JP2011235292A - Drilling machine - Google Patents

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JP2011235292A
JP2011235292A JP2010106411A JP2010106411A JP2011235292A JP 2011235292 A JP2011235292 A JP 2011235292A JP 2010106411 A JP2010106411 A JP 2010106411A JP 2010106411 A JP2010106411 A JP 2010106411A JP 2011235292 A JP2011235292 A JP 2011235292A
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JP
Japan
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workpiece
irradiation chamber
lid
drilling device
support member
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Pending
Application number
JP2010106411A
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Japanese (ja)
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Takashi Kobayashi
崇 小林
Masahiro Tezuka
正宏 手塚
Hiroshi Kashiwagi
寛 柏木
Minoru Iga
稔 伊賀
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drilling machine inhibiting deposition of dust on a workpiece.SOLUTION: The drilling machine includes a workpiece support member 13 having an aperture 15 on a top surface and supporting a workpiece 66 on the rotary shaft 28 of a workpiece rotating mechanism 12, a lid section 16 prepared liftably to the workpiece support member 13 so as to cover the aperture 15, an irradiation chamber 63 where the lid section 16 covers the aperture 15, a gas supply means 45 connected to the irradiation chamber 63 for supplying compressed gas, a bracket 81 extending through outside of the workpiece support member 13 from the workpiece rotating mechanism 12, and a connecting means 83 connecting the upper part of the bracket 81 and the lid section 16 detachably.

Description

本発明は、レーザ光を照射することにより、ワークの壁部に貫通穴を形成する穴あけ装置に関する。   The present invention relates to a drilling device that forms a through hole in a wall portion of a workpiece by irradiating a laser beam.

燃料噴射ノズルを製造する際に、燃料噴射ノズル本体の壁部に貫通穴を形成する。貫通穴の形成は、穴あけ装置を用いて壁部にレーザ光を照射することで行う。(例えば、特許文献1(図1)参照。)。   When manufacturing the fuel injection nozzle, a through hole is formed in the wall portion of the fuel injection nozzle body. The through hole is formed by irradiating the wall with laser light using a drilling device. (For example, refer to Patent Document 1 (FIG. 1).)

特許文献1を次図に基づいて説明する。
図14(a)に示すように、穴あけ装置100は、ワークとしての燃料噴射ノズル101の内部を真空に保つ真空ポンプ102と、この真空ポンプ102に繋がれ流体が充填されるタンク103と、タンク103内の流体を燃料噴射ノズル101に供給する流体供給ポンプ104と、この流体供給ポンプ104から供給される流体の量を調整する流量調整器105と、この流量調整器105から燃料噴射ノズル101の先端101aに向かって延ばされ内部に流体が流される流体供給管106と、流体供給管106から燃料噴射ノズル101に供給された流体をタンク103に向かって送る流体回収管107と、燃料噴射ノズル101にレーザ光を照射することで燃料噴射ノズル101に穴をあける照射器110とからなる。
Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
As shown in FIG. 14A, a drilling device 100 includes a vacuum pump 102 that keeps the inside of a fuel injection nozzle 101 as a work in a vacuum, a tank 103 that is connected to the vacuum pump 102 and is filled with fluid, The fluid supply pump 104 that supplies the fluid in the fuel injection nozzle 101 to the fuel injection nozzle 101, the flow rate regulator 105 that adjusts the amount of fluid supplied from the fluid supply pump 104, and the fuel injection nozzle 101 from the flow rate regulator 105 A fluid supply pipe 106 that extends toward the tip 101a and flows a fluid therein, a fluid recovery pipe 107 that sends the fluid supplied from the fluid supply pipe 106 to the fuel injection nozzle 101 toward the tank 103, and a fuel injection nozzle An irradiator 110 that opens a hole in the fuel injection nozzle 101 by irradiating the laser beam to 101.

(a)のb部拡大図である(b)に示すように、照射器110で燃料噴射ノズル101の先端101aにレーザ光112を照射する。レーザ光112を照射する間、燃料噴射ノズル101の先端101a内部に向かって、流体供給管106から流体を供給し続ける(矢印参照)。先端101aに穴があいた場合に、燃料噴射ノズル101の内部に到達したレーザ光112は流体によって拡散される。拡散されることで、穴があけられた先端101aに対向する部位101bへの、レーザ光112の照射を防ぐことができる。   As shown in (b) in FIG. 2 (b), which is an enlarged view of part b, the irradiator 110 irradiates the tip 101a of the fuel injection nozzle 101 with laser light 112. While the laser beam 112 is irradiated, the fluid is continuously supplied from the fluid supply pipe 106 toward the inside of the tip 101a of the fuel injection nozzle 101 (see arrow). When the tip 101a has a hole, the laser beam 112 that has reached the inside of the fuel injection nozzle 101 is diffused by the fluid. By diffusing, it is possible to prevent the laser beam 112 from being irradiated to the portion 101b facing the tip 101a having a hole.

ところで、レーザ光112を照射した場合に、レーザ光112の照射される先端101a付近で、レーザ光112で溶融されたヒュームと称するちりが飛散する。飛散したちりの一部は、先端101a付近に付着することがある。外観性向上の観点から、ワークへのちりの付着を防ぐことが望まれる。   By the way, when the laser beam 112 is irradiated, dust called fume melted by the laser beam 112 is scattered in the vicinity of the tip 101a irradiated with the laser beam 112. Some of the scattered dust may adhere to the vicinity of the tip 101a. From the viewpoint of improving the appearance, it is desired to prevent dust from adhering to the workpiece.

特表2001−526961公報Special Table 2001-526916

本発明は、ワークへのちりの付着を防止できる穴あけ装置の提供を課題とする。   This invention makes it a subject to provide the drilling apparatus which can prevent adhesion of the dust to a workpiece | work.

請求項1に係る発明は、中空状のワークの外から中空部に向かってレーザ光を照射することにより、ワークの壁部に貫通穴を形成する穴あけ装置であって、
この穴あけ装置は、
基台に支持され、ワークを回動させるワーク回転機構と、
このワーク回転機構に支持され、ワークをワーク回転機構の回転軸上で支持し、上面に開口が備えられたワーク支持部材と、
このワーク支持部材に対して昇降可能に設けられ、ワーク支持部材の開口に被せられる蓋部と、
この蓋部が開口に被せられてなる領域であって、ワークのうちレーザ光が照射される被照射部に向かって、レーザ光を導入する照射室と、
この照射室に繋げられ照射室内に圧縮ガスを供給するためのガス供給手段と、
照射室内へ先端部が伸ばされレーザ光の照射により発生するちりを含め照射室内のガスを照射室の外へ排出する排出手段と、
ワーク回転機構からワーク支持部材の外側方を通って延びるブラケットと、
このブラケットの上部と蓋部とを着脱自在に連結する連結手段とを備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is a drilling device that forms a through hole in a wall portion of a workpiece by irradiating a laser beam toward the hollow portion from the outside of the hollow workpiece,
This drilling device
A workpiece rotation mechanism that is supported by the base and rotates the workpiece;
A workpiece support member supported by the workpiece rotation mechanism, supporting the workpiece on the rotation axis of the workpiece rotation mechanism, and having an opening on the upper surface;
A lid that is provided so as to be movable up and down with respect to the work support member, and covers the opening of the work support member;
An irradiation chamber that introduces laser light toward the irradiated portion of the workpiece that is irradiated with laser light, in the region where the lid is covered with the opening,
Gas supply means connected to the irradiation chamber for supplying compressed gas into the irradiation chamber;
A discharge means for discharging the gas in the irradiation chamber to the outside of the irradiation chamber including the dust generated by irradiation of the laser beam with the tip portion extended into the irradiation chamber;
A bracket extending from the work rotation mechanism through the outside of the work support member;
A connecting means for detachably connecting the upper portion of the bracket and the lid portion is provided.

請求項2に係る発明では、連結手段は、ガス供給手段により圧縮ガスが照射室へ供給される前に蓋部に係合し、排出手段により圧縮ガスが照射室から排出された後に蓋部との係合を解くシリンダユニットであることを特徴とする。   In the invention according to claim 2, the connecting means engages the lid portion before the compressed gas is supplied to the irradiation chamber by the gas supply means, and the lid portion after the compressed gas is discharged from the irradiation chamber by the discharge means. It is a cylinder unit that releases the engagement.

請求項3に係る発明では、連結手段は、ガス供給手段により圧縮ガスが照射室へ供給される前に蓋部に係合し、排出手段により圧縮ガスが照射室から排出された後に蓋部との係合を解くピンであることを特徴とする。   In the invention according to claim 3, the connecting means is engaged with the lid portion before the compressed gas is supplied to the irradiation chamber by the gas supply means, and after the compressed gas is discharged from the irradiation chamber by the discharge means, It is a pin that releases the engagement.

請求項4に係る発明では、ワークは、レーザ光により溶融されない充填体が中空部に充填され、
この充填体に接触するように、充填体を振動させる振動機構が配置されていることを特徴とする。
In the invention according to claim 4, the workpiece is filled in the hollow portion with a filler that is not melted by the laser beam,
A vibration mechanism for vibrating the filler is arranged so as to come into contact with the filler.

請求項5に係る発明は、請求項1又は請求項4に記載の穴あけ装置であって、
この穴あけ装置は、振動機構、ガス供給手段及び排出手段を制御する制御機構を備え、
この制御機構は、貫通穴が形成されるまでは、照射室内の気圧を、中空部の気圧よりも高く且つ大気圧以下にするように制御することを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the drilling device according to claim 1 or 4, wherein
This drilling device comprises a control mechanism for controlling the vibration mechanism, the gas supply means and the discharge means,
This control mechanism is characterized in that until the through hole is formed, the pressure in the irradiation chamber is controlled to be higher than the pressure in the hollow portion and lower than the atmospheric pressure.

請求項6に係る発明は、請求項5記載の穴あけ装置であって、
制御機構は、貫通穴が形成された後は、排出手段の排出機能を停止させることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the drilling device according to claim 5,
The control mechanism is characterized in that the discharge function of the discharge means is stopped after the through hole is formed.

請求項7に係る発明は、請求項4、請求項5又は請求項6に記載の穴あけ装置であって、
充填体の大きさは30μm〜20mmであって、振動機構が発振する振動周波数は30kHz〜100kHzであり、発振の際の振幅は5μm〜30μmであることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the drilling device according to claim 4, 5 or 6,
The size of the filler is 30 μm to 20 mm, the vibration frequency at which the vibration mechanism oscillates is 30 kHz to 100 kHz, and the amplitude at the time of oscillation is 5 μm to 30 μm.

請求項1に係る発明では、ガス供給手段と、排出手段とを備えた。レーザ光を照射する場合に、ガス供給手段で圧縮ガスを供給しつつ、排出手段でガスを排出する。気圧の差を生じさせることにより照射室内に気流が発生する。この気流により効率よくちりが外部へ排出される。   The invention according to claim 1 comprises a gas supply means and a discharge means. When irradiating the laser beam, the gas is discharged by the discharge means while the compressed gas is supplied by the gas supply means. An air flow is generated in the irradiation chamber by causing a difference in atmospheric pressure. Dust is efficiently discharged to the outside by this airflow.

加えて、ブラケットと蓋部とを連結する連結手段を備えた。ブラケットは、ワーク支持部材と共に回転機構に支持される。即ち、連結手段でブラケットと蓋部とを連結することで、蓋部に対してワーク支持部材を固定することができる。ワーク支持部材を固定することでワークも固定され、正確な位置に穴をあけることができる。   In addition, a connecting means for connecting the bracket and the lid is provided. The bracket is supported by the rotation mechanism together with the work support member. That is, the work supporting member can be fixed to the lid portion by connecting the bracket and the lid portion by the connecting means. By fixing the workpiece support member, the workpiece is also fixed, and a hole can be made at an accurate position.

さらに、ワークは、ワーク支持部材により回転軸上に回動可能に支持される。ワーク回転機構を回動させることで、レーザ光に対するワークの角度を変えることができる。1台の装置で、様々な角度に穴あけを行うことができ有益である。   Further, the work is supported by the work support member so as to be rotatable on the rotation shaft. By rotating the workpiece rotation mechanism, the angle of the workpiece with respect to the laser beam can be changed. It is beneficial to drill at various angles with a single device.

請求項2に係る発明では、連結手段は、ガス供給手段により圧縮ガスが照射室へ供給される前に蓋部に係合し、排出手段により圧縮ガスが照射室から排出された後に蓋部との係合を解く。圧縮ガスが照射室内へ供給されることで、照射室内のガス圧が高まる。圧縮ガスは、ワーク支持部材を押し下げる方向に作用する。即ち、圧縮ガスが照射室内に供給されている間が、最もワーク支持部材の移動が起こりやすい。照射室内の圧力が高い間に連
結手段を用いることで、有効にワーク支持部材の移動を防ぐことができる。
In the invention according to claim 2, the connecting means engages the lid portion before the compressed gas is supplied to the irradiation chamber by the gas supply means, and the lid portion after the compressed gas is discharged from the irradiation chamber by the discharge means. Release the engagement. Supplying the compressed gas into the irradiation chamber increases the gas pressure in the irradiation chamber. The compressed gas acts in a direction to push down the work support member. That is, the workpiece support member is most likely to move while the compressed gas is supplied into the irradiation chamber. By using the connecting means while the pressure in the irradiation chamber is high, the workpiece support member can be effectively prevented from moving.

加えて、連結手段はシリンダユニットが用いられる。シリンダユニットを用いることで、ブラケットと蓋部との連結・解除を早急に行うことができる。   In addition, a cylinder unit is used as the connecting means. By using the cylinder unit, it is possible to quickly connect / release the bracket and the lid.

請求項3に係る発明では、連結手段は、ガス供給手段により圧縮ガスが照射室へ供給される前に蓋部に係合し、排出手段により圧縮ガスが照射室から排出された後に蓋部との係合を解く。圧縮ガスが照射室内へ供給されることで、照射室内のガス圧が高まる。圧縮ガスは、ワーク支持部材を押し下げる方向に作用する。即ち、圧縮ガスが照射室内に供給されている間が、最もワーク支持部材の移動が起こりやすい。照射室内の圧力が高い間に連
結手段を用いることで、有効にワーク支持部材の移動を防ぐことができる。
In the invention according to claim 3, the connecting means is engaged with the lid portion before the compressed gas is supplied to the irradiation chamber by the gas supply means, and after the compressed gas is discharged from the irradiation chamber by the discharge means, Release the engagement. Supplying the compressed gas into the irradiation chamber increases the gas pressure in the irradiation chamber. The compressed gas acts in a direction to push down the work support member. That is, the workpiece support member is most likely to move while the compressed gas is supplied into the irradiation chamber. By using the connecting means while the pressure in the irradiation chamber is high, the workpiece support member can be effectively prevented from moving.

加えて、連結手段はピンが用いられる。ピンであれば安価に調達することができ、部品の調達コストを低下させることができる。   In addition, a pin is used as the connecting means. If it is a pin, it can be procured inexpensively and the procurement cost of parts can be reduced.

請求項4に係る発明では、レーザ光により溶融されない充填体が中空部に充填される。このため、壁部に穴をあけたレーザ光は、中空部に充填された充填体に衝突する。この衝突により、充填体はレーザ光のエネルギを吸収する。充填体がエネルギを吸収することにより、レーザ光が内周面に照射されることを防ぐことができる。   In the invention which concerns on Claim 4, the hollow body is filled with the filler which is not fuse | melted with a laser beam. For this reason, the laser beam having a hole in the wall collides with the filling body filled in the hollow portion. By this collision, the filler absorbs the energy of the laser beam. When the filler absorbs energy, the laser beam can be prevented from being irradiated onto the inner peripheral surface.

請求項5に係る発明では、制御機構は、貫通穴が形成されるまでは、照射室内の気圧を、中空部の気圧よりも高く且つ大気圧以下にするように制御する。気圧の差を生じさせることにより照射室内に気流が発生する。この気流により効率よくちりが外部へ排出される。   In the invention according to claim 5, the control mechanism controls the atmospheric pressure in the irradiation chamber to be higher than the atmospheric pressure and lower than the atmospheric pressure until the through hole is formed. An air flow is generated in the irradiation chamber by causing a difference in atmospheric pressure. Dust is efficiently discharged to the outside by this airflow.

請求項6に係る発明では、貫通穴が形成された後は、排出手段の排出機能を停止させる。ちりを排出するための気流を一つに絞ることにより、効率よくちりを外部へ排出することができる。   In the invention which concerns on Claim 6, after the through-hole is formed, the discharge function of the discharge means is stopped. By narrowing the airflow for discharging the dust to one, the dust can be efficiently discharged to the outside.

請求項7に係る発明では、充填体の大きさは30μm〜20mmであって、振動機構が発振する振動周波数は30kHz〜100kHzであり、発振の際の振幅は5μm〜30μmである。充填体の大きさは30μm〜20mmである。この大きさであれば、中空部内に充填体を振動させるために程良いスペースが空く。また、前述の振動条件で振動させることにより充填体をよく振動させることができるため、充填体の長寿命化を図ることができる。   In the invention which concerns on Claim 7, the magnitude | size of a filler is 30 micrometers-20 mm, The vibration frequency which a vibration mechanism oscillates is 30 kHz-100 kHz, The amplitude at the time of oscillation is 5 micrometers-30 micrometers. The size of the filler is 30 μm to 20 mm. If it is this magnitude | size, a suitable space will be vacated in order to vibrate a filler in a hollow part. In addition, since the filler can be vibrated well by vibrating under the above-described vibration conditions, the life of the filler can be extended.

参考例に係る穴あけ装置の斜視図である。It is a perspective view of the drilling apparatus which concerns on a reference example. 参考例に係る穴あけ装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the drilling apparatus which concerns on a reference example. ワークのセットについて説明する図である。It is a figure explaining the set of a workpiece | work. ワーク支持部の作業位置までの移動を説明する図である。It is a figure explaining the movement to the work position of a workpiece | work support part. 作業部の移動について説明する図である。It is a figure explaining the movement of a working part. 図5の6−6線断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. レーザの照射角について説明する図である。It is a figure explaining the irradiation angle of a laser. 本発明の実施例と過去の比較例との比較図である。It is a comparison figure of the Example of this invention, and the past comparative example. クランプ機構の変更例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a change of a clamp mechanism. 連結手段を説明する図である。It is a figure explaining a connection means. 実施例に係る穴あけ装置の側面図である。It is a side view of the drilling apparatus which concerns on an Example. 連結手段の作用を説明する図である。It is a figure explaining the effect | action of a connection means. 連結手段の変更例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a change of a connection means. 従来技術の基本原理を説明する図である。It is a figure explaining the basic principle of a prior art.

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.

図1に示されるように、穴あけ装置10は、基台11と、この基台11に支持されワーク(図3、符号66)を回転させるワーク回転機構12と、このワーク回転機構12に回転可能に支持されワークを支持するワーク支持部材13と、このワーク支持部材13の側面に設けられワークをクランプするワーククランプ機構14と、ワーク支持部材13の上方に回転可能且つ昇降可能に設けられワーク支持部材13の開口15に被せられる蓋部16と、基台11上に設けられた作業台17と、この作業台17に支持され蓋部16を回転させる蓋部回転機構18と、この蓋部回転機構18に接続され蓋部16を昇降させる昇降機構19と、この昇降機構19の下方に設けられ蓋部16を昇降する際に蓋部16の位置決めをする位置決めブロック21と、ワーク回転機構12やワーククランプ機構14に繋がれこれらを制御する制御機構22とからなる。   As shown in FIG. 1, the drilling device 10 is supported by a base 11, a work rotating mechanism 12 that is supported by the base 11 and rotates a work (reference numeral 66 in FIG. 3), and can be rotated by the work rotating mechanism 12. The workpiece support member 13 supported by the workpiece, the workpiece clamping mechanism 14 provided on the side surface of the workpiece support member 13 for clamping the workpiece, and the workpiece support member 13 provided above the workpiece support member 13 so as to be rotatable and movable up and down. A lid 16 that covers the opening 15 of the member 13, a work table 17 provided on the base 11, a lid rotation mechanism 18 that is supported by the work table 17 and rotates the lid 16, and the rotation of the lid An elevating mechanism 19 connected to the mechanism 18 and elevating the lid 16 and a positioning block 2 provided below the elevating mechanism 19 for positioning the lid 16 when elevating the lid 16 When, and a control mechanism 22 for controlling these tethered to work rotating mechanism 12 and the workpiece clamping mechanism 14.

ワーククランプ機構14は、クランプシリンダ23の先端に板体24が接続され、クランプシリンダ23を作動させることで、板体24を矢印(1)で示すように昇降させる。これにより、ワークのクランプ及びクランプ解除を操作する。   The work clamp mechanism 14 has a plate body 24 connected to the tip of the clamp cylinder 23 and operates the clamp cylinder 23 to raise and lower the plate body 24 as indicated by an arrow (1). Thus, the workpiece clamping and unclamping are operated.

詳細は後述するが、図に示されるような状態では、ワーク支持部材13内に配置されるワークがクランプされる。ここからクランプシリンダ23を作動させ板体24を上昇させることで、クランプ状態が解除される。   Although details will be described later, in a state as shown in the figure, the workpiece disposed in the workpiece support member 13 is clamped. The clamp state is released by operating the clamp cylinder 23 from here to raise the plate 24.

ワーク回転機構12は、基台11上に設けられるL字形の回転機構支持部26と、この回転機構支持部26に回転可能に支持されワーク支持部材13を支持するL字形のワーク回転テーブル27とからなる。
ワーク回転テーブル27は、矢印(2)で示すように回転軸28を中心に回動される。詳細は後述するが、この回転軸28は、ワーク支持部材13内のワークに接触する。即ち、ワークは、ワーク回転テーブル27の回転軸28上に配置される。
The workpiece rotation mechanism 12 includes an L-shaped rotation mechanism support portion 26 provided on the base 11, and an L-shaped workpiece rotation table 27 that is rotatably supported by the rotation mechanism support portion 26 and supports the workpiece support member 13. Consists of.
The work rotation table 27 is rotated around the rotation shaft 28 as indicated by an arrow (2). Although details will be described later, the rotating shaft 28 contacts the workpiece in the workpiece support member 13. That is, the work is disposed on the rotation shaft 28 of the work rotation table 27.

昇降機構19は、蓋部昇降シリンダ32が矢印(3)に示すように上方下方に作動することにより、蓋部16と、この蓋部16を支持する蓋部支持体33と、この蓋部支持体33の底面に配置される位置決めピン34が一体的に昇降される。   The elevating mechanism 19 is configured such that the lid raising / lowering cylinder 32 operates upward and downward as indicated by an arrow (3), whereby the lid 16, the lid support 33 that supports the lid 16, and the lid support. The positioning pin 34 disposed on the bottom surface of the body 33 is moved up and down integrally.

図に示す状態から蓋部昇降シリンダ32を作動させ、蓋部16、蓋部支持体33、位置決めピン34を降下させる。蓋部16はワーク支持部材13に被せられ、位置決めピン34は位置決めブロック21に挿入される。   The lid raising / lowering cylinder 32 is operated from the state shown in the figure, and the lid 16, the lid support 33, and the positioning pins 34 are lowered. The lid portion 16 is put on the work support member 13, and the positioning pins 34 are inserted into the positioning block 21.

蓋部回転機構18は、蓋部16を水平方向に旋回させるための蓋部回転モータ36と、この蓋部回転モータ36の上面に配置され蓋部昇降シリンダ32を支持するための支持柱37とからなる。
蓋部回転モータ36を作動させることにより、矢印(4)に示すように支持柱37が回転軸38を中心に回転する。これにより支持柱37に支持される蓋部昇降シリンダ32、蓋部支持体33、蓋部16、位置決めピン34が一体的に回動される。
The lid rotation mechanism 18 includes a lid rotation motor 36 for turning the lid 16 in the horizontal direction, and a support column 37 for supporting the lid lifting cylinder 32 disposed on the upper surface of the lid rotation motor 36. Consists of.
By operating the lid rotation motor 36, the support column 37 rotates around the rotation shaft 38 as shown by the arrow (4). As a result, the lid lifting cylinder 32, the lid support 33, the lid 16, and the positioning pin 34 supported by the support pillar 37 are integrally rotated.

ワーク回転テーブル27を回転軸28廻りに回転させる(矢印(2))際に、蓋部16にクランプシリンダ23が接触しないようにする必要がある。蓋部16等を想像線で示す待機位置39に移動させておくことで接触を防ぐ。
次図で本発明の要部について説明する。
When the work rotary table 27 is rotated around the rotary shaft 28 (arrow (2)), it is necessary to prevent the clamp cylinder 23 from coming into contact with the lid portion 16. Contact is prevented by moving the lid 16 and the like to a standby position 39 indicated by an imaginary line.
The main part of the present invention will be described with reference to the following figure.

図2に示すように、蓋部16は、上面の支持枠42に支持されレーザ光を通す透過板43と、この透過板43を通過したレーザ光が通過する通路44とを備える。この通路44を通過したレーザ光により照射されるワークを、収容する照射室63の空間を形成する隔壁41に、当該通路44が開口している。更に、蓋部16は、この通路44に繋げられガス供給手段45から供給される圧縮ガスが通される圧縮ガス供給路46と、ノズル状に形成されレーザ光が照射される方向に必ず向けられて配置される先端部48と、この先端部48からレーザ光の照射により発生するちりを吸い込む排出手段49と、ワーク支持部材13に蓋部16を被せた際にワーク支持部材13に接触するシール材51とを備える。   As shown in FIG. 2, the lid portion 16 includes a transmission plate 43 that is supported by an upper support frame 42 and transmits laser light, and a passage 44 through which the laser light that has passed through the transmission plate 43 passes. The passage 44 is opened in the partition wall 41 that forms the space of the irradiation chamber 63 that accommodates the workpiece irradiated with the laser light that has passed through the passage 44. Further, the lid portion 16 is connected to the passage 44, and a compressed gas supply path 46 through which the compressed gas supplied from the gas supply means 45 passes, and is always directed in the direction of being formed in a nozzle shape and irradiated with laser light. A tip portion 48 arranged in this manner, discharge means 49 for sucking dust generated by laser light irradiation from the tip portion 48, and a seal that contacts the work support member 13 when the work support member 13 is covered with the lid portion 16. The material 51 is provided.

なお、レーザ光の照射により発生するちりとは、プリュームと呼ばれる、レーザ加工時にワークの表面の金属が熱で蒸発してできた金属蒸気や、イオン化した混合気体のことである。
また、矢印(1)と矢印(3)は、図1の矢印(1)、矢印(3)と同じである。
Note that dust generated by laser light irradiation is a metal vapor called a plume, which is a metal vapor formed by evaporation of metal on the surface of a workpiece by heat during laser processing, or an ionized mixed gas.
The arrows (1) and (3) are the same as the arrows (1) and (3) in FIG.

蓋部16は、上部基体52と下部基体53とから構成され、シール材51はこれらの上部基体52と下部基体53とに挟まれるように配置される。
ガス供給手段45から供給されるガスとしては、空気の他、窒素等の不活性ガスを用いることもでき、圧縮ガスの種類は問わない。
The lid portion 16 is composed of an upper base 52 and a lower base 53, and the sealing material 51 is disposed so as to be sandwiched between the upper base 52 and the lower base 53.
As the gas supplied from the gas supply means 45, an inert gas such as nitrogen can be used in addition to air, and the type of compressed gas is not limited.

一方、ワーク支持部材13は、シール材51に接触する外壁部47と、隔壁41に対向する位置に照射室63の空間を形成する内壁部54を有する凹部62と、この凹部62の底部にワークが載置される第1ワークポケット55と、この第1ワークポケット55に向かって先端が延ばされる超音波振動子を用いた振動機構56と、この振動機構56の先端付近に繋げられ第1ワークポケット55の下側を低圧にする低圧手段(詳細は後述)とからなる。   On the other hand, the workpiece support member 13 includes an outer wall portion 47 that contacts the sealing material 51, a concave portion 62 having an inner wall portion 54 that forms a space of the irradiation chamber 63 at a position facing the partition wall 41, and a workpiece at the bottom of the concave portion 62. Is placed on the first work pocket 55, the vibration mechanism 56 using an ultrasonic vibrator whose tip extends toward the first work pocket 55, and the first work pocket connected to the vicinity of the tip of the vibration mechanism 56. It comprises low pressure means (details will be described later) for lowering the lower side of the pocket 55.

板体24を降下させることにより、この板体24に接続される支持板57、支持柱58、58、クランプ板59が一体的に降下される。ワークは、想像線で示すようにクランプ板59の下面に形成される第2ワークポケット61と、第1ワークポケット55でクランプされる。   By lowering the plate body 24, the support plate 57, the support columns 58 and 58, and the clamp plate 59 connected to the plate body 24 are integrally lowered. The work is clamped by the second work pocket 61 and the first work pocket 55 formed on the lower surface of the clamp plate 59 as indicated by an imaginary line.

この後、矢印(3)で示すように蓋部16を降下させワーク支持部材13に被せる。このとき蓋部16とワーク支持部材13とで囲われた領域が、レーザ光の照射を行う照射室63である。即ち、ガス供給手段45は、照射室63に繋げられ照射室63内に圧縮ガスを供給するということができる。また、排出手段49は、ノズル状に形成された先端部48が照射室63内に伸ばされているということができる。
次図でワークのセットについて説明する。
Thereafter, as shown by the arrow (3), the lid portion 16 is lowered and placed on the work support member 13. At this time, a region surrounded by the lid 16 and the work support member 13 is an irradiation chamber 63 that performs laser light irradiation. That is, it can be said that the gas supply means 45 is connected to the irradiation chamber 63 and supplies the compressed gas into the irradiation chamber 63. Further, it can be said that the discharge means 49 has a tip 48 formed in a nozzle shape extended into the irradiation chamber 63.
The work set will be explained with the following figure.

図3(a)に示すように振動機構56の先端が上を向いている状態から、ワーク回転テーブル(図1、符号27)を作動させ、振動機構56の先端が下を向く、図3(b)に示す状態にワーク支持部材13を回転させる。
なお、図3は回転軸28が図面表裏に延びる方向からワーク支持部材13を見ている。
As shown in FIG. 3 (a), the workpiece rotary table (FIG. 1, reference numeral 27) is operated from the state where the tip of the vibration mechanism 56 faces upward, and the tip of the vibration mechanism 56 faces downward. The work support member 13 is rotated in the state shown in b).
In FIG. 3, the work support member 13 is viewed from the direction in which the rotary shaft 28 extends from the front and back of the drawing.

次に(b)に示す状態で、前述の第1ワークポケット55における振動機構56側を低圧にする低圧手段64を作動させる。そして、レーザ光で溶融しないジルコニア製ボールを充填体65として、ワーク66の中空部67に充填し、第1ワークポケット55に配置する。   Next, in the state shown in (b), the low pressure means 64 that operates the low pressure on the vibration mechanism 56 side in the first work pocket 55 is operated. Then, a zirconia ball that is not melted by the laser beam is filled in the hollow portion 67 of the work 66 as the filling body 65 and disposed in the first work pocket 55.

このとき、低圧手段64の作用により、ワーク66には上向きに引っ張られる力が掛かる。従って、クランプ板59でクランプする前にワーク66から手を離しても、ワーク66が落下することはない。   At this time, due to the action of the low pressure means 64, a force to be pulled upward is applied to the work 66. Therefore, even if the hand is released from the work 66 before clamping with the clamp plate 59, the work 66 does not fall.

充填体65たるジルコニア製ボールは、酸化物セラミックであるジルコニアからなる。周知の通りジルコニアは、融点が極めて高く、このためレーザ光が入射しても溶融することはない。なお、充填体65においてレーザ光が入射した箇所は、崩壊を起こす。その結果微粉末が発生する。   The zirconia balls as the filler 65 are made of zirconia, which is an oxide ceramic. As is well known, zirconia has an extremely high melting point, so that it does not melt even when laser light is incident. It should be noted that the location where the laser beam is incident on the filler 65 causes collapse. As a result, fine powder is generated.

なお、充填体にはジルコニア製ボールの他に、粉体を用いることもできる。即ち、ジルコニア製の粉体を含む充填体65の直径は、レーザ光の照射時間や発振周波数に基づいて設定される。換言すると、レーザ光が照射される前のジルコニア製の充填体65の体積をV、パルス毎に崩壊する体積をZ、レーザ光の発振周波数をf、レーザ光の照射時間をt、とするとき、最低限必要な充填体の半径Rは、下記の式(1)で表されるとおりである。
R={3V−tfZ/4π}1/3・・・(1)
In addition to the zirconia balls, powder can be used for the filler. That is, the diameter of the filler 65 containing zirconia powder is set based on the irradiation time and the oscillation frequency of the laser light. In other words, the volume of the filling body 65 made of zirconia before irradiation with the laser beam is V 0 , the volume that collapses for each pulse is Z, the oscillation frequency of the laser beam is f, and the irradiation time of the laser beam is t. At this time, the minimum required radius R of the filler is as represented by the following formula (1).
R = {3V 0 -tfZ / 4π} 1/3 (1)

更に換言すると、充填体65としては、式(1)で求められる半径Rよりも半径が大きいものが選定される。また、式(1)のパルス毎に崩壊する体積Zは、予め実験により求められる体積であるから、ジルコニア製の粉体を含む充填体以外のもので、例えば素材がジルコニアの充填体であっても予め実験によりパルス毎に崩壊する体積Zが求めることができれば選定することができる。   In other words, the filler 65 having a larger radius than the radius R obtained by the equation (1) is selected. In addition, the volume Z that collapses for each pulse of the formula (1) is a volume that is obtained in advance by experiments, so that it is other than a packing containing powder made of zirconia, for example, a packing made of zirconia. Also, if the volume Z that collapses for each pulse can be obtained in advance by experiment, it can be selected.

なお、レーザ光がワークに照射される間に、該ワークの壁部に貫通穴を形成して、該貫通穴を通る該レーザ光が、貫通穴が形成された壁部と対向するワークの内周面に到達することを回避するべく、充填体65は設けられたものであり、レーザ光を照射して溶融しないもので且つ、前記ワークに形成される貫通穴の直径、及び上述の式(1)で求められるRよりも半径が大きいものであれば、充填体の素材、形状は特に限定されない。   While the workpiece is irradiated with the laser beam, a through hole is formed in the wall portion of the workpiece, and the laser beam passing through the through hole passes through the wall portion in which the through hole is formed. In order to avoid reaching the peripheral surface, the filler 65 is provided and does not melt when irradiated with laser light, and the diameter of the through hole formed in the workpiece, and the above formula ( The material and shape of the filler are not particularly limited as long as the radius is larger than R obtained in 1).

貫通穴の直径は3μm〜200μmであり、少なくとも貫通穴よりも大きい粉体を用いる必要があり、ジルコニア製ボールを用いる場合、ジルコニア製ボールの直径は直径30μm〜20mmであることが望ましい。   The diameter of the through hole is 3 μm to 200 μm, and it is necessary to use a powder that is at least larger than the through hole. When a zirconia ball is used, the diameter of the zirconia ball is preferably 30 μm to 20 mm.

次に(c)の矢印(1)で示すようにクランプ板59を上昇させて、ワーク66をクランプする。これでワーク66のセットが完了する。
この図に示されるとおり、低圧手段64は、中空部67に繋げられ、この中空部67の気圧を壁部68の外側よりも低くしている。
Next, as shown by arrow (1) in (c), the clamp plate 59 is raised to clamp the workpiece 66. This completes the setting of the workpiece 66.
As shown in this figure, the low pressure means 64 is connected to the hollow portion 67, and makes the air pressure of the hollow portion 67 lower than the outside of the wall portion 68.

低圧手段64により、中空部67の気圧を壁部68の外側よりも低くする。これにより、ワーク66を低圧側に引っ張る力が作動する。穴あけ前には、この力によりワーク66がしっかり抑えられる。
次図でワーク支持部の作業位置までの移動について説明する。
The air pressure in the hollow portion 67 is made lower than the outside of the wall portion 68 by the low pressure means 64. Thereby, the force which pulls the workpiece | work 66 to the low voltage | pressure side act | operates. Prior to drilling, this force holds the workpiece 66 firmly.
Next, the movement of the work support part to the work position will be described.

図4(a)に示されるように、ワーク66をクランプした後は、ワーク回転テーブル(図1、符号27)を作動させ、(b)に示すように再び振動機構56の先端が上向きになるような位置まで、ワーク支持部材13を移動させる。
次図で、ワーク支持部材13に蓋部16を被せる際の作用について説明する。
As shown in FIG. 4A, after clamping the work 66, the work rotation table (FIG. 1, reference numeral 27) is operated, and the tip of the vibration mechanism 56 is again directed upward as shown in FIG. 4B. The workpiece support member 13 is moved to such a position.
Next, the operation when the work support member 13 is covered with the lid 16 will be described.

図5に示されるように、待機位置(図1、符号39)からワーク支持部材13の上に蓋部16を移動させ、その後、矢印(3)で示すように蓋部16を降下させる。この動作により、蓋部16の隔壁41及びシール材51、並びにワーク支持部材13の内壁部54及びクランプ板59の上面により照射室63が形成される。即ち、照射室63は、ワーク支持部材13の開口15に蓋部16を被せることで形成される領域ということができる。照射室63を形成した上で、ワークにレーザ光を照射する。   As shown in FIG. 5, the lid portion 16 is moved onto the workpiece support member 13 from the standby position (FIG. 1, reference numeral 39), and then the lid portion 16 is lowered as indicated by an arrow (3). By this operation, an irradiation chamber 63 is formed by the partition wall 41 and the sealing material 51 of the lid portion 16 and the upper surfaces of the inner wall portion 54 and the clamp plate 59 of the work support member 13. That is, the irradiation chamber 63 can be said to be an area formed by covering the opening 15 of the work support member 13 with the lid portion 16. After the irradiation chamber 63 is formed, the workpiece is irradiated with laser light.

図6に示すようにレーザ光70を照射する際は、ガス供給手段45で圧縮ガスを供給しつつ、レーザ光70を照射することにより発生するちりを排出手段49で排出する。ガス供給手段45で圧縮ガスを供給することにより照射室63内の気圧は高くなる。このため、排出手段49を作動させることにより、照射室63内を大気圧と同じ気圧に保つことができる。
振動機構56、低圧手段64、ガス供給手段45及び排出手段49は、それぞれが接続される制御機構22によって制御され、作動される。
As shown in FIG. 6, when the laser beam 70 is irradiated, dust generated by irradiating the laser beam 70 is discharged by the discharge unit 49 while the compressed gas is supplied by the gas supply unit 45. By supplying the compressed gas with the gas supply means 45, the atmospheric pressure in the irradiation chamber 63 increases. For this reason, by operating the discharge means 49, the inside of the irradiation chamber 63 can be maintained at the same atmospheric pressure as the atmospheric pressure.
The vibration mechanism 56, the low pressure means 64, the gas supply means 45, and the discharge means 49 are controlled and operated by the control mechanism 22 to which each is connected.

レーザ光は、ナノ秒レーザ光やピコ秒レーザ光を用いることができる。また、レーザ加工ヘッドにナノ秒レーザ光の照射機及びピコ秒レーザ光の照射機の両方を支持させることもできる。この場合には、ナノ秒レーザ光により大まかな穴あけを行った後、ピコ秒レーザ光で仕上げを行うことにより、精度の高い穴あけ作業を短時間で行うことができる。   As the laser light, nanosecond laser light or picosecond laser light can be used. Further, the laser processing head can support both the nanosecond laser light irradiation device and the picosecond laser light irradiation device. In this case, after performing rough drilling with nanosecond laser light, finishing with picosecond laser light enables highly accurate drilling operations to be performed in a short time.

図7(a)に示すように、レーザ光70に対して、振動機構56の軸線L1がなす角度θを、ワーク回転テーブル(図1符号27)を回転させることにより変えることができる。例えば、(a)の場合のθ1は27°で、これを回転させることにより(b)に示すようにθ2を45°とすることができる。
これにより、ワーク66に対してレーザ光70の当たる照射角度を変えることができる。
As shown in FIG. 7A, the angle θ formed by the axis L1 of the vibration mechanism 56 with respect to the laser beam 70 can be changed by rotating the work rotation table (reference numeral 27 in FIG. 1). For example, θ1 in the case of (a) is 27 °, and by rotating this, θ2 can be set to 45 ° as shown in (b).
Thereby, the irradiation angle at which the laser beam 70 strikes the workpiece 66 can be changed.

図面表裏方向に延びる回転軸28上にワーク66が配置される。これにより、照射されるレーザ光70に対するワーク66の角度は、ワーク回転テーブルを回動させることにより変えることができる。即ち、様々な角度からの穴あけを行うために、回動機構を作動させるだけでよい。1台の装置で、様々な角度に穴あけを行うことができ有益である。   A workpiece 66 is disposed on a rotary shaft 28 extending in the front and back direction of the drawing. Thereby, the angle of the workpiece 66 with respect to the irradiated laser beam 70 can be changed by rotating the workpiece rotary table. That is, it is only necessary to actuate the rotation mechanism in order to make holes from various angles. It is beneficial to drill at various angles with a single device.

仮に、回転軸28に対してワーク66を離して配置した場合は、ワーク支持部材13を回転させることにより、ワーク66は大きく移動し、レーザ光70の照射されない位置までワーク66が移動してしまう。ワーク66はワーク支持部材13により回転軸28上に支持される。ワーク66が回転軸28上に支持されることで、ワーク66は同じ位置で回転される。同じ位置で回転するため、回転させた後に別途ワーク66の高さを調整する必要がない。即ち、ワーク66の高さ等を調整するための機器を設ける必要がなく、部品点数の削減に寄与する。   If the workpiece 66 is arranged away from the rotary shaft 28, the workpiece 66 moves greatly by rotating the workpiece support member 13, and the workpiece 66 moves to a position where the laser beam 70 is not irradiated. . The workpiece 66 is supported on the rotating shaft 28 by the workpiece support member 13. Since the workpiece 66 is supported on the rotary shaft 28, the workpiece 66 is rotated at the same position. Since it rotates in the same position, it is not necessary to adjust the height of the workpiece | work 66 separately after rotating. That is, it is not necessary to provide a device for adjusting the height or the like of the workpiece 66, which contributes to a reduction in the number of parts.

図8(a)に示すように、排出手段49を作動させながらワーク66にレーザ光70を照射することにより、被照射部71で発生するちり72を素早く回収することが出来る。
貫通穴((c)、符号75)が形成されるまでの間、制御機構は、照射室63内の気圧が、中空部67の気圧よりも高く且つ大気圧以下にするように制御している。
As shown in FIG. 8A, the dust 72 generated in the irradiated portion 71 can be quickly recovered by irradiating the workpiece 66 with the laser beam 70 while operating the discharge means 49.
Until the through hole ((c), symbol 75) is formed, the control mechanism controls the atmospheric pressure in the irradiation chamber 63 to be higher than the atmospheric pressure of the hollow portion 67 and lower than the atmospheric pressure. .

即ち、ガス供給手段45の単位時間当たりのガスの供給量よりも多く排出手段49で吸引している。加えて、この排出手段49の単位時間当たりの吸引量よりも多く、低圧手段64で吸引している。
気圧の差を生じさせることにより照射室63内に気流が発生する。この気流により効率よくちりが外部へ排出される。
That is, the discharge means 49 sucks more gas than the gas supply means 45 supplies per unit time. In addition, the suction means 49 sucks more than the suction amount per unit time and is sucked by the low pressure means 64.
An air flow is generated in the irradiation chamber 63 by causing a difference in atmospheric pressure. Dust is efficiently discharged to the outside by this airflow.

一方、(b)に示すように、排出手段を有しない比較例では、蒸発したちり72がその場に止まることにより、穴に再付着することがある。従って、再付着したちり73を再度削りながら穴あけを行うため、時間がかかる。
即ち、(a)に示すように排出手段49を作動させながらワーク66にレーザ光70を照射することにより、ちり72の再付着を防ぐことができ、早く穴を貫通させることができる。
On the other hand, as shown in (b), in the comparative example having no discharging means, the evaporation trap 72 may be reattached to the hole by stopping in place. Therefore, it takes time to perform the drilling while re-attaching the adhesive 73 again.
That is, as shown in (a), by irradiating the workpiece 66 with the laser beam 70 while operating the discharge means 49, the reattachment of the dust 72 can be prevented and the hole can be penetrated quickly.

換言すると、穴あけ装置は、図示しない制御機構を備え、照射室63を、大気圧若しくは大気圧よりも若干低圧に保った状態にすることができる。前記いずれかの状態で図示しないレーザ加工ヘッドからレーザ光70を発射し、中空状のワーク66の外側面に照射する。加工によりちり(プリューム)72が発生する。   In other words, the drilling device includes a control mechanism (not shown), and the irradiation chamber 63 can be kept at atmospheric pressure or a state slightly lower than atmospheric pressure. In any of the above states, a laser beam 70 is emitted from a laser processing head (not shown), and is irradiated on the outer surface of the hollow workpiece 66. Dust (plume) 72 is generated by processing.

なお、貫通穴75が形成されるまでは、照射室63に気体の逃げ場がない場合(b)は、加圧しすぎると加工が透過板43または密閉部材に負荷をかける。また、加圧しすぎると空気がちり72を押さえてしまい、加工されるべき箇所からちり72が除去されずに、そのちり72がレーザ光70を遮ってしまうおそれがある。更に換言すると、加圧しすぎない方が加工が進むからである。   In the case where there is no gas escape in the irradiation chamber 63 until the through hole 75 is formed, the processing places a load on the transmission plate 43 or the sealing member if the pressure is excessively increased (b). Further, if the pressure is excessively applied, the air may suppress the dust 72, and the dust 72 may be blocked from the laser light 70 without being removed from the portion to be processed. In other words, the process proceeds when the pressure is not excessively increased.

(c)に示すように貫通穴75が形成されると、レーザ光70は充填体65に衝突する。この衝突により、充填体65はレーザ光70のエネルギを吸収する。充填体65がエネルギを吸収することにより、レーザ光70が内周面76に照射されることを防ぐことができる。   When the through hole 75 is formed as shown in (c), the laser beam 70 collides with the filler 65. Due to this collision, the filler 65 absorbs the energy of the laser beam 70. Since the filler 65 absorbs energy, the inner circumferential surface 76 can be prevented from being irradiated with the laser beam 70.

また、レーザ光70を照射された充填体65は、振動機構56により振動を与えられている。例えば、このときの振動周波数は30kHZ〜100kHzであり、振幅は5μm〜30μmである。この振動により充填体65が動かされ、レーザ光70の照射される場所を少しずつ変えることができる。   Further, the filling body 65 irradiated with the laser beam 70 is given vibration by the vibration mechanism 56. For example, the vibration frequency at this time is 30 kHz to 100 kHz, and the amplitude is 5 μm to 30 μm. The filler 65 is moved by this vibration, and the place where the laser beam 70 is irradiated can be changed little by little.

具体的には、このような振動条件の下では、図8(c)における鉛直方向に沿って約0.1mm上方移動ないし下方移動しながら、回転動作をすることができる。即ち、レーザ光70の照射される場所が充填体65の1箇所に集中しないようにすることにより、レーザ光70によるダメージの分散を図ることができ、充填体65の長寿命化を図ることができる。   Specifically, under such vibration conditions, the rotating operation can be performed while moving upward or downward by about 0.1 mm along the vertical direction in FIG. That is, by preventing the laser beam 70 from being focused on one place of the filling body 65, damage caused by the laser light 70 can be dispersed, and the life of the filling body 65 can be extended. it can.

レーザ光70での加工が進むと、(c)に示すように貫通穴75が形成され、その後は、弁77を閉じ、排出手段49を停止させる。穴が貫通した後は、低圧手段64によりちり72が回収される。穴あけ後には、低圧手段64によりレーザ光70の照射により発生したちり72が回収され、貫通穴75付近にちり72が留まらない。   When processing with the laser beam 70 proceeds, a through hole 75 is formed as shown in FIG. 3C, and thereafter, the valve 77 is closed and the discharge means 49 is stopped. After the hole penetrates, the dust 72 is collected by the low pressure means 64. After the drilling, the dust 72 generated by the irradiation of the laser beam 70 is recovered by the low pressure means 64, and the dust 72 does not stay near the through hole 75.

なお、(a)の状態では、内周面76で形成されるワークの中空部の気圧を、ワークの壁部68の外側よりも低くされて制御されている。そして、(c)に示すように貫通穴75が形成されると、圧力差で空気がワークの中空部内を矢印の用に流れ、この流れに伴いちり72は低圧手段に押し流される。   In the state (a), the air pressure in the hollow portion of the workpiece formed by the inner peripheral surface 76 is controlled to be lower than the outside of the wall portion 68 of the workpiece. When the through hole 75 is formed as shown in (c), air flows in the hollow portion of the work as indicated by the arrow due to the pressure difference, and the dust 72 is pushed away by the low pressure means along with this flow.

また、弁77を切替えると、照射室63は(a)の状態よりも気圧が高圧になり、照射室63の気圧とワークの中空部の気圧との圧力差が更に大きくなり、図(c)の矢印のように示されるワークの中空部内の空気の流れがよりいっそう円滑になる。
ちり72の貫通穴75付近への再付着を防ぐことができ、作業の効率化を図ることができる。
When the valve 77 is switched, the pressure in the irradiation chamber 63 becomes higher than that in the state (a), and the pressure difference between the pressure in the irradiation chamber 63 and the pressure in the hollow portion of the workpiece is further increased, and FIG. The air flow in the hollow portion of the work indicated by the arrow of FIG.
Reattachment of the dust 72 to the vicinity of the through hole 75 can be prevented, and work efficiency can be improved.

貫通穴75が形成された後は、排出手段49の排出機能を停止させる。これにより、気流がガス供給手段45から低圧手段64に向かう気流のみになる。ちり72を排出するための気流を一つに絞ることにより、効率よくちり72を外部へ排出することができる。   After the through hole 75 is formed, the discharge function of the discharge means 49 is stopped. As a result, the airflow is only the airflow from the gas supply means 45 toward the low pressure means 64. By restricting the airflow for discharging the dust 72 to one, the dust 72 can be efficiently discharged to the outside.

充填体65の大きさは30μm〜20mmであって、振動機構56が発振する振動周波数は30kHz〜100kHzであり、発振の際の振幅は5μm〜30μmである。充填体65の大きさは30μm〜20mmである。この大きさであれば、ワーク66に燃料噴射ノズルを用いた場合に中空部67内に充填体を振動させるための程良いスペースが空く。また、前述の振動条件で振動させることにより充填体65をよく振動させることができるため、充填体65の長寿命化を図ることができる。   The size of the filler 65 is 30 μm to 20 mm, the vibration frequency oscillated by the vibration mechanism 56 is 30 kHz to 100 kHz, and the amplitude at the time of oscillation is 5 μm to 30 μm. The size of the filler 65 is 30 μm to 20 mm. With this size, when a fuel injection nozzle is used for the workpiece 66, a suitable space for vibrating the filler in the hollow portion 67 is vacated. In addition, since the filling body 65 can be vibrated well by vibrating under the above-described vibration conditions, the life of the filling body 65 can be extended.

(d)の比較例に示すように、充填体を充填しない場合は、レーザ光70がワーク66の内周面76に接触し、その部分を除去してしまう。
ところで、ワークをクランプするクランプ機構(図1、符号11)は、次図で説明する構成とすることもできる。詳細を次図で説明する。
As shown in the comparative example of (d), when the filler is not filled, the laser beam 70 comes into contact with the inner peripheral surface 76 of the workpiece 66 and the portion is removed.
By the way, the clamp mechanism (FIG. 1, code | symbol 11) which clamps a workpiece | work can also be set as the structure demonstrated by the following figure. Details are described in the following figure.

図9に示されるように、クランプ機構に蝶ボルト78、78を用いた。蝶ボルト78、78を用いた場合はクランプ機構を簡易に構成することができる。
このようなクランプ機構を用いた場合であっても、充填体がエネルギを吸収することにより、レーザ光が内周面に照射されることを防ぐことができるという本発明の効果を得ることができる。
As shown in FIG. 9, butterfly bolts 78 and 78 were used for the clamping mechanism. When the butterfly bolts 78 and 78 are used, the clamp mechanism can be simply configured.
Even when such a clamp mechanism is used, it is possible to obtain the effect of the present invention that it is possible to prevent the laser beam from being irradiated onto the inner peripheral surface by the filler absorbing energy. .

ところで、本発明者らが穴あけ装置10を用いたところ、以下のことが分かった。図5に戻り説明する。
図5に示されるように、穴あけ作業を行う場合は、まず、矢印(5)で示すように照射室63内に圧縮ガスを送る。圧縮ガスが送られることで、照射室63内は高圧となる。高圧になると、白抜き矢印で示すように、蓋部16には上方に向かって浮くような力が働き、ワーク支持部13には下方に向かって沈むような力が働く。
By the way, when the present inventors used the drilling apparatus 10, the following thing was understood. Returning to FIG.
As shown in FIG. 5, when performing a drilling operation, first, compressed gas is sent into the irradiation chamber 63 as indicated by an arrow (5). By sending the compressed gas, the inside of the irradiation chamber 63 becomes a high pressure. When the pressure becomes high, as indicated by the white arrow, a force that floats upward acts on the lid portion 16, and a force that sinks downward acts on the work support portion 13.

白抜き矢印で示す力で、蓋部16を支持する蓋部支持体(図1、符号33)や、ワーク支持部13を支持するワーク回転テーブル(図1、符号27)が撓み得ることが分かった。仮に、撓んだ場合は、ワーク66の位置がずれ、穴が開けられる位置もずれることとなる。即ち、穴あけ装置10に、さらにワーク66の移動を防ぐことができる機能を付加することを知見した。ワークの移動を防ぐための対策について、詳細を次図で説明する。   It can be seen that the force indicated by the hollow arrow can bend the lid support body (FIG. 1, reference numeral 33) supporting the lid section 16 and the work rotation table (FIG. 1, reference numeral 27) supporting the work support section 13. It was. If it is bent, the position of the workpiece 66 is shifted, and the position where the hole is opened is also shifted. That is, it has been found that a function that can further prevent the movement of the workpiece 66 is added to the drilling device 10. The measures for preventing the movement of the workpiece will be described in detail with the following figure.

図10に示すように、穴あけ装置80は、回転機構(図1、符号12)のワーク回転テーブル27に支持されたブラケット81と、このブラケット81の上部に設けられた差込み穴82、82に差込まれることで支持される連結手段としてのシリンダユニット83、83とが備えられる。   As shown in FIG. 10, the drilling device 80 is inserted into a bracket 81 supported by the work rotation table 27 of the rotation mechanism (FIG. 1, reference numeral 12) and insertion holes 82 and 82 provided on the upper portion of the bracket 81. Cylinder units 83 and 83 are provided as connecting means supported by being inserted.

ブラケット81は、ワーク回転テーブル27の上面に立てられる支柱部84、84と、これらの支柱部84、84間に架けられ上面でワーク支持部材13の本体13aを支持する梁部85とからなる。梁部85の中央には振動機構56を通すための穴部86が設けられる。   The bracket 81 includes support portions 84 and 84 that are erected on the upper surface of the work rotation table 27, and a beam portion 85 that is spanned between the support portions 84 and 84 and supports the main body 13a of the work support member 13 on the upper surface. A hole 86 for passing the vibration mechanism 56 is provided at the center of the beam 85.

シリンダユニット83は、差込み穴82に差込まれる本体部88と、この本体部88の移動を規制するために支柱部84に接触するストッパ部89と、このストッパ部89とは逆側に形成される雄ねじ部91と、この雄ねじ部91に螺合され本体部88の移動を規制するナット92とからなる。   The cylinder unit 83 is formed on a side opposite to the main body portion 88 inserted into the insertion hole 82, a stopper portion 89 that contacts the support column portion 84 to restrict the movement of the main body portion 88, and the stopper portion 89. And a nut 92 that is screwed into the male screw portion 91 and restricts the movement of the main body portion 88.

シリンダユニット83は、ロッド93が回転機構(図1、符号12)の回転軸28上に沿って設けられ、ロッド93の先端が蓋部16の係合穴94に着脱自在に設けられる。ロッド93の進退は制御部22で制御される。   In the cylinder unit 83, the rod 93 is provided along the rotation shaft 28 of the rotating mechanism (FIG. 1, reference numeral 12), and the tip of the rod 93 is provided in the engagement hole 94 of the lid portion 16 in a detachable manner. The forward / backward movement of the rod 93 is controlled by the control unit 22.

図11に示すように、昇降機構19及び蓋部回転機構18が設けられる位置を、ブラケット81の配置スペースを確保するため、図1の穴あけ装置と比べ変更した。それぞれの機構が設けられる位置を除き、各機構の機能は図1に示す穴あけ装置(図1、符号10)と同様である。   As shown in FIG. 11, the positions where the elevating mechanism 19 and the lid rotating mechanism 18 are provided are changed compared to the drilling device of FIG. 1 in order to secure the arrangement space of the bracket 81. Except for the position where each mechanism is provided, the function of each mechanism is the same as that of the drilling device (FIG. 1, reference numeral 10) shown in FIG.

ブラケット81の支柱部84は、台形状を呈する。台形状とすることで、下部の面積を広く取ることができ、ワーク回転テーブル27に確実に支持される。一方、上部の面積を小さくすることで、蓋部16の移動時における蓋部16への干渉を防止できる。
連結手段としてのシリンダユニット83の作用を次図で詳細に説明する。
The support column 84 of the bracket 81 has a trapezoidal shape. By using the trapezoidal shape, the area of the lower part can be widened and the workpiece rotating table 27 is reliably supported. On the other hand, by reducing the area of the upper portion, it is possible to prevent interference with the lid 16 when the lid 16 is moved.
The operation of the cylinder unit 83 as the connecting means will be described in detail with reference to the next drawing.

図12に示すように、シリンダユニット83(連結手段)は、ガス供給手段45により圧縮ガスが照射室63へ供給される前に蓋部16に係合し、排出手段(図10、符号49)により圧縮ガスが照射室63から排出された後に蓋部16との係合を解く。   As shown in FIG. 12, the cylinder unit 83 (connecting means) engages with the lid 16 before compressed gas is supplied to the irradiation chamber 63 by the gas supply means 45, and discharge means (49 in FIG. 10). Thus, after the compressed gas is discharged from the irradiation chamber 63, the engagement with the lid portion 16 is released.

圧縮ガスが照射室63内へ供給されることで、照射室63内のガス圧が高まる。圧縮ガスは、白抜き矢印で示すように、ワーク支持部材13を押し下げる方向及び蓋部16を押し上げる方向に作用する。   Supplying the compressed gas into the irradiation chamber 63 increases the gas pressure in the irradiation chamber 63. The compressed gas acts in the direction of pushing down the work support member 13 and the direction of pushing up the lid 16 as indicated by the white arrow.

ワーク回転テーブル27(回転機構)に支持されたシリンダユニット83は、蓋部16に設けられた係合穴94にロッド93が係合することで、蓋部16に係合する。蓋部16に係合することで、ワーク支持部材13の下方に移動しようとする力が、蓋部16の押し上げられる力で打ち消される。打ち消すことで、ワーク支持部材13の下方向への移動を防ぎ、ワーク66の移動も防ぐことができる。   The cylinder unit 83 supported by the work rotation table 27 (rotation mechanism) is engaged with the lid portion 16 by engaging the rod 93 with an engagement hole 94 provided in the lid portion 16. By engaging with the lid part 16, the force to move downward of the work support member 13 is canceled by the force by which the lid part 16 is pushed up. By canceling, the downward movement of the work support member 13 can be prevented, and the movement of the work 66 can also be prevented.

圧縮ガスが照射室63内に供給されている間が、最もワーク支持部材13の移動が起こりやすい。照射室63内の圧力が高い間にシリンダユニット83を用いることで、有効にワーク支持部材13及びワーク66の移動を防ぐことができる。ワーク66の移動を防ぐことで、正確な位置に穴あけを行うことができる。   While the compressed gas is being supplied into the irradiation chamber 63, the workpiece support member 13 is most likely to move. By using the cylinder unit 83 while the pressure in the irradiation chamber 63 is high, the movement of the workpiece support member 13 and the workpiece 66 can be effectively prevented. By preventing the workpiece 66 from moving, it is possible to make a hole at an accurate position.

シリンダユニット83を用いることで、ブラケット81と蓋部16との連結・解除を早急に行うことができる。
さらに、ブラケット81は、2本の支柱部84、84の間に梁部85を通してなる。梁部85を設けることで、ブラケット81の剛性を高めることができ、より確実にワーク支持部材13及びワーク66の移動を防ぐことができる。
By using the cylinder unit 83, the bracket 81 and the lid portion 16 can be quickly connected and released.
Further, the bracket 81 includes a beam portion 85 between the two support portions 84 and 84. By providing the beam portion 85, the rigidity of the bracket 81 can be increased, and the movement of the workpiece support member 13 and the workpiece 66 can be prevented more reliably.

図13に示すように、連結手段にピン96、96を用いた。作業者がリング状の把手部97を持ち、ストッパ部98が支柱部84に接触するまでロッド99を係合穴94に差込む。ピン96、96で蓋部16との係合を行うことによっても本発明の効果を得ることができる。   As shown in FIG. 13, pins 96 and 96 were used as connecting means. The operator holds the ring-shaped handle portion 97 and inserts the rod 99 into the engagement hole 94 until the stopper portion 98 comes into contact with the column portion 84. The effect of the present invention can also be obtained by engaging the lid portion 16 with the pins 96 and 96.

即ち、ピン96、96(連結手段)でブラケット81と蓋部16とを連結することで、蓋部16に対してワーク支持部材13を固定することができる。ワーク支持部材13を固定することでワーク66も固定され、正確な位置に穴をあけることができる。   That is, the work supporting member 13 can be fixed to the lid portion 16 by connecting the bracket 81 and the lid portion 16 with the pins 96 and 96 (connection means). By fixing the workpiece support member 13, the workpiece 66 is also fixed, and a hole can be formed at an accurate position.

加えて、連結手段はピン96、96が用いられる。ピン96、96であれば安価に調達することができ、部品の調達コストを低下させることができる。   In addition, pins 96 and 96 are used as the connecting means. The pins 96 and 96 can be procured at low cost, and the procurement cost of parts can be reduced.

尚、本発明に係る穴あけ装置は、実施の形態では燃料噴射ノズルに適用したが、細い貫通穴があけられる部材であれば、その他の機械部品等にも適用可能であり、用途はこれらに限られるものではない。   Although the drilling device according to the present invention is applied to the fuel injection nozzle in the embodiment, it can be applied to other mechanical parts as long as it is a member capable of drilling a thin through hole. It is not something that can be done.

本発明に係る穴あけ装置は、燃料噴射ノズルの穴あけに好適である。   The drilling device according to the present invention is suitable for drilling a fuel injection nozzle.

11…基台、12…ワーク回転機構、13…ワーク支持部材、15…開口、16…蓋部、22…制御機構、28…回転軸、45…ガス供給手段、48…先端部、49…排出手段、56…振動機構、63…照射室、64…低圧手段、65…充填体、66…ワーク、67…中空部、68…壁部、70…レーザ光、71…被照射部、72…ちり、75…貫通穴、80…穴あけ装置、81…ブラケット、83…シリンダユニット(連結手段)、96…ピン(連結手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Base, 12 ... Work rotation mechanism, 13 ... Work support member, 15 ... Opening, 16 ... Cover part, 22 ... Control mechanism, 28 ... Rotating shaft, 45 ... Gas supply means, 48 ... Tip part, 49 ... Discharge Means 56: Vibration mechanism 63 ... Irradiation chamber 64 ... Low pressure means 65 ... Filling body 66 ... Workpiece 67 ... Hollow part 68 ... Wall part 70 ... Laser light 71 ... Irradiated part 72 ... Dust , 75 ... through holes, 80 ... drilling device, 81 ... bracket, 83 ... cylinder unit (connecting means), 96 ... pins (connecting means).

Claims (7)

中空状のワークの外から中空部に向かってレーザ光を照射することにより、前記ワークの壁部に貫通穴を形成する穴あけ装置であって、
この穴あけ装置は、
基台に支持され、前記ワークを回動させるワーク回転機構と、
このワーク回転機構に支持され、前記ワークを前記ワーク回転機構の回転軸上で支持し、上面に開口が備えられたワーク支持部材と、
このワーク支持部材に対して昇降可能に設けられ、前記ワーク支持部材の開口に被せられる蓋部と、
この蓋部が前記開口に被せられてなる領域であって、前記ワークのうち前記レーザ光が照射される被照射部に向かって、前記レーザ光を導入する照射室と、
この照射室に繋げられ当該照射室内に圧縮ガスを供給するためのガス供給手段と、
前記照射室内へ先端部が伸ばされ前記レーザ光の照射により発生するちりを含め当該照射室内のガスを前記照射室の外へ排出する排出手段と、
前記ワーク回転機構から前記ワーク支持部材の外側方を通って延びるブラケットと、
このブラケットの上部と前記蓋部とを着脱自在に連結する連結手段とを備えたことを特徴とする穴あけ装置。
A drilling device that forms a through hole in the wall portion of the workpiece by irradiating a laser beam toward the hollow portion from the outside of the hollow workpiece,
This drilling device
A workpiece rotation mechanism that is supported by a base and rotates the workpiece;
A workpiece support member supported by the workpiece rotation mechanism, supporting the workpiece on the rotation axis of the workpiece rotation mechanism, and having an opening on the upper surface;
A lid that is provided so as to be movable up and down with respect to the workpiece support member, and covers the opening of the workpiece support member;
An irradiation chamber that introduces the laser light toward the irradiated portion of the work that is irradiated with the laser light, in the region where the lid is covered with the opening,
Gas supply means connected to the irradiation chamber for supplying compressed gas into the irradiation chamber;
A discharge means for discharging a gas in the irradiation chamber to the outside of the irradiation chamber, including a dust generated by irradiation of the laser beam with a tip portion extended into the irradiation chamber;
A bracket extending from the work rotation mechanism through the outside of the work support member;
A drilling device comprising a connecting means for detachably connecting the upper portion of the bracket and the lid portion.
前記連結手段は、前記ガス供給手段により前記圧縮ガスが前記照射室へ供給される前に前記蓋部に係合し、前記排出手段により前記圧縮ガスが前記照射室から排出された後に前記蓋部との係合を解くシリンダユニットであることを特徴とする請求項1記載の穴あけ装置。   The connecting means engages with the lid before the compressed gas is supplied to the irradiation chamber by the gas supply means, and the lid after the compressed gas is discharged from the irradiation chamber by the discharge means. 2. The drilling device according to claim 1, wherein the drilling device is a cylinder unit that disengages from the cylinder unit. 前記連結手段は、前記ガス供給手段により前記圧縮ガスが前記照射室へ供給される前に前記蓋部に係合し、前記排出手段により前記圧縮ガスが前記照射室から排出された後に前記蓋部との係合を解くピンであることを特徴とする請求項1記載の穴あけ装置。   The connecting means engages with the lid before the compressed gas is supplied to the irradiation chamber by the gas supply means, and the lid after the compressed gas is discharged from the irradiation chamber by the discharge means. 2. The drilling device according to claim 1, wherein the pin is a pin for releasing engagement with the pin. 前記ワークは、前記レーザ光により溶融されない充填体が前記中空部に充填され、
この充填体に接触するように、前記充填体を振動させる振動機構が配置されていることを特徴とする請求項1記載の穴あけ装置。
The workpiece is filled in the hollow portion with a filler that is not melted by the laser beam,
The drilling device according to claim 1, wherein a vibration mechanism for vibrating the filler is disposed so as to come into contact with the filler.
請求項1又は請求項4に記載の穴あけ装置であって、
この穴あけ装置は、前記振動機構、前記ガス供給手段及び前記排出手段を制御する制御機構を備え、
この制御機構は、前記貫通穴が形成されるまでは、前記照射室内の気圧を、前記中空部の気圧よりも高く且つ大気圧以下にするように制御することを特徴とする穴あけ装置。
The drilling device according to claim 1 or 4, wherein
This drilling device comprises a control mechanism for controlling the vibration mechanism, the gas supply means and the discharge means,
This control mechanism controls the air pressure in the irradiation chamber to be higher than the air pressure in the hollow portion and lower than the atmospheric pressure until the through hole is formed.
請求項5記載の穴あけ装置であって、
前記制御機構は、前記貫通穴が形成された後は、前記排出手段の排出機能を停止させることを特徴とする穴あけ装置。
The drilling device according to claim 5,
The control mechanism stops the discharge function of the discharge means after the through hole is formed.
請求項4、請求項5又は請求項6に記載の穴あけ装置であって、
前記充填体の大きさは30μm〜20mmであって、前記振動機構が発振する振動周波数は30kHz〜100kHzであり、前記発振の際の振幅は5μm〜30μmであることを特徴とする穴あけ装置。
A drilling device according to claim 4, claim 5 or claim 6,
The size of the said filling body is 30 micrometers-20 mm, The vibration frequency which the said vibration mechanism oscillates is 30 kHz-100 kHz, The amplitude in the case of the said oscillation is 5 micrometers-30 micrometers, The drilling apparatus characterized by the above-mentioned.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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