JP6548620B2 - 熱間プレス装置 - Google Patents

Description

本発明は、プレス対象を加熱してプレスする熱間プレス装置に関する。

従来の熱間プレス装置は、一基の加熱炉と、一基のプレス機と、加熱炉からプレス機にプレス対象を搬送する搬送装置とで構成されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これにより、加熱炉で加熱した鋼板をプレス機に搬送しプレス機でプレスすることで、熱間プレス（ホットプレスともいう）を実現している。

特開２００９−１４２８５２号公報 特開２００９−２８５７２８号公報

しかしながら、熱間プレス装置で熱間プレスした鋼板については、延性及び靭性を確保した上で、更なる高強度化が求められている。

本発明は、鋼板の更なる高強度化、延性及び靭性の両立を可能とする熱間プレス装置を提供することを目的とする。

第一態様では、加熱炉と、冷媒の流路のある金型を備えた第１プレス機と、冷媒の流路のある金型を備えた第２プレス機と、前記第１プレス機及び前記第２プレス機を繋ぎ、前記第１プレス機又は前記第２プレス機から前記加熱炉への搬送機能を備える搬送装置と、を備えている。

第二態様では、材料を前記加熱炉内に位置する第１の配置位置と前記搬送範囲に位置する第２の配置位置との間で移動する搬送機構を備えている。

第三態様では、前記搬送機構は、材料を前記第１の配置位置と前記第２の配置位置との間で往復方向に搬送可能である。

第四態様では、前記第１プレス機及び前記第２プレス機の少なくとも一方の装入口の正面に前記第２の配置位置が設定されている。

第五態様では、前記搬送装置を制御して前記第１プレス機からプレスした材料を取り出して該材料を前記第２の配置位置に搬送させるコントローラを備えている。

第六態様では、前記搬送装置は、前記加熱炉の装入口から排出口へ材料を搬送する炉内搬送部を有する。

第七態様では、前記第１プレス機の取出口が前記加熱炉の装入口に対向し、前記加熱炉の排出口が前記第２プレス機の装入口に対向している。
第八態様では、前記搬送装置の搬送範囲に他の加熱炉をさらに備える。

本態様により、鋼板の更なる高強度化、延性及び靭性の両立を可能とすることができる。

第１実施形態に係る熱間プレス装置を示す概略斜視図である。 第１実施形態に係る熱間プレス装置を示す概略平面図である。 第１実施形態の搬送テーブルを側面から示した説明図である。 第２実施形態に係る熱間プレス装置を示す概略平面図である。 第３実施形態に係る熱間プレス装置を示す概略平面図である。 第４実施形態に係る熱間プレス装置を示す概略平面図である。 連続ローラーハース加熱炉を示す説明図である。 多段加熱炉を示す説明図である。 第５実施形態に係る熱間プレス装置を示す概略平面図である。 第６実施形態に係る熱間プレス装置を示す概略平面図である。

自動車の衝突対応部品として高強度特性を特徴とする熱間プレスされた熱間プレス部材の適用が増加しており、更なる高強度化を図るために延性や靭性の改善が要求されている。本発明者達は、この特性改善のためには、加熱及び冷却サイクルを複数回繰り返すプロセス制御の適用が有効であることを見出した。

従来の熱間プレス装置は、一基の加熱炉と、金型あるいは加工対象を直接冷却する冷却装置を備えた一基のプレス機と、加熱炉からプレス機にプレス対象を搬送する搬送装置とで構成されている。

熱間での成形は冷間での高強度鋼板の成形に比べ容易であるため、１回のプレス工程で成形できることが熱間プレスの利点である。このため、加熱及び冷却サイクルを複数回繰り返すプロセスは従来の熱間プレス装置では想定されていない。更に加熱及び冷却サイクルを複数回繰り返すプロセスでは製品に所望の特性を得るために加工中の温度管理が必要になる。しかし、これまで加熱及び冷却サイクルを複数回繰り返すプロセスが検討されていないため、これを実現する装置構成もまた検討されていない。そこで、本発明者達は、新たに以下の実施形態を案出するに至った。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図面に従って説明する。図中奥側を矢印Ａ、上方を矢印Ｂ、横方向を矢印Ｃで示す。

図１及び図２は、本実施形態に係る熱間プレス装置１０を示す概略図であり、熱間プレス装置１０は、プレス機１２とプレス機１４を備えている。プレス機１２及びプレス機１４間であってプレス機１４の角部の近傍には、両プレス機１２、１４を繋ぐ搬送装置の一例である第１マニピュレータ１６が設けられている。
すなわち、第１マニピュレータ１６によって鋼板で構成された材料Ｚを搬送し、当該材料Ｚを各プレス機１２、１４へ出し入れできる。このように、各プレス機１２、１４が第１マニピュレータ１６による搬送範囲に配置される。すなわち両プレス機１２、１４は第１マニピュレータ１６で繋がれている。第１のマニピュレータ１６は加熱炉１８の上に設置してもよい。第１実施形態のみならず、他の実施形態でも加熱炉を出入りする材料Ｚを扱うマニピュレータは加熱炉の上に設置してもよい。

第１マニピュレータ１６による搬送範囲には加熱炉１８が設けられている。この加熱炉１８は、第１プレス機１２と第２プレス機１４との間であって、両プレス機１２、１４の奥側Ａに配置されている。これにより、第１マニピュレータ１６で材料Ｚを加熱炉１８と各プレス機１２、１４との間で移動することにより、当該材料Ｚを、加熱炉１８とプレス機１２との間、及び加熱炉１８とプレス機１４との間で移動できる。

加熱炉１８は、加熱対象となる材料Ｚを加熱する装置であり、加熱炉１８としては、高周波加熱炉や抵抗加熱炉やガス加熱炉や赤外線加熱炉が挙げられる。この加熱炉１８は、出入口１８Ｄを開閉する蓋１８Ｅを備えている。この蓋１８Ｅは、対象となる材料Ｚの大きさに合わせて、開放される出入口１８Ｄの開口高さを可変できる。また、加熱炉１８は、図３にも示すように、内部に設けられたローラー１８Ｆを回転駆動する駆動部１８Ｇを備えている。加熱手段としては加熱炉に変えて通電加熱装置を用いてもよい。

プレス機１２は、図１及び図２に示したように、材料Ｚを高荷重でプレス成形するための油圧プレス機で構成されている。プレス機１２は、四本の柱１２Ａを備えており、各柱１２Ａで天井部１２Ｂを支えている。このプレス機１２は、図２に示したように、平面視で長方形状に形成されており、各長辺側より材料Ｚを出し入れできる。プレス機１２は油圧プレス機のみならず、例えばサーボプレス等の他の種類のプレス機でもよい。他の実施形態のプレス機も同様である。

各柱１２Ａの内側には、図１に示したように、対を成す上金型１２Ｃ及び下金型１２Ｄが設けられる。上金型１２Ｃは、昇降機構（図示省略）によって下金型１２Ｄに対して上下方向へ駆動される。上金型１２Ｃと下金型１２Ｄの一方は凸金型(パンチ)、他方は凸金型に対応する凹金型(ダイ)である。

これにより、下金型１２Ｄに配置された材料Ｚを上金型１２Ｃでプレス成形できる。材料Ｚは、上金型１２Ｃ及び下金型１２Ｄに挟まれた状態で冷却される。上金型１２Ｃ及び下金型１２Ｄには冷媒の流路が設けられる。材料Ｚをプレスした際に奪った熱は冷媒を介して放出される。

プレス機１４は、高速成形用のサーボ機で構成されており、サーボモータを制御してプレス速度等を調整できる。プレス機１４は、四本の柱１４Ａを備えており、各柱１４Ａで天井部１４Ｂを支えている。このプレス機１４は、図２に示したように、平面視で長方形状に形成されており、各長辺側より材料Ｚを出し入れできる。

各柱１４Ａの内側には、対を成す上金型１４Ｃ及び下金型１４Ｄが設けられており、上金型１４Ｃは、昇降機構（図示省略）によって下金型１４Ｄに対して上下方向へ駆動できる。上金型１４Ｃと下金型１４Ｄは、一方が凸金型、他方が一方の凸金型に対応する凹金型である。

上金型１４Ｃと下金型１４Ｄは、金型形状が異なる点を除いて、上金型１２Ｃと下金型１２Ｄと同等の機能を備える。

両プレス機１２、１４間には、図２に示したように、搬送テーブル２０が設けられる。プレス機１２への材料Ｚの装入口の一例である一方の出入口１２ＦＩは、搬送テーブル２０側に開口している。また、プレス機１４への材料Ｚの装入口の一例である一方の出入口１４ＦＩは、搬送テーブル２０側に開口している。

搬送テーブル２０は、図３に示すように、四本の脚部２０Ａを備えており、脚部２０Ａで支持された天部２０Ｂは、長方形の枠状に形成されている（図１参照）。この枠内には、天部２０Ｂの幅方向に延在する円柱状のローラー２０Ｃが天部２０Ｂの長さ方向に複数配置される。各ローラー２０Ｃは、駆動部２０Ｄに連結され、回転駆動できる。

各ローラー２０Ｃは、当該搬送テーブル２０の一端側に設けられた加熱炉１８内のローラー１８Ｆと同じ高さに配置される。これらの構成により、材料Ｚは加熱炉１８と搬送テーブル２０との間で、各ローラー２０Ｃの上を移動できる。

搬送テーブル２０の他端側には、図２に示したように、材料テーブル２２が設けられている。この材料テーブル２２とプレス機１４との間に第１マニピュレータ１６が配置されている。

第１マニピュレータ１６は、回転台１６Ａと、回転台１６Ａに回転可能に支持された多関節のアーム１６Ｂと、アーム１６Ｂ先端に交換可能に取り付けられた保持ツール１６Ｃとを備えている。材料テーブル２２、搬送テーブル２０、プレス機１２、プレス機１４、及び加熱炉１８は、保持ツール１６Ｃによる材料Ｚの移動範囲内に設けられている。保持ツール１６Ｃは、材料Ｚを吸着して保持する吸着式保持機構と、引っ掛けて保持する引掛け式保持機構とを備えている。なお、引掛け式保持機構の代わりに、把持して保持する把持式保持機構でもよい。

第１マニピュレータ１６には、産業用コンピュータ等で構成されたコントローラ２４が接続されており、コントローラ２４は、両プレス機１２、１４、加熱炉１８、及び搬送テーブル２０にも接続されている。これにより、第１マニピュレータ１６や両プレス機１２、１４や加熱炉１８や搬送テーブル２０は、コントローラ２４から出力される制御信号による指示に従って動作する。

プレス機１２の角部の近傍には、第１マニピュレータ１６と同様の第２マニピュレータ２６が設けられている。第２マニピュレータ２６にも、コントローラ２４が接続されており、第２マニピュレータ２６は、コントローラ２４からの制御信号による指示に従って動作する。これにより、第２マニピュレータ２６は、プレス機１２でプレスされた材料Ｚを他方の出入口１２ＦＯから排出して直線搬送器（図示省略）に積載し、排出した材料Ｚを高速で次工程へ搬送できる。

また、プレス機１４の角部の近傍には、第１マニピュレータ１６と同様の第３マニピュレータ２８が設けられている。第３マニピュレータ２８にもコントローラ２４が接続されており、第３マニピュレータ２８も、コントローラ２４からの制御信号による指示に従って動作する。これにより、第３マニピュレータ２８は、プレス機１４でプレスされた材料Ｚを他の出入口１４ＦＯから排出して直線搬送器（図示省略）に積載し、排出した材料Ｚを高速で次工程へ搬送できる。

ここで、本実施形態では、搬送装置の一例として第１マニピュレータ１６を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、搬送装置をコンベアで構成してもよい。また、複数のマニピュレータやコンベア等で搬送装置を構成する場合、複数のマニピュレータや直線搬送器具やコンベアによる搬送経路が重複あるいは接続されていれば一つの搬送装置とみなす。一方、複数のマニピュレータや直線搬送器具やコンベアによる搬送経路が重複あるいは接続されていない場合には、別の搬送装置とみなす。以下の実施形態でも同様とする。

また、搬送範囲を構成する搬送経路は、コンベアの場合コンベアが搬送経路を構成するものとする。また、ロボットやマニピュレータの場合には、ロボットハンドやマニピュレータの保持ツール１６Ｃの可動範囲を搬送経路とする。さらに、コンベアとマニピュレータとを使用する場合は、コンベアとマニピュレータの保持ツール１６Ｃの可動範囲とを搬送経路とする。以下の実施形態でも同様とする。

以上の構成に係る本実施形態において熱処理を二度行った成形品を成形する工程について説明する。なお、コントローラ２４は、内蔵の記憶媒体に記憶されたプログラムに従って動作することで、各マニピュレータ２６、２８、各プレス機１２、１４、加熱炉１８、及び搬送テーブル２０に制御信号を出力する。そして、各マニピュレータ２６、２８、各プレス機１２、１４、加熱炉１８、及び搬送テーブル２０は、コントローラ２４からの制御信号に従って動作する。

すなわち、ブランクを成型して成形品を形成する際には、予め材料テーブル２２に材料Ｚ（ブランク）を積載しておく。この状態でコントローラ２４が記憶したプログラムに従って動作開始し、第１マニピュレータ１６に制御信号を出力すると、第１マニピュレータ１６は、吸着式保持機構の保持ツール１６Ｃで材料テーブル２２に積載された材料Ｚ（ブランク）を保持して搬送テーブル２０に搬送する。

そして、コントローラ２４は、加熱炉１８及び搬送テーブル２０に制御信号を出力する。すると、加熱炉１８は、加熱対象となる材料Ｚ（ブランク）の大きさに合わせて蓋１８Ｅを開作動し出入口１８Ｄを開放するとともに開口高さ調整する。また、搬送テーブル２０の駆動部２０Ｄがローラー２０Ｃを回転するとともに加熱炉１８の駆動部１８Ｇがローラー１８Ｆを回転することで、搬送テーブル２０に搬送された材料Ｚ（ブランク）は、ローラー駆動によって加熱炉１８内に収容される。

ここで、本実施形態において、搬送テーブル２０の材料Ｚ（ブランク）は、搬送テーブル２０のローラー２０Ｃと加熱炉１８のローラー１８Ｆとによって加熱炉１８に収容される。このため、搬送テーブル２０は、加熱炉１８への収容装置を構成しており、当該搬送テーブル２０は、加熱炉１８の一部とみなすことができる。

加熱炉１８は、コントローラ２４からの制御信号に従って、設定温度（例えば約１０００℃）で、設定時間（例えば４分間）材料Ｚ（ブランク）を加熱する。その後、搬送テーブル２０のローラー２０Ｃと加熱炉１８のローラー１８Ｆとのローラー駆動によって加熱された材料Ｚ（ブランク）を搬送テーブル２０に排出する。

このように、搬送テーブル２０のローラー２０Ｃと加熱炉１８のローラー１８Ｆとは、加熱炉１８内に位置する第１の配置位置と搬送範囲に位置する第２の配置位置との間で材料Ｚを移動する搬送機構を構成している。

なお、加熱炉１８からの材料Ｚ（ブランク）の出し入れ時間は、加熱炉装入方向（以下装入方向）の長さ１．５ｍの材料Ｚで約２秒（７５０ｍｍ／ｓ）とする。

搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）は、コントローラ２４で制御された第１マニピュレータ１６の引掛け式保持機構に交換された保持ツール１６Ｃにより保持されてリフトアップされ、プレス機１２に搬送され、プレス機１２の下金型１２Ｄにセットされる。プレス機１２では、コントローラ２４からの指示に従って上金型１２Ｃが下降し、材料Ｚ（加熱後ブランク）を上金型１２Ｃと下金型１２Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱後ブランク）の熱は、上金型１２Ｃ及び下金型１２Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型１２Ｃと下金型１２Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが１回目の熱間プレス成形である。このとき、材料Ｚ（加熱後ブランク）が加熱炉１８より排出されてから上金型１２Ｃと下金型１２Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約８秒である。

なお、本実施形態では、搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）を第１マニピュレータ１６でプレス機１２にセットしたが、これに限定されるものではない。搬送テーブル２０とプレス機１２との間に直線搬送器具（図示省略）を設け、加熱炉１８から搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）を第１マニピュレータ１６でリフトアップ後、直線搬送器具で高速でプレス機１２にセットして高速化及び時間短縮を図ってもよい。

そして、プレス機１２で材料Ｚ（加熱後ブランク）を所定のプレス時間（例えば１０秒）継続してプレスして保持冷却した後、上金型１２Ｃを上昇し、プレス機１２を開放し、プレスされた材料Ｚ（中間品）はプレス機１２のリフトアップ機構（図示省略）で下金型１２Ｄからリフトアップされて離型される。すると、コントローラ２４からの指示を受けた第１マニピュレータ１６は、引掛け式保持機構の保持ツール１６Ｃでプレスされた材料Ｚ（中間品）を搬送テーブル２０に搬送する。これにより、搬送テーブル２０に搬送された材料Ｚ（中間品）は、コントローラ２４からの指示によるローラー駆動によって再度加熱炉１８内に収容される。

加熱炉１８は、コントローラ２４からの指示に従って収容された材料Ｚ（中間品）を再加熱し、再加熱温度（例えば９００℃）に到達してから、所定時間（例えば２分）材料Ｚ（中間品）を再加熱温度で保持した後、前述したローラー駆動により材料Ｚ（加熱中間品）を搬送テーブル２０へ排出する。

このとき、加熱炉１８からの材料Ｚ（加熱中間品）の出し入れ時間は、装入方向の長さ１．５ｍの材料で約２秒（７５０ｍｍ／ｓ）とする。

搬送テーブル２０へ排出された材料Ｚ（加熱中間品）は、コントローラ２４で制御された第１マニピュレータ１６の引掛け式保持機構の保持ツール１６Ｃで保持される。このとき、コントローラ２４は、材料Ｚ（加熱中間品）の熱膨張分を考慮して引掛け式保持機構による引っ掛け位置を演算し、第１マニピュレータ１６へ制御信号を出力する。そして、第１マニピュレータ１６は、引掛け式保持機構の保持ツール１６Ｃで保持され、リフトアップされた材料Ｚ（加熱中間品）を、プレス機１４に搬送し、プレス機１４の下金型１４Ｄにセットする。

プレス機１４では、コントローラ２４からの指示に従って上金型１４Ｃが下降し、材料Ｚ（加熱中間品）を上金型１４Ｃと下金型１４Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱中間品）の熱は、上金型１４Ｃ及び下金型１４Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型１４Ｃと下金型１４Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが２回目の熱間プレス成形である。このとき、材料Ｚ（加熱中間品）が加熱炉１８より排出されてから上金型１４Ｃと下金型１４Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約８秒である。

なお、本実施形態では、搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱中間品）を第１マニピュレータ１６でプレス機１４にセットしたが、これに限定されるものではない。搬送テーブル２０とプレス機１４との間に直線搬送器具（図示省略）を設け、加熱炉１８から搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱中間品）を第１マニピュレータ１６でリフトアップ後、直線搬送器具で高速でプレス機１４にセットして高速化及び時間短縮を図ってもよい。

このプレス機１４の金型は、材料Ｚ（加熱中間品）の熱膨張を考慮した最終製品サイズに適合した金型形状である。プレス機１４は、材料Ｚ（加熱中間品）を所定のプレス時間（例えば１５秒）継続してプレスして保持冷却した後、上金型１４Ｃを上昇し、プレス機１４を開放し、プレスされた材料Ｚ（成形品）はプレス機１４のリフトアップ機構（図示省略）で下金型１４Ｄからリフトアップされて離型される。そして、コントローラ２４からの指示を受けた第３マニピュレータ２８は、下金型１４Ｄから離型された材料Ｚ（成形品）をリフトアップしてプレス機１４から搬出する。

なお、本実施形態において、サイクルタイムは２回の加熱時間と搬送時間で約７分／部品である。

このように、本実施形態の熱間プレス装置１０では、プレス対象となる材料Ｚを複数回（本実施形態では２回）熱間プレスすることで、熱履歴制御が行える。これにより、複数回熱間プレスに伴う焼入れ後の靭性が高められた超高強度熱間プレス成形品を得ることができる。

すなわち、１回目の熱間プレスにおいて、プレス対象となる材料Ｚをオーステナイト化し炭化物の完全固溶を図った後に硬質相へ相変態（マルテンサイト変態又はベイナイト変態）させる。このため、プレス対象となる材料Ｚをフェライトパーライト化する場合と比較して、オーステナイト粒径が小さい状態でプレスされた材料Ｚ（中間品）を形成することができる。そして、このプレスされた材料Ｚ（中間品）を２回目の熱間プレスで加熱する際には、炭化物が完全に消失していない場合であっても粒径が細かいことから炭化物を短時間で溶解することができる。これにより、残留炭化物を消失できる。さらに、２回目の熱間プレスでの加熱によりオーステナイト粒径の細粒化を図ることができ、その後、微細なオーステナイト粒径からのマルテンサイト変態を発生させることが可能となり、高靭性な超高強度熱間プレス成形品を得ることができる。

また、加熱炉からプレス機へ順送りする熱間プレス設備を複数直列に接続する場合と比較して、熱間プレス装置１０を小型化することができ、省スペース化を図ることができる。

そして、材料Ｚが搬送される搬送領域を囲むように二基のプレス機１２、１４と一基の加熱炉１８を配置することで複数回熱処理を可能としたため、１回目の熱処理と２回目の熱処理とで加熱炉１８を共用することができ、加熱炉１８の有効利用を図ることができる。

なお、本実施形態においては、コントローラ２４への設定により、加熱炉１８での１回目の熱処理の加熱時間と２回目の熱処理の加熱時間とを個別に設定することができる。これにより、１回目の熱処理時には、材料Ｚを所定温度で一定時間保持する一方、２回目の熱処理時では、加熱した材料Ｚを保持せずに排出するといったプロセスであっても対応することができる。

また、熱間プレスのみならず、冷間プレスを併用した多種のプレス部品の製造を行うこともできる。

さらに、二台のプレス機に同種同厚の鋼板を使用する別部品用の金型を設置し、各部品用の鋼板を交互に加熱して各プレス機に振り分けて熱間プレスを行うことで、同ラインで二部品の製造が可能となる。

また、冷間プレスを実施する場合、プレス機１２とプレス機１４とを順に使用することで、浅絞り成形から深絞り成形の二段プレス成形をすることができ、成形の自由度を増すことができる。また、プレス成型から外周せん断の二段加工を行うことも可能である。これにより、１回のプレスでは実現できない形状を形成することができる。

このとき、冷間プレスは、加熱時間が不要なので、大量生産への対応が可能となる。また、冷間成形後に加熱して熱間プレスを行う、予成形法も可能となる。

また、加熱炉１８が一基のため１回目の加熱処理と２回目の加熱処理は交互となるが、１回目の加熱時間と２回目の加熱時間の比に応じて、炉内を多段化することで、タイムロスを解消することができる。すなわち、１回目の加熱処理時に一定の時間をおいて材料を順次収容することで、１回目の加熱後の搬出直後に、空き段で２回目の加熱を開始すれば加熱炉１８を連続稼働させることができる。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態を示す図であり、第１実施形態と同一または同等部分については、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。

すなわち、本実施形態の熱間プレス装置３０は、第１実施形態と比較して、搬送テーブル２０が廃止されている。

一方、加熱炉１８は、当該加熱炉１８内部に配置された格納状態１８Ｃと、出入口より加熱炉１８外に延出した排出状態１８Ｂとを形成可能な搬送機構３２を備えている。この搬送機構３２は、排出状態１８Ｂにおいて、第１マニピュレータ１６による搬送範囲であって、プレス機１２及びプレス機１４の装入口の一例である出入口１２ＦＩ、１４ＦＩの正面に配置される。
これにより、搬送機構３２は、材料Ｚを加熱炉１８内に位置する第１の配置位置３２Ａと搬送範囲に位置する第２の配置位置３２Ｂとの間で移動させる。

また、コントローラ２４は、プレスした材料Ｚをプレス機１２から取り出して排出状態１８Ｂの搬送機構３２、すなわち第２の配置位置３２Ｂに搬送する指示を第１マニピュレータ１６に出力する。

本実施形態では、第１マニピュレータ１６がプレス機１２から取り出した材料Ｚを排出状態１８Ｂの搬送機構３２に搬送するので、加熱炉１８が搬送機構３２を格納状態１８Ｃとすることで、搬送機構３２上の材料Ｚを速やかに加熱することができる。

また、加熱後には、加熱炉１８が搬送機構３２を排出状態１８Ｂとすることで、加熱された搬送機構３２上の材料Ｚを、速やかに第１マニピュレータ１６による搬送範囲に配置することができる。これにより、材料Ｚの加熱炉１８との遣り取りを簡略化するとともに、スムーズに行うことができる。

そして、搬送機構３２は、排出状態１８Ｂにおいてプレス機１２及びプレス機１４の出入口１２ＦＩ、１４ＦＩの正面に配置される。このため、各プレス機１２、１４と搬送機構３２との間を最短経路で結ぶことができ、材料Ｚの出し入れ時間を短縮することができる。

（第３実施形態）
図５は、本実施形態の熱間プレス装置３６を示す図であり、第１実施形態と同一または同等部分については、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。

本実施形態の熱間プレス装置３６は、第１実施形態と比較して、加熱炉１８（本実施形態では第１加熱炉１８とする。）に加えて第２加熱炉３８を備えた点が大きく異なる。

すなわち、搬送テーブル２０の一端側には、第１加熱炉１８が設けられており、他端側には、第２加熱炉３８が設けられている。これにより、本実施形態に係る熱間プレス装置３６では、加熱炉が２つ以上であってプレス機１２、１４の数以下とされている。

そして、第２加熱炉３８のプレス機１４側の側部には、材料テーブル２２が配置されており、第１マニピュレータ１６は、第１加熱炉１８とプレス機１４の間に配置されている。また、各プレス機１２、１４、各加熱炉１８、３８、各テーブル２０、２２は、第１マニピュレータ１６による搬送範囲に設けられている。

以上の構成に係る本実施形態の動作を説明する。なお、各マニピュレータ１６、２６、２８、各プレス機１２、１４、各加熱炉１８、３８等は、第１実施形態と同様に、コントローラ２４からの指示に従って動作するものとし、コントローラ２４からの指示については説明を省略する。

すなわち、第１マニピュレータ１６は、材料テーブル２２に積載された材料Ｚ（ブランク）を吸着式保持機構で保持して搬送テーブル２０に搬送する。

搬送テーブル２０に搬送された材料Ｚ（ブランク）は、前述したローラー駆動によって第１加熱炉１８に収容される。第１加熱炉１８は、設定温度（例えば約９００℃）で、設定時間（例えば４分間）材料Ｚ（ブランク）を加熱した後、当該材料Ｚ（ブランク）をローラー駆動で搬送テーブル２０に排出する。

搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）は、第１マニピュレータ１６の引掛け式保持機構により保持されてリフトアップされ、プレス機１２の下金型１２Ｄにセットされる。

プレス機１２は、上金型１２Ｃを下降し、材料Ｚ（加熱後ブランク）を上金型１２Ｃと下金型１２Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱後ブランク）の熱は、上金型１２Ｃ及び下金型１２Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型１２Ｃと下金型１２Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが１回目の熱間プレス成形である。材料Ｚ（加熱後ブランク）が第１加熱炉１８より排出されてから上金型１２Ｃと下金型１２Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約８秒である。

なお、本実施形態では、搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）を第１マニピュレータ１６でプレス機１２にセットしたが、これに限定されるものではない。搬送テーブル２０とプレス機１２との間に直線搬送器具（図示省略）を設け、第１加熱炉１８から搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）を直線搬送器具によって高速でプレス機１２にセットして高速化及び時間短縮を図ってもよい。

プレス機１２は、材料Ｚ（加熱後ブランク）を所定のプレス時間（例えば１０秒）継続してプレスして保持冷却した後、上金型１２Ｃを上昇し、プレス機１２を開放し、プレスされた材料Ｚ（中間品）はプレス機１２のリフトアップ機構（図示省略）で下金型１２Ｄからリフトアップされて離型される。すると、第１マニピュレータ１６は、引掛け式保持機構でプレスされた材料Ｚ（中間品）を下金型１２Ｄからリフトアップして搬送テーブル２０に搬送する。このとき、搬送テーブル２０に搬送された材料Ｚ（中間品）は、搬送テーブル２０のローラー駆動によって第２加熱炉３８内に収容される。

第２加熱炉３８は、収容された材料Ｚ（中間品）を再加熱し、再加熱温度（例えば４００℃）に到達したら、所定時間（例えば６０分）材料（中間品）を再加熱温度で保持した後、前述したローラー駆動により材料Ｚ（加熱中間品）を搬送テーブル２０へ排出する。

このとき、第２加熱炉３８からの材料Ｚ（加熱中間品）の出し入れ時間は、装入方向の長さ１．５ｍの材料で約２秒（７５０ｍｍ／ｓ）とする。

搬送テーブル２０へ排出された材料Ｚ（加熱中間品）は、第１マニピュレータ１６の引掛け式保持機構で保持される。このとき、コントローラ２４は、材料Ｚ（加熱中間品）の熱膨張分を考慮して引掛け式保持機構による引っ掛け位置を演算し、第１マニピュレータ１６へ制御信号を出力するものとする。そして、第１マニピュレータ１６は、リフトアップした材料Ｚ（加熱中間品）を、プレス機１４の下金型１４Ｄにセットする。

プレス機１４では、上金型１４Ｃが下降し、材料Ｚ（加熱中間品）を上金型１４Ｃと下金型１４Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱中間品）の熱は、上金型１４Ｃ及び下金型１４Ｄによって急速に奪われる。材料Ｚを上金型１４Ｃと下金型１４Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが２回目の熱間プレス成形である。材料Ｚ（加熱中間品）が第２加熱炉３８より排出されてから上金型１４Ｃと下金型１４Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約６秒である。

なお、本実施形態では、搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱中間品）を第１マニピュレータ１６でプレス機１４にセットしたが、これに限定されるものではない。搬送テーブル２０とプレス機１４との間に直線搬送器具（図示省略）を設け、第２加熱炉３８から搬送テーブル２０に排出された材料Ｚ（加熱中間品）を直線搬送器具によって高速でプレス機１４にセットして高速化及び時間短縮を図ってもよい。

この２回目の熱間プレス成形の冷却において、マルテンサイト変態は生じないので、材料Ｚ（加熱中間品）の冷却時の収縮を考慮に入れ、金型の凸金型(パンチ)及び凸金型に対応する凹金型(ダイ)は最終製品サイズより大きなものとする。

プレス機１４で材料Ｚ（加熱中間品）を所定のプレス時間（例えば１５秒）継続してプレスして保持冷却した後、上金型１４Ｃを上昇し、プレス機１４を開放し、プレスされた材料Ｚ（成形品）はプレス機１４のリフトアップ機構（図示省略）で下金型１４Ｄからリフトアップされて離型される。そして、第３マニピュレータ２８によって材料Ｚ（成形品）を下金型１４Ｄからリフトアップして搬出する。

なお、本実施形態において、サイクルタイムは２回の加熱時間と搬送時間で約６５分／部品である。

このように、本実施形態の熱間プレス装置３６であっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態では、プレス機１２でプレスされる材料Ｚを加熱する第１加熱炉１８と、プレス機１４でプレスされる材料Ｚを加熱する第２加熱炉３８とを備えており、１回目の熱間プレス成形と２回目の熱間プレス成形とにおいて材料Ｚを専用炉で加熱できる。このため、各熱間プレス成形において最適な温度管理が可能となり、成形品の品質管理が容易となる。

なお、本実施形態では、２回目の加熱時間が１回目の加熱時間より長く、第１加熱炉１８の未使用時間が発生する。これを解消するために、第２加熱炉３８を多段化あるいは周回型としてもよい。この場合、第２加熱炉３８では、２回目と１回目の加熱時間の比に相当する数（本実施形態では６０分／４分より１５枚）の材料Ｚの加熱を実施可能とすることで、１回目の加熱と２回目の加熱において、加熱時間を同期させ未使用の時間を最小限に抑制することが可能になる。このように、加熱炉の稼働を同期させたうえで、更に生産性を向上するためには、その加熱炉段数、あるいは周回炉長をそのＮ倍とすればよい。

また、本実施形態にあっては、プレス機１２、１４に別部品用の金型を設置するとともに、各部品用の異種、異鋼種の材料Ｚ（ブランク）を、時間差を設けて第１及び第２加熱炉１８、３８に挿入して、対応するプレス機１２、１４で熱間プレスを行うこともできる。これにより、同ラインで二種類の部品を製造することもできる。

そして、第１及び第２加熱炉１８、３８を備えているので、加熱条件の異なる異種異厚の材料Ｚを使用する複数部品を同時に製造することができる。

（第４実施形態）
以下、本発明の第４実施形態を図面に従って説明する。

図６は、本実施形態に係る熱間プレス装置４０を示す図であり、加工される材料Ｚの搬送方向上流側に材料テーブル４２が設けられている。材料テーブル４２の下流側には、加熱炉の一例であって搬送装置の一部を構成する連続ローラーハース加熱炉４４が設けられている。材料テーブル４２と連続ローラーハース加熱炉４４との間には、材料テーブル４２上の材料Ｚを連続ローラーハース加熱炉４４の装入口４４Ａへ搬送する搬送装置の一例である第１マニピュレータ４６が設けられている。

連続ローラーハース加熱炉４４は、図７に示すように、装入口４４Ａから挿入された材料Ｚを排出口４４Ｄへ向けて搬送するローラー４４Ｆを備えており、このローラー４４Ｆで材料Ｚを上流側から下流側へ送りながら加熱できる。
これにより、連続ローラーハース加熱炉４４は、装入口４４Ａから排出口４４Ｄへ材料Ｚを搬送する炉内搬送部４４Ｈを有している。

連続ローラーハース加熱炉４４の下流側には、図６に示したように、搬送テーブル４８が設けられており、連続ローラーハース加熱炉４４の排出口４４Ｄから排出された材料Ｚを載置できる。

搬送テーブル４８の下流には、多段加熱炉５０が設けられている。多段加熱炉５０は、図８に示すように、複数の加熱室５０Ａが縦方向に並んで設けられている。各加熱室５０Ａは昇降式とされ、各加熱室５０Ａの出入口を搬送テーブル４８に合わせて昇降できる。これにより、材料Ｚの装入・排出操作を、どの段でも同じ時間で実施できる。
また、複数の材料Ｚを各加熱室５０Ａで加熱できるとともに、加熱室５０Ａへの収容から取出しまでの時間を調整することで、材料Ｚの加熱時間を制御できる。
なお、この多段加熱炉５０は、図８中に破線で示したように、加熱室５０Ａを横方向に拡張することで、複数の加熱室５０Ａを縦横に配置できるものとする。

搬送テーブル４８を境とした一方の側部には、図６に示したように、プレス機５２が配置されており、他方の側部には、プレス機５４が配置されている。

また、プレス機５４の搬送テーブル４８側の角部近傍には、連続ローラーハース加熱炉４４と搬送テーブル４８とプレス機５２とプレス機５４と多段加熱炉５０とを繋ぐ第２マニピュレータ５６が設けられている。連続ローラーハース加熱炉４４の排出口４４Ｄ、搬送テーブル４８、プレス機５２、プレス機５４、及び多段加熱炉５０は、第２マニピュレータ５６による材料Ｚの搬送範囲に配置されている。

各プレス機５２、５４と連続ローラーハース加熱炉４４と多段加熱炉５０とは、搬送テーブル４８を囲むように配置されており、プレス機５２とプレス機５４とは対向し、連続ローラーハース加熱炉４４と多段加熱炉５０とも対向している。これにより、第２マニピュレータ５６で材料Ｚを連続ローラーハース加熱炉４４とプレス機５２との間、及び多段加熱炉５０とプレス機５４との間で移動できる。

そして、プレス機５４の搬送テーブル４８と逆側の角部近傍には第３マニピュレータ５８が設けられており、プレス機５４でプレスされた材料Ｚを排出できる。

なお、搬送テーブル４８、各プレス機５２、５４、及び各マニピュレータ４６、５６、５８の構造は、第１実施形態と同様とする。

以上の構成に係る本実施形態の動作を説明する。なお、各マニピュレータ４６、５６、５８、各プレス機５２、５４、各加熱炉４４、５０等は、第１実施形態と同様に、コントローラ６０からの指示に従って動作するものとし、コントローラ６０からの指示については説明を省略する。

第１マニピュレータ４６は、材料テーブル４２に積載された材料Ｚ（ブランク）を吸着式保持機構で保持し、一定時間毎に連続ローラーハース加熱炉４４の装入口４４Ａへ搬送する。

この材料Ｚ（ブランク）は、ローラー駆動により連続ローラーハース加熱炉４４内を移動しながら加熱されるとともに、所定温度（一例として１０００℃）に到達してから所定時間（一例として４分）の経過後、排出口４４Ｄから搬送テーブル４８へ排出される。

搬送テーブル４８に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）は、第２マニピュレータ５６の引掛け式保持機構により保持されてリフトアップされ、プレス機５２の下金型５２Ｄにセットされる。

プレス機５２では、上金型が下降し、材料Ｚ（加熱後ブランク）を上金型と下金型５２Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱後ブランク）の熱は、上金型及び下金型５２Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型５２Ｃと下金型５２Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが１回目の熱間プレスである。材料Ｚ（加熱後ブランク）が連続ローラーハース加熱炉４４より排出されてから上金型１２Ｃと下金型１２Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約８秒である。

なお、本実施形態では、搬送テーブル４８に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）を第２マニピュレータ５６でプレス機５２にセットしたが、これに限定されるものではない。搬送テーブル４８とプレス機５２との間に直線搬送器具（図示省略）を設け、連続ローラーハース加熱炉４４から搬送テーブル４８に排出された材料Ｚ（加熱後ブランク）を直線搬送器具によって高速でプレス機５２にセットして高速化及び時間短縮を図ってもよい。

プレス機５２は、材料Ｚ（加熱後ブランク）を所定のプレス時間（例えば１０秒）継続プレスして保持冷却した後、上金型を上昇し、プレス機５２を開放し、プレスされた材料Ｚ（中間品）はプレス機５２のリフトアップ機構（図示省略）で下金型５２Ｄからリフトアップされて離型される。すると、第２マニピュレータ５６は、引掛け式保持機構でプレスされた材料Ｚ（中間品）を下金型５２Ｄからリフトアップして搬送テーブル４８に搬送する。搬送テーブル４８に搬送された材料Ｚ（中間品）は、搬送テーブル４８のローラー駆動によって多段加熱炉５０の選択された加熱室５０Ａに収容される。このとき、搬送テーブル４８で収容できない加熱室５０Ａに材料Ｚ（中間品）を収容する場合には、第２マニピュレータ５６によって収容作業を行うものとする。

この加熱室５０Ａでは、収容された材料Ｚ（中間品）を再加熱し、再加熱温度（例えば９００℃）に到達したら、所定時間（例えば２分）材料Ｚ（中間品）を再加熱温度で保持した後、前述したローラー駆動により材料Ｚ（加熱中間品）を搬送テーブル４８へ排出する。このとき、搬送テーブル４８で直接排出できない場合には、第２マニピュレータ５６によって排出作業を行うものとする。なお、多段加熱炉５０からの材料Ｚ（加熱中間品）の出し入れ時間は、装入方向に長さ１．５ｍの材料で約２秒（７５０ｍｍ／ｓ）とする。

搬送テーブル４８へ排出された材料Ｚ（加熱中間品）は、第２マニピュレータ５６の引掛け式保持機構で保持される。このとき、コントローラ６０は、材料Ｚ（加熱中間品）の熱膨張分を考慮して引掛け式保持機構による引っ掛け位置を演算し、第２マニピュレータ５６へ制御信号を出力するものとする。そして、第２マニピュレータ５６は、リフトアップした材料Ｚ（加熱中間品）を、プレス機５４の下金型５４Ｄにセットする。

プレス機５４では、上金型が下降し、材料Ｚ（加熱中間品）を上金型と下金型５４Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱中間品）の熱は、上金型及び下金型５４Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型と下金型５４Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが２回目の熱間プレス成形である。このとき、材料Ｚ（加熱中間品）が多段加熱炉５０より排出されてから上金型と下金型５４Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約６秒である。

なお、本実施形態では、搬送テーブル４８に排出された材料Ｚ（加熱中間品）を第２マニピュレータ５６でプレス機５４にセットしたが、これに限定されるものではない。搬送テーブル４８とプレス機５４との間に直線搬送器具（図示省略）を設け、多段加熱炉５０から搬送テーブル４８に排出された材料Ｚ（加熱中間品）を直線搬送器具によって高速でプレス機５４にセットして高速化及び時間短縮を図ってもよい。

プレス機５４で材料Ｚ（加熱中間品）を所定のプレス時間（例えば１５秒）継続してプレスして保持冷却した後、上金型を上昇し、プレス機５４を開放し、プレスされた材料Ｚ（成形品）はプレス機５４のリフトアップ機構（図示省略）で下金型５４Ｄからリフトアップされて離型される。そして、第３マニピュレータ５８によって材料Ｚ（成形品）を下金型５４Ｄからリフトアップして搬出する。

このように、本実施形態の熱間プレス装置４０であっても、第１実施形態及び第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

なお、本実施形態では、連続ローラーハース加熱炉４４による１回目の加熱時間は、多段加熱炉５０による２回目の加熱時間の２倍であるから、処理量を同期させるため、連続ローラーハース加熱炉４４の在炉枚数を、多段加熱炉５０の約２倍とすればよい。

この構成では、１回目の加熱時において材料Ｚが所定温度に達してから所定時間保持する一方、２回目の加熱時には、材料Ｚが所定温度に達した後は所定時間保持せずに排出する加熱パターンであっても効率よく実行することができ、このような生産に適している。

また、従来工法の熱間プレスで成形品を成形する際には、異なる二部品を振り分けて同時に生産することができる。さらに、２回目の熱処理時間を要することとなるが、焼戻しの対応も可能となる。

（第５実施形態）
以下、本発明の第５実施形態を図面に従って説明する。

図９は、本実施形態に係る熱間プレス装置６４を示す図である。加工される材料Ｚの搬送方向上流側には、搬送装置の一例である第１マニピュレータ６６が設けられており、第１マニピュレータ６６の側部には、加熱炉の一例であって搬送装置の一部を構成する連続ローラーハース加熱炉６８が設けられている。

連続ローラーハース加熱炉６８の下流側には、プレス機７０が設けられており、プレス機７０の装入口７０Ａが連続ローラーハース加熱炉６８の排出口６８Ｂに対向するように配置されている。連続ローラーハース加熱炉６８の側部であって連続ローラーハース加熱炉６８とプレス機７０との間には、連続ローラーハース加熱炉６８とプレス機７０とを繋ぐ搬送装置の一例である第２マニピュレータ７２が設けられている。連続ローラーハース加熱炉６８の排出口６８Ｂとプレス機７０の装入口７０Ａとは、第２マニピュレータ７２による材料Ｚの搬送範囲に設けられている。

連続ローラーハース加熱炉６８は、第４実施形態と同様に構成されており、装入口６８Ａから装入された材料Ｚを順次加熱しながら排出口６８Ｂへ搬送する。これにより、連続ローラーハース加熱炉６８は、ローラー送り機構により装入口６８Ａから排出口６８Ｂへ材料Ｚを搬送する炉内搬送部６８Ｈを有するとともに搬送経路の一部を構成している。

プレス機７０の下流側には、加熱炉の一例であって搬送装置の一部を構成するローラーハース加熱炉７４が設けられており、プレス機７０の取出口７０Ｂとローラーハース加熱炉７４の装入口７４Ａとが対向して配置されている。

このローラーハース加熱炉７４も連続ローラーハース加熱炉６８と同様に、装入口７４Ａから装入された材料Ｚを加熱しながら排出口７４Ｂへ搬送する。これにより、ローラーハース加熱炉７４は、ローラー送り機構により装入口７４Ａから排出口７４Ｂへ材料Ｚを搬送する炉内搬送部７４Ｈを有するとともに搬送経路の一部を構成している。

ローラーハース加熱炉７４の側部には、プレス機７０とローラーハース加熱炉７４とを繋ぐ搬送装置の一例である第３マニピュレータ７６が設けられている。プレス機７０の取出口７０Ｂとローラーハース加熱炉７４の装入口７４Ａとは、第３マニピュレータ７６による材料Ｚの搬送範囲に設けられている。

ローラーハース加熱炉７４の下流側には、搬送テーブル７８が設けられており、ローラーハース加熱炉７４の排出口７４Ｂから排出された材料Ｚを搬送テーブル７８に載置できる。

搬送テーブル７８の下流側には、多段加熱炉８２が設けられている。この多段加熱炉８２の構造は、第４実施形態と同様とする。

搬送テーブル７８を境とした一方の側部には、プレス機８４が設けられており、プレス機８４への材料Ｚの出入口８４Ａは、搬送テーブル７８側に設けられている。搬送テーブル７８を境とした他方の側部には、プレス機８６が設けられており、プレス機８６への材料Ｚの出入口８６Ａは、搬送テーブル７８側に設けられている。

プレス機８６の搬送テーブル７８側の角部近傍には、ローラーハース加熱炉７４と搬送テーブル７８とプレス機８４とプレス機８６と多段加熱炉８２とを繋ぐ第４マニピュレータ８８が設けられている。ローラーハース加熱炉７４の排出口７４Ｂ、搬送テーブル７８、プレス機８４、プレス機８６、及び多段加熱炉８２は、第４マニピュレータ８８による材料Ｚの搬送範囲に配置されている。

各プレス機８４、８６と各加熱炉７４、８２とは、搬送テーブル７８を囲むように配置されており、プレス機８４とプレス機８６とは対向し、ローラーハース加熱炉７４と多段加熱炉８２とも対向している。これにより、第４マニピュレータ８８で材料Ｚをローラーハース加熱炉７４とプレス機８４との間、及び多段加熱炉８２とプレス機８６との間で移動できる。

そして、プレス機８６の角部近傍には第５マニピュレータ９０が設けられており、プレス機８６でプレスされた材料Ｚを排出できる。

なお、搬送テーブル７８、各プレス機７０、８４、８６、及び各マニピュレータ６６、７２、７６、８８、９０の構造は、第１実施形態と同様とする。

以上の構成に係る本実施形態の動作を説明する。なお、各マニピュレータ６６、７２、７６、８８、９０、各プレス機７０、８４、８６、各加熱炉６８、７４、８２等は、第１実施形態と同様に、コントローラ９２からの指示に従って動作するものとし、コントローラ９２からの指示については説明を省略する。

第１マニピュレータ６６は、例えば材料テーブルに積載された材料（ブランク）を吸着式保持機構で保持し、一定時間毎に連続ローラーハース加熱炉６８の装入口６８Ａへ搬送する。

この材料Ｚ（ブランク）は、ローラー駆動により連続ローラーハース加熱炉６８内を移動しながら加熱されるとともに、所定温度（一例として１０００℃）に到達してから所定時間（一例として４分）の経過後、第２マニピュレータ７２によって排出口６８Ｂからプレス機７０の下金型７０Ｄにセットされる。

プレス機７０は、上金型を下降し、材料Ｚ（加熱後ブランク）を上金型と下金型７０Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱後ブランク）の熱は、上金型及び下金型７０Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型と下金型７０Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが１回目の熱間プレス成形である。材料Ｚ（加熱後ブランク）が連続ローラーハース加熱炉６８より排出されてから上金型と下金型７０Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約８秒である。

プレス機７０では、材料Ｚ（加熱後ブランク）を所定のプレス時間（例えば１０秒）継続プレスして保持冷却した後、上金型が上昇し、プレス機７０を開放し、プレスされた材料Ｚ（第１中間品）はプレス機７０のリフトアップ機構（図示省略）で下金型７０Ｄからリフトアップされて離型される。そして、第３マニピュレータ７６は、引掛け式保持機構でプレスされた材料Ｚ（第１中間品）を下金型７０Ｄからリフトアップしてローラーハース加熱炉７４の装入口７４Ａへ搬送する。

この材料Ｚ（一次中間品）は、ローラー駆動によりローラーハース加熱炉７４内を２分間かけて移動しながら加熱され所定温度（一例として９００℃）に到達後、排出口７４Ｂから搬送テーブル７８へ排出される。

搬送テーブル７８に排出された材料Ｚ（加熱後１次中間品）は、第４マニピュレータ８８の引掛け式把持機構により保持されてリフトアップされ、プレス機８４の下金型８４Ｄにセットされる。

プレス機８４は、上金型を下降し、材料Ｚ（加熱後一次中間品）を上金型と下金型８４Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱後一次中間品）の熱は、上金型及び下金型８４Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型と下金型８４Ｄとで挟んで保持して間の抜熱量が大である。これが２回目の熱間プレスである。材料Ｚ（加熱後一次中間品）がローラーハース加熱炉７４より排出されてから上金型と下金型８４Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約８秒である。

なお、本実施形態では、搬送テーブル７８に排出された材料Ｚ（加熱後一次中間品）を第４マニピュレータ８８でプレス機８４にセットしたが、これに限定されるものではない。搬送テーブル７８とプレス機８４との間に直線搬送器具（図示省略）を設け、ローラーハース加熱炉７４から搬送テーブル７８に排出された材料Ｚ（加熱後一次中間品）を直線搬送器具によって高速でプレス機８４にセットして高速化及び時間短縮を図ってもよい。

プレス機８４では、材料Ｚ（加熱後一次中間品）を所定のプレス時間（例えば１０秒）継続してプレスして保持冷却した後、上金型が上昇する。第４マニピュレータ８８は、引掛け式保持機構でプレスされた材料Ｚ（二次中間品）を下金型８４Ｄからリフトアップして離型し、搬送テーブル７８に搬送する。搬送テーブル７８に搬送された材料Ｚ（二次中間品）は、搬送テーブル７８のローラー駆動によって多段加熱炉８２の選択された加熱室に収容される。このとき、搬送テーブル７８で収容できない加熱室に材料Ｚ（二次中間品）を収容する場合には、第４マニピュレータ８８によって収容作業を行うものとする。

この加熱室では、収容された材料Ｚ（二次中間品）を再加熱し、再加熱温度（例えば４００℃）に到達したら、所定時間（例えば６０分）材料Ｚ（二次中間品）を加熱した後、前述したローラー駆動により材料Ｚ（加熱二次中間品）を搬送テーブル７８へ排出する。このとき、材料Ｚ（加熱二次中間品）を搬送テーブル７８へ直接排出できない場合には、第４マニピュレータ８８によって排出作業を行うものとする。このとき、多段加熱炉８２への材料Ｚ（加熱二次中間品）の出し入れ時間は、装入方向の長さ１．５ｍの材料で約２秒（７５０ｍｍ／ｓ）とする。

搬送テーブル７８へ排出された材料Ｚ（加熱二次中間品）は、第４マニピュレータ８８の引掛け式保持機構で保持される。このとき、コントローラ９２は、材料Ｚ（加熱二次中間品）の熱膨張分を考慮して引掛け式保持機構による引っ掛け位置を演算し、第４マニピュレータ８８へ制御信号を出力するものとする。そして、第４マニピュレータ８８は、リフトアップした材料Ｚ（加熱二次中間品）を、プレス機８６の下金型８６Ｄにセットする。

プレス機８６では、上金型が下降し、材料Ｚ（加熱二次中間品）を上金型と下金型８６Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱二次中間品）の熱は、上金型及び下金型８６Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型と下金型８６Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが３回目の熱間プレス成形である。なお、材料Ｚ（加熱二次中間品）が多段加熱炉８２より排出されてから上金型と下金型８６Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約６秒である。

本実施形態では、搬送テーブル７８に排出された材料Ｚ（加熱二次中間品）を第４マニピュレータ８８でプレス機８６にセットしたが、これに限定されるものではない。搬送テーブル７８とプレス機８６との間に直線搬送器具（図示省略）を設け、多段加熱炉８２から搬送テーブル７８に排出された材料Ｚ（加熱二次中間品）を直線搬送器具によって高速でプレス機８６にセットして高速化及び時間短縮を図ってもよい。

この３回目の熱間プレス成形の冷却においてマルテンサイト変態は生じないので、材料Ｚ（加熱二次中間品）の冷却時の収縮を考慮に入れ、プレス機８６の金型の凸金型(パンチ)及び凸金型に対応する凹金型(ダイ)は最終製品サイズより大きなものとする。

プレス機８６では材料Ｚ（加熱二次中間品）を所定のプレス時間（例えば１５秒）継続してプレスして保持冷却した後、上金型が上昇し、プレス機８６を開放し、プレスされた材料Ｚ（成形品）はプレス機８６のリフトアップ機構（図示省略）で下金型８６Ｄからリフトアップされて離型される。そして、第５マニピュレータ９０によって材料Ｚ（成形品）を下金型８６Ｄからリフトアップして搬出する。

このように、本実施形態の熱間プレス装置６４であっても、第１実施形態及び第３実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態の構成は、従来の熱間プレス設備のラインを多回数熱処理熱間プレス工程に拡張するのに適している。

このとき、従来の熱間プレス設備のラインでの通常熱間プレスと、冷間複数プレスとの組合せに対応することができる。また、２回焼入れと焼戻しを組合せた３回熱処理も可能となる。この場合、処理時間を要する焼戻し用の多段加熱炉の段数の増加も可能なので拡張性に優れている。

（第６実施形態）
以下、本発明の第６実施形態を図面に従って説明する。

図１０は、本実施形態に係る熱間プレス装置９６を示す図である。加工される材料Ｚの搬送方向上流側には、加熱炉９８が設けられており、加熱炉９８の下流側には、プレス機１００が設けられている。加熱炉９８の側部には、加熱炉９８とプレス機１００とを繋ぐ搬送装置の一例である第１マニピュレータ１０２が設けられており、第１マニピュレータ１０２による材料Ｚの搬送範囲に加熱炉９８及びプレス機１００が配置されている。

プレス機１００の下流側には、加熱炉の一例であるローラーハース加熱炉１０４が設けられており、ローラーハース加熱炉１０４の下流側には、プレス機１０６が設けられている。プレス機１００の取出口１００Ｂは、ローラーハース加熱炉１０４の装入口１０４Ａに対向しており、ローラーハース加熱炉１０４の排出口１０４Ｂは、プレス機１０６の装入口１０６Ａに対向している。

ローラーハース加熱炉１０４は、第４実施形態と略同様に構成されており、装入口１０４Ａから装入された材料Ｚを加熱しながら排出口１０４Ｂへ搬送できる。これにより、ローラーハース加熱炉１０４は、ローラー送り機構により装入口１０４Ａから排出口１０４Ｂへ材料Ｚを搬送する炉内搬送部１０４Ｈを有するとともに搬送経路の一部を構成している。

プレス機１００の側部であってプレス機１００とローラーハース加熱炉１０４との間には、プレス機１００とローラーハース加熱炉１０４とを繋ぐ搬送装置の一例である第２マニピュレータ１０８が設けられている。プレス機１００の取出口１００Ｂとローラーハース加熱炉１０４の装入口１０４Ａとは、第２マニピュレータ１０８による材料Ｚの搬送範囲に設けられている。

ローラーハース加熱炉１０４の側部であってローラーハース加熱炉１０４とプレス機１０６との間には、ローラーハース加熱炉１０４とプレス機１０６とを繋ぐ搬送装置の一例である第３マニピュレータ１１０が設けられている。ローラーハース加熱炉１０４の排出口１０４Ｂとプレス機１０６の装入口１０６Ａとは、第３マニピュレータ１１０による材料Ｚの搬送範囲に設けられている。

なお、各プレス機１００、１０６及び各マニピュレータ１０２、１０８、１１０の構造は、第１実施形態と同様とする。

以上の構成に係る本実施形態の動作を説明する。なお、各マニピュレータ１０２、１０８、１１０、各プレス機１００、１０６、各加熱炉９８、１０４等は、第１実施形態と同様に、コントローラ１１２からの指示に従って動作するものとし、コントローラ１１２からの指示については説明を省略する。

加熱炉９８によって所定温度（一例として１０００℃）に到達してから所定時間（一例として４分）加熱された材料Ｚ（加熱後ブランク）を、第１マニピュレータ１０２によって取り出してプレス機１００の下金型１００Ｄにセットする。

プレス機１００では、上金型が下降し、材料Ｚ（加熱後ブランク）を上金型と下金型１００Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱後ブランク）の熱は、上金型及び下金型１００Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型と下金型１００Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが１回目の熱間プレスである。材料Ｚ（加熱後ブランク）が加熱炉９８より排出されてから上金型と下金型１００Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約８秒である。

プレス機１００では、材料Ｚ（加熱後ブランク）を所定のプレス時間（例えば１０秒）継続プレスして保持冷却した後、上金型が上昇する。

第２マニピュレータ１０８は、引掛け式保持機構でプレスされた材料Ｚ（中間品）を下金型１００Ｄからリフトアップしてローラーハース加熱炉１０４の装入口１０４Ａへ搬送する。

この材料Ｚ（中間品）は、ローラー駆動によりローラーハース加熱炉１０４内を２分間かけて移動しながら加熱され所定温度（一例として９００℃）に到達後、排出口１０４Ｂから排出される。

第３マニピュレータ１１０は、ローラーハース加熱炉１０４の排出口１０４Ｂから排出された材料Ｚ（加熱後中間品）を引掛け式保持機構により保持してリフトアップし、プレス機１０６の装入口１０６Ａより下金型１０６Ｄにセットする。

プレス機１０６では、上金型が下降し、材料Ｚ（加熱後中間品）を上金型と下金型１０６Ｄとで挟んでプレス成形する。このとき、材料Ｚ（加熱後中間品）の熱は、上金型及び下金型１０６Ｄによって急速に奪われる。特に、金型が下死点に到達し、材料Ｚを上金型と下金型１０６Ｄとで挟んで保持している間の抜熱量が大である。これが２回目の熱間プレス成形である。材料Ｚ（加熱後中間品）がローラーハース加熱炉１０４から排出されてから上金型と下金型１０６Ｄとで挟んで保持されるまでの時間は管理される。その時間は例えば約８秒である。

プレス機１０６では材料Ｚ（加熱後中間品）を所定のプレス時間（例えば１５秒）継続してプレスして保持冷却した後、上金型が上昇し、プレス機１０６を開放し、プレスされた材料Ｚ（成形品）はプレス機１０６のリフトアップ機構（図示省略）で下金型１０６Ｄからリフトアップされて離型される。そして、第３マニピュレータ１１０によって材料Ｚ（成形品）を下金型１０６Ｄからリフトアップして搬出する。

このように、本実施形態の熱間プレス装置９６であっても、前述した実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、本実施形態では、加熱炉９８としてローラーハース加熱炉１０４を用いたので、当該ローラーハース加熱炉１０４で搬送装置の一部を構成することができる。

そして、プレス機１００の取出口１００Ｂをローラーハース加熱炉１０４の装入口１０４Ａに対向して配置し、ローラーハース加熱炉１０４の排出口１０４Ｂをプレス機１０６の装入口１０６Ａに対向して配置した。このため、搬送時の材料Ｚの温度低下を抑えることができる。

１０ 熱間プレス装置
１２ プレス機
１４ プレス機
１６ 第１マニピュレータ
１８ 加熱炉
１８Ｂ 排出状態
１８Ｃ 格納状態
２０ 搬送テーブル
２４ コントローラ
３０ 熱間プレス装置
３２ 搬送機構
３６ 熱間プレス装置
３８ 第２加熱炉
４０ 熱間プレス装置
４４ 連続ローラーハース加熱炉
４６ 第１マニピュレータ
５０ 多段加熱炉
５２ プレス機
５４ プレス機
５６ 第２マニピュレータ
６０ コントローラ
６４ 熱間プレス装置
６８ 連続ローラーハース加熱炉
７０ プレス機
７２ 第２マニピュレータ
７４ ローラーハース加熱炉
７６ 第３マニピュレータ
７８ 搬送テーブル
８２ 多段加熱炉
８４ プレス機
８６ プレス機
８８ 第４マニピュレータ
９２ コントローラ
９６ 熱間プレス装置
９８ 加熱炉
１００ プレス機
１００Ｂ 取出口
１０２ 第１マニピュレータ
１０４ ローラーハース加熱炉
１０４Ａ 装入口
１０４Ｂ 排出口
１０６ プレス機
１０６Ａ 装入口
１０８ 第２マニピュレータ
１１０ 第３マニピュレータ
１１２ コントローラ

Claims (8)

1. 加熱炉と、
   冷媒の流路のある金型を備えた第１プレス機と、
   冷媒の流路のある金型を備えた第２プレス機と、
   前記第１プレス機及び前記第２プレス機を繋ぎ、前記第１プレス機又は前記第２プレス機から前記加熱炉への搬送機能を備える搬送装置と、
   を備えた熱間プレス装置。
2. 材料を前記加熱炉内に位置する第１の配置位置と前記搬送装置の搬送範囲に位置する第２の配置位置との間で移動する搬送機構を備えた請求項１に記載の熱間プレス装置。
3. 前記搬送機構は、材料を前記第１の配置位置と前記第２の配置位置との間で往復方向に搬送可能である請求項２に記載の熱間プレス装置。
4. 前記第１プレス機及び前記第２プレス機の少なくとも一方の装入口の正面に前記第２の配置位置が設定されている請求項２又は請求項３に記載の熱間プレス装置。
5. 前記搬送装置を制御して前記第１プレス機からプレスした材料を取り出して該材料を前記第２の配置位置に搬送させるコントローラを備えた請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の熱間プレス装置。
6. 前記搬送装置は、前記加熱炉の装入口から排出口へ材料を搬送する炉内搬送部を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱間プレス装置。
7. 前記第１プレス機の取出口が前記加熱炉の装入口に対向し、前記加熱炉の排出口が前記第２プレス機の装入口に対向している請求項６に記載の熱間プレス装置。
8. 前記搬送装置の搬送範囲に他の加熱炉をさらに備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱間プレス装置。

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