特開 2024-30177 被プレス材の位置決め構造及びプレス成形方法

(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】P2024030177

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】被プレス材の位置決め構造及びプレス成形方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 24/00 20060101AFI20240229BHJP

   B21D 43/00 20060101ALI20240229BHJP

   B21D 22/20 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

B21D24/00 M

B21D43/00 U

B21D22/20 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 2022132787

(22)【出願日】2022-08-23

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100227695

【弁理士】

【氏名又は名称】有川 智章

(72)【発明者】

【氏名】片桐 崇

(72)【発明者】

【氏名】野口 大地

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA02

4E137BA01

4E137BB01

4E137BC01

4E137CA09

4E137DA03

4E137EA01

4E137EA26

4E137EA36

4E137FA10

4E137FA25

4E137GA03

4E137GB03

4E137HA06

4E137HA08

4E137HA10

(57)【要約】

【課題】焼き入れ時における成形体の収縮変形を許容しつつプレス成形品の強度低下を抑制可能な被プレス材の位置決め構造及び被プレス材の位置決め方法を提供する。
【解決手段】被プレス材の位置決め構造は、ホットプレス成形を行う際、型開き状態の金型３０の上型３２と下型３１との間に投入した被プレス材Ｓに設けられた第１位置決め孔Ｈ１と第２位置決め孔Ｈ２とに下型３１に設けられた第１位置決めピン３５ａと第２位置決めピン３５ｂとをそれぞれ嵌合させることによって、被プレス材Ｓを金型３０に対して位置決めする。記第１位置決め孔Ｈ１及び第２位置決め孔Ｈ２は、平面視において被プレス材Ｓの長手方向の中央領域ＩＲに設けられている。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ホットプレス成形を行う際、型開き状態の金型の上型と下型との間に投入した被プレス材に設けられた第１位置決め孔と第２位置決め孔とに前記下型に設けられた第１位置決めピンと第２位置決めピンとをそれぞれ嵌合させることによって、前記被プレス材を前記金型に対して位置決めするように構成された被プレス材の位置決め構造であって、
前記第１位置決め孔及び前記第２位置決め孔は、平面視において前記被プレス材の長手方向の中央領域に設けられていることを特徴とする被プレス材の位置決め構造。

【請求項2】

請求項１に記載の被プレス材の位置決め構造において、
前記中央領域を前記長手方向に直交する水平方向の両側から挟持して前記被プレス材を前記金型に対して位置決めする複数の第１位置決めユニットを更に有することを特徴とする被プレス材の位置決め構造。

【請求項3】

請求項２に記載の被プレス材の位置決め構造において、
前記被プレス材の中央領域は、当該被プレス材の長手方向に延びる形状をなす一方、前記被プレス材の長手方向両側の前記中央領域に連続する領域は、当該中央領域に対して交差する水平方向に延びる形状をなしていることを特徴とする被プレス材の位置決め構造。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の被プレス材の位置決め構造において、
前記被プレス材を前記下型の上面から浮いた姿勢となるよう下方から持ち上げて支持するリフト支持部を有する複数の第２位置決めユニットを更に有することを特徴とする被プレス材の位置決め構造。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか１項に記載の被プレス材の位置決め構造において、
前記第１位置決めピンと前記第２位置決めピンとには、当該第１位置決めピンと前記第２位置決めピンとを前記第１位置決め孔と前記第２位置決め孔とにそれぞれ嵌合させた際、前記被プレス材を前記下型の上面から浮いた姿勢となるよう下方から受け止めることが可能なワーク受け部が設けられていることを特徴とする被プレス材の位置決め構造。

【請求項6】

請求項１から３のいずれか１項に記載の被プレス材の位置決め構造において、
前記第１位置決め孔は、前記長手方向に直交する水平方向に沿って延びる長孔であり、
前記第２位置決め孔は、前記長手方向に沿って延びる長孔若しくは角孔であることを特徴とする被プレス材の位置決め構造。

【請求項7】

用意した被プレス材を加熱し、
その後、平面視において前記被プレス材の長手方向の中央領域に設けられた第１位置決め孔及び第２位置決め孔と、型開き状態における金型の第１位置決めピン及び第２位置決めピンとがそれぞれ嵌合することによって、前記金型に対して前記被プレス材を位置決めし、
しかる後、前記金型の型閉じ動作によって前記被プレス材をプレス成形して成形体を得るとともに、前記金型の型閉じ状態において前記成形体を冷却することによって焼き入れが施されたプレス成形品を得ることを特徴とするプレス成形方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ホットプレス成形時の金型に対する被プレス材の位置決め構造及びプレス成形方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、自動車の車体部品として用いられるプレス成形品は、例えば、高張力鋼板から得る場合、ホットプレス成形を行う場合がある。該ホットプレス成形では、位置決めピンを用いて高温状態の被プレス材を金型に対して位置決めした状態において当該金型の型閉じ動作が実施されることで、プレス成形と焼き入れとが順次行われる。この焼き入れ時には、プレス成形された成形体が急冷されることで収縮変形が発生するため、金型に対して被プレス材を位置決めする際、上記収縮変形を許容する位置決め構造にすることが要求される。例えば、特許文献１に開示されている位置決め構造では、被プレス材の長手方向の中央領域及びその両側にある外側領域にそれぞれ位置決め孔が設けられており、金型に設けられた各位置決めピンを上記各位置決め孔に嵌合させることにより、被プレス材が金型に対して位置決めされるようになっている。そして、上記外側領域に設けられた各位置決め孔が被プレス材の長手方向に沿う長孔形状とされることにより、上述の焼き入れ時における成形体の収縮変形を許容する位置決め構造にしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２２１２８４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、焼き入れ時には、成形体がその中央領域を中心として長手方向に対称的に変形する、つまり、長手方向の各端部が該長手方向の中心に近づくように収縮するので、成形体の外側領域の移動量が中央領域の移動量よりも大きくなる。したがって、特許文献１のように、被プレス材の外側領域、つまり、被プレス材における長手方向中心から長手方向一側或いは他側に遠く離れて位置決め孔を設けてしまうと、上述の収縮変形を許容するために、長手方向の寸法が大きな位置決め孔を設ける必要が生じてしまい、それに伴ってプレス成形品の強度低下を招くおそれがある。

【0005】

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、焼き入れ時における成形体の収縮変形を許容しつつプレス成形品の強度低下を抑制可能な被プレス材の位置決め構造及び被プレス材の位置決め方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記の目的を達成するために、本発明は、平面視において被プレス材の長手方向の中央領域に第１位置決め孔及び第２位置決め孔の両方を設けたことを特徴とする。

【0007】

具体的には、ホットプレス成形を行う際、型開き状態の金型の上型と下型との間に投入した被プレス材に設けられた第１位置決め孔と第２位置決め孔とに前記下型に設けられた第１位置決めピンと第２位置決めピンとをそれぞれ嵌合させることによって、前記被プレス材を前記金型に対して位置決めするように構成された被プレス材の位置決め構造を対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0008】

すなわち、第１の発明では、前記第１位置決め孔及び前記第２位置決め孔は、平面視において前記被プレス材の長手方向の中央領域に設けられていることを特徴とする。

【0009】

第２の発明では、第１の発明において、前記中央領域を前記長手方向に直交する水平方向の両側から挟持して前記被プレス材を前記金型に対して位置決めする複数の第１位置決めユニットを更に有することを特徴とする。

【0010】

第３の発明では、第２の発明において、前記被プレス材の中央領域は、当該被プレス材の長手方向に延びる形状をなす一方、前記被プレス材の長手方向両側の前記中央領域に連続する領域は、当該中央領域に対して交差する水平方向に延びる形状をなしていることを特徴とする。

【0011】

第４の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、前記被プレス材を前記下型の上面から浮いた姿勢となるよう下方から持ち上げて支持するリフト支持部を有する複数の第２位置決めユニットを更に有することを特徴とする。

【0012】

第５の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、前記第１位置決めピンと前記第２位置決めピンとには、当該第１位置決めピンと前記第２位置決めピンとを前記第１位置決め孔と前記第２位置決め孔とにそれぞれ嵌合させた際、前記被プレス材を前記下型の上面から浮いた姿勢となるよう下方から受け止めることが可能なワーク受け部が設けられていることを特徴とする。

【0013】

第６の発明では、第１から第３のいずれか１つの発明において、前記第１位置決め孔は、前記長手方向に直交する水平方向に沿って延びる長孔であり、前記第２位置決め孔は、前記長手方向に沿って延びる長孔若しくは角孔であることを特徴とする。

【0014】

また、本発明は、プレス成形方法を対象とし、次のような解決手段を講じた。

【0015】

すなわち、第７の発明では、用意した被プレス材を加熱し、その後、平面視において前記被プレス材の長手方向の中央領域に設けられた第１位置決め孔及び第２位置決め孔と、型開き状態における金型の第１位置決めピン及び第２位置決めピンとがそれぞれ嵌合することによって、前記金型に対して前記被プレス材を位置決めし、しかる後、前記金型の型閉じ動作によって前記被プレス材をプレス成形して成形体を得るとともに、前記金型の型閉じ状態において前記成形体を冷却することによって焼き入れが施されたプレス成形品を得ることを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

第１及び第７の発明では、第１位置決め孔及び第２位置決め孔が平面視において被プレス材の長手方向の中央領域に設けられているので、被プレス材の長手方向の外側領域に位置決め孔が設けられる場合に比べて、焼き入れ時における成形品の収縮変形による両位置決め孔周りの寸法変化が抑えられる。これにより、特許文献１のように位置決め孔の長手方向寸法を大きくせずに、上記収縮変形を許容する位置決め構造にすることが可能となるので、金型に対する被プレス材の位置決めを精度良く行いながら、位置決め孔を起因としたプレス成形品の強度低下を防ぐことができる。

【0017】

第２の発明では、被プレス材の中央領域が第１位置決めユニットによって長手方向に直交する水平方向の両側から挟持されるようになるので、被プレス材の外側領域を挟持する場合に比べて、被プレス材を金型における上記長手方向に直交する水平方向の所定位置に精度良く位置決めすることができる。

【0018】

第３の発明では、長手方向に沿って延びている中央領域が第１位置決めユニットによって上記直交する水平方向の両側から挟持されるようになるので、中央領域に対して交差する水平方向に延びる中央領域に連続する領域を挟持する場合に比べて、被プレス材を金型における上記直交する水平方向の所定位置に精度良く位置決めすることができる。

【0019】

第４の発明では、リフト支持部によって被プレス材が下方から持ち上げて支持されると、該被プレス材の下面が下型の上面から離れた位置となって接触しなくなる。これにより、加熱された被プレス材の熱が不意に下型へ伝熱してしまうことで、金型の型閉じ直後において被プレス材が焼き入れに必要な温度を維持できなくなり、プレス成形品の強度に影響を与えてしまうといった事態を回避することができる。

【0020】

第５の発明では、被プレス材の第１位置決め孔と第２位置決め孔とに金型の第１位置決めピンと第２位置決めピンとをそれぞれ嵌合させた際、ワーク受け部によって被プレス材の下面が下型の上面から離れた位置となって接触しなくなる。これにより、加熱された被プレス材の熱が不意に下型へ伝熱してしまうことで、金型の型閉じ直後において被プレス材が焼き入れ必要な温度を維持できなくなり、プレス成形品の強度に影響を与えてしまうといった事態を回避することができる。

【0021】

第６の発明では、第１位置決め孔に第１位置決めピンが嵌合すると、第１位置決め孔が前記被プレス材の長手方向に直交する水平方向に沿ってのびているので、プレス金型に対する被プレス材の長手方向の相対移動が規制されるようになる。さらに、第２位置決め孔に第２位置決めピンが嵌合すると、第２位置決め孔が前記被プレス材の長手方向に沿ってのびる長孔或いは角孔であるので、プレス金型に対する被プレス材の長手方向に直交する水平方向の相対移動が規制されるようになる。このように、被プレス材を金型における長手方向及び当該長手方向に直交する水平方向の所定位置に精度良く位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施形態に係るプレス成形装置の概略正面図である。

【図2】下型、第１位置決めユニット及び第２位置決めユニットを示す概略平面図である。

【図3】図２のIII－III線における概略断面図である。

【図4】図２のIV－IV線における概略断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るプレス成形装置を用いたプレス成形方法の各工程を示す図である。

【図6】セット工程を示す概略平面図である。

【図7】図６のVII－VII線における概略断面図である。

【図8】図６のVIII－VIII線における概略断面図である。

【図9】位置決め工程を示す概略断面図である。

【図10】プレス成形工程及び焼き入れ工程を示す概略断面図である。

【図11】変形例に係る図７相当図である。

【図12】変形例に係る図８相当図である。

【図13】変形例に係る図６相当図である。

【図14】変形例に係る図６相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

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。

【0024】

図１は、本発明の実施形態に係るプレス成形装置１を示す。該プレス成形装置１は、断面ハット形状をなすプレス成形品Ｐ（例えば、車体メンバ）を生産するようになっていて、装置の上流側から順に、金属板からなる被プレス材Ｓを加熱する加熱領域２と、ホットプレス成形及び焼き入れを行うことで、被プレス材Ｓからプレス成形品Ｐを得る成形領域３とが直線状に設定されている。

【0025】

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。

【0026】

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、被プレス材Ｓを所定の加熱時間だけ加熱して予め設定された温度（例えば、約９００℃）にまで昇温させるようになっている。

【0027】

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被プレス材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。

【0028】

成形領域３は、ホットプレス成形が可能な金型３０と、プレス５とを備えており、加熱領域２において加熱された被プレス材Ｓを金型３０を用いてホットプレス成形及び焼き入れを行うことで、プレス成形品Ｐを得るようになっている。

【0029】

次に、図１～図４を用いて、成形領域３について詳述する。

【0030】

金型３０には、図１に示すように、下型３１と、当該下型３１の上方に対向配置された上型３２とが備えられ、プレス５により、上型３２が昇降可能となっている。また、下型３１の周囲には、図２に示すように、一対の第１位置決めユニット３３が１組、及び、一対の第２位置決めユニット３４が二組配設されている。そして、各第１位置決めユニット３３が下型３１の長手方向の中央部分を挟んで水平方向に対向配置され、各第２位置決めユニット３４が下型３１における上記中央部分の両側にある外側部分をそれぞれ挟んで水平方向に対向配置されている。

【0031】

下型３１は、図２に示すように、平面視で略逆Ｖ字状をなしており、その上面に第１成形面３１ａが設けられている。該第１成形面３１ａは、図３に示すように、下型３１の長手方向に交差する水平方向における中央が緩やかに下方に湾曲する断面凹状に形成されるとともに、図４に示すように、下型３１の長手方向かつ水平方向における中央が緩やかに上方に湾曲する断面凸状に形成されている。そして、該断面凸条に形成されている部分、つまり、下型３１の長手方向かつ水平方向における中央部分に、第１位置決めピン３５ａ及び第２位置決めピン３５ｂが取り付けられている。本実施形態では、第１位置決めピン３５ａ及び第２位置決めピン３５ｂは、略円錐形状をなすピンで構成され、その中心線の延び方向が上方を向く姿勢で下型３１に固定されている。

【0032】

また、下型３１には、図３及び図４に示すように、下型３１の長手方向かつ水平方向に延びる複数の第１流通路３１ｂが設けられ、該各第１流通路３１ｂの内部には液体冷媒が流通するようになっている。

【0033】

上型３２には、その下面、つまり、第１成形面３１ａに対向する面に第２成形面３２ａが設けられている。該第２成形面３２ａは、図３に示すように、上型３２の長手方向に交差する水平方向における中央が第１成形面３１ａに対応するよう緩やかに下方に湾曲する断面凸状に形成されるとともに、図４に示すように、上型３２の長手方向かつ水平方向における中央が第１成形面３１ａに対応するよう緩やかに上方に湾曲する断面凹状に形成されている。該断面凹条に形成されている部分、つまり、上型３２の長手方向かつ水平方向における中央部分において、下型３１の第１位置決めピン３５ａ及び第２位置決めピン３５ｂに対応する位置には、金型３０の型閉じ状態において両位置決めピンをそれぞれ収容可能な第１凹部３２ｂ及び第２凹部３２ｃが設けられている。

【0034】

また、上型３２の外周縁部には、図３に示すように、下方に突出する突出部３２ｄが所定の間隔を空けて複数設けられている。各突出部３２ｄの下端、つまり、突出端は第２成形面３２ａよりも下方に位置しており、突出部３２ｄの突出端における内側、つまり、第２成形面３２ａ側には、外周縁側に行くにしたがって次第に下方に位置するように傾斜する傾斜面３２ｅが設けられている。また、突出部３２ｄの第２成形面３２ａ側には、上下に延びる摺接面３２ｆが設けられ、該摺接面３２ｆの下端側は、傾斜面３２ｅの上端側に連続している。

【0035】

さらに、上型３２には、図３及び図４に示すように、上型３２の長手方向かつ水平方向に延びる複数の第２流通路３２ｇが設けられ、該各第２流通路３２ｇの内部には液体冷媒が流通するようになっている。

【0036】

第１位置決めユニット３３は、図２に示すように、下型３１の長手方向の中央部分を挟むようにそれぞれ配設されている。該各第１位置決めユニット３３には、下型３１に向けて伸縮するピストンロッド３３ａ、当該ピストンロッド３３ａの後端に設けられた流体圧シリンダを収容する本体部３３ｂ、及び、ピストンロッド３３ａの先端に固定された押圧部材３３ｃが備えられている。そして、ピストンロッド３３ａを伸長動作による各押圧部材３３ｃの押圧動作によって、下型３１の第１成形面３１ａに載置された被プレス材Ｓを移動させるとともに、両押圧部材３３ｃにより該被プレス材Ｓを下型３１の長手方向に直交する水平方向の両側から挟持することで、当該被プレス材Ｓを下型３１の所定位置に位置決めすることが可能となっている。

【0037】

第２位置決めユニット３４は、図２に示すように、下型３１の長手方向の中央部分の両側にある外側部分をそれぞれ挟むように配設されている。該各第２位置決めユニット３４は、図３に示すように、上下方向において上型３２の突出部３２ｄに対応する位置に設けられるとともに、上下に延びるブロック体３４ａを備え、該ブロック体３４ａにおける下型３１を向く前面には、位置決め面３４ｂが設けられている。

【0038】

該位置決め面３４ｂの中途部には、該位置決め面３４ｂから下型３１に近づく方向、つまり、内側に突設されたリフト支持部３４ｃが設けられている。該リフト支持部３４ｃは、略直角三角形状をなし、かつ、その上面が略水平方向に沿うように構成されている。

【0039】

ブロック体３４ａの前側上部には、下型３１側に行くにつれて下方に位置するように傾斜して延びて位置決め面３４ｂにつながるガイド面３４ｄが形成されている。

【0040】

一方、ブロック体３４ａの後側上部には、矩形状に切り抜かれた切欠部３４ｅが形成され、ブロック体３４ａの後面には、位置決め面３４ｂと平行に延びる後端面３４ｆが設けられている。

【0041】

また、ブロック体３４ａの後側上方の角部には、ブロック体３４ａの前後方向と直交する水平方向に突出する棒状突起３４ｇが設けられている。

【0042】

さらに、ブロック体３４ａの下方には、当該ブロック体３４ａを支持する支持フレーム３４ｈが設けられ、該支持フレーム３４ｈは、水平方向に延びるベースプレート３４ｉと、当該ベースプレート３４ｉの中途部から上方に突設された支持部３４ｊとを備えている。

【0043】

該支持部３４ｊの上端部は、ブロック体３４ａの下側中途部を当該ブロック体３４ａの前後方向と直交する方向に延びる揺動軸心Ｃ１周りに揺動可能に軸支している。つまり、ブロック体３４ａは、揺動軸心Ｃ１周りに位置決め面３４ｂを下型３１に近づかせる揺動方向一側及び位置決め面３４ｂを下型３１から遠ざける揺動方向他側に揺動することにより、下型３１に対して進退するように構成されている。

【0044】

ブロック体３４ａの前側下方には、付勢部材３４ｋ（例えば、コイルばね）が配設されている。該付勢部材３４ｋの一端は、ブロック体３４ａの前側下面に固定される一方、その他端は、ベースプレート３４ｉ上部の下型３１側に固定されている。また、付勢部材３４ｋは、位置決め面３４ｂが下型３１から離れて上向く側（揺動方向他側）にブロック体３４ａが揺動するように当該ブロック体３４ａの前側を上方に付勢していて、リフト支持部３４ｃに載置された被プレス材Ｓの重力によって、該被プレス材Ｓの下面が下型３１の第１成形面３１ａに接触するまでブロック体３４ａが揺動軸心Ｃ１周りを揺動方向一側に揺動しないように付勢力が設定されている。

【0045】

次に、プレス成形装置１を用いたプレス成形方法について詳述する。本実施形態のプレス成形方法では、図５に示す各工程が実施されるようになっている。

【0046】

ステップＳ１の加熱工程では、図１に示す加熱領域２の加熱炉２０において、用意した被プレス材Ｓを加熱する。例えば、該被プレス材Ｓの温度が約９００度まで昇温すると、次のステップＳ２に進む。

【0047】

ステップＳ２のセット工程では、図６～図８に示すように、ステップＳ１において加熱された被プレス材Ｓを型開き状態の金型３０の下型３１と上型３２との間に投入して第２位置決めユニット３４のリフト支持部３４ｃにセットする。

【0048】

被プレス材Ｓには、図６に示すように、平面視において下型３１に沿う略逆Ｖ字状をなすとともに、当該被プレス材Ｓの長手方向において中央から外側に向けて、中央領域ＩＲ、第１外側領域ＯＲ１、及び、第２外側領域ＯＲ２が順に設けられている。該中央領域ＩＲは、焼き入れ時における成形体の収縮変形の影響が受け難い範囲内に設定されている。

【0049】

また、中央領域ＩＲは、被プレス材Ｓの長手方向に延びる形状をなし、第１外側領域ＯＲ１は、被プレス材Ｓの長手方向両側の中央領域ＩＲに連続する領域であって、中央領域ＩＲに対して交差する水平方向に延びる形状をなし、及び、第２外側領域ＯＲ２は、被プレス材Ｓの長手方向両側の第１外側領域ＯＲ１に連続する領域であって、被プレス材Ｓの長手方向に延びる形状をなしている。また、中央領域ＩＲには、被プレス材Ｓの長手方向に沿って並設されるとともに、被プレス材Ｓの厚み方向に貫通する第１位置決め孔Ｈ１及び第２位置決め孔Ｈ２が設けられ、第１位置決め孔Ｈ１が被プレス材Ｓの長手方向に直交する水平方向に沿って延びる長孔であるとともに、第２位置決め孔Ｈ２が被プレス材Ｓの長手方向に沿って延びる長孔となっている。そして、第１位置決め孔Ｈ１が第１位置決めピン３５ａと、第２位置決め孔Ｈ２が第２位置決めピン３５ｂとにそれぞれ嵌合することにより、被プレス材Ｓが下型３１に対して位置決めされるようになっている。すなわち、本実施形態における第１位置決めピン３５ａ、第２位置決めピン３５ｂ、第１位置決め孔Ｈ１、第２位置決め孔Ｈ２が特許請求の範囲の「被プレス材の位置決め構造」を構成している。

【0050】

さらに、ステップＳ２（セット工程）において、ブロック体３４ａがリフト支持部３４ｃにより被プレス材Ｓを支持している状態（第１状態）では、図７及び図８に示すように、付勢部材３４ｋの付勢力により、被プレス材Ｓの下面が第１成形面３１ａと接触しない姿勢、つまり、リフト支持部３４ｃが被プレス材Ｓを第１成形面３１ａから浮いた姿勢となるように下方から持ち上げて支持するようになっている。これにより、加熱領域２で加熱された被プレス材Ｓの熱が下型３１へ伝熱することを防ぐことが可能となっている。なお、説明の便宜上、図８において、第２位置決めユニット３４は、リフト支持部３４ｃ以外の構成を省略している。

【0051】

ステップＳ３の位置決め工程では、プレス５を駆動することにより、上型３２を下降させる。すると、下型３１における各突出部３２ｄの傾斜面３２ｅが各第２位置決めユニット３４における棒状突起３４ｇに接触した後、当該棒状突起３４ｇに摺接しながら上型３２が下降することにより、上型３２がブロック体３４ａに下型３１側への力を加える。そうすると、図９に示すように、ブロック体３４ａが揺動軸心Ｃ１周りを揺動方向一側に揺動することにより前進して、ブロック体３４ａがリフト支持部３４ｃにより被プレス材Ｓを支持しているステップＳ２の状態（第１状態）からブロック体３４ａが被プレス材Ｓをリフト支持部３４ｃから下型３１の第１成形面３１ａに下ろす状態（第２状態）に切替られるとともに、ブロック体３４ａの位置決め面３４ｂが予め決められた所定の位置まで被プレス材Ｓを押圧して移動させることにより、下型３１に対して被プレス材Ｓが位置決めされる。

【0052】

さらに、ステップＳ３では、上型３２の下降動作、つまり、第２位置決めユニット３４の動作に連動して行われる第１位置決めユニット３３のピストンロッド３３ａの伸長動作による各押圧部材３３ｃの押圧動作によって、下型３１の第１成形面３１ａに下ろされた被プレス材Ｓを移動させるとともに、両押圧部材３３ｃにより該被プレス材Ｓを当該被プレス材Ｓの長手方向に直交する水平方向の両側から挟持することで、当該被プレス材Ｓが下型３１の所定位置に位置決めされる。

【0053】

ステップＳ４のプレス成形工程では、プレス５を駆動することにより、上型３２を更に下降させる。すると、図１０に示すように、金型３０の型閉じ動作によって、上型３２の第２成形面３２ａが被プレス材Ｓの中央部分を下型３１の第１成形面３１ａに沿うように塑性変形させて断面ハット状をなす成形体が得られる。このとき、突出部３２ｄに設けられた上下方向に延びる摺接面３２ｆがブロック体３４ａの棒状突起３４ｇを上下方向に摺接させるので、ブロック体３４ａの姿勢が一定に保持されて位置決め面３４ｂが予め決められた所定の位置で維持される。したがって、被プレス材Ｓを下型３１における目標の位置に位置決めした状態でプレス成形を行うことができる。

【0054】

ステップＳ５の焼き入れ工程では、ステップＳ４において被プレス材Ｓをプレス成形することにより得た成形体を金型３０の型閉じ状態、つまり、下型３１の第１成形面３１ａと上型３２の第２成形面３２ａとにより加圧保持した状態で冷却することによって、成形体の焼き入れが行われる。これにより、焼き入れが施された断面ハット形状をなすプレス成形品Ｐを得ることができる。

【0055】

しかる後、プレス５を駆動することにより、上型３２を上昇させて該上型３２の第２成形面３２ａと下型３１の第１成形面３１ａとを離間させると、各ブロック体３４ａが付勢部材３４ｋの付勢力により元の位置まで揺動方向他側に揺動するようになる。そして、図１に示す成形領域３の反加熱領域２側に配設された第２ロボットＲ２により、成形領域３において成形されたプレス成形品Ｐを次領域まで搬送して終了となる。

【0056】

以上より、本実施形態では、第１位置決め孔Ｈ１及び第２位置決め孔Ｈ２が平面視において被プレス材Ｓの長手方向の中央領域ＩＲに設けられているので、被プレス材Ｓの長手方向の第１外側領域ＯＲ１や第２外側領域ＯＲ２に位置決め孔が設けられる場合に比べて、焼き入れ時における成形品の収縮変形による両位置決め孔Ｈ１、Ｈ２周りの寸法変化が抑えられる。これにより、特許文献１のように位置決め孔の長手方向寸法を大きくせずに、上記収縮変形を許容する位置決め構造にすることが可能となるので、金型３０に対する被プレス材Ｓの位置決めを精度良く行いながら、位置決め孔を起因としたプレス成形品Ｐの強度低下を防ぐことができる。

【0057】

また、被プレス材Ｓの中央領域ＩＲが第１位置決めユニット３３によって長手方向に直交する水平方向の両側から挟持されるようになるので、被プレス材Ｓの第１外側領域ＯＲ１を挟持する場合に比べて、被プレス材Ｓを金型３０における上記長手方向に直交する水平方向の所定位置に精度良く位置決めすることができる。

【0058】

また、長手方向に沿って延びている中央領域ＩＲが第１位置決めユニット３３によって上記直交する水平方向の両側から挟持されるようになるので、中央領域ＩＲに対して交差する水平方向に延びる中央領域ＩＲに連続する第１外側領域ＯＲ１を挟持する場合に比べて、被プレス材Ｓを金型３０における上記直交する水平方向の所定位置に精度良く位置決めすることができる。

【0059】

また、リフト支持部３４ｃによって被プレス材Ｓが下方から持ち上げて支持されると、該被プレス材Ｓの下面が下型３１の第１成形面３１ａから離れた位置となって接触しなくなる。これにより、加熱された被プレス材Ｓの熱が不意に下型３１へ伝熱してしまうことで、金型３０の型閉じ直後において被プレス材Ｓが焼き入れに必要な温度を維持できなくなり、プレス成形品Ｐの強度に影響を与えてしまうといった事態を回避することができる。

【0060】

また、第１位置決め孔Ｈ１に第１位置決めピン３５ａが嵌合すると、第１位置決め孔Ｈ１が前記被プレス材Ｓの長手方向に直交する水平方向に沿ってのびているので、金型３０に対する被プレス材Ｓの長手方向の相対移動が規制されるようになる。さらに、第２位置決め孔Ｈ２に第２位置決めピン３５ｂが嵌合すると、第２位置決め孔Ｈ２が前記被プレス材Ｓの長手方向に沿ってのびる長孔であるので、金型３０に対する被プレス材Ｓの長手方向に直交する水平方向の相対移動が規制されるようになる。このように、被プレス材Ｓを金型３０における長手方向及び当該長手方向に直交する水平方向の所定位置に精度良く位置決めすることができる。

【0061】

なお、本実施形態では、第２位置決めユニット３４は、付勢部材３４ｋを備えていたが、該付勢部材３４ｋに代えて、図１１に示すように、ブロック体３４ａの後側に取り付けられた錘体３４ｌを備えるようにしてもよく、或いは、付勢部材３４ｋ及び錘体３４ｌを備えるようにしてもよい。付勢部材３４ｋに代えて錘体３４ｌを備える場合、錘体３４ｌの重量は、ブロック体３４ａが第１状態を維持可能となるように設定するのが好ましい。このようにすることで、リフト支持部３４ｃにおいて支持された被プレス材Ｓの重量によってブロック体３４ａにその位置決め面３４ｂを下型３１に近づかせる揺動方向一側に揺動させようとする力が作用しても、これに抗する錘体３４ｌの重量によって揺動方向一側へのブロック体３４ａの揺動が制限されるので、被プレス材Ｓと下型３１の第１成形面３１ａとが接触してしまうのを回避することができる。また、油圧や電動モータ等のアクチュエータを用いてブロック体３４ａの揺動位置を調整する場合に比べて省エネルギー化を図ることができる。

【0062】

また、本実施形態では、第２位置決めユニット３４の付勢部材３４ｋは、コイルばねで構成されていたが、板バネやゴム等の弾性部材で構成されていてもよい。

【0063】

また、本実施形態では、第２位置決めユニット３４は、上型３２の下降動作、或いは、付勢部材３４ｋの付勢力によって、揺動軸心Ｃ１周りを揺動するように構成されていたが、油圧や電動モータ等のアクチュエータにより揺動させるようにしてもよい。

【0064】

また、本実施形態では、第２位置決めユニット３４のブロック体３４ａは、揺動軸心Ｃ１周りに揺動することにより、下型３１に対して進退する構成であったが、ブロック体３４ａの位置決め面３４ｂが下型３１に近づく方向及び遠ざかる方向かつ水平方向にスライドすることにより、下型３１に対して進退する構成としてもよい。

【0065】

また、本実施形態では、被プレス材Ｓを下型３１の第１成形面３１ａから浮いた姿勢で下方から支持するように、第２位置決めユニット３４のリフト支持部３４ｃが設けられていたが、図１２に示すように、第１位置決めピン３５ａと第２位置決めピン３５ｂとにワーク受け部３５ｃを設け、各ワーク受け部３５ｃによって、第１位置決めピン３５ａと第２位置決めピン３５ｂとを第１位置決め孔Ｈ１と第２位置決め孔Ｈ２とにそれぞれ嵌合させた際、被プレス材Ｓを下型３１の第１成形面３１ａから浮いた姿勢となるよう下方から受け止めるようにしてもよい。このようにすることで、被プレス材Ｓの第１位置決め孔Ｈ１と第２位置決め孔Ｈ２とに金型３０の第１位置決めピン３５ａと第２位置決めピン３５ｂとをそれぞれ嵌合させた際、ワーク受け部３５ｃによって被プレス材Ｓの下面が下型３１の第１成形面３１ａから離れた位置となって接触しなくなる。これにより、加熱された被プレス材Ｓの熱が不意に下型３１へ伝熱してしまうことで、金型３０の型閉じ直後において被プレス材Ｓが焼き入れ必要な温度を維持できなくなり、プレス成形品Ｐの強度に影響を与えてしまうといった事態を回避することができる。なお、第１位置決めピン３５ａ及び第２位置決めピン３５ｂは、図１２に示すように、それぞれの下半分が下型３１に設けられた挿入孔３５ｅに挿入されており、該挿入孔３５ｅに配設された各第２の付勢部材３５ｄ（例えば、コイルばね）によって、上方に付勢されている。このようにすることで、金型３０の型開き状態では、各第２の付勢部材３５ｄの付勢力によって、被プレス材Ｓの下面が下型３１の第１成形面３１ａに接触しない状態とされる一方、金型３０の型閉じ状態では、上型３２の下降動作により各第２の付勢部材３５ｄが縮められることで、第１位置決めピン３５ａ及び第２位置決めピン３５ｂが各挿入孔３５ｅの内部を下方に移動して、被プレス材Ｓが下型３１の第１成形面３１ａに下ろされるようになっている。

【0066】

また、本実施形態では、下型３１の周囲には、複数の第１位置決めユニット３３及び複数の第２位置決めユニット３４が配設されていたが、第１位置決めユニット３３及び第２位置決めユニット３４を備えなくても良く、或いは、図１３に示すように、第１位置決めユニット３３及び第２位置決めユニット３４に加えて、下型３１を挟んで水平方向に対向配置され互いに対になった第３位置決めユニット３６及び固定ガイド部材３７を被プレス材Ｓの第２外側領域ＯＲ２に対応する位置に配設するようにしてもよい。この場合、該各第３位置決めユニット３６には、各固定ガイド部材３７に向けて伸縮する第２のピストンロッド３６ａ、当該第２のピストンロッド３６ａの後端に設けられた流体圧シリンダを収容する第２の本体部３６ｂ、及び、第２のピストンロッド３６ａの先端に固定された第２の押圧部材３６ｃが備えられている。そして、第２のピストンロッド３６ａを伸長動作による各第２の押圧部材３６ｃの押圧動作によって、下型３１の第１成形面３１ａに載置された被プレス材Ｓを移動させるとともに、両第２の押圧部材３６ｃにより該被プレス材Ｓを当該被プレス材Ｓの長手方向に直交する水平方向の両側から挟持することで、第１位置決めユニット３３及び第２位置決めユニット３４とともに、被プレス材Ｓを下型３１の所定位置に位置決めすることが可能となっている。

【0067】

また、本実施形態では、被プレス材Ｓの中央領域ＩＲは、被プレス材Ｓの長手方向に延びる領域に設定されていたが、中央領域ＩＲは、焼き入れによる収縮変形による影響が少ない領域であればよく、例えば、被プレス材Ｓの長手方向の寸法を１００％とした場合における３０％の領域、つまり、被プレス材Ｓの長手方向中心から長手方向一端側の１５％の領域と、被プレス材Ｓの長手方向中心から長手方向他端側の１５％の領域とを足した３０％の領域に設定してもよい。

【0068】

また、本実施形態では、第２位置決め孔Ｈ２が被プレス材Ｓの長手方向に沿って延びる長孔とされていたが、図１３に示すように、第２位置決め孔Ｈ２を角孔としてもよい。また、第１位置決め孔Ｈ１を角孔とするとともに、第２位置決め孔Ｈ２を被プレス材Ｓの長手方向に沿って延びる長孔としてもよく、第１位置決め孔Ｈ１を角孔とするとともに、第２位置決め孔Ｈ２を被プレス材Ｓの長手方向に直交する水平方向に沿って延びる長孔としてもよく、第１位置決め孔Ｈ１及び第２位置決め孔Ｈ２を角孔としてもよく、或いは、第１位置決め孔Ｈ１を被プレス材Ｓの長手方向に沿って延びる長孔とするとともに、第２位置決め孔Ｈ２を被プレス材Ｓの長手方向に直交する水平方向に沿って延びる長孔としてもよい。

【0069】

また、本実施形態では、被プレス材Ｓの中央領域ＩＲに第１位置決め孔Ｈ１及び第２位置決め孔Ｈ２が設けられていたが、３つ以上の位置決め孔を設けるようにしてもよい。

【0070】

また、本実施形態では、第１位置決め孔Ｈ１と第２位置決め孔Ｈ２とは、被プレス材Ｓの長手方向に沿って並べられていたが、該長手方向に直交する水平方向に沿って並べるようにしてもよく、或いは、上記長手方向および上記直交する水平方向に重ならないようにずらして配置するようにしてもよい。

【0071】

また、本実施形態では、第１位置決めピン３５ａ及び第２位置決めピン３５ｂは、略円錐形状をなすピンで構成されていたが、略角錐形状（例えば、四角錐形状）をなすようにしてもよい。

【0072】

また、本実施形態では、被プレス材Ｓは、平面視で略逆Ｖ字状をなしていたが、図１４に示すように、略矩形状の被プレス材Ｓを用いてもよい。この場合において、被プレス材Ｓの第１外側領域ＯＲ１及び第２外側領域ＯＲ２を外側領域ＯＲとするとともに、被プレス材Ｓの中央領域ＩＲを複数の第２位置決めユニット３４を用いて位置決めするようにしてもよい。

【0073】

また、本実施形態では、ステップＳ２のセット工程において、被プレス材Ｓに設けられた第１位置決め孔Ｈ１と第２位置決め孔Ｈ２とに下型３１に設けられた第１位置決めピン３５ａと第２位置決めピン３５ｂとをそれぞれ嵌合させるようにしていたが、ステップＳ３の位置決め工程においてそれぞれを嵌合させるようにしてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明は、ホットプレス成形時の金型に対する被プレス材の位置決め構造及びプレス成形方法に適している。

【符号の説明】

【0075】

３０ 金型
３１ 下型
３１ａ 第１成形面
３２ 上型
３２ａ 第２成形面
３３ 第１位置決めユニット
３４ 第２位置決めユニット
３４ｃ リフト支持部
３５ａ 第１位置決めピン
３５ｂ 第２位置決めピン
３５ｃ ワーク受け部
ＩＲ 中央領域
ＯＲ１ 第１外側領域（中央領域に連続する領域）
Ｈ１ 第１位置決め孔
Ｈ２ 第２位置決め孔
Ｐ プレス成形品
Ｓ 被プレス材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】