JP7313279B2 - 成形システム - Google Patents

Description

本発明は、成形システムに関する。

従来、金属パイプを成形金型により型閉してブロー成形する成形装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された成形装置は、成形金型と、金属パイプ材料内に気体を供給する気体供給部と、を備えている。この成形装置では、金属パイプ材料を成形金型内に配置し、成形金型を型閉した状態で金属パイプ材料に気体供給部から気体を供給して膨張させることによって、金属パイプ材料を成形金型の形状に対応する形状に成形する。

特開２０１５－１１２６０８号公報

従来の成形装置では、金属パイプ材料に対して各電極を接触させて通電を行うことで、金属パイプ材料の加熱を行っていた。従って、電極に対して電力供給部からの電力を供給する電力供給ラインが設けられていた。しかしながら、電力供給ラインには大きな電流（例えば数万Ａ程度）が流れるため、当該電力供給ラインから漏れ磁場が発生する場合がある。このような漏れ磁場により、成形システムにおける周辺の機器へ影響が及ぼされる場合がある。

そこで、本発明は、電力供給ラインから発生する漏れ磁場による、周辺機器への影響を抑制できる成形システムを提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る成形システムは、金属パイプ材料を膨張させて金属パイプを成形する成形システムであって、金属パイプを成形する成形金型を有する本体部と、成形金型に配置される金属パイプ材料に電流を流して加熱する電極と、本体部から離間した位置に配置され、電極に電力を供給する電力供給部と、電力供給部と電極とを接続する電力供給ラインと、を備え、電力供給ラインは、本体部が載置された載置面よりも下側を通過する下側通過部と、載置面よりも上側に引き出され、下側通過部と電極とを接続する第１の接続部と、下側通過部と電力供給部とを接続する第２の接続部と、を備える。

この成形システムによれば、電力供給ラインは、金属パイプ材料を通電加熱する電極と、本体部から離間した位置に配置される電力供給部とを接続する。この電力供給ラインは、本体部が載置された載置面よりも下側を通過する下側通過部と、載置面よりも上側に引き出され、下側通過部と電極とを接続する第１の接続部と、下側通過部と電力供給部とを接続する第２の接続部と、を備える。このように、電力供給ラインは、第１の接続部で電極との接続性を確保し、第２の接続部で電力供給部との接続性を確保しつつ、第１の接続部と第２の接続部との間の下側通過部にて、成形金型の載置面の下側を通過している。このように、下側通過部が載置面の下側を通過することで、載置面上に配置される機器と、下側通過部との間を遠ざけることができる。従って、載置面上に配置される機器に対する下側通過部の漏れ磁場の影響を抑制することができる。以上により、電力供給ラインから発生する漏れ磁場による、周辺機器への影響を抑制できる。

成形システムにおいて、電力供給ラインは正極ライン、及び負極ラインを備え、下側通過部において、載置面より下側で正極ラインと負極ラインとが並行に配置されてよい。これにより、正極ラインと負極ラインとをまとめた状態で配置することができる。正極ラインによって生成される磁界の方向（磁束の向き）と、負極ラインによって生成される磁界（磁束の向き）とは、反対となる。従って、正極ラインと負極ラインとを並行に配置することで、互いに一部の磁束を打ち消しあい、漏れ磁場による周辺機器への影響をより抑制することができる。

成形システムにおいて、電極は、成形金型に配置された状態の金属パイプ材料の長手方向の両端側を支持するように、水平方向における第１の方向に対向して一対設けられ、水平方向における第１の方向と直交する第２の方向のうち、本体部に対する一方側には、金型交換台車が進退移動するための金型交換台車配置部が設けられ、第２の方向のうち、本体部に対する他方側には、成形金型に対する金属パイプ材料の設置及び取出しを行うハンドリング部が設けられ、第１の接続部は、第２の方向のうち、本体部に対する一方側の領域以外の位置から、載置面よりも上側に引き出されてよい。これにより、第１の接続部が金型交換時に金型交換台車や成形金型等と干渉することを防止することができる。

成形システムにおいて、第１の接続部は、第２の方向のうち、本体部に対する他方側の領域から、載置面よりも上側に引き出されてよい。これにより、第１の接続部が金型交換時に金型交換台車や成形金型等と干渉することを防止することができる。また、第１の方向の本体部に対する両側の領域から第１の接続部を引き出す場合に比して、正極ラインと負極ラインとを大きく分岐させる必要性が無くなるため、ラインの経路を短くすることができる。これにより、正極ライン及び負極ラインの抵抗を低減することができる。

成形システムにおいて、第１の接続部は、第１の方向のうち、本体部に対する両側の領域から、載置面よりも上側に引き出されてよい。これにより、第１の接続部が金型交換時に金型交換台車や成形金型等と干渉することを防止することができる。また、第２の方向のうち、本体部の両側の側部にスペースを確保することができるので、当該スペースに周辺機器（金型の温度を測定するための測温機器や、金型を冷却するための冷却機器など）を配置することができる。

成形システムにおいて、第１の接続部、及び第２の接続部の少なくとも一方に対して、載置面よりも上側に引き出された部分を覆うカバーが設けられてよい。これにより、電力供給ラインのうち、載置面よりも上側に引き出された部分から生じる漏れ磁場の影響を抑制することができる。

本発明の成形システムによれば、電力供給ラインから発生する漏れ磁場による、周辺機器への影響を抑制できる。

本発明の実施形態に係る成形システムで用いられる成形装置を示す概略構成図である。 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。 本実施形態に係る成形システムの概略断面図である。 図３に示す成形システムの概略平面図である。 図３に示す成形システムの電力供給ラインを示す斜視図である。 変形例に係る成形システムの概略平面図である。 変形例に係る成形システムの電力供給ラインを示す斜視図である。 変形例に係る成形システムの概略平面図である。 変形例に係る成形システムの電力供給ラインを示す斜視図である。

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

〈成形装置の構成〉
図１は、本実施形態に係る成形システムが有する成形装置の概略構成図である。図１に示されるように、金属パイプを成形する成形装置１０は、上型１２及び下型１１からなる成形金型１３と、上型１２及び下型１１の少なくとも一方を移動させる駆動機構８０と、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ材料１４を保持するパイプ保持機構３０と、パイプ保持機構３０で保持されている金属パイプ材料１４に通電して加熱する加熱機構５０と、上型１２及び下型１１の間に保持され加熱された金属パイプ材料１４内に高圧ガス（気体）を供給するための気体供給部６０と、パイプ保持機構３０で保持された金属パイプ材料１４内に気体供給部６０からの気体を供給するための一対の気体供給機構４０，４０と、成形金型１３を強制的に水冷する水循環機構７２とを備えると共に、上記駆動機構８０の駆動、上記パイプ保持機構３０の駆動、上記加熱機構５０の駆動、及び上記気体供給部６０の気体供給をそれぞれ制御する制御部７０と、を備えて構成されている。

成形金型１３の一方である下型１１は、基台１５に固定されている。下型１１は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、その上面に例えば矩形状のキャビティ（凹部）１６を備える。下型１１には冷却水通路１９が形成され、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。

更に、下型１１の左右端（図１における左右端）近傍にはスペース１１ａが設けられており、当該スペース１１ａ内には、パイプ保持機構３０の可動部である後述する電極１７，１８（下側電極）等が、上下に進退動可能に配置されている。そして、下側電極１７，１８上に金属パイプ材料１４が載置されることで、下側電極１７，１８は、上型１２と下型１１との間に配置される金属パイプ材料１４に接触する。これにより、下側電極１７，１８は金属パイプ材料１４に電気的に接続される。

下型１１と下側電極１７との間及び下側電極１７の下部、並びに下型１１と下側電極１８との間及び下側電極１８の下部には、通電を防ぐための絶縁材９１がそれぞれ設けられている。それぞれの絶縁材９１は、パイプ保持機構３０を構成するアクチュエータ（不図示）の可動部である進退ロッド９５に固定されている。このアクチュエータは、下側電極１７，１８等を上下動させるためのものであり、アクチュエータの固定部は、下型１１と共に基台１５側に保持されている。

成形金型１３の他方である上型１２は、駆動機構８０を構成する後述のスライド８１に固定されている。上型１２は、大きな鋼鉄製ブロックで構成され、内部に冷却水通路２５が形成されると共に、その下面に例えば矩形状のキャビティ（凹部）２４を備える。このキャビティ２４は、下型１１のキャビティ１６に対向する位置に設けられる。

上型１２の左右端（図１における左右端）近傍には、下型１１と同様に、スペース１２ａが設けられており、当該スペース１２ａ内には、パイプ保持機構３０の可動部である後述する電極１７，１８（上側電極）等が、上下に進退動可能に配置されている。そして、下側電極１７，１８上に金属パイプ材料１４が載置された状態において、上側電極１７，１８は、下方に移動することで、上型１２と下型１１との間に配置された金属パイプ材料１４に接触する。これにより、上側電極１７，１８は金属パイプ材料１４に電気的に接続される。

上型１２と上側電極１７との間及び上側電極１７の上部、並びに上型１２と上側電極１８との間及び上側電極１８の上部には、通電を防ぐための絶縁材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２参照）、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２参照）、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１に示されるように、駆動機構８０は、上型１２及び下型１１同士が合わさるように上型１２を移動させるスライド８１と、上記スライド８１を移動させるための駆動力を発生するシャフト８２と、該シャフト８２で発生した駆動力をスライド８１に伝達するためのコネクティングロッド８３とを備えている。シャフト８２は、スライド８１上方にて左右方向に延在していると共に回転自在に支持されており、その軸心から離間した位置にて左右端から突出して左右方向に延在する偏心クランク８２ａを有している。この偏心クランク８２ａと、スライド８１の上部に設けられると共に左右方向に延在している回転軸８１ａとは、コネクティングロッド８３によって連結されている。駆動機構８０では、制御部７０によってシャフト８２の回転を制御することにより偏心クランク８２ａの上下方向の高さを変化させ、この偏心クランク８２ａの位置変化をコネクティングロッド８３を介してスライド８１に伝達することにより、スライド８１の上下動を制御できる。ここで、偏心クランク８２ａの位置変化をスライド８１に伝達する際に発生するコネクティングロッド８３の揺動（回転運動）は、回転軸８１ａによって吸収される。なお、シャフト８２は、例えば制御部７０によって制御されるモータ等の駆動に応じて回転又は停止する。

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

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

図１に戻り、一対の気体供給機構４０の各々は、シリンダユニット４２と、シリンダユニット４２の作動に合わせて進退動するシリンダロッド４３と、シリンダロッド４３におけるパイプ保持機構３０側の先端に連結されたシール部材４４とを有する。シリンダユニット４２はブロック４１上に載置固定されている。シール部材４４の先端には先細となるようにテーパー面４５が形成されており、電極１７，１８のテーパー凹面１７ｂ，１８ｂに合わさる形状に構成されている（図２参照）。シール部材４４には、シリンダユニット４２側から先端に向かって延在し、詳しくは図２（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、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。

制御部７０は、気体供給部６０の圧力制御弁６８を制御することにより、金属パイプ材料１４内に所望の作動圧力のガスを供給することができる。また、制御部７０は、図１に示す（Ａ）から情報が伝達されることによって、熱電対２１から温度情報を取得し、駆動機構８０及び電力供給部５５等を制御する。

水循環機構７２は、水を溜める水槽７３と、この水槽７３に溜まっている水を汲み上げ、加圧して下型１１の冷却水通路１９及び上型１２の冷却水通路２５へ送る水ポンプ７４と、配管７５とからなる。省略したが、水温を下げるクーリングタワーや水を浄化する濾過器を配管７５に介在させることは差し支えない。

〈成形装置を用いた金属パイプの成形方法〉
次に、成形装置１０を用いた金属パイプの成形方法について説明する。最初に、焼入れ可能な鋼種の円筒状の金属パイプ材料１４を準備する。この金属パイプ材料１４を、例えばロボットアーム等を用いて、下型１１側に備わる電極１７，１８上に載置（投入）する。電極１７，１８には凹溝１７ａ，１８ａが形成されているので、当該凹溝１７ａ，１８ａによって金属パイプ材料１４が位置決めされる。

次に、制御部７０は、駆動機構８０及びパイプ保持機構３０を制御することによって、当該パイプ保持機構３０に金属パイプ材料１４を保持させる。具体的には、駆動機構８０の駆動によりスライド８１側に保持されている上型１２及び上側電極１７，１８等が下型１１側に移動すると共に、パイプ保持機構３０に含まれる上側電極１７，１８等及び下側電極１７，１８等を進退動可能としているアクチュエータを作動させることによって、金属パイプ材料１４の両方の端部付近を上下からパイプ保持機構３０により挟持する。この挟持は電極１７，１８に形成される凹溝１７ａ，１８ａ、及び絶縁材９１，１０１に形成される凹溝の存在によって、金属パイプ材料１４の両端部付近の全周に渡って密着するような態様で挟持されることとなる。

なお、このとき、図２（ａ）に示されるように、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部は、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１８の凹溝１８ａとテーパー凹面１８ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している。同様に、金属パイプ材料１４の電極１７側の端部は、金属パイプ材料１４の延在方向において、電極１７の凹溝１７ａとテーパー凹面１７ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している。また、上側電極１７，１８の下面と下側電極１７，１８の上面とは、それぞれ互いに接触している。ただし、金属パイプ材料１４の両端部全周に渡って密着する構成に限られず、金属パイプ材料１４の周方向における一部に電極１７，１８が当接するような構成であってもよい。

続いて、制御部７０は、加熱機構５０を制御することによって、金属パイプ材料１４を加熱する。具体的には、制御部７０は、加熱機構５０の電力供給部５５を制御し電力を供給する。すると、電力供給ライン５２を介して下側電極１７，１８に伝達される電力が、金属パイプ材料１４を挟持している上側電極１７，１８及び金属パイプ材料１４に供給され、金属パイプ材料１４に存在する抵抗により、金属パイプ材料１４自体がジュール熱によって発熱する。すなわち、金属パイプ材料１４は通電加熱状態となる。

続いて、制御部７０による駆動機構８０の制御によって、加熱後の金属パイプ材料１４に対して成形金型１３を閉じる。これにより、下型１１のキャビティ１６と上型１２のキャビティ２４とが組み合わされ、下型１１と上型１２との間のキャビティ部内に金属パイプ材料１４が配置密閉される。

その後、気体供給機構４０のシリンダユニット４２を作動させることによってシール部材４４を前進させて金属パイプ材料１４の両端をシールする。このとき、図２（ｂ）に示されるように、金属パイプ材料１４の電極１８側の端部にシール部材４４が押し付けられることによって、電極１８の凹溝１８ａとテーパー凹面１８ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している部分が、テーパー凹面１８ｂに沿うように漏斗状に変形する。同様に、金属パイプ材料１４の電極１７側の端部にシール部材４４が押し付けられることによって、電極１７の凹溝１７ａとテーパー凹面１７ｂとの境界よりもシール部材４４側に突出している部分が、テーパー凹面１７ｂに沿うように漏斗状に変形する。シール完了後、高圧ガスを金属パイプ材料１４内へ吹き込んで、加熱により軟化した金属パイプ材料１４をキャビティ部の形状に沿うように成形する。

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

ブロー成形されて膨らんだ金属パイプ材料１４の外周面が下型１１のキャビティ１６に接触して急冷されると同時に、上型１２のキャビティ２４に接触して急冷（上型１２と下型１１は熱容量が大きく且つ低温に管理されているため、金属パイプ材料１４が接触すればパイプ表面の熱が一気に金型側へと奪われる。）されて焼き入れが行われる。このような冷却法は、金型接触冷却又は金型冷却と呼ばれる。急冷された直後はオーステナイトがマルテンサイトに変態する（以下、オーステナイトがマルテンサイトに変態することをマルテンサイト変態とする）。冷却の後半は冷却速度が小さくなったので、復熱によりマルテンサイトが別の組織（トルースタイト、ソルバイト等）に変態する。従って、別途焼戻し処理を行う必要がない。また、本実施形態においては、金型冷却に代えて、あるいは金型冷却に加えて、冷却媒体を例えばキャビティ２４内に供給することによって冷却が行われてもよい。例えば、マルテンサイト変態が始まる温度までは金型（上型１２及び下型１１）に金属パイプ材料１４を接触させて冷却を行い、その後型開きすると共に冷却媒体（冷却用気体）を金属パイプ材料１４へ吹き付けることにより、マルテンサイト変態を発生させてもよい。

上述のように金属パイプ材料１４に対してブロー成形を行った後に冷却を行い、型開きを行うことにより、例えば略矩形筒状の本体部を有する金属パイプを得る。

次に、図３～図５を参照して、本実施形態に係る成形システム１００について説明する。図３及び図４に示すように、成形システム１００は、成形金型１３、電極１７，１８、電力供給部５５、及び電力供給ライン５２を備えた成形装置１０と、載置台１０５と、金型交換台車配置部１０２（図４参照）と、ハンドリング部１０３（図４参照）と、を備える。なお、成形金型１３、基台１５、気体供給機構４０、ブロック４１及び駆動機構８０（図１参照）を有するユニットを成形システム１００の本体部１１０と称する。一対の気体供給機構４０及びブロック４１は、基台１５を挟むように配置されている。載置台１０５は、載置面１０５ａ上に、本体部１１０、電力供給部５５、金型交換台車配置部１０２、及びハンドリング部１０３を載置している（図４参照）。

なお、本実施形態では、水平方向において電極１７と電極１８が対向する方向を「Ｘ軸方向」とし、水平方向におけるＸ軸方向と直交する方向を「Ｙ軸方向」とし、上下方向を「Ｚ軸方向」とする。また、電極１８側をＸ軸方向における正側とし、電極１７側をＸ軸方向における負側とする。Ｙ軸方向における一方側を正側とし、Ｙ軸方向における他方側を負側とする。上側をＺ軸方向における正側とし、下側をＺ軸方向における負側とする。なお、Ｘ軸方向が請求項における「第１の方向」に対応し、Ｙ軸方向が請求項における「第２の方向」に対応する。

図４に示すように、金型交換台車配置部１０２は、金型交換台車１１１が進退移動するための構造物である。金型交換台車配置部１０２は、Ｙ軸方向における本体部１１０に対する正側に設けられる。金型交換台車配置部１０２は、金型交換台車１１１がＸ軸方向に進退移動するためのレール部１０２ａと、金型交換台車１１１がＹ軸方向に進退移動するためのレール部１０２ｂと、を備えている。レール部１０２ａは、本体部１１０からＹ軸方向の正側へ離間した位置に設けられる。レール部１０２ｂは、レール部１０２ａから本体部１１０の手前側の位置まで、Ｙ軸方向へ延びている。

ハンドリング部１０３は、成形金型１３に対する金属パイプ材料１４の設置及び取出しを行うための装置である。ハンドリング部１０３は、例えばロボットアームによって構成されている。ハンドリング部１０３は、Ｙ軸方向における本体部１１０に対する負側に設けられる。

電力供給部５５は、本体部１１０から離間した位置に配置され、電力供給ライン５２を介して電極１７，１８に電力を供給する装置である。本実施形態では、電力供給ラインはブスバーによって構成されている。なお、電極１７を正極として電極１８を負極とした場合、電力供給ライン５２は、電力供給部５５と電極１７とを接続する正極ライン５２Ａと、電力供給部５５と電極１８とを接続する負極ライン５２Ｂと、を備える。ただし、電極１７及び電極１８のどちらを正極、負極にするかは特に限定されるものではない。従って、電極１７を負極として電極１８を正極としてもよい。この場合はライン５２Ａが負極ラインとなり、ライン５２Ｂが正極ラインとなる。

次に、電力供給ライン５２の概略的な配置について、図３を参照して説明する。図３に示す電力供給ライン５２は、他の構成要素との位置関係を概略的に示したものである。図３に示すように、電力供給ライン５２の正極ライン５２Ａ及び負極ライン５２Ｂは、それぞれ下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂと、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂと、第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂと、を備えている。下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂは、載置台１０５の載置面１０５ａよりも下側を通過する部分である。第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂと電極１７，１８とを接続する部分である。第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂは、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂと電力供給部５５とを接続する部分である。

第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、載置面１０５ａよりも上側に引き出される。第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂは、載置面１０５ａよりも上側に引き出される。第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂに対しては、載置面１０５ａよりも上側に引き出される部分の全部、又は一部を覆うカバー１４０が設けられる。なお、図３では、成形金型１３周辺の構成を示すために、カバー１４０の一部が省略されている。第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂに対しては、載置面１０５ａよりも上側に引き出される部分の全部、又は一部を覆うカバー１４１が設けられる。

次に、図４及び図５を参照して、電力供給ライン５２の正極ライン５２Ａ及び負極ライン５２Ｂの詳細な構成について説明する。なお、図４及び図５において破線で示されている部分は、載置面１０５ａより下側に配置される部分である。図４及び図５では、カバー１４０，１４１は省略されている。図５では、電力供給ライン５２の形状を明確とするために、電力供給ライン５２、電極１７，１８、及び電力供給部５５のみが示されている。

図４及び図５に示すように、本実施形態においては、電力供給部５５は、本体部１１０からＸ軸方向の負側へ離間した位置に配置されている。下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂは、本体部１１０及び電力供給部５５よりも、Ｙ軸方向における負側へ離間した位置に配置されている。このような下側通過部１２１Ａ，１２１ＢのＸ軸方向における正側の端部から第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂが上側へ引き出されて電極１７，１８と接続されている。また、下側通過部１２１Ａ，１２１ＢのＸ軸方向における負側の端部から第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂが上側へ引き出されて電力供給部５５と接続されている。なお、以降の説明における正極ライン５２Ａ及び負極ライン５２Ｂの各部分は、水平方向における何れかの方向に厚み方向を有した状態で延びる長尺状の板部材によって構成される。

具体的には、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂは、直線部１２１Ａａ，１２１Ｂａと、屈曲部１２１Ａｂ，１２１Ｂｂと、屈曲部１２１Ａｃ，１２１Ｂｃと、を備える。直線部１２１Ａａ，１２１Ｂａは、Ｘ軸方向へ真っ直ぐに延びる部分である。屈曲部１２１Ａｂ，１２１Ｂｂは、直線部１２１Ａａ，１２１ＢａのＸ軸方向の正側の端部から、本体部１１０へ向かってＹ軸方向の正側へ屈曲する部分である。屈曲部１２１Ａｃ，１２１Ｂｃは、直線部１２１Ａａ，１２１ＢａのＸ軸方向の負側の端部から、電力供給部５５へ向かってＹ軸方向の正側へ屈曲する部分である。なお、直線部１２１Ａａは直線部１２１ＢａよりＹ軸方向の正側に配置される。屈曲部１２１Ａｂは、屈曲部１２１ＢｂよりＸ軸方向の負側に配置される。屈曲部１２１Ａｃは、屈曲部１２１ＢｃよりＸ軸方向の正側に配置される。

第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂの端部から上側へ向かって延び、本体部１１０へ向かってＹ軸方向の正側へ向かって延びると共に、本体部１１０の手前側で互いに分岐し、それぞれ電極１７及び電極１８と接続される。具体的に、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、立ち上がり部１２２Ａａ，１２２Ｂａと、直線部１２２Ａｂ，１２２Ｂｂと、分岐部１２２Ａｃ，１２２Ｂｃと、接続部１２２Ａｄ，１２２Ｂｄと、を備える。立ち上がり部１２２Ａａ，１２２Ｂａは、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂの屈曲部１２１Ａｂ，１２１ＢｂのＹ軸方向の正側の端部から上側へ向かって真っ直ぐに延びる部分である。立ち上がり部１２２Ａａ，１２２Ｂａは、電極１７，１８の高さ位置まで延びている。直線部１２２Ａｂ，１２２Ｂｂは、立ち上がり部１２２Ａａ，１２２Ｂａの上端部からＹ軸方向の正側へ向かって成形金型１３の手前側まで真っ直ぐに延びている。第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、分岐部１２２Ａｃ，１２２Ｂｃにて互いに逆方向へ延びるように分岐している。すなわち、分岐部１２２Ａｃは、直線部１２２ＡｂのＹ軸方向の正側の端部からＸ軸方向の負側へ延びている。接続部１２２Ａｄは、分岐部１２２ＡｃのＸ軸方向の負側の端部からＹ軸方向の正側へ延びて電極１７と接続している。分岐部１２２Ｂｃは、直線部１２２ＢｂのＹ軸方向の正側の端部からＸ軸方向の正側へ延びている。接続部１２２Ｂｄは、分岐部１２２ＢｃのＸ軸方向の正側の端部からＹ軸方向の正側へ延びて電極１７と接続されている。なお、分岐部１２２Ａｃ，１２２Ｂｃは、電極１７寄りの位置にて分岐している。従って、分岐部１２２Ｂｃの長さは、分岐部１２２Ａｃよりも長くなる。

第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂは、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂの端部から上側へ向かって延び、電力供給部５５へ向かってＹ軸方向の正側へ向かって延び、当該電力供給部５５に接続される。具体的に、第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂは、立ち上がり部１２３Ａａ，１２３Ｂａと、接続部１２３Ａｂ，１２３Ｂｂと、を備える。立ち上がり部１２３Ａａ，１２３Ｂａは、電極１７，１８の高さ位置まで延びている。接続部１２３Ａｂ，１２３Ｂｂは、立ち上がり部１２３Ａａ，１２３Ｂａの上端部からＹ軸方向の正側へ向かって延びて電力供給部５５と接続されている。

下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂにおいて、載置面１０５ａより下側で正極ライン５２Ａと負極ライン５２Ｂとは、並行に配置されている。すなわち、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂでは、直線部１２１Ａａ，１２１Ｂａ、屈曲部１２１Ａｂ，１２１Ｂｂ、及び屈曲部１２１Ａｃ，１２１Ｂｃが、それぞれ互いに所定の隙間を空けた状態で並行に延びるように配置されている。なお、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂにおいても、立ち上がり部１２２Ａａ，１２２Ｂａ、及び直線部１２２Ａｂ，１２２Ｂｂが、互いに所定の隙間を空けた状態で並行に延びるように配置されている。

ここで、前述のとおり、金型交換台車配置部１０２は、Ｙ軸方向のうち、本体部１１０に対する正側の領域に配置されている。当該領域は、本体部１１０のＸ軸方向における両端部１１０ａ，１１０ｂ同士の間の領域Ｅ１（図４においては、直線Ｌ１と直線Ｌ２との間の領域）であるものとする。第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、領域Ｅ１以外の位置から、載置面１０５ａよりも上側に引き出される。本実施形態では、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、Ｙ軸方向のうち、本体部１１０に対する負側の領域から、載置面１０５ａよりも上側に引き出される。すなわち、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、金型交換台車配置部１０２ではなく、ハンドリング部１０３が配置されている領域から、載置面１０５ａの上側へ引き出されている。

次に、本実施形態に係る成形システム１００の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る成形システム１００によれば、電力供給ライン５２は、金属パイプ材料１４を通電加熱する電極１７，１８と、本体部１１０から離間した位置に配置される電力供給部５５とを接続する。この電力供給ライン５２は、本体部１１０が載置された載置面１０５ａよりも下側を通過する下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂと、載置面１０５ａよりも上側に引き出され、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂと電極１７，１８とを接続する第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂと、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂと電力供給部５５とを接続する第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂと、を備える。このように、電力供給ライン５２は、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂで電極１７，１８との接続性を確保し、第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂで電力供給部５５との接続性を確保しつつ、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂと第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂとの間の下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂにて、成形金型１３の載置面１０５ａの下側を通過している。このように、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂが載置面１０５ａの下側を通過することで、載置面１０５ａ上に配置される機器と、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂとの間を遠ざけることができる。従って、載置面１０５ａ上に配置される機器に対する下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂの漏れ磁場の影響を抑制することができる。以上により、電力供給ラインから発生する漏れ磁場による、周辺機器への影響を抑制できる。

また、電力供給ライン５２が下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂを有することで、載置面１０５ａ上のスペースを広く利用することができる。また、作業者の移動も容易となる。

成形システム１００において、電力供給ライン５２は正極ライン５２Ａ、及び負極ライン５２Ｂを備え、下側通過部１２１Ａ，１２１Ｂにおいて、載置面１０５ａより下側で正極ライン５２Ａと負極ライン５２Ｂとが並行に配置されている。これにより、正極ライン５２Ａと負極ライン５２Ｂとをまとめた状態で配置することができる。正極ライン５２Ａによって生成される磁界の方向（磁束の向き）と、負極ライン５２Ｂによって生成される磁界（磁束の向き）とは、反対となる。従って、正極ライン５２Ａと負極ライン５２Ｂとを並行に配置することで、互いに一部の磁束を打ち消しあい、漏れ磁場による周辺機器への影響をより抑制することができる。

成形システム１００において、電極１７，１８は、成形金型１３に配置された状態の金属パイプ材料１４の長手方向の両端側を支持するように、Ｘ軸方向に対向して一対設けられ、Ｙ軸方向のうち、本体部１１０に対する正側には、金型交換台車１１１が進退移動するための金型交換台車配置部１０２が設けられ、Ｙ軸方向のうち、本体部１１０に対する負側には、成形金型１３に対する金属パイプ材料１４の設置及び取出しを行うハンドリング部１０３が設けられ、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、Ｙ軸方向のうち、本体部１１０に対する正側の領域Ｅ１以外の位置から、載置面１０５ａよりも上側に引き出されている。これにより、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂが金型交換時に金型交換台車１１１や成形金型１３等と干渉することを防止することができる。

成形システム１００において、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂは、Ｙ軸方向のうち、本体部１１０に対する負側の領域から、載置面１０５ａよりも上側に引き出されている。これにより、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂが金型交換時に金型交換台車１１１や成形金型１３等と干渉することを防止することができる。また、図９に示すように、Ｘ軸方向の本体部１１０に対する両側の領域から第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂを引き出す場合に比して、正極ライン５２Ａと負極ライン５２Ｂとを大きく分岐させる必要性が無くなるため、ラインの経路を短くすることができる。これにより、正極ライン５２Ａ及び負極ライン５２Ｂの抵抗を低減することができる。

成形システム１００において、第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂ、及び第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂに対して、載置面１０５ａよりも上側に引き出された部分を覆うカバー１４０，１４１が設けられている。これにより、電力供給ライン５２のうち、載置面１０５ａよりも上側に引き出された部分から生じる漏れ磁場の影響を抑制することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、図６及び図７に示すような電力供給ライン１５２を採用してもよい。図６及び図７に示す電力供給ライン１５２の正極ライン１５２Ａ及び負極ライン１５２Ｂは、下側通過部２２１Ａ，２２１Ｂが延びる方向が異なる点で、図４及び図５に示す電力供給ライン５２の正極ライン５２Ａ及び負極ライン５２Ｂと主に相違している。電力供給部５５は、本体部１１０に対して、Ｙ軸方向における正側へ離間した位置に配置されている。従って、正極ライン１５２Ａ及び負極ライン１５２Ｂの下側通過部２２１Ａ，２２１Ｂは、電力供給部５５から本体部１１０へ向かってＹ軸方向に延びている。また、下側通過部２２１Ａ，２２１Ｂは、本体部１１０の下側を通過して、当該本体部１１０のＹ軸方向における負側の位置まで延びている。これにより、第１の接続部２２２Ａ，２２２Ｂは、Ｙ軸方向のうち、本体部１１０に対する負側の領域から、載置面１０５ａよりも上側に引き出される。なお、第１の接続部２２２Ａ，２２２Ｂは、図４及び図５に示す第１の接続部１２２Ａ，１２２Ｂと同趣旨の構成を有する。第２の接続部２２３Ａ，２２３Ｂは、図４及び図５に示す第２の接続部１２３Ａ，１２３Ｂと同趣旨の構成を有する。

また、例えば、図８及び図９に示すような電力供給ライン２５２を採用してよい。図８及び図９に示す電力供給ライン２５２の正極ライン２５２Ａ及び負極ライン２５２Ｂは、下側通過部３２１Ａ，３２１Ｂの構成、及び第１の接続部３２２Ａ，３２２Ｂの引き出し構造及び第２の接続部３２３Ａ，３２３Ｂの引き出し構造が異なる点で、図４及び図５に示す電力供給ライン５２の正極ライン５２Ａ及び負極ライン５２Ｂと主に相違している。

電力供給部５５は、本体部１１０に対して、Ｙ軸方向における正側へ離間した位置に配置されている。また、電力供給部５５は、載置台１０５の載置面１０５ａに設けられておらず、当該載置台１０５のＹ軸方向の正側の端部１０５ｂから離間した位置に配置されている。従って、第２の接続部３２３Ａ，３２３Ｂは、載置面１０５ａより上側へ引き出されることなく、下側通過部３２１Ａ，３２１Ｂから端部１０５ｂを介して真っ直ぐに引き出されている。このように、第２の接続部３２３Ａ，３２３Ｂは、載置面１０５ａより上側に引き出されていなくともよい。なお、電力供給部５５が載置台１０５の端部１０５ｂに近い場合は、第２の接続部３２３Ａ，３２３Ｂも、載置面１０５ａの下側に配置される。この場合は、第２の接続部３２３Ａ，３２３Ｂが、同時に下側通過部を構成していると見なしてよい。また、第１の接続部３２２Ａは本体部１１０に対してＸ軸方向の負側の領域から、載置面１０５ａより上側に引き出されて電極１７に接続されている。第１の接続部３２２Ａは、上方へ延びる立ち上がり部３２２Ａａと、当該立ち上がり部３２２Ａａから電極１７側へ延びて接続される接続部３２２Ａｂと、を備える。第１の接続部３２２Ｂは本体部１１０に対してＸ軸方向の正側の領域から、載置面１０５ａより上側に引き出されて電極１８に接続されている。第１の接続部３２２Ｂは、上方へ延びる立ち上がり部３２２Ｂａと、当該立ち上がり部３２２Ｂａから電極１８側へ延びて接続される接続部３２２Ｂｂと、を備える。

このような構成により、下側通過部３２１Ａ,３２１Ｂは、第２の接続部３２３Ａ,３２３Ｂから分岐して、大きく迂回してそれぞれ第１の接続部３２２Ａ，３２２Ｂに接続されている。下側通過部３２１Ａは、第２の接続部３２３ＡからＸ軸方向の負側へ延びる分岐部３２１Ａａと、分岐部３２１Ａａから屈曲してＹ軸方向の負側へ延びる屈曲部３２１Ａｂと、屈曲部３２１ＡｂからＸ軸方向の正側へ延びて第１の接続部３２２Ａと接続される接続部３２１Ａｃと、を備える。下側通過部３２１Ｂは、第２の接続部３２３ＢからＸ軸方向の正側へ延びる分岐部３２１Ｂａと、分岐部３２１Ｂａから屈曲してＹ軸方向の負側へ延びる屈曲部３２１Ｂｂと、屈曲部３２１ＢｂからＸ軸方向の負側へ延びて第１の接続部３２２Ｂと接続される接続部３２１Ｂｃと、を備える。

図８及び図９に示す電力供給ライン２５２では、第１の接続部３２２Ａ，３２２Ｂは、Ｘ軸方向のうち、本体部１１０に対する両側の領域から、載置面１０５ａよりも上側に引き出されている。これにより、第１の接続部３２２Ａ，３２２Ｂが金型交換時に金型交換台車１１１や成形金型１３等と干渉することを防止することができる。また、Ｙ軸方向のうち、本体部１１０の正側及び負側の両方の側部にスペースを確保することができるので、当該スペースに周辺機器（金型の温度を測定するための測温機器や、金型を冷却するための冷却機器など）を配置することができる。

１０…成形装置、１３…成形金型、１７，１８…電極、５２，１５２，２５２…電力供給ライン、５２Ａ，５２Ｂ，１５２Ａ，１５２Ｂ，２５２Ａ，２５２Ｂ…正極ライン、５２Ｂ…負極ライン、１００…成形システム、１０２…金型交換台車配置部、１０３…ハンドリング部、１０５ａ…載置面、１１０…本体部、１２１Ａ，１２１Ｂ，２２１Ａ，２２１Ｂ，３２１Ａ，３２１Ｂ…下側通過部、１２２Ａ，１２２Ｂ，２２２Ａ，２２２Ｂ，３２２Ａ，３２２Ｂ…第１の接続部、１２３Ａ，１２３Ｂ，２２３Ａ，２２３Ｂ，３２３Ａ，３２３Ｂ…第２の接続部、１４０，１４１…カバー。

Claims (5)

1. 金属パイプ材料を膨張させて金属パイプを成形する成形システムであって、
   前記金属パイプを成形する成形金型を有する本体部と、
   前記成形金型に配置される前記金属パイプ材料に電流を流して加熱する、前記成形金型の外側に配置される電極と、
   前記本体部から離間した位置に配置され、前記電極に電力を供給する電力供給部と、
   前記電力供給部と前記電極とを接続する電力供給ラインと、を備え、
   前記電力供給ラインは、
   前記本体部が載置された載置面よりも下側を通過する下側通過部と、
   前記載置面よりも上側に引き出され、前記下側通過部と前記電極とを接続する第１の接続部と、
   前記下側通過部と前記電力供給部とを接続する第２の接続部と、
   を備え、
   前記電力供給ラインは正極ライン、及び負極ラインを備え、
   前記下側通過部において、前記載置面より下側で前記正極ラインと前記負極ラインとが並行に配置される、成形システム。
2. 金属パイプ材料を膨張させて金属パイプを成形する成形システムであって、
   前記金属パイプを成形する成形金型を有する本体部と、
   前記成形金型に配置される前記金属パイプ材料に電流を流して加熱する、前記成形金型の外側に配置される電極と、
   前記本体部から離間した位置に配置され、前記電極に電力を供給する電力供給部と、
   前記電力供給部と前記電極とを接続する電力供給ラインと、を備え、
   前記電力供給ラインは、
   前記本体部が載置された載置面よりも下側を通過する下側通過部と、
   前記載置面よりも上側に引き出され、前記下側通過部と前記電極とを接続する第１の接続部と、
   前記下側通過部と前記電力供給部とを接続する第２の接続部と、
   を備え、
   前記電極は、前記成形金型に配置された状態の前記金属パイプ材料の長手方向の両端側を支持するように、水平方向における第１の方向に対向して一対設けられ、
   水平方向における前記第１の方向と直交する第２の方向のうち、前記本体部に対する一方側には、金型交換台車が進退移動するための金型交換台車配置部が設けられ、
   前記第２の方向のうち、前記本体部に対する他方側には、前記成形金型に対する前記金属パイプ材料の設置及び取出しを行うハンドリング部が設けられ、
   前記第１の接続部は、前記第２の方向のうち、前記本体部に対する一方側の領域以外の位置から、前記載置面よりも上側に引き出される、成形システム。
3. 前記第１の接続部は、前記第２の方向のうち、前記本体部に対する他方側の領域から、前記載置面よりも上側に引き出される、請求項２に記載の成形システム。
4. 前記第１の接続部は、前記第１の方向のうち、前記本体部に対する両側の領域から、前記載置面よりも上側に引き出される、請求項２に記載の成形システム。
5. 前記第１の接続部、及び前記第２の接続部の少なくとも一方に対して、前記載置面よりも上側に引き出された部分を覆うカバーが設けられる、請求項１～４の何れか一項に記載の成形システム。
   
   

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