WO2018173575A1 - 成形システム及び成形方法 - Google Patents

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forming
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正之 石塚
雅之 雑賀
紀条 上野
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    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a molding system and a molding method.
  • a forming system for forming a metal pipe from a metal pipe material having a welded portion in which end portions of plate materials are welded to each other is known.
  • a molding system for example, in Patent Document 1, a set of molds and a metal pipe material disposed between the set of molds are heated and gas is supplied into the metal pipe material.
  • a molding system is described that includes a molding apparatus having a heated expansion section for expansion.
  • the plate thickness decreases according to the tube expansion rate.
  • the smaller the deformation resistance of the metal pipe material the larger the pipe expansion rate of the metal pipe material and the thinner the plate thickness.
  • the metal pipe material may be formed into a pipe shape by rounding a metal plate material and welding the connection portion.
  • a metal pipe material having such a welded part when used, the metal pipe material is heated, the deformation resistance of the welded part is likely to be small as compared with the plate part. For this reason, when the metal pipe material is heated and the gas is supplied into the metal pipe material to be expanded in the molding system described above, the thickness of the welded portion of the metal pipe material that has become high is locally increased. In particular, the metal pipe material may be damaged due to the thinning of the welded portion.
  • an object of one embodiment of the present invention is to provide a forming system and a forming method capable of suppressing the damage of the metal pipe material starting from the welded portion at the time of forming the metal pipe.
  • a molding system is a molding system for molding a metal pipe from a metal pipe material having a welded portion in which end portions of plate materials are welded to each other, and a set of molds, And a metal pipe material arranged between a pair of metal molds is heated, and a molding apparatus having a heating and expanding part for supplying and expanding a gas into the metal pipe material, and supplying the metal pipe material to the molding apparatus
  • a control device that controls the operation of the supply device, and the control device is viewed from the extending direction of the metal pipe material in a state where the metal pipe material is disposed between a pair of molds
  • a storage unit that stores information on the longest position that is the position of the longest distance from the center of the metal pipe material among the mold surfaces, Seen from the direction of extension In this case, based on the information on the longest position stored in the storage unit, the metal pipe to the forming device by the supply device is
  • a metal pipe material having a welded portion in which end portions of plate materials are welded to each other is arranged between a pair of molds, and the metal pipe material is heated. And forming a metal pipe by supplying a gas into the metal pipe material and expanding the metal pipe material in a state in which the metal pipe material is disposed between a pair of molds.
  • the welded portion of the metal pipe material when the heated metal pipe material expands, the welded portion of the metal pipe material is ahead of the portion located on the straight line connecting the longest position and the center of the metal pipe material. Contact the surface of the mold.
  • the portion in contact with the mold is cooled by heat conduction, and the deformation resistance of the portion increases. Therefore, in this forming system and forming method, when the metal pipe is formed, the welded portion comes into contact with the mold at an early timing, and the deformation resistance of the welded portion increases at an early timing. It can suppress that it becomes especially thin. Therefore, it is possible to suppress damage to the metal pipe material starting from the welded portion at the time of forming the metal pipe.
  • a molding system is a molding system for molding a metal pipe from a metal pipe material having a welded portion in which end portions of plate materials are welded to each other, and a set of molds, And a metal pipe material arranged between a pair of metal molds is heated, and a molding apparatus having a heating and expanding part for supplying and expanding a gas into the metal pipe material, and supplying the metal pipe material to the molding apparatus
  • a control device that controls the operation of the supply device, and the control device is viewed from the extending direction of the metal pipe material in a state where the metal pipe material is disposed between a pair of molds
  • the storage unit that stores information on the shortest position which is the position where the distance from the center of the metal pipe material is the shortest among the surfaces of the mold, and the metal pipe material is arranged between a pair of molds, Seen from the direction of extension
  • the metal based on the information on the shortest position stored in the storage unit, the metal to the forming device by
  • a metal pipe material having a welded portion in which end portions of plate materials are welded to each other is arranged between a pair of molds, and the metal pipe material is heated. And forming a metal pipe by supplying a gas into the metal pipe material and expanding the metal pipe material in a state in which the metal pipe material is disposed between a pair of molds.
  • the welded part is located on a straight line connecting the shortest position, which is the shortest distance from the center of the metal pipe material, on the mold surface and the center of the metal pipe material. The material is placed between a set of molds.
  • the welded portion located on a straight line connecting the shortest position and the center of the metal pipe material among the metal pipe materials is first molded. Contact the surface of the.
  • the portion in contact with the mold is cooled by heat conduction, and the deformation resistance of the portion increases. Therefore, in this forming system and forming method, when the metal pipe is formed, the welded portion first comes into contact with the mold and the deformation resistance of the welded portion first increases. Thinning can be suppressed. Therefore, damage to the metal pipe material starting from the welded portion at the time of forming the metal pipe can be particularly suppressed.
  • the supply device can rotate the metal pipe material around the central axis, can grip the metal pipe material, and can transport the gripped metal pipe material to the molding device.
  • the control unit is rotated from the rotation direction of the metal pipe material around the central axis when viewed from the extending direction. Control the operation of the rotating part so as to adjust the direction in which the weld is located with respect to the center of the metal pipe material, and the operation of the conveying part so that the metal pipe material is gripped by the conveying part and conveyed to the forming device May be controlled.
  • the direction in which the welded portion is positioned with respect to the center of the metal pipe material can be adjusted by the rotating portion, and the metal pipe material can be conveyed to the forming apparatus by the conveying portion. Therefore, the above-described operational effects can be suitably achieved.
  • the supply device can hold the metal pipe material, rotate the gripped metal pipe material around the central axis, and transport the metal pipe material to the molding device.
  • a control unit when supplying the metal pipe material to the forming apparatus by the supply device, grips the metal pipe material by the rotation conveyance unit and moves the metal pipe material around the central axis. By rotating, the direction of the welded part is adjusted with respect to the center of the metal pipe material when viewed from the extending direction, and the operation of the rotary conveying part is controlled so as to convey the metal pipe material to the forming device. May be.
  • the metal pipe material can be conveyed to the forming apparatus while adjusting the direction in which the welded portion is positioned with respect to the center of the metal pipe material by the rotary conveyance unit. Therefore, the time required for supplying the metal pipe material to the forming device by the supply device can be shortened.
  • the direction in which the weld is located with respect to the center of the metal pipe material is detected when viewed from the extending direction.
  • a position detection unit may be provided. In this case, the above-described operational effects can be suitably achieved.
  • the molding system and the molding method of one aspect of the present invention it is possible to suppress the breakage of the metal pipe material starting from the welded portion at the time of molding the metal pipe.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a molding system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing an example of a metal pipe material.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the molding apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing the molding system of FIG. 5A and 5B are enlarged views of the periphery of the electrode, where FIG. 5A is a view showing a state where the electrode holds the metal pipe material, FIG. 5B is a view showing a state where a seal member is pressed against the electrode, and FIG. It is a front view of an electrode.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating the position detection unit and the rotation unit in FIG. 1.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the longest position and the shortest position.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the molding method.
  • FIG. 9 is a functional block diagram showing the molding system of the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating measurement positions of the metal pipe material, the thickness of the metal pipe, and the temperature in the example.
  • FIG. 11 is a graph of a simulation result showing the metal pipe material and the temperature of the metal pipe according to the measurement timing in relation to the measurement position.
  • FIG. 12 is a graph of a simulation result showing the metal pipe material and the thickness of the metal pipe according to the measurement timing in relation to the measurement position.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a forming system according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating an example of a metal pipe material.
  • the forming system 1 shown in FIG. 1 uses a metal pipe material 14 having a welded portion 14 b in which end portions 14 a and 14 a of plate members are welded to each other to form a metal pipe. 90 (see FIG. 10). More specifically, the metal pipe material 14 is formed by rounding a flat metal thin plate into a cylindrical shape and welding the end portions 14a, 14a facing each other.
  • the welded portion 14b where the metal pipe material 14 is welded in this way extends along the central axis L of the metal pipe material 14.
  • the central axis L of the metal pipe material 14 is parallel to the extending direction D of the metal pipe material 14.
  • the molding system 1 includes a molding device 10, a position detection unit 110, a supply device 120, a carry-out device 130, and a control device 140.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the molding apparatus of FIG. 1
  • FIG. 4 is a functional block diagram showing the molding system of FIG.
  • the molding apparatus 10 is arranged between a pair of blow molding dies (molds) 13 including an upper mold 12 and a lower mold 11 and a pair of blow molding dies 13. And a heating / expanding portion 103 that heats and expands the metal pipe material 14 to be supplied into the metal pipe material 14.
  • the heating expansion unit 103 shown in FIG. 4 includes a drive mechanism 80 that moves at least one of the upper mold 12 and the lower mold 11, and a metal pipe between the upper mold 12 and the lower mold 11.
  • a pipe holding mechanism 30 that holds the material 14 a heating mechanism 50 that energizes and heats the metal pipe material 14 held by the pipe holding mechanism 30, and the upper mold 12 and the lower mold 11 are held and heated.
  • Gas supply mechanisms 40 and 40 and a water circulation mechanism 72 for forcibly cooling the blow molding die 13 are also provided.
  • the drive mechanism 80 is driven, the pipe holding mechanism 30 is driven, and the heating mechanism 50 is driven.
  • it is configured to include a forming device control unit 70 for controlling each of the gas supply of the gas supply unit 60, a.
  • 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 has a cavity (concave portion) 16 having a desired shape 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 is supported by a spring 22 so as to be movable up and down.
  • the cavity 16 has a shape corresponding to the shape (outer shape) of the metal pipe 90 to be formed (see FIG. 7).
  • 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 a cooling water passage 25 is formed therein, and a cavity (recess) 24 having a desired shape is provided on the lower surface thereof.
  • the cavity 24 is provided at a position facing the cavity 16 of the lower mold 11.
  • the cavity 24 has a shape corresponding to the shape (outer shape) of the metal pipe 90 to be formed (see FIG. 7).
  • a space 12a is provided in the vicinity of the left and right ends of the upper mold 12 (left and right ends in FIG. 3), similarly to 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.
  • 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 18a 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 (see FIG. 5).
  • the metal pipe material 14 can be placed so as to fit into the concave groove 18a.
  • 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.
  • a tapered concave surface 18b is formed on the front surface of the electrode 18 (the surface in the outer direction of the mold).
  • the outer periphery of the right end portion of the metal pipe material 14 can be surrounded so as to be in close contact over the entire circumference. 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 face each other (see FIG. 5).
  • the metal pipe material 14 can be placed so as to fit into the concave groove 17a.
  • 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.
  • a tapered concave surface 17b is formed on the front surface of the electrode 17 (surface in the outer direction of the mold). Therefore, when the metal pipe material 14 is sandwiched from above and below by the left portion of the pipe holding mechanism 30, the outer periphery of the left end portion of the metal pipe material 14 can be surrounded so as to be in close contact over the entire circumference. ing.
  • the drive mechanism 80 includes 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, and a shaft 82 that generates a driving force for moving the slide 81. And a connecting rod 83 for transmitting the driving force generated by the shaft 82 to the slide 81.
  • 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 molding device controller 70, and the change in the position of the eccentric crank 82a is transferred to the slide 81 via the connecting rod 83.
  • the vertical 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 molding apparatus control unit 70, for example.
  • the heating mechanism 50 includes a power source 51, bus bars 52 extending from the power source 51, and a switch 53 interposed in the bus bar 52.
  • the bus bar 52 is connected to only the lower electrodes 17 and 18, and is a conductor that supplies power from the power supply 51 to the connected electrodes 17 and 18.
  • the forming apparatus control unit 70 controls the heating mechanism 50 to heat the metal pipe material 14 to the quenching temperature (AC3 transformation point temperature or higher).
  • Each of the pair of gas supply mechanisms 40 includes a cylinder unit 42, a cylinder rod 43 that moves forward and backward in accordance with the operation of the cylinder unit 42, and a seal member 44 that is coupled to the tip of the cylinder rod 43 on the pipe holding mechanism 30 side.
  • the cylinder unit 42 is mounted and fixed on the block 41.
  • a tapered surface 45 is formed at the tip of the seal member 44 so as to be tapered, and is configured to fit the tapered concave surfaces 17b and 18b of the electrodes 17 and 18 (see FIG. 5).
  • the seal member 44 extends from the cylinder unit 42 toward the tip, and as shown in detail in FIGS. 5A and 5B, a gas passage through which high-pressure gas supplied from the gas supply unit 60 flows. 46 is provided.
  • the gas supply unit 60 includes a gas source 61, an accumulator 62 that stores the gas supplied by the gas source 61, a first tube 63 that extends from the accumulator 62 to the cylinder unit 42 of the gas supply mechanism 40, A pressure control valve 64 and a switching valve 65 provided in one tube 63; a second tube 67 extending from the accumulator 62 to a gas passage 46 formed in the seal member 44; The pressure control valve 68 and the check valve 69 are provided.
  • the pressure control valve 64 serves to supply the cylinder unit 42 with a gas having an operating pressure adapted to the pressing force of the seal member 44 against the metal pipe material 14.
  • the check valve 69 serves to prevent the high pressure gas from flowing back in the second tube 67.
  • the pressure control valve 68 provided in the second tube 67 supplies a gas having an operating pressure for expanding the metal pipe material 14 to the gas passage 46 of the seal member 44 under the control of the forming device control unit 70. To play a role.
  • the forming apparatus control unit 70 can supply a gas having a desired operating pressure into the metal pipe material 14 by controlling the pressure control valve 68 of the gas supply unit 60.
  • the forming device control unit 70 controls the pressure control valve 68 of the gas supply unit 60 to supply a relatively high pressure gas (primary blow) and relatively It may be possible to supply a high-pressure gas having a high pressure (secondary blow). Further, the forming apparatus control unit 70 acquires temperature information from the thermocouple 21 by transmitting information from (A) shown in FIG. 3, and controls the drive mechanism 80, the switch 53, and the like.
  • 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.
  • the position detection unit 110 is arranged with respect to the center C of the metal pipe material 14 when viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14 before supplying the metal pipe material 14 to the forming apparatus 10 by the supply device 120 described later.
  • the direction in which the welding part 14b is located is detected.
  • the position detection unit 110 includes an optical unit 111 and a welding position determination unit 112.
  • the optical means 111 is, for example, an optical camera, and captures photographing data by photographing the outer peripheral surface of the metal pipe material 14.
  • the metal pipe material 14 is rotated around the central axis L by the rotating unit 121 of the supply device 120 described later while being photographed by the optical means 111. Thereby, the optical means 111 can photograph over the entire circumference of the outer peripheral surface of the metal pipe material 14.
  • the optical unit 111 outputs the acquired shooting data to the welding position determination unit 112.
  • the welding position determination unit 112 detects the position of the welded part 14 b on the outer peripheral surface of the metal pipe material 14 by performing image processing on the photographing data input by the optical unit 111. As described above, the welding position determination unit 112 detects the direction in which the welding part 14 b is located with respect to the center C of the metal pipe material 14.
  • the position detection unit 110 is not limited to such a configuration, and a known configuration can be applied.
  • the optical unit 111 may be configured to acquire imaging data by imaging the outer peripheral surface of the metal pipe material 14 using a laser instead of an optical camera.
  • the position detection unit 110 may include a configuration for rotating the metal pipe material 14 around the central axis L. In this case, the supply device 120 rotates the metal pipe material 14 around the central axis L. The rotating unit 121 may not be used.
  • the supply device 120 is for supplying the metal pipe material 14 to the forming device 10.
  • the supply device 120 includes a rotation unit 121 and a conveyance unit 122.
  • the rotating unit 121 is, for example, two rollers arranged in parallel at the same height and at the same height with an interval shorter than the diameter of the metal pipe material 14. At least one of the two rollers constituting the rotating unit 121 is driven to rotate by a motor. As a result, the roller is rotationally driven in a state where the metal pipe material 14 is placed on the two rollers constituting the rotating unit 121, and the metal pipe material 14 is rotated about the central axis L.
  • the transport unit 122 can grip the metal pipe material 14 and can transport the gripped metal pipe material 14 to the molding apparatus 10.
  • the transport unit 122 is, for example, a robot arm provided with a gripping unit for gripping the metal pipe material 14 at the tip of the arm (see FIG. 1).
  • the conveyance unit 122 can move the gripping part up and down, horizontally, and the like while the metal pipe material 14 is gripped by the gripping part.
  • the unloading device 130 unloads the metal pipe 90 (see FIG. 10) formed from the metal pipe material 14 by the forming device 10 from the forming device 10.
  • the carry-out device 130 has the same configuration as the transport unit 122 of the supply device 120.
  • the unloading device 130 can grip the metal pipe 90 and can unload the gripped metal pipe 90 from the forming device 10.
  • the carry-out device 130 is, for example, a robot arm in which a grip part for gripping the metal pipe 90 is provided at the tip of the arm.
  • the carry-out device 130 can move the gripping part up and down, horizontally, and the like while the metal pipe 90 is gripped by the gripping part.
  • control device 140 controls the operations of the position detection unit 110, the supply device 120, and the carry-out device 130.
  • the control device 140 includes a storage unit 141 and a supply device control unit 142.
  • the storage unit 141 In the state where the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molding dies 13, the storage unit 141, when viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14, Information on the longest position R1, which is the position where the distance from the center C of the metal pipe material 14 is the longest, is stored (see FIG. 7).
  • the longest position R1 is the lower mold of the blow mold 13 when the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molds 13 when the high pressure gas is supplied into the metal pipe material 14.
  • 11 is the position where the distance from the center C of the metal pipe material 14 is the longest on the surface of the blow molding die 13 in the space formed by the cavity 16 of the eleven and the cavity 24 of the upper die 12.
  • the information on the longest position R1 may be, for example, the position coordinate of the longest position R1, or the metal pipe material 14 in a state where the metal pipe material 14 is disposed between a pair of blow molding dies 13.
  • the angle at which the longest position R1 is located with respect to a straight line passing through the center C of the metal pipe material 14 (for example, a straight line extending in the horizontal direction) may be used.
  • the supply device control unit (control unit) 142 stores the storage unit 141 when viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14 in a state where the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molding dies 13. To the forming apparatus 10 by the supply device 120 so that the welded portion 14b is not located on the straight line P1 connecting the longest position R1 and the center C of the metal pipe material 14. The supply of the metal pipe material 14 is controlled.
  • the supply device control unit 142 rotates the metal pipe material 14 around the central axis C by the rotation unit 121 when the supply device 120 supplies the metal pipe material 14 to the forming device 10.
  • the operation of the rotating unit 121 is controlled so as to adjust the direction in which the welded portion 14b is located with respect to the center C of the metal pipe material 14.
  • the supply device control unit 142 controls the operation of the conveyance unit 122 so that the metal pipe material 14 is gripped by the conveyance unit 122 and conveyed to the forming apparatus 10.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the molding method.
  • step S10 the metal pipe material 14 is placed on the placement portion.
  • the rotation part 121 of the supply apparatus 120 is also used as a mounting part.
  • the structure for example, shelf, pallet, etc. which are arrange
  • the process proceeds to step S12.
  • step S12 the control device 140 controls the operation of the rotation unit 121 and the position detection unit 110 of the supply device 120, and detects the direction in which the welded portion 14b of the metal pipe material 14 placed on the placement unit is located. To do. More specifically, the control device 140 photographs the outer peripheral surface of the metal pipe material 14 by the optical means 111 while rotating the metal pipe material 14 around the central axis L by the rotating unit 121 of the supply device 120. To get. The photographing data acquired by the optical unit 111 is output to the welding position determination unit 112. The welding position determination unit 112 performs image processing on the input photographing data, detects the position of the welding part 14 b on the outer peripheral surface of the metal pipe material 14, and outputs the detected position to the control device 140. Thereafter, the process proceeds to step S14.
  • step S14 the control device 140 determines whether or not adjustment of the direction in which the welded portion 14b is located with respect to the center C of the metal pipe material 14 is unnecessary. More specifically, the storage unit 141 of the control device 140 is used when the metal pipe material 14 is viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14 in a state where the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molding dies 13. In the surface of the blow molding die 13, information on the longest position R1, which is the position where the distance from the center C of the metal pipe material 14 is the longest, is stored.
  • control apparatus 140 is the state where the metal pipe material 14 is arrange
  • 14b is not located on the straight line P1 connecting the longest position R1 and the center C of the metal pipe material 14
  • step S14: YES) the control device 140 proceeds to step S18.
  • step S14: NO the control device 140 proceeds to step S16.
  • step S16 the control device 140 controls the operation of the rotation unit 121 of the supply device 120 to rotate the metal pipe material 14 around the central axis L. More specifically, the supply device control unit 142 of the control device 140 is viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14 in a state where the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molds 13. In this case, based on the information on the longest position R1 stored in the storage unit 141, the welded part 14b of the metal pipe material 14 is not located on the straight line P1 connecting the longest position R1 and the center C of the metal pipe material 14. As described above, the operation of the rotating unit 121 of the supply device 120 is controlled to rotate the metal pipe material 14 around the central axis L.
  • control device 140 stops the rotation of the metal pipe material 14 in a state where adjustment of the direction in which the welded portion 14b is located with respect to the center C of the metal pipe material 14 is not necessary. Thereafter, the control device 140 proceeds to step S18.
  • step S18 the control device 140 controls the operation of the transport unit 122 of the supply device 120 to cause the transport unit 122 to grip the metal pipe material 14 and to transport the gripped metal pipe material 14 to the forming device 10.
  • the metal pipe material 14 is conveyed to the molding apparatus 10 and is placed between a pair of blow molding dies 13. Thereafter, the process proceeds to step S20.
  • step S20 the metal pipe material 14 is heated by the heating and expanding unit 103 of the forming apparatus 10 and gas is supplied into the metal pipe material 14 to be expanded.
  • the metal pipe 90 is formed from the metal pipe material 14 into the blow mold 13.
  • the welded portion 14b of the metal pipe material 14 is positioned on the straight line P1 connecting the longest position R1 and the center C of the metal pipe material 14.
  • the portion Q1 Prior to the portion Q1 (see FIG. 7), it comes into contact with the surface of the blow molding die 13 and is cooled by heat conduction. Thereafter, the process proceeds to step S22.
  • step S ⁇ b> 22 the control device 140 controls the operation of the carry-out device 130 to grip the metal pipe 90 in the molding device 10 and to carry the gripped metal pipe 90 from the molding device 10.
  • the control device 140 controls the operation of the carry-out device 130 to grip the metal pipe 90 in the molding device 10 and to carry the gripped metal pipe 90 from the molding device 10.
  • the welded portion 14b contacts the blow molding die 13 at a timing earlier than the portion Q1 on the straight line P1. Since the deformation resistance of the welded portion 14b increases at an early timing, it is possible to suppress the plate thickness of the welded portion 14b from becoming particularly thin locally. Therefore, breakage of the metal pipe material 14 starting from the welded portion 14b at the time of forming the metal pipe 90 can be suppressed.
  • the supply device 120 can rotate the metal pipe material 14 around the central axis C, and can grip the metal pipe material 14, and the molded metal pipe material 14 can be molded 10.
  • the supply device control unit 142 supplies the metal pipe material 14 to the central axis C by the rotating unit 121 when the supply device 120 supplies the metal pipe material 14 to the forming device 10.
  • the operation of the rotating part 121 is controlled so as to adjust the direction in which the welded part 14b is located with respect to the center C of the metal pipe material 14 when viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14.
  • the operation of the conveyance unit 122 is controlled so that the metal pipe material 14 is gripped by the conveyance unit 122 and conveyed to the molding apparatus 10.
  • the direction in which the welding part 14b is located with respect to the center C of the metal pipe material 14 is adjusted by the rotating part 121, and the metal pipe material 14 can be conveyed to the forming apparatus 10 by the conveying part 122. Therefore, the effect of this embodiment can be exhibited suitably.
  • the metal pipe material 14 is welded to the center C of the metal pipe material 14 when viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14 before the metal pipe material 14 is supplied to the forming apparatus 10 by the supply device 120.
  • the position detection part 110 which detects the direction where the part 14b is located is provided. For this reason, the effect of this embodiment can be show
  • the forming system 1A of the second embodiment is mainly different from the forming system 1A of the first embodiment and the forming method of the metal pipe 90 by the forming system 1A in the configuration of the supply device 120A. is doing. That is, the supply device 120 ⁇ / b> A can hold the metal pipe material 14, can rotate the gripped metal pipe material 14 around the central axis L, and can convey the metal pipe material 14 to the forming device 10. It has the rotation conveyance part 123 which consists of.
  • the supply device control unit 142A supplies the metal pipe material 14 to the forming device 10 by the supply device 120A, and the metal pipe material 14 by the rotary conveyance unit 123. And when the metal pipe material 14 is rotated about the central axis L, the welded portion 14b is positioned with respect to the center C of the metal pipe material 14 when viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14. The direction is adjusted, and the operation of the rotary conveyance unit 123 is controlled so that the metal pipe material 14 is conveyed to the forming apparatus 10.
  • the molding system 1A and the molding method of the second embodiment have the same effects as the molding system 1 and the molding method of the first embodiment.
  • the supply device 120A can grip the metal pipe material 14 and can rotate the gripped metal pipe material 14 around the central axis C, and conveys the metal pipe material 14 to the molding device 10.
  • the supply device control unit 142A has a metal pipe material 14 by the rotation conveyance unit 123 when the supply device 120A supplies the metal pipe material 14 to the forming device 10 by the supply device 120A. And rotating the metal pipe material 14 around the central axis C to adjust the direction in which the welded portion 14b is located with respect to the center of the metal pipe material 14 when viewed from the extending direction D.
  • the operation of the rotary conveyance unit 123 is controlled so as to convey the pipe material 14 to the molding apparatus 10.
  • the metal pipe material 14 can be conveyed to the forming apparatus 10 while adjusting the direction in which the welded portion 14 b is positioned with respect to the center of the metal pipe material 14 by the rotary conveyance unit 123. Therefore, the time required to supply the metal pipe material 14 to the forming apparatus 10 by the supply apparatus 120A can be shortened.
  • the control devices 140, 140 ⁇ / b> A are viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14 in a state where the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molding dies 13.
  • the control devices 140 and 140A have the storage units 141 and 141A when viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14 in a state where the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molds 13.
  • the welded portion 14b is provided on a straight line P2 connecting the shortest position R2 and the center C of the metal pipe material 14.
  • a supply device controller 142,142A for controlling the supply of metal pipe material 14 to the forming apparatus 10 according to the apparatus 120, 120A, may have.
  • the shortest position R2 is the lower mold of the blow mold 13 when the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molds 13 when the high pressure gas is supplied into the metal pipe material 14.
  • 11 is a position where the distance from the center C of the metal pipe material 14 is the shortest on the surface of the blow molding die 13 in the space formed by the cavity 16 of the upper die 12 and the cavity 24 of the upper die 12.
  • the information on the shortest position R2 may be, for example, the position coordinates of the shortest position R2, or the metal pipe material 14 in a state where the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molds 13.
  • the angle at which the shortest position R2 is located with respect to a straight line passing through the center C of the metal pipe material 14 (for example, a straight line extending in the horizontal direction) may be used.
  • the metal pipe material 14 is viewed from the extending direction D of the metal pipe material 14 in a state where the metal pipe material 14 is disposed between the pair of blow molding dies 13.
  • the welded portion 14b is on the straight line P2 connecting the shortest position R2 that is the shortest distance from the center C of the metal pipe material 14 and the center C of the metal pipe material 14 on the surface of the blow molding die 13.
  • the metal pipe material 14 may be disposed between a set of blow molds 13 so as to be positioned.
  • the welded portion 14b first comes into contact with the blow mold 13 and the welded portion 14b is formed. Since the deformation resistance first increases, it is possible to prevent the plate thickness of the welded portion 14b from becoming particularly small locally. Therefore, damage to the metal pipe material 14 starting from the welded portion 14b at the time of forming the metal pipe 90 can be particularly suppressed.
  • the forming system 1 or 1A may not include the carry-out device 130.
  • the formed metal pipe 90 may be carried out from the forming device 10 by, for example, the supply devices 120 and 120A. Good.
  • the system configuration can be simplified, and a space adjacent to the molding apparatus 10 can be secured widely, so that a mold exchanging carriage or the like can be easily arranged in the space. it can.
  • FIG. 10 is a view showing measurement positions of the metal pipe material, the thickness of the metal pipe, and the temperature in the embodiment, and FIGS. 11 and 12 are for forming the metal pipe 90 having the shape as shown in FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing simulation results of the plate thickness and temperature of the metal pipe material 14 at the measurement positions 1 to 9 in FIG.
  • the measurement position 6 is the longest position R1
  • the measurement position 9 is the shortest position R2.
  • the metal pipe material 14 is supplied with a relatively high pressure gas (primary blow) and a relatively high pressure gas (secondary blow) in this order. I decided to do it.
  • the plate thickness or temperature is shown separately for the measurement timings before primary blow, after primary blow, before secondary blow, and after secondary blow, respectively.
  • the primary blow is before the blow molding process for the metal pipe material 14 is started, and after the secondary blow, the blow molding process for the metal pipe material 14 is completed and the metal pipe 90 is After being molded.
  • the set of blow molding dies 13 is closed to a midway position in a state where the metal pipe material 14 is disposed between the set of blow molding dies 13. In this state, primary blow is performed, and the metal pipe material 14 is brought into contact with the blow molding die 13 on a straight line P2 connecting the measurement position 9 that is the shortest position R2 and the center of the metal pipe material 14. Thereafter, the set of blow molding dies 13 is completely closed and secondary blow is performed to complete the molding of the metal pipe 90.
  • the heated metal pipe material 14 comes into contact with the blow mold 13 at a later timing and is cooled, and the deformation resistance increases at a later timing.
  • the temperature of the metal pipe material 14 is excessively high at the measurement position 6 as shown in FIG. 11, and the plate thickness of the metal pipe material 14 is measured at the measurement position 6 as shown in FIG. Is too thin.
  • the heated metal pipe material 14 is first contacted with the blow mold 13 and cooled, and the deformation resistance increases at an early timing.
  • the temperature of the metal pipe material 14 is moderately low at the measurement position 9, and the plate thickness of the metal pipe material 14 at the measurement position 9 as shown in FIG. 12. Has a moderate thickness. From the above, it has been confirmed that the forming system 1 and the forming method can suppress the plate thickness of the welded portion 14b from becoming particularly thin when the metal pipe 90 is formed.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A ... Molding system 10 ... Molding apparatus, 13 ... Blow molding die (die), 14 ... Metal pipe material, 14a ... End part, 14b ... Welding part, 90 ... Metal pipe, 103 ... Heat expansion part, DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Position detection part, 120, 120A ... Supply apparatus, 121 ... Rotation part, 122 ... Conveyance part, 123 ... Rotation conveyance part, 140, 140A ... Control apparatus, 141, 141A ... Storage part, 142, 142A ... Supply apparatus control Part, C ... center, D ... extending direction, L ... center axis, P1, P2 ... straight line, Q1 ... part, R1 ... longest position, R2 ... shortest position.

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Abstract

成形システムは、板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料から金属パイプを成形する。成形システムは、一組の金型、及び、金型間に配置される金属パイプ材料を加熱膨張させる加熱膨張部を有する成形装置と、成形装置に金属パイプ材料を供給する供給装置と、供給装置の動作を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、金属パイプ材料が金型間に配置される状態において、金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、金型の表面のうち金属パイプ材料の中心からの距離が最も長い位置である最長位置に関する情報を記憶する記憶部と、金属パイプ材料が金型間に配置される状態において、延在方向から見た場合に、記憶部が記憶している最長位置に関する情報に基づいて、溶接部が、最長位置と金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に位置しないように、供給装置による成形装置への金属パイプ材料の供給を制御する制御部と、を有する。

Description

成形システム及び成形方法
　本発明の一態様は、成形システム及び成形方法に関する。
　従来、板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料から金属パイプを成形する成形システムが知られている。このような成形システムとして、例えば特許文献１には、一組の金型、及び、一組の金型間に配置される金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させる加熱膨張部を有する成形装置を備える成形システムが記載されている。
特開２０１２－６５４号公報
　上述した成形システムでは、金属パイプ材料は、膨張する際に、その拡管率に応じて板厚が薄くなる。ここで、金属パイプ材料の変形抵抗が小さいほど、金属パイプ材料の拡管率が大きく板厚が薄くなる。
　ところで、金属パイプ材料は、金属の板材を丸めて接続部分を溶接することでパイプ形状とされることがある。このような溶接部を有する金属パイプ材料が用いられる場合に、当該金属パイプ材料が加熱されると、板材の部分と比較して溶接部の変形抵抗が小さくなり易い。このため、上述した成形システムにおいて金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させようとすると、高温になった金属パイプ材料のうち溶接部の板厚が局所的に特に薄くなり、溶接部を起点として金属パイプ材料が破損してしまう虞がある。
　そこで、本発明の一態様は、金属パイプの成形時における溶接部を起点とした金属パイプ材料の破損を抑制することができる成形システム及び成形方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様の成形システムは、板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料から金属パイプを成形する成形システムであって、一組の金型、及び、一組の金型間に配置される金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させる加熱膨張部を有する成形装置と、成形装置に金属パイプ材料を供給する供給装置と、供給装置の動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、金属パイプ材料が一組の金型間に配置される状態において、金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、金型の表面のうち金属パイプ材料の中心からの距離が最も長い位置である最長位置に関する情報を記憶する記憶部と、金属パイプ材料が一組の金型間に配置される状態において、延在方向から見た場合に、記憶部が記憶している最長位置に関する情報に基づいて、溶接部が、最長位置と金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に位置しないように、供給装置による成形装置への金属パイプ材料の供給を制御する制御部と、を有する。
　また、本発明の一態様の成形方法は、板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料を一組の金型間に配置し、金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給し膨張させて金属パイプを成形する成形方法であって、金属パイプ材料が一組の金型間に配置される状態において、金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、金型の表面のうち金属パイプ材料の中心からの距離が最も長い位置である最長位置と金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に溶接部が位置しないように、金属パイプ材料を一組の金型間に配置する。
　この成形システム及び成形方法では、加熱された金属パイプ材料が膨張する際に、金属パイプ材料のうち、溶接部が、最長位置と金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に位置する部分よりも先に金型の表面に接触する。ここで、加熱された金属パイプ材料が膨張して金型の表面に接触すると、金型に接触した部分が熱伝導により冷却されて、その部分の変形抵抗が大きくなる。従って、この成形システム及び成形方法では、金属パイプを成形する際に、溶接部が金型に早いタイミングで接触し溶接部の変形抵抗が早いタイミングで大きくなるため、溶接部の板厚が局所的に特に薄くなることを抑制することができる。よって、金属パイプの成形時における溶接部を起点とした金属パイプ材料の破損を抑制することができる。
　本発明の一態様の成形システムは、板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料から金属パイプを成形する成形システムであって、一組の金型、及び、一組の金型間に配置される金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させる加熱膨張部を有する成形装置と、成形装置に金属パイプ材料を供給する供給装置と、供給装置の動作を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、金属パイプ材料が一組の金型間に配置される状態において、金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、金型の表面のうち金属パイプ材料の中心からの距離が最も短い位置である最短位置に関する情報を記憶する記憶部と、金属パイプ材料が一組の金型間に配置される状態において、延在方向から見た場合に、記憶部が記憶している最短位置に関する情報に基づいて、溶接部が、最短位置と金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に位置するように、供給装置による成形装置への前記金属パイプ材料の供給を制御する制御部と、を有する。
　また、本発明の一態様の成形方法は、板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料を一組の金型間に配置し、金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給し膨張させて金属パイプを成形する成形方法であって、金属パイプ材料が一組の金型間に配置される状態において、金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、金型の表面のうち金属パイプ材料の中心からの距離が最も短い位置である最短位置と金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に溶接部が位置するように、金属パイプ材料を一組の金型間に配置する。
　この成形システム及び成形方法では、加熱された金属パイプ材料が膨張する際に、金属パイプ材料のうち、最短位置と金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に位置する溶接部が、最初に金型の表面に接触する。ここで、加熱された金属パイプ材料が膨張して金型の表面に接触すると、金型に接触した部分が熱伝導により冷却されて、その部分の変形抵抗が大きくなる。従って、この成形システム及び成形方法では、金属パイプを成形する際に、溶接部が金型に最初に接触し溶接部の変形抵抗が最初に大きくなるため、溶接部の板厚が局所的に特に薄くなることを抑制することができる。よって、金属パイプの成形時における溶接部を起点とした金属パイプ材料の破損を特に抑制することができる。
　本発明の一態様の成形システムでは、供給装置は、金属パイプ材料を中心軸線回りに回転可能な回転部と、金属パイプ材料を把持可能、且つ、把持した金属パイプ材料を成形装置に搬送可能な搬送部と、を有し、制御部は、供給装置により成形装置に金属パイプ材料を供給する際に、回転部により金属パイプ材料を中心軸線回りに回転させることによって、延在方向から見た場合に金属パイプ材料の中心に対して溶接部が位置する方向を調整するように回転部の動作を制御し、搬送部により金属パイプ材料を把持して成形装置に搬送するように、搬送部の動作を制御してもよい。この場合、回転部によって、金属パイプ材料の中心に対して溶接部が位置する方向を調整し、搬送部によって、当該金属パイプ材料を成形装置に搬送することができる。よって、上述した作用効果を好適に奏することができる。
　本発明の一態様の成形システムでは、供給装置は、金属パイプ材料を把持可能であると共に把持した金属パイプ材料を中心軸線回りに回転可能、且つ、金属パイプ材料を成形装置に搬送可能な多関節のアームからなる回転搬送部を有し、制御部は、供給装置により成形装置に金属パイプ材料を供給する際に、回転搬送部により金属パイプ材料を把持すると共に当該金属パイプ材料を中心軸線回りに回転させることによって、延在方向から見た場合に金属パイプ材料の中心に対して溶接部が位置する方向を調整し、金属パイプ材料を成形装置に搬送するように回転搬送部の動作を制御してもよい。この場合、回転搬送部によって、金属パイプ材料の中心に対して溶接部が位置する方向を調整しつつ、当該金属パイプ材料を成形装置に搬送することができる。よって、供給装置により成形装置に金属パイプ材料を供給するのに要する時間を短縮することができる。
　本発明の一態様の成形システムでは、供給装置により成形装置に金属パイプ材料を供給する前に、延在方向から見た場合に金属パイプ材料の中心に対して溶接部が位置する方向を検出する位置検出部を備えてもよい。この場合、上述した作用効果を好適に奏することができる。
　本発明の一態様の成形システム及び成形方法によれば、金属パイプの成形時における溶接部を起点とした金属パイプ材料の破損を抑制することが可能となる。
図１は、第１実施形態の成形システムを示す概略構成図である。 図２は、金属パイプ材料の一例を示す斜視図である。 図３は、図１の成形装置を示す概略構成図である。 図４は、図１の成形システムを示す機能ブロック図である。 図５は、電極周辺の拡大図であって、（ａ）は電極が金属パイプ材料を保持した状態を示す図、（ｂ）は電極にシール部材を押し付けた状態を示す図、（ｃ）は電極の正面図である。 図６は、図１の位置検出部及び回転部を示す概略構成図である。 図７は、最長位置及び最短位置を説明するための図である。 図８は、成形方法を示すフローチャートである。 図９は、第２実施形態の成形システムを示す機能ブロック図である。 図１０は、実施例における金属パイプ材料、金属パイプの板厚及び温度の測定位置を示す図である。 図１１は、測定タイミングに応じた金属パイプ材料及び金属パイプの温度を測定位置との関係で示すシミュレーション結果のグラフである。 図１２は、測定タイミングに応じた金属パイプ材料及び金属パイプの板厚を測定位置との関係で示すシミュレーション結果のグラフである。
　以下、本発明による成形装置の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。
　［第１実施形態］
　〈成形システムの構成〉
　図１は、第１実施形態の成形システムを示す概略構成図、図２は、金属パイプ材料の一例を示す斜視図である。図１に示される成形システム１は、図２に示されるように、板材の端部１４ａ，１４ａ同士が溶接された溶接部１４ｂを有し円筒状とされた金属パイプ材料１４を用い、金属パイプ９０（図１０参照）を成形するものである。金属パイプ材料１４は、より具体的には、平板状の金属の薄板を円筒状に丸めて、対向する端部１４ａ，１４ａ同士を突き合わせた状態で溶接することで形成されている。このようにして金属パイプ材料１４を溶接した溶接部１４ｂは、金属パイプ材料１４の中心軸線Ｌに沿って延在している。なお、金属パイプ材料１４の中心軸線Ｌは、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄに対して平行である。そして、図１に示されるように、成形システム１は、成形装置１０と、位置検出部１１０と、供給装置１２０と、搬出装置１３０と、制御装置１４０と、を具備している。
　まず、成形装置１０の構成について説明する。図３は、図１の成形装置を示す概略構成図、図４は、図１の成形システムを示す機能ブロック図である。図３及び図４に示されるように、成形装置１０は、上型１２及び下型１１からなる一組のブロー成形金型（金型）１３と、一組のブロー成形金型１３間に配置される金属パイプ材料１４を加熱すると共に当該金属パイプ材料１４内に気体を供給して膨張させる加熱膨張部１０３と、を備えている。
　図４に示される加熱膨張部１０３は、図３に示されるように、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との間で金属パイプ材料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、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成形装置制御部７０と、を備えて構成されている。
　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、その上面に所望の形状のキャビティ（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。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、キャビティ１６は、成形しようとする金属パイプ９０の形状（外形）に応じた形状とされる（図７参照）。
　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、その下面に所望の形状のキャビティ（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。なお、キャビティ２４は、成形しようとする金属パイプ９０の形状（外形）に応じた形状とされる（図７参照）。
　上型１２の左右端（図３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（図５参照）、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。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が形成されていて（図５参照）、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。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３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、成形装置制御部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、例えば成形装置制御部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、電源５１と、この電源５１からそれぞれ延在するブスバー５２と、このブスバー５２に介設されたスイッチ５３とを有している。ブスバー５２は、下側の電極１７，１８のみにそれぞれ接続されており、電源５１からの電力を、接続された電極１７，１８に供給する導体である。成形装置制御部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。
　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５参照）。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、詳しくは図５（ａ），（ｂ）に示されるように、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、成形装置制御部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。
　成形装置制御部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。なお、成形装置制御部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、相対的に圧力の低い高圧ガスの供給（一次ブロー）、及び、相対的に圧力の高い高圧ガスの供給（二次ブロー）を行うことができてもよい。また、成形装置制御部７０は、図３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。
　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。
　次に、図１及び図４に示される位置検出部１１０の構成について説明する。位置検出部１１０は、後述する供給装置１２０により成形装置１０に金属パイプ材料１４を供給する前に、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向を検出する。図４及び図６に示されるように、位置検出部１１０は、光学手段１１１と、溶接位置判定部１１２と、を備えている。
　光学手段１１１は、例えば光学カメラであり、金属パイプ材料１４の外周面を撮影して撮影データを取得する。金属パイプ材料１４は、光学手段１１１によって撮影されている間、後述する供給装置１２０の回転部１２１によって中心軸線Ｌ回りに回転される。これにより、光学手段１１１は、金属パイプ材料１４の外周面の全周にわたって撮影が可能とされている。光学手段１１１は、取得した撮影データを溶接位置判定部１１２に出力する。溶接位置判定部１１２は、光学手段１１１により入力された撮影データを画像処理することによって、金属パイプ材料１４の外周面における溶接部１４ｂの位置を検出する。以上により、溶接位置判定部１１２は、金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向を検出する。
　なお、位置検出部１１０は、このような構成に限定されず公知の構成を適用することができる。例えば、光学手段１１１は、光学カメラに代えて、レーザを用いて金属パイプ材料１４の外周面を撮影して撮影データを取得する構成であってもよい。また、位置検出部１１０は、金属パイプ材料１４を中心軸線Ｌ回りに回転させるための構成を備えていてもよく、その場合、金属パイプ材料１４を中心軸線Ｌ回りに回転させるために供給装置１２０の回転部１２１を用いなくてよい。
　次に、供給装置１２０の構成について説明する。供給装置１２０は、成形装置１０に金属パイプ材料１４を供給するためのものである。供給装置１２０は、回転部１２１と、搬送部１２２と、を備えている。回転部１２１は、例えば、互いに平行且つ同じ高さに、金属パイプ材料１４の直径よりも短い間隔を空けて並設された２つのローラである。回転部１２１を構成する２つのローラの少なくとも一方はモータによって回転駆動される。これにより、回転部１２１を構成する２つのローラ上に金属パイプ材料１４が載置された状態でローラが回転駆動され、金属パイプ材料１４を中心軸線Ｌ回りに回転させる。
　搬送部１２２は、金属パイプ材料１４を把持可能、且つ、把持した金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送可能である。搬送部１２２は、例えば、アームの先端部に金属パイプ材料１４を把持するための把持部が設けられたロボットアームである（図１参照）。搬送部１２２は、把持部によって金属パイプ材料１４を把持した状態で、把持部を上昇・下降、及び水平移動等させることが可能である。
　次に、搬出装置１３０の構成について説明する。搬出装置１３０は、成形装置１０によって金属パイプ材料１４から成形された金属パイプ９０（図１０参照）を成形装置１０から搬出する。搬出装置１３０は、供給装置１２０の搬送部１２２と同様の構成を備えている。搬出装置１３０は、金属パイプ９０を把持可能、且つ、把持した金属パイプ９０を成形装置１０から搬出可能である。搬出装置１３０は、例えば、アームの先端部に金属パイプ９０を把持するための把持部が設けられたロボットアームである。搬出装置１３０は、把持部によって金属パイプ９０を把持した状態で、把持部を上昇・下降、及び水平移動等させることが可能である。
　次に、制御装置１４０の構成について説明する。制御装置１４０は、図１及び図４に示させるように、位置検出部１１０、供給装置１２０、及び、搬出装置１３０の動作を制御する。制御装置１４０は、記憶部１４１と、供給装置制御部１４２と、を有する。
　記憶部１４１は、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、ブロー成形金型１３の表面のうち金属パイプ材料１４の中心Ｃからの距離が最も長い位置である最長位置Ｒ１に関する情報を記憶する（図７参照）。なお、最長位置Ｒ１とは、金属パイプ材料１４内に高圧ガスを供給するのに際して金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、ブロー成形金型１３の下型１１のキャビティ１６及び上型１２のキャビティ２４によって形成される空間での、ブロー成形金型１３の表面のうち金属パイプ材料１４の中心Ｃからの距離が最も長い位置である。また、最長位置Ｒ１に関する情報とは、例えば、最長位置Ｒ１の位置座標であってもよく、或いは、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置された状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、金属パイプ材料１４の中心Ｃを通る直線（例えば、水平方向に延びる直線）に対して最長位置Ｒ１が位置する角度であってもよい。
　供給装置制御部（制御部）１４２は、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、記憶部１４１が記憶している最長位置Ｒ１に関する情報に基づいて、溶接部１４ｂが、最長位置Ｒ１と金属パイプ材料１４の中心Ｃとを結ぶ直線Ｐ１上に位置しないように、供給装置１２０による成形装置１０への金属パイプ材料１４の供給を制御する。
　より具体的には、供給装置制御部１４２は、供給装置１２０により成形装置１０に金属パイプ材料１４を供給する際に、回転部１２１により金属パイプ材料１４を中心軸線Ｃ回りに回転させることによって、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向を調整するように回転部１２１の動作を制御する。また、供給装置制御部１４２は、搬送部１２２により金属パイプ材料１４を把持して成形装置１０に搬送するように、搬送部１２２の動作を制御する。
　〈成形システムによる金属パイプの成形方法〉
　次に、本実施形態の成形システム１による金属パイプ９０の成形方法について説明する。図８は、成形方法を示すフローチャートである。
　図８に示されるように、まず、ステップＳ１０において、金属パイプ材料１４を載置部に載置する。本実施形態では、供給装置１２０の回転部１２１が載置部としても用いられている。なお、載置部として、供給装置１２０の回転部１２１とは別の構成（例えば、所定の位置に配置された棚、パレット等）が用いられてもよい。その後、ステップＳ１２に移行する。
　ステップＳ１２において、制御装置１４０は、供給装置１２０の回転部１２１及び位置検出部１１０の動作を制御して、載置部に載置された金属パイプ材料１４の溶接部１４ｂが位置する方向を検出する。より具体的には、制御装置１４０は、供給装置１２０の回転部１２１によって金属パイプ材料１４を中心軸線Ｌ回りに回転させつつ、光学手段１１１によって金属パイプ材料１４の外周面を撮影して撮影データを取得する。光学手段１１１によって取得された撮影データは、溶接位置判定部１１２に出力される。溶接位置判定部１１２は、入力された撮影データを画像処理し、金属パイプ材料１４の外周面における溶接部１４ｂの位置を検出して制御装置１４０に出力する。その後、ステップＳ１４に移行する。
　ステップＳ１４において、制御装置１４０は、金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向の調整が不要であるか否かを判定する。より具体的には、制御装置１４０の記憶部１４１は、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、ブロー成形金型１３の表面のうち金属パイプ材料１４の中心Ｃからの距離が最も長い位置である最長位置Ｒ１に関する情報を記憶している。そして、制御装置１４０は、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、金属パイプ材料１４の溶接部１４ｂが、最長位置Ｒ１と金属パイプ材料１４の中心Ｃとを結ぶ直線Ｐ１上に位置しないときには、金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向の調整が不要であると判定する。制御装置１４０は、調整が不要であると判定した場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１８に移行する。一方、制御装置１４０は、調整が不要であると判定しなかった場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、ステップＳ１６に移行する。
　ステップＳ１６において、制御装置１４０は、供給装置１２０の回転部１２１の動作を制御して、金属パイプ材料１４を中心軸線Ｌ回りに回転させる。より具体的には、制御装置１４０の供給装置制御部１４２は、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、記憶部１４１が記憶している最長位置Ｒ１に関する情報に基づいて、金属パイプ材料１４の溶接部１４ｂが、最長位置Ｒ１と金属パイプ材料１４の中心Ｃとを結ぶ直線Ｐ１上に位置しないように、供給装置１２０の回転部１２１の動作を制御して、金属パイプ材料１４を中心軸線Ｌ回りに回転させる。そして、制御装置１４０は、金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向の調整が不要となる状態で、金属パイプ材料１４の回転を停止させる。その後、制御装置１４０は、ステップＳ１８に移行する。
　ステップＳ１８において、制御装置１４０は、供給装置１２０の搬送部１２２の動作を制御して、搬送部１２２に金属パイプ材料１４を把持させると共に、把持した金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送させる。金属パイプ材料１４は、成形装置１０に搬送され、一組のブロー成形金型１３間に配置された状態となる。その後、ステップＳ２０に移行する。
　ステップＳ２０において、成形装置１０の加熱膨張部１０３によって、金属パイプ材料１４が加熱されると共に当該金属パイプ材料１４内に気体が供給されて膨張させられる。これにより、金属パイプ材料１４から金属パイプ９０がブロー成形金型１３内に成形される。なお、このとき、加熱された金属パイプ材料１４が膨張する際に、金属パイプ材料１４のうち、溶接部１４ｂが、最長位置Ｒ１と金属パイプ材料１４の中心Ｃとを結ぶ直線Ｐ１上に位置する部分Ｑ１（図７参照）よりも先にブロー成形金型１３の表面に接触して、熱伝導により冷却されることとなる。その後、ステップＳ２２に移行する。
　ステップＳ２２において、制御装置１４０は、搬出装置１３０の動作を制御して、成形装置１０内の金属パイプ９０を把持させると共に、把持した金属パイプ９０を成形装置１０から搬出させる。以上により、本実施形態の成形システム１による金属パイプ９０の成形が終了する。
　〈成形システムの作用効果〉
　以上説明したように、成形システム１及び成形システム１による金属パイプ９０の成形方法では、加熱された金属パイプ材料１４が膨張する際に、金属パイプ材料１４のうち、溶接部１４ｂが、最長位置Ｒ１と金属パイプ材料１４の中心Ｃとを結ぶ直線Ｐ１上に位置する部分Ｑ１よりも先にブロー成形金型１３の表面に接触する。ここで、加熱された金属パイプ材料１４が膨張してブロー成形金型１３の表面に接触すると、ブロー成形金型１３に接触した部分が熱伝導により冷却されて、その部分の変形抵抗が大きくなる。従って、この成形システム１及び成形システム１による金属パイプ９０の成形方法では、金属パイプ９０を成形する際に、溶接部１４ｂがブロー成形金型１３に直線Ｐ１上の部分Ｑ１よりも早いタイミングで接触し溶接部１４ｂの変形抵抗が早いタイミングで大きくなるため、溶接部１４ｂの板厚が局所的に特に薄くなることを抑制することができる。よって、金属パイプ９０の成形時における溶接部１４ｂを起点とした金属パイプ材料１４の破損を抑制することができる。
　また、成形システム１では、供給装置１２０は、金属パイプ材料１４を中心軸線Ｃ回りに回転可能な回転部１２１と、金属パイプ材料１４を把持可能、且つ、把持した金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送可能な搬送部１２２と、を有し、供給装置制御部１４２は、供給装置１２０により成形装置１０に金属パイプ材料１４を供給する際に、回転部１２１により金属パイプ材料１４を中心軸線Ｃ回りに回転させることによって、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向を調整するように回転部１２１の動作を制御し、搬送部１２２により金属パイプ材料１４を把持して成形装置１０に搬送するように、搬送部１２２の動作を制御する。このため、回転部１２１によって、金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向を調整し、搬送部１２２によって、当該金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送することができる。よって、本実施形態の作用効果を好適に奏することができる。
　また、成形システム１では、供給装置１２０により成形装置１０に金属パイプ材料１４を供給する前に、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向を検出する位置検出部１１０を備えている。このため、本実施形態の作用効果を好適に奏することができる。
　［第２実施形態］
　図９に示されるように、第２実施形態の成形システム１Ａは、供給装置１２０Ａの構成において、上述した第１実施形態の成形システム１Ａ及び成形システム１Ａによる金属パイプ９０の成形方法と主に相違している。すなわち、供給装置１２０Ａは、金属パイプ材料１４を把持可能であると共に把持した金属パイプ材料１４を中心軸線Ｌ回りに回転可能、且つ、金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送可能な多関節のアームからなる回転搬送部１２３を有する。
　このような構成を備える第２実施形態の成形システム１Ａにおいて、供給装置制御部１４２Ａは、供給装置１２０Ａにより成形装置１０に金属パイプ材料１４を供給する際に、回転搬送部１２３により金属パイプ材料１４を把持すると共に当該金属パイプ材料１４を中心軸線Ｌ回りに回転させることによって、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に金属パイプ材料１４の中心Ｃに対して溶接部１４ｂが位置する方向を調整し、金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送するように回転搬送部１２３の動作を制御する。
　このような第２実施形態の成形システム１Ａ及び成形方法にあっても、第１実施形態の成形システム１及び成形方法と同様の作用効果を奏するのはいうまでもない。
　加えて、成形システム１Ａでは、供給装置１２０Ａは、金属パイプ材料１４を把持可能であると共に把持した金属パイプ材料１４を中心軸線Ｃ回りに回転可能、且つ、金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送可能な多関節のアームからなる回転搬送部１２３を有し、供給装置制御部１４２Ａは、供給装置１２０Ａにより成形装置１０に金属パイプ材料１４を供給する際に、回転搬送部１２３により金属パイプ材料１４を把持すると共に当該金属パイプ材料１４を中心軸線Ｃ回りに回転させることによって、延在方向Ｄから見た場合に金属パイプ材料１４の中心に対して溶接部１４ｂが位置する方向を調整し、金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送するように回転搬送部１２３の動作を制御する。このため、回転搬送部１２３によって、金属パイプ材料１４の中心に対して溶接部１４ｂが位置する方向を調整しつつ、当該金属パイプ材料１４を成形装置１０に搬送することができる。よって、供給装置１２０Ａにより成形装置１０に金属パイプ材料１４を供給するのに要する時間を短縮することができる。
　以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
　例えば、成形システム１，１Ａにおいて、制御装置１４０，１４０Ａは、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、ブロー成形金型１３の表面のうち金属パイプ材料１４の中心Ｃからの距離が最も短い位置である最短位置Ｒ２（図７参照）に関する情報を記憶する記憶部１４１，１４１Ａを有し、且つ、制御装置１４０，１４０Ａは、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、記憶部１４１，１４１Ａが記憶している最短位置Ｒ２に関する情報に基づいて、溶接部１４ｂが、最短位置Ｒ２と金属パイプ材料１４の中心Ｃとを結ぶ直線Ｐ２上に位置するように、供給装置１２０，１２０Ａによる成形装置１０への金属パイプ材料１４の供給を制御する供給装置制御部１４２，１４２Ａと、を有してもよい。なお、最短位置Ｒ２とは、金属パイプ材料１４内に高圧ガスを供給するのに際して金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、ブロー成形金型１３の下型１１のキャビティ１６及び上型１２のキャビティ２４によって形成される空間での、ブロー成形金型１３の表面のうち金属パイプ材料１４の中心Ｃからの距離が最も短い位置である。また、最短位置Ｒ２に関する情報とは、例えば、最短位置Ｒ２の位置座標であってもよく、或いは、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置された状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、金属パイプ材料１４の中心Ｃを通る直線（例えば、水平方向に延びる直線）に対して最短位置Ｒ２が位置する角度であってもよい。
　同様に、成形システム１，１Ａによる金属パイプ９０の成形方法として、金属パイプ材料１４が一組のブロー成形金型１３間に配置される状態において、金属パイプ材料１４の延在方向Ｄから見た場合に、ブロー成形金型１３の表面のうち金属パイプ材料１４の中心Ｃからの距離が最も短い位置である最短位置Ｒ２と金属パイプ材料１４の中心Ｃとを結ぶ直線Ｐ２上に溶接部１４ｂが位置するように、金属パイプ材料１４を一組のブロー成形金型１３間に配置してもよい。
　このような成形システム１Ａ及び成形システム１Ａによる金属パイプ９０の成形方法では、加熱された金属パイプ材料１４が膨張する際に、金属パイプ材料１４のうち、最短位置Ｒ２と金属パイプ材料１４の中心Ｃとを結ぶ直線Ｐ２上に位置する溶接部１４ｂが、最初にブロー成形金型１３の表面に接触する。ここで、加熱された金属パイプ材料１４が膨張してブロー成形金型１３の表面に接触すると、ブロー成形金型１３に接触した部分が熱伝導により冷却されて、その部分の変形抵抗が大きくなる。従って、この成形システム１，１Ａ及び成形システム１，１Ａによる金属パイプ９０の成形方法では、金属パイプ９０を成形する際に、溶接部１４ｂがブロー成形金型１３に最初に接触し溶接部１４ｂの変形抵抗が最初に大きくなるため、溶接部１４ｂの板厚が局所的に特に薄くなることを抑制することができる。よって、金属パイプ９０の成形時における溶接部１４ｂを起点とした金属パイプ材料１４の破損を特に抑制することができる。
　また、各実施形態において、成形システム１，１Ａは搬出装置１３０を備えていなくてもよく、この場合、成形された金属パイプ９０は、成形装置１０から例えば供給装置１２０，１２０Ａにより搬出されてもよい。これによれば、システム構成を簡素化することができると共に、成形装置１０に隣接したスペースを広く確保することが可能となることで、当該スペースに金型交換台車等を容易に配置することができる。
　［実施例］
　続いて、成形システム及び成形方法の実施例について、図１０、図１１、及び、図１２を参照しつつ説明する。
　図１０は、実施例における金属パイプ材料、金属パイプの板厚及び温度の測定位置を示す図であり、図１１，１２は、図１０に示されるような形状の金属パイプ９０を成形する際の、図１０の測定位置１～９における金属パイプ材料１４の板厚及び温度のシミュレーション結果を示す図である。図１０に示されるように、測定位置１～９のうち、測定位置６が最長位置Ｒ１であり、測定位置９が最短位置Ｒ２である。また、本実施例では、金属パイプ材料１４内に、相対的に圧力の低い高圧ガスの供給（一次ブロー）、及び、相対的に圧力の高い高圧ガスの供給（二次ブロー）を、この順番で行うこととした。なお、図１１，１２では、それぞれ板厚又は温度が、一次ブロー前、一次ブロー後、二次ブロー前、及び、二次ブロー後の測定タイミングに分けて示されている。ここで、一次ブロー前とは、金属パイプ材料１４に対するブロー成形の加工が開始される前であり、二次ブロー後とは、金属パイプ材料１４に対するブロー成形の加工が完了して金属パイプ９０が成形された後である。
　金属パイプ９０を成形する際に、金属パイプ材料１４を一組のブロー成形金型１３間に配置した状態において、一組のブロー成形金型１３を中途位置まで型閉じする。この状態で一次ブローを行い、最短位置Ｒ２である測定位置９と金属パイプ材料１４の中心とを結ぶ直線Ｐ２上において金属パイプ材料１４をブロー成形金型１３に接触させる。その後、一組のブロー成形金型１３を完全に型閉じすると共に、二次ブローを行い、金属パイプ９０の成形を完了する。
　最長位置Ｒ１である測定位置６では、加熱された金属パイプ材料１４がブロー成形金型１３に遅いタイミングで接触して冷却され、遅いタイミングで変形抵抗が大きくなる。その結果、図１１に示されるように、測定位置６では金属パイプ材料１４の温度が過度に高くなっており、また、図１２に示されるように、測定位置６では金属パイプ材料１４の板厚が過度に薄くなっている。
　一方、最短位置Ｒ２である測定位置９では、加熱された金属パイプ材料１４がブロー成形金型１３に最初に接触して冷却され、早いタイミングで変形抵抗が大きくなる。その結果、図１１に示されるように、測定位置９では金属パイプ材料１４の温度が適度に低くなっており、また、図１２に示されるように、測定位置９では金属パイプ材料１４の板厚が適度な厚さとなっている。以上により、成形システム１及び成形方法によって、金属パイプ９０を成形する際に溶接部１４ｂの板厚が局所的に特に薄くなることを抑制することができることが確認された。
　１，１Ａ…成形システム、１０…成形装置、１３…ブロー成形金型（金型）、１４…金属パイプ材料、１４ａ…端部、１４ｂ…溶接部、９０…金属パイプ、１０３…加熱膨張部、１１０…位置検出部、１２０，１２０Ａ…供給装置、１２１…回転部、１２２…搬送部、１２３…回転搬送部、１４０，１４０Ａ…制御装置、１４１，１４１Ａ…記憶部、１４２，１４２Ａ…供給装置制御部、Ｃ…中心、Ｄ…延在方向、Ｌ…中心軸線、Ｐ１，Ｐ２…直線、Ｑ１…部分、Ｒ１…最長位置、Ｒ２…最短位置。

Claims (7)

  1. 　板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料から金属パイプを成形する成形システムであって、
    　一組の金型、及び、前記一組の金型間に配置される前記金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させる加熱膨張部を有する成形装置と、
    　前記成形装置に前記金属パイプ材料を供給する供給装置と、
    　前記供給装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記金属パイプ材料が前記一組の金型間に配置される状態において、前記金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、前記金型の表面のうち前記金属パイプ材料の中心からの距離が最も長い位置である最長位置に関する情報を記憶する記憶部と、
    　前記金属パイプ材料が前記一組の金型間に配置される状態において、前記延在方向から見た場合に、前記記憶部が記憶している前記最長位置に関する情報に基づいて、前記溶接部が、前記最長位置と前記金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に位置しないように、前記供給装置による前記成形装置への前記金属パイプ材料の供給を制御する制御部と、を有する、
    　成形システム。
  2. 　板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料から金属パイプを成形する成形システムであって、
    　一組の金型、及び、前記一組の金型間に配置される前記金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給して膨張させる加熱膨張部を有する成形装置と、
    　前記成形装置に前記金属パイプ材料を供給する供給装置と、
    　前記供給装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記金属パイプ材料が前記一組の金型間に配置される状態において、前記金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、前記金型の表面のうち前記金属パイプ材料の中心からの距離が最も短い位置である最短位置に関する情報を記憶する記憶部と、
    　前記金属パイプ材料が前記一組の金型間に配置される状態において、前記延在方向から見た場合に、前記記憶部が記憶している前記最短位置に関する情報に基づいて、前記溶接部が、前記最短位置と前記金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に位置するように、前記供給装置による前記成形装置への前記金属パイプ材料の供給を制御する制御部と、を有する、
    　成形システム。
  3. 　前記供給装置は、
    　前記金属パイプ材料を中心軸線回りに回転可能な回転部と、
    　前記金属パイプ材料を把持可能、且つ、把持した前記金属パイプ材料を前記成形装置に搬送可能な搬送部と、を有し、
    　前記制御部は、前記供給装置により前記成形装置に前記金属パイプ材料を供給する際に、前記回転部により前記金属パイプ材料を前記中心軸線回りに回転させることによって、前記延在方向から見た場合に前記金属パイプ材料の中心に対して前記溶接部が位置する方向を調整するように前記回転部の動作を制御し、前記搬送部により前記金属パイプ材料を把持して前記成形装置に搬送するように、前記搬送部の動作を制御する、
    　請求項１又は２に記載の成形システム。
  4. 　前記供給装置は、前記金属パイプ材料を把持可能であると共に把持した前記金属パイプ材料を中心軸線回りに回転可能、且つ、前記金属パイプ材料を前記成形装置に搬送可能な多関節のアームからなる回転搬送部を有し、
    　前記制御部は、前記供給装置により前記成形装置に前記金属パイプ材料を供給する際に、前記回転搬送部により前記金属パイプ材料を把持すると共に当該金属パイプ材料を前記中心軸線回りに回転させることによって、前記延在方向から見た場合に前記金属パイプ材料の中心に対して前記溶接部が位置する方向を調整し、前記金属パイプ材料を前記成形装置に搬送するように前記回転搬送部の動作を制御する、
    　請求項１又は２に記載の成形システム。
  5. 　前記供給装置により前記成形装置に前記金属パイプ材料を供給する前に、前記延在方向から見た場合に前記金属パイプ材料の中心に対して前記溶接部が位置する方向を検出する位置検出部を備える、
    　請求項１～４の何れか一項に記載の成形システム。
  6. 　板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料を一組の金型間に配置し、前記金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給し膨張させて金属パイプを成形する成形方法であって、
    　前記金属パイプ材料が前記一組の金型間に配置される状態において、前記金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、前記金型の表面のうち前記金属パイプ材料の中心からの距離が最も長い位置である最長位置と前記金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に前記溶接部が位置しないように、前記金属パイプ材料を前記一組の金型間に配置する、
    　成形方法。
  7. 　板材の端部同士が溶接された溶接部を有し円筒状とされた金属パイプ材料を一組の金型間に配置し、前記金属パイプ材料を加熱すると共に当該金属パイプ材料内に気体を供給し膨張させて金属パイプを成形する成形方法であって、
    　前記金属パイプ材料が前記一組の金型間に配置される状態において、前記金属パイプ材料の延在方向から見た場合に、前記金型の表面のうち前記金属パイプ材料の中心からの距離が最も短い位置である最短位置と前記金属パイプ材料の中心とを結ぶ直線上に前記溶接部が位置するように、前記金属パイプ材料を前記一組の金型間に配置する、
    　成形方法。
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