WO2019163190A1 - 成形装置 - Google Patents

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WO2019163190A1
WO2019163190A1 PCT/JP2018/037754 JP2018037754W WO2019163190A1 WO 2019163190 A1 WO2019163190 A1 WO 2019163190A1 JP 2018037754 W JP2018037754 W JP 2018037754W WO 2019163190 A1 WO2019163190 A1 WO 2019163190A1
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WO
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metal pipe
pipe material
inner peripheral
sealing member
outer peripheral
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PCT/JP2018/037754
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English (en)
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Inventor
啓 山内
Original Assignee
住友重機械工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/043—Means for controlling the axial pusher
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/045—Closing or sealing means

Definitions

  • the present disclosure relates to a molding apparatus.
  • Patent Document 1 discloses that a nozzle and a metal pipe material are formed by pressing a tapered nozzle against an opening at an end of a metal pipe material and deforming the end of the metal pipe material into a funnel shape along the shape of the nozzle. A molding apparatus is described.
  • the metal pipe material may buckle because the nozzle is pressed against the end of the metal pipe material with a large pressing force that can deform the end of the metal pipe material along the shape of the nozzle. There is.
  • the metal pipe material in order to prevent the metal pipe material from buckling, for example, if the pressing force of the nozzle on the metal pipe material is reduced, the nozzle and the metal pipe material may not be reliably sealed.
  • an object of the present disclosure is to provide a forming apparatus capable of sealing the nozzle and the metal pipe material while suppressing buckling of the metal pipe material.
  • a forming apparatus includes a fluid supply unit that is disposed at an end of a metal pipe material and supplies a first fluid to the inside of the metal pipe material through an opening of the end, and the fluid supply unit includes An encircling portion that surrounds the outer peripheral surface of the end portion and has an annular groove formed on the inner peripheral surface facing the outer peripheral surface, an annular sealing member disposed in the groove, and the sealing member toward the outer peripheral surface. And an operating part for generating a pressurizing force.
  • the sealing member of the fluid supply portion is annular and is disposed in an annular groove formed on the inner peripheral surface of the surrounding portion that surrounds the outer peripheral surface of the end portion of the metal pipe material. .
  • the sealing member is pressurized toward the outer peripheral surface of the metal pipe material by the applied pressure generated by the operating portion. Thereby, a fluid supply part and metal pipe material are sealed because a sealing member is pressed over the outer peripheral surface of the edge part of metal pipe material over a perimeter. At this time, it is not necessary to press the fluid supply portion against the end portion of the metal pipe material with a large pressing force, so that the metal pipe material is unlikely to buckle. Therefore, this apparatus can seal the nozzle and the metal pipe material while suppressing buckling of the metal pipe material.
  • the groove portion has a first side surface that is one side surface and a second side surface that is the other side surface in a direction along the central axis of the inner peripheral surface
  • the sealing member is ,
  • the outer peripheral side space that is disposed in contact with each of the first side surface and the second side surface and is surrounded by the surrounding portion, the outer peripheral side space being the outer peripheral side in the radial direction of the inner peripheral surface of the sealing member in the groove portion,
  • movement part may supply 2nd fluid to outer peripheral side space separated on the inner peripheral side space which is an inner peripheral side in the radial direction of an internal peripheral surface rather than the said sealing member.
  • the second fluid by supplying the second fluid to the outer peripheral side space, it acts on the sealing member due to the internal pressure of the outer peripheral side space toward the inner peripheral side in the radial direction of the inner peripheral surface of the surrounding portion.
  • the force can be made larger than the force acting on the sealing member due to the internal pressure of the inner circumferential space toward the outer circumferential side in the radial direction of the inner circumferential surface of the surrounding portion.
  • the groove portion is located on the inner side from the central axis rather than on the outer peripheral side exposed area, which is an area where the sealing member is exposed to the outer peripheral side space when viewed in the radial direction of the inner peripheral surface from the central axis.
  • the sealing member may be formed so that the inner peripheral side exposed area, which is the area where the sealing member is exposed to the inner peripheral side space as viewed in the radial direction of the peripheral surface, is smaller.
  • the groove portion is formed so that the inner peripheral side exposed area that receives the internal pressure in the inner peripheral side space is smaller than the outer peripheral side exposed area that receives the internal pressure in the outer peripheral side space.
  • At least one of the first side surface and the second side surface is a distance in a direction along the central axis between the first side surface and the second side surface in a cross section including the central axis.
  • the fluid supply unit may be supplied with the first fluid and the second fluid having the same pressure from a common fluid supply source.
  • the fluid supply part which supplies the 1st fluid for expanding the heated metal pipe material serves as the fluid supply part which supplies the 2nd fluid for pressurizing a sealing member toward an outer peripheral surface. . Therefore, since this apparatus does not need to provide a new fluid supply part for supplying the second fluid, it is possible to suppress the complexity of the apparatus configuration.
  • the pressure of the second fluid may be higher than the pressure of the first fluid.
  • the internal pressure of the outer peripheral side space to which the second fluid is supplied is higher than the internal pressure of the inner peripheral side space to which the first fluid is supplied.
  • the fluid supply unit may be supplied with the first fluid and the second fluid from separate fluid supply sources, respectively. According to this, this device can suitably adjust the pressure of the first fluid and the pressure of the second fluid, respectively.
  • the forming apparatus is configured such that the first fluid supplied to the inside of the metal pipe material causes the fluid supply unit to be pressed in a direction away from the metal pipe material along the extending direction of the metal pipe material.
  • a pressing force acquisition unit for acquiring a fluid supply unit, a forward / backward mechanism for moving the fluid supply unit back and forth along the extending direction of the metal pipe material, and a control unit for controlling the forward / backward mechanism.
  • the advance / retreat mechanism may be controlled so as to press the fluid supply unit in a direction approaching the metal pipe material with a pressing force corresponding to the acquired pressing force.
  • the pressing force by which the fluid supply unit is pressed away from the metal pipe material by the supplied first fluid increases.
  • the pressing force is acquired by the pressing force acquisition unit, and the fluid supply unit is pressed toward the metal pipe material by the advancing / retreating mechanism with a pressing force corresponding to the acquired pressing force.
  • FIG. 1 is a view showing a molding apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a nozzle disposed at an end of the metal pipe material.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the sealing member in the initial arrangement state.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the sealing member in a state where the relative protrusion amount is increased by elastic deformation from the initial arrangement state.
  • FIG. 1 is a view showing a molding apparatus 10 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the nozzle 44 disposed at the end 14 a of the metal pipe material 14.
  • a molding apparatus 10 for molding a metal pipe moves a blow molding die 13 including an upper die 12 and a lower die 11, and at least one of the upper die 12 and the lower die 11.
  • the drive mechanism 80, the pipe holding mechanism 30 that holds the metal pipe material 14 disposed between the upper mold 12 and the lower mold 11, and the metal pipe material 14 held by the pipe holding mechanism 30 are energized and heated.
  • a control unit 70 that controls the supply and the operation of the pair of gas supply mechanisms 40, 40, respectively. 2 shows the nozzle 44 included in the gas supply mechanism 40 on the right side in FIG.
  • the nozzle 44 included in the gas supply mechanism 40 on the left side in FIG. 1 has the same configuration as that in FIG. Further, the drive mechanism 80 does not have to move either the upper mold 12 or the lower mold 11.
  • the lower mold 11 which is one of the blow molding dies 13 is fixed to the base 15.
  • the lower mold 11 is composed of a large steel block, and includes, for example, a rectangular cavity (concave portion) 16 on the upper surface thereof.
  • a cooling water passage 19 is formed in the lower mold 11 and is provided with a thermocouple 21 inserted from below at a substantially central position.
  • the thermocouple 21 measures the temperature of the metal pipe material 14.
  • the thermocouple 21 is supported by a spring 22 so as to be movable up and down.
  • the temperature of the metal pipe material 14 may be measured using, for example, a non-contact thermometer, temperature estimation based on the voltage between electrodes, or the like.
  • a space 11a is provided in the vicinity of the left and right ends (left and right ends in FIG. 1) of the lower mold 11, and electrodes 17 and 18 (lower portions), which are movable parts of the pipe holding mechanism 30, described later, are provided in the space 11a.
  • Side electrodes) and the like are arranged so as to be movable up and down. Then, by placing the metal pipe material 14 on the lower electrodes 17 and 18, the lower electrodes 17 and 18 are in contact with the metal pipe material 14 disposed between the upper mold 12 and the lower mold 11. To do. Thus, the lower electrodes 17 and 18 are electrically connected to the metal pipe material 14.
  • An insulating material 91 for preventing energization is provided between the lower mold 11 and the lower electrode 17 and under the lower electrode 17, and between the lower mold 11 and the lower electrode 18 and under the lower electrode 18. Each is provided. Each insulating material 91 is fixed to an advance / retreat rod 95 which is a movable portion of an actuator (not shown) constituting the pipe holding mechanism 30. This actuator is for moving the lower electrodes 17, 18 and the like up and down, and the fixed portion of the actuator is held on the base 15 side together with the lower mold 11.
  • the upper mold 12 which is the other of the blow molding dies 13, is fixed to a slide 81 (described later) constituting the drive mechanism 80.
  • the upper mold 12 is composed of a large steel block, and has a cooling water passage 25 formed therein, and is provided with, for example, a rectangular cavity (recess) 24 on the lower surface thereof.
  • the cavity 24 is provided at a position facing the cavity 16 of the lower mold 11.
  • a space 12a is provided in the vicinity of the left and right ends (left and right ends in FIG. 1) of the upper mold 12 in the same manner as the lower mold 11, and a movable portion of the pipe holding mechanism 30 will be described later in the space 12a.
  • Electrodes 17 and 18 (upper electrodes) and the like are arranged so as to be movable up and down. Then, in a state where the metal pipe material 14 is placed on the lower electrodes 17 and 18, the upper electrodes 17 and 18 are arranged between the upper mold 12 and the lower mold 11 by moving downward. Contact the metal pipe material 14. Thereby, the upper electrodes 17 and 18 are electrically connected to the metal pipe material 14.
  • both the upper electrodes 17 and 18 and the lower electrodes 17 and 18 can be moved up and down, but either of the upper electrodes 17 or 18 or the lower electrodes 17 and 18 can be moved back and forth. Only one of them may be movable up and down.
  • Insulating materials 101 for preventing energization are provided between the upper mold 12 and the upper electrode 17 and above the upper electrode 17, and between the upper mold 12 and the upper electrode 18 and above the upper electrode 18, respectively. Yes.
  • Each insulating material 101 is fixed to an advance / retreat rod 96 which is a movable portion of an actuator constituting the pipe holding mechanism 30. This actuator is for moving the upper electrodes 17, 18 and the like up and down, and the fixed portion of the actuator is held on the slide 81 side of the drive mechanism 80 together with the upper mold 12.
  • a semicircular arc-shaped groove 18 a corresponding to the outer peripheral surface of the metal pipe material 14 is formed on each of the surfaces where the electrodes 18, 18 face each other. It can be placed so that the metal pipe material 14 fits in the part.
  • a semicircular arc-shaped groove corresponding to the outer peripheral surface of the metal pipe material 14 is formed on the exposed surface where the insulating materials 91 and 101 face each other, like the groove 18a. ing.
  • a semicircular arc-shaped groove 17a corresponding to the outer peripheral surface of the metal pipe material 14 is formed on each of the surfaces where the electrodes 17, 17 are opposed to each other. It can be placed so that the metal pipe material 14 fits in the part.
  • a semicircular arc-shaped groove corresponding to the outer peripheral surface of the metal pipe material 14 is formed on the exposed surface where the insulating materials 91 and 101 face each other, like the groove 18a. ing.
  • the outer periphery of the metal pipe material 14 in the vicinity of the left end portion 14a can be surrounded so as to be in close contact with the entire circumference. It is configured.
  • the end portion 14 a of the right side portion of the pipe holding mechanism 30 is more than the front surface (surface in the outer side of the mold) of the electrode 18. It is placed so as to protrude.
  • the metal pipe material 14 is clamped by the left side portion of the pipe holding mechanism 30, its end protrudes from the front surface (surface in the outer side of the mold) of the electrode 17 on the left side portion of the pipe holding mechanism 30. To be placed.
  • the drive mechanism 80 is generated by a slide 81 that moves the upper mold 12 so that the upper mold 12 and the lower mold 11 are aligned with each other, a shaft 82 that generates a driving force for moving the slide 81, and the shaft 82.
  • a connecting rod 83 for transmitting a driving force to the slide 81 is provided.
  • the shaft 82 extends in the left-right direction above the slide 81 and is rotatably supported.
  • the shaft 82 has an eccentric crank 82a that protrudes from the left and right ends at a position spaced from the center thereof. .
  • the eccentric crank 82 a and a rotating shaft 81 a provided in the upper part of the slide 81 and extending in the left-right direction are connected by a connecting rod 83.
  • the height of the eccentric crank 82a is changed by controlling the rotation of the shaft 82 by the control unit 70, and the change in the position of the eccentric crank 82a is transmitted to the slide 81 via the connecting rod 83.
  • the vertical movement (translational movement) of the slide 81 can be controlled.
  • the swinging (rotating motion) of the connecting rod 83 that occurs when the position change of the eccentric crank 82a is transmitted to the slide 81 is absorbed by the rotating shaft 81a.
  • the shaft 82 rotates or stops according to the driving of a motor or the like controlled by the control unit 70, for example.
  • the drive mechanism 80 is not limited to the mechanism that converts the change in the position of the eccentric crank 82a caused by the rotation of the shaft 82 into the vertical movement of the slide 81 using the connecting rod 83 and the rotation shaft 81a as described above.
  • a mechanism for moving the slide 81 up and down by using may be used.
  • the heating mechanism 50 includes a power source 51, a lead wire 52 extending from the power source 51 and connected to the electrodes 17 and 18, and a switch 53 interposed in the lead wire 52.
  • the control unit 70 can heat the metal pipe material 14 to the quenching temperature (AC3 transformation point temperature or higher) by controlling the heating mechanism 50.
  • Each gas supply mechanism 40, 40 includes a pressing force acquisition unit 47, an advance / retreat mechanism 48, and a nozzle (fluid supply unit) 44 coupled to the advance / retreat mechanism 48.
  • the pressing force acquisition unit 47 is configured to press the nozzle 44 in a direction away from the metal pipe material 14 along the extending direction of the metal pipe material 14 by the first high-pressure gas G1 supplied to the inside 14c of the metal pipe material 14. Get pressure.
  • the pressing force acquisition unit 47 acquires, for example, a pushing back load on the nozzle 44 as a pressing force. More specifically, the pressing force acquisition unit 47 includes, for example, a pressure gauge that measures the pressure value of the first high-pressure gas G1 supplied from the nozzle 44 to the inside 14c of the metal pipe material 14, and sets the measured pressure value. Get the pressing force based on.
  • the pressing force acquisition unit 47 outputs information regarding the acquired pressing force to the control unit 70.
  • the pressing force acquisition part 47 may acquire the pressure in the inside 14c of the metal pipe material 14 as a pressing force, for example.
  • the position at which the pressing force acquisition unit 47 is disposed is not limited to the position illustrated in FIG. 1, and is disposed at a position where the pressing force can be preferably acquired according to the configuration of the pressing force acquisition unit 47.
  • the advance / retreat mechanism 48 advances and retracts the nozzle 44 along the extending direction of the metal pipe material 14.
  • the advance / retreat mechanism 48 is controlled by the control unit 70.
  • the advance / retreat mechanism 48 is controlled by the control unit 70 so as to press the nozzle 44 in a direction approaching the metal pipe material 14 with a preset pressing force.
  • the advance / retreat mechanism 48 moves the nozzle 44 closer to the metal pipe material 14 with a pressing force corresponding to the pressing force acquired by the pressing force acquisition unit 47 so that the nozzle 44 does not move along the extending direction of the metal pipe material 14. It is also possible to press in the direction.
  • the advance / retreat mechanism 48 includes a cylinder unit 42 and a cylinder rod 43 that moves forward and backward in accordance with the operation of the cylinder unit 42.
  • the cylinder unit 42 is mounted and fixed on the block 41.
  • the nozzle 44 is disposed at the end 14 a of the metal pipe material 14, and the first high-pressure gas G ⁇ b> 1 supplied from the gas supply source 60 passes through the opening 14 b of the end 14 a of the metal pipe material 14 to the inside of the metal pipe material 14. 14c.
  • the nozzle 44 is connected to the tip of the cylinder rod 43 on the pipe holding mechanism 30 side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the sealing member 97 in the initial arrangement state.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the sealing member 97 in a state where the relative protrusion amount H is increased by elastic deformation from the initial arrangement state. 3 and 4 show the periphery of the upper sealing member 97 in FIG.
  • the nozzle 44 includes a base portion 92, an insertion portion 93, a surrounding portion 94, a sealing member 97, and an operation portion 98.
  • the base portion 92, the insertion portion 93, and the surrounding portion 94 are block bodies that are integrally configured by one or a plurality of members.
  • the sealing member 97 is arranged on the outer peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a with respect to the inner peripheral surface 94a of the groove 99 in the initial arrangement state (that is, without protruding from the groove 99).
  • the “initially arranged state” means a state in which the sealing member 97 is not subjected to a pressing force toward the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14 by an operating unit 98 described later.
  • the base portion 92 is a portion that is disposed outside the end surface 14 d of the end portion 14 a of the metal pipe material 14 in the nozzle 44. In FIG. 3, the base portion 92 is a portion on the right side of the two-dot chain line shown along the end surface 14 d of the metal pipe material 14.
  • the insertion portion 93 is a substantially cylindrical portion erected from the side surface of the base portion 92.
  • the outer diameter of the insertion portion 93 is formed to be slightly smaller than the inner diameter of the end portion 14 a of the metal pipe material 14. Thereby, the insertion portion 93 can enter and leave the interior 14c of the metal pipe material 14 through the opening 14b of the end portion 14a of the metal pipe material 14, and a first auxiliary seal described later is realized.
  • the insertion portion 93 may not have a substantially cylindrical shape, and may have another shape (for example, a rectangular tube shape in which a cross section perpendicular to the central axis L has a rectangular shape).
  • the first gas flow path 46a through which the first high-pressure gas G1 flows is formed in the base portion 92 and the insertion portion 93.
  • the first gas channel 46 a is opened, for example, on the outer surface 92 a of the base portion 92 and the tip end surface 93 a of the insertion portion 93, and the flow paths extending from these openings are connected in the base portion 92 or the insertion portion 93. It is formed to do.
  • the first gas flow path 46 a shown in FIG. 2 includes a flow path provided in the base portion 92 perpendicular to the outer surface 92 a of the base portion 92 and an insertion portion 93 perpendicular to the distal end surface 93 a of the insertion portion 93.
  • the flow path provided in the inside is connected in the base portion 92.
  • the first high-pressure gas G1 flows into the first gas flow path 46a through the opening of the outer surface 92a of the base portion 92, and the first high-pressure gas G1 enters the first gas flow path 46a in the base portion 92 from the first gas flow path 46a.
  • the gas is supplied to the inside 14 c of the metal pipe material 14 through the opening of the distal end surface 93 a of the insertion portion 93.
  • the surrounding portion 94 is formed so as to surround the outer peripheral surface 14 f of the end portion 14 a of the metal pipe material 14. Therefore, when the end portion 14a of the metal pipe material 14 has a cylindrical shape, the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94 that faces the outer peripheral surface 14f of the end portion 14a of the metal pipe material 14 has a circular cross section. Yes.
  • An annular groove 99 is formed on the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94 over the entire circumference of the inner peripheral surface 94a so as to go around the inner peripheral surface 94a.
  • the groove portion 99 is a first side surface that is one side surface in the direction D1 along the central axis L of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94 when viewed in the direction (circumferential direction) along the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94. 99a and the other side surface 99b. That is, the second side surface 99b is a surface facing the first side surface 99a.
  • the first side surface 99a is the outer side surface in the direction D1 along the central axis L of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94 (the side opposite to the central side in the extending direction of the metal pipe material 14),
  • the second side surface 99b is a side surface on the inner side (center side in the extending direction of the metal pipe material 14) in the direction D1 along the central axis L of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94.
  • the 1st side surface 99a of the groove part 99 has the inclination part 99c. Further, the second side surface 99b of the groove 99 has an inclined portion 99d.
  • the inclined portions 99c and 99d have a groove width W that is a distance in the direction D1 along the central axis L between the first side surface 99a and the second side surface 99b in the cross section including the central axis L of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94. However, it inclines so that it may reduce toward the inner peripheral side from the outer peripheral side in radial direction D2 of the internal peripheral surface 94a.
  • the inclined portions 99c and 99d are provided, for example, at positions close to the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a of the groove portion 99.
  • the sealing member 97 is an annular member disposed in the groove 99, and may be an O-ring as an example.
  • the sealing member 97 is made of an elastically deformable material.
  • the sealing member 97 may be made of fluororubber from the viewpoints of hardness, heat resistance, compression set, etc., and in particular, may be made of a Viton wear-resistant material.
  • the sealing member 97 may be formed of nitrile rubber.
  • the sealing member 97 is disposed in contact with each of the first side surface 99a and the second side surface 99b of the groove 99.
  • the sealing member 97 has an outer peripheral side space S1 that is an outer peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a of the sealing member 97 in the groove 99, and the space surrounded by the surrounding portion 94, and It is separated from the sealing member 97 by an inner circumferential space S2, which is the inner circumferential side in the radial direction D2 of the inner circumferential surface 94a.
  • the “space surrounded by the surrounding portion 94” means a space including the groove 99 and a space on the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a with respect to the inner peripheral surface 94a.
  • the area where the sealing member 97 is exposed to the outer space S1 when viewed from the central axis L of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94 in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a is referred to as the outer peripheral side exposed area.
  • the area where the sealing member 97 is exposed to the inner circumferential space S2 when viewed from the central axis L of the inner circumferential surface 94a of the surrounding portion 94 in the radial direction D2 of the inner circumferential surface 94a is referred to as an inner circumferential side exposed area.
  • the groove part 99 is formed so that the inner peripheral side exposed area is smaller than the outer peripheral side exposed area when the sealing member 97 is in the initial arrangement state. In this case, when the sealing member 97 is in the initial arrangement state, the groove 99 may be formed such that the inner peripheral groove width Wb is smaller than the outer peripheral groove width Wa described later.
  • the shape of the groove 99 is as follows. That is, in the cross section including the central axis L of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94, when the sealing member 97 is in the initial arrangement state, the inner peripheral surface of the portion where the sealing member 97 and the first side surface 99a are in contact with each other. The position of the outermost peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a in the part where the outermost peripheral side position (first outer peripheral side position) P1 of 94a in the radial direction D2 and the sealing member 97 and the second side surface 99b contact each other.
  • the distance (that is, the groove width W) in the direction D1 along the central axis L (second outer peripheral position) P2 is defined as the outer peripheral groove width Wa.
  • the inner peripheral surface of the portion where the sealing member 97 and the first side surface 99a are in contact with each other.
  • the innermost circumference in the radial direction D2 of the inner circumferential surface 94a in the portion where the innermost circumferential position (first inner circumferential position) P3 in the radial direction D2 of 94a and the sealing member 97 and the second side surface 99b are in contact with each other.
  • the distance (that is, the groove width W) in the direction D1 along the central axis L with respect to the side position (second inner peripheral position) P4 is defined as the inner peripheral groove width Wb.
  • the groove 99 is formed so that the inner groove width Wb is smaller than the outer groove width Wa when the sealing member 97 is in the initial arrangement state.
  • the sealing member 97 can increase or decrease the relative protrusion amount H by elastic deformation.
  • the “relative protrusion amount H” is a height at which the sealing member 97 protrudes from the groove portion 99 toward the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a. More specifically, the sealing member 97 includes the surrounding portion. 94 is a height that protrudes further from the inner peripheral surface 94a toward the inner peripheral side.
  • the relative protrusion amount H is expressed by a positive numerical value when the sealing member 97 protrudes further to the inner peripheral side than the inner peripheral surface 94 a of the surrounding portion 94, and the sealing member 97 is an inner peripheral surface of the surrounding portion 94. When it does not protrude to the inner peripheral side from 94a (that is, when the entire sealing member 97 is within the groove 99), it is expressed by a negative value (see FIG. 3).
  • the sealing member 97 can increase the relative protrusion amount H protruding from the groove portion 99 toward the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a by elastically deforming from the initial arrangement state in the groove portion 99. is there.
  • the sealing member 97 may protrude from the groove 99 to the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a (may protrude), or may not protrude (not protrude). May be)
  • the sealing member 97 is not in contact with the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14 in the initial arrangement state. Further, the sealing member 97 can be brought into contact with the outer peripheral surface 14 f of the metal pipe material 14 by being elastically deformed by the operating portion 98 and increasing the relative protrusion amount H.
  • the operating part 98 generates a pressing force that pressurizes the sealing member 97 toward the outer peripheral surface 14 f of the metal pipe material 14.
  • the actuating part 98 elastically deforms the sealing member 97 from the initial arrangement state, and the relative protrusion amount H of the sealing member 97 so that the sealing member 97 contacts the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14.
  • the actuating portion 98 is configured so that the product of the inner pressure of the outer peripheral side space S1 and the outer peripheral side exposed area is larger than the product of the inner pressure of the inner peripheral side space S2 and the inner peripheral side exposed area.
  • (Second fluid) G2 is supplied to the outer peripheral space S1.
  • the second high-pressure gas G2 is a gas supplied to pressurize the sealing member 97 toward the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14, and here, the sealing member 97 is elastically deformed in the groove 99. This is the gas supplied for the purpose.
  • the operating unit 98 is, for example, a second gas flow path 46b that supplies the second high-pressure gas G2 to the outer peripheral side space S1.
  • the second gas flow path 46b may be a flow path that branches from the first gas flow path 46a in the base portion 92 and reaches the outer peripheral space S1.
  • the second high-pressure gas G2 flowing through the second gas flow path 46b is a gas diverted from the first high-pressure gas G1 flowing through the first gas flow path 46a. Accordingly, the first high pressure gas G1 and the second high pressure gas G2 have the same pressure.
  • the sealing member 97 By supplying the second high-pressure gas G2 to the outer peripheral side space S1 by the operating part 98, the sealing member 97 is pressurized toward the outer peripheral surface 14f for the following reason (here, more specifically, the sealing member 97 can be elastically deformed from the initial arrangement state to increase the relative protrusion amount H). That is, a force having a magnitude corresponding to the product of the inner pressure of the outer circumferential space S1 and the outer exposed area acts on the sealing member 97 toward the inner circumferential side in the radial direction D2 of the inner circumferential surface 94a.
  • a force having a magnitude corresponding to the product of the inner pressure of the inner circumferential space S2 and the inner circumferential exposed area acts on the sealing member 97 toward the outer circumferential side in the radial direction D2 of the inner circumferential surface 94a. . Therefore, the operating part 98 supplies the second high-pressure gas G2 to the outer circumferential space S1 to increase the inner pressure of the outer circumferential space S1, thereby increasing the product of the inner pressure of the outer circumferential space S1 and the exposed area on the outer circumferential side.
  • the sealing member 97 is pressurized toward the outer peripheral surface 14f by making it larger than the product of the internal pressure of the side space S2 and the inner peripheral side exposed area (here, the sealing member 97 is elastically deformed to deform the inner peripheral surface 94a). It is possible to increase the relative protrusion amount H by moving the inner peripheral side in the radial direction D2.
  • the outer diameter of the insertion portion 93 is formed to be slightly smaller than the inner diameter of the end portion 14a of the metal pipe material 14 as described above, the first supplied to the inside 14c of the metal pipe material 14 is used.
  • the high-pressure gas G ⁇ b> 1 hardly passes through the gap between the outer peripheral surface 93 b of the insertion portion 93 and the inner peripheral surface 14 e of the metal pipe material 14. For this reason, it is suppressed that the 1st high-pressure gas G1 leaks from the inside 14c of the metal pipe material 14.
  • the configuration in which the gap between the outer peripheral surface 93 b of the insertion portion 93 and the inner peripheral surface 14 e of the metal pipe material 14 is small functions as an auxiliary seal (first auxiliary seal) between the nozzle 44 and the metal pipe material 14. .
  • the end surface 14 d of the end portion 14 a of the metal pipe material 14 is connected to the side surface of the base portion 92 (more specifically, the base portion 92. It strikes against the abutting surface 92b) sandwiched between the insertion portion 93 and the surrounding portion 94 among the side surfaces.
  • the first high-pressure gas G1 that has passed through the first auxiliary seal is unlikely to pass through the gap between the end surface 14d of the end portion 14a of the metal pipe material 14 and the abutting surface 92b of the base portion 92.
  • the configuration in which the end surface 14d of the end portion 14a of the metal pipe material 14 is abutted against the abutting surface 92b of the base portion 92 is an auxiliary seal between the nozzle 44 and the metal pipe material 14 (second auxiliary seal). Function as.
  • the gas supply source 60 includes a gas source 61, an accumulator 62 that stores the gas supplied by the gas source 61, a tube 67 that extends from the accumulator 62 to a first gas flow path 46a formed in the nozzle 44, A pressure control valve 68 and a check valve 69 provided in the tube 67 are provided.
  • the check valve 69 serves to prevent the high pressure gas from flowing back in the tube 67.
  • the pressure control valve 68 provided in the tube 67 allows the first high-pressure gas G1 having an operating pressure for expanding the metal pipe material 14 to be supplied to the first gas flow path 46a of the nozzle 44 under the control of the control unit 70. Play a role in supplying.
  • the hydraulic oil source 45 supplies the hydraulic oil to the cylinder unit 42 with an operating pressure corresponding to the pressing force of the nozzle 44 against the metal pipe material 14.
  • the cylinder unit 42 is operated and the cylinder rod 43 is advanced and retracted, whereby the nozzle 44 is advanced and retracted along the extending direction of the metal pipe material 14.
  • the nozzle 44 may advance and retreat with gas supplied from the gas supply source 60 instead of the hydraulic oil supplied from the hydraulic oil source 45.
  • the gas supply source 60 further includes a tube extending from the accumulator 62 to the cylinder unit 42, and a pressure control valve and a switching valve interposed in the tube, and the pressure control valve is a metal of the nozzle 44.
  • a gas having an operating pressure corresponding to the pressing force against the pipe material 14 may be supplied to the cylinder unit 42.
  • the gas supply source 60 includes the first high-pressure gas G1.
  • the second high-pressure gas G2 are supplied to the nozzle 44.
  • the nozzle 44 is supplied with the first high-pressure gas G1 and the second high-pressure gas G2 having the same pressure from the common gas supply source 60.
  • the control unit 70 can supply the first high-pressure gas G1 having a desired operating pressure to the inside 14c of the metal pipe material 14 by controlling the pressure control valve 68 of the gas supply source 60. Moreover, the control part 70 acquires temperature information from the thermocouple 21 by information being transmitted from (A) shown in FIG. 1, and controls the drive mechanism 80, the switch 53, and the like. Moreover, the control part 70 acquires the information regarding the pressing force acquired by the pressing force acquisition part 47 by transmitting information from (B) shown in FIG. 1, and the pressing force according to the acquired pressing force The advance / retreat mechanism 48 is controlled so as to press the nozzle 44 in a direction approaching the metal pipe material 14.
  • the “pressing force according to the acquired pressing force” is, for example, a pressing force that can maintain the position of the nozzle 44 so that the nozzle 44 does not move along the extending direction of the metal pipe material 14 due to the pressing force. More specifically, the pressing force has a magnitude that matches the pressing force.
  • the water circulation mechanism 72 includes a water tank 73 that stores water, a water pump 74 that pumps up and pressurizes the water stored in the water tank 73 and sends the water to the cooling water passage 19 of the lower mold 11 and the cooling water passage 25 of the upper mold 12. It consists of a pipe 75. Although omitted, a cooling tower for lowering the water temperature and a filter for purifying water may be interposed in the pipe 75.
  • a metal pipe forming method using the forming apparatus 10 will be described with reference to FIGS.
  • a quenchable steel grade metal pipe material 14 is prepared.
  • the metal pipe material 14 is placed (input) on the electrodes 17 and 18 provided on the lower mold 11 side using, for example, a robot arm or the like. Since the grooves 17a and 18a are formed in the electrodes 17 and 18, the metal pipe material 14 is positioned by the grooves 17a and 18a.
  • control unit 70 controls the drive mechanism 80 and the pipe holding mechanism 30 to cause the pipe holding mechanism 30 to hold the metal pipe material 14. Specifically, the upper die 12 and the upper electrodes 17 and 18 held on the slide 81 side by the driving mechanism 80 move to the lower die 11 side, and the upper electrode 17 and the upper electrode 17 included in the pipe holding mechanism 30 are moved. By actuating an actuator that allows the 18 and the like and the lower electrodes 17 and 18 to move forward and backward, the vicinity of both ends of the metal pipe material 14 is sandwiched by the pipe holding mechanism 30 from above and below.
  • This clamping is caused to closely adhere to the entire circumference of the metal pipe material 14 near both ends due to the presence of the concave grooves 17a and 18a formed in the electrodes 17 and 18 and the concave grooves formed in the insulating materials 91 and 101. It will be clamped in such a manner.
  • the end portion 14 a on the electrode 18 side of the metal pipe material 14 protrudes closer to the nozzle 44 than the electrode 18 in the extending direction of the metal pipe material 14.
  • the end portion 14 a on the electrode 17 side of the metal pipe material 14 protrudes closer to the nozzle 44 than the electrode 17 in the extending direction of the metal pipe material 14.
  • the lower surfaces of the upper electrodes 17 and 18 and the upper surfaces of the lower electrodes 17 and 18 are in contact with each other.
  • the configuration is not limited to the configuration in which the metal pipe material 14 is in close contact with the entire periphery of the both ends, and a configuration in which the electrodes 17 and 18 are in contact with part of the metal pipe material 14 in the circumferential direction may be employed.
  • the control unit 70 heats the metal pipe material 14 by controlling the heating mechanism 50. Specifically, the control unit 70 turns on the switch 53 of the heating mechanism 50. Then, the electric power transmitted from the power source 51 to the lower electrodes 17 and 18 is supplied to the upper electrodes 17 and 18 and the metal pipe material 14 sandwiching the metal pipe material 14, and due to the resistance existing in the metal pipe material 14. The metal pipe material 14 itself generates heat due to Joule heat. The electrodes 17 and 18 are also heated by heat conduction from the heated metal pipe material 14. Note that the measured value of the thermocouple 21 is constantly monitored, and energization is controlled based on this result.
  • the blow mold 13 is closed with respect to the heated metal pipe material 14 by the control of the drive mechanism 80 by the control unit 70.
  • the cavity 16 of the lower mold 11 and the cavity 24 of the upper mold 12 are combined, and the metal pipe material 14 is disposed and sealed in the cavity portion between the lower mold 11 and the upper mold 12.
  • each nozzle 44 is advanced by operating the cylinder unit 42 of the gas supply mechanism 40 and disposed at each end 14 a of the metal pipe material 14. Then, the blow mold 13 is closed and the first high-pressure gas G1 is supplied to the nozzle 44. The first high-pressure gas G1 supplied to the nozzle 44 flows through the first gas passage 46a and is blown into the interior 14c of the metal pipe material 14.
  • first gas channel 46a and the second gas channel 46b are connected in the nozzle 44, a part of the first high-pressure gas G1 flowing through the first gas channel 46a is a second gas.
  • the flow is diverted to the flow path 46b.
  • the first high-pressure gas G1 divided into the second gas flow path 46b flows as the second high-pressure gas G2 through the second gas flow path 46b and flows into the outer peripheral space S1 of the groove 99.
  • the second high-pressure gas G2 By supplying the second high-pressure gas G2 to the outer peripheral space S1, the internal pressure of the outer peripheral space S1 increases.
  • the force acting toward the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a with respect to the sealing member 97 increases, and on the outer peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a with respect to the sealing member 97. It tends to be larger than the force that works toward you.
  • the groove 99 is formed so that the inner peripheral side exposed area is smaller than the outer peripheral side exposed area. For this reason, the force acting toward the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a with respect to the sealing member 97 is directed toward the outer peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a with respect to the sealing member 97. It tends to be larger than the working force.
  • the sealing member 97 becomes the outer peripheral surface of the metal pipe material 14.
  • the relative protrusion amount H is increased by being pressurized toward 14 f and elastically deforming from the initial arrangement state. And the sealing member 97 contact
  • the sealing member 97 moves to the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a so as to increase the relative protrusion amount H by elastic deformation from the initial arrangement state. It is in a state where it rides on the inclined portions 99c and 99d and is pushed into a region where the groove width W is narrow.
  • the nozzle 44 and the metal pipe material 14 are sealed, and at the same time, the metal pipe material 14 softened by heating is deformed (formed) along the shape of the cavity portion by the internal pressure of the first high-pressure gas G1. . Since the metal pipe material 14 is heated to a high temperature (around 950 ° C.), the first high-pressure gas G1 supplied to the inside 14c of the metal pipe material 14 is thermally expanded. At this time, since the metal pipe material 14 is softened by being heated, the metal pipe material 14 can be easily expanded by the thermally expanded compressed air.
  • the pressing force acquisition unit 47 acquires the pressing force received by the nozzle 44 and outputs the information to the control unit 70.
  • the control unit 70 controls the advance / retreat mechanism 48 so as to press the nozzle 44 in a direction approaching the metal pipe material 14 with a pressing force corresponding to the pressing force based on the input information.
  • the sealing member 97 returns to the initial arrangement state by reducing the relative protrusion amount by the restoring force of elastic deformation that increases the relative protrusion amount from the initial arrangement state.
  • the sealing member 97 since the sealing member 97 is in a state where it rides on the inclined portions 99c and 99d of the groove portion 99 and is pushed into the narrow region of the groove width W, the sealing member 97 is smoothly and smoothly along the inclined surfaces of the inclined portions 99c and 99d. It is possible to reliably return to the initial arrangement state.
  • the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14 blown and expanded is brought into contact with the cavity 16 of the lower die 11 and rapidly cooled, and at the same time, brought into contact with the cavity 24 of the upper die 12 and rapidly cooled (the upper die 12 and the lower die 11). Since the heat capacity is large and the temperature is controlled at a low temperature, if the metal pipe material 14 comes into contact, the heat of the pipe surface is taken away to the mold side at once, and quenching is performed. Such a cooling method is called mold contact cooling or mold cooling. Immediately after being quenched, austenite transforms to martensite (hereinafter, austenite transforms to martensite is referred to as martensite transformation).
  • cooling may be performed by supplying a cooling medium into the cavity 24, for example, instead of or in addition to mold cooling.
  • the metal pipe material 14 is brought into contact with the mold (upper mold 12 and lower mold 11) until the temperature at which martensitic transformation begins, and then the mold is opened and the cooling medium (cooling gas) is used as the metal pipe material.
  • the martensitic transformation may be generated by spraying on 14.
  • the metal pipe material 14 is blow-molded, cooled, and then opened to obtain a metal pipe having a substantially rectangular cylindrical main body, for example.
  • the sealing member 97 of the nozzle 44 has an annular shape on the inner peripheral surface 94 a of the surrounding portion 94 that surrounds the outer peripheral surface 14 f of the end portion 14 a of the metal pipe material 14. It is arranged in the formed annular groove 99.
  • the sealing member 97 is pressurized toward the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14 by the applied pressure generated by the operating portion 98, and as a result, the relative protrusion amount H is increased by elastic deformation from the initial arrangement state.
  • the sealing member 97 contacts the outer peripheral surface 14f of the end portion 14a of the metal pipe material 14 over the entire circumference and is pressed, whereby the nozzle 44 and the metal pipe material 14 are sealed.
  • the molding apparatus 10 can seal the nozzle 44 and the metal pipe material 14 while suppressing buckling of the metal pipe material 14.
  • the groove 99 has a first side surface 99a that is one side surface and a second side surface 99b that is the other side surface in the direction D1 along the central axis L of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94,
  • the sealing member 97 is disposed so as to be in contact with each of the first side surface 99a and the second side surface 99b, and a space surrounded by the surrounding portion 94 is formed on the inner peripheral surface 94a of the groove portion with respect to the inner peripheral surface 94a.
  • the operating part 98 is separated into the outer peripheral side space S1 which is the outer peripheral side in the direction D2 and the inner peripheral side space S2 which is the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a from the sealing member 97.
  • the high pressure gas G2 is supplied to the outer peripheral space S1.
  • the second high-pressure gas G2 is supplied to the outer peripheral space S1, so that the sealing member 97 is caused by the internal pressure of the outer peripheral space S1 toward the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a.
  • molding apparatus 10 can generate the pressurizing force which pressurizes the sealing member 97 toward the outer peripheral surface 14f of the end 14a of the metal pipe material 14.
  • the groove 99 has a central portion that is more central than the outer peripheral side exposed area, which is an area where the sealing member 97 is exposed in the outer peripheral space S ⁇ b> 1 when viewed from the central axis L in the radial direction of the inner peripheral surface 94 a of the surrounding portion 94.
  • the sealing member 97 is formed such that the inner peripheral side exposed area, which is the area where the sealing member 97 is exposed to the inner peripheral space S2, is smaller when viewed from the axis L in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a.
  • the groove portion is formed so that the inner peripheral side exposed area receiving the inner pressure of the inner peripheral side space S2 is smaller than the outer peripheral side exposed area receiving the inner pressure of the outer peripheral side space S1, thereby the inner peripheral surface 94a.
  • molding apparatus 10 can generate the pressurizing force which pressurizes the sealing member 97 toward the outer peripheral surface 14f of the end 14a of the metal pipe material 14.
  • the first side surface 99a and the second side surface 99b have a distance in the direction D1 along the central axis L between the first side surface 99a and the second side surface 99b in the cross section including the central axis L.
  • the surface 94a has inclined portions 99c and 99d that are inclined so as to shrink from the outer peripheral side toward the inner peripheral side in the radial direction D2.
  • the sealing member 97 receives the pressure applied toward the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14 and moves toward the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94, The sealing member 97 receives the reaction force acting toward the outer peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a from the inclined portions 99c and 99d. Therefore, the molding apparatus 10 can release the seal between the nozzle 44 and the metal pipe material 14 more reliably.
  • the nozzle 44 is supplied with the first high-pressure gas G1 and the second high-pressure gas G2 having the same pressure from a common gas supply source 60.
  • the nozzle 44 that supplies the first high-pressure gas G1 for expanding the heated metal pipe material 14 pressurizes the sealing member 97 toward the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14 and the second high-pressure gas. It also serves as the nozzle 44 for supplying G2. Therefore, the molding apparatus 10 does not need to be provided with a new nozzle 44 that supplies the second high-pressure gas G2, and thus the complication of the apparatus configuration can be suppressed.
  • the forming apparatus 10 applies a pressing force by which the nozzle 44 is pressed in a direction away from the metal pipe material 14 along the extending direction of the metal pipe material 14 by the first high-pressure gas G1 supplied to the inside 14c of the metal pipe material 14.
  • a pressing force acquisition unit 47 to acquire, an advance / retreat mechanism 48 that advances and retracts the nozzle 44 along the extending direction of the metal pipe material 14, and a control unit 70 that controls the advance / retreat mechanism 48 are provided.
  • the advance / retreat mechanism 48 is controlled so as to press the nozzle 44 in a direction approaching the metal pipe material 14 with a pressing force corresponding to the pressing force acquired by the pressure acquisition unit 47.
  • the pressing force by which the nozzle 44 is pressed away from the metal pipe material 14 by the supplied first high-pressure gas G1 increases.
  • the pressing force is acquired by the pressing force acquisition unit 47, and the nozzle 44 is pressed in the direction approaching the metal pipe material 14 by the advance / retreat mechanism 48 with the pressing force corresponding to the acquired pressing force.
  • the sealing member 97 may protrude from the inner peripheral surface 94a of the groove 99 to the inner peripheral side in the radial direction D2 of the inner peripheral surface 94a in the initial arrangement state (that is, protrude from the groove 99). Is good). Further, the sealing member 97 may be in contact with the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14 in the initial arrangement state.
  • the sealing member 97 may not be elastically deformable.
  • the sealing member 97 may have a rigidity that is not substantially deformed by the pressure of the second high-pressure gas G2. Even in this case, the nozzle 44 and the metal pipe material 14 can be sealed by pressing the sealing member 97 against the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14 without elastic deformation by the operating portion 98.
  • the fluid (first fluid) supplied to the inside 14c of the metal pipe material 14 through the opening 14b of the end portion 14a of the metal pipe material 14 may not be a gas, but may be a liquid, for example.
  • the fluid (second fluid) supplied to the outer peripheral space S1 may not be a gas, and may be a fluid, for example.
  • the shape and position of the second gas flow path 46b are not particularly limited.
  • the second gas channel 46 b may be formed so as to pass only the surrounding portion 94 without passing through the base portion 92.
  • the second gas channel 46b may be formed along the radial direction D2 from the outer peripheral side space S1 of the groove 99 on the outer peripheral side in the radial direction D2 of the surrounding portion 94.
  • the second gas channel 46b may not be branched from the first gas channel 46a. That is, the second high-pressure gas G2 flowing through the second gas flow path 46b may not be a gas diverted from the first high-pressure gas G1 flowing through the first gas flow path 46a.
  • the molding apparatus 10 may further include a gas supply source that supplies the second high-pressure gas G2 in addition to the gas supply source 60 that supplies the first high-pressure gas G1.
  • the nozzle 44 may not be supplied with the first high-pressure gas G1 and the second high-pressure gas G2 having the same pressure from the common gas supply source 60.
  • the pressure of the second high-pressure gas G2 may be higher than the pressure of the first high-pressure gas G1.
  • the internal pressure of the outer peripheral side space S1 to which the second high pressure gas G2 is supplied becomes higher than the internal pressure of the inner peripheral side space S2 to which the first high pressure gas G1 is supplied.
  • molding apparatus 10 can generate
  • the molding apparatus 10 includes a gas supply source (fluid supply source) that supplies the second high-pressure gas G2 in addition to the gas supply source 60 that supplies the first high-pressure gas G1. Furthermore, you may provide. That is, the nozzle 44 may be supplied with the first high-pressure gas G1 and the second high-pressure gas G2 from separate gas supply sources (fluid supply sources), respectively. Accordingly, the molding apparatus 10 can suitably adjust the pressure of the first high-pressure gas G1 and the pressure of the second high-pressure gas G2, respectively.
  • a gas supply source fluid supply source
  • the pressure of the second high-pressure gas G ⁇ b> 2 is the first high-pressure gas on the supply line until the first high-pressure gas G ⁇ b> 1 and the second high-pressure gas G ⁇ b> 2 are supplied from the common gas supply source 60 to the nozzle 44. You may adjust a pressure so that it may become higher than the pressure of G1.
  • the operation part 98 should just be able to pressurize the sealing member 97 toward the outer peripheral surface 14f of the metal pipe material 14, and the second gas flow path 46b for supplying the second high-pressure gas G2 to the outer peripheral space S1; May have different configurations.
  • the sealing member 97 is not necessarily arranged so as to be in contact with each of the first side surface 99a and the second side surface 99b, and the groove 99 has an inner peripheral side exposed area rather than an outer peripheral side exposed area. May not be formed to be small.
  • the first side surface 99a of the groove 99 has the inclined portion 99c, while the second side 99b of the groove 99 may not have the inclined portion 99d.
  • the first side surface 99a of the groove 99 may not have the inclined portion 99c, while the second side 99b of the groove 99 may have the inclined portion 99d.
  • the 1st side surface 99a of the groove part 99 does not have the inclination part 99c, and the 2nd side surface 99b of the groove part 99 does not need to have the inclination part 99d.
  • the controller 70 does not have to control the advance / retreat mechanism 48 so as to press the nozzle 44 in a direction approaching the metal pipe material 14 with a pressing force corresponding to the pressing force acquired by the pressing force acquiring unit 47.
  • the molding apparatus 10 may not include the pressing force acquisition unit 47.
  • the sealing member 97 may be disposed so as to be in contact with the outer peripheral side inner surface 99e on the outer peripheral side in the radial direction D2 of the surrounding portion 94 in the inner surface of the groove portion 99 in the initial arrangement state (see FIG. 3). In this case, the sealing member 97 divides the outer peripheral side space S1 into one side and the other side in the direction D1 along the central axis L of the inner peripheral surface 94a of the surrounding portion 94 rather than the sealing member 97. .
  • the groove 99 has one of the outer circumferential spaces S1.
  • a communication channel connecting the side and the other side may be formed.
  • the communication passage may be formed in a groove shape or a through-hole shape in a part of the outer peripheral side inner surface 99e of the groove portion 99.

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Abstract

成形装置１０は、金属パイプ材料１４の端部１４ａに配置され、端部１４ａの開口１４ｂを介して第１高圧ガスＧ１を金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給するノズル４４を備える。ノズル４４は、端部１４ａの外周面１４ｆを包囲し、外周面１４ｆと対面する内周面９４ａに環状の溝部９９が形成された包囲部９４と、溝部９９に配置された環状の封止部材９７と、封止部材９７を外周面１４ｆに向かって加圧する加圧力を発生させる作動部９８と、を有する。

Description

成形装置
　本開示は、成形装置に関する。
　加熱した金属パイプ材料の内部に流体を供給して当該金属パイプ材料を膨張させることにより金属パイプを成形する成形装置が知られている。このような成形装置では、金属パイプ材料の内部に流体を供給する際に、流体を噴出するノズルと金属パイプ材料とをシールして流体の漏れを防止する必要がある。例えば、特許文献１には、先細り形状のノズルを金属パイプ材料の端部の開口に押し付け、金属パイプ材料の端部をノズルの形状に沿って漏斗状に変形させることで、ノズルと金属パイプ材料とをシールする成形装置が記載されている。
特開２０１６－２５７８号公報
　上述した成形装置では、金属パイプ材料の端部をノズルの形状に沿って変形させ得るような大きな押付け力でノズルが金属パイプ材料の端部に押し付けられるため、金属パイプ材料が座屈してしまうおそれがある。一方、金属パイプ材料が座屈しないようにするために、例えば金属パイプ材料へのノズルの押付け力を低減すると、ノズルと金属パイプ材料とを確実にシールすることができないおそれがある。
　そこで、本開示は、金属パイプ材料の座屈を抑制しつつノズルと金属パイプ材料とをシールすることができる成形装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る成形装置は、金属パイプ材料の端部に配置され、端部の開口を介して第１流体を金属パイプ材料の内部に供給する流体供給部を備え、流体供給部は、端部の外周面を包囲し、外周面と対面する内周面に環状の溝部が形成された包囲部と、溝部に配置された環状の封止部材と、封止部材を外周面に向かって加圧する加圧力を発生させる作動部と、を有する。
　この成形装置によれば、流体供給部の封止部材は、環状を呈し、金属パイプ材料の端部の外周面を包囲する包囲部の内周面に形成された環状の溝部に配置されている。封止部材は、作動部により発生する加圧力によって金属パイプ材料の外周面に向かって加圧される。これにより、封止部材が金属パイプ材料の端部の外周面に対して全周にわたって押し付けられることで、流体供給部と金属パイプ材料とがシールされる。また、このとき、大きな押付け力で流体供給部を金属パイプ材料の端部に押し付ける必要がないため、金属パイプ材料が座屈しにくい。よって、この装置は、金属パイプ材料の座屈を抑制しつつノズルと金属パイプ材料とをシールすることができる。
　本開示の一態様に係る成形装置では、溝部は、内周面の中心軸線に沿った方向における一方の側面である第１側面及び他方の側面である第２側面を有し、封止部材は、第１側面及び第２側面のそれぞれと接するように配置され、包囲部に包囲される空間を、溝部のうち当該封止部材よりも内周面の径方向における外周側である外周側空間、及び、当該封止部材よりも内周面の径方向における内周側である内周側空間に隔て、作動部は、第２流体を外周側空間に供給してもよい。これによれば、第２流体が外周側空間に供給されることで、包囲部の内周面の径方向における内周側に向かって、外周側空間の内圧に起因して封止部材に働く力を、包囲部の内周面の径方向における外周側に向かって、内周側空間の内圧に起因して封止部材に働く力よりも大きくすることが可能となる。これにより、この装置は、封止部材を金属パイプ材料の端部の外周面に向かって加圧する加圧力を発生させることができる。
　本開示の一態様に係る成形装置では、溝部は、中心軸線から内周面の径方向に見て封止部材が外周側空間に露出する面積である外周側露出面積よりも、中心軸線から内周面の径方向に見て封止部材が内周側空間に露出する面積である内周側露出面積の方が小さくなるように形成されていてもよい。これによれば、外周側空間の内圧を受ける外周側露出面積よりも内周側空間の内圧を受ける内周側露出面積の方が小さくなるように溝部が形成されることで、包囲部の内周面の径方向における内周側に向かって、外周側空間の内圧に起因して封止部材に働く力を、包囲部の内周面の径方向における外周側に向かって、内周側空間の内圧に起因して封止部材に働く力よりも大きくすることが可能となる。これにより、この装置は、封止部材を金属パイプ材料の端部の外周面に向かって加圧する加圧力を発生させることができる。
　本開示の一態様に係る成形装置では、第１側面及び第２側面の少なくともいずれかは、中心軸線を含む断面において、第１側面と第２側面との間の中心軸線に沿った方向の距離が内周面の径方向における外周側から内周側に向かって縮小するように傾斜する傾斜部を有していてもよい。これによれば、外周面に向かって加圧する加圧力を受けて封止部材が包囲部の内周面の径方向における内周側に向かって移動した場合、当該封止部材は包囲部の内周面の径方向における外周側に向かって働く反力を傾斜部から受けることとなる。よって、この装置は、流体供給部と金属パイプ材料とのシールをより確実に解除することができる。
　本開示の一態様に係る成形装置では、流体供給部は、共通の流体供給源から互いに同じ圧力の第１流体及び第２流体を供給されてもよい。これによれば、加熱した金属パイプ材料を膨張させるための第１流体を供給する流体供給部が、封止部材を外周面に向かって加圧するための第２流体を供給する流体供給部を兼ねる。よって、この装置は、第２流体を供給する新たな流体供給部を設ける必要がないため、装置構成の複雑化を抑制することができる。
　本開示の一態様に係る成形装置では、第２流体の圧力は、第１流体の圧力よりも高くてもよい。これによれば、第１流体が供給される内周側空間の内圧よりも、第２流体が供給される外周側空間の内圧の方が高くなる。これにより、この装置は、封止部材を金属パイプ材料の端部の外周面に向かって加圧する加圧力をより確実に発生させることができる。
　本開示の一態様に係る成形装置では、流体供給部は、別個の流体供給源から、第１流体及び第２流体をそれぞれ供給されてもよい。これによれば、この装置は、第１流体の圧力及び第２流体の圧力をそれぞれ好適に調節することが可能となる。
　本開示の一態様に係る成形装置は、金属パイプ材料の内部に供給された第１流体により流体供給部が金属パイプ材料の延在方向に沿って金属パイプ材料から遠ざかる方向に押圧される押圧力を取得する押圧力取得部と、流体供給部を金属パイプ材料の延在方向に沿って進退させる進退機構と、進退機構を制御する制御部と、を備え、制御部は、押圧力取得部により取得された押圧力に応じた押付け力で流体供給部を金属パイプ材料に近づく方向に押し付けるように進退機構を制御してもよい。金属パイプ材料の内部に第１流体が供給されるにつれて、供給された第１流体により流体供給部が金属パイプ材料から遠ざかる方向に押圧される押圧力が増大する。このとき、押圧力取得部により押圧力が取得され、取得された押圧力に応じた押付け力で、進退機構により流体供給部が金属パイプ材料に近づく方向に押し付けられる。これにより、流体供給部が金属パイプ材料の延在方向に沿って移動することが抑制されるため、この装置では、より確実に流体供給部と金属パイプ材料とのシールを維持することができる。
　本開示の種々の態様によれば、金属パイプ材料の座屈を抑制しつつノズルと金属パイプ材料とをシールすることが可能となる。
図１は、本実施形態に係る成形装置を示す図である。 図２は、金属パイプ材料の端部に配置されたノズルを示す断面図である。 図３は、初期配置状態における封止部材を示す断面図である。 図４は、初期配置状態から弾性変形して相対突出量を増大させた状態における封止部材を示す断面図である。
　以下、図面を参照して、例示的な実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
〈成形装置の構成〉
　図１は、本実施形態に係る成形装置１０を示す図である。図２は、金属パイプ材料１４の端部１４ａに配置されたノズル４４を示す断面図である。図１及び図２に示されるように、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１３と、上型１２及び下型１１の少なくとも一方を移動させる駆動機構８０と、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ材料１４を保持するパイプ保持機構３０と、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５０と、上型１２及び下型１１の間に保持され加熱された金属パイプ材料１４の端部１４ａの開口１４ｂを介して当該金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給される第１高圧ガス（第１流体）Ｇ１を、気体供給機構４０に供給するための気体供給源（流体供給源）６０と、パイプ保持機構３０で保持された金属パイプ材料１４の内部１４ｃに気体供給源６０からの第１高圧ガスＧ１を供給するための一対の気体供給機構４０，４０と、一対の気体供給機構４０，４０に作動油を供給する作動油源４５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、を備えると共に、上記駆動機構８０の駆動、上記パイプ保持機構３０の駆動、上記作動油源４５の作動油供給、上記加熱機構５０の駆動、上記気体供給源６０の気体供給、及び上記一対の気体供給機構４０，４０の作動をそれぞれ制御する制御部７０と、を備えて構成されている。なお、図２には図１における右側の気体供給機構４０に含まれるノズル４４が示されている。図１における左側の気体供給機構４０に含まれるノズル４４も図２と同様の構成を備えている。また、駆動機構８０は、上型１２又は下型１１のいずれかを移動させなくてもよい。
　ブロー成形金型１３の一方である下型１１は、基台１５に固定されている。下型１１は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、その上面に例えば矩形状のキャビティ（凹部）１６を備える。下型１１には冷却水通路１９が形成され、略中央に下から差し込まれた熱電対２１を備えている。熱電対２１は、金属パイプ材料１４の温度を測定する。この熱電対２１はスプリング２２により上下移動自在に支持されている。なお、熱電対２１に代えて又は熱電対２１に加えて、例えば、非接触の温度計、電極間電圧による温度推定等を用いて金属パイプ材料１４の温度が測定されてもよい。
　更に、下型１１の左右端（図１における左右端）近傍にはスペース１１ａが設けられており、当該スペース１１ａ内には、パイプ保持機構３０の可動部である後述する電極１７，１８（下側電極）等が、上下に進退動可能に配置されている。そして、下側電極１７，１８上に金属パイプ材料１４が載置されることで、下側電極１７，１８は、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ材料１４に接触する。これにより、下側電極１７，１８は金属パイプ材料１４に電気的に接続される。
　下型１１と下側電極１７との間及び下側電極１７の下部、並びに下型１１と下側電極１８との間及び下側電極１８の下部には、通電を防ぐための絶縁材９１がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９１は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータ（不図示）の可動部である進退ロッド９５に固定されている。このアクチュエータは、下側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、下型１１と共に基台１５側に保持されている。
　ブロー成形金型１３の他方である上型１２は、駆動機構８０を構成する後述のスライド８１に固定されている。上型１２は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、内部に冷却水通路２５が形成されると共に、その下面に例えば矩形状のキャビティ（凹部）２４を備える。このキャビティ２４は、下型１１のキャビティ１６に対向する位置に設けられる。
　上型１２の左右端（図１における左右端）近傍には、下型１１と同様に、スペース１２ａが設けられており、当該スペース１２ａ内には、パイプ保持機構３０の可動部である後述する電極１７，１８（上側電極）等が、上下に進退動可能に配置されている。そして、下側電極１７，１８上に金属パイプ材料１４が載置された状態において、上側電極１７，１８は、下方に移動することで、上型１２と下型１１との間に配置された金属パイプ材料１４に接触する。これにより、上側電極１７，１８は金属パイプ材料１４に電気的に接続される。なお、上述したように本実施形態では上側電極１７，１８及び下側電極１７，１８の両方が上下に進退動可能とされているが、上側電極１７，１８又は下側電極１７，１８のいずれか一方のみが上下に進退動可能とされていてもよい。
　上型１２と上側電極１７との間及び上側電極１７の上部、並びに上型１２と上側電極１８との間及び上側電極１８の上部には、通電を防ぐための絶縁材１０１がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材１０１は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータの可動部である進退ロッド９６に固定されている。このアクチュエータは、上側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、上型１２と共に駆動機構８０のスライド８１側に保持されている。
　パイプ保持機構３０の右側部分において、電極１８，１８が互いに対向する面のそれぞれには、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝１８ａが形成されていて、当該凹溝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。パイプ保持機構３０の右側部分において、絶縁材９１，１０１が互いに対向する露出面には、上記凹溝１８ａと同様に、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝が形成されている。よって、パイプ保持機構３０の右側部分で金属パイプ材料１４を上下方向から挟持すると、丁度金属パイプ材料１４の右側の端部１４ａ付近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。
　パイプ保持機構３０の左側部分において、電極１７，１７が互いに対向する面のそれぞれには、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝１７ａが形成されていて、当該凹溝１７ａ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。パイプ保持機構３０の左側部分において、絶縁材９１，１０１が互いに対向する露出面には、上記凹溝１８ａと同様に、金属パイプ材料１４の外周面に対応した半円弧状の凹溝が形成されている。よって、パイプ保持機構３０の左側部分で金属パイプ材料１４を上下方向から挟持すると、丁度金属パイプ材料１４の左側の端部１４ａ付近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。
　金属パイプ材料１４は、パイプ保持機構３０の右側部分で挟持されたときに、当該パイプ保持機構３０の右側部分の電極１８の正面（金型の外側方向の面）よりも、その端部１４ａが突出するように載置される。金属パイプ材料１４は、パイプ保持機構３０の左側部分で挟持されたときに、当該パイプ保持機構３０の左側部分の電極１７の正面（金型の外側方向の面）よりも、その端部が突出するように載置される。
　駆動機構８０は、上型１２及び下型１１同士が合わさるように上型１２を移動させるスライド８１と、上記スライド８１を移動させるための駆動力を発生するシャフト８２と、該シャフト８２で発生した駆動力をスライド８１に伝達するためのコネクティングロッド８３とを備えている。シャフト８２は、スライド８１上方にて左右方向に延在していると共に回転自在に支持されており、その中心から離間した位置にて左右端から突出して延在する偏心クランク８２ａを有している。この偏心クランク８２ａと、スライド８１の上部に設けられると共に左右方向に延在している回転軸８１ａとは、コネクティングロッド８３によって連結されている。駆動機構８０では、制御部７０によってシャフト８２の回転を制御することにより偏心クランク８２ａの上下方向の高さを変化させ、この偏心クランク８２ａの位置変化をコネクティングロッド８３を介してスライド８１に伝達することにより、スライド８１の上下動（並進運動）を制御できる。ここで、偏心クランク８２ａの位置変化をスライド８１に伝達する際に発生するコネクティングロッド８３の揺動（回転運動）は、回転軸８１ａによって吸収される。シャフト８２は、例えば制御部７０によって制御されるモータ等の駆動に応じて回転又は停止する。なお、駆動機構８０は、上述したようにシャフト８２の回転による偏心クランク８２ａの位置変化をコネクティングロッド８３及び回転軸８１ａを用いてスライド８１の上下動に変換する機構に限定されず、例えば油圧シリンダを用いてスライド８１を上下動させる機構であってもよい。
　加熱機構５０は、電源５１と、この電源５１からそれぞれ延びて電極１７，１８に接続している導線５２と、この導線５２に介設されたスイッチ５３とを有してなる。制御部７０は、上記加熱機構５０を制御することによって、金属パイプ材料１４を焼入れ温度（ＡＣ３変態点温度以上）まで加熱することができる。
　各気体供給機構４０，４０は、押圧力取得部４７と、進退機構４８と、進退機構４８に連結されたノズル（流体供給部）４４とを有する。
　押圧力取得部４７は、金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給された第１高圧ガスＧ１によりノズル４４が金属パイプ材料１４の延在方向に沿って金属パイプ材料１４から遠ざかる方向に押圧される押圧力を取得する。押圧力取得部４７は、例えば、ノズル４４に対する押戻し荷重を押圧力として取得する。より詳細には、押圧力取得部４７は、例えば、ノズル４４から金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給される第１高圧ガスＧ１の圧力値を測定する圧力計を備え、測定された圧力値に基づいて押圧力を取得する。押圧力取得部４７は、取得した押圧力に関する情報を制御部７０に出力する。なお、押圧力取得部４７は、例えば、金属パイプ材料１４の内部１４ｃにおける圧力を押圧力として取得してもよい。押圧力取得部４７が配置される位置は、図１に示される位置に限定されず、押圧力取得部４７の構成に応じて押圧力を好適に取得することができる位置に配置される。
　進退機構４８は、ノズル４４を金属パイプ材料１４の延在方向に沿って進退させる。進退機構４８は、制御部７０によって制御される。例えば、進退機構４８は、予め設定された押付け力でノズル４４を金属パイプ材料１４に近づく方向に押し付けるように、制御部７０によって制御される。進退機構４８は、ノズル４４が金属パイプ材料１４の延在方向に沿って移動しないように、押圧力取得部４７により取得された押圧力に応じた押付け力でノズル４４を金属パイプ材料１４に近づく方向に押し付けることも可能である。進退機構４８は、シリンダユニット４２と、シリンダユニット４２の作動に合わせて進退動するシリンダロッド４３と、を有している。シリンダユニット４２は、ブロック４１上に載置固定されている。
　ノズル４４は、金属パイプ材料１４の端部１４ａに配置され、気体供給源６０から供給される第１高圧ガスＧ１を金属パイプ材料１４の端部１４ａの開口１４ｂを介して金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給する。ノズル４４は、シリンダロッド４３におけるパイプ保持機構３０側の先端に連結されている。
　ノズル４４の具体的な構成について説明する。図３は、初期配置状態における封止部材９７を示す断面図である。図４は、初期配置状態から弾性変形して相対突出量Ｈを増大させた状態における封止部材９７を示す断面図である。図３及び図４は、図２における上側の封止部材９７の周辺を示している。図２～図４に示されるように、ノズル４４は、基体部９２、挿入部９３、包囲部９４、封止部材９７、及び作動部９８を含んでいる。基体部９２、挿入部９３、及び包囲部９４は、１個又は複数個の部材により一体的に構成されたブロック体である。本実施形態では、封止部材９７が初期配置状態において溝部９９の内周面９４ａよりも当該内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側に配置されている（すなわち、溝部９９からはみ出さずに配置されている）場合が例示されている。「初期配置状態」とは、封止部材９７が後述する作動部９８により金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに向かって加圧力を受けていない状態を意味する。
　基体部９２は、ノズル４４において、金属パイプ材料１４の端部１４ａの端面１４ｄよりも外側に配置される部分である。図３においては、基体部９２は、金属パイプ材料１４の端面１４ｄに沿って示されている２点鎖線よりも右側の部分である。
　挿入部９３は、基体部９２の側面から立設された略円筒形状の部分である。挿入部９３の外径は、金属パイプ材料１４の端部１４ａの内径よりも少しだけ小さくなるように形成されている。これにより、挿入部９３が金属パイプ材料１４の端部１４ａの開口１４ｂを介して金属パイプ材料１４の内部１４ｃに進入及び退出可能とされるとともに、後述する第１補助シールが実現される。なお、挿入部９３は、略円筒形状を呈していなくてもよく、他の形状（例えば、中心軸線Ｌに垂直な断面が矩形状を呈する矩形筒形状）であってもよい。
　基体部９２及び挿入部９３には、第１高圧ガスＧ１が流通する第１ガス流路４６ａが形成されている。第１ガス流路４６ａは、例えば、基体部９２の外面９２ａ及び挿入部９３の先端面９３ａにおいて開口しており、これらの開口からそれぞれ延びる流路が基体部９２内又は挿入部９３内で接続するように形成されている。一例として、図２に示される第１ガス流路４６ａは、基体部９２の外面９２ａから垂直に基体部９２内に設けられた流路と、挿入部９３の先端面９３ａから垂直に挿入部９３内に設けられた流路とが、基体部９２内で接続する形状とされている。これにより、第１高圧ガスＧ１は、基体部９２の外面９２ａの開口を介して第１ガス流路４６ａ内に流入し、基体部９２内の第１ガス流路４６ａから挿入部９３内の第１ガス流路４６ａに進行した後、挿入部９３の先端面９３ａの開口を介して金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給される。
　包囲部９４は、金属パイプ材料１４の端部１４ａの外周面１４ｆを包囲するように形成されている。したがって、金属パイプ材料１４の端部１４ａが円筒形状を呈している場合、金属パイプ材料１４の端部１４ａの外周面１４ｆと対面する包囲部９４の内周面９４ａは、断面円形状を呈している。包囲部９４の内周面９４ａには、環状の溝部９９が当該内周面９４ａを周回するように内周面９４ａの全周にわたって形成されている。
　溝部９９は、包囲部９４の内周面９４ａに沿った方向（周方向）に見て、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１における一方の側面である第１側面９９ａ及び他方の側面である第２側面９９ｂを有している。すなわち、第２側面９９ｂは、第１側面９９ａと対向した面である。ここでは、第１側面９９ａは、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１における外側（金属パイプ材料１４の延在方向における中央側とは反対側）の側面であり、第２側面９９ｂは、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１における内側（金属パイプ材料１４延在方向における中央側）の側面である。
　溝部９９の第１側面９９ａは、傾斜部９９ｃを有している。また、溝部９９の第２側面９９ｂは、傾斜部９９ｄを有している。傾斜部９９ｃ，９９ｄは、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌを含む断面において、第１側面９９ａと第２側面９９ｂとの中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１の距離である溝部幅Ｗが、内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側から内周側に向かって縮小するように傾斜している。傾斜部９９ｃ，９９ｄは、例えば、溝部９９の内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に寄った位置に設けられている。
　封止部材９７は、溝部９９に配置された環状の部材であり、一例として、Ｏリングであってもよい。封止部材９７は、弾性変形可能な材質により構成されている。例えば、封止部材９７は、硬度、耐熱性、圧縮永久歪等の観点からフッ素ゴムにより形成されていてもよく、特に、バイトン系耐摩耗材料により形成されていてもよい。或いは、封止部材９７は、ニトリルゴムにより形成されていてもよい。封止部材９７は、溝部９９の第１側面９９ａ及び第２側面９９ｂのそれぞれと接するように配置されている。これにより、封止部材９７は、包囲部９４に包囲される空間を、溝部９９のうち当該封止部材９７よりも内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側である外周側空間Ｓ１、及び、当該封止部材９７よりも内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側である内周側空間Ｓ２に隔てている。「包囲部９４に包囲される空間」とは、溝部９９と、内周面９４ａよりも当該内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側の空間と、を含む空間を意味する。
　なお、以下の説明では、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌから内周面９４ａの径方向Ｄ２に見て封止部材９７が外周側空間Ｓ１に露出する面積を外周側露出面積といい、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌから内周面９４ａの径方向Ｄ２に見て封止部材９７が内周側空間Ｓ２に露出する面積を内周側露出面積という。溝部９９は、封止部材９７が初期配置状態にある場合に、外周側露出面積よりも、内周側露出面積の方が小さくなるように形成されている。この場合、溝部９９は、封止部材９７が初期配置状態にある場合に、後述する外周側溝部幅Ｗａよりも内周側溝部幅Ｗｂの方が小さくなるように形成されていてもよい。
　換言すれば、溝部９９の形状は以下のとおりである。すなわち、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌを含む断面において、封止部材９７が初期配置状態にある場合に、封止部材９７と第１側面９９ａとが接する部分のうち内周面９４ａの径方向Ｄ２における最も外周側の位置（第１外周側位置）Ｐ１と、封止部材９７と第２側面９９ｂとが接する部分のうち内周面９４ａの径方向Ｄ２における最も外周側の位置（第２外周側位置）Ｐ２と、の中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１の距離（すなわち、溝部幅Ｗ）を外周側溝部幅Ｗａとする。また、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌを含む断面において、封止部材９７が初期配置状態にある場合に、封止部材９７と第１側面９９ａとが接する部分のうち内周面９４ａの径方向Ｄ２における最も内周側の位置（第１内周側位置）Ｐ３と、封止部材９７と第２側面９９ｂとが接する部分のうち内周面９４ａの径方向Ｄ２における最も内周側の位置（第２内周側位置）Ｐ４と、の中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１の距離（すなわち、溝部幅Ｗ）を内周側溝部幅Ｗｂとする。このとき、溝部９９は、封止部材９７が初期配置状態にある場合に、外周側溝部幅Ｗａよりも内周側溝部幅Ｗｂの方が小さくなるように形成されている。
　封止部材９７は、本実施形態においては、弾性変形することにより相対突出量Ｈを増減可能である。「相対突出量Ｈ」とは、封止部材９７が溝部９９から内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に突出する高さであり、より具体的には、封止部材９７が包囲部９４の内周面９４ａから更に内周側に向かって突出する高さである。相対突出量Ｈは、封止部材９７が包囲部９４の内周面９４ａよりも内周側に突出している場合にはプラスの数値で表され、封止部材９７が包囲部９４の内周面９４ａよりも内周側に突出していない場合（すなわち、封止部材９７の全体が溝部９９の内部に収まっている場合）にはマイナスの数値で表される（図３参照）。
　すなわち、封止部材９７は、溝部９９における初期配置状態から弾性変形することにより、溝部９９から内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に突出する相対突出量Ｈを増大することが可能である。封止部材９７は、初期配置状態において、溝部９９から内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に突出していてもよく（はみ出していてもよく）、突出していなくてもよい（はみ出していなくてもよい）。なお、本実施形態においては、封止部材９７は、初期配置状態において金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに当接していない。また、封止部材９７は、作動部９８により弾性変形させられて相対突出量Ｈを増大することで金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに当接し得る。
　作動部９８は、封止部材９７を金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに向かって加圧する加圧力を発生させる。ここでは、作動部９８は、封止部材９７を初期配置状態から弾性変形させて、封止部材９７が金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに当接するように、封止部材９７の相対突出量Ｈを増大させる。作動部９８は、例えば、外周側空間Ｓ１の内圧と外周側露出面積との積が内周側空間Ｓ２の内圧と内周側露出面積との積よりも大きくなるように、第２高圧ガス（第２流体）Ｇ２を外周側空間Ｓ１に供給する。第２高圧ガスＧ２とは、封止部材９７を金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに向かって加圧するために供給される気体であり、ここでは、溝部９９内において封止部材９７を弾性変形させるために供給される気体である。
　作動部９８は、例えば、外周側空間Ｓ１に第２高圧ガスＧ２を供給する第２ガス流路４６ｂである。第２ガス流路４６ｂは、基体部９２内の第１ガス流路４６ａから分岐して外周側空間Ｓ１に至る流路であってもよい。この場合、第２ガス流路４６ｂを流通する第２高圧ガスＧ２は、第１ガス流路４６ａを流通する第１高圧ガスＧ１から分流した気体である。したがって、第１高圧ガスＧ１と第２高圧ガスＧ２とは、互いに同じ圧力となる。
　作動部９８により第２高圧ガスＧ２を外周側空間Ｓ１に供給することで、以下の理由から、封止部材９７を外周面１４ｆに向かって加圧する（ここでは、より詳細には、封止部材９７を初期配置状態から弾性変形させて相対突出量Ｈを増大させる）ことができる。すなわち、封止部材９７に対して、外周側空間Ｓ１の内圧と外周側露出面積との積に相当する大きさの力が、内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に向かって働く。一方、封止部材９７に対して、内周側空間Ｓ２の内圧と内周側露出面積との積に相当する大きさの力が、内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側に向かって働く。したがって、作動部９８が第２高圧ガスＧ２を外周側空間Ｓ１に供給して外周側空間Ｓ１の内圧を高くすることにより、外周側空間Ｓ１の内圧と外周側露出面積との積を、内周側空間Ｓ２の内圧と内周側露出面積との積よりも大きくし、封止部材９７を外周面１４ｆに向かって加圧する（ここでは、封止部材９７を弾性変形させて内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に移動させることで、相対突出量Ｈを増大させる）ことが可能である。
　ところで、上述したように挿入部９３の外径は金属パイプ材料１４の端部１４ａの内径よりも少しだけ小さくなるように形成されているため、金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給された第１高圧ガスＧ１は、挿入部９３の外周面９３ｂと金属パイプ材料１４の内周面１４ｅとの隙間を通過しにくい。このため、第１高圧ガスＧ１が金属パイプ材料１４の内部１４ｃから漏洩することが抑制される。つまり、挿入部９３の外周面９３ｂと金属パイプ材料１４の内周面１４ｅとの隙間が小さいという構成が、ノズル４４と金属パイプ材料１４との補助的なシール（第１補助シール）として機能する。
　また、金属パイプ材料１４の端部１４ａにノズル４４が配置される場合には、金属パイプ材料１４の端部１４ａの端面１４ｄが、基体部９２の側面（より具体的には、基体部９２の側面のうち挿入部９３及び包囲部９４に挟まれた突当面９２ｂ）に突き当たる。これにより、第１補助シールを通過した第１高圧ガスＧ１は、金属パイプ材料１４の端部１４ａの端面１４ｄと基体部９２の突当面９２ｂとの隙間を通過しにくい。このため、第１高圧ガスＧ１が金属パイプ材料１４の内部１４ｃから漏洩することが抑制される。つまり、金属パイプ材料１４の端部１４ａの端面１４ｄが基体部９２の突当面９２ｂに突き当てられているという構成が、ノズル４４と金属パイプ材料１４との補助的なシール（第２補助シール）として機能する。
　気体供給源６０は、ガス源６１と、このガス源６１によって供給されたガスを溜めるアキュムレータ６２と、アキュムレータ６２からノズル４４内に形成された第１ガス流路４６ａまで延びているチューブ６７と、このチューブ６７に介設されている圧力制御弁６８及び逆止弁６９と、を備えている。逆止弁６９は、チューブ６７内で高圧ガスが逆流することを防止する役割を果たす。チューブ６７に介設されている圧力制御弁６８は、制御部７０の制御により、金属パイプ材料１４を膨張させるための作動圧力を有する第１高圧ガスＧ１を、ノズル４４の第１ガス流路４６ａに供給する役割を果たす。
　作動油源４５は、ノズル４４の金属パイプ材料１４に対する押付け力に対応した作動圧力の作動油をシリンダユニット４２に供給する。これにより、シリンダユニット４２が作動してシリンダロッド４３を進退させることで、ノズル４４が金属パイプ材料１４の延在方向に沿って進退する。なお、ノズル４４は、作動油源４５から供給される作動油に代えて、気体供給源６０から供給されるガスによって進退してもよい。その場合、気体供給源６０は、アキュムレータ６２からシリンダユニット４２まで延びているチューブと、このチューブに介設されている圧力制御弁及び切替弁とを更に備え、圧力制御弁は、ノズル４４の金属パイプ材料１４に対する押付け力に対応した作動圧力のガスをシリンダユニット４２に供給してもよい。
　上述したように、第２ガス流路４６ｂが基体部９２内の第１ガス流路４６ａから分岐して外周側空間Ｓ１に至る流路であるため、気体供給源６０は、第１高圧ガスＧ１及び第２高圧ガスＧ２の両方をノズル４４に供給することとなる。換言すれば、ノズル４４は、共通の気体供給源６０から互いに同じ圧力の第１高圧ガスＧ１及び第２高圧ガスＧ２を供給される。
　制御部７０は、気体供給源６０の圧力制御弁６８を制御することにより、金属パイプ材料１４の内部１４ｃに所望の作動圧力の第１高圧ガスＧ１を供給することができる。また、制御部７０は、図１に示す（Ａ）から情報が伝達されることによって、熱電対２１から温度情報を取得し、駆動機構８０及びスイッチ５３等を制御する。また、制御部７０は、図１に示す（Ｂ）から情報が伝達されることによって、押圧力取得部４７により取得された押圧力に関する情報を取得し、取得された押圧力に応じた押付け力でノズル４４を金属パイプ材料１４に近づく方向に押し付けるように進退機構４８を制御する。「取得された押圧力に応じた押付け力」とは、例えば、ノズル４４が押圧力によって金属パイプ材料１４の延在方向に沿って移動しないように当該ノズル４４の位置を維持し得る押付け力であり、より具体的には、押圧力と釣り合う大きさの押付け力である。
　水循環機構７２は、水を溜める水槽７３と、この水槽７３に溜まっ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へ送る水ポンプ７４と、配管７５とからなる。省略したが、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配管７５に介在させることは差し支えない。
〈成形装置を用いた金属パイプの成形方法〉
　次に、図１～図４を参照して、成形装置１０を用いた金属パイプの成形方法について説明する。最初に、焼入れ可能な鋼種の金属パイプ材料１４を準備する。この金属パイプ材料１４を、例えばロボットアーム等を用いて、下型１１側に備わる電極１７，１８上に載置（投入）する。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は、駆動機構８０及びパイプ保持機構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、駆動機構８０の駆動によりスライド８１側に保持されている上型１２及び上側電極１７，１８等が下型１１側に移動すると共に、パイプ保持機構３０に含まれる上側電極１７，１８等及び下側電極１７，１８等を進退動可能としているアクチュエータを作動させることによって、金属パイプ材料１４の両方の端部付近を上下からパイプ保持機構３０により挟持する。この挟持は電極１７，１８に形成される凹溝１７ａ，１８ａ、及び絶縁材９１，１０１に形成される凹溝の存在によって、金属パイプ材料１４の両端部付近の全周に渡って密着するような態様で挟持されることとなる。
　なお、このとき、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部１４ａは、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１８よりもノズル４４側に突出している。同様に、金属パイプ材料１４の電極１７側の端部１４ａは、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１７よりもノズル４４側に突出している。また、上側電極１７，１８の下面と下側電極１７，１８の上面とは、それぞれ互いに接触している。ただし、金属パイプ材料１４の両端部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５３をＯＮにする。そうすると、電源５１から下側電極１７，１８に伝達される電力が、金属パイプ材料１４を挟持している上側電極１７，１８及び金属パイプ材料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自体がジュール熱によって発熱する。また、電極１７，１８は、加熱された金属パイプ材料１４からの熱伝導によっても加熱される。なお、熱電対２１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。
　続いて、制御部７０による駆動機構８０の制御によって、加熱後の金属パイプ材料１４に対してブロー成形金型１３を閉じる。これにより、下型１１のキャビティ１６と上型１２のキャビティ２４とが組み合わされ、下型１１と上型１２との間のキャビティ部内に金属パイプ材料１４が配置密閉される。
　その後、気体供給機構４０のシリンダユニット４２を作動させることによって各ノズル４４を前進させて金属パイプ材料１４の各端部１４ａに配置する。そして、ブロー成形金型１３を閉じると共に、第１高圧ガスＧ１をノズル４４に供給する。ノズル４４に供給された第１高圧ガスＧ１は、第１ガス流路４６ａを流通して金属パイプ材料１４の内部１４ｃに吹き込まれる。
　ここで、ノズル４４内において第１ガス流路４６ａと第２ガス流路４６ｂとは接続しているため、第１ガス流路４６ａを流通する第１高圧ガスＧ１の一部は、第２ガス流路４６ｂに分流する。第２ガス流路４６ｂに分流した第１高圧ガスＧ１は、第２高圧ガスＧ２として、第２ガス流路４６ｂを流通して溝部９９の外周側空間Ｓ１に流入する。第２高圧ガスＧ２が外周側空間Ｓ１に供給されることで、外周側空間Ｓ１の内圧が増大する。その結果、封止部材９７に対して内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に向かって働く力が増大し、封止部材９７に対して内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側に向かって働く力よりも大きくなりやすい。しかも、溝部９９は、外周側露出面積よりも内周側露出面積の方が小さくなるように形成されている。このため、封止部材９７に対して内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に向かって働く力は、封止部材９７に対して内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側に向かって働く力よりも一層大きくなりやすい。
　封止部材９７に対して内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に向かって働く力が外周側に向かって働く力よりも大きくなると、封止部材９７は、金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに向かって加圧され、初期配置状態から弾性変形することにより相対突出量Ｈを増大する。そして、封止部材９７が金属パイプ材料１４の端部１４ａの外周面１４ｆに対して全周にわたって当接することで、ノズル４４と金属パイプ材料１４とがシールされる。なお、このとき、封止部材９７は、初期配置状態から弾性変形することにより相対突出量Ｈを増大するように内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に移動することで、溝部９９の傾斜部９９ｃ，９９ｄに乗り上げて溝部幅Ｗの狭い領域に押し込まれた状態となっている。
　このようにノズル４４と金属パイプ材料１４とがシールされると同時に、加熱により軟化した金属パイプ材料１４が第１高圧ガスＧ１の内圧によりキャビティ部の形状に沿うように変形する（成形される）。金属パイプ材料１４は高温（９５０℃前後）に加熱されているので、金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給された第１高圧ガスＧ１は、熱膨張する。このとき、金属パイプ材料１４は加熱されることで軟化しているため、熱膨張した圧縮空気によって金属パイプ材料１４を容易に膨張させることができる。
　このとき、金属パイプ材料１４の内部１４ｃの内圧が高まることで、その反力を受けてノズル４４が金属パイプ材料１４から遠ざかる方向に押圧される。押圧力取得部４７は、ノズル４４が受ける押圧力を取得して、その情報を制御部７０に出力する。制御部７０は、入力された情報に基づく押圧力に応じた押付け力でノズル４４を金属パイプ材料１４に近づく方向に押し付けるように、進退機構４８を制御する。
　その後、金属パイプ材料１４の内部１４ｃへの第１高圧ガスＧ１の供給が停止し、同時に、溝部９９の外周側空間Ｓ１への第２高圧ガスＧ２の供給が停止する。その結果、内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に向かって、外周側空間Ｓ１の内圧に起因して封止部材９７に働く力と、内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側に向かって、内周側空間Ｓ２の内圧に起因して封止部材９７に働く力とが等しくなる。これにより、封止部材９７は、初期配置状態から相対突出量を増大する弾性変形の復元力により、相対突出量を低減して初期配置状態に戻る。なお、封止部材９７は、溝部９９の傾斜部９９ｃ，９９ｄに乗り上げて溝部幅Ｗの狭い領域に押し込まれた状態となっているため、傾斜部９９ｃ，９９ｄの傾斜面に沿って滑らかに且つ確実に初期配置状態に戻ることができる。
　ブロー成形されて膨らんだ金属パイプ材料１４の外周面１４ｆ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（以下、オーステナイトがマルテンサイトに変態することをマルテンサイト変態とする）。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、ソルバイト等）に変態する。従って、別途焼戻し処理を行う必要がない。また、本実施形態においては、金型冷却に代えて、あるいは金型冷却に加えて、冷却媒体を例えばキャビティ２４内に供給することによって冷却が行われてもよい。例えば、マルテンサイト変態が始まる温度までは金型（上型１２及び下型１１）に金属パイプ材料１４を接触させて冷却を行い、その後型開きすると共に冷却媒体（冷却用気体）を金属パイプ材料１４へ吹き付けることにより、マルテンサイト変態を発生させてもよい。
　上述のように金属パイプ材料１４に対してブロー成形を行った後に冷却を行い、型開きを行うことにより、例えば略矩形筒状の本体部を有する金属パイプを得る。
〈成形装置の作用効果〉
　以上説明したように、成形装置１０によれば、ノズル４４の封止部材９７は、環状を呈し、金属パイプ材料１４の端部１４ａの外周面１４ｆを包囲する包囲部９４の内周面９４ａに形成された環状の溝部９９に配置されている。封止部材９７は、作動部９８により発生する加圧力によって金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに向かって加圧され、その結果、初期配置状態から弾性変形することにより相対突出量Ｈを増大する。これにより、封止部材９７が、金属パイプ材料１４の端部１４ａの外周面１４ｆに対して全周にわたって当接し、押し付けられることで、ノズル４４と金属パイプ材料１４とがシールされる。また、このとき、大きな押付け力でノズル４４を金属パイプ材料１４の端部１４ａに押し付ける必要がないため、金属パイプ材料１４が座屈しにくい。よって、この成形装置１０は、金属パイプ材料１４の座屈を抑制しつつノズル４４と金属パイプ材料１４とをシールすることができる。
　成形装置１０では、溝部９９は、包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１における一方の側面である第１側面９９ａ及び他方の側面である第２側面９９ｂを有し、封止部材９７は、第１側面９９ａ及び第２側面９９ｂのそれぞれと接するように配置され、包囲部９４に包囲される空間を、溝部のうち当該封止部材９７よりも内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側である外周側空間Ｓ１、及び、当該封止部材９７よりも内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側である内周側空間Ｓ２に隔て、作動部９８は、第２高圧ガスＧ２を外周側空間Ｓ１に供給する。これにより、第２高圧ガスＧ２が外周側空間Ｓ１に供給されることで、内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に向かって、外周側空間Ｓ１の内圧に起因して封止部材９７に働く力を、内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側に向かって、内周側空間Ｓ２の内圧に起因して封止部材９７に働く力よりも大きくすることが可能となる。これにより、成形装置１０は、封止部材９７を金属パイプ材料１４の端部１４ａの外周面１４ｆに向かって加圧する加圧力を発生させることができる。
　成形装置１０では、溝部９９は、中心軸線Ｌから包囲部９４の内周面９４ａの径方向に見て封止部材９７が外周側空間Ｓ１に露出する面積である外周側露出面積よりも、中心軸線Ｌから内周面９４ａの径方向Ｄ２に見て封止部材９７が内周側空間Ｓ２に露出する面積である内周側露出面積の方が小さくなるように形成される。これにより、外周側空間Ｓ１の内圧を受ける外周側露出面積よりも内周側空間Ｓ２の内圧を受ける内周側露出面積の方が小さくなるように溝部が形成されることで、内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に向かって、外周側空間Ｓ１の内圧に起因して封止部材９７に働く力を、内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側に向かって、内周側空間Ｓ２の内圧に起因して封止部材９７に働く力よりも大きくすることが可能となる。これにより、成形装置１０は、封止部材９７を金属パイプ材料１４の端部１４ａの外周面１４ｆに向かって加圧する加圧力を発生させることができる。
　成形装置１０では、第１側面９９ａ及び第２側面９９ｂは、中心軸線Ｌを含む断面において、第１側面９９ａと第２側面９９ｂとの間の中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１の距離が内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側から内周側に向かって縮小するように傾斜する傾斜部９９ｃ，９９ｄを有している。これにより、金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに向かって加圧する加圧力を受けて封止部材９７が包囲部９４の内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に向かって移動した場合、当該封止部材９７は内周面９４ａの径方向Ｄ２における外周側に向かって働く反力を傾斜部９９ｃ，９９ｄから受けることとなる。よって、成形装置１０は、ノズル４４と金属パイプ材料１４とのシールをより確実に解除することができる。
　成形装置１０では、ノズル４４は、共通の気体供給源６０から互いに同じ圧力の第１高圧ガスＧ１及び第２高圧ガスＧ２を供給される。これにより、加熱した金属パイプ材料１４を膨張させるための第１高圧ガスＧ１を供給するノズル４４が、封止部材９７を金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに向かって加圧するための第２高圧ガスＧ２を供給するノズル４４を兼ねる。よって、成形装置１０は、第２高圧ガスＧ２を供給する新たなノズル４４を設ける必要がないため、装置構成の複雑化を抑制することができる。
　成形装置１０は、金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給された第１高圧ガスＧ１によりノズル４４が金属パイプ材料１４の延在方向に沿って金属パイプ材料１４から遠ざかる方向に押圧される押圧力を取得する押圧力取得部４７と、ノズル４４を金属パイプ材料１４の延在方向に沿って進退させる進退機構４８と、進退機構４８を制御する制御部７０と、を備え、制御部７０は、押圧力取得部４７により取得された押圧力に応じた押付け力でノズル４４を金属パイプ材料１４に近づく方向に押し付けるように進退機構４８を制御する。金属パイプ材料１４の内部１４ｃに第１高圧ガスＧ１が供給されるにつれて、供給された第１高圧ガスＧ１によりノズル４４が金属パイプ材料１４から遠ざかる方向に押圧される押圧力が増大する。このとき、押圧力取得部４７により押圧力が取得され、取得された押圧力に応じた押付け力で、進退機構４８によりノズル４４が金属パイプ材料１４に近づく方向に押し付けられる。これにより、ノズル４４が金属パイプ材料１４の延在方向に沿って移動することが抑制されるため、成形装置１０では、より確実にノズル４４と金属パイプ材料１４とのシールを維持することができる。
　上述した実施形態は、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
　例えば、封止部材９７は、初期配置状態において、溝部９９の内周面９４ａよりも当該内周面９４ａの径方向Ｄ２における内周側に突出していてもよい（すなわち、溝部９９からはみ出していてもよい）。また、封止部材９７は、初期配置状態において、金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに接していてもよい。
　また、封止部材９７は、弾性変形可能でなくてもよい。例えば、封止部材９７は、第２高圧ガスＧ２の圧力では略変形しない剛性を有していてもよい。この場合であっても、作動部９８により封止部材９７が弾性変形せずに金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに押し付けられることで、ノズル４４と金属パイプ材料１４とをシールすることができる。
　また、金属パイプ材料１４の端部１４ａの開口１４ｂを介して金属パイプ材料１４の内部１４ｃに供給される流体（第１流体）は、気体でなくてもよく、例えば液体であってもよい。同様に、外周側空間Ｓ１に供給される流体（第２流体）は、気体でなくてもよく、例えば流体であってもよい。
　また、第２ガス流路４６ｂの形状及び位置は特に限定されない。例えば、第２ガス流路４６ｂは、基体部９２を通らずに、包囲部９４のみを通るように形成されていてもよい。第２ガス流路４６ｂは、溝部９９の外周側空間Ｓ１から、包囲部９４の径方向Ｄ２における外周側において、径方向Ｄ２に沿って形成されていてもよい。
　第２ガス流路４６ｂは、第１ガス流路４６ａから分岐していなくてもよい。すなわち、第２ガス流路４６ｂを流通する第２高圧ガスＧ２は、第１ガス流路４６ａを流通する第１高圧ガスＧ１から分流した気体でなくてもよい。この場合、成形装置１０は、第１高圧ガスＧ１を供給する気体供給源６０のほかに、第２高圧ガスＧ２を供給する気体供給源を更に備えていてもよい。換言すれば、ノズル４４は、共通の気体供給源６０から互いに同じ圧力の第１高圧ガスＧ１及び第２高圧ガスＧ２を供給されなくてもよい。
　また、第２高圧ガスＧ２の圧力は、第１高圧ガスＧ１の圧力よりも高くてもよい。これによれば、第１高圧ガスＧ１が供給される内周側空間Ｓ２の内圧よりも、第２高圧ガスＧ２が供給される外周側空間Ｓ１の内圧の方が高くなる。これにより、成形装置１０は、封止部材９７を金属パイプ材料１４の端部１４ａの外周面１４ｆに向かって加圧する加圧力をより確実に発生させることができる。
　このような構成を実現するために、例えば、成形装置１０は、第１高圧ガスＧ１を供給する気体供給源６０のほかに、第２高圧ガスＧ２を供給する気体供給源（流体供給源）を更に備えていてもよい。つまり、ノズル４４は、別個の気体供給源（流体供給源）から、第１高圧ガスＧ１及び第２高圧ガスＧ２をそれぞれ供給されてもよい。これによれば、成形装置１０は、第１高圧ガスＧ１の圧力及び第２高圧ガスＧ２の圧力をそれぞれ好適に調節することが可能となる。或いは、成形装置１０は、共通の気体供給源６０からノズル４４に第１高圧ガスＧ１及び第２高圧ガスＧ２を供給するまでの供給ライン上で、第２高圧ガスＧ２の圧力が第１高圧ガスＧ１の圧力よりも高くなるように圧力調整を行ってもよい。
　また、作動部９８は、封止部材９７を金属パイプ材料１４の外周面１４ｆに向かって加圧することができればよく、第２高圧ガスＧ２を外周側空間Ｓ１に供給する第２ガス流路４６ｂとは異なる構成であってもよい。この場合、封止部材９７は必ずしも第１側面９９ａ及び第２側面９９ｂのそれぞれと接するように配置されていなくてもよく、また、溝部９９は外周側露出面積よりも内周側露出面積の方が小さくなるように形成されていなくてもよい。
　また、成形装置１０では、溝部９９の第１側面９９ａは傾斜部９９ｃを有する一方で、溝部９９の第２側面９９ｂは傾斜部９９ｄを有していなくてもよい。或いは、成形装置１０では、溝部９９の第１側面９９ａは傾斜部９９ｃを有していない一方で、溝部９９の第２側面９９ｂは傾斜部９９ｄを有していてもよい。或いは、成形装置１０では、溝部９９の第１側面９９ａは傾斜部９９ｃを有しておらず、且つ、溝部９９の第２側面９９ｂは傾斜部９９ｄを有していていなくてもよい。
　また、制御部７０は、押圧力取得部４７により取得された押圧力に応じた押付け力でノズル４４を金属パイプ材料１４に近づく方向に押し付けるように進退機構４８を制御しなくてもよく、この場合、成形装置１０は、押圧力取得部４７を備えていなくてもよい。
　また、封止部材９７は、初期配置状態において、溝部９９の内面のうち包囲部９４の径方向Ｄ２における外周側の外周側内面９９ｅと接するように配置されていてもよい（図３参照）。この場合、封止部材９７は、外周側空間Ｓ１を当該封止部材９７よりも包囲部９４の内周面９４ａの中心軸線Ｌに沿った方向Ｄ１における一方側と他方側とに隔てることとなる。このとき、第２高圧ガスＧ２が、封止部材９７により隔てられた外周側空間Ｓ１の一方側及び他方側の両方に供給されるようにするため、溝部９９には、外周側空間Ｓ１の一方側及び他方側を接続する連絡流路が形成されていてもよい。連絡通路は、例えば、溝部９９の外周側内面９９ｅの一部に溝状又は貫通孔状に形成されていてもよい。
　１０…成形装置、１４…金属パイプ材料、１４ａ…端部、１４ｂ…開口、１４ｃ…内部、１４ｆ…外周面、４４…ノズル、４７…押圧力取得部、４８…進退機構、６０…気体供給源（流体供給源）、７０…制御部、９４…包囲部、９４ａ…内周面、９７…封止部材、９８…作動部、９９…溝部、９９ａ…第１側面、９９ｂ…第２側面、９９ｃ，９９ｄ…傾斜部、Ｇ１…第１高圧ガス（第１流体）、Ｇ２…第２高圧ガス（第２流体）、Ｌ…中心軸線、Ｓ１…外周側空間、Ｓ２…内周側空間。

Claims (8)

  1. 　金属パイプ材料の端部に配置され、前記端部の開口を介して第１流体を前記金属パイプ材料の内部に供給する流体供給部を備え、
    　前記流体供給部は、
    　前記端部の外周面を包囲し、前記外周面と対面する内周面に環状の溝部が形成された包囲部と、
    　前記溝部に配置された環状の封止部材と、
    　前記封止部材を前記外周面に向かって加圧する加圧力を発生させる作動部と、を有する、成形装置。
  2. 　前記溝部は、前記内周面の中心軸線に沿った方向における一方の側面である第１側面及び他方の側面である第２側面を有し、
    　前記封止部材は、前記第１側面及び前記第２側面のそれぞれと接するように配置され、前記包囲部に包囲される空間を、前記溝部のうち当該封止部材よりも前記内周面の径方向における外周側である外周側空間、及び、当該封止部材よりも前記内周面の径方向における内周側である内周側空間に隔て、
    　前記作動部は、第２流体を前記外周側空間に供給する、請求項１に記載の成形装置。
  3. 　前記溝部は、前記中心軸線から前記内周面の径方向に見て前記封止部材が前記外周側空間に露出する面積である外周側露出面積よりも、前記中心軸線から前記内周面の径方向に見て前記封止部材が前記内周側空間に露出する面積である内周側露出面積の方が小さくなるように形成されている、請求項２に記載の成形装置。
  4. 　前記第１側面及び前記第２側面の少なくともいずれかは、前記中心軸線を含む断面において、前記第１側面と前記第２側面との間の前記中心軸線に沿った方向の距離が前記内周面の径方向における外周側から内周側に向かって縮小するように傾斜する傾斜部を有している、請求項２又は３に記載の成形装置。
  5. 　前記流体供給部は、共通の流体供給源から互いに同じ圧力の前記第１流体及び前記第２流体を供給される、請求項２～４のいずれか一項に記載の成形装置。
  6. 　前記第２流体の圧力は、前記第１流体の圧力よりも高い、請求項２～４のいずれか一項に記載の成形装置。
  7. 　前記流体供給部は、別個の流体供給源から、前記第１流体及び前記第２流体をそれぞれ供給される、請求項６に記載の成形装置。
  8. 　前記金属パイプ材料の内部に供給された前記第１流体により前記流体供給部が前記金属パイプ材料の延在方向に沿って前記金属パイプ材料から遠ざかる方向に押圧される押圧力を取得する押圧力取得部と、
    　前記流体供給部を前記金属パイプ材料の延在方向に沿って進退させる進退機構と、
    　前記進退機構を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部は、前記押圧力取得部により取得された前記押圧力に応じた押付け力で前記流体供給部を前記金属パイプ材料に近づく方向に押し付けるように前記進退機構を制御する、請求項１～７のいずれか一項に記載の成形装置。
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