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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-23
(45)【発行日】2024-05-02
(54)【発明の名称】金型及び熱間プレス成形品の製造方法
(51)【国際特許分類】
B21D 24/00 20060101AFI20240424BHJP
B21D 22/20 20060101ALI20240424BHJP
B21D 22/26 20060101ALI20240424BHJP
【ＦＩ】
B21D24/00 M
B21D22/20 H
B21D22/26 D
B21D24/00 H
B21D24/00 F
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023511480
(86)(22)【出願日】2022-03-30
(86)【国際出願番号】 JP2022015965
(87)【国際公開番号】W WO2022210874
(87)【国際公開日】2022-10-06
【審査請求日】2023-08-30
(31)【優先権主張番号】P 2021056858
(32)【優先日】2021-03-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001553
【氏名又は名称】アセンド弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】村澤 皓大
(72)【発明者】
【氏名】藤中 真吾
【審査官】石川 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０００４３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２４８６３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１１７７３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１１６６１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０７９７９０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２１Ｄ ２４／００
Ｂ２１Ｄ ２２／２０
Ｂ２１Ｄ ２２／２６
Ｃ２１Ｄ １／１８
Ｃ２１Ｄ １／６７３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
素材に対して熱間プレス成形を実施するための金型であって、第１成形面を有する上型と、
熱間プレス成形時において、前記第１成形面と対向して配置され、前記第１成形面とともに前記素材を熱間プレス成形する第２成形面を有する下型とを備え、
前記第１成形面は、
複数の第１リブ部と複数の第１溝部とを有する第１緩冷却領域を含み、
複数の前記第１リブ部は、前記第１リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第１溝部は、前記第１溝部の幅方向に配列され、
前記第１リブ部は、隣り合う前記第１溝部の間に形成されており、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅よりも狭く、
前記第２成形面は、
複数の第２リブ部と複数の第２溝部とを有する第２緩冷却領域を含み、
複数の前記第２リブ部は、前記第２リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第２溝部は、前記第２溝部の幅方向に配列され、
前記第２リブ部は、隣り合う前記第２溝部の間に形成されており、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅よりも狭く、
熱間プレス成形時において、前記第１緩冷却領域及び前記第２緩冷却領域を、前記第１緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第１リブ部と前記第２リブ部とは、少なくとも一部が重複している、
金型。
【請求項2】
請求項１に記載の金型であって、熱間プレス成形時において、前記第１緩冷却領域及び前記第２緩冷却領域を、前記第１緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第１リブ部と前記第２リブ部とは、同じ方向に延びており、
前記第１溝部と前記第２溝部とは、同じ方向に延びている、
金型。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の金型であって、前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％である、
金型。
【請求項4】
請求項１～３のいずれか１項に記載の金型であって、前記第１緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第１リブ部の幅は、１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部の高さは、０．２～５．０ｍｍであり、
前記第２緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第２リブ部の幅は、１．０～８．０ｍｍであり、
前記第２リブ部の高さは、０．２～５．０ｍｍである、
金型。
【請求項5】
請求項２に記載の金型であって、前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の幅は１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の高さは０．２～５．０ｍｍであり、
式（１）で定義されるＦｎ１が１４以下である、
金型。
Ｆｎ１＝Ｗｒ０．９／Ｐ００．８＋０．０５Ｈｒ （１）
ここで、式（１）中のＷｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の幅（ｍｍ）であり、Ｐ０＝Ｗｒ／Ｗｓであり、Ｗｓは前記第１溝部及び前記第２溝部の幅（ｍｍ）であり、Ｈｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の高さ（ｍｍ）である。
【請求項6】
請求項２又は請求項５に記載の金型であって、前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の幅は１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の高さは０．２～５．０ｍｍであり、
式（２）で定義されるＦｎ２が３０以上である、
金型。
Ｆｎ２＝Ｗｓ２×Ｈｒ０．４／Ｗｒ （２）
ここで、式（２）中のＷｓは前記第１溝部及び前記第２溝部の幅（ｍｍ）であり、Ｗｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の幅（ｍｍ）であり、Ｈｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の高さ（ｍｍ）である。
【請求項7】
請求項４～請求項６のいずれか１項に記載の金型であって、前記第１緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第１リブ部の幅は、１．０～４．０ｍｍであり、かつ、前記第１溝部の幅の１０～３０％であり、
前記第２緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第２リブ部の幅は、１．０～４．０ｍｍであり、かつ、前記第２溝部の幅の１０～３０％である、
金型。
【請求項8】
熱間プレス成形品の製造方法であって、素材を準備する工程と、
前記準備された素材をＡｃ３点以上の温度に加熱する工程と、
加熱された前記素材に対して、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の金型により熱間プレス成形を実施する工程と、
熱間プレス成形された前記素材を、前記金型から離型して、熱間プレス成形品を製造する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
【請求項9】
請求項８に記載の熱間プレス成形品の製造方法であってさらに、前記金型から離型して製造された前記熱間プレス成形品を、１００～５００℃で保持する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は金型、及び、その金型を用いた熱間プレス成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車分野では、燃費の向上のため、車体の軽量化が求められる。自動車分野ではさらに、衝突時の乗員保護のため、衝突安全性の向上も求められる。車体の軽量化には、車体に用いられる構造部材の薄肉化が有効である。構造部材を薄肉化しつつ衝突安全性の向上を図るため、車体の構造部材に適用される素材には、高い強度が求められる。一方、高い強度を有する素材は、プレス成形性が低い。高い強度を有する素材を冷間でプレス成形すると、プレス成形時に割れが発生したり、プレス成形により発生した応力により、素材が弾性変形する現象（スプリングバック）が起こったりする。そこで、このような高い強度を有する素材を用いて構造部材を成形する方法として、熱間プレス成形が提案されている。
【0003】
熱間プレス成形では、ミクロ組織がオーステナイト単相となる温度域まで素材を加熱する。そして、加熱された素材を、金型を備える熱間プレス装置を用いて熱間でプレス成形する。熱間プレス成形では、加熱により素材が軟質化される。そのため、熱間プレス成形での素材のプレス成形性は高い。熱間プレス成形ではさらに、熱間プレス成形中の素材が金型の成形面の略全体と接触する。このとき、素材は、素材と接触する金型によって抜熱され、焼入れされる。このように、熱間プレス成形では、素材は熱間プレス成形されると同時に焼入れされる。そのため、熱間プレス成形では、高強度の熱間プレス成形品を容易に製造することができる。
【0004】
ところで、自動車の構造部材の１種である衝撃吸収部材では、優れた衝撃吸収能が求められる。そこで、衝撃吸収部材を成形するための熱間プレス成形用の金型が、特許文献１（特開２０１４－７９７９０号公報）に提案されている。
【0005】
特許文献１に開示される熱間プレス成形では、加熱された素材を、金型を用いて熱間プレス成形する。熱間プレス成形時においてさらに、金型と素材との隙間の一部に冷媒を流して、素材を部分的に急冷する。具体的には、特許文献１の金型は、金型内部の冷媒路中の冷媒を金型外部に供給する供給口を、金型表面に備える。特許文献１の金型はさらに、素材のうちの高強度部と低強度部との境界領域と接触する凸部を備える。熱間プレス成形時に、高強度部と金型との隙間には、供給口から冷媒が供給される。一方、低強度部と金型との隙間には、冷媒は供給されない。高強度部と低強度部との境界に接触する凸部が、冷媒を堰き止める。そのため、高強度部と金型との隙間に充填された冷媒は、低強度部と金型との隙間には流れない。その結果、衝撃吸収能に優れた低強度部を備える熱間プレス成形品（衝撃吸収部材）が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１４－７９７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献１に開示される金型では、衝撃吸収能に優れた低強度部を備える熱間プレス成形品を製造できる。しかしながら、特許文献１に記載の技術と異なる他の技術により、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品が製造できてもよい。
【0008】
本開示の目的は、熱間プレス成形によって、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造可能な金型、及び、その金型を用いた熱間プレス成形品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示による金型は、素材に対して熱間プレス成形を実施するための金型である。
金型は、上型と、下型とを備える。上型は、第１成形面を有する。下型は、第２成形面を有する。第２成形面は、熱間プレス成形時において、第１成形面と対向して配置され、第１成形面とともに、素材を熱間プレス成形する。
第１成形面は、第１緩冷却領域を含む。第１緩冷却領域は、複数の第１リブ部と複数の第１溝部とを有する。複数の第１リブ部は、第１リブ部の幅方向に配列される。複数の第１溝部は、第１溝部の幅方向に配列される。第１リブ部は、隣り合う第１溝部の間に形成されている。第１リブ部の幅は、第１溝部の幅よりも狭い。
第２成形面は、第２緩冷却領域を含む。第２緩冷却領域は、複数の第２リブ部と複数の第２溝部とを有する。複数の第２リブ部は、第２リブ部の幅方向に配列される。複数の第２溝部は、第２溝部の幅方向に配列される。第２リブ部は、隣り合う第２溝部の間に形成されている。第２リブ部の幅は、第２溝部の幅よりも狭い。
熱間プレス成形時において、第１緩冷却領域及び第２緩冷却領域を、第１緩冷却領域の法線方向から見たとき、第１リブ部と第２リブ部とは、少なくとも一部が重複している。
金型は、上型と、下型とを備える。上型は、第１成形面を有する。下型は、第２成形面を有する。第２成形面は、熱間プレス成形時において、第１成形面と対向して配置され、第１成形面とともに、素材を熱間プレス成形する。
第１成形面は、第１緩冷却領域を含む。第１緩冷却領域は、複数の第１リブ部と複数の第１溝部とを有する。複数の第１リブ部は、第１リブ部の幅方向に配列される。複数の第１溝部は、第１溝部の幅方向に配列される。第１リブ部は、隣り合う第１溝部の間に形成されている。第１リブ部の幅は、第１溝部の幅よりも狭い。
第２成形面は、第２緩冷却領域を含む。第２緩冷却領域は、複数の第２リブ部と複数の第２溝部とを有する。複数の第２リブ部は、第２リブ部の幅方向に配列される。複数の第２溝部は、第２溝部の幅方向に配列される。第２リブ部は、隣り合う第２溝部の間に形成されている。第２リブ部の幅は、第２溝部の幅よりも狭い。
熱間プレス成形時において、第１緩冷却領域及び第２緩冷却領域を、第１緩冷却領域の法線方向から見たとき、第１リブ部と第２リブ部とは、少なくとも一部が重複している。
【0010】
本開示による熱間プレス成形品の製造方法は、素材を準備する工程と、準備された素材をＡｃ３点以上の温度に加熱する工程と、加熱された素材に対して、上述の金型により熱間プレス成形を実施する工程と、熱間プレス成形された素材を、金型から離型して、熱間プレス成形品を製造する工程とを備える。
【発明の効果】
【0011】
本開示による金型は、熱間プレス成形によって、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造できる。本開示による熱間プレス成形品の製造方法は、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
上述のとおり、自動車の構造部材のうち衝撃吸収部材では、衝突時の衝撃エネルギーの吸収能、すなわち衝撃吸収能の向上が求められる。衝撃エネルギーは、構造部材が塑性変形することにより、吸収される。そのため、衝撃吸収能を高めるには、高い応力を受けた場合にも優れた塑性変形能を発揮できることが有効である。
【0014】
本発明者らは、熱間プレス成形時における素材の冷却速度を低減できれば、素材が、高い応力を受けた場合にも優れた塑性変形能を発揮できると考えた。そこで、本発明者らは、金型の成形面の表面形状について検討した。その結果、本発明者らは、複数のリブ部と複数の溝部とを含む緩冷却領域を成形面に形成すれば、熱間プレス成形時の素材の冷却速度を低減できると考えた。
【0015】
成形面においてリブ部は、所定方向に延在しており、延在方向と垂直な断面が凸形状を有する。成形面において溝部は、リブ部の延在方向に沿って延在しており、延在方向と垂直な断面が凹形状を有する。複数のリブ部と複数の溝部とは、交互に形成されている。
【0016】
熱間プレス成形時において、緩冷却領域では、リブ部が素材に直接接触して素材を抜熱する。一方、溝部は、素材と直接接触しない。したがって、成形面が複数のリブ部と複数の溝部とを含んでいれば、熱間プレス成形時において、金型と素材とが接触する面積を減らすことができる。そのため、焼入れ時の素材の冷却速度を低減できる。
【0017】
以上の知見に基づいて、本発明者らは、金型の成形面の緩冷却領域中の複数のリブ部及び複数の溝部のうち、リブ部の幅と溝部の幅とに着目して、さらに詳細に検討した。その結果、リブ部の幅を、溝部の幅よりも狭くすれば、熱間プレス成形時の素材の抜熱が有効に低減し、冷却速度を低減できることを、本発明者らは知見した。熱間プレス成形時の素材の冷却速度を遅くできれば、素材の高強度化を抑制でき、衝撃吸収能を高めることができる。
【0018】
緩冷却領域中のリブ部の幅を、溝部の幅よりも狭くすれば、熱間プレス成形品の少なくとも一部に、強度が低減された衝撃緩衝領域を形成することができる。しかしながら、リブ部の幅を溝部の幅よりも狭くしたとき、熱間プレス成形品の表面に波状の変形が生じ、熱間プレス成形品の寸法精度が低下する場合があった。そこで、本発明者らは、この原因について検討を行った。その結果、本発明者らは次の知見を得た。
【0019】
熱間プレス成形時において、一対の金型（上型、下型）のうちの一方の金型の成形面の緩冷却領域に形成されたリブ部が、他方の金型の成形面の緩冷却領域に形成された溝部に入り込んでしまう場合がある。この場合、熱間プレス成形品の表面に、上述の波状の変形が生じる。
【0020】
以上の知見に基づいて、本発明者らは、熱間プレス成形時において、一方の金型の緩冷却領域に形成されたリブ部と、他方の金型の緩冷却領域に形成されたリブ部とを、緩冷却領域の法線方向から見たときに重複させることを考えた。一方の金型の緩冷却領域に形成されたリブ部のうち少なくとも一部が、他方の金型の緩冷却領域に形成されたリブ部と重複すれば、リブ部が溝部に入り込んでしまうのを抑制することができる。
【0021】
本実施形態による金型では、熱間プレス成形時において、緩冷却領域を緩冷却領域の法線方向から見たとき、一方の緩冷却領域に形成されたリブ部と、他方の緩冷却領域に形成されたリブ部とは、少なくとも一部が重複する。その結果、リブ部の幅が溝部の幅よりも狭いことにより生じる、上述の波状の変形を抑制することができる。
【0022】
以上の知見に基づいて完成した本実施形態による金型、及び、本実施形態による金型を用いた熱間プレス成形品の製造方法は、次の構成を備える。
【0023】
［１］
素材に対して熱間プレス成形を実施するための金型であって、
第１成形面を有する上型と、
熱間プレス成形時において、前記第１成形面と対向して配置され、前記第１成形面とともに前記素材を熱間プレス成形する第２成形面を有する下型とを備え、
前記第１成形面は、
複数の第１リブ部と複数の第１溝部とを有する第１緩冷却領域を含み、
複数の前記第１リブ部は、前記第１リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第１溝部は、前記第１溝部の幅方向に配列され、
前記第１リブ部は、隣り合う前記第１溝部の間に形成されており、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅よりも狭く、
前記第２成形面は、
複数の第２リブ部と複数の第２溝部とを有する第２緩冷却領域を含み、
複数の前記第２リブ部は、前記第２リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第２溝部は、前記第２溝部の幅方向に配列され、
前記第２リブ部は、隣り合う前記第２溝部の間に形成されており、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅よりも狭く、
熱間プレス成形時において、前記第１緩冷却領域及び前記第２緩冷却領域を、前記第１緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第１リブ部と前記第２リブ部とは、少なくとも一部が重複している、
金型。
素材に対して熱間プレス成形を実施するための金型であって、
第１成形面を有する上型と、
熱間プレス成形時において、前記第１成形面と対向して配置され、前記第１成形面とともに前記素材を熱間プレス成形する第２成形面を有する下型とを備え、
前記第１成形面は、
複数の第１リブ部と複数の第１溝部とを有する第１緩冷却領域を含み、
複数の前記第１リブ部は、前記第１リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第１溝部は、前記第１溝部の幅方向に配列され、
前記第１リブ部は、隣り合う前記第１溝部の間に形成されており、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅よりも狭く、
前記第２成形面は、
複数の第２リブ部と複数の第２溝部とを有する第２緩冷却領域を含み、
複数の前記第２リブ部は、前記第２リブ部の幅方向に配列され、
複数の前記第２溝部は、前記第２溝部の幅方向に配列され、
前記第２リブ部は、隣り合う前記第２溝部の間に形成されており、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅よりも狭く、
熱間プレス成形時において、前記第１緩冷却領域及び前記第２緩冷却領域を、前記第１緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第１リブ部と前記第２リブ部とは、少なくとも一部が重複している、
金型。
【0024】
［１］の金型は、熱間プレス成形によって、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造できる。
【0025】
［２］
［１］に記載の金型であって、
熱間プレス成形時において、前記第１緩冷却領域及び前記第２緩冷却領域を、前記第１緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第１リブ部と前記第２リブ部とは、同じ方向に延びており、
前記第１溝部と前記第２溝部とは、同じ方向に延びている、
金型。
［１］に記載の金型であって、
熱間プレス成形時において、前記第１緩冷却領域及び前記第２緩冷却領域を、前記第１緩冷却領域の法線方向から見たとき、
前記第１リブ部と前記第２リブ部とは、同じ方向に延びており、
前記第１溝部と前記第２溝部とは、同じ方向に延びている、
金型。
【0026】
［２］の金型は、熱間プレス成形時の素材における熱伝達のシミュレーションの精度を高めることができる。
【0027】
［３］
［１］又は［２］に記載の金型であって、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％である、
金型。
［１］又は［２］に記載の金型であって、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％である、
金型。
【0028】
［３］の金型であれば、熱間プレス成形時において、冷却速度を遅くすることができる。冷却速度を遅くすることができれば、所望の素材温度で冷却を停止しやすくなる。例えば、熱間プレス成形時においてＭｆ点～Ｍｓ点の間で冷却を停止して、その後に後述する加熱保持工程を実施することにより、素材のミクロ組織中のマルテンサイト、及び、残留オーステナイトの生成量を調整してもよい。また、例えば、熱間プレス成形時においてＭｓ点超～５００℃の間の温度で冷却を停止して、かつ、その後に後述する加熱保持工程を実施することにより、素材のミクロ組織をベイナイト主体の組織としてもよい。
【0029】
［４］
［１］～［３］のいずれか１つに記載の金型であって、
前記第１緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第１リブ部の幅は、１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部の高さは、０．２～５．０ｍｍであり、
前記第２緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第２リブ部の幅は、１．０～８．０ｍｍであり、
前記第２リブ部の高さは、０．２～５．０ｍｍである、
金型。
［１］～［３］のいずれか１つに記載の金型であって、
前記第１緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第１リブ部の幅は、１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部の高さは、０．２～５．０ｍｍであり、
前記第２緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第２リブ部の幅は、１．０～８．０ｍｍであり、
前記第２リブ部の高さは、０．２～５．０ｍｍである、
金型。
【0030】
［４］の金型は、熱間プレス成形時の素材の温度ばらつきを抑制できる。
【0031】
［５］
［２］に記載の金型であって、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の幅は１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の高さは０．２～５．０ｍｍであり、
式（１）で定義されるＦｎ１が１４以下である、
金型。
Ｆｎ１＝Ｗｒ０．９／Ｐ００．８＋０．０５Ｈｒ （１）
ここで、式（１）中のＷｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の幅（ｍｍ）であり、Ｐ０＝Ｗｒ／Ｗｓであり、Ｗｓは前記第１溝部及び前記第２溝部の幅（ｍｍ）であり、Ｈｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の高さ（ｍｍ）である。
［２］に記載の金型であって、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の幅は１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の高さは０．２～５．０ｍｍであり、
式（１）で定義されるＦｎ１が１４以下である、
金型。
Ｆｎ１＝Ｗｒ０．９／Ｐ００．８＋０．０５Ｈｒ （１）
ここで、式（１）中のＷｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の幅（ｍｍ）であり、Ｐ０＝Ｗｒ／Ｗｓであり、Ｗｓは前記第１溝部及び前記第２溝部の幅（ｍｍ）であり、Ｈｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の高さ（ｍｍ）である。
【0032】
［５］の金型では、熱間プレス成形時の素材の温度ばらつきをさらに抑制できる。
【0033】
［６］
［２］又は［５］に記載の金型であって、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の幅は１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の高さは０．２～５．０ｍｍであり、
式（２）で定義されるＦｎ２が３０以上である、
金型。
Ｆｎ２＝Ｗｓ２×Ｈｒ０．４／Ｗｒ （２）
ここで、式（２）中のＷｓは前記第１溝部及び前記第２溝部の幅（ｍｍ）であり、Ｗｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の幅（ｍｍ）であり、Ｈｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の高さ（ｍｍ）である。
［２］又は［５］に記載の金型であって、
前記第１リブ部の幅は、前記第１溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第２リブ部の幅は、前記第２溝部の幅の１０～５０％であり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の幅は１．０～８．０ｍｍであり、
前記第１リブ部及び前記第２リブ部の各々の高さは０．２～５．０ｍｍであり、
式（２）で定義されるＦｎ２が３０以上である、
金型。
Ｆｎ２＝Ｗｓ２×Ｈｒ０．４／Ｗｒ （２）
ここで、式（２）中のＷｓは前記第１溝部及び前記第２溝部の幅（ｍｍ）であり、Ｗｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の幅（ｍｍ）であり、Ｈｒは前記第１リブ部及び前記第２リブ部の高さ（ｍｍ）である。
【0034】
［６］の金型では、素材の冷却速度をより遅くすることができる。冷却速度を遅くすることができれば、所望の素材温度で冷却をより停止しやすくなる。例えば、熱間プレス成形時においてＭｆ点～Ｍｓ点の間で冷却を停止して、その後に後述する加熱保持工程を実施することにより、素材のミクロ組織中のマルテンサイト、及び、残留オーステナイトの生成量を調整してもよい。また、例えば、熱間プレス成形時においてＭｓ点超～５００℃の間の温度で冷却を停止して、かつ、その後に後述する加熱保持工程を実施することにより、素材のミクロ組織をベイナイト主体の組織としてもよい。
【0035】
［７］
［４］～［６］のいずれか１項に記載の金型であって、
前記第１緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第１リブ部の幅は、１．０～４．０ｍｍであり、かつ、前記第１溝部の幅の１０～３０％であり、
前記第２緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第２リブ部の幅は、１．０～４．０ｍｍであり、かつ、前記第２溝部の幅の１０～３０％である、
金型。
［４］～［６］のいずれか１項に記載の金型であって、
前記第１緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第１リブ部の幅は、１．０～４．０ｍｍであり、かつ、前記第１溝部の幅の１０～３０％であり、
前記第２緩冷却領域の少なくとも一部において、
前記第２リブ部の幅は、１．０～４．０ｍｍであり、かつ、前記第２溝部の幅の１０～３０％である、
金型。
【0036】
［７］の金型は、熱間プレス成形時の素材の温度ばらつきをさらに抑制できる。
【0037】
［８］
熱間プレス成形品の製造方法であって、
素材を準備する工程と、
前記準備された素材をＡｃ３点以上の温度に加熱する工程と、
加熱された前記素材に対して、［１］～［７］のいずれか１項に記載の金型により熱間プレス成形を実施する工程と、
熱間プレス成形された前記素材を、前記金型から離型して、熱間プレス成形品を製造する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
熱間プレス成形品の製造方法であって、
素材を準備する工程と、
前記準備された素材をＡｃ３点以上の温度に加熱する工程と、
加熱された前記素材に対して、［１］～［７］のいずれか１項に記載の金型により熱間プレス成形を実施する工程と、
熱間プレス成形された前記素材を、前記金型から離型して、熱間プレス成形品を製造する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
【0038】
［８］の熱間プレス成形品の製造方法は、優れた衝撃吸収能を有する熱間プレス成形品を製造できる。
【0039】
［９］
［８］に記載の熱間プレス成形品の製造方法であってさらに、
前記金型から離型して製造された前記熱間プレス成形品を、１００～５００℃で保持する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
［８］に記載の熱間プレス成形品の製造方法であってさらに、
前記金型から離型して製造された前記熱間プレス成形品を、１００～５００℃で保持する工程とを備える、
熱間プレス成形品の製造方法。
【0040】
以下、本実施形態による金型、及び、本実施形態による金型を用いた熱間プレス成形品の製造方法について、図面を参照して説明する。なお、各図面において同一又は相当する構成については、同一の符号を付し、同一の説明を繰り返さない。
【0041】
［熱間プレス装置１の構成］
図１は、熱間プレス成形用の熱間プレス装置１の一例を示す正面図である。図１を参照して、熱間プレス装置１は、本実施形態による金型１０を除き、公知の熱間プレス装置と実質的に同じ構成を備える。熱間プレス装置１は、フレーム２と、スライド３と、ボルスタ４と、金型１０（上型１１及び下型１２）とを備える。以降の説明において、熱間プレス装置１の鉛直方向（上下）方向をＶ方向、熱間プレス装置１の幅方向をＷ方向、Ｖ方向とＷ方向と垂直な方向をＬ方向ともいう。
図１は、熱間プレス成形用の熱間プレス装置１の一例を示す正面図である。図１を参照して、熱間プレス装置１は、本実施形態による金型１０を除き、公知の熱間プレス装置と実質的に同じ構成を備える。熱間プレス装置１は、フレーム２と、スライド３と、ボルスタ４と、金型１０（上型１１及び下型１２）とを備える。以降の説明において、熱間プレス装置１の鉛直方向（上下）方向をＶ方向、熱間プレス装置１の幅方向をＷ方向、Ｖ方向とＷ方向と垂直な方向をＬ方向ともいう。
【0042】
図１を参照して、フレーム２は、熱間プレス装置１の上部に配置される。フレーム２は、フレーム２の下方に配置されるスライド３を昇降可能に支持する。フレーム２は、スライド３を昇降する駆動装置（図示せず）を備える。駆動装置は機械式機構であってもよいし、液圧式機構であってもよい。スライド３は、フレーム２に取り付けられ、フレーム２が備える駆動装置により上下方向に昇降可能である。スライド３の下面には、上型１１が取り付けられる。ボルスタ４は、スライド３の下方に配置される。ボルスタ４の上面は、スライド３の下面と対向する。ボルスタ４の上面には、下型１２が取り付けられる。このとき、下型１２は、上型１１の下方に配置される。
【0043】
金型１０は、上述の上型１１と、上述の下型１２とを含む。上型１１及び下型１２は、図１のＬ方向に延びている。以下、熱間プレス装置１及び金型１０に関して、上型１１及び下型１２が延びる方向を「金型１０の長手方向（Ｌ方向）」ともいう。金型１０に関して、Ｌ方向、及び、図１のＶ方向に垂直な方向を「金型１０の幅方向（Ｗ方向）」ともいう。
【0044】
上述のとおり、上型１１は、スライド３の下面に固定されており、下型１２は、ボルスタ４の上面に固定されている。そして、下型１２は上型１１の下方に配置されている。熱間プレス成形を実施するとき、初めに、加熱された素材（ブランク）が、下型１２上に配置される。素材の配置後、上型１１が下型１２に対して相対的にＶ方向にスライドして、素材に接触しながら、素材に外力を付与する。つまり、上型１１及び下型１２が素材を熱間プレス成形する。これにより、素材を所望の形状に成形する。さらに、熱間プレス成形中において、上型１１の成形面と下型１２の成形面とが素材と接触して、上型１１及び下型１２が素材を抜熱して焼入れする。そのため、所望の形状を有し、かつ、強度を高めた熱間プレス成形品が製造される。
【0045】
熱間プレス装置１は、図１に図示しない構成を含んでいてもよい。熱間プレス装置１は、例えば、金型１０を冷却するための冷却装置を備えてもよい。この場合、例えば、金型１０内部に、冷却媒体が通る流路が設けられる。さらに、金型１０内部に冷却媒体を供給するためのポンプが配置される。熱間プレス装置１はさらに、熱間プレス装置１に素材を搬送するための搬送機構を備えてもよい。熱間プレス装置１は、図１に図示されない構成であって、公知の熱間プレス装置が備える構成を備えてもよい。
【0046】
［金型１０の構成］
図１中の金型１０の構成について、さらに詳細に説明する。
図２は、図１中の金型１０の斜視図である。図２を参照して、上型１１は、第１成形面１１０を有する。第１成形面１１０は、上型１１の下面に配置されている。図２では、第１成形面１１０は、Ｗ方向中央部に、Ｌ方向に延びる凹部を含む。
図１中の金型１０の構成について、さらに詳細に説明する。
図２は、図１中の金型１０の斜視図である。図２を参照して、上型１１は、第１成形面１１０を有する。第１成形面１１０は、上型１１の下面に配置されている。図２では、第１成形面１１０は、Ｗ方向中央部に、Ｌ方向に延びる凹部を含む。
【0047】
下型１２は、第２成形面１２０を有する。第２成形面１２０は、下型１２の上面に配置されている。図２では、第２成形面１２０は、Ｗ方向の中央部に、Ｌ方向に延びる凸部を含む。熱間プレス成形時において、第２成形面１２０は、第１成形面１１０と対向して配置される。そして、第２成形面１２０は、第１成形面１１０とともに、素材（ブランク）と接触して、素材を熱間プレス成形する。
【0048】
［第１成形面１１０及び第２成形面１２０の構成］
第１成形面１１０は、斜線部で示す第１緩冷却領域１１３を含む。図２では、第１緩冷却領域１１３は、第１成形面１１０の一部に形成される。図２では、第１成形面１１０は、第１緩冷却領域１１３と、第１急冷領域１１４とを含む。
同様に、第２成形面１２０は、斜線部で示す第２緩冷却領域１２３を含む。図２では、第２緩冷却領域１２３は、第２成形面１２０の一部に形成される。図２では、第２成形面１２０は、第２緩冷却領域１２３と、第２急冷領域１２４とを含む。
熱間プレス成形時において、第１急冷領域１１４は、第２急冷領域１２４と対向する。第１急冷領域１１４と、第２急冷領域１２４とは、熱間プレス成形後の素材（熱間プレス成形品）に、高強度を有する高強度領域を形成する。
熱間プレス成形時において、第１緩冷却領域１１３は、第２緩冷却領域１２３と対向する。第１緩冷却領域１１３と、第２緩冷却領域１２３とは、熱間プレス成形後の素材（熱間プレス成形品）に、高強度領域よりも強度が低く、塑性変形しやすい衝撃緩衝領域を形成する。
第１成形面１１０は、斜線部で示す第１緩冷却領域１１３を含む。図２では、第１緩冷却領域１１３は、第１成形面１１０の一部に形成される。図２では、第１成形面１１０は、第１緩冷却領域１１３と、第１急冷領域１１４とを含む。
同様に、第２成形面１２０は、斜線部で示す第２緩冷却領域１２３を含む。図２では、第２緩冷却領域１２３は、第２成形面１２０の一部に形成される。図２では、第２成形面１２０は、第２緩冷却領域１２３と、第２急冷領域１２４とを含む。
熱間プレス成形時において、第１急冷領域１１４は、第２急冷領域１２４と対向する。第１急冷領域１１４と、第２急冷領域１２４とは、熱間プレス成形後の素材（熱間プレス成形品）に、高強度を有する高強度領域を形成する。
熱間プレス成形時において、第１緩冷却領域１１３は、第２緩冷却領域１２３と対向する。第１緩冷却領域１１３と、第２緩冷却領域１２３とは、熱間プレス成形後の素材（熱間プレス成形品）に、高強度領域よりも強度が低く、塑性変形しやすい衝撃緩衝領域を形成する。
【0049】
図３は、熱間プレス成形時の第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３における、金型１０及び素材（ブランク）Ｂの状態を示す、Ｖ方向及びＷ方向を含む断面図である。図４は、熱間プレス成形時の第１急冷領域１１４及び第２急冷領域１２４における、金型１０及び素材Ｂの状態を示す、Ｖ方向及びＷ方向を含む断面図である。図３及び図４は、上型１１が下死点に到達し、金型１０が閉じた状態を示す。換言すれば、図３及び図４は、上型１１の第１成形面１１０の略全体と、下型１２の第２成形面１２０の略全体とが、素材Ｂと接触して、素材Ｂに外力を付与している状態を示す。
【0050】
図２～図４を参照して、熱間プレス成形時において、素材Ｂは上型１１と下型１２とに挟まれる。このとき、第１成形面１１０の凹部が、第２成形面１２０の凸部内に嵌合する。その結果、素材Ｂは、ハット型の熱間プレス成形品に成形される。
【0051】
図２の金型１０はさらに、緩冷却領域（１１３及び１２３）と、急冷領域（１１４及び１２４）とを含む。上型１１の第１成形面１１０では、熱間プレス成形品の衝撃緩衝領域を形成する第１緩冷却領域１１３の表面構造は、熱間プレス成形品の高強度領域を形成する第１急冷領域１１４の表面構造と異なる。同様に、下型１２の第２成形面１２０では、熱間プレス成形品の衝撃緩衝領域を形成する第２緩冷却領域１２３の表面構造は、熱間プレス成形品の高強度領域を形成する第２急冷領域１２４の表面構造と異なる。以下、第１成形面１１０及び第２成形面１２０の表面構造についてさらに説明する。
【0052】
［第１成形面１１０の構成］
［第１緩冷却領域１１３の構成］
図５Ａは、図３中の第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３内の領域１００の拡大図である。図５Ａを参照して、上型１１の第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３は、複数の第１リブ部１１１と、複数の第１溝部１１２とを有する。図６は、図３の領域１００を上方向（第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３の法線方向）から見た、領域１００の模式図である。図５Ａ及び図６を参照して、複数の第１リブ部１１１は、所定の方向に延在している。図５Ａ及び図６では、一例として、複数の第１リブ部１１１は、Ｌ方向に延びている。ただし、複数の第１リブ部１１１の延在方向は、Ｌ方向に限定されない。
［第１緩冷却領域１１３の構成］
図５Ａは、図３中の第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３内の領域１００の拡大図である。図５Ａを参照して、上型１１の第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３は、複数の第１リブ部１１１と、複数の第１溝部１１２とを有する。図６は、図３の領域１００を上方向（第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３の法線方向）から見た、領域１００の模式図である。図５Ａ及び図６を参照して、複数の第１リブ部１１１は、所定の方向に延在している。図５Ａ及び図６では、一例として、複数の第１リブ部１１１は、Ｌ方向に延びている。ただし、複数の第１リブ部１１１の延在方向は、Ｌ方向に限定されない。
【0053】
複数の第１リブ部１１１は、第１リブ部１１１の幅方向に配列される。第１リブ部１１１の幅方向とは、第１リブ部１１１の延在方向に垂直な方向である。図５Ａでは、第１リブ部１１１の幅方向は、Ｗ方向である。しかしながら、第１リブ部１１１の幅方向はＷ方向に限定されない。本実施形態では、各第１リブ部１１１が、Ｌ方向に延在し、Ｗ方向に配列される。
【0054】
図５Ａを参照して、複数の第１溝部１１２は、第１溝部１１２の幅方向に配列され、第１リブ部１１１は、隣り合う第１溝部１１２の間に形成される。図５Ａでは、第１溝部１１２は、第１リブ部１１１と同様に、Ｌ方向に延在し、Ｗ方向に配列される。さらに、第１リブ部１１１は、隣り合う２つの第１溝部１１２の間に形成される。図５Ａでは、複数の第１溝部１１２と複数の第１リブ部１１１とがいずれもＬ方向に延在し、第１溝部１１２と第１リブ部１１１とがＷ方向に交互に並んでいる。
【0055】
図５Ａを参照して、第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅よりも狭い。上述のとおり、第１リブ部１１１の幅とは、第１リブ部１１１の延在方向に垂直な断面での第１リブ部１１１の幅を意味する。図５Ａでは、第１リブ部１１１の幅は、第１リブ部１１１のＷ方向の幅を意味する。同様に、第１溝部１１２の幅とは、第１溝部１１２の延在方向に垂直な断面での第１溝部１１２の幅を意味する。図５Ａでは、第１溝部１１２の幅は、第１溝部１１２のＷ方向の幅を意味する。第１リブ部１１１の幅及び第１溝部１１２の幅は、例えば、ノギス等を用いて、容易に求めることができる。
【0056】
図５Ａを参照して、本実施形態では、第１リブ部１１１の幅が第１溝部１１２の幅よりも狭い。熱間プレス成形時に第１緩冷却領域１１３が素材Ｂと接触したとき、第１溝部１１２での抜熱量は、第１リブ部１１１での抜熱量よりも少ない。第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅よりも狭いため、第１リブ部１１１での抜熱量をより少なく抑えることができる。そのため、第１緩冷却領域１１３では、第１急冷領域１１４と比較して、素材Ｂの冷却速度を遅くすることができる。そのため、金型１０を用いて熱間プレス成形を実施した場合、素材Ｂのうち、第１緩冷却領域１１３に接触した領域の焼入れの度合いを低減できる。その結果、熱間プレス成形後の素材Ｂ（熱間プレス成形品）に、強度を抑えた衝撃緩衝領域を形成することができる。
【0057】
［第１急冷領域１１４の構成］
図７は、図４の第１成形面１１０の第１急冷領域１１４中の領域２００の拡大図である。図７を参照して、上型１１の第１成形面１１０の第１急冷領域１１４では、第１リブ部１１１及び第１溝部１１２は形成されていない。換言すれば、第１成形面１１０の第１急冷領域１１４は、滑らかな面である。そのため、熱間プレス成形時において、第１急冷領域１１４の略全体が、素材Ｂと接触する。そのため、第１急冷領域１１４では、第１緩冷却領域１１３と比較して、素材Ｂの冷却速度を速くすることができる。そのため、金型１０を用いて熱間プレス成形が実施された場合、素材Ｂのうち、第１急冷領域１１４に接触した領域の焼入れの度合いを高めることができる。その結果、熱間プレス成形後の素材Ｂ（熱間プレス成形品）に、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域を形成することができる。
図７は、図４の第１成形面１１０の第１急冷領域１１４中の領域２００の拡大図である。図７を参照して、上型１１の第１成形面１１０の第１急冷領域１１４では、第１リブ部１１１及び第１溝部１１２は形成されていない。換言すれば、第１成形面１１０の第１急冷領域１１４は、滑らかな面である。そのため、熱間プレス成形時において、第１急冷領域１１４の略全体が、素材Ｂと接触する。そのため、第１急冷領域１１４では、第１緩冷却領域１１３と比較して、素材Ｂの冷却速度を速くすることができる。そのため、金型１０を用いて熱間プレス成形が実施された場合、素材Ｂのうち、第１急冷領域１１４に接触した領域の焼入れの度合いを高めることができる。その結果、熱間プレス成形後の素材Ｂ（熱間プレス成形品）に、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域を形成することができる。
【0058】
［第２成形面１２０の構成］
［第２緩冷却領域１２３の構成］
図５Ａを参照して、下型１２の第２成形面１２０の第２緩冷却領域１２３は、複数の第２リブ部１２１と、複数の第２溝部１２２とを有する。図５Ａ及び図６を参照して、複数の第２リブ部１２１は、所定の方向に延在している。図５Ａ及び図６では、複数の第２リブ部１２１は、Ｌ方向に延びている。ただし、複数の第２リブ部１２１の延在方向は、Ｌ方向に限定されない。
［第２緩冷却領域１２３の構成］
図５Ａを参照して、下型１２の第２成形面１２０の第２緩冷却領域１２３は、複数の第２リブ部１２１と、複数の第２溝部１２２とを有する。図５Ａ及び図６を参照して、複数の第２リブ部１２１は、所定の方向に延在している。図５Ａ及び図６では、複数の第２リブ部１２１は、Ｌ方向に延びている。ただし、複数の第２リブ部１２１の延在方向は、Ｌ方向に限定されない。
【0059】
複数の第２リブ部１２１は、第２リブ部１２１の幅方向に配列される。第２リブ部１２１の幅方向とは、第２リブ部１２１の延在方向に垂直な方向である。図５Ａでは、第２リブ部１２１の幅方向は、Ｗ方向である。しかしながら、第２リブ部１２１の幅方向はＷ方向に限定されない。本実施形態では、各第２リブ部１２１が、Ｌ方向に延在し、Ｗ方向に配列される。
【0060】
図５Ａを参照して、複数の第２溝部１２２は、第２溝部１２２の幅方向に配列され、第２リブ部１２１は、隣り合う第２溝部１２２の間に形成される。図５Ａでは、第２溝部１２２は、第２リブ部１２１と同様に、Ｌ方向に延在し、Ｗ方向に配列される。さらに、第２リブ部１２１は、隣り合う２つの第２溝部１２２の間に形成される。図５Ａでは、複数の第２溝部１２２と複数の第２リブ部１２１とがいずれもＬ方向に延在し、第２溝部１２２と第２リブ部１２１とがＷ方向に交互に並んでいる。
【0061】
図５Ａを参照して、さらに、第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅よりも狭い。上述のとおり、第２リブ部１２１及び第２溝部１２２の幅方向とは、金型１０の幅方向（Ｗ方向）に相当する。したがって、図５Ａに示される断面において、第２リブ部１２１の幅は、第２リブ部１２１のＷ方向の幅を意味し、第２溝部１２２の幅は、第２溝部１２２のＷ方向の幅を意味する。第２リブ部１２１の幅及び第２溝部１２２の幅は、例えば、ノギスを用いて求めることができる。
【0062】
図５Ａを参照して、第２リブ部１２１の幅が第２溝部１２２の幅よりも狭い。上述のとおり、第２リブ部１２１の幅とは、第２リブ部１２１の延在方向に垂直な断面での第２リブ部１２１の幅を意味する。そのため、上述の第１リブ部１１１の幅及び第１溝部１１２の幅の関係と同様の効果が得られる。具体的には、熱間プレス成形時に第２緩冷却領域１２３が素材Ｂと接触したとき、第２溝部１２２での抜熱量は、第２リブ部１２１での抜熱量よりも少ない。第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅よりも狭いため、第２リブ部１２１での抜熱量をより少なく抑えることができる。そのため、第２緩冷却領域１２３では、後述の第２急冷領域１２４と比較して、素材Ｂの冷却速度を遅くすることができる。そのため、金型１０を用いて熱間プレス成形が実施された場合、素材Ｂのうち、第２緩冷却領域１２３に接触した領域の焼入れの度合いを低減できる。その結果、熱間プレス成形後の素材Ｂ（熱間プレス成形品）に、強度を抑えた衝撃緩衝領域を形成することができる。
【0063】
［第２急冷領域１２４の構成］
図７を参照して、下型１２の第２成形面１２０の第２急冷領域１２４では、第２リブ部１２１及び第２溝部１２２は形成されていない。つまり、第２成形面１２０の第２急冷領域１２４は、滑らかな面である。そのため、熱間プレス成形時において、第２急冷領域１２４の略全体が、素材Ｂと接触する。そのため、第２急冷領域１２４では、第２緩冷却領域１２３と比較して、素材Ｂの冷却速度を速くすることができる。そのため、金型１０を用いて熱間プレス成形が実施された場合、素材Ｂのうち、第２急冷領域１２４に接触した領域の焼入れの度合いを高めることができる。その結果、熱間プレス成形後の素材Ｂ（熱間プレス成形品）に、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域を形成することができる。
図７を参照して、下型１２の第２成形面１２０の第２急冷領域１２４では、第２リブ部１２１及び第２溝部１２２は形成されていない。つまり、第２成形面１２０の第２急冷領域１２４は、滑らかな面である。そのため、熱間プレス成形時において、第２急冷領域１２４の略全体が、素材Ｂと接触する。そのため、第２急冷領域１２４では、第２緩冷却領域１２３と比較して、素材Ｂの冷却速度を速くすることができる。そのため、金型１０を用いて熱間プレス成形が実施された場合、素材Ｂのうち、第２急冷領域１２４に接触した領域の焼入れの度合いを高めることができる。その結果、熱間プレス成形後の素材Ｂ（熱間プレス成形品）に、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域を形成することができる。
【0064】
［第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１との関係］
金型１０ではさらに、熱間プレス成形時において、第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３及び第２成形面１２０の第２緩冷却領域１２３を、第１緩冷却領域１１３の法線方向から見たとき、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とは、少なくとも一部が重複している。ここでいう、「熱間プレス成形時」とは、上型１１の成形面１１０の略全体と、下型１２の成形面１２０の略全体とが、素材Ｂと接触して素材Ｂに外力を付与している状態を意味し、金型１０が閉じた状態であって、上型１１が下死点で保持されつつ素材Ｂが金型１０により冷却されている状態を意味する。
金型１０ではさらに、熱間プレス成形時において、第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３及び第２成形面１２０の第２緩冷却領域１２３を、第１緩冷却領域１１３の法線方向から見たとき、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とは、少なくとも一部が重複している。ここでいう、「熱間プレス成形時」とは、上型１１の成形面１１０の略全体と、下型１２の成形面１２０の略全体とが、素材Ｂと接触して素材Ｂに外力を付与している状態を意味し、金型１０が閉じた状態であって、上型１１が下死点で保持されつつ素材Ｂが金型１０により冷却されている状態を意味する。
【0065】
この場合、図５Ａに示すとおり、熱間プレス成形時において、第１リブ部１１１が第２溝部１２２内に入り込んだりせず、第２リブ部１２１が第１溝部１１２内に入り込んだりしない。そのため、熱間プレス成形時に、第１リブ部１１１が第２溝部１２２内に入り込んだり、第２リブ部１２１が第１溝部１１２内に入り込んだりすることにより、素材Ｂが波状に変形するのを抑制できる。
【0066】
［金型１０の特徴］
以上のとおり、本実施形態の金型１０では、第１緩冷却領域１１３の第１リブ部１１１の幅は第１溝部１１２の幅よりも狭い。さらに、第２緩冷却領域１２３の第２リブ部１２１の幅は第２溝部１２２の幅よりも狭い。そのため、金型１０を用いて熱間プレス成形を実施した場合、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３で挟まれた素材Ｂの領域では、冷却速度が抑えられる。そのため、熱間プレス成形品内で、強度を抑えた衝撃緩衝領域と、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域とを形成することができる。さらに、熱間プレス成形時に、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３を、第１緩冷却領域１１３の法線方向から見たとき、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とは、少なくとも一部が重複する。そのため、衝撃緩衝領域において、素材Ｂが波状に変形するのを抑制することができる。
以上のとおり、本実施形態の金型１０では、第１緩冷却領域１１３の第１リブ部１１１の幅は第１溝部１１２の幅よりも狭い。さらに、第２緩冷却領域１２３の第２リブ部１２１の幅は第２溝部１２２の幅よりも狭い。そのため、金型１０を用いて熱間プレス成形を実施した場合、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３で挟まれた素材Ｂの領域では、冷却速度が抑えられる。そのため、熱間プレス成形品内で、強度を抑えた衝撃緩衝領域と、衝撃緩衝領域よりも強度の高い高強度領域とを形成することができる。さらに、熱間プレス成形時に、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３を、第１緩冷却領域１１３の法線方向から見たとき、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とは、少なくとも一部が重複する。そのため、衝撃緩衝領域において、素材Ｂが波状に変形するのを抑制することができる。
【0067】
［金型１０の好ましい形態について］
第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３において、好ましくは、第１リブ部１１１と、第２リブ部１２１とは、同じ方向に延びている。さらに、第１溝部１１２と、第２溝部１２２とは、同じ方法に延びている。図５Ａ及び図６では、第１リブ部１１１と、第２リブ部１２１とは、Ｌ方向に延びており、第１溝部１１２と、第２溝部１２２とは、Ｌ方向に延びている。
第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３において、好ましくは、第１リブ部１１１と、第２リブ部１２１とは、同じ方向に延びている。さらに、第１溝部１１２と、第２溝部１２２とは、同じ方法に延びている。図５Ａ及び図６では、第１リブ部１１１と、第２リブ部１２１とは、Ｌ方向に延びており、第１溝部１１２と、第２溝部１２２とは、Ｌ方向に延びている。
【0068】
上述のとおり、第１リブ部１１１と、第１溝部１１２と、第２リブ部１２１と、第２溝部１２２とが、全て同じ方向に延在している場合、素材Ｂの熱伝達のシミュレーションでは、二次元でのシミュレーションを実施すれば足りる。つまり、第１リブ部１１１、第１溝部１１２、第２リブ部１２１及び、第２溝部１２２の延在方向に垂直な断面（つまり図５Ａに示す断面）での二次元のシミュレーションを実施すれば、その結果は、三次元のシミュレーションにより得られた結果と実質的に同じとなる。そのため、三次元のシミュレーションを実施する必要がない。そのため、素材Ｂの熱伝達について、より容易かつ正確なシミュレーションが可能となる。つまり、より容易かつ正確に冷却速度を制御することができる。この場合、素材Ｂの化学組成から、シミュレーションを用いることにより、所望のミクロ組織に制御することが可能になる。
【0069】
例えば、素材Ｂが鋼材である場合、素材Ｂを熱間プレス成形した結果、熱間プレス成形品が硬質相だけでなく、残留オーステナイトを含有するミクロ組織となれば、熱間プレス成形品の衝撃吸収能がさらに高まる。ここで、硬質相とは、マルテンサイト及び／又はベイナイトからなる。
【0070】
［好ましい第１リブ部１１１と第１溝部１１２との関係、及び、好ましい第２リブ部１２１及び第２溝部１２２との関係］
好ましくは、緩冷却領域１１３に形成された第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅の１０～５０％であり、緩冷却領域１２３に形成された第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅の１０～５０％である。
好ましくは、緩冷却領域１１３に形成された第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅の１０～５０％であり、緩冷却領域１２３に形成された第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅の１０～５０％である。
【0071】
第１リブ部１１１の幅が第１溝部１１２の幅の１０％以上であれば、第１リブ部１１１が素材Ｂを適切に抜熱する。この場合、素材Ｂの冷却速度が過剰に遅くなるのを抑制できる。そのため、素材Ｂのミクロ組織中にフェライト及びパーライトが生成するのを抑制でき、硬質相、又は、硬質相及び残留オーステナイトの生成が促進される。その結果、熱間プレス成形品の衝撃吸収能が向上する。
【0072】
一方、第１リブ部１１１の幅が第１溝部１１２の幅の５０％以下であれば、熱間プレス成形時において、冷却速度を遅くすることができる。冷却速度を遅くすることができれば、所望の素材温度で冷却を停止しやすくなる。例えば、Ｍｆ点～Ｍｓ点の間で冷却を停止して、マルテンサイト及び残留オーステナイトの生成量を調整してもよい。例えば、Ｍｓ点よりも高い温度で冷却を停止して、素材のミクロ組織をベイナイト主体の組織としてもよい。
【0073】
したがって、好ましくは、第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅の１０～５０％である。
第１リブ部１１１の幅の第１溝部１１２の幅に対する比のさらに好ましい上限は４５％であり、さらに好ましくは４０％であり、さらに好ましくは３５％である。
第１リブ部１１１の幅の第１溝部１１２の幅に対する比のさらに好ましい下限は１２％であり、さらに好ましくは１４％である。
第１リブ部１１１の幅の第１溝部１１２の幅に対する比のさらに好ましい上限は４５％であり、さらに好ましくは４０％であり、さらに好ましくは３５％である。
第１リブ部１１１の幅の第１溝部１１２の幅に対する比のさらに好ましい下限は１２％であり、さらに好ましくは１４％である。
【0074】
図５Ｂは、熱間プレス成形時を示す図５Ａの素材Ｂを除いた模式図である。ここで、第１リブ部１１１の幅は次のとおり定義する。第１リブ部１１１の表面のうち、第２成形面１２０と対向する表面を、第１リブ部１１１の頂面と定義する。すなわち、第１リブ部１１１の表面のうち、熱間プレス成形時に素材Ｂと接触する表面を「頂面」と定義する。図５Ｂに示すとおり、第１リブ部１１１の延在方向に垂直な断面において、頂面１１１Ｐの幅Ｗ１１１Ｐを、第１リブ部１１１の幅と定義する。頂面１１１Ｐの幅Ｗ１１１Ｐはすなわち、第１リブ部１１１の延在方向及び頂面１１１Ｐの法線方向に垂直な方向（図５ＢではＷ方向）の頂面１１１Ｐの長さに相当する。
【0075】
第１リブ部１１１の高さは次のとおり定義する。図５Ｂにおいて、第１リブ部１１１の頂面１１１Ｐから第１溝部１１２の溝底１１２Ｐまでの高さＨ１１１Ｐを、第１リブ部１１１の高さと定義する。換言すれば、第１リブ部１１１の頂面１１１Ｐから第１溝部１１２の溝底１１２Ｐまでの、頂面１１１Ｐの法線方向（図５ＢではＶ方向）の長さを、第１リブ部１１１の高さＨ１１１Ｐと定義する。
【0076】
第１溝部１１２の幅は次のとおり定義する。図５Ｂに示すとおり、第１リブ部１１１の延在方向に垂直な断面において、隣り合う第１リブ部１１１同士の一方の頂面１１１Ｐの端点と、他方の頂面１１１Ｐの端点との間の隙間の幅Ｗ１１２Ｐを、第１溝部１１２の幅と定義する。
【0077】
第２リブ部１２１の幅は次のとおり定義する。第２リブ部１２１の表面のうち、第１成形面１１０と対向する表面を、第２リブ部１２１の頂面と定義する。すなわち、第２リブ部１２１の表面のうち、熱間プレス成形時に素材Ｂと接触する表面を「頂面」と定義する。図５Ｂに示すとおり、第２リブ部１２１の延在方向に垂直な断面において、頂面１２１Ｐの幅Ｗ１２１Ｐを、第２リブ部１２１の幅と定義する。頂面１２１Ｐの幅Ｗ１２１Ｐはすなわち、第２リブ部１２１の延在方向及び頂面１２１Ｐの法線方向に垂直な方向（図５ＢではＷ方向）の頂面１２１Ｐの長さに相当する。
【0078】
第２リブ部１２１の高さは次のとおり定義する。図５Ｂにおいて、第２リブ部１２１の頂面１２１Ｐから第２溝部１２２の溝底１２２Ｐまでの高さＨ１２１Ｐを、第２リブ部１２１の高さと定義する。換言すれば、第２リブ部１２１の頂面１２１Ｐから第２溝部１２２の溝底１２２Ｐまでの、頂面１２１Ｐの法線方向（図５ＢではＶ方向）の長さを、第２リブ部１２１の高さと定義する。
【0079】
第２溝部１２２の幅は次のとおり定義する。図５Ｂに示すとおり、第２リブ部１２１の延在方向に垂直な断面において、隣り合う第２リブ部１２１同士の一方の頂面１２１Ｐの端点と、他方の頂面１２１Ｐの端点との間の隙間の幅Ｗ１２２Ｐを、第２溝部１２２の幅と定義する。
【0080】
なお、第１リブ部１１１又は第２リブ部１２１の、延在方向に垂直な断面での形状は、図５Ａ及び図５Ｂに示すように矩形状であってもよいし、図５Ｃに示すように、頂面１１１Ｐ又は１２１Ｐに向かって幅が狭まる台形状であってもよい。また、第１リブ部１１１又は第２リブ部１２１では、図５Ｄに示すように、頂面１１１Ｐ又は１２１Ｐの角が面取りされていたり、第１リブ部１１１又は第２リブ部１２１の根元が面取りされていたりしてもよい。また、頂面１１１Ｐ又は１２１Ｐの角が丸みを帯びていたり（つまり、フィレット加工されていたり）、第１リブ部１１１又は第２リブ部１２１の根元が丸みを帯びていたり（つまり、フィレット加工されていたり）してもよい。
【0081】
なお、頂面（１１１Ｐ又は１２１Ｐ）が面取り又はフィレット加工されている場合、頂面（１１１Ｐ又は１２１Ｐ）の幅は、頂面（１１１Ｐ及び１２１Ｐ）のうち、面取り及びフィレット加工されていない部分の幅とする。
【0082】
上述のとおり、本実施形態の金型１０は、熱間プレス成形用の金型である。熱間プレス成形時、素材Ｂの温度はＡｃ３点以上であり、温間プレス成形よりも高い。そのため、熱間プレス成形時の素材Ｂは、温間プレス成形時の素材と比較して、硬さが低く、加工性に優れる。そのため、熱間プレス成形時に素材Ｂに掛かる面圧は、温間プレス成形時よりも低い。そのため、第１リブ部１１１の幅が、第１溝部１１２の幅の５０％以下であっても、素材Ｂの表面には疵がつきにくい。
【0083】
第１リブ部１１１及び第１溝部１１２との関係と同様に、第２リブ部１２１の幅が第２溝部１２２の幅の１０％以上であれば、素材Ｂの冷却速度の過剰な低減を抑制できる。そのため、熱間プレス成形品の衝撃吸収能が向上する。
【0084】
一方、第２リブ部１２１の幅が第２溝部１２２の幅の５０％以下であれば、素材Ｂの冷却速度を適度に遅くすることができる。そのため、熱間プレス成形時において、冷却停止温度（つまり、素材Ｂから金型１０を離すときの素材Ｂの温度）を調整しやすくなる。例えば、冷却停止温度をＭｓ点よりも上の温度に調整したり、冷却停止温度を、Ｍｆ点～Ｍｓ点の間に調整したり、又は、Ｍｓ点超～５００℃の間に調整したりしやすくなる。
【0085】
したがって、第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅の１０～５０％である。
第２リブ部１２１の幅の第２溝部１２２の幅に対する比の好ましい上限は４５％であり、さらに好ましくは４０％であり、さらに好ましくは３５％である。
第２リブ部１２１の幅の第２溝部１２２の幅に対する比のさらに好ましい下限は１２％であり、さらに好ましくは１４％である。
第２リブ部１２１の幅の第２溝部１２２の幅に対する比の好ましい上限は４５％であり、さらに好ましくは４０％であり、さらに好ましくは３５％である。
第２リブ部１２１の幅の第２溝部１２２の幅に対する比のさらに好ましい下限は１２％であり、さらに好ましくは１４％である。
【0086】
上述の第１リブ部１１１の幅及び第１溝部１１２の幅の関係と同様に、第２リブ部１２１の幅が第２溝部１２２の幅の５０％以下であっても、素材Ｂの表面には疵がつきにくい。
【0087】
［第１リブ部１１１の好ましい幅及び好ましい高さ、第２リブ部１２１の好ましい幅及び好ましい高さ］
好ましくは、第１緩冷却領域１１３の少なくとも一部において、第１リブ部１１１の幅は１．０～８．０ｍｍであり、第１リブ部１１１の高さは０．２～５．０ｍｍであり、第２緩冷却領域１２３の少なくとも一部において、第２リブ部１２１の幅は１．０～８．０ｍｍであり、第２リブ部１２１の高さは０．２～５．０ｍｍである。第１リブ部１１１の高さは、第１溝部１１２の深さに相当する。同様に、第２リブ部１２１の高さは、第２溝部１２２の深さに相当する。
好ましくは、第１緩冷却領域１１３の少なくとも一部において、第１リブ部１１１の幅は１．０～８．０ｍｍであり、第１リブ部１１１の高さは０．２～５．０ｍｍであり、第２緩冷却領域１２３の少なくとも一部において、第２リブ部１２１の幅は１．０～８．０ｍｍであり、第２リブ部１２１の高さは０．２～５．０ｍｍである。第１リブ部１１１の高さは、第１溝部１１２の深さに相当する。同様に、第２リブ部１２１の高さは、第２溝部１２２の深さに相当する。
【0088】
第１リブ部１１１の幅又は第２リブ部１２１の幅を８．０ｍｍ以下にすれば、素材Ｂにおける第１リブ部１１１の幅方向又は第２リブ部１２１の幅方向の温度ばらつきを低減することができる。そのため、熱間プレス成形時において、素材Ｂの温度ばらつきに由来する、冷却速度のばらつきを低減できる。
【0089】
一方、第１リブ部１１１の幅又は第２リブ部１２１の幅を１．０ｍｍ以上にすれば、熱間プレス成形を実施する際に、第１リブ部１１１又は第２リブ部１２１が折れにくくなり、生産性が高まる。したがって、第１リブ部１１１の好ましい幅は、１．０～８．０ｍｍである。第２リブ部１２１の好ましい幅は、１．０～８．０ｍｍである。
【0090】
第１リブ部１１１の幅のさらに好ましい下限は１．８ｍｍであり、さらに好ましくは２．０ｍｍである。第２リブ部１２１の幅のさらに好ましい下限は１．８ｍｍであり、さらに好ましくは２．０ｍｍである。この場合、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１はさらに折れにくくなる。また、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の寸法精度が緩和されるため、加工しやすくなる。
【0091】
第１リブ部１１１の高さ又は第２リブ部１２１の高さを０．２ｍｍ以上にすれば、第１溝部１１２又は第２溝部１２２における、素材Ｂからの抜熱の発生を抑制できる。一方、第１リブ部１１１の高さ又は第２リブ部１２１の高さを５．０ｍｍ以下にすれば、熱間プレス成形を実施する際に、第１リブ部１１１又は第２リブ部１２１が折れにくくなり、生産性が高まる。したがって、第１リブ部１１１の好ましい高さは０．２～５．０ｍｍである。第２リブ部１２２の好ましい高さは０．２～５．０ｍｍである。
【0092】
なお、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３のうち、少なくとも一部の領域において、第１リブ部１１１又は第２リブ部１２１の、幅又は高さを上記のとおりに調整すれば、上記少なくとも一部の領域では、上記好ましい効果を得ることができる。したがって、本実施形態では、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３の少なくとも一部において、第１リブ部１１１又は第２リブ部１２１の幅又は高さを、上記のとおり調整すればよい。好ましくは、第１緩冷却領域１１３の全体にわたって、第１リブ部１１１の幅が１．０～８．０ｍｍであり、高さが０．２～５．０ｍｍであり、第２緩冷却領域１２３の全体にわたって、第２リブ部１２１の幅が１．０～８．０ｍｍであり、高さが０．２～５．０ｍｍである。
【0093】
さらに好ましくは、第１緩冷却領域１１３の少なくとも一部の領域において、第１リブ部１１１の幅は１．０～４．０ｍｍであり、かつ、第１溝部１１２の幅の１０～３０％であり、さらに、第２緩冷却領域１２３の少なくとも一部の領域において、第２リブ部１２１の幅は１．０～４．０ｍｍであり、かつ、第２溝部１２２の幅の１０～３０％である。この場合、素材Ｂの冷却速度をさらに遅くすることができる。そのため、冷却停止温度を所望の温度により調整しやすい。さらに、熱間プレス成形時の素材Ｂの温度ばらつきを低減できる。
【0094】
［Ｆｎ１について］
金型１０において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とが同じ方向に延びており、第１溝部１１２と第２溝部１２２とが同じ方向に延びており、第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅の１０～５０％であり、第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅の１０～５０％であり、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅が１．０～８．０ｍｍであり、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の高さが０．２～５．０ｍｍである場合を想定する。
この場合、好ましくは、式（１）で定義されるＦｎ１が１４以下である。
Ｆｎ１＝Ｗｒ０．９／Ｐ００．８＋０．０５Ｈｒ （１）
ここで、Ｗｒは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅（ｍｍ）である。Ｐ０＝Ｗｒ／Ｗｓであり、Ｗｓは第１溝部１１２及び第２溝部１２２の幅（ｍｍ）である。Ｈｒは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の高さ（ｍｍ）である。以下、Ｆｎ１について説明する。
金型１０において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とが同じ方向に延びており、第１溝部１１２と第２溝部１２２とが同じ方向に延びており、第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅の１０～５０％であり、第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅の１０～５０％であり、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅が１．０～８．０ｍｍであり、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の高さが０．２～５．０ｍｍである場合を想定する。
この場合、好ましくは、式（１）で定義されるＦｎ１が１４以下である。
Ｆｎ１＝Ｗｒ０．９／Ｐ００．８＋０．０５Ｈｒ （１）
ここで、Ｗｒは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅（ｍｍ）である。Ｐ０＝Ｗｒ／Ｗｓであり、Ｗｓは第１溝部１１２及び第２溝部１２２の幅（ｍｍ）である。Ｈｒは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の高さ（ｍｍ）である。以下、Ｆｎ１について説明する。
【0095】
図８はＦｎ１と、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３での温度ばらつきΔＴ（℃）との関係を示す図である。図８は、次に示す２次元の熱伝達シミュレーションにより得られた結果である。具体的には、図９に示す熱伝導モデルを想定した差分法により、熱間プレス成形時における素材Ｂの温度分布及び当該温度分布の経時変化をシミュレートした。
【0096】
図９は、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３における、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅方向の断面図である。素材Ｂを要素幅Ｄ０＝１ｍｍ、厚さＤ１＝素材Ｂの板厚（１．４ｍｍで想定）、Ｌ方向に単位長さを有する複数の要素Ｅに区画した。ｉ番目（ｉは自然数）の要素Ｅでの熱伝導及び熱伝達による単位時間（１秒）当たりの熱量の収支Ｑ（Ｗ／ｍ２）は以下の式で示される。
【0097】
Ｑ＝（Ｑ２ｉ）―（Ｑ２ｉ＋１）－２Ｑ１
この式の各項を、次の式で定義した。
（要素Ｅが第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１に接触している場合）
Ｑ１：素材Ｂとリブ部（１１１又は１２１）との接触熱伝達による要素Ｅの単位時間当たりの金型への熱量の移動（Ｗ／ｍ２）
Ｑ１＝－ｈ（Ｔｒ－Ｔｂｉ）
熱伝達係数ｈ＝２０００Ｗ／ｍ２・Ｋ
金型温度Ｔｒ＝１００℃
Ｔｂｉ：素材Ｂにおけるｉ番目の要素Ｅの温度
（要素Ｅが第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１に接触していない場合）
Ｑ１：溝部（１１２又は１２２）での空気を介した熱伝導による要素Ｅの単位時間当たりの熱量の金型への移動（Ｗ／ｍ２）
Ｑ１＝－λａ（Ｔｒ－Ｔｂｉ）／Ｈｒ
λａ：空気の熱伝導率＝０．０４Ｗ／ｍ・Ｋ
Ｑ２ｉ：素材Ｂ内の熱伝導によるｉ－１番目の要素Ｅから単位時間当たりの隣接するｉ番目の要素Ｅへの熱量の移動（Ｗ／ｍ２）
Ｑ２ｉ＝－λｂ（Ｔｂｉ－Ｔｂｉ－１）／Δｘ
λｂ：素材Ｂの熱伝導率＝５０Ｗ／ｍ・Ｋ
Ｔｂｉ：ｉ番目の要素Ｅ（素材Ｂ）の温度
Ｔｂｉ－１：ｉ番目の要素Ｅと隣接するｉ－１番目の要素Ｅの温度
Δｘ：隣接する要素Ｅ間の距離＝１ｍｍ
この式の各項を、次の式で定義した。
（要素Ｅが第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１に接触している場合）
Ｑ１：素材Ｂとリブ部（１１１又は１２１）との接触熱伝達による要素Ｅの単位時間当たりの金型への熱量の移動（Ｗ／ｍ２）
Ｑ１＝－ｈ（Ｔｒ－Ｔｂｉ）
熱伝達係数ｈ＝２０００Ｗ／ｍ２・Ｋ
金型温度Ｔｒ＝１００℃
Ｔｂｉ：素材Ｂにおけるｉ番目の要素Ｅの温度
（要素Ｅが第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１に接触していない場合）
Ｑ１：溝部（１１２又は１２２）での空気を介した熱伝導による要素Ｅの単位時間当たりの熱量の金型への移動（Ｗ／ｍ２）
Ｑ１＝－λａ（Ｔｒ－Ｔｂｉ）／Ｈｒ
λａ：空気の熱伝導率＝０．０４Ｗ／ｍ・Ｋ
Ｑ２ｉ：素材Ｂ内の熱伝導によるｉ－１番目の要素Ｅから単位時間当たりの隣接するｉ番目の要素Ｅへの熱量の移動（Ｗ／ｍ２）
Ｑ２ｉ＝－λｂ（Ｔｂｉ－Ｔｂｉ－１）／Δｘ
λｂ：素材Ｂの熱伝導率＝５０Ｗ／ｍ・Ｋ
Ｔｂｉ：ｉ番目の要素Ｅ（素材Ｂ）の温度
Ｔｂｉ－１：ｉ番目の要素Ｅと隣接するｉ－１番目の要素Ｅの温度
Δｘ：隣接する要素Ｅ間の距離＝１ｍｍ
【0098】
ところで、熱収支Ｑに伴う単位時間あたりの要素Ｅの温度変化ΔＴｂ（℃）は次の式で示される。
ΔＴｂ＝Ｑ／（ｃ・ρ・Ｄ０・Ｄ１）
ｃ：素材Ｂの比熱＝０．４３５Ｊ／（ｇ・Ｋ）
ρ：素材Ｂの密度＝７．８×１０＾３（ｇ／ｍ３）
ΔＴｂ＝Ｑ／（ｃ・ρ・Ｄ０・Ｄ１）
ｃ：素材Ｂの比熱＝０．４３５Ｊ／（ｇ・Ｋ）
ρ：素材Ｂの密度＝７．８×１０＾３（ｇ／ｍ３）
【0099】
上述の熱伝導モデルにおいて、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とが同じ方向に延びており、第１溝部１１２及び第２溝部１２２が同じ方向に延びているとした。さらに、第１リブ部１１１の幅が第２リブ部１２１の幅と同じであり、第１リブ部１１１の高さが第２リブ部１２１の高さと同じであるとした。さらに、第１溝部１１２の幅が第２溝部１２２の幅と同じであるとした。さらに、図９に示すとおり、熱間プレス成形時において、第１リブ部１１１の頂面全体が、第２リブ部１２１の頂面全体と重なるとした。なお、リブ部（１１１及び１２１）の延在方向に垂直な断面形状は矩形状であった。
【0100】
初期条件として時刻０（秒）における要素Ｅの温度Ｔｂｉを６２２℃とした。さらに、図９の右方と左方にそれぞれ５００～１０００ｍｍの区間では要素Ｅが第１リブ部１１１および第２リブ部１２１に接触しているとし（つまり、上記区間を緩冷却領域１１３及び１２３とし）、境界条件として図９の右方と左方それぞれ１０００ｍｍ地点での要素Ｅにおける素材Ｂ内の熱伝導は断熱するとした。そして、時間間隔０．０１秒ごとに要素Ｅの温度変化ΔＴｂを算出する逐次計算を行うことで、素材Ｂの温度分布及びその経時変化をシミュレートした。
【0101】
リブ部（１１１及び１２１）の幅、高さ、溝部（１１２及び１２２）の幅を変化させて、図９の右方と左方にそれぞれ２５０ｍｍ以内の区間におけるＴｂｉの最大値Ｔｂｉｍａｘと最小値Ｔｂｉｍｉｎの差Ｔｂｉｍａｘ－Ｔｂｉｍｉｎを素材Ｂでの温度ばらつきΔＴ（℃）と定義して求めた。求めたΔＴを用いて、図８を作成した。
【0102】
図８を参照して、Ｆｎ１が１４よりも高い場合、Ｆｎ１の低下とともに、ΔＴは急速に低下する。そして、Ｆｎ１が１４以下となったとき、Ｆｎ１の低下に伴うΔＴの低下度合いが緩やかになる。Ｆｎ１が１０以下となったときさらに、Ｆｎ１の低下に伴うΔＴの低下度合いが緩やかになる。したがって、図８のグラフでは、Ｆｎ１＝１４近傍と、Ｆｎ１＝１０近傍で変曲点が存在する。
【0103】
したがって、Ｆｎ１の好ましい上限は１４であり、さらに好ましくは１０である。Ｆｎ１が１４以下であれば、例えば、素材Ｂの温度ばらつきΔＴは１１０℃以下となる。また、Ｆｎ１が１０以下であれば、例えば、素材Ｂの温度ばらつきΔＴは４０℃以下になる。
【0104】
［Ｆｎ２について］
金型１０において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とが同じ方向に延びており、第１溝部１１２と第２溝部１２２とが同じ方向に延びており、第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅の１０～５０％であり、第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅の１０～５０％であり第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅が１．０～８．０ｍｍであり、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の高さが０．２～５．０ｍｍである場合を想定する。
この場合、好ましくは、式（２）で定義されるＦｎ２が３０以上である。
Ｆｎ２＝Ｗｓ２×Ｈｒ０．４／Ｗｒ （２）
ここで、Ｗｓは第１溝部１１２及び第２溝部１２２の幅（ｍｍ）である。Ｗｒは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅（ｍｍ）である。Ｈｒは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の高さ（ｍｍ）である。
金型１０において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とが同じ方向に延びており、第１溝部１１２と第２溝部１２２とが同じ方向に延びており、第１リブ部１１１の幅は、第１溝部１１２の幅の１０～５０％であり、第２リブ部１２１の幅は、第２溝部１２２の幅の１０～５０％であり第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅が１．０～８．０ｍｍであり、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の高さが０．２～５．０ｍｍである場合を想定する。
この場合、好ましくは、式（２）で定義されるＦｎ２が３０以上である。
Ｆｎ２＝Ｗｓ２×Ｈｒ０．４／Ｗｒ （２）
ここで、Ｗｓは第１溝部１１２及び第２溝部１２２の幅（ｍｍ）である。Ｗｒは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の幅（ｍｍ）である。Ｈｒは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の高さ（ｍｍ）である。
【0105】
図１０はＦｎ２と、熱間プレス成形時の素材Ｂの冷却速度Ｖ（℃／秒）との関係を示す図である。図１０は図９に示す熱伝導モデルを用いた上述の２次元の熱伝達シミュレーションにより得られた。なお、熱伝達シミュレーションにおいて、冷却速度Ｖは、時刻０から要素Ｅの温度が４００℃になる時刻までの、要素Ｅの単位時間ごとの温度変化を時間平均することで求めた。ここで冷却速度の算出に用いる要素Ｅはその温度ＴｂｉがＴｂｉｍａｘを示す要素とした。
【0106】
図１０を参照して、Ｆｎ２が増加するに従い、素材Ｂの冷却速度Ｖは急速に低下し、その後、冷却速度Ｖの低下度合いは緩やかになる。したがって、Ｆｎ２の好ましい下限は３０であり、さらに好ましくは４５であり、さらに好ましくは９０である。Ｆｎ２が３０以上であれば、例えば、素材Ｂの冷却速度Ｖは８０℃／秒以下になる。そのため、熱間プレス成形時において、冷却停止温度（つまり、素材Ｂから金型１０を離すときの素材Ｂの温度）を所望の温度に調整しやすくなる。Ｆｎ２が４５以上であれば、例えば、素材Ｂの冷却速度は７０℃／秒以下になる。そのため、冷却停止温度を所望の温度にさらに調整しやすくなる。Ｆｎ２が９０以上であれば、例えば、素材Ｂの冷却速度Ｖは５０℃／秒以下となる。そのため、冷却停止温度を所望の温度にさらに調整しやすくなる。
【0107】
金型１０において、さらに好ましくは、Ｆｎ１が１４以下であり、かつ、Ｆｎ２が３０以上である。この場合、素材Ｂの温度ばらつきΔＴをより抑制でき、かつ、冷却停止温度を所望の温度により調整しやすくなる。
【0108】
さらに好ましくは、金型１０において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とが同じ方向に延びており、第１溝部１１２と第２溝部１２２とが同じ方向に延びており、第１リブ部１１１の幅は１．０～４．０ｍｍであり、かつ、第１溝部１１２の幅の１０～３０％であり、さらに、第２リブ部１２１の幅は１．０～４．０ｍｍであり、かつ、第２溝部１２２の幅の１０～３０％であり、Ｆｎ１が１４以下、及び／又は、Ｆｎ２が３０以上である。この場合、素材Ｂの冷却速度をさらに遅くすることができる。そのため、冷却停止温度を所望の温度により調整しやすい。さらに、熱間プレス成形時の素材Ｂの温度ばらつきを低減できる。
【0109】
［本実施形態の金型１０の他の形態］
［金型１０の第１成形面１１０及び第２成形面１２０の形状について］
本実施形態による金型１０は、上記構成に限定されない。例えば、金型１０は図２に示す形状に限定されない。金型１０の第１成形面１１０及び第２成形面１２０は長手方向に湾曲していてもよい。また、金型１０の上型１１の第１成形面１１０の長手方向（Ｌ方向）に垂直な断面形状は、凹形状に限定されない。下型１２の第２成形面１２０の長手方向（Ｌ方向）に垂直な断面形状は、凸形状に限定されない。上型１１の第１成形面１１０が、下型１２の第２成形面１２０と嵌合すれば、第１成形面１１０及び第２成形面１２０の形状は特に限定されない。
［金型１０の第１成形面１１０及び第２成形面１２０の形状について］
本実施形態による金型１０は、上記構成に限定されない。例えば、金型１０は図２に示す形状に限定されない。金型１０の第１成形面１１０及び第２成形面１２０は長手方向に湾曲していてもよい。また、金型１０の上型１１の第１成形面１１０の長手方向（Ｌ方向）に垂直な断面形状は、凹形状に限定されない。下型１２の第２成形面１２０の長手方向（Ｌ方向）に垂直な断面形状は、凸形状に限定されない。上型１１の第１成形面１１０が、下型１２の第２成形面１２０と嵌合すれば、第１成形面１１０及び第２成形面１２０の形状は特に限定されない。
【0110】
［第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３及び第２成形面１２０の第２緩冷却領域１２３の配置について］
また、第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３の配置は特に限定されない。同様に、第２成形面１２０の第２緩冷却領域１２３の配置は特に限定されない。第１成形面１１０が第１緩冷却領域１１３を含み、第２成形面１２０が第２緩冷却領域１２３を含んでいればよい。
また、第１成形面１１０の第１緩冷却領域１１３の配置は特に限定されない。同様に、第２成形面１２０の第２緩冷却領域１２３の配置は特に限定されない。第１成形面１１０が第１緩冷却領域１１３を含み、第２成形面１２０が第２緩冷却領域１２３を含んでいればよい。
【0111】
例えば、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３は、図２に示される形態に限定されない。図１１は、本実施形態による金型１０の図２とは異なる他の一例を示す斜視図である。図１１に示すように、金型１０の上型１１の第１成形面１１０の凹部の溝底面全面に第１緩冷却領域１１３が配置されていてもよい。金型１０の下型１２の第２成形面１２０の凸部の上面全面に、第２緩冷却領域１２３が配置されていてもよい。
【0112】
図１２は、本実施形態による金型１０の図２及び図１１とは異なる他の一例を示す斜視図である。図１２に示すように、金型１０の上型１１の第１成形面１１０の凹部の側面の一部に、第１緩冷却領域１１３が配置されていてもよい。金型１０の下型１２の第２成形面１２０の凸部の側面の一部に、第２緩冷却領域１２３が配置されていてもよい。
【0113】
図１３は、本実施形態による金型１０の図２、図１１及び図１２と異なる他の一例を示す斜視図である。図２、図１１及び図１２では、第１成形面１１０は、第１緩冷却領域１１３と第１急冷領域１１４とを含む。そして、第２成形面１２０は、第２緩冷却領域１２３と第２急冷領域１２４を含む。これに対して、図１３に示すとおり、第１成形面１１０全体が第１緩冷却領域１１３であってもよい。また、第２成形面１２０全体が第２緩冷却領域１２３であってもよい。
【0114】
以上のとおり、第１成形面１１０が第１緩冷却領域１１３を含み、第２成形面１２０が第２緩冷却領域１２３を含んでいれば、第１成形面１１０中の第１緩冷却領域１１３の位置、及び、第２成形面１２０中の第２緩冷却領域１２３の位置は、特に限定されない。しかしながら、熱間プレス成形時に上型１１及び下型１２が素材Ｂと接触して素材Ｂをプレスしている状態のとき、第１緩冷却領域１１３の少なくとも一部は、第２緩冷却領域１２３の少なくとも一部と、互いに対向して配置される。
【0115】
本実施形態ではさらに、第１緩冷却領域１１３は、第１リブ部１１１及び第１溝部１１２が形成されている領域のうち一部の領域として定義することもできる。同様に、第２緩冷却領域１２３は、第２リブ部１２１及び第２溝部１２２が形成されている領域のうち一部の領域として定義することもできる。要するに、本実施形態では、第１成形面１１０のうち少なくとも一部の領域において、第１リブ部１１１の幅が、第１溝部１１２の幅よりも狭く、第２成形面１２０のうち少なくとも一部の領域において、第２リブ部１２１の幅が第２溝部１２２の幅よりも狭い。
【0116】
［第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の延在方向について］
本実施形態において、第１リブ部１１１の延在方向、及び、第２リブ部１２１の延在方向は、特に限定されない。例えば、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１は、図５Ａ及び図６に示されるＬ方向に延在していなくてもよい。図１４は、図３の領域１００を拡大した模式図のうち、図５Ａとは異なる他の一例である。図１５は図１４の線分ＸＶ－ＸＶでの断面図である。図１４及び図１５を参照して、本実施形態では、第１リブ部１１１、第１溝部１１２、第２リブ部１２１、及び、第２溝部１２２は、いずれもＷ方向に延在し、Ｌ方向に並んでいる。この場合、第１リブ部１１１の幅、第１溝部１１２の幅、第２リブ部１２１の幅、及び、第２溝部１２２の幅は、いずれも、金型１０のＬ方向の幅を意味する。
本実施形態において、第１リブ部１１１の延在方向、及び、第２リブ部１２１の延在方向は、特に限定されない。例えば、第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１は、図５Ａ及び図６に示されるＬ方向に延在していなくてもよい。図１４は、図３の領域１００を拡大した模式図のうち、図５Ａとは異なる他の一例である。図１５は図１４の線分ＸＶ－ＸＶでの断面図である。図１４及び図１５を参照して、本実施形態では、第１リブ部１１１、第１溝部１１２、第２リブ部１２１、及び、第２溝部１２２は、いずれもＷ方向に延在し、Ｌ方向に並んでいる。この場合、第１リブ部１１１の幅、第１溝部１１２の幅、第２リブ部１２１の幅、及び、第２溝部１２２の幅は、いずれも、金型１０のＬ方向の幅を意味する。
【0117】
熱間プレス成形では、上型１１がスライド３とともに、Ｖ方向に移動する。その結果、素材Ｂは、上型１１の第１成形面１１０と、下型１２の第２成形面１２０とによって、熱間プレス成形される。第１成形面１１０及び第２成形面１２０が図２に示す形状を有する場合、熱間プレス成形により、素材Ｂのメタルフローは、Ｗ方向に進む。つまり、領域１００において、素材Ｂは第１成形面１１０、第２成形面１２０に対して、Ｗ方向に摺動する。
【0118】
図１４及び図１５に示すように、第１リブ部１１１、第１溝部１１２、第２リブ部１２１、及び、第２溝部１２２がいずれもＷ方向に延在する場合、素材Ｂが第１リブ部１１１及び／又は第２リブ部１２１からの摩擦抵抗を受けにくく、素材Ｂは第１リブ部１１１及び／又は第２リブ部１２１に対して摺動しやすい。そのため、素材Ｂの表面に疵が形成されるのを抑制することができる。
【0119】
このように、第１リブ部１１１、第１溝部１１２、第２リブ部１２１、及び、第２溝部１２２が、熱間プレス成形途中の過程での素材Ｂの摺動方向に延在している場合、熱間プレス成形途中の過程において、素材Ｂの表面に疵が形成されるのを抑制することができる。
【0120】
［第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１の配置の関係について］
本実施形態において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１との配置は、図５Ａ及び図６に示されるように、金型１０が閉じた状態において、完全に重複していなくてもよい。図１６は、図３の領域１００を拡大した模式図のうち、図５Ａ及び図１４とは異なる他の一例である。図１７は、図１６の領域１００を第１緩冷却領域１１３の法線方向から見て、リブ部のみを図示した模式図である。例えば、図１６及び図１７を参照して、金型１０が閉じた状態において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とが、平行に配置され、互いにずれた状態で重複していてもよい。このように、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とは、少なくとも一部が重複すればよい。
本実施形態において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１との配置は、図５Ａ及び図６に示されるように、金型１０が閉じた状態において、完全に重複していなくてもよい。図１６は、図３の領域１００を拡大した模式図のうち、図５Ａ及び図１４とは異なる他の一例である。図１７は、図１６の領域１００を第１緩冷却領域１１３の法線方向から見て、リブ部のみを図示した模式図である。例えば、図１６及び図１７を参照して、金型１０が閉じた状態において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とが、平行に配置され、互いにずれた状態で重複していてもよい。このように、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１とは、少なくとも一部が重複すればよい。
【0121】
本実施形態において、第１リブ部１１１と第２リブ部１２１との配置は、図５Ａ及び図１６に示されるように、同じ向きに延在していなくてもよい。図１８は、図３の領域１００を拡大した模式図のうち、図５Ａ、図１４及び図１６とは異なる他の一例である。図１９は、図１８の領域１００を第１緩冷却領域の法線方向から見て、リブ部のみを図示した模式図である。例えば、図１８及び図１９に示されるように、複数の第１溝部１１２と複数の第１リブ部１１１とがいずれもＬ方向に延在し、複数の第２溝部１２２と複数の第２リブ部１２１とがいずれもＷ方向に延在してもよい。この場合であっても、図１９を参照して、金型１０が閉じた状態において、第１リブ部１１１と、第２リブ部１２１とは、少なくとも一部が重複する。
【0122】
［第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３について］
本実施形態の第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３は、冷却媒体を第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３の表面に供給するための供給口を有さない方が好ましい。仮に、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３が供給口を有する場合、供給口に通じる金型１０（上型１１、下型１２）内部の配管内に滞留している空気により、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３のうち供給口を有する部分で、素材Ｂが過剰に抜熱されやすくなる。そのため、素材Ｂの温度ばらつきが助長される可能性がある。
本実施形態の第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３は、冷却媒体を第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３の表面に供給するための供給口を有さない方が好ましい。仮に、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３が供給口を有する場合、供給口に通じる金型１０（上型１１、下型１２）内部の配管内に滞留している空気により、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３のうち供給口を有する部分で、素材Ｂが過剰に抜熱されやすくなる。そのため、素材Ｂの温度ばらつきが助長される可能性がある。
【0123】
一方、上型１１及び下型１２は、内部に冷却媒体を通す冷却路を有してもよい。この場合、熱間プレス成形中の上型１１及び下型１２の温度を、十分に低く保つことができる。
【0124】
［金型１０を用いた熱間プレス成形品の製造方法］
金型１０を用いた熱間プレス成形による熱間プレス成形品の製造方法について説明する。本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法は、次の工程を備える。
・準備工程
・加熱工程
・熱間プレス成形工程
・離型工程
以下、各工程について説明する。
金型１０を用いた熱間プレス成形による熱間プレス成形品の製造方法について説明する。本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法は、次の工程を備える。
・準備工程
・加熱工程
・熱間プレス成形工程
・離型工程
以下、各工程について説明する。
【0125】
［準備工程］
準備工程では、所望の化学組成を有する素材Ｂを準備する。本実施形態において、素材Ｂは特に限定されない。素材Ｂは例えば、鋼板である。素材Ｂが鋼板である場合、鋼板の種類は特に限定されない。素材Ｂは例えば、めっき処理等の表面処理がされた鋼板であってもよく、めっき処理等の表面処理がされていない鋼板（いわゆる裸材）であってもよい。めっき処理を実施する場合、めっき処理とは、溶融亜鉛めっき処理であってもよく、合金化溶融亜鉛めっき処理であってもよく、アルミニウムめっき処理であってもよい。
準備工程では、所望の化学組成を有する素材Ｂを準備する。本実施形態において、素材Ｂは特に限定されない。素材Ｂは例えば、鋼板である。素材Ｂが鋼板である場合、鋼板の種類は特に限定されない。素材Ｂは例えば、めっき処理等の表面処理がされた鋼板であってもよく、めっき処理等の表面処理がされていない鋼板（いわゆる裸材）であってもよい。めっき処理を実施する場合、めっき処理とは、溶融亜鉛めっき処理であってもよく、合金化溶融亜鉛めっき処理であってもよく、アルミニウムめっき処理であってもよい。
【0126】
素材Ｂの母材鋼板の化学組成は、上述のとおり、特に限定されない。素材Ｂの母材鋼板は例えば、質量％で、Ｃ：０．１０～０．６０％、Ｓｉ：０～５．０％、Ｍｎ：０～５．０％、Ｐ：０．１００％以下、Ｓ：０．１００％以下、Ｎ：０．１００％以下、Ｏ：０．１００％以下、Ａｌ：０～１．０％、Ｃｒ：０～３．０％、Ｍｏ：０～５．０％、Ｖ：０～２．０％、Ｎｂ：０～１．０％、Ｔｉ：０～１．０％、Ｂ：０～１．０％、Ｃａ：０～１．０％、Ｍｇ：０～１．０％、Ｚｒ：０～１．０％、希土類元素：０～１．０％、Ｃｏ：０～５．０％、Ｗ：０～５．０％、Ｎｉ：０～３．０％、Ｃｕ：０～３．０％、及び、残部がＦｅ及び不純物からなる化学組成を有していてもよい。ここで、不純物とは、鋼材を工業的に製造する際に、原料としての鉱石、スクラップ、又は製造環境などから混入される元素であって、本実施形態による熱間プレス成形品に悪影響を与えない範囲で許容される元素を意味する。
【0127】
素材Ｂの厚さは、特に限定されないが、得ようとする熱間プレス成形品の特性に応じて選択される。素材Ｂの厚さは例えば、０．６～３．２ｍｍである。素材Ｂの機械的特性も特に限定されない。得ようとする熱間プレス成形品の特性に応じて、素材Ｂの機械的特性は適宜選択される。素材Ｂの引張強度は例えば、４００ＭＰａ以上であってもよい。
【0128】
素材Ｂを準備する方法は、特に限定されない。例えば、上述の化学組成を有する溶鋼から、公知の製造方法により素材Ｂを製造してもよい。第三者により製造された素材Ｂを購入することによって準備してもよい。
【0129】
［加熱工程］
加熱工程では、準備された素材ＢをＡｃ３点以上の温度に加熱する。加熱温度がＡｃ３点未満であれば、素材Ｂがオーステナイト単相にならない。この場合、熱間プレス成形工程で素材Ｂを冷却したとき、素材Ｂのうち、第１急冷領域１１４及び第２急冷領域１２４に挟まれた領域において、硬質相（マルテンサイト及び／又はベイナイト）の形成が不十分となる。そのため、十分な強度が得られない場合がある。加熱温度がＡｃ３点以上であれば、熱間プレス成形工程前の素材Ｂはオーステナイト単相となる。そのため、熱間プレス成形工程で素材Ｂを冷却したとき、素材Ｂのうち、第１急冷領域１１４及び第２急冷領域１２４に挟まれた領域において、硬質相が十分に形成される。その結果当該領域の強度を高めることができる。
加熱工程では、準備された素材ＢをＡｃ３点以上の温度に加熱する。加熱温度がＡｃ３点未満であれば、素材Ｂがオーステナイト単相にならない。この場合、熱間プレス成形工程で素材Ｂを冷却したとき、素材Ｂのうち、第１急冷領域１１４及び第２急冷領域１２４に挟まれた領域において、硬質相（マルテンサイト及び／又はベイナイト）の形成が不十分となる。そのため、十分な強度が得られない場合がある。加熱温度がＡｃ３点以上であれば、熱間プレス成形工程前の素材Ｂはオーステナイト単相となる。そのため、熱間プレス成形工程で素材Ｂを冷却したとき、素材Ｂのうち、第１急冷領域１１４及び第２急冷領域１２４に挟まれた領域において、硬質相が十分に形成される。その結果当該領域の強度を高めることができる。
【0130】
好ましくは、加熱温度は９５０℃未満とする。この場合、素材Ｂの加熱時間を短くすることができ、生産性を高めることができる。さらに、加熱に必要な燃料及び電力を削減できるため、製造コストを抑えることができる。
【0131】
加熱工程において、素材Ｂを加熱する方法は特に限定されない。例えば、電気炉、ガス炉、遠赤外炉、近赤外炉等、加熱炉を用いて素材Ｂを加熱してもよい。また、通電加熱装置や、高周波誘導加熱装置等を用いて素材Ｂを加熱してもよい。加熱工程において、素材Ｂを加熱する方法は限定されず、公知の加熱方法を適宜選択することができる。
【0132】
［熱間プレス成形工程］
熱間プレス成形工程では、Ａｃ３点以上に加熱された素材Ｂを、上述の金型１０を用いて熱間プレス成形する。熱間プレス成形工程では、加熱工程で加熱された素材Ｂが下型１２の第２成形面１２０の上に載置される。その後、図３に示すように、上型１１を下型１２に相対的に接近させて、金型１０を閉じる。このとき、素材Ｂは上型１１の第１成形面１１０及び下型１２の第２成形面１２０と接触する。換言すれば、素材Ｂは、上型１１の第１成形面１１０及び下型１２の第２成形面１２０に挟まれる。上型１１及び下型１２により、素材Ｂに対して熱間プレス成形を実施する。
熱間プレス成形工程では、Ａｃ３点以上に加熱された素材Ｂを、上述の金型１０を用いて熱間プレス成形する。熱間プレス成形工程では、加熱工程で加熱された素材Ｂが下型１２の第２成形面１２０の上に載置される。その後、図３に示すように、上型１１を下型１２に相対的に接近させて、金型１０を閉じる。このとき、素材Ｂは上型１１の第１成形面１１０及び下型１２の第２成形面１２０と接触する。換言すれば、素材Ｂは、上型１１の第１成形面１１０及び下型１２の第２成形面１２０に挟まれる。上型１１及び下型１２により、素材Ｂに対して熱間プレス成形を実施する。
【0133】
なお、本実施形態による熱間プレス成形工程では、熱間プレス成形時に素材Ｂを、冷却媒体を用いて冷却しない。代わりに、熱間プレス成形時に素材Ｂと接触する金型１０により素材Ｂを抜熱する。金型１０が閉じているとき、第１緩冷却領域１１３では、上型１１の第１成形面１１０の第１リブ部１１１と素材Ｂとが接触する。さらに、第２緩冷却領域１２３では、下型１２の第２成形面１２０の第２リブ部１２１と素材Ｂとが接触する。このとき、上型１１及び下型１２は、素材Ｂよりも十分に温度が低い。そのため、素材Ｂは第１リブ部１１１及び第２リブ部１２１によって抜熱される。上型１１及び下型１２の温度は例えば、常温（２０±１５℃）～２００℃である。
【0134】
［離型工程］
離型工程では、熱間プレス成形された素材Ｂを、金型１０から離型して、熱間プレス成形品を製造する。ここで、離型工程において、金型１０から離型されたときの素材Ｂ（熱間プレス成形品）の温度を、冷却停止温度と定義する。例えば、冷却停止温度が熱間プレス成形品のＭｆ点～Ｍｓ点の間、又は、Ｍｓ点超～５００℃の間であれば、熱間プレス成形品のミクロ組織として、硬質相からなる組織、又は、硬質相及び残留オーステナイトからなる組織が得られる。この場合、得られた熱間プレス成形品は優れた衝撃吸収能を有する。したがって、好ましくは、本実施形態による離型工程では、素材Ｂのうち、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３に挟まれた領域の温度が、素材Ｂの化学組成から求められるＭｆ点～Ｍｓ点の間、又は、Ｍｓ点超～５００℃の間であるときに、素材Ｂを金型１０から離型する。
離型工程では、熱間プレス成形された素材Ｂを、金型１０から離型して、熱間プレス成形品を製造する。ここで、離型工程において、金型１０から離型されたときの素材Ｂ（熱間プレス成形品）の温度を、冷却停止温度と定義する。例えば、冷却停止温度が熱間プレス成形品のＭｆ点～Ｍｓ点の間、又は、Ｍｓ点超～５００℃の間であれば、熱間プレス成形品のミクロ組織として、硬質相からなる組織、又は、硬質相及び残留オーステナイトからなる組織が得られる。この場合、得られた熱間プレス成形品は優れた衝撃吸収能を有する。したがって、好ましくは、本実施形態による離型工程では、素材Ｂのうち、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３に挟まれた領域の温度が、素材Ｂの化学組成から求められるＭｆ点～Ｍｓ点の間、又は、Ｍｓ点超～５００℃の間であるときに、素材Ｂを金型１０から離型する。
【0135】
なお、素材ＢのＭｓ点及びＭｆ点は、素材Ｂの化学組成によって異なる。そのため、素材Ｂにおいて、硬質相からなる組織、又は、硬質相及び残留オーステナイトからなる組織を得ようとする場合、素材Ｂの化学組成によって、好ましい冷却停止温度は異なる。しかしながら、金型１０を用いた熱間プレス成形品の製造方法によれば、第１緩冷却領域１１３と第２緩冷却領域１２３とに形成された第１リブ部１１１、第１溝部１１２、第２リブ部１２１、及び、第２溝部１２２の幅及び高さ、及び、素材Ｂの化学組成に基づいて、熱伝達シミュレーションにより、素材Ｂのうち、第１緩冷却領域１１３及び第２緩冷却領域１２３に挟まれた領域での冷却速度、温度の経時変化、及び、熱間プレス成形後所定時間経過後の温度分布を求めることができる。したがって、これらの熱伝達シミュレーションにより、好ましい冷却停止温度、又は、熱間プレス成形を開始してから離型するまでの時間、を求めることができる。そのため、本実施形態による金型１０によれば、素材Ｂの化学組成に応じて、硬質相からなる組織、又は、硬質相及び残留オーステナイトからなる組織を有する熱間プレス成形品を、熱間プレス成形によって製造することができる。
【0136】
［その他の工程］
本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法はさらに、上記以外の他の製造工程を含んでもよい。例えば、本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法は、離型工程後に、５００℃以下の温度域での加熱保持工程を実施してもよい。
本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法はさらに、上記以外の他の製造工程を含んでもよい。例えば、本実施形態による熱間プレス成形品の製造方法は、離型工程後に、５００℃以下の温度域での加熱保持工程を実施してもよい。
【0137】
加熱保持工程では、離型工程後の熱間プレス成形品に対して、５００℃以下の温度域での加熱保持を実施する。具体的には、金型１０から離型して製造された熱間プレス成形品を、１００～５００℃の加熱温度で保持する。この場合、加熱保持により、熱間プレス成形品のミクロ組織中の硬質相から残留オーステナイトに炭素を分配することができる。残留オーステナイトでの炭素が濃化するため、残留オーステナイトの生成が促進される。その結果、熱間プレス成形品内で、残留オーステナイトの割合が増える。この場合、衝突変形時に残留オーステナイトがマルテンサイトに変態して、熱間プレス成形品の延性が向上する（いわゆるＴＲＩＰ（ＴＲａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ）効果）。その結果、熱間プレス成形品の衝撃吸収能がさらに高まる。
【0138】
加熱保持温度の好ましい上限は４００℃である。なお、加熱保持温度は、Ｍｓ点－２０９℃以上とするのが好ましい。この場合、熱間プレス成形品の衝撃吸収能が安定してさらに高まる。したがって、Ｍｓ点－２０９℃が１００℃を超える場合、加熱保持温度の好ましい下限はＭｓ点－２０９℃である。加熱保持時間は特に限定されない。加熱保持温度での保持時間は例えば、５秒～３０分（１８００秒）とするのが好ましい。
【0139】
以上、本開示の実施の形態を説明した。しかしながら、上述した実施の形態は本開示を実施するための例示に過ぎない。したがって、本開示は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変更して実施することができる。
【符号の説明】
【0140】
１ 熱間プレス装置
１０ 金型
１１ 上型
１１０ 第１成形面
１１１ 第１リブ部
１１２ 第１溝部
１１３ 第１緩冷却領域
１２ 下型
１２０ 第２成形面
１２１ 第２リブ部
１２２ 第２溝部
１２３ 第２緩冷却領域
１０ 金型
１１ 上型
１１０ 第１成形面
１１１ 第１リブ部
１１２ 第１溝部
１１３ 第１緩冷却領域
１２ 下型
１２０ 第２成形面
１２１ 第２リブ部
１２２ 第２溝部
１２３ 第２緩冷却領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】