JPH07246485A - 管内面熱処理装置 - Google Patents
管内面熱処理装置Info
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- JPH07246485A JPH07246485A JP6037101A JP3710194A JPH07246485A JP H07246485 A JPH07246485 A JP H07246485A JP 6037101 A JP6037101 A JP 6037101A JP 3710194 A JP3710194 A JP 3710194A JP H07246485 A JPH07246485 A JP H07246485A
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- heat treatment
- tube
- rectangular waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】レーザビームを用いて高い熱処理効率で管内面
を熱処理することができる管内面熱処理装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】配管１１の内面をレーザビームにより熱処理す
る管内面熱処理装置において、熱処理ヘッド１２をモー
タ１５によって回転させながら、光ファイバ１７から出
射されたレーザビーム１８ａを集光レンズ１９により集
光して矩形導波管２０に入射し、この矩形導波管２０か
ら出射されたレーザビーム１８ｂを集光レンズ２３を介
してミラー２４により折り返して配管１１の内面にリン
グ状に照射することにより熱処理を行う。配管１１の内
面の熱処理点上におけるレーザビーム１８ｃのビーム形
状Ａ１は方形で、ビーム強度分布Ｂ１は矩形状となる。
を熱処理することができる管内面熱処理装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】配管１１の内面をレーザビームにより熱処理す
る管内面熱処理装置において、熱処理ヘッド１２をモー
タ１５によって回転させながら、光ファイバ１７から出
射されたレーザビーム１８ａを集光レンズ１９により集
光して矩形導波管２０に入射し、この矩形導波管２０か
ら出射されたレーザビーム１８ｂを集光レンズ２３を介
してミラー２４により折り返して配管１１の内面にリン
グ状に照射することにより熱処理を行う。配管１１の内
面の熱処理点上におけるレーザビーム１８ｃのビーム形
状Ａ１は方形で、ビーム強度分布Ｂ１は矩形状となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、配管などの管体の内面
をレーザビームの照射により熱処理する管内面熱処理装
置に関する。
をレーザビームの照射により熱処理する管内面熱処理装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】各種の配管系統において、配管に発生し
た欠陥の補修や欠陥の予防保全のために、遠隔操作でレ
ーザビーム溶接その他の熱処理を行う方法がある。従来
のこの種の技術では、光ファイバによって伝送されてき
たレーザビームを凸レンズ等で集光し、ミラーで折り返
して管内面に照射する方法が実施されている。
た欠陥の補修や欠陥の予防保全のために、遠隔操作でレ
ーザビーム溶接その他の熱処理を行う方法がある。従来
のこの種の技術では、光ファイバによって伝送されてき
たレーザビームを凸レンズ等で集光し、ミラーで折り返
して管内面に照射する方法が実施されている。
【０００３】図７はその一例であり、配管１内の熱処理
位置に図示しないヘッド駆動装置により熱処理ヘッド２
が挿入配置されている。熱処理ヘッド２は、光ファイバ
３から出射されたレーザビーム４ａを凸レンズ５，６に
より集光し、ミラー７で折り返して配管１の内面に照射
し、さらに図示しない回転駆動機構により回転されるこ
とにより、配管内面を周方向にレーザビーム４ｂによっ
て走査するように構成されている。この場合、配管内面
の熱処理点でのレーザビーム４ｂのビーム形状Ａ３は円
形であり、ビーム強度分布Ｂ３はガウス分布に近い分布
となる。
位置に図示しないヘッド駆動装置により熱処理ヘッド２
が挿入配置されている。熱処理ヘッド２は、光ファイバ
３から出射されたレーザビーム４ａを凸レンズ５，６に
より集光し、ミラー７で折り返して配管１の内面に照射
し、さらに図示しない回転駆動機構により回転されるこ
とにより、配管内面を周方向にレーザビーム４ｂによっ
て走査するように構成されている。この場合、配管内面
の熱処理点でのレーザビーム４ｂのビーム形状Ａ３は円
形であり、ビーム強度分布Ｂ３はガウス分布に近い分布
となる。
【０００４】しかし、このようなビーム形状およびビー
ム強度分布の場合、ビームの中央部と周辺部とでは入熱
量が違うために、熱処理層の深さが不均一となり、また
熱処理層の幅が小さくなる結果、高い熱処理効率は期待
できない。
ム強度分布の場合、ビームの中央部と周辺部とでは入熱
量が違うために、熱処理層の深さが不均一となり、また
熱処理層の幅が小さくなる結果、高い熱処理効率は期待
できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のレーザビームを用いて管内面を熱処理する管内面熱処
理装置では、管内面の熱処理点でのレーザビームのビー
ム形状が円形で、ビーム強度分布がガウス分布に近い分
布となるため、熱処理層の深さが不均一となり、また熱
処理層の幅が小さくなる結果、高い熱処理効率が得られ
ないという問題があった。本発明は、レーザビームを用
いて高い熱処理効率で管内面を熱処理することができる
管内面熱処理装置を提供することを目的とする。
のレーザビームを用いて管内面を熱処理する管内面熱処
理装置では、管内面の熱処理点でのレーザビームのビー
ム形状が円形で、ビーム強度分布がガウス分布に近い分
布となるため、熱処理層の深さが不均一となり、また熱
処理層の幅が小さくなる結果、高い熱処理効率が得られ
ないという問題があった。本発明は、レーザビームを用
いて高い熱処理効率で管内面を熱処理することができる
管内面熱処理装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、第１の発明は管内面をレーザビームにより熱処理す
る管内面熱処理装置において、レーザビームを導入する
ための光ファイバと、この光ファイバから出射されたレ
ーザビームが入射される矩形導波管と、この矩形導波管
から出射されたレーザビームを前記管内面に照射するた
めの光学系とを具備し、前記管内面の熱処理点上でのレ
ーザビームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム強
度分布をほぼ矩形状としたことを特徴とする。
め、第１の発明は管内面をレーザビームにより熱処理す
る管内面熱処理装置において、レーザビームを導入する
ための光ファイバと、この光ファイバから出射されたレ
ーザビームが入射される矩形導波管と、この矩形導波管
から出射されたレーザビームを前記管内面に照射するた
めの光学系とを具備し、前記管内面の熱処理点上でのレ
ーザビームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム強
度分布をほぼ矩形状としたことを特徴とする。
【０００７】この場合、光ファイバから出射されたレー
ザビームを直接矩形導波管に入射してもよいが、集光レ
ンズにより集光してから矩形導波管に入射してもよい。
また、矩形導波管を用いる場合、この矩形導波管を水冷
する水冷手段をさらに具備することが望ましい。
ザビームを直接矩形導波管に入射してもよいが、集光レ
ンズにより集光してから矩形導波管に入射してもよい。
また、矩形導波管を用いる場合、この矩形導波管を水冷
する水冷手段をさらに具備することが望ましい。
【０００８】さらに、光ファイバを複数とし、これら複
数の光ファイバから出射された複数のレーザビームを矩
形導波管により合成して成形するようにしてもよい。第
２の発明は管内面をレーザビームにより熱処理する管内
面熱処理装置において、レーザビームを導入するための
光ファイバと、この光ファイバから出射されたレーザビ
ームを成形するプリズムレンズと、このプリズムレンズ
により成形されたレーザビームを前記管内面に照射する
ための光学系とを具備し、前記管内面の熱処理点上での
レーザビームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム
強度分布をほぼ矩形状としたことを特徴とする。
数の光ファイバから出射された複数のレーザビームを矩
形導波管により合成して成形するようにしてもよい。第
２の発明は管内面をレーザビームにより熱処理する管内
面熱処理装置において、レーザビームを導入するための
光ファイバと、この光ファイバから出射されたレーザビ
ームを成形するプリズムレンズと、このプリズムレンズ
により成形されたレーザビームを前記管内面に照射する
ための光学系とを具備し、前記管内面の熱処理点上での
レーザビームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム
強度分布をほぼ矩形状としたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】第１の発明に係る管内面熱処理装置において
は、光ファイバによって導入されたレーザビームを矩形
導波管により成形した後、管内面に照射することによ
り、熱処理点上でのレーザビームのビーム形状はほぼ方
形で、かつビーム強度分布はほぼ矩形状となる。これに
より、深さが均一でかつ幅広の熱処理層が形成され、熱
処理効率が向上する。
は、光ファイバによって導入されたレーザビームを矩形
導波管により成形した後、管内面に照射することによ
り、熱処理点上でのレーザビームのビーム形状はほぼ方
形で、かつビーム強度分布はほぼ矩形状となる。これに
より、深さが均一でかつ幅広の熱処理層が形成され、熱
処理効率が向上する。
【００１０】この場合、矩形導波管に集光レンズを介し
て集光ビームを入射するようにすれば、矩形導波管の長
さを最短にしつつ矩形導波管によりレーザビームを所望
の形状に成形することが可能となる。これによって、矩
形導波管が小型化され、かつ矩形導波管でのレーザビー
ムの出力損失が低減される。
て集光ビームを入射するようにすれば、矩形導波管の長
さを最短にしつつ矩形導波管によりレーザビームを所望
の形状に成形することが可能となる。これによって、矩
形導波管が小型化され、かつ矩形導波管でのレーザビー
ムの出力損失が低減される。
【００１１】また、矩形導波管を水冷することにより、
矩形導波管の熱による損傷が避けられる。さらに、複数
の光ファイバを用いて複数のレーザビームを導入し、矩
形導波管に直接または集光レンズで集光してから入射し
て、矩形導波管で複数のレーザビームを合成しかつ成形
することにより、熱処理点に照射されるレーザビームの
大出力化が可能となる。
矩形導波管の熱による損傷が避けられる。さらに、複数
の光ファイバを用いて複数のレーザビームを導入し、矩
形導波管に直接または集光レンズで集光してから入射し
て、矩形導波管で複数のレーザビームを合成しかつ成形
することにより、熱処理点に照射されるレーザビームの
大出力化が可能となる。
【００１２】第２の発明に係る管内面処理装置において
は、矩形導波管に代えてプリズムレンズを用いてレーザ
ビームを成形することにより、熱処理点上でのレーザビ
ームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム強度分布
をほぼ矩形状とすることによって、深さが均一でかつ幅
広の熱処理層が形成され、熱処理効率が向上するととも
に、レーザビームの出力損失が低減される。
は、矩形導波管に代えてプリズムレンズを用いてレーザ
ビームを成形することにより、熱処理点上でのレーザビ
ームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム強度分布
をほぼ矩形状とすることによって、深さが均一でかつ幅
広の熱処理層が形成され、熱処理効率が向上するととも
に、レーザビームの出力損失が低減される。
【００１３】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、第１の発明に係る実施例の管内面熱処理
装置を示す断面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ′
線に沿う断面図、図３は図１のＢ−Ｂ′線に沿う断面図
である。
する。図１は、第１の発明に係る実施例の管内面熱処理
装置を示す断面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ′
線に沿う断面図、図３は図１のＢ−Ｂ′線に沿う断面図
である。
【００１４】図１において、配管１１内に図示しない駆
動装置を用いて挿入された熱処理ヘッド１２が配置さ
れ、熱処理位置に位置決めされている。熱処理ヘッド１
２は、ベアリング軸受１３ａ，１３ｂにより導波管冷却
器１４の外周面上に回転可能に支持され、モータ１５の
回転が歯車１６を介して伝達されることにより回転され
る。熱処理ヘッド１２には、光ファイバ１７、第１の集
光レンズ１９、矩形導波管２０、第２の集光レンズ２３
およびミラー２４が設けられている。
動装置を用いて挿入された熱処理ヘッド１２が配置さ
れ、熱処理位置に位置決めされている。熱処理ヘッド１
２は、ベアリング軸受１３ａ，１３ｂにより導波管冷却
器１４の外周面上に回転可能に支持され、モータ１５の
回転が歯車１６を介して伝達されることにより回転され
る。熱処理ヘッド１２には、光ファイバ１７、第１の集
光レンズ１９、矩形導波管２０、第２の集光レンズ２３
およびミラー２４が設けられている。
【００１５】図示しない外部のレーザ光源から出射され
たレーザビームは、光ファイバ１７によって熱処理ヘッ
ド１２内に導入される。この光ファイバ１７の出射端か
ら出射されたレーザビーム１８ａは、第１の集光レンズ
１９により矩形導波管２０の一端に入射される。この場
合、第１の集光レンズ１９は矩形導波管２０の長さを最
短とし、かつ矩形導波管２０がレーザビーム１８ａを所
望スポット径の所望ビーム形状に成形可能となるように
設定される。
たレーザビームは、光ファイバ１７によって熱処理ヘッ
ド１２内に導入される。この光ファイバ１７の出射端か
ら出射されたレーザビーム１８ａは、第１の集光レンズ
１９により矩形導波管２０の一端に入射される。この場
合、第１の集光レンズ１９は矩形導波管２０の長さを最
短とし、かつ矩形導波管２０がレーザビーム１８ａを所
望スポット径の所望ビーム形状に成形可能となるように
設定される。
【００１６】矩形導波管２０に入射したレーザビーム１
８ａは、矩形導波管２０内で多重反射され、方形状の均
一な強度分布となるように成形される。矩形導波管２０
の他端側から出射された成形後のレーザビーム１８ｂ
は、第２の集光レンズ２３によって再び集光された後、
ミラー２４によってレーザビーム１８ｃで示されるよう
に、ほぼ９０°の方向に折り返され、配管１１の内面に
照射される。この場合、配管１１の内面の熱処理点上で
のレーザビーム１８ｃは、ビーム形状Ａ１が方形で、か
つビーム強度分布Ｂ１が矩形状の分布熱源となる。
８ａは、矩形導波管２０内で多重反射され、方形状の均
一な強度分布となるように成形される。矩形導波管２０
の他端側から出射された成形後のレーザビーム１８ｂ
は、第２の集光レンズ２３によって再び集光された後、
ミラー２４によってレーザビーム１８ｃで示されるよう
に、ほぼ９０°の方向に折り返され、配管１１の内面に
照射される。この場合、配管１１の内面の熱処理点上で
のレーザビーム１８ｃは、ビーム形状Ａ１が方形で、か
つビーム強度分布Ｂ１が矩形状の分布熱源となる。
【００１７】導波管冷却容器１４の内部は図２に示すよ
うに冷却水２２が満たされており、この冷却水２２によ
って矩形導波管２０の周囲が冷却される。これにより、
矩形導波管２０の熱による損傷を防止している。また、
冷却水２２は図３に示すように冷却水導管２１によって
循環される。
うに冷却水２２が満たされており、この冷却水２２によ
って矩形導波管２０の周囲が冷却される。これにより、
矩形導波管２０の熱による損傷を防止している。また、
冷却水２２は図３に示すように冷却水導管２１によって
循環される。
【００１８】このように構成された管内面熱処理装置で
は、熱処理ヘッド１２をモータ１５によって回転させな
がら、光ファイバ１７により導入されたレーザビーム１
８ａを第１の集光レンズ１９で集光して矩形導波管２０
に入射することによって成形し、矩形導波管２０から出
射された成形後のレーザビーム１８ｂをさらに第２の集
光レンズ２３で集光した後、ミラー２４により折り返し
て、配管１１の内面上にレーザビーム１８ｃをリング状
に照射することにより、配管１１の内面をリング状に熱
処理する。
は、熱処理ヘッド１２をモータ１５によって回転させな
がら、光ファイバ１７により導入されたレーザビーム１
８ａを第１の集光レンズ１９で集光して矩形導波管２０
に入射することによって成形し、矩形導波管２０から出
射された成形後のレーザビーム１８ｂをさらに第２の集
光レンズ２３で集光した後、ミラー２４により折り返し
て、配管１１の内面上にレーザビーム１８ｃをリング状
に照射することにより、配管１１の内面をリング状に熱
処理する。
【００１９】この場合、上述したように配管１１の内面
の熱処理点上におけるレーザビーム１８ｃは、ビーム形
状Ａ１が方形で、ビーム強度分布Ｂ１が矩形状となるた
め、配管１１の内面上に深さが均一でかつ幅広の熱処理
層が形成され、熱処理点上でのレーザビームのビーム形
状が円形で、ビーム強度分布がガウス分布に近い分布と
なる従来の場合に比較して、熱処理効率が著しく向上す
る。
の熱処理点上におけるレーザビーム１８ｃは、ビーム形
状Ａ１が方形で、ビーム強度分布Ｂ１が矩形状となるた
め、配管１１の内面上に深さが均一でかつ幅広の熱処理
層が形成され、熱処理点上でのレーザビームのビーム形
状が円形で、ビーム強度分布がガウス分布に近い分布と
なる従来の場合に比較して、熱処理効率が著しく向上す
る。
【００２０】また、矩形導波管２０に第１の集光レンズ
１９により集光したレーザビームを入射しているため、
レーザビームを集光せずに矩形導波管２０に入射した場
合に比較して矩形導波管２０の長さを短くできる。従っ
て、矩形導波管２０を小型化できると共に、矩形導波管
２０でのレーザビームの出力損失を低減することができ
る。
１９により集光したレーザビームを入射しているため、
レーザビームを集光せずに矩形導波管２０に入射した場
合に比較して矩形導波管２０の長さを短くできる。従っ
て、矩形導波管２０を小型化できると共に、矩形導波管
２０でのレーザビームの出力損失を低減することができ
る。
【００２１】図４は、第２の発明に係る実施例の管内面
熱処理装置を示す断面図であり、図１と相対応する部分
に同一符号を付している。本実施例では、図１の実施例
における矩形導波管２０に代えてプリズムレンズを用い
ている点が基本的に異なっている。
熱処理装置を示す断面図であり、図１と相対応する部分
に同一符号を付している。本実施例では、図１の実施例
における矩形導波管２０に代えてプリズムレンズを用い
ている点が基本的に異なっている。
【００２２】図４において、ファイバ支持部４１に支持
された光ファイバ１７から出射されたレーザビーム１８
ａは、集光レンズ４２を介してプリズムレンズ４３に入
射され、成形される。このプリズムレンズ４３を通過し
たレーザビームは、左右が反転している。プリズムレン
ズ４３から出射されたレーザビームは、図１の実施例と
同様にミラー２４によってほぼ９０°の方向に折り返さ
れ、配管１１の内面に照射される。この場合、配管１１
の内面の熱処理点上でのレーザビーム１８ｃはビーム形
状Ａ２が方形に近い形となり、かつビーム強度分布Ｂ２
が矩形に近い分布熱源となる。
された光ファイバ１７から出射されたレーザビーム１８
ａは、集光レンズ４２を介してプリズムレンズ４３に入
射され、成形される。このプリズムレンズ４３を通過し
たレーザビームは、左右が反転している。プリズムレン
ズ４３から出射されたレーザビームは、図１の実施例と
同様にミラー２４によってほぼ９０°の方向に折り返さ
れ、配管１１の内面に照射される。この場合、配管１１
の内面の熱処理点上でのレーザビーム１８ｃはビーム形
状Ａ２が方形に近い形となり、かつビーム強度分布Ｂ２
が矩形に近い分布熱源となる。
【００２３】従って、本実施例によっても図１の実施例
と同様の効果が得られるほか、矩形導波管２０に代えて
プリズムレンズ４３を用いてレーザビームの成形を行っ
ているため、レーザビームの出力損失を小さくし、熱処
理ヘッド１２に与える熱的な負担を軽減することができ
る。
と同様の効果が得られるほか、矩形導波管２０に代えて
プリズムレンズ４３を用いてレーザビームの成形を行っ
ているため、レーザビームの出力損失を小さくし、熱処
理ヘッド１２に与える熱的な負担を軽減することができ
る。
【００２４】図５は、図１の実施例を変形した実施例で
あり、複数の光ファイバ１７を用いて複数のレーザビー
ム１８ａを導入し、これらを集光レンズ１９により集光
した後、矩形導波管２０に入射して、矩形導波管２０に
おいて複数のレーザビームの合成と成形を行うようにし
たものである。本実施例によると、図１の実施例と同様
の効果が得られるほか、熱処理点に照射されるレーザビ
ームの大出力化を実現することができる。
あり、複数の光ファイバ１７を用いて複数のレーザビー
ム１８ａを導入し、これらを集光レンズ１９により集光
した後、矩形導波管２０に入射して、矩形導波管２０に
おいて複数のレーザビームの合成と成形を行うようにし
たものである。本実施例によると、図１の実施例と同様
の効果が得られるほか、熱処理点に照射されるレーザビ
ームの大出力化を実現することができる。
【００２５】図６は、図１の実施例を変形した他の実施
例であり、複数の光ファイバ１７を用いて複数のレーザ
ビーム１８ａを導入し、これらを矩形導波管２０に直接
入射して、矩形導波管２０において複数のレーザビーム
の合成と成形を行うようにしたものである。本実施例に
よっても、図５の実施例と同様に、熱処理点に照射され
るレーザビームの大出力化を実現することができる。本
発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々
変形して実施することが可能である。
例であり、複数の光ファイバ１７を用いて複数のレーザ
ビーム１８ａを導入し、これらを矩形導波管２０に直接
入射して、矩形導波管２０において複数のレーザビーム
の合成と成形を行うようにしたものである。本実施例に
よっても、図５の実施例と同様に、熱処理点に照射され
るレーザビームの大出力化を実現することができる。本
発明は上述した実施例に限定されるものではなく、種々
変形して実施することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
ファイバによって導入されたレーザビームを成形した
後、管内面に照射することにより、熱処理点上でのレー
ザビームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム強度
分布をほぼ矩形状にできるので、深さが均一でかつ幅広
の熱処理層が形成され、熱処理効率が向上する。
ファイバによって導入されたレーザビームを成形した
後、管内面に照射することにより、熱処理点上でのレー
ザビームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム強度
分布をほぼ矩形状にできるので、深さが均一でかつ幅広
の熱処理層が形成され、熱処理効率が向上する。
【００２７】また、第１の発明によれば、光ファイバに
よって導入されたレーザビームを矩形導波管により成形
した後、管内面に照射することにより、熱処理点上での
レーザビームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム
強度分布をほぼ矩形状にできるので、深さが均一でかつ
幅広の熱処理層が形成され、熱処理効率が向上するとい
う効果が得られる。
よって導入されたレーザビームを矩形導波管により成形
した後、管内面に照射することにより、熱処理点上での
レーザビームのビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム
強度分布をほぼ矩形状にできるので、深さが均一でかつ
幅広の熱処理層が形成され、熱処理効率が向上するとい
う効果が得られる。
【００２８】この場合、矩形導波管に集光レンズを介し
て集光ビームを入射することによって、矩形導波管の長
さを最短にしつつ矩形導波管によりレーザビームを所望
の形状に成形することが可能となるため、矩形導波管の
小型化と矩形導波管でのレーザビームの出力損失の低減
を図ることができる。また、矩形導波管を水冷すること
により、矩形導波管の熱による損傷を避けることができ
る。さらに、複数の光ファイバを用いて複数のレーザビ
ームを導入し、矩形導波管に直接または集光レンズで集
光してから入射して矩形導波管で複数のレーザビームを
合成しかつ成形することによって、熱処理点に照射され
るレーザビームの大出力化を可能とすることができる。
て集光ビームを入射することによって、矩形導波管の長
さを最短にしつつ矩形導波管によりレーザビームを所望
の形状に成形することが可能となるため、矩形導波管の
小型化と矩形導波管でのレーザビームの出力損失の低減
を図ることができる。また、矩形導波管を水冷すること
により、矩形導波管の熱による損傷を避けることができ
る。さらに、複数の光ファイバを用いて複数のレーザビ
ームを導入し、矩形導波管に直接または集光レンズで集
光してから入射して矩形導波管で複数のレーザビームを
合成しかつ成形することによって、熱処理点に照射され
るレーザビームの大出力化を可能とすることができる。
【００２９】第２の発明によれば、矩形導波管に代えて
プリズムレンズを用いてレーザビームを成形することに
より、第１の発明と同様に熱処理点上でのレーザビーム
のビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム強度分布をほ
ぼ矩形状にできるので、深さが均一でかつ幅広の熱処理
層が形成され、熱処理効率が向上すると共に、レーザビ
ームの出力損失を低減でき、また熱処理ヘッドに与える
熱的な負担を軽減させることができるという効果が得ら
れる。
プリズムレンズを用いてレーザビームを成形することに
より、第１の発明と同様に熱処理点上でのレーザビーム
のビーム形状をほぼ方形とし、かつビーム強度分布をほ
ぼ矩形状にできるので、深さが均一でかつ幅広の熱処理
層が形成され、熱処理効率が向上すると共に、レーザビ
ームの出力損失を低減でき、また熱処理ヘッドに与える
熱的な負担を軽減させることができるという効果が得ら
れる。
【図１】本発明の一実施例に係る管内面熱処理装置の構
成を示す断面図
成を示す断面図
【図２】図１のＡ−Ａ′線に沿う断面図
【図３】図１のＢ−Ｂ′線に沿う断面図
【図４】本発明の他の実施例に係る管内面熱処理装置の
構成を示す断面図
構成を示す断面図
【図５】本発明の他の実施例に係る要部の構成を示す断
面図
面図
【図６】本発明の他の実施例に係る要部の構成を示す断
面図
面図
【図７】従来の管内面熱処理装置の構成を示す断面図
１１…配管（管体） １２…熱処理
ヘッド １３ａ，１３ｂ…ベアリング軸受 １４…導波管
冷却器 １５…モータ １６…歯車 １７…光ファイバ １８ａ〜１８
ｃ…レーザビーム １９…集光レンズ ２０…矩形導
波管 ２１…冷却水導管 ２２…冷却水 ２３…集光レンズ ２４…ミラー ４２…集光レンズ ４３…プリズ
ムレンズ Ａ１，Ａ２，Ａ３…熱処理点でのレーザビームのビーム
形状 Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３…熱処理点でのレーザビームのビーム
強度分布
ヘッド １３ａ，１３ｂ…ベアリング軸受 １４…導波管
冷却器 １５…モータ １６…歯車 １７…光ファイバ １８ａ〜１８
ｃ…レーザビーム １９…集光レンズ ２０…矩形導
波管 ２１…冷却水導管 ２２…冷却水 ２３…集光レンズ ２４…ミラー ４２…集光レンズ ４３…プリズ
ムレンズ Ａ１，Ａ２，Ａ３…熱処理点でのレーザビームのビーム
形状 Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３…熱処理点でのレーザビームのビーム
強度分布
Claims (5)
- 【請求項１】管内面をレーザビームにより熱処理する管
内面熱処理装置において、 レーザビームを導入するための光ファイバと、 この光ファイバから出射されたレーザビームが入射され
る矩形導波管と、 この矩形導波管から出射されたレーザビームを前記管内
面に照射するための光学系とを具備し、 前記管内面の熱処理点上でのレーザビームのビーム形状
をほぼ方形とし、かつビーム強度分布をほぼ矩形状とし
たことを特徴とする管内面熱処理装置。 - 【請求項２】管内面をレーザビームにより熱処理する管
内面熱処理装置において、 レーザビームを導入するための光ファイバと、 この光ファイバから出射されたレーザビームを集光する
集光レンズと、 この集光レンズにより集光されたレーザビームが入射さ
れる矩形導波管と、 この矩形導波管から出射されたレーザビームを前記管内
面に照射するための光学系とを具備し、 前記管内面の熱処理点上でのレーザビームのビーム形状
をほぼ方形とし、かつビーム強度分布をほぼ矩形状とし
たことを特徴とする管内面熱処理装置。 - 【請求項３】前記矩形導波管を水冷する水冷手段をさら
に具備することを特徴とする請求項１または２に記載の
管内面熱処理装置。 - 【請求項４】前記光ファイバが複数であり、前記矩形導
波管はこれら複数の光ファイバから出射された複数のレ
ーザビームを合成して成形することを特徴とする請求項
１、２または３に記載の管内面熱処理装置。 - 【請求項５】管内面をレーザビームにより熱処理する管
内面熱処理装置において、 レーザビームを導入するための光ファイバと、 この光ファイバから出射されたレーザビームを成形する
プリズムレンズと、 このプリズムレンズにより成形されたレーザビームを前
記管内面に照射するための光学系とを具備し、 前記管内面の熱処理点上でのレーザビームのビーム形状
をほぼ方形とし、かつビーム強度分布をほぼ矩形状とし
たことを特徴とする管内面熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6037101A JPH07246485A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 管内面熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6037101A JPH07246485A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 管内面熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07246485A true JPH07246485A (ja) | 1995-09-26 |
Family
ID=12488200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6037101A Pending JPH07246485A (ja) | 1994-03-08 | 1994-03-08 | 管内面熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07246485A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053577A (ja) * | 2001-08-15 | 2003-02-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | トップフラットビームの生成方法、装置、及び、これを用いたレーザ加工方法、装置 |
| JP2009102195A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Tosoh Quartz Corp | 管状ガラス体の表面改質装置及び管状石英ガラス治具の製造方法 |
-
1994
- 1994-03-08 JP JP6037101A patent/JPH07246485A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003053577A (ja) * | 2001-08-15 | 2003-02-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | トップフラットビームの生成方法、装置、及び、これを用いたレーザ加工方法、装置 |
| JP2009102195A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Tosoh Quartz Corp | 管状ガラス体の表面改質装置及び管状石英ガラス治具の製造方法 |
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