(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物（３０）の内部に形成された第１の孔（３１）、および、前記被加工物（３０）の内部に前記第１の孔（３１）よりも細く形成されると共に前記第１の孔（３１）に連通する第２の孔（３２）、という２つの孔（３１、３２）の境界（３４）に生じるバリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去するためのバリ除去方法であって、
ミラー（１２、１２’）を保持するミラー保持具（１３）を前記被加工物（３０）の外部で操作することで、前記第１の孔（３１）から前記被加工物（３０）の内部にミラー（１２、１２’）を入れ、前記第１の孔（３１）内に前記ミラー（１２、１２’）を配置し、その配置の際、前記ミラー（１２、１２’）を前記第２の孔（３２）の近傍に位置決めすることで、前記被加工物（３０）の外部から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に光を入射したときに、当該光が前記ミラー（１２、１２’）で反射して前記境界（３４）に当たるようにするミラー配置工程と、
高密度エネルギービーム（２０）を照射する照射部材（１７）の位置または向きを前記被加工物（３０）の外部において調整することで、前記照射部材（１７）から出た前記高密度エネルギービーム（２０）を前記被加工物（３０）の外から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に入射させ、前記高密度エネルギービーム（２０）が前記ミラー（１２、１２’）で反射されて前記境界（３４）に生じた前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）に当たるようにし、それにより、前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去するバリ除去工程と、を備えたバリ除去方法。
【請求項２】
前記第２の孔（３２）は円柱形状であり、
前記ミラー（１２）の鏡面の形状は平面形状であり、
前記バリ除去工程においては、前記第２の孔（３２）の孔中心軸（３５）を旋回軸として前記照射部材（１７）を旋回させながら、前記高密度エネルギービーム（２０）の光軸（２０ａ）と前記孔中心軸（３５）とが成す角の角度と、前記孔中心軸（３５）に垂直な面内における前記照射部材（１７）の各部から前記孔中心軸（３５）までの距離と、を維持することで、前記境界（３４）の全周の前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去することを特徴とする請求項１に記載のバリ除去方法。
【請求項３】
前記第２の孔（３２）は円柱形状であり、
前記ミラー（１２’）の鏡面の形状は、連続する同心円から成る部分を含んだ凸型または凹型形状であり、
前記ミラー配置工程においては、前記同心円の中心軸と前記第２の孔（３２）の孔中心軸（３５）とを一致させるようにミラー（１２’）を配置し、
前記バリ除去工程においては、前記第２の孔（３２）の孔中心軸（３５）を旋回軸として前記照射部材（１７）を旋回させながら、前記高密度エネルギービーム（２０）の光軸（２０ａ）と前記孔中心軸（３５）とが成す角の角度と、前記孔中心軸（３５）に垂直な面内における前記照射部材（１７）の各部から前記孔中心軸（３５）までの距離と、を維持することで、前記境界（３４）の全周の前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去することを特徴とする請求項１に記載のバリ除去方法。
【請求項４】
前記バリ除去工程においては、前記高密度エネルギービーム（２０）の光軸（２０ａ）と前記孔中心軸（３５）とが互いに平行に維持されるよう、前記第２の孔（３２）の孔中心軸（３５）を旋回軸として前記照射部材（１７）を旋回させることを特徴とする請求項３に記載のバリ除去方法。
【請求項５】
第１の孔（３１）および前記第１の孔（３１）よりも細くかつ前記第１の孔（３１）に連通する第２の孔（３２）という２つの孔（３１、３２）が内部に形成された孔空き部品（３０）を形成する形成工程と、
ミラー（１２、１２’）を保持するミラー保持具（１３）を前記孔空き部品（３０）の外部で操作することで、前記第１の孔（３１）から前記孔空き部品（３０）の内部にミラー（１２、１２’）を入れ、前記第１の孔（３１）内に前記ミラー（１２、１２’）を配置し、その配置の際、前記ミラー（１２、１２’）を前記第２の孔（３２）の近傍に位置決めすることで、前記孔空き部品（３０）の外部から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に光を入射したときに、当該光が前記ミラー（１２、１２’）で反射して前記２つの孔（３１、３２）の境界（３４）に当たるようにするミラー配置工程と、
高密度エネルギービーム（２０）を照射する照射部材（１７）の位置または向きを前記孔空き部品（３０）の外部において調整することで、前記照射部材（１７）から出た前記高密度エネルギービーム（２０）を前記孔空き部品（３０）の外から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に入射させ、前記高密度エネルギービーム（２０）が前記ミラー（１２、１２’）で反射されて前記２つの孔（３１、３２）の境界（３４）に生じたバリ（３３ａ〜３３ｅ）に当たるようにし、それにより、前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去するバリ除去工程と、を備えた孔空き部品の製造方法。
【請求項６】
被加工物（３０）の内部に形成された第１の孔（３１）、および、前記被加工物（３０）の内部に前記第１の孔（３１）よりも細く形成されると共に前記第１の孔（３１）に連通する第２の孔（３２）、という２つの孔（３１、３２）の境界（３４）に生じるバリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去するためのバリ除去装置であって、
ミラー（１２、１２’）と、
前記ミラー（１２、１２’）を保持するミラー保持具（１３）と、
前記ミラー保持具（１３）を保持し、前記ミラー保持具（１３）の位置を調整することで、間接的に前記ミラー（１２、１２’）の位置を調整する第１の位置調整機構（１４）と、
高密度エネルギービーム（２０）を照射する照射部材（１７）と、
前記照射部材（１７）を保持し、前記照射部材（１７）の位置を調整する第２の位置調整機構（１８）と、を備え、
前記第１の位置調整機構（１４）によって、前記第１の孔（３１）から前記被加工物（３０）の内部にミラー（１２、１２’）が入れられ、前記第１の孔（３１）内に前記ミラー（１２、１２’）が配置されている状態で、前記第２の位置調整機構（１８）は、前記照射部材（１７）の位置または向きを前記被加工物（３０）の外部において調整することで、前記照射部材（１７）から出た前記高密度エネルギービーム（２０）を前記被加工物（３０）の外から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に入射させ、前記高密度エネルギービーム（２０）が前記ミラー（１２、１２’）で反射されて前記境界（３４）に生じた前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）に当たるようにし、それにより、前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去することを特徴とするバリ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度エネルギービームを用いたバリ除去方法、孔空き部品の製造方法、および、バリ除去装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの連通する孔の境界の稜線に発生したバリを除去するために高密度エネルギービームを用いる技術が知られている。例えば、特許文献１では、図１１に示すように、パイプ９０で第１ミラー９１を保持し、縦孔９２内に第１ミラー９１を配置し、レーザ発振器９３から照射されたレーザビームＬｂを第２ミラー９４およびレンズ９５を介して縦孔９２に入射させ、そのレーザビームＬｂを第１ミラー９１で９０°曲げて、縦孔９２と横孔９６の境界位置のバリに照射させることで、バリを溶融、昇華させて除去している。そして、バリの位置に照射位置を合わせるために、パイプ９０、第１ミラー９１、レーザ発振器９３、第２ミラー９４、レンズ９５の位置を調整している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９５５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のような技術では、第１ミラー９１を保持するためのミラー保持具であるパイプ９０と縦穴９２とが位置的に干渉し合うので、レーザビームの照射位置の調整可能範囲が制限され、その結果、横孔９６が太くなると、バリの位置にレーザビームを合わせられなくなるか、あるいは、パイプ９０のサイズを制限する必要がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑み、ミラー保持具で保持されたミラーを第１の孔に入れ、ミラーで高密度エネルギービームを反射させ、第１の孔と第２の孔の境界部分にあるバリに照射し、バリを除去する技術において、ミラー保持具と第１の孔の干渉を考慮する必要なく、エネルギーをバリの位置に合わせられるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、被加工物（３０）の内部に形成された第１の孔（３１）、および、前記被加工物（３０）の内部に前記第１の孔（３１）よりも細く形成されると共に前記第１の孔（３１）に連通する第２の孔（３２）、という２つの孔（３１、３２）の境界（３４）に生じるバリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去するためのバリ除去方法であって、ミラー（１２、１２’）を保持するミラー保持具（１３）を前記被加工物（３０）の外部で操作することで、前記第１の孔（３１）から前記被加工物（３０）の内部にミラー（１２、１２’）を入れ、前記第１の孔（３１）内に前記ミラー（１２、１２’）を配置し、その配置の際、前記ミラー（１２、１２’）を前記第２の孔（３２）の近傍に位置決めすることで、前記被加工物（３０）の外部から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に光を入射したときに、当該光が前記ミラー（１２、１２’）で反射して前記境界（３４）に当たるようにするミラー配置工程と、高密度エネルギービーム（２０）を照射する照射部材（１７）の位置または向きを前記被加工物（３０）の外部において調整することで、前記照射部材（１７）から出た前記高密度エネルギービーム（２０）を前記被加工物（３０）の外から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に入射させ、前記高密度エネルギービーム（２０）が前記ミラー（１２、１２’）で反射されて前記境界（３４）に生じた前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）に当たるようにし、それにより、前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去するバリ除去工程と、を備えたバリ除去方法である。
【０００７】
このように、照射部材（１７）の位置または向きを調整して高密度エネルギービーム（２０）の位置合わせを行うようになっていることで、ミラー（１２、１２’）およびミラー保持具（１３）を移動させる必要性が低くなり、その分、ミラー保持具（１３）と第１の孔（３１）の干渉を考慮する必要なく、高密度エネルギービームをバリの位置に合わせられるようになる。
【０００８】
また、ミラー（１２、１２’）を配置する第１の孔（３１）とは別の、ミラー保持具（１３）よりも細い側の第２の孔（３２）から、ミラー（１２、１２’）に高密度エネルギービーム（２０）を入射することで、高密度エネルギービーム（２０）がミラー保持具（１３）と干渉する可能性が低下し、その分、ミラー保持具（１３）に対するサイズの制約が緩和される。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のバリ除去方法において、前記第２の孔（３２）は円柱形状であり、前記ミラー（１２）の鏡面の形状は平面形状であり、前記バリ除去工程においては、前記第２の孔（３２）の孔中心軸（３５）を旋回軸として前記照射部材（１７）を旋回させながら、前記高密度エネルギービーム（２０）の光軸（２０ａ）と前記孔中心軸（３５）とが成す角の角度と、前記孔中心軸（３５）に垂直な面内における前記照射部材（１７）の各部から前記孔中心軸（３５）までの距離と、を維持することで、前記境界（３４）の全周の前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去することを特徴とする。
【００１０】
このようにすることで、平面形状の鏡面を持ったミラー（１２）を用いる場合に、境界（３４）上のどのバリ（３３ａ〜３３ｅ）に対しても同じ角度で高密度エネルギービーム（２０）が当たるので、均一な品質でバリ除去を実現することができる。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のバリ除去方法において、前記第２の孔（３２）は円柱形状であり、前記ミラー（１２’）の鏡面の形状は、連続する同心円から成る部分を含んだ凸型または凹型形状であり、前記ミラー配置工程においては、前記同心円の中心軸と前記第２の孔（３２）の孔中心軸（３５）とを一致させるようにミラー（１２’）を配置し、前記バリ除去工程においては、前記第２の孔（３２）の孔中心軸（３５）を旋回軸として前記照射部材（１７）を旋回させながら、前記高密度エネルギービーム（２０）の光軸（２０ａ）と前記孔中心軸（３５）とが成す角の角度と、前記孔中心軸（３５）に垂直な面内における前記照射部材（１７）の各部から前記孔中心軸（３５）までの距離と、を維持することで、前記境界（３４）の全周の前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去することを特徴とする。
【００１２】
このようにすることで、凸型または凹型形状の鏡面を持ったミラー（１２’）を用いる場合でも、境界（３４）上のどのバリ（３３ａ〜３３ｅ）に対しても同じ角度で高密度エネルギービーム（２０）が当たるので、均一な品質でバリ除去を実現することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のバリ除去方法において、前記バリ除去工程においては、前記高密度エネルギービーム（２０）の光軸（２０ａ）と前記孔中心軸（３５）とが互いに平行に維持されるよう、前記第２の孔（３２）の孔中心軸（３５）を旋回軸として前記照射部材（１７）を旋回させることを特徴とする。
【００１４】
このように、連続する同心円から成る部分を含んだ凸型または凹型形状の鏡面を有するミラー（１２’）の場合、前記高密度エネルギービーム（２０）の光軸（２０ａ）と前記孔中心軸（３５）とを平行に維持すればよいので、照射部材（１７）の位置の調整が比較的容易である。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、第１の孔（３１）および前記第１の孔（３１）よりも細くかつ前記第１の孔（３１）に連通する第２の孔（３２）という２つの孔（３１、３２）が内部に形成された孔空き部品（３０）を形成する形成工程と、ミラー（１２、１２’）を保持するミラー保持具（１３）を前記孔空き部品（３０）の外部で操作することで、前記第１の孔（３１）から前記孔空き部品（３０）の内部にミラー（１２、１２’）を入れ、前記第１の孔（３１）内に前記ミラー（１２、１２’）を配置し、その配置の際、前記ミラー（１２、１２’）を前記第２の孔（３２）の近傍に位置決めすることで、前記孔空き部品（３０）の外部から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に光を入射したときに、当該光が前記ミラー（１２、１２’）で反射して前記２つの孔（３１、３２）の境界（３４）に当たるようにするミラー配置工程と、高密度エネルギービーム（２０）を照射する照射部材（１７）の位置または向きを前記孔空き部品（３０）の外部において調整することで、前記照射部材（１７）から出た前記高密度エネルギービーム（２０）を前記孔空き部品（３０）の外から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に入射させ、前記高密度エネルギービーム（２０）が前記ミラー（１２、１２’）で反射されて前記２つの孔（３１、３２）の境界（３４）に生じたバリ（３３ａ〜３３ｅ）に当たるようにし、それにより、前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去するバリ除去工程と、を備えた孔空き部品の製造方法である。このように、バリ除去方法の発明の特徴は、バリ除去方法を用いて孔空き部品（３０）を製造する方法にも適用できる。
【００１６】
また、請求項６に記載の発明は、被加工物（３０）の内部に形成された第１の孔（３１）、および、前記被加工物（３０）の内部に前記第１の孔（３１）よりも細く形成されると共に前記第１の孔（３１）に連通する第２の孔（３２）、という２つの孔（３１、３２）の境界（３４）に生じるバリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去するためのバリ除去装置であって、ミラー（１２、１２’）と、前記ミラー（１２、１２’）を保持するミラー保持具（１３）と、前記ミラー保持具（１３）を保持し、前記ミラー保持具（１３）の位置を調整することで、間接的に前記ミラー（１２、１２’）の位置を調整する第１の位置調整機構（１４）と、高密度エネルギービーム（２０）を照射する照射部材（１７）と、
前記照射部材（１７）を保持し、前記照射部材（１７）の位置を調整する第２の位置調整機構（１８）と、を備え、前記第１の位置調整機構（１４）によって、前記第１の孔（３１）から前記被加工物（３０）の内部にミラー（１２、１２’）が入れられ、前記第１の孔（３１）内に前記ミラー（１２、１２’）が配置されている状態で、前記第２の位置調整機構（１８）は、前記照射部材（１７）の位置または向きを前記被加工物（３０）の外部において調整することで、前記照射部材（１７）から出た前記高密度エネルギービーム（２０）を前記被加工物（３０）の外から前記第２の孔（３２）を通して前記ミラー（１２、１２’）に入射させ、前記高密度エネルギービーム（２０）が前記ミラー（１２、１２’）で反射されて前記境界（３４）に生じた前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）に当たるようにし、それにより、前記バリ（３３ａ〜３３ｅ）を除去することを特徴とするバリ除去装置である。このように、バリ除去方法の発明の特徴は、バリ除去装置の特徴としても捉えることができる。
【００１７】
なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザバリ除去装置１の構成図である。
【図２】被加工物３０付近の拡大図である。
【図３】被加工物３０付近の横断面図である。
【図４】図４の第１の孔３１と第２の孔３２の境界部分３４の拡大図である。
【図５】バリ除去工程を例示する図である。
【図６】バリが除去された状態の境界３４の図である。
【図７】第２実施形態における被加工物３０付近の横断面図である。
【図８】第２実施形態におけるバリ除去工程を例示する図である。
【図９】レーザビーム２０の入射位置２０ａとミラー１２で反射後の照射位置を例示する図である。
【図１０】被加工物３０の他の例を示す図である。
【図１１】従来のレーザバリ除去方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の第１実施形態について説明する。図１に、本実施形態に係るレーザバリ除去装置１の構成を示す。
【００２０】
本実施形態のレーザバリ除去装置１は、孔空き部品の素材である被加工物３０の内部に生じたバリを除去するための装置である。孔空き部品としては、自動車部品（例えば燃料噴射ポンプ）用ハウジングブロック、自動車用油圧配管部品（車体のブレーキ配管を接続する部品）等がある。
【００２１】
被加工物３０は、例えばアルミニウム製、高炭素鋼製であり、その内部には、円柱形状の第１の孔３１、および、第１の孔３１よりも細い径で形成されると共に第１の孔３１に直角に交差して連通する円柱形状の第２の孔３２が（例えば、切削加工により）形成されている。第１の孔３１の径は、例えば１０ｍｍφであり、第２の孔３２の径は、例えば３ｍｍφ、７ｍｍφ等である。
【００２２】
このレーザバリ除去装置１は、図１に示すように、ベース１１、ミラー１２、ミラー保持具１３、多関節ロボット１４、レーザ発振器１５、光ファイバ１６、集光光学系部材１７、多関節ロボット１８を備えている。ベース１１は、その上面に被加工物３０を固定して載置するための架台である。
【００２３】
ミラー１２は、平らな鏡面を有する平面鏡である。ミラー保持具１３は、棒状の部材であり、一方の端部にミラー保持具１３が固定されることで、ミラー保持具１３を保持するようになっている。また、ミラー保持具１３の他端は、多関節ロボット１４に固定されている。
【００２４】
多関節ロボット１４（第１の位置調整機構の一例に相当する）は、その先端部がミラー保持具１３の上記他端に固定されることで、ミラー保持具１３を保持する。そして、この多関節ロボット１４は、図示しない制御部からの指令に従って、ミラー保持具１３の位置を調整することで、間接的にミラー１２の位置を調整することができるようになっている。
【００２５】
図２に、被加工物３０付近の拡大図を示す。この図に示すようにミラー１２は、ミラー保持具１３に保持されながら、第１の孔３１から被加工物３０内に入れられ、第１の孔３１の内部に配置される。
【００２６】
より具体的には、ミラー１２が第２の孔３２の近傍に位置決めされ、更に、ミラー１２の鏡面１２ａが第２の孔３２側に面すると共に第２の孔３２の中心軸３５に垂直になるように向き付けされる。
【００２７】
図３に、孔中心軸３５を含む鉛直な断面による図２の断面図を示す。この図に示すように、第１の孔３１と第２の孔３２の境界３４の稜線の各部には、第１の孔３１、第２の孔３２を形成した際にバリ３３ａ〜３３ｅが発生している。図４に、この境界３４付近の拡大図を示す。バリ３３ａ〜３３ｅは、この第１の孔３１および第２の孔３２を通過する流体（ブレーキ液、燃料等）の供給に支障を与えるばかりか、場合によっては剥離してバルブ等を詰まらせてしまう恐れもあるので、被加工物３０から孔空き部品を製造する際に除去しておくことが望ましい。
【００２８】
ミラー１２は、レーザビームを反射してこのバリ３３ａ〜３３ｅに当てるために、上記のように位置決めおよび向き付けされる。
【００２９】
レーザ発振器１５は、レーザ光を出力する周知の装置である。光ファイバ１６は、一端がレーザ発振器１５のレーザ光の出力口に接続され、他端が集光光学系部材１７に接続され、容易に変形可能となっている。このレーザ発振器１５は、レーザ光をこの光ファイバ１６の上記一端に入射し、光ファイバ１６は、上記一端から入射されたレーザ光の拡散光を上記他端から集光光学系部材１７に放射状に放出する。
【００３０】
集光光学系部材１７（照射部材の一例に相当する）は、光ファイバ１６が放射したレーザ光を集光してレーザビーム２０（図１参照）として被加工物３０に照射するための周知の部材である（例えば、特開２０００−３１７６６０号公報参照）。具体的には、集光光学系部材１７は、光ファイバ１６の他端が放射したレーザ光を平行光線に変換するコリメータレンズと、コリメータレンズから出た平行光線を絞る集光レンズと、これらコリメータレンズおよび集光レンズを格納するための筐体を備えるものを採用してもよい。
【００３１】
多関節ロボット１８（第２の位置調整機構の一例に相当する）は、その先端部が集光光学系部材１７の筐体に固定されることで、集光光学系部材１７を保持する。そして、この多関節ロボット１８は、図示しない上述の制御部からの指令に従って、集光光学系部材１７の位置および向きを調整することができるようになっている。なおこの際、レーザ発振器１５は動かさないが、レーザ発振器１５と集光光学系部材１７はフレキシブルな光ファイバ１６で繋がっているので、集光光学系部材１７をレーザ発振器１５に対してほぼ自由に移動させることが可能である。
【００３２】
なお、制御装置は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、操作部等を備え、ユーザが操作部に対して行った操作に応じて多関節ロボット１４、１８の駆動を制御してもよいし、あるいは、あらかじめＲＯＭに記録された所定のプログラム、または、フラッシュメモリに適宜書き込まれたプログラムに従って、自動的に、多関節ロボット１４、１８の駆動を制御するようになっていてもよい。
【００３３】
以下、上記のような構成のレーザバリ除去装置１を用いたレーザバリ除去方法について説明する。なお、このレーザバリ除去方法は、被加工物３０を素材とする孔空き部品の製造方法の工程の一部でもある。つまり、まず、上述の第１の孔３１および第２の孔３２が内部に形成された被加工物３０（すなわち、孔空き部品）を形成し（形成工程に相当する）、その後、後述するレーザバリ除去方法で第１の孔３１と第２の孔３２の境界３４のバリ３３ａ〜３３ｅを除去することで、孔空き部品を製造する。
【００３４】
なお、第１の孔３１および第２の孔３２が内部に形成された被加工物３０（すなわち、孔空き部品）を形成する方法としては、第１の孔３１と第２の孔３２の境界にバリ３３ａ〜３３ｅが発生する恐れがある方法ならどのような方法であってもよいが、例えば、孔の空いていない被加工物に対し、切削加工等でまず第１の孔３１を形成し、次に、同じく切削加工で第２の孔３２を形成するようになっていてもよい。
【００３５】
以下、レーザバリ除去方法の各工程について説明する。まず、ベース１１上に第１の孔３１および第２の孔３２が内部に形成された被加工物３０を、第１の孔３１が鉛直となるよう載置し、被加工物３０をベース１１に固定する。この工程を、載置工程という。
【００３６】
載置工程に続いて、制御部の操作部を作業者が操作することで、多関節ロボット１４の駆動を制御し、それにより、ミラー保持具１３を被加工物３０の外部で操作する。そして、この操作により、第１の孔３１から被加工物３０の内部にミラー１２を入れ、第１の孔３１内にミラー１２を配置する。この工程を、ミラー配置工程という。
【００３７】
この配置の際、第２の孔３２の近傍においてミラー１２を位置決めおよび向き付けする。この位置決めおよび向き付けは、被加工物３０の外部から第２の孔３２を通してミラー１２に光を入射したときに、当該光がミラー１２で反射して境界３４に当たるように調整する。
【００３８】
より具体的には、境界３４のどの位置をとっても、第２の孔３２を通ってミラー１２で反射して当該位置に当たるような光の光軸の向きおよび位置が存在するように、ミラー１２の位置決めおよび向き付けを行う。
【００３９】
典型的には、ミラー１２の鏡面が第２の孔３２側に面すると共に第２の孔３２の孔中心軸３５に垂直になるように向き付けする。そして、境界３４の各部から孔中心軸３５に平行にミラー１２側に直線を伸ばしたときに、当該直線のすべてがミラー１２の鏡面に当たるように、ミラー１２を配置する。
【００４０】
ミラー配置工程に続いて、バリ除去工程を実行する。バリ除去工程では、レーザ発振器１５を作動させることで、集光光学系部材１７からレーザビーム２０を射出させる。そして、ミラー１２の位置および向き付けは固定したまま、制御部の操作部を作業者が操作することで、多関節ロボット１８の駆動を制御し、それにより、集光光学系部材１７の位置および向きを被加工物３０の外部で調整する。
【００４１】
この調整は、図５に示すように、集光光学系部材１７から出たレーザビーム２０を、被加工物３０の外から第２の孔３２を通してミラー１２に入射させ、レーザビーム２０がミラー１２で反射されて境界３４に生じたバリ３３ａ〜３３ｅのいずれかに集光して当たるようにする。なお、集光光学系部材１７の集光レンズの焦点距離は、レーザビーム２０が境界３４において所望の径となるように、あらかじめ設定されている。
【００４２】
そして、集光光学系部材１７にレーザビーム２０を射出させたまま、第２の孔３２の孔中心軸３５を旋回軸として集光光学系部材１７を旋回させる。このとき、レーザビーム２０と孔中心軸３５とが成す角の角度θと、孔中心軸３５に垂直な面内における、集光光学系部材１７の各部から孔中心軸３５までの距離（例えば、距離ｄ）と、を維持することで、境界３４の全周をレーザビーム２０で走査することができる。
【００４３】
レーザビーム２０が照射されている部分のバリ（例えば、図５のバリ３３ａ、３３ｅ）は、溶融、昇華して除去される。図４に示したように、レーザビーム２０の照射前は、バリ３３ａ〜３３ｅがエッジのように突出しているが、レーザビーム２０の照射によってバリが除去された後の境界３４の稜線は、図６に示すように、バリが溶融し、一部は昇華したことにより、Ｒ形状となっている。バリ３３ａ〜３３ｅをすべて除去した段階で、バリ除去工程が終了し、孔空き部材の製造が完了する。
【００４４】
以上説明した通り、本実施形態では、ミラー配置工程において、ミラー保持具１３を被加工物３０の外部で操作することで、第１の孔３１から被加工物３０の内部にミラー１２を入れ、第１の孔３１内にミラー１２を配置し、その配置の際、ミラー１２を第２の孔３２の近傍に位置決めすることで、被加工物３０の外部から第２の孔３２を通してミラー１２に光を入射したときに、当該光が前記ミラー１２で反射して境界３４に当たるようにする。
【００４５】
そして、バリ除去工程において、集光光学系部材１７の位置または向きを被加工物３０の外部において調整することで、集光光学系部材１７から出たレーザビーム２０を被加工物３０の外から第２の孔３２を通してミラー１２に入射させ、レーザビーム２０がミラー１２で反射されて境界３４に生じたバリ３３ａ〜３３ｅに当たるようにし、それにより、バリ３３ａ〜３３ｅを除去する。
【００４６】
このように、集光光学系部材１７の位置または向きを調整してレーザビーム２０の位置合わせを行うようになっていることで、ミラー１２およびミラー保持具１３を移動させる必要性がなくなり、その分、ミラー保持具１３と第１の孔３１の干渉を考慮する必要なく、レーザビームをバリの位置に合わせられるようになる。
【００４７】
また、ミラー１２を配置する第１の孔３１とは別の、ミラー保持具１３よりも細い側の第２の孔３２から、ミラー１２にレーザビーム２０を入射することで、レーザビーム２０がミラー保持具１３と干渉する可能性が低下し、その分、ミラー保持具１３に対するサイズの緩和される。
【００４８】
また、第２の孔３２は円柱形状であり、ミラー１２の鏡面の形状は平面形状であり、バリ除去工程においては、第２の孔３２の孔中心軸３５を旋回軸として集光光学系部材１７を旋回させながら、レーザビーム２０の光軸２０ａと孔中心軸３５とが成す角の角度と、孔中心軸３５に垂直な面内における、集光光学系部材１７の各部から孔中心軸３５までの距離と、を維持することで、境界３４の全周のバリ３３ａ〜３３ｅを除去するようになっている。
【００４９】
このようにすることで、平面形状の鏡面を持ったミラー１２を用いる場合に、境界３４上のどのバリ３３ａ〜３３ｅに対しても同じ角度でレーザビーム２０が当たるので、均一な品質でバリ除去を実現することができる。
【００５０】
なお、バリ除去が終了した後は、多関節ロボット１４を制御してミラー１２を第１の孔３１から取り出し、被加工物３０のベース１１からの取り外しを可能とする。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態が構成上第１実施形態と異なるのは、ミラー保持具１３に保持されるミラーの鏡面の形状と、パージガスノズル１９の存在のみである。
【００５１】
図７に、本実施形態においてミラー保持具１３に保持されるミラー１２’を示す。この図に示すように、ミラー１２’は、内側に窪んだ凹形状のコーンミラーとなっている。つまり、ミラー１２’の鏡面１２ａは、内側に凹形状に窪んだ円錐形状となっている。このように、ミラー１２’の鏡面１２ａの形状は、連続する複数の同心円（円錐の頂点を中心とする同心円）から成る部分を有する凹型の形状となっている。
【００５２】
パージガスノズル１９は、図示しないガス供給源からガスの供給を受け、当該ガスを第１の孔３１から被加工物３０の内部にガスを噴出するためのノズルである。ガスとしては、例えば０．５ＭＰａの空気を用いる。
【００５３】
次に、このようなミラー１２’を有するレーザバリ除去装置１を用いたバリ除去方法について説明する。このバリ除去方法も、第１実施形態と同じく、孔空き部材の製造方法の一部を構成する。
【００５４】
まず、形成工程、載置工程については、第１実施形態と同じである。載置工程に続くミラー配置工程は、以下のように実行する。制御部の操作部を作業者が操作することで、多関節ロボット１４の駆動を制御し、それにより、ミラー保持具１３を被加工物３０の外部で操作する。そして、この操作により、第１の孔３１から被加工物３０の内部にミラー１２を入れ、第１の孔３１内にミラー１２を配置する点は、第１実施形態と同じである。
【００５５】
そして、この配置の際、第２の孔３２の近傍においてミラー１２を位置決めおよび向き付けする。この位置決めおよび向き付けは、被加工物３０の外部から第２の孔３２を通してミラー１２に光を入射したときに、当該光がミラー１２で反射して境界３４に当たるように調整することも、第１実施形態と同じである。
【００５６】
また、境界３４のどの位置をとっても、第２の孔３２を通ってミラー１２で反射して当該位置に当たるような光の光軸の向きおよび位置が存在するように、ミラー１２の位置決めおよび向き付けを行う点についても、第１実施形態と同じである。
【００５７】
ただし、上記のようにするための具体的方法が、第１実施形態と異なる。すなわち、図７に示すように、上述した鏡面１２ａを構成する同心円の中心軸と孔中心軸３５とを一致させるように、ミラー１２を配置する。
【００５８】
また、ミラー配置工程に続くバリ除去工程では、レーザ発振器１５を作動させることで、集光光学系部材１７からレーザビーム２０を射出させ、ミラー１２の位置および向き付けは固定したまま、制御部の操作部を作業者が操作することで、多関節ロボット１８の駆動を制御し、それにより、集光光学系部材１７の位置および向きを被加工物３０の外部で調整する点は、第１実施形態と同じである。
【００５９】
また、この調整の際に、集光光学系部材１７から出たレーザビーム２０を、被加工物３０の外から第２の孔３２を通してミラー１２に入射させ、レーザビーム２０がミラー１２で反射されて境界３４に生じたバリ３３ａ〜３３ｅのいずれかに集光して当たるようにする点も第１実施形態と同じである。
【００６０】
しかし、それを実現するための集光光学系部材１７の向き付けが第１実施形態と異なる。具体的には、図８に示すように、レーザビーム２０の光軸２０ａが孔中心軸３５と平行になるように集光光学系部材１７の向きを調整する。
【００６１】
このようにすると、図９に例示するように、孔中心軸３５に平行に、かつ、孔中心軸３５よりも下側から入射したレーザビーム２０の光軸２０ａが、鏡面１２ａで反射して、第２の孔３２の上側のバリ３３ａに当たるようになる。図９の例では、第２の孔３２の径φＤが３ｍｍ、第２の孔３２の全長Ｘが３ｍｍ、孔中心軸３５に沿った境界３４からミラー１２’の境界３４側端部までの距離Ｌが２ｍｍ、コーンミラー角β（鏡面１２ａの窪みが浅いほど小さくなる角度）が２３．８６３°となるように設計されている。
【００６２】
このとき、互いに平行な光軸２０ａと孔中心軸３５の、図中上下方向のずれ量Ｅが０．７ｍｍとなり、図中紙面に垂直な方向のずれ量Ｅが０ｍｍとなるよう、集光光学系部材１７の位置を調整すると、鏡面１２ａへのレーザ光照射角度αは６６．１３７°となり、同様に反射角度α’も６６．１３７°となり、レーザ光の光軸２０ａは、境界３４中の最も上のバリ３３ａに当たるようになる。このとき、入射する光軸２０ａから第２の孔３２の内壁までの最短距離は３／２−０．７＝０．８ｍｍなので、レーザビーム２０の径は、第２の孔３２に入射する時点で０．８ｍｍ未満となっていれば、レーザビーム２０と第２の孔３２の内壁とが干渉せずに済む。
【００６３】
更にバリ除去工程では、集光光学系部材１７にレーザビーム２０を射出させたまま、第２の孔３２の孔中心軸３５を旋回軸として集光光学系部材１７を旋回させる。このとき、レーザビーム２０の光軸２０ａと孔中心軸３５とは、平行に維持する。そして、第１実施形態と同様、孔中心軸３５に垂直な面内における、集光光学系部材１７の各部から孔中心軸３５までの距離も維持する。このようにすることで、境界３４の全周をレーザビーム２０で走査することができる。
【００６４】
また、バリ除去工程では、パージガスノズル１９から第１の孔３１にガスを噴出させる。これにより、第１の孔３１から第２の孔３２へと気流が発生し、ガスが第１の孔３１および第２の孔３２を通って第２の孔３２の開口部から排出される。このとき、溶融、昇華したバリが、ガスと共に被加工物３０の外に排出される。したがって、孔３１、３２の内部に溶融、昇華したバリが付着する可能性が低下すると共に、ミラー１２に溶融、昇華したバリが付着する可能性が低下する。したがって、バリの溶融で発生した反応ガスによりミラー１２’が汚濁されることを防止できる。
【００６５】
このように、本実施形態ではミラー１２の鏡面１２ａの形状は、連続する同心円から成る部分を含んだ凹型の円錐形状であり、ミラー配置工程においては、当該同心円の中心軸と第２の孔３２の孔中心軸３５とを一致させるようにミラー１２を配置し、バリ除去工程においては、第２の孔３２の孔中心軸３５を旋回軸として集光光学系部材１７を旋回させながら、レーザビーム２０の光軸２０ａと孔中心軸３５とが成す角の角度と、孔中心軸３５に垂直な面内における、集光光学系部材１７の各部から孔中心軸３５までの距離と、を維持することで、境界３４の全周のバリ３３ａ〜３３ｅを除去する。
【００６６】
このようにすることで、凹型形状の鏡面を持ったミラー１２を用いる場合でも、境界３４上のどのバリ３３ａ〜３３ｅに対しても同じ角度でレーザビーム２０が当たるので、均一な品質でバリ除去を実現することができる。
【００６７】
しかも、バリ除去工程においては、レーザビーム２０の光軸２０ａと孔中心軸３５とが互いに平行に維持されるよう、第２の孔３２の孔中心軸３５を旋回軸として集光光学系部材１７を旋回させる。
【００６８】
このように、連続する同心円から成る部分を含んだ凸型または凹型形状の鏡面を有するミラー１２の場合、レーザビーム２０の光軸２０ａと孔中心軸３５とを平行に維持すればよいので、集光光学系部材１７の位置および向き付け制御は単純な回転運動だけでよくなり、集光光学系部材１７の位置の調整が比較的容易である。ひいては、レーザビーム２０の走査機構が単純化できる。
【００６９】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の各発明特定事項の機能を実現し得る種々の形態を包含するものである。例えば、以下のような形態も許容される。
【００７０】
（１）上記実施形態においては、第１の孔３１と第２の孔３２は直角に交差しているが、交差の角度は必ずしも直角でなくともよく、例えば、１２０°等でもよい。また、第１の孔３１と第２の孔３２は、図１０に示すように、平行に連通するようになっていてもよい、この場合も、第１の孔３１と第２の孔３２の境界３４の稜線にバリが発生した場合、太い方の第１の孔３１にミラーを配置し、被加工物３０の外部から第２の孔３２を通ってレーザビームを入射させ、第１の孔３１内のミラーで反射させ、境界３４にレーザビームを集光させることで、上記実施形態と同様に、バリを除去できる。
【００７１】
（２）また、上記実施形態では、制御装置は、ミラー配置工程において、人の操作に従って多関節ロボット１４を制御しているが、ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記録されたプログラムに従って、自動的に多関節ロボット１４を制御することで、ミラー１２の位置および向きを調整するようになっていてもよい。その場合は、作業者が、あらかじめ第１の孔３１、第２の孔３２の位置、ミラー１２の位置等を設定しておき、その設定に基づいて集光光学系部材１７の位置および向きを計算し、その計算結果を上記プログラムとして記録しておければよい。
【００７２】
（３）また、上記実施形態では、制御装置は、バリ除去工程において、人の操作に従って多関節ロボット１８を制御しているが、ＲＯＭまたはフラッシュメモリに記録されたプログラムに従って、自動的に多関節ロボット１８を制御することで、集光光学系部材１７の位置および向きを調整するようになっていてもよい。その場合は、作業者が、あらかじめ第１の孔３１、第２の孔３２の位置、ミラー１２の位置等を設定しておき、その設定に基づいて集光光学系部材１７の位置および向きを計算し、その計算結果を上記プログラムとして記録しておければよい。
【００７３】
（４）また、上記実施形態では、第１の孔３１、第２の孔３２は、円柱形状となっているが、孔３１、３２の形状は、必ずしも円柱形状でなくともよく、例えば、四角柱形状であってもよいし、四角形でもよいし、他の形状でもよい。
【００７４】
（５）また、上記実施形態では、バリ除去工程においてミラー１２を移動させていないが、ミラー１２を絶対動かしてはいけないわけではない。ミラー保持具１３が第１の孔３１と干渉せず、バリ除去に悪影響がない範囲でなら、バリ除去工程において多関節ロボット１４を制御してミラー１２を動かしてもよい。
【００７５】
（６）また、第２実施形態では、内側に窪んだ凹型の円錐形状鏡面を有するコーンミラーを用いたが、外側（第２の孔３２側）に突出した凸型の円錐形状鏡面を有するコーンミラーを用いても、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７６】
（７）また、凹型、凸型のいずれの形状の鏡面も、必ずしも円錐形状でなくともよく、放物面形状の凹型または凹型の形状であってもよい。その場合も、ミラー１２の鏡面１２ａの形状が、連続する同心円から成る部分を含んだ凹型または凸型の形状であり、ミラー配置工程においては、当該同心円の中心軸と第２の孔３２の孔中心軸３５とを一致させるようにミラー１２を配置すれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
（８）また、更に言えば、ミラーの形状はどのようなものでもよく、適切な位置および向き付けで第１の孔３１内に配置し、適切に集光光学系部材１７の位置および向き付けを（例えば人が制御部の操作を行って試行錯誤的に）制御すれば、レーザビーム２０を境界３４のバリに当て除去することは可能である。
【００７８】
（９）また、被加工物３０の載置の向きは、第１の孔３１が鉛直になるような向きでなくともよい。
【００７９】
（１０）また、上記第１実施形態では、ミラー１２の鏡面が孔中心軸３５に垂直になっているが、必ずしもこのようになっておらずともよい。ミラー１２の鏡面が孔中心軸３５に垂直になっていない場合は、第１実施形態と比べて、境界３４の全周に渡ってバリを取る場合の集光光学系部材１７の位置および向き付けの制御が複雑になるが、孔中心軸３５に対するミラー１２の角度がわかっていれば、制御が不可能というわけではない。
【００８０】
（１１）また、上記実施形態では、ミラー配置工程においては、鏡面１２ａの同心円の中心軸と第２の孔３２の孔中心軸３５とを一致させるようにミラー１２を配置しているが、必ずしもこのようになっておらずともよい。一致していなければ、第２実施形態に比べて、境界３４の全周に渡ってバリを取る場合の集光光学系部材１７の位置および向き付けの制御が複雑になるが、孔中心軸３５に対するミラー１２の位置および角度がわかっていれば、制御が不可能というわけではない。
【００８１】
（１２）また、上記実施形態では、ミラー配置工程におけるミラー１２の位置決めおよび向き付けは、境界３４のどの位置をとっても、第２の孔３２を通ってミラー１２で反射して当該位置に当たるような光の光軸の向きおよび位置が存在するように、ミラー１２の位置決めおよび向き付けを行うようになっているが、除去したいバリが境界３４の特定の位置にしかない場合は、その特定の位置に当たるような光の光軸の向きおよび位置が存在するように、ミラー１２の位置決めおよび向き付けを行うようになっていれば、必ずしも境界３４の任意の位置に光が当たるような位置決めおよび向き付けを行わなくてもよい。
【００８２】
（１３）また、多関節ロボット１４以外でも、ミラー１２の位置を調整できるものなら、どのような位置調整機構を用いてもよい。また、多関節ロボット１８以外でも、集光光学系部材１７の位置を調整できるものなら、どのような位置調整機構を用いてもよい。
【００８３】
（１４）また、上記実施形態では、照射部材の一例として集光光学系部材１７が用いられているが、レーザ発振器１５、光ファイバ１６、集光光学系部材１７が一体のハウジング内に形成されて、照射部材の一例となっていてもよい。その場合、多関節ロボット１８は当該ハウジングの位置および向きを制御することになる。また、この場合、当該ハウジングでは、光ファイバ１６を介さずレーザ発振器１５が発したレーザ光を直接集光光学系部材１７に入射してもよい。
【００８４】
（１５）また、第２実施形態のバリ除去工程で用いたパージガスノズル１９は、第１実施形態のバリ除去工程に用いても、同じ効果を得ることができる。
【００８５】
（１６）また、上記実施形態では、高密度エネルギービームの一例としてレーザビームを用いているが、レーザビーム以外にも、ランプ照射ビーム、電子ビーム等を高密度エネルギービームの一例として採用してもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１                        レーザバリ除去装置
１１                      ベース
１２、１２’              ミラー
１３                      ミラー保持具
１４                      多関節ロボット
１５                      レーザ発振器
１６                      光ファイバ
１７                      集光光学系部材
１８                      多関節ロボット
１９                      パージガスノズル
２０                      レーザビーム
２０ａ                    レーザ光軸
３０                      被加工物（孔空き部材）
３１                      第１の孔
３２                      第２の孔
３３ａ〜３３ｅ            バリ
３４                      境界
３５                      孔中心軸
【図１】
0005510276.tif 000002
【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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