【事件の表示】
　特許第３３７３６３８号「レーザーピーニング方法」の請求項１、２、３、６及び７に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３３７３６３８号の請求項１、２、３、６及び７に係る特許を取り消す。
【理　由】
第１　手続の経緯
　特許第３３７３６３８号の請求項１乃至９に係る発明についての出願は、平成６年３月９日に特許出願され、平成１４年１１月２２日にその発明について特許権の設定登録がされ、その後、請求項１，２，３，６及び７に係る特許について、異議申立人村田元により特許異議の申立てがなされ、請求項１，２，３，６及び７に係る特許に対して取消しの理由が通知され、その指定期間内である平成１７年３月８日に特許異議意見書が提出されるとともに訂正請求がなされたものである。
　
第２　訂正の適否
１　訂正の内容
　上記訂正請求による訂正の内容は次のとおりのものである。なお、下線は訂正個所を明確化するために、当審で付したものである。
《訂正事項》
　本件特許権の設定登録時の願書に添付した明細書及び図面（以下、「本件特許明細書等」という。）の特許請求の範囲の請求項１を、
「【請求項１】　表面に透明液体が設けられた被加工物に対して、該透明液体を透過させて前記被加工物の表面にパルスレーザー光を照射することにより、該表面に圧縮応力を残留させることを特徴とするレーザーピーニング方法。」から、
「【請求項１】　
被加工物を透明水中に設置し、該透明水
銅蒸気レーザーまたはＹＡＧレーザーの倍調波のパルスレーザー
前記被加工物の
　
２　訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項は、請求項１に記載された「透明液体」を「透明水」に限定するものであり、被加工物の表面に透明液体を設ける態様について、「被加工物を透明水中に設置」することに限定するものであり、被加工物の表面に照射するパルスレーザー光について、「銅蒸気レーザーまたはＹＡＧレーザーの倍調波のパルスレーザー」に限定するものであるので、特許請求の範囲の減縮を目的とする明細書の訂正に該当する。また、上記訂正事項は、圧縮応力を残留させる「表面」が「被加工物の表面」である旨明らかにするものであるので、明りょうでない記載の釈明を目的とする明細書の訂正に該当する。
　次に、本件特許明細書等の段落【００３０】には、「また、透明液体を熱的，化学的に安定な水とすることで、より確実に被加工物表面に圧縮残留応力を付与することが可能になり、・・・」（特許掲載公報第７欄第１６−１８行参照）、段落【００４７】には、「図１は、透明液体１を満たした水槽７内に設置されている被加工物２の表面に圧縮応力を残留させるレーザーピーニング加工装置の概念図である。」（特許掲載公報第９欄第１０−１２行参照）、段落【００５２】には、「透明液体に水を用いた場合には、水中透過性の良い近赤外から近紫外のパルスレーザー光３が望ましい。水中を遠距離透過させるためには、銅蒸気レーザーの青色パルスレーザー光３が適している。ＹＡＧレーザー光の倍調波を用いることができる。」（特許掲載公報第９欄第４１−４５行参照）と記載されているから、上記訂正事項は、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてなされたものである。
　そして、上記訂正事項の訂正によって発明の目的が変更されるものではないので、上記訂正事項は、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
３　むすび
　上記訂正は、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
第３　特許異議の申立てについての判断
１　特許異議の申立て及び取消しの理由の概要
　特許異議申立人村田元は、証拠として本件特許出願前に日本国内において頒布された刊行物である甲第１号証：特表平５−５０３７３８号公報（以下、「刊行物」という。）、甲第２号証：特開昭５８−２０７３２１号公報を提出し、本件の請求項１，２，３，６及び７に係る特許が特許法第２９条の規定に違反してされたものであり、本件の請求項１，２，３，６及び７に係る特許は取り消されるべきものである旨主張している。
　また、当審で通知した取消しの理由の概要は、上記特許異議の申立ての理由とほぼ同趣旨のものに加え、請求項１，２，３，６及び７に係る特許が、特許法第３６条に規定する要件を満たしていない特許出願に対してされたものであり、本件の請求項１，２，３，６及び７に係る特許は取り消されるべきものである、というものである。
　
２　本件発明
　前記第２の３のとおり訂正が認められたので、本件の請求項１，２，３，６及び７に係る発明（以下、「本件発明１等」という。）は、上記訂正に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１，２，３，６及び７に記載された次のとおりのものと認める。
「【請求項１】　被加工物を透明水中に設置し、該透明水を透過させて前記被加工物の表面に銅蒸気レーザーまたはＹＡＧレーザーの倍調波のパルスレーザーを照射することにより、前記被加工物の表面に圧縮応力を残留させることを特徴とするレーザーピーニング方法。
【請求項２】　前記パルスレーザー光のパルス幅は10psecから１μsec 以下とし、レーザー光のパルスあたりのエネルギーＥと、パルス時間幅ｔと被加工物上でのレーザースポット面積Ｓに対して106 ＜Ｅ／(t×Ｓ）＜1012［ｗ／cm2 ］の条件を満足させることを特徴とする請求項１記載のレーザーピーニング方法。
【請求項３】　前記被加工物上でのレーザースポット面積を限定範囲に制御するためにレーザー光を集光できる光学装置を用いることを特徴とする請求項１記載のレーザーピーニング方法。
【請求項６】　前記被加工物の表面にレーザー光を透過しない被覆層を形成し、この被覆層の上方からレーザー光を照射することを特徴とする請求項１記載のレーザーピーニング方法。
【請求項７】　前記被加工物にステンレス鋼を使用し、前記被覆層を形成する前処理として酸化膜を除去してステンレス鋼基材層を露出させた後に前記被覆層を形成し、レーザー光を照射することを特徴とする請求項６記載のレーザーピーニング方法。」
　
３　刊行物記載の発明
　刊行物には、以下の事項が記載されている。　
(1)「技術分野
　この発明は、固体材料の衝撃処理における強力なパルスレーザのような放射パルスの利用に係り、特に衝撃波を与えることにより、固体材料の特性を改善する方法および装置に関する。また、この発明は、特に、硬度、強度、疲労強度、耐食性等の金属材料における所望の物質特性を高めあるいは創り上げる場合に、または金属面間の溶接部を改善する場合に有用である。」（第３頁左下欄第３−８行）
(2)「詳細な説明
　・・・装置１０は・・・干渉性放射線１２の複数のパルスを・・・ターゲット１１表面に方向づけ、これによりターゲット１１である金属材料に衝撃波を照射して特性改善を行う。」（第５頁右上欄第６−１３行）
(3)「増幅された放射パルス１２は、正のレンズ２４によってターゲット１１の表面２５の所定領域に焦点を合わせられる。このとき、約１０〜１０００ナノ秒のパルス長で、・・・少なくとも１平方センチメータ当たり約１０７ワット（およそ１０９〜１０１１ワットが望ましい）の平均電力とが、ターゲット表面２５へ供給される。」（第５頁右下欄第２３−２８行）
(4)「固体のターゲット１１は、少なくとも１つの金属、合金、金属間化合物、あるいは他の金属材料を含んでいる。この発明に特に用いられるターゲット材料として代表的なものは、銀、銅、マグネシウム、アルミニウム、カドミウム、亜鉛、鉄、ニッケル、チタン等である。
　固体あるいは液体のオーバレイ材料の層２６がターゲット１１の表面２５に付着され、放射パルス１２がこのオーバレイ材料の層２６に方向づけられる。・・・ターゲット１１は、十分に大きな固体支持要素３１に設置されるか、あるいは固定具によって堅く保持される。・・・
　オーバレイは、処理されたターゲット１１の表面上に用いられる。オーバレイ材料には２つのタイプがあり、１つのタイプはレーザ放射線を通し、他のタイプはレーザ放射線を通さない。これら各タイプのオーバレイ材料は、それぞれ独立に、あるいは組み合わせて使用されるが、どちらかといえば、組み合わせて使用される方が望ましい。すなわちレーザ放射線を通す（当審注：「通さない」の誤記と認める。）オーバレイ２６を直接ターゲット１１の表面２５に取り付け、この上にレーザ放射線を通さない（当審注：「通す」の誤記と認める。）オーバレイ３０あるいは２７を取り付ける。
　オーバレイ材料の層２５（当審注：「２６」の誤記と認める。）は、レーザ放射線が照射される領域の全体を覆うようにターゲット１１の表面２５にしっかりと付着される。また、一部の、あるいは全てのオーバレイ材料は、囲壁２８内で保持される液体２７を含んでおり、囲壁２８の前面部２９は放射パルス１２を通過するようになっている。あるいは、液体２７は囲壁２８によって禁足されずに処理される領域を流れている。オーバレイ２７が透明な流体である場合、透明な固体オーバレイ３０は省略可能である。・・・
　透明なオーバレイ材料は放射線を通すのに十分透明でなければならない。有用な透明オーバレイ材料は、水、水溶液・・・を含んでいる。・・・
　ここで、必要であれば、透明でないオーバレイ材料を十分に不透明なものにすることができる。有用な不透明オーバレイ材料は、黒色の塗料・・・を含んでいる。さらに、他方の固体オーバレイ材料の層３０は、十分に不透明な材料の層２６に付着される。」（第８頁右上欄第１０行−左下欄第２５行）
(5)「この発明の実施例において、ターゲットは、レーザ放射線に対し十分に不透明であっても、あるいは十分に透明であっても何れでもよい。オーバレイ材料は、十分に不透明で、昇華エネルギーが小さく、十分に不活性である。もう一方のオーバレイ材料の層は、温度拡散率が低く、レーザ放射線に対し十分に透明であり、ターゲット上の不透明なオーバレイ材料の層に付着される。」（第９頁左上欄第１２−１６行）
(6)「ターゲット表面はレーザエネルギーを吸収するように被覆され、これにより表面が溶解する危険性を回避することができる。標準的な手順は、最初に赤色の酸化物であるクリロン（krylon）金属プライマ（下塗り塗料）をターゲット表面が透けて見えなくなるまで該表面に噴霧する。この赤色プライマが乾燥した後、その上にクリロンフラット黒色エナメルを２段階で噴霧する。・・・
　・・・
　そして、上記噴霧が乾燥した後、ターゲットは固定具へ運ばれる。各サンプル（ターゲット）は、あらゆる反射衝撃波を消去あるいは最小限に抑えるのに、材料に適合したバックアップあるいはインピーダンスを全く必要としない程度に十分な厚さを有している。前記反射衝撃波は、より薄いターゲットにおいて、衝撃面に蓄積される残留応力の総量をかなり低減する。
　透明なオーバレイ材料は、衝撃パルスを制限し、かつこれをサンプルへ方向づけるため、平らな黒色塗料の上に提供される。オーバレイは、流動する水を含んでおり、領域上の所定位置がレーザビームによって打撃されるよう導かれ、レーザ衝撃処理される領域上を水が流動しつつ、・・・」（第９頁左下欄第６行−右下欄第２行）
(7)「レーザ衝撃処理後に残留する表面残留圧縮応力の大きさは、レーザパルスのエネルギーを増加させるか、あるいは多重パルスによって当該位置を処理するか、何れかの方法によって増加される。」（第１０頁左下欄第２５行−右下欄第１行）
　上記摘記事項及び図１の記載からみて、刊行物には以下の発明が記載されていると認められる。
ア　「ターゲット１１を透明水中に設置し、該透明水を透過させて前記ターゲット１１の表面２５にパルスレーザを照射することにより、前記ターゲット１１の表面２５に圧縮応力を残留させるレーザ衝撃処理方法。」（以下、「引用発明１」という。）
イ　「引用発明１において、パルスレーザのパルス長は約１０nsec〜１０００nsec、平均電力は少なくとも約１０７、望ましくは約１０９〜１０１１［w／cm２］であること。」（以下、「引用発明２」という。）
ウ　「引用発明１において、ターゲット１１の表面２５の所定領域に焦点を合わせるために正のレンズ２４を用いること。」（以下、「引用発明３」という。）
エ　「引用発明１において、ターゲット１１の表面２５にレーザを通さないオーバレイ材料の層２６を取り付け、このオーバレイ材料の層２６の上からレーザを照射すること。」（以下、「引用発明４」という。）
オ　「引用発明４において、ターゲット１１に金属材料を使用すること。」（以下、「引用発明５」という。）
　
４　対比・判断
(1)本件発明１について
　本件発明１と引用発明１を対比すると、後者の「ターゲット１１」、「パルスレーザ」は、それぞれ前者の「被加工物」、「パルスレーザー」に相当する。また、後者の「レーザ衝撃処理方法」は、その技術的意義からみて、前者の「レーザーピーニング方法」に相当する。
　そうすると、両者は、
「被加工物を透明水中に設置し、該透明水を透過させて前記被加工物の表面にパルスレーザーを照射することにより、前記被加工物の表面に圧縮応力を残留させるレーザーピーニング方法。」である点で一致し、以下の点で相違する。
〈相違点１〉透明水を透過させて被加工物の表面に照射するパルスレーザーが、本件発明１は「銅蒸気レーザーまたはＹＡＧレーザーの倍調波のパルスレーザー」であるのに対し、引用発明１は銅蒸気レーザーまたはＹＡＧレーザーの倍調波のパルスレーザーでない点。
　相違点１について検討する。
　引用発明１におけるレーザーも、その技術的意義からみて、被加工物の表面に到達するものでなければならないことは自明である。また、レーザーが液体を透過する場合、波長によりその減衰率が異なることも従来周知である。そうすると、液体を透過させて被加工物の表面にパルスレーザーを照射するに際し、透過距離に応じてレーザーを選択することは当業者が適宜なし得る事項と言えるから、液体として水を用い、かつ透過距離を長くしたい場合、水に吸収されにくい波長のレーザーである従来周知の銅蒸気レーザーまたはＹＡＧレーザーの倍調波を採用することで、相違点１に係る本件発明１の発明特定事項とすることは、当業者が容易になし得るものである。
(2)本件発明２について
　本件発明２と引用発明２を対比すると、さらに後者の「パルスレーザ」は前者の「パルスレーザー光」に相当する。また、パルスレーザー光の条件について、後者の「パルス長は約１０nsec〜１０００nsec」は対応する前者の「パルス幅は10psecから１μsec 以下」に、後者の「平均電力は少なくとも約１０７、望ましくは約１０９〜１０１１［w／cm２］」は対応する前者の「レーザー光のパルスあたりのエネルギーＥと、パルス時間幅ｔと被加工物上でのレーザースポット面積Ｓに対して106 ＜Ｅ／(t×Ｓ）＜1012［ｗ／cm2 ］」に、それぞれ包含されるものである。
　そうすると、両者は相違点１以外に新たな相違点はない。
(3)本件発明３について
　本件発明３と引用発明３を対比すると、さらに後者の「レンズ２４」が前者の「光学装置」に相当するものであることは、技術常識から明らかである。
　そうすると、両者は相違点１以外に新たな相違点はない。
(4)本件発明６について
　本件発明６と引用発明４を対比すると、さらに後者の「オーバレイ材料の層２６」は前者の「被覆層」に相当する。
　そうすると、両者は相違点１以外に新たな相違点はない。
(5)本件発明７について
　本件発明７と引用発明５を対比すると、両者は相違点１に加え、以下の点で相違する。
〈相違点２〉本件発明７は、「被加工物にステンレス鋼を使用し、被覆層を形成する前処理として酸化膜を除去してステンレス鋼基材層を露出させた後に前記被覆層を形成し、レーザー光を照射する」のに対し、引用発明５は、そのようになっていない点。
　相違点２について検討する。
　引用発明５は、「ターゲット１１に金属材料を使用すること」を特定するものであるから、本件発明７において、被加工物を金属材料の構造材の一つであるステンレス鋼に特定することは、単なる材料の選択であって格別困難なことではない。また、被覆層を形成する場合、その前処理として被覆される面の汚れ等を除去することは、塗装等に見られるように従来周知である。
　そうすると、引用発明５に従来周知の事項を適用し、相違点２に係る本件発明７の発明特定事項とすることは当業者が容易になし得るものである。
(6)作用効果について
　そして、本件発明１、２，３，６及び７の作用効果は、引用発明１乃至５及び従来周知の事項から当業者が予測できる程度のものであって格別なものではない。
　
　したがって、本件発明１，２，３，６及び７は、引用発明１乃至５及び従来周知の事項に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件発明１，２，３，６及び７についての特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。
　
第４　むすび
　以上のとおりであるから、本件の請求項１、２，３，６及び７に係る特許は、特許法第１１３条第２号に該当し、取り消されるべきものである。
　よって、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１７年４月１９日（２００５．４．１９）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
レーザーピーニング方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】被加工物
を透明水中に設置し、該透明水
銅蒸気レーザーまたはＹＡＧレーザーの倍調波
レーザー
前記被加工物の
　【請求項２】前記パルスレーザー光のパルス幅は１０ｐｓｅｃから１μｓｅｃ以下とし、レーザー光のパルスあたりのエネルギーＥと、パルス時間幅ｔと被加工物上でのレーザースポット面積Ｓに対して１０６＜Ｅ／（ｔ×Ｓ）＜１０１２［ｗ／ｃｍ２］の条件を満足させることを特徴とする請求項１記載のレーザーピーニング方法。
　【請求項３】前記被加工物上でのレーザースポット面積を限定範囲に制御するためにレーザー光を集光できる光学装置を用いることを特徴とする請求項１記載のレーザーピーニング方法。
　【請求項４】前記被加工物の照射面に対向配置された電極と前記被加工物との間に電圧を印加することを特徴とする請求項１記載のレーザーピーニング方法。
　【請求項５】前記透明液体として電解液を用いることを特徴とする請求項１記載のレーザーピーニング方法。
　【請求項６】前記被加工物の表面にレーザー光を透過しない被覆層を形成し、この被覆層の上方からレーザー光を照射することを特徴とする請求項１記載のレーザーピーニング方法。
　【請求項７】前記被加工物にステンレス鋼を使用し、前記被覆層を形成する前処理として酸化膜を除去してステンレス鋼基材層を露出させた後に前記被覆層を形成し、レーザー光を照射することを特徴とする請求項６記載のレーザーピーニング方法。
　【請求項８】前記被加工物にステンレス鋼を使用した場合の被覆層はＡｌ，Ｓｎ，Ｉｎの低融点金属，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの高融点金属または、白金，金，パラジウムの貴金属から選択された少なくとも１種からなり、その被覆層の厚さは低融点金属の場合には、０．０５から０．２ｍｍ，高融点金属の場合には０．０３から０．１５ｍｍ，貴金属の場合には０．０３〜０．２５ｍｍの範囲に選択されることを特徴とする請求項６記載のレーザーピーニング方法。
　【請求項９】前記被加工物がステンレス鋼以外の材料の場合の被覆層が前記被加工物と同一材料からなる場合、その被覆層の厚さは０．２〜０．２５ｍｍの範囲に選択されることを特徴とする請求項６記載のレーザーピーニング方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明は透明液体中で金属表面の応力状態を所定の値に変化させるレーザーピーニング方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　軽水冷却型原子炉の炉心構造物はオーステナイト系ステンレス鋼またはニッケル基合金などの高温高圧水環境下において十分な耐食性と高温強度を有する材料で構成されている。
　【０００３】
　しかしながら、交換不可能な部材に対してはプラントの長期に亘る運転により長期間高温高圧環境中に曝され、しかもシュラウドなどの炉心材料は中性子照射を受けるため、それらが原因となって起こる材料劣化の問題が懸念されている。特に炉内構造物の溶接部近傍は溶接入熱による材料の鋭敏化および引張り残留応力が形成されているため、潜在的な応力腐食割れ発生の危険性を有している。
　【０００４】
　最近、プラントの運転期間の長期化に対応して予防保全技術対策として種々の材料表面改質技術の開発が行われている。その一環として表面残留応力を積極的に引張りから圧縮に変えることよって応力腐食割れを未然に防止するための対策工法の開発が行われている。例えば、ショットピーニングまたはウォータジェットピーニングなどの方法による表面残留応力改善技術の開発が行われている。
　【０００５】
　ショットピーニングは０．３〜１．２ｍｍ程度の鋼球を高圧空気あるいは遠心力を利用して加速し、鋼球の運動エネルギーにより施工部表面を塑性変形させることにより表面に圧縮残留応力を形成する技術である。
　【０００６】
　また、ウォータジェットピーニングは、１０００気圧程度の超高圧水をノズル先端より噴射し水撃作用およびキャビテーションが破壊する際の衝撃波により表面に圧縮残留応力を形成する技術である。いずれも水中での施工により応力腐食割れに対する有効性が実証され一部実用化されている。
　【０００７】
　一方、従来のレーザーを用いた金属材料の表面処理法としては、加熱による焼き入れ、焼きなまし、表面溶融固化によるグレージング（非晶質化），アロイイング（合金層形成），クラッディング（高融点材料のコーティング），瞬間的な蒸発による衝撃硬化がある。これらはそれぞれ材料の表面硬度を制御する処理であったり、耐摩耗性，耐衝撃性，耐腐食性等を向上させることが目的である。
　【０００８】
　軽水冷却型原子炉の原子炉上部室に設置されるシュラウドと原子炉圧力容器との間に設置されている機器および両者の表面の健全性を点検するためにマストまたは棒の先端に水中テレビカメラを取付けた装置が、目視点検用として用いられているが、炉内構造物の表面応力状態を変える作業は行われていない。
　【０００９】
　また、さらに自由度の高い目視点検用の水中遊泳式の点検ロボットが用いられている。しかし、これも目視点検用であり、構造物の表面応力状態を変える作業は行われていない。
　【００１０】
　従来のレーザーを用いたショットピーニング方法を図４（ａ），（ｂ）によりその基本原理を説明する。
　【００１１】
　図４（ａ）は、透明液体１中に設置した被加工物２にパルスレーザー光３を照射した瞬間を模式的に示したものである。ここで使用する透明液体１は、パルスレーザー光３の波長に対して透明であれば何でも良い。
　【００１２】
　照射されている瞬間に被加工物２の表面ではパルスレーザー光３が吸収され、瞬時に極表面のみが加熱され、急激に蒸発し高温高圧のプラズマ４が発生する。この瞬間的な高温プラズマ４の噴出によりその反力として衝撃力５が被加工物２に加えられる。この衝撃力５により被加工物２の表面は、圧縮され、塑性変形されることが基本的な現象理解である。
　【００１３】
　図４（ｂ）は、パルスレーザー光３の照射が終り、被加工物２の表面に塑性変形が起こっていることを示したものである。これにより圧縮残留応力６が被加工物２の表面に与えられる。
　【００１４】
　この現象が発生する場において、透明液体１は、それの持つ慣性力により、発生したプラズマ４を閉じ込める効果がある。透明液体１中では、気中や真空中で照射する場合に比較して数１０倍以上の衝撃力が得られる。また、透明液体１の冷却作用によりレーザー光３の照射による熱影響を最小限にすることが可能である。このようにして被加工物２の表面に圧縮応力を残留させることができる。
　【００１５】
　図５はレーザー光のパワー密度と照射時間による表面現象を示したものであり、たて軸にパワー密度を、よこ軸にパルス幅をとってある。この図５からレーザー光のパルス幅とパワー密度とを選択することによりマイクロ除去，穴明け，切断，熱処理などの加工ができることがわかる。
　【００１６】
　図６は種々のレーザー加工のエネルギ範囲を示しており、たて軸にパワー密度を、よこ軸に照射時間をとってある。この図６からもパワー密度と照射時間との関係を選択することにより衝撃硬化，穴開け，グレージング，溶接切断および焼き入れ加工を行うことができる。
　【００１７】
　【発明が解決しようとする課題】
　ショットピーニングを用いてシュラウドと原子炉圧力容器の間のアニュラス部などの狭隘部の構造物の表面残留応力を改善する場合にはショットの完全回収が困難であり、また、大気中でショットピーニング作業を行うと、粉塵が発生して困難な作業となる課題がある。
　【００１８】
　ウォータジェットピーニングを用いて構造物の表面応力状態を変える作業を行う場合、ジェット反力が発生するため、狭隘な場所で遠隔操作により精密な表面応力状態を変える作業を行う自動機を開発する必要があり、その開発に困難を伴う課題がある。
　【００１９】
　被加工物に対してレーザー照射による入熱量が大きい場合、被加工物の表面が溶融あるいは金属組織に変化が発生し、それにより表面に圧縮ではなく引張り残留応力が形成される恐れがある。また、被加工物の表面に十分な大きさの圧縮残留応力を付与するにはプラズマの単位時間および単位面積当りの密度を確保する必要がある。
　【００２０】
　したがって、被加工物に対して直接レーザー光を照射する場合は被加工物の材質により照射条件が限定され、しかも厳しい加工条件制御が要求される課題がある。
　【００２１】
　本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ショットの回収が不要で、ショットによる粉塵発生のための作業環境がなく、反力補償の必要がない金属材料表面の残留応力状態変化を行うことができ、加工上の効率化をはかることができ、信頼性の高いレーザーピーニング方法を提供することにある。
　【００２２】
　【課題を解決するための手段】
　請求項１に係る発明は、表面に透明液体が設けられた被加工物に対して、該透明液体を透過させて前記被加工物の表面にパルスレーザー光を照射することにより、該表面に圧縮応力を残留させることを特徴とする。
　請求項２に係る発明は、前記パルスレーザー光のパルス幅は１０ｐｓｅｃから１μｓｅｃ以下とし、レーザー光のパルスあたりのエネルギーＥと、パルス時間幅ｔと被加工物上でのレーザースポット面積Ｓに対して１０６＜Ｅ／（ｔ×Ｓ）＜１０１２［ｗ／ｃｍ２］の条件を満足させることを特徴とする。
　請求項３に係る発明は、前記被加工物上でのレーザースポット面積を限定範囲に制御するためにレーザー光を集光できる光学装置を用いることを特徴とする。
　請求項４に係る発明は、前記被加工物の照射面に対向配置された電極と前記被加工物との間に電圧を印加することを特徴とする。
　請求項５に係る発明は、前記透明液体として電解液を用いることを特徴とする。
　請求項６に係る発明は、前記被加工物の表面にレーザー光を透過しない被覆層を形成し、この被覆層の上方からレーザー光を照射することを特徴とする。
　請求項７に係る発明は、前記被加工物にステンレス鋼を使用し、前記被覆層を形成する前処理として酸化膜を除去してステンレス鋼基材層を露出させた後に前記被覆層を形成し、レーザー光を照射することを特徴とする。
　請求項８に係る発明は、前記被加工物にステンレス鋼を使用した場合の被覆層はＡｌ，Ｓｎ，Ｉｎの低融点金属，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの高融点金属または、白金，金，パラジウムの貴金属から選択された少なくとも１種からなり、その被覆層の厚さは低融点金属の場合には、０．０５から０．２ｍｍ，高融点金属の場合には０．０３から０．１５ｍｍ，貴金属の場合には０．０３〜０．２５ｍｍの範囲に選択されることを特徴とする。
　請求項９に係る発明は、前記被加工物がステンレス鋼以外の材料の場合の被覆層が前記被加工物と同一材料からなる場合、その被覆層の厚さは０．２〜０．２５ｍｍの範囲に選択されることを特徴とする。
　【００２３】
　【作用】
　本発明ではパルスレーザー光のパルス幅を１０ｐｓｅｃ以上、１μｓｅｃ以下とし、パルスレーザー光のパルスあたりのエネルギーＥとパルス時間幅ｔと被加工物上でのレーザースポット面積Ｓとしたとき、１０６＜Ｅ／（ｔ×Ｓ）＜１０１２［ｗ／ｃｍ２］の条件を満足させることが望ましい。
　【００２４】
　その理由は被加工物の残留応力を圧縮するために必要な条件であり、この条件を満たせない場合、表面残留応力として十分な圧縮が得られなかったり、熱影響による引っ張り応力のみの残留となることがある。詳細な照射条件は対象とする材料や必要な残留応力強度、応力変化を生じさせる深さ、許容できる熱影響部の厚さ等によって決められる。
　【００２５】
　上記照射条件を得るために、被加工物でのレーザースポット面積Ｓを変える目的でレーザー光を集光できる光学装置とし、レーザー光照射面の近傍に対向した電極を設け、この電極と被加工物間に直流またはレーザーパルスに同期させた数１０から数１００Ｖの電圧を印加する。
　【００２６】
　レーザー光を用いて被加工物の表面応力状態を変える作業を行う場合、パルス状レーザーを操作する際に被加工物の表面にはプラズマの発生効率を高める目的および被加工物への熱影響を低減する目的でレーザー光を透過しない被覆層を形成することが加工上有効である。
　【００２７】
　被加工物の加工面に被覆層を形成することにより材料に対する熱影響を極力抑え、さらに効果的にプラズマの発生をさせること、および水中におけるプラズマ閉じ込め効果により被加工物の残留応力改善の加工を効率良くしかも高い信頼性で実施できる。
　【００２８】
　被覆層を形成後あるいは直接酸化膜上からレーザーを照射することにより、加工裕度を確保し加工の信頼性を高めることができる。また、直接酸化膜上からレーザーを照射する場合は、加工時間を大幅に短縮できる。
　【００２９】
　このようにすると、レーザー光照射により発生した衝撃力で被加工物表面に圧縮残留応力を与えることができる。また、レーザー光線によるため、加工部を詳細に限定することが可能となる。また、作業時に反力が発生しないため、操作装置に余計な負荷をかけることもなく、装置の強度を高める必要もなく、取扱いの容易な装置が得られ、作業効率を高めることができる。
　【００３０】
　また、透明液体を熱的，化学的に安定な水とすることで、より確実に被加工物表面に圧縮残留応力を付与することが可能になり、かつ、水の放射線遮蔽効果により放射性物質を被加工物にした場合にも安全な加工が可能になる。
　【００３１】
　レーザー照射条件を限定することで被加工物に対し確実に圧縮応力を残留させることが可能になる。
　【００３２】
　レンズまたは、集光鏡により照射面積を小さくすることでパルス当たりのレーザー出力が十分でない場合にも、圧縮応力を残留させることができる条件で照射することができる。
　【００３３】
　パルス幅が、十分短くない等のレーザー照射の条件によっては、被加工物の表層部に熱影響による引っ張り応力が残留する場合があるが、この表層部の厚さが許容できない場合には、被加工物のレーザー光照射面とその近傍に対向して設置した電極間でレーザーで制御した放電により熱影響部の除去ができ、確実に圧縮応力の残留した表面を得ることができる。
　【００３４】
　同様に透明液体を電解液とし、被加工物のレーザー光照射面と、その近傍に対向して設置した電極間で電解研磨を行うことで、確実に圧縮応力の残留した表面を得ることができる。
　【００３５】
　加工面に被覆層を形成することにより被加工物に対する熱影響を極力抑えさらに効果的にプラズマの発生をさせること、および水中におけるプラズマ閉じ込め効果により被加工物の表面の残留応力改善加工を効率良くしかも高い信頼性で実施できる。
　【００３６】
　加工部に対して直接レーザーを照射する場合は被加工物の材質により照射条件が限定され、しかも厳しい加工条件制御が要求されるが、これに対して、適当な厚さのレーザー光を透過しない被覆層を形成すれば、被覆層材がプラズマの供給源になるばかりでなく、加工部材料への入熱量を極力低減する作用を兼ねることになり、加工裕度が広がるため実機加工上有利である。
　【００３７】
　被覆層の材質はレーザー光を透過しない、つまり吸収する材料であれば、絶縁体，半導体，金属いずれの種類でも良いが、非常に薄い被覆層は加工部表面に形成する必要から金属が有利である。形成方法としては金属薄膜を接着剤で張り付けるか、物理蒸着，塗布等いずれの方法でも良い。
　【００３８】実際に、予防保全工法としてレーザーピーニングを適用する際にはプラントの長期運転により原子炉の炉内構造物表面は酸化被膜で覆われている。均一な膜厚で被覆層を形成するためには被覆層の密着性等を考慮し、研削等の手段で酸化被膜を除去する必要がある。
　【００３９】
　金属薄膜がＡ１，Ｓｎ，Ｉｎなどの低融点金属である場合には０．０５から０．２ｍｍでかつ被加工物と対向電極間に数１０から数１００ボルトの電圧を印加して照射することにより、材料に対する熱影響を極力小さく抑え、さらに、被覆層材料がプラズマ化するため、レーザー照射後加工部表面には、被覆層材料が残存せず加工後の被覆材料除去工程を省けるため工程の簡略化が計れる。
　【００４０】同様に被覆層材料がＷ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆなどの高融点あるいはステンレス、インコネルなどの炉内構造物と同様でも良い。その場合は、０．０３から０．１５ｍｍでかつ被加工物と対向電極間に数１０から数１００ボルトの電圧を印加して照射することにより同様な効果が得られる。
　【００４１】
　白金，金，パラジウム，亜鉛が被覆層材料である場合には積極的にそれらの被覆層材料を残存させることにより、レーザーピーニングによる残留応力改善効果ばかりでなく被覆層による耐食性改善効果が期待できるため応力腐食割れ対策として非常に有効である。この場合、被覆層の厚さとしては０．０３ｍｍ以上が必要であるが０．２５ｍｍ以上の場合には加工部の表面に十分な圧縮残留応力が付与されないため、膜厚の上限値は０．２５ｍｍである。
　【００４２】
　原子炉炉内構造物表面に形成されている酸化被膜を上記被覆膜として利用することにより同様な効果が得られる。その場合には被覆層を形成する必要がなく工程を簡略化できるばかりでなく、直接レーザー照射することによって表面残留応力改善を行うと共に酸化膜を除去する効果が期待できる。
　【００４３】
　また、加工は通常大気中で行われるが水などのレーザー光を透過する媒体中で行う方が残留応力改善上有利である。大気中での加工の場合はレーザー照射によって発生した高温高圧のプラズマが発散する傾向があるが、水中で行った場合は放射線遮蔽効果があり、安定性が高く、プラズマの閉じ込め効果があるため、その反作用により材料中に効果的に残留応力を形成することができる。
　【００４４】
　また、同様の目的で水のかわりに電解液中に被加工物を設け、レーザー光照射面に対向して負電極を設け、これと被加工物間に直流もしくはレーザーパルスに同期させた数Ｖから数１０Ｖの電圧を印加して電解研磨する。
　【００４５】
　原子炉炉内構造物に適用する場合には炉水中で加工することによって、残留応力改善効果が促進され加工の信頼性を確保する意味で有効である。
　【００４６】
　【実施例】
　図１を参照しながら本発明に係るレーザーピーニング方法の第１の実施例を説明する。
　【００４７】
　図１は、透明液体１を満たした水槽７内に設置されている被加工物２の表面に圧縮応力を残留させるレーザーピーニング加工装置の概念図である。パルスレーザー装置８から出射されるパルスレーザー光３は、反射鏡９により移動反射鏡１０まで伝送される。移動反射鏡１０で反射したレーザー光３は、被加工物２に照射される。
　【００４８】
　この時、移動反射鏡１０は、パルス照射毎に被加工物２の同一表面に照射されないようにするためと、加工位置を制御するために移動する。ただし、この例では一次元のみの移動を示しているが、必要に応じて移動反射鏡１０を複数用いた構成にすることで２次元での加工や曲面を持った被加工物２への加工も可能となる。
　【００４９】
　また、この例では反射鏡９，１０の構成によってレーザー光３を伝送する場合を示しているが、光ファイバーを１本あるいは複数本を束にしたもの等の伝送光学系を用いても同様の効果が得られる。
　【００５０】
　被加工物３の表面に圧縮応力を残留させることができるレーザー光のパルス幅とパワー密度の間には、図５に示すような関係が知られている。パルス幅が１μｓｅｃ以下で、パワー密度が１０８（ｗ／ｃｍ２）以上で衝撃硬化が発生することを示している。
　【００５１】こ
　の衝撃硬化は、図４（ａ）に示すように被加工物２の表面にパルスレーザー光３が照射された時に衝撃的にプラズマ４が発生し、衝撃力５が被加工物２の表面に作用するためである。この衝撃硬化を発生する条件を満足するレーザーとしては、ガラスレーザー，ＹＡＧレーザー，銅蒸気レーザー，エキシマレーザー等がある。
　【００５２】
　レーザー衝撃硬化の効果は、被加工物２の表面にガラス，透明液体等を設けることにより高めることができる。透明液体に水を用いた場合には、水中透過性の良い近赤外から近紫外のパルスレーザー光３が望ましい。水中を遠距離透過させるためには、銅蒸気レーザーの青色パルスレーザー光３が適している。ＹＡＧレーザー光の倍調波を用いることができる。
　【００５３】
　つぎに上記第１の実施例の作用と効果を説明する。レーザーとしてジャイアントパルスが得られる可視レーザーを用い、透明液体として純水を満たした容器に、厚さ１０ｍｍ（レーザー照射による材料の変形が発生しない厚さ）のＳＵＳ３０４鋼製板材を設置する。
　【００５４】
　その表面にレーザービーム直径が６ｍｍφでパルス幅が約５ｎｓｅｃ，パルスエネルギが約２００ｍＪのレーザーを照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝１４０ＭＷ／ｃｍ２）すると、照射面を深さ５μｍ程度電解研磨してＸ線残留応力測定装置を用いて表面残留応力を測定すると、最大で約−５０ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。
　【００５５】
　第１の実施例において、レーザー光線を焦点距離５０ｍｍの凸レンズでビーム直径０．５φに集光し、レーザー照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）すると、照射面を深さ５μｍ程度電解研磨してＸ線残留応力測定装置を用いて表面残留応力を測定すると、最大で約−４５０ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。
　【００５６】
　第１の実施例において、レーザー装置８をパルス幅約８ｐｓｅｃのものとし、試験片にレーザーを照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝１．３ＴＷ／ｃｍ２）とすると、水のブレークダウンによるレーザー光の散乱が発生するが、照射面を深さ５μｍ程度電解研磨してＸ線残留応力測定装置を用いて表面残留応力を測定すると、最大で約−６８０ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。
　【００５７】
　さらに、１０ｐｓｅｃ＜レーザー光のパルス幅＜１μｓｅｃ，１０６Ｗ／ｃｍ２＜Ｅ／（Ｓ×ｔ）＜１０１２Ｗ／ｃｍ２のレーザー照射条件で、レーザーに透明な液体中で材料表面に圧縮残留応力を形成することができる。
　【００５８】
　表層部に熱影響部が許容範囲を超えた厚さで形成される時には、電解研磨でこれを除去することにより被加工物２の表面に圧縮残留応力６を形成することができる。
　【００５９】
　つぎに図２により本発明の第２の実施例を説明する。第２の実施例は、第１の実施例にレーザー照射面近傍に放電電極を備え、レーザー照射による応力改善の加工と同時に発生する熱影響部の除去を放電により行うようにしたものである。
　【００６０】
　第２の実施例の基本構成は第１の実施例と同様であるが、被加工物２に対向して数１０μｍ程度離して電極１１が設置されている。この電極１１は、レーザー光３の光路を妨げないようにリング形状である。電極１１と被加工物２の間に電位差を与えるために電源１２が接続されている。電源１２として可変電圧直流電源を用いる。
　【００６１】
　つぎに第２の実施例の作用を説明する。第１の実施例と同様にパルスレーザー光３を被加工物２に照射すると図４（ａ）に示すように照射面に高温高圧プラズマ４が発生する。この高圧プラズマ４に衝撃力５で被加工物２の表面に圧縮応力を残留させることができ、電極１１と被加工物２の間にプラズマ４により誘起される放電が発生し、熱影響部が除去される。（図４（ｂ）参照）
つぎに第２の実施例の効果を説明する。レーザーとしてジャイアントパルスが得られる可視レーザーを用い、透明液体として純水を満たした容器に、厚さ１０ｍｍ（レーザー照射による材料の変形が発生しない厚さ）のＳＵＳ３０４鋼製板材を設置する。
　【００６２】
　その表面にレーザービーム直径が０．５ｍｍφ（焦点距離５０ｍｍの平凸レンズで集光）のレーザーを照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）する。
　【００６３】
　と同時に、電極８に−２００Ｖの印加電圧を加えると、照射面の表面残留応力をＸ線残留応力測定装置を用いて測定すると、最大で約−６００ＭＰａの圧縮残留応力が得られる。
　【００６４】
　第２の実施例において、純水の代わりに電解液を用い、電極１１を被加工物２に対して５ｍｍ離して設置し、電極１１に−５Ｖの印加電圧を加え、レーザーを照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）する。照射面の表面残留応力をＸ線残留応力測定装置を用いて測定すると、最大で約−６００ＭＰａの圧縮残留応力が得られる。
　【００６５】
　つぎに図３により本発明の第３の実施例を説明する。第３の実施例は図３に示すように図１に示した第１の実施例の被加工物２の表面に約０．１ｍｍの例えばアルミニウム膜の被覆層１３を物理蒸着で形成し、レーザーを照射して表面応力改善することにある。
　【００６６】
　第３の実施例の作用と効果を説明する。
　【００６７】
　レーザーとしてＹＡＧレーザーを用い、透明液体として純水を満たした水深１ｍの容器に、厚さ１０ｍｍ（レーザー照射による材料の変形が発生しない厚さ）のＳＵＳ３０４鋼製板材（物理蒸着で厚さ約０．１ｍｍのアルミニウム膜形成）を設置し、その表面にレーザーのパルス幅が約５ｎｓｅｃ，パルスエネルギが約２００ｍＪのレーザーを焦点距離５０ｍｍの凸レンズにより集光して照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）する。
　【００６８】
　照射面の表面残留応力をＸ線残留応力測定装置を用いて測定すると、最大で約−５４０ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。レーザー照射を受けた部分には、蒸着により形成されたアルミニウム膜は蒸発して存在しない。
　【００６９】
　第３の実施例において第１の実施例の被加工物２（インコネル６００）の表面に約０．２５ｍｍのチタン膜を物理蒸着で形成し、レーザーを照射して表面応力を改善することができる。
　【００７０】
　第３の実施例における変形例の作用と効果を説明する。レーザーとしてＹＡＧレーザーを用い、透明液体として純水を満たした水深１ｍの容器に、厚さ１０ｍｍ（レーザー照射による材料の変形が発生しない厚さ）のインコネル６００鋼製板材（物理蒸着で厚さ約０．２５ｍｍのチタン膜形成）を設置する。
　【００７１】
　その表面にレーザーのパルス幅が約５ｎｓｅｃ，パルスエネルギが約２００ｍＪのレーザーを焦点距離５０ｍｍの凸レンズにより集光して照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）する。
　【００７２】
　照射面の表面残留応力をＸ線残留応力測定装置を用いて測定すると、最大で約−４３０ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。レーザー照射を受けた部分には、蒸着により形成されたチタン膜は蒸発して存在しない。
　【００７３】
　第３の実施例における上記変形例の作用と効果を説明する。レーザーとしてＹＡＧレーザーを用い、透明液体として純水を満たした水深１ｍの容器に、厚さ１０ｍｍ（レーザー照射による材料の変形が発生しない厚さ）、５０ｍｍ角のＳＵＳ３０４鋼製板材（物理蒸着で厚さ約０．１ｍｍのアルミニウム膜形成）の両端を拘束した状態で中央部にビードオンプレート溶接（３５０ＭＰａの引っ張り残留応力形成）したものを設置する。
　【００７４】
　その表面にレーザーのパルス幅が約５ｎｓｅｃ，パルスエネルギが約２００ｍＪのレーザーを焦点距離５０ｍｍの凸レンズにより集光して照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）する。
　【００７５】
　照射面の表面残留応力をＸ線残留応力測定装置を用いて測定すると、最大で約−４５０ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。レーザー照射を受けた部分には、蒸着により形成されたアルミニウム膜は蒸発して存在しない。
　【００７６】
　このような試験片を沸騰４２％塩化マグネシウムに７２時間浸漬し、応力腐食割れ試験を行った場合、レーザーを照射しない溶接部には、応力腐食割れが発生するが、レーザー照射を受けた部分には割れが発生しない。
　【００７７】
　第３の実施例において被加工物２（インコネル６００）として引っ張り残留応力が形成されている溶接ビード近傍の表面に被覆層１３として約０．２５ｍｍのチタン膜を物理蒸着で形成し、レーザーを照射して表面応力を改善することにある。
　【００７８】
　レーザーとしてＹＡＧレーザーを用い、透明液体として純水を満たした水深１ｍの容器に、厚さ１０ｍｍ（レーザー照射による材料の変形が発生しない厚さ）、５０ｍｍ角のインコネル６００鋼製板財（物理蒸着で厚さ約０．１５ｍｍのスズ膜形成）の両端を拘束した状態で、中央部にビードオンプレート溶接（３００ＭＰａの引っ張り残留応力形成）したものを設置する。
　【００７９】
　その表面にレーザーのパルス幅が約５ｎｓｅｃ，パルスエネルギが約２００ｍＪのレーザーを焦点距離５０ｍｍの凸レンズにより集光して照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）する。
　【００８０】
　照射面の表面残留応力をＸ線残留応力測定装置を用いて測定すると、最大で約−５６０ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。レーザー照射を受けた部分には、蒸着により形成されたスズ膜は蒸発して存在しない。
　【００８１】
　つぎに図３により本発明の第４の実施例を説明する。第３の実施例は第１の実施例の被加工物２の表面に被覆層１３として約０．１ｍｍのＳＵＳ３０４箔を接着剤を用いて張り付け、レーザーを照射して表面応力を改善することにある。
　【００８２】
　つぎに、第４の実施例の作用と効果を説明する。レーザーとしてＹＡＧレーザーを用い、透明液体として純水を満たした水深１ｍの容器に、厚さ１０ｍｍ（レーザー照射による材料の変形が発生しない厚さ）のＳＵＳ３０４鋼製板材（表面にＳＵＳ３０４箔を接着剤を用いて張り付け）を設置する。
　【００８３】
　その表面にレーザーのパルス幅が約５ｎｓｅｃ，パルスエネルギが約２００ｍＪのレーザーを焦点距離５０ｍｍの凸レンズにより集光して照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）する。
　【００８４】
　照射面の表面残留応力をＸ線残留応力測定装置を用いて測定すると、最大で約−４００ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。レーザー照射を受けた部分には、接着剤を用いて張り付けたＳＵＳ３０４箔は蒸発して存在しない。
　【００８５】
　つぎに本発明の第５の実施例を説明する。第５の実施例は第１の実施例の被加工物２（ＳＵＳ３０４）の表面に被覆層１３として酸化膜を形成し、レーザーを照射して表面応力改善することにある。
　【００８６】
　第５の実施例の作用と効果を説明する。レーザーとしてＹＡＧレーザーを用い、透明液体として純水を満たした水深１ｍの容器に、厚さ１０ｍｍ（レーザー照射による材料の変形が発生しない厚さ）のＳＵＳ３０４鋼製板材（溶存酸素量１０ｐｐｍ，伝導度０．２μＳ／ｃｍ，２８８℃高温純水中に５００時間浸漬処理により表面に酸化被膜形成）を設置する。
　【００８７】
　その表面にレーザーのパルス幅が約５ｎｓｅｃ，パルスエネルギが約２００ｍＪのレーザーを焦点距離５０ｍｍの凸レンズにより集光して照射（ピーク強度Ｅ／（Ｓ×ｔ）＝５ＧＷ／ｃｍ２）する。
　【００８８】
　照射面の表面残留応力をＸ線残留応力測定装置を用いて測定すると、最大で約−３２０ＭＰａの残留圧縮応力が得られる。レーザー照射を受けた部分の酸化膜は蒸発して除去される。
　【００８９】
　【発明の効果】
　本発明によれば反力補償の必要がない金属表面の応力状態変化を行うことができ、加工上の効率化と信頼性を高めることができる。また、レーザーピーニングの際に被加工物表面に形成する被覆層の厚さを限定することにより、レーザー照射後の被覆層の除去工程を省くことができる。さらに、炉内構造物に適用する場合には炉内構造物表面の酸化膜をレーザー照射によって除去すると同時に酸化物被覆層の蒸発によって発生するプラズマで応力改善処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　本発明に係るレーザーピーニング方法の第１の実施例を説明するためのレーザーピーニング装置を示す概念図。
　【図２】
　本発明に係るレーザーピーニング方法の第２の実施例を説明するための装置概念図。
　【図３】
　本発明に係るレーザーピーニング方法の第３の実施例を説明するための装置概念図。
　【図４】
　（ａ）は従来のレーザーピーニング方法の原理を説明するための模式図、（ｂ）は（ａ）においてレーザー照射が終り被加工物の表面に圧縮残留応力を付与した状態を示す模式図。
　【図５】
　レーザー光のパワー密度と照射時間による表面現象を示す特性図。
　【図６】
　種々のレーザー加工のエネルギー範囲を示す特性図。
　【符号の説明】
　１…透明液体、２…被加工物、３…パルスレーザー光、４…プラズマ、５…衝撃力、６…圧縮残留応力、７…水槽、８…パルスレーザー装置、９…反射鏡、１０…移動反射鏡、１１…電極、１２…電源、１３…被覆層。