WO2020195277A1

WO2020195277A1 - 成形システム

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Publication number: WO2020195277A1
Application number: PCT/JP2020/005368
Authority: WO
Inventors: 正之石塚; 公宏野際; 章博井手
Original assignee: 住友重機械工業株式会社
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2020-02-12
Publication date: 2020-10-01
Also published as: JPWO2020195277A1; JP7403531B2; CA3126762A1; US20210346934A1; KR20210142087A; EP3944909A1; CN113646105A; EP3944909A4; CA3126762C

Abstract

成形システムは、中空形状を呈する金属パイプを成形する成形システムであって、金属パイプを成形するとき、加熱された金属パイプ材料内に気体を供給する気体供給部、及び、成形された金属パイプ内の気体を排出する排出部を有する成形装置と、排出部の排気口は、内部空間を有する構造物の内部空間に位置する。

Description

成形システム

　本開示は、成形システムに関する。

　従来、加熱した金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させることによって、パイプ部及びフランジ部を有する金属パイプの成形を行う成形装置が知られている。例えば、下記特許文献１には、互いに対になる上下金型と、上下金型の間に保持された金属パイプ材料内に高圧の気体を供給する気体供給部と、当該金属パイプ材料を加熱する加熱機構と、上記上下金型が合わさることによって形成されるキャビティ部とを備える成形装置が開示されている。

特開２０１２－６５４号公報

　上記特許文献１に示されるような成形装置にて成形される金属パイプの生産性を向上するためには、金属パイプから高圧の気体を迅速に排出する必要がある。この場合、気体の排出音が大きくなってしまうので、当該排出音が成形装置の作業者等に対する騒音となり得る。したがって、上記排出音への対策が求められている。

　本開示は、排出音への対策可能な成形システムを提供することを目的とする。

　本開示の一側面に係る成形システムは、中空形状を呈する金属パイプを成形する成形システムであって、金属パイプを成形するとき、加熱された金属パイプ材料内に気体を供給する気体供給部、及び、成形された金属パイプ内の気体を排出する排出部を有する成形装置と、排出部の排気口は、内部空間を有する構造物の内部空間に位置する。

　この成形システムによれば、排出部の排気口は、内部空間を有する構造物の内部空間に位置する。従って、排気口から高圧の気体が排出される際に発生する排出音は、構造物内にて発生する。この場合、構造物が排出音に対するサイレンサーとして機能する。このため当該排出音は、成形装置の周囲にて作業する作業者等に対して、騒音になりにくくなる。したがって上記成形システムを利用することによって、排出音への対策が可能になる。

　成形システムは、成形装置が載置される床面と、床面の下部に設けられる地下ピットと、を備える。排出部は、構造物としての地下ピットに位置すると共に排気口が設けられる排気管を有してよい。

　この成形システムによれば、排出部に含まれると共に排気口が設けられる排気管は、床面の下部に設けられる地下ピットに位置する。これにより、排気口から高圧の気体が排出される際に発生する排出音は、地下ピット内にて発生する。このため当該排出音は、床面上であって成形装置の周囲にて作業する作業者等に対して、騒音になりにくくなる。したがって上記成形システムを利用することによって、排出音への対策が可能になる。また、サイレンサーとして機能する構造物を地下ピットに設けることで、成形装置全体のスペース縮小に寄与する。

　成形装置は、金属パイプ材料を加熱するための電極と、電極に接続される給電ラインと、をさらに有し、給電ラインは、地下ピットに収容される導体を有し、地下ピットでは、排気口は、導体に対向してもよい。この場合、電極への通電に伴って加熱された導体を、排気口から排出される気体にて冷却できる。

　本開示の一側面によれば、排出音への対策可能な成形システムを提供できる。

図１は、本実施形態に係る成形システムが有する成形装置の概略構成図である。図２（ａ）は電極が金属パイプ材料を保持した状態を示す図であり、図２（ｂ）は電極に気体供給ノズルが当接した状態を示す図であり、図２（ｃ）は電極の正面図である。図３は、成形システムの模式平面図である。図４は、成形システムの要部概略斜視図である。図５（ａ），（ｂ）は、ブスバーと先端部との関係を示す模式図であり、図５（ｃ）は、ブスバーと先端部とを離間させた状態を示す図である。図６は、変形例に係る成形システムの排気機構周辺の構造を示す概念図である。

　以下、本開示の一側面に係る成形システムの好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

＜成形装置の構成＞
　図１は、本実施形態に係る成形システムが有する成形装置の概略構成図である。図１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を有する成形金型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内に高圧ガス（気体）を供給するための気体供給部６０と、パイプ保持機構３０で保持された金属パイプ材料１４内に気体供給部６０からの気体を供給するための一対の気体供給機構４０，４０と、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、上記加熱機構５０の駆動、及び上記気体供給部６０の気体供給をそれぞれ制御する制御部７０と、を備える。なお以下では、金属パイプ材料１４は成形前の中空構造体であり、金属パイプは成形後の中空構造体である。このため、金属パイプ材料１４と金属パイプとのそれぞれは、中空形状を呈する。

　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が形成されている。また、下型１１は、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、スプリング２２により上下移動自在に支持されている。

　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。

　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。

　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９２がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９２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が形成されている（図２（ｃ）を参照）。当該凹溝１８ａの部分には、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９１，９２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。また、電極１８の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１８ａに向って周囲がテーパー状に傾斜して窪んだテーパー凹面１８ｂ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の右側端部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が形成されている（図２（ｃ）を参照）。当該凹溝１７ａの部分には、金属パイプ材料１４が嵌り込むように載置可能になっている。パイプ保持機構３０の左側部分において、絶縁材９１，９２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。また、電極１７の正面（金型の外側方向の面）には、凹溝１７ａに向って周囲がテーパー状に傾斜して窪んだテーパー凹面１７ｂ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の左側端部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。

　図１に示されるように、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、その軸心から離間した位置にて左右端から突出して左右方向に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。なお、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。

　加熱機構５０は、電力供給部５５、並びに、電力供給部５５と電極１７，１８とを電気的に接続する電力供給ライン５２を備える。電力供給部５５は、直流電源及びスイッチを含み、電極１７，１８が金属パイプ材料１４に電気的に接続された状態において、電力供給ライン５２、電極１７，１８を介して金属パイプ材料１４に通電可能とされている。電力供給ライン５２は、下側電極１７に接続される給電ライン５２Ａと、下側電極１８に接続される給電ライン５２Ｂとを有する。

　この加熱機構５０では、電力供給部５５から出力された直流電流は、給電ライン５２Ａによって伝送され、電極１７に入力される。続いて、直流電流は、金属パイプ材料１４を通過して、電極１８に入力される。そして、直流電流は、給電ライン５２Ｂによって伝送されて電力供給部５５に入力される。

　図１に戻り、一対の気体供給機構４０の各々は、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、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たシール部材４４とを有する。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。シール部材４４の先端には先細となるようにテーパー面４５が形成されており、電極１７，１８のテーパー凹面１７ｂ，１８ｂに合わさる形状に構成されている（図２参照）。シール部材４４には、シリンダユニット４２側から先端に向かって延在しており、気体供給部６０から供給された高圧ガスが流れるガス通路４６が設けられている。

　気体供給部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、このアキュムレータ６２から気体供給機構４０のシリンダユニット４２まで延びている第１チューブ６３と、この第１チューブ６３に介設されている圧力制御弁６４及び切替弁６５と、アキュムレータ６２からシール部材４４内に形成されたガス通路４６まで延びている第２チューブ６７と、この第２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とからなる。圧力制御弁６４は、シール部材４４の金属パイプ材料１４に対する押力に適応した作動圧力のガスをシリンダユニット４２に供給する役割を果たす。逆止弁６９は、第２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。第２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ガスを、シール部材４４のガス通路４６に供給する役割を果たす。なお、第２チューブ６７は、逆止弁６９から二股に分岐しており、一方の気体供給機構４０まで延びるガス供給ラインＬ１と、他方の気体供給機構４０まで延びるガス供給ラインＬ２とを有する。

　成形装置１０は、成形された金属パイプ内の気体を排気する排気機構（排出部）２００Ａ，２００Ｂを備える。排気機構２００Ａはガス供給ラインＬ１に接続されており、排気機構２００Ｂはガス供給ラインＬ２に接続されている。このため、排気機構２００Ａは、ガス供給ラインＬ１と一方の気体供給機構４０のガス通路４６とを介して金属パイプ内の気体を排気する。また、排気機構２００Ｂは、ガス供給ラインＬ２と他方の気体供給機構４０のガス通路４６とを介して金属パイプ内の気体を排気する。排気機構２００Ａ，２００Ｂのそれぞれは、例えば各供給ラインから分岐すると共に排気口が設けられる排気管（詳細は後述）を有する。排気機構２００Ａ，２００Ｂのそれぞれは、制御部７０によって開閉が制御される圧力制御弁、安全弁等を有する。圧力制御弁、安全弁等が設けられる位置は、特に限定されない。

　制御部７０は、気体供給部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内に所望の作動圧力のガス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及び電力供給部５５等を制御する。

　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とを有する。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、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円筒状の金属パイプ材料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９１，９２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。

　このとき、図２（ａ）に示されるように、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部は、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１８の凹溝１８ａとテーパー凹面１８ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している。同様に、金属パイプ材料１４の電極１７側の端部は、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１７の凹溝１７ａとテーパー凹面１７ｂとの境界よりもシール部材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の電力供給部５５を制御し電力を供給する。すると、電力供給ライン５２を介して下側電極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。すなわち、金属パイプ材料１４は通電加熱状態となる。

　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シール部材４４を前進させて金属パイプ材料１４の両端をシールする。このとき、図２（ｂ）に示されるように、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部にシール部材４４が押し付けられることによって、電極１８の凹溝１８ａとテーパー凹面１８ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している部分が、テーパー凹面１８ｂに沿うように漏斗状に変形する。同様に、金属パイプ材料１４の電極１７側の端部にシール部材４４が押し付けられることによって、電極１７の凹溝１７ａとテーパー凹面１７ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している部分が、テーパー凹面１７ｂに沿うように漏斗状に変形する。シール完了後、高圧ガスを金属パイプ材料１４内へ吹き込んで、加熱により軟化した金属パイプ材料１４をキャビティ部の形状に沿うように成形する。

　金属パイプ材料１４は高温（９５０℃前後）に加熱されて軟化しているので、金属パイプ材料１４内に供給されたガスは、熱膨張する。このため、例えば供給するガスを圧縮空気とし、９５０℃の金属パイプ材料１４を熱膨張した圧縮空気によって容易に膨張させることができる。

　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。

＜成形システムの構成＞
　次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係る成形システム１について説明する。図３は、成形システム１の模式平面図である。図４は、成形システム１の要部概略斜視図である。

　図３に示されるように、成形システム１は、成形装置１０と、金属パイプ材料１４が載置される第１載置部１０１と、成形後の金属パイプが載置される第２載置部１０２と、金属パイプ材料１４もしくは金属パイプを搬送する搬送機構１０３と、制御部７０とを備える。また、図４に示されるように、成形システム１は、成形装置１０の一部が載置される床面３００と、床面３００の下部に設けられる地下ピット４００（構造物）とをさらに備える。なお、図４においては説明のため、成形装置１０の一部と床面３００の一部とが省略されている。以下では、水平方向において電極１７と電極１８が対向する方向を「Ｘ軸方向」とし、水平方向におけるＸ軸方向と直交する方向を「Ｙ軸方向」とし、上下方向を「Ｚ軸方向」とする。

　第１載置部１０１は、方向Ｘにおいて成形装置１０の中心よりも一方側に位置しており、且つ、方向Ｙにおいて成形装置１０の中心よりも一方側に位置している。また、第２載置部１０２は、方向Ｘにおいて成形装置１０の中心よりも他方側に位置しており、且つ、方向Ｙにおいて成形装置１０の中心よりも一方側に位置している。搬送機構１０３は、成形装置１０に対する金属パイプ材料１４の設置と、成形後の金属パイプの取出しとを実施する機構であり、本体部１０３ａ及びロボットアーム１０３ｂを有する。搬送機構１０３は、方向Ｘにおいて第１載置部１０１と第２載置部１０２との間に位置している。方向Ｙにおいて、本体部１０３ａは、第１載置部１０１及び第２載置部１０２よりも成形装置１０と離間しているが、これに限られない。

　床面３００は、成形装置１０の基台１５、成形金型１３、気体供給機構４０、及び駆動機構８０等が載置される載置面である。床面３００は、例えば工場等の床自体でもよいし、当該床上に設けられる台の表面でもよい。床面３００には、給電ライン５２Ａ，５２Ｂ等が挿通する開口３０１が設けられる。また、地下ピット４００は、成形装置１０の一部を収容するための収容空間である。地下ピット４００の少なくとも一部は、成形装置１０において床面３００上に位置する部分に重なっている。床面３００上の空間と、地下ピット４００とは、開口３０１を介してつながっている。図示はしないが、地下ピット４００の出入り口は、方向Ｚにおいて成形装置１０と重ならない箇所に設けられる。なお、開口３０１は、蓋などによって塞がれてもよい。

　加熱機構５０における電力供給部５５は、給電ライン５２Ａ，５２Ｂを介して電極１７，１８に電力を供給する装置である。電力供給部５５は、方向Ｙにおいて成形装置１０の中心よりも他方側に位置しており、地下ピット４００に収容されている。電力供給部５５は、方向Ｚにおいて基台１５に重ならない位置に配置されている。

　給電ライン５２Ａは、複数の電線５２ａと、ブスバー５２ｂ（導体）とを有する。複数の電線５２ａは、電極１７とブスバー５２ｂとを接続するための配線である。このため、電線５２ａにおける一方の端子は電極１７に接続され、電線５２ａにおける他方の端子はブスバー５２ｂに接続される。電線５２ａの大部分は、床面３００上に引き回されている。電線５２ａの他方の端子を含む一部は、床面３００に設けられる開口３０１を介して地下ピット４００内に配置されている。ブスバー５２ｂは、電力供給部５５と電線５２ａとをつなぐ導電構造体であり、地下ピット４００に収容されている。ブスバー５２ｂは、例えば銅等の金属製もしくは合金製の導電体であり、給電ライン５２Ａにおいて最も発熱し得る箇所である。ブスバー５２ｂは、例えば地下ピット４００内に固定される台座４０１上に載置される。ブスバー５２ｂは、方向Ｚにおいて基台１５に重ならない位置に配置されている。ブスバー５２ｂは、略Ｌ字型の本体部５６と、電線５２ａが取り付けられる端子部５７とを有する。端子部５７は、方向Ｚにおいて本体部５６の床面３００側に取り付けられている。

　給電ライン５２Ｂは、複数の電線５２ｃと、ブスバー５２ｄ（導体）とを有する。複数の電線５２ｃは、電極１８とブスバー５２ｄとを接続するための配線である。このため、電線５２ｃにおける一方の端子は電極１８に接続され、電線５２ｃにおける他方の端子はブスバー５２ｄに接続される。各電線５２ｃの大部分は、床面３００上に引き回されている。電線５２ｃの他方の端子を含む一部は、床面３００に設けられる開口３０１を介して地下ピット４００内に配置されている。ブスバー５２ｄは、電力供給部５５と電線５２ｃとをつなぐ導電構造体であり、ブスバー５２ｂと同様に地下ピット４００に収容されている。ブスバー５２ｄは、例えば銅等の金属製もしくは合金製の導電体であり、給電ライン５２Ｂにおいて最も発熱し得る箇所である。ブスバー５２ｄもまた、例えば地下ピット４００内に固定される台座４０１上に載置される。ブスバー５２ｄは、方向Ｚにおいて基台１５に重ならない位置に配置されている。ブスバー５２ｄは、略Ｌ字型の本体部５８と、電線５２ｃが取り付けられる端子部５９とを有する。端子部５９は、方向Ｚにおいて本体部５８の床面３００側に取り付けられている。

　図４に示されるように、給電ライン５２Ａが接続される気体供給機構４０には排気管２１０が取り付けられており、給電ライン５２Ｂが接続される気体供給機構４０には排気管２２０が取り付けられている。排気管２１０は排気機構２００Ａの構成要件の一つであり、主部２１１及び先端部２１２を有する。排気管２２０は排気機構２００Ｂの構成要件の一つであり、主部２２１及び先端部２２２を有する。主部２１１，２２１のそれぞれは、床面３００上に引き回されている。先端部２１２，２２２のそれぞれは、開口３０１を介して地下ピット４００に収容されている。地下ピット４００にて、先端部２１２はブスバー５２ｂの外周面に沿うように配設されており、先端部２２２はブスバー５２ｄの外周面に沿うように配設されている。本実施形態では、先端部２１２は、ブスバー５２ｂの本体部５６において方向Ｚに沿って延在する部分と、本体部５６において方向Ｘに沿って延在する部分との両方に沿うように配設されている。先端部２２２は、先端部２１２と同様に、ブスバー５２ｄの本体部５８において方向Ｚに沿って延在する部分と、本体部５８において方向Ｘに沿って延在する部分との両方に沿うように配設されている。図３では省略されているが、排気管２１０はガス供給ラインＬ１から分岐しており、排気管２２０はガス供給ラインＬ２から分岐している。

　排気管２１０，２２０は、高圧ガスに耐え得る材質から構成され、例えば金属製又は合金製のパイプである。この場合、排気管２１０，２２０は、導電性を示し得る。給電ライン５２Ａの抵抗増加等を抑制する観点から、先端部２１２は、ブスバー５２ｂに対して離間している。先端部２１２とブスバー５２ｂとの接触を防止する観点から、先端部２１２とブスバー５２ｂとの間には絶縁材等が設けられてもよい。同様に、先端部２２２は、ブスバー５２ｄに対して離間している。

　ここで、図５（ａ）～（ｃ）を参照しながら、地下ピット４００内におけるブスバー５２ｂ，５２ｄと、先端部２１２，２２２との配置について説明する。図５（ａ），（ｂ）は、ブスバー５２ｂ，５２ｄと先端部２１２，２２２との関係を示す模式図である。図５（ｃ）は、ブスバー５２ｂと先端部２１２とをより離間させた状態を示す図である。なお、図５（ａ）～（ｃ）においては、先端部２１２，２２２のそれぞれには、安全弁２１３，２２３が取り付けられている。安全弁２１３，２２３は、地下ピット４００内に設けられてもよいし、床面３００上に設けられてもよい。

　上述したように、先端部２１２はブスバー５２ｂに沿って配設されており、先端部２２２はブスバー５２ｂに沿って配設されている。加えて、先端部２１２に設けられる排気口２１４は、ブスバー５２ｂに対向するように設けられている。これにより、排気口２１４から排出される気体は、ブスバー５２ｂに吹き付けられる。本実施形態では、先端部２１２には複数の排気口２１４が設けられているが、これに限られない。なお、図示はしないが、先端部２２２に設けられる排気口は、ブスバー５２ｄに対向するように設けられている。

　成形システム１において、制御部７０は、例えば固定された制御盤に組み込まれており、方向Ｙにおいて成形装置１０の中心よりも一方側に位置する。このため、制御部７０は、方向Ｙにおいて成形装置１０を挟んで加熱機構５０の反対側に位置する。加えて、制御部７０は、方向Ｙにおいて成形装置１０を挟んで排気管２１０，２２０の先端部２１２，２２２の反対側に位置する。これにより、作業者が制御盤を用いる場合、加熱機構５０から発生する熱、及び排気機構２００Ａ，２００Ｂから排出される気体の影響を受けにくくなる。また、制御部７０は、方向Ｙにおいて搬送機構１０３を挟んで成形装置１０の反対側に位置する。これにより、作業者が制御盤を用いる場合、搬送機構１０３の動作が作業者によって阻害されない。

＜作用効果＞
　次に、本実施形態に係る成形システム１の作用効果について説明する。成形システム１によれば、排気機構２００Ａの排気口２１４は、内部空間を有する構造物である地下ピット４００の内部空間に位置する。従って、排気口２１４から高圧の気体が排出される際に発生する排出音は、地下ピット４００内にて発生する。この場合、地下ピット４００が排出音に対するサイレンサーとして機能する。このため当該排出音は、成形装置１０の周囲にて作業する作業者等に対して、騒音になりにくくなる。したがって上記成形システム１を利用することによって、排出音への対策が可能になる。また、サイレンサーとして機能する構造物を地下ピットに設けることで、成形装置全体のスペース縮小に寄与する。

　上述した成形システム１によれば、排気機構２００Ａに含まれると共に排気口２１４が設けられる排気管２１０の先端部２１２は、床面３００の下部に設けられる地下ピット４００に位置する。これにより、排気口２１４から高圧の気体が排出される際に発生する排出音は、地下ピット４００内にて発生する。加えて、排気機構２００Ｂに含まれると共に排気口が設けられる排気管２２０の先端部２２２もまた、地下ピット４００に位置する。これにより、先端部２２２に設けられる排気口から高圧の気体が排出される際に発生する排出音も、地下ピット４００内にて発生する。このため、上記排出音は、床面３００上であって成形装置１０の周囲にて作業する作業者等に対して、騒音になりにくくなる。したがって成形システム１を利用することによって、排出音への対策が可能になる。

　本実施形態の成形システム１では、成形装置１０は、金属パイプ材料１４を加熱するための電極１７，１８と、電極１７，１８に接続される給電ライン５２Ａ，５２Ｂと、を有し、給電ライン５２Ａは、地下ピット４００に収容されるブスバー５２ｂを有し、地下ピット４００では、排気口２１４は、ブスバー５２ｂに対向している。このため、電極１７への通電に伴って加熱されたブスバー５２ｂを、排気口２１４から排出される気体にて冷却できる。加えて、給電ライン５２Ｂは、地下ピット４００に収容されるブスバー５２ｄを有し、地下ピット４００では、先端部２２２に設けられる排気口がブスバー５２ｄに対向している。このため、電極１８への通電に伴って加熱されたブスバー５２ｄもまた、上記排気口から排出される気体にて冷却できる。

　以上、本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に何ら限定されるものではない。例えば、各給電ラインは、ブスバーを有さなくてもよい。また、先端部は、ブスバーの外周面に沿って配設されているが、ブスバーの内周面に沿って配設されてもよい。

　上記実施形態では、地下ピットにて、排気管の排気口は、ブスバーに対向しているが、これに限られない。例えば、水冷式のケーブル等を用いてブスバーが冷却される場合、排気管の排気口は、ブスバーに対向しなくてもよい。すなわち、排気口から排出されるガスにて、ブスバーを冷却しなくてもよい。

　上述の実施形態では、サイレンサーとして機能する構造物として、床下の地下ピットが用いられた。しかし、構造物は、排気部を配置可能な内部空間を有し、当該内部空間で発生した音を外部へ漏れることを遮断できるものであれば特に限定されない。例えば、図６に示すように、成形システムが、構造物としてタンク５００を有してよい。排気機構２００Ａ，２００Ｂの排気口２１４が、当該タンク５００の内部空間に位置する。タンク５００を用いる場合、当該タンク５００の位置は特に限定されない。例えば、タンク５００は、地下ピットではなく、床面３００上に配置されてよい。

　例えば、比較例に係る構造として、排気部の先端にマフラーを設けて防音を行う構造が挙げられる。しかし、このようなマフラーは、排気圧が高い場合に、排気圧に耐えることができず、損傷する可能性がある。これに対し、タンク５００は、十分な広さの内部空間を有しているため、排気圧が高い場合でも損傷する可能性が低く、長期間利用することができる。このような効果は、地下ピットで防音した場合も同様に得ることができる。

　上記実施形態では、成形システムは、成形装置に加えて、第１載置部、第２載置部、搬送機構等を備えているが、これに限られない。例えば、成形システムは、第１載置部、第２載置部、及び搬送機構の少なくとも何れかを備えなくてもよい。また、第１載置部、第２載置部、及び搬送機構等は、上記実施形態にて示される構成に限られない。

　例えば、上記実施形態における成形装置は加熱機構を必ずしも有していなくてもよく、金属パイプ材料はすでに加熱されていてもよい。

　１…成形システム、１０…成形装置、１３…成形金型、１４…金属パイプ材料、１７，１８…電極、４０…気体供給機構、５０…加熱機構、５２…電力供給ライン、５２Ａ，５２Ｂ…給電ライン、５２ｂ，５２ｄ…ブスバー（導体）、５５…電力供給部、６０…気体供給部、８０…駆動機構、１０３…搬送機構、２００Ａ，２００Ｂ…排気機構、２１０，２２０…排気管、２１２，２２２…先端部、２１４…排気口、３００…床面、３０１…開口、４００…地下ピット（構造物）、５００…タンク（構造物）、Ｌ１，Ｌ２…ガス供給ライン。

Claims

　中空形状を呈する金属パイプを成形する成形システムであって、
　前記金属パイプを成形するとき、加熱された金属パイプ材料内に気体を供給する気体供給部、及び、成形された前記金属パイプ内の前記気体を排出する排出部を有する成形装置と、
　前記排出部の排気口は、内部空間を有する構造物の前記内部空間に位置する、成形システム。
　前記成形装置が載置される床面と、
　前記床面の下部に設けられる地下ピットと、を更に備え、
　前記排出部は、前記構造物としての前記地下ピットに位置すると共に前記排気口が設けられる排気管を有する、請求項１に記載の成形システム。
　前記成形装置は、前記金属パイプ材料を加熱するための電極と、前記電極に接続される給電ラインと、をさらに有し、
　前記給電ラインは、前記地下ピットに収容される導体を有し、
　前記地下ピットでは、前記排気口は、前記導体に対向している、請求項２に記載の成形システム。