(57)【要約】【課題】レーザアシストベンディングに使用されるダイにおいて、レーザ光の拡散を防止することができるものを提供する。【解決手段】レーザ光２９を板状のワークＷに照射して前記ワークに曲げ加工をするときに使用されるワーク曲げ加工用のダイ１において、上面にＶ溝１１が形成されている本体部５と、前記レーザ光を前記ワークに照射するために、前記Ｖ溝の底部から前記本体部の底面まで前記本体部を貫通している貫通孔７と、前記ワークに照射されたレーザ光が外部に漏れることを防止するために、前記本体部に設けられ、前記本体部に対して高さ方向で移動自在になっているシャッタ９とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を板状のワークに照射して前記ワークに曲げ加工をするときに使用されるワーク曲げ加工用のダイにおいて、
上面にＶ溝が形成されている本体部と、
前記レーザ光を前記ワークに照射するために、前記Ｖ溝の底部から前記本体部の底面まで前記本体部を貫通している貫通孔と、
前記ワークに照射されたレーザ光が外部に漏れることを防止するために、前記本体部に設けられ、前記本体部に対して高さ方向で移動自在になっているシャッタと、
を有することを特徴とするワーク曲げ加工用のダイ。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク曲げ加工用のダイにおいて、
前記シャッタは、半透明な材料で構成されていることを特徴とするワーク曲げ加工用のダイ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のワーク曲げ加工用のダイにおいて、
前記本体部の貫通孔は、複数設けられており、各貫通孔は、所定の間隔をあけて前記本体部の長手方向にならんで配置されていることを特徴とするダイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク曲げ加工用のダイに係り、特に、レーザ光によってワークを加熱しワークに曲げ加工を施すときに使用するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金型（パンチ、ダイ）を用いて材料（ワーク）に曲げ加工をする際、レーザ光をワークに照射し、ワークの曲げられる部位を局部的に加熱して温度を上げる手法（レーザアシストベンディング）が知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−４２３３７号公報
【特許文献２】特開平５−３８３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のレーザアシストベンディングでは、レーザ光の乱反射によってレーザ光が拡散することを防ぐ必要がある。
【０００５】
本発明は、レーザアシストベンディングに使用されるダイにおいて、レーザ光の拡散を防止することができるもの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】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、レーザ光を板状のワークに照射して前記ワークに曲げ加工をするときに使用されるワーク曲げ加工用のダイにおいて、上面にＶ溝が形成されている本体部と、前記レーザ光を前記ワークに照射するために、前記Ｖ溝の底部から前記本体部の底面まで前記本体部を貫通している貫通孔と、前記ワークに照射されたレーザ光が外部に漏れることを防止するために、前記本体部に設けられ、前記本体部に対して高さ方向で移動自在になっているシャッタとを有するワーク曲げ加工用のダイである。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のワーク曲げ加工用のダイにおいて、前記シャッタは、半透明な材料で構成されているワーク曲げ加工用のダイである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のワーク曲げ加工用のダイにおいて、前記本体部の貫通孔は、複数設けられており、各貫通孔は、所定の間隔をあけて前記本体部の長手方向にならんで配置されているダイである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レーザアシストベンディングに使用されるダイにおいて、レーザ光の拡散を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るダイの概略構成を示す図であり、（ａ）はダイの平面図であり、（ｂ）はダイの正面図であり、（ｃ）は（ｂ）におけるＩＣ−ＩＣ断面図であり、（ｄ）は（ｂ）におけるＩＤ矢視図である。
【図２】ダイとパンチとを用いたワークの曲げ加工動作を示す図である。
【図３】変形例に係るダイの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態に係るワーク曲げ加工用のダイ（以下、単に「ダイ」という。）１は、レーザアシストベンディングをするときに（レーザ光を板状のワークＷの曲げ加工がされる部位に照射して曲げ加工がなされる部位を加熱した状態でワークＷにたとえば温間曲げ加工をするときに）、パンチ３とともに使用されるものであり、本体部５と貫通孔７とシャッタ９とを備えて構成されている。
【００１２】
ここで、説明の便宜のために、ダイ１における所定の一方向を長手方向とし、この長手方向に直交する所定の一方向を幅方向とし、長手方向と幅方向とに直交する所定の一方向を高さ方向とする。
【００１３】
直方体状に形成されている本体部５の上面にはＶ溝１１が形成されている。貫通孔７は、レーザ光をワークＷの曲げ加工がされる部位に照射するために、Ｖ溝１１の底部から本体部５の底面まで、本体部５高さ方向で本体部５貫通している。
【００１４】
シャッタ９は、ワークＷに照射されたレーザ光（たとえばワークＷ等で乱反射したレーザ光）が外部に漏れる（特に、ダイ１の幅方向の両側における、ダイ１のＶ溝１１の外部に漏れる）ことを防止するために、本体部５の幅方向の端部に設けられている。そして、シャッタ９は、本体部５に対して高さ方向で移動自在になっている。
【００１５】
なお、レーザ光の波長は、たとえば、可視光線の波長とは異なっており、シャッタ９は、レーザ光の波長の光を遮るとともに、可視光線に対して半透明（透明でもよい。）な材料で構成されている。また、シャッタ９は、レーザ保護フィルタで構成されており、たとえば、吸収型のフィルタになっている。
【００１６】
ダイ１には、付勢部１３が設けられている。付勢部１３は、シャッタ９が、本体部５の上面よりの上方に突出するように、シャッタ９を上方に付勢するようになっている。
【００１７】
本体部５は、直方体状のものの上面に、下方に凹んだＶ溝１１を設けた形状になっている。Ｖ溝１１は、本体部５の長手方向に伸びて本体部５の全長にわたり形成されており、本体部５の幅方向では、中央部に位置している。Ｖ溝１１が形成されていない本体部５の上面１５は、細長い矩形状に形成されて水平方向に展開しており、本体部５の幅方向におけるＶ溝１１の両側でＶ溝１１に沿って細長く延びている。
【００１８】
貫通孔７は、ダイ（本体部）の高さ方向（上下方向）から見ると、長円状に形成されており、Ｖ溝１１と同方向に長く延びている。ダイ１の高さ方向から見ると、長円状の貫通孔７の幅方向の中心とＶ溝１１（本体部５）の幅方向の中心とがお互いに一致しており、長円状の貫通孔７の幅はＶ溝１１の幅よりも狭くなっている。また、ダイ１の高さ方向から見ると、長円状の貫通孔７の長手方向（長さ方向）の中心とＶ溝１１の延伸方向（長手方向）の中心とがお互いに一致しており、長円状の貫通孔７の長さはＶ溝１１の長さ（本体部５の長さ）よりも短くなっている。
【００１９】
シャッタ９は、たとえば、矩形な平板状に形成されている。矩形な平板状のシャッタ９の横方向の寸法は、本体部５の高さ方向の寸法よりも僅かに小さくなっており、縦方向の寸法は、本体部５の長さ方向の寸法とほぼ等しくなっている。
【００２０】
シャッタ９は、この厚さ方向が本体部５の幅方向と一致し、横方向が本体部５の高さ方向と一致し、縦方向が本体部５の長さ方向と一致し、縦方向の一端が本体部５の長さ方向の一端と一致し、縦方向の他端が本体部５の長さ方向の他端と一致するようにして、たとえば、本体部５の幅方向の両側面１７のところにそれぞれに１枚ずつ（１つの本体部５に２枚）設けられている。
【００２１】
また、本体部５の長手方向の両端には、押え部材１９が一体的に設けられており、押え部材１９の先端部と本体部５と間にシャッタ９の長手方向の両端側の部位が挟み込まれている。さらに説明すると、押え部材１９の先端部と本体部５と間の間隙２１の寸法はシャッタ９の厚さの寸法よりも僅かに大きくなっている。そして、間隙２１にシャッタ９の長手方向の両端側の部位が入り込み、押え部材１９によってシャッタ９が支持され、シャッタ９が両側面１７から僅かに離れ上下方向で本体部５に対して移動するようになっている。また、シャッタ９は、たとえば、交換可能になっている。
【００２２】
付勢部１３は、たとえば、長く形成された波形のバネ２３で構成されている。波形バネ２３は、細長い帯状の素材をたとえば正弦波状（もしくは角部が円弧状である三角波状）に曲げた形状に形成されている。そして、波の振幅方向で弾性を備えている。
【００２３】
本体部５の下端には、波形バネ２３を支持するための突出部２５が本体部５の幅方向の両側に設けられている。突出部２５は、本体部５の幅方向で本体部５の側面１７から本体部５の長手方向のたとえば全長にわたって突出している。
【００２４】
波形バネ２３は、この長手方向が本体部５の長手方向と一致し、波の振幅方向が本体部５の高さ方向と一致するようにして、本体部５に設置されている。
【００２５】
本体部５に設置された波形バネ（設置済み波形バネ）２３は、波の振幅方向の一端が本体部５の突出部２５に当接し、波の振幅方向の他端がシャッタ９の下端に接している。そして、シャッタ９が上側に付勢されるようになっている。
【００２６】
なお、ダイ１において、シャッタ９等になんら外力が加わっていない状態（初期状態）では、シャッタ９が本体部５の上面から上方に所定の距離だけ突出している。さらに初期状態では、シャッタ９の上端は、Ｖ溝１１の斜面を延長した延長面よりに上方に位置しており、シャッタ９の下端は、本体部５の上面１５よりも下方に位置している。
【００２７】
初期状態で、ダイ１に平板状のワークＷを載置すると、たとえば、ワークＷの重量でシャッタ９が下方に押され、波形バネ２３が弾性変形し、シャッタ９は下方に移動するようになっている。そして、平板状のワークＷの下面が本体部５の上面１５に接したときに、シャッタ９の上端の高さ位置が本体部５の上面１５の高さ位置と一致するようになっている。
【００２８】
ワークＷをダイ１に設置し終えた後、パンチ３を下降してワークＷを曲げ加工すると、ワークＷが折れ曲がることでワークＷの部位（シャッタ９に当接している部位）が上方に移動するが、シャッタ９も波形バネ２３で上方に付勢され、ワークＷに常に接して上昇するようになっている。
【００２９】
なお、波形バネ２３に代えて、コイルスプリング等の他の弾性体を採用してもよいし、空気圧等の圧縮流体で駆動する単動シリンダを採用してもよい。
【００３０】
ダイ１の本体部５の下側には、図示しないレーザ光発生装置が発したレーザ光をワークＷに照射するための光学系２７が設けられており、光学系２７から上方に向かって出てきたレーザ光２９が、貫通孔７を通り、ダイ１（本体部５）に載置され曲げ加工がされるワークＷの曲げ線のところに照射されるようになっている。
【００３１】
図２で示すように、ワークＷの曲げが進むと光学系２７とワークＷの曲げ線のところとの間の距離が変化するので、レーザ光２９がワークＷの曲げ線のところで焦点を結ぶことができるように光学系２７を構成してもよい。
【００３２】
次にダイ１とパンチ３とを用いたワークＷの曲げ動作について説明する。
【００３３】
まず、初期状態では、図２（ａ）に示すように、パンチ３とシャッタ９とが上昇しており、レーザ光は照射されていない。
【００３４】
上記初期状態において、ワークＷをダイ１に載置すると、図２（ｂ）で示すように、シャッタ９が下降し、ワークＷの下面がダイ１の本体部５の上面１５に接する。
【００３５】
続いて、ワークＷへのレーザ光２９の照射を開始する。レーザ光２９の照射を開始してから所定時間が経過し、ワークＷの曲げ線の部位の温度が所定の温度まで上昇した後、パンチ３の下降を開始し、パンチ３を所定の位置まで下降して、ワークＷに曲げ加工を施す。
【００３６】
続いて、レーザ光２９の照射を停止し、パンチ３を上昇し、曲げ加工がなされたワークをダイ１から取り外し、ワークＷの曲げ加工が終了する。
【００３７】
なお、レーザ光２９の照射を停止するタイミングとして、パンチ３の下降を開始する直前、パンチ３が下降中であるとき等を採用してもよい。
【００３８】
ダイ１によれば、シャッタ９がダイ１の幅方向の両側に設けられているので、シャッタ９によりレーザアシストベンディングで使用され乱反射したレーザ光を遮ることができ、レーザ光の拡散（ダイ１から外部に向かっての拡散）を防止することができる。
【００３９】
また、付勢部１３によってシャッタ９がダイ１の本体部５の上面１５よりも上方に突出するように付勢されているので、ワークＷの曲げ加工の開始から終了までの間、シャッタ９がワークＷに常に接触し、ワークＷの曲げ加工の開始から終了までの間における、レーザ光の拡散を確実に防止することができる。
【００４０】
また、ダイ１において、シャッタ９を交換可能に構成することで、レーザアシストベンディングで使用されるレーザ光の波長が変わっても、レーザ光の拡散を確実に防止することができる。たとえば、波長が１０μｍ程度のレーザ光を用いてレーザアシストベンディングをする場合には、１０μｍ程度の波長の電磁波を吸収する材料で構成されたシャッタ９を使用し、波長が１μｍ程度のレーザ光を用いてレーザアシストベンディングをする場合には、１μｍ程度の波長の電磁波を吸収する材料で構成されたシャッタ９に交換することで、レーザ光の拡散を確実に防止することができる。
【００４１】
また、ダイ１によれば、シャッタ９が可視光線に対して半透明な材料で構成されているので、曲げ加工中におけるワークＷの挙動を目視することができ、たとえば、曲げ加工における不具合の発生を未然に防止することができる。
【００４２】
また、付勢部１３に代えて駆動部を設け、シャッタ９を上下動させてもよい。たとえば、空気圧シリンダ等のアクチュエータでシャッタ９を上下動させるようにしてもよい。そして、ワークＷをダイ１に載置するときには、シャッタ９を下降端（シャッタ９の上端が本体部５の上面１５よりも下方にある位置状態）に位置させておき、ワークＷの載置後パンチ３が下降しパンチ３とワークＷとが接触しダイ１とパンチ３とによるワークＷの挟み込みが開始されたときに、シャッタ９を上昇する（上方に付勢する）ように構成してもよい。
【００４３】
ところで、上述したダイ１では、貫通孔７が１つしか設けられていないが、図３で示すように、貫通孔７を本体部５に複数設けてもよい。この場合、各貫通孔７は、所定の間隔をあけて本体部５の長手方向にならんで配置されているものとする。
【００４４】
さらに、具体的は、ダイ１（本体部５）の高さ方向（上下方向）から見ると、貫通孔７は、円形状に形成されており、所定のピッチで本体部５の長手方向にならんで配置されている。また、ダイ１の高さ方向から見ると、円形状の貫通孔７の中心とＶ溝１１（本体部５）の幅方向の中心とがお互いに一致しており、円形状の貫通孔７の直径がＶ溝１１の幅よりも狭くなっている。
【００４５】
このように、複数の貫通孔７を所定の間隔をあけて本体部５の長手方向にならべて配置することで、ダイ１の強度の低下を防止することができるとともに、ワークＷにコイニング加工をすることもできる。なお、この場合、各貫通孔７を通してレーザ光をワークＷに照射するので、ワークＷの曲げ線の全長にわたってレーザ光が連続的に照射されず断続的に照射されことになる。しかし、ワークＷでの熱伝導によってワークＷの曲げ線の部位が曲げ線の全長にわたってほぼ均一に昇温されるので、支障なくレーザアシストベンディングをすることができる。
【００４６】
また、ワークＷの曲げ線の長さが、ダイ１の長手方向の寸法よりも長くなった場合、図１や図３に示すダイ１（パンチ３）をこの長手方向につなげてならべることで、ワークＷに曲げ加工をしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  ワーク曲げ加工用のダイ
５  本体部
７  貫通孔
９  シャッタ
１１  Ｖ溝
２９  レーザ光
Ｗ  ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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