JP7225892B2 - トレイ及び熱間プレスライン - Google Patents

Description

本開示は、加熱対象を支持するトレイ及び熱間プレスラインに関する。

近年、熱間プレス材料の超高強度化やテーラードブランク等の高機能化が求められている。

熱間プレス材料の超高強度化に関しては、複数回熱処理による靭性の改善が要求されており（例えば、特許文献１参照）、材料の加熱中の部分的な温度偏差の抑制が必要である。

特開２０１８－０３９０２３号公報

しかしながら、熱間プレスラインで用いられる加熱炉では、加熱炉のワーク支持部に直接ワークを載せると、平板あるいは立体形状の成形品を加熱する際に温度むらが生じ得る。

本開示は、加熱対象に生じ得る温度むらを抑制することができるトレイ及び熱間プレスラインを提供することを目的とする。

形態１は、縦棒部材に設けられた横棒部材が前記縦棒部材に対して交差方向に延びる梯子形状のトレイ本体と、該トレイ本体の表側に少なくとも三本設けられ、前記縦棒部材及び前記横棒部材に対して交差する方向へ延びるとともに、先端同士を結ぶ仮想直線を仮想した際に仮想直線が多角形を形成するように配置された支柱と、を備えるトレイである。

形態２は、各支柱の先端の高さが揃っている形態１に記載のトレイである。

形態３は、形態１又は形態２に記載したトレイを出し入れ可能な加熱炉と、プレス機と、を備える熱間プレスラインである。

形態４は、前記プレス機は、少なくとも三か所の角部を備えるパンチ金型を備え、三本の前記支柱の先端の相対的な位置関係は、三か所の前記角部の相対的な位置関係と同じである形態３に記載の熱間プレスラインである。

本形態により、加熱対象に生じ得る温度むらを抑制することができる。

第一実施形態の熱間プレスラインの第一熱処理工程部分を示す説明図である。 第一実施形態の熱間プレスラインの第二熱処理工程部分を示す説明図である。 第一実施形態で用いる第一プレス機のパンチ金型を示す要部の拡大図である。 第一実施形態の第一熱処理工程で用いる第一トレイの斜視図である。 第一実施形態の第一熱処理工程で用いる第一トレイの平面図である。 図５のＡ部の拡大図である。 第一実施形態の第一熱処理工程で用いる第一トレイの要部を示す断面図である。 第一実施形態の第一熱処理工程で用いる第一トレイでブランクを支持した状態を示す側面図である。 大型の加熱対象を支持する際の支柱の位置を示す説明図である。 第一実施形態の第二熱処理工程で用いる第二トレイで中間成形品を支持した状態を示す斜視図である。 第一実施形態の第二熱処理工程で用いる第二トレイで中間成形品を支持した状態を示す側面図である。 ブランクをバッチ加熱炉で加熱する第一比較例を示す説明図である。 トレイで支持されたブランクをバッチ加熱炉で加熱する第一実施例を示す説明図である。 ブランクをローラーハース炉で加熱する第二比較例を示す説明図である。 トレイで支持されたブランクをローラーハース炉で加熱する第二実施例を示す説明図である。 中間成形品をローラーハース炉で加熱する第三比較例を示す説明図である。 トレイで支持された中間成形品をローラーハース炉で加熱する第三実施例を示す説明図である。 第二実施形態に係るトレイの支柱の先端部を示す拡大図である。 第三実施形態に係るトレイの支柱の先端部を示す拡大図である。 第四実施形態に係るトレイの支柱の先端部を示す拡大図である。 第五実施形態の熱間プレスラインを示す説明図である。

（第一実施形態）
以下、第一実施形態を図面に従って説明する。

図１及び図２は、第一実施形態に係る熱間プレスライン１０を示す図であり、この熱間プレスライン１０で成形する成形品１２としては、一例として自動車部品が挙げられる。

熱間プレスライン１０では、図１に示した上流側において鋼材を熱処理する第一熱処理工程が行われ、図２に示した下流側において第二熱処理工程が行われる。

第一熱処理工程では、加熱対象となる鋼材をＡｃ３変態点以上に加熱してオーステナイト化した後、プレス成形しながら急速に冷却してマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる。第二熱処理工程では、第一熱処理工程を経た鋼材をＡｃ３変態点以上に加熱してオーステナイト化した後、熱間プレス成形し、急速に冷却してマルテンサイト変態させる。

（第一熱処理工程）
第一熱処理工程が行われる熱間プレスライン１０の上流側には、図１に示したように、加熱対象となる鋼材の一例であるブランク１４が配置される第一材料テーブル１６が設けられている。第一材料テーブル１６の下流側には、支持部材の一例である第一トレイ１８が配置される第一搬送テーブル２０が設けられている。第一搬送テーブル２０は、図示しない駆動機構で回転される複数のローラー２０Ａを備える。

第一搬送テーブル２０の側部には、第一マニピュレータ２２が設けられている。第一マニピュレータ２２は、第一材料テーブル１６上のブランク１４を移送して第一搬送テーブル２０上の第一トレイ１８に支持する。また、第一マニピュレータ２２は、下流側から戻された第一トレイ１８を第一搬送テーブル２０上に配置する。

第一搬送テーブル２０の下流側には、第一加熱炉２４と、第二搬送テーブル２６と、第一プレス機２８とが上流から順に設けられている。

＜第一加熱炉＞
第一加熱炉２４は、一例としてローラーハース式の加熱炉で構成されている。第一加熱炉２４は、装入口２４Ｂを備える。装入口２４Ｂは、ブランク１４を支持部材の一例である第一トレイ１８で支持した状態で加熱室２４Ａへ収容可能である。

加熱室２４Ａには、ブランク１４が支持された第一トレイ１８を収容可能な広さを有する。加熱室２４Ａには、第一トレイ１８が載置される複数のローラー２４Ｃが装入口２４Ｂ側から排出口２４Ｄ側にわたって設けられている。各ローラー２４Ｃは、図示しない駆動機構で回転される。ローラー２４Ｃは、ローラー２４Ｃ上の第一トレイ１８をブランク１４と共に排出口２４Ｄへ向けて搬送する搬送装置を構成する。

第一加熱炉２４は、装入口２４Ｂから装入された第一トレイ１８を各ローラー２４Ｃで排出口２４Ｄへ搬送しながら第一トレイ１８に支持されたブランク１４を所定の加熱温度まで加熱する。この加熱温度は、一例としてブランク１４を構成する鋼材のフェライトがオーステナイトへの変態を完了する温度であるＡｃ３変態点以上とする。

第一加熱炉２４には、排出口２４Ｄを開閉する扉２４Ｅが設けられる。扉２４Ｅは、排出口２４Ｄから第一トレイ１８を排出する際に開作動する。

＜第二搬送テーブル＞
第二搬送テーブル２６は、第一加熱炉２４と第一プレス機２８との間に配置される。第二搬送テーブル２６は、図示しない駆動機構で回転される複数のローラー２６Ａを備える。第二搬送テーブル２６は、第一加熱炉２４からローラー２６Ａ上に送り出された第一トレイ１８を第一プレス機２８の装入口２８Ａの近傍まで搬送する。

第二搬送テーブル２６の側部には、第二マニピュレータ３０が設けられる。第二マニピュレータ３０は、第二搬送テーブル２６で搬送された第一トレイ１８上のブランク１４を把持して第一プレス機２８にセットする。ブランク１４が取り除かれた第一トレイ１８は、第二マニピュレータ３０によって第二搬送テーブル２６から降ろされ、第一搬送テーブル２０へ送られる。

＜第一プレス機＞
第一プレス機２８の金型を構成する下型は、パンチ金型４４で構成される。第一プレス機２８の金型を構成する上型は、ダイ金型４６で構成される。第一プレス機２８は、図示しない流路を備える。パンチ金型４４及びダイ金型４６は、流路を流れる冷媒で冷却される。この構成に限らず、金型の成形面に流路の出口を設け、出口から出た冷媒で直接プレス成形品を冷却してもよい。

第一プレス機２８を使用して、Ａｃ３変態点以上に加熱・保定されたブランク１４を、マルテンサイト変態する前にパンチ金型４４及びダイ金型４６でプレスを開始して成形を完了することができる。パンチ金型４４及びダイ金型４６は、型締めした状態でブランク１４から急速に熱を奪い、ブランク１４をマルテンサイト変態又はベイナイト変態させる。これにより、平板状のブランク１４を、断面ハット型形状の中間成形品３２とする。

図３は、第一プレス機２８のパンチ金型４４を示す図である。パンチ金型４４は、中間成形品３２（図１０参照）の内面を形成する形状を有している。

本実施形態で成形する成形品１２は、自動車部品の一例であるピラーアウタパネルを構成する。中間成形品３２は、ブランク１４から成形品１２であるピラーアウタパネルを成形する際の中間段階の製品である。中間成形品３２の成形は、ブランク１４の浅絞が例示される。

［中間成形品］
この中間成形品３２は、図１０に示すように、長手方向に延びた天面３４と、天面３４の両側部より凸屈曲部３６を介して天面３４と交差する方向へ延びる縦壁面３８と、縦壁面３８の端部より凹屈曲部４０を介して側方へ延びるフランジ４２とを備えている。天面３４の先端部は、Ｔ字状に形成されている。

天面３４には、外側に突出した第一屈曲部３４Ａ及び第二屈曲部３４Ｂが長さ方向に離間して形成されている。天面３４は、第一屈曲部３４Ａ及び第二屈曲部３４Ｂにより天面先端部３４Ｃと天面中間部３４Ｄと天面基端部３４Ｅに区画されている。

［パンチ金型］
この中間成形品３２を形成するパンチ金型４４は、図３に示したように、中間成形品３２の天面３４を形成する天面形成部４８を備えている。天面形成部４８の先端部は、Ｔ字状に形成されている。

天面形成部４８の両側部には、中間成形品３２の凸屈曲部３６を形成する側方屈曲形成部５０が設けられている。側方屈曲形成部５０からは、中間成形品３２の縦壁面３８を形成する縦壁面形成部５２が下方へ向けて延びている。

縦壁面形成部５２の下端には、中間成形品３２の凹屈曲部４０を形成する内方屈曲形成部５４が設けられている。内方屈曲形成部５４からは、中間成形品３２のフランジ４２を形成するフランジ成形部５６が側方へ向けて延びている。

天面形成部４８には、中間成形品３２の第一屈曲部３４Ａ及び第二屈曲部３４Ｂを形成する第一屈曲成形部４８Ａ及び第二屈曲成形部４８Ｂが長さ方向に離間して形成されている。そして、天面形成部４８は、第一屈曲成形部４８Ａ及び第二屈曲成形部４８Ｂにより天面先端形成部４８Ｃと天面中間形成部４８Ｄと天面基端形成部４８Ｅとに区画されている。

パンチ金型４４には、側方屈曲形成部５０によって天面形成部４８と各縦壁面形成部５２との二面が交差する角部が天面形成部４８の両側に形成されている。

また、パンチ金型４４には、側方屈曲形成部５０と第一屈曲成形部４８Ａとの交差部分に、天面先端形成部４８Ｃと天面中間形成部４８Ｄと縦壁面形成部５２との三面が交差する角部が天面形成部４８の両側に形成されている。

さらに、パンチ金型４４には、側方屈曲形成部５０と第二屈曲成形部４８Ｂとの交差部分に、天面中間形成部４８Ｄと天面基端形成部４８Ｅと縦壁面形成部５２との三面が交差する角部が天面形成部４８の両側に形成されている。

このように、第一プレス機２８は、複数の面が交差した角部を少なくとも三か所に備えるパンチ金型４４を備えている。

図１に示したように、第一プレス機２８の下流側には、第三マニピュレータ５８が設けられている。第三マニピュレータ５８は、第一プレス機２８から中間成形品３２を取り出して、図２にも示すように、第二熱処理工程の第二材料テーブル６０に搬送することができる。

＜第一トレイ＞
図４は、第一トレイ１８を示す図であり、第一トレイ１８のトレイ本体１８Ａは、離間して略平行に配置された第一縦棒部材１８Ｂ及び第二縦棒部材１８Ｃを備えている。両縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃには、第一横棒部材１８Ｄ、第二横棒部材１８Ｅ、及び第三横棒部材１８Ｆが、各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃに対して交差方向に架橋しており、トレイ本体１８Ａは、梯子形状に形成されている。

第一トレイ１８のトレイ本体１８Ａの表面１８Ｇ（上方を向く面）側には、各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃ及び各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆに対して交差する方向へ延びる第一支柱１８Ｈ、第二支柱１８Ｉ、及び第三支柱１８Ｊが設けられている。

［トレイ本体］
第一トレイ１８のトレイ本体１８Ａの各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃは、断面矩形状のパイプ材で形成されている。各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃは、耐熱鋼等で形成されており、耐熱鋼の最高使用温度は、加熱炉で常用する９００℃以上、加熱炉の上限設定温度である１０５０℃以下の範囲とすることが望ましい。

耐熱鋼である耐熱合金鋼は、一例としてＳＣＨ２２（０．４Ｃ－２５Ｃｒ－２０Ｎｉ）や、ＳＣＨ２４（０．４Ｃ－２５Ｃｒ－３５Ｎｉ－Ｍｏ，Ｓｉ）が挙げられる。各縦棒部材１８Ｂ、１８をＳＣＨ２４で形成した場合、各縦棒部材１８Ｂ、１８は１１００℃まで耐えることができる。

各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃを、耐熱合金鋼等で形成すれば、加工や製作が容易であるが、各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃは、セラミックスで形成してもよい。更に、試験的な使用であれば、耐熱合金鋼としてオーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４等）を使用してもよい。但し、９００℃を超える環境で使用すると変形するため、数回の使用で交換する必要がある。

各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃの表面１８Ｇには、図５に示すように、位置決め穴６２が長さ方向に等間隔をおいて複数形成されている。このため、位置決め穴６２に合わせて各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆの位置を調整できる。各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆも各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃと同等の耐熱性能を備えることが望ましい。

各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆの端部には、図６に示すように、断面Ｌ字状のアングル材６４が設けられている。アングル材６４は、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆの先端に固定される固定片６４Ａと、固定片６４Ａの端部より延び出す延出片６４Ｂとを備えている。延出片６４Ｂには、二つの貫通穴６４Ｃが形成されている。両貫通穴６４Ｃの間隔は、隣接する位置決め穴６２の間隔と略同じである。

各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃに各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆを固定する際には、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆに設けられたアングル材６４の延出片６４Ｂを各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃの表面１８Ｇ上にセットする。次に、延出片６４Ｂの貫通穴６４Ｃの位置と各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃの位置決め穴６２の位置とが合うように各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆをスライドする。そして、貫通穴６４Ｃ及び位置決め穴６２にピンを差し込むことで、各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃの任意の位置に各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆを固定することができる。

なお、本実施形態では、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆをピンで固定する場合に付いて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、位置決め穴６２又は貫通穴６４Ｃを長穴とし、位置決め穴６２及び貫通穴６４Ｃを挿通するボルトにナットを締め付けて各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃに各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆを固定してもよい。

各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆは、図７にも示すように、断面Ｃ字状のリップ付チャンネル材で形成されている。各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆの側面には、コマ挿入部６６が全長にわたって形成されている。

また、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆの表面１８Ｇには、図５にも示したように、長穴で構成された挿通穴６８形成されている。これにより、コマ挿入部６６より挿入されたコマ７０の支持軸７０Ａを挿通穴６８の任意の位置へ挿通して各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆの表面１８Ｇ側へ突出することができる。

［支柱］
各支柱１８Ｈ～１８Ｊは、図４に示したように、円柱状に形成されている。各支柱１８Ｈ～１８Ｊは、一例として耐熱鋼で形成されており、耐熱鋼の最高使用温度は、焼き戻しで常用する４００℃以上、８００℃以下の範囲とする。耐熱鋼は、一例としてＳＣＨ２２（０．４Ｃ－２５Ｃｒ－２０Ｎｉ）や、ＳＣＨ２４（０．４Ｃ－２５Ｃｒ－３５Ｎｉ－Ｍｏ，Ｓｉ）が挙げられる。支柱１８Ｈ～１８Ｊを、耐熱合金鋼等で形成すれば、加工や製作が容易であるが、支柱１８Ｈ～１８Ｊをセラミックスで形成してもよい。

各支柱１８Ｈ～１８Ｊを、ＳＣＨ２２で形成した場合、各支柱１８Ｈ～１８Ｊの最高使用温度は、例えば１０００℃以下とする。各支柱１８Ｈ～１８Ｊを、ＳＣＨ２４で形成した場合、各支柱１８Ｈ～１８Ｊの最高使用温度は、例えば１１００℃以下の範囲とする。

なお、各支柱１８Ｈ～１８Ｊは、フェライト系ステンレス（ＳＵＳ４３０など）や、オーステナイト系ステンレス（ＳＵＳ３０４など）を使用することができる。但し、各支柱１８Ｈ～１８Ｊをフェライト系ステンレスやオーステナイト系ステンレスで形成した場合、９００℃を超える環境で使用すると変形するため、数回の使用で交換する必要がある。

各支柱１８Ｈ～１８Ｊは、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆに起立した状態で支持されている。各支柱１８Ｈ～１８Ｊの下端面には、図７に示したように、コマ７０の支持軸７０Ａが挿入される挿入穴７２が形成されている。挿入穴７２は、奥側に設けられたエア抜き用の小孔７２Ａを介して外部に開放されている。

これにより、各支柱１８Ｈ～１８Ｊの挿入穴７２に、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆより突出したコマ７０の支持軸７０Ａを挿入することで、各支柱１８Ｈ～１８Ｊを各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆに起立した状態で支持できる。

各支柱１８Ｈ～１８Ｊは、長さ寸法が略等しく、図８に示すように、第一トレイ１８のトレイ本体１８Ａの裏面１８Ｋ側を下にしてトレイ本体１８Ａを平面７４に配置した状態で、平面７４から各支柱１８Ｈ～１８Ｊの先端までの高さ寸法Ｈが等しくなる。これにより、平坦なブランク１４を支持した状態において、ブランク１４の支持位置のずれを抑制する。

なお、図８には、縁部に曲げ加工が施されたブランク１４が示されている。

ここで、第一加熱炉２４で搬送される第一トレイ１８とブランク１４との関係について説明する。

搬送開始又は停止時にブランク１４に生ずるブランク慣性力をＦａ、各支柱１８Ｈ～１８Ｊとブランク１４の摩擦力を摩擦力Ｆｆとした場合、ブランク慣性力Ｆａ＜ブランク摩擦力Ｆｆとなるようにする。また、ブランク１４を支持した第一トレイ１８の加速時及び減速時の加速度をａとすると、加減速度|ａ|がμｇを超える（加減速度|ａ|＜μｇ）場合、ブランク１４のずれを防止する防止ガイドを設けるものとする。なお、μは、静摩擦係数を示し、ｇは、重量加速度を示す。

そして、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆに設けられた支柱１８Ｈ～１８Ｊは、各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃに対する各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆの固定位置、及び各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆに対するコマ７０の支持軸７０Ａの挿入位置によって任意の位置に設定できる。

図５は、各支柱１８Ｈ～１８Ｊの先端位置と各支柱１８Ｈ～１８Ｊで支持されるブランク１４との関係を示す図である。図５において、ブランク１４の重心Ｇが黒三角形で示されている。ブランク１４を支持する各支柱１８Ｈ～１８Ｊの先端同士を結ぶ仮想直線Ｋを仮想した場合、各支柱１８Ｈ～１８Ｊの長さ方向から見て、仮想直線Ｋが多角形の一例である三角形を形成するように、各支柱１８Ｈ～１８Ｊが配置されている。また、仮想直線Ｋが形成する三角形の領域内にブランク１４の重心Ｇが位置するように、各支柱１８Ｈ～１８Ｊが配置されている。これにより、ブランク１４を三本の支柱１８Ｈ～１８Ｊによってバランス良く支持することができる。

図９は、車体側壁を形成するサイドパネルアウタを構成するブランク１４を支持した状態を示す図である。図９には大型で大きな開口部分１４Ａを有するブランク１４が示されている。また、ブランク１４の重心Ｇは、黒三角形で示されている。

このブランク１４においても、各支柱１８Ｈ～１８Ｊによる支持位置を結ぶ仮想直線Ｋが形成する三角形の領域内にブランク１４の重心Ｇが位置するように各支柱１８Ｈ～１８Ｊを配置する。これにより、ブランク１４を三本の支柱１８Ｈ～１８Ｊでバランス良く支持することができる。

また、複数の部品が連結された加熱対象にあっては、各部品を支持する支柱１８Ｈ～１８Ｊを三本とし、部品数×３の支柱１８Ｈ～１８Ｊをトレイ本体１８Ａに設けるものとする。

（第二熱処理工程）
第二熱処理工程が行われる熱間プレスライン１０の下流側には、図２に示したように、第一熱処理工程で成形された中間成形品３２が配置される第二材料テーブル６０と、支持部材の一例である第二トレイ７６が配置される第三搬送テーブル７８とが設けられている。第三搬送テーブル７８は、図示しない駆動機構で回転される複数のローラー７８Ａを備える。

第三搬送テーブル７８の側部には、第四マニピュレータ８０が設けられる。第四マニピュレータ８０は、第二材料テーブル６０上の中間成形品３２を第三搬送テーブル７８上の第二トレイ７６の上に移送する。また、第四マニピュレータ８０は、下流側から戻された第二トレイ７６を第三搬送テーブル７８上に配置する。

第三搬送テーブル７８の下流側には、第二加熱炉８２と、第四搬送テーブル８４と、第二プレス機８６とが上流から順に設けられている。

＜第二加熱炉＞
第二加熱炉８２は、一例としてローラーハース式の加熱炉で構成されている。第二加熱炉８２は、加熱対象となる鋼材からなる中間成形品３２を、支持部材の一例である第二トレイ７６で支持した状態で加熱室８２Ａへ収容可能な装入口８２Ｂを備えている。

加熱室８２Ａには、中間成形品３２を支持した第二トレイ７６を収容可能な広さを有する。加熱室８２Ａの中には、第二トレイ７６が載置されるローラー８２Ｃが複数設けられている。ローラー８２Ｃは、装入口８２Ｂ側から排出口８２Ｄ側にわたって複数設けられている。各ローラー８２Ｃは、図示しない駆動機構で回転する。ローラー８２Ｃは、ローラー８２Ｃ上の第二トレイ７６を中間成形品３２と共に排出口８２Ｄへ向けて搬送する搬送装置を構成する。

第二加熱炉８２は、装入口８２Ｂから装入された第二トレイ７６を搬送装置で排出口８２Ｄへ搬送する際に第二トレイ７６に支持された中間成形品３２を所定の加熱温度まで加熱することができる。この加熱温度は、一例として中間成形品３２を構成する鋼材のＡｃ３変態点以上とする。

第二加熱炉８２には、排出口８２Ｄを開閉する扉８２Ｅが設けられている。扉８２Ｅは、加熱室８２Ａの排出口８２Ｄから第二トレイ７６を排出する際に開作動する。

＜第四搬送テーブル＞
第四搬送テーブル８４は、第二加熱炉８２と第二プレス機８６との間に配置される。第四搬送テーブル８４は、図示しない駆動機構で回転される複数のローラー８４Ａを備える。第四搬送テーブル８４は、第二加熱炉８２からローラー８４Ａ上に送り出された第二トレイ７６を第二プレス機８６の装入口８６Ａの近傍まで搬送することができる。

第四搬送テーブル８４の側部には、第五マニピュレータ８８が設けられる。第五マニピュレータ８８は、第二プレス機８６の装入口８６Ａの近傍まで搬送された第二トレイ７６上の中間成形品３２を把持して第二プレス機８６にセットすることができる。中間成形品３２が取り除かれた第二トレイ７６は、第五マニピュレータ８８によって第四搬送テーブル８４から降ろされ、第二加熱炉８２の装入口８２Ｂ側へ送られる。

＜第二プレス機＞
第二プレス機８６の金型を構成する下型は、パンチ金型８６Ｂで構成される。第二プレス機８６の金型を構成する上型は、ダイ金型８６Ｃで構成される。パンチ金型８６Ｂは、成形品１２の内側面を形成する形状を有する。ダイ金型８６Ｃのキャビティは、成形品１２の外側面を形成する形状を有する。第二プレス機８６は、図示しない流路を備え、パンチ金型８６Ｂ及びダイ金型８６Ｃは、流路を流れる冷媒で冷却される。この構成に限らず、金型の成形面に流路の出口を設け、出口から出た冷媒で直接プレス成形品を冷却してもよい。

第二プレス機８６は、Ａｃ３変態点以上に加熱され所定温度に到達した中間成形品３２を、マルテンサイト変態する前にパンチ金型８６Ｂ及びダイ金型８６Ｃでプレスを開始して成形を完了することができる。パンチ金型８６Ｂ及びダイ金型８６Ｃは中間成形品３２を型締めした状態で、中間成形品３２から急速に熱を奪い、中間成形品３２をマルテンサイト変態させる。これにより、浅絞りされた中間成形品３２を深絞りして断面ハット型形状の成形品１２とする。

＜第二トレイ＞
図１０及び図１１は、第二トレイ７６を示す図であり、第二トレイ７６で中間成形品３２を支持した状態が示されている。

第二トレイ７６のトレイ本体７６Ａは、離間して略平行に配置された第一縦棒部材７６Ｂと第二縦棒部材７６Ｃとを備えている。各縦棒部材７６Ｂ、７６Ｃには、第一横棒部材７６Ｄ、第二横棒部材７６Ｅ、及び第三横棒部材７６Ｆが、各縦棒部材７６Ｂ、７６Ｃに対して交差方向に架橋されている。すなわち、トレイ本体７６Ａは、梯子形状に形成されている。トレイ本体７６Ａの表面７６Ｇ側には、各縦棒部材７６Ｂ、７６Ｃ及び各横棒部材７６Ｄ～７６Ｆに対して交差する方向へ延びる第一支柱７６Ｈ、第二支柱７６Ｉ、及び第三支柱７６Ｊが設けられている。

第二トレイ７６のトレイ本体７６Ａの基本構造は、第一トレイ１８のトレイ本体１８Ａと同様に構成されている。各支柱７６Ｈ～７６Ｊの長さ寸法は、中間成形品３２を安定的に支持するように、中間成形品３２の形状に合わせた長さである。

そして、各縦棒部材７６Ｂ、７６Ｃに対する各横棒部材７６Ｄ～７６Ｆの固定構造、各横棒部材７６Ｄ～７６Ｆに対する各支柱７６Ｈ～７６Ｊの位置決め構造は、第一トレイ１８と同様に構成されている。これにより、各縦棒部材７６Ｂ、７６Ｃに対する各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆの固定位置、及び各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆに対するコマ７０の支持軸７０Ａの挿入位置を任意に設定することができる。

第二トレイ７６の各支柱７６Ｈ～７６Ｊは、各支柱７６Ｈ～７６Ｊの先端の相対的な位置関係が、図３に示したように、第一プレス機２８のパンチ金型４４における三か所の角部の位置関係と同じ位置関係である。

すなわち、パンチ金型４４の側方屈曲形成部５０と第一屈曲成形部４８Ａとの交差部分に対応する位置に第一支柱７６Ｈの先端が配置されるように第一横棒部材７６Ｄの固定位置、コマ７０の支持軸７０Ａの挿入位置、及び第一支柱７６Ｈの高さが設定されている。

これにより、第一支柱７６Ｈは、中間成形品３２の天面３４の天面先端部３４Ｃと天面中間部３４Ｄと縦壁面３８との三面が交差する第一角部９０を支持するように構成されている。

また、パンチ金型４４の側方屈曲形成部５０と第二屈曲成形部４８Ｂとの交差部分に対応する位置に第二支柱７６Ｉの先端が配置されるように第二横棒部材７６Ｅの固定位置、コマ７０の支持軸７０Ａの挿入位置、及び第二支柱７６Ｉの高さが設定されている。

これにより、第二支柱７６Ｉは、第一角部９０が設けられた凸屈曲部３６と逆側の凸屈曲部３６側において、中間成形品３２の天面３４の天面中間部３４Ｄと天面基端部３４Ｅと縦壁面３８との三面が交差する第二角部９２を支持するように構成されている。

さらに、パンチ金型４４の天面形成部４８と縦壁面形成部５２との交差部分に対応する位置に第三支柱７６Ｊの先端部が配置されるように、第三横棒部材７６Ｆの固定位置、コマ７０の支持軸７０Ａの挿入位置、及び第三支柱７６Ｊの高さ寸法が設定されている。

これにより、第三支柱７６Ｊは、中間成形品３２の天面３４の天面基端部３４Ｅと縦壁面３８との二面が交差する第三角部９４を支持するように構成されている。

第二プレス機８６の下流側には、図２に示したように、第六マニピュレータ９６が設けられており、第六マニピュレータ９６は、第二プレス機８６から成形品１２を取り出して、排出テーブル９８に搬送する。

（作用・効果）
以上の構成に係る本実施形態にあっては、各加熱炉２４、８２で加熱対象を加熱する際に各トレイ１８、７６を用いる。これにより、加熱対象であるブランク１４や中間成形品３２を各トレイ１８、７６の各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊで下方から支持し、各加熱炉２４、８２のローラー２４Ｃ、２８Ｃから浮かした状態で加熱することができる。

このため、加熱対象を加熱炉のローラーに直接載置して加熱する場合と比較して、加熱対象に生じ得る温度むらを抑制することができる。

また、各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊを支持するトレイ本体１８Ａ、７６Ａは、梯子形状である。このため、炉床からローラー２４Ｃ、８２Ｃを介して加えられる熱が梯子形状を通り抜けて、各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊで支持された加熱対象に伝達することができる。

このため、各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊを支持するトレイ本体１８Ａ、７６Ａを平板等で構成した場合と比較して、加熱効率を高めることができる。

そして、各トレイ１８、７６は、三本の支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊを備えている。このため、加熱対象を三点支持することができるので、支持状態の安定化を図ることができる。また、加熱対象を棒状の支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊで支持するため、支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊへの熱伝導が抑えられ、加熱対象と支持構造の熱容量差により生じる昇温中、炉外空冷中の局所温度変化領域を最小限に抑制することができる。

さらに、加熱対象は、各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊによって各加熱炉２４、８２のローラー２４Ｃ、８４Ｃから浮かした状態で支持されている。このため、加熱対象が加熱炉のローラーに載置された場合と比較して、各マニピュレータ３０、８８による加熱対象の把持方向、把持位置の自由度が向上する。これにより、各マニピュレータ３０、８８の先端に搭載する把持部を軽量化することができ、マニュピレータの動作速度の向上及び動作経路の短縮を図ることができる。よって、加熱対象の把持時間を短縮することが可能となる。

また、本実施形態では、各トレイ１８、７６の各縦棒部材１８Ｂ、１８Ｃ、７６Ｂ、７６Ｃに対する各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆ、７６Ｄ～７６Ｆの固定位置を変更することができる。さらに、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆ、７６Ｄ～７６Ｆに各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊを位置決めするコマ７０の配置を変更することができる。

このため、加熱対象が変更された場合であっても、加熱対象の形状に応じて支持位置を変更することができる。

さらに、平板状のブランク１４を支持する第一トレイ１８では、第一トレイ１８をローラー２４Ｃに載置した状態において、各支柱１８Ｈ～１８Ｊの先端の高さを揃えることができる。これにより、各支柱１８Ｈ～１８Ｊの先端からのブランク１４の滑り落ちを抑制することができる。

そして、熱間プレスライン１０は、中間成形品３２を成形する第一プレス機２８のパンチ金型４４における三か所の角部の位置関係と、中間成形品３２を支持する第二トレイ７６の各支柱７６Ｈ～７６Ｊの先端との相対的な位置関係が同じである。

これにより、中間成形品３２の各角部９０～９４に各支柱７６Ｈ～７６Ｊの先端を当てて支持することができる。このため、中間成形品３２の平坦部分に各支柱７６Ｈ～７６Ｊの先端を当てて支持する場合と比較して、中間成形品３２の予期せぬ位置ずれを抑制することができる。このため、中間成形品３２を安定的に高速搬送することができる。これにより、加熱対象のずれを防止するずれ防止ガイドを省略できる。

また、中間成形品３２の各角部９０～９４に各支柱７６Ｈ～７６Ｊの先端を当てて支持することで、中間成形品３２を所定の位置に所定の姿勢で支持することができる。これにより、中間成形品３２を保持する際の第五マニピュレータ８８の動作を簡素化することができる。

その結果、加熱された中間成形品３２の温度低下を抑制しつつ第二プレス機８６で熱処理できる。

加えて、加熱時に各トレイ１８、７６を用いることで、各加熱炉２４、８２Ａ内のローラー２４Ｃ、８２Ｃに加熱対象を直接載置せず、加熱対象を支持したトレイ１８、７６ごと加熱することができる。これにより、加熱対象と各加熱炉２４、８２との直接接触を回避し、各加熱炉２４、８２内へのめっき凝着やスケールの巻き込みを回避することができる。

また、各トレイ１８、７６に加熱対象を支持することで、平坦な加熱対象の反りやねじれ等の変形や、立体形状の加熱対象の形状維持が容易となる。また、加熱対象の支持機能と搬送機能とを分離することで、加熱対象の形状や搬送形態によらず、安定した搬送及び搬出の高速化が可能となる。

さらに、単一のトレイ１８、７６に複数の加熱対象を同時に支持することが可能なので、各加熱対象に生じ得る搬送速度差の発生を抑制することができる。また、単一のトレイ１８、７６に加熱対象と遮熱部材とを同時に支持することができるため、各加熱炉２４、８２を改造することなく、部分遮熱などの温度制御を行うことが可能となる。

そして、トレイ本体１８Ａ、７６Ａを梯子形状とすることで、トレイ本体１８Ａ、７６Ａの重量（熱容量）を低減でき、材料コスト、炉加熱コストを抑制できる。

＜比較例＞
図１２から図１７は、実施形態と比較例とを比較するために用いる説明図である。

（第一比較例）
図１２は、第一比較例を示す図であり、加熱対象であるブランク１４をバッチ加熱炉１００の載置部１００Ａに載置して加熱する様子を示す説明図である。また、図１３は、第一実施例を示す図であり、ブランク１４を第一トレイ１８で支持してバッチ加熱炉１００で加熱する様子を示す説明図である。

第一比較例では、上部ヒータ１００Ｂからの熱がブランク１４の下面に伝わり難いが、第一実施例では、上部ヒータ１００Ｂからの熱がブランク１４の上面及び下面に万遍なく行き渡る。

（第二比較例）
図１４は、第二比較例を示す図であり、加熱対象であるブランク１４をローラーハース炉１０２のローラー１０２Ａ上に載置して加熱する様子を示す説明図である。また、図１５は、第二実施例を示す図であり、ブランク１４を第一トレイ１８で支持してローラーハース炉１０２で加熱する様子を示す説明図である。

第二比較例では、下部ヒータ１０２Ｂからの熱がローラー１０２Ａで遮られるが、第二実施例では、下部ヒータ１０２Ｂからの熱がローラー１０２Ａの間を通ってブランク１４の下面に万遍なく行き渡る。

（第三比較例）
図１６は、第三比較例を示す図であり、加熱対象である中間成形品３２をローラーハース炉１０２のローラー１０２Ａ上に載置して加熱する様子を示す説明図である。また、図１７は、第三実施例を示す図であり、中間成形品３２を第二トレイ７６で支持してローラーハース炉１０２で加熱する様子を示す説明図である。なお、第三実施例では、中間成形品３２のフランジ４２を支柱で支持した。

第三比較例では、凹部１０４の周囲がローラー１０２Ａで支持され、凹部１０４が半閉塞状態となり、凹部１０４内に空気が滞留する。一方、第三実施例では、凹部１０４の周囲が浮いているため、炉内搬送時に凹部１０４に強制対流が発生する。

このように、各比較例では、平板状のブランク１４を加熱する場合、輻射熱が遮蔽されることで、バッチ加熱炉１００の載置部１００Ａと接触した箇所の加熱が遅くなる。また、起伏のある中間成形品３２を加熱する場合、凹部１０４内の熱がこもるのを抑制し、焼きむらを抑制することができる。

（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等部分に付いては、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分に付いてのみ説明する。

すなわち、本実施形態では、各トレイ１８、７６における各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊの先端部の形状が異なり、各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊの先端部は、先細りした円錐部１０６で構成されている。

これにより、加熱対象と各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊとの接触面積を抑えることができ、加熱対象から各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊへの熱の移動が抑制される。

（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等部分に付いては、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分に付いてのみ説明する。

すなわち、本実施形態では、各トレイ１８、７６における各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊの先端部の形状が異なり、各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊの先端部は、球形状の球体１０８で構成されている。

これにより、加熱対象と各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊとの接触面積を抑えることができる。このため、加熱対象から各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊへの熱の移動が抑制される。また、対象箇所への傷つきも抑制される。

（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等部分に付いては、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分に付いてのみ説明する。

すなわち、本実施形態では、各トレイ１８、７６における各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊの先端部の形状が異なる。各支柱１８Ｈ～１８Ｊ、７６Ｈ～７６Ｊの先端には、ベース板１１０が固定されており、ベース板１１０には、円錐形状の突起部１１２が四ヶ所に設けられている。

これにより、加熱対象と接点を増加することができる。

（第五実施形態）
図２１は、第五実施形態を示す図であり、第一実施形態と同一又は同等部分に付いては、同符号を付して説明を割愛するとともに、異なる部分に付いてのみ説明する。本実施形態では、第一実施形態と比較して、搬送テーブル及び加熱対象を支持する支持部材が異なる。

すなわち、加熱対象を支持する支持部材は、ブランク１４及び中間成形品３２を支持可能な第三トレイ１２０で構成されている。また、第一加熱炉２４の排出口２４Ｄから延びる第二搬送テーブル１２６は、第一プレス機２８及び第二加熱炉８２の側部を通って第二プレス機８６の装入口８６Ａの近傍まで延びている。

第一加熱炉２４から第二搬送テーブル２６に送り出された第三トレイ１２０のブランク１４は、第二マニピュレータ３０によって第一プレス機２８にセットされる。第一プレス機２８で成形された中間成形品３２は、第三マニピュレータ５８によって第二搬送テーブル２６上の第三トレイ１２０に支持され搬送された後、第四マニピュレータ８０によって第二加熱炉８２に装入される。

第二加熱炉８２より第二搬送テーブル２６上に送り出された第三トレイ１２０の中間成形品３２は、第五マニピュレータ８８によって第二プレス機８６にセットされる。また、中間成形品３２が取り除かれた第三トレイ１２０は、第五マニピュレータ８８によって第二搬送テーブル２６から降ろされ、第一加熱炉２４の装入口２４Ｂ側へ送られる。

第三トレイ１２０のトレイ本体１２０Ａには、ブランク１４を支持する第一支柱１２０Ｂと第二支柱１２０Ｃと第三支柱１２０Ｄとが設けられている。また、第三トレイ１２０のトレイ本体１２０Ａには、中間成形品３２を支持する第四支柱１２０Ｅと第五支柱１２０Ｆとが設けられており、第二支柱１２０Ｃは、ブランク１４及び中間成形品３２を支持する。第四支柱１２０Ｅと第五支柱１２０Ｆとは、中間成形品３２を支持した状態で、中間成形品３２が第一支柱１２０Ｂ及び第三支柱１２０Ｄと干渉しない位置に設けられている。

（作用・効果）
本実施形態にあっても、第一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

また、第三トレイ１２０によってブランク１４又は中間成形品３２を支持できるので、ブランク１４を支持する第一トレイ１８と中間成形品３２を支持する第二トレイ７６とが必要となる場合と比較して、トレイの有効に活用を図ることができる。

なお、各実施形態は、熱処理工程を二回行う場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものでなく、熱処理工程を一回行ったり、更に複数回の熱処理工程を行ったりしてもよい。

また、各実施形態では、第一縦棒部材１８Ｂ及び第二縦棒部材１８Ｃ間に各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆが架橋された梯子形状の第一トレイ１８を例に挙げて説明したが、この形状に限定されるものではない。例えば、単一の縦棒部材に複数の横棒部材が縦棒部材に対して交差方向に延びる梯子形状のトレイ本体でトレイを構成してもよい。

さらに、各実施形態では、各横棒部材１８Ｄ～１８Ｆに各支柱１８Ｈ～１８Ｊを設けた場合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、第一縦棒部材１８Ｂ及び第二縦棒部材１８Ｃに各支柱１８Ｈ～１８Ｊを設けてもよい。

１０ 熱間プレスライン
１２ 成形品
１４ ブランク
１８ 第一トレイ
１８Ａ トレイ本体
１８Ｂ 第一縦棒部材
１８Ｃ 第二縦棒部材
１８Ｄ 第一横棒部材
１８Ｅ 第二横棒部材
１８Ｆ 第三横棒部材
１８Ｇ 表面
１８Ｈ 第一支柱
１８Ｉ 第二支柱
１８Ｊ 第三支柱
１８Ｋ 裏面
２４ 第一加熱炉
２８ 第一プレス機
３２ 中間成形品
４４ パンチ金型
７６ 第二トレイ
７６Ａ トレイ本体
７６Ｂ 第一縦棒部材
７６Ｃ 第二縦棒部材
７６Ｄ 第一横棒部材
７６Ｅ 第二横棒部材
７６Ｆ 第三横棒部材
７６Ｇ 表面
７６Ｈ 第一支柱
７６Ｉ 第二支柱
７６Ｊ 第三支柱
８２ 第二加熱炉
８６ 第二プレス機
９０ 第一角部
９２ 第二角部
９４ 第三角部
１２０ 第三トレイ
１２０Ａ トレイ本体
１２０Ｂ 第一支柱
１２０Ｃ 第二支柱
１２０Ｄ 第三支柱
１２０Ｅ 第四支柱
１２０Ｆ 第五支柱

Claims (4)

1. 縦棒部材に設けられた横棒部材が前記縦棒部材に対して交差方向に延びる梯子形状のトレイ本体と、
   該トレイ本体の表側に少なくとも三本設けられ、前記縦棒部材及び前記横棒部材に対して交差する方向へ延びるとともに、先端同士を結ぶ仮想直線を仮想した際に仮想直線が多角形を形成するように配置され、先端で加熱対象を下方から支持して前記トレイ本体から離した状態にする支柱と、
   を備えるトレイ。
2. 各支柱の先端の高さが揃っている請求項１に記載のトレイ。
3. 請求項１又は請求項２に記載したトレイを出し入れ可能な加熱炉と、
   プレス機と、
   を備える熱間プレスライン。
4. 前記プレス機は、少なくとも三か所の角部を備えるパンチ金型を備え、
   三本の前記支柱の先端の相対的な位置関係は、三か所の前記角部の相対的な位置関係と同じである請求項３に記載の熱間プレスライン。

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