(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水の供給を受けて排出できるように構成されたベースプレート、
前記ベースプレートの一面に製品の形状に応じて装着されて、その内部に装着空間が形成される少なくとも一つ以上の外形ブロック、及び
前記装着空間に挿入され、前記外形ブロックに固定されて、前記ベースプレートの一面に装着されるインサートブロック、を含み、
前記インサートブロックは、前記外形ブロックに近接した外周面に前記冷却水を循環させるための複数の通路が形成された状態で、前記外形ブロックに固定され、
前記複数の通路は、流体が流動するように前記ベースプレートと連結され、
前記外形ブロックの外形は、製品の外形と同一な形状に加工され、前記装着空間は、前記外形ブロックの外形と類似した形状からなり、
前記インサートブロックは、
前記装着空間と同一な外形に加工され、前記装着空間に挿入された状態で、前記外形ブロックに固定されるボディー部、
前記冷却水を保存するように前記ボディー部の一側及び他側下部に前記ボディー部の長さ方向に沿って各々形成される一対の保存溝、及び
前記一対の保存溝を互いに連結し、前記ボディー部の外周面にその幅方向に沿って形成されて、前記複数の通路を定義する複数の冷却水流動溝、を含んで構成されることを特徴とするホットスタンピング成型用金型。
【請求項２】
前記ボディー部の各角部は、ラウンド状に形成されることを特徴とする請求項１に記載のホットスタンピング成型用金型。
【請求項３】
前記複数の冷却水流動溝は、前記ボディー部の長さ方向に互いに離隔して配置されることを特徴とする請求項１に記載のホットスタンピング成型用金型。
【請求項４】
前記ボディー部は、その内部に流体が流動するように前記ベースプレートと連結した冷却水流入ホール及び冷却水排出ホールが形成されることを特徴とする請求項１に記載のホットスタンピング成型用金型。
【請求項５】
前記一対の保存溝は、前記冷却水流入ホール及び冷却水排出ホールに各々連結することを特徴とする請求項４に記載のホットスタンピング成型用金型。
【請求項６】
前記ベースプレートは、その他面両側に長さ方向に沿って形成される一対の第１冷却水チャンバーを含み、前記第１冷却水チャンバーには、冷却水が保存されることを特徴とする請求項１に記載のホットスタンピング成型用金型。
【請求項７】
前記ベースプレートは、その一面両側に形成される一対の第２冷却水チャンバーをさらに含み、前記第２冷却水チャンバーは、流体が流動するように前記第１冷却水チャンバーと連結して、冷却水が保存されることを特徴とする請求項６に記載のホットスタンピング成型用金型。
【請求項８】
前記ベースプレートは、前記各第１冷却水チャンバーに対応する他面に装着されるシールカバーをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載のホットスタンピング成型用金型。
【請求項９】
前記インサートブロックは、前記外形ブロックの装着空間に挿入された状態で、溶接によって前記外形ブロックに固定されることを特徴とする請求項１に記載のホットスタンピング成型用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットスタンピング成型用金型に係り、より詳しくは、鋼板を高温状態で成型して超高強度の製品を成型するホットスタンピング成型時に、冷却水を円滑に流動させて、冷却速度及び冷却性能を向上させる、ホットスタンピング成型用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、金型は、プラスチック製品を製造する射出金型、鉄板を利用して製品を製造するプレス金型、金属を溶かしてプラスチックと同様に製造するダイカスト金型など、多様に分類される。このような金型は、製品の円滑な製造のために、通常、可動金型及び固定金型を含む。
【０００３】
特に、車両に使用される製品を製造するのに金型が多く使用されるため、製品の設計と共に金型に対する設計も行われる。
【０００４】
一方、最近の自動車産業は、車両の衝突吸収性能の向上による安全性の確保が要求されていている。したがって、完成車製造会社は、車両の軽量化及び高強度の車体を実現するために、トリップ（Ｔｒｉｐ）鋼、ＤＰ鋼、アルミニウム及びマグネシウム合金鋼板などの素材を使用したり、裁断溶接ブランク（ＴＷＢ）、ハイドロフォーミング、ホットスタンピングなどの新技術を利用して、車体を製作するための多様な研究を行っている。
【０００５】
ここで、ホットスタンピング成型とは、車体の製作時に、剛性は維持しつつ、軽量化を達成するように、鋼板を高温状態で成型するパネルの成型方法である。ホットスタンピング成型によれば、素材を高温で加熱した後、プレスで成型し、金型そのものを冷却して、高強度の部品を製造する。
【０００６】
このようなホットスタンピング（ｈｏｔｓｔａｍｐｉｎｇ）成型は、ブランク（ｂｌａｎｋ）をＡｃ３変態点（ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｐｏｉｎｔ）以上の温度に加熱して、完全オーステナイト化した後、成型と同時に金型内で急冷して、高強度のマルテンサイトに変態させる過程からなる。
【０００７】
ホットスタンピングによって製造される車体の部品は、引張強度が１５００ＭＰａ以上の高い剛性を維持して、自動車の衝突吸収性能（ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）の向上による乗客の安全性を実現することができる。（例えば特許文献１参照）
【０００８】
従来のホットスタンピング成型時に使用される金型に冷却水を供給するためには、金型に冷却水が流動する冷却水ホールを直接加工した。しかし、外形が複雑な製品を製造するための金型には、冷却水ホールの加工が難しく、ホールの加工に多くの時間が所要される問題点がある。
【０００９】
また、従来は、金型の急速な冷却のために金型に多数の冷却水ホールを加工する場合、金型の強度が低下するため、金型の急速な温度変化時に、金型の収縮や変形によって金型にクラックや破損が発生することがある。したがって、金型の内部で流動する冷却水が漏水するなどの問題点もある。
【００１０】
また、金型の内部で流動する冷却水の流動ラインの設計、製作、及び検証が実際のモデリングによって行われるので、初期投資費用及び製品の開発に所要される時間が増加する。したがって、新製品の設計段階で金型の最適な冷却方法の導入が要求されているのが実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−２５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、ホットスタンピング工法を利用したパネルの成型時に、成型が完了したパネルの冷却が迅速に行われるようにする、ホットスタンピング成型用金型を提供することにある。
【００１３】
また、製品の冷却時に、金型での変形及びクラックの発生を未然に防止して、全体的な耐久性を向上させ、均一な冷却が行われるようにすることによって、欠陥のない製品の生産が可能であり、製品の生産性を向上させる、ホットスタンピング成型用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述したような目的を達成するための本発明のホットスタンピング成型用金型は、冷却水の供給を受けて排出できるように構成されたベースプレート、前記ベースプレートの一面に製品の形状に応じて装着されて、その内部に装着空間が形成される少なくとも一つ以上の外形ブロック、及び前記装着空間に挿入され、前記外形ブロックに固定されて、前記ベースプレートの一面に装着されるインサートブロック、を含み、前記インサートブロックは、前記外形ブロックに近接した外周面に前記冷却水を循環させるための複数の通路が形成された状態で、前記外形ブロックに固定され、前記複数の通路は、流体が流動するように前記ベースプレートと連結され、前記外形ブロックの外形は、製品の外形と同一な形状に加工され、前記装着空間は、前記外形ブロックの外形と類似した形状からなり、前記インサートブロックは、前記装着空間と同一な外形に加工され、前記装着空間に挿入された状態で、前記外形ブロックに固定されるボディー部、前記冷却水を保存するように前記ボディー部の一側及び他側下部に前記ボディー部の長さ方向に沿って各々形成される一対の保存溝、及び前記一対の保存溝を互いに連結し、前記ボディー部の外周面にその幅方向に沿って形成されて、前記複数の通路を定義する複数の冷却水流動溝、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１７】
前記ボディー部の各角部は、ラウンド状に形成されることを特徴とする。
【００１８】
前記複数の冷却水流動溝は、前記ボディー部の長さ方向に互いに離隔して配置されることを特徴とする。
【００１９】
前記ボディー部は、その内部に流体が流動するように前記ベースプレートと連結した冷却水流入ホール及び冷却水排出ホールが形成されることを特徴とする。
【００２０】
前記一対の保存溝は、前記冷却水流入ホール及び冷却水排出ホールに各々連結することを特徴とする。
【００２１】
前記ベースプレートは、その他面両側に長さ方向に沿って形成される一対の第１冷却水チャンバーを含み、前記第１冷却水チャンバーには、冷却水が保存されることを特徴とする。
【００２２】
前記ベースプレートは、その一面両側に形成される一対の第２冷却水チャンバーをさらに含み、前記第２冷却水チャンバーは、流体が流動するように前記第１冷却水チャンバーと連結して、冷却水が保存されることを特徴とする。
【００２３】
前記ベースプレートは、前記各第１冷却水チャンバーに対応する他面に装着されるシールカバーをさらに含むことを特徴とする。
【００２４】
前記インサートブロックは、前記外形ブロックの装着空間に挿入された状態で、溶接によって前記外形ブロックに固定されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例によるホットスタンピング成型用金型の斜視図。
【図２】図１のＡ部分に対する拡大斜視図。
【図３】本発明の実施例によるホットスタンピング成型用金型の分解斜視図。
【図４】本発明の実施例によるホットスタンピング成型用金型に供給される冷却水の流動方向を示した図面。
【図５】図４のＢ−Ｂ線による断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【００２７】
これに先立って、本明細書に記載の実施例及び図面に示した構成は、本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想を全て代弁するものではない。本出願時点において、これらに代替される多様な均等物及び変形例があり得る。
【００２８】
図１は本発明の実施例によるホットスタンピング成型用金型の斜視図であり、図２は図１のＡ部分に対する拡大斜視図であり、図３は本発明の実施例によるホットスタンピング成型用金型の分解斜視図であり、図４は本発明の実施例によるホットスタンピング成型用金型に供給される冷却水の流動方向を示した図面であり、図５は図４のＢ−Ｂ線による断面図である。
【００２９】
図面を参照すれば、本発明の実施例によるホットスタンピング成型用金型１は、ホットスタンピング工法を利用したパネルの成型時に、成型が完了したパネルの冷却が迅速に行われるようにする。つまり、金型の内部に冷却水が流動する流路が形成されるように金型を設計することによって、冷却水の流動を円滑にして、冷却性能を向上させることができる構造からなる。
【００３０】
また、金型の冷却過程で発生する金型の変形及びクラックを未然に防止して、全体的な耐久性を向上させ、金型全体が均一に冷却されるようにし、欠陥のない製品の生産が可能であり、製品の生産性を向上することができる構造からなる。
【００３１】
このために、本発明の実施例によるホットスタンピング成型用金型１は、図１ないし図３に示したように、ベースプレート１０、外形ブロック２０、及びインサートブロック３０を含んで構成される。これを各構成別により詳細に説明する。
【００３２】
まず、前記ベースプレート１０は、その一側にニップル１１が装着される。前記ニップル１１は、前記ベースプレート１０に冷却水を供給したり、ベースプレート１０から冷却水を排出するためのものである。
【００３３】
このようなベースプレート１０は、その内部に前記ニップル１１と連結される冷却水流路（図示せず）が形成されている。したがって、ニップル１１を通して流入した冷却水は、前記冷却水流路に沿って循環した後、前記ニップル１１を通して外部に排出される。
【００３４】
本実施例では、複数の外形ブロック２０が備えられる。前記複数の外形ブロック２０は、ホットスタンピング成型時に、製品の外形を形成するように、製品の外形と同一形状に形成されている。各外形ブロック２０は、前記ベースプレート１０の一面に装着されて、その内部に装着空間２１が形成される。
【００３５】
つまり、前記複数の外形ブロック２０は、成型される製品の形状に応じて前記ベースプレート１０の長さ方向に沿って装着される。
【００３６】
ここで、前記外形ブロック２０は、その外形が製品の外形と同一形状に加工され、前記装着空間２１は、前記外形ブロック２０の外形と類似した形状からなり、前記外形ブロック２０の大きさより小さく加工される。これによって、冷却水がパネルに近接してパネル形状に沿って流動するので、冷却性能を向上することができる。
【００３７】
そして、前記インサートブロック３０は、前記外形ブロック２０の装着空間２１に冷却水が流動するように構成される。前記インサートブロック３０は、前記装着空間２１に挿入された状態で、前記外形ブロック２０に結合される。
【００３８】
このようなインサートブロック３０は、前記ベースプレート１０と外形ブロック２０との間に装着される。
【００３９】
ここで、前記インサートブロック３０は、前記外形ブロック２０の装着空間２１に挿入された状態で、溶接によって前記外形ブロック２０に固定装着される。
【００４０】
前記インサートブロック３０は、図３ないし図５に示したように、ボディー部３１、保存溝３３、及び冷却水流動溝３５を含んで構成される。
【００４１】
まず、前記ボディー部３１は、前記装着空間２１と同一な外形に加工され、前記装着空間２１に挿入された状態で、溶接などによって前記外形ブロック２０に固定装着される。
【００４２】
この時、前記ボディー部３１は、その外周面が前記装着空間２１の内周面に接触するように前記装着空間２１に挿入される。
【００４３】
ここで、前記ボディー部３１が前記装着空間２１に挿入される時に、装着空間２１の内周面との接触によって発生する損傷及び破損を防止して、ボディー部３１が装着空間２１に円滑に挿入されるように、前記ボディー部３１の各角部がラウンド状に形成される。
【００４４】
一対の保存溝３３は、前記ベースプレート１０側に近接した前記ボディー部３１の一側及び他側下部に前記ボディー部３１の長さ方向に沿って各々形成される。前記保存溝３３と前記装着空間２１との間には、ベースプレート１０から供給される冷却水が保存される。
【００４５】
このような保存溝３３は、前記ベースプレート１０に供給されたり、ベースプレート１０から排出される冷却水を、装着空間２１とボディー部３１との間に保存する機能を果たす。
【００４６】
ここで、前記一対の保存溝３３のうちの一つ及び他の一つは、前記ボディー部３１の内部に形成される冷却水流入ホール３７及び冷却水排出ホール３９と各々連結される。
【００４７】
つまり、前記一対の保存溝３３のうちの一つは、冷却水流入ホール３７と連結し、冷却水流入ホール３７を通して供給される冷却水が保存され、前記一対の保存溝３３のうちの他の一つは、前記冷却水排出ホール３９と連結し、前記冷却水流動溝３５を循環した冷却水が保存される。
【００４８】
一方、前記ベースプレート１０の他面両側には、冷却水が保存される第１冷却水チャンバー１３が長さ方向に沿って各々形成され、前記ベースプレート１０の一面両側には、前記第１冷却水チャンバー１３と連結して冷却水が保存される第２冷却水チャンバー１５が各々形成される。各々の第２冷却水チャンバー１５は、各々の保存溝３３に連結している。
【００４９】
前記第１冷却水チャンバー１３及び第２冷却水チャンバー１５は、冷却水が流入及び排出する位置に形成され、流入したり排出する冷却水を保存する。
【００５０】
ここで、前記ベースプレート１０の他面には、前記第１冷却水チャンバー１３に対応するシールカバー１７が装着される。
【００５１】
前記シールカバー１７は、第１冷却水チャンバー１３に保存された冷却水が前記ベースプレート１０の外部に漏水しないようにする。
【００５２】
つまり、前記一対の第１冷却水チャンバー１３のうちの一つの第１冷却水チャンバー１３には、前記ニップル１１を通して流入する冷却水が一次的に保存され、前記一つの第１冷却水チャンバー１３と連結される第２冷却水チャンバー１５には、前記第１冷却水チャンバー１３に保存された冷却水が流入して２次的に保存される。
【００５３】
反対に、前記第１冷却水チャンバー１３のうちの他の一つの第１冷却水チャンバー１３には、前記ニップル１１を通して排出される冷却水が一次的に保存され、前記他の一つの第１冷却水チャンバー１３と連結する第２冷却水チャンバー１５には、前記冷却水排出ホール３９を通して排出された冷却水が２次的に保存される。前記他の一つの第１冷却水チャンバー１３と連結する第２冷却水チャンバー１５に保存された冷却水は、ニップル１１を通してベースプレート１０の外部に排出される。
【００５４】
前記一対の第２冷却水チャンバー１５のうちの一つは、前記ボディー部３１の冷却水流入ホール３７に連結して、冷却水流入ホール３７に連結した保存溝３３に冷却水を供給する。前記一対の第２冷却水チャンバー１５のうちの他の一つは、前記ボディー部３１の冷却水排出ホール３９に連結して、冷却水排出ホール３９と連結した保存溝３３から排出される冷却水を保存する。
【００５５】
本発明の実施例では、少なくとも一つ以上の前記冷却水流動溝３５が形成されて、前記一対の保存溝３３を互いに連結する。
【００５６】
ここで、各冷却水流動溝３５は、前記ボディー部３１の幅方向に沿って形成される。また、複数の冷却水流動溝３５は、ボディー部３１の長さ方向に互いに離隔して配置される。一つまたは多数の実施例で、前記複数の冷却水流動溝３５は、等間隔に配置される。
【００５７】
このような冷却水流動溝３５は、前記装着空間２１の内面とボディー部３１との間で冷却水が流動する流路を形成する。
【００５８】
つまり、前記冷却水流動溝３５は、前記外形ブロック２０と前記ボディー部３１との間の空間で定義される。したがって、冷却水は、ボディー部３１の外周面と外形ブロック２０の装着空間２１の内周面との間に形成された冷却水流動溝３５を通してボディー部３１の幅方向に沿って円滑に流動する。
【００５９】
ここで、前記第１、２冷却水チャンバー１３、１５及び保存溝３３は、前記ベースプレート１０のニップル１１を通して供給されたり排出される冷却水が保存されるようにすることによって、冷却水流動溝３５を循環する冷却水の流動が途絶えるのを未然に防止する。
【００６０】
前記冷却水流動溝３５は、ボディー部３１の外周面に沿って形成され、互いに等間隔をなして形成されたものを例示したが、これに限定されない。前記冷却水流動溝３５の個数及びそれらの間の間隔は、成型される製品の形状及び大きさ、冷却水の流動を考慮して、変更される。
【００６１】
以下、本発明の実施例によるトスタンピング金型の組立て工程及び作用を、図４及び図５を参照して説明する。
【００６２】
成型するパネルの外形と同一な外形を有するように外形ブロック２０の外周面を加工し、前記外形ブロック２０の内周面を加工して、装着空間２１を形成する。また、ボディー部３１の外周面に保存溝３３及び複数の冷却水流動溝３５を形成して、インサートブロック３０を製造する。その後、前記インサートブロック３０を前記外形ブロック２０の装着空間２１に挿入して、溶接などによって前記外形ブロック２０に固定装着する。
【００６３】
ここで、前記インサートブロック３０は、ボディー部３１の外周面が装着空間２１の内周面と接触して挿入されるように前記外形ブロック２０に装着される。
【００６４】
前記外形ブロック２０及びインサートブロック３０の組立てが完了すれば、前記ベースプレート１０に形成された一対の第２冷却水チャンバー１５の位置に対応して前記インサートブロック３０の冷却水流入ホール３７及び冷却水排出ホール３９を位置させて、複数の外形ブロック２０を装着して、金型１の組立てを完了する。
【００６５】
図４に示したように、前記ニップル１１を通してベースプレート１０に冷却水を供給すると、冷却水は、ベースプレート１０の長さ方向に沿って流動して、前記各外形ブロック２０に流入する。
【００６６】
この場合、冷却水は、図５に示したように、前記一つの第１冷却水チャンバー１３に一次的に保存されて、これに連結した第２冷却水チャンバー１５に供給される。
【００６７】
その後、第２冷却水チャンバー１５に保存された冷却水は、前記インサートブロック３０の冷却水流入ホール３７に供給されて、前記一つの保存溝３３に保存される。
【００６８】
前記一つの保存溝３３に保存された冷却水は、インサートブロック３０のボディー部３１に形成された冷却水流動溝３５を通して前記装着空間２１の内周面に沿って流動する。
【００６９】
前記冷却水流動溝３５を通して流動した冷却水は、前記他の一つの保存溝３３に保存されて、冷却水排出ホール３９と連結した第２冷却水チャンバー１５に排出される。その後、前記冷却水は、前記他の一つの第１冷却水チャンバー１３に保存されて、前記ニップル１１を通してベースプレート１０の外部に排出される。
【００７０】
本発明の実施例によれば、冷却水を流動させるための通路を金型に直接加工せず、外形ブロック２０の内部に組立てられるインサートブロック３０の外周面に形成する。したがって、金型の設計の自由度を向上させることができ、ホットスタンピング成型の重要因子である金型の冷却性能を向上させることができる。
【００７１】
また、製品の冷却時に、金型での変形及びクラックの発生を未然に防止して、全体的な耐久性を向上させ、パネル全体が均一に冷却されるようにすることによって、欠陥のない製品の生産が可能であり、製品の生産性を向上させることができる。
【００７２】
以上のように、本発明を限定された実施例及び図面によって説明したが、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって、本発明の技術思想及び特許請求範囲と等しい技術的範囲内で多様な修正及び変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、ホットスタンピング成型用金型の分野に適用できる。
【符号の説明】
【００７４】
１０    ベースプレート
１１    ニップル
１３    第１冷却水チャンバー
１５    第２冷却水チャンバー
２０    外形ブロック
２１    装着空間
３０    インサートブロック
３１    ボディー部
３３    保存溝
３５    冷却水流動溝
３７    冷却水流入ホール
３９    冷却水排出ホール
【図１】
0006010328.tif 000002
【図２】
0006010328.tif 000003
【図３】
0006010328.tif 000004
【図４】
0006010328.tif 000005
【図５】
0006010328.tif 000006