(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】
(24)【登録日】2022-03-07
(45)【発行日】2022-03-15
(54)【発明の名称】熱間プレス加工方法及び加工装置
(51)【国際特許分類】
B21D 43/00 20060101AFI20220308BHJP
B21D 22/20 20060101ALI20220308BHJP
B21D 22/26 20060101ALI20220308BHJP
B21D 24/00 20060101ALI20220308BHJP
B21D 53/88 20060101ALI20220308BHJP
B21D 37/16 20060101ALI20220308BHJP
【FI】
B21D43/00 U
B21D22/20 G
B21D22/20 H
B21D22/26 D
B21D24/00 H
B21D24/00 F
B21D24/00 M
B21D53/88 Z
B21D37/16
B21D22/26 C
(21)【出願番号】P 2018066489
(22)【出願日】2018-03-30
【審査請求日】2021-02-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】入江 直之
(72)【発明者】
【氏名】猪 一郎
(72)【発明者】
【氏名】平尾 嘉英
(72)【発明者】
【氏名】大川 慧
【審査官】山本 裕太
(56)【参考文献】
【文献】特開2014-100829(JP,A)
【文献】特開2006-321405(JP,A)
【文献】特開2018-012115(JP,A)
【文献】特開平03-094943(JP,A)
【文献】特開2002-364685(JP,A)
【文献】特表2005-518302(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B21D 43/00
B21D 22/20
B21D 22/26
B21D 24/00
B21D 53/88
B21D 37/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1ワークと第2ワークを各々の少なくとも一部が互いに重なったプレス成形品に加工する熱間プレス加工方法であって、
上記第1ワークをプレス成形するための上型と下型を有する第1金型と、プレス成形済みの当該第1ワークに上記第2ワークを重ねてプレス成形するための上型と下型を有する第2金型とを並設して備え、
上記第1金型を用いて、上記第1ワークをプレス成形する第1プレス工程と、
上記第1金型からプレス成形済みの上記第1ワークを上記第2金型に移送する移送工程と、
上記第2ワークをプレス成形前に上記第1ワークと重ねることなく加熱する加熱工程と、
上記第2金型を用いて、上記プレス成形済みの第1ワークに上記加熱された第2ワークを重ねてプレス成形し、上記プレス成形品を得る第2プレス工程とを備え、
上記第1プレス工程及び上記第2プレス工程は、上記両金型各々の上型を同時に下降させるワンショットで行ない、
上記第1プレス工程において、第1金型により、上記第2ワークをずれないように係合させるための係合部を上記第1ワークに形成し、
上記第2プレス工程において、上記第2金型により、上記第2ワークにおける上記第1ワークの上記係合部に対応する部位を塑性変形させて該係合部に係合させることを特徴とする熱間プレス加工方法。
【請求項2】
請求項1において、
上記第2金型の下型は上方に突出した凸状成形面を備え、
上記第1プレス工程において、上記第1金型によって上記第1ワークを上方に凸になった形状に成形し、
上記上方に凸になった第1ワークを上記第2金型の下型の上記凸状成形面に嵌め、
上記第2プレス工程において、上記第2ワークを上記第1ワークの外面に倣った形状に成形することを特徴とする熱間プレス加工方法。
【請求項3】
請求項2において、
上記第2プレス工程において、上記第2ワークに上記第1ワークの下縁から下方へ張り出した張出し部を形成し、上記第1ワークの下縁を上記係合部として、上記第2ワークの張出し部を塑性変形させて上記第1ワークの当該下縁に係合させることを特徴とする熱間プレス加工方法。
【請求項4】
請求項2において、
上記第1プレス工程において、上記第1ワークに、上記第2ワークに向かって開口した凹部又は孔を形成し、
上記第2プレス工程において、上記第1ワークの上記凹部又は孔の縁を上記係合部として、上記第2ワークにおける上記第1ワークの上記凹部又は孔に対応する部位を塑性変形させて上記縁に係合させることを特徴とする熱間プレス加工方法。
【請求項5】
請求項1乃至請求項4のいずれか一において、
上記第1ワークと上記第2ワークとによって断面ハット状のプレス成形品を得ることを特徴とする熱間プレス加工方法。
【請求項6】
請求項5において、
上記断面ハット状のプレス成形品が自動車の車体構成部品であることを特徴とする熱間プレス加工方法。
【請求項7】
請求項5において、
上記断面ハット状のプレス成形品が自動車の車体の骨格構成部品であることを特徴とする熱間プレス加工方法。
【請求項8】
請求項5において、
上記断面ハット状のプレス成形品が自動車のピラー部品であることを特徴とする熱間プレス加工方法。
【請求項9】
第1ワークと第2ワークを各々の少なくとも一部が互いに重なったプレス成形品に加工する熱間プレス加工装置であって、
上記第1ワークをプレス成形する上型と下型を有する第1金型と、
上記第1金型によってプレス成形された上記第1ワークに上記第2ワークを重ねてプレス成形し、上記プレス成形品を得る上型と下型を有する第2金型と、
上記第2ワークをプレス成形前に上記第1ワークと重ねることなく加熱する加熱装置とを備え、
上記第1金型は、上記第1ワーク、上記第2ワークをずれないように係合させるための係合部を形成する係合部成形部を備え、
上記第2金型は、上記第2ワークにおける上記第1ワークの上記係合部に対応する部位を該係合部に係合するように塑性変形させる係合用の成形部を備え、
上記第1金型と上記第2金型が並設され、上記第1金型の上型と上記第2金型の上型が同時に昇降するように連係していることを特徴とする熱間プレス加工装置。
【請求項10】
請求項9において、
上記第1金型及び上記第2金型各々への上記第1ワーク及び上記第2ワーク搬入、上記第1金型殻状記第2金型への上記第1ワークの移送、並びに上記第2金型からの上記プレス成形品の搬出を行なうマテハン装置を備えていることを特徴とする熱間プレス加工装置。
【請求項11】
請求項9又は請求項10において、
上記第1金型は、上記第1ワークを上方に凸になった形状に成形し、
上記第2金型は、上記上方に凸になった第1ワークが嵌まる上方に凸になった凸状成形面を下型に備え、上記第2ワークを上記第1ワークの外面に倣った形状に成形することを特徴とする熱間プレス加工装置。
【請求項12】
請求項11において、
上記第2金型は、上記第2ワークに上記第1ワークの下縁から下方へ張り出した張出し部を形成し、
上記係合用の成形部は、上記第1ワークの下縁を上記係合部として、上記第2ワークの張出し部を塑性変形させて上記第1ワークの当該下縁に係合させることを特徴とする熱間プレス加工装置。
【請求項13】
請求項9乃至請求項11のいずれか一において、
上記第1金型は、上記第1ワークに、上記第2ワークに向かって開口した凹部又は孔を形成し、
上記第2金型の上記係合用の成形部は、上記第1ワークの上記凹部又は孔の縁を上記係合部として、上記第2ワークにおける上記第1ワークの上記凹部又は孔に対応する部位を塑性変形させて上記縁に係合させることを特徴とする熱間プレス加工装置。
【請求項14】
請求項9乃至請求項13のいずれか一において、
上記第1ワークと上記第2ワークとによって断面ハット状のプレス成形品を得ることを特徴とする熱間プレス加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は熱間プレス加工方法及び加工装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の熱間プレス加工方法として、2枚以上の金属板を各々の少なくとも一部が互いに重なった成形品に加工する方法が一般に知られている。例えば、特許文献1には、複数の溶着部で接合されて重ね合わされた2枚以上の金属板からなる接合板を加熱する加熱工程と、成形凹部を有するダイと該成形凹部に対応する成形凸部を有するパンチとの間に接合板を配置する配置工程と、ダイとパンチで接合板をプレスすることにより成形凹部と成形凸部に対応した成形部を形成する成形工程と、を備えた熱間プレス加工方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献1に記載の方法では、接合板の加熱工程において、2枚のワーク(金属板)の重なった部分の温度上昇が他の部分に比して遅れることから、サイクルタイムが長くなる。また、接合板の曲げ加工において、2枚のワークの溶着部(ナゲット)にせん断力が加わって、その溶着部の破損やワークの歪みを招く懸念がある。
【0005】
本発明は、上述の如き溶着部を予め設けることなく、2枚のワークが少なくとも一部において互いに重なり且つ位置ずれを生じないように係合してなるプレス成形品を得ること、そして、サイクルタイムの延長化問題を解決することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するために、第1ワークを成形する第1金型と第2ワークを成形する第2金型を並設し、第1金型で成形した第1ワークを第2金型に移してこれに第2ワークを重ね、第2金型において両ワークを互いにずれないように係合させるようにした。
【0007】
ここに開示する熱間プレス加工方法は、第1ワークと第2ワークを各々の少なくとも一部が互いに重なった成形品に加工する方法であって、
上記第1ワークをプレス成形するための上型と下型を有する第1金型と、プレス成形済みの当該第1ワークに上記第2ワークを重ねてプレス成形するための上型と下型を有する第2金型とを並設して備え、
上記第1金型を用いて、上記第1ワークをプレス成形する第1プレス工程と、
上記第1金型からプレス成形済みの上記第1ワークを上記第2金型に移送する移送工程と、
上記第2ワークをプレス成形前に上記第1ワークと重ねることなく加熱する加熱工程と、
上記第2金型を用いて、上記プレス成形済みの第1ワークに上記加熱された第2ワークを重ねてプレス成形し、上記プレス成形品を得る第2プレス工程とを備え、
上記第1プレス工程及び上記第2プレス工程は、上記両金型各々の上型を同時に下降させるワンショットで行ない、
上記第1プレス工程において、第1金型により、上記第2ワークをずれないように係合させるための係合部を上記第1ワークに形成し、
上記第2プレス工程において、上記第2金型により、上記第2ワークにおける上記第1ワークの上記係合部に対応する部位を塑性変形させて該係合部に係合させることを特徴とする。
【0008】
この方法によれば、第2ワークを第1ワークと重ねることなく加熱するから、プレス成形前のワークの昇温に時間がかかることが避けられ、サイクルタイムの短縮に有利になる。そして、第1金型において第1ワークに係合部を形成し、第2金型において第2ワークを部分的に塑性変形させて第1ワークの係合部に係合させるから、両ワークを、溶接によらず、プレス加工によって互いにずれない状態にすることができる。しかも、第1金型からプレス成形済みの第1ワークを第2金型に移送するようにして、第1金型による新たな第1ワークのプレス成形と、第2金型による第1ワークと第2ワークが係合したプレス成形品のプレス成形とをワンショットで行なうから、生産性の向上に有利になる。
【0009】
ここに、本発明は、上記第2プレス工程の後に両ワークの重なり部分にスポット溶接等の接合加工を追加することを排除するものではない。そのような追加工を行なう場合でも、既に両ワークが互いにずれないように係合しているから、その加工は容易であり、例えば、スポット溶接であれば、その打点数を減らすことも可能になる。
【0010】
従って、本発明は、両ワークをプレス成形前に溶着させるケースに比べて、追加工を行なう場合でも、サイクルタイムが長くなることはなく、かえって、その短縮が図れ、しかも、ナゲットの損壊による強度低下や、ワークの歪みも避けられる。
【0011】
一実施形態では、上記第2金型の下型は上方に突出した凸状成形面を備え、
上記第1プレス工程において、上記第1金型によって上記第1ワークを上方に凸になった形状に成形し、
上記上方に凸になった第1ワークを上記第2金型の下型の上記凸状成形面に嵌め、
上記第2プレス工程において、上記第2ワークを上記第1ワークの外面に倣った形状に成形する。
【0012】
これによれば、第2金型の下型の凸状成形面に嵌められた第1ワークの外面を成形面として、第2ワークをプレス成形することができる。上型の下降によってプレス成形されるのは加熱された第2ワークのみであるから、プレス成形が容易になり、第2ワークを塑性変形させて第1ワークの係合部に確実に係合させる上で有利になる。
【0013】
一実施形態では、上記第2プレス工程において、上記第2ワークに上記第1ワークの下縁から下方へ張り出した張出し部を形成し、上記第1ワークの下縁を上記係合部として、上記第2ワークの張出し部を塑性変形させて上記第1ワークの当該下縁に係合させる。
【0014】
これによれば、第1ワークの下縁を係合部として、この下縁に第2ワークの張出し部を係合させるから、第1ワークに新たに係合部を設ける必要がなく、工数の削減ないしは生産性の向上に有利になる。
【0015】
一実施形態では、上記第1プレス工程において、上記第1ワークに、上記第2ワークに向かって開口した凹部又は孔を形成し、
上記第2プレス工程において、上記第1ワークの上記凹部又は孔の縁を上記係合部として、上記第2ワークにおける上記第1ワークの上記凹部又は孔に対応する部位を塑性変形させて上記縁に係合させる。
【0016】
これにより、第1ワークと第2ワークを互いにずれないように係合させることができる。
【0017】
一実施形態では、上記第1ワークと上記第2ワークとによって断面ハット状のプレス成形品を得る。例えば、自動車の断面ハット状車体構成部品、車体の断面ハット状骨格構成部品、又は自動車の断面ハット状ピラー部品を得ることができる。
【0018】
ここに開示する熱間プレス加工装置は、第1ワークと第2ワークを各々の少なくとも一部が互いに重なったプレス成形品に加工する装置であって、
上記第1ワークをプレス成形する上型と下型を有する第1金型と、
上記第1金型によってプレス成形された上記第1ワークに上記第2ワークを重ねてプレス成形し、上記プレス成形品を得る上型と下型を有する第2金型と、
上記第2ワークをプレス成形前に上記第1ワークと重ねることなく加熱する加熱装置とを備え、
上記第1金型は、上記第1ワーク、上記第2ワークをずれないように係合させるための係合部を形成する係合部成形部を備え、
上記第2金型は、上記第2ワークにおける上記第1ワークの上記係合部に対応する部位を該係合部に係合するように塑性変形させる係合用の成形部を備え、
上記第1金型と上記第2金型が並設され、上記第1金型の上型と上記第2金型の上型が同時に昇降するように連係していることを特徴とする。
【0019】
これによれば、上記熱間プレス加工方法を実施して、サイクルタイムの短縮を図りながら、第1ワークと第2ワークが互いにずれないように係合したプレス成形品を得ることができる。
【0020】
上記装置の一実施形態では、上記第1金型及び上記第2金型各々への上記第1ワーク及び上記第2ワーク搬入、上記第1金型殻状記第2金型への上記第1ワークの移送、並びに上記第2金型からの上記プレス成形品の搬出を行なうマテハン装置を備えている。
【0021】
これによれば、第1ワークのプレス成形から第1ワークと第2ワークを重ねたプレス成形までのワンショットプレスを円滑に行なうことができ、生産性の向上に有利になる。
【0022】
上記装置の一実施形態では、上記第1金型は、上記第1ワークを上方に凸になった形状に成形し、上記第2金型は、上記上方に凸になった第1ワークが嵌まる上方に凸になった凸状成形面を下型に備え、上記第2ワークを上記第1ワークの外面に倣った形状に成形する。
【0023】
これによれば、第2金型の下型の凸状成形面に嵌められた第1ワークの外面を成形面として、第2ワークをプレス成形することができる。上型の下降によってプレス成形されるのは加熱された第2ワークのみであるから、プレス成形が容易になり、第2ワークを塑性変形させて第1ワークの係合部に確実に係合させる上で有利になる。
【0024】
上記装置の一実施形態では、上記第2金型は、上記第2ワークに上記第1ワークの下縁から下方へ張り出した張出し部を形成し、
上記係合用の成形部は、上記第1ワークの下縁を上記係合部として、上記第2ワークの張出し部を塑性変形させて上記第1ワークの当該下縁に係合させる。
【0025】
これによれば、第1ワークの下縁を第2ワークが係合する係合部とするから、第1ワークに新たに係合部を設ける必要がなく、工数の削減ないしは生産性の向上に有利になる。
【0026】
上記装置の一実施形態では、上記第1金型は、上記第1ワークに、上記第2ワークに向かって開口した凹部又は孔を形成し、
上記第2金型の上記係合用の成形部は、上記第1ワークの上記凹部又は孔の縁を上記係合部として、上記第2ワークにおける上記第1ワークの上記凹部又は孔に対応する部位を塑性変形させて上記縁に係合させる。
【0027】
これによれば、第1ワークと第2ワークを互いにずれないように係合させることができる。
【0028】
上記装置の一実施形態では、上記第1ワークと上記第2ワークとによって断面ハット状のプレス成形品を得る。例えば、自動車の断面ハット状車体構成部品、車体の断面ハット状骨格構成部品、又は自動車の断面ハット状ピラー部品を得ることができる。
【発明の効果】
【0029】
本発明に係る熱間プレス加工方法及び熱間プレス加工加工装置各々によれば、サイクルタイムの短縮を図りながら、第1ワークと第2ワークが互いにずれないように係合したプレス成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【
図1】実施形態1に係る熱間プレス加工装置の全体構成図。
【
図3】実施形態1に係る熱間プレス加工装置の加熱装置の概略平面図。
【
図4】同熱間プレス加工装置の第2金型の上型と下型の間にワークを搬入した状態を示す断面図。
【
図5】同熱間プレス加工装置の第2金型の上型を下降させた状態を示す断面図。
【
図6】同熱間プレス加工装置によるワークのプレス状態を示す断面図。
【
図7】同熱間プレス加工装置におけるプレス成形品の脱型状態を示す断面図。
【
図12】実施形態3に係る第1ワーク成形用金型の断面図。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0032】
<実施形態1>
図1に本実施形態に係る熱間プレス加工装置1を示す。熱間プレス加工装置1は、プレス成形により、
図2に示すように第1ワーク2と第2ワーク3が少なくとも一部において互いに重なった高張力鋼製プレス成形品4を得るものである。
【0033】
(プレス成形品)
本実施形態のプレス成形品4は、断面形状がハット状であり、具体的には、自動車の車体の骨格を構成するピラー部品である。第2ワーク3がフランジ3aを有する断面ハット状のピラー本体を形成し、第1ワーク2がピラー本体を内側から補強する断面ハット状の補強パッチ(言わば、内パッチ構造)になっている。
【0034】
プレス成形品4においては、第2ワーク3は、第1ワーク2の両側の下縁5から下方に張り出した張出し部6を有する。この第2ワーク3の張出し部6には、第1ワーク2の下縁5から張り出した際(きわ)から第1ワーク2の板厚分だけ内側に突出した塑性変形部7が形成されていて、この塑性変形部7が第1ワーク2の下縁5に係合している。
【0035】
すなわち、第1ワーク2の下縁5は、第2ワーク3を第1ワーク2に対してずれないように係合させるための係合部を構成しており、この下縁5と塑性変形部7の係合により、第1ワーク2と第2ワーク3とは互いに位置ずれしないように一体化している。ここに、第2ワーク3が第1ワーク2を塑性変形部7によって下から言わば抱きかかえる形になっている。
【0036】
プレス成形品4においては、第2ワーク3の塑性変形部7がプレス成形品4の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられている。なお、プレス成形品4の長手方向の全長にわたって、或いは当該長手方向の所定範囲にわたって、連続して延びる塑性変形部7を設けてもよい。
【0037】
(熱間プレス加工装置)
図1に示す熱間プレス加工装置1において、101はワーク加熱装置(加熱炉)、102は第1ワーク2及び第2ワーク3からプレス成形品4を得るトランスファータイプのプレス装置、103はワーク搬入装置、104はワークの移送及び成形品の搬出を行なう移送搬出装置である。ワーク搬入装置103と移送搬出装置104がトランスファープレスを円滑に行なうためのマテハン装置を構成している。
【0038】
[ワーク加熱装置]
ワーク加熱装置101は、
図3に示すように、各々平板状である第1ワーク2と第2ワーク3を、互いに重ね合わせることなく、同一平面に並べて、オーステナイト温度域に加熱する。
【0039】
[プレス装置]
プレス装置102は、並設された第1金型8と第2金型9を備えている。第1金型8は、平板状の第1ワーク2を断面ハット状にプレス成形するものである。そのために、第1金型8は、下方に開口した凹状成形面を有する上型8aと、上方に凸になった凸状成形面を有する下型8bとを備えている。第2金型9は、第1金型8によってプレス成形された第1ワーク2に平板状の第2ワーク3を上から重ねてプレス成形し、断面ハット状のプレス成形品4を得るものである。そのために、第2金型9は、下方に開口した凹状成形面を有する上型11と、上方に凸になった凸状成形面を有する下型12とを備えている。
【0040】
第1金型8の上型8aと第2金型9の上型11は上型ホルダ13に固定されている。上型ホルダ13はプレス機械の昇降するスライダ(図示省略)に取り付けられている。従って、第1金型8の上型8aと第2金型9の上型11は同時に昇降する。第1金型8の下型8bと第2金型9の下型12は下型ホルダ14に固定されている。
【0041】
[ワーク搬入装置]
ワーク搬入装置103は、加熱装置101からプレス装置102に第1ワーク2及び第2ワーク3を搬入するものである。そのために、ワーク搬入装置102は、第1ワーク2を運搬するための第1ホルダ105と、第2ワーク3を運搬するための第2ホルダ106とを備えている。第1ホルダ105と第2ホルダ106は、第1金型8と第2金型9の並設間隔に対応する間隔をあけてフィードバー107に取付けられている。加熱装置101においても、第1ワーク2と第2ワーク3は第1金型8と第2金型9の並設間隔に対応する間隔をあけて設けられる。
【0042】
ワーク搬入装置103は、ワーク2,3について、加熱装置10からの取り上げ、金型8,9の下型8a,12の上への移送、並びに下型8a,12への載置を行なうべく、フィードバー107を2次元モーションで作動させる駆動装置を備えている。
【0043】
[移送搬出装置]
移送搬出装置104は、第1金型8から第2金型9への第1ワーク2の移送と、第2金型9から搬送装置(ベルトコンベア)120へのプレス成形品の搬出を行なうものである。そのために、移送搬出装置104は、第1ワーク2を運搬するための第1ホルダ108とプレス成形品4を運搬するための第2ホルダ109とを備えている。第1ホルダ108と第2ホルダ109は、第1金型8と第2金型9の並設間隔に対応する間隔をあけてフィードバー111に取付けられている。
【0044】
移送搬出装置104は、第1ワーク2について、第1金型8の下型8aからの取り上げ、第2金型9の下型12の上への移送、並びに下型12への載置を行なうべく、また、プレス成形品4について、第2金型9の下型12からの取り上げ、搬送装置120への移送、並びに搬送装置120への載置を行なうべく、フィードバー111を2次元モーションで作動させる駆動装置を備えている。
【0045】
[第1金型について]
図示は省略するが、第1金型8の上型8a及び下型8bには、第1ワーク2をプレス状態で型冷却するための液状冷媒(例えば、冷却水)が供給される冷媒通路が設けられている。
【0046】
[第2金型について]
図4に示すように、第2金型9の下型12は、上方に突出した凸状成形面15を備えている。上型11は、下型12の凸状成形面15に対応する凹状成形面16を備えている。上型11及び下型12には、プレス成形品4をプレス状態で型冷却するための液状冷媒が供給される冷媒通路17,18が設けられている。
【0047】
下型12の凸状成形面15には、第1金型8によって断面ハット状に成形された第1ワーク2が嵌められる。第1ワーク2の上に平板状の第2ワーク3が重ねられる。
【0048】
上型11の凹状成形面16の傾斜した両側面には、下型12の凸状成形面15に嵌められた第1ワーク2の下縁5に対応する部位において内側に突出した係合用の成形部19が形成されている。上型11が下型12に向かって下降したとき、係合用の成形部19が第2ワーク3における第1ワーク2の下縁5に対応する部位を内側に塑性変形させる。これにより、下縁5に係合する塑性変形部7が形成される。係合用の成形部19は、上型11の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられている。
【0049】
係合用の成形部19の形状は、断面くの字状になっていて、その上部はプレス成形品4の脱型を可能とするべく略垂直になっている。係合用の成形部19の略垂直になった上部に続く下部は外側へ下降傾斜した下向きの斜面になっている。
【0050】
(熱間プレス加工方法)
[加熱工程]
図1に示すように、第1ワーク2及び第2ワーク3を、加熱装置101により、所定温度(オーステナイト温度域)に加熱する。
【0051】
[搬入工程]
加熱された第1ワーク2及び第2ワーク3をワーク搬入装置103の第1ホルダ105及び第2ホルダ106によって加熱装置101から取り上げ、プレス装置102に搬送する。第1ワーク2は第1金型8の下型8aの上に載置し、第2ワーク3は第2金型9の下型12に嵌められたプレス成形済みの第1ワーク2の上に載置する。
【0052】
第2金型9の下型12に嵌められた第1ワーク2は、前回のプレス加工サイクルにおいて、第1金型8でプレス成形されて第2金型9に移されたものである。第2金型9の下型12に第1ワーク2が嵌められていないときは(例えば、最初のプレス加工サイクルでは)、加熱装置101から第1ワーク2のみをプレス装置102の第1金型8に搬入することになる。
【0053】
[プレス工程]
プレス機械のスライダを下降させることにより、第1金型8及び第2金型9の上型8a,11を同時に下降させて、第1金型8による第1ワーク2のプレス成形と、第2金型9による第1ワーク2と第2ワーク3を重ねた状態での第2ワーク3のプレス成形を行なう。第2金型9による当該プレス成形によってプレス成形品4が得られることになる。第1金型8による第1ワーク2のプレス成形が第1プレス工程であり、第2金型9によるプレス成形品4を得るプレス成形が第2プレス工程である。両金型8,9各々の上型8a,11を同時に下降させるから、第1プレス工程及び第2プレス工程をワンショットで行なうことになる。
【0054】
第1プレス工程では、第1ワーク2が断面ハット状に成形される。この断面ハット状になった第1ワーク2の両側の下縁が、第2ワーク3をずれないように係合させるための係合部となる。
【0055】
図5及び
図6に示すように、第2プレス工程では、上型11の下降により、第2ワーク3を上型11の凹状成形面16及び下型12の凸状成形面15に倣った形状に成形する。この場合、下型11に嵌められた第1ワーク2の外面は、第2ワーク3をハット状に成形する成形面の一部を構成することになる。すなわち、第2ワーク3の上部の下面は第1ワーク2の外面に倣った形状に成形される。
【0056】
同時に、上型11の係合用の成形部19が、第1ワーク2の下縁5から張り出した第2ワーク3の張出し部6の際を内側に塑性変形させて第1ワーク2の下縁(係合部)5に係合する塑性変形部7を形成する。
【0057】
[冷却工程]
第1金型8では、上型8aと下型8bによって第1ワーク2をプレスした状態において、上型8a及び下型8bの冷媒通路に冷媒を通す。これにより、第1ワーク2は、型冷却されて焼入れ状態になる。すなわち、第1ワーク2が硬化する。冷媒は、第1ワーク2がプレス状態になる直前から冷媒通路に供給するようにしてもよい。
【0058】
第2金型9では、
図6に示すように、上型11と下型12によって第1ワーク2と第2ワーク3をプレスした状態において、上型11及び下型12の冷媒通路17,18に冷媒を通す。これにより、第2ワーク3は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。冷媒は、第1ワーク2と第2ワーク3がプレス状態になる直前から冷媒通路17,18に供給するようにしてもよい。
【0059】
[脱型工程]
プレス機械のスライダを上昇させることにより、第1金型8及び第2金型9の上型8a,11を同時に上昇させて、第1ワーク2を第1金型8から脱型し、プレス成形品4を第2金型9から脱型する。
図7にプレス成形品4を脱型した状態を示す。このプレス成形品4においては、第2ワーク3側の冷却による熱収縮によって、第1ワーク2の下縁5に対する第2ワーク3の塑性変形部7の係合が強くなる。
【0060】
[移送・搬出工程]
図1に示すように、第1金型8で成形された第1ワーク2及び第2金型9で成形されたプレス成形品4を移送搬出装置104の第1ホルダ108と第2ホルダ109で取り上げる。そして、第1ワーク2については第2金型9の下型12に移し、プレス成形品4については搬送装置120に載せる。プレス成形品4は、搬送装置120により、次の加工ステーション等に送られる。
【0061】
(溶接工程)
プレス成形品4には、第1ワーク2と第2ワーク3の結合を強化すべく、必要に応じて、第1ワーク2と第2ワーク3の重なり部分にスポット溶接を行なう。
【0062】
(その他)
第1ワーク2については、第1金型によって冷間プレスで成形するようにしてもよい。
【0063】
<実施形態2>
(プレス成形品)
図8に本実施形態に係るプレス成形品21を示す。このプレス成形品21も、断面形状はハット状であり、自動車の車体の骨格を構成するピラー部品である。このプレス成形品21では、実施形態1のブレス成形品4とは違って、第1ワーク22がフランジ22aを有する断面ハット状のピラー本体を形成し、第2ワーク23がピラー本体を外側から補強する断面ハット状の補強パッチ(言わば、外パッチ構造)になっている。
【0064】
第1ワーク22の両側の傾斜部には係合孔24が形成されている。この係合孔24はワーク長手方向に延びる長孔になっている。第2ワーク23の両側の下端の内側に突出した塑性変形部25が第1ワーク22の係合孔24に入って該係合孔24の縁に係合している。この係合により、第1ワーク22と第2ワーク23とは互いに位置ずれしないように一体化している。
【0065】
第1ワーク22の係合孔24は、プレス成形品21の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられ、これに対応して、第2ワーク23の塑性変形部25もプレス成形品21の長手方向に間隔を置いて複数箇所に設けられている。
【0066】
(熱間プレス加工装置)
熱間プレス加工装置の第2金型の要部を
図9に示す。第2金型は、上記プレス成形品21を得るためのプレス成形用の上型26及び下型27を備える。第1ワーク22をプレス成形するための第1金型については、その図示を省略するが、平板状の第1ワーク22を断面ハット状に成形するための凹状成形面を有する上型と凸状成形面を有する下型とを組み合わせたものであり、冷媒通路を備えている。
【0067】
実施形態1と同じく、第1金型の上型と第2金型の上型26は上型ホルダに固定され、該上型ホルダはプレス機械の昇降するスライダに取り付けられている。第1金型の下型と第2金型の下型27は下型ホルダに固定されている。第1金型と第2金型により、第1ワーク22及び第2ワーク23からプレス成形品21を得るトランスファータイプのプレス装置が構成されている。
【0068】
熱間プレス加工装置は、図示は省略しているが、実施形態1と同様の、ワーク加熱装置、ワーク搬入装置及び移送搬出装置を備えている。
【0069】
第2金型について説明する。下型27は上方に突出した凸状成形面28を備え、上型26は下型27の凸状成形面28に対応する凹状成形面29を備えている。上型26及び下型27には冷媒通路31,32が設けられている。
【0070】
下型27の凸状成形面28には、第1金型によって断面ハット状に成形された第1ワーク22が嵌められる。第1ワーク22の両側の傾斜部には係合孔24が設けられている。第1ワーク22の上にワーク加熱装置101で加熱された平板状の第2ワーク23が重ねられる。
【0071】
上型26の凹状成形面29の傾斜した両側面には、下型27の凸状成形面28に嵌められた第1ワーク22の係合孔24に対応する部位において内側に突出した係合用の成形部33が形成されている。上型26が下型27に向かって下降したとき、係合用の成形部33が第2ワーク23における第1ワーク22の係合部24に対応する部位を内側に塑性変形させることにより、この係合孔24の縁に係合する塑性変形部25を成形する。
【0072】
係合用の成形部33について説明すると、本実施形態の上型26の傾斜した両側面は、中間に段部を備えて下部が上部よりも相対的に内側に張り出しており、その段部が係合用の成形部33になっている。係合用の成形部33は、プレス成形品21の脱型を可能とするべく略垂直になっている。
【0073】
(熱間プレス加工方法)
[加熱工程]
平板状の第1ワーク22及び平板状の第2ワーク23を、加熱装置により、互いに重ねることなく、所定温度(オーステナイト温度域)に加熱する。
【0074】
[搬入工程]
加熱された第1ワーク22及び第2ワーク23をワーク搬入装置によって加熱装置から取り上げ、プレス装置に搬送する。第1ワーク22は第1金型の下型の上に載置し、第2ワーク23は第2金型の下型27に嵌められたプレス成形済みの第1ワーク22の上に載置する。
【0075】
[プレス工程]
プレス機械のスライダを下降させることにより、第1金型の上型及び第2金型の上型26を同時に下降させて、第1金型による第1ワーク22のプレス成形と、第2金型による第1ワーク22と第2ワーク23を重ねた状態での第2ワーク23のプレス成形を行なう。第2金型による当該プレス成形によってプレス成形品21が得られる。
【0076】
第1金型による第1ワーク22のプレス成形が第1プレス工程であり、第2金型によるプレス成形品21を得るプレス成形が第2プレス工程である。第1金型の上型及び第2金型の上型26を同時に下降させるから、第1プレス工程及び第2プレス工程をワンショットで行なうことになる。
【0077】
第1プレス工程では、第1ワーク22が断面ハット状に成形される。この第1ワーク22の係合孔24の縁が、第2ワーク23をずれないように係合させるための係合部となる。
【0078】
図10に示すように、第2プレス工程では、上型26の下降により、第2ワーク23を上型26の凹状成形面29及び下型27に嵌められた第1ワーク22の外面に倣った形状に成形する。このとき、上型26の係合用の成形部33が、第2ワーク23の下端を内側に塑性変形させて第1ワーク22の係合孔24の縁(係合部)に係合する塑性変形部25を形成する。
【0079】
[冷却工程]
第1金型では、上型と下型によって第1ワーク22をプレスした状態において、上型及び下型の冷媒通路に冷媒を通す。これにより、第1ワーク22は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。冷媒は、第1ワーク22がプレス状態になる直前から冷媒通路に供給するようにしてもよい。
【0080】
第2金型では、上型26と下型27によって第1ワーク22と第2ワーク23をプレスした状態において、上型26及び下型27の冷媒通路31,32に冷媒を通す。これにより、第2ワーク23は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。冷媒は、第1ワーク22と第2ワーク23がプレス状態になる直前から冷媒通路31,32に供給するようにしてもよい。
【0081】
[脱型工程]
プレス機械のスライダを上昇させることにより、第1金型の上型及び第2金型の上型26を同時に上昇させて、第1ワーク22を第1金型から脱型し、プレス成形品21を第2金型から脱型する。プレス成形品21においては、第2ワーク23側の冷却による熱収縮によって、第1ワーク22の係合孔24の縁に対する第2ワーク23の塑性変形部25の係合が強くなる。
【0082】
[移送・搬出工程]
第1金型で成形された第1ワーク及び第2金型で成形されたプレス成形品21を移送搬出装置で取り上げる。そして、第1ワーク22については第2金型の下型27に移し、プレス成形品21については搬送装置に載せる。プレス成形品21は、搬送装置により、次の加工ステーション等に送られる。
【0083】
(溶接工程)
プレス成形品21には、第1ワーク22と第2ワーク23の結合を強化すべく、必要に応じて、第1ワーク22と第2ワーク23の重なり部分にスポット溶接を行なう。
【0084】
(その他)
第1ワーク22については、第1金型によって冷間プレスで成形するようにしてもよい。
【0085】
<実施形態3>
実施形態1及び実施形態2では、第1ワーク又は第2ワークの端部を両ワークの係合に利用しているが、
図11乃至
図14に示すように、両ワークを互いに重なった部分において互いにずれないように係合させてもよい。
【0086】
(プレス成形品)
図11にプレス成形品41の概略構成を示すように、このプレス成形品41は断面ハット状のピラー本体を形成する第1ワーク42と、補強パッチ(外パッチ構造)としての第2ワーク43とを頂部において係合させてなる。すなわち、第1ワーク42の頂部には外側(上方)に略垂直に突出した係合部としての係合凸部44が形成されている。そして、第2ワーク43の頂部に、第1ワーク42の係合凸部44に嵌合して係合している塑性変形部45が形成されている。係合凸部44及び塑性変形部45は、プレス成形品41の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられている。
【0087】
係合凸部44及び塑性変形部45の平面形状としては、円形、角形、星形など任意の形状を採用することができる。
【0088】
(熱間プレス加工装置)
図12に第1ワーク42を成形するための第1金型(下型46及び上型49)を示す。下型46は、上方に突出した凸状成形面47を備え、該凸状成形面47の頂部に上方に突出した凸部48を有する。上型49は、下型46の凸状成形面47に対応する凹状成形面51を備え、該凹状成形面51に下型46の凸部48に対応する凹部52を有する。凸部48は下型46の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられ、これに対応して、凹部52も上型49の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられている。上型49及び下型46には冷媒通路53,54が設けられている。
【0089】
図13及び
図14にプレス成形品41を得るための第2金型(下型55及び上型58)を示す。下型55は、第1ワーク42を成形するための下型46と同じ構成であり、凸状成形面56の頂部に上方に突出した凸部57を有する。上型58は、下型55の凸状成形面57に対応する凹状成形面59の奥部に、塑性変形部45を形成するための凹状の係合用の成形部61を有する。凸部59は下型55の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられ、これに対応して、嵌合用の成形部61も上型58の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられている。上型58及び下型55には冷媒通路62,63が設けられている。
【0090】
実施形態1と同じく、第1金型の上型49と第2金型の上型58は上型ホルダに固定され、該上型ホルダはプレス機械の昇降するスライダに取り付けられている。第1金型の下型46と第2金型の下型55は下型ホルダに固定されている。第1金型と第2金型により、第1ワーク42及び第2ワーク43からプレス成形品41を得るトランスファータイプのプレス装置が構成されている。
【0091】
熱間プレス加工装置は、図示は省略しているが、実施形態1と同様の、ワーク加熱装置、ワーク搬入装置及び移送搬出装置を備えている。
【0092】
(熱間プレス加工方法)
[加熱工程]
平板状の第1ワーク42及び平板状の第2ワーク43を、加熱装置により、互いに重ねることなく、所定温度(オーステナイト温度域)に加熱する。
【0093】
[搬入工程]
加熱された第1ワーク42及び第2ワーク43をワーク搬入装置によって加熱装置から取り上げ、プレス装置に搬送する。第1ワーク42は第1金型の下型46の上に載置し、第2ワーク43は第2金型の下型55に嵌められたプレス成形済みの第1ワーク42の上に載置する。
【0094】
[プレス工程]
プレス機械のスライダを下降させることにより、第1金型の上型49及び第2金型の上型58を同時に下降させて、第1金型による第1ワーク42のプレス成形と、第2金型による第1ワーク42と第2ワーク43を重ねた状態での第2ワーク43のプレス成形を行なう。第2金型による当該プレス成形によってプレス成形品41が得られる。
【0095】
第1金型による第1ワーク42のプレス成形が第1プレス工程であり、第2金型によるプレス成形品41を得るプレス成形が第2プレス工程である。第1金型の上型49及び第2金型の上型58を同時に下降させるから、第1プレス工程及び第2プレス工程をワンショットで行なうことになる。
【0096】
第1プレス工程では、平板状の第1ワーク42が
図11に示す係合凸部44を有する断面ハット状に成形される。この係合凸部44が第2ワーク43をずれないように係合させるための係合部となる。
【0097】
図14に示すように、第2プレス工程では、上型58の下降により、第2ワーク43を上型58の凹状成形面59及び下型55に嵌められた第1ワーク42の外面に倣った形状に成形する。このとき、上型58の係合用の成形部61が、第2ワーク43の頂部を塑性変形させて第1ワーク42の係合凸部44に係合する上方へ凸になった塑性変形部45を形成する。
【0098】
[冷却工程]
第1金型では、上型49と下型46によって第1ワーク42をプレスした状態において、上型49及び下型46の冷媒通路53,54に冷媒を通す。これにより、第1ワーク42は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。すなわち、第1ワーク42が硬化する。冷媒は、第1ワーク42がプレス状態になる直前から冷媒通路に供給するようにしてもよい。
【0099】
第2金型では、上型58と下型55によって第1ワーク42と第2ワーク43をプレスした状態において、上型58及び下型55の冷媒通路62,63に冷媒を通す。これにより、第2ワーク43は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。冷媒は、第1ワーク42と第2ワーク43がプレス状態になる直前から冷媒通路62,63に供給するようにしてもよい。
【0100】
[脱型工程]
プレス機械のスライダを上昇させることにより、第1金型の上型49及び第2金型の上型58を同時に上昇させて、第1ワーク42を第1金型から脱型し、プレス成形品41を第2金型から脱型する。プレス成形品41においては、第2ワーク43側の冷却による熱収縮によって、第2ワーク43の塑性変形部45が第1ワーク42の係合凸部44に焼嵌めされた状態になる。これにより、第1ワーク42の係合凸部44に対する第2ワーク43の塑性変形部45の係合が強くなる。
【0101】
得られたプレス成形品41において、第1ワーク42と第2ワーク43は、係合凸部44と凹状の塑性変形部45との係合により互いにずれないように一体化した状態になっている。
【0102】
[移送・搬出工程]
第1金型で成形された第1ワーク42及び第2金型で成形されたプレス成形品41を移送搬出装置で取り上げる。そして、第1ワーク42については第2金型の下型55に移し、プレス成形品41については搬送装置に載せる。プレス成形品41は、搬送装置により、次の加工ステーション等に送られる。
【0103】
(溶接工程)
プレス成形品41には、第1ワーク42と第2ワーク43の結合を強化すべく、必要に応じて、第1ワーク42と第2ワーク43の重なり部分にスポット溶接を行なう。
【0104】
(その他)
第1ワーク42については、第1金型によって冷間プレスで成形するようにしてもよい。
【0105】
<実施形態4>
図15及び
図16に示すように、本実施形態は、実施形態3と同じく、第1ワーク71と第2ワーク72を互いに重なった部分において係合させるようにしたものである。
【0106】
(プレス成形品)
すなわち、第1ワーク71と第2ワーク72を重ねてなるプレス成形品は、自動車の車体の骨格を構成する断面ハット状のピラー部品である。第1ワーク71の頂部に第2ワーク72側(上側)に向かって開口した係合部としての係合凹部73が形成されている。係合凹部73は第1ワーク71の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられている。第2ワーク72の頂部には第1ワーク71の係合凹部73に係合する下方へ凸になった塑性変形部80が形成されている。当該プレス成形品においては、第1ワーク71と第2ワーク72は、係合凹部73と凸状の塑性変形部80との係合により互いにずれないように一体化した状態になっている。
【0107】
(熱間プレス加工装置)
図15及び
図16は熱間プレス加工装置のトランスファプレス装置の第2金型(上型74及び下型75)を示す。なお、
図15及び
図16では冷媒通路の図示を省略している。
【0108】
断面ハット状のプレス成形品を形成すべく、下型75は上方に凸になった凸状成形面76を有し、上型74は凸状成形面76に対応する下方に開口した凹状成形面78を有する。下型75の凸状成形面76の頂部には、第1ワーク71の係合凹部73の形成によって下方へ突出した部分を嵌める凹部77が形成されている。上型74の凹状成形面78の奥部には、第2ワーク72に塑性変形部80を形成するための下方に突出した係合用の成形部79が設けられている。
【0109】
第1ワーク71をプレス成形するための第1金型については、その図示を省略するが、平板状の第1ワーク71を断面ハット状に成形するための凹状成形面を有する上型と凸状成形面を有する下型とを組み合わせたものであり、冷媒通路を備えている。第1ワーク71の頂部に係合凹部73を形成すべく、上型の凹状成形面の奥部には凸部が形成され、下型の凸状成形面の頂部には凹部が形成されている。
【0110】
実施形態1と同じく、第1金型の上型と第2金型の上型74は上型ホルダに固定され、該上型ホルダはプレス機械の昇降するスライダに取り付けられている。第1金型の下型と第2金型の下型75は下型ホルダに固定されている。第1金型と第2金型により、第1ワーク71及び第2ワーク72からプレス成形品を得るトランスファータイプのプレス装置が構成されている。
【0111】
熱間プレス加工装置は、図示は省略しているが、実施形態1と同様の、ワーク加熱装置、ワーク搬入装置及び移送搬出装置を備えている。
【0112】
(熱間プレス加工方法)
[加熱工程]
平板状の第1ワーク71及び平板状の第2ワーク72を、加熱装置により、互いに重ねることなく、所定温度(オーステナイト温度域)に加熱する。
【0113】
[搬入工程]
加熱された第1ワーク71及び第2ワーク72をワーク搬入装置によって加熱装置から取り上げ、プレス装置に搬送する。第1ワーク71は第1金型の下型の上に載置し、第2ワーク72は第2金型の下型75に嵌められたプレス成形済みの第1ワーク71の上に載置する。
【0114】
[プレス工程]
プレス機械のスライダを下降させることにより、第1金型の上型及び第2金型の上型74を同時に下降させて、第1金型による第1ワーク71のプレス成形と、第2金型による第1ワーク71と第2ワーク72を重ねた状態での第2ワーク72のプレス成形を行なう。第2金型による当該プレス成形によってプレス成形品が得られる。
【0115】
第1金型による第1ワーク71のプレス成形が第1プレス工程であり、第2金型によるプレス成形品を得るプレス成形が第2プレス工程である。第1金型の上型及び第2金型の上型74を同時に下降させるから、第1プレス工程及び第2プレス工程をワンショットで行なうことになる。
【0116】
第1プレス工程では、第1ワーク71が断面ハット状に成形され、その頂部に係合凹部73が形成される。
【0117】
図16に示すように、第2プレス工程では、上型74の下降により、第2ワーク71を上型74の凹状成形面78及び下型75に嵌められた第1ワーク71の外面に倣った形状に成形する。このとき、上型74の係合用の成形部79が、第2ワーク72の頂部を塑性変形させて第1ワーク71の係合凹部73に係合する凸状塑性変形部80を形成する。
【0118】
[冷却工程]
第1金型では、上型と下型によって第1ワーク71をプレスした状態において、上型及び下型の冷媒通路に冷媒を通す。これにより、第1ワーク71は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。冷媒は、第1ワーク71がプレス状態になる直前から冷媒通路に供給するようにしてもよい。
【0119】
第2金型では、上型74と下型75によって第1ワーク71と第2ワーク72をプレスした状態において、上型74及び下型75の冷媒通路に冷媒を通す。これにより、第2ワーク72は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。冷媒は、第1ワーク71と第2ワーク72がプレス状態になる直前から冷媒通路に供給するようにしてもよい。
【0120】
[脱型工程]
プレス機械のスライダを上昇させることにより、第1金型の上型及び第2金型の上型74を同時に上昇させて、第1ワーク71を第1金型から脱型し、プレス成形品を第2金型から脱型する。
【0121】
[移送・搬出工程]
第1金型で成形された第1ワーク71及び第2金型で成形されたプレス成形品を移送搬出装置で取り上げる。そして、第1ワーク71については、第2金型に移して下型75の凸状成形面76に嵌める。プレス成形品については搬送装置に載せる。プレス成形品は、搬送装置により、次の加工ステーション等に送られる。
【0122】
(溶接工程)
プレス成形品には、第1ワーク71と第2ワーク72の結合を強化すべく、必要に応じて、第1ワーク71と第2ワーク72の重なり部分にスポット溶接を行なう。
【0123】
(その他)
第1ワーク71については、第1金型によって冷間プレスで成形するようにしてもよい。
【0124】
本実施形態も、実施形態3と同じく、外パッチ構造及び内パッチ構造のいずれにも実施することができる。
【0125】
また、係合凹部73及び塑性変形部80の平面形状としては、実施形態3と同じく、任意の形状を採用することができる。
【0126】
<実施形態5>
図17及び
図18に示すように、本実施形態も、実施形態3,4と同じく、第1ワーク81と第2ワーク82を互いに重なった部分において係合させるようにしたものである。
【0127】
(プレス成形品)
すなわち、第1ワーク81と第2ワーク82を重ねてなるプレス成形品は、自動車の車体の骨格を構成する断面ハット状のピラー部品である。第1ワーク81の頂部には、第2ワーク82側(上側)に向かって開口した係合部としての係合孔83が形成されている。係合孔83は第1ワーク81の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられている。第2ワーク82の頂部の貫通孔部に形成された塑性変形部(フランジ)90が第1ワーク81の係合孔83の縁に係合している。この係合により、第1ワーク81と第2ワーク82は、互いにずれないように一体化した状態になっている。
【0128】
(熱間プレス加工装置)
図17及び
図18は熱間プレス加工装置のトランスファプレス装置の第2金型(上型84及び下型85)を示す。なお、
図17及び
図18では冷媒通路の図示を省略している。
【0129】
断面ハット状のプレス成形品を形成すべく、下型85は上方に凸になった凸状成形面86を有し、上型84は凸状成形面76に対応する下方に開口した凹状成形面88を有する。上型84の凹状成形面88の奥部には、下方に突出した係合用の成形部(バーリングポンチ)89が設けられている。係合用の成形部89は、上型84の長手方向に間隔をおいて複数箇所に設けられている。
【0130】
第1ワーク81をプレス成形するための第1金型については、その図示を省略するが、平板状の第1ワーク81を断面ハット状に成形するための凹状成形面を有する上型と凸状成形面を有する下型とを組み合わせたものであり、冷媒通路を備えている。
【0131】
実施形態1と同じく、第1金型の上型と第2金型の上型84は上型ホルダに固定され、該上型ホルダはプレス機械の昇降するスライダに取り付けられている。第1金型の下型と第2金型の下型85は下型ホルダに固定されている。第1金型と第2金型により、第1ワーク81及び第2ワーク82からプレス成形品を得るトランスファータイプのプレス装置が構成されている。
【0132】
熱間プレス加工装置は、図示は省略しているが、実施形態1と同様の、ワーク加熱装置、ワーク搬入装置及び移送搬出装置を備えている。
【0133】
(熱間プレス加工方法)
[加熱工程]
平板状の第1ワーク81及び平板状の第2ワーク82を、加熱装置により、互いに重ねることなく、所定温度(オーステナイト温度域)に加熱する。第1ワーク81には係合孔83が設けられ、第2ワーク82にはバーリング用孔91が設けられている。
【0134】
[搬入工程]
加熱された第1ワーク81及び第2ワーク82をワーク搬入装置によって加熱装置から取り上げ、プレス装置に搬送する。第1ワーク81は第1金型の下型の上に載置し、第2ワーク82は第2金型の下型85に嵌められたプレス成形済みの第1ワーク81の上に載置する。
【0135】
[プレス工程]
プレス機械のスライダを下降させることにより、第1金型の上型及び第2金型の上型84を同時に下降させて、第1金型による第1ワーク81のプレス成形と、第2金型による第1ワーク81と第2ワーク82を重ねた状態での第2ワーク82のプレス成形を行なう。第2金型による当該プレス成形によってプレス成形品が得られる。
【0136】
第1金型による第1ワーク81のプレス成形が第1プレス工程であり、第2金型によるプレス成形品を得るプレス成形が第2プレス工程である。第1金型の上型及び第2金型の上型84を同時に下降させるから、第1プレス工程及び第2プレス工程をワンショットで行なうことになる。
【0137】
第1プレス工程では、第1ワーク81が断面ハット状に成形される。
【0138】
図18に示すように、第2プレス工程では、上型84の下降により、第2ワーク82を上型84の凹状成形面88及び下型85に嵌められた第1ワーク81の外面に倣った形状に成形する。このとき、上型84の係合用の成形部89が、第2ワーク82のバーリング用孔91に進入して該第2ワーク82の頂部を塑性変形させて第1ワーク81の係合孔83の縁に係合する塑性変形部(フランジ)90を形成する。
【0139】
[冷却工程]
第1金型では、上型と下型によって第1ワーク81をプレスした状態において、上型及び下型の冷媒通路に冷媒を通す。これにより、第1ワーク81は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。冷媒は、第1ワーク81がプレス状態になる直前から冷媒通路に供給するようにしてもよい。
【0140】
第2金型では、上型84と下型85によって第1ワーク81と第2ワーク82をプレスした状態において、上型84及び下型85の冷媒通路に冷媒を通す。これにより、第2ワーク82は、型冷却されて焼入れ状態になる(硬化する)。冷媒は、第1ワーク81と第2ワーク82がプレス状態になる直前から冷媒通路に供給するようにしてもよい。
【0141】
[脱型工程]
プレス機械のスライダを上昇させることにより、第1金型の上型及び第2金型の上型84を同時に上昇させて、第1ワーク81を第1金型から脱型し、プレス成形品を第2金型から脱型する。
【0142】
[移送・搬出工程]
第1金型で成形された第1ワーク81及び第2金型で成形されたプレス成形品を移送搬出装置で取り上げる。そして、第1ワーク81については、第2金型に移して下型84の凸状成形面86に嵌める。プレス成形品については搬送装置に載せる。プレス成形品は、搬送装置により、次の加工ステーション等に送られる。
【0143】
(溶接工程)
プレス成形品には、第1ワーク81と第2ワーク82の結合を強化すべく、必要に応じて、第1ワーク81と第2ワーク82の重なり部分にスポット溶接を行なう。
【0144】
(その他)
第1ワーク81については、第1金型によって冷間プレスで成形するようにしてもよい。
【0145】
本実施形態も、実施形態3,4と同じく、外パッチ構造及び内パッチ構造のいずれにも実施することができる。
【0146】
また、係合孔83及び塑性変形部90の平面形状としては、実施形態3,4と同じく、任意の形状を採用することができる。
【0147】
<他の実施形態>
上記各実施形態ではプレス状態でのワークの焼入れ硬化に型冷却を採用したが、金型から液状冷媒をプレス成形品に向けて噴出させてプレス成形品を冷媒で直接冷却するようにしてもよい。
【0148】
上記各実施形態は、第1ワーク及び第2ワークの一方を補強パッチとするケースであるが、第1ワークと第2ワークが互いに全体にわたって重なったプレス成形品や、第1ワークと第2ワーク各々の一部が互いに重なったプレス成形品を得るケースにも、本発明は適用することができる。
【符号の説明】
【0149】
1 熱間プレス加工装置
2,22,42,71,81 第1ワーク
3,23,43,72,82 第2ワーク
4,21,41 プレス成形品
5 第1ワークの下縁(係合部)
6 第2ワーク張出し部
7,25,45,80,90 塑性変形部
8 第1金型
8a 上型
8b 下型
9 第2金型
11,26,58,74,84 上型
12,27,55,75,85 下型
15,28,56,76,86 凸状成形面
16,29,59,78,88 凹状成形面
19,33,61,79,89 係合用の成形部
24,83 係合孔(係合部)
44 係合凸部(係合部)
73 係合凹部(係合部)
101 加熱装置
102 プレス装置
103 ワーク搬入装置(マテハン装置)
104 移送搬出装置(マテハン装置)