JP6447788B1 - 焼き入れ部材の製造方法及び焼き入れ部材 - Google Patents

Abstract

本開示に係る焼き入れ部材の製造方法は、鋼板の二つの端縁が同じ辺内で突き合せられた突き合せ部を有する矩形断面形状に加工された中間成形品を前記鋼板のＡｃ３変態点以上に加熱する加熱工程と、該加熱工程で加熱した前記中間成形品を金型内で焼き入れする焼き入れ工程と、を備える。

Description

本開示は、焼き入れ部材の製造方法及び焼き入れ部材に関する。

例えば、日本国特許第３１１４９１８号明細書（特許文献１）、日本国特許第５８８６３２５号明細書（特許文献２）、日本国特許第３９７４３２４号明細書（特許文献３）日本国特許第４０４０８４０号明細書（特許文献４）には、金属プレートから中空パイプ体を製造する方法が記載されている。

特許文献１に記載の製造方法では、第１成形工程の段階で長手方向の湾曲形状を成形し、その後の成形工程で断面形状をパイプ状にする。

特許文献２に記載の製造方法では、特許文献１と同様に第１成形工程の段階で長手方向の湾曲形状を成形し、その後の成形工程で断面形状をパイプ状にする。長手方向の一部の断面形状を矩形状にする工具として中子を用いる。

また、特許文献３及び特許文献４に記載の製造方法では、第１加工ステップで、パイプ完成体において合わせ目を有した壁部を形成する。第２加工ステップで、合わせ目に対向する一壁部と、一壁部に隣接する他壁部との成す角度を、パイプ完成体より大きな角度とする。

第３加工ステップでは、他壁部に外力を加えて一壁部に外側へ膨らむ凸曲面部を形成する。そして、第４加工ステップで、一壁部に外力を加えて凸曲面部を平坦に変形し、そのスプリングバック力で一対の辺が密着したパイプ体を形成する。

特許文献１及び特許文献２に記載の製造方法にあっては、金属プレートの厚みが厚い場合は成形が容易である。しかし、厚みが薄い場合、長手方向に湾曲してパイプ状に成形する際、湾曲部で座屈やしわ等が発生し易い。

また、断面形状を矩形形状に成形する際に、工具に中子を使用すると、中子を長手方向に抜く複雑な金型構造が必要となり、コストが高くなる。さらに、長手方向全体に中子を使用することができないので、長手方向中央部の断面形状を維持することが難しい。

さらに、冷間加工において、高強度鋼板を用いて長手方向に湾曲する形状を成形すると、成形後のスプリングバックが大きくなる。この場合、所望の湾曲形状を得ることが難しい。

また、特許文献３及び特許文献４に記載の製造方法には、中空パイプ体の製造方法が記載されている。しかし、中空パイプ体を長手方向に湾曲した形状とする方法は記載されていない。

本開示は、このような問題に鑑みなされたものであり、長手方向に湾曲した中空で矩形断面形状の部材を、良好な寸法精度で形成することを目的とする。

上記課題を解決する焼き入れ部材の製造方法では、鋼板の二つの端縁が同じ辺内で突き合せられた突き合せ部を有する矩形断面形状に加工された中間成形品を前記鋼板のＡｃ３変態点以上に加熱することと、加熱した前記中間成形品を金型内で焼き入れすることと、を備えている。

すなわち、鋼板の端縁が突き合せられ矩形断面形状に加工された中間成形品をＡｃ３変態点以上に加熱した後、熱間成形するとともに金型内で焼き入れして焼き入れ部材を成形する。これにより、長手方向に湾曲した焼き入れ部材を薄肉の鋼板で形成しても、高強度で、湾曲形状の寸法精度が良好であり、座屈やしわの発生を抑制した焼き入れ部材を形成することができる。

さらに、焼き入れされる中間成形品は、略閉断面形状である。このため、平坦な鋼板を加熱して熱間成形する場合と比較して、加熱された中間成形品から熱が逃げにくく、温度低下を抑制できる。これにより、加熱終了後から熱間成形を開始するまでの許容時間を長くすることができる。

したがって、温度低下に伴う焼き入れ不良を低減し、ロバスト性の高い製造プロセスとなる。

本開示の焼き入れ部材の製造方法によれば、長手方向に湾曲した中空で矩形断面形状の部材を、良好な寸法精度で形成することができる。

第一実施形態に係る焼き入れ部材の製造方法の第一工程を示すプレス装置の正面から見た断面図である。 図１に続く第一工程を示すプレス装置の正面から見た断面図である。 第一工程で成形された成形品を示す斜視図である。 図３のＡ部拡大図である。 第一実施形態に係る焼き入れ部材の製造方法の第二工程を示すプレス装置の正面から見た断面図である。 図５に続く第二工程を示すプレス装置の正面から見た断面図である。 第二工程で成形された成形品を示す斜視図である。 第一実施形態に係る焼き入れ部材の製造方法の第三工程を示すプレス装置の正面から見た断面図である。 図８に続く第三工程を示すプレス装置の正面から見た断面図である。 第三工程で成形された中間成形品を示す斜視図である。 第一実施形態に係る焼き入れ部材の製造方法の第五工程を示すプレス装置を側面から見た状態を示す模式図である。 図１１に続く第五工程を示すプレス装置を側面から見た状態を示す模式図である。 第一実施形態に係る焼き入れ部材を示す側面図である。 図１３のＢ部拡大図である。 図１４のＣ−Ｃ断面図である。 図１５のＤ方向から見た一部透視図である。 各部材の出炉からの時間に対する温度変化を示す線図である。 図１５のＤ方向から見た一部透視図に相当する第二実施形態を示す図である。 図１５のＤ方向から見た一部透視図に相当する第三実施形態を示す図である。 図１５のＤ方向から見た一部透視図に相当する第四実施形態を示す図である。

（第一実施形態）
以下、図１〜図１７を参照しつつ、第一実施形態を説明する。

図１から図１２は、本実施形態に係る焼き入れ部材の製造方法を示す図であり、図１３は、この焼き入れ部材の製造方法で成形される焼き入れ部材１０を示す図である。焼き入れ部材１０は、長尺状の部材であり、その一例として補強部材が挙げられる。この焼き入れ部材１０は、矩形断面形状であるとともに、長さ方向ＮＨで湾曲している。

（鋼板）
横断面における板厚Ｔに対する焼き入れ部材１０の湾曲方向（Ｕ方向）の部材高さＨの比が、４０以下となる鋼板１２を用いて成形されることが好ましい。本実施形態では、Ｈ／Ｔ＝２０の鋼板１２を用いる（図１５参照）。

この鋼板１２として用いる鋼材は、質量％で、Ｃ：０．１％以上０．８％以下、Ｓｉ：０．００１％以上２．０％以下、Ｍｎ：０．５％以上３．０％以下、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０１％以下を化学組成として含有する。また、鋼材は、質量％で、ｓｏｌ．Ａｌ：０．００１％以上１．０％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｂ：０．０１％以下を化学組成として含有し、残部がＦｅおよび不純物からなることが好ましい。また，前記化学組成が、Ｆｅの一部に代えて、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉからなる群から選ばれた１種または２種以上を含有してもよい。

炭素Ｃの量が少なすぎると、焼き入れの効果があまりない強度の低い製品になり得る。このため、本実施形態では、鋼板１２が含有する炭素量を０．１質量％以上とした。

一方、炭素Ｃの量が多すぎると、硬くなりすぎて靭性に乏しい製品となる。このため、本実施形態では、鋼板１２が含有する炭素量を、０．８質量％以下とし、鋼板１２が含有する炭素量を、０．１質量％以上０．８質量％以下とした。

Ｓｉは、０．００１質量％〜２．０質量％の範囲に制御することが好ましい。Ｓｉは、オーステナイト相から低温変態相へ変態するまでの冷却過程において炭化物の生成を抑制するため延性を劣化させることなく、あるいは、延性を向上させて、焼き入れ後の強度を高める作用を有する元素である。Ｓｉ含有量が、０．００１質量％未満では上記作用を得ることが困難である。したがって、Ｓｉ含有量は、０．００１質量％以上とすることが好ましい。

なお、Ｓｉ含有量を、０．０５質量％以上にすると、延性がさらに向上する。したがって、Ｓｉ含有量は、０．０５質量％以上とすることがより好ましい。一方、Ｓｉ含有量が、２．０質量％超では、上記作用による効果は飽和して経済的に不利となる上、表面性状の劣化が著しくなる。したがって、Ｓｉ含有量は、２．０質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、１．５質量％以下である。

Ｍｎは、０．５質量％〜３．０質量％以下の範囲に制御することが好ましい。Ｍｎは、鋼の焼き入れ性を高め、焼き入れ後の強度を安定して確保するために、非常に効果のある元素である。しかし、Ｍｎ含有量が、０．５質量％未満では、急速冷却条件下でもその効果が十分に得られず、焼き入れ後の強度で、１２００ＭＰａ以上の引張強度を確保することが非常に困難となる。したがって、Ｍｎ含有量は、０．５質量％以上とすることが好ましい。

Ｐは、０．０５質量％以下に制御することが好ましい。Ｐは、一般には鋼に不可避的に含有される不純物であるが、固溶強化により、強度を高める作用を有するので積極的に含有させてもよい。しかし、Ｐ含有量が、０．０５質量％超では本実施形態の部材と他部材との抵抗溶接性の劣化が著しくなる。したがって、Ｐ含有量は、０．０５質量％以下とすることが好ましい。Ｐ含有量はより好ましくは、０．０２質量％以下である。上記作用をより確実に得るには、Ｐ含有量を、０．００３質量％以上とすることが好ましい。

Ｓは、０．０１質量％以下に制御することが好ましい。Ｓは、鋼に不可避的に含有される不純物であり、ＭｎやＴｉと結合して硫化物を生成して析出する。この析出物量が過度に増加するとその析出物と主相の界面が破壊の起点となることがあるため低いほど好ましい。Ｓ含有量が、０．０１質量％超ではその悪影響が著しくなる。したがって、Ｓ含有量は、０．０１質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００３質量％以下、さらに好ましくは、０．００１５質量％以下である。

ｓｏｌ．Ａｌは、０．００１質量％〜１．０質量％以下の範囲で制御することが好ましい。Ａｌは、鋼を脱酸して鋼材を健全化する作用を有する元素であり、また、Ｔｉ等の炭窒化物形成元素の歩留まりを向上させる作用を有する元素でもある。ｓｏｌ．Ａｌ含有量が、０．００１質量％未満では上記作用を得ることが困難となる。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は、０．００１質量％以上とすることが好ましい。より好ましくは、０．０１５質量％以上である。一方、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が、１．０質量％超では、溶接性の低下が著しくなるとともに、酸化物系介在物が増加して表面性状の劣化が著しくなる。したがって、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は、１．０質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．０８０質量％以下である。

Ｎは、０．０１質量％以下に制御することが好ましい。Ｎは、鋼に不可避的に含有される不純物であり、溶接性の観点からは低いほど好ましい。Ｎ含有量が、０．０１質量％超では溶接性の低下が著しくなる。したがって、Ｎ含有量は、０．０１質量％以下とすることが好ましい。より好ましくは、０．００６質量％以下である。

Ｂは、０．０１質量％以下に制御することが好ましい。Ｂは、低温靭性を高める作用を有する元素である。したがって、Ｂを含有させてもよい。しかし、０．０１質量％を超えて含有させると、熱間加工性が劣化して、熱間圧延が困難になる。したがって、Ｂ含有量は、０．０１質量％以下とすることが好ましい。なお、上記作用による効果をより確実に得るには、Ｂ含有量を、０．０００３質量％以上とすることがより好ましい。

その他添加元素として、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｉを、鋼の焼き入れ性を向上させ、かつ焼き入れ後の強度を安定して確保するために必要応じて添加してもよい。

＜第一工程＞
焼き入れ部材１０を成形する際には、図１及び図２示すように、中間成形品を成形する成形工程の一部である第一工程１４において、鋼板１２を第一プレス装置１６で冷間プレスする。

（第一プレス装置の構成）
図１及び図２に第一プレス装置を示す。第一プレス装置１６は、第一上金型１８と第一下金型２０とを備えており、第一下金型２０には、パッド２２が設けられている。

第一下金型２０には、上方Ｕへ向けて開口した凹部２０Ａが中央部に形成されており、凹部２０Ａの底部２０Ｂには、パッド収容部２０Ｃがある。

第一下金型２０の凹部２０Ａの内面は、第一下金型２０の上部端面２０Ｄより延出した湾曲部２０Ｅと、湾曲部２０Ｅより下方へ向かうに従って金型中心Ｃへ向けて傾斜した凹部壁面２０Ｆとを備えている。また、凹部２０Ａの内面は、凹部壁面２０Ｆの下縁より金型中心Ｃへ向けて湾曲した凹部角部２０Ｇを備えており、凹部角部２０Ｇ間にパッド収容部２０Ｃが設けられている。

第一下金型２０のパッド収容部２０Ｃには、パッド２２が設けられており、パッド２２は、図示しないパッド加圧装置を介して第一下金型２０に連結されている。このパッド加圧装置は、例えばガスクッション、油圧装置、ばね、電動駆動装置等で構成され、パッド２２を第一下金型２０に対して上方Ｕ又は下方Ｄであるプレス方向へ移動する。

パッド２２の天面２２Ａは、平坦に形成されており、図２に示したように、パッド２２がパッド収容部２０Ｃに収容された下死点において、天面２２Ａの延長線上に凹部角部２０Ｇの下縁が位置する。この状態において、パッド２２の天面２２Ａと凹部壁面２０Ｆとは鈍角を成す。

第一上金型１８は、図１に示したように、第一下金型２０に対向して配置されており、第一上金型１８は、図示しない移動装置に連結されている。移動装置は、例えば油圧装置、電動駆動装置等で構成され、第一上金型１８を第一下金型２０に対して上方Ｕ又は下方Ｄであるプレス方向へ移動する。

第一上金型１８は、下端部が第一下金型２０の凹部２０Ａに対応する形状であり、図２に示したように、第一上金型１８の下端部が第一下金型２０の凹部２０Ａに収容された下死点では、第一上金型１８の下面１８Ａがパッド２２の天面２２Ａに対向する。また、第一上金型１８の角を形成する湾曲した肩部１８Ｂは、第一下金型２０の凹部角部２０Ｇに対向し、肩部１８Ｂより延出した傾斜面１８Ｃは凹部壁面２０Ｆに対向する。この傾斜面１８Ｃ及び凹部壁面２０Ｆには、図示しない波形状の凹凸がある。

（第一プレス装置による第一工程）
この第一プレス装置１６で成形する際には、図１に示したように、パッド加圧装置でパッド２２を上昇し、パッド２２の天面２２Ａが第一下金型２０の上部端面２０Ｄと同じ高さになるように維持する。この状態で、パッド２２の天面２２Ａに鋼板１２をセットするとともに、移動装置で第一上金型１８を下降し、第一上金型１８の下面１８Ａとパッド２２の天面２２Ａとで鋼板１２を挟持する。

そして、図２に示したように、移動装置で第一上金型１８を下降してパッド２２をパッド収容部２０Ｃ内へ後退し、第一上金型１８の下端部を第一下金型２０の凹部２０Ａ（図１参照）へ挿入する。

すると、鋼板１２は、第一上金型１８の下面１８Ａ及びパッド２２の天面２２Ａでプレスされた部分が平坦部２４Ｅになる。また、鋼板１２は、第一上金型１８の肩部１８Ｂ及び第一下金型２０の凹部角部２０Ｇでプレスされた部分が屈曲部２４Ｆになる。また、鋼板１２は、第一上金型１８の傾斜面１８Ｃ及び第一下金型２０の凹部壁面２０Ｆでプレスされた部分がフランジ部２４Ｇになる。

（第一成形品）
図３は、第一工程１４で第一プレス装置１６を用いて成形した第一成形品２４を示す図である。第一成形品２４の本体部２４Ａの端部には、最終工程で切り離される第一支持部２４Ｂ及び第二支持部２４Ｃが幅狭の首部２４Ｄを介して設けられている。

本体部２４Ａは、長尺状に形成されている。この本体部２４Ａは、第一支持部２４Ｂ及び第二支持部２４Ｃと連続する平坦部２４Ｅと、平坦部２４Ｅの側縁に形成された屈曲部２４Ｆと、屈曲部２４Ｆより延出したフランジ部２４Ｇとを有する。本体部２４Ａの平坦部２４Ｅとフランジ部２４Ｇとは、鈍角を成す。第一支持部２４Ｂには、丸穴２４Ｈが形成されており、第二支持部２４Ｃには、第一成形品２４の長さ方向ＮＨに延在する長穴２４Ｉが形成されている。

フランジ部２４Ｇには、図４に示すように、第一工程１４で形成された波型部２６が長さ方向ＮＨに間隔をおいて形成されている。波型部２６は、対向するフランジ部２４Ｇ側へ突出するように湾曲した対を成す曲がり部２６Ａによって構成されている。一方のフランジ部２４Ｇの曲がり部２６Ａで構成された波型と、他方のフランジ部２４Ｇの曲がり部２６Ａで構成された波型とは、その波型の位相が長さ方向ＮＨで半周期ずれている。

＜第二工程＞
第一工程１４で成形された第一成形品２４を、図５及び図６に示すように、第二工程２８において第二プレス装置３０で冷間プレスする。

（第二プレス装置の構成）
第二プレス装置３０は、図５に示したように、第二上金型３２と第二下金型３４とを備えている。

第二下金型３４には、上方Ｕへ向けて開口した凹部３４Ａが中央部に形成されており、凹部３４Ａの開口幅は、第一成形品２４における平坦部２４Ｅの幅寸法より狭い。

第二下金型３４の凹部３４Ａの内面は、第二下金型３４の上部端面３４Ｂにより延出した湾曲部３４Ｃと、湾曲部３４Ｃより下方へ向かうに従って金型中心Ｃへ向けて傾斜した凹部壁面３４Ｄとを備えている。また、凹部３４Ａの内面は、凹部壁面３４Ｄの下縁より金型中心Ｃへ向けて湾曲した凹部角部３４Ｅを備えている。両凹部角部３４Ｅの間には、平坦な凹部底面３４Ｆが設けられており、凹部底面３４Ｆと凹部壁面３４Ｄとは鈍角を成す。

第二上金型３２は、第二下金型３４に対向して配置されており、第二上金型３２は、図示しない移動装置に連結されている。移動装置は、例えば油圧装置、電動駆動装置等で構成され、第二上金型３２を第二下金型３４に対して上方Ｕ又は下方Ｄであるプレス方向へ移動する。

第二上金型３２は、下端部が第二下金型３４の凹部３４Ａに対応する形状である。図６に示したように、第二上金型３２の下端部が第二下金型３４の凹部３４Ａ（図５参照）に収容された下死点では、第二上金型３２の下面３２Ａが第二下金型３４の凹部底面３４Ｆに対向する。また、第二上金型３２の角を形成する湾曲した肩部３２Ｂは、第二下金型３４の凹部角部３４Ｅに対向し、肩部３２Ｂより延出した傾斜面３２Ｃは凹部壁面３４Ｄに対向する。

（第二プレス装置による第二工程）
この第二プレス装置３０で成形する際には、図５に示したように、第一成形品２４の本体部２４Ａを第二下金型３４にセットし、平坦部２４Ｅの両側部を、第二下金型３４の凹部３４Ａの両脇の上部端面３４Ｂで支持する。このとき、図示はしないが、第一成形品２４における第一支持部２４Ｂの丸穴２４Ｈ及び第二支持部２４Ｃの長穴２４Ｉを利用して第一成形品２４を位置決めする（図３参照）。以下のプレス工程でも同様とする。

この状態で、図６に示したように、移動装置で第二上金型３２を下降して、第二上金型３２の下端部を第二下金型３４の凹部３４Ａへ挿入する。

すると、第一成形品２４における本体部２４Ａの平坦部２４Ｅには、第二上金型３２の下面３２Ａ及び第二下金型３４の凹部底面３４Ｆでプレスされた幅狭平坦部３６Ｄが形成される。また、平坦部２４Ｅには、第二上金型３２の肩部３２Ｂ及び第二下金型３４の凹部角部３４Ｅでプレスされた屈曲部３６Ｅと、第二上金型３２の傾斜面３２Ｃ及び第二下金型３４の凹部壁面３４Ｄでプレスされ、起立した起立部３６Ｆとが形成される。

（第二成形品）
図７は、第二工程２８で第二プレス装置３０を用いて成形した第二成形品３６を示す図である。第二成形品３６の本体部３６Ａは、第一支持部３６Ｂ及び第二支持部３６Ｃと連続する幅狭平坦部３６Ｄと、幅狭平坦部３６Ｄの側縁に形成された屈曲部３６Ｅと、屈曲部３６Ｅより延出した起立部３６Ｆとを有する。幅狭平坦部３６Ｄと起立部３６Ｆとは鈍角を成す。

各起立部３６Ｆに形成されたフランジ部３６Ｇ（第一成形品２４のフランジ部２４Ｇに相当）の端縁は、離間しており、本体部３６Ａは、フランジ部３６Ｇ間が開口している。

また、本体部３６Ａと第一支持部３６Ｂ及び第二支持部３６Ｃとを連設した首部３６Ｈの側縁並びに第一支持部３６Ｂ及び第二支持部３６Ｃの側縁には、起立部３６Ｆに連続した補強リブ３６Ｉが形成されている。これにより、本体部３６Ａと第一支持部３６Ｂ及び第二支持部３６Ｃと連設部分が補強されている。

＜第三工程＞
第二工程２８で成形された第二成形品３６を、図８及び図９に示すように、第三工程４０において第三プレス装置４２で冷間プレスする。

（第三プレス装置の構成）
第三プレス装置は４２、図８に示したように、第三上金型４４と第三下金型４６とを備えている。

第三下金型４６は、断面矩形状の矩形凸条であり、天面４６Ａは、第二成形品３６における本体部３６Ａの幅狭平坦部３６Ｄを載置できる長さ及び幅を有している。第三下金型４６の断面形状は、矩形状に限らず、後述する第三上金型４４のガイド面４４Ｅ間に収納できる形状であれば、台形でも構わない。

第三上金型４４は、第三下金型４６に対向して配置されており、第三上金型４４は、図示しない移動装置に連結されている。移動装置は、例えば油圧装置、電動駆動装置等で構成され、第三上金型４４を第三下金型４６に対して上方Ｕ又は下方Ｄであるプレス方向へ移動する。

第三上金型４４は、第三下金型４６側へ向けて開口した凹部４４Ａが中央部に形成されており、凹部４４Ａは、第三下金型４６側を構成するガイド部４４Ｂと、ガイド部４４Ｂの奥側を構成する成形部４４Ｃとを備えている。

凹部４４Ａの成形部４４Ｃは、断面矩形状に形成されており、ガイド部４４Ｂの奥側の開口幅と同じ開口幅を有する。

凹部４４Ａのガイド部４４Ｂは、第三下金型４６側から上方Ｕ側である奥側へ向かうに従って開口幅が狭くなっている。このガイド部４４Ｂは第三上金型４４の下端面４４Ｄでの開口幅が、第二成形品３６の一方の起立部３６Ｆ及びフランジ部３６Ｇ間の屈曲部３６Ｊの外面から他方の起立部３６Ｆ及びフランジ部３６Ｇ間の屈曲部３６Ｊの外面までの幅寸法より広い。

第三上金型４４の凹部４４Ａにおけるガイド部４４Ｂの内面は、第三下金型４６側の下方Ｄから奥側である上方Ｕへ向かうに従って金型中心Ｃへ傾斜したガイド面４４Ｅを備えている。凹部４４Ａにおける成形部４４Ｃの内面は、各ガイド面４４Ｅから奥側へ向けて上方Ｕ又は下方Ｄであるプレス方向へ延在する成形部壁面４４Ｆを備えている。また、成形部４４Ｃの内面は、各成形部壁面４４Ｆの端部に設けられた湾曲面が構成する成形角部４４Ｇと、両成形角部４４Ｇを連設する成形部底面４４Ｈとを備えている。

この成形部底面４４Ｈと第三下金型４６の天面４６Ａとは平行であり、成形部底面４４Ｈと各成形部壁面４４Ｆとは直交している。これにより、図９に示したように、第三下金型４６の天面４６Ａが第三上金型４４のガイド部４４Ｂと成形部４４Ｃとの境界に位置するように第三上金型４４を移動した下死点において、第三上金型４４と第三下金型４６とで包囲された空間が矩形状となる。

また、後述するように焼き入れ部材１０（図１４参照）の横断面における断面形状を、フランジ部４８Ｈの含まれる一面の一例である上面４８Ｉが下面４８Ｄよりも若干狭くなる台形状とすることができる。この場合、成形部底面４４Ｈと各成形部壁面４４Ｆとは直交せず、焼き入れ部材１０の断面形状に合わせて、各成形部壁面４４Ｆの間隔が成形部底面４４Ｈに近づくに従い若干狭くなる。これにより、成形部壁面４４Ｆと成形部底面４４Ｈとの成す角度が鈍角となる。

（第三プレス装置による第三工程）
この第三プレス装置４２で成形する際には、第二成形品３６における本体部３６Ａの幅狭平坦部３６Ｄを第三下金型４６の天面４６Ａに載置してセットし、図８に示したように、移動装置で第三上金型４４が下降する。

すると、第二成形品３６の一方の起立部３６Ｆ及びフランジ部３６Ｇ間の屈曲部３６Ｊと、他方の起立部３６Ｆ及びフランジ部３６Ｇ間の屈曲部３６Ｊとが、第三上金型４４の凹部４４Ａにおけるガイド面４４Ｅに当接する。この状態で、第三上金型４４の下降を継続すると、第二成形品３６の一方の屈曲部３６Ｊと他方の屈曲部３６Ｊとが対応するガイド面４４Ｅに案内される。これにより、幅狭平坦部３６Ｄに起立した起立部３６Ｆが対向する起立部３６Ｆ側へ起こされる。

そして、第二成形品３６の一方の屈曲部３６Ｊと他方の屈曲部３６Ｊとがガイド面４４Ｅの端部に達すると、第二成形品３６の一方のフランジ部３６Ｇの端縁ＥＧと他方のフランジ部３６Ｇの端縁ＥＧとが近接する。

この状態で、第三上金型４４の下降を継続すると、図９に示したように、各フランジ部３６Ｇが第三上金型４４の成形部底面４４Ｈに当接して第三下金型４６側へ傾倒する。すると、フランジ部３６Ｇと起立部３６Ｆとの間の屈曲部３６Ｊ（図８参照）が、第三上金型４４の成形角部４４Ｇに沿って曲がる。これにより、各フランジ部３６Ｇの端縁ＥＧが突き合わされ、第三上金型４４と第三下金型４６とで包囲された成形部４４Ｃの空間内で、本体部３６Ａが矩形断面形状になる。

このとき、フランジ部３６Ｇには、図４に示したように、波型部２６が長さ方向ＮＨに間隔をおいて形成されており、各波型部２６は、フランジ部３６Ｇ（図４では２４Ｇ）の厚み方向へ湾曲した曲がり部２６Ａで構成されている。そして、一方のフランジ部３６Ｇ（図４では２４Ｇ）の曲がり部２６Ａで構成された波型と、他方のフランジ部３６Ｇ（図４では２４Ｇ）の曲がり部２６Ａで構成された波型とは、その波型の位相が長さ方向で半周期ずれるように形成されている。

このため、一方のフランジ部３６Ｇ（図４では２４Ｇ）に形成された波型部２６と他方のフランジ部３６Ｇ（図４では２４Ｇ）に形成された波型部２６とが交差する交差部ＫＢ（図１６参照）において、一方の端縁ＥＧと他方の端縁ＥＧとが当接し得る。これにより、起立部３６Ｆの内側への倒れ込みを防止できる。

ここで、「一方の端縁ＥＧと他方の端縁ＥＧとが当接し得る」とは、一方の端縁ＥＧと他方の端縁ＥＧとが必ず当接している状態を示すものではない。成形時に、外力を受けるなどして起立部３６Ｆが対向する起立部３６Ｆ側へ倒れ込む際に一方の端縁ＥＧと他方の端縁ＥＧとが当接する場合も含む。

（中間成形品）
図１０は、第三工程４０で第三プレス装置４２を用いて成形した中間成形品４８を示す図である。

中間成形品４８の本体部４８Ａは、第一支持部４８Ｂ及び第二支持部４８Ｃと連続する平坦な下面４８Ｄと、下面４８Ｄの側縁に形成された下部稜線４８Ｅと、各下部稜線４８Ｅより起立した側面４８Ｆとを備えている。

中間成形品４８の本体部４８Ａは、各側面４８Ｆに上部稜線４８Ｇを介して連設された一対のフランジ部４８Ｈによって上面４８Ｉが形成されている。この上面４８Ｉの幅方向中心には、フランジ部４８Ｈの端縁ＥＧが突き合わされた突き合せ部５０が長さ方向ＮＨに沿って形成されている。これにより、鋼板１２の二つの端縁ＥＧが、矩形断面形状の同じ辺内で突き合わされている。

ここで、「フランジ部４８Ｈの端縁ＥＧが突き合わされた突き合せ部５０」とは、中間成形品４８の本体部４８Ａが成す矩形断面形状において、鋼板１２の端縁ＥＧ同士が同じ辺内で隣接して対向する部分を示す。この突き合せ部５０では、隣接して対向した端縁ＥＧ同士は離間している。突き合せ部５０は、長さ方向の一部において、対向した端縁ＥＧ同士が部分的に当接していても良い。

前記したように、成形部底面４４Ｈと各成形部壁面４４Ｆとが直交せず、各成形部壁面４４Ｆの間隔が成形部底面４４Ｈに近づくに従い若干狭くなっている場合、成形品４８の本体部４８Ａの断面形状は台形形状となる。ここで、矩形断面形状とは、このような台形形状も含むものとする。

この台形状の本体部４８を、後述する第四工程（加熱工程）および第五工程（焼き入れ工程）を経て図１３に示す焼き入れ部材１０を成形する。この焼き入れ部材１０において、フランジ部４８Ｈの含まれる上面４８Ｉが曲げの外側で、下面４８Ｄが曲げの内側となる方向に曲げモーメントが作用する場合、フランジ部４８Ｈに焼き入れ部材１０の長尺方向の張力が発生する。また、フランジ部４８Ｈの焼き入れ部材１０の長尺方向に直交する幅方向にも張力が発生する。

また、同時に下面４８Ｄに焼き入れ部材１０の長尺方向の圧縮力が発生し、下面４８Ｄの焼き入れ部材１０の長尺方向に直交する幅方向にも圧縮力が発生する。このフランジ部４８Ｈの幅方向の張力と下面４８Ｄの幅方向の圧縮力が、側面４８Ｆがフランジ部４８Ｈ同士を近づける方向に倒れ込むように作用する。しかし、フランジ部４８Ｈには厚み方向へ湾曲した曲がり部２６Ａで構成される波型部２６が形成されており、一方のフランジ部４８Ｈの曲がり部２６Ａと、他方のフランジ部４８Ｈの曲がり部２６Ａは波型の位相が長さ方向で半周期ずれるように形成されているため、対向する二つのフランジ部４８Ｈの一方の端縁ＥＧと他方の端縁ＥＧとが当接し、側面４８Ｆの倒れ込みを防止することができる。このため、曲げモーメントにより焼き入れ部材１０が局所的に座屈して折れ曲がることを防ぐことができる。

この側面４８Ｆの倒れ込みをフランジ部４８Ｈ同士が近づく方向へより積極的に誘導するため、下面４８Ｄと側面４８Ｆとが成す角度（下部稜線４８Ｅの断面の角度）を若干鋭角としてもよい。

下面４８Ｄと側面４８Ｆとが成す角度を小さくしすぎると、フランジ部４８Ｈの幅が狭くなる。その結果、成形品４８（焼き入れ部材１０）の強度が低下する。故に下面４８Ｄと側面４８Ｆとが成す角度を小さくしすぎるのは好ましくない。下面４８Ｄと側面４８Ｆとが成す角度は、８０度以上９０度以下が好ましい。

ここで、本実施形態では、本体部４８Ａの下面４８Ｄと各側面４８Ｆとの角度が、略９０度であり、上面４８Ｉと側面４８Ｆとの角度も、略９０度である場合を例に挙げて説明する。また、下面４８Ｄと上面４８Ｉとは、ほぼ平行であるとともに、両側面４８Ｆも、ほぼ平行であり、本体部４８Ａは、矩形断面形状である。

なお、本実施形態では、本体部４８Ａの対向面の一例である下面４８Ｄと各側面４８Ｆとの角度が、略９０度の場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。下面４８Ｄと各側面４８Ｆとが成す角度は、８０度以上１００度以下であればよい。

＜第四工程（加熱工程）＞
加熱工程の一例である第四工程では、第三工程４０で成形された中間成形品４８を、図示しない加熱炉で鋼板１２のＡｃ３変態点以上に加熱する。

加熱炉としては、ガス加熱炉や、電気加熱炉や、通電加熱炉や、赤外線加熱炉や、高周波加熱炉等が挙げられる。

オーステナイト化変態点温度を示すＡｃ３変態点は、前述した鋼材からなる鋼板１２がオーステナイト化される温度であり、一例として次式で示される。

Ａｃ３（℃）＝９１０−２０３×√Ｃ（質量％）＋４４．７×Ｓｉ（質量％）−３０×Ｍｎ（質量％）−１１×Ｃｒ（質量％）＋７００×Ｓ（質量％）＋４００×Ａｌ（質量％）＋５０×Ｔｉ（質量％）

＜第五工程（焼き入れ工程）＞
第四工程でＡｃ３変態点以上に加熱された中間成形品４８を、図１１及び図１２に示すように、焼き入れ工程の一例である第五工程５２において熱間プレス装置５４で熱間プレスする。

（熱間プレス装置の構成）
熱間プレス装置５４は、図１１に示したように、熱間プレス上金型５６と熱間プレス下金型５８とを備えている。

熱間プレス下金型５８には、上方Ｕへ向けて開口した溝部５８Ａが形成されている。この溝部５８Ａは、中間成形品４８の本体部４８Ａを収容できる大きさであり、溝部５８Ａは、長さ方向ＮＨの中央部が下方Ｄへ向けて窪んでいる。また、溝部５８Ａは、上方Ｕへ突出するように湾曲した部分を一部に有する。

この熱間プレス下金型５８の長さ方向ＮＨの一方側には、中間成形品４８の第一支持部４８Ｂに形成された丸穴４８Ｊ（図１０参照）へ挿通可能な第一位置決めピン５８Ｂが立設されている。第一位置決めピン５８Ｂは、中間成形品４８の転がりを防止する。熱間プレス下金型５８の長さ方向ＮＨの他方側には、中間成形品４８の第二支持部４８Ｃに形成された長穴４８Ｋ（図１０参照）へ挿通可能な第二位置決めピン５８Ｃが立設されている。第二位置決めピン５８Ｃは、中間成形品４８の成形誤差を吸収しつつ、中間成形品４８の転がりを防止する。

熱間プレス上金型５６は、熱間プレス下金型５８に対向して配置されており、熱間プレス上金型５６は、図示しない移動装置に連結されている。移動装置は、例えば油圧装置、電動駆動装置等で構成され、熱間プレス上金型５６を熱間プレス下金型５８に対して上方Ｕ又は下方Ｄであるプレス方向へ移動する。

熱間プレス上金型５６は、熱間プレス下金型５８の溝部５８Ａに対応し、長さ方向ＮＨの中間部が熱間プレス下金型５８へ向けて湾曲した凸条５６Ａが形成されている。熱間プレス上金型５６の凸条５６Ａを熱間プレス下金型５８の溝部５８Ａへ挿入し、熱間プレス上金型５６が下死点に達した状態となる。すると、図１２に示したように、溝部５８Ａ内の中間成形品４８の本体部４８Ａは、下面４８Ｄが溝底面５８Ｄに面接触するとともに、上面４８Ｉが熱間プレス上金型５６の凸条５６Ａの下面５６Ｂに面接触する。このとき、中間成形品４８の側面４８Ｆは、溝部５８Ａの溝壁面５８Ｅ（図１１参照）に面接触する。

これにより、Ａｃ３変態点以上に加熱された中間成形品４８の熱を熱間プレス上金型５６及び熱間プレス下金型５８で急速に奪い、中間成形品４８を冷却して焼き入れ（マルテンサイト変態させる）する。

また、中間成形品４８のフランジ部４８Ｈに形成された曲がり部２６Ａは、内側へ突出するように湾曲している。このため、曲がり部２６Ａが外側に突出するように湾曲した場合と比較して、曲がり部２６Ａに対応する熱間プレス上金型５６の下面５６Ｂの部位に凹凸を設けない等、熱間プレス上金型５６の形状を簡素化することができる。

（熱間プレス装置による第五工程）
この熱間プレス装置５４で成形する際には、図１１に示したように、突き合せ部５０を有した上面４８Ｉを熱間プレス上金型５６側として中間成形品４８を配置し、第一支持部４８Ｂの丸穴４８Ｊ（図１０参照）へ第一位置決めピン５８Ｂを挿通する。また、第二支持部４８Ｃの長穴４８Ｋ（図１０参照）へ第二位置決めピン５８Ｃを挿通する。これにより、中間成形品４８を位置決めしつつ転がりを防止する。そして、中間成形品４８の端部を熱間プレス下金型５８の上端面に支持してセットする。

この状態で、移動装置で熱間プレス上金型５６が下降し、熱間プレス上金型５６の凸条５６Ａの下面５６Ｂが中間成形品４８の上面４８Ｉに当接する。そして、熱間プレス上金型５６がさらに下降し、図１２に示したように、熱間プレス上金型５６の凸条５６Ａを熱間プレス下金型５８の溝部５８Ａへ挿入する。

すると、中間成形品４８の本体部４８Ａは、突き合せ部５０を有した上面４８Ｉが当該上面４８Ｉに直交する面外方向へ湾曲するように、熱間プレス上金型５６の凸条５６Ａの下面５６Ｂ及び熱間プレス下金型５８の溝底面５８Ｄに沿って湾曲する。これにより、中間成形品４８は、本体部４８Ａが長さ方向で湾曲曲げされる。

このとき、中間成形品４８を位置決めする第二位置決めピン５８Ｃは、第二支持部４８Ｃの長穴４８Ｋに挿通されている。このため、本体部４８Ａは、溝部５８Ａ内へ向けた方向への移動が許容される。

また、中間成形品４８は、突き合せ部５０を構成する鋼板１２の端縁ＥＧが結合されていない。このため、曲げ加工時に適度に端縁ＥＧの突き合わせ面が、上面４８Ｉの面外方向に変位することにより、局所的な座屈が抑制される。

このとき、中間成形品４８に形成された波型部２６（例えば図４参照）は、本体部４８Ａの長さ方向ＮＨにおいて曲げ曲率の大きな部位に設定されている。これにより、突き合せ部５０を構成する鋼板１２の端縁ＥＧの面外方向への変形を容易とすることができるので、局所的な座屈をさらに抑制することができる。

そして、熱間プレス上金型５６が下死点に達した状態において、中間成形品４８の下面４８Ｄは、熱間プレス下金型５８の溝底面５８Ｄに面接触し、上面４８Ｉは、熱間プレス上金型５６の凸条５６Ａの下面５６Ｂに面接触する。また、中間成形品４８の各側面４８Ｆは、熱間プレス下金型５８の溝壁面５８Ｅに面接触する。

これにより、第四工程でＡｃ３変態点以上に加熱されオーステナイト化された中間成形品４８は、熱間プレス上金型５６及び熱間プレス下金型５８で急速に熱が奪われて冷却され、焼き入れ（マルテンサイト化）される。

このとき、矩形断面形状の本体部４８Ａの外側面の冷却に遅れて内側面の冷却が開始されるので、側面４８Ｆに内側へ向けた傾倒力が生ずる。しかし、上面４８Ｉのフランジ部４８Ｈには、波型部２６が形成されており、突き合せ部５０を構成する一方のフランジ部４８Ｈの波型部２６と他方のフランジ部４８Ｈの波型部２６とが突き合せ方向ＴＨから見て交差部ＫＢ（図１６参照）で交差する。このため、一方のフランジ部４８Ｈの端縁ＥＧと他方のフランジ部４８Ｈの端縁ＥＧとが当接することで、側面４８Ｆの内側への倒れ込みを抑制できる。

（焼き入れ部材）
図１３は、第五工程５２で熱間プレス装置５４を用いて成形した焼き入れ部材１０を示す図であり、各構成部は、湾曲している以外中間成形品４８と同一又は同等のため同符号を付す。

焼き入れ部材１０の本体部４８Ａは、第一支持部４８Ｂ及び第二支持部４８Ｃと連続する下面４８Ｄと、下面４８Ｄの各側縁より起立した側面４８Ｆと、側面４８Ｆより延出したフランジ部４８Ｈで構成された上面４８Ｉとによって矩形断面形状に形成されている。下面４８Ｄと側面４８Ｆとが成す角度、及び側面４８Ｆと上面４８Ｉとが成す角度は、略９０度である。

焼き入れ部材１０を構造部材として使用し、フランジ部４８Ｈの含まれる上面４８Ｉが曲げの外側で、下面４８Ｄが曲げの内側となる方向に曲げモーメントが作用する場合、側面４８Ｆの倒れ込む方向を制御するため、下面４８Ｄと側面４８Ｆとが成す角度を８０度以上９０度未満の鋭角としてもよい。

一方、焼き入れ部材１０は、フランジ部４８Ｈの含まれる上面４８Ｉが曲げの外側で、下面４８Ｄが曲げの内側となる方向に曲げモーメントが作用する場合でも、曲げモーメントが小さい場合には側面４８Ｆの倒れ込みが軽微となる。この場合、側面４８Ｆの倒れ込む方向の制御が不要となる場合もある。

さらに、焼き入れ部材１０を、曲げモーメントとは別の負荷、例えばねじりモーメントが作用するような構造部材として使用する場合、側面４８Ｆの倒れ込む方向の制御が不要となる場合もある。この場合、断面形状の特性（例えば断面二次モーメント）を制御するためや、他の部品との干渉回避などの目的に応じて、焼き入れ部材１０の断面形状がフランジ面４８Ｈを含む上面４８Ｉの幅よりも下面４８Ｄの幅が若干狭い台形状としてもよい。この焼き入れ部材１０では、下面４８Ｄと側面４８Ｆとの成す角度が９０度よりも若干大きい鈍角となる。また、この焼き入れ部材１０を成形する際には、第三工程を図８，９の金型で成形することができないため，金型形状が異なる別の金型を用いる。

下面４８Ｄと側面４８Ｆとの成す角度が大きくなりすぎると、下面４８Ｄの幅が狭くなる。その結果、成形品４８（焼き入れ部材１０）の強度が低下する。故に下部稜線４８Ｅの断面の角度は大きくなりすぎるのは好ましくない。このため、下面４８Ｄと側面４８Ｆとが成す角度を鈍角とする場合、下面４８Ｄと側面４８Ｆとが成す角度を、９０度以上１００度以下とすることが好ましい。

図１４は、図１３のＢ部の拡大図であり、焼き入れ部材１０における本体部４８Ａの上面４８Ｉには、突き合せ部５０の延在方向ＥＨに間隔をおいて設けられた波型部２６によって重なり防止構造が形成されている。

波型部２６は、図１４及び図１５に示すように、突き合せ部５０を構成する鋼板１２の一方の端縁ＥＧに形成された曲がり部２６Ａと、他方の端縁ＥＧに形成された曲がり部２６Ａとによって形成されている。また、一方の端縁ＥＧの曲がり部２６Ａと、他方の端縁ＥＧの曲がり部２６Ａとは、突き合せ部５０の延在方向ＥＨで一部重複しながら異なる位置に配置されている。

具体的には、図１６に示すように、曲がり部２６Ａで構成される波型部２６での波の位相は、突き合せ部５０の延在方向ＥＨで半周期ずれている。これにより、突き合せ部５０を構成する端縁ＥＧ同士が突き合せ方向ＴＨから見て交差する交差部ＫＢが波型部２６によって形成されている。

＜第六工程（最終工程）＞
最終工程を構成する第六工程では、焼き入れ部材１０の本体部４８Ａから第一支持部４８Ｂ及び第二支持部４８Ｃが切り離され、最終製品になる。

＜作用及び効果＞
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

この焼き入れ部材の製造方法では、鋼板１２の端縁ＥＧが突き合せられ矩形断面形状の中間成形品４８を、第四工程の加熱工程において、鋼板１２のＡｃ３変態点以上に加熱する。そして、第五工程５２の焼き入れ工程において、熱間プレス装置５４の熱間プレス上金型５６及び熱間プレス下金型５８を用いて焼き入れする。このため、焼き入れしない成形品と比較して、素材の引張強度が高く、部材としての曲げ強度の高い焼き入れ部材１０を得ることができる。この場合の引張強度は、１１８０ＭＰａ以上とすることも可能である。

また、平坦な鋼板１２を加熱して熱間プレスする場合と比較して、加熱後に熱が逃げにくく、熱間プレス装置５４による焼き入れ前の温度低下を抑制することができる。これにより、加熱工程終了後から熱間成形開始までの許容時間を長くすることができ、温度低下に伴う焼き入れ不良が生じるリスクを低減することができる。よって、焼き入れ部材１０の強度を全域に亙って均一にすることができる。

ここで、一般的な熱間プレスにおいて、加熱後の鋼板の温度低下が課題となりやすいのは、板厚が薄い場合、例えば２．３ｍｍ以下の場合であり、このような条件の時に本実施形態は特に有効である。

さらに、焼き入れされる中間成形品４８は、矩形断面形状に加工されている。このため、加熱した平坦な鋼板１２をプレス装置まで搬送する場合と比較して、搬送時の変形（垂れ下り）が抑制され、搬送作業が容易となる。ここで、一般的に加熱された鋼板の搬送時の変形が課題となりやすいのは板厚が特に薄い場合、例えば１．２ｍｍ以下の場合であり、このような条件の時に本実施形態は特に有効である。

通常は、加熱炉での鋼板１２の加熱温度を高くして、熱間プレス装置５４による焼き入れ前の温度が所定値以上となるようにする方法が考えられる。しかし、加工対象にめっきの施されためっき材の場合、加熱炉での加熱温度を高くすると、めっきの変質が懸念される。このようなめっき材に対しても、本実施形態の焼き入れ部材の製造方法は有効である。

図１７に、板厚の異なる各部材を加熱炉から取り出した後の温度変化を測定した測定結果を示す。図１７には各部材を加熱炉で９５０℃に加熱して出炉した際の温度変化が示されている。

図１７に、板厚Ｔが、０．８ｍｍの鋼板を矩形断面形状とした本実施形態の中間成形品４８と、板厚Ｔが、０．８ｍｍの平坦な第一比較例６０との温度変化を示す。また、板厚Ｔが、１．６ｍｍの平坦なＧＡ材（合金化溶融亜鉛めっき鋼鈑）からなる第二比較例６２と、板厚Ｔが１．６ｍｍの平坦な鋼板からなる第三比較例６４との温度変化も示す。

板厚Ｔが、０．８ｍｍの平坦な鋼板からなる第一比較例６０では、出炉した１秒後から急激に温度が低下することが分かる。一方、板厚Ｔが、０．８ｍｍの矩形断面形状の中間成形品４８では、出炉後の温度低下が緩やかである。また、中間成形品４８は、板厚Ｔが、１．６ｍｍの平坦なＧＡ材からなる第二比較例６２や、板厚Ｔが、１．６ｍｍの平坦な鋼板からなる第三比較例６４の温度変化とほぼ同じである。

この試験から本実施形態の中間成形品４８は、板厚Ｔが、１．６ｍｍの平坦な各比較例６２、６４と同等の温度保持能力を有することが分かる。

そして、第五工程の焼き入れ工程では、突き合せ部５０を有する上面４８Ｉが突き合せ部５０の延在方向ＥＨにおいて面外方向へ湾曲するように中間成形品４８を熱間曲げ成形して焼き入れする。これにより、中間成形品４８の焼き入れと曲げ成形とを同時に行うことができ、製造時間を短縮することができる。

これにより得られる焼き入れ部材１０は、矩形断面形状であり、長さ方向ＮＨに延在する下部稜線４８Ｅ及び上部稜線４８Ｇからなる稜線が四本存在する。このため、長さ方向ＮＨの稜線が二本となる断面溝形形状と比較して、曲げ剛性を高めることができる。これにより、所望の曲げ剛性を維持しつつ、焼き入れ部材１０の断面形状を小さくすることができるので、軽量化を図ることができる。

また、第四工程の加熱工程でＡｃ３変態点以上に加熱した中間成形品４８を曲げ成形するので、冷間成形で曲げ加工する場合と比較して、焼き入れ部材１０の良好な寸法精度が容易に得られる。

ここで、一般に薄鋼板をプレス成形して溝型形状とする場合、溝型の内部側と外部側とを金型で押えて、所望の溝型形状にプレス成形する。

しかし、本実施形態では、矩形断面形状の中間成形品４８の外側のみを金型で押さえるため、側面４８Ｆの矩形断面形状の内側への倒れ込みが懸念される。

特に、熱間プレス開始時に外側から冷却された中間成形品４８は、熱間プレス下金型５８によって側面４８Ｆの外側への傾倒が抑制される。この状態で、中間成形品４８の内側の冷却が始まると、側面４８Ｆに内側へ向けた傾倒力が作用するため、側面４８Ｆの内側への倒れ込みが懸念される。

そこで、本実施形態では、中間成形品４８において、突き合せ部５０を構成する鋼板１２の端縁ＥＧ同士を部分的に接触させる。これにより、側面４８Ｆの内側へ倒れ込みに先行して突き合せ部５０の端縁ＥＧ同士が当接することで、側面４８Ｆの内側への倒れ込みを抑制できる。これにより、矩形断面形状の型崩れを抑制することができる。

このとき、鋼板１２の端縁ＥＧには、矩形断面形状の内側に湾曲した曲がり部２６Ａが形成されており、突き合せ方向ＴＨから見て、突き合せ部５０の端縁ＥＧ同士が交差する交差部ＫＢが形成されている。このため、突き合せ部５０の端縁ＥＧが板厚方向へずれることがあっても、端縁ＥＧ同士の接触状態を維持することができる。

さらに、この曲がり部２６Ａは、突き合せ部５０の各端縁ＥＧにそれぞれ形成されており、一方の端縁ＥＧに形成された曲がり部２６Ａと他方の端縁ＥＧに形成された曲がり部２６Ａとが突き合せ部５０の延在方向ＥＨで異なる位置に配置されている。これにより、隣接した曲がり部２６Ａが形成する一方の端縁ＥＧの波型の位相と、他方の端縁ＥＧの波型の位相とは、長さ方向で半周期ずれるように形成されている。

このような構成によって端縁ＥＧ同士が接触する範囲を広げることができ、端縁ＥＧ同士の擦れ違いを抑制することができる。

そして、この曲がり部２６Ａは、中間成形品４８の矩形断面形状の内側へ突出した湾曲状に形成されている。このため、曲がり部２６Ａが矩形断面形状の外側へ突出する湾曲状の場合と比較して、曲がり部２６Ａが形成された上面４８Ｉを補強対象となる箇所に密着させることができる。

また、この曲がり部２６Ａは、成形工程の一例である第一工程１４で冷間プレスする際に成形される。このため、フランジ部２４Ｇの成形と曲がり部２６Ａの成形とを同時に行うことができる。

そして、矩形断面形状の中間成形品４８を、外側から押える熱間プレス上金型５６及び熱間プレス下金型５８によって成形する。このため、中間成形品４８の内側に挿入する中子を用いたり、第二成形品３６の起立部３６Ｆを側方から押圧する可動型を用いたりする場合と比較して、金型構造の簡素化を図ることができる。

なお、本実施形態では、突き合せ部５０の各端縁ＥＧに湾曲状の曲がり部２６Ａを形成した場合について説明したが、曲がり部２６Ａは、この形状に限定されるものではなく、以下の実施形態のようにしても良い。

（第二実施形態）
図１８は、第二実施形態を示す図であり、第一実施形態と同一又は同様部分については、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分についてのみ説明する。

図１８は、第一実施形態の図１５のＤ方向から見た一部透視図に相当する図である。本実施形態に係る中間成形品４８及び焼き入れ部材１０には、突き合せ部５０を構成する鋼板１２の端縁ＥＧに形成された曲がり部２６Ａが、矩形断面形状の内側へ突出するＶ字状に形成されている。これにより、隣接する曲がり部２６Ａで構成された波型部２６は、突き合せ方向ＴＨから見て多角線を成している。

このような構成であっても、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、鋼板１２の端縁ＥＧに形成された曲がり部２６Ａが矩形断面形状の内側に突出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、以下の実施形態のようにしても良い。

（第三実施形態）
図１９は、第三実施形態を示す図であり、第一実施形態と同一又は同様部分については、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分についてのみ説明する。

図１９は、第一実施形態の図１５のＤ方向から見た一部透視図に相当する図である。本実施形態に係る中間成形品４８及び焼き入れ部材１０には、突き合せ部５０を構成する鋼板１２の端縁ＥＧに形成された曲がり部２６Ａは、矩形断面形状の内側及び外側に突出する。

このような構成であっても、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本実施形態では、突き合せ部５０を構成する鋼板１２の両端縁ＥＧに曲がり部２６Ａを形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、以下の実施形態のようにしても良い。

（第四実施形態）
図２０は、第四実施形態を示す図であり、第一実施形態と同一又は同様部分については、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分についてのみ説明する。

図２０は、第一実施形態の図１５のＤ方向から見た一部透視図に相当する図である。本実施形態に係る中間成形品４８及び焼き入れ部材１０では、突き合せ部５０を構成する鋼板１２の一方の端縁ＥＧには曲がり部２６Ａが形成されず、他方の端縁ＥＧのみに曲がり部２６Ａが形成されている。

このような構成であっても、第一実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、各実施形態では、突き合せ部５０に複数の交差部ＫＢを設けたが、この交差部ＫＢは一つであっても良い。

以下に符号の説明を記載する。

１０ 焼き入れ部材
１２ 鋼板
２６ 波型部
２６Ａ 曲がり部
４８ 中間成形品
４８Ａ 本体部
４８Ｄ 下面（対向面）
４８Ｉ 上面（一面）
５０ 突き合せ部
５２ 第五工程
５４ 熱間プレス装置
５６ 熱間プレス上金型
５８ 熱間プレス下金型
ＥＧ 端縁
ＫＢ 交差部
ＴＨ 突き合せ方向

≪付記≫
本明細書からは、以下の態様が概念化される。

すなわち、態様１は、
鋼板の二つの端縁が同じ辺内で突き合せられた突き合せ部を有する矩形断面形状に加工された中間成形品を前記鋼板のＡｃ３変態点以上に加熱することと、
加熱した前記中間成形品を金型内で焼き入れすることと、
を備えた焼き入れ部材の製造方法。

態様２は、
前記焼き入れでは、前記突き合せ部を有する一面が、前記突き合せ部の延在方向において面外方向へ湾曲するように前記中間成形品を熱間曲げ成形して焼き入れする態様１に記載の焼き入れ部材の製造方法。

態様３は、
突き合わされた前記鋼板の端縁は接触している態様１又は態様２に記載の焼き入れ部材の製造方法。

態様４は、
前記鋼板を前記中間成形品に成形することをさらに備え、
前記中間成形品は、前記突き合せ部で突き合わされる端縁の少なくとも一方に、部分的に板厚方向へ曲げられた曲がり部がある態様１から態様３のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。

態様５は、
横断面における前記鋼板の板厚に対する前記焼き入れ部材の湾曲方向の高さの比が、４０以下である態様１から態様４のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。

態様６は、
前記鋼板の板厚が、２．３ｍｍ以下である態様１から態様５のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。

態様７は、
鋼板の端縁同士が同じ辺内で隣接して対向する矩形断面形状であり、前記端縁同士が対向する一面が前記端縁の延在方向において面外方向へ湾曲し、かつ前記端縁同士が対向する対向方向から見て前記端縁同士が交差する交差部を有する焼き入れ部材。

態様８は、
前記端縁の少なくとも一方に、板厚方向の一方側に湾曲した曲がり部があり、前記曲がり部の中に前記交差部がある態様７記載の焼き入れ部材。

態様９は、
前記曲がり部は、前記矩形断面形状の内側に湾曲している態様８記載の焼き入れ部材。

態様１０は、
両端縁のそれぞれに前記曲がり部があり、対向する一方の端縁に形成された曲がり部と他方の端縁に形成された曲がり部とが前記端縁の延在方向で異なる位置にある態様８又は態様９に記載の焼き入れ部材。

態様１１は、
横断面における前記鋼板の板厚に対する前記焼き入れ部材の湾曲方向の高さの比が、４０以下である態様７から態様１０のいずれかに記載の焼き入れ部材。

第１２態様は、
前記鋼板の板厚が、２．３ｍｍ以下である態様７から態様１１のいずれかに記載の焼き入れ部材。

第１３態様は、前記一面に対向する対向面と、該対向面及び前記一面を繋ぐ側面とが成す角度は、８０度以上１００度以下である態様７から態様１２のいずれかに記載の焼き入れ部材。

＜他の態様＞
また、本明細書からは、以下の他の態様が概念化される。

すなわち、他の態様１は、
鋼板の二つの端縁が同じ辺内で突き合せられた突き合せ部を有する矩形断面形状に加工された中間成形品を前記鋼板のＡｃ３変態点以上に加熱する加熱工程と、
該加熱工程で加熱した前記中間成形品を金型内で焼き入れする焼き入れ工程と、
を備えた焼き入れ部材の製造方法。

他の態様２は、
前記焼き入れ工程は、前記突き合せ部を有する一面が、前記突き合せ部の延在方向において面外方向へ湾曲するように前記中間成形品を熱間曲げ成形して焼き入れする他の態様１に記載の焼き入れ部材の製造方法。

他の態様３は、
突き合わされた前記鋼板の端縁は接触している他の態様１又は他の態様２に記載の焼き入れ部材の製造方法。

他の態様４は、
前記鋼板を前記中間成形品に成形する成形工程を備え、
該成形工程では、前記突き合せ部で突き合わされる端縁の少なくとも一方に、部分的に板厚方向へ曲げられた曲がり部を形成する他の態様１から他の態様３のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。

他の態様５は、
前記鋼板の板厚に対する前記焼き入れ部材の湾曲方向の高さの比が、４０以下である他の態様１から他の態様４のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。

他の態様６は、
前記鋼板の板厚が、２．３ｍｍ以下である他の態様１から他の態様５のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。

他の態様７は、
鋼板の端縁が突き合わされた突き合せ部を一面に有する矩形断面形状とされ、該一面が、前記突き合せ部の延在方向において面外方向へ湾曲し、前記突き合せ部の端縁同士が突き合せ方向から見て交差する交差部を有する焼き入れ部材。

他の態様８は、
前記突き合せ部の端縁の少なくとも一方に、板厚方向の一方側に湾曲した曲がり部が形成され、前記交差部が形成されている他の態様７記載の焼き入れ部材。

他の態様９は、
前記曲がり部は、前記矩形断面形状の内側に湾曲して形成されている他の態様８記載の焼き入れ部材。

他の態様１０は、
前記曲がり部が前記突き合せ部を構成する各端縁にそれぞれ形成され、向かい合う一方の端縁に形成された曲がり部と他方の端縁に形成された曲がり部とが前記突き合せ部の延在方向で異なる位置に配置されている他の態様８又は他の態様９に記載の焼き入れ部材。

他の態様１１は、
前記鋼板の板厚に対する前記焼き入れ部材の湾曲方向の高さの比が、４０以下である他の態様７から他の態様１０のいずれかに記載の焼き入れ部材。

他の第１２態様は、
前記鋼板の板厚が、２．３ｍｍ以下である他の態様７から他の態様１１のいずれかに記載の焼き入れ部材。

これらの他の態様においては以下の作用効果を奏する。

他の態様１によれば、鋼板の端縁が突き合せられ矩形断面形状に加工された中間成形品をＡｃ３変態点以上に加熱した後、熱間成形するとともに金型内で焼き入れするので、高強度で、かつ長手方向湾曲形状の寸法精度が良好な焼き入れ部材を、厚みが薄い場合でも、座屈やしわ等が無く成形することができる。

さらに、焼き入れされる中間成形品は、略閉断面形状に加工されている。このため、平坦な鋼板を加熱して熱間成形する場合と比較して、中間成形品は加熱後に熱が逃げにくく、温度低下が抑制されるため、加熱工程終了後から熱間成形開始までの時間を長く取ることができる。

これにより、温度低下に伴う焼き入れ不良が生じるリスクを低減することができ、ロバスト性の高い製造プロセスとすることができる。

他の態様の焼き入れ部材の製造方法によれば、高強度で長手方向に湾曲した中空・矩形断面部材を良好な寸法精度で得ることができ、さらに温度低下に伴う焼き入れ不良を抑制することができる。

２０１７年３月１５日に出願した日本国特許出願２０１７−０４９９１１号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。

また、本明細書に記載されたすべての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (13)

1. 鋼板の二つの端縁が同じ辺内で突き合せられた突き合せ部を有する矩形断面形状に加工された中間成形品を前記鋼板のＡｃ３変態点以上に加熱することと、
   加熱した前記中間成形品を金型内で焼き入れすることと、
   を備えた焼き入れ部材の製造方法。
2. 前記焼き入れでは、前記突き合せ部を有する一面が、前記突き合せ部の延在方向において面外方向へ湾曲するように前記中間成形品を熱間曲げ成形して焼き入れする請求項１に記載の焼き入れ部材の製造方法。
3. 突き合わされた前記鋼板の端縁は接触している請求項１又は請求項２に記載の焼き入れ部材の製造方法。
4. 前記鋼板を前記中間成形品に成形することをさらに備え、
   前記中間成形品は、前記突き合せ部で突き合わされる端縁の少なくとも一方に、部分的に板厚方向へ曲げられた曲がり部がある請求項１から請求項３のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。
5. 横断面における前記鋼板の板厚に対する前記焼き入れ部材の湾曲方向の高さの比が、４０以下である請求項１から請求項４のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。
6. 前記鋼板の板厚が、２．３ｍｍ以下である請求項１から請求項５のいずれかに記載の焼き入れ部材の製造方法。
7. 鋼板の端縁同士が同じ辺内で隣接して対向する矩形断面形状であり、前記端縁同士が対向する一面が前記端縁の延在方向において面外方向へ湾曲し、かつ前記端縁同士が対向する対向方向から見て前記端縁同士が交差する交差部を有する焼き入れ部材。
8. 前記端縁の少なくとも一方に、板厚方向の一方側に湾曲した曲がり部があり、前記曲がり部の中に前記交差部がある請求項７記載の焼き入れ部材。
9. 前記曲がり部は、前記矩形断面形状の内側に湾曲している請求項８記載の焼き入れ部材。
10. 両端縁のそれぞれに前記曲がり部があり、対向する一方の端縁に形成された曲がり部と他方の端縁に形成された曲がり部とが前記端縁の延在方向で異なる位置にある請求項８又は請求項９に記載の焼き入れ部材。
11. 横断面における前記鋼板の板厚に対する前記焼き入れ部材の湾曲方向の高さの比が、４０以下である請求項７から請求項１０のいずれかに記載の焼き入れ部材。
12. 前記鋼板の板厚が、２．３ｍｍ以下である請求項７から請求項１１のいずれかに記載の焼き入れ部材。
13. 前記一面に対向する対向面と、該対向面及び前記一面を繋ぐ側面とが成す角度は、８０度以上１００度以下である請求項７から請求項１２のいずれかに記載の焼き入れ部材。