JPH0140892B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0140892B2 JPH0140892B2 JP59195652A JP19565284A JPH0140892B2 JP H0140892 B2 JPH0140892 B2 JP H0140892B2 JP 59195652 A JP59195652 A JP 59195652A JP 19565284 A JP19565284 A JP 19565284A JP H0140892 B2 JPH0140892 B2 JP H0140892B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotating body
- polygonal
- reflecting mirror
- hardening
- laser
- 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.)
- Expired
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- Laser Beam Processing (AREA)
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。
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。
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
つた。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2000〜10000r.p.m程度に高速回転させる
高速モータ、３はレーザ発振ヘツドからのレーザ
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。
うなもの（機械と工具、APR.1984.P−38）があ
つた。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2000〜10000r.p.m程度に高速回転させる
高速モータ、３はレーザ発振ヘツドからのレーザ
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。レーザ発振ヘツ
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１a1〜１aoに照射されて反射し、一定速
度、例えば約1m／min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
ムエネルギーで被加工物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１a1，１a2……１a
ｏと順次に反射される。この各反射鏡面での反射
は、回転により前面との稜線から平板状鏡面を経
て次の面との稜線へと移動しながら行なわれ、回
転による入、反射角の変化により、被加工物Ｗの
表面における焦点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
で走査焦点線４とは直角方向に移動しているの
で、各反射鏡面１a1〜１ao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。
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１a1〜１aoに照射されて反射し、一定速
度、例えば約1m／min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
ムエネルギーで被加工物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１a1，１a2……１a
ｏと順次に反射される。この各反射鏡面での反射
は、回転により前面との稜線から平板状鏡面を経
て次の面との稜線へと移動しながら行なわれ、回
転による入、反射角の変化により、被加工物Ｗの
表面における焦点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
で走査焦点線４とは直角方向に移動しているの
で、各反射鏡面１a1〜１ao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軸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、かつ順次に隣接する。従つて、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、線状に高くなつて表面
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
なつ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）
の影響を受け易く、均一な焼入れができない、等
の問題点があつた。
反射鏡の各反射鏡面が軸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、かつ順次に隣接する。従つて、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、線状に高くなつて表面
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
なつ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）
の影響を受け易く、均一な焼入れができない、等
の問題点があつた。
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。
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。
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
せて偶数個、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。
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
せて偶数個、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、上記のよう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
幅だけ離間し、回転体の高速回転と被加工物の一
定速度移動とにより、所定面内での複数走査焦点
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。従つて、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く、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、集向性）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。
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
幅だけ離間し、回転体の高速回転と被加工物の一
定速度移動とにより、所定面内での複数走査焦点
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。従つて、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く、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、集向性）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、軸心からの距離ぎ等しい各組の反射鏡面
を軸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。
を軸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。
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、１a1〜１a4，
１b1〜１b4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、４a1〜４a4，４b1〜４b2は各反
射鏡面による被加工物Ｗ上の走査点線、である。
に示す。図において、１は回転体、１a1〜１a4，
１b1〜１b4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、４a1〜４a4，４b1〜４b2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
けられた２組の反射鏡面群１a1〜１a4、および１b
１〜１b4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。従つて、レーザ発
振体ヘツ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１a1〜１a4および１b1〜１b4に
よる夫々の走査焦点線間は、回転体１の回転によ
つ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図に示すように最初の走査焦点線４
ａ１，４b1と最後の走査焦点線４a4，４b4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2000〜10000r.
p.m.程度の回転と、被加工物Ｗの一定速度、例え
ば1m／min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
射を行うことになる。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
となく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。
けられた２組の反射鏡面群１a1〜１a4、および１b
１〜１b4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。従つて、レーザ発
振体ヘツ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１a1〜１a4および１b1〜１b4に
よる夫々の走査焦点線間は、回転体１の回転によ
つ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図に示すように最初の走査焦点線４
ａ１，４b1と最後の走査焦点線４a4，４b4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2000〜10000r.
p.m.程度の回転と、被加工物Ｗの一定速度、例え
ば1m／min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
射を行うことになる。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
となく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
ろげることができる。なお、各多面反射鏡群を回
転体の軸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。
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
ろげることができる。なお、各多面反射鏡群を回
転体の軸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。
この発明は、上記のように構成されているの
で、表面溶融が生じる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
装置の性能を大幅に向上させることができる。
で、表面溶融が生じる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
装置の性能を大幅に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。 図において、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。なお、各図中同一符号は同一または相当
部分を示す。
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。 図において、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。なお、各図中同一符号は同一または相当
部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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 JPS6173821A (ja) | 1986-04-16 |
| JPH0140892B2 true 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 (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 |
Families Citing this family (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 |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59195652A patent/JPS6173821A/ja active Granted
Cited By (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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6173821A (ja) | 1986-04-16 |
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