(57)【要約】【課題】熱間プレス成形設備を提供する。【解決手段】水平方向に型締め型開きするプレス金型２１と、プレス金型２１よりも上方に配設され、内部に搬入された鋼板Ｗを加熱する加熱装置３とを備えた熱間プレス成形設備１であって、加熱装置３内に配された、回転軸６１と、回転軸６１に設けられた支持部６３とを有する保持手段６を設け、回転軸６１を回転させることで、支持部６３を、加熱装置３の内部に搬入された鋼板Ｗを下方から支持可能な支持位置と、鋼板Ｗの下方から退避した退避位置との間で移動可能としたことを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に型締め型開きするプレス金型と、前記プレス金型よりも上方に配設され、内部に搬入された鋼板を加熱する加熱装置とを備えた熱間プレス成形設備であって、
前記加熱装置内に配された、回転軸と、前記回転軸に設けられた支持部とを有する保持手段を設け、前記回転軸を回転させることで、前記支持部を、前記加熱装置の内部に搬入された鋼板を下方から支持可能な支持位置と、鋼板の下方から退避した退避位置との間で移動可能としたことを特徴とする熱間プレス成形設備。
【請求項２】
前記保持手段で、前記加熱装置への鋼板の搬入を行うようにした請求項１記載の熱間プレス成形設備。
【請求項３】
前記加熱装置の内部に鋼板を搬入する搬入装置を設けた請求項１記載の熱間プレス成形設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱間プレス成形設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車車体においては、軽量化への要求の高まりから、車体を構成する鋼板の高張力化が盛んに行われている。高張力鋼板は、高強度であるため、通常のプレス成形により所定の形状に成形することが困難である。そのため、熱間プレス成形（ダイクエンチ工法）の採用が検討されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４２８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダイクエンチ工法は、加熱装置等の専用設備が必要であるため、設備が大型化する傾向がある。そこで、本願出願人は、既に、熱間プレス成形設備のコンパクト化を図る目的で、水平方向に型を開閉するタイプの熱間プレス成形設備を提案している（特願２０１２−２４１０３７号）。
【０００５】
この熱間プレス成形設備は、水平方向に型締め型開きするプレス金型と、プレス金型の上方に配置された加熱装置と、加熱装置で加熱された鋼板をプレス金型まで搬送する搬送装置とを備えたものである。加熱装置の上方には、内部に鋼板を搬入するための搬入口が設けられ、加熱装置の下方には、内部から鋼板を搬出するための搬出口が設けられている。加熱装置の上方に設けられた搬入口を開口し、搬入口から加熱装置内へ鋼板が供給される。供給された鋼板は加熱装置内で加熱された後、加熱装置の下方に設けられた搬出口が開口することによって、加熱装置の下方に自重により落下させる。落下した鋼板は、搬送装置に設けられた支持部材で下方から支持された状態で下降することにより、プレス金型に供給できるようになっている。
【０００６】
このように上記の熱間プレス成形設備は、加熱装置をプレス金型の上方に配設することで、省スペース化を可能にしている。その一方で、実際の製造ラインへの適用に際しては、加熱装置内への鋼板の搬入及び搬出について更なる改良が望まれる。すなわち、上記の熱間プレス成形設備（特願２０１２−２４１０３７号）は、加熱装置内に供給された鋼板を位置決め保持する構成について示されていない。
【０００７】
本発明は斯かる実情に鑑み、加熱装置内で加熱される鋼板を、簡素な構造で位置決め保持できる熱間プレス成形設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明は、水平方向に型締め型開きするプレス金型と、プレス金型よりも上方に配設され、内部に搬入された鋼板を加熱する加熱装置とを備えた熱間プレス成形設備であって、加熱装置内に配された、回転軸と、回転軸に設けられた支持部とを有する保持手段を設け、回転軸を回転させることで、支持部を、加熱装置の内部に搬入された鋼板を下方から支持可能な支持位置と、鋼板の下方から退避した退避位置との間で移動可能としたことを特徴とする。
【０００９】
このように、加熱装置に保持手段を設けたことで、加熱装置の内部に搬入された鋼板の下方を、保持手段の支持部で位置決め保持することができる。また、回転軸を回転させて、鋼板を支持している支持部を、鋼板から退避させることにより鋼板の保持を解除できる。
【００１０】
保持手段で、加熱装置への鋼板の搬入を行うようにしてもよい。保持手段に設けられた支持部で支持された鋼板を、加熱装置内へ搬入することにより、鋼板を加熱装置内の所定の位置で位置決め保持できる。このように、加熱装置内への鋼板の搬入を保持手段で行うことにより、鋼板を加熱装置内へ搬入するための別途の搬入装置を設ける必要が無いため、設備を簡略化できる。
【００１１】
また、加熱装置の内部に鋼板を搬入する搬入装置を設けてもよい。これにより、保持手段を加熱装置に設置したまま、鋼板を加熱装置内に搬入することができる。つまり、保持手段に設けられた回転軸及び支持部を加熱装置の外部に露出させなくても、鋼板を加熱装置内へ搬入できるため、保持手段の回転軸と支持部が、加熱装置の外部で冷やされることがない。これにより、加熱装置の外部で冷やされた回転軸と支持部が、加熱装置に搬入されることによって、加熱装置内の温度が低下するのを防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のことから、本発明によれば、加熱装置内に搬入された鋼板の保持と搬出とを簡素な構造で行える熱間プレス成形設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る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】図１の加熱装置の側面視断面図であって、保持手段の支持部が退避位置にある状態を示す図である。
【図４】図１の加熱装置の側面視断面図であって、保持手段の支持部が支持位置にある状態を示す図である。
【図５】上記熱間プレス成形設備の第一実施形態に係る熱間プレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図６】上記熱間プレス成形設備の第一実施形態に係る熱間プレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図７】上記熱間プレス成形設備の第一実施形態に係る熱間プレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図８】上記熱間プレス成形設備の第一実施形態に係る熱間プレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図９】上記熱間プレス成形設備の第一実施形態に係る熱間プレス成形方法の手順を示す側面図である。
【図１０】上記熱間プレス成形設備の第二実施形態に係る熱間プレス成形方法の手順を示す側面図である
【図１１】上記熱間プレス成形設備の第二実施形態に係る熱間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】
【００１４】
以下、本発明の第一実施形態に係る熱間プレス成形設備について、図面に基づいて説明する。
【００１５】
本発明の第一実施形態に係る熱間プレス成形設備１は、図１及び図２に示すように、プレス成形装置２と、プレス成形装置２よりも上方に設けられた加熱装置３と、加熱装置３の下方に設けられた搬送装置４と、搬送装置４の下方に設けられ、鋼板Ｗを加熱装置３内へ搬入する搬入装置５とを備えている。
【００１６】
プレス成形装置２は、水平方向に型締め型開きするプレス金型２１を有する。プレス金型２１は、図１に示すように、固定型２ａと、水平方向に対してスライド可能な可動型２ｂとで構成されている。固定型２ａは、固定プレート２２に固定されている。可動型２ｂはスライドレール２３に沿って水平方向にスライド可能に設けられている。可動型２ｂは、可動プレート２４を介して、油圧シリンダ２５に接続され、水平方向に駆動する。固定型２ａの図中右側の面には、凸成形面２ａ１が形成されている。一方、可動型２ｂの図中左側の面には、凹成形面２ｂ１が形成されている。固定型２ａ及び可動型２ｂの内部には、図示しない冷却水の流通路が形成されている。
【００１７】
加熱装置３は、プレス金型２１よりも上方に配設され、フレーム７に固定されている。加熱装置３は、ヒータで鋼板を加熱する加熱炉である。具体的には、図３に示すように、ケース３１の内部に設けられたヒータ３２と、ヒータ３２を覆う熱保持材３３と、熱保持材３３とケース３１との間に敷き詰められた断熱材３４とを有している。ケース３１の内部には、加熱装置３内に搬入された鋼板Ｗが挿入される挿入孔３ｃが形成されている。加熱装置３内に形成された挿入孔３ｃには、ガイドレール３５が設けられており、ガイドレール３５に沿って鋼板Ｗが搬入出される。挿入孔３ｃの水平方向両側には、ヒータ３２、熱保持材３３及び断熱材３４が設けられている。なお、加熱装置３は加熱炉に限らず、例えば通電加熱装置であってもよい。
【００１８】
ケース３１の上面３ａは、後述する保持手段６によって閉塞されている。一方、ケース３１の下面３ｂには、鋼板Ｗの搬入出口３ｂ１が形成されている。搬入出口３ｂ１は、開閉手段（本実施形態では、搬送装置４）によって開閉可能とされる。本発明では、図２に示されるように、加熱装置３の幅方向（図２の左右方向）に４台の保持手段６が等間隔で設けられており、それぞれの保持手段６は、取付部材６４によって一体に設けられている。取付部材６４をケース３１の上面３ａに取付けることによってケース３１の上面３ａが閉塞されている。取付部材６４は、ケース３１に対して着脱可能に設けられており、保持手段６のメンテナンス時には、取付部材６４をケース３１から取り外すことにより４台の保持手段６を一度にケース３１から取り外すことができる。
【００１９】
図３及び図４に示すように、保持手段６には、鋼板Ｗを支持する支持部６３が設けられた回転軸６１と、回転軸６１を回転させる回転手段６２とを有している。回転軸６１と支持部６３とは、加熱装置３の内部に配されており、回転手段６２は、加熱装置３の上面３ａに露出している。回転軸６１は、回転手段６２によって回転可能に設けられている。また、支持部６３は回転軸６１の半径方向外方側に向かって突出して設けられている。加熱装置３の上面３ａに設けられた回転手段６２を駆動することにより、回転軸６１と共に支持部６３が、図３に示す退避位置と、図４に示す支持位置との間を移動する。これにより、加熱装置３に鋼板Ｗが搬入されたとき、回転手段６２を駆動して保持手段６の回転軸６１を回転させ、支持部６３を退避位置（図３）から、支持位置（図４）に移動させることにより、鋼板Ｗの下方が支持される。
【００２０】
搬送装置４は、加熱装置３の下方に設けられており、フレーム７に設けられたスライドレール４ｃ上を水平方向にスライド可能に設けられている（図１参照）。これにより、加熱装置３と、プレス金型２１との間を移動することができる。搬送装置４には、加熱装置３から搬出された鋼板Ｗを保持する保持孔４１と、加熱装置３へ搬入される鋼板Ｗが挿通する挿通孔４２とが設けられている。搬送装置４の保持孔４１と挿通孔４２との間には、加熱装置３の下面３ｂに設けられた搬入出口３ｂ１を閉鎖する閉鎖部４３が設けられており、搬送装置４を水平方向にスライドさせることで、搬入出口３ｂ１の開閉を行うことができる。保持孔４１には、加熱装置３から搬出された鋼板Ｗを受ける受け部（図示省略）が設けられている。保持孔４１の上部及び下部には、保持孔４１を開閉する開閉部材４１ａ、４１ｂが設けられている。一方、搬送装置４に設けられた挿通孔４２は、保持孔４１がプレス金型２１の上方で位置決めされたときに、加熱装置３の搬入出口３ｂ１の下方に位置決めされるように配置している。
【００２１】
搬入装置５は、加熱装置３の下方に設けられ、具体的には、加熱装置３の下面３ｂに設けられた搬入出口３ｂ１の上下方向に対向配置されている（図５参照）。図１及び図２に示すように、搬入装置５は、鋼板Ｗの下方を支持する支持部材５１と、支持部材５１を昇降駆動する駆動手段（本発明では、駆動シリンダ５２）とを備えている。鋼板Ｗを支持部材５１に支持させ、支持部材５１を上昇させることにより、加熱装置３内に鋼板Ｗを搬入することができる。本発明の熱間プレス成形設備１では、プレス金型２１の幅方向（図２の左右方向）に３台の搬入装置５が等間隔で設られている。支持部材５１は、搬送装置４の挿通孔４２と、加熱装置３の搬入出口３ｂ１とを挿通可能な大きさとされる。
【００２２】
以下、上記の熱間プレス成形設備１の第一実施形態に係る熱間プレス成形方法の手順を図５〜図９を用いて説明する。なお、図５〜図９では、加熱装置３内のガイドレールは省略して示している。
【００２３】
まず、搬送装置４を図５に示す位置に配し、加熱装置３の搬入出口３ｂ１の下方に挿通孔４２を配置する。このとき、加熱装置３の下方には搬入装置５が配置されているので、加熱装置３の搬入出口３ｂ１と、搬送装置４の挿通孔４２と、搬入装置５の支持部材５１とが上下方向に並んで配置される。そして、搬入装置５の昇降手段５２を駆動して、支持部材５１に支持された鋼板Ｗを上昇させ、加熱装置３内へ鋼板Ｗを搬入する。このとき、支持部材５１は、挿通孔４２と、搬入出口３ｂ１とを挿通可能な大きさであるため、鋼板Ｗを支持部材５１に支持させたまま加熱装置３内へ搬入することができる。
【００２４】
加熱装置３内に搬入された鋼板Ｗは、ガイドレール３５に沿って搬入される（図４参照）。鋼板Ｗが、加熱装置３内の所定の位置まで搬入されると、回転手段６２を駆動し、回転軸６１を回転させることにより、回転軸６１に設けられた支持部６３を図３に示す退避位置から図４に示す支持位置に移動させる。これにより鋼板Ｗが支持部６３で下方から支持され、加熱装置３内の所定の位置で保持される。
【００２５】
加熱装置３内で鋼板Ｗが保持された後、支持部材５１を下降させ、加熱装置３から支持部材５１を引き抜き、支持部材５１を搬送装置４の挿通孔４２から離間させる。支持部材５１が搬送装置４から離間した後、図６に示すように、搬送装置４が図中左方向へスライドさせる。搬送装置４の移動により、搬入出口３ｂ１の下方に配されていた挿通孔４２は、図中左側へ移動し、替わりに搬入出口３ｂ１の下方には、搬送装置４の閉鎖部４３が配される。これにより、加熱装置３の内部が密閉され、鋼板Ｗの加熱開始される。搬送装置４の閉鎖部４３には、断熱材が設けられているので、加熱装置３内の熱が閉鎖部４３を通じて外部へ放出されるのを防止できる。一方、支持部材５１には、次に加熱される新たな鋼板Ｗ２を支持させておく。
【００２６】
図７に示すように、鋼板Ｗの加熱終了後、搬送装置４をさらに図中左方向にスライドさせて、搬入出口３ｂ１の下方に、保持孔４１を配置する。そして、保持孔４１の上部の開閉部材４１ａを開き、搬入出口３ｂ１と保持孔４１とを連通させる。このとき、保持孔４１の下部の開閉部材４１ｂは閉じられている。搬入出口３ｂ１と、保持孔４１とを連通させた後、回転手段６２を駆動して保持手段６の回転軸６１を回転させ、支持部６３を図４に示す保持位置から図３に示す退避位置へ移動させて、鋼板Ｗの保持を解除する。これにより、鋼板Ｗが自重落下して、加熱装置３から搬出される。加熱装置３から搬出された鋼板Ｗは、保持孔４１に設けられた図示しない受け部によって保持される。保持孔４１に鋼板Ｗが保持された後、保持孔４１の上部に設けられた開閉部材４１ａを閉じ、保持孔４１を密閉する。これにより、鋼板Ｗが外部に露出しないため、鋼板Ｗの温度が低下するのを低減できる。
【００２７】
保持孔４１内に鋼板Ｗを収容した後、図８に示すように、搬送装置４を図中右方向へ移動させ、保持孔４１をプレス金型２１の上方に移動させる。このとき、プレス金型２１の固定型２ａと可動型２ｂは型開きされており、固定型２ａと可動型２ｂとの間の空間の上方に、保持孔４１が位置決めされる。保持孔４１が固定型２ａと可動型２ｂとの間の空間の上方に配置された後、保持孔４１の下部に設けられた開閉部材４１ｂを開き、鋼板Ｗが保持孔４１から排出される。排出された鋼板Ｗは、図示しない支持手段で支持され、プレス金型２１の固定型２ａと可動型２ｂとの間の空間（成形位置）に配される。保持孔４１から鋼板Ｗが排出された後、保持孔４１の下部の開閉部材４１ｂは閉じられる。
【００２８】
プレス金型２１に鋼板Ｗが投入された後、プレス金型２１の可動プレート２４に設けられた油圧シリンダ２５を駆動して、可動型２ｂを図９の左方向に移動させる。これにより、固定型２ａと可動型２ｂとの間の空間に投入された鋼板Ｗは、所定の形状にプレス成形される。このとき、鋼板Ｗは、所定の形状に成形されると共に、固定型２ａと可動型２ｂに接触することにより、鋼板Ｗの冷却（焼き入れ）が開始される。
【００２９】
このとき、搬送装置４の挿通孔４２は、加熱装置３の搬入出口３ｂ１の下方に配置される。従って、上記のように搬送装置４の保持孔４１からプレス金型２１に投入してプレス成形を行っている間に、新たな鋼板Ｗ２が支持された支持部材５１を上昇させ、加熱装置３内に鋼板Ｗ２を搬入することができる。図９に示すように、加熱装置３内に鋼板Ｗ２を搬入した後、搬送装置４を図９中左方向へ移動させ、搬入出口３ｂ１の下方に閉鎖部４３を配して加熱装置３の内部を密閉し、鋼板Ｗ２の加熱を開始する。以上の工程を繰り返すことで鋼板Ｗの加熱および成形が順次行われる。
【００３０】
以上のように、第一実施形態に係る熱間プレス成形設備１では、プレス金型２１よりも上方に固定された加熱装置３に保持手段６を設け、保持手段６の回転軸６１を回転させることにより、支持部６３で鋼板Ｗの下方を支持したり、支持部６３を鋼板Ｗから退避させて、鋼板Ｗの支持を解除したりすることができる。つまり、保持手段６の回転軸６１を回転させるだけで、鋼板Ｗを加熱装置３の内部で位置決め保持したり、鋼板Ｗを加熱装置３から搬出したりすることができるので、簡素な構造で鋼板Ｗの保持と搬出とを切り替えることができる。
【００３１】
また、加熱装置３の下方に、鋼板Ｗを搬入する搬入装置５を設けることにより、搬送装置５を駆動して鋼板Ｗを加熱装置３内へ搬入することができる。これにより、加熱装置３に保持手段６を設置することができるため、鋼板Ｗを加熱装置３内へ搬入する際、保持手段６を加熱装置３の外部に移動させる必要がない。これにより、保持手段６の回転軸６１と支持部６３が、加熱装置３の外部で冷やされることがないため、効率よく鋼板Ｗを加熱することができる。
【００３２】
次に、本発明の第二実施形態に係る熱間プレス成形設備１について図１０及び図１１に基づいて説明する。なお、上記第一実施形態に係る熱間プレス成形方法に使用される熱間プレス成形設備１と共通の構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００３３】
第二実施形態に係る熱間プレス成形設備１が、上記第一実施形態に係る熱間プレス成形設備１と相違する点は、図１０及び図１１に示すように、保持手段６が加熱装置３に着脱可能に設けられている点と、搬送装置４が、鋼板Ｗを保持する保持孔４１と、加熱装置３の下面３ｂに設けられている搬入出口３ｂ１を閉鎖する閉鎖部４３とで構成されている点である。なお、加熱装置３には、保持手段６の取付部材６４が取り付けられる取付部３ｄが設けられている。
【００３４】
第二実施形態に係る熱間プレス成形設備１では、図１０に示すように、鋼板Ｗを保持した保持孔４１が、プレス金型２１の上方に配されたとき、加熱装置３に設けられた搬入出口３ｂ１は、搬送装置４の閉鎖部４３によって閉鎖されている。このとき、保持手段６を加熱装置３から取り外しておくことにより、新たな鋼板Ｗ２を保持手段６の支持部６３に支持させることができる。
【００３５】
図１１に示すように、鋼板Ｗがプレス金型２１に排出され、プレス成形が施されている間に、保持手段６を加熱装置３に取り付け、新たな鋼板Ｗ２が支持された支持部６３を、加熱装置３の内部へ移動させる。新たな鋼板Ｗ２を加熱装置３内に搬入した後、鋼板Ｗ２の加熱を開始する。保持手段６には取付部材６４が設けられており、取付部材６４は、加熱装置３の取付部３ｄに着脱可能設けられている。保持手段６の回転軸６１と支持部６３とを加熱装置３の内部へ移動させ、加熱装置３の取付部３ｄに保持手段６の取付部材６４を嵌合させる。これにより、加熱装置３内に搬入された鋼板Ｗ２は、加熱装置３内の所定の位置で位置決め保持される。鋼板Ｗ２の加熱終了後、搬送装置４を図１１中左方向へ移動させる。加熱装置３の搬入出口３ｂ１の下方に、搬送装置４の保持孔４１を配置し、搬入出口３ｂ１と保持孔４１とを連通させた後、保持手段６の回転手段６２を回転させて、鋼板Ｗ２の保持を解除して、加熱装置３から鋼板Ｗ２を搬出する。搬出された鋼板Ｗ２は搬送装置４の保持孔４１に保持された後、上記の工程を繰り返すことで鋼板Ｗ２の成形が行われる。
【００３６】
本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、加熱装置３の下方に設けた搬送装置４の移動によって、加熱装置３の搬入出口３ｂ１を開閉させているが、これに限らず、加熱装置３に搬入出口３ｂ１を開閉させる別途の開閉手段を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１            熱間プレス成形設備
２１          プレス金型
２ａ          固定型
２ｂ          可動型
３            加熱装置
３ｂ１        搬入出口
４            搬送装置
４１          保持孔
４２          挿通孔
４３          閉鎖部
５            搬入装置
５１          支持部材
６            保持手段
６１          回転軸
６２          回転手段
６３          支持部
６４          取付部材
７            フレーム
Ｗ            鋼板
【図１】
2015080796.tif 000003
【図２】
2015080796.tif 000004
【図３】
2015080796.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015080796.tif 000007
【図６】
2015080796.tif 000008
【図７】
2015080796.tif 000009
【図８】
2015080796.tif 000010
【図９】
2015080796.tif 000011
【図１０】
2015080796.tif 000012
【図１１】
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