JP4982723B2 - ダイクエンチプレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、焼入れ温度まで加熱したブランク材を、上下両側金型からなる金型を用いてプレス成形しながら焼入れをするダイクエンチプレス装置に関する。

従来から、鋼材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された鋼材を低温の金型によってプレス成形するとともに焼入れするプレス成形装置として、ダイクエンチプレス装置（或いはホットプレス装置とも称する）の名称で知られている（特許文献１および特許文献２参照）。
特開２０００−１１７４９３号公報。 特開２００５−１５２９１３号公報。

これによれば、図６および図７に示すように、ダイクエンチプレス装置は、上側金型ａおよび下側金型ｂを有して構成している。

上側金型ａは、プレス機のスライドテーブルｃの下面に装着され、下側金型ｂは、プレス機のボルスタテーブルｄ上に固定設置され、上側金型ａと下側金型ｂとを型締めし、例えば平板状のブラック材ｆを所定形状にプレス成形するように構成されている。

ダイクエンチプレス装置においては、このようにブランク材ｆを所定形状にプレス成形するに当たって、プレス成形前に、ブランク材ｆを焼入れ温度まで加熱しておき、加熱状態のブランク材ｆを上下両側金型ａ、ｂにより冷却しながらプレス成形を行うために、上側金型ａおよび下側金型ｂには、それら自身を冷却するために冷媒を型内におい供給循環させる冷却装置（不図示）をそれぞれ備えており、冷却装置から供給された冷媒ｇを上下両側金型ａ、ｂ内に導くために、上下両側金型ａ、ｂには、それぞれ、冷媒供給パイプｈ、ｉが埋設されている。

そして、冷媒供給パイプｈ、ｉを上下両側金型ａ、ｂにそれぞれ埋設するために、上下両側金型ａ、ｂには、例えば、正面視略コ字状の埋設孔ｊ、ｋが形成され、埋設孔ｊ、ｋ内に、冷媒供給パイプｈ、ｉをそれぞれ埋設するようにしている。

したがって、埋設孔ｊ、ｋは、例えば、ドリル等を用いて穿孔加工することにより形成されることになり、この穿孔加工が、上側金型ａの上面（或いは下側金型ｂの下面）に互いに離間するように縦孔ｊ−１（ｋ−１）を穿設すると共に、縦孔ｊ−１（ｋ−１）に連通するように、上側金型ａ（下側金型ｂ）の側壁より横孔ｊ−２（ｋ−２）を穿設し、この横孔ｊ−２（ｋ−２）の開口側をブラインド栓（不図示）で閉塞することによって形成している。

したがって、縦孔ｊ−１（ｋ−１）もそうであるが、特に、横孔ｊ−２（ｋ−２）は、直線状となって、しかも、上側金型ａ（下側金型ｂ）の成形面ｍに開口しないようにする必要があるため、図示するように、上側金型ａにおいては、成形面ｍが凹状弯曲面となっているために、冷媒供給パイプｈは成形面ｍの中央部側に近接させることができるも、外周部側においては大分離間してしまうことになり、また、下側金型ｂにおいては、成形面ｍが凸状弯曲面となっているために、冷媒供給パイプｋは、逆に、成形面ｍの外周部側に近接させることができるも、中央部側では大分離間してしまうことになって、ブランク材ｆをプレスしながら焼入れする場合、上側金型ａ（下側金型ｂ）における成形面ｍと冷媒供給パイプｈ（ｋ）との間に肉厚が不均一となってしまい、冷却効率が悪い部位がどうしても発生してしまう。

また、冷媒供給パイプｈは、孔形状の埋設孔ｊ、ｋの径をそれほど大きく製作できないことから、細管により構成しなければならず、自ずから冷却効果に限界があり、この結果として、プレス成形時の上下両側金型ａ、ｂの下死点保持時間が長くなり、プレス成形効率が悪く、製品コスト上昇の因となってしまう。

そこで、本発明は、かかる点に鑑み、上下両金型の成形面全体で冷却効果が均一となるようにし、しかも冷却効果を高めてプレス成形効率を向上させて、製品コストの低減を図ることを可能としたダイクエンチプレス装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明のダイクエンチプレス装置は、上下両側金型からなる金型を用いてプレス成形しながら焼入れをするダイクエンチプレス装置において、前記上側金型及び下側金型がその成形面を凹弯曲或いは凸弯曲に形成するとともに、前記上側金型および下側金型自体における前記各成形面と相対向する対向面側を開口部となすように前記上側金型および下側金型を凹設することによって、当該両側金型をそれぞれ冷却する冷媒収容室を直接形成し、且つ、該冷却収容室が前記成形面全域に亘って当該成形面に対して均等肉厚に形成されており、且つ、前記冷媒収容室に冷媒の供給口および排出口を形成するとともに、前記冷媒収容凹部の前記開口部を前記上側金型及び下側金型のそれぞれと装置本体との間に配設した蓋状スペーサにより閉塞することによって構成したことを特徴とするものである。

かかる構成を有することにより、本発明は、冷媒収容室を、上側金型および下側金型自体をそれぞれ凹設することによって直接形成していることから、たとえ成形面が凹弯曲或いは凸弯曲に形成されているとしても、成形面全域に亘って均等肉厚の冷媒収容室に形成することができることになり、成形面延いてはブランク材全体を、均一に冷却することができると共に冷却効果を高めることができ、しかも、プレス成形時の上下両側金型の下死点保持時間を短くしてプレス成形効率を上げ、製品コストの低減を図ることができる。

加えて、冷媒収容凹部を上側金型（または下側金型）の成形面に対向する対向面側を凹設し、この凹設によってできた開口部を蓋状スペーサにより閉塞すれば、冷媒収容室を構成できることから、冷媒収容室の形成が簡単であり、しかも、形状の選択幅を広げることができる。

また、本発明における冷媒収容室は、互いに区画された複数の区画室にて構成して、各区画室にそれぞれ前記冷媒の供給口および排出口を形成することもできる。

この結果、冷媒収容室を複数の区画室にて構成することによって、ブランク材の冷却効果を単に均一にするだけでなく、冷却速度を変える等種々の制御を行うことができる。

上記のように構成する本発明におけるダイクエンチプレス装置は、冷媒収容室を、上側金型および下側金型自体をそれぞれ凹設することによって形成していることから、たとえ成形面が凹弯曲或いは凸弯曲に形成されているとしても、成形面全域に亘って成形面に対して均等肉厚に形成することができることになり、成形面延いてはブランク材全体を、均一に冷却することができると共に冷却効果を高めることができ、しかも、プレス成形時の上下両側金型の下死点保持時間を短くしてプレス成形効率を上げ、製品コストの低減を図ることができる。

以下、図を用いて、本発明を実施するための最良の実施の形態について、説明する。

図１は本発明に係る一実施例を採用したダイクエンチプレス装置の上側金型を上昇させて、下側金型に対して型開きをした状態を描画した縦断面図、図２は同じく上側金型を下降して、下側金型との間において型締めした状態を描画した縦断面図、図３は同じく上側金型の斜視図、図４は同じく、下側金型の斜視図である。

先ず、図１および図２において、ダイクエンチプレス装置は、上側金型１および下側金型２を有して構成している。

上側金型１は、プレス機の装置本体を構成するスライドテーブル３の下面に蓋状スペーサ４が介在してボルト等を用いて装着され、下側金型２は、プレス機の装置本体を構成するボルスタテーブル５上に蓋状スペーサ６が介在してボルト等を用いて固定設置され、上側金型１を下側金型２側に下降させて、上側金型１と下側金型２とを型締めし（図２に示す状態）、例えば平板状のブラック材８を所定形状にプレス成形するように構成されている。

そして、このようにブランク材８を所定形状にプレス成形するに当たって、プレス成形前に、ブランク材８を焼入れ温度まで加熱しておき、加熱状態のブランク材８を上下両側金型１、２により冷却しながらプレス成形を行うために、上側金型１および下側金型２には、それら自身を冷却するために冷媒９を型内におい供給循環させる冷却装置（不図示）をそれぞれ備えており、冷却装置から供給された冷媒９を上下両側金型１、２内に導くために、上下両側金型１、２には、それぞれ、それ自身を凹設することによって、冷媒収容凹部１０、１１が直接形成されている。

冷媒収容凹部１０、１１は、それぞれ、開口部１０ａ、１１ａを有して構成されており、開口部１０ａ、１１ａは、それぞれ蓋状スペーサ４、６により閉塞されて、閉塞空間である冷媒収容室１２、１３を構成している。

冷媒収容室１２、１３内においては、それぞれ、不図示の冷媒供給装置の冷媒供給パイプ１４−１、１４−２から冷媒９が供給され、また、供給された冷媒を冷媒排出パイプ１５−１、１５−２から再び冷媒供給装置側に排出するように構成されて、冷媒９の供給・排出する循環サイクルが形成されるようになっている。したがって、冷媒供給室１２、１３には、それぞれ、冷媒の供給口１４−１ａ、１４−２ａおよび排出口１５−１ａ、１５−２ａが開口している。

かかる構成を有するダイクエンチプレス装置によって、例えば平板状のブランク材８を成形するには、予め、ブランク材８は、所謂オーステナイト状態を達成する温度になるまで予め加熱しておく。

このように加熱されたブランク材８は、図１に示すように、型開き状態にある上型１と下型２との間に導入し、下型２の成形面２ａ上に載置してセットする。

この際、冷媒９は冷媒供給装置から冷媒供給パイプ１４−１、１４−２（図３及び図４参照）を介して冷媒収容室１２、１３内に供給されている。

次に、上型１を下型２方向に下降させ、図２に示す型締め状態にすると、上側金型１の成形面１ａと下側金型２の成形面２ａとの間で、ブランク材８を成形していくとともに、ブランク材８が成形面１ａおよび成形面２ａに接触することにより、冷媒９により急冷されて焼入れされることになる。

上記のように構成することによって、冷媒収容室１２、１３が、上側金型１および下側金型２自体をそれぞれ凹設することによって直接形成されていることから、たとえ両成形面１ａ、２ａが凹弯曲或いは凸弯曲に形成されているとしても、両成形面１ａ、２ａ全域に亘って両成形面１ａ、２ａに対して均等肉厚に形成することができることになり、両成形面１ａ、２ａ延いてはブランク材８全体を、均一に冷却することができると共に冷却効果を高めることができ、しかも、プレス成形時の上下両側金型１、２の下死点保持時間を短くしてプレス成形効率を上げ、製品コストの低減を図ることができる。

また、各冷媒収容室１２、１３は、上側金型１およびは下側金型２における成形面１ａ、２ａと相対向する対向面側を凹設することによって冷媒収容凹部１０を形成し、冷媒収容凹部１０、１１の開口部１０ａ、１１ａを上側金型２とスライドテーブル３との間に固定配設された蓋状スペーサ４或いは下側金型２とボルスタテーブル５との間に固定配設された蓋状スペーサ６により閉塞することによって構成していることから、冷媒収容凹部１０、１１をそれぞれ上側金型１の成形面１ａ或いは下側金型２の成形面２ａに対向する対向面側を凹設し、この凹設によってできた開口部１０ａ、１１ａを蓋状スペーサ４、６により閉塞すれば、冷媒収容室１２、１３を構成できることから、冷媒収容室１２、１３の形成が簡単であり、しかも、形状の選択幅を広げることができる。

図５は本発明に係る他の実施例を示している。

図５によれば、例えば、上側金型１側の冷媒収容室１２は、互いに区画された複数の区画室、例えば隔壁１ｂによって区画された２つの区画室１２ａ、１２ｂにて構成しており、各区画室１２ａ、１２ｂには、それぞれ冷却パイプ１４−１が開口して形成する冷媒の供給口１４−１ａおよび冷却排出パイプ１５−１が開口して形成する排出口１５−１ａが形成されている。

この結果、冷媒収容室１２を複数例えば２つの区画室１２ａ、１２ｂにて構成することによって、ブランク材８の冷却効果を単に均一にするだけでなく、冷却速度を変える等種々の制御を行うことができる。

なお、上記の実施例においては、上側金型１側の冷媒収容室１２を区画室１２ａ、１２ｂに区画するようにしたが、これに限定されるものではなく、下側金型２側を複数個の区画室に区画するように構成してもよい。

以上説明したように、本発明は、冷媒収容室を、上側金型および下側金型自体をそれぞれ凹設することによって形成していることから、たとえ成形面が凹弯曲或いは凸弯曲に形成されているとしても、成形面全域に亘って成形面に対して均等肉厚に形成することができることになり、成形面延いてはブランク材全体を、均一に冷却することができると共に冷却効果を高めることができ、しかも、プレス成形時の上下両側金型の下死点保持時間を短くしてプレス成形効率を上げ、製品コストの低減を図ることができるために、焼入れ温度まで加熱したブランク材を、上下両側金型からなる金型を用いて焼入れをしながらプレス成形するダイクエンチプレス装置等に好適である。

本発明に係る一実施例を採用したダイクエンチプレス装置の上側金型を上昇させて、下側金型に対して型開きをした状態を描画した縦断面図である。 同じく上側金型を下降して、下側金型との間において型締めした状態を描画した縦断面図である。 同じく上側金型の斜視図である。 同じく、下側金型の斜視図である。 本発明に係る他の実施例を採用したダイクエンチプレス装置の上側金型の斜視図である。 従来におけるダイクエンチプレス装置の上側金型を上昇させて、下側金型との間において型開き状態を描画した縦断面図である。 同じく、上側金型を下降して、下側金型との間において型締め状態を描画した縦断面図である。

符号の説明

１ 上側金型
１ａ 成形面
２ 下側金型
２ａ 成形面
３ スライドテーブル（装置本体）
４ 蓋状スペーサ
５ ボルスタテーブル（装置本体）
６ 蓋状スペーサ
８ ブランク材
９ 冷媒
１０、１１ 冷媒収容凹部
１０ａ、１１ａ 開口部
１２ 冷媒収容室
１２ａ、１２ｂ 区画室
１３ 冷媒収容室
１４−１ａ、１５−１ａ 供給口
１４−２ｂ、１５−２ｂ 排出口

Claims (2)

1. 焼入れ温度まで加熱したブランク材を、上下両側金型からなる金型を用いてプレス成形しながら焼入れをするダイクエンチプレス装置において、前記上側金型及び下側金型がその成形面を凹弯曲或いは凸弯曲に形成するとともに、前記上側金型および下側金型自体における前記各成形面と相対向する対向面側を開口部となすように前記上側金型および下側金型を凹設することによって、当該両側金型をそれぞれ冷却する冷媒収容室を直接形成し、且つ、該冷却収容室が前記成形面全域に亘って当該成形面に対して均等肉厚に形成されており、且つ、前記冷媒収容室に冷媒の供給口および排出口を形成するとともに、前記冷媒収容凹部の前記開口部を前記上側金型及び下側金型のそれぞれと装置本体との間に配設した蓋状スペーサにより閉塞することによって構成したことを特徴とするダイクエンチプレス装置。
2. 前記冷媒収容室は、互いに区画された複数の区画室にて構成して、各区画室にそれぞれ前記冷媒の供給口および排出口を形成したことを特徴とする請求項１に記載のダイクエンチプレス装置。

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