JPH0331514Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 「産業上の利用分野」 この考案はレーザ光を用いてフープ等に多数の
細孔を穿孔するレーザ加工機に関する。

「従来の技術」 従来、レーザ光で金属、プラスチツクス、ゴム
等の薄板に細孔を穿設できることはよく知られて
いる。この技術を応用して一定幅の長尺の薄いテ
ープに多数の穿孔を行なうことが行われている
（以下、テープに多数の穿孔したもの又は素材を
フープという）。

従来、フープの穿孔はレーザ光を投射する加工
ヘツドによりレーザ光をフープの板面に直交する
方向に投射して穿孔し、送りはフープの長手方向
に交叉する幅方向に連続の送りを該加工ヘツドに
与えフープの幅全体にレーザ光を間欠投射して行
ない、フープの全幅について一列の穿孔が終ると
フープを長手方向に穿孔すべき細孔間の一ピツチ
分を送り、加工ヘツドを復動させフープの全幅に
わたり、幅方向送りを行つて順次穿孔している。
かかる加工ヘツドのフープの幅方向の往復動とフ
ープの長手方向送りがくり返されてフープには多
数の細孔が形成される。

他の穿孔方向としてはフープの長手方向送りは
連続しておいて加工ヘツドの往動時のみレーザ光
をフープに投射し、復動時には投射しないで同様
な多数の細孔を有するフープが形成される。

「考案が解決しようとする問題点」 しかし乍ら、従来のフープの加工方法では加工
ヘツドは往復動するため、加工ヘツドの往復動の
方向変換のため、加速減速が繰返し働くのでそれ
による衝撃を小さくするため加速度を小さくしな
ければならず無駄な時間を要する。又、慣性力が
働くので装置の剛性に大きく影響し、装置が大型
となり易い欠点がある。

この考案はフープ等の加工における上記欠点を
解消し、運動が円滑で無駄時間が少なく装置が小
型化できるレーザ加工機を提供することを目的と
する。

〔考案の構成〕

「問題点を解決するための手段」 この考案は被加工物に一定ピツチで配すべき多
数の細孔をレーザ光を用いて加工するレーザ加工
機において、その軸心を中心に回転するように支
持された円筒を備え、円筒には円筒の軸心を中心
として円筒の軸方向にリードを持つスパイラル状
の反射面が形成され、該反射面は円筒の軸心と平
行する方向から発射されたレーザ光が一定方向に
反射するように円筒外周面とは交叉しており、該
反射面で反射したレーザ光を受ける位置に被加工
物を配し、前記レーザ光の発生手段、円筒の回転
駆動装置、被加工物の手前に配した前記円筒の回
転と同期して円筒の軸方向に移動する集光レンズ
の移動手段、レーザ光の発生手段と円筒の回転駆
動装置間の制御装置を備えたレーザ加工機であ
る。

「作 用」 円筒とレーザ光発生手段とを関連させて動作す
る。即ち、円筒を間欠回転してレーザ光発生手段
を円筒を停止している間駆動するか、円筒を連続
回転してレーザ光発生手段を一定間隔で駆動す
る。前者は比較的被加工物にレーザ光を長時間投
射しないと穿孔されない場合に適し、後者は被加
工物が薄く、穿孔し易い材質でレーザ光を極短い
時間投射するだけで穿孔できる場合に適する。

レーザ光発生手段から発射されたレーザ光はス
パイラルの反射面上の反射点の一点で反射し集光
レンズの移動手段により移動した集光レンズを通
じて被加工物上に結像し、被加工物を穿孔する。
円筒が細孔の間隔の一ピツチ分回転すると反射点
は円筒の軸方向に一ピツチ移動すると共に集光レ
ンズも一ピツチ同方向に移動し、ここでレーザ光
が発射され被加工物には同ピツチで隣接した細孔
が穿孔される。これを繰り返すと被加工物にはス
パイラルの反射面リード分を限度とした幅の範囲
に細孔が配列される。端部の細孔が穿孔された後
被加工物を送り、同様に穿孔する。

「実施例」 以下、この考案の実施例を図面により説明す
る。第１図は側面図である。固設したモータ１の
軸端には円筒２が固定されている。この円筒２の
軸心とモータ１のモータ軸の軸心は一致してい
る。円筒２のモータ１に対する側と反対の端面は
円筒２の軸心を中心線とし、円筒２の軸方向に
180度の円筒の回転角に関しリード持つスパイラ
ル状反射面３となつている。つづく該端面は180
度の回転角に関し、レーザ光に対して無反射面又
は反射したレーザ光が被加工物６に向わない形状
となつている。この反射面３は端面反射鏡で通常
の反射鏡と同工程を経て仕上げられる。この反射
面３に円筒２の軸心と平行な方向からレーザ光５
が当るようにパルスレーザ発振器４が設けられ
る。被加工物６はレーザ光５の反射面３の反射点
３−ｉからの反射光に板面が交叉する方向に配さ
れ、被加工物６がフープの場合は第１図の紙面に
直角方向に送られるようになつている（送り装置
は図示されない）。

モータ１と同軸のエンコーダ７の信号は計数回
路８に送られ、計数回路８は適時にレーザ駆動回
路９に信号を送り、レーザ駆動回路９はパルスレ
ーザ発振器４を駆動してレーザ光５を発射するよ
うな制御装置になつている。

ここで反射面３はリード角45度の場合で被加工
物６の板面に直角に細孔を穿孔する場合は円筒２
の軸心と被加工物６は平行している。反射面３の
リード角が45゜以外の場合はレーザ光５を被加工
物６の板面に直交させるとすると被加工物６は円
筒２の軸心に対して傾ける必要がある。

第２図は第１図の一部平面図で円筒２の回転と
同期して円筒２の軸方向に移動する集光レンズの
移動手段を示す。円筒２の外周180゜間には反射面
３と同リードで、そして続いて逆勝手に同リード
でカム溝１１が連続して設けてある。反射面３と
カム溝１１はレーザ光の反射面３における反射点
３−ｉとカム溝１１に入つているカムフオロワ１
５が円筒２の周方向にずれている角90度だけ位相
差を設けてある。円筒２と平行に図示されない両
端が不動部分に固定されたガイドバー１２，１２
にはレンズキヤリツジ１３が移動自在に係合して
いる。レンズキヤリツジ１３は集光レンズ１４、
円筒カム溝１１に係合するカムフオロワ１５を備
えている。

次に作用をのべる。被加工物６が薄板で細孔の
あき易い材質の場合はモータ１は連続回転をす
る。この場合レーザ光５の発射している時間は極
細孔で0.0005秒位であるからモータ１をこれに対
して充分遅い速度で回転するとほぼ円孔が穿孔さ
れるものである。モータ１の回転はエンコーダ７
にてとらえられ、そのパルス信号は計数回路８で
計数される。今図の位置でレーザ駆動回路９が計
数回路８からの信号により、駆動され、パルスレ
ーザ発振器４がレーザ光５を発射し、反射面３−
ｉ（ｉ＝４）で反射すると被加工物６には穿孔点
６−ｉ（ｉ＝２）に向つてレーザ光５が投射され
て集光レンズ１４により、被加工物６に結像し、
被加工物６は穿孔される。この穿孔はレーザ光５
のパルスとして極短時間発射されて終る。続いて
モータ１は回転しているのでエンコーダ７はパル
ス信号を発し、先のレーザ光発射のための信号を
レーザ駆動回路９に送つたために払い出された計
数回路８は再びエンコーダ７からのパルス信号を
計数する。

円筒２の回転と共にスパイラル状の反射面３は
円筒２の軸心を中心に回転するので反射点は３−
ｉから円筒の軸方向に移動する。同時にカム溝１
１はカムフオロワ１５を送り、レンズキヤリツジ
１３をガイドバー１２に沿つて送るから集光レン
ズ１４は反射点直下にあるように追従する。次の
反射点３−（ｉ＋１）がレーザ光５の光路上に回
転して来ると円筒２の反射点３−ｉから３−（ｉ
＋１）の周方向に関する回転角はエンコーダ７に
よりパルス信号として送られたものが計数回路８
で合計され、この合計した信号の数により計数回
路８は駆動回路９に信号を送り、駆動回路９はパ
ルスレーザ発振器４からレーザ光５を発射させ
る。このレーザ光５の光路上に反射点３−（ｉ＋
１）が来ているのでレーザ光５は反射点３−（ｉ
＋１）で反射する。従つてレーザ光５は90度屈折
して穿孔点６−ｉからピツチＰだけ離れた穿孔点
６−（ｉ＋１）に反射点の移動と共に移動した集
光レンズ１４を通じて投射され、次の細孔が加工
される。この第１の穿孔点６−ｉと第２の穿孔点
６−（ｉ＋１）のピツチＰは図示のように平行し
て被加工物６に直交するレーザ光５の間隔であ
る。以下同様にして穿孔点６−ｉ列に細孔群が並
列する。被加工物６に一列の孔をあける場合はこ
れで加工は終る。

被加工物６は碁盤目状に細孔をあける場合につ
いてのべれば、円筒２の回転の180度のみについ
て反射面３は被加工物６側へレーザ光を反射する
ので円筒２の180度以内の定められた角、例えば
被加工物６に９個の細孔をあける場合８Ｐ間反射
面３が用いられ、反射面３のレーザ光５の反射点
３−ｉの円筒２の軸方向移動量８Ｐに対応する円
筒２の回転の角だけ回転するとその次に第３図Ａ
点からＢ点まで円筒２が同方向に回転する間に被
加工物６を図の紙面に直交する方向に図のピツチ
Ｐと直角方向の１ピツチ分だけ送る。円筒２は同
方向に回転しているのでスパイラルの反射面が終
る第３図Ａ点からは被加工物６へは反射せず、続
く円筒２の180度の回転により、Ｂ点からは再び
反射面３がレーザ光５を受けることが出来る位置
に来りレーザ光５の反射光により被加工物６の平
面図の第４図に示す穿孔点７−ｉが穿孔され、次
に７−（１＋１）の穿孔点が加工され、同様にし
て６−ｉの穿孔点の列とは同方向に順に７−ｉの
穿孔点の列に穿孔がされる。かくして穿孔点７−
ｎに対応する円筒２のつづく回転により、被加工
物６は送られ、次の列の細孔の穿孔が行われる。

このようにモータ１は一方向に連続或いは間欠
して回転するので装置は小さくても振動、剛性が
あり、加工時間が短くなり、能率を向上すること
ができるものである。

実施例は反射面３を円筒２の端面の中心角180
度の範囲に設けたが、第６図、第７図に示すよう
に中心角360度について設けることも出来る。第
６図は円筒のみを示すが全体の構成は前実施例と
同様である。第６図において反射面３はスパイラ
ルの１リードＬ分円筒２の端面に形成されてい
る。従つて反射点３−１側の反射面３の限度位置
Ｃと反射点３−ｎ側の反射面の限度位置Ｄは円筒
２を軸方向からみた正面図の第４図では一致し、
これら反射面３の限度位置は軸方向にリードＬ分
だけ異なる位置に有る。カム溝１１は反射面３に
90度位相を異にして１リードＬ分設けられると共
に連結して逆勝手でねじれた１リードＬ分設け
る。この場合カムフオロワ１５はレンズキヤリツ
ジ１３に固定した円筒形ピンに船形の滑り子を回
転自在に取付け、該滑り子をカム溝１１に移動自
在に嵌める。

実施例は円筒端面をスパイラル状の反射面とし
てあるが、円筒面外周にスパイラル状の突条を反
射面として設けても同様である（第５図参照）。
又、円筒２は片持支持されているが、これを両持
支持することもできる。

実施例は円筒の連続回転の場合をのべたが間欠
回転の場合は細孔の間隔１Ｐに相当する回転角で
円筒は断続回転する。

実施例は集光レンズの移動手段としてカム装置
を設けてレンズキヤリツジの移動を行つたが、レ
ンズキヤリツジにナツトを固定し、該ナツトに固
設した軸受に支承されガイドバーと平行に配され
た送りねじを係合し、送りねじと円筒との間を例
えば巻掛伝導装置或いは同期電動機で連結しても
よい。又直動流体圧シリンダを用いて投射光のピ
ツチＰの間隔でレンズキヤリツジを割出し移動す
るようにしてもよい。

この考案は被加工物に一定ピツチで配すべき多
数の細孔をレーザ光を用いて加工するレーザ加工
機において、その軸心を中心に回転するように支
持された円筒を備え、円筒には円筒の軸心を中心
として円筒の軸方向にリードを持つスパイラル状
の反射面が形成され、該反射面は円筒の軸心と平
行する方向から発射されたレーザ光が一定方向に
反射するように円筒外周面とは交叉しており、該
反射面で反射したレーザ光を受ける板に被加工物
を配し、前記レーザ光の発生手段、円筒の回転駆
動装置、被加工物の手前に配した前記円筒の回転
と同期して円筒の軸方向に移動する集光レンズの
移動手段、レーザ光の発生手段と円筒の回転駆動
装置間の制御装置を備えたレーザ加工機としたか
ら、装置は簡易であり、運動が円滑で装置剛性が
小さくても振動等を生じないので装置を小さくで
きる。又加工速度を高速化することが可能とな
り、高能率を計ることができる。実施例は集光レ
ンズの移動をカム装置で駆動しているので移動限
度位置における運動方向の変換を円滑にできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例の側面図、第２図は
第１図の一部平面図、第３図は反射面を備えた円
筒の斜視図、第４図は被加工物の平面図、第５図
は他の実施例の側面図、第６図は他の実施例の要
部側面図、第７図は第６図の正面図である。 １……モータ、２……円筒、３……反射面、４
……パルスレーザ発振器、５……レーザ光、６…
…被加工物、７……エンコーダ、８……計数回
路、９……レーザ駆動回路、１１……カム溝、１
２……ガイドバー、１３……レンズキヤリジ、１
４……集光レンズ、１５……カムフオロア。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被加工物に一定ピツチで配すべき多数の細孔を
   レーザ光を用いて加工するレーザ加工機におい
   て、その軸心を中心に回転するように支持された
   円筒を備え、円筒には円筒の軸心を中心として円
   筒の軸方向にリードを持つスパイラル状の反射面
   が形成され、該反射面は円筒の軸心と平行する方
   向から発射されたレーザ光が一定方向に反射する
   ように円筒外周面とは交叉しており、該反射面で
   反射したレーザ光を受ける位置に被加工物を配
   し、前記レーザ光の発生手段、円筒の回転駆動装
   置、被加工物の手前に配した前記円筒の回転と同
   期して円筒の軸方向に移動する集光レンズの移動
   手段、レーザ光の発生手段と円筒の回転駆動装置
   間の制御装置を備えたレーザ加工機。