JP2003239018A - プレス成形品の焼入れ方法及び焼入れ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プレス成形品の凸条部に設定した焼入れ対象
部分を短時間に焼入れする方法及び装置を提供する。 【解決手段】 プレス成形品１の凸条部１Ａの稜線部１
Ｃに設定した焼入れ対象部分をほぼ覆うように、該焼入
れ対象部分とほぼ等しい大きさで且つ焼入れ対象部分に
倣った形状の誘導作用面を備えた誘導子１１を配置し、
その誘導子１１に高周波通電して焼入れ対象部分全体を
同時に誘導加熱して焼入れを行う構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプレス成形品の焼入
れ方法及びそれに用いる焼入れ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々な形状のプレス成形品が
使用されており、その一つとして、細長い凸条部を備え
たものがある。この代表例としては、自動車のボディー
の、前席と後席との間に位置する支柱として機能するセ
ンターピラーを補強するために用いられるリーンフォー
スを挙げることができる。このような補強材として使用
するプレス成形品では、必要に応じ焼入れ等の強化処理
が施されている。

【０００３】従来の凸条部を有するプレス成形品に対す
る焼入れ方法の一例が、特開平１０−１７９３３号公報
に記載されている。この公報に記載の方法は、プレス成
形品の長手方向の小区間を全幅に渡って誘導加熱可能な
誘導コイルを、プレス成形品に沿って移動させて焼入れ
に必要な温度に昇温させ、その後、冷却して焼入れを行
っており、その際の移動速度を調節することで、プレス
成形品の長手方向の硬さ分布を所望のように調整してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載のように、誘導コイルをプレス成形品に沿って
移動させながら焼入れを行う方法では焼入れ処理に時間
がかかり、生産性が低いという問題があった。また、プ
レス成形品の全幅を加熱しているので、熱履歴を受ける
面積が大きく、しかも、前記熱履歴は、長手方向の局部
が急熱・急冷されるというアンバランスな熱的条件の下
で生じる局部的な熱歪等が長手方向に累積される類のも
のである。このため、上記焼入れ処理によって生じる歪
は、その大きさもさることながら、修正の容易でない複
雑な態様で生じることとなり、これの防止や修正に多大
な注力を要するという問題もあった。

【０００５】凸条部を有するプレス成形品の強化のため
には、必ずしも全幅に焼入れを施す必要はなく、むしろ
凸条部の頂上の稜線部の所望幅部分のみに焼入れを施し
て強化することへの関心が高い。しかしながら、上記公
報に記載の方法では、このような局部的な焼入れを施す
ことはできない。また、加熱幅の狭い誘導コイルを用意
し、その誘導コイルを稜線部に沿って移動させること
で、稜線部の所望幅部分のみに焼入れを施すことが考え
られるが、実際に行ってみると、稜線部の加熱幅が変動
しやすい等の難点があり、好適でない。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、本発明の目的は、凸条部を有するプレス成
形品を、前記凸条部の長手方向に沿って設定した所望幅
の焼入れ対象部分のみに短時間で焼入れを施して強化す
ることの可能なプレス成形品の焼入れ方法、並びにその
方法の実施に用いる焼入れ装置を提供するところにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、凸条部を有す
るプレス成形品を強化するために、その凸条部に設定し
た焼入れ対象部分に焼入れを施すに当たって、その焼入
れのための加熱を、前記焼入れ対象部分全体を同時に加
熱できる誘導作用導体を備えた誘導子をその焼入れ対象
部分に近接させて配置し、この誘導子に高周波通電して
焼入れ対象部分全体を同時に誘導加熱する一発加熱方式
で行い、更に、この誘導子として、その誘導作用導体
を、前記凸条部を横切る方位に関して前記焼入れ対象部
分の面形状に倣った誘導作用面を有する形状に形成した
誘導子を用い、その誘導作用面と焼入れ対象部分の間隔
が、凸条部を横切る方位に関して均等となるように誘導
子を配置して誘導加熱を行う構成としたものである。こ
の構成により、凸条部に設定した焼入れ対象部分全体を
同時に且つきわめて短時間で所望温度に昇温させること
ができ、所望の焼入れ対象部分を従来の数分の一の短時
間で焼入れ処理できて、プレス成形品の強化を図ること
ができる。また、前記歪問題の改善が著しく、軽度の歪
が、概ね一次元的な態様で生じるに留まるので、焼入れ
処理工程内の対策あるいは焼入れ処理後の簡単な修正に
より、支障のないレベルに低歪化された製品が容易に得
られる。本発明により歪発生を抑制できるのは、（１）
本発明方法における加熱が小面積を対象としたものであ
って総入熱量が少なく、熱歪の要因そのものが僅少であ
ること、（２）長手方向の局部に集中した加熱，急冷で
はなく、また、短時間（例えば５秒）の加熱に引き続い
て急冷を行う関係から、急冷までの間の熱の拡散が少な
く、温度分布が未だ乱れるにいたっていない状況での急
冷となるため、歪を複雑化する要因になる熱的条件のア
ンバランスが僅少であること、に由来したものと考えら
れる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明で焼入れの対象とするプレ
ス成形品は、細長く形成された凸条部を有し、その凸条
部の少なくとも一部領域に設定した焼入れ対象部分に焼
入れを施して強化を図る必要があるものであれば、その
構造、用途等は任意である。ここで、「凸条部」とは、
断面が凸形状で且つ細長い形状を呈する部分を総称して
おり、断面の凸形状は、円弧、楕円弧等の湾曲した曲線
で形成されるもの、交差する直線で形成されるもの、直
線と円弧等の湾曲した曲線を組み合わせたもの等任意で
ある。また、この断面凸形状は、凸条部の長手方向に一
定形状でもよいし、長手方向に変化した形状でもよい。
更には、部品の大半領域を単一の凸条部が占める構成で
あってもよい。凸条部を有するプレス成形品の具体例と
しては、自動車のボディーのセンターピラーを補強する
リーンフォース、フロントバンパービーム、フロントサ
イドフレーム、フロントフロアの左右の端部に接合され
るサイドシル、リアサイドフレームやそのリーンフォー
ス、あるいはサイドドア用の補強ビーム等の各種車体用
部品を挙げることができる。また、プレス成形品の素材
は焼入れ可能なものであれば任意であり、一般的には鋼
板である。

【０００９】本発明のプレス成形品の焼入れ方法は、前
記したように、焼入れのための加熱を、凸条部に設定し
た焼入れ対象部分全体を同時に加熱できる誘導作用導体
を備えた誘導子を焼入れ対象部分に近接させて配置し、
この誘導子に高周波通電して焼入れ対象部分全体を同時
に誘導加熱する一発加熱方式で行い、更にこの誘導子と
して、その誘導作用導体を、前記凸条部を横切る方位に
関して前記焼入れ対象部分の面形状に倣った誘導作用面
を有する形状に形成した誘導子を用い、その誘導作用面
と焼入れ対象部分の間隔が、凸条部を横切る方位に関し
て均等となるように誘導子を配置して誘導加熱を行う構
成としたことを基本構成とする。この構成により、凸条
部に設定した焼入れ対象部分全体を同時に且つきわめて
短時間で所望温度に昇温させることができ、所望の焼入
れ対象部分を従来の数分の一の短時間で焼入れ処理でき
る。

【００１０】ここで、プレス成形品の凸条部に設定する
焼入れ対象部分が複数個ある場合、その複数の焼入れ対
象部分に対して逐次焼入れを行ってもよいが、複数の焼
入れ対象部分のそれぞれに誘導子を近接配置し、複数の
焼入れ対象部分を同時に一発式で誘導加熱して焼入れす
ることが好ましい。このように複数の焼入れ対象部分を
同時に加熱して焼入れを施すと、作業時間を短縮できる
のみならず、プレス成形品に対する熱影響を最小として
歪発生を抑制できる。特に、焼入れを施すべき焼入れ対
象部分が並列に且つほぼ対称に配置されている場合に
は、ほぼ対称な焼入れ対象部分を全域同時に加熱するた
め、急熱、急冷操作の熱的作用がほぼ対称に加わり、歪
を複雑化する要因になる熱的条件のアンバランスが僅少
となり、対策の容易でない歪の発生をきわめて小さくで
きる。

【００１１】本発明に使用する誘導子の誘導作用面の幅
は、焼入れ対象部分の幅に応じて定めるものであり、焼
入れ対象部分の幅を凸条部に沿って一定としたい場合に
は、誘導子の誘導子作用面の幅も凸条部に沿って一定と
する。一方、焼入れ対象部分の幅を凸条部に沿って変化
させることが望ましい場合には、それに応じて、誘導子
の誘導作用面の幅も凸条部に沿って変化させておく。こ
の構成により、焼入れ幅を凸条部に沿って変化させるこ
とができる。すなわち、本発明は、凸条部に沿って幅を
変化させた焼入れ対象部分に対しても、容易に適応で
き、所望形状の焼入れ対象部分を一発式で焼入れするこ
とができる。

【００１２】前記誘導加熱における加熱時間は１０秒以
下、更には５秒以下とすることが好ましい。この加熱時
間は遅くしても、焼入れ対象部分を焼入れ温度に加熱す
ることは可能であるが、加熱に時間がかかると、発熱領
域からの熱が熱伝導によって周囲に伝わり、焼入れ対象
部分の外側の領域も焼入れされるような温度に昇温して
しまう。このため、前記した歪抑制につながる作用が減
殺されるばかりでなく、焼入れされる領域が、本来焼入
れすべき焼入れ対象部分の外側に拡がってしまい、しか
もその拡がりが不均一となるとか、製品間で不均一とな
ってしまう恐れがある。この問題を回避するには、極力
短時間で昇温させることが望ましく、本発明者らが確認
した結果、誘導加熱時間を１０秒以下、望ましくは５秒
以下とすることで、良好な結果を得ることができた。焼
入れ温度は、プレス成形品の材質に応じて定めれば良
く、例えば、鋼板に対しては７５０〜９５０°Ｃ、好ま
しくは、８００〜９５０°Ｃとする。また、亜鉛メッキ
鋼板に対しては、８５０°Ｃ以下にしてメッキの損傷を
避けることが好ましい。

【００１３】誘導子を焼入れ対象部分に近接配置させる
際、誘導子と焼入れ対象部分との対向間隔が入熱量に影
響を与えるので、凸条部に設定した均一な幅の焼入れ対
象部分に均一に入熱するためには上記対向間隔を一定と
する。しかしながら、周囲への熱伝導や放熱などが均一
でないために、所望の均一な温度が確保できない場合が
あり、その場合には、対向間隔を凸条部に沿って変化さ
せることにより、凸条部に沿った方位に係る最高到達温
度分布が一定となるよう調整することができる。また、
焼入れ対象部分の焼入れ硬さを凸条部に沿って変化させ
たい場合や、焼入れ幅を凸条部に沿って変化させたい場
合にも凸条部に沿って入熱量を変化させる必要が出てく
る。この場合も、誘導子の焼入れ対象部分に対する対向
間隔を凸条部に沿って変化させることにより、前記焼入
れ対象部分の凸条部に沿った方位に係る最高到達温度分
布を調整する上記施策が有用となる。

【００１４】前記したように焼入れ対象部分の焼入れ硬
さは、凸条部に沿った方位に関して一定とすることもあ
るが、適当な分布を持つようにすることが望ましい場合
もあり、その場合には、焼入れのための加熱の最高到達
温度と加熱後の冷却条件のうち少なくとも一方を前記凸
条部に沿って変化させればよい。たとえば、前記焼入れ
対象部分の凸条部に沿った方向の両端部の焼入れ硬さを
中央部分よりも低くして、焼入れ部分と非焼入れ部分と
の硬度差を小さくしたい場合には、両端部の最高到達温
度を低目に取り、あるいは、加熱後の冷却速度を緩やか
にし、あるいは、上記両施策を併用することで上記目的
が達成される。

【００１５】上記した焼入れを行うに当たっては、この
焼入れによって生じる歪を相殺することのできる逆歪を
プレス成形品に加えた状態で焼入れ処理を行うことが好
ましい。この構成とすることで、焼入れに伴って生じる
歪が、焼入れ時に付与した逆歪と相殺し、歪のほとんど
ない製品を得ることができる。

【００１６】焼入れには、誘導子で加熱した領域を急冷
することが必要であり、その冷却には、加熱領域に冷却
水等の冷却媒体を吹き付ける方法、プレス成形品全体を
冷却液中に浸漬する方法等を採り得る。中でも、冷却媒
体を吹き付ける方法が簡単な装置で実施できるので好ま
しく、特に、プレス成形品の表裏に関して、誘導子を配
置した側とは反対側から冷却媒体を吹き付けることが好
ましい。焼入れ対象部分に冷却媒体を誘導子とは反対側
から吹き付けて冷却する構成とすると、誘導子に干渉す
ることなく冷却媒体の吹き付けを行うことができる。ま
た、その際焼入れ対象部分全体に同時に冷却媒体を吹き
付ける構成とすると、焼入れ対象部分全体をきわめて短
時間で均等に冷却することができる。

【００１７】凸条部に設定した焼入れ対象部分に対して
誘導子を対向配置する場合、その誘導子は凸条部の外
側、内側のいずれに配置してもよいが、通常は、外側に
配置する。この配置を採ることにより、誘導子をプレス
成形品に対して容易に近接配置することができる。ま
た、誘導子を凸条部の外側に配置し、その裏側（プレス
成形品の内側）から冷却媒体を吹き付ける構成とする
と、プレス成形品で蓋をされた領域内で冷却媒体が吹き
付けられることとなり、冷却媒体が周囲に飛び散ること
が少なく、始末が良いとか、濡れる部分が最小限で済
み、処理後の水切り及び乾燥が容易であるといった効果
も得られる。

【００１８】本発明の焼入れ方法に使用する焼入れ装置
は、凸条部を有するプレス成形品の、前記凸条部に設定
した焼入れ対象部分に焼入れを施すためのものであっ
て、前記焼入れ対象部分の全長に亘る誘導作用導体を備
え、且つその誘導作用面の、凸条部を横切る方位の形状
を前記焼入れ対象部分の面形状に倣った形状とした誘導
子と、その誘導子に対して高周波通電する電源装置と、
前記誘導子によって加熱した焼入れ対象部分を急冷する
冷却装置を備えている。この焼入れ装置を用いること
で、焼入れ対象部分にきわめて短時間で焼入れを施すこ
とができる。

【００１９】この焼入れ装置に用いる前記誘導子の誘導
作用導体や給電路は、中空筒状の導体で構成するのがよ
い。そうすれば、内部を冷却水路とする簡単な造作によ
って、誘導作用導体等の冷却を行うことができる。

【００２０】前記誘導子の誘導作用面には絶縁被覆を施
しておくことが好ましい。絶縁被覆を施しておくと、誘
導子を凸条部の焼入れ対象部分に近接して対向配置した
際に、誤って焼入れ対象部分に接触していても短絡する
ことがなく、安全である。

【００２１】また、前記誘導子の誘導作用面に、焼入れ
対象部分との間隔を規制するスペーサを配設しておくこ
とも推奨される。このようなスペーサを設けておくと、
誘導子を焼入れ対象部分に近接して対向配置する際に、
誘導子をスペーサを介して焼入れ対象部分に押し付ける
形態で配置するだけで誘導子の誘導作用面と焼入れ対象
部分との対向間隔を所望の値とすることができ、誘導子
の配置作業を容易とすることができる。また、スペーサ
を絶縁材製とすることで、誘導作用導体と焼入れ対象部
分との間の絶縁強化にも寄与する。

【００２２】前記冷却装置を、前記プレス成形品の表裏
に関して誘導子とは反対側に配置され、前記焼入れ対象
部分全体に同時に冷却媒体を吹き付ける冷却管を備えた
構成とすることが好ましい。この構成とすると、誘導子
に干渉することなく冷却を行うことができ、しかも焼入
れ対象部分全体を短時間で且つ均等に冷却できる。

【００２３】前記冷却媒体を冷却水等の液体とする場合
には、この冷却液は、焼入れ対象部分に吹き付けられた
後は前記プレス成形品の外部へ流出する。このため、プ
レス成形品を、焼入れ対象部分に吹き付けられてこのプ
レス成形品の外部へ流出した前記冷却液を受けるための
パンの内部に配置することが好ましい。これによると、
焼入れ対象部分を冷却した後の冷却液の処理が容易とな
る。

【００２４】また、前記パンを、冷却液を循環させるた
めの循環経路の一部を形成するものとしてもよい。これ
によると、冷却液の再使用が可能となる。このように冷
却液を再使用する場合においては、高温となった焼入れ
対象部分への吹き付けに伴う蒸発等により、冷却液の一
部は消失する。このため、循環経路に冷却液補給管を設
けることによって消失した冷却液を補給できるようにし
てもよい。

【００２５】さらに、循環経路には、この循環経路中を
循環する冷却液に溶け込んでいる溶存酸素を除去する溶
存酸素除去手段を設けることが好ましい。これによる
と、焼入れ対象部分に吹き付けられる冷却液からは溶存
酸素が除去されているため、この焼入れ対象部分におけ
る冷却液吹き付け面側の酸化を防止して焼入れすること
ができ、焼入れ後にプレス成形品に対して行う塗装等の
ための後作業を所定どおり行えるようになる。

【００２６】前記溶存酸素除去手段の一例は、貯溜槽に
溜められた冷却液に窒素ガス等の非酸化性ガスを吹き込
むための吹き込み管を備えたものとし、この吹き込みに
より、冷却液に溶け込んでいる溶存酸素を脱気させるも
のとすることである。

【００２７】なお、溶存酸素除去手段は、冷却液から溶
存酸素を完全に除去するものに限定されず、焼入れ後に
行われる前記後作業を支障なく実施できる程度に冷却液
から溶存酸素を除去できる程度のものでもよい。

【００２８】焼入れ後に前述した塗装等のための後作業
が行われる場合には、焼入れ装置に、前記焼入れ対象部
分の焼入れを非酸化性ガス雰囲気中で行うための非酸化
性ガス供給手段を設けることが好ましい。これにより、
焼入れ対象部を、酸化を防止して焼入れすることがで
き、前記後作業を所定どおり行える。

【００２９】プレス成形品の前記細長い凸状部の内側空
間を前記非酸化性ガス雰囲気とし、この内側空間におけ
る前記凸状部に沿った長手方向の両端部のうちの少なく
とも一方の端部が、開口した開口端となっている場合に
は、この開口端に非酸化性ガス噴出手段を設けることに
より、非酸化性ガスによるガスカーテンをこの開口端に
形成することが好ましい。

【００３０】これによると、前記非酸化性ガス供給手段
から凸状部の内側空間に供給された非酸化性ガスが前記
開口端から流出するのをガスカーテンで阻止でき、この
内側空間の非酸化性ガス雰囲気を維持できる。また、こ
の内側空間内で前記冷却液の吹き付けを行う場合でも、
吹き付け後の冷却液を前記開口端から流出させることが
できる。

【００３１】焼入れ装置に前記プレス成形品の外側を覆
うカバーが設けられ、このカバーとプレス成形品との間
の間隔空間を前記非酸化性ガス雰囲気とし、この間隔空
間における前記凸状部に沿った長手方向両側のうちの少
なくとも一方の端部が、開口した開口端となっている場
合には、この開口端に非酸化性ガス噴出手段を設けるこ
とにより、非酸化性ガスによるガスカーテンをこの開口
端に形成することが好ましい。

【００３２】これによると、前記非酸化性ガス供給手段
から前記間隔空間に供給された非酸化性ガスが前記開口
端から流出するのをガスカーテンで阻止できることにな
り、この間隔空間の非酸化性ガス雰囲気を維持できる。

【００３３】以上において、非酸化性ガスの「非酸化」
とは、焼入れ対象部分の酸化を完全に防止する意味に限
定されず、酸化を軽度に留めるという意味をも含むもの
で、前記後作業を所定どおり実施できる程度の酸化は許
容される。

【００３４】以下、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すプレス成
形品１に対する焼入れを例にとって、図面を参照して本
発明の好適な実施形態を説明する。プレス成形品１は、
鋼板をプレス成形して作られたもので、全長に亘って延
びる凸条部１Ａとその両側のフランジ部１Ｂを備えた形
状であり、長手方向に屈曲した形状をしている。そし
て、この凸条部１Ａは頂上両側に二つの稜線部１Ｃを備
えており、その稜線部１Ｃに沿って設定した狭い幅の領
域（ハッチングで示す領域）が焼入れを施すべき焼入れ
対象部分２である。なお、図面では焼入れ対象部分２を
稜線部１Ｃに沿って一定幅としているが、必要に応じ、
稜線部１Ｃに沿って幅が変化する設定としてもよい。

【００３５】このプレス成形品１に焼入れ処理を施すに
当たっては、まず、図２に示すように、プレス成形品１
のフランジ部１Ｂを支持台５の支持面５Ａに乗せ、固定
部材６及びボルト或いはクランプ（図示せず）で固定す
る。ここで用いる支持台５の支持面５Ａは、プレス成形
品１のフランジ部１Ｂの屈曲に合わせた屈曲を有するも
のであり、これにより、プレス成形品１を所定の形状の
ままで固定、保持することができる。なお、プレス成形
品１を焼入れした時にプレス成形品１に無視しえない歪
が生じる場合には、支持台５の支持面５Ａの形状を、そ
の支持面５Ａにプレス成形品１を固定した時、焼入れに
よって生じる歪を相殺することのできる逆歪をプレス成
形品に加えることができる形状としておくとか、あるい
はプレス成形品１を支持面５Ａに取り付けるに当たって
両者の間にスペーサを適宜配置して、プレス成形品１に
逆歪を与えておくことが推奨される。このような逆歪を
与えておくことで、焼入れによって生じる歪と相殺させ
て、歪のほとんどない所望形状の焼入れプレス成形品を
得ることができる。

【００３６】次に、図３、図４に示すように、プレス成
形品１の凸条部１Ａの稜線部１Ｃに設定した焼入れ対象
部分２をほぼ覆うように、誘導子１１を近接配置し、且
つプレス成形品１の内側には、誘導子１１で加熱した領
域全体に同時に冷却水を吹き付けることの可能な冷却管
１３を配置する。ここで用いる誘導子１１は、銅パイプ
等の中空筒状の導体で形成された誘導作用導体１２を備
えており、凸条部１Ａの両側の稜線部１Ｃにそれぞれほ
ぼ一定間隔で沿わせることができる形状としている。誘
導作用導体１２の断面形状については後述する。両側に
配置した誘導子１１は一端を中空導体からなる連結部材
１４で、通電及び通水可能な形態で連結しており、他端
に中空導体からなる接続管１５を設けている。この接続
管１５は、誘導子１１に対して高周波通電する電源装置
（図示せず）に連結されると共に冷却水の給排水管に接
続されている。かくして、誘導子１１は、電源装置によ
って高周波通電されると共に中空内部に冷却水が通さ
れ、誘導子１１自体を冷却する構成となっている。

【００３７】次に誘導子１１の断面形状（焼入れ対象部
分２に対向配置した状態で、凸条部１Ａを横切る面にお
ける断面形状）を説明する。図５に示すように、誘導子
１１の誘導作用導体１２は、プレス成形品１に設定した
焼入れ対象部分２に対向した誘導作用面１２Ａを備えて
おり、その誘導作用面１２Ａの、凸条部１Ａを横切る方
位における形状を、焼入れ対象部分２の面形状に倣った
形状としている。この構成により、誘導作用面１２Ａの
焼入れ対象部分２に対する対向間隔Ｄを、凸条部１Ａを
横切る方位に関して均等とすることができる。このよう
に、対向間隔Ｄを均等とすることにより、誘導子１１へ
の高周波通電により、プレス成形品１の、誘導作用面１
２Ａに対向した領域の全幅にほぼ均等に入熱することが
できる。ここで、間隔Ｄとしては、入熱効率を高めるた
め、通常、１〜４ｍｍ程度に設定することが好ましい。
誘導子１１の誘導作用面１２Ａの幅Ｗ１は、焼入れ対象
部分２の幅Ｗ２にほぼ等しく設定しておく。誘導作用導
体１２の、少なくとも焼入れ対象部分に対向する誘導作
用面１２Ａには、アルミナ溶射被覆などの絶縁被覆１７
を形成しておくことが好ましい。絶縁被覆１７を形成し
ておくことで、誘導子１１をプレス成形品１に近接配置
した時に、たとえ、その誘導子１１がプレス成形品１に
接触しても短絡を回避できる。

【００３８】誘導子１１をプレス成形品１に対して近接
配置する際、誘導子１１の誘導作用面１２Ａと稜線部１
Ｃの焼入れ対象部分２の間隔Ｄは、通常は、図５に示す
ように、誘導子１１の幅方向（凸条部１Ａを横切る方
向）に一定となるようにし、且つ図６に示すように長手
方向（凸条部１Ａの長手方向）にも一定とするが、最高
到達温度調節等のために適宜変化した形態としてもよ
い。誘導子１１を、その誘導作用面１２Ａが稜線部１Ｃ
の焼入れ対象部分２に対して所定間隔Ｄとなるように保
持する方法としては、誘導子１１を適当な保持部材（図
示せず）に保持させ、その保持部材を支持台５に対して
所望位置に位置決めする方法を挙げることができる。ま
た、誘導子１１と稜線部１Ｃの焼入れ対象部分２の間に
適当な絶縁性のスペーサを配置し、誘導子１１をそのス
ペーサを介して焼入れ対象部分２に押し付ける方法を採
っても良い。スペーサを用いる場合、そのスペーサを誘
導子１１の、焼入れ対象部分２に対向する面１２Ａに取
り付けておくことが、誘導子１１の配置操作を容易とで
きるので好ましい。このスペーサは、逆歪を与えた状態
で取り付けられたプレス成形品１に対して誘導子１１の
間隔規制を行う場合に特に有用である。

【００３９】上記したように、誘導子１１をプレス成形
品１に対して近接配置した後、その誘導子１１に電源装
置（図示せず）から高周波通電し、プレス成形品１の２
個所の焼入れ対象部分２全体を同時に誘導加熱し、焼入
れ可能な温度に昇温させ、次いで、通電を止め、冷却管
１３から冷却水を吹き付けて急冷する。これにより、２
個所の焼入れ対象部分２全体に同時に焼入れが施され
る。ここで、図５に示すように、誘導子１１のプレス成
形品１の焼入れ対象部分２に対向する誘導作用面１２Ａ
を、凸条部を横切る方位に関して焼入れ対象部分２の面
形状に倣う形状とし、両者の間隔Ｄを均等としているの
で、誘導子１１に高周波通電した時に、この誘導作用面
１２Ａに対向した焼入れ対象部分２全体をほぼ均等に発
熱させることができ、焼入れ対象部分２全体を短時間
で、ほぼ同一の最高到達温度に昇温させることができ
る。誘導子１１による誘導加熱は極力短時間内に行い、
発熱部分の熱が隣接領域に熱伝導によって拡がるのを極
力少なくする。もし、誘導子１１による焼入れ対象部分
２の昇温速度を遅くしてゆっくりと昇温させていると、
発熱領域からの熱が熱伝導によって周囲に伝わり、焼入
れ対象部分２の外側まで焼入れされるような温度に昇温
してしまう。この結果、焼入れされる領域が、本来焼入
れすべき焼入れ対象部分２の外側に拡がってしまい、し
かもその拡がりが不均一となるとか、製品間で不均一と
なってしまう恐れがある。そこで、昇温時間を短くする
ことで、周囲への熱伝導を極力抑制し、誘導子１１の誘
導作用面１２Ａに対向した領域にほぼ一致した焼入れ対
象部分２のみに焼入れを施すことが可能となる。本発明
者らが確認した結果、誘導加熱時間を１０秒以下、望ま
しくは５秒以下とすることで、良好な結果を得ることが
できた。

【００４０】誘導子１１への高周波通電の周波数は、通
常の誘導加熱に多用されている１〜５０ｋＨｚの範囲内
とすればよいが、好ましくは、５〜２５ｋＨｚの比較的
低周波数域を用いる。これらの低周波数域では、誘導子
１１の誘導作用面１２Ａと焼入れ対象部分２との間隔Ｄ
の入熱量に対する影響が小さくなり、この間隔Ｄに多少
のばらつきがあっても、均一な加熱を行うことができ、
誘導子１１の配置が容易となる利点が得られる。

【００４１】上記した実施形態では、誘導子１１の誘導
作用面１２Ａの焼入れ対象部分２に対する対向間隔Ｄ
を、誘導子１１の幅方向及び長手方向の両方ともに一定
とし、焼入れ対象部分２をほぼ均一な温度に昇温させて
いる。ところで、焼入れ対象部分２を誘導加熱した際、
熱が隣接領域にも熱伝導によって広がるため、焼入れ対
象部分２の周縁領域では温度が低くなる傾向があり、特
に長手方向の両端領域で温度が低くなる傾向がある。こ
のため、焼入れ対象部分２に対する誘導作用面１２Ａの
間隔を一定とすると、温度の均一性を確保できない場合
がある。このような場合には、誘導作用面１２Ａの焼入
れ対象部分２に対する間隔を場所によって異ならせ、温
度の均一化を図ることが推奨される。例えば、焼入れ対
象部分２に対する誘導子１１の間隔を凸条部１Ａの長手
方向の両端部では、中央部に比べて小さくなるように設
定し、両端部での入熱量を多くして、温度の均一化を図
ることができる。

【００４２】上記の実施形態では、焼入れ対象部分２を
均一な温度に昇温させて全体を均一に焼入れして均一な
焼入れ硬さを得ているが、焼入れ対象部分２の焼入れ硬
さを凸条部１Ａに沿って変化させたい場合には、誘導子
の誘導作用面１２Ａと焼入れ対象部分２との間隔を凸条
部１Ａに沿って変化させることで、最高到達温度を凸条
部１Ａに沿って変化させ、あるいは、冷却条件（例えば
冷却水量）を凸条部１Ａ沿いに変化させて、所望の硬さ
分布を得ることができる。

【００４３】たとえば、図７（Ａ）において、焼入れ対
象部分２の両端部２Ａの焼入れ硬さを、中央部２Ｂより
も低くして、焼入れを施さない領域との硬度差を小さく
したい場合には、図７（Ｂ）に示すように、両端部２Ａ
における誘導子１１の誘導作用面１２Ａと焼入れ対象部
分２の間隔Ｄ′を、中央部２Ｂにおける間隔Ｄよりも広
く設定し、あるいは両端部２Ａの冷却水量を中央部２Ｂ
よりも少なくするなどして、両端部２Ａの焼入れ硬さを
中央部２Ｂよりも低くすればよい。

【００４４】

【実施例】［実施例１］図１，図５に示す形状で、厚さ
１．４ｍｍの鋼板製のプレス成形品１の稜線部に設定し
た焼入れ対象部分２に、図５に示す断面形状で且つ幅Ｗ
１＝１２ｍｍの誘導子１１を対向間隔Ｄ＝３ｍｍで配置
した。この誘導子１１に周波数８ｋＨｚの高周波通電を
５秒間行って８５０〜９５０°Ｃに昇温させ、その直後
に冷却水を吹き付けて焼入れを行った。焼入れ終了後、
焼入れ対象部分２の幅方向の焼入れ硬さ分布を測定し
た。その一例を図８に示す。なお、図８は片方の稜線部
について、焼入れ対象部分の幅方向片半部のデータを示
したものであって、横軸は、焼入れ対象部分２の幅方向
の位置を、焼入れ対象部分の幅方向の中央を基準点（座
標０）として示し、縦軸は硬さを示している。 ［実施例２］実施例１と同一のプレス成形品１の稜線部
に設定した焼入れ対象部分２に、同一の誘導子１１を対
向間隔Ｄ＝３ｍｍで配置した。この誘導子１１に周波数
８ｋＨｚの高周波通電を８秒間行って８５０〜９５０°
Ｃに昇温させ、その直後に冷却水を吹き付けて焼入れを
行った。焼入れ終了後、幅方向の焼入れ硬さ分布を測定
し、図８に示す結果を得た。

【００４５】図８に示すグラフから明らかなように、実
施例１，２共に、稜線部１Ｃの誘導子１１に対向する領
域をほぼ一定の硬さに焼入れすることができた。ただ
し、実施例２では、一定硬さの領域の外側に、かなり硬
さの高い領域が生じているが、実施例１では、急激に硬
度が低下しており、加熱時間を短くすることで誘導子１
１に対向する領域のみに焼入れを行うことができること
を確認できた。

【００４６】上記実施例１，２の焼入れ処理を、２５ｋ
Ｈｚの高周波通電によって行うことも試みたが、上記実
施例と大差のない結果が得られている。

【００４７】図９〜図１１は、一層具体的な実施形態に
係る焼入れ装置を示し、この焼入れ装置は、プレス成形
品１の焼入れ対象部分２についての焼入れを非酸化性ガ
ス雰囲気中で実施できるようにした装置である。図９
は、冷却水の循環経路と非酸化性ガスの供給経路を含め
て示した焼入れ装置の側断面図で、図１０は図９の要部
拡大図、図１１は図１０のＳ１１−Ｓ１１線断面図であ
る。以下の説明では、既に述べた部材、装置と同じ機能
又は作用となっているものには同一符号を用いる。

【００４８】図９において、基台２０上にはパン２１が
設置されているとともに、パン２１の内部に支持台５が
配置され、支持台５の上面である支持面５Ａにプレス成
形品１がセットされている。プレス成形品１は、固定部
材６に作用する図示しないトグル機構等による倍力機構
式のクランプ装置のクランプ力で支持面５Ａに固定さ
れ、自動装置又は手作業装置となっているこのクランプ
装置によるクランプを解除することにより、プレス成形
品１は支持面５Ａから取り外し可能となる。

【００４９】プレス成形品１の上方には、図１０と図１
１でも示されているカバー２２が設けられ、プレス成形
品１の外側を覆うカバー２２は、ステー２３とブラケッ
ト２４を介して高周波電源装置２５に取り付けられてい
る。高周波電源装置２５は、図９で示すように、前記基
台２０から立設されている支柱２６のアーム２７にガイ
ドレール２８を介して吊り下げられ、ハンドル２９を操
作することにより、ガイドレール２８に案内されて高周
波電源装置２５やカバー２２は図１１の左右方向に移動
し、その位置が調整される。また、図９のアーム２７
は、支柱２６のガイド部２６Ａにシリンダ３０の伸縮に
よって上下スライド自在に配置されている。

【００５０】プレス成形品１の上側を覆っているカバー
２２は、図１０に示されているとおり、プレス成形品１
の細長の凸状部１Ａの長手方向に延びており、図１１に
示すように、カバー２２の下面におけるプレス成形品１
の２つの焼入れ対象部分２と対応する箇所には、高周波
電源装置２５から高周波電流が通電される誘導子１１が
配置され、これらの誘導子１１は図３で説明した連結部
材１４で連結され、それぞれの誘導子１１の誘導作用導
体１２は、焼入れ対象部分２と上下に対向している。銅
等の低電気抵抗材料からなる誘導子１１は、ベークライ
ト等の非導電材料からなる押えバー３１と、耐火性且つ
非導電性のケイ酸カルシウム繊維等からなるカバー２２
とを貫通するスタッドボルト３２によってカバー２２に
取り付けられている。また、ステンレス等の金属材料か
らなるステー２３とスタッドボルト３２との間には、絶
縁部材が介入されている。

【００５１】図９で示したハンドル２９の操作によって
カバー２２を図１１の左右方向へ位置調整することによ
り、それぞれの誘導子１１の位置は焼入れ対象部分２と
正確に対向する位置に調整され、この位置調整した状態
において、図９で示したシリンダ３０を縮み作動させて
カバー２２を下降させると、誘導作用導体１２の図１１
で示した誘導作用面１２Ａと焼入れ対象部分２との間が
前述した所定の大きさの間隔となる。また、シリンダ３
０を伸び作動させてカバー２２を上昇させると、前記ク
ランプ装置のクランプの解除により、支持台５の支持面
５Ａにロボット等によるローディング装置で次のプレス
成形品を交換してセットすることができる。

【００５２】なお、図１１で示した誘導作用導体１２に
は図５で示した絶縁被膜１７が設けられていないが、も
ちろん、図１１の誘導作用導体１２にも絶縁皮膜を設け
てもよい。また、シリンダ３０の縮み作動でカバー２２
を下降させたときに誘導作用導体１２の誘導作用面１２
Ａと焼入れ対象部分２との間を確実に所定の大きさの間
隔とするためのスペーサを、誘導作用面１２Ａに取り付
けてもよい。

【００５３】図１１で示されているとおり、カバー２２
におけるプレス成形品１の凸状部１Ａを横切る方位の断
面形状は、２個の誘導子１１の間の中央部がプレス成形
品１から大きく上方へ離れた山形となっている。カバー
２２の下面におけるこの中央部には、第１非酸化性ガス
供給手段である第１非酸化性ガス供給管４０がカバー２
２の長手方向に沿って配管されている。非酸化性ガス供
給管４０はホールド部材４１で保持され、ホールド部材
４１は、図１１の左右に設けられている前記ステー２３
間に架設されたブラケット４２にスタッドボルト４３で
取り付けられている。

【００５４】第１非酸化性ガス供給管４０とホールド部
材４１は、合成樹脂等の非導電性材料で形成されてお
り、これにより、誘導子１１と平行する方向へ非酸化性
ガス供給管４０とホールド部材４１が延びていても、こ
れらに誘導電流が生ずることがないようになっている。
また、上述したように非酸化性ガス供給管４０とホール
ド部材４１は、２個の誘導子１１から大きく離れたカバ
ー２２の中央部に配置されているため、誘導子１１の誘
導作用導体１２に高周波電流が通電され、この通電でプ
レス成形品１の焼入れ対象部分２に生ずる誘導電流によ
って焼入れ対象部分２が加熱されても、誘導作用導体１
２と焼入れ対象部分２からの輻射熱で非酸化性ガス供給
管４０とホールド部材４１が一定温度以上に過熱される
ことがないようになっている。

【００５５】図１１で示すように、プレス成形品１とカ
バー２２との間は間隔空間Ｓ１となっている。この間隔
空間Ｓ１に第１非酸化性ガス供給管４０から噴出する窒
素ガス等の非酸化性ガスが供給されて、間隔空間Ｓ１が
非酸化性ガス雰囲気の空間となった後に、誘導子１１の
誘導作用導体１２への高周波電流の通電によって焼入れ
対象部分２に焼入れが行われる。また、図１０から分か
るように、間隔空間Ｓ１におけるプレス成形品１の凸状
部１Ａに沿った長手方向両側の端部は開口した開口端４
４となっており、これらの開口端４４に近いカバー２２
の長手方向の両端部には、第１非酸化性ガス噴出手段で
ある第１非酸化性ガス噴出管４５がカバー２２に沿って
配管されている。図１１で示されているように、これら
の非酸化性ガス噴出管４５から噴出する非酸化性ガスに
よって開口端４４にガスカーテンが形成されることによ
り、間隔空間Ｓ１に供給された非酸化性ガスの開口端４
４からの流出が防止される。

【００５６】図１１で示すように、プレス成形品１は凸
状部１Ａを上向きにして支持台５にセットされているた
め、凸状部１Ａの内側は内側空間Ｓ２となっている。こ
の内側空間Ｓ２に、焼入れ対象部分２へ冷却水を噴出す
る冷却管１３が配管されている。また、内側空間Ｓ２に
は、この空間Ｓ２に非酸化性ガスを供給するための第２
非酸化性ガス供給手段である第２非酸化性ガス供給管５
０も配管され、この非酸化性ガス供給管５０から非酸化
性ガスが噴出して内側空間Ｓ２が非酸化性ガス雰囲気と
なった後に、焼入れ対象部分２の焼入れが行われる。

【００５７】図１０から分かるように、内側空間Ｓ２に
おけるプレス成形品１の凸状部１Ａに沿った長手方向両
側の端部は開口した開口端５１となっている。これらの
開口端５１に近い支持台５の箇所には、第２非酸化性ガ
ス噴出手段である第２非酸化性ガス噴出管５２が、プレ
ス成形品１の凸状部１Ａを横切る方位に貫通配管されて
おり、図１１に示すとおり、これらの非酸化性ガス噴出
管５２には、支持台５の支持面５Ａに挿入された複数の
ノズル５２Ａが設けられている。ノズル５２Ａから非酸
化性ガスが噴出することにより、それぞれの開口端５１
にガスカーテンが形成され、内側空間Ｓ２に供給された
非酸化性ガスが開口端５１から流出することが防止され
る。

【００５８】図９で示されているように、第１非酸化性
ガス供給管４０と第１非酸化性ガス噴出管４５と第２非
酸化性ガス供給管５０と第２非酸化性ガス噴出管５２
は、非酸化性ガスボンベ５３から延びる非酸化性ガス供
給経路５４と接続され、それぞれにボンベ５３から非酸
化性ガスが供給される。

【００５９】また、前記冷却管１３は、冷却水を溜めた
貯溜槽６０に往経路６１で接続され、この往経路６１に
よって貯溜槽９内の冷却水が冷却管１３に供給される。
冷却管１３から焼入れ対象部分２へ吹き付けられた冷却
水は、内側空間Ｓ２の開口端５１からプレス成形品１が
配置されている前記パン２１の内部に流出するが、パン
２１の底部には水抜き孔２１Ａが形成され、水抜き孔２
１Ａは復経路６２によって貯溜槽６０に接続されてい
る。

【００６０】このため、冷却水を貯溜槽６０とパン２１
との間で循環させるための循環経路６３が形成されてお
り、パン２１はこの循環経路６３の一部を形成する部材
となっていて、プレス成形品１の焼入れ対象部分２に供
給される冷却水は、循環使用によって再利用されるよう
になっている。

【００６１】循環経路６３の適所には、具体的には貯溜
槽６０には、冷却水の補給管６４が接続され、この補給
管６４から、焼入れ対象部分２への吹き付けで蒸発して
消失する冷却水が貯溜槽６０へ補給される。

【００６２】また、貯溜槽６０には、貯溜槽６０に溜め
られた冷却水に非酸化性ガスを吹き込むための吹き込み
管６５が挿入されている。この吹き込み管６５から貯溜
槽６０内の冷却水に非酸化性ガスが吹き込まれることに
より、冷却水に溶け込んでいる溶存酸素が除去される。
このため、吹き込み管６５は、循環経路６３中を循環す
る冷却水から溶存酸素を除去するための溶存酸素除去手
段６６を形成しており、冷却管１３から焼入れ対象部分
２に吹き付けられる冷却水は溶存酸素が除去されている
ため、焼入れ対象部分２が、前記間隔空間Ｓ１と内側空
間Ｓ２に非酸化性ガスが供給された非酸化性ガス雰囲気
中で焼入れされることと併せ、焼入れ対象部分２の酸化
を防止しながらプレス成形品１の焼入れを行えるように
なっている。

【００６３】パン２１から貯溜槽６０に戻る冷却水は焼
入れ対象部分２への吹き付けによって昇温しているた
め、この冷却水から除熱を行うための除熱手段７０が貯
溜槽６０に設けられている。この除熱手段７０は、クー
リングタワー７１との間で循環する水が溜められた水槽
７２と、水槽７２と貯溜槽６０との間に架設された熱交
換器７３とを有する。クーリングタワー７１で冷却され
た水により、熱交換器７３を介して貯溜槽６０内の冷却
水からの除熱が行われる。

【００６４】なお、冷却水の循環経路６３中にクーリン
グタワーを設けることにより、この冷却水から直接除熱
してもよい。

【００６５】図１０で示されているように、第２非酸化
性ガス供給管５０と第２非酸化性ガス噴出管５２は、ジ
ョイント部材８０を介して前記非酸化性ガス供給経路５
４に連なる管８１に接続されており、冷却管１３も、ジ
ョイント部材８２を介して冷却水用の前記循環経路６３
の往経路６１に連なる管８３に接続されている。

【００６６】このため、ジョイント部材８０，８２の取
り外しにより、形状、長さ等が異なる各種のプレス成形
品ごとに用意されている支持台５を、形状、長さ等が異
なるプレス成形品の焼入れを行うために交換しても、非
酸化性ガス供給経路５４の管８１と循環経路６３の管８
３とを共通使用できるようになっている。

【００６７】以上の構成となっている焼入れ装置による
プレス成形品１の焼入れ作業は、次のように行われる。

【００６８】先ず、ロボット等によるローディング装置
でプレス成形品１が支持台５の支持面５Ａにセットさ
れ、プレス成形品１が固定部材６に作用するクランプ装
置で支持面５Ａにクランプされる。次いで、内側空間Ｓ
２に第２非酸化性ガス供給管５０から非酸化性ガスが供
給されるとともに、内側空間Ｓ２の開口端５１に第２非
酸化性ガス噴出管５２からの非酸化性ガスによるガスカ
ーテンが形成される。これにより、内側空間Ｓ２は非酸
化性ガス雰囲気となる。なお、第２非酸化性ガス供給管
５０からの内側空間Ｓ２への非酸化性ガスの供給量を、
最初は多量とし、この後は徐々に一定量まで減少させる
ことにより、短時間で内側空間Ｓ２内の空気を追い出す
ことができるため、作業効率を向上させることができ、
そして、開口端５１にガスカーテンを形成することで、
内側空間Ｓ２からの非酸化性ガスの流出を防止してこの
空間Ｓ２の非酸化性ガス雰囲気を維持できる。

【００６９】この後、図９で示したシリンダ３０によっ
てカバー２２が下降し、カバー２２がプレス成形品１に
対して図１１で示した状態になる。次いで、間隔空間Ｓ
１に第１非酸化性ガス供給管４０から非酸化性ガスが供
給されるとともに、第１非酸化性ガス噴出管４５からの
非酸化性ガスによって間隔空間Ｓ１の開口端４４にガス
カーテンが形成される。これにより間隔空間Ｓ１は非酸
化性ガス雰囲気となる。なお、この場合にも、第１非酸
化性ガス供給管４０からの間隔空間Ｓ１への非酸化性ガ
スの供給量を、最初は多量とし、この後は徐々に一定量
まで減少させることにより、短時間で間隔空間Ｓ１内の
空気を追い出すことができ、これによって作業効率を向
上させることができ、そして、開口端４４にガスカーテ
ンを形成することにより、間隔空間Ｓ１からの非酸化性
ガスの流出を防止してこの空間Ｓ１の非酸化性ガス雰囲
気を維持できる。

【００７０】以上のようにしてプレス成形品１の焼入れ
対象部分２が臨んでいる内側空間Ｓ２と間隔空間Ｓ１が
非酸化性ガス雰囲気となった後、高周波電源装置２５か
ら誘導子１１の誘導作用導体１２に高周波電流が通電さ
れ、この通電によって焼入れ対象部分２に誘導電流が生
じることで焼入れ対象部分２が加熱され、焼入れ対象部
分２が所定温度まで昇温した後、誘導作用導体１２への
通電は停止される。そして、冷却管１３から焼入れ対象
部分２への冷却水の吹き付けがなされ、焼入れ対象部分
２は急冷されて焼入れされる。

【００７１】この後、第１非酸化性ガス供給管４０と第
１非酸化性ガス噴出管４５と第２非酸化性ガス供給管５
０と第２非酸化性ガス噴出管５２からの非酸化性ガスの
噴出が停止するとともに、冷却管１３からの冷却水の噴
出も停止する。

【００７２】そして、固定部材６を介した前記クランプ
装置によるプレス成形品１のクランプが解除されるとと
もに、前記ローディング装置によってプレス成形品１は
支持台５から取り出される。

【００７３】この支持台５にはローディング装置で次の
プレス成形品１がセットされ、このプレス成形品１につ
いてに焼入れが以上説明した作業と同じ作業によって行
われ、それぞれのプレス成形品１が順次焼入れされる。

【００７４】ローディング装置で支持台５から取り出さ
れたプレス成形品１は、ホットエア等による乾燥工程へ
送られ、付着している冷却水が除去される。この後、プ
レス成形品１は、焼入れ作業後の後作業となっている塗
装のための工程に送られる。

【００７５】この作業工程が、プレス成形品１を塗装す
る前に、プレス成形品１を所定の薬液で処理等するなど
の工程となっていても、焼入れ対象部分２は、前述した
ように非酸化性ガス雰囲気中で焼入れされており、ま
た、焼入れ対象部分２に吹き付けられた冷却水からは溶
存酸素が除去されており、したがって、焼入れ対象部分
２は酸化が防止されて焼入れされているため、上記作業
工程を所定どおり行える。

【００７６】なお、以上説明した実施形態では、誘導子
１１の誘導作用導体１２への通電及びその停止によって
焼入れ対象部分２を加熱した後に、冷却管１３からの焼
入れ対象部分２への冷却水の吹き付け及びその停止を行
ったが、冷却管１３からの焼入れ対象部分２への冷却水
の吹き付け開始後に、誘導作用導体１２への通電及びそ
の停止を行い、次いで冷却水の吹き付けを停止してもよ
い。

【００７７】また、前記パン２１を、溶存酸素が除去さ
れた冷却水を充分に貯溜した水槽とし、この水槽にプレ
ス成形品１を水没状態で入れ、この状態において、誘導
作用導体１２へ通電で焼入れ対象部分２を焼入れするよ
うにしてもよい。このようにした場合には、前記第１非
酸化性ガス供給管４０等の非酸化性ガス雰囲気を形成す
るための手段は不要になる。

【００７８】さらに、焼入れ装置は、非酸化性ガスが充
填されたチャンバを備え、このチャンバの内部でプレス
成形品の焼入れを行うようになっている装置でもよく、
そして、チャンバに連なる待機用チャンバが設けられ、
この待機用チャンバに次に焼入れされるプレス成形品が
待機し、複数のプレス成形品を連続して焼入れできるよ
うになっている装置としてもよい。

【００７９】以上に、図１に示す形状のプレス成形品１
に対する焼入れを行う場合の実施形態を説明したが、焼
入れの対象とするプレス成形品はこれに限らず、種々変
更可能である。以下、焼入れの対象とするプレス成形品
の例をいくつか簡単に説明する。図１２は車両に用いる
フロントパンパービーム１２０とフロントサイドフレー
ム１３０を分解した状態で示す概略斜視図である。フロ
ントパンパービーム１２０は、長手方向の中央部が前方
へ張り出した弓型形状となっており、図１２のＳ１３−
Ｓ１３線断面図である図１３に示すように、前面部１２
１，上面部１２２，下面部１２３，後面部１２４を有す
る筒状に成形されたプレス成形品である。このフロント
パンパービーム１２０において、四角に位置する稜線部
１２５Ａ，１２５Ｂ，１２５Ｃ，１２５Ｄの各々を含む
領域が凸条部を形成している。この凸条部のハッチング
で示す領域２を焼入れ対象部分と設定し、本発明を適用
することで短時間で焼入れを行うことができる。なお、
フロントパンパービーム１２０に対して焼入れ対象部分
２を設定するに当たっては、焼入れ対象部分２の幅（フ
ロントパンパービーム１２０を横切る方向の幅）を、フ
ロントパンパービーム１２０の長手方向の中央部では小
さくし、両端部に向かって大きくなる形状とすることが
好ましい。この形状を採用して焼入れを行っておくと、
フロントパンパービーム１２０の長手方向の中央部で
は、非焼入れ領域が大きいため靱性が大きく、一方、両
端部では焼入れ領域が大きくなるため強度が大きくなっ
ており、フロントパンパービーム１２０の長手方向の中
央部に軽微な衝突荷重が作用した場合には、靱性の大き
い中央部において、その軽微な衝突荷重を有効に受ける
ことができ、また、フロントパンパービーム１２０に大
きな衝突荷重が作用した時には、強度が大きく且つフロ
ントサイドフレーム１３０が結合されている両端部で大
きな衝突荷重を有効に受けることができる。

【００８０】図１２において、フロントサイドフレーム
１３０は、フロントパンパービーム１２０の両端を支持
するものであり、図１２のＳ１４−Ｓ１４線断面図であ
る図１４に示すように、ウェブ部１３１とその上下のフ
ランジ部１３２，１３３を有する略コ字状に成形された
プレス成形品である。このフロントサイドフレーム１３
０において、ウェブ部１３１の上下に位置する稜線部１
３４Ａ，１３４Ｂの各々を含む領域が凸条部を形成して
いる。この凸条部のハッチングで示す領域２を焼入れ対
象部分と設定し、本発明を適用することで短時間で焼入
れを行うことができる。なお、フロントサイドフレーム
１３０に対して焼入れ対象部分２を設定するに当たって
は、焼入れ対象部分２の幅（フロントサイドフレーム１
３０を横切る方向の幅）を、フロントパンパービーム１
２０に結合される先端部と、この先端部から間隔を開け
て車両後方へ後退した個所の後退部とで大きくし、これ
らの間の中間部で小さくしておくことが好ましい。この
形状を採用して焼入れを行っておくと、フロントパンパ
ービーム１２０からの大きな衝撃荷重がフロントサイド
フレーム１３０に作用したとき、先端部と後退部との間
の強度が小さい中間部を座屈が生ずる座屈ポイントとす
ることができ、この座屈ポイントによって大きな衝突エ
ネルギーをフロントサイドフレーム１３０で有効に吸収
できる。

【００８１】図１５は車両に用いるサイドドア用の補強
ビーム１４０を示す概略斜視図である。この補強ビーム
１４０は、下側の平坦部１４１，１４２，１４３と、４
個の垂直壁部１４４と、上側の湾曲部１４５，１４６を
有する形状に成形されたプレス成形品である。この補強
ビーム１４０において、稜線部１４７Ａ，１４７Ｂ，１
４７Ｃ，１４７Ｄの各々を含む領域及び湾曲部１４５，
１４６を含む領域が凸条部を形成している。この凸条部
のハッチングで示す領域２を焼入れ対象部分と設定し、
本発明を適用することで短時間で焼入れを行うことがで
きる。

【００８２】

【発明の効果】以上のように、本発明は、プレス成形品
の凸条部に設定した焼入れ対象部分全体に誘導子を近接
配置し、その誘導子に高周波通電して焼入れ対象部分全
体を同時に誘導加熱して焼入れ可能な温度に昇温させる
構成とし、しかも、その誘導子を、凸条部を横切る方位
に関して前記焼入れ対象部分の面形状に倣った形状の誘
導作用面を有する構成としたことにより、その誘導子に
対向した焼入れ対象部分全体をきわめて短時間で昇温さ
せて焼入れ処理でき、焼入れに伴うプレス成形品の歪発
生を小さく抑制しながら焼入れを施して、生産性よくプ
レス成形品の強化を図ることができるという効果を有し
ている。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）プレス成形品の１例の概略斜視図であ
る。 （Ｂ）そのプレス成形品の概略断面図である。

【図２】プレス成形品を支持台に取り付けた状態を示す
概略斜視図である。

【図３】プレス成形品を支持台に取り付け、誘導子を近
接配置した状態を示す概略斜視図である。

【図４】プレス成形品に設定した焼入れ対象部分に誘導
子を近接配置し、内側に冷却管を配置した状態を示す概
略断面図である。

【図５】プレス成形品の稜線部及びそれに近接配置した
誘導子の概略断面図である。

【図６】プレス成形品と誘導子を、稜線部に沿って切断
して示す概略断面図である。

【図７】（Ａ）プレス成形品の概略平面図である。 （Ｂ）プレス成形品と誘導子を、稜線部に沿って切断し
て示す概略断面図である。

【図８】実施例１，２で焼入れを行った焼入れ対象部分
の硬度分布を示すグラフである。

【図９】焼入れ装置の一層具体的な実施形態を示す側断
面図で、冷却水循環経路と非酸化性ガスの供給経路を含
めて示した図である。

【図１０】図９の要部各拡大図である。

【図１１】図１０のＳ１１−Ｓ１１線断面図である。

【図１２】プレス成形品の他の例を示す概略斜視図であ
る。

【図１３】図１２のＳ１３−Ｓ１３線断面図である。

【図１４】図１２のＳ１４−Ｓ１４線断面図である。

【図１５】プレス成形品の更に他の例を示す概略斜視図

【符号の説明】

１ プレス成形品 １Ａ 凸条部 １Ｂ フランジ部 １Ｃ 稜線部 ２ 焼入れ対象部分 ５ 支持台 ６ 固定部材 １１ 誘導子 １２ 誘導作用導体 １２Ａ 誘導作用面 １３ 冷却管 １４ 連結部材 １５ 接続管 ２１ パン ２２ カバー ４０ 第１非酸化性ガス供給手段である第１非酸化性ガ
ス供給管 ４４ 間隔空間の開口端 ４５ 第１非酸化性ガス噴出手段である第１非酸化性ガ
ス噴出管 ５０ 第２非酸化性ガス供給手段である第２非酸化性ガ
ス供給管 ５１ 内側空間の開口端 ５２ 第２非酸化性ガス噴出手段である第２非酸化性ガ
ス噴出管 ６３ 冷却水循環経路 ６５ 非酸化性ガス吹き込み管 ６６ 溶存酸素除去手段 ７０ 冷却水の除熱手段 １２０ フロントパンパービーム（プレス成形品） １３０ フロントサイドフレーム（プレス成形品） １４０ サイドドア用の補強ビーム（プレス成形品） Ｓ１ 間隔空間 Ｓ２ 内側空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ６２Ｄ 25/04 Ｂ６２Ｄ 25/04 Ｚ (72)発明者 羽矢 宏治 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内 (72)発明者 宿輪 新吾 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内 (72)発明者 岸原 重樹 神奈川県川崎市川崎区殿町２丁目17番８号 第一高周波工業株式会社内 (72)発明者 清水 智 東京都昭島市松原町２丁目14番８号 菊池 プレス工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 宗 東京都昭島市松原町２丁目14番８号 菊池 プレス工業株式会社内 (72)発明者 皆川 孝雄 東京都昭島市松原町２丁目14番８号 菊池 プレス工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D003 AA01 AA10 BB02 CA34 4K042 AA25 BA01 BA10 BA13 DA01 DB01 DC03 DD04 EA01

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長く形成された凸条部を有するプレス
   成形品を強化するために、前記凸条部に設定した焼入れ
   対象部分に焼入れを施す方法であって、前記焼入れ対象
   部分を加熱し、次いで急冷する焼入れ処理のための加熱
   を、前記焼入れ対象部分全体を同時に加熱できる誘導作
   用導体を備えた誘導子を前記焼入れ対象部分に近接させ
   て配置し、この誘導子に高周波通電して前記焼入れ対象
   部分全体を同時に誘導加熱する一発加熱方式で行い、こ
   の誘導子として、その誘導作用導体を、前記凸条部を横
   切る方位に関して前記焼入れ対象部分の面形状に倣った
   誘導作用面を有する形状に形成した誘導子を用い、その
   誘導作用面と焼入れ対象部分の間隔が、前記凸条部を横
   切る方位に関して均等となるように誘導子を配置して誘
   導加熱を行うことを特徴とするプレス成形品の焼入れ方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプレス成形品の焼入れ
   方法において、前記誘導子の誘導作用面の幅を前記凸条
   部に沿って変化させることにより、焼入れ幅を凸条部に
   沿って変化させることを特徴とするプレス成形品の焼入
   れ方法。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のプレス成形品の
   焼入れ方法において、前記誘導子による加熱時間を１０
   秒以下とすることを特徴とするプレス成形品の焼入れ方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載のプレス
   成形品の焼入れ方法において、前記焼入れ対象部分に対
   する前記誘導子の対向間隔を前記凸条部に沿って変化さ
   せることにより、凸条部に沿った方位に係る最高到達温
   度分布を調整することを特徴とするプレス成形品の焼入
   れ方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のプレス
   成形品の焼入れ方法において、前記焼入れを、この焼入
   れによって生じる歪を相殺することのできる逆歪をプレ
   ス成形品に加えた状態で行うことを特徴とするプレス成
   形品の焼入れ方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載のプレス
   成形品の焼入れ方法において、前記誘導子で加熱した焼
   入れ対象部分に対する冷却を、前記プレス成形品の表裏
   に関して誘導子を配置した側とは反対側から冷却媒体を
   吹き付けて行うことを特徴とするプレス成形品の焼入れ
   方法。
7. 【請求項７】 細長い凸条部を有するプレス成形品の、
   前記凸条部に設定した焼入れ対象部分に焼入れを施すた
   めの焼入れ装置であって、前記焼入れ対象部分の全長に
   亘る誘導作用導体を備え、且つその誘導作用面の、前記
   凸条部を横切る方位の形状を前記焼入れ対象部分の面形
   状に倣った形状とした誘導子と、その誘導子に対して高
   周波通電する電源装置と、前記誘導子によって加熱した
   焼入れ対象部分を急冷する冷却装置を備えたことを特徴
   とするプレス成形品の焼入れ装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載のプレス成形品の焼入れ
   装置において、前記誘導子の誘導作用導体が、中空筒状
   の導体で構成されており、その内部が冷却水路となって
   いることを特徴とするプレス成形品の焼入れ装置。
9. 【請求項９】 請求項７又は８に記載のプレス成形品の
   焼入れ装置において、前記誘導子の誘導作用面に絶縁被
   覆を施したことを特徴とするプレス成形品の焼入れ装
   置。
10. 【請求項１０】 請求項７〜９のいずれかに記載のプレ
    ス成形品の焼入れ装置において、前記誘導子の誘導作用
    面に、前記焼入れ対象部分との間隔を規制するスペーサ
    を配設したことを特徴とするプレス成形品の焼入れ装
    置。
11. 【請求項１１】 請求項７〜１０のいずれかに記載のプ
    レス成形品の焼入れ装置において、前記冷却装置が、前
    記プレス成形品の表裏に関して前記誘導子とは反対側に
    配置され、前記焼入れ対象部分全体に同時に冷却媒体を
    吹き付ける冷却管を備えていることを特徴するプレス成
    形品の焼入れ装置。
12. 【請求項１２】 請求項１１に記載のプレス成形品の焼
    入れ装置において、前記冷却媒体は液体であり、前記プ
    レス成形品は、前記焼入れ対象部分に吹き付けられてこ
    のプレス成形品の外部へ流出した前記冷却液を受けるた
    めのパンの内部に配置されていることを特徴とするプレ
    ス成形品の焼入れ装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２に記載のプレス成形品の焼
    入れ装置において、前記パンは、前記冷却液を循環させ
    るための循環経路の一部を形成していることを特徴とす
    るプレス成形品の焼入れ装置。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載のプレス成形品の焼
    入れ装置において、前記循環経路には、この循環経路中
    を循環する前記冷却液に溶け込んでいる溶存酸素を除去
    する溶存酸素除去手段が設けられていることを特徴とす
    るプレス成形品の焼入れ装置。
15. 【請求項１５】 請求項７〜１４のいずれかに記載のプ
    レス成形品の焼入れ装置において、前記焼入れ対象部分
    の焼入れを非酸化性ガス雰囲気中で行うための非酸化性
    ガス供給手段を備えていることを特徴とするプレス成形
    品の焼入れ装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載のプレス成形品の焼
    入れ装置において、前記プレス成形品の前記細長い凸状
    部の内側空間が前記非酸化性ガス雰囲気となっており、
    この内側空間における前記凸状部に沿った長手方向の両
    端部のうちの少なくとも一方の端部は、開口した開口端
    となっており、この開口端に非酸化性ガスによるガスカ
    ーテンを形成するための非酸化性ガス噴出手段を備えて
    いることを特徴とするプレス成形品の焼入れ装置。
17. 【請求項１７】 請求項１５又は１６に記載のプレス成
    形品の焼入れ装置において、前記プレス成形品の外側を
    覆うカバーが設けられ、このカバーと前記プレス成形品
    との間の間隔空間が前記非酸化性ガス雰囲気となってお
    り、この間隔空間における前記凸状部に沿った長手方向
    両側のうちの少なくとも一方の端部は、開口した開口端
    となっており、この開口端に非酸化性ガスによるガスカ
    ーテンを形成するための非酸化性ガス噴出手段を備えて
    いることを特徴とするプレス成形品の焼入れ装置。