(57)【要約】  高温状態のブランク材に対してトリミング加工を施すように構成したとしても、プレス成形品のバリ発生をなくすことにより、成形後に行われるバリ取り作業を無くして、作業工数の軽減延いては製品の低コスト化を果す。パンチ２に対してダイ１を型締めしながらブランク材３を賦形するプレス成形工程中に、トリム押え段部６とカットホルダー８との間でトリム部分３ａをスプリング構成体９の弾性力が付与された状態で挟持する。ダイ１のプレス成形動作の進行に従って、トリム押え段部６の押圧力を受けてカットホルダー８をスプリング構成体９の弾性力に対抗しながら、パンチ側成形面部５の外周縁部５ｂに沿ってトリミング刃７を相対的に移動させることにより、トリミング刃７がパンチ側成形面部５の外周縁部５ｂにおける先端角部５ｃとの間でトリム部分３ａを剪断することにより切除する。
2018083814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形面部を有するパンチに対して成形面部を有するダイを型締めすることにより、予め加熱されたブランク材をプレス成形品の形状に賦形するプレス成形手段と、
前記ブランク材における前記プレス成形品の構成外部分である余肉部分としてのトリム部分をトリミングするトリム部分切除手段と、
前記加熱されたブランク材を前記パンチと前記ダイとの型締め時に急激に冷却することにより焼入れ硬化させる焼入れ硬化手段とを備え、
前記トリム部分切除手段は、
前記ダイ側の前記成形面部の外周縁部に前記パンチ側に突出するように、張り出し形成されたトリム押え段部と、
前記トリム押え段部の内周縁部における先端角部に形成されたトリミング刃と前記パンチ側の前記成形面部の外周縁部に形成された先端角部とから成るトリミング工具と、
前記トリム押え段部に対向するように、前記パンチ側の前記成形面部の外周縁部に隣接して配置されたカットホルダーと、
前記パンチ側に設けられ、前記カットホルダーを前記トリム押え段部側に弾性的に付勢した状態で前記トリム押え段部に対して接近及び離間可能に支持するスプリング構成体と
を有し、
前記プレス成形手段による前記パンチに対して前記ダイを型締めしながらブランク材を賦形するプレス成形工程中において、前記トリム押え段部と前記カットホルダーとの間で前記トリム部分を前記スプリング構成体の弾性力が付与された状態で挟持し、
前記ダイのプレス成形動作が進行するに従って、前記トリム押え段部の押圧力を受けて前記カットホルダーを前記スプリング構成体の弾性力に対抗しながら、前記パンチ側の前記成形面部の前記外周縁部に沿って前記トリミング刃を相対的に移動させることで、前記トリミング刃が前記パンチ側の前記成形面部の前記外周縁部における先端角部との間で前記トリム部分を剪断することにより切除し、
前記焼入れ硬化手段が、前記トリム部分切除手段による前記トリム部分の切除加工終了後に、前記パンチと前記ダイとを最終型締めすることにより前記ブランク材の焼入れを行う、
ホットプレス加工装置。
【請求項２】
ホットプレス加工装置を用いたホットプレス加工方法であって、
前記ホットプレス加工装置は、
成形面部を有するパンチに対して成形面部を有するダイを型締めすることにより、予め加熱されたブランク材をプレス成形品の形状に賦形するプレス成形手段と、
前記ブランク材における前記プレス成形品の構成外部分である余肉部分であるトリム部分をトリミングするトリム部分切除手段と、
前記加熱されたブランク材を前記パンチと前記ダイとの型締め時に急激冷却することにより焼入れ硬化させる焼入れ硬化手段と、
を有し、
前記トリム部分切除手段は、
前記ダイ側の前記成形面部の外周縁部に前記パンチ側に突出するように張出し形成されたトリム押え段部と、
前記トリム押え段部の内周縁部における先端角部に形成されたトリミング刃と前記パンチ側の前記成形面部の外周縁部に形成された先端角部とから成るトリミング工具と、
前記トリム押え段部に対向するように前記パンチ側の前記成形面部の外周縁部に隣接して配置されたカットホルダーと、
前記パンチ側に設けられ、前記カットホルダーを前記トリム押え段部側に弾性的に付勢した状態で前記トリム押え段部に対して接近及び離間可能に支持するスプリング構成体と
有し、
前記ホットプレス加工方法は、
前記プレス成形手段による前記パンチに対して前記ダイを型締めしながらブランク材を成形するプレス成形工程中において、前記トリム押え段部と前記カットホルダーとの間で前記トリム部分を前記スプリング構成体の弾性力が付与された状態で挟持する工程と、
前記ダイのプレス成形動作が進行するに従って、前記トリム押え段部の押圧力を受けて前記カットホルダーを前記スプリング構成体の弾性力に対抗させながら前記パンチ側の前記成形面部の前記外周縁部に沿って前記トリミング刃を相対的に移動させることにより、前記トリミング刃が前記パンチ側の前記成形面部の前記外周縁部における先端角部との間で前記トリム部分を剪断することにより切除する工程と、
前記焼入れ硬化手段が、前記トリム部分切除手段による前記トリム部分の切除加工終了後に、前記パンチと前記ダイとを最終型締めすることにより前記ブランク材の焼入れを行う工程と
を備えるホットプレス加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鋼材製のブランク材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱されたブランク材を低温の金型を用いて賦形すると共に焼入れすることにより成形するホットプレス加工装置、並びにそのホットプレス加工装置を用いたホットプレス加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットプレス加工において、賦形されるブランク材は７５０から１０００℃といった焼入れ温度（オーステナイト温度）まで加熱され、加熱された状態で金型に導入されて成形される。そして、加熱されたブランク材は、金型の型締め終了間際において低温の金型によって急冷されてマルテンサイト組織に変態することにより硬化して焼き入れされる。そのため、ホットプレス加工は、独立の焼入れ工程なしで、高強度のプレス成形品を低コストで製作可能である。したがって、自動車のドアーインパクトビーム或いはセンターピラーなどのプレス成形よって製作される車体部品に適しており、このことから広く採用されるに至っている。【０００３】
そして、ホットプレス加工は、このような車体部品などを製作する場合に、ブランク材に対して、穿孔加工または余肉部分であるトリム部分のトリミング加工を施す必要がある。焼き入れによりブランク材の硬度は大幅に上昇している。したがって、斯かる穿孔加工またはトリミング加工がブランク材の焼入れ後に行われた場合、ブランク材における穿孔加工またはトリミング加工によるせん断面に高い残留応力が発生して、成形後のプレス成形品において遅れ破壊を起こしてしまう懸念がある。【０００４】
そこで、斯かる成形後のプレス成形品において遅れ破壊の課題は、焼入れ後のブランク材に対してレーザーで穿孔加工またはトリミング加工を行うことで解決できる。【０００５】
しかしながら、焼入れ後のブランク材に対して、レーザーで穿孔加工またはトリミング加工を行う場合、専用のレーザー設備を導入する必要がある。加えて、レーザー加工時間が加算される。したがって、プレス成形品のコスト高の要因ともなってしまうことにもなる。【０００６】
そこで、斯かるレーザー加工による遅れ破壊及び専用設備導入による製品コスト高という課題を解決すべく、従来、ブランク材を加熱状態即ち未硬化状態のうちにこれらの加工を施こすべく案出されたホットプレス成形加工技術が複数提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２）。【０００７】
斯かるホットプレス成形加工技術を実現したホットプレス加工装置として、例えば断面ハット型のプレス成形品の形状に賦形するホットプレス加工装置が挙げられる。このホットプレス加工装置は、図５から図８に示すように、移動型としてのダイａと固定型としてのパンチｂとから成る金型を有して構成される。ダイａは、ダイ側成形面部ｃの中央部に形成された凹嵌部ｄを有する。また、パンチｂは、パンチ側成形面部ｅの中央部に凹嵌部ｄに応じて形成された隆起部ｆを有する。パンチ側成形面部ｅの外端縁部ｈは、ダイ側成形面部ｃの外端縁部に形成されたトリミング刃ｇと協働して、トリミング工具ｉを構成している。【０００８】
このように構成された従来のホットプレス加工装置は、先ず、図５に示すように、焼入れ温度まで加熱されたブランク材ｊをダイ側成形面部ｃとパンチ側成形面部ｅとの間に導入する。【０００９】
次に、ダイａをパンチｂに向かって移動させ、ダイ側成形面部ｃの凹嵌部ｄを、パンチ側成形面部ｅの隆起部ｆに嵌合させ、ブランク材ｊを成形していく。【００１０】
かかるブランク材ｊの成形を進行させるべく、パンチｂに対してダイａを更に移動させて型締めを行っていくと、図６に示すように、ブランク材ｊに突起部分ｋが所定の形状に徐々に形成されると共に、ダイ側成形面部ｃのトリミング刃ｇが、ブランク材ｊに当接することになる。【００１１】
このようにダイ側成形面部ｃのトリミング刃ｇをブランク材ｊに当接させた状態から、更にダイａをパンチｂ側に移動させることによって、図７に示すように、ブランク材ｊへの突起部分ｋの形成が更に進んでいく。加えて、ブランク材ｊがパンチ側成形面部ｅの外端縁部ｈに当接した後、斯かる外端縁部ｈとトリミング刃ｇとの協働により、ブランク材ｊの周縁部における余肉部としてのトリム部分ｍが曲げられることで、トリミング加工が開始する。【００１２】
そして、更にパンチｂに対するダイａの移動を進める過程において、トリミング刃ｇと外端縁部ｈとの協働により、トリム部分ｍをブランク材ｊから引き千切って切断（破断）して、トリミング加工が終了する(図８に示す状態)。【００１３】
その後、ダイａとパンチｂとを最終型締めした状態で、不図示の冷却装置によって冷却することによって、ブランク材ｊが急激に冷やされて焼き入れ硬化処理を施される。これにより、ブランク材ｊが所定の形状を有する突起部分を有する断面ハット型に成形されて、プレス成形品が完成する。【００１４】
従って、斯かる従来のホットプレス成形加工技術は、やはりブランク材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された鋼材を低温のダイａ及びパンチｂから成る金型によって賦形すると共に焼入れする技術である。斯かる金型によるブランク材のプレス成形中における未硬化状態のうちに、トリミング工具ｉによるトリミング加工を行うというものである。【００１５】
この結果、ホットプレス成形中に行うトリミング加工は、未だ高温状態で焼き入れ硬化処理されていないブランク材に施されることになることから、トリミング切除部分に発生する残留応力を低くすることができて、遅れ破壊の発生を無くす効果を発揮できる。
特許文献１  特開２００５−２４８２５３号公報
特許文献２  特開２０１１−９２９４６号公報
【解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、これら従来のホットプレス加工技術は、いずれもトリムミング加工を行う際、当該トリム部分ｍがパンチｂ側の支えがない不保持状態のまま、即ち所謂空中切り状態のまま、トリム部分ｍのトリミング加工を行っている。
【００１７】
かかる空中切りによってトリム部分ｍを切除するトリミング加工は、トリム部分ｍを不保持状態のまま行う結果、当該トリム部分ｍをトリミング工具ｉにより曲げながら引き千切るように切除する過程において、ブランク材ｊにおけるプレス成形品の構成部分側に存するカット面に、「バリ」が形成されてしまう。
【００１８】
このように「バリ」が形成されたままのプレス製品は、実際の使用に供せられないことから、プレス成形後にプレス成形工程外において行う後作業として、作業者がバリ取り作業を行って、当該バリを取り除く必要がある。
【００１９】
この結果、出来上がった当該プレス成形品は、当該手作業が加わることによる工数増となって、高コスト化を招く原因となっていた。プレス成形品と共に当該バリも焼き入れ硬化していることから、バリ取り作業は一層困難になる。この点からもプレス成形品の高コスト化を招いてしまう。
【００２０】
そこで、この発明は、高温状態のブランク材に対してトリミング加工を施すように構成したとしても、ホットプレス成形過程におけるトリミング加工によるプレス成形品のバリ発生をなくす。これにより、成形後に行われるバリ取り作業を無くして、作業工数の軽減延いては製品の低コスト化を果すことが可能なホットプレス加工装置並びにホットプレス加工方法を提供する。
【一般的開示】
【００２１】
この発明の一態様に係るホットプレス加工装置は、成形面部を有するパンチと成形面部を有するダイとを型締めすることにより、予め加熱されたブランク材をプレス成形品の形状に賦形するプレス成形手段を有してよい。前記ホットプレス加工装置は、前記ブランク材における前記プレス成形品の構成外部分である余肉部分としてのトリム部分をトリミングするトリム部分切除手段を有してよい。前記ホットプレス加工装置は、前記加熱されたブランク材を前記パンチと前記ダイとの型締め時に急激に冷却することにより焼入れ硬化させる焼入れ硬化手段を有してよい。前記トリム部分切除手段は、前記ダイ側成形面部の外周縁部に前記パンチ側に突出するように張出し形成されたトリム押え段部を有してよい。前記トリム部分切除手段は、該トリム押え段部の内周縁部における先端角部に形成されたトリミング刃と前記パンチ側成形面部の外周縁部に形成された先端角部とから成るトリミング工具を有してよい。前記トリム部分切除手段は、前記トリム押え段部に対向するように前記パンチ側成形面部の外周縁部に沿って配置されたカットホルダーを有してよい。前記トリム部分切除手段は、前記パンチ側に設けられ、前記カットホルダーを前記トリム押え段部側に弾性的に付勢した状態で前記トリム押え段部に対して接近及び離間可能に支持するスプリング構成体を有してよい。前記プレス成形手段による前記パンチに対して前記ダイを型締めしながらブランク材を成形するプレス成形工程中において、前記トリム押え段部と前記カットホルダーとの間で前記トリム部分を前記スプリング構成体の弾性力が付与された状態で挟持してよい。前記ダイのプレス成形動作が進行するに従って、前記トリム押え段部の押圧力を受けて前記カットホルダーを前記スプリング構成体の弾性力に対抗しながら前記パンチ側成形面部の前記外周縁部に沿って前記トリミング刃を相対的に移動させることで、前記トリミング刃が前記パンチ側成形面部の前記外周縁部における先端角部との間で前記トリム部分を剪断することにより切除してよい。前記焼入れ硬化手段が、前記トリム部分切除手段による前記トリム部分の切除加工終了後に、前記パンチと前記ダイとを最終型締めすることにより前記ブランク材の焼入れを行ってよい。
【００２２】
また、この発明の一態様に係るホットプレス加工方法は、ホットプレス加工装置を用いたホットプレス加工方法である。ホットプレス加工装置は、成形面部を有するパンチと成形面部を有するダイとを型締めすることにより、予め加熱されたブランク材をプレス成形品の形状に賦形するプレス成形手段を有してよい。前記ホットプレス加工装置は、前記ブランク材における前記プレス成形品の構成外部分である余肉部分であるトリム部分をトリミングするトリム部分切除手段を有してよい。前記ホットプレス加工装置は、前記加熱されたブランク材を前記パンチと前記ダイとの型締め時に急激に冷却することにより焼入れ硬化させる焼入れ硬化手段を有してよい。前記トリム部分切除手段は、前記ダイ側成形面部の外周縁部に前記パンチ側に突出するように張出し形成されたトリム押え段部を有してよい。前記トリム部分切除手段は、前記トリム押え段部の内周縁部における先端角部に形成されたトリミング刃と前記パンチ側成形面部の外周縁部に形成された先端角部とから成るトリミング工具を有してよい。前記トリム部分切除手段は、前記トリム押え段部に対向するように前記パンチ側成形面部の外周縁部に沿って配置されたカットホルダーを有してよい。前記トリム部分切除手段は、前記パンチ側に設けられ、前記カットホルダーを前記トリム押え段部側に弾性的に付勢した状態で前記トリム押え段部に対して接近及び離間可能に支持するスプリング構成体を有してよい。前記ホットプレス加工方法は、前記プレス成形手段による前記パンチに対して前記ダイを型締めしながらブランク材を賦形するプレス成形工程中において、前記トリム押え段部と前記カットホルダーとの間で前記トリム部分を前記スプリング構成体の弾性力が付与された状態で挟持する工程を備えてよい。前記ホットプレス加工方法は、前記ダイのプレス成形動作が進行するに従って、前記トリム押え段部の押圧力を受けて前記カットホルダーを前記スプリング構成体の弾性力に対抗させながら前記パンチ側成形面部の前記外周縁部に沿って前記トリミング刃を相対的に移動させることで、前記トリミング刃が前記パンチ側成形面部の前記外周縁部における先端角部との間で前記トリム部分を剪断することにより切除する工程を備えてよい。前記ホットプレス加工方法は、前記焼入れ硬化手段が、前記トリム部分切除手段による前記トリム部分の切除加工終了後に、前記パンチと前記ダイとを最終型締めすることにより前記ブランク材の焼入れを行う工程を備えてよい。
【００２３】
この発明の一態様によれば、トリム部分をトリム押え段部と協働して挟持するカットホルダーをスプリング構成体により支持するように構成している。これにより、ブランク材の成形が進むに従って、ダイのプレス成形動作の進行に伴いトリム押え段部がカットホルダーをスプリング構成体の弾性力に対抗して押圧移動させていく。かかる押圧移動が進行するに従って、スプリング構成体が収縮し、カットホルダーが反力を増加させながらトリム押え段部との間のトリム部分の挟持力を漸増させていく。
【００２４】
かかることから、パンチに対するダイの最終型締め前のトリム部分のトリミング加工前においては、スプリング構成体の収縮度合いが未だ少なくスプリング構成体によるカットホルダーに及ぼされる反力が小さいために、当該トリム部分におけるカットホルダーとトリム押え段部との挟持力は、非常に軽微である。よって、ブランク材のダイ及びパンチの両成形面内への引き込みがほぼ無抵抗のままで行うことができ、ブランク材の両成形面部内への流入を妨げることはない。この結果、パンチ及びダイによってブランク材を所望の板厚或いは所望の形状に成形して、所望のプレス成形品を得ることができる。
【００２５】
また、上記したように、この発明の一態様によれば、トリム部分の切除前におけるカットホルダーとトリム押え段部との挟持力が、スプリング構成体の伸縮度合いが非常に軽微であることから、カットホルダー及びトリム押え段部によるトリム部分の挟持によって、予め加熱されたブランク材の放熱による温度低下を抑制する。これにより、ブランク材の早期硬化によって、ダイ及びパンチを構成する成形型内へ材料が流入できなくなる。したがって、ブランク材の材料割れなど最悪現象の生起を防止することができる。また、その後におけるパンチ及びダイを最終的に型締めして行うブランク材の冷却及び焼入れの際に、所望の強度を有したプレス成形品を成形することができる。
【００２６】
この発明の一態様によれば、パンチに対するダイの最終型締め時において、カットホルダーを支持するスプリング構成体の縮まり度合いは、トリム押え段部がダイの型締め動作に従ってスプリング構成体を大きく収縮させていくことによって大きくなる。これに応じて、カットホルダーにおいてトリム押え段部側に対して大きな反力が発生して、トリム部分のカットホルダーとトリム押え段部との挟持力が非常に上昇する。この結果、成形最終段階直前における焼き入れ硬化前のブランク材は、カットホルダーとトリム押え段部とによってしっかりと挟持される。よって、パンチ及びダイのそれぞれの成形面部内へのブランク材の過流入によるプレス成形品へのしわまたは重なりの発生が抑制される。また、トリム部分の切除によるバリがないきれいなせん断加工をプレス成形品に施すことができる。
【００２７】
この結果、この発明の一態様によれば、トリミング刃がパンチ側成形面部の先端角部と協働して行うトリミング加工が、従来技術のようなトリム部分を折曲させながら引き千切るという所謂空中切りにはならない。結果的に、完成したプレス成形品においてバリが形成されない。したがって、プレス製品完成後に行われるバリ取り作業を無くして、作業工数の軽減延いては製品の低コスト化を果たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施例に係るホットプレス成形装置のパンチに対しダイの型開き時においてブランク材をセットした状態の一例を描画した概略縦断面図である。
【図２】図１における型開き状態からパンチに対しダイを型締めすることによってブランク材を賦形してパンチ側のカットホルダーとダイ側のトリム押え段部との間でトリム部分を挟持した状態におけるブランク材のプレス成形途中の工程の一例を描画した概略縦断面図である。
【図３】図２におけるブランク材のプレス成形途中の工程状態から、パンチに対するダイの型締めを進めてダイ側のトリミング刃とパンチ側成形面部の外周縁部に形成された先端角部との間でトリム部分の切除開始状態の一例を描画した概略縦断面図である。
【図４】図３におけるトリム部分の剪断による切除開始状態からパンチに対するダイの型締めを更に進めて、ダイ側のトリミング刃とパンチ側成形面部の外周縁部に形成された先端角部とによるトリム部分の剪断による切除後、パンチに対してダイを最終型締めすることによりブランク材の焼入れを行う状態の一例を描画した概略縦断面図である。
【図５】従来におけるホットプレス成形装置のダイに対しパンチの型開き時においてブランク材をセットした状態を描画した概略縦断面図である。
【図６】図５における型開き状態からパンチに対しダイの型締めによってブランク材のプレス成形途中の工程を描画した概略縦断面図である
【図７】図６におけるブランク材のプレス成形途中の工程状態から、パンチに対してダイによる型締めを進めてトリム部分の切除開始状態を描画した概略縦断面図である。
【図８】図７におけるトリム部分の切除開始状態からパンチに対してダイの型締めを更に進めて、トリム部分の切除後、パンチに対しダイを最終型締めすることによりブランク材の焼入れを行う状態を描画した概略縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の実施例に係るホットプレス加工装置及び斯かる装置を用いたホットプレス加工方法によれば、ホットプレス成形過程におけるトリミング加工によるプレス成形品のバリ発生を無くすことにより、成形後に行われるバリ取り作業を無くして、作業工数の軽減延いては製品の低コスト化を果す。
【００３０】
次に、図１から図４を用いて、この発明の実施例に係るホットプレス加工装置について説明する。
【００３１】
この発明の実施例に係るホットプレス加工装置は、従来技術と同様に、移動型としてのダイ１と固定型としてのパンチ２とから成る金型を有する。そして、ダイ１及びパンチ２は、それぞれブランク材３を所定形状例えば断面ハット型を呈するプレス成形品(不図示)を成形すべくなした成形面部４、５を有する。
【００３２】
そこで、かかる成形面部４、５のうち、ダイ側成形面部４は、その中央部に凹嵌部４ａが形成されている。パンチ側成形面部５は、その中央部に凹嵌部４ａに対向して隆起部５ａが形成されている。凹嵌部４ａ及び隆起部５ａが協働して、ブランク材３を断面ハット型のプレス成形品形状に成形する。
【００３３】
したがって、凹嵌部４ａが形成されたダイ側成形面部４を有するダイ１と隆起部５ａが形成されたパンチ側成形面部５を有するパンチ２とは、断面ハット型のプレス成形品を賦形するプレス成形手段を構成している。
【００３４】
また、ダイ側成形面部４の外周縁部４ｂには、パンチ２側に向かって突出するトリム押え段部６が張出し成形されている。トリム押え段部６の内周縁部６ａにおける先端角部にトリミング刃７が形成されている。斯かるトリミング刃７は、パンチ側成形面部５の外周縁部５ｂに形成された先端角部５ｃと共に、トリミング工具を構成している。
【００３５】
更に、カットホルダー８が、トリム押え段部６に対向して、パンチ側成形面部５の外周縁部５ｂに隣接して配置されている。カットホルダー８は、パンチ２側に設けたスプリング構成体９により、トリム押え段部６側に弾性的に付勢された状態でダイ１の成形動作に伴ってトリム押え段部６に押圧されることにより、パンチ側成形面部５の外周縁部５ｂに沿って移動可能に構成されている。なお、スプリング構成体９は、コイルスプリング、空圧または油圧シリンダーなどを用いて構成することができる。
【００３６】
この結果、トリム押え段部６とカットホルダー８とは、プレス成形手段によるパンチ２に向かってダイ１を移動させて型締めしながらブランク材３を賦形するプレス成形工程中において、ブランク材３における余肉部分であるトリム部分３ａをスプリング構成体９の弾性力が付与された状態で挟持する。
【００３７】
また、トリム部分切除手段は、トリム押え段部６とカットホルダー８とによりトリム部分３ａを挟持した状態を保持したまま、ダイ１のプレス成形動作が進行するに応じて、トリミング刃７にトリム押え段部６の押圧力を付与すると共にカットホルダー８をスプリング構成体９の弾性力に対抗しながらパンチ側成形面部５の外周縁部５ｂに沿って相対的に移動させる。これにより、トリム部分切除手段は、トリミング刃７とパンチ側成形面部５の外周縁部５ｂにおける先端角部５ｃとの間で、トリム部分３ａを剪断することにより切除するように構成されている。
【００３８】
焼き入れ硬化手段は、トリム部分切除手段によるトリム部分切除加工の終了後に、パンチ２に対してダイ１を最終型締めしてこれらを不図示の冷却装置などを用いて急激に冷却することにより、ブランク材３の焼入れを行うように構成されている。
【００３９】
以上説明したこの発明の実施例に係るホットプレス加工装置を用いて、以下の工程により、ブランク材３からプレス成形品を成形する。先ず、図１に示すように、焼入れ温度まで加熱されたブランク材３をパンチ２に対して型開きしているダイ１のダイ側成形面部４とパンチ２のパンチ側成形面部５との間に導入してセットする。
【００４０】
次に、ダイ１はパンチ２に向かって移動して、ダイ側成形面部４における凹嵌部４ａにパンチ側成形面部５を嵌合させて、ブランク材３を成形していく。
【００４１】
かかるブランク材３の成形を進行すべくパンチ２に対してダイ１を更に移動させて型締めを行っていくと、図２に示すように、凹嵌部４ａと隆起部５ａとの働きによりブランク材３に突起部が形成されていく。加えて、カットホルダー８がスプリング構成体９の弾性力によりパンチ側成形面部５に対して面一又はトリム押え段部６側へ突出していることから、カットホルダー８とトリム押え段部６とが、スプリング構成体９の弾性力を受けて、ブランク材３の余肉部であるトリム部分３ａを挟持することになる。
【００４２】
このように、カットホルダー８とトリム押え段部６とによりトリム部分３ａを挟持した状態を保持しながら、ダイ１によるブランク材３の成形動作を進行させていくと、トリム押え段部６の押圧力を受けて、カットホルダー８は、スプリング構成体９の弾性力に対抗しながら、パンチ側成形面部５の外周縁部５ｂに沿って相対的に移動していく。
【００４３】
このように、カットホルダー８が、パンチ側成形面部５の外周縁部５ｂに沿った相対的移動が進行して、図３に示すように、パンチ側成形面部５の先端角部５ｃより下方に移動すると、この移動に伴い、トリミング刃７が、パンチ側成形面部５の先端角部５ｃとの間で、ブランク材３におけるトリム部分３ａの剪断を始める。
【００４４】
かかる状態から、カットホルダー８がスプリング構成体９の弾性力に対抗してパンチ側成形面部５の外周縁部５ｂに添って移動していくと、カットホルダー８とトリミングトリム押え段部６との間で挟持されたままのトリム部分３ａの剪断が進み、やがては、図４に示すように、ブランク材３のプレス成形品を構成する本体部から剪断により切り離されて、切除されることになる。
【００４５】
そして、このようにトリム部分３ａの切除加工が終了すると、ダイ１とパンチ２とは、最終型締めされ冷却装置により急激に冷却されて、ブランク材３の焼入れを行う焼入れ工程を行う。これにより、プレス成形品が完成する。
【００４６】
以上説明したように、上記この発明の実施例において、トリム部分３ａをトリム押え段部６と協働して挟持するカットホルダー８がスプリング構成体９により支持される。ブランク材３の成形が進むに従って、ダイ１のプレス成形動作の進行に伴いトリム押え段部６がカットホルダー８をスプリング構成体９の弾性力に対抗して押圧しながら移動させていく。かかる押圧を伴う移動が進行するに従って、スプリン構成体９が収縮して、カットホルダー８が反力を発生させてトリム押え段部６との間のトリム部分３ａの挟持力を漸増させていく。
【００４７】
かかることから、パンチ２に対するダイ１の最終型締め前のトリム部分３ａのトリミング加工前においては、スプリング構成体９の収縮度合いが未だ少なく、スプリング構成体９によりカットホルダー８に及ぼされる反力が小さい。よって、トリム部分３ａにおけるカットホルダー８とトリム押え段部６との挟持力は、非常に軽微である。ダイ１及びパンチ２のそれぞれの成形面部４、５内へのブランク材３の引き込みをほぼ無抵抗のままで行うことができ、成形面部４、５内へのブランク材３の流入を妨げることはない。このようなパンチ２及びダイ１によってブランク材３を成形することで、所望の板厚或いは所望の形状を有するプレス成形品を得ることができる。
【００４８】
また、上記したように、この発明の実施例によれば、トリム部分３ａの切除前においてスプリング構成体９の伸縮度合いが非常に軽微なので、カットホルダー８とトリム押え段部６との挟持力が小さい。したがって、予め加熱されたブランク材３が、カットホルダー８及びトリム押え段部６によるトリム部分３ａの挟持によって放熱し、温度の低下を引き起こすことを抑制できる。ブランク材３の早期硬化に起因して、ダイ１及びパンチ２により構成される成形型内へ材料が流入できなくなり、ブランク材３の材料割れなど最悪現象が生じることを防止することができる。さらに、その後にパンチ２及びダイ１を最終的に型締めして行うブランク材３の冷却及び焼入れにおいて、所望の強度を有したプレス成形品を成形することができる。
【００４９】
この発明の実施例によれば、パンチ２に対するダイ１の最終型締め時において、カットホルダー８を支持するスプリング構成体９の縮まり度合いは、トリム押え段部６に対するダイ１の型締め動作に応じてスプリング構成体９を大きく収縮させていくことによって大きくなる。これに応じて、カットホルダー８においてトリム押え段部６側に対して大きな反力が生じて、トリム部分３ａのカットホルダー８とトリム押え段部６との挟持力が非常に増加する。この結果、成形最終段階直前における焼き入れ硬化前のブランク材３は、カットホルダー８とトリム押え段部６とによってしっかりと挟持される。よって、パンチ２及びダイ１のそれぞれの成形面部４、５内へのブランク材３の過流入によるプレス成形品へのしわまたは重なりの発生が抑制される。加えて、トリム部分３ａの切除によるプレス成形品にバリのないきれいなせん断加工を施すことができる。
【００５０】
この結果、この発明の一態様によれば、トリミング刃７がパンチ側成形面部５の先端角部５ｃと協働して行うトリミング加工が、従来技術のようなトリム部分を折曲させながら引き千切るという所謂空中切りにはならない。これにより、完成したプレス成形品においてバリを生じさせない。したがって、プレス製品完成後に行われるバリ取り作業を無くして、作業工数の軽減延いては製品の低コスト化を果たすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明したこの発明の一態様によれば、高温状態のブランク材に対してトリミング加工を施すように構成したとしても、ホットプレス成形過程におけるトリミング加工によるプレス成形品のバリ発生をなくすことができる。これにより、成形後に行われるバリ取り作業を無くして、作業工数の軽減延いては製品の低コスト化を果す。したがって、たとえば、自動車のドアーインパクトビームまたはセンターピラーなどのプレス成形によって製作される車体部品のように、鋼材製のブランク材をその焼入れ温度まで加熱し、加熱された鋼材を低温の金型を用いて賦形すると共に焼入れすることにより成形するホットプレス加工装置並びに斯かるホットプレス加工装置を用いたホットプレス加工方法等に好適である。
【符号の説明】
【００５２】
１    ダイ
２    パンチ
３    ブランク材
３ａ  トリム部分
４    ダイ側成形面部
４ａ  凹嵌部
４ｂ  外周縁部
５    パンチ側成形面部
５ａ  隆起部
５ｂ  外周縁部
５ｃ  先端角部
６    トリム押え段部
６ａ  内周縁部
７    トリミング刃
８    カットホルダー
９    スプリング構成体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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