(57)【要約】【課題】レーザ加工時にバックウォールを補修することのできるレーザ加工方法、同レーザ加工方法を用いた燃料噴射弁の製造方法、レーザ加工装置、および燃料噴射弁を提供する。【解決手段】レーザ光Ｌ１をノズル１１の外壁加工部２１ａに照射させて外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへ貫通した時に、供給ノズル３１からノズル１１内へ粉末状態の補修材料Ｐの供給が開始される。ノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへ形成された貫通孔２１内を通過してノズル１１内に照射されるレーザ光Ｌ２は、ノズル１１の内壁の貫通孔２１に対向する内壁対向部２２ａに照射されて傷部２２が生じる。傷部２２は内壁対向部２２ａへのレーザ光Ｌ２の照射と補修材料Ｐの供給によって補修される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光により加工部材の所定部位に貫通孔を形成する際に、前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分に同レーザ光により溶融する補修材料を供給することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記補修材料は粉末状態で供給される
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記レーザ光の照射は前記所定部位への前記貫通孔の形成が完了した時に終了する
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記補修材料の供給は前記レーザ光によって前記所定部位が貫通された時に開始され、同レーザ光の照射終了時に終了される
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分には同レーザ光が通過するようにあらかじめ通過孔が形成されており、該通過孔を通過した同レーザ光を遮蔽部材により遮蔽した状態で同レーザ光が照射される部分に前記補修材料を供給する
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記補修材料は前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分と同一材料である
ことを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項７】
前記加工部材は燃料噴射弁のノズルであり、前記貫通孔は同ノズルに形成される燃料噴射孔である
請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ加工方法を用いた燃料噴射弁の製造方法。
【請求項８】
加工部材の所定部位に貫通孔を形成すべくレーザ光を照射する照射部と、
前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分に同レーザ光により溶融する補修材料を供給する供給部と
を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項９】
請求項８において、
前記供給部は前記補修材料を粉末状態で供給する
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１０】
燃料噴射孔の形成されたノズルを備える燃料噴射弁であって、
前記ノズルの内壁の前記燃料噴射孔に対向する部分が同内壁の他の部分と異なる金属組織で形成されるとともに、同対向する部分の表面が平滑に形成されている
ことを特徴とする燃料噴射弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はレーザ加工方法、同レーザ加工方法を用いた燃料噴射弁の製造方法、レーザ加工装置、および燃料噴射弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を集光させて加工対象部分に照射することによって、加工対象部分を溶融もしくは蒸発させて貫通孔を形成するレーザ加工が従来から知られている。このレーザ加工は、特に特許文献１に記載のような燃料噴射弁の噴孔の加工に用いられることが多い。
【特許文献１】特開２００６‐１７５４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１の燃料噴射弁の噴孔のように、孔の開口部が規定された径となるように加工する場合には、レーザ光の照射により加工対象部分が貫通した後も一定時間照射を継続する必要がある。そのため、図４に示すように、ノズル２１１の加工対象部分２２１に対向する非加工対象部分（バックウォール）２２２ａにも加工対象部分２２１を通過したレーザ光Ｌ２が一定時間照射され、バックウォール傷（傷部２２２）が生じることとなる。例えば、このようなバックウォール傷が上記特許文献１の燃料噴射弁に生じると、燃料がその傷部２２２に流れ込んだり、傷部２２２に燃料が溜まったりすることにより、燃料噴射量を正確に制御できなくなるおそれがある。そこで、バックウォール傷が生じる部分を予め保護部材で覆うことにより、レーザ光を遮断して同部分を保護することが考えられる。しかしながら、例えば上記特許文献１の燃料噴射弁においては、バックウォール傷が生じる部分の近傍に保護部材を入り込ませる十分なスペースがなく、バックウォール傷の発生を防ぐことは困難である。
【０００４】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的はレーザ加工時にバックウォールを補修することのできるレーザ加工方法、同レーザ加工方法を用いた燃料噴射弁の製造方法、レーザ加工装置、および燃料噴射弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、レーザ光により加工部材の所定部位に貫通孔を形成する際に、前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分に同レーザ光により溶融する補修材料を供給することをその要旨とする。
【０００６】
上記方法によれば、レーザ光により加工部材の所定部位に貫通孔を形成する際に、前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分に同レーザ光により溶融する補修材料を供給するため、バックウォール傷が生じる部分に溶融した補修材料が流れ込むこととなる。したがって、レーザ加工時にバックウォールを補修することができる。なお、前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分は、加工部材の一部であってもよいし、他の部材の一部であってもよい。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記補修材料は粉末状態で供給されることをその要旨とする。
上記方法によれば、前記補修材料は粉末状態で供給されるため、バックウォール傷が生じる部分の近傍に補修材料を供給する供給ノズル等を入り込ませる十分なスペースがない場合であっても、同部分と離間した位置から補修材料を供給することができる。さらに、例えば塊状の補修材料を供給する際にはバックウォール傷が生じる部分に正確に位置合わせをする必要があるが、粉末状態の補修材料であれば同部分に自動的に補修材料を供給することができる。したがって、バックウォール傷が生じる部分で粉末状態の補修材料が溶融することとなり、バックウォールの補修をより効果的に行うことが可能となる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記レーザ光の照射は前記所定部位への前記貫通孔の形成が完了した時に終了することをその要旨とする。
上記方法によれば、前記レーザ光の照射は前記所定部位への前記貫通孔の形成が完了した時に終了するため、バックウォールを補修するために特別にレーザ光を照射する必要がない。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記補修材料の供給は前記レーザ光によって前記所定部位が貫通された時に開始され、同レーザ光の照射終了時に終了されることをその要旨とする。
【００１０】
上記方法によれば、前記補修材料の供給は前記レーザ光によって前記所定部位が貫通された時、すなわちバックウォールに傷が生じ始めた時に開始されるため、傷が生じ始める前に補修材料が無駄に供給されることを抑制することができる。また、上記方法によれば、レーザ光の照射が終了する前記貫通孔の形成完了時に前記補修材料の供給が終了されるため、傷が生じる間バックウォールの補修を継続することができるとともに、傷が生じなくなった後に補修材料が無駄に供給されることを抑制することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項において、前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分には同レーザ光が通過するようにあらかじめ通過孔が形成されており、該通過孔を通過した同レーザ光を遮蔽部材により遮蔽した状態で同レーザ光が照射される部分に前記補修材料を供給することをその要旨とする。
【００１２】
ここで、レーザ光は高い直進性を有しているため、前記貫通孔の形成位置からバックウォール傷の生じる位置を予測することが可能である。また、バックウォール傷はその最深部が鋭利な形状となるため、バックウォール傷が生じた部分に補修材料を供給しても最深部まで試料が行き渡らないおそれがある。そこで、上記構成によれば、バックウォール傷が生じると予測される位置、すなわち前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分に、あらかじめ前記通過孔を形成するようにしている。そのため、前記通過孔にあって前記遮蔽部材によって塞がれた開口部まで補修材料を行き渡らせることが可能となり、より安定したバックウォールの補修を行うことができる。また、生じるバックウォール傷はその深さや形状が一定ではないため、バックウォール傷部の補修に要する補修材料の量も一定値に定まらないが、上記のような通過孔をあらかじめ形成する場合には必要な補修材料の量を予測することが容易である。そこで、特に請求項３の方法に請求項５の方法を適用する場合には、前記通過孔を補修するのに適した補修材料の供給期間を別途設定することによって、前記通過孔の形状に応じて最適にバックウォールを補修することが可能となる。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項において、前記補修材料は前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分と同一材料であることをその要旨とする。
【００１４】
上記方法によれば、前記補修材料は前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分と同一材料であるため、同部分と溶融した補修材料とを強固に接合することができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のレーザ加工方法を用いた燃料噴射弁の製造方法であって、前記加工部材は燃料噴射弁のノズルであり、前記貫通孔は同ノズルに形成される燃料噴射孔であることをその要旨とする。
【００１６】
上記製造方法によれば、燃料噴射弁の製造において上記各請求項に記載の発明の作用効果を奏することができる。
請求項８に記載の発明は、加工部材の所定部位に貫通孔を形成すべくレーザ光を照射する照射部と、前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分に同レーザ光により溶融する補修材料を供給する供給部とを備えることをその要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、加工部材の所定部位に貫通孔を形成すべくレーザ光を照射する照射部と、前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分に同レーザ光により溶融する補修材料を供給する供給部とを備えるため、レーザ光により加工部材の所定部位に貫通孔を形成する際に、前記所定部位を貫通した前記レーザ光が照射される部分に同レーザ光により溶融する補修材料を供給することができる。したがって、バックウォール傷が生じる部分に溶融した補修材料を流れ込ませることができるため、レーザ加工時にバックウォールを補修することができる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項８において、前記供給部は前記補修材料を粉末状態で供給することをその要旨とする。
上記構成によれば、前記供給部は前記補修材料を粉末状態で供給するため、バックウォール傷が生じる部分の近傍に補修材料を供給する供給ノズル等を入り込ませる十分なスペースがない場合であっても、同部分と離間した位置から補修材料を供給することができる。したがって、バックウォール傷が生じる部分で粉末状態の補修材料が溶融することとなり、バックウォールの補修をより効果的に行うことが可能となる。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、燃料噴射孔の形成されたノズルを備える燃料噴射弁であって、前記ノズルの内壁の前記燃料噴射孔に対向する部分が同内壁の他の部分と異なる金属組織で形成されるとともに、同対向する部分の表面が平滑に形成されていることをその要旨とする。  
【００２０】
上記構成によれば、前記ノズルの内壁の前記燃料噴射孔に対向する部分が同内壁の他の部分と異なる金属組織で形成されるとともに、同対向する部分の表面が平滑に形成されているため、レーザ加工により燃料噴射孔を形成する際に生じるバックウォール傷が補修されるとともに平滑に研磨されている。したがって、燃料がその傷部に流れ込んだり、傷部に燃料が溜まったりすることを抑制することができるため、燃料噴射量を正確に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
この発明にかかるレーザ加工装置を、内燃機関に採用される燃料噴射弁の燃料噴射孔を加工するレーザ加工装置に具体化した第１の実施形態について、以下に図１及び図２を参照して説明する。
【００２２】
図１は本実施形態におけるレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。ここで、本実施形態のレーザ加工装置は、図１に示されるように、燃料噴射弁の構成部品であるノズル１１を加工部材として、また、該ノズル１１の燃料噴射孔を所望の孔径を有する貫通孔として、ノズル１１の所定部位に燃料噴射孔を形成するべくレーザ光Ｌ１を照射させて穿孔加工するようにしている。なお、ノズル１１の燃料噴射孔を形成する所定部位については後述することとする。そして、同図に示されるように、本実施形態におけるレーザ加工装置は、ノズル１１の所定部位にレーザ光Ｌ１を照射する照射部５と、ノズル１１内にて補修材料を供給する供給部３０とを備えている。この照射部５と供給部３０について、次に説明する。
【００２３】
同図１に示されるように、照射部５は、レーザ光Ｌ１を発振し出力するレーザ発振装置６と、レーザ光Ｌ１を集光する集光レンズ７とから構成されている。なお、本実施形態において、レーザ発振装置６から出力されるレーザ光Ｌ１としてＹＡＧレーザを採用するものとする。また、供給部３０は、補修材料を供給する供給ノズル３１と同供給ノズル３１に補修材料を供給する供給装置３２とから構成されている。そして、照射部５からのレーザ光Ｌ１の出力の開始及び停止と、供給部３０からの補修材料の供給の開始及び停止とは電子制御装置９によって制御されている。
【００２４】
こうしたレーザ加工装置によるノズル１１への燃料噴射孔の形成工程について説明する。まず、電子制御装置９から照射部５のレーザ発振装置６へレーザ加工を開始する旨の信号が送られ、該レーザ発振装置６からレーザ光Ｌ１の出力が始まる。該レーザ発振装置６から出力されたレーザ光Ｌ１は、集光レンズ７により集光され、ノズル１１の外壁加工部２１ａに到達する。そして、ノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁方向へと燃料噴射孔を形成すべくレーザ光Ｌ１を照射させて穿孔加工が進行していく。次より、レーザ光Ｌ１による穿孔加工の具体的な手順について、図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
【００２５】
同図２（ａ）において、ノズル１１の外壁加工部２１ａにレーザ光Ｌ１が照射されると、該ノズル１１の外壁加工部２１ａを形成している材料がレーザ光Ｌ１を吸収し、過熱されて溶融する。すると、レーザ光Ｌ１はノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁方向の内部にも照射されるようになり、この新たにレーザ光Ｌ１が照射される部分が溶融する。こうして、ノズル１１の外壁加工部２１ａから該ノズル１１の内壁方向へと、レーザ光Ｌ１が照射される部分が拡大していき、該ノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁方向へ穿孔加工が進行する。
【００２６】
そして、同図２（ｂ）に示されるように、レーザ光Ｌ１の照射が継続されることによってノズル１１はその外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへ貫通され、貫通孔２１が形成される。この時、ノズル１１の外壁加工部２１ａに照射されるレーザ光Ｌ１は、該外壁加工部２１ａから貫通孔２１を通過して、ノズル１１の内壁の該貫通孔２１と対向する部分である内壁対向部２２ａに照射され始める。なお、図２（ｂ）、（ｃ）においては、ノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへと貫通すべく照射されるレーザ光をレーザ光Ｌ１、貫通孔２１内を通過してノズル１１の内壁対向部２２ａに照射されるレーザ光をレーザ光Ｌ２として図示しているが、両者は同一のレーザ光である。また、上述のノズル１１の燃料噴射孔を形成する所定部位とは、ノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂまでの部位を示している。
【００２７】
ところで、本実施形態におけるノズル１１の貫通孔２１は、上述のように、所望の孔径を有するように形成するため、ノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへと貫通した後もレーザ光Ｌ１の照射を一定時間継続する必要がある。そのため、ノズル１１の内壁対向部２２ａにも同貫通孔２１を通過したレーザ光Ｌ２が一定時間照射され、バックウォール傷が生じることとなる。
【００２８】
ここで、本実施形態においては、同図２（ｂ）に示されるように、レーザ光Ｌ１の照射によりノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへと貫通孔２１が形成されて、レーザ光Ｌ２がノズル１１の内壁対向部２２ａに照射され始めた時に、上記供給部３０の供給ノズル３１から該内壁対向部２２ａへの補修材料Ｐの供給が始められるようにしている。具体的には、供給ノズル３１はノズル１１内に挿入されており、該供給ノズル３１からは粉末状態の補修材料Ｐが供給される。そして、ノズル１１内に供給された補修材料Ｐは該ノズル１１内を舞うように滞留する。なお、本実施形態の補修材料Ｐは、ノズル１１の内壁対向部２２ａを形成する材料と同一材料であるとする。
【００２９】
こうして供給される補修材料Ｐは、図２（ｃ）に示されるように、ノズル１１に形成された貫通孔２１を通過して該ノズル１１内に照射されるレーザ光Ｌ２を熱源として溶融する。ここで、該レーザ光Ｌ２は、ノズル１１の内壁対向部２２ａ、すなわち、バックウォール傷（図２（ｃ）、（ｄ）においては傷部２２として図示）が生じる部分に照射されているため、内壁対向部２２ａ付近に滞留する補修材料Ｐがレーザ光Ｌ２の照射を受けて溶融し、傷部２２内へ流れ込むこととなる。
【００３０】
そして、図２（ｄ）に示されるように、ノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへと所望の孔径を有するような貫通孔２１、すなわち燃料噴射孔の形成が完了した時に、上記電子制御装置９から上記レーザ発振装置６及び供給装置３２へレーザ加工の停止をする旨の信号が送られる。すると、該レーザ発振装置６はレーザ光Ｌ１の出力を停止し、ノズル１１へのレーザ光Ｌ１の照射を終了させる。また、併せて、該供給装置３２は供給ノズル３１への補修材料Ｐの供給を停止し、ノズル１１の傷部２２への補修材料Ｐの供給を終了させる。なお、同図（ｄ）に示されるように、上述のレーザ加工終了時は、傷部２２はノズル１１の内壁対向部２２ａが肉盛りされた状態であるが、その後、該内壁対向部２２ａの表面は研磨されて平滑に形成される。こうして、ノズル１１の内壁表面は一様に平滑な面をなすようになる。また、傷部２２はノズル１１の他の部分と異なる金属組織で形成されており、例えば、図２（ｄ）に示されるように、断面形状として確認すると、その相違を認識することができる。
【００３１】
以上説明した第１の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）レーザ光Ｌ１によりノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへと貫通孔２１を形成する際に、外壁加工部２１ａから貫通孔２１内を通過したレーザ光Ｌ２が照射される内壁対向部２２ａに同レーザ光Ｌ２により溶融する補修材料Ｐを供給するようにしたため、傷部２２に溶融した補修材料Ｐが流れ込むこととなる。したがって、レーザ加工時にバックウォールを補修することができる。
【００３２】
（２）補修材料Ｐは粉末状態で供給されるようにしたため、傷部２２の近傍に補修材料Ｐを供給する供給ノズル３１を入り込ませる十分なスペースがない場合であっても、同傷部２２と離間した位置から補修材料Ｐを供給することができる。さらに、例えば塊状の補修材料を供給する際にはレーザ光Ｌ２が照射される内壁対向部２２ａに正確に位置合わせをする必要があるが、粉末状態の補修材料Ｐであれば内壁対向部２２ａに自動的に補修材料を供給することができる。したがって、傷部２２で粉末状態の補修材料Ｐが溶融することとなり、バックウォールの補修をより効果的に行うことが可能となる。
【００３３】
（３）レーザ光Ｌ１（Ｌ２）の照射はノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂにかけて貫通孔２１の形成が完了した時に終了するようにしたため、バックウォールを補修するために特別にレーザ光を照射する必要がない。
【００３４】
（４）補修材料Ｐの供給はレーザ光Ｌ１によってノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂにかけて貫通された時、すなわちバックウォールに傷部２２が生じ始めた時に開始されるようにしたため、傷部２２が生じ始める前に補修材料Ｐが無駄に供給されることを抑制することができる。また、レーザ光Ｌ１（Ｌ２）の照射が終了する貫通孔２１の形成完了時に補修材料Ｐの供給が終了されるため、傷部２２が生じる間バックウォールの補修を継続することができるとともに、傷部２２が生じなくなった後に補修材料Ｐが無駄に供給されることを抑制することができる。
【００３５】
（５）補修材料Ｐはノズル１１の外壁加工部２１ａから貫通孔２１内を通過したレーザ光Ｌ２が照射される内壁対向部２２ａと同一材料であるようにしたため、同内壁対向部２２ａと溶融した補修材料Ｐとを強固に接合することができる。
【００３６】
（６）ノズル１１の内壁の貫通孔２１に対向する内壁対向部２２ａが同内壁の他の部分と異なる金属組織で形成されるとともに、同内壁対向部２２ａの表面が平滑に形成されているようにしたため、レーザ加工により燃料噴射孔を形成する際に生じるバックウォール傷が補修されるとともに平滑に研磨されている。したがって、燃料がその傷部２２に流れ込んだり、傷部２２に燃料が溜まったりすることを抑制することができるため、燃料噴射量を正確に制御することができる。
【００３７】
（第２の実施形態）
この発明にかかるレーザ加工装置を、内燃機関に採用される燃料噴射弁の燃料噴射孔を加工するレーザ加工装置に具体化した第２の実施形態について、以下に図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。なお、本実施形態におけるレーザ加工装置の構成は図１に示す第１の実施形態と同様である。また、本実施形態のレーザ加工装置について、上述の第１の実施形態にかかるレーザ加工装置の構成と同様である箇所については、その説明を省略する。
【００３８】
図３（ａ）に示されるように、本実施形態においては、ノズル１１１の内壁にあって、ノズル１１１のレーザ光Ｌ１が照射される外壁加工部１２１ａに対向する内壁対向部１２２ａには、同内壁対向部１２２ａからノズル１１１の外壁方向へ所定の孔径を有する通過孔１２２があらかじめ形成されている。この通過孔１２２の所定の孔径については後述することとする。さらに、本実施形態においては、同通過孔１２２のノズル１１１の外側に開口する開口部１２２ｂを塞ぐように遮蔽部材４１を設けるようにしている。なお、同遮蔽部材４１の材料としては、タングステン等の融点の高い材料や、金やアルミ等のレーザに対して反射性を有する材料が用いられる。
【００３９】
レーザ光Ｌ１がノズル１１１の外壁加工部１２１ａに照射され始めてから所定時間経過すると、同図３（ｂ）に示されるように、レーザ光Ｌ１の照射により同外壁加工部１２１ａからノズル１１１の内壁方向へ、その最深部が鋭利な形状を有する凹部１２１ｒが形成される。この時、上記電子制御装置９から上記供給装置３２へ、補修材料Ｐの供給を開始する旨の信号が送られるとともに、同供給装置３２から供給ノズル３１へと補修材料Ｐの供給が行われ、供給ノズル３１から補修材料Ｐの供給が開始されるようにしている。こうして供給ノズル３１から供給された補修材料Ｐは、ノズル１１１内を舞うように滞留するほか、通過孔１２２内にも入り込んでいく。ここで、上述の通り、通過孔１２２のノズル１１１の外側に開口する開口部１２２ｂは遮蔽部材４１により塞がれているため、同遮蔽部材４１のノズル１１１の外壁と接する面を底面として、その面からノズル１１１の内壁方向へと補修材料Ｐは通過孔１２２内に溜まっていくこととなる。なお、上記所定時間については後述することとする。
【００４０】
そして、同図３（ｃ）に示されるように、レーザ光Ｌ１の照射によりノズル１１１の外壁加工部１２１ａから内壁加工部１２１ｂへ貫通されて貫通孔１２１が形成されると、レーザ光Ｌ２が該貫通孔１２１を通過して通過孔１２２に照射されるようになる。このときレーザ光Ｌ２は、通過孔１２２内をノズル１１１の内壁から外壁方向へ通過し、遮蔽部材４１のノズル１１１の外壁と接する面を底面として通過孔１２２内にあらかじめ溜められていた補修材料Ｐに照射されることとなる。こうして、通過孔１２２内のノズル１１１の外側の開口部１２２ｂ付近の補修材料Ｐは溶融される。また、供給ノズル３１から継続してノズル１１１内に供給される補修材料Ｐも、通過孔１２２付近にてレーザ光Ｌ２の照射を受け、該通過孔１２２内へ流れ込むこととなる。ここで、上述の通過孔１２２の所定の孔径とは、レーザ光Ｌ２がノズル１１１の通過孔１２２以外の部分に照射されることなく、同通過孔１２２内を通過することができるのに十分な孔径であり、実験によって算出された実験値である。
【００４１】
同図３（ｄ）に示されるように、ノズル１１１の外壁加工部１２１ａから内壁加工部１２１ｂへと所望の孔径を有するような貫通孔１２１、すなわち燃料噴射孔の形成が完了した時に、上記電子制御装置９から上記レーザ発振装置６及び供給装置３２へレーザ加工の停止をする旨の信号が送られる。すると、該レーザ発振装置６はレーザ光Ｌ１の出力を停止し、ノズル１１１へのレーザ光Ｌ１の照射を終了させる。また、併せて、該供給装置３２は供給ノズル３１への補修材料Ｐの供給を停止し、ノズル１１１の通過孔１２２への補修材料Ｐの供給を終了させる。なお、同図（ｄ）に示されるように、上述のレーザ加工終了時は、通過孔１２２はノズル１１１の内壁対向部１２２ａが肉盛りされた状態であるが、その後、該内壁対向部１２２ａの表面は研磨されて平滑に形成される。こうして、ノズル１１１の内壁表面は一様に平滑な面をなすようになる。また、通過孔１２２はノズル１１１の他の部分と異なる金属組織で形成されており、例えば、図３（ｄ）に示されるように、断面形状として確認すると、その相違を認識することができる。さらに、上述のノズル１１１の外壁加工部１２１ａへレーザ光Ｌ１の照射がされ始めてから補修材料Ｐの供給を開始するまでの所定時間は、補修材料Ｐの供給開始時からレーザ光Ｌ１の出力停止時である供給終了時までの時間を、通過孔１２２を補修するのに適した補修材料Ｐの供給期間に別途設定する目的で設定された時間である。また、この所定時間は実験により算出された実験値である。
【００４２】
以上説明した第２の実施形態によれば、上述の第１の実施形態の（２）、（３）、（５）、（６）と同様の効果が得られるとともに、第１の実施形態の（１）、（４）にかわって以下の効果が得られるようになる。
【００４３】
（１´）レーザ光は高い直進性を有しているため、貫通孔１２１の形成位置からバックウォール傷の生じる位置を予測することが可能である。また、バックウォール傷はその最深部が鋭利な形状となるため、バックウォール傷が生じた部分に補修材料を供給しても最深部まで試料が行き渡らないおそれがある。そこで、本実施形態によれば、バックウォール傷が生じると予測される位置、すなわちノズル１１１の外壁加工部１２１ａから内壁加工部１２１ｂへ貫通したレーザ光Ｌ２が照射される内壁対向部１２２ａに、あらかじめ通過孔１２２を形成するようにした。そのため、通過孔１２２にあって遮蔽部材４１によって塞がれた開口部１２２ｂまで補修材料Ｐを行き渡らせることが可能となり、より安定したバックウォールの補修を行うことができる。
【００４４】
（４´）生じるバックウォール傷はその深さや形状が一定ではないため、バックウォール傷部の補修に要する補修材料の量も一定値に定まらないが、上述のような通過孔１２２をあらかじめ形成する場合には必要な補修材料Ｐの量を予測することが容易である。そこで、通過孔１２２を補修するのに適した補修材料Ｐの供給期間を別途設定したことによって、通過孔１２２の形状に応じて最適にバックウォールを補修することが可能となる。
【００４５】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記第１の実施形態においては、ノズル１１の外壁加工部２１ａから内壁加工部２１ｂへ貫通孔２１が貫通した時に補修材料Ｐを供給し始めるようにしていたが、例えば貫通孔の加工完了後等、貫通孔が貫通して同貫通孔を通過したレーザ光が内壁対向部に照射され始めてから一定時間経過後に補修材料を供給し始めるようにしてもよい。
【００４６】
・上記第２の実施形態においては、レーザ光Ｌ１により貫通孔１２１が貫通する前に補修材料Ｐを供給し始めるようにしていたが、第１の実施形態と同様に、貫通孔が貫通して同貫通孔を通過したレーザ光が通過孔に照射され始めた瞬間に補修試料を供給し始めるようにしてもよい。また、貫通孔の加工完了後等、貫通孔が貫通して同貫通孔を通過したレーザ光が通過孔に照射され始めてから一定時間経過後に補修材料を供給し始めるようにしてもよい。ただし、本形態においては、補修材料の供給開始の時期によらず、補修材料の供給開始と併せて遮蔽部材によって通過孔のノズルの外壁側の開口部を塞ぐ必要がある。
【００４７】
・上記第１及び第２の実施形態においては、レーザ光Ｌ１による貫通孔２１，１２１の形成が完了した時に、レーザ光Ｌ１の照射と傷部２２及び通過孔１２２に対する補修材料Ｐの供給を停止するようにしたが、貫通孔の形成が完了後にさらにレーザ光の照射と補修材料の供給を継続するようにしてもよい。
【００４８】
・上記第２の実施形態においては、レーザ光Ｌ１により貫通孔１２１が貫通する前に供給ノズル３１から粉末状態の補修材料Ｐを供給するようにしていたが、あらかじめ通過孔内に一定量の補修試料を入れておくようにしてもよい。なお、本形態における通過孔内に入れておく補修試料は粉末状態に限らず、塊状や液体状態であっても構わない。また、上記第１及び第２の実施形態において、レーザ光Ｌ２が照射される内壁対向部２２ａ，１２２ａに正確に位置合わせをすることができるのであれば塊状の補修材料を供給してもよい。
【００４９】
・上記第１及び第２の実施形態においては、ノズル１１の傷部２２が形成される部分及びノズル１１１の通過孔１２２が形成された部分と同一材料の補修材料Ｐを供給するとしたが、ステライト等のコバルト系の材料等、ノズルを形成する材料として使用した際に支障が生じない程度の強度を有する別材料も適用可能である。
【００５０】
・上記第１及び第２の実施形態においては、ＹＡＧレーザを用いてノズル１１，１１１の燃料噴射孔の穿孔加工を行っていたが、用いるレーザ光源としては、ＹＡＧレーザに限定されることなく、加工部材の材質、レーザ光の吸収率等に応じて選択することができる。ただし、上記第１及び第２の実施形態の燃料噴射弁のノズル１１，１１１の燃料噴射孔のように微細な穿孔加工の場合には、ＹＡＧレーザを用いることが望ましい。
【００５１】
・上記第１及び第２の実施形態においては、燃料噴射弁のノズルの燃料噴射孔を加工する場合について述べたが、本発明のレーザ加工方法及びレーザ加工装置は燃料噴射弁のノズルの燃料噴射孔の加工に限らない。すなわち、レーザ光を照射させて貫通孔を形成させるとともに、同貫通孔を形成させる際に同貫通孔に対向する部分にバックウォール傷が生じるおそれがある、他の部材に対するレーザ光による加工にも採用可能である。なお、貫通したレーザ光が照射される部分は、レーザ光の照射により貫通する部材の一部であってもよいし、他の部材の一部であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかるレーザ加工装置の構成を示すブロック図。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）同実施形態にかかるレーザ加工方法の手順を示す断面図。
【図３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）この発明の第２の実施形態にかかるレーザ加工方法の手順を示す断面図。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）従来のレーザ加工方法の手順を示す断面図。
【符号の説明】
【００５３】
Ｌ１，Ｌ２…レーザ光、Ｐ…補修材料、５…照射部、６…レーザ発振装置、７…集光レンズ、９…電子制御装置、１１，１１１，２１１…ノズル、２１，１２１…貫通孔、２１ａ，１２１ａ…外壁加工部、２１ｂ，１２１ｂ…内壁加工部、１２１ｒ…凹部、２２，２２２…傷部、２２ａ，１２２ａ…内壁対向部、３０…供給部、３１…供給ノズル、３２…供給装置、４１…遮蔽部材、１２２…通過孔、１２２ｂ…開口部、２２１…加工対象部分、２２２ａ…非加工対象部分（バックウォール）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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