JP6240564B2 - 成形装置及び成形装置の部品の交換方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属パイプを成形する成形装置及び成形装置の部品の交換方法に関する。

従来、加熱した金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させることによって成形を行う成形装置が知られている。例えば、特許文献１に示す成形装置は、互いに対となる上型及び下型と、上型と下型との間で金属パイプ材料を保持する保持部と、保持部に保持された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、上型と下型との間で保持された状態の金属パイプ材料内に気体を供給することによって、金属パイプ材料を膨張させて金型の形状に対応する形状に成形することができる。

特開２００３−１５４４１５号公報

ここで、上述の装置では、成形品の形状を変更する場合は、金型を交換する必要がある。また、金型を交換する場合は、それに伴って保持部等の金型周辺の他の部品も交換する必要が生じる。従って、部品の交換に多大な時間が必要となっていたため、部品の交換に要する時間を短縮することが要請されていた。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、短い時間で部品の交換を行うことができる、成形装置及び成形装置の部品の交換方法を提供することを目的とする。

本発明に係る成形装置は、金属パイプを成形する成形装置であって、加熱された金属パイプ材料内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と、金型を移動させるための駆動力を発生させる駆動部と、を備え、少なくとも駆動部を有する本体ユニットに対し、交換ユニットが交換可能に設けられ、交換ユニットは、少なくとも、気体供給部、及び金型によって構成される。

本発明に係る成形装置では、少なくとも駆動部を有する本体ユニットに対し、交換ユニットが交換可能に設けられている。また、交換ユニットは、少なくとも、気体供給部、及び金型によって構成される。このような構成により、成形装置の金型を交換するときは、本体ユニットに対して交換ユニットごと交換することができる。当該金型交換に伴って交換の必要が生じる気体供給部も交換することができる。以上により、短い時間で部品の交換を行うことができる。

また、本発明に係る成形装置において、交換ユニットでは、ベース部材に気体供給部、及び金型が接続されていてよい。このような構成により、各部品を簡単な構成でユニット化することができる。

本発明に係る成形装置の部品の交換方法において、加熱された金属パイプ材料内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と、金型を移動させるための駆動力を発生させる駆動部と、を備える成形装置の部品の交換方法であって、少なくとも、気体供給部、及び金型によって交換ユニットを構成し、少なくとも駆動部を有する本体ユニットに対して設けられた交換ユニットを交換する。

本発明に係る成形装置の部品の交換方法によれば、上述の成形装置と同様な作用・効果を得ることができる。

また、本発明に係る成形装置の部品の交換方法において、本体ユニットに対して設けられた交換ユニットを取り外す工程と、取り外された交換ユニットを第１の台車で回収する工程と、第１の台車で新たな交換ユニットを搬送する工程と、新たな交換ユニットを本体ユニットに設ける工程と、を備えてよい。これによって、一つの台車で交換ユニットを交換することが可能となるため、簡単なシステム構成にて交換ユニットを交換することができる。

また、本発明に係る成形装置の部品の交換方法において、本体ユニットに対して設けられた交換ユニットを取り外す工程と、取り外された交換ユニットを第１の台車で回収する工程と、第２の台車で新たな交換ユニットを搬送する工程と、新たな交換ユニットを本体ユニットに設ける工程と、を備えてよい。これによって、第１の台車で交換ユニットを回収している一方で、第２の台車で新たな交換ユニットを搬送すると共に本体ユニットに設けることができる。従って、交換ユニットの交換作業を迅速に行うことが可能となる。

本発明によれば、短い時間で成形装置の部品の交換を行うことができる。

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。 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。 成形装置によるブロー成形工程とその後の流れを示す図である。 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。 成形装置の部品を交換するための交換システムの概略構成図である。 成形装置の部品を交換するための交換システムの概略平面図である。 変形例に係る交換システムの概略平面図である。

〈成形装置の構成〉
図１及び図２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（加熱部）５０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、駆動部８１、パイプ保持機構３０、ブロー成形金型１３の動作、加熱機構５０及びブロー機構６０を制御する制御部７０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、を備えて構成されている。制御部７０は、金属パイプ材料１４が焼入れ温度（ＡＣ３変態点温度以上）に加熱されたときにブロー成形金型１３を閉じるとともに加熱された金属パイプ材料１４に高圧ガスを吹込む等の一連の制御を行う。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。

下型１１は、ベース部材９３を介して、大きな基台１５に固定されている。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）近傍にはアクチュエータ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が設けられている。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５（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（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（図５（ｃ）参照）。なお、下型１１には冷却水通路１９が形成されている。また、下型１１には、エジェクタのピン９１が挿通されている。ピン９１の下端部は、基台１５内に設けられたシリンダ（不図示）に接続されている。なお、ピン９１は、金属パイプ材料１４の温度を計測する熱電対として構成されていてもよい。また、熱電対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。

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。

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、上端部をダイホルダ９２を介してスライド８２に固定されている。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。サーボモータ８３は減速機を介して偏心軸（不図示）と接続されている。偏心軸は、回転運動を鉛直方向への偏心運動に変換する変換部（不図示）に接続されている。変換部は、スライド８２に接続されている。このような構造により、当該偏心軸の回転に伴ってスライド８２が上下方向へ移動する。なお、駆動部８１は、上述のように偏心軸を用いたものに限られず、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ればどのようなものであってもよく、加圧シリンダなどを介してスライド８２に駆動力を付与してもよい。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、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。

また上型１２の左右端（図１において左右端）近傍には、下型１１と同じく、アクチュエータ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が設けられている。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５（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（図５（ｃ）参照）。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。

また、第１電極１７及び第２電極１８は、電源（不図示）と接続されており、金属パイプ材料１４に電力を供給することで当該金属パイプ材料１４を加熱する。従って、加熱機構５０は、第１電極１７及び第２電極１８によって構成される。

図２は、ブロー成形金型１３を側面方向から見た概略断面である。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、下型１１の上面には矩形状の凹部１６が形成されている。上型１２の下面には、下型１１の凹部１６と対向する位置に矩形状の凹部２４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１６と上型１２の凹部２４と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。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（ここでは矩断面矩形状）に成形される。

ブロー機構６０は、金属パイプ材料１４の端部から気体を供給するシール部材４４と、シール部材４４を駆動させるシリンダユニット４２と、を備えている。シール部材４４は、シリンダロッド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は固定部材９４を介してベース部材９３上に載置固定されている。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５参照）。シリンダユニット４２には、図示されない圧力制御弁が接続されており、当該圧力制御弁は、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。

水循環機構７２は、図示されない水槽に貯留され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へ圧送する。なお、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水槽から冷却水通路１９，２５へ至る配管に介在させることは差し支えない。

〈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３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３（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３（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。

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のスイッチをＯＮにする。そうすると、電源（不図示）から電力が第１、第２電極１７，１８を介して金属パイプ材料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。

図４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４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４４で金属パイプ材料１４の両端をシールする（図５も併せて参照）。なおこのシールは、シール部材４４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。その後、ブロー成形後の金属パイプ８０に対して冷却を行い、焼き入れを行うと金属パイプ８０の成形が完了する。

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。

そして、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。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、ソルバイトなど）に変態する。従って、別途焼戻し処理を行う必要がない。

（部品の交換）
次に、成形装置１０の金型等の部品を交換するための構成について図１、図６及び図７を参照して説明する。本実施形態に係る成形装置１０では、本体ユニット１２０に対し、交換ユニット１１０が交換可能に設けられている。すなわち、金型等の部品を交換する場合、本体ユニット１２０から交換ユニット１１０全体を取り外し、新たな交換ユニット１１０を本体ユニット１２０に組み付けることで、容易に部品の交換を行うことができる。

本体ユニット１２０は、基台（ベッド）１５と、頂部（クラウン）９７と、当該基台１５と当該頂部９７とを結ぶように四隅に設けられたフレーム（タイロッド）９６と、頂部９７側に設けられた駆動部８１と、駆動部８１によって駆動力を付与されて上型１２を移動させるスライド８２と、を備えている。本体ユニット１２０は、金型交換に際して交換する必要がなく、金型が交換された場合であっても共通して用いることが出来る部品によって構成されている。本実施形態では、基台１５の上面とスライド８２の下面との間の空間であって、四隅のフレーム９６に囲まれた空間が、交換ユニット１１０を配置、及び固定するための配置スペースＳＰとして確保されている。

交換ユニット１１０は、少なくとも、下型１１、上型１２、パイプ保持機構３０（本実施形態では、加熱機構５０としても機能する）、及びブロー機構６０によって構成されている。交換ユニット１１０は、金型交換に際して交換する必要がある部品によって構成されている。ただし、金型交換に際して、必ずしも交換することが必須ではないが、共通部品として本体ユニット１２０に残しておくことよりも、交換ユニット１１０として交換したほうが、交換作業の効率上、コスト上のメリットがある部品については、交換ユニット１１０の部品としてよい。交換ユニット１１０では、ベース部材９３に下型１１、パイプ保持機構３０（このうち、下側の第１、第２電極１７，１８）、ブロー機構６０が接続されている。具体的には、ベース部材９３の上面に下型１１が固定されると共に、下側の第１、第２電極１７，１８が固定されている。また、ブロー機構６０のシリンダユニット４２及びシール部材４４は、固定部材９４を介してベース部材９３に固定される。また、ダイホルダ９２の下面には、上型１２が固定されると共に、上側の第１、第２電極１７、１８が固定される。なお、交換ユニット１１０のうち、ベース部材９３に固定された下型１１等と、ダイホルダ９２に固定された上型１２等とは、本体ユニット１２０への組み付け前は、固定治具を用いてピンやボルト等によって連結されている。これによって、交換ユニット１１０の搬送時に上型１２が下型１１からずれ落ちることを防止できる。ただし、上型１２が十分な重量を有しており、ずれ落ちる可能性が低い場合は、上型１２を下型１１上に載置させた状態で搬送してもよい。

ブロー成形金型１３に金属パイプ材料１４を配置したときの金属パイプ材料１４の延在方向（すなわち、第１電極１７と第２電極１８とが対向する方向）を「長さ方向Ｄ１」とし、平面視において当該長さ方向Ｄ１と直交する方向を「幅方向Ｄ２」とする。この場合、ベース部材９３は、平面視において長さ方向Ｄ１に延びる長方形状の板部材によって構成される。ベース部材９３の幅方向Ｄ２の大きさは特に限定されないが、本実施形態では、ブロー成形金型１３の幅方向Ｄ２の大きさ以上の大きさに設定されている。また、ベース部材９３の幅方向Ｄ２の大きさは、本体ユニット１２０の基台１５の上面の幅方向Ｄ２の大きさ、及び幅方向Ｄ２に対向するフレーム９６間の空間の幅より小さく設定されていてよい。これにより、幅方向Ｄ２に対向するフレーム９６の間を通して、交換ユニット１１０を基台１５上に配置することが可能となる。一方、ベース部材９３の長さ方向Ｄ１の大きさは特に限定されないが、本実施形態では、ブロー成形金型１３よりも大きく、ブロー成形金型１３の長さ方向Ｄ１における両端部よりも外側へ張り出している。また、本実施形態では、ベース部材９３の長さ方向Ｄ１の大きさは、基台１５の長さ方向Ｄ１の大きさよりも小さい。当該張り出した部分に、ブロー機構６０が固定されている。なお、ブロー機構６０のシリンダユニット４２は、長さ方向Ｄ１において、ベース部材９３及び基台１５の長さ方向Ｄ１における端部よりも外側まで延びている。

次に、成形装置１０の部品を交換するための機構を備えた交換システム１００の構成と、当該交換システム１００を用いた部品の交換方法について説明する。交換システム１００は、上述の成形装置１０と、成形装置１０の交換ユニット１１０を搬送するための第１の台車１３０Ａと、を備えている。第１の台車１３０Ａは、成形装置１０付近に敷設された一対のレール１３１に沿って移動可能である。説明のために、平面視（図７に示す状態）において、成形装置１０の長さ方向Ｄ１に対向する端部を端部１０ａ，１０ｂとし、幅方向Ｄ２に対向する端部１０ｃ，１０ｄとする。レール１３１は、成形装置１０の長さ方向Ｄ１における一方の端部１０ａから、成形装置１０から遠ざかるように長さ方向Ｄ１に沿って延びている。これによって、第１の台車１３０Ａは、成形装置１０の端部１０ａの手前側の位置まで近接した第１の位置ＰＧ１と、成形装置１０から離間した第２の位置ＰＧ２との間で往復移動することができる。

上述の交換システム１００を用いた本実施形態に係る成形装置１０の部品の交換方法について説明する。ただし、各工程の順序は必要に応じて適宜変更してもよい。まず、成形装置１０での成形が終了した後、第１の台車１３０Ａを成形装置１０に近い第１の位置ＰＧ１に移動させる。次に、本体ユニット１２０に対して設けられた既設の交換ユニット１１０を取り外す工程が実行される。このとき、本体ユニット１２０に対する交換ユニット１１０の固定を解除し、クレーン等で交換ユニット１１０を本体ユニット１２０から第１の台車１３０Ａに載せ替える。次に、第１の台車１３０Ａによって、取り外された交換ユニット１１０を第２の位置ＰＧ２へ搬送して回収する工程が実行される。第１の台車１３０Ａから回収した交換ユニット１１０をクレーン等で降ろした後、新たな交換ユニット１１０を第１の台車１３０Ａへ載せる。次に、第１の台車１３０Ａにより、新たな交換ユニット１１０を第２の位置ＰＧ２から第１の位置ＰＧ１へ搬送する工程が実行される。第１の台車１３０Ａが第１の位置ＰＧ１へ移動した後、クレーン等で新たな交換ユニット１１０を本体ユニット１２０に設ける工程が実行される。このとき、交換ユニット１１０は、配置スペースＳＰへ配置される。また、交換ユニット１１０のベース部材９３は基台１５の上面にボルト等で固定され、ダイホルダ９２はスライド８２の下面にボルト等で固定される。以上によって、交換ユニット１１０の交換が完了する。

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、成形装置において、成形品の形状を変更する場合は、金型を交換する必要がある。また、金型を交換する場合は、それに伴って金型周辺の他の部品も交換する必要が生じる。従来の成形装置では、金型の交換と、金型周辺の他の部品の交換を別々な作業工程として行っていた。従って、部品の交換に多大な時間が必要となるという問題が生じていた。

それに対し、本実施形態に係る成形装置１０では、少なくとも駆動部８１を有する本体ユニット１２０に対し、交換ユニット１１０が交換可能に設けられている。また、交換ユニット１１０は、少なくとも、ブロー機構６０、及びブロー成形金型１３によって構成される。このような構成により、成形装置１０の金型を交換するときは、本体ユニット１２０に対して交換ユニット１１０ごと交換することができる。当該金型交換に伴って交換の必要が生じるブロー機構６０等も交換することができる。以上により、短い時間で部品の交換を行うことができる。

また、本実施形態に係る成形装置１０において、交換ユニット１１０では、ベース部材９３にブロー機構６０、及びブロー成形金型１３が接続されている。このような構成により、各部品を簡単な構成でユニット化することができる。

本実施形態に係る成形装置１０の部品の交換方法において、少なくとも、ブロー機構６０、及び金型１３によって交換ユニット１１０を構成し、少なくとも駆動部８１を有する本体ユニット１２０に対して設けられた交換ユニット１１０を交換する。本発明に係る成形装置１０の部品の交換方法によれば、上述の成形装置１０と同様な作用・効果を得ることができる。

また、本実施形態に係る成形装置１０の部品の交換方法において、本体ユニット１２０に対して設けられた交換ユニット１１０を取り外す工程と、取り外された交換ユニット１１０を第１の台車１３０Ａで回収する工程と、第１の台車１３０Ａで新たな交換ユニット１１０を搬送する工程と、新たな交換ユニット１１０を本体ユニット１２０に設ける工程と、を備えている。これによって、一つの台車で交換ユニット１１０を交換することが可能となるため、簡単なシステム構成にて交換ユニット１１０を交換することができる。

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７に示す交換システム１００は一つの台車を備えていたが、複数の台車を備えてもよい。例えば、図８に示すように、二つの台車を備える交換システム２００を採用してもよい。交換システム２００は、前述の交換システム１００の第１の台車１３０Ａに加えて第２の台車１３０Ｂを備えている。第２の台車１３０Ｂを移動させるレール１３１は、成形装置１０の長さ方向Ｄ１における他方の端部１０ｂから、成形装置１０から遠ざかるように長さ方向Ｄ１に沿って延びている。すなわち、第２の台車１３０Ｂは、第１の台車１３０Ａの反対側に設けられている。これによって、第２の台車１３０Ｂは、成形装置１０の端部１０ｂの手前側の位置まで近接した第３の位置ＰＧ３と、成形装置１０から離間した第４の位置ＰＧ４との間で往復移動することができる。

上述の交換システム２００を用いた本実施形態に係る成形装置１０の部品の交換方法について説明する。ただし、各工程の順序は必要に応じて適宜変更してもよい。まず、成形装置１０での成形が終了した後、第１の台車１３０Ａを成形装置１０に近い第１の位置ＰＧ１に移動させる。次に、本体ユニット１２０に対して設けられた既設の交換ユニット１１０を取り外す工程が実行される。このとき、本体ユニット１２０に対する交換ユニット１１０の固定を解除し、クレーン等で交換ユニット１１０を本体ユニット１２０から第１の台車１３０Ａに載せ替える。次に、第１の台車１３０Ａは、取り外された交換ユニット１１０を第２の位置ＰＧ２へ搬送して回収する工程が実行される。一方、第１の台車１３０Ａで交換ユニット１１０を回収している間に、あるいは予め第２の台車１３０Ｂに新たな交換ユニット１１０をクレーン等で載せておく。そして、第２の台車１３０Ｂで新たな交換ユニット１１０を第４の位置ＰＧ４から第３の位置ＰＧ３へ搬送する。次に、クレーン等で新たな交換ユニット１１０を本体ユニット１２０に設ける工程が実行される。以上によって、交換ユニット１１０の交換が完了する。

図８に示す交換システム２００を用いた部品の交換方法によれば、第１の台車１３０Ａで交換ユニット１１０を回収している一方で、第２の台車１３０Ｂで新たな交換ユニット１１０を搬送すると共に本体ユニット１２０に設けることができる。従って、交換ユニット１１０の交換作業を迅速に行うことが可能となる。

また、上記成形装置１０では、上下金型の間で加熱処理できる加熱機構５０を備え、通電によるジュール熱を利用して金属パイプ材料１４を加熱していたが、これらに限定されるものではない。例えば、加熱処理が上下金型の間以外の場所で行われ、加熱後の金属製パイプを金型間に運び込んでもよい。また、通電によるジュール熱を利用する以外にも、ヒータ等の輻射熱を利用してもよいし、高周波誘導電流を利用して加熱することも可能である。

高圧ガスは、窒素ガス、アルゴンガスなどの非酸化性ガスや不活性ガスを主に採用できるが、これらは金属パイプ内に酸化スケールを発生しづらくさせることができるものの、高価である。この点、圧縮空気であれば、酸化スケールの発生により大きな問題を生じさせない限り、安価であり、大気中に漏れても実害はなく、取扱いが極めて容易である。したがって、ブロー工程を円滑に実行することができる。

ブロー成形金型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。

１０…成形装置、１１…下型（金型）、１２…上型（金型）、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）、７０…制御部、８０…金属パイプ、１１０…交換ユニット、１２０…本体ユニット、１３０Ａ…第１の台車、１３０Ｂ…第２の台車。

Claims (6)

1. 金属パイプを成形する成形装置であって、
   基台と、
   金属パイプ材料に電力を供給して前記金属パイプ材料を加熱する電極と、
   加熱された金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させる気体供給部と、
   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対となる金型と、
   一方の前記金型を移動させるための駆動力を発生させる駆動部と、
   前記駆動部にて発生した駆動力により一方の前記金型を移動させるスライドと、
   他方の前記金型が固定されると共に、前記基台に取り付けられたベース部材と、
   一方の前記金型が固定されると共に、前記スライドに取り付けられたダイホルダと、
   を備え、
   前記気体供給部は、前記金属パイプ材料の端部から前記気体を供給するシール部材と、前記シール部材を駆動させるシリンダユニットと、を備え、
   少なくとも前記駆動部を有する本体ユニットに対し、交換ユニットが交換可能に設けられ、
   前記本体ユニットは、少なくとも、前記基台と、前記駆動部と、前記スライドと、によって構成され、
   前記交換ユニットは、少なくとも、前記気体供給部と、対となる前記金型と、前記ベース部材と、前記ダイホルダと、前記電極と、によって構成され、
   前記交換ユニットでは、
   少なくとも前記ベース部材に前記気体供給部の前記シール部材及び前記シリンダユニットと、他方の前記金型と、が取り付けられ、且つ、前記ベース部材は前記基台に対して着脱自在に固定され、
   前記ダイホルダは前記スライドに対して着脱自在に固定される、成形装置。
2. 前記気体供給部は、前記ダイホルダには取り付けられない、請求項１に記載の成形装置。
3. 前記電極は対をなすことで、加熱時において、前記金属パイプ材料を挟み込み、
   一方の前記電極は前記ダイホルダに取り付けられ、
   他方の前記電極は前記ベース部材に取り付けられる、請求項１又は２に記載の成形装置。
4. 基台と、
   金属パイプ材料に電力を供給して前記金属パイプ材料を加熱する電極と、
   加熱された金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させる気体供給部と、
   膨張した前記金属パイプ材料を接触させて金属パイプを成形する対となる金型と、
   一方の前記金型を移動させるための駆動力を発生させる駆動部と、
   前記駆動部にて発生した駆動力により一方の前記金型を移動させるスライドと、
   他方の前記金型が固定されると共に、前記基台に取り付けられたベース部材と、
   一方の前記金型が固定されると共に、前記スライドに取り付けられたダイホルダと、を備え、
   前記気体供給部は、前記金属パイプ材料の端部から前記気体を供給するシール部材と、前記シール部材を駆動させるシリンダユニットと、を備える成形装置の部品の交換方法であって、
   少なくとも、前記気体供給部と、対となる前記金型と、前記ベース部材と、前記ダイホルダと、前記電極と、によって交換ユニットを構成し、
   少なくとも前記基台と、前記駆動部と、前記スライドと、によって本体ユニットを構成し、
   前記交換ユニットでは、
   少なくとも前記ベース部材に前記気体供給部の前記シール部材及び前記シリンダユニットと、他方の前記金型と、が取り付けられ、且つ、前記ベース部材は前記基台に対して着脱自在に固定され、
   前記ダイホルダは前記スライドに対して着脱自在に固定され、
   前記本体ユニットに対して設けられた前記交換ユニットの前記ベース部材の前記基台に対する固定を解除すると共に前記ダイホルダの前記スライドに対する固定を解除することで前記本体ユニットから前記交換ユニットを取り外し、且つ、新たな前記交換ユニットの前記ベース部材を前記基台に固定すると共に新たな前記交換ユニットの前記ダイホルダを前記スライドに固定することで前記本体ユニットへ新たな前記交換ユニットを固定し、前記本体ユニットに対する前記交換ユニットを交換する、成形装置の部品の交換方法。
5. 前記本体ユニットに対して設けられた前記交換ユニットを取り外す工程と、
   取り外された前記交換ユニットを第１の台車で回収する工程と、
   前記第１の台車で新たな交換ユニットを搬送する工程と、
   前記新たな交換ユニットを前記本体ユニットに設ける工程と、を備える請求項４に記載の成形装置の部品の交換方法。
6. 前記本体ユニットに対して設けられた前記交換ユニットを取り外す工程と、
   取り外された前記交換ユニットを第１の台車で回収する工程と、
   第２の台車で新たな交換ユニットを搬送する工程と、
   前記新たな交換ユニットを前記本体ユニットに設ける工程と、を備える請求項４に記載の成形装置の部品の交換方法。

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