(57)【要約】【課題】高耐熱性の金属部品を順送金型によって短時間に大量生産を可能とする。【解決手段】高耐熱性の金属材料Ｗを用いて、所望とする金属部品を順送金型５０によって製造するための金属部品製造装置であって、金属材料Ｗをプレス加工する第１プレス加工部１０と、第１プレス加工部１０によってプレス加工された箇所のうちの所定箇所を加熱対象部として当該加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより加熱対象部を加熱する加熱部２０と、加熱部２０による加熱を行った後にプレス加工を行う第２プレス加工部３０と、を備え、第１プレス加工部１０、加熱部２０及び第２プレス加工部３０は順送金型５０に設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高耐熱性の金属材料を用いて、所望とする金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造装置であって、
前記金属材料をプレス加工する第１プレス加工部と、
前記第１プレス加工部によってプレス加工された箇所のうちの所定箇所を加熱対象部として当該加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより前記加熱対象部を加熱する加熱部と、
前記加熱部による加熱を行った後にプレス加工を行う第２プレス加工部と、
を備え、前記第１プレス加工部、前記加熱部及び前記第２プレス加工部は前記順送金型に設けられていることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の金属部品製造装置において、
前記金属部品は、所望とする厚みの薄肉部を一部に有する高耐熱性の金属部品であり、
前記第１プレス加工部は、前記金属材料をプレス加工することにより前記金属部品としての大まかな形状を形成し、
前記加熱部は、前記第１プレス加工部によりプレス加工された箇所のうち前記加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより当該加熱対象部を焼鈍し、
前記第２プレス加工部は、前記加熱部によって焼鈍された前記加熱対象部に対して再度のプレス加工を行うことによって前記加熱対象部を前記所望とする厚みの薄肉部とすることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の金属部品製造装置において、
前記加熱部は、前記第１プレス加工部及び前記第２プレス加工部それぞれがプレス加工を行っている間に前記加熱対象部の加熱を行うことを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の金属部品製造装置において、
前記加熱部には前記レーザ光を出力するためのレーザ光出力ヘッドが組み込まれており、当該レーザ光出力ヘッドのレーザ光出力部が前記加熱対象部に対向するように設置されていることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載の金属部品製造装置において、
前記レーザ光出力ヘッドは、当該レーザ光出力ヘッドから出力されるレーザ光の焦点が、前記加熱対象部における当該レーザ光の進行方向前方側の所定位置に存在するように設定されていることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の金属部品製造装置において、
前記レーザ光出力ヘッドは、当該レーザ光出力ヘッドから出力されるレーザ光の光軸が、前記加熱対象部に直交する軸に対して所定角度だけ傾斜した角度で前記加熱対象部を照射するように照射角度が設定されていることを特徴とする金属部品製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の金属部品製造装置において、
前記加熱対象部の温度を検知する温度センサーと、当該温度センサーからの温度信号を監視して監視結果に対応した制御を行う温度監視制御装置と、をさらに備え、
前記温度監視制御装置は、前記温度センサーが出力する温度信号に基づいて、前記加熱対象部の温度が所定の温度範囲となるように、前記レーザ光の出力制御を行うことを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項８】
請求項７に記載の金属部品製造装置において、
前記温度監視制御装置が行う前記レーザ光の出力制御は、前記加熱対象部の温度が前記所定の温度範囲の所望とする温度に達するまで、レーザ光の発生を継続させることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項９】
請求項７に記載の金属部品製造装置において、
前記温度監視制御装置は、前記加熱対象部の温度が前記所定の温度範囲の所望とする温度に達するまで、前記第１プレス加工部及び前記第２プレス加工部が行うべき加工動作を待機させるための動作待機信号を、前記順送金型を駆動する順送金型駆動機構部に出力することを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれかに記載の金属部品製造装置において、
前記温度センサーは、筒状胴体部を有する温度センサー本体部と、当該温度センサー本体部における前記筒状胴体部の先端面に設けられている温度センサーヘッド部と、を有し、
前記加熱部は、前記温度センサーヘッド部が前記被加熱部材の側に向いた状態で前記温度センサー本体部における前記筒状胴体部を収納可能な有底の温度センサー収納部が形成されている温度センサー収納プレートを有し、
前記温度センサーは、前記筒状胴体部と前記温度センサー収納部の側壁面との間及び前記筒状胴体部の後端面と前記温度センサー収納部の底面との間に、それぞれ衝撃吸収部材が介在された状態で前記温度センサー収納部に収納されていることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の金属部品製造装置において、
前記衝撃吸収部材は、ウレタンゴムでなることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の金属部品製造装置において、
前記ウレタンゴムは、２種類のウレタンゴムが用いられ、当該２種類のウレタンゴムのうちの一方のウレタンゴムでなる前記衝撃吸収部材を第１衝撃吸収部材とし、他方のウレタンゴムでなる前記衝撃吸収部材を第２衝撃吸収部材としたとき、
前記第１衝撃吸収部材は、前記筒状胴体部と前記温度センサー収納部の側壁面との間に介在され、
前記第２衝撃吸収部材は、前記筒状胴体部の後端面と前記温度センサー収納部の底面との間に介在され、
前記第１衝撃吸収部材は、前記第２衝撃吸収部材よりも硬度が高いウレタンゴムからなり、前記第２衝撃吸収部材は、前記第１衝撃吸収部材よりも機械的強度が高いウレタンゴムからなることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項１３】
請求項７〜１２のいずれかに記載の金属部品製造装置において、
前記所定の温度範囲は、８００℃〜１４００℃であることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項１４】
請求項２に記載の金属部品製造装置において、
前記薄肉部は、ダイヤフラム部としての機能を有することを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載の金属部品製造装置において、
前記金属部品は、カップ形状をなす部品であり、前記加熱対象部は前記カップ形状をなす部品の底面であることを特徴とする金属部品製造装置。
【請求項１６】
高耐熱性の金属材料を用いて、所望とする金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造方法であって、
前記金属材料をプレス加工する第１プレス加工工程と、
前記第１プレス加工工程によってプレス加工された箇所のうちの所定箇所を加熱対象部として当該加熱対象部にレーザ光を照射することにより前記加熱対象部を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程による加熱を行った後にプレス加工を行う第２プレス加工工程と、
を備え、前記第１プレス加工工程、前記加熱工程及び前記第２プレス加工工程が前記順送金型において行われることを特徴とする金属部品製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の金属部品製造方法において、
前記金属部品は、所望とする厚みの薄肉部を一部に有する高耐熱性の金属部品であり、
前記第１プレス加工工程は、前記金属材料をプレス加工することにより前記金属部品としての大まかな形状を形成し、
前記加熱工程は、前記第１プレス加工部によりプレス加工された箇所のうち前記加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより当該加熱対象部を焼鈍し、
前記第２プレス加工工程は、前記加熱部によって焼鈍された前記加熱対象部に対して再度のプレス加工を行うことによって前記加熱対象部を前記所望とする厚みの薄肉部とすることを特徴とする金属部品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高耐熱性の金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造装置及び金属部品製造方法に関し、特に、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造装置及び金属部品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の形状の金属部品を複数段階（２段階とする。）の加工工程を行うことによって製造する金属部品製造装置においては、第１プレス加工工程においてプレス加工した箇所と同じ個所を第２プレス加工工程において再度のプレス加工を行う場合がある。
【０００３】
このような場合、第２プレス加工工程の前段階の工程として、第１プレス加工工程によるプレス加工によって加工硬化した状態を元の状態に戻して柔らかくする「焼き鈍し（焼鈍ともいう。）」と呼ばれる加熱工程を行い、その後に、第２プレス加工工程を行うことが従来から行われている。
【０００４】
例えば、第１プレス加工工程においてプレス加工された箇所に対して、第２プレス加工工程において再度のプレス加工を行うことによって当該箇所に所望とする厚みを有する薄肉部を形成するような場合、第１プレス加工工程におけるプレス加工によって加工硬化した状態を元の状態に戻して柔らかくする「焼鈍」を行い、その後に、第２プレス加工工程を行う。
【０００５】
このような焼鈍を行う場合の加熱の方法としては、高周波誘導加熱コイルを採用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
しかしながら、高周波誘導加熱コイルによる加熱では、適切な焼鈍が行える温度に達するまでに長時間を要する場合が多く、所望とする金属部品を短時間に大量生産する場合には不向きであった。
【０００７】
特に、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）６３０、ＳＵＳ６３１又はＳＵＨ（Steel Use Heat Resisting）６６０などの高耐熱性の金属材料を用いて、例えば、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品を製造するような場合においては、焼鈍するためには、薄肉部とすべき箇所を約１０００℃以上にまで加熱する必要がある。これを高周波誘導加熱コイルによって行おうとすると、約１０００℃以上にまで加熱するには多くの時間を要するために、このような金属部品、すなわち、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品を短時間に大量生産する場合には、高周波誘導加熱コイルによって焼鈍を行うことは現実的ではない。
【０００８】
また、高周波誘導加熱コイルによって焼鈍を行おうとすると、約１０００℃以上の温度に達するまでに長時間の加熱を行う必要があるため、加熱したくない箇所にまで熱が伝達してしまうといった課題もある。
【０００９】
一方、レーザ光を照射することによって焼鈍を行うことも従来から知られている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に記載されている加工技術は、トランスファ加工装置によって複数回（２段階する。）のプレス加工工程を行う場合において、第１プレス加工工程におけるプレス加工の後に、レーザ光を照射して焼鈍を行い、その後、第２プレス加工工程におけるプレス加工を行うというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２４４３２５号公報
【特許文献２】実開平７−２６０３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献２に記載されている加工技術は、上記したように、トランスファ型加工装置である。トランスファ加工装置は、例えば、第１金型によって第１プレス加工工程を行い、当該第１プレス加工工程がなされたものを第２金型に搬送して、当該第２金型により第２プレス加工工程を行うというように、複数の加工工程を行うための複数の金型がそれぞれ独立して設けられており、かつ、複数の個々の金型がそれぞれ独立して動作するものである。
【００１２】
一方で、このようなトランスファ型加工装置ではなく、順送金型を用いた加工装置によって、上記したような金属部品を短時間に大量生産したいといった要求もある。順送金型は、１つの金型基台に複数のプレス加工部が設けられており、１つの金型基台の動作によって複数のプレス加工部（金型）が同時に動作することによって所望とする金属部品を製造するものである。このため、順送金型においては、金属材料としては、フープ状の金属材料（フープ材ともいう。）が用いられ、このような金属材料を一定の周期で間欠的に搬送と停止を繰り返しながら進行させて、金属材料の進行が停止したタイミングごとに複数のプレス加工部が同時に動作する。
【００１３】
しかしながら、上記した特許文献２においては、上記したように、複数の個々の金型がそれぞれ独立して動作するものであることから、１つの金型基台の動作によって複数のプレス加工部（金型）が同時に動作する順送金型を用いた加工装置にこれをそのまま適用するのは困難であり、また、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品を短時間に大量生産可能とすることは困難であると考えられる。また、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品だけではなく、一般的な高耐熱性の金属部品であっても、当該金属部品の製造工程に加熱工程が含まれる場合には、特許文献２に記載されている加工技術では、順送金型によって当該高耐熱性の金属部品を短時間に大量生産可能とすることは困難であると考えられる。
【００１４】
そこで、本発明は、高耐熱性の金属部品を順送金型によって短時間に大量生産を可能とする金属部品製造装置及び金属部品製造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】
【００１５】
［１］本発明の金属部品製造装置は、高耐熱性の金属材料を用いて、所望とする金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造装置であって、前記金属材料をプレス加工する第１プレス加工部と、前記第１プレス加工部によってプレス加工された箇所のうちの所定箇所を加熱対象部として当該加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより前記加熱対象部を加熱する加熱部と、前記加熱部による加熱を行った後にプレス加工を行う第２プレス加工部と、を備え、前記第１プレス加工部、前記加熱部及び前記第２プレス加工部は前記順送金型に設けられていることを特徴とする。
【００１６】
このように、本発明の金属部品製造装置は、第１プレス加工部と、加熱部と、第２プレス加工部とを備え、これらが１つの順送金型に取りつけられている。そして、１つの順送金型の動作により第１プレス加工部、加熱部及び第２プレス加工部が同時に個々の動作を行うことによって所望とする金属部品を製造するものである。
【００１７】
また、加熱部は、加熱対象部にレーザ光を照射して当該加熱対象部を加熱するようにしている。このため、金属材料として高耐熱性の金属材料を用いた場合であっても、短時間で所望とする温度にまで加熱することができる。これにより、高耐熱性の金属部品を順送金型によって製造する際に、当該順送金型における複数の工程の中に加熱部による加熱工程が含まれている場合であっても、高耐熱性の金属部品を短時間に大量生産することができる。
【００１８】
［２］本発明の金属部品製造装置においては、前記金属部品は、所望とする厚みの薄肉部を一部に有する高耐熱性の金属部品であり、前記第１プレス加工部は、前記金属材料をプレス加工することにより前記金属部品としての大まかな形状を形成し、前記加熱部は、前記第１プレス加工部によりプレス加工された箇所のうち前記加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより当該加熱対象部を焼鈍し、前記第２プレス加工部は、前記加熱部によって焼鈍された前記加熱対象部に対して再度のプレス加工を行うことによって前記加熱対象部を前記所望とする厚みの薄肉部とすることが好ましい。
【００１９】
このように、加熱部は、薄肉部とすべき加熱対象部に対してレーザ光を照射して当該加熱対象部を焼鈍するようにしている。このため、金属材料として高耐熱性の金属材料を用いた場合であっても、短時間で焼鈍することが可能となり、それによって、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品を順送金型によって短時間に大量生産が可能となる。
【００２０】
高耐熱性の金属材料が例えばＳＵＨ６６０である場合には、焼鈍するには約１０００℃〜約１２００℃程度の範囲となるように加熱する必要があるとされているが、レーザ光による加熱であれば、加熱対象部を短時間に焼鈍に必要な温度にまで上昇させることが実験により確かめられた。また、レーザ光による加熱であれば、局所的な加熱も可能であるため、加熱対象部以外の箇所を必要以上に加熱してしまうといったことの防止もできる。なお、高耐熱性の金属材料としては、ＳＵＨ６６０に限られるものではなく、種々の金属材料を用いることができる。
【００２１】
［３］本発明の金属部品製造装置においては、前記加熱部は、前記第１プレス加工部及び前記第２プレス加工部がそれぞれのプレス加工を行う間に前記加熱対象部を加熱することが好ましい。
【００２２】
これにより、順送金型の本来の動作に影響を与えることなく、加熱対象部を加熱することができる。すなわち、順送金型は、金属材料（フープ材）を一定周期で間欠的に進行と停止を繰り返しながら進行させて、金属材料が停止したタイミングで、複数のプレス加工を同時に行うものである。このため、複数のプレス加工が行われている間に加熱を済ませることにより、順送金型の本来の動作に影響を与えることなく、加熱対象部を加熱することができる。なお、これは、レーザ光によって加熱を行うことにより実現可能となるものである。
【００２３】
［４］本発明の金属部品製造装置においては、前記加熱部には前記レーザ光を出力するためのレーザ光出力ヘッドが組み込まれており、当該レーザ光出力ヘッドのレーザ光出力部が前記加熱対象部に対向するように設置されていることが好ましい。
【００２４】
これによって加熱対象部にレーザ光を照射することができる。なお、レーザ光出力ヘッドは加熱部に対して着脱自在に組み込まれていることが好ましい。これによって、レーザ光出力ヘッドの調整や点検などのメンテナンス作業を容易に行うことができる。
【００２５】
［５］本発明の金属部品製造装置においては、前記レーザ光出力ヘッドは、当該レーザ光出力ヘッドから出力されるレーザ光の焦点が、前記加熱対象部における当該レーザ光の進行方向前方側（奥側）の所定位置に存在するように設定されていることが好ましい。
【００２６】
レーザ光の焦点がこのような位置に設定されていることによって、レーザ光によって加熱対象部を加熱したときの温度が必要以上に高くなりすぎないようにすることができ、それによって、適切な焼鈍を行うことができる。
【００２７】
［６］本発明の金属部品製造装置においては、前記レーザ光出力ヘッドは、当該レーザ光出力ヘッドから出力されるレーザ光の光軸が、前記加熱対象部に直交する軸に対して所定角度だけ傾斜した角度で前記加熱対象部を照射するように設定されていることが好ましい。
【００２８】
レーザ光の照射角度がこのような角度に設定されていることによって、加熱対象部に当たって反射したレーザ光がレーザ光の光軸に沿って集中的にレーザ光出力ヘッド内に戻ってくることを可能な限り減らすことができる。
【００２９】
［７］本発明の金属部品製造装置においては、前記加熱対象部の温度を検知する温度センサーと、当該温度センサーからの温度信号を監視して監視結果に対応した制御を行う温度監視制御装置と、をさらに備え、前記温度監視制御装置は、前記温度センサーが出力する温度信号に基づいて、前記加熱対象部の温度が所定の温度範囲となるように、前記レーザ光の出力制御を行うことが好ましい。
【００３０】
これにより、加熱対象部の温度を所定の温度範囲に保持することができ、それによって、適切な焼鈍を行うことができる。また、加熱対象部の温度が適切に上昇しない場合には、レーザ光を発生させる装置（レーザ光発生装置）に不具合（例えば、経年劣化など）がある場合もあるため、レーザ光発生装置の状態を知ることもできる。
【００３１】
［８］本発明の金属部品製造装置においては、前記温度監視制御装置が行う前記レーザ光の出力制御は、前記加熱対象部の温度が前記所定の温度範囲の所望とする温度に達するまで、レーザ光の発生を継続させることが好ましい。
【００３２】
温度監視制御装置がこのような制御を行うことにより、加熱対象部の温度が所望とする温度に達するまで加熱することができ、加熱対象部の温度を確実に所望とする温度とすることができる。これにより、加熱対象部が所望とする温度に達しない状態のまま次の加工動作を行ってしまうといった不具合を未然に防止できる。
【００３３】
［９］本発明の金属部品製造装置においては、前記温度監視制御装置は、前記加熱対象部の温度が前記所定の温度範囲の所望とする温度に達するまで、前記第１プレス加工部及び前記第２プレス加工部が行うべき加工動作を待機させるための動作待機信号を、前記順送金型を駆動する順送金型駆動機構部に出力することもまた好ましい。
【００３４】
温度監視制御装置がこのような制御を行うことにより、加熱対象部の温度が所望とする温度に達しない状態では、第１プレス加工部及び第２プレス加工部は加工動作を行わないため、加熱対象部が所望とする温度に達しない状態のまま加工動作を行ってしまうといった不具合を未然に防止できる。
【００３５】
［１０］本発明の金属部品製造装置においては、前記温度センサーは、筒状胴体部を有する温度センサー本体部と、当該温度センサー本体部における前記筒状胴体部の先端面に設けられている温度センサーヘッド部と、を有し、前記加熱部は、前記温度センサーヘッド部が前記被加熱部材の側に向いた状態で前記温度センサー本体部における前記筒状胴体部を収納可能な有底の温度センサー収納部が形成されている温度センサー収納プレートを有し、前記温度センサーは、前記筒状胴体部と前記温度センサー収納部の側壁面との間及び前記筒状胴体部の後端面と前記温度センサー収納部の底面との間に、それぞれ衝撃吸収部材が介在された状態で前記温度センサー収納部に収納されていることが好ましい。
【００３６】
このような構成となっていることにより、第１プレス加工部及び第２プレス加工部がそれぞれプレス加工を行ったときにおいても温度センサーに加わる衝撃力を吸収することができる。それによって、温度センサーが衝撃力を受けることにより温度計測不能となったり、温度センサーが破壊されてしまったりすることを未然に防止できる。
【００３７】
［１１］本発明の金属部品製造装置においては、前記衝撃吸収部材は、ウレタンゴムでなることが好ましい。
【００３８】
衝撃吸収部材がウレタンゴムでなることにより、耐衝撃性に優れたものとなるとともに耐久性においても優れたものとなる。
【００３９】
［１２］本発明の金属部品製造装置においては、前記ウレタンゴムは、２種類のウレタンゴムが用いられ、当該２種類のウレタンゴムのうちの一方のウレタンゴムでなる前記衝撃吸収部材を第１衝撃吸収部材とし、他方のウレタンゴムでなる前記衝撃吸収部材を第２衝撃吸収部材としたとき、前記第１衝撃吸収部材は、前記筒状胴体部と前記温度センサー収納部の側壁面との間に介在され、前記第２衝撃吸収部材は、前記筒状胴体部の後端面と前記温度センサー収納部の底面との間に介在され、前記第１衝撃吸収部材は、前記第２衝撃吸収部材よりも硬度が高いウレタンゴムからなり、前記第２衝撃吸収部材は、前記第１衝撃吸収部材よりも機械的強度が高いウレタンゴムからなることが好ましい。
【００４０】
第１衝撃吸収部材及び第２衝撃吸収部材を上記したような２種類のウレタンゴムで構成することによって、耐衝撃性及び耐久性において、より優れたものとなる。なお、第１衝撃吸収部材としてのウレタンゴムとしては、「低反発性ウレタン  ショアＡ７０」を用い、第２衝撃吸収部材としてのウレタンゴムとしては、「エステル系ポリウレタン  ショアＡ３０」を用いることにより、耐衝撃性及び耐久性において、より優れたものとなることが実験により確かめられた。なお、上記した組み合わせは、一例であり、この組み合わせ以外の組み合わせあっても好結果が得られる場合もある。
【００４１】
［１３］本発明の金属部品製造装置においては、前記所定の温度範囲は、８００℃〜１４００℃であることが好ましい。
【００４２】
これは、高耐熱性の金属材料として例えばＳＵＨ６６０を用いた場合には、上記したように、焼鈍するには約１０００℃〜約１２００℃程度の範囲となるように加熱する必要があるとされているために、加熱対象部の温度を、約１０００℃〜約１２００℃程度の範囲となるように保持することが重要となる。このような温度範囲を保持することによって、温度が低過ぎて適切な焼鈍が行えなかったり、温度が高過ぎて金属材料を溶かしてしまったりするといった不具合を未然に防止することができる。
【００４３】
なお、高耐熱性の金属材料の中には、８００℃程度でも焼鈍が可能となるものあり、また、インコネルといった金属材料のように、１４００℃近くにまで加熱しないと焼鈍ができないものもある。このため、種々の高耐熱性の金属材料に対応可能とするためには、加熱温度が８００℃〜１４００℃の範囲となるようにレーザ光の出力制御が行えるようにすることが好ましい。
【００４４】
［１４］本発明の金属部品製造装置においては、前記薄肉部は、ダイヤフラム部としての機能を有することが好ましい。
【００４５】
このように薄肉部（カップ状をなす部品の底面）がダイヤフラムとして機能を有することにより、カップ状をなす部品の底面に圧力センサーを取り付けることによって、当該カップ状をなす部品は、圧力（例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンなどの内燃機関におけるシリンダー部の燃焼圧力など）を検知するための部品として使用できる。
【００４６】
［１５］本発明の金属部品製造装置においては、前記金属部品は、カップ形状をなす部品であり、前記加熱対象部は前記カップ形状をなす部品の底面であることが好ましい。
【００４７】
このように、金属部品がカップ形状をなす部品であることにより、上記第１プレス加工部によるプレス加工は、主には絞り加工である。そして、第１プレス加工部によって絞り加工によって形成されたカップ状部品の底面は、加熱部によりレーザ光照射を行って焼鈍したのちに、その後、第２プレス加工により焼鈍済みの底面を再度のプレス加工（冷間によるプレス加工）を行うことによって、当該底面が所望とする厚みを有する薄肉部となるようにする。このようなカップ状部品を製造する場合においても、本発明においては、順送金型によって短時間に大量生産が可能となる。
【００４８】
［１６］本発明の金属部品製造方法は、高耐熱性の金属材料を用いて、所望とする金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造方法であって、前記金属材料をプレス加工する第１プレス加工工程と、前記第１プレス加工工程によってプレス加工された箇所のうちの所定箇所を加熱対象部として当該加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより前記加熱対象部を加熱する加熱工程と、前記加熱工程による加熱を行った後にプレス加工を行う第２プレス加工工程と、を備え、前記第１プレス加工工程、前記加熱工程及び前記第２プレス加工工程が前記順送金型において行われることを特徴とする。
【００４９】
このように、本発明の金属部品製造方法は、前記本発明の金属部品製造装置を用いて、第１プレス加工工程と、加熱工程と、第２プレス加工工程とを行うようにしている。このため、本発明の金属部品製造方法によれば、前記［１］に記載されている本発明の金属部品製造装置によって得られる効果と同様の効果が得られる。
【００５０】
［１７］本発明の金属部品製造方法においては、前記金属部品は、所望とする厚みの薄肉部を一部に有する高耐熱性の金属部品であり、第１プレス加工工程は、前記金属材料をプレス加工することにより前記金属部品としての大まかな形状を形成し、前記加熱工程は、前記第１プレス加工部によりプレス加工された箇所のうち前記加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより当該加熱対象部を焼鈍し、前記第２プレス加工工程は、前記加熱部によって焼鈍された前記加熱対象部に対して再度のプレス加工を行うことによって前記加熱対象部を前記所望とする厚みの薄肉部とすることが好ましい。
【００５１】
このように、加熱工程においては、薄肉部とすべき加熱対象部にレーザ光を照射して当該加熱対象部を加熱するようにしている。このため、前記［２］に記載されている本発明の金属部品製造装置によって得られる効果と同様の効果が得られる。
なお、本発明の金属部品製造方法においても、前記本発明の金属部品製造装置が有する［３］〜［１５］の特徴を有することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】実施形態に係る金属部品製造装置１を模式的に示す構成図である。
【図２】実施形態に係る金属部品製造装置１において製造された金属部品の一例を示す図である。
【図３】加熱部２０の要部を拡大して示す一部断面図である。
【図４】実施形態に係る金属部品製造方法を説明するために示す図である。
【図５】加熱部２０における加熱工程を詳細に説明するために示す図である。
【図６】レーザ光が「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」の薄肉化対象部６１を照射している状態を模式的に示す図である。
【図７】レーザ光の照射時間を４００ミリ秒としたときの温度センサー２３０による温度測定結果を示す図である。
【図８】温度監視制御装置５００の機能を説明するために示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００５４】
図１は、実施形態に係る金属部品製造装置１を模式的に示す構成図である。
図２は、実施形態に係る金属部品製造装置１において製造された金属部品の一例を示す図である。以下、図１及び図２を参照して実施形態に係る金属部品製造装置を説明する。
【００５５】
実施形態に係る金属部品製造装置１は、高耐熱性の金属材料Ｗを用いて、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造装置である。なお、図１においては、金属材料Ｗは図示が省略されている（金属材料Ｗについては図３参照。）。また、高耐熱性の金属材料Ｗとしては、実施形態においては、ＳＵＨ６６０であるとする。そして、実施形態においては、ＳＵＨ６６０を用いて、カップ状をなす高耐熱性の金属部品（図２参照。）Ｐを製造する場合について説明する。なお、金属部品（図２参照。）Ｐを「カップ状部品Ｐ」ともいう。
【００５６】
実施形態に係る金属部品製造装置１は、高耐熱性の金属材料Ｗを用いて、所望とする金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造装置であって、金属材料Ｗをプレス加工する第１プレス加工部１０と、第１プレス加工部１０によってプレス加工された箇所のうちの所定箇所を加熱対象部として当該加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより加熱対象部を加熱する加熱部２０と、加熱部２０による加熱を行った後にプレス加工を行う第２プレス加工部３０とを備え、これら第１プレス加工部１０、加熱部２０及び第２プレス加工部３０は順送金型５０に設けられている。
【００５７】
具体的には、第１プレス加工部１０は、金属材料Ｗをプレス加工することによってカップ状部品Ｐの大まかな形状を形成する。また、加熱部２０は、第１プレス加工部１０によりプレス加工された箇所のうち所定箇所を加熱対象部として当該加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより当該加熱対象部を焼鈍する。また、第２プレス加工部３０は、加熱部２０によって焼鈍した加熱対象部に対して再度のプレス加工を行うことによって当該加熱対象部を所望とする厚みの薄肉部とする。
【００５８】
なお、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、上記「加熱対象部」は薄肉部とすべき箇所であるため、以下の説明では、「薄肉化対象部」ともいう。また、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、薄肉化対象部はカップ状部品Ｐの底面６１（図２参照。）であるとする。このため、以下の説明においては、「薄肉化対象部」に「底面６１」の符号「６１」を付して「薄肉化対象部６１」と表記する場合もある。
【００５９】
また、上記したように、第２プレス加工部３０においては、加熱部２０によって焼鈍したのちに再度のプレス加工を行うようにしている。これは、第２プレス加工部３０においてプレス加工する箇所（薄肉化対象部６１）は、第１プレス加工部１０により行われたプレス加工によって加工硬化した状態となっているためであり、加工硬化した状態を元の状態に戻した上でプレス加工を行う必要があるからである。なお、ＳＵＨ６６０を焼鈍するには、当該ＳＵＨ６６０を１０００℃〜１２００℃程度の範囲となるように加熱することが好ましいことが実験により確かめられた。
【００６０】
ところで、第１プレス加工部１０、加熱部２０及び第２プレス加工部３０は、それぞれ上側金型部（詳細は後述する。）及び下側金型部（詳細は後述する。）によって構成されている。そして、第１プレス加工部１０、加熱部２０及び第２プレス加工部３０のそれぞれの上側金型部は、順送金型５０の上側金型基台５０Ａに取り付けられており、それぞれの下側金型部は、順送金型５０の下側金型基台５０Ｂに取り付けられている。
【００６１】
また、第１プレス加工部１０は、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、２段階のプレス加工工程を行う場合を例示している。このため、当該第１プレス加工部１０は、２つの上側金型部（第１上側金型部１１０Ａ及び第２上側金型部１２０Ａ）及び２つの下側金型部（第１下側金型部１１０Ｂ及び第２下側金型部１２０Ｂ）によって構成されている。
【００６２】
加熱部２０は、上側金型部２００Ａと下側金型部２００Ｂによって構成されている。なお、加熱部２０は、プレス加工を行うものではないが、説明の簡単化のため、当該加熱部２０においても、順送金型５０の上側金型基台５０Ａに取り付けられている構成部材を「上側金型部２００Ａ」とし、順送金型５０の下側金型基台５０Ｂに取り付けられている構成部材を「下側金型部２００Ｂ」として説明する。
【００６３】
また、第２プレス加工部３０は、上側金型部３００Ａと下側金型部３００Ｂによって構成されている。
【００６４】
これら第１プレス加工部１０の第１上側金型部１１０Ａ及び第２上側金型部１２０Ａと、加熱部２０の上側金型部２００Ａと、第２プレス加工部３０の上側金型部３００Ａは、それぞれ順送金型５０の上側金型基台５０Ａに取り付けられている。また、第１プレス加工部１０の第１下側金型部１１０Ｂ及び第２下側金型部１２０Ｂと、加熱部２０の下側金型部２００Ｂと、第２プレス加工部３０の下側金型部３００Ｂは、それぞれ順送金型５０の下側金型基台５０Ｂに取り付けられている。
【００６５】
なお、順送金型５０の上側金型基台５０Ａは、実施形態に係る金属部品製造装置１の本体（図示せず。）に設けられている駆動機構によって、ｚ軸に沿って所定の周期で上下動可能となっている。また、順送金型５０の下側金型基台５０Ｂは、実施形態に係る金属部品製造装置１の本体（図示せず。）の固定テーブルなどにボルトなどによって固定されている。また、第１プレス加工部１０、加熱部２０及び第２プレス加工部３０は、それぞれの動作部における中心軸ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４の位置は、ｘ軸に沿って一定の間隔Ｄを有して設置されている。
【００６６】
以下、第１プレス加工部１０、加熱部２０及び第２プレス加工部３０について個々に説明する。
【００６７】
まず、第１プレス加工部１０について説明する。第１プレス加工部１０は、主に絞り加工を行うものである。すなわち、第１プレス加工部１０における第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂは、絞り加工によって、製造すべき金属部品（カップ状部品Ｐ）の大まかなカップ形状を形成するものである。なお、当該第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂによって形成されるカップ状部品を「第１絞り加工済みカップ状部品」という。
【００６８】
第１上側金型部１１０Ａは、「第１絞り加工済みカップ状部品」を形成するための第１プレス雄型部１１１と、金属材料Ｗ（図３参照。）を押さえる押さえプレート１１２と、上側金型基台５０Ａと押さえプレート１１２との間に介在されているスプリング１１３とを有している。
【００６９】
一方、第１下側金型部１１０Ｂは、第１上側金型部１１０Ａと対をなすものである。当該第１下側金型部１１０Ｂは、第１上側金型部１１０Ａが下降したときに金属材料Ｗを保持する金属材料保持プレート１１４と、押し上げピン１１６と、当該押し上げピン１１６の台座部１１７と下側金型基台５０Ｂとの間に介在されているスプリング１１８とを有している。なお、金属材料保持プレート１１４には、第１プレス雄型部１１１に対応する第１プレス雌型部１１５が形成されている。
【００７０】
押し上げピン１１６は、第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂによって形成された「第１絞り加工済みカップ状部品」を第１プレス雌型部１１５から押し出すように動作する。
【００７１】
すなわち、第１上側金型部１１０Ａの第１プレス雄型部１１１が金属材料Ｗをプレス加工する動作を行うと、押し上げピン１１６は第１プレス雄型部１１１の押圧力を受けて、スプリング１１８の伸張力に抗して押し下がり、その後、第１上側金型部１１０Ａが上昇すると、押し上げピン１１６は、スプリング１１８の伸張力によって上昇し、第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂによって形成された「第１絞り加工済みカップ状部品」を第１下側金型部１１０Ｂから押し出すように動作する。なお、「第１絞り加工済みカップ状部品」は、この段階では、金属材料Ｗから切り離されてはおらず数箇所で繋がった状態となっている。
【００７２】
第２上側金型部１２０Ａは、「第１絞り加工済みカップ状部品」の底面６１（図２参照。）の内部中央部に突出する凸部６２（図２参照。）を形成するための第２プレス雄型部１２１と、金属材料Ｗを押さえる押さえプレート１２２と、上側金型基台５０Ａと押さえプレート１２２との間に介在されているスプリング１２３とを有している。
【００７３】
一方、第２下側金型部１２０Ｂは、第１上側金型部１１０Ａと対をなすものである。当該第２下側金型部１２０Ｂは、第２上側金型部１２０Ａが下降したときに金属材料Ｗを保持する金属材料保持プレート１２４と、押し上げピン１１６と同様の動作を行う押し上げピン１２６と、当該押し上げピン１２６の台座部１２７と下側金型基台５０Ｂとの間に介在されているスプリング１２８とを有している。なお、金属材料保持プレート１２４には、第２プレス雄型部１２１に対応する第２プレス雌型部１２５が形成されている。
【００７４】
第２上側金型部１２０Ａ及び第２下側金型部１２０Ｂによるプレス加工は、第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂによって形成された「第１絞り加工済みカップ状部品」の薄肉化対象部６１に対して再度のプレス加工を行って、当該薄肉化対象部６１（図２参照。）に凸部６２（図２参照。）を形成する。なお、第２上側金型部１２０Ａ及び第２下側金型部１２０Ｂによって形成されたカップ状部品を「第２絞り加工済みカップ状部品」という。
【００７５】
このように、第１プレス加工部１０は、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、２段階のプレス加工を行うことによって、「第２絞り加工済みカップ状部品」が形成される。なお、「第２絞り加工済みカップ状部品」も「第１絞り加工済みカップ状部品」と同様、この段階では、金属材料Ｗから切り離されてはおらず数箇所で繋がった状態となっている。
【００７６】
次に、加熱部２０について説明する。加熱部２０は、薄肉化対象部６１に対してレーザ光を照射して加熱することにより、当該カップ状部品の薄肉化対象部６１を焼鈍するものである。すなわち、加熱部２０は、第１プレス加工部１０によって生じた加工硬化を元の状態に戻す「焼鈍」を行うものである。なお、加熱部２０によって焼鈍されたカップ状部品を「焼鈍済みカップ状部品」という。
【００７７】
加熱部２０は、上側金型部２００Ａ及び下側金型部２００Ｂを有している。上側金型部２００Ａは、金属材料Ｗを押さえる押さえプレート２１１と、押さえプレート２１１と上側金型基台５０Ａの間に介在されているスプリング２１２とを有している。また、上側金型部２００Ａには、非接触型の温度センサー２３０を収納可能な温度センサー収納部２６３（後述する。）が形成されている温度センサー収納プレート２６０が設けられている。なお、温度センサー２３０の詳細については後述する。
【００７８】
一方、加熱部２０における下側金型部２００Ｂは、レーザ光出力ヘッド２１０と、上側金型部２００Ａが下降して、押さえプレート２１１により金属材料Ｗを押さえた状態としたときに、金属材料Ｗを保持可能な金属材料保持プレート２２０とを有している。なお、金属材料保持プレート２２０には、金属材料Ｗを保持したときに、当該金属材料Ｗに形成されている「第２絞り加工済みカップ状部品」を収納可能な部品収納孔２２１が形成されている。これにより、上側金型部２００Ａが下降して押さえプレート２１１により金属材料Ｗを押さえた状態としたときには、「第２絞り加工済みカップ状部品」は、部品収納孔２２１に収納された状態となる。
【００７９】
このように、「第２絞り加工済みカップ状部品」が部品収納孔２２１に収納された状態で、レーザ光出力ヘッド２１０からレーザ光が出力される。また、レーザ光出力ヘッド２１０から出力されるレーザ光は、レーザ光発生装置２４０（図５参照。）により、出力の大きさ及び出力時間を制御することができる。また、レーザ光出力ヘッド２１０は、加熱部２０（具体的には、加熱部２０の下側金型部２００Ｂ）に対して着脱自在に組み込まれている。これによって、レーザ光出力ヘッド２１０の調整や点検などの保守作業を容易に行うことができる。
【００８０】
ここで、温度センサー２３０について詳細に説明する。温度センサー２３０は、上記したように非接触型の温度センサーである。非接触型の温度センサーとしては、サーモグラフィ、光温度計、放射温度計などがあるが、測定温度範囲、コスト及びサイズなどの面を考慮して、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、放射温度計（非接触型赤外線放射温度計）を用いることとした。実施形態に係る金属部品製造装置１において用いた非接触型赤外線放射温度計は、当該金属部品製造装置１において計測しようとする温度範囲（８００℃〜１４００℃程度）の温度を計測可能な温度センサーである。
【００８１】
図３は、加熱部２０の要部を拡大して示す一部断面図である。図３は、加熱工程について説明するための図５（詳細については後述する。）のうちの図５（ｃ）の状態の要部を拡大している。なお、図３においては、加熱部２０の下側金型部２００Ｂは、金属材料保持プレート２２０の一部のみが示されている。また、図３において図５と同一部分には同一符号が付されている。
【００８２】
図３に示すように、温度センサー２３０は、筒状胴体部２３１ａを有する温度センサー本体部２３１と、当該温度センサー本体部２３１における筒状胴体部２３１ａの先端面２３１ｂに設けられている温度センサーヘッド部２３２と、温度センサー本体部２３１における筒状胴体部２３１ａの後端面２３１ｃに設けられている温度信号出力用ケーブル２３４とを有している。
【００８３】
このように構成されている温度センサー２３０は、温度センサー収納プレート２６０に形成されている有底の温度センサー収納部２６３に収納されている。このとき、温度センサーヘッド部２３２が加熱対象部の側（図５においては第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３の側）を向いた状態となっている。
【００８４】
温度センサー収納プレート２６０は、押さえプレート２１１に対向するように設けられている第１収納プレート２６１と、当該第１収納プレート２６１に積層されている第２収納プレート２６２とからなる。また、第１収納プレート２６１のほぼ中心位置には、断面が円形状の貫通孔２６１ａが形成されており、第２収納プレート２６２には、第１収納プレート２６１に形成されている貫通孔２６１ａと同径の開口を有する凹部２６２ａが形成されている。これら貫通孔２６１ａと凹部２６２ａとによって、有底の温度センサー収納部２６３が構成される。一方、押さえプレート２１１の側には、温度センサー２３０が発する赤外線ＲＢを通過可能とする赤外線通過孔２１１ａが設けられている。
【００８５】
そして、温度センサー収納部２６３には、温度センサー本体部２３１における筒状胴体部２３１ａが収納されており、温度センサー本体部２３１と温度センサー収納部２６３との間には、衝撃吸収部材２７０が介在されている。衝撃吸収部材２７０は、ウレタンゴムでなり、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、２種類のウレタンゴムが用いられている。ここで、２種類のウレタンゴムのうちの一方のウレタンゴムでなる衝撃吸収部材を第１衝撃吸収部材２７１とし、他方のウレタンゴムでなる衝撃吸収部材を第２衝撃吸収部材２７２とする。
【００８６】
第１衝撃吸収部材２７１及び第２衝撃吸収部材２７２は、上下方向（ｚ軸に沿った方向）に沿って積層された状態で温度センサー本体部２３１と温度センサー収納部２６３との間に介在されている。具体的には、温度センサー本体部２３１における筒状胴体部２３１ａと温度センサー収納部２６３の側壁面（第１収納プレート２６１に形成されている貫通孔２６１ａの側壁面）との間には、第１衝撃吸収部材２７０が介在され、筒状胴体部２３１ａの後端面２３１ｃと温度センサー収納部２６３の底面（第２収納プレート２６２に形成されている凹部２６２ａの底面）との間には、第２衝撃吸収部材２７２が介在されている。
【００８７】
なお、第１衝撃吸収部材２７１及び第２衝撃吸収部材２７２は、ボルト２７３によって温度センサー収納プレート２６０に固定されている。すなわち、ボルト２７３は、第１衝撃吸収部材２７１の表面側から第１衝撃吸収部材２７１と第２衝撃吸収部材２７２とを貫通して第２収納プレート２６２に形成されている雌ネジ部２７４に螺合している。これにより、第１衝撃吸収部材２７１及び第２衝撃吸収部材２７２は、互いに接触した状態で温度センサー収納プレート２６０に固定される。
【００８８】
ここで、筒状胴体部２３１ａと温度センサー収納部２６３の側壁面（第１収納プレート２６１に形成されている貫通孔２６１ａの側壁面）との間に介在される第１衝撃吸収部材２７１は、低反発性で衝撃吸収性が高いことが要求される。一方、筒状胴体部２３１ａの後端面２３１ｃと温度センサー収納部２６３の底面（第２収納プレート２６２に形成されている凹部２６２ａの底面）との間に介在される第２衝撃吸収部材２７２は、ストッパーとしての機能に優れ、かつ、繰り返しの上下動に対する機械的強度が高いことが要求される。
【００８９】
なお、第２衝撃吸収部材２７２が、ストッパーとしての機能に優れ、かつ、繰り返しの上下動に対する機械的強度が高いことが要求される理由は、温度センサー２３０を収納する温度センサー収納プレート２６０は、第１プレス加工部１０及び第２プレス加工部３０とともに、ｚ軸に沿った上下動を高速で繰り返し行うため、ｚ軸に沿った方向の力が第２衝撃吸収部材２７２に繰り返し加わるためである。
【００９０】
これらの要求を考慮して、様々なウレタンゴムの中から好適な組み合わせを選定したところ、第１衝撃吸収部材２７１としてのウレタンゴムとしては、「低反発性ウレタン  ショアＡ７０」を用い、第２衝撃吸収部材２７２としてのウレタンゴムとしては、「エステル系ポリウレタン  ショアＡ３０」を用いることにより、耐衝撃性及び耐久性においてより優れたものとなることが実験により確かめられた。なお、上記した組み合わせは、一例であり、この組み合わせ以外の組み合わせあっても好結果が得られる場合もある。
【００９１】
温度センサー２３０が上記したように衝撃吸収部材（第１衝撃吸収部材２７１及び第２衝撃吸収部材２７２）を介して温度センサー収納部２６３に収納されていることにより、第１プレス加工部１０及び第２プレス加工部３０がそれぞれプレス加工を高速で繰り返し行ったとしても、温度センサー２３０に加わる衝撃力を吸収することができる。
【００９２】
実験によれば、第１衝撃吸収部材２７１及び第２衝撃吸収部材２７２を介在させない場合において、実施形態に係る金属部品製造装置１の加工速度を毎分４０個として、温度センサー２３０に加わる衝撃力（加速度［Ｇ］）を計測したところ、衝撃力は１０９．２Ｇであった。一方、第１衝撃吸収部材２７１及び第２衝撃吸収部材２７２を介在させた状態として、同じ加工速度で加工を行ったときの温度センサー２３０に加わる衝撃力（加速度［Ｇ］）を計測したところ、衝撃力は３．８Ｇというように大幅に衝撃力を吸収できることが確かめられた。この程度の衝撃力であれば、温度センサー２３０が有する耐衝撃力の範囲内に十分抑えることができる。ちなみに、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、温度センサー２３０は耐衝撃力が５０Ｇのものを使用した。
【００９３】
また、温度センサー２３０は、温度センサーヘッド部２３２に集光レンズ（図示せず。）の取り付けが可能であり、集光レンズを取り付けることにより、赤外線ＲＢによる温度測定スポット径φを２．３ｍｍ程度にまで絞り込むことができる。なお、実施形態に係る金属部品製造装置１において製造される金属部品は、図２に示すようなカップ状部品Ｐであり、当該カップ状部品Ｐにおける薄肉化対象部（低部）６１の径は、ほぼ２．５ｍｍ程度である。従って、温度測定スポット径φを２．３ｍｍ程度までに絞り込むことができれば、温度測定スポット径を当該カップ状部品Ｐにおける薄肉化対象部（低部）６１の径（ほぼ２．５ｍｍ）に対応するように絞り込むことができ、それによって、薄肉化対象部６１の温度を高精度に測定することができる。
【００９４】
実施形態に係る金属部品製造装置１においては、加熱部２０の押さえプレート２１１が金属材料Ｗを金属材料保持プレート２２０との間で押さえた状態（後述する図５（ｃ）の状態）となったときに、温度センサー２３０の温度測定スポットがカップ状部品Ｐ（図５においては第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３）の凸部６２の頂点に位置するように温度センサー２３０を位置決めしている。
【００９５】
温度センサー２３０をこのように位置決めして温度センサー収納プレート２６０（第１収納プレート２６１及び第２収納プレート２６２）に取り付けることによって、加熱部２０の押さえプレート２１１が金属材料Ｗを金属材料保持プレート２２０との間で押さえた状態（図５（ｃ）の状態）となったときの測定スポット径を約２．５ｍｍとすることができ、カップ状部品Ｐの凸部６２を含む薄肉化対象部６１の温度を高精度に測定することができる。なお、温度センサー２３０から出力される温度信号は、レーザ光ＬＢの出力制御などに用いられるが、これについては後述する。
【００９６】
また、温度センサー２３０が適切な温度測定を可能とするには、温度センサー２３０が設置されている空間の温度（環境温度という。）が所定範囲内となっていることが必要となる。そこで、加熱部２０には、環境温度測定用のセンサー（環境温度測定センサーという。）２７０を設けて、加工時における環境温度がどの程度上昇するかを実験した。
【００９７】
なお、実施形態１に係る金属部品製造装置１においては、環境温度測定センサー２８０として熱電対を用いることとし、当該環境温度測定センサー２８０を加熱部２０の押さえプレート２１１における赤外線通過孔２１１ａの壁面に設けた。このとき、熱電対の先端部（感熱部）が赤外線通過孔２１１ａの壁面に直接接触しないように、赤外線通過孔２１１ａの壁面からわずかに離間させるようにした。なお、図３においては環境温度測定センサー（熱電対）２７０を外部回路（図示せず。）に接続するためのリード線は図示が省略されている。また、環境温度測定センサー２８０は、図１、図４及び図５においては図示が省略されている。
【００９８】
このようにして、実施形態１に係る金属部品製造装置１を用いて、後述する図４に示すような各工程（第１プレス加工工程Ｓ１、加熱工程Ｓ２及び第２プレス加工工程Ｓ３）を複数回連続して行って、どの程度雰囲気温度が上昇するかを調べたところ、環境温度測定センサー２８０によって測定された環境温度は、５０℃程度であることが確かめられた。
【００９９】
実施形態１に係る金属部品製造装置１において使用する温度センサー２３０を使用する際の環境温度は、仕様書によれば、当該温度センサー２３０の温度センサーヘッド部（センサー素子部など）の耐環境温度は１２０℃以下とし、また、当該温度センサー２３０の電子回路部の耐環境温度は８０℃以下とすることが好ましいとされているため、当該仕様書の内容に十分に適合するものであることが実験により確かめられた。このため、環境温度測定センサー２８０は実際の使用時においては取り外してもよいが、何らかの原因で環境温度が上記した耐環境温度を超える場合もあり得ることを考慮して、常時、環境温度を監視できるようにしておくことが好ましい。このため、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、環境温度測定センサー２８０は常時取り付けておくものとする。
【０１００】
次に、第２プレス加工部３０について説明する。第２プレス加工部３０は、加熱部２０によって焼鈍された「焼鈍済みカップ状部品」における薄肉化対象部６１を所望の厚みとするためのプレス加工を行う。なお、当該第２プレス加工部３０におけるプレス加工は、常温に近い温度での加工（冷間加工）である。このため、図示は省略しているが、「焼鈍済みカップ状部品」を冷却する冷却部が設けられている。なお、冷却部としては、例えば、冷風を焼鈍済みカップ状部品に噴出する冷風噴射装置などを例示することができる。
【０１０１】
第２プレス加工部３０は、上側金型部３００Ａ及び下側金型部３００Ｂを有している。これら上側金型部３００Ａ及び下側金型部３００Ｂは、第１プレス加工部１０における第２上側金型部１２０Ａ及び第２下側金型部１２０Ｂと同様の構成となっている。すなわち、上側金型部３００Ａは、第２上側金型部１２０Ａに設けられているプレス雄型部１２１と同様のプレス雄型部３１１と、金属材料Ｗを押さえる押さえプレート３１２と、上側金型基台５０Ａと押さえプレート３１２との間に介在されているスプリング３１３とを有している。
【０１０２】
一方、下側金型部３００Ｂは、上側金型部３００Ａと対をなすものである。当該下側金型部３００Ｂは、上側金型部３００Ａが下降したときに金属材料Ｗを保持する金属材料保持プレート３１４と、押し上げピン１２６と同様の動作を行う押し上げピン３１６と、当該押し上げピン３１６の台座部３１７と下側金型基台５０Ｂとの間に介在されているスプリング３１８とを有している。なお、金属材料保持プレート３１４には、プレス雄型部３１１に対応するプレス雌型部３１５が形成されている。
【０１０３】
このように構成されている上側金型部３００Ａ及び下側金型部３００Ｂは、加熱部２０によって焼鈍された「焼鈍済みカップ状部品」に対して、再度のプレス加工を行うものであり、これにより、「焼鈍済みカップ状部品」の薄肉化対象部６１の厚みを所望とする厚みとする。なお、第２プレス加工部３０における上側金型部３００Ａ及び下側金型部３００Ｂによるプレス加工によって、薄肉対象部６１が所望とする厚みとなったカップ状部品を「薄肉化済みカップ状部品」という。なお、実施形態においては、薄肉化対象部は「カップ状部品Ｐの底面６１」としているが、実際には、底面６１の中央部に形成されている凸部６２以外の底面が薄肉化対象部となる。
【０１０４】
ところで、第１プレス加工部１０によるプレス加工によっても、薄肉化対象部６１は、ある程度の薄肉化が行われている。但し、第１プレス加工部１０におけるプレス加工においては、薄肉化対象部６１の厚みは所望とする厚みにはなっておらず、第２プレス加工部３０において再度のプレス加工を行うことによって、薄肉化対象部６１を所望とする厚みとすることができる。
【０１０５】
具体的には、第１プレス加工部１０におけるプレス加工が終了した段階の薄肉化対象部６１の厚みが０．２２ｍｍ〜０．２５ｍｍ程度の厚みであったとすると、第２プレス加工部３０において再度のプレス加工を行うことによって、薄肉化対象部６１の厚みを所望とする厚み（例えば、０．１５ｍｍ程度）とすることができる。このように、第２プレス加工部３０において再度のプレス加工を行うことによって、薄肉化対象部６１の厚みを所望とする厚みとした「薄肉化済みカップ状部品」を形成することができる。
【０１０６】
そして、第２プレス加工部３０によるプレス加工が終了すると、必要に応じて所定の加工（図示せず。）を行った後に、金属材料Ｗから切り離す。これにより、図２に示すようなカップ状部品Ｐとすることができる。
【０１０７】
ところで、実施形態に係る金属部品製造装置１において製造されたカップ状部品Ｐ（図２参照。）は、例えば、当該カップ状部品Ｐの薄肉化対象部（底面）６１に形成されている凸部６２に圧力センサー（図示せず。）などを取り付けて使用するものであるとする。具体的には、カップ状部品Ｐの底面６１を薄肉部とすることにより、カップ状部品Ｐの底面６１にダイヤフラムとしての機能を持たせることができる。これにより、当該カップ状部品Ｐの底面６１に加わる圧力（例えば、ガソリンエンジン又はディーゼルエンジンなどの内燃機関におけるシリンダー部の燃焼圧力）などを検知するための部品として使用することができる。
【０１０８】
図４は、実施形態に係る金属部品製造方法を説明するために示す図である。実施形態に係る金属部品製造方法は、実施形態に係る金属部品製造装置１により、高耐熱性の金属材料Ｗを用いて、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品（カップ状部品）Ｐを製造する金属部品製造方法である。
【０１０９】
実施形態に係る金属部品製造方法は、高耐熱性の金属材料Ｗを用いて、所望とする金属部品を順送金型によって製造するための金属部品製造方法であって、金属材料Ｗをプレス加工する第１プレス加工工程Ｓ１と、第１プレス加工工程Ｓ１によってプレス加工された箇所のうちの所定箇所を加熱対象部として当該加熱対象部に対してレーザ光を照射することにより加熱対象部を加熱する加熱工程Ｓ２と、加熱工程Ｓ２よる加熱を行った後にプレス加工を行う第２プレス加工工程Ｓ３とを備え、これら第１プレス加工工程Ｓ１、加熱工程Ｓ２及び第２プレス加工工程Ｓ３は順送金型５０において行われる。
【０１１０】
具体的には、第１プレス加工工程Ｓ１は、金属材料Ｗをプレス加工することによってカップ状部品Ｐの大まかな形状を形成する。また、加熱工程Ｓ２は、第１プレス加工工程Ｓ１によりプレス加工された箇所のうち所定箇所を加熱対象部すなわち薄肉化対象部６１として当該薄肉化対象部６１に対してレーザ光を照射することにより、当該薄肉化対象部６１を焼鈍する。また、第２プレス加工工程Ｓ３は、加熱工程Ｓ２によって焼鈍した薄肉化対象部６１に対して再度のプレス加工を行うことによって当該薄肉化対象部６１を所望とする厚みの薄肉部とする。
【０１１１】
以下、第１プレス加工工程Ｓ１、加熱工程Ｓ２及び第２プレス加工工程Ｓ３について図４を参照して説明する。図４において、図１と同一構成要素には同一符号が付されている。また、第１プレス加工工程Ｓ１は第１プレス加工部１０によって行われ、加熱工程Ｓ２は加熱部２０によって行われ、第２プレス加工工程Ｓ３は第２プレス加工部３０により行われる。なお、第１プレス加工工程Ｓ１には、第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂによる第１段階のプレス加工工程と、第２上側金型部１２０Ａ及び第２下側金型部１２０Ｂによる第２段階のプレス加工工程とが含まれている。
【０１１２】
金属材料（フープ材）Ｗは、ｘ軸に沿って矢印ａ方向に間隔Ｄを１ピッチとし、１ピッチごとに一定周期で間欠的に進行と停止とを繰り返しながら進行して行く。そして、金属材料Ｗが停止した状態のときに、第１プレス加工部１０、加熱部２０及び第２プレス加工部３０それぞれが同時に動作を行うことにより、第１プレス加工工程Ｓ１、加熱工程Ｓ２及び第２プレス加工工程Ｓ３が行われる。
【０１１３】
なお、実施形態においては、１分間に少なくとも数１０個程度の金属部品の製造を可能とすることを目標としている。このため、金属材料Ｗが進行と停止とを繰り返すときの進行速度と停止時間は、このような目標を達成できるように設定されている。
【０１１４】
図４において、金属材料Ｗにおいて形成されている製造途中のカップ状部品Ｐ１（図４において右端に形成されている製造途中のカップ状部品Ｐ１）は、第２プレス加工部３０によるプレス加工工程Ｓ３によって、薄肉化対象部６１の厚みが所望とする厚みとなっている「薄肉化済みカップ状部品」であり、当該薄肉化済みカップ状部品（薄肉化済みカップ状部品Ｐ１とする。）は、その後、金属材料Ｗから切り離しが行われて、図２に示すカップ状部品Ｐとなる。
【０１１５】
また、図４おいて、金属材料Ｗにおいて形成されている製造途中のカップ状部品Ｐ２は、加熱部２０による加熱工程Ｓ２により焼鈍処理が行われた「焼鈍済みカップ状部品」であり、当該焼鈍済みカップ状部品（焼鈍済みカップ状部品Ｐ２とする。）は、上側金型基台５０Ａが下降することによって、第２プレス加工部３０によるプレス加工工程Ｓ３がなされる。これにより、底面６１が所望の厚みを有する薄肉部となるような薄肉化が行われる。
【０１１６】
また、図４において、金属材料Ｗにおいて形成されている製造途中のカップ状部品Ｐ３は、第１プレス加工部１０による第１プレス加工工程Ｓ１における第２段階のプレス加工工程、すなわち、第２上側金型部１２０Ａ及び第２下側金型部１２０Ｂによる第２段階のプレス加工工程によって形成された「第２絞り加工済みカップ状部品」であり、当該第２絞り加工済みカップ状部品（第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３とする。）は、上側金型基台５０Ａが下降することによって、押さえプレート２１１により押さえられた状態で加熱部２０による焼鈍がなされる。
【０１１７】
また、図４において、金属材料Ｗにおいて形成されている製造途中のカップ状部品Ｐ４は、第１プレス加工部１０による第１プレス加工工程Ｓ１における第１段階のプレス加工工程、すなわち、第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂによる第１段階のプレス加工工程によって形成された「第１絞り加工済みカップ状部品」であり、当該第１絞り加工済みカップ状部品（第１絞り加工済みカップ状部品Ｐ４とする。）は、上側金型基台５０Ａが下降することによって、第２上側金型部１２０Ａ及び第２下側金型部１２０Ｂによるプレス加工がなされて、底面６１に凸部６２が形成される。なお、このとき、第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂによるプレス加工もなされ、次の第１絞り加工済みカップ状部品（図示せず。）が形成される。
【０１１８】
なお、図４において示されている各カップ状部品（薄肉化済みカップ状部品Ｐ１、焼鈍済みカップ状部品Ｐ２、第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３及び第１絞り加工済みカップ状部品Ｐ４）は、図３に示されているカップ状部品（第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３）と比べると、他の構成要素に対するサイズが異なって示されているが、これは、図４においては各カップ状部品を誇張して示しているためである。このことは図１及び図５においても同様である。
【０１１９】
ところで、第１プレス加工部１０による第１プレス加工工程Ｓ１、加熱部２０による加熱工程Ｓ２及び第２プレス加工部３０による第２プレス加工工程Ｓ３は、上側金型基台５０Ａが下降することにより同時に行われる。このため、加熱部２０による加熱工程Ｓ２は、第１プレス加工部１０によるプレス加工工程Ｓ１及び第２プレス加工部３０によるプレス加工工程Ｓ３を行っている間に薄肉化対象部６１を加熱（焼鈍）することとなる。これにより、加熱部２０は、順送金型５０の本来の動作に影響を与えることなく、薄肉化対象部６１を加熱（焼鈍）することができる。
【０１２０】
すなわち、順送金型５０は、金属材料Ｗを一定周期で進行と停止を繰り返しながら進行させて、金属材料Ｗが停止したタイミングで、複数のプレス加工（この場合、第１プレス加工部１０及び第２プレス加工部３０によるそれぞれのプレス加工）を同時に行うものであるため、複数のプレス加工を行っている間に加熱（焼鈍）を済ませることにより、順送金型５０の本来の動作に影響を与えることがなく、薄肉化対象部６１を加熱（焼鈍）することができる。
【０１２１】
図５は、加熱部２０における加熱工程Ｓ２を詳細に説明するために示す図である。なお、図５（ａ）〜図５（ｅ）は、加熱工程Ｓ２における上側金型基台５０Ａの動作及びレーザ光出力ヘッド２１０によるレーザ光の出力動作の推移を示す図である。
【０１２２】
図５（ａ）は上側金型基台５０Ａが下降動作を開始する直前の状態であり、これは、図４と同じ状態である。なお、このとき、金属材料Ｗは１ピッチ分の移動を終えて進行が停止した状態となっているものとする。
【０１２３】
図５（ａ）に示す状態から上側金型基台５０Ａが下降すると、図５（ｂ）に示すように、加熱部２０の押さえプレート２１１が金属材料Ｗに接触した状態となる。そして、さらに、上側金型基台５０Ａが下降すると、加熱部２０の押さえプレート２１１が金属材料Ｗを下方向に押圧しながら下降し、図５（ｃ）に示すように、金属材料Ｗを下側金型基台５０Ｂの金属材料保持プレート２２０に押さえ付けた状態とする。
【０１２４】
なお、押さえプレート２１１と上側金型基台５０Ａとの間には、スプリング２１２が介在されているため、上側金型基台５０Ａが下降することによる必要以上の押圧力は、スプリング２１２によって吸収される。このため、押さえプレート２１１が金属材料Ｗを金属材料保持プレート２２０に押さえ付けた状態としたときに、適切な押圧力で金属材料Ｗを押さえ付けることができる。このとき、「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」は、下側金型基台５０Ｂの金属材料保持プレート２２０に設けられている部品収納孔２２１に収納された状態となる（図５（ｃ）参照。）。
【０１２５】
そして、図５（ｃ）の状態となったときに、レーザ光出力ヘッド２１０からレーザ光ＬＢが出力され、部品収納孔２２１に収納されている「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」の薄肉化対象部６１を照射する。なお、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、レーザ光ＬＢの照射角度は、後述する図５に示すように、薄肉化対象部６１に直交する軸ｘ３、すなわち、加熱部２０の中心軸ｘ３（図１又は図４参照。）に対して所定の角度だけ傾くように設定されているが、図５においては、当該傾きは示されてはいない。
【０１２６】
図６は、レーザ光が「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」の薄肉化対象部６１を照射している状態を模式的に示す図である。レーザ光出力ヘッド２１０は、図６に示すように、外観形状はＬ字型をなしている。このように、外観形状がＬ字型をなすレーザ光出力ヘッド２１０は、一端部２１０ａをレーザ光ＬＢの出力側とし、他端部２１０ｂをレーザ光発生装置２４０から出力されるレーザ光ＬＢの入力側として、一端部２１０ａ（レーザ光ＬＢの出力側）が薄肉化対象部６１に対向するように下側金型基台５０Ｂ（図６においては図示せず。）に設置されている。
【０１２７】
なお、レーザ光出力ヘッド２１０の他端部２１０ｂ（レーザ光ＬＢの入力側）は、レーザ光発生装置２４０に光ファイバケーブル２５０などによって接続されている。そして、レーザ光発生装置２４０から送られてくるレーザ光ＬＢは、レーザ光出力ヘッド２１０内において、平行化レンズ（図示せず。）によって平行化されて平行光となる。そして、平行光となったレーザ光ＬＢは、反射ミラー（図示せず。）によって９０度に屈曲されたのちに集光レンズ（図示せず。）によって、所定位置に焦点Ｆを結ぶように設定されている。
【０１２８】
ここで、レーザ光出力ヘッド２１０から出力されるレーザ光ＬＢの焦点Ｆの位置は、薄肉化対象部６１よりも前方側（奥側）、すなわち、第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３の内部側に所定距離だけずれた位置となるように設定されている。なお、焦点Ｆのずらし量は、例えば、集光レンズの焦点距離の３０％程度とすることが好ましい。レーザ光ＬＢの焦点Ｆの位置をこのように設定することによって、薄肉化対象部６１の温度が必要以上に高くなりすぎないようにすることができる。
【０１２９】
また、レーザ光ＬＢの照射角度（光軸ＬＢｏの角度）は、薄肉化対象部６１に直交する軸ｘ３（加熱部２０の中心軸ｘ３）に対して所定の角度θ１となるように設定されている。なお、レーザ光ＬＢの照射角度θ１は、薄肉化対象部６１に直交する軸ｘ３に対して５度〜２０度程度とすることが好ましい。レーザ光ＬＢの照射角度をこのように設定することによって、薄肉化対象部６１に当たって反射したレーザ光（反射レーザ光という。）が光軸ＬＢｏに沿って集中的にレーザ光出力ヘッド２１０内に戻ってくる量を可能な限り減らすことができ、それによって、反射レーザ光がレーザ光出力ヘッド２１０の光学系などに悪影響を及ぼすことを極力防止できる。
【０１３０】
また、レーザ光ＬＢの照射範囲は、薄肉化対象部６１から可能な限り外れないように設定されている。レーザ光ＬＢの照射範囲がこのように設定されていることにより、薄肉化対象部６１以外の箇所を不必要に加熱しないようにすることができる。
【０１３１】
このようにして、レーザ光の照射時間を、数百ミリ秒（４００ミリ秒〜６００ミリ秒程度）に設定して、「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」の薄肉化対象部６１にレーザ光ＬＢに照射したところ、焼鈍を適切に行うことができる温度（１０００℃〜１２００℃）にまで短時間で達することが実験で確かめられた。これにより、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、１分間に数１０個程度の金属部品の製造を可能とするといった目標を達成できる。
【０１３２】
図７は、レーザ光の照射時間を４００ミリ秒としたときの温度センサー２３０による温度測定結果を示す図である。図７においては、加熱部２０に順次送られてくる個々の第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３における薄肉化対象部６１に対してレーザ光照射を行った場合を示すものであり、横軸は時間（秒）を示し、縦軸は温度センサー２３０による計測温度（℃）を示している。図７は３個の第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３に対する温度測定結果を示すものである。
図７に示すように、どの第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３においても、レーザ光照射開始時刻ｔｓから０．４秒（４００ミリ秒）程度で薄肉化対象部６１の温度は１０００℃を超えていることが確かめられた。
【０１３３】
図５に説明が戻る。図５（ｃ）においては、上記したように、薄肉化対象部６１にレーザ光ＬＢを照射する。これにより、薄肉化対象部６１に対する焼鈍が行われ、第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３は「焼鈍済みカップ状部品Ｐ２」となる。その後、図５（ｄ）に示すように、上側金型基台５０Ａが上昇し、金属材料Ｗも元の位置（図５（ａ）及び図５（ｂ）における金属材料Ｗの位置）に戻る。この段階では、加熱部２０の押さえプレート２１１は金属材料Ｗに接触した状態のままとなっている。
【０１３４】
そして、上側金型基台５０Ａはさらに上昇して動作開始直前の位置（図５（ａ）と同じ位置）に復帰する。この状態で、金属材料Ｗは１ピッチ分だけ進行し、「焼鈍済みカップ状部品Ｐ２」は第２プレス加工部３０（図３参照。）に移動し、加熱部２０には、次に焼鈍すべき「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」が到達する。
【０１３５】
なお、加熱部２０が図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すような動作を行っている際には、第１プレス加工部１０においても同時にプレス加工を行い、また、第２プレス加工部３０においても同時にプレス加工を行っている。
【０１３６】
ところで、図５に示すような加熱工程を行う際には、温度センサー２３０によって加熱対象部すなわち薄肉化対象部６１の温度を計測し、その計測結果に基づいて、レーザ光発生装置２４０などの制御を行う。
【０１３７】
具体的には、レーザ光発生装置２４０は、温度センサー２３０から出力される温度信号に基づいて、薄肉化対象部６１の温度が、所定の温度範囲となるようにレーザ光ＬＢの出力制御を行う。
【０１３８】
このようなレーザ光ＬＢの出力制御を可能とするために、実施形態１に係る金属部品製造装置１は、温度センサー２３０からの温度信号を監視して、その監視結果に対応した制御を行う温度監視制御装置５００（図８参照。）を備えている。
【０１３９】
図８は、温度監視制御装置５００の機能を説明するために示す図である。温度監視制御装置５００は、図８に示すように、薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度（例えば１０００℃）に達するまで、レーザ光ＬＢの発生を継続させるような制御信号をレーザ光発生装置２４０に出力する。また、温度監視制御装置５００は、薄肉化対象部６１の温度が前所望とする温度（例えば１０００℃）に達するまで、第１プレス加工部１０及び第２プレス加工部３０が行うべき加工動作を待機させる待機信号を、順送金型を駆動する順送金型駆動機構部６００に出力する。
なお、順送金型駆動機構部６００は、金属材料Ｗを所定ピッチで送るための機構及び第１プレス加工部１０及び第２プレス加工部に対して所定周期でプレス加工を行わせたりするための機構などであるが、当該機構の図示及び説明は省略する。
【０１４０】
温度監視制御装置５００が行う具体的な制御について説明する。例えば、温度監視制御装置５００は、温度センサー２３０によって測定された薄肉化対象部６１の温度を監視しており、レーザ光照射開始以降（例えば、図７における時刻ｔｓ以降）において、温度センサー２３０によって測定された薄肉化対象部の温度が所望とする温度（例えば１０００℃）に達するまでは、レーザ光発生装置２４０に対してレーザ光ＬＢの発生を継続させる。そして、温度センサー２３０によって測定された薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度（例えば１０００℃）に達すると、レーザ光発生装置２４０に対してレーザ光ＬＢの発生を停止させる。このようにすることで、薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度に達するまで加熱することができ、薄肉化対象部６１の温度を確実に所望とする温度とすることができる。これにより、薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度に達しない状態のまま次の加工動作を行ってしまうといった不具合を未然に防止できる。
【０１４１】
また、温度監視制御装置５００は、順送金型駆動機構部６００に対しても制御を行う。すなわち、温度監視制御装置５００は、レーザ光照射開始以降（例えば、図７における時刻ｔｓ以降）において、温度センサー２３０から出力される薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度（例えば１０００℃）に達するまでは、順送金型駆動機構部６００に対して、加工動作を待機させる待機信号（動作待機信号という。）を出力し、温度センサー２３０から出力される薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度（例えば１０００℃）に達すると、当該動作待機信号を解除する。このようにすることで、薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度に達しない状態のカップ状部品を焼鈍済みカップ状部品として次の加工工程（第２プレス加工工程）に送ってしまうという不具合をなくすことができる。
【０１４２】
なお、図７において示したように、レーザ光照射時間を４００ミリ秒として加熱すると、薄肉化対象部６１は所望とする温度（例えば、約１０００℃）を確実に超えることが実験により確かめられている。このため、レーザ光発生装置２４０などに特に不具合がなく通常の加工動作がなされている場合（正常加工動作時という。）においては、レーザ光照射開始以降、４００ミリ秒が経過すれば、薄肉化対象部６１の温度は所望とする温度に達するため、動作待機信号は解除され、加工動作を再開できる。従って、正常加工動作時においては、余分な動作待機時間が発生しないため、実施形態に係る金属部品製造装置１においては、１分間に数１０個程度の金属部品の製造を可能とするといった目標を達成できる。
【０１４３】
また、待機時間を計測して、動作待機時間が設定時間を超えると、警報の発生（警告灯の点灯又は警報音の発生など）を行うようにしてもよい。このようにすることで、実施形態１に係る金属部品製造装置１を操作するオペレーターは、待機時間が設定時間を超えたことを知ることができ、即座に何らかの対策を施すことができる。これによって、図２に示すような金属部不品（カップ状部品Ｐ）を連続的に大量生産する場合の生産性に与える影響を可能な限り抑えることができる。
【０１４４】
このように、温度監視制御装置５００は、温度センサー２３０から出力される温度信号に基づいて薄肉化対象部６１の温度が所定の温度範囲となるようにレーザ光ＬＢの出力制御を行うことにより、加熱部２０においては、「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」に対する焼鈍を適切に行うことができる。「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」に対する焼鈍が適切に行われることによって、第２プレス加工部３０において行われる薄肉化のためのプレス加工を適切に行うことができる。
【０１４５】
なお、「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」に対する焼鈍が適切に行われない状態で、第２プレス加工部３０においてプレス加工が行われると、適切な薄肉化がなされなないとともに、第２プレス加工部３０における金型（上側金型部３００Ａ及び下側金型部３００Ｂ）に大きな負荷がかかり、金型の破損につながるといった不具合が生じる場合があるが、温度信号に基づいて薄肉化対象部６１の温度が所定の温度範囲となるようにレーザ光ＬＢの出力制御を行うことによって、「第２絞り加工済みカップ状部品Ｐ３」に対する焼鈍を適切に行うことができ、それによって、上記したような不具合を未然に防止することができる。
【０１４６】
以上説明したように、実施形態に係る金属部品製造装置１は、第１プレス加工部１０と、加熱部２０と、第２プレス加工部３０とを備え、これらが１つの順送金型５０の上側金型基台５０Ａ及び下側金型基台５０Ｂに取りつけられている。そして、１つの順送金型５０の動作により、第１プレス加工部１０、加熱部２０及び第２プレス加工部３０が同時に個々の動作を行うものである。また、加熱部２０は、薄肉化対象部にレーザ光ＬＢを照射して薄肉化対象部を加熱するようにしているため、金属材料Ｗとして例えばＳＵＨ６６０などの高耐熱性の金属材料を用いた場合であっても、薄肉化対象部６１を短時間で所望とする温度にまで加熱することができ、それによって、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品を短時間に大量生産が可能となる。
【０１４７】
また、実施形態に係る金属部品製造方法は、実施形態に係る金属部品製造装置１を用いて第１プレス加工工程Ｓ１と、上記加熱工程Ｓ２と、上記第２プレス加工工程Ｓ３とを順送金型によって行うようにしている。このため、金属材料Ｗとして例えばＳＵＨ６６０などの高耐熱性の金属材料を用いた場合であっても、薄肉化対象部６１を短時間で所望とする温度にまで加熱することができ、それによって、一部に薄肉部を有する高耐熱性の金属部品を短時間に大量生産が可能となる。
【０１４８】
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、下記に示すような変形実施も可能である。
【０１４９】
（１）上記実施形態においては、薄肉化対象部を加熱する際の加熱温度は、約１０００℃〜約１２００℃の範囲内としたが、適切な焼鈍が行えれば必ずしも約１０００℃〜約１２００℃の範囲に限られるものではない。例えば、８００℃程度でも焼鈍が可能となる場合もあり、また、１４００℃近くにまで加熱しないと焼鈍できない場合もある。
【０１５０】
このように、加熱温度を８００℃〜１４００℃程度の範囲に設定する場合であっても、温度監視制御装置５００は上記実施形態において説明したような制御を行うことが可能である。例えば、加熱温度を８００℃に設定した場合においては、温度監視制御装置５００は、レーザ光照射開始以降において、薄肉化対象部６１の温度が８００℃に達するまでは、レーザ光発生装置２４０に対してレーザ光ＬＢの発生を継続させ、薄肉化対象部６１の温度が８００℃に達すると、レーザ光発生装置２４０に対してレーザ光ＬＢの発生を停止させる。また、温度監視制御装置５００は、順送金型駆動機構部６００に対しても制御を行う。すなわち、温度監視制御装置５００は、レーザ光照射開始以降において薄肉化対象部６１の温度が８００℃に達するまでは、順送金型駆動機構部６００に対して動作待機信号を出力し、薄肉化対象部６１の温度が８００℃に達すると、当該動作待機信号を解除する。
【０１５１】
温度監視制御装置５００がこのような制御を行うことによって、加熱温度を８００℃〜１４００℃程度のいずれの温度に設定した場合であっても、薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度に達するまで確実に加熱することができるとともに、薄肉化対象部６１の温度が所望とする温度に達しない状態のカップ状部品を焼鈍済みカップ状部品として次の工程（第２プレス加工工程）に送ってしまうという不具合をなくすことができる。
【０１５２】
（２）上記実施形態においては、金属材料Ｗとしては、ＳＵＨ６６０を用いた場合を例示したが、高耐熱性の金属材料であれば、ＳＵＨ６６０に限られるものではなく、例えば、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１、インコネル（登録商標）、さらには、これら以外の高耐熱性の金属材料を用いることもできる。なお、インコネル（登録商標）を焼鈍するには、１４００℃近くにまで加熱する必要があるとされている。
【０１５３】
（３）上記実施形態においては、第１プレス加工部１０は、第１上側金型部１１０Ａ及び第１下側金型部１１０Ｂによるプレス加工及び第２上側金型部１２０Ａ及び第２下側金型部１２０Ｂによるプレス加工の２段階のプレス加工を行う場合を例示したが、製造すべき金属部品の種類などによっては、第１プレス加工部１０においては、１段階のプレス加工のみで済む場合もあり、また、３段階以上のプレス加工を行う場合もある。
また、第２プレス加工部３０においても同様であり、上記実施形態においては、第２プレス加工部３０においては、１段階のプレス加工のみを行う場合を例示したが、２段階以上のプレス加工を行う場合もある。
【０１５４】
（４）上記実施形態においては、レーザ光ＬＢの焦点Ｆのずらし量は、例えば、集光レンズの焦点距離の３０％程度とすることが好ましいとしたが、焦点Ｆのずらし量は、これに限定されるものではなく、適宜、最適なずらし量を設定することができる。また、上記実施形態においては、レーザ光ＬＢの照射角度は、底面６１に直交する軸ｘ３に対して５度〜２０度程度とすることが好ましいとしたが、これに限定されるものではなく、レーザ光ＬＢの照射角度は、適宜、最適な照射角度を設定することができる。
【０１５５】
（５）上記実施形態においては、金属部品としてはカップ状部品を例示したが、金属部品としてはカップ状部品に限られるものではない。また、上記実施形態においては、加熱対象部すなわち薄肉化対象部をカップ状部品の底面６１とした場合を例示したが、薄肉化対象部はカップ状部品の底面に限られるものではない。
【０１５６】
（６）上記実施形態においては、第１プレス加工部１０（第１プレス加工工程Ｓ１）は、絞り加工を行う場合を例示したが、絞り加工以外の目的での加工も可能である。また、加熱部２０（加熱工程Ｓ２）は、焼鈍を行う場合を例示したが、焼鈍に限られるものではなく、焼鈍以外の目的での加熱も可能である。また、上記実施形態においては、第２プレス加工部３０（第２プレス加工工程Ｓ３）は、薄肉化を行う場合を例示したが、薄肉化以外の目的での加工も可能である。
【０１５７】
（７）上記実施形態においては、温度監視制御装置５００が温度センサー２３０からの温度信号に基づいて行うレーザ光ＬＢの出力制御は、温度センサー２３０によって測定された薄肉化対象部６１が所望とする温度に達するまでは、レーザ光ＬＢの発生を継続させ、温度センサー２３０によって測定された薄肉化対象部６１が所望とする温度に達すると、レーザ光ＬＢの発生を停止させるというような制御を行うものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、レーザ光ＬＢによる加熱を所定時間だけ行った後、温度センサー２３０による測定温度が所望とする温度に達していない場合には、さらに、所定時間だけレーザ光ＬＢを追加照射することも可能である。この場合、その時点において測定された温度から、その後、どの程度の時間だけレーザ光ＬＢを照射すればよいかを取得可能なデータテーブルを作成しておき、当該データテーブルに基づいて追加照射に必要な時間を自動的に取得してレーザ光ＬＢを追加照射することを例示できる。
また、レーザ光ＬＢによる加熱を所定時間だけ行った後、温度センサー２３０からの測定温度が所望とする温度に達していない場合には、レーザ光ＬＢの出力を大きく設定して照射することも可能である。
【０１５８】
（８）上記実施形態においては、衝撃吸収部材は硬度の異なる２種類のウレタンゴムを用いて構成したが、適切な衝撃吸収がなされれば、１種類のウレタンゴムであってもよく、また、必要に応じて、硬度の異なる３種類以上のウレタンゴムを用いてもよい。また、衝撃吸収部材としては必ずしもウレタンゴムである必要はなく、適切な衝撃吸収が可能で、かつ、耐久性に優れた材質であれば衝撃吸収部材としての使用が可能である。
【０１５９】
（９）上記実施形態においては、温度センサー２３０は、加熱部２０の上側金型部２００Ａに設置した場合を例示したが、温度センサー２３０の設置場所は、上側金型部２００Ａに限られるものではなく、薄肉化対象部６１の温度を適切に検知可能であれば、他の場所に設置してもよい。
【０１６０】
（１０）上記実施形態においては、薄肉化対象部６１の温度を温度センサー２３０で検知する際に、加熱部２０における温度を検知する場合を例示したが、加熱部２０ではなく、例えば、加熱部２０と第２プレス加工部３０との間の所定位置において検知するようにしてもよい。
【０１６１】
このように、加熱部２０と第２プレス加工部３０との間の所定位置において検知する場合においては、予め、当該所定位置において検知された温度がどのような温度範囲となっていれば適切であるかを調べておき、当該所定位置において検知された温度がそれぞれ適切な温度となるように、レーザ光ＬＢの出力制御を行うようにようにすればよい。
【符号の説明】
【０１６２】
１・・・金属部品製造装置、１０・・・第１プレス加工部、２０・・・加熱部、３０・・・・第２プレス加工部、５０・・・順送金型、５０Ａ・・・順送金型５０の上側金型基台、５０Ｂ・・・順送金型５０の下側金型基台、６１・・・薄肉化対象部（底面）、１１０Ａ・・・第１プレス加工部１０の第１上側金型部、１１０Ｂ・・・第１プレス加工部１０の下側金型部、１１１・・・第１プレス加工部１０の第１プレス雄型部、１１２，１２２，２１１，３１２・・・押さえプレート、１１３，１１８，１２３，１２８、２１２，３１３，３１８・・・スプリング、１１４，１２４，２２０，３１４・・・金属材料保持プレート、１１５・・・第１プレス加工部１０の第１プレス雌型部、１１６，１２６，３１６・・・押し上げピン、１２５・・・第１プレス加工部１０の第２プレス雌型部、２１０・・・レーザ光出力ヘッド、２３０・・・温度センサー、２３１・・・温度センサー本体部、２３１ａ・・・温度センサー本体部２３０における筒状胴体部、２３１ｂ・・・筒状胴体部の先端面、２３１ｃ・・・筒状胴体部の後端面、２３２・・・温度センサーヘッド部、２４０・・・レーザ光発生装置、１１７，１２７，３１７・・・台座部、２００Ａ・・・加熱部２０の上側金型部、２００Ｂ・・・加熱部２０の下側金型部、２６０・・・温度センサー収納プレート、２６１・・・第１収納プレート、２６１ａ・・・温度センサー収納用の貫通孔、２６２・・・第２収納プレート、２６２ａ・・・凹部、２６３・・・温度センサー収納部、２７０・・・衝撃吸収部材（ウレタンゴム）、２７１・・・第１衝撃吸収部材、２７２・・・第２衝撃吸収部材、２８０・・・環境温度測定センサー（熱電対）、３００Ａ・・・第２プレス加工部３０の上側金型部、３００Ｂ・・・第２プレス加工部３０の下側金型部、３１１・・・第２プレス加工部３０のプレス雄型部、３１５・・・第２プレス加工部３０のプレス雌型部、５００・・・温度監視制御装置、６００・・・順送金型駆動機構部、ＬＢ・・・レーザ光、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４・・・各工程が終了した製造途中のカップ状部品、ＲＢ・・・赤外線、Ｗ・・・金属材料、Ｓ１・・・第１プレス加工工程、ｓ２・・・加熱工程、Ｓ３・・・第２プレス加工工程、ｔｓ・・・レーザ光照射開始時刻
【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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