JPS6173821A - レ−ザ焼入れ装置 - Google Patents
レ−ザ焼入れ装置Info
- Publication number
- JPS6173821A JPS6173821A JP59195652A JP19565284A JPS6173821A JP S6173821 A JPS6173821 A JP S6173821A JP 59195652 A JP59195652 A JP 59195652A JP 19565284 A JP19565284 A JP 19565284A JP S6173821 A JPS6173821 A JP S6173821A
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- JP
- Japan
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- rotating body
- reflecting mirror
- faces
- laser
- constitution
- Prior art date
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- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、レーザ焼入れ装置に係り、特に回転多面反
射鏡を用いたレーザ焼入れ装置に関するものである。
射鏡を用いたレーザ焼入れ装置に関するものである。
従来、この種の装置としては、第４図に示すようなもの
（機械と工具、ＡＰＲ，１９８４，Ｐ−３８）があった
。図において、（１）は多角柱状または多角錐状の多面
反射鏡を構成する回転体、（２）は回転体（１）を回転
速度２０００〜１００００ ｒ、 ｐ、ｍ。
（機械と工具、ＡＰＲ，１９８４，Ｐ−３８）があった
。図において、（１）は多角柱状または多角錐状の多面
反射鏡を構成する回転体、（２）は回転体（１）を回転
速度２０００〜１００００ ｒ、 ｐ、ｍ。
程度に高速回転させろ高速モータ、（３）はレーザ発振
ヘッドからのレーザビームを集光して多面反射鏡に照射
し、その反射ビームの焦点を被加工物Ｗの表面近傍で結
ばせるゲルマニウム製のレンズ、である。
ヘッドからのレーザビームを集光して多面反射鏡に照射
し、その反射ビームの焦点を被加工物Ｗの表面近傍で結
ばせるゲルマニウム製のレンズ、である。
次に、作用について説明する。レーザ発振ヘッドからの
レーザビームは、レンズ（３）により集光されて、モー
タ（２）により高速で回転する回転体（１）の各鏡面（
１ａ１）〜（１ａｎ）に照射されて度射し、一定速度、
例えば約ｉ＠／ｍｍで移動する被加工物Ｗの金属表面近
傍に焦点を結び、その集中されたビームエネルギで被加
工物Ｗの金属表面を加熱し、表面焼入れを行う。この場
合、回転体（１）は高速で回転しているので、各反射鏡
面（１ｊＬｌ ） −（１ａｔ ）−・・・（１ａｎ）
と順次に反射される。この各反射ａｍでの反射は、＠転
により前面との稜線から平板状誂面を経て次の面との稜
線へと移動しながら行なわれ、回転による人２反射角の
変化により、被加工物Ｗの表面におけろ焦点（４）を所
定の幅で線状に走査するように移動させる。一方、被加
工物Ｗは一定速度で走査焦点！ （４）とは直角方向に
移動しているので、各反射鏡面（ｉａｓ）〜（１ａｎ）
による走査焦点線（４）は平行となるように移動し、金
属表面を所定の幅で焼入れ処理する。
レーザビームは、レンズ（３）により集光されて、モー
タ（２）により高速で回転する回転体（１）の各鏡面（
１ａ１）〜（１ａｎ）に照射されて度射し、一定速度、
例えば約ｉ＠／ｍｍで移動する被加工物Ｗの金属表面近
傍に焦点を結び、その集中されたビームエネルギで被加
工物Ｗの金属表面を加熱し、表面焼入れを行う。この場
合、回転体（１）は高速で回転しているので、各反射鏡
面（１ｊＬｌ ） −（１ａｔ ）−・・・（１ａｎ）
と順次に反射される。この各反射ａｍでの反射は、＠転
により前面との稜線から平板状誂面を経て次の面との稜
線へと移動しながら行なわれ、回転による人２反射角の
変化により、被加工物Ｗの表面におけろ焦点（４）を所
定の幅で線状に走査するように移動させる。一方、被加
工物Ｗは一定速度で走査焦点！ （４）とは直角方向に
移動しているので、各反射鏡面（ｉａｓ）〜（１ａｎ）
による走査焦点線（４）は平行となるように移動し、金
属表面を所定の幅で焼入れ処理する。
上記のような従来のレーザ焼入れ装置は、多面反射鏡の
各反射鏡面が細心より等距離に取付けられているので、
各反射鏡面による走査焦点線は、被加工物の移動と回転
体の回転速度とに応じた幅で平行に、かつ順次に瞬接す
る。従って、レーザビームによる単位面積における単位
時間当りのビームエネルギの集中度は、線状に高（なっ
て表面溶融を生じ、焼入れ性能を悪化させる。特に、焼
入れ部分の両端では、エネルギ集中度が特に高くなって
均一な焼入れが行えず、かつ溶融による表面状態の悪化
が生じていた。また、線状の焼入れ処理となるので、ビ
ームの形（モード、集光性）の影響を受は易く、均一な
焼入れができないＳ等の問題点があった。
各反射鏡面が細心より等距離に取付けられているので、
各反射鏡面による走査焦点線は、被加工物の移動と回転
体の回転速度とに応じた幅で平行に、かつ順次に瞬接す
る。従って、レーザビームによる単位面積における単位
時間当りのビームエネルギの集中度は、線状に高（なっ
て表面溶融を生じ、焼入れ性能を悪化させる。特に、焼
入れ部分の両端では、エネルギ集中度が特に高くなって
均一な焼入れが行えず、かつ溶融による表面状態の悪化
が生じていた。また、線状の焼入れ処理となるので、ビ
ームの形（モード、集光性）の影響を受は易く、均一な
焼入れができないＳ等の問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、良好な焼入れ性能を得られるようにしたレーザ焼
入れ装置を提供することを目的とする。
ので、良好な焼入れ性能を得られるようにしたレーザ焼
入れ装置を提供することを目的とする。
この発明に係るレーザ焼入れ装置は、回転体に構成され
る多面反射鏡の各反射鏡面の軸心からの取付距離を、そ
れぞれ一定距離ずつ順次に異ならせて偶数組、回転体の
軸線に対して対称となるように配設したことを特徴とす
る。
る多面反射鏡の各反射鏡面の軸心からの取付距離を、そ
れぞれ一定距離ずつ順次に異ならせて偶数組、回転体の
軸線に対して対称となるように配設したことを特徴とす
る。
この発明は、上記のよ５に構成されているので、夫々の
反射鏡面における稜線から稜線までの反射によるビーム
焦点の移動は従来例と同様であるが、隣接する反射鏡面
による平行した走査焦点線との間の距離は、反射鏡面取
付距離差に応じた幅だげ離間し、回転体の高速回転と被
加工物の一定速度移動とにより、所定面内での復数走査
焦点線、即ち矩形面状にビームエネルギを分散して照射
するようになる。従って、焼入れ処理面におけるビーム
エネルギの照射時間が長くなり、表面溶融状態を生じる
ことな（、焼入れ深さを深くすることができ、かつ、焼
入れ部分の両端におけるビームエネルギの過照射は回避
される。更に、面状の焼入れとなるので、レーザビーム
の形（モード、集同性）の影響を受けることなく、均一
な焼入れを行うことができる。
反射鏡面における稜線から稜線までの反射によるビーム
焦点の移動は従来例と同様であるが、隣接する反射鏡面
による平行した走査焦点線との間の距離は、反射鏡面取
付距離差に応じた幅だげ離間し、回転体の高速回転と被
加工物の一定速度移動とにより、所定面内での復数走査
焦点線、即ち矩形面状にビームエネルギを分散して照射
するようになる。従って、焼入れ処理面におけるビーム
エネルギの照射時間が長くなり、表面溶融状態を生じる
ことな（、焼入れ深さを深くすることができ、かつ、焼
入れ部分の両端におけるビームエネルギの過照射は回避
される。更に、面状の焼入れとなるので、レーザビーム
の形（モード、集同性）の影響を受けることなく、均一
な焼入れを行うことができる。
また、軸心からの距離が等しい各組の反射鏡面を細心に
対して対称となるように配置したので、回転体の高速回
転性を良好にすることができる。
対して対称となるように配置したので、回転体の高速回
転性を良好にすることができる。
以下、本発明による一実施例を第１図〜第３図に示す。
図において、（１）は回転体、（１ａｔ）〜（１ａ、
）（１ｂｌ）〜（１ｂ＋）は回転体（１）に取付けられ
た偶数組の各反−射鏡面、（２）は回転体（１）を高速
回転駆動するモータ、（３）はレンズ、（４ａ、 ）〜
（４ａ４ ）、（４ｂｔ ） 〜（４ｂり は各反射
鏡面による被加工物Ｗ上の走査点線、である。
）（１ｂｌ）〜（１ｂ＋）は回転体（１）に取付けられ
た偶数組の各反−射鏡面、（２）は回転体（１）を高速
回転駆動するモータ、（３）はレンズ、（４ａ、 ）〜
（４ａ４ ）、（４ｂｔ ） 〜（４ｂり は各反射
鏡面による被加工物Ｗ上の走査点線、である。
次に、作用について説明する。回転体（１）に取付ゆら
れた２組の反射鏡面群（１ｓｔ）〜（１ａ４． ’）
ｔおよび（１ｂｌ）〜（１ｂ４）は、第２図に示すよう
に夫々の反射鏡面の軸、心からの距離を順次に等間隔ず
つ異ならせて配置され、両反射鏡面群の回転体（１）の
軸心と対称となるように配置されている。従って、レー
ザ発振体ヘッドからのレーザビームは、レンズ（３）に
より集光されてモータ（２）で高速回転する回転体（１
）の各反射鏡面に入射され、反射されて一定速度で移動
する被加工物Ｗ表面近傍に焦点を結び、金属表面を加熱
して焼入れを行う。この場合、各反射鏡面による夫々の
走査焦点線は従来例と同様であるが、各反射鏡面群（ｉ
ａｔ）〜（１ａ４）および（１ｂｔ）〜（１ｂ４）によ
る夫々の走査焦点線間は、回転体（１）の回転によって
取付距離の差に応じた距離だけ離間して平行となり、第
３図に示すよ５に最初の定歪焦点ｍ （４ａ＋ ）”、
−（４ｂｔ ）と最後の走査焦点ｍ （４ａ、 ） 、
（４ｂ、 ）との間には所定の幅が形成される。また
、各走査焦点線は、回転体（１）の高速回転、例えば２
，０００〜１０，０００ｒ、ｐ、ｍ、程度の回転と、被
加工物Ｗの一定速度、例えば１７Ｗ／Ｗ程度の移動によ
り、次の回転時に隣接するように移動され、取付距離が
異なることによる走査焦点線の幅と、夫々の走査焦点線
の順次の平行移動により、矩形状面のビームエネルギ照
射を行５ことになる。この面状のビームエネルギ照射は
、被加工物Ｗの金属表面におけるビームエネルギの照射
時間を長くし、表面溶融を生じることな（焼入れ深さを
深くでき、特に焼入れ部分の両端部における表面溶融に
よる表面状態の悪化は防止される。また、面状のビーム
エネルギの照射となるので、モードや集光性等によるレ
ーザビームの形の影響を受けることなく、均一な焼入れ
を行うことができる。
れた２組の反射鏡面群（１ｓｔ）〜（１ａ４． ’）
ｔおよび（１ｂｌ）〜（１ｂ４）は、第２図に示すよう
に夫々の反射鏡面の軸、心からの距離を順次に等間隔ず
つ異ならせて配置され、両反射鏡面群の回転体（１）の
軸心と対称となるように配置されている。従って、レー
ザ発振体ヘッドからのレーザビームは、レンズ（３）に
より集光されてモータ（２）で高速回転する回転体（１
）の各反射鏡面に入射され、反射されて一定速度で移動
する被加工物Ｗ表面近傍に焦点を結び、金属表面を加熱
して焼入れを行う。この場合、各反射鏡面による夫々の
走査焦点線は従来例と同様であるが、各反射鏡面群（ｉ
ａｔ）〜（１ａ４）および（１ｂｔ）〜（１ｂ４）によ
る夫々の走査焦点線間は、回転体（１）の回転によって
取付距離の差に応じた距離だけ離間して平行となり、第
３図に示すよ５に最初の定歪焦点ｍ （４ａ＋ ）”、
−（４ｂｔ ）と最後の走査焦点ｍ （４ａ、 ） 、
（４ｂ、 ）との間には所定の幅が形成される。また
、各走査焦点線は、回転体（１）の高速回転、例えば２
，０００〜１０，０００ｒ、ｐ、ｍ、程度の回転と、被
加工物Ｗの一定速度、例えば１７Ｗ／Ｗ程度の移動によ
り、次の回転時に隣接するように移動され、取付距離が
異なることによる走査焦点線の幅と、夫々の走査焦点線
の順次の平行移動により、矩形状面のビームエネルギ照
射を行５ことになる。この面状のビームエネルギ照射は
、被加工物Ｗの金属表面におけるビームエネルギの照射
時間を長くし、表面溶融を生じることな（焼入れ深さを
深くでき、特に焼入れ部分の両端部における表面溶融に
よる表面状態の悪化は防止される。また、面状のビーム
エネルギの照射となるので、モードや集光性等によるレ
ーザビームの形の影響を受けることなく、均一な焼入れ
を行うことができる。
さらにまた、面状の焼入れなので、走査焦点線と直角方
向だけでなく、被加工物を任意の方向に移動しても焼入
れを行えるので、その応用性を広ろげることかできる。
向だけでなく、被加工物を任意の方向に移動しても焼入
れを行えるので、その応用性を広ろげることかできる。
なお、各多面反射鏡群を回転体の細心に対して対称とな
るように配置したので、回転体に心振れが生ぜず、良好
な高速回転性を得ることができる。
るように配置したので、回転体に心振れが生ぜず、良好
な高速回転性を得ることができる。
この発明は、上記のように構成されているので、表面溶
融が生じろことなく焼入れ深さを深くでき、かつ焼入れ
の均一性が得られレーザ焼入れ装置の性能を大幅廻向上
させることができる。
融が生じろことなく焼入れ深さを深くでき、かつ焼入れ
の均一性が得られレーザ焼入れ装置の性能を大幅廻向上
させることができる。
第１図は本発明に一実施例の説明図、第２図は回転体の
平面図、第３図は各走査焦点線の軌跡図、第４図は従来
例の説明図。 図罠おいて、（１）は回転体、（２）は高速回転モータ
、（３）はレンズ、（４）は走査焦点線、Ｗは被加工物
である０ なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
平面図、第３図は各走査焦点線の軌跡図、第４図は従来
例の説明図。 図罠おいて、（１）は回転体、（２）は高速回転モータ
、（３）はレンズ、（４）は走査焦点線、Ｗは被加工物
である０ なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (2)
- （１）多角柱状または多角錐状の多面反射鏡を構成する
回転体にレーザビームを当て、その反射ビームで金属表
面に焼入れを行うものにおいて、上記回転体の中心から
上記多面反射鏡の各鏡面までの取付距離をそれぞれ異な
らせたことを特徴とするレーザ焼入れ装置。 - （２）上記多面反射鏡の取付距離の差を等間隔として偶
数組設け、上記回転体の軸線に対して対称に配設するよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
レーザ焼入れ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59195652A JPS6173821A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レ−ザ焼入れ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59195652A JPS6173821A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レ−ザ焼入れ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6173821A true JPS6173821A (ja) | 1986-04-16 |
| JPH0140892B2 JPH0140892B2 (ja) | 1989-09-01 |
Family
ID=16344731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59195652A Granted JPS6173821A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | レ−ザ焼入れ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6173821A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA023676B1 (ru) * | 2012-07-27 | 2016-06-30 | Владимир Владимирович Жарский | Способ поверхностного упрочнения металлических изделий перемещающимся лазерным лучом |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0517676U (ja) * | 1991-08-21 | 1993-03-05 | 日本トツプ工業株式会社 | 案内板用取付具 |
| WO2021010263A1 (ja) * | 2019-07-12 | 2021-01-21 | 株式会社ＮｅｊｉＬａｗ | 応力監視装置、応力監視システム及び監視システム |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59195652A patent/JPS6173821A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA023676B1 (ru) * | 2012-07-27 | 2016-06-30 | Владимир Владимирович Жарский | Способ поверхностного упрочнения металлических изделий перемещающимся лазерным лучом |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0140892B2 (ja) | 1989-09-01 |
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