JPH06262384A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被加工物または集光ミラーの回転動作を必要
とせず、被加工物の円周上における均質な表面改質を容
易に実現可能なレーザ加工装置を提供する。 【構成】 レーザビーム１を反射集光し、被加工物６，
１６に入射してレーザ加工を行う。レーザビームの進行
方向に直交する断面における強度分布がリング状である
リング状レーザビーム２を、集光ミラー５，１５によっ
て反射集光する。集光ミラー５の中央部の開口部５ａに
円柱状の被加工物６を挿入するかまたは集光ミラー１５
の外周部に円筒状の被加工物１６を配置してレーザ加工
を行う。典型的には、ビーム変形ミラー４を使用して通
常のレーザビーム１をリング状レーザビーム２に変形す
る。ビーム変形ミラー４としては、例えば、中央部に円
錐状外面の反射部４ａを有し、その外周部に円錐状内面
の反射部４ｂを有するミラーを使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームによって
加工を行うための装置に関わり、特に、円周上の表面改
質加工を行うためのレーザ加工装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のレーザ技術の著しい進歩に伴い、
レーザ加工技術の分野においても、多種多様なレーザ加
工装置が提案され、実用化されている。図４は、このよ
うなレーザ加工装置のうち、特に、焼き入れや表面剥離
などの表面改質加工を行うためのレーザ加工装置の一例
を示す模式図である。この図４においては、レーザビー
ム１を円柱状の被加工物６に入射して焼き入れ（焼き入
れ部分７）を施す場合の配置構成を示しており、加工ガ
ス噴出装置１０と集光ミラー１１とによってレーザ加工
装置が構成されている。加工ガス噴出装置１０は、不活
性ガスや乾燥空気あるいはその他の加工用アシストガス
を噴出して被加工物６またはその周囲に吹き付ける装置
であり、集光ミラー１１は、球面または放物面などの反
射面を有し、この反射面でレーザビーム１を反射集光し
て被加工物６に入射させる装置である。

【０００３】すなわち、図４に示すような円柱状の被加
工物６の先端に焼き入れを施す場合には、図示していな
いレーザ発振器から発射したレーザビーム１を、集光ミ
ラー１１に任意の入射角度で入射し、反射集光した状態
で、このレーザビーム１の任意のスポット径の位置に被
加工物６が位置するようにして、被加工物６を配置す
る。この場合、被加工物６を配置するためのレーザビー
ム１の任意のスポット径は、レーザビーム１の強度と得
ようとする加工品質とに応じて決定される。そして、こ
のような配置状態で、被加工物６の加工範囲に応じて、
被加工物６を回転させ、あるいは、軸方向に移動させな
がら、レーザビーム１を入射する。また、必要に応じ
て、加工ガス噴出装置１０によってヘリウム、アルゴン
などの不活性ガスまたは乾燥空気、あるいはその他の加
工用アシストガスを噴出させ、被加工物６またはその周
囲に吹き付ける。このように不活性ガスや乾燥空気を吹
き付けることにより、プラズマの発生を抑制したり、ま
た、スパッタのミラー表面への付着を防止することなど
が可能である。

【０００４】また、図５は、レーザビーム１を円筒状の
被加工物１６の内面に入射して焼き入れを施す場合の配
置構成を示している。すなわち、図５に示すような円筒
状の被加工物１６の内面に焼き入れを施す場合には、図
示していないレーザ発振器から発射したレーザビーム１
を、集光ミラー１１に任意の入射角度で入射し、反射集
光した状態で、このレーザビーム１の任意のスポット径
の位置に被加工物１６が位置するようにして、被加工物
１６を配置する。この場合、被加工物１６を配置するた
めのレーザビーム１の任意のスポット径は、レーザビー
ム１の強度と得ようとする加工品質とに応じて決定され
る。そして、このような配置状態で、被加工物１６また
は集光ミラー１１を回転させ、あるいは、軸方向に移動
させながら、レーザビーム１を入射する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレーザ加工装置には、以下のような問題点
が存在する。すなわち、図４および図５に示すレーザ加
工装置は、集光ミラー１１によって集光したレーザビー
ム１をそのまま被加工物６，１６に入射する構成である
ため、パイプや、エンジンのピストンおよびシリンダー
など、円周上で表面改質加工を必要とする円柱状または
円筒状の被加工物６，１６を加工する場合には、被加工
物６，１６または集光ミラー１１を回転させる必要があ
る。したがって、被加工物６，１６または集光ミラー１
１を回転動作させるための装置を別に配置しなければな
らず、装置間の整合作業などが新たに必要となるなど、
実用面で問題がある。

【０００６】また、以上のように被加工物６，１６また
は集光ミラー１１を回転させながら、レーザビーム１を
入射した場合には、被加工物６，１６におけるレーザビ
ーム１の初期入射領域と１回転後の入射領域との間に重
複部分を生じる。このレーザビーム１の入射の重複部分
は、被加工物６，１６における円周上の他の部分に比べ
て局部的な過熱部分となるため、被加工物６，１６の円
周上における加工の質に差を生じることになる。したが
って、このような従来のレーザ加工装置では、被加工物
６，１６の円周上の表面改質加工において通常要求され
る均質な表面改質を実現することは困難である。

【０００７】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解決するために提案されたものであり、その目的は、被
加工物または集光ミラーの回転動作を必要とせず、被加
工物の円周上における均質な表面改質を容易に実現可能
なレーザ加工装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明によるレーザ加工
装置は、レーザビームを反射集光し、被加工物に入射し
てレーザ加工を行うレーザ加工装置において、レーザビ
ームの進行方向に直交する断面における強度分布がリン
グ状であるリング状レーザビームを反射集光する集光ミ
ラーを備えることを特徴としている。

【０００９】まず、円柱状の被加工物を対象としたレー
ザ加工装置においては、集光ミラーが、その中央部に被
加工物挿入用の開口部を有することを特徴としている。
この場合、望ましくは、前記集光ミラーの前記開口部背
面側に設けられ、加工用アシストガスを噴出し、前記集
光ミラーの前記開口部を介して前記集光ミラーの反射面
側に導入する加工ガス噴出装置と、前記集光ミラーの集
光点近傍に設けられ、加工時の加工点雰囲気ガスを被加
工物の外周から排気する排気装置とをさらに備える。よ
り望ましくは、前記集光ミラーの集光点近傍に設けら
れ、レーザビームを吸収するビーム吸収体をさらに備え
る。

【００１０】次に、円筒状の被加工物を対象としたレー
ザ加工装置においては、集光ミラーが、その径方向にお
ける外周端部よりも外側に集光点を有することを特徴と
している。この場合、前記集光ミラーが、反射集光した
リング状レーザビームをその中心軸上で交差させるよう
に構成されると共に、その中央部に設けられた開口部
と、この開口部に挿入可能な集光径変換ミラーとを有
し、この集光径変換ミラーが、前記開口部に挿入された
場合に、前記集光ミラーで反射集光したリング状レーザ
ビームを反射してその集光径を変換するように構成され
ることも可能である。

【００１１】さらに、本発明のレーザ加工装置は、被加
工物の形状に係わらず、典型的には、前記集光ミラーの
入射側に設けられ、レーザビームを入射して前記リング
状レーザビームに変形するビーム変形ミラーをさらに備
える。このようなビーム変形ミラーとしては、具体的に
は、その中央部に、レーザビームを外周方向に全円状に
反射する円錐状外面の反射部を有し、かつ、この円錐状
外面の反射部の外周部に、この円錐状外面の反射部で反
射したレーザビームをさらに反射して前記リング状レー
ザビームを形成する円錐状内面の反射部を有するビーム
変形ミラーを使用可能である。

【００１２】本発明の代表的な実施例においては、前記
集光ミラーの入射側に設けられ、レーザビーム貫通用の
開口部を有し、この開口部の周囲で前記リング状レーザ
ビームを反射するビームガイドミラーをさらに備え、こ
のビームガイドミラーと前記集光ミラーおよび前記ビー
ム変形ミラーが、ビームガイドミラーの開口部を貫通し
たレーザビームを前記ビーム変形ミラーに入射して前記
リング状レーザビームに変形し、このリング状レーザビ
ームを前記ビームガイドミラーの前記開口部周囲で反射
して前記集光ミラーに入射するように配置される。

【００１３】

【作用】以上のような構成を有する本発明のレーザ加工
装置においては、リング状レーザビームを、集光ミラー
によって、その伝搬方向と反対方向へ伝搬し、かつ、光
強度分布を持たない中空部分の径が縮小または拡大する
ように反射集光し、円盤状あるいは円錐状のレーザビー
ムを形成することができる。

【００１４】そして、まず、円柱状の被加工物について
は、集光ミラーの中央部に設けた開口部内に円柱状の被
加工物を挿入し、集光ミラーによって光強度分布を持た
ない中空部分の径が縮小するように反射集光することに
より、この反射集光した円盤状あるいは円錐状のレーザ
ビームを円柱状の被加工物の表面に対して円周上に均一
に入射することができる。また、集光ミラーの背面側に
加工ガス噴出装置を設け、集光ミラーの集光点近傍に排
気装置を設けた場合には、加工ガス噴出装置により集光
ミラーの開口を利用して加工点近傍に加工用アシストガ
スを供給することができるとともに、集光ミラーから反
射集光したレーサビームの光路を妨げることなく、排気
装置によって被加工物の外周から加工点雰囲気を排気す
ることができる。さらに、集光ミラーの集光点近傍にビ
ーム吸収体を設けた場合には、被加工物から反射したレ
ーザビームをビーム吸収体によって消失させることがで
きる。

【００１５】次に、円筒状の被加工物については、この
円筒状の被加工物の中空部分に集光ミラーを挿入し、集
光ミラーによって光強度分布を持たない中空部分の径が
拡大するように反射集光することにより、この反射集光
した円盤状あるいは円錐状のレーザビームを円筒状の被
加工物の内面に対して円周上に均一に入射することがで
きる。また、集光ミラーの中央部に開口部を設け、この
開口部に集光径変換ミラーを挿入可能に構成した場合に
は、被加工物または集光ミラーの移動途中で集光径変換
ミラーを挿入または除去することにより、被加工物の加
工入射面上で入射領域の重複部分を生じることなく連続
的に表面改質の質を変化させることが可能である。

【００１６】一方、ビーム変形ミラーを使用した場合に
は、通常のレーザビームを、ビーム変形ミラーによって
容易にリング状レーザビームに変形できる。さらに、ビ
ーム変形ミラーとビームガイドミラーを組み合わせるこ
とにより、簡単な配置構成でリング状レーザビームを集
光ミラーに好適に入射することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明によるレーザ加工装置の実施例
について、図１〜図３を参照して説明する。ここで、図
１〜図３は、特に、焼き入れや表面剥離などの表面改質
加工を行うためのレーザ加工装置を示す模式図である。
なお、図４および図５に示した従来技術と同一部分には
同一符号を付し、説明を省略する。

【００１８】（１）第１実施例…図１ 図１は、本発明を、特に、円柱状の被加工物を対象とす
るレーザ加工装置に適用した代表的な一実施例（第１実
施例）を示す模式図であり、この第１実施例は、請求項
１〜請求項４、および請求項７〜請求項９の発明の構成
を含んでいる。この図１において、２はレーザビームの
進行方向に直交する断面における強度分布がリング状で
あるリング状レーザビームである。また、３はビームガ
イドミラー、４はビーム変形ミラー、５は平板状素材の
片側平面に反射面を有する集光ミラーである。ビームガ
イドミラー３は、レーザビーム１を貫通させるための開
口部３ａを有し、この開口部３ａの周囲でリング状レー
ザビーム２を反射するように構成されている。ビーム変
形ミラー４は、その中央部に、レーザビーム１を外周方
向に全円状に反射する円錐状外面の反射部４ａを有し、
かつ、この円錐状外面の反射部４ａの外周部に、この円
錐状外面の反射部４ａで反射したレーザビームをさらに
反射してリング状レーザビーム２を形成する円錐状内面
の反射部４ｂを有する。集光ミラー５は、平板状素材の
片側平面にリング状レーザビーム２を反射集光する球面
または放物面などの反射面を有し、その中央部に、被加
工物６挿入用の開口部５ａを有する。

【００１９】そして、これらのビームガイドミラー３、
ビーム変形ミラー４、集光ミラー５は、図１に示すよう
な形で配置されている。まず、ビームガイドミラー３
は、レーザビーム１に対してその反射面の反対側の面
（背面）を向ける形で配置されている。より詳細には、
このビームガイドミラー３は、レーザビーム１の光軸と
その開口部３ａの中心とが一致するようにして、かつ、
レーザビーム１の光軸に対して４５度の角度を有するよ
うに配置されている。次に、ビーム変形ミラー４は、レ
ーザビーム１の光軸に沿ってビームガイドミラー３より
も進行方向側に、その反射面をビームガイドミラー３の
反射面と対向させるようにして配置されている。より詳
細には、このビーム変形ミラー４は、レーザビーム１の
光軸とその円錐状外面４ａの中心とが一致するようにし
て、かつ、レーザビーム１の光軸に対して９０度の角度
を有するように配置されている。さらに、集光ミラー５
は、その反射面をビームガイドミラー３の反射面と対向
させる形で、かつ、このビームガイドミラー３に関して
ビーム変形ミラー４と９０度の角度をなすように配置さ
れている。より詳細には、この集光ミラー５は、ビーム
変形ミラー４によって反射したリング状レーザビーム２
の光軸上にその集光点が位置するようにして、かつ、リ
ング状レーザビーム２の光軸に対して９０度の角度を有
するように配置されている。

【００２０】以上のような配置関係は、次のように言い
換えることができる。すなわち、ビームガイドミラー
３、ビーム変形ミラー４、および集光ミラー５は、ビー
ムガイドミラー３の開口部を貫通したレーザビーム１を
ビーム変形ミラー４に入射してリング状レーザビーム２
に変形し、このリング状レーザビーム２をビームガイド
ミラー３の開口部３ａ周囲で反射して集光ミラー５に入
射するように配置されている。

【００２１】さらに、８は排気装置、９はビーム吸収体
である。排気装置８は、集光ミラー５の集光点近傍に設
けられ、加工時の加工点雰囲気ガスを被加工物６の外周
から排気するための装置である。ビーム吸収体９は、集
光ミラー５の集光点近傍に、集光ミラー５と排気装置８
との間に位置するように配置されている。なお、加工ガ
ス噴出装置１０は、集光ミラー５の開口部５ａの背面側
に配置されており、開口部５ａを介して、加工用アシス
トガスを集光ミラー５の反射面側に導入できるように構
成されている。

【００２２】以上のような構成を有する本実施例のレー
ザ加工装置の作用は次の通りである。まず、図１に示す
ような円柱状の被加工物６の先端に焼き入れを施す場合
には、図示していないレーザ発振器から発射したレーザ
ビーム１を、ビームガイドミラー３の背面側から入射
し、開口部３ａを貫通させて、ビーム変形ミラー４の中
心に入射する。この場合、レーザビーム１は、まず、ビ
ーム変形ミラー４の円錐状外面の反射部４ａでその外周
方向に全円状に反射して、次に、その外周部の円錐状内
面の反射部４ｂで反射して、リング状レーザビーム２に
変形される。このリング状レーザビーム２は、レーザビ
ーム１と同軸状に形成され、かつ、レーザビーム１と反
対方向に伝搬する。

【００２３】そして、このように形成されたリング状レ
ーザビーム２は、レーザビーム１の外周を通り、ビーム
ガイドミラー３の開口部３ａ周囲で反射して、集光ミラ
ー５に入射する。この場合、リング状レーザビーム２
は、集光ミラー５により、その伝搬方向と反対方向へ伝
搬し、かつ、光強度分布を持たない中空部分の径が縮小
するようにして反射集光する。この結果、図１に示すよ
うに、集光ミラー５の径方向中心側に向かって、円盤状
あるいは円錐状のレーザビームが形成される。

【００２４】したがって、以上のような集光過程にある
リング状レーザビーム２の光強度分布を持たない中空部
分に、集光ミラー５の背面より、その開口部５ａを介し
て被加工物６を挿入することにより、円盤状あるいは円
錐状のレーザビームを被加工物６の表面に対して円周上
に均一に入射することができる。そのため、図４に示し
た従来のレーザ加工装置のように、被加工物６の回転動
作を必要とせず、被加工物６の円周上における均質な表
面改質を容易に実現することができ、さらに、被加工物
６または集光ミラー５の軸方向のみの移動により、任意
の加工範囲の全面に渡って、均質な表面改質を容易に実
現することができる。

【００２５】また、本実施例においては、集光ミラー５
の開口部５ａより、加工ガス噴出装置１０を利用して、
被加工物６の周囲に加工用アシストガスを供給すること
ができる。そしてまた、集光ミラー５から反射集光した
加工用のレーザビームの光路を妨げることなく、排気装
置８によって、被加工物６の外周から加工点雰囲気を排
気することができる。

【００２６】一方、本実施例においては、集光ミラー５
の集光点近傍にビーム吸収体９を設けているため、被加
工物６から反射したレーザビームをこのビーム吸収体９
によって消失させることができ、安全面で優れている。
例えば、本実施例においては、前述したように、被加工
物６に焼き入れなどの表面改質を施す場合を想定した
が、図１のレーザ加工装置は、この他にも、例えば、被
加工物６として中心に銅などの導電体を有する被覆導線
を使用し、この被覆導線の被覆を剥離するためのレーザ
加工装置として利用することができる。この場合には、
被覆除去中に露呈された中心導線で反射したレーザビー
ムをビーム吸収体９で消失させることができる。

【００２７】（２）第２実施例…図２ 図２は、本発明を、特に、円筒状の被加工物を対象とす
るレーザ加工装置に適用した代表的な一実施例（第２実
施例）を示す模式図であり、この第２実施例は、請求項
５および請求項７〜請求項９の発明の構成を含んでい
る。この図２に示すように、本実施例においては、対象
となる被加工物１６の形状の差異に応じて、前記第１実
施例と異なる形状の集光ミラー１５が使用されている。
すなわち、本実施例の集光ミラー１５は、円柱状素材の
側面に、リング状レーザビーム２を反射集光する球面ま
たは放物面などの円周状反射面を有する。そして、この
集光ミラー１５は、ビーム変形ミラー４によって反射し
たリング状レーザビーム２の光軸に対して９０度の角度
を有するように配置されており、この集光ミラー１５の
径方向における外周端部よりも外側に集光点を有する。

【００２８】また、本実施例において、ガイドミラー３
およびビーム変形ミラー４の形状および配置は、前記第
１実施例と全く同様に構成されている。すなわち、本実
施例においても、前記第１実施例と同様に、ビームガイ
ドミラー３、ビーム変形ミラー４、および集光ミラー１
５は、ビームガイドミラー３の開口部を貫通したレーザ
ビーム１をビーム変形ミラー４に入射してリング状レー
ザビーム２に変形し、このリング状レーザビーム２をビ
ームガイドミラー３の開口部３ａ周囲で反射して集光ミ
ラー１５に入射するように配置されている。なお、本実
施例においては、前記第１実施例に設けられていたよう
な排気装置８、ビーム吸収体９、および加工ガス噴出装
置１０は省略されている。

【００２９】以上のような構成を有する本実施例のレー
ザ加工装置の作用は次の通りである。まず、図２に示す
ような円筒状の被加工物１６の内面に焼き入れを施す場
合には、図示していないレーザ発振器から発射したレー
ザビーム１を、ビームガイドミラー３の背面側から入射
し、開口部３ａを貫通させて、ビーム変形ミラー４の中
心に入射する。この場合、レーザビーム１は、まず、ビ
ーム変形ミラー４の円錐状外面の反射部４ａでその外周
方向に全円状に反射して、次に、その外周部の円錐状内
面の反射部４ｂで反射して、リング状レーザビーム２に
変形される。このリング状レーザビーム２は、レーザビ
ーム１と同軸状に形成され、かつ、レーザビーム１と反
対方向に伝搬する。

【００３０】そして、このように形成されたリング状レ
ーザビーム２は、レーザビーム１の外周を通り、ビーム
ガイドミラー３の開口部３ａ周囲で反射して、集光ミラ
ー１５に入射する。この場合、リング状レーザビーム２
は、集光ミラー１５により、その伝搬方向と反対方向へ
伝搬し、かつ、光強度分布を持たない中空部分の径が拡
大するようにして反射集光する。この結果、図２に示す
ように、集光ミラー１５の径方向外周側に向かって、円
盤状あるいは円錐状のレーザビームが形成される。

【００３１】したがって、この集光ミラー１５を、円筒
状の被加工物１６の中空部分に挿入することにより、円
盤状あるいは円錐状のレーザビームを円筒状の被加工物
１６の内面に対して円周上に均一に入射することができ
る。そのため、図５に示した従来のレーザ加工装置のよ
うに、被加工物１６または集光ミラー１５の回転動作を
必要とせず、被加工物１６の円周上における均質な表面
改質を容易に実現することができ、さらに、被加工物１
６または集光ミラー１５の軸方向のみの移動により、任
意の加工範囲の全面に渡って、均質な表面改質を容易に
実現することができる。

【００３２】（３）第３実施例…図３ 図３は、前記第２実施例と同様に、本発明を、特に、円
筒状の被加工物を対象とするレーザ加工装置に適用した
一実施例（第３実施例）を示す模式図であり、この第３
実施例は、請求項５〜請求項９の発明の構成を含んでい
る。この図３に示すように、本実施例において、対象と
なる被加工物１６の形状は前記第２実施例と同様である
反面、集光ミラー２５の構成は前記第２実施例と異な
る。すなわち、本実施例の集光ミラー２５は、平板状素
材の片面に、リング状レーザビーム２を反射集光する球
面または放物面などの円周状反射面を有し、ビーム変形
ミラー４によって反射したリング状レーザビーム２の光
軸に対して９０度の角度を有するように配置されてい
る。この集光ミラー２５は、集光ミラー２５の径方向に
おける外周端部よりも外側に集光点を有し、特に、反射
集光したリング状レーザビーム２をその中心軸上で交差
させるように構成されている。また、この集光ミラー２
５は、その中央部に開口部２５ａを備えており、この開
口部２５ａに、集光径変換ミラー２１が挿入可能に構成
されている。この集光径変換ミラー２１は、円柱状素材
の側面に、集光ミラー２５で反射集光したリング状レー
ザビーム２を反射してその集光径を変換するように構成
されている。

【００３３】以上のような構成を有する本実施例のレー
ザ加工装置においては、次のような作用効果が得られ
る。すなわち、被加工物１６または集光ミラー２５の移
動途中で集光径変換ミラー２１を挿入または除去するこ
とにより、被加工物１６の加工入射面上で入射領域の重
複部分を生じることなく連続的に表面改質の質を変化さ
せることが可能である。したがって、レーザ加工装置の
実用性をより向上できる。

【００３４】なお、本実施例において、集光径変換ミラ
ー２１を使用しなければ、前記第２実施例と同様の作用
効果を得られることはいうまでもない。すなわち、被加
工物１６の円周上における均質な表面改質を容易に実現
することができ、さらに、被加工物１６または集光ミラ
ー２５の軸方向のみの移動により、任意の加工範囲の全
面に渡って、均質な表面改質を容易に実現することがで
きる。

【００３５】（４）他の実施例 なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではな
く、ビーム変形ミラーの具体的な構成は適宜変更可能で
あり、例えば、２つ以上の別個のミラーを組み合わせて
ビーム変形ミラーを構成することも可能である。また、
リング状レーザビームの光路は自由に設計可能であり、
光路設計に合わせて、各部に使用するミラーの数や、そ
れぞれの形状、配置などを自由に構成することが可能で
ある。そして、これ以外にも、本発明の技術分野の当業
者であれば、さらに多種多様な変形例を考え得るもので
あるが、それらの変形例はいずれも本発明の請求の範囲
に包含される。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、集光ミラーを使用して、リング状レーザビームを反
射集光し、集光ミラーの開口部に円柱状の被加工物を挿
入するかまたは集光ミラーの外周部に円筒状の被加工物
を配置してレーザ加工を行うように構成したことによ
り、被加工物または集光ミラーの回転動作を必要とせ
ず、被加工物の円周上における均質な表面改質を容易に
実現可能なレーザ加工装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるレーザ加工装置の第１実施例を示
す模式図。

【図２】本発明によるレーザ加工装置の第２実施例を示
す模式図。

【図３】本発明によるレーザ加工装置の第３実施例を示
す模式図。

【図４】従来のレーザ加工装置の一例を示す模式図。

【図５】従来のレーザ加工装置の別の一例を示す模式
図。

【符号の説明】

１…レーザビーム ２…リング状レーザビーム ３…ビームガイドミラー ３ａ…開口部 ４…ビーム変形ミラー ４ａ…円錐状外面の反射部 ４ｂ…円錐状内面の反射部 ５，１５，２５…集光ミラー ５ａ，２５ａ…開口部 ６…被加工物 ７…焼き入れ部分 ８…排気装置 ９…ビーム吸収体 １０…加工ガス噴出装置 １１…集光ミラー ２１…集光径変換ミラー

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザビームを反射集光し、被加工物に
   入射してレーザ加工を行うレーザ加工装置において、 レーザビームの進行方向に直交する断面における強度分
   布がリング状であるリング状レーザビームを反射集光す
   る集光ミラーを備えたことを特徴とするレーザ加工装
   置。
2. 【請求項２】 前記集光ミラーが、その中央部に被加工
   物挿入用の開口部を有することを特徴とする請求項１に
   記載のレーザ加工装置。
3. 【請求項３】 前記集光ミラーの前記開口部背面側に設
   けられ、加工用アシストガスを噴出し、前記集光ミラー
   の前記開口部を介して前記集光ミラーの反射面側に導入
   する加工ガス噴出装置と、 前記集光ミラーの集光点近傍に設けられ、加工時の加工
   点雰囲気ガスを被加工物の外周から排気する排気装置と
   をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載のレー
   ザ加工装置。
4. 【請求項４】 前記集光ミラーの集光点近傍に設けら
   れ、レーザビームを吸収するビーム吸収体をさらに備え
   たことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置。
5. 【請求項５】 前記集光ミラーが、その径方向における
   外周端部よりも外側に集光点を有することを特徴とする
   請求項１に記載のレーザ加工装置。
6. 【請求項６】 前記集光ミラーが、反射集光したリング
   状レーザビームをその中心軸上で交差させるように構成
   されると共に、その中央部に設けられた開口部と、この
   開口部に挿入可能な集光径変換ミラーとを有し、この集
   光径変換ミラーが、前記開口部に挿入された場合に、前
   記集光ミラーで反射集光したリング状レーザビームを反
   射してその集光径を変換するように構成されたことを特
   徴とする請求項５に記載のレーザ加工装置。
7. 【請求項７】 前記集光ミラーの入射側に設けられ、レ
   ーザビームを入射して前記リング状レーザビームに変形
   するビーム変形ミラーをさらに備えたことを特徴とする
   請求項１に記載のレーザ加工装置。
8. 【請求項８】 前記ビーム変形ミラーが、その中央部
   に、レーザビームを外周方向に全円状に反射する円錐状
   外面の反射部を有し、かつ、この円錐状外面の反射部の
   外周部に、この円錐状外面の反射部で反射したレーザビ
   ームをさらに反射して前記リング状レーザビームを形成
   する円錐状内面の反射部を有することを特徴とする請求
   項７に記載のレーザ加工装置。
9. 【請求項９】 前記集光ミラーの入射側に設けられ、レ
   ーザビーム貫通用の開口部を有し、この開口部の周囲で
   前記リング状レーザビームを反射するビームガイドミラ
   ーをさらに備え、このビームガイドミラーと前記集光ミ
   ラーおよび前記ビーム変形ミラーが、ビームガイドミラ
   ーの開口部を貫通したレーザビームを前記ビーム変形ミ
   ラーに入射して前記リング状レーザビームに変形し、こ
   のリング状レーザビームを前記ビームガイドミラーの前
   記開口部周囲で反射して前記集光ミラーに入射するよう
   に配置されたことを特徴とする請求項７に記載のレーザ
   加工装置。