JPH091243A

JPH091243A - ベンディング金型およびその金型に焼入れを行う金型焼入れ方法並びにその装置

Info

Publication number: JPH091243A
Application number: JP7153066A
Authority: JP
Inventors: Akira Taguchi; 昭田口; Seishirou Ikeda; 征士郎池田; Akihiko No; 明彦能
Original assignee: Amada Metrecs Co Ltd
Current assignee: Amada Metrecs Co Ltd
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1997-01-07
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: JP2901138B2

Abstract

(57)【要約】【目的】歪みが非常に小さく、金型の製造工程が簡易
となり、硬度を従来より向上せしめると共にじん性を損
なわない安全性を増したベンディング金型を、また、焼
入れ後の焼戻しの冷却時間や、予熱の時間を短時間にか
つ調整可能にし、さらに正常な焼入れを行い得るように
した金型焼入れ方法並びにその装置を提供する。【構成】ベンディング金型１，７の刃先部３，９に
１．０ｍｍ以下の焼入れ硬化層５，１１が形成されてい
るから、歪みが非常に小さくなり、金型の製造工程が簡
易となる。また、硬度が従来より向上されると共にじん
性が損わず安全性が増す。また、パンチ１の刃先部３に
おける少なくとも先端部３Ａのみに焼入れ硬化層９を、
ダイ７の刃先部における両肩部１３に焼入れ硬化層１１
を形成せしめ、底部１５に形成せしめないようにする。
また、この焼入れ硬化層９，１１を形成せしめる種々の
金型焼入れ方法とその装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、刃先部に焼入れ硬化
層を形成せしめるベンディング金型およびその金型に焼
入れを行う金型焼入れ方法並びにその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ベンディング金型としての例えば
ダイに焼入れを行う場合には、変態点以上の適当な温度
に加熱された加熱炉に入れて行うか、あるいは高周波加
熱あるいはレーザビーム加熱によって焼入れ硬化層を非
常に厚くして焼入れを行っている。

【０００３】特に、レーザビーム加熱で焼入れを行う焼
入れ方法は、例えば、図１７に示されているように、治
具１０１の上にベンディング金型としての例えばダイＤ
を載置せしめた状態で、レーザ発振器１０３から発振さ
れたレーザビームＬＢが反射ミラー１０５で折曲げられ
て集光レンズ１０７で集光された後、この集光レンズ１
０７から前記ダイＤへ向けて照射されてダイＤに焼入れ
が行われている。しかも、ダイＤ上に照射されるレーザ
ビームＬＢは、図１８（Ａ）、（Ｂ）に示されているよ
うなエネルギー分布からなる単一ビームで行われてい
る。さらに、レーザビームＬＢによる焼入れ方法では焼
入れ時の温度を何ら検出せずに行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した焼
入れされたベンディング金型としての例えばダイＤに
は、図１９（Ａ）に示されているように、ダイＤ全体に
及ぼす完全熱処理、または図１９（Ｂ）に示されている
ように、ダイＤの外側に及ぼす部分熱処理がなされて非
常に厚い焼入れ硬化層を有しているので、その焼入れ工
程で歪みが大きく発生し、矯正工程が不可欠で時間と手
間がかかってしまうという問題があった。また、歩留り
も悪く、安価な金型が実現できなかった。さらに焼入れ
を行うと、材料のじん性が低下してしまう。そのため、
思わぬ押圧がかかったり、衝撃力が加わると、図１９
（Ｂ）に示されたダイＤの肩部Ｄ_Aや底部Ｄ_Bが破損し
て安全上例えば人身事故などの重大な問題が生じること
があった。

【０００５】また、図１７に示された従来の焼入れ方法
では、図１８（Ａ），（Ｂ）に示された単一のビームを
用いて行っているので、切断加工には向いているが、焼
入れの場合加熱、冷却のサイクルが自由に選べず、焼入
れ面にクラックや充分に焼きが入らないなど焼入れ条件
の選定が困難であった。

【０００６】また、従来の焼入れ方法では、焼入れの前
後に、他の熱源で予熱、焼戻し（後熱）を行っているの
で、他の熱源を確保するのに他の加熱システムの設備が
必要であり、設備費用が莫大となる。また、他の加熱法
として火炎、高周波加熱などを用いた場合には、特に複
雑形状のワーク（金型）に対しては制御が困難である。

【０００７】さらに、従来の焼入れ方法では、焼入れ時
の温度を検出していないから、金型の端部が異常加熱し
て溶融してしまう。また、金型にはロッド間の寸法のバ
ラツキがあるにもかかわらず、そのバラツキに関係なく
焼入れ処理しているため、硬度不足、硬度深さのバラツ
キなどが発生してしまう。金型のエッジのアールや曲り
状態に関係なく焼入れ処理しているため、同様に硬度不
足、硬度深さのバラツキなどが発生してしまう。

【０００８】この発明の目的は、歪みが非常に小さく、
金型の製造工程が簡易となり、硬度を従来より向上せし
めると共にじん性を損わない安全性を増したベンディン
グ金型を提供することにある。

【０００９】また、この発明の他の目的は、焼入れ後の
焼戻しの冷却時間や、予熱の時間を短時間にかつ調整可
能にし、さらに正常な焼入れを行い得るようにした金型
焼入れ方法並びにその装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１によるこの発明のベンディング金型は、ワ
ークに折曲げ加工を行わせしめるベンディング金型の刃
先部に１．０ｍｍ以下の焼入れ硬化層を形成せしめてな
ることを特徴とするものである。

【００１１】請求項２によるこの発明のベンディング金
型は、請求項１のベンディング金型において、ベンディ
ング金型のパンチで刃先部における少なくとも先端部の
みに焼入れ硬化層を形成せしめてなることを特徴とする
ものである。

【００１２】請求項３によるこの発明のベンディング金
型は、請求項１のベンディング金型において、ベンディ
ング金型のダイで刃先部における両肩部に焼入れ硬化層
を形成せしめると共にダイの刃先部における底部に焼入
れを行わせしめないことを特徴とするものである。

【００１３】請求項４によるこの発明のベンディング金
型は、請求項１，２，３のベンディング金型において、
前記焼入れ硬化層がレーザビームの照射で形成されるこ
とを特徴とするものである。

【００１４】請求項５によるこの発明の金型焼入れ方法
は、ベンディング金型の刃先部にレーザビームを照射せ
しめて焼入れを行う際、非対称形レンズを用いて、前記
刃先部にエネルギー分布が矩形状となるレーザビームを
照射せしめて焼入れと焼戻しを行うことを特徴とするも
のである。

【００１５】請求項６によるこの発明の金型焼入れ方法
は、ベンディング金型の刃先部にレーザビームを照射せ
しめて焼入れを行う際、複数のレーザビームを前記刃先
部に照射せしめて予熱、焼入れ、焼戻しを行うことを特
徴とするものである。

【００１６】請求項７によるこの発明の金型焼入れ方法
は、ベンディング金型の刃先部にレーザビームを照射せ
しめて焼入れを行う際、前記レーザビームを２方向に分
岐し、一方のレーザビームを高密度エネルギー状態とす
ると共に、他方のレーザビームを広く低密度状態とし、
この２方向のレーザビームを前記刃先部に同時に照射せ
しめて、予熱、焼入れ、焼戻しを行うことを特徴とする
ものである。

【００１７】請求項８によるこの発明の金型焼入れ方法
は、ベンディング金型の刃先部にレーザビームを照射せ
しめて焼入れを行う際、前記刃先部にレーザビームを照
射せしめて焼入れを行う焼入れ時の温度を検出すると共
に、この検出された温度を基にして集光レンズの焦点位
置の調整あるいは反射ミラーの角度調整もしくはレーザ
発振器の入力値調整を行い、焼入れ時の温度を最適の一
定の温度に制御せしめることを特徴とするものである。

【００１８】請求項９によるこの発明の金型焼入れ装置
は、レーザ発振器より発振されたレーザビームが反射ミ
ラーを経て集光レンズで集光された後、ベンディング金
型の刃先部に照射されて焼入れを行う金型焼入れ装置に
して、前記集光レンズが前記刃先部にエネルギー分布が
矩形状となるレーザビームを照射せしめるべき、非対称
形レンズであることを特徴とするものである。

【００１９】請求項１０によるこの発明の金型焼入れ装
置は、レーザ発振器より発振されたレーザビームが反射
ミラーを経て集光レンズで集光された後、ベンディング
金型の刃先部に照射されて焼入れを行う金型焼入れ装置
にして、前記反射ミラーおよび集光レンズを一組にし
て、前記刃先部に予熱、焼入れ、焼戻しを行うべく、複
数組設けてなることを特徴とするものである。

【００２０】請求項１１によるこの発明の金型焼入れ装
置は、レーザ発振器より発振されたレーザビームが反射
ミラーを経て集光レンズで集光された後、ベンディング
金型の刃先部に照射されて焼入れを行う金型焼入れ装置
にして、前記レーザ発振器で発振されたレーザビームを
２方向に分岐せしめるレーザビーム分岐手段と、このレ
ーザビーム分岐手段で分岐された一方のレーザビームを
高密度状態にする第１集光レンズと、前記レーザビーム
分岐手段で分岐された他方のレーザビームを広く低密度
状態にする第２集光レンズと、を備えてなることを特徴
とするものである。

【００２１】請求項１２によるこの発明の金型焼入れ装
置は、レーザ発振器より発振されたレーザビームが反射
ミラーを経て集光レンズで集光された後、ベンディング
金型の刃先部に照射されて焼入れを行う金型焼入れ装置
にして、前記刃先部にレーザビームを照射せしめて焼入
れを行う焼入れ時の温度を検出する温度検出手段と、こ
の温度検出手段で検出された温度を基にして、焼入れ時
の温度を最適な一定の温度に制御すべく、前記集光レン
ズの焦点位置の調整あるいは反射ミラーの角度調整もし
くはレーザ発振器の入力値調整を行う制御装置と、を備
えてなることを特徴とするものである。

【００２２】

【作用】請求項１によるこの発明のベンディング金型で
は、ベンディング金型の刃先部に１．０ｍｍ以下の焼入
れ硬化層が形成されているから、従来の数ｍｍの硬化層
作成時に比べ歪みが非常に小さくなり、金型の製造工程
が簡易となる。また、硬度が従来より向上されると共に
金型としてのじん性が損わず安全性が増す。

【００２３】請求項２によるこの発明のベンディング金
型では、パンチの刃先部における少なくとも先端部のみ
に焼入れ硬化層が形成されていることにより、請求項１
による発明と同等の効果が発揮される。

【００２４】請求項３によるこの発明のベンディング金
型では、ダイの刃先部における両肩部に焼入れ硬化層が
形成されていると共にダイの刃先部における底部に焼入
れが行われないことにより、請求項１による発明と同等
の効果が発揮されると共に、安全性が大幅に向上され
る。

【００２５】請求項４によるこの発明のベンディング金
型では、焼入れ硬化層がレーザビームの照射で形成され
ると、他の手段よりも効果が顕著になる。

【００２６】請求項５，９によるこの発明の金型焼入れ
方法およびその装置ではベンディング金型の刃先部にレ
ーザ発振器から発振されたレーザビームが反射ミラーを
経て集光レンズで集光された後に照射されることによ
り、焼入れ硬化層が形成される。その際、集光レンズを
非対称形レンズとすることにより、レーザビームが矩形
ビームとなり、焼入れする面積を広くできると共に、レ
ーザビームのエネルギー集中を緩和でき、金型表面の溶
融を防ぐことができる。

【００２７】請求項６，１０によるこの発明の金型焼入
れ方法およびその装置では、ベンディング金型の刃先部
にレーザ発振器から発振されたレーザビームが反射ミラ
ーを経て集光レンズで集光された後に照射されることに
より、焼入れ硬化層が形成される。その際、反射ミラー
および集光レンズを一組にして、複数組設けることによ
り、予熱、焼入れ、焼戻しが一連で行われるので、短時
間で高度な熱処理ができる。

【００２８】請求項７，１１によるこの発明の金型焼入
れ方法およびその装置では、レーザ発振器で発振された
レーザビームがレーザビーム分岐手段で２方向に分岐さ
れる。一方のレーザビームは第１集光レンズを経てベン
ディング金型の刃先部に高密度状態で照射されると同時
に、一他方のレーザビームは第２集光レンズを経てベン
ディング金型の刃先部に広い低密度状態で照射されるか
ら、高密度状態のレーザビームで焼入れが、低密度状態
のレーザビームで予熱と焼戻しが行われる。したがっ
て、短時間で高度な熱処理を行うことができる。

【００２９】請求項８，１２によるこの発明の金型焼入
れ方法およびその装置では、レーザ発振器で発振された
レーザビームは反射ミラーを経て集光レンズで集光され
た後に、ベンディング金型の刃先部に照射されて焼入れ
が行われる。この焼入れ時に温度検出手段で焼入れ時の
温度が検出される。この検出された温度を基にして制御
装置から常に焼入れ時の温度が一定に保持されるように
集光レンズの終点位置の調整あるいは反射ミラーの角度
調整もしくはレーザ発振器の入力値調整が行われる。

【００３０】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。

【００３１】図１（Ａ）、（Ｂ）に示されているような
ベンディング金型としての例えばパンチ１の刃先部３に
焼入れ硬化層５を形成せしめる。この焼入れ硬化層５
は、より詳細に図１（Ｃ）に示されているように刃先部
３の全面に形成せしめても良いが、図１（Ｄ）に示され
ているように、刃先部３のうちの少なくとも先端部３Ａ
に形成せしめるようにし、この先端部３Ａ以外の部分３
Ｂには焼入れ処理しないか、または必要に応じてしま模
様などに焼入れ硬化層５を形成せしめるしてもよい。

【００３２】図２（Ａ），（Ｂ）に示されているような
ベンディング金型としての例えばダイ７の刃先部９に焼
入れ硬化層１１を形成せしめる。この焼入れ硬化層１１
は、より詳細に図２（Ｃ）に示されているように、少な
くともダイ７における刃先部９のうち両肩部分１３に形
成せしめると共に、ダイ７の底部１５には焼入れ硬化層
１１を形成せしめないようにする。前記両肩部分１３と
底部１５との間の部分には焼入れ硬化層を全面形成せし
めてもよく、またはしま模様などに形成してもよく、あ
るいは形成せしめなくてもよい。

【００３３】ダイ７の底部分１５はパンチ１の先端が折
曲げ加工をした際に接触しない範囲例えば板厚６ｍｍの
場合、０．５ｍｍ程度である。前記焼入れ硬化層５，１
１の深さＨは詳細を後述するが、１．０ｍｍ以下が望ま
しいものである。焼入れ硬化層５，１１を形成せしめる
手段としては高周波焼入れやレーザ焼入れなどがある
が、レーザ焼入れで行うのが望ましいものである。

【００３４】例えば、図３には炭素鋼に高周波焼入れ
（黒丸の曲線）とレーザ焼入れ（白丸の曲線）を行った
場合の表面からの深さと硬度との関係が示されている。
この図３に示された曲線から判るように高周波焼入れの
場合には表面からの深さが段々深くなるにつれて徐々に
硬度が柔らかくなっていくのに対し、レーザ焼入れの場
合には表面からの深さがある深さＡまではほぼ一定の硬
度を有し、深さＡを過ぎると極端に下がっている。すな
わち、レーザ焼入れの場合には、高密度エネルギーが時
間的，空間的に集中的に材料に投入されるので、焼入れ
層の深さ方向の幅が狭くなる。加熱時間が長くなると表
面が劣化しもろくなる。焼入れ硬度は加熱炉や高周波加
熱に比べて高くなっている。

【００３５】上記構成により、焼入れ硬化層５，１１を
形成せしめた図１のパンチ１や図２のダイ７は、従来の
ものと比べて非常に歪が小さく、金型の製造工程が簡易
となる。またパンチ１とダイ７の組合せなどにより、ワ
ークに折曲げ加工が行われるが、パンチ１，ダイ７の刃
先部３，９は充分な硬度を有しているため、従来と同等
以上の折曲げ加工を実現させることができる。さらに、
ダイ７の底部１５には焼入れを行わないので、安全性が
大幅に向上した金型を得ることができる。

【００３６】図１（Ａ）に示したパンチ１の刃先部３に
焼入れ硬化層５を形成せしめ、この硬化層５の深さＨを
種々変化せしめたときの曲がり量を測定した結果は図４
に示すとおりである。なお、曲がり量は、図５に示した
状態のαで測定されるものである。また、図２（Ｂ）に
示したダイ７の刃先部９に焼入れ硬化層１１を形成せし
め、この硬化層１１の深さを種々変化せしめたときの曲
がり量を測定し結果は図６に示すとおりである。なお、
曲がり量は、図７に示した状態のαで測定されるもので
ある。

【００３７】図４および図６に示した測定結果から判る
ように、パンチ１の場合には硬度深さＨが１．０ｍｍで
曲がり量が約０．１ｍｍであり、ダイ７の場合には硬度
深さＨが１．０ｍｍで曲がり量が約０．１５ｍｍで非常
に小さく曲がり量が少ない。したがって、研磨工程の短
縮にとどまらず、金型製作上、矯正工程の削減や工程の
組替えなど大幅な合理化が可能である。

【００３８】図１（Ａ）に示したパンチ１と図２（Ｂ）
に示したダイ７の右側を用いて、パンチ１でダイ７を加
圧したときのダイ７の破壊結果は図８に示すとおりであ
る。なお、比較のためにダイ７にズブ焼入れした場合の
破壊結果が図８に示してある。

【００３９】図８に示されているグラフから判るよう
に、本実施例のダイ金型の場合には１８００（ＴＯＮ／
Ｍ）で破壊したのに対し、比較例のダイ金型では８００
（ＴＯＮ／Ｍ）で破壊した。したがって、本実施例のダ
イ金型の破壊荷重は比較例のダイ金型のものに比べて２
倍以上高く安全である。

【００４０】図９には金型焼入れ装置の一実施例が示さ
れている。図９において金型焼入れ装置１７は、治具１
９を備えており、この治具１９上には焼入れされるベン
ディング金型としての例えばダイ７が載置される。ま
た、金型焼入れ装置１７はレーザ発振器２１を備えてお
り、このレーザ発振器２１で発振されたレーザビームＬ
Ｂは図９においてレーザ発振器２１の右側に設けられた
反射ミラー２３にて下方へ折曲げられる。この反射ミラ
ー２３と前記治具１９との間には集光レンズとしての非
対称形レンズ２５が設けられている。

【００４１】上記構成により、治具１９上に焼入れすべ
きダイ７が載置された状態で、レーザ発振器２１で発振
されたレーザビームＬＢは反射ミラー２３で折曲げられ
て非対称形レンズ２５に集光される。この集光されたレ
ーザビームＬＢはダイ７へ向けて照射されて、ダイ７の
刃先部に焼入れが行われることになる。

【００４２】集光レンズとして非対称形レンズ２５を用
いているので、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したようにレ
ーザビームＬＢのエネルギー分布は矩形状となってダイ
７の刃先部に照射されるから焼入れ面積の広いビームエ
ネルギーの集中が緩和されたレーザビームＬＢにより、
焼入れが行われる。

【００４３】したがって、従来の単純な単一レーザビー
ムに比べて非対称形レンズ２５を使い分けることによ
り、適切な焼入れ面積が選択でき、さらにビームエネル
ギーの集中を避けることができるため品質の安定化を図
ることができる。

【００４４】図１１には金型焼入れ装置の他の実施例が
示されている。図１１において金型焼入れ装置２７は治
具２９を備えており、この治具２９上にダイ７が載置さ
れている。金型焼入れ装置２７はレーザ発振器３１を備
えており、このレーザ発振器３１の図１１において右側
には例えば３個の反射ミラーとしての１／３用ビームス
プリッタ３３，１／２用ビームスプリッタ３５，全反射
ミラー３７が順に設けられていると共に、この１／３用
ビームスプリッタ３３，１／２用ビームスプリッタ３５
および全反射ミラー３７の下方には予熱用の集光レンズ
３９，焼入れ用の集光レンズ４１，焼戻し用の集光レン
ズ４３が設けられている。

【００４５】上記構成により、治具２９上にダイ７を載
置した状態で、レーザ発振器３１で発振されたレーザビ
ームＬＢは、１／３用ビームスプリッタ３３で１／３が
反射されると共に２／３が透過される。透過されたレー
ザビームＬＢは１／２用ビームスプリッタ３５で１／２
反射されると共に１／２透過される。透過されたレーザ
ビームＬＢは全反射ミラー３７で全反射される。

【００４６】１／３用ビームスプリッタ３３で反射され
たレーザビームＬＢは予熱用集光レンズ３９で集光され
た後、ダイ７の刃先部９に照射される。また、１／２ビ
ームスプリッタ３５で反射されたレーザビームＬＢは焼
入れ用集光レンズ４１で集光された後、ダイ７の刃先部
９に照射される。さらに全反射ミラー３７で反射された
レーザビームＬＢはダイ７の刃先部９に照射されること
になる。

【００４７】予熱用集光レンズ３９，焼入れ用集光レン
ズ４１および焼戻し用集光レンズ４３では、例えば図１
２に示したようなエネルギー分布のレーザビームＬＢで
ダイ７の刃先部９に照射されてダイ７を図１１において
矢印で示した如く左方向へ移動せしめることにより、ダ
イ７の刃先部９に予熱を与えた後、焼入れが行われ、さ
らに焼戻しが一連的に行われるから、焼入れ処理を短時
間で効果的に行うことができる。

【００４８】図１３には金型焼入れ装置の他の実施例が
示されている。図１３において金型焼入れ装置４５は治
具４７を備えており、この治具４７上にダイ７が載置さ
れる。また、金型焼入れ装置４５にはレーザ発振器４９
を備えており、このレーザ発振器４９の右側にはレーザ
ビーム分岐手段としてのうちの１／２用ビームスプリッ
タ５１が設けられ、この１／２用ビームスプリッタ５１
の右側および下方には全反射ミラー５３，５５が設けら
れている。全反射ミラー５３の下方にはレーザビームＬ
Ｂを高密度状態にする第１集光レンズ５７が設けられて
いると共に、全反射ミラー５５の右斜め下方にはレーザ
ビームＬＢを低密度状態にする第２集光レンズ５９が設
けられている。

【００４９】上記構成により、治具４７上にダイ７を載
置した状態で、レーザ発振器４９から発振されたレーザ
ビームＬＢは１／２用ビームスプリッタ５１で１／２反
射されると共に１／２透過される。１／２透過されたレ
ーザビームＬＢは全反射ミラー５３を経て第１集光レン
ズ５７で集光された後、ダイ７の刃先部９に照射され
る。また、１／２用ビームスプリッタ５１で反射された
レーザビームＬＢは全反射ミラー５５を経て第２集光レ
ンズ５９に集光された後、ダイ７の刃先部９に照射され
ることになる。なお、第１集光レンズ５７，第２集光レ
ンズ５９でそれぞれ集光されたレーザビームＬＢはダイ
７の刃先部９の同じ場所に同時に照射されるものであ
る。

【００５０】第１集光レンズ５７で集光されたレーザビ
ームＬＢのビームエネルギー分布は、図１４（Ａ），
（Ｂ）に示されているように高密度状態のレーザエネル
ギー６１Ａであり、第２集光レンズで５９で集光された
レーザビームＬＢのビームエネルギー分布は、図１４
（Ａ），（Ｂ）に示されているように広く低密度状態の
レーザエネルギー６１Ｂである。

【００５１】したがって、高密度状態のレーザエネルギ
ー６１Ａが焼入れ用に、低密度状態のレーザエネルギー
６１Ｂが予熱用と焼戻し用となるから、ダイ７を図１４
（Ａ）に矢印で示したごとく右方向へ移動せしめること
により、一連で短時間で予熱、焼入れ、焼戻しを行うこ
とができる。しかも、ダイ７の溶融などを防ぐと共に品
質的に安定した焼入れ処理を行うことができる。さらに
設備費が安くて済むものである。

【００５２】図１５には金型焼入れ装置の他の実施例が
示されている。図１５において金型焼入れ装置６２は治
具６３を備えており、この治具６３上にはダイ７が載置
される。また、前記金型焼入れ装置６２はレーザ発振器
６５を備えていると共に、レーザ発振器６５には電源コ
ントローラ６７が備えられている。前記レーザ発振器６
５の左側には反射ミラー６９が設けられていると共に、
この反射ミラー６９が下方に集光レンズ７１が設けられ
ている。

【００５３】集光レンズ７１の例えば左側には赤外線放
射温度計などの温度検出手段７３が設けられていて、こ
の温度検出手段７３によって焼入れ時の温度が検出され
るものである。この温度検出手段７３には温度調節器７
５が接続されていると共に温度調節器７５には制御装置
７７が接続されている。

【００５４】前記反射ミラー６９の右端には扇状のラッ
ク７９に噛合したピニオン８０が回転可能に設けられて
いると共に、このピニオン８０には駆動モータ８１が連
続されている。なお、反射ミラー６９の左端はピン８３
で枢支されており、ピン８３を支点として揺動されるも
のである。

【００５５】上記構成により、駆動モータ８１を駆動せ
しめると、ピニオン８０がラック７９に沿って回動され
るから、反射ミラー６９がピン８３を支点として揺動
し、反射ミラー６９の角度が調節されることになる。

【００５６】前記集光レンズ７１は、レンズボックス８
５に収納されていると共に、このレンズボックス８５の
右端には上下方向へ延伸したボールねじ８７が螺合され
ている。このボールねじ８７の上部には駆動モータ８９
が連結されている。

【００５７】上記構成により、駆動モータ８９を駆動せ
しめると、ボールねじ８７が回転されるから、レンズボ
ックス８５が上下方向へ移動し、集光レンズ７１の焦点
位置が調整されることになる。

【００５８】治具６３上にダイ７を載置した状態で、レ
ーザ発振器６５から発振されたレーザビームＬＢは反射
ミラー６９を経て集光レンズ７１で集光された後、ダイ
７の刃先部９に照射されて焼入れ処理が行われることに
なる。

【００５９】焼入れ時の温度調整を図１６に示したフロ
ーチャートを基にして説明すると、まずステップＳ１で
温度検出手段７３で焼入れ時の温度ｔが検出されて制御
装置７７に取り込まれる。ステップＳ２で制御装置７７
には予め設定された一定の設定温度ｔ₀が取り込まれて
いるから、検出された検出温度ｔと設定温度ｔ₀とが比
較される。そして検出温度ｔが設定温度ｔ₀よりも低い
（ｔ＜ｔ₀）場合には、ステップＳ３で制御装置７７か
らの指令により駆動モータ８９が駆動されて集光レンズ
７１が焦点方向へ移動されて、ステップＳ１の手前に戻
される。

【００６０】次いで、ステップＳ４に進み、検出温度ｔ
と設定温度ｔ₀とが比較され、検出温度ｔが設定温度ｔ
₀より高い（ｔ＞ｔ₀）場合には、ステップＳ５で制御
装置７７からの指令により駆動モータ８９が駆動されて
集光レンズ７１が焦点から遠のくように移動されてステ
ップＳ１の手前に戻される。

【００６１】そして、検出温度ｔが設定温度ｔ₀と等し
い（ｔ＝ｔ₀）場合には、ステップＳ６で常時ｔ＝ｔ₀
となるように保持されることになる。したがって、焼入
れ時の温度を一定の温度に制御・保持して焼入れ加工を
行うことができる。

【００６２】焼入れ時の温度を一定の温度に制御するの
に、上記実施例では集光レンズ７１を上下させて焦点位
置の調節で行う例で説明したが、前記反射ミラー６９を
駆動モータ８１の駆動でピン８３を支点として揺動させ
て反射ミラー６９の角度を調整し、レーザビームＬＢの
形状を楕円形にし単位面積当りのビームエネルギーを調
整するようにしてもよい。また、レーザ発振器６５の電
源コントローラ６７で電力をコントロールし、電力の入
力値を調整するようにしてもよいものである。

【００６３】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他
の態様で実施し得るものである。

【００６４】

【発明の効果】以上のごとき実施例の説明より理解され
るように、請求項１によるこの発明によれば、ベンディ
ング金型の刃先部に１．０ｍｍ以下の焼入れ硬化層が形
成されているから、歪みが非常に小さくなり、金型の製
造工程が簡易となる。また、硬度を従来より向上させる
ことができると共にじん性が損わず安全性を増すことが
できる。

【００６５】請求項２によるこの発明によれば、パンチ
の刃先部における少なくとも先端部のみに焼入れ硬化層
が形成されていることにより、請求項１による発明と同
等の効果を発揮させることができる。

【００６６】請求項３によるこの発明によれば、ダイの
刃先部における両肩部に焼入れ硬化層が形成されている
と共にダイの刃先部における底部に焼入れが行われない
ことにより、請求項１による発明と同等の効果を発揮さ
せることができると共に、安全性を大幅に向上させるこ
とができる。

【００６７】請求項４によるこの発明によれば、焼入れ
硬化層をレーザビームの照射で形成させると、他の手段
よりも焼入れ効果を顕著にさせることができる。

【００６８】請求項５，９によるこの発明によれば、ベ
ンディング金型の刃先部にレーザ発振器から発振された
レーザビームが反射ミラーを経て非対称形の集光レンズ
で集光された後に照射させて、焼入れ硬化層を形成させ
ることにより、レーザビームのエネルギー分布が矩形状
のビームとなり、焼入れ面積を広くすることができる。

【００６９】請求項６，１０によるこの発明によれば、
ベンディング金型の刃先部にレーザ発振器から発振され
たレーザビームが反射ミラーを経て集光レンズで集光さ
れた後に照射されることにより、焼入れ硬化層が形成さ
れる。その際、反射ミラーおよび集光レンズを一組にし
て、複数組設けることにより、予熱、焼入れ、焼戻しが
一連で行われるので、短時間で焼入れを行うことができ
る。

【００７０】請求項７，１１によるこの発明によれば、
レーザ発振器で発振されたレーザビームがレーザビーム
分岐手段で２方向に分岐される。一方のレーザビームは
第１集光レンズを経てベンディング金型の刃先部に高密
度状態で照射されると同時に、一他方のレーザビームは
第２集光レンズを経てベンディング金型の刃先部に広い
低密度状態で照射されるから、高密度状態のレーザビー
ムで焼入れを、低密度状態のレーザビームで予熱と焼戻
しを行うことができる。したがって、短時間で熱処理を
行うことができる。

【００７１】請求項８，１２によるこの発明によれば、
レーザ発振器で発振されたレーザビームは反射ミラーを
経て集光レンズで集光された後に、ベンディング金型の
刃先部に照射されて焼入れが行われる。この焼入れ時に
温度検出手段で焼入れ時の温度が検出される。この検出
された温度を基にして制御装置からの指令により、集光
レンズの終点位置の調整あるいは反射ミラーの角度調整
もしくはレーザ発振器の入力値調整を行うことにより、
常に焼入れ時の温度を一定に保持に焼入れを行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のパンチの刃先部に焼入れ硬化層を形
成せしめる説明図である。

【図２】この発明のダイの刃先部に焼入れ硬化層を形成
せしめる説明図である。

【図３】レーザ焼入れ、高周波焼入れによる焼入れの表
面からの深さと硬度との関係を示した説明図である。

【図４】パンチの刃先部に焼入れを行ったときの硬度深
さと曲がり量との関係を実験したデータ図である。

【図５】パンチにおける曲がり量を測定する説明図であ
る。

【図６】ダイの刃先部に焼入れを行ったときの硬度深さ
と曲がり量との関係を実験したデータ図である。

【図７】ダイにおける曲がり量を測定する説明図であ
る。

【図８】本実施例、従来の焼入れしたダイを用いて破壊
試験を行ったデータ図である。

【図９】この発明を実施する一実施例の金型焼入れ装置
の説明図である。

【図１０】図９における非対称形の集光レンズで照射し
たレーザビームのエネルギ分布を示した図で、（Ａ）は
縦方向、（Ｂ）は横方向からみた図である。

【図１１】この発明を実施する別の実施例の金型焼入れ
装置の説明図である。

【図１２】図１１における複数の集光レンズで照射した
レーザビームのエネルギー分布の縦方向からみた図であ
る。

【図１３】この発明を実施する他の実施例の金型焼入れ
装置の説明図である。

【図１４】図１３における複数の集光レンズで照射した
レーザビームのエネルギー分布を示した図で、（Ａ）は
縦方向、（Ｂ）は横方向からみた図である。

【図１５】この発明を実施する他の実施例の金型焼入れ
装置の説明図である。

【図１６】焼入れ時の温度を一定の温度に保持する動作
のフローチャートである。

【図１７】従来の金型焼入れ装置の説明図である。

【図１８】図１７における集光レンズから照射したレー
ザビームのエネルギー分布を示す図で、（Ａ）は縦方
向、（Ｂ）は横方向からみた図である。

【図１９】従来のダイに焼入れ硬化層を形成せしめた一
例図ある。

【符号の説明】

１パンチ（ベンディング金型）３刃先部３Ａ先端部５焼入れ硬化層７ダイ（ベンディング金型）９刃先部１１焼入れ硬化層１３肩部分１５底部１７金型焼入れ装置１９治具２１レーザ発振器２３反射ミラー２５非対称形レンズ（集光レンズ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２１Ｄ 1/09 Ｃ２１Ｄ 1/09 Ｈ 9/00 9352−4Ｋ 9/00 Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークに折曲げ加工を行わせしめるベン
ディング金型の刃先部に１．０ｍｍ以下の焼入れ硬化層
を形成せしめてなることを特徴とするベンディング金
型。
【請求項２】ベンディング金型のパンチで刃先部にお
ける少なくとも先端部のみに焼入れ硬化層を形成せしめ
てなることを特徴とする請求項１記載のベンディング金
型。
【請求項３】ベンディング金型のダイで刃先部におけ
る両肩部に焼入れ硬化層を形成せしめると共にダイの刃
先部における底部に焼入れを行わせしめないことを特徴
とする請求項１記載のベンディング金型。
【請求項４】前記焼入れ硬化層がレーザビームの照射
で形成されることを特徴とする請求項１，２，３記載の
ベンディング金型。
【請求項５】ベンディング金型の刃先部にレーザビー
ムを照射せしめて焼入れを行う際、非対称形レンズを用
いて、前記刃先部にエネルギー分布が矩形状となるレー
ザビームを照射せしめて焼入れと焼戻しを行うことを特
徴とする金型焼入れ方法。
【請求項６】ベンディング金型の刃先部にレーザビー
ムを照射せしめて焼入れを行う際、複数のレーザビーム
を前記刃先部に照射せしめて予熱、焼入れ、焼戻しを行
うことを特徴とする金型焼入れ方法。
【請求項７】ベンディング金型の刃先部にレーザビー
ムを照射せしめて焼入れを行う際、前記レーザビームを
２方向に分岐し、一方のレーザビームを高密度エネルギ
ー状態とすると共に、他方のレーザビームを広く低密度
状態とし、この２方向のレーザビームを前記刃先部に同
時に照射せしめて、予熱、焼入れ、焼戻しを行うことを
特徴とする金型焼入れ方法。
【請求項８】ベンディング金型の刃先部にレーザビー
ムを照射せしめて焼入れを行う際、前記刃先部にレーザ
ビームを照射せしめて焼入れを行う焼入れ時の温度を検
出すると共に、この検出された温度を基にして集光レン
ズの焦点位置の調整あるいは反射ミラーの角度調整もし
くはレーザ発振器の入力値調整を行い、焼入れ時の温度
を最適の一定の温度に制御せしめることを特徴とする金
型焼入れ方法。
【請求項９】レーザ発振器より発振されたレーザビー
ムが反射ミラーを経て集光レンズで集光された後、ベン
ディング金型の刃先部に照射されて焼入れを行う金型焼
入れ装置にして、前記集光レンズが前記刃先部にエネル
ギー分布が矩形状となるレーザビームを照射せしめるべ
き、非対称形レンズであることを特徴とする金型焼入れ
装置。
【請求項１０】レーザ発振器より発振されたレーザビ
ームが反射ミラーを経て集光レンズで集光された後、ベ
ンディング金型の刃先部に照射されて焼入れを行う金型
焼入れ装置にして、前記反射ミラーおよび集光レンズを
一組にして、前記刃先部に予熱、焼入れ、焼戻しを行う
べく、複数組設けてなることを特徴とする金型焼入れ装
置。
【請求項１１】レーザ発振器より発振されたレーザビ
ームが反射ミラーを経て集光レンズで集光された後、ベ
ンディング金型の刃先部に照射されて焼入れを行う金型
焼入れ装置にして、前記レーザ発振器で発振されたレー
ザビームを２方向に分岐せしめるレーザビーム分岐手段
と、このレーザビーム分岐手段で分岐された一方のレー
ザビームを高密度状態にする第１集光レンズと、前記レ
ーザビーム分岐手段で分岐された他方のレーザビームを
広く低密度状態にする第２集光レンズと、を備えてなる
ことを特徴とする金型焼入れ装置。
【請求項１２】レーザ発振器より発振されたレーザビ
ームが反射ミラーを経て集光レンズで集光された後、ベ
ンディング金型の刃先部に照射されて焼入れを行う金型
焼入れ装置にして、前記刃先部にレーザビームを照射せ
しめて焼入れを行う焼入れ時の温度を検出する温度検出
手段と、この温度検出手段で検出された温度を基にし
て、焼入れ時の温度を最適な一定の温度に制御すべく、
前記集光レンズの焦点位置の調整あるいは反射ミラーの
角度調整もしくはレーザ発振器の入力値調整を行う制御
装置と、を備えてなることを特徴とする金型焼入れ装
置。