JP2017177131A - 熱間プレス加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上昇した上金型１のプレス成形面４に開口した冷媒吐出口１７から熱間プレス成形すべきワーク３に冷媒が垂れ落ちることを防止する。【解決手段】上金型１の外部に設けた冷媒溜部１３と上金型１の冷媒流路１６を接続管１４によって接続してなる熱間プレス加工装置において、冷媒溜部１３を接続管１４の上金型１の冷媒流入口１８よりも低位置に設ける。【選択図】図１

Description

本発明は熱間プレス加工装置に関する。

熱間プレス加工装置では、加熱されたワークを上金型と下金型からなる成形型を用いてプレス成形し、プレス状態で当該成形型で冷却することによって焼入れするようにされている。その冷却に関し、成形型のプレス成形面に開口した多数の冷媒吐出口から冷媒をワークの表面に供給することによって、冷却時間を短縮することも知られている。特許文献１には、下金型のプレス成形面に開口した冷媒吐出口から冷媒をワークに供給してワークを急冷した後に、その冷媒吐出口から今度は気体を噴出させてワークの表面に付着している液状冷媒を除去することが記載されている。

ＷＯ２０１２／１６１１９２

ところで、熱間プレス加工においては、上金型のプレス成形面に冷媒吐出口を開口し、上金型側からワークに冷媒を供給することも行なわれている。冷媒は、例えば、冷媒供給源からヘッダー管に送られ、このヘッダー管から枝管を通して上金型の各部の冷媒流路に送られ、上記冷媒吐出口からワークに供給される。この上金型側からの冷却方式では、ワークへの冷媒の供給を停止して上金型を上昇させた後も、暫くは上金型の冷媒吐出口から冷媒が垂れ落ち続けることがある。冷媒の表面張力が低いために冷媒が冷媒吐出口から垂れ落ち、その際に空気が冷媒吐出口からヘッダー管の方へ流入していき、そのため、冷媒の垂れ落ちが暫く続くと考えられる。その場合、次にプレス加工すべく上金型と下金型の間に搬入されたワークに垂れ落ち冷媒が付着し、そのワークが局部的に冷却されるため、熱間プレス成形及びその後の焼入れに不利になる。

そこで、本発明は、プレス成形すべきワークが上金型からの冷媒の垂れ落ちによって冷却されることを防止する。

本発明者が上記冷媒の垂れ落ち問題を検討したところ、冷媒の供給を停止した後も、上金型の傍らに設けたヘッダー管等の冷媒溜部から残留冷媒が上金型の冷媒流路に流入すること、そのために上記垂れ落ちを生ずることがわかった。

ここに開示する熱間プレス加工装置は、
プレス成形面に設けられた冷媒吐出口と、上記プレス成形面以外の面に設けられた冷媒流入口と、内部に上記冷媒吐出口と上記冷媒流入口につながる冷媒流路とが設けられた上金型と、
下金型と、
上記上金型の位置を上記下金型に接近したプレス位置と上記下金型から上方向に離れた待機位置とに変位させる変位機構と、
上記上金型が少なくとも前記待機位置にあるときに、上記冷媒流入口よりも低い位置に頂点が配置された冷媒溜部と、
上記冷媒溜部と上記冷媒流入口を連結する接続管と、
を備えることを特徴とする。

この熱間プレス加工装置によれば、上金型が待機位置にあるときの冷媒溜部の頂点が上金型の冷媒流入口よりも低位置になっているから、冷媒溜部から残留冷媒が上金型の冷媒流路へ流入することが避けられる。よって、上金型からの冷媒の垂れ落ち量が少なくなるため、次にプレス成形すべく上金型と下金型の間に搬入されたワークがプレス成形前に冷媒の垂れ落ちによって冷却されることを防止する上で有利になる。

上記熱間プレス加工装置の好ましい実施形態では、上記冷媒流入口が上記上金型の側面に設けられている。

上記熱間プレス加工装置の好ましい実施形態では、上記上金型には、互いに独立した複数の冷媒流路が該上金型の各部に配置されており、上記冷媒溜部は冷媒を上記上金型の各部の冷媒流路に分配するためのヘッダー管である。

上記熱間プレス加工装置の好ましい実施形態では、上記ワークへの冷媒供給停止後の上記冷媒流路内の残留冷媒を上記冷媒吐出口から噴出させるべく、エアを上記冷媒流路に供給するエア供給手段を備えている。これにより、冷媒流路の残留冷媒をエアによって除去することができ、その結果、上金型からの冷媒の垂れ落ちが防止される。

上記熱間プレス加工装置の好ましい実施形態では、上記下金型の内部に形成され、プレス成形されたワークに冷却用の冷媒を供給するための上記下金型のプレス成形面に開口した冷媒吐出口を有する冷媒流路を備えている。

本発明によれば、冷媒を冷媒溜部から接続管を通して上金型の冷媒流路に送り、上金型のプレス成形面に開口した冷媒吐出口からワークに供給するようにした熱間プレス加工装置において、上金型が下金型から上方向に離れた待機位置にあるときの冷媒溜部の頂点が上金型の冷媒流入口よりも低位置になるようにしたから、冷媒溜部から残留冷媒が上金型の冷媒流路へ流入することが避けられ、上金型と下金型の間に搬入されたワークがプレス成形前に冷媒の垂れ落ちによって冷却されることを防止する上で有利になる。

本発明の実施形態に係る熱間プレス加工装置の断面図。 熱間プレス加工装置の具体例（一部）を示す正面図。 同具体例（一部）を、金型ホルダを削除して示す正面図。 同具体例の上金型、上金型ホルダ及び冷媒配管を示す斜視図。

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。

図１に示す熱間プレス加工装置において、１は上金型、２は下金型であり、上金型１及び下金型２は、加熱されたワーク３をプレス成形するためのプレス成形面４，５を備えている。上金型１は上金型ホルダ６を保持されている。上金型ホルダ６は上下に重ねたベースプレート７及びダイプレート８からなる。ベースプレート７がプレス機械の昇降するスライダに取り付けられる。上金型１は、ダイプレート８を貫通する油圧シリンダ９によってベースプレート７に取り付けられている。油圧シリンダ９の作動により、上金型１がダイプレート８に対して相対的に昇降する。下金型２は下金型ホルダ１１に保持されている。

上金型１は、プレス機械のスライダの昇降によって、下金型２に接近したプレス位置と下金型２から上方向に離れた待機位置とに変位する。プレス機械のスライダが上金型１に当該変位をさせる変位機構を構成している。

上金型１の傍らには冷媒供給管１２から液状冷媒の供給を受ける冷媒溜部１３が設けられている。冷媒溜部１３は冷媒を上金型１に供給すべく接続管１４によって上金型１に接続されている。また、上金型１には加圧エアを供給するエア供給管１５が接続されている。

上金型１の内部には冷媒流路１６が形成されている。冷媒流路１６は、プレス成形面４に開口した冷媒吐出口１７と、プレス成形面４以外の面としての上金型１の側面に開口した冷媒流入口１８と、上金型１の側面に開口したエア流入口１９とを有する。冷媒溜部１３は接続管１４によって冷媒流入口１８に接続され、エア供給管１５はエア流入口１９に接続されている。

下金型２の傍らにも冷媒供給管２１から液状冷媒の供給を受ける冷媒溜部２２が設けられている。冷媒溜部２２は冷媒を下金型２に供給すべく接続管２３によって下金型２に接続されている。下金型２の内部には、プレス成形面５に開口した冷媒吐出口２４と下金型２の側面に開口した冷媒流入口２５を有する冷媒流路２６が形成されている。この冷媒流路２６の冷媒流入口２５に冷媒溜部２２が接続管２３によって連結されている。

上金型１に接続された冷媒溜部１３は、上金型１が少なくとも上記待機位置にあるときに、冷媒溜部１３の頂点が上金型１の冷媒流入口１８よりも低位置になるように設けられている。図１の例では、冷媒溜部１３は、上金型ホルダ６に取付けられた支持部材２７に支持されており、上記プレス位置にあるときも、冷媒溜部１３の頂点は上金型１の冷媒流入口１８よりも低位置に設けられている。そして、接続管１４には、冷媒溜部１３から上金型１の冷媒流入口１８に至るまで間に該冷媒流入口１８よりも高くなった部分がない。

上金型１に接続された冷媒用の接続管１４には、エア供給管１５から供給される加圧エアが冷媒溜部１３の方に流出することを阻止する逆止弁３１が設けられている。上金型１に接続されたエア供給管１５には、冷媒供給管１２から供給される冷媒がエア供給管１５の方に流出することを阻止する逆止弁３２が設けられている。

上記熱間プレス加工装置においては、上金型１が下降してプレス位置になることにより、ワーク３が上金型１と下金型２によってプレス成形され、そのプレス状態で、冷媒供給管１２，２１によって冷媒が供給される。その冷媒は、冷媒溜部１３，２２から接続管１４，２３を通して上金型１及び下金型２各々の冷媒流路１６，２６に流入し、上金型１及び下金型２のプレス成形面４，５に開口した冷媒吐出口１７，２４から吐出する。これにより、ワーク３は上金型１側と下金型２側の両側から冷媒によって急冷されることで焼入れされる。上金型１に接続されたエア供給管１５には逆止弁３２が設けられているから、冷媒が冷媒流路１６からエア供給管１５に流出することはない。

しかる後、冷媒供給管１２，２１による冷媒の供給が止められて上金型１が上昇して待機位置になると、焼入れが済んだワーク３が搬出され、次にプレス成形すべきワーク３が上金型１と下金型２の間に搬入される。上金型１側の冷媒溜部１３の頂点が上金型１の冷媒流入口１８よりも低くなっているから、冷媒供給管１２による冷媒の供給が止められた後に、冷媒溜部１３の残留冷媒が接続管１４を通って上金型１の冷媒流路１６に流入することがない。また、接続管１４にも上記接続位置よりも高くなった部分がないから、接続管１４の残留冷媒が上金型１の冷媒流路１６に流入することもない。従って、上金型１が上昇した後に、冷媒が上金型１から垂れ落ちることが殆どなく、次にプレス成形すべきワーク３が垂れ落ち冷媒によって冷却されることが避けられる。

また、上記実施形態では、上金型１がプレス位置にあるときも、冷媒溜部１３の頂点が上金型１の冷媒流入口１８よりも低位置になっているから、冷媒の供給が止められた後は、上金型１がプレス位置から待機位置に上昇する途中においても、冷媒溜部１３や接続管１４の残留冷媒が上金型１の冷媒流路１６に流入することが避けられる。

上記熱間プレス加工装置においては、エア供給管１５が上金型１の冷媒流路１６に接続されている。従って、上金型１が上昇したときに、エア供給管１５から加圧エアを供給することにより、冷媒流路１６の残留冷媒を加圧エアによって冷媒吐出口から強制的に排出する（吹き飛ばす）ことができる。これにより、次にプレス成形すべきワーク３が垂れ落ち冷媒によって冷却されることを確実に防止することができる。接続管１４には逆止弁３１が設けられているから、加圧エアの供給時に加圧エアが接続管１４から冷媒溜部１３側に洩れることはない。

＜具体例＞
図２乃至図４に熱間プレス加工装置の具体例を示す。図２に示すように、上金型ホルダ６の上部側面より斜め下方に延設されたブラケット４１に支持プレート４２が取付けられている。この支持プレート４２に冷媒溜部としてのヘッダー管４３が支持され、ヘッダー管４３に冷媒供給管１２が接続されている。図３及び図４に示すように、冷媒を上金型１の各部の冷媒流路に送るべく、ヘッダー管４３から分岐した各枝管４４が接続管としての各冷媒ホース４５によって上金型１に接続されている。

すなわち、上金型１には、その長手方向において複数箇所に区画された各部に冷媒流路が設けられている。各部の冷媒流路は、互いに連通することなく独立しており、この冷媒流路各々に冷媒を分配すべく、上記ヘッダー管４３が設けられている。図４に示すように、当該具体例では、上金型１の長手方向に延びる側面に４本の冷媒ホース４５が上金型長手方向に間隔をおいて接続され、２本の冷媒ホース４５が上金型１の両端の側面各々に接続されている。

図３に示すように、上金型１の長手方向に延びる側面に対する冷媒ホース４５の接続位置をみると、ヘッダー管４３は当該接続位置（すなわち、冷媒流入口）よりも低位置に設けられている。従って、冷媒供給管１２による冷媒の供給を停止した後に、ヘッダー管４３側の残留冷媒が上金型１の長手方向の側面から冷媒流路に流入することが避けられる。すなわち、上金型１から冷媒が垂れ落ちることが防止される。

一方、上金型１の両端の側面に対する冷媒ホース４５の接続位置をみると、ヘッダー管４３は当該接続位置よりも高位置に設けられている。しかし、その冷媒ホース４５は、ヘッダー管４３から水平に延びる枝管４４から一旦ヘッダー管４３よりも高位置になるように延びた後に、ヘッダー管４３より低くなって上金型１に接続されている。従って、冷媒供給管１２による冷媒の供給を停止した後に、ヘッダー管４３の残留冷媒が上金型１の両端の側面から冷媒流路に流入することが避けられる。

冷媒ホース４５の一部がヘッダー管４３より高くなっているから、該冷媒ホース４５の残留冷媒の一部が上金型１の両端の側面から冷媒流路に流入するが、その量は僅かである。従って、次にプレス成形すべきワーク３が上金型１と下金型２の間に搬入されるまでに、上金型１からの冷媒の垂れ落ちは終わり、当該ワーク３が垂れ落ち冷媒で冷却されることが避けられる。

図４に鎖線で示すように、上金型１の冷媒流路にエア供給管１５を接続し、該冷媒流路の残留冷媒を加圧エアによって冷媒吐出口から吹き飛ばして除去することができる。なお、図４では、上金型１の一端部の冷媒流路に接続したエア供給管１５のみを図示し、上金型１の他の部分の冷媒流路に接続するエア供給管の図示を省略している。

１ 上金型
２ 下金型
３ ワーク
４ プレス成形面
５ プレス成形面
６ 上金型ホルダ
１２ 冷媒供給管
１３ 冷媒溜部
１４ 接続管
１５ エア供給管（エア供給手段）
１６ 冷媒流路
１７ 冷媒吐出口
１８ 冷媒流入口
２４ 冷媒吐出口
４３ 冷媒溜部としてのヘッダー管
４５ 冷媒ホース（接続管）

Claims (5)

1. プレス成形面に設けられた冷媒吐出口と、上記プレス成形面以外の面に設けられた冷媒流入口と、内部に上記冷媒吐出口と上記冷媒流入口につながる冷媒流路とが設けられた上金型と、
   下金型と、
   上記上金型の位置を上記下金型に接近したプレス位置と上記下金型から上方向に離れた待機位置とに変位させる変位機構と、
   上記上金型が少なくとも前記待機位置にあるときに、上記冷媒流入口よりも低い位置に頂点が配置された冷媒溜部と、
   上記冷媒溜部と上記冷媒流入口を連結する接続管と、
   を備える熱間プレス加工装置。
2. 請求項１において、
   上記冷媒流入口が上記上金型の側面に設けられていることを特徴とする熱間プレス加工装置。
3. 請求項１又は請求項２において、
   上記上金型には、互いに独立した複数の冷媒流路が該上金型の各部に配置されており、上記冷媒溜部は冷媒を上記上金型の各部の冷媒流路に分配するためのヘッダー管であることを特徴とする熱間プレス加工装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   上記ワークへの冷媒供給停止後の上記冷媒流路内の残留冷媒を上記冷媒吐出口から噴出させるべく、エアを上記冷媒流路に供給するエア供給手段を備えていることを特徴とする熱間プレス加工装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   上記下金型の内部に形成され、プレス成形されたワークに冷却用の冷媒を供給するための上記下金型のプレス成形面に開口した冷媒吐出口を有する冷媒流路を備えていることを特徴とする熱間プレス加工装置。

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