特許 7469541 金属パイプ及び金属パイプの成形方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】金属パイプ及び金属パイプの成形方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 26/047 20110101AFI20240409BHJP

   B21D 26/033 20110101ALI20240409BHJP

   B21D 51/02 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

B21D26/047

B21D26/033

B21D51/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023094097

(22)【出願日】2023-06-07

(62)【分割の表示】P 2019060904の分割

【原出願日】2019-03-27

(65)【公開番号】P2023110065

(43)【公開日】2023-08-08

【審査請求日】2023-06-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】石塚 正之

(72)【発明者】

【氏名】野際 公宏

(72)【発明者】

【氏名】上野 紀条

(72)【発明者】

【氏名】雑賀 雅之

【審査官】石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１５０１１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－０３１２６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０４１７０６２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００５－２９７０６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１８９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６１５８１２２（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第０６２０９３７２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ２６／０３３－２６／０４７

Ｂ２１Ｄ ５１／０２

Ｂ２９Ｃ ４９／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属パイプ材料を成形して金属パイプを製造する金属パイプの製造方法であって、
金属パイプ材料を加熱し、
前記金属パイプ材料を加熱した状態で複動金型を挿入し、
前記金属パイプ材料の内部に流体を供給し、
流体供給後に前記金属パイプ材料の内部が加圧された状態で、前記複動金型を退避させることで前記金属パイプ材料の内部に突出部を形成する、金属パイプの製造方法。

【請求項2】

一対の前記複動金型を前記金属パイプ材料に対して互いに対向する方向からそれぞれ挿入することで、前記金属パイプ材料の内部に一対の前記突出部を形成する、請求項１に記載された金属パイプの製造方法。

【請求項3】

前記金属パイプ材料の内部に前記流体を供給することで、前記金属パイプ材料の外側へ突出する外側フランジ部を更に形成する、請求項１に記載された金属パイプの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、金属パイプ及び金属パイプの成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、成形金型内で金属パイプ材料を膨張させることによって、パイプ部と当該パイプ部から外側に延びる外側フランジ部とを有する金属パイプを成形する装置が知られている。例えば、特許文献１には、パイプ部を成形するためのメインキャビティ部と、該メインキャビティ部に連通し、一対の外側フランジ部を成形するための一対のサブキャビティ部を形成する成形金型を備える成形装置が開示されている。この成形装置は、成形金型を閉じると共に、加熱された金属パイプ材料に気体を吹き込むことにより、メインキャビティ部及び一対のサブキャビティ部内で金属パイプ材料を膨張させ、パイプ部及び一対の外側フランジ部を有する金属パイプを成形する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開２０１７／１５０１１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の装置では、金属パイプに一対の外側フランジ部を形成することで金属パイプの剛性を高めている。しかしながら、外側フランジ付きの金属パイプは、外側フランジ部を有していない金属パイプと比較して、金属パイプの幅方向において外側フランジ部の分だけ外形寸法が大きいので、他の部材と干渉するなどして所定のスペース内に当該金属パイプを配置することができなくなる場合がある。

【0005】

そこで、本発明では、外形寸法の増加を抑制しつつ、高い剛性を有する金属パイプ及びその成形方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一態様では、一体成形品である鋼製の金属パイプが提供される。この金属パイプは、筒状の本体部と、前記本体部から該本体部の内側へ突出する内側フランジと、を備える。

【0007】

この態様では、内側フランジ部によって金属パイプの剛性を高めることができる。この内側フランジ部は本体部の内側へ突出しているので、金属パイプの外形寸法の増加を防止することができる。

【0008】

一実施形態では、フランジ部が、内側に折り畳まれた鋼材から構成されていてもよい。内側フランジ部を内側に折り畳まれた鋼材から構成することで、本体部と内側フランジ部とを一体的に構成することができ、その結果、金属パイプの剛性を高めることができる。

【0009】

一実施形態では、本体部から該本体部の内側へ突出する別の内側フランジ部を更に備え、内側フランジ部と別の内側フランジ部とが、本体部から互いに近づく方向に向けて突出していてもよい。互いに近づく方向に突出する内側フランジ部及び別の内側フランジ部を備えることで、金属パイプの剛性をより高めることができる。

【0010】

一実施形態では、本体部から該本体部の外側に突出する外側フランジ部を更に備えていてもよい。このような外側フランジ部を備えることによって金属パイプの剛性をより高めることができる。

【0011】

一態様では、成形装置を用いて、筒状の本体部と、本体部から該本体部の内側へ突出する内側フランジとを備える鋼製の金属パイプを成形する成形方法が提供される。この成形装置は、上型及び下型を有し、上型と下型との間に金属パイプ材料を成形するためのメインキャビティ部を形成する成形金型と、メインキャビティ部内を上型と下型の対向方向に沿って進退動可能な複動金型と、メインキャビティ部内に配置された金属パイプ材料を加熱する加熱機構と、加熱された金属パイプ材料内に気体を供給する気体供給部と、を備えている。上型は、上型基部と、メインキャビティ部を介して離間して配置された一対の上側摺動部であり、互いの離間距離が変化するように上型基部に対して摺動可能な、該一対の上側摺動部と、を含み、下型は、下型基部と、メインキャビティ部を介して離間して配置された一対の下側摺動部であり、互いの離間距離が変化するように下型基部に対して摺動可能な、該一対の下側摺動部と、を含んでいる。上記成形方法は、複動金型をメインキャビティ部内に進入させて、メインキャビティ部内に配置された金属パイプ材料の第１の部分を対向方向から押し潰す工程と、一対の上側摺動部の離間距離、及び、一対の下側摺動部の離間距離を小さくなるように、一対の上側摺動部及び一対の下側摺動部を上型基部及び下型基部に対してそれぞれ摺動させる工程と、加熱された金属パイプ材料内に気体供給部から気体を供給しながら、複動金型をメインキャビティ部内から退避させることで、金属パイプの第１の部分を内側フランジ部に成形すると共に、金属パイプの第２の部分を本体部に成形する工程と、を含んでいる。

【0012】

上記態様に係る方法では、本体部及び内側フランジ部を備える金属パイプを成形することができる。したがって、金属パイプの外形寸法の増加を防止しつつ、金属パイプの剛性を高めることができる。

【0013】

一実施形態に係る成形方法では、成形金型が、一対の上側摺動部と一対の下側摺動部との間に、メインキャビティ部に連通し、本体部から該本体部の外側へ突出する外側フランジ部を成形するためのサブキャビティ部を更に形成し、加熱された金属パイプ材料内に気体供給部から気体を供給することによって、金属パイプ材料の第３の部分をサブキャビティ内で膨張させて外側フランジ部に成形してもよい。この実施形態では、外側フランジ部を更に備える金属パイプを成形することができるので、金属パイプの剛性をより高めることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の一態様及び種々の実施形態によれば、外形寸法の増加を抑制しつつ、高い剛性を有する金属パイプを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】一実施形態に係る成形装置を示す概略構成図である。

【図2】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）は電極に気体供給ノズルを押し付けた状態を示す図、（ｃ）は電極の正面図である。

【図3】成形金型の断面図である。

【図4】第１実施形態に係る金属パイプの成形方法を説明する図である。

【図5】一実施形態に係る金属パイプを示す断面図である。

【図6】第２実施形態に係る金属パイプの成形方法を説明する図である。

【図7】実施例１～３及び比較例１，２に係る金属パイプを示す断面図である。

【図8】実施例１～３及び比較例１，２に係る金属パイプの断面二次モーメント及び断面係数を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、一実施形態の金属パイプの成形方法に用いられる成形装置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。以下では、水平方向における一方の方向をＸ軸方向とし、水平方向においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向として説明する。

【0017】

〈成形装置の構成〉
図１は、本実施形態に係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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

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（ｃ）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。

【0025】

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（ｃ）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。

【0026】

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。

【0027】

図３は、図１に示す成形金型１３の断面図である。図３（ａ）に示されるように、下型１１は、下型基部１１０、第１の下側摺動部１１２ａ及び第２の下側摺動部１１２ｂを有している。また、上型１２は、上型基部１２０、第１の上側摺動部１２２ａ及び第２の上側摺動部１２２ｂを有している。以下、特に区別する必要がない場合には、第１の下側摺動部１１２ａ及び第２の下側摺動部１１２ｂを一対の下側摺動部１１２と称し、第１の上側摺動部１２２ａ及び第２の上側摺動部１２２ｂを一対の上側摺動部１２２と称するものとする。

【0028】

下型１１の上面には、下型１１の中央のキャビティ１６の底面を基準ラインＬＶ１とすると、一対の下側摺動部１１２による段差が形成されている。キャビティ１６の右側（図３において右側、図１において紙面奥側）には第１の下側摺動部１１２ａが形成され、キャビティ１６の左側（図３において左側、図１において紙面手前側）には第２の下側摺動部１１２ｂは形成されている。第１の下側摺動部１１２ａ及び第２の下側摺動部１１２ｂは、略矩形の断面形状を有しており、Ｘ軸方向（図３の紙面方向）に沿って互いに平行に延在している。第１の下側摺動部１１２ａ及び第２の下側摺動部１１２ｂは、基準ラインＬＶ１から上型１２側に向けて突出している。第１の下側摺動部１１２ａの基準ラインＬＶ１からの突出量は、第２の下側摺動部１１２ｂの基準ラインＬＶ１からの突出量と略同一である。

【0029】

一方、上型１２の下面には、上型１２の中央のキャビティ２４の底面を基準ラインＬＶ２とすると、一対の上側摺動部１２２による段差が形成されている。キャビティ２４の右側（図３において右側、図１において紙面奥側）には第１の上側摺動部１２２ａが形成され、キャビティ２４の左側（図３において左側、図１において紙面手前側）には第２の上側摺動部１２２ｂは形成されている。第１の上側摺動部１２２ａ及び第２の上側摺動部１２２ｂは、略矩形の断面形状を有しており、Ｘ軸方向（図３の紙面方向）に沿って互いに平行に延在している。第１の上側摺動部１２２ａ及び第２の上側摺動部１２２ｂは、基準ラインＬＶ２から下型１１側に向けて突出している。第１の上側摺動部１２２ａの基準ラインＬＶ２からの突出量は、第２の上側摺動部１２２ｂの基準ラインＬＶ２からの突出量と略同一である。

【0030】

また、第１の下側摺動部１１２ａは第１の上側摺動部１２２ａと対向しており、第２の下側摺動部１１２ｂは第２の上側摺動部１２２ｂと対向している。これにより、上型１２及び下型１１が嵌合した際に、第１の下側摺動部１１２ａの上面１１２ａ１と第１の上側摺動部１２２ａの下面１２２ａ１とが当接すると共に、第２の下側摺動部１１２ｂの上面１１２ｂ１と第２の上側摺動部１２２ｂの下面１２２ｂ１とが当接する。このとき、上型１２のキャビティ２４と、下型１１のキャビティ１６との間には、メインキャビティ部ＭＣが形成される（図３（ｂ）参照）。このメインキャビティ部ＭＣは、上型１２及び下型１１が嵌合した際に、上型１２のキャビティ２４と、下型１１のキャビティ１６と、一対の下側摺動部１１２の対向する一対の側面１１２ａ２，１１２ｂ２と、一対の上側摺動部１２２の対向する一対の側面１２２ａ２，１２２ｂ２とによって画成される空間である。

【0031】

また、下型基部１１０の上面には、一対の下側摺動部１１２を駆動するための一対の下側駆動機構１１３が設けられている。一対の下側駆動機構１１３の各々は、枠体１１４を有している。枠体１１４は、断面コ字状（Ｕ字状）をなしており、一対の下側摺動部１１２に隣接して配置されるように下型基部１１０上に設けられている。枠体１１４は、下型基部１１０の上面と共に流体室１１５を画成している。

【0032】

流体室１１５には、仕切板１１６が収容されている。この仕切板１１６によって、流体室１１５の内部は、第１の流体室１１５ａと、当該第１の流体室１１５ａよりも一対の下側摺動部１１２側に位置する第２の流体室１１５ｂとに区画されている。この仕切板１１６は、流体室１１５内でＹ軸方向に沿って摺動可能に構成されている。仕切板１１６がＹ軸方向に摺動することによって、第１の流体室１１５ａ及び第２の流体室１１５ｂの体積が変化する。仕切板１１６の一方の主面には、連結部材１１７の一端が接続されており、当該連結部材１１７の他端は、一対の下側摺動部１１２に接続されている。

【0033】

また、下型基部１１０には、作動流体用の流路である一対の第１の流路１１８ａ及び一対の第２の流路１１８ｂが形成されている。一対の第１の流路１１８ａの一端は、一対の下側駆動機構１１３の第１の流体室１１５ａにそれぞれ連通している。一対の第１の流路１１８ａの他端は、配管１１９ａを介して一対の流体供給装置１０５にそれぞれ接続されている。同様に、一対の第２の流路１１８ｂの一端は、一対の下側駆動機構１１３の第２の流体室１１５ｂにそれぞれ連通している。一対の第２の流路１１８ｂの他端は、配管１１９ｂを介して一対の流体供給装置１０５にそれぞれ接続されている。

【0034】

各流体供給装置１０５は、配管１１９ａ及び配管１１９ｂを介して、第１の流体室１１５ａ及び第２の流体室１１５ｂに作動流体を供給する装置である。また、流体供給装置１０５は、第１の流体室１１５ａ及び第２の流体室１１５ｂ内の作動流体を回収することも可能である。

【0035】

一対の下側摺動部１１２は、Ｙ軸方向（図３の左右方向）に移動可能なように、下型基部１１０に対して取り付けられている。一実施形態では、下型基部１１０の上面には、左右方向に延在する溝が形成されている。一方、一対の下側摺動部１１２の下面には、当該溝に係合するレールが形成されている。したがって、例えば流体供給装置１０５から第１の流体室１１５ａ内に作動流体が供給されると、第１の流体室１１５ａ内の圧力が高まることにより、第１の流体室１１５ａの体積が大きくなり、第２の流体室１１５ｂの体積が小さくなるよう、流体室１１５内で仕切板１１６がＹ軸方向に移動する。反対に、流体供給装置１０５から第２の流体室１１５ｂ内に作動流体が供給されると、第２の流体室１１５ｂ内の圧力が高まることにより、Ｙ軸方向における第１の流体室１１５ａの体積が小さくなり、第２の流体室１１５ｂの体積が大きくなるように、流体室１１５内で仕切板１１６がＹ軸方向に移動する。このように、流体室１１５内で仕切板１１６が移動することにより、仕切板１１６に連結された一対の下側摺動部１１２が、一対の下側摺動部１１２に形成されたレールと下型基部１１０に形成された溝とが係合した状態で、互いに近づく方向、又は、互いに離れる方向に移動する。一対の下側摺動部１１２のＹ軸方向の位置を個別に変化させることにより、一対の下側摺動部１１２のＹ軸方向の離間距離Ｄ１が調整される。

【0036】

また、上型基部１２０の下面には、一対の上側摺動部１２２を駆動するための一対の上側駆動機構１２３が設けられている。一対の上側駆動機構１２３の各々は、枠体１２４を有している。枠体１２４は、断面コ字状（Ｕ字状）をなしており、一対の上側摺動部１２２に隣接して配置されるように上型基部１２０の下面に取り付けられている。枠体１２４は、上型基部１２０の下面と共に流体室１２５を画成している。

【0037】

流体室１２５には、仕切板１２６が収容されている。この仕切板１２６によって、流体室１２５の内部は、第１の流体室１２５ａと、当該第１の流体室１２５ａよりも一対の上側摺動部１２２側に位置する第２の流体室１２５ｂとに区画されている。この仕切板１２６は、流体室１２５内でＹ軸方向に沿って摺動可能に構成されている。仕切板１１６がＹ軸方向に摺動することによって、第１の流体室１１５ａ及び第２の流体室１１５ｂの体積が変化する。仕切板１２６の一方の主面には、連結部材１２７の一端が接続されており、当該連結部材１２７の他端は、一対の上側摺動部１２２に接続されている。

【0038】

また、上型基部１２０には、作動流体用の流路である一対の第３の流路１２８ａ及び一対の第４の流路１２８ｂが形成されている。一対の第３の流路１２８ａの一端は、一対の上側駆動機構１２３の第１の流体室１２５ａにそれぞれ連通している。一対の第３の流路１２８ａの他端は、配管１２９ａを介して一対の流体供給装置１０５にそれぞれ接続されている。同様に、一対の第４の流路１２８ｂの一端は、一対の上側駆動機構１２３の第２の流体室１２５ｂにそれぞれ連通している。一対の第４の流路１２８ｂの他端は、配管１２９ｂを介して一対の流体供給装置１０５にそれぞれ接続されている。

【0039】

流体供給装置１０５は、配管１２９ａ及び配管１２９ｂを介して、第１の流体室１２５ａ及び第２の流体室１２５ｂに作動流体を供給し、或いは、第１の流体室１２５ａ及び第２の流体室１２５ｂから作動流体を回収することが可能である。

【0040】

一対の上側摺動部１２２は、Ｙ軸方向（図３の左右方向）に移動可能なように、上型基部１２０に対して取り付けられている。一実施形態では、上型基部１２０の下面には、左右方向に延在する溝が形成されている。一方、一対の上側摺動部１２２の上面には、当該溝に係合するレールが形成されている。したがって、例えば流体供給装置１０５から第１の流体室１２５ａ内に作動流体が供給されると、第１の流体室１２５ａ内の圧力が高まることにより、第１の流体室１２５ａの体積が大きくなり、第２の流体室１２５ｂの体積が小さくなるように、流体室１２５内で仕切板１２６がＹ軸方向に移動する。反対に、流体供給装置１０５から第２の流体室１２５ｂ内に作動流体が供給されると、第２の流体室１２５ｂ内の圧力が高まることにより、第１の流体室１２５ａの体積が小さくなり、第２の流体室１２５ｂの体積が大きくなるように、流体室１２５内で仕切板１２６が移動する。このように、流体室１２５内で仕切板１２６が移動することにより、仕切板１２６に連結された一対の上側摺動部１２２が、一対の上側摺動部１２２に形成されたレールと上型基部１２０に形成された溝とが係合した状態で、互いに近づく方向、又は、互いに離れる方向に移動する。一対の上側摺動部１２２のＹ軸方向の位置を個別に変化させることにより、一対の上側摺動部１２２のＹ軸方向の離間距離Ｄ２が調整される。

【0041】

一対の流体供給装置１０５は、後述する制御部７０に接続されている。制御部７０は、一対の流体供給装置１０５に制御信号を送出することにより、一対の下側摺動部１１２の左右方向の離間距離Ｄ１、及び、一対の上側摺動部１２２の左右方向の離間距離Ｄ２を制御する。このように離間距離Ｄ１，Ｄ２が調整されることにより、メインキャビティ部ＭＣのＹ軸方向の幅が調節される。

【0042】

また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、成形装置１０は第１の複動金型１３０ａ及び第２の複動金型１３０ｂを更に備えている。第１の複動金型１３０ａ及び第２の複動金型１３０ｂは、板状をなしており、ＸＺ平面に沿って設けられている。第１の複動金型１３０ａ及び第２の複動金型１３０ｂは、Ｙ軸方向における下型１１及び上型１２の中心線を通るように、下型基部１１０及び上型基部１２０をそれぞれ貫通して延在している。以下、特に区別する必要がない場合には、第１の複動金型１３０ａ及び第２の複動金型１３０ｂを一対の複動金型１３０と称するものとする。

【0043】

一対の複動金型１３０は、Ｚ軸方向（下型１１と上型１２との対向方向）に沿って移動可能に構成されている。第１の複動金型１３０ａには、アクチュエータ１３４が接続されており（図１参照）、このアクチュエータ１３４が作動することによって、第１の複動金型１３０ａがＺ軸方向に移動する。第２の複動金型１３０ｂには、アクチュエータ１３２が接続されており（図１参照）、このアクチュエータ１３２が作動することによって、第２の複動金型１３０ｂがＺ軸方向に移動する。図３（ｂ）に示すように、一対の複動金型１３０がＺ軸方向に移動することによって、一対の複動金型１３０はメインキャビティ部ＭＣ内をＺ軸方向に進退動する。

【0044】

再び図１を参照する。図１に示すように、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ブスバー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、ブスバー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、ブスバー５２は、ここでは、下側電極１７，１８に接続されている。

【0045】

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、ブスバー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、直流電流は、ブスバー５２によって伝送されて電力供給部５５に入力される。

【0046】

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（ａ），（ｂ）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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

〈成形装置を用いた金属パイプの成形方法〉
次に、第１実施形態に係る金属パイプの成形方法について説明する。この方法は、図１に示す成形装置１０を用いて行われる。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。これにより、図４（ａ）に示すように、金属パイプ材料１４が下型１１と上型１２との間に配置される。

【0051】

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。このとき、金属パイプ材料１４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。

【0052】

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、ブスバー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。

【0053】

続いて、図４（ｂ）に示すように、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が閉じられる。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との間のメインキャビティ部ＭＣ内に金属パイプ材料１４が配置密閉される。また、成形金型１３が閉じられると同時に、アクチュエータ１３２，１３４が作動することによって、一対の複動金型１３０がＺ軸方向に沿って移動して、メインキャビティ部ＭＣ内に進入する。一対の複動金型１３０がメインキャビティ部ＭＣ内に進入することにより、メインキャビティ部ＭＣ内に配置された金属パイプ材料１４の一部（第１の部分）１４ａ，１４ｂが、Ｚ軸方向の両側から押し潰される（金属パイプ材料の第１の部分を対向方向から押し潰す工程）。これにより、金属パイプ材料１４の一部１４ａ，１４ｂが、金属パイプ材料１４の他の一部（第２の部分）１４ｃから内側に張り出し、当該金属パイプ材料１４の径方向内側に折り曲げられる。

【0054】

次いで、流体供給装置１０５から作動流体が第１の流体室１１５ａ，１２５ａに供給されることによって、図４（ｂ）に示すように、一対の下側摺動部１１２の側面１１２ａ２，１１２ｂ２、及び、一対の上側摺動部１２２の側面１２２ａ２，１２２ｂ２が金属パイプ材料１４の外周面に接触するように、一対の下側摺動部１１２及び一対の上側摺動部１２２が移動する。すなわち、一対の下側摺動部１１２及び一対の上側摺動部１２２は、Ｙ軸方向におけるメインキャビティ部ＭＣの幅が狭くなるように下型基部１１０及び上型基部１２０に対してそれぞれ摺動する（一対の上側摺動部及び一対の下側摺動部を上型基部及び下型基部に対してそれぞれ摺動させる工程）。これにより、Ｙ軸方向における一対の下側摺動部１１２の離間距離Ｄ１及び上側摺動部１２２の離間距離Ｄ２が小さくなる（図３（ａ）参照）。

【0055】

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（図２（ｂ）参照）。シール完了後、高圧ガスを金属パイプ材料１４内へ吹き込む。次いで、図４（ｃ）に示すように、高圧ガスを金属パイプ材料１４に吹き込みながら、アクチュエータ１３２，１３４を作動することによって、一対の複動金型１３０をメインキャビティ部ＭＣ内から退避させる。

【0056】

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。熱膨張したガスの圧力によって、加熱により軟化した金属パイプ材料１４の一部１４ｃはメインキャビティ部ＭＣの形状に沿って成形される（第２の部分を本体部に成形する工程）。このとき、一対の複動金型１３０によって押し潰され、金属パイプ材料１４の内側に折り曲げられた金属パイプ材料１４の一部１４ａ，１４ｂは折り畳まれた状態で圧着され、金属パイプ材料１４の内側に延びる内側フランジ部１０４に成形される（第１の部分を内側フランジ部に成形する工程）。

【0057】

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。

【0058】

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うことにより、金属パイプ１００を得る。

【0059】

図５は、上述した実施形態に係る成形方法によって成形された金属パイプ１００の断面図である。図５に示すように、金属パイプ１００は、一体成形品である鋼製の金属パイプであり、本体部１０２及び一対の内側フランジ部１０４を有している。本体部１０２は、筒状をなしており、その内部に空間Ｓを画成している。本体部１０２は、高圧ガスが金属パイプ材料１４内へ吹き込まれ、金属パイプ材料１４の一部１４ｃがメインキャビティ部ＭＣを画成する壁面の形状に沿って膨張することによって筒状に成形される。

【0060】

一対の内側フランジ部１０４は、本体部１０２から金属パイプ１００の内側に突出している。すなわち、一対の内側フランジ部１０４は、本体部１０２から延び、空間Ｓ内に配置されている。これら一対の内側フランジ部１０４は、一対の複動金型１３０によって押し潰され、金属パイプ材料１４の内側に折り曲げられた金属パイプ材料１４（鋼材）の一部１４ａ，１４ｂの端部が、高圧ガスの圧力によって圧着されることにより形成される。図５に示す実施形態では、一対の内側フランジ部１０４は、本体部１０２から互いに近づく方向に突出（延在）している。

【0061】

これら一対の内側フランジ部１０４を備えることで、金属パイプ１００の剛性が高められる。一方、一対の内側フランジ部１０４は本体部１０２の内側へ突出しているので、金属パイプ１００の外形寸法の増加は抑えられる。

【0062】

次に、第２実施形態に係る金属パイプの成形方法について説明する。本実施形態に係る方法は、図１に示す成形装置１０と略同一の構成を有する成形装置を用いて行われる。ただし、この成形装置は、成形金型１３に代えて成形金型１３Ａを備えている。成形金型１３Ａは、第１の複動金型１３０ａを備えていない点で成形金型１３と異なっている。以下では、上述した第１実施形態に係る金属パイプの成形方法との相違点について主に説明し、重複する説明は省略する。

【0063】

本実施形態に係る方法では、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。これにより、図６（ａ）に示すように、金属パイプ材料１４が下型１１と上型１２との間に配置される。

【0064】

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。

【0065】

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、ブスバー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。

【0066】

続いて、図６（ｂ）に示すように、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が閉じられる。このとき、成形金型１３は完全に閉じられず、第１の下側摺動部１１２ａの上面１１２ａ１と第１の上側摺動部１２２ａの下面１２２ａ１との間、及び、第２の下側摺動部１１２ｂの上面１１２ｂ１と第２の上側摺動部１２２ｂの下面１２２ｂ１との間に隙間が形成されるように、上型１２が下型１１側に移動する。

【0067】

このように、上型１２が移動することにより、上型１２のキャビティ２４の底面（基準ラインＬＶ１となる表面）と、下型１１のキャビティ１６の底面（基準ラインＬＶ２となる表面）との間には、メインキャビティ部ＭＣが形成される。また、第１の下側摺動部１１２ａの上面１１２ａ１と第１の上側摺動部１２２ａの下面１２２ａ１との間には、メインキャビティ部ＭＣに連通し、当該メインキャビティ部ＭＣよりも容積が小さいサブキャビティ部ＳＣ１が形成される。同様に、第２の下側摺動部１１２ｂの上面１１２ｂ１と第２の上側摺動部１２２ｂの下面１２２ｂ１との間には、メインキャビティ部ＭＣに連通し、当該メインキャビティ部ＭＣよりも容積が小さいサブキャビティ部ＳＣ２が形成される。サブキャビティ部ＳＣ１，ＳＣ２は、金属パイプに一対の外側フランジ部１０６を形成するための空間である。

【0068】

図６（ｂ）に示すように、成形金型１３が閉じられると同時に、アクチュエータ１３２が作動することによって、第２の複動金型１３０ｂがＺ軸方向に沿って移動してメインキャビティ部ＭＣ内に進入する。第２の複動金型１３０ｂがメインキャビティ部ＭＣ内に進入することにより、メインキャビティ部ＭＣ内に配置された金属パイプ材料１４の一部（第１の部分）１４ａが、上方（Ｚ軸方向）から押し潰される。これにより、金属パイプ材料１４の一部１４ａが、金属パイプ材料１４の他の一部（第２の部分）１４ｃから内側に張り出し、当該金属パイプ材料１４の径方向内側に折り曲げられる。

【0069】

次いで、図６（ｂ）に示すように、一対の下側摺動部１１２の側面１１２ａ２，１１２ｂ２、及び、一対の上側摺動部１２２の側面１２２ａ２，１２２ｂ２が金属パイプ材料１４の一部１４ｃに接触するように、一対の下側摺動部１１２及び一対の上側摺動部１２２が移動する。すなわち、Ｙ軸方向におけるメインキャビティ部ＭＣの幅が狭くなるように、一対の下側摺動部１１２及び一対の上側摺動部１２２が下型基部１１０及び上型基部１２０に対して摺動する。これにより、Ｙ軸方向における一対の下側摺動部１１２の離間距離Ｄ１及び上側摺動部１２２の離間距離Ｄ２が小さくなる。

【0070】

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（図２（ｂ）参照）。シール完了後、金属パイプ材料１４内へ低圧ガスが吹き込まれる。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。これにより、金属パイプ材料１４の一部１４ｃは、メインキャビティ部ＭＣ内で凹部１６，２４に倣うように膨張すると共に、金属パイプ材料１４の他の一部（第３の部分）１４ｄ，１４ｅが、サブキャビティ部ＳＣ１，ＳＣ２内にそれぞれ入り込むように膨張する。

【0071】

次いで、図６（ｃ）に示すように、金属パイプ材料１４内に低圧ガスを吹き込みながら、アクチュエータ１３２を作動することによって、第２の複動金型１３０ｂをメインキャビティ部ＭＣ内から退避させる。このとき、第２の複動金型１３０ｂによって押し潰され、金属パイプ材料１４の内側に折り曲げられた金属パイプ材料１４の一部１４ａは折り畳まれた状態で圧着され、金属パイプ材料１４の内側に延びる内側フランジ部１０４が成形される。

【0072】

次いで、成形金型１３が更に型閉じし、図６（ｄ）に示されるように、メインキャビティ部ＭＣ及びサブキャビティ部ＳＣ１，ＳＣ２が下型１１と上型１２との間でさらに狭められていく。また、金属パイプ材料１４内に上述の低圧ガスよりも高圧の高圧ガスが吹き込まれる。これにより、図６（ｄ）に示すように、金属パイプ材料１４はメインキャビティ部ＭＣの形状に沿って成形されると共に、金属パイプ材料１４の一部１４ｄ，１４ｅが外側に折り畳まれた状態でそれぞれ圧着され、一対の外側フランジ部１０６が形成される。

【0073】

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。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うことにより、金属パイプ１００Ａを得る。

【0074】

第２実施形態に係る方法によって成形された金属パイプ１００Ａは、本体部１０２、内側フランジ部１０４及び一対の外側フランジ部１０６を有している（図６（ｄ）参照）。本体部１０２は、筒状をなしており、その内部に空間Ｓを画成している。本体部１０２は、高圧ガスが金属パイプ材料１４内へ吹き込まれ、金属パイプ材料１４がメインキャビティ部ＭＣを画成する壁面の形状に沿って膨張することによって筒状に成形される。

【0075】

内側フランジ部１０４は、本体部１０２から金属パイプ１００Ａの内側に突出している。すなわち、内側フランジ部１０４は、本体部１０２から延び、空間Ｓ内に配置されている。この内側フランジ部１０４は、第２の複動金型１３０ｂによって押し潰され、金属パイプ材料１４の内側に折り曲げられた金属パイプ材料１４の端部が、圧着されることにより形成される。

【0076】

一対の外側フランジ部１０６は、本体部１０２から金属パイプ１００の外側に突出している。一対の外側フランジ部１０６は、金属パイプ材料１４の一部１４ｄ，１４ｅがサブキャビティ部ＳＣ１，ＳＣ２内で折り畳まれた状態で圧着されることにより形成される。図６（ｄ）に示す実施形態では、一対の外側フランジ部１０６は、本体部１０２から互いに離れる方向に突出している。

【0077】

次に、図７を参照して上記実施形態に係る金属パイプ１００，１００Ａの作用・効果について説明する。

【0078】

図７は、実施例１～３及び比較例１，２に係る金属パイプを示す断面図である。図７に示す金属パイプＳＡ１は、比較例１に係る金属パイプであり、筒状の本体部１０２と、本体部１０２から外側に延びる一対の外側フランジ部１０６とを有している。この本体部１０２は、ｙ方向に４６ｍｍの幅を有しており、ｘ方向に２８ｍｍの高さを有している。一対の外側フランジ部１０６は、本体部１０２からｙ方向に１７ｍｍ突出している。図７に示す金属パイプＳＡ４は、比較例２に係る金属パイプであり、筒状の本体部１０２のみから構成されている。この本体部１０２は、ｙ方向に４６ｍｍの幅を有しており、ｘ方向に２８ｍｍの高さを有している。

【0079】

図７に示す金属パイプＳＡ２及びＳＡ３は、それぞれ実施例１及び実施例２に係る金属パイプである。金属パイプＳＡ２及びＳＡ３は、筒状の本体部１０２と、本体部１０２から内側に突出する一対の内側フランジ部１０４を有している。これらの本体部１０２は、金属パイプＳＡ１及び金属パイプＳＡ４の本体部１０２と同じ寸法を有している。また、金属パイプＳＡ２の一対の内側フランジ部１０４は、金属パイプＳＡ３の一対の内側フランジ部１０４よりも長くなっている。

【0080】

図７に示す金属パイプＳＡ５は、実施例３に係る金属パイプであり、筒状の本体部１０２と、本体部１０２から内側に突出する内側フランジ部１０４と、本体部１０２から外側に突出する一対の外側フランジ部１０６とを有している。金属パイプＳＡ５の本体部１０２は、金属パイプＳＡ１及び金属パイプＳＡ４の本体部１０２と同じ寸法を有している。金属パイプＳＡ５の外側フランジ部１０６は、金属パイプＳＡ１の外側フランジ部１０６と同じ寸法を有している。

【0081】

図８は、金属パイプＳＡ１～ＳＡ５の断面二次モーメント及び断面係数を示している。なお、図８中のＩｘは、図７に示すｘ方向に沿った曲げに対する断面二次モーメントを示しており、Ｉｙは、ｙ方向に沿った曲げに対する断面二次モーメントを示している。同様に、図８中のＺｘは、ｘ方向に沿った曲げに対する断面係数を表しており、ｙ方向に沿った曲げに対する断面係数を表している。

【0082】

図８に示す結果から、実施例１及び実施例２に係る金属パイプＳＡ２及びＳＡ３（一対の内側フランジ部付きの金属パイプ）は、比較例２に係る金属パイプＳＡ４（本体部のみを有する金属パイプ）と比較して高い断面二次モーメントＩｙ及び断面係数Ｚｙを有しており、高い剛性を有していることが確認された。なお、金属パイプＳＡ２と金属パイプＳＡ３を比較すると、内側フランジ部１０４の長さが長い金属パイプＳＡ２の方が、金属パイプＳＡ３よりも高い断面二次モーメントＩｙ及び断面係数Ｚｙを有することが確認された。

【0083】

一方、金属パイプＳＡ２及びＳＡ３の断面二次モーメントＩｙ及び断面係数Ｚｙは、比較例１に係る金属パイプＳＡ１の断面二次モーメントＩｙ及び断面係数Ｚｙよりも低いことが確認された。しかしながら、金属パイプＳＡ２及びＳＡ３のｙ方向における外形寸法は、金属パイプＳＡ１のｙ方向における外形寸法よりも小さかった。これらの結果から、実施例１及び実施例２に係る金属パイプＳＡ２及びＳＡ３は、外形寸法の増加させることなく、高い剛性を確保することができることが確認された。

【0084】

また、実施例３に係る金属パイプＳＡ５（内側フランジ部及び一対の外側フランジ部付きの金属パイプ）は、金属パイプＳＡ２及びＳＡ３と比較して高い断面二次モーメントＩｙ及び断面係数Ｚｙを有しており、より高い剛性を有していることが確認された。

【0085】

以上、種々の実施形態に係る金属パイプ及びその成形方法について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。

【0086】

例えば、図５に示す金属パイプ１００は、一対の内側フランジ部１０４を有しているが、金属パイプ１００は、任意の数の内側フランジ部を有することができる。例えば、金属パイプ１００の空間Ｓ内に３つ以上の内側フランジ部が配置されていてもよい。同様に、金属パイプ１００Ａは、１つの外側フランジ部１０６のみを有していてもよいし、３つ以上の外側フランジ部１０６を有していてもよい。

【0087】

また、内側フランジ部の形状は、上述の実施形態のものに限定されず、様々な形状を採用することができる。例えば、内側フランジ部が、金属パイプ１００の長手方向に沿って連続的に延びていてもよいし、複数の内側フランジが金属パイプ１００の長手方向に沿って配列されていてもよい。

【0088】

さらに、図５に示す金属パイプ１００は、断面が矩形状の本体部１０２を有しているが、本体部１０２は、円形等、異なる断面形状を有していてもよい。また、図３に示す実施形態では、一対の流体供給装置１０５が設けられているが、一実施形態では、１つの流体供給装置１０５が、一対の流体室１１５及び一対の流体室１２５に対して作動流体を供給するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0089】

１０…成形装置、１１…下型、１２…上型、１３，１３Ａ…成形金型、１４…金属パイプ材料、１４ａ，１４ｂ…金属パイプの一部（第１の部分）、１４ｃ…金属パイプの一部（第２の部分）、１４ｄ，１４ｅ…金属パイプの一部（第３の部分）、１７，１８…電極、４０…気体供給機構、５０…加熱機構、５５…電力供給部、６０…気体供給部、１００，１００Ａ…金属パイプ、１０２…本体部、１０４…内側フランジ部、１０６…外側フランジ部、１１０…下型基部、１１２…下側摺動部、１１３…下側駆動機構、１２０…上型基部、１２２…上側摺動部、１２３…上側駆動機構、１３０…複動金型、Ｄ１，Ｄ２…離間距離、ＭＣ…メインキャビティ部、ＳＣ１，ＳＣ２…サブキャビティ部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】