CN102695569B - 热压用金属模具与温度测定装置、以及热压成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于，提供一种能够高精度地测定热压成型时的工件温度，从而保证热压成型中的成型精度的技术。热压用金属模具(1)用于通过对被加热了的状态下的工件(2)进行加压，从而在淬火的同时进行成型的热压成型中，该热压用金属模具具备行程式的温度测定装置(30)，该行程式的温度测定装置通过经由工件(2)所施加的加压力而进行伸缩，温度测定装置(30)以从金属模具(1)的成型面(11)朝向外侧突出的状态而被设置，并且当在与工件(2)接触的状态下从工件(2)受到加压力时，缩小而没入模具内。此外，优选为，温度测定装置(30)还具备第一弹性部件(51)以及第二弹性部件(52)，其受到来自工件(2)的加压力而缩小，温度测定装置(30)通过第一弹性部件(51)以及第二弹性部件(52)，从而以两阶段进行伸缩。
Description
技术领域
本发明涉及一种在对被加热了的状态下的工件实施淬火的同时进行冲压成型的热压成型技术，尤其是，涉及一种实时测定热压成型时的工件的温度，从而提高淬火、冲压弯曲等的成型精度的技术。
背景技术
一直以来，公知如下的热压成型，即，将被加热至预定温度的工件投入金属模具内并将金属模具合模，以使工件与合模状态下的金属模具相接触，从而在进行骤冷并实施淬火的同时，冲压成型为所需的形状。
此外，已知如下内容，即，热压的成型精度（尺寸精度、淬火性等）是由淬火时的冷却温度梯度（冷却速度）决定的。因此，对热压用金属模具的温度、以及热压成型时的工件的温度进行测定、管理的技术作为重要的技术而被需求。
例如，在专利文献1中，公开了如下的技术，即，在热压用金属模具的表面配置温度传感器，从而对被投入至金属模具中的工件的温度进行检测，且根据该检测信息，来对驱动金属模具的冲压装置的运动速度进行调节。
根据专利文献1所公开的技术，能够利用由温度传感器检测出的温度信息，而对热压成型时的工件的温度进行管理。但是，在将温度传感器配置于金属模具的表面上时，存在如下所示的各种各样的问题。
（1）由于当使用接触式的温度传感器时，以使温度传感器从金属模具的成型面突出的状态进行设置，因此存在如下的问题，即，在温度传感器的突出部位处面精度恶化从而成型精度恶化、以及、由于因加压而产生的冲击而使温度传感器损坏的问题；（2）当使用非接触式的温度传感器时，存在无法精度良好地测定热压成型时的工件的急剧的温度变化（淬火时的骤冷）的问题，尤其是，当使用红外线放射温度计等的精密仪器以作为非接触式的温度传感器时，存在对加压冲击的耐久性的问题。
如上文所述，在现有的热压成型技术中，未能解决与热压成型时的工件的温度测定相关的实用性的问题。因此，在对于成型品的全量保证这一点上是不充分的。
此外，在一般的热压成型工序中，对连续投入的工件连续地热压成型。此时，将产生因淬火而引起的金属模具的温度上升。在所涉及的温度上升超过了金属模具的冷却性能时，成型时的金属模具自身的温度将上升，从而无法确保淬火所需的冷却速度（金属模具与工件之间的足够的温度差），进而也存在诱发淬火不良的可能性。由于在产生了这种成型不良时，无法进行与从工序内的哪个阶段成为不良品相关的判断，因此需要实施对经过了相同工序的成型品的全数检查，从而在实用性方面存在问题。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于，提供一种能够高精度地对热压成型时的工件温度进行测定，从而保证热压成型中的成型精度的技术。
用于解决课题的方法
作为本发明的第一方式的热压用金属模具用于通过对被加热了的状态下的工件进行加压，从而在淬火的同时进行成型的热压成型中，其中，所述热压用金属模具具备行程式的温度测定装置，所述行程式的温度测定装置通过经由所述工件所施加的加压力而进行伸缩，所述温度测定装置以从所述金属模具的成型面朝向外侧突出的状态而被设置，并且当在与所述工件接触的状态下从该工件受到加压力时，缩小而没入模具内。
优选为，所述温度测定装置还具备第一弹性部件以及第二弹性部件，其受到来自所述工件的加压力而缩小，所述温度测定装置通过所述第一弹性部件以及所述第二弹性部件，从而以两阶段进行伸缩。
优选为，所述温度测定装置还具备：热电偶，其在温度测定装置的顶端部对所述工件的温度进行测定；保护部，其被安装在所述热电偶与所述工件之间，从而避免所述热电偶与所述工件的直接接触；支承部，其对所述热电偶以及所述保护部进行支承；固定部，其用于对所述支承部进行支承，且将所述温度测定装置固定在所述金属模具上，所述第一弹性部件被设置在所述支承部上，并朝向顶端侧对所述保护部施力，所述第二弹性部件被设置在所述固定部上，并朝向顶端侧对所述支承部施力，所述第一弹性部件的弹簧常数被设定为，小于第二弹性部件的弹簧常数。
优选为，所述金属模具具有将所述工件弯曲成型的拐角部，所述温度测定装置至少被配置于所述拐角部、或该拐角部的附近。
作为本发明的第二方式的温度测定装置被设置于热压成型用金属模具中，并对成型中途的工件的温度进行测定，所述热压成型用金属模具通过对被加热了的状态下的所述工件进行加压，从而在淬火的同时进行成型，其中，所述温度测定装置具备：热电偶，其被设置在该温度测定装置的顶端部，并对所述工件的温度进行测定；保护部，其被安装在所述热电偶与所述工件之间，从而避免所述热电偶与所述工件的直接接触；支承部，其对所述热电偶以及所述保护部进行支承；第一弹性部件，其被设置在所述支承部上，并朝向顶端侧对所述保护部施力；固定部，其用于对所述支承部进行支承，且将所述温度测定装置固定在所述金属模具上；第二弹性部件，其被设置在所述固定部上，并朝向顶端侧对所述支承部施力，所述第一弹性部件的弹簧常数被设定为，小于所述第二弹性部件的弹簧常数，当来自所述工件的加压力被施加于所述保护部时，所述第一弹性部件先于第二弹性部件而缩小。
优选为，所述固定部还具备调节部，所述调节部对所述金属模具的成型面与所述热电偶之间的距离进行调节，所述温度测定装置在通过所述固定部而被固定于金属模具上时，通过上述调节部，从而以所述热电偶自所述金属模具的成型面具有预定的突出量的状态而配置。
作为本发明的第三方式的热压成型方法通过对被加热了的状态下的工件进行加压，从而在淬火的同时进行成型，其中，所述热压成型方法使用接触式的温度测定装置，来对热压成型时的所述工件的温度进行测定，根据测定到的所述温度，而对所述工件的淬火时的冷却速度进行计算，根据所计算出的所述冷却速度，而实施对所述热压成型是否良好的判断，并且对在该是否良好的判断中，被判断为不良的阶段进行识别，对于被识别为所述不良的阶段进行反馈。
发明效果
根据本发明，能够精度良好地对热压成型时的工件温度进行测定。此外，由此，能够保证热压成型中的成型精度。
附图说明
图1为表示本发明的一个实施方式所涉及的热压用金属模具的模式图。
图2为表示通过热压用金属模具而实施的热压成型的图。
图3为表示被设置于热压用金属模具上的温度传感器的图。
图4为表示温度传感器的图。
图5为表示温度传感器的行程结构的图。
图6为表示温度传感器的行程结构的图。
图7为表示温度传感器与热压用金属模具的固定方式的图。
图8为表示温度传感器的其他方式的图。
图9为表示温度传感器对工件温度的测定结果的曲线图。
图10为表示具备控制装置的热压用金属模具的图。
图11为表示通过温度传感器而测定出的测定结果与主冷却速度曲线之间的比较的曲线图。
符号说明
1热压用金属模具；
2工件；
10固定模具；
11成型面；
20可动模具；
21成型面；
30温度传感器（温度测定装置）；
51第一弹性部件；
52第二弹性部件。
具体实施方式
以下，参照附图对作为本发明所涉及的热压用金属模具的一个实施方式的热压用金属模具1（以下，称为“金属模具1”）进行说明。
另外，在以下的说明中，将图1中的上下方向规定为金属模具1的上下方向（重力作用的方向）而进行说明。
金属模具1为对工件2进行热压成型的热压成型用金属模具。金属模具1通过将被加热至预定温度（例如，600℃～900℃左右）的状态下的工件2投入到金属模具1内，并将金属模具1合模，以使工件2与金属模具表面接触，从而在以预定的冷却速度以上的速度使工件2骤冷而实施淬火的同时，将工件2冲压成型为所需的形状。
工件2为以具有淬火性的金属为原材料的平板部件，作为该原材料例如可以采用钢材、高张力钢材、超高强度钢材等。工件2在作为热压成型工序的前工序而被实施的适当的加热工序中，被均匀地加热至预定的温度以上（例如，奥氏体相变点以上）。在所述加热工序后实施热压成型工序，热压成型工序后的工件2在经过了修边工序等预定的后工序后，作为具有所需的特性（淬火强度等）的结构用部件而被利用于汽车、建筑等的各种领域中。
如图1所示，金属模具1包括一对的固定模具10及可动模具20。在金属模具1中，固定模具10被配置在下方，而可动模具20被配置在上方，并将冲压方向设定为上下方向。
固定模具10被固定在地板面等的稳定的面上。固定模具10在与可动模具20对置的表面（在图示中为上表面）上具有成型面11。在本实施方式中，成型面11中成为固定模具10的最上表面的上表面12被形成为，能够载置工件2的平面。此外，成型面11包括作为与上表面12连续、且相对于上表面12而倾斜的面的壁面13、14。壁面13、14被形成为，相对于金属模具1的冲压方向而倾斜的面、或与冲压方向平行的面。
在以此方式构成的固定模具10中，在上表面12与壁面13、14之间的边界部分处分别形成有拐角部15、16，而在壁面13、14的下端部处分别形成有拐角部17、18。
可动模具20被固定在冲压装置等的移动装置上。可动模具20能够通过对该移动装置进行驱动，从而相对于固定模具10向接近方向/远离方向移动。可动模具20在与固定模具10对置的表面（在图示中为下表面）上，具有作为与成型面11对应的面的成型面21。
此外，金属模具1被构成为，在使可动模具20移动至下止点时（合模时），在成型面11、21之间设置有预定的间隔（与工件2的厚度大致相等的间隔）。成型面11、21分别具有预定的形状，并且在成型面11、21之间的间隙中，形成有具有预定的形状的型腔3。
型腔3被形成为所需的形状，并且当将金属模具1合模时，工件2以沿着该空间形状的方式被加压，从而被成型。
在以此种方式构成的金属模具1中，按照下面的（1）至（5）所示的顺序来实施热压成型（参照图2）。
即，（1）将被加热了的状态下的工件2投入到固定模具10的上表面上，（2）使可动模具20向接近于固定模具10的方向移动，（3）在使可动模具20移动至下止点的同时，对工件2加压，从而使其变形，（4）通过使可动模具20在下止点的位置处保持预定时间，并使工件2与金属模具1接触，从而使工件2骤冷而对其淬火之后，（5）使可动模具20远离固定模具10，并将工件2取出。
另外，在上述热压工序中，将工件2投入至金属模具1中的投入装置、以及将工件2取出的取出装置，通过具备机扑手等的工件保持单元的公知的输送机扑而被实现。
以下，参照图3至图7对作为本发明所涉及的温度测定装置的一个实施方式的温度传感器30进行说明。
温度传感器30为，与被投入至金属模具1中的工件2接触，并对所涉及的接触位置处的工件2的温度进行测定的接触式的温度测定装置。温度传感器30被设置在金属模具1中。
如图3所示，温度传感器30、30…通过以使测定部向固定模具10的外侧突出的状态而被埋入固定模具10的内部，从而被设置在固定模具10的多个部位处。
更加具体而言，如图3所示，温度传感器30、30…的一部分被配置于固定模具10的上表面12、固定模具10的拐角部15、16、17、18的附近、以及模具10的壁面13、14的中央部处。
各个温度传感器30通过端子台31而与由数据记录器等构成的记录装置32相连接，并且所检测出的温度数据向记录装置32被发送。
端子台31为，用于汇集温度传感器30的布线，并向记录装置32输出数据的装置。端子台31将由各个温度传感器30检测出的温度数据向记录装置32输出。
记录装置32对从各个温度传感器30经由端子台31而被发送的温度数据进行记录，并作为工件2的各个部位处的沿着时序（从热压成型起的经过时间）的温度数据而进行保存。记录装置32与显示器等的显示装置相连接，并通过该显示装置而显示所测定出的温度数据。
优选为，温度传感器30、30…的一部分被配置于，工件2中，是否在热压成型工序中被实施淬火较为重要的部位处。即，优选为，温度传感器30至少被配置在，能够对左右工件2的品质的部位（需要对温度变化的经历进行管理的部位）的温度进行测定的位置上。
例如，当如本实施方式那样对工件2进行冲压，并进行弯曲成型时，在形成于固定模具10上的拐角部15、16、17、18或者其附近，分别配置有温度传感器30。
此时，能够实施容易产生冲压成型时的破裂和褶皱、冲压成型后的弹性回跳等的不良情况的工件2的弯曲部处的温度管理，且能够确认在所涉及的部位处是否实施了淬火处理。即，有助于工件2的品质保证。
在此，拐角部15、16、17、18的附近是指，与形成于各个拐角部处的曲面部位、或弯曲部位邻接的部位，并且是指，在所涉及的部位处，来自各个拐角部的热传递较大，并表现出与该拐角部的温度大致相等的温度的部位。
优选为，温度传感器30、30…的一部分被配置于，固定模具10中，在热压成型工序中与工件2可靠地接触的部位处。即，优选为，温度传感器30至少被配置在，能够在不受工件2的板厚误差等的制造误差的影响的条件下进行温度测定的部位上。
在本实施方式中，温度传感器30中的至少一个被配置在形成为平面（与金属模具1的冲压方向正交的面，且能够载置工件2的面）的固定模具10的上表面12上，并且该温度传感器30在工件2被安置于固定模具10上时与该工件2接触。
此时，能够准确地掌握如下的加热状况，即，在作为热压成型工序的前工序而被实施的加热工序中工件2是否被加热至预定温度以上，以及，对工件2中的难以加热的位置的温度进行测定，从而准确地掌握工件2整体是否被均匀地加热等的加热状况。即，有助于工件2的品质保证。
优选为，温度传感器30、30…的一部分被配置于，固定模具10中，在热压成型中途难以与工件2接触的部位处。即，优选为，温度传感器30至少被配置于，在通过金属模具1而实施的工件2的弯曲成型过程中，与工件2的接触的时刻较晚，从而温度测定较为困难的部位处。
在本实施方式中，温度传感器30中的至少一个被配置于，形成为立面的固定模具10的壁面13、14上，并且该温度传感器30为如下的结构，即，工件2通过由金属模具1实施的弯曲成型，而在热压成型时与所述温度传感器30接触的结构。
此时，能够准确地掌握在热压成型工序中是否对工件2实施了淬火处理等的淬火状况。即，有助于工件2的品质保证。
如图4所示，温度传感器30具备：热电偶41、管42、金属薄板43、固定部44、第一弹性部件51、第二弹性部件52以及补偿导线61。
热电偶41为对被测定物（工件2）的温度进行测定的测定头，并且为通过金属线的组合（例如，铬镍-铝镍）而构成的热电偶，其中，所述金属线具有与被加热至预定温度的工件2的温度相对应的测定范围。
热电偶41以从管42的顶端突出预定量的方式而被固定，且在该突出的部分的顶端设置有测温接点。在热电偶41的顶端侧，以能够与热电偶41接触的方式设置有金属薄板43。
热电偶41与补偿导线61相连接，并经由补偿导线61而与端子台31相连接。由热电偶41测定的热电动势，经由端子台31而被记录装置32检测出，并且根据该热电动势而检测出工件2的温度数据。以这种方式检测出的工件2的温度数据与温度传感器30的配置位置、经过时间等的指定信息一起被记录在记录装置32中。
金属薄板43为热传导性优异的金属制（例如，镍铬铁耐热耐蚀合金、不锈钢等）的部件，并且为具有小于管42的外径、且相同程度的直径的大致圆盘状的薄板。具体而言，金属薄板43通过圆盘状的平面部和从该平面部的一部分起向正交方向延伸的延伸部而构成。
金属薄板43与热电偶41相比被配置于温度传感器30的顶端侧。而且，金属薄板43通过与工件2接触，从而作为将工件2的热量向热电偶41传递的热传递部而发挥功能，并且作为避免工件2与热电偶41的直接接触从而实施保护的保护部而发挥功能。
管42为对热电偶41和金属薄板43进行支承的部件，且为由刚性较高的材质（例如，不锈钢等）而构成的大致圆筒状的部件。在管42的内部穿过有构成热电偶41的金属线（或与金属线相连接的补偿导线61）。
在管42的顶端部设置有，具有预定的直径（与金属薄板43的外径大致相同的直径）以及预定的深度的圆环状的槽42a。
如图5所示，在槽42a的内部设置有第一弹性部件51，且在其底部固定有第一弹性部件51的一端。第一弹性部件51的另一端固定于延伸设置到槽42a的内部的金属薄板43（严格地讲，为金属薄板43的所述延伸部）上。
第一弹性部件51通过具有预定的弹簧常数的螺旋弹簧等而构成，并向朝向顶端侧的方向对金属薄板43施力。即，第一弹性部件51向远离热电偶41的方向对金属薄板43施力。
如上文所述，在温度传感器30的顶端侧，从顶端部起依次配置有金属薄板43、热电偶41、管42，并且金属薄板43通过第一弹性部件51而被支承在管42上。
在这种结构中，当工件2抵接于金属薄板43并被施加了外力（加压力）时，第一弹性部件51收缩，金属薄板43向管42侧移动，从而成为金属薄板43与热电偶41接触的状态（参照图5（b））。在这种状态下，通过由金属薄板43接受工件2的热量，并由热电偶41测定金属薄板43的温度，从而对工件2的温度进行测定。此外，温度传感器30自固定模具10的成型面11的突出量减小第一弹性部件51的行程量。
如图4和图6所示，固定部44为对管42进行支承的大致圆筒状的部件，并被配置为，固定部44的轴与管42的轴成为同轴。在固定部44的顶端侧设置有，具有预定的直径（与管42的外径相同的直径）以及深度的圆柱状的凹部44a，并且管42通过第二弹性部件52而以可滑动的方式被配置在凹部44a内。第二弹性部件52的一端被固定在凹部44a的底部，而第二弹性部件52的另一端被固定在管42上。
第二弹性部件52通过具有预定的弹簧常数的螺旋弹簧等而构成，并向朝向顶端侧的方向对管42施力。即，第二弹性部件52朝向将热电偶41、管42、以及金属薄板43向工件2压贴的方向施力。
在这种结构中，当对管42施加了外力（加压力）时，第二弹性部件52收缩，从而管42向基端部侧移动（参照图6（b））。通过该第二弹性部件52的行程，从而温度传感器30自固定模具10的成型面11的突出量进一步减小。而且，在热压成型时，受到来自工件2的加压力，而成为完全没入固定模具10内的状态。
如上文所述，温度传感器30根据由工件2所施加的加压力（热压成型时的成型压力），而以两阶段进行伸缩。
具体而言，实现了如下的由第一弹性部件51和第二弹性部件52构成的两阶段的行程式的温度测定装置，所述两阶段的行程式的温度测定装置在通过金属模具1而对工件2进行热压成型时，（1）通过由金属薄板43承接因可动模具20的移动而向工件2传递的压力（成型压力），而使第一弹性部件51缩小，从而金属薄板43向热电偶41侧移动，（2）通过由管42承接所述压力，而使第二弹性部件52缩小，从而管42向基端部侧移动。
由此，能够在热压成型时将以从固定模具10的成型面11朝向外侧突出的状态而被设置温度传感器30的突出部位收纳于固定模具10内部，从而能够在不使成型面11的面精度恶化的条件下，确保成型精度。
此外，由于即使在温度传感器30受到来自工件2的成型压力而没入固定模具10内的状态下，也可通过第二弹性部件52，而朝向工件2对管42施力，因此能够维持热电偶41与工件2的接触力，从而能够精度良好地对成型时的工件2的温度进行测定。
以此种方式，根据温度传感器30，能够对现有技术中难以测定的、热压成型时的金属模具内的工件温度进行测定。
此外，由于通过第一弹性部件51和第二弹性部件52而以两阶段进行伸缩，因此能够缓和与施加于温度传感器30的顶端部的、来自工件2的加压力相对应的冲击，从而能够抑制热电偶41的破损，由此能够提高温度传感器30的寿命。
由此，由于还能够增大温度传感器30自固定模具10的成型面11的初始突出量，因此能够使温度传感器30与工件2成为切实地接触的状态，从而能够提高测定精度。
在此，第一弹性部件51的弹簧常数被设定为小于第二弹性部件52的弹簧常数，并且第一弹性部件51设定为与第二弹性部件52相比较易伸缩。
由此，由于在温度传感器30的顶端施加了外力时，先从第一弹性部件51起缩小，因此热电偶41切实地与金属薄板43接触。此外，由于即使在第一弹性部件51缩小了的状态下，也作用有由第二弹性部件52施加的施力，因此热电偶41维持与金属薄板43接触的状态而向工件2侧被势力。
根据以这种方式设定的第一弹性部件51以及第二弹性部件52，能够使通过热电偶41而实施的温度测定变得可靠。
如图4以及图7所示，在固定部44的外周整个区域中，形成有外螺纹部44b。与此相对，在固定模具10中的各个温度传感器30的配置部位处，形成有与外螺纹部44b螺合的内螺纹部10b。
通过使固定部44的外螺纹部44b与固定模具10的内螺纹部10b螺合，从而成为将温度传感器30固定于固定模具10上的结构，并通过此时的螺合量来调节温度传感器30的固定位置。通过采用此种方式，来对温度传感器30（热电偶41）自成型面11的初始突出量进行调节。
如上文所述，通过利用固定部44的外螺纹部44b以及固定模具10的内螺纹部10b，来对固定部44与固定模具10的螺合量进行调节的简单的作业，从而能够改变热电偶41、与通过固定部44而向固定模具10的安装位置之间的位置关系，由此能够对热电偶41与工件2之间的距离进行调节。因此，能够确保温度传感器30的测定精度。
此外，由于能够容易地将温度传感器30拆装于固定模具10，因此能够提高温度传感器30的拆装性，从而能够提高改变金属模具1或温度传感器30时的操作性。
此外，通过在固定部44上设置外螺纹部44b的结构，从而使温度传感器30不局限于本实施方式所涉及的金属模具1，也可以应用于具备与外螺纹部44b螺合的内螺纹部的其他金属模具等中。
此外，由于能够减少构成温度传感器30的部件数量，并减小温度传感器30的外部轮廓，因此能够使为了将温度传感器30安装在固定模具10上而设置于固定模具10的内部的孔部等的结构成为简易、且节省空间的结构。因此，能够在不对形成于固定模具10的内部的金属模具冷却用的水道等的设计造成障碍的条件下，确保作为金属模具的性能。
补偿导线61为，具有与构成热电偶41的金属线大致相同的热电动势特性的金属制的导线。补偿导线61的一端通过适当的补偿接点而与热电偶41相连接，而另一端与端子台31相连接。
另外，也可以采用不通过补偿导线61，而是延长热电偶41从而对热电偶41和端子台31进行直接连接的结构，可考虑构成热电偶41的金属线的成本等进行选择。
考虑到冲压时的压力，优选将温度传感器30的初始突出量较短地（例如10mm以下）设定为管42不会在与轴向正交的方向上变形的程度，以及，考虑到与冲压时的工件2的接触，优选将所述突出量较长地（例如2mm以上）设定为使金属薄板43可靠地与工件2抵接的程度。
此外，优选为，温度传感器30自成型面11的突出方向，即温度传感器30的设置角度与成型面11的设置位置处的面正交。根据此种方式，由于被配置在与沿着成型面11而被冲压弯曲成型的工件2的面正交的方向上，因此能够充分地确保金属薄板43与工件2之间的接触面积。因此，能够使通过温度传感器30而实施的测定变得可靠。
另外，在成型面11相对于金属模具1的冲压方向而倾斜的情况（壁面13、14等）下，可以设定为与所涉及的倾斜角度相比更向可动模具20侧倾斜的角度，并且优选为设定为金属薄板43可靠且迅速地与工件2接触的角度。例如，在工件2于金属模具1内被扭动且被冲压弯曲时尤其优选以上角度。此外，也可以采用如下的结构，即，通过将金属薄板43的与工件2接触的一侧的面形成为曲面、弯曲面等，而不是形成为平面，从而确保金属薄板43与工件2之间的接触面积。
另外，如图8所示，作为被设置于固定部44上的调节部的其他方式，也可以采用附加设置包括安装撑条46以及调节螺栓47在内的安装部45的结构。
安装部45为用于将温度传感器30安装在固定模具10上的部件，并且以能够相对于固定部44而移动的方式而被支承。
安装撑条46为，被固定在固定部44上，且朝向温度传感器30的侧方突出的部位。在该突出的部位上形成有螺栓孔46a，并通过将适当的螺栓紧固于螺栓孔46a中，从而能够固定在固定模具10上。另外，在固定模具10中的各个温度传感器30的安装部位处，预先形成有与被螺插于安装撑条46中的所述螺栓相对应的螺栓孔。
调节螺栓47通过与设置在固定部44的外周的外螺纹部44b螺合，并对调节螺栓47的紧固量进行调节，从而能够对安装撑条46相对于固定部44的固定位置进行调节。通过采用此种方式，从而能够通过调节螺栓47，来对安装撑条46与热电偶41之间的相对距离，即，固定模具10的成型面11与热电偶41之间的距离（温度传感器30的初始突出量）进行调节。
以下，参照图9对使用以上述方式构成的温度传感器30来对热压成型工序中的金属模具1的温度进行测定的实施方式进行说明。
图9表示当使用金属模具1而对工件2进行热压成型时，通过一个温度传感器30而被测定，且被记录于记录装置32中的曲线图。另外，在图9中，横轴表示经过时间，纵轴表示温度。
在热压成型时，按照下面的（1）至（6）的顺序实施温度测定。
（1）在金属模具1被开放了的状态下，通过温度传感器30来对金属模具1的表面温度、或金属模具1的表面附近的气氛温度进行测定。
在此，可以采用根据温度传感器30的配置，来对金属模具1的表面温度进行测定的结构，从而能够确保在所涉及的部位处与工件2之间的温度差是否为足够的温度差。
（2）当工件2被投入金属模具1中，且工件2被载置在固定模具10上时，因工件2的自重而使配置在上表面12上的温度传感器30的热电偶41成为经由金属薄板43而与工件2接触的状态。此时，通过配置在上表面12上的温度传感器30，来实施对工件2的初始温度的测定。
另外，如上文所述通过被配置于上表面12上的温度传感器30以外的温度传感器30，来对金属模具1的表面温度、或金属模具1的表面附近的气氛温度进行测定，并在实施了基于可动模具20的移动的合模以后，开始对工件2的温度测定。
（3）在可动模具20向下方移动，且到达了下止点的阶段，开始热压成型（通过金属模具1而实施的淬火以及弯曲成型）。与此同时，通过加压力从工件2经由温度传感器30的金属薄板43而被施加，第一弹性部件51以及第二弹性部件52缩小，从而热电偶41通过金属薄板43而与工件2接触，并开始通过温度传感器30而实施的对工件2的温度测定。
（4）通过使可动模具20在下止点处停止预定时间，而将工件2的热量向金属模具1强制性地传递，以使工件2骤冷，从而实施淬火。
（5）使可动模具20向上方移动，并将工件2从金属模具1中取出。
（6）在取出了工件2之后，将金属模具1放置预定时间，并通过自然冷却、水冷等而使金属模具1的温度降低。
在金属模具1内实施淬火的热压成型工序中，上述（4）中的淬火时的冷却速度（（降低温度）/（成型时间））尤其左右工件2的品质。
另一方面，作为表示淬火后的硬度的指标，已知一种CCT（ContinuousCooling Transformation：连续冷却转变）曲线图。CCT曲线图为将淬火时的冷却速度、和淬火后的硬度关联起来的图，且针对每一种淬火中所使用的材料（工件2的材料）而被预先准备。
如图10所示，本实施方式所涉及的金属模具1还具备控制装置33。控制装置33为，为了在热压成型工序中保证工件2的品质，而对金属模具1进行控制的装置。
控制装置33为通过具备存储装置、运算装置、显示装置等的PC（个人电脑）等而构成的电子控制装置，并与记录装置32、以及对可动模具20进行驱动的冲压装置电连接。
由各个温度传感器30检测出的温度数据从记录装置32被发送至控制装置33中。控制装置33根据接收到的温度数据，来对可动模具20的动作进行控制，从而对通过金属模具1而实施的热压成型进行控制，或者，将金属模具1或工件2的不良情况显示在所述显示装置上，从而停止热压成型工序。
控制装置33对与工件2相关的CCT曲线图进行存储，并考虑工件2的材料特性、用途等，而从中规定成为最佳的冷却速度的主冷却速度曲线（L）（参照图11）。
而且，分别求出温度测定曲线（M1、M2…）、与主冷却速度曲线L之差（例如，速度之差），其中，所述温度测定曲线是根据通过各个温度传感器30而得到的工件2的各个部位（P1、P2…）的温度数据而作成的。
在控制装置33中，根据以这种方式求出的冷却速度之差，而对工件2的各个部位（P1、P2…）处的热压成型后的预计硬度进行计算，从而判断成型是否良好。例如，能够实施通过如下的方式等而进行的是否良好的判断，即，设定阈值，并将所述冷却速度之差与该阈值之间的背离量用于成型是否良好的判断，或者，在特定部位（例如工件2的拐角部）处的预计硬度低于所需的值时判断为成型不良。
如上文所述，由于能够对被投入至金属模具1中，且被热压成型的工件2的全数实施温度测定，而能够对其成型精度进行检查，因此能够在产生了成型不良的情况下实施适当的处理。
该适当的处理是指，例如，对判断为成型不良的部位附近的冷却水道的流量进行控制（增加），以使冷却速度满足预定的条件，和使冲压装置动作而中断成型，并将产生了成型不良的工件2排除等。
以此种方式，能够实现与使用金属模具1而被热压成型的工件2的品质相关的全量保证。
此外，由于实时测定热压成型时的工件2的温度变化，因此能够对是工序内的哪个阶段中的不良情况进行识别，从而能够向使用了同一设备的热压成型工序、或其前工序（加热工序、工件的制造工序、金属模具的设计等）进行反馈。
例如，当在上述（1）的阶段中，识别出因成型开始时的金属模具1的温度而导致淬火时的冷却速度减小时，能够向热压成型工序进行反馈，当在上述（2）的阶段中识别出投入时的工件2的加热不良时，能够向加热工序进行反馈，当在上述（4）的阶段中识别出工件2的一个部位处的冷却速度减小时，能够向金属模具1的制造工序进行反馈，以提高所涉及的部位附近的冷却性能。由此，有助于涉及使用了金属模具1的工件2的热压成型的品质保证。
另外，本发明所涉及的温度测定装置的用途并不限定于热压用金属模具1，例如，也可以适用于锻造用金属模具等，需要对工件实施温度管理的金属模具。
此外，本发明所涉及的温度测定装置并不限定于设置在金属模具1的固定模具10的内部的结构。例如，也可以将温度传感器30配置在可动模具20中，只需配置于在合模时，即热压成型时与工件2接触的面（成型面11、21）上即可。
此外，由于还能够将温度传感器30设置在将工件2投入至金属模具1中的投入装置中，对加热工序中的工件2的加热状况进行掌握，从而能够实施热压成型工序前的加热工序中的工件2的温度测定，因此能够确保热压成型工序中的工件2的加工性。
产业上的可利用性
本发明能够应用于对高温的工件实施成型的金属模具中，尤其是，适用于将被加热了的状态下的工件投入至金属模具中，并在通过该金属模具而实施成型时使工件骤冷而实施淬火的热压成型技术中。
Claims (5)
1.一种热压用金属模具，其用于通过对被加热了的状态下的工件进行加压，从而在淬火的同时进行成型的热压成型中，其中，
所述热压用金属模具具备行程式的温度测定装置，所述行程式的温度测定装置通过经由所述工件所施加的加压力而进行伸缩，
所述温度测定装置以从所述金属模具的成型面朝向外侧突出的状态而被设置，并且当在与所述工件接触的状态下从该工件受到加压力时，缩小而没入模具内，
并且，所述温度测定装置具备：
第一弹性部件以及第二弹性部件，其受到来自所述工件的加压力而缩小；
热电偶，其在温度测定装置的顶端部对所述工件的温度进行测定；
保护部，其被安装在所述热电偶与所述工件之间，从而避免所述热电偶与所述工件的直接接触；
支承部，其对所述热电偶以及所述保护部进行支承；
固定部，其用于对所述支承部进行支承，且将所述温度测定装置固定在所述金属模具上，
所述第一弹性部件被设置在所述支承部上，并朝向顶端侧对所述保护部施力，
所述第二弹性部件被设置在所述固定部上，并朝向顶端侧对所述支承部施力，
所述第一弹性部件的弹簧常数被设定为，小于所述第二弹性部件的弹簧常数，所述温度测定装置通过所述第一弹性部件以及所述第二弹性部件，从而以两阶段进行伸缩，当来自所述工件的加压力被施加于所述保护部时，所述第一弹性部件先于所述第二弹性部件而缩小，
所述保护部为热传导性优异的金属制的部件，并且所述保护部通过与工件接触，从而作为将工件的热量向热电偶传递的热传递部而发挥功能。
2.如权利要求1所述的热压用金属模具，其中，
所述金属模具具有将所述工件弯曲成型的拐角部，
所述温度测定装置至少被配置于所述拐角部、或该拐角部的附近。
3.一种温度测定装置，其被设置于热压成型用金属模具中，并对成型中途的工件的温度进行测定，所述热压成型用金属模具通过对被加热了的状态下的所述工件进行加压，从而在淬火的同时进行成型，其中，
所述温度测定装置具备：
热电偶，其被设置在该温度测定装置的顶端部，并对所述工件的温度进行测定；
保护部，其被安装在所述热电偶与所述工件之间，从而避免所述热电偶与所述工件的直接接触；
支承部，其对所述热电偶以及所述保护部进行支承；
第一弹性部件，其被设置在所述支承部上，并朝向顶端侧对所述保护部施力；
固定部，其用于对所述支承部进行支承，且将所述温度测定装置固定在所述金属模具上；
第二弹性部件，其被设置在所述固定部上，并朝向顶端侧对所述支承部施力，
所述第一弹性部件的弹簧常数被设定为，小于所述第二弹性部件的弹簧常数，
当来自所述工件的加压力被施加于所述保护部时，所述第一弹性部件先于所述第二弹性部件而缩小，
所述保护部为热传导性优异的金属制的部件，并且所述保护部通过与工件接触，从而作为将工件的热量向热电偶传递的热传递部而发挥功能。
4.如权利要求3所述的温度测定装置，其中，
所述固定部还具备调节部，所述调节部对所述金属模具的成型面与所述热电偶之间的距离进行调节，
所述温度测定装置在通过所述固定部而被固定于所述金属模具上时，通过所述调节部，从而以所述热电偶自所述金属模具的成型面具有预定的突出量的状态而配置。
5.一种热压成型方法，其通过对被加热了的状态下的工件进行加压，从而在淬火的同时进行成型，其中，
所述热压成型方法使用权利要求3中的温度测定装置，来对热压成型时的所述工件的温度进行测定，
根据测定到的所述温度，而作成所述工件的淬火时的温度测定曲线，
通过对所作成的温度测定曲线、与使用所述工件的连续冷却转变曲线图而获得的主冷却速度曲线之差进行计算，并根据该差而对热压成型后的预测硬度进行计算，从而实施对所述热压成型是否良好的判断，并且对在该是否良好的判断中，被判断为不良的阶段进行识别，
对于被识别为所述不良的阶段进行反馈。
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