CN111712334B - 成型装置 - Google Patents

Abstract

成型装置(10)具备喷嘴(44)，该喷嘴(44)配置于金属管材料(14)的端部(14a)，并且经由端部(14a)的开口(14b)向金属管材料(14)的内部(14c)供给第1高压气体(G1)。喷嘴(44)具有：包围部(94)，包围端部(14a)的外周面(14f)，并且在其与外周面(14f)相对的内周面(94a)上形成有环状的槽部(99)；环状的密封部件(97)，配置于槽部(99)；及工作部(98)，产生对密封部件(97)朝向外周面(14f)进行加压的加压力。

Description

成型装置

技术领域

本发明涉及一种成型装置。

背景技术

已知有一种成型装置，其向已被加热的金属管材料的内部供给流体以使该金属管材料膨胀，由此成型出金属管。在这种成型装置中，在向金属管材料的内部供给流体时，需要密封喷出流体的喷嘴和金属管材料之间以防止流体泄漏。例如，在专利文献1中记载有一种成型装置，其将锥形形状的喷嘴按压于金属管材料的端部的开口，使金属管材料的端部变形为与喷嘴的形状相同的漏斗状，从而密封喷嘴和金属管材料之间。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-2578号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在上述成型装置中，因为喷嘴以能够使金属管材料的端部沿着喷嘴的形状而变形的较大的推力推压于金属管材料的端部，因此金属管材料可能会被压曲。另一方面，若为了不让金属管材料被压曲而例如减小喷嘴对金属管材料的推力，则可能会无法可靠地密封喷嘴和金属管材料之间。

因此，本发明的目的在于提供一种能够抑制金属管材料被压曲的同时能够密封喷嘴和金属管材料之间的成型装置。

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具备流体供给部，该流体供给部配置于金属管材料的端部，并且经由端部的开口向金属管材料的内部供给第1流体，流体供给部具有：包围部，包围端部的外周面，并且在其与外周面相对的内周面上形成有环状的槽部；环状的密封部件，配置于槽部；工作部，产生对密封部件朝向外周面进行加压的加压力。

根据该成型装置，流体供给部的密封部件呈环状，并且配置于形成在包围金属管材料的端部的外周面的包围部的内周面上的环状槽部。密封部件通过工作部所产生的加压力而朝向金属管材料的外周面得到加压。由此，密封部件按压金属管材料的端部的整个外周面，由此密封流体供给部和金属管材料之间。并且，此时，由于不需要将流体供给部以大的推力按压于金属管材料的端部，因此金属管材料不易被压曲。因此，该装置能够抑制金属管材料被压曲的同时能够密封喷嘴和金属管材料之间。

在本发明的一种实施方式所涉及的成型装置中，槽部可以具有位于沿着内周面的中心轴线的方向上的一侧的侧面(即，第1侧面)及位于另一侧的侧面(即，第2侧面)，密封部件配置成分别与第1侧面及第2侧面接触，并且将被包围部包围的空间分隔成，槽部中的比该密封部件更靠内周面的径向上的外周侧的外周侧空间及比该密封部件更靠内周面的径向上的内周侧的内周侧空间，工作部向外周侧空间供给第2流体。由此，通过供给到外周侧空间的第2流体，能够使基于外周侧空间的内压而朝向包围部的内周面的径向上的内周侧作用于密封部件的力量大于基于内周侧空间的内压而朝向包围部的内周面的径向上的外周侧作用于密封部件的力量。由此，该装置能够产生对密封部件朝向金属管材料的端部的外周面进行加压的加压力。

在本发明的一种实施方式所涉及的成型装置中，槽部可以形成为，从中心轴线朝向内周面的径向观察时密封部件暴露在内周侧空间的面积(即，内周侧暴露面积)小于从中心轴线朝向内周面的径向观察时密封部件暴露在外周侧空间的面积(即，外周侧暴露面积)。由此，通过将槽部形成为承受内周侧空间的内压的内周侧暴露面积小于承受外周侧空间的内压的外周侧暴露面积，能够使基于外周侧空间的内压而朝向包围部的内周面的径向上的内周侧作用于密封部件的力量大于基于内周侧空间的内压而朝向包围部的内周面的径向上的外周侧作用于密封部件的力量。由此，该装置能够产生对密封部件朝向金属管材料的端部的外周面进行加压的加压力。

在本发明的一种方式所涉及的成型装置中，第1侧面及第2侧面中的至少一个侧面可以具有倾斜部，该倾斜部在包括中心轴线的剖面上以第1侧面与第2侧面之间的沿着中心轴线的方向上的距离随着从内周面的径向上的外周侧朝向内周侧而缩小的方式倾斜。由此，在密封部件受到朝向外周面进行加压的加压力而朝向包围部的内周面的径向上的内周侧移动的情况下，该密封部件从倾斜部受到朝向包围部的内周面的径向上的外周侧作用的反力。因此，该装置能够更加可靠地解除流体供给部与金属管材料之间的密封。

在本发明的一种实施方式所涉及的成型装置中，可以从共用的流体供给源向流体供给部供给彼此相同压力的第1流体及第2流体。由此，供给用于使已加热的金属管材料膨胀的第1流体的流体供给部兼作供给用于对密封部件向外周面进行加压的第2流体的流体供给部。因此，该装置不需要设置供给第2流体的新的流体供给部，因此能够抑制装置结构变得复杂。

在本发明的一种实施方式所涉及的成型装置中，第2流体的压力可以高于第1流体的压力。由此，供给第2流体的外周侧空间的内压变得高于供给第1流体的内周侧空间的内压。由此，该装置能够更可靠地产生对密封部件朝向金属管材料的端部的外周面进行加压的加压力。

在本发明的一种方式所涉及的成型装置中，可以从不同的流体供给源向流体供给部分别供给第1流体及第2流体。由此，该装置能够分别适当地调节第1流体的压力及第2流体的压力。

本发明的一种实施方式所涉及的成型装置可以具备：按压力获取部，获取供给到金属管材料的内部的第1流体沿着金属管材料的延伸方向朝向远离金属管材料的方向按压流体供给部的按压力；进退机构，使流体供给部沿着金属管材料的延伸方向进退；及控制部，控制进退机构，控制部控制进退机构以使其以与按压力获取部所获取的按压力向对应的推力朝向靠近金属管材料的方向推压流体供给部。随着第1流体供给到金属管材料的内部，供给过来的第1流体朝向远离金属管材料的方向按压流体供给部的按压力变大。此时，由按压力获取部获取按压力，并使进退机构以与所获取的按压力相对应的推力朝向靠近金属管材料的方向推压流体供给部。由此，抑制流体供给部沿着金属管材料的延伸方向移动，因此在该装置中能够更可靠地维持流体供给部与金属管材料之间的密封。

发明效果

根据本发明的各种实施方式，能够抑制金属管材料被压曲的同时能够密封喷嘴和金属管材料之间。

附图说明

图1是表示本实施方式所涉及的成型装置的图。

图2是表示配置于金属管材料的端部的喷嘴的剖视图。

图3是表示初始配置状态下的密封部件的剖视图。

图4是表示从初始配置状态弹性变形导致相对突出量增大的状态下的密封部件的剖视图。

具体实施方式

以下，参考附图，对示例性实施方式进行说明。另外，各图中对相同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是表示本实施方式所涉及的成型装置10的图。图2是表示配置于金属管材料14的端部14a的喷嘴44的剖视图。如图1及图2所示，成型出金属管的成型装置10构成为具备：吹塑成型模具13，其由上型12及下型11构成；驱动机构80，其使上型12及下型11中的至少一个移动；管保持机构30，其保持配置于上型12与下型11之间的金属管材料14；加热机构50，其对被管保持机构30保持的金属管材料14进行通电而进行加热；气体供给源(流体供给源)60，其用于向气体供给机构40供给第1高压气体(第1流体)G1，该第1高压气体(第1流体)G1经由保持于上型12与下型11之间并被加热的金属管材料14的端部14a的开口14b供给到该金属管材料14的内部14c；一对气体供给机构40、40，其用于向被管保持机构30保持的金属管材料14的内部14c供给来自气体供给源60的第1高压气体G1；工作油源45，其向一对气体供给机构40、40供给工作油；及水循环机构72，其强制性对吹塑成型模具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、上述工作油源45的工作油供给、上述加热机构50的驱动、上述气体供给源60的气体供给及上述一对气体供给机构40、40的动作。另外，图2中示出了图1中的右侧气体供给机构40所具有的喷嘴44。图1中的左侧气体供给机构40所具有的喷嘴44也具备与图2相同的结构。并且，驱动机构80也可以不让上型12或下型11中的任一个移动。

吹塑成型模具13的一个模具即下型11固定于基台15。下型11由较大的钢铁制块构成，在其上表面具备例如矩形的型腔(凹部)16。在下型11形成有冷却水通道19，在该下型11的大致中央具备从下方插入的热电偶21。热电偶21测定金属管材料14的温度。该热电偶21被弹簧22支承为上下移动自如。另外，也可以代替热电偶21而利用例如非接触式温度计、基于电极间电压的温度推定等来测定金属管材料14的温度，或者除了热电偶21以外还可以利用例如非接触式温度计、基于电极间电压的温度推定等来测定金属管材料14的温度。

此外，在下型11的左右端(图1中的左右端)附近设置有空间11a，在该空间11a内，以能够上下进退移动的方式配置有管保持机构30的可动部(即，后述电极17、18(下侧电极)等)。而且，通过将金属管材料14载置于下侧电极17、18之上，下侧电极17、18接触到配置在上型12与下型11之间的金属管材料14。由此，下侧电极17、18与金属管材料14电连接。

在下型11与下侧电极17之间及下侧电极17的下部以及在下型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型11一同保持于基台15侧。

吹塑成型模具13的另一个模具即上型12固定于构成驱动机构80的后述滑动件81上。上型12由较大的钢铁制块构成，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的型腔(凹部)24。该型腔24设置于与下型11的型腔16对置的位置。

与下型11同样，在上型12的左右端(图1中的左右端)附近设置有空间12a，在该空间12a内，以能够上下进退移动的方式配置有管保持机构30的可动部(即，后述电极17、18(上侧电极)等)。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朝下移动，从而与配置在上型12与下型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。另外，如上所述，在本实施方式中，上侧电极17、18及下侧电极17、18均能够上下进退移动，但是，也可以仅使上侧电极17、18或下侧电极17、18中的任一个能够上下进退移动。

在上型12与上侧电极17之间及上侧电极17的上部以及在上型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型12一同保持于驱动机构80的滑动件81侧。

在管保持机构30的右侧部分的电极18、18的彼此对置的面上分别形成有与金属管材料14的外周面形状相对应的半圆弧状的凹槽18a，金属管材料14恰好能够嵌入于该凹槽18a部分。与上述凹槽18a同样，在管保持机构30的右侧部分的绝缘材料91、101的彼此对置的暴露面上分别形成有与金属管材料14的外周面形状相对应的半圆弧状的凹槽。因此，若利用管保持机构30的右侧部分从上下方向夹持金属管材料14，则恰好能够紧紧地包围金属管材料14的右侧的端部14a附近的整个外周。

在管保持机构30的左侧部分的电极17、17的彼此对置的面上分别形成有与金属管材料14的外周面形状相对应的半圆弧状的凹槽17a，金属管材料14恰好能够嵌入于该凹槽17a部分。与上述凹槽17a同样，在管保持机构30的左侧部分的绝缘材料91、101的彼此对置的暴露面上分别形成有与金属管材料14的外周面形状相对应的半圆弧状的凹槽。因此，若利用管保持机构30的左侧部分从上下方向夹持金属管材料14，则恰好能够紧紧地包围金属管材料14的左侧的端部14a附近的整个外周。

金属管材料14载置成在被管保持机构30的右侧部分夹持的情况下其端部14a比该管保持机构30的右侧部分的电极18的正面(朝向模具的外侧方向的面)更突出。金属管材料14载置成在被管保持机构30的左侧部分夹持的情况下其端部比该管保持机构30的左侧部分的电极17的正面(朝向模具的外侧方向的面)更突出。

驱动机构80具备：滑动件81，其使上型12朝向上型12与下型11彼此合拢的方向移动；轴82，其产生用于使上述滑动件81移动的驱动力；及连杆83，其用于向滑动件81传递该轴82所产生的驱动力。轴82在滑动件81的上方沿左右方向延伸且被支承为旋转自如。偏心曲柄82a通过连杆83与设置于滑动件81的上部且沿左右方向延伸的旋转轴81a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的上下方向上的高度，该偏心曲柄82a的位置变化经由连杆83传递到滑动件81，由此能够控制滑动件81上下移动(平移运动)。在此，向滑动件81传递偏心曲柄82a的位置变化时产生的连杆83的摆动(旋转运动)被旋转轴81a吸收。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。另外，驱动机构80并不只限于上述的使用连杆83及旋转轴81a将基于轴82的旋转而产生的偏心曲柄82a的位置变化转换成滑动件81的上下移动的机构，例如也可以采用使用液压缸使滑动件81上下移动的机构。

加热机构50构成为具有：电源51；导线52，其从该电源51分别延伸并连接于电极17、18；及开关53，设置于该导线52上。控制部70控制上述加热机构50，从而能够将金属管材料14加热至淬火温度(AC3相变点温度以上)。

各气体供给机构40、40分别具有按压力获取部47、进退机构48、连结于进退机构48的喷嘴(流体供给部)44。

按压力获取部47获取供给到金属管材料14的内部14c的第1高压气体G1沿着金属管材料14的延伸方向朝向远离金属管材料14的方向按压喷嘴44的按压力。按压力获取部47例如获取针对喷嘴44的回推荷载作为按压力。更具体而言，按压力获取部47例如具备测定从喷嘴44供给到金属管材料14的内部14c的第1高压气体G1的压力值的压力表，并根据测定出的压力值获取按压力。按压力获取部47向控制部70输出与所获取的按压力有关的信息。另外，按压力获取部47例如也可以获取金属管材料14的内部14c中的压力作为按压力。按压力获取部47的配置位置并不只限于图1所示的位置，可以根据按压力获取部47的结构而配置于适于获取按压力的位置。

进退机构48使喷嘴44沿着金属管材料14的延伸方向进退。控制部70控制进退机构48。例如，控制部70控制进退机构48以使其以预先设定的推力朝向靠近金属管材料14的方向推压喷嘴44。进退机构48也可以以与按压力获取部47所获取的按压力相对应的推力朝向靠近金属管材料14的方向推压喷嘴44，以使喷嘴44不会沿金属管材料14的延伸方向移动。进退机构48具有缸体单元42、配合缸体单元42的动作而进退移动的活塞杆43。缸体单元42载置并固定于块体41上。

喷嘴44配置于金属管材料14的端部14a，并使从气体供给源60供给过来的第1高压气体G1经由金属管材料14的端部14a的开口14b供给到金属管材料14的内部14c。喷嘴44连结于活塞杆43的管保持机构30侧的前端。

下面，对喷嘴44的具体结构进行说明。图3是表示初始配置状态下的密封部件97的剖视图。图4是表示从初始配置状态弹性变形导致相对突出量H增大的状态下的密封部件97的剖视图。图3及图4中示出了图2中的上侧的密封部件97的周边。如图2～图4所示，喷嘴44包括基体部92、插入部93、包围部94、密封部件97及工作部98。基体部92、插入部93及包围部94是由一个或多个部件构成为一体的块体。在本实施方式中，例示出了密封部件97在初始配置状态下配置于比槽部99的内周面94a更靠该内周面94a的径向D2上的外周侧(即，并未从槽部99凸出配置)的情况。“初始配置状态”是指：密封部件97未从后述的工作部98受到朝向金属管材料14的外周面14f的加压力的状态。

基体部92是喷嘴44中的配置在比金属管材料14的端部14a的端面14d更靠外侧的部分。在图3中，基体部92是比沿着金属管材料14的端面14d示出的双点划线更靠右侧的部分。

插入部93是从基体部92的侧面立设的大致圆筒状的部分。插入部93的外径形成为稍小于金属管材料14的端部14a的内径。由此，插入部93能够经由金属管材料14的端部14a的开口14b进入金属管材料14的内部14c以及从金属管材料14的内部14c退出，并且实现后述的第1辅助密封件。另外，插入部93也可以不呈大致圆筒状，可以采用其他形状(例如，与中心轴线L垂直的剖面呈矩形的矩形筒状)。

在基体部92及插入部93形成有供第1高压气体G1流过的第1气体流路46a。第1气体流路46a例如形成为在基体部92的外表面92a及插入部93的前端面93a上开口，而且从这些开口分别延伸的流路在基体部92内或插入部93内彼此连接。作为一例，图2所示的第1气体流路46a设为从基体部92的外表面92a与其垂直地设置于基体部92内的流路和从插入部93的前端面93a与其垂直地设置于插入部93内的流路在基体部92内彼此连接的形状。由此，第1高压气体G1经由基体部92的外表面92a的开口流入第1气体流路46a内，并从基体部92内的第1气体流路46a前进到插入部93内的第1气体流路46a之后，经由插入部93的前端面93a上的开口供给到金属管材料14的内部14c。

包围部94形成为包围金属管材料14的端部14a的外周面14f。因此，在金属管材料14的端部14a呈圆筒状的情况下，包围部94的与金属管材料14的端部14a的外周面14f相对的内周面94a的剖面呈圆形。在包围部94的内周面94a上，以环绕该内周面94a的方式遍及该内周面94a的整周而形成有环状槽部99。

从沿着包围部94的内周面94a的方向(周向)观察时，槽部99具有位于沿着包围部94的内周面94a的中心轴线L的方向D1上的一侧的侧面(即，第1侧面99a)及另一侧的侧面(即，第2侧面99b)。即，第2侧面99b是与第1侧面99a对置的面。在此，第1侧面99a是位于沿着包围部94的内周面94a的中心轴线L的方向D1上的外侧(与金属管材料14的延伸方向上的中央侧相反的一侧)的侧面，第2侧面99b是位于沿着包围部94的内周面94a的中心轴线L的方向D1上的内侧(金属管材料14的延伸方向上的中央侧)的侧面。

槽部99的第1侧面99a具有倾斜部99c。并且，槽部99的第2侧面99b具有倾斜部99d。在包括包围部94的内周面94a的中心轴线L的剖面上，倾斜部99c、99d以第1侧面99a与第2侧面99b之间的沿着中心轴线L的方向D1上的距离(即，槽部宽度W)随着从内周面94a的径向D2上的外周侧朝向内周侧而缩小的方式倾斜。倾斜部99c、99d例如设置于槽部99的、内周面94a的径向D2上的靠内周侧的位置。

密封部件97是配置于槽部99的环状部件，作为一例，其可以是O形环。密封部件97由可弹性变形的材质构成。例如，从硬度、耐热性、压缩永久变形等观点考虑，密封部件97可以由氟橡胶形成，尤其可以由维顿(Viton)类耐磨材料形成。或者，密封部件97也可以由丁腈橡胶形成。密封部件97配置成分别与槽部99的第1侧面99a及第2侧面99b接触。由此，密封部件97将被包围部94包围的空间分隔成槽部99中的比该密封部件97更靠内周面94a的径向D2上的外周侧的外周侧空间S1及比该密封部件97更靠内周面94a的径向D2上的内周侧的内周侧空间S2。“被包围部94包围的空间”是指：包括槽部99及比内周面94a更靠该内周面94a的径向D2上的内周侧的空间在内的空间。

另外，在以下说明中，将从包围部94的内周面94a的中心轴线L朝向内周面94a的径向D2观察时密封部件97暴露于外周侧空间S1的面积称为外周侧暴露面积，将从包围部94的内周面94a的中心轴线L朝向内周面94a的径向D2观察时密封部件97暴露于内周侧空间S2的面积称为内周侧暴露面积。槽部99形成为在密封部件97处于初始配置状态的情况下内周侧暴露面积小于外周侧暴露面积。此时，槽部99也可以形成为在密封部件97处于初始配置状态的情况下后述的内周侧槽部宽度Wb小于外周侧槽部宽度Wa。

换言之，槽部99的形状为如下。即，在包括包围部94的内周面94a的中心轴线L的剖面上，在密封部件97处于初始配置状态的情况下，将密封部件97与第1侧面99a接触的部分中的、内周面94a的径向D2上最靠外周侧的位置(第1外周侧位置)P1和密封部件97与第2侧面99b接触的部分中的、内周面94a的径向D2上最靠外周侧的位置(第2外周侧位置)P2之间的沿着中心轴线L的方向D1上的距离(即，槽部宽度W)设为外周侧槽部宽度Wa。并且，在包括包围部94的内周面94a的中心轴线L的剖面上，在密封部件97处于初始配置状态的情况下，将密封部件97与第1侧面99a接触的部分中的、内周面94a的径向D2上的最靠内周侧的位置(第1内周侧位置)P3和密封部件97与第2侧面99b接触的部分中的、内周面94a的径向D2上的最靠内周侧的位置(第2内周侧位置)P4之间的沿着中心轴线L的方向D1上的距离(即，槽部宽度W)设为内周侧槽部宽度Wb。此时，槽部99形成为在密封部件97处于初始配置状态的情况下内周侧槽部宽度Wb小于外周侧槽部宽度Wa。

在本实施方式中，密封部件97通过弹性变形而能够增加或减小相对突出量H。“相对突出量H”是密封部件97从槽部99向内周面94a的径向D2上的内周侧突出的高度，更具体而言，“相对突出量H”是密封部件97从包围部94的内周面94a进一步向内周侧突出的高度。在密封部件97比包围部94的内周面94a更向内周侧突出的情况下，相对突出量H表示为正值，在密封部件97未从包围部94的内周面94a向内周侧突出的情况下(即，整个密封部件97容纳在槽部99的内部的情况下)，相对突出量H表示为负值(参考图3)。

即，密封部件97能够从槽部99中的初始配置状态弹性变形从而加大从槽部99朝向内周面94a的径向D2上的内周侧突出的相对突出量H。在初始配置状态下，密封部件97可以从槽部99向内周面94a的径向D2上的内周侧突出(凸出)，也可以不突出(不凸出)。另外，在本实施方式中，密封部件97在初始配置状态下并未与金属管材料14的外周面14f抵接。并且，工作部98可以使密封部件97被弹性变形以使相对突出量H变大从而抵接于金属管材料14的外周面14f。

工作部98产生对密封部件97朝向金属管材料14的外周面14f进行加压的加压力。在此，工作部98使密封部件97从初始配置状态弹性变形以使密封部件97的相对突出量H变大从而使密封部件97抵接于金属管材料14的外周面14f。工作部98例如向外周侧空间S1供给第2高压气体(第2流体)G2，以使外周侧空间S1的内压与外周侧暴露面积的乘积大于内周侧空间S2的内压与内周侧暴露面积的乘积。第2高压气体G2是为了对密封部件97朝向金属管材料14的外周面14f进行加压而供给的气体，在此，第2高压气体G2是为了使密封部件97在槽部99内弹性变形而供给的气体。

工作部98例如是向外周侧空间S1供给第2高压气体G2的第2气体流路46b。第2气体流路46b可以是从基体部92内的第1气体流路46a分支后到达外周侧空间S1的流路。此时，流过第2气体流路46b的第2高压气体G2是从流过第1气体流路46a的第1高压气体G1中分流的气体。因此，第1高压气体G1的压力和第2高压气体G2的压力彼此相同。

利用工作部98向外周侧空间S1供给第2高压气体G2，并且基于以下理由，能够对密封部件97朝向外周面14f进行加压(在此，更具体而言，使密封部件97从初始配置状态弹性变形从而加大相对突出量H)。即，相当于外周侧空间S1的内压与外周侧暴露面积的乘积的大小的力量朝向内周面94a的径向D2上的内周侧作用于密封部件97。另一方面，相当于内周侧空间S2的内压与内周侧暴露面积的乘积的大小的力量朝向内周面94a的径向D2上的外周侧作用于密封部件97。因此，若工作部98向外周侧空间S1供给第2高压气体G2以提高外周侧空间S1的内压，则能够使外周侧空间S1的内压与外周侧暴露面积的乘积大于内周侧空间S2的内压与内周侧暴露面积的乘积，从而能够对密封部件97朝向外周面14f进行加压(在此，使密封部件97弹性变形以使其向内周面94a的径向D2上的内周侧移动，从而加大相对突出量H)。

然而，如上所述，由于插入部93的外径形成为稍小于金属管材料14的端部14a的内径，因此供给到金属管材料14的内部14c的第1高压气体G1不易通过插入部93的外周面93b与金属管材料14的内周面14e之间的间隙。因此，抑制第1高压气体G1从金属管材料14的内部14c泄漏。即，插入部93的外周面93b与金属管材料14的内周面14e之间的间隙小的结构作为喷嘴44与金属管材料14之间的辅助密封件(第1辅助密封件)而发挥功能。

并且，在喷嘴44配置在金属管材料14的端部14a的情况下，金属管材料14的端部14a的端面14d抵靠于基体部92的侧面(更具体而言，基体部92的侧面中的夹在插入部93与包围部94之间的抵靠面92b)。由此，通过了第1辅助密封件的第1高压气体G1不易通过金属管材料14的端部14a的端面14d与基体部92的抵靠面92b之间的间隙。因此，抑制第1高压气体G1从金属管材料14的内部14c泄漏。即，金属管材料14的端部14a的端面14d抵靠于基体部92的抵靠面92b的结构作为喷嘴44与金属管材料14之间的辅助密封件(第2辅助密封件)而发挥功能。

气体供给源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、从储气罐62延伸至形成于喷嘴44内的第1气体流路46a的管67、设置于该管67上的压力控制阀68及止回阀69。止回阀69发挥如下作用：防止高压气体在管67内逆流。设置于管67上的压力控制阀68发挥如下作用：通过控制部70的控制向喷嘴44的第1气体流路46a供给用于使金属管材料14膨胀的工作压力的第1高压气体G1。

工作油源45向缸体单元42供给与喷嘴44对金属管材料14的推力相对应的工作压力的工作油。由此，若缸体单元42工作以使活塞杆43进退，则喷嘴44沿着金属管材料14的延伸方向进退。另外，喷嘴44也可以通过从气体供给源60供给过来的气体而进行进退，从而代替从工作油源45供给过来的工作油。此时，气体供给源60还可以具备从储气罐62延伸至缸体单元42的管和设置于该管上的压力控制阀及转换阀，压力控制阀向缸体单元42供给与喷嘴44对金属管材料14的推力相对应的工作压力的气体。

如上所述，第2气体流路46b是从基体部92内的第1气体流路46a分支后到达外周侧空间S1的流路，因此气体供给源60向喷嘴44供给第1高压气体G1及第2高压气体G2。换言之，共用的气体供给源60向喷嘴44供给相同压力的第1高压气体G1及第2高压气体G2。

控制部70通过控制气体供给源60的压力控制阀68能够向金属管材料14的内部14c供给所期望的工作压力的第1高压气体G1。并且，控制部70通过接收从图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及开关53等。并且，控制部70通过接收从图1所示的(B)传递过来的信息，获取按压力获取部47所获取的与按压力有关的信息，并控制进退机构48以使其以与所获取的按压力相对应的推力朝向靠近金属管材料14的方向推压喷嘴44。“与所获取的按压力相对应的推力”例如是使喷嘴44不会因按压力而沿着金属管材料14的延伸方向移动而维持该喷嘴44的位置的推力，更具体而言，“与所获取的按压力相对应的推力”是与按压力抵消的大小的推力。

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型11的冷却水通道19及上型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用于净化水的过滤器。

＜使用成型装置进行的金属管的成型方法＞

接着，参考图1～图4，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，准备可淬火钢类的金属管材料14。例如，利用机器人手臂等将该金属管材料14载置(投放)到设置于下型11侧的电极17、18上。由于在电极17、18上形成有凹槽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以使该管保持机构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侧的上型12及上侧电极17、18等朝向下型11侧移动，并且使管保持机构30所具有的能够让上侧电极17、18等及下侧电极17、18等进退移动的致动器工作，从而利用管保持机构30从上方和下方夹持金属管材料14的两侧端部附近。就该夹持而言，由于存在形成于电极17、18上的凹槽17a、18a及形成于绝缘材料91、101上的凹槽，因此成为与金属管材料14的两侧端部附近的整周紧贴的状态。

另外，此时，金属管材料14的电极18侧的端部14a在金属管材料14的延伸方向上比电极18更向喷嘴44侧突出。同样，金属管材料14的电极17侧的端部14a在金属管材料14的延伸方向上比电极17更向喷嘴44侧突出。并且，上侧电极17、18的下表面与下侧电极17、18的上表面彼此接触。但是，并不只限于与金属管材料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通过控制加热机构50而加热金属管材料14。具体而言，控制部70使加热机构50的开关53导通。如此一来，从电源51传递到下侧电极17、18的电力供给到夹持金属管材料14的上侧电极17、18及金属管材料14，并且基于金属管材料14自身的电阻，金属管材料14自身基于因焦耳热而发热。并且，通过来自被加热的金属管材料14的热传导，电极17、18也被加热。另外，始终监测热电偶21的测定值，并根据该结果控制通电。

接着，控制部70控制驱动机构80，针对加热后的金属管材料14关闭吹塑成型模具13。由此，下型11的型腔16与上型12的型腔24彼此组合，金属管材料14配置并密封于下型11与上型12之间的型腔部内。

然后，使气体供给机构40的缸体单元42工作以使各喷嘴44前进并配置于金属管材料14的各端部14a。然后，使吹塑成型模具13闭模，并向喷嘴44供给第1高压气体G1。供给到喷嘴44的第1高压气体G1流过第1气体流路46a后吹入金属管材料14的内部14c。

在此，在喷嘴44内，第1气体流路46a与第2气体流路46b彼此连接，因此流过第1气体流路46a的第1高压气体G1的一部分分流到第2气体流路46b。分流到第2气体流路46b的第1高压气体G1作为第2高压气体G2流过第2气体流路46b后流入槽部99的外周侧空间S1。由于第2高压气体G2供给到外周侧空间S1，因此外周侧空间S1的内压增大。其结果，朝向内周面94a的径向D2上的内周侧作用于密封部件97的力量增大，容易变成大于朝向内周面94a的径向D2上的外周侧作用于密封部件97的力量。而且，槽部99形成为内周侧暴露面积小于外周侧暴露面积。因此，朝向内周面94a的径向D2上的内周侧作用于密封部件97的力量更容易变成大于朝向内周面94a的径向D2上的外周侧作用于密封部件97的力量。

若朝向内周面94a的径向D2上的内周侧作用于密封部件97的力量大于朝向外周侧的作用力，则密封部件97朝向金属管材料14的外周面14f得到加压，从初始配置状态弹性变形以使相对突出量H增大。然后，密封部件97与金属管材料14的端部14a的外周面14f遍及整周而抵接，喷嘴44与金属管材料14之间被密封。另外，此时，由于密封部件97从初始配置状态弹性变形而朝向内周面94a的径向D2上的内周侧移动使得相对突出量H增大，因此成为越过槽部99的倾斜部99c、99d而推入槽部宽度W窄的区域的状态。

如此，喷嘴44与金属管材料14之间得到密封，而且，被加热而软化的金属管材料14通过第1高压气体G1的内压而变形(成型)为与型腔部的形状相同的形状。由于金属管材料14被加热成高温(950℃前后)，因此供给到金属管材料14的内部14c的第1高压气体G1会热膨胀。此时，金属管材料14被加热就会软化，因此能够利用热膨胀的压缩空气容易使金属管材料14膨胀。

此时，由于金属管材料14的内部14c的内压变高，因此喷嘴44受到其反力而推向远离金属管材料14的方向。按压力获取部47获取喷嘴44所承受的按压力，并将该信息输出给控制部70。控制部70控制退机构48以使其以与基于所输入的信息的按压力相对应的推力朝向靠近金属管材料14的方向推压喷嘴44。

然后，停止向金属管材料14的内部14c供给第1高压气体G1，同时，停止向槽部99的外周侧空间S1的供给第2高压气体G2。其结果，基于外周侧空间S1的内压而朝向内周面94a的径向D2上的内周侧作用于密封部件97的力量和基于内周侧空间S2的内压而朝向内周面94a的径向D2上的外周侧作用于密封部件97的力量变得相等。由此，密封部件97通过从初始配置状态加大相对突出量的弹性变形的复原力而减小相对突出量，从而恢复到初始配置状态。另外，由于密封部件97处于越过槽部99的倾斜部99c、99d而推入槽部宽度W窄的区域的状态，因此能够沿着倾斜部99c、99d的倾斜面顺畅地且可靠地恢复到初始配置状态。

通过吹塑成型而膨胀的金属管材料14的外周面14f与下型11的型腔16接触就会被快速冷却，并且与上型12的型腔24接触就会被快速冷却(由于上型12与下型11的热容量较大且被管理成低温，因此只要金属管材料14与上型12或下型11接触，管表面的热量就会一下子被模具侧夺去)，从而进行淬火。这种冷却方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内供给例如冷却介质而进行冷却，或者除了模具冷却之外，还可以向型腔24内供给例如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(上型12及下型11)接触而进行冷却，然后，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，然后进行开模，从而得到具有例如大致矩形筒状的主体部的金属管。

〈成型装置的作用效果〉

如以上说明，根据成型装置10，喷嘴44的密封部件97呈环状，并且配置于形成在包围金属管材料14的端部14a的外周面14f的包围部94的内周面94a上的环状槽部99。密封部件97通过工作部98所产生的加压力而朝向金属管材料14的外周面14f得到加压，其结果，从初始配置状态弹性变形导致相对突出量H变大。由此，密封部件97与金属管材料14的端部14a的外周面14f遍及整周而抵接并进行按压，由此喷嘴44与金属管材料14之间得到密封。并且，此时，由于不需要将喷嘴44以大的推力推压于金属管材料14的端部14a，因此金属管材料14不易被压曲。因此，该成型装置10能够抑制金属管材料14被压曲的同时能够密封喷嘴44和金属管材料14之间。

在成型装置10中，槽部99具有位于沿着包围部94的内周面94a的中心轴线L的方向D1上的一侧的侧面(即，第1侧面99a)及位于另一侧的侧面(即，第2侧面99b)，密封部件97配置成分别与第1侧面99a及第2侧面99b接触，并且将被包围部94包围的空间分隔成槽部中的比该密封部件97更靠内周面94a的径向D2上的外周侧的外周侧空间S1及比该密封部件97更靠内周面94a的径向D2上的内周侧的内周侧空间S2，工作部98向外周侧空间S1供给第2高压气体G2。由此，通过供给到外周侧空间S1的第2高压气体G2，能够使基于外周侧空间S1的内压而朝向内周面94a的径向D2上的内周侧作用于密封部件97的力量大于基于内周侧空间S2的内压而朝向内周面94a的径向D2上的外周侧作用于密封部件97的力量。由此，成型装置10能够产生对密封部件97朝向金属管材料14的端部14a的外周面14f进行加压的加压力。

在成型装置10中，槽部99形成为从中心轴线L朝向包围部94的内周面94a的径向D2观察时密封部件97暴露于内周侧空间S2的面积(即，内周侧暴露面积)小于从中心轴线L朝向内周面94a的径向观察时密封部件97暴露于外周侧空间S1的面积(即，外周侧暴露面积)。由此，槽部形成为承受内周侧空间S2的内压的内周侧暴露面积小于承受外周侧空间S1的内压的外周侧暴露面积，从而能够使基于外周侧空间S1的内压而朝向内周面94a的径向D2上的内周侧作用于密封部件97的力量大于基于内周侧空间S2的内压而朝向内周面94a的径向D2上的外周侧作用于密封部件97的力量。由此，成型装置10能够产生对密封部件97朝向金属管材料14的端部14a的外周面14f进行加压的加压力。

在成型装置10中，在包括中心轴线L的剖面上，第1侧面99a及第2侧面99b具有倾斜部99c、99d，该倾斜部99c、99d以第1侧面99a与第2侧面99b之间的沿着中心轴线L的方向D1上的距离随着从内周面94a的径向D2上的外周侧朝向内周侧而缩小的方式倾斜。由此，在密封部件97受到朝向金属管材料14的外周面14f进行加压的加压力而朝向包围部94的内周面94a的径向D2上的内周侧移动的情况下，该密封部件97从倾斜部99c、99d受到朝向内周面94a的径向D2上的外周侧作用的反力。因此，成型装置10能够更加可靠地解除喷嘴44与金属管材料14之间的密封。

在成型装置10中，共用的气体供给源60向喷嘴44供给彼此相同压力的第1高压气体G1及第2高压气体G2。由此，供给用于使已加热的金属管材料14膨胀的第1高压气体G1的喷嘴44兼作供给用于对密封部件97向金属管材料14的外周面14f进行加压的第2高压气体G2的喷嘴44。因此，成型装置10不需要设置供给第2高压气体G2的新的喷嘴44，因此能够抑制装置结构变得复杂。

成型装置10具备：按压力获取部47，其获取供给到金属管材料14的内部14c的第1高压气体G1沿着金属管材料14的延伸方向朝向远离金属管材料14的方向按压喷嘴44的按压力；进退机构48，其使喷嘴44沿着金属管材料14的延伸方向进退；及控制部70，控制进退机构48，控制部70控制进退机构48以使其以与按压力获取部47所获取的按压力相对应的推力朝向靠近金属管材料14的方向推压喷嘴44。随着第1高压气体G1供给到金属管材料14的内部14c，供给过来的第1高压气体G1朝向远离金属管材料14的方向按压喷嘴44的按压力变大。此时，由按压力获取部47获取按压力，并使进退机构48以与所获取的按压力相对应的推力朝向靠近金属管材料14的方向推压喷嘴44。由此，抑制喷嘴44沿着金属管材料14的延伸方向移动，因此在成型装置10中能够更可靠地维持喷嘴44与金属管材料14之间的密封。

上述实施方式能够以根据本领域技术人员的知识进行了各种变更或改进的各种方式来实施。

例如，密封部件97在初始配置状态下可以比槽部99的内周面94a更向该内周面94a的径向D2上的内周侧突出(即，从槽部99凸出)。并且，密封部件97在初始配置状态下可以接触到金属管材料14的外周面14f。

并且，密封部件97也可以不进行弹性变形。例如，密封部件97可以具有在第2高压气体G2的压力下大致不会变形的刚性。此时，通过工作部98，密封部件97在并未弹性变形的状态下按压于金属管材料14的外周面14f，由此，也能够密封喷嘴44和金属管材料14之间。

并且，经由金属管材料14的端部14a的开口14b供给到金属管材料14的内部14c的流体(第1流体)可以不是气体，例如可以是液体。同样，供给到外周侧空间S1的流体(第2流体)也可以不是气体，例如可以是流体。

并且，第2气体流路46b的形状及位置并不受特别限定。例如，第2气体流路46b也可以形成为不通过基体部92而仅通过包围部94。第2气体流路46b也可以形成为在包围部94的径向D2上的外周侧从槽部99的外周侧空间S1沿径向D2延伸。

第2气体流路46b也可以不从第1气体流路46a分支。即，流过第2气体流路46b的第2高压气体G2也可以不是从流过第1气体流路46a的第1高压气体G1分流的气体。此时，成型装置10除了具备供给第1高压气体G1的气体供给源60以外，还可以具备供给第2高压气体G2的气体供给源。换言之，也可以不从共用的气体供给源60向喷嘴44供给彼此相同压力的第1高压气体G1及第2高压气体G2。

并且，第2高压气体G2的压力也可以高于第1高压气体G1的压力。由此，供给有第2高压气体G2的外周侧空间S1的内压变成高于供给有第1高压气体G1的内周侧空间S2的内压。由此，成型装置10能够更可靠地产生对密封部件97朝向金属管材料14的端部14a的外周面14f进行加压的加压力。

为了实现这种结构，例如，成型装置10除了具备供给第1高压气体G1的气体供给源60以外，还可以具备供给第2高压气体G2的气体供给源(流体供给源)。即，可以从不同的气体供给源(流体供给源)向喷嘴44分别供给第1高压气体G1及第2高压气体G2。由此，成型装置10能够分别适当地调节第1高压气体G1的压力及第2高压气体G2的压力。或者，成型装置10也可以在从共用的气体供给源60向喷嘴44供给第1高压气体G1及第2高压气体G2的供给管路上进行使第2高压气体G2的压力高于第1高压气体G1的压力的压力调整。

并且，工作部98只要能够对密封部件97朝向金属管材料14的外周面14f进行加压即可，其也可以采用与向外周侧空间S1供给第2高压气体G2的第2气体流路46b不同的结构。此时，密封部件97并非一定要配置成分别与第1侧面99a及第2侧面99b接触，并且，槽部99也并非一定要形成为内周侧暴露面积小于外周侧暴露面积。

并且，在成型装置10中，槽部99的第1侧面99a可以具有倾斜部99c，而槽部99的第2侧面99b则可以不具有倾斜部99d。或者，在成型装置10中，槽部99的第1侧面99a可以不具有倾斜部99c，而槽部99的第2侧面99b可以具有倾斜部99d。或者，在成型装置10中，槽部99的第1侧面99a可以不具有倾斜部99c，并且槽部99的第2侧面99b也可以不具有倾斜部99d。

并且，控制部70可以无需控制进退机构48以使其以与按压力获取部47所获取的按压力相对应的推力朝向靠近金属管材料14的方向推压喷嘴44，此时，成型装置10也可以不具备按压力获取部47。

并且，密封部件97在初始配置状态下也可以配置成与槽部99的内表面中的包围部94的径向D2上的外周侧的外周侧内表面99e接触(参考图3)。此时，密封部件97将外周侧空间S1分隔成比该密封部件97更靠沿着包围部94的内周面94a的中心轴线L的方向D1上的一侧和另一侧。此时，为了使第2高压气体G2供给到被密封部件97分隔的外周侧空间S1的一侧及另一侧，在槽部99中可以形成连接外周侧空间S1的一侧及另一侧的连接流路。例如，可以在槽部99的外周侧内表面99e的一部分上形成槽状或贯穿孔状的连接通道。

符号说明

10-成型装置，14-金属管材料，14a-端部，14b-开口，14c-内部，14f-外周面，44-喷嘴，47-按压力获取部，48-进退机构，60-气体供给源(流体供给源)，70-控制部，94-包围部，94a-内周面，97-密封部件，98-工作部，99-槽部，99a-第1侧面，99b-第2侧面，99c、99d-倾斜部，G1-第1高压气体(第1流体)，G2-第2高压气体(第2流体)，L-中心轴线，S1-外周侧空间，S2-内周侧空间。

Claims (6)

1.一种成型装置，其具备流体供给部，

所述流体供给部配置于金属管材料的端部，并且经由所述端部的开口向所述金属管材料的内部供给第1流体，

所述流体供给部具有：

包围部，包围所述端部的外周面，并且在其与所述外周面相对的内周面上形成有环状的槽部；

环状的密封部件，配置于所述槽部；及

工作部，产生对所述密封部件朝向所述外周面进行加压的加压力；

所述槽部具有位于沿着所述内周面的中心轴线的方向上的一侧的侧面即第1侧面及位于另一侧的侧面即第2侧面，

所述密封部件配置成分别与所述第1侧面及所述第2侧面接触，并且将被所述包围部包围的空间分隔成，所述槽部中的比该密封部件更靠所述内周面的径向上的外周侧的外周侧空间及比该密封部件更靠所述内周面的径向上的内周侧的内周侧空间，

所述工作部向所述外周侧空间供给第2流体；

所述槽部形成为，从所述中心轴线朝向所述内周面的径向观察时所述密封部件暴露在所述内周侧空间的面积即内周侧暴露面积小于从所述中心轴线朝向所述内周面的径向观察时所述密封部件暴露在所述外周侧空间的面积即外周侧暴露面积。

2.根据权利要求1所述的成型装置，其中，

所述第1侧面及所述第2侧面中的至少一个侧面具有倾斜部，该倾斜部在包括所述中心轴线的剖面上以所述第1侧面与所述第2侧面之间的沿着所述中心轴线的方向上的距离随着从所述内周面的径向上的外周侧朝向内周侧而缩小的方式倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的成型装置，其中，

从共用的流体供给源向所述流体供给部供给彼此相同压力的所述第1流体及所述第2流体。

4.根据权利要求1或2所述的成型装置，其中，

所述第2流体的压力高于所述第1流体的压力。

5.根据权利要求4所述的成型装置，其中，

从不同的流体供给源向所述流体供给部分别供给所述第1流体及所述第2流体。

6.根据权利要求1或2所述的成型装置，其具备：

按压力获取部，获取供给到所述金属管材料的内部的所述第1流体沿着所述金属管材料的延伸方向朝向远离所述金属管材料的方向按压所述流体供给部的按压力；

进退机构，使所述流体供给部沿着所述金属管材料的延伸方向进退；及

控制部，控制所述进退机构，

所述控制部控制所述进退机构以使其以与所述按压力获取部所获取的所述按压力相对应的推力朝向靠近所述金属管材料的方向推压所述流体供给部。

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