(57)【要約】【課題】横孔の内面のうち外周面から離れた部分にも効率よく残留圧縮応力を付与する。【解決手段】中空円柱体であるワーク２は、中空円柱体の内部空間であって中空円柱体の長手方向に延びる軸孔３と、ワーク２の内周面２ａ及び外周面２ｂに開口する前方横孔４と、を有する。ワーク２の前方横孔４の内面４ｐにレーザピーニングにより残留圧縮応力を付与することでシャフト１を製造する方法は、配置ステップと照射ステップを有する。配置ステップでは、前方横孔４の中に横孔ミラー１４ａを配置する。照射ステップでは、前方横孔４の内側開口４ａ及び外側開口４ｂのうち何れか一方から、横孔ミラー１４ａに向けてレーザビームＬを照射し、レーザビームＬを横孔ミラー１４ａで反射させることで、レーザビームＬを前方横孔４の内面４ｐに照射する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空円柱体であって、前記中空円柱体は、前記中空円柱体の内部空間であって前記中空円柱体の長手方向に延びる軸孔と、前記中空円柱体の内周面及び外周面に開口する横孔と、を有する前記中空円柱体の、前記横孔の内面にレーザピーニングにより残留圧縮応力を付与することで部品を製造する方法であって、
前記横孔の中に横孔ミラーを配置する配置ステップと、
前記横孔の２つの開口のうち何れか一方から、前記横孔ミラーに向けてレーザビームを照射し、前記レーザビームを前記横孔ミラーで反射させることで、前記レーザビームを前記横孔の前記内面に照射する照射ステップと、
を含む、
部品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法であって、
前記照射ステップにおいては、前記横孔ミラーを前記横孔の中心軸まわりに回転させるか、又は、前記横孔ミラーを前記横孔の中心軸に沿って移動させる、
部品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の製造方法であって、
前記照射ステップにおいては、前記レーザビームを前記横孔の前記内面のうち、少なくとも、前記外周面から前記横孔の最小内径分だけ径方向内方に離れた領域に照射する、
部品の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３までの何れかに記載の製造方法であって、
前記照射ステップにおいては、前記横孔の２つの開口のうち前記外周面における開口から、前記横孔ミラーに向けて前記レーザビームを照射する、
部品の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の製造方法であって、
前記中空円柱体が、前記横孔と前記軸孔の中心軸を挟んで反対側に形成され、前記横孔の中心軸と同一の中心軸を有し、前記中空円柱体の前記内周面及び前記外周面に開口する対向孔を更に有する場合は、
前記配置ステップにおいては、先端に前記横孔ミラーを有する棒状の横孔ミラー棒を前記対向孔の前記外周面における開口から前記横孔に向かって挿入することで、前記横孔の中に前記横孔ミラーを配置する、
部品の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項３までの何れかに記載の製造方法であって、
前記照射ステップにおいては、前記横孔の２つの開口のうち前記内周面における開口から、前記横孔ミラーに向けて前記レーザビームを照射する、
部品の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載の製造方法であって、
前記配置ステップにおいては、更に、前記軸孔の中に軸孔ミラーを配置し、
前記照射ステップにおいては、前記中空円柱体の長手方向における前記軸孔の開口から前記軸孔ミラーに向けて前記レーザビームを照射し、前記レーザビームを前記軸孔ミラーと前記横孔ミラーをこの記載順に反射させることで、前記レーザビームを前記横孔の前記内面に照射する、
部品の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法であって、
前記配置ステップにおいては、先端に前記軸孔ミラーを有する棒状の軸孔ミラー棒を前記中空円柱体の長手方向における前記軸孔の開口から前記軸孔に挿入することで、前記軸孔の中に前記軸孔ミラーを配置する、
部品の製造方法。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の製造方法であって、
前記配置ステップにおいては、先端に前記横孔ミラーを有する棒状の横孔ミラー棒を前記横孔の前記外周面における開口から挿入することで、前記横孔の中に前記横孔ミラーを配置する、
部品の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までの何れかに記載の製造方法であって、
前記横孔ミラーは、凹面鏡とする、
部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ディーゼルエンジンの蓄圧式燃料噴射システムにおいて燃料の軽油を圧送するポンプとインジェクターの間に位置し、軽油を蓄圧するパイプ状のコモンレールを開示している。コモンレールには、複数の分岐穴が形成されている。複数の分岐穴は、コモンレールのレール穴に対して垂直に開口している。
【０００３】
また、分岐穴の内面の疲労強度を向上させることを目的として、分岐穴の内面にレーザピーニングで残留圧縮応力を付与することを提案している。具体的には、分岐穴の内面にレーザビームを斜めに照射している。
【０００４】
なお、レーザピーニングによる残留圧縮応力の付与とは、以下のようなものである。即ち、部品の表面に対して水中でレーザ光を集光させることでレーザアブレーションさせる。そうすると、部品の表面においてプラズマが発生する。このプラズマのプラズマ圧に伴う衝撃波によって部品の表面が塑性変形する。これにより、部品の表面には圧縮応力が発生する。発生した圧縮応力は部品の表面に残留圧縮応力として残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２２４４６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、分岐穴の内面にレーザビームを斜めに照射しているので、レーザビームのスポット径を絞ることが難しく、分岐穴の内面のうち浅い領域でしかレーザピーニングを実施することができなかった。
【０００７】
本発明の目的は、内面のうち外周面から離れた部分に効率よく残留圧縮応力を付与する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の観点によれば、中空円柱体であって、前記中空円柱体は、前記中空円柱体の内部空間であって前記中空円柱体の長手方向に延びる軸孔と、前記中空円柱体の内周面及び外周面に開口する横孔と、を有する前記中空円柱体の、前記横孔の内面にレーザピーニングにより残留圧縮応力を付与することで部品を製造する方法であって、前記横孔の中に横孔ミラーを配置する配置ステップと、前記横孔の２つの開口のうち何れか一方から、前記横孔ミラーに向けてレーザビームを照射し、前記レーザビームを前記横孔ミラーで反射させることで、前記レーザビームを前記横孔の前記内面に照射する照射ステップと、を含む、製造方法が提供される。以上の方法によれば、前記横孔の前記内面のうち前記外周面から離れた部分にも効率よく残留圧縮応力を付与することができる。
好ましくは、前記照射ステップにおいては、前記横孔ミラーを前記横孔の中心軸まわりに回転させるか、又は、前記横孔ミラーを前記横孔の中心軸に沿って移動させる。以上の方法によれば、レーザピーニングを実施する箇所を変更するために前記中空円柱体自体を回転させる必要がなくなるので、前記部品の製造に要する時間を短縮することができる。
好ましくは、前記照射ステップにおいては、前記レーザビームを前記横孔の前記内面のうち、少なくとも、前記外周面から前記横孔の最小内径分だけ径方向内方に離れた領域に照射する。以上の方法によれば、前記横孔の前記内面のうち前記外周面から大きく離れた部分に残留圧縮応力が付与されることになる。
好ましくは、前記照射ステップにおいては、前記横孔の２つの開口のうち前記外周面における開口から、前記横孔ミラーに向けて前記レーザビームを照射する。以上の方法によれば、前記横孔ミラーに向けてレーザビームを外側から照射することができる。
好ましくは、前記中空円柱体が、前記横孔と前記軸孔の中心軸を挟んで反対側に形成され、前記横孔の中心軸と同一の中心軸を有し、前記中空円柱体の前記内周面及び前記外周面に開口する対向孔を更に有する場合は、前記配置ステップにおいては、先端に前記横孔ミラーを有する棒状の横孔ミラー棒を前記対向孔の前記外周面における開口から前記横孔に向かって挿入することで、前記横孔の中に前記横孔ミラーを配置する。以上の方法によれば、容易に、前記横孔の中に前記横孔ミラーを配置することができる。
好ましくは、前記照射ステップにおいては、前記横孔の２つの開口のうち前記内周面における開口から、前記横孔ミラーに向けて前記レーザビームを照射する。以上の方法によれば、前記横孔ミラーに向けてレーザビームを内側から照射することができる。
好ましくは、前記配置ステップにおいては、更に、前記軸孔の中に軸孔ミラーを配置し、前記照射ステップにおいては、前記中空円柱体の長手方向における前記軸孔の開口から前記軸孔ミラーに向けて前記レーザビームを照射し、前記レーザビームを前記軸孔ミラーと前記横孔ミラーをこの記載順に反射させることで、前記レーザビームを前記横孔の前記内面に照射する。以上の方法によれば、簡素な構成で、前記横孔ミラーに向けてレーザビームを内側から照射することができる。
好ましくは、前記配置ステップにおいては、先端に前記軸孔ミラーを有する棒状の軸孔ミラー棒を前記中空円柱体の長手方向における前記軸孔の開口から前記軸孔に挿入することで、前記軸孔の中に前記軸孔ミラーを配置する。以上の方法によれば、容易に、前記軸孔の中に前記軸孔ミラーを配置することができる。
好ましくは、前記配置ステップにおいては、先端に前記横孔ミラーを有する棒状の横孔ミラー棒を前記横孔の前記外周面における開口から挿入することで、前記横孔の中に前記横孔ミラーを配置する。以上の方法によれば、容易に、前記横孔の中に前記横孔ミラーを配置することができる。
好ましくは、前記横孔ミラーは、凹面鏡とする。以上の方法によれば、前記横孔の前記内面におけるビームスポットのスポット径を小さくすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記横孔の前記内面のうち前記外周面から離れた部分にも効率よく残留圧縮応力を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】シャフトの断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】レーザピーニング装置の概略図である。
【図４】図３のＢ部拡大図である。
【図５】シャフトの製造フローである。
【図６】対向する２つの横孔に対して続けてレーザピーニングする方法を説明するための図である。
【図７】レーザピーニング装置の概略図である。
【図８】図７のＣ部拡大図である。
【図９】シャフトの製造フローである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本願発明の好適な実施形態を説明する。
【００１２】
（シャフト１）
図１には、例えば自動車の駆動ユニットにおいて動力を伝達するのに用いられるシャフト１を示している。シャフト１は、動力伝達部材の一具体例である。動力伝達部材は、シャフト１に限定されない。シャフト１は、部品の一具体例である。部品は、シャフト１に限定されない。シャフト１は、ワーク２をレーザピーニングにより加工することで製造される。
【００１３】
（ワーク２）
図１に示すように、ワーク２は、中空円柱体である。ワーク２は、パイプ状である。ワーク２は、中心軸２Ｃを有する。ワーク２は、軸孔３を有する。軸孔３は、ワーク２の内部空間であってワーク２の長手方向に延びている。軸孔３の中心軸は、ワーク２の中心軸２Ｃと一致している。ワーク２は、内周面２ａと外周面２ｂを有する。内周面２ａは、ワーク２の径方向内方を向く面である。内周面２ａは、軸孔３の外周を区画している。外周面２ｂは、ワーク２の径方向外方を向く面である。
【００１４】
ワーク２は、４つの前方横孔４と、４つの後方横孔５と、を有する。４つの前方横孔４及び４つの後方横孔５は、横孔の一具体例である。前方横孔４の個数は１つでもよいし、２つ以上でもよい。後方横孔５の個数は１つでもよいし、２つ以上でもよい。ワーク２は、前方横孔４を１つも有さず、少なくとも１つの後方横孔５を有してもよい。ワーク２は、後方横孔５を１つも有さず、少なくとも１つの前方横孔４を有してもよい。
【００１５】
４つの前方横孔４は、ワーク２の周方向において９０度間隔で形成されている。４つの前方横孔４は、ワーク２の軸方向で揃っている。４つの前方横孔４は、ワーク２の径方向に沿って形成されている。４つの前方横孔４は、ワーク２の径方向に延びている。従って、４つの前方横孔４のうち中心軸２Ｃを挟む２つの前方横孔４は、共通する中心軸を有する。同様に、残りの２つの前方横孔４は、共通する中心軸を有する。各前方横孔４の内径は、例えば、１ｍｍから３ｍｍである。図１には、４つの前方横孔４のうち３つの前方横孔４を図示している。４つの前方横孔４は、内周面２ａ及び外周面２ｂに開口している。従って、図２に示すように、各前方横孔４は、内周面２ａにおける内側開口４ａと、外周面２ｂにおける外側開口４ｂと、を有する。各前方横孔４は、内面４ｐ、内径４ｄを有する。各前方横孔４の外側開口４ｂには、径方向外方に向かって広がるように面取りが形成されている。この面取りは省略することもできる。
【００１６】
図１に戻り、４つの後方横孔５は、ワーク２の長手方向において互いに離れるように形成されている。４つの後方横孔５は、ワーク２の径方向に沿って形成されている。４つの後方横孔５は、ワーク２の径方向に延びている。各後方横孔５の内径は、例えば、１−３ｍｍである。４つの後方横孔５は、内周面２ａ及び外周面２ｂに開口している。従って、各後方横孔５は、内周面２ａにおける内側開口５ａと、外周面２ｂにおける外側開口５ｂと、を有する。各後方横孔５は、内面５ｐを有する。各後方横孔５の外側開口５ｂには、径方向外方に向かって広がるように面取りが形成されている。この面取りは省略することもできる。
【００１７】
（問題点）
ここで、図２を参照して、前方横孔４の内面４ｐにレーザピーニングにより残留圧縮応力を付与する際の問題点を説明する。即ち、典型的なレーザピーニングにおいては、図２に示すように、前方横孔４の内面４ｐにレーザビームＬを直接的に照射する。この場合、レーザビームＬは、前方横孔４の内面４ｐに対して斜めに照射するようにしている。従って、前方横孔４の内面４ｐにおいてレーザビームＬのスポット径を小さくすることが困難であり、レーザビームＬのビームスポットが楕円状に間延びしてしまう問題があった。レーザビームＬを前方横孔４の外側開口４ｂから照射する場合、外側開口４ｂに近い領域ａ１にレーザビームＬを照射する場合であれば大きな問題となることはないが、外側開口４ｂから離れた領域ａ２にレーザビームＬを照射する場合、上記の間延びが顕著となり、レーザピーニングの加工時間が長くなったり、レーザピーニング自体が不可能となる。
【００１８】
特に、シャフト１を駆動ユニットにおける動力伝達部材として用いる場合は、複数の前方横孔４（後方横孔５についても同様）は、シャフト１の周囲に配置された部品に潤滑油を供給するために形成される。それ故、複数の前方横孔４の内径４ｄは潤滑油の流量を所望通りとなるように決定されるので前述したように自ずと小径となり、上記の間延びが一層顕著なものとなっていた。
【００１９】
一方で、本願の発明者らは、引張応力に関する数値解析を繰り返した末、従来レーザピーニングの加工対象とされていた領域ａ１のみならず、上記の領域ａ２も加工対象に含めることが重要であることを見出した。そして、その知見に基づいて、以下の新規な製造方法を創造するに至った。
【００２０】
なお、領域ａ１は、ワーク２の外周面２ｂから前方横孔４の内径４ｄだけ径方向内方である位置よりも径方向外方に位置する領域である。領域ａ２は、ワーク２の外周面２ｂから前方横孔４の内径４ｄだけ径方向内方である位置よりも径方向内方に位置する領域である。
【００２１】
（製造方法）
以下、図３から図９を参照して、シャフト１の製造方法を説明する。シャフト１は、ワーク２の複数の前方横孔４の内面４ｐ及び複数の後方横孔５の内面５ｐをレーザピーニングにより加工することで製造する。図５及び図９には、シャフト１の製造フローを示しているので、適宜参照されたい。以下、先ず、複数の前方横孔４の内面４ｐをレーザピーニングにより加工し、次に、複数の後方横孔５の内面５ｐをレーザピーニングにより加工する順番で説明する。なお、実際の製造においては、複数の後方横孔５の内面５ｐを複数の前方横孔４の内面４ｐよりも先に加工してもよい。
【００２２】
図３には、シャフト１の製造装置１００を示している。製造装置１００は、水槽１０、レーザ発信器１１、レンズ１２、横孔ミラーユニット１３、を備えている。
【００２３】
水槽１０は、鉛直姿勢のワーク２を十分収容可能な大きさを有する。水槽１０は水で満たされている。
【００２４】
レーザ発信器１１は、レーザビームＬを出力する。
【００２５】
レンズ１２は、レーザ発信器１１から出力されたレーザビームＬを集光する。
【００２６】
横孔ミラーユニット１３は、レンズ１２で集光されたレーザビームＬを反射して、前方横孔４の内面４ｐに入射させる。横孔ミラーユニット１３は、横孔ミラー棒１４と横孔ミラー棒駆動部１５と、滑り軸受１６によって構成されている。図４に示すように、横孔ミラー棒１４は、各前方横孔４の内径よりも小さい外径を有する細長い棒であって、先端に横孔ミラー１４ａを有する。横孔ミラー１４ａは、横孔ミラー棒１４の長手方向に沿って入射したレーザビームＬを横孔ミラー棒１４の長手方向に対して直角に反射するように形成されている。図３に戻り、横孔ミラー棒駆動部１５は、横孔ミラー棒１４を支持し、横孔ミラー棒１４を移動させる。ここで、「移動」には、回転移動及び進退移動の少なくとも何れか一方又は両方を含む。
【００２７】
ステップ１００：ワーク浸漬
先ず、図３に示すように、ワーク２を水槽１０に浸漬させる。このとき、ワーク２の中心軸２Ｃが鉛直となるような姿勢でワーク２を水槽１０に浸漬させる。
【００２８】
ステップ１１０：ワーク位置決め
次に、図示しないワーク位置決め装置を用いて、４つの前方横孔４のうち何れか１つの前方横孔４にレーザ発信器１１から出力されたレーザビームＬが、前方横孔４の長手方向に沿って入射するように、ワーク２を位置決めする。ここで、位置決めには、ワーク２を上下方向に移動させること、ワーク２を水平方向に移動させること、ワーク２を中心軸２Ｃまわりに回転させること、を含む。以下、加工対象とする前方横孔４を対象前方横孔４とも称する。
【００２９】
ステップ１２０：横孔ミラー配置
次に、図４に示すように、対象前方横孔４と中心軸２Ｃを挟んで対向する前方横孔４の外側開口４ｂから対象前方横孔４に向かって横孔ミラー棒１４を挿入し、横孔ミラー棒１４の横孔ミラー１４ａを対象前方横孔４の中に配置する。このとき、対象前方横孔４と中心軸２Ｃを挟んで対向する前方横孔４の外側開口４ｂ近傍においてワーク２の外周面２ｂに滑り軸受１６を予め配置しておく。そして、滑り軸受１６を通して横孔ミラー棒１４を挿入することにより、横孔ミラー棒１４の中心軸と、対象前方横孔４の中心軸を安定的に一致させることが可能となる。
【００３０】
ステップ１３０：レーザビーム照射
次に、レーザ発信器１１にレーザビームＬを出力させる。すると、レーザ発信器１１から出力されたレーザビームＬは、対象前方横孔４の外側開口４ｂから対象前方横孔４内に入射し、横孔ミラー棒１４の横孔ミラー１４ａで反射して、対象前方横孔４の内面４ｐに対して垂直に照射される。このように、前方横孔４の内面４ｐに対してレーザビームＬが垂直に照射されるので、レーザビームＬのビームスポットのスポット径を小さくすることができ、効率よくレーザピーニングにより加工できるようになる。
【００３１】
ステップ１４０：横孔ミラー移動
次に、レーザビームＬのビームスポットを移動させるべく、横孔ミラー棒駆動部１５により横孔ミラー棒１４の横孔ミラー１４ａを移動させる。例えば、横孔ミラー棒１４を回転させれば、ビームスポットを内面４ｐの周方向に移動させることができる。また、例えば、横孔ミラー棒１４を横孔ミラー棒１４の長手方向に進退させれば、ビームスポットを内面４ｐの中心軸方向に移動させることができる。このように、横孔ミラー棒１４を回転させたり進退させたりするだけでレーザビームＬの内面４ｐにおけるビームスポットを自在に移動させることができるので、ワーク２全体を回転させたり移動させたりする場合と比較して、加工時間を短縮化することができるし、ビームスポットの位置決め精度も容易に確保できるようになる。
【００３２】
ステップ１５０：判定１
図２に示す領域ａ１及び領域ａ２に対してレーザピーニングによる加工が完了したか判定し、まだ完了していなかったら（Ｓ１５０：ＮＯ）、処理をＳ１４０に戻してレーザピーニングによる加工を継続する。既に完了していたら（Ｓ１５０：ＹＥＳ）、処理をＳ１６０に進める。
【００３３】
ステップ１６０：判定２
４つの前方横孔４のすべてに対して所望のレーザピーニングによる加工が完了したか判定し、まだ完了していなかったら（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、処理をＳ１１０に戻して、残りの前方横孔４に対するレーザピーニングによる加工を継続する。既に完了していたら（Ｓ１６０：ＮＯ）、処理を終了する。
【００３４】
ここで、加工対象を切り替えることについて説明する。最も典型的には、横孔ミラー棒１４をワーク２から引き抜き、ワーク２を中心軸２Ｃまわりで９０度回転させることである。しかし、これに代えて、図６に示すように、横孔ミラー棒１４をワーク２から完全には引き抜かず、横孔ミラー棒１４の横孔ミラー１４ａが対象前方横孔４と中心軸２Ｃを挟んで反対側の前方横孔４の中に留めておけば、引き続き当該前方横孔４のレーザピーニングによる加工を実行することが可能となる。
【００３５】
続いて、図７から図９を参照して、シャフト１の製造方法を説明する。以下、シャフト１の製造方法のうち、複数の後方横孔５の内面５ｐをレーザピーニングにより加工する部分について説明する。
【００３６】
図７には、シャフト１の製造装置１０１の要部のみを示している。製造装置１０１は、製造装置１００と同様に、水槽、レーザ発信器及びレンズを備えている。製造装置１０１は、更に、横孔ミラーユニット２０、軸孔ミラーユニット２１を備えている。
【００３７】
横孔ミラーユニット２０は、レーザビームＬを反射して、後方横孔５の内面５ｐに照射する。横孔ミラーユニット２０は、横孔ミラー棒２２と横孔ミラー棒駆動部２３と、滑り軸受２４によって構成されている。図８に示すように、横孔ミラー棒２２は、各後方横孔５の内径よりも小さい外径を有する細長い棒であって、先端に横孔ミラー２２ａを有する。横孔ミラー２２ａは、横孔ミラー棒２２の長手方向に沿って入射したレーザビームＬを横孔ミラー棒２２の長手方向に対して直角に反射するように形成されている。横孔ミラー２２ａは、凹面鏡としてもよい。図７に戻り、横孔ミラー棒駆動部２３は、横孔ミラー棒２２を支持し、横孔ミラー棒２２を移動させる。ここで、「移動」には、回転移動及び進退移動の少なくとも何れか一方又は両方を含む。
【００３８】
軸孔ミラーユニット２１は、ワーク２の中心軸２Ｃに沿ってワーク２の軸孔３内に導かれたレーザビームＬを反射して、各後方横孔５内の横孔ミラー２２ａに入射させる。軸孔ミラーユニット２１は、軸孔ミラー棒２５と軸孔ミラー棒駆動部２６と、によって構成されている。軸孔ミラー棒２５は、ワーク２の軸孔３の内径よりも小さい外径を有する細長い棒であって、先端に軸孔ミラー２５ａを有する。軸孔ミラー２５ａは、軸孔ミラー棒２５の長手方向に沿って入射したレーザビームＬを軸孔ミラー棒２５の長手方向に対して直角に反射するように形成されている。軸孔ミラー棒駆動部２６は、軸孔ミラー棒２５を支持し、軸孔ミラー棒２５を移動させる。ここで、「移動」には、回転移動及び進退移動の少なくとも何れか一方又は両方を含む。
【００３９】
ステップ２００：ワーク浸漬
先ず、ワーク２を水槽に浸漬させる。このとき、ワーク２の中心軸２Ｃが水平となるような姿勢でワーク２を水槽に浸漬させる。
【００４０】
ステップ２１０：ワーク位置決め
次に、図示しないワーク位置決め装置を用いて、４つの後方横孔５のうち何れか１つの後方横孔５が横孔ミラーユニット２０と対向するように、ワーク２を位置決めする。ここで、位置決めには、ワーク２を上下方向に移動させること、ワーク２を水平方向に移動させること、ワーク２を中心軸２Ｃまわりに回転させること、を含む。以下、加工対象とする後方横孔５を対象後方横孔５とも称する。
【００４１】
ステップ２２０：横孔ミラー配置
次に、図８に示すように、対象後方横孔５の外側開口５ｂから横孔ミラー棒２２を挿入し、横孔ミラー棒２２の横孔ミラー２２ａを対象後方横孔５の中に配置する。このとき、対象後方横孔５の外側開口５ｂ近傍においてワーク２の外周面２ｂに滑り軸受２４を予め配置しておく。そして、滑り軸受２４を通して横孔ミラー棒２２を挿入することにより、横孔ミラー棒２２の中心軸と、対象後方横孔５の中心軸を安定的に一致させることが可能となる。
【００４２】
ステップ２３０：軸孔ミラー配置
次に、ワーク２の軸孔３に軸孔ミラー棒２５を挿入し、軸孔ミラー棒２５の軸孔ミラー２５ａをワーク２の軸孔３の中に配置する。具体的には、軸孔ミラー棒２５の軸孔ミラー２５ａを対象後方横孔５の真下に配置する。また、軸孔ミラー２５ａが上向きとなるように軸孔ミラー２５ａを配置する。更に具体的には、ワーク２の軸孔３の長手方向に沿ってワーク２の軸孔３に入射したレーザビームＬが軸孔ミラー２５ａで直角に反射して横孔ミラー２２ａに入射するように軸孔ミラー２５ａを配置する。
【００４３】
ステップ２４０：レーザビーム照射
次に、レーザ発信器にレーザビームＬを出力させる。すると、レーザ発信器から出力されたレーザビームＬは、ワーク２の長手方向における軸孔３の開口から軸孔３内に入射し、軸孔ミラー棒２５の軸孔ミラー２５ａと横孔ミラー棒２２の横孔ミラー２２ａでこの記載順に反射して、後方横孔５の内面５ｐに対して垂直に照射される。このように、後方横孔５の内面５ｐに対してレーザビームＬが垂直に照射されるので、レーザビームＬのビームスポットのスポット径を小さくすることができ、効率よくレーザピーニングにより加工できるようになる。
【００４４】
ステップ２５０：横孔ミラー移動
次に、レーザビームＬのビームスポットを移動させるべく、横孔ミラー棒駆動部２３により横孔ミラー棒２２の横孔ミラー２２ａを移動させる。例えば、横孔ミラー棒２２を回転させれば、ビームスポットを内面５ｐの周方向に移動させることができる。また、例えば、横孔ミラー棒２２を横孔ミラー棒２２の長手方向に進退させれば、ビームスポットを内面５ｐの中心軸方向に移動させることができる。このように、横孔ミラー棒２２を回転させたり進退させたりするだけでレーザビームＬの内面５ｐにおけるビームスポットを自在に移動させることができるので、ワーク２全体を回転させたり移動させたりする場合と比較して、加工時間を短縮化することができるし、ビームスポットの位置決め精度も容易に確保できるようになる。
【００４５】
ステップ２６０：判定１
図２に示す領域ａ１及び領域ａ２に対してレーザピーニングによる加工が完了したか判定し、まだ完了していなかったら（Ｓ２６０：ＮＯ）、処理をＳ２５０に戻してレーザピーニングによる加工を継続する。既に完了していたら（Ｓ２６０：ＹＥＳ）、処理をＳ２７０に進める。
【００４６】
ステップ２７０：判定２
４つの後方横孔５のすべてに対して所望のレーザピーニングが完了したか判定し、まだ完了していなかったら（Ｓ２７０：ＹＥＳ）、処理をＳ２２０に戻して、残りの後方横孔５に対するレーザピーニングによる加工を継続する。既に完了していたら（Ｓ２７０：ＮＯ）、処理を終了する。
【００４７】
ここで、加工対象を切り替えることについて説明する。即ち、横孔ミラー棒２２をワーク２から引き抜き、ワーク２を長手方向に進退させる。これにより、未加工の後方横孔５が横孔ミラーユニット２０と対向することになる。
【００４８】
以上に、本願発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特徴を有する。
【００４９】
即ち、中空円柱体であるワーク２は、中空円柱体の内部空間であって中空円柱体の長手方向に延びる軸孔３と、ワーク２の内周面２ａ及び外周面２ｂに開口する前方横孔４と、を有する。ワーク２の前方横孔４の内面４ｐにレーザピーニングにより残留圧縮応力を付与することでシャフト１（部品）を製造する方法は、配置ステップ（Ｓ１２０）と照射ステップ（Ｓ１３０−Ｓ１４０）を有する。配置ステップでは、前方横孔４の中に横孔ミラー１４ａを配置する。照射ステップでは、前方横孔４の内側開口４ａ及び外側開口４ｂのうち何れか一方から、横孔ミラー１４ａに向けてレーザビームＬを照射し、レーザビームＬを横孔ミラー１４ａで反射させることで、レーザビームＬを前方横孔４の内面４ｐに照射する。以上の方法によれば、前方横孔４の内面４ｐのうち外周面２ｂから離れた部分にも効率よく残留圧縮応力を付与することができる。後方横孔５についても同様である。
【００５０】
また、照射ステップにおいては、横孔ミラー１４ａを前方横孔４の中心軸まわりに回転させるか、又は、横孔ミラー１４ａを前方横孔４の中心軸に沿って移動させる（Ｓ１４０）。以上の方法によれば、レーザピーニングを実施する箇所を変更するためにワーク２自体を回転させる必要がなくなるので、シャフト１の製造に要する時間を短縮することができる。後方横孔５についても同様である。
【００５１】
照射ステップにおいては、レーザビームＬを前方横孔４の内面４ｐのうち、少なくとも、外周面２ｂから前方横孔４の内径４ｄ（最小内径分）だけ径方向内方に離れた領域ａ２に照射する。以上の方法によれば、前方横孔４の内面４ｐのうち外周面２ｂから大きく離れた部分に残留圧縮応力が付与されることになる。後方横孔５についても同様である。
【００５２】
また、図４に示すように、照射ステップにおいては、前方横孔４の内側開口４ａ及び外側開口４ｂのうち外周面２ｂにおける外側開口４ｂから、横孔ミラー１４ａに向けてレーザビームＬを照射する。以上の方法によれば、横孔ミラー１４ａに向けてレーザビームＬを外側から照射することができる。
【００５３】
ワーク２が、前方横孔４と軸孔３の中心軸２Ｃを挟んで反対側に形成され、前方横孔４の中心軸と同一の中心軸を有し、ワーク２の内周面２ａ及び外周面２ｂに開口する前方横孔４（対向孔）を更に有する場合は、配置ステップにおいては、先端に横孔ミラー１４ａを有する棒状の横孔ミラー棒１４を後者の前方横孔４の外周面２ｂにおける外側開口４ｂから前者の前方横孔４に向かって挿入することで、前者の前方横孔４の中に横孔ミラー１４ａを配置する。以上の方法によれば、容易に、前者の前方横孔４の中に横孔ミラー１４ａを配置することができる。
【００５４】
また、図７及び図８に示すように、照射ステップにおいては、後方横孔５の内側開口５ａ及び外側開口５ｂのうち内周面２ａにおける内側開口５ａから、横孔ミラー２２ａに向けてレーザビームＬを照射する。以上の方法によれば、横孔ミラー２２ａに向けてレーザビームＬを内側から照射することができる。
【００５５】
配置ステップにおいては、更に、軸孔３の中に軸孔ミラー２５ａを配置し、照射ステップにおいては、ワーク２の長手方向における軸孔３の開口から軸孔ミラー２５ａに向けてレーザビームＬを照射し、レーザビームＬを軸孔ミラー２５ａと横孔ミラー２２ａをこの記載順に反射させることで、レーザビームＬを後方横孔５の内面５ｐに照射する。以上の方法によれば、簡素な構成で、横孔ミラー２２ａに向けてレーザビームＬを内側から照射することができる。
【００５６】
配置ステップにおいては、先端に軸孔ミラー２５ａを有する棒状の軸孔ミラー棒２５をワーク２の長手方向における軸孔３の開口から軸孔３に挿入することで、軸孔３の中に軸孔ミラー２５ａを配置する。以上の方法によれば、容易に、軸孔３の中に軸孔ミラー２５ａを配置することができる。
【００５７】
配置ステップにおいては、先端に横孔ミラー２２ａを有する棒状の横孔ミラー棒２２を後方横孔５の外周面２ｂにおける外側開口５ｂから挿入することで、後方横孔５の中に横孔ミラー２２ａを配置する。以上の方法によれば、容易に、後方横孔５の中に横孔ミラー２２ａを配置することができる。
【００５８】
横孔ミラー１４ａ及び横孔ミラー２２ａは、凹面鏡としてもよい。以上の方法によれば、前方横孔４及び後方横孔５の内面４ｐ及び内面５ｐにおけるビームスポットのスポット径を効果的に小さくすることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１  シャフト
２  ワーク
２ａ  内周面
２ｂ  外周面
２Ｃ  中心軸
３  軸孔
４  前方横孔
４  対象前方横孔
４ａ  内側開口
４ｂ  外側開口
４ｄ  内径
４ｐ  内面
５  後方横孔
５  対象後方横孔
５ａ  内側開口
５ｂ  外側開口
５ｐ  内面
１０  水槽
１１  レーザ発信器
１２  レンズ
１３  横孔ミラーユニット
１４  横孔ミラー棒
１４ａ  横孔ミラー
１５  横孔ミラー棒駆動部
１６  滑り軸受
２０  横孔ミラーユニット
２１  軸孔ミラーユニット
２２  横孔ミラー棒
２２ａ  横孔ミラー
２３  横孔ミラー棒駆動部
２４  滑り軸受
２５  軸孔ミラー棒
２５ａ  軸孔ミラー
２６  軸孔ミラー棒駆動部
１００  製造装置
１０１  製造装置
ａ１  領域
ａ２  領域
Ｌ  レーザビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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