(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属パイプをブロー成形する成形装置であって、
金属パイプ材料を加熱し、
加熱した金属パイプ材料に、気体を供給して膨張させる気体供給部と、
前記膨張した前記金属パイプ材料を接触させて前記金属パイプを成形する金型が取り付けられる金型取付部と、
前記金属パイプ材料から前記気体を排出する気体排出部と、
前記気体の圧力を検出する圧力センサと、を備え、
前記気体供給部は、
前記気体を圧縮する気体圧縮部と、
前記気体圧縮部で圧縮された前記気体を前記金属パイプ材料へ移送する供給ラインと、を備え、
前記気体排出部は、
排出される前記気体を移送する排出ラインを備え、
前記圧力センサは、前記供給ライン及び前記排出ラインにそれぞれ設けられている成形装置。
【請求項２】
前記気体排出部による前記気体の排出を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記圧力センサによって検出された前記供給ライン又は前記排出ラインにおける前記気体の前記圧力が閾値以上である場合に、前記気体排出部により前記気体の排出量を調整する請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記供給ラインは、前記気体を前記金属パイプ材料へ移送する第１の供給ライン及び第２の供給ラインを有し、
前記排出ラインは、前記金属パイプ材料から排出される前記気体を移送する第１の排出ライン及び第２の排出ラインを有し、
前記圧力センサは、前記第１の排出ライン及び前記第２の排出ラインのそれぞれに設けられている請求項１又は２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記圧力センサは、前記第１の供給ライン及び前記第２の供給ラインのそれぞれに設けられている請求項３に記載の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属パイプを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、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、金属パイプ材料を金型内に配置し、金型を型閉した状態で金属パイプ材料内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】特開２０１２−０００６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、成形装置では、金属パイプ材料を好適に膨張させるために、金属パイプ材料内における気体の圧力を精度良く調整する必要がある。しかし、従来の成形装置では、金属パイプ材料内における気体の圧力の調整は、気体の供給元の圧力をコントロールすることのみにより行われていた。このため、成形装置に異常が発生すると、金属パイプ材料内における気体の圧力を精度良く調整できなくなる場合がある。この場合、金属パイプ材料内の気体の圧力が過度に上昇する虞がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、金属パイプ材料内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる成形装置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】
本発明に係る成形装置は、金属パイプをブロー成形する成形装置であって、金属パイプ材料に気体を供給して膨張させる気体供給部と、膨張した金属パイプ材料を接触させて金属パイプを成形する金型が取り付けられる金型取付部と、金属パイプ材料から気体を排出する気体排出部と、気体の圧力を検出する圧力検出部と、を備え、気体供給部は、気体を圧縮する気体圧縮部と、気体圧縮部で圧縮された気体を金属パイプ材料へ移送する供給ラインと、を備え、気体排出部は、排出される気体を移送する排出ラインを備え、圧力検出部は、供給ライン及び排出ラインにそれぞれ設けられている。
【０００７】
本発明に係る成形装置では、気体圧縮部で圧縮された気体が供給ラインによって金属パイプ材料へ移送され、この気体の圧力により金属パイプ材料が膨張する。そして、膨張した金属パイプ材料は、金型取付部に取り付けられた金型に接触することで金属パイプに成形される。その後、金属パイプ材料内の気体は、排出ラインを移送されて排出される。ここで、供給ライン及び排出ラインにそれぞれ設けられた圧力検出部によって、供給ライン内及び排出ライン内の気体の圧力が検出される。このため、金属パイプ材料の上流側及び下流側における気体の圧力が検出されることとなる。従って、金属パイプ材料内の気体に異常な圧力変化が生じた場合であっても、その圧力変化を検出して対応することが可能となる。よって、金属パイプ材料内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【０００８】
また、本発明に係る成形装置は、気体排出部による気体の排出を制御する制御部を備え、制御部は、圧力検出部によって検出された供給ライン又は排出ラインにおける気体の圧力が閾値以上である場合に、気体排出部により気体の排出量を調整してもよい。これにより、金属パイプ材料内の気体の圧力が過度に上昇した場合に、制御部は、気体排出部によって金属パイプ材料内からの気体の排出量を調整することができる。よって、金属パイプ材料内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【０００９】
また、本発明に係る成形装置において、供給ラインは、気体を金属パイプ材料へ移送する第１の供給ライン及び第２の供給ラインを有し、排出ラインは、金属パイプ材料から排出される気体を移送する第１の排出ライン及び第２の排出ラインを有し、圧力検出部は、第１の排出ライン及び第２の排出ラインのそれぞれに設けられていてもよい。この場合、一対の供給ラインを介して気体を金属パイプ材料へ移送することにより、金属パイプ材料を素早く膨張させ、短時間で金属パイプを成形することができる。また、一対の排出ラインのそれぞれに圧力検出部が設けられることにより、検出される圧力の信頼性が向上し、金属パイプ材料内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【００１０】
また、本発明に係る成形装置において、圧力検出部は、第１の供給ライン及び第２の供給ラインのそれぞれに設けられていてもよい。この場合、気体を金属パイプ材料へ吹き込む部位の直前に圧力検出部を設けることができるため、検出される圧力の信頼性が向上し、金属パイプ材料内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、金属パイプ材料内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る成形装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であって、ブロー成形金型の概略断面図である。
【図３】図１に示すブロー機構の概略構成図である。
【図４】成形装置による製造工程を示す図であって、（ａ）は金型内に金属パイプ材料がセットされた状態を示す図、（ｂ）は金属パイプ材料が電極に保持された状態を示す図である。
【図５】成形装置によるブロー成形工程を示す図である。
【図６】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であり、（ｂ）は電極にブロー機構が当接した状態を示す図であり、（ｃ）は電極の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
〈成形装置の構成〉
図１に示しているように、金属パイプを成形する成形装置１０は、上型１２及び下型１１からなるブロー成形金型（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スライド（金型取付部）８２と、スライド８２を移動させるための駆動力を発生させる駆動部８１と、上型１２と下型１１との間に金属パイプ材料１４を水平に保持するパイプ保持機構３０と、このパイプ保持機構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、ブロー成形金型１３を強制的に水冷する水循環機構７２と、加熱された金属パイプ材料１４に高圧ガスを吹込むブロー機構（気体供給部）６０と、金属パイプ材料１４から高圧ガスを排出する排気機構（気体排出部）９０と、ブロー機構６０における高圧ガスの圧力を検出する供給側圧力センサ（圧力検出部）９１と、排気機構９０における高圧ガスの圧力を検出する排出側圧力センサ（圧力検出部）９２と、駆動部８１、パイプ保持機構３０、ブロー成形金型１３の動作、排気機構９０による高圧ガスの排出、加熱機構５０及びブロー機構６０を制御する制御部７０と、を備えて構成されている。なお、以下の説明では、成形後のパイプを金属パイプ８０（図２（ｂ）参照）と称し、完成に至る途中の段階のパイプを金属パイプ材料１４と称するものとする。
【００１４】
下型１１は、金型取付台（金型取付部）８４を介して大きな基台１５に固定されている。ブロー成形金型１３は、成形品の形状等に応じて、取り替えることが可能である。ブロー成形金型１３の取り替えの際は、下型１１が金型取付台８４から取り外され、新たな下型１１が金型取付台８４に取り付けられる。または、下型１１が基台１５と共に取り外され、新たな下型１１が設けられた他の基台１５へ交換されるようにしてもよい。また下型１１は、大きな鋼鉄製ブロックで構成されて、その上面にキャビティ（凹部）１６を備える。更に下型１１の左右端（図１において左右端）近傍には電極収納スペース１１ａが設けられ、当該スペース１１ａ内にアクチュエータ（図示しない）で上下に進退動可能に構成された第１電極１７と第２電極１８を備えている。これら第１、第２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が形成されていて（図６（ｃ）参照）、当該凹溝１７ａ、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。また、第１、第２電極１７、１８の正面は凹溝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、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で上下移動自在に支持されている。
【００１５】
なお、下型１１側に位置する一対の第１、第２電極１７、１８はパイプ保持機構３０を兼ねており、金属パイプ材料１４を、上型１２と下型１１との間に昇降可能に水平に支えることができる。また、熱電対２１は測温手段の一例を示したに過ぎず、輻射温度計や光温度計のような非接触型温度センサであってもよい。なお、通電時間と温度との相関が得られれば、測温手段は省いて構成することも十分可能である。
【００１６】
上型１２は、下面にキャビティ（凹部）２４を備え、冷却水通路２５を内蔵した大きな鋼鉄製ブロックである。上型１２は、上端部をスライド８２に固定されている。ブロー成形金型１３の取り替えの際は、上型１２がスライド８２から取り外され、新たな上型１２がスライド８２に取り付けられる。そして、上型１２が固定されたスライド８２は、加圧シリンダ２６で吊され、ガイドシリンダ２７で横振れしないようにガイドされる。本実施形態に係る駆動部８１は、スライド８２を移動させるための駆動力を発生させるサーボモータ８３を備えている。駆動部８１は、加圧シリンダ２６を駆動させる流体（加圧シリンダ２６として油圧シリンダを採用する場合は、動作油）を当該加圧シリンダ２６へ供給する流体供給部によって構成されている。制御部７０は、駆動部８１のサーボモータ８３を制御することによって、加圧シリンダ２６へ供給する流体の量を制御することにより、スライド８２の移動を制御することができる。なお、駆動部８１は、上述のように加圧シリンダ２６を介してスライド８２に駆動力を付与するものに限られず、例えば、スライド８２に駆動部を機械的に接続させてサーボモータ８３が発生する駆動力を直接的に又は間接的にスライド８２へ付与するものであってもよい。例えば、スライド８２を偏心軸に取り付けると共に、この偏心軸をサーボモータ等で回転させる機構も採用できる。なお、本実施形態では、上型１２のみが移動するものであるが、上型１２に加えて下型１１も、または上型１２に代えて下型１１が、移動するものであってもよい。また、本実施形態では、駆動部８１がサーボモータ８３を備えていなくともよい。
【００１７】
また上型１２の左右端（図１において左右端）近傍に設けられた電極収納スペース１２ａ内には、下型１１と同じく、アクチュエータ（図示しない）で上下に進退動可能に構成された第１電極１７と第２電極１８を備えている。これら第１、第２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が形成されていて（図６（ｃ）参照）、当該凹溝１７ａ、１８ａに丁度金属パイプ材料１４が嵌合可能とされている。また、第１、第２電極１７、１８の正面（金型の外側方向の面）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。即ち、上下一対の第１、第２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、丁度金属パイプ材料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ように構成されている。
【００１８】
図２は、ブロー成形金型１３の概略断面を示している。これは図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿うブロー成形金型１３の断面図であって、ブロー成形時の金型位置の状態を示している。図２に示すように、基準ラインＳを型閉した際の下型１１の上面及び上型１２の下面の位置とすると、下型１１の上面には基準ラインＳから離れる方向（下側）へ凹む矩形状の凹部１１ｂが形成されており、上型１２の下面には、下型１１の凹部１１ｂと対向する位置に基準ラインＳから離れる方向（上側）へ凹む矩形状の凹部１２ｂが形成されている。また、下型１１の上面には、凹部１１ｂの左右方向における一方側（図２において左側）に矩形状の凸部１１ｃが形成されており、凹部１１ｂの左右方向における他方側（図２において右側）に矩形状の凹部１１ｄが形成されている。また、上型１２の下面には、下型１１の凸部１１ｃと対応する位置に矩形状の凹部１２ｄが形成されており、凹部１１ｄと対応する位置に矩形状の凸部１２ｃが形成されている。ブロー成形金型１３が閉じられた状態においては、下型１１の凹部１１ｂと上型１２の凹部１２ｂが組み合わされることによって、矩形状の空間であるメインキャビティ部ＭＣが形成される。このとき、下型１１の凸部１１ｃと上型１２の凹部１２ｄとが嵌合し、下型１１の凹部１１ｄと上型１２の凸部１２ｃとが嵌合する。図２（ａ）に示すように、メインキャビティ部ＭＣ内に配置された金属パイプ材料１４は、膨張することによって図２（ｂ）に示すようにメインキャビティ部ＭＣの内壁面と接触し、当該メインキャビティ部ＭＣの形状（ここでは断面矩形状）に成形される。ただし、図２に示すブロー成形金型１３の断面形状は一例に過ぎず、適宜変更してよい。
【００１９】
加熱機構５０は、電源５１と、この電源５１から延びて第１電極１７と第２電極１８に接続している導線５２と、この導線５２に介設したスイッチ５３とを有してなる。
【００２０】
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や上型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。
【００２１】
図１及び図３に示すように、ブロー機構６０は、気体を圧縮することで高圧ガスとするコンプレッサ等の気体圧縮部６１と、この気体圧縮部６１で圧縮された高圧ガスを溜めるアキュムレータ６２と、気体圧縮部６１で圧縮された高圧ガスをシリンダユニット４２へ移送するシリンダ駆動用供給ラインＬ１と、このシリンダ駆動用供給ラインＬ１に介設されている圧力制御弁６４及び切替弁６５と、気体圧縮部６１で圧縮された高圧ガスを金属パイプ材料１４へ移送する成形用供給ライン（供給ライン）Ｌ２と、成形用供給ラインＬ２に介設されているオンオフ弁６８，１０２及び逆止弁６９と、を備える。なお、図１に示す例では、シリンダ駆動用供給ラインＬ１及び成形用供給ラインＬ２は、気体圧縮部６１とアキュムレータ６２との間では共通したラインとして構成され、アキュムレータ６２にて分岐している。なお、シール部材４４の先端は先細となるようにテーパー面４５が形成されており、第１、第２電極のテーパー凹面１７ｂ、１８ｂに丁度嵌合当接することができる形状に構成されている（図６参照）。なお、シール部材４４は、シリンダロッド４３を介してシリンダユニット４２に連結されていて、シリンダユニット４２の作動に合わせて進退動することが可能となっている。また、シリンダユニット４２はブロック４１を介して基台１５上に載置固定されている。
【００２２】
圧力制御弁６４は、シール部材４４側から要求される押力に適応した作動圧力の高圧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、成形用供給ラインＬ２内で高圧ガスが逆流することを防止する役割を果たす。制御部７０は、図１において熱電対２１に接続された部分（Ａ）から制御部７０へ接続された部分（Ａ）へ情報が伝達されることで、熱電対２１から温度情報を取得し、加圧シリンダ２６、スイッチ５３、切替弁６５及びオンオフ弁６８等を制御する。
【００２３】
成形用供給ラインＬ２は、気体圧縮部６１とアキュムレータ６２とを接続するラインＬ１１と、アキュムレータ６２からシール部材４４側へ向かって延びるラインＬ１２と、ラインＬ１２から分岐して金属パイプ材料の一端側へ向かう第１の供給ラインＬ１３Ａと、ラインＬ１２から分岐して金属パイプ材料の他端側へ向かう第２の供給ラインＬ１３Ｂと、を備えている。
【００２４】
第１の供給ラインＬ１３Ａの下流側の先端部には、一方のシール部材４４Ａが形成されている。シール部材４４Ａは、金属パイプ材料１４の端部をシールすると共に第１の供給ラインＬ１３Ａで移送される高圧ガスを金属パイプ材料１４へ吹き込む。シール部材４４Ａには、その内部を貫通するように、金属パイプ材料１４内へ供給される高圧ガスの流路が形成されている。第１の供給ラインＬ１３Ａにはオンオフ弁１０２が設けられている。
【００２５】
第２の供給ラインＬ１３Ｂの下流側の先端部には、他方のシール部材４４Ｂが形成されている。シール部材４４Ｂは、金属パイプ材料１４の端部をシールすると共に第２の供給ラインＬ１３Ｂで移送される高圧ガスを金属パイプ材料１４へ吹き込む。シール部材４４Ｂには、その内部を貫通するように、金属パイプ材料１４内へ供給される高圧ガスの流路が形成されている。第２の供給ラインＬ１３Ｂにはオンオフ弁１０２が設けられている。
【００２６】
排気機構９０は、金属パイプ材料１４から排出される高圧ガスを移送する排出ラインＬ３と、排出ラインＬ３に介設されている排出量調整バルブ１０３と、排出ラインＬ３の下流側の先端部に設けられたマフラー１０１と、を備える。排出ラインＬ３は、金属パイプ材料１４の一端側から延びる第１の排出ラインＬ１４Ａと、金属パイプ材料１４の他端側から延びる第２の排出ラインＬ１４Ｂと、を有する。マフラー１０１は、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂのそれぞれの下流側の先端部に設けられている。
【００２７】
第１の排出ラインＬ１４Ａの上流側の先端部には、一方のシール部材４４Ａが形成されている。シール部材４４Ａは、金属パイプ材料１４の端部をシールすると共に金属パイプ材料１４から排出される高圧ガスを第１の供給ラインＬ１３Ａへ送り出す。シール部材４４Ａには、その内部を貫通するように、金属パイプ材料１４内から排出される高圧ガスの流路が形成されている。
【００２８】
第２の排出ラインＬ１４Ｂの上流側の先端部には、他方のシール部材４４Ｂが形成されている。シール部材４４Ｂは、金属パイプ材料１４の端部をシールすると共に金属パイプ材料１４から排出される高圧ガスを第２の供給ラインＬ１３Ｂへ送り出す。シール部材４４Ｂには、その内部を貫通するように、金属パイプ材料１４内から排出される高圧ガスの流路が形成されている。
【００２９】
排出量調整バルブ１０３は、金属パイプ材料１４から排出ラインＬ３を介して排出される高圧ガスの排出量を調整するためのバルブである。一例として、ここでは、排出量調整バルブ１０３は、バルブ開度を変化させることによって高圧ガスの排出量を調整する構成とされている。排出量調整バルブ１０３は、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂのそれぞれに設けられている。
【００３０】
供給側圧力センサ９１は、成形用供給ラインＬ２に設けられ、当該成形用供給ラインＬ２における高圧ガスの圧力を検出する。本実施形態では、供給側圧力センサ９１は、第１の供給ラインＬ１３Ａ及び第２の供給ラインＬ１３Ｂにそれぞれ設けられ、当該第１の供給ラインＬ１３Ａ及び当該第２の供給ラインＬ１３Ｂにおける高圧ガスの圧力を検出する。供給側圧力センサ９１は、検出した圧力値を制御部７０へ出力する。
【００３１】
排出側圧力センサ９２は、排出ラインＬ３に設けられ、当該排出ラインＬ３における高圧ガスの圧力を検出する。本実施形態では、排出側圧力センサ９２は、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂにそれぞれ設けられ、当該第１の排出ラインＬ１４Ａ及び当該第２の排出ラインＬ１４Ｂにおける高圧ガスの圧力を検出する。排出側圧力センサ９２は、検出した圧力値を制御部７０へ出力する。
【００３２】
制御部７０は、供給側圧力センサ９１及び排出側圧力センサ９２によって検出された高圧ガスの圧力の検出値が入力されると、これらの検出値を予め設定された閾値と比較する。その結果、この検出値が閾値以上であった場合、制御部７０は排気機構９０により高圧ガスの排出量を調整する。具体的には、制御部７０は、排気機構９０に介設されている排出量調整バルブ１０３のバルブ開度を増大させることにより高圧ガスの排出量を増加させる。その結果、金属パイプ材料１４内の気体の圧力が低下する。このとき、制御部７０は、バルブ開度を１００％とすることによって高圧ガスをより速やかに排出させてもよい。
【００３３】
〈成形装置の作用〉
次に、成形装置１０の作用について説明する。図４は材料としての金属パイプ材料１４を投入するパイプ投入工程から、金属パイプ材料１４に通電して加熱する通電加熱工程までを示している。図４（ａ）に示すように、焼入れ可能な鋼種の金属パイプ材料１４を準備し、この金属パイプ材料１４を、ロボットアーム等（図示しない）により、下型１１側に備わる第１、第２電極１７、１８上に載置する。第１、第２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（図１参照）は、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、図４（ｂ）のように、各電極１７、１８を進退動可能としているアクチュエータ（図示しない）を作動させ、各上下に位置する第１、第２電極１７、１８を接近・当接させる。この当接によって、金属パイプ材料１４の両端部は、上下から第１、第２電極１７、１８によって挟持される。またこの挟持は第１、第２電極１７、１８に形成される凹溝１７ａ、１８ａの存在によって、金属パイプ材料１４の全周に渡って密着するような態様で挾持されることとなる。ただし、金属パイプ材料１４の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第１、第２電極１７，１８が当接するような構成であってもよい。
【００３４】
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のスイッチ５３をＯＮにする。そうすると、電源５１から電力が金属パイプ材料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自体が発熱する（ジュール熱）。この時、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る。
【００３５】
図５は、ブロー成形及びブロー成形後の処理内容を示している。具体的には、図５に示しているように、加熱後の金属パイプ材料１４に対してブロー成形金型１３を閉じ、金属パイプ材料１４を当該ブロー成形金型１３のキャビティ内に配置密閉する。その後、シリンダユニット４２を作動させてブロー機構６０の一部であるシール部材４４Ａ，４４Ｂで金属パイプ材料１４の両端をシールする（図６も併せて参照）。なお、このシールは、シール部材４４Ａ，４４Ｂが直接金属パイプ材料１４の両端面に当接してシールするのではなく、第１、第２電極１７、１８に形成されたテーパー凹面１７ｂ、１８ｂを介して間接的に行われる。こうすることによって広い面積でシールできることからシール性能を向上させることができる上、繰り返しのシール動作によるシール部材の摩耗を防止し、更に、金属パイプ材料１４両端面の潰れ等を効果的に防止している。シール完了後、高圧ガスをガス通路４６から金属パイプ材料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をキャビティの形状に沿うように変形させる。
【００３６】
金属パイプ材料１４は高温（９５０℃前後）に加熱されて軟化しており、比較的低圧でブロー成形することができる。具体的には、高圧ガスとして、４ＭＰａで常温（２５℃）の圧縮空気を採用した場合、この圧縮空気は、密閉した金属パイプ材料１４内で結果的に９５０℃付近まで加熱される。圧縮空気は熱膨張し、ボイル・シャルルの法則に基づき、約１６〜１７ＭＰａにまで達する。即ち、９５０℃の金属パイプ材料１４を容易にブロー成形することができる。
【００３７】
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。その後、型開きを行うと、完成品としての金属パイプ８０ができ上がる。
【００３８】
ここで、ブロー機構６０によって金属パイプ材料１４内へ高圧ガスを供給する際に、第１の供給ラインＬ１３Ａ及び第２の供給ラインＬ１３Ｂにそれぞれ設けられた供給側圧力センサ９１によって、第１の供給ラインＬ１３Ａ及び第２の供給ラインＬ１３Ｂにおける高圧ガスの圧力がそれぞれ検出される。検出された圧力値は、制御部７０へ出力される。
【００３９】
また、排気機構９０によって金属パイプ材料１４内から高圧ガスを排出する際に、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂにそれぞれ設けられた排出側圧力センサ９２によって、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂにおける高圧ガスの圧力がそれぞれ検出される。検出された圧力値は、制御部７０へ出力される。
【００４０】
制御部７０は、第１の供給ラインＬ１３Ａ及び第２の供給ラインＬ１３Ｂにおける高圧ガスの圧力値を、予め設定された閾値と比較する。圧力値が閾値以上である場合、制御部７０は、金属パイプ材料１４内の圧力が過度に上昇していると判断して排出量調整バルブ１０３のバルブ開度を変化させる。具体的に、制御部７０は、排気機構９０に介設されている排出量調整バルブ１０３のバルブ開度を増大させる。これにより、排出ラインＬ３からの高圧ガスの排出量が増加し、その結果、金属パイプ材料１４内の気体の圧力が低下する。このとき、排出量調整バルブ１０３をいきなり全開とするのではなく、ある程度の開度又は徐々に開度を上げていき、金属パイプ材料１４内の圧力がある程度下がったところで排出量調整バルブ１０３を全開としてもよい。すなわち、排出量調整バルブ１０３の開度を段階的に又は連続的に増大させ、金属パイプ材料１４内の圧力が所定値以下になったときに全開としてもよい。いきなり全開とすると、高圧ガス排出に伴う騒音の発生や、危機への負担による故障等の懸念があるが、このような制御とすることで騒音や故障の発生を抑制できる。
【００４１】
また、制御部７０は、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂにおける高圧ガスの圧力値を、予め設定された閾値と比較する。圧力値が閾値以上である場合、制御部７０は、金属パイプ材料１４内の圧力が過度に上昇していると判断して排出量調整バルブ１０３のバルブ開度を変化させる。具体的に、制御部７０は、排気機構９０に介設されている排出量調整バルブ１０３のバルブ開度を増大させる。これにより、排出ラインＬ３からの高圧ガスの排出量が増加し、その結果、金属パイプ材料１４内の気体の圧力が低下する。このとき、排出量調整バルブ１０３をいきなり全開とするのではなく、ある程度の開度又は徐々に開度を上げていき、金属パイプ材料１４内の圧力がある程度下がったところで排出量調整バルブ１０３を全開としてもよい。すなわち、排出量調整バルブ１０３の開度を段階的に又は連続的に増大させ、金属パイプ材料１４内の圧力が所定値以下になったときに全開としてもよい。いきなり全開とすると、高圧ガス排出に伴う騒音の発生や、危機への負担による故障等の懸念があるが、このような制御とすることで騒音や故障の発生を抑制できる。
【００４２】
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。
【００４３】
本実施形態に係る成形装置１０では、気体圧縮部６１で圧縮された気体が成形用供給ラインＬ２によって金属パイプ材料１４へ移送され、この気体の圧力により金属パイプ材料１４が膨張する。そして、膨張した金属パイプ材料１４は、スライド８２及び金型取付台８４に取り付けられたブロー成形金型１３に接触することで金属パイプ８０に成形される。その後、金属パイプ材料１４内の気体は、排出ラインＬ３を移送されて排出される。ここで、第１の供給ラインＬ１３Ａ及び第２の供給ラインＬ１３Ｂにそれぞれ設けられた供給側圧力センサ９１と、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂにそれぞれ設けられた排出側圧力センサ９２と、によって、成形用供給ラインＬ２内及び排出ラインＬ３内の気体の圧力が検出される。このため、金属パイプ材料１４の上流側及び下流側における気体の圧力が検出されることとなる。
【００４４】
仮に、成形装置が排出側圧力センサ９２を備えておらず、成形用供給ラインＬ２に設けられた供給側圧力センサ９１のみを備えていたとすると、当該供給側圧力センサ９１は、気体圧縮部６１又は成形用供給ラインＬ２において生じた気体の異常な圧力変化を検出する。しかし、このような構成では、金属パイプ材料１４内における気体の異常な圧力変化を検出することは難しい。
【００４５】
また、仮に、成形装置が供給側圧力センサ９１を備えておらず、排出ラインＬ３に設けられた排出側圧力センサ９２のみを備えていたとすると、当該排出側圧力センサ９２は、気体圧縮部６１、成形用供給ラインＬ２、又は金属パイプ材料１４内の何れかにおいて生じた気体の異常な圧力変化を検出する。しかし、このような構成では、金属パイプ材料１４内における気体の異常な圧力変化のみを単独で検出することは難しい。
【００４６】
これらの構成と異なり、本実施形態に係る成形装置１０は、上述したように供給側圧力センサ９１及び排出側圧力センサ９２の両方を備えている。このため、成形装置１０においては、金属パイプ材料１４内の気体に異常な圧力変化が生じた場合、その圧力変化のみを単独で検出することができる。これにより、金属パイプ材料１４内の気体に異常な圧力変化が生じた場合であっても、その圧力変化を検出して対応することが可能となる。よって、金属パイプ材料１４内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【００４７】
また、本実施形態に係る成形装置１０は、排気機構９０による気体の排出を制御する制御部７０を備え、制御部７０は、供給側圧力センサ９１によって検出された成形用供給ラインＬ２における気体の圧力、又は、排出側圧力センサ９２によって検出された排出ラインＬ３における気体の圧力が閾値以上である場合に、排気機構９０の排出量調整バルブ１０３により気体の排出量を増加させる。これにより、金属パイプ材料１４内の気体の圧力が過度に上昇した場合に、制御部７０は、排気機構９０によって金属パイプ材料１４内からの気体の排出量を増加させ、金属パイプ材料１４内の気体の圧力を低下させることができる。よって、金属パイプ材料１４内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【００４８】
また、本実施形態に係る成形装置１０において、成形用供給ラインＬ２は、気体を金属パイプ材料１４へ移送する第１の供給ラインＬ１３Ａ及び第２の供給ラインＬ１３Ｂを有し、排出ラインＬ３は、金属パイプ材料１４から排出される気体を移送する第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂを有し、排出側圧力センサ９２は、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂのそれぞれに設けられている。この場合、一対の成形用供給ラインＬ２を介して気体を金属パイプ材料１４へ移送することにより、金属パイプ材料１４を素早く膨張させ、短時間で金属パイプ８０を成形することができる。また、一対の排出ラインＬ３のそれぞれに排出側圧力センサ９２が設けられることにより、検出される圧力の信頼性が向上し、金属パイプ材料１４内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【００４９】
また、本実施形態に係る成形装置１０において、供給側圧力センサ９１は、第１の供給ラインＬ１３Ａ及び第２の供給ラインＬ１３Ｂのそれぞれに設けられている。この場合、気体を金属パイプ材料１４へ吹き込む部位の直前に供給側圧力センサ９１を設けることができるため、検出される圧力の信頼性が向上し、金属パイプ材料１４内の気体の圧力の過度な上昇を抑制できる。
【００５０】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００５１】
例えば、上述の実施形態では、成形用供給ラインＬ２において、第１の供給ラインＬ１３Ａ及び第２の供給ラインＬ１３Ｂのそれぞれに供給側圧力センサ９１が設けられているが、第１の供給ラインＬ１３Ａ又は第２の供給ラインＬ１３Ｂの何れか一方にのみ供給側圧力センサ９１が設けられていてもよい。
【００５２】
また、上述の実施形態では、排出ラインＬ３において、第１の排出ラインＬ１４Ａ及び第２の排出ラインＬ１４Ｂのそれぞれに排出側圧力センサ９２が設けられているが、第１の排出ラインＬ１４Ａ又は第２の排出ラインＬ１４Ｂの何れか一方にのみ排出側圧力センサ９２が設けられていてもよい。
【００５３】
また、上述の実施形態では、金属パイプ材料１４の両端から気体を供給する構成であるが、金属パイプ材料１４の一端のみから気体を供給する構成としてもよい。この場合、成形用供給ラインＬ２においては、第１の供給ラインＬ１３Ａ又は第２の供給ラインＬ１３Ｂのうちの一方のみ設けられていればよく、また、排出ラインＬ３においては、第１の排出ラインＬ１４Ａ又は第２の排出ラインＬ１４Ｂのうちの一方のみ設けられていればよい。
【００５４】
また、ブロー成形金型１３は無水冷金型と水冷金型の何れでもよい。ただし、無水冷金型は、ブロー成形終了後に金型を常温付近まで下げるときに、長時間を要する。この点、水冷金型であれば、短時間で冷却が完了する。したがって、生産性向上の観点からは、水冷金型が望ましい。
【符号の説明】
【００５５】
１０…成形装置、１３…ブロー成形金型（金型）、１４…金属パイプ材料、６０…ブロー機構（気体供給部）、６１…気体圧縮部、８０…金属パイプ、９０…排気機構（気体排出部）、９１…供給側圧力センサ（圧力検出部）、９２…排出側圧力センサ（圧力検出部）、Ｌ２…成形用供給ライン（供給ライン）、Ｌ３…排出ライン。
【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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