(57)【要約】【課題】膨張成形時における金属パイプ材料の局所的な減肉を低減することができる成形システムを提供する。【解決手段】予備成形装置１は、断面形状が正円である金属パイプ材料１４Ｃに対して成形装置１０での膨張成形を実行すると仮定した場合に、少なくとも、断面視において最も早期に成形金型１３との接触により変形を開始する部分（領域ＥＡ５）を、金属パイプ材料１４の中心点ＣＰへ近づけるように、予備成形を行う。断面視において最も早期に成形金型１３との接触により変形を開始する部分（領域ＥＡ５）は、成形金型１３との接触に伴う冷却度合いが大きくなることによって、他の部分に比して膨張時において変形し難くなる部分である。当該箇所が予備成形によって領域ＥＢ５となり、金属パイプ材料１４の中心点ＣＰへ近づくことで、成形金型１３と接触に伴う冷却度合いを低減することができる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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システムであって、
前記金属パイプ材料の予備成形を行うことで、当該金属パイプ材料の断面形状を変形させる予備成形装置と、
予備成形された前記金属パイプ材料を加熱する加熱装置と、
加熱された前記金属パイプ材料を金型内に配置し、前記金属パイプ材料を膨張させて前記金属パイプを成形する成形装置と、を備え、
前記予備成形装置は、断面形状が正円である前記金属パイプ材料に対して前記成形装置での膨張成形を実行すると仮定した場合に、少なくとも、断面視において最も早期に前記金型との接触により変形を開始する部分を、前記金属パイプ材料の中心へ近づけるように、予備成形を行う、成形システム。
【請求項２】
前記予備成形装置は、前記金属パイプ材料のうち、長手方向の両端に対する予備成形を行うことなく、前記長手方向の中央部分に対する予備成形を行う、請求項１に記載の成形システム。
【請求項３】
前記成形装置は、前記金型の第１の金型と第２の金型を互いに離間させた状態で膨張成形を行う一次ブロー工程と、前記第１の金型と前記第２の金型とを型閉した状態で膨張成形を行う二次ブロー工程と、を行い、
前記予備成形装置は、断面形状が正円である前記金属パイプ材料に対して前記成形装置での前記一次ブロー工程を実行すると仮定した場合に、少なくとも最も早期に前記金型と接触する部分を、前記金属パイプ材料の中心へ近づけるように、予備成形を行う、請求項１又は２に記載の成形システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
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を備える成形システムが知られている。例えば、特許文献１に開示された成形装置では、加熱された状態の金属パイプ材料を金型内に配置し、金属パイプ材料に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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／０３８６９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、加熱された金属パイプ材料の膨張成形を実行するとき、金属パイプ材料の断面形状のうち、早く金型に接触する部分が生じる。金属パイプ材料の断面形状のうち、金型に接触した部分から冷却が開始されることで冷却度合いが大きくなり、当該部分は変形し難くなる。その結果、冷却度合いが大きい部分（変形し難い部分）と、冷却度合いが低い部分（変形し易い部分）とで、膨張時における変形量の差が大きくなる。そして、変形量が大きい部分は、膨張に伴って局所的な減肉の可能性がある。従って、このような膨張成形時における金属パイプ材料の局所的な減肉を低減することが求められている。
【０００５】
そこで、本発明は、膨張成形時における金属パイプ材料の局所的な減肉を低減することができる成形システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る成形システムは、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システムであって、金属パイプ材料の予備成形を行うことで、当該金属パイプ材料の断面形状を変形させる予備成形装置と、予備成形された金属パイプ材料を加熱する加熱装置と、加熱された金属パイプ材料を金型内に配置し、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と、を備え、予備成形装置は、断面形状が正円である金属パイプ材料に対して成形装置での膨張成形を実行すると仮定した場合に、少なくとも、断面視において最も早期に金型との接触により変形を開始する部分を、金属パイプ材料の中心へ近づけるように、予備成形を行う。
【０００７】
本発明に係る成形システムは、予備成形装置で金属パイプ材料を予備成形し、予備成形された金属パイプ材料を加熱装置で加熱し、加熱された金属パイプ材料を成形装置の金型内で膨張させることができる。予備成形装置は、成形装置の金型の形状に応じて金属パイプ材料を適切な形状に予備成形することができる。ここで、予備成形装置は、断面形状が正円である金属パイプ材料に対して成形装置での膨張成形を実行すると仮定した場合に、少なくとも、断面視において最も早期に金型との接触により変形を開始する部分を、金属パイプ材料の中心へ近づけるように、予備成形を行う。断面形状が正円である金属パイプ材料に対して成形装置での膨張成形を実行すると仮定した場合に、断面視において最も早期に金型との接触により変形を開始する部分は、金型との接触に伴う冷却度合いが大きくなることによって、他の部分に比して膨張時において変形し難くなる部分である。当該箇所が予備成形によって金属パイプ材料の中心へ近づくことで、金型と接触に伴う冷却度合いを低減することができる。すなわち、当該部分と他の部分との、膨張成形時における変形量の差を小さくすることができる。その結果、膨張成形時における金属パイプ材料の局所的な減肉を低減することができる。
【０００８】
成形システムにおいて、予備成形装置は、金属パイプ材料のうち、長手方向の両端に対する予備成形を行うことなく、長手方向の中央部分に対する予備成形を行ってよい。加熱装置が金属パイプ材料の長手方向の両端を支持することで加熱を行う場合、加熱装置の支持部を予備成形に係る形状に対応させる必要がなくなる。
【０００９】
成形システムにおいて、成形装置は、金型の第１の金型と第２の金型を互いに離間させた状態で膨張成形を行う一次ブロー工程と、第１の金型と第２の金型とを型閉した状態で膨張成形を行う二次ブロー工程と、を行い、予備成形装置は、断面形状が正円である金属パイプ材料に対して成形装置での一次ブロー工程を実行すると仮定した場合に、少なくとも最も早期に金型と接触する部分を、金属パイプ材料の中心へ近づけるように、予備成形を行ってよい。一次ブロー工程での第１の金型と第２の金型との間の離間距離は、二次ブロー工程に比して大きい。この場合、例えば、金属パイプ材料の周方向の一部では、膨張を行う前段階から金型と接触する部分が発生する一方、他の部分では金型と接触しない部分が発生し易い。すなわち、金属パイプ材料の周方向における、膨張時における変形量の差が大きくなりやすい。従って、一次ブロー工程で本願発明の構成を採用することで、本願発明の効果がより顕著となる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、膨張成形時における金属パイプ材料の局所的な減肉を低減することができる成形システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る成形システムの概略構成図である。
【図２】成形装置を示す概略構成図である。
【図３】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）は電極に気体供給ノズルを押し付けた状態を示す図、（ｃ）は電極の正面図である。
【図４】予備成形装置の構成を示す概略図である。
【図５】完成品に係る金属パイプ、及びそれに対応した形状の金型を示す断面図である。
【図６】金属パイプ材料を通電加熱しているときの金型の配置を示す断面図である。
【図７】一次ブロー工程を実行しているときの、金属パイプ材料と金型の位置関係を示す断面図である。
【図８】二次ブロー工程を実行しているときの、金属パイプ材料と金型の位置関係を示す断面図である。
【図９】正円の断面形状を有する金属パイプ材料と金型の位置関係を示す断面図である。
【図１０】金属パイプ材料の予備成形部と金型の位置関係を示す断面図である。
【図１１】変形例に係る金属パイプ、及びそれに対応した形状の金型を示す断面図である。
【図１２】正円の断面形状を有する金属パイプ材料と金型の位置関係を示す断面図である。
【図１３】金属パイプ材料の予備成形部と金型の位置関係を示す断面図である。
【図１４】変形例に係る金属パイプ、及びそれに対応した形状の金型を示す断面図である。
【図１５】正円の断面形状を有する金属パイプ材料と金型の位置関係を示す断面図である。
【図１６】金属パイプ材料の予備成形部と金型の位置関係を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
〈成形システムの構成〉
図１は、本実施形態に係る成形システムの概略構成図である。成形システムは、金属パイプ材料を膨張させて金属パイプを成形するシステムである。図１に示すように、成形システム２００は、予備成形装置１と、加熱装置２と、成形装置１０と、を備える。予備成形装置１は、金属パイプ材料の予備成形を行うことで、当該金属パイプ材料の断面形状を変形させる装置である。加熱装置２は、予備成形された金属パイプ材料を加熱する装置である。成形装置１０は、加熱された金属パイプ材料を金型内に配置し、金属パイプ材料を膨張させて金属パイプを成形する装置である。以降の説明では、まず成形装置１０について説明し、その後、予備成形装置１について説明する。なお、本実施形態では、加熱装置２は、成形装置１０に組み込まれている。
【００１４】
〈成形装置の構成〉
図２は、本実施形態に係る成形装置の概略構成図である。図２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（第１の金型）１２及び下型（第２の金型）１１からなる成形金型（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。
【００１５】
成形金型１３の一方である下型１１は、駆動機構８０を構成する後述のスライド１３０に固定されている。また、下型１１及びスライド１３０は、基台１５に支持されている。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が形成されている。
【００１６】
更に、下型１１の左右端（図２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
上型１２の左右端（図２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。
【００２０】
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９９がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９９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。
【００２１】
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３参照）、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９１，９９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。
【００２２】
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３参照）、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９１，９９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。
【００２３】
図２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。また、駆動機構８０は、下型１１を移動させるスライド１３０を備えている。スライド１３０は、図示されない駆動力伝達機構を介して、シャフト８２で発生した駆動力を利用して駆動してよい。あるいは、スライド１３０は、上型１２とは独立した駆動力発生部の駆動力を利用して駆動してもよい。
【００２４】
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。
【００２５】
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。なお、加熱機構５０及び電極１７，１８の組み合わせによって、加熱装置２が構成される。このように、本実施形態では、成形装置１０に加熱装置２が組み込まれている。
【００２６】
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３参照）。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３（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。
【００２７】
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。
【００２８】
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２に示す（Ａ）から情報が伝達されることによって、熱電対（不図示）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。
【００２９】
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。
【００３０】
〈成形金型及び金属パイプについて〉
次に、成形金型１３及び金属パイプ１００について説明する。図５は、完成品に係る金属パイプ１００、及びそれに対応した形状の成形面を有する下型１１及び上型１２を示す断面図である。なお、図５は上型１２及び下型１１が開いた状態であるため、厳密にはメインキャビティ部ＭＣ、サブキャビティ部ＳＣ１，ＳＣ２は形成されていない状態であるが、説明のためにこれらのキャビティ部を形成する金型形状に対応する部分に符号「ＭＣ」「ＳＣ１」「ＳＣ２」を付しておく。なお、図５は、成形直後の金属パイプ１００の姿勢を示している。以降の説明においては、当該姿勢を基準として「上」「下」「水平」などの語を用いるものとする。また、金属パイプ１００に対しては中心点ＣＰが設定されている。この中心点ＣＰは、金属パイプ１００の成形前の金属パイプ材料１４の断面形状の中心点を示している。また、中心点ＣＰを通過して水平方向に延びる基準線ＳＬ１、中心点ＣＰを通過して鉛直方向に延びる基準線ＳＬ２が設定される。
【００３１】
図５に示すように、金属パイプ１００は、内部空間を有するパイプ部１０１と、押しつぶされて平面状に構成されたフランジ部１０２，１０３と、を有する。フランジ部１０２，１０３は、パイプ部１０１の両端側から突出するように設けられる。フランジ部１０２は、パイプ部１０１の水平方向における一方側（図５の紙面右側）の端部に形成される。フランジ部１０３は、パイプ部１０１の水平方向における他端側（図５の紙面左側）の端部に形成される。フランジ部１０２とフランジ部１０３との間のパイプ部１０１の領域のうち、上側に配置される領域を上側領域１０４とし、下側に配置される領域を下側領域１０６とする。
【００３２】
上側領域１０４は、上型１２によって成形され、下側領域１０６は、下型１１によって成形される。パイプ部１０１は、複数の平板状の辺部によって構成されている。上側領域１０４は、辺部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃと、辺部１０４ａ，１０４ｂ間の湾曲部１０４ｄと、辺部１０４ｂ，１０４ｃ間の湾曲部１０４ｅと、を有する。辺部１０４ａは、フランジ部１０２から基準線ＳＬ２側へ向かって上方へ傾斜する。辺部１０４ｂは、辺部１０４ａから基準線ＳＬ２側へ向かって上方へ傾斜する。辺部１０４ｂの水平方向に対する傾斜角は、辺部１０４ａよりも小さい。辺部１０４ｃは、フランジ部１０３から基準線ＳＬ２側へ向かって上方へ傾斜する。
【００３３】
下側領域１０６は、辺部１０６ａ，１０６ｂと、辺部１０６ａ，１０６ｂ間の湾曲部１０６ｃと、を有する。辺部１０６ａは、フランジ部１０２から基準線ＳＬ２側へ向かって下方へ傾斜する。辺部１０６ｂは、フランジ部１０３から基準線ＳＬ２側へ向かって下方へ傾斜する。
【００３４】
フランジ部１０２，１０３は、金属パイプ材料１４の両端部を下型１１及び上型１２で挟み込んで押し潰すことによって成形される。フランジ部１０２，１０３は、金属パイプ材料１４の板厚の略２枚分の厚さを有している。フランジ部１０２の基端部（すなわち辺部１０４ａと辺部１０６ａとの交差部）は、基準線ＳＬ１よりも上側に配置される。フランジ部１０２は、基端部から幅方向外側へ向かって下方へ向かうように傾斜する。フランジ部１０３の基端部（すなわち辺部１０４ｃと辺部１０６ｂとの交差部）は、基準線ＳＬ１よりも下側に配置される。フランジ部１０３は、基端部から幅方向外側へ向かって下方へ向かうように傾斜する。
【００３５】
上型１２のキャビティ２４は、フランジ部１０２，１０３及びパイプ部１０１の上側領域１０４に対応する形状を有する。上型１２は、フランジ部１０２を形成するためのフランジ成形面Ｆ１，Ｆ２を有する。上型１２は、パイプ部１０１の上側領域１０４を形成するためのパイプ成形面Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７を有する。パイプ成形面Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７は、それぞれ上側領域１０４の辺部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ及び湾曲部１０４ｄ，１０４ｅを成形する。下型１１のキャビティ１６は、フランジ部１０２，１０３及びパイプ部１０１の下側領域１０６に対応する形状を有する。下型１１は、フランジ部１０２を形成するためのフランジ成形面Ｆ１１，Ｆ１２を有する。下型１１は、パイプ部１０１の下側領域１０６を形成するためのパイプ成形面Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５を有する。パイプ成形面Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５は、それぞれ下側領域１０６の辺部１０６ａ，１０６ｂ及び湾曲部１０６ｃを成形する。フランジ成形面Ｆ１，Ｆ１１は、互いに対向し、サブキャビティ部ＳＣ１を構成する面である。フランジ成形面Ｆ２，Ｆ１２は、互いに対向し、サブキャビティ部ＳＣ２を構成する面である。パイプ成形面Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６，Ｆ７とパイプ成形面Ｆ１３，Ｆ１４，Ｆ１５は、メインキャビティ部ＭＣを構成する面である。
【００３６】
〈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。金属パイプ材料１４は、予備成形装置１で予備成形されることで、楕円状の断面形状を有している（図６参照）。この金属パイプ材料１４を、例えばロボットアーム等の移送装置を用いて、下型１１側に備わる電極１７，１８上に載置（投入）する。すなわち、移送装置は、金属パイプ材料１４を加熱装置２へ配置する。このとき、移送装置は、型開状態とされた下型１１及び上型１２に対する金属パイプ材料１４の姿勢も調整する（図６）。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。
【００３７】
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９１，９９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。
【００３８】
なお、このとき、図３（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。
【００３９】
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。金属パイプ材料１４は、下型１１及び上型１２から離間した状態にて、通電加熱状態となる（図６参照）。
【００４０】
続いて、成形装置１０は、成形金型１３の下型１１と上型１２を互いに離間させた状態で膨張成形を行う一次ブロー工程と、下型１１と上型１２とを型閉した状態で膨張成形を行う二次ブロー工程と、を行う。まず、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。このとき、下型１１及び上型１２は、金属パイプ材料１４に対して上下方向に相対的に移動し、一次ブロー工程を行うための位置関係に設定される（図７参照）。上型１２は、スライド８１の移動に伴って下方へ移動する。下型１１は、スライド１３０の移動に伴って上方へ移動する。
【００４１】
一次ブロー工程を行うときの下型１１と上型１２との間の隙間は、金属パイプ材料１４を設置するとき（図６参照）よりも大きく、二次ブロー工程の型閉されたとき（図８参照）よりも小さい。当該状態では、フランジ成形面Ｆ１，Ｆ１１との間の隙間及び、フランジ成形面Ｆ２，Ｆ１２との間の隙間は、金属パイプ材料１４の板厚２枚分の厚みよりも大きい。なお、下型１１及び上型１２の一次ブロー工程における状態を「第１の型閉」と称する場合がある。
【００４２】
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３（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（一次ブロー）。
【００４３】
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。これにより、図７に示すように、金属パイプ材料１４は、第１の型閉の状態の下型１１及び上型１２各成形面の形状に合わせて変形する。このとき、金属パイプ材料１４のうちフランジ部１０２，１０３となる部分は、フランジ成形面Ｆ１，Ｆ１１との間の隙間、及びフランジ成形面Ｆ２，Ｆ１２との間の隙間に入り込むように膨張する。
【００４４】
図８に示すように、制御部７０は、駆動機構８０を制御して、第１の型閉の状態から更に成形金型１３を閉じて、下型１１及び上型１２を完全に型閉（第２の型閉）した状態とする。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が配置され、密閉される。このとき、サブキャビティ部ＳＣ１内では、フランジ成形面Ｆ１，Ｆ１１が、金属パイプ材料１４の一部を押し潰してフランジ部１０２を成形する。サブキャビティ部ＳＣ２内では、フランジ成形面Ｆ２，Ｆ１２が、金属パイプ材料１４の一部を押し潰してフランジ部１０３を成形する。制御部７０は、気体供給機構４０を制御して、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（二次ブロー）。これにより、メインキャビティ部ＭＣ内にパイプ部１０１が成形される。
【００４５】
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。
【００４６】
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、金属パイプを得る。
【００４７】
〈予備成形装置による予備成形について〉
次に、予備成形装置１によって予備成形された金属パイプ材料１４の形状、及び成形時における成形金型１３に対する金属パイプ材料１４の姿勢について説明する。図４に示すように、予備成形装置１は、上型３と下型４で金属パイプ材料１４を所望の形状に成形する。予備成形装置１は、金属パイプ材料１４のうち、長手方向の両端に対する予備成形を行うことなく、長手方向の中央部分に対する予備成形を行う。従って、予備成形後の金属パイプ材料１４は、長手方向の両端に非予備成形部１４Ｂを有し、中央部分を含む非予備成形部１４Ｂ以外の部分に予備成形部１４Ａを有する。非予備成形部１４Ｂは、正円の断面形状を有している。従って、電極１７，１８は、正円の断面形状である非予備成形部１４Ｂを把持することができる。
【００４８】
ここで、予備成形部１４Ａの形状について説明を行う前に、図９を参照して、正円の断面形状を有する金属パイプ材料１４Ｃを成形したと仮定した場合について説明する。なお、図９では、上型１２及び下型１１は、一次ブロー工程を行うための第１の型閉の位置に配置されている。また、第１の型閉の位置に配置された上型１２及び下型１１と、正円の金属パイプ材料１４Ｃとの位置関係を説明するために、上型１２及び下型１１は仮想線で示され、且つ、金属パイプ材料１４Ｃは、変形していない状態のものが示されている。ただし、実際には、上型１２及び下型１１を第１の型閉の位置へ配置した場合、金属パイプ材料１４Ｃのうち、上型１２及び下型１１と接触する部分は変形する。
【００４９】
図９に示すように、金属パイプ材料１４Ｃの周方向における六箇所の領域ＥＡ１，ＥＡ２，ＥＡ３，ＥＡ４，ＥＡ５，ＥＡ６について説明する。領域ＥＡ１は、金属パイプ材料１４Ｃの管壁のうち、中心点ＣＰとパイプ成形面Ｆ７との間に配置される領域である。領域ＥＡ１は、パイプ成形面Ｆ７から内周側へ大きく離間している。領域ＥＡ２は、金属パイプ材料１４Ｃの管壁のうち、中心点ＣＰとパイプ成形面Ｆ１５との間に配置される領域である。領域ＥＡ２は、パイプ成形面Ｆ１５から内周側へ大きく離間している。領域ＥＡ３は、金属パイプ材料１４Ｃの管壁のうち、フランジ成形面Ｆ２とフランジ成形面Ｆ１２との間に配置される領域である。領域ＥＡ３の外周側へ離間した位置には、フランジ部１０３の端部を規制する部分（不図示）が設けられている。領域ＥＡ４は、金属パイプ材料１４Ｃの管壁のうち、フランジ成形面Ｆ１とフランジ成形面Ｆ１１との間に配置される領域である。領域ＥＡ４の外周側へ離間した位置には、フランジ部１０２の端部を規制する部分（不図示）が設けられている。領域ＥＡ５は、金属パイプ材料１４Ｃの管壁のうち、中心点ＣＰから見て、パイプ成形面Ｆ５よりも外周側へ配置される領域である。領域ＥＡ５は、上型１２と重なるため、金属パイプ材料１４Ｃと上型１２との位置関係が第１の型閉の位置となる途中の段階にて、パイプ成形面Ｆ５と接触する。領域ＥＡ６は、金属パイプ材料１４Ｃの管壁のうち、中心点ＣＰから見て、パイプ成形面Ｆ１３よりも外周側へ配置される領域である。領域ＥＡ１３は、下型１１と重なるため、金属パイプ材料１４Ｃと下型１１との位置関係が第１の型閉の位置となる途中の段階にて、パイプ成形面Ｆ１３と接触する。
【００５０】
上述のような領域ＥＡ１，ＥＡ２，ＥＡ３，ＥＡ４，ＥＡ５，ＥＡ６のうち、領域ＥＡ１，ＥＡ２は、上型１２及び下型１１を第１の型閉の位置に配置した状態では、上型１２及び下型１１には接触しない。領域ＥＡ１，ＥＡ２は、一次ブローを行ったときに、上型１２及び下型１１に接触する。領域ＥＡ３，ＥＡ４は、一次ブローを行ったときも、上型１２及び下型１１に接触せず、上型１２及び下型１１を完全に型閉するときに、上型１２及び下型１１に接触する。領域ＥＡ１，ＥＡ２は、上型１２及び下型１１を第１の型閉の位置に配置した時点では、上型１２及び下型１１に接触し、且つ、当該接触によって変形している。すなわち、領域ＥＡ１，ＥＡ２は、第１の型閉の位置へ移動する途中の上型１２及び下型１１に接触する。このように、領域ＥＡ５，ＥＡ６は、断面形状が正円である金属パイプ材料１４Ｃに対して成形装置１０での膨張成形を実行すると仮定した場合に、断面視において、他の部分よりも早期に成形金型１３との接触により変形を開始する部分に該当する。なお、本実施形態では、金属パイプ材料１４Ｃと上型１２及び下型１１とを重ねて見た時、領域ＥＡ５の上型１２内に入り込む量は、領域ＥＡ６の下型１１に入り込む量よりも大きい。すなわち、領域ＥＡ５の上型１２との接触による変形量（中心点ＣＰ寄りに変形する量）は、領域ＥＡ６の下型１１との接触による変形量よりも大きい。領域ＥＡ５が、断面視において最も早期に金型との接触により変形を開始する部分に該当する。ただし、上型１２及び下型１１が第１の型閉の位置へ移動する際に、上型１２及び下型１１の中心点ＣＰからの上下方向の離間距離が等しく、移動開始のタイミングが等しく、且つ、移動速度も等しいことが条件となる。
【００５１】
これに対し、予備成形装置１は、図１０に示すような断面形状を有するように予備成形部１４Ａを成形する。予備成形部１４Ａは、長手方向に延びるような形状を有しており、全体的に楕円形状を有している。また、予備成形部１４Ａは、互いの離間距離が大きくなっているパイプ成形面Ｆ４とパイプ成形面Ｆ１４との間で長手方向が延びるに配置される。予備成形部１４Ａの中心点ＣＰは、図９に示す正円の断面形状を有する仮想的な金属パイプ材料１４Ｃの中心点ＣＰと同位置となる。
【００５２】
断面形状が正円である金属パイプ材料１４Ｃに対して成形装置１０での膨張成形を実行すると仮定した場合に、少なくとも、断面視において最も早期に成形金型１３との接触により変形を開始する部分が、金属パイプ材料１４の予備成形部１４Ａの中心点ＣＰへ近づくように、予備成形部１４Ａが配置される。具体的には、予備成形部１４Ａの周方向における領域のうち、仮想的に設定された金属パイプ材料１４Ｃの領域ＥＡ１，ＥＡ２，ＥＡ３，ＥＡ４，ＥＡ５，ＥＡ６と、周方向において同位置（中心点ＣＰを基準としたときの角度が同一）となる領域ＥＢ１，ＥＢ２，ＥＢ３，ＥＢ４，ＥＢ５，ＥＢ６を設定する。前述のように、領域ＥＡ５は、断面視において、最も早期に成形金型１３との接触により変形を開始する部分に該当する。このような領域ＥＡ５に対応する領域ＥＢ５は、楕円形状の短辺方向の端部付近の部分であるため、少なくとも領域ＥＡ５よりは、中心点ＣＰに近づく位置に配置される。また、領域ＥＡ６は、断面視において、他の部分よりも早期に成形金型１３との接触により変形を開始する部分に該当する。このような領域ＥＡ６に対応する領域ＥＢ６は、楕円形状の短辺方向の端部付近の部分であるため、少なくとも領域ＥＡ６よりは、中心点ＣＰに近づく位置に配置される。領域ＥＢ５，ＥＢ６は、第１の型閉の状態の成形金型１３と接触しているが、成形金型１３との接触による変形量は、領域ＥＡ５，ＥＢ６よりも小さい。
【００５３】
なお、領域ＥＢ１，ＥＢ２，ＥＢ３，ＥＢ４の中心点ＣＰに対する距離は、領域ＥＡ１，ＥＡ２，ＥＡ３，ＥＡ４と略同じである。一方、予備成形部１４Ａのうち、パイプ成形面Ｆ４と近接する部分、及びパイプ成形面Ｆ１４と近接する部分は、いずれも長手方向の端部に該当するため、正円の金属パイプ材料１４Ｃにおける対応部分よりも、成形金型１３に近い位置に配置される。以上により、予備成形部１４Ａの周方向の各部分における成形金型１３との接触態様は、正円の金属パイプ材料１４Ｃに比して、全体的に均一化が図られている。
【００５４】
次に、本実施形態に係る成形システム２００の作用・効果について説明する。
【００５５】
まず、比較例として、図９に示すように、正円の断面形状を有する金属パイプ材料１４Ｃを膨張成形する場合について説明する。この場合、金属パイプ材料１４Ｃの断面形状のうち、領域ＥＡ５，ＥＡ６では、他の部分に比して早期に成形金型１３に接触し、変形する。このように、金属パイプ材料１４Ｃのうち、成形金型１３に接触した部分から冷却が開始されることで、領域ＥＡ５，ＥＡ６での冷却度合いが大きくなり、当該部分は変形し難くなる。その結果、冷却度合いが大きい部分（変形し難い部分）と、冷却度合いが低い部分（変形し易い部分）とで、膨張時における変形量の差が大きくなる。そして、変形量が大きい部分は、膨張に伴って局所的な減肉する可能性がある。
【００５６】
本実施形態に係る成形システム２００は、予備成形装置１で金属パイプ材料１４を予備成形し、予備成形された金属パイプ材料１４を加熱装置２で加熱し、加熱された金属パイプ材料１４を成形装置１０の成形金型１３内で膨張させることができる。予備成形装置１は、成形装置１０の成形金型１３の形状に応じて金属パイプ材料１４を適切な形状に予備成形することができる。ここで、予備成形装置１は、断面形状が正円である金属パイプ材料１４Ｃに対して成形装置１０での膨張成形を実行すると仮定した場合に、少なくとも、断面視において最も早期に成形金型１３との接触により変形を開始する部分（領域ＥＡ５）を、金属パイプ材料１４の中心点ＣＰへ近づけるように、予備成形を行う。断面形状が正円である金属パイプ材料１４Ｃに対して成形装置１０での膨張成形を実行すると仮定した場合に、断面視において最も早期に成形金型１３との接触により変形を開始する部分（領域ＥＡ５）は、成形金型１３との接触に伴う冷却度合いが大きくなることによって、他の部分に比して膨張時において変形し難くなる部分である。当該箇所が予備成形によって領域ＥＢ５となり、金属パイプ材料１４の中心点ＣＰへ近づくことで、成形金型１３と接触に伴う冷却度合いを低減することができる。すなわち、当該部分（領域ＥＢ５，ＥＢ６）と他の部分（領域ＥＢ１，ＥＢ２，ＥＢ３，ＥＢ４）との、膨張成形時における変形量の差を小さくすることができる。その結果、膨張成形時における金属パイプ材料１４の局所的な減肉を低減することができる。
【００５７】
成形システム２００において、予備成形装置１は、金属パイプ材料１４のうち、長手方向の両端に対する予備成形を行うことなく、長手方向の中央部分に対する予備成形を行う。加熱装置２が金属パイプ材料１４の長手方向の両端を支持することで加熱を行う場合、加熱装置２の支持部である電極１７，１８を予備成形部１４Ａの形状に対応させる必要がなくなる。
【００５８】
成形システム２００において、成形装置１０は、成形金型１３の下型１１と上型１２を互いに離間させた状態で膨張成形を行う一次ブロー工程と、下型１１と上型１２とを型閉した状態で膨張成形を行う二次ブロー工程と、を行い、予備成形装置１は、断面形状が正円である金属パイプ材料１４Ｃに対して成形装置１０での一次ブロー工程を実行すると仮定した場合に、少なくとも最も早期に成形金型１３と接触する部分を、金属パイプ材料１４の中心点ＣＰへ近づけるように、予備成形を行ってよい。一次ブロー工程での下型１１と上型１２との間の離間距離は、二次ブロー工程に比して大きい。この場合、例えば、金属パイプ材料１４の周方向の一部では、膨張を行う前段階から成形金型１３と接触する部分が発生する一方、他の部分では成形金型１３と接触しない部分が発生し易い。すなわち、金属パイプ材料の周方向における、膨張時における変形量の差が大きくなりやすい。従って、一次ブロー工程で実施形態に係る成形システム２００の構成を採用することで、効果がより顕著となる。
【００５９】
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、成形装置の全体構成は図１に示すものに限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００６０】
例えば、上述の実施形態では、加熱装置２は、成形装置１０に組み込まれていた。これに代えて、加熱装置２として、加熱炉のように、成形装置１０に組み込まれていないものを採用してもよい。
【００６１】
また、成形金型１３の構成、及びそれによって得られる金属パイプの形状は、上述の実施形態に限定されない。例えば、図１１〜図１３に示すような金属パイプ１５０を成形する際に、金属パイプ材料１４を予備成形装置１で予備成形してよい。図１１に示すように、金属パイプ１５０は、水平方向に長手方向を有する矩形状のパイプ部１５１と、パイプ部１５１の両端で水平方向に延びるフランジ部１５２，１５３を有する。パイプ部１５１は、上方へ凸となる上側領域１５４と、下側へ凸となる下側領域１５６を有する。上型１２は、パイプ部１５１の上側領域１５４を成形するパイプ成形面Ｆ２３，Ｆ２４，Ｆ２５と、フランジ部１５２，１５３を成形するフランジ成形面Ｆ２１，Ｆ２２を有する。下型１１は、パイプ部１５１の下側領域１５６を成形するパイプ成形面Ｆ３３，Ｆ３４，Ｆ３５と、フランジ部１５２，１５３を成形するフランジ成形面Ｆ３１，Ｆ３２を有する。
【００６２】
図１２に示すように、第１の型閉の位置にある成形金型１３に対して、正円の断面形状を有する金属パイプ材料１４Ｃを配置した場合、金属パイプ材料１４Ｃの上下方向の両端部の領域ＥＡ１１，ＥＡ１２が、最も早期に成形金型１３との接触により変形する部分に該当する。従って、図１３に示すように、予備成形装置１は、領域ＥＡ１１，ＥＡ１２に対応する領域ＥＢ１１，ＥＢ１２を、中心点ＣＰへ近付けるように予備成形を行う。ここでは、予備成形装置１は、楕円の断面形状を有し、短手方向の両端部が上下方向の両端部となるような予備成形部１４Ａを成形する。このとき、予備成形部１４Ａの長手方向の両端部は、フランジ成形面Ｆ４１，５１に挟まれる部分、及びフランジ成形面Ｆ４２，Ｆ５２に挟まれる部分に配置される。
【００６３】
また、例えば、図１４〜図１６に示すような金属パイプ１６０を成形する際に、金属パイプ材料１４を予備成形装置１で予備成形してよい。図１４に示すように、金属パイプ１６０は、上下方向に長手方向を有する矩形状のパイプ部１６１と、パイプ部１６１の両端で水平方向に延びるフランジ部１６２，１６３を有する。パイプ部１６１は、上方へ凸となる上側領域１６４と、下側へ凸となる下側領域１６６を有する。上型１２は、パイプ部１６１の上側領域１６４を成形するパイプ成形面Ｆ４３，Ｆ４４，Ｆ４５と、フランジ部１６２，１６３を成形するフランジ成形面Ｆ４１，Ｆ４２を有する。下型１１は、パイプ部１６１の下側領域１６６を成形するパイプ成形面Ｆ５３，Ｆ５４，Ｆ５５と、フランジ部１６２，１６３を成形するフランジ成形面Ｆ５１，Ｆ５２を有する。
【００６４】
図１５に示すように、第１の型閉の位置にある成形金型１３に対して、正円の断面形状を有する金属パイプ材料１４Ｃを配置した場合、金属パイプ材料１４Ｃのうち、上型１２及び下型１１の四方の角部に対応する領域ＥＡ２１，ＥＡ２２，ＥＡ２３，ＥＡ２４が、最も早期に成形金型１３との接触により変形する部分に該当する。従って、図１６に示すように、予備成形装置１は、領域ＥＡ２１，ＥＡ２２，ＥＡ２３，ＥＡ２４に対応する領域ＥＢ２１，ＥＢ２２，ＥＢ２３，ＥＢ２４を、中心点ＣＰへ近付けるように予備成形を行う。ここでは、予備成形装置１は、楕円の断面形状を有し、長手方向の両端部が上下方向の両端部となるような予備成形部１４Ａを成形する。このとき、予備成形部１４Ａの短手方向の両端部は、フランジ成形面Ｆ４１，５１に挟まれる部分、及びフランジ成形面Ｆ４２，Ｆ５２に挟まれる部分に配置される。これにより、領域ＥＢ２１，ＥＢ２２，ＥＢ２３，ＥＢ２４と、上型１２及び下型１１の四方の角部とが重なる量を減らすことができる。
【００６５】
上述の実施形態では、下型１１がスライド１３０によって上下方向に駆動していた。これに代えて、下型１１が固定されて移動を行わない構成を採用してもよい。この場合、電極１７，１８が金属パイプ材料１４を保持したままで上方へ移動した状態で通電加熱を行い、一次ブロー工程では、下方へ移動することで、下型１１へ金属パイプ材料１４を近付ける。
【００６６】
なお、上述の実施形態では、第１の型閉の位置に配置された成形金型１３に対して、仮想的な金属パイプ材料１４Ｃ、及び予備成形された予備成形部１４Ａは、の何れかの位置が一次ブロー前から接触していた。これに代えて、仮想的な金属パイプ材料１４Ｃ、及び予備成形された予備成形部１４Ａのいずれの位置も、一次ブロー前に成形金型１３に接触しなくてもよい。この場合、「断面視において最も早期に金型との接触により変形を開始する部分」は、一次ブローによって膨張したときに、成形金型１３と接触する部分が該当する。
【符号の説明】
【００６７】
１…予備成形装置、２…加熱装置、１０…成形装置、１１…下型（第１の金型）、１２…上型（第２の金型）、１３…成形金型（金型）１４…金属パイプ材料。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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