(57)【要約】【課題】レーザビームを照射した部分の焼け焦げを無くすことができるレーザアシスト曲げ加工装置を提供する。【解決手段】Ｖ溝１１と上下方向に貫通した開口１３を有するダイ１０と、ダイ１０と協働して被加工板材Ｗを曲げ加工するパンチ２０と、開口１３を通して被加工板材Ｗに加熱用のレーザビームＬＢを照射するレーザ照射手段３と、ダイ１０の被加工板材Ｗが載る部分以外のＶ溝１１を覆うことで、Ｖ溝１１が外部と連通するのを遮断する第１の封止部材３０及び第２の封止部材４０と、第１の封止部材３０に形成されたシールドガス導入路３１と、シールドガスＳＧが直接被加工板材Ｗに直接当たらないようにする迂回壁３３と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に曲げ加工用のＶ溝を有し且つ被加工板材が載る位置に上下方向に貫通した開口を有するダイの上面に、曲げ線の位置を前記Ｖ溝の溝底に位置合わせした状態で前記被加工板材を載せ、
前記ダイの開口を通して、前記ダイの上面に載せた前記被加工板材の下面に、前記曲げ線に沿って加熱用のレーザビームをライン状に照射して、前記被加工板材の曲げ線の部分を加熱した状態で、
前記ダイの上方に配したパンチを前記ダイに対して相対的に下動させて、前記被加工板材の曲げ線の位置をパンチのＶ型の凸部により押し下げることで、前記被加工板材をＶ型に曲げ加工するレーザアシスト曲げ加工方法において、
前記ダイの前記被加工板材が載る部分以外の前記Ｖ溝を封止部材で覆うことで該Ｖ溝が外部と連通するのを遮断し、
この遮断状態で、前記ダイの上面に載った前記被加工板材と前記封止部材とによって封止された前記Ｖ溝内の空間と前記開口内の空間とにシールドガスを導入することを特徴とするレーザアシスト曲げ加工方法。
【請求項２】
上面に曲げ加工用のＶ溝を有し且つ被加工板材が載る位置に上下方向に貫通した開口を有するダイと、
前記ダイの上方に該ダイに対し相対的に上下方向移動自在に配され、曲げ線の位置を前記Ｖ溝の溝底に位置合わせした状態で前記ダイの上面に載せられた前記被加工板材の前記曲げ線の位置を、Ｖ型の凸部により前記ダイに対して相対的に押し下げることで、前記被加工板材をＶ型に曲げ加工するパンチと、
前記ダイの開口を通して、前記ダイの上面に載せた前記被加工板材の下面に、前記曲げ線に沿って加熱用のレーザビームをライン状に照射して、前記被加工板材の曲げ線の部分を加熱するレーザ照射手段と、
前記ダイの前記被加工板材が載る部分以外の前記Ｖ溝を覆うことで該Ｖ溝が外部と連通するのを遮断する封止部材と、
前記ダイの上面に載った前記被加工板材と前記封止部材とによって封止された前記Ｖ溝内の空間と前記開口内の空間とにシールドガスを導入するシールドガス導入路と、
を具備することを特徴とするレーザアシスト曲げ加工装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザアシスト曲げ加工装置であって、
前記シールドガス導入路から吹き出されるシールドガスの進路に、吹き出されるシールドガスが衝突することにより、吹き出されたシールドガスが前記被加工板材の下面に直接当たるのを回避する迂回壁が設けられていることを特徴とするレーザアシスト曲げ加工装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレーザアシスト曲げ加工装置であって、
前記封止部材が、前記被加工板材を挟むように前記Ｖ溝の延在方向に一対配置され、各封止部材にシールドガスを前記Ｖ溝内に供給する前記シールドガス導入路が設けられると共に、前記封止部材に前記迂回壁が設けられていることを特徴とするレーザアシスト曲げ加工装置。
【請求項５】
請求項４に記載のレーザアシスト曲げ加工装置であって、
前記封止部材が、前記ダイの上面に載ることで前記Ｖ溝の上面を塞ぐ第１の封止部材と、前記Ｖ溝内に嵌まることで該Ｖ溝内の空間を塞ぐ三角柱状の第２の封止部材と、で構成され、前記第２の封止部材が弾性材料で構成され、前記迂回壁が、前記第１の封止部材の下面に凸壁として設けられていることを特徴とするレーザアシスト曲げ加工装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレーザアシスト曲げ加工装置であって、
前記第１の封止部材が前記ダイの上面に磁力で吸着されるように構成されていることを特徴とするレーザアシスト曲げ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲げ加工を行う被加工板材の曲げ部分にレーザビームを照射して曲げ部を加熱した状態で曲げ加工を行うレーザアシスト曲げ加工方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、チタン、マグネシウム、ステンレス等の曲げ強さの大きい難加工性の被加工板材であっても高精度・高品質に曲げ加工する技術として、被加工板材の曲げ部分にレーザビームを照射して曲げ部を加熱した状態で曲げ加工を行うレーザアシスト曲げ加工装置が特許文献１において知られている。また、そのレーザビームを被加工板材の曲げ線に沿って線状に照射する装置が特許文献２において知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−９６３２９号公報
【特許文献２】特表２００２−５０７１５３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、この種のレーザビームを照射しながら曲げ加工を行う装置においては、レーザビームを照射した部分が焼け焦げてしまうことがあった。
【０００５】
本発明は、上記事情を考慮し、レーザビームを照射した部分が焼け焦げるおそれなく、品質よく容易に被加工板材を曲げ加工することができるレーザアシスト曲げ加工方法及びその装置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】
上記課題を解決するために、請求項１の発明のレーザアシスト曲げ加工方法は、上面に曲げ加工用のＶ溝を有し且つ被加工板材が載る位置に上下方向に貫通した開口を有するダイの上面に、曲げ線の位置を前記Ｖ溝の溝底に位置合わせした状態で前記被加工板材を載せ、前記ダイの開口を通して、前記ダイの上面に載せた前記被加工板材の下面に、前記曲げ線に沿って加熱用のレーザビームをライン状に照射して、前記被加工板材の曲げ線の部分を加熱した状態で、前記ダイの上方に配したパンチを前記ダイに対して相対的に下動させて、前記被加工板材の曲げ線の位置をパンチのＶ型の凸部により押し下げることで、前記被加工板材をＶ型に曲げ加工するレーザアシスト曲げ加工方法において、前記ダイの前記被加工板材が載る部分以外の前記Ｖ溝を封止部材で覆うことで該Ｖ溝が外部と連通するのを遮断し、この遮断状態で、前記ダイの上面に載った前記被加工板材と前記封止部材とによって封止された前記Ｖ溝内の空間と前記開口内の空間とにシールドガスを導入することを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明のレーザアシスト曲げ加工装置は、上面に曲げ加工用のＶ溝を有し且つ被加工板材が載る位置に上下方向に貫通した開口を有するダイと、前記ダイの上方に該ダイに対し相対的に上下方向移動自在に配され、曲げ線の位置を前記Ｖ溝の溝底に位置合わせした状態で前記ダイの上面に載せられた前記被加工板材の前記曲げ線の位置を、Ｖ型の凸部により前記ダイに対して相対的に押し下げることで、前記被加工板材をＶ型に曲げ加工するパンチと、前記ダイの開口を通して、前記ダイの上面に載せた前記被加工板材の下面に、前記曲げ線に沿って加熱用のレーザビームをライン状に照射して、前記被加工板材の曲げ線の部分を加熱するレーザ照射手段と、前記ダイの前記被加工板材が載る部分以外の前記Ｖ溝を覆うことで該Ｖ溝が外部と連通するのを遮断する封止部材と、前記ダイの上面に載った前記被加工板材と前記封止部材とによって封止された前記Ｖ溝内の空間と前記開口内の空間とにシールドガスを導入するシールドガス導入路と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のレーザアシスト曲げ加工装置であって、前記シールドガス導入路から吹き出されるシールドガスの進路に、吹き出されるシールドガスが衝突することにより、吹き出されたシールドガスが前記被加工板材の下面に直接当たるのを回避する迂回壁が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載のレーザアシスト曲げ加工装置であって、前記封止部材が、前記被加工板材を挟むように前記Ｖ溝の延在方向に一対配置され、各封止部材にシールドガスを前記Ｖ溝内に供給する前記シールドガス導入路が設けられると共に、前記封止部材に前記迂回壁が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４に記載のレーザアシスト曲げ加工装置であって、前記封止部材が、前記ダイの上面に載ることで前記Ｖ溝の上面を塞ぐ第１の封止部材と、前記Ｖ溝内に嵌まることで該Ｖ溝内の空間を塞ぐ三角柱状の第２の封止部材と、で構成され、前記第２の封止部材が弾性材料で構成され、前記迂回壁が、前記第１の封止部材の下面に凸壁として設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５に記載のレーザアシスト曲げ加工装置であって、前記第１の封止部材が前記ダイの上面に磁力で吸着されるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項２の発明によれば、被加工板材のレーザビームで加熱している箇所をシールドガス雰囲気に保つことができるので、レーザビームの照射により加熱している部分の焼け焦げを防ぐことができる。また、ダイのＶ溝を封止部材で封止するので、シールドガスの散逸を防ぐことができ、シールドガスの必要量を少なくすることができる。さらに、ダイの被加工板材が載る部分以外のＶ溝を封止部材で覆うことにより、レーザ光の漏れを防ぐことができ、安全性を高めることができる。
【００１３】
請求項３の発明によれば、シールドガス導入路から吹き出されたシールドガスが迂回壁に衝突することで乱流が起こるので、シールドガスを高速でＶ溝内の空間やダイの開口内の空間内に充満させることができ、レーザビーム照射による被加工板材の焼け焦げを確実に防止することができる。また、シールドガスが被加工板材に直接当たらないので、レーザビーム照射による被加工板材に対する加熱効率を高めることができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、被加工板材が載っている位置の両側からダイのＶ溝にシールドガスが供給され、しかも供給されたシールドガスが迂回壁に当たるので、被加工板材の下面に極力シールドガスが直接当たらないようにすることができ、レーザビーム照射による加熱効率を高めることができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、Ｖ溝を封止する封止部材が第１の封止部材と第２の封止部材で構成され、Ｖ溝に嵌まる第２の封止部材が弾性材料で構成されているので、無理なく簡単確実にＶ溝をシールドガスが漏れ出ないように封止することができる。
【００１６】
請求項６の発明によれば、第１の封止部材を磁力でダイの上面に吸着させるので、簡単確実に位置合わせしながらダイに対して封止部材をセットすることができ、取り扱いが容易である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態のレーザアシスト曲げ加工方法及びその装置の説明用の外観斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】（ａ）は図２中のダイの上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【図４】（ａ）は図２中の第２の封止部材の斜視図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図である。
【図５】（ａ）は図２中の封止部材とシールドガスの流れを示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＥ矢視図である。
【図６】（ａ）は本発明の第２実施形態における図５（ａ）と同様の図、（ｂ）は（ａ）のＦ視図である。
【図７】図６中の第２の封止部材の斜視図である。
【図８】本発明の実施形態のレーザアシスト曲げ加工装置が組み込まれたプレスブレーキの概略構成を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は本発明の第１の実施形態のレーザアシスト曲げ加工方法及びその装置の説明用の斜視図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ矢視図、図３（ａ）は図２中のダイの上面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図、図４（ａ）は図２中の第２の封止部材の斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ矢視断面図、図５（ａ）は図２中の封止部材とシールドガスの流れを示す断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ矢視図、図８は実施形態のレーザアシスト曲げ加工装置が組み込まれたプレスブレーキの概略構成を示す正面図である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、レーザアシスト曲げ加工装置１は、下側のダイ１０と、ダイ１０の上側に配されたパンチ２０と、ダイ１０の下側から上側に向けてレーザビームＬＢを照射するレーザ照射手段３（簡易的に矢印で示す）と、封止部材５０と、を有する。
【００２１】
ダイ１０は、上面１０ａに曲げ加工用のＶ溝１１を有すると共に、被加工板材（素材またはワークとも言う）Ｗが載る位置に、図２（ａ），（ｂ）及び図３（ａ），（ｂ）に示すように、上下方向に貫通した長孔状の開口１３を有している。
【００２２】
パンチ２０は、ダイ１０の上方に、ダイ１０に対して相対的に上下方向移動自在に配され、被加工板材ＷをＶ型に曲げ加工するものである。被加工板材Ｗは、曲げ線の位置をダイ１０のＶ溝１１の溝底１１ａに位置合わせした状態でダイ１０の上面１０ａに載せられる。この状態でパンチ２０は、下端のＶ型の凸部２１により、被加工板材Ｗの曲げ線の位置をダイ１０に対して相対的に押し下げ、それにより、被加工板材ＷをＶ型に曲げ加工する。
【００２３】
レーザ照射手段３は、ダイ１０の開口１３を通して、ダイ１０の上面１０ａに載せた被加工板材Ｗの下面に、曲げ線に沿って加熱用のレーザビームＬＢ〔図２（ｂ）参照〕をライン状（帯状）に照射し、それにより、被加工板材Ｗの曲げ線の部分を線状に加熱するものである。
【００２４】
封止部材５０は、ダイ１０の被加工板材Ｗが載る部分以外のＶ溝１１を覆うことで、Ｖ溝１１が外部と連通するのを遮断する部材であり、被加工板材Ｗを挟むようにＶ溝１１の延在方向に一対配置されている。各封止部材５０は、ダイ１０の上面１０ａに載ることでＶ溝１１の上面を塞ぐ金属製の第１の封止部材３０と、Ｖ溝１１内に密着して嵌まることで、Ｖ溝１１内の空間を塞ぐ三角柱状の第２の封止部材４０と、で構成されている。
【００２５】
第２の封止部材４０は、Ｖ溝１１内に嵌まることでシールドガスＳＧの漏れを無くすもので、Ｖ溝１１の内面との密着性を良くするため、スポンジやゴム等の弾性材料で構成されている。また、第１の封止部材３０は磁化されており、ダイ１０の上面１０ａに磁力で吸着されるようになっている。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、第１の封止部材３０には、シールドガスＳＧをＶ溝１１内に供給するシールドガス導入路３１が設けられている。また、図２（ａ）及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、第２の封止部材４０の上面の一部には、第１の封止部材３０のシールドガス導入路３１に連通し、シールドガス導入路３１から導入されたシールドガスＳＧを、ダイ１０の上面に載った被加工板材Ｗと封止部材５０とによって封止されたＶ溝１１内の空間１２と、開口１３内の空間１４とに導入するガス通路溝４１が設けられている。
【００２７】
また、シールドガス導入路３１及びガス通路溝４１を経由して吹き出されるシールドガスＳＧの進路には、吹き出されるシールドガスＳＧが衝突することにより、シールドガスＳＧが被加工板材Ｗの下面に直接当たるのを回避する迂回壁３３が設けられている。この迂回壁３３は、第１の封止部材３０の下面に凸壁として設けられており、図５に示すように、迂回壁３３の突出高さｔ１は、ガス通路溝４１の深さと同じか少し大きめに設定されている。
【００２８】
このレーザアシスト曲げ加工装置１は、例えば、図８に示すようなプレスブレーキＭに組み込まれている。このプレスブレーキＭは、床面上に立設されたサイドフレーム４を備えており、サイドフレーム４の前面下部に下部テーブル５が固定され、サイドフレーム４の前面上部に図示省略の油圧シリンダによって上下動自在な上部テーブル６が設けられている。下部テーブル５上にはダイ１０が設けられ、上部テーブル６の下部には、ダイ１０に対応させてパンチ２０が設けられている。この構成において、図示省略の油圧シリンダを作動せることで、上部テーブル６が上下動し、上部テーブル６の上下動によってパンチ２０が上下動して、ダイ１０に載置された被加工板材Ｗに曲げ加工を施す。
【００２９】
次に、上記構成のレーザアシスト曲げ加工装置１の作用の説明と共に実施形態のレーザアシスト曲げ加工方法について説明する。
【００３０】
帯板状の被加工板材Ｗに曲げ加工を施す場合は、まず、ダイ１０の上面１０ａに、曲げ線の位置をＶ溝１１の溝底１１ａに位置合わせした状態で被加工板材Ｗを載せる。また、スポンジ製の第２の封止部材４０をＶ溝１１に嵌めながら、その上に第１の封止部材３０を載せ、第１の封止部材３０の磁力により、第１の封止部材３０をダイ１０の上面１０ａに吸着固定する。
【００３１】
こうすることで、曲げ作業開始までの間、被加工板材Ｗが載った位置のＶ溝１１の上面が被加工板材Ｗにより蓋をされ、それ以外の部分のＶ溝１１が、封止部材５０（第１の封止部材３０及び第２の封止部材４０）によって封止される。
【００３２】
この状態で、ダイ１０の開口１３を通して、ダイ１０の上面１０ａに載せた被加工板材Ｗの下面に、曲げ線に沿って加熱用のレーザビームＬＢをライン状に照射して、被加工板材Ｗの曲げ線の部分を加熱する。同時にシールドガス導入路３１より、被加工板材Ｗと封止部材５０とによって封止されたＶ溝１１内の空間１２と開口１３内の空間１４とにシールドガスＳＧを導入する。
【００３３】
そして、被加工板材Ｗの曲げ線の部分を加熱した状態で、ダイ１０の上面１０ａの上方に配したパンチ２０をダイ１０に対して相対的に下動させて、被加工板材ＷをＶ型に曲げ加工する。
【００３４】
このように、シールドガスＳＧを供給した状態で、レーザビームＬＢの照射により被加工板材を加熱しながら曲げ加工した場合、被加工板材ＷのレーザビームＬＢで加熱している箇所をシールドガスＳＧの雰囲気に保つことができるので、レーザビームＬＢの照射により加熱している部分の焼け焦げを防ぎながら、品質良く正確に且つ容易に被加工板材Ｗに曲げ加工を施すことができる。また、ダイ１０のＶ溝１１を封止部材５０で封止するので、シールドガスＳＧの散逸を防ぐことができ、シールドガスＳＧの必要量を少なくすることができる。また、ダイ１０の被加工板材Ｗが載る部分以外のＶ溝１１を封止部材５０で覆うことにより、レーザ光の漏れを防ぐことができ、安全性を高めることができる。
【００３５】
また、シールドガス導入路３１から導入したシールドガスＳＧを迂回壁３３に衝突させることで、乱流を起こして拡散させることができるので、シールドガスＳＧを高速でＶ溝１１内の空間１２やダイ１０の開口１３内の空間１４内に充満させることができ、レーザビーム照射による被加工板材Ｗの焼け焦げを確実に防止することができる。
【００３６】
さらに、被加工板材Ｗが載っている位置の両側からダイ１０のＶ溝１１にシールドガスＳＧを導入する上、各迂回壁３３によって被加工板材Ｗの下面にシールドガスＳＧが直接当たらないようにすることができるので、レーザビーム照射による加熱効率を高めることができる。
【００３７】
また、この実施形態では、Ｖ溝１１を封止する封止部材５０が、第１の封止部材３０と第２の封止部材４０で構成され、Ｖ溝１１に嵌まる第２の封止部材４０がスポンジ等の弾性材料で構成されているので、無理なく簡単確実にＶ溝１１をシールドガスが漏れないように封止することができる。
【００３８】
また、第１の封止部材３０を磁力でダイ１０の上面１０ａに吸着させるように構成しているので、簡単確実に位置合わせしながらダイ１０に対して封止部材５０をセットすることができ、取り扱いが容易である。
【００３９】
なお、前記第１実施形態では、第２の封止部材４０にガス通路溝４１を設けていたが、図６及び図７に示す第２実施形態のように、第２の封止部材４０Ｂの長さをシールドガス導入路３１までの長さに短縮し、シールドガス導入路３１を直接Ｖ溝１１に連通させるようにしてもよい。この場合、Ｖ溝１１の溝底１１ａまでがシールドガスＳＧの流路断面になるので、第１の封止部材３０Ｂの下面に突設した迂回壁３３Ｂの高さｔ２を、第１実施形態の迂回壁３３の高さｔ１よりも大きくするのがよい。
【００４０】
また、前記各実施形態では、第１の封止部材３０，３０Ｂと第２の封止部材４０，４０Ｂをそれぞれ別体に構成したが、同一材料により一体に形成してもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１  レーザアシスト曲げ加工装置
３  レーザ照射手段
１０  ダイ
１０ａ  上面
１１  Ｖ溝
１１ａ  溝底
１２  空間
１３  開口
１４  空間
２０  パンチ
２１  Ｖ型の凸部
３０，３０Ｂ  第１の封止部材
３１  シールドガス導入路
３３，３３Ｂ  迂回壁
４０，４０Ｂ  第２の封止部材
５０  封止部材
ＬＢ  レーザビーム
ＳＧ  シールドガス
Ｗ  被加工板材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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