JP5990923B2 - 熱間プレス成形装置および熱間プレス成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱間プレス成形装置および熱間プレス成形方法に関する。

熱間プレス成形に関する特許文献１は、鋼板をＡ_Ｃ３点から融点までの温度範囲に加熱し、その後、加熱された鋼板をダイまたはしわ抑え部からなる固定部材に配置し、フェライト、パーライト、ベイナイト、およびマルテンサイト変態のいずれもが生じる温度より高い温度で鋼板のプレス成形を開始し、成形後に急冷する熱間プレス成形方法を開示する。

冷間プレス成形に関する特許文献２は、板状をなし且つ端縁部が直角に曲げられた被加工材の直角折曲部の先端にアンダーカット部を成形する冷間プレス成形方法を開示する。特許文献２に記載の冷間プレス成形方法によれば、直角折曲部の基端部分における直角姿勢を保持した状態で、直角折曲部の先端縁を誘導手段に当接させて内側へ誘導することにより、直角折曲部の先端部分が曲げ変形される。曲げ変形された直角折曲部の先端縁がアンダーカット部を形成する。

冷間プレス成形に関する特許文献３は、平板状の素材を閉断面構造に成形する冷間プレス成形方法を開示する。特許文献３に記載の冷間プレス成形方法によれば、平板状の素材の幅方向中央部側をポンチとパッドで挟み込み、その状態で、一対のダイス間にポンチを押し込む。一対のダイス間へのポンチの押し込みによりポンチとパッドで挟んだ部分の両側の部分が対面するような状態に曲げ変形される。対面した部分の先端同士を接続することにより閉断面構造の成形体が成形される。

特開２００５−２６２２３５号公報 特開平９−３２３１２４号公報 特開２０１０−２４７２２５号公報

（発明が解決しようとする課題）
特許文献１に記載された熱間プレス成形方法によれば、同軸配置された上型と下型が軸方向に作動することにより素材を曲げ変形するので、型の動作方向に対するアンダーカット部（負角部）を成形することができない。

特許文献２および３に記載された冷間プレス成形方法によれば、成形時に素材が拘束されていない。すなわち、成形時に素材の全面が金型に接触していない。例えば特許文献２によれば、アンダーカット部を成形するときに素材の座屈を利用しているため、アンダーカット部の成形時に曲げられた部分が拘束されていない。また、アンダーカット部の成形後には、曲げられた部分の片面は金型に接触しているが、他方の面は金型に接触していない。

同様に、特許文献３に記載された冷間プレス成形によれば、その図３（ｃ）に示されるように、曲げ変形後において、閉断面形状の成形体の上半部が金型（ダイスやパンチ）に接触していない。また、閉断面形状の成形体の内周の全周に亘ってパンチが接触するようにパンチの大きさを設計しようとした場合、僅かな成形体の誤差により成形体がパンチに干渉して閉断面形状を形成することができない等の不具合が起こり得る。

一般的な熱間プレス（ホットプレス、ダイクエンチとも言う）成形は、加熱された素材を曲げ変形することにより成形する成形工程と、成形体を金型内で冷却する冷却工程を含む。金型内で成形体を冷却することにより、成形体の組織変態が引き起こされるとともに残留応力が除去される。このため熱間プレス成形により成形された成形体の強度は高い。ところが、特許文献２および３に記載の冷間プレス成形方法を熱間プレス成形方法に適用した場合、素材を曲げた後に素材が金型に接触していない部分（拘束されていない部分）が多いため、十分な冷却効果を得ることができない。そのため高強度部材を成形することができない。

本発明は、アンダーカット部を有する高強度部材を得るための熱間プレス成形装置および熱間プレス成形方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
本発明は、加熱された平板状の素材からアンダーカット部を含む断面形状を有する成形体を熱間プレス成形するための熱間プレス成形装置であって、前記素材を載置する載置部と、前記載置部に載置された前記素材を第１の方向に加圧することにより前記素材を曲げるための一次曲げ成形用パンチと、前記一次曲げ成形用パンチにより曲げられた部分をさらに曲げることにより、素材を前記第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形する複数の仕上げ用パンチと、を備え、複数の前記仕上げ用パンチによって前記素材のうち前記一次曲げ成形用パンチにより曲げられた部分が徐々に折り曲げられて、前記アンダーカット部を含む最終形状が成形され、前記仕上げ用パンチにより前記素材を前記最終形状に成形したときに、成形体の全面を拘束するように構成される、熱間プレス成形装置を提供する。

また、本発明は、加熱された平板状の素材からアンダーカット部を含む断面形状を有する成形体を熱間プレス成形する熱間プレス成形方法であって、第１の方向に作動する一次曲げ成形用パンチで前記素材を前記第１の方向に加圧することによって前記素材を曲げる一次曲げ工程と、前記一次曲げ工程により曲げられた部分をさらに曲げることにより、前記素材を前記第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形するとともに、成形体の全面を拘束する仕上げ成形工程と、前記最終形状に成形された成形体の全面を拘束した状態で成形体を冷却する冷却工程と、を含み、前記仕上げ成形工程が、前記一次曲げ工程により曲げられた部分をさらに曲げる第１仕上げ成形工程と、前記第１仕上げ成形工程により曲げられた部分をさらに曲げることにより、前記素材を前記第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形するとともに、成形体の全面を拘束する第２仕上げ成形工程と、を含む、熱間プレス成形方法を提供する。

本発明によれば、熱間プレス成形により素材をアンダーカット部を含む最終形状に成形したときに、成形体の全面が拘束される。したがって、その後の冷却工程で、成形体の全面から熱が奪われることにより、成形体が急冷される。よって、成形体の組織変態が引き起こされるとともに残留応力が除去される。このため強度の高い熱間プレス成形体を製造することができる。

本発明において、「成形体の全面を拘束する」とは、熱間プレス成形装置内での成形体の冷却中に、成形体の表面が装置内のパンチやダイス等に接触し、成形体が動かないように接触面圧を受けている状態を表す。この場合、成形体の表面のほぼ全面が、装置内のパンチやダイス等に接触しているのがよい。また、本発明において、「アンダーカット部」とは、一次曲げ成形用パンチの動作方向に対する干渉部分である。したがって、一次曲げ成形用パンチの単独動作のみで成形体のアンダーカット部を成形することができない。

また、本発明の熱間プレス成形装置は、前記仕上げ用パンチにより前記素材を最終形状に成形したときに、前記素材が最終形状に成形されるまでに用いられたパンチ（一次曲げ成形用パンチおよび仕上げ用パンチを含む）および前記載置部が前記成形体の全面に接触することにより、前記成形体の全面を拘束するように構成されているのがよい。同様に、本発明の熱間プレス成形方法は、前記冷却工程において、成形体を最終形状に成形するまでに用いられたパンチおよび素材が載置された載置部が、成形体の全面に接触することにより成形体の全面を拘束した状態で、成形体を冷却するのがよい。

また、素材を徐々に折り曲げるために用いられた複数のパンチは、異なる方向から素材を折り曲げるように構成されているとよい。すなわち複軸プレス成形によって、素材をアンダーカット部を有する最終形状に成形するように構成されているとよい。

第１実施形態に用いられる素材Ｗおよびその素材Ｗから成形される成形体Ｐを示す図である。 第１実施形態に係る熱間プレス成形装置の要部を示す概略断面図である。 第１実施形態に係るワークセット工程を示す図である。 第１実施形態に係るワーク押え工程を示す図である。 第１実施形態に係るハット曲げ工程を示す図である。 第１実施形態に係る鋭角曲げ工程を示す図である。 第１実施形態に係る鉛直曲げ工程を示す図である。 第１実施形態に係るアンダーカット部成形工程を示す図である。」 第１実施形態に係る型開き工程を示す図である。 第１実施形態に係る型開き工程を示す図である。 第１実施形態に係る成形品取り出し工程を示す図である。 ハット曲げ工程における素材Ｗの加工状態を詳細に示す断面図である。 鋭角曲げ工程における素材Ｗの加工状態を詳細に示す断面図である。 鉛直曲げ工程における素材Ｗの加工状態を詳細に示す断面図である。 アンダーカット部成形工程における素材Ｗの加工状態を詳細に示す断面図である。 第２実施形態に用いられる素材Ｗおよびその素材Ｗから成形される成形体Ｑを示す図である。 第２実施形態に係る熱間プレス成形装置の要部を示す概略断面図である。 第２実施形態に係るワークセット工程を示す図である。 第２実施形態に係る固定コア装着工程を示す図である。 第２実施形態に係るワーク押え工程を示す図である。 第２実施形態に係る予備曲げ工程を示す図である。 第２実施形態に係る戻し工程を示す図である。 第２実施形態に係る本曲げ工程を示す図である。 第２実施形態に係るアンダーカット部成形工程を示す図である。 第２実施形態に係る型開き工程を示す図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態に用いられる素材Ｗおよびその素材Ｗから成形される成形体Ｐを示す図である。本実施形態では、図１に示すように平板状の素材Ｗから複雑な断面形状を有する成形体Ｐが熱間プレス成形される。この成形体Ｐは車両のアッパーシートレールである。成形体Ｐは、素材Ｗの平面とは異なる方向に曲げられた一次曲げ部Ｐ１と、一次曲げ部Ｐ１をさらに曲げることにより成形された二次曲げ部Ｐ２とを有する。二次曲げ部Ｐ２の先端部分は、図の上下方向に対するアンダーカット部である。本実施形態では、上下方向とは異なる方向に作動する可動体（可動プレート）を用いてアンダーカット部を含む断面形状を有する成形体Ｐがプレス成形される。

図２は、本実施形態に係る熱間プレス成形装置１００の要部を示す概略断面図である。図２に示すように、熱間プレス成形装置１００は、ダイス部１１０と、上下方向可動部１２０と、一対の水平方向可動部１３０，１３０と、一対の傾斜方向可動部１４０，１４０とを備える。図１に示す各構成は、図１の紙面に垂直な方向に沿って同一断面を有するように形成されている。

ダイス部１１０は、下側支持プレート１１１と、この下側支持プレート１１１の上方を向いた面（上面）に配置された一対の基台部１１２，１１２と、一対の基台部１１２，１１２間に配設されたワーク載置プレート１１３と、ワーク載置プレート１１３を図の上下方向に動作させるためのダイス駆動用シリンダ１１４とを備える。

下側支持プレート１１１は図示しない固定プレートに連結されている。また、下側支持プレート１１１の上面に載置された基台部１１２には、下方を向いた面（下面）１１２ａと、外側面１１２ｂと、外側傾斜面１１２ｃと、内側傾斜面１１２ｄと、内側面１１２ｅとが形成される。下面１１２ａが下側支持プレート１１１の上面に対面した状態で、基台部１１２が下側支持プレート１１１に固定される。外側面１１２ｂは下面１１２ａの一方端側から上方に向けて形成され、内側面１１２ｅは下面１１２ａの他方端側から上方に向けて形成される。外側面１１２ｂと内側面１１２ｅは平行である。

外側傾斜面１１２ｃと内側傾斜面１１２ｄにより基台部１１２の上面部分が形成される。外側傾斜面１１２ｃは外側面１１２ｂの上端から内側面１１２ｅ側に向かって上方に傾斜するように形成され、内側傾斜面１１２ｄは内側面１１２ｅの上端から外側面１１２ｂ側に向かって上方に傾斜するように形成される。外側傾斜面１１２ｃの長さが内側傾斜面１１２ｄの長さよりも長くなるように、両傾斜面が形成される。このような外形形状を有する一対の基台部１１２，１１２は、水平方向に所定の間隔を隔てて内側面１１２ｅ同士が対面するように、下側支持プレート１１１上に配設される。

一対の基台部１１２，１１２間に配設されたワーク載置プレート１１３には、上方を向いた面（上面）１１３ａと、第１鉛直面１１３ｂと、段差面１１３ｃと、第２鉛直面１１３ｄが形成される。上面１１３ａの図において両側端部から第１鉛直面１１３ｂがそれぞれ鉛直下方に向けて形成される。第１鉛直面１１３ｂの下方に段差面１１３ｃが形成され、段差面１１３ｃの下方に第２鉛直面１１３ｄが形成される。

ワーク載置プレート１１３の水平方向長さ（幅）のうち、第１鉛直面１１３ｂが形成されている上方部分の幅は、第２鉛直面１１３ｄが形成されている下方部分の幅よりも短い。したがって段差面１１３ｃは、下方に向かうにつれて末広がりとなるように第１鉛直面１１３ｂと第２鉛直面１１３ｄとの間に曲面状に形成される。

ダイス駆動用シリンダ１１４は、ワーク載置プレート１１３に駆動力を伝達することができるように、ワーク載置プレート１１３に接続されている。ワーク載置プレート１１３は、ダイス駆動用シリンダ１１４の駆動力が伝達されたときに、一対の基台部１１２，１１２間を上下方向に動作する。

上下方向可動部１２０は、上側支持プレート１２１と、内側プレート１２２と、一対の外側パンチプレート１２３，１２３と、スプリング１２４とを有する。上側支持プレート１２１は図示しない可動プレートに連結しており、図において上下方向に移動可能に構成される。上側支持プレート１２１の下方を向いた面に一対の外側パンチプレート１２３，１２３およびスプリング１２４の一端が固定される。

外側パンチプレート１２３には図２に示すように、上面１２３ａと、第１外側面１２３ｂと、傾斜面１２３ｃと、第２外側面１２３ｄと、凸面１２３ｅと、内側面１２３ｆが形成される。上面１２３ａが上側支持プレート１２１の下面に対面した状態で、外側パンチプレート１２３が上側支持プレート１２１に固定される。上面１２３ａの一方端から第１外側面１２３ｂが下方に向けて形成され、上面１２３ａの他方端から内側面１２３ｆが下方に向けて形成される。

第１外側面１２３ｂの図において下端が傾斜面１２３ｃの上端に接続し、傾斜面１２３ｃの下端が第２外側面１２３ｄに接続し、第２外側面１２３ｄの下端が凸面１２３ｅに接続する。第１外側面１２３ｂ、傾斜面１２３ｃ、第２外側面１２３ｄおよび凸面１２３ｅにより、外側パンチプレート１２３の一方の側面（外側面）が形成される。また、内側面１２３ｆにより、外側パンチプレート１２３の他方の側面が形成される。内側面１２３ｆと、第１外側面１２３ｂと、第２外側面１２３ｄは、互いに平行に形成される。

傾斜面１２３ｃは、下方に向かうにつれて内側面１２３ｆ側に近づくように傾斜している。傾斜面１２３ｃは平面でも曲面でもよい。凸面１２３ｅは第２外側面１２３ｄの下端部から隆起するように形成される。凸面１２３ｅにより外側パンチプレート１２３の先端（下端）が形成される。このような形状を有する一対の外側パンチプレート１２３、１２３は、水平方向に所定の間隔を隔てて内側面１２３ｆ同士が対面するように、上側支持プレート１２１の下面に配設される。

スプリング１２４は、一対の外側パンチプレート１２３，１２３の間に配設される。スプリング１２４の他端側に内側プレート１２２の一端が連結される。図２からわかるように内側プレート１２２は一対の外側パンチプレート１２３，１２３に挟まれるように、両者の間に配設される。内側プレート１２２はスプリング１２４を介して上側支持プレート１２１に吊り下げられるように構成される。内側プレート１２２の重力とスプリング１２４の弾性力が釣り合った状態であるときは、図２に示すように、内側プレート１２２の先端面（下面）が、外側パンチプレート１２３の先端（下端）よりも下方に位置する。

また、図２に示すように、内側プレート１２２の鉛直軸の水平方向位置と、ダイス部１１０のワーク載置プレート１１３の鉛直軸の水平方向位置が一致するように、上下方向可動部１２０がダイス部１１０に対して配置されている。したがって、内側プレート１２２の下面がワーク載置プレート１１３の上面１１３ａに対面する。また、内側プレート１２２は、その水平方向長さ（幅）がワーク載置プレート１１３の上面１１３ａの水平方向長さ（幅）よりも僅かに長くなるように形成されている。

一対の水平方向可動部１３０，１３０は、ワーク載置プレート１１３を挟んで左右に対向配置される。水平方向可動部１３０は、水平方向可動プレート１３１および水平方向駆動シリンダ１３２を備える。水平方向可動プレート１３１は、図２に示すように水平方向に長細い矩形状の断面形状を有し、図の水平方向に移動し得るように構成される。水平方向可動プレート１３１の先端面（ワーク載置プレート１１３に面する端面）と下面との間に傾斜面１３１ａが形成されている。傾斜面１３１ａは、水平方向可動プレート１３１の先端面から下方に向かうにつれてワーク載置プレート１１３から遠ざかるように傾斜しており、水平方向可動プレート１３１の先端面の下端を面取りしたように形成される。

水平方向駆動シリンダ１３２は、水平方向可動プレート１３１に駆動力を伝達することができるように水平方向可動プレート１３１に接続されている。水平方向可動プレート１３１は、水平方向駆動シリンダ１３２の駆動力が伝達されたときに、図の水平方向に動作する。

一対の傾斜方向可動部１４０，１４０は、一対の基台部１１２，１１２を挟んで左右に対向配置される。また、一対の傾斜方向可動部１４０，１４０は、一対の水平方向可動部１３０，１３０の下方に配置される。傾斜方向可動部１４０は、傾斜方向可動プレート１４１および傾斜方向駆動シリンダ１４２を備える。

傾斜方向可動プレート１４１は細長い略矩形状の断面形状を有し、その下面１４１ａのうち先端側（ワーク載置プレート１１３に近い側）の部分が基台部１１２の外側傾斜面１１２ｃに乗り上げるように、傾斜して装置内に配設されている。傾斜方向駆動シリンダ１４２は、傾斜方向可動プレート１４１に駆動力を伝達することができるように傾斜方向可動プレート１４１に接続されている。傾斜方向可動プレート１４１は、傾斜方向駆動シリンダ１４２の駆動力が伝達されたときに、その下面１４１ａが基台部１１２の外側傾斜面１１２ｃに乗り上げた状態を維持したまま、外側傾斜面１１２ｃの傾斜方向に動作する。

また、傾斜方向可動プレート１４１の先端側に鉛直面１４１ｂが形成されている。鉛直面１４１ｂは、下面１４１ａの先端から鉛直上方に形成される。この鉛直面１４１ｂの上端から水平方向に水平面１４１ｃが形成されている。

ダイス駆動用シリンダ１１４、水平方向駆動シリンダ１３２，１３２、傾斜方向駆動シリンダ１４２，１４２の駆動は、それぞれ図示しない制御装置によって制御される。この場合において、２つの水平方向駆動シリンダ１３２，１３２は連動するように駆動制御され、２つの傾斜方向駆動シリンダ１４２，１４２は連動するように駆動制御される。

上記構成を備える熱間プレス成形装置１００において、平板状の素材Ｗから成形体Ｐを成形するまでの工程を説明する。図３Ａ〜図３Ｉは、熱間プレス成形装置１００を用いて素材Ｗから成形体Ｐを成形するまでの各工程を示す図である。

（ワークセット工程）
まず、図３Ａに示すように、ワーク載置プレート１１３の上面１１３ａに、例えばマルテンサイト変態温度よりも高いＡ_３Ｃ点以上に加熱された素材Ｗを載置する。この場合において、ワーク載置プレート１１３の上面１１３ａは、素材Ｗが位置決めされるような形状に構成されていてもよい。

（ワーク押え工程）
次いで、上側支持プレート１２１を下降させる。これにより上下方向可動部１２０が全体的に下降する。そして、図３Ｂに示すように内側プレート１２２の先端面（下面）が素材Ｗの上面に接触する。このため素材Ｗがワーク載置プレート１１３の上面と内側プレート１２２の先端面とに挟まれて、素材Ｗの動きが規制される。

（ハット曲げ工程）
さらに上側支持プレート１２１を下降させる。この場合において、ワーク載置プレート１１３の上下方向位置が変化しないように、図３Ｃでは図示しないダイス駆動用シリンダ１１４が駆動力を発生している。このため素材Ｗを介してワーク載置プレート１１３に対面している内側プレート１２２の上下方向位置も変化しない。その結果、図３Ｃに示すように上側支持プレート１２１及び外側パンチプレート１２３が内側プレート１２２に対して相対的に下降するとともに、内側プレート１２２に連結したスプリング１２４が圧縮される。

外側パンチプレート１２３が所定量下降すると、やがて外側パンチプレート１２３の先端部を構成する凸面１２３ｅが素材Ｗに接触する。凸面１２３ｅが素材Ｗに接触してからさらに外側パンチプレート１２３が下降すると、素材Ｗのうちワーク載置プレート１１３に載置されている部分よりも外側の部分Ｗ１が、外側パンチプレート１２３により下方に加圧される。これにより部分Ｗ１が、ワーク載置プレート１１３の第１鉛直面１１３ｂに沿うように鉛直下方に折り曲げられる。また、鉛直下方に折り曲げられた部分の中間部位が、外側パンチプレート１２３の凸面１２３ｅとワーク載置プレート１１３の段差面１１３ｃとの間に挟まれるとともに段差面１１３ｃに沿って水平方向に曲げ変形される。これにより、図３Ｃに示すように素材Ｗが断面ハット状に曲げ変形される。

図４は、ハット曲げ工程における素材Ｗの加工状態を詳細に示す断面図である。図４に示すように、素材Ｗの中央部分Ｗ０が内側プレート１２２の下面とワーク載置プレート１１３の上面に接触し、これらの面でその動きが拘束されている。また、素材Ｗの中央部分Ｗ０に続く部分であって鉛直下方に折り曲げられた部分Ｗ１が、ワーク載置プレート１１３の第１鉛直面１１３ｂと外側パンチプレート１２３の内側面１２３ｆに接触し、これらの面でその動きが拘束されている。素材Ｗの鉛直下方に折り曲げられた部分Ｗ１に続く部分Ｗ２は、外側パンチプレート１２３の凸面１２３ｅとワーク載置プレート１１３の段差面１１３ｃとの間に狭着されることにより、段差面１１３ｃに沿うように水平方向に折り曲げられている。

（鋭角曲げ工程）
図３Ｃに示した状態からさらに上側支持プレート１２１を下降させるとともに、上側支持プレート１２１の下降速度と同じ速度でワーク載置プレート１１３が下降するように、ダイス駆動用シリンダ１１４の駆動を制御する。すると、ハット状に曲げられた素材Ｗが内側プレート１２２、外側パンチプレート１２３およびワーク載置プレート１１３により拘束された状態を維持したまま、これらが一体的に下方移動する。ワーク載置プレート１１３の段差面１１３ｃの上下方向位置が基台部１１２の内側傾斜面１１２ｄの上下方向位置と一致する位置（正確には段差面１１３ｃの下端の上下方向位置が内側傾斜面１１２ｄの下端の上下方向位置と一致する位置）に達したときに、これらの下降を停止させる。この位置まで素材Ｗを下降させた場合、素材Ｗが内側傾斜面１１２ｄに接触し、内側傾斜面１１２ｄから押圧力を受ける。斯かる押圧力によって、図３Ｄに示すように、素材Ｗの水平方向に曲げられた部分（Ｗ２）が上方に向かって傾斜するように、つまり鋭角状に曲げられる。

図５は、鋭角曲げ工程における素材Ｗの加工状態を詳細に示す断面図である。図５に示すように、素材Ｗの水平方向に曲げられた部分Ｗ２の根元部分（部分Ｗ１に近い部分）が基台部１１２の内側傾斜面１１２ｄに下方から押圧されることにより、部分Ｗ２が内側傾斜面１１２ｄに沿って、部分Ｗ１とのなす角が鋭角となるように曲げられる。このとき部分Ｗ２の根元部分である部分Ｗ２１は、ワーク載置プレート１１３の段差面１１３ｃと、基台部１１２の内側傾斜面１１２ｄと、外側パンチプレート１２３の凸面１２３ｅに接触し、これらの面でその動きが拘束されている。また、外側パンチプレート１２３の凸面１２３ｅへの素材Ｗの接触面圧が所定の面圧となるように、外側パンチプレート１２３の加圧力が制御されている。

（鉛直曲げ工程）
次に、傾斜方向可動プレート１４１をワーク載置プレート１１３に近づくように斜め上方に移動させる。このとき一対の傾斜方向可動プレート１４１，１４１が同時に同速度で移動するように、それぞれの傾斜方向駆動シリンダ１４２，１４２を駆動制御するとよい。すると、傾斜方向可動プレート１４１が基台部１１２の外側傾斜面１１２ｃを駆け上がるように斜め上方に移動する。傾斜方向可動プレート１４１の鉛直面１４１ｂの水平方向位置が基台部１１２の外側傾斜面１１２ｃと内側傾斜面１１２ｄとの境界位置にほぼ等しい位置に達したときに、傾斜方向可動プレート１４１の移動を停止させる。このとき傾斜方向可動プレート１４１の水平面１４１ｃが、水平方向可動プレート１３１の下面側に当接する。このような傾斜方向可動プレート１４１の動作によって、素材Ｗが傾斜方向可動プレート１４１の鉛直面１４１ｂに接触し、鉛直面１４１ｂから押圧力を受ける。斯かる押圧力によって、図３Ｅに示すように、素材Ｗの鋭角状に曲げられた部分（Ｗ２）の一部が鉛直状に反りかえるように曲げられる。

図６は、鉛直曲げ工程における素材Ｗの加工状態を詳細に示す断面図である。図６に示すように、素材Ｗの鋭角状に曲げられた部分Ｗ２のうち、先端側の部分Ｗ２２が傾斜方向可動プレート１４１の鉛直面１４１ｂに沿って直立するように鉛直状に曲げられる。また、鉛直状に曲げられた部分Ｗ２２は、傾斜方向可動プレート１４１の鉛直面１４１ｂと外側パンチプレート１２３の凸面１２３ｅに接触し、これらの面によりその動きが拘束される。さらに、傾斜方向可動プレート１４１の鉛直面１４１ｂへの素材Ｗの接触面圧が所定の面圧となるように、傾斜方向駆動シリンダ１４２の駆動力が制御されている。

（アンダーカット部成形工程）
次いで、水平方向可動プレート１３１をワーク載置プレート１１３に近づく方向に移動させる。このとき一対の水平方向可動プレート１３１，１３１が同時に同速度で移動するように、それぞれの水平方向駆動シリンダ１３２，１３２を駆動制御するとよい。すると、水平方向可動プレート１３１がワーク載置プレート１１３に向かって傾斜方向可動プレート１４１の水平面１４１ｃ上をスライドするように移動する。水平方向可動プレート１３１の傾斜面１３１ａの下端部の水平方向位置が傾斜方向可動プレート１４１の鉛直面１４１ｂの水平方向位置とほぼ等しい位置に達したときに、水平方向可動プレート１３１の移動を停止させる。このような水平方向可動プレート１３１の動作によって、素材Ｗが水平方向可動プレート１３１の傾斜面１３１ａに接触し、傾斜面１３１ａから押圧力を受ける。斯かる押圧力によって、図３Ｆに示すように、素材Ｗの鉛直状に曲げられた部分（Ｗ２２）の一部が、折り返されるように曲げられる。

図７は、アンダーカット部成形工程における素材Ｗの加工状態を詳細に示す断面図である。図７に示すように、素材Ｗの鉛直状に曲げられた部分Ｗ２２の先端側の部分が水平方向可動プレート１３１の傾斜面１３１ａに沿って、折り返されるように曲げられる。折り返されるように曲げられた部分Ｗ２３が、外側パンチプレート１２３の移動方向（加圧方向）に対するアンダーカット部を形成する。アンダーカット部Ｗ２３は、水平方向可動プレート１３１の傾斜面１３１ａと外側パンチプレート１２３の凸面１２３ｅにより拘束される。この場合、水平方向可動プレート１３１の傾斜面１３１ａへの素材Ｗの接触面圧が所定の面圧となるように、水平方向駆動シリンダ１３２の駆動力が制御されている。アンダーカット部Ｗ２３が、図２に示す成形体Ｐのアンダーカット部を構成する。アンダーカット部成形工程にて、素材Ｗがアンダーカット部を含む最終形状の成形体Ｐに成形される。

（冷却工程）
図３Ｆに示した状態を所定時間（例えば１０秒）維持する。これにより成形体Ｐの熱が、ワーク載置プレート１１３、基台部１１２、外側パンチプレート１２３、傾斜方向可動プレート１４１および水平方向可動プレート１３１に伝達されて、成形体Ｐが冷却される。この場合において、図３Ｆからわかるように、素材Ｗから成形体Ｐを成形するまでに折り曲げられた部分（部分Ｗ１，Ｗ２１，Ｗ２２，Ｗ２３）を含む、成形体Ｐのほぼ全面が、ワーク載置プレート１１３、基台部１１２、外側パンチプレート１２３、傾斜方向可動プレート１４１および水平方向可動プレート１３１に接触している。換言すれば、熱間プレス成形装置１００による成形体Ｐの最終形状の成形時（アンダーカット部成形工程完了時）に、成形体Ｐの最終形状を成形するまでに用いられた部分（ワーク載置プレート１１３、基台部１１２、外側パンチプレート１２３、傾斜方向可動プレート１４１および水平方向可動プレート１３１）に囲まれた空間により成形体Ｐの外形形状が形成されるとともに、これらの部分によって成形体Ｐの全面が接触面圧を受けて拘束される。このため、成形体Ｐの全面から一様に熱が奪われて急冷される。斯かる急冷により残留応力が除去されるとともに成形体Ｐが焼き入れされて強度が増加する。また一様に急冷されるので、局部的な冷却勾配の発生に起因する割れや変形を防止することもできる。

（型開き工程）
図３Ｆに示した状態を所定時間維持した後に、図３Ｇに示すように傾斜方向可動プレート１４１および水平方向可動プレート１３１をワーク載置プレート１１３から遠ざかる方向に移動させる。次いで、図３Ｈに示すように、上側支持プレート１２１を上昇させる。これにより成形体Ｐがワーク載置プレート１１３から離型され、外側パンチプレート１２３および内側プレート１２２とともに上方移動する。

（成形体取り出し工程）
次いで、外側パンチプレート１２３とともに上方移動した成形体Ｐを取り外す。この場合において、成形体Ｐは、図３Ｈの紙面に垂直な方向に沿って外側パンチプレート１２３から抜き取られる。外側パンチプレート１２３から成形体Ｐが抜き取られると、スプリング１２４の伸長力により内側プレート１２２が外側パンチプレート１２３に対して下方移動する。そして、図３Ｉに示すように熱間プレス成形装置１００の状態が初期状態（図３Ａに示す状態）に復帰する。

以上のように、本実施形態の熱間プレス成形装置１００は、加熱された平板状の素材Ｗからアンダーカット部を含む断面形状を有する成形体Ｐを熱間プレス成形するための熱間プレス成形装置であって、素材Ｗを第１の方向（図２の下方向）に加圧することにより、素材Ｗの部分Ｗ１を曲げるための一次曲げ成形用パンチである外側パンチプレート１２３と、外側パンチプレート１２３により曲げられた部分Ｗ１の先端部をさらに曲げることにより、素材Ｗを第１の方向に対するアンダーカット部Ｗ２３を含む最終形状に成形する仕上げ用パンチ（ワーク載置プレート１１３、基台部１１２、傾斜方向可動部１４０および水平方向可動部１３０）と、を備え、水平方向可動部１３０により素材Ｗをアンダーカット部Ｗ２３を含む最終形状に成形したときに、成形体Ｐの全面が、ワーク載置プレート１１３、外側パンチプレート１２３、基台部１１２、傾斜方向可動プレート１４１および水平方向可動プレート１３１で拘束されているように構成されている。

また、本実施形態で示した熱間プレス成形方法は、加熱された平板状の素材Ｗからアンダーカット形状を含む断面形状を有する成形体Ｐを熱間プレス成形する熱間プレス成形方法であって、第１の方向（図２の下方向）に作動する外側パンチプレート１２３で素材Ｗを第１の方向に加圧することによって素材Ｗを曲げる一次曲げ工程であるハット曲げ工程と、ハット曲げ工程により曲げられた部分Ｗ１の先端部分Ｗ２をさらに曲げることにより、素材Ｗを第１の方向に対するアンダーカット部Ｗ２３を含む最終形状の成形体Ｐに成形するとともに、成形体Ｐの全面を、ワーク載置プレート１１３、基段部１１２、傾斜方向可動部１４０および水平方向可動部１３０で拘束するアンダーカット部成形工程と、最終形状の成形体Ｐの全面を拘束した状態で冷却する冷却工程と、を含む。

本実施形態の熱間プレス成形によれば、素材Ｗがアンダーカット部を含む最終形状に成形されたときに、成形体Ｐの全面が拘束されている。したがって、その後の冷却工程で、成形体Ｐの全面から熱が奪われることにより、成形体Ｐが急冷される。よって、成形体Ｐが焼き入れ（組織変態）させられるとともに成形体Ｐ残留内の応力が除去される。このため強度の高い熱間プレス成形品を製造することができる。

また、本実施形態の熱間プレス成形装置１００は、素材Ｗを載置するワーク載置プレート１１３を備える。また、素材Ｗが最終形状に成形されるまでに用いられたパンチ部品（外側パンチプレート１２３、基台部１１２、傾斜方向可動プレート１４１、水平方向可動プレート１３１）が、それぞれのパンチによる曲げ成形時に素材Ｗに接触した状態を維持している。このため、素材Ｗが最終形状に成形されたときには、それまでに用いられたパンチ部品およびワーク載置プレート１１３が成形体Ｐの全面に接触することにより、成形体Ｐの全面が拘束されている。このため素材Ｗの形状成形完了後（アンダーカット部成形工程後）に速やかに成形体Ｐを冷却することができる。

また、本実施形態によれば、ワーク載置プレート１１３に載置された素材Ｗが、各々の動作が独立した複数のパンチ（外側パンチプレート１２３、基台部１１２、傾斜方向可動プレート１４１、水平方向可動プレート１３１）によって徐々に折り曲げられる。複数のパンチを用いて成形することにより、複雑な断面を有する部品を高精度に成形することができる。また、素材Ｗを徐々に折り曲げるために用いられる複数のパンチ（外側パンチプレート１２３、傾斜方向可動プレート１４１、水平方向可動プレート１３１）は、それぞれ異なる方向から素材Ｗを折り曲げるように構成される。つまり、複軸プレス成形によって素材Ｗがアンダーカット部を含む最終形状に成形される。このような複軸プレス成形によりアンダーカット部を有する成形体Ｐを成形することにより、より複雑な断面形状を有する部品を成形することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図８は、本実施形態に用いられる素材Ｗおよびその素材Ｗから成形される成形体Ｑを示す図である。本実施形態では、図８に示すように平板状の素材Ｗから複雑な断面形状を有する成形体Ｑが熱間プレス成形される。この成形体Ｑは車両のロアシートレールである。成形体Ｑは、素材Ｗの両側部分を鉛直方向に曲げた一次曲げ部Ｑ１と、一次曲げ部Ｑ１から内方側に折り曲げた二次曲げ部Ｑ２とを有する。二次曲げ部Ｑ２は、図の上下方向に対するアンダーカット部を構成する。本実施形態では上下方向に独立して作動する複数の可動体（可動プレート）を用いて、アンダーカット部を有する成形体Ｑがプレス成形される。

図９は、本実施形態に係る熱間プレス成形装置２００の要部を示す概略断面図である。図９に示すように、熱間プレス成形装置２００は、ダイス部２１０と、上側可動部２２０と、下側可動部２３０と、固定コア２４０とを有する。図９に示す各構成は、図９の紙面に垂直な方向に沿って同一断面を有するように形成されている。

ダイス部２１０は、ワーク載置プレート２１１と、一対の外側ダイスプレート２１２，２１２と、ダイス駆動用シリンダ２１３とを有する。ワーク載置プレート２１１は断面矩形状を呈する。このワーク載置プレート２１１の図において上方を向いた面（上面）２１１ａに素材Ｗが載置される。一対の外側ダイスプレート２１２，２１２はワーク載置プレート２１１に隣接するように、ワーク載置プレート２１１の両側面に対向配置する。各外側ダイスプレート２１２には、ワーク載置プレート２１１の側面に対面する面（内側面）２１２ａと、内側面２１２ａと反対側の面（外側面）２１２ｂと、図において上方を向いた面（上面）２１２ｃと、傾斜面２１２ｄが形成されている。傾斜面２１２ｄは、上面２１２ｃから内側面２１２ａにかけて下方に傾斜するように曲面状に形成される。なお、一対の外側ダイスプレート２１２，２１２は、図示しないプレート上に固定されている。また、ダイス駆動用シリンダ２１３は、ワーク載置プレート２１１に駆動力を伝達することができるように、ワーク載置プレート２１１に接続されている。ワーク載置プレート２１１は、ダイス駆動用シリンダ２１３の駆動力を受けて、一対の外側ダイスプレート２１２，２１２間を上下方向に移動し得るように構成される。

上側可動部２２０はダイス部２１０の上方に配置されている。上側可動部２２０は、内側パンチプレート２２１と、一対の押えプレート２２２，２２２と、パンチプレート駆動用シリンダ２２３と、押えプレート駆動用シリンダ２２４，２２４とを備える。内側パンチプレート２２１の下方を向いた面には、下方に突出する凸部２２１ａが形成されている。凸部２２１ａの図において両側には、上方に窪んだ凹面２２１ｂ，２２１ｂが形成されている。パンチプレート駆動用シリンダ２２３は、内側パンチプレート２２１に駆動力を伝達することができるように、内側パンチプレート２２１に接続されている。内側パンチプレート２２１は、パンチプレート駆動用シリンダ２２３の駆動力を受けて上下方向に移動し得るように構成される。

一対の押えプレート２２２，２２２は、内側パンチプレート２２１に隣接するように、内側パンチプレート２２１の両側に対向配置している。押えプレート駆動用シリンダ２２４，２２４は、押えプレート２２２に駆動力を伝達することができるように、それぞれの押えプレート２２２に接続されている。それぞれの押えプレート２２２は、押えプレート駆動用シリンダ２２４の駆動力を受けて上下方向に移動し得るように構成される。

上側可動部２２０は、その内側パンチプレート２２１の凸部２２１ａの下面がワーク載置プレート２１１の上面２１１ａに面し、一対の押えプレート２２２，２２２の下面がそれぞれ一対の外側ダイスプレート２１２，２１２の上面２１２ｃ，２１２ｃに面するように、ダイス部２１０に対して配置される。なお、一対の押えプレート２２２，２２２の外側面２２２ａ，２２２ａ間の水平方向長さが、一対の外側ダイスプレート２１２，２１２の外側面２１２ｂ，２１２ｂ間の水平方向長さよりも僅かに短くなるように構成される。

下側可動部２３０，２３０は、一対の下側可動プレート２３１，２３１と、下側プレート駆動用シリンダ２３２，２３２を備える。図９に示すように一対の下側可動プレート２３１，２３１は、それぞれ一対の外側ダイスプレート２１２，２１２に隣接して配置される。一対の下側可動プレート２３１，２３１は、上方を向いた面（上面）２３１ａと、外側ダイスプレート２１２の外側面２１２ｂに面する面（内側面）２３１ｂを有し、図に示すように一対の外側ダイスプレート２１２，２１２およびワーク載置プレート２１１を挟んで対向配置している。下側プレート駆動用シリンダ２３２，２３２は、それぞれの下側可動プレート２３１に駆動力を伝達することができるように、それぞれの下側可動プレート２３１に接続されている。それぞれの下側可動プレート２３１は、下側プレート駆動用シリンダ２３２の駆動力を受けて上下方向に移動し得るように構成される。

固定コア２４０は、ダイス部２１０のワーク載置プレート２１１と上側可動部２２０の内側パンチプレート２２１との間に配設される。固定コア２４０は、図において水平方向に延びた部分（水平部分）２４１と、水平部分２４１の両側からそれぞれ上方に延びた部分（鉛直部分）２４２を有し、その断面形状が図９に示すように略Ｕ字形状である。鉛直部分２４２の外側を向いた面（外側面）２４２ａの断面形状は外側ダイスプレート２１２の傾斜面２１２ｄの断面形状に一致し、上側を向いた面（上面）２４２ｂの断面形状は上側可動部２２０の内側パンチプレート２２１に形成されている凹面２２１ｂの断面形状に一致する。

また、図９に示すように、この熱間プレス成形装置２００の各構成の位置が初期位置であるときには、ダイス部２１０のワーク載置プレート２１１の上面２１１ａおよび一対の外側ダイスプレート２１２，２１２の上面２１２ｃ，２１２ｃ、ならびに下側可動部２３０の一対の下側可動プレート２３１，２３１の上面２３１ａ，２３１ａの上下方向位置が一致するするように、各プレートが配設されている。

また、ダイス駆動用シリンダ２１３、パンチプレート駆動用シリンダ２２３、押えプレート駆動用シリンダ２２４，２２４、下側プレート駆動用シリンダ２３２，２３２の駆動は、それぞれ図示しない制御装置によって制御される。この場合において、２つの押えプレート駆動用シリンダ２２４，２２４は連動するように駆動制御され、２つの下側プレート駆動用シリンダ２３２，２３２は連動するように駆動制御される。

上記構成を備える熱間プレス成形装置２００において、図８に示すように平板状の素材Ｗから成形体Ｑを成形するまでの工程を説明する。図１０Ａ〜図１０Ｈは、熱間プレス成形装置２００を用いて素材Ｗから成形体Ｑを成形するまでの各工程を示す図である。

（ワークセット工程）
まず、図１０Ａに示すように、ワーク載置プレート２１１の上面２１１ａに、加熱した平板状の素材Ｗを載置する。素材Ｗは、一対の外側ダイスプレート２１２，２１２の上面２１２ｃ，２１２ｃおよび一対の下側可動プレート２３１，２３１の上面２３１ａ，２３１ａにも延びるように、ワーク載置プレート２１１に載置される。なお、この時点では固定コア２４０はワーク載置プレート２１１に装着されていない。

（固定コア装着工程）
次いで、図１０Ｂに示すように、素材Ｗが載置されたワーク載置プレート２１１の上面２１１ａに固定コア２４０を装着する。このとき固定コア２４０の水平部分２４１の下面がワーク載置プレート２１１に載置された素材Ｗの上面に接触し、且つ、固定コア２４０の鉛直部分２４２の上面２４２ｂが内側パンチプレート２２１に形成されている凹面２２１ｂに対面するように、固定コア２４０を装着する。この固定コア２４０はボルト等の締結部材によりワーク載置プレート２１１の上面に素材Ｗとともに固定されてもよい。これにより素材Ｗの中央の部分Ｗ０が、固定コア２４０とワーク載置プレート２１１とに挟まれる。

（ワーク押え工程）
次に、図１０Ｃに示すように、一対の押えプレート２２２，２２２を下降させる。これにより素材Ｗが押えプレート２２２の下面と外側ダイスプレート２１２の上面２１２ｃとの間に挟まれる。

（予備曲げ工程）
その後、図１０Ｄに示すように、一対の下側可動プレート２３１，２３１を上昇させる。これにより、素材Ｗの両側部分（下側可動プレート２３１の上面２３１ａに載置されている部分）Ｗ２が下側可動プレート２３１と押えプレート２２２との間に挟まれるようにして鉛直上方に曲げられる。このとき素材Ｗのうち一対の押えプレート２２２で押えられている部分よりも内側の部分は曲げられない。したがって、この一次曲げ工程にて素材Ｗの断面形状がＵ字状に成形される。

（戻し工程）
予備曲げ工程にて素材Ｗの両側部分Ｗ２が鉛直上方に曲げられた後に、図１０Ｅに示すように、一対の下側可動プレート２３１，２３１を下降させて初期位置に戻すとともに、一対の押えプレート２２２，２２２を上昇させて初期位置に戻す。

（本曲げ工程）
次いで、図１０Ｆに示すように、ダイス部２１０のワーク載置プレート２１１を所定の位置まで下降移動させ、その後、下降を停止させる。ワーク載置プレート２１１の下方移動に伴い、ワーク載置プレート２１１に装着された固定コア２４０も下方移動する。固定コア２４０の下方移動によって、素材Ｗのうち固定コア２４０とワーク載置プレート２１１とに挟まれている部分Ｗ０が下降する。一方、素材Ｗのうち部分Ｗ２の内側の部分であって外側ダイスプレート２１２の上面２１２ｃ上に載置された部分Ｗ１は、固定コア２４０の下降に対する外側ダイスプレート２１２の相対的な上昇によって上方に曲げられるとともに、固定コア２４０の鉛直部分２４２の外側面２４２ａと一対の外側ダイスプレート２１２の傾斜面２１２ｄとの間に挟み込まれる。挟み込まれた部分は固定コア２４０と外側ダイスプレート２１２に接触するとともに、所定の接触面圧で拘束される。また、このようにして部分Ｗ１が曲げられた結果、部分Ｗ１の外側に位置する部分Ｗ２は図１０Ｆに示すようにさらに内側に向くように曲げられる。

（アンダーカット部成形工程）
次に、内側パンチプレート２２１を所定の位置まで下降させ、内側パンチプレート２２１の凸部２２１ａを固定コア２４０の水平部分２４１と鉛直部分２４２，２４２とで囲まれた凹部に進入させる。その後、下降を停止させる。内側パンチプレート２２１の下方への移動によって、素材Ｗの部分Ｗ２が内側パンチプレート２２１の凹面２２１ｂに接触し、凹面２２１ｂから押圧力を受ける。斯かる押圧力によって、図１０Ｇに示すように、部分Ｗ２が、固定コア２４０の鉛直部分２４２の上面２４２ｂと内側パンチプレート２２１の凹面２２１ｂとの間に挟み込まれるとともに、固定コア２４０の上面２４２ｂおよび凹面２２１ｂの形状に沿うように折り曲げられる。こうして曲げられた部分Ｗ２は、本曲げ工程におけるワーク載置プレート２１１の動作方向、またはワーク載置プレート２１１に対する外側ダイスプレート２１２の相対的な動作方向（加圧方向）に対するアンダーカット部を形成する。アンダーカット部Ｗ２は、図８に示す成形体Ｑのアンダーカット部を構成する。アンダーカット部Ｗ２は、固定コア２４および内側パンチプレート２２１に接触するとともに、所定の接触面圧で拘束される。このアンダーカット部成形工程にて、素材Ｗがアンダーカット部を含む最終形状の成形体Ｑに成形される。

（冷却工程）
図１０Ｇに示した状態を所定時間（例えば１０秒）維持する。これにより成形体Ｑの熱がワーク載置プレート２１１、外側ダイスプレート２１２，２１２、内側パンチプレート２２１および固定コア２４０に伝達されて、成形体Ｑが冷却される。この場合において、図１０Ｇからわかるように、成形体Ｑのほぼ全面が、ワーク載置プレート２１１、外側ダイスプレート２１２，２１２、内側パンチプレート２２１および固定コア２４０に接触している。換言すれば、熱間プレス成形装置２００による成形体Ｑの最終形状成形の完了時（アンダーカット部成形工程完了時）に、最終形状を成形するまでに用いられた部分（ワーク載置プレート２１１、外側ダイスプレート２１２，２１２、内側パンチプレート２２１および固定コア２４０）に囲まれた空間により成形体Ｑの外形形状が形成されるとともに、これらの部分によって成形体Ｑの全面が接触面圧を受けて拘束される。このため、成形体Ｑの全面から一様に熱が奪われて急冷される。斯かる急冷により残留応力が除去されるとともに成形体Ｑが焼き入れされて強度が増加する。また一様に急冷されるので、局部的な冷却勾配の発生に起因する割れや変形を防止することもできる。

（型開き工程および成形品取り出し工程）
図１０Ｇに示した状態を所定時間維持した後に、内側パンチプレート２２１を上昇させる。成形体Ｑは、固定コア２４０の外形形状を転写するように、固定コア２４０の外側に巻き付いている。次いで、成形体Ｑを取り外す。この場合において、まず、固定コア２４０をワーク載置プレート２１１から取り外し、その後、成形体Ｑを図１０Ｈの紙面に垂直な方向に沿って固定コア２４０から抜き取る。このようにして成形体Ｑが取り出される。

以上のように、本実施形態の熱間プレス成形装置２００は、本曲げ工程にて素材Ｗを第１の方向（図９の上方向）に加圧することにより、素材Ｗの一部Ｗ１を曲げるための一次曲げ成形用パンチである外側ダイスプレート２１２と、外側ダイスプレート２１２により曲げられた部分Ｗ１の先端部Ｗ２をさらに曲げることにより、素材Ｗを第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形する仕上げ用パンチである上側可動部２２０、とを備え、上側可動部２２０により素材Ｗを最終形状に成形したときに、成形体Ｑの全面が、ワーク載置プレート２１１、外側ダイスプレート２１２，２１２、内側パンチプレート２２１および固定コア２４０で拘束されているように構成されている。

また、本実施形態で示した熱間プレス成形方法は、第１の方向（図９の上下方向）に相対的に作動する外側ダイスプレート２１２で素材Ｗを上方向に加圧することによって素材Ｗを曲げる一次曲げ工程である本曲げ工程と、本曲げ工程により曲げられた部分Ｗの先の部分Ｗ２をさらに曲げることにより、素材Ｗを第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形するとともに、成形体Ｑの全面を、ワーク載置プレート２１１、外側ダイスプレート２１２，２１２、内側パンチプレート２２１および固定コア２４０で拘束するアンダーカット部成形工程と、最終形状に成形された成形体Ｑの全面を拘束した状態で成形体Ｑを冷却する冷却工程と、を含む。

本実施形態の熱間プレス成形によれば、素材Ｗをアンダーカット部を含む最終形状に成形したときに、成形体Ｑの全面が拘束されている。したがって、その後の冷却工程で、成形体Ｑの全面から熱が奪われることにより、成形体Ｑが急冷される。よって、成形体Ｑが焼き入れ（組織変態）されるとともに成形体Ｐ残留内の応力が除去される。このため強度の高い熱間プレス成形品を製造することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、車両のシートレール（アッパシートレールおよびロアシートレール）の熱間プレス成形について説明したが、アンダーカット部を有するものを熱間プレス成形する場合であれば、本発明を適用することができる。本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。

１００…熱間プレス成形装置、１１０…ダイス部、１１１…下側支持プレート、１１２…基台部、１１２ａ…下面、１１２ｂ…外側面、１１２ｃ…外側傾斜面、１１２ｄ…内側傾斜面、１１２ｅ…内側面、１１３…ワーク載置プレート、１１３ａ…上面、１１３ｂ…第１鉛直面、１１３ｃ…段差面、１１３ｄ…第２鉛直面、１１４…ダイス駆動用シリンダ、１２０…上下方向可動部、１２１…上側支持プレート、１２２…内側プレート、１２３…外側パンチプレート、１２３ａ…上面、１２３ｂ…第１外側面、１２３ｃ…傾斜面、１２３ｄ…第２外側面、１２３ｅ…凸面、１２３ｆ…内側面、１２４…スプリング、１３０…水平方向可動部、１３１…水平方向可動プレート、１３１ａ…傾斜面、１３２…水平方向駆動シリンダ、１４０…傾斜方向可動部、１４１…傾斜方向可動プレート、１４１ａ…下面、１４１ｂ…鉛直面、１４１ｃ…水平面、１４２…傾斜方向駆動シリンダ、２００…熱間プレス成形装置、２１０…ダイス部、２１１…ワーク載置プレート、２１１ａ…上面、２１２…外側ダイスプレート、２１２ａ…内側面、２１２ｂ…外側面、２１２ｃ…上面、２１２ｄ…傾斜面、２１３…ダイス駆動用シリンダ、２２０…上側可動部、２２１…内側パンチプレート、２２１ａ…凸部、２２１ｂ…凹面、２２２…押えプレート、２２２ａ，２２２ａ…外側面、２２３…パンチプレート駆動用シリンダ、２２４…プレート駆動用シリンダ、２３０…下側可動部、２３１…下側可動プレート、２３１ａ…上面、２３２…下側プレート駆動用シリンダ、２４０…固定コア、２４１…水平部分、２４２…鉛直部分、２４２ａ…外側面、２４２ｂ…上面

Claims (9)

1. 加熱された平板状の素材からアンダーカット部を含む断面形状を有する成形体を熱間プレス成形するための熱間プレス成形装置であって、
   前記素材を載置する載置部と、
   前記載置部に載置された前記素材を第１の方向に加圧することにより前記素材を曲げるための一次曲げ成形用パンチと、
   前記一次曲げ成形用パンチにより曲げられた前記素材をさらに曲げることにより、前記素材を前記第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形する複数の仕上げ用パンチと、を備え、
   複数の前記仕上げ用パンチによって前記素材のうち前記一次曲げ成形用パンチにより曲げられた部分が徐々に折り曲げられて、前記アンダーカット部を含む最終形状が成形され、
   前記仕上げ用パンチにより前記素材を前記最終形状に成形したときに、成形体の全面を拘束するように構成される、熱間プレス成型装置。
2. 請求項１に記載の熱間プレス成型装置において、
   前記仕上げ用パンチは、
   前記第１の方向に対して傾斜する傾斜方向から前記載置部に近づくように可動して、前記一次曲げ成形用パンチにより曲げられた部分をさらに折り曲げることができるように構成された傾斜方向可動プレートと、
   前記第１の方向に直交する方向から前記載置部に近づくように可動して、前記傾斜方向可動プレートにより曲げられた部分をさらに曲げて前記アンダーカット部を含む最終形状に成形することができるように構成された直交方向可動プレートと、を含む、
   熱間プレス成型装置。
3. 請求項２に記載の熱間プレス成型装置において、
   前記載置部は、前記素材を載置する載置面及び前記第１の方向に沿った表面を有するように構成され、
   前記一次曲げ成形用パンチは、
   前記素材を介して前記載置面と対面する内側プレートの外側に配置され、前記内側プレートに相対的に前記第１の方向に移動することにより前記素材を前記第１の方向に沿った前記載置部の表面に沿って前記第１の方向に折り曲げることができるように構成される外側パンチプレートを備える、
   熱間プレス成型装置。
4. 請求項３に記載の熱間プレス成型装置において、
   前記傾斜方向可動プレートは、前記傾斜方向から前記載置部に近づくように可動したときに、その先端面と前記外側パンチプレートの外側面との間に前記素材を拘束した状態で所定の面圧をかけることができるように構成される、
   熱間プレス成型装置。
5. 請求項３又は４に記載の熱間プレス成型装置において、
   前記載置部には、前記第１の方向に折り曲げられた前記素材を前記外側パンチプレートの先端部との間に挟むことにより、前記第１の方向に折り曲げられた前記素材を前記第１の方向に直交する方向に折り曲げることができるように構成された段差面が形成されている、
   熱間プレス成型装置。
6. 請求項５に記載の熱間プレス成型装置において、
   前記仕上げ用パンチは、
   前記段差面により前記第１の方向に直交する方向に折り曲げられた前記素材に当接することによって、前記第１の方向に直交する方向に折り曲げられた前記素材を前記第１の方向に対して鋭角方向に折り曲げることができるように構成された傾斜面を備える基台部を含み、
   前記傾斜方向可動プレートは、前記傾斜方向から前記載置部に近づくように可動して、前記傾斜面により前記鋭角方向に折り曲げられた素材を、前記第１の方向とは反対の方向に折り曲げることができるように構成される、
   熱間プレス成型装置。
7. 請求項６に記載の熱間プレス成型装置において、
   前記直交方向可動プレートは、前記第１の方向に直交する方向から前記載置部に近づくように可動して、前記傾斜方向可動プレートにより前記第１の方向とは反対の方向に曲げられた前記素材を折り返して前記第１の方向に対するアンダーカット部を成形することができるように構成される、
   熱間プレス成型装置。
8. 加熱された平板状の素材からアンダーカット部を含む断面形状を有する成形体を熱間プレス成形する熱間プレス成形方法であって、
   第１の方向に作動する一次曲げ成形用パンチで前記素材を前記第１の方向に加圧することによって前記素材を曲げる一次曲げ工程と、
   前記一次曲げ工程により曲げられた部分をさらに曲げることにより、前記素材を前記第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形するとともに、成形体の全面を拘束する仕上げ成形工程と、
   前記最終形状に成形された成形体の全面を拘束した状態で成形体を冷却する冷却工程と、
   を含み、
   前記仕上げ成形工程が、
   前記一次曲げ工程により曲げられた部分をさらに曲げる第１仕上げ成形工程と、
   前記第１仕上げ成形工程により曲げられた部分をさらに曲げることにより、前記素材を前記第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形するとともに、成形体の全面を拘束する第２仕上げ成形工程と、
   を含む、熱間プレス成形方法。
9. 請求項８に記載の熱間プレス成型方法において、
   前記第１仕上げ成形工程は、
   前記一次曲げ工程により曲げられた前記素材を、前記第１の方向に対して鋭角方向に曲げる工程と、
   前記鋭角方向に曲げられた前記素材を、前記第１の方向とは反対の方向に曲げる工程と、を含み、
   前記第２仕上げ成形工程は、
   前記第１の方向とは反対の方向に曲げられた前記素材を折り返すように曲げることにより、前記素材を前記第１の方向に対するアンダーカット部を含む最終形状に成形するとともに、成形体の全面を拘束する工程である、
   熱間プレス成型方法。
   

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