特開 2022-188537 ホットプレス装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022188537

(43)【公開日】2022-12-21

(54)【発明の名称】ホットプレス装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 24/00 20060101AFI20221214BHJP

   B21D 22/20 20060101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

B21D24/00 M

B21D22/20 H

B21D24/00 F

B21D24/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021096650

(22)【出願日】2021-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】520200584

【氏名又は名称】株式会社キーレックス・ワイテック・インターナショナル

(71)【出願人】

【識別番号】500213915

【氏名又は名称】株式会社ワイテック

(71)【出願人】

【識別番号】590000721

【氏名又は名称】株式会社キーレックス

(74)【代理人】

【識別番号】100121728

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 勝守

(74)【代理人】

【識別番号】100170900

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 渉

(72)【発明者】

【氏名】山根 稔正

(72)【発明者】

【氏名】中崎 篤

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA10

4E137BA01

4E137BB01

4E137CA09

4E137DA03

4E137DA06

4E137EA01

4E137EA22

4E137EA26

4E137EA36

4E137FA10

4E137FA25

4E137GA03

4E137GB03

4E137HA06

4E137HA08

(57)【要約】

【課題】成形体表面の精度を確保しつつ成形体の冷却速度を向上させ、さらには、冷却用金型の下型の温度上昇を抑えて適切に焼き入れがなされた成形体を得ることができるホットプレス装置を提供する。
【解決手段】ホットプレス装置１は、成形領域３にて得られた高温状態の一次成形体Ｐを冷却用金型４０の冷却用上型４１と冷却用下型４２とで加圧保持して冷却することにより焼き入れがなされた車体フレームＦを得る。冷却用上型４１と冷却用下型４２とには、加圧保持状態の一次成形体Ｐに液体冷媒を付着させる第１噴射ノズル５１と第２噴射ノズル５２とが設けられる。冷却用下型４２の内部には、第２噴射ノズル５２により一次成形体Ｐに付着させた液体冷媒を回収して貯留する第１液体貯留部４４が設けられる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形領域にて得られた高温状態の一次成形体を冷却用金型の上型と下型とで加圧保持して冷却することにより焼き入れがなされた最終成形体を得るよう構成されたホットプレス装置であって、
前記上型と前記下型との少なくとも一方には、加圧保持状態の前記一次成形体に液体冷媒を付着させる液体供給部が設けられ、
前記下型の内部には、前記液体供給部により前記一次成形体に付着させた液体冷媒を回収して貯留する第１液体貯留部が設けられていることを特徴とするホットプレス装置。

【請求項2】

請求項１に記載のホットプレス装置において、
前記第１液体貯留部は、前記下型における前記一次成形体の加圧保持面に開口する冷却用開口部を有しており、
前記液体供給部は、前記第１液体貯留部に配設された噴射ノズルを有し、当該噴射ノズルにより噴射させた液体冷媒を加圧保持状態の前記一次成形体に前記冷却用開口部を介して吹き付けるか、或いは、前記噴射ノズルにより前記第１液体貯留部に溜まる液体冷媒の中から噴射させた圧縮エアを液体冷媒の液面を通過させることにより当該液体冷媒を飛散させて加圧保持状態の前記一次成形体に前記冷却用開口部を介して吹き付けるよう構成されていることを特徴とするホットプレス装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のホットプレス装置において、
前記上型には、当該上型における前記一次成形体の加圧保持面に開口する冷却用凹部が設けられ、
前記液体供給部は、液体冷媒を前記冷却用凹部に供給可能に構成されていることを特徴とするホットプレス装置。

【請求項4】

請求項３に記載のホットプレス装置において、
前記冷却用凹部は、前記下型の加圧保持面に対応する位置に設けられ、
前記第１液体貯留部は、前記上型の加圧保持面に対応する位置に設けられていることを特徴とするホットプレス装置。

【請求項5】

請求項３又は４に記載のホットプレス装置において、
前記上型の加圧保持面には、端部が前記冷却用凹部に開放する複数の上側冷却用溝が形成されていることを特徴とするホットプレス装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１つに記載のホットプレス装置において、
前記下型の加圧保持面には、端部が前記第１液体貯留部に開放する複数の下側冷却用溝が形成されていることを特徴とするホットプレス装置。

【請求項7】

請求項６に記載のホットプレス装置において、
前記下型における前記第１液体貯留部の外側領域には、当該第１液体貯留部を囲うように延び、且つ、液体冷媒を貯留可能な第２液体貯留部が設けられ、
該第２液体貯留部には、前記第１液体貯留部に溜まる液体媒体の嵩が増した際、液体冷媒が前記下側冷却用溝を介して移動して溜まるよう構成されていることを特徴とするホットプレス装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、成形領域にて得られた高温状態の成形体を冷却領域の冷却用金型で加圧保持して冷却することにより焼き入れするよう構成されたホットプレス装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、板厚を厚くすることなく高強度な成形体を得るための成形方法として、ホットプレス装置を用いたホットプレス成形が知られている。例えば、特許文献１に開示されているホットプレス装置は、内部に液体冷媒が流通する成形用金型を備え、当該成形用金型の型閉じ動作により高温状態の鋼板を絞り成形して成形体を得るとともに、当該成形体を型閉じ状態で加圧保持して冷却することにより焼き入れするよう構成されている。成形用金型における上型の加圧面には、複数の冷却用溝が形成されていて、成形用金型の型閉じ状態において加圧保持状態の成形体の表面と各冷却用溝との間の空間に液体冷媒を満たすことにより、当該液体冷媒で成形体を直接冷却して焼き入れ時における成形体の冷却速度を向上させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８―０１２１１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１のように、成形用金型の加圧面に冷却用溝を設けると、ホットプレス成形の場合、鋼板が成形時において高温で軟化した状態であるので、成形体の表面に冷却用溝が転写されて成形体の表面が凹凸形状になってしまい、所望する成形体表面の精度を確保できなくなるおそれがある。

【0005】

これを回避するために、成形領域とは別に冷却領域を設け、成形領域にて得られた高温状態の一次成形体を冷却領域に配置した冷却用金型で加圧保持して冷却することにより焼き入れがなされた最終成形体を得るようにして成形体表面の精度を確保することが考えられる。

【0006】

しかし、ホットプレス成形において冷却領域を別に設けると、成形領域から冷却領域に搬入される高温状態の一次成形体を型開きした冷却用金型における下型の加圧面に一旦載置する必要があり、冷却用金型における上型よりも下型の温度が上昇しやすくなってしまう。そうすると、例えば、ホットプレス成形を繰り返し行う際に冷却用金型において下型が高温の状態で維持されてしまい、焼き入れ時において一次成形体の冷却だけでなく下型の冷却をも液体冷媒で行われてしまうことになり、焼き入れ時における一次成形体の冷却速度が著しく低下して最終成形体の強度に悪影響を及ぼしてしまうおそれがある。

【0007】

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、成形体表面の精度を確保しつつ成形体の冷却速度を向上させ、さらには、冷却用金型の下型の温度上昇を抑えて適切に焼き入れがなされた成形体を得ることができるホットプレス装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明は、液体冷媒を用いて成形体を直接的に冷却するとともに、当該成形体の冷却に使用した液体冷媒を再利用して冷却用下型を冷却するようにしたことを特徴とする。

【0009】

具体的には、成形領域にて得られた高温状態の一次成形体を冷却用金型の上型と下型とで加圧保持して冷却することにより焼き入れがなされた最終成形体を得るよう構成されたホットプレス装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0010】

すなわち、第１の発明では、前記上型と前記下型との少なくとも一方には、加圧保持状態の前記一次成形体に液体冷媒を付着させる液体供給部が設けられ、前記下型の内部には、前記液体供給部により前記一次成形体に付着させた液体冷媒を回収して貯留する第１液体貯留部が設けられていることを特徴とする。

【0011】

第２の発明では、第１の発明において、前記第１液体貯留部は、前記下型における前記一次成形体の加圧保持面に開口する冷却用開口部を有しており、前記液体供給部は、前記第１液体貯留部に配設された噴射ノズルを有し、当該噴射ノズルにより噴射させた液体冷媒を加圧保持状態の前記一次成形体に前記冷却用開口部を介して吹き付けるか、或いは、前記噴射ノズルにより前記第１液体貯留部に溜まる液体冷媒の中から噴射させた圧縮エアを液体冷媒の液面を通過させることにより当該液体冷媒を飛散させて加圧保持状態の前記一次成形体に前記冷却用開口部を介して吹き付けるよう構成されていることを特徴とする。

【0012】

第３の発明では、第１又は第２の発明において、前記上型には、当該上型における前記一次成形体の加圧保持面に開口する冷却用凹部が設けられ、前記液体供給部は、液体冷媒を前記冷却用凹部に供給可能に構成されていることを特徴とする。

【0013】

第４の発明では、第３の発明において、前記冷却用凹部は、前記下型の加圧保持面に対応する位置に設けられ、前記第１液体貯留部は、前記上型の加圧保持面に対応する位置に設けられていることを特徴とする。

【0014】

第５の発明では、第３又は第４の発明において、前記上型の加圧保持面には、端部が前記冷却用凹部に開放する複数の上側冷却用溝が形成されていることを特徴とする。

【0015】

第６の発明では、第１から第５のいずれか１つの発明において、前記下型の加圧保持面には、端部が前記第１液体貯留部に開放する複数の下側冷却用溝が形成されていることを特徴とする。

【0016】

第７の発明では、第６の発明において、前記下型における前記第１液体貯留部の外側領域には、当該第１液体貯留部を囲うように延び、且つ、液体冷媒を貯留可能な第２液体貯留部が設けられ、該第２液体貯留部には、前記第１液体貯留部に溜まる液体媒体の嵩が増した際、液体冷媒が前記下側冷却用溝を介して移動して溜まるよう構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

第１の発明では、液体供給部から供給される液体冷媒が高温状態の一次成形体に直接付着するので、液体冷媒により一次成形体から奪う熱の量が多くなる。したがって、一次成形体の冷却が効率良く行われるようになり、焼き入れにおける一次成形体の冷却速度を向上させることができる。また、一次成形体を冷却した後の液体冷媒は、第１液体貯留部に回収されて溜まった状態になるので当該第１液体貯留部に貯留する状態の液体冷媒が下型から熱を奪って当該下型を冷却するようになる。このように、第１液体貯留部に溜まった一次成形体冷却後の液体冷媒を再利用して冷却用金型の下型を冷却することができるので、効率良く冷却用金型における下型の温度上昇を抑えることができる。さらに、特許文献１の如き成形用金型に冷却用溝を設ける必要がなくなるので、ホットプレス成形において成形体表面の精度が確保できない事態を回避することができる。

【0018】

第２の発明では、液体冷媒が冷却用金型に加圧保持された高温状態の一次成形体に下方から直接的に接触するので、一次成形体の裏面にあたった液体冷媒は、高温状態の成形体から熱を吸収して第１液体貯留部内において気化するようになる。したがって、当該液体冷媒が気化することにより生じる気化熱を利用して一次成形体の冷却速度を向上させることができる。また、一次成形体の裏面において跳ね返る液体冷媒は、冷却用開口部を介して第１液体貯留部に回収されて溜められるようになるので、一次成形体の冷却に使用する液体冷媒を下型の冷却に再利用できるようになり、冷却用金型における下型を効率良く冷却することができる。

【0019】

第３の発明では、冷却用金型を型閉じした状態で冷却用凹部に液体冷媒を供給すると、加圧状態の一次成形体の表面と冷却用凹部との間に形成される空間に液体冷媒が供給されて当該液体冷媒が高温状態の一次成形体の表面に接触するようになる。したがって、一次成形体の表面に接触した液体冷媒が高温状態の一次成形体から熱を奪って気化するようになり、気化熱を利用して効率良く一次成形体の冷却速度を向上させることができる。

【0020】

第４の発明では、冷却用金型にて加圧保持された一次成形体の表面側と裏面側とにおいて異なる領域が液体冷媒にてそれぞれ直接的にバランス良く冷却されるようになるので、焼き入れ時において成形体の冷却速度が領域毎にばらつくのを防いで適切な焼き入れを行うことができる。

【0021】

第５の発明では、冷却用凹部において加圧保持された一次成形体の表面に付着する液体冷媒の量が多くなると、当該加圧保持された一次成形体の表面と上側冷却用溝との間に形成される空間に冷却用凹部から一次成形体の表面伝いに流れ出た液体冷媒が満たされるようになる。したがって、冷却用凹部において一次成形体の表面を直接的に冷却した後の液体冷媒を再度一次成形体の直接的な冷却に利用して当該一次成形体を効率良く冷却することができる。

【0022】

第６の発明では、第１液体貯留部に溜まる液体冷媒の嵩が増すと、冷却用金型にて加圧保持された一次成形体の裏面と下側冷却用溝との間に形成される空間に第１液体貯留部から溢れ出た液体冷媒が満たされるようになる。したがって、第１液体貯留部に溜まる液体冷媒を再度一次成形体の直接的な冷却に利用して当該一次成形体を効率良く冷却することができる。

【0023】

第７の発明では、第１液体貯留部に溜まる液体冷媒の嵩が増すと、液体冷媒が下側冷却用溝を介して第２液体貯留部に流れ込んで当該第２液体貯留部に溜まるようになる。したがって、液体冷媒は、下側冷却用溝を通過する際に一次成形体を直接的に冷却した後、さらに第２液体貯留部にて下型の冷却に再利用されるようになり、冷却用金型における下型を効率良く冷却することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施形態に係るホットプレス装置の概略正面図である。

【図2】本発明の実施形態に係るホットプレス装置の冷却用金型を示す概略断面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るホットプレス装置の冷却用金型を構成する下型に一次成形体が載置されている状態を示す概略断面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るホットプレス装置の冷却用金型において一次成形体を加圧保持して冷却している状態を示す概略断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るホットプレス装置の冷却用金型において一次成形体を加圧保持して冷却する際の液体冷媒の動きを示す概略断面図である。

【図6】変形例に係る図４相当図である。

【図7】変形例に係る図４相当図である。

【図8】変形例に係る図５相当図である。

【図9】変形例に係るホットプレス装置の冷却用金型を構成する下型を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

【0026】

図１は、本発明の実施形態に係るホットプレス装置１を示す。該ホットプレス装置１は、断面ハット形状をなす車体フレームＦ（最終成形体）を生産するようになっていて、装置の上流側から順に、鋼板Ｓを加熱する加熱領域２と、ホットプレス成形を行って一次成形体Ｐを得る成形領域３と、一次成形体Ｐを冷却して車体フレームＦを得る焼き入れ領域４とが直線状に設定されている。

【0027】

加熱領域２には、遠赤外線式の加熱炉２０が配置され、該加熱炉２０は、フロアに設置された下側炉体２０ａと、該下側炉体２０ａの上方に対向配置された上側炉体２０ｂとを有している。

【0028】

上側炉体２０ｂには、当該上側炉体２０ｂと下側炉体２０ａとの間の雰囲気ガスの温度を上昇させるヒータ（図示せず）が取り付けられ、鋼板Ｓを所定の加熱時間だけ加熱して予め設定された焼き入れ温度である約９００℃にまで昇温させるようになっている。

【0029】

加熱領域２と成形領域３との間には、加熱炉２０にて昇温されて高温状態となった鋼板Ｓを成形領域３まで搬送する第１ロボットＲ１が配設されている。

【0030】

成形領域３は、ホットプレス成形用の成形用金型３０と、メカプレス５とを備えている。

【0031】

成形用金型３０は、互いに対向する成形用上型３１と成形用下型３２とを備え、成形用上型３１は、メカプレス５により、成形用下型３２に対して昇降するようになっている。

【0032】

成形用上型３１には、上方に窪む断面略凹状をなす第１加圧面３１ａが形成される一方、成形用下型３２には、上方に膨出する断面略凸状の第２加圧面３２ａが形成されている。

【0033】

そして、焼き入れ温度にまで昇温させた状態の鋼板Ｓを成形用下型３２の第２加圧面３２ａ上にセットした後、成形用上型３１を下降させて成形用金型３０を型閉じすることにより、鋼板Ｓから断面略ハット形状をなす一次成形体Ｐが得られるようになっている。

【0034】

成形領域３と焼き入れ領域４との間には、成形領域３にて得られた一次成形体Ｐを焼き入れ領域４まで搬送する第２ロボットＲ２が配設されている。

【0035】

焼き入れ領域４には、互いに対向する冷却用上型４１及び冷却用下型４２を備えた焼き入れ用の冷却用金型４０と、冷却用下型４２に対して冷却用上型４１を昇降させるサーボプレス６とが配置されている。

【0036】

冷却用上型４１には、図２に示すように、上方に窪む断面略凹状をなす上側加圧保持面４１ａが形成され、該上側加圧保持面４１ａには、上方が閉塞するとともに上側加圧保持面４１ａに開口する上側冷却用開口部４３ｂを有する複数の冷却用凹部４３が設けられている。

【0037】

該各冷却用凹部４３における天井面４３ａの略中央には、液体冷媒（例えば、工業用水）を噴射することにより冷却用凹部４３内に液体冷媒を供給可能な第１噴射ノズル５１（液体供給部）が取り付けられている。

【0038】

一方、冷却用下型４２には、上方に膨出する断面略凸状をなす下側加圧保持面４２ａが形成されている。該下側加圧保持面４２ａにおける冷却用上型４１の冷却用凹部４３に対応する位置には、下方に窪む凹状をなすとともに下側加圧保持面４２ａに開口する下側冷却用開口部４４ｂを有する複数の第１液体貯留部４４が設けられている。

【0039】

該各第１液体貯留部４４における底面４４ａの略中央には、下側冷却用開口部４４ｂに向かって液体冷媒を噴射可能な第２噴射ノズル５２（液体供給部）が取り付けられ、第１液体貯留部４４は、第２噴射ノズル５２から噴射された液体冷媒を貯留可能になっている。

【0040】

また、冷却用下型４２における第１液体貯留部４４の外側領域には、上方に開口する凹状をなすとともに第１液体貯留部４４を囲むように延び、且つ、液体冷媒を貯留可能な第２液体貯留部４５が設けられている。

【0041】

冷却用下型４２の下側加圧保持面４２ａにおける各下側冷却用開口部４４ｂを除く領域には、第１液体貯留部４４及び第２液体貯留部４５の列設方向に延び且つ上方に開口する複数の冷却用溝４６（下側冷却用溝）が形成されている。

【0042】

すなわち、冷却用溝４６は、下側加圧保持面４２ａに開口するとともに各端部が第１液体貯留部４４や第２液体貯留部４５に解放しており、隣り合う２つの第１液体貯留部４４、或いは、隣り合う第１液体貯留部４４と第２液体貯留部４５とは、冷却用溝４６を介して連通している。

【0043】

第２液体貯留部４５を形成する外壁４７の上端面４７ａは、冷却用溝４６の底面４６ａと略同一の高さに設定されている。

【0044】

冷却用下型４２の外側方には、液体冷媒を圧送可能な液体冷媒ポンプ１０が配置されている。

【0045】

該液体冷媒ポンプ１０の上流側には、一端が当該液体冷媒ポンプ１０の吸込口１０ａに接続される一方、他端が図示しない液体冷媒供給源に接続された吸込ラインＬ１が設けられ、該吸込ラインＬ１は、液体冷媒ポンプ１０の駆動時において吸込口１０ａを介して液体冷媒供給源に貯留された液体冷媒を液体冷媒ポンプ１０に導入するようになっている。

【0046】

液体冷媒ポンプ１０の下流側には、一端が各第１噴射ノズル５１に接続される一方、他端が液体冷媒ポンプ１０の吐出口１０ｂに接続された第１供給ラインＬ２が設けられている。

【0047】

該第１供給ラインＬ２は、吐出口１０ｂと冷却用上型４１との間に設けられた配管と、該配管と各第１噴射ノズル５１とを繋ぐ冷却用上型４１の内部に形成された連通孔とで構成され、液体冷媒ポンプ１０の駆動時において吐出口１０ｂから吐出された液体冷媒を各第１噴射ノズル５１に圧送するようになっている。

【0048】

また、液体冷媒ポンプ１０の下流側には、一端が各第２噴射ノズル５２に接続される一方、他端が吐出口１０ｂに接続された第２供給ラインＬ３が設けられている。

【0049】

該第２供給ラインＬ３は、吐出口１０ｂと冷却用下型４２との間に設けられた配管と、該配管と各第２噴射ノズル５２とを繋ぐ冷却用下型４２の内部に形成された連通孔とで構成され、液体冷媒ポンプ１０の駆動時において吐出口１０ｂから吐出された液体冷媒を各第２噴射ノズル５２に圧送するようになっている。

【0050】

そして、成形領域３にて得られた高温状態の一次成形体Ｐを型開き状態の冷却用下型４２の下側加圧保持面４２ａ上に載置するとともに、冷却用上型４１を下降させて冷却用金型４０を型閉じすることにより、上側加圧保持面４１ａと下側加圧保持面４２ａとで一次成形体Ｐを加圧保持するようになっている。

【0051】

また、冷却用金型４０により一次成形体Ｐを加圧保持した状態で液体冷媒ポンプ１０から冷却用金型４０に液体冷媒を供給すると、一次成形体Ｐは、液体冷媒により冷却された冷却用金型４０により冷却されるとともに、各第１噴射ノズル５１により上側冷却用開口部４３ｂを介して吹き付けられる液体冷媒や、各第２噴射ノズル５２により下側冷却用開口部４４ｂを介して吹き付けられる液体冷媒で冷却されることにより焼き入れが施されて最終成形体である車体フレームＦが得られるようになっている。

【0052】

そして、焼き入れ領域４にて得られた車体フレームＦは、図１に示すように、焼き入れ領域４の下流側に配設された第３ロボットＲ３により次領域に搬送されるようになっている。

【0053】

次に、図３乃至図５を用いて、焼き入れ領域４における冷却用金型４０を用いた焼き入れ方法について詳述する。

【0054】

まず、成形用金型３０にて一次成形体Ｐが成形されると、図３に示すように、当該一次成形体Ｐを第２ロボットＲ２にて搬送して型開き状態における冷却用下型４２の下側加圧保持面４２ａに載置する。

【0055】

次に、図４に示すように、冷却用上型４１を下降させて冷却用金型４０を型閉じする。すると、冷却用上型４１の上側加圧保持面４１ａと冷却用下型４２の下側加圧保持面４２ａとで一次成形体Ｐが加圧保持される。

【0056】

しかる後、液体冷媒ポンプ１０を駆動させて液体冷媒を第１噴射ノズル５１及び第２噴射ノズル５２へと送る。すると、冷却用上型４１と冷却用下型４２とにより加圧保持された状態の一次成形体Ｐに向けて第１噴射ノズル５１と第２噴射ノズル５２とから液体冷媒が噴射される。

【0057】

第１噴射ノズル５１から噴射された液体冷媒は、一次成形体Ｐの表面に直接付着して、主に一次成形体Ｐの表面側から熱を吸収する。一方、第２噴射ノズル５２から噴射された液体冷媒は、一次成形体Ｐの裏面に直接付着して、主に一次成形体Ｐの裏面側から熱を吸収する。

【0058】

このとき、一次成形体Ｐに付着した液体冷媒は、冷却用凹部４３の内側と第１液体貯留部４４の内側とにおいて気化し、その際、気化により生じる気化熱を利用して一次成形体Ｐの冷却が行われる。

【0059】

第２噴射ノズル５２から噴射した液体冷媒は、一次成形体Ｐの裏面に付着してその冷却に用いられた後、一次成形体Ｐの裏面から落下するとともに、下側冷却用開口部４４ｂを介して第１液体貯留部４４に回収されて溜められる。

【0060】

また、第２噴射ノズル５２から噴射した液体冷媒の一部は、一次成形体Ｐの裏面にあたって当該一次成形体Ｐの冷却に用いられた後、跳ね返って下側冷却用開口部４４ｂを介して第１液体貯留部４４に回収されて溜められる。

【0061】

第１液体貯留部４４に溜められた液体冷媒は、冷却用下型４２の本体部分から直接的に熱を吸収する。このように、一次成形体Ｐを直接的に冷却するために使用した液体冷媒を再利用して冷却用下型４２が冷却される。

【0062】

その後、一次成形体Ｐの冷却を続けて所定の時間が経過すると、第１液体貯留部４４に溜まる液体冷媒の嵩が増していく。すると、図５に示すように、第１液体貯留部４４に溜まる液体冷媒が冷却用溝４６に流れ込んで一次成形体Ｐの裏面と冷却用溝４６との間に形成される空間に液体冷媒が満たされ、冷却用溝４６周りの一次成形体Ｐと冷却用金型４０とが液体冷媒により冷却される。

【0063】

さらに、第１液体貯留部４４における液体冷媒の嵩が増すと、図５に示すように、液体冷媒は冷却用溝４６を介して第２液体貯留部４５に流れ込んで当該第２液体貯留部４５に溜められる。

【0064】

第２液体貯留部４５内に溜められた液体冷媒は、冷却用下型４２の本体部分から直接的に熱を吸収する。このように、冷却用溝４６において一次成形体Ｐを直接的に冷却するのに用いた液体冷媒を再利用して冷却用下型４２が冷却される。

【0065】

その後、冷却用金型４０を型開きして焼き入れが施された車体フレームＦが第３ロボットＲ３に取り出されて次領域に搬送される。

【0066】

以上より、本発明の実施形態によると、第１噴射ノズル５１及び第２噴射ノズル５２により供給される液体冷媒が高温状態の一次成形体Ｐに直接付着するので、液体冷媒により一次成形体Ｐから奪う熱の量が多くなる。したがって、一次成形体Ｐの冷却が効率良く行われるようになり、焼き入れにおける一次成形体Ｐの冷却速度を向上させることができる。

【0067】

また、一次成形体Ｐを冷却した後の液体冷媒は、第１液体貯留部４４に回収されて溜まった状態になるので、当該第１液体貯留部４４に貯留する状態の液体冷媒が冷却用下型４２から熱を奪って当該冷却用下型４２を冷却するようになる。このように、第１液体貯留部４４に溜まった一次成形体Ｐを冷却した後の液体冷媒を再利用して冷却用金型４０の冷却用下型４２を冷却することができるので、効率良く冷却用金型４０における冷却用下型４２の温度上昇を抑えることができる。さらに、特許文献１の如き成形用金型に冷却用溝を設ける必要がなくなるので、ホットプレス成形において成形体表面の精度が確保できない事態を回避することができる。

【0068】

また、第２噴射ノズル５２から噴射される液体冷媒が冷却用金型４０に加圧保持された高温状態の一次成形体Ｐに下方から直接的に接触するので、一次成形体Ｐの裏面にあたった液体冷媒は、高温状態の成形体から熱を吸収して第１液体貯留部４４内において気化するようになる。したがって、当該液体冷媒が気化することにより生じる気化熱を利用して一次成形体Ｐの冷却速度を向上させることができる。

【0069】

また、一次成形体Ｐの裏面において跳ね返る液体冷媒は、下側冷却用開口部４４ｂを介して第１液体貯留部４４に回収されて溜められるようになるので、一次成形体Ｐの冷却に使用する液体冷媒を冷却用下型４２の冷却に再利用できるようになり、冷却用金型４０における冷却用下型４２を効率良く冷却することができる。

【0070】

また、冷却用金型４０を型閉じした状態で冷却用凹部４３に液体冷媒を供給すると、加圧状態の一次成形体Ｐの表面と冷却用凹部４３との間に形成される空間に液体冷媒が供給されて当該液体冷媒が高温状態の一次成形体Ｐの表面に接触するようになる。したがって、一次成形体Ｐの表面に接触した液体冷媒が高温状態の一次成形体Ｐから熱を奪って気化するようになり、気化熱を利用して効率良く一次成形体Ｐの冷却速度を向上させることができる。

【0071】

また、第１液体貯留部４４に溜まる液体冷媒の嵩が増すと、冷却用金型４０にて加圧保持された一次成形体Ｐの裏面と冷却用溝４６との間に形成される空間に第１液体貯留部４４から溢れ出た液体冷媒が満たされるようになる。したがって、第１液体貯留部４４に溜まる液体冷媒を再度一次成形体Ｐの直接的な冷却に利用して当該一次成形体Ｐを効率良く冷却することができる。

【0072】

また、第１液体貯留部４４に溜まる液体冷媒の嵩が増すと、液体冷媒が冷却用溝４６を介して第２液体貯留部４５に流れ込んで当該第２液体貯留部４５に溜まるようになる。したがって、液体冷媒は、冷却用溝４６を通過する際に一次成形体Ｐを直接的に冷却した後、さらに第２液体貯留部４５にて冷却用下型４２の冷却に再利用されるようになり、冷却用金型４０における冷却用下型４２を効率良く冷却することができる。

【0073】

尚、本発明の実施形態では、冷却用凹部４３が第１液体貯留部４４に対応する位置に設けられているが、図６に示すように、冷却用凹部４３を下側加圧保持面４２ａに対応する位置に設けるようにしてもよい。つまり、冷却用凹部４３を冷却用下型４２における下側冷却用開口部４４ｂを除く領域に対応する位置に設けるととともに、第１液体貯留部４４を冷却用上型４１における上側冷却用開口部４３ｂを除く領域に対応するように設けてもよい。このようにすることで、冷却用金型４０にて加圧保持された一次成形体Ｐの表面側と裏面側とにおいて異なる領域が液体冷媒にてそれぞれ直接的にバランス良く冷却されるようになるので、焼き入れ時において一次成形体Ｐの冷却速度が領域毎にばらつくのを防いで適切な焼き入れを行うことができる。

【0074】

また、本発明の実施形態では、第１供給ラインＬ２が液体冷媒ポンプ１０の吐出口１０ｂと第１噴射ノズル５１とを直接的に接続しているが、例えば、図７に示すように、液体冷媒を貯留可能な第３液体貯留部４８を冷却用上型４１に設けるとともに、当該第３液体貯留部４８を介して液体冷媒ポンプ１０の吐出口１０ｂと第１噴射ノズル５１とを間接的に接続しても良い。

【0075】

また、本発明の実施形態では、第２噴射ノズル５２が第２供給ラインＬ３を介して液体冷媒ポンプ１０の吐出口１０ｂと接続されているが、図７に示すように、第３供給ラインＬ２１を介して第２噴射ノズル５２を圧縮エアポンプ１１と接続し且つ当該第２噴射ノズル５２が液体冷媒の中に位置するように第１液体貯留部４４に液体冷媒を溜めておくとともに、圧縮エアポンプ１１から圧送される圧縮エアを第２噴射ノズル５２から第１液体貯留部４４内に噴射させるようにしてもよい。そうすると、第２噴射ノズル５２から噴射した圧縮エアが液体冷媒の液面を通過する際に液体冷媒を飛散させて加圧保持状態の一次成形体Ｐの裏面に下側冷却用開口部４４ｂを介して吹き付けるようになる。このとき、一次成形体Ｐの裏面に液体冷媒が直接付着するので、当該液体冷媒により一次成形体Ｐから奪う熱の量が多くなる。したがって、一次成形体Ｐの冷却が効率良く行われるようになり、焼き入れにおける一次成形体Ｐの冷却速度を向上させることができる。

【0076】

また、本発明の実施形態では、第１液体貯留部４４が下側加圧保持面４２ａに開口しているが、例えば、図８に示すように、冷却用上型４１の上側加圧保持面４１ａに開口し且つ端部が冷却用凹部４３の内側面及び冷却用上型４１の外側面にそれぞれ開放する連通溝５５（上側冷却用溝）を設けるとともに、該連通溝５５における冷却用上型４１の外側面側の開放端に対応する位置に上方に開口し且つ連通溝５５を通過した後、下方に移動する液体冷媒を回収可能な回収凹部６０及び当該回収凹部６０と第１液体貯留部４４とを繋ぐ冷媒通路部４９を冷却用下型４２に設けるようにしてもよい。このようにすることで、冷却用凹部４３に第１噴射ノズル５１から噴射されて一次成形体Ｐの冷却に用いられた液体冷媒は、連通溝５５を介して冷却用上型４１の外側面まで流れ出た後、当該外側面伝いに下方に流れる或いは落下して、当該外側面の下方に設けられた回収凹部６０に回収され、その後、冷媒通路部４９を介して第１液体貯留部４４に流れ込んで第１液体貯留部４４に回収されるようになる。したがって、一次成形体Ｐの冷却に用いた冷却媒体を冷却用下型４２の冷却に再利用できるようになり、冷却用金型４０における冷却用下型４２を効率良く冷却することができる。

【0077】

また、本発明の実施形態では、冷却用溝４６を第１液体貯留部４４及び第２液体貯留部４５の列設方向に延びるように設けているが、これに限らず、例えば、図９に示すように、第１液体貯留部４４及び第２液体貯留部４５の列設方向に延びる第１冷却用溝４６ｂに加えて当該第１冷却用溝４６ｂにおける前記列設方向の略中央部から該列設方向と直交かつ水平方向に延びる第２冷却用溝４６ｃを設けて平面視で略十字状をなす冷却用溝４６としても良い。

【0078】

また、本発明の実施形態では、冷却用溝４６を下側加圧保持面４２ａに設けたが、当該下側加圧保持面４２ａの冷却用溝４６に加えて上側加圧保持面４１ａに開放し且つ端部が冷却用凹部４３の内側面に開放する図示しない上側冷却用溝を設けるようにしても良く、或いは、当該上側冷却用溝のみ設けるようにしても良い。さらに、上側冷却用溝は、端部が冷却用凹部４３の内側面及び冷却用上型４１の外側面にそれぞれ開放しても良く、或いは、端部が冷却用凹部４３の内側面にのみ開放するようにしても良い。このようにすることで、冷却用凹部４３において加圧保持された一次成形体Ｐの表面に付着する液体冷媒の量が多くなると、当該加圧保持された一次成形体Ｐの表面と上側冷却用溝との間に形成される空間に冷却用凹部４３から一次成形体の表面伝いに流れ出た液体冷媒が満たされるようになる。したがって、冷却用凹部４３において一次成形体Ｐの表面を直接的に冷却した後の液体冷媒を再度一次成形体Ｐの直接的な冷却に利用して当該一次成形体Ｐを効率良く冷却することができる。

【0079】

また、本発明の実施形態では、第２噴射ノズル５２を第１液体貯留部４４の底面４４ａに設けたが、当該底面４４ａに加えて冷却用溝４６にも設けるようにしても良い。

【産業上の利用可能性】

【0080】

本発明は、成形領域にて得られた高温状態の一次成形体を冷却用金型の上型と下型とで加圧保持して冷却することにより焼き入れがなされた最終成形体を得るよう構成されたホットプレス装置に適している。

【符号の説明】

【0081】

１ ホットプレス装置
４０ 冷却用金型
４１ 冷却用上型
４２ 冷却用下型
４２ａ 下側加圧保持面
４３ 冷却用凹部
４４ 第１液体貯留部
４４ｂ 下側冷却用開口部（冷却用開口部）
４５ 第２液体貯留部
４６ 冷却用溝（下側冷却用溝）
５１ 第１噴射ノズル（液体供給部）
５２ 第２噴射ノズル（液体供給部）
５５ 連通溝（上側冷却用溝）
Ｐ 一次成形体
Ｆ 車体フレーム（最終成形体）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】