JP2022043699A - 成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】成形品内での強度の調整を容易に行うことができる成形型を提供する。【解決手段】成形型２は、成形面６０を有する。この成形面６０は、金属パイプ材料４０を冷却する第１の領域Ｅ１を有する。第１の領域Ｅ１は、成形時に金属パイプ材料４０を冷却することで焼き入れを行うことができる。これにより、金属パイプ４１のうち、第１の領域Ｅ１によって成形された焼き入れ部分５１の強度は高くなる。その一方、成形面６０は、成形面６０の一部に形成され、第１の領域Ｅ１に比して熱伝導率が低い低熱伝導率材料６４によって構成される第２の領域Ｅ２を有する。第２の領域Ｅ２は、第１の領域Ｅ１に比して金属パイプ材料４０に対する抜熱速度を低くすることができる。そのため、第２の領域Ｅ２は、金属パイプ４１内に、焼き入れがなされない（あるいは焼き入れが弱い）ことにより、強度が低くなる非焼き入れ部分５１を形成することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、成形型に関する。

従来、成形型として、特許文献１に記載されたものが知られている。この成形型を備える成形装置は、加熱された金属パイプ材料に流体を供給する流体供給部と、膨張した金属パイプ材料を成形面に接触させることで成形品を成形する成形型と、を有する。このように、加熱された金属材料を成形型と接触させて成形を行うと同時に焼き入れを行うことができる。

特開２００９－２２０１４１号公報

ここで、上述の特許文献１に記載の成形型を用いた場合、成形品は、成形型と接触した部分の全体に焼き入れがなされ、高強度となる。しかしながら、用途などによっては成形品の一部の強度を部分的に低くすることが求められる場合がある。従って、成形品内での強度の調整を容易に行うことが求められる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、成形品内での強度の調整を容易に行うことができる成形型を提供することを目的とする。

本発明に係る成形型は、加熱された金属材料の成形を行う成形型であって、成形時に金属材料と接触する成形面を有し、成形面は、金属材料を冷却する第１の領域と、成形面の一部に形成され、第１の領域に比して熱伝導率が低い低熱伝導率材料によって構成される第２の領域と、を有する。

成形型は、成形時に金属材料と接触する成形面を有する。この成形面は、金属材料を冷却する第１の領域を有する。第１の領域は、成形時に金属材料を冷却することで焼き入れを行うことができる。これにより、成形品のうち、第１の領域によって成形された部分の強度は高くなる。その一方、成形面は、成形面の一部に形成され、第１の領域に比して熱伝導率が低い低熱伝導率材料によって構成される第２の領域を有する。第２の領域は、第１の領域に比して金属材料に対する抜熱速度を低くすることができる。そのため、第２の領域は、成形品内に、焼き入れがなされない（あるいは焼き入れが弱い）ことにより、強度が低くなる部分を形成することができる。以上より、成形品内での強度の調整を容易に行うことができる。

低熱伝導率材料の熱伝導率は、第１の領域を構成する材料の熱伝導率に対する比が３０％以下であってよい。この場合、金属材料に対する抜熱速度を十分に遅らせることができ、焼き入れがなされない部分を形成し易くなる。

低熱伝導率材料のヤング率は、第１の領域を構成する材料のヤング率に対する偏差が１０％以下であってよい。この場合、成形面が応力を受けた場合に、第１の領域の変形量と第２の領域の変形量との差と小さくすることができる。

低熱伝導率材料の膨張率は、第１の領域を構成する材料の膨張率に対する偏差が３０％以下であってよい。この場合、成形面が熱を受けた場合に、第１の領域の変形量と第２の領域の変形量との差を小さくすることができる。

金属材料は、金属パイプ材料であり、成形面は、パイプ部を成形する箇所に第２の領域を有してよい。これにより、パイプ部に強度が低くなる部分を形成できる。

金属材料は、フランジ付きの金属パイプ材料であり、成形面は、フランジ部を成形する箇所に第２の領域を有してよい。これにより、フランジ部に強度が低くなる部分を形成できる。

本発明によれば、成形品内での強度の調整を容易に行うことができる成形型を提供することができる。

本発明の実施形態に係る成形型が適用される成形装置の概略図である。 成形後の金属パイプの斜視図である。 成形型による成形の様子を示す断面図である。 成形型による成形の様子を示す断面図である。 下側の金型の平面図である。 各物質の熱伝導率を示すグラフである。 各物質のヤング率を示すグラフである。 各物質の膨張率を示すグラフである。 各物質の耐熱衝撃性を示すグラフである。 焼き入れを実現するための金属パイプ材料の温度遷移の概念グラフである。 変形例に係る成形型の断面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る成形型２が適用される成形装置１の概略図である。図１に示すように、成形装置１は、ブロー成形によって中空形状を有する金属パイプを成形する装置である。本実施形態では、成形装置１は、水平面上に設置される。成形装置１は、成形型２と、駆動機構３と、保持部４と、加熱部５と、流体供給部６と、冷却部７と、制御部８と、を備える。なお、本明細書において、金属パイプ材料４０（金属材料）は、成形装置１での成形完了前の中空物品を指す。金属パイプ材料４０は、焼入れ可能な鋼種のパイプ材料である。また、水平方向のうち、成形時において金属パイプ材料４０が延びる方向を「長手方向」と称し、長手方向と直交する方向を「幅方向」と称する場合がある。

成形型２は、金属パイプ材料４０から金属パイプ４１（成形品）を成形する型であり、上下方向に互いに対向する下側の金型１１及び上側の金型１２を備える。下側の金型１１及び上側の金型１２は、鋼鉄製ブロックで構成される。下側の金型１１及び上側の金型１２のそれぞれには、金属パイプ材料４０が収容される凹部が設けられる。下側の金型１１と上側の金型１２は、互いに密接した状態（型閉状態）で、各々の凹部が金属パイプ材料を成形すべき目標形状の空間を形成する。従って、各々の凹部の表面が成形型２の成形面となる。下側の金型１１は、ダイホルダ等を介して基台１３に固定される。上側の金型１２は、ダイホルダ等を介して駆動機構３のスライドに固定される。

駆動機構３は、下側の金型１１及び上側の金型１２の少なくとも一方を移動させる機構である。図１では、駆動機構３は、上側の金型１２のみを移動させる構成を有する。駆動機構３は、下側の金型１１及び上側の金型１２同士が合わさるように上側の金型１２を移動させるスライド２１と、上記スライド２１を上側へ引き上げる力を発生させるアクチュエータとしての引き戻しシリンダ２２と、スライド２１を下降加圧する駆動源としてのメインシリンダ２３と、メインシリンダ２３に駆動力を付与する駆動源２４と、を備えている。

保持部４は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間に配置される金属パイプ材料４０を保持する機構である。保持部４は、成形型２の長手方向における一端側にて金属パイプ材料４０を保持する下側電極２６及び上側電極２７と、成形型２の長手方向における他端側にて金属パイプ材料４０を保持する下側電極２６及び上側電極２７と、を備える。長手方向の両側の下側電極２６及び上側電極２７は、金属パイプ材料４０の端部付近を上下方向から挟み込むことによって、当該金属パイプ材料４０を保持する。なお、下側電極２６の上面及び上側電極２７の下面には、金属パイプ材料４０の外周面に対応する形状を有する溝部が形成される。下側電極２６及び上側電極２７には、図示されない駆動機構が設けられており、それぞれ独立して上下方向へ移動することができる。

加熱部５は、金属パイプ材料４０へ通電することで当該金属パイプ材料４０を加熱する機構である。加熱部５は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間にて、下側の金型１１及び上側の金型１２から金属パイプ材料４０が離間した状態にて、当該金属パイプ材料４０を通電により加熱する。加熱部５は、上述の長手方向の両側の下側電極２６及び上側電極２７と、これらの電極２６，２７を介して金属パイプ材料４０へ電流を流す電源２８と、を備える。なお、加熱部は、成形装置１の前工程を行う場所に配置され、成形型２の外部で加熱をするものであっても良い。

流体供給部６は、下側の金型１１及び上側の金型１２の間に保持された金属パイプ材料４０内に高圧の流体を供給するための機構である。流体供給部６は、加熱部５で加熱されることで高温軟化状態となった金属パイプ材料４０に高圧の流体を供給して、金属パイプ材料４０を膨張させる。流体供給部６は、成形型２の長手方向の両端側に設けられる。流体供給部６は、金属パイプ材料４０の端部の開口部から当該金属パイプ材料４０の内部へ流体を供給するノズル３１と、ノズル３１を金属パイプ材料４０の開口部に対して進退移動させる駆動機構３２と、ノズル３１を介して金属パイプ材料４０内へ高圧の流体を供給する供給源３３と、を備える。駆動機構３２は、流体供給時及び排気時にはノズル３１を金属パイプ材料４０の端部にシール性を確保した状態で密着させ、その他の時にはノズル３１を金属パイプ材料４０の端部から離間させる。なお、流体供給部６は、流体として、高圧の空気や不活性ガスなどの気体を供給してよい。また、流体供給部６は、金属パイプ材料４０を上下方向へ移動する機構を有する保持部４とともに、加熱部５を含めて同一装置としても良い。

冷却部７は、成形型２を冷却する機構である。冷却部７は、成形型２を冷却することで、膨張した金属パイプ材料４０が成形型２の成形面と接触したときに、金属パイプ材料４０を急速に冷却することができる。冷却部７は、下側の金型１１及び上側の金型１２の内部に形成された流路３６と、流路３６へ冷却水を供給して循環させる水循環機構３７と、を備える。

制御部８は、成形装置１全体を制御する装置である。制御部８は、駆動機構３、保持部４、加熱部５、流体供給部６、及び冷却部７を制御する。制御部８は、金属パイプ材料４０を成形型２で成形する動作を繰り返し行う。

具体的に、制御部８は、例えば、ロボットアーム等の搬送装置からの搬送タイミングを制御して、開いた状態の下側の金型１１及び上側の金型１２の間に金属パイプ材料４０を配置する。あるいは、制御部８は、作業者が手動で下側の金型１１及び上側の金型１２の間に金属パイプ材料４０を配置してよい。また、制御部８は、長手方向の両側の下側電極２６で金属パイプ材料４０を支持し、その後に上側電極２７を降ろして当該金属パイプ材料４０を挟むように、保持部４のアクチュエータ等を制御する。また、制御部８は、加熱部５を制御して、金属パイプ材料４０を通電加熱する。これにより、金属パイプ材料４０に軸方向の電流が流れ、金属パイプ材料４０自身の電気抵抗により、金属パイプ材料４０自体がジュール熱によって発熱する。

制御部８は、駆動機構３を制御して上側の金型１２を降ろして下側の金型１１に近接させ、成形型２の型閉を行う。その一方、制御部８は、流体供給部６を制御して、ノズル３１で金属パイプ材料４０の両端の開口部をシールすると共に、流体を供給する。これにより、加熱により軟化した金属パイプ材料４０が膨張して成形型２の成形面と接触する。そして、金属パイプ材料４０は、成形型２の成形面の形状に沿うように成形される。なお、フランジ付きの金属パイプを形成する場合、下側の金型１１と上側の金型１２との間の隙間に金属パイプ材料４０の一部を進入させた後、更に型閉を行って、当該進入部を押しつぶしてフランジ部とする。金属パイプ材料４０が成形面に接触すると、冷却部７で冷却された成形型２で急冷されることによって、金属パイプ材料４０の焼き入れが実施される。

例えば、あるマンガンボロン鋼の金属パイプ材料４０を焼き入れによって高強度の金属パイプ４１を成形する場合を例として説明する。８５０℃の材料を冷却する場合、時間によらずＢ変態範囲に進入しない温度として２００℃を冷却終了温度とする（一般的に知られるＣＣＭ曲線から得られる）。このとき、冷却速度によって硬度が変化することが知られているため、例えば、－３０℃／ｓの冷却速度で材料を冷却することで、Ｈｖ４５０相当の硬度の金属パイプ４１を得られる。図１０は、このような焼き入れを実現するための金属パイプ材料４０の温度遷移の概念グラフである。制御部８は、金属パイプ材料４０を８５０℃以上まで加熱する（Ｔ１）。加熱後、金属パイプ材料４０が成形型２と接触するまでの間は大気にさらされるため自然放熱による冷却がなされる（Ｔ２）。ここでは、成形開始までに８５０℃を下回らないような管理がなされる。成形型２を金属パイプ材料４０に接触させることで成形を行うと共に、冷却を行う（Ｔ３）。このとき、成形型２にて冷却速度が－３０℃／ｓ以下の抜熱を行いながら、制御部８は冷却完了温度が２００℃以下となるまで冷却を持続する制御を行う。その後、成形型２を型開して、金属パイプ４１を取り出すと自然放熱に切り替わる（Ｔ４）。

ここで、上述のように、成形装置１は、成形型２による急冷により、金属パイプ材料４０の焼き入れを実施することができるため、全体的に焼き入れがなされた金属パイプ４１を成形することができる。しかし、本実施形態においては、成形装置１は、金属パイプ４１の一部に意図的に焼き入れがなされない部分（以降、「非焼き入れ部分５０」と称する場合がある）を形成することができる。以降、非焼き入れ部分５０について、図２～図５を参照して説明を行う。

図２は、成形後の金属パイプ４１の斜視図である。図３及び図４は、成形型２による成形の様子を示す断面図である。なお、図３（a）は、成形型２の長手方向において第２の領域Ｅ２が存在する位置（図５参照）における成形型２の断面図を示す。図３（ｂ）は、成形型２の長手方向において第２の領域Ｅ２が存在していない位置（図５参照）における成形型２の断面図を示す。図４（ａ）は、図３（ａ）の部分を型閉したときの様子を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図３（ｂ）の部分を型閉したときの様子を示す断面図である。図５は、下側の金型１１の平面図である。

図２を参照して、成形品である金属パイプ４１について説明する。金属パイプ４１は、パイプ部４３及びフランジ部４４を有する成形本体部４５と、長手方向の両端側の被保持部４６と、成形本体部４５と被保持部４６との間の徐変部４７と、を備える。成形本体部４５は、レーザー加工などがなされることによって最終的な製品となる部分である。パイプ部４３は中空の部分である。フランジ部４４は、金属パイプ材料４０の一部を押しつぶすことによってパイプ部４３から突出する、複層の板状部分である。被保持部４６は、電極２６，２７に保持される円筒状の部分である。被保持部４６には、ノズル３１が挿入される。徐変部４７は、被保持部４６の形状から、成形本体部４５の形状へ変化する移行部分である。

このうち、幅方向における一方のフランジ部４４の一部には、焼き入れがなされない非焼き入れ部分５０が形成される。金属パイプ４１のうち、非焼き入れ部分５０以外の全域は、焼き入れがなされた焼き入れ部分５１となる。図２においては、グレースケールが付された部分が非焼き入れ部分５０となり、グレースケールが付されていない部分が焼き入れ部分５１となる。なお、図２においては、一方のフランジ部４４における長手方向の中央位置付近に非焼き入れ部分５０が形成される。なお、フランジ部４４の厚さ方向における両面側に非焼き入れ部分５０が形成される。

図３に示すように、金型１１，１２は、成形時に金属パイプ材料４０と接触する成形面６０を有する。成形面６０は、パイプ部４３を成形するためのパイプ部成形面６１と、フランジ部４４を成形するためのフランジ部成形面６２と、を有する。

このような成形型２を用いた成形の手順について説明する。図３（ａ）（ｂ）に示すように、制御部８は、成形型２を型閉すると共に、流体供給部６で金属パイプ材料４０に流体を供給することで、ブロー成形を行う（一次ブロー）。一次ブローでは、制御部８は、パイプ部成形面６１によるメインキャビティ部ＭＣでパイプ部４３を成形すると共に、フランジ部４４に対応する部分をフランジ部成形面６２によるサブキャビティ部ＳＣへ進入させる。そして、図４（ａ）（ｂ）に示すように、制御部８は、成形型２を更に型閉することで、サブキャビティ部ＳＣに進入した部分を更に潰すことで、フランジ部４４を成形する。次に、制御部８は、上側の金型１２を上昇させて金属パイプ材料４０から離間させることで、型開を行う。これにより、金属パイプ４１が成形される。

図３及び図４に示すように、成形面６０は、第１の領域Ｅ１と、第２の領域Ｅ２と、を有する。第１の領域Ｅ１は、金属パイプ材料４０を冷却する領域である。第１の領域Ｅ１は、金属パイプ材料４０に対して焼き入れを行うことで、金属パイプ４１のうちの、焼き入れ部分５１を成形する。第２の領域Ｅ２は、成形面６０の一部に形成され、第１の領域Ｅ１に比して熱伝導率が低い低熱伝導率材料６４によって構成される領域である。第２の領域Ｅ２は、金属パイプ材料４０に焼き入れが行われないようにすることで、金属パイプ４１のうちの、非焼き入れ部分５０を成形する。

成形型２の成形面６０のうち、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、金型１１，１２の一方側のフランジ部成形面６２に第２の領域Ｅ２が形成される。また、図２に示すように、非焼き入れ部分５０は、フランジ部４４の長手方向における中央位置の一部だけに形成される。従って、図５に示すように、第２の領域Ｅ２もフランジ部成形面６２の長手方向における中央位置の一部だけに形成される。図２に示すように、金属パイプ４１は非焼き入れ部分５０以外の部分は焼き入れ部分５１であるため、成形面６０も第２の領域Ｅ２以外は、第１の領域Ｅ１となる。

第２の領域Ｅ２は、該当箇所における金型１１，１２の材料を低熱伝導率材料６４に置き換えることによって構成される。具体的には、フランジ部成形面６２に凹部を形成し、当該凹部内に低熱伝導率材料６４を配置する。このとき、低熱伝導率材料６４のうち、外部に露出している面が成形面６０の第２の領域Ｅ２となる。なお、フランジ部成形面６２では、第１の領域Ｅ１に該当する部分と第２の領域Ｅ２に該当する部分との境界部分において、段差が生じないように、低熱伝導率材料６４が配置される。

次に、低熱伝導率材料６４について説明を行う。また、以降の説明では、低熱伝導率材料６４の一例としてジルコニアセラミックを例示し、金型１１，１２の材料、すなわち第１の領域Ｅ１を構成する材料として炭素鋼を例示して説明を行う場合がある。しかしながら、材料はこれらのものに限定されない。

低熱伝導率材料６４の熱伝導率は、第１の領域Ｅ１を構成する材料の熱伝導率に対する比が３０％以下であることが好ましい。低熱伝導率材料６４をこれらの値のものとすることで、第２の領域Ｅ２における抜熱速度を十分に遅らせることで、ＨＶ値を小さくして、部分的に焼き入れが行われない箇所を形成することが可能となる。例えば、図６に示すように、金型１１，１２の材料として使用可能な炭素鋼の熱伝導率は４０±１０［Ｗ／（ｍ／Ｋ）］相当である。その一方、低熱伝導率材料６４として使用可能なジルコニアセラミックは４±１０［Ｗ／（ｍ／Ｋ）］相当である。そのため、第２の領域Ｅ２に接触している金属パイプ材料４０の表面の熱流束は、第１の領域Ｅ１よりも１０％程度に制限することができ、抜熱速度を局所的に遅らせることができる。

低熱伝導率材料６４のヤング率は、第１の領域Ｅ１を構成する材料のヤング率に対する偏差が１０％以下であることが好ましい。例えば、図７に示すように、金型１１，１２の材料として使用可能な炭素鋼のヤング率と、低熱伝導率材料６４として使用可能なジルコニアセラミックのヤング率はほぼ同じ値である。従って、成形中に第１の領域Ｅ１及び第２の領域Ｅ２が応力を受けた場合、両者の変形量が連続的であるため、低熱伝導率材料６４の部品が破損するなど、変形量が不均一であることに起因する破損を回避することができる。

低熱伝導率材料６４の膨張率は、第１の領域Ｅ１を構成する材料の膨張率に対する偏差が３０％以下であることが好ましい。例えば、図８に示すように、金型１１，１２の材料として使用可能な炭素鋼の熱膨張率と、低熱伝導率材料６４として使用可能なジルコニアセラミックの熱膨張率はほぼ同じ値である。従って、成形中に第１の領域Ｅ１及び第２の領域Ｅ２が熱を受けた場合、両者の変形量が連続的であるため、低熱伝導率材料６４の部品が破損するなど、変形量が不均一であることに起因する破損を回避することができる。なお、ジルコニアセラミックは熱を伝えにくい特性があるため、金型１１，１２と低熱伝導率材料６４との間に平均温度の偏差ができるため、それによる破損が起こらないように、第２の領域Ｅ２が広い場合には、適度に分割して隙間を設けるなどの対応をとることが好ましい。

低熱伝導率材料６４の耐熱衝撃性は、高いことが好ましい。例えば、最も一般的な工業用セラミックとして知られるアルミナ系セラミック等では、急激な温度差により割れ破損が起こりやすいことが知られている。それに対し、図９に示すように、低熱伝導率材料６４として使用可能なジルコニアセラミックは、アルミナ系セラミックに比べ、熱衝撃温度差が大きい。特に、ジルコニアセラミックは、成形装置１の操業開始時など、低熱伝導率材料６４の平均温度が低いときの、高温材料接触による割れ耐性が良い。

次に、本実施形態に係る成形型２の作用・効果について説明する。

成形型２は、成形時に金属パイプ材料４０と接触する成形面６０を有する。この成形面６０は、金属パイプ材料４０を冷却する第１の領域Ｅ１を有する。第１の領域Ｅ１は、成形時に金属パイプ材料４０を冷却することで焼き入れを行うことができる。これにより、金属パイプ４１のうち、第１の領域Ｅ１によって成形された焼き入れ部分５１の強度は高くなる。その一方、成形面６０は、成形面６０の一部に形成され、第１の領域Ｅ１に比して熱伝導率が低い低熱伝導率材料６４によって構成される第２の領域Ｅ２を有する。第２の領域Ｅ２は、第１の領域Ｅ１に比して金属パイプ材料４０に対する抜熱速度を低くすることができる。そのため、第２の領域Ｅ２は、金属パイプ４１内に、焼き入れがなされない（あるいは焼き入れが弱い）ことにより、強度が低くなる非焼き入れ部分５１を形成することができる。以上より、金属パイプ４１内での強度の調整を容易に行うことができる。

例えば、自動車の骨格部材のうち、ＡピラーとＢピラーをルーフ側で連結するレール部品について説明する。レール部品は高強度部品であり、一般的にＢピラーも高強度部品である。ここで、両方の部材のフランジ部が非焼き入れ部分５０を有さない場合、高強度部品同士をスポット溶接などで接合することとなるため、溶接品質が低下する場合がある。すなわち、スポット溶接によるボディーアセンブリ工程において、高強度な部分では、スポット溶接機の加圧力が被溶接部品のスポット部を塑性変形させるのに十分な荷重を得られない場合がある。すなわち、重ね合わせる合計板厚によっては、スポット溶接機の電極加圧力（数百キロ）で通電部を十分に密着させることができない場合がある。これに対し、本実施形態に係る成形型２を用いた場合、ルーフ部品及びＢピラーの溶接箇所に非焼き入れ部分５０を形成することができる。従って、スポット溶接が行い易くなるため、溶接品質を向上することができる。なお、非焼き入れ部分５０が形成される金属パイプ４１の用途は、このような自動車の骨格部材に限定さらず、各種用途に適用可能である。

低熱伝導率材料６４の熱伝導率は、第１の領域Ｅ１を構成する材料の熱伝導率に対する比が３０％以下であってよい。この場合、金属パイプ材料４０に対する抜熱速度を十分に遅らせることができ、焼き入れがなされない部分を形成し易くなる。

低熱伝導率材料６４のヤング率は、第１の領域Ｅ１を構成する材料のヤング率に対する偏差が１０％以下であってよい。この場合、成形面６０が応力を受けた場合に、第１の領域Ｅ１の変形量と第２の領域Ｅ２の変形量との差と小さくすることができる。

低熱伝導率材料６４の膨張率は、第１の領域Ｅ１を構成する材料の膨張率に対する偏差が３０％以下であってよい。この場合、成形面６０が熱を受けた場合に、第１の領域Ｅ１の変形量と第２の領域Ｅ２の変形量との差を小さくすることができる。

金属材料は、フランジ付きの金属パイプ材料４０であり、成形面６０は、フランジ部４４を成形する箇所に第２の領域Ｅ２を有してよい。これにより、フランジ部４４に強度が低くなる部分を形成できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

上述の実施形態では、加熱された金属パイプ材料に高圧の流体を供給して膨張させて成形型に接触させて成形を行う成形装置を例示した。しかし、本発明の成形型が適用される成形装置は、加熱された金属材料の成形を行うものであれば特に限定されず、ホットスタンピングなどの成形装置に適用されてもよい。

第２の領域Ｅ２を成形型２のフランジ部成形面６２に設ける形態に限定されず、図１１に示すように、パイプ部成形面６１に第２の領域Ｅ２を設けてもよい。すなわち、金属材料は、金属パイプ材料４０であり、成形面６０は、パイプ部４３を成形する箇所に第２の領域Ｅ２を有してよい。これにより、パイプ部４３に強度が低くなる部分を形成できる。フランジ部４４は溶接しやすい反面、フランジ部４４の幅分のスペースを必要とする。それに対し、パイプ部４３そのものに、第２の領域Ｅ２を設けることで、フランジ部４４の幅の制約なしでパイプ部４３に直接溶接できる。なお、パイプ部４３に非焼き入れ部を設ける場合、他の部材とのスポット溶接等をやりやすくするために、金属パイプ材料４０の端部付近に非焼き入れ部を形成してよい。

２…成形型、４０…金属パイプ材料（金属材料）、６０…成形面、６４…低熱伝導率材料、Ｅ１…第１の領域、Ｅ２…第２の領域。

Claims (6)

1. 加熱された金属材料の成形を行う成形型であって、
   成形時に前記金属材料と接触する成形面を有し、
   前記成形面は、
   前記金属材料を冷却する第１の領域と、
   前記成形面の一部に形成され、前記第１の領域に比して熱伝導率が低い低熱伝導率材料によって構成される第２の領域と、を有する、成形型。
2. 前記低熱伝導率材料の熱伝導率は、前記第１の領域を構成する材料の熱伝導率に対する比が３０％以下である、請求項１に記載の成形型。
3. 前記低熱伝導率材料のヤング率は、前記第１の領域を構成する材料のヤング率に対する偏差が１０％以下である、請求項１又は２に記載の成形型。
4. 前記低熱伝導率材料の膨張率は、前記第１の領域を構成する材料の膨張率に対する偏差が３０％以下である、請求項１～３の何れか一項に記載の成形型。
5. 前記金属材料は、金属パイプ材料であり、
   前記成形面は、パイプ部を成形する箇所に前記第２の領域を有する、請求項１～４の何れか一項に記載の成形型。
6. 前記金属材料は、フランジ付きの金属パイプ材料であり、
   前記成形面は、フランジ部を成形する箇所に前記第２の領域を有する、請求項１～４の何れか一項に記載の成形型。

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