(57)【要約】  ワークに対するプレス加工時の圧力を増加させることなく、ワークを充分な冷却速度で焼入れ可能なホットプレス用金型、及びホットプレス用金型の製造方法を提供する。加熱されたワークＷに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで、ハット型断面が前後方向に連続する形状を有する製品Ｐを成形する金型１０であって、互いの成形面が対向するように設けられた下型１０１及び上型１０２を具備し、下型１０１の成形面の左右方向における中途部には、上型１０２の成形面に向けて突出する凸部１０１ａが形成され、上型１０２の成形面の左右方向における中途部には、凸部１０１ａの形状に合わせて窪むように凹部１０２ａが形成され、凸部１０１ａの突出端部に位置する成形面に、その左右方向における中央部に行くに従って徐々に凸部１０１ａの突出方向に位置するような凸形状の肉盛部１３が形成されることで、下型１０１が修正下型１１に修正される。
2012157064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで、ハット型断面が前後方向に連続する形状を有する製品を成形するホットプレス用金型であって、
互いの成形面が対向するように設けられた下型及び上型を具備し、
前記下型及び前記上型のうちの一方の成形面の左右方向における中途部には、他方の成形面に向けて突出する凸部が形成され、
前記下型及び前記上型のうちの他方の成形面の左右方向における中途部には、前記凸部の形状に合わせて窪むように凹部が形成され、
前記凸部の突出端部に位置する成形面は、その左右方向における中央部に行くに従って徐々に前記凸部の突出方向に位置するような凸形状となるように修正されていることを特徴とするホットプレス用金型。
【請求項２】
加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで製品を成形するホットプレス用金型の製造方法であって、
ホットプレス用金型の成形面の３次元形状、及び当該ホットプレス用金型によって成形された前記製品の表面の３次元形状を測定する形状測定工程と、
前記形状測定工程にて測定された、前記ホットプレス用金型の成形面の３次元形状、及び前記製品の表面の３次元形状に基づいて、プレス加工後における型閉じ完了時の前記ホットプレス用金型の成形面と前記製品の表面との間に形成される空隙の３次元形状を算出する空隙形状算出工程と、
前記空隙形状算出工程にて算出された前記空隙の３次元形状に基づいて、前記空隙を埋めるように前記ホットプレス用金型の成形面を修正する金型修正工程と、
を具備することを特徴とするホットプレス用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うホットプレス成形に用いられる金型、及びホットプレス成形に用いられる金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オーステナイト組織が現れる温度以上まで加熱された鋼板等のワークに対して、上型及び下型からなる金型が取り付けられたプレス装置によってプレス加工を行うと同時に、金型とワークとの接触による冷却を利用した焼入れ処理を施すホットプレス成形が広く知られている。【０００３】
ホットプレス成形においては、冷却水が流動する水路を金型の内部に設けることで金型を冷却し、焼入れの際にワークを良好に冷却させる技術が公知となっている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
しかしながら、プレス加工が施されたワークは、皺、及びスプリングバック等の影響によって形状が僅かに変化するため、型閉じ完了時にワークと金型との間に空隙が生じる。これに伴い、焼入れの際にワークの表面と金型の成形面との接触面積が減少し、ワークの一部分において充分な冷却速度を担保できず、ワークの硬度が部分的に所望の値よりも小さくなるという問題が生じるのである。【０００５】
ここで、図７を参照して、従来のホットプレス用金型である金型１００が取り付けられたプレス装置（不図示）によって、平板状のワークＷにホットプレス成形を施し、製品Ｐを作製する場合において生じる問題について説明する。
なお、説明の便宜上、図７における上下方向を金型１００の上下方向と規定し、図７における左右方向を金型１００の左右方向と規定する。更に、図７における紙面手前側を金型１００の前方、同じく紙面奥側を金型１００の後方と規定する。【０００６】
図７に示すように、金型１００は、互いの成形面が対向するように設けられた下型１０１及び上型１０２から構成されている。
下型１０１の成形面には、その左右方向における中途部（略中央部）において、上方に突出する凸部１０１ａが形成されている。
上型１０２の成形面には、その左右方向における中途部（略中央部）において、凹部１０２ａが凸部１０１ａの形状に合わせて上方に窪むように形成されている。
下型１０１及び上型１０２は、それらの成形面が互いに対向するように配置され、上型１０２を下型１０１に対して接近させて下死点まで移動させることで、下型１０１と上型１０２との間に配置されたワークＷにホットプレス成形を施し、製品Ｐを作製する。【０００７】
製品Ｐは、下型１０１及び上型１０２の成形面に沿った、所謂、ハット型断面が前後方向に連続する形状を有しており、製品Ｐの長手方向が前後方向に一致している。
詳細には、製品Ｐは、その最上部において左右方向に延在する天板部Ｐ１と、天板部Ｐ１の左右方向における両端部から下方に延出する側板部Ｐ２・Ｐ２と、側板部Ｐ２・Ｐ２の下端部から左右方向に沿って外方に延出するフランジ部Ｐ３・Ｐ３とを有している。【０００８】
このような形状の製品Ｐにおいては、プレス加工後のスプリングバック等の影響により、天板部Ｐ１が下型１０１の凸部１０１ａに対して離間するように浮く等して、金型１００との間に空隙が生じることとなり、焼入れ時に製品Ｐの一部分において充分な冷却速度が担保できない。特に、天板部Ｐ１の左右方向における中央部近傍にその傾向が顕著に表れ、当該部分の硬度が低くなりやすい。【０００９】
上記のような問題を解決するためには、ワークに対して比較的大きい圧力でプレス加工を行うことが考えられるが、ホットプレス成形を行うプレス装置の大型化に伴うコストの増加等を招く点で不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３２６６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、ワークに対するプレス加工時の圧力を増加させることなく、ワークを充分な冷却速度で焼入れ可能なホットプレス用金型、及びホットプレス用金型の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のホットプレス用金型は、加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで、ハット型断面が前後方向に連続する形状を有する製品を成形するホットプレス用金型であって、互いの成形面が対向するように設けられた下型及び上型を具備し、前記下型及び前記上型のうちの一方の成形面の左右方向における中途部には、他方の成形面に向けて突出する凸部が形成され、前記下型及び前記上型のうちの他方の成形面の左右方向における中途部には、前記凸部の形状に合わせて窪むように凹部が形成され、前記凸部の突出端部に位置する成形面は、その左右方向における中央部に行くに従って徐々に前記凸部の突出方向に位置するような凸形状となるように修正されている。【００１３】
本発明のホットプレス用金型の製造方法は、加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで製品を成形するホットプレス用金型の製造方法であって、ホットプレス用金型の成形面の３次元形状、及び当該ホットプレス用金型によって成形された前記製品の表面の３次元形状を測定する形状測定工程と、前記形状測定工程にて測定された、前記ホットプレス用金型の成形面の３次元形状、及び前記製品の表面の３次元形状に基づいて、プレス加工後における型閉じ完了時の前記ホットプレス用金型の成形面と前記製品の表面との間に形成される空隙の３次元形状を算出する空隙形状算出工程と、前記空隙形状算出工程にて算出された前記空隙の３次元形状に基づいて、前記空隙を埋めるように前記ホットプレス用金型の成形面を修正する金型修正工程と、を具備する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ワークに対するプレス加工時の圧力を増加させることなく、ワークを充分な冷却速度で焼入れすることができ、ワークの硬度が部分的に所望の値よりも小さくなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るホットプレス用金型を示す図。
【図２】ホットプレス用金型の別形態を示す図。
【図３】本発明に係るホットプレス用金型の製造工程を示すフローチャート。
【図４】金型修正工程を示す図であり、（ａ）は、肉盛溶接が行われたホットプレス用金型の成形面を示す図、（ｂ）は、複数の肉盛部が形成されたホットプレス用金型の成形面を示す図。
【図５】ホットプレス用金型の別形態を示す図。
【図６】ホットプレス用金型の別形態を示す図。
【図７】従来のホットプレス用金型を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下では、図１を参照して、本発明に係るホットプレス用金型の一実施形態である金型１０について説明する。
金型１０は、所定のプレス装置（不図示）に取り付けられ、ワークＷに対してホットプレス成形を施し、製品Ｐを作製するホットプレス用金型である。
なお、説明の便宜上、図１における上下方向を金型１０の上下方向と規定し、図１における左右方向を金型１０の左右方向と規定する。更に、図１における紙面手前側を金型１０の前方、同じく紙面奥側を金型１０の後方と規定する。
【００１７】
ワークＷは、金型１０が取り付けられた前記プレス装置の加工対象となる鋼板である。
製品Ｐは、金型１０が取り付けられた前記プレス装置によってワークＷに対してホットプレス成形が施されることで作製される部材である。製品Ｐは、その最上部において左右方向に延在する天板部Ｐ１と、天板部Ｐ１の左右方向における両端部から下方に延出する側板部Ｐ２・Ｐ２と、側板部Ｐ２・Ｐ２の下端部から左右方向に沿って外方に延出するフランジ部Ｐ３・Ｐ３とを具備し、所謂、ハット型断面が前後方向に連続する形状を有している。本実施形態における製品Ｐは、自動車のセンターピラーアウタリインフォースの中間品であり、所定のトリミング加工等が施されることで、センターピラーアウタリインフォースとなる。
【００１８】
図１に示すように、金型１０は、互いの成形面が対向するように設けられた修正下型１１及び修正上型１２から構成されている。
【００１９】
修正下型１１は、修正上型１２と対応する下型であり、下型１０１と、複数の肉盛部１３・１３・・・とを具備する。
下型１０１は、従来のホットプレス用金型である金型１００（図７参照）の一部をなす部材であり、その内部に冷却水が流動するように構成されている。下型１０１の成形面（上面）の左右方向における中途部（略中央部）には、上方に突出する凸部１０１ａが形成されている。
凸部１０１ａは、後述の凹部１０２ａと共に、製品Ｐにおける天板部Ｐ１及び側板部Ｐ２・Ｐ２を成形する部位であり、下型１０１の成形面の左右方向における中途部（略中央部）において、前後方向に沿って連続的に形成されている。凸部１０１ａは、天板部Ｐ１に対応する面が左右方向に沿って略水平に形成され、側板部Ｐ２・Ｐ２に対応する二面が下方に行くに従って徐々に互いに離間するような傾斜面として形成されている。
【００２０】
肉盛部１３は、凸部１０１ａを含んだ下型１０１の成形面に対する肉盛溶接によって形成された部位である。肉盛部１３は、プレス加工後にスプリングバック等の影響によって僅かに変形した製品Ｐと、下型１０１との間に形成される空隙（以下、「下型側空隙」と記す）が埋まるように形成される。
【００２１】
修正上型１２は、修正下型１１と対応する上型であり、上型１０２と、複数の肉盛部１４・１４・・・とを具備する。
上型１０２は、従来のホットプレス用金型である金型１００（図７参照）の一部をなす部材であり、その内部に冷却水が流動するように構成されている。上型１０２の成形面（下面）の左右方向における中途部（略中央部）には、凹部１０２ａが凸部１０１ａの形状に合わせて上方に窪むように形成されている。
凹部１０２ａは、凸部１０１ａと共に、製品Ｐにおける天板部Ｐ１及び側板部Ｐ２・Ｐ２を成形する部位であり、上型１０２の成形面の左右方向における中途部（略中央部）において、前後方向に沿って連続的に形成されている。凹部１０２ａは、天板部Ｐ１に対応する面が左右方向に沿って略水平に形成され、側板部Ｐ２・Ｐ２に対応する二面が下方に行くに従って徐々に互いに離間するような傾斜面として形成されている。
【００２２】
肉盛部１４は、凹部１０２ａを含んだ上型１０２の成形面に対する肉盛溶接によって形成された部位である。肉盛部１４は、プレス加工後にスプリングバック等の影響によって僅かに変形した製品Ｐと、上型１０２との間に形成される空隙（以下、「上型側空隙」と記す）が埋まるように形成される。
【００２３】
修正下型１１及び修正上型１２は、それらの成形面が互いに対向するように配置され、修正上型１２を修正下型１１に対して接近させて下死点まで移動させることで、修正下型１１と修正上型１２との間に配置されたワークＷにホットプレス成形を施し、製品Ｐを作製する。
詳細には、修正下型１１と修正上型１２とが近接する際に、ワークＷが下型１０１の凸部１０１ａ及び上型１０２の凹部１０２ａによって屈曲されて、製品Ｐにおける天板部Ｐ１と側板部Ｐ２・Ｐ２とが成形されることとなり、残りの部分がフランジ部Ｐ３・Ｐ３となる。
【００２４】
この時、下型１０１及び上型１０２の成形面には、それぞれ複数の肉盛部１３・１３・・・及び複数の肉盛部１４・１４・・・が下型側空隙及び上型側空隙を埋めるように形成されているため、焼入れ時における製品Ｐと修正下型１１及び修正上型１２との接触面積が比較的大きくなる。
つまり、金型１０は、修正下型１１及び下死点に位置する修正上型１２の成形面間（型閉じ完了時における修正下型１１及び修正上型１２の成形面間）に形成される空間の形状がプレス加工後にスプリングバック等の影響によって僅かに変形した製品Ｐの形状に合致するように構成されているため、従来のホットプレス用金型である金型１００と比較して、焼入れ時における製品Ｐとの接触面積が大きくなる。
これにより、焼入れの際に、金型１０における製品Ｐとの接触面からの抜熱を促進させることが可能となる。
したがって、ワークＷに対するプレス加工時の圧力を増加させることなく、製品Ｐにおける全ての部分において充分な冷却速度を担保でき、製品Ｐの硬度が部分的に所望の値よりも小さくなることを防止することができる。
【００２５】
なお、本実施形態においては、下型１０１及び上型１０２の成形面上に、それぞれ複数の肉盛部１３・１３・・・及び複数の肉盛部１４・１４・・・を形成し、それぞれ下型側空隙及び上型側空隙を全て埋めている。
しかしながら、一般的に、ハット型断面が前後方向に連続する形状を有する製品Ｐにおいては、プレス加工後のスプリングバックの影響により、天板部Ｐ１が下型１０１の凸部１０１ａに対して離間するように浮くことに伴い、天板部Ｐ１の左右方向における中央部近傍の硬度が特に低くなりやすい。
そのため、図２に示すように、金型１０を、天板部Ｐ１と凸部１０１ａとの間に位置することになる一つの下型側空隙を埋めるように一つの肉盛部１３を形成する構成としてもよい。
詳細には、製品Ｐの天板部Ｐ１は、プレス加工後に、側板部Ｐ２・Ｐ２との結合部分から左右方向における中央部に行くに従って徐々に上方に位置するような凸形状となる特徴があるため、当該凸形状を天板部Ｐ１の狙いの形状（プレス加工後におけるスプリングバック等の影響を考慮しない形状）として、凸部１０１ａの突出端部（最上部）に位置する成形面（天板部Ｐ１に対応する面）上に肉盛部１３を形成する。換言すれば、プレス加工後に変形した製品Ｐの天板部Ｐ１の形状に合わせて、凸部１０１ａの突出端部（最上部）に位置する成形面の左右方向における中央部に行くに従って徐々に凸部１０１ａの突出方向（上方）に位置するような凸形状を有する肉盛部１３を凸部１０１ａの突出端部（最上部）に位置する成形面上に形成することで、下型１０１を修正下型１１へと修正するのである。
これにより、製品Ｐの天板部Ｐ１において充分な冷却速度を担保でき、天板部Ｐ１の左右方向における中央部近傍の硬度が所望の値よりも小さくなることを防止することができる。こうして、特に硬度が低くなりやすい、天板部Ｐ１の左右方向における中央部近傍の硬度の低下を防止することで、製品Ｐ全体として良好な硬度を担保することができる。
【００２６】
以下では、図３及び図４を参照して、本発明に係るホットプレス用金型の製造方法の一実施形態である、金型１０の製造工程Ｓ１について説明する。
製造工程Ｓ１は、従来のホットプレス用金型である金型１００を用いて金型１０を作製する工程である。
【００２７】
図３に示すように、製造工程Ｓ１は、形状測定工程Ｓ１１、空隙形状算出工程Ｓ１２、及び金型修正工程Ｓ１３を具備し、これらの工程を順に行う。
【００２８】
形状測定工程Ｓ１１は、従来のホットプレス用金型である金型１００の成形面の３次元形状、及び金型１００によって成形された製品Ｐの表面の３次元形状を測定する工程である。
形状測定工程Ｓ１１においては、まず、金型１００における下型１０１及び上型１０２の成形面の３次元形状をそれぞれ測定する。
次に、金型１００によって成形された製品Ｐ、つまり金型１００によるプレス加工後におけるスプリングバック等の影響によって僅かに変形した製品Ｐの３次元形状を測定する。詳細には、製品Ｐにおける下型１０１側の表面の３次元形状と、製品Ｐにおける上型１０２側の表面の３次元形状とを測定する。
これらの形状測定は、プローブを計測対象に接触させて当該計測対象の形状を測定する接触式の測定装置、又はレーザを計測対象に照射させて当該計測対象の形状を測定する非接触式の測定装置等によって実現可能であり、測定された３次元形状、つまり３次元座標データは、前記測定装置と電気的に接続された所定の記憶装置に格納される。
なお、本実施形態においては、金型１００の成形面の形状測定を行った後に、金型１００によって成形された製品Ｐの形状測定を行ったが、これらの形状測定の順序は問わない。
【００２９】
空隙形状算出工程Ｓ１２は、形状測定工程Ｓ１１にて測定された、従来のホットプレス用金型である金型１００の成形面の３次元形状、及び金型１００によって成形された製品Ｐの表面の３次元形状に基づいて、プレス加工後における型閉じ完了時の（上型１０２が下死点に位置した状態の）金型１００の成形面と製品Ｐの表面との間に形成される空隙の３次元形状を算出する工程である。
空隙形状算出工程Ｓ１２においては、下型１０１の成形面の３次元形状、及び製品Ｐにおける下型１０１側の表面の３次元形状に基づいて、これらの面の間に形成される下型側空隙の３次元形状（３次元座標データ）を算出すると共に、上型１０２の成形面の３次元形状、及び製品Ｐにおける上型１０２側の表面の３次元形状に基づいて、これらの面の間に形成される上型側空隙の３次元形状（３次元座標データ）を算出する。
これら下型側空隙及び上型側空隙の３次元形状（３次元座標データ）の算出は、形状測定工程Ｓ１１にて測定された下型１０１の成形面及び上型１０２の成形面、並びに製品Ｐの表面の３次元形状（３次元座標データ）が格納された前記記憶装置と電気的に接続された所定の演算装置によって実現される。
前記演算装置は、３次元座標データとしての任意の２つの面を適切な位置（両面の類似性が最大となる位置）で重ね合わせ、両面間の差分を算出することで、両面間に生じる空隙の３次元形状（３次元座標データ）を算出する装置であり、既存の演算装置が採用可能である。本実施形態においては、前記演算装置は、前記記憶装置に格納された下型１０１の成形面及び上型１０２の成形面、並びに製品Ｐの表面の３次元形状（３次元座標データ）に基づいて、下型側空隙の３次元形状（３次元座標データ）、及び上型側空隙の３次元形状（３次元座標データ）を算出する。
【００３０】
金型修正工程Ｓ１３は、空隙形状算出工程Ｓ１２にて算出された、従来のホットプレス用金型である金型１００の成形面と製品Ｐの表面との間に形成される空隙の３次元形状に基づいて、金型１００の成形面を修正することで、金型１０を作製する工程である。
金型修正工程Ｓ１３においては、まず、図４（ａ）に示すように、下型１０１の成形面全域に対して肉盛溶接を行い、下型１０１の成形面上に肉盛部１３を所定の厚み（肉盛部１３における下型１０１の成形面との接触面から肉盛部１３の表面までの寸法）で形成すると共に、上型１０２の成形面全域に対して肉盛溶接を行い、上型１０２の成形面上に肉盛部１４を所定の厚み（肉盛部１４における上型１０２の成形面との接触面から肉盛部１４の表面までの寸法）で形成する。
次に、図４（ｂ）に示すように、空隙形状算出工程Ｓ１２にて算出された下型側空隙の３次元形状に基づいて、下型１０１の成形面上に形成された肉盛部１３を切削加工し、下型側空隙の形状と一致する複数の肉盛部１３・１３・・・を形成すると共に、空隙形状算出工程Ｓ１２にて算出された上型側空隙の３次元形状に基づいて、上型１０２の成形面上に形成された肉盛部１４を切削加工し、上型側空隙の形状と一致する複数の肉盛部１４・１４・・・を形成する。詳細には、下型側空隙の３次元座標データをＮＣ加工用データとして、下型１０１の成形面上に形成された肉盛部１３に対してＮＣ加工を施すことで、下型側空隙の形状と一致する複数の肉盛部１３・１３・・・を形成すると共に、上型側空隙の３次元座標データをＮＣ加工用データとして、上型１０２の成形面上に形成された肉盛部１４に対してＮＣ加工を施すことで、上型側空隙の形状と一致する複数の肉盛部１４・１４・・・を形成するのである。
こうして、下型１０１と、下型１０１の成形面上に下型側空隙を埋めるように形成された複数の肉盛部１３・１３・・・とを具備する修正下型１１、及び上型１０２と、上型１０２の成形面上に上型側空隙を埋めるように形成された複数の肉盛部１４・１４・・・とを具備する修正上型１２が作製される。
【００３１】
以上のように、製造工程Ｓ１において、形状測定工程Ｓ１１、空隙形状算出工程Ｓ１２、及び金型修正工程Ｓ１３を順に経ることで、修正下型１１及び修正上型１２から構成される金型１０が作製される。
製造工程Ｓ１においては、従来のホットプレス用金型である金型１００の成形面の３次元形状、及び金型１００によって成形された製品Ｐの表面の３次元形状を測定し、金型１００によるプレス加工後におけるスプリングバック等の影響によって僅かに変化した製品Ｐの形状が修正下型１１及び下死点に位置する修正上型１２の成形面間に形成される空間の形状に合致するように金型１０を作製している。
つまり、従来のホットプレス用金型である金型１００によるプレス加工後に生じる製品Ｐの変形を予め考慮して金型１０を作製している。
そのため、金型１０によってプレス加工された製品Ｐにおいてもスプリングバック等の影響による変形は生じるものの、従来のホットプレス用金型である金型１００と比較して、製品Ｐに生じるスプリングバック等の影響を抑制し、製品Ｐの変形量を小さくすることができる。
したがって、焼入れの際に、製品Ｐと金型１０との接触面積を大きくして、製品Ｐを良好に冷却することができる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、下型１０１及び上型１０２の成形面に、それぞれ複数の肉盛部１３・１３・・・及び複数の肉盛部１４・１４・・・を形成すること、つまり従来のホットプレス用金型である金型１００の成形面に対して肉盛りを行うことによって金型１０を作製したが、金型１００の成形面の切削を行うこと、又は金型１００の成形面に対する肉盛りと切削とを組み合わせることによって、金型１０を作製することも可能である。
また、金型１００を加工せず、所定の金属塊から新たに金型１０を作製することも可能である。
【００３３】
以下では、図５を参照して、ホットプレス用金型の別形態である金型２０について説明する。
金型２０は、所定のプレス装置（不図示）に取り付けられ、ワークＷに対してホットプレス成形を施し、製品Ｐを作製するホットプレス用金型である。
なお、説明の便宜上、図５における上下方向を金型２０の上下方向と規定し、図５における左右方向を金型２０の左右方向と規定する。更に、図５における紙面手前側を金型２０の前方、同じく紙面奥側を金型２０の後方と規定する。
【００３４】
図５に示すように、金型２０は、互いの成形面が対向するように設けられた修正下型２１及び上型１０２から構成されている。
【００３５】
修正下型２１は、加工部２２と、バックアップ部２３・２３と、シム２４・２４とを具備する。
【００３６】
加工部２２は、上型１０２と対応するように形成された部位であり、従来のホットプレス用金型である金型１００の下型１０１（図７参照）と略同様に構成されている。加工部２２の成形面（上面）の左右方向における中途部（略中央部）には、凸部２２ａが上型１０２の凹部１０２ａの形状に合わせて上方に突出するように形成されている。
凸部２２ａは、上型１０２の凹部１０２ａと共に、製品Ｐにおける天板部Ｐ１及び側板部Ｐ２・Ｐ２を成形する部位である。凸部２２ａは、下型１０１の凸部１０１ａと略同様に構成されており、天板部Ｐ１に対応する面が左右方向に沿って略水平に形成され、側板部Ｐ２・Ｐ２に対応する二面が下方に行くに従って徐々に互いに離間するような傾斜面として形成されている。
【００３７】
バックアップ部２３・２３は、下死点に位置する上型１０２を左右方向から挟持するように構成され、ワークＷのプレス加工時における上型１０２の変形（撓み）を抑制するための部位である。
詳細には、バックアップ部２３・２３は、それぞれ加工部２２の左右方向における両端部において、加工部２２と一体的に設けられており、修正下型２１の成形面よりも上方に到達するように、上方に向けて突出している。更に、バックアップ部２３・２３の内側面（下死点に位置する上型１０２側の面）は、上型１０２の左右方向における外側面と合致するように形成され、上型１０２の左右方向における外側面と接触するように配置されている。
このように構成されたバックアップ部２３・２３は、ワークＷのプレス加工時に、凹部１０２ａ以外の部分が互いに離間するように変形する上型１０２に対して、当該変形方向とは逆方向の力を付与することとなり、上型１０２の変形を抑制するように機能する。上型１０２の変形が抑制されることで、ワークＷが良好にプレス加工され、焼入れ時における製品Ｐと金型２０との接触面積の減少が抑制されることとなる。
【００３８】
シム２４・２４は、所定の厚み（左右寸法）を有する板材であり、ワークＷのプレス加工時にバックアップ部２３・２３と、上型１０２との間に介挿されるように、バックアップ部２３・２３の内側面（上型１０２側の面）に取り付けられている。
ここで、ワークＷのプレス加工時においては、上型１０２の変形に伴い、バックアップ部２３・２３も互いに若干離間するように変形するため、バックアップ部２３・２３が上型１０２の変形を完全に抑制できるわけではない。
よって、ワークＷのプレス加工時に、バックアップ部２３・２３の内側面（上型１０２側の面）と、上型１０２の左右方向における外側面との間に、シム２４・２４が介挿するように、シム２４・２４をバックアップ部２３・２３の内側面に取り付けることで、バックアップ部２３・２３間の寸法がシム２４・２４の厚み分だけ減少することとなり、凹部１０２ａ以外の部分が互いに離間するように変形する上型１０２に対して、当該変形方向とは逆方向に、より大きな力が付与されることとなる。
これにより、ワークＷのプレス加工時に、上型１０２における凹部１０２ａ以外の部分が互いに離間するように変形することを更に抑制し、良好にワークＷのプレス加工を行うことができる。
したがって、ワークＷに対するプレス加工時の圧力を増加させることなく、焼入れ時における製品Ｐと金型２０との接触面積を大きくして、製品Ｐを良好に冷却することができる。
なお、バックアップ部２３・２３の内側面（上型１０２側の面）と、下死点に位置する上型１０２の左右方向における外側面とは、隙間なく構成されているが、前述のように、バックアップ部２３・２３、及び上型１０２は、若干変形するため、両者の間に極めて薄い厚み（左右寸法）のシムを介挿することが可能となっている。
【００３９】
以下では、図６を参照して、ホットプレス用金型の別形態である金型３０について説明する。
金型３０は、所定のプレス装置（不図示）に取り付けられ、ワークＷに対してホットプレス成形を施し、製品Ｐを作製するホットプレス用金型である。
なお、説明の便宜上、図６における上下方向を金型３０の上下方向と規定し、図６における左右方向を金型３０の左右方向と規定する。更に、図６における紙面手前側を金型３０の前方、同じく紙面奥側を金型３０の後方と規定する。
【００４０】
図６に示すように、金型３０は、互いの成形面が対向するように設けられた下型１０１及び修正上型３２から構成されている。
【００４１】
修正上型３２は、従来のホットプレス用金型である金型１００の上型１０２（図７参照）と略同様に構成され、成形面（下面）に複数の切込み３３・３３・・・が形成されている。つまり、修正上型３２は、複数の切込み３３・３３・・・が形成されている点で上型１０２と異なる。また、修正上型３２の成形面の左右方向における中途部（略中央部）には、凹部３２ａが下型１０１の凸部１０１ａの形状に合わせて上方に窪むように形成されている。
凹部３２ａは、下型１０１の凸部１０１ａと共に、製品Ｐにおける天板部Ｐ１及び側板部Ｐ２・Ｐ２を成形する部位であり、天板部Ｐ１に対応する面が左右方向に沿って略水平に形成され、側板部Ｐ２・Ｐ２に対応する二面が下方に行くに従って徐々に互いに離間するような傾斜面として形成されている。
【００４２】
切込み３３は、修正上型３２における凹部３２ａの成形面から内部に向けて形成され、凹部３２ａの前後方向における全範囲に亘って連続的に形成されている。切込み３３は、当該切込み３３が形成される部分の成形面に対して略垂直方向に形成されている。切込み３３は、凹部３２ａの成形面に複数形成されており、互いに所定の間隔を空けて配置されている。
【００４３】
このように、複数の切込み３３・３３・・・は、凹部３２ａの成形面を前後方向に沿って複数個に分割するように形成されている。
これにより、上型１０２と比較して、ワークＷのプレス加工時に、凹部３２ａ以外の部分が互いに離間するように修正上型３２を大きく撓ませることが可能となり、焼入れの際に、修正上型３２の成形面を製品Ｐの形状に沿って変形させ、製品Ｐの表面に効率よく接触させることが可能となる。
したがって、ワークＷに対するプレス加工時の圧力を増加させることなく、焼入れ時における製品Ｐと金型３０との接触面積を大きくして、製品Ｐを良好に冷却することができる。
なお、本実施形態においては、複数の切込み３３・３３・・・を凹部３２ａの成形面のみに形成したが、それに加えて、上型１０２の左右方向における外側面に複数の切込み３３・３３・・・を形成すること等も可能である。
【００４４】
なお、上記の各実施形態においては、下型（下型１０１等）に凸部（凸部１０１ａ等）を形成し、上型（上型１０２等）に凹部（凹部１０２ａ等）を形成したが、下型に凹部を形成し、上型に凸部を形成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うホットプレス用金型、及びホットプレス用金型の製造方法に利用できる。
【符号の説明】
【００４６】
１０      金型
１１      修正下型
１２      修正上型
１３      肉盛部
１４      肉盛部
２０      金型
２１      修正下型
２２      加工部
２３      バックアップ部
２４      シム
３０      金型
３２      修正上型
３３      切込み
１００    金型
１０１    下型
１０１ａ  凸部
１０２    上型
１０２ａ  凹部
Ｗ        ワーク
Ｐ        製品
【図１】
2012157064.tif 000003
【図２】
2012157064.tif 000004
【図３】
2012157064.tif 000005
【図４】
2012157064.tif 000006
【図５】
2012157064.tif 000007
【図６】
2012157064.tif 000008
【図７】
2012157064.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成23年7月29日(2011.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで、ハット型断面が前後方向に連続する形状を有する製品を成形するホットプレス用金型であって、
互いの成形面が対向するように設けられた下型及び上型を具備し、
前記下型及び前記上型のうちの一方の成形面の左右方向における中途部には、他方の成形面に向けて突出する凸部が形成され、
前記下型及び前記上型のうちの他方の成形面の左右方向における中途部には、前記凸部の形状に合わせて窪むように凹部が形成され、
前記製品における左右方向に延在する天板部を形成するための、前記凸部の突出端部に位置する成形面は、その左右方向における中央部に行くに従って徐々に前記凸部の突出方向に位置するような凸形状となるように修正されていることを特徴とするホットプレス用金型。
【請求項２】
加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで製品を成形するホットプレス用金型の製造方法であって、
ホットプレス用金型の成形面の３次元形状、及び当該ホットプレス用金型によって成形された前記製品の表面の３次元形状を測定する形状測定工程と、
前記形状測定工程にて測定された、前記ホットプレス用金型の成形面の３次元形状、及び前記製品の表面の３次元形状に基づいて、プレス加工後における型閉じ完了時の前記ホットプレス用金型の成形面と前記製品の表面との間に形成される空隙の３次元形状を算出する空隙形状算出工程と、
前記空隙形状算出工程にて算出された前記空隙の３次元形状に基づいて、前記空隙を埋めるように前記ホットプレス用金型の成形面を修正する金型修正工程と、
を具備することを特徴とするホットプレス用金型の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
置の大型化に伴うコストの増加等を招く点で不利である。
先行技術文献
特許文献
［００１０］
特許文献１：特開２００６−３２６６２０号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［００１１］
本発明は、ワークに対するプレス加工時の圧力を増加させることなく、ワークを充分な冷却速度で焼入れ可能なホットプレス用金型、及びホットプレス用金型の製造方法を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段
［００１２］
本発明のホットプレス用金型は、加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで、ハット型断面が前後方向に連続する形状を有する製品を成形するホットプレス用金型であって、互いの成形面が対向するように設けられた下型及び上型を具備し、前記下型及び前記上型のうちの一方の成形面の左右方向における中途部には、他方の成形面に向けて突出する凸部が形成され、前記下型及び前記上型のうちの他方の成形面の左右方向における中途部には、前記凸部の形状に合わせて窪むように凹部が形成され、前記製品における左右方向に延在する天板部を形成するための、前記凸部の突出端部に位置する成形面は、その左右方向における中央部に行くに従って徐々に前記凸部の突出方向に位置するような凸形状となるように修正されている。
［００１３］
本発明のホットプレス用金型の製造方法は、加熱されたワークに対して、プレス加工を行うと同時に冷却を行うことで製品を成形するホットプレス用金型の製造方法であって、ホットプレス用金型の成形面の３次元形状、及び当該ホットプレス用金型によって成形された前記製品の表面の３次元形状を測定する形状測定工程と、前記形状測定工程にて測定された、前記ホットプレス用金型の成形面の３次元形状、及び前記製品の表面の３次元形状に基づいて、プレス加工後における型閉じ完了時の前記ホットプレス用金型の成形
【国際調査報告】
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