JP2006110549A - Metal plate heating apparatus for hot press - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱間プレス成形に用いられる金属板をプレス前に加熱するための加熱装置に関する。 The present invention relates to a heating device for heating a metal plate used for hot press forming before pressing.
機械部品等の分野では、数百℃の高温状態に加熱した高張力鋼板を熱間プレスして所望形状の製品を得る熱間プレス成形法が知られている(特許文献1,2参照)。特に特許文献2は、所定の高張力鋼板を電気加熱炉で850〜1050℃の温度に予め加熱し、その鋼板を成形用プレスに高速搬送して高温状態のままの鋼板を相対的に低温のプレス型でプレスすることにより、付形と焼入れとを同時に行って、成形性や引張強度等に優れた部品(車輌用衝突補強材)を製造する方法を開示する。 In the field of machine parts and the like, a hot press forming method is known in which a high-tensile steel sheet heated to a high temperature of several hundred degrees Celsius is hot-pressed to obtain a product having a desired shape (see Patent Documents 1 and 2). In particular, Patent Document 2 preliminarily heats a predetermined high-strength steel plate to a temperature of 850 to 1050 ° C. in an electric heating furnace, conveys the steel plate to a forming press at a high speed, Disclosed is a method of manufacturing a part (vehicle collision reinforcing material) excellent in formability, tensile strength, etc. by simultaneously performing shaping and quenching by pressing with a press die.
しかしながら、特許文献2では、連続式の電気加熱炉を用いて高張力鋼板を加熱しているため、鋼板の温度を850℃以上とするのに少なからぬ時間(例えば3〜5分)を要するのみならず、鋼板が電気加熱炉内に滞在する時間を正確に管理しないと、鋼板の温度が望ましい温度範囲を逸脱するおそれがある。例えば、一時的なトラブルで製造ラインが一時停止しただけで、鋼板が加熱超過状態に陥り使用できなくなるという不便さや不自由さがあった。また、連続式電気加熱炉の場合、その内部を極力不活性ガスで満たすよう配慮しても、加熱炉から鋼板を取り出す際に炉内に不可避的に進入する空気により、まだ炉内で加熱中の他の鋼板の表面が酸化してしまうのを避け難い。本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものである。 However, in Patent Document 2, since a high-strength steel sheet is heated using a continuous electric heating furnace, a considerable time (for example, 3 to 5 minutes) is required to set the temperature of the steel sheet to 850 ° C. or higher. If the time for which the steel plate stays in the electric heating furnace is not accurately managed, the temperature of the steel plate may deviate from the desired temperature range. For example, there is an inconvenience and inconvenience that the steel sheet falls into an overheated state and cannot be used just by temporarily stopping the production line due to a temporary trouble. In addition, in the case of a continuous electric heating furnace, even if it is considered to fill the interior with inert gas as much as possible, it is still heated in the furnace by the air that inevitably enters the furnace when removing the steel plate from the heating furnace. It is difficult to avoid oxidation of the surface of other steel plates. The present invention has been made in view of these circumstances.
尚、本件出願前の先行技術調査では特許文献3も発見された。但し、特許文献3は、被加熱物として木材合板等を想定したホットプレスの加熱装置に関するものであり、これは積層された薄板材等を接着剤で貼り合わせる際の加熱押圧を意図した技術である。 In addition, Patent Document 3 was also found in the prior art search prior to this application. However, Patent Document 3 relates to a hot press heating device that assumes a wood plywood or the like as an object to be heated, and this is a technique intended for heating and pressing when laminating laminated thin plates with an adhesive. is there.
本発明の目的は、高張力鋼板等の熱間プレス用金属板を比較的短時間で高温度に加熱することができると共に、加熱時において金属板表面の酸化を極力防止することができる熱間プレス用金属板の加熱装置を提供することにある。 The object of the present invention is to enable hot press metal plates such as high-tensile steel plates to be heated to a high temperature in a relatively short time, and to prevent hot oxidation of the metal plate surface as much as possible during heating. It is providing the heating apparatus of the metal plate for a press.
請求項1の発明は、金属板の一方の面に面接触可能な加熱面を有し、その加熱面を介して熱源の熱を金属板に伝達する第1の伝熱体と、金属板の他方の面に面接触可能な加熱面を有し、その加熱面を介して熱源の熱を金属板に伝達する第2の伝熱体とを備え、前記第1伝熱体の加熱面と前記第2伝熱体の加熱面との間に金属板を挟み込んで当該金属板を加熱することを特徴とする熱間プレス用金属板の加熱装置である。 The invention according to claim 1 has a heating surface that can be brought into surface contact with one surface of the metal plate, a first heat transfer body that transfers heat of the heat source to the metal plate via the heating surface, A heating surface capable of being brought into surface contact with the other surface, and a second heat transfer body that transfers heat of the heat source to the metal plate through the heating surface, the heating surface of the first heat transfer body, and A metal plate heating apparatus for hot pressing, wherein a metal plate is sandwiched between a heating surface of a second heat transfer body and the metal plate is heated.
請求項1によれば、本加熱装置による金属板の加熱は、第1及び第2伝熱体間に金属板を挟み込み、その両面を各伝熱体の加熱面に接触させることによる固体間熱伝導によって行われる。このため、対流伝熱や放射伝熱を基調とした従来の加熱装置に比べて、金属板を目標温度に加熱するまでの時間が大幅に短縮される。また、金属板の両面は、各伝熱体の加熱面に面接触することで空気(酸化性ガス)との接触を遮断され、あるいは空気露出面積が最小限にとどめられるため、金属板表面の酸化が極力防止される。 According to the first aspect of the present invention, the heating of the metal plate by the present heating device is performed by sandwiching the metal plate between the first and second heat transfer members and bringing both surfaces into contact with the heating surface of each heat transfer member. Done by conduction. For this reason, compared with the conventional heating apparatus based on convective heat transfer or radiant heat transfer, the time until the metal plate is heated to the target temperature is greatly shortened. In addition, since both surfaces of the metal plate are in contact with the heating surface of each heat transfer body, contact with air (oxidizing gas) is blocked, or the exposed area of the air is kept to a minimum. Oxidation is prevented as much as possible.
請求項2の発明は、金属板をほぼ水平に載置可能な載置面を兼ねた、金属板の下面の一部に面接触可能な加熱面を有し、その加熱面を介して熱源の熱を金属板に伝達する下側固定伝熱体と、前記下側固定伝熱体に隣接して設けられると共に、金属板の下面の一部に面接触可能な加熱面を有し、その加熱面を介して熱源の熱を金属板に伝達する下側可動伝熱体と、前記下側固定伝熱体及び下側可動伝熱体の上方においてこれらに接近離間可能に設けられると共に、金属板の上面に面接触可能な加熱面を有し、その加熱面を介して熱源の熱を金属板に伝達する上側可動伝熱体とを備え、前記下側可動伝熱体は、その加熱面が前記下側固定伝熱体の載置面を兼ねた加熱面に載置された金属板の下面に接触する加熱位置と、当該加熱面が前記加熱位置よりも下方又は側方に位置することになる退避位置との間を移動可能となっていることを特徴とする熱間プレス用金属板の加熱装置である。 The invention of claim 2 has a heating surface that can be brought into surface contact with a part of the lower surface of the metal plate that also serves as a mounting surface on which the metal plate can be mounted substantially horizontally, and the heat source A lower fixed heat transfer body that transfers heat to the metal plate, and a heating surface that is provided adjacent to the lower fixed heat transfer body and that can be brought into surface contact with a part of the lower surface of the metal plate. A lower movable heat transfer body for transferring the heat of the heat source to the metal plate via the surface, and provided above and below the lower fixed heat transfer body and the lower movable heat transfer body so as to be close to and away from the metal plate. And an upper movable heat transfer body that transfers heat from the heat source to the metal plate via the heating surface, and the lower movable heat transfer body has a heating surface that is in contact with the upper surface. A heating position that contacts a lower surface of a metal plate placed on a heating surface that also serves as a placement surface of the lower fixed heat transfer body, and the heating surface is the heating position It is a heating apparatus for hot pressing a metal plate, characterized in that is movable between a retracted position which is to be located in remote downward or laterally.
請求項2によれば、金属板の加熱時には、下側固定伝熱体の載置面を兼ねた加熱面上に金属板をほぼ水平に載置(及び面接触)させると共に、加熱位置に配置された下側可動伝熱体の加熱面を金属板の下面の一部に面接触させた状態で、上側可動伝熱体の加熱面を金属板の上面に面接触させる。このように本加熱装置による金属板の加熱は、下側固定伝熱体及び下側可動伝熱体からなる下側伝熱体群と上側可動伝熱体との間に金属板を挟み込み、その上下両面を各伝熱体の加熱面に接触させることによる固体間熱伝導によって行われる。このため、対流伝熱や放射伝熱を基調とした従来の加熱装置に比べて、金属板を目標温度に加熱するまでの時間が大幅に短縮される。また、金属板の両面は、各伝熱体の加熱面に面接触することで空気(酸化性ガス)との接触を遮断され、あるいは空気露出面積が最小限にとどめられるため、金属板表面の酸化が極力防止される。 According to claim 2, when the metal plate is heated, the metal plate is placed almost horizontally on the heating surface which also serves as the placement surface of the lower fixed heat transfer body (and surface contact), and is arranged at the heating position. The heating surface of the upper movable heat transfer body is brought into surface contact with the upper surface of the metal plate in a state where the heating surface of the lower movable heat transfer body is in surface contact with a part of the lower surface of the metal plate. In this way, the heating of the metal plate by the heating device is performed by sandwiching the metal plate between the lower heat transfer body group composed of the lower fixed heat transfer body and the lower movable heat transfer body and the upper movable heat transfer body. This is performed by heat conduction between solids by bringing the upper and lower surfaces into contact with the heating surface of each heat transfer body. For this reason, compared with the conventional heating apparatus based on convective heat transfer or radiant heat transfer, the time until the metal plate is heated to the target temperature is greatly shortened. In addition, since both surfaces of the metal plate are in contact with the heating surface of each heat transfer body, contact with air (oxidizing gas) is blocked, or the exposed area of the air is kept to a minimum. Oxidation is prevented as much as possible.
更に金属板の非加熱時、即ち金属板を下側固定伝熱体の載置面を兼ねた加熱面上に搬入し又はそこから搬出する際には、上側可動伝熱体を下側固定伝熱体から離間配置することで、上下両伝熱体間に金属板の搬送装置が進入する空間を確保できる。それと同時に下側可動伝熱体を加熱位置から退避位置に切替え配置することで、その下側可動伝熱体の加熱面が面接触し得る金属板下面部分の直下にも、金属板の搬送装置の一部(例えば後述するキャッチハンド42の類)が下側伝熱体と干渉せずに入り込む空間が生まれる。それ故、請求項2の装置によれば、搬送装置による金属板の把持や搬送が非常に楽になり、金属板を加熱装置に搬入又は搬出する際の位置決め精度が向上するのみならず、高温状態にある金属板を次工程のプレス機に搬送する時間が短縮される。
Furthermore, when the metal plate is not heated, that is, when the metal plate is carried into or out of the heating surface which also serves as a mounting surface for the lower fixed heat transfer body, the upper movable heat transfer body is moved to the lower fixed heat transfer body. By being spaced apart from the heat body, it is possible to secure a space for the metal plate transport device to enter between the upper and lower heat transfer bodies. At the same time, the lower movable heat transfer body is switched from the heating position to the retracted position, so that the metal plate conveying device is also directly below the lower surface of the metal plate where the heating surface of the lower movable heat transfer body can come into surface contact. A space is created in which a part (eg, a
なお、請求項2における「下方」とは、直下方のみならず斜め下方をも含む。 It should be noted that “lower” in claim 2 includes not only directly below but also obliquely below.
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の熱間プレス用金属板の加熱装置において、前記熱源の少なくとも一つは、ブロックヒータであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the heating apparatus for a hot press metal plate according to the first or second aspect, at least one of the heat sources is a block heater.
請求項3によれば、熱源の小型化又は薄型化が図られ、ひいては加熱装置の小型化を図ることができる。また、ブロックヒータは電気加熱器であるため、金属板の温度管理がし易いという利点がある。 According to the third aspect, the heat source can be downsized or thinned, and as a result, the heating device can be downsized. Moreover, since a block heater is an electric heater, there exists an advantage that the temperature control of a metal plate is easy.
請求項4の発明は、請求項1又は2に記載の熱間プレス用金属板の加熱装置において、前記伝熱体の少なくとも一つは、熱源としてのカートリッジヒータを内蔵したブロックヒータによって構成されることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the heating device for a hot-pressing metal plate according to the first or second aspect, at least one of the heat transfer members is constituted by a block heater incorporating a cartridge heater as a heat source. It is characterized by that.
請求項4によれば、熱源としてのカートリッジヒータを内蔵したブロックヒータで伝熱体を構成することにより、加熱装置の更なる小型化を図ることができる。また、ブロックヒータによれば、その加熱面全体に広い均熱エリアを確保でき熱再現性にも優れるため、金属板の温度管理がし易いという利点がある。 According to the fourth aspect of the present invention, the heat transfer body is constituted by the block heater having a built-in cartridge heater as a heat source, whereby the heating device can be further reduced in size. Moreover, according to the block heater, since a wide soaking area can be secured on the entire heating surface and heat reproducibility is excellent, there is an advantage that it is easy to manage the temperature of the metal plate.
請求項1〜4の熱間プレス用金属板の加熱装置によれば、熱間プレス用金属板を比較的短時間で高温度に加熱することができ、且つ加熱時において金属板表面の酸化を極力防止することができる。加えて、請求項2の熱間プレス用金属板の加熱装置によれば、下側可動伝熱体を加熱位置から退避位置に切替え配置可能としたことで、下側可動伝熱体の加熱面が面接触し得る金属板下面部分の直下にも、金属板の搬送装置の一部が下側伝熱体と干渉せずに入り込む空間を生み出すことができるため、搬送装置による金属板の把持や搬送が非常に楽になり、金属板を加熱装置に搬入又は搬出する際の位置決め精度が向上すると共に、高温状態にある金属板を次工程のプレス機に搬送する時間の短縮が容易になる。 According to the apparatus for heating a metal plate for hot pressing according to claims 1 to 4, the metal plate for hot pressing can be heated to a high temperature in a relatively short time, and the surface of the metal plate is oxidized during heating. It can be prevented as much as possible. In addition, according to the heating device for a hot press metal plate of claim 2, the lower movable heat transfer body can be switched from the heating position to the retracted position, whereby the heating surface of the lower movable heat transfer body Since a part of the metal plate transport device can enter without directly interfering with the lower heat transfer body, directly below the lower surface portion of the metal plate that can be in surface contact with the metal plate, The conveyance becomes very easy, the positioning accuracy when the metal plate is carried into or out of the heating device is improved, and the time for conveying the metal plate in a high temperature state to the press machine in the next process is easily shortened.
本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。図1に示すように、本実施形態の加熱装置は、工場等の設置面上に固定設置される下側ユニット10と、その下側ユニット10の上方において該下側ユニット10に対し接近離間可能に設けられた上側ユニット20とから構成されている。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the heating device according to the present embodiment is capable of approaching and separating from the
下側ユニット10は、上方に開口した下側耐火性枠体11、下側固定伝熱体12及びその熱源13、並びに、その下側固定伝熱体12の左右両側にそれぞれ隣接する下側可動伝熱体14、その熱源15及び垂直駆動機構16を備えている。
The
下側耐火性枠体11の底壁部11aの中央には架台部11bが設けられており、その架台部11b上には、下側固定伝熱体12及びその熱源13が固定設置されている。下側固定伝熱体12は、概して平盤状の金属直方体であって、銅、銀、金又はアルミニウム等の高熱伝導性金属(後述するブロックヒータのブロック本体よりも熱伝導率が高い金属)で作られている。下側固定伝熱体12の上端面12aは水平で平滑な面となっている。この上端面12aは、被加熱物たる金属板を水平に載置可能な載置面を兼ねた、金属板の下面の一部に面接触可能な加熱面12aを提供する。
A
架台部11bと下側固定伝熱体12との間に設けられた熱源13は、ブロックヒータで構成されている。ブロックヒータとは、ステンレス鋼等の耐熱性金属からなる略直方体形状のブロック本体の内部に、カートリッジヒータ等の電気発熱素子を複数個組み込んで構成したヒータユニットであって、ブロック本体の少なくとも一面(通常は上面)を加熱面又は伝熱面として機能させるものをいう(例えば特開平11−145166号参照)。ブロックヒータ13の上面は下側固定伝熱体12の下端面に密接しており、下側固定伝熱体12はブロックヒータが発生する熱を受け、その熱を加熱面12aを介して下側固定伝熱体12上に載置された金属板に伝達する。
The
下側耐火性枠体11内には、中央の架台部11bと左右側壁部11cとの間において、下側可動伝熱体14を設置し且つその垂直動を許容するための設置スペースが確保されている。左右の各設置スペースには垂直駆動機構16が設けられ、その垂直駆動機構16の上部には、下側可動伝熱体14及びその熱源15が設けられている。各下側可動伝熱体14は、前記下側固定伝熱体12と同様の金属直方体であって、その上端面14aは水平で平滑な面となっており、金属板の下面の一部に面接触可能な加熱面14aを提供する。また、各熱源15は、前記熱源13と同様のブロックヒータで構成されている。
In the lower
垂直駆動機構16は、例えば油圧シリンダで構成されており、下側可動伝熱体14及びその熱源15を垂直方向に移動させる。垂直駆動機構16による下側可動伝熱体14及びその熱源15の移動可能範囲は、下側可動伝熱体の加熱面14aが下側固定伝熱体の加熱面12aと面一なる加熱位置(図1及び図2参照)を上限とし、下側可動伝熱体の加熱面14aが前記加熱位置よりも下方に後退した退避位置(図3参照)を下限とする範囲である。下側可動伝熱体14が加熱位置に配置されると、その加熱面14aは、下側固定伝熱体12上に載置された金属板30の左右にはみ出した各端部の下面に接触可能となる。
The
尚、上記加熱位置と退避位置との高低差(即ち下側可動伝熱体14の可動ストローク)は、後述する金属板の搬送装置40が備えるキャッチハンド42の大きさや必要な可動スペース等を考慮して適宜定められる。また、図5(A)に示唆するように、下側固定伝熱体の加熱面12aの面積は、各下側可動伝熱体の加熱面14aの面積よりも大きく設定されている。各下側可動伝熱体の加熱面14aの面積や形状は、後述する金属板の搬送装置40が備えるキャッチハンド42の大きさ等を考慮して定められる。
The difference in height between the heating position and the retracted position (that is, the movable stroke of the lower movable heat transfer body 14) takes into account the size of the
他方、図1に示すように、上側ユニット20は、下方に開口した上側耐火性枠体21、並びに、上側可動伝熱体22及びその熱源23を備えている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the
上側耐火性枠体21の天井部21aの下面側には、熱源23が固定され、その熱源23の下側には上側可動伝熱体22が固定されている。熱源23は、前記熱源13と同様のブロックヒータで構成されている。上側可動伝熱体22は、前記下側固定伝熱体12と同様の金属直方体であって、その下端面22aは水平で平滑な面となっており、金属板の上面に面接触可能な加熱面22aを提供する。上側可動伝熱体22は、その加熱面22aを介して熱源23の熱を金属板に伝達する。
A
上側可動伝熱体の加熱面22aと、前記下側固定伝熱体の加熱面12a及び2つの下側可動伝熱体の加熱面14aとは対向関係にあり、上側可動伝熱体加熱面22aの面積及び形状は、下側固定伝熱体加熱面12aと2つの下側可動伝熱体加熱面14aとを合わせた面積及び形状に対応する。上側耐火性枠体21、上側可動伝熱体22及びその熱源23からなる上側ユニット20は、図示しない垂直駆動機構によって前記下側ユニット10に対し接近離間可能となっている。
The
なお、図1〜図3の加熱装置では、熱源としてのブロックヒータ(13,15,23)と各伝熱体(12,14,22)とを別個のものとしたが、各伝熱体を省略し、ブロックヒータ(13,15,23)の上面を金属板に直接接触する加熱面としてもよい。つまり各ブロックヒータ(13,15,23)を、熱源であると同時に熱源としてのカートリッジヒータを内蔵した伝熱体そのものとして使用してもよい。 In addition, in the heating apparatus of FIGS. 1-3, although the block heater (13,15,23) as a heat source and each heat exchanger (12,14,22) were made separate, Omitted, the upper surface of the block heater (13, 15, 23) may be a heating surface that directly contacts the metal plate. That is, each of the block heaters (13, 15, 23) may be used as a heat transfer body that is a heat source and also has a built-in cartridge heater as a heat source.
次に、上記加熱装置の使用方法を説明する。なお、本実施形態では、被加熱物たる金属板30として図4に示すような高張力鋼板を使用した。図4の金属板30は、長手方向中央位置31で最も幅広となり、両端部32,32に向かうほど次第に幅狭となるような、長手方向にも幅方向にも対称な形状の平板である。金属板30の厚さは0.5〜4.0mm程度である。
Next, the usage method of the said heating apparatus is demonstrated. In the present embodiment, a high-tensile steel plate as shown in FIG. 4 is used as the
また、図4の金属板30を加熱装置に搬入し、加熱完了後に加熱装置から搬出するための装置として、図3並びに図5(A)及び(B)に示すような搬送装置40を使用した。この搬送装置40は、金属板30の長手方向に沿って延びるやや長尺な装置本体41と、その装置本体41の四隅に設けられた合計4つのキャッチハンド42とを備えている。図5(B)に示すように、各キャッチハンド42は略L字状に構成されると共に、装置本体41に対し軸43を中心として回動可能に装着されている。各キャッチハンド42は、その先端部が金属板30の下面側に潜り込む把持位置(図5(B)に実線で示す位置)と、その把持位置から90°外方向に回動した解放位置(図5(B)に仮想線で示す位置)との間で切替え配置可能となっている。つまり図5に示すように、金属板30の両端部32付近の4箇所を把持位置に配置された4つのキャッチハンド42で把持することで、搬送装置40は金属板30を搬送可能となっている。
Moreover, as a device for carrying the
加熱装置の使用に際しては先ず、各熱源13,15及び23を構成するブロックヒータに電力を供給し、各伝熱体の加熱面12a,14a及び22aを900〜950℃に予め加熱する。伝熱体12,14及び22は、それぞれが所定の熱容量を持ち蓄熱材としても機能するため、一旦予熱昇温を完了すれば容易に冷めることはない。なお、予熱時には、下側伝熱体12及び14と上側伝熱体22とを接合しておくことは好ましい(大気中への放熱が少なく早期昇温を図り易く、又、伝熱体間で均温化を図り易いため)。
When using the heating device, first, electric power is supplied to the block heaters constituting the
続いて図3に示すように、上側ユニット20を上動させて上側可動伝熱体22を下側固定伝熱体12及び下側可動伝熱体14から離間させると共に、左右の下側可動伝熱体14を退避位置に下降後退させる。そして、金属板30を把持した搬送装置40を下側ユニット10と上側ユニット20との間に進入させ、搬送装置40により、金属板30の中央部下面が下側固定伝熱体12の加熱面12aに対して正しい位置で接触するように位置決めしながら、金属板30を加熱面12a上に載置する。このとき、左右の下側可動伝熱体14は退避位置にあるため、金属板30の両端部32付近を把持している各キャッチハンド42が左右の下側可動伝熱体14と干渉することはない。
Subsequently, as shown in FIG. 3, the
金属板30の下側固定伝熱体12上への載置が完了すると、搬送装置40の全てのキャッチハンド42が把持位置から解放位置に切替え配置され、金属板30が搬送装置40から解き放たれる。そして、搬送装置40を上下ユニット10,20間から退出させた後、垂直駆動機構16により各下側可動伝熱体14が退避位置から加熱位置に切替え配置される。その結果、下側固定伝熱体12の左右に位置する両下側可動伝熱体14の各加熱面14aが、下側固定伝熱体の加熱面12aに対して隣り合わせに面一になると共に、下側固定伝熱体12から左右にはみ出した金属板の端部32の下面に面接触する。
When the placement of the
続いて図2に示すように、上側ユニット20を下動させて上側可動伝熱体22の加熱面22aを、下側固定伝熱体12上に載置された金属板30の上面に面接触させる。このように下側固定伝熱体12及び2つの下側可動伝熱体14と上側可動伝熱体22との間に金属板30を挟み込むことにより、当該金属板30をその上下両面から加熱する。すると、金属板30は極めて短時間(例えば5〜20秒)で目標温度(900℃)に達する。
Subsequently, as shown in FIG. 2, the
金属板30が目標温度に加熱されたら、上側ユニット20を上動させて上側可動伝熱体22を下側固定伝熱体12及び下側可動伝熱体14から離間させると共に、左右の下側可動伝熱体14を退避位置に下降後退させる。そして、即座に搬送装置40を上下ユニット10,20間に進入させて金属板30の上方に移動させ、4つのキャッチハンド42を解放位置から把持位置に切り替えて金属板端部32の下面側に潜り込ませる。このとき、左右の下側可動伝熱体14は退避位置にあるため、切替え回動するキャッチハンド42が左右の下側可動伝熱体14と干渉することはない。
When the
搬送装置40のキャッチハンド42で金属板30をその下面側からすくい上げるようにして把持したら、そのまま搬送装置40を水平移動させ、加熱装置の上下ユニット10,20間から次工程のプレス機に向けて高速搬送する。プレス機において、850℃以上の高温状態にある金属板30を水冷されたプレス型(内部に水冷手段を備える)でプレスすることにより、金属板30に対する付形と焼入れとが同時に行われ、成形性や引張強度等に優れたプレス成形品が得られる。
After the
(実施形態の効果):
本実施形態によれば、金属板30の加熱は、下側固定伝熱体12及び下側可動伝熱体14からなる下側伝熱体群(第1の伝熱体)と上側可動伝熱体22(第2の伝熱体)との間に金属板30を挟み込み、その上下両面を各伝熱体の加熱面(12a,14a,22a)に接触させることによる固体間熱伝導によっている。このため、対流伝熱や放射伝熱を基調とした従来の加熱装置に比べて、金属板30を目標温度に加熱するまでの時間を大幅に短縮することができる。
(Effect of embodiment):
According to this embodiment, the
また、金属板30の上下両面は、各伝熱体の加熱面(12a,14a,22a)に面接触することで空気との接触を遮断されるため、金属板表面の酸化(即ち酸化スケール等の発生)を極力防止することができる。
Further, since the upper and lower surfaces of the
各伝熱体(12,14,22)に対応する熱源(13,15,23)として、比較的小型で薄型化も可能なブロックヒータを採用しているので、加熱装置の小型化及び工場内での設置面積の縮小を図ることができる。また、ブロックヒータは電気加熱器であること、及び、ブロックヒータの加熱面全体に広い均熱エリアを確保でき熱再現性にも優れていることのために、金属板30の温度管理がし易いという利点がある。このため、本実施形態の加熱装置は、プレス前の金属板30の温度設定が極めて重要な要素となる熱間プレス成形のための事前加熱器として優れた適性を有する。
As the heat source (13, 15, 23) corresponding to each heat transfer body (12, 14, 22), a block heater which is relatively small and can be thinned is adopted. The installation area can be reduced. In addition, since the block heater is an electric heater, and a large soaking area can be secured on the entire heating surface of the block heater and the heat reproducibility is excellent, the temperature control of the
更に、金属板30を下側固定伝熱体12の載置面を兼ねた加熱面12a上に搬入し又はそこから搬出する際には、上側可動伝熱体22を下側固定伝熱体12から離間配置することで、上下両伝熱体間に金属板の搬送装置40が進入する空間を確保できる。それと同時に各下側可動伝熱体14を加熱位置から退避位置に切替え配置することで、各下側可動伝熱体の加熱面14aが面接触し得る金属板30の下面部分の直下にも、搬送装置40のキャッチハンド42が下側可動伝熱体14と干渉せずに入り込む余地が生まれる。それ故、本実施形態によれば、搬送装置40による金属板30の把持や搬送が非常に楽になり、金属板30を加熱装置に搬入又は搬出する際の位置決め精度が向上するのみならず、高温状態にある金属板30を次工程のプレス機に搬送する時間を短縮できる。
Furthermore, when the
(変更例):上記実施形態では、下側可動伝熱体14及びその熱源15を垂直駆動機構16によって垂直方向に移動させることにより、加熱位置と退避位置との切替えを行ったが、垂直駆動機構16に代えて水平移動機構を採用し、下側可動伝熱体14及びその熱源15を前記加熱位置と、その加熱位置の「側方に」位置することになる退避位置との間で水平移動可能としてもよい。つまり、下側可動伝熱体14の退避位置は、加熱位置の直下である必要はなく、加熱位置の斜め下方や側方(横)であってもよい。
(Modification): In the above-described embodiment, the lower movable
(変更例):上記実施形態では、各熱源(13,15,23)をブロックヒータで構成したが、熱源の全て又は一部を火炎式加熱器等の他の発熱手段で置換してもよい。 (Modification): In the above embodiment, each heat source (13, 15, 23) is constituted by a block heater, but all or a part of the heat source may be replaced with other heat generating means such as a flame heater. .
(変更例):上側可動伝熱体22と対向する下側伝熱体(下側固定伝熱体12及び下側可動伝熱体14)の分割関係については、上記実施形態に限定されるものではなく、図6又は図7に示すような分割関係を採用してもよい。
図6の例では、下側固定伝熱体12を金属板30よりも長尺とし、その四隅に相当する各位置に下側可動伝熱体14(計四つ)を配置している。つまり、下側固定伝熱体12の加熱面12aの平面視形状(図に梨地模様を付す)を十二角形としている。
図7の例では、下側固定伝熱体12及び下側可動伝熱体14を金属板30よりも長尺とし、金属板30の幅方向に沿って下側固定伝熱体12及び二つの下側可動伝熱体14を前者を後者間に挟んで並列配置している。また図7では、搬送装置40の本体を左側本体部41A及び右側本体部41Bに分割し、両者を併せて一つの搬送装置40としている。
(Modification): The division relationship of the lower heat transfer body (the lower fixed
In the example of FIG. 6, the lower fixed
In the example of FIG. 7, the lower fixed
10…下側ユニット、11…下側耐火性枠体、12…下側固定伝熱体(第1の伝熱体)、12a…上端面(載置面を兼ねた加熱面)、13…熱源、14…下側可動伝熱体(第1の伝熱体)、14a…上端面(加熱面)、15…熱源、16…垂直駆動機構、20…上側ユニット、21…上側耐火性枠体、22…上側可動伝熱体(第2の伝熱体)、22a…下端面(加熱面)、23…熱源、30…金属板、40…金属板の搬送装置、42…キャッチハンド。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
金属板の他方の面に面接触可能な加熱面を有し、その加熱面を介して熱源の熱を金属板に伝達する第2の伝熱体とを備え、
前記第1伝熱体の加熱面と前記第2伝熱体の加熱面との間に金属板を挟み込んで当該金属板を加熱することを特徴とする熱間プレス用金属板の加熱装置。 A first heat transfer body having a heating surface capable of surface contact with one surface of the metal plate, and transferring heat of the heat source to the metal plate through the heating surface;
A heating surface capable of surface contact with the other surface of the metal plate, and a second heat transfer body that transfers heat of the heat source to the metal plate through the heating surface;
An apparatus for heating a metal plate for hot pressing, wherein a metal plate is sandwiched between a heating surface of the first heat transfer body and a heating surface of the second heat transfer body to heat the metal plate.
前記下側固定伝熱体に隣接して設けられると共に、金属板の下面の一部に面接触可能な加熱面を有し、その加熱面を介して熱源の熱を金属板に伝達する下側可動伝熱体と、
前記下側固定伝熱体及び下側可動伝熱体の上方においてこれらに接近離間可能に設けられると共に、金属板の上面に面接触可能な加熱面を有し、その加熱面を介して熱源の熱を金属板に伝達する上側可動伝熱体とを備え、
前記下側可動伝熱体は、その加熱面が前記下側固定伝熱体の載置面を兼ねた加熱面に載置された金属板の下面に接触する加熱位置と、当該加熱面が前記加熱位置よりも下方又は側方に位置することになる退避位置との間を移動可能となっていることを特徴とする熱間プレス用金属板の加熱装置。 A heating surface that can be brought into surface contact with a part of the lower surface of the metal plate, which also serves as a mounting surface on which the metal plate can be mounted almost horizontally, and heat from the heat source is transmitted to the metal plate through the heating surface. A lower fixed heat transfer body,
A lower side that is provided adjacent to the lower fixed heat transfer body and has a heating surface that can be brought into surface contact with a part of the lower surface of the metal plate, and transmits heat from the heat source to the metal plate through the heating surface. A movable heat transfer body,
The lower fixed heat transfer body and the lower movable heat transfer body are provided so as to be close to and away from each other, and have a heating surface that can come into surface contact with the upper surface of the metal plate. An upper movable heat transfer body that transfers heat to the metal plate;
The lower movable heat transfer body has a heating position where the heating surface comes into contact with the lower surface of the metal plate placed on the heating surface also serving as the placement surface of the lower fixed heat transfer body, A heating apparatus for a hot-pressing metal plate, characterized in that it can move between a retreat position that is located below or to the side of the heating position.
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