(57)【要約】【課題】接合板Ｗの成形性の向上を図れる熱間プレス成形方法を提供する。【解決手段】本発明の熱間プレス成形方法は、離間して配設された複数の溶着部で接合された２枚以上の金属板（Ｗ１、Ｗ２）からなる接合板（Ｗ）を加熱する加熱工程と、成形凹部（１１）を有するダイ（１）と成形凹部に対応する成形凸部（２１）を有するパンチ（２）との間に接合板を配置する配置工程と、ダイとパンチで接合板をプレスして成形部（Ｆ）を形成する成形工程とを備える。さらに本発明の熱間プレス成形方法は、加熱工程の終了後で成形工程の終了前の少なくとも一時期である特定時期に、少なくとも溶着部（Ｗｎ）を含む接合板の特定領域（Ｗｃ）を冷却する冷却工程を備える。少なくとも溶着部を冷却して硬化させた状態で熱間プレス成形を行えるため、接合板で深絞り成形等を行う場合でも、溶着部での剥離や割れを抑止できる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
離間して配設された複数の溶着部で接合された２枚以上の金属板からなる接合板を加熱する加熱工程と、
成形凹部を有するダイと該成形凹部に対応する成形凸部を有するパンチとの間に該接合板を配置する配置工程と、
該ダイと該パンチで該接合板をプレスすることにより該成形凹部と該成形凸部に対応した成形部を形成する成形工程と、
を備えた熱間プレス成形方法であって、
前記加熱工程の終了後で前記成形工程の終了前の少なくとも一時期である特定時期に、少なくとも前記溶着部を含む前記接合板の特定領域を冷却する冷却工程を備えることを特徴とする熱間プレス成形方法。
【請求項２】
前記冷却工程は、前記特定領域を所望の温度範囲内とする温度制御工程である請求項１に記載の熱間プレス成形方法。
【請求項３】
前記冷却工程は、前記特定領域へ冷媒を供給する冷媒供給工程または該特定領域へ冷体を接触させる冷体接触工程である請求項１または２に記載の熱間プレス成形方法。
【請求項４】
前記成形部は、湾曲面を有し、
前記溶着部は、該湾曲面内に含まれる請求項１〜３のいずれかに記載の熱間プレス成形方法。
【請求項５】
前記金属板は、鋼板であり、
前記加熱工程は、該鋼板のオーステナイト変態温度（Ａｃ３点）以上に該接合板を加熱する工程であり、
前記成形工程は、該成形工程の終了時に前記成形部をマルテンサイト変態開始温度（Ｍｓ点）よりも低い終了温度にする工程である請求項１〜４のいずれかに記載の熱間プレス成形方法。
【請求項６】
前記冷却工程は、前記接合板の特定領域を該Ｍｓ点よりも高い温度にする工程である請求項５に記載の熱間プレス成形方法。
【請求項７】
前記溶着部は、スポット溶接によりできたナゲット部である請求項１〜６のいずれかに記載の熱間プレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属板を部分的に溶着した接合板の熱間プレス成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、家電、家具・雑貨等の各種分野で、プレス成形した製品（「プレス成形品」という。）が多用されている。プレス成形品は、通常、ダイの周縁部とブランクホルダ（「皺押さえ」等ともいう。）により挟持された金属板を、ダイの成形凹部とパンチの成形凸部の間で展伸または延伸させ、その金属板を所望形状に塑性変形させることにより得られる。
【０００３】
このようなプレス成形によれば、様々な形状の部材を効率的に量産できる。しかし、深絞り成形品のように塑性変形量が大きくなると、特定の局部に割れや破損等が生じ易くなり成形性が低下する。特に、複数の金属板を予め接合した接合板をプレス成形する場合、その接合部分で剥離や割れ等が生じ易くなる。このため成形性を向上させる種々の提案がなされており、例えば、下記の特許文献に関連する記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０８３７４号公報
【特許文献２】特開２０１４−１９３７１２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】溶接学会論文集第33巻第2号,ｐ144-152（2015）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、加熱された鋼板の一部領域（プレス成形品の側壁部となる領域）を、成形終了前の特定時期に冷却することにより、成形性を大幅に向上させ得る熱間プレス成形方法等を提案している。もっとも、特許文献１には、接合板をいわゆるホットスタンプする場合については具体的な記載がされていない。なお、ホットスタンプは、オーステナイト温度域に加熱した鋼板を金型でプレス成形する際に、併せて熱処理（特にマルテンサイト変態による焼入れ）も行う熱間プレス成形方法の一種である。
【０００７】
特許文献２は、炭素含有量の異なる複数の鋼板を予めスポット溶接したブランク材を、一工程でホットスタンプすることを提案している。これによりプレス成形を一工程で行え、スポット溶接箇所の自由度が増す旨が記載されている。しかし、特許文献２では、スポット溶接箇所が各部材の平坦領域にあることを前提としており（［００１４］）、成形中にスポット溶接箇所が曲げられたり伸ばされたりする場合は実質的に想定されていない。
【０００８】
非特許文献１は、予めスポット溶接した接合鋼板をホットスタンプしたスポット溶接継手は、ホットスタンプした鋼板を後でスポット溶接したスポット溶接継手よりも、静的強度特性（せん断強さ、引張強さ等）が優れることを明らかにしている。しかし、接合鋼板をホットスタンプするときの成形性については、何ら触れられていない。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みて為されたものであり、複数の金属板を溶着した接合板を用いて高い成形性を得ることができる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】
【００１０】
本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究した結果、溶着部周辺を冷却しつつ接合板を成形することを着想し、これにより接合板の成形性が大幅に向上し得ることを確認した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
【００１１】
《熱間プレス成形方法》
（１）本発明の熱間プレス成形方法は、離間して配設された複数の溶着部で接合された２枚以上の金属板からなる接合板を加熱する加熱工程と、成形凹部を有するダイと該成形凹部に対応する成形凸部を有するパンチとの間に該接合板を配置する配置工程と、該ダイと該パンチで該接合板をプレスすることにより該成形凹部と該成形凸部に対応した成形部を形成する成形工程と、を備えた熱間プレス成形方法であって、前記加熱工程の終了後で前記成形工程の終了前の少なくとも一時期である特定時期に、少なくとも前記溶着部を含む前記接合板の特定領域を冷却する冷却工程を備えることを特徴とする。
【００１２】
（２）本発明の熱間プレス成形方法（適宜「成形方法」という。）では、加熱工程の終了後で成形工程の終了前（単に「成形過程中」ともいう。）の少なくとも一時期（特定時期）に、少なくとも溶着部が冷却されてプレス成形がなされる。これにより、接合板を用いて、深い絞り成形品や湾曲形状品等をプレス成形するような場合でも（特に、その溶着部が伸展される側壁面や湾曲面内に存在するような場合でも）、溶着部における剥離や割れ等の発生を抑止しつつ、良好な成形性が確保され得る。
【００１３】
また本発明のように、複数の金属板を予め溶着した接合板をプレス成形する場合（この場合を適宜「先接合・後成形」という。）、集成した複数種のプレス成形品を後で溶着して接合する場合（この場合を適宜「先成形・後接合」という。）よりも、プレス工程数の削減、溶着部の配置自由度またはプレス成形品（単に「成形品」ともいう。）の形状自由度等の向上も図り易い。
【００１４】
さらに、先成形・後接合の場合、予め寸法誤差等を見込んで集成する各成形品の形状を決定する必要があるため、接合前の成形品数（金属板数）が増加し易い。一方、先接合・後成形の場合、接合板に対して一体的な成形がなされるため、先成形・後接合の場合よりも使用する部品点数（金属板数）の低減を図り易い。
【００１５】
加えて、先接合・後成形の場合、先成形・後接合の場合よりも、接合された各金属板間に隙間が生じ難くなるため、プレス成形品の高剛性化、それに伴う金属板の板厚または使用枚数の低減等も図り易くなる。
【００１６】
（３）本発明の成形方法により、溶着部において剥離や割れ等を生じさせずに、成形性の向上を図れる理由は次のように考えられる。成形過程中に溶着部を含む特定領域が冷却されると、特定領域はその周辺域よりも硬化して高強度化する。この状態で成形工程がなされると、成形中に作用する変形力は特定領域以外に分散し易くなり、溶着部またはその周囲に過大な剪断応力または引張応力が作用することが抑止される。こうして本発明の成形方法によれば、溶着部において剥離や割れ等を生じることなく、高い成形性を得ることが可能になったと考えられる。
【００１７】
特に、本発明の成形方法は、成形部に皺が発生しないように接合板に張力を印加しつつプレス成形がなされ、従来のプレス成形方法では、溶着部やその周囲に大きな剪断応力や引張応力が作用し易い場合に有効である。例えば、溶着部が成形部の湾曲面や深絞りの側壁面に配置される場合である。より具体的にいうと、例えば、ダイの成形凹部の開口周縁域（角曲部域、角Ｒ部域ともいう。）とパンチの成形凸部の頭頂周縁域（角曲部域、角Ｒ部域または肩部域ともいう。）との間にできる架橋領域（縁間域）に溶着部があるような場合である。
【００１８】
このような架橋領域は、少なくとも成形工程の初期（開始時）において、ダイおよびパンチのいずれとも直接的または実質的に接触（密接）していないような非接触領域である。非接触領域は、少なくとも成形工程の初期において高温な軟化状態が維持され、通常は、その変形抵抗が小さくなっている。しかし、そのような非接触領域内に溶着部がある場合でも、その溶着部を含む特定領域を成形過程中に意図的に冷却することにより、高い成形性を確保できる。
【００１９】
この他、溶着部が、ダイの成形凹部の開口周縁域やパンチの成形凸部の頭頂周縁域と接触する領域（接触領域）内に溶着部がある場合でも、その溶着部を含む領域を成形工程の初期に積極的に冷却して、成形性を高めてもよい。
【００２０】
なお、冷却工程は、溶着部を含む特定領域を所望の温度範囲内とする温度制御工程であると好ましい。成形工程中における特定領域を適切な温度（範囲内）に調整することにより、溶着部またはその周囲で剥離や割れ等を生じることなく、特定領域の周辺領域における変形性（変形抵抗）を調整することもできる。これにより成形中の変形（特に延伸）領域（部分）を、局所に集中させずに、広範囲（フランジ部、頭部等）に分散させて、割れ、破断、薄肉化等が生じないように調整することも可能となる。
【００２１】
《熱間プレス成形装置》
本発明は成形方法としてのみならず、その実施に適した熱間プレス成形装置（適宜「成形装置」という。）としても把握できる。すなわち本発明は、成形凹部を有するダイと、該成形凹部に対応する成形凸部を有するパンチと、該パンチを内挿するブランクホルダと、該ダイまたは該パンチを駆動して該成形凹部と該成形凸部を近接させる駆動手段とを備える熱間プレス成形装置であって、さらに、
前記ダイと前記ブランクホルダにより保持されると共に離間して配設された複数の溶着部で接合された２枚以上の金属板からなる接合板の少なくとも該溶着部を含む特定領域を、加熱終了後で成形終了前の少なくとも一時期である特定時期に、冷却し得る冷却手段を備えることを特徴とする熱間プレス成形装置としても把握できる。
【００２２】
《プレス成形品》
さらに本発明は、上述した熱間プレス成形方法や熱間プレス成形装置としてのみならず、それらを用いて得られたプレス成形品（適宜「成形品」という。）としても把握できる。この成形品は、例えば、成形凹部を有するダイと該成形凹部に対応する成形凸部を有するパンチと該パンチを内挿するブランクホルダとにより、離間して配設された複数の溶着部で接合された２枚以上の金属板からなる接合板を熱間プレス成形して得られる。
【００２３】
《その他》
（１）本明細書でいう「熱間」プレス成形とは、加熱した接合板をプレス成形する意味であり、その加熱温度までは問わない。従って、成形前の接合板を、金属板の再結晶温度以上に加熱する熱間プレス成形に限らず、その再結晶温度未満に加熱する温間プレス成形でもよい。
【００２４】
もっとも、本発明に係るプレス成形により、成形と併行して熱処理がなされると好ましい。そこで成形前の接合板は、その熱処理に適した温度に加熱されると好ましい。例えば、金属板が鋼板である場合、加熱工程は接合板を鋼板のオーステナイト変態温度（Ａｃ３点）以上に加熱する工程であり、成形工程は、成形工程の終了時に成形部をマルテンサイト変態開始温度（Ｍｓ点）よりも低い終了温度にする工程であると好ましい。これにより、いわゆるホットスタンプによる焼入れが可能となり、少なくとも一部の組織がマルテンサイト組織となった高強度な成形品が得られる。
【００２５】
ちなみに、接合される複数の各鋼板のＡｃ３点とＭｓ点は、合金元素量（特にＣ量）により変動し得るが、プレス成形に用いられる鋼板に限れば、その変動幅は小さい。敢えていうなら、本明細書でいう加熱工程時の下限温度（Ａｃ３点）として、接合される複数の鋼板中で最も低いＡｃ３点を採用すればよい。逆に、本明細書でいう成形工程時の上限温度（Ｍｓ点）として、接合される複数の鋼板中で最も高いＭｓ点を採用すればよい。
【００２６】
金属板が鋼板以外の場合なら、加熱工程で接合板を、例えば、溶体化処理等に適した温度に加熱すると好ましい。
【００２７】
（２）本明細書でいう接合板は、少なくとも溶着部で、複数の金属板が積層状態にあれば足り、接合板の全体で複数の金属板が積層状態となっている必要はない。また、部位（領域）により、金属板の枚数が異なってもよい。このようなものも、本明細書では「接合板」という。
【００２８】
（３）特に断らない限り本明細書でいう「ｘ〜ｙ」は下限値ｘおよび上限値ｙを含む。本明細書に記載した種々の数値または数値範囲に含まれる任意の数値を新たな下限値または上限値として「ａ〜ｂ」のような範囲を新設し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１Ａ】一例である熱間プレス成形装置により接合板を成形する前の様子を示す模式断面図である。
【図１Ｂ】その成形過程中の様子を示す模式断面図である。
【図２Ａ】成形前の解析モデルを示す図である。
【図２Ｂ】成形後の解析モデルを示す図である。
【図３】解析に用いた各試料（接合板）の温度分布を示す図である。
【図４】解析した各試料の成形後の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の構成要素に、本明細書中から任意に選択した一以上の構成要素を付加し得る。成形方法に関する構成要素は、一定の場合（構造または特性により「物」を直接特定することが不可能であるかまたは非実際的である事情（不可能・非実際的事情）等がある場合）、プロダクトバイプロセスとして「物」（プレス成形品）に関する構成要素ともなり得る。いずれの実施形態が最良であるか否かは、対象、要求性能等によって異なる。
【００３１】
《接合板》
（１）金属板
本発明に係る金属板は、例えば、鉄系板（鋼板を含む。）、アルミニウム系板、マグネシウム系板、チタン系板等である。ここでいう「〜系」とは、その純金属またはその合金を意味する。接合される金属板は、同種でも異種でもよい。同種の金属板の場合、それらの組成は同じでも異なってもよい。接合される金属板は、同形態（形状・サイズ等）でも異形態でもよい。組成または形態の異なる金属板からなる接合板を用いることにより、部位毎の要求仕様に適したプレス成形品が得易くなる。
【００３２】
金属板の一例である鋼板は、炭素鋼板（合金鋼板を含む）に限らず、ステンレス鋼板等でもよい。炭素（Ｃ）を含有する鋼板の場合、焼入れ性や靱性等を考慮して、通常、鋼板全体を１００質量％（適宜単に「％」という。）として、Ｃ量は０．１５〜０．８％さらには０．２〜０．７％である。このような範囲内にある普通鋼板、高張力鋼板、超高張力鋼板等を組合わせて接合板を構成することにより、部位毎に強度等の異なるプレス成形品を得ることができる。
【００３３】
（２）溶着部
溶着部により、複数の金属板が接合される。この溶着部は、接合される金属板間に分散（離散）的に配設されている。溶着部を形成する加熱手段として、電気（ジュール熱、アーク放電等）の他、ガス、プラズマ、レーザー、電子ビーム（電子線）等を用いることができる。溶着部の代表例は、スポット溶接、プロジェクション溶接、シーム溶接等による重ね抵抗溶接（重ね合わせた金属板の両側から加圧して行う抵抗溶接）において、溶融凝固した部分（いわゆるナゲット）である。
【００３４】
《金型》
加熱した接合板を熱間プレス成形する金型の具体的な形態は問わない。本発明に係る金型は、ダイ（上型または下型ともいう。）とパンチ（下型または上型ともいう。）を備えれば足る。また、本発明に係るブランクホルダ（皺押さえともいう。適宜ダイクッションを含む。）は、接合板をプレス成形する際に、成形部の外周囲（フランジ部）を保持できれば足りる。ダイとパンチは、少なくともどちらかが駆動されれば足る。
【００３５】
《成形方法》
（１）加熱工程
接合板の加熱方法は、炉内加熱でも、高周波加熱等でもよい。金属板の種類、熱処理等により加熱温度は異なる。金属板が鋼板である場合なら、例えば、加熱温度（初期温度）は８００℃以上、８４０℃以上さらには８８０℃以上とするとよい。
【００３６】
（２）配置工程
加熱した接合板がダイまたはパンチに接触すると、その接触部から抜熱され、その接触部の温度が降下し、成形性が低下し得る。そこで、冷却工程前になされる配置工程は、加熱工程後の接合板をダイ、パンチおよびブランクホルダのいずれにも実質的に接触（密接）させずに保持する非接触保持工程であると好ましい。
【００３７】
（３）冷却工程（冷却手段）
冷却工程は、加熱工程の終了後で成形工程の終了前の少なくとも適切な一時期（特定時期）になされれば足り、そのタイミング、冷却時間、冷却温度等までは問わない。もっとも、成形過程中に冷却対象である特定領域の形態や溶着部に作用する応力状態が変化し得るため、成形工程の開始前またはその開始時近傍で冷却工程を行うと好ましい。
【００３８】
冷却工程は、例えば、少なくとも溶着部を含む特定領域へ、冷媒を供給する冷媒供給工程でもよいし、その特定領域へ冷体（例えば当て金）を接触させる冷体接触工程でもよい。冷媒供給工程は、例えば、パンチの外周側に配設した冷媒供給管（冷却手段）から冷媒（気体または液体）を特定領域へ供給（噴出または流出）することにより行える。冷体接触工程で用いる冷体も、例えば、パンチの外周側に配設するとよい。なお、冷媒供給管や冷体は、冷却工程時以外（例えば、成形工程中）は、接合板に接触、干渉等しない状態で金型内（例えば、ダイ内またはブランクホルダ内）に収納されると好適である。
【００３９】
冷媒供給管から供給する冷媒の種類、供給量、向き、温度、供給時間等、または冷体の種類（材質）、熱容量、接触前温度、接触時間等は適宜調整される。これにより、少なくとも溶着部を所望する温度範囲に制御することも可能となる。このような冷媒は、例えばエアであると経済的である。またエア等の流体を噴射して冷却手段を構成する場合、その噴射穴（孔）の位置、大きさ（開口径）、向き、冷媒温度等も適宜調整される。
【００４０】
ちなみに、冷却工程で特定領域が過冷されると、逆に成形性が低下し得る。そこで、金属板が鋼板の場合、特定領域をマルテンサイト変態開始温度（Ｍｓ点）よりも高い特定温度にする工程であると好ましい。具体的にいうと、金属板が鋼板である場合、冷却工程は、少なくとも特定領域（特に溶着部）の温度を、初期の加熱温度（Ａｃ３点以上、例えば、８００〜９５０℃）に対して、５０〜４００℃、１００〜３５０℃さらには２００〜３００℃程度低い温度にする工程であると好ましい。
【００４１】
なお、冷却工程では、その他の領域（溶着部を含まない領域）、例えば、高温な軟化状態で延伸（塑性変形）されると、割れや薄肉化等を生じ易い領域も、併せて冷却されてもよい。
【００４２】
（４）成形工程
成形開始から成形終了までの間、加熱された接合板のフランジ領域はブランクホルダとダイにより挟持されたままでもよい。フランジ領域（成形凹部の開口周縁域の外周領域）から成形部へ材料流入し易いと、成形性がさらに高まり好ましい。
【００４３】
成形工程は、フランジ部となり得る接合板のフランジ領域からダイまたはブランクホルダへの抜熱を抑制しつつプレス成形を行う抜熱抑制成形工程であると好適である。フランジ領域の降温を抑制する方法として、例えば、成形初期に、金型と接合板のフランジ領域とが非接触状態または非密接状態となるようにしてもよい。また、フランジ領域に接触し得る金型領域にヒーター等を埋め込んで、接合板のフランジ領域を加熱または保温してもよい。さらに、成形速度を高めて接合板のフランジ領域と金型との接触時間（ひいては抜熱時間）を実質的に短縮して、フランジ領域の降温抑制を図ってもよい。
【００４４】
（５）ホットスタンプ
金属板が鋼板である場合、ホットスタンプにより焼入れされたプレス成形品が得られる。その組織は、全体がマルテンサイト組織単相である場合に限らず、適宜、ベイナイト組織、フェライト組織、セメンタイト組織等を含む混合組織でも良い。さらに、ホットスタンプ後のプレス成形品でも、別途、熱処理（焼戻し等）がなされてもよい。
【００４５】
《熱間プレス成形装置》
（１）本発明に係る成形装置の一例を図１Ａと図１Ｂ（両者を併せて単に「図１」という。）に示した。図１に示した成形装置Ｐ１は、成形金型を構成するダイ１およびパンチ２と、ダイ１に対向して配設されたブランクホルダ３１と、ブランクホルダ３１を上下動可能に支持するダイクッション８と、ダイクッション８を支持するベース９とからなる。なお、パンチ２はベース９に固定されている。
【００４６】
ダイ１は、開口周縁域に角曲（角Ｒ）状の縁部１１ａを有する二段ハット形状（段付き円錐台状）の成形凹部１１を有する。パンチ２は、頭頂周縁域に角曲（角Ｒ）状の肩部２１ａを有する二段ハット形状の成形凸部２１を有する。ダイ１とパンチ２が上下方向に相対移動することにより、成形凹部１１と成形凸部２１は遊嵌状態となる。
【００４７】
さらに成形装置Ｐ１は、保持ピン４とエア配管５を備える。保持ピン４は、ブランクホルダ３１の上端平面３１２側に複数均等に配設されており、その上端平面３１２に対して出没可能となっている。具体的にいうと、保持ピン４はブランクホルダ３１内に収納されたバネ４１（弾性体）により付勢されており、ダイ１が下降していないとき、保持ピン４は上端平面３１２から突出した状態となっている。この突出状態の保持ピン４により、加熱された接合板Ｗはブランクホルダ３に接触せずに保持され（配置工程、非接触保持工程）、初期の加熱状態がほぼ維持される。
【００４８】
ダイ１が下降すると、接合板Ｗを介して保持ピン４が押圧され、保持ピン４はブランクホルダ３内に埋没する。こうして接合板Ｗはダイ１とブランクホルダ３により挟持される（図１Ｂ参照）。
【００４９】
エア配管５（冷媒供給管、冷却手段）は、ブランクホルダ３１の上方内周側に形成した環状の段部３１１に沿って収納される。エア配管５の斜め内側上面には、一定間隔で複数の小孔５１が配置されている。エア配管５内にはエアコンプレッサー（図略）から空気（冷媒）が圧送され得る。エア配管５へ空気を送る際のタイミング、空気量等は制御バルブ（図略）により制御される。なお、成形凸部２１の外周側と段部３１１の間に収まっているエア配管５は、成形凸部２１が成形凹部１１へ突入する成形中も、接合板Ｗ等に干渉することはない。
【００５０】
（２）加熱した接合板Ｗは、ダイ１およびパンチ２により、次のようにして熱間プレス成形される（図１Ｂ参照）。先ず、ダイ１が上方から油圧プレス機（駆動手段）により駆動されて下降する。このダイ１の下降に伴い、ダイ１の下端平面１２とブランクホルダ３１の上端平面３３２との間で接合板Ｗが挟持される。なお、接合板Ｗの挟持部分（Ｗａ）が最終的に得られるプレス成形品Ｆのフランジ部Ｆａとなる。
【００５１】
接合板Ｗが挟持された状態でダイ１がさらに下降すると、ブランクホルダ３１はダイ１によって押し下げられ、ダイクッション８に沿って下降する。このダイクッション８の下降に連動して、パンチ２の成形凸部２１がダイ１の成形凹部１１へ向けて相対的に移動を始める。パンチ２の成形凸部２１の頭頂面２１ｂがダイクッション８の上端平面３３２とほぼ面一になる付近で、頭頂面２１ｂに連なる成形凸部２１の肩部２１ａが接合板Ｗと接触する。
【００５２】
成形凸部２１が成形凹部１１へ相対的に突入していくにつれて、接合板Ｗは、成形凹部１１の縁部１１ａにも接触し、縁部１１ａと肩部２１ａとの間（縁間域）を架橋する架橋領域が形成される。架橋領域が最終的にプレス成形品Ｆの側部（縦壁部）となる。架橋領域は、成形中の一時期（特定時期）において、ダイ１およびパンチ２と接触しない非接触領域となる。
【００５３】
（３）接合板Ｗは、金属板Ｗ１と金属板Ｗ２が複数の溶着部Ｗｎで接合されてなる。溶着部Ｗｎは、例えば、スポット溶接により形成される複数の点状の溶接部（ナゲット）である。接合板Ｗは、所望の温度分布となるように加熱された後（加熱工程）、保持ピン４上に配置される（配置工程）。この後、加熱された溶着部Ｗｎを含む特定領域Ｗｃに向けて、エア配管５から空気が噴射される（冷却工程、冷媒供給工程）。これにより、少なくとも溶着部Ｗｎは成形前に冷却され、周囲よりも低温で硬化した状態、つまり変形抵抗の大きな状態となる。この接合板Ｗをプレス成形すると（成形工程）、特定領域Ｗｃ（特に溶着部Ｗｎ）に塑性変形が集中することが回避され、溶着部Ｗｎで剥離や割れ等を生じることなく、フランジ領域Ｗａや頭頂領域Ｗｂが延伸され易くなる。こうして接合板Ｗでも、高い成形性を確保することが可能となる。なお、本発明の成形方法または成形装置は、特定領域Ｗｃが上述したような非接触領域にあるとき、特に有効である。
【００５４】
この他、成形凸部２１の肩部２１ａと当接する接合板Ｗの中間域（頭頂領域Ｗｂ）は、パンチ２の頭頂面２１ｂと非接触状態（浮いた状態）になり易い。溶着部Ｗｎを含む特定領域Ｗｃは、そのような領域内に存在してもよい。
【００５５】
《プレス成形品》
本発明のプレス成形品はその仕様に応じて、さらに、焼鈍、焼準、時効、焼き戻し、浸炭、窒化等の熱処理、メッキ等の表面処理などが適宜なされてもよい。また、プレス成形品の形態や用途は問わない。本発明のプレス成形品は、例えば、車両ボディ（Ａピラー、Ｂピラー、アウタパネル、インナーパネル等）、バンパー、オイルパン、ホイルハウス等の車両部品として好適である。
【実施例】
【００５６】
接合板の溶着部の冷却が熱間プレス成形に及ぼす影響を、解析（シミュレーション）により明らかにし、本発明をより具体的に説明する。
【００５７】
《接合板》
組成の異なる二種類の鋼板Ｗ１、Ｗ２（金属板）を、スポット溶接した接合板Ｗを熱間プレス成形する場合についてシミュレーションした。具体的にいうと、鋼板Ｗ１として、大きいサイズ（２８０×５０×厚さ２ｍｍ）の鋼板（ＪＩＳ  ＳＣｒ４２０相当）を想定した。また、鋼板Ｗ２として、サイズの小さい（１３０×５０×厚さ２ｍｍ）の鋼板（ＪＩＳ  ＳＣｒ４２０相当）を想定した。
【００５８】
スポット溶接は、鋼板Ｗ２の端部付近が鋼板Ｗ１に対して、完全に溶着したナゲット（溶着部Ｗｎ）によって接合されている状態を想定した。スポット溶接は、間隔：５５ｍｍ×３箇所とした。溶着部Ｗｎ（ナゲット）の大きさはφ５．６６ｍｍとした。
【００５９】
《成形金型／成形部》
接合板Ｗを、図２Ａまたは図２Ｂ（両者を併せて単に「図２」という。）に示すようなダイ１とパンチ２（図１参照）を用いて、二段ハット形状（段付き円錐台筒状または段付き有底円筒状）に深絞り成形する場合を想定した。一段目（開口縁側）は４０ｍｍ×成形高さ５０ｍｍの略円筒状とし、二段目（底部側開口縁側）は６２．６５ｍｍ×成形高さ８０ｍｍの円錐台筒状（有底円筒状）とした。溶着部Ｗｎは、二段目の円錐台を構成する下方側の周壁面（湾曲面）上に、離間して環状に配設されることを想定した。
【００６０】
《温度分布》  
接合板Ｗの温度分布を様々に設定した試料を設定した。各試料について設定した温度分布を図３および表１に示した。なお、図３は、接合板Ｗ中から、一つの溶着部Ｗｎを含む部分だけを切取って示したものである。パンチ肩部Ｗｓは、接合板Ｗを成形した際に、パンチ２の肩部２１ａが当接する近傍の領域であり、側壁部Ｗｄは、接合板Ｗを成形した際に、溶着部Ｗｎとパンチ肩部Ｗｓの中間領域である。図３および表１に示すように、例えば、試料Ｓａは、溶着部Ｗｎを含む周辺領域（特定領域Ｗｃ）とパンチ肩部Ｗｓとなる領域を冷却（−２５０℃）したものであり、試料Ｓｄは、その特定領域Ｗｃと側壁部Ｗｄとなる領域を冷却（−２５０℃）したものである。
【００６１】
《評価》
上述した各試料について、解析ソフト（ＬＳＴＣ社製ＬＳ-ＤＹＮＡ）を用いて、熱間プレス成形後の溶着部Ｗｎを含む周辺領域Ｗｃの割れの有無等を評価した。Ｗｃの割れの有無は、破断した要素が板厚方向に貫いた場合により判断した。その結果を表１に併せて示した。
【００６２】
表１から明らかなように、溶着部Ｗｎ（近傍）のみを冷却してプレス成形することにより、溶着部Ｗｎの割れと剥離を防止できることがわかった。また、その部分的な冷却により、二段ハット形状に深絞りする場合でも、溶着部Ｗｎの接合長さを確保しつつ、側壁部Ｗｄやパンチ肩部Ｗｓ（Ｗｓ1、Ｗｓ2）で板厚の減少を抑制できることも確認できた。
【００６３】
【表１】
2017140636.tif 000003
【符号の説明】
【００６４】
Ｐ１        熱間プレス成形装置
Ｗ          接合板
Ｗ１、Ｗ２  金属板
Ｆ          プレス成形品
１          ダイ
２          パンチ
３１        ブランクホルダ
４          保持ピン（配置手段）
５          エア配管（冷媒供給管、冷却手段）
【図１Ａ】
2017140636.tif 000004
【図１Ｂ】
2017140636.tif 000005
【図２Ａ】
2017140636.tif 000006
【図２Ｂ】
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【図３】
2017140636.tif 000008
【図４】
2017140636.tif 000009