JP5587044B2 - 転動体転動面の熱処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、アクチュエータにおいてボール或いはローラ等の転動体が転動する転動体転動面に焼き入れを施して所望の焼き入れ深さと硬度を備えた転動体転動面を得るための転動体転動面の熱処理方法に係り、特に、レーザー光を使用したレーザー焼き入れを施すものにおいて熱的影響を低減させて矯正作業を不要とすることができ、且つ、十分な焼き入れ深さと硬度を得ることができるように工夫したものに関する。

一軸アクチュエータを例に挙げて従来例を説明する。一軸アクチュエータは、例えば、次のような構成をなしている。まず、ベースがあり、このベースはその横断面形状が略Ｕ字形状をなしている。このベースの内側にはスライダが移動可能な状態で内装されている。又、上記ベース内にはボールネジ・ボールナット機構が内装されていて、ボールナットは上記スライダに固着されている。又、上記ボールネジは、例えば、サーボモータによって回転駆動されるように構成されている。そして、上記サーボモータが回転することにより、ボールネジが回転駆動され、それによって、ボールナットひいてはスライダが移動することになる。

上記ボールナットはその回転を規制された状態で上記ボールネジに螺合・配置されていて、両者間には動作を円滑化させるためにボールが転動するように構成されている。又、上記スライダとベースの間にも動作を円滑化させるためのボールが転動するように構成されている。

上記ボールネジとボールナットにはボールが転動するためのボール転動面が形成されている。又、上記ベースにも同様にボールが転動するためのボール転動面が設けられていると共に上記スライダ側においてもボールが転動するボール転動面が設けられている。

上記各ボール転動面はボールが繰り返し転動することになるので高い機械的強度が要求されていて、その為、製作時において焼き入れ等の所定の熱処理が施され、その機械的強度を高める処理がなされている。そこで、リニアガイドを例に挙げて上記熱処理を含めた一連の製造工程について説明する。

図１４は従来のリニアガイドの製造工程を示す図であり、まず、素材１０１があり（工程０）、この素材１０１としては、例えば、引抜加工によりラフ形状に成形された鋼材が使用される。素材１０１の材質としては、例えば、中炭素鋼や軸受鋼等が使用される。一般的に、引抜素材は球状セメンタイト組織となっているために焼き入れ性が悪く、そのまま焼き入れした場合には硬度むらが発生してしまう。

そこで、上記素材１０１に対して必要に応じて焼き入れを施す前に事前熱処理を施すようにしている（工程０．５）。この種の熱処理としては、例えば、焼きならし、焼き鈍し等がある。このような熱処理を施すことにより組織を微細化し、それによって、焼き入れ性を向上させるものである。具体的には硬度むらがなくなり均一な焼き入れが可能になる。

次に、工程１に移行して、素材１０１の反りや捩れを矯正する。素材１０１に反りや捩れがあると高精度で加工することができないからである。次に、工程２に移行して、加工機により所定の切削加工が施される。次に、工程３に移行して焼き入れが施される。この焼き入れには、電気炉等の炉を使用した焼き入れ、高周波焼き入れ、レーザー焼き入れ等がある。これについては追って詳細に説明する。

次に、工程４に移行して、必要に応じていわゆる「サブゼロ処理」を施す。すなわち、焼き入れされた素材１０１を０℃以下に冷却して組織を安定化させるものである。仮に、このようなサブゼロ処理を行わない場合には、残留オーステナイトという不安定組織が残留してしまうことになる。次に、工程５に移行して、焼き戻し処理を施す。すなわち、工程３、工程４を経た素材１０１は十分な硬さを備えてはいるが脆い状態にある。そこで、このような素材１０１にじん性（粘り）を付与するために、再度２００℃前後まで加熱する処理を施すものである。
尚、この処理によって硬度は低下するが加熱温度を適宜調整することにより低下の度合いを抑制して必要な硬度を得ることができる。

次に、工程６に移行して矯正を行う。それによって、工程３〜行程５の熱処理によって発生した反りや捩れを矯正するものである。そして、工程７に移行して、所定の転動体転動面の仕上げ加工を施すものである。

次に、工程３の焼き入れについて説明する。まず、電気炉等の炉を使用した焼き入れ（バッチ処理）から説明する。この焼き入れ法は電気炉等の炉の中に素材１０１を入れて所定の焼き入れ温度まで加熱した後、水や油などの冷媒に浸漬する方法である。ところが、この焼き入れ法の場合には、素材１０１の全体が加熱されることになるので熱的影響が大きく、その結果、焼き入れ歪、つまり反りや捩れが大きくなってしまうという問題があった。

その様子を図１５〜図１７に示す。例えば、図１５に示すような素材１０１に対して、電気炉等の炉を使用した焼き入れを加えると、その熱的影響によって、図１６に示すように、素材１０１が反ってしまうようなことがあった。又、図１７に示すように、素材１０１が捩れてしまうようなこともあった。そのため、前述したように、焼き入れを施した後、反りや捩れを直すための矯正作業が必要となるものである。これに対しては、仕上げ加工代を大きくとり、矯正することなく仕上げ加工により歪みを除去することも考えられるが、それでは、材料費と加工工数が増大してしまう等コスト的な問題があった。
又、別の問題として処理時間が長くなってしまうという問題があった。すなわち、炉内で素材１０１を所定温度まで加熱するためには長い時間を要してしまうものである。

又、別の焼き入れ法として高周波焼き入れがある。これは高周波誘導加熱を利用した焼き入れ法である。この場合には、既に説明した電気炉等の炉を使用した焼き入れと異なり、比較的狭い範囲で焼き入れを施すことができるので、熱的影響を軽減させて焼き入れ歪を比較的小さなものとすることができる。しかしながら、それでも、素材１０１に反りや捩れが発生してしまうものであり、その後の矯正に多くの労力を要してしまうことになる。
尚、高周波焼き入れを開示したものとして、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３等がある。

そこで、提案されているのがレーザー焼き入れ法である。これはレーザー光を熱源とした焼き入れ法であり、この場合には、局所的な熱処理になるので熱的影響を大幅に軽減させて焼き入れ歪を小さなものとすることができる。
尚、レーザー焼き入れを開示したものとして、例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９等がある。

特開２００２−３０３３２０号公報 特開２００３−３０７２６３号公報 特開２００６−２１３０７号公報 特開２００４−２３１９７８号公報 特開２０００−５４０２７号公報 特開２００４−３５９５３号公報 特開平０５−４３９４０号公報 特開平０６−３３０１５６号公報 特開２００２−１３０４１７号公報

上記従来の構成によると次のような問題があった。既に説明したように、電気炉等の炉を使用した焼き入れ法や高周波焼き入れ法の場合には、熱的影響に起因した歪の問題があり、それに起因して面倒な矯正作業が必要になってしまうという問題があった。その点、レーザー焼き入れ法の場合には、局所的な熱処理になるので熱的影響を大幅に軽減させて歪みを小さなものとすることができる。その結果、矯正作業を大幅に軽減させる又は不要とすることができる。ところが、レーザー焼き入れ法の場合には、焼き入れ深さが浅いという問題があった。具体的には、電気炉等の炉を使用した焼き入れ法や高周波焼き入れ法の場合には、数ｍｍ〜数１０ｍｍ程度の焼き入れ深さを確保することができるのに対して、レーザー焼き入れの場合には０．１〜０．４ｍｍ程度の焼き入れ深さとなり十分な焼き入れ深さを得ることができないという問題があった。

本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、熱的影響を低減させて矯正作業を不要とすることができ、且つ、十分な焼き入れ深さと硬度を得ることができる転動体転動面の熱処理方法を提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による転動体転動面の熱処理方法は、材料に設けられた転動体転動面に対する焼き入れをレーザー焼き入れによって行うようにした転動体転動面の熱処理方法において、上記転動体転動面の最深部に凹溝を形成して、さらに上記転動体転動面の両縁の肩部を除去することにより上記転動体転動面の両縁を上記材料の外周面から凹ませて、レーザー焼き入れの対象部位を突出・配置させるようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項２による転動体転動面の熱処理方法は、請求項１記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記レーザー焼き入れを施す直前に予め上記材料のＭｓ点温度以下で加熱するプレヒート処理を施すようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項３による転動体転動面の熱処理方法は、請求項２記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記プレヒート処理をレーザー光の照射により行うようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項４による転動体転動面の熱処理方法は、請求項１記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記材料は予め浸炭処理又は焼きならし又は焼き鈍しである事前熱処理が施されたものであることを特徴とするものである。
又、請求項５による転動体転動面の熱処理方法は、請求項４記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記事前熱処理をレーザー光の照射により行うようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項６による転動体転動面の熱処理方法は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の転動体転動面の熱処理方法において、レーザー焼き戻しを行うようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項７による転動体転動面の熱処理方法は、請求項１〜請求項６の何れかに記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記レーザー焼き入れを複数回行うようにしたことを特徴とするものである。

以上述べたように、本願発明の請求項１の転動体転動面の熱処理方法によると、材料に設けられた転動体転動面に対する焼き入れをレーザー焼き入れによって行うようにした転動体転動面の熱処理方法において、上記転動体転動面の最深部に凹溝を形成して、さらに上記転動体転動面の両縁の肩部を除去することにより上記転動体転動面の両縁を上記材料の外周面から凹ませて、レーザー焼き入れの対象部位を突出・配置させるようにした構成になっているので、比較的簡単な構成で対象部位に熱が溜まり易くして、素材の深部まで焼き入れ温度に加熱することができ、十分な焼き入れ深さを得ることができるものである。また、レーザー焼き入れを施しているので熱的影響が大幅に軽減し、矯正作業を不要とすることができるものである。
又、請求項２による転動体転動面の熱処理方法は、請求項１記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記レーザー焼き入れを施す直前に予め上記材料のＭｓ点温度以下で加熱するプレヒート処理を施すようにした構成になっているので、素材の深部まで焼き入れ温度に加熱することができ、十分な焼き入れ深さを得ることができるものである。
尚、ここで規定する「プレヒート処理」とは、レーザー焼き入れを施す前の鋼に対して、レーザー光の照射により予備加熱を施し、それによって、レーザー焼き入れの焼き入れ深さを深くするものである。
又、請求項３による転動体転動面の熱処理方法は、請求項２記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記プレヒート処理をレーザー光の照射により行うように構成しているので、例えば、共通のレーザー発振装置によって、プレヒート処理とレーザー焼入れを連続的に行うことができる等の効果を得ることができる。
又、請求項４による転動体転動面の熱処理方法は、請求項１記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記材料は予め浸炭処理又は焼きならし又は焼き鈍しである事前熱処理が施されたものであるので、硬度むらがなくなり均一な焼き入れが可能になる。またこの場合には不完全焼き入れ部の発生が低減されるうえ、十分な焼き入れ深さを得ることができるものである。
又、請求項５による転動体転動面の熱処理方法は、請求項４記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記事前熱処理をレーザー光の照射により行うように構成しているので、例えば、共通のレーザー発振装置によって、事前熱処理とレーザー焼入れを行うことができる等の効果を得ることができる。
又、請求項６による転動体転動面の熱処理方法は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の転動体転動面の熱処理方法において、レーザー焼き戻しを行うようにしたので、比較的簡単な構成で組織が安定化し、且つ、じん性が高く機械的特性に優れた組織を得ることができる。
尚、ここで規定する「レーザー焼き戻し」とは、レーザー焼き入れした鋼をレーザー光の照射によってＡ _１ 変態点以下の温度に再加熱して、主に硬さを下げて粘り強さを増大させる処理を意味するものである。
又、請求項７による転動体転動面の熱処理方法は、請求項１〜請求項６の何れかに記載の転動体転動面の熱処理方法において、上記レーザー焼き入れを複数回行うようにしたので、硬度むらがなくなり均一な焼き入れが可能になる。

本発明の第１の実施の形態を示す図で、レーザー焼き入れを行っている様子を示す正面図である。 比較例を示す図で、ボール転動面にレーザー焼き入れを施した状態を示す断面図である。 比較例を示す図で、ボール転動面にレーザー焼き入れを施した結果を示す顕微鏡写真を図面化したものである。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ボール転動面にレーザー焼き入れを施した状態を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、ボール転動面にレーザー焼き入れを施した結果を示す顕微鏡写真を図面化したものである。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、図６のＶＩ部を拡大して示す図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、硬度と表面からの距離の関係を示す特性図である。 本発明の第１の実施の形態を示す図で、硬度と表面からの距離の関係を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、ボール転動面にレーザー焼き入れを施した結果を示す顕微鏡写真を図面化したものである。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、硬度と表面からの距離の関係を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図で、硬度と表面からの距離の関係を示す特性図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図で、レーザー焼き入れを行っている様子を示す正面図である。 本発明の第４の実施の形態を示す図で、レーザー焼き入れを行っている様子を示す正面図である。 従来例を説明するための図で、リニアガイドの製造工程を示す図である。 従来の問題点を説明するための図で、ベースの斜視図である。 従来の問題点を説明するための図で、ベースが反った状態を示す斜視図である。 従来の問題点を説明するための図で、ベースが捩れた状態を示す斜視図である。

以下、図１乃至図８を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。この実施の形態は、本願発明をアクチュエータのベースに形成されているボール転動面の熱処理に適用したものであり、又、レーザー焼き入れに際して、焼き入れ対象部位を突出・配置させる構成とプレヒート処理を施す構成を組み合わせた例を説明するものである。
図１は熱処理を行っている状態を示す正断面であり、まず、レーザー発振装置１がある。このレーザー発振装置１は、ヘッド３と、このヘッド３の先端に取り付けられたガスフード５等から構成されている。上記ガスフード５はコーン形状をなしていて、先端に向かって縮径されるように形成されていて、圧縮空気を先端に向かって吹き付ける構成となっている。又、上記ガスフード５の先端部であって内側の所定位置には反射鏡７が内装にされている。この反射鏡７を介してレーザー光９を９０°屈曲させて反射させるものである。

一方、熱処理の対象になっているベース１１がある。このベース１１は一軸アクチュエータの構成部材であり、炭素鋼製となっている。上記ベース１１はその横断面形状が略Ｕ字形状をなしていて、その左右側壁の内側にはボール転動面１３、１３が対向した状態で形成されている。この実施の形態の場合には、上記ボール転動面１３、１３の部分に所定の焼き入れをレーザー光によって施すようにしているものである。

図２及び図３は本実施の形態に対する比較例を示すものである。図２は上記ボール転動面１３の部位を拡大して示す部分断面図であり、ボール転動面１３内にはボール１５が転動することになる。通常、熱処理後にボール転動面１３に対しては仕上げの研削加工が施されることになるが、その研削加工代は０．１〜０．１５ｍｍ程度である。一方、焼き入れ深さであるが、最終的には（仕上げの研削加工後）０．６ｍｍ程度は必要となる。よって、０．６ｍｍに切削加工代の０．１〜０．１５ｍｍを加えて、例えば、０．８ｍｍ程度の焼き入れ深さを目標としているものである。

又、レーザー焼き入れによって得られる硬度であるが、ビッカーズ硬度換算で、例えば、６５３〜７４６ＨＶ程度の硬度を目標としている。

以下、レーザー焼き入れを中心とした製造工程を順次説明していく。
まず、ボール転動面１３の粗加工を行う。次いで、レーザー焼き入れを行う。その際、レーザー出力、走査速度、ワークディスタンス（ＷＤ）は適切な条件とする。
次に、サブゼロ処理（深冷処理、０℃以下の温度に冷やす処理）を行う。
次に、レーザー焼き戻しを行う。

その結果、図３に示すような結果を得ることができた。図３は一連の熱処理後のボール転動面１３の該当部位を切断して顕微鏡により写真撮影したものを図面化したものである。図中符号２１で示す部分がレーザー焼き入れされた部分である。計測では、０．４ｍｍ程度の焼き入れ深さを得ることができたものである。
尚、この焼き入れ深さは当初目標としていた焼き入れ深さ、例えば、０．８ｍｍに対してそれを下回るものである。

次に、図４乃至図６を参照して本実施の形態の場合を説明する。この場合には、まず、ボール転動面１３側の最深部に溝３１を形成し、さらに肩部１２を除去し、焼き入れ対象部位、すなわち、上記ボール転動面１３を突出・配置させるようにしている。図中突出・配置された部位を１３ａ、１３ｂで示す。又、プレヒート処理を施すようにしているものである。その温度は素材のＭｓ点温度以下の適切な条件としている。又、ベース１１の材料としては、炭素鋼製である。又、レーザー出力、走査速度、ワークディスタンス（ＷＤ）は適切な条件とするものである。
尚、その他の構成は前記比較例の場合と同じである。

その結果、図５に示すような結果を得ることができた。図５は一連の熱処理後のボール転動面１３の該当部位を切断して顕微鏡により写真撮影したものを図面化したものである。図中符号４１で示す部分がレーザー焼き入れされた部分である。計測では、０．８ｍｍ程度の焼き入れ深さを得ることができたものである。

その結果について図７及び図８を参照してさらに詳しく説明する。図７は図５における左側の焼き入れ部位１３ｂに関してのデータであり、横軸に表面からの距離をとり、縦軸に硬度をとり、その関係を示した特性図である。同様に、図８は図５における右側の焼き入れ部位１３ａに関してのデータであり、横軸に表面からの距離をとり、縦軸に硬度をとり、その関係を示した特性図である。これら図７、図８から明らかなように、０．８ｍｍ程度の深さに至る部位まで略必要な硬度、すなわち、６５３〜７４６（ＨＶ）の硬度を得ることができたものであり、つまり、目標としている焼き入れ深さ０．８ｍｍを略達成できているものである。

以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、焼き入れによる熱的影響を大幅に軽減させることができる。これはレーザー焼き入れを行っているからである。すなわち、レーザー焼き入れの場合には、局所的に焼き入れをするからである。このように、熱的影響が大幅に軽減されたことにより、ベース１１の反りや捩れを防止することができ、その結果、従来必要とされていた矯正作業を不要とすることができる。
又、この実施の形態の場合には、ボール転動面１３側の最深部に溝３１を形成し、さらに肩部１２を除去し、焼き入れ対象部位１３ａ、１３ｂを突出・配置させるようにしているので、上記効果をより確実なものとすることができ、焼き入れ対象部位１３ａ、１３ｂに熱が溜まり易くなり、所望の焼き入れ深さを確実に確保することができるものである。
又、この実施の形態の場合には、プレヒート処理を行うようにしているので、それによっても、上記効果をより確実なものとしている。
又、この実施の形態の場合には、レーザー焼き戻しを行うようにしているので、比較的簡単な構成で組織が安定化し、且つ、じん性が高く機械的特性に優れた組織を得ることができる。

尚、図６に示すように、この第２の実施の形態の場合には、部分的に必要な硬度が得られていない部位がある。図６は図５のＶＩ部を拡大して示す図である。硬度測定痕５１ａ、５１ｂ，５１ｃのうち、硬度測定痕５１ｂのみ硬度低下しており、硬度むらが発生しているものである。これについては、次に説明する第２の実施の形態により解決するものである。
尚、図８において、硬度測定痕５１ａ、５１ｂ，５１ｃに該当する部位にそれぞれ符号５１ａ、５１ｂ，５１ｃを付しておく。

次に、図９乃至図１１を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。この第２の実施の形態の場合には、前記第１の実施の形態の構成、すなわち、焼き入れ対象部位を突出・配置させる構成とプレヒート処理を施す構成を組み合わせたものに、さらに、事前熱処理（具体的には、焼きならし）を組み合わせた例を説明するものである。
この第２の実施の形態の場合には、材料として焼きならし処理をしている炭素鋼を使用しているものである。又、この実施の形態の場合にも、既に説明したように、上記材料に対してプレヒート処理を施しているものである。その温度は第１の実施の形態の場合と同様に適切な条件としているものである。又、レーザー出力、走査速度、ワークディスタンス（ＷＤ）は適切な条件とするものである。
その他構成は前記第１の実施の形態の場合と同様である。

その結果、図９に示すような結果を得ることができた。図９は一連の熱処理後のボール転動面１３の該当部位を切断して顕微鏡により写真撮影したものを図面化したものである。図中符号６１で示す部分がレーザー焼き入れされた部分である。計測では、０．９ｍｍ程度の焼き入れ深さを得ることができたものである。

その結果について図１０及び図１１を参照してさらに詳しく説明する。図１０は図９における左側の焼き入れ部位１３ａに関してのデータであり、横軸に表面からの距離をとり、縦軸に硬度をとり、その関係を示した特性図である。同様に、図１１は図９における右側の焼き入れ部位１３ｂに関してのデータであり、横軸に表面からの距離をとり、縦軸に硬度をとり、その関係を示した特性図である。これら図１０、図１１から明らかなように、０．９ｍｍ程度の深さに至る部位まで略必要な硬度、すなわち、６５３〜７４６（ＨＶ）の硬度を得ることができたものであり、つまり、目標としている焼き入れ深さ０．８ｍｍは勿論のこと、さらにそれ以上の焼き入れ深さを達成できているものである。又、前記第１の実施の形態において問題となっていた部分的な硬度むらについても発生していないものである。

次に、図１２を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。この第３の実施の形態の場合には、二台のレーザー発振装置１、１を設置し、これら二台のレーザー発振装置１、１によって、プレヒート処理とその後のレーザー焼き入れ処理を連続的に同時に行っていくように構成したものである。すなわち、図１２において、仮に、ベース１１を図中左側から右側に移動させていくとした場合、まず、左側のレーザー発振装置１によってプレヒート処理を施し、次いで、右側のレーザー発振装置１によってレーザー焼き入れを施していくものである。
尚、その他の構成は前記第１、第２の実施の形態の場合と同様である。

よって、前記第１、第２の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、一連の熱処理に要する時間を短縮することができると共に労力の軽減を図ることができる。

次に、図１３を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。前記第３の実施の形態の場合には、レーザー発振装置１を２台設置して、プレヒート処理とその後のレーザー焼き入れを連続的に同時に施すように構成したが、この第４の実施の形態の場合には、レーザー発振装置１を１台設置し、ハーフミラ７１、反射鏡７３、反射鏡７５からなる分光手段を設置して、レーザー発振装置１より出力されるレーザー光９を分光し、それによって、プレヒート処理とその後のレーザー焼き入れを連続的に同時に施すように構成したものである。
尚、その他の構成は前記第１〜第３の実施の形態の場合と同様である。

よって、前記第３の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、レーザー発振装置１が一台で済むので構成の簡略化を図って装置の小型化を図ることができる。

次に、本願発明の第５の実施の形態を説明する。前記第３の実施の形態、第４の実施の形態の場合には、ベース１１の片側のボール転動面１３に対するプレヒート処理とレーザー焼き入れ処理を連続的に同時に行うように構成した場合を例に挙げて説明したが、例えば、左右に設けられている一対のボール転動面１３、１３に対するレーザー焼き入れを同時に行うように構成してもよい。すなわち、この第５の実施の形態の場合には、二台のレーザー発振装置１、１を所定の場所に設置し、夫々のレーザー発振装置１、１によって、対向・配置されたボール転動面１３、１３に対してレーザー焼き入れを同時に施すように構成したものである。具体的には、図１に示したレーザー発振装置１を左右逆向きにした別のレーザー発振装置１を設置し、図１中右側のボール転動面１３に対してもレーザー焼き入れを施すようにすればよい。

次に、本願発明の第６の実施の形態を説明する。前記第３の実施の形態の場合には、ベース１１の片側のボール転動面１３に対するプレヒート処理とレーザー焼き入れ処理を、二台のレーザー発振装置１、１によって同時に行うように場合を例に挙げて説明したが、この第６の実施の形態の場合には、それを反対側のボール転動面１３に対しても同じように施すことができるように構成したものである。具体的には、図１２に示す二台のレーザー発振装置１、１と同じ別の二台のレーザー発振装置１、１を設置して、反対側のボール転動面１３に対しても、プレヒート処理とレーザー焼き入れ処理を同時に施すように構成するものである。

次に、本発明の第７の実施の形態を説明する。前記第４の実施の形態の場合には、ベース１１の片側のボール転動面１３に対するプレヒート処理とレーザー焼き入れ処理を、一台のレーザー発振装置１と分光手段とによって同時に行うように場合を例に挙げて説明したが、この第７の実施の形態の場合には、これと同様のことを反対側のボール転動面１３に対しても施すように構成したものである。具体的には、図１３に示す一台のレーザー発振装置１と、ハーフミラ７１、反射鏡７３、反射鏡７５とからなる分光手段を、反対側のボール転動面１３用として別途設置し、それによって、反対側のボール転動面１３に対しても、プレヒート処理とレーザー焼き入れ処理を連続的に同時に施すように構成するものである。

尚、本発明は前記第１〜第７の実施の形態に限定されるものではない。
例えば、レーザー焼き入れの各種条件はこれを特に限定するものではない。
又、前記各実施の形態の場合には、レーザー焼き入れに関しては１回とした場合を例に挙げて説明しているが、これを二回以上とすることも考えられる。
又、レーザー焼き戻しについては、これを複数回繰り返すようにしてもよい。
又、サブゼロ（深冷処理）とレーザー焼き戻しを行わないものについても本願発明の範囲である。
又、前記第１、第２の実施の形態の場合には、焼き入れ対象部位を突出・配置させる構成とプレヒート処理を施す構成の組み合わせ、それにさらに事前熱処理（例えば、焼きならし）を施す構成を組み合わせた場合を例に挙げて説明したが、プレヒート処理、焼き入れ対象部位の突出・配置、事前熱処理を単独で又は任意の組み合わせで実施することが考えられ、何れも本願発明の範囲である。
前記第１〜第７の実施の形態の場合には、ベースのボール転動面を例に挙げて説明しているが、その他の部材、部位についても同様に適用可能である。
その他、図示したものはあくまで一例である。

本発明は、例えば、アクチュエータにおいてボール或いはローラ等の転動体が転動する転動体転動面に焼き入れを施して所望の焼き入れ深さと硬度を備えた転動体転動面を得るための転動体転動面の熱処理方法に係り、特に、レーザー光を使用したレーザー焼き入れを施すものにおいて熱的影響を低減させた状態で所望の焼き入れ深さと硬度を得ることができるように工夫したものに関し、例えば、アクチュエータのベースのボール転動面に対する熱処理に好適である。

１ レーザー発振装置
３ ヘッド
５ ガスフード
７ 反射鏡
９ レーザー光
１１ ベース
１３ ボール転動面
１５ ボール
２１ 焼き入れ部位
３１ 溝
４１ 焼き入れ部位
６１ 焼き入れ部位

Claims (7)

1. 材料に設けられた転動体転動面に対する焼き入れをレーザー焼き入れによって行うようにした転動体転動面の熱処理方法において、
   上記転動体転動面の最深部に凹溝を形成して、さらに上記転動体転動面の両縁の肩部を除去することにより上記転動体転動面の両縁を上記材料の外周面から凹ませて、レーザー焼き入れの対象部位を突出・配置させるようにしたことを特徴とする転動体転動面の熱処理方法。
2. 請求項１記載の転動体転動面の熱処理方法において、
   上記レーザー焼き入れを施す直前に予め上記材料のＭｓ点温度以下で加熱するプレヒート処理を施すようにしたことを特徴とする転動体転動面の熱処理方法。
3. 請求項２記載の転動体転動面の熱処理方法において、
   上記プレヒート処理をレーザー光の照射により行うようにしたことを特徴とする転動体転動面の熱処理方法。
4. 請求項１記載の転動体転動面の熱処理方法において、
   上記材料は予め浸炭処理又は焼きならし又は焼き鈍しである事前熱処理が施されたものであることを特徴とする転動体転動面の熱処理方法。
5. 請求項４記載の転動体転動面の熱処理方法において、
   上記事前熱処理をレーザー光の照射により行うようにしたことを特徴とする転動体転動面の熱処理方法。
6. 請求項１〜請求項５の何れかに記載の転動体転動面の熱処理方法において、
   レーザー焼き戻しを行うようにしたことを特徴とする転動体転動面の熱処理方法。
7. 請求項１〜請求項６の何れかに記載の転動体転動面の熱処理方法において、
   上記レーザー焼き入れを複数回行うようにしたことを特徴とする転動体転動面の熱処理方法。

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