KR20200125587A - 성형장치, 및 금속파이프 - Google Patents
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Abstract
성형장치는, 금속파이프재료를 팽창시켜, 파이프부 및 플랜지부를 갖는 금속파이프를 성형하는 성형장치로서, 서로 쌍이 되어, 파이프부를 성형하기 위한 파이프성형면, 및 플랜지부를 성형하기 위한 플랜지성형면을 갖는 제1 금형 및 제2 금형과, 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방을 구동하는 구동부와, 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고, 제1 금형의 플랜지성형면 및 제2 금형의 플랜지성형면 중 적어도 일방에는, 형폐쇄 시에 타방의 플랜지성형면과 당접하지 않는 돌출량의 돌출부가 형성되며, 제어부는, 돌출부에서 플랜지부를 압압함으로써, 플랜지부에 부분적으로 두께가 얇아진 박육부를 형성하도록, 구동부를 제어한다.
Description
본 발명은, 성형장치, 및 금속파이프에 관한 것이다.
종래, 금속파이프재료를 팽창시켜 성형금형에 의하여 금속파이프를 성형하는 성형장치가 알려져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 개시된 성형장치는, 파이프부와 플랜지부를 갖는 금속파이프를 성형할 수 있다. 이 성형장치에서는, 통전가열된 금속파이프재료를 성형금형 내에 배치하고, 성형금형을 형폐쇄하여 플랜지부를 성형하면서 금속파이프재료를 팽창시킴으로써, 금속파이프를 성형한다.
상술한 바와 같은 성형장치로 성형된 플랜지장착의 금속파이프는, 플랜지부에서 다른 부재에 용접된다. 이때, 플랜지부를 다른 부재에 가압하면서 용접이 행해지는 경우가 있다. 이때, 용접에 필요한 압력이 커짐으로써, 전극의 마모 등의 문제가 발생하여, 가압하면서의 용접을 행하기 어려워지는 경우가 있다.
그래서, 본 발명은, 플랜지부를 다른 부재에 가압하면서 용접하는 경우에, 용이하게 용접을 행할 수 있는 성형장치, 및 금속파이프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양태에 관한 성형장치는, 금속파이프재료를 팽창시켜, 파이프부 및 플랜지부를 갖는 금속파이프를 성형하는 성형장치로서, 서로 쌍이 되어, 파이프부를 성형하기 위한 파이프성형면, 및 플랜지부를 성형하기 위한 플랜지성형면을 갖는 제1 금형 및 제2 금형과, 제1 금형 및 제2 금형 중 적어도 일방을 구동하는 구동부와, 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고, 제1 금형의 플랜지성형면 및 제2 금형의 플랜지성형면 중 적어도 일방에는, 형폐쇄 시에 타방의 플랜지성형면과 당접하지 않는 돌출량의 돌출부가 형성되며, 제어부는, 돌출부에서 플랜지부를 압압함으로써, 플랜지부에 부분적으로 두께가 얇아진 박육부(薄肉部)를 형성하도록, 구동부를 제어한다.
본 발명의 일 양태에 관한 성형장치에 있어서, 제1 금형의 플랜지성형면 및 제2 금형의 플랜지성형면 중 적어도 일방에는, 형폐쇄 시에 타방의 플랜지성형면과 당접하지 않는 돌출량의 돌출부가 형성되어 있다. 또, 제어부는, 돌출부에서 플랜지부를 압압함으로써, 플랜지부에 부분적으로 두께가 얇아진 박육부를 형성하도록, 구동부를 제어한다. 이와 같은 구성에 의하여, 금속파이프의 플랜지부에는, 플랜지성형면의 돌출부에서 압압됨으로써, 박육부가 형성된다. 이 박육부는, 플랜지부에서 부분적으로 두께가 얇아진 부분이다. 따라서, 플랜지부를 다른 부재에 용접할 때, 두께가 얇은 박육부에서 용접을 행함으로써, 용접에 필요한 압력을 적게 할 수 있다. 이상으로부터, 플랜지부를 다른 부재에 가압하면서 용접하는 경우에, 용이하게 용접을 행할 수 있다.
성형장치에 있어서, 돌출부는, 플랜지성형면의 길이방향을 따라, 간헐적으로 플랜지성형면에 형성되어도 된다. 이로써, 플랜지부의 길이방향을 따른 부분 중, 용접을 행하는 부분에 대해서는 두께를 얇게 하고, 그 외의 부분에 대해서는 두께를 얇게 하지 않도록 함으로써, 플랜지부의 프레스 시에 있어서의 압력을 저감시킬 수 있다.
성형장치에 있어서, 제1 금형 및 제2 금형은, 형폐쇄 시에 서로 접촉하는 접촉부를 갖고, 돌출부는, 접촉부보다 폭방향에 있어서의 내측에 형성되어도 된다. 접촉부는, 플랜지부의 선단을 규정하는 개소가 된다. 따라서, 돌출부가 당해 접촉부보다 폭방향에 있어서의 내측에 형성됨으로써, 돌출부는, 플랜지부의 폭방향에 있어서의 중앙 가까이의 위치를 압압할 수 있다. 이로써, 플랜지부를 용접할 때에, 용접이 행하기 쉬워진다.
본 발명에 관한 금속파이프는, 파이프부 및 플랜지부를 갖는 금속파이프로서, 플랜지부가, 부분적으로 두께가 얇아진 박육부를 갖는다.
본 발명에 관한 금속파이프에 의하면, 상술한 성형장치와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 플랜지부를 다른 부재에 가압하면서 용접하는 경우에, 용이하게 용접을 행할 수 있는 성형장치, 및 금속파이프를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 성형장치를 나타내는 개략구성도이다.
도 2는 전극주변의 확대도이며, 도 2의 (a)는 전극이 금속파이프재료를 유지한 상태를 나타내는 도, 도 2의 (b)는 전극에 기체공급노즐을 누른 상태를 나타내는 도, 도 2의 (c)는 전극의 정면도이다.
도 3은 성형금형의 단면도이다.
도 4는 성형금형의 확대단면도이다.
도 5는 플랜지부 및 플랜지성형면의 확대단면도이다.
도 6에 있어서 도 6의 (a)는 플랜지성형면을 상방에서 본 도이며, 도 6의 (b)는 금속파이프를 상방에서 본 도이다.
도 7은 변형예에 관한 성형장치의 돌출부의 형상을 나타내는 도이다.
도 8은 변형예에 관한 성형장치의 돌출부의 형상을 나타내는 도이다.
도 2는 전극주변의 확대도이며, 도 2의 (a)는 전극이 금속파이프재료를 유지한 상태를 나타내는 도, 도 2의 (b)는 전극에 기체공급노즐을 누른 상태를 나타내는 도, 도 2의 (c)는 전극의 정면도이다.
도 3은 성형금형의 단면도이다.
도 4는 성형금형의 확대단면도이다.
도 5는 플랜지부 및 플랜지성형면의 확대단면도이다.
도 6에 있어서 도 6의 (a)는 플랜지성형면을 상방에서 본 도이며, 도 6의 (b)는 금속파이프를 상방에서 본 도이다.
도 7은 변형예에 관한 성형장치의 돌출부의 형상을 나타내는 도이다.
도 8은 변형예에 관한 성형장치의 돌출부의 형상을 나타내는 도이다.
이하, 본 발명에 의한 성형장치의 적합한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 다만, 각 도에 있어서 동일부분 또는 상당부분에는 동일부호를 붙여, 중복되는 설명은 생략한다.
<성형장치의 구성>
도 1은, 본 실시형태에 관한 성형장치의 개략구성도이다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 금속파이프를 성형하는 성형장치(10)는, 상형(제1 금형)(12) 및 하형(제2 금형)(11)으로 이루어지는 성형금형(13)과, 상형(12) 및 하형(11) 중 적어도 일방을 이동시키는 구동기구(구동부)(80)와, 상형(12)과 하형(11)의 사이에 배치되는 금속파이프재료(14)를 유지하는 파이프유지기구(30)와, 파이프유지기구(30)로 유지되어 있는 금속파이프재료(14)에 통전하여 가열하는 가열기구(50)와, 상형(12) 및 하형(11)의 사이에 유지되어 가열된 금속파이프재료(14) 내에 고압가스(기체)를 공급하기 위한 기체공급부(60)와, 파이프유지기구(30)로 유지된 금속파이프재료(14) 내에 기체공급부(60)로부터의 기체를 공급하기 위한 한 쌍의 기체공급기구(40, 40)와, 성형금형(13)을 강제적으로 수랭하는 물순환기구(72)를 구비함과 함께, 상기 구동기구(80)의 구동, 상기 파이프유지기구(30)의 구동, 상기 가열기구(50)의 구동, 및 상기 기체공급부(60)의 기체공급을 각각 제어하는 제어부(70)를 구비하여 구성되어 있다.
성형금형(13)의 일방인 하형(11)은, 기대(基臺)(15)에 고정되어 있다. 하형(11)은, 큰 강철제 블록으로 구성되고, 그 상면에 예를 들면 직사각형상의 캐비티(오목부)(16)를 구비한다. 하형(11)에는 냉각수통로(19)가 형성되어, 대략 중앙에 아래로부터 삽입된 열전대(21)를 구비하고 있다. 이 열전대(21)는 스프링(22)에 의하여 상하이동 가능하게 지지되어 있다.
또한, 하형(11)의 좌우단(도 1에 있어서의 좌우단) 근방에는 스페이스(11a)가 마련되어 있고, 당해 스페이스(11a) 내에는, 파이프유지기구(30)의 가동부인 후술하는 전극(17, 18)(하측전극) 등이, 상하로 진퇴동 가능하게 배치되어 있다. 그리고, 하측전극(17, 18) 상에 금속파이프재료(14)가 재치됨으로써, 하측전극(17, 18)은, 상형(12)과 하형(11)의 사이에 배치되는 금속파이프재료(14)에 접촉한다. 이로써, 하측전극(17, 18)은 금속파이프재료(14)에 전기적으로 접속된다.
하형(11)과 하측전극(17)의 사이와 하측전극(17)의 하부, 및 하형(11)과 하측전극(18)의 사이와 하측전극(18)의 하부에는, 통전을 방지하기 위한 절연재(91)가 각각 마련되어 있다. 각각의 절연재(91)는, 파이프유지기구(30)를 구성하는 액추에이터(도시생략)의 가동부인 진퇴로드(95)에 고정되어 있다. 이 액추에이터는, 하측전극(17, 18) 등을 상하동시키기 위한 것이며, 액추에이터의 고정부는, 하형(11)과 함께 기대(15)측에 유지되어 있다.
성형금형(13)의 타방인 상형(12)은, 구동기구(80)를 구성하는 후술하는 슬라이드(81)에 고정되어 있다. 상형(12)은, 큰 강철제 블록으로 구성되고, 내부에 냉각수통로(25)가 형성됨과 함께, 그 하면에 예를 들면 직사각형상의 캐비티(오목부)(24)를 구비한다. 이 캐비티(24)는, 하형(11)의 캐비티(16)에 대향하는 위치에 마련된다.
상형(12)의 좌우단(도 1에 있어서의 좌우단) 근방에는, 하형(11)과 동일하게, 스페이스(12a)가 마련되어 있고, 당해 스페이스(12a) 내에는, 파이프유지기구(30)의 가동부인 후술하는 전극(17, 18)(상측전극) 등이, 상하로 진퇴동 가능하게 배치되어 있다. 그리고, 하측전극(17, 18) 상에 금속파이프재료(14)가 재치된 상태에 있어서, 상측전극(17, 18)은, 하방으로 이동함으로써, 상형(12)과 하형(11)의 사이에 배치된 금속파이프재료(14)에 접촉한다. 이로써, 상측전극(17, 18)은 금속파이프재료(14)에 전기적으로 접속된다.
상형(12)과 상측전극(17)의 사이와 상측전극(17)의 상부, 및 상형(12)과 상측전극(18)의 사이와 상측전극(18)의 상부에는, 통전을 방지하기 위한 절연재(101)가 각각 마련되어 있다. 각각의 절연재(101)는, 파이프유지기구(30)를 구성하는 액추에이터의 가동부인 진퇴로드(96)에 고정되어 있다. 이 액추에이터는, 상측전극(17, 18) 등을 상하동시키기 위한 것이며, 액추에이터의 고정부는, 상형(12)과 함께 구동기구(80)의 슬라이드(81)측에 유지되어 있다.
파이프유지기구(30)의 우측부분에 있어서, 전극(18, 18)이 서로 대향하는 면의 각각에는, 금속파이프재료(14)의 외주면에 대응한 반원호상의 오목홈(18a)이 형성되어 있고(도 2 참조), 당해 오목홈(18a)의 부분에 정확히 금속파이프재료(14)가 끼워지도록 재치 가능하게 되어 있다. 파이프유지기구(30)의 우측부분에 있어서, 절연재(91, 101)가 서로 대향하는 노출면에는, 상기 오목홈(18a)과 동일하게, 금속파이프재료(14)의 외주면에 대응한 반원호상의 오목홈이 형성되어 있다. 또, 전극(18)의 정면(금형의 외측방향의 면)에는, 오목홈(18a)을 향하여 주위가 테이퍼상으로 경사져 패인 테이퍼오목면(18b)이 형성되어 있다. 따라서, 파이프유지기구(30)의 우측부분에서 금속파이프재료(14)를 상하방향으로부터 협지하면, 정확히 금속파이프재료(14)의 우측단부의 외주를 전체둘레에 걸쳐 밀착하도록 둘러쌀 수 있도록 구성되어 있다.
파이프유지기구(30)의 좌측부분에 있어서, 전극(17, 17)이 서로 대향하는 면의 각각에는, 금속파이프재료(14)의 외주면에 대응한 반원호상의 오목홈(17a)이 형성되어 있고(도 2 참조), 당해 오목홈(17a)의 부분에 정확히 금속파이프재료(14)가 끼워지도록 재치 가능하게 되어 있다. 파이프유지기구(30)의 좌측부분에 있어서, 절연재(91, 101)가 서로 대향하는 노출면에는, 상기 오목홈(18a)과 동일하게, 금속파이프재료(14)의 외주면에 대응한 반원호상의 오목홈이 형성되어 있다. 또, 전극(17)의 정면(금형의 외측방향의 면)에는, 오목홈(17a)을 향하여 주위가 테이퍼상으로 경사져 패인 테이퍼오목면(17b)이 형성되어 있다. 따라서, 파이프유지기구(30)의 좌측부분에서 금속파이프재료(14)를 상하방향으로부터 협지하면, 정확히 금속파이프재료(14)의 좌측단부의 외주를 전체둘레에 걸쳐 밀착하도록 둘러쌀 수 있도록 구성되어 있다.
도 1에 나타나는 바와 같이, 구동기구(80)는, 상형(12) 및 하형(11)끼리가 맞춰지도록 상형(12)을 이동시키는 슬라이드(81)와, 상기 슬라이드(81)를 이동시키기 위한 구동력을 발생하는 샤프트(82)와, 그 샤프트(82)에서 발생한 구동력을 슬라이드(81)에 전달하기 위한 커넥팅로드(83)를 구비하고 있다. 샤프트(82)는, 슬라이드(81) 상방에서 좌우방향으로 뻗어 있음과 함께 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 축심으로부터 이간한 위치에서 좌우단으로부터 돌출하여 좌우방향으로 뻗어 있는 편심크랭크(82a)를 갖고 있다. 이 편심크랭크(82a)와, 슬라이드(81)의 상부에 마련됨과 함께 좌우방향으로 뻗어 있는 회전축(81a)은, 커넥팅로드(83)에 의하여 연결되어 있다. 구동기구(80)에서는, 제어부(70)에 의하여 샤프트(82)의 회전을 제어함으로써 편심크랭크(82a)의 상하방향의 높이를 변화시켜, 이 편심크랭크(82a)의 위치변화를 커넥팅로드(83)를 통하여 슬라이드(81)에 전달함으로써, 슬라이드(81)의 상하동을 제어할 수 있다. 여기에서, 편심크랭크(82a)의 위치변화를 슬라이드(81)에 전달할 때에 발생하는 커넥팅로드(83)의 요동(搖動)(회전운동)은, 회전축(81a)에 의하여 흡수된다. 다만, 샤프트(82)는, 예를 들면 제어부(70)에 의하여 제어되는 모터 등의 구동에 따라 회전 또는 정지한다.
도 3은, 도 1에 나타내는 성형금형(13)의 단면도이다. 도 3에 나타나는 바와 같이, 하형(11)의 상면 및 상형(12)의 하면에는, 모두 단차가 마련되어 있다.
하형(11)의 상면에는, 하형(11)의 중앙의 캐비티(16)의 바닥면을 기준라인(LV2)으로 하면, 제1 돌기(11b), 제2 돌기(11c), 제3 돌기(11d), 제4 돌기(11e)에 의한 단차가 형성되어 있다. 캐비티(16)의 우측(도 3에 있어서 우측, 도 1에 있어서 지면(紙面)안쪽)에 제1 돌기(11b) 및 제2 돌기(11c)가 형성되고, 캐비티(16)의 좌측(도 3에 있어서 좌측, 도 1에 있어서 지면앞쪽)에 제3 돌기(11d) 및 제4 돌기(11e)가 형성되어 있다. 제2 돌기(11c)는, 캐비티(16)와 제1 돌기(11b)의 사이에 위치하고 있다. 제3 돌기(11d)는, 캐비티(16)와 제4 돌기(11e)의 사이에 위치하고 있다. 제2 돌기(11c) 및 제3 돌기(11d)의 각각은, 제1 돌기(11b) 및 제4 돌기(11e)보다 상형(12)측으로 돌출되어 있다. 제1 돌기(11b) 및 제4 돌기(11e)에 있어서 기준라인(LV2)으로부터의 돌출량은 대략 동일하고, 제2 돌기(11c) 및 제3 돌기(11d)에 있어서 기준라인(LV2)으로부터의 돌출량은 대략 동일하다.
한편, 상형(12)의 하면에는, 상형(12)의 중앙의 캐비티(24)의 바닥면을 기준라인(LV1)으로 하면, 제1 돌기(12b), 제2 돌기(12c), 제3 돌기(12d), 제4 돌기(12e)에 의한 단차가 형성되어 있다. 캐비티(24)의 우측(도 3에 있어서 우측)에 제1 돌기(12b) 및 제2 돌기(12c)가 형성되고, 캐비티(24)의 좌측(도 3에 있어서 좌측)에 제3 돌기(12d) 및 제4 돌기(12e)가 형성되어 있다. 제2 돌기(12c)는, 캐비티(24)와 제1 돌기(12b)의 사이에 위치하고 있다. 제3 돌기(12d)는, 캐비티(24)와 제4 돌기(12e)의 사이에 위치하고 있다. 제1 돌기(12b) 및 제4 돌기(12e)의 각각은, 제2 돌기(12c) 및 제3 돌기(12d)보다 하형(11)측으로 돌출되어 있다. 제1 돌기(12b) 및 제4 돌기(12e)에 있어서 기준라인(LV1)으로부터의 돌출량은 대략 동일하고, 제2 돌기(12c) 및 제3 돌기(12d)에 있어서 기준라인(LV1)으로부터의 돌출량은 대략 동일하다.
또, 상형(12)의 제1 돌기(12b)는 하형(11)의 제1 돌기(11b)와 대향하고 있고, 상형(12)의 제2 돌기(12c)는 하형(11)의 제2 돌기(11c)와 대향하고 있으며, 상형(12)의 캐비티(24)는 하형(11)의 캐비티(16)와 대향하고 있고, 상형(12)의 제3 돌기(12d)는, 하형(11)의 제3 돌기(11d)와 대향하고 있으며, 상형(12)의 제4 돌기(12e)는 하형(11)의 제4 돌기(11e)와 대향하고 있다. 그리고, 상형(12)에 있어서 제2 돌기(12c)에 대한 제1 돌기(12b)의 돌출량(제3 돌기(12d)에 대한 제4 돌기(12e)의 돌출량)은, 하형(11)에 있어서 제1 돌기(11b)에 대한 제2 돌기(11c)의 돌출량(제4 돌기(11e)에 대한 제3 돌기(11d)의 돌출량)보다 크게 되어 있다. 이로써, 상형(12)의 제2 돌기(12c)와 하형(11)의 제2 돌기(11c)의 사이, 및 상형(12)의 제3 돌기(12d)와 하형(11)의 제3 돌기(11d)의 사이의 각각에는, 상형(12) 및 하형(11)이 끼워 맞춰졌을 때에 공간이 형성된다(도 3(c) 참조). 또, 상형(12)의 캐비티(24)와, 하형(11)의 캐비티(16)의 사이에는, 상형(12) 및 하형(11)이 끼워 맞춰졌을 때에 공간이 형성된다(도 3(c) 참조).
보다 상세하게 설명하면, 블로성형 시에 하형(11)과 상형(12)이 맞춰져 가다가 끼워 맞춰지기 전의 시점에서, 도 3(b)에 나타나는 바와 같이, 상형(12)의 캐비티(24)의 바닥면(기준라인(LV1)이 되는 표면)과, 하형(11)의 캐비티(16)의 바닥면(기준라인(LV2)이 되는 표면)의 사이에는, 메인캐비티부(제1 캐비티부)(MC)가 형성된다. 또, 상형(12)의 제2 돌기(12c)와 하형(11)의 제2 돌기(11c)의 사이에는, 메인캐비티부(MC)에 연통하여, 당해 메인캐비티부(MC)보다 용적이 작은 서브캐비티부(제2 캐비티부)(SC1)가 형성된다. 동일하게, 상형(12)의 제3 돌기(12d)와 하형(11)의 제3 돌기(11d)의 사이에는, 메인캐비티부(MC)에 연통하여, 당해 메인캐비티부(MC)보다 용적이 작은 서브캐비티부(제2 캐비티부)(SC2)가 형성된다. 메인캐비티부(MC)는 금속파이프(100)에 있어서의 파이프부(100a)를 성형하는 부분이며, 서브캐비티부(SC1, SC2)는 금속파이프(100)에 있어서의 플랜지부(100b, 100c)를 각각 성형하는 부분이다(도 3(c), (d) 참조). 그리고, 도 3(c), (d)에 나타나는 바와 같이, 하형(11)과 상형(12)이 맞춰져 완전히 닫힌 경우(끼워 맞춰진 경우), 메인캐비티부(MC) 및 서브캐비티부(SC1, SC2)는, 하형(11) 및 상형(12) 내에 밀폐된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 가열기구(50)는, 전력공급부(55)와, 전력공급부(55)와 전극(17, 18)을 전기적으로 접속하는 버스바(52)를 구비한다. 전력공급부(55)는, 직류전원 및 스위치를 포함하고, 전극(17, 18)이 금속파이프재료(14)에 전기적으로 접속된 상태에 있어서, 버스바(52), 전극(17, 18)을 통하여 금속파이프재료(14)에 통전 가능하게 되어 있다. 다만, 버스바(52)는 여기에서는, 하측전극(17, 18)에 접속되어 있다.
이 가열기구(50)에서는, 전력공급부(55)로부터 출력된 직류전류는, 버스바(52)에 의하여 전송되어, 전극(17)에 입력된다. 그리고, 직류전류는, 금속파이프재료(14)를 통과하여, 전극(18)에 입력된다. 그리고, 직류전류는, 버스바(52)에 의하여 전송되어 전력공급부(55)에 입력된다.
한 쌍의 기체공급기구(40)의 각각은, 실린더유닛(42)과, 실린더유닛(42)의 작동에 맞추어 진퇴동하는 실린더로드(43)와, 실린더로드(43)에 있어서의 파이프유지기구(30)측의 선단에 연결된 시일부재(44)를 갖는다. 실린더유닛(42)은 블록(41) 상에 재치고정되어 있다. 시일부재(44)의 선단에는 끝이 좁아지도록 테이퍼면(45)이 형성되어 있고, 전극(17, 18)의 테이퍼오목면(17b, 18b)에 맞춰지는 형상으로 구성되어 있다(도 2 참조). 시일부재(44)에는, 실린더유닛(42)측으로부터 선단을 향하여 뻗어 있고, 상세하게는 도 2(a), (b)에 나타나는 바와 같이, 기체공급부(60)로부터 공급된 고압가스가 흐르는 가스통로(46)가 마련되어 있다.
기체공급부(60)는, 가스원(61)과, 이 가스원(61)에 의하여 공급된 가스를 저류하는 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 압력제어밸브(68) 및 역지밸브(69)로 이루어진다. 압력제어밸브(64)는, 시일부재(44)의 금속파이프재료(14)에 대한 압력에 적응한 작동압력의 가스를 실린더유닛(42)에 공급하는 역할을 한다. 역지밸브(69)는, 제2 튜브(67) 내에서 고압가스가 역류하는 것을 방지하는 역할을 한다. 제2 튜브(67)에 개재하여 마련되어 있는 압력제어밸브(68)는, 제어부(70)의 제어에 의하여, 금속파이프재료(14)를 팽창시키기 위한 작동압력을 갖는 가스를, 시일부재(44)의 가스통로(46)에 공급하는 역할을 한다.
제어부(70)는, 기체공급부(60)의 압력제어밸브(68)를 제어함으로써, 금속파이프재료(14) 내에 원하는 작동압력의 가스를 공급할 수 있다. 또, 제어부(70)는, 도 1에 나타내는 (A)로부터 정보가 전달됨으로써, 열전대(21)로부터 온도정보를 취득하여, 구동기구(80) 및 전력공급부(55) 등을 제어한다.
물순환기구(72)는, 물을 저류하는 수조(73)와, 이 수조(73)에 저류되어 있는 물을 퍼 올리고, 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 지장을 주지 않는다.
<성형장치를 이용한 금속파이프의 성형방법>
다음으로, 성형장치(10)를 이용한 금속파이프의 성형방법에 대하여 설명한다. 최초로, 담금질 가능한 강종(鋼種)의 원통상의 금속파이프재료(14)를 준비한다. 이 금속파이프재료(14)를, 예를 들면 로봇암 등을 이용하여, 하형(11)측에 구비되는 전극(17, 18) 상에 재치(투입)한다. 전극(17, 18)에는 오목홈(17a, 18a)이 형성되어 있기 때문에, 당해 오목홈(17a, 18a)에 의하여 금속파이프재료(14)가 위치결정된다.
다음으로, 제어부(70)는, 구동기구(80) 및 파이프유지기구(30)를 제어함으로써, 당해 파이프유지기구(30)에 금속파이프재료(14)를 유지시킨다. 구체적으로는, 구동기구(80)의 구동에 의하여 슬라이드(81)측에 유지되어 있는 상형(12) 및 상측전극(17, 18) 등이 하형(11)측으로 이동함과 함께, 파이프유지기구(30)에 포함되는 상측전극(17, 18) 등 및 하측전극(17, 18) 등을 진퇴동 가능하게 하고 있는 액추에이터를 작동시킴으로써, 금속파이프재료(14)의 양방의 단부 부근을 상하로부터 파이프유지기구(30)에 의하여 협지한다. 이 협지는 전극(17, 18)에 형성되는 오목홈(17a, 18a), 및 절연재(91, 101)에 형성되는 오목홈의 존재에 의하여, 금속파이프재료(14)의 양단부 부근의 전체둘레에 걸쳐 밀착하는 것 같은 양태로 협지되게 된다.
다만, 이때, 도 2(a)에 나타나는 바와 같이, 금속파이프재료(14)의 전극(18)측의 단부는, 금속파이프재료(14)의 연장방향에 있어서, 전극(18)의 오목홈(18a)과 테이퍼오목면(18b)의 경계보다 시일부재(44)측으로 돌출되어 있다. 동일하게, 금속파이프재료(14)의 전극(17)측의 단부는, 금속파이프재료(14)의 연장방향에 있어서, 전극(17)의 오목홈(17a)과 테이퍼오목면(17b)의 경계보다 시일부재(44)측으로 돌출되어 있다. 또, 상측전극(17, 18)의 하면과 하측전극(17, 18)의 상면은, 각각 서로 접촉하고 있다. 단, 금속파이프재료(14)의 양단부 전체둘레에 걸쳐 밀착하는 구성에 한정되지 않고, 금속파이프재료(14)의 둘레방향에 있어서의 일부에 전극(17, 18)이 당접하는 것 같은 구성이어도 된다.
계속해서, 제어부(70)는, 가열기구(50)를 제어함으로써, 금속파이프재료(14)를 가열한다. 구체적으로는, 제어부(70)는, 가열기구(50)의 전력공급부(55)를 제어하여 전력을 공급한다. 그렇게 하면, 버스바(52)를 통하여 하측전극(17, 18)에 전달되는 전력이, 금속파이프재료(14)를 협지하고 있는 상측전극(17, 18) 및 금속파이프재료(14)에 공급되고, 금속파이프재료(14)에 존재하는 저항에 의하여, 금속파이프재료(14) 자체가 줄(Joule)열에 의하여 발열한다. 즉, 금속파이프재료(14)는 통전가열상태가 된다.
계속해서, 제어부(70)에 의한 구동기구(80)의 제어에 의하여, 가열 후의 금속파이프재료(14)에 대하여 성형금형(13)을 닫는다. 이로써, 하형(11)의 캐비티(16)와 상형(12)의 캐비티(24)가 조합되고, 하형(11)과 상형(12)의 사이의 캐비티부 내에 금속파이프재료(14)가 배치밀폐된다.
그 후, 기체공급기구(40)의 실린더유닛(42)을 작동시킴으로써 시일부재(44)를 전진시켜 금속파이프재료(14)의 양단을 시일한다. 이때, 도 2(b)에 나타나는 바와 같이, 금속파이프재료(14)의 전극(18)측의 단부에 시일부재(44)가 눌림으로써, 전극(18)의 오목홈(18a)과 테이퍼오목면(18b)의 경계보다 시일부재(44)측으로 돌출되어 있는 부분이, 테이퍼오목면(18b)을 따르도록 깔때기형상으로 변형한다. 동일하게, 금속파이프재료(14)의 전극(17)측의 단부에 시일부재(44)가 눌림으로써, 전극(17)의 오목홈(17a)과 테이퍼오목면(17b)의 경계보다 시일부재(44)측으로 돌출되어 있는 부분이, 테이퍼오목면(17b)을 따르도록 깔때기형상으로 변형한다. 시일완료 후, 고압가스를 금속파이프재료(14) 내로 취입하고, 가열에 의하여 연화한 금속파이프재료(14)를 캐비티부의 형상을 따르도록 성형한다.
금속파이프재료(14)는 고온(950℃ 전후)으로 가열되어 연화하고 있기 때문에, 금속파이프재료(14) 내에 공급된 가스는, 열팽창한다. 이 때문에, 예를 들면 공급하는 가스를 압축공기로 하여, 950℃의 금속파이프재료(14)를 열팽창한 압축공기에 의하여 용이하게 팽창시킬 수 있다.
블로성형되어 팽창한 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 파이프 표면의 열이 단숨에 금형측으로 빼앗긴다)되어 담금질이 행해진다. 이와 같은 냉각법은, 금형접촉냉각 또는 금형냉각이라고 불린다. 급랭된 직후는 오스테나이트가 마텐자이트로 변태한다(이하, 오스테나이트가 마텐자이트로 변태하는 것을 마텐자이트변태라고 한다). 냉각의 후반은 냉각속도가 느려졌기 때문에, 복열에 의하여 마텐자이트가 다른 조직(트루스타이트, 솔바이트 등)으로 변태한다. 따라서, 별도템퍼링처리를 행할 필요가 없다. 또, 본 실시형태에 있어서는, 금형냉각 대신, 혹은 금형냉각에 더하여, 냉각매체를 예를 들면 캐비티(24) 내에 공급함으로써 냉각이 행해져도 된다. 예를 들면, 마텐자이트변태가 시작되는 온도까지는 금형(상형(12) 및 하형(11))에 금속파이프재료(14)를 접촉시켜 냉각을 행하고, 그 후 형개방함과 함께 냉각매체(냉각용 기체)를 금속파이프재료(14)로 분사함으로써, 마텐자이트변태를 발생시켜도 된다.
상술한 바와 같이 금속파이프재료(14)에 대하여 블로성형을 행한 후에 냉각을 행하고, 형개방을 행함으로써, 예를 들면 대략 직사각형통상의 본체부를 갖는 금속파이프를 얻는다.
여기에서, 성형장치(10)는, 플랜지부(100b, 100c)의 두께를 부분적으로 얇게 하는 구조를 갖는다. 도 4~도 6을 참조하여, 당해 구성에 대하여 설명한다. 도 4는, 성형금형(13)의 확대단면도이다. 도 5는, 형폐쇄 시에 있어서의 플랜지부(100b)의 확대단면도이다. 도 6(a)는, 플랜지성형면을 상방에서 본 도이다. 도 6(b)는, 플랜지부(100b)를 상방에서 본 도이다. 다만, 도 4는 상형(12) 및 하형(11)이 개방된 상태이기 때문에, 엄밀하게는 메인캐비티부(MC), 서브캐비티부(SC1, SC2)는 형성되어 있지 않은 상태이지만, 설명을 위하여 이들의 캐비티부를 형성하는 금형형상에 대응하는 부분에 부호 "MC" "SC1" "SC2"를 붙여 둔다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 하형(11) 및 상형(12)은, 플랜지부(100b)를 형성하기 위한 플랜지성형면(F1, F3)을 갖는다. 플랜지성형면(F1, F3)은, 서로 대향하고, 서브캐비티부(SC1)를 구성하는 면이다. 하형(11) 및 상형(12)은, 플랜지부(100c)를 형성하기 위한 플랜지성형면(F2, F4)을 갖는다. 플랜지성형면(F2, F4)은, 서로 대향하고, 서브캐비티부(SC2)를 구성하는 면이다. 하형(11) 및 상형(12)은, 파이프부(100a)를 형성하기 위한 파이프성형면(F5, F6)을 갖는다. 파이프성형면(F5, F6)은, 메인캐비티부(MC)를 구성하는 면이다.
하형(11)의 서브캐비티부(SC1, SC2)의 플랜지성형면(F1, F2)에는, 돌출부(111A, 111B)가 형성되어 있다. 돌출부(111A, 111B)는, 플랜지성형면(F1, F2)보다 플랜지성형면(F3, F4)측으로 돌출된 부분이다. 여기에서, 하형(11)의 서브캐비티부(SC1)의 플랜지성형면(F1)은, 제2 돌기(11c)의 상면에 해당한다. 하형(11)의 서브캐비티부(SC2)의 플랜지성형면(F2)은, 제3 돌기(11d)의 상면에 해당한다. 돌출부(111A, 111B)의 표면도, 플랜지성형면(F1, F2)에 해당한다. 또, 상형(12)의 서브캐비티부(SC1, SC2)의 플랜지성형면(F3, F4)에는, 돌출부(110A, 110B)가 형성되어 있다. 돌출부(110A, 110B)는, 플랜지성형면(F3, F4)보다 플랜지성형면(F1, F2)측으로 돌출된 부분이다. 여기에서, 상형(12)의 서브캐비티부(SC1)의 플랜지성형면(F3)은, 제2 돌기(12c)의 하면에 해당한다. 상형(12)의 서브캐비티부(SC2)의 플랜지성형면(F4)은, 제4 돌기(12e)의 상면에 해당한다. 다만, 돌출부(110A, 110B)의 표면도, 플랜지성형면(F3, F4)에 해당한다. 파이프성형면(F5)은, 캐비티(16)의 바닥면 및 양측의 측면에 해당한다. 파이프성형면(F6)은, 캐비티(24)의 바닥면 및 양측의 측면에 해당한다.
하형(11)의 제1 돌기(11b)의 상면과, 상형(12)의 제1 돌기(12b)의 하면은, 형폐쇄 시에 서로 접촉한다. 따라서, 제1 돌기(11b) 및 제1 돌기(12b)는, 형폐쇄 시에 서로 접촉하는 접촉부에 해당한다. 돌출부(111A, 110A)는, 당해 접촉부인 제1 돌기(11b, 12b)보다 폭방향에 있어서의 내측(도 4의 지면좌측)에 형성된다. 하형(11)의 제4 돌기(11e)의 상면과, 상형(12)의 제4 돌기(12e)의 하면은, 형폐쇄 시에 서로 접촉한다. 따라서, 제4 돌기(11e) 및 제4 돌기(12e)는, 형폐쇄 시에 서로 접촉하는 접촉부에 해당한다. 돌출부(111B, 110B)는, 당해 접촉부인 제4 돌기(11e, 12e)보다 폭방향에 있어서의 내측(도 4의 지면우측)에 형성된다.
돌출부(111A, 111B)의 상면은, 플랜지성형면(F1, F2)보다 높은 위치에 배치되는 평면에 의하여 구성된다. 단, 돌출부(111A, 111B)의 상면의 형상은 특별히 한정되지 않고, 만곡면 등이어도 된다. 돌출부(110A, 110B)의 하면은, 플랜지성형면(F3, F4)보다 낮은 위치에 배치되는 평면에 의하여 구성된다. 단, 돌출부(110A, 110B)의 하면의 형상은 특별히 한정되지 않고, 만곡면 등이어도 된다. 또, 돌출부(110A, 110B, 111A, 111B)의 돌출량은 특별히 한정되지 않지만, 형폐쇄 시에 타방의 플랜지성형면과 당접하지 않는 돌출량으로 설정된다(도 5(a) 참조). 다만, 돌출부(110A, 110B)는 상형(12)과 일체적으로 구성되어 있고, 돌출부(111A, 111B)는 하형(11)과 일체적으로 구성되어 있다. 단, 돌출부(110A, 110B, 111A, 111B)만 금형과는 별도 부재로서 구성되어 있어도 된다. 또, 돌출부(111A, 111B)는 적어도 일방만 형성되어 있어도 된다. 돌출부(1110A, 110B)는 적어도 일방만 형성되어 있어도 된다.
다음으로, 도 6(a)를 참조하여, 돌출부(111A)를 상방에서 보았을 때의 상태에 대하여 설명한다. 다만, 다른 돌출부(111B, 110A, 110B)도 동 취지의 구성을 갖고 있다. 도 6(a)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(111A)는, 플랜지성형면(F1)의 외측단부(E1)보다 내측에 형성된다. 또, 돌출부(111A)는, 플랜지성형면(F1)의 내측단부(E2)보다 내측에 형성된다. 돌출부(111A)는, 폭방향으로 서로 이간하도록 2열로 배치되어 있다. 다만, 1개당 돌출부(111A)의 폭방향에 있어서의 크기는 특별히 한정되지 않지만, 국소적으로 플랜지부를 압압할 수 있도록, 플랜지성형면의 10~50% 정도의 크기로 하는 것이 바람직하다. 또, 돌출부(111A)의 플랜지성형면(F1)의 폭방향에 있어서의 위치는 특별히 한정되지 않는다.
돌출부(111A)는, 당해 플랜지성형면(F1)의 길이방향(즉, 금속파이프가 뻗는 방향)을 따라, 간헐적으로 플랜지성형면(F1)에 형성되어 있다. 따라서, 길이방향에 있어서, 하나의 돌출부(111A)와 다른 돌출부(111A)의 사이에는 간극이 형성된다. 다만, 간극의 크기를 어느 정도 확보할지는 특별히 한정되지 않는다. 도 6(a)에 나타내는 형태에서는, 돌출부(111A)는, 직사각형상의 형상을 갖고 있지만, 형상은 특별히 한정되지 않는다.
상술한 바와 같은 돌출부(111A, 110A)에 의하여, 도 5(a) 및 도 6(b)에 나타내는 바와 같은 플랜지부(100b)를 갖는 금속파이프(100)가 성형된다. 플랜지부(100b)는, 부분적으로 두께가 얇아진 박육부(120)를 갖는다. 박육부(120)는, 플랜지부(100b) 중, 당해 박육부(120) 이외의 부분보다 두께가 얇다. 박육부(120)는, 금속파이프(100)를 다른 부재에 장착할 때에, 스폿용접에 의한 용접부(SP)가 형성될 수 있는 위치에 형성된다. 박육부(120)는, 플랜지부(100b) 중, 상하방향으로부터 돌출부(111A, 110A)에서 끼워넣어지도록 압압되는 부분에 형성된다. 즉, 박육부(120)는, 돌출부(111A)로 압압됨으로써 형성된 오목부와, 돌출부(110A)로 압압됨으로써 형성된 오목부의 사이에 형성된다.
박육부(120)는, 플랜지부(100b)의 길이방향(즉, 금속파이프가 뻗는 방향)을 따라, 간헐적으로 플랜지부(100b)에 형성되어 있다. 박육부(120)의 길이방향의 피치는 특별히 한정되지 않고, 용접부(SP)의 피치에 따라 적절히 설정 가능하다. 또, 용접부(SP)의 피치보다 짧은 피치로 박육부(120)를 형성한 경우, 용접 시에, 용접하는 위치를 선택할 수 있다. 또, 박육부(120)는, 플랜지부(100b)의 폭방향에 있어서의 양측의 단부로부터 이간한 위치에 형성된다. 또, 박육부(120)는, 플랜지부(100b)의 폭방향에 있어서, 서로 이간하도록 2열로 형성된다. 이로써, 용접 시에는, 용접부(SP)를 폭방향에 있어서 2개소에 형성할 수 있다. 또는, 용접부(SP)를 형성하는 위치를 폭방향에 있어서 선택할 수 있다.
다만, 박육부(120)의 두께는, 플랜지부(100b)가 관통하지 않는 범위이면 특별히 한정되지 않는다. 단, 용접 시에 과도한 압력이 발생하지 않도록, 또한 성형 시에 과도한 압력이 발생하지 않도록, 박육부(120)의 두께는, 플랜지부(100b)의 다른 부분의 두께의 30~70% 정도로 설정해도 된다. 또, 플랜지부(100b)는, 금속파이프재료의 관벽을 압궤함으로써 형성되기 때문에, 관벽을 2매분 중첩한 구성을 갖는다(도 5(a) 참조). 2매의 관벽의 사이에는 간극이 형성되지 않는 것이 바람직하다. 단, 과도한 압력이 발생하지 않도록, 도 5(b)와 같이, 2매의 관벽을 과도하게 압궤하지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 플랜지부(100b)의 두께는, 성형 전의 관벽의 2매분의 두께를 100%로 했을 때, 30~70% 정도로 설정해도 된다.
제어부(70)는, 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)에서 플랜지부(100b, 100c)를 압압함으로써, 플랜지부(100b, 100c)에 부분적으로 두께가 얇아진 박육부(120)를 형성하도록, 구동기구(80)를 제어한다. 본 실시형태에서는, 형폐쇄 시에 제1 돌기(11b)와 제1 돌기(12b)가 접촉하고, 제4 돌기(11e)와 제4 돌기(12e)가 접촉한다. 따라서, 제어부(70)는, 접촉부가 접촉할 때까지 성형금형(13)을 폐쇄하면 된다. 단, 접촉부를 갖지 않는 성형금형(13)을 이용하는 경우, 과도한 압력이 가해지지 않도록, 플랜지부(100b, 100c) 및 박육부(120)의 두께를 조정하면서, 구동기구(80)를 제어한다. 다만, 제어부(70)는, 프로세서, 메모리, 스토리지, 통신인터페이스 및 유저인터페이스를 구비하고, 일반적인 컴퓨터 등으로 구성되어 있다. 프로세서는, CPU(Central Processing Unit) 등의 연산기이다. 메모리는, ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등의 기억매체이다. 스토리지는, HDD(Hard Disk Drive) 등의 기억매체이다. 통신인터페이스는, 데이터통신을 실현하는 통신기기이다. 프로세서는, 메모리, 스토리지, 통신인터페이스 및 유저인터페이스를 통괄하여, 구동기구(80)를 제어하는 기능을 실현한다. 구동기구(80)를 제어할 때는, 예를 들면, ROM에 기억되어 있는 프로그램을 RAM에 로드하고, RAM에 로드된 프로그램을 CPU에서 실행함으로써 각종의 기능을 실현한다. 제어부(70)는, 1대의 기기에 의하여 구성되어도 되고, 서로 다른 기기를 조합하여 구성되어도 된다.
다음으로, 본 실시형태에 관한 성형장치(1), 및 금속파이프(100)의 작용·효과에 대하여 설명한다.
예를 들면, 비교예로서 본 실시형태와 같은 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)를 갖지 않는 성형금형을 이용하여 플랜지부(100b, 100c)를 성형하는 것을 든다. 이와 같은 성형장치는, 성형금형으로 플랜지부(100b, 100c)를 프레스에 의하여 성형한 경우, 당해 플랜지부(100b, 100c)의 경도가 높고, 또한 두께가 두꺼워진다. 이와 같은 플랜지부를 다른 부재에 가압에 의하여 용접하면, 용접에 필요한 압력이 커짐으로써, 과도한 압력의 부여에 따른 먼지의 발생, 전극의 마모, 용접품질의 불균일 등의 문제가 발생하여, 가압하면서의 용접을 행하기 어려워지는 경우가 있다. 한편, 플랜지부(100b, 100c)의 두께를 얇게 하기 위하여, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 플랜지부(100b, 100c) 전체를 얇게 하려고 하면, 프레스 시에 매우 큰 압력이 필요해져 버린다.
이에 대하여, 본 실시형태에 관한 성형장치(10)에 있어서, 하형(11)의 플랜지성형면(F1, F2) 및 상형(12)의 플랜지성형면(F3, F4)에는, 형폐쇄 시에 타방의 플랜지성형면과 당접하지 않는 돌출량의 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)가 형성되어 있다. 또, 제어부(70)는, 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)에서 플랜지부(100b, 100c)를 압압함으로써, 플랜지부(100b, 100c)에 부분적으로 두께가 얇아진 박육부(120)를 형성하도록, 구동기구(80)를 제어한다. 이와 같은 구성에 의하여, 금속파이프(100)의 플랜지부(100b, 100c)에는, 플랜지성형면(F1, F2, F3, F4)의 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)에서 압압됨으로써, 박육부(120)가 형성된다. 이 박육부(120)는, 플랜지부(100b, 100c)에서 부분적으로 두께가 얇아진 부분이다. 따라서, 플랜지부(100b, 100c)를 다른 부재에 용접할 때, 두께가 얇은 박육부(120)에서 용접을 행함으로써, 용접에 필요한 압력을 적게 할 수 있다. 또, 부분적으로 박육부(120)를 형성함으로써, 플랜지부(100b, 100c) 전체를 얇게 하는 경우(도 5(b) 참조)에 비하여, 프레스 시에 필요한 압력을 저감시킬 수 있다. 이상으로부터, 플랜지부(100b, 100c)를 다른 부재에 가압하면서 용접하는 경우에, 용이하게 용접을 행할 수 있다.
성형장치(10)에 있어서, 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)는, 플랜지성형면(F1, F2, F3, F4)의 길이방향을 따라, 간헐적으로 플랜지성형면(F1, F2, F3, F4)에 형성되어도 된다. 이로써, 플랜지부(100b, 100c)의 길이방향을 따른 부분 중, 용접을 행하는 부분에 대해서는 두께를 얇게 하고, 그 외의 부분에 대해서는 두께를 얇게 하지 않도록 함으로써, 플랜지부(100b, 100c)의 프레스 시에 있어서의 압력을 저감시킬 수 있다.
성형장치(10)에 있어서, 하형(11) 및 상형(12)은, 형폐쇄 시에 서로 접촉하는 접촉부를 갖고, 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)는, 접촉부보다 폭방향에 있어서의 내측에 형성되어도 된다. 접촉부는, 플랜지부(100b, 100c)의 선단을 규정하는 개소가 된다. 따라서, 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)가 당해 접촉부보다 폭방향에 있어서의 내측에 형성됨으로써, 돌출부(111A, 111B, 110A, 110B)는, 플랜지부(100b, 100c)의 폭방향에 있어서의 중앙 가까이의 위치를 압압할 수 있다. 이로써, 플랜지부(100b, 100c)를 용접할 때에, 용접이 행하기 쉬워진다.
본 실시형태에 관한 금속파이프(100)는, 파이프부(100a) 및 플랜지부(100b, 100c)를 갖는 금속파이프(100)이며, 플랜지부(100b, 100c)가, 부분적으로 두께가 얇아진 박육부(120)를 갖는다.
본 실시형태에 관한 금속파이프(100)에 의하면, 상술한 성형장치(10)와 동일한 작용·효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 성형장치의 전체 구성은 도 1에 나타내는 것에 한정되지 않고, 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 변경 가능하다.
또, 돌출부의 형상(즉 박육부의 형상)은, 상술한 실시형태의 것에 한정되지 않고, 다양한 형상을 채용할 수 있다. 예를 들면, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 돌출부(150)가, 플랜지성형면의 길이방향을 따라 연속적으로 뻗어 있어도 된다. 또, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 1개의 돌출부(151)가, 플랜지성형면의 길이방향을 따라, 연속적으로 뻗어 있어도 된다. 또, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(152)는, 2열로 배열된 원형상의 형상을 갖고 있어도 된다. 도 7(d)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(153)는, 1열로 배열된 원형상의 형상을 가져도 된다. 도 8(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(154, 156)는, 1열로 배열된 직사각형상의 형상을 가져도 된다. 도 8(c)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(157)는, 폭방향으로 뻗는 형상을 갖고 있어도 된다. 도 8(d)에 나타내는 바와 같이, 돌출부(158)는, 플랜지성형면의 폭방향의 전역으로 뻗는 것 같은 형상을 갖고 있어도 된다.
10…성형장치
11…하형(제1 금형)
12…상형(제2 금형)
13…성형금형
14…금속파이프재료
100…금속파이프
100a…파이프부
100b, 100c…플랜지부
110A, 110B, 111A, 111B…돌출부
120…박육부
11…하형(제1 금형)
12…상형(제2 금형)
13…성형금형
14…금속파이프재료
100…금속파이프
100a…파이프부
100b, 100c…플랜지부
110A, 110B, 111A, 111B…돌출부
120…박육부
Claims (4)
- 금속파이프재료를 팽창시켜, 파이프부 및 플랜지부를 갖는 금속파이프를 성형하는 성형장치로서,
서로 쌍이 되어, 상기 파이프부를 성형하기 위한 파이프성형면, 및 상기 플랜지부를 성형하기 위한 플랜지성형면을 갖는 제1 금형 및 제2 금형과,
상기 제1 금형 및 상기 제2 금형 중 적어도 일방을 구동하는 구동부와,
상기 구동부를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제1 금형의 상기 플랜지성형면 및 상기 제2 금형의 상기 플랜지성형면 중 적어도 일방에는, 형폐쇄 시에 타방의 플랜지성형면과 당접하지 않는 돌출량의 돌출부가 형성되며,
상기 제어부는, 상기 돌출부로 상기 플랜지부를 압압함으로써, 상기 플랜지부에 부분적으로 두께가 얇아진 박육부를 형성하도록, 상기 구동부를 제어하는, 성형장치. - 제1항에 있어서,
상기 돌출부는, 상기 플랜지성형면의 길이방향을 따라, 간헐적으로 상기 플랜지성형면에 형성되는, 성형장치. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 금형 및 상기 제2 금형은, 형폐쇄 시에 서로 접촉하는 접촉부를 갖고,
상기 돌출부는, 상기 접촉부보다 폭방향에 있어서의 내측에 형성되는, 성형장치. - 파이프부 및 플랜지부를 갖는 금속파이프로서,
상기 플랜지부가, 부분적으로 두께가 얇아진 박육부를 갖는, 금속파이프.
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