JP2002129239A

Laser beam hardening method and apparatus

Abstract

[Task] Realize a laser quenching method and apparatus capable of performing residual stress improving treatment during the laser quenching step and omitting another step.

Solution.The laser light from the laser oscillator 6 is converted into parallel light by the lenses 5c and 5b, and is focused by the focusing lens 5a as a linear beam 4 at the irradiation position of the gear 2. The line-shaped beam 4 is irradiated at an angle θ with respect to the axial direction of the gear 2. When the laser beam 4 is scanned downward with respect to the gear 2 in this beam irradiation state, the tooth bottom is hardened first, and then the tooth surface is hardened. That is, the linear laser beam 4 is used to change the order of irradiating the laser irradiation portion to the gear 2, and a high residual stress is given to the specific portion by the balance between the thermal stress and the transformation stress generated during cooling. As a result, it is possible to realize a laser quenching method and apparatus capable of performing residual stress improving treatment during the laser quenching step and omitting another step.

JP2002129239A, drawing sheet 1
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7 claims: 4 independent, 3 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】歯形を有する部材の歯形表面にレーザを照射するレーザ焼入れ方法において、 上記歯形を有する部材の歯底部及び歯元部にレーザを照射し、この歯底部及び歯元部へのレーザの照射に続いて、上記部材の歯面部にレーザを照射することを特徴とするレーザ焼入れ方法。
  2. 2
    【請求項2】請求項1記載のレーザ焼入れ方法において、上記レーザはライン状であり、このライン状のレーザを、上記部材の互いに隣接する歯と歯とを結ぶ直線上に位置するように照射するとともに、上記レーザの光軸が歯底部に対して、傾斜して照射し、上記歯底部及び歯元部へのレーザの照射に続いて、上記部材の歯面部にレーザを照射することを特徴とするレーザ焼入れ方法。
  3. 3
    【請求項3】請求項2記載のレーザ焼入れ方法において、上記部材は歯車であり、上記ライン状のレーザを、歯車の円周方向と平行とし、かつ、上記歯車の中心軸に向かって照射することを特徴とするレーザ焼入れ方法。
  4. 4
    【請求項4】歯形を有する歯車部材の歯形表面にレーザを照射するレーザ焼入れ方法において、 2つのライン状レーザを有し、これら2つのレーザを所定位置でラインとラインとが互いに重なるように交差させ、上記レーザのラインが、上記歯車の中心軸と平行となるように歯筋全体に照射して、上記2つのレーザの交差位置にて上記歯車の歯底を焼入れ、上記歯車と上記交差位置とを互いに離間させ、歯元から歯面、歯先の順に、上記2つのレーザを、互いに隣接する2つの歯元及び歯面を同時に焼入れることを特徴とするレーザ焼入れ方法。
  5. 5
    【請求項5】請求項4記載のレーザ焼入れ方法において、上記ライン状レーザを光学系レンズから上記歯車に照射し、歯底への上記レーザの照射の後に、上記光学系レンズの位置を移動して、この光学系レンズと歯車とを互いに離間することにより、歯元から歯面、歯先の順に、上記2つのレーザを、互いに隣接する2つの歯元及び歯面を同時に焼入れることを特徴とするレーザ焼入れ方法。
  6. 6
    【請求項6】歯形を有する部材の歯形表面にレーザを照射するレーザ焼入れ装置において、 レーザを発生するレーザ発振器と、 上記レーザ発振器から発生されたレーザをライン状とし、このライン状のレーザを、上記部材の互いに隣接する歯と歯とを結ぶ直線上に位置するように照射するとともに、上記レーザの光軸が歯底部に対して、傾斜して照射する光学系と、 上記歯底部及び歯元部へのレーザの照射に続いて、上記部材の歯面部にレーザを照射するレーザ照射位置移動手段と、 を備えることを特徴とするレーザ焼入れ装置。
  7. 7
    【請求項7】歯形を有する歯車部材の歯形表面にレーザを照射するレーザ焼入れ装置において、 レーザを発生するレーザ発振器と、 上記レーザ発振器から発生されたレーザを2つのライン状レーザとし、これら2つのレーザを所定位置でラインとラインとが互いに重なるように交差させ、上記レーザのラインを上記歯車の中心軸と平行となるようにして上記歯車に照射させる光学系と、 上記光学系と上記歯車との距離を変化させ、上記2つのレーザを、上記歯車の歯筋全体に照射して、上記2つのレーザの交差位置にて上記歯車の歯底を焼入れ、上記歯車と上記交差位置とを互いに離間させ、歯元から歯面、歯先の順に、上記2つのレーザを、互いに隣接する2つの歯元及び歯面を同時に焼入れさせるレーザ照射位置移動手段と、 を備えることを特徴とするレーザ焼入れ装置。
Independent claims7