(57)【要約】【課題】熱間プレス加工後の金属板材に一部プレス加工を施す場合に、金属板材の一部を目標温度となるまで再加熱する際に時間の制約を殆ど受けないようにするとともに、熱間プレス加工から一部プレス加工までを効率よく行えるようにする。【解決手段】プレス加工装置は、熱間プレス加工用金型と、金属板材Ｗの一部を目標温度となるまで再加熱するための部分加熱装置と、再加熱された金属板材Ｗの一部に対してプレス加工を施す一部プレス加工装置とを備えている。金属板材Ｗを把持する把持部４ｂには、通電加熱用の電極５ａ、５ｂが設けられており、搬送中に金属板材Ｗの一部を再加熱することができる。【選択図】図７
2018089649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼入れ温度以上まで加熱された金属板材をプレス加工する熱間プレス加工用金型と、上記金属板材の一部を目標温度となるまで再加熱するための部分加熱装置と、該部分加熱装置により加熱された上記金属板材の一部に対してプレス加工を施す一部プレス加工装置とを備えたプレス加工装置において、
上記プレス加工装置は、上記熱間プレス加工用金型によって加工された上記金属板材を把持する把持部を有するとともに、該把持部で把持した上記金属板材を上記一部プレス加工装置まで搬送する搬送装置を備え、
上記部分加熱装置は、上記金属板材の一部をジュール熱により再加熱するように構成されることを特徴とするプレス加工装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプレス加工装置において、
上記部分加熱装置は、上記金属板材の一部に電流を供給する電極を備え、該電極は上記把持部に設けられていることを特徴とするプレス加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のプレス加工装置において、
上記部分加熱装置は、互いに対向するように上記把持部に設けられる第１電極及び第２電極と、該電極に電流を供給する電流供給部とを有し、
上記第１電極及び上記第２電極は上記金属板材に厚み方向両側から接触することを特徴とするプレス加工装置。
【請求項４】
請求項１に記載のプレス加工装置において、
上記部分加熱装置は、誘導加熱部と、該誘導加熱部に電流を供給する電流供給部とを有していることを特徴とするプレス加工装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のプレス加工装置において、
上記熱間プレス加工用金型と、上記一部プレス加工装置とは別々に駆動され、
上記搬送装置は、産業用ロボットであることを特徴とするプレス加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板材を加熱した状態でプレス加工するプレス加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等に使用される部材には高い強度と軽量化が求められている。この種の部材を得る方法としては、焼き入れ温度まで加熱した金属板材をプレス加工して冷却する、いわゆる熱間プレス加工法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のプレス加工装置は、固定ベースと可動ベースを備えており、固定ベース及び可動ベースには、対向するように配置される熱間プレス加工用の下金型及び上金型がそれぞれ取り付けられている。また、固定ベース及び可動ベースには、下金型及び上金型の隣に位置するように、部分再加熱用のシーズヒーターが埋め込まれた下側発熱ブロック及び上側発熱ブロックが取り付けられている。さらに、固定ベース及び可動ベースには、発熱ブロックの隣に位置するように、切除加工用の切断刃が設けられている。
【０００４】
そして、予め焼入れ温度以上まで加熱された金属板材が可動ベースの下死点への移動によって下金型及び上金型によってプレス加工されて焼入れされ、冷却される。その後、可動ベースを元位置に戻してから金属板材を隣に移動させた後、可動ベースを下死点へ移動させて下側発熱ブロック及び上側発熱ブロックを金属板材に接触させることにより、金属板材が部分的に再加熱される。そして、可動ベースを再び元位置に戻してから金属板材を隣に移動させた後、可動ベースを下死点へ移動させることにより、再加熱された部分が切断刃によって切除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１７３１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、熱間プレス加工後の金属板材に穴あけ、トリム、一部折り曲げ加工等の部分プレス加工を施す際に、特許文献１のように固定ベースと可動ベースの間で熱間プレス加工後の金属板材を部分再加熱して切除することで、刃物や金型への負担を軽減できるという利点がある。
【０００７】
しかし、特許文献１の場合は、固定ベースと可動ベースの間で金属板材を搬送しながら各工程を行うトランスファー式を前提としている。従って、発熱ブロックに内蔵されたシーズヒーターから放射される熱で熱間プレス加工後の金属板材を再加熱する際に、目標温度まで加熱するために時間がかかる場合、可動ベースの１ストロークに要する時間は部分加熱時の加熱時間よりも短くすることはできず、その結果、１ストロークに要する時間が長時間化して生産効率が悪化する。
【０００８】
また、特許文献１のようにシーズヒーターから放射される熱伝導による加熱方法では、金属板材と発熱ブロックとが接触している時間内に金属板材の温度を目標温度まで再加熱する必要があるが、このためには、シーズヒーターの温度を金属板材の目標温度よりも高く設定しておかなければならない。そのようにした場合、シーズヒーターからの輻射熱や熱伝導等によってプレス加工装置自体やその周囲の物まで加熱されて不具合の発生原因となることが考えられる。
【０００９】
本発明は、か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、熱間プレス加工後の金属板材に一部プレス加工を施す場合に、金属板材の一部を目標温度となるまで再加熱する際に時間の制約を殆ど受けないようにするとともに、熱間プレス加工から一部プレス加工までを効率よく行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明では、熱間プレス加工後の金属板材を搬送中に再加熱してから一部プレス加工を施すようにした。
【００１１】
第１の発明は、焼入れ温度以上まで加熱された金属板材をプレス加工する熱間プレス加工用金型と、上記金属板材の一部を目標温度となるまで再加熱するための部分加熱装置と、該部分加熱装置により加熱された上記金属板材の一部に対してプレス加工を施す一部プレス加工装置とを備えたプレス加工装置において、上記プレス加工装置は、上記熱間プレス加工用金型によって加工された上記金属板材を把持する把持部を有するとともに、該把持部で把持した上記金属板材を上記一部プレス加工装置まで搬送する搬送装置を備え、上記部分加熱装置は、上記金属板材の一部をジュール熱により再加熱するように構成されることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、焼入れ温度以上まで加熱された金属板材が熱間プレス加工用金型によってプレス加工されて冷却されることで熱間プレス加工された金属板材が得られる。この熱間プレス加工後の金属板材は、搬送装置の把持部によって把持されてから一部プレス加工装置まで搬送され、この搬送中に一部が部分加熱装置によって再加熱される。このとき、部分加熱装置は金属板材の一部をジュール熱により再加熱するものなので、金属板材を把持する前は熱を発生させることはなく、プレス加工装置自体やその周囲の物まで加熱されるのが抑制される。
【００１３】
また、部分加熱装置が作動することで金属板材の一部は直ちに昇温するので、目標温度への到達時間が、従来のシーズヒーターを利用した発熱ブロックの熱伝導による加熱に比べて早くなる。しかも、金属板材の搬送中に金属板材の一部が加熱されるので、熱間プレス加工用金型及び一部プレス加工装置のストローク時間による制約を受けることなく、金属板材の一部を目標温度まで再加熱することが可能になる。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、上記部分加熱装置は、上記金属板材の一部に電流を供給する電極を備え、該電極は上記把持部に設けられていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、金属板材を搬送する際に、把持部によって把持した部分に電流を流すことによって当該部分が再加熱される。従って、金属板材の再加熱したい部分を把持することで、金属板材の搬送中に金属板材の一部を効率よく再加熱することが可能になる。
【００１６】
第３の発明は、第２の発明において、上記部分加熱装置は、互いに対向するように上記把持部に設けられる第１電極及び第２電極と、該電極に電流を供給する電流供給部とを有し、上記第１電極及び上記第２電極は上記金属板材に厚み方向両側から接触することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、第１電極及び第２電極により金属板材の一部を厚み方向に把持した状態で電流供給部によって該電極に電流を流すと金属板材の一部に電流が流れてジュール熱が発生する。これにより、金属板材の一部のみが狙い通りに効率よく加熱される。
【００１８】
第４の発明は、第１の発明において、上記部分加熱装置は、誘導加熱部と、該誘導加熱部に電流を供給する電流供給部とを有していることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、金属板材の搬送時に誘導加熱部を金属板材の一部に接近または接触させることで、金属板材の一部にのみジュール熱が発生する。これにより、金属板材の一部のみが狙い通りに効率よく加熱される。
【００２０】
第５の発明は、第１から４のいずれか１つの発明において、上記熱間プレス加工用金型と、上記一部プレス加工装置とは別々に駆動され、上記搬送装置は、産業用ロボットであることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、熱間プレス加工用金型及び一部プレス加工装置の動きとは関係なく金属板材を搬送することが可能になる。また、産業用ロボットの把持部によって金属板材の一部を把持して効率よく再加熱することが可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
第１の発明によれば、熱間プレス加工後の金属板材を搬送装置によって一部プレス加工装置まで搬送する途中に金属板材の一部をジュール熱により目標温度となるまで再加熱することができ、その後、一部プレス加工装置によって金属板材の一部に対してプレス加工を施すことができる。これにより、金属板材の一部を目標温度となるまで再加熱する際に制約を殆ど受けることなく、熱間プレス加工から一部プレス加工までを効率よく行うことができる。
【００２３】
第２の発明によれば、部分加熱装置を把持部に設けたので、金属板材の搬送中に金属板材の一部を効率よく再加熱することができる。
【００２４】
第３の発明によれば、部分加熱装置の第１電極及び第２電極により金属板材の一部を厚み方向に把持した状態で電流を流すことができるので、金属板材の一部のみを狙い通りに効率よく加熱することができる。
【００２５】
第４の発明によれば、金属板材の一部を誘導加熱することができるので、金属板材の一部のみを狙い通りに効率よく加熱することができる。
【００２６】
第５の発明によれば、搬送装置を産業用ロボットにすることで、熱間プレス加工用金型及び一部プレス加工装置の動きとは関係なく金属板材を搬送することができるとともに、金属板材の一部を産業用ロボットが把持して搬送する途中に搬送時間を利用して効率よく再加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態に係るプレス加工装置のブロック図である。
【図２】熱間プレス加工装置の断面図である。
【図３】金属板材を熱間プレス成形する直前の状態を示す図２相当図である。
【図４】熱間プレス加工装置による熱間プレス加工が完了した状態を示す図２相当図である。
【図５】熱間プレス加工後の金属板材をトリミング装置にセットした状態を示す断面図である。
【図６】金属板材のトリミング加工が完了した状態を示す図５相当図である。
【図７】トリミング加工後の金属板材を搬送する途中の状態を示す断面図である。
【図８】トリミング加工完了後の金属板材をピアス装置にセットした状態を示す断面図である。
【図９】ピアス装置の上側保持型が下降した状態を示す図８相当図である。
【図１０】金属板材のピアス加工が完了した状態を示す図８相当図である。
【図１１】ピアス装置の上側保持型を元の位置に戻した状態を示す図８相当図である。
【図１２】ピアス加工後の金属板材を搬送する途中の状態を示す断面図である。
【図１３】ピアス完了後の金属板材をフランジダウン装置にセットした状態を示す断面図である。
【図１４】フランジダウン装置の上側保持部材が金属板材に接触した状態を示す図１３相当図である。
【図１５】フランジダウン加工が完了した状態を示す図１３相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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ず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２９】
図１は、本発明の実施形態に係るプレス加工装置１のブロック図を示すものである。プレス加工装置１は、図３等に示す金属板材Ｗをプレス加工することによって例えば自動車部品等を得るための装置である。金属板材Ｗは、例えば高張力鋼板等の鋼板である。また、自動車部品としては、サスペンション装置を構成する部品や、各種フレーム、ピラー、ドアに取り付けられるインパクトビーム等を挙げることができる。また、金属板材Ｗの厚みとしては、例えば１．０ｍｍ〜２．０ｍｍくらいであり、部品の種類に応じて任意の厚みのものを用いることができる。また、金属板材Ｗの材質も特に限定されない。
【００３０】
（プレス加工装置の全体構成）
プレス加工装置１は、焼入れ温度以上まで加熱された金属板材Ｗをプレス加工（熱間プレス加工）した後に、トリミング加工、ピアス加工、フランジダウン加工を施すように構成されている。トリミング加工、ピアス加工、フランジダウン加工は、それぞれ、金属板材Ｗの一部にのみ施されるプレス加工である。
【００３１】
すなわち、図１に示すように、プレス加工装置１は、熱間プレス加工装置２と、トリミング装置３と、搬送ロボット４、４０と、第１部分加熱装置５と、第２部分加熱装置６と、ピアス装置７と、フランジダウン装置８と、制御装置９とを備えている。熱間プレス加工装置２、トリミング装置３、搬送ロボット４、４０、第１部分加熱装置５、第２部分加熱装置６、ピアス装置７及びフランジダウン装置８は、後述するように制御装置９によって制御される。
【００３２】
（熱間プレス加工装置の構成）
図２に示すように、熱間プレス加工装置２は、可動盤２０と、可動盤２０を上下方向に移動させる駆動装置２１と、下金型２２と、上金型２３とを備えている。下金型２２及び上金型２３は、熱間プレス加工用金型である。駆動装置２１は、例えば流体圧シリンダ等で構成されており、この駆動装置２１が制御装置９によって制御されるようになっている。
【００３３】
可動盤２０は駆動装置２１に固定されている。上金型２３は、可動盤２０の下面に固定されている。従って、上金型２３は駆動装置２１によって上下方向に駆動され、図２に示す上死点位置と、図４に示す下死点位置との間で往復動する。
【００３４】
図２に示すように、下金型２２は上金型２３と対向するように配置され、例えば床面等に対して動かないように固定されている。下金型２２の上面には、成形面２２ａが上方へ膨出するように形成されている。
【００３５】
また、可動盤２０には、金属板材Ｗを押さえるための押さえ部材２４と、押さえ部材２４を上下方向に変位可能に可動盤２０に取り付ける弾性部材２５とが設けられている。押さえ部材２４は、下金型２２の成形面２２ａの最も高い部分の直上方に位置付けられる。上金型２３の幅方向（図２の左右方向）中央部には、押さえ部材２４を上下方向に案内する案内面２３ａ、２３ａが上下方向に延びるように形成されており、案内面２３ａ、２３ａの上端部は可動盤２０に達している。さらに、上金型２３の幅方向中央部には、成形面２３ｂ、２３ｂが案内面２３ａ、２３ａよりも下方に位置するように形成されている。成形面２３ｂ、２３ｂは下方へ行くほど互いの間隔が広がるように形成された傾斜面で構成されている。下金型２２の成形面２２ａと、上金型２３の成形面２３ｂ、２３ｂとによって熱間プレス加工による金属板材Ｗの成形が行われるようになっている。尚、下金型２２の成形面２２ａ及び上金型２３の成形面２３ｂ、２３ｂの形状は一例である。
【００３６】
弾性部材２５は上下方向に伸縮するバネ等で構成することができる。弾性部材２５の上端部は可動盤２０に固定され、下端部は押さえ部材２４に固定されている。これにより、押さえ部材２４が下方から上方へ向けて所定の力で押圧されると、弾性部材２５の付勢力に抗して上方へ変位することが可能になる。
【００３７】
（トリミング装置の構成）
図５に示すように、トリミング装置３は、可動盤３０と、可動盤３０を上下方向に移動させる駆動装置３１と、下側保持型３２と、上側加工具３３、３３とを備えており、金属板材Ｗを冷却することが可能になっている。駆動装置３１は、例えば流体圧シリンダ等で構成されており、この駆動装置３１が制御装置９によって制御されるようになっている。
【００３８】
可動盤３０は駆動装置３１に固定されている。上側加工具３３、３３は、幅方向（図５の左右方向）に互いに間隔をあけて配置されており、上側加工具３３、３３の上端部が可動盤３０に固定されている。従って、上側加工具３３、３３は駆動装置３１によって上下方向に駆動され、図５に示す上死点位置と、図６に示す下死点位置との間で往復動する。上側加工具３３、３３は下方へ突出しており、各上側加工具３３の下端縁部には、金属板材Ｗの一部を切断するための刃３３ａが形成されている。
【００３９】
可動盤３０には、金属板材Ｗを上方から保持するための上側保持部材３４と、上側保持部材３４を上下方向に変位可能に可動盤３０に取り付ける弾性部材３５とが設けられている。上側保持部材３４は、上側加工具３３、３３の間に配置されており、上側加工具３３、３３の側面によって上下方向に案内されるようになっている。上側保持部材３４の下面には、保持面３４ａが上方へ窪むように形成されている。この保持面３４ａは、熱間プレス加工装置２によって成形された金属板材Ｗの上面形状に沿うように形成されている。
【００４０】
弾性部材３５は上下方向に伸縮するバネ等で構成することができる。弾性部材３５の上端部は可動盤３０に固定され、下端部は上側保持部材３４に固定されている。これにより、上側保持部材３４が下方から上方へ向けて所定の力で押圧されると、弾性部材３５の付勢力に抗して上方へ変位することが可能になる。
【００４１】
下側保持型３２は、上側保持部材３４と対向するように配置され、例えば床面等に対して動かないように固定されている。下側保持型３２の上面には、保持面３２ａが上方へ膨出するように形成されている。この保持面３２ａは、熱間プレス加工装置２によって成形された金属板材Ｗの下面形状に沿うように形成されている。
【００４２】
下側保持型３２の幅方向両端縁部には、上記上側加工具３３、３３の刃３３ａ、３３ａと共に金属板材Ｗの一部に剪断力を与えて該金属板材Ｗの一部を切断するための刃３２ｂ、３２ｂが形成されている。
【００４３】
下側保持型３２及び上側保持部材３４には、金属板材Ｗを冷却するための冷却構造を設けることができる。冷却構造としては、例えば冷却媒体が流通する通路等を挙げることができる。
【００４４】
（搬送ロボットの構成）
搬送ロボット４、４０は、６軸の多関節型産業用ロボットで構成されており、本発明の搬送装置に相当するものである。搬送ロボット４、４０は、１台であってもよいし、複数台設けることもできる。搬送ロボット４は、図示しないベース部分が例えば床面等に固定されており、このベース部分から延びるアーム４ａを備えている（図７に示す）。また、図１２に示すように、搬送ロボット４０は、ベース部分から延びるアーム４０ａを備えている。
【００４５】
図７では、搬送ロボット４が複数台設けられている場合について示している。各アーム４ａには、金属板材Ｗを厚み方向に把持する把持部４ｂが設けられている。把持部４ｂは金属板材Ｗの厚み方向一側に配置される第１把持部４ｃと、金属板材Ｗの厚み方向他側に配置される第２把持部４ｄと、第１把持部４ｃ及び第２把持部４ｄを互いに接離する方向に駆動する駆動部４ｅとを有している。搬送ロボット４は、熱間プレス加工されてトリミングされた後の金属板材Ｗを把持部４ｂによって把持し、把持部４ｂで把持した金属板材Ｗをトリミング装置３からピアス装置７まで搬送するためのものである。
【００４６】
また、図１２に示す搬送ロボット４０のアーム４０ａには、搬送ロボット４のアーム４ａと同様に構成された把持部４０ｂが設けられている。すなわち、把持部４０ｂは金属板材Ｗの厚み方向一側に配置される第１把持部４０ｃと、金属板材Ｗの厚み方向他側に配置される第２把持部４０ｄと、第１把持部４０ｃ及び第２把持部４０ｄを互いに接離する方向に駆動する駆動部４０ｅとを有している。搬送ロボット４０は、ピアス装置７によってピアス加工された金属板材Ｗを把持部４０ｂによって把持し、把持部４０ｂで把持した金属板材Ｗをピアス装置７からフランジダウン装置８まで搬送するためのものである。
【００４７】
（第１部分加熱装置の構成）
第１部分加熱装置５は、導体からなる部材に電流を流すことによってジュール熱を発生させ、発生したジュール熱によって当該部材を加熱するように構成された、いわゆる通電加熱装置であり、従来から鋼板等を焼入れする際に使用されているものである。すなわち、第１部分加熱装置５は、電流供給部５ａと第１電極５ｂと第２電極５ｃとを備えており、電流供給部５ａは第１電極５ｂ及び第２電極５ｃに電気的に接続されている。図７に示すように、第１電極５ｂは、搬送ロボット４のアーム４ａの第１把持部４ｃに設けられており、また、第２電極５ｃは当該アーム４ａの第２把持部４ｄに設けられている。そして、把持部４ｂが金属板材Ｗを厚み方向に把持すると、第１電極５ｂが金属板材Ｗの一側面に当接し、第２電極５ｃが金属板材Ｗの他側面に当接して、第１電極５ｂ及び第２電極５ｃが金属板材Ｗと導通状態になる。
【００４８】
電流供給部５ａは、熱間プレス加工後の金属板材Ｗの一部を再加熱するのに必要な電流を第１電極５ｂ及び第２電極５ｃに供給するためのものである。電流値や通電時間は金属板材Ｗの厚みや材質、目標温度等によって変更される。電流供給部５ａは、制御装置９によって制御され、予め設定された電流値を所定時間流すように構成されている。
【００４９】
尚、図７では、２台の搬送ロボット４の把持部４ｂにそれぞれ第１電極５ｂ及び第２電極５ｃを設けているので、同時に２箇所を加熱することができるようになっている。
【００５０】
（第２部分加熱装置の構成）
第２部分加熱装置６は、電磁誘導の原理を利用して部材にジュール熱を発生させ、発生したジュール熱によって当該部材を加熱するように構成された、いわゆる誘導加熱装置（ＩＨ加熱装置）であり、従来から鋼板等を焼入れする際に使用されているものである。すなわち、第１部分加熱装置６は、電流供給部６ａと、コイル等を有する誘導加熱部６ｂとを備えており、電流供給部６ａは誘導加熱部６ｂに電気的に接続されている。
【００５１】
図１２に示すように、誘導加熱部６ｂは、搬送ロボット４０のアーム４０ａの第２把持部４０ｄに設けられている。そして、把持部４０ｂが金属板材Ｗを厚み方向に把持すると、誘導加熱部６ｂが金属板材Ｗの一側面に当接する。尚、誘導加熱部６ｂは金属板材Ｗに接近させるように配置してもよい。
【００５２】
電流供給部６ａは、熱間プレス加工後の金属板材Ｗの一部を再加熱するのに必要な電流を誘導加熱部６ｂに供給するためのものである。電流値や通電時間は金属板材Ｗの厚みや材質、目標温度等によって変更される。電流供給部６ａは、制御装置９によって制御され、予め設定された電流値を所定時間流すように構成されている。
【００５３】
（ピアス装置の構成）
図８に示すように、ピアス装置７は、駆動装置７１と、下側保持型７２と、上側保持型７３と、ピアス加工具７４、７４とを備えており、金属板材Ｗの一部にピアス加工を施すための装置である。この実施形態では、金属板材Ｗにおける第１部分加熱装置で再加熱された２箇所にピアス加工を施すように構成されている。
【００５４】
上側保持型７３は駆動装置７１に固定されている。駆動装置７１は、例えば流体圧シリンダ等で構成されており、この駆動装置７１が制御装置９によって制御されるようになっている。上側保持型７３は駆動装置７１によって上下方向に駆動され、図８及び図１１に示す上死点位置と、図９及び図１０に示す下死点位置との間で往復動する。
【００５５】
上側保持型７３の下面には、保持面７３ａが上方へ窪むように形成されている。この保持面７３ａは、熱間プレス加工装置２によって成形された金属板材Ｗの上面形状に沿うように形成されている。また、上側保持型７３の幅方向（図８の左右方向）両側には、それぞれ、ピアス加工具７４が挿通する挿通孔７３ｂが形成されている。挿通孔７３ｂは保持面７３ａに開口している。
【００５６】
下側保持型７２は、上側保持型７３と対向するように配置され、例えば床面等に対して動かないように固定されている。下側保持型７２の上面には、保持面７２ａ、７２ａが形成されている。この保持面７２ａ、７２ａは、熱間プレス加工装置２によって成形された金属板材Ｗの下面形状に沿うように形成されている。
【００５７】
下側保持型７２には、打ち抜き屑を排出するための排出孔７２ｂが形成されるとともに、ピアス加工具７４が挿通する挿通孔７２ｃが形成されている。挿通孔７２ｃと排出孔７２ｂとは連通している。
【００５８】
ピアス加工具７４は、金属板材Ｗの一部に貫通孔Ｗ１（図１２等に示す）を形成するためのものであり、金属板材Ｗにおける第１部分加熱装置５で再加熱された部分を打ち抜くように配置されている。ピアス加工具７４の形状は、貫通孔Ｗ１が円形であれば円柱状とし、貫通孔Ｗ１が多角形であれば多角柱状とする。ピアス加工具７４は、図示しないピアス加工具駆動装置によって軸線方向に進退駆動されるようになっている。ピアス加工具駆動装置は制御装置９によって制御され、図８に示す後退位置と、図１０に示す進出位置とに切り替えられる。尚、ピアス加工具７４は、図示しないカムによって駆動するように構成して、上側保持型７３の昇降動作に連動させてもよい。
【００５９】
（フランジダウン装置の構成）
図１３に示すように、フランジダウン装置８は、可動盤８０と、可動盤８０を上下方向に移動させる駆動装置８１と、下側保持型８２と、上側加工具８５とを備えており、金属板材Ｗの一部である一方のフランジ部Ｗ２を下方へ折り曲げるフランジダウン加工を施すための装置である。駆動装置８１は、例えば流体圧シリンダ等で構成されており、この駆動装置８１が制御装置９によって制御されるようになっている。
【００６０】
可動盤８０は駆動装置８１に固定されている。上側加工具８５は、可動盤８０の下面に固定されている。従って、上側加工具８５は駆動装置８１によって上下方向に駆動され、図１３に示す上死点位置と、図１５に示す下死点位置との間で往復動する。
【００６１】
上側加工具８５は、左側（図５における左側）に偏位している。また、可動盤８０には、金属板材Ｗを上方から保持するための上側保持部材８３と、上側保持部材８３を上下方向に変位可能に可動盤８０に取り付ける弾性部材８４とが設けられている。上側保持部材８３は、上側加工具８５の右側（図５における右側）に配置されている。上側保持部材８３の下面には、保持面８３ａが形成されている。この保持面８３ａは、熱間プレス加工装置２によって成形された金属板材Ｗの上面形状に沿うように形成されている。
【００６２】
弾性部材８４は上下方向に伸縮するバネ等で構成することができる。弾性部材８４の上端部は可動盤８０に固定され、下端部は上側保持部材８３に固定されている。これにより、上側保持部材８３が下方から上方へ向けて所定の力で押圧されると、弾性部材８４の付勢力に抗して上方へ変位することが可能になる。
【００６３】
下側保持型８２は、上側保持部材８３と対向するように配置され、例えば床面等に対して動かないように固定されている。下側保持型８２の上面には、保持面８２ａが上方へ膨出するように形成されている。この保持面８２ａは、熱間プレス加工装置２によって成形された金属板材Ｗの下面形状に沿うように形成されている。
【００６４】
下側保持型８２の左端縁部には、上記上側加工具８５の右端縁部に設けられている角部８５ｂと共に金属板材Ｗの一部に加工力を与えて該金属板材Ｗの一部を加工するための角部８２ｂが形成されている。尚、上側加工具８５の右側面８５ａは熱間プレス加工装置２によって成形された金属板材Ｗの側面形状に沿うように形成されている。
【００６５】
（制御装置の構成）
制御装置９は、例えばマイクロコンピュータ等を内蔵した制御盤等で構成されており、以下に述べるように各装置を制御して、熱間プレス加工工程、トリミング工程、第１搬送及び再加熱工程、ピアス工程、第２搬送及び再加熱工程、フランジダウン工程を含む一連のプレス成形方法を実行する。
【００６６】
熱間プレス加工工程は、まず、熱間プレス加工装置２の駆動装置２１を制御して図２に示すように上金型２３を上死点位置にしておく。そして、図示しない加熱装置によって焼入れ温度以上（例えば８５０℃）まで加熱された金属板材Ｗを図示しない搬送装置によって下金型２２の上に載置した後、駆動装置２１を制御して図３に示すように上金型２３を下降させていくと、押さえ部材２４が金属板材Ｗの上面に接触して金属板材Ｗが押さえ部材２４と下金型２２とで挟持される。そして、図４に示すように上金型２３が下死点位置まで下降すると金属板材Ｗが熱間プレス加工されて、上方に凸状をなすとともに、下端部に水平方向に延出する２つのフランジ部Ｗ２、Ｗ２が形成される。この熱間プレス加工工程では型締めは行わず、下死点位置まで下降した上金型２３はすぐに上死点位置まで移動させる。熱間プレス加工が完了すると、金属板材Ｗの温度は約５００℃まで降下する。
【００６７】
熱間プレス加工工程の後、図示しない搬送装置によって金属板材Ｗをトリミング装置３まで素早く搬送して下側保持型３２に載置し（図５参照）、トリミング工程を行う。金属板材Ｗの搬送前までに、駆動装置３１を制御して図５に示すように上側加工具３３、３３及び上側保持部材３４を上死点位置にしておく。熱間プレス加工装置２とトリミング装置３とは近接しており、トリミング装置３の下側保持型３２に金属板材Ｗを載置した時点の当該金属板材Ｗの温度は約５００℃である。
【００６８】
その後、駆動装置３１を制御して図６に示すように上側加工具３３、３３及び上側保持部材３４を下死点位置にする。この途中において、上側保持部材３４が金属板材Ｗに接触して金属板材Ｗが保持される。金属板材Ｗが保持された後に、上側加工具３３、３３の刃３３ａ、３３ａと、下側保持型３２の刃３２ｂ、３２ｂとによって金属板材Ｗのフランジ部Ｗ２、Ｗ２の先端側を切除する。このトリミング工程では３秒〜５秒程度の型締め時間を設けて金属板材Ｗを冷却して当該金属板材Ｗの温度を約１００℃まで降下させる。
【００６９】
次いで、第１搬送及び再加熱工程を行う。第１搬送及び再加熱工程では、図示しない脱型装置によって金属板材Ｗをトリミング装置３の下側保持型３２から脱型した後、図７に示す２台の搬送ロボット４を使用して金属板材Ｗをピアス装置７の下側保持型７２（図８に示す）まで搬送するとともに、搬送中に金属板材Ｗの一部を再加熱する。すなわち、各搬送ロボット４のアーム４ａの把持部４ｂで金属板材Ｗを厚み方向に把持し、第１電極５ｂと第２電極５ｃとを金属板材Ｗに接触させる。第１電極５ｂと第２電極５ｃとが金属板材Ｗに接触したら第１部分加熱装置５の電流供給部５ａによる電流供給を開始する。すると、金属板材Ｗの一部に厚み方向に電流が流れてジュール熱が発生し、金属板材Ｗの一部がジュール熱により再加熱される。従って、金属板材Ｗの搬送時間を利用して金属板材Ｗの一部を再加熱することができる。また、金属板材Ｗの一部に電流を流すとその一部は直ちに昇温するので、目標温度への到達時間が、従来のシーズヒーターを利用した発熱ブロックの熱伝達による加熱に比べて早くなる。尚、金属板材Ｗの一部の再加熱後の温度は、例えば約５００℃にすることができる。
【００７０】
図８に示すように、金属板材Ｗをピアス装置７の下側保持型７２に搬送する前までに、駆動装置７１を制御して上側保持型７３を上死点位置にしておく。その後、ピアス工程を行う。まず、図９に示すように、駆動装置７１を制御して上側保持型７３を下死点位置まで下降させる。その後、図１０に示すように、図示しないピアス加工具駆動装置を制御してピアス加工具７４、７４を進出させると、金属板材Ｗにおける第１部分加熱装置で再加熱された部分が打ち抜かれてピアス加工が完了する。ピアス加工の完了後にピアス加工具７４、７４を後退させてから駆動装置７１を制御して上側保持型７３を上死点位置まで上昇させる。
【００７１】
次いで、第２搬送及び再加熱工程を行う。第２搬送及び再加熱工程では、図示しない脱型装置によって金属板材Ｗをピアス装置７の下側保持型７２から脱型した後、図１２に示すように搬送ロボット４０のアーム４０ａを使用して金属板材Ｗをフランジダウン装置８の下側保持型８２（図１３に示す）まで搬送するとともに、搬送中に金属板材Ｗの一部を再加熱する。すなわち、搬送ロボット４０のアーム４０ａの把持部４０ｂで金属板材Ｗを厚み方向に把持し、第２部分加熱装置６の誘導加熱部６ｂを金属板材Ｗに接触させる。誘導加熱部６ｂが金属板材Ｗに接触したら第２部分加熱装置６の電流供給部６ａによる電流供給を開始する。すると、金属板材Ｗの一部にジュール熱が発生し、金属板材Ｗの一部がジュール熱により再加熱される。従って、金属板材Ｗの搬送時間を利用して金属板材Ｗの一部を再加熱することができる。また、金属板材Ｗの一部は誘導加熱によって直ちに昇温するので、目標温度への到達時間が、従来のシーズヒーターを利用した発熱ブロックの熱伝達による加熱に比べて早くなる。尚、金属板材Ｗの一部の再加熱後の温度は、例えば約５００℃にすることができる。
【００７２】
図１３に示すように、金属板材Ｗをフランジダウン装置８の下側保持型８２に搬送する前までに、駆動装置８１を制御して上側保持部材８３及び上側加工具８５を上死点位置にしておく。その後、フランジダウン工程を行う。まず、図１４に示すように、駆動装置８１を制御して上側保持部材８３及び上側加工具８５を下降させていき、上側保持部材８３及び下側保持型８２によって金属板材Ｗを保持し、その後、上側加工具８５が下死点位置となるまでに、上側加工具８５の角部８５ｂと、下側保持型８２の角部８２ｂとによって金属板材Ｗのフランジ部Ｗ２を下方へ折り曲げる（図１５参照）。このフランジダウン加工の完了後に駆動装置８１を制御して上側保持部材８３及び上側加工具８５を上死点位置まで上昇させる。その後、金属板材Ｗを脱型する。
【００７３】
（実施形態の作用効果）
以上説明したように、この実施形態によれば、焼入れ温度以上まで加熱された金属板材Ｗが熱間プレス加工されて冷却された後、その金属板材がピアス装置７まで搬送される途中に金属板材Ｗの一部がジュール熱により再加熱される。また、フランジダウン装置８まで搬送される途中においても金属板材Ｗの一部がジュール熱により再加熱される。ジュール熱による加熱であることから、金属板材Ｗを把持する前は熱を発生させることはなく、プレス加工装置１自体やその周囲の物まで加熱されるのが抑制される。
【００７４】
また、金属板材Ｗの一部はジュール熱によって直ちに昇温するので、目標温度への到達時間が、従来のシーズヒーターを利用した発熱ブロックの熱伝導による加熱に比べて早くなる。しかも、金属板材Ｗの搬送中に金属板材Ｗの一部が加熱されるので、熱間プレス加工装置２やトリミング装置３のストローク時間による制約を受けることなく、金属板材Ｗの一部を目標温度まで再加熱することができる。これにより、金属板材Ｗの一部を再加熱する際に制約を殆ど受けることなく、熱間プレス加工から一部プレス加工までを効率よく行うことができる。
【００７５】
（他の実施形態）
上記実施形態では、フランジダウン工程を行うようにしているが、フランジダウン工程は省略してもよい。この場合、第２搬送及び再加熱工程も省略されることになる。そして、第２部分加熱装置６、フランジダウン装置８及び搬送ロボット４０を省略することができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、ピアス工程を施すようにしているが、ピアス工程は省略してもよい。この場合、第１搬送及び再加熱工程において図１２に示すようなアーム４０ｂを使用して金属板材Ｗをトリミング装置３からフランジダウン装置８まで搬送するように搬送経路を設定し、第２搬送及び再加熱工程は省略する。
【００７７】
また、上記実施形態では、ピアス工程の後にフランジダウン工程を行うようにしているが、これとは反対に、フランジダウン工程の後にピアス工程を行うようにしてもよい。この場合、第１搬送及び再加熱工程において図１２に示すようなアーム４０ｂを使用して金属板材Ｗをトリミング装置３からフランジダウン装置８まで搬送するように搬送経路を設定し、第２搬送及び再加熱工程において図７に示すようなアーム４ｂ、４ｂを使用して金属板材Ｗをフランジダウン装置８からピアス装置７まで搬送するように搬送経路を設定すればよい。ピアス装置７の構造は、フランジダウン後の金属板材Ｗの形状に合うように変更すればよい。
【００７８】
また、上記実施形態では、第１部分加熱装置５を通電加熱装置とし、第２部分加熱装置６を誘導加熱装置としたが、これに限らず、第１部分加熱装置５を誘導加熱装置とし、第２部分加熱装置６を通電加熱装置としてもよいし、第１部分加熱装置５及び第２部分加熱装置６を誘導加熱装置としてもよいし、第１部分加熱装置５及び第２部分加熱装置６を通電加熱装置としてもよい。
【００７９】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上説明したように、本発明に係るプレス加工装置は、例えば、自動車部品を製造する場合に使用することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１                  プレス加工装置
４、４０            搬送ロボット（搬送装置）
４ｂ、４０ｂ        把持部
５                  第１部分加熱装置
５ａ                電流供給部
５ｂ                第１電極
５ｃ                第２電極
６                  第２部分加熱装置
７                  ピアス装置（一部プレス加工装置）
８                  フランジダウン装置（一部プレス加工装置）
２２                下金型（熱間プレス加工用金型）
２３                上金型（熱間プレス加工用金型）
Ｗ                  金属板材
【図１】
2018089649.tif 000003
【図２】
2018089649.tif 000004
【図３】
2018089649.tif 000005
【図４】
2018089649.tif 000006
【図５】
2018089649.tif 000007
【図６】
2018089649.tif 000008
【図７】
2018089649.tif 000009
【図８】
2018089649.tif 000010
【図９】
2018089649.tif 000011
【図１０】
2018089649.tif 000012
【図１１】
2018089649.tif 000013
【図１２】
2018089649.tif 000014
【図１３】
2018089649.tif 000015
【図１４】
2018089649.tif 000016
【図１５】
2018089649.tif 000017