JP2019177394A - 熱間プレス加工方法及び加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両ワーク２，３が少なくとも一部において互いに重なり且つ位置ずれを生じないように係合してなるプレス成形品１を得る。【解決手段】両ワーク２，３各々を互いに重ねることなく加熱し、加熱された両ワーク２，３を上型４と下型５の間に搬入して、第１ワーク２の上に第２ワーク３が重なった姿勢にし、上型４を下降させるプレス工程により、両ワーク２，３が各々の少なくとも一部において互いに重なったプレス成形品１を得る。プレス工程の前後において、両ワーク２，３を又は第２ワーク３のみを塑性変形させるためのかしめ工具６を上型４とは独立して下降させることにより、第１ワーク２と第２ワーク３との重なり部分を互いに係合してずれない状態にする。【選択図】図３

Description

本発明は熱間プレス加工方法及び加工装置に関する。

この種の熱間プレス加工方法として、２枚以上の金属板を各々の少なくとも一部が互いに重なった成形品に加工する方法が一般に知られている。例えば、特許文献１には、複数の溶着部で接合されて重ね合わされた２枚以上の金属板からなる接合板を加熱する加熱工程と、成形凹部を有するダイと該成形凹部に対応する成形凸部を有するパンチとの間に接合板を配置する配置工程と、ダイとパンチで接合板をプレスすることにより成形凹部と成形凸部に対応した成形部を形成する成形工程と、を備えた熱間プレス加工方法が開示されている。

特開２０１７−１４０６３６号公報

特許文献１に記載の方法では、接合板の加熱工程において、２枚のワーク（金属板）の重なった部分の温度上昇が他の部分に比して遅れることから、サイクルタイムが長くなる。また、接合板の曲げ加工において、２枚のワークの溶着部（ナゲット）にせん断力が加わって、その溶着部の破損やワークの歪みを招く懸念がある。

溶着の代わりに型具を設けて、プレス成形の際に、金型内で型具により２枚のワークを互いにずれないように係合させる方法が考えられる。しかし、この場合、型具の作動とワークの冷却（焼入れ）とのタイミングによっては、ワークの位置ずれによる成形不良、型具の作動不良又は損傷等を招く懸念がある。

本発明は、上述の如き溶着部を予め設けることなく、２枚のワークが少なくとも一部において互いに重なり且つ位置ずれを生じないように係合してなるプレス成形品を得ること、そして、サイクルタイムの延長化問題を解決することを課題とする。また、型具の耐久性を向上することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、２枚のワーク各々を互いに重ねることなく加熱し、両ワークのプレス工程の前後において、型具を金型とは独立して作動させて両ワークを互いにずれないようにした。

ここに開示する熱間プレス加工方法は、第１ワークと第２ワークを各々の少なくとも一部が互いに重なった成形品に加工する熱間プレス加工方法であって、上記第１ワーク及び上記第２ワーク各々を互いに重ねることなく加熱する加熱工程と、加熱された上記第１ワーク及び上記第２ワークをプレス成形用の上型と下型の間に搬入して、該第１ワークの上に該第２ワークが重なった姿勢にする搬入工程と、上記上型を下降させることにより、上記第１ワークと上記第２ワークが各々の少なくとも一部において互いに重なったプレス成形品を得るプレス工程と、上記プレス工程の後に、上記第１ワーク及び上記第２ワークを冷却する冷却工程とを備え、上記第１ワークと上記第２ワークとの重なり部分が互いに係合してずれない状態になるように、該第１ワーク及び該第２ワークを、又は該第２ワークのみを塑性変形させる型具を有していて、上記プレス工程の前後において、上記型具を上記上型とは独立して下降させることにより、上記重なり部分を互いに係合してずれない状態にし、しかる後、上記冷却工程に入ることを特徴とする。

この方法によれば、第１及び第２の両ワーク各々を互いに重ねることなく加熱するから、両ワークの重なり部分の温度上昇が他の部分に比して遅れることがない。従って、プレス成形前のワークの昇温に時間がかかることが避けられるため、サイクルタイムの短縮に有利になる。

また、プレス工程の前後において、型具を下降させることにより、両ワークの重なり部分を互いに係合してずれない状態にすることができる。従って、２枚のワークが少なくとも一部において互いに重なり且つ位置ずれを生じないように係合してなるプレス成形品が得られる（成形性の向上）。

このとき、両ワークが加熱された状態で、型具を上型とは独立して下降させるため、型具の作動不良及び損傷が生じ難くなる。従って、型具の耐久性を向上することができる。

ここに、本発明は、上記プレス成形後に両ワークの重なり部分にスポット溶接等の接合加工を追加することを排除するものではない。そのような追加工を行なう場合でも、既に両ワークが互いにずれないように係合しているから、その加工は容易であり、例えば、スポット溶接であれば、その打点数を減らすことも可能になる。

従って、本発明は、両ワークをプレス成形前に溶着させるケースに比べて、追加工を行なう場合でも、サイクルタイムが長くなることはなく、かえって、その短縮が図れ、しかも、ナゲットの損壊による強度低下や、ワークの歪みも避けられる。

一実施形態では、上記冷却工程の前又は直後に、上記型具を上記上型とは独立して上昇させる。これによれば、冷却によるワークの熱収縮前に、型具を上型とは独立して上昇させてワークから抜き出すため、ワークからの型具の抜き出しが容易となる。従って、型具の耐久性がより一層向上する。

一実施形態では、上記第１ワークは、上記重なり部分において、上記第２ワークに向かって開口した係合凹部を有していて、上記型具により、上記第２ワークにおける上記第１ワークの上記係合凹部に対応する部位を塑性変形させて該係合凹部に係合させる。これによれば、第２ワークにおける第１ワークの係合凹部に対応する部位を該係合凹部に確実に係合させて、両ワークを互いに係合してずれない状態にすることができる。従って、ワークの成形性がより一層向上する。

一実施形態では、上記第１ワークは、上記重なり部分において、上記第２ワークに向かって開口した係合孔を有していて、上記型具により、上記第２ワークにおける上記第１ワークの上記係合孔に対応する部位を塑性変形させて該係合孔の縁に係合させる。これによれば、第２ワークにおける第１ワークの係合孔に対応する部位を該係合孔の縁に確実に係合させて、両ワークを互いに係合してずれない状態にすることができる。従って、ワークの成形性がより一層向上する。

一実施形態では、上記第１ワークと上記第２ワークとによって断面ハット状の成形品を得る。例えば、自動車の断面ハット状車体構成部品、車体の断面ハット状骨格構成部品、又は自動車の断面ハット状ピラー部品を得ることができる。

ここに開示する熱間プレス加工装置は、第１ワークと第２ワークを各々の少なくとも一部が互いに重なった成形品に加工する熱間プレス加工装置であって、上記第１ワークと上記第２ワークが各々の少なくとも一部において互いに重なった成形品を得るためのプレス成形用の上型及び下型と、上記上型及び上記下型の少なくとも一方に設けられ、プレス成形された上記第１ワーク及び上記第２ワークを冷却するための冷媒を供給する冷媒流路と、上記第１ワーク及び上記第２ワーク各々を互いに重ねることなく加熱する加熱装置と、加熱された上記第１ワーク及び上記第２ワークを上記上型及び上記下型の間に搬入して、該第１ワークの上に該第２ワークが重なった姿勢にする搬入装置と、上記第１ワークと上記第２ワークとの重なり部分が互いに係合してずれない状態になるように、該第１ワーク及び該第２ワークを、又は該第２ワークのみを塑性変形させる型具と、上記型具を上記上型とは独立して上下方向に変位させる変位機構とを備えたことを特徴とする。

これによれば、上記熱間プレス加工方法を実施して、サイクルタイムの短縮を図りながら、第１ワークと第２ワークが互いにずれないように係合したプレス成形品を得ることができる。また、型具の耐久性を向上することができる。

上記装置の一実施形態では、上記第１ワークは、上記重なり部分において、上記第２ワークに向かって開口した係合凹部を有していて、上記型具は、上記第２ワークにおける上記第１ワークの上記係合凹部に対応する部位を塑性変形させて該係合凹部に係合させることを特徴とする。これによれば、第２ワークにおける第１ワークの係合凹部に対応する部位を該係合凹部に確実に係合させて、両ワークを互いに係合してずれない状態にすることができる。従って、ワークの成形性がより一層向上する。

上記装置の一実施形態では、上記第１ワークは、上記重なり部分において、上記第２ワークに向かって開口した係合孔を有していて、上記型具は、上記第２ワークにおける上記第１ワークの上記係合孔に対応する部位を塑性変形させて該係合孔の縁に係合させることを特徴とする。これによれば、第２ワークにおける第１ワークの係合孔に対応する部位を該係合孔の縁に確実に係合させて、両ワークを互いに係合してずれない状態にすることができる。従って、ワークの成形性がより一層向上する。

上記装置の一実施形態では、上記第１ワークと上記第２ワークとによって断面ハット状の成形品を得る。例えば、自動車の断面ハット状車体構成部品、車体の断面ハット状骨格構成部品、又は自動車の断面ハット状ピラー部品を得ることができる。

本発明に係る熱間プレス加工方法、加工装置によれば、サイクルタイムの短縮を図りながら、第１ワークと第２ワークが互いにずれないように係合したプレス成形品を得ることができる。また、型具の耐久性を向上することができる

実施形態１に係るプレス成形品の断面図。 実施形態１に係る熱間プレス加工装置の概略構成を示す図。 同熱間プレス加工装置の上型と下型の間にワークを搬入した状態を示す断面図。 同熱間プレス加工装置の加熱装置により、ワークを加熱する状態を示す断面図。 同熱間プレス加工装置の加熱装置からワークを取り出す状態を示す平面図。 同熱間プレス加工装置の搬入装置により、ワークを上型と下型の間に搬入する前後の状態を示す説明図。 同熱間プレス加工装置の上型を下降させた状態を示す断面図。 同熱間プレス加工装置の型具を下降させた状態を示す断面図。 同熱間プレス加工装置の型具を上昇させた状態を示す断面図。 実施形態２に係る熱間プレス加工装置の型具を下降させる前後の状態を示す拡大断面図。 実施形態３に係る熱間プレス加工装置の型具を下降させる前後の状態を示す拡大断面図。 加熱装置の変形例を示す図４相当図。 加熱装置からワークを取り出す状態の変形例を示す断面図。 搬入装置の変形例を示す図６相当図。

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。

＜実施形態１＞
（熱間プレス加工装置）
図１乃至図９に本実施形態に係る熱間プレス加工装置Ｓを示す。熱間プレス加工装置Ｓは、プレス成形により、図１に示す第１ワーク２と第２ワーク３を各々の少なくとも一部が互いに重なったプレス成形品１に加工するものである。

図１に示すように、本実施形態のプレス成形品１は、断面形状がハット状であり、具体的には、自動車の車体の骨格を構成するピラー部品である。第２ワーク３がフランジ３ａを有する断面ハット状のピラー本体を形成し、第１ワーク２がピラー本体を内側から補強する断面ハット状の補強パッチ（言わば、内パッチ構造）になっている。

図２に示すように、熱間プレス加工装置Ｓは、プレス成形品１を得るための金型、すなわち、プレス成形用の上型４及び下型５と、プレス成形された両ワーク２，３を冷却するための冷媒を供給する冷媒流路（図示省略）と、両ワーク２，３を加熱する加熱装置２０と、加熱された両ワーク２，３を上型４及び下型５の間に搬入する搬入装置３０と、第１ワーク２と第２ワーク３との重なり部分が互いに係合してずれない状態に塑性変形させる型具としてのかしめ工具（図示省略）と、かしめ工具を上型４とは独立して上下方向に変位させる変位機構としての油圧シリンダ（図示省略）とを備える。

この熱間プレス加工装置Ｓでは、加熱装置２０により両ワーク２，３が加熱され、加熱された両ワーク２，３が搬入装置３０により上型４及び下型５の間に搬入され、上型４及び下型５により両ワーク２，３がプレス成形されることにより、プレス成形品１が得られる。

［上型及び下型］
図３に示すように、下型５は、上方に突出した凸状成形面５ａを備えている。上型４は、下型５の凸状成形面５ａに対応する凹状成形面４ａを備えている。また、下型５の凸状成形面５ａの頂部には、両ワーク２，３を位置決めするためのピン８が取り付けられている。上型４は、下型５のピン８を挿通するための上下方向の貫通孔又は溝（図示省略）と、この貫通孔又は溝とは異なる位置にかしめ工具６を挿通するための上下方向の貫通孔又は溝４ｂとを有する。

上型４は、上型ホルダ９に固定されている。上型ホルダ９は、上下に重ねたベースプレート１０と上型プレート１１とからなる。ベースプレート１０には、プレス機械の昇降するスライダ（図示省略）が取り付けられおり、このスライダの昇降により、下型５に接近したプレス位置と、下型５から上方向に離れた待機位置とに上型４が変位する。このように、プレス機械のスライダは、上型４を上下方向に変位させる上型４専用の変位機構を構成している。下型５は、下型ホルダ１２に固定されている。

［冷媒流路］
上型４及び下型５には、プレス成形品１をプレス状態で型冷却するための液状冷媒（例えば、冷却水）が供給される冷媒流路１３，１４が設けられている。

［ワーク］
上型４及び下型５によりプレス成形される両ワーク２，３は、ともに平板状のブランク材である。両ワーク２，３は、その上面に下型５のピン８に挿通させて嵌めるための第１及び第２貫通孔２ａ，３ｂを各々有している。

［かしめ工具］
かしめ工具６は、第１ワーク２と第２ワーク３との重なり部分が互いに係合してずれない状態になるように、両ワーク２，３を、又は第２ワーク３のみを塑性変形させるものである。かしめ工具６は、ワーク２，３の長手方向に沿って間隔をあけて複数設けられ、その基端６ａが上型プレート１１の下面に取り付けられている。かしめ工具６は、その断面が円状、楕円状又は多角形状の金属部材等が使用される。かしめ工具６の外径は、上型４の大きさ、第１ワーク２と第２ワーク３との重なり部分の大きさ、かしめ工具６の数等、プレス成形の条件によって決定すればよい。また、かしめ工具６の先端６ｂは、略球面状又は略平面状である。

［油圧シリンダ］
油圧シリンダ７は、上型プレート１１と上型４との間に複数（図３では２つ）連結されている。この油圧シリンダ７の作動により、上型プレート１１に取り付けられたかしめ工具６は、図８に示すように、その先端６ｂが第２ワーク３に接近した係合位置と、図９に示すように、その先端６ｂが第２ワーク３の上面から上方向に少し離れた待機位置とに変位する。このように、油圧シリンダ７は、かしめ工具６を上型４とは独立して上下方向に変位させるかしめ工具６専用の変位機構を構成している。

［加熱装置］
加熱装置２０は、両ワーク２，３各々を互いに重ねることなく所定温度（オーステナイト温度域）に加熱するものである。そのために、加熱装置２０は、図４に示すように、両ワーク２，３各々を加熱するための加熱炉２１を有する。加熱炉２１内には、両ワーク２，３を同一平面上に間隔をあけて載置するための支持具２２，２２が複数列（図４では２列）に配置されている。

［取出装置］
図５に示すように、加熱された両ワーク２，３は、取出装置４０により加熱装置２０から取り出される。取出装置４０には、両ワーク２，３各々を同時に取り出すための取出台４１，４１が２つ設けられている。この取出台４１，４１は、図４に示す加熱装置２０の加熱炉２１内に載置された両ワーク２，３の間隔に対応するように、同一平面上に間隔をあけて複数列（図５では２列）配置されている。

［搬入装置］
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、搬入装置３０は、加熱装置２０から加熱された両ワーク２，３を上型４と下型５の間に搬入して、第１ワーク２の上に第２ワーク３が重なった姿勢にするものである。そのために、搬入装置３０は、第１ワーク２を運搬するための第１ホルダ３２と、第２ワーク３を運搬するための第２ホルダ３３とを備えている。第１ホルダ３２と第２ホルダ３３は、図５に示す取出装置４０の取出台４１，４１上に載置された両ワーク２，３の間隔に対応するように、同一平面上に間隔をあけてフィードバー３１に取付けられている。

搬入装置３０は、両ワーク２，３について、取出装置４０からの取り上げ、下型５の凸状成形面５ａの上方への移送、及び下型５の凸状成形面５ａへの載置を行なうべく、フィードバー３１を２次元モーションで作動させる駆動装置を備えている。

（熱間プレス加工方法）
本実施形態に係る熱間プレス加工方法は、第１ワーク２と第２ワーク３を各々の少なくとも一部が互いに重なったプレス成形品１に加工する方法である。具体的には、両ワーク２，３を加熱する加熱工程と、加熱された両ワーク２，３を上型４と下型５の間に搬入する搬入工程と、両ワーク２，３が各々の少なくとも一部において互いに重なったプレス成形品１を得るプレス工程と、プレス工程の後にプレス成形品１を冷却する冷却工程とを備える。

［加熱工程］
図４に示す加熱装置２０により、両ワーク２，３各々を互いに重ねることなく加熱する。

［取出工程］
加熱された両ワーク２，３を図５に示す取出装置４０により加熱装置２０から取り出す。

［搬入工程］
加熱装置２０から取り出された加熱状態の両ワーク２，３を搬入装置３０により上型４と下型５の間に搬入して、第１ワーク２の上に第２ワーク３が重なった姿勢にする。具体的には、図６（ａ）に示すように、第１ホルダ３２に第１ワーク２を、第２ホルダ３３に第２ワーク３を各々保持する。そして、第１及び第２両ホルダ３２，３３に両ワーク２，３を各々保持した状態で、フィードバー３１を搬入方向（図６（ａ）では右方向）に横移送させる。

図６（ｂ）に示すように、第１ワーク２が下型５の凸状成形面５ａの上方近傍に位置したときに、第１ワーク２を第１ホルダ３２から引き離して下型５の凸状成形面５ａの頂部に投入する。このとき、第１ワーク２の第１貫通孔２ａを下型５のピン８に嵌める。その後、第２ホルダ３３に第２ワーク３を保持した状態で、フィードバー３１を搬入方向（図６（ｂ）では右方向）にさらに横移送させる。

図６（ｃ）に示すように、第２ワーク３が下型５の凸状成形面５ａ上に載置された第１ワーク２の上方近傍に位置したときに、第２ワーク３を第２ホルダ３３から引き離して第１ワーク２の上面に投入する。このとき、第２ワーク３の第２貫通孔３ｂを下型５のピン８に嵌める。その後、フィードバー３１を搬入方向とは反対の方向（図６（ｃ）では左方向）に横移送させることにより、搬入装置３０を上型４と下型５の間から退避させる。上記搬入工程により、第１ワーク２の上に第２ワーク３が重なった姿勢になる。

［プレス工程］
図７に示すように、上型４を下降させることにより、第１ワーク２の上に第２ワーク３が重なった姿勢で、両ワーク２，３を上型４の凹状成形面４ａ及び下型５の凸状成形面５ａに倣った形状に成形する。なお、図７では、下型５のピン８が省略されている。この場合、下型５に嵌められた第１ワーク２の外面は、第２ワーク３をハット状に成形する成形面の一部を構成することになる。すなわち、第２ワーク３の上部の下面は第１ワーク２の外面に倣った形状に成形される。

［係合工程］
図８に示すように、プレス工程の後において、かしめ工具６を上型４とは独立して下降させる。なお、図８では、下型５のピン８が省略されている。このかしめ工具６の下降により、第１ワーク２と第２ワーク３との重なり部分において、両ワーク２，３が塑性変形される。これにより、両ワーク２，３が互いに塑性変形された、第１ワーク２の塑性変形部２ｂと、第２ワーク３の塑性変形部３ｃとが互いに係合してずれない状態になる。

かしめ工具６により両ワーク２，３を互いに係合してずれない状態にした後、図９に示すように、冷却工程に入る前、すなわち冷却による両ワーク２，３の熱収縮前に、かしめ工具６を上型４とは独立して上昇させて、第２ワーク３の塑性変形部３ｃから抜き出す。

［冷却工程］
上型４と下型５によって第１ワーク２と第２ワーク３をプレスした状態において、上型４及び下型５の冷媒流路１３，１４に冷媒を通す。これにより、両ワーク２，３は、型冷却されて焼入れ状態になる。すなわち、第１ワーク２の塑性変形部２ｂと、第２ワーク３の塑性変形部３ｃとが互いに係合してずれない状態で両ワーク２，３が硬化する。

［脱型工程］
上型４を上昇させてプレス成形品１を脱型する。プレス成形品１においては、第１ワーク２の塑性変形部２ｂ及び第２ワーク３の塑性変形部３ｃが冷却による熱収縮によって、塑性変形部２ｂに対する塑性変形部３ｃの係合が強くなる。

［溶接工程］
プレス成形品１の冷却後、第１ワーク２と第２ワーク３の重なり部分に必要に応じてスポット溶接を行なう。

＜実施形態２＞
（熱間プレス加工装置）
本実施形態は、第１ワーク２、下型５及びかしめ工具６の構成が実施形態１と異なっているが、その他の点については、実施形態１と同様の構成である。そこで、以下の説明では、実施形態１の構成要素と同様の構成要素については、重複説明を省略する場合がある。また、実施形態１と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図１０（ａ）に示すように、本実施形態では、第１ワーク２は、第２ワーク３との重なり部分に第２ワーク３に向かって開口した係合凹部２ｃを有している。なお、１０（ａ）では、下型５のピン８及び冷媒流路１３，１４が省略されている。このように、上記重なり部分における第１ワーク２に係合凹部２ｃが予め成形されている。

そのため、下型５の凸状成形面５ａの頂部には、第１ワーク２の係合凹部２ｃを嵌めるための下型凹部５ｂが形成されている。

かしめ工具６は、円柱状金属部材が使用される。外径は、第１ワーク２の係合凹部２ｃの内径から第２ワーク３の厚みを２倍した長さを引いた長さと略同一である。先端６ｂは、略球面状である。その他の構成は、実施形態１と同様である。

（熱間プレス加工方法）
［係合工程］
図１０（ｂ）に示すように、プレス工程の後において、かしめ工具６を上型４とは独立して下降させる。なお、１０（ｂ）では、下型５のピン８及び冷媒流路１３，１４が省略されている。

このかしめ工具６の下降により、第２ワーク３における第１ワーク２の係合凹部２ｃに対応する部位が塑性変形されて、係合凹部２ｃに係合される。そして、両ワーク２，３の冷却による熱収縮によって、第１ワーク２の係合凹部２ｃに対する第２ワークの塑性変形された塑性変形部３ｄの係合が強くなる。その他の構成は、実施形態１と同様である。

以上により、本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果が得られる。特に本実施形態では、ワークの成形性がより一層向上する。

＜実施形態３＞
（熱間プレス加工装置）
本実施形態は、第１ワーク２、第２ワーク３及びかしめ工具６の構成が実施形態１と異なっているが、その他の点については、実施形態１と同様の構成である。そこで、以下の説明では、実施形態１の構成要素と同様の構成要素については、重複説明を省略する場合がある。また、実施形態１と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

図１１（ａ）に示すように、本実施形態では、第１ワーク２は、第２ワーク３との重なり部分に第２ワーク３に向かって開口した係合孔２ｄを有している。なお、１１（ａ）では、下型５のピン８及び冷媒流路１３，１４が省略されている。このように、上記重なり部分における第１ワーク２に係合孔２ｄが予め成形されている。

第２ワーク３は、上記重なり部分における第１ワーク２の係合孔２ｄに対応する部位に第１ワーク２に向かって開口した係合孔３ｅを有している。係合孔３ｅの孔径は、第１ワーク２の係合孔２ｄの孔径及びかしめ工具６の外径よりも小さい。このように、上記重なり部分における第２ワーク３に係合孔３ｅが予め成形されている。

かしめ工具６は、円柱状金属部材が使用される。外径は、第１ワーク２の係合孔２ｄの孔径から第２ワーク３の厚みを２倍した長さを引いた長さと略同一である。先端６ｂは、略平面状である。その他の構成は、実施形態１と同様である。

（熱間プレス加工方法）
［プレス工程］
図１１（ｂ）に示すように、プレス工程において、かしめ工具６を上型４とは独立して下降させる。なお、１１（ｂ）では、下型５のピン８及び冷媒流路１３，１４が省略されている。

このかしめ工具６の下降により、第２ワーク３における第１ワーク２の係合孔２ｄに対応する係合孔３ｅが塑性変形されて係合孔２ｄの縁２ｅに係合される。具体的には、第２ワーク３の係合孔３ｅの縁３ｆが第１ワーク２の係合孔２ｄの縁２ｅに沿って内側に折り曲げられて互いに係合される。そして、両ワーク２，３の冷却による熱収縮によって、第１ワーク２の係合孔２ｄの縁２ｅに対する第２ワーク３の係合孔３ｅの縁３ｆの係合が強くなる。その他の構成は、実施形態１と同様である。

以上により、本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果が得られる。特に本実施形態では、ワークの成形性がより一層向上する。

なお、本実施形態では、第２ワーク３における第１ワーク２の係合孔２ｄに対応する部位に係合孔３ｅが予め成形されているが、成形されていなくてもよい。但し、成形性を向上させる観点から、第２ワーク３に係合孔３ｅが予め成形されていることが好ましい。

＜実施形態４＞
（熱間プレス加工装置）
本実施形態は、加熱装置２０、搬入装置３０及び取出装置４０の構成が実施形態１と異なっているが、その他の点については、実施形態１と同様の構成である。そこで、以下の説明では、実施形態１の構成要素と同様の構成要素については、重複説明を省略する場合がある。また、実施形態１と同様の構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。

［加熱装置］
図１２に示すように、加熱装置２０の加熱炉２１内には、両ワーク２，３を上下方向に間隔をあけて載置するための支持具２２，２２が複数段（図１２では２段）に配置されている。

［取出装置］
図１３に示すように、取出装置４０の取出台４１，４１は、図１２に示す加熱装置２０の加熱炉２１内に載置された両ワーク２，３の間隔に対応するように、上下方向に間隔をあけて複数段（図１３では２段）配置されている。

［搬入装置］
図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように、搬入装置３０は、第１ワーク２を運搬するためのアーム３４，３４と、第２ワーク３を運搬するための第３ホルダ３５とを備えている。アーム３４，３４と第３ホルダ３５は、図１３に示す取出装置４０の取出台４１，４１上に載置された両ワーク２，３の間隔に対応するように、上下方向に間隔をあけてフィードバー３１に取付けられている。

アーム３４，３４は、第１ワーク２を長手方向の両端で保持可能に２つ設けられ、その基端側３４ａ，３４ａがフィードバー３１に回転可能に支持されている。そして、アーム３４，３４の回転動作により、その先端側３４ｂ，３４ｂで第１ワーク２を取り上げる、保持する、又は引き離すことが可能となる。その他の構成は、実施形態１と同様である。

（熱間プレス加工方法）
［加熱工程］
図１２に示す加熱装置２０により、両ワーク２，３各々を互いに重ねることなく加熱する。

［取出工程］
加熱された両ワーク２，３を図１３に示す取出装置４０により加熱装置２０から取り出す。

［搬入工程］
加熱装置２０から取り出された加熱状態の両ワーク２，３を搬入装置３０により上型４と下型５の間に搬入して、第１ワーク２の上に第２ワーク３が重なった姿勢にする。具体的には、図１４（ａ）に示すように、アーム３４，３４をその先端側３４ｂ，３４ｂが水平方向に対向姿勢となるように回転させて、この先端側３４ｂ，３４ｂで第１ワーク２の長手方向の両端を持ち上げて保持する。また、第３ホルダ３５に第２ワーク３を保持する。そして、アーム３４，３４及び第３ホルダ３５に両ワーク２，３を各々保持した状態で、フィードバー３１を搬入方向（図１４（ａ）では右方向）に横移送させる。

図１４（ｂ）に示すように、第１ワーク２が下型５の凸状成形面５ａの上方近傍に位置したときに、アーム３４，３４をその先端側３４ｂ，３４ｂが水平方向に互いに反対に向く姿勢となるように１８０度回転させて、第１ワーク２をアーム３４，３４から引き離して下型５の凸状成形面５ａの頂部に投入する。このとき、第１ワーク２の第１貫通孔２ａを下型５のピン８に嵌める。その後、第３ホルダ３５に第２ワーク３を保持した状態で、フィードバー３１を下降させる。

図１４（ｃ）に示すように、第２ワーク３が下型５の凸状成形面５ａ上に載置された第１ワーク２の上方近傍に位置したときに、第２ワーク３を第３ホルダ３５から引き離して第１ワーク２の上面に投入する。このとき、第２ワーク３の第２貫通孔３ｂを下型５のピン８に嵌める。その後、フィードバー３１を搬入方向とは反対の方向（図１４（ｃ）では左方向）に横移送させることにより、搬入装置３０を上型４と下型５の間から退避させる。上記搬入工程により、第１ワーク２の上に第２ワーク３が重なった姿勢になる。その他の構成は、実施形態１と同様である。

以上により、本実施形態によれば、実施形態１と同様の効果が得られる。

＜その他の実施形態＞
上記各実施形態ではプレス状態での両ワーク２，３の焼入れ硬化に型冷却を採用したが、金型（上型４及び下型５）から液状冷媒をプレス成形品１に向けて噴出させてプレス成形品１を冷媒で直接冷却するようにしてもよい。

上記各実施形態では、加熱装置２０の加熱炉２１内で両ワーク２，３を同時に加熱しているが、両ワーク２，３の温度が所定温度（オーステナイト温度域）以上に温度管理できれば、両ワーク２，３を同時に加熱しなくてもよい。

上記各実施形態では、取出装置４０は、両ワーク２，３各々を同時に取り出すように構成されているが、上記構成でなくてもよく、両ワーク２，３の温度低下がほとんどなく、両ワーク２，３を搬入装置３０に受け渡すように構成されていればよい。

上記各実施形態では、プレス工程の後であって冷却工程の前に、かしめ工具６を下降させているが、搬入工程の後であってプレス工程の前にかしめ工具６を下降させてもよい。

上記各実施形態では、冷却工程の前にかしめ工具６を上昇させているが、冷却工程の直後にかしめ工具６を上昇させてもよい。なお、冷却工程の直後とは、冷却工程に入って、冷却により第１ワーク２と第２ワーク３との重なり部分の熱収縮が開始するまでを意味する。但し、かしめ工具６の耐久性向上の観点から、冷却工程の前にかしめ工具６を上昇させることが好ましい。

上記各実施形態では、ワーク２，３は、内パッチ構造であるが、プレス成型時に第２ワーク３が第１ワーク２に追従する大きさであれば、第１ワーク２がフランジを有する断面ハット状のピラー本体を形成し、第２ワーク３がピラー本体を外側から補強する断面ハット状の補強パッチ（言わば、外パッチ構造）であってもよい。但し、成形性の観点から、ワーク２，３は、内パッチ構造が好ましい。なお、第１ワーク２と第２ワーク３が互いに全体にわたって重なったプレス成形品や、第１ワーク２と第２ワーク３各々の一部が互いに重なったプレス成形品を得るケースにも、本発明は適用することができる。

１ プレス成形品
２ 第１ワーク
２ａ 第１貫通孔
２ｂ 塑性変形部
２ｃ 係合凹部
２ｄ 係合孔
２ｅ 縁
３ 第２ワーク
３ａ フランジ
３ｂ 第２貫通孔
３ｃ，３ｄ 塑性変形部
３ｅ 係合孔
３ｆ 縁
４ 上型
４ａ 凹状成形面
５ 下型
５ａ 凸状成形面
５ｂ 下型凹部
６ かしめ工具（型具）
７ 油圧シリンダ（変位機構）
１３，１４ 冷媒流路
２０ 加熱装置
３０ 搬入装置
４０ 取出装置
Ｓ 熱間プレス加工装置

Claims (12)

1. 第１ワークと第２ワークを各々の少なくとも一部が互いに重なった成形品に加工する熱間プレス加工方法であって、
   上記第１ワーク及び上記第２ワーク各々を互いに重ねることなく加熱する加熱工程と、
   加熱された上記第１ワーク及び上記第２ワークをプレス成形用の上型と下型の間に搬入して、該第１ワークの上に該第２ワークが重なった姿勢にする搬入工程と、
   上記上型を下降させることにより、上記第１ワークと上記第２ワークが各々の少なくとも一部において互いに重なったプレス成形品を得るプレス工程と、
   上記プレス工程の後に、上記第１ワーク及び上記第２ワークを冷却する冷却工程とを備え、
   上記第１ワークと上記第２ワークとの重なり部分が互いに係合してずれない状態になるように、該第１ワーク及び該第２ワークを、又は該第２ワークのみを塑性変形させる型具を有していて、
   上記プレス工程の前後において、上記型具を上記上型とは独立して下降させることにより、上記重なり部分を互いに係合してずれない状態にし、
   しかる後、上記冷却工程に入ることを特徴とする熱間プレス加工方法。
2. 請求項１において、
   上記冷却工程の前又は直後に、上記型具を上記上型とは独立して上昇させることを特徴とする熱間プレス加工方法。
3. 請求項２において、
   上記第１ワークは、上記重なり部分において、上記第２ワークに向かって開口した係合凹部を有していて、
   上記型具により、上記第２ワークにおける上記第１ワークの上記係合凹部に対応する部位を塑性変形させて該係合凹部に係合させることを特徴とする熱間プレス加工方法。
4. 請求項２において、
   上記第１ワークは、上記重なり部分において、上記第２ワークに向かって開口した係合孔を有していて、
   上記型具により、上記第２ワークにおける上記第１ワークの上記係合孔に対応する部位を塑性変形させて該係合孔の縁に係合させることを特徴とする熱間プレス加工方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
   上記第１ワークと上記第２ワークとによって断面ハット状の成形品を得ることを特徴とする熱間プレス加工方法。
6. 請求項５において、
   上記断面ハット状の成形品が自動車の車体構成部品であることを特徴とする熱間プレス加工方法。
7. 請求項５において、
   上記断面ハット状の成形品が自動車の車体の骨格構成部品であることを特徴とする熱間プレス加工方法。
8. 請求項５において、
   上記断面ハット状の成形品が自動車のピラー部品であることを特徴とする熱間プレス加工方法。
9. 第１ワークと第２ワークを各々の少なくとも一部が互いに重なった成形品に加工する熱間プレス加工装置であって、
   上記第１ワークと上記第２ワークが各々の少なくとも一部において互いに重なった成形品を得るためのプレス成形用の上型及び下型と、
   上記上型及び上記下型の少なくとも一方に設けられ、プレス成形された上記第１ワーク及び上記第２ワークを冷却するための冷媒を供給する冷媒流路と、
   上記第１ワーク及び上記第２ワーク各々を互いに重ねることなく加熱する加熱装置と、
   加熱された上記第１ワーク及び上記第２ワークを上記上型及び上記下型の間に搬入して、該第１ワークの上に該第２ワークが重なった姿勢にする搬入装置と、
   上記第１ワークと上記第２ワークとの重なり部分が互いに係合してずれない状態になるように、該第１ワーク及び該第２ワークを、又は該第２ワークのみを塑性変形させる型具と、
   上記型具を上記上型とは独立して上下方向に変位させる変位機構とを備えたことを特徴とする熱間プレス加工装置。
10. 請求項９において、
    上記第１ワークは、上記重なり部分において、上記第２ワークに向かって開口した係合凹部を有していて、
    上記型具は、上記第２ワークにおける上記第１ワークの上記係合凹部に対応する部位を塑性変形させて該係合凹部に係合させることを特徴とする熱間プレス加工装置。
11. 請求項９において、
    上記第１ワークは、上記重なり部分において、上記第２ワークに向かって開口した係合孔を有していて、
    上記型具は、上記第２ワークにおける上記第１ワークの上記係合孔に対応する部位を塑性変形させて該係合孔の縁に係合させることを特徴とする熱間プレス加工装置。
12. 請求項９乃至請求項１１のいずれか一において、
    上記第１ワークと上記第２ワークとによって断面ハット状の成形品を得ることを特徴とする熱間プレス加工装置。

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