WO2019044764A1 - 冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法 - Google Patents

冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法 Download PDF

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temperature
heat medium
punch
die
cold press
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曹一郎 田中
千春 重田
柾 佐藤
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日本精工株式会社
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/10—Die sets; Pillar guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling

Definitions

  • the present invention relates to a cold press molding apparatus and a cold press molding method.
  • FIGS. 8A, 8B, and 8C are process explanatory views showing an example of a method of manufacturing a bearing outer ring formed by such press drawing.
  • the diameter of the punch 81 slightly smaller than the inner diameter of the bearing outer ring after press drawing and the inner diameter slightly larger than the outer diameter of the bearing outer ring after press drawing
  • the workpiece W is set between the punch 81 and the die 82 in a press machine in which the die 82 and the die 82 are coaxially disposed.
  • the punch 81 is lowered so that the workpiece W is pushed into the die 82.
  • the workpiece W plastically deforms into a shape following the space between the punch 81 and the die 82.
  • the punch 81 is raised to take out the workpiece W.
  • heat is generated due to various factors. That is, internal friction heat (H A ) generated when the work material plastically deforms, external friction heat (H B ) generated when the work material and the tool come in contact, heat generation by the atmosphere (environment) in the press H C ), heat (H E ) of lubricant itself used to suppress heat (H D ) generated by contact between workpiece and tool during plastic deformation, press machine itself Heat (H F ) etc. from the equipment generated due to
  • a plurality of types of needle rollers which are rolling elements of radial needle bearings and thrust needle bearings, are prepared in different diameters in micron units, and are matched by select matching in accordance with the dimensions of the inner and outer bearings.
  • prepare a plurality of dies and a plurality of punches and replace them appropriately.
  • a plurality of dies and a plurality of punches having different molding surface sizes are prepared and made to correspond by select matching.
  • press forming as a technique for obtaining high processing accuracy, there is known a technique relating to hot press forming in which a workpiece is heated to a high temperature in advance to be softened and pressed.
  • a work material for example, a steel plate
  • hot press forming a work material, for example, a steel plate
  • the steel plate is soft, even if the plate thickness is large, even if the formed shape is complicated, cracking and the like do not easily occur, and it is easy to process a precise shape.
  • quenching is performed by causing martensitic transformation using cooling due to the workpiece being in contact with the mold.
  • Patent Document 1 discloses a mold for hot pressing which is provided with an ejection hole for ejecting a cooling medium on a molding surface and ejects the cooling medium toward the workpiece to cool the workpiece. There is disclosed a technique of forming the laminate at a low cost by laminating thin plates.
  • Patent Document 1 it is still difficult to apply to the inner and outer rings of the bearing that require accuracy on the order of microns, even with high accuracy. Even with the technique of hot press forming that further achieves high accuracy, a heating furnace or heating device required for heating is required, and the device itself becomes complicated and large-scaled, and the process becomes complicated. In addition, it is too expensive to use for forming the inner and outer rings of radial needle bearings and thrust needle bearings. In addition, in order to intentionally create radial needle bearings having different dimensions of several microns and inner and outer rings of thrust needle bearings, it is necessary to have dies and punches that match the respective dimensions.
  • the present invention manages the dimensions of the punch and the die by controlling the temperature of the punch and the die in cold press processing in which press molding is performed at normal temperature without heating the workpiece, thereby improving the dimensional accuracy of the pressed product
  • the dimensions of the punch and die are controlled by controlling the temperature of the punch and die, and radial needle bearings and thrust needles of necessary dimensions are managed.
  • An object of the present invention is to provide a cold press forming apparatus and a cold press forming method capable of forming inner and outer rings of a bearing.
  • a cold press forming apparatus comprising a die for pressing a work material and a punch, A heat medium channel provided inside at least one of the die and the punch; A heat medium supply flow path for supplying a heat medium to the heat medium flow path; A heat medium recovery flow path for recovering the heat medium from the heat medium flow path; A pump for sending the heat medium to the heat medium supply channel; A temperature control unit that has a temperature control unit that heats or cools the heat medium, and controls the temperature of at least one of the die and the punch not to deviate from a range from a predetermined lower limit value to an upper limit value;
  • a cold press-forming apparatus comprising: (2) A temperature sensor is provided to detect temperature information of at least one of the die and the punch, The cold press-forming apparatus according to (1), wherein the temperature adjusting unit heats or cools the heat medium based on a detection value of the temperature sensor.
  • the temperature sensor is The die, a temperature sensor for measuring the temperature of the punch, a temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium, a temperature sensor for measuring the temperature difference of the heat medium, or a combination thereof
  • the cold press forming apparatus according to (2) is The cold press-forming apparatus according to (1), wherein the temperature control unit includes a flow rate adjustment unit that increases or decreases the flow rate of the heat medium in addition to the temperature adjustment unit.
  • a cold press-forming method comprising: controlling a temperature of at least one of the die and the punch of the cold press-forming apparatus.
  • the dimensions of the press tool can be managed by controlling the temperature of the press tool such as a die or a press, whereby the dimensional accuracy of the pressed product can be improved. Furthermore, since the dimensions of the punch and the die can be controlled by controlling the temperature of the punch and the die, the inner and outer rings of radial needle bearings and thrust needle bearings of the necessary dimensions can be created.
  • FIG. 1 It is a block block diagram which shows the mode of temperature control of the cold press molding apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention.
  • (A) is sectional drawing which shows schematic structure of die
  • (B) is a top view of the die
  • (A) to (C) are an example of a method of manufacturing a bearing outer ring formed by conventional cold pressing.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the state of temperature control of a cold press forming apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 (A) is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a die and a punch
  • FIG. It is a top view of the die shown in FIG. 2 (A).
  • the cold press molding apparatus 100 includes a die 11 and a punch 13 for pressing a workpiece.
  • the cold-pressed portion 15 includes a die 11 in which a die-side flow passage (heat medium flow passage) 26 is provided and a punch 13 in which a punch-side flow passage (heat medium flow passage) 28 is provided.
  • the die-side temperature sensor 17 measures the temperature of the die 11, and the punch-side temperature sensor 19 measures the temperature of the punch 13.
  • the die-side heat medium supply passage 25a and the die-side heat medium recovery passage 25c are provided to extend from a die side tank (not shown) of the temperature control unit 21 described later in detail to the die side passage 26 of the die 11.
  • the punch-side heat medium supply flow path 25 b and the punch-side heat medium recovery flow path 25 d are provided to extend from the punch side tank (not shown) of the temperature control unit 21 to the punch side flow path 28 of the punch 13.
  • the die-side flow passage 26 includes a lower annular flow passage 26a shown in FIGS. 2A and 2B, an upper annular flow passage 26b, and a communication flow passage 26c connecting the annular flow passages 26a and 26b.
  • a communication flow passage 26c connecting the annular flow passages 26a and 26b.
  • an inlet 26 d is formed in the annular flow passage 26 a
  • an outlet 26 e is formed in the annular flow passage 26 b.
  • an inlet 28 a and an outlet 28 b are formed on the base end side opposite to the die 11 side, and a communication channel 28 c is formed inside the punch 13.
  • the cross-sectional shape of the die-side flow passage 26 and the punch-side flow passage 28 can be selected as appropriate, such as a circle, a square, a triangle, or an R shape. Generally, the larger the surface area, the easier the heat exchange. However, if the cross-sectional area is too large, the rigidity of the die 11 or the punch 13 is reduced, which affects the dimensional variation of the pressed product. Therefore, the shapes of the die-side flow passage 26 and the punch-side flow passage 28 are determined in consideration of the balance between the heat exchange capability and the strength. In addition, each flow path can be formed by various known methods such as providing the joint between blocks or processing from the joint by forming the die 11 and the punch 13 with a plurality of blocks.
  • the heat medium water, oil, liquid such as ethylene glycol, or gas such as fluorocarbon gas or air can be used.
  • the above-described configurations of the die-side flow passage 26 and the punch-side flow passage 28 are an example, and the heat exchange efficiency and the strength of the mold material can be set as long as the processed portions of the die 11 and the punch 13 can be temperature controlled effectively. Appropriate changes can be made according to the situation.
  • the outlet 26e in FIG. 2A may be an inlet and the inlet 26d may be an outlet.
  • the number of inlets and the number of outlets may be two or more, and the number of annular channels may be two or more.
  • the annular channel may not be annular.
  • a non-contact type sensor capable of measuring the temperatures of the die 11 and the punch 13 from the outside, for example, a radiation thermometer or the like can be used. It is desirable to measure the temperature of the molding surface of the die 11 and the punch 13 as the measurement position.
  • the forming surface of the die 11 is difficult to measure because it is an inner diameter surface, but since the forming surface of the punch 13 is an outer peripheral surface of the punch 13, it is possible to measure the temperature immediately after processing using a non-contact temperature sensor. Specifically, the outer peripheral surface of the punch 13 which has risen immediately after processing may be measured by a non-contact temperature sensor.
  • contact sensors embedded in the die 11 and the punch 13 such as thermocouples can be used. In that case, not the temperature of the molding surface itself but a near temperature which is substantially the same temperature is substituted. However, since what is required is temperature information for estimating what dimension each molding surface of the die 11 and the punch 13 is currently due to thermal expansion and contraction, the configuration of the die 11 and the punch 13 The measurement position may be appropriately selected according to the size, the use environment, and the like.
  • the temperatures of the die 11 and the punch 13 may be estimated from the temperature of the heat medium.
  • the temperature of the heat medium at an arbitrary position may be measured by the die side temperature sensor 17 and the punch side temperature sensor 19 to estimate the temperatures of the die 11 and the punch 13.
  • the difference between the temperature of the heat medium near the inlet 26d and the temperature of the heat medium near the outlet 26e is measured by the die side temperature sensor 17, and the temperature of the heat medium near the inlet 28a and the temperature of the heat medium near the outlet 28b
  • the temperature of the die 11 and the punch 13 may be estimated by measuring the difference of the two with the punch side temperature sensor 19.
  • the temperature sensors die-side temperature sensor 17 and punch-side temperature sensor 19
  • a portion closer to the processing source measurement having a linear relationship with the temperature change of the mold Is possible.
  • a depression or the like is provided on the surface of the mold (die 11, punch 13, and other components), and the above temperature sensor is attached by sticking, sandwiching, bonding or the like in a state protected in the depression.
  • the temperature sensor is embedded inside the mold, more accurate temperature measurement is possible than in the configuration in which the temperature sensor is provided on the mold surface.
  • the portion of the processing surface of the mold to a portion where stress acting at the time of processing is low and incorporating a temperature sensor in the inside, a highly accurate temperature can be obtained without losing the function as the mold. Measurement becomes possible. Therefore, the temperature at the time of processing can be controlled with high accuracy, the dimensions of the press tool can be managed, and the dimensional accuracy of the pressed product can be improved.
  • FIG. 3 is an explanatory view showing an arrangement of various temperature sensors.
  • the temperature sensor is attached by attachment, more specifically, it can be arranged as shown in FIG. That is, it is preferable to affix the die-side temperature sensors 17A and 17B on the upper surface 31 or the side surface 33 which is the non-processed surface of the die 11.
  • the punch-side temperature sensor 19A is preferably attached to the side surface 35 above the work machined surface (the outer peripheral surface within the range of the height Lw in FIG. 3) which is the non-machined surface of the punch 13. Even in that case, the effects described above can be obtained.
  • the temperature sensor When the temperature sensor is embedded and attached, drilling is performed from the side surface 33 on the die 11 side to a position near the middle point P1 of the die-side flow passage 26, and the die-side temperature sensor 17C is embedded in the machined hole 39. Is preferred. Further, it is preferable that the punch upper surface 37 be drilled to a position near the middle point P2 of the punch side flow passage 28 and surrounded by the punch side flow passage 28, and the punch side temperature sensor 19B be embedded in the processed hole 41. preferable. Even in this case, the above-described effects can be obtained.
  • Each of the temperature sensors described above may be provided with a plurality of temperature sensors on each of the die 11 side and the punch 13 side, or may be appropriately combined with each of the above-described arrangement forms.
  • the material used for the mold described in the present embodiment is preferably a mold material such as iron, steel, cemented carbide, and ceramics from the viewpoint of thermal conductivity and wear resistance. Moreover, after providing a temperature sensor, coatings, such as TiC and TiCN, can be given to the mold surface. Even when a coating is applied to the mold surface, there is no influence on the above-mentioned effects.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the temperature control unit 21 that controls the temperatures of the die 11 and the punch 13.
  • the temperature control unit 21 includes a temperature adjustment unit 51 and a flow rate adjustment unit 53.
  • the temperature of the die 11 and the punch 13 can be controlled by individually controlling the temperature and the flow rate of the heat medium separately for the amount of heat supplied to the die-side flow passage 26 of the die 11 and the punch-side flow passage 28 of the punch 13 It has become.
  • the temperature adjustment unit 51 includes a die-side heater 61 for heating the heat medium supplied to the die 11, a die-side cooler 63 for cooling the heat medium supplied to the die 11, and a punch-side heater for heating the heat medium supplied to the punch 13. 65 and a punch-side cooler 67 for cooling the heat medium supplied to the punch 13.
  • the die-side heater 61 and the die-side cooler 63 are attached to the die-side tank (not shown) described above, and the punch-side heater 65 and the punch-side cooler 67 are attached to the punch side tank (not shown) It is done.
  • the temperature adjustment unit 51 outputs a drive signal to the connected heaters 61 and 65 or the coolers 63 and 67 based on the temperature detection values from the die-side temperature sensor 17 and the punch-side temperature sensor 19. Thereby, the heaters 61 and 65 or the coolers 63 and 67 are driven to individually heat or cool the heat medium in the tank supplied to the die 11 and the punch 13.
  • the flow rate adjustment unit 53 is a die-side pump 71 that sends the heat medium in the die-side tank to the die-side flow path 26 of the die 11 through the die-side heat medium supply flow path 25a, and the punch 13 through the punch-side heat medium supply flow path 25b. And a punch-side pump 73 for feeding a heat medium in the punch-side tank to the punch-side flow path 28 of The flow rate adjustment unit 53 outputs a drive signal Sd to the die-side pump 71 and a drive signal Sp to the punch-side pump 73, drives the die-side pump 71 and the punch-side pump 73, and supplies heat to the die 11 and the punch 13. Adjust the flow rate of the media individually.
  • the detected temperature signal Td from the die-side temperature sensor 17 and the detected temperature signal Tp from the punch-side temperature sensor 19 are input to the temperature adjustment unit 51 and the flow rate adjustment unit 53.
  • the temperature adjustment unit 51 stores preset punch temperature lower limit value T1, punch temperature upper limit value T2, die temperature lower limit value T3, and die temperature upper limit value T4, and input detected temperature signals Td and Tp respectively.
  • the temperature upper limit value and the temperature lower limit value are compared. If the detected temperature is equal to or lower than the temperature lower limit value, the heater is turned on until the temperature lower limit value is exceeded. If the detected temperature is equal to or higher than the upper temperature limit, the cooler is turned on until the upper temperature limit is exceeded.
  • the punch temperature lower limit value T1, the punch temperature upper limit value T2, the die temperature lower limit value T3, and the die temperature upper limit value T4 are the detected temperature signal Td from the temperature sensor 17 on the die side and the detected temperature signal Tp from the punch side temperature sensor 19. It sets beforehand from the relation of the size in each molding side of die 11 and punch 13.
  • the flow rate adjustment unit 53 stores a preset pump flow rate (die-side flow rate Qd, punch-side flow rate Qp) relative to the detected temperature signals Td, Tp (referred to as a TQ diagram for convenience),
  • the die-side pump 71 and the punch-side pump 73 are driven in accordance with the input detected temperature signals Td and Tp.
  • the pump is driven at a constant flow rate, and the temperature is lower than the lower temperature limit or higher than the upper temperature limit.
  • the flow rate is set to increase as the temperature difference increases. Changes in the flow rate of the TQ diagram may be set linearly or may be set stepwise.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the temperature control unit 21.
  • START When the power supply of the cold press molding apparatus 100 of this configuration is turned on, it is referred to as START.
  • the power supply of the cold press molding apparatus 100 and the power supply of the temperature control unit 21 are separate power supplies, the time when the power supply of the temperature control unit 21 is turned on is referred to as START.
  • step S 1 the temperature control unit 21 receives the detected temperature signal Td of the die 11 and the detected temperature signal Tp of the punch 13 detected by the die-side temperature sensor 17 and the punch-side temperature sensor 19.
  • step S2 the die-side flow rate Qd of the heat medium supplied to the die 11 and the punch-side flow rate Qp of the heat medium supplied to the punch 13 are calculated based on the TQ diagram stored in advance by the flow rate adjustment unit 53.
  • the drive signal is output to the die pump 71 and the punch pump 73.
  • step S3 the detected temperature signal Tp of the punch 13 is compared with the lower limit punch temperature T1 of the punch 13 set in advance. If Tp ⁇ T1, the punch side heater 65 is selected in step S4. When turned on, the temperature of the heat medium supplied to the punch 13 is increased. Then, it transfers to step S9 mentioned later. On the other hand, if Tp> T1 in step S3, the punch side heater 65 is turned off in step S5.
  • step S6 the detected temperature signal Tp of the punch 13 is compared with the preset punch temperature upper limit T2 of the punch 13. If Tp ⁇ T2, the punch side cooler 67 is turned on in step S7. Then, the temperature of the heat medium supplied to the punch 13 is lowered. Then, it transfers to step S9 mentioned later. On the other hand, if Tp ⁇ T2 in step S6, the punch side cooler 67 is turned off in step S8.
  • step S9 the detected temperature signal Td of the die 11 is compared with the preset die temperature lower limit value T3 of the die 11. If Td ⁇ T3, in step S10, the die-side heater 61 is turned on to increase the temperature of the heat medium supplied to the die 11. Thereafter, the process proceeds to step S15. On the other hand, if Td> T3 in step S9, the die-side heater 61 is turned off in step S11.
  • step S12 the detected temperature signal Td of the die 11 is compared with the preset die temperature upper limit value T4. If Td ⁇ T4, in step S13, the die-side cooler 63 is turned on to lower the temperature of the heat medium supplied to the die 11. Thereafter, the process proceeds to step S15. On the other hand, if Td ⁇ T4 in step S12, the die-side cooler 63 is turned off in step S14.
  • step S15 it is determined whether the power supply of the cold press molding apparatus 100 or the power supply of the temperature control unit 21 is ON / OFF. If the power is not turned off, that is, if the power is turned on, the process returns to step S1 and the control is continued. If the power is off, the die side heater 61, the punch side heater 65, the die side cooler 63 and the punch side cooler 67 are all turned off in step S16, and the die side pump 71 and the punch side pump 73 are stopped. End the media temperature control procedure.
  • the temperature measurement of the die 11 and the punch 13 is started from the time the power switch is turned on, and the heat medium is the inside of the die 11 and the punch 13 according to each process described above. Start to drive the pump to flow into the If the temperature of the die 11 and the punch 13 is below the temperature lower limit value, the temperature of the die 11 and the punch 13 is raised by warming the heat medium and increasing the flow rate of the heat medium. If the temperature of the die 11 and the punch 13 is equal to or higher than the upper temperature limit, the heat medium is cooled, and the flow rate of the heat medium is increased to lower the temperature of the die 11 and the punch 13. This control is continued until the power switch of the cold pressing apparatus 100 is turned off. As described above, the temperature of the die 11 and the punch 13 is always controlled to be within a certain range.
  • the temperature control of the die 11 and the punch 13 minimizes the deformation of the die 11 and the punch 13 due to heat. As a result, it is possible to obtain a pressed product with high dimensional accuracy without variation in dimensions. Further, according to the cold press molding apparatus 100 and the cold press molding method of the present embodiment, since the deformation of the die 11 and the punch 13 can be controlled by the temperature control of the die 11 and the punch 13, the targeted size Can be obtained.
  • the temperature sensor is provided on both the die 11 and the punch 13. However, only one of the temperatures is measured, and the temperature of both the die 11 and the punch 13 is measured based on the measured temperature. Control may be performed. Further, in the present embodiment, temperature control of both the die 11 and the punch 13 is performed, but as shown in FIG. 6, temperature control of only the die 11 may be performed without temperature control of the punch 13A. Further, as shown in FIG. 7, the temperature of only the punch 13 may be controlled without controlling the temperature of the die 11A. Furthermore, the temperature of the punch 13 may be measured, and temperature control of only the die 11 may be performed based on the measurement result. Alternatively, the temperature of the die 11 may be measured, and the temperature of only the punch 13 may be controlled based on the temperature measurement result.
  • the pump is driven to increase or decrease the heat medium flow rate according to the heat medium temperature, but the pump may be driven at a constant speed without increasing or decreasing the heat medium flow rate.
  • the flow rate of the heat medium to be flowed into the punch 13 and the flow rate of the heat medium to be flowed into the die 11 are separately controlled, but both may be controlled to the same flow rate.
  • the temperature of the heat medium to be introduced into the punch 13 and the temperature of the heat medium to be introduced into the die 11 are separately controlled, but may be controlled to the same temperature.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, but may be modified or applied by those skilled in the art based on the description of the specification and known techniques based on the combination of the respective configurations of the embodiments. It is intended for the present invention and is included in the scope for which protection is sought.
  • the cold press forming apparatus of this configuration can be used, for example, for pressing various bearings such as shell type bearings for automobiles.
  • Die-side temperature sensor (temperature sensor) 19 Punch side temperature sensor (temperature sensor) 21 temperature control unit 25a die side heat medium supply passage 25b punch side heat medium supply passage 25c die side heat medium recovery passage 25d punch side heat medium recovery passage 26 die side passage (heat medium passage) 28 Punch side flow path (heat medium flow path) 61 Die side heater (temperature control unit) 63 Die-side cooler (temperature control unit) 65 Punch side heater (temperature control unit) 67 Punch side cooler (temperature control unit) 71 Die side pump (temperature control unit) 73 Punch side pump (temperature control unit) 100 Cold Press Forming Equipment W Work Material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Mounting, Exchange, And Manufacturing Of Dies (AREA)

Abstract

冷間プレス成形装置は、温度センサと、熱媒体流路と、熱媒体を熱媒体流路に供給する熱媒体供給流路と、熱媒体流路から熱媒体を回収する熱媒体回収流路と、熱媒体を熱媒体供給流路へ送るポンプを備える。更に冷間プレス成形装置は、温度センサの検出値を基に熱媒体を加熱又は冷却する温度調整部を有し、ダイとパンチの少なくとも一方の温度を、予め定めた下限値から上限値までの範囲から外れないように制御する温度制御部を備える。

Description

冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法
　本発明は、冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法に関する。
　近年のラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の製造においては、内外輪の高精度化や高速加工化の要求と、製造効率向上の要求が厳しくなっている。ラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の内外輪のなかには、被加工材をプレス機により絞り加工して成形されるものがある。
　図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、このようなプレス絞り加工で成形される軸受外輪の製造方法の一例を示す工程説明図である。
　図８（Ａ）に示すように、直径がプレス絞り加工後の軸受外輪の内径よりもわずかに小径のパンチ８１と、内径がプレス絞り加工後の軸受外輪の外径よりもわずかに大径のダイ８２とが、それぞれ同軸に配設されたプレス機において、パンチ８１とダイ８２との間に被加工材Ｗをセットする。図８（Ｂ）に示すように、パンチ８１を、被加工材Ｗがダイ８２に押し込まれるように下降させる。この時、被加工材Ｗは、パンチ８１とダイ８２との間の空間に倣った形状に塑性変形する。そして、図８（Ｃ）に示すように、パンチ８１を上昇させ、被加工材Ｗを取り出す。
　このようなプレス絞り加工においては、様々な要因によって熱が発生する。即ち、被加工材が塑性変形する際に発生する内部摩擦熱（ＨＡ）、被加工材と工具が接触することにより発生する外部摩擦熱（ＨＢ）、プレス機内雰囲気(環境)による発熱（ＨＣ）、塑性変形をさせる際に被加工材と工具が接触することにより発生する熱（ＨＤ）を抑制するために用いる潤滑剤自体の熱（ＨＥ）、プレス機自体が動作することにより発生する設備からの熱（ＨＦ）等が発生する。
　これら各種の熱（ＨＡ，ＨＢ，ＨＣ，ＨＤ，ＨＥ）の発生により、パンチとダイ等の一対の工具に挟まれた被加工材は、一対の工具が熱の影響を受けて、設定された工具間のすき間（クリアランス）を維持できなくなる。すると、場合によっては、加工されたプレス品の寸法が当初設定した寸法とは異なってしまうことが生じ得る。また、工具の熱膨張、熱収縮の他に、被加工材自体の熱膨張、熱収縮によってもクリアランスは変化し、プレス製品が当初設定した寸法と異なる寸法になってしまうことがある。参考までに、金型温度が、プレス加工品の寸法に及ぼす影響のイメージを表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　このような加工寸法のばらつきに対して、例えば次のようにして適正な寸法に収めていた。即ち、ラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の転動体であるニードルローラーを、直径がミクロン単位で異なる複数種類用意しておき、軸受内外輪の寸法に合わせてセレクトマッチングによって対応させる。また、複数のダイや複数のパンチを用意しておき、適宜に交換する。さらには、成形面のサイズが異なる複数のダイや複数のパンチを用意しておき、セレクトマッチングにより対応させる。
　一方、プレス成形において、高い加工精度を得るための技術として、被加工材を予め高温に熱して軟化させてプレス加工する熱間プレス成形に係る技術が知られている。熱間プレス成形では、被加工材、例えば鋼板をオーステナイト組織が現れる温度以上に加熱した状態でプレス加工する。この場合、鋼板が柔らかいので、板厚が厚くても、成形形状が複雑でも、割れなどが起こり難く、精密な形状を加工しやすい。また、成形の際、被加工材が金型と接触することによる冷却を利用してマルテンサイト変態を引き起こし、焼入れを実施する。その場合のマルテンサイト変態は、ほぼ成形が完了した後の組織変態のため、成形時に生じる残留応力が少なく、スプリングバックが生じ難く、遅れ破壊の心配が少ないという特徴がある。このような熱間プレス成形では、成形後に急冷させることが重要で、急冷のための様々な技術が知られている。例えば、特許文献１には、成形面に冷却媒体を噴出する噴出孔を設け、被加工材に向かって冷却媒体を噴出して被加工材を冷却することが可能な熱間プレス用金型を、薄板の積層により安価に構成する技術が開示されている。
日本国特開２００９－２９７７４１号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、高精度といえども、ミクロン単位の精度を要求される軸受内外輪へ適用するには、まだ難しい。更なる高精度が実現される熱間プレス成形の技術であっても、加熱に要する加熱炉、あるいは、加熱装置などが必用となり、装置自体が複雑で大掛かりになり、工程も複雑になる。また、ラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の内外輪の成形に用いるには、加工コストが掛かりすぎる。
　また、意図的に数ミクロン単位の寸法の異なるラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の内外輪を作成しようとすると、各々の寸法に合ったダイとパンチが必要であった。
　本発明は、被加工材を熱することなく常温でプレス成形する冷間プレス加工において、パンチ、ダイの温度を制御することによってパンチ、ダイの寸法を管理し、プレス加工品の寸法精度を向上させることができる冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法の提供を目的とする。
　また、被加工材を熱することなく常温でプレス成形する冷間プレス加工において、パンチ、ダイの温度を制御することによってパンチ、ダイの寸法を管理し、必要な寸法のラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の内外輪を作成することが可能な冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法の提供を目的とする。
　本発明は下記の構成からなる。
（１）　被加工材をプレス加工するダイとパンチを備えた冷間プレス成形装置であって、
　前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の内部に設けられた熱媒体流路と、
　熱媒体を前記熱媒体流路に供給する熱媒体供給流路と、
　前記熱媒体流路から熱媒体を回収する熱媒体回収流路と、
　前記熱媒体を前記熱媒体供給流路へ送るポンプと、
　前記熱媒体を加熱又は冷却する温度調整部を有し、前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度を、予め定めた下限値から上限値までの範囲から外れないように制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とした、冷間プレス成形装置。
（２）　前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度情報を検出する温度センサを備え、
　前記温度調整部は、前記温度センサの検出値を基に前記熱媒体を加熱又は冷却することを特徴とした、（１）に記載の冷間プレス成形装置。
（３）　前記温度センサは、
　前記ダイ、前記パンチの温度を測定する温度センサ、前記熱媒体の温度を測定する温度センサ、前記熱媒体の温度差を測定する温度センサのいずれか、又は、これらの組合わせであることを特徴とした、（２）に記載の冷間プレス成形装置。
（４）　前記温度制御部は、前記温度調整部に加え、前記熱媒体の流量を増減する流量調整部を備えることを特徴とした、（１）に記載の冷間プレス成形装置。
（５）　（２）に記載の冷間プレス成形装置を用いた冷間プレス成形方法であって、
　前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度情報を検出する工程と、
　前記熱媒体を前記熱媒体供給流路へ送るポンプを駆動する工程と、
　前記検出した温度を予め定めた温度下限値、温度上限値と比較して、前記温度下限値以下なら前記熱媒体を加熱し、前記温度上限値以上なら前記熱媒体を冷却する工程と、
を有し、
　前記冷間プレス成形装置の前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度を制御することを特徴とした、冷間プレス成形方法。
（６）　前記検出した温度に応じて前記熱媒体の流量を増減する工程を更に有することを特徴とした、（５）に記載の冷間プレス成形方法。
　本発明によれば、ダイやプレスなどのプレス工具の温度を制御することによってプレス工具の寸法を管理し、これにより、プレス加工品の寸法精度を向上させることができる。
　さらには、パンチ、ダイの温度を制御することによってパンチ、ダイの寸法を管理できるので、必要な寸法のラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の内外輪を作成することができる。
本発明の第１実施形態に係る冷間プレス成形装置の温度制御の様子を示すブロック構成図である。 （Ａ）はダイとパンチの概略構成を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示すダイの平面図である。 各種の温度センサの配置形態を示す説明図である。 ダイ及びパンチの温度を制御する温度制御部の機能ブロック図である。 温度制御部の動作を説明するフローチャートである。 ダイのみを温度制御する場合の冷間プレス加工部の概略構成図である。 パンチのみを温度制御する場合の冷間プレス加工部の概略構成図である。 （Ａ）～（Ｃ）は従来の冷間プレス加工で成形される軸受外輪の製造方法の一例である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る冷間プレス成形装置の温度制御の様子を示すブロック構成図、図２（Ａ）はダイとパンチの概略構成を示す断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示すダイの平面図である。
　冷間プレス成形装置１００は、被加工材をプレス加工するダイ１１とパンチ１３を備える。具体的には、冷間プレス加工部１５と、ダイ側温度センサ１７と、パンチ側温度センサ１９と、温度制御部２１と、ダイ側熱媒体供給流路２５ａ及びダイ側熱媒体回収流路２５ｃと、パンチ側熱媒体供給流路２５ｂ及びパンチ側熱媒体回収流路２５ｄと、を備える。
　冷間プレス加工部１５は、その内部にダイ側流路（熱媒体流路）２６が設けられたダイ１１及び内部にパンチ側流路（熱媒体流路）２８が設けられたパンチ１３を備える。
　ダイ側温度センサ１７は、ダイ１１の温度を測定し、パンチ側温度センサ１９は、パンチ１３の温度を測定する。
　ダイ側熱媒体供給流路２５ａ及びダイ側熱媒体回収流路２５ｃは、詳細を後述する温度制御部２１の図示していないダイ側タンクからダイ１１のダイ側流路２６に延びて設けられる。
　パンチ側熱媒体供給流路２５ｂ及びパンチ側熱媒体回収流路２５ｄは、温度制御部２１の図示していないパンチ側タンクからパンチ１３のパンチ側流路２８に延びて設けられる。
　ダイ側流路２６は、図２（Ａ），（Ｂ）に示す下側の環状流路２６ａと、上側の環状流路２６ｂと、環状流路２６ａ，２６ｂを連通する連通流路２６ｃとを有する。また、環状流路２６ａには流入口２６ｄ、環状流路２６ｂには流出口２６ｅが形成される。パンチ側流路２８には、ダイ１１側とは反対の基端側に流入口２８ａと流出口２８ｂが形成され、パンチ１３の内部に連通流路２８ｃが形成される。
　ダイ側流路２６、パンチ側流路２８の断面形状は、円、四角、三角、Ｒ形状等、適宜な形状を選択できる。一般的に、表面積が大きいほど熱交換しやすくなるが、断面積を大きくしすぎるとダイ１１やパンチ１３の剛性が低下し、プレス加工品の寸法バラツキに影響する。そのため、熱交換能力と強度とのバランスを考慮してダイ側流路２６、パンチ側流路２８の形状が決定される。また、各流路は、ダイ１１、パンチ１３を複数のブロックで構成することにより、ブロック間の合わせ目に設けたり、合わせ目から加工したりするなどの各種公知の方法で形成できる。
　熱媒体としては、水や油、エチレングリコール等の液体、フロンガスや空気等の気体の使用が可能である。なお、上記したダイ側流路２６、パンチ側流路２８の構成は一例であって、ダイ１１、パンチ１３の加工部を効果的に温度調整できる配置であれば、熱交換効率や型材の強度等に応じて適宜変更が可能である。例えば、図２（Ａ）の流出口２６ｅを流入口とし、流入口２６ｄを流出口としてもよい。また、流入口、流出口は、各々複数であってもよいし、環状流路も複数であってもよい。また、環状流路は環状で無くてもよい。
　ダイ側温度センサ１７及びパンチ側温度センサ１９としては、ダイ１１及びパンチ１３の温度を外部から測定可能な非接触式のセンサ、例えば放射温度計等が使用可能である。測定位置としては、ダイ１１、パンチ１３の成形面の温度を測定するのが望ましい。ダイ１１の成形面は、内径面であるので測定は難しいが、パンチ１３の成形面は、パンチ１３の外周面であるので非接触の温度センサを用いて加工直後の温度を計測可能である。具体的には、加工直後に上昇してきたパンチ１３の外周面を非接触の温度センサにより測定すればよい。
　また、ダイ１１及びパンチ１３の内部に埋め込まれる接触式のセンサ、例えば熱電対等も使用可能である。その場合、成形面そのものの温度ではなく、ほぼ同じ温度である近くの温度を代用することになる。しかし、必用なのは、ダイ１１、パンチ１３の各々の成形面が、現在熱膨張、収縮により、どのような寸法になっているかを推定するための温度情報であるので、ダイ１１、パンチ１３の構成、大きさ、使用環境などに応じて測定位置は、適宜選択すればよい。
　さらには、熱媒体の温度からダイ１１、パンチ１３の温度を推定してもよい。任意の位置での熱媒体の温度をダイ側温度センサ１７及びパンチ側温度センサ１９で測定してダイ１１、パンチ１３の温度を推定してもよい。また、流入口２６ｄ付近の熱媒体温度と流出口２６ｅ付近の熱媒体温度との差をダイ側温度センサ１７で測定し、流入口２８ａ付近の熱媒体温度と流出口２８ｂ付近の熱媒体温度との差をパンチ側温度センサ１９で測定してダイ１１、パンチ１３の温度を推定してもよい。
　また、上述した理由により、温度センサ（ダイ側温度センサ１７及びパンチ側温度センサ１９）を、より加工発生源に近い部分へ取り付けることで、金型の温度変化に対してリニアな関係を有する測定が可能となる。例えば、金型（ダイ１１、パンチ１３、その他構成部品）の表面に窪み等を設け、この窪み内で保護された状態で上記の温度センサを、貼り付け、挟み込み、接着等により取り付ける。その場合、金型内部に温度センサが埋め込まれるため、金型表面に温度センサを設けた構成よりも、更に正確な温度測定が可能になる。また、金型の加工面の中で、加工時に作用する応力が低い部分に限定して、内部に温度センサを組み込んだ構造にすることで、金型としての機能を損なわずに高精度な温度測定が可能となる。よって、加工時の温度を高精度に制御して、プレス工具の寸法を管理して、プレス加工品の寸法精度を向上できる。
　図３は各種の温度センサの配置形態を示す説明図である。
　温度センサを貼り付けにより取り付ける場合、より具体的には、図３に示すように配置できる。即ち、ダイ１１の非加工面となる上面３１又は側面３３にダイ側温度センサ１７Ａ，１７Ｂを貼り付けるのが好ましい。また、パンチ１３の非加工面となる、ワーク加工面（図３の高さＬｗの範囲内の外周面）よりも上側の側面３５に、パンチ側温度センサ１９Ａを貼り付けるのが好ましい。その場合でも、上記した効果を得ることができる。
　また、温度センサを埋め込んで取り付ける場合、ダイ１１側の側面３３からダイ側流路２６の中間地点Ｐ１に近い位置まで穴開け加工し、加工された穴３９内にダイ側温度センサ１７Ｃを埋め込むのが好ましい。また、パンチ上面３７からパンチ側流路２８の中間地点Ｐ２に近く、パンチ側流路２８に囲まれた位置まで穴開け加工し、加工された穴４１内にパンチ側温度センサ１９Ｂを埋め込むのが好ましい。この場合でも、上記した効果を得ることができる。
　上記した各温度センサは、ダイ１１側とパンチ１３側のそれぞれで複数個の温度センサを設けた形態であってもよく、上記した各配置形態を適宜組み合わせた形態としてもよい。
　本実施形態に記載された金型に用いられる材質は、熱伝導率、及び耐摩耗性の観点から、鉄、鋼、超硬合金、セラミックス等の金型材料が望ましい。また、温度センサを設けた後、金型表面にＴｉＣ、ＴｉＣＮ等のコーティングを付与することができる。金型表面にコーティングを付与した場合でも、上記した効果への影響はない。
　図４はダイ１１及びパンチ１３の温度を制御する温度制御部２１の機能ブロック図である。
　温度制御部２１は、温度調整部５１と流量調整部５３を備える。ダイ１１のダイ側流路２６、及びパンチ１３のパンチ側流路２８に供給する熱量を、熱媒体の温度及び流量をそれぞれ個別に制御することで、ダイ１１及びパンチ１３の温度が管理可能となっている。
　温度調整部５１は、ダイ１１に供給する熱媒体を加熱するダイ側ヒータ６１、ダイ１１に供給する熱媒体を冷却するダイ側クーラ６３と、パンチ１３に供給する熱媒体を加熱するパンチ側ヒータ６５と、パンチ１３に供給する熱媒体を冷却するパンチ側クーラ６７とに接続される。
　ダイ側ヒータ６１と、ダイ側クーラ６３は、前述の図示していないダイ側タンクに取り付けられており、パンチ側ヒータ６５と、パンチ側クーラ６７は、前述の図示していないパンチ側タンクに取り付けられている。
　温度調整部５１は、ダイ側温度センサ１７やパンチ側温度センサ１９からの温度検出値を基に、接続された各ヒータ６１，６５又は各クーラ６３，６７に駆動信号を出力する。これにより、各ヒータ６１，６５又は各クーラ６３，６７を駆動させ、ダイ１１やパンチ１３に供給されるタンク内の熱媒体を個別に加熱又は冷却する。
　流量調整部５３は、ダイ側熱媒体供給流路２５ａを通じてダイ１１のダイ側流路２６にダイ側タンク中の熱媒体を送るダイ側ポンプ７１と、パンチ側熱媒体供給流路２５ｂを通じてパンチ１３のパンチ側流路２８にパンチ側タンク中の熱媒体を送るパンチ側ポンプ７３とに接続される。流量調整部５３は、ダイ側ポンプ７１に駆動信号Ｓｄ、パンチ側ポンプ７３に駆動信号Ｓｐを出力し、ダイ側ポンプ７１とパンチ側ポンプ７３を駆動して、ダイ１１やパンチ１３に供給する熱媒体の流量を個別に調整する。
　また、温度調整部５１と流量調整部５３には、ダイ側の温度センサ１７からの検出温度信号Ｔｄ、及びパンチ側温度センサ１９からの検出温度信号Ｔｐが入力される。
　温度調整部５１は、予め設定されたパンチ温度下限値Ｔ１、パンチ温度上限値Ｔ２、ダイ温度下限値Ｔ３、ダイ温度上限値Ｔ４を記憶しており、入力された検出温度信号Ｔｄ、Ｔｐを各々の温度上限値、温度下限値と比較する。検出した温度が温度下限値以下である場合、温度下限値を超えるまでヒータをＯＮにする。検出した温度が温度上限値以上である場合、温度上限値を下回るまでクーラをＯＮにする。
　パンチ温度下限値Ｔ１、パンチ温度上限値Ｔ２、ダイ温度下限値Ｔ３、ダイ温度上限値Ｔ４は、ダイ側の温度センサ１７からの検出温度信号Ｔｄ、及びパンチ側温度センサ１９からの検出温度信号Ｔｐと、ダイ１１、パンチ１３の各々の成形面における寸法の関係から予め設定しておく。
　流量調整部５３は、予め設定した、検出温度信号Ｔｄ、Ｔｐに対するポンプ流量（ダイ側流量Ｑｄ，パンチ側流量Ｑｐ）の値（便宜的にＴ－Ｑ線図と称する）を記憶しており、入力された検出温度信号Ｔｄ、Ｔｐにしたがってダイ側ポンプ７１とパンチ側ポンプ７３を駆動する。
　Ｔ－Ｑ線図によれば、検出した温度が温度上限値より低く、温度下限値より高い値であれば、ポンプを一定流量で駆動させ、温度下限値以下、又は温度上限値以上の温度になったとき、その温度差が大きければ大きいほど流量を増すように設定する。Ｔ－Ｑ線図の流量の変化は、リニアに設定してもよく、段階的に変化するように設定してもよい。
　図５は温度制御部２１の動作を説明するフローチャートである。
　本構成の冷間プレス成形装置１００の電源がＯＮになったときをＳＴＡＲＴとする。ただし、冷間プレス成形装置１００の電源と温度制御部２１の電源が別電源の場合は、温度制御部２１の電源がＯＮになったときをＳＴＡＲＴとする。
　ステップＳ１において、温度制御部２１は、ダイ側温度センサ１７及びパンチ側温度センサ１９により検出されたダイ１１の検出温度信号Ｔｄ及びパンチ１３の検出温度信号Ｔｐを入力する。ステップＳ２において、流量調整部５３が予め記憶しているＴ－Ｑ線図に基づいて、ダイ１１に供給する熱媒体のダイ側流量Ｑｄ、及びパンチ１３に供給する熱媒体のパンチ側流量Ｑｐを決定し、ダイ側ポンプ７１、パンチ側ポンプ７３に駆動信号を出力する。
　次に、ステップＳ３において、パンチ１３の検出温度信号Ｔｐと予め設定されたパンチ１３のパンチ温度下限値Ｔ１とを比較して、Ｔｐ≦Ｔ１である場合には、ステップＳ４でパンチ側ヒータ６５をＯＮにして、パンチ１３に供給する熱媒体の温度を高める操作を行う。その後、後述するステップＳ９に移行する。一方、ステップＳ３でＴｐ＞Ｔ１である場合には、ステップＳ５でパンチ側ヒータ６５をＯＦＦにする。
　次いで、ステップＳ６でパンチ１３の検出温度信号Ｔｐと予め設定されたパンチ１３のパンチ温度上限値Ｔ２とを比較して、Ｔｐ≧Ｔ２である場合には、ステップＳ７でパンチ側クーラ６７をＯＮにしてパンチ１３に供給する熱媒体の温度を下げる操作を行う。その後、後述するステップＳ９に移行する。一方、ステップＳ６でＴｐ＜Ｔ２である場合には、ステップＳ８でパンチ側クーラ６７をＯＦＦにする。
　そして、ステップＳ９でダイ１１の検出温度信号Ｔｄと予め設定されたダイ１１のダイ温度下限値Ｔ３とを比較する。Ｔｄ≦Ｔ３である場合には、ステップＳ１０でダイ側ヒータ６１をＯＮにしてダイ１１に供給する熱媒体の温度を高める操作を行う。その後、ステップＳ１５に移行する。
　一方、ステップＳ９でＴｄ＞Ｔ３である場合には、ステップＳ１１でダイ側ヒータ６１をＯＦＦにする。
　次いで、ステップＳ１２でダイ１１の検出温度信号Ｔｄと予め設定されたダイ温度上限値Ｔ４とを比較する。Ｔｄ≧Ｔ４である場合には、ステップＳ１３でダイ側クーラ６３をＯＮにしてダイ１１に供給する熱媒体の温度を下げる操作を行う。その後、ステップＳ１５に移行する。
　一方、ステップＳ１２でＴｄ＜Ｔ４である場合には、ステップＳ１４でダイ側クーラ６３をＯＦＦにする。
　そして、ステップＳ１５で冷間プレス成形装置１００の電源あるいは温度制御部２１の電源のＯＮ／ＯＦＦを判別する。電源がＯＦＦではない、すなわち、電源がＯＮの状態であれば、ステップＳ１に戻り、制御を継続する。電源がＯＦＦであれば、ステップＳ１６でダイ側ヒータ６１、パンチ側ヒータ６５、及びダイ側クーラ６３、パンチ側クーラ６７を全てＯＦＦにし、ダイ側ポンプ７１及びパンチ側ポンプ７３を停止させて、熱媒体の温度制御手順を終了する。
　上記した各工程により、本実施形態の冷間プレス成形装置１００においては、電源スイッチを入れたときからダイ１１、パンチ１３の温度測定を開始し、また、熱媒体をダイ１１、パンチ１３の内部にそれぞれ流入させるポンプを駆動開始する。ダイ１１、パンチ１３の温度が温度下限値以下であれば熱媒体を暖め、また、熱媒体の流量を増加させることにより、ダイ１１、パンチ１３の温度を上げる。ダイ１１、パンチ１３の温度が温度上限値以上であれば熱媒体を冷却し、また、熱媒体の流量を増加させることにより、ダイ１１、パンチ１３の温度を下げる。この制御を、冷間プレス成形装置１００の電源スイッチを切るまで続ける。このように、常にダイ１１、パンチ１３の温度が一定範囲内であるように制御する。
　以上説明したように、本実施形態の冷間プレス成形装置１００及び冷間プレス成形方法によれば、ダイ１１及びパンチ１３の温度制御により、熱によるダイ１１、パンチ１３の変形を最小限に抑えられるので、寸法にばらつきの無い、高い寸法精度のプレス加工品を得ることができる。
　また、本実施形態の冷間プレス成形装置１００及び冷間プレス成形方法によれば、ダイ１１及びパンチ１３の温度制御により、ダイ１１、パンチ１３の変形をコントロールすることができるので、狙った寸法のプレス加工品を得ることができる。
　なお、本実施形態では、ダイ１１とパンチ１３の双方に温度センサを設けたが、いずれか一方の温度のみを測定し、その一方の測定温度を基に、ダイ１１とパンチ１３の両方の温度制御を行ってもよい。
　また、本実施形態では、ダイ１１とパンチ１３の双方の温度制御を実施するが、図６に示すように、パンチ１３Ａを温度制御せず、ダイ１１のみを温度制御してもよい。また、図７に示すように、ダイ１１Ａは温度制御せず、パンチ１３のみを温度制御してもよい。
　更には、パンチ１３の温度を測定し、その測定結果を基にダイ１１のみ温度制御を行ってもよい。また、ダイ１１の温度を測定し、その温度測定結果を基にパンチ１３のみ温度制御してもよい。
　また、本実施形態では、熱媒体温度に応じて熱媒体流量を増減させるようにポンプを駆動するが、熱媒体流量を増減させず、ポンプを定速駆動させてもよい。
　また、本実施形態では、パンチ１３に流入させる熱媒体と、ダイ１１に流入させる熱媒体とを個別に流量制御したが、双方を同じ流量に制御してもよい。
　また、本実施形態では、パンチ１３に流入させる熱媒体と、ダイ１１に流入させる熱媒体を個別に温度制御したが、同じ温度に制御してもよい。
　これらの温度制御は、本実施形態に比べると細かな温度制御が難しくなるが、要求される精度によっては、低コストで十分な効果が得られるので、有効な手段である。
　本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
　本構成の冷間プレス成形装置は、例えばシェル型自動車用軸受等、種々の軸受のプレス加工に使用できる。
　本出願は２０１７年９月１日出願の日本国特許出願（特願２０１７－１６８３１７）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　１１，１１Ａ　ダイ
　１３，１３Ａ　パンチ
　１７　ダイ側温度センサ（温度センサ）
　１９　パンチ側温度センサ（温度センサ）
　２１　温度制御部
　２５ａ　ダイ側熱媒体供給流路
　２５ｂ　パンチ側熱媒体供給流路
　２５ｃ　ダイ側熱媒体回収流路
　２５ｄ　パンチ側熱媒体回収流路
　２６　ダイ側流路（熱媒体流路）
　２８　パンチ側流路（熱媒体流路）
　６１　ダイ側ヒータ（温度調整部）
　６３　ダイ側クーラ（温度調整部）
　６５　パンチ側ヒータ（温度調整部）
　６７　パンチ側クーラ（温度調整部）
　７１　ダイ側ポンプ（温度調整部）
　７３　パンチ側ポンプ（温度調整部）
１００　冷間プレス成形装置
　　Ｗ　被加工材

Claims (6)

  1. 　被加工材をプレス加工するダイとパンチを備えた冷間プレス成形装置であって、
    　前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の内部に設けられた熱媒体流路と、
    　熱媒体を前記熱媒体流路に供給する熱媒体供給流路と、
    　前記熱媒体流路から熱媒体を回収する熱媒体回収流路と、
    　前記熱媒体を前記熱媒体供給流路へ送るポンプと、
    　前記熱媒体を加熱又は冷却する温度調整部を有し、前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度を、予め定めた下限値から上限値までの範囲から外れないように制御する温度制御部と、
    を備えることを特徴とした、冷間プレス成形装置。
  2. 　前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度情報を検出する温度センサを備え、
    　前記温度調整部は、前記温度センサの検出値を基に前記熱媒体を加熱又は冷却することを特徴とした、請求項１に記載の冷間プレス成形装置。
  3. 　前記温度センサは、
    　前記ダイ、前記パンチの温度を測定する温度センサ、前記熱媒体の温度を測定する温度センサ、前記熱媒体の温度差を測定する温度センサのいずれか、又は、これらの組合わせであることを特徴とした、請求項２に記載の冷間プレス成形装置。
  4. 　前記温度制御部は、前記温度調整部に加え、前記熱媒体の流量を増減する流量調整部を備えることを特徴とした、請求項１に記載の冷間プレス成形装置。
  5. 　請求項２に記載の冷間プレス成形装置を用いた冷間プレス成形方法であって、
    　前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度情報を検出する工程と、
    　前記熱媒体を前記熱媒体供給流路へ送るポンプを駆動する工程と、
    　前記検出した温度を予め定めた温度下限値、温度上限値と比較して、前記温度下限値以下なら前記熱媒体を加熱し、前記温度上限値以上なら前記熱媒体を冷却する工程と、
    を有し、
    　前記冷間プレス成形装置の前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度を制御することを特徴とした、冷間プレス成形方法。
  6. 　前記検出した温度に応じて前記熱媒体の流量を増減する工程を更に有することを特徴とした、請求項５に記載の冷間プレス成形方法。
PCT/JP2018/031567 2017-09-01 2018-08-27 冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法 WO2019044764A1 (ja)

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