特開 2024-142988 移動式レーザ表面処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142988

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】移動式レーザ表面処理装置

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/36 20140101AFI20241003BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B23K26/36

B23K26/082

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023055423

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柵山 慶太

(72)【発明者】

【氏名】佐川 正彦

(72)【発明者】

【氏名】梅野 和行

(72)【発明者】

【氏名】西潟 由博

(72)【発明者】

【氏名】西井 諒介

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 愛実

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD18

4E168CB03

4E168CB04

4E168DA02

4E168DA03

4E168DA32

4E168EA15

4E168EA17

(57)【要約】

【課題】例えば、より小型にあるいはより軽量に構成することが可能となるような、改善された新規な移動式レーザ表面処理装置を得る。
【解決手段】移動式レーザ表面処理装置は、例えば、レーザ光を出力するレーザ装置と、レーザ装置が出力したレーザ光を物体の表面に照射する光学ヘッドと、光学ヘッドに含まれレーザ光を表面上で走査可能なレーザスキャナと、物体に対する光学ヘッドの位置を変更可能な移動機構と、を備え、表面にレーザ光を照射して当該表面の処理を行う移動式レーザ表面処理装置であって、レーザスキャナは、光学ヘッドから出力されたレーザ光のビームが、表面と交差した仮想平面内のみで往復移動するよう構成される。移動機構は、仮想平面と交差した第一方向における光学ヘッドの位置を変更可能に構成されてもよい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光を出力するレーザ装置と、
前記レーザ装置が出力した前記レーザ光を物体の表面に照射する光学ヘッドと、
前記光学ヘッドに含まれ前記レーザ光を前記表面上で走査可能なレーザスキャナと、
前記物体に対する前記光学ヘッドの位置を変更可能な移動機構と、
を備え、前記表面にレーザ光を照射して当該表面の処理を行う移動式レーザ表面処理装置であって、
前記レーザスキャナは、前記光学ヘッドから出力された前記レーザ光のビームが、前記表面と交差した仮想平面内のみで往復移動するよう構成された、移動式レーザ表面処理装置。

【請求項2】

前記移動機構は、前記仮想平面と交差した第一方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成された、請求項１に記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項3】

前記移動機構は、前記表面に略沿い前記第一方向と交差した第二方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成された、請求項２に記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項4】

前記移動機構は、前記表面と交差した第三方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成された、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項5】

前記移動機構は、前記光学ヘッドを空中で移動可能かつホバリング可能とする飛翔機構である、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項6】

前記仮想平面が鉛直方向と交差するよう構成された、請求項５に記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項7】

前記移動機構は、前記表面に略沿って延びて前記光学ヘッドを移動可能に支持する長尺部を有し、当該長尺部の長手方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成された、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項8】

前記移動機構は、前記長尺部の軸の周方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成された、請求項７に記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項9】

前記長尺部は、レールであり、
前記移動機構は、前記光学ヘッドの前記レールの長手方向に沿う位置を変更可能に構成された、請求項７に記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項10】

前記長尺部は、シャフトであり、
前記移動機構は、前記光学ヘッドの前記シャフトの軸方向に沿う位置および前記シャフトの周方向に沿う位置を変更可能に構成された、請求項８に記載の移動式レーザ表面処理装置。

【請求項11】

前記移動機構は、前記仮想平面と交差した第一方向における前記光学ヘッドの位置が、前記レーザスキャナの一往復あたり、前記表面における前記レーザ光のスポット径と略同じ距離だけ変化するよう、前記光学ヘッドを移動する、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の移動式レーザ表面処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動式レーザ表面処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、レーザ光の照射によって構造物の表面の塗膜や付着物を除去する方法が知られている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５５７４３５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、表面にレーザ光を照射して当該表面の塗膜を除去する、可搬型のレーザ表面処理装置が開示されている。

【0005】

可搬型のレーザ表面処理装置によって表面処理を行う場合、作業者は、処理対象となる表面の比較的近くに位置する必要があるため、作業者が表面に近づき難いような状況では、可搬型のレーザ表面処理装置は使用できない虞がある。

【0006】

そのような場合、電気的な制御により移動する移動式レーザ表面処理装置を用いれば良いが、その場合、装置のサイズや重量が大きいと、適用する場面が制限される虞がある。

【0007】

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、より小型にあるいはより軽量に構成することが可能となるような、改善された新規な移動式レーザ表面処理装置を得ること、である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の移動式レーザ表面処理装置は、例えば、レーザ光を出力するレーザ装置と、前記レーザ装置が出力した前記レーザ光を物体の表面に照射する光学ヘッドと、前記光学ヘッドに含まれ前記レーザ光を前記表面上で走査可能なレーザスキャナと、前記物体に対する前記光学ヘッドの位置を変更可能な移動機構と、を備え、前記表面にレーザ光を照射して当該表面の処理を行う移動式レーザ表面処理装置であって、前記レーザスキャナは、前記光学ヘッドから出力された前記レーザ光のビームが、前記表面と交差した仮想平面内のみで往復移動するよう構成される。

【0009】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記移動機構は、前記仮想平面と交差した第一方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成されてもよい。

【0010】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記移動機構は、前記表面に略沿い前記第一方向と交差した第二方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成されてもよい。

【0011】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記移動機構は、前記表面と交差した第三方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成されてもよい。

【0012】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記移動機構は、前記光学ヘッドを空中で移動可能かつホバリング可能とする飛翔機構であってもよい。

【0013】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記仮想平面が鉛直方向と交差するよう構成されてもよい。

【0014】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記移動機構は、前記表面に略沿って延びて前記光学ヘッドを移動可能に支持する長尺部を有し、当該長尺部の長手方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成されてもよい。

【0015】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記移動機構は、前記長尺部の軸の周方向における前記光学ヘッドの位置を変更可能に構成されてもよい。

【0016】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記長尺部は、レールであり、前記移動機構は、前記光学ヘッドの前記レールの長手方向に沿う位置を変更可能に構成されてもよい。

【0017】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記長尺部は、シャフトであり、前記移動機構は、前記光学ヘッドの前記シャフトの軸方向に沿う位置および前記シャフトの周方向に沿う位置を変更可能に構成されてもよい。

【0018】

前記移動式レーザ表面処理装置では、前記移動機構は、前記仮想平面と交差した第一方向における前記光学ヘッドの位置が、前記レーザスキャナの一往復あたり、前記表面における前記レーザ光のスポット径と略同じ距離だけ変化するよう、前記光学ヘッドを移動してもよい。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、例えば、より小型にあるいはより軽量に構成することが可能となるような、改善された新規な移動式レーザ表面処理装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、第１実施形態の移動式レーザ表面処理装置の例示的かつ模式的な側面図である。

【図2】図２は、第１実施形態の移動式レーザ表面処理装置に含まれるレーザスキャナの例示的かつ模式的な側面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の移動式レーザ表面処理装置に含まれるレーザスキャナの例示的かつ模式的な平面図である。

【図4】図４は、実施形態の移動式レーザ表面処理装置による物体の表面におけるレーザ光の照射範囲を示す例示的かつ模式的な平面図である。

【図5】図５は、第２実施形態の移動式レーザ表面処理装置の例示的かつ模式的な背面図である。

【図6】図６は、第２実施形態の移動式レーザ表面処理装置の例示的かつ模式的な側面図である。

【図7】図７は、第３実施形態の移動式レーザ表面処理装置の例示的かつ模式的な背面図である。

【図8】図８は、第３実施形態の移動式レーザ表面処理装置の例示的かつ模式的な平面図である。

【図9】図９は、第３実施形態の変形例の移動式レーザ表面処理装置の一部の例示的かつ模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態および変形例に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0022】

以下の実施形態および変形例は、同様の構成要素を有している。以下では、それら同様の構成要素については、共通の符号を付与するとともに、重複する説明を省略する場合がある。

【0023】

また、本明細書において、序数は、方向や、部位、部材等を区別するために便宜上付与されうるものである。また、序数は、優先順位や順番を示すものではないし、数を特定するものでもない。

【0024】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ａ（１００）の側面図である。本実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ａは、ドローンとして構成されている。また、本実施形態では、例えば、対象物２００は、上下方向に略沿って延びた壁であり、表面２００ａは、壁面であるが、これには限定されない。

【0025】

移動式レーザ表面処理装置１００は、対象物２００の表面２００ａにレーザ光Ｌを照射して、表層を除去する。適切な条件下でレーザ光Ｌを照射することにより、表面２００ａ上の、レーザ光Ｌが照射された場所およびその近傍において、当該レーザ光Ｌのエネルギによってレーザアブレーションが生じ、表層が薄く除去される。この際、対象物２００の表面２００ａを含む母材を構成する材料とともに、当該表面２００ａ上の汚れや錆、塗膜、塗料等の塗布物等が除去される。

【0026】

対象物２００は、例えば、建物や、建造物、建築物、建材、製品、部品、物体等、多岐に亘る。また、対象物２００を構成する材料は、例えば、金属や、コンクリート、モルタル等であるが、これらには限定されない。対象物２００は、物体の一例である。

【0027】

移動式レーザ表面処理装置１００は、筐体１０と、レーザ装置２０と、光学ヘッド３０と、移動機構４０Ａ（４０）と、を備えている。

【0028】

筐体１０は、レーザ装置２０や、光学ヘッド３０の他、移動機構４０の電源や駆動回路等を収容している。

【0029】

レーザ装置２０は、レーザ発振器を備えており、一例としては、６０００［Ｗ］のパワーのレーザ光を出力できるよう構成されている。レーザ発振器は、レーザ装置の一例である。レーザ発振器が出力するレーザ光の波長は、例えば、４００［ｎｍ］以上かつ１２００［ｎｍ］以下である。

【0030】

光学ヘッド３０は、レンズや、ミラー、フィルタのような光学部品を有している。光学ヘッド３０には、レーザ装置２０が出力したレーザ光が入力される。レーザ装置２０と光学ヘッド３０との間には図示しない光ファイバが介在してもよい。その場合、レーザ装置２０が出力したレーザ光は、光ファイバを経由して光学ヘッド３０に入力される。光学ヘッド３０に入力されたレーザ光は、光学ヘッド３０内の光学部品によって、適宜コリメートされたり、集光されたりして、当該光学ヘッド３０から出力される。光学ヘッド３０から出力されたレーザ光Ｌが、表面２００ａに照射される。

【0031】

なお、レーザ装置２０と光学ヘッド３０とは、同じ筐体１０内に収容されているが、このような構成には限定されず、例えば、レーザ装置２０は、光学ヘッド３０が収容された筐体に対して離れて設けられてもよい。この場合、レーザ装置２０と、光学ヘッド３０とは、ケーブル内に収容された光ファイバによって光学的に接続される。

【0032】

移動機構４０Ａ（４０）は、レーザ光Ｌを出力する光学ヘッド３０を有した筐体１０の位置を、変更することができ、ひいては、表面２００ａにおけるレーザ光Ｌの照射位置を変更することができる。

【0033】

移動機構４０Ａは、本実施形態では、当該筐体１０を空中で移動可能かつホバリング可能とする飛翔機構である。移動機構４０Ａは、複数のロータ４０ａを有している。移動機構４０Ａは、空中移動機構とも称されうる。

【0034】

また、光学ヘッド３０は、例えば、ガルバノスキャナのようなレーザスキャナ３１を有している。図２は、レーザスキャナ３１の側面図であり、図３は、レーザスキャナ３１の平面図である。

【0035】

図２，３に示されるように、レーザスキャナ３１は、揺動モータ３１ａと、シャフト３１ｂと、ミラー３１ｃと、を有している。揺動モータ３１ａは、図示しない制御装置により電気的に制御され、シャフト３１ｂをＺ方向に略沿う軸Ａｘｍ回りに揺動する。シャフト３１ｂには、ミラー３１ｃが取り付けられており、シャフト３１ｂの軸Ａｘｍ回りの揺動に伴って、ミラー３１ｃも当該軸Ａｘｍ回りに揺動する。

【0036】

図２に示されるように、本実施形態では、レーザ装置２０から出力され光学部品を経由したレーザ光Ｌが、ミラー３１ｃに対してＺ方向の反対方向に入射する。ミラー３１ｃは、レーザ光Ｌを、Ｚ方向と交差するとともに直交する方向に反射する。そして、図３に示されるように、ミラー３１ｃの軸Ａｘｍ回りの揺動により、レーザ光Ｌは、ミラー３１ｃが位置Ｐ１に位置した状態で反射した方向Ｄ１と、ミラー３１ｃが位置Ｐ２に位置した状態で反射した方向Ｄ２との間で、揺動する。レーザ光Ｌは、仮想平面Ｐｖに沿った略扇形の範囲で、反復的に走査される。すなわち、レーザスキャナ３１は、表面２００ａにおいて、レーザ光Ｌを走査することができる、言い換えると、レーザ光Ｌの照射位置を変更することができる。仮想平面Ｐｖは、Ｚ方向と交差する。Ｚ方向は、第一方向の一例である。

【0037】

本実施形態では、レーザスキャナ３１は、レーザ光Ｌを一つの軸Ａｘｍ回りに揺動する、所謂１軸走査型のスキャナとして構成されている。すなわち、レーザスキャナ３１により、レーザ光Ｌのビームは、仮想平面Ｐｖ内のみで往復移動することになる。１軸走査型のレーザスキャナ３１は、例えば２軸走査型のようなより揺動軸の多い多軸走査型のレーザスキャナ３１に比べて、より小型にかつより軽量に構成することができる。したがって、本実施形態のように、光学ヘッド３０を有した筐体１０を移動して表面２００ａにおけるレーザ光Ｌの照射位置を変更する移動式レーザ表面処理装置１００にあっては、例えば、移動式レーザ表面処理装置１００を全体的により小さくかつより軽量に構成できたり、それに伴って光学ヘッド３０の位置の変更に要するエネルギをより小さくすることができたり、当該光学ヘッド３０の移動速度をより速くすることができたり、といった効果が得られる。なお、レーザスキャナ３１は、レーザ光Ｌを一つの軸Ａｘｍ回りに揺動する、所謂１軸走査型のスキャナとして構成されるものであれば何でもよく、ガルバノスキャナには限定されない。

【0038】

また、図４は、表面２００ａ上でのレーザ光Ｌのスポットの走査経路Ｐｔを示す当該表面２００ａの平面図である。表面２００ａ上でレーザ光Ｌのスポットが揺動、すなわち往復移動するためには、仮想平面Ｐｖが表面２００ａと交差し、レーザ光Ｌの揺動方向、すなわち軸Ａｘｍの周方向の両端部に位置するレーザ光Ｌの双方が表面２００ａに照射されるよう、設定すればよい。さらに、この場合において、移動機構４０によって、筐体１０すなわち光学ヘッド３０の、当該仮想平面Ｐｖと交差する方向すなわちＺ方向における位置を変更することにより、表面２００ａ上に、図４に示されるように、２次元的に広がった照射領域Ａ、すなわち処理領域を、確保することができる。

【0039】

具体的に、図４の例では、レーザスキャナ３１の作動により、レーザ光ＬのスポットＳは、位置Ｙ１と位置Ｙ２との間で往復する。また、移動機構４０の作動により、レーザ光のスポットＳは、Ｙ方向と交差したＺ方向に移動する。そして、レーザスキャナ３１の作動によってスポットＳが位置Ｙ１と位置Ｙ２との間を１往復する間に、当該スポットＳが当該スポットＳの直径Ｄｓと同じ距離Ｄだけ移動するよう、筐体１０すなわち光学ヘッド３０をＺ方向に等速で移動する。これにより、走査経路Ｐｔにおいて、スポットＳは、Ｙ方向およびＺ方向に対して傾斜して直線状に移動することとなり、表面２００ａ上に、幅Ｗでジグザグに折り返す走査経路Ｐｔが形成される。

【0040】

このようなレーザスキャナ３１および移動機構４０の共働により、表面２００ａ上の所定範囲を塗りつぶすように２次元的に広がった照射領域Ａを形成することができる。図４の照射領域Ａでは、Ｚ方向における両端部を除き、全箇所において、略２回ずつレーザ光Ｌが照射されることになる。よって、このような作動によれば、表面２００ａにおける処理状態のばらつきを抑制することができる。なお、表面２００ａのより広い範囲に対して処理を行う場合、表面２００ａ上で照射領域Ａの位置を変更して、同様の処理を実行すればよい。この場合、移動機構４０により、筐体１０すなわち光学ヘッド３０をＹ方向に移動すればよい。Ｙ方向は、第二方向の一例である。

【0041】

発明者の鋭意研究によれば、一例として、スポットＳの直径Ｄｓを、３［ｍｍ］とし、スポットＳの走査速度を、１０［ｍ／ｓ］とし、幅Ｗを、０．５［ｍ］とし、筐体１０のＺ方向における移動速度を、３０［ｍｍ／ｓ］とすることにより、図４に示されるような照射領域Ａを形成できることが判明している。

【0042】

また、ドローンは、横方向への位置の制御精度よりも、上下方向すなわち略鉛直方向に沿った位置の制御精度が高いという特性がある。このため、本実施形態のように、移動式レーザ表面処理装置１００Ａがドローンとして構成される場合、軸Ａｘｍが延びるＺ方向を上下方向に略沿うように設定すればよい。言い換えると、仮想平面Ｐｖを、鉛直方向と交差するように設定すればよい。その上で、レーザスキャナ３１の作動により表面２００ａ上でレーザ光Ｌのスポットが横方向に往復し、移動機構４０Ａの制御によりレーザ光Ｌの照射位置を上下方向に動かすことにより、表面２００ａにおける処理状態のばらつきをより一層抑制することができる。

【0043】

以上、説明したように、本実施形態によれば、光学ヘッド３０が所謂１軸走査型のレーザスキャナ３１を有するため、光学ヘッド３０、当該光学ヘッド３０を有した筐体１０、ひいては移動式レーザ表面処理装置１００をより小型にあるいはより軽量に構成することができる。また、移動機構４０がレーザスキャナ３１によってレーザ光Ｌが揺動する仮想平面Ｐｖと交差する方向に当該光学ヘッド３０を移動することができるため、表面２００ａに、２次元的に広がった照射領域Ａを形成することができる。

【0044】

なお、移動機構４０は、表面２００ａと交差するＸ方向において、筐体１０すなわち光学ヘッド３０を移動してもよい。これにより、例えば、実際の処理状況等に応じて、表面２００ａ上でのレーザ光ＬのスポットＳのサイズを変更できたり、レーザ光Ｌによる表面２００ａ上でのエネルギ密度を変更できたり、といった効果が得られる。Ｘ方向は、第三方向の一例である。

【0045】

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ｂ（１００）の背面図であり、図６は、当該移動式レーザ表面処理装置１００Ｂ（１００）の側面図である。

【0046】

本実施形態では、対象物２００は、例えば水道管や、ガス管、電線管のような管であり、表面２００ａは、管の内面である。すなわち、表面２００ａは、図５，６中のＤａ方向に延びた軸Ａｘｓを中心軸とする円筒内面である。なお、本実施形態の説明においては、軸Ａｘｓの軸方向、単に軸方向あるいはＤａ方向とし、軸Ａｘｓに対する周方向を単に周方向と記す場合がある。なお、対象物２００は、トンネルや、煙突、筒等であってもよいし、穴の内面等であってもよい。

【0047】

このような円筒内面状の表面２００ａに対応するため、本実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ｂの移動機構４０Ｂ（４０）は、シャフト４１と、インナリング４２と、アウタリング４３と、ガイドシャフト４４と、を有している。

【0048】

シャフト４１は、Ｄａ方向に延びている。シャフト４１の外周には、雄ねじが設けられている。なお、シャフト４１の中心軸と表面２００ａの中心軸とは略一致しているが、必ずしも一致していなくてもよい。シャフト４１は、Ｄａ方向の片側の端部に設けられたモータ（不図示）によって軸Ａｘｓ回りに回転する。シャフト４１は、図５の軸Ａｘｓ回りの時計回り方向および反時計回り方向の両方に回転することができ、かつ任意の位置で静止することができるよう構成されている。シャフト４１は、長尺部の一例である。

【0049】

インナリング４２は、軸Ａｘｓと交差するとともに当該軸Ａｘｓを中心軸として広がる円盤状の形状を有している。シャフト４１は、インナリング４２の中央を軸方向に貫通している。インナリング４２のシャフト４１が貫通する貫通孔の内面には、シャフト４１の雄ねじとかみ合う雌ねじが設けられている。シャフト４１の雄ねじとインナリング４２の雌ねじとは、ねじ構造４５を構成している。

【0050】

アウタリング４３は、インナリング４２の外周に沿って移動可能に、当該インナリング４２に支持されている。アウタリング４３は、モータや駆動ローラ等を有した不図示の駆動機構を有しており、当該駆動機構の作動により、インナリング４２の外周に沿って、図５の軸Ａｘｓ回りの時計回り方向および反時計回り方向の両方に回転することができ、かつ周方向における任意の位置で静止することができるよう、構成されている。

【0051】

ガイドシャフト４４は、シャフト４１と略平行に延びており、軸Ａｘｓから外れた位置で、インナリング４２に設けられた貫通孔４２ａを、軸方向にスライド可能な状態で貫通している。ガイドシャフト４４は、軸方向の両側の端部あるいは片側の端部に設けられた支持部材（不図示）によって、周方向に回転不能な状態に支持されている。

【0052】

シャフト４１を軸Ａｘｓ回りに回転すると、ガイドシャフト４４によってインナリング４２の軸Ａｘｓ回りの回転が妨げられているため、ねじ構造４５においてシャフト４１とインナリング４２との間で相対回転が生じ、これにより、インナリング４２は、軸方向に移動することになる。シャフト４１の軸Ａｘｓ回りの回転方向を切り換えることにより、インナリング４２がＤａ方向に移動するかＤａ方向の反対方向に移動するかを切り換えることができ、シャフト４１を停止することによりインナリング４２を停止することができる。

【0053】

レーザ装置２０や光学ヘッド３０を有した筐体１０は、アウタリング４３に固定されている。したがって、移動機構４０Ｂは、シャフト４１の軸Ａｘｓ回りの回転によって軸方向における光学ヘッド３０の位置を変更することができるとともに、アウタリング４３の軸Ａｘｓ回りの回転によって周方向における光学ヘッド３０の位置を変更することができる。

【0054】

このような移動機構４０Ｂを備えた移動式レーザ表面処理装置１００Ｂにおいて、筐体１０は、図５に示されるように、レーザ光Ｌの仮想平面Ｐｖが周方向に対して交差する姿勢で、アウタリング４３と固定されている。この場合、周方向は、第一方向の一例であり、Ｄａ方向は、第二方向の一例であり、軸Ａｘｓの径方向外方は、第三方向の一例である。

【0055】

したがって、本実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ｂによれば、制御装置（不図示）によって、筐体１０から仮想平面Ｐｖ上で揺動するレーザ光Ｌを出力しながらアウタリング４３をインナリング４２の周りを周方向における所定の角速度で１周以上回転するように動かすことにより、円筒内面として構成された表面２００ａにおいて、幅Ｗ（図６参照）で軸Ａｘｓの周方向に延びた円環状の照射領域Ａを形成することができる。なお、アウタリング４３は、インナリング４２の周りを１周以下の範囲で移動してもよい。

【0056】

また、本実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ｂによれば、制御装置によって、シャフト４１を回転しインナリング４２を軸Ａｘｓの軸方向に動かすことにより、照射領域Ａを軸方向に移動することができ、これにより、円筒内面として構成された表面２００ａの、広い範囲、一例としては略全域に、レーザ光Ｌを照射し、表層を除去する処理を行うことができる。

【0057】

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ｃ（１００）の背面図であり、図８は、当該移動式レーザ表面処理装置１００Ｃ（１００）の平面図である。

【0058】

本実施形態では、対象物２００の表面２００ａは、Ｙ方向およびＺ方向に延びた平面である。

【0059】

このような対象物２００の表面２００ａに対応するため、本実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ｂの移動機構４０Ｃ（４０）は、レール４６と、スライダ４７と、を有している。

【0060】

レール４６は、Ｚ方向に離れた二箇所で、Ｙ方向に延びている。レール４６は、長尺部の一例である。

【0061】

スライダ４７は、二つのレール４６間で掛け渡されている。スライダ４７は、モータや駆動ローラ等を有した不図示の駆動機構を有しており、当該駆動機構の作動により、レール４６に沿って、Ｙ方向およびＹ方向の反対方向に移動することができ、かつＹ方向における任意の位置で静止することができるよう、構成されている。

【0062】

また、スライダ４７は、二つのレール４６間で延びたサブレール４７ａを有している。筐体１０は、モータや駆動ローラ等を有した不図示の駆動機構を有しており、当該駆動機構の作動により、サブレール４７ａに沿って、Ｚ方向およびＺ方向の反対方向に移動することができ、かつＺ方向における任意の位置で静止することができるよう、構成されている。サブレール４７ａは、レールの一例であり、長尺部の一例である。

【0063】

このような移動機構４０Ｃを備えた移動式レーザ表面処理装置１００Ｃにおいて、光学ヘッド３０を有した筐体１０は、図７に示されるように、レーザ光Ｌの仮想平面ＰｖがＺ方向と交差する姿勢で、サブレール４７ａに支持されている。この場合、Ｚ方向は、第一方向の一例であり、Ｙ方向は、第二方向の一例であり、Ｘ方向は、第三方向の一例である。

【0064】

したがって、本実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ｃによれば、制御装置（不図示）によって、仮想平面Ｐｖ上で揺動するレーザ光Ｌを出力しながら筐体１０をサブレール４７ａに沿って所定速度でＺ方向に動かすことにより、図８に示されるように、表面２００ａにおいて、幅ＷでＺ方向に延びた帯状の照射領域Ａを形成することができる。

【0065】

また、本実施形態の移動式レーザ表面処理装置１００Ｂによれば、制御装置によって、スライダ４７をレール４６に沿ってＹ方向に移動することにより、照射領域ＡをＹ方向に移動することができ、これにより、表面２００ａのより広い範囲にレーザ光Ｌを照射し、表層を除去する処理を行うことができる。

【0066】

［第３実施形態の変形例］
図９は、第３実施形態の変形例の移動式レーザ表面処理装置１００Ｄ（１００）の平面図である。図９に示される変形例では、サブレール４７ａが曲がっている。筐体１０がサブレール４７ａに沿って移動可能であれば、サブレール４７ａは曲がっていてもよい。また、同様に、スライダ４７が移動可能であれば、レール４６も曲がっていてもよい。また、サブレール４７ａ、レール４６ともに、Ｘ方向に沿って曲がっていてもよいし、フレキシブルジョイントを介して連結された複数のレールセグメントを有し任意に変形した形状に設定可能なフレキシブルレールであってもよい。

【0067】

以上、本発明の実施形態および変形例が例示されたが、上記実施形態および変形例は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【0068】

例えば、対象物の移動式レーザ表面処理装置の形状、配置、姿勢（方向）等は、上記実施形態には限定されず、適宜に変更して実施することができる。

【0069】

また、レーザスキャナは、ガルバノスキャナには限定されず、例えば、ＭＥＭＳスキャナのような別のスキャナであってもよい。

【符号の説明】

【0070】

１０…筐体
２０…レーザ装置
３０…光学ヘッド
３１…レーザスキャナ
３１ａ…揺動モータ
３１ｂ…シャフト
３１ｃ…ミラー
４０，４０Ａ～４０Ｃ…移動機構
４０ａ…ロータ
４１…シャフト（長尺部）
４２…インナリング
４２ａ…貫通孔
４３…アウタリング
４４…ガイドシャフト
４５…ねじ構造
４６…レール（長尺部）
４７…スライダ
４７ａ…サブレール（長尺部）
１００，１００Ａ～１００Ｄ…移動式レーザ表面処理装置
２００…対象物
２００ａ…表面
Ａ…照射領域
Ａｘｍ…軸
Ａｘｓ…軸
Ｄ…距離
Ｄ１…方向
Ｄ２…方向
Ｄａ…方向（軸方向、第二方向）
Ｄｓ…直径（スポット径）
Ｌ…レーザ光
Ｐ１，Ｐ２…位置
Ｐｔ…走査経路
Ｐｖ…仮想平面
Ｓ…スポット
Ｗ…幅
Ｘ…方向（第三方向）
Ｙ…方向（第二方向）
Ｙ１，Ｙ２…位置
Ｚ…方向（第一方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】