CN110461491A - 成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明的成型装置通过使金属管材料膨胀而成型出金属管，该成型装置具备：成型模具，用于成型出金属管；第1电极及第2电极，在金属管材料的两端侧把持金属管材料，并且使电流通过而进行加热；及第1流体供给部及第2流体供给部，向被第1电极及第2电极加热的金属管材料内供给流体以使其膨胀，在第1电极及第2电极中的至少一个电极上设置有限制金属管材料沿金属管材料的轴向移动的移动限制机构。

Description

成型装置

技术领域

本发明涉及一种成型装置。

背景技术

以往，已知有一种通过成型模具进行闭模后吹塑成型金属管的成型装置。例如，专利文献1中公开的成型装置具备成型模具及向金属管材料内供给气体的气体供给部。在该成型装置中，将加热后的金属管材料配置于成型模具内，在将成型模具进行闭模的状态下从气体供给部向金属管材料供给气体以使其膨胀，从而将金属管材料成型为与成型模具的形状相对应的形状。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2015-112608号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在以往的成型装置中，利用电极分别保持金属管材料的两端部，并从各电极进行通电，从而进行了金属管材料的加热。在此，两个电极以彼此大致相同的卡合力或摩擦力保持金属管材料。若金属管材料伴随加热而膨胀，则金属管材料并非从两侧的电极均等地伸长，而是根据微小的卡合力或摩擦力之差，某一电极侧的金属管材料的膨胀量有时会变大。因此，有时根据成为成型对象的金属管材料，其膨胀的形态会发生变化。如此，金属管材料的膨胀的形态发生变化会对加热后的工序的误差带来影响。

因此，本发明的目的在于提供一种能够控制相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀的形态的成型装置。

用于解决技术课题的手段

本发明的一种实施方式所涉及的成型装置通过使金属管材料膨胀而成型出金属管，该成型装置具备：成型模具，用于成型出金属管；第1电极及第2电极，在金属管材料的两端侧把持金属管材料，并且使电流通过而进行加热；及第1流体供给部及第2流体供给部，向被第1电极及第2电极加热的金属管材料内供给流体以使其膨胀，在第1电极及第2电极中的至少一个电极上设置有限制金属管材料沿金属管材料的轴向移动的移动限制机构。

根据该成型装置，第1电极及第2电极在两端侧把持配置于成型模具的金属管材料。设置于第1电极及第2电极中的至少一个电极上的移动限制机构限制金属管材料沿金属管材料的轴向移动。因此，在第1电极及第2电极使电流通过金属管材料来进行加热时，膨胀的金属管材料的至少在设置有移动限制机构的电极侧的移动受到限制。通过以上设计，能够控制相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀的形态。

在成型装置中，移动限制机构可以由形成于第1电极及第2电极中的一个电极的接触面上且相对于金属管材料突出的突出部构成。移动限制机构设置于第1电极及第2电极中的一个上。因此，膨胀的金属管材料被设置有移动限制机构的电极侧保持，并且朝向另一个电极侧伸长。由此，能够控制相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀方向。而且，形成于第1电极及第2电极中的一个电极的接触面上的突出部陷入金属管材料而与其卡合，由此能够以简单的结构限制金属管的移动。

在成型装置中，移动限制机构可以将第1电极及第2电极中的一个电极的接触面相对于金属管材料的按压力设为大于第1电极及第2电极中的另一个电极的接触面相对于金属管材料的按压力。移动限制机构设置于第1电极及第2电极中的一个上。因此，膨胀的金属管材料被设置有移动限制机构的电极侧保持，并且朝向另一个电极侧伸长。由此，能够控制相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀方向。而且，由此，仅通过调整按压力这一简单的设定即可加大第1电极及第2电极中的一个电极的接触面与金属管材料之间的摩擦力，从而限制金属管的移动。

在成型装置中，移动限制机构可以具备：第1限制部件，其与金属管材料的轴向上的第1电极侧的第1端部接触从而限制金属管材料的移动；及第2限制部件，其与金属管材料的轴向上的第2电极侧的第2端部接触从而限制金属管材料的移动。由此，金属管材料的第1端部的基于膨胀的移动被第1限制部件限制，金属管材料的第2端部的基于膨胀的移动被第2限制部件限制。由此，移动限制机构能够在第1电极及第2电极的两侧控制金属管材料的端部的移动量。通过以上设计，能够控制相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀的形态。

在成型装置中，其还具备控制基于第1电极及第2电极的加热的控制部，控制部根据第1端部接触到第1限制部件并且第2端部接触到第2限制部件的情况来判断为金属管材料达到了目标温度。由此，控制部能够通过第1限制部件及第2限制部件控制金属管材料的两端部的移动量并且还能够控制停止加热的时刻。

在成型装置中，其还具备控制第1限制部件及第2限制部件在轴向上的移动的控制部，控制部在检测到金属管材料的第1端部及第2端部中的一个端部的移动量比另一个端部的移动量大的情况时，使第1限制部件及第2限制部件从另一个端部侧朝向一个端部侧移动。此时，能够抑制金属管材料的第1端部及第2端部中的一个端部的移动量比另一个端部的移动量过大时在欲膨胀的金属管材料与限制部件之间产生的荷载变得过大。

在成型装置中，控制部在停止基于第1电极及第2电极加热之后，使第1限制部件及第2限制部件中的至少一个限制部件沿轴向推压金属管材料，从而进行金属管材料的轴向上的对位。此时，在金属管材料的第1端部及第2端部中的一个端部的移动量比另一个端部的移动量变得过大的情况下，在加热期间能够抑制作用于金属管材料的荷载变得过大，而且在停止加热之后能够将金属管材料对位到适合成型的位置。

在成型装置中，其还具备检测金属管材料的端部在轴向上的移动量的检测部。由此，能够将金属管材料的膨胀量控制为适当的量。

在成型装置中，其还具备以非接触方式检测第1端部及第2端部的位置，从而检测第1端部接触到第1限制部件并且第2端部接触到第2限制部件的情况的非接触型检测部。此时，无需在第1限制部件及第2限制部件设置复杂的检测机构等即可检测出金属管材料与限制部件的接触。

发明效果

根据本发明的成型装置，能够控制相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀的形态。

附图说明

图1为本实施方式所涉及的成型装置的概略结构图。

图2为电极周边的放大图，其中，(a)为表示电极保持金属管材料的状态的图，(b)为表示将密封部件按压于电极的状态的图，(c)为电极的主视图。

图3为表示限制金属管材料相对于电极的接触面的移动的移动限制机构的放大图。

图4为用于说明相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀方向的概略图。

图5为用于说明变形例所涉及的成型装置的相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀方向的概略图。

图6为用于说明比较例所涉及的成型装置的相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀方向的概略图。

图7为表示变形例所涉及的成型装置的概略图。

图8为表示变形例所涉及的成型装置的概略图。

图9为表示变形例所涉及的成型装置的概略图。

图10为表示变形例所涉及的成型装置的概略图。

图11为表示变形例所涉及的成型装置的动作的概略图。

图12为表示变形例所涉及的成型装置的动作的概略图。

图13为表示变形例所涉及的成型装置的动作的概略图。

图14为表示变形例所涉及的成型装置的动作的概略图。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的成型装置的优选实施方式进行说明。另外，在各附图中，对相同的部分或相应的部分标注相同的符号，并省略重复说明。

＜成型装置的结构＞

图1为本实施方式所涉及的成型装置的概略结构图。如图1所示，成型出金属管的成型装置10具备：成型模具13，由上模12及下模11构成；驱动机构80，使上模12及下模11中的至少一个移动；管保持机构30，保持配置于上模12与下模11之间的金属管材料14；加热机构50，对被管保持机构30保持的金属管材料14进行通电而对金属管材料14进行加热；气体供给部60，用于向保持在上模12与下模11之间并被加热的金属管材料14内供给高压气体；一对气体供给机构(第1流体供给部、第2流体供给部)40、40，用于向被管保持机构30保持的金属管材料14内供给来自气体供给部60的气体；及水循环机构72，强制性地对成型模具13进行水冷，并且，成型装置10还具备控制部70，该控制部70分别控制上述驱动机构80的驱动、上述管保持机构30的驱动、上述加热机构50的驱动及上述气体供给部60的气体供给。

成型模具13的中的一个(即，下模11)固定于基座15。下模11由较大的钢铁制块构成，且在其上表面具备例如矩形形状的型腔(凹部)16。在下模11形成有冷却水通道19，且在该下模11的大致中央具备从下方插入的热电偶21。该热电偶21被弹簧22支承为上下移动自如。

此外，在下模11的左右端(图1中的左右端)附近设置有空间11a，且在该空间11a内，作为管保持机构30的可动部的后述电极17、18(下侧电极)等配置成能够上下进退移动。而且，金属管材料14载置于下侧电极17、18上，由此下侧电极17、18和配置于上模12与下模11之间的金属管材料14接触。由此，下侧电极17、18与金属管材料14电连接。

在下模11与下侧电极17之间及下侧电极17的下部、以及在下模11与下侧电极18之间及下侧电极18的下部分别设置有用于防止通电的绝缘材料91。各个绝缘材料91固定于构成管保持机构30的致动器(未图示)的可动部(即，进退杆95)。该致动器用于使下侧电极17、18等上下移动，致动器的固定部与下模11一起保持于基座15侧。

成型模具13中的另一个(即，上模12)固定于构成驱动机构80的后述滑动件81。上模12由较大的钢铁制块构成，且在其内部形成有冷却水通道25，并且在其下表面具备例如矩形形状的型腔(凹部)24。该型腔24设置于与下模11的型腔16对置的位置。

在上模12的左右端(图1中的左右端)附近，与下模11相同地设置有空间12a，且在该空间12a内，作为管保持机构30的可动部的后述电极17、18(上侧电极)等配置成能够上下进退移动。而且，在金属管材料14载置于下侧电极17、18上的状态下，上侧电极17、18向下方移动从而与配置于上模12与下模11之间的金属管材料14接触。由此，上侧电极17、18与金属管材料14电连接。

在上模12与上侧电极17之间及上侧电极17的上部、以及在上模12与上侧电极18之间及上侧电极18的上部分别设置有用于防止通电的绝缘材料101。各个绝缘材料101固定于构成管保持机构30的致动器的可动部(即，进退杆96)。该致动器用于使上侧电极17、18等上下移动，致动器的固定部与上模12一起保持于驱动机构80的滑动件81侧。

在管保持机构30的右侧部分，在电极18、18彼此对置的各个面形成有与金属管材料14的外周面相对应的半圆弧状的凹槽18a(参考图2)，金属管材料14能够被载置成恰好嵌入到该凹槽18a部分。在管保持机构30的右侧部分，在绝缘材料91、101彼此对置的露出面与上述凹槽18a相同地形成有与金属管材料14的外周面相对应的半圆弧状的凹槽。并且，在电极18的正面(朝向模具的外侧方向的面)形成有凹槽18a的周围以朝向凹槽18a圆锥状倾斜的方式凹陷而成的锥形凹面18b。由此，在用管保持机构30的右侧部分从上下方向夹持金属管材料14的情况下，其恰好能够紧紧地包围金属管材料14的右侧端部的整个外周。

在管保持机构30的左侧部分，在电极17、17彼此对置的各个面形成有与金属管材料14的外周面相对应的半圆弧状的凹槽17a(参考图2)，金属管材料14能够被载置成恰好嵌入到该凹槽17a部分。在管保持机构30的左侧部分，在绝缘材料91、101彼此对置的露出面与上述凹槽17a相同地形成有与金属管材料14的外周面相对应的半圆弧状的凹槽。并且，在电极17的正面(朝向模具的外侧方向的面)形成有凹槽17a的周围以朝向凹槽17a圆锥状倾斜的方式凹陷而成的锥形凹面17b。由此，在用管保持机构30的左侧部分从上下方向夹持金属管材料14的情况下，其恰好能够紧紧地包围金属管材料14的左侧端部的整个外周。

如图1所示，驱动机构80具备：滑动件81，使上模12移动以使上模12与下模11彼此合拢；轴82，产生用于使上述滑动件81移动的驱动力；及连杆83，用于将通过该轴82产生的驱动力传递给滑动件81。轴82被支承为在滑动件81的上方沿左右方向延伸并且旋转自如，且在远离其轴心的位置具有从左右端突出而沿左右方向延伸的偏心曲柄82a。该偏心曲柄82a与设置于滑动件81的上部且沿左右方向延伸的旋转轴81a通过连杆83而连结。在驱动机构80中，控制部70控制轴82的旋转，从而改变偏心曲柄82a在上下方向上的高度，并将该偏心曲柄82a的位置变化经由连杆83传递给滑动件81，由此能够控制滑动件81的上下移动。在此，将偏心曲柄82a的位置变化传递给滑动件81时产生的连杆83的摆动(旋转运动)被旋转轴81a吸收。另外，轴82例如根据被控制部70控制的马达等的驱动而旋转或停止旋转。

加热机构50具备电力供给部55及将电力供给部55与电极17、18电连接的汇流条52。电力供给部55包括直流电源及开关，在电极17、18与金属管材料14电连接的状态下，电力供给部55经由汇流条52、电极17、18能够与金属管材料14通电。另外，在此，汇流条52与下侧电极17、18连接。

在该加热机构50中，从电力供给部55输出的直流电流通过汇流条52而传输并输入至电极17。而且，直流电流通过金属管材料14而输入至电极18。而且，直流电流通过汇流条52而传输并输入至电力供给部55。

返回到图1，一对气体供给机构40分别具有：缸体单元42；活塞杆43，其配合缸体单元42的动作而进退移动；及密封部件44，其连结于活塞杆43的管保持机构30侧的末端。缸体单元42载置并固定于块体41上。在密封部件44的末端形成有朝向末端变细的锥形面45，且其构成为与电极17、18的锥形凹面17b、18b吻合的形状(参考图2)。在密封部件44设置有从缸体单元42侧朝向末端延伸的气体通道46，详细而言，如图2中(a)及(b)所示，在密封部件44设置有供从气体供给部60供给的高压气体流过的气体通道46。

气体供给部60具备：气体源61、积存从该气体源61供给过来的气体的储气罐62、从该储气罐62延伸至气体供给机构40的缸体单元42的第1管63、设置于该第1管63上的压力控制阀64及转换阀65、从储气罐62延伸至形成于密封部件44内的气体通道46的第2管67、设置于该第2管67上的压力控制阀68及止回阀69。压力控制阀64发挥如下作用：向缸体单元42供给与密封部件44对金属管材料14的挤压力相对应的工作压力的气体。止回阀69发挥如下作用：防止高压气体在第2管67内逆流。设置于第2管67的压力控制阀68发挥如下作用：通过控制部70的控制将具有用于使金属管材料14膨胀的工作压力的气体供给至密封部件44的气体通道46。

控制部70控制气体供给部60的压力控制阀68，从而能够向金属管材料14内供给所希望的工作压力的气体。并且，控制部70接收从图1所示的(A)传递过来的信息，从热电偶21获取温度信息，从而控制驱动机构80及电力供给部55等。

水循环机构72包括：积存水的水槽73、汲取积存于该水槽73中的水并对其进行加压而送至下模11的冷却水通道19及上模12的冷却水通道25的水泵74及配管75。在此虽然进行了省略，但在配管75上还可以设置用于降低水温的冷却塔或净化水的过滤器。

＜使用成型装置来成型金属管的成型方法＞

接着，对使用成型装置10进行的金属管的成型方法进行说明。首先，准备可淬火钢类的圆筒状的金属管材料14。例如利用机械手臂等将该金属管材料14载置(投放)到设置于下模11侧的电极17、18上。由于在电极17、18形成有凹槽17a、18a，因此金属管材料14被该凹槽17a、18a定位。

接着，控制部70控制驱动机构80及管保持机构30，从而使该管保持机构30保持金属管材料14。具体而言，通过驱动机构80的驱动使保持于滑动件81侧的上模12及上侧电极17、18等朝向下模11侧移动，并且通过使能够驱动管保持机构30中所包括的上侧电极17、18等及下侧电极17、18等进行进退移动的致动器工作，从而利用管保持机构30从上下方向夹持金属管材料14的两个端部附近。就该夹持而言，由于存在形成于电极17、18的凹槽17a、18a及形成于绝缘材料91、101的凹槽，因而成为与金属管材料14的两个端部附近的整周紧贴的状态。

另外，此时，如图2中(a)所示，金属管材料14的电极18侧的端部在金属管材料14的延伸方向上比电极18的凹槽18a与锥形凹面18b边界更向密封部件44侧突出。相同地，金属管材料14的电极17侧的端部在金属管材料14的延伸方向上比电极17的凹槽17a与锥形凹面17b的边界更向密封部件44侧突出。并且，上侧电极17、18的下表面与下侧电极17、18的上表面分别相互接触。但是，并不限于与金属管材料14的两端部的整周紧贴的结构，也可以采用电极17、18与金属管材料14的周向上的一部分抵接的结构。

接着，控制部70控制加热机构50，从而对金属管材料14进行加热。具体而言，控制部70控制加热机构50的电力供给部55而供给电力。如此一来，经由汇流条52传递至下侧电极17、18的电力被供给至夹持金属管材料14的上侧电极17、18及金属管材料14，并且通过金属管材料14自身所具有的电阻，金属管材料14自身因焦耳热而发热。即，金属管材料14成为通电加热状态。

接着，通过控制部70对驱动机构80的控制，针对加热后的金属管材料14关闭成型模具13。由此，下模11的型腔16与上模12的型腔24组合在一起，金属管材料14配置于下模11与上模12之间的型腔部内而被密闭。

之后，使气体供给机构40的缸体单元42工作，从而使密封部件44前进以对金属管材料14的两端进行密封。此时，如图2中(b)所示，密封部件44被按压到金属管材料14的电极18侧的端部，由此，比电极18的凹槽18a与锥形凹面18b的边界更向密封部件44侧突出的部分变形为漏斗状而沿着锥形凹面18b。相同地，密封部件44被按压到金属管材料14的电极17侧的端部，由此，比电极17的凹槽17a与锥形凹面17b边界更向密封部件44侧突出的部分变形为漏斗状而沿着锥形凹面17b。密封结束之后，将高压气体吹入金属管材料14内，以将通过加热而软化的金属管材料14成型为与型腔部相匹配的形状。

金属管材料14被加热成高温(950℃左右)就会软化，因此供给至金属管材料14内的气体会热膨胀。因此，例如将所供给的气体设为压缩空气，通过热膨胀的压缩空气能够容易使950℃的金属管材料14膨胀。

通过吹塑成型而膨胀的金属管材料14的外周面与下模11的型腔16接触就会被快速冷却，并且与上模12的型腔24接触就会被快速冷却(由于上模12与下模11的热容量较大且被管理成低温，因此只要金属管材料14与上模12或下模11接触，则管表面的热量就会一下子被模具侧夺去)，从而进行淬火。这种冷却法被称为模具接触冷却或模具冷却。刚被快速冷却之后，奥氏体转变成马氏体(以下，将奥氏体转变成马氏体的现象称为马氏体相变)。由于在冷却的后期冷却速度变慢，因此马氏体通过回热而转变成另一组织(托氏体、索氏体等)。因此，无需另行进行回火处理。并且，在本实施方式中，可以代替模具冷却而向型腔24内供给冷却介质而进行冷却，或者在除了模具冷却之外还可以向型腔24内供给冷却介质而进行冷却。例如，直至马氏体相变的开始温度为止，可以使金属管材料14与模具(上模12及下模11)接触而进行冷却，之后可以在开模的同时向金属管材料14喷吹冷却介质(冷却用气体)，从而引起马氏体相变。

如上所述，在对金属管材料14进行吹塑成型之后进行冷却并进行开模，从而获得例如具有大致矩形筒状的主体部的金属管。

接着，参考图3及图4对本实施方式所涉及的成型装置10的特征性部分进行说明。图3为表示用于限制金属管材料相对于电极的接触面的移动的移动限制机构的放大图。图4为用于说明相对于两侧的电极的金属管材料的膨胀方向的概略图。

在本实施方式所涉及的成型装置10中，在电极17及电极18中的一个上设置有限制金属管沿金属管材料14的轴向移动的移动限制机构150。移动限制机构150可以通过一个电极与金属管(金属管材料)之间的卡合力来限制移动。或者，移动限制机构150也可以是加大一个电极的接触面的摩擦力的结构。另外，“加大一个电极的接触面的摩擦力”中包括通过降低另一个电极的接触面的摩擦力来相对提高一个电极的摩擦力的情况。另外，移动限制机构150限制金属管移动包括限制完成金属管之前的状态的金属管材料14的移动。在本实施方式中，移动限制机构150通过电极的接触面与金属管材料14的卡合来限制移动。

在本实施方式中，如图4中(a)所示，移动限制机构150构成为电极18的接触面118相对于金属管材料14的卡合力设为比电极17的接触面117相对于金属管材料14的卡合力更大。此时，电极18对应于权利要求中的“第1电极及第2电极中的一个”，电极17对应于权利要求中的“第1电极及第2电极中的另一个”。在本实施方式中，电极18的接触面118相当于上侧及下侧的电极18中的凹槽18a的内周面。电极17的接触面117相当于上侧及下侧的电极17中的凹槽17a的内周面。另外，也可以构成为电极17的接触面117相对于金属管材料14的卡合力比电极18的接触面118相对于金属管材料14的卡合力更大。此时，电极17对应于权利要求中的“第1电极及第2电极中的一个”，电极18对应于权利要求中的“第1电极及第2电极中的另一个”。

具体而言，在电极18的接触面118形成有相对于金属管材料14突出的突出部120。移动限制机构150由该突出部120构成。尤其如图3中(a)所示，接触面118在突出部120的部分强力按压金属管材料14，从而提高相对于该金属管材料14的卡合力。如图3中(b)所示，突出部120在上侧及下侧的电极18分别形成有多个(在此，分别有两个)。突出部120在接触面118上以一定角度(在此为90°)均等地形成。但是，突出部120的数量并不受限定，并且也可以非均等地形成于接触面118。并且，突出部120也可以仅形成于上侧的电极18及下侧的电极18中的一个上。并且，在此，突出部120呈球面状的形状突出，但其形状并不受特别限定。例如，突出部120可以具有沿金属管材料14的轴向或周向延伸的形状。另外，在附图中，为了便于理解，强调表示了突出部120的突出量。另一方面，在电极17的接触面117并未形成有突出部120。

接着，对本实施方式所涉及的成型装置10的作用及效果进行说明。

首先，参考图6对比较例所涉及的成型装置进行说明。在比较例所涉及的成型装置中，两侧的电极17、18以彼此大致相同的卡合力或摩擦力保持金属管材料。若金属管材料14伴随加热而膨胀，则金属管材料14并非从两侧的电极17、18均等地伸长，而是根据微小的卡合力或摩擦力之差，金属管材料从某一个电极17、18侧伸长。例如，在一种金属管材料14中，如图6中(b)所示，金属管材料14从电极17侧伸长。另一方面，在另一金属管材料14中，如图6中(c)所示，金属管材料从电极18侧伸长。即，根据成为成型对象的金属管材料14，其膨胀方向发生变化。如此，金属管材料14的膨胀方向发生变化会对加热之后的工序的误差带来影响。例如，根据金属管材料14的膨胀方向，气体供给机构40、40的密封部件44的压入量会发生变化，因此会对成型时的误差带来影响。

相对于此，根据本实施方式所涉及的成型装置10，电极17、18在配置于成型模具13的金属管材料14的两端侧把持该金属管材料14。在电极18的接触面118设置有限制金属管在金属管材料14的轴向上的移动的移动限制机构150。因此，在电极18及电极17使电流通过金属管材料14来进行加热时，如图4中(b)所示，膨胀的金属管材料14被设置有移动限制机构150的电极18侧保持，并朝向电极17侧伸长。通过以上设计，能够控制相对于两侧的电极17、18的金属管材料14的膨胀方向。

并且，在成型装置10中，移动限制机构150由形成于电极18的接触面118且相对于金属管材料14突出的突出部120构成。形成于电极18的接触面118的突出部120陷入金属管材料14而与其卡合，由此能够以简单的结构限制金属管的移动。

本发明并不限定于上述实施方式。

例如，可以代替使用如图4所示的突出部来限制移动的结构而利用电极之间的摩擦力之差来限制移动。在以下结构中，通过加大一个电极的相对于金属管材料14的按压力来加大了摩擦力。

即，在电极17及电极18中的一个上设置有将一个电极的接触面与金属管材料14之间的摩擦力设为比另一个电极的接触面与金属管材料14之间的摩擦力更大的移动限制机构150。“摩擦力”是指：金属管材料14的外周面相对于接触面(例如，通过热膨胀等)而欲沿轴向相对移动时，向与该移动方向相反的方向作用的力。

在本实施方式中，构成为电极18的接触面118与金属管材料14之间的摩擦力比电极17的接触面117与金属管材料14之间的摩擦力更大。即，移动限制机构150将电极18的接触面118与金属管材料14之间的摩擦力设为比电极17的接触面117与金属管材料14之间的摩擦力更大。此时，电极18对应于权利要求中的“第1电极及第2电极中的一个”，电极17对应于权利要求中的“第1电极及第2电极中的另一个”。另外，也可以构成为电极17的接触面117与金属管材料14之间的摩擦力比电极18的接触面118与金属管材料14之间的摩擦力更大。此时，电极17对应于权利要求中的“第1电极及第2电极中的一个”，电极18对应于权利要求中的“第1电极及第2电极中的另一个”。

更具体而言，如图5中(a)所示，电极18的接触面118对金属管材料14的按压力F1比电极17的接触面117对金属管材料14的按压力F2更大。因此，在电极18及电极17使电流通过金属管材料14来进行加热时，如图5中(b)所示，膨胀的金属管材料14被摩擦力大的电极18侧保持，并朝向摩擦力小的电极17侧伸长。由此，只需通过调整按压力这一简单的设定即可加大电极18的接触面118与金属管材料14之间的摩擦力。另外，按压力的调整可以通过将驱动电极18的致动器160的设定值与驱动电极17的致动器170的设定值设定为不同的值来实现。在该方式中，移动限制机构150由按压力设定为更大的致动器160构成。

此外，调整电极的接触面与金属管材料之间的摩擦力的移动限制调整机构的结构并不受特别限定。例如，也可以通过调整接触面的粗糙度来调整摩擦力。此时，相比另一个电极的接触面粗糙度更高的接触面相当于移动限制机构。

另外，在上述实施方式中，作为流体供给部采用了气体供给机构，但流体并不限定于气体，也可以供给液体。

并且，如图7至图9所示，成型装置还可以具备检测金属管材料14的端部在轴向上的移动量的检测部。由此，能够将金属管材料14的膨胀量控制为适当的量。

具体而言，如图7所示，成型装置可以具备以非接触方式检测金属管材料14的端部14a的接近情况的非接触式开关201。另外，端部14a为未设置有移动限制机构的电极17侧的端部，金属管材料14在另一个电极18侧被移动限制机构限制移动。非接触式开关201在端部14a接近了规定的范围时检测出该接近情况。非接触式开关201为耐高磁场用开关。因此，即使周围因通电加热而成为高磁场，非接触式开关201也能够正常地进行检测。并且，成型装置具备控制部70。控制部70与非接触式开关201电连接，能够接收由非接触式开关201检测出的检测结果。并且，控制部70与电极17、18电连接，能够控制电极17、18的通电加热。

在此，金属管材料14达到目标温度时的膨胀量(或结束加热时的金属管材料14的总长)可以预先通过实验、计算等而掌握。因此，非接触式开关201能够预先掌握金属管材料14达到目标温度时其端部14a所到达的预计到达位置。因此，非接触式开关201配置于端部14a的该预计到达位置。并且，控制部70在非接触式开关201检测到端部14a的接近情况的时刻停止通电加热。由此，根据非接触式开关201的检测结果，控制部70能够在金属管材料14达到目标温度的时刻适时停止通电加热。

如图8所示，成型装置也可以具备检测与金属管材料14的端部14a的接触情况的极限开关202。此时，端部14a也为未设置有移动限制机构的电极17侧的端部，金属管材料14在另一个电极18侧被移动限制机构限制移动。极限开关202在端部14a到达上述预计到达位置时与端部14a接触，从而检测出该到达情况。另外，极限开关202的顶件部(与端部14a的接触部)由具有耐热性的绝缘材料(例如，氧化铝陶瓷等)形成。控制部70在极限开关202检测到与端部14a接触的情况的时刻，停止通电加热。由此，根据极限开关202的检测结果，控制部70能够在金属管材料14达到目标温度的时刻适时停止通电加热。

如图9所示，成型装置也可以具备以非接触方式检测金属管材料14的端部14a的移动量的相机型的传感器(即，摄像部203)。此时，端部14a为未设置有移动限制机构的电极17侧的端部，金属管材料14可以在另一个电极18侧被移动限制机构限制移动。但是，在使用摄像部203时，可以使电极17、18两者均容许膨胀的金属管材料14的移动(具体例子后述)。摄像部203获取端部14a的图像，从而能够检测出端部14a的位置(即，端部14a的移动量)。因此，摄像部203根据所获取的图像来检测端部14a到达上述预计到达位置的情况。另外，摄像部203只要能够获取端部14a的图像即可，其配置并不受特别限定，也可以配置于远离通电加热部的位置。因此，摄像部203也可以不是像非接触式开关201那样的耐高磁场用的传感器。控制部70在摄像部203检测到端部14a到达预计到达位置的情况的时刻停止通电加热。由此，根据摄像部203的检测结果，控制部70能够在金属管材料14达到目标温度的时刻适时停止通电加热。

并且，作为变形例所涉及的成型装置，也可以采用图10所示的结构。图10所示的移动限制机构具备：限制部件(第1限制部件)210，其与金属管材料14的轴向上的电极17侧的端部(第1端部)14a接触从而限制金属管材料14的移动；及限制部件(第2限制部件)211，其与金属管材料14的轴向上的电极18侧的端部(第2端部)14b接触从而限制金属管材料14的移动。并且，成型装置还具备：摄像部203，检测端部14a的移动量；及摄像部203，检测端部14b的移动量。

控制部70与摄像部203、203电连接，能够接收由摄像部203、203检测出的端部14a、14b的移动量。并且，控制部70与电极17、18电连接，能够控制电极17、18的通电加热及夹紧动作的开闭。

限制部件210具有以与端部14a对置的方式沿与轴向大致垂直的方向延伸的接触面210a。限制部件211具有以与端部14b对置的方式沿与轴向大致垂直的方向延伸的接触面211a。未图示的驱动部能够使限制部件210、211沿轴向移动。控制部70与限制部件210、211电连接，能够控制限制部件210、211的轴向移动。

在通电加热之前的状态下，限制部件210、211配置于在轴向上与各端部14a、14b分开的位置。此时，接触面210a与接触面211a之间的轴向间隔距离L1被设定为与金属管材料14达到目标温度时的金属管材料14的总长(图11中(b)的状态下的金属管材料14的总长)大致相同。在图10中，从电极17突出的端部14a的突出量与从电极18突出的端部14b的突出量相等，因此端部14a与限制部件210之间的间隔距离与端部14b与限制部件211之间的间隔距离被设定为相同。但是，根据从电极17突出的端部14a的突出量与从电极18突出的端部14b的突出量之间的关系，端部14a与限制部件210之间的间隔距离与端部14b与限制部件211之间的间隔距离也可以不同。

本变形例所涉及的电极17、18不具有像图4及图5所示那样的移动限制机构。因此，若从图11中(a)的通电加热前的状态开始通电加热，则金属管材料14朝向轴向上的两侧膨胀。端部14a及端部14b均向轴向上的外侧移动。如图11中(b)所示，若端部14a与限制部件210接触，则端部14a在该位置停止，端部14a的移动量不会继续增加。并且，若端部14b与限制部件211接触，则端部14b在该位置停止，端部14b的移动量不会继续增加。

例如，在端部14a与限制部件210接触的时刻和端部14b与限制部件211接触的时刻大致相同的情况下，限制部件210、211能够控制金属管材料14的膨胀量以免金属管材料14继续膨胀而伸长。

并且，例如，在端部14a先与限制部件210接触的情况下，端部14a的移动被限制部件210限制。之后，金属管材料14以移动受限制的端部14a的位置为基准从电极17侧朝向电极18侧膨胀。之后，端部14b与限制部件211接触。由此，限制部件210、211能够控制金属管材料14的膨胀量以免金属管材料14继续膨胀而伸长。另外，如此，在端部14a与端部14b的和限制部件接触的时刻存在时间差的情况下，优选该时间差在规定的容许值的范围内以免金属管材料14产生纵向弯曲。关于不在容许值的范围内时的动作，将参考图12至图14进行后述。或者，在端部14a与端部14b的和限制部件接触的时刻存在时间差的情况下，电极17、18优选设为金属管材料14容易沿轴向滑动的结构(缓和了夹紧力的结构或减小了摩擦力的结构)。

如上所述，限制部件210、211之间的间隔距离L1被设定为达到目标温度时的金属管材料14的总长。因此，在端部14a与限制部件210接触并且端部14b与限制部件211接触的情况下，控制部70根据端部14a接触到限制部件210并且端部14b接触到限制部件211的情况来判断金属管材料14达到了目标温度。控制部70根据摄像部203的检测结果来掌握端部14a接触到限制部件210的情况及端部14b接触到限制部件211的情况。此时，200停止电极17、18的通电加热。在图11中(b)所示的例子中，从电极17到限制部件210的间隔距离与从电极18到限制部件211的间隔距离被设定为相同。因此，金属管材料14的端部14a的移动量(即，端部14a侧的基于膨胀而伸长的量)与金属管材料14的端部14b的移动量(即，端部14b侧的基于膨胀而伸长的量)相同。

如上所述，在变形例所涉及的成型装置中，移动限制机构具备：限制部件210，其与金属管材料14的轴向上的电极17侧的端部14a接触，从而限制金属管材料14的移动；及限制部件211，其与金属管材料14的轴向上的电极18侧的端部14b接触，从而限制金属管材料14的移动。由此，金属管材料14的端部14a的基于膨胀的移动被限制部件210限制，金属管材料14的端部14b的基于膨胀的移动被限制部件211限制。移动限制机构能够在电极17及电极18的两侧控制金属管材料14的端部14a、14b的移动量。通过以上设计，能够控制相对于两侧的电极17、18的金属管材料14的膨胀的形态。

在上述实施方式中，金属管材料14具有笔直延伸的形状，但其也可以具有整体弯曲的形状。此时，在金属管材料14内容易出现温度的高低差，因此膨胀的形态变得更为复杂。即使在这种情况下，通过使用变形例所涉及的成型装置，也能够适当地控制弯曲的金属管材料的膨胀的形态。

成型装置还具备控制基于电极17及电极18的加热的控制部70，控制部70根据端部14a接触到限制部件210并且端部14b接触到限制部件211的情况来判断金属管材料14达到目标温度的情况。由此，控制部70能够通过限制部件210及限制部件211控制金属管材料14的两端部的移动量并且还能够控制停止加热的时刻。

成型装置还具备以非接触方式检测端部14a及端部14b的位置来检测端部14a接触到限制部件210并且端部14b接触到限制部件211的情况的非接触型检测部(即，摄像部203)。此时，无需在限制部件210及限制部件211设置复杂的检测机构(检测作用于限制部件210、211的荷载的机构)等即可检测出金属管材料14与限制部件210、211的接触。但是，成型装置也可以利用检测作用于限制部件210、211的荷载的机构来检测与端部14a、14b的接触，从而代替摄像部203。

在此，在金属管材料14的端部14a及端部14b中的一个端部的移动量比另一个端部的移动量过大时，根据电极17、18与金属管材料14之间的摩擦力，基于膨胀而欲移动的一个端部与限制部件之间的荷载变大。此时，有可能在金属管材料14产生纵向弯曲。因此，控制部70为了抑制这种纵向弯曲可以进行如图12至图14所示的控制。

控制部70能够检测金属管材料14的端部14a及端部14b中的一个端部的移动量大于另一个端部的移动量的情况。若控制部70检测到一个端部的移动量大于另一个端部的移动量的情况，则使限制部件210及限制部件211从另一个端部侧朝向一个端部侧移动。

例如，如图12中(a)所示，在端部14a的移动量比端部14b的移动量过大时，尽管端部14b与限制部件211处于间隔距离大的状态，端部14a也会过早接触到限制部件210。在这种情况下，控制部70检测端部14a的移动量比端部14b的移动量过大的情况。控制部70检测该情况的检测方法并不受特别限定，可以采用如下方法。例如，控制部70可以判定端部14a与限制部件210接触时的端部14b与限制部件211之间的间隔距离是否超过了阈值。或者，控制部70可以从端部14a与限制部件210接触的时刻开始对接触时间进行计时，并且判定该计时时间是否超过了阈值。或者，在能够检测作用于限制部件210的荷载的情况下，控制部70可以检测基于金属管材料14的膨胀而限制部件210从端部14a受到的荷载，并判定该荷载是否超过了阈值。

如图12中(b)所示，若控制部70检测到端部14a的移动量大于端部14b的移动量的情况，则使限制部件210及限制部件211从端部14b侧朝向端部14a侧移动。此时，控制部70使限制部件210、211移动的移动方法并不受特别限定，可以采用各种方法。例如，控制部70可以推测金属管材料14达到目标温度时的端部14a的预计到达位置及端部14b的预计到达位置，并使限制部件210、211移动到这些预计到达位置。在图12中(b)所示的例子中，限制部件210、211移动到端部14a、14b的预计到达位置。推测方法并不受特别限定，控制部70可以根据端部14a与限制部件210接触时的端部14b与限制部件211之间的间隔距离或从通电加热开始至端部14a与限制部件210接触为止的时间等来进行推测。另外，控制部70也可以不让限制部件210、211从图12中(a)所示的状态直接成为图12中(b)所示的状态。例如，控制部70可以在端部14a与限制部件210接触之后先使限制部件210、211从端部14a、14b分开较远。之后，控制部70可以在运算结束之后使限制部件210、211移动到预计到达位置。

之后，端部14a、14b继续向轴向的外侧移动，并且如图13中(a)所示，若金属管材料14达到目标温度，则与限制部件210、211接触。由此，限制部件210、211能够控制膨胀量以免金属管材料14继续膨胀而伸长。并且，控制部70在该时刻停止基于电极17、18的通电加热。

另外，控制部70可以不让限制部件210、211像图12中(b)所示那样移动至端部14a、14b的预计到达位置。例如，控制部70可以在端部14a接触到限制部件210时使限制部件210移动以使其与端部14a分开一定距离。与此同时，控制部70使限制部件211移动以使其向靠近端部14b的方向移动相同距离。控制部70可以重复这种使限制部件210、211移动一定距离的动作直至端部14a、14b大致同时接触到限制部件210、211为止。或者，控制部70也可以将限制部件210的驱动部设为自由状态，使其移动与被端部14a按压的量相当的量。另一方面，控制部70使限制部件211向靠近端部14b的方向移动与限制部件210被端部14a按压的距离相同的距离。控制部70在端部14b接触到限制部件211的时刻锁定限制部件210、211的位置。

如图13中(a)所示，在金属管材料14达到目标温度之后，控制部70停止通电加热。因此，金属管材料14被冷却，由此如图13中(b)所示，金属管材料14从膨胀量最大的状态(图13中(a)的状态)收缩。因此，端部14a、14b向轴向上的内侧移动而远离限制部件210、211。在该状态下，由于通电加热结束，因此电极17、18可以不完全夹紧金属管材料14。因此，如图14中(a)所示，缓和电极17、18对金属管材料14的夹紧力。控制部70使限制部件210、211向轴向上的内侧移动，以使其与端部14a、14b接触。之后，如图14中(b)所示，控制部70通过限制部件210向端部14b侧推压端部14a，从而使金属管材料14整体沿轴向移动，进行金属管材料14的对位。控制部70以使从电极17突出的端部14a的突出量与从电极18突出的端部14b的突出量变得相同的方式进行金属管材料14的对位。由此，在使用成型模具13对金属管材料14进行成型时，能够在最佳位置对该金属管材料14进行成型。

通过以上设计，变形例所涉及的成型装置还具备控制限制部件210及限制部件211的轴向移动的控制部70，控制部70在检测到金属管材料14的端部14a及端部14b中的一个端部的移动量大于另一个端部的移动量的情况时，使限制部件210及限制部件211从另一个端部侧朝向一个端部侧移动。此时，能够抑制金属管材料14的端部14a及端部14b中的一个端部的移动量比另一个端部的移动量变得过大时在欲膨胀的金属管材料14与限制部件之间产生的荷载变得过大。

并且，在成型装置中，控制部70可以在停止基于电极17及电极18的加热之后使限制部件210及限制部件211中的至少一个沿轴向推压金属管材料14从而进行金属管材料14的轴向上的对位。此时，在金属管材料14的端部14a及端部14b中的一个端部的移动量比另一个端部的移动量变得过大的情况下，在加热期间能够抑制作用于金属管材料14的荷载变得过大，而且在停止加热之后能够将金属管材料14对位到适合成型的位置。

另外，在成型装置具备检测端部14a的移动量的摄像部203及检测端部14b的移动量的摄像部203时，控制部70可以进行如下控制。即，控制部70可以根据摄像部203所检测出的端部14a的移动量和端部14b的移动量来掌握金属管材料14的总长。因此，即使在限制部件210、211与端部14a、14b未接触的状态下，控制部70也能够根据摄像部203的检测结果来掌握金属管材料14的总长成为达到目标温度时的长度的情况。因此，控制部70可以在该时刻停止通电加热。

符号说明

10-成型装置，13-成型模具，14-金属管材料，17-电极(第1电极、第2电极)，18-电极(第1电极、第2电极)，40、40-气体供给机构(第1流体供给部、第2流体供给部)，70-控制部，117、118-接触面，120-突出部(移动限制机构)，150-移动限制机构，160-致动器(移动限制机构)，201-非接触式开关(检测部)，202-极限开关(检测部)，203-摄像部(检测部、非接触型检测部)，210-限制部件(第1限制部件)，211-限制部件(第2限制部件)。

Claims (9)

1.一种成型装置，其通过使金属管材料膨胀而成型出金属管，该成型装置的特征在于，具备：

成型模具，用于成型出所述金属管；

第1电极及第2电极，在所述金属管材料的两端侧把持所述金属管材料，并且使电流通过而进行加热；及

第1流体供给部及第2流体供给部，向被所述第1电极及所述第2电极加热的所述金属管材料内供给流体以使其膨胀，

在所述第1电极及所述第2电极中的至少一个电极上设置有限制所述金属管材料沿所述金属管材料的轴向移动的移动限制机构。

2.根据权利要求1所述的成型装置，其特征在于，

所述移动限制机构由形成于所述第1电极及所述第2电极中的一个电极的接触面上且相对于所述金属管材料突出的突出部构成。

3.根据权利要求1或2所述的成型装置，其特征在于，

所述移动限制机构将所述第1电极及所述第2电极中的一个电极的接触面的相对于所述金属管材料的按压力设为大于所述第1电极及所述第2电极中的另一个电极的接触面的相对于所述金属管材料的按压力。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的成型装置，其特征在于，

所述移动限制机构具备：

第1限制部件，其与所述金属管材料的所述轴向上的所述第1电极侧的第1端部接触从而限制所述金属管材料的移动；及

第2限制部件，其与所述金属管材料的所述轴向上的所述第2电极侧的第2端部接触从而限制所述金属管材料的移动。

5.根据权利要求4所述的成型装置，其特征在于，

还具备控制部，其控制基于所述第1电极及所述第2电极的加热，

所述控制部根据所述第1端部接触到所述第1限制部件并且所述第2端部接触到所述第2限制部件的情况来判断为所述金属管材料达到了目标温度。

6.根据权利要求4或5所述的成型装置，其特征在于，

还具备控制部，其控制所述第1限制部件及所述第2限制部件在所述轴向上的移动，

所述控制部在检测到所述金属管材料的所述第1端部及所述第2端部中的一个端部的移动量比另一个端部的移动量大的情况时，使所述第1限制部件及所述第2限制部件从所述另一个端部侧朝向所述一个端部侧移动。

7.根据权利要求6所述的成型装置，其特征在于，

所述控制部在停止基于所述第1电极及所述第2电极的加热之后，使所述第1限制部件及所述第2限制部件中的至少一个限制部件沿所述轴向推压所述金属管材料，从而进行所述金属管材料的所述轴向上的对位。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的成型装置，其特征在于，

还具备检测部，其检测所述金属管材料的端部在所述轴向上的移动量。

9.根据权利要求4至7中任一项所述的成型装置，其特征在于，

还具备非接触型检测部，其以非接触方式检测所述第1端部及所述第2端部的位置，从而检测出所述第1端部接触到所述第1限制部件并且所述第2端部接触到所述第2限制部件的情况。