特開 2024-135783 金属板の曲げ加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135783

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】金属板の曲げ加工方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 11/20 20060101AFI20240927BHJP

   B21D 19/08 20060101ALI20240927BHJP

   B21D 39/02 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

B21D11/20 B

B21D19/08 C

B21D39/02 E

B21D39/02 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046648

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000001199

【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100218132

【弁理士】

【氏名又は名称】近田 暢朗

(72)【発明者】

【氏名】赤松 秀太郎

(72)【発明者】

【氏名】前田 恭兵

(72)【発明者】

【氏名】宍戸 久郎

(57)【要約】

【課題】レーザ照射を活用した金属板の曲げ加工方法において、熱影響部と屈曲部に基づいて効果的に割れを低減する。
【解決手段】金属板の曲げ加工方法は、アルミニウム合金製の板材１０を準備し、板材１０にレーザ光を照射し、レーザ光の照射によって熱的影響を受けた熱影響部１３を特定し、板材１０を熱影響部１３の範囲内で曲げ加工することを含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミニウム合金製の板材を準備し、
前記板材にレーザ光を照射し、
前記レーザ光の照射によって熱的影響を受けた熱影響部を特定し、
前記板材を前記熱影響部の範囲内で曲げ加工する
ことを含む、金属板の曲げ加工方法。

【請求項2】

前記曲げ加工は、前記レーザ光を照射した面が内側となるように行われる、請求項１に記載の金属板の曲げ加工方法。

【請求項3】

前記板材は、２０００系、５０００系、６０００系、または７０００系のアルミニウム合金製である、請求項１または２に記載の金属板の曲げ加工方法。

【請求項4】

前記曲げ加工では、前記板材が他の板材を挟み込むようにしてヘム加工を実行する、請求項１または２に記載の金属板の曲げ加工方法。

【請求項5】

前記ヘム加工の前に前記ヘム加工と同じ個所を曲げ加工するプリヘム加工を実行することをさらに含み、
前記レーザ光は、前記プリヘム加工の後かつ前記ヘム加工の前に前記板材に照射され、
前記レーザ光の照射位置は、前記プリヘム加工の曲げ加工範囲外に設定される、請求項４に記載の金属板の曲げ加工方法。

【請求項6】

前記ヘム加工の前に前記ヘム加工と同じ個所を曲げ加工するプリヘム加工を実行することをさらに含み、
前記レーザ光は、前記プリヘム加工の前に前記板材に照射され、
前記熱影響部は、前記プリヘム加工の曲げ加工範囲全体に及び、
前記プリヘム加工では、前記板材を前記熱影響部の範囲内で曲げ加工する、請求項４に記載の金属板の曲げ加工方法。

【請求項7】

前記ヘム加工は、ローラヘム加工である、請求項４に記載の金属板の曲げ加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属板の曲げ加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

曲げ加工の困難な金属板を曲げ加工する方法の一つとして、金属板の曲げ加工すべき部位に加熱用のレーザ光を照射する方法が知られている。当該方法では、難加工性の金属板に対してレーザ光を照射して曲げ加工性を向上させた後に曲げ加工を行うことにより、割れの低減を図っている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－５４３２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の金属板の曲げ加工方法では、熱影響部と屈曲部との関係が具体的に記載されておらず、レーザ照射条件に関して改善の余地がある。

【0005】

本発明は、レーザ照射を活用した金属板の曲げ加工方法において、熱影響部と屈曲部の関係に基づいて効果的に割れを低減することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、アルミニウム合金製の板材を準備し、前記板材にレーザ光を照射し、前記レーザ光の照射によって熱的影響を受けた熱影響部を特定し、前記板材を前記熱影響部の範囲内で曲げ加工することを含む、金属板の曲げ加工方法を提供する。

【0007】

この方法によれば、熱影響部内に屈曲部が収まるように曲げ加工を実行することにより、効果的に割れを低減できる。具体的には、屈曲部の内部に熱影響部と非熱影響部との境界が存在すると、境界での割れが生じやすくなるため、これを防止できる。ここで、熱影響部は、レーザ光の照射によって軟化した部分をいう。例えば、熱影響部は、熱的影響を受けていない非熱影響部に対してビッカース硬さが１０％以上低下した部分をいう。また、屈曲部は、曲率を有する部分をいい、即ち直辺部以外のことをいう。

【0008】

前記曲げ加工は、前記レーザ光を照射した面が内側となるように行われてもよい。

【0009】

この方法によれば、外観を構成する外面に対してレーザ光を照射しないため、レーザ照射による外観劣化を抑制できる。

【0010】

前記板材は、２０００系、５０００系、６０００系、または７０００系のアルミニウム合金製であってもよい。

【0011】

この方法によれば、２０００系、５０００系、６０００系、または７０００系のアルミニウム合金は、難加工性の金属板材の中でも特に熱処理型であり、汎用性が高い。これは、一般的にリサイクル材と称されるアルミニウム合金であってもよい。

【0012】

前記曲げ加工では、前記板材が他の板材を挟み込むようにしてヘム加工を実行してもよい。

【0013】

この方法によれば、大きな曲げ加工を伴うヘム加工に際しても割れを低減した安定した曲げ加工を実現できる。また、板材で他の板材を挟み込むことによって形成された部材は様々な部品として利用できる。

【0014】

前記金属板の曲げ加工方法は、前記ヘム加工の前に前記ヘム加工と同じ個所を曲げ加工するプリヘム加工を実行することをさらに含んでもよく、前記レーザ光は、前記プリヘム加工の後かつ前記ヘム加工の前に前記板材に照射されてもよく、前記レーザ光の照射位置は、前記プリヘム加工の曲げ加工範囲外に設定されてもよい。

【0015】

この方法によれば、ヘム加工前にプリヘム加工を実行するので、ヘム加工による割れを一層低減して安定した曲げ加工を実現できる。また、レーザ光を照射した部分は表面性状が変化する場合があるため、当該部分で曲げ加工を行うと寸法精度が低下するおそれがある。これに対し、レーザ光の照射位置をプリヘム加工の曲げ加工範囲外に設定することで、プリヘム加工の精度の低下を抑制できる。また、プリヘム加工によって生じた加工硬化に伴って板材の伸びが低下した場合でも、レーザ光の照射によって板材を軟化させ、板材の伸びを回復できる。伸びの回復した板材に対してヘム加工を施すことができるため、割れを低減した安定した曲げ加工を実現できる。

【0016】

前記金属板の曲げ加工方法は、前記ヘム加工の前に前記ヘム加工と同じ個所を曲げ加工するプリヘム加工を実行することをさらに含んでもよく、前記レーザ光は、前記プリヘム加工の前に前記板材に照射されてもよく、前記熱影響部は、前記プリヘム加工の曲げ加工範囲全体に及んでもよく、前記プリヘム加工では、前記板材を前記熱影響部の範囲内で曲げ加工してもよい。

【0017】

この方法によれば、ヘム加工前にプリヘム加工を行うので、ヘム加工による割れを一層低減して安定した曲げ加工を実現できる。また、熱影響部はプリヘム加工の曲げ加工範囲全体に及び、板材を熱影響部の範囲内でプリヘム加工するため、プリヘム加工における割れを低減できる。

【0018】

前記ヘム加工は、ローラヘム加工であってもよい。

【0019】

この方法によれば、ローラヘム加工は荷重点を逐次移動できるため、レーザ照射に追随するようにヘム加工を逐次実行できる。従って、レーザ照射の直後の板材が軟化した状態でヘム加工を実行しやすい。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、レーザ照射を活用した金属板の曲げ加工方法において、熱影響部と屈曲部の関係に基づいて効果的に割れを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第１工程を示す断面図。

【図2】第１実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第２工程を示す断面図。

【図3】第１実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第３工程を示す断面図。

【図4】第１実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第４工程を示す断面図。

【図5】数値シミュレーションで使用した解析モデル。

【図6】数値シミュレーションの結果を示すグラフ。

【図7】曲げ試験機の概略構成図。

【図8】割れが発生しなかった板材の硬さ分布を示すグラフ。

【図9】第２実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第１工程を示す斜視図。

【図10】第２実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第２工程を示す斜視図。

【図11】第２実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第３工程を示す斜視図。

【図12】第２実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第４工程を示す斜視図。

【図13】第２実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第５工程を示す斜視図。

【図14】ローラヘム加工を示す斜視図。

【図15】プレスヘム加工を示す斜視図。

【図16】第３実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第１工程を示す斜視図。

【図17】第３実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第２工程を示す斜視図。

【図18】第３実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第３工程を示す斜視図。

【図19】第３実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第４工程を示す斜視図。

【図20】第３実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第５工程を示す斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【0023】

（第１実施形態）
図１から図４は、本発明の第１実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第１から第４工程をそれぞれ示す断面図である。図１から図４では、図示を明瞭にするために断面であることを示すハッチングを省略している。

【0024】

図１を参照して、第１工程では、板材１０を準備する。板材１０は、主面となっている平行な上面１１と下面１２とを有している。上面１１と下面１２に垂直な方向が板材１０の厚み方向である。

【0025】

板材１０は、平坦な金属板である。板材１０は、例えばアルミニウム合金製である。好ましくは、板材１０は、２０００系、５０００系、６０００系、または７０００系のアルミニウム合金製である。２０００系、５０００系、６０００系、または７０００系のアルミニウム合金は、難加工性の金属の中でも特に熱処理型であり、汎用性が高い。また、これは一般的にリサイクル材と称されるアルミニウム合金であってもよい。

【0026】

図２を参照して、第２工程では、板材１０にレーザ光Ｌを照射する。例えば、レーザ光Ｌは、レーザ照射機２０から板材１０の厚み方向に平行に照射される。レーザ光Ｌは、レーザ照射機２０から板材１０の上面１１に奥行方向に線状に照射される。図２では、板材１０の上面１１でのレーザ光Ｌの照射位置が符号Ｐで示されている。

【0027】

図３を参照して、第３工程では、レーザ光Ｌの照射によって熱的影響を受けた熱影響部１３を特定する。熱影響部１３は、厚み方向には上面１１から下面１２まで存在し、水平方向にはレーザ光Ｌの照射位置Ｐから広がるように存在する。ここで、熱影響部１３は、レーザ光Ｌの照射によって軟化した部分をいう（斜線部参照）。例えば、熱影響部１３は、熱的影響を受けていない非熱影響部１４に対してビッカース硬さが１０％以上低下した部分をいう。

【0028】

熱影響部１３は、目視判断できるものではなく、レーザ光Ｌの照射前後の板材１０の硬さの違いによって特定される。ただし、硬さ試験を毎回要するわけではない。例えば、一度硬さ試験を行うことによって熱影響部１３の範囲を特定した後は、板材１０の形状や材質、レーザ光Ｌの出力、および周囲環境などの熱影響部１３の形成に影響を与える各種条件を前回と同じにすることにより、前回特定した熱影響部１３の範囲を今回そのまま利用してもよい。また、熱影響部１３の特定は、その範囲を絶対的に確定するものである必要はなく、後述する曲げ加工を熱影響部１３の範囲内で行うことができる程度に概略的に行われるものであり得る。例えば、実際上何らの試験を行うことなく経験則的に熱影響部１３の範囲を特定してもよい。

【0029】

図４を参照して、第４工程では、板材１０を熱影響部１３（斜線部参照）の範囲内で曲げ加工する。板材１０には、曲げ加工によって、曲率を有していない直辺部１６と、曲率を有している屈曲部１７とが形成される。屈曲部１７は、熱影響部１３内に完全に含まれており、熱影響部１３の外（即ち非熱影響部１４）には存在しない。即ち、熱影響部１３と非熱影響部１４との境界Ｂは、屈曲部１７ではなく直辺部１６内に位置している。

【0030】

本実施形態では、板材１０の曲げ加工は、上面１１を内側面とし、下面１２を外側面とするように行われる。即ち、曲げ加工は、レーザ光を照射した面が曲げの内側面（上面１１）となるように行われる。ただし、必要に応じて、板材１０の曲げ加工は、上面１１を曲げの外側面とし、即ち下面１２を曲げの内側面とするように行われてもよい。なお、レーザ光を照射した面が曲げの内側面（上面１１）となるように曲げ加工を行った方が、外観を構成する外側面に対してレーザ光を照射しないため、レーザ照射による外観劣化を抑制できる。

【0031】

本実施形態の金属板の曲げ加工方法について数値シミュレーションを行った結果を説明する。

【0032】

図５は、数値シミュレーションで使用した解析モデル（板材１０）を示している。

【0033】

解析モデルでは、実線で曲げ加工前の状態が示され、破線で曲げ加工後の状態が示されている。解析モデルでは、板材１０の厚みｔを１ｍｍに設定し、曲げ加工の角度θ１を９０°に設定した。また、曲げ加工後の屈曲部１７の長さを曲げ外側の線長Ｌ１とし、長さＬ１を２．４ｍｍに設定した。熱影響部１３は曲げ加工前の板材１０において厚み方向に一様に分布するものとした。即ち、熱影響部１３は斜線部に示すように矩形領域とし、境界Ｂは直線とした。

【0034】

上記解析モデルにおいて、熱影響部１３の長さをＬ２とし、長さＬ２を様々に変更して板材１０に生じるひずみを解析した。解析では、板材１０の材料特性として６０００系のアルミニウム合金（Ａ６０２２相当材のＴ４調質材）を設定し、熱影響部１３の材料特性として非熱影響部１４に対して４０％軟化するように設定した。

【0035】

図６は、数値シミュレーションの結果を示すグラフである。グラフの縦軸は板材１０の曲げ外側の最大主ひずみの最大値εを示し、横軸は長さＬ２と長さＬ１の比（Ｌ２／Ｌ１）を示している。

【0036】

最大主ひずみの最大値εは大きいほど割れが生じやすいことを示し、即ち小さいほうが好ましい。また、比（Ｌ２／Ｌ１）は、０％では熱影響部１３が存在しない状態を示している。比（Ｌ２／Ｌ１）が１００％以上では屈曲部１７が熱影響部１３の範囲内に完全に含まれることを示しており、即ち板材１０を熱影響部１３の範囲内で曲げ加工することを示している。

【0037】

グラフでは、比（Ｌ２／Ｌ１）が０％を除く１００％未満の範囲では、比（Ｌ２／Ｌ１）が大きくなるほど最大主ひずみの最大値εが徐々に低下している。比（Ｌ２／Ｌ１）が１００％以上の範囲では、最大主ひずみの最大値εが概ね一定の小さい値を維持している。従って、比（Ｌ２／Ｌ１）が１００％以上の範囲において板材１０の割れを効率的に抑制できることがわかる。また、比（Ｌ２／Ｌ１）の上限値については、特段限定されない。例えば、グラフ上では、比（Ｌ２／Ｌ１）の上限値として２００％の範囲までは有効性が確認されている。

【0038】

また、比（Ｌ２／Ｌ１）が０％のときには、最大主ひずみの最大値εが小さい値を示しているが、板材１０が軟化していないため、これは割れの抑制に寄与することを示すデータとはいえない。これについて板材１０の軟化と割れの抑制について実験を行った結果を説明する。

【0039】

実験において、ＣＡＳＥ１では、６０００系のアルミニウム合金であるＡ６０２２相当材のＴ４調質材を使用した。一方、ＣＡＳＥ２～ＣＡＳＥ１５では、そのＡ６０２２相当材に対して１７０℃で５時間の人工時効を施した人工時効処理材を使用した。いずれのＣＡＳＥにおいても、板材１０の形状は、厚み１．２ｍｍ、断面２０ｍｍ×５０ｍｍの矩形とした。また、ＣＡＳＥ１，２ではレーザ光を照射せず、ＣＡＳＥ３～１５ではレーザ光を照射した。具体的には、レーザ照射機２０は、ファイバーレーザ（ＩＰＧ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ製 ＹＬＳ６０００）の発振器を使用し、レーザ波長を１０７０ｎｍに設定した。レーザ照射条件は、レーザ出力を１，２，３ｋＷに設定し、ビーム径を直径０．３４，１．０６，１．６８ｍｍに設定し、レーザ照射速度を３，６，９ｍ／分に設定した。

【0040】

図７を参照して、曲げ加工方法には、ＶＤＡ規格に規定される曲げ試験に準拠した試験方法を採用した（ＶＤＡ曲げ試験）。ＶＤＡ曲げ試験では、曲げ試験機３０を用いた。曲げ試験機３０は、円柱状の２本の支持ロール３１と、鋭利なポンチ３２とを有している。ＶＤＡ曲げ試験では、２本の支持ロール３１上に設置した板材１０をポンチ３２で押して曲げ加工する。このときの荷重とストロークの関係において、荷重が最大に到達してから６０Ｎ低下した時点で試験を終了し、試験後の板材１０の曲げ角度θ２を割れ限界角度とした。割れ限界角度は、大きいほど曲げ加工性が良いと評価される指標である。曲げ加工は、板材１０の圧延方向に平行となる曲げ線が得られる方向に行った。このとき、レーザ光を照射した線上におけるビッカース硬さを照射背面側硬さ（下面１２側の硬さ）として確認した。

【0041】

上記実験の結果をまとめたものを以下の表１に示す。ここで、合否判定において、割れが発生していない良好な結果であった場合には「〇」、割れが発生したがＣＡＳＥ２の割れ限界角度よりも大きな割れ限界角度となった場合には「△」、割れが発生しＣＡＳＥ２の割れ限界角度よりも小さい又は同等な割れ限界角度となった場合には「×」と評価した。

【0042】

【表1】

【0043】

上記の表を参照して、ＣＡＳＥ６，７は割れが発生していない良好な結果であった（合否判定：〇）。ＣＡＳＥ６，７では照射背面側硬さが７３，７１となっており、板材１０の軟化によって割れが抑制されたことを確認した。また、ＣＡＳＥ８，１４は割れが発生したが割れ限界角度が１５０°，１２２°とＣＡＳＥ２の割れ限界角度よりも大きいものであった（合否判定：△）。ＣＡＳＥ８，１４では照射背面側硬さが７３，８７となっており、板材１０の軟化によって割れがある程度抑制されたことを確認した。これら以外のＣＡＳＥでは、割れが発生するだけでなく、ＣＡＳＥ２の割れ限界角度よりも小さい又は同等な割れ限界角度となった（合否判定：×）。なお、ＣＡＳＥ８では、レーザ光が板材１０を貫通しており、外観劣化を生じたため製品としても不良であった。同様に、ＣＡＳＥ１１でもレーザ光が板材１０を貫通しており、外観劣化を生じたため製品としても不良であった。

【0044】

上記実験結果において、良好な結果を得たＣＡＳＥ７について、板材１０の曲げ加工前後での硬さ分布の変化を確認した結果を図８に示す。

【0045】

図８は、下面１２から５０μｍの位置での円周方向ビッカース硬さαと、レーザ照射位置（図２，３で符号Ｐで示す）を中央として当該中央からの距離Δとの関係を示すグラフである。グラフの横軸はレーザ照射位置Ｐからの距離Δ（μｍ）を示し、グラフの縦軸は円周方向ビッカース硬さα（Ｈｖ）を示している。距離Δは、図２，３において、レーザ照射位置Ｐから右方向に正の数をとり、左方向に負の数をとるように設定した。

【0046】

曲げ加工前のデータ（符号□で示す）を見ると、レーザ照射位置付近でビッカース硬さが小さく、レーザ照射位置から離れるとビッカース硬さが大きいことが確認できる。これは、レーザ照射によって板材１０が軟化し、ビッカース硬さが低下したことを示している。従って、ビッカース硬さが低下している部分が熱影響部１３であり、ビッカース硬さが低下していない部分が非熱影響部１４である。例えば、熱影響部１３は非熱影響部１４に対して円周方向ビッカース硬さで１０％以上低下している部分と特定してもよい。

【0047】

曲げ加工後のデータ（符号△で示す）を見ると、加工硬化によって曲げ加工前のデータからレーザ照射位置付近の領域Ｒ１においてビッカース硬さが上昇していた。しかし、レーザ照射位置から領域Ｒ１を超えて離れた領域Ｒ２，Ｒ３においてビッカース硬さが低いままであった。これは、板材１０が熱影響部１３の範囲内で曲げ加工され、加工硬化を伴う屈曲部１７が軟化した熱影響部１３内に完全に含まれていることを意味する。このように、実験上の良例データから、板材１０が熱影響部１３の範囲内で曲げ加工されることの有効性が実験においても確認された。

【0048】

本実施形態の金属板の曲げ加工方法によれば、以下の作用効果を奏する。

【0049】

この方法によれば、熱影響部１３内に屈曲部１７が収まるように曲げ加工を実行することにより、効果的に割れを低減できる。具体的には、屈曲部１７の内部に、熱影響部１３と非熱影響部１４との境界Ｂが存在すると、境界Ｂでの割れが生じやすくなるため、これを防止できる。

【0050】

また、レーザ光を曲げ加工の内側面（上面１１）に照射することで、外観を構成する外側面（下面１２）は、レーザ照射による面質の劣化を受け難くなる。従って、外観劣化を抑制できる。

【0051】

（第２実施形態）
図９～１３に示す第２実施形態の金属板の曲げ加工方法は、プリヘム加工およびヘム加工を含む。これらに関する部分以外は、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態にて示した部分については説明を省略する場合がある。

【0052】

図９～１３は、第２実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第１から第５工程をそれぞれ示す斜視図である。

【0053】

図９を参照して、第１工程では、第１実施形態と同じ板材１０を準備する。

【0054】

図１０を参照して、第２工程では、プリヘム加工を実行する。プリヘム加工では、後に実行するヘム加工と同じ個所を予め曲げ加工する。プリヘム加工の曲げ加工の程度は、ヘム加工の曲げ加工の程度よりも小さい。図示の例のプリヘム加工では、水平方向に配置された板材１０の一部を鉛直方向に向かうように９０°折り曲げている。これにより、プリヘム加工後の板材１０は、Ｌ字形状を有する。

【0055】

図１１を参照して、第３工程では、レーザ照射機２０から板材１０にレーザ光Ｌを照射する。図１１では、破線円で示す領域が拡大して示されている。レーザ照射機２０は、水平方向の移動機能を有し、板材１０の上方を所定方向に移動可能である（矢印Ａ１参照）。従って、レーザ光Ｌは線状に照射される（一点鎖線Ｌｐ参照）。レーザ光Ｌの照射位置Ｌｐは、プリヘム加工の曲げ加工範囲１８がレーザ光Ｌの照射によって熱的影響を受けた熱影響部１３内に完全に含まれるように設定されれば足り、レーザ光Ｌの照射位置Ｌｐとプリヘム加工の曲げ加工範囲１８との関係は任意に設定することができる。本実施形態では、レーザ光Ｌの照射位置Ｌｐは、プリヘム加工の曲げ加工範囲１８の外に設定される。曲げ加工範囲１８は、プリヘム加工によって曲率を有している部分を示す。図示の例では、プリヘム加工の曲げ加工範囲１８から距離ｄだけ離れた位置にレーザ光の照射位置Ｌｐが設定されている。また、第１実施形態と同様に、レーザ光Ｌの照射によって熱的影響を受けた熱影響部１３（端面斜線部参照）を特定する。本実施形態では、プリヘム加工の曲げ加工範囲１８は、熱影響部１３内に完全に含まれている。なお、熱影響部１３を示す斜線は、図示を明瞭にするために板材１０の端面のみに付しているが、熱影響部１３は端面だけでなく板材１０の奥行方向にわたって概略一様に分布している。これは以降の図においても同様である。

【0056】

図１２を参照して、第４工程では、他の板材４０を板材１０の上に載置する。他の板材４０の形状または材質は特に限定されない。

【0057】

図１３を参照して、第５工程では、板材１０を熱影響部１３の範囲内でヘム加工し、他の板材４０を板材１０で挟み込む。図１３では、破線円で示す領域が拡大して示されている。ヘム加工によって板材１０は１８０°折り曲げられる。板材１０は、ヘム加工によって、曲率を有していない直辺部１６と、曲率を有している屈曲部１７とが形成される。屈曲部１７は、熱影響部１３（斜線部参照）内に完全に含まれており、熱影響部１３外（即ち非熱影響部１４）には存在しない。即ち、熱影響部１３と非熱影響部１４との境界Ｂは、屈曲部１７ではなく直辺部１６内に位置している。

【0058】

本実施形態では、板材１０の曲げ加工は、上面１１を曲げの内側面とし、下面１２を曲げの外側面とするように行われる。即ち、曲げ加工は、レーザ光を照射した面が曲げの内側面（上面１１）となるように行われる。ただし、必要に応じて、板材１０の曲げ加工は、上面１１を曲げの外側面とし、下面１２を曲げの内側面とするように行われてもよい。なお、レーザ光を照射した面が曲げの内側面（上面１１）となるように曲げ加工を行った方が、外観を構成する外側面に対してレーザ光を照射しないため、レーザ照射による外観劣化を抑制できる。

【0059】

本実施形態の金属板の曲げ加工方法によれば、大きな曲げ加工を伴うヘム加工に際しても割れを低減した安定した曲げ加工を実現できる。また、板材１０で他の板材４０を挟み込むことによって形成された部材は様々な部品として利用できる。

【0060】

ヘム加工前にプリヘム加工を実行するので、ヘム加工による割れを一層低減して安定した曲げ加工を実現できる。また、金属板において、レーザ光を照射した部分と曲げ加工を行う部分とが重なると、その重なった部分において金属板の表面性状が変化する場合がある。そのため、レーザ光の照射位置Ｌｐをプリヘム加工の曲げ加工範囲１８外に設定することで、板材１０の表面性状の変化を抑制できる。さらに、プリヘム加工後にレーザ光を照射するため、プリヘム加工によって生じた加工硬化に伴って板材１０の伸びが低下した場合でも、レーザ光の照射によって板材を軟化させ、板材１０の伸びを回復できる。伸びの回復した板材１０に対してヘム加工を施すことができるため、割れを低減した安定した曲げ加工を実現できる。

【0061】

好ましくは、図１３に示す第５工程のヘム加工は、ローラヘム加工である。

【0062】

図１４を参照して、ローラヘム加工では、ローラ装置５０によって板材１０を押さえつけて折り曲げる。ローラ装置５０は、水平方向の移動機能を有し、板材１０の上を移動しながらヘム加工を逐次実行する。ローラ装置５０は、レーザ照射機２０の移動（矢印Ａ１）の直後にそれに追従するように移動する（矢印Ａ２参照）。これにより、レーザ照射の直後の板材１０が軟化した状態でヘム加工を実行できる。

【0063】

代替的には、図１３に示す第５工程のヘム加工は、プレスヘム加工である。

【0064】

図１５を参照して、プレスヘム加工では、プレス装置５１によって板材１０を押さえつけて折り曲げる。プレス装置５１には、公知のプレス機械を使用できる。プレス装置５１は、上記ローラ装置５０のような水平方向の移動機能を有しておらず、板材１０を逐次ではなく一斉に曲げ加工するが、構造上簡易である。

【0065】

（第３実施形態）
図１６～２０に示す第３実施形態の金属板の曲げ加工方法は、レーザ光の照射タイミングが第２実施形態と異なる。これに関する部分以外は、第２実施形態と実質的に同じである。従って、第１，２実施形態にて示した部分については説明を省略する場合がある。

【0066】

図１６～２０は、第３実施形態に係る金属板の曲げ加工方法の第１から第５工程をそれぞれ示す斜視図である。

【0067】

図１６を参照して、第１工程では、第１，２実施形態と同じ板材１０を準備する。

【0068】

図１７を参照して、第２工程では、レーザ照射機２０から板材１０にレーザ光Ｌを照射する。レーザ照射機２０は、水平方向の移動機能を有し、板材１０の上方を所定方向に移動可能である（矢印Ａ１参照）。従って、レーザ光Ｌは線状に照射される（一点鎖線Ｌｐ参照）。レーザ光Ｌの照射位置Ｌｐは、次の工程で実行されるプリヘム加工の曲げ加工範囲１８（図１８参照）の外に設定される。換言すれば、プリヘム加工の曲げ加工範囲１８は、レーザ照射位置Ｌｐを含まないように設定される。

【0069】

図１８を参照して、第３工程では、プリヘム加工を実行する。図１８では、破線円で示す領域が拡大して示されている。プリヘム加工では、後に実行するヘム加工と同じ個所を予め曲げ加工する。プリヘム加工の曲げ加工の程度は、ヘム加工の曲げ加工の程度よりも小さい。図示の例のプリヘム加工では、水平方向に配置された板材１０の一部を鉛直方向に向かうように９０°折り曲げている。これにより、プリヘム加工後の板材１０は、Ｌ字形状を有する。前述のように、レーザ光Ｌの照射位置Ｌｐは、プリヘム加工の曲げ加工範囲１８がレーザ光Ｌの照射によって熱的影響を受けた熱影響部１３内に完全に含まれるように設定されれば足り、レーザ光Ｌの照射位置Ｌｐとプリヘム加工の曲げ加工範囲１８との関係は任意に設定することができる。本実施形態では、プリヘム加工の曲げ加工範囲１８は、レーザ照射位置Ｌｐを含まないように設定される。曲げ加工範囲１８は、プリヘム加工によって曲率を有している部分を示す。図示の例では、プリヘム加工の曲げ加工範囲１８とレーザ光の照射位置Ｌｐは距離ｄだけ離れている。このようにすることで、第２実施形態と同様に、板材１０の表面性状の変化を抑制できる。また、第１，２実施形態と同様に、レーザ光Ｌの照射によって熱的影響を受けた熱影響部１３（斜線部参照）を特定する。プリヘム加工では、板材１０を熱影響部１３の範囲内で曲げ加工する。

【0070】

図１９を参照して、第４工程では、他の板材４０を板材１０の上に載置する。他の板材４０の形状または材質は特に限定されない。

【0071】

図２０を参照して、第５工程では、板材１０を熱影響部１３の範囲内でヘム加工し、他の板材４０を板材１０で挟み込む。図２０では、破線円で示す領域が拡大して示されている。ヘム加工によって板材１０は１８０°折り曲げられる。板材１０は、ヘム加工によって、曲率を有していない直辺部１６と、曲率を有している屈曲部１７とが形成される。屈曲部１７は、熱影響部１３（斜線部参照）内に完全に含まれており、熱影響部１３外（即ち非熱影響部１４）には存在しない。即ち、熱影響部１３と非熱影響部１４との境界Ｂは、屈曲部１７ではなく直辺部１６内に位置している。

【0072】

本実施形態では、板材１０の曲げ加工は、上面１１を内側面とし、下面１２を外側面とするように行われる。即ち、曲げ加工は、レーザ光を照射した面が内側面（上面１１）となるように行われる。ただし、必要に応じて、板材１０の曲げ加工は、上面１１を外側面とし、下面１２を内側面とするように行われてもよい。なお、レーザ光を照射した面が曲げの内側面（上面１１）となるように曲げ加工を行った方が、外観を構成する外側面に対してレーザ光を照射しないため、レーザ照射による外観劣化を抑制できる。

【0073】

以上より、本発明の具体的な実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。

【符号の説明】

【0074】

１０ 板材
１１ 上面
１２ 下面
１３ 熱影響部
１４ 非熱影響部
１６ 直辺部
１７ 屈曲部
１８ 曲げ加工範囲
２０ レーザ照射機
３０ 曲げ試験機
３１ 支持ロール
３２ ポンチ
４０ 他の板材
５０ ローラ装置
５１ プレス装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【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】

【図20】