プレス成形装置及びプレス成形方法
【課題】 焼入れを行いながらも成形品の生産性を維持することのできるプレス成形方法およびプレス成形装置を提供する。
【解決手段】 加熱された金属板（１１）に対して、上金型及び下金型を含む金型ユニットを複数用いて成形工程及び機械加工工程並びに冷却工程を行うプレス成形装置であって、金属板が搬送される第１の搬送経路上に配置され、成形工程及び機械加工工程を順次行う複数の加工用金型ユニット（１，２）と、複数の加工用金型ユニットによる成形工程及び機械加工工程で得られた金属板に当接して冷却工程をそれぞれ行う複数の冷却用金型ユニット（３）と、複数の冷却用金型ユニットを移動可能に支持し、各冷却用金型ユニットによって第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で金属板を搬送させる支持ユニットと、を有する。
【解決手段】 加熱された金属板（１１）に対して、上金型及び下金型を含む金型ユニットを複数用いて成形工程及び機械加工工程並びに冷却工程を行うプレス成形装置であって、金属板が搬送される第１の搬送経路上に配置され、成形工程及び機械加工工程を順次行う複数の加工用金型ユニット（１，２）と、複数の加工用金型ユニットによる成形工程及び機械加工工程で得られた金属板に当接して冷却工程をそれぞれ行う複数の冷却用金型ユニット（３）と、複数の冷却用金型ユニットを移動可能に支持し、各冷却用金型ユニットによって第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で金属板を搬送させる支持ユニットと、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板の成形精度を確保しながら成形品の生産性を向上させることのできるプレス成形装置及びプレス成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のトランスファープレス装置では、加熱炉で２００〜３００℃に加熱された金属板を搬送しながら、複数の金型を用いて順次、成形工程等を行うことにより、複雑な形状を成形できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、複数の加工工程等に対応する数の上金型及び下金型からなる金型が金属板の搬送経路に沿って順に配置されており、各金型での工程が完了すると次段の金型に金属板が、搬送機構によって搬送される。そして、各金型において、異なる工程（例えば、プレス成形工程、ピアッシング工程、トリミング工程）が行われることで、最終的な成形品が得られる。
【０００４】
上述したトランスファープレス装置では、複数の金属板を順次、搬送させることで、連続して複数の成形品を得ることができ、プレス装置のなかでも高い生産性が得られる。また、単純な形状だけでなく、複雑な形状の成形品を製造することができる。
【０００５】
さらに、トランスファープレス装置で得られた成形品は、一般に加工硬化しているものの、原板（加工前の金属板）としては強度の低いものが用いられている。
【０００６】
なお、上述したトランスファープレス装置は、例えば、自動車の車体を成形する場合に用いられる。
【特許文献１】特開平５−１４６８９７号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のトランスファープレス装置において、ホットプレスを実施する場合、最終段に位置する金型を用いて焼入れを行えば、金属板をトランスファープレス装置内で搬送するだけで成形品を得ることができるはずであるが、この技術は確立していない。トランスファープレスで、金属板の焼入れまでを行う場合には、所定時間の間、金型を下死点で保持しなければならない。すなわち、加熱された金属板の温度が所定温度に低下するまで、金型を金属板に接触させておかなければならない。
【０００８】
トランスファープレス装置では、金属板の搬送経路上に配置された複数段の金型が同じ動作（上下動作）を行うように構成されているため、上述したように最終段の金型を下死点で所定時間、保持する場合には、前段側に位置する金型も同じ時間だけ下死点で保持しなければならない。この場合には、前段側の金型が金属板に接触することにより、金属板の熱が金型に逃げてしまい、加熱された金属板の温度が低下してしまう。
【０００９】
このように前段側の金型において、金属板の温度が低下してしまうと、金属板の成形を精度良く行うことができなくなってしまうおそれがある。また、金属板の所定の強度を得ることができなくなる。
【００１０】
そこで、本発明は、金属板の成形精度を確保するとともに成形品の強度を向上させつつ、成形品の生産性を維持することのできるプレス成形方法およびプレス成形装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本願発明は、プレス成形装置（第１の発明）及びプレス成形方法（第２の発明）からなる。
【００１２】
本願第１の発明は、加熱された金属板に対して、上金型及び下金型を含む金型ユニットを複数用いて成形工程及び機械加工工程並びに冷却工程を行うプレス成形装置であって、前記金属板が搬送される第１の搬送経路上に配置され、前記成形工程及び前記機械加工工程を順次行う複数の加工用金型ユニットと、前記複数の加工用金型ユニットによる前記成形工程及び前記機械加工工程で得られた前記金属板に当接して冷却工程をそれぞれ行う複数の冷却用金型ユニットと、当該複数の冷却用金型ユニットを移動可能に支持し、前記各冷却用金型ユニットによって前記第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で前記金属板を搬送させる支持ユニットと、を有することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記各冷却用金型ユニットは、前記支持ユニットの動作に応じて、前記第１の搬送経路上の位置と、前記第１の搬送経路外の位置とに移動可能である。また、前記複数の加工用金型ユニットの動作時間が略同一であり、かつ、前記加工用金型ユニットの動作時間が前記冷却用金型ユニットの動作時間とは異ならせることができる。
【００１４】
なお、前記複数の加工用金型ユニット間における前記金属板の搬送を行うと共に、最終段の前記加工用金型ユニットから前記搬送ユニット上に前記金属板を搬送する搬送機構を設けることができる。
【００１５】
本願第２の発明であるプレス成形方法は、加熱された金属板を第１の搬送経路上で搬送する第１の搬送工程と、前記第１の搬送工程内において、金型を用いて行う成形工程及び機械加工工程と、前記成形工程及び前記機械加工工程で得られた前記金属板を、前記第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で搬送する第２の搬送工程と、前記第２の搬送工程で搬送された前記金属板に金型を当接させて行う冷却工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記成形工程及び前記機械加工工程の動作時間を略同一とし、かつ、前記成形工程及び前記機械加工工程の各動作時間が前記冷却工程の動作時間とは異ならせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、最終段側において金型を用いた金属板の冷却工程（焼入れ）を行う場合において、冷却工程に応じた時間だけ加工用金型ユニットを下死点保持させることなく、成形品を製造することができる。しかも、トランスファープレスを利用して金属板を搬送しながら順次加工工程を行うことで、焼入れを行いながらも成形品の生産性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１であるプレス成形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施例のプレス成形装置の概略図であり、このプレス成形装置は、第１の搬送経路を構成するトランスファープレス装置１０及び第２の搬送経路を構成する焼入れ装置２０を備えている。
【００２０】
本実施例のプレス成形装置は、不図示の加熱炉で加熱された平板状の金属板に対して、３つの工程（トランスファープレス装置１０での２つの加工工程と、焼入れ装置２０での１つの工程）を行うことにより、いわゆるハット形状の金属板を成形するものである。なお、加熱炉での加熱方式は、いかなる方法でもよく、例えば、雰囲気加熱や誘導加熱等がある。また、金属板の成形形状は、いかなる形状としてもよく、この形状に応じた金型を用いればよい。
【００２１】
まず、トランスファープレス装置１０の構成及び動作について説明する。
【００２２】
図１において、加熱炉において成形可能な温度（例えば、７５０℃）に加熱された平板状の金属板１１は、搬送フィンガー６によってトランスファープレス装置１０に搬送され、まず、第１の金型ユニット１によってプレス成形される。第１の金型ユニット１は、上金型１ａ及び下金型１ｂを有しており、上金型１ａはスライド４に固定され、下金型１ｂはベース５に固定されている。
【００２３】
ここで、図１に示すように、本実施例では、上金型１ａに凹部を設け、下金型１ｂに凸部を設けた構成であるが、逆の構成であってもよい。
【００２４】
また、スライド４は、不図示のアクチュエータからの駆動力を受けることにより、図１中の上下方向に移動可能となっており、このスライド４の動作によって、上金型１ａは下金型１ｂに対してトランスファープレス装置１０の上下方向に移動することができる。
【００２５】
下金型１ｂは、ポンチ１ｂ１と、ポンチ１ｂ１の両側に配置されたブランクホルダ１ｂ２とを有しており、ブランクホルダ１ｂ２は、ポンチ１ｂ１に対して図１の上下方向に移動可能となっている。
【００２６】
搬送フィンガー６は、加熱された金属板１１を搬送するために用いられる。搬送フィンガー６は、金属板１１の両端部を支持するように対になって構成されている。これらの搬送フィンガー６は、金属板１１の搬送方向（図１の矢印Ｘ１方向）に延びる一対のガイドレール１２（図２（Ｂ）参照）に固定されている。本実施例では、図８に示すように、一対のガイドレール１２のそれぞれに、２つの搬送フィンガー６が固定されている。
【００２７】
一対のガイドレール１２は、矢印Ｘ１方向に移動可能となっているとともに、矢印Ｘ１方向と直交する方向（図１の紙面の奥行き方向、すなわち、図２（Ｂ）に示す矢印Ｘ２方向）において移動可能となっている。
【００２８】
ここで、２つのガイドレールが矢印Ｘ１方向にスライド移動することにより、搬送フィンガー６も矢印Ｘ１方向に移動することになる。また、一対のガイドレール１２が互いに近づく方向（図８の矢印で示す方向）に移動することにより、搬送フィンガー６によって金属板１１を保持することができる。そして、金属板１１を保持した状態で、搬送フィンガー６が矢印Ｘ１方向に移動することによって、金属板１１の搬送が行われる。
【００２９】
搬送フィンガー６によって、金属板１１が加熱炉から第１の金型ユニット１側に搬送され、第１の金型ユニット１の下金型１ｂ上に配置されると、上金型１ａが図１に示す状態から下降を開始し、上金型１ａの凸部分が下金型１ｂのブランクホルダ１ｂ２を押し込むことにより、平板状の金属板１１を所定形状（例えば、ハット形状）にプレス成形する。
【００３０】
プレス成形後、上金型１ａは、スライド４の動作によって上昇する。そして、搬送フィンガー６が金属板１１を保持することにより、第１の金型ユニット１に対して次段に位置する第２の金型ユニット２に金属板１１を搬送する。
【００３１】
第２の金型ユニット２は、スライド４に固定された上金型２ａと、ベース５に固定された下金型２ｂとを有する。上金型２ａには、金属板１１にピアスを形成するための突起部２ａ１が設けられている。また、下金型２ｂのブランクホルダ２ｂ１には、突起部２ａ１が挿入される溝部が形成されている。
【００３２】
ここで、スライド４の動作とともに上金型２ａが上下動作することにより、金属板１１の両端部近傍には、ピアス（穴部）が形成される。なお、上金型２ａ及び上金型１ａは、スライド４の動作によって同じタイミングで上下動作することになる。
【００３３】
第２の金型ユニット２での工程（機械加工工程としてのピアッシング工程）が完了すると、搬送フィンガー６によって第３の金型ユニット３に搬送される。
【００３４】
上述したトランスファープレス装置１０の構成において、第１及び第２の金型ユニット１、２のうち金属板１１と当接する部分を加熱したり、該当接する部分に断熱層を設けたりしてもよい。これにより、トランスファープレス装置１０内で金属板１１を搬送する際において、金属板１１の加熱温度が低下してしまうのを抑制することができる。
【００３５】
具体的には、第１の金型ユニット１において、上金型１ａのうち少なくとも金属板１１と接触する部分を、発熱体によって加熱することができる。また、下金型１ｂ（ポンチ１ｂ１及びブランクホルダ１ｂ２）のうち少なくとも金属板１１と接触する部分を、発熱体によって加熱することができる。これにより、第１の金型ユニット１でのプレス成形において、金属板１１の温度が低下してしまうのを抑制することができる。一方、金型１ａ、１ｂの全体を加熱するようにしてもよい。
【００３６】
そして、第２の金型ユニット２における構成も、上述した第１の金型ユニット１と同様の構成とすることができる。
【００３７】
さらに、搬送フィンガー６のうち少なくとも金属板１１と接触する部分を、加熱してもよい。具体的には、搬送フィンガー６に発熱体を配置して、金属板１１と接触する部分を加熱することができる。なお、搬送フィンガー６の全体を加熱するものであってもよい。
【００３８】
次に、焼入れ装置２０内の構成及び動作について説明する。
【００３９】
焼入れ装置２０内には、後述するように複数（本実施例では２つ）の第３の金型ユニット３が設けられている。第３の金型ユニット３は、トランスファープレス装置１０とは別体として構成された焼入れ装置２０内に設けられており、焼入れ装置２０の本体に支持された上金型３ａ及び下金型３ｂを有する。ここで、上金型３ａは、下金型３ｂに対して図１の上下方向に移動可能となっている。
【００４０】
上金型３ａには、加熱された金属板１１を冷却するための冷却機構（不図示）とが設けられている。この冷却機構によって上金型３ａが冷却されており、上金型３ａが金属板１１に接触することにより、金属板１１を冷却（焼入れ）する。冷却機構としては、例えば、上金型３ａ内に冷却媒体（例えば、水）の循環路を形成し、図１（Ａ）中の矢印ＩＮ、ＯＵＴに示すように、外部から冷却媒体の供給及び排出を行うことができる。
【００４１】
第３の金型ユニット３上に第２の金型ユニット２からの金属板１１が配置されると、上金型３ａが図１に示す状態から下降することにより、金属板１１に当接する。そして、所定時間の間、上金型３ａが下死点で保持されることにより、金属板１１が冷却され、焼入れが行われる。これにより、金属板１１の温度は、例えば、６５０℃から２００℃以下に冷却される。
【００４２】
本実施例では、第３の金型ユニット３を金属板１１に当接させることにより、金属板１１の焼入れ工程だけを行っているが、焼入れ工程と同時に他の加工工程を行うようにしてもよい。例えば、成形された金属板１１の端部を切断する工程（いわゆる、機械加工工程としてのトリミング工程）を行うことができる。この場合には、第３の金型ユニット３の上金型３ａ及び下金型３ｂに、トリミング工程を行うための突起部及び溝部を設ければよい。
【００４３】
図２は、焼入れ装置２０を、２つの側面から見た図（Ａ、Ｂ）である。すなわち、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す焼入れ装置２０を矢印Ａ方向から見たときの図である。ここで、図９は、図２に示す状態をプレス成形装置の上面側から見たときの図である。
【００４４】
また、図３は、焼入れ装置２０を、２つの側面から見た図（Ａ、Ｂ）である。すなわち、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す焼入れ装置２０を矢印Ａ方向から見たときの図である。ここで、図１０は、図３に示す状態をプレス成形装置の上面側から見たときの図である。
【００４５】
図２（Ｂ）に示すように、焼入れ装置２０内には、２つの第３の金型ユニット３が矢印Ｘ２方向において並んで配置されている。ここで、２つの上金型３ａは、支持部材７に固定されており、支持部材７は、ガイドローラ等を介して焼入れ装置２０の本体２０ａに対して矢印Ｘ２方向に移動可能となっている。また、２つの下金型３ｂも、支持部材７に固定されている。
【００４６】
また、図２は、搬送フィンガー６によって金属板１１が、２つの第３の金型ユニット３のうち一方の第３の金型ユニット３上に移動した状態を示す。図２に示す状態において、ガイドレール１２が互いに離れる方向に移動することにより、金属板１１が第３の金型ユニット３の下金型３ｂ上に配置される。そして、上金型３ａが図３（Ｂ）の矢印Ｙ１方向に移動することによって、上金型３ａが金属板１１に当接する。
【００４７】
これにより、第３の金型ユニット３によって金属板１１の冷却工程（焼入れ工程）が行われる。ここで、金属板１１の焼入れ工程を行う場合には、所定時間（焼入れ工程に要する時間）の間、上金型３ａ及び下金型３ｂを金属板１１に当接させておかなければならない。
【００４８】
上述した所定時間は、第１及び第２の金型ユニット１、２における動作時間（プレス成形の時間）よりも通常長くなっている。
【００４９】
ここで、第１〜第３の金型ユニット１〜３を同じタイミングで動作させるように構成した場合には、第３の金型ユニット３で焼入れ工程を行っている間に、前段側に位置する第１及び第２の金型ユニット１、２では、プレス工程が完了してしまう。そして、第１及び第２の金型ユニット１、２では、焼入れ工程に要する時間だけ、下死点保持が維持されることになってしまう。
【００５０】
このように第１及び第２の金型ユニット１、２において、所定時間の間、下死点保持が行われると、金属板１１の成形品を効率良く製造することができなくなってしまう。すなわち、第３の金型ユニット３での焼入れ工程に応じて第１及び第２の金型ユニット１、２を動作させると、通常の成形工程に要する時間と焼入れ工程に要する時間の差分だけ、成形品を製造できる時間が長くなってしまう。
【００５１】
そこで、本実施例では、第２の金型ユニット２から第３の金型ユニット３に金属板１１が搬送され、第３の金型ユニット３で金属板１１の焼入れ工程を行う場合には、金属板１１が載置された第３の金型ユニット３を、第１及び第２の金型ユニット１、２における金属板１１の搬送経路（以下、第１の搬送経路とする）外に移動させている。ここで、第１の搬送経路とは、図１に示す矢印Ｘ１方向に延びる金属板１１の搬送経路である。
【００５２】
図３（Ｂ）に示す状態において、支持部材７を矢印Ｘ３方向（矢印Ｘ２方向のうちの一方向）にスライド移動させることにより、金属板１１が載置された第３の金型ユニット３を図４に示す状態としている。ここで、図４に示す状態を、プレス成形装置の上面から見た図を、図１１に示す。
【００５３】
これにより、金属板１１が載置されていない第３の金型ユニット３が、第１の搬送経路上に位置することになる。これにより、図５に示すように、第２の金型ユニット２から搬送される次の金属板１１を、金属板１１が載置されていない第３の金型ユニット３上に配置することができる。
【００５４】
図５に示す状態において、第１の搬送経路外に移動した第３の金型ユニット３での焼入れが完了すると、焼入れ工程された金属板１１は、搬送フィンガー等の不図示の搬送機構によって第３の金型ユニット３から取り出される（図１２参照）。
【００５５】
そして、図６に示すように、第１の搬送経路外にある第３の金型ユニット３から金属板１１が運び出され、第１の搬送経路上にある第３の金型ユニット３において上金型３ａが下降すると、図７に示すように、支持部材７は本体８に対して矢印Ｘ４方向にスライド移動する。ここで、矢印Ｘ４方向とは、矢印Ｘ２方向のうちの他方向であって、矢印Ｘ３方向とは反対方向を示す。
【００５６】
これにより、焼入れ装置２０における２つの第３の金型ユニット３は、図７に示す状態となる。ここで、図５に示す状態において金属板１１が運び出された第３の金型ユニット３は、第１の搬送経路上に位置することになり、第２の金型ユニット２からの金属板１１を受け入れることが可能となる。一方、第１の搬送経路外に移動した第３の金型ユニット３は、所定時間の間、金属板１１に接触して焼入れを行う。
【００５７】
図７に示す状態で焼入れ工程が完了すると、第１の搬送経路外に位置する第３の金型ユニット３上から金属板１１が運び出される。この状態を、図１２に示す。なお、図１２は、プレス成形装置を上面側から見たときの図である。
【００５８】
図１２に示す状態では、金属板１１が載置されていない第３の金型ユニット３が第１の搬送経路上に位置することになり、この第３の金型ユニット３に対して第２の金型ユニット２からの金属板１１が載置されることになる（図１３参照）。
【００５９】
本実施例によれば、金属板１１が載置された第３の金型ユニット３を第１の搬送経路外にスライド移動させることにより、第３の金型ユニット３において金属板１１の冷却工程を行うことができる。しかも、金属板１１が載置されていない第３の金型ユニット３を第１の搬送経路上に位置させることにより、第２の金型ユニット２からの金属板１１を配置するスペースを確保することができる。
【００６０】
すなわち、第１の搬送経路に対して、２つの第３の金型ユニット３を交互に位置させることにより、第２の金型ユニット２からの金属板１１を２つの第３の金型ユニット３に振り分けている。
【００６１】
このため、第１及び第２の金型ユニット１、２を継続して動作させながら、複数の第３の金型ユニット３を用いて金属板１１の焼入れ工程を適切に行うことができる。言い換えれば、第１の及び第２の金型ユニット１、２において、第３の金型ユニット３における焼入れ工程に応じた時間だけ、下死点保持を行わなくてよい。
【００６２】
従って、トランスファープレス装置１０における動作時間を維持しながらも、焼入れされた成形品の生産性を維持することができる。
【００６３】
ここで、第２の金型ユニット２から金属板１１が搬送されるタイミングにおいて、金属板１１の載置されていない第３の金型ユニット３を第１の搬送経路上に位置させておく必要がある。本実施例では、第２の金型ユニット２から搬送される金属板１１を、２つの第３の金型ユニット３に振り分けているため、第３の金型ユニット３での焼入れ工程に要する時間は、第１及び第２の金型ユニット２での動作時間（タクトタイム）の略２倍となり、焼入れ工程を充分に行うことが可能となる。
【００６４】
ここで、第３の金型ユニット３での焼入れ工程の時間が、第１及び第２の金型ユニット１、２での動作時間の略２倍よりも長くなる場合には、第３の金型ユニット３を冷却時間が短くなるような構成とすればよい。
【００６５】
すなわち、本実施例では、第３の金型ユニット３を金属板１１に接触させて焼入れ工程だけを行っているため、第３の金型ユニット３の構成を簡単な構成とすることができる。言い換えれば、第３の金型ユニット３の強度が、第１及び第２の金型ユニット１、２の強度よりも小さくなるように、第３の金型ユニット３を構成できる。これにより、本実施例のプレス成形装置を低コストで構成することができる。
【００６６】
したがって、例えば、第３の金型ユニット３の上金型３ａ及び下金型３ｂを多孔質たいで構成し、多孔質内に冷却媒体（例えば、水）を含ませる構成とすることができる。また、上金型３ａ及び下金型３ｂを、成形された金属板１１の角部分に当接するフレームと、このフレーム内に位置し、冷却媒体を含んだ弾性体とで構成することができる。
【００６７】
このように構成することで、第３の金型ユニット３における金属板１１の冷却効率を向上させることでき、短時間で焼入れ工程を行うことが可能となる。
【００６８】
本実施例では、焼入れ装置２０内に２つの第３の金型ユニット３を配置した構成について説明したが、これに限るものではなく、２つ以上の第３の金型ユニット３を配置してもよい。
【実施例２】
【００６９】
本発明の実施例２であるプレス成形装置について、図１４を用いて説明する。ここで、図１４は、本実施例におけるプレス成形装置の上面図であり、実施例１で説明した部材と同じ部材については同一符号を用いている。
【００７０】
以下、実施例１と異なる点について説明する。本実施例では、金属板１１の焼入れ工程を行う焼入れ装置の構成が異なっている。以下、具体的に説明する。
【００７１】
図１４において、第２の金型ユニット２の下流には、不図示のアクチュエータからの駆動力を受けることにより、矢印Ｃ方向に回転可能な支持台２１が設けられている。支持台２１には、この回転方向において４つの第３の金型ユニット３が設けられている。
【００７２】
各第３の金型ユニット３は、支持台２１が略９０度の角度間隔で回転することにより、第１及び第２の金型ユニット１、２における金属板１１の搬送経路上に位置するようになっている。１つの第３の金型ユニット３が上記搬送経路（第１の搬送経路）上に位置している場合において、位置Ｐ１にある第３の金型ユニット３に第２の金型ユニット２からの金属板１１が載置されると、支持台２１が矢印Ｃ方向に略９０度回転する。
【００７３】
これにより、金属板１１が載置された第３の金型ユニット３が第１の搬送経路上から退避し、位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する。
【００７４】
第３の金型ユニット３が位置Ｐ２に移動すると、上金型３ａが下降することにより、上金型３ａが金属板１１に当接して焼入れが開始される。このとき、位置Ｐ１には、他の第３の金型ユニット３が位置することになり、第２の金型ユニット２からの金属板１１が搬送されることになる。ここで、焼入れ工程を開始するタイミングは、上述したように第３の金型ユニット３が位置Ｐ２に移動した後に行う場合だけに限らず、例えば、位置Ｐ１から位置Ｐ２への移動を開始したタイミングで行うようにしてもよい。
【００７５】
第３の金型ユニット３が位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動する間、金属板１１の焼入れ工程が行われる。すなわち、第３の金型ユニット３における上金型３ａが、下死点で保持されることになる。そして、焼入れ工程が完了すると、上金型３ａは上方に移動する。
【００７６】
第３の金型ユニット３が位置Ｐ３に移動すると、金属板１１の焼入れ工程が完了しており、上金型３ａが装置上方に移動した状態となっている。この状態において、搬送フィンガー等の不図示の搬送機構によって、焼入れ工程された金属板１１が装置外に搬送される。すなわち、支持台２１から成形品が取り出されることになる。
【００７７】
金属板１１が運び出された第３の金型ユニット３は、支持台２１の回転によって位置Ｐ３から位置Ｐ４に移動する。そして、位置Ｐ４から位置Ｐ１に移動することにより、第２の金型ユニット２からの金属板１１を受け入れることができる。
【００７８】
本実施例においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。すなわち、第１及び第２の金型ユニット１、２を成形工程に要する時間だけ動作させるとともに、複数の第３の金型ユニット３を用いて金属板１１の焼入れ工程を適切に行うことができる。したがって、第１及び第２の金型ユニット１、２の動作時間（タクトタイム）を長くすることなく、成形品を製造することができ、成形品の製造効率を維持することができる。
【００７９】
実施例１では、複数の第３の金型ユニット３を第１の搬送経路に対してスライドさせる構成を説明し、実施例２では、複数の第３の金型ユニット３を第１の搬送経路に対して回転させる構成を説明した。ここで、本発明は、上述した実施例１、２の構成に限定されるものではない。
【００８０】
すなわち、複数の第３の金型ユニット３を設け、各第３の金型ユニット３を第１の搬送経路上に位置させるとともに、第１の搬送経路から退避させるような構成であれば、いかなる構成であってもよい。具体的には、第３の金型ユニット３が移動する移動経路（第３の金型ユニット３による金属板１１の搬送経路；第２の搬送経路）を、第１の搬送経路とは異なる経路とし、第２の搬送経路と第１の搬送経路とを交差させる構成とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１であるプレス成形装置の概略図である。
【図２】搬送フィンガーによって金属板が第３の金型ユニット上に移動した状態を示す図である（Ａ、Ｂ）。
【図３】図２に示す状態において、第３の金型ユニットによる金属板の焼入れ工程を示す図である（Ａ、Ｂ）。
【図４】図３に示す状態において、金属板が載置された第３の金型ユニットが第１の搬送経路外に位置した図である。
【図５】図３に示す状態において、第１の搬送経路上に位置する第３の金型ユニットに金属板を載置した状態を示す図である。
【図６】図５に示す状態において、第１の搬送経路上に位置する第３の金型ユニットでの下死点保持状態を示す図。
【図７】図６に示す状態において、金属板が載置された第３の金型ユニットが第１の搬送経路外に退避した状態を示す図である。
【図８】実施例１のプレス成形装置を、上側から見たときの概略図である。
【図９】図３に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１０】図３に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１１】図４に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１２】図５に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１３】図５に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１４】本発明の実施例２であるプレス成形装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８２】
１：第１の金型ユニット
２：第２の金型ユニット
３：第３の金型ユニット
１ａ、２ａ、３ａ：上金型
１ｂ、２ｂ、３ｂ：下金型
４：スライド
５：ベース
６：搬送フィンガー
１０：第１の搬送経路を構成するトランスファープレス装置
１１：金属板
２０：第２の搬送経路を構成する焼入れ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板の成形精度を確保しながら成形品の生産性を向上させることのできるプレス成形装置及びプレス成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のトランスファープレス装置では、加熱炉で２００〜３００℃に加熱された金属板を搬送しながら、複数の金型を用いて順次、成形工程等を行うことにより、複雑な形状を成形できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、複数の加工工程等に対応する数の上金型及び下金型からなる金型が金属板の搬送経路に沿って順に配置されており、各金型での工程が完了すると次段の金型に金属板が、搬送機構によって搬送される。そして、各金型において、異なる工程（例えば、プレス成形工程、ピアッシング工程、トリミング工程）が行われることで、最終的な成形品が得られる。
【０００４】
上述したトランスファープレス装置では、複数の金属板を順次、搬送させることで、連続して複数の成形品を得ることができ、プレス装置のなかでも高い生産性が得られる。また、単純な形状だけでなく、複雑な形状の成形品を製造することができる。
【０００５】
さらに、トランスファープレス装置で得られた成形品は、一般に加工硬化しているものの、原板（加工前の金属板）としては強度の低いものが用いられている。
【０００６】
なお、上述したトランスファープレス装置は、例えば、自動車の車体を成形する場合に用いられる。
【特許文献１】特開平５−１４６８９７号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のトランスファープレス装置において、ホットプレスを実施する場合、最終段に位置する金型を用いて焼入れを行えば、金属板をトランスファープレス装置内で搬送するだけで成形品を得ることができるはずであるが、この技術は確立していない。トランスファープレスで、金属板の焼入れまでを行う場合には、所定時間の間、金型を下死点で保持しなければならない。すなわち、加熱された金属板の温度が所定温度に低下するまで、金型を金属板に接触させておかなければならない。
【０００８】
トランスファープレス装置では、金属板の搬送経路上に配置された複数段の金型が同じ動作（上下動作）を行うように構成されているため、上述したように最終段の金型を下死点で所定時間、保持する場合には、前段側に位置する金型も同じ時間だけ下死点で保持しなければならない。この場合には、前段側の金型が金属板に接触することにより、金属板の熱が金型に逃げてしまい、加熱された金属板の温度が低下してしまう。
【０００９】
このように前段側の金型において、金属板の温度が低下してしまうと、金属板の成形を精度良く行うことができなくなってしまうおそれがある。また、金属板の所定の強度を得ることができなくなる。
【００１０】
そこで、本発明は、金属板の成形精度を確保するとともに成形品の強度を向上させつつ、成形品の生産性を維持することのできるプレス成形方法およびプレス成形装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本願発明は、プレス成形装置（第１の発明）及びプレス成形方法（第２の発明）からなる。
【００１２】
本願第１の発明は、加熱された金属板に対して、上金型及び下金型を含む金型ユニットを複数用いて成形工程及び機械加工工程並びに冷却工程を行うプレス成形装置であって、前記金属板が搬送される第１の搬送経路上に配置され、前記成形工程及び前記機械加工工程を順次行う複数の加工用金型ユニットと、前記複数の加工用金型ユニットによる前記成形工程及び前記機械加工工程で得られた前記金属板に当接して冷却工程をそれぞれ行う複数の冷却用金型ユニットと、当該複数の冷却用金型ユニットを移動可能に支持し、前記各冷却用金型ユニットによって前記第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で前記金属板を搬送させる支持ユニットと、を有することを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記各冷却用金型ユニットは、前記支持ユニットの動作に応じて、前記第１の搬送経路上の位置と、前記第１の搬送経路外の位置とに移動可能である。また、前記複数の加工用金型ユニットの動作時間が略同一であり、かつ、前記加工用金型ユニットの動作時間が前記冷却用金型ユニットの動作時間とは異ならせることができる。
【００１４】
なお、前記複数の加工用金型ユニット間における前記金属板の搬送を行うと共に、最終段の前記加工用金型ユニットから前記搬送ユニット上に前記金属板を搬送する搬送機構を設けることができる。
【００１５】
本願第２の発明であるプレス成形方法は、加熱された金属板を第１の搬送経路上で搬送する第１の搬送工程と、前記第１の搬送工程内において、金型を用いて行う成形工程及び機械加工工程と、前記成形工程及び前記機械加工工程で得られた前記金属板を、前記第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で搬送する第２の搬送工程と、前記第２の搬送工程で搬送された前記金属板に金型を当接させて行う冷却工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記成形工程及び前記機械加工工程の動作時間を略同一とし、かつ、前記成形工程及び前記機械加工工程の各動作時間が前記冷却工程の動作時間とは異ならせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、最終段側において金型を用いた金属板の冷却工程（焼入れ）を行う場合において、冷却工程に応じた時間だけ加工用金型ユニットを下死点保持させることなく、成形品を製造することができる。しかも、トランスファープレスを利用して金属板を搬送しながら順次加工工程を行うことで、焼入れを行いながらも成形品の生産性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１９】
本発明の実施例１であるプレス成形装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施例のプレス成形装置の概略図であり、このプレス成形装置は、第１の搬送経路を構成するトランスファープレス装置１０及び第２の搬送経路を構成する焼入れ装置２０を備えている。
【００２０】
本実施例のプレス成形装置は、不図示の加熱炉で加熱された平板状の金属板に対して、３つの工程（トランスファープレス装置１０での２つの加工工程と、焼入れ装置２０での１つの工程）を行うことにより、いわゆるハット形状の金属板を成形するものである。なお、加熱炉での加熱方式は、いかなる方法でもよく、例えば、雰囲気加熱や誘導加熱等がある。また、金属板の成形形状は、いかなる形状としてもよく、この形状に応じた金型を用いればよい。
【００２１】
まず、トランスファープレス装置１０の構成及び動作について説明する。
【００２２】
図１において、加熱炉において成形可能な温度（例えば、７５０℃）に加熱された平板状の金属板１１は、搬送フィンガー６によってトランスファープレス装置１０に搬送され、まず、第１の金型ユニット１によってプレス成形される。第１の金型ユニット１は、上金型１ａ及び下金型１ｂを有しており、上金型１ａはスライド４に固定され、下金型１ｂはベース５に固定されている。
【００２３】
ここで、図１に示すように、本実施例では、上金型１ａに凹部を設け、下金型１ｂに凸部を設けた構成であるが、逆の構成であってもよい。
【００２４】
また、スライド４は、不図示のアクチュエータからの駆動力を受けることにより、図１中の上下方向に移動可能となっており、このスライド４の動作によって、上金型１ａは下金型１ｂに対してトランスファープレス装置１０の上下方向に移動することができる。
【００２５】
下金型１ｂは、ポンチ１ｂ１と、ポンチ１ｂ１の両側に配置されたブランクホルダ１ｂ２とを有しており、ブランクホルダ１ｂ２は、ポンチ１ｂ１に対して図１の上下方向に移動可能となっている。
【００２６】
搬送フィンガー６は、加熱された金属板１１を搬送するために用いられる。搬送フィンガー６は、金属板１１の両端部を支持するように対になって構成されている。これらの搬送フィンガー６は、金属板１１の搬送方向（図１の矢印Ｘ１方向）に延びる一対のガイドレール１２（図２（Ｂ）参照）に固定されている。本実施例では、図８に示すように、一対のガイドレール１２のそれぞれに、２つの搬送フィンガー６が固定されている。
【００２７】
一対のガイドレール１２は、矢印Ｘ１方向に移動可能となっているとともに、矢印Ｘ１方向と直交する方向（図１の紙面の奥行き方向、すなわち、図２（Ｂ）に示す矢印Ｘ２方向）において移動可能となっている。
【００２８】
ここで、２つのガイドレールが矢印Ｘ１方向にスライド移動することにより、搬送フィンガー６も矢印Ｘ１方向に移動することになる。また、一対のガイドレール１２が互いに近づく方向（図８の矢印で示す方向）に移動することにより、搬送フィンガー６によって金属板１１を保持することができる。そして、金属板１１を保持した状態で、搬送フィンガー６が矢印Ｘ１方向に移動することによって、金属板１１の搬送が行われる。
【００２９】
搬送フィンガー６によって、金属板１１が加熱炉から第１の金型ユニット１側に搬送され、第１の金型ユニット１の下金型１ｂ上に配置されると、上金型１ａが図１に示す状態から下降を開始し、上金型１ａの凸部分が下金型１ｂのブランクホルダ１ｂ２を押し込むことにより、平板状の金属板１１を所定形状（例えば、ハット形状）にプレス成形する。
【００３０】
プレス成形後、上金型１ａは、スライド４の動作によって上昇する。そして、搬送フィンガー６が金属板１１を保持することにより、第１の金型ユニット１に対して次段に位置する第２の金型ユニット２に金属板１１を搬送する。
【００３１】
第２の金型ユニット２は、スライド４に固定された上金型２ａと、ベース５に固定された下金型２ｂとを有する。上金型２ａには、金属板１１にピアスを形成するための突起部２ａ１が設けられている。また、下金型２ｂのブランクホルダ２ｂ１には、突起部２ａ１が挿入される溝部が形成されている。
【００３２】
ここで、スライド４の動作とともに上金型２ａが上下動作することにより、金属板１１の両端部近傍には、ピアス（穴部）が形成される。なお、上金型２ａ及び上金型１ａは、スライド４の動作によって同じタイミングで上下動作することになる。
【００３３】
第２の金型ユニット２での工程（機械加工工程としてのピアッシング工程）が完了すると、搬送フィンガー６によって第３の金型ユニット３に搬送される。
【００３４】
上述したトランスファープレス装置１０の構成において、第１及び第２の金型ユニット１、２のうち金属板１１と当接する部分を加熱したり、該当接する部分に断熱層を設けたりしてもよい。これにより、トランスファープレス装置１０内で金属板１１を搬送する際において、金属板１１の加熱温度が低下してしまうのを抑制することができる。
【００３５】
具体的には、第１の金型ユニット１において、上金型１ａのうち少なくとも金属板１１と接触する部分を、発熱体によって加熱することができる。また、下金型１ｂ（ポンチ１ｂ１及びブランクホルダ１ｂ２）のうち少なくとも金属板１１と接触する部分を、発熱体によって加熱することができる。これにより、第１の金型ユニット１でのプレス成形において、金属板１１の温度が低下してしまうのを抑制することができる。一方、金型１ａ、１ｂの全体を加熱するようにしてもよい。
【００３６】
そして、第２の金型ユニット２における構成も、上述した第１の金型ユニット１と同様の構成とすることができる。
【００３７】
さらに、搬送フィンガー６のうち少なくとも金属板１１と接触する部分を、加熱してもよい。具体的には、搬送フィンガー６に発熱体を配置して、金属板１１と接触する部分を加熱することができる。なお、搬送フィンガー６の全体を加熱するものであってもよい。
【００３８】
次に、焼入れ装置２０内の構成及び動作について説明する。
【００３９】
焼入れ装置２０内には、後述するように複数（本実施例では２つ）の第３の金型ユニット３が設けられている。第３の金型ユニット３は、トランスファープレス装置１０とは別体として構成された焼入れ装置２０内に設けられており、焼入れ装置２０の本体に支持された上金型３ａ及び下金型３ｂを有する。ここで、上金型３ａは、下金型３ｂに対して図１の上下方向に移動可能となっている。
【００４０】
上金型３ａには、加熱された金属板１１を冷却するための冷却機構（不図示）とが設けられている。この冷却機構によって上金型３ａが冷却されており、上金型３ａが金属板１１に接触することにより、金属板１１を冷却（焼入れ）する。冷却機構としては、例えば、上金型３ａ内に冷却媒体（例えば、水）の循環路を形成し、図１（Ａ）中の矢印ＩＮ、ＯＵＴに示すように、外部から冷却媒体の供給及び排出を行うことができる。
【００４１】
第３の金型ユニット３上に第２の金型ユニット２からの金属板１１が配置されると、上金型３ａが図１に示す状態から下降することにより、金属板１１に当接する。そして、所定時間の間、上金型３ａが下死点で保持されることにより、金属板１１が冷却され、焼入れが行われる。これにより、金属板１１の温度は、例えば、６５０℃から２００℃以下に冷却される。
【００４２】
本実施例では、第３の金型ユニット３を金属板１１に当接させることにより、金属板１１の焼入れ工程だけを行っているが、焼入れ工程と同時に他の加工工程を行うようにしてもよい。例えば、成形された金属板１１の端部を切断する工程（いわゆる、機械加工工程としてのトリミング工程）を行うことができる。この場合には、第３の金型ユニット３の上金型３ａ及び下金型３ｂに、トリミング工程を行うための突起部及び溝部を設ければよい。
【００４３】
図２は、焼入れ装置２０を、２つの側面から見た図（Ａ、Ｂ）である。すなわち、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す焼入れ装置２０を矢印Ａ方向から見たときの図である。ここで、図９は、図２に示す状態をプレス成形装置の上面側から見たときの図である。
【００４４】
また、図３は、焼入れ装置２０を、２つの側面から見た図（Ａ、Ｂ）である。すなわち、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す焼入れ装置２０を矢印Ａ方向から見たときの図である。ここで、図１０は、図３に示す状態をプレス成形装置の上面側から見たときの図である。
【００４５】
図２（Ｂ）に示すように、焼入れ装置２０内には、２つの第３の金型ユニット３が矢印Ｘ２方向において並んで配置されている。ここで、２つの上金型３ａは、支持部材７に固定されており、支持部材７は、ガイドローラ等を介して焼入れ装置２０の本体２０ａに対して矢印Ｘ２方向に移動可能となっている。また、２つの下金型３ｂも、支持部材７に固定されている。
【００４６】
また、図２は、搬送フィンガー６によって金属板１１が、２つの第３の金型ユニット３のうち一方の第３の金型ユニット３上に移動した状態を示す。図２に示す状態において、ガイドレール１２が互いに離れる方向に移動することにより、金属板１１が第３の金型ユニット３の下金型３ｂ上に配置される。そして、上金型３ａが図３（Ｂ）の矢印Ｙ１方向に移動することによって、上金型３ａが金属板１１に当接する。
【００４７】
これにより、第３の金型ユニット３によって金属板１１の冷却工程（焼入れ工程）が行われる。ここで、金属板１１の焼入れ工程を行う場合には、所定時間（焼入れ工程に要する時間）の間、上金型３ａ及び下金型３ｂを金属板１１に当接させておかなければならない。
【００４８】
上述した所定時間は、第１及び第２の金型ユニット１、２における動作時間（プレス成形の時間）よりも通常長くなっている。
【００４９】
ここで、第１〜第３の金型ユニット１〜３を同じタイミングで動作させるように構成した場合には、第３の金型ユニット３で焼入れ工程を行っている間に、前段側に位置する第１及び第２の金型ユニット１、２では、プレス工程が完了してしまう。そして、第１及び第２の金型ユニット１、２では、焼入れ工程に要する時間だけ、下死点保持が維持されることになってしまう。
【００５０】
このように第１及び第２の金型ユニット１、２において、所定時間の間、下死点保持が行われると、金属板１１の成形品を効率良く製造することができなくなってしまう。すなわち、第３の金型ユニット３での焼入れ工程に応じて第１及び第２の金型ユニット１、２を動作させると、通常の成形工程に要する時間と焼入れ工程に要する時間の差分だけ、成形品を製造できる時間が長くなってしまう。
【００５１】
そこで、本実施例では、第２の金型ユニット２から第３の金型ユニット３に金属板１１が搬送され、第３の金型ユニット３で金属板１１の焼入れ工程を行う場合には、金属板１１が載置された第３の金型ユニット３を、第１及び第２の金型ユニット１、２における金属板１１の搬送経路（以下、第１の搬送経路とする）外に移動させている。ここで、第１の搬送経路とは、図１に示す矢印Ｘ１方向に延びる金属板１１の搬送経路である。
【００５２】
図３（Ｂ）に示す状態において、支持部材７を矢印Ｘ３方向（矢印Ｘ２方向のうちの一方向）にスライド移動させることにより、金属板１１が載置された第３の金型ユニット３を図４に示す状態としている。ここで、図４に示す状態を、プレス成形装置の上面から見た図を、図１１に示す。
【００５３】
これにより、金属板１１が載置されていない第３の金型ユニット３が、第１の搬送経路上に位置することになる。これにより、図５に示すように、第２の金型ユニット２から搬送される次の金属板１１を、金属板１１が載置されていない第３の金型ユニット３上に配置することができる。
【００５４】
図５に示す状態において、第１の搬送経路外に移動した第３の金型ユニット３での焼入れが完了すると、焼入れ工程された金属板１１は、搬送フィンガー等の不図示の搬送機構によって第３の金型ユニット３から取り出される（図１２参照）。
【００５５】
そして、図６に示すように、第１の搬送経路外にある第３の金型ユニット３から金属板１１が運び出され、第１の搬送経路上にある第３の金型ユニット３において上金型３ａが下降すると、図７に示すように、支持部材７は本体８に対して矢印Ｘ４方向にスライド移動する。ここで、矢印Ｘ４方向とは、矢印Ｘ２方向のうちの他方向であって、矢印Ｘ３方向とは反対方向を示す。
【００５６】
これにより、焼入れ装置２０における２つの第３の金型ユニット３は、図７に示す状態となる。ここで、図５に示す状態において金属板１１が運び出された第３の金型ユニット３は、第１の搬送経路上に位置することになり、第２の金型ユニット２からの金属板１１を受け入れることが可能となる。一方、第１の搬送経路外に移動した第３の金型ユニット３は、所定時間の間、金属板１１に接触して焼入れを行う。
【００５７】
図７に示す状態で焼入れ工程が完了すると、第１の搬送経路外に位置する第３の金型ユニット３上から金属板１１が運び出される。この状態を、図１２に示す。なお、図１２は、プレス成形装置を上面側から見たときの図である。
【００５８】
図１２に示す状態では、金属板１１が載置されていない第３の金型ユニット３が第１の搬送経路上に位置することになり、この第３の金型ユニット３に対して第２の金型ユニット２からの金属板１１が載置されることになる（図１３参照）。
【００５９】
本実施例によれば、金属板１１が載置された第３の金型ユニット３を第１の搬送経路外にスライド移動させることにより、第３の金型ユニット３において金属板１１の冷却工程を行うことができる。しかも、金属板１１が載置されていない第３の金型ユニット３を第１の搬送経路上に位置させることにより、第２の金型ユニット２からの金属板１１を配置するスペースを確保することができる。
【００６０】
すなわち、第１の搬送経路に対して、２つの第３の金型ユニット３を交互に位置させることにより、第２の金型ユニット２からの金属板１１を２つの第３の金型ユニット３に振り分けている。
【００６１】
このため、第１及び第２の金型ユニット１、２を継続して動作させながら、複数の第３の金型ユニット３を用いて金属板１１の焼入れ工程を適切に行うことができる。言い換えれば、第１の及び第２の金型ユニット１、２において、第３の金型ユニット３における焼入れ工程に応じた時間だけ、下死点保持を行わなくてよい。
【００６２】
従って、トランスファープレス装置１０における動作時間を維持しながらも、焼入れされた成形品の生産性を維持することができる。
【００６３】
ここで、第２の金型ユニット２から金属板１１が搬送されるタイミングにおいて、金属板１１の載置されていない第３の金型ユニット３を第１の搬送経路上に位置させておく必要がある。本実施例では、第２の金型ユニット２から搬送される金属板１１を、２つの第３の金型ユニット３に振り分けているため、第３の金型ユニット３での焼入れ工程に要する時間は、第１及び第２の金型ユニット２での動作時間（タクトタイム）の略２倍となり、焼入れ工程を充分に行うことが可能となる。
【００６４】
ここで、第３の金型ユニット３での焼入れ工程の時間が、第１及び第２の金型ユニット１、２での動作時間の略２倍よりも長くなる場合には、第３の金型ユニット３を冷却時間が短くなるような構成とすればよい。
【００６５】
すなわち、本実施例では、第３の金型ユニット３を金属板１１に接触させて焼入れ工程だけを行っているため、第３の金型ユニット３の構成を簡単な構成とすることができる。言い換えれば、第３の金型ユニット３の強度が、第１及び第２の金型ユニット１、２の強度よりも小さくなるように、第３の金型ユニット３を構成できる。これにより、本実施例のプレス成形装置を低コストで構成することができる。
【００６６】
したがって、例えば、第３の金型ユニット３の上金型３ａ及び下金型３ｂを多孔質たいで構成し、多孔質内に冷却媒体（例えば、水）を含ませる構成とすることができる。また、上金型３ａ及び下金型３ｂを、成形された金属板１１の角部分に当接するフレームと、このフレーム内に位置し、冷却媒体を含んだ弾性体とで構成することができる。
【００６７】
このように構成することで、第３の金型ユニット３における金属板１１の冷却効率を向上させることでき、短時間で焼入れ工程を行うことが可能となる。
【００６８】
本実施例では、焼入れ装置２０内に２つの第３の金型ユニット３を配置した構成について説明したが、これに限るものではなく、２つ以上の第３の金型ユニット３を配置してもよい。
【実施例２】
【００６９】
本発明の実施例２であるプレス成形装置について、図１４を用いて説明する。ここで、図１４は、本実施例におけるプレス成形装置の上面図であり、実施例１で説明した部材と同じ部材については同一符号を用いている。
【００７０】
以下、実施例１と異なる点について説明する。本実施例では、金属板１１の焼入れ工程を行う焼入れ装置の構成が異なっている。以下、具体的に説明する。
【００７１】
図１４において、第２の金型ユニット２の下流には、不図示のアクチュエータからの駆動力を受けることにより、矢印Ｃ方向に回転可能な支持台２１が設けられている。支持台２１には、この回転方向において４つの第３の金型ユニット３が設けられている。
【００７２】
各第３の金型ユニット３は、支持台２１が略９０度の角度間隔で回転することにより、第１及び第２の金型ユニット１、２における金属板１１の搬送経路上に位置するようになっている。１つの第３の金型ユニット３が上記搬送経路（第１の搬送経路）上に位置している場合において、位置Ｐ１にある第３の金型ユニット３に第２の金型ユニット２からの金属板１１が載置されると、支持台２１が矢印Ｃ方向に略９０度回転する。
【００７３】
これにより、金属板１１が載置された第３の金型ユニット３が第１の搬送経路上から退避し、位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動する。
【００７４】
第３の金型ユニット３が位置Ｐ２に移動すると、上金型３ａが下降することにより、上金型３ａが金属板１１に当接して焼入れが開始される。このとき、位置Ｐ１には、他の第３の金型ユニット３が位置することになり、第２の金型ユニット２からの金属板１１が搬送されることになる。ここで、焼入れ工程を開始するタイミングは、上述したように第３の金型ユニット３が位置Ｐ２に移動した後に行う場合だけに限らず、例えば、位置Ｐ１から位置Ｐ２への移動を開始したタイミングで行うようにしてもよい。
【００７５】
第３の金型ユニット３が位置Ｐ２から位置Ｐ３に移動する間、金属板１１の焼入れ工程が行われる。すなわち、第３の金型ユニット３における上金型３ａが、下死点で保持されることになる。そして、焼入れ工程が完了すると、上金型３ａは上方に移動する。
【００７６】
第３の金型ユニット３が位置Ｐ３に移動すると、金属板１１の焼入れ工程が完了しており、上金型３ａが装置上方に移動した状態となっている。この状態において、搬送フィンガー等の不図示の搬送機構によって、焼入れ工程された金属板１１が装置外に搬送される。すなわち、支持台２１から成形品が取り出されることになる。
【００７７】
金属板１１が運び出された第３の金型ユニット３は、支持台２１の回転によって位置Ｐ３から位置Ｐ４に移動する。そして、位置Ｐ４から位置Ｐ１に移動することにより、第２の金型ユニット２からの金属板１１を受け入れることができる。
【００７８】
本実施例においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。すなわち、第１及び第２の金型ユニット１、２を成形工程に要する時間だけ動作させるとともに、複数の第３の金型ユニット３を用いて金属板１１の焼入れ工程を適切に行うことができる。したがって、第１及び第２の金型ユニット１、２の動作時間（タクトタイム）を長くすることなく、成形品を製造することができ、成形品の製造効率を維持することができる。
【００７９】
実施例１では、複数の第３の金型ユニット３を第１の搬送経路に対してスライドさせる構成を説明し、実施例２では、複数の第３の金型ユニット３を第１の搬送経路に対して回転させる構成を説明した。ここで、本発明は、上述した実施例１、２の構成に限定されるものではない。
【００８０】
すなわち、複数の第３の金型ユニット３を設け、各第３の金型ユニット３を第１の搬送経路上に位置させるとともに、第１の搬送経路から退避させるような構成であれば、いかなる構成であってもよい。具体的には、第３の金型ユニット３が移動する移動経路（第３の金型ユニット３による金属板１１の搬送経路；第２の搬送経路）を、第１の搬送経路とは異なる経路とし、第２の搬送経路と第１の搬送経路とを交差させる構成とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施例１であるプレス成形装置の概略図である。
【図２】搬送フィンガーによって金属板が第３の金型ユニット上に移動した状態を示す図である（Ａ、Ｂ）。
【図３】図２に示す状態において、第３の金型ユニットによる金属板の焼入れ工程を示す図である（Ａ、Ｂ）。
【図４】図３に示す状態において、金属板が載置された第３の金型ユニットが第１の搬送経路外に位置した図である。
【図５】図３に示す状態において、第１の搬送経路上に位置する第３の金型ユニットに金属板を載置した状態を示す図である。
【図６】図５に示す状態において、第１の搬送経路上に位置する第３の金型ユニットでの下死点保持状態を示す図。
【図７】図６に示す状態において、金属板が載置された第３の金型ユニットが第１の搬送経路外に退避した状態を示す図である。
【図８】実施例１のプレス成形装置を、上側から見たときの概略図である。
【図９】図３に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１０】図３に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１１】図４に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１２】図５に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１３】図５に示す状態を、装置上側から見たときの図である。
【図１４】本発明の実施例２であるプレス成形装置の概略図である。
【符号の説明】
【００８２】
１：第１の金型ユニット
２：第２の金型ユニット
３：第３の金型ユニット
１ａ、２ａ、３ａ：上金型
１ｂ、２ｂ、３ｂ：下金型
４：スライド
５：ベース
６：搬送フィンガー
１０：第１の搬送経路を構成するトランスファープレス装置
１１：金属板
２０：第２の搬送経路を構成する焼入れ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱された金属板に対して、上金型及び下金型を含む金型ユニットを複数用いて成形工程及び機械加工工程並びに冷却工程を行うプレス成形装置であって、
前記金属板が搬送される第１の搬送経路上に配置され、前記成形工程及び前記機械加工工程を順次行う複数の加工用金型ユニットと、
前記複数の加工用金型ユニットによる前記成形工程及び前記機械加工工程で得られた前記金属板に当接して冷却工程をそれぞれ行う複数の冷却用金型ユニットと、
当該複数の冷却用金型ユニットを移動可能に支持し、前記各冷却用金型ユニットによって前記第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で前記金属板を搬送させる支持ユニットと、
を有することを特徴とするプレス成形装置。
【請求項２】
前記各冷却用金型ユニットは、前記支持ユニットの動作に応じて、前記第１の搬送経路上の位置と、前記第１の搬送経路外の位置とに移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形装置。
【請求項３】
前記複数の加工用金型ユニットの動作時間が略同一であり、かつ、前記加工用金型ユニットの動作時間が前記冷却用金型ユニットの動作時間とは異なることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス成形装置。
【請求項４】
前記第１の搬送経路上において前記金属板を搬送すると共に、最終段の前記加工用金型ユニットから前記冷却用金型ユニットに前記金属板を搬送する搬送機構を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプレス成形装置。
【請求項５】
加熱された金属板を第１の搬送経路上で搬送する第１の搬送工程と、
前記第１の搬送工程内において、金型を用いて行う成形工程及び機械加工工程と、
前記成形工程及び前記機械加工工程で得られた前記金属板を、前記第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で搬送する第２の搬送工程と、
前記第２の搬送工程で搬送された前記金属板に金型を当接させて行う冷却工程と、を有することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項６】
前記成形工程及び前記機械加工工程の動作時間が略同一であり、かつ、前記成形工程及び前記機械加工工程の各動作時間が前記冷却工程の動作時間とは異なることを特徴とする請求項５に記載のプレス成形方法。
【請求項１】
加熱された金属板に対して、上金型及び下金型を含む金型ユニットを複数用いて成形工程及び機械加工工程並びに冷却工程を行うプレス成形装置であって、
前記金属板が搬送される第１の搬送経路上に配置され、前記成形工程及び前記機械加工工程を順次行う複数の加工用金型ユニットと、
前記複数の加工用金型ユニットによる前記成形工程及び前記機械加工工程で得られた前記金属板に当接して冷却工程をそれぞれ行う複数の冷却用金型ユニットと、
当該複数の冷却用金型ユニットを移動可能に支持し、前記各冷却用金型ユニットによって前記第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で前記金属板を搬送させる支持ユニットと、
を有することを特徴とするプレス成形装置。
【請求項２】
前記各冷却用金型ユニットは、前記支持ユニットの動作に応じて、前記第１の搬送経路上の位置と、前記第１の搬送経路外の位置とに移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のプレス成形装置。
【請求項３】
前記複数の加工用金型ユニットの動作時間が略同一であり、かつ、前記加工用金型ユニットの動作時間が前記冷却用金型ユニットの動作時間とは異なることを特徴とする請求項１又は２に記載のプレス成形装置。
【請求項４】
前記第１の搬送経路上において前記金属板を搬送すると共に、最終段の前記加工用金型ユニットから前記冷却用金型ユニットに前記金属板を搬送する搬送機構を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のプレス成形装置。
【請求項５】
加熱された金属板を第１の搬送経路上で搬送する第１の搬送工程と、
前記第１の搬送工程内において、金型を用いて行う成形工程及び機械加工工程と、
前記成形工程及び前記機械加工工程で得られた前記金属板を、前記第１の搬送経路とは異なる第２の搬送経路上で搬送する第２の搬送工程と、
前記第２の搬送工程で搬送された前記金属板に金型を当接させて行う冷却工程と、を有することを特徴とするプレス成形方法。
【請求項６】
前記成形工程及び前記機械加工工程の動作時間が略同一であり、かつ、前記成形工程及び前記機械加工工程の各動作時間が前記冷却工程の動作時間とは異なることを特徴とする請求項５に記載のプレス成形方法。
【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】
【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】
【公開番号】特開２００７−１３６５３４（Ｐ２００７−１３６５３４Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３７３３２（Ｐ２００５−３３７３３２）
【出願日】平成１７年１１月２２日（２００５．１１．２２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２２日（２００５．１１．２２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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