JP2012196690A - ホットプレス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下型の成形面近傍の冷却を十分にして下型の寿命を延ばすことができるホットプレス装置を提供する。
【解決手段】ホットプレス装置１は、液体冷媒Ｗが流通する第１流通路３ｂを有する上型３と液体冷媒Ｗが流通する第２流通路４ｂを有する下型４とからなる金型２と、第１流通路３ｂ及び第２流通路４ｂにそれぞれ液体冷媒Ｗを循環させる循環ポンプ８ａとを備えている。下型４は、下型４の下側成形面５ａを構成するブロック型５を備えていて、ブロック型５内部には、下側成形面５ａ全域に亘って中空部６が設けられている。中空部６には、下側成形面５ａ裏側に向かって液体冷媒Ｗを噴射させる噴射装置８３が配設されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、加熱された鋼板が金型の型閉じ動作により絞り成形されてなる成形体を型閉じ状態で冷却して焼き入れするホットプレス装置に関する。

近年の自動車業界では、軽量で、且つ、安全性の高い車体構造が求められていて、この要求に対し、板厚を厚くすることなく高強度な車体構造を得るために、ホットプレス装置で高強度の成形体を得るようにしている。

ところで、ホットプレスで使用する金型の成形面は、加熱された鋼板が接触することにより急激な昇温と焼き入れのための急激な冷却とが連続して繰り返されるので、成形面近傍に熱膨張による歪みが発生し、最悪の場合、疲労限界で金型が破損してしまうおそれがある。

これを回避するために、例えば、特許文献１に開示されているように、金型内部に冷却配管を配設して、該冷却配管にポンプで液体冷媒を循環させて金型を冷却することにより、金型の温度の変化を小さくして歪みの発生を抑制することが考えられる。

特開平３−１５５４２０号公報（第３頁、第１図）

しかし、ホットプレスは、成形前の型開き状態で加熱された鋼板がまず下型に載せられるので、上型に比べて下型は加熱された鋼板と接触する時間が長くて高温に成り易い。したがって、下型は、上型よりも高温となった分だけ温度変化が激しくなってしまい、上型よりも寿命が短くなってメンテナンス工数が増えてしまうおそれがある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、下型の成形面近傍の冷却を十分にして下型の寿命を延ばすことができるホットプレス装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、下型の成形面裏側に液体冷媒を噴射させるようにしたことを特徴とする。

具体的には、液体冷媒が流通する第１流通路を有する上型と液体冷媒が流通する第２流通路を有する下型とからなる金型と、上記第１流通路及び上記第２流通路にそれぞれ液体冷媒を循環させる冷媒循環手段とを備え、加熱された鋼板が上記金型の型閉じ動作により絞り成形されてなる成形体を型閉じ状態で冷却して焼き入れするホットプレス装置において、次のような解決手段を講じた。

すなわち、第１の発明では、上記下型は、当該下型の成形面を構成し内部に上記成形面全域に亘って設けられた中空部を有するブロック型を備え、上記中空部には、上記下型の成形面裏側に液体冷媒を噴射させる噴射手段が配設されていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、上記ブロック型の中空部は、複数個の分割中空部に分割され、上記各分割中空部には、上記噴射手段が少なくとも１つ以上配設されていることを特徴とする。

第１の発明では、下型の成形面裏側に噴射した液体冷媒が下型の成形面の熱を吸収して気化するので、下型の成形面が急冷されて高温にならない。したがって、下型の成形面の急激な昇温と急激な冷却との繰り返しを防ぎ、下型の寿命を延ばすことができる。また、下型の成形面を均一に冷却するために冷媒が流通する流通路を複雑な経路でブロック型内部に形成したり埋設するような手間のかかる製作工程がなく、簡単で、且つ、安価な構造で下型の成形面を均一に冷却することができる。

第２の発明では、ブロック型の各分割中空部毎に液体冷媒の噴射量を変更することによって、下型の成形面の各分割中空部に対応する部分の温度をそれぞれ変更できるようになるので、成形体の中で必要な部位だけ焼き入れを行ったり、成形体の各部位の焼き入れの割合を変更することができる。

本発明の実施形態に係るホットプレス装置の全体構成を示した図である。 図１のＡ−Ａ線断面相当図である。 図２のＢ部拡大図である。 実施形態の変形例に係る図２相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１は、本発明の実施形態に係るホットプレス装置１を示す。該ホットプレス装置１は、鋳型を用いて形成された上型３及び下型４からなる金型２を備え、図示しない昇降手段で上記上型３を下型４に対して上下動させることにより型閉じ・型開き動作ができるようになっていて、加熱された鋼板１０を金型２の型閉じ動作により絞り成形をして成形体９（図２のみ示す）を得て、型閉じ状態で当該成形体９を冷却して焼き入れするようになっている。

上記上型３は、厚みのある扁平な略直方体形状をなしていて、その下面には、上方に凹陥する上側成形面３ａが形成され、該上側成形面３ａは、上記成形体９の上面に対応する形状をなしている。

上記上型３内部には、図２に示すように、当該上型３の長手方向に延び、オイルや水等の液体冷媒Ｗが流通する第１流通路３ｂが上記上型３の幅方向に複数並んで形成されている。上記各第１流通路３ｂの上下の長さは、当該各第１流通路３ｂが上側成形面３ａに沿うように、上型３の幅方向両側に位置するものより中央部分に位置するものの方が短くなっていて、上記第１流通路３ｂに液体冷媒Ｗが流通することにより上型３が冷却されるようになっている。

一方、上記下型４は、厚みのある扁平な略直方体形状の下型本体４ａを備えていて、当該下型本体４ａ内部には、図２に示すように、当該下型本体４ａの長手方向に延び、液体冷媒Ｗが流通する第２流通路４ｂが上記下型本体４ａの幅方向に複数並んで形成され、上記第２流通路４ｂに液体冷媒Ｗが流通することにより下型本体４ａが冷却されるようになっている。

また、上記下型本体４ａの上面には、平面視で略長方形状の凹部４ｃが形成されていて、該凹部４ｃには、ブロック型５が嵌合している。該ブロック型５は、上記下型４の成形面を構成していて、断面視で上方に膨出して緩やかに湾曲する下側成形面５ａが形成され、該下側成形面５ａは、上記成形体９の下面に対応する形状をなしている。

上記ブロック型５の内部には、上記下側成形面５ａ全域に亘って中空部６が形成されていて、該中空部６は、複数個の分割中空部６ａに分割されている。

上記金型２の側方には、図１に示すように、当該金型２の温度を調節する温度調節装置８が配置されている。

該温度調節装置８には、上記各第１流通路３ｂ及び各第２流通路４ｂに接続され、当該第１流通路３ｂ及び第２流通路４ｂに液体冷媒Ｗを循環させる循環ポンプ（冷媒循環手段）８ａが設けられている。尚、上記第１流通路３ｂ、第２流通路４ｂと上記循環ポンプ８ａとの間を循環する液体冷媒Ｗの流量は、ホットプレスによる鋼板１０の成形中、金型２温度が１００℃以下となるように設定されている。

また、上記温度調節装置８は、高圧の液体冷媒Ｗを供給可能な高圧ポンプ８ｂを有していて、該高圧ポンプ８ｂは、冷媒供給配管８１及び冷媒排出配管８２を介して上記中空部６に繋がっている。

上記冷媒供給配管８１の上記中空部６側は、図３に示すように、ブロック型５底面を貫通して中空部６内部を上方に延びていて、その先端には、上記高圧ポンプ８ｂで高圧状態にされた液体冷媒Ｗを下側成形面５ａ裏側に向かって放射状に噴射する噴射装置（噴射手段）８３が各分割中空部６ａ毎に複数配設されている。

上記各噴射装置８３から噴射する液体冷媒Ｗの噴射量は、上記温度調節装置８で調節可能となっている。したがって、ブロック型５の各分割中空部６ａ毎に液体冷媒Ｗの噴射量を変更することによって、下型４の下側成形面５ａの各分割中空部６ａに対応する部分の温度をそれぞれ変更できるようになるので、成形体９の中で必要な部位だけ焼き入れを行ったり、成形体９の各部位の焼き入れの割り合いを変更することができる。

また、上記冷媒排出配管８２の上記分割中空部６ａ側は、当該分割中空部６ａ下部に連通していて、上記噴射装置８３から噴射し、上記分割中空部６ａ下部に溜まる液体冷媒Ｗを上記高圧ポンプ８ｂに向けて排出するようにしている。

以上より、本発明の実施形態によれば、下型４の下側成形面５ａ裏側に噴射した液体冷媒Ｗが下型４の下側成形面５ａの熱を吸収して気化するので、下型４の下側成形面５ａが急冷されて高温にならない。したがって、下型４の下側成形面５ａの急激な昇温と急激な冷却との繰り返しを防ぎ、下型４の寿命を延ばすことができる。

また、下型４の下側成形面５ａを均一に冷却するために冷媒が流通する第２流通路４ｂを複雑な経路でブロック型５内部に形成したり埋設するというような手間のかかる製作工程がなく、簡単で、且つ、安価な構造で下型４の下側成形面５ａを均一に冷却することができる。

図４は、本発明の実施形態の変形例を示す。この変形例は、以下の点が上記で詳述した実施形態とは異なっている。すなわち、変形例では、上型３の内部に上記上側成形面３ａ全域に亘って中空部７が形成されていて、該中空部７には、上記噴射装置８３が複数配設され、上記高圧ポンプ８ｂで高圧状態にされた液体冷媒Ｗを上側成形面３ａ裏側に向かって放射状に噴射するようになっている。そして、上記中空部７の上型３幅方向両側下部には、上記冷媒排出配管８２が連通していて、上記中空部７下部に溜まる液体冷媒Ｗを上記高圧ポンプ８ｂに向けて排出するようにしている。

したがって、この変形例では、上型３の上側成形面３ａ裏側に噴射した液体冷媒Ｗが上型３の上側成形面３ａの熱を吸収して気化するので、下型４の下側成形面５ａ同様、簡単で、且つ、安価な構造で上側成形面３ａを急冷することができる。

尚、本発明の実施形態では、ブロック型５が１つで構成されているが、複数個の分割体からなっていてもよい。

また、本発明の実施形態では、噴射装置８３が各分割中空部６ａ毎に複数配設されているが、これに限らず、例えば、各分割中空部６ａに少なくとも１つ以上配設されていればよい。

本発明は、加熱された鋼板が金型の型閉じ動作により絞り成形されてなる成形体を型閉じ状態で冷却して焼き入れするホットプレス装置に適している。

１ ホットプレス装置
２ 金型
３ 上型
３ａ 上側成形面
３ｂ 第１流通路
４ 下型
４ｂ 第２流通路
５ ブロック型
５ａ 下側成形面
６ 中空部
６ａ 分割中空部
８ａ 循環ポンプ（冷媒循環手段）
９ 成形体
１０ 鋼板
８３ 噴射装置（噴射手段）
Ｗ 液体冷媒

Claims (2)

1. 液体冷媒が流通する第１流通路を有する上型と液体冷媒が流通する第２流通路を有する下型とからなる金型と、
   上記第１流通路及び上記第２流通路にそれぞれ液体冷媒を循環させる冷媒循環手段とを備え、
   加熱された鋼板が上記金型の型閉じ動作により絞り成形されてなる成形体を型閉じ状態で冷却して焼き入れするホットプレス装置であって、
   上記下型は、当該下型の成形面を構成し内部に上記成形面全域に亘って設けられた中空部を有するブロック型を備え、
   上記中空部には、上記下型の成形面裏側に液体冷媒を噴射させる噴射手段が配設されていることを特徴とするホットプレス装置。
2. 請求項１に記載のホットプレス装置であって、
   上記ブロック型の中空部は、複数個の分割中空部に分割され、
   上記各分割中空部には、上記噴射手段が少なくとも１つ以上配設されていることを特徴とするホットプレス装置。

Images