JPH05245672A - レーザー孔加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工物に寸法的なバラツキが有っても、常
に狙った孔径の孔明け加工ができるようにする。 【構成】 レーザー光Ｒの焦点近傍を囲む被加工物接触
部Ａ₁ の先端面Ａ₁₁を被加工物Ｂに接触させて孔明け加
工を行うレーザー孔加工装置Ａにおいて、被加工物の加
工面Ｂ₁ を被加工物接触部の先端面に吸着するための吸
引手段を設けた。また、吸引手段を、レーザー光の焦点
近傍を囲む筒状の被加工物接触部と、被加工物接触部の
筒内空間Ａ₄ に連通する空気吸引路Ａ₅ と、空気吸引路
に接続する空気吸引装置とから構成した。更に、前記吸
引手段を、レーザー光の焦点近傍を囲むと共に先端面に
リング状に細い溝を形成した筒状の被加工物接触部と、
該溝と連通する空気吸引路と、該空気吸引路に接続する
空気吸引装置とから構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー孔加工装置に
関するものであり、更に詳しくは薄物被加工物に高精度
の孔明け加工を行うレーザー孔加工装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図３〜図５は、従来のレーザー孔加工装
置Ａを用いて、被加工物である差動式熱感知器のダイア
フラムＢに直径３０μｍ程度の小さく且つ高精度の孔明
け加工をする場合の説明図であり、図３は、ダイアフラ
ムＢのバラツキで高さＨが基準値より低いため、レーザ
ー孔加工装置Ａの被加工物接触部Ａ₁ の先端面Ａ₁₁とダ
イアフラムＢの孔明け加工面Ｂ₁ との間に間隙が生じて
高精度の孔明け加工ができない状態を説明する要部断面
図である。図４は、ダイアフラムＢのバラツキで高さＨ
が基準値より高いため、レーザー孔加工装置Ａの被加工
物接触部Ａ₁ の先端面Ａ₁₁がダイアフラムＢの孔明け加
工面Ｂ₁ を下方に押圧し孔明け加工面Ｂ₁が下方に撓ん
で高精度の孔明け加工ができない状態を説明する要部断
面図である。図５はダイアフラムＢを示す断面図であ
る。

【０００３】図３及び図４に示すように、レーザー孔加
工装置Ａは、レーザー光Ｒを集光するための集光レンズ
Ａ₂ と、レーザー光Ｒの焦点近傍を囲む被加工物接触部
Ａ₁と、孔明け加工時に生じる溶塵が集光レンズＡ₂ に
付着することを防止するための円板状の保護ガラスＡ₃
とを備えている。被加工物接触部Ａ₁ は円筒状のもの
で、被加工物接触部Ａ₁ の内部にはレーザー光Ｒが通過
できる上広がりのロート状の空間Ａ₄ が形成され、ロー
ト状の空間Ａ₄ の上部にはロート状の空間Ａ₄ の上部を
閉鎖するように保護ガラスＡ₃ が被加工物接触部Ａ₁ に
嵌着されている。また、ロート状の空間Ａ₄ の下部には
被加工物接触部Ａ₁ の先端面Ａ₁₁を形成する小さな円筒
状の突出部Ａ₁₂が形成されている。

【０００４】集光レンズＡ₂ を透過したレーザー光Ｒは
集光レンズＡ₂ を透過し、レーザー孔加工装置Ａの被加
工物接触部Ａ₁ の先端面Ａ₁₁が形成する平面の略中央に
焦点を結ぶように設定され、加工孔の大きさによって焦
点位置を僅かに上下に調整できるようになっている。な
お、被加工物であるダイアフラムＢは厚さ約２０μｍ程
度の極めて薄いステンレス箔である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、図３に示すよ
うにダイアフラムＢのバラツキで高さＨが低く先端面Ａ
₁₁と孔明け加工面Ｂ₁ との間に間隙が生じたり、図４に
示すようにダイアフラムＢのバラツキで高さＨが高く先
端面Ａ₁₁で孔明け加工面Ｂ₁ が押圧され撓んで、先端面
Ａ₁₁と孔明け加工面Ｂ₁ との間に間隙が生じたりする
と、レーザー光Ｒの焦点が孔明け加工面Ｂ₁ と一致せ
ず、狙った径の孔が明かないと言う問題点があった。

【０００６】本発明は、上記の問題点を改善するために
成されたもので、その目的とするところは、被加工物に
寸法的なバラツキが有っても、加工孔径が常に狙った孔
径に加工できるレーザー孔加工装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項１の発明にあっては、レーザー光
の焦点近傍を囲む被加工物接触部の先端面を被加工物の
加工面に接触させて孔明け加工を行うレーザー孔加工装
置において、被加工物を前記被加工物接触部の先端面に
吸着するための吸引手段を設けたことを特徴とするもの
であり、請求項２の発明にあっては、前記吸引手段を、
レーザー光の焦点近傍を囲む筒状の被加工物接触部と、
該被加工物接触部の筒内空間に連通する空気吸引路と、
該空気吸引路に接続する空気吸引装置とから構成したも
のであり、請求項３の発明にあっては、前記吸引手段
を、レーザー光の焦点近傍を囲むと共に先端面にリング
状に細い溝を形成した筒状の被加工物接触部と、該溝と
連通する空気吸引路と、該空気吸引路に接続する空気吸
引装置とから構成したものである。

【０００８】

【作用】上記のように構成したことにより、請求項１の
発明にあっては、吸引手段によって被加工物の加工面が
被加工物接触部の先端面に吸着するので、被加工物の加
工面は被加工物接触部の先端面の形成する平面と常に一
致し、また、請求項２の発明にあっては、被加工物接触
部の筒内空間の気圧が低下するので、被加工物接触部の
先端面が形成する平面の中央部に被加工物の加工面が吸
引され、被加工物の加工面は被加工物接触部の先端面の
形成する平面と常に一致し、更に、請求項３の発明にあ
っては、筒状の被加工物接触部の先端面に形成したリン
グ状の細い溝内の気圧が低下するので、被加工物接触部
の先端面のリング状の細い溝に被加工物の加工面が吸引
され、被加工物の加工面は被加工物接触部の先端面の形
成する平面と常に一致するのである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明に係るレーザー孔加工装置の一
実施例を図１に基づいて説明し、異なる実施例を図２に
基づいて説明する。

【００１０】図１は、一実施例のレーザー孔加工装置Ａ
を用いて被加工物である差動式熱感知器のダイアフラム
Ｂに小さく且つ高精度の孔明け加工をしている状態を説
明する要部断面図である。図１に示すレーザー孔加工装
置Ａが従来のものと異なるのは、筒内空間に相当するロ
ート状の空間Ａ₄ に連通する空気吸引路Ａ₅ を被加工物
接触部Ａ₁ の側面から被加工物接触部Ａ₁ を貫通して設
けると共に、空気吸引路Ａ₅ と被加工物接触部Ａ₁ の側
面との交わる部分に被加工物接触部Ａ₁ と連続した円筒
状の突起部である空気吸引口Ａ₆ を設けたとこ、空気吸
引装置（図示せず）を設けたこと、及び、ゴム管Ａ₇ で
空気吸引口Ａ₆ と空気吸引装置（図示せず）とを接続し
たことである。なお、従来と同等の箇所には同一の符号
を付してあるので詳しい説明は省略する。

【００１１】従って、ロート状の空間Ａ₄ の気圧は低下
し、ロート状の空間Ａ₄ の下部から空気と共にダイアフ
ラムＢの加工面Ｂ₁ を吸引する力が作用する。従って、
加工面Ｂ₁ と被加工物接触部Ａ₁ の先端面Ａ₁₁との間
に、ある程度の間隙をもたせてダイアフラムＢを被加工
物接触部Ａ₁ の直下に差し出せば、加工面Ｂ₁ がロート
状の空間Ａ₄ の下部に吸着しダイアフラムＢが持ち上が
る。なお、空気吸引装置（図示せず）には吸引圧制御機
構が設けられており、加工面Ｂ₁ がロート状の空間Ａ₄
の下部に吸着して吸引抵抗が増加すると吸引圧が低下
し、強引に吸引することのないようにされている。

【００１２】従って、ダイアフラムＢの高さＨの寸法バ
ラツキとは無関係に、加工面Ｂ₁ は被加工物接触部Ａ₁
の先端面Ａ₁₁の形成する平面と常に一致し、レーザー光
Ｒの焦点が加工面Ｂ₁ と一致する。従って、加工面Ｂ₁
には狙った孔径の孔が高精度に孔明け加工できるのであ
る。

【００１３】図２は、他の実施例のレーザー孔加工装置
Ａを用いて被加工物である差動式熱感知器のダイアフラ
ムＢに小さく且つ高精度の孔明け加工をしている状態を
説明する要部断面図である。図２に示すレーザー孔加工
装置Ａが従来のものと異なるのは、被加工物接触部Ａ₁
の先端面Ａ₁₁にリング状に細い溝Ａ₈ を形成し、溝Ａ ₈
と連通する空気吸引路Ａ₅ を設けると共に、空気吸引路
Ａ₅ と被加工物接触部Ａ₁ の側面との交わる部分に被加
工物接触部Ａ₁ と連続した円筒状の突起部である空気吸
引口Ａ₆ を設けたとこ、空気吸引装置（図示せず）を設
けたこと、及び、ゴム管Ａ₇ で空気吸引口Ａ₆ と空気吸
引装置（図示せず）とを接続したことである。なお、従
来と同等の箇所には同一の符号を付してあるので詳しい
説明は省略する。

【００１４】従って、溝Ａ₈ 内の空間の気圧は低下し、
溝Ａ₈ の下面開口部から空気と共にダイアフラムＢの加
工面Ｂ₁ を吸引する力が作用する。従って、加工面Ｂ₁
と被加工物接触部Ａ₁ の先端面Ａ₁₁との間にある程度の
間隙をもたせてダイアフラムＢを被加工物接触部Ａ₁ の
直下に差し出せば、加工面Ｂ₁ が溝Ａ₈ の下面開口部に
吸着しダイアフラムＢが持ち上がる。そして、空気吸引
装置（図示せず）には吸引圧制御機構が設けられてお
り、加工面Ｂ₁ が溝Ａ₈ の下面開口部に吸着して吸引抵
抗が増加すると吸引圧が低下し、強引に吸引することの
ないようにされているものの、溝Ａ₈ の下面開口部の幅
が細いのでさほど高精度の吸引圧制御機構を用いなくと
も加工面Ｂ₁ が吸引される側に撓むこともなく、簡単な
吸引圧制御機構の空気吸引装置（図示せず）で済む。ま
た、僅かに撓んだとしても撓む面が直接レーザー光Ｒで
孔明け加工される部分ではないので孔径の精度は確保で
きる。

【００１５】従って、ダイアフラムＢの高さＨの寸法バ
ラツキとは無関係に、加工面Ｂ₁ は被加工物接触部Ａ₁
の先端面Ａ₁₁の形成する平面と常に一致し、レーザー光
Ｒの焦点が加工面Ｂ₁ と一致する。従って、加工面Ｂ₁
には狙った孔径の孔が高精度に孔明け加工できるのであ
る。

【００１６】なお、本発明は実施例に限定されるもので
はなく、吸引手段として磁力や静電気力を用いても良
く、被加工物の材質も鉄や銅であっても良いことは言う
までもない。

【００１７】

【発明の効果】本発明のレーザー孔加工装置は上記のよ
うに構成したものであるから、請求項１記載の発明にあ
っては、被加工物に寸法的なバラツキが有っても吸引手
段によって被加工物の加工面が被加工物接触部の先端面
の形成する平面と一致し、集光レンズとの距離が一定に
保たれるので加工孔径が常に狙った孔径に高精度に加工
でき、請求項２記載の発明にあっては、吸引手段として
空気圧の差による吸引力を採用するので被加工物の材質
を問わずに高精度の孔明け加工ができ、請求項３記載の
発明にあっては、空気圧の差による吸引力を微妙に調整
しなくても被加工物の直接レーザー光Ｒで孔明け加工さ
れる加工面が撓むことはなく簡単で高精度の孔明け加工
ができるレーザー孔加工装置を提供できると言う効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザー孔加工装置の一実施例を説明
する要部断面図である。

【図２】本発明のレーザー孔加工装置の他の実施例を説
明する要部断面図である。

【図３】従来のレーザー孔加工装置を説明する要部断面
図である。

【図４】従来のレーザー孔加工装置を説明する要部断面
図である。

【図５】被加工物を示す断面図である。

【符号の説明】

Ａ レーザー孔加工装置 Ａ₁ 被加工物接触部 Ａ₁₁ 先端面 Ａ₄ 筒内空間 Ａ₅ 空気吸引路 Ａ₈ 溝 Ｂ 被加工物 Ｂ₁ 被加工面 Ｒ レーザー光

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー光の焦点近傍を囲む被加工物接
   触部の先端面を被加工物に接触させて孔明け加工を行う
   レーザー孔加工装置において、被加工物の加工面を前記
   被加工物接触部の先端面に吸着するための吸引手段を設
   けたことを特徴とするレーザー孔加工装置。
2. 【請求項２】 前記吸引手段を、レーザー光の焦点近傍
   を囲む筒状の被加工物接触部と、該被加工物接触部の筒
   内空間に連通する空気吸引路と、該空気吸引路に接続す
   る空気吸引装置とから構成した請求項１記載のレーザー
   孔加工装置。
3. 【請求項３】 前記吸引手段を、レーザー光の焦点近傍
   を囲むと共に先端面にリング状に細い溝を形成した筒状
   の被加工物接触部と、該溝と連通する空気吸引路と、該
   空気吸引路に接続する空気吸引装置とから構成した請求
   項１記載のレーザー孔加工装置。