KR102278412B1 - 성형장치 및 성형방법 - Google Patents

Abstract

성형물의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부를 성형 가능한 성형장치 및 성형방법을 제공한다. 서로 쌍이 되는 상형(12) 및 하형(11) 중 적어도 일방을 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동하여, 메인캐비티부(MC), 및 메인캐비티부(MC)와 연통하는 서브캐비티부(SC)가 형성되고, 또한 상형(12)과 하형(11)의 사이의 금속파이프재료 내에 기체가 공급됨으로써, 메인캐비티부(MC) 내에 금속파이프(100)의 파이프부(100a)를 성형함과 함께, 서브캐비티부(SC) 내에 금속파이프(100)의 플랜지부(100b)를 성형한다. 또한, 제어부에 의한 플랜지성형부재(94)의 제어에 의하여 당해 플랜지성형부재(94)가 서브캐비티부(SC) 내를 전진하여, 성형된 플랜지부(100b)를 눌러 밀어냄으로써, 얇게 조정된 플랜지부(100c)를 성형한다.

Description

성형장치 및 성형방법{Molding Device and Molding Method}

본 발명은, 성형장치 및 성형방법에 관한 것이다.

종래, 가열한 금속파이프재료 내에 기체를 공급하여 팽창시킴으로써, 파이프부 및 플랜지부를 갖는 금속파이프의 성형을 행하는 성형장치가 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 나타내는 성형장치는, 서로 쌍이 되는 상형 및 하형과, 상형 및 하형의 사이에 유지된 금속파이프재료 내에 기체를 공급하는 기체공급부와, 상기 상형 및 하형이 합쳐짐으로써 형성되어, 파이프부를 성형하는 제1 캐비티부(메인캐비티), 및 제1 캐비티부에 연통하여 플랜지부를 성형하는 제2 캐비티부(서브캐비티)를 구비하고 있다. 이 성형장치에서는, 금형끼리를 폐쇄함과 함께 금속파이프재료 내에 기체를 공급하여 금속파이프재료를 팽창시킴으로써, 상기 파이프부와 상기 플랜지부를 동시에 성형 가능하다.

특허문헌 1: 일본 특허공보 제4920772호

여기에서, 상기 성형장치에서 성형된 플랜지부는, 제2 캐비티부 내에 팽창하여 진출한 금속파이프재료의 일부가, 상형 및 하형의 사이에서 접히고 눌려 밀려나옴으로써 성형되므로, 플랜지부의 두께는 파이프부의 두께보다 커진다. 이로 인하여, 금속파이프재료의 두께 및 담금질 정도에 따라서는, 플랜지부를 다른 부품에 용접하는 것이 곤란해지는 문제가 있다. 예를 들면 스폿용접에서는 용접하는 플랜지부 및 다른 부품의 두께가 두꺼울수록 흐르는 전류를 크게 할 필요가 있으므로, 플랜지부의 두께에 따라서는 용접불량이 발생하는 문제가 있다.

상기 용접에 관한 문제의 대책으로서, 금속파이프재료의 두께를 얇게 하여 플랜지부의 두께를 얇게 하는 것을 들 수 있지만, 이 경우, 파이프부의 두께가 얇아져, 금속파이프의 강도가 저하되어 버리는 문제가 있다.

본 발명의 일 양태는, 성형물의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부를 성형 가능한 성형장치 및 성형방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태에 의한 파이프부 및 플랜지부를 갖는 금속파이프를 성형하는 성형장치는, 서로 쌍이 되는 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 유지되고 가열된 금속파이프재료 내에 기체를 공급하는 기체공급부와, 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방을, 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시키는 구동기구와, 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 형성되어, 파이프부를 성형하기 위한 제1 캐비티부, 및 제1 캐비티부와 연통하여 플랜지부를 성형하기 위한 제2 캐비티부와, 제2 캐비티부 내를 진퇴 가능하고, 플랜지부를 성형하는 플랜지성형부재와, 기체공급부의 기체공급, 구동기구의 구동, 및 플랜지성형부재의 진퇴를 각각 제어하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 성형장치에 의하면, 서로 쌍이 되는 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방이, 제어부에 의한 구동기구의 제어에 의하여 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동하여, 제1 캐비티부, 및 당해 제1 캐비티부와 연통하는 제2 캐비티부가 형성된다. 또, 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 유지되고 가열된 금속파이프재료 내에, 제어부에 의한 기체공급부의 제어에 의하여 당해 기체공급부로부터 기체가 공급되어, 제1 캐비티부 내에 금속파이프의 파이프부를 성형함과 함께, 제2 캐비티부 내에 금속파이프의 플랜지부를 성형할 수 있다. 또한, 제어부에 의한 플랜지성형부재의 제어에 의하여 당해 플랜지성형부재가 제2 캐비티부 내를 전진하여, 성형된 플랜지부를 눌러 밀어내는 것이 가능하게 된다. 이로써, 금속파이프재료의 두께를 얇게 하지 않아도, 플랜지부의 두께를 얇게 조정할 수 있다. 따라서, 상기 성형장치에 의하면, 성형물인 금속파이프의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부를 성형 가능하다.

여기에서, 플랜지성형부재는, 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방에 마련되어 있는 것이 바람직하다. 예를 들면, 성형되는 금속파이프의 형상을 변경하는 경우, 금형을 교환할 필요가 있지만, 이때에, 금형에 마련되어 있는 플랜지성형부재도 함께 교환할 수 있다. 이로 인하여, 금형 및 플랜지성형부재의 교환에 필요로 하는 시간을 저감시킬 수 있다.

또, 상술한 성형장치를 이용한 금속파이프의 성형방법은, 구동기구에 의하여 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방을 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시킴으로써, 제1 캐비티부 및 제2 캐비티부를 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 형성함과 함께, 기체공급부에 의하여 금속파이프재료 내에 기체를 공급함으로써, 제1 캐비티부 내에 파이프부, 및 제2 캐비티부 내에 플랜지부를 각각 성형하고, 플랜지성형부재에 의하여 플랜지부를 눌러 밀어내는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 성형방법에 의하면, 구동기구에 의하여 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방을 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시켜, 제1 캐비티부 및 제2 캐비티부를 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 형성함과 함께, 기체공급부에 의하여 금속파이프재료 내에 기체를 공급하여, 제1 캐비티부 내에 금속파이프의 파이프부를 성형함과 함께 제2 캐비티부 내에 금속파이프의 플랜지부를 성형할 수 있다. 또한, 제2 캐비티부 내에 성형된 플랜지부를 플랜지성형부재에 의하여 눌러 밀어냄으로써, 플랜지부의 두께를 얇게 조정할 수 있다. 따라서, 상기 성형방법에 의하면, 성형물인 금속파이프의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부를 성형 가능하다.

또, 플랜지부의 두께를 파이프부의 두께보다 얇아지도록 플랜지부를 눌러 밀어내는 것이 바람직하다. 이와 같이 플랜지부의 두께를 파이프부의 두께보다 얇게 함으로써, 플랜지부와 다른 부품의 용접을 양호하게 행할 수 있다.

또, 플랜지성형부재에 의하여 플랜지부를 눌러 밀어낼 때에, 기체공급부에 의하여 파이프부 내에 기체를 공급하는 것이 바람직하다. 이 경우, 눌려 밀려나온 플랜지부의 일부가 제1 캐비티부측에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 원하는 형상을 갖는 금속파이프를 제공할 수 있다.

또, 파이프부의 성형과 병행하여, 플랜지성형부재에 의한 플랜지부의 압압이 개시되는 것이 바람직하다. 이 경우, 원하는 두께의 플랜지부를 갖는 금속파이프를 성형하는 시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 일 양태에 의한 본체부 및 플랜지부를 갖는 금속성형물을 성형하는 성형방법은, 가열된 금속물을, 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 준비하여, 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방을 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시킴으로써, 제1 캐비티부 및 제1 캐비티부에 연통하는 제2 캐비티부를 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 형성함과 함께, 제1 캐비티부 내에 본체부, 및 제2 캐비티부 내에 플랜지부를 각각 성형하여, 제2 캐비티부 내를 진퇴 가능하고, 플랜지부를 성형하는 플랜지성형부재에 의하여 플랜지부를 눌러 밀어내는 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 성형방법에 의하면, 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방을 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시킴으로써, 제1 캐비티부 및 당해 제1 캐비티부에 연통하는 제2 캐비티부가 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 형성된다. 이때, 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 가열된 금속물을 준비해 둠으로써, 제1 캐비티부 내에 금속성형물의 본체부를 성형함과 함께, 제2 캐비티부 내에 금속성형물의 플랜지부를 성형할 수 있다. 또한, 제2 캐비티부 내를 진퇴 가능한 플랜지성형부재에 의하여 당해 플랜지부를 눌러 밀어냄으로써, 플랜지부의 두께를 얇게 조정할 수 있다. 따라서, 상기 성형방법에 의하면, 금속성형물의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부를 성형 가능하다.

이와 같이 본 발명의 일 양태에 의하면, 성형물의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부를 성형 가능한 성형장치 및 성형방법을 제공할 수 있다.

도 1은, 성형장치의 개략 구성도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 II-II선을 따른 블로성형금형의 단면도에, 당해 블로성형금형에 접속되는 오일공급펌프를 추가한 도이다.
도 3은, 전극 주변의 확대도로서, (a)는 전극이 금속파이프재료를 유지한 상태를 나타내는 도, (b)는 전극에 시일부재가 맞닿은 상태를 나타내는 도, (c)는 전극의 정면도이다.
도 4는, 성형장치에 의한 제조공정을 나타내는 도로서, (a)는 금형 내에 금속파이프재료가 세팅된 상태를 나타내는 도, (b)는 금속파이프재료가 전극에 유지된 상태를 나타내는 도이다.
도 5는, 성형장치에 의한 블로성형공정과 그 후의 흐름을 나타내는 도이다.
도 6은, 블로성형금형의 동작과 금속파이프재료의 형상의 변화를 나타내는 도이며, (a)는 금속파이프재료를 블로성형금형에 세팅한 상태를 나타내는 도, (b)는 블로성형금형을 폐쇄한 상태를 나타내는 도이다.
도 7은, 도 6에 이어지는 블로성형금형의 동작과 금속파이프재료의 형상의 변화를 나타내는 도이며, (a)는 블로성형 시의 상태를 나타내는 도, (b)는 피스톤의 압압에 의하여 플랜지부를 얇게 한 상태를 나타내는 도이다.
도 8은, 블로성형금형의 동작과 금속파이프재료의 형상의 변화의 다른 예를 나타내는 도이며, (a)는 금속파이프재료를 블로성형금형에 세팅한 상태를 나타내는 도, (b)는 블로성형금형을 폐쇄하면서 블로성형을 행하고 있는 상태를 나타내는 도이다.
도 9는, 도 8에 이어지는 블로성형금형의 동작과 금속파이프재료의 형상의 변화의 다른 예를 나타내는 도이며, (a)는 블로성형금형을 폐쇄한 상태를 나타내는 도, (b)는 피스톤의 압압에 의하여 플랜지부를 얇게 한 상태를 나타내는 도이다.
도 10은, 블로성형금형 및 슬라이드의 다른 예를 나타내는 개략 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 양태에 의한 성형장치 및 성형방법의 적합한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 다만, 각 도면에 있어서 동일 부분 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙여, 중복되는 설명은 생략한다.

〈성형장치의 구성〉

도 1은, 성형장치의 개략 구성도이다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 금속파이프(100)(도 5 참조)를 성형하는 성형장치(10)는, 상형(제1 금형)(12) 및 하형(제2 금형)(11)으로 이루어지는 블로성형금형(13)과, 상형(12) 및 하형(11) 중 적어도 일방을 이동시키는 구동기구(80)와, 상형(12)과 하형(11)의 사이에서 금속파이프재료(14)를 유지하는 파이프유지기구(유지부)(30)와, 파이프유지기구(30)로 유지되고 있는 금속파이프재료(14)에 통전하여 가열하는 가열기구(가열부)(50)와, 상형(12) 및 하형(11)의 사이에 유지되고 가열된 금속파이프재료(14) 내에 고압가스(기체)를 공급하는 기체공급부(S)와, 상형(12) 내의 실린더(93)(도 2 참조)에 오일을 공급하는 오일공급펌프(90)와, 블로성형금형(13)을 강제적으로 수랭시키는 물순환기구(72)를 구비함과 함께, 상기 구동기구(80), 상기 파이프유지기구(30), 상기 가열기구(50), 상기 기체공급부(S), 및 상기 오일공급펌프(90)의 동작을 제어하는 제어부(70)를 구비하여 구성되어 있다. 다만, 기체공급부(S)는, 파이프유지기구(30)로 유지된 금속파이프재료(14) 내에 기체를 공급하는 한 쌍의 기체공급기구(40, 40)와, 당해 한 쌍의 기체공급기구(40, 40)에 기체를 공급하는 블로기구(60)를 구비하고 있다.

하형(제2 금형)(11)은, 큰 기대(基臺)(15)에 고정되어 있다. 하형(11)은, 큰 강철제 블록으로 구성되고, 그 상면에 캐비티(오목부)(16)를 구비한다. 또한 하형(11)의 좌우단(도 1에 있어서의 좌우단) 근방에는 전극수납스페이스(11a)가 마련된다. 성형장치(10)는, 당해 전극수납스페이스(11a) 내에, 액추에이터(도시하지 않음)에 의하여 상하로 진퇴이동 가능하게 구성된 제1 전극(17) 및 제2 전극(18)을 구비하고 있다. 이들 제1 전극(17), 제2 전극(18)의 상면에는, 금속파이프재료(14)의 하측 외주면에 대응한 반원호형상의 오목홈(17a, 18a)이 각각 형성되어 있으며(도 3(c) 참조), 당해 오목홈(17a, 18a)의 부분에 정확히 금속파이프재료(14)가 끼워 넣어지도록 재치 가능하게 되어 있다. 또, 제1 전극(17)의 정면(금형의 외측방향의 면)에는 오목홈(17a)을 향하여 주위가 테이퍼형상으로 경사져 파인 테이퍼오목면(17b)이 형성되어 있으며, 제2 전극(18)의 정면(금형의 외측방향의 면)에는 오목홈(18a)을 향하여 주위가 테이퍼형상으로 경사져 파인 테이퍼오목면(18b)이 형성되어 있다. 또, 하형(11)에는 냉각수통로(19)가 형성되며, 대략 중앙에 아래로부터 삽입된 열전대(21)를 구비하고 있다. 이 열전대(21)는 스프링(22)에 의하여 상하이동 가능하게 지지되어 있다.

다만, 하형(11)측에 위치하는 한 쌍의 제1, 제2 전극(17, 18)은 파이프유지기구(30)를 구성하고 있으며, 금속파이프재료(14)를, 상형(12)과 하형(11)의 사이에서 승강 가능하게 지지할 수 있다. 또, 열전대(21)는 측온수단의 일례를 나타내는 것에 지나지 않고, 복사온도계 또는 광온도계와 같은 비접촉형 온도센서여도 된다. 다만, 통전시간과 온도의 상관관계가 얻어지면, 측온수단은 생략하고 구성하는 것도 충분히 가능하다.

상형(제1 금형)(12)은, 하면에 캐비티(오목부)(24)를 구비하고, 냉각수통로(25)를 내장한 큰 강철제 블록이다. 상형(12)은, 상단부가 슬라이드(82)에 고정되어 있다. 그리고, 상형(12)이 고정된 슬라이드(82)는, 가압실린더(26)에 의하여 매달린 구성이 되고, 가이드실린더(27)에 의하여 가로로 흔들리지 않도록 가이드되어 있다.

상형(12)의 좌우단(도 1에 있어서의 좌우단) 근방에는, 하형(11)과 동일한 전극수납스페이스(12a)가 마련된다. 성형장치(10)는, 이 전극수납스페이스(12a) 내에, 하형(11)과 동일하게, 액추에이터(도시하지 않음)로 상하로 진퇴이동 가능하게 구성된 제1 전극(17)과 제2 전극(18)을 구비하고 있다. 이들 제1, 제2 전극(17, 18)의 하면에는, 금속파이프재료(14)의 상측 외주면에 대응한 반원호형상의 오목홈(17a, 18a)이 각각 형성되어 있으며(도 3(c) 참조), 당해 오목홈(17a, 18a)에 정확히 금속파이프재료(14)가 끼워맞춤 가능하게 되어 있다. 또, 제1 전극(17)의 정면(금형의 외측방향의 면)은 오목홈(17a)을 향하여 주위가 테이퍼형상으로 경사져 파인 테이퍼오목면(17b)이 형성되어 있으며, 제2 전극(18)의 정면(금형의 외측방향의 면)은 오목홈(18a)을 향하여 주위가 테이퍼형상으로 경사져 파인 테이퍼오목면(18b)이 형성되어 있다. 따라서, 상형(12)측에 위치하는 한 쌍의 제1, 제2 전극(17, 18)도 파이프유지기구(30)를 구성하고 있으며, 상하 한 쌍의 제1, 제2 전극(17, 18)으로 금속파이프재료(14)를 상하방향으로부터 협지하면, 정확히 금속파이프재료(14)의 외주를 전체둘레에 걸쳐 밀착되게 둘러쌀 수 있도록 구성되어 있다.

구동기구(80)는, 상형(12) 및 하형(11)끼리가 합쳐지도록 상형(12)을 이동시키는 슬라이드(82)와, 상기 슬라이드(82)를 이동시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동부(81)와, 상기 구동부(81)에 대한 유체(流體)량을 제어하는 서보모터(83)를 구비하고 있다. 구동부(81)는, 가압실린더(26)를 구동시키는 유체(가압실린더(26)로서 유압실린더를 채용하는 경우는 동작유)를 당해 가압실린더(26)로 공급하는 유체공급부에 의하여 구성되어 있다.

제어부(70)는, 구동부(81)의 서보모터(83)를 제어하는 것에 의하여, 가압실린더(26)로 공급하는 유체의 양을 제어함으로써, 슬라이드(82)의 이동을 제어할 수 있다. 다만, 구동부(81)는, 상술과 같이 가압실린더(26)를 통하여 슬라이드(82)에 구동력을 부여하는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 구동부(81)는, 슬라이드(82)에 구동기구를 기계적으로 접속시켜 서보모터(83)가 발생시키는 구동력을 직접적으로 또는 간접적으로 슬라이드(82)에 부여하는 것이어도 된다. 예를 들면, 편심축과, 편심축을 회전시키는 회전력을 부여하는 구동원(예를 들면, 서보모터 및 감속기 등)과, 편심축의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 슬라이드를 이동시키는 변환부(예를 들면, 커넥팅로드 또는 편심슬리브 등)를 갖는 구동기구를 채용해도 된다. 다만, 본 실시형태에서는, 구동부(81)가 서보모터(83)를 구비하고 있지 않아도 된다.

도 2는, 도 1에 나타내는 II-II선을 따른 블로성형금형(13)의 단면도에, 당해 블로성형금형(13)에 접속되는 오일공급펌프(90)를 추가한 도이다. 도 2에 나타나는 바와 같이, 하형(11)의 상면 및 상형(12)의 하면에는, 모두 단차가 마련되어 있다.

하형(11)의 상면에는, 하형(11)의 캐비티(16) 표면을 기준라인(LV2)으로 하면, 제1 오목부(11b), 제1 돌기(11c), 및 제2 돌기(11d)에 의한 단차가 형성되어 있다. 캐비티(16)의 우측(도 2에 있어서 우측)에 제1 오목부(11b)가 형성되고, 캐비티(16)의 좌측(도 2에 있어서 좌측)에 제1 돌기(11c) 및 제2 돌기(11d)가 형성되어 있다. 제1 돌기(11c)는, 캐비티(16)와 제2 돌기(11d)의 사이에 위치하고 있다. 제1 돌기(11c)는, 제2 돌기(11d)보다 상형(12)측에 돌출되어 있다.

한편, 상형(12)의 하면에는, 상형(12)의 캐비티(24) 표면을 기준라인(LV1)으로 하면, 제1 돌기(12b) 및 제2 돌기(12c)에 의한 단차가 형성되어 있다. 캐비티(24)의 우측(도 2에 있어서 우측)에 가장 돌출된 제1 돌기(12b)가 형성되고, 캐비티(24)의 좌측(도 2에 있어서 좌측)에 제2 돌기(12c)가 형성되어 있다. 캐비티(24)와 제2 돌기(12c)의 사이에는 개구부(12d)가 마련되어 있다. 당해 개구부(12d)에는, 하형(11)과 상형(12)이 대향하는 방향을 따라 진퇴 가능하고, 후술하는 금속파이프(100)의 플랜지부(100c)(도 7(b) 참조)를 성형하는 플랜지성형부재인 피스톤(94)(자세하게는 후술)이 삽입되어 마련되어 있다.

여기에서, 상형(12)은, 그 내부에 마련됨과 함께 동작유가 충전된 실린더(93)와, 실린더(93) 내를 슬라이딩 가능한 피스톤(94)을 갖고 있다. 당해 피스톤(94)의 일단(도 2에 있어서의 상단)에 마련된 기단부(94b)에 의하여, 상기 실린더(93)의 내부가 하측 영역(93a)과 상측 영역(93b)으로 구획되어 있다. 피스톤(94)의 기단부(94b)보다 하측인 본체부(94a)의 선단면(94c)은, 상형(12)으로부터 하방으로 노출·돌출되어 있으며, 하형(11)의 제1 돌기(11c)와 대향하고 있다. 실린더(93)는, 하측 영역(93a)에 접속되어 있는 파이프(91)와, 상측 영역(93b)에 접속되어 있는 파이프(92)를 통하여 상술한 오일공급펌프(90)에 접속되어 있다.

제어부(70)는, 오일공급펌프(90)를 제어함으로써, 실린더(93)의 하측 영역(93a) 및 상측 영역(93b)에 공급하는 유체의 양을 제어하고, 피스톤(94)의 이동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(70)에 의한 오일공급펌프(90)의 제어에 의하여, 상측 영역(93b) 내에 동작유를 공급함과 함께 하측 영역(93a) 내에 충전된 동작유를 배출하여, 피스톤(94)을 하형(11)측으로 전진시킬 수 있다.

또, 상형(12)의 제1 돌기(12b)는, 하형(11)의 제1 오목부(11b)와 정확히 끼워맞춤 가능하게 되어 있다. 상형(12)의 제2 돌기(12c)와, 하형(11)의 제2 돌기(11d)는, 상형(12) 및 하형(11)이 끼워맞춰졌을 때에 서로 맞닿는다. 상형(12)에 장착된 피스톤(94)의 선단면(94c)과, 하형(11)의 제1 돌기(11c)의 사이에는, 상형(12) 및 하형(11)이 끼워맞춰졌을 때에 공간이 형성된다. 또, 상형(12)의 캐비티(24)와, 하형(11)의 캐비티(16)의 사이에는, 상형(12) 및 하형(11)이 끼워맞춰졌을 때에 공간이 형성된다.

즉, 도 6(b)에 나타나는 바와 같이, 블로성형 시에 하형(11)과 상형(12)이 끼워맞춰짐으로써, 상형(12)의 캐비티(24)의 표면(기준라인(LV1)이 되는 표면)과, 하형(11)의 캐비티(16)의 표면(기준라인(LV2)이 되는 표면)의 사이에는, 메인캐비티부(제1 캐비티부)(MC)가 형성된다. 또, 피스톤(94)의 선단면(94c)과, 하형(11)의 제1 돌기(11c)의 사이에는, 메인캐비티부(MC)에 연통하여, 당해 메인캐비티부(MC)보다 용적이 작은 서브캐비티부(제2 캐비티부)(SC)가 형성된다. 메인캐비티부(MC)는 금속파이프(100)에 있어서의 파이프부(100a)를 성형하는 부분이며, 서브캐비티부(SC)는 금속파이프(100)에 있어서의 플랜지부(100b, 100c)를 성형하는 부분이다(도 7(a), (b) 참조). 하형(11)과 상형(12)이 합쳐져 완전하게 폐쇄된 경우, 메인캐비티부(MC) 및 서브캐비티부(SC)는, 하형(11) 및 상형(12) 내에 밀폐된다.

도 1에 나타나는 바와 같이, 가열기구(50)는, 전원(51)과, 이 전원(51)으로부터 각각 뻗어 제1 전극(17) 및 제2 전극(18)에 접속하고 있는 도선(52)과, 이 도선(52)에 개재하여 마련된 스위치(53)를 갖고 이루어진다. 제어부(70)는, 상기 가열기구(50)를 제어함으로써, 금속파이프재료(14)를 담금질온도(AC3 변태점 온도 이상)까지 가열할 수 있다.

기체공급부(S)에 있어서의 한 쌍의 기체공급기구(40)의 각각은, 실린더유닛(42)과, 실린더유닛(42)의 작동에 맞추어 진퇴이동하는 실린더로드(43)와, 실린더로드(43)에 있어서의 파이프유지기구(30)측의 선단에 연결된 시일부재(44)를 갖는다. 실린더유닛(42)은 블록(41)을 통하여 기대(15) 상에 재치고정되어 있다. 각각의 시일부재(44)의 선단에는 끝이 좁아지도록 테이퍼면(45)이 형성되어 있다. 일방의 테이퍼면(45)은, 제1 전극(17)의 테이퍼오목면(17b)에 정확히 끼워맞춰 맞닿을 수 있는 형상으로 구성되며, 타방의 테이퍼면(45)은, 제2 전극(18)의 테이퍼오목면(18b)에 정확히 끼워맞춰 맞닿을 수 있는 형상으로 구성되어 있다(도 3 참조). 시일부재(44)는, 실린더유닛(42)측으로부터 선단을 향하여 뻗어 있다. 자세하게는 도 3(a), (b)에 나타나는 바와 같이, 블로기구(60)로부터 공급된 고압가스가 흐르는 가스통로(46) 및 배기통로(48)가 마련되어 있다. 즉, 한 쌍의 기체공급기구(40, 40)는, 블로기구(60)에 접속되어 있다.

기체공급부(S)에 있어서의 블로기구(60)는, 고압가스원(61)과, 이 고압가스원(61)에 의하여 공급된 고압가스를 저장하는 어큐뮬레이터(62)와, 이 어큐뮬레이터(62)로부터 기체공급기구(40)의 실린더유닛(42)까지 뻗어 있는 제1 튜브(63)와, 이 제1 튜브(63)에 개재하여 마련되어 있는 압력제어밸브(64) 및 전환밸브(65)와, 어큐뮬레이터(62)로부터 시일부재(44) 내에 형성된 가스통로(46)까지 뻗어 있는 제2 튜브(67)와, 이 제2 튜브(67)에 개재하여 마련되어 있는 온오프밸브(68) 및 역류방지밸브(69)로 이루어진다. 압력제어밸브(64)는, 시일부재(44)측으로부터 요구되는 압압력에 적응한 작동압력의 고압가스를 실린더유닛(42)에 공급하는 역할을 한다. 역류방지밸브(69)는, 제2 튜브(67) 내에서 고압가스가 역류하는 것을 방지하는 역할을 한다.

제어부(70)는, 기체공급부(S)의 한 쌍의 기체공급기구(40, 40) 및 블로기구(60)를 제어함으로써, 금속파이프재료(14) 내에 기체인 고압가스를 공급할 수 있다.

또, 제어부(70)는, (A)로부터 정보가 전달됨으로써, 열전대(21)로부터 온도정보를 취득하여, 가압실린더(26) 및 스위치(53) 등을 제어한다. 물순환기구(72)는, 물을 저장하는 수조(73)와, 이 수조(73)에 저장되어 있는 물을 퍼올리고, 가압하여 하형(11)의 냉각수통로(19) 및 상형(12)의 냉각수통로(25)로 보내는 물펌프(74)와, 배관(75)으로 이루어진다. 생략했지만, 수온을 낮추는 쿨링타워나 물을 정화하는 여과기를 배관(75)에 개재시키는 것은 상관 없다.

〈성형장치의 작용〉

다음으로, 성형장치(10)의 작용에 대하여 설명한다. 도 4는 재료로서의 금속파이프재료(14)를 투입하는 파이프투입공정부터, 금속파이프재료(14)에 통전하여 가열하는 통전가열공정까지를 나타낸다. 먼저 담금질 가능한 강종(鋼種)의 금속파이프재료(14)를 준비한다. 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 이 금속파이프재료(14)를, 예를 들면 로봇암 등을 이용하여, 하형(11)측에 구비되는 제1, 제2 전극(17, 18) 상에 재치(투입)한다. 제1, 제2 전극(17, 18)에는 오목홈(17a, 18a)이 각각 형성되어 있으므로, 당해 오목홈(17a, 18a)에 의하여 금속파이프재료(14)가 위치결정된다. 다음으로, 제어부(70)(도 1 참조)는, 파이프유지기구(30)를 제어함으로써, 당해 파이프유지기구(30)에 금속파이프재료(14)를 유지시킨다. 구체적으로는, 도 4(b)와 같이, 제1 전극(17), 제2 전극(18)을 진퇴이동 가능하게 하고 있는 액추에이터(도시하지 않음)를 작동시켜, 각 상하에 위치하는 제1, 제2 전극(17, 18)을 접근·맞닿게 한다. 이 맞닿음에 의하여, 금속파이프재료(14)의 양방의 단부는, 상하로부터 제1, 제2 전극(17, 18)에 의하여 협지된다. 또, 이 협지는 제1, 제2 전극(17, 18)에 각각 형성되는 오목홈(17a, 18a)의 존재에 의하여, 금속파이프재료(14)의 전체둘레에 걸쳐 밀착하는 양태로 협지되게 된다. 단, 금속파이프재료(14)의 전체둘레에 걸쳐 밀착하는 구성에 한정되지 않고, 금속파이프재료(14)의 둘레방향에 있어서의 일부에 제1, 제2 전극(17, 18)이 맞닿는 구성이어도 된다.

계속해서, 도 1에 나타나는 바와 같이, 제어부(70)는, 가열기구(50)를 제어함으로써, 금속파이프재료(14)를 가열한다. 구체적으로는, 제어부(70)는, 가열기구(50)의 스위치(53)를 ON으로 한다. 그렇게 하면, 전원(51)으로부터 전력이 금속파이프재료(14)에 공급되어, 금속파이프재료(14)에 존재하는 저항에 의하여, 금속파이프재료(14) 자체가 발열한다(줄(Joule)열). 이때, 열전대(21)의 측정값이 항상 감시되고, 그 결과에 근거하여 통전이 제어된다.

도 5는, 성형장치에 의한 블로성형공정과 그 후의 흐름을 나타내고 있다. 도 5에 나타나는 바와 같이, 가열 후의 금속파이프재료(14)에 대하여 블로성형금형(13)을 폐쇄하여, 금속파이프재료(14)를 당해 블로성형금형(13)의 캐비티 내에 배치밀폐한다. 그 후, 기체공급기구(40)의 실린더유닛(42)을 작동시킴으로써 시일부재(44)로 금속파이프재료(14)의 양단을 시일한다(도 3도 아울러 참조). 시일완료 후, 고압가스를 금속파이프재료(14) 내로 취입(吹入)하여, 가열에 의하여 연화된 금속파이프재료(14)를 캐비티의 형상을 따르도록 변형시킨다.

금속파이프재료(14)는 고온(950℃ 전후)으로 가열되어 연화되어 있어, 비교적 저압으로 블로성형할 수 있다. 구체적으로는, 고압가스로서, 4MPa이고 상온(25℃)인 압축공기를 채용한 경우, 이 압축공기는, 밀폐된 금속파이프재료(14) 내에서 결과적으로 950℃ 부근까지 가열된다. 압축공기는 열팽창하여, 보일·샤를의 법칙에 근거하여, 약 16~17MPa까지 달한다. 즉, 950℃의 금속파이프재료(14)를 열팽창한 압축공기에 의하여 용이하게 팽창시켜, 금속파이프(100)를 얻을 수 있다.

블로성형되어 부풀어 오른 금속파이프재료(14)의 외주면이 하형(11)의 캐비티(16)에 접촉하여 급랭됨과 동시에, 상형(12)의 캐비티(24)에 접촉하여 급랭(상형(12)과 하형(11)은 열용량이 크고 또한 저온으로 관리되고 있기 때문에, 금속파이프재료(14)가 접촉하면 파이프표면의 열이 단번에 금형측으로 빼앗김)되어 담금질이 행해진다. 이와 같은 냉각법은, 금형접촉냉각 또는 금형냉각이라고 불린다. 급랭된 직후에는 오스테나이트가 마텐자이트로 변태한다. 냉각의 후반에는 냉각속도가 작아졌으므로, 복열에 의하여 마텐자이트가 다른 조직(트루스타이트, 소바이트 등)으로 변태한다. 따라서, 별도 템퍼링처리를 행할 필요가 없다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 금형냉각 대신에, 혹은 금형냉각에 더하여, 냉각매체를 금속파이프(100)에 공급함으로써 냉각이 행해진다.

다음으로, 도 6(a), (b) 및 도 7(a), (b)를 참조하여, 상형(12) 및 하형(11)에 의한 구체적인 성형의 상태의 일례에 대하여 상세하게 설명한다. 도 6(a)에 나타나는 바와 같이, 금속파이프재료(14)를 상형(12)과 하형(11)의 사이로서, 캐비티(16) 상에 유지한다. 그리고, 구동기구(80)에 의한 상형(12)의 이동에 의하여, 도 6(b)에 나타나는 바와 같이, 상형(12)과 하형(11)을 맞추어 완전히 폐쇄한다(클램프한다). 이로써, 캐비티(24)의 기준라인(LV1)에 있어서의 표면과 캐비티(16)의 기준라인(LV2)에 있어서의 표면의 사이에 메인캐비티부(MC)가 형성된다. 또, 상형(12)에 마련된 피스톤(94)의 선단면(94c)과, 하형(11)의 제1 돌기(11c)의 사이에 서브캐비티부(SC)가 형성된다. 메인캐비티부(MC)와 서브캐비티부(SC)는 서로 연통한 상태로 되어 있다. 또, 메인캐비티부(MC)와 서브캐비티부(SC)는, 상형(12)과 하형(11)에 의하여 밀폐되어 있다.

가열기구(50)에 의한 가열에 의하여 연화되고, 또한 기체공급부(S)에 의하여 고압가스가 주입된 금속파이프재료(14)는, 도 7(a)에 나타나는 바와 같이, 메인캐비티부(MC) 내에서 팽창함과 함께, 당해 메인캐비티부(MC)에 연통하는 서브캐비티부(SC) 내에 들어가 팽창한다. 이로써, 메인캐비티부(MC)에 금속파이프(100)의 파이프부(100a)가 성형됨과 함께, 서브캐비티부(SC)에 금속파이프(100)의 플랜지부(100b)가 성형된다. 플랜지부(100b)는, 당해 금속파이프(100)의 길이방향을 따라, 금속파이프재료(14)의 일부가 접혀 성형되어 있다.

도 7(a)에 나타내는 예에서는, 메인캐비티부(MC)는 단면직사각형상으로 구성되어 있기 때문에, 금속파이프재료(14)는 당해 형상에 맞추어 블로성형됨으로써, 파이프부(100a)는 직사각형통형상으로 성형된다. 단, 메인캐비티부(MC)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 원하는 형상에 맞추어 단면원형, 단면타원형, 단면다각형 등 모든 형상을 채용해도 된다. 서브캐비티부(SC)를 구성하는 피스톤(94)의 선단면(94c)과 하형(11)의 제1 돌기(11c)와의 상하방향에 있어서의 거리를 미리 조정함으로써, 플랜지부(100b)는, 그 접힌 부분에 공간이 없는 상태로 성형된다.

다음으로, 도 7(b)에 나타나는 바와 같이, 제어부(70)에 의하여 제어되는 오일공급펌프(90)가, 파이프(92)를 통하여 상측 영역(93b)에 동작유를 공급함과 함께, 파이프(91)를 통하여 하측 영역(93a)으로부터 동작유를 배출함으로써, 피스톤(94)을 서브캐비티부(SC) 내로 전진시킨다. 이와 같이 제어부(70) 및 오일공급펌프(90)에 의하여 피스톤(94)을 서브캐비티부(SC) 내로 전진시켜 플랜지부(100b)를 눌러 밀어내, 얇아진 플랜지부(100c)를 성형한다. 이 플랜지부(100c)의 두께는, 파이프부(100a)의 두께보다 얇아진다.

여기에서의 피스톤(94)에 의하여 플랜지부(100b)를 눌러 밀어낼 때에는, 기체공급부(S)에 의한 파이프부(100a) 내로의 기체공급을 속행한다. 이로써, 눌려 밀려나온 플랜지부(100c)의 일부가 메인캐비티부(MC)측에 침입하는 것을 억제할 수 있음과 함께, 느슨함 및 비틀림이 없는 금속파이프(100)를 완성할 수 있다. 다만, 이들 금속파이프재료(14)의 블로성형으로부터 금속파이프(100)의 성형완료까지 도달할 때까지의 시간은, 금속파이프재료(14)의 종류에 따라서도 다르지만 대체로 수 초 정도로 완료된다.

이와 같은 성형장치(10)에 의하면, 서로 쌍이 되는 블로성형금형(13)의 상형(12)이, 제어부(70)에 의한 구동기구(80)의 제어에 의하여 상형(12)과 하형(11)이 서로 합쳐지는 방향으로 이동되어, 메인캐비티부(MC), 및 메인캐비티부(MC)와 연통하는 서브캐비티부(SC)가 형성된다. 그리고, 상형(12)과 하형(11)의 사이에 유지되고 가열된 금속파이프재료(14) 내에, 제어부(70)에 의한 기체공급부(S)의 제어에 의하여 당해 기체공급부(S)로부터 기체가 공급되어, 메인캐비티부(MC) 내에 금속파이프(100)의 파이프부(100a)를 성형함과 함께, 서브캐비티부(SC) 내에 금속파이프(100)의 플랜지부(100b)를 성형할 수 있다. 또한, 제어부(70)에 의한 플랜지성형부재인 피스톤(94)의 제어에 의하여 당해 피스톤(94)이 서브캐비티부(SC) 내를 전진하여, 성형된 플랜지부(100b)를 눌러 밀어낼 수 있다. 이로써, 금속파이프재료(14)의 두께를 얇게 하지 않아도, 얇게 조정된 플랜지부(100c)를 성형할 수 있다. 따라서, 상기 성형장치(10)에 의하면, 성형물인 금속파이프(100)의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부(100c)를 성형할 수 있다.

또, 피스톤(94)은, 상형(12)에 마련되어 있다. 이로 인하여, 성형되는 금속파이프(100)의 형상을 변경하기 위하여 상형(12) 및 하형(11)을 교환하는 경우, 상형(12)에 마련되어 있는 피스톤(94)도 함께 교환할 수 있다. 이로 인하여, 상형(12), 하형(11), 및 피스톤(94)의 교환에 필요로 하는 시간을 저감시킬 수 있다.

또, 상술한 성형장치(10)를 이용한 금속파이프(100)의 성형방법에 의하면, 구동기구(80)에 의하여 상형(12)을 블로성형금형(13)이 합쳐지는 방향으로 이동시켜, 메인캐비티부(MC) 및 서브캐비티부(SC)를 상형(12) 및 하형(11)의 사이에 형성함과 함께, 기체공급부(S)에 의하여 금속파이프재료(14) 내에 기체를 공급하여, 메인캐비티부(MC) 내에 금속파이프(100)의 파이프부(100a)를 성형함과 함께 서브캐비티부(SC) 내에 금속파이프(100)의 플랜지부(100b)를 성형할 수 있다. 또한, 서브캐비티부(SC) 내에 성형된 플랜지부(100b)를 피스톤(94)에 의하여 눌러 밀어냄으로써, 얇게 조정된 플랜지부(100c)를 성형할 수 있다. 따라서, 이와 같은 성형방법에 의하면, 성형물인 금속파이프(100)의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부(100c)를 성형할 수 있다.

또, 플랜지부(100c)의 두께를 파이프부(100a)의 두께보다 얇아지도록 플랜지부(100c)를 눌러 밀어낼 수 있다. 이로 인하여, 플랜지부(100c)와 다른 부품의 용접을 양호하게 행할 수 있다.

또, 피스톤(94)에 의하여 플랜지부(100b)를 눌러 밀어낼 때에, 기체공급부(S)에 의하여 파이프부(100a) 내에 기체를 공급한다. 이로 인하여, 눌려 밀려나온 플랜지부(100c)의 일부가 메인캐비티부(MC)측에 침입하는 것을 억제할 수 있어, 원하는 형상을 갖는 금속파이프(100)를 제공할 수 있다.

다음으로, 도 8(a), (b) 및 도 9(a), (b)를 참조하여, 상형(12) 및 하형(11)에 의한 구체적인 성형의 상태의 다른 예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에 설명하는 금속파이프(100)(도 9(b) 참조)의 성형방법이, 도 6(a), (b) 및 도 7(a), (b)를 이용하여 설명한 금속파이프(100)의 성형방법과 상이한 점은, 금속파이프재료(14) 내로의 기체공급에 의하여 팽창하고, 하형(11)의 제1 돌기(11c)와 피스톤(94)의 선단면(94c)과의 사이에 진입해 온 당해 금속파이프재료(14)의 돌출부(14b)(도 8(b) 참조)를, 상형(12) 및 하형(11)을 폐쇄하면서 피스톤(94)에 의하여 눌러 밀어내는 점이다. 구체적으로는, 도 8(a), (b)에 나타나는 바와 같이, 상형(12) 및 하형(11)이 완전히 폐쇄되기 전에, 피스톤(94)에 의하여 상기 돌출부(14b)의 압압을 개시한다. 이 피스톤(94)에 의한 압압은, 상형(12)의 제1 돌기(12b)의 하면이, 하형(11)의 제1 돌기(11c)의 상면을 넘어 하측에 위치한 후에 개시된다.

그리고 상형(12) 및 하형(11)이 완전히 폐쇄되었을 때에는, 도 9(a)에 나타나는 바와 같이, 금속파이프(100)의 파이프부(100a), 및 상술한 플랜지부(100b)(도 7(a) 참조)보다 얇아진 플랜지부(100x)를 성형할 수 있다. 그리고, 얇아진 플랜지부(100x)를 추가로 피스톤(94)에 의하여 압압함으로써, 상술과 동일한 두께의 플랜지부(100c)를 성형할 수 있다(도 9(b) 참조). 이와 같이 금속파이프(100)의 파이프부(100a)의 성형과 병행하여 피스톤(94)에 의한 상기 돌출부(14b)(또는 플랜지부(100x))의 압압이 개시됨으로써, 원하는 두께의 플랜지부(100c)를 갖는 금속파이프(100)를 성형하는 시간을 단축할 수 있다.

이상, 본 발명의 적합한 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실시형태에 있어서의 성형장치(10)는 가열기구(50)를 반드시 갖고 있지 않아도 되고, 금속파이프재료(14)는 이미 가열되어 있어도 된다.

또, 본 실시형태에 관한 메인캐비티부(MC) 및 서브캐비티부(SC)는, 상형(12) 및 하형(11)을 끼워맞춤으로써 형성되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상형(12) 및 하형(11)의 사이에 간극이 있었던 상태에서, 하형(11)의 캐비티(16) 표면과 상형(12)의 캐비티(24) 표면의 사이에 메인캐비티부(MC)가 형성되어 있어도 된다. 혹은, 하형(11)의 제1 돌기(11c)와 피스톤(94)의 본체부(94a)의 선단면(94c)과의 사이에 서브캐비티부(SC)가 형성되어 있어도 된다.

또, 본 실시형태에 관한 구동기구(80)는, 상형(12)만을 이동시키고 있지만, 상형(12)에 더하여, 또는 상형(12) 대신에, 하형(11)이 이동하는 것이어도 된다. 하형(11)이 이동하는 경우, 당해 하형(11)은 기대(15)에 고정되지 않고, 구동기구(80)의 슬라이드에 장착된다.

또, 본 실시형태에 관한 실린더(93) 및 피스톤(94)은, 상형(12)에 마련되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 상형 및 하형(11) 중 적어도 일방에 마련되어 있으면 된다.

또, 도 10에 나타나는 바와 같이, 상형(12)의 상면에 설치된 슬라이드(82)가 실린더(93)를 내장하고, 당해 실린더(93) 내에 피스톤(94)을 배치함과 함께, 이 피스톤(94)의 본체부(94a)의 선단면(94c)이 슬라이드(82) 및 상형(12)을 관통함과 함께 당해 상형(12)으로부터 노출·돌출되어, 하형(11)의 제1 돌기(11c)에 대향하고 있어도 된다. 물론, 이들 실린더(93) 및 피스톤(94)은, 하형(11)의 슬라이드에 마련되어도 된다.

또, 본 실시형태에 관한 플랜지성형부재인 피스톤(94)은, 오일공급펌프(90) 및 실린더(93)에 의한 유압으로 진퇴하는 구성 대신에, 액추에이터에 의하여 진퇴하는 구성으로 해도 된다. 또, 본 실시형태에 관한 플랜지성형부재로서, 피스톤(94) 이외의 부재가 이용되어도 된다. 이 경우, 성형장치(10)는, 오일공급펌프(90) 및 실린더(93) 등을 구비하지 않아도 되고, 피스톤(94) 이외의 부재의 사용에 필요한 부재를 구비해도 된다. 예를 들면, 플랜지성형부재는, 상형을 2개로 분할함으로써 마련되어도 된다. 구체예로서, 일방의 상형이 타방의 상형에 지지됨과 함께 펌프 등의 이동기구에 의하여 진퇴하는 구성이 되어도 된다. 이 경우, 일방의 상형이 타방의 상형에 대하여 슬라이딩접촉해도 된다. 또, 하형도 마찬가지로 2개로 분할되어도 된다. 다만, 상형 및 하형은 3개 이상으로 분할되어도 된다.

또, 본 실시형태에 관한 금속파이프(100)는, 그 양측에 플랜지부를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 양측의 플랜지부의 각각이, 상형(12) 및 하형(11) 중 적어도 일방에 마련된 피스톤에 의하여 눌려 밀려나온다.

또, 성형장치(10)는, 금속파이프재료(14) 이외의 금속물을 성형하는 것이어도 된다. 예를 들면, 성형장치(10)를 이용하여, 가열된 금속물을 한 쌍의 성형용 금형(제1 금형 및 제2 금형)의 사이에 준비한다. 다음으로, 당해 성형용 금형 중 적어도 일방을 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시킴으로써, 제1 캐비티부 및 제1 캐비티부에 연통하는 제2 캐비티부를 상기 한 쌍의 성형용 금형의 사이에 형성함과 함께, 제1 캐비티부 내에 금속성형물의 본체부, 및 제2 캐비티부 내에 금속성형물의 플랜지부를 각각 성형한다. 이 후에, 제2 캐비티부 내를 진퇴 가능한 피스톤 등의 플랜지성형부재에 의하여 상기 플랜지부를 눌러 밀어내도 된다. 이 경우이더라도, 금속성형물의 강도의 저하를 억제함과 함께, 원하는 두께를 갖는 플랜지부를 성형 가능하다. 다만, 금속물은, 예를 들면 금속판, 금속봉 등을 들 수 있다.

1…성형장치
11…하형
12…상형
13…블로성형금형(금형)
14…금속파이프재료
30…파이프유지기구
40…기체공급기구
50…가열기구
60…블로기구
70…제어부
80…구동기구
90…오일공급펌프
93…실린더
94…피스톤
100…금속파이프
100a…파이프부
100b, 100c, 100x…플랜지부
MC…메인캐비티부
SC…서브캐비티부

Claims (8)

1. 파이프부 및 플랜지부를 갖는 금속파이프를 성형하는 성형장치로서,
   서로 쌍이 되는 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 유지되고 가열된 금속파이프재료 내에 기체를 공급하는 기체공급부와,
   상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 중 적어도 일방을, 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시키는 구동기구와,
   상기 제1 금형 및 상기 제2 금형의 사이에 형성되어, 상기 파이프부를 성형하기 위한 제1 캐비티부, 및 상기 제1 캐비티부와 연통하여 상기 플랜지부를 성형하기 위한 제2 캐비티부와,
   상기 제2 캐비티부 내를 진퇴 가능하고, 상기 플랜지부를 성형하는 플랜지성형부재와,
   상기 기체공급부의 기체공급, 상기 구동기구의 구동, 및 상기 플랜지성형부재의 진퇴를 각각 제어하는 제어부를 구비하고,
   상기 제어부에 의해 플랜지부의 두께가 파이프부의 두께보다 얇아지도록 플랜지성형부재를 제어하는 성형장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 플랜지성형부재는, 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 중 적어도 일방에 마련되어 있는 성형장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성형장치를 이용한 금속파이프의 성형방법으로서,
   상기 구동기구에 의하여 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 중 적어도 일방을 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시킴으로써, 상기 제1 캐비티부 및 상기 제2 캐비티부를 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형의 사이에 형성함과 함께, 상기 기체공급부에 의하여 상기 금속파이프재료 내에 기체를 공급함으로써, 상기 제1 캐비티부 내에 상기 파이프부, 및 상기 제2 캐비티부 내에 상기 플랜지부를 각각 성형하고,
   상기 플랜지성형부재에 의하여 상기 플랜지부를 눌러 밀어내는 성형방법.
4. 삭제
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 플랜지성형부재에 의하여 상기 플랜지부를 눌러 밀어낼 때에, 상기 기체공급부에 의하여 상기 파이프부 내에 기체를 공급하는 성형방법.
6. 제 3 항에 있어서,
   상기 파이프부의 성형과 병행하여, 상기 플랜지성형부재에 의한 상기 플랜지부의 압압이 개시되는 성형방법.
7. 본체부 및 플랜지부를 갖는 금속성형물을 성형하는 성형방법으로서,
   가열된 금속물을, 제1 금형 및 제2 금형의 사이에 준비하고,
   상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 중 적어도 일방을 금형끼리가 합쳐지는 방향으로 이동시킴으로써, 제1 캐비티부 및 상기 제1 캐비티부에 연통하는 제2 캐비티부를 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형의 사이에 형성함과 함께, 상기 제1 캐비티부 내에 상기 본체부, 및 상기 제2 캐비티부 내에 상기 플랜지부를 각각 성형하며,
   상기 제2 캐비티부 내를 진퇴 가능하고, 상기 플랜지부를 성형하는 플랜지성형부재에 의하여, 성형된 상기 플랜지부의 두께를 얇게 하도록, 상기 플랜지부를 눌러 밀어내는 성형방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 금형 및 상기 제2 금형에는, 상기 제1 금형 및 상기 제2 금형을 냉각하기 위한 냉각수통로가 구비되는 성형장치.

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