JP2003293031A - レーザ焼入れ方法 - Google Patents
レーザ焼入れ方法Info
- Publication number
- JP2003293031A JP2003293031A JP2002099858A JP2002099858A JP2003293031A JP 2003293031 A JP2003293031 A JP 2003293031A JP 2002099858 A JP2002099858 A JP 2002099858A JP 2002099858 A JP2002099858 A JP 2002099858A JP 2003293031 A JP2003293031 A JP 2003293031A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- laser beam
- fillet
- laser
- fillet portion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
ーザビーム光軸をシャフト中心軸に対して立てる必要が
ある場合でも、焼入れすべきフィレット部の中心位置を
外すことなく焼入れ可能とする。 【解決手段】 シャフト63を回転させつつそのシャフ
トのフィレット部64をレーザ焼入れする方法におい
て、長円形を有し、その長軸方向の一端部P1が、フィ
レット部64のシャフト外周側への立上がり壁面64b
の基部に位置し、その一端部P1の位置よりもシャフト
63の回転方向とは逆方向に進んだ位置に他端部P2が
位置するような照射パターンPにてシャフト63にレー
ザビーム11を照射する。レーザビーム11の照射が、
照射パターンPの長軸方向につき、他端部P2、中央部
及び一端部P1の順に行われ、この順で加熱されるよう
にする。
Description
段差部やカウンタウェイトが付けられたシャフトのカウ
ンタウェイトの付け根部等、シャフトのフィレット部
(コーナ部)の焼入れに好適なレーザ焼入れ方法に関す
るものである。
を参照して説明する。図は、中心軸61に対して直角方
向に板状のカウンタウェイト62が付けられたシャフト
63のフィレット部、具体的にはカウンタウェイト付け
根部(以下、フィレット部と記す。)64を焼入れする
例を示す。従来、このようなフィレット部64の、シャ
フト軸周り全周360°に亘るレーザ焼入れは、シャフ
ト63を回転させつつ(矢印イ参照)、レーザビーム6
5を矢印ロに示すようにフィレット部64に照射するこ
とにより行っていた。この場合、レーザビーム65の入
射角(シャフト中心軸61に対するレーザビーム光軸の
なす角度)θは、適切な角度θ1、例えば45°程度に
設定される。
技術では、次のような問題があった。すなわち図6にお
いて、レーザビーム65をフィレット部64に照射して
その部分を焼入れする場合に、レーザビーム65をフィ
レット部64に適切な傾斜角θ1(≒45°)では照射
できないことがある。図7に示すように、シャフト63
に一対のカウンタウェイト62,62が近接対向して設
けられ、その対向面側のフィレット部64を焼入れした
い場合がその一例である。レーザビーム65の出射源側
(図中、右側)に位置するカウンタウェイト62がレー
ザビーム65の照射路を遮断するからである。
1を、その照射路がカウンタウェイト62により遮断さ
れない限度一杯の傾斜角θ2でフィレット部64に照射
し、カウンタウェイト62,62対向面側のフィレット
部64への焼入れを行っていた。このため、フィレット
部64の拡大断面の一例を示す図8から分かるように、
実際に焼入れされる中心部(矢印ハで示す位置)が、焼
入れすべきフィレット部64の中心部(矢印ニで示す位
置)から外れることが少なくない。また、同フィレット
部64の拡大断面の他の例を示す図9から分かるよう
に、レーザビーム71がカウンタウェイト62の立上が
り壁面に鋭角θ3に照射されることになってその部分で
反射し(矢印ホ参照)、レーザビーム吸収率が下がって
焼きが入らない等、上記焼入れすべきフィレット部64
の中心部に適正に焼入れできないという問題があった。
なお、図8,図9において、多数の点が付された領域6
4aがレーザ焼入れされた部分を示す(後掲図5におい
て同じ)。
ためになされたもので、レーザビームの出射源側にカウ
ンタウェイト等、シャフトからの突出物がある等によっ
て、シャフトのフィレット部の焼入れに際し、レーザビ
ーム光軸をシャフト中心軸に対して例えば45°〜90
°近くまで立てなければならない場合であっても、焼入
れすべきフィレット部につき、その中心位置を外すこと
なく適正に焼入れ可能なレーザ焼入れ方法を提供するこ
とを目的とする。
に、請求項1に記載の発明は、シャフトを回転させつつ
そのシャフトのフィレット部をレーザ焼入れする方法に
おいて、長円形を有し、その長軸方向の一端部が、前記
フィレット部のシャフト外周側への立上がり壁面の基部
又はその近傍に位置し、その一端部の位置よりも前記シ
ャフトの回転方向とは逆方向に進んだ位置に他端部が位
置するように、その長円形の長軸が前記シャフトの中心
軸に対して傾斜された照射パターンにて前記シャフトに
レーザビームを照射し、前記フィレット部をレーザ焼入
れすることを特徴とする。
の発明において、シャフトの軸周り方向の異なる位置か
らレーザビームを各別に照射して前記シャフトの軸方向
複数箇所のフィレット部を同時にレーザ焼入れすること
を特徴とする。
に基づき説明する。図1は本発明によるレーザ焼入れ方
法の一実施形態の説明図、図2は図1中のシャフトをレ
ーザビーム出射側(レーザ集光用レンズ側)から見た図
である。本実施形態においても、シャフト63に一対の
カウンタウェイト62,62が近接対向して設けられ、
その対向面側のフィレット部64をシャフト軸周り全周
360°に亘って焼入れする場合を例に採って説明す
る。この場合、一対のカウンタウェイト62,62が設
けられたシャフト63は、例えば材質がS45C、形状
・寸法は図3(a)及び(b)に取り出して示す通り
で、回転可能な支持具(図示せず)に、軸周り方向、こ
こでは矢印イ方向に回転自在に支持されている。なお、
図3(a)は正面図、同(b)は平面図である。
例えば出力800WのLD励起YAGレーザ発振器12
にて発振され、光ファイバ13を通って集光用レンズ1
4から出射され、上記支持具に支持されて回転状態にあ
るシャフト63のフィレット部64に連続的に照射可能
である。このレーザビーム11は、図7に示す従来技術
の場合と同様に、その照射路がレーザビーム11の出射
源側(図1中、右側)に位置するカウンタウェイト62
により遮断されない限度一杯の傾斜角θ2でフィレット
部64に照射される。
1の焦点距離を変えるズーム機能とレーザビーム11の
軸方向(進行方向)に直交する断面形状とその向きを変
える照射パターン変更機能とを有する。レーザビーム1
1の上記断面形状は、ほぼ円形から長短軸寸法比の大き
な長円形に亘って連続的又は段階的に変えることがで
き、また、所望の形状、向きで固定できる。断面形状の
向きは、集光用レンズ14自体を軸周り方向に回せば変
えられるので、照射パターン変更機能に含む機能として
必須のものではない。
では長円形に形成されている。そして、集光用レンズ1
4の位置や向き、及びズーム機能、照射パターン変更機
能等の調節により、図4に拡大して示す位置、形状(大
きさ)及び向きを有するパターン(照射パターン)Pに
て、レーザビーム11がシャフト63に照射されるよう
になされている。すなわち本発明では、図4から分かる
ように、長円形の照射パターン(長円形照射パターン)
Pの長軸方向の一端部P1は、焼入れすべきフィレット
部64のシャフト外周側への立上がり壁面64bの基部
又はその近傍、図示例では基部に位置する。そして、そ
の一端部P1の位置よりもシャフト63の回転方向イと
は逆方向に進んだ位置に他端部P2が位置するように、
長円形照射パターンPの長軸がシャフト中心軸61に対
して傾斜された向きにて、シャフト63表面にレーザビ
ーム11を照射する。シャフト中心軸61に対する長円
形照射パターンPの長軸の傾斜角θ4は図示例では45
°に設定されている。また、レーザビーム11のシャフ
ト63表面における長円形照射パターンPの寸法は、例
えば図3に示す寸法のシャフト63の焼入れの場合に、
図示するように長径8mm、短径1mmに設定される。
1は、図4に示す位置、形状(大きさ)及び向きを有す
る照射パターンPにて、矢印イ方向に回転しているシャ
フト63の表面に照射される。この際、シャフト63の
回転数は1rpmであり、シャフト63は少なくとも1
回以上、n回(nは整数)、例えば1回、回転される。
焼入れ終了時に必要な急冷は、ここではレーザビーム照
射を終えたシャフト63各部における熱が周囲に急激に
拡散される、自己冷却作用によって行われる。
たフィレット部64の拡大断面図F1を照射パターンP
の拡大図F2と共に示す図で、この図5から分かるよう
に、本実施形態によれば、実際に焼入れされた中心部
(矢印ヘで示す位置)は、焼入れすべきフィレット部6
4の中心部(図8中の矢印ニで示す位置)にほぼ一致す
る。すなわち、焼入れすべきフィレット部64につき、
その中心位置を外すことなく適正に焼入れされる(図5
中、領域64a参照)。
は、必ずしも明らかでないが、以下のように考えられ
る。すなわち、本発明方法においては、図5に示すよう
な照射パターンPを有し、フィレット部焼入れ時の加熱
範囲Wにおけるレーザビーム11の照射が、長円形照射
パターンPの長軸方向につき、他端部P2、中央部P3
及び一端部P1の順に行われ、この順で加熱されて行
く。これに対して、図8に示す焼入れ結果(領域64a
参照)が得られる従来技術においては、レーザビーム照
射パターン(形状)が長円形であった場合でも、図示し
ないが、その長軸方向はシャフト中心軸61(図7参
照)と平行に向けられる。したがって、フィレット部焼
入れ時の上記加熱範囲Wに相当する加熱範囲におけるレ
ーザビーム71(図7参照)の照射は、その長円形の長
軸方向全長(加熱範囲全幅)に亘ってほぼ同時に行わ
れ、同時に加熱されて行く。このように本発明方法にお
いては、僅かではあるが加熱範囲W内の各部位における
レーザビーム11の照射ないし加熱にタイミング差(順
序)を生じさせる。これが、焼入れすべきフィレット部
64への熱の伝わり方に変化を生じさせ、焼入れ部位
を、図8に示す従来技術の場合よりもフィレット部64
の立上がり壁面64b側に偏倚させることになって、適
正な焼入れ結果(図5中、領域64a参照)をもたらす
ものと考えられる。
ーンPにつき、その長軸のシャフト中心軸61に対する
傾斜角θ4がほぼ45°で、長径:短径が8:1に設定
したが、これのみに限定されることはない。また上述実
施形態では、カウンタウェイト62が付けられたシャフ
ト63のカウンタウェイト付け根部(フィレット部6
4)の焼入れについて述べたが、本発明方法は、その
他、段付きシャフトの段差部等、シャフト上に存在する
種々のフィレット部(コーナ部)の焼入れに適用でき
る。更に上述実施形態では、カウンタウェイト62,6
2の対向面側の一対のフィレット部64,64のうちの
一方のフィレット部64のみを焼入れする場合について
述べたが、これのみに限定されることはない。例えば、
シャフト63の軸周り方向の異なる位置からレーザビー
ム11を各別に照射し、シャフト63の軸方向複数箇所
のフィレット部64を同時にレーザ焼入れするようにし
てもよい。なお、上掲各図において、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
では、長円形の長軸方向の一端部が、フィレット部のシ
ャフト外周側への立上がり壁面の基部又はその近傍に位
置し、その一端部の位置よりもシャフトの回転方向とは
逆方向に進んだ位置に他端部が位置するように、長円形
の長軸がシャフトの中心軸に対して傾斜された照射パタ
ーンにてシャフトにレーザビームを照射し、フィレット
部をレーザ焼入れするようにした。これによれば、シャ
フトのフィレット部の焼入れに際し、レーザビーム光軸
をシャフト中心軸に対して例えば45°〜90°近くま
で立てなければならない場合であっても、焼入れすべき
フィレット部につき、その中心位置を外すことなく適正
に焼入れすることができる。
求項1に記載の発明において、シャフト軸方向複数箇所
のフィレット部を1回の工程でレーザ焼入れでき、焼入
れコストの低減が図れる。
見た図である。
ーンの拡大図である。
を照射パターンの拡大図と共に示す図である。
示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 シャフトを回転させつつそのシャフトの
フィレット部をレーザ焼入れする方法において、 長円形を有し、その長軸方向の一端部が、前記フィレッ
ト部のシャフト外周側への立上がり壁面の基部又はその
近傍に位置し、その一端部の位置よりも前記シャフトの
回転方向とは逆方向に進んだ位置に他端部が位置するよ
うに、その長円形の長軸が前記シャフトの中心軸に対し
て傾斜された照射パターンにて前記シャフトにレーザビ
ームを照射し、前記フィレット部をレーザ焼入れするこ
とを特徴とするレーザ焼入れ方法。 - 【請求項2】 シャフトの軸周り方向の異なる位置から
レーザビームを各別に照射して前記シャフトの軸方向複
数箇所のフィレット部を同時にレーザ焼入れすることを
特徴とする請求項1に記載のレーザ焼入れ方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002099858A JP3826310B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | レーザ焼入れ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002099858A JP3826310B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | レーザ焼入れ方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003293031A true JP2003293031A (ja) | 2003-10-15 |
JP3826310B2 JP3826310B2 (ja) | 2006-09-27 |
Family
ID=29241108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002099858A Expired - Fee Related JP3826310B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | レーザ焼入れ方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3826310B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1972694A3 (en) * | 2007-03-23 | 2010-11-10 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Crankshaft, internal combustion engine, transportation apparatus, and production method for crankshaft |
JP2013194909A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Fuji Heavy Ind Ltd | クランクシャフト製造装置及びクランクシャフトの製造方法 |
CN116732313A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-09-12 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 零件过渡圆角激光强化包覆结构、包覆工具及包覆方法 |
-
2002
- 2002-04-02 JP JP2002099858A patent/JP3826310B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1972694A3 (en) * | 2007-03-23 | 2010-11-10 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Crankshaft, internal combustion engine, transportation apparatus, and production method for crankshaft |
JP2013194909A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-09-30 | Fuji Heavy Ind Ltd | クランクシャフト製造装置及びクランクシャフトの製造方法 |
CN116732313A (zh) * | 2023-06-25 | 2023-09-12 | 成都飞机工业(集团)有限责任公司 | 零件过渡圆角激光强化包覆结构、包覆工具及包覆方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3826310B2 (ja) | 2006-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3839375B2 (ja) | 光ファイバのレーザ光による切断方法 | |
JPS583478B2 (ja) | レ−ザ加熱方法および装置 | |
KR20190015115A (ko) | 레이저 가공 장치 | |
JP2007532322A (ja) | レーザー加工装置 | |
JP2004035953A (ja) | レーザー光を利用した焼入れ方法及び装置 | |
JP2003293031A (ja) | レーザ焼入れ方法 | |
JPH02137687A (ja) | レーザ集光装置 | |
WO2008081081A1 (en) | Optical scanner and its applications | |
JPS6317035B2 (ja) | ||
JP5390056B2 (ja) | シールリングおよびレーザでリング微小起伏面を形成する方法 | |
JP2004084931A (ja) | クランクシャフトおよびその製造方法 | |
JP2004052074A (ja) | レーザ焼入方法および装置 | |
JP2003231914A (ja) | レーザ焼入れ方法 | |
WO1997006462A1 (en) | Rotating optical system for laser machining apparatus | |
JP5923765B2 (ja) | ガラス基板のレーザ加工装置 | |
JP7011557B2 (ja) | レーザ光走査装置及びレーザ加工装置 | |
JP3818580B2 (ja) | レーザ加工方法 | |
KR100267711B1 (ko) | 피라미드 미러를 이용한 광폭 레이저 빔 가공장치 | |
JP3052478B2 (ja) | レーザ加工方法 | |
JP7197002B2 (ja) | 溝加工装置及び溝加工方法 | |
JPS62109924A (ja) | レ−ザ焼入れ方法 | |
JP2002129239A (ja) | レーザ焼入れ方法及び装置 | |
JP3849638B2 (ja) | カムの焼入れ方法 | |
JPS6031077Y2 (ja) | バレルカムの焼入れ装置 | |
JP2000317668A (ja) | レーザー加工方法およびその装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060111 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060309 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060607 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060620 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090714 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100714 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110714 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110714 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120714 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130714 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |