(57)【要約】【課題】均一に加熱された非矩形状の素材を得るとともに、切断加工、穴あけ加工等、所望の製品形状を得るために実施される加工における加工効率を向上する技術を提供する。【解決手段】本発明の非矩形素材のホットプレス方法は、矩形状に形成される素材を通電加熱により所定温度以上に加熱するとともに、当該素材を矩形状から非矩形状に加工する通電加熱工程と、前記非矩形状に加工された素材をプレスするとともに、冷却するプレス工程とを具備する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形状に形成される素材を通電加熱により所定温度以上に加熱するとともに、当該素材を矩形状から非矩形状に加工する通電加熱工程と、
前記非矩形状に加工された素材をプレスするとともに、冷却するプレス工程とを具備する非矩形素材のホットプレス方法。
【請求項２】
前記素材への加工は、レーザ加工によって行われる請求項１に記載の非矩形素材のホットプレス方法。
【請求項３】
前記素材への加工時に、前記プレス加工に用いる位置決め用の基準穴を設ける請求項１又は２に記載の非矩形素材のホットプレス方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電加熱により加熱された非矩形状の素材をホットプレスにより所定形状にプレス成形する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ホットプレスの分野で、素材を焼入れ温度以上に加熱するために通電加熱が広く用いられている。通電加熱を行う際、加熱対象が矩形状であれば、電流方向に対する断面形状が一定となるため、均一に加熱することが容易であるが、非矩形状の素材を加熱する場合は、電流方向に対する断面形状が一定ではなくなるため、均一加熱が困難となることが知られている。
【０００３】
そのため、非矩形状の素材に通電加熱するのではなく、矩形状の素材に通電加熱したうえでプレス加工を行い、プレス成形後の成形品に対して切断加工等を実施することによって所望の製品形状を得る手法が採用されている。
特許文献１には、通電加熱した素材にプレス加工を施す際に、素材周縁領域を焼入れ温度以下にすることで、係る部位の焼入れを避けて素材強度が小さい部位を作ることによって、素材周縁領域を含むように素材を切断する際の加工性を向上する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−８７００１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術では、プレス成形後の冷えた成形品に対して切断加工を行うため、加工効率に課題が残る。
そこで、本発明は、均一に加熱された非矩形状の素材を得るとともに、切断加工、穴あけ加工等、所望の製品形状を得るために実施される加工における加工効率を向上する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の非矩形素材のホットプレス方法は、矩形状に形成される素材を通電加熱により所定温度以上に加熱するとともに、当該素材を矩形状から非矩形状に加工する通電加熱工程と、前記非矩形状に加工された素材をプレスするとともに、冷却するプレス工程とを具備する。
【０００７】
前記素材への加工は、レーザ加工によって行われることが好ましい。
【０００８】
前記素材への加工時に、前記プレス加工に用いる位置決め用の基準穴を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、均一に加熱された非矩形状の素材を得るとともに、切断加工、穴あけ加工等、所望の製品形状を得るために実施される加工における加工効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ホットプレス工程によって得られる成形品を示す図である。
【図２】ホットプレス工程を示す図である。
【図３】通電加熱工程を示す図である。
【図４】プレス工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１に示すように、ホットプレス工程Ｓ１によって得られる成形品１０は、長手方向にハット型断面が連続する形状を有し、天板部１１及びその両側に連続するフランジ部１２・１２を含む。天板部１１の長手方向両端部には、基準穴１３・１３が設けられ、各フランジ部１２には、長手方向中途部に切り欠き１４が設けられる。
つまり、ホットプレス工程Ｓ１によって成形される成形品１０は、基準穴１３・１３、切り欠き１４・１４を有することにより、その展開形状が非矩形状となっている。
【００１２】
図２に示すように、ホットプレス工程Ｓ１は、矩形状の素材１を通電加熱することによって素材１が焼入れ温度以上となるように加熱するとともに、素材１に切断加工及び穴あけ加工等の加工を施して非矩形状に加工する通電加熱工程Ｓ１０と、非矩形状に加工された素材１をプレス成形することによって成形品１０を得るとともに、素材１を冷却して焼入れすることによって高強度を得るプレス工程Ｓ２０とを具備する。
矩形状とは、素材１の板厚方向視における形状が、長方形又は正方形であることを指すとともに、素材１の加熱時においては、電極間の被加熱部分の形状が矩形となるように一対の電極が配置されて加熱される。なお、このときの矩形は、厳密な長方形又は正方形に限るものではない。
【００１３】
図３に示すように、通電加熱工程Ｓ１０は、加熱工程Ｓ１１と、加工工程Ｓ１２とを含む。通電加熱工程Ｓ１０では、素材１をクランプ装置２０によってクランプして固定した状態で通電加熱し、切断加工する。クランプ装置２０は、素材１の両端部をクランプする一対の装置であるとともに、素材１のクランプ部分において一対の電極を内蔵することによって、素材１に通電可能である。
加熱工程Ｓ１１では、矩形状の素材１の両端部を、クランプ装置２０にてクランプし、その電極間に通電することによって素材１にジュール熱を発生させて加熱する。このとき、素材１は矩形状であり、電流方向に対して均一な断面形状を有するため、均一に加熱される。
【００１４】
加工工程Ｓ１２は、加熱工程Ｓ１１の直後に行われる又は加熱工程Ｓ１１の終了間際に開始される。つまり、加熱工程Ｓ１１における通電加熱によって十分に均一、かつ、焼入れ温度以上の所定温度に加熱された素材１に対して、切断加工が行われる。
加工工程Ｓ１２では、クランプ装置２０にてクランプされた状態の素材１の一部を切断することによって、成形品１０の天板部１１に設けられる基準穴１３・１３と、成形品１０のフランジ部１２・１２に設けられる切り欠き１４・１４とを形成する。なお、加工工程Ｓ１２における素材１のクランプは、加熱工程Ｓ１１でのクランプ装置２０によるクランプを継続しても良いし、他のクランプ装置に移行してのクランプであっても良い。
【００１５】
以上のように、通電加熱工程Ｓ１０において、加熱工程Ｓ１１によって均一に加熱された矩形状の素材１を、加工工程Ｓ１２によって非矩形に加工する。これにより、均一に加熱された非矩形状の（成形品１０の形状に応じた形状の）素材１を得ることができる。
また、加熱工程Ｓ１１によって高温に加熱された状態の素材１に対して切断加工を行う際に、当該切断加工が熱間加工となるため、加工抵抗を減らすことができ、加工効率を向上できる。
【００１６】
加工工程Ｓ１２では、レーザ加工によって基準穴１３・１３と切り欠き１４・１４が設けられる。このとき、加熱工程Ｓ１１によって加熱された状態の素材１に対してレーザ加工することにより、レーザ照射開始時の素材１の温度が高温となる。これにより、素材１の加工（切断・穴あけ）に必要なエネルギー量を小さくすることができ、エネルギー効率を向上できる。従って、レーザ加工にかかる出力を低く抑えつつ、加工時間を短縮できる。
【００１７】
図４に示すように、プレス工程Ｓ２０では、焼入れ温度以上の所定温度に加熱された非矩形状の素材１をプレス装置３０にセットし、プレス成形する。これにより、素材１が成形品１０に成形される。また、素材１をプレス装置３０内で所定時間保持することによって、焼入れ温度以上に加熱された素材１を急冷することによって焼入れする。
【００１８】
プレス装置３０は、素材１をセットするための下型３１と、下型３１に対して近接移動可能な上型３２とによって構成される。下型３１及び上型３２は、成形品１０の形状に応じた成形面を有する。
下型３１は、素材１を載置する際の位置決め基準となる基準ピン３３・３３を有する。基準ピン３３・３３は、下型３１の上面から上方に向けて突出して設けられる。基準ピン３３・３３は、加工工程Ｓ１２にて素材１に設けられる基準穴１３・１３に対応するものであり、素材１を下型３１にセットする際に、素材１の基準穴１３・１３に基準ピン３３・３３が挿通するように下型３１上に載置される。
【００１９】
以上のように、プレス工程Ｓ２０では、加工工程Ｓ１２において穴あけ加工された基準穴１３・１３、及び下型３１の基準ピン３３・３３を用いて、素材１の位置決めを行う。
従来の、プレス素材の周囲にゲージを設けて位置決めする手法では、素材寸法のばらつき、摺動性等を考慮したクリアランス領域を素材の周縁部に設ける必要があったが、本実施形態では、これらの条件を考慮する必要がなく、素材寸法（外形）を成形品１０に応じた大きさに設定することができ、素材１の歩留まりを向上できる。
【００２０】
また、基準穴１３・１３は、プレス工程Ｓ２０での位置決め用だけでなく、成形品１０を組み付ける際の位置決め基準等として兼用することも可能である。このように、基準穴１３・１３を成形品１０の製品としての機能に組み込むことによって追加工を不要とし、効率的な設計も可能となる。若しくは、加工工程Ｓ１２において、基準穴１３・１３の他に製品として使用するための取り付け穴等を加工しても良い。
なお、基準穴１３・１３の加工数は、位置決め用途を実現するための最小個数である２個としているが、これに限らず２個以上であれば良い。
【００２１】
本実施形態のホットプレス工程Ｓ１によって得られる成形品１０は、ハット型断面を有し、かつ、フランジ部１２・１２に切り欠き１４・１４を有する形状のものとして説明したが、成形品１０の形状は限定されない。つまり、成形品１０の形状は、非矩形状の素材１をプレス成形することによって得られるものであれば良い。
【符号の説明】
【００２２】
１：素材、１０：成形品、１３：基準穴、１４：切り欠き、３０：プレス装置、３３：基準ピン、Ｓ１：ホットプレス工程、Ｓ１０：通電加熱工程、Ｓ１１：加熱工程、Ｓ１２：加工工程、Ｓ２０：プレス工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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