JP6006656B2

JP6006656B2 - 熱間プレス製品の成形方法および熱間プレス製品の製造方法

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Description

本発明は、熱間プレス製品の成形方法および熱間プレス製品の製造方法に係り、特に、熱間プレス製品になる材料に設けられている位置決め穴と、金型に設けられている位置決めピンとを係合させて、金型に対する材料の位置決めを行い、金型によって材料を熱間プレスするものに関する。

従来の熱間プレスは、図１６（ａ）で示すように、位置決め用の穴（位置決め穴）３０１をあけた板状の材料３０３を加熱し、この加熱した材料３０３を、位置決め用のピン３０５が設けられている金型３０７に位置決めして設置している。上記位置決めは、下型３０７Ａのピン３０５を材料３０３の穴３０１に貫通させることでなされている。

続いて、図１６（ｂ），（ｃ）で示すように、上型３０７Ｂを下降して下型３０７Ａと上型３０７Ｂとで材料を挟み込んで押圧し熱間プレスをして材料を成形している。

続いて、図１６（ｃ）で示すように、上型３０７Ｂを下死点に位置させた状態を維持して、材料３０３を急速冷却し材料３０３に焼き入れ処理を施している。

この後、上型３０７Ｂを下型３０７Ａから離して、材料３０３から成形された熱間プレス製品３１１を金型３０７から取り出している。

上型３０７Ｂが下死点に位置している状態では、上型３０７Ｂが下型３０７Ａに最も近づいており、下型３０７Ａと上型３０７Ｂとで挟まれている材料３０３は、熱間プレス製品３１１の形状になっている。

なお、上記従来の技術に関連する文献としてたとえば特許文献１を掲げることができる。

特開２００８−２２１２８４号公報

ところで、上記従来の熱間プレスでは、材料３０３の金型３０７への位置決めを正確に行うために、材料３０３の穴３０１の内径と金型３０７のピン３０５の外径とを同じ寸法にしてある。すなわち、加熱された材料３０３を金型３０７に位置決め設置した状態では、ピン３０５と穴３０１とは、ごく僅かの隙間（たとえば５０μｍ程度の隙間）しか存在しない状態になっている。

材料３０３の金型３０７への位置決め後、金型３０７で材料３０３をプレス成形し、上型３０７Ｂを下死点に位置させた状態を維持して、材料３０３を急速冷却し材料３０３に焼き入れ処理を施すと、材料３０３の温度が下がることで穴３０１の内径が収縮してしまう。

そして、成形され焼き入れ処理が施された材料３０３（熱間プレス製品３１１）を金型３０７（下型３０７Ａ）から取り出すときに、穴３０１がピン３０５にひっかかり、穴３０１とこの周辺部分が変形してしまうという問題がある。

なお、材料３０３の金型３０７への位置決めをより正確に行うために、穴３０１とピン３０５の個数を多くすると、上記問題は一層顕著になる。

たとえば、細長い材料で、長手方向の一端部に１つの位置決め穴３０１を設け、長手方向の他端部に他の１つの位置決め穴３０１を設けた形態では、材料が焼き入れ処理により冷却されることで、穴３０１の内径の収縮だけでなく穴３０１のピッチも小さくなり、上記問題が一層顕著になる。

また、熱間プレス製品３１１の金型３０７からの取り出しを容易にするために、穴３０１の内径をピン３０５の外径に対して大きくすると、加熱された材料３０３を金型３０７に位置決め設置した状態で、ピン３０５と穴３０１とが大きな隙間を有する状態になり、材料のガタツキが大きくなり、材料３０３の正確な位置決めをすることができなくなる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、位置決め穴をあけた材料を加熱しこの加熱した材料の位置決め穴を金型の位置決めピンに係合させて金型に位置決め設置し金型を用いて材料を成形するとともに、材料に焼き入れ処理を施すことで生成される熱間プレス製品の成形方法および熱間プレス製品の製造方法において、成形され焼入れ処理がなされた材料（熱間プレス製品）を金型から取り出すとき、位置決め穴が位置決めピンにひっかかり、位置決め穴とこの周辺部分が変形してしまうことを防ぐことができるものを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、金型に設けられている位置決めピンと、加熱した材料に設けられている位置決め穴とを係合させることで、前記材料を位置決めして前記金型に設置する位置決め設置工程と、前記位置決め設置工程で前記材料を位置決めして前記金型に設置した後、前記金型を用いて前記材料をプレス成形し、このプレス成形をするときに、前記材料における前記位置決め穴の周辺部位を張り出し成形することで前記位置決め穴を拡張するプレス・穴拡張工程とを有し、前記プレス・穴拡張工程において、前記位置決め穴の周辺部位を底のある円錐台形状に張り出し成形する熱間プレス製品の成形方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱間プレス製品の成形方法において、前記位置決め穴が複数設けられており、前記プレス・穴拡張工程において、前記複数の位置決め穴の周辺部位を底のある円錐台形状に張り出し成形する熱間プレス製品の成形方法である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の熱間プレス製品の成形方法において、前記熱間プレス製品は、天板部と側板部とを備えて構成されており、前記天板部に、前記位置決め穴が形成されており、前記プレス・穴拡張工程は、前記材料を前記天板部と前記側板部との境界で曲げて前記側板部を成形するときに前記成形途中の側板部と前記金型とを係合させて、前記張り出し成形の際に必要な前記材料の保持を行う熱間プレス製品の成形方法である。

請求項４に記載の発明は、位置決め穴とこの位置決め穴のまわりに張り出し成形部を備えた熱間プレス製品の製造方法において、前記張り出し成形部は、底のある円錐台形状に成形されており、前記熱間プレス製品の温度が常温に戻ることによって収縮する前記位置決め穴の内径が、前記張り出し成形部によって拡大している熱間プレス製品の製造方法である。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の熱間プレス製品の製造方法において、前記位置決め穴とこの位置決め穴のまわりの張り出し成形部とを複数設けた熱間プレス製品の製造方法である。

請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の熱間プレス製品の製造方法において、前記熱間プレス製品は、天板部と第１の側板部と第２の側板部とを備えて構成されており、前記第１の側板部は、前記天板部の一方の端部から前記天板部の厚さ方向の一方の側に突出しており、前記第２の側板部は、前記天板部の他方の端部から前記天板部の厚さ方向の前記一方の側に突出している熱間プレス製品の製造方法である。

本発明によれば、位置決め穴をあけた材料を加熱しこの加熱した材料の位置決め穴を金型の位置決めピンに係合させて金型に位置決め設置し金型を用いて材料を成形するとともに、材料に焼き入れ処理を施すことで生成される熱間プレス製品の成形方法および熱間プレス製品の製造方法において、成形され焼入れ処理がなされた材料（熱間プレス製品）を金型から取り出すとき、位置決め穴が位置決めピンにひっかかり、位置決め穴とこの周辺部分が変形してしまうことを防ぐことができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る熱間プレス製品の斜視図である。（ａ）は図１におけるＩＩ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＩＢ矢視図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＩＩＣ矢視図であり、（ｄ）は（ａ）におけるＩＩＤ−ＩＩＤ断面図であり、（ｅ）は（ａ）におけるＩＩＥ−ＩＩＥ断面図である。本発明の実施形態に係る熱間プレス製品を板状の材料から成形するときにおける、位置決め穴の内径等の変化を示す図である。金型を用いた本発明の実施形態に係る熱間プレス製品の成形方法を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＶＢ−ＩＶＢ断面を示す図である。金型を用いた本発明の実施形態に係る熱間プレス製品の成形方法を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＶＢ−ＶＢ断面を示す図である。金型を用いた本発明の実施形態に係る熱間プレス製品の成形方法を示す図である。金型を用いた本発明の実施形態に係る熱間プレス製品の成形方法を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＶＩＩＢ−ＶＩＩＢ断面を示す図である。金型を用いた本発明の実施形態に係る熱間プレス製品の成形方法を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ断面を示す図である。金型を用いた本発明の実施形態に係る熱間プレス製品の成形方法を示す図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＩＸＢ−ＩＸＢ断面を示す図である。変形例に係る熱間プレス製品の斜視図である。（ａ）は図１０におけるＸＩ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＩＢ矢視図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＸＩＣ矢視図であり、（ｄ）は（ａ）におけるＸＩＤ−ＸＩＤ断面図であり、（ｅ）は（ａ）におけるＸＩＥ−ＸＩＥ断面図である。（ａ）は変形例に係る熱間プレス製品の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＸＩＩＢ矢視図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＸＩＩＣ−ＸＩＩＣ断面を示す図である。変形例に係る金型を用いた熱間プレス製品の成形方法を示す図である。変形例に係る金型を用いた熱間プレス製品の成形方法を示す図である。変形例に係る金型を用いた熱間プレス製品の成形方法を示す図である。従来の金型を用いた熱間プレス製品の成形方法を示す図である。

本発明の実施形態に係る熱間プレス製品（熱間プレス成形品）１は、車両用のバンパリインフォースメント、車両用ドアのインパクトプロテクションビーム、センターピラーリインフォースメント等、車両に使用されるものであるが、これに限られることなく車両以外の別のものに使用してもよい。

熱間プレス製品１は、たとえば平板状の金属の材料（高張力鋼板等）を熱間プレスすることで生成されるものであり、図１や図２で示すように、たとえば円形状に形成されている位置決め穴３（３Ａ，３Ｂ）とこの位置決め穴（位置決め用の穴；穴）３のまわりに張り出し成形部（凹部）５（５Ａ，５Ｂ）を備えて構成されている。

また、熱間プレス製品１では、この温度が常温に戻ることによって収縮する位置決め穴３の内径が、張り出し成形部５によって拡大している。また、張り出し成形部５により位置決め穴３のピッチの収縮が妨げられている。

図３を用いて詳しく説明する。（ａ）は常温の材料７を示しており、（ｂ）はＡｃ３点以上（たとえば９００℃程度）まで加熱した材料７を示しており、（ｃ）は常温の熱間プレス製品１を示している。

図３（ｂ）で示す位置決め穴３の内径ｄ２は、材料７の温度が上昇していることで、図３（ａ）で示す位置決め穴３の内径ｄ１よりも大きくなっている。一方、図３（ｃ）で示す位置決め穴３の内径ｄ３は、張り出し成形部５が形成されていないとすると、熱間プレス製品１が常温に戻っているので、図３（ｂ）で示す位置決め穴３の内径ｄ２よりも小さく、図３（ａ）で示す位置決め穴３の内径ｄ１とほぼ等しくなっているはずである。

しかし、図３（ｃ）で示すように、張り出し成形部５を位置決め穴３のまわりに形成してあることで、図３（ｃ）で示す位置決め穴３の内径ｄ３は、図３（ａ）で示す位置決め穴３の内径ｄ１よりも大きくなっているのである。すなわち、穴３の内径が拡大しているのである。

なお、図３（ｂ）で示す一対の位置決め穴３のピッチＰ２は、図３（ａ）で示す一対の位置決め穴３のピッチＰ１よりも大きくなっており、図３（ｃ）で示す一対の位置決め穴３のピッチＰ３は、張り出し成形部５により位置決め穴３のピッチの収縮が妨げられるため、図３（ａ）で示すピッチＰ１よりも大きく、図３（ｂ）で示す一対の位置決め穴３のピッチＰ２よりも小さくなっている。

熱間プレス製品１について例を掲げてさらに詳しく説明する。

説明の便宜のために、熱間プレス製品１や金型２７等の一方向を長手方向とし、この長手方向に対して直交する他の一方向を横方向とし、長手方向と横方向とに対して直交する方向を高さ方向とする。

熱間プレス製品１は、図１や図２で示すように、天板部９と第１の側板部１１と第２の側板部１３とを備えて構成されている。

矩形状の第１の側板部１１は、矩形状の天板部９の横方向の一方の端部（曲がり端部）１５から天板部９の厚さ方向で一方の側（下側）に突出している。

矩形状の第２の側板部１３は、矩形状の天板部９の横方向の他方の端部（曲がり端部）１７から天板部９の厚さ方向で一方の側（下側；第１の側板部１１と同じ側）に突出している。

また、熱間プレス製品１には、天板部９と一対の側板部１１，１３とに加えて、一対の矩形状のフランジ部１９，２１を備えて構成されている。各フランジ部１９，２１のそれぞれは、各側板部１１，１３それぞれの端部２３，２５で曲がり、各端部２３，２５のそれぞれから、横方向に突出している。

すなわち、天板部９と一対の側板部１１，１３と一対のフランジ部１９，２１とを備えた熱間プレス製品１をこの長手方向から見ると、熱間プレス製品１は「ハット；ｈａｔ」状になっている（図２（ｂ）、（ｄ）参照）。

さらには、熱間プレス製品１をこの長手方向から見ると、天板部９が横方向に延びており、一対の側板部のうちの一方の側板部１１が、天板部９の横方向の一端部１５から高さ方向（下側）に延びており、一対の側板部のうちの他方の側板部１３も、天板部９の横方向の他端部１７から高さ方向（一方の側板部１１と同じ下側）に延びている。

なお、一対の側板部１１，１３のそれぞれは、天板部９に対して完全に直交してはおらず、天板部９と側板部１１，１３との交差角度は鈍角になっている。したがって、一対の側板部１１，１３間の距離（横方向における距離）は、天板部９から離れるにしたがって（下側に至るにしたがって）次第に大きくなっている。

また、熱間プレス製品１をこの長手方向から見ると、一対のフランジ部のうちの一方のフランジ部１９は、一方の側板部１１の端部（天板部９とは反対側に位置している下側の端部）２３から横方向で天板部９から離れる側（他方の側板部１３から離れる側）に延びており、一対のフランジ部のうちの他方のフランジ部２１は、他方の側板部１３の端部（天板部９とは反対側に位置している下側の端部）２５から横方向で天板部９から離れる側（一方の側板部１１から離れる側）に延びている。また、天板部９と各フランジ部１９，２１はこの厚さ方向が高さ方向になっている。

位置決め穴３（３Ａ，３Ｂ）は、たとえば複数（図１や図２で示すものでは２つ）設けられている。張り出し成形部５（５Ａ，５Ｂ）も、各位置決め穴３の数に応じて、たとえば複数（図１や図２で示すものでは２つ）設けられている。張り出し成形部５が形成されている天板部９の部位は、下側に凹んでいる。また、張り出し成形部５は、円錐台状の凹部で形成されており、下側に向かうにしたがって、径が次第に小さくなっている。

一方の張り出し成形部５Ａは、横方向では、天板部９の各端部１５，１７から離れて天板部９の中央に配置されており、長手方向では、一端側に配置されている。他方の張り出し成形部５Ｂも、横方向では、天板部９の各端部１５，１７から離れて天板部９の中央に配置されており、長手方向では、他端側に配置されている。

位置決め穴３は、張り出し成形部５の中央に設けられていて、張り出し成形部５の底部をこの厚さ方向で貫通している。また、位置決め穴３の内径は、張り出し成形部５の底部の径よりも小さくなっている。

熱間プレス製品１をプレス成形する金型２７は、図４等で示すように、たとえば、下型２７Ａと上型２７Ｂとを備えて構成されている。

下型２７Ａは、本体部２９と凸部３１とを備えて構成されている。本体部２９はたとえば矩形な板状に形成されている。凸部３１は、たとえば、等脚台形柱状に形成されている。

凸部３１は、本体部２９の横方向の中央部で上側に突出し、本体部２９の長手方向の全長にわたって設けられている。凸部３１における等脚台形柱の高さ方向が、本体部２９の高さ方向と一致している。また、凸部３１の横方向の寸法は、本体部２９から離れるにしたがって（上側に向かうにしたがって）次第に小さくなっている。

凸部３１の平面状の上面には、円錐台状の凹部３５（３５Ａ，３５Ｂ）が形成されている。凹部３５は、横方向では、凸部３１の中央部に位置しており、長手方向では、凸部３１の一端部側と他端部側とに位置している。凹部３５の径は、凸部３１の上面の幅方向の寸法よりも小さくなっている。

金型２７の位置決めピン３３（３３Ａ，３３Ｂ）は、下型２７Ａに一体的に設けられている。つまり、位置決めピン３３は固定されている。位置決めピン３３を分割構造とし、ボルト等で固定してもよい。位置決めピン３３は、たとえば、先端部がテーパ状になっている円柱状に形成されており、凸部３１の中央で凸部３１の凹部３５の底面から上方に向かって突出している。位置決めピン３３の外径は、凹部３５の底面の径よりも小さくなっている。

これにより、位置決めピン３３の周囲（環状の周囲）は、凸部３１の平面状の上面よりも下方に凹んでいることになる。位置決めピン３３は、高さ方向では、凸部３１の平面状の上面よりも上側に突出している。
上型２７Ｂは、たとえば直方体状に形成された本体部３７を備えて構成されている。本体部３７には、凹部３９が形成されており、凹部３９には、この底面から下方に突出している凸部４１（４１Ａ，４１Ｂ）が形成されており、凸部４１には、凹部４３が形成されている。

そして、上型２７Ｂが下死点に位置すると、図８で示すように、下型２７Ａの凸部３１が上型２７Ｂの凹部３９に入り込み、上型２７Ｂの凸部４１が下型２７Ａの凹部３５に入り込み、下型２７Ａの位置決めピン３３が、上型２７Ｂの凹部４３に入り込み、上型２７Ｂと下型２７Ａとの間に、材料７の厚さ程度の間隙が形成されるようになっている。

なお、材料７に熱間焼入れ処理等をするために、金型２７に材料を加熱するためのヒータや材料を冷却するための冷却部（水路等）が設けられていることもある。

次に、材料７を成形するものの例示である金型２７を用いた熱間プレス製品１の成形方法について説明する。

まず、図４で示すように、上型２７Ｂが上昇し下型２７Ａから離れている状態において、金型２７に設けられている位置決めピン３３と、熱間プレス加工をするために加熱した板状の材料７に設けられている位置決め穴（径が位置決めピン３３の径と等しいかごく僅かに大きい穴）３とを係合させることで（位置決めピン３３を材料７の穴３に貫通させることで）、材料７を位置決めして金型２７（下型２７Ａ）に設置する（図５参照；位置決め設置工程）。

つまり、加熱した材料７の位置決め穴３の内径は、金型２７の位置決めピン３３の外径とほぼ等しくなっており、各位置決め穴３Ａ，３Ｂのピッチは、各位置決めピン３３Ａ，３３Ｂのピッチとほぼ等しくなっている。これにより、金型２７に対する材料７のガタツキがほぼ無くなっている。

位置決め設置工程で材料７を位置決めして金型２７に設置した後、金型２７を用いて（上型２７Ｂを下型２７Ａに相対的に近づけて上型２７Ｂと下型２７Ａとで材料７を挟み込んで押圧し）材料７をプレス成形する。また、このプレス成形をするときに、材料７における位置決め穴３の周辺部位を張り出し成形することで位置決め穴３を拡張する（図６〜図８参照；プレス・穴拡張工程）。

プレス・穴拡張工程での材料７の温度は、次の焼き入れのため５００℃を超えており、材料７に熱間プレス加工がなされるようになっている。

位置決め穴３の周辺部位を張り出し成形することによる位置決め穴３の拡張は、材料７が冷却されて収縮し位置決め穴３が位置決めピン３３に食いついて材料７が位置決めピン３３からはずれなくなることを防止するために、もしくは、はずれ難くなることを防止するために、なされるのであり、穴３の拡張によって、たとえば、位置決め穴３の内径が位置決めピン３３の外径よりも大きくなる。

プレス・穴拡張工程で材料７をプレス成形するとともに位置決め穴３の周辺部位を張り出し成形した後（張り出し成形部５を形成した後）、金型２７で材料７を押圧した状態を維持したまま、材料７を冷却して材料７に焼き入れ処理を施す（焼き入れ工程）。このとき、張り出し成形部５により位置決め穴３のピッチの収縮が妨げられている。また、張り出し成形部５が位置決め穴３が拡張した後の位置決めとしても機能する。

なお、金型２７で材料７を押圧した状態では、従来と同様に、たとえば、上型２７Ｂが下死点に位置しており、上型２７Ｂが下型２７Ａに最も近づいており、下型２７Ａと上型２７Ｂとで挟まれている材料７が、熱間プレス製品１の形状になっている。また、焼き入れ処理をし材料７（熱間プレス製品１）が常温になることで、位置決め穴３の内径が小さくなり、また、各位置決め穴３Ａ，３Ｂのピッチが小さくなっても、位置決め穴３は、位置決めピン３３と隙間を有する状態となっている。

焼き入れ工程で材料７に焼き入れ処理を施した後、上型２７Ｂを下型２７Ａから相対的に離すことで金型２７による材料７の挟み込みが無くなり、成形された材料７が金型２７から解放される。この開放された材料７を金型２７から取り出すことで、熱間プレス製品１が得られる（図８、図９参照）。

熱間プレス製品１は、上述したように、天板部９と一対の側板部１１，１３とに加えて、一対の側板部１１，１３の各端部２３，２５で曲がって各端部２３，２５のそれぞれから突出している一対のフランジ部１９，２１を備えて構成されている。

ここで、プレス・穴拡張工程についてさらに詳しく説明する。プレス・穴拡張工程では、材料７を天板部９と側板部１１，１３との端部（境界）１５，１７で曲げて側板部１１，１３を成形し、また、材料７を側板部１１，１３とフランジ部１９，２１との端部（境界）２３，２５で曲げてフランジ部１９，２１を成形するときに（側板部１１，１３とフランジ部１９，２１との成形途中で；側板部１１，１３とフランジ部１９，２１とが完全に成形されてはいないがほぼ成形されたときに）成形途中の側板部１１，１３とフランジ部１９，２１を金型２７に係合させて、張り出し成形部５を形成する張り出し成形の際に必要な材料７の保持を行うようになっている（図６、図７参照）。

さらに説明すると、材料７のプレス成形をする途中では、上型２７Ｂを下降して上型２７Ｂを下型２７Ａに近づけることで、材料７が曲げられ、まず、一対の側板部１１，１３と一対のフランジ部１９，２１との成形が開始される（図６参照）。すなわち、天板部９と側板部１１，１３との境界１５，１７での曲げと、側板部１１，１３とフランジ部１９，２１との境界２３，２５での曲げとが開始される。

下型２７Ａに対して上型２７Ｂをさらに近づけると、天板部９と一対の側板部１１，１３と一対のフランジ部１９，２１とがほぼ成形されて材料７が概ね「ハット」状になる（図７参照）。このときには、天板部９（たとえば、位置決め穴３の周辺の部位）は上型２７Ｂと下型２７Ａとによって挟まれておらず、張り出し成形はなされていない。

下型２７Ａに対して上型２７Ｂさらに近づけると、上型２７Ｂと下型２７Ａとで位置決め穴３周辺の張り出し成形が開始される（図７〜図８参照）。

張り出し成形がなされるときには、天板部９と側板部１１，１３との一対の境界（曲げ部）１５，１７が下型２７Ａのエッジ４５に当接しており、一対の側板部１１，１３が下型２７Ａの凸部３１を挟み込んでいる形態になっており、側板部１１，１３とフランジ部１９，２１との一対の境界（曲げ部）２３，２５が上型２７Ｂのエッジ４７に当接しているとともに、フランジ部１９，２１の先端部（側板部１１，１３とは反対側の端部）４９が下型２７Ａの本体部２９に当接している。そして、側板部１１，１３とフランジ部１９，２１とが下型２７Ａと上型２７Ｂとで挟み込まれて、材料７が金型２７とほぼ一体化している状態になっていて、張り出し成形に必要な材料７の保持がなされている。

また、張り出し成形とともに、上型２７Ｂと下型２７Ａとによる側板部１１，１３とフランジ部１９，２１との成形（天板部９と側板部１１，１３との境界１５，１７の曲げや、側板部１１，１３とフランジ部１９，２１との境界２３，２５の曲げ）もさらになされる。

そして、下型２７Ａに対して上型２７Ｂを最終位置まで近づけると（上型２７Ｂが下死点に達すると）、張り出し成形部５を成形する張り出し成形と側板部１１，１３の成形とフランジ部１９，２１の成形とがほぼ同時に完了し、熱間プレス製品１の成形が終了する。

なお、熱間プレス製品１がフランジ部１９，２１を備えていない場合であっても、同様にして張り出し成形がなされる。

すなわち、プレス・穴拡張工程において、材料７を天板部９と側板部１１，１３との境界１５，１７で曲げて側板部１１，１３を成形するときに成形途中の側板部１１，１３を金型２７に係合させて、張り出し成形部５を形成する張り出し成形の際に必要な材料７の保持がなされる。

熱間プレス製品１によれば、プレス・穴拡張工程で位置決め用の穴３の内径が拡張されるので、熱間プレス製品１を金型２７から取り出すとき、穴３と位置決めピン（ピン）３３との間に隙間が形成され、熱間プレス製品１を金型２７から取り出すことが容易になり、穴３がピン３３にひっかかり穴３とピン３３との間にカジリや食いつきが生じて穴３とこの周辺部分が変形してしまうことを防ぐことができる。

また、熱間プレス製品１によれば、材料７を金型２７に位置決め設置した状態では、穴３の内径とピン３３の外径とがお互いにほぼ等しくなっており、金型２７に対して材料７が移動しないので（ガタツキが無いので）、熱間プレス製品１の位置決め用の穴３の位置精度が向上している。そして、プレス・穴拡張工程では、張り出し成形部５が位置決め穴３が拡張した後の位置決めとしても機能し、位置精度が向上している。

また、熱間プレス製品１によれば、プレス・穴拡張工程で、材料７を天板部９と側板部１１，１３との境界１５，１７で曲げて側板部１１，１３を成形するとき等に、成形途中の側板部１１，１３やフランジ部１９，２１が金型２７に係合して張り出し成形の際に必要な材料７の保持を行うので、下型２７Ａに対して上型２７Ｂを相対的に移動する簡素な構成の金型２７により、張り出し成形で材料７の位置決め穴３の内径を拡張するときにおける材料７の拘束力を確実に得ることができる。

また、熱間プレス製品１によれば、位置決め穴３が複数設けられ、その各々の位置決め穴３のまわりに張り出し成形部５が設けてあるので、位置決め穴３のピッチの収縮が妨げられ、穴ピッチ収縮による穴３とピン３３との間のカジリや食いつきを防ぐことができる。また、位置決め穴３を材料の両端に設けるなど位置決め穴３のピッチを大きくとることができ、位置精度が向上する。

なお、上記説明では、熱間プレス製品１の天板部９、側板部１１，１３、フランジ部１９，２１は、矩形な平板状に形成されているが、必ずしもこの形状になっている必要はない。すなわち、天板部９、側板部１１，１３、フランジ部１９，２１の少なくともいずれかが、曲率半径の大きな曲面状になっていてもよい。この場合において、曲率半径が一定であってもよいし、変化していてもよい。

また、各側板部１１，１３の突出長さがお互いに異なっていてもよいし、各フランジ部１９，２１の突出長さがお互いに異なっていてもよいし、各境界（図１等参照）１５，１７，２３，２５は直線ではなくて曲線状になっていてもよい。

さらに、天板部９、側板部１１，１３、フランジ部１９，２１の少なくともいずれかに、位置決め用の穴以外の穴や、座等が形成されていてもよいし、天板部９や側板部が長手方向で連続的に形成されておらず、断続的に形成されていてもよい（たとえば、位置決め穴３の近く等の一部にのみに形成されていてもよい）し、側板部１１，１３やフランジ部１９，２１の長さ（天板部９等からの突出長さ）が次第に変化していてもよい。

ところで、熱間プレス製品１において、図１０、図１１で示すように、一方の位置決め穴３Ａを円形状にしたままで、他方の位置決め穴３Ｂを長穴（長円状の穴）にしてもよい。この場合、長穴３Ｂは、長穴３Ｂと一方の円形状の穴３Ａとをお互いにむすぶ方向（たとえば長手方向）に長くなっており、張り出し成形部５Ｂも、長穴３Ｂにあわせて長円状になっている。なお、金型２７の位置決めピン３３は、円柱状になっている。

また、熱間プレス製品１を、図１２で示すように、円形状の天板部９と円錐台側面状の側板部１１と環状のフランジ部１９とを備えた「ハット状」に形成してもよい。この場合、位置決め穴３と張り出し成形部５とは、熱間プレス製品１の中央に１つだけ形成されている。

また、図１３で示すように、金型２７の上型２７Ｂを、上型本体５１と張り出し部成形体５３とに分離してもよい。そして、まず、図１３（ｂ）で示すように、側板部１１，１３とフランジ部１９，２１との成形後、下型２７Ａと上型本体５１とで材料７の天板部９を挟み込んでおき、張り出し部成形体５３で張り出し成形部５を成形してもよい。

また、図１４、図１５で示すように、金型２７の下型２７Ａに凹部３５に代えて凸部５５を設け、上型２７Ｂに凸部４１に代えて凹部５７を設けた構成であってもよい。

これによって熱間プレス製品は、図示してはいないが、張り出し成形部が上側に凸状になっている、すなわち、天板部に形成されている張り出し成形部が、側板部とは反対側に突出している。

１熱間プレス製品
３位置決め穴
５張り出し成形部
７材料
９天板部
１１、１３側板部
１５、１７境界
２７金型
３３位置決めピン

Claims

金型に設けられている位置決めピンと、加熱した材料に設けられている位置決め穴とを係合させることで、前記材料を位置決めして前記金型に設置する位置決め設置工程と、
前記位置決め設置工程で前記材料を位置決めして前記金型に設置した後、前記金型を用いて前記材料をプレス成形し、このプレス成形をするときに、前記材料における前記位置決め穴の周辺部位を張り出し成形することで前記位置決め穴を拡張するプレス・穴拡張工程と、
を有し、
前記プレス・穴拡張工程において、前記位置決め穴の周辺部位を底のある円錐台形状に張り出し成形することを特徴とする熱間プレス製品の成形方法。
請求項１に記載の熱間プレス製品の成形方法において、
前記位置決め穴が複数設けられており、
前記プレス・穴拡張工程において、前記複数の位置決め穴の周辺部位を底のある円錐台形状に張り出し成形することを特徴とする熱間プレス製品の成形方法。
請求項１に記載の熱間プレス製品の成形方法において、
前記熱間プレス製品は、天板部と側板部とを備えて構成されており、
前記天板部に、前記位置決め穴が形成されており、
前記プレス・穴拡張工程は、前記材料を前記天板部と前記側板部との境界で曲げて前記側板部を成形するときに前記成形途中の側板部と前記金型とを係合させて、前記張り出し成形の際に必要な前記材料の保持を行うことを特徴とする熱間プレス製品の成形方法。
位置決め穴とこの位置決め穴のまわりに張り出し成形部を備えた熱間プレス製品の製造方法において、
前記張り出し成形部は、底のある円錐台形状に成形されており、
前記熱間プレス製品の温度が常温に戻ることによって収縮する前記位置決め穴の内径が、前記張り出し成形部によって拡大していることを特徴とする熱間プレス製品の製造方法。
請求項４に記載の熱間プレス製品の製造方法において、
前記位置決め穴とこの位置決め穴のまわりの張り出し成形部とを複数設けたことを特徴とする熱間プレス製品の製造方法。
請求項４に記載の熱間プレス製品の製造方法において、
前記熱間プレス製品は、天板部と第１の側板部と第２の側板部とを備えて構成されており、
前記第１の側板部は、前記天板部の一方の端部から前記天板部の厚さ方向の一方の側に突出しており、
前記第２の側板部は、前記天板部の他方の端部から前記天板部の厚さ方向の前記一方の側に突出していることを特徴とする熱間プレス製品の製造方法。