(57)【要約】【課題】プレス成形のサイクルタイムを短縮して生産性の向上を図るプレス成形装置及びこれを備えた熱間プレス成形設備を提供する。【解決手段】成形面を有する第１固定型１１と、第１固定型１１と離間して配置され、成形面を有する第２固定型１２と、第１固定型１１と第２固定型１２との間でスライド可能に設けられ、第１固定型１１の成形面との間に金属板を挟持してプレス成形する成形面、及び第２固定型１２の成形面との間に金属板を挟持してプレス成形する成形面を有する可動型１３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板に対してプレス成形を行うプレス成形装置であって、
成形面を有する第１固定型と、前記第１固定型と離間して配置され、成形面を有する第２固定型と、前記第１固定型と前記第２固定型との間でスライド可能に設けられ、前記第１固定型の成形面との間に前記金属板を挟持してプレス成形する成形面、及び前記第２固定型の成形面との間に前記金属板を挟持してプレス成形する成形面を有する可動型とを備えたプレス成形装置。
【請求項２】
前記金属板を加熱する加熱装置と、前記加熱装置で加熱された前記金属板を成形する請求項１記載のプレス成形装置とを備えた熱間プレス成形設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板に対してプレス成形を行うプレス成形装置及びこれを備えた熱間プレス成形設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プレス成形は、金属板を所定形状に成形する工法であり、例えば自動車車体の鋼板部品の成形に用いられる。例えば特許文献１に示されているプレス成形装置（ホットプレス加工装置）は、下型に金属板をセットした後、上型を降下させて型締めすることにより、金属板を所定形状に成形する。その後、上型を上昇させて型開きし、成形した金属板を取り出すと共に、新たな金属板を下型にセットする。このように、従来のプレス成形装置では、可動型（上型）を固定型側へスライドさせて型締めを行い、可動型を固定型から離反する側へスライドさせて型開きを行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７１０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車の製造工程等では、生産性の向上による低コスト化が求められており、自動車部品のプレス成形工程においても、サイクルタイムのさらなる短縮が求められている。
【０００５】
本発明が解決すべき技術的課題は、プレス成形のサイクルタイムを短縮して生産性の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、金属板に対してプレス成形を行うプレス成形装置であって、成形面を有する第１固定型と、第１固定型と離間して配置され、成形面を有する第２固定型と、第１固定型と第２固定型との間でスライド可能に設けられ、第１固定型の成形面との間に金属板を挟持してプレス成形する成形面、及び第２固定型の成形面との間に金属板を挟持してプレス成形する成形面を有する可動型とを備えている。
【０００７】
このプレス成形装置によれば、可動型を第１固定型（あるいは第２固定型）にスライドさせて、可動型の成形面と第１固定型の成形面（あるいは可動型の成形面と第２固定型の成形面）との間で金属板を挟持してプレス成形すると同時に、可動型の成形面と第２固定型の成形面（あるいは可動型の成形面と第１固定型の成形面）とを型開きすることができる。これにより、可動型を往復動させて型締め型開きを行っていた従来のプレス成形装置と比べて、サイクルタイムの短縮が図られる。
【０００８】
上記のプレス成形装置は、金属板を加熱する加熱装置を備えた熱間プレス成形設備に好適に組み込むことができる。この熱間プレス成形設備では、加熱装置で加熱された金属板を一方の固定型と可動型との間に搬入し、これらの金型を型締めしてプレス成形した後、そのまま型締め状態を保持することで金属板を冷却して焼き入れ処理を施すことができる。こうして、一方の固定型と可動型とで成形品に焼き入れ処理を施している間に、型開きされた他方の固定型と可動型との間の空間で、成形品の搬出、及び、新たな鋼板の搬入を行うことで、サイクルタイムのさらなる短縮が図られる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように、本発明のプレス成形装置及びこれを備えた熱間プレス成形設備によれば、サイクルタイムを短縮して生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のプレス成形装置が組み込まれた熱間プレス成形設備の側面図である。
【図２】図１の熱間プレス成形設備の正面図である。
【図３】流体圧駆動シリンダの拡大断面図である。
【図４】図１の熱間プレス成形設備によるプレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図５】図１の熱間プレス成形設備によるプレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図６】図１の熱間プレス成形設備によるプレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図７】図１の熱間プレス成形設備によるプレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図８】図１の熱間プレス成形設備によるプレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図９】図１の熱間プレス成形設備によるプレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図１０】図１の熱間プレス成形設備によるプレス成形方法の手順を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のプレス成形装置の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、例えば、ダイクエンチ工法に用いられる熱間プレス成形設備に本発明のプレス成形装置を組み込んで使用する場合について説明する。
【００１２】
本発明のプレス成形装置が組み込まれた熱間プレス成形設備を、図１及び図２に示す。熱間プレス成形設備１０には、プレス成形装置１と、プレス成形装置１の上方に設けられた加熱装置２と、プレス成形装置１の下方に設けられた排出装置３と、金属板（本実施形態では鋼板Ｗ）を支持して搬送する搬送装置４とを備えている。尚、図２では、第１固定型１１及び第２固定型１２の図示を省略して示している。
【００１３】
本実施形態のプレス成形装置１は、水平方向に型締め型開きするプレス金型が設けられている。図１に示すようにプレス金型は、第１固定型１１と、第１固定型１１に対して水平方向に離間して配置された第２固定型１２と、第１固定型１１と第２固定型１２との間で水平方向にスライドする可動型１３とで構成される。第１固定型１１および第２固定型１２は、固定プレート１４を介して、フレーム１０１に固定して設けられている。可動型１３は、可動プレート１３ａと、可動プレート１３ａの一方側に固定された第１可動型１３ｂと、可動プレート１３ａの他方側に固定された第２固定型１３ｃとを有する。以下、可動型１３のスライド方向を「型開閉方向」と言う。
【００１４】
第１固定型１１、第２固定型１２、および可動型１３には、それぞれ鋼板Ｗをプレス成形する成形面が設けられている。図示例では、第１固定型１１に凸成形面１１ａが形成されており、第２固定型１２には、凹成形面１２ａが形成され、これらの成形面１１ａ，１２ａが型開閉方向で対向している。また、第１可動型１３ｂには、第１固定型１１の凸成形面１１ａと型開閉方向で対向する凹成形面１３ｂ１が形成され、第２固定型１３ｃには、第２固定型１２の凹成形面１２ａと対向する凸成形面１３ｃ１が形成される。プレス金型の各金型の内部には、図示しない冷却水路がそれぞれ設けられている。
【００１５】
プレス成形装置１には、可動型１３を型開閉方向にスライドさせる駆動手段１６が設けられる。本実施形態では、駆動手段１６として、流体圧により可動型１３を駆動する流体圧駆動シリンダ（駆動シリンダ１６ａという。以下、同じ。）を使用している。図１に示すように、駆動手段１６は、可動プレート１３ａに固定された駆動シリンダ１６ａと、駆動シリンダ１６ａ及び可動プレート１３ａのスライド方向をガイドするガイドレール１６ｂとを有する。
【００１６】
ガイドレール１６ｂは、型開閉方向に延び、一対の固定プレート１４の間に掛け渡される（図１参照）。本実施形態では、矩形を成した固定プレート１４の四隅にガイドレール１６ｂが設けられ、各ガイドレール１６ｂに駆動シリンダ１６ａが設けられる（図２参照）。図３に示すように、ガイドレール１６ｂには、駆動シリンダ１６ａの内部に収容されるフランジ部１６ｂ１が設けられており、このフランジ部１６ｂ１により、駆動シリンダ１６ａの内部が、第１空間１６ｃと第２空間１６ｄとに区画される。駆動シリンダ１６ａには、第１空間１６ｃに作動流体Ｌを流入出させる第１流入出口１６ｅと、第２空間１６ｄに作動流体Ｌを流入出させる第２流入出口１６ｆとが設けられている。駆動シリンダ１６ａの開口部には、駆動シリンダ１６ａ内に満たされた作動流体Ｌの漏出を防止するためのシール部材１６ｇが設けられている。
【００１７】
また、第１固定型１１、第２固定型１２及び可動型１３の型締め面の下端には、凹部（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）が互いに対向して形成されている（図１参照）。これにより型締めした状態では、これらの凹部（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）で形成される空間に、後述する搬送装置３の支持部材３１が収容される。
【００１８】
加熱装置２は、プレス成形装置１の上方に設けられ、型開閉方向にスライド可能とされる。本実施形態の加熱装置２は、ヒータで鋼板Ｗを加熱する加熱炉である。加熱装置２の上面及び下面には、それぞれ図示しない搬入口及び搬出口が設けられる。なお、加熱装置２は加熱炉に限らず、例えば通電加熱装置であってもよい。
【００１９】
搬送装置３は、鋼板Ｗを下方から支持する支持部材３１と、支持部材３１を昇降駆動させる昇降手段（本実施形態では昇降シリンダ３２）とを備える。本実施形態では、搬送装置３が、例えばプレス成形装置１の幅方向（図２の左右方向）両端付近に設けられる。各搬送装置３は、図示しない移動手段により型開閉方向に移動可能とされる。
【００２０】
排出装置４は、成形した鋼板Ｗを熱間プレス成形設備１０の外部へ排出するものであり、例えば図１に示すように、無端ベルト４１と、駆動ローラ４２と、図示しない従動ローラとを有するベルトコンベアで構成される。
【００２１】
以下、本発明のプレス成形装置１が組み込まれた熱間プレス成形設備１０によるプレス成形方法の手順を説明する。
【００２２】
まず、図４に示すように第１固定型１１と可動型１３とを型開きした状態で、これらの間に鋼板Ｗを搬入する。具体的には、図５に示すように、昇降シリンダ３２（図１及び図２参照）により支持部材３１を上昇させて加熱装置２の直下に配置する。そして、加熱装置２で所定温度に加熱された鋼板Ｗを自重により落下させ、搬送装置３の支持部材３１で下方から支持する。この状態で、昇降シリンダ３２により支持部材３１を降下させ、鋼板Ｗを第１固定型１１と第１可動型１３ｂとの間の空間（成形位置）に配置する（図６参照）。一方、鋼板Ｗが搬出された加熱装置２には、新たな鋼板Ｗ２が投入され、加熱が開始される。この間、可動型１３は、駆動シリンダ１６ａにより第２可動型１２に押し付けられた状態で保持されている。
【００２３】
その後、駆動シリンダ１６ａを駆動して可動型１３を第１固定型１１側（図中左側）にスライドさせ、第１固定型１１と第１可動型１３ｂとを型締めすることで、加熱された鋼板Ｗをプレス成形する。具体的には、駆動シリンダ１６ａの第１流入出口１６ｅから第１空間１６ｃに作動流体Ｌを流入させると共に、第２空間１６ｄ内の作動流体Ｌを第２流入出口１６ｆから流出させる（図３参照）。これにより、第１空間１６ｃ内の作動流体Ｌの圧力が上昇し、駆動シリンダ１６ａ及び可動型１３が図中左側へスライドする（図７参照）。これにより、第１固定型１１の凸成形面１１ａと第１可動型１３ｂの凹成形面１３ｂ１との間で鋼板Ｗが挟持され、所定形状にプレス成形される。このとき、搬送装置３の支持部材３１は、第１固定型１１の凹部１７ａと第１可動型１３ｂの凹部１７ｂとで形成される空間に収容される。鋼板Ｗのプレス成形が完了しても、駆動シリンダ１６ａ内の第１空間１６ｃにある作動流体Ｌの圧力を維持したままの状態が保たれる。これにより、第１固定型１１と第１可動型１３ｂとが型締め状態のままロックされる。こうして、プレス成形された鋼板Ｗは、第１固定型１１及び第１可動型１３ｂで挟持された状態で保持され、冷却（焼き入れ）が施される。
【００２４】
上記のように、可動型１３を図中左側へスライドさせることで、第１固定型１１及び第１可動型１３ｂが型締めされると同時に、第２固定型１２及び第２可動型１３ｃが型開きされる。そして、図８に示すように、型開きした第２固定型１２と第２可動型１３ｃとの間の空間の上方に加熱装置２を配置すると共に、上記空間の下方に搬送装置３を配置する。そして、上記と同様に、加熱装置２で加熱された鋼板Ｗ２を支持部材３１で支持しながら降下させ、第２固定型１２と第２可動型１３ｃとの間の空間（成形位置）に配置する（図９参照）。
【００２５】
そして、駆動シリンダ１６ａ駆動して、可動型１３を第２固定型１２側（図中右側）へスライドさせ、第２固定型１２と第２可動型１３ｃとを型締めする（図１０参照）。具体的には、駆動シリンダ１６ａの第２流入出口１６ｆから第２空間１６ｄに作動流体Ｌを流入させると共に、第１空間１６ｃ内の作動流体Ｌを第１流入出口１６ｅから流出させる（図３参照）。これにより、第２空間１６ｄ内の作動流体Ｌの圧力が上昇し、駆動シリンダ１６ａ及び可動型１３が図中右側へスライドする。これにより、鋼板Ｗ２が第２固定型１２の凹成形面１２ａと、第２可動型１３ｃの凸成形面１３ｃ１との間で挟持され、所定の形状にプレス成形される。第２固定型１２と可動型１３とを型締めした後、駆動シリンダ１６ａ内の第２空間１６ｄにある作動流体Ｌの圧力を維持したままの状態を保ち、第２固定型１２と可動型１３とを型締め状態のままロックする。これにより、第２固定型１２及び第２可動型１３ｃとで鋼板Ｗ２の冷却（焼き入れ）が施される。
【００２６】
上記のように、可動型１３を図中右側へスライドさせることで、第２固定型１２及び第２可動型１３ｃが型締めされると同時に、第１固定型１１及び第１可動型１３ｂが型開きされる（図１０参照）。このとき、第１固定型１１と可動型１３とでプレス成形された鋼板Ｗは、既に焼き入れが完了している。そして、第１固定型１１と第１可動型１３ｂとの型開きにより、プレス成形された鋼板Ｗを自重により落下させ、プレス成形装置１の下方に配された搬出装置４のベルト４１上に載置され、熱間プレス成形設備１０の外部へ搬出される（図１０の矢印参照）。以上の動作を繰り返すことで、鋼板Ｗのプレス成形が順次行われる。
【００２７】
以上のように、上記のプレス成形装置１では、可動型１３を第１固定型１１側にスライドさせることで、第１固定型１１と第１可動型１３ｂとを型締めして鋼板Ｗをプレス成形すると同時に、第２固定型１２と第２可動型１３ｃとを型開きすることができる（図７参照）。また、可動型１３を第２固定型１２側にスライドさせることで、第２固定型１２と第２可動型１３ｃとを型締めして鋼板Ｗをプレス成形すると同時に、第１固定型１１と第１可動型１３ｂとを型開きすることができる（図１０参照）。すなわち、可動型１３の一方側へのスライドにより、型締め及び型開きを同時に行うことができるため、可動型を往復動させて型締め及び型開きを行っていた従来のプレス成形装置と比べて、サイクルタイムの短縮が図られる。
【００２８】
また、上記のプレス成形装置１によれば、第１固定型１１及び第１可動型１３ｂ（あるいは、第２固定型１２及び第２可動型１３ｃ）を型締めして成形した鋼板Ｗに焼き入れを施している間に、第２固定型１２及び第２可動型１３ｃ（あるいは、第１固定型１１及び第１可動型１３ｂ）を型開きして、成形した鋼板Ｗの搬出及び新たな鋼板の搬入を行うことができる。このように、焼き入れと鋼板の搬入出を同時に行うことで、サイクルタイムのさらなる短縮が図られる。
【００２９】
本発明は、上記の実施形態には限られない。例えば、上記の実施形態では、可動型１３のスライド方向（型開閉方向）を水平方向とした場合を示しているが、これに限らず、例えば型開閉方向を鉛直方向としてもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、第１固定型１１と第２固定型１２との間に、可動型１３を１台設けた場合について示しているが、これに限らず、第１固定型１１と第２固定型１２との間に可動型１３を２台以上設けてもよい。
【００３１】
また、上記の実施形態では、可動型１３をスライドさせる駆動手段１６として、可動型１３と共にスライドする流体圧駆動シリンダ１６ａを用いた場合を示したが、駆動手段１６はこれに限られない。例えば、固定プレート１４，１４に伸縮自在なシリンダを対向配置し、各シリンダの伸長動作で可動型１３を型開閉方向に押圧することにより、可動型１３をスライドさせる構成としてもよい。この他、駆動手段１６を、ボールねじ機構やラックピニオン機構で構成してもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１     プレス成形装置
１０   熱間プレス成形設備
１１   第１固定型
１２   第２固定型
１３   可動型
１３ａ 可動プレート
１３ｂ 第１固定型
１３ｃ 第２固定型
１６   駆動手段
１６ａ 駆動シリンダ（流体圧駆動シリンダ）
１６ｂ ガイドレール
２     加熱装置
３     搬送装置
３１   支持部材
４     排出装置
Ｗ     鋼板
Ｌ     作動流体
【図１】
2015100810.tif 000003
【図２】
2015100810.tif 000004
【図３】
2015100810.tif 000005
【図４】
2015100810.tif 000006
【図５】
2015100810.tif 000007
【図６】
2015100810.tif 000008
【図７】
2015100810.tif 000009
【図８】
2015100810.tif 000010
【図９】
2015100810.tif 000011
【図１０】
2015100810.tif 000012