特許 5830056 プレス装置及び噴射ノズル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5830056

(24)【登録日】2015年10月30日

(45)【発行日】2015年12月9日

(54)【発明の名称】プレス装置及び噴射ノズル

(51)【国際特許分類】

   B21D 24/00 20060101AFI20151119BHJP

   B21D 37/16 20060101ALI20151119BHJP

   B05B 1/26 20060101ALI20151119BHJP

   B21D 22/20 20060101ALN20151119BHJP

【ＦＩ】

   B21D24/00 M

   B21D37/16

   B05B1/26

   !B21D22/20 Z

【請求項の数】3

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2013-118993(P2013-118993)

(22)【出願日】2013年6月5日

(65)【公開番号】特開2014-233756(P2014-233756A)

(43)【公開日】2014年12月15日

【審査請求日】2014年6月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】599121746

【氏名又は名称】株式会社 富士ワールド

(74)【代理人】

【識別番号】100068618

【弁理士】

【氏名又は名称】萼 経夫

(74)【代理人】

【識別番号】100104145

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 嘉夫

(74)【代理人】

【識別番号】100109690

【弁理士】

【氏名又は名称】小野塚 薫

(74)【代理人】

【識別番号】100135035

【弁理士】

【氏名又は名称】田上 明夫

(74)【代理人】

【識別番号】100131266

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼ 昌宏

(74)【代理人】

【識別番号】100104385

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 勉

(72)【発明者】

【氏名】岩野 吉宏

(72)【発明者】

【氏名】小松 順一

(72)【発明者】

【氏名】安藤 誠章

(72)【発明者】

【氏名】橋本 勝

【審査官】 石黒 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−２２９７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭１２−４７８４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 米国特許第２７０１１６５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第１８７６６６９（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ２２／００−２６／１４

Ｂ０５Ｂ １／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼板を成形型でプレス成形すると共に、鋼板に向けて冷媒を噴射するために前記成形型に設けられた噴射孔に装着される噴射ノズルを備えたプレス装置であって、
前記噴射ノズルは、貫通孔を有するノズル本体と、該貫通孔内に備えられた拡散部材とを備え、
該拡散部材は、前記貫通孔に挿入される一対の棒状部と、該一対の棒状部の各一端に一体的に設けられると共に、該棒状部より径方向外方に突出し、前記貫通孔内を流動する冷媒に干渉して該冷媒を拡散させる円形状部と、前記一対の棒状部の各他端から一体的に延設され、前記拡散部材を前記貫通孔内に係止する係止部と、から構成された割りピン状の部材であることを特徴とするプレス装置。

【請求項2】

前記貫通孔は、前記円形状部が配置される大径孔と、前記棒状部が挿通される小径孔と、前記大径孔と前記小径孔との間に設けられ、前記大径孔に向かって拡径するテーパ面とを備えることを特徴とする請求項１に記載のプレス装置。

【請求項3】

液状体を噴射させるための噴射孔に装着される噴射ノズルであって、
該噴射ノズルは、貫通孔を有するノズル本体と、該貫通孔内に備えられた拡散部材とを備え、
該拡散部材は、前記貫通孔に挿入される一対の棒状部と、該一対の棒状部の各一端に一体的に設けられると共に、該棒状部より径方向外方に突出し、前記貫通孔内を流動する液状体に干渉して該液状体を拡散させる円形状部と、前記一対の棒状部の各他端から一体的に延設され、前記拡散部材を前記貫通孔内に係止する係止部と、から構成された割りピン状の部材であることを特徴とする噴射ノズル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鋼板を成形型でプレスして成形するプレス装置及び該ブレス装置に装着される噴射ノズルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、自動車用部品等においては、鋼板を成形型によりプレス成形して成形品を製造する方法が行われている。この方法では、加熱された鋼板をプレス成形する時に、成形型から鋼板に冷媒を噴射して鋼板を冷却することで、焼入れを行う方法が採用されている。
そこで、従来のプレス装置においては、成形型内に設けられ、冷媒が供給される供給路と、該供給路に連通して成形型の鋼板との接触面に形成される噴射孔と、該噴射孔に装着される噴射ノズルとを備えている。そして、鋼板を冷却する際、冷媒を成形型の供給路に供給すると、冷媒は供給路を通過して噴射ノズルから鋼板に噴射されることになる。

【0003】

しかしながら、従来のプレス装置では、噴射ノズルからの冷媒の拡散角度が小さく冷却効率が悪化する問題があった。そこで、噴射ノズルからの冷媒の拡散角度を大きくしようとすると噴射ノズル内の形状精度を上げる必要がありコストアップの要因となる。しかも、噴射ノズル内の形状精度を上げると、噴射ノズルの耐久性が懸念される。さらに、噴射ノズルは成形型１セットに対して５０個〜２００個使用するために、噴射ノズル単体のコストアップが設備費に大きく影響を及ぼすことになる。

【0004】

なお、特許文献１には、加熱された鋼板（成形体）をプレス成形し、当該成形体に冷媒を噴出して冷却する熱間成形金型において、該熱間成形金型は、冷媒を通過させる主供給路と、該主供給路から分岐し、該金型外に前記冷媒を噴出させる噴出口を含む複数の分岐供給路と、前記各分岐供給路のうち前記噴出口側に固定され、前記冷媒を通過させる通過孔を用いて前記冷媒の通過量を制限するノズル部材とを有することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２２９７７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の発明に係る熱間成形金型では、単に通過孔を有するノズル部材を噴出口に固定しているだけで、冷媒のノズル部材からの拡散角度を大きくすることはできず、上述した問題を解決することはできない。

【0007】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、冷媒等の液状体の拡散角度を大きくできるプレス装置及び噴射ノズル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】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のプレス装置は鋼板に向けて冷媒を噴射するために成形型に設けられた噴射孔に装着される噴射ノズルを備え、該噴射ノズルは、貫通孔を有するノズル本体と、該貫通孔内に備えられた拡散部材とを備え、該拡散部材は、前記貫通孔に挿入される一対の棒状部と、該一対の棒状部の各一端に一体的に設けられると共に、該棒状部より径方向外方に突出し、前記貫通孔内を流動する冷媒に干渉して該冷媒を拡散させる円形状部と、前記一対の棒状部の各他端から一体的に延設され、前記拡散部材を前記貫通孔内に係止する係止部と、から構成された割りピン状の部材であることを特徴としている。
また、本発明の噴射ノズルは、貫通孔を有するノズル本体と、該貫通孔内に備えられた拡散部材とを備え、該拡散部材は、前記貫通孔に挿入される一対の棒状部と、該一対の棒状部の各一端に一体的に設けられると共に、該棒状部より径方向外方に突出し、前記貫通孔内を流動する液状体に干渉して該液状体を拡散させる円形状部と、前記一対の棒状部の各他端から一体的に延設され、前記拡散部材を前記貫通孔内に係止する係止部と、から構成された割りピン状の部材であることを特徴としている。
これにより、噴射ノズルからの冷媒等の液状体の拡散角度を大きくすることができる。

【0009】

なお、本発明のプレス装置及び噴射ノズルの各種態様およびそれらの作用については、以下の発明の態様の項において詳しく説明する。

【0010】

（発明の態様）
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある。）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。なお、各態様は、請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付して、必要に応じて他の項を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施の形態等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要件を付加した態様も、また、各項の態様から構成要件を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。

【0011】

（１）鋼板を成形型でプレス成形すると共に、鋼板に向けて冷媒を噴射するために前記成形型に設けられた噴射孔に装着される噴射ノズルを備えたプレス装置であって、前記噴射ノズルは、貫通孔を有するノズル本体と、該貫通孔内に備えられた拡散部材とを備え、該拡散部材は、前記貫通孔に挿入される一対の棒状部と、該一対の棒状部の各一端に一体的に設けられると共に、該棒状部より径方向外方に突出し、前記貫通孔内を流動する冷媒に干渉して該冷媒を拡散させる円形状部と、前記一対の棒状部の各他端から一体的に延設され、前記拡散部材を前記貫通孔内に係止する係止部と、から構成された割りピン状の部材であることを特徴とするプレス装置（請求項１の発明に相当）。
（１）項のプレス装置では、ノズル本体の貫通孔内を流動する冷媒は、円形状部に干渉して円形状部に沿って拡散して噴射される。具体的には、冷媒は、貫通孔内における一対の棒状部の外側の環状通路を流動して、該環状通路を流動した冷媒は、拡散部材の円形状部に干渉して、該円形状部の外壁面に沿って拡散して噴射されるようになる。また、拡散部材は係止部により貫通孔内に抜脱不能に係止される。さらに、拡散部材は、割りピン状の部材であるので、既製品の割りピンにて代用でき、コストを安価にすることができる。

【0013】

（２）前記貫通孔は、前記円形状部が配置される大径孔と、前記棒状部が挿通される小径孔と、前記大径孔と前記小径孔との間に設けられ、前記大径孔に向かって拡径するテーパ面とを備えることを特徴とする（１）項に記載のプレス装置（請求項２の発明に相当）。
（２）項のプレス装置では、拡散部材の円形状部に干渉した冷媒が、貫通孔に設けたテーパ面上を流動することでスムーズに拡散して噴射されるようになる。

【0014】

（３）前記係止部は、一対の棒状部の各他端から一体的に延びる、前記小径孔に挿通不能なテーパ部で構成されることを特徴とする（１）項または（２）項に記載のプレス装置。
（３）項のプレス装置では、冷媒が噴射ノズルの貫通孔内を流動する際、拡散部材が貫通孔から抜脱することはない。

【0016】

（４）前記小径孔の端部は、前記ノズル本体の端面に向かって拡径するテーパ面に形成されることを特徴とする（２）項または（３）項に記載のプレス装置。
（４）項のプレス装置では、拡散部材に設けた係止部を容易に収容することができる。

【0018】

（５）液状体を噴射させるための噴射孔に装着される噴射ノズルであって、該噴射ノズルは、貫通孔を有するノズル本体と、該貫通孔内に備えられた拡散部材とを備え、該拡散部材は、前記貫通孔に挿入される一対の棒状部と、該一対の棒状部の各一端に一体的に設けられると共に、該棒状部より径方向外方に突出し、前記貫通孔内を流動する液状体に干渉して該液状体を拡散させる円形状部と、前記一対の棒状部の各他端から一体的に延設され、前記拡散部材を前記貫通孔内に係止する係止部と、から構成された割りピン状の部材であることを特徴とする噴射ノズル（請求項３の発明に相当）。
（５）項の噴射ノズルでは、ノズル本体の貫通孔内を流動する液状体は、円形状部に干渉して円形状部に沿って拡散して噴射される。また、拡散部材は係止部により貫通孔内に抜脱不能に係止される。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、冷媒等の液状体の拡散角度を大きくするプレス装置及び噴射ノズルを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係るプレス装置の概略図である。

【図2】図２は、図１のプレス装置に採用した噴射ノズルの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明を実施するための形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係るプレス装置１は、図１に示すように、加熱された鋼板２をプレス成形する上型（成形型）３及び下型（成形型）４から構成される。なお、上型３は、図示しない駆動源からの駆動力が伝達されることで、図１の上下方向に移動可能に構成される。一方、下型４はプレート４ａに固定されている。上型３の内部には冷媒を供給するための上型供給路７が形成される。一方、下型４の内部にも冷媒を供給するための下型供給路８が形成される。上型３において鋼板２と接触する面には上型供給路７と連通する噴射孔７ａが複数形成される（図１には４箇所図示される）。一方、下型４においても鋼板２と接触する面には下型供給路８と連通する噴射孔８ａが複数形成される（図１には４箇所図示される）。上型３及び下型４の各噴射孔７ａ、８ａの内周面には雌ネジが形成される。これら上型３及び下型４の各噴射孔７ａ、８ａに噴射ノズル１０がそれぞれ螺合される。

【0022】

噴射ノズル１０は、図２に示すように、貫通孔１２を有する円筒状に形成されるノズル本体１１と、該ノズル本体１１の貫通孔１２内に備えられる拡散部材１３とから構成される。ノズル本体１１の外周面には上型３及び下型４の各噴射孔７ａ、８ａの雌ネジに螺合する雄ネジ１５が形成される。貫通孔１２は、冷媒の流動方向における下流側に位置してノズル本体１１の下流側端面に開口される大径孔１６と、上流側に位置してノズル本体１１の上流側端面に開口される小径孔１７と、大径孔１６と小径孔１７との間に設けられ、大径孔１６に向かって拡径する第１テーパ面１８と、小径孔１７の上流側端部に設けられ、ノズル本体１１の上流側端面に向かって拡径する第２テーパ面１９とを備えている。大径孔１６及び小径孔１７は共に平面視円形状に形成される。なお、図２に示す黒塗矢印が冷媒の流動方向を示している。

【0023】

拡散部材１３は、図２に示すように、ノズル本体１１の小径孔１７内に挿入され、対向する一対の棒状部２１、２１と、該一対の棒状部２１、２１の下流側端部に一体的に設けられ、該一対の棒状部２１、２１より径方向外方に突出する拡散部としての突出部２２と、拡散部材１３をノズル本体１１の貫通孔１２内に抜脱不能に係止する係止部２３とから構成される。一対の棒状部２１、２１の断面積の大きさは小径孔１７の断面積よりも十分に小さく形成される。突出部２２は、一対の棒状部２１、２１の各下流側端部から連続して一体的に延びる側面視略円形状の円形状部２４で構成される。該円形状部２４の外径は大径孔１６の内径より小さく、小径孔１７の内径よりも大きく形成される。係止部２３は、一対の棒状部２１、２１の各上流側端部に一体的に設けられ、小径孔１７内を挿通不能なテーパ部２５、２５で構成される。要するに、テーパ部２５、２５の先端間の距離が小径孔１７の内径より大きく形成されていることにより、拡散部材１３が冷媒の流動方向に沿って圧力を受けても貫通孔１２から抜脱されることはない。

【0024】

次に、拡散部材１３をノズル本体１１の貫通孔１２内へ組み付けて噴射ノズル１０を構成する方法を説明する。
まず、一対の棒状部２１、２１と、該一対の棒状部２１、２１の下流側端部に一体的に設けられる円形状部２４とからなる拡散部材１３を用意する。この際、拡散部材１３を既成品である割りピンにて代用してもよい。
続いて、拡散部材１３をその一対の棒状部２１、２１側からノズル本体１１の小径孔１７に挿入する。すると、拡散部材１３の円形状部２４がノズル本体１１の小径孔１７の下流側端部に当接する（小径孔１７の下流側開口の一部を覆う）ように大径孔１６内に収容され、一対の棒状部２１、２１の各先端部（上流側端部）がノズル本体１１の上流側端面から若干突出する状態となる。
続いて、一対の棒状部２１、２１の各先端部を図示しない治具を用いて径方向に拡がるようにかしめることでテーパ部２５、２５を形成して、噴射ノズル１０の製造を完了する。

【0025】

次に、本発明の実施の形態に係るプレス装置１の作用を説明する。
まず、噴射ノズル１０を複数用意して、各噴射ノズル１０を、上型３に設けた各噴射孔７ａ及び下型４に設けた各噴射孔８ａにそれぞれ螺合して装着する。
次に、上型３と下型４との間に、略９００℃にて加熱された鋼板２を図示しない搬送機構により搬送する。
次に、上型３を下降させて、間に鋼板２を挟み込むように上型３の凹部３０に下型４の凸部３１を係合する。この時、上型３が成形中間位置まで下降した段階で、冷媒を上型３の上型供給路７及び下型４の下型供給路８に供給する。すると、冷媒が上型３及び下型４の各噴射孔７ａ、８ａに螺合された各噴射ノズル１０から鋼板２に向かって噴射される。そこで、冷媒が各噴射ノズル１０を通過する際には、冷媒は、図２の矢印で示すように、拡散部材１３の一対の棒状部２１、２１の外壁面と小径孔１７の内壁面との間の環状通路２８を流動して、環状通路２８を流動した冷媒の一部は、拡散部材１３の円形状部２４の外壁面に干渉して、貫通孔１２の第１テーパ面１８上を流動して大径孔１６から拡散して噴射されるようになる。また、冷媒の極僅かは、一対の棒状部２１、２１間に流動し、円形状部２４の各開口から抜けるようにして噴射される。これにより、噴射ノズル１０からの冷媒の拡散角度を従来よりも大きくすることが可能になる。なお、拡散部材１３は、係止部２３としてテーパ部２５、２５を備えているので、貫通孔１２内を冷媒が通過する際、拡散部材１３が冷媒からの圧力を受けても貫通孔１２から抜脱されることはない。

【0026】

次に、上型３が下死点まで下降した時点で、上型３の上型供給路７及び下型４の下型供給路８への冷媒の供給が停止される。この結果、鋼板２がハット状にプレス成形されると共に焼入れ処理が可能になる。

【0027】

以上説明したように、本発明の実施の形態に係るプレス装置１に採用した噴射ノズル１０は、貫通孔１２を有するノズル本体１１と、該貫通孔１２内に備えられた拡散部材１３とから構成され、該拡散部材１３は、貫通孔１２の小径孔１７の下流側端部に当接するように配置され、小径孔１７からの冷媒に干渉して該冷媒を拡散させる突出部２２（拡散部）を備えている。これにより、冷媒が噴射ノズル１０内を通過する際、貫通孔１２の小径孔１７を流動した冷媒の一部は、拡散部材１３の突出部２２（円形状部２４）に干渉することで、拡散して噴射されるようになる。その結果、従来のプレス装置に備えたノズル部材よりもその拡散角度を大きくすることができ、鋼板２の冷却効率を向上させることができる。

【0028】

また、本発明の実施の形態に係るプレス装置１に採用した噴射ノズル１０では、ノズル本体１１の貫通孔１２は、下流側に位置する大径孔１６と上流側に位置する小径孔１７との間に大径孔１６に向かって拡径する第１テーパ面１８を備えているので、小径孔１７内を流動して拡散部材１３の突出部２２（円形状部２４）に干渉した冷媒が、第１テーパ面１８上を流動することで拡散角度を最大限大きくすることができる。

【0029】

なお、本実施の形態では、プレス装置１に上述した噴射ノズル１０を採用した形態を採用したが、該噴射ノズル１０を他の装置における液状体を噴射させる噴射孔に装着して採用してもよい。

【符号の説明】

【0030】

１ プレス装置，２ 鋼板，３ 上型（成形型），４ 下型（成形型），７ａ 噴射孔，８ａ 噴射孔，１０ 噴射ノズル，１１ ノズル本体，１２ 貫通孔，１３ 拡散部材，１６ 大径孔，１７ 小径孔，１８ 第１テーパ面，２１ 棒状部，２２ 突出部（拡散部），２３ 係止部，２４ 円形状部，２５ テーパ部

【図1】

【図2】