する荷重を検出するような機構によって、端部１４ａ，１４ｂとの接触を検知してよい。

ここで、金属パイプ材料１４の端部１４ａ及び端部１４ｂのうち、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量よりも過度に大きい場合、電極１７，１８と金属パイプ材料１４との間の摩擦力によっては、膨張により移動しようとする一方の端部と規制部材との間の荷重が大きくなる。この場合、金属パイプ材料１４に座屈が生じる可能性もある。従って、制御部７０は、このような座屈を抑制するために、図１２～図１４に示すような制御を行ってよい。

制御部７０は、金属パイプ材料１４の端部１４ａ及び端部１４ｂのうち、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量よりも大きい事を検知することができる。制御部７０は、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量よりも大きい事を検知した場合、他方の端部側から一方の端部側へ規制部材２１０及び規制部材２１１を移動させる。

例えば、図１２（ａ）に示すように、端部１４ａの移動量が端部１４ｂの移動量よりも過度に大きい場合、端部１４ｂと規制部材２１１との間の離間距離が大きい状態であるにも関わらず、端部１４ａは規制部材２１０に早期に接触する。このような場合、制御部７０は、端部１４ａの移動量が端部１４ｂの移動量よりも過度に大きいことを検知する。制御部７０が当該事項を検知する検知方法は、特に限定されないが、次のような方法を採用してよい。例えば、制御部７０は、端部１４ａが接触した時における、端部１４ｂと規制部材２１１の離間距離が閾値を上回っているか否かを判定してよい。または、制御部７０は、端部１４ａが接触した時点からスタートして、接触時間をカウントし、当該カウントが閾値を上回っているか否かを判定してよい。あるいは、規制部材２１０に作用する荷重を検出可能な場合は、制御部７０は、金属パイプ材料１４の膨張によって端部１４ａから規制部材２１０が受ける荷重を検出し、当該荷重が閾値を超えたか否かを判定してよい。

図１２（ｂ）に示すように、制御部７０は、端部１４ａの移動量が端部１４ｂの移動量よりも大きい事を検知した場合、端部１４ｂ側から端部１４ａ側へ規制部材２１０及び規制部材２１１を移動させる。このとき、制御部７０が規制部材２１０，２１１を移動させるときの移動方法は特に限定されず、様々な方法を採用してよい。例えば、制御部７０は、金属パイプ材料１４が目標温度に達した時における端部１４ａの到達予定位置及び端部１４ｂの到達予定位置を推定し、それらの到達予定位置に規制部材２１０，２１１を移動させてよい。図１２（ｂ）に示す例では、規制部材２１０，２１１は、端部１４ａ，１４ｂの到達予定位置に移動している。推定方法は特に限定されないが、制御部７０は、端部１４ａが接触した時における、端部１４ｂと規制部材２１１の離間距離や、通電加熱開始から端部１４ａが規制部材２１０と接触するまでの時間などに基づいて推定してよい。なお、制御部７０は、図１２（ａ）に示す状態から、直接図１２（ｂ）に示す状態にしなくともよい。例えば、制御部７０は、端部１４ａが規制部材２１０と接触した後、一度、規制部材２１０，２１１を端部１４ａ，１４ｂから大きく離間させてよい。その後、制御部７０は、演算が完了してから、規制部材２１０，２１１を到達予定位置へ移動させてよい。

その後、端部１４ａ，１４ｂは、更に軸方向の外側へ移動し、図１３（ａ）に示すように、金属パイプ材料１４が目標温度に達したら、規制部材２１０，２１１と接触する。これにより、規制部材２１０，２１１は、金属パイプ材料１４がそれ以上膨張によって伸びないように、膨張量をコントロールすることができる。また、制御部７０は、当該タイミングにて、電極１７，１８による通電加熱を停止する。

なお、制御部７０は、図１２（ｂ）に示すように、規制部材２１０，２１１を端部１４ａ，１４ｂの到達予定位置まで移動しなくともよい。例えば、制御部７０は、規制部材２１０に端部１４ａが接触したら、一定距離だけ端部１４ａから離間するように規制部材２１０を移動させてよい。これと同時に、制御部７０は、同じ距離だけ、端部１４ｂに近づくように規制部材２１１を移動させる。制御部７０は、端部１４ａ，１４ｂが規制部材２１０，２１１に略同時に接触するまで、このような一定距離の規制部材２１０，２１１の移動を繰り返してよい。あるいは、制御部７０は、規制部材２１０の駆動部に対してフリーな状態とし、端部１４ａに押された分だけ移動するようにしてよい。一方、制御部７０は、規制部材２１０が端部１４ａに押された距離と同じ距離だけ、規制部材２１１を端部１４ｂに近付けるように移動させる。制御部７０は、端部１４ｂが規制部材２１１に接触した時点で、規制部材２１０，２１１の位置をロックする。

図１３（ａ）に示すように、金属パイプ材料１４が目標温度に到達した後、制御部７０は通電加熱を停止する。従って、金属パイプ材料１４は冷却されることにより、図１３（ｂ）に示すように、最も膨張量が大きい状態（図１３（ａ）の状態）から収縮する。従って、端部１４ａ，１４ｂは、軸方向の内側へ移動し、規制部材２１０，２１１から離間するように移動する。当該状態では、通電加熱が終了しているため、電極１７，１８は金属パイプ材料１４を完全にクランプしていなくともよい。従って、図１４（ａ）に示すように、電極１７，１８の金属パイプ材料１４のクランプ力を緩める。制御部７０は、規制部材２１０，２１１を軸方向の内側へ移動させて、端部１４ａ，１４ｂと接触する。そして、図１４（ｂ）に示すように、制御部７０は、規制部材２１０で端部１４ａを端部１４ｂ側へ押すことで、金属パイプ材料１４全体を軸方向に移動させ、金属パイプ材料１４の位置合わせを行う。制御部７０は、電極１７からの端部１４ａの突出量と、電極１８からの端部１４ｂの突出量が均一となるように、金属パイプ材料１４の位置合わせを行う。これにより、成形金型１３で金属パイプ材料１４を成形する際に、当該金属パイプ材料１４を最適な位置で成形することができる。

以上より、変形例に係る成形装置は、規制部材２１０及び規制部材２１１の軸方向の移動を制御する制御部７０を更に備え、制御部７０は、金属パイプ材料１４の端部１４ａ及び端部１４ｂのうち、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量よりも大きい事を検知した場合、他方の端部側から一方の端部側へ規制部材２１０及び規制部材２１１を移動させる。この場合、金属パイプ材料１４の端部１４ａ及び端部１４ｂのうち、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量より大きくなりすぎる場合に、膨張しようとする金属パイプ材料１４と規制部材との間に発生する荷重が大きくなりすぎることを抑制できる。

また、成形装置において、制御部７０は、電極１７及び電極１８による加熱の停止後、規制部材２１０及び規制部材２１１の少なくとも一方で金属パイプ材料１４を軸方向に押すことで、金属パイプ材料１４の軸方向の位置合わせを行ってよい。この場合、金属パイプ材料１４の端部１４ａ及び端部１４ｂのうち、一方の端部の移動量が他方の端部の移動量より大きくなりすぎる場合に、加熱中は金属パイプ材料１４に作用する荷重が大きくなりすぎることを抑制しつつ、加熱の停止後は、金属パイプ材料１４を成形に適した位置に位置合わせすることができる。

なお、成形装置が、端部１４ａの移動量を検出する撮像部２０３と、端部１４ｂの移動量を検出する撮像部２０３と、を備える場合、制御部７０は次のような制御を行うことができる。すなわち、制御部７０は、撮像部２０３で検出した端部１４ａの移動量と、端部１４ｂの移動量とに基づいて、金属パイプ材料１４の全長を把握することができる。従って、制御部７０は、規制部材２１０，２１１と端部１４ａ，１４ｂとが接触していない状態であっても、撮像部２０３の検出結果に基づき、金属パイプ材料１４の全長が目標温度に達したときの長さとなったことを把握できる。従って、制御部７０は、当該タイミングで、通電加熱を停止してもよい。

１０…成形装置、１３…成形金型、１４…金属パイプ材料、１７…電極（第１の電極、第２の電極）、１８…電極（第１の電極、第２の電極）、４０，４０…気体供給機構（第１の流体供給部、第２の流体供給部）、７０…制御部、１１７，１１８…接触面、１２０…突出部（移動規制機構）、１５０…移動規制機構、１６０…アクチュエータ（移動規制機構）、２０１…近接スイッチ（検出部）、２０２…リミットスイッチ（検出部）、２０３…撮像部（検出部、非接触型検出部）、２１０…規制部材（第１の規制部材）、２１１…規制部材（第２の規制部材）。

Claims (11)

1. 金属パイプ材料を成形する成形装置であって、
   前記金属パイプ材料を成形する成形金型と、
   前記金属パイプ材料の外表面を両側で保持し、電流を流して加熱する第１の電極及び第２の電極と、を備え、
   前記第１の電極には、
   前記金属パイプ材料の軸方向における前記金属パイプ材料の移動を規制し、前記金属パイプ材料の膨張の形態をコントロールする移動規制機構が設けられており、
   前記移動規制機構は、前記金属パイプ材料の膨張の形態として、前記金属パイプ材料の膨張方向を少なくともコントロールするものであり、前記第１の電極から前記第２の電極へ向かって前記金属パイプ材料を前記軸方向へ膨張させる、成形装置。
2. 前記移動規制機構は、前記第１の電極及び前記第２の電極の一方の接触面に形成された、前記金属パイプ材料に対して突出する突出部によって構成される、請求項１に記載の成形装置。
3. 前記移動規制機構は、前記第１の電極及び前記第２の電極の一方の接触面の、前記金属パイプ材料に対する押し付け力を、前記第１の電極及び前記第２の電極の他方の接触面の前記金属パイプ材料に対する押し付け力より大きくする、請求項１又は２に記載の成形装置。
4. 前記軸方向における前記金属パイプ材料の端部のうち、膨張によって移動する端部の移動量をコントロールする、請求項１～３の何れか一項に記載の成形装置。
5. 金属パイプ材料を成形する成形装置であって、
   前記金属パイプ材料を成形する成形金型と、
   前記金属パイプ材料の外表面を両側で保持し、電流を流して加熱する第１の電極及び第２の電極と、を備え、
   前記第１の電極及び前記第２の電極の少なくとも一方には、
   前記金属パイプ材料の軸方向における前記金属パイプ材料の移動を規制し、前記金属パイプ材料の膨張の形態をコントロールする移動規制機構が設けられており、
   前記移動規制機構は、前記金属パイプ材料の前記軸方向における端面と接触することで、前記金属パイプ材料の加熱時における膨張の形態として、前記金属パイプ材料の前記端面の移動量を少なくともコントロールする、成形装置。
6. 前記移動規制機構は、
   前記金属パイプ材料の前記軸方向における前記第１の電極側の第１の端面と接触することで、前記金属パイプ材料の移動を規制する第１の規制部材と、
   前記金属パイプ材料の前記軸方向における前記第２の電極側の第２の端面と接触することで、前記金属パイプ材料の移動を規制する第２の規制部材と、を備える、請求項５に記載の成形装置。
7. 前記第１の電極及び前記第２の電極による加熱を制御する制御部を更に備え、
   前記制御部は、前記第１の規制部材に前記第１の端面が接触し、且つ、前記第２の規制部材に前記第２の端面が接触したことに基づいて、前記金属パイプ材料が目標温度に到達したとみなす、請求項６に記載の成形装置。
8. 前記第１の規制部材及び前記第２の規制部材の前記軸方向の移動を制御する制御部を更に備え、
   前記制御部は、前記金属パイプ材料の前記第１の端面及び前記第２の端面のうち、一方の端面の移動量が他方の端面の移動量よりも大きい事を検知した場合、前記他方の端面側から前記一方の端面側へ前記第１の規制部材及び前記第２の規制部材を移動させる、請求項６又は７に記載の成形装置。
9. 前記制御部は、前記第１の電極及び前記第２の電極による加熱の停止後、前記第１の規制部材及び前記第２の規制部材の少なくとも一方で前記金属パイプ材料を前記軸方向に押すことで、前記金属パイプ材料の前記軸方向の位置合わせを行う、請求項８に記載の成形装置。
10. 前記第１の端面及び前記第２の端面の位置を非接触で検出することで、前記第１の規制部材に前記第１の端面が接触し、且つ、前記第２の規制部材に前記第２の端面が接触したことを検出する、非接触型検出部を更に備える、請求項６～９の何れか一項に記載の成形装置。
11. 前記軸方向における前記金属パイプ材料の端面の移動量を検出する検出部を更に備える、請求項１～１０の何れか一項に記載の成形装置。

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