JP2009274122A - プレス加工方法及びプレス加工品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平面視台形状の金属平板10の下底側から上底側へ向けて電流を流すことで、電流の向きに沿った金属平板10の中間部よりも上底側に電流密度変化部22が形成される。これにより、電流の向きに沿った金属平板10の中間部よりも上底側に焼き入れ可能な部位を形成でき、下底側に焼き入れ不可能な部位を形成できる。しかも、上記のように、上底側での金属平板10の幅寸法と下底側での幅寸法の比で金属平板10の上底側からの焼き入れ可能な範囲を設定できるので、所望の広さの焼き入れ可能な範囲を容易に形成できる。しかも、電極12、14間で通電して熱処理が終了した金属平板10を用いてプレス成形するので、プレス成形の際に複雑な型冷却構造が不要であるため、型コスト等も安価になる。
【選択図】図2
Description
図1には本発明の第1の実施の形態に係るプレス加工方法における加熱工程が概略的に示されている。本実施の形態に係るプレス加工方法では、後述する加熱工程で板材としての金属平板10が通電加熱された後に成形工程でプレス加工される。図1に示されるように、金属平板10は平面視で上底側の辺と下底側の辺の方とが互いに平行で厚さが均一な台形状とされている。さらに、金属平板10は上底側の辺よりも下底側の辺の方が長く、しかも、上底側の辺の中央と下底側の辺の中央とが、上底側の辺及び下底側の辺に双方に対して直交する同一線上に位置するように設定されている。
次に、本実施の形態に係るプレス加工方法の工程の説明を通して本実施の形態の作用並びに効果について説明する。
次に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下の各実施の形態を説明するにあたり、前記第1の実施の形態を含めて説明している実施の形態よりも前出の実施の形態と基本的に同一の部位に関しては、同一の符号を付与してその説明を省略する。また、以下の第2の実施の形態から第8の実施の形態では、基本的に成形工程が前記第1の実施の形態と同じであるため、第2の実施の形態から第8の実施の形態の各々を説明するに際して成形工程に関する説明は省略する。
以上の構成の金属平板30には、加熱工程で電極12、14が接続されて通電加熱される。この状態で、電極12から金属平板30を介して電極14の側へ電流を流すと、金属平板30が有する電気抵抗によって金属平板30が加熱される。ここで、金属平板30は厚さが一定であるものの、電流の向きに沿った金属平板30の中間部に位置する幅狭部36は、電極12が接続された幅広部32や電極14が接続された幅広部34よりも金属平板30の幅方向に沿った寸法が短い。このため、電流の向きに対して直交する向きに切った幅狭部36の断面積は幅広部32、34の断面積よりも小さい。したがって、幅狭部36では幅広部32、34よりも電流密度が高くなり、幅狭部36において金属平板30の温度が高くなる。
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。
以上の構成の金属平板50には、加熱工程で電極12、14が接続されて通電加熱される。金属平板50は、前記第2の実施の形態における金属平板30と同様に、幅広部32、34よりも幅狭部36で電流の向きに対して直交する向きに切った断面積が小さくなる。このため、幅狭部36では幅広部32、34よりも電流密度が高くなり、幅狭部36において金属平板50の温度が高くなる。
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
以上の構成の金属平板70には、加熱工程で電極12、14が接続されて通電加熱される。金属平板70に電流を流した場合、電流は電極12から電極14へ最短距離で流れようとする。ここで、金属平板70は上記のように電極12、14の対向方向両端側に対して中央側が幅方向外方へオフセットされている。このため、電極12と電極14との対向方向に沿った金属平板70の中央側へ向けて、金属平板70の幅方向一端側の電流密度が漸次高くなる(すなわち、本実施の形態では、金属平板70の電極12と電極14との間が電流密度変化部となる)。このため、金属平板70に電流を流して金属平板70を加熱した場合、金属平板70の幅方向中央よりも一方の側を高温にできる。
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。
以上の構成の金属平板90には、加熱工程で電極12、14が接続されて通電加熱される。図11に示されるように、金属平板90に電流を流すと、基本的に、金属平板90の長手方向に沿った円孔92の両側方の部分よりも、金属平板90の幅方向に沿った円孔92の側方(すなわち、電流密度変化部94)の部分で金属平板90の断面積が減少しているので、金属平板90の幅方向に沿った円孔92の側方では、金属平板90の長手方向に沿った円孔92の側方よりも電流密度が高くなり、したがって、金属平板90の幅方向に沿った円孔92の側方の方が金属平板90の長手方向に沿った円孔92の側方よりも温度が高くなる。
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。
以上の構成の金属平板110には、加熱工程で電極12、14が接続されて通電加熱される。金属板材110に電流を流した場合、上記のように薄板部116で電流密度が高くなるので、厚板部114よりも薄板部116の方で温度を高くできる。特に、薄板部116の厚さを1.2mmとし、厚板部114の厚さを1.4mm(薄板部116に対する断面積の増加率17%)、1.6mm(薄板部116に対する断面積の増加率33%)、1.8mm(薄板部116に対する断面積の増加率50%)、2.3mm(薄板部116に対する断面積の増加率92%)と変化させた場合に、薄板部116での温度を摂氏850度から950度まで薄板部116を加熱しても、厚板部114の温度は何れも摂氏850度未満になることを確認した。
次に、本発明の第7の実施の形態について説明する。
以上の構成の金属平板130には、加熱工程で電極12、14が接続されて通電加熱される。金属板材130は、電極12と電極14との対向方向に沿った金属板材130の中間部に設定された電流密度変化部132を境として電極12の側と電極14の側とで金属板材130の厚さが異なっている点で前記第6の実施の形態と同じである。したがって、金属板材130に電流を流すと、厚板部134よりも薄板部136において電流密度が高くなり、厚板部134よりも薄板部136の方が高い温度で加熱される。一方で、金属板材130の平面視の形状は前記第1の実施の形態における金属平板10と同じ台形である。
次に、本発明の第8の実施の形態について説明する。
以上の構成の金属平板150には、加熱工程で電極12、14が接続されて通電加熱される。金属平板150に電流を流した場合、平面視円形の電流密度変化部152において金属平板150の断面積が金属平板150の他の部位よりも減少しているので、電流密度変化部152にて電流密度が高くなる。このため、図17に示されるように、金属平板150の他の部位よりも電流密度変化部152において温度が高くなる。しかも、上記のように、平面視における電流密度変化部152の中央側ほど電流密度変化部152は薄くなるので、電流密度変化部152は平面視中央側で最も温度が高く、外側ほど温度が低くなる。
図18には、これまでの第1の実施の形態から第8の実施の形態にて説明したプレス加工方法を適宜に応用することで形成された本発明の第9の実施の形態に係るプレス加工品310の構成が斜視図により示されている。このプレス加工品310は、所謂断面ハット形状とされており、例えば、車両の車体骨格や車体補強用の構造材(一例として車両のドア開口近傍に設けられるロッカ等)に適用される。
本プレス加工品310を形成するにあたり、上述した各実施の形態の加熱工程に対応した加熱工程で金属平板330に電流が流されて金属平板330が加熱される。ここで、例えば、前記第4の実施の形態でも説明したように、電極12、14との接続部分での基部332の幅方向端部よりも更に幅方向外方に延出(膨らんだ)部分では、金属平板330に電流を流しても電流密度が低くなる。すなわち、金属平板330においては、焼き入れ可能な温度、例えば、摂氏850度から950度まで基部332を加熱しても、溶接片318では焼き入れ可能な温度まで加熱されない。
図20には、これまでの第1の実施の形態から第8の実施の形態にて説明したプレス加工方法を適宜に応用することで形成された本発明の第10の実施の形態に係るプレス加工品350の構成が斜視図により示されている。このプレス加工品350は、所謂断面ハット形状とされており、例えば、車両の車体骨格や車体補強用の構造材(一例として車両のドアパネルに設けられるインパクトビーム等)に適用される。
本プレス加工品350を形成するにあたり、上述した各実施の形態の加熱工程に対応した加熱工程で金属平板370に電流が流されて金属平板370が加熱される。ここで、例えば、前記第2の実施の形態等で説明したように、電極12、14が接続された幅広部374よりも基部372の幅寸法が短いため、基部372では電流密度が高くなる。すなわち、金属平板370においては、焼き入れ可能な温度、例えば、摂氏850度から950度まで基部372を加熱しても、幅広部374では焼き入れ可能な温度まで加熱されない。
22 電流密度変化部
30 金属平板(板材)
38 電流密度変化部
40 電流密度変化部
50 金属平板(板材)
52 台形部(電流密度変化部)
54 台形部(電流密度変化部)
70 金属平板(板材)
90 金属平板(板材)
94 電流密度変化部
110 金属板材(板材)
112 電流密度変化部
130 金属板材(板材)
132 電流密度変化部
150 金属平板(板材)
152 電流密度変化部
310 プレス加工品
330 金属平板(板材)
350 プレス加工品
370 金属平板(板材)
Claims (11)
- プレス加工によって所定の形状に板材を成形するためのプレス加工方法であって、
前記板材の厚さ方向に対して直交する前記板材の一端と他端との各々に電極を接続して、前記一端及び前記他端の何れか一方から他方へ向けて電流を流して前記板材を加熱すると共に、前記電流の通電状態で前記板材における電流密度が他の部位とは異なる電流密度変化部を前記板材に設定することで、前記通電状態での前記板材の温度分布を制御する加熱工程と、
前記加熱工程にて加熱された前記板材をプレスすると共に冷却して成形する成形工程と、
を備えるプレス加工方法。 - 前記板材の前記一端から前記他端への向きである通電方向に対して直交する向きに前記板材を切った前記板材の断面積が、前記板材の他の部位とは異なる部位を前記電流密度変化部として前記加熱工程を施す請求項1に記載のプレス加工方法。
- 前記板材の前記一端から前記他端への向きである通電方向及び前記板材の厚さ方向の双方に対して直交する前記板材の幅方向に沿った前記板材の寸法を、前記通電方向に沿って変化させることで前記通電方向に沿った前記板材の所定範囲に前記電流密度変化部を設定して前記加熱工程を施す請求項1又は請求項2に記載のプレス加工方法。
- 前記通電方向に沿った前記板材の一端側から他端側へ向けて前記幅方向に沿った前記板材の寸法を漸次短くすることで、前記一端側より前記他端側で電流密度が高くなるような前記電流密度変化部を前記板材に設定して前記加熱工程を施す請求項3に記載のプレス加工方法。
- 前記幅方向に沿った段差を前記板材に形成することで前記板材に前記電流密度変化部を設定して前記加熱工程を施す請求項3に記載のプレス加工方法。
- 前記通電方向に沿った前記板材の両端側よりも中央部側で前記板材の前記幅方向端部を前記板材の幅方向中央側へ変位させた形状とすることで前記通電方向に沿った前記板材の両端側よりも中央部側で電流密度が高くなるような前記電流密度変化部を前記板材に設定して前記加熱工程を施す請求項3に記載のプレス加工方法。
- 前記通電方向に沿った前記板材の両端側よりも中央部側で前記板材の前記幅方向端部を前記板材の幅方向外方側へ変位させた形状とすることで前記通電方向に沿った前記板材の中央部側よりも両端側で電流密度が高くなるような前記電流密度変化部を前記板材に設定して前記加熱工程を施す請求項3に記載のプレス加工方法。
- 前記板材の前記一端から前記他端への向きである通電方向に対して直交する向きに切った前記板材の断面積を前記通電方向に変化させずに、前記通電方向に沿って前記板材の幅方向端部を当該幅方向に変位させた形状とすることで前記電流密度変化部を前記板材に設定して前記加熱工程を施す請求項1に記載のプレス加工方法。
- 前記板材の前記一端から前記他端への向きである通電方向に沿って前記板材の厚さ方向に沿った前記板材の寸法を、前記板材の他の部位とは異ならせることで前記板材に前記電流密度変化部を設定して前記加熱工程を施す請求項1又は請求項2に記載のプレス加工方法。
- 前記板材の厚さ方向に貫通する孔を形成することで前記板材に前記電流密度変化部を設定して前記加熱工程を施す請求項1又は請求項2に記載のプレス加工方法。
- 厚さ方向に対して直交する向きに沿った一端と他端とに電極を接続して、前記電極間で電流を流すことにより加熱されると共に、前記電流の通電状態で前記電極間における所定の部位では電流密度が他の部位とは異なる部位が設定されることで前記通電状態での温度分布が制御された板材を、プレス加工しつつ冷却することで形成され、前記電流密度が低い部位で焼き入れが施されず、前記電流密度が高い部位で焼き入れが施されたプレス加工品。
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