JPH04362116A - 筒体内面のレーザ焼入れ方法 - Google Patents

筒体内面のレーザ焼入れ方法

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JPH04362116A
JPH04362116A JP16388991A JP16388991A JPH04362116A JP H04362116 A JPH04362116 A JP H04362116A JP 16388991 A JP16388991 A JP 16388991A JP 16388991 A JP16388991 A JP 16388991A JP H04362116 A JPH04362116 A JP H04362116A
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laser beam
light shielding
cylinder
round
laser
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Tamotsu Kanemitsu
金光 保
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば内燃機関のシリ
ンダのような筒体の内面に、レーザ光線によりほぼ市松
模様状の焼入れを行う方法に関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関のシリンダ等の内面に、ほぼ市
松模様状にレーザ焼入れすることにより、シリンダ内面
の耐摩耗性を向上させることが知られている。
【0003】このような従来の筒体内面へのレーザ焼入
れ方法としては、例えば図3に示されているようなもの
がある。この方法は、レーザ発振器1から放射されたレ
ーザ光2を、反射鏡3と集束用レンズ4とを備える照射
光学系5により、焼入れしようとする筒体6内に導くと
ともに、筒体6内に配設した反射鏡7により、筒体6の
内面6aに向かって再度反射し、反射鏡7を筒体6の中
心軸線Lと平行な軸線まわりに回転させるとともに、中
心軸線L方向に移動させることにより、レーザ光2を筒
体6の内面に沿って螺旋方向に走査し、かつ円周方向に
交互に配設したそれぞれn個の遮光部8aと透光部8b
とがレーザ光2の照射光路中に位置するようにした遮光
体8を、筒体6内に回動自在に配設し、レーザ光2の1
回転につき遮光体8をn等分の2分の1ピッチだけレー
ザ光2の回転と同方向又は反対方向に回動させることに
より、筒体6の内面6aに、図2に示すような擬似市松
模様状の焼入部9を形成するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のレ
ーザ焼入れ方法によると、レーザ光2を筒体6の内面に
沿って螺旋状に走査していたため、筒体6の内面におけ
る焼入れ開始点Stから1周して2周目に入るところで
高さHの段差が生じ、このような段差のある部分ではピ
ストンを円滑に案内することができないという問題点が
ある。特に、筒体6の中心軸線L方向の螺旋ピッチP0
が大きいときは、段差が顕著に現れるので、上記のよう
な問題が深刻となる。このために、必要とする焼入れ範
囲より少なくとも1周分以上余計に焼入れすると、作業
効率が悪くなってしまう。
【0005】本発明は、従来の技術が有する上記のよう
な問題点に鑑み、上記のような段差が生じることなく、
しかも焼入れ作業を途中で中断することなく、連続して
効率よく作業を行えるようにした筒体内面のレーザ焼入
れ方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の筒体内面のレーザ焼入れ方法は、筒体内に回
動自在に配設され、かつ複数の遮光部と透光部とを円周
方向に交互に配設した遮光体を介して、レーザ光を、筒
体内より筒体の円周方向と軸線方向とに移動させて、筒
体の内面を間欠的に照射することにより、筒体の内面を
ほぼ市松模様状にレーザ焼入れする方法において、前記
レーザ光を、筒体の円周方向に連続して等速度で回転さ
せるとともに、レーザ光が円周方向に1回転する直前に
おいて遮光体の1つの遮光部により遮蔽されたときから
、遮光体を遮光部のほぼ2分の1ピッチ分だけレーザ光
の走査方向に回動させるとともに、レーザ光が前記遮光
部により遮蔽されたときから該遮光体から離れるまでの
間に、レーザ光を筒体の軸線方向に予め定めたピッチだ
け移動させることを特徴としている。
【0007】
【作用】レーザ光が、遮光体を介して筒体の円周方向に
1回転することにより、筒体内面に第1周目の間欠的な
焼入部が形成される。レーザ光が1回転する直前から直
後の間に、レーザ光は円周方向に回転しつつ、筒体の軸
線方向に1ピッチだけ移動させられるが、この間は、レ
ーザ光は遮光体の遮光部により遮蔽されているので、筒
体の内面に螺旋の焼入部が形成されることはない。
【0008】しかも、この間に、遮光体は遮光部でレー
ザ光を遮蔽した状態で、遮光部のほぼ2分の1ピッチ分
だけ円周方向に移動させられ、その後に第2周目の焼入
れが行われるので、焼入部の第1周目と第2周目との間
に段差が生じることはなく、しかも焼入部を見ただけで
は、どこで第1周目から第2周目に切換ったかが分から
ないほど美麗なほぼ完全な市松模様状の焼入部を形成す
ることができる。
【0009】第2周目以後においても、第1周目から第
2周目の場合と同様にして焼入れ作業を行うことにより
、同様の作業及び効果を生じる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の方法の一実施要領を、図1を
参照して説明する。
【0011】レーザ焼入装置としては、図3に示すもの
と同一のものを使用することができる。なお、反射鏡7
の回転手段、及びその中心軸線L方向の移動手段、並び
に遮光体8の回動手段の制御は、予め設定したプログラ
ムに従って数値制御により行うのがよい。
【0012】この装置を用いて、本発明の方法を実施す
るには、まず、反射鏡3により反射されたレーザ光2が
筒体6の内面6aの焼入れ開始点Stに位置するまで、
照射光学系5全体を下降する。またこのとき、遮光体8
の適宜の遮光部8aが図1に示すA位置に位置するよう
にしておく。
【0013】この状態から、反射鏡7の回転手段を作動
し、それ以後反射鏡7を一定速度で連続的に回転させる
。レーザ光2が1回転する間に、筒体6の内面6aには
、レーザ光2が遮光体8の透光部8bを通過して照射さ
れた部分だけが焼入れされ、遮光体8の遮光部8aによ
り遮光された部分は未焼入れ状態のまま残り、図1に示
すような間欠的な第1周目の焼入部10が形成される。
【0014】レーザ光2が、焼入れ開始点Stから円周
方向に1回転する直前において、上記A位置にある遮光
体8の遮光部8aにより遮蔽されたときから、そのA位
置にある遮光部8aから離れるまでの間に、遮光体8を
、遮光部8aの1ピッチP1の2分の1(1/2P1)
だけレーザ光2の進行方向に回動させ、図1に示すB位
置で停止させる。
【0015】またレーザ光2が、A位置の遮光部8aに
より遮蔽されたときから、B位置に移動した遮光部8a
から離れるまでの間に、反射鏡7を円周方向に回転させ
つつ、反射鏡7及び照射光学系5全体を筒体6の中心軸
線L方向に、予め定めたピッチP2分だけ下降させるこ
とにより、レーザ光2を図2に想像線で示すように一瞬
だけ螺旋軌跡を描くように第2周目の位置まで移動させ
る。
【0016】なお、レーザ光2が螺旋軌跡に沿って走査
している途中で、レーザ光2が筒体6の内面に照射され
ることがないようにするため、遮光体8を、レーザ光2
の回転角速度に近い角速度で回動させ、レーザ光2が完
全に第2周目の位置に至るまで、レーザ光2を遮光部8
aで確実に遮蔽しうるようにするのがよい。
【0017】このようにすることによって、第1周目と
第2周目との間に段差がなく、しかも焼入部を見ただけ
では、どこで第1周目から第2周目に切換ったかが分ら
ないほど美麗な焼入部10を形成することができる。
【0018】その後、レーザ光2がB位置の遮光部8a
から離れて円周方向に移動することにより、円周方向の
ピッチが第1周目のものと半ピッチ(1/2P1)分だ
けずれた図1に示すような第2周目の焼入部10が形成
される。
【0019】第2周目から第3周目に至るとき、及びそ
の後の第n周目から第n+1周目に至るときも、上記し
た第1周目から第2周目に至るときと同様にすることに
より、1周毎に円周方向のピッチが半ピッチずつずれた
ほぼ完全な市松模様状の焼入部10を、連続して形成す
ることができる。
【0020】最後の周においては、レーザ光2が1回転
する直前に遮光体8の遮光部8aにより遮光された後、
レーザ発振器1からレーザ光2の放射を停止するか、又
は適宜の手段により、レーザ光を遮蔽する。
【0021】
【発明の効果】本発明によると、次ぎのような効果を奏
することができる。 (a)  焼入部の第1周目と第2周目との間、及び他
の周とそれに隣接する周との間に段差が全く生じること
がなく、ほぼ完全な市松模様状の美麗な焼入部を形成す
ることができる。 (b)  焼入れ開始部分に段差が生じないので、所望
の焼入れ領域を越えて余分な焼入れを行う必要がなく、
有利である。 (c)  レーザ光の円周方向の始動を途中で停止させ
たり、中断したりすることなく、連続して作業を行うこ
とができるので、作業性及び作業効率がよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法によりレーザ焼入れした筒体内面
の焼入部の一例を示す展開図である。
【図2】従来の方法によりレーザ焼入れした筒体内面の
焼入部の一例を示す展開図である。
【図3】従来の方法及び本発明の方法の実施に用いるレ
ーザ焼入装置の一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
1    レーザ発振器 2    レーザ光 3    反射鏡 4    集束用レンズ 5    照射光学系 6    筒体 6a  内面 7    反射鏡 8    遮光体 8a  遮光部 8b  透光部 10    焼入部 L    中心軸線 St   焼入れ開始点 P1,P2    ピッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】筒体内に回動自在に配設され、かつ複数の
    遮光部と透光部とを円周方向に交互に配設した遮光体を
    介して、レーザ光を、筒体内より筒体の円周方向と軸線
    方向とに移動させて、筒体の内面を間欠的に照射するこ
    とにより、筒体の内面をほぼ市松模様状にレーザ焼入れ
    する方法において、前記レーザ光を、筒体の円周方向に
    連続して等速度で回転させるとともに、レーザ光が円周
    方向に1回転する直前において遮光体の1つの遮光部に
    より遮蔽されたときから、遮光体を遮光部のほぼ2分の
    1ピッチ分だけレーザ光の走査方向に回動させるととも
    に、レーザ光が前記遮光部により遮蔽されたときから該
    遮光体から離れるまでの間に、レーザ光を筒体の軸線方
    向に予め定めたピッチだけ移動させることを特徴とする
    筒体内面のレーザ焼入れ方法。
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