JPS60236483A - レ−ザ加熱装置 - Google Patents
レ−ザ加熱装置Info
- Publication number
- JPS60236483A JPS60236483A JP59094857A JP9485784A JPS60236483A JP S60236483 A JPS60236483 A JP S60236483A JP 59094857 A JP59094857 A JP 59094857A JP 9485784 A JP9485784 A JP 9485784A JP S60236483 A JPS60236483 A JP S60236483A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- laser
- workpiece
- heating device
- polarizing means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、レーザビームを被加工物に照射して加工する
レーザ加熱装置に係り、特に熱処理加工を行うのに好適
な、均一なエネルギ密度分布のレーザビームを被加工物
に照射することのできるレーザ加熱装置に関する。
レーザ加熱装置に係り、特に熱処理加工を行うのに好適
な、均一なエネルギ密度分布のレーザビームを被加工物
に照射することのできるレーザ加熱装置に関する。
通常、レープ発振器から取出されたレーザビームのエネ
ルギ密度は発振器の特性に応じて、種々の分布を有する
。ガウス形のＴｇＭｏｏの場合を例にとると、第１図の
（１）に示すごとく、レーザビーム中心部に高いエネル
ギ密度を有し、中心から＠ｉ′Ｅるに従ってエネルギ密
□度は指数関数的に低下している。この様なレーザビー
ム（１）を被加工物に照射し、走査した場合、走査中心
軸の加熱温度が著しく高く、均一な温度に加熱すること
が困難であるこのような欠点を解消し、レーザビームの
エネルギ密度分布及びレーザビーム形状を変える方法と
して、例えば、特公昭５８−３４７８号公報で開示され
るような方法が既に提案されている。これはレーザ発振
器から取出されたレーザビームを複数に分割し、被加工
物の照射面上に於いて、レーザビームのエネルギ密度分
布が少なくとも一方向でほぼ均一になるよ゛うに前記分
割された複数個のレーザビームのエネルギ密度の高い部
分と低い部分とを重ね合せ、合成させて被加工物に照射
するようにしたものである・この、よう４方法ではある
決った方向にレーザビームを走査した場合に於いては、
均一な温度に加熱することが出来る特徴を有するが、走
査方向が変わった場合、均一な温度に加熱することが出
来ない欠点を有する。
ルギ密度は発振器の特性に応じて、種々の分布を有する
。ガウス形のＴｇＭｏｏの場合を例にとると、第１図の
（１）に示すごとく、レーザビーム中心部に高いエネル
ギ密度を有し、中心から＠ｉ′Ｅるに従ってエネルギ密
□度は指数関数的に低下している。この様なレーザビー
ム（１）を被加工物に照射し、走査した場合、走査中心
軸の加熱温度が著しく高く、均一な温度に加熱すること
が困難であるこのような欠点を解消し、レーザビームの
エネルギ密度分布及びレーザビーム形状を変える方法と
して、例えば、特公昭５８−３４７８号公報で開示され
るような方法が既に提案されている。これはレーザ発振
器から取出されたレーザビームを複数に分割し、被加工
物の照射面上に於いて、レーザビームのエネルギ密度分
布が少なくとも一方向でほぼ均一になるよ゛うに前記分
割された複数個のレーザビームのエネルギ密度の高い部
分と低い部分とを重ね合せ、合成させて被加工物に照射
するようにしたものである・この、よう４方法ではある
決った方向にレーザビームを走査した場合に於いては、
均一な温度に加熱することが出来る特徴を有するが、走
査方向が変わった場合、均一な温度に加熱することが出
来ない欠点を有する。
本発明は、前記従来の欠点を解消するべくなされたもの
で、レーザビームの被加工物への照射位置を元の照射位
置から所定の距離ずらす偏光手段９、を設けるとともに
、この偏光手段をそのレーザビーム入射軸を中′心とし
て回転させる構成とすることにより、レーザビームのエ
ネルギ密度分布を均一にすることができるレーザ加熱装
置を提供することを目的とするものである。
で、レーザビームの被加工物への照射位置を元の照射位
置から所定の距離ずらす偏光手段９、を設けるとともに
、この偏光手段をそのレーザビーム入射軸を中′心とし
て回転させる構成とすることにより、レーザビームのエ
ネルギ密度分布を均一にすることができるレーザ加熱装
置を提供することを目的とするものである。
以下、この発明の一実施例におけるレーザ加熱装置を図
面について説明する。第２図はとのレーザ加熱装置の全
体を示す断面図である。
面について説明する。第２図はとのレーザ加熱装置の全
体を示す断面図である。
図において、（２）はレーザ発振器（図示せず）から発
射されビー°ム断面がガウス形のエネルギ密度分ＱｔＭ
ｆ７ｓｖ−ザビ、−ム（１）を集光するレンーズ、（３
）はレーザビーム（１）をはぼ９００偏光する平板状の
回転ミラーで、レーザビーム入射軸（１ａ）と同軸上に
配設された回転筒（４）に固定されている。そして、回
転筒（４）はベアリング（５） 、 （６）を介してブ
ラケット（７）で支持されるとともに、上部に形成され
た歯車（８）が電動機（９）により駆動される歯車αＱ
とか今合いレーザビーム入射軸（１ｍ）を回転棚として
回転可能に構成されている。（ＩＩ）はホルダーに）を
介してブラケット（７）に支持さ、れ内面に笠状の反射
面を有するリングミラーで、回転ミラー（３）から入射
したレーザ、ビームを反射せしめ被加工物（２）の所定
位置に照射する。そして、回転ミラー（３）とリングミ
ジー（ロ）とにより偏光手段α◆を構成し、この偏光手
段α→により、被加工物（至）上のレーザピー・ムの照
射範囲の中心位置は元の点（４）から偏光後の点（Ｂ）
にずれ、かつ回転ミラー（３）を矢印（ト）のように回
転させることにより、照射範囲は点（４）を中心に点囚
と点（Ｂ）との距離形を半径とする円周上を移動するこ
とになる。
射されビー°ム断面がガウス形のエネルギ密度分ＱｔＭ
ｆ７ｓｖ−ザビ、−ム（１）を集光するレンーズ、（３
）はレーザビーム（１）をはぼ９００偏光する平板状の
回転ミラーで、レーザビーム入射軸（１ａ）と同軸上に
配設された回転筒（４）に固定されている。そして、回
転筒（４）はベアリング（５） 、 （６）を介してブ
ラケット（７）で支持されるとともに、上部に形成され
た歯車（８）が電動機（９）により駆動される歯車αＱ
とか今合いレーザビーム入射軸（１ｍ）を回転棚として
回転可能に構成されている。（ＩＩ）はホルダーに）を
介してブラケット（７）に支持さ、れ内面に笠状の反射
面を有するリングミラーで、回転ミラー（３）から入射
したレーザ、ビームを反射せしめ被加工物（２）の所定
位置に照射する。そして、回転ミラー（３）とリングミ
ジー（ロ）とにより偏光手段α◆を構成し、この偏光手
段α→により、被加工物（至）上のレーザピー・ムの照
射範囲の中心位置は元の点（４）から偏光後の点（Ｂ）
にずれ、かつ回転ミラー（３）を矢印（ト）のように回
転させることにより、照射範囲は点（４）を中心に点囚
と点（Ｂ）との距離形を半径とする円周上を移動するこ
とになる。
即ち、このレーザビームの回転の様子を説明する第３図
に示すように、ガウス形分布のレーザビーム（１）がＺ
ａ軸を中心に回転したものになり、回転速度を適当に設
定することに本り、見掛は上、第４図に示すようなＴＥ
ＭＯＩのドーナツ形レーザビームα・に近いエネルギ密
度分布が得られる。第４図に示すエネルギ密度分布は中
央部で低くなっているが、被加工＊（至）へのレーザビ
ームの照射時間の累積量は中央部はど高いので、被加工
物（２）が吸収するエネルギ密度分布はほぼ均一となり
いずれの方向へも均一な温度分布が得られる。
に示すように、ガウス形分布のレーザビーム（１）がＺ
ａ軸を中心に回転したものになり、回転速度を適当に設
定することに本り、見掛は上、第４図に示すようなＴＥ
ＭＯＩのドーナツ形レーザビームα・に近いエネルギ密
度分布が得られる。第４図に示すエネルギ密度分布は中
央部で低くなっているが、被加工＊（至）へのレーザビ
ームの照射時間の累積量は中央部はど高いので、被加工
物（２）が吸収するエネルギ密度分布はほぼ均一となり
いずれの方向へも均一な温度分布が得られる。
偏光手段ｑ４によりレーザビームをずらす距離（至）は
レーザビームのエネルギ密度分布の形態や被加工物榊の
諸元等を考慮して、レーザビームの被加工物０への照射
面の直径（由以下の範囲で適当な値を選定する。
レーザビームのエネルギ密度分布の形態や被加工物榊の
諸元等を考慮して、レーザビームの被加工物０への照射
面の直径（由以下の範囲で適当な値を選定する。
なお、上記一実施例に於いては、レーザビーム（１）を
集光させて、被加工物（至）を加熱する場合について述
べたが、レーザビーム（１）を集光させる必要がない場
合、レンズ（２）を取除いても、同様の効果が得られる
。また、上記一実施例ではレーザビーム（１）を集光す
る手段として、レンズ（２）を使用したが、凹面鏡を使
用して集光しても良く、またレンズ（２）を使用せず、
回転ミラー（３）あるいはリングミラーＱ１を凹面鏡に
して集光しても、同様の効果が得られる。
集光させて、被加工物（至）を加熱する場合について述
べたが、レーザビーム（１）を集光させる必要がない場
合、レンズ（２）を取除いても、同様の効果が得られる
。また、上記一実施例ではレーザビーム（１）を集光す
る手段として、レンズ（２）を使用したが、凹面鏡を使
用して集光しても良く、またレンズ（２）を使用せず、
回転ミラー（３）あるいはリングミラーＱ１を凹面鏡に
して集光しても、同様の効果が得られる。
更に、上記一実施例においては、偏光手段へ４を回転ミ
ラー（３）とリングミラーαηとで構成したが、第５図
に示すように中心軸がレーザビーム入射軸（１ａ）と所
定の角度ずらして配設されレーザビーム入射軸（１ａ）
を中心に回転ｆ＝工能なレンズαので構成してもよい。
ラー（３）とリングミラーαηとで構成したが、第５図
に示すように中心軸がレーザビーム入射軸（１ａ）と所
定の角度ずらして配設されレーザビーム入射軸（１ａ）
を中心に回転ｆ＝工能なレンズαので構成してもよい。
本発明は以上説明したように、レーザビームの被加工物
への照射位置を元の照射位置から所定の距離ずらす偏光
手段を設けるとともに、この偏光手段をそのレーザビー
ム入射軸を中心として回転させる構成としたので、被加
工物の吸収するエネルギ密度分布が均一になり温度分布
が均一化する効果がある。
への照射位置を元の照射位置から所定の距離ずらす偏光
手段を設けるとともに、この偏光手段をそのレーザビー
ム入射軸を中心として回転させる構成としたので、被加
工物の吸収するエネルギ密度分布が均一になり温度分布
が均一化する効果がある。
第１図はガウス形のエネルギ密度分布を有するレーザビ
ームのエネルギ密度分布を示す斜視図、第２図はこの発
明の一実施例におけるレーザ加熱装置の全体を示す断面
図、第３図は第２図の装置によるレーザビームの回転の
様子を示す説明図、第４図は第２図の装置によって得ら
れるレーザビームのエネルギ密度分布を示す斜視図、第
５図はこの発明の他の実施例におけるＶ−ザ加熱装置の
要部を示す構成図である。 図において、（１） 、 （１・はレーザビーム、（１
＆）はレーザビーム入射軸、□□□は被加工物、ｑ→、
ａ７１は偏光手段である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄
ームのエネルギ密度分布を示す斜視図、第２図はこの発
明の一実施例におけるレーザ加熱装置の全体を示す断面
図、第３図は第２図の装置によるレーザビームの回転の
様子を示す説明図、第４図は第２図の装置によって得ら
れるレーザビームのエネルギ密度分布を示す斜視図、第
５図はこの発明の他の実施例におけるＶ−ザ加熱装置の
要部を示す構成図である。 図において、（１） 、 （１・はレーザビーム、（１
＆）はレーザビーム入射軸、□□□は被加工物、ｑ→、
ａ７１は偏光手段である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 大岩増雄
Claims (4)
- （１） レーザ発振器から発射するレーザビームを被加
工物に照射して加熱するものにおいて、上記レーザ発振
器と上記被〃ロエ物との間の上記レーザビームの軸上に
配設され上記レーザビームの上記被加工物への照射位置
を元の照射位置から所定の距離ずらす偏光手段を設ける
とともに、この偏光手段をそのレーザビーム入射軸を中
心として回転せしめることを特徴とするレーザ加熱装置
。 - （２）偏光手段によりレーザビームの照射位置をずらす
所定の距離は上記レーザビームの被加工物への照射面の
直径以下に設定されたことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載のレーザ加熱装置。 - （３）偏光手段はレーザ発振器からのレーザビームを反
射せしめてほぼ９０°偏光しレーザビーム入射軸を中心
に回転可能に構成された回転ミラーと、この回転ミラー
で反射したレーザビームを内面に設けた笠状の反射面で
反射せしめて被加工物の所定の位置に照射するリングミ
ラーとからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載のレーザ加熱装置。 - （４） 偏光手段は中心軸がレーザビーム入射軸と所定
の角度ずらして配設され上記レーザビーム入射軸を中心
に回転可能に構成されたレンズであることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第、２項記載のレーザ加熱装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59094857A JPS60236483A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | レ−ザ加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59094857A JPS60236483A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | レ−ザ加熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236483A true JPS60236483A (ja) | 1985-11-25 |
Family
ID=14121698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59094857A Pending JPS60236483A (ja) | 1984-05-09 | 1984-05-09 | レ−ザ加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60236483A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109924A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 | Komatsu Ltd | レ−ザ焼入れ方法 |
| JPS62203116A (ja) * | 1986-03-01 | 1987-09-07 | Hitachi Seiki Co Ltd | レ−ザ−光の照射装置 |
| JPH0463223A (ja) * | 1990-06-30 | 1992-02-28 | Okuma Mach Works Ltd | レーザービームのスキャニング方法 |
-
1984
- 1984-05-09 JP JP59094857A patent/JPS60236483A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62109924A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 | Komatsu Ltd | レ−ザ焼入れ方法 |
| JPS62203116A (ja) * | 1986-03-01 | 1987-09-07 | Hitachi Seiki Co Ltd | レ−ザ−光の照射装置 |
| JPH0463223A (ja) * | 1990-06-30 | 1992-02-28 | Okuma Mach Works Ltd | レーザービームのスキャニング方法 |
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