(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機構部品（２０）に対し、ウォータジェットレーザ加工により微細加工部を形成するための、機構部品（２０）における微細加工部の加工方法であって、
前記機構部品（２０）における微細加工部を形成すべき部位に、前記ウォータジェットレーザ加工を施す際に、高圧水と共にレーザ光を出射するレーザヘッド（７）及び前記機構部品（２０）を作動させつつ加工を施すことで、縦断面形状が扇形状の孔である前記微細加工部を得るようにしていて、
前記孔の最外周となる位置よりも内周側を始点として、ウォータジェットレーザ加工をスタートし、ウォータジェットレーザ加工のスタート後、最外周となる位置よりも内周側で前記レーザヘッド（７）を前記機構部品（２０）の前記微細加工部の形成方向に沿って往復動させる一方、前記機構部品（２０）の中心軸上の揺動中心点を中心として、前記揺動部品（２０）を所定角度、揺動させながら加工を行うようにしてから外周側を加工することを特徴とする機構部品における微細加工部の加工方法。
【請求項２】
前記レーザヘッド（７）と前記機構部品（２０）とを、前記機構部品（２０）の揺動動作方向に逆方向に動作させて加工を施すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の機構部品における微細加工部の加工方法。
【請求項３】
前記ウォータジェットレーザ加工により前記機構部品（２０）に前記微細加工部を形成するに当り、前記微細加工部を形成すべき部位に、高圧水供給部（５）からの高圧水を鉛直方向に円筒噴流として噴射すると共に、前記高圧円筒噴流を導波路として、レーザ発生部（４）から前記レーザヘッド（７）を介してレーザ光を照射して加工を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の機構部品における微細加工部の加工方法。
【請求項４】
前記微細加工部を形成すべき部位に対し、前記レーザヘッド（７）から、鉛直軸方向に前記高圧水の高圧円筒噴流と共にレーザ光を照射して、前記レーザヘッド（７）を前記機構部品（２０）の前記微細加工部の形成方向に沿って往復動させる一方、前記機構部品（２０）を支える加工テーブル（３）を、前記機構部品（２０）の中心軸上の揺動中心点を中心として、所定角度、揺動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の機構部品における微細加工部の加工方法。
【請求項５】
前記機構部品（２０）はインジェクタであり、前記微細加工部は噴孔（２６）であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の機構部品における微細加工部の加工方法。
【請求項６】
機構部品（２０）に対し、ウォータジェットレーザ加工により微細加工部を形成するための、機構部品（２０）における微細加工部の加工装置であって、
高圧水を水柱（６）として噴射すると共にレーザ光を出射するレーザヘッド（７）を備えたウォータジェットレーザ加工装置（２）と、
前記機構部品（２０）を載置して加工を行うための加工テーブル（３）と、
を具備し、
前記レーザヘッド（７）はレーザヘッド駆動機構（１２）を備えると共に、前記加工テーブル（３）は揺動駆動機構（１３）を備え、
前記レーザヘッド（７）を前記レーザヘッド駆動機構（１２）により作動させつつ、前記加工テーブル（３）を前記揺動駆動機構（１３）により揺動させて、前記機構部品（２０）における前記微細加工部を形成すべき部位に、高圧水と共にレーザ光を照射して加工を施すことで、縦断面形状が扇形状の孔である前記微細加工部を得るようにしていて、
前記孔の最外周となる位置よりも内周側を始点として、ウォータジェットレーザ加工をスタートし、ウォータジェットレーザ加工のスタート後、最外周となる位置よりも内周側で前記レーザヘッド（７）を前記機構部品（２０）の前記微細加工部の形成方向に沿って往復動させる一方、前記機構部品（２０）の中心軸上の揺動中心点を中心として、前記揺動部品（２０）を所定角度、揺動させながら加工を行うようにしてから外周側を加工することを特徴とする機構部品における微細加工部の加工装置。
【請求項７】
前記機構部品（２０）は、インジェクタであり、前記微細加工部は噴孔（２６）であることを特徴とする請求項６に記載の機構部品における微細加工部の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機構部品における微細加工部の加工方法および加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、種々の機構部品において、微細な貫通孔や細溝などを形成する精密加工には、周知のドリル加工や、放電加工が用いられてきた。
ドリル加工は、加工穴の径が小さくなればなるほど、対応するドリルの径も小さくする必要があるため、ドリルの折損率が増大し、機構部品の不良品発生率が高まることになる。
また放電加工は、電気加工の特性上、加工部位と電極との間には、数十〜数１００μｍの隙間（放電ギャップ）が必須のものであるので、加工穴径が微小になればなるほど、超極細の電極が必要となる。かかる極細電極には、高電圧を印加することはできず、加えて電極は再生不能であり、極めて高価であるが故に、ランニングコストが上昇する。
【０００３】
そこで本出願人は、放電加工、ドリル加工等の加工法に代わる加工法として、ウォータジェットレーザ加工装置に注目した（特許文献１参照）。すなわちウォータジェットレーザ加工装置は、高圧水供給部から高圧水を円筒状の水柱として加工部位に噴射し、かかる水柱を導波路として、レーザ発生部からレーザ光を照射して加工を行うものである。
このようなウォータジェットレーザ加工装置によれば、加工部位に噴射される水柱は円筒状で、レーザ光はかかる円筒状水柱内を全反射しながら進行するので真直性が高い。従って、加工部位の位置決めを正確に行うことができ、しかも、エネルギーが水柱内に集約されるので、効率よく高い精度の加工が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−６４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、ウォータジェットレーザ加工は、放電加工では得られない利点を有するものであるが、一回、一回の加工範囲は水柱の断面積の範囲内に限られ、その機構部品に応じて自由な形状、任意寸法の加工孔、溝を形成するには、ウォータジェットおよびレーザの発振源か、機構部品側を動かす必要が出てくる。
またその際、留意しなくてはならないのが、加工表面と深潭部におけるレーザパワー値の減衰率の違いである。このウォータジェットレーザ加工法は、細いウォータジェットをレーザの導波路として利用する方法なので、ウォータジェットが極微細幅の中を壁面に干渉しながら、深潭部に到達することから、深潭領域においてはウォータジェットが乱れる故に、有効性が低下するものと考えられる。すなわち、被加工物の表面近傍より、深潭近傍の面粗度は荒くなる傾向があると思われる。
本発明は、以上のような背景から提案されたものであって、ウォータジェットレーザ加工法を生かすべく、機構部品の加工時に機構部品及びレーザ光出射側を、可動可能とすることで、加工精度も良好でより自由な形状の貫通孔を形成可能とした、機構部品における微細加工部の加工方法および加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、機構部品（２０）に対し、ウォータジェットレーザ加工により微細加工部を形成するための、機構部品（２０）における微細加工部の加工方法であって、前記機構部品（２０）における微細加工部を形成すべき部位に、前記ウォータジェットレーザ加工を施す際に、高圧水と共にレーザ光を出射するレーザヘッド（７）及び前記機構部品（２０）を作動させつつ加工を施すことで、縦断面形状が扇形状の孔である前記微細加工部を得るようにしていて、前記孔の最外周となる位置よりも内周側を始点として、ウォータジェットレーザ加工をスタートし、ウォータジェットレーザ加工のスタート後、最外周となる位置よりも内周側で前記レーザヘッド（７）を前記機構部品（２０）の前記微細加工部の形成方向に沿って往復動させる一方、前記機構部品（２０）の中心軸上の揺動中心点を中心として、前記揺動部品（２０）を所定角度、揺動させながら加工を行うようにしてから外周側を加工することを特徴とする。
【０００７】
これにより、ウォータジェットレーザ加工により微細加工部を形成するに当り、機構部品（２０）に対応する縦断面形状が扇形状の孔である微細加工部を容易に形成することができる。
【０００８】
また、機構部品（２０）に微細加工部を形成すべき部位に、より効率的に微細加工部が形成される。その場合、レーザヘッド（７）側と機構部品（２０）の移動方向、速度を変えることで、意のままに縦断面形状が扇形状の孔の微細加工部を形成することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、前記レーザヘッド（７）と前記機構部品（２０）とを、前記機構部品（２０）の揺動動作方向に逆方向に動作させて加工を施すようにしたことを特徴とする。
【００１０】
これにより、一層、効率的に微細加工部を形成することができ、しかも、動かし方により、意のままに縦断面形状が扇形状の孔の微細加工部を形成することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、前記ウォータジェットレーザ加工により前記機構部品（２０）に前記微細加工部を形成するに当り、前記微細加工部を形成すべき部位に、高圧水供給部（５）からの高圧水を鉛直方向に円筒噴流として噴射すると共に、前記高圧円筒噴流を導波路として、レーザ発生部（４）から前記レーザヘッド（７）を介してレーザ光を照射して加工を行うことを特徴とする。
【００１２】
これにより、高圧水供給部（５）からの高圧水が、鉛直方向に円筒噴流として噴射されると共に、高圧円筒噴流を導波路としてレーザ光が照射されることで、微細加工部を形成すべき部位に、ビーム痕が形成され、対応する溝幅の加工溝が形成される。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、前記微細加工部を形成すべき部位に対し、前記レーザヘッド（７）から、鉛直軸方向に前記高圧水の高圧円筒噴流と共にレーザ光を照射して、前記レーザヘッド（７）を前記機構部品（２０）の前記微細加工部の形成方向に沿って往復動させる一方、前記機構部品（２０）を支える加工テーブル（３）を、前記機構部品（２０）の中心軸上の揺動中心点を中心として、所定角度、揺動させるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
これにより、機構部品（２０）に微細加工部を形成すべき部位に、鉛直軸を中心として、機構部品（２０）を揺動させることで、断面扇形状に拡開する微細溝（１０）が形成される。
【００１５】
請求項５に記載の発明では、前記機構部品（２０）はインジェクタであり、前記微細加工部は噴孔（２６）であることを特徴とする。
【００１６】
これにより、インジェクタ（１０）の噴孔（２６）を、断面扇形状に加工することで、インジェクタ（１０）を、燃料噴霧時に抵抗なく、また、広角度な噴霧が可能で噴霧性能を向上させたものとすることができる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、機構部品（２０）に対し、ウォータジェットレーザ加工により微細加工部を形成するための、機構部品（２０）における微細加工部の加工装置であって、高圧水を水柱（６）として噴射すると共にレーザ光を出射するレーザヘッド（７）を備えたウォータジェットレーザ加工装置（２）と、前記機構部品（２０）を載置して加工を行うための加工テーブル（３）と、を具備し、前記レーザヘッド（７）はレーザヘッド駆動機構（１２）を備えると共に、前記加工テーブル（３）は揺動駆動機構（１３）を備え、前記レーザヘッド（７）を前記レーザヘッド駆動機構（１２）により作動させつつ、前記加工テーブル（３）を前記揺動駆動機構（１３）により揺動させて、前記機構部品（２０）における前記微細加工部を形成すべき部位に、高圧水と共にレーザ光を照射して加工を施すことで、縦断面形状が扇形状の孔である前記微細加工部を得るようにしていて、前記孔の最外周となる位置よりも内周側を始点として、ウォータジェットレーザ加工をスタートし、ウォータジェットレーザ加工のスタート後、最外周となる位置よりも内周側で前記レーザヘッド（７）を前記機構部品（２０）の前記微細加工部の形成方向に沿って往復動させる一方、前記機構部品（２０）の中心軸上の揺動中心点を中心として、前記揺動部品（２０）を所定角度、揺動させながら加工を行うようにしてから外周側を加工することを特徴とする。
【００１８】
これにより、レーザヘッド（７）をレーザヘッド駆動機構（１２）により作動させつつ、機構部品（２０）を載置した加工テーブル（３）を揺動駆動機構（１３）により揺動させることで、微細加工部を形成すべき部位に、水柱（６）が噴射されると共にレーザ光が照射されて、ビーム痕が形成され、微細加工部を形成すべき部位には、所望形状の微細加工部となって形成される。
【００１９】
さらに請求項７に記載の発明では、インジェクタであり、前記微細加工部は噴孔（２６）であることを特徴とする。
【００２０】
これにより、インジェクタ（１０）の噴孔（２６）を、断面扇形状に加工することで、インジェクタ（１０）を、燃料噴霧時に抵抗なく、また、広角度な噴霧が可能で噴霧性能を向上させたものとすることができる。
【００２１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明の効果】
【００２２】
機構部品に微細加工部を形成する際、機構部品側及びレーザ出射側を作動させることで、一回、一回の加工範囲は水柱の断面積の範囲内に限られるウォータジェットレーザ加工法であっても、機構部品側またはレーザ出射側の動かし方により、自由な形状の微細加工部を形成することができる。
機構部品がインジェクタである場合、断面扇形状の噴孔として形成することができ、燃料噴霧時に抵抗なく、また、広角度な噴霧が可能で噴霧性能を向上させたインジェクタを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明にかかる機構部品における微細加工部の加工方法を実施する加工装置の一例を示した、模式的な構成説明図である。
【図２】被加工物を具備する機構部品の対象としてのインジェクタの一例を示す、要部断面説明図である。
【図３】図２で示すインジェクタの上方から観た、平面図である。
【図４】本発明にかかる機構部品における微細加工部の加工手順を説明するための模式的な斜視説明図である。
【図５】本発明にかかる機構部品における微細加工部の加工手順において、レーザヘッドの加工動作の軌跡を示した、動作線図である。
【図６】本発明の加工方法を用いて微細加工部として丸孔を加工する加工手順の模式的な斜視説明図である。
【図７】他の加工方法を実施するための加工装置の参考例１を示した、模式的な構成説明図である。
【図８】図７で示す加工装置で加工される加工範囲である、レーザ光の照射範囲を示した、線図である。
【図９】加工部位を一定速度で移動させた場合の加工範囲である、レーザ光の照射範囲を示した、線図である。
【図１０】ウォータジェットレーザ加工装置を用いた、参考例２にかかる加工装置の、模式的な構成説明図である。
【図１１】図１０で示す加工装置で加工された被加工物を、仕上げ加工としてのドリル加工を施す、模式的な加工説明図である。
【図１２】被加工物を具備する機構部品の対象としてのインジェクタの一例を示す、断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明にかかる機構部品における微細加工部の加工方法を実施するにあたり用いられる、加工装置１の一例を示す。
本加工装置１は、機構部品（後述）に対し、ウォータジェットレーザ加工により微細加工部を形成するための装置である。
本加工装置１は、詳細は後述するが、ウォータジェットをレーザの導波路として利用するウォータジェットレーザ加工装置２と、機構部品を載置して加工を行うための加工テーブル３とを備える。
【００２５】
ウォータジェットレーザ加工装置２は、レーザ光を発生させるレーザ発生部４と、高圧水を発生する高圧水供給部５と、高圧水供給部５から高圧水を水柱６として噴射すると共にレーザ光を出射するレーザヘッド７と、レーザヘッド７から、高圧水を所定の細径円筒状の水柱６として噴射可能とするためのノズル８とを備えて、ノズル８を介して噴射する高圧水の水柱６を導波路として、レーザヘッド７において絞られたレーザ光を照射するようにしている。
【００２６】
レーザヘッド７は、レーザ発生部４と光ファイバ９を介して連結している。レーザヘッド７には集光用レンズ１０が介在され、高圧水供給部５からの高圧水を導入するための導入口１１が設けられている。
【００２７】
そして以上のような構成の加工装置１では、ウォータジェットレーザ加工装置２におけるレーザヘッド７には、詳細は図示しないが、微細加工部を構成する輪郭線に沿って水柱６が進行するように、レーザヘッド７を移動させるためのレーザヘッド駆動機構１２が設けられている一方、加工テーブル３には、微細加工部の中心を鉛直方向に貫く軸を中心に加工テーブル３を揺動させる揺動駆動機構１３が設けられている。
【００２８】
レーザヘッド７を移動させるためのレーザヘッド駆動機構１２は、例えば、ＸＹステージで構成し、制御盤（図示省略）により制御動作可能な周知の駆動機構でよい。
また、加工テーブル３を揺動させる揺動駆動機構１３は、例えばそれぞれ伸縮駆動機構を搭載した多軸リンク旋回支持機構で構成することができ、かかる揺動駆動機構１３も制御盤（図示省略）により制御動作可能な構成としている。
これらレーザヘッド駆動機構１２と揺動駆動機構１３とは、機構部品の微細加工部が所望の寸法、形状のものが得られるように、互いに関連付けて動作を行うように動作プログラムが制御盤に格納されている。
【００２９】
ここで、機構部品２０の対象としては、図２に示すように、例えばインジェクタを一例として挙げることができる。
機構部品２０（以下、インジェクタ２０）は、詳細は説明しないが燃料噴射先端側に円筒形状のノズルボディ２１と、ノズルボディ２１先端に嵌着可能な、被加工物である蓋部２２と、後端側にインジェクタ本体（図示省略）に取り付けてなる取付部２３とを有している。
【００３０】
ノズルボディ２１は横断面円形状で軸方向に延び、その中空部２１ａに針状のニードル弁２４が軸方向に移動可能に挿通されている。
また、蓋部２２は、図に示すように、先端側が内側に空間を有する略円錐形状のドーム部２５を有する。ドーム部２５の内側空間には、円錐台状の弁座部２５ａを形成している。
【００３１】
そしてドーム部２５の先端には、ドーム部２５を肉厚方向に貫通させた長さｌの異径噴孔２６が形成されている。かかる噴孔２６は、図３に示すように左右一対の側壁２６ａ、横壁２６ｂにより区画されている。異径噴孔２６の溝幅ｈは全長に亘って一定である。
これに対して、幅は図２に示すように内周面側のｗ１から外周面側のｗ２まで拡開しており、異径噴孔２６は扇形状の縦断面形状を有する。よって、左右の側壁２６ａは細長い矩形状を持つが、横壁２６ｂは扇形状を有する。
【００３２】
ニードル弁２４はノズルボディ２１の案内孔２１ａの内径よりも小さい外径を有し、両者間には環状の燃料流通路２７が画成される。また、ニードル弁２４はその先端に、ドーム部２５の内側空間の弁座部２５ａに着座する弁部２８を有する。ニードル弁２４は軸方向に進退（図１において上下動）され、上方に移動したとき弁部２８が弁座部２５ａから離れて異径噴孔２６を開放する。その結果、燃料流通路２７内の燃料が異径噴孔２６から扇形状の噴霧分布形状で噴射されるようになっている。
【００３３】
次に、加工装置１を用いた、上述のインジェクタ２０のノズルボディ２１先端の蓋部２２における微細加工部である、異形噴孔２６の加工手順について説明する。
先ず、被加工物である蓋部２２を、加工テーブル３に保持しておく。この場合、加工テーブル３は、当初は頂部の被加工物である蓋部２２の載置面は、略水平状態にあり、かかる載置面に蓋部２２が置かれ、蓋部２２に対し、ウォータジェットレーザ加工装置２におけるレーザ発生部４からのレーザ光および高圧水供給部５からの高圧水に基づく水柱６が鉛直方向から当たるようになっている。
【００３４】
次いで操作指令が、加工装置１における制御盤により与えられると、ウォータジェットレーザ加工装置２におけるレーザヘッド７には、高圧水供給部５から高圧水が送り込まれ、レーザヘッド７から、ノズル８を通じて高圧水を所定の細径円筒状の水柱６として噴射され、その一方でレーザ発生部４にて発生したレーザ光が、光ファイバ９を介してレーザヘッド７に送られ、レーザヘッド７において集光用レンズ１０により所望の径に絞られ、ノズル８を介して噴射する高圧水の水柱６を導波路として、レーザヘッド７において絞られたレーザ光を照射することができる。
【００３５】
かくして、ウォータジェットレーザ加工装置２におけるレーザ発生部４からのレーザ光および高圧水供給部５からの水柱６とは、微細加工部である、異形噴孔２６を形成すべき部位に、鉛直軸方向から水柱６となって当たる。レーザ発生部４から出射されたレーザ光は、水柱６に沿って全反射しながら進行し、水柱６と共に異形噴孔２６を形成すべき部位に漏れなく照射される。
【００３６】
かかる水柱６の断面積は、異形噴孔２６の面積に比較してはるかに小さいため、所望形状の異形噴孔２６を得るために、レーザヘッド７を駆動させるためのレーザヘッド駆動機構１２と、加工テーブル３を揺動させる揺動駆動機構１３とを、制御盤に予め格納されたプログラムで、互いに関連付けて動作を行う。
例えば、図４、図５に示すように、レーザヘッド７側は、当初、蓋部２２のＸ軸上の適宜な位置を始点として、レーザ発生部４からのレーザ光および高圧水供給部５からの水柱６とが、鉛直軸方向から水柱６となって当たり、加工がスタートする。
レーザヘッド７は、レーザヘッド駆動機構１２により、図中、Ｘ方向に、異形噴孔２６の長さ方向に往復動し、これにより、レーザ光および水柱６は、孔壁面と平行に当っていき、孔壁面が徐々に削られていく。さらにレーザヘッド駆動機構１２を、Ｘ方向に往復動させる毎に、微小距離、Ｙ方向に徐々に移動させ（オフセットさせ）、その一方で、加工テーブル３側は、揺動駆動機構１３により、鉛直軸Ｚを中心として、所定角度スイングするように、一定速度で揺動させることができる。
【００３７】
以上のようにして、被加工物である、蓋部２２の異形噴孔２６を形成すべき部位には、水柱６と共にレーザ光が、図５に示すように、加工テーブル３の始点から、加工テーブル３の揺動動作に基づいて、左右に、扇形状に噴射、照射され、所望の異形噴孔２６が貫通形成されるのである（図４参照）。
【００３８】
以上、本発明にかかる機構部品における微細加工部の加工方法の一例を挙げ、説明したが、ウォータジェットレーザ加工を用いた、機構部品における微細加工部の加工方法としては、レーザヘッド７側と機構部品を支える加工テーブル３側とを双方、作動させる手法において、さらに加工効率を向上させるために、レーザヘッド７側と機構部品２０側とを、機構部品２０の揺動動作方向に、相対的に対向するように動作させて加工を行うようにすることもできる。
例えば、図５を用いて説明すると、レーザヘッド駆動機構１２により、レーザヘッド７を図中、Ｘ軸方向に沿って、左方に移動させるときは、機構部品２０を支える加工テーブル３を、揺動駆動機構１３によって、Ｘ軸方向に沿って、右方に振るようにする。
反対に、レーザヘッド７を、Ｘ軸方向に沿って、右方に移動させるときは、機構部品２０を支える加工テーブル３を、Ｘ軸方向に沿って、左方に振るようにする。
このようにレーザヘッド７と加工テーブル３とを、それぞれレーザヘッド駆動機構１２、揺動駆動機構１３により、制御盤に予め格納されたプログラムで、互いに対向させるように動作を行うことで、機構部品２０におけるレーザ光の照射点の移動速度が倍加し、加工の進行を促進することができる。
【００３９】
また、本発明では、ウォータジェットレーザ加工装置を用いてレーザヘッド７側及び機構部品２０を支える加工テーブル３側を作動させる手法を用いれば、任意の径の丸孔３０を加工することもできる（図６参照）。
この場合、レーザヘッド７の動作機構（図示省略）を、高圧水供給部５からの高圧円筒噴流が、微細加工部である、丸孔３０の輪郭線を描くように、公転させるようにすることで任意の径の丸孔３０を加工することができることになる。
勿論、レーザヘッド７側でなく、機構部品２０を支える加工テーブル３側の動作機構を移動させて、丸孔３０の輪郭線を描くように、レーザヘッド７からの水柱６を噴射させるようにすることで、丸孔加工を実行することもできる。
【００４０】
以上のような機構部品における微細加工部の加工方法の他、以下に記載する参考例１のように、レーザヘッド７側は固定し、機構部品を支える加工テーブル３側を揺動させて行う手法も可能である。
【００４１】
（参考例１）
ここでは、機構部品の被加工部位（後述）に対し微細溝を形成するに際し、微細溝を形成すべき被加工部位にレーザ加工を施す際に、機構部品を揺動させながら加工を行うようにしたものである。この場合の加工装置４０では、実質的には、図１に示した加工装置１におけるウォータジェットレーザ加工装置２と同様のレーザ加工装置４１を備え、揺動可能な加工テーブル３を備えている。なお、レーザ加工装置４１については、ウォータジェットレーザ加工装置２と同構成要素には同符号を付して詳細な説明は省略する。
図７に示すように、このレーザ加工装置４１では、レーザヘッド７はレーザヘッド駆動機構１２が設けられてはおらず、固定型としている。
以上のような加工装置４０のレーザ加工装置４１によりなされる加工では、加工テーブル３に揺動可能に保持されたインジェクタ２０の蓋部２２に、水を噴射して水柱６を形成すると共に、該水柱６の中を通してレーザ光を照射するようにしている。
【００４２】
なお、加工対象であるインジェクタ２０については、図２に示すインジェクタ２０を一例として想定しているので、重複図示、説明を避けるため、その図示、説明は省略する。
【００４３】
次に、加工装置４０のレーザ加工装置４１により、インジェクタ２０のノズルボディ２１先端の蓋部２２における微細溝である、異形噴孔２６の加工手順について説明する。
先ず、インジェクタ２０の蓋部２２を、加工テーブル３に保持しておく。この場合、加工テーブル３は、当初は頂部の被加工物である蓋部２２の載置面は、略水平状態にあり、かかる載置面に蓋部２２が置かれると、蓋部２２の中心軸が鉛直軸と一致し、且つ、レーザ加工装置４１におけるレーザ発生部４からのレーザ光および高圧水供給部５からの水柱６と一致するようになっている（ニュートラル状態）。
【００４４】
次いで操作指令を、加工装置４０における制御盤により、加工テーブル３、高圧水供給部５、およびレーザ発生部４に対し与え、蓋部２２の異形噴孔２６を形成すべき部位に、水を噴射して水柱６を形成すると共に、水柱６の中を通してレーザ光を照射するようにする。
これにより、高圧水供給部５から水柱６用の高圧水が、ノズル８を通じて蓋部２２の異形噴孔２６を形成すべき部位に、鉛直軸方向から水柱６となって当たる。
一方、レーザ発生部４から出射されたレーザ光は、レーザ発生部４から光ファイバ９を通じて、レーザヘッド３に導かれて所望の径に絞られ、水柱６に沿って水柱６と共に蓋部２２の異形噴孔２６を形成すべき部位に導かれる。
ここで、加工テーブル３は、図示しない駆動機構により、鉛直軸を中心として、所定角度スイングするように、一定速度で揺動している。
これにより、蓋部２２の異形噴孔２６を形成すべき部位には、水柱６と共にレーザ光が、図８に示すように、加工テーブル３のニュートラル状態における開始点から、加工テーブル３の揺動動作に基づいて、左右に、扇形状に噴射、照射され、所望の異形噴孔２６が貫通形成される。
【００４５】
ところで、以上のように、加工テーブル３の揺動動作下に、水柱６と共にレーザ光が蓋部２２の異形噴孔２６を形成すべき部位に照射されると、レーザ光のパワー値が適切な入力値であっても、実加工上のパワー値は、表面＞深潭であることから、深潭近傍の面粗度は悪化傾向となる。
しかしながら、上述のような揺動加工を実施することで、深潭部周辺は、レーザ光の照射点の移動速度Ｖ２が、表面寄りのレーザ光の照射点の移動速度Ｖ１に比較して低下することで、レーザ光のパワー値が落ちても、加工度合いを所定の水準に維持することができる（図８参照）。
言い換えれば、深潭部周辺は、レーザ光の照射点がより狭い範囲で密集し、重なり合うことになるため、加工面の仕上がり向上につながる。
【００４６】
反対に上述のような揺動加工でない加工では、図９に示すように、深潭部近傍では、レーザパワーが減衰しているにもかかわらず、レーザ光の照射点の移動速度Ｖは、表面側と同一であることから、加工能力が追従することができず、面粗度の悪化は避けられないことは、容易に諒解されよう。
【００４７】
以上は、ウォータジェットレーザ加工装置を用いて、機構部品に異形の微細加工部を加工する例を示したが、ウォータジェットレーザ加工装置は、勿論、微細孔の加工に用いることもできるので、以下に参考例２として挙げ、説明する。
【００４８】
（参考例２）
ここでは、後述するが下穴加工（ウォータジェットレーザ加工）と、仕上げ加工（ドリル加工他）を組み合わせ実行する加工法を採用する一方で、ウォータジェットレーザ加工装置によるウォータジェットレーザ加工が、精度的に向上した段階では、ウォータジェットレーザ加工のみで高精度の微細孔の加工を行うことも考えられる。
【００４９】
この加工装置５０におけるウォータジェットレーザ加工装置５１（以下、レーザ加工装置５１）は、機構部品の被加工物（後述）に対し微細孔を形成するに際し、加工テーブル３に傾斜状態で保持された被加工物Ｗの微細孔５２を形成すべき部位に、形成方向をガイドすべき下穴加工として用いられるものである。
この場合のレーザ加工装置５１は、参考例１で示したレーザ加工装置４１と同構成であり、各構成要素に対し、同符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００５０】
上述のレーザ加工装置５１によりなされる下穴加工は、加工テーブル３に傾斜状態で保持された被加工物Ｗの微細孔５２を形成すべき部位に、水を噴射して水柱６を形成すると共に、この水柱６の中を通してレーザ光を照射するようにしている。
そしてかかるレーザ加工装置５１による下穴加工の後は、仕上げ加工としてドリル５３を用いてドリル加工を施すようにしている（図１１参照）。
【００５１】
被加工物Ｗを具備する機構部品の対象としては、図１２に示すように、例えばインジェクタ６０を一例として挙げることができる。
インジェクタ６０は、詳細は説明しないが筒状のハウジング６１を有している。ハウジング６１の上端部は燃料入口６２として、燃料入口６２には、図示しない燃料ポンプから燃料が供給され、燃料は、燃料フィルタ６３を経由してハウジング６１の内周側に流入するようになっている。
ハウジング６１の下端部には、ノズルホルダ６４が設けられ、内側に筒状の弁ボディ６５が形成されている。かかる弁ボディ６５には、軸方向において燃料入口６２とは反対側の端部に開口部６６を有し、かかる開口部６６には、被加工物Ｗである噴孔プレート６７を固着している。噴孔プレート６７には、外側に向けて広がるように傾斜形成した微細孔５２（以下、噴孔５２）を設けている。なお、以上のようなハウジング６１、ノズルホルダ６４および弁ボディ６５の内周側には、ニードル６８が、軸方向へ往復移動可能に収容されている。ニードル６８は、電磁的駆動手段である駆動部６９により、軸方向に上下動し、弁ボディ６５との間に燃料が流れる燃料通路７０を形成して、開口部６６における噴孔プレート６７の噴孔５２に燃料を送り込み、噴孔５２を介して外方に燃料を噴射する構成である。
【００５２】
そして、被加工物Ｗである噴孔プレート６７は、薄い板状に形成されている。噴孔プレート６７には、弁ボディ６５の噴孔プレート６７側の端部の略円形状の開口部６６に倣うように、噴孔プレート６７中心寄りに、複数の傾斜形成した、微細孔である、噴孔５２を設けている。
【００５３】
次に、上述のインジェクタ６０の被加工物Ｗである噴孔プレート６７における微細孔として、噴孔５２の加工手順について説明する。
先ず、被加工物Ｗである噴孔プレート６７を、加工テーブル３に傾斜状態で保持しておく。この場合、加工テーブル３に対する噴孔プレート６７の傾斜保持角度は、形成すべき噴孔５２の傾斜角度に合わせるようにする。
次いで操作指令を、レーザ加工装置５１における制御盤により、高圧水供給部５、およびレーザ発生部４に対し与え、被加工物Ｗの微細孔を形成すべき部位に、水を噴射して水柱６を形成すると共に、水柱６の中を通してレーザ光を照射するようにする。
これにより、高圧水供給部５から水柱６用の高圧水が、ノズル８を通じて被加工物Ｗの微細孔を形成すべき部位に、水柱６となって傾斜保持角度を以って当たる。
一方、レーザ発生部４から出射されたレーザ光は、レーザ発生部４から光ファイバ９を通じて、レーザヘッド７に導かれて所望の径に絞られ、水柱６に沿って水柱６と共に被加工物Ｗの微細孔を形成すべき部位に導かれ、加工を施すことができる。
これにより、被加工物Ｗの微細孔を形成すべき部位には、噴孔プレート６７の傾斜保持角度、すなわち、噴孔５２の傾斜角度に指向する下穴（パイロット穴）が形成される。
かかる下穴加工を繰り返すことで、被加工物Ｗには、所望の数の下穴Ｐｈを形成することができる。
【００５４】
そして、以上のような下穴Ｐｈが被加工物Ｗに形成されると、加工テーブル３に同じ傾斜角度で保持した状態で、仕上げ加工としてのドリル加工を施すようにする（図１１参照）。
ドリル５３には、噴孔５２に対応した径のドリルビット５３ｐが装着されており、かかるドリルビット５３ｐを、レーザ加工装置１における水柱６およびレーザ光と、同一の加工軸方向に沿って、被加工物Ｗにおける下穴Ｐｈに向けて進行させ、ドリル加工を施す。
この場合、ドリルビット５３ｐは、微細な径である噴孔５２に対応する極細のものであるが、ドリルビット５３ｐを噴孔５２の傾斜角度に指向する下穴Ｐｈに沿って、下穴Ｐｈをガイドとして進めていくことができるため、ドリルビット５３ｐにかかるストレスを極力、抑えることができるので、ドリルビット５３ｐが折損することなく、確実に穿孔することができる。
【００５５】
また、下穴加工としては、ウォータジェットレーザ加工装置を用いるほか、通常のレーザ加工も可能であるが、ウォータジェットレーザ加工装置を用いたほうが、仕上げ加工であるドリル加工時に、ドリル加工での仕上げ量（除去量）を極限まで減らすことができるので、より有利であり、効率的である。
【００５６】
また、仕上げ加工には、放電加工も可能である。
【００５７】
さらに、上述のウォータジェットレーザ加工装置は、今後、精度的に向上することが期待できる。精度的に所望の水準に達し得た場合には、下穴加工から、仕上げ加工まで、ウォータジェットレーザ加工装置単体で、微細孔の高精度な加工が期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
以上、本発明にかかる機構部品における微細加工部の加工方法を実施するにあたり、機構部品の対象として、インジェクタを挙げ、蓋部における微細溝である、異形噴孔の加工手順を説明したが、機構部品の対象として、勿論、インジェクタに限るものではなく、微細溝を有する様々な機構部品（気化器噴出孔、流体流量調整用オリフィス、印字機噴射ノズル等）も可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１    加工装置
２    ウォータジェットレーザ加工装置
３    加工テーブル
４    レーザ発生部
５    高圧水供給部
６    水柱
７    レーザヘッド水柱
８    ノズル
９    光ファイバ
１０    集光用レンズ
１１    導入口
１２    レーザヘッド駆動機構
１３    揺動駆動機構
２０    インジェクタ
２１    ノズルボディ
２１ａ    中空部
２２    蓋部
２３    取付部
２４    ニードル弁
２５    ドーム部
２５ａ    弁座部
２６    噴孔
２６ａ    側壁
２６ｂ    横壁
２７    燃料流通路
２８    弁部
３０    丸孔
４０    加工装置
４１    ウォータジェットレーザ加工装置
５０    加工装置
５１    ウォータジェットレーザ加工装置
５２    微細孔
５３    ドリル
５３ｐ    ドリルビット
６０    インジェクタ
６１    ハウジング
６２    燃料入口
６３    燃料フィルタ
６４    ノズルホルダ
６５    弁ボディ
６６    開口部
６７    噴孔プレート
６８    ニードル
６９    駆動部
７０    燃料通路
Ｗ    被加工物
ｈ    溝幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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