WO2022260100A1 - 成形システム、通電加熱システム、電極、成形装置、及び支持装置 - Google Patents

成形システム、通電加熱システム、電極、成形装置、及び支持装置 Download PDF

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WO2022260100A1
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metal pipe
pipe material
electrode
metal
holding
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昂 板垣
啓 山内
清正 鴻上
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住友重機械工業株式会社
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    • 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
    • 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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/46—Dielectric heating
    • H05B6/48—Circuits
    • H05B6/50—Circuits for monitoring or control
    • H—ELECTRICITY
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    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
    • H05B6/46—Dielectric heating
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes

Definitions

  • the present disclosure relates to a molding system, an electric heating system, an electrode, a molding device, and a support device.
  • Patent Document 1 Conventionally, the one described in Patent Document 1 is known as an electric heating system that electrically heats a metal pipe material held by electrodes.
  • the electric heating system described in Patent Literature 1 performs electric heating by holding a metal pipe material with an electrode and applying an electric current from the electrode to the metal pipe material.
  • the heated metal pipe material is molded by a molding die.
  • the metal material there are cases where a material that has undergone bending in advance is adopted (preform).
  • the electrodes should hold the metal material in a bent state.
  • the angle of the metal material with respect to the electrodes is shifted due to thermal elongation.
  • the misalignment between the electrode and the metal material may affect the molding quality. From the above, it is required to deal with the influence of heat due to heating of the metal material.
  • the present disclosure has been made to solve such problems, and provides a forming system, an electric heating system, an electrode, a forming apparatus, and a support apparatus that can cope with the effects of heat caused by heating a metal material. intended to
  • a forming system is a forming system that includes a forming apparatus that forms a heated metal material, and includes a holding mechanism that holds the metal material, and a holding mechanism that holds the heated metal material according to deformation. It has an adjustment mechanism for adjusting the attitude of at least one of the mechanism and the metal material.
  • the adjustment mechanism adjusts the posture of at least one of the holding mechanism and the metal material according to the deformation of the heated metal material. Accordingly, even if the metal material is displaced with respect to the holding mechanism, the holding mechanism can hold the metal material in an appropriate posture.
  • the metal material may be heated outside the molding device.
  • the adjustment mechanism may be heated outside the molding apparatus and adjust the attitude of at least one of the holding mechanism and the metal material according to the deformation of the metal material that occurs during transportation to the molding apparatus. In this case, it is possible to perform molding corresponding to deformation of the metal material that occurs during transportation to the molding device.
  • the metal material may be heated inside the molding device.
  • the adjustment mechanism may be heated inside the molding device and adjust the posture of at least one of the holding mechanism and the metal material according to the deformation of the metal material that occurs during heating. In this case, it is possible to perform molding corresponding to deformation of the metal material that occurs during heating inside the molding device.
  • An electrical heating system includes an electrode that holds a bent metal material and electrically heats the metal material, an adjustment mechanism that adjusts the posture by rotating the electrode around a predetermined reference position, Prepare.
  • the electric heating system is equipped with an adjustment mechanism that adjusts the posture by rotating the electrode around a predetermined reference position.
  • an adjustment mechanism that adjusts the posture by rotating the electrode around a predetermined reference position.
  • the electrode heats the metal material, thermal elongation occurs in the metal material.
  • the adjustment mechanism can rotate the electrode around a predetermined reference position according to the deviation to adjust the posture. This allows the adjustment mechanism to reduce angular misalignment of the electrode with respect to the metal material. As described above, it is possible to absorb thermal expansion when a bent metal material is heated.
  • An electric heating system includes an electrode that holds a bent metal material and electrically heats the metal material; It has an adjustment mechanism that adjusts the
  • the electric heating system is equipped with an adjustment mechanism that adjusts the posture of the electrode according to the deformation of the metal material when the metal material is heated by the electrode.
  • an adjustment mechanism that adjusts the posture of the electrode according to the deformation of the metal material when the metal material is heated by the electrode.
  • the adjustment mechanism has at least a pair of cylinders provided for the electrodes. In this case, the adjustment mechanism can accurately adjust the posture of the electrode using a pair of cylinders.
  • the electrode After holding the metal material, the electrode moves along with the expansion of the metal material in the longitudinal direction while heating the metal material, adjusts the attitude by the adjustment mechanism, and releases the holding after the movement and the adjustment of the attitude. and hold the metal material again.
  • the reaction force can be released. can.
  • the electrode can hold the metal material again in an appropriate posture according to thermal expansion.
  • the electric heating system further includes a fluid supply unit that supplies fluid to the metal pipe material as the metal material, and after the electrode holds the metal pipe material again, the fluid supply unit supplies the fluid to the metal pipe material. Even if there is a gap between the mold and the metal pipe material due to the reaction force due to thermal expansion, the metal mold and the metal pipe material can be separated by holding the electrode again after releasing the holding. can reduce the gap between By supplying the fluid to the metal pipe material in this state, the fluid supply unit can mold a molded product of good quality.
  • the electrode according to the present disclosure is an electrode that holds a bent metal material and energizes and heats the metal material, and adjusts its posture by rotating around a predetermined reference position.
  • the electrode according to the present disclosure it is possible to obtain the same functions and effects as the above-described electrical heating system.
  • a molding apparatus is a molding apparatus that performs expansion molding of a heated metal pipe material, and includes a holding mechanism that holds the metal pipe material, and a metal pipe according to the positional deviation of the metal pipe material during holding. an adjustment mechanism for adjusting the relative orientation of the retention mechanism with respect to the material.
  • the adjustment mechanism adjusts the relative posture of the holding mechanism with respect to the metal pipe material according to the positional deviation of the metal pipe material during holding. Therefore, even when the metal pipe material is misaligned with respect to the holding mechanism, the holding mechanism can hold the metal pipe material in an appropriate posture.
  • the adjustment mechanism may adjust the posture of the holding mechanism with respect to the metal pipe material. In this case, since the holding mechanism adjusts the posture according to the displacement of the metal pipe material, crushing of the metal pipe material can be suppressed.
  • the adjustment mechanism may deform the metal pipe material according to the holding mode of the holding mechanism.
  • the holding mechanism can hold the metal pipe material in an appropriate posture by deforming the metal pipe material so as to match the shape of the holding mechanism.
  • the adjustment mechanism may be heated prior to being held by the holding mechanism and adjust its posture according to the deformation of the metal pipe material that occurs when moving to the holding mechanism. In this case, even if deformation occurs during movement of the heated metal pipe material, the holding mechanism can hold the metal pipe material in an appropriate posture.
  • the support device includes a holding mechanism for holding the metal pipe material for performing expansion molding of the heated metal pipe material, and a holding mechanism for the metal pipe material according to the positional deviation of the metal pipe material during holding. an adjustment mechanism for adjusting the relative attitude of the
  • a molding system an electric heating system, an electrode, a molding device, and a support device that can cope with the effects of heat due to heating of metal materials.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a molding apparatus equipped with an electric heating system according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. It is a top view which shows a heating expansion mechanism typically.
  • FIG. 4 is a front view of the heating and expansion unit viewed from the metal pipe side in the longitudinal direction; It is the side view which looked at the heating expansion unit from the width direction. 4 is a cross-sectional view taken along line VV shown in FIG. 3;
  • FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing one heating expansion unit of the electrical heating system;
  • It is the schematic which shows the shaping
  • It is the schematic which shows the shaping
  • It is the schematic which shows the shaping
  • It is the schematic which shows the shaping
  • It is the schematic which shows the shaping
  • It is the
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a molding apparatus 1 (molding system) including an electric heating system 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a molding apparatus 1 is an apparatus for molding a hollow metal pipe by blow molding.
  • the molding device 1 is installed on a horizontal plane.
  • the molding apparatus 1 includes a molding die 2 (molding die), a drive mechanism 3 , a holding section 4 , a heating section 5 , a fluid supply section 6 , a cooling section 7 and a control section 8 .
  • a metal pipe refers to a hollow article after completion of molding by the molding apparatus 1
  • a metal pipe material 40 metal material refers to a hollow article before completion of molding by the molding apparatus 1.
  • the metal pipe material 40 is a hardenable steel type pipe material. Further, among the horizontal directions, the direction in which the molding die 2 extends along the direction in which the metal pipe material 40 extends during molding is referred to as the "extending direction", and the direction orthogonal to the extending direction is the "lateral direction”. sometimes referred to as
  • the molding die 2 is a die for molding the metal pipe material 40 into a metal pipe, and includes a lower die 11 and an upper die 12 facing each other in the vertical direction.
  • the lower die 11 and the upper die 12 are constructed from steel blocks.
  • the mold 11 on the lower side is fixed to the base 13 via a die holder or the like.
  • the upper die 12 is fixed to the slide of the drive mechanism 3 via a die holder or the like.
  • the drive mechanism 3 is a mechanism that moves at least one of the lower mold 11 and the upper mold 12.
  • the drive mechanism 3 has a configuration that moves only the upper mold 12 .
  • the drive mechanism 3 includes a slide 21 that moves the upper die 12 so that the lower die 11 and the upper die 12 are joined together, and a pull-back cylinder as an actuator that generates a force to lift the slide 21 upward. 22 , a main cylinder 23 as a drive source that pressurizes the slide 21 downward, and a drive source 24 that applies a drive force to the main cylinder 23 .
  • the holding part 4 is a mechanism that holds the metal pipe material 40 arranged between the lower mold 11 and the upper mold 12 .
  • the holding part 4 is configured by electrodes 10 (holding mechanisms) on both sides in the extending direction.
  • the holding portion 4 includes a lower electrode 26 and an upper electrode 27 that hold the metal pipe material 40 at one end side in the extending direction of the molding die 2 and the other end in the extending direction of the molding die 2 .
  • a lower electrode 26 and an upper electrode 27 holding metal pipe material 40 on the sides.
  • the lower electrode 26 and the upper electrode 27 on both sides in the extending direction hold the metal pipe material 40 by sandwiching the end portions of the metal pipe material 40 from above and below.
  • Groove portions 26a and 27a having a shape corresponding to the outer peripheral surface of the metal pipe material 40 are formed on the upper surface of the lower electrode 26 and the lower surface of the upper electrode 27 (see FIG. 3).
  • a driving mechanism (not shown) is provided for the lower electrode 26 and the upper electrode 27 so that they can move independently in the vertical direction.
  • the heating unit 5 heats the metal pipe material 40 .
  • the heating unit 5 is a mechanism that heats the metal pipe material 40 by energizing the metal pipe material 40 .
  • the heating unit 5 heats the metal pipe material 40 between the lower mold 11 and the upper mold 12 while the metal pipe material 40 is separated from the lower mold 11 and the upper mold 12.
  • the heating unit 5 includes the electrodes 10 on both sides in the extending direction, that is, the lower electrode 26 and the upper electrode 27 on both sides in the extending direction, and current is passed through the electrodes 26 and 27 to the metal pipe material. a power supply 28;
  • the fluid supply unit 6 is a mechanism for supplying high-pressure fluid into the metal pipe material 40 held between the lower mold 11 and the upper mold 12.
  • the fluid supply unit 6 supplies high-pressure fluid to the metal pipe material 40 that has been heated by the heating unit 5 to a high temperature state, thereby expanding the metal pipe material 40 .
  • the fluid supply units 6 are provided at both ends of the molding die 2 in the extending direction.
  • the fluid supply unit 6 includes a nozzle 31 that supplies fluid from the opening at the end of the metal pipe material 40 to the inside of the metal pipe material 40, and a drive that moves the nozzle 31 forward and backward with respect to the opening of the metal pipe material 40. It comprises a mechanism 32 and a source 33 for supplying high pressure fluid into the metal pipe material 40 through the nozzle 31 .
  • the drive mechanism 32 brings the nozzle 31 into close contact with the end of the metal pipe material 40 while ensuring sealing performance during fluid supply and exhaust, and separates the nozzle 31 from the end of the metal pipe material 40 at other times.
  • the fluid supply unit 6 may supply gas such as high-pressure air or inert gas as the fluid. Further, the fluid supply unit 6 and the holding unit 4 having a mechanism for vertically moving the metal pipe material 40 and the heating unit 5 may be included in the same device.
  • the heating expansion unit 50 is configured by providing the electrodes 10 and the fluid supply section 6 on the base section 51 and unitizing them.
  • the electric heating system 100 is configured by combining the heating expansion units 50 on both sides in the extending direction. A more detailed description of the heating/expansion unit 50 will be given later.
  • the cooling part 7 is a mechanism for cooling the molding die 2 .
  • the cooling section 7 can rapidly cool the metal pipe material 40 when the expanded metal pipe material 40 comes into contact with the molding surface of the molding die 2 .
  • the cooling unit 7 includes flow paths 36 formed inside the lower mold 11 and the upper mold 12 and a water circulation mechanism 37 that supplies and circulates cooling water to the flow paths 36 .
  • the control unit 8 is a device that controls the molding device 1 as a whole.
  • the control unit 8 controls the drive mechanism 3 , the holding unit 4 , the heating unit 5 , the fluid supply unit 6 and the cooling unit 7 .
  • the control unit 8 repeats the operation of molding the metal pipe material 40 with the molding die 2 .
  • control unit 8 controls the timing of transport from a transport device such as a robot arm to place the metal pipe material 40 between the lower mold 11 and the upper mold 12 in the open state. Deploy. Alternatively, the control unit 8 may wait for the operator to manually place the metal pipe material 40 between the lower mold 11 and the upper mold 12 . In addition, the control unit 8 supports the metal pipe material 40 with the lower electrodes 26 on both sides in the extending direction, and then lowers the upper electrode 27 so that the metal pipe material 40 is sandwiched. to control. Moreover, the control part 8 controls the heating part 5, and energizes and heats the metal pipe material 40. As shown in FIG. As a result, an axial current flows through the metal pipe material 40, and the electrical resistance of the metal pipe material 40 itself causes the metal pipe material 40 itself to generate heat due to Joule heat.
  • the control unit 8 controls the drive mechanism 3 to lower the upper mold 12 and bring it closer to the lower mold 11 to close the molding mold 2 .
  • the control unit 8 controls the fluid supply unit 6 to seal the openings at both ends of the metal pipe material 40 with the nozzles 31 and supply the fluid.
  • the metal pipe material 40 softened by heating expands and comes into contact with the molding surface of the molding die 2 .
  • the metal pipe material 40 is shape
  • the metal pipe material 40 comes into contact with the molding surface, the metal pipe material 40 is quenched by being rapidly cooled by the cooling part 7 with the molding die 2 .
  • the forming apparatus 1 forms the pre-bent metal pipe material 40 as shown in FIG.
  • the metal pipe material 40 has a curved shape in a horizontal plane.
  • the metal pipe material 40 has a straight portion 41 that extends linearly at both ends in the longitudinal direction, and a bent portion 42 that is curved in an arc shape with a predetermined curvature at the central position in the longitudinal direction.
  • the electrodes 10 on both sides in the longitudinal direction hold the metal pipe material 40 in an inclined state within the horizontal plane according to the angle of each straight portion 41 . Assuming that the extension direction of the molding apparatus 1 is "D1", the linear portion 41 is inclined with respect to the extension direction D1.
  • the bent portion 42 of the metal pipe material 40 is configured to project to one side in the lateral direction orthogonal to the extending direction D1.
  • the side from which the bent portion 42 protrudes may be referred to as the "front” side, and the opposite side may be referred to as the "rear” side.
  • the lower mold 11 has a front front surface 11a and a rear rear surface 11b.
  • the front surface 11a and the rear surface 11b extend parallel to the extension direction D1.
  • the mold 11 has end surfaces 11c orthogonal to the extending direction D1 on both sides in the extending direction D1.
  • the portion of the metal pipe material 40 held by the electrode 10 has an inclined surface 11d. 11 d of inclined surfaces are extended so that it may incline with respect to the extension direction D1.
  • An inclined surface 11d is formed between the rear surface 11b and each end surface 11c.
  • the metal pipe material 40A indicated by the solid line indicates the metal pipe material 40 before heating.
  • the metal pipe material 40B indicated by the dashed line indicates the metal pipe material 40 in a heated state.
  • the metal pipe material 40 expands by heating so that the bent shape is stretched.
  • an angular difference of the angle of "B degree” is formed between the straight part 41 of metal pipe material 40A before heating, and the straight part 41 of metal pipe material 40B after heating.
  • the metal pipe material 40B after a heating shows the metal pipe material 40 in the state where the heating of the determined heating time was completed here.
  • the center line CL of the heating expansion unit 50 is set so as to coincide with the straight portion 41 (the center line of the straight portion 41) of the metal pipe material 40B after heating.
  • the centerline CL of the heating/expansion unit 50 coincides with the centerline of the fluid supply section 6 (the centerline of the nozzle 31).
  • the fluid supply part 6 can supply a fluid from the edge part of the said linear part 41 in the state by which the angle with the linear part 41 of the metal pipe material 40B after heating was match
  • the angle formed by the center line CL with respect to the extending direction D1 is indicated by "A°".
  • the direction in which the straight portion 41 extends and the direction parallel to the center line CL will be referred to as a longitudinal direction D2.
  • the horizontal direction orthogonal to the longitudinal direction D2 is called the width direction D3.
  • the heating expansion unit 50 that is, the electric heating system 100 includes an adjusting mechanism 60 that rotates (tilts) the electrode 10 around a predetermined reference position CP to adjust the posture.
  • This adjustment mechanism 60 is a mechanism for adjusting the posture of the electrode 10 according to the deformation of the metal pipe material 40A when the metal pipe material 40A is heated by the electrode 10 .
  • the electrode 10 When holding the metal pipe material 40A before heating, the electrode 10 is arranged so as to be perpendicular to the straight portion 41 of the metal pipe material 40A before heating.
  • the electrode 10 when holding the heated metal pipe material 40B, the electrode 10 is arranged so as to be perpendicular to the straight portion 41 of the heated metal pipe material 40B (see the electrode 10 indicated by the phantom line).
  • an angle difference of "B°” is formed between the electrode 10 holding the metal pipe material 40A before heating and the electrode 10 holding the metal pipe material 40B after heating. Therefore, the adjustment mechanism 60 rotates the electrode 10 by "B°" around the reference position CP. Note that the reference position CP is set at the center position of the electrode 10 when viewed in the vertical direction. Further, the rotation axis of rotation of the electrode 10 is set at the reference position CP.
  • the adjustment mechanism 60 has a pair of cylinders 61 and 62 provided for the electrode 10 .
  • the cylinder 61 is provided on one end side of the electrode unit 52 including the electrodes 10 in the width direction D3.
  • the cylinder 62 is provided on the other end side of the electrode unit 52 in the width direction D3.
  • the pair of cylinders 61 and 62 are provided on both end sides across the reference position CP of the electrode unit 52 in the width direction D3.
  • the cylinders 61 and 62 are provided on the side opposite to the molding die 2 in the longitudinal direction D2.
  • the cylinder 61 is a cylinder that generates driving force for rotating the electrode 10 .
  • the cylinder 61 rotates the electrode unit 52 by expanding and contracting a rod connected to the electrode unit 52 .
  • the cylinder 62 is a cylinder for following the movement of the electrode 10 due to thermal expansion of the metal pipe material 40 .
  • the cylinder 62 expands and contracts the rod connected to the electrode unit 52 so as to correspond to the rotation of the electrode unit 52 .
  • the cylinder 62 does not generate driving force, but supports the electrode unit 52 on the opposite side of the cylinder 61 so that the rotation of the electrode unit 52 is stable. For example, when the cylinder 61 extends the rod, one end of the electrode unit 52 moves toward the molding die 2 . Along with this, the other end of the electrode unit 52 moves away from the molding die 2, and the rod of the cylinder 62 contracts. Thus, the electrode 10 rotates around the reference position CP. Operation of the cylinder 62 is controlled by the controller 8 .
  • FIG. 3 is a front view of the heating/expansion unit 50 viewed from the metal pipe 20 side in the longitudinal direction D2.
  • FIG. 4 is a side view of the heating/expansion unit 50 viewed from the width direction D3.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV shown in FIG.
  • the structures shown in FIGS. 3 to 5 are merely examples, and the configurations of various components may be changed as appropriate. In FIG. 3, there are cases where members having the same effect are provided on both sides in the width direction D3, but there are cases where only one is given a reference numeral and the other is omitted.
  • the heating and expansion unit 50 includes a base portion 51, a moving base portion 56, an electrode unit 52, and a fluid supply portion 6.
  • the base portion 51 is a member that is fixed on the base 13 and supports the constituent elements of the heating and expansion unit 50 by arranging them upward.
  • the moving base portion 56 is a member that is provided on the base portion 51 and slides on the base portion 51 in the longitudinal direction D2.
  • the electrode unit 52 and the fluid supply section 6 are provided on the moving base section 56 . Therefore, by moving the moving base portion 56, the electrode unit 52 and the fluid supply portion 6 as a whole move in the longitudinal direction D2 (see FIG. 7).
  • On the base portion 51 a support portion 57 provided with a driving portion and the like for sliding the moving base portion 56 is fixed.
  • the electrode unit 52 includes a lower frame 53 that supports the lower electrode 26 and an upper frame 54 that supports the upper electrode 27 .
  • An elevating mechanism 66 for moving the upper frame 54 up and down is provided at the upper end of the lower frame 53 .
  • the lifting mechanism 66 lifts the upper electrode 27 with respect to the lower electrode 26, thereby releasing the holding of the metal pipe material 40 by the electrode 10 (see FIG. 10).
  • the lifting mechanism 66 can hold the metal pipe material 40 by the electrode 10 by lowering the upper electrode 27 with respect to the lower electrode 26 (see FIG. 12).
  • the electrode unit 52 includes an upper electrode moving mechanism 71 for moving the upper electrode 27 in the longitudinal direction D2, a lower electrode moving mechanism 72 for moving the lower electrode 26 in the longitudinal direction D2, and a mechanism for guiding the rotation of the electrode 10.
  • a rotational movement guide mechanism 73 is provided on both sides of the lower frame 53 in the width direction D3, a support member 74, a support member 76, and a support member 77 are provided in this order from the bottom.
  • the support member 74 is fixed to the moving base portion 56 and not fixed to the lower frame 53 .
  • the support member 76 is provided above the support member 74 via the rotation motion guide mechanism 73 and is not fixed to the lower frame 53 .
  • the support member 77 is provided above the support member 74 via the lower electrode moving mechanism 72 and fixed to the lower frame 53 .
  • the upper electrode moving mechanism 71 is provided on the support member 77 .
  • the upper electrode moving mechanism 71 includes a pair of guide portions 81 , a pair of slide portions 82 , an actuator 83 and a pair of connecting portions 84 .
  • the guide portion 81 is a member provided on the upper surface of each support member 77 so as to extend in the longitudinal direction D2.
  • the slide portion 82 is a member that slides along each guide portion 81 in the longitudinal direction D2.
  • the actuator 83 is provided on one support member 77 and is a device that applies a driving force to the slide portion 82 in the longitudinal direction D2.
  • the connecting portion 84 is a mechanism that connects the slide portion 82 and the upper frame 54 .
  • the connecting portion 84 restricts movement in the longitudinal direction D ⁇ b>2 with respect to the slide portion 82 while permitting vertical movement of the upper frame 54 with respect to the slide portion 82 . Therefore, the upper frame 54 is also moved via the connecting portion 84 by moving the slide portion 82 in the longitudinal direction D2. Thereby, the upper electrode 27 moves in the longitudinal direction (see FIGS. 7, 8 and 13).
  • the actuator 83 is controlled by the controller 8 .
  • the lower electrode moving mechanism 72 is provided between the support member 76 and the support member 77 .
  • the lower electrode moving mechanism 72 includes a pair of guide portions 86 , a pair of slide portions 87 and an actuator 88 .
  • the guide portion 86 is a member provided on the upper surface of each support member 76 so as to extend in the longitudinal direction D2.
  • the slide portion 87 is a member that slides along each guide portion 86 in the longitudinal direction D2.
  • the upper end of the slide portion 87 is fixed to the support member 77 .
  • the actuator 88 is provided on one support member 76 and is a device that applies a driving force to the slide portion 87 in the longitudinal direction D2. Therefore, the lower frame 53 moves via the support member 77 by moving the slide portion 87 in the longitudinal direction D2. This moves the lower electrode 26 in the longitudinal direction (see FIGS. 9 and 11). As the lower frame 53 moves, the upper frame 54 also moves in the longitudinal direction D2. Actuator 88 is controlled by controller 8 .
  • the rotational movement guide mechanism 73 is provided between the support member 74 and the support member 76.
  • the rotation motion guide mechanism 73 includes a pair of guide portions 89 and a pair of slide portions 90 .
  • the guide portion 89 is a member provided on the upper surface of each support member 74 .
  • the slide portion 90 is a member that slides along each guide portion 89 .
  • the upper end of the slide portion 90 is fixed to the support member 76 .
  • the guide portion 89 has an arcuate shape extending along the longitudinal direction D2 on the upper surface of the support member 74.
  • the guide portion 89 is curved so as to protrude outward in the width direction D3.
  • the slide portion 90 has a pair of guide members 90A and 90B slidably provided with respect to the guide portion 89 .
  • one end sides of the cylinders 61 and 62 of the adjustment mechanism 60 are provided with respect to the support member 76 . Further, the other end sides of the cylinders 61 and 62 are fixed to the structure 91 on the fluid supply section 6 side.
  • the structure 91 moves along with the moving base portion 56 in the longitudinal direction D2.
  • the electrode unit 52 As a result, one end of the electrode unit 52 moves along an arc-shaped trajectory together with the support member 76 and the support member 77 . Therefore, the electrode unit 52 as a whole rotates around the reference position (see FIG. 9).
  • the reference position is set at the center of curvature of the guide portion 89, and is set at the center position of the electrode unit 52 here. It should be noted that there are no particular restrictions on how the cylinders 61 and 62 of the adjustment mechanism 60 are connected to other members, and as long as the posture of the electrode 10 can be adjusted, it can be connected to locations other than those described above. good.
  • FIG. 6 to 13 are schematic diagrams showing one heating expansion unit 50 of the electric heating system 100.
  • FIG. (a) is a schematic plan view
  • (b) is a schematic side view.
  • FIGS. 6-13 are drawn in a distorted state to emphasize the features of the present disclosure.
  • FIG. 6 shows the basic posture of the heating and expansion unit 50. As shown in FIG.
  • the control unit 8 brings the electrode 10 and the fluid supply unit 6 closer to the molding die 2 by moving the moving base unit 56 .
  • the controller 8 adjusts the posture of the electrode 10 with the adjustment mechanism 60 (see FIG. 2) so that the electrode 10 and the straight portion 41 of the metal pipe material 40 before heating are perpendicular to each other.
  • the control unit 8 arranges the lower electrode 26 at a position supporting the straight portion 41 and retracts the upper electrode 27 .
  • the controller 8 advances the upper electrode to hold the metal pipe material 40 by the electrode 10 .
  • the control unit 8 controls the adjustment mechanism 60 (see FIG. 2) and the lower electrode actuator 88 to move the electrode 10 so as to follow the deformation caused by the thermal expansion of the metal pipe material 40.
  • the electrode 10 heats the metal pipe material 40 and moves to retreat according to the expansion of the metal pipe material 40 in the longitudinal direction, and the adjustment mechanism 60 ( (See FIG. 2) to adjust the posture.
  • the electrode 10 follows the spread of the metal pipe material 40 by rotating around the reference position CP.
  • the control unit 8 adjusts the rotation speed of the electrode 10 and the like in accordance with the operation of the metal pipe material 40 based on the content calculated in advance.
  • the controller 8 adjusts the posture of the electrode 10 so that the electrode 10 and the linear portion 41 are perpendicular to each other.
  • the electrode 10 releases the holding after movement and adjustment of the posture, and holds the metal pipe material 40 again.
  • the control unit 8 moves the upper electrode 27 upward to release the holding of the metal pipe material 40 by the electrode 10 .
  • the controller 8 advances the electrode 10 so as to approach the mold 2 .
  • the control unit 8 lowers the upper electrode 27 and holds the metal pipe material 40 again by the electrode 10 .
  • the control unit 8 unloads the mold 12 .
  • the control unit 8 advances the nozzle 31 and inserts it into the metal pipe material 40 .
  • the fluid supply part 6 supplies the fluid to the metal pipe material 40 .
  • molding is performed.
  • the controller 8 retracts the nozzle 31 to raise the mold and retract the upper electrode.
  • the electric heating system 100 includes an adjustment mechanism 60 that rotates the electrode 10 around a predetermined reference position CP to adjust its posture.
  • the adjustment mechanism 60 can rotate the electrode 10 around the predetermined reference position CP according to the deviation to adjust the attitude.
  • the adjustment mechanism 60 can reduce the deviation of the angle of the electrode 10 with respect to the metal pipe material 40 .
  • it is possible to absorb thermal expansion when the bent metal pipe material 40 is heated. Thereby, the precision of molding can be improved.
  • the electric heating system 100 includes an adjustment mechanism 60 that adjusts the posture of the electrode 10 according to deformation of the metal pipe material 40 when the metal pipe material 40 is heated by the electrode 10 .
  • an adjustment mechanism 60 that adjusts the posture of the electrode 10 according to deformation of the metal pipe material 40 when the metal pipe material 40 is heated by the electrode 10 .
  • the adjustment mechanism 60 can adjust the posture of the electrode 10 according to the deformation of the metal pipe material 40 according to the shift.
  • the adjustment mechanism 60 can reduce the displacement of the electrode 10 with respect to the metal pipe material 40 .
  • the adjustment mechanism 60 has at least a pair of cylinders 61 and 62 provided for the electrode 10 . In this case, the adjustment mechanism 60 can accurately adjust the attitude of the electrode 10 using the pair of cylinders 61 and 62 .
  • the electrode 10 After holding the metal pipe material 40, the electrode 10 moves along with the expansion of the metal pipe material 40 in the longitudinal direction while heating the metal pipe material 40, and the posture is adjusted by the adjustment mechanism 60. After the adjustment of , the holding is released, and the metal pipe material 40 is held again. In this case, by releasing the holding of the electrode 10 after the movement and adjustment of the posture, if a reaction force due to thermal expansion has occurred between the electrode 10 and the metal pipe material 40, the reaction force is removed. can be released. Then, with the reaction force released, the electrode 10 can again hold the metal pipe material 40 in an appropriate posture according to the thermal expansion. Moreover, since the deviation of the angle between the electrode 10 and the metal pipe material 40 after heating can be reduced in this way, the deformation of the metal pipe material 40 can be suppressed when releasing and re-holding after heating.
  • the electric heating system 100 further includes a fluid supply unit 6 that supplies fluid to the metal pipe material 40, and after the electrode 10 holds the metal pipe material 40 again, the fluid supply unit 6 supplies the fluid to the metal pipe material 40. . Even if there is a gap between the molding die 2 and the metal pipe material 40 due to the reaction force due to thermal expansion, the electrode 10 can be held again after releasing the holding, so that the molding die can be opened. 2 and the metal pipe material 40 can be reduced. By supplying the fluid to the metal pipe material 40 in this state, the fluid supply unit 6 can mold a molded product of good quality.
  • the electrode 10 according to this embodiment is an electrode that holds the bent metal pipe material 40 and heats the metal pipe material 40 by energization, and adjusts its posture by rotating around a predetermined reference position CP.
  • the electrode 10 according to the present embodiment it is possible to obtain the same functions and effects as those of the electric heating system 100 described above.
  • the angle can be corrected by adjusting the posture of the electrode 10. Variation can be tolerated.
  • the posture of the holding mechanism (here, the electrode 10) is adjusted according to the deformation of the metal pipe material 40 (metal material) heated by the adjusting mechanism.
  • the holding mechanism can hold the metal pipe material 40 in an appropriate posture.
  • the metal pipe material 40 may be heated inside the molding device 1.
  • the adjustment mechanism may be heated inside the forming apparatus 1 and adjust the posture of the holding mechanism according to the deformation of the metal pipe material 40 that occurs during heating. In this case, molding corresponding to deformation of the metal pipe material 40 that occurs during heating of the interior of the molding apparatus 1 can be performed.
  • the metal pipe material is exemplified as the metal material, the present disclosure may also be applied when a bent plate material is electrically heated.
  • the specific configuration of the adjustment mechanism may be changed as appropriate as long as the posture of the electrode can be adjusted.
  • the fluid supply part is a mechanism that does not move in the width direction, but it may be a mechanism that can move in the width direction so that it can follow deformation due to thermal elongation. Further, the electrodes and the fluid supply section may be made movable in the width direction and the vertical direction, so that three-dimensional deformation of the metal material may be accommodated.
  • the molding device 1 is a molding device 1 that performs expansion molding of the heated metal pipe material 40.
  • the molding apparatus 1 has a holding mechanism 110 and an adjusting mechanism 120 . 14 and 15 show the vertical direction D4 in addition to the longitudinal direction D2 and the width direction D3.
  • the holding mechanism 110 holds the metal pipe material 40 .
  • the adjustment mechanism 120 adjusts the relative posture of the holding mechanism 110 with respect to the metal pipe material 40 according to the positional deviation of the metal pipe material 40 during holding.
  • the adjusting mechanism 120 adjusts the posture of the holding mechanism 110 with respect to the metal pipe material 40.
  • the molding apparatus 1 has a configuration similar to that of the molding apparatus 1 shown in FIG.
  • the molding device 1 has a support device 150 that supports the metal pipe material 40 .
  • the holding mechanism 110 is composed of the electrode 10 and a mechanism for opening and closing the electrode 10 .
  • the adjusting mechanism 120 has a mechanism for rotating and sliding the electrodes 10 such as the cylinders 61 and 62 .
  • the electrodes 26 and 27 of the holding mechanism 110 hold the metal pipe material 40 by sandwiching the metal pipe material 40 between the grooves 26a and 27a.
  • the metal pipe material 40 at the time of holding is displaced with respect to the holding mechanism 110 .
  • FIG. 15(a) just before the holding mechanism 110 holds the metal pipe material 40, the metal pipe material 40 is arranged between the grooves 26a and 27a with the electrodes 26 and 27 opened. .
  • the center line CL2 of the metal pipe material 40 is displaced so as to be inclined with respect to the center line CL1 of the groove 26a when viewed from above.
  • Such misalignment occurs due to manufacturing errors of the metal pipe material 40, thermal deformation errors due to heating, and the like.
  • the molding apparatus 1 has an external heating unit that heats the metal pipe material 40 outside the molding die 2, the thermal deformation error is generated by the robot hand after heating the metal pipe material 40 with the external heating unit.
  • the heated metal pipe material 40 is moved to the holding mechanism 110, it may occur due to thermal contraction due to cooling.
  • the adjustment mechanism 120 is heated in the stage before it is held by the holding mechanism 110 and adjusts its posture according to the deformation of the metal pipe material 40 that occurs when moving to the holding mechanism 110 .
  • the adjustment mechanism 120 may be heated outside the molding apparatus 1 and adjust the attitude of at least one of the holding mechanism 110 and the metal material according to the deformation of the metal material that occurs during transportation to the molding apparatus 1. .
  • the adjustment mechanism 120 adjusts the pressure valves so that the cylinder pressure of the cylinders 61 and 62 is released, so that the electrode 10 is set in a free state (a state in which the resistance during rotation is as small as possible). do.
  • the metal pipe material 40 is held by the grooves 26a and 27a.
  • the metal pipe material 40 is clamped while entering the groove portion 26a (27a) while the groove portion 26a (27a) rotates by the error following the inclination angle of the metal pipe material 40. be.
  • the adjustment mechanism 120 adjusts the posture of the holding mechanism 110 by rotating the adjustment mechanism 120 so as to match the positional deviation of the metal pipe material 40 .
  • the adjustment mechanism 120 adjusts the relative posture of the holding mechanism 110 with respect to the metal pipe material 40 according to the positional deviation of the metal pipe material 40 when held. . Thereby, even when the metal pipe material 40 is misaligned with respect to the holding mechanism 110, the holding mechanism 110 can hold the metal pipe material 40 in an appropriate posture.
  • the adjustment mechanism 120 may adjust the posture of the holding mechanism 110 with respect to the metal pipe material 40. In this case, since the holding
  • the adjustment mechanism 120 may be heated prior to being held by the holding mechanism 110 and adjust its posture according to the deformation of the metal pipe material 40 that occurs when moving to the holding mechanism 110 . In this case, even if deformation occurs during movement of the heated metal pipe material 40, the holding mechanism 110 can hold the metal pipe material 40 in an appropriate posture.
  • the support device 150 According to the support device 150 according to this embodiment, it is possible to obtain the same functions and effects as the molding device 1 described above.
  • FIG. 16 and 17 the holding mechanism 110 has vertically divided electrodes 26 and 27 .
  • the adjustment mechanism 120 in this embodiment has a mechanism for driving the electrodes 26 and 27 .
  • the adjusting mechanism 120 deforms the metal pipe material 40 according to the holding mode of the holding mechanism 110 .
  • the holding mechanism 110 is configured so that the bending direction D5 of the metal pipe material 40 when viewed from the longitudinal direction D2 is substantially the same as the clamping direction (vertical direction D4) by the electrodes 26 and 27. holds the metal pipe material 40.
  • the bending direction D5 when viewed from the longitudinal direction D2 may not completely match the clamping direction (the vertical direction D4), and may be inclined at an angle of inclination ⁇ of 1° or less.
  • the metal pipe material 40 is deformed from the assumed shape, the metal pipe material 40 during holding is displaced with respect to the holding mechanism 110 .
  • the metal pipe material 40 to be held is greatly bent in the bending direction D5
  • the assumed shape of the metal pipe material 40 is the shape indicated by the virtual line.
  • the metal pipe material 40 is displaced so as to be inclined with respect to the electrodes 26 and 27 when viewed from the width direction D3.
  • the bending direction D5 and the clamping direction (vertical direction D4) are substantially the same, as shown in FIG. Even if the metal pipe material 40 is deformed from the shape shown by the phantom line), the metal pipe material 40 is arranged at a position where it can be clamped by the grooves 26a and 27a.
  • the adjustment mechanism 120 deform
  • FIG. Specifically, the adjustment mechanism 120 clamps the metal pipe material 40 while applying pressure to the extent that the metal pipe material 40 is deformed by the electrodes 26 and 27 .
  • the shape of the metal pipe material 40 that has been displaced (the shape indicated by the imaginary line) is deformed so as to match the shape of the grooves 26a and 27a of the electrodes 26 and 27 (the shape indicated by the solid line). do.
  • the adjusting mechanism 120 may deform the metal pipe material 40 according to the holding mode of the holding mechanism 110.
  • the holding mechanism 110 can hold the metal pipe material 40 in an appropriate posture by deforming the metal pipe material 40 so as to match the shape of the holding mechanism 110 .
  • the bending direction D5 of the metal pipe material 40 when viewed from the longitudinal direction D2 may be substantially the same as the width direction D3.
  • the holding mechanism 110 may have electrodes 26 and 27 whose clamping direction is the width direction D3.
  • the bending direction D5 of the metal pipe material 40 when viewed from the longitudinal direction D2 is substantially the same as the clamping direction (width direction D3) of the electrodes 26, 27. Therefore, it is possible to obtain the same functions and effects as the molding apparatus 1 described with reference to FIGS. 16 and 17 .
  • the support device 150 is provided at a position adjacent to the molding die 2 (see FIG. 1).
  • the support device 150 may be provided at a position separated from the molding die 2 to support the metal pipe material 40 outside the molding die 2 .
  • the clamping member of the holding mechanism 110 may be an electrode that can be electrically heated or a member that does not have an electrically heating function. In this manner, the holding mechanism 110 may or may not have an electrical heating function.
  • [Mode 1] A molding system having a molding device for molding a heated metal material, a holding mechanism for holding a metal material; A molding system, comprising an adjusting mechanism for adjusting the posture of at least one of the holding mechanism and the metallic material according to deformation of the heated metallic material.
  • [Mode 2] 2. The molding system of aspect 1, wherein the metallic material is heated external to the molding apparatus.
  • the adjustment mechanism is heated outside the molding apparatus and adjusts the posture of at least one of the holding mechanism and the metal material according to deformation of the metal material that occurs during transportation to the molding apparatus. The molding system described.
  • [Mode 4] 2. The molding system of aspect 1, wherein the metallic material is heated inside the molding apparatus.
  • An electrical heating system for a metallic material comprising an adjustment mechanism for adjusting the posture of the electrode according to deformation of the metallic material when the metallic material is heated by the electrode.
  • the electrodes are After holding the metal material, while heating the metal material, it moves according to the expansion in the longitudinal direction of the metal material and the posture is adjusted by the adjustment mechanism, 9.
  • Module 10 Further comprising a fluid supply unit that supplies a fluid to the metal pipe material as the metal material, The electric heating system according to mode 9, wherein the fluid supply unit supplies fluid to the metal pipe material after the electrode holds the metal pipe material again.
  • Embodiments 12 to 4 wherein the adjustment mechanism is heated before it is held by the holding mechanism, and adjusts the posture according to the deformation of the metal pipe material that occurs when moving to the holding mechanism.
  • a molding apparatus according to any one of claims 1 to 3.
  • [Mode 16] a holding mechanism for holding the heated metal pipe material for expansion forming of the metal pipe material; and an adjusting mechanism that adjusts the relative posture of the holding mechanism with respect to the metal pipe material according to the positional deviation of the metal pipe material during the holding.

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Abstract

成形システムは、加熱された金属材料の成形をする成形装置を有する成形システムであって、金属材料を保持する保持機構と、加熱された金属材料の変形に応じて保持機構あるいは金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する調整機構を有する。

Description

成形システム、通電加熱システム、電極、成形装置、及び支持装置
　本開示は、成形システム、通電加熱システム、電極、成形装置、及び支持装置に関する。
　従来、金属パイプ材料を電極で保持して通電加熱する通電加熱システムとして、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された通電加熱システムは、電極で金属パイプ材料を保持し、電極から金属パイプ材料に電流を流すことによって、通電加熱を行っている。加熱された金属パイプ材料は、成形金型によって成形される。
特開２００９－２２０１４１号公報
　ここで、金属材料として、曲げ加工が予め行われたものが採用される場合がある（プリフォーム）。この場合、電極は、曲がった状態の金属材料を保持する必要がある。しかしながら、曲がった状態の金属材料を加熱すると、熱伸びによって、当該金属材料の電極に対する角度にずれが生じる。このような電極と金属材料とのずれにより、成形の品質などに影響が及ぼされる場合がある。以上より、金属材料の加熱による熱の影響に対応することが求められる。
　本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、金属材料の加熱による熱の影響に対応することができる成形システム、通電加熱システム、電極、成形装置、及び支持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システムは、加熱された金属材料の成形をする成形装置を有する成形システムであって、金属材料を保持する保持機構と、加熱された金属材料の変形に応じて保持機構あるいは金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する調整機構を有する。
　本開示に係る成形システムによれば、調整機構が加熱された金属材料の変形に応じて保持機構あるいは金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する。これにより、保持機構に対して金属材料の位置ずれが生じていた場合でも、保持機構は適切な姿勢にて金属材料を保持することができる。
　金属材料は、成形装置の外部で加熱されてよい。
　調整機構は、成形装置の外部で加熱され、成形装置へ搬送中に生じる金属材料の変形に応じて保持機構、あるいは金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整してよい。この場合、成形装置への搬送中に生じる金属材料の変形に対応した成形を行うことができる。
　金属材料は、成形装置の内部で加熱されてよい。
　調整機構は、成形装置の内部で加熱され、加熱中に生じる金属材料の変形に応じて保持機構、あるいは金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整してよい。この場合、成形装置の内部の加熱中に生じる金属材料の変形に対応した成形を行うことができる。
　本開示の一態様に係る通電加熱システムは、曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極と、電極を所定の基準位置周りに回転させて姿勢を調整する調整機構と、を備える。
　通電加熱システムは、電極を所定の基準位置周りに回転させて姿勢を調整する調整機構を備える。電極が金属材料を加熱することによって、当該金属材料に熱伸びが発生する。このとき、金属材料の角度が電極に対してずれた場合、調整機構が、ずれに応じて、電極を所定の基準位置周りに回転させて、姿勢を調整することができる。これにより、調整機構は、電極の金属材料に対する角度のずれを低減することができる。以上より、曲がった金属材料を加熱したときの熱伸びを吸収することができる。
　本開示の一態様に係る通電加熱システムは、曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極と、電極によって金属材料を加熱した際、金属材料の変形に応じて電極の姿勢を調整する調整機構を備える。
　通電加熱システムは、電極によって金属材料を加熱した際、金属材料の変形に応じて電極の姿勢を調整する調整機構を備える。電極が金属材料を加熱することによって、当該金属材料に熱伸びが発生する。このとき、金属材料の位置が電極に対してずれた場合、調整機構が、ずれに応じて、金属材料の変形に応じて電極の姿勢を調整することができる。これにより、調整機構は、電極の金属材料に対する位置のずれを低減することができる。以上より、曲がった金属材料を加熱したときの熱伸びを吸収することができる。
　調整機構は、電極に対して設けられた少なくとも一対のシリンダを有する。この場合、調整機構は、一対のシリンダを用いて、電極の姿勢を正確に調整することができる。
　電極は、金属材料を保持した後、金属材料を加熱しながら、当該金属材料の長手方向への膨張に従って移動すると共に調整機構による姿勢の調整がなされ、移動及び姿勢の調整の後、保持を解除し、再度、金属材料を保持する。この場合、電極が、移動及び姿勢の調整の後、保持を解除することで、電極と金属材料との間に熱膨張による反力が発生していた場合に、当該反力を解放することができる。そして、反力を解放した状態で、電極は、熱伸びに応じた適切な姿勢にて、再び金属材料を保持できる。
　通電加熱システムは、金属材料としての金属パイプ材料に流体を供給する流体供給部を更に備え、電極が金属パイプ材料を再度保持した後、流体供給部が金属パイプ材料へ流体を供給する。熱膨張による反力の影響で金型と金属パイプ材料との間に隙間が生じていた場合であっても、電極が保持を解除した後に再度保持を行うことで、金型と金属パイプ材料との間の隙間を低減することができる。流体供給部は、当該状態にて金属パイプ材料に流体を供給することで、品質のよい成形品を成形することができる。
　本開示に係る電極は、曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極であって、所定の基準位置周りに回転することで姿勢を調整する。
　本開示に係る電極によれば、上述の通電加熱システムと同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　本開示に係る成形装置は、加熱された金属パイプ材料の膨張成形を行う成形装置であって、金属パイプ材料を保持する保持機構と、保持時における金属パイプ材料の位置ずれに応じて、金属パイプ材料に対する保持機構の相対的な姿勢を調整する調整機構と、を備える。
　本開示に係る成形装置によれば、調整機構が保持時における金属パイプ材料の位置ずれに応じて、金属パイプ材料に対する保持機構の相対的な姿勢を調整する。これにより、保持機構に対して金属パイプ材料の位置ずれが生じていた場合でも、保持機構は適切な姿勢にて金属パイプ材料を保持することができる。
　調整機構は、金属パイプ材料に対する保持機構の姿勢を調整してよい。この場合、保持機構が金属パイプ材料の位置ずれに合わせて姿勢を調整するため、金属パイプ材料の潰れなどを抑制できる。
　調整機構は、保持機構の保持態様に合わせて金属パイプ材料を変形させてよい。この場合、金属パイプ材料が保持機構に合わせた形状となるように変形することで、保持機構が適切な姿勢にて金属パイプ材料を保持することができる。
　調整機構は、保持機構に保持される前段階で加熱されて、保持機構へ移動するときに生じた金属パイプ材料の変形に応じて、姿勢を調整してよい。この場合、加熱された金属パイプ材料の移動中に変形が生じても、保持機構が適切な姿勢で金属パイプ材料を保持できる。
　本開示に係る支持装置は、加熱された金属パイプ材料の膨張成形を行うために金属パイプ材料を保持する保持機構と、保持時における金属パイプ材料の位置ずれに応じて、金属パイプ材料に対する保持機構の相対的な姿勢を調整する調整機構と、を備える。
　この支持装置によれば、上述の成形装置と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　本開示によれば、金属材料の加熱による熱の影響に対応することができる成形システム、通電加熱システム、電極、成形装置、及び支持装置を提供することができる。
本開示の実施形態に係る通電加熱システムを備える成形装置の構成を示す概略図である。 加熱膨張機構を模式的に示す平面図である。 加熱膨張ユニットを長手方向における金属パイプ側から見た正面図である。 加熱膨張ユニットを幅方向から見た側面図である。 図３に示すＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 通電加熱システムの一方の加熱膨張ユニットを示す概略図である。 通電加熱システムの一方の加熱膨張ユニットを示す概略図である。 通電加熱システムの一方の加熱膨張ユニットを示す概略図である。 通電加熱システムの一方の加熱膨張ユニットを示す概略図である。 通電加熱システムの一方の加熱膨張ユニットを示す概略図である。 通電加熱システムの一方の加熱膨張ユニットを示す概略図である。 通電加熱システムの一方の加熱膨張ユニットを示す概略図である。 通電加熱システムの一方の加熱膨張ユニットを示す概略図である。 変形例に係る成形装置及び支持装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置及び支持装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置及び支持装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置及び支持装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置及び支持装置を示す概略図である。 変形例に係る成形装置及び支持装置を示す概略図である。
　以下、本開示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。
　図１は、本開示の実施形態に係る通電加熱システム１００を備える成形装置１（成形システム）の構成を示す概略図である。図１に示すように、成形装置１は、ブロー成形によって中空形状を有する金属パイプを成形する装置である。本実施形態では、成形装置１は、水平面上に設置される。成形装置１は、成形金型２（成形型）と、駆動機構３と、保持部４と、加熱部５と、流体供給部６と、冷却部７と、制御部８と、を備える。なお、本明細書において、金属パイプは、成形装置１での成形完了後の中空物品を指し、金属パイプ材料４０（金属材料）は、成形装置１での成形完了前の中空物品を指す。金属パイプ材料４０は、焼入れ可能な鋼種のパイプ材料である。また、水平方向のうち、成形時において金属パイプ材料４０が延びる方向に沿って成形金型２が延在する方向を「延在方向」と称し、延在方向と直交する方向を「横方向」と称する場合がある。
　成形金型２は、金属パイプ材料４０を金属パイプに成形する型であり、上下方向に互いに対向する下側の金型１１及び上側の金型１２を備える。下側の金型１１及び上側の金型１２は、鋼鉄製ブロックで構成される。下側の金型１１は、ダイホルダ等を介して基台１３に固定される。上側の金型１２は、ダイホルダ等を介して駆動機構３のスライドに固定される。
　駆動機構３は、下側の金型１１及び上側の金型１２の少なくとも一方を移動させる機構である。図１では、駆動機構３は、上側の金型１２のみを移動させる構成を有する。駆動機構３は、下側の金型１１及び上側の金型１２同士が合わさるように上側の金型１２を移動させるスライド２１と、上記スライド２１を上側へ引き上げる力を発生させるアクチュエータとしての引き戻しシリンダ２２と、スライド２１を下降加圧する駆動源としてのメインシリンダ２３と、メインシリンダ２３に駆動力を付与する駆動源２４と、を備えている。
　保持部４は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間に配置される金属パイプ材料４０を保持する機構である。保持部４は、延在方向の両側の電極１０（保持機構）によって構成される。具体的に、保持部４は、成形金型２の延在方向における一端側にて金属パイプ材料４０を保持する下側電極２６及び上側電極２７と、成形金型２の延在方向における他端側にて金属パイプ材料４０を保持する下側電極２６及び上側電極２７と、を備える。延在方向の両側の下側電極２６及び上側電極２７は、金属パイプ材料４０の端部付近を上下方向から挟み込むことによって、当該金属パイプ材料４０を保持する。なお、下側電極２６の上面及び上側電極２７の下面には、金属パイプ材料４０の外周面に対応する形状を有する溝部２６ａ，２７ａが形成される（図３参照）。下側電極２６及び上側電極２７には、図示されない駆動機構が設けられており、それぞれ独立して上下方向へ移動することができる。
　加熱部５は、金属パイプ材料４０を加熱する。加熱部５は、金属パイプ材料４０へ通電することで当該金属パイプ材料４０を加熱する機構である。加熱部５は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間にて、下側の金型１１及び上側の金型１２から金属パイプ材料４０が離間した状態にて、当該金属パイプ材料４０を加熱する。加熱部５は、延在方向の両側の電極１０、すなわち、上述の延在方向の両側の下側電極２６及び上側電極２７と、これらの電極２６，２７を介して金属パイプ材料へ電流を流す電源２８と、を備える。
　流体供給部６は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間に保持された金属パイプ材料４０内に高圧の流体を供給するための機構である。流体供給部６は、加熱部５で加熱されることで高温状態となった金属パイプ材料４０に高圧の流体を供給して、金属パイプ材料４０を膨張させる。流体供給部６は、成形金型２の延在方向の両端側に設けられる。流体供給部６は、金属パイプ材料４０の端部の開口部から当該金属パイプ材料４０の内部へ流体を供給するノズル３１と、ノズル３１を金属パイプ材料４０の開口部に対して進退移動させる駆動機構３２と、ノズル３１を介して金属パイプ材料４０内へ高圧の流体を供給する供給源３３と、を備える。駆動機構３２は、流体供給時及び排気時にはノズル３１を金属パイプ材料４０の端部にシール性を確保した状態で密着させ、その他の時にはノズル３１を金属パイプ材料４０の端部から離間させる。なお、流体供給部６は、流体として、高圧の空気や不活性ガスなどの気体を供給してよい。また、流体供給部６は、金属パイプ材料４０を上下方向へ移動する機構を有する保持部４とともに、加熱部５を含めて同一装置としても良い。
　電極１０及び流体供給部６がベース部５１上に設けられてユニット化されることによって加熱膨張ユニット５０が構成される。延在方向の両側の加熱膨張ユニット５０が組み合わせられることによって、通電加熱システム１００が構成される。なお、加熱膨張ユニット５０の更に詳細な説明については、後述する。
　冷却部７は、成形金型２を冷却する機構である。冷却部７は、成形金型２を冷却することで、膨張した金属パイプ材料４０が成形金型２の成形面と接触したときに、金属パイプ材料４０を急速に冷却することができる。冷却部７は、下側の金型１１及び上側の金型１２の内部に形成された流路３６と、流路３６へ冷却水を供給して循環させる水循環機構３７と、を備える。
　制御部８は、成形装置１全体を制御する装置である。制御部８は、駆動機構３、保持部４、加熱部５、流体供給部６、及び冷却部７を制御する。制御部８は、金属パイプ材料４０を成形金型２で成形する動作を繰り返し行う。
　具体的に、制御部８は、例えば、ロボットアーム等の搬送装置からの搬送タイミングを制御して、開いた状態の下側の金型１１及び上側の金型１２の間に金属パイプ材料４０を配置する。あるいは、制御部８は、作業者が手動で下側の金型１１及び上側の金型１２の間に金属パイプ材料４０を配置することを待機してよい。また、制御部８は、延在方向の両側の下側電極２６で金属パイプ材料４０を支持し、その後に上側電極２７を降ろして当該金属パイプ材料４０を挟むように、保持部４のアクチュエータ等を制御する。また、制御部８は、加熱部５を制御して、金属パイプ材料４０を通電加熱する。これにより、金属パイプ材料４０に軸方向の電流が流れ、金属パイプ材料４０自身の電気抵抗により、金属パイプ材料４０自体がジュール熱によって発熱する。
　制御部８は、駆動機構３を制御して上側の金型１２を降ろして下側の金型１１に近接させ、成形金型２の型閉を行う。その一方、制御部８は、流体供給部６を制御して、ノズル３１で金属パイプ材料４０の両端の開口部をシールすると共に、流体を供給する。これにより、加熱により軟化した金属パイプ材料４０が膨張して成形金型２の成形面と接触する。そして、金属パイプ材料４０は、成形金型２の成形面の形状に沿うように成形される。金属パイプ材料４０が成形面に接触すると、冷却部７で冷却された成形金型２で急冷されることによって、金属パイプ材料４０の焼き入れが実施される。
　ここで、成形装置１は、図２に示すように、予め曲げられた状態の金属パイプ材料４０を成形する。金属パイプ材料４０は、水平面内において、湾曲した状態で曲がった形状を有している。具体的には、金属パイプ材料４０は、長手方向における両端部において直線状に延びる直線部４１と、長手方向における中央位置にて所定の曲率にて円弧状に曲がった曲げ部４２と、を有する。長手方向の両側の電極１０は、各直線部４１の角度に応じて、水平面内において傾斜した状態にて、金属パイプ材料４０を保持する。成形装置１の延在方向を「Ｄ１」としたら、直線部４１は、延在方向Ｄ１に対して傾斜している。また、金属パイプ材料４０の曲げ部４２は、延在方向Ｄ１と直交する横方向における一方側へ凸となるように構成されている。なお、曲げ部４２が突出する側を「前」側と称し、反対側を「後」と称する場合がある。下側の金型１１は前側の前面１１ａ及び後側の後面１１ｂを有する。前面１１ａ及び後面１１ｂは、延在方向Ｄ１と平行に延びる。金型１１は、延在方向Ｄ１の両側には、延在方向Ｄ１と直交する端面１１ｃを有する。また、金属パイプ材料４０のうち、電極１０で保持される部分に傾斜面１１ｄを有する。傾斜面１１ｄは、延在方向Ｄ１に対して傾斜するように延びる。傾斜面１１ｄは、後面１１ｂと各端面１１ｃとの間に形成される。
　ここで、図２において、実線で示された金属パイプ材料４０Ａは、加熱前の状態の金属パイプ材料４０を示してる。一方、破線で示された金属パイプ材料４０Ｂは、加熱された状態の金属パイプ材料４０を示している。加熱前後の状態から分かるように、金属パイプ材料４０は加熱によって、曲げ形状が引き伸ばされるように膨張する。これにより、加熱前の金属パイプ材料４０Ａの直線部４１と、加熱後の金属パイプ材料４０Ｂの直線部４１との間には、「Ｂ°」の角度の角度差が形成される。なお、ここで、「加熱後の金属パイプ材料４０Ｂ」とは、定められた加熱時間の加熱が完了した状態の金属パイプ材料４０を示すものである。
　ここで、加熱膨張ユニット５０の中心線ＣＬは、加熱後の金属パイプ材料４０Ｂの直線部４１（直線部４１の中心線）と一致するように設定される。加熱膨張ユニット５０の中心線ＣＬは、流体供給部６の中心線（ノズル３１の中心線）と一致する。これにより、流体供給部６は、加熱後の金属パイプ材料４０Ｂの直線部４１との角度が合わせられた状態にて、当該直線部４１の端部から流体を供給することができる。なお、中心線ＣＬが延在方向Ｄ１に対してなす角度は「Ａ°」で示される。以降の説明では、直線部４１が延びる方向、及び中心線ＣＬと平行な方向を長手方向Ｄ２と称する。また、長手方向Ｄ２と直交する水平方向を幅方向Ｄ３と称する。
　加熱膨張ユニット５０、すなわち通電加熱システム１００は、電極１０を所定の基準位置ＣＰ周りに回転（傾動）させて姿勢を調整する調整機構６０を備える。この調整機構６０は、電極１０によって金属パイプ材料４０Ａを加熱した際、金属パイプ材料４０Ａの変形に応じて電極１０の姿勢を調整する機構である。電極１０は、加熱前の金属パイプ材料４０Ａを保持するとき、加熱前の金属パイプ材料４０Ａの直線部４１と垂直をなすように配置される。一方、電極１０は、加熱後の金属パイプ材料４０Ｂを保持するとき、加熱後の金属パイプ材料４０Ｂの直線部４１と垂直をなすように配置される（仮想線で示される電極１０を参照）。このように、加熱前の金属パイプ材料４０Ａを保持する電極１０と、加熱後の金属パイプ材料４０Ｂを保持する電極１０との間には、「Ｂ°」の角度差が形成される。従って、調整機構６０は、電極１０を基準位置ＣＰ周りに「Ｂ°」だけ回転させる。なお、基準位置ＣＰは、上下方向から見たときの電極１０の中央位置に設定される。また、基準位置ＣＰには、電極１０の回転の回転軸が設定される。
　調整機構６０は、電極１０に対して設けられた一対のシリンダ６１，６２を有する。シリンダ６１は、電極１０を含む電極ユニット５２の幅方向Ｄ３の一端側に設けられる。シリンダ６２は、電極ユニット５２の幅方向Ｄ３の他端側に設けられる。これにより、一対のシリンダ６１，６２は、幅方向Ｄ３において、電極ユニット５２の基準位置ＣＰを挟んだ両端側に設けられる。シリンダ６１，６２は、長手方向Ｄ２において成形金型２とは反対側に設けられる。なお、シリンダ６１は、電極１０を回転させる駆動力を発生するシリンダである。シリンダ６１は、電極ユニット５２に接続させたロッドを伸縮させることで、電極ユニット５２を回転させる。一方、シリンダ６２は、金属パイプ材料４０の熱伸びに伴う電極１０の動きに追随させるためのシリンダである。シリンダ６２は、電極ユニット５２の回転の動作に対応するように、当該電極ユニット５２に接続させたロッドを伸縮させる。シリンダ６２は、駆動力を発生しないが、電極ユニット５２の回転動作が安定するように、シリンダ６１の反対側で電極ユニット５２を支持している。例えば、シリンダ６１がロッドを伸ばすと、電極ユニット５２の一方の端部が成形金型２側に移動する。それに伴い、電極ユニット５２の他方の端部が成形金型２から遠ざかるように移動して、シリンダ６２のロッドが縮む。このように、電極１０が基準位置ＣＰ周りに回転する。シリンダ６２の動作は、制御部８によって制御される。
　次に、図３～図５を参照して、加熱膨張ユニット５０の詳細な構造の一例について説明する。図３は、加熱膨張ユニット５０を長手方向Ｄ２における金属パイプ２０側から見た正面図である。図４は、加熱膨張ユニット５０を幅方向Ｄ３から見た側面図である。図５は、図３に示すＶ－Ｖ線に沿った断面図である。ただし、図３～図５に示される構造は一例に過ぎず、各種構成要素の構成は適宜変更してもよい。なお、図３においては、幅方向Ｄ３の両側において同趣旨の部材を有する場合があるが、一方のみに符号を付し、他方を省略する場合がある。
　図４に示すように、加熱膨張ユニット５０は、ベース部５１と、移動ベース部５６と、電極ユニット５２と、流体供給部６と、を備える。ベース部５１は、基台１３上に固定され、加熱膨張ユニット５０の各構成要素を上方に配置させて支持する部材である。移動ベース部５６は、ベース部５１上に設けられ、当該ベース部５１上を長手方向Ｄ２にスライドする部材である。移動ベース部５６上には、電極ユニット５２及び流体供給部６が設けられている。従って、移動ベース部５６が移動することにより、電極ユニット５２及び流体供給部６全体が長手方向Ｄ２に移動する（図７参照）。なお、ベース部５１上には、移動ベース部５６をスライドさせるための駆動部等が設けられた支持部５７が固定されている。
　図３に示すように、電極ユニット５２は、下側電極２６を支持する下側フレーム５３と、上側電極２７を支持する上側フレーム５４と、を備える。下側フレーム５３の上端には、上側フレーム５４を上下させるための昇降機構６６が設けられている。昇降機構６６は、下側電極２６に対して上側電極２７を持ち上げることで、電極１０による金属パイプ材料４０の保持を解除することができる（図１０参照）。また、昇降機構６６は、下側電極２６に対して上側電極２７を降ろすことで、電極１０による金属パイプ材料４０の保持を行うことができる（図１２参照）。
　電極ユニット５２には、上側電極２７を長手方向Ｄ２に移動させる上側電極移動機構７１と、下側電極２６を長手方向Ｄ２に移動させる下側電極移動機構７２と、電極１０の回転動作をガイドする回転動作ガイド機構７３と、が設けられている。また、下側フレーム５３の幅方向Ｄ３の両側には、下から順に支持部材７４、支持部材７６、及び支持部材７７が設けられている。支持部材７４は、移動ベース部５６に固定されており、下側フレーム５３とは固定されていない。支持部材７６は、回転動作ガイド機構７３を介して支持部材７４の上側に設けられており、下側フレーム５３とは固定されていない。支持部材７７は、下側電極移動機構７２を介して支持部材７４の上側に設けられており、下側フレーム５３に固定されている。
　上側電極移動機構７１は、支持部材７７上に設けられる。上側電極移動機構７１は、一対のガイド部８１と、一対のスライド部８２と、アクチュエータ８３と、一対の連結部８４と、を備える。ガイド部８１は、各支持部材７７の上面に、長手方向Ｄ２に延びるように設けられた部材である。スライド部８２は、各ガイド部８１に沿って長手方向Ｄ２にスライドする部材である。アクチュエータ８３は、一方の支持部材７７に設けられ、スライド部８２に長手方向Ｄ２への駆動力を付与する機器である。連結部８４は、スライド部８２と上側フレーム５４とを連結する機構である。連結部８４は、スライド部８２に対する上側フレーム５４の上下の動きは許容しつつ、スライド部８２に対する長手方向Ｄ２への動きは規制する。従って、スライド部８２が長手方向Ｄ２に移動することにより、連結部８４を介して上側フレーム５４も移動する。これにより、上側電極２７が長手方向に移動する（図７、図８、図１３参照）。アクチュエータ８３は、制御部８によって制御される。
　下側電極移動機構７２は、支持部材７６と支持部材７７との間に設けられる。下側電極移動機構７２は、一対のガイド部８６と、一対のスライド部８７と、アクチュエータ８８と、を備える。ガイド部８６は、各支持部材７６の上面に、長手方向Ｄ２に延びるように設けられた部材である。スライド部８７は、各ガイド部８６に沿って長手方向Ｄ２にスライドする部材である。スライド部８７の上端は、支持部材７７に固定されている。アクチュエータ８８は、一方の支持部材７６に設けられ、スライド部８７に長手方向Ｄ２への駆動力を付与する機器である。従って、スライド部８７が長手方向Ｄ２に移動することにより、支持部材７７を介して下側フレーム５３が移動する。これにより、下側電極２６が長手方向に移動する（図９、図１１参照）。なお、下側フレーム５３の移動に伴い、上側フレーム５４も長手方向Ｄ２に移動する。アクチュエータ８８は、制御部８によって制御される。
　回転動作ガイド機構７３は、支持部材７４と支持部材７６との間に設けられる。回転動作ガイド機構７３は、一対のガイド部８９と、一対のスライド部９０と、を備える。ガイド部８９は、各支持部材７４の上面に設けられた部材である。スライド部９０は、各ガイド部８９に沿ってスライドする部材である。スライド部９０の上端は、支持部材７６に固定されている。図５に示すように、ガイド部８９は、支持部材７４の上面において、長手方向Ｄ２に沿って延びる円弧状の形状を有している。ガイド部８９は、幅方向Ｄ３における外側へ突出するように湾曲している。スライド部９０は、ガイド部８９に対してスライド可能に設けられた一対のガイド部材９０Ａ，９０Ｂを有している。
　図４に示すように、前述の調整機構６０のシリンダ６１，６２の一端側は、支持部材７６に対して設けられている。また、シリンダ６１，６２の他端側は、流体供給部６側の構造物９１に固定されている。構造物９１は、移動ベース部５６と共に長手方向Ｄ２に移動する。以上の構成により、シリンダ６１が、支持部材７６を長手方向Ｄ２に移動させると、支持部材７６を介して、スライド部９０がガイド部８９に沿って移動する。このとき、ガイド部８９が円弧状の形状を有しているため、支持部材７６及び支持部材７７も、当該ガイド部８９の円弧状の形状に合わせて、円弧状の軌道を描くように移動する。これにより、支持部材７６及び支持部材７７と共に、電極ユニット５２の一方の端部が円弧状の軌道を描くように移動する。従って、電極ユニット５２全体としては、基準位置周りに回転する（図９参照）。ここでは、基準位置は、ガイド部８９の曲率中心に設定され、ここでは、電極ユニット５２の中央位置に設定される。なお、調整機構６０のシリンダ６１，６２を他の部材に対してどのように接続するかは特に限定されず、電極１０の姿勢を調整できる限り、上述のような接続箇所以外に接続してもよい。
　次に、図６～図１３を参照して、成形装置１が金属パイプ材料４０の成形を行うときの、通電加熱システム１００の動作について説明する。図６～図１３は、通電加熱システム１００の一方の加熱膨張ユニット５０を示す概略図である。（ａ）は概略平面図であり、（ｂ）は概略側面図である。なお、図６～図１３は、本開示の特徴を強調するためにデフォルメされた状態で記載されている。図６は、加熱膨張ユニット５０の基本姿勢を示している。
　まず、図７に示すように、制御部８は、移動ベース部５６を移動させることで、電極１０及び流体供給部６を成形金型２に近付ける。制御部８は、電極１０と加熱前の金属パイプ材料４０の直線部４１とが垂直をなすように、調整機構６０（図２参照）で電極１０の姿勢を調整する。このとき、制御部８は、下側電極２６を直線部４１を支持する位置に配置し、上側電極２７を後退させておく。次に、図８に示すように、制御部８は、上側電極を前進させて、電極１０によって金属パイプ材料４０を保持する。
　次に、図９に示すように、制御部８は、電極１０によって金属パイプ材料４０の通電加熱を行う。このとき、制御部８は、調整機構６０（図２参照）、及び下側電極アクチュエータ８８を制御することで、金属パイプ材料４０の熱伸びの影響による変形に追従するように、電極１０を移動させる。具体的に、電極１０は、金属パイプ材料４０を保持した後、金属パイプ材料４０を加熱しながら、当該金属パイプ材料４０の長手方向への膨張に従って後退するように移動すると共に、調整機構６０（図２参照）による姿勢の調整がなされる。このとき、電極１０は、基準位置ＣＰ周りに回転することで、金属パイプ材料４０の広がりに追従する。制御部８は、予め演算しておいた内容に基づいて、金属パイプ材料４０の動作に合わせて電極１０の回転速度などを調整する。制御部８は、電極１０と直線部４１とが垂直になるように電極１０の姿勢を調整する。
　図１０～図１２に示すように、電極１０は、移動及び姿勢の調整の後、保持を解除し、再度、金属パイプ材料４０を保持する。具体的に、図１０に示すように、制御部８は、上側電極２７を上方へ移動させて、電極１０による金属パイプ材料４０の保持を解除する。次に、図１１に示すように、制御部８は、電極１０を成形金型２に近付くように前進させる。次に、図１２に示すように、制御部８は、上側電極２７を降ろして、電極１０による再度の金属パイプ材料４０の保持をおこなう。また、制御部８は、金型１２を降ろす。また、制御部８は、ノズル３１を前進させて金属パイプ材料４０へ挿入する。これにより、電極１０が金属パイプ材料４０を再度保持した後、流体供給部６が金属パイプ材料４０へ流体を供給する。これにより、成形が行われる。図１３に示すように、成形が完了したら、制御部８は、ノズル３１を後退させ、金型を上昇させ、上側電極を後退させる。
　次に、本実施形態に係る通電加熱システム１００、及び電極１０の作用・効果について説明する。
　通電加熱システム１００は、電極１０を所定の基準位置ＣＰ置周りに回転させて姿勢を調整する調整機構６０を備える。電極１０が金属パイプ材料４０を加熱することによって、当該金属パイプ材料４０に熱伸びが発生する。このとき、金属パイプ材料４０の角度が電極に対してずれた場合、調整機構６０が、ずれに応じて、電極１０を所定の基準位置ＣＰ周りに回転させて、姿勢を調整することができる。これにより、調整機構６０は、電極１０の金属パイプ材料４０に対する角度のずれを低減することができる。以上より、曲がった金属パイプ材料４０を加熱したときの熱伸びを吸収することができる。これにより、成形の精度を向上できる。
　通電加熱システム１００は、電極１０によって金属パイプ材料４０を加熱した際、金属パイプ材料４０の変形に応じて電極１０の姿勢を調整する調整機構６０を備える。電極１０が金属パイプ材料４０を加熱することによって、当該金属パイプ材料４０に熱伸びが発生する。このとき、金属パイプ材料４０の位置が電極１０に対してずれた場合、調整機構６０が、ずれに応じて、金属パイプ材料４０の変形に応じて電極１０の姿勢を調整することができる。これにより、調整機構６０は、電極１０の金属パイプ材料４０に対する位置のずれを低減することができる。以上より、曲がった金属パイプ材料４０を加熱したときの熱伸びを吸収することができる。
　調整機構６０は、電極１０に対して設けられた少なくとも一対のシリンダ６１，６２を有する。この場合、調整機構６０は、一対のシリンダ６１，６２を用いて、電極１０の姿勢を正確に調整することができる。
　電極１０は、金属パイプ材料４０を保持した後、金属パイプ材料を４０加熱しながら、当該金属パイプ材料４０の長手方向への膨張に従って移動すると共に調整機構６０による姿勢の調整がなされ、移動及び姿勢の調整の後、保持を解除し、再度、金属パイプ材料４０を保持する。この場合、電極１０が、移動及び姿勢の調整の後、保持を解除することで、電極１０と金属パイプ材料４０との間に熱膨張による反力が発生していた場合に、当該反力を解放することができる。そして、反力を解放した状態で、電極１０は、熱伸びに応じた適切な姿勢にて、再び金属パイプ材料４０を保持できる。また、このように、電極１０と加熱後の金属パイプ材料４０との角度のずれを低減できるので、加熱後の保持の解除、再度の保持の際に、金属パイプ材料４０の変形を抑制できる。
　通電加熱システム１００は、金属パイプ材料４０に流体を供給する流体供給部６を更に備え、電極１０が金属パイプ材料４０を再度保持した後、流体供給部６が金属パイプ材料４０へ流体を供給する。熱膨張による反力の影響で成形金型２と金属パイプ材料４０との間に隙間が生じていた場合であっても、電極１０が保持を解除した後に再度保持を行うことで、成形金型２と金属パイプ材料４０との間の隙間を低減することができる。流体供給部６は、当該状態にて金属パイプ材料４０に流体を供給することで、品質のよい成形品を成形することができる。
　本実施形態に係る電極１０は、曲がった金属パイプ材料４０を保持して、当該金属パイプ材料４０を通電加熱する電極であって、所定の基準位置ＣＰ周りに回転することで姿勢を調整する。
　本実施形態に係る電極１０によれば、上述の通電加熱システム１００と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　以上より、通電加熱システム１００及び電極１０では、曲がった金属パイプ材料４０の予備曲げ精度（曲げ角度）にばらつきがあった場合でも、電極１０の姿勢の調整で角度を修正することができるので、ばらつきを許容することができる。
　本実施形態に係る成形システムによれば、調整機構が加熱された金属パイプ材料４０（金属材料）の変形に応じて保持機構（ここでは電極１０）の姿勢を調整する。これにより、保持機構に対して金属パイプ材料４０の位置ずれが生じていた場合でも、保持機構は適切な姿勢にて金属パイプ材料４０を保持することができる。
　金属パイプ材料４０は、成形装置１の内部で加熱されてよい。
　調整機構は、成形装置１の内部で加熱され、加熱中に生じる金属パイプ材料４０の変形に応じて保持機構の姿勢を調整してよい。この場合、成形装置１の内部の加熱中に生じる金属パイプ材料４０の変形に対応した成形を行うことができる。
　本開示は、上述の実施形態に限定されるものではない。
　金属材料として金属パイプ材料を例示したが、曲がった板材を通電加熱する時にも本開示を適用してよい。
　調整機構は、電極の姿勢を調整できれば、具体的な構成は適宜変更してもよい。
　上述の実施形態では、流体供給部は、幅方向へは移動しない機構となっていたが、幅方向に移動可能な機構として、熱伸びの変形に追従できるようにしてよい。また、電極及び流体供給部が、幅方向、上下方向に移動可能となることで、三次元的な金属材料の変形に対応してもよい。
　図１４及び図１５に示すように、成形装置１は、加熱された金属パイプ材料４０の膨張成形を行う成形装置１である。成形装置１は、保持機構１１０と、調整機構１２０と、を備える。なお、図１４及び図１５には、長手方向Ｄ２及び幅方向Ｄ３に加え、上下方向Ｄ４が示されている。保持機構１１０は、金属パイプ材料４０を保持する。調整機構１２０は、保持時における金属パイプ材料４０の位置ずれに応じて、金属パイプ材料４０に対する保持機構１１０の相対的な姿勢を調整する。調整機構１２０は、金属パイプ材料４０に対する保持機構１１０の姿勢を調整する。成形装置１は、図１に示す成形装置１と同趣旨の構成を有する。成形装置１は、金属パイプ材料４０を支持する支持装置１５０を有する。
　本実施形態に係る保持機構１１０は、電極１０及び電極１０を開閉する機構によって構成される。調整機構１２０は、シリンダ６１，６２などの電極１０を回転、スライドさせる機構を有する。保持機構１１０の電極２６，２７は、溝部２６ａ，２７ａで金属パイプ材料４０を挟みこむことで当該金属パイプ材料４０を保持する。ここで、金属パイプ材料４０が、想定された形状から変形していた場合、保持時における金属パイプ材料４０は、保持機構１１０に対して位置ずれを生じる。図１５（ａ）に示すように、保持機構１１０が金属パイプ材料４０を保持する直前のときには、電極２６，２７が開いた状態にて、金属パイプ材料４０が溝部２６ａ，２７ａ間に配置される。
　このとき、図１４（ａ）に示すように、上下方向から見て、金属パイプ材料４０の中心線ＣＬ２は、溝部２６ａの中心線ＣＬ１に対して傾斜するように、位置ずれを生じる。このような位置ずれは、金属パイプ材料４０の製造時の誤差、加熱による熱変形誤差などによって生じる。熱変形誤差は、例えば、成形装置１が成形金型２の外部で金属パイプ材料４０を加熱する外部加熱部を有していた場合、外部加熱部で金属パイプ材料４０を加熱した後、ロボットハンドなどで加熱された金属パイプ材料４０を保持機構１１０へ移動させるとき、冷えることによる熱収縮などによって生じる場合がある。この場合、調整機構１２０は、保持機構１１０に保持される前段階で加熱されて、保持機構１１０へ移動するときに生じた金属パイプ材料４０の変形に応じて、姿勢を調整する。このように、調整機構１２０は、成形装置１の外部で加熱され、成形装置１へ搬送中に生じる金属材料の変形に応じて保持機構１１０、あるいは金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整してよい。この場合、成形装置１への搬送中に生じる金属材料の変形に対応した成形を行うことができる。
　ここで、調整機構１２０は、シリンダ６１，６２のシリンダ圧力が逃げるように圧力弁を調整しておくことで、電極１０がフリーな状態（回転時の抵抗が極力小さい状態）となるように設定する。図１５（ｂ）に示す電極２６，２７を閉じることで、溝部２６ａ，２７ａで金属パイプ材料４０を保持する。このとき、図１４（ｂ）に示すように、溝部２６ａ（２７ａ）が金属パイプ材料４０の傾斜角に倣って誤差分回転しながら、金属パイプ材料４０が溝部２６ａ（２７ａ）に入り込みながらクランプされる。このように、調整機構１２０は、金属パイプ材料４０の位置ずれ分に合う姿勢となるように回転させることで、保持機構１１０の姿勢を調整する。
　本実施形態に係る成形装置１（成形システム）によれば、調整機構１２０が保持時における金属パイプ材料４０の位置ずれに応じて、金属パイプ材料４０に対する保持機構１１０の相対的な姿勢を調整する。これにより、保持機構１１０に対して金属パイプ材料４０の位置ずれが生じていた場合でも、保持機構１１０は適切な姿勢にて金属パイプ材料４０を保持することができる。
　調整機構１２０は、金属パイプ材料４０に対する保持機構１１０の姿勢を調整してよい。この場合、保持機構１１０が金属パイプ材料４０の位置ずれに合わせて姿勢を調整するため、金属パイプ材料４０の潰れなどを抑制できる。
　調整機構１２０は、保持機構１１０に保持される前段階で加熱されて、保持機構１１０へ移動するときに生じた金属パイプ材料４０の変形に応じて、姿勢を調整してよい。この場合、加熱された金属パイプ材料４０の移動中に変形が生じても、保持機構１１０が適切な姿勢で金属パイプ材料４０を保持できる。
　本実施形態に係る支持装置１５０によれば、上述の成形装置１と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　次に図１６及び図１７を参照して、他の実施形態に係る成形装置１及び支持装置１５０について説明する。図１６及び図１７に示すように、保持機構１１０は、上下方向に分割された電極２６，２７を有する。本実施形態における調整機構１２０は、電極２６，２７を駆動させる機構を備えている。調整機構１２０は、保持機構１１０の保持態様に合わせて金属パイプ材料４０を変形させる。
　図１７（ａ）に示すように、保持機構１１０は、長手方向Ｄ２から見たときの金属パイプ材料４０の曲がり方向Ｄ５が電極２６，２７によるクランプ方向（上下方向Ｄ４）に略同一となるように、金属パイプ材料４０を保持する。なお、長手方向Ｄ２から見たときの曲がり方向Ｄ５は、クランプ方向（上下方向Ｄ４）と完全に一致していなくともよく、傾斜角θが１°以下の範囲で傾斜していてもよい。
　ここで、金属パイプ材料４０が、想定された形状から変形していた場合、保持時における金属パイプ材料４０は、保持機構１１０に対して位置ずれを生じる。例えば、図１６（ａ）に示すように、想定された金属パイプ材料４０の形状が仮想線で示す形状であるのに対し、保持対象となる金属パイプ材料４０が曲がり方向Ｄ５に大きく曲がるものであったとする。このとき、幅方向Ｄ３から見て、金属パイプ材料４０は、電極２６，２７に対して傾斜するように、位置ずれを生じる。ただし、曲がり方向Ｄ５とクランプ方向（上下方向Ｄ４）とが略同一であるため、図１７（ａ）に示すように、長手方向Ｄ２から見た状態では、金属パイプ材料４０が想定された形状（仮想線で示す形状）から変形していたとしても、金属パイプ材料４０は溝部２６ａ，２７ａでクランプ可能な位置に配置される。
　図１７（ｂ）に示す電極２６，２７を閉じることで、溝部２６ａ，２７ａで金属パイプ材料４０を保持する。このとき、図１６（ｂ）に示すように、調整機構１２０は、保持機構１１０の保持態様に合わせて金属パイプ材料４０を変形させる。具体的には、調整機構１２０は、電極２６，２７で金属パイプ材料４０が変形する程度の圧力を付与しながら、金属パイプ材料４０をクランプする。これにより、位置ずれを生じていた金属パイプ材料４０の形状（仮想線で示す形状）は、電極２６，２７の溝部２６ａ，２７ａの形状に合わせた形状（実線で示す形状）となるように変形する。
　以上のように、調整機構１２０は、保持機構１１０の保持態様に合わせて金属パイプ材料４０を変形させてよい。この場合、金属パイプ材料４０が保持機構１１０に合わせた形状となるように変形することで、保持機構１１０が適切な姿勢にて金属パイプ材料４０を保持することができる。
　なお、図１８に示すように、長手方向Ｄ２から見たときの金属パイプ材料４０の曲がり方向Ｄ５が幅方向Ｄ３と略同一であってもよい。この場合、図１８及び図１９に示すように、保持機構１１０は、クランプ方向が幅方向Ｄ３となるような電極２６，２７を有してよい。この場合、長手方向Ｄ２から見たときの金属パイプ材料４０の曲がり方向Ｄ５が電極２６，２７のクランプ方向（幅方向Ｄ３）と略同一となる。そのため、図１６及び図１７で説明した成形装置１と同趣旨の作用・効果を得ることができる。
　なお、図１４～図１９に示す成形装置１では、成形金型２（図１参照）に隣接する位置に支持装置１５０が設けられいるものであった。これに代えて、支持装置１５０が成形金型２から離間した位置に設けられ、成形金型２の外部で金属パイプ材料４０を支持してもよい。このとき、保持機構１１０のクランプ用の部材は、通電加熱可能な電極であってもよく、通電加熱機能を有さない部材であってもよい。このように、保持機構１１０は、通電加熱機能を有してもよいし、有していなくてもよい。
［形態１］
　加熱された金属材料の成形をする成形装置を有する成形システムであって、
　金属材料を保持する保持機構と、
　加熱された前記金属材料の変形に応じて保持機構あるいは金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する調整機構を有する、成形システム。
［形態２］
　前記金属材料は、前記成形装置の外部で加熱される、形態１に記載の成形システム。
［形態３］
　前記調整機構は、前記成形装置の外部で加熱され、前記成形装置へ搬送中に生じる前記金属材料の変形に応じて前記保持機構、あるいは前記金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する、形態２に記載の成形システム。
［形態４］
　前記金属材料は、前記成形装置の内部で加熱される、形態１に記載の成形システム。
［形態５］
　前記調整機構は、前記成形装置の内部で加熱され、加熱中に生じる前記金属材料の変形に応じて前記保持機構、あるいは前記金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する、形態４に記載の成形システム。
［形態６］
　曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極と、
　前記電極を所定の基準位置周りに回転させて姿勢を調整する調整機構と、を備える、金属材料の通電加熱システム。
［形態７］
　曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極と、
　前記電極によって前記金属材料を加熱した際、前記金属材料の変形に応じて前記電極の姿勢を調整する調整機構を備える、金属材料の通電加熱システム。
［形態８］
　前記調整機構は、前記電極に対して設けられた少なくとも一対のシリンダを有する、形態６又は７に記載の通電加熱システム。
［形態９］
　前記電極は、
　　前記金属材料を保持した後、前記金属材料を加熱しながら、当該金属材料の長手方向への膨張に従って移動すると共に前記調整機構による前記姿勢の調整がなされ、
　　前記移動及び前記姿勢の調整の後、前記保持を解除し、再度、前記金属材料を保持する、形態６～８の何れか一項に記載の通電加熱システム。
［形態１０］
　前記金属材料としての金属パイプ材料に流体を供給する流体供給部を更に備え、
　前記電極が前記金属パイプ材料を再度保持した後、前記流体供給部が前記金属パイプ材料へ流体を供給する、形態９に記載の通電加熱システム。
［形態１１］
　曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極であって、
　所定の基準位置周りに回転することで姿勢を調整する、電極。
［形態１２］
　加熱された金属パイプ材料の膨張成形を行う成形装置であって、
　前記金属パイプ材料を保持する保持機構と、
　前記保持時における前記金属パイプ材料の位置ずれに応じて、前記金属パイプ材料に対する前記保持機構の相対的な姿勢を調整する調整機構と、を備える成形装置。
［形態１３］
　前記調整機構は、前記金属パイプ材料に対する前記保持機構の姿勢を調整する、形態１２に記載の成形装置。
［形態１４］
　前記調整機構は、前記保持機構の保持態様に合わせて前記金属パイプ材料を変形させる、形態１２に記載の成形装置。
［形態１５］
　前記調整機構は、前記保持機構に保持される前段階で加熱されて、前記保持機構へ移動するときに生じた前記金属パイプ材料の変形に応じて、前記姿勢を調整する、形態１２～４の何れか一項に記載の成形装置。
［形態１６］
　加熱された金属パイプ材料の膨張成形を行うために前記金属パイプ材料を保持する保持機構と、
　前記保持時における前記金属パイプ材料の位置ずれに応じて、前記金属パイプ材料に対する前記保持機構の相対的な姿勢を調整する調整機構と、を備える支持装置。
　１…成形装置、６…流体供給部、１０…電極、４０…金属パイプ材料、６０…調整機構、６１，６２…シリンダ、１００…通電加熱システム、１１０…保持機構、１２０…調整機構、１５０…支持装置。

Claims (16)

  1. 　加熱された金属材料の成形をする成形装置を有する成形システムであって、
    　金属材料を保持する保持機構と、
    　加熱された前記金属材料の変形に応じて保持機構あるいは金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する調整機構を有する、成形システム。
  2. 　前記金属材料は、前記成形装置の外部で加熱される、請求項１に記載の成形システム。
  3. 　前記調整機構は、前記成形装置の外部で加熱され、前記成形装置へ搬送中に生じる前記金属材料の変形に応じて前記保持機構、あるいは前記金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する、請求項２に記載の成形システム。
  4. 　前記金属材料は、前記成形装置の内部で加熱される、請求項１に記載の成形システム。
  5. 　前記調整機構は、前記成形装置の内部で加熱され、加熱中に生じる前記金属材料の変形に応じて前記保持機構、あるいは前記金属材料の少なくとも一方の姿勢を調整する、請求項４に記載の成形システム。
  6. 　曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極と、
    　前記電極を所定の基準位置周りに回転させて姿勢を調整する調整機構と、を備える、金属材料の通電加熱システム。
  7. 　曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極と、
    　前記電極によって前記金属材料を加熱した際、前記金属材料の変形に応じて前記電極の姿勢を調整する調整機構を備える、金属材料の通電加熱システム。
  8. 　前記調整機構は、前記電極に対して設けられた少なくとも一対のシリンダを有する、請求項６に記載の通電加熱システム。
  9. 　前記電極は、
    　　前記金属材料を保持した後、前記金属材料を加熱しながら、当該金属材料の長手方向への膨張に従って移動すると共に前記調整機構による前記姿勢の調整がなされ、
    　　前記移動及び前記姿勢の調整の後、前記保持を解除し、再度、前記金属材料を保持する、請求項６に記載の通電加熱システム。
  10. 　前記金属材料としての金属パイプ材料に流体を供給する流体供給部を更に備え、
    　前記電極が前記金属パイプ材料を再度保持した後、前記流体供給部が前記金属パイプ材料へ流体を供給する、請求項９に記載の通電加熱システム。
  11. 　曲がった金属材料を保持して、当該金属材料を通電加熱する電極であって、
    　所定の基準位置周りに回転することで姿勢を調整する、電極。
  12. 　加熱された金属パイプ材料の膨張成形を行う成形装置であって、
    　前記金属パイプ材料を保持する保持機構と、
    　前記保持時における前記金属パイプ材料の位置ずれに応じて、前記金属パイプ材料に対する前記保持機構の相対的な姿勢を調整する調整機構と、を備える成形装置。
  13. 　前記調整機構は、前記金属パイプ材料に対する前記保持機構の姿勢を調整する、請求項１２に記載の成形装置。
  14. 　前記調整機構は、前記保持機構の保持態様に合わせて前記金属パイプ材料を変形させる、請求項１２に記載の成形装置。
  15. 　前記調整機構は、前記保持機構に保持される前段階で加熱されて、前記保持機構へ移動するときに生じた前記金属パイプ材料の変形に応じて、前記姿勢を調整する、請求項１２に記載の成形装置。
  16. 　加熱された金属パイプ材料の膨張成形を行うために前記金属パイプ材料を保持する保持機構と、
    　前記保持時における前記金属パイプ材料の位置ずれに応じて、前記金属パイプ材料に対する前記保持機構の相対的な姿勢を調整する調整機構と、を備える支持装置。
     
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