(57)【要約】【課題】プレス金型内のスケール除去処理の頻度を可及的に低減する。【解決手段】熱間プレス成形設備は、プレス金型２によって成形された鋼板Ｗを該プレス金型２から排出する排出装置３を備える。排出装置３は、鋼板Ｗを磁化させる磁化装置６と、磁化装置６により鋼板Ｗを磁化させたままで該鋼板Ｗを保持可能な保持装置５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱した鋼板をプレス金型によって所定の形状に成形する熱間プレス成形設備であって、
成形された前記鋼板を前記プレス金型から排出する排出装置を備え、
前記排出装置は、前記鋼板を磁化させる磁化装置と、前記磁化装置により前記鋼板を磁化させたままで該鋼板を保持可能な保持装置とを備えることを特徴とする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、加熱した鋼板に対してプレス成形を行う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、常温下のプレス成形ではスプリングバックを生じてしまい、所望の寸法精度を得難い。このような場合、加熱装置によって加熱した鋼板をプレス金型に投入し、プレス金型で鋼板を成形しつつ冷却して焼き入れを施す、熱間プレス成形（ダイクエンチ工法）が行なわれる。
【０００３】
このような熱間プレス成形では、加熱された高温の鋼板が軟質、高延性になっているため、複雑な形状を寸法精度よく成形することが可能である。さらに、鋼板をオーステナイト域に加熱してからプレス成形し、金型内で急冷（焼入れ）することにより、マルテンサイト変態による鋼板の高強度化を成形と同時に達成できるという利点がある。
【０００４】
熱間プレス成形では、加熱装置による加熱によって８００〜１０００℃といった高温に加熱されることにより、鋼板の表面に酸化スケールが生成される。この酸化スケールが鋼板の表面に残存したままであると、次工程で塗装する場合に鋼板と塗膜の密着性が損なわれ、耐食性の低下を招いてしまう。これを防止するために、鋼板に対するめっき処理（例えばＡｌ系めっき処理）や、熱間プレス成形後にショットブラスト、酸洗等のスケール除去処理を施すといった対応が採られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２３８２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
また、この酸化スケールは、プレス成形による鋼板の変形により、鋼板から脱落してプレス金型内に残留する。プレス金型に酸化スケールが残留したままであると、プレス金型のかじり（焼き付き）の原因となり、金型寿命を損なうため、好ましくない。このような事態を防止するには、上記の特許文献１に開示されるような鋼板へのめっき処理や、プレス金型の成形面にＰＶＤ等による被膜処理を施すことが考えられるが、これでは設備の大型化、複雑化を招いて設備コスト及び製品コストが嵩んでしまう。
【０００７】
したがって、金型寿命を維持するために、酸化スケールのふき取り、エア吸引、エアブローといった手段によるスケール除去処理（作業）が定期的に行われているのが現状である。このため、依然としてプレス金型に対するメンテナンス作業が煩雑なものとなっていた。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、プレス金型内のスケール除去処理の頻度を可及的に低減することが可能な熱間プレス成形設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、加熱した鋼板をプレス金型によって所定の形状に成形する熱間プレス成形設備であって、成形された前記鋼板を前記プレス金型から排出する排出装置を備え、前記排出装置は、前記鋼板を磁化させる磁化装置と、前記磁化装置により前記鋼板を磁化させたままで該鋼板を保持可能な保持装置とを備えることを特徴とする。
【００１０】
かかる構成によれば、排出装置に設けられる磁化装置により、プレス成形後の鋼板を磁化させ、プレス金型内において成形時に鋼板から脱落した酸化スケールをこの鋼板に磁着させることができる。さらに、保持装置によってこの鋼板を保持してプレス金型から排出させるようにすれば、酸化スケールを鋼板に磁着させたままでプレス金型から排出することが可能になる。これにより、酸化スケールのプレス金型内での残留量を大幅に低減することができ、従来行っていたプレス金型内のスケール除去処理を行う頻度を可及的に低減することが可能になる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プレス金型内のスケール除去処理の頻度を可及的に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１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】本発明の第２実施形態に係る熱間プレス成形設備の側面図である。
【図３】同実施形態における熱間プレス成形設備の一部を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る熱間プレス成形設備を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る熱間プレス成形設備の第１実施形態を示す。
【００１４】
図１に示す熱間プレス成形設備１は、鋼板Ｗを所定の温度に加熱した後、プレス金型２によってプレス成形を施し、その後、この鋼板Ｗをプレス金型２から排出するとともに、次工程へと搬送する。この熱間プレス成形設備１は、鋼板Ｗを加熱する加熱装置（図示せず）と、油圧式のプレス金型２と、鋼板Ｗの所定の方向に搬送するマテリアルハンドリング装置（以下「マテハン」と略称する）３と、プレス金型２内から排出された鋼板Ｗを次工程へと搬送する搬送装置（図示せず）とを主に備える。
【００１５】
図１では、プレス成形後の鋼板Ｗをマテハン３によってプレス金型２から排出する場合を例示している。本実施形態において、プレス金型２は、上下方向において相対的に接近・離反可能な上型と下型２ａとを有するが、この図１では、プレス成形後に下型２ａから上型が離れた状態となっており、プレス金型２として下型２ａのみを示している。この下型２ａには、成形後の鋼板Ｗを下型２ａから離型させるための離型装置が設けられている。この離型装置は、下型２ａの成形面に対して上下方向に出退するとともに、鋼板Ｗを下側から押圧する押圧部材４を備える。
【００１６】
マテハン３は、加熱後の鋼板Ｗをプレス金型２内に装着する装着装置として機能し、かつプレス成形後の鋼板Ｗをプレス金型２内から排出する排出装置としても機能する。図１に示すように、マテハン３は、鋼板Ｗを保持可能な保持装置５と、鋼板Ｗを磁化させるための磁化装置６と、保持装置５及び磁化装置６を支持するベース部材７とを備える。マテハン３は、図示しない多関節ロボットアームに連結されており、下型２ａに対して昇降移動、水平移動の他、多様な方向への移動が可能になっている。
【００１７】
保持装置５は、鋼板Ｗを保持可能な保持アーム８ａ，８ｂと、この保持アーム８ａ，８ｂを所定の方向に進退させるように駆動する駆動部９ａ，９ｂとを備える。保持アーム８ａ，８ｂは、左右一対又は複数対として構成されている。以下、対の保持アーム８ａ，８ｂの一方を第１保持アーム８ａといい、他方を第２保持アーム８ｂという。
【００１８】
各保持アーム８ａ，８ｂは、上下方向に沿う長尺状に構成されている。また、各保持アーム８ａ，８ｂは磁性体（金属磁性体）として構成される。各保持アーム８ａ，８ｂの一端部（下端部）には、鋼板Ｗを支持（掛止）する掛止爪１０が設けられている。この掛止爪１０は、各保持アーム８ａ，８ｂと同様に磁性体により構成される。第１保持アーム８ａの掛止爪１０と第２保持アーム８ｂの掛止爪１０とは、水平方向において対向するように各保持アーム８ａ，８ｂから突出している。なお、各保持アーム８ａ，８ｂの他端部（上端部）は、駆動部９ａ，９ｂに連結されている。
【００１９】
駆動部９ａ，９ｂは、第１保持アーム８ａを駆動する第１駆動部９ａと、第２保持アーム８ｂを駆動する第２駆動部９ｂとを含む。各駆動部９ａ，９ｂは、例えばエアシリンダ装置により構成され、共にベース部材７上に固定されている。各エアシリンダ装置のピストンロッド１１には、各保持アーム８ａ，８ｂの上端部が連結されている。
【００２０】
各駆動部９ａ，９ｂは、各ピストンロッド１１の往復動作により、各保持アーム８ａ，８ｂを水平方向に沿って進退させることができる。すなわち、第１保持アーム８ａと第２保持アーム８ｂは、第１駆動部９ａ及び第２駆動部９ｂの駆動により、互いに接近・離反するように動作する。これにより、各保持アーム８ａ，８ｂは、図１において実線で示す、鋼板Ｗの保持位置と、二点鎖線で示す退避位置とにその位置を変更でき、鋼板Ｗの保持及びその解除を自在に行うことができる。
【００２１】
磁化装置６は、各保持アーム８ａ，８ｂ及びその掛止爪１０を磁化させることによって、これらに接触する鋼板Ｗを磁化させるためのものである。すなわち、本実施形態に係る磁化装置６は、保持アーム８ａ，８ｂ及びその掛止爪１０を介して間接的に鋼板Ｗを磁化するものである。本実施形態において、磁化装置６は、例えばオン・オフ切り替え可能な電磁石により構成される。
【００２２】
以下、上記構成の熱間プレス成形設備１による鋼板Ｗの成形方法について説明する。まず、加熱装置によって鋼板Ｗが所定の温度（例えば８００〜１０００℃）に加熱される（加熱工程）。加熱された鋼板Ｗは、マテハン３によって保持されるとともにプレス金型２に装着される（装着工程）。次に、プレス金型２によるプレス成形（焼入れを含む）が行なわれ（プレス成形工程）、鋼板Ｗは、所定の形状に成形されると、マテハン３によってプレス金型２から取り出される（排出工程）。その後、鋼板Ｗは、搬送装置によって次工程へと搬送される（搬送工程）。
【００２３】
以下、鋼板Ｗの排出工程について詳細に説明する。プレス成形工程後に、プレス金型２の上型が上昇して下型２ａから離れ、下型２ａの上方からマテハン３が下降してこの下型２ａに接近する。
【００２４】
さらに、下型２ａの離型装置における押圧部材４が、下型２ａに密着している鋼板Ｗを押圧して上方に押し上げる。これによって下型２ａと鋼板Ｗとの間に隙間が生じる。このとき、鋼板Ｗの表面（下面）に付着していた酸化スケールが脱落し、下型２ａの成形面上に残る。
【００２５】
その後、各駆動部９ａ，９ｂが作動し、退避位置にある各保持アーム８ａ，８ｂを保持位置へと移動させる。これにより、第１保持アーム８ａと第２保持アーム８ｂとが接近するように移動するとともに、各保持アーム８ａ，８ｂにおける掛止爪１０が、下型２ａと鋼板Ｗとの隙間に挿入される。これにより、掛止爪１０が鋼板Ｗの一部を下から支持（掛止）した状態となる。
【００２６】
その後、磁化装置６が作動し（電磁石がオン）、各保持アーム８ａ，８ｂとその掛止爪１０が磁化され、これらに接触する鋼板Ｗも同時に磁化する。鋼板Ｗが帯磁すると、下型２ａの成形面に残る酸化スケールは、その磁力により鋼板Ｗの表面（下面）に引き寄せられて磁着する。この状態でマテハン３が上昇すると、図１に示すように、鋼板Ｗは、離型装置の押圧部材４から離れ、酸化スケールが磁着したまま保持アーム８ａ，８ｂに保持された状態で上昇し、プレス金型２から排出されることなる。なお、鋼板Ｗが排出されると押圧部材４は退避位置へと戻り、次の成形に備える。
【００２７】
プレス金型２から排出された鋼板Ｗは、酸化スケールの除去処理を受ける。この場合、磁化装置６における電磁石がオフにされることで、磁着していた酸化スケールが脱落する。さらに、鋼板Ｗは、ショットブラスト、酸洗等のスケール除去処理を適宜受けることになる。
【００２８】
以上説明した本実施形態に係る熱間プレス成形設備１によれば、磁化装置６によって保持装置５の各保持アーム８ａ，８ｂ及びその掛止爪１０を磁化させ、これらに接触する鋼板Ｗを磁化させることで、プレス金型２の下側２ａ上に残る酸化スケールをこの鋼板Ｗに磁着させることができる。さらに、この状態のまま鋼板Ｗをプレス金型２から排出させることで、プレス金型２に残留する酸化スケールをもプレス金型２から確実に排出することができる。
【００２９】
これにより、プレス金型２内における酸化スケールの残留量を大幅に低減させることができ、従来行われていた、ふき取り、エア吸引、エアブローといったプレス金型２におけるスケール除去処理の頻度を可及的に低減できる。したがって、本発明では、プレス金型２に対するメンテナンスの費用と手間を大幅に削減し、以て成形品（製品）に対する製造コストの低減化にも大きく寄与することになる。
【００３０】
図２及び図３は、本発明に係る熱間プレス成形設備１の第２実施形態を示す。本実施形態では、保持装置５の構成は第１実施形態と同じであるが、磁化装置６及びベース部材７の構成が第１実施形態とは異なる。本実施形態における磁化装置６は、鋼板Ｗに接触可能な接触部１２と、この接触部１２に接触可能な磁石１３と、この磁石１３を昇降させる駆動部１４とを主に備える。
【００３１】
接触部１２は、磁性体により板状に構成され、ベース部材７の下面に固定されている。  ベース部材７には、接触部１２に対応する位置に貫通孔７ａが形成されている。接触部１２は、この貫通孔７ａを一方側（下方側）から閉塞している。
【００３２】
磁石１３は、この貫通孔７ａ内を移動することにより、接触部１２に対して接触し、又はこの接触部１２から離れることが可能である。本実施形態において、磁石１３は永久磁石により構成されるが、これに限らず電磁石であってもよい。磁石１３を駆動する駆動部１４は、例えばエアシリンダ装置によって構成される。
【００３３】
図３に示すように、磁石１３は、駆動部１４としてのエアシリンダ装置におけるピストン１５及びピストンロッド１６と一体に構成されている。これにより、磁石１３は、ピストン１５及びピストンロッド１６の往復動作に連動して、接触部１２に接触する接触位置（図３において二点鎖線で示す位置）と、接触部１２から離れた待機する待機位置（図３において実線で示す位置）とにその位置を変更できる。
【００３４】
本実施形態に係る熱間プレス成形設備１による鋼板Ｗの成形方法は、第１実施形態と同様に加熱工程から搬送工程までを経るものであるが、そのうちの排出工程（排出方法）の態様が第１実施形態とは異なる。以下、この排出工程について詳細に説明する。
【００３５】
第１実施形態と同様に、プレス成形工程後にプレス金型２の上型が下型２ａから離れ、マテハン３が下型２ａに接近する。そして、離型装置の押圧部材４が鋼板Ｗを上方に押し上げ、保持アーム８ａ，８ｂが退避位置から保持位置へと移動することで、その掛止爪１０が鋼板Ｗと下型２ａとの隙間に挿入される。このとき、磁化装置６の接触部１２は、鋼板Ｗの上部に接触した状態となり、磁化装置６の磁石１３は待機位置で待機した状態となっている。
【００３６】
さらに、駆動部１４（エアシリンダ装置）が作動し、そのピストン１５及びピストンロッド１６の動作によって、磁石１３が待機位置から接触位置へと移動する。磁石１３が接触位置にて接触部１２に接触すると、この接触部１２が磁化されるとともに、接触部１２に接触している鋼板Ｗも同時に帯磁する。これによって、鋼板Ｗから脱落して下型２ａに残る酸化スケールは、その磁力によって鋼板Ｗに引き寄せられて磁着する。その後、マテハン３の上昇移動により、鋼板Ｗとともに酸化スケールもプレス金型２から排出される。
【００３７】
上述した第１実施形態では、磁化装置６が保持装置５の保持アーム８ａ，８ｂ及びその掛止爪１０を磁化させることにより鋼板Ｗを帯磁させる態様であったが、本実施形態では、保持装置５とは異なる位置に設けられた接触部１２を磁化させることで、鋼板Ｗを帯磁させることが可能になる。したがって、本実施形態では、保持アーム８ａ，８ｂ等を磁化させることなく、鋼板Ｗを帯磁させることが可能になる。
【００３８】
なお、本発明に係る熱間プレス成形設備１は、上記実施形態の構成に限定されるものではない。また、本発明に係る熱間プレス成形設備１は、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明に係る熱間プレス成形設備１は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３９】
上記実施形態で例示したマテハン３は、鋼板Ｗをプレス金型２に装着する装着装置と鋼板Ｗをプレス金型２から排出する排出する排出装置とを兼ねていたが、これに限定されず、装着装置と排出装置とを別々に構成して熱間プレス成形設備１に備え付けてもよい。
【００４０】
上記実施形態では、保持アーム８ａ，８ｂを駆動する駆動部９ａ，９ｂ及び第２実施形態において磁石１３を移動させる駆動部１４として、エアシリンダ装置を採用した例を示したが、これに限定されず、各駆動部９ａ，９ｂ，１４には、他の各種アクチュエータを使用できる。
【００４１】
上記の第２実施形態では、保持装置５における保持アーム８ａ，８ｂ及びその掛止爪１０を磁化させることなく、接触部１２を磁化させることで、鋼板Ｗを磁化させた例を示したが、当然に、接触部１２を磁化させるとともに保持アーム８ａ，８ｂ等を磁化させるようにしてもよい。
【００４２】
本発明は、熱間プレス成形に限らず、鋼板Ｗの加熱温度が比較的低温となる温間プレス成形にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１     熱間プレス成形設備
３     マテハン（排出装置）
５     保持装置
６     磁化装置
【図１】
2016117087.tif 000003
【図２】
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【図３】
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