ダイクエンチ方法
【課題】加熱により素材に発生する反り等の変形を抑制することができ、後工程において問題の発生を抑えることができるダイクエンチ方法を提供する。
【解決手段】ダイクエンチ方法は、焼き入れ可能な組成をもつ金属で形成され且つ断面二次モーメントを高めるための予備的断面構造５を有する素材１を準備する工程と、素材１を焼き入れ可能温度以上の高温領域に加熱手段により加熱する工程と、素材１を冷却および成形可能な成形型で高温領域の前記素材１をプレス成形しつつ冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品３を形成するダイクエンチ工程とを順に実施する。
【解決手段】ダイクエンチ方法は、焼き入れ可能な組成をもつ金属で形成され且つ断面二次モーメントを高めるための予備的断面構造５を有する素材１を準備する工程と、素材１を焼き入れ可能温度以上の高温領域に加熱手段により加熱する工程と、素材１を冷却および成形可能な成形型で高温領域の前記素材１をプレス成形しつつ冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品３を形成するダイクエンチ工程とを順に実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高温領域の素材をプレス成形しつつ急速に冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品を形成するダイクエンチ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ロール材から金属板を打ち抜き、金属板を高温領域（８５０℃以上で且つ融点未満）に加熱し、加熱した金属板をプレス成形しつつ急速に冷却することにより強化プレス成形品を形成する方法を開示している。
【０００３】
特許文献２は、基本シートと補強シートを半田付けして積層体を形成し、積層体を高温に加熱し、その状態で、金型からなる成形ツールにより積層体をプレス成形しつつ冷却してメタル成形品を形成する方法を開示している。
【０００４】
特許文献３は、部品素材を形成する工程と、製造される部品にほぼ対応する余白輪郭を部品素材に形成する工程と、縁取りされた部品素材を加熱し、熱間成形工具によりプレス焼き入れする工程とを実施する方法を開示している。
【０００５】
特許文献４は、ブランク材に予め部分的に焼き入れを施して部分的焼き入れ部を形成し、部分的焼き入れ部でブランク材を折り曲げるように車両用骨格部材をプレス成形する方法を開示している。このものによれば、加熱したブランク材をプレス成形しつつ急速に冷却させるダイクエンチ方法に関するものではなく、プレス成形はブランク材が常温状態のとき行われる。
【０００６】
特許文献５は、帯板状の被加工材の両側または片側に立ち曲げ部を形成することにより、被加工材の断面二次モーメントを大きくして曲げ剛性を高めるプレス成形方法を開示している。このものによれば、ダイクエンチ方法に関するものではなく、プレス成形は被加工材が常温状態のとき行われる。
【特許文献１】特開２００２ー１０２９８０号公報
【特許文献２】特許第３５５３５３６号公報
【特許文献３】特表２００５−５３９１４５号公報
【特許文献４】特開２００２−６８０１２号公報
【特許文献５】特開平９−９４６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１〜３に係る技術は、金属で形成された素材を焼き入れ温度以上の高温に加熱し、その状態で素材をプレス成形しつつ急速に冷却させるダイクエンチ方法に関する技術である。
【０００８】
ダイクエンチ方法においては、プレス成形の前に高温に加熱された素材は、強度が常温の場合よりも低下しているため、反り等の変形が素材にかなり発生するおそれがある。変形の要因としては、重力、加熱ムラ、残留応力等によるものと推察される。殊に、素材の長さが幅に比較して長いときには、反り等の変形量が大きくなり易い。このように素材に変形が発生していると、後工程において問題を発生させるおそれがある。
【０００９】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、加熱された素材に発生する反り等の変形を抑制することができ、後工程において素材の変形に起因する問題の発生を抑えることができるダイクエンチ方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）様相１に係るダイクエンチ方法は、断面二次モーメントを高める予備的断面構造を有すると共に焼き入れ可能な組成をもつ金属で形成された素材を準備する準備工程と、前記素材を焼き入れ可能温度以上の高温領域に加熱手段により加熱する加熱工程と、前記素材を冷却および成形可能な成形型で高温領域の前記素材をプレス成形しつつ冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品を形成するダイクエンチ工程とを順に実施することを特徴とする。
【００１１】
準備工程では、断面二次モーメントを高める予備的断面構造を形成した素材を準備する。予備的断面構造は、強化プレス成形品の最終形状における最終断面構造に比較して、かなり成形度が低い断面構造を意味する。すなわち、予備的断面構造は、予備的断面構造を形成する前の素材に対して、強化プレス成形品の最終形状（最終断面構造）から懸け離れた形状（構造）を付与したものである。その後、素材に対して加熱工程が行われ、焼き入れ可能温度以上の高温領域に素材が加熱される。このように素材が高温領域に加熱されたとしても、予備的断面構造により素材の断面二次モーメントは高められている。このため、プレス成形の前の素材に発生する反り等の変形を抑制することができる。反り等の変形が素材に発生するとしても、できるだけ小さくすることができる。故に、後工程において、変形に起因する問題の発生を抑えることができる。なお強化プレス成形品は、断面で、成形溝をもつチャンネル部を含む形状を備えていることができる。
【００１２】
（２）様相２に係るダイクエンチ方法によれば、上記した様相において、成形型は、型締め可能な固定型および可動型を備えており、ダイクエンチ工程は、素材を固定型にセットした状態で固定型および可動型を型締めすることにより行われ、素材を固定型にセットした状態では、予備的断面構造のうちの少なくとも一部と固定型の型面との間に断熱空間が形成されているとともに、予備的断面構造が形成されていない場合に比較して、素材と固定型の型面との間の接触面積が減少していることを特徴とする。本様相によれば、素材を固定型にセットした状態では、予備的断面構造のうちの少なくとも一部と固定型の型面との間に断熱空間が形成されているとともに、予備的断面構造が形成されていない場合に比較して、素材と固定型の型面との間の接触面積が減少している。このため高温領域の素材の熱が固定型側に逃げることが抑制されている。従って、固定型および可動型が型締めされる前において、素材の温度をできるだけ高温に維持できる。よって素材に対する焼き入れ効果を高めることができる。
【００１３】
（３）様相３に係るダイクエンチ方法によれば、上記した様相において、素材を固定型にセットした状態では、予備的断面構造は、断面で、固定型から離間する方向に曲成された延設部を備えていることを特徴とする。本様相によれば、固定型および可動型が型締めされるとき、素材の延設部が固定型に過剰に擦れることが抑制され、素材や固定型にかかる応力負荷を抑えることができる。
【００１４】
（４）様相４に係るダイクエンチ方法によれば、上記した様相において、予備的断面構造は、断面で、溝を形成する溝形成形状、Ｖ字形状、への字形状のうちのいずれかであることを特徴とする。本様相によれば、素材を固定型にセットした状態では、予備的断面構造のうちの少なくとも一部と固定型の型面との間に断熱空間が形成され易い。このため高温領域の素材の熱が固定型側に逃げることが抑制されている。従って、固定型および可動型が型締めされる前において、素材の温度をできるだけ高温に維持できる。よって素材に対する焼き入れ効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るダイクエンチ方法によれば、加熱工程の後で且つプレス成形の前に素材に発生する反り等の変形を抑制することができる。従って、後工程において、素材の変形に起因する問題の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の本実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るダイクエンチ方法は、図１に示すように、焼き入れ可能な組成をもつ金属（一般的には炭素鋼または合金鋼）で形成された且つ断面二次モーメントを高めるための予備的断面構造５を有する素材１を準備する準備工程Ａと、予備的断面構造５を有する素材１を焼き入れ可能温度以上（ＡＣ３変態点以上）の高温領域に加熱手段としての加熱炉２１により加熱する加熱工程Ｂと、素材１を冷却および成形可能な成形型７で高温領域の素材１をプレス成形しつつ冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品３を形成するダイクエンチ工程Ｃとを順に実施する。
【００１７】
準備工程Ａでは、ロール材４を巻き戻した材料４０を打ち抜きプレス装置４２により打ち抜きプレスすることにより素材１を形成する。予備的断面構造５を形成する前の素材１は、板状をなす金属板材であり、長手方向に延びている。素材１を形成する炭素鋼としては、焼き入れし易いように炭素量が高く設定されている（例えば質量比で０．２％以上）。
【００１８】
図２（Ａ）は、ダイクエンチ工程Ｃを実施した強化プレス成形品３の代表例を表す斜視図を示す。図２（Ｂ）は強化プレス成形品３の横断方向に沿った断面図を示す。図２（Ｂ）に示すように、強化プレス成形品３は、断面で、成形溝３０をもつチャンネル部３２を含む形状を備えており、更にチャンネル部３２の端から外方に拡開するようにフランジ状の拡開部３４が形成されている。拡開部３４は互いに離間する方向に延設されている。強化プレス成形品３は、車両の車体を補強する補強部材として機能できる。図２（Ｂ）に示すように、強化プレス成形品３の成形溝３０の深さはｈＸとされ、強化プレス成形品３の高さはＭＸとされている。
【００１９】
上記したように準備工程Ａにおいては、焼き入れ可能な組成をもつ金属を巻回したロール材４を巻き戻した部分４０に打ち抜きプレスを実施し、素材１を形成する。その後、断面二次モーメントを高める予備的断面構造５を素材１に形成する予備成形工程Ａａが実施される。上記した予備成形工程Ａａでは、素材１の断面二次モーメントを高める予備的断面構造５を加工手段４８により素材１に形成する。予備成形工程Ａａの後で加熱工程Ｂが行われ、予備的断面構造５の形成された素材１が焼き入れ可能温度以上（ＡＣ３変態点以上）の高温領域に加熱される。加熱により素材１の全部または大部分は、オーステナイト領域となる。
【００２０】
加熱工程Ｂは、加熱室２０をもつ加熱炉２１内に素材１を挿入することにより行われる。加熱炉２１の加熱室２０の雰囲気としては、大気でも良いし、窒素などの不活性ガスでも良いし、真空でも良い。このように素材１が高温領域に加熱されたとしても、素材１の断面二次モーメントは予備的断面構造５によって高められているため、プレス成形の前に素材１に発生する反り等の変形を抑制することができる。反り等の変形が素材１に発生するとしても、できるだけ小さくすることができる。故に、後工程において、変形に起因する問題の発生を抑えることができる。なお加熱工程Ｂは誘導加熱で行っても良い。
【００２１】
本実施形態によれば、上記したように準備工程Ａと加熱工程Ｂとの間に予備成形工程Ａａが実施される。予備成形工程Ａａでは、素材１の断面二次モーメントを高める予備的断面構造５を素材１に形成する。
【００２２】
図３（Ａ）は第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１を示す。第１予備的断面構造５Ｆは、素材１の長さ方向において真っ直ぐに延びるように全長に渡って形成されている。図３（Ｂ）は第１予備的断面構造５Ｆの断面を示す。第１予備的断面構造５Ｆは、断面で、溝形成形状を備えており、深さｈ１の浅い第１溝５１Ｆを形成する第１膨出部５０Ｆと、第１膨出部５０Ｆから第１折り目部５３Ｆを介して外方に延設された第１延設部５２Ｆとをもつ。第１延設部５２Ｆは、素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の端域に形成されている。第１膨出部５０Ｆは、素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の中央域に形成されている。ここで、図４（Ｂ）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆにおける第１溝５１Ｆの深さをｈ１とし、素材１の厚みをｔ１とし、第１予備的断面構造５Ｆの高さをＭ１とすると、例えば、ｈ１＝（０．３〜１．５）×ｔ１、または、ｈ１＝（０．８〜１．２）×ｔ１にできる。例えば、Ｍ１＝（１．５〜３．５）×ｔ１、または、Ｍ１＝（１．７〜２．５）×ｔ１にできる。
【００２３】
ここで、図４（Ａ）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆが形成されていない比較例である平板状の素材１Ｘについて、その幅をＡとし、厚みをｔ１とし、断面二次モーメントをＳＩ（１）とする。これに対して第１予備的断面構造５Ｆが形成されている素材１の断面二次モーメントをＳＩ（２）とする。このとき、ｈ１＝ｔ１、Ｍ１＝２×ｔ１とし、更に第１予備的断面構造５Ｆの幅をＡ／３とするとき、断面二次モーメントの比率としては、ＳＩ（２）／ＳＩ（１）≒１．５となる。このように第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１の断面二次モーメントは、第１予備的断面構造５Ｆをもたない平板状の素材１Ｘの断面二次モーメントに比較してほぼ１．５倍となり、素材１の曲げ剛性がかなり高められている。ＳＩ（２）／ＳＩ（１）としては例えば１．３〜５．０にできる。
【００２４】
なお素材１の厚みｔ１としては０．５〜４ミリメートルにできる。
【００２５】
上記したように本実施形態によれば、第１予備的断面構造５Ｆにより素材１の曲げ剛性がかなり高められているため、素材１が高温領域（ＡＣ３変態点以上）に加熱されたとしても、素材１の断面二次モーメントは高められている。このため、加熱工程Ｂの後でプレス成形の前において、素材１に発生する反り等の変形を抑制することができる。仮に、反り等の変形が素材１に発生するとしても、できるだけ小さくすることができる。故に、後工程において、反り等の変形に起因する問題の発生を抑えることができる。
【００２６】
図５（Ａ）は第２予備的断面構造５Ｓをもつ素材１を示す。第２予備的断面構造５Ｓは、素材１の長さ方向（矢印Ｌ方向）において真っ直ぐに延びるように中央域に形成されている。図５（Ｂ）は第２予備的断面構造５Ｓの断面を示す。第２予備的断面構造５Ｓは、断面で、溝形成形状を備えており、深さｈ２の浅い第２溝５１Ｓを形成する第２膨出部５０Ｓと、第２膨出部５０Ｓから第２折り目部５３Ｓを介して延設された第２延設部５２Ｓとをもつ。第２延設部５２Ｓは、素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の端域に形成されている。ここで、第２溝５１Ｓの深さをｈ２とし、素材１の厚みをｔ２とし、第２予備的断面構造５Ｓの高さをＭ２とすると、例えば、ｈ２＝（０．３〜１．５）×ｔ２、または、ｈ２＝（０．８〜１．２）×ｔ２にできる。例えば、Ｍ２＝（１．５〜３．５）×ｔ２、または、Ｍ２＝（１．７〜２．５）×ｔ２にできる。
【００２７】
図６（Ａ）は第３予備的断面構造５Ｔをもつ素材１を示す。図６（Ｂ）は第３予備的断面構造５Ｔの断面を示す。第３予備的断面構造５Ｔは、素材１の長さ方向において真っ直ぐに延びるように全長に渡って形成されている。第３予備的断面構造５Ｔは、断面で、溝形成形状を備えており、深さｈ３の極く浅い第３溝５１Ｔを形成する第３折り目部５３Ｔと、第３折り目部５３Ｔから外方に延設された第３延設部５２Ｔとを備える。従って、第３予備的断面構造５Ｔは、断面で、背が低いＶの字形状をなしている。第３折り目部５３Ｔは、素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の中央域に形成されている。ここで、第３溝５１Ｔの深さをｈ３とし、素材１の厚みをｔ３とし、第３予備的断面構造５Ｔの高さをＭ３とすると、例えば、ｈ３＝（０．３〜１．５）×ｔ３、または、ｈ３＝（０．７〜１．２）×ｔ３にできる。例えば、Ｍ３＝（１．２〜３．５）×ｔ３、または、Ｍ３＝（１．５〜２．５）×ｔ３にできる。
【００２８】
図７（Ａ）は第４予備的断面構造５Ｒをもつ素材１を示す。図７（Ｂ）は第４予備的断面構造５Ｒの断面を示す。第４予備的断面構造５Ｒは、素材１の長さ方向において真っ直ぐに延びるように形成されている。第４予備的断面構造５Ｒは、断面で、溝形成形状を備えており、深さｈ４の浅い第４溝５１Ｒを形成するように第４折り目部５３Ｒを介して曲成された第４延設部５２Ｒをもつ。第４延設部５２Ｒは素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の端域に形成されている。ここで、第４溝５１Ｒの深さをｈ４とし、素材１の厚みをｔ４とし、第４予備的断面構造５Ｒの高さをＭ４とすると、例えば、ｈ４＝（０．３〜１．５）×ｔ４、または、ｈ４＝（０．８〜１．２）×ｔ４にできる。例えば、Ｍ４＝（１．５〜３．５）×ｔ４、または、Ｍ４＝（１．７〜２．５）×ｔ４にできる。
【００２９】
図８〜図１０はダイクエンチ工程Ｃの代表的な例を示す。図８はダイクエンチ工程Ｃで用いられる成形型７を示す。成形型７は、型締め可能な熱伝導性が良好な金属製の固定型７１（下型、金型）および金属製の可動型７５（上型、金型）を備えている。固定型７１および可動型７５は、冷却水、冷却ミスト等の冷却媒体が通過する冷却通路７８をもつ。
【００３０】
図８（Ａ）（Ｂ）は、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１、第２予備的断面構造５Ｓをもつ素材１をダイクエンチする工程を示す。かかる工程では、第１膨出部５０Ｆ又は第２膨出部５０Ｓを上向きに且つ第１溝５１Ｆ又は第２溝５１Ｓを下向きに配置しつつ、素材１を固定型７１の固定型面７２にセットする。このようにセットした状態で、可動型７５を固定型７１に向けて矢印Ｙ１方向に移動（下降）させて、固定型７１の固定型面７２および可動型７５の可動型面７６を型締めすることにより行われる。この場合、高温状態の素材１は、固定型７１の固定型面７２および可動型７５の可動型面７６により急速に冷却され、焼き入れ処理される。
【００３１】
ここで、第１予備的断面構造５Ｆの第１溝５１Ｆの深さｈ１（図４（Ｂ）参照）と、強化プレス成形品３の成形溝５１の深さｈＸ（図２（Ｂ）参照）とを比較すると、例えば、ｈ１＝（０．０２〜０．４）×ｈＸ、または、ｈ１＝（０．１〜０．３）×ｈＸとされている。このように第１予備的断面構造５Ｆの第１溝５１Ｆの深さｈ１は、強化プレス成形品３の成形溝５１の深さｈＸに比較してかなり小さく設定されている。換言すると、第１予備的断面構造５Ｆは、強化プレス成形品３の最終形状における最終断面構造に比較して、かなり成形度が低い断面構造を意味する。このためダイクエンチでプレス成形する際、予備的断面構造５Ｆが強化プレス成形品３の最終形状に影響を与えることが抑制されている。前記したｈ２、ｈ３、ｈ４とｈＸとの関係についても同様とされている。
【００３２】
更に本実施形態によれば、ダイクエンチ工程Ｃの前に実施される加熱工程Ｂにおいて素材１は、焼き入れ温度以上の高温状態（ＡＣ３変態点以上）に加熱されてオーステナイト状態（赤熱状態）とされており、塑性変形性に富む。このためダイクエンチ工程Ｃで用いられる成形型７で素材１をプレス成形するにあたり、第１予備的断面構造５Ｆの形状は、ダイクエンチ工程Ｃにおけるプレス成形に影響を与えない。同様に、高温に加熱された第２予備的断面構造５Ｓ、第３予備的断面構造５Ｔ、第３予備的断面構造５Ｔの形状も、ダイクエンチ工程Ｃにおけるプレス成形に影響を与えない。
【００３３】
ここで、図８（Ａ）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１を固定型７１にセットした状態では、第１予備的断面構造５Ｆのうちの下面と固定型７１の固定型面７２との間に断熱空間８が形成されている。断熱空間８は第１溝５１Ｆに基づいて形成される。断熱空間８は素材１の長さ方向の全長に渡って延設されている。更に、素材１を固定型７１にセットした状態では、第１予備的断面構造５Ｆが形成されていない場合に比較して、素材１の下面と固定型７１の固定型面７２との間の接触面積がかなり減少している。このため第１予備的断面構造５Ｆをもつ高温領域の素材１の熱が固定型７１側に逃げることが極力抑制されている。従って、固定型７１および可動型７５が型締めされる前において、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１の温度をできるだけ高温（焼き入れ可能温度以上）に維持することできる。殊に、固定型７１との非接触性が高まる第１予備的断面構造５Ｆの温度を、できるだけ高温（焼き入れ可能温度以上）に維持することできる。よって、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１に対する焼き入れ効果を高めることができ、焼き入れ組織を素材１に良好に形成できる。
【００３４】
このように予備的断面構造５Ｆは、素材１を固定型７１にセットした状態において、素材１と固定型７１の固定型面７２との間に断熱空間８を形成する機能と、素材１の曲げ剛性を高めて素材１の反り等の変形を抑制する機能とを併有する。
【００３５】
ここで、図８（Ａ）（素材１の横断方向に沿った断面）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１は、固定型７１の固定型面７２に複数の接触箇所Ｗで支持されているため、素材１の姿勢の安定化が図られ、プレス成形が良好に実施される。第２予備的断面構造５Ｓについても、同様であり、第２予備的断面構造５Ｓのうちの下面と固定型７１の固定型面７２との間に断熱空間８が形成されており、従って、第２予備的断面構造５Ｓをもつ高温領域の素材１の熱が固定型７１側に逃げることが極力抑制されている。
【００３６】
図９（Ａ）（Ｂ）は、第３予備的断面構造５Ｔをもつ素材１をダイクエンチする工程を示す。図９（Ａ）に示すように、第３予備的断面構造５Ｔをもつ素材１を固定型７１にセットした状態では、素材１は、上下逆のＶ字形状をなしている。第３予備的断面構造５Ｔのうちの下面と固定型７１の固定型面７２との間に、断熱空間８が形成されている。断熱空間８は第３溝５１Ｔに基づいて形成される。更に、第３予備的断面構造５Ｔが形成されていない場合に比較して、素材１と固定型７１の固定型面７２との間の接触面積が減少している。即ち第３予備的断面構造５Ｔのうちの下面と固定型７１の固定型面７２とは、断面で、複数の接触箇所Ｗ（二カ所）で支持されている。このため高温領域の素材１の熱が固定型７１側に逃げることが抑制されている。従って、固定型７１および可動型７５が型締めされる前において、素材１の温度をできるだけ高温（焼き入れ可能温度以上）に維持することできる。よって素材１に対する焼き入れ効果を高めることができ、焼き入れ組織を素材１に良好に形成できる。ここで、図９（Ａ）（素材１の横断方向に沿った断面）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１は、固定型７１の固定型面７２に複数の接触箇所Ｗで支持されているため、素材１の姿勢の安定化が図られる。
【００３７】
図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、第４予備的断面構造５Ｒをもつ素材１をダイクエンチする工程を示す。図１０（Ａ）に示すように、第４予備的断面構造５Ｒをもつ素材１を固定型７１にセットした状態では、第４予備的断面構造５Ｒの下面と固定型７１の固定型面７２とは接触している。更に、図１０（Ａ）（素材１の横断方向に沿った断面）に示すように、第４延設部５２Ｒは、固定型７１の固定型面７２から離間するように、上方（矢印Ｕ方向）に向けて持ち上げられている。このため固定型７１の固定型面７２および可動型７５の可動型面７６とが型締めされる途中においても、第４延設部５２Ｒは、固定型７１の固定型面７２から離間する。この結果、図１０（Ｂ）に示すように、第４延設部５２が固定型７１の固定型面７２に接触することが回避されたり、接触するタイミングが遅延したりする。よって第４延設部５２Ｒが固定型７１の固定型面７２の型面部分７２ｃに擦れる度合が抑制される。よって素材１に過剰な負荷変形を与えたり、固定型７１の固定型面７２の型面部分７２ｃを損傷させたりすることが抑制される。
【００３８】
上記した実施形態では、焼き入れ可能な組成をもつ金属で形成されたロール材４を巻き戻した部分４０に打ち抜きプレス処理により素材１を形成し、断面二次モーメントを高める予備的断面構造５をその素材１に形成することにしているが、これに限らず、ロール材４を巻き戻した部分４０に打ち抜きプレス処理して素材１を形成すると同時に予備的断面構造５を形成することにしても良い。
【００３９】
その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は車両、産業機器等に使用される部材を焼き入れ処理するダイクエンチ方法に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】工程を示す概念図である。
【図２】（Ａ）は強化プレス成形品の斜視図であり、（Ｂ）は強化プレス成形品の断面図である。
【図３】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材の斜視図であり、（Ｂ）は予備的断面構造の断面図である。
【図４】（Ａ）は予備的断面構造をもたない素材の断面図であり、（Ｂ）は予備的断面構造をもつ素材の断面図である。
【図５】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材の斜視図であり、（Ｂ）は予備的断面構造の断面図である。
【図６】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材の斜視図であり、（Ｂ）は予備的断面構造の断面図である。
【図７】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材の斜視図であり、（Ｂ）は予備的断面構造の断面図である。
【図８】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型にセットした状態の断面図であり、（Ｂ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型と可動型とでプレス成形している状態の断面図である。
【図９】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型にセットした状態の断面図であり、（Ｂ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型と可動型とでプレス成形している状態の断面図である。
【図１０】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型にセットした状態の断面図であり、（Ｂ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型と可動型とでプレス成形している途中状態の断面図であり、（Ｃ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型と可動型とでプレス成形している状態の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１は素材、２は加熱手段、３はプレス成形品、５は予備的断面構造、７は成形型、７１は固定型、７２は可動型を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は高温領域の素材をプレス成形しつつ急速に冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品を形成するダイクエンチ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ロール材から金属板を打ち抜き、金属板を高温領域（８５０℃以上で且つ融点未満）に加熱し、加熱した金属板をプレス成形しつつ急速に冷却することにより強化プレス成形品を形成する方法を開示している。
【０００３】
特許文献２は、基本シートと補強シートを半田付けして積層体を形成し、積層体を高温に加熱し、その状態で、金型からなる成形ツールにより積層体をプレス成形しつつ冷却してメタル成形品を形成する方法を開示している。
【０００４】
特許文献３は、部品素材を形成する工程と、製造される部品にほぼ対応する余白輪郭を部品素材に形成する工程と、縁取りされた部品素材を加熱し、熱間成形工具によりプレス焼き入れする工程とを実施する方法を開示している。
【０００５】
特許文献４は、ブランク材に予め部分的に焼き入れを施して部分的焼き入れ部を形成し、部分的焼き入れ部でブランク材を折り曲げるように車両用骨格部材をプレス成形する方法を開示している。このものによれば、加熱したブランク材をプレス成形しつつ急速に冷却させるダイクエンチ方法に関するものではなく、プレス成形はブランク材が常温状態のとき行われる。
【０００６】
特許文献５は、帯板状の被加工材の両側または片側に立ち曲げ部を形成することにより、被加工材の断面二次モーメントを大きくして曲げ剛性を高めるプレス成形方法を開示している。このものによれば、ダイクエンチ方法に関するものではなく、プレス成形は被加工材が常温状態のとき行われる。
【特許文献１】特開２００２ー１０２９８０号公報
【特許文献２】特許第３５５３５３６号公報
【特許文献３】特表２００５−５３９１４５号公報
【特許文献４】特開２００２−６８０１２号公報
【特許文献５】特開平９−９４６１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記した特許文献１〜３に係る技術は、金属で形成された素材を焼き入れ温度以上の高温に加熱し、その状態で素材をプレス成形しつつ急速に冷却させるダイクエンチ方法に関する技術である。
【０００８】
ダイクエンチ方法においては、プレス成形の前に高温に加熱された素材は、強度が常温の場合よりも低下しているため、反り等の変形が素材にかなり発生するおそれがある。変形の要因としては、重力、加熱ムラ、残留応力等によるものと推察される。殊に、素材の長さが幅に比較して長いときには、反り等の変形量が大きくなり易い。このように素材に変形が発生していると、後工程において問題を発生させるおそれがある。
【０００９】
本発明は上記した実情に鑑みてなされたものであり、加熱された素材に発生する反り等の変形を抑制することができ、後工程において素材の変形に起因する問題の発生を抑えることができるダイクエンチ方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）様相１に係るダイクエンチ方法は、断面二次モーメントを高める予備的断面構造を有すると共に焼き入れ可能な組成をもつ金属で形成された素材を準備する準備工程と、前記素材を焼き入れ可能温度以上の高温領域に加熱手段により加熱する加熱工程と、前記素材を冷却および成形可能な成形型で高温領域の前記素材をプレス成形しつつ冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品を形成するダイクエンチ工程とを順に実施することを特徴とする。
【００１１】
準備工程では、断面二次モーメントを高める予備的断面構造を形成した素材を準備する。予備的断面構造は、強化プレス成形品の最終形状における最終断面構造に比較して、かなり成形度が低い断面構造を意味する。すなわち、予備的断面構造は、予備的断面構造を形成する前の素材に対して、強化プレス成形品の最終形状（最終断面構造）から懸け離れた形状（構造）を付与したものである。その後、素材に対して加熱工程が行われ、焼き入れ可能温度以上の高温領域に素材が加熱される。このように素材が高温領域に加熱されたとしても、予備的断面構造により素材の断面二次モーメントは高められている。このため、プレス成形の前の素材に発生する反り等の変形を抑制することができる。反り等の変形が素材に発生するとしても、できるだけ小さくすることができる。故に、後工程において、変形に起因する問題の発生を抑えることができる。なお強化プレス成形品は、断面で、成形溝をもつチャンネル部を含む形状を備えていることができる。
【００１２】
（２）様相２に係るダイクエンチ方法によれば、上記した様相において、成形型は、型締め可能な固定型および可動型を備えており、ダイクエンチ工程は、素材を固定型にセットした状態で固定型および可動型を型締めすることにより行われ、素材を固定型にセットした状態では、予備的断面構造のうちの少なくとも一部と固定型の型面との間に断熱空間が形成されているとともに、予備的断面構造が形成されていない場合に比較して、素材と固定型の型面との間の接触面積が減少していることを特徴とする。本様相によれば、素材を固定型にセットした状態では、予備的断面構造のうちの少なくとも一部と固定型の型面との間に断熱空間が形成されているとともに、予備的断面構造が形成されていない場合に比較して、素材と固定型の型面との間の接触面積が減少している。このため高温領域の素材の熱が固定型側に逃げることが抑制されている。従って、固定型および可動型が型締めされる前において、素材の温度をできるだけ高温に維持できる。よって素材に対する焼き入れ効果を高めることができる。
【００１３】
（３）様相３に係るダイクエンチ方法によれば、上記した様相において、素材を固定型にセットした状態では、予備的断面構造は、断面で、固定型から離間する方向に曲成された延設部を備えていることを特徴とする。本様相によれば、固定型および可動型が型締めされるとき、素材の延設部が固定型に過剰に擦れることが抑制され、素材や固定型にかかる応力負荷を抑えることができる。
【００１４】
（４）様相４に係るダイクエンチ方法によれば、上記した様相において、予備的断面構造は、断面で、溝を形成する溝形成形状、Ｖ字形状、への字形状のうちのいずれかであることを特徴とする。本様相によれば、素材を固定型にセットした状態では、予備的断面構造のうちの少なくとも一部と固定型の型面との間に断熱空間が形成され易い。このため高温領域の素材の熱が固定型側に逃げることが抑制されている。従って、固定型および可動型が型締めされる前において、素材の温度をできるだけ高温に維持できる。よって素材に対する焼き入れ効果を高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るダイクエンチ方法によれば、加熱工程の後で且つプレス成形の前に素材に発生する反り等の変形を抑制することができる。従って、後工程において、素材の変形に起因する問題の発生を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の本実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るダイクエンチ方法は、図１に示すように、焼き入れ可能な組成をもつ金属（一般的には炭素鋼または合金鋼）で形成された且つ断面二次モーメントを高めるための予備的断面構造５を有する素材１を準備する準備工程Ａと、予備的断面構造５を有する素材１を焼き入れ可能温度以上（ＡＣ３変態点以上）の高温領域に加熱手段としての加熱炉２１により加熱する加熱工程Ｂと、素材１を冷却および成形可能な成形型７で高温領域の素材１をプレス成形しつつ冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品３を形成するダイクエンチ工程Ｃとを順に実施する。
【００１７】
準備工程Ａでは、ロール材４を巻き戻した材料４０を打ち抜きプレス装置４２により打ち抜きプレスすることにより素材１を形成する。予備的断面構造５を形成する前の素材１は、板状をなす金属板材であり、長手方向に延びている。素材１を形成する炭素鋼としては、焼き入れし易いように炭素量が高く設定されている（例えば質量比で０．２％以上）。
【００１８】
図２（Ａ）は、ダイクエンチ工程Ｃを実施した強化プレス成形品３の代表例を表す斜視図を示す。図２（Ｂ）は強化プレス成形品３の横断方向に沿った断面図を示す。図２（Ｂ）に示すように、強化プレス成形品３は、断面で、成形溝３０をもつチャンネル部３２を含む形状を備えており、更にチャンネル部３２の端から外方に拡開するようにフランジ状の拡開部３４が形成されている。拡開部３４は互いに離間する方向に延設されている。強化プレス成形品３は、車両の車体を補強する補強部材として機能できる。図２（Ｂ）に示すように、強化プレス成形品３の成形溝３０の深さはｈＸとされ、強化プレス成形品３の高さはＭＸとされている。
【００１９】
上記したように準備工程Ａにおいては、焼き入れ可能な組成をもつ金属を巻回したロール材４を巻き戻した部分４０に打ち抜きプレスを実施し、素材１を形成する。その後、断面二次モーメントを高める予備的断面構造５を素材１に形成する予備成形工程Ａａが実施される。上記した予備成形工程Ａａでは、素材１の断面二次モーメントを高める予備的断面構造５を加工手段４８により素材１に形成する。予備成形工程Ａａの後で加熱工程Ｂが行われ、予備的断面構造５の形成された素材１が焼き入れ可能温度以上（ＡＣ３変態点以上）の高温領域に加熱される。加熱により素材１の全部または大部分は、オーステナイト領域となる。
【００２０】
加熱工程Ｂは、加熱室２０をもつ加熱炉２１内に素材１を挿入することにより行われる。加熱炉２１の加熱室２０の雰囲気としては、大気でも良いし、窒素などの不活性ガスでも良いし、真空でも良い。このように素材１が高温領域に加熱されたとしても、素材１の断面二次モーメントは予備的断面構造５によって高められているため、プレス成形の前に素材１に発生する反り等の変形を抑制することができる。反り等の変形が素材１に発生するとしても、できるだけ小さくすることができる。故に、後工程において、変形に起因する問題の発生を抑えることができる。なお加熱工程Ｂは誘導加熱で行っても良い。
【００２１】
本実施形態によれば、上記したように準備工程Ａと加熱工程Ｂとの間に予備成形工程Ａａが実施される。予備成形工程Ａａでは、素材１の断面二次モーメントを高める予備的断面構造５を素材１に形成する。
【００２２】
図３（Ａ）は第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１を示す。第１予備的断面構造５Ｆは、素材１の長さ方向において真っ直ぐに延びるように全長に渡って形成されている。図３（Ｂ）は第１予備的断面構造５Ｆの断面を示す。第１予備的断面構造５Ｆは、断面で、溝形成形状を備えており、深さｈ１の浅い第１溝５１Ｆを形成する第１膨出部５０Ｆと、第１膨出部５０Ｆから第１折り目部５３Ｆを介して外方に延設された第１延設部５２Ｆとをもつ。第１延設部５２Ｆは、素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の端域に形成されている。第１膨出部５０Ｆは、素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の中央域に形成されている。ここで、図４（Ｂ）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆにおける第１溝５１Ｆの深さをｈ１とし、素材１の厚みをｔ１とし、第１予備的断面構造５Ｆの高さをＭ１とすると、例えば、ｈ１＝（０．３〜１．５）×ｔ１、または、ｈ１＝（０．８〜１．２）×ｔ１にできる。例えば、Ｍ１＝（１．５〜３．５）×ｔ１、または、Ｍ１＝（１．７〜２．５）×ｔ１にできる。
【００２３】
ここで、図４（Ａ）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆが形成されていない比較例である平板状の素材１Ｘについて、その幅をＡとし、厚みをｔ１とし、断面二次モーメントをＳＩ（１）とする。これに対して第１予備的断面構造５Ｆが形成されている素材１の断面二次モーメントをＳＩ（２）とする。このとき、ｈ１＝ｔ１、Ｍ１＝２×ｔ１とし、更に第１予備的断面構造５Ｆの幅をＡ／３とするとき、断面二次モーメントの比率としては、ＳＩ（２）／ＳＩ（１）≒１．５となる。このように第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１の断面二次モーメントは、第１予備的断面構造５Ｆをもたない平板状の素材１Ｘの断面二次モーメントに比較してほぼ１．５倍となり、素材１の曲げ剛性がかなり高められている。ＳＩ（２）／ＳＩ（１）としては例えば１．３〜５．０にできる。
【００２４】
なお素材１の厚みｔ１としては０．５〜４ミリメートルにできる。
【００２５】
上記したように本実施形態によれば、第１予備的断面構造５Ｆにより素材１の曲げ剛性がかなり高められているため、素材１が高温領域（ＡＣ３変態点以上）に加熱されたとしても、素材１の断面二次モーメントは高められている。このため、加熱工程Ｂの後でプレス成形の前において、素材１に発生する反り等の変形を抑制することができる。仮に、反り等の変形が素材１に発生するとしても、できるだけ小さくすることができる。故に、後工程において、反り等の変形に起因する問題の発生を抑えることができる。
【００２６】
図５（Ａ）は第２予備的断面構造５Ｓをもつ素材１を示す。第２予備的断面構造５Ｓは、素材１の長さ方向（矢印Ｌ方向）において真っ直ぐに延びるように中央域に形成されている。図５（Ｂ）は第２予備的断面構造５Ｓの断面を示す。第２予備的断面構造５Ｓは、断面で、溝形成形状を備えており、深さｈ２の浅い第２溝５１Ｓを形成する第２膨出部５０Ｓと、第２膨出部５０Ｓから第２折り目部５３Ｓを介して延設された第２延設部５２Ｓとをもつ。第２延設部５２Ｓは、素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の端域に形成されている。ここで、第２溝５１Ｓの深さをｈ２とし、素材１の厚みをｔ２とし、第２予備的断面構造５Ｓの高さをＭ２とすると、例えば、ｈ２＝（０．３〜１．５）×ｔ２、または、ｈ２＝（０．８〜１．２）×ｔ２にできる。例えば、Ｍ２＝（１．５〜３．５）×ｔ２、または、Ｍ２＝（１．７〜２．５）×ｔ２にできる。
【００２７】
図６（Ａ）は第３予備的断面構造５Ｔをもつ素材１を示す。図６（Ｂ）は第３予備的断面構造５Ｔの断面を示す。第３予備的断面構造５Ｔは、素材１の長さ方向において真っ直ぐに延びるように全長に渡って形成されている。第３予備的断面構造５Ｔは、断面で、溝形成形状を備えており、深さｈ３の極く浅い第３溝５１Ｔを形成する第３折り目部５３Ｔと、第３折り目部５３Ｔから外方に延設された第３延設部５２Ｔとを備える。従って、第３予備的断面構造５Ｔは、断面で、背が低いＶの字形状をなしている。第３折り目部５３Ｔは、素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の中央域に形成されている。ここで、第３溝５１Ｔの深さをｈ３とし、素材１の厚みをｔ３とし、第３予備的断面構造５Ｔの高さをＭ３とすると、例えば、ｈ３＝（０．３〜１．５）×ｔ３、または、ｈ３＝（０．７〜１．２）×ｔ３にできる。例えば、Ｍ３＝（１．２〜３．５）×ｔ３、または、Ｍ３＝（１．５〜２．５）×ｔ３にできる。
【００２８】
図７（Ａ）は第４予備的断面構造５Ｒをもつ素材１を示す。図７（Ｂ）は第４予備的断面構造５Ｒの断面を示す。第４予備的断面構造５Ｒは、素材１の長さ方向において真っ直ぐに延びるように形成されている。第４予備的断面構造５Ｒは、断面で、溝形成形状を備えており、深さｈ４の浅い第４溝５１Ｒを形成するように第４折り目部５３Ｒを介して曲成された第４延設部５２Ｒをもつ。第４延設部５２Ｒは素材１の幅方向（矢印Ｄ方向）の端域に形成されている。ここで、第４溝５１Ｒの深さをｈ４とし、素材１の厚みをｔ４とし、第４予備的断面構造５Ｒの高さをＭ４とすると、例えば、ｈ４＝（０．３〜１．５）×ｔ４、または、ｈ４＝（０．８〜１．２）×ｔ４にできる。例えば、Ｍ４＝（１．５〜３．５）×ｔ４、または、Ｍ４＝（１．７〜２．５）×ｔ４にできる。
【００２９】
図８〜図１０はダイクエンチ工程Ｃの代表的な例を示す。図８はダイクエンチ工程Ｃで用いられる成形型７を示す。成形型７は、型締め可能な熱伝導性が良好な金属製の固定型７１（下型、金型）および金属製の可動型７５（上型、金型）を備えている。固定型７１および可動型７５は、冷却水、冷却ミスト等の冷却媒体が通過する冷却通路７８をもつ。
【００３０】
図８（Ａ）（Ｂ）は、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１、第２予備的断面構造５Ｓをもつ素材１をダイクエンチする工程を示す。かかる工程では、第１膨出部５０Ｆ又は第２膨出部５０Ｓを上向きに且つ第１溝５１Ｆ又は第２溝５１Ｓを下向きに配置しつつ、素材１を固定型７１の固定型面７２にセットする。このようにセットした状態で、可動型７５を固定型７１に向けて矢印Ｙ１方向に移動（下降）させて、固定型７１の固定型面７２および可動型７５の可動型面７６を型締めすることにより行われる。この場合、高温状態の素材１は、固定型７１の固定型面７２および可動型７５の可動型面７６により急速に冷却され、焼き入れ処理される。
【００３１】
ここで、第１予備的断面構造５Ｆの第１溝５１Ｆの深さｈ１（図４（Ｂ）参照）と、強化プレス成形品３の成形溝５１の深さｈＸ（図２（Ｂ）参照）とを比較すると、例えば、ｈ１＝（０．０２〜０．４）×ｈＸ、または、ｈ１＝（０．１〜０．３）×ｈＸとされている。このように第１予備的断面構造５Ｆの第１溝５１Ｆの深さｈ１は、強化プレス成形品３の成形溝５１の深さｈＸに比較してかなり小さく設定されている。換言すると、第１予備的断面構造５Ｆは、強化プレス成形品３の最終形状における最終断面構造に比較して、かなり成形度が低い断面構造を意味する。このためダイクエンチでプレス成形する際、予備的断面構造５Ｆが強化プレス成形品３の最終形状に影響を与えることが抑制されている。前記したｈ２、ｈ３、ｈ４とｈＸとの関係についても同様とされている。
【００３２】
更に本実施形態によれば、ダイクエンチ工程Ｃの前に実施される加熱工程Ｂにおいて素材１は、焼き入れ温度以上の高温状態（ＡＣ３変態点以上）に加熱されてオーステナイト状態（赤熱状態）とされており、塑性変形性に富む。このためダイクエンチ工程Ｃで用いられる成形型７で素材１をプレス成形するにあたり、第１予備的断面構造５Ｆの形状は、ダイクエンチ工程Ｃにおけるプレス成形に影響を与えない。同様に、高温に加熱された第２予備的断面構造５Ｓ、第３予備的断面構造５Ｔ、第３予備的断面構造５Ｔの形状も、ダイクエンチ工程Ｃにおけるプレス成形に影響を与えない。
【００３３】
ここで、図８（Ａ）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１を固定型７１にセットした状態では、第１予備的断面構造５Ｆのうちの下面と固定型７１の固定型面７２との間に断熱空間８が形成されている。断熱空間８は第１溝５１Ｆに基づいて形成される。断熱空間８は素材１の長さ方向の全長に渡って延設されている。更に、素材１を固定型７１にセットした状態では、第１予備的断面構造５Ｆが形成されていない場合に比較して、素材１の下面と固定型７１の固定型面７２との間の接触面積がかなり減少している。このため第１予備的断面構造５Ｆをもつ高温領域の素材１の熱が固定型７１側に逃げることが極力抑制されている。従って、固定型７１および可動型７５が型締めされる前において、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１の温度をできるだけ高温（焼き入れ可能温度以上）に維持することできる。殊に、固定型７１との非接触性が高まる第１予備的断面構造５Ｆの温度を、できるだけ高温（焼き入れ可能温度以上）に維持することできる。よって、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１に対する焼き入れ効果を高めることができ、焼き入れ組織を素材１に良好に形成できる。
【００３４】
このように予備的断面構造５Ｆは、素材１を固定型７１にセットした状態において、素材１と固定型７１の固定型面７２との間に断熱空間８を形成する機能と、素材１の曲げ剛性を高めて素材１の反り等の変形を抑制する機能とを併有する。
【００３５】
ここで、図８（Ａ）（素材１の横断方向に沿った断面）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１は、固定型７１の固定型面７２に複数の接触箇所Ｗで支持されているため、素材１の姿勢の安定化が図られ、プレス成形が良好に実施される。第２予備的断面構造５Ｓについても、同様であり、第２予備的断面構造５Ｓのうちの下面と固定型７１の固定型面７２との間に断熱空間８が形成されており、従って、第２予備的断面構造５Ｓをもつ高温領域の素材１の熱が固定型７１側に逃げることが極力抑制されている。
【００３６】
図９（Ａ）（Ｂ）は、第３予備的断面構造５Ｔをもつ素材１をダイクエンチする工程を示す。図９（Ａ）に示すように、第３予備的断面構造５Ｔをもつ素材１を固定型７１にセットした状態では、素材１は、上下逆のＶ字形状をなしている。第３予備的断面構造５Ｔのうちの下面と固定型７１の固定型面７２との間に、断熱空間８が形成されている。断熱空間８は第３溝５１Ｔに基づいて形成される。更に、第３予備的断面構造５Ｔが形成されていない場合に比較して、素材１と固定型７１の固定型面７２との間の接触面積が減少している。即ち第３予備的断面構造５Ｔのうちの下面と固定型７１の固定型面７２とは、断面で、複数の接触箇所Ｗ（二カ所）で支持されている。このため高温領域の素材１の熱が固定型７１側に逃げることが抑制されている。従って、固定型７１および可動型７５が型締めされる前において、素材１の温度をできるだけ高温（焼き入れ可能温度以上）に維持することできる。よって素材１に対する焼き入れ効果を高めることができ、焼き入れ組織を素材１に良好に形成できる。ここで、図９（Ａ）（素材１の横断方向に沿った断面）に示すように、第１予備的断面構造５Ｆをもつ素材１は、固定型７１の固定型面７２に複数の接触箇所Ｗで支持されているため、素材１の姿勢の安定化が図られる。
【００３７】
図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、第４予備的断面構造５Ｒをもつ素材１をダイクエンチする工程を示す。図１０（Ａ）に示すように、第４予備的断面構造５Ｒをもつ素材１を固定型７１にセットした状態では、第４予備的断面構造５Ｒの下面と固定型７１の固定型面７２とは接触している。更に、図１０（Ａ）（素材１の横断方向に沿った断面）に示すように、第４延設部５２Ｒは、固定型７１の固定型面７２から離間するように、上方（矢印Ｕ方向）に向けて持ち上げられている。このため固定型７１の固定型面７２および可動型７５の可動型面７６とが型締めされる途中においても、第４延設部５２Ｒは、固定型７１の固定型面７２から離間する。この結果、図１０（Ｂ）に示すように、第４延設部５２が固定型７１の固定型面７２に接触することが回避されたり、接触するタイミングが遅延したりする。よって第４延設部５２Ｒが固定型７１の固定型面７２の型面部分７２ｃに擦れる度合が抑制される。よって素材１に過剰な負荷変形を与えたり、固定型７１の固定型面７２の型面部分７２ｃを損傷させたりすることが抑制される。
【００３８】
上記した実施形態では、焼き入れ可能な組成をもつ金属で形成されたロール材４を巻き戻した部分４０に打ち抜きプレス処理により素材１を形成し、断面二次モーメントを高める予備的断面構造５をその素材１に形成することにしているが、これに限らず、ロール材４を巻き戻した部分４０に打ち抜きプレス処理して素材１を形成すると同時に予備的断面構造５を形成することにしても良い。
【００３９】
その他、本発明は上記し且つ図面に示した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明は車両、産業機器等に使用される部材を焼き入れ処理するダイクエンチ方法に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】工程を示す概念図である。
【図２】（Ａ）は強化プレス成形品の斜視図であり、（Ｂ）は強化プレス成形品の断面図である。
【図３】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材の斜視図であり、（Ｂ）は予備的断面構造の断面図である。
【図４】（Ａ）は予備的断面構造をもたない素材の断面図であり、（Ｂ）は予備的断面構造をもつ素材の断面図である。
【図５】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材の斜視図であり、（Ｂ）は予備的断面構造の断面図である。
【図６】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材の斜視図であり、（Ｂ）は予備的断面構造の断面図である。
【図７】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材の斜視図であり、（Ｂ）は予備的断面構造の断面図である。
【図８】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型にセットした状態の断面図であり、（Ｂ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型と可動型とでプレス成形している状態の断面図である。
【図９】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型にセットした状態の断面図であり、（Ｂ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型と可動型とでプレス成形している状態の断面図である。
【図１０】（Ａ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型にセットした状態の断面図であり、（Ｂ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型と可動型とでプレス成形している途中状態の断面図であり、（Ｃ）は予備的断面構造をもつ素材を固定型と可動型とでプレス成形している状態の断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１は素材、２は加熱手段、３はプレス成形品、５は予備的断面構造、７は成形型、７１は固定型、７２は可動型を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面二次モーメントを高める予備的断面構造を有すると共に焼き入れ可能な組成をもつ金属で形成された素材を準備する準備工程と、
前記素材を焼き入れ可能温度以上の高温領域に加熱手段により加熱する加熱工程と、
前記素材を冷却および成形可能な成形型で高温領域の前記素材をプレス成形しつつ冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品を形成するダイクエンチ工程とを順に実施することを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項２】
請求項１において、前記成形型は、型締め可能な固定型および可動型を備えており、前記ダイクエンチ工程は、前記素材を前記固定型にセットした状態で前記固定型および前記可動型を型締めすることにより行われ、
前記素材を前記固定型にセットした状態では、前記予備的断面構造のうちの少なくとも一部と前記固定型の型面との間に断熱空間が形成されているとともに、前記予備的断面構造が形成されていない場合に比較して、前記素材と前記固定型の前記型面との間の接触面積が減少していることを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記素材を前記固定型にセットした状態では、前記予備的断面構造は、断面で、前記固定型から離間する方向に曲成された延設部を備えていることを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの一項において、前記予備的断面構造は、断面で、溝を形成する溝形成形状、Ｖ字形状、への字形状のうちのいずれかであることを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記強化プレス成形品は、断面で、成形溝をもつチャンネル部を含む形状を備えていることを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項１】
断面二次モーメントを高める予備的断面構造を有すると共に焼き入れ可能な組成をもつ金属で形成された素材を準備する準備工程と、
前記素材を焼き入れ可能温度以上の高温領域に加熱手段により加熱する加熱工程と、
前記素材を冷却および成形可能な成形型で高温領域の前記素材をプレス成形しつつ冷却することにより焼き入れ処理して強化プレス成形品を形成するダイクエンチ工程とを順に実施することを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項２】
請求項１において、前記成形型は、型締め可能な固定型および可動型を備えており、前記ダイクエンチ工程は、前記素材を前記固定型にセットした状態で前記固定型および前記可動型を型締めすることにより行われ、
前記素材を前記固定型にセットした状態では、前記予備的断面構造のうちの少なくとも一部と前記固定型の型面との間に断熱空間が形成されているとともに、前記予備的断面構造が形成されていない場合に比較して、前記素材と前記固定型の前記型面との間の接触面積が減少していることを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項３】
請求項１または２において、前記素材を前記固定型にセットした状態では、前記予備的断面構造は、断面で、前記固定型から離間する方向に曲成された延設部を備えていることを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項４】
請求項１〜３のうちの一項において、前記予備的断面構造は、断面で、溝を形成する溝形成形状、Ｖ字形状、への字形状のうちのいずれかであることを特徴とするダイクエンチ方法。
【請求項５】
請求項１〜４のうちの一項において、前記強化プレス成形品は、断面で、成形溝をもつチャンネル部を含む形状を備えていることを特徴とするダイクエンチ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２６４８５３（Ｐ２００８−２６４８５３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１３８９４（Ｐ２００７−１１３８９４）
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２４日（２００７．４．２４）
【出願人】（０００１００８０５）アイシン高丘株式会社 (202)
[ Back to top ]