JP2009125766A

JP2009125766A - ホットプレス成形方法及びホットプレス用成形金型

Info

Publication number: JP2009125766A
Application number: JP2007302001A
Authority: JP
Inventors: Masami Shimada; 正美島田; Satoshi Watanabe; 聡渡辺
Original assignee: Unipres Corp
Current assignee: Unipres Corp
Priority date: 2007-11-21
Filing date: 2007-11-21
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】孔明け工具の長寿命化を果たすと共に、貫通孔の孔間ピッチを素材の焼入れ硬化後の収縮作用に影響されず所定の孔間ピッチ寸法になるようにした。
【解決手段】予め２つの貫通孔２ａ、２ｃが穿設された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型３によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、互いに所定孔間ピッチを有する２つの貫通孔２ａ、２ｃが形成されたプレス成形品を製作する場合、２つの貫通孔２ａ、２ｃの孔間ピッチを所定孔間ピッチａに対して素材１Ａの熱膨張率を考慮してｘだけ小さくなるように素材１Ａに穿設しておき、素材１Ａの加熱により一旦拡大した貫通孔２ａと２ｃとの間の孔間ピッチを、可動ロケートピン６，７を素材１Ａの収縮作用に合わせて移動させ、貫通孔２ａ、２ｃ間を所定孔間ピッチａに矯正にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材から互いに所定孔間ピッチを有する少なくとも２つ以上の貫通孔又は少なくとも１つの突起より所定孔間ピッチを有する少なくとも１つの貫通孔が形成されたプレス成形品を製作するホットプレス成形方法及びホットプレス用成形金型に関する。

この種のホットプレス加工方法及びホットプレス用成形金型は、一般に自動車のドアインパクトビームやサイドドアビーム或いはセンターピラー等の車体部品などのプレス成形品をプレス成形する場合に用いられており、これらのプレス成形品には、例えば、通常二つ以上の貫通孔がより正確な孔間ピッチを有するように形成するようにしている。

そこで、従来の車体部品などのプレス成形品においては、予め貫通孔を形成しておいた素材を加熱した状態で、プレス成形すると共に焼入れ硬化をしたのでは、成形後のプレス製品に形成された貫通孔の形成位置が素材の収縮作用によって正確にならないことに鑑みて、プレス成形後に孔明け加工のための切削加工を行うことが多く採用されていた。

しかしながら、プレス成形後孔明け加工を行う場合、プレス成形品は、焼入れ硬化しているために、穿孔する工具が急速に損傷してしまい、工具の寿命が大幅に短縮する問題がある。

本願出願人は、先に、かかる問題点に鑑み、ホットプレス加工において穿孔する工具の寿命の大幅短縮を防止する目的でなされた鋼材のホットプレス加工法を提案している（特許文献１参照）。
特開２００５−２４８２５３号公報。

この鋼材のホットプレス加工法は、鋼材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された鋼材を型開き状態にある低温金型間に導入すると共に型締めを開始し、鋼材の硬化が実質的に開始するに先立って、金型に保持された鋼材の孔明け作業を行い、成形及び孔明け加工の実質的完了後に鋼材の硬化のための金型による鋼材の急冷を行うようにしたものである。

かかるホットプレスの加工法によれば、焼入れ温度まで加熱された鋼材は低温の金型によってプレス成形され、金型との接触により急冷されて焼入れされるのであり、当該プレス成形中に工具による穿孔加工が行われ、プレス成形中であるために鋼材の未硬化の段階において工具による孔明け加工が行われることになって、孔明け加工の際における工具の負担を軽くして、寿命の大幅短縮を防止することができるという効果を奏することになる。

しかしながら、上記従来のホットプレス加工法によれば、プレス成形中の鋼材が未硬化の段階において穿孔加工が行われる結果、その後金型に接触させて鋼材を急冷硬化した際に、加熱されていた鋼材が急冷されて収縮することになり、結果的に、穿孔した孔が例えば２つ以上ある場合に、これら孔間ピッチが鋼材の収縮作用により小さくなってしまい、所定の孔間ピッチを有する孔を持ったプレス成形品がプレス成形され得ないことになってしまう。

そこで、本発明は、かかる点に鑑み、孔明け工具の長寿命化を果たすと共に、少なくとも２つ以上有する貫通孔の孔間ピッチ又は少なくとも１つの突起に対する少なくとも一つの貫通孔の孔間ピッチを有するように形成された素材の焼入れ硬化後の収縮作用に影響されず所定寸法になるようにプレス成形可能なホットプレス成形方法及びホットプレス用成形金型を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る第１のホットプレス成形方法は、予め少なくとも２つの貫通孔が穿設された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材から互いに所定孔間ピッチを有する少なくとも２つの貫通孔が形成されたプレス成形品を製作するホットプレス成形方法であって、先ず、前記素材に穿設した前記２つの貫通孔の孔間ピッチを前記所定孔間ピッチに対して前記素材における前記焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率を考慮して小さくなるように設定して、前記素材に予め前記２つの貫通孔を穿設した後、前記素材を焼入れ温度まで加熱しておき、当該加熱された素材を前記金型によりプレス成形を行う場合に、前記素材に穿設された前記２つ貫通孔を前記下型に設置した可動ロケートピンに嵌合した状態で、前記素材を前記下型上にセットし、その後、該下型に対して前記上型を下降させて型締めすることによって、前記素材からプレス成形品をプレス成形すると共に前記金型により当該素材を急冷して焼入れ硬化を行う際に、前記２つの貫通孔の孔間ピッチを、前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを移動させることによって、前記所定孔間ピッチに矯正するようにしたことを特徴とするものである。

又、上記目的を達成するために、本発明に係る第１のホットプレス成形用型は、予め少なくとも２つ以上の貫通孔が穿設された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材から互いに所定孔間ピッチを有する少なくとも２つの貫通孔が形成されたプレス成形品を製作するホットプレス用成形金型であって、該成形金型を上型および下型で構成し、該下型に、前記素材に穿設した前記２つの貫通孔をロケートする可動ロケートピンを、該可動ロケートピンのピン間距離を前記素材における前記焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率による前記２つの貫通孔の孔間ピッチの拡大分大きく設定した状態で設置して、前記２つの貫通孔を穿設した後焼入れ温度まで加熱した前記素材をプレス成形する場合に、前記素材に穿設された２つの貫通孔を前記可動ロケートピンに嵌合した状態で、前記素材を前記下型上にセットし、その後、該下型に対して前記上型を下降させて型締めすることによって、前記素材からプレス成形品をプレス成形すると共に前記金型により当該素材を急冷して焼入れ硬化を行う際に、一旦前記素材の膨張により拡大した前記２つの貫通孔の孔間ピッチを、前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮作用に合わせて、前記両可動ロケートピンがそのピン間距離を縮める方向に移動して、前記所定孔間ピッチに矯正するように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本発明に係る第１のホットプレス成形方法又はホットプレス成形用金型によれば、プレス成形する前の素材に予め貫通孔を通常の孔明け工具を用いて穿孔加工しておくことから、当該孔明け工具の長寿命化を果たし得ると共に、予め穿孔した少なくとも２つの貫通孔を可動ロケートピンに嵌合した状態で、金型の型締めによってプレス成形と共に焼入れ硬化を行うようにしたことから、素材の加熱した結果として一旦プレス成形品の２つの貫通孔間の所定孔間ピッチに対して拡張した２つの貫通孔の孔間ピッチを、焼入れ硬化過程における素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮方向に移動させて矯正でき、前記所定の孔間ピッチを有する少なくとも２つの貫通孔が形成されたプレス成形品を得ることができる。

又、本発明に係る第２のホットプレス成形方法は、少なくとも１つの貫通孔が穿設されると共に一つの突起が形成された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材の前記貫通孔が前記突起に対して所定孔間ピッチを有するように形成されたプレス成形品を製作するホットプレス成形方法であって、先ず、前記素材に穿設した１つの貫通孔における前記突起に対する所定孔間ピッチに対して前記素材における前記焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率を考慮して小さくなるように設定して、前記素材に予め前記貫通孔を穿設すると共に前記突起を形成した後、前記素材を焼入れ温度まで加熱しておき、当該加熱された素材を前記素材を前記金型によりプレス成形を行う場合に、前記素材に穿設された前記貫通孔を前記金型を上型と共に構成する下型に設置した可動ロケートピンに嵌合すると共に前記突起を前記下型に形成した凹部に嵌合した状態で前記前記素材を前記下型上にセットし、その後、該下型に対して前記上型を下降させて型締めすることによって、前記素材からプレス成形品をプレス成形すると共に、前記金型により前記素材を急冷して焼入れ硬化を行う際に、前記突起に対する前記貫通孔の孔間ピッチを、前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを移動させることによって、前記所定間ピッチに矯正するようにしたことを特徴とするものである。

又、本発明に係る第２のホットプレス成形用型は、予め少なくとも１つの貫通孔が穿設されると共に一つの突起が形成された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材の前記貫通孔が前記突起に対して所定孔間ピッチを有するように形成されたプレス成形品を製作するホットプレス用成形金型であって、該成形金型を上型および下型で構成し、該下型に、前記素材に穿設した前記一つの貫通孔をロケートする可動ロケートピンを、該可動ロケートピンの前記突起に対するピン間距離を前記素材における前記焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率による前記突起に対する前記一つの孔間ピッチの拡大分大きく設定した状態で設置して、前記一つの貫通孔を穿設すると共に前記一つの突起を形成した後焼入れ温度まで加熱した前記素材をプレス成形する場合に、前記素材に穿設された前記一つの貫通孔を前記可動ロケートピンに嵌合した状態で前記素材を前記下型上にセットし、その後、該下型に対して前記上型を下降させて型締めすることによって、前記素材からプレス成形品をプレス成形すると共に前記金型により当該素材を急冷して焼入れ硬化を行う際に、一旦前記素材の膨張により拡大した前記突起に対する前記貫通孔の孔間ピッチを、前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮作用に合わせて、前記両可動ロケートピンがそのピン間距離を縮める方向に移動して、前記所定孔間ピッチに矯正するように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本発明に係る第２のホットプレス成形方法又はホットプレス成形用金型によれば、プレス成形する前の素材に予め貫通孔を通常の孔明け工具を用いて穿孔加工しておくことから、当該孔明け工具の長寿命化を果たし得ると共に、予め穿孔した少なくとも１つの貫通孔を可動ロケートピンに嵌合した状態で、金型の型締めによってプレス成形と共に焼入れ硬化を行うようにしたことから、素材の加熱した結果として一旦プレス成形品の一つの貫通孔の一つの突起に対する所定孔間ピッチに対して拡張した一つの貫通孔の一つの突起に対する孔間ピッチを、焼入れ硬化過程における素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮方向に移動させて矯正でき、前記一つの突起に対して前記所定の孔間ピッチを有する少なくとも１つの貫通孔が形成されたプレス成形品を得ることができる。

又、本発明に係るホットプレス成形用型は、前記金型により前記素材を急冷して収縮作用が完了する直前に、前記可動ロケートピンの移動を阻止するストッパー手段を前記下型に設けるようにすることができ、素材の急冷収縮作用の完了直前にストッパー手段により可動ロケートピンの移動を阻止することによって、所定の孔間ピッチを有する貫通孔が形成されたプレス成形品を得ることができる。

上記のように構成する本発明によれば、プレス成形する前の素材に予め貫通孔を通常の孔明け工具を用いて穿孔加工しておくことから、当該孔明け工具の長寿命化を果たし得ることができ、しかも、予め穿孔した少なくとも２つの貫通孔を可動ロケートピンに嵌合した状態で金型の型締めによってプレス成形と共に焼入れ硬化を行うようにしたことから、素材の加熱した結果として一旦プレス成形品の２つの貫通孔間の所定孔間ピッチに対して拡張した２つの貫通孔の孔間ピッを、焼入れ硬化過程における素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮方向に移動させて矯正でき、前記所定の孔間ピッチを有する少なくとも２つの貫通孔が形成されたプレス成形品を得ることができ、或いは、予め穿孔した少なくとも１つの貫通孔を可動ロケートピンに嵌合した状態で金型の型締めによってプレス成形と共に焼入れ硬化を行うようにしたことから、素材の加熱した結果として一旦プレス成形品の一つの突起に対する１つの貫通孔間の所定孔間ピッチに対して拡張した一つの貫通孔の孔間ピッチを、焼入れ硬化過程における素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮方向に移動させて矯正でき、前記突起に対して前記所定の孔間ピッチを有する少なくとも一つの貫通孔が形成されたプレス成形品を得ることができる。

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はホットプレス加工により製作する完成品としてのプレス成形品の斜視図、図２は本発明に係る一実施例による図１のプレス成形品をプレス加工する前の素材の斜視図、図３は本発明に係る第１の実施の形態を採用した金型の焼入れ初期段階の正面縦断面図、図４は同じく金型の焼入れ完了直前段階における正面縦断面図、図５は同じく金型を構成する下型を描画した斜視図である。

先ず、図１において、本発明に係るホットプレス成形により成形するプレス成形品１は、側面視コ字状を呈して構成した長尺製品であり、上面１ａに３つの貫通孔２ａ、２ｂ、２ｃが穿設されて構成している。

そして、プレス成形品１は、各貫通孔２ａ、２ｂ、２ｃにおいて、中央に存する貫通孔２ｂを基準孔とし、他の貫通孔２ａ、２ｃが互いの所定孔間ピッチａを有して配置されるように構成されている。

ここで、所定孔間ピッチａとは、他の貫通孔２ａと２ｃとの互いに離間対向する外円部間の距離として設定する。但し、各他の貫通孔２ａと２ｃとの中心間距離として設定するようにしてもよい。

このように構成するプレス成形品１をプレス加工にて製作する場合、予め、図２示すような素材１Ａを用意しておく。

素材１Ａは、たとえば鋼材からなる平板状の板部材から構成しており、予め通常の孔明け工具を用いて３つの貫通孔２ａ、２ｂおよび２ｃを横列状態になるように穿孔しておく。

貫通孔２ａ、２ｂおよび２ｃは、中央に存する貫通孔２ｂを基準孔としているのに対し、貫通孔２ｂの両側部にそれぞれ存する他の貫通孔２ａと２ｃとにおける孔間ピッチはа−ｘになるように形成されてある。

ここで、「ｘ」は、素材１Ａを焼入れ温度まで加熱した場合の材料自体の熱膨張率を考慮して設定されている。

このように構成する素材１Ａからプレス成形すると共に焼入れ硬化して、プレス成形品１を成形する金型に次に説明する。

かかる金型３は、図３及び図４に示すように、上型４と下型５とで構成しており、上型４は、図示しないが略中央部に凹状成形部を有して構成しており、下型５は同じく中央部に図５に示すように凸状形成部５−１を有して、上型４の凹状成形部内に下型５の凸状形成部５−１を嵌合することによって、側面視コ字状のプレス成形品１を成形するようになっている。

そして、下型５には、その成形面５ａより突出するように、図２に示す貫通孔２ａ、２ｂ、２ｃがそれぞれ嵌合するロケートピン６、７、８が設けられている。

ロケートピン６、７、８のうち、中央に存するロケートピン７は、下型５に固定された状態で装着された固定ロケートピンとなっており、固定ロケートピン７を挟んで両側に存するロケートピン６及び８は、それぞれ移動駒６ａ、８ａに装着され、移動駒６ａ、８ａが下型５に形成したガイド孔５−２、５−３内に移動可能に挿入設置されている。

そして、移動駒６ａ、８ａは、可動ロケートピン６、８における互いのピン間距離がｙとなるようにガイド孔５−２、５−３内に設置されており、且つ、この設置位置から可動ロケートピン６、８は、素材１Ａを焼入れ温度まで加熱した場合の材料自体の熱膨張率を考慮して設定する熱膨張寸法ｘに相当する距離移動すると、ガイド孔５−２、５−３の固定ロケートピン側に近接するストッパー手段を構成するストッパー壁５−２ａ、５−３ａに当接するまで、固定ロケートピン７の方向に移動できるように構成されている。

ここで、固定ロケートピン７に対する可動ロケートピン６、８の各ピン間距離ｙは、プレス成形前の素材１Ａが焼入れ温度まで加熱した際膨張することにより、貫通孔２ａと２ｃとの孔間ピッチが拡大する寸法を見込んで設定することになる。

更に、上型４側には、固定ロケートピン７及び可動ロケートピン６、８を型締め工程において受け入れる受け入れ孔２−２、２−３、２−４がそれぞれ設けられている。そして、受け入れ孔２−４は、固定ロケートピン７を受入れるために固定ロケートピン７がしっくり嵌合できるように丸孔として形成されているのに対し、受け入れ孔４−２、４−４は、それぞれ可動ロケートピン６、８が移動できるようにその分長孔形状に形成されている。

上記のように構成する場合、素材１ａには、予め貫通孔２ａ、２ｂ、２ｃを穿設しておくのであるが、この場合、基準となる貫通孔２ｂに対して、その両側にそれぞれ存する貫通孔２ａ、２ｃは、プレス成形品１に形成される所定孔間ピッチａに対して「−ｘ」分縮小した孔間ピッチａ−ｘとなるように穿孔加工されている。

次に、貫通孔２ａ、２ｂ、２ｃが穿設された素材１Ａを、図示しない加熱装置を用いて、焼入れ温度に達するまで加熱する。

このように加熱された素材１Ａは、熱膨張により、貫通孔２ａと、２ｃとの孔間ピッチが可動ロケートピン６、８の互いのピン間距離ｙに相当する距離まで拡大した状態にまで膨張している。

このような状態となった素材１Ａは、次に、下型５の成形面５ａ上にセットするのであるが、貫通孔２ｂは固定ロケートピン７に嵌合すると共に、貫通孔２ａ、２ｃ孔間ピッチは拡大しており、この拡大を見込んで可動ロケートピン６、８間のピン間距離ｙが設定されていることから、各貫通孔２ａと２ｃとは、その孔間ピッチが拡大しているとしても、下型５の可動ロケートピン６、８にそれぞれしっくりと嵌合させた状態で、素材１Ａは下型５の成形面５ａ上にセットさできることになる。

次に、この状態から、下型５に対して上型４を下降して型締めを行い、素材１Ａをプレス成形すると共に、低温の上型４及び下型５によって急冷することにより焼入れ硬化を行い、図１に示すプレス成形品１を成形することになる。

このように素材１Ａが金型３によって急冷される間において、素材１Ａは、急冷による熱収縮を起すことになるが、この熱収縮作用に合わせて、可動ロケートピン６、８が移動駒６ａ、８ａと共に、固定ロケートピン７の方向に移動する。

そして、素材１Ａを金型３により急冷することによって収縮作用が完了する直前において、移動駒６ａ、８ａがストッパー壁５−２ａ、５−３ａに当接して、可動ロケートピン６、８の移動を停止させる（図４に示す状態）。

この停止状態を所定時間経過し、素材１Ａの収縮作用が完了すれば、可動ロケートピン６、７の固定ロケートピン７の方向への移動により、貫通孔２ｂは固定ロケートピン７によって基準孔として形成されることになるが、貫通孔２ａと２ｃとは、その孔間ピッチが可動ロケートピン６、８における素材１Ａの収縮方向に移動することにより、所定の所定孔間ピッチａとなるように矯正されて、図１に示すプレス成形品１が焼入れされた状態で成形されることになる。

従って、本発明のかかる実施例によれば、プレス成形する前の素材１Ａに予め貫通孔２ａ、２ｂ、２ｃを通常の孔明け工具を用いて穿孔加工しておくことから、当該孔明け工具の長寿命化を果たし得ることになる。

また、素材１Ａに予め穿孔する貫通孔２ａ、２ｂ、２ｃのうち、中央に存する貫通孔２ｂは基準孔として形成されるが、他の貫通孔２ａと２ｃとは、その孔間ピッチを、プレス成形品１として必要な所定孔間ピッチａに対して素材１Ａにおける焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率を考慮して「ｘ」分だけ小さくなるように形成しておき、基準孔としての貫通孔２ｂを固定ロケートピン７に嵌合すると共に他の貫通孔２ａ、２ｃを可動ロケートピン６、８にそれぞれ嵌合した状態で、金型３の型締めによってプレス成形と共に焼入れ硬化を行うようにしたことから、素材１Ａの加熱した結果として一旦孔間ピッチを拡大させた他の貫通孔２ａ、２ｃの孔間ピッチを、焼入れ硬化過程における素材の収縮作用に合わせて、可動ロケートピン６、８を素材１Ａの冷却による収縮方向に移動させて、孔間ピッチを矯正するようにでき、所定の所定孔間ピッチａを有する貫通孔２ａ、２ｃが形成されたプレス成形品１を得ることができる。

図６は本発明によって焼き入れ成形する第２例のプレス製品１を示している。

かかるプレス製品１は、上記第１の実施例と同様に、側面視コ字状を呈して構成した長尺製品である点同じであるが、上面１ａには、基準孔としての貫通孔２ｂが穿孔されているのに対し、他の貫通孔２ａ、２ｃは、一対の縦壁側面１ｂ、１ｃのうち、一方の縦壁側面１ｂに形成するようになっている点を異にする。

このために、図７乃至図９に示す金型３のうち、下型５の凸状成形面５−１、５−２のうち、一方の凸状成形面５−１に、他の貫通孔２ａ、２ｃがそれぞれ嵌合する可動ロケートピン６、８が設けられている。

そして、可動ロケートピン６、８は、凸状成形面５−１、５−２に対してそれぞれ、上記実施例と同様に、互いに近接離間両方向に移動できるように、ガイド孔５−２、５−３内に挿入設置された移動駒６ａ、８ａに装着されているも、図７に示すように、上型４と下型５との型締めによって素材１Ａを屈曲成形する際及び図９に示すプレス成形品１が完成した際には、移動駒６ａ、８ａ内にそれぞれ引っ込んだ状態となっており、図８に示す貫通孔２ａ、２ｂの孔間ピッチを矯正する工程において、可動ロケートピン６、８が移動駒６ａ、８ａから突出して、貫通孔２ａ、２ｃ内に嵌合するようになっている。

従って、貫通孔２ａ、２ｃは、可動ロケートピン６ａ、８ａに嵌合した状態で、素材１Ａが金型３内において急冷焼入れされながら成形される間における素材１の収縮作用方向に可動ロケートピン６ａ、８ａが上記実施例と同様に移動することにより、孔間ピッチが矯正されて、所定の所定孔間ピッチａに形成されることになる。

次に、本発明に係る第３の実施例について、図１１乃至図１３を用いて説明する。

図１１はホットプレス加工により製作する完成品としてのプレス成形品の第３例を描画した斜視図、図１２は本発明に係る第３の実施例による図１１のプレス成形品をプレス加工する前の素材の斜視図、図１３は図１１に描画したプレス成形品を成形するためのホットプレス用金型のうち下型を描画した斜視図である。

先ず、図１１において、本発明に係るホットプレス成形により成形するプレス成形品１１は、やはり側面視略コ字状を呈して構成した長尺製品であり、上面１１ａの略中央部に山型に形成された一つの突起１２ａと、突起１２ａを位置基準として、所定孔間ピッチｂ−ｘを有するように、突起１２ａに対して一の側端部側に一つの貫通孔１２ｂを配置して構成している。

ここで、所定孔間ピッチｂとは、例えば、プレス成形品１１における貫通孔１２の中心と突起１１ａの一辺側角部との距離として設定するものである。

このように構成するプレス成形品１１をプレス加工にて製作する場合、図１２に示すような素材１１Ａを予め用意しておく。

素材１１Ａは、例えば鋼材からなる平板状の板部材から構成され、通常の孔明け工具を用いて貫通孔１２が穿設されて構成している。

貫通孔１２ａは、素材１１Ａにおいて、プレス成形品１１に形成する突起１２ａの一辺側角部に相当する部位(二点鎖線Ｂ)から孔間ピッチｂ−ｘになるように形成されている。

ここで、「ｘ」は、素材１１Ａを焼入れ温度まで加熱した場合の材料自体の熱膨張率を考慮して設定されている。

このように構成する素材１１Ａからプレス成形すると共に焼入れ硬化して、プレス成形品１１を成形する不図示の上型と共に金型を構成する下型１５について説明する。

下型１５は、図１３に示すように、成形面１５ａの略中央部に、プレス成形品１１の突起部１１ａを形成するための凸状形成部１５−１が形成されており、又、成形面１５ａにおける凸状形成部１５−１の一辺角部側に離間した位置に可動ロケートピン１６が突出した状態で設けられている。

可動ロケートピン１６は、移動駒１６ａに装着され、移動駒１６ａが下型１５に形成したガイド孔１５−２内に移動可能に挿入設置されている。

そして、移動駒１６ａは、可動ロケートピン１６におけるピン中心から凸状形成部１５−１の一辺角部(図１２に示す二点鎖線Ｂに相当する位置)との間のピン間距離ｙ１は、プレス成形前の素材１１Ａが焼入れ温度まで加熱した際膨張することにより、貫通孔１２ｂの中心と二点鎖線Ｂとの孔間ピッチが拡大する寸法を見込んで設定することになる。

更に、図示しないが、上型側には、可動ロケートピン１６を型締め工程において受入れる受け入れ孔が設けられている。当該上型側の受け入れ孔は、可動ロケートピン１６が移動できるようにその分長孔形状に形成されている。

上記のように構成する場合、素材１１ａには、貫通孔１２ｂを穿設しておくのであるが、この場合、貫通孔１２ｂは、プレス成形品１１に形成される所定孔間ピッチｂに対して、「ｘ」分縮小した孔間ピッチｂ−ｘとなるように穿孔加工されている。

次に、貫通孔１２ｂが穿設された素材１１Ａを、図示しない加熱装置を用いて、焼入れ温度に達するまで加熱する。

このように加熱された素材１１Ａは、熱膨張により、可動ロケートピン１６におけるピン中心から凸状形成部１５−１の一辺角部(図１２に示す二点鎖線Ｂに相当する位置)との間のピン間距離ｙ１に相当する距離まで拡大した状態にまで膨張している。

このような状態となった素材１１Ａを、次に、下型１５の成形面１５ａ上にセットするのであるが、貫通孔１２ｂは、素材１１ａが熱膨張しているために、可動ロケートピン１６にしっくり嵌合させた状態で、素材１１Ａは下型１５の成形面１５ａ上にセットされることになる。

次に、この状態から下型１５に対して上型を下降して型締めを行い、急冷による熱収縮を起すことになるが、この熱収縮作用に合わせて、可動ロケートピン１６が凸状突起形成部１５−１側に移動駒１６ａと共に移動する。

そして、素材１１Ａを下型１５と共に上型が構成する金型により急冷することによって収縮作用が完了する直前において、移動駒１６ａがガイド孔１５−２ストッパー壁１５−２ａに当接して、可動ロケートピン１６の移動を停止させる。

この停止状態を所定時間経過し、素材１Ａの収縮作用が完了すれば、可動ロケートピン１６の凸状突起形成部１５−１側への移動により、貫通孔１２ｂは、その中心と突起１１ａの一辺側角部との孔間ピッチが可動ロケートピン１６における素材１１Ａの収縮方向に移動することにより、所定の孔間ピッチｂとなるように矯正されて、図１１に示すプレス成形品１１が焼入れされた状態で成形されることになる。

かかる本発明に係る第３の実施例によれば、プレス成形する前の素材１１Ａに予め貫通孔１２ｂを通常の孔明け工具を用いて穿孔加工しておくことから、当該孔明け工具の長寿命化を果たすことができる。

また、予め穿孔した少なくとも１つの貫通孔を可動ロケートピンに嵌合した状態で、金型の型素材１１Ａに予め穿孔ｓる貫通孔１２ｂは、その孔間ピッチをプレス成形品１１として必要な所定孔間ピッチｂに対して素材１１Ａにおける焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率を考慮して「ｘ」分だけ小さくなるように形成しておき、貫通孔１２ｂを可動ロケートピン１６に嵌合した状態で、金型の型締めによってプレス成形と共に焼入れ硬化を行うようにしたことから、素材１１Ａの加熱した結果として一旦貫通孔１２ｂの孔間ピッチを、焼入れ硬化過程における素材１１Ａの収縮作用に合わせて、可動ロケートピン１６を前記焼入れ硬化過程における素材１１Ａの収縮方向に移動させて矯正でき、突起１１ａに対して所定の孔間ピッチｂを有する貫通孔１２ｂが形成されたプレス成形品を得ることができる。

以上説明したように、本発明は、プレス成形する前の素材に予め貫通孔を通常の孔明け工具を用いて穿孔加工しておくことから、当該孔明け工具の長寿命化を果たし得ることができ、しかも、予め穿孔した少なくとも２つの貫通孔を可動ロケートピンに嵌合した状態で金型の型締めによってプレス成形と共に焼入れ硬化を行うようにしたことから、素材の加熱した結果として一旦プレス成形品の２つの貫通孔間の所定孔間ピッチに対して拡張した２つの貫通孔の孔間ピッチを、焼入れ硬化過程における素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮方向に移動させて矯正でき、前記所定の孔間ピッチを有する少なくとも２つの貫通孔が形成されたプレス成形品を得ることができ、或いは、予め穿孔した少なくとも１つの貫通孔を可動ロケートピンに嵌合した状態で金型の型締めによってプレス成形と共に焼入れ硬化を行うようにしたことから、素材の加熱した結果として一旦プレス成形品の一つの突起に対する１つの貫通孔間の所定孔間ピッチに対して拡張した一つの貫通孔の孔間ピッを、焼入れ硬化過程における素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮方向に移動させて矯正でき、前記突起に対して前記所定の孔間ピッチを有する少なくとも一つの貫通孔が形成されたプレス成形品を得ることができるために、素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材から互いに所定孔間ピッチを有する少なくとも２つ以上の貫通孔が形成されたプレス成形品を製作するホットプレス成形方法及びホットプレス用成形金型等に好適である。

ホットプレス加工により製作する完成品としてのプレス成形品の第１例を描画した斜視図である。本発明に係る第１の実施例による図１のプレス成形品をプレス加工する前の素材の斜視図である。本発明に係る第１の実施例を採用した金型の焼入れ初期段階の正面縦断面図である。同じく金型の焼入れ完了直前段階における正面縦断面図である。同じく金型を構成する下型を描画した斜視図である。ホットプレス加工により製作する完成品としてのプレス成形品の第２例を描画した斜視図である。図６に示すプレス成形品を製作するための素材をプレス成形した状態を描画した金型の側面縦断面図である。同じく素材のプレス成形後焼入れ段階における金型の側面断面図である。同じく焼入れ完了後型開き直前の状態を描画した金型の側面縦断面図である。同じく図６に示すプレス成形品を成形する金型を構成する下型の斜視図である。ホットプレス加工により製作する完成品としてのプレス成形品の第３例を描画した斜視図である。本発明に係る第３の実施例による図１１のプレス成形品をプレス加工する前の素材の斜視図である。図１１に描画したプレス成形品を成形するためのホットプレス用金型のうち下型を描画した斜視図である。

符号の説明

１、１１プレス成形品
１Ａ、１１Ａ素材
２ｂ基準孔としての貫通孔
２ａ、２ｃ他の貫通孔
３金型
４、上型
５、１５下型
５ａ成形面
５−２ａ、５−３ａ、１５−２ａストッパー壁（ストッパー手段）
７固定ロケートピン
６、８可動ロケートピン
１２ａ突起
１２ｂ貫通孔

Claims

予め少なくとも２つの貫通孔が穿設された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材から互いに所定孔間ピッチを有する少なくとも２つの貫通孔が形成されたプレス成形品を製作するホットプレス成形方法であって、先ず、前記素材に穿設した前記２つの貫通孔の孔間ピッチを前記所定孔間ピッチに対して前記素材における前記焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率を考慮して小さくなるように設定して、前記素材に予め前記２つの貫通孔を穿設した後、前記素材を焼入れ温度まで加熱しておき、当該加熱された素材を前記金型によりプレス成形を行う場合に、前記素材に穿設された前記２つ貫通孔を前記金型を上型と共に構成する下型に設置した可動ロケートピンに嵌合した状態で、前記素材を前記下型上にセットし、その後、該下型に対して前記上型を下降させて型締めすることによって、前記素材からプレス成形品をプレス成形すると共に前記金型により当該素材を急冷して焼入れ硬化を行う際に、前記２つの貫通孔の孔間ピッチを、前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを移動させることによって、前記所定孔間ピッチに矯正するようにしたことを特徴とするホットプレス成形方法。
予め少なくとも２つ以上の貫通孔が穿設された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材から互いに所定孔間ピッチを有する少なくとも２つの貫通孔が形成されたプレス成形品を製作するホットプレス用成形金型であって、該成形金型を上型および下型で構成し、該下型に、前記素材に穿設した前記２つの貫通孔をロケートする可動ロケートピンを、該可動ロケートピンのピン間距離を前記素材における前記焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率による前記２つの貫通孔の孔間ピッチの拡大分大きく設定した状態で設置して、前記２つの貫通孔を穿設した後焼入れ温度まで加熱した前記素材をプレス成形する場合に、前記素材に穿設された２つの貫通孔を前記可動ロケートピンに嵌合した状態で前記素材を前記下型上にセットし、その後、該下型に対して前記上型を下降させて型締めすることによって、前記素材からプレス成形品をプレス成形すると共に前記金型により当該素材を急冷して焼入れ硬化を行う際に、一旦前記素材の膨張により拡大した前記２つの貫通孔の孔間ピッチを、前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮作用に合わせて、前記両可動ロケートピンがそのピン間距離を縮める方向に移動して、前記所定孔間ピッチに矯正するように構成したことを特徴とするホットプレス用成形金型。
少なくとも１つの貫通孔が穿設されると共に一つの突起が形成された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材の前記貫通孔が前記突起に対して所定孔間ピッチを有するように形成されたプレス成形品を製作するホットプレス成形方法であって、先ず、前記素材に穿設した１つの貫通孔における前記突起に対する所定孔間ピッチに対して前記素材における前記焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率を考慮して小さくなるように設定して、前記素材に予め前記貫通孔を穿設すると共に前記突起を形成した後、前記素材を焼入れ温度まで加熱しておき、当該加熱された素材を前記素材を前記金型によりプレス成形を行う場合に、前記素材に穿設された前記貫通孔を前記金型を上型と共に構成する下型に設置した可動ロケートピンに嵌合すると共に前記突起を前記下型に形成した凹部に嵌合した状態で前記前記素材を前記下型上にセットし、その後、該下型に対して前記上型を下降させて型締めすることによって、前記素材からプレス成形品をプレス成形すると共に、前記金型により前記素材を急冷して焼入れ硬化を行う際に、前記突起に対する前記貫通孔の孔間ピッチを、前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮作用に合わせて、前記可動ロケートピンを移動させることによって、前記所定間ピッチに矯正するようにしたことを特徴とするホットプレス成形方法。
予め少なくとも１つの貫通孔が穿設されると共に一つの突起が形成された素材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された素材を低温の金型によってプレス成形すると共に焼入れ硬化して、前記素材の前記貫通孔が前記突起に対して所定孔間ピッチを有するように形成されたプレス成形品を製作するホットプレス用成形金型であって、該成形金型を上型および下型で構成し、該下型に、前記素材に穿設した前記一つの貫通孔をロケートする可動ロケートピンを、該可動ロケートピンの前記突起に対するピン間距離を前記素材における前記焼入れ温度まで加熱した場合の熱膨張率による前記突起に対する前記一つの孔間ピッチの拡大分大きく設定した状態で設置して、前記一つの貫通孔を穿設すると共に前記一つの突起を形成した後焼入れ温度まで加熱した前記素材をプレス成形する場合に、前記素材に穿設された前記一つの貫通孔を前記可動ロケートピンに嵌合した状態で前記素材を前記下型上にセットし、その後、該下型に対して前記上型を下降させて型締めすることによって、前記素材からプレス成形品をプレス成形すると共に前記金型により当該素材を急冷して焼入れ硬化を行う際に、一旦前記素材の膨張により拡大した前記突起に対する前記貫通孔の孔間ピッチを、前記焼入れ硬化過程における前記素材の収縮作用に合わせて、前記両可動ロケートピンがそのピン間距離を縮める方向に移動して、前記所定孔間ピッチに矯正するように構成したことを特徴とするホットプレス用成形金型。
前記金型により前記素材を急冷して収縮作用が完了する直前に、前記可動ロケートピンの移動を阻止するストッパー手段を前記下型に設けたことを特徴とする請求項２又は請求項４に記載のホットプレス用成形金型。