特許 7340908 レーザ焼入れ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-31

(45)【発行日】2023-09-08

(54)【発明の名称】レーザ焼入れ方法

(51)【国際特許分類】

   C21D 1/09 20060101AFI20230901BHJP

   C21D 9/32 20060101ALI20230901BHJP

   F16H 1/32 20060101ALI20230901BHJP

【ＦＩ】

C21D1/09 M

C21D9/32 A

F16H1/32 A

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018056792

(22)【出願日】2018-03-23

(65)【公開番号】P2019167589

(43)【公開日】2019-10-03

【審査請求日】2021-02-01

(73)【特許権者】

【識別番号】503405689

【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126572

【弁理士】

【氏名又は名称】村越 智史

(74)【代理人】

【識別番号】100140822

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 光広

(72)【発明者】

【氏名】牧添 義昭

(72)【発明者】

【氏名】栩川 佑樹

【審査官】國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１７００４４５５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０５２２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２０３５１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５７－０８５９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１２９２３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｄ ９／００－ ９／４４

Ｃ２１Ｄ １／０９

Ｆ１６Ｈ １／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

揺動歯車に形成されたクランク軸用孔の内周にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、
前記クランク軸用孔は、前記揺動歯車に少なくとも２つ以上設けられ、
前記クランク軸用孔の内周の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される前記クランク軸用孔の内周の領域の中で、前記クランク軸用孔の内周への負荷が低い領域内とし、
前記クランク軸用孔の内周への負荷が低い領域は、前記クランク軸用孔の内周の領域の内で、前記揺動歯車の中心方向側である、レーザ焼入れ方法。

【請求項2】

部材にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、
該部材の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される前記部材の領域の中で、該部材への負荷が低い領域内とすることを特徴とし、
前記レーザが照射される前記部材は、運転時に押圧部材により押圧されるものであって、前記負荷は、該押圧部材により前記部材が押圧される負荷であり、
前記部材は第１の歯車であり、前記押圧部材が第２の歯車であり、
該レーザの照射が開始される照射開始位置、及び、該レーザの照射が終了する照射終了位置を、前記第１の歯車の歯山とし、
該レーザは、前記照射開始位置から前記照射終了位置まで前記第１の歯車の周方向であって一方向に連続して照射される、ことを特徴とするレーザ焼入れ方法。

【請求項3】

前記第１の歯車が揺動歯車であり、前記第２の歯車が該第１の歯車と噛合う内歯であり、該揺動歯車の歯は、トロコイド歯であって、該部材の該レーザが照射される領域の内、該レーザの照射が開始される位置、及び、該レーザの照射が終了する位置は、該トロコイド歯の歯山とする、請求項２に記載のレーザ焼入れ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、部材にレーザを照射し、焼入れを行う方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

被加工物にレーザ光を照射することにより、被加工物に焼入れを行う方法が知られている。例えば、レーザ光は、レーザ照射装置により被加工物に向けられ、レーザ照射装置と被加工物とを相対的に回転させることにより、環状の焼入れ領域が形成される。

【0003】

従来より、被加工物にこうした焼入れを行う場合、レーザ光の照射開始部分又は照射終了部分において、焼き戻しにより被加工物の硬度が低下することが知られている。

【0004】

特許文献１では、レーザ照射の始端と終端が重なる場合に、焼き戻しによる組織の軟化を防止するため、被加工物の環状の焼入れ面に対し、周回するごとに中心から遠ざかる又は中心に近づくように渦巻き状にレーザを照射して照射領域の温度をＡ３変態点以上に加熱し、第１周回部の温度がマルテンサイト変態開始温度以下になる前に、第１周回部に続く第２周回部の一部が第１周回部に重なるようにレーザを照射するレーザ焼入れ方法を提案する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１２５６６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に係る方法においても、レーザ光の照射開始部分又は照射終了部分において、焼き戻しにより被加工物の硬度が低下するという問題を十分に解決することは困難であり、被加工物の強度を設計仕様通りに確保することが必ずしもできていないという問題があった。

【0007】

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、部材にレーザ照射による焼入れを行うものであって、使用時に該部材の受ける負荷の状況と、該部材のレーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置と、を考慮したレーザ焼入れ方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、部材にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、該部材の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される前記部材の領域の中で、該部材への負荷が低い領域内とするよう構成される。

【0009】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、前記レーザが照射される前記部材は、運転時に押圧部材により押圧されるものであって、前記負荷は、該押圧部材により前記部材が押圧される負荷であるよう構成される。

【0010】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、前記部材は孔を有し、該孔の内周にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、該孔の内周の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される前記孔の内周の領域の中で、該孔の内周への負荷が低い領域内とするよう構成される。

【0011】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、前記部材が揺動歯車であり、前記押圧部材がクランク軸の偏心部であり、前記孔は、前記揺動歯車に形成され、前記クランク軸が挿通されるクランク軸用孔であって、該クランク軸用孔は、前記揺動歯車に少なくとも２つ以上設けられ、該部材の該レーザが照射される領域の内、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置は、クランク軸用孔の内周の領域の内、前記揺動歯車の中心方向側であるよう構成される。

【0012】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法における前記部材は第１の歯車であり、前記押圧部材が第２の歯車である。

【0013】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、前記第１の歯車が揺動歯車であり、前記第２の歯車が該第１の歯車と噛合う内歯であり、該揺動歯車の歯は、トロコイド歯であって、該部材の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置は、該トロコイド歯の歯山とするよう構成される。

【0014】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、前記第１の歯車が揺動歯車であり、前記第２の歯車が該第１の歯車と噛合う内歯であり、該揺動歯車の歯は、トロコイド歯であって、該部材の該レーザが照射される領域の内、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置は、該トロコイド歯の歯底とするよう構成される。

【0015】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、部材にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、該部材は第1の歯車であり、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、前記第１の歯車の歯面以外とするよう構成される。

【0016】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、レーザの照射が前記第1の歯車の歯幅方向に沿って行われ、レーザの照射幅は歯山から歯山、または歯底から歯底、または、歯山から歯底であるよう構成される。

【0017】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、レーザの照射が前記第1の歯車の周方向に沿って行われ、レーザの照射幅は歯山から歯山、または歯底から歯底、または、歯山から歯底であるよう構成される。

【発明の効果】

【0018】

本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法によれば、部材の使用時に受ける負荷の状況に応じたレーザ焼入れを行うことで、該部材の使用時における負荷に十分耐え得る強度を備えるよう部材を構成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法を示す概略図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る駆動力伝達装置の断面図である。

【図3】図２の駆動力伝達装置の減速機のＡ－Ａ断面図である。

【図4】図３の第１トロコイド歯車のクランク軸用孔の拡大図である。

【図5】図３の第１トロコイド歯車の歯面の拡大図である。

【図6】本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法を示す概略図である。

【図7】本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法を示す概略図である。

【図8】本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法を示す概略図である。

【図9】本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法を示す概略図である。

【図10】本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法を示す概略図である。

【図11】本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0021】

図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ装置１による焼入れ方法の一例を説明する概略図である。

【0022】

図示のように、例えば、レーザ焼入れ装置１により、円筒状の部材２にレーザ照射による焼入れ処理を施すことで、部材の焼入れ処理が施された部分の硬度を向上させることが意図されている。部材２は、環状の焼入れ面１３を有する。この環状の焼入れ面１３に対して、フォーカスレンズ１４で集光されるレーザ光Ｌ１が照射される。レーザ光Ｌ１は、焼入れ面１３にレーザスポットを形成する。

【0023】

焼入れ面１３に対しレーザスポットを相対的に移動させることにより、焼入れ処理を行う。本発明の一実施の形態では、図１に示すように、環状の焼入れ面１３に沿ってレーザ光Ｌ１のレーザスポットを開始位置Ｓ１から終了位置Ｅ１まで円弧状に移動させる。なお、レーザ光Ｌ１のレーザスポットが周回するごとに中心に近づくように渦巻き状にレーザを照射してもよい。これにより、レーザ照射の始端と終端とが重複せず、環状の焼入れ面２１の全面に焼入れ領域を形成することができる。なお、周回するごとに中心から遠ざかるように渦巻き状にレーザを照射してもよい。

【0024】

部材２とレーザ光Ｌ１のレーザスポットとの相対位置は、部材２を図示しない移動機構により回転させながら移動させることにより変化させてもよく、レーザ光Ｌ１のレーザスポットを図示しない移動機構により移動させることにより変化させてもよい。また、部材２とレーザ光Ｌ１のレーザスポットの両方を移動させるように構成してもよい。

【0025】

しかしながら、部材２の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、若しくは、該レーザの照射が終了する位置、又はレーザ照射開始位置及び終了位置の重なる場合における当該位置において、焼き戻しによる組織の軟化が発生し、必ずしも十分な強度を確保することができないという問題がある。

【0026】

そこで、本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、部材２にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、該部材２の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される該部材２の領域の中で、該部材への負荷が低い領域内とするよう構成される。上記位置には、レーザ照射開始位置及び終了位置の重なる場合における当該位置が含まれ得ることはいうまでもない（以下同様とする）。

【0027】

また、本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、レーザが照射される部材２が、運転時に押圧部材により押圧され負荷を受ける場合、該部材２の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される該部材２の領域の中で、該部材への負荷が低い領域内（運転時に押圧部材により押圧され負荷を受ける領域以外の領域内）とするよう構成される。

【0028】

本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法によれば、部材の使用時に受ける負荷の状況に応じたレーザ焼入れを行うことで、該部材の使用時における負荷に十分耐え得る強度を備えるよう部材を構成することが可能となる。

【0029】

図示のレーザ焼入れ装置１による焼入れ方法には、様々な構成が考えられ、特定の構成に限定されない。

【0030】

次に、本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法が適用され得る部材のより具体的な例につき説明する。図２は、駆動力伝達装置３の概略的な断面図である。

【0031】

駆動力伝達装置３は、モータ４と、減速機（偏心揺動減速機）５と、を備える。駆動力伝達装置３は、取付筒４００を備え、取付筒４００は、モータ４を減速機５に取り付けるために用いてもよい。

【0032】

モータ４は、筐体２１０と、モータシャフト２２０と、を含む。筐体２１０内には、一般的なモータに用いられる様々な部品（たとえば、コイルやステータコア）が配置される。本実施形態の原理は、筐体２１０内の特定の構造に限定されない。

【0033】

モータシャフト２２０は、減速機５に向けて延出する。モータシャフト２２０の先端には、ギア部２２１が形成される。ギア部２２１は、減速機５と噛み合う。この結果、モータ４が生成したトルクは、減速機５へ伝達される。

【0034】

図２に示すように、減速機５は、外筒５０と、キャリア６００と、歯車部７００と、３つの駆動機構８００（図２は、３つの駆動機構８００のうち１つを示す）と、２つの主軸受９００（図示しない）と、を備える。

【0035】

図２に示すように、３つの駆動機構８００それぞれは、入力歯車８１０と、クランク軸８２０と、２つのジャーナル軸受８３０と、２つのクランク軸受８４０と、を含む。入力歯車８１０は、モータシャフト２２０のギア部２２１に噛み合い、モータ２００Ｃからトルクを受け取る。第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０とは異なり、入力歯車８１０は、平歯車である。代替的に、入力歯車８１０として、他の種類の歯車部品が用いられてもよい。本実施形態の原理は、入力歯車８１０として用いられる特定の種類の歯車部品に限定されない。

【0036】

入力歯車８１０とモータシャフト２２０のギア部２２１とによって決定される減速比は、上述の内歯環と歯車部７００とによって決定される減速比よりも小さくてもよい。本発明の一実施形態において、第１減速比は、入力歯車８１０とモータシャフト２２０のギア部２２１とによって決定される減速比によって説明される。また、第２減速比は、内歯環と歯車部７００とによって決定される減速比によって説明される。

【0037】

入力歯車８１０が回転すると、クランク軸８２０は、回転する。この結果、第１偏心部８２３及び第２偏心部８２４は、偏心回転する。この間、クランク軸受８４０を介して第１偏心部８２３に接続された第１トロコイド歯車７１０は、複数の内歯ピン５２０と噛み合いながら、外筒５００内で周回移動することができる。同様に、クランク軸受８４０を介して第２偏心部８２４に接続された第２トロコイド歯車７２０は、複数の内歯ピン５２０と噛み合いながら、外筒５００内で周回移動することができる。この結果、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０それぞれは、外筒５００内で、揺動回転を行うことができる。本実施形態において、クランク機構は、クランク軸８２０及び２つのクランク軸受８４０によって説明される。

【0038】

図２に示すクランク軸８２０は、第１ジャーナル８２１と、第２ジャーナル８２２と、第１偏心部８２３と、第２偏心部８２４と、を含む。第１ジャーナル８２１は、キャリア６００の基板部６１１によって取り囲まれる。第２ジャーナル８２２は、キャリア６００の端板部６２０によって取り囲まれる。２つのジャーナル軸受８３０のうち一方は、第１ジャーナル８２１と基板部６１１との間に配置される。２つのジャーナル軸受８３０のうち他方は、第２ジャーナル８２２と端板部６２０との間に配置される。加えて、上述の入力歯車８１０は、第２ジャーナル８２２に取り付けられる。

【0039】

減速機５の運転時、揺動歯車である第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０は、これらの揺動歯車のクランク軸用孔（クランク孔ともいう）を貫通するようにして接続されるクランク軸８２０の第１偏心部８２３及び第２偏心部８２４の偏心回転により、特に、当該揺動歯車のクランク軸用孔の内周面であって、第１トロコイド歯車７１０の中心軸ＣＸ１ないし第２トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ２側の内周面（当該軸側の半円周面部分）の負荷は、当該内周面とは反対側の内周面（当該軸側とは反対側の半円周面部分）の負荷よりも小さくなる。

【0040】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、このような負荷の特性を利用し、揺動歯車が有するクランク軸用孔の内周にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、該クランク軸用孔の内周の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される該クランク軸用孔の内周の領域の中で、該孔の内周への負荷が低い領域内とするよう構成される。図２の例では、本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法では、該レーザが照射される該クランク軸用孔の内周の領域の中で、該孔の内周への負荷が低い領域は、当該揺動歯車のクランク軸用孔の内周面であって、第１トロコイド歯車７１０の中心軸ＣＸ１ないし第２トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ２側の内周面（当該軸側の半円周面部分）となる。

【0041】

図４にその一例を示す。図４は、図３の揺動歯車である第１トロコイド歯車７１０の一部を拡大したものである。同図には、揺動歯車である第１トロコイド歯車７１０のクランク軸用孔９０１が示されている。クランク軸用孔９０１は、第１トロコイド歯車７１０の中心軸側の部分９０１Ａと、それとは反対側の部分９０１Ｂとに分けることができる。この場合、レーザ開始位置をクランク軸用孔９０１の中心軸側の部分９０１Ａ（例えば、中心軸側の部分９０１Ａの中央位置９０１Ｘ）とし、レーザ終了位置をクランク軸用孔９０１の中心軸側の部分９０１Ａ（例えば、中心軸側の部分９０１Ａの中央位置９０１Ｘ）とすることができる。本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、上記例に限られず、使用時ないし運転時に部材に形成された孔が押圧部材より負荷を受ける場合に、当該部材に対して適宜適用することができる。すなわち、本発明の一実施形態では、孔を有する部材において、該孔の内周にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、該孔の内周の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される前記孔の内周の領域の中で、該孔の内周への負荷が低い領域内とするよう構成される。

【0042】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、前記部材が揺動歯車であり、前記押圧部材がクランク軸の偏心部であり、前記孔は、前記揺動歯車に形成され、前記クランク軸が挿通されるクランク軸用孔であって、該クランク軸用孔は、前記揺動歯車に少なくとも２つ以上設けられるよう構成される。後述する図３に示すように、クランク軸用孔は、揺動歯車に３つ設けられるよう構成される。

【0043】

本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法によれば、部材の使用時に受ける負荷の状況に応じたレーザ焼入れを行うことで、該部材の使用時における負荷に十分耐え得る強度を備えるよう部材を構成することが可能となる。

【0044】

次に、図３に示すように、外筒５００は、略円筒状のケース５１０と、複数の内歯ピン５２０と、を含む。ケース５１０は、キャリア６００、歯車部７００及び駆動機構８００が収容される円筒状の内部空間を規定する。複数の内歯ピン５２０は、ケース５１０の内周面に沿って環状に並べられ、内歯環を形成する。本実施形態において、内歯は、内歯ピン５２０によって例示される。

【0045】

図３は、キャリア６００及びモータシャフト２２０の回転中心軸ＲＣＸを示す。内歯ピン５２０それぞれは、回転中心軸ＲＣＸの延出方向に延びる円柱状の部材である。内歯ピン５２０それぞれは、ケース５１０の内壁に形成された溝部に嵌入される。したがって、内歯ピン５２０それぞれは、ケース５１０によって適切に保持される。

【0046】

図３に示すように、複数の内歯ピン５２０は、回転中心軸ＲＣＸ周りに略一定間隔で配置される。内歯ピン５２０それぞれの半周面は、ケース５１０の内壁から回転中心軸ＲＣＸに向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン５２０は、歯車部７００と噛み合う内歯として機能する。

【0047】

図２に示すように、キャリア６００は、基部６１０と、端板部６２０と、を含む。端板部６２０は、基部６１０とモータ４との間に配置される。キャリア６００は、全体的に、円筒状である。キャリア６００は、外筒５０内で回転中心軸ＲＣＸ周りに回転する。

【0048】

基部６１０は、基板部６１１（図２を参照）と、３つのシャフト部６１２（図３を参照）と、を含む。３つのシャフト部６１２それぞれは、基板部６１１から端板部６２０に向けて延びる。端板部６２０は、３つのシャフト部６１２それぞれの先端面に接続される。端板部６２０は、リーマボルト、位置決めピンや他の態様によって、３つのシャフト部６１２それぞれの先端面に接続されてもよい。

【0049】

図２に示すように、歯車部７００は、基板部６１１と端板部６２０との間に配置される。３つのシャフト部６１２は、歯車部７００を貫通し、端板部６２０に接続される。

【0050】

図２に示すように、歯車部７００は、第１トロコイド歯車７１０と、第２トロコイド歯車７２０と、を含む。第１トロコイド歯車７１０は、基板部６１１と第２トロコイド歯車７２０との間に配置される。第２トロコイド歯車７２０は、端板部６２０と第１トロコイド歯車７１０との間に配置される。図３に示すように、第１トロコイド歯車７１０の複数の外歯の一部は、複数の内歯ピン５２０によって形成された内歯環と噛み合う。

【0051】

本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、前記レーザが照射される部材は、運転時に押圧部材により押圧され負荷を受けるものであって、該部材は第１の歯車であり、該押圧部材が第２の歯車であるように構成される。この場合、第１の歯車である部材にレーザを照射し、焼入れを行う方法であって、該第１の歯車である部材の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置を、該レーザが照射される前記第１の歯車である部材の領域の中で、該部材への負荷が低い領域内とするよう構成される。

【0052】

前述の通り、第１トロコイド歯車７１０の複数の外歯の一部は、複数の内歯ピン５２０によって形成された内歯環と噛み合うが、運転時、第１トロコイド歯車７１０の複数の外歯の歯底は、第１トロコイド歯車７１０の複数の外歯の歯山よりも大きな負荷を受ける。本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法は、当該第１の歯車が第１トロコイド歯車７１０（揺動歯車）であり、当該第２の歯車が該第１の歯車と噛合う内歯ピン５２０（内歯）であり、該揺動歯車の歯は、トロコイド歯であって、上述のように、第１トロコイド歯車７１０の複数の外歯の受ける負荷の特性を利用し、該揺動歯車の該レーザが照射される領域の内で、該レーザの照射が開始される位置、又は、該レーザの照射が終了する位置は、該揺動歯車の該トロコイド歯の歯山とするよう構成される。なお、本発明の一実施形態に係るレーザ焼入れ方法を適用する部材が歯車である場合、該歯車がインボリュート歯車により形成されていてもよい。本発明の一実施形態のレーザ焼入れ方法によれば、部材の使用時に受ける負荷の状況に応じたレーザ焼入れを行うことで、該部材の使用時における負荷に十分耐え得る強度を備えるよう部材を構成することが可能となる。

【0053】

図５にその一例を示す。図５は、図３の揺動歯車である第１トロコイド歯車７１０の一部を拡大したものである。第１トロコイド歯車７１０は、その歯面に複数の歯山７１０Ａと、複数の歯底７１０Ｂとが形成される。このような歯面にレーザ照射を行う場合、レーザ開始位置を、複数の歯山７１０Ａのいずれかとし、レーザ終了位置を、複数の歯山７１０Ａのいずれかとする。この場合、レーザ照射は連続して行ってもよいし、各歯山で区切られるよう行ってもよい。また、レーザ照射を非連続で行ってもよい。

【0054】

モータシャフト２２０の回転は、駆動機構８００により、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０へ伝達される。この結果、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０の揺動回転が引き起こされる。

【0055】

図２は、第１トロコイド歯車７１０の中心軸ＣＸ１と、第２トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ２と、を示す。中心軸ＣＸ１，ＣＸ２は、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸと略平行に延びる。図３は、第１トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ１を示す。上述の揺動回転の間、中心軸ＣＸ１，ＣＸ２は、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸ周りを周回する。したがって、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０は、内歯ピン５２０に噛み合いながら、ケース５１０内を周回移動する。この間、第１トロコイド歯車７１０及び第２トロコイド歯車７２０は、キャリア６００の３つのシャフト部６１２に接触し、キャリア６００を回転中心軸ＲＣＸ周りに回転させる。

【0056】

第２トロコイド歯車７２０の中心軸ＣＸ２は、第１トロコイド歯車７１０の中心軸ＣＸ１とは異なる位相で、キャリア６００の回転中心軸ＲＣＸ周りを周回してもよい。

【0057】

減速機５の基部６１０には、モータ４からの駆動力が出力として伝達される。

【0058】

最後に、図６－１１を参照して、本発明の一実施形態に係るトロコイド歯車へのレーザ焼入れ方法について説明する。図６に示すように、レーザの照射方向は、歯山７１０Ａから歯山７１０Ａの範囲で、トロコイド歯車７１０の歯筋方向（歯幅方向）とされている。なお、トロコイド歯車７１０の歯の谷の曲線から山の曲線に変わる位置（変曲点）でレーザが２回照射されないように構成される。この場合、レーザの開始点はトロコイド歯車７１０の外にあり、トロコイド歯車７１０へ照射した後、トロコイド歯車７１０の外に抜けることとなるため、レーザの開始位置及び終了位置をトロコイド歯車７１０の外とすることができる。レーザの照射幅は、適宜設定することができ、例えば、歯山７１０Ａから歯底７１０Ｂまでの範囲とすることができる。また、レーザの中心は、歯面となるが、トロコイド歯車７１０の変曲点若しくは変曲点付近とすることができる。

【0059】

次に、図７に示すように、レーザの照射方向は、トロコイド歯車７１０の歯形方向（歯車の周方向）とされている。この場合、レーザの開始位置及び終了位置をトロコイド歯車７１０の歯山７１０Ａ又は歯底７１０Ｂとすることができる。トロコイド歯車７１０では、変曲点あたりの負荷が高くなるため、このような方法によれば、変曲点においてレーザによる焼入れによる硬度への影響が回避できる。なお、トロコイド歯車７１０の歯山７１０Ａ又は歯底７１０Ｂでは、レーザを２回照射しても良い。また、歯山７１０Ａ又は歯底７１０Ｂにレーザが照射されないように、レーザの開始位置及び終了位置を適宜調整することができる。

【0060】

図８に示すように、レーザの照射方向は、トロコイド歯車７１０の歯形方向（歯車の周方向）とされているが、より具体的には、トロコイド歯車７１０の歯山７１０Ａから歯底７１０Ｂへ、所定の間隔をあけて、歯底７１０Ｂから歯山７１０Ａへ、歯形方向（歯車の周方向）で歯面のみにレーザ照射を行うものである。

【0061】

図９に示すように、レーザの照射方向は、トロコイド歯車７１０の歯筋方向（歯幅方向）とされているが、おり具体的には、トロコイド歯車７１０の歯山７１０Ａから歯底７１０Ｂの範囲で歯筋方向に歯面のみにレーザ照射を行い、所定の間隔をあけて、歯底７１０Ｂから歯山７１０Ａの範囲で歯筋方向に歯面のみにレーザ照射を行うものである。

【0062】

図１０に示すように、レーザの照射方向は、歯底７１０Ｂから歯底７１０Ｂの範囲で、トロコイド歯車７１０の歯筋方向（歯幅方向）とされている。なお、トロコイド歯車７１０の歯の谷の曲線から山の曲線に変わる位置（変曲点）でレーザが２回照射されないように構成される。この場合、レーザの開始点はトロコイド歯車７１０の外にあり、トロコイド歯車７１０へ照射した後、トロコイド歯車７１０の外に抜けることとなるため、レーザの開始位置及び終了位置をトロコイド歯車７１０の外とすることができる。レーザの照射幅は、適宜設定することができる。

【0063】

次に、図１１に示すように、レーザの照射方向は、歯底７１０Ｂから歯底７１０Ｂの範囲で、トロコイド歯車７１０の歯形方向（歯車の周方向）とされている。この場合、レーザの開始位置及び終了位置をトロコイド歯車７１０の歯山７１０Ａ又は歯底７１０Ｂとすることができる。また、歯山７１０Ａ又は歯底７１０Ｂにレーザが照射されないように、レーザの開始位置及び終了位置を適宜調整することができる。

【0064】

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。上述の様々な実施形態は、上記に説明したものに限定されず、様々な装置の構成部材に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち１つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう１つの実施形態に関連して説明された装置に適用されてもよい。

【符号の説明】

【0065】

１ レーザ焼入れ装置
２ 円筒状の部材
３ 駆動力伝達装置
４ モータ
５ 減速機
１３ 焼入れ面
１４ フォーカスレンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】