JP2009074417A - コモンレールの製造方法およびレーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コモンレール1において疲労強度が問題となる、分岐穴6の開口周辺部23である分岐穴6の内面21とレール穴5の内面22との境界周辺部に対し、透明液体を存在させてパルスレーザビームを照射するレーザピーニング処理によって圧縮応力を導入する。その後、電解研磨や流体研磨等の方法によりレーザピーニング処理した部分を含む領域の材料を除去することで、上述の境界周辺部に対して表面から高い圧縮応力を導入すると同時に、境界周辺部の形状を改善することで応力集中を緩和する。
【選択図】図6
Description
分岐穴の中心からの距離≦分岐穴の直径×1.5 (1)
分岐穴の直径×0.5≦分岐穴の中心からの距離≦分岐穴の直径×2.5 (2)
2 レーザビーム
3 コリメータレンズ
4 ファイバ端面
5 レール穴
6 分岐穴
7 レール穴の長手方向に平行となる直径の両端近傍
8 集光レンズ
9 レーザビーム発振装置
10 ファイバ
11 筒壁部
12 ミラー
13 回転軸
14 回転軸
21 内面(分岐穴)
22 内面(レール穴)
23 開口周辺部
31 レーザビーム発振装置
32 レーザビーム
33 集光レンズ
34 光学窓
35 水槽
37 試験片
38,39,41 支持部
40,42 ガイド
43 走査装置
50 レーザ加工装置
51 照射ヘッド
52 回転装置
53 駆動装置
54 治具
55 水槽
56 ミラー
57 レーザビーム
58 Oリング
59 取水口
60 排水口
61 光学窓
62 パイプ
63 集光レンズ
64 ミラー
65 ミラー台座
66 集光点
67 支持棒
68,69 切欠き部
70 シール部材
71 突起
72 支持部材
73 伸縮部
74 端部
75 レーザ発振器
76 枠体
81 光検出素子
82 音検出素子
83 測定器
84 水供給管
91 試験片
92 貫通穴
Claims (14)
- 中心部にレール穴が形成され、前記レール穴を取り囲む筒壁部に前記レール穴に開口する複数の分岐穴が形成されたコモンレールの製造方法であって、
前記分岐穴の開口周辺部に位置する前記分岐穴の内面と、前記レール穴の内面との境界周辺部の領域に、透明液体を存在させてパルスレーザビームを照射するレーザピーニング処理を施した後に、前記開口周辺部の材料の表層を除去することにより、前記開口周辺部の疲労強度を高めることを特徴とする、コモンレールの製造方法。 - 前記開口周辺部の材料の表層の除去は、電解研磨もしくは流体研磨によって行われることを特徴とする、請求項1に記載のコモンレールの製造方法。
- 前記パルスレーザビームのパルスエネルギーが1mJ〜10Jであることを特徴とする、請求項1または2に記載のコモンレールの製造方法。
- 前記レーザピーニング処理を施す領域が、前記レール穴の内面において(1)式を満足する領域に含まれ、前記表層を除去する領域は、前記レーザピーニング処理を施す領域を包含するものであって、除去する表層の厚みが前記レーザピーニング処理を施す領域において0.01mm以上0.3mm以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のコモンレールの製造方法。
分岐穴の中心からの距離≦分岐穴の直径×1.5 (1) - 前記レーザピーニング処理を施す領域が、請求項4に記載のレーザピーニング処理を施す領域に加えて、前記分岐穴の内面において前記レール穴内面開口部から前記レール穴の直径の20%の距離までの領域に含まれることを特徴とする、請求項4に記載のコモンレールの製造方法。
- 前記レーザピーニング処理を施す前に前記開口周辺部を面取り加工することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のコモンレールの製造方法。
- 前記面取り加工で面取りされる領域とされない領域との境界が、前記レール穴の内面において(2)式を満足する領域に含まれ、前記分岐穴の内面において前記レール穴内面開口部から前記レール穴直径の30%の距離までの領域に含まれ、前記レーザピーニング処理を施す領域が、前記面取り加工された面に包含されるものであり、かつ、前記表層を除去する領域が前記レーザピーニング処理領域を包含するものであって、除去する表層の厚みが前記レーザピーニング処理を施す領域において0.01mm以上0.3mm以下であることを特徴とする、請求項6に記載のコモンレールの製造方法。
分岐穴の直径×0.5≦分岐穴の中心からの距離≦分岐穴の直径×2.5 (2) - 前記レーザピーニング処理に用いる透明液体がアルコールもしくは防錆剤の入った水であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載のコモンレールの製造方法。
- 管状体の内面をレーザ加工するためのレーザ加工装置であって、
前記管状体の内部に挿入されるパイプと、前記管状体の管軸に平行に入射したレーザビームを集光する集光レンズと、前記パイプの内部に設けられて前記集光レンズを通過した前記レーザビームを偏向するミラーと、前記パイプを前記管状体の内部において回転および直進運動させるための駆動装置と、前記パイプ内に水を流すための水供給機構とを備えていることを特徴とする、レーザ加工装置。 - 前記ミラーの表面に水流を作るために、前記パイプの外周に一対の切欠き部を形成するとともに、前記パイプの外側面と前記管状体の内壁との間を塞ぐシール部材を設けたことを特徴とする、請求項9に記載のレーザ加工装置。
- 前記集光レンズの材質がサファイアであることを特徴とする、請求項9または10に記載のレーザ加工装置。
- 前記管軸に平行に入射したレーザビームが、前記ミラーの入射面に垂直な方向に振動する電場を持つ偏光成分のみを有し、且つ、前記ミラーに、前記レーザビームの波長と前記偏光成分に対応した全反射コーティングが施されていることを特徴とする、請求項9〜11のいずれかに記載のレーザ加工装置。
- 前記ミラーが一軸のあおり機構を有していることを特徴とする、請求項9〜12のいずれかに記載のレーザ加工装置。
- 更に、加工音測定装置、超音波測定装置、加工点からの発光量測定装置のうち少なくとも一つを設けたことを特徴とする、請求項9〜13のいずれかに記載のレーザ加工装置。
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