(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークのレーザ光が照射される部位とは反対側もシールドガスで覆われる構成を採っているにもかかわらず、小型で、シールドガスの消費量も少なくなるレーザ溶接装置を提供する。【解決手段】第１のワーク１２と第２のワーク１３の溶接対象部（ワーク境界部１７）に向けてレーザ光を出射するレーザ出射端と、溶接対象部を含むワーク１１の一部を収容する溶接チャンバとを備える。第１のワーク１２を保持するチャック９（第１の保持部材）と、第２のワーク１３を保持する芯押し台５（第２の保持部材）とを備える。溶接チャンバは、第１のワーク１２の一部を挿入する第１ワーク挿入窓４４と、第２のワーク１３の一部を挿入する第２ワーク挿入窓４６と、レーザ光を入射するレーザ入射窓６８と、シールドガス導入口（配管接続口６４）と、シールドガス排気口（配管接続口６４）とを備えている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のワークを基部材とし、この第１のワークの一部に第２のワークをレーザ溶接によって溶接するレーザ溶接装置であって、
前記第１のワークと前記第２のワークの溶接対象部に向けてレーザ光を出射するレーザ出射端と、
前記溶接対象部を含む前記第１のワークと前記第２のワークのそれぞれ一部を収容する溶接チャンバと、
前記第１のワークを前記溶接チャンバの外部より保持する第１の保持部材と、
前記第２のワークを前記溶接チャンバの外部より保持する第２の保持部材とを備え、
前記溶接チャンバは、
前記溶接対象部を含む前記第１のワークの一部を外部から挿入する第１ワーク挿入窓と、
前記溶接対象部を含む前記第２のワークの一部を外部から挿入する第２ワーク挿入窓と、
前記レーザ出射端から出射されたレーザ光を前記第１のワークと前記第２のワークの溶接対象部へと入射するレーザ入射窓と、
シールドガスを前記溶接チャンバ内部に導くシールドガス導入口と、
前記溶接チャンバの内部のシールドガスを外部に排気するシールドガス排気口を備えていることを特徴とするレーザ溶接装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ溶接装置において、
前記溶接チャンバは、前記第１ワーク挿入窓と前記第２ワーク挿入窓とがそれぞれ分割される半割構造の第１の分割部と第２の分割部とを互いに結合して形成されていることを特徴とするレーザ溶接装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザ溶接装置において、
前記溶接チャンバは、前記第１および第２の分割部を支持する支持部を備え、
前記第１および第２の分割部は、それぞれ前記支持部に永久磁石の磁力によって着脱可能に取付けられていることを特徴とするレーザ溶接装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３のに記載のレーザ溶接装置において、
前記第１ワーク挿入窓と前記第１のワークとの間の隙間と、
前記第２ワーク挿入窓と前記第２のワークとの間の隙間とのうち少なくともいずれか一方の隙間を覆うカバー部材を備え、
前記カバー部材は、
前記第１または第２のワークが嵌合する半割構造の一対の半部によって形成されているとともに、前記溶接チャンバの外壁面に接する状態で第１または第２のワークに取付けられていることを特徴とするレーザ溶接装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４に記載のレーザ溶接装置において、
前記溶接チャンバは、両端部に複数の配管接続口を有し、
前記シールドガス導入口と前記シールドガス排気口は、それぞれ前記複数の配管接続口のうち少なくとも１つによって構成されていることを特徴とするレーザ溶接装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接対象部の周囲にシールドガスの雰囲気を作る溶接チャンバを備えたレーザ溶接装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接は、ワークが溶接後に酸化することがないようにワークの溶接対象部にシールドガスを送り、溶接対象部が酸素から隔離される状態で行われている。レーザ溶接においては、溶接時のエネルギー密度が高いために、ワークが冷却されるまでの時間が相対的に長くなり、溶接後もシールドガスが十分に供給されていないと溶接対象部が酸化し易くなる。
【０００３】
シールドガスを十分に供給可能な従来のレーザ溶接装置としては、例えば特許文献１〜３に記載されているものがある。特許文献１に開示されたレーザ溶接装置は、平板状のワークの溶接対象部を覆うフードを備えている。フードの中にはシールドガスが供給される。
特許文献２に開示されたレーザ溶接装置は、低真空チャンバ内でレーザ光をワークの平坦面に照射して溶接が行われる構成が採られている。
【０００４】
特許文献３に開示されたレーザ溶接装置は、ワークの平坦面にレーザ光を照射して溶接を行うもので、溶接後の溶接対象部にシールドガスが多く供給されるシールドガスノズルを備えている。
これらの特許文献１〜３に示すレーザ溶接装置は、いずれもワークの平坦面にレーザ光を照射して溶接を行うものである。このため、これらのレーザ溶接装置においては、シールドガスがワークの溶接対象部となる平坦面側に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７５３６５６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１３１９０４号公報
【特許文献３】特開２００３−１８１６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１〜３に示すレーザ溶接装置では、溶接対象部が例えば円柱状のワークの周面である場合に問題が生じる。このようなワークに対するレーザ溶接は、ワークを溶接時に回転させながら行われる。このため、ワークのレーザ光が照射される部位とは反対側にもシールドガスが十分に供給される必要がある。
特許文献１と特許文献２に示すレーザ溶接装置において、ワークの周囲の全域にシールドガスを供給するためには、ワークを支持する機構を含めてワークの全体をフードや低真空チャンバで覆わなければならない。このため、フードや低真空チャンバが大型になるとともに、シールドガスの消費量も多くなる。
特許文献３に示すレーザ溶接装置では、ワークのレーザ光が照射される部位とは反対側にシールドガスを供給することはできないから、溶接対象部が酸化してしまう。
【０００７】
本発明の目的は、ワークのレーザ光が照射される部位とは反対側もシールドガスで覆われる構成を採っているにもかかわらず、小型で、シールドガスの消費量も少なくなるレーザ溶接装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために、本発明に係るレーザ溶接装置は、第１のワークを基部材とし、この第１のワークの一部に第２のワークをレーザ溶接によって溶接するレーザ溶接装置であって、前記第１のワークと前記第２のワークの溶接対象部に向けてレーザ光を出射するレーザ出射端と、前記溶接対象部を含む前記第１のワークと前記第２のワークのそれぞれ一部を収容する溶接チャンバと、前記第１のワークを前記溶接チャンバの外部より保持する第１の保持部材と、前記第２のワークを前記溶接チャンバの外部より保持する第２の保持部材とを備え、前記溶接チャンバは、前記溶接対象部を含む前記第１のワークの一部を外部から挿入する第１ワーク挿入窓と、前記溶接対象部を含む前記第２のワークの一部を外部から挿入する第２ワーク挿入窓と、前記レーザ出射端から出射されたレーザ光を前記第１のワークと前記第２のワークの溶接対象部へと入射するレーザ入射窓と、シールドガスを前記溶接チャンバ内部に導くシールドガス導入口と、前記溶接チャンバの内部のシールドガスを外部に排気するシールドガス排気口を備えているものである。
【０００９】
本発明は、前記レーザ溶接装置において、前記溶接チャンバは、前記第１ワーク挿入窓と前記第２ワーク挿入窓とがそれぞれ分割される半割構造の第１の分割部と第２の分割部とを互いに結合して形成されていてもよい。
【００１０】
本発明は、前記レーザ溶接装置において、前記溶接チャンバは、前記第１および第２の分割部を支持する支持部を備え、前記第１および第２の分割部は、それぞれ前記支持部に永久磁石の磁力によって着脱可能に取付けられていてもよい。
【００１１】
本発明は、前記レーザ溶接装置において、前記第１ワーク挿入窓と前記第１のワークとの間の隙間と、前記第２ワーク挿入窓と前記第２のワークとの間の隙間とのうち少なくともいずれか一方の隙間を覆うカバー部材を備え、前記カバー部材は、前記第１または第２のワークが嵌合する半割構造の一対の半部によって形成されているとともに、前記溶接チャンバの外壁面に近接する状態で第１または第２のワークに取付けられていてもよい。
【００１２】
本発明は、前記レーザ溶接装置において、前記溶接チャンバは、両端部に複数の配管接続口を有し、前記シールドガス導入口と前記シールドガス排気口は、それぞれ前記複数の配管接続口のうち少なくとも１つによって構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、第１のワークおよび第２のワークの溶接対象部を含む一部がレーザ光照射部分とは反対側も含めて溶接チャンバによって覆われる。この溶接装置において、シールドガスは、溶接チャンバ内にシールドガス導入口から供給され、溶接チャンバ内からシールドガス排気口を通って排気される。このため、溶接チャンバを溶接対象部の周辺近傍のみが覆われるような必要最小限度の大きさに形成することができ、溶接対象部の周囲の全域にシールドガスを供給することができる。
【００１４】
したがって、本発明によれば、第１および第２のワークのレーザ光が照射される部位とは反対側もシールドガスで覆われる構成を採っているにもかかわらず、小型で、シールドガスの消費量も少なくなるレーザ溶接装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るレーザ溶接装置の側面図である。
【図２】レーザ溶接装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図３】溶接チャンバの概略の構成を示す斜視図である。
【図４】溶接チャンバの概略の構成を示す斜視図である。
【図５】溶接チャンバの分解斜視図である。
【図６】溶接チャンバの一部とワークの断面図である。
【図７】溶接チャンバの一部をワークの断面図である。
【図８】カバー部材の斜視図である。
【図９】カバー部材の変形例を示す斜視図である。
【図１０】カバー部材を第２のワークに取付けた状態を示す側面図である。
【図１１】カバー部材を分解して示す背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係るレーザ溶接装置の一実施の形態を図１〜図８を参照して詳細に説明する。
図１に示すレーザ溶接装置１は、基台２の上に設置されており、基台２の設置面２ａと対向する位置に設けられたレーザ出射端３と、基台２の設置面２ａに設置された回転テーブル４、芯押し台５および溶接チャンバ６などを備えている。以下において、このレーザ溶接装置１の構成を説明するうえで方向を示すにあたっては、便宜上、図１において右側を前方、左側を後方とし、図１において上側を上方、下側を下方として示す。また、以下においては、図１の紙面の手前側を左側とし、奥側をレーザ溶接装置１の右側として説明する。
【００１７】
レーザ出射端３は、基台２の設置面２ａの上方に所定の角度だけ傾斜した状態で配置されている。この実施の形態によるレーザ出射端３は、後述する溶接チャンバ６に向けてレーザ光７が斜め右上方から出射されるように傾斜している。
回転テーブル４は、基台２に固定された駆動部８と、この駆動部８によって駆動されて回転する３爪式のチャック９とを備えている。チャック９は、前後方向に延びる軸線Ｃ１を中心にして回転する。
【００１８】
図１に示すチャック９は、ワーク１１の後端部を後述する溶接チャンバ６の外部より保持している。ワーク１１は、図６に示すように、後側に位置してチャック９に保持された基部材としての第１のワーク１２と、この第１のワーク１２の前端部に組付けられた第２のワーク１３とによって構成されている。図６は、ワーク１１と溶接チャンバ６の一部の断面図で、これらの部材を左右方向の中央で切断し、切断部を左方から見た状態で描いてある。
【００１９】
（ワークの説明）
この実施の形態による第１のワーク１２と第２のワーク１３は、それぞれ円柱状に形成されている。図１に示すワーク１１は、後述する溶接チャンバ６を前後方向に貫通する状態でチャック９と芯押し台５とによって保持されている。
第１のワーク１２は、チャック９に保持されることによりチャック９と同一軸線上に位置付けられる。この実施の形態においては、このチャック９が本発明でいう「第１の保持部材」に相当する。
第２のワーク１３は、第１のワーク１２の前端部の円柱状突起１２ａに嵌合することにより第１のワーク１２に仮に組付けられている。第２のワーク１３は、このように第１のワーク１２に組付けられることによって、第１のワーク１２と同一軸線上に位置付けられる。この取付状態においては、第１のワーク１２の前端の合わせ面１４と、第２のワーク１３の後端の合わせ面１５とが互いに重ねられる。
【００２０】
第２のワーク１３は、芯押し台５によって押されることにより第１のワーク１２に前方から押し付けられている。芯押し台５は、上述した仮組みの状態が維持されるように、第２のワーク１３の前端部を後方に押す。すなわち、芯押し台５は、第２のワーク１３を後述する溶接チャンバ６の外部より保持する。第２のワーク１３は、芯押し台５に対して回転自在である。この実施の形態においては、この芯押し台５が本発明でいう「第２の保持部材」に相当する。この実施の形態による第２のワーク１３には、エアプロテクタ１６が取付けられている。このエアプロテクタ１６の説明は後述する。
レーザ出射端３は、第１のワーク１２の合わせ面１４と第２のワーク１３の合わせ面１５とが重なるワーク境界部１７（図６参照）に向けてレーザ光７を出射する。この実施の形態においては、ワーク境界部１７が本発明でいう「溶接対象部」に相当する。
【００２１】
（溶接チャンバの説明）
溶接チャンバ６は、図３および図４に示すように、全体が上下方向に延びる柱状に形成された支持体２１と、この支持体２１の上に設けられたチャンバ本体２２とによって構成されている。
（支持体の説明）
支持体２１は、複数の機能部を上下方向に並べて構成されている。複数の機能部とは、下から順に高さ調整部２３と、左右方向調整部２４と、前後方向調整部２５と、ベース部２６とである。
【００２２】
高さ調整部２３は、基台２の設置面２ａに載置される載置部２３ａと、この載置部２３ａに昇降自在に支持された上下方向スライダ２３ｂと、この上下方向スライダ２３ｂの高さを変える調整ねじ２３ｃなどを有している。
左右方向調整部２４は、上下方向スライダ２３ｂに左右方向へ移動自在に支持された左右方向スライダ２４ａと、この左右方向スライダ２４ａを左右方向に送る調整ねじ２４ｂなどを有している。
【００２３】
前後方向調整部２５は、左右方向スライダ２４ａに前後方向へ移動自在に支持された前後方向スライダ２５ａと、この前後方向スライダ２５ａを前後方向に送る調整ねじ２５ｂなどを有している。
ベース部２６は、前後方向と左右方向とに延びる状態で前後方向スライダ２５ａに固定されたベース板２６ａと、このベース板２６ａの後端部上に設けられたベースブロック２６ｂとを備えている。
このように構成された支持体２１の上にチャンバ本体２２が設けられることにより、基台２に対するチャンバ本体２２の高さ、左右方向の位置および前後方向の位置をそれぞれ微調整することが可能になる。
【００２４】
この実施の形態によるベースブロック２６ｂは、図５に示すように、前板３１および後板３２と、複数のピン３３とを有している。前板３１および後板３２は、後述するチャンバ本体２２と協働してチャンバ本体２２内にシールドガス室３４（図７参照）を形成するためのもので、ベースブロック２６ｂの左右方向の中央部であって、前後方向の両端部に設けられている。これらの前板３１および後板３２の上端部には、それぞれワーク１１の下側部分を通すための半円状の切欠き３１ａ，３２ａが形成されている。図７は、溶接チャンバ６の一部の断面図で、溶接チャンバ６の一部を前後方向の中央で切断し、切断部を前方から見た状態で描いてある。
【００２５】
複数のピン３３は、後述するチャンバ本体２２の取付位置を決めるためのもので、ベースブロック２６ｂの左右方向の両端部にベースブロック２６ｂから上方に突出するように設けられている。
この実施の形態においては、このベースブロック２６ｂが請求項３記載の発明でいう「支持部」に相当する。
【００２６】
（チャンバ本体の説明）
チャンバ本体２２は、複数の部材を組み合わせて下方に向けて開口する箱状に形成されており、上述したベースブロック２６ｂの上に着脱自在に載置されている。複数の部材とは、詳細は後述するが、図３に示すように、左側に位置する第１の分割部材４１と、右側に位置する第２の分割部材４２と、これら第１および第２の分割部材４１，４２の上端部に取付けられた蓋部材４３である。
チャンバ本体２２の後部には、図４に示すように、上述した後板３２の切欠きと協働して第１ワーク挿入窓４４を構成する半円状の後側切欠き４５が形成されている。第１ワーク挿入窓４４は、第１のワーク１２の断面形状と対応して円形に形成されている。
【００２７】
後側切欠き４５は、第１の分割部材４１に形成された左側半部４５ａと、第２の分割部材４２に形成された右側半部４５ｂとによって形成されている。第１ワーク挿入窓４４は、第１のワーク１２の溶接対象部となる前端部を外部から挿入するための穴である。
一方、チャンバ本体２２の前部には、図３に示すように、上述した前板３１の切欠き３１ａと協働して第２ワーク挿入窓４６を構成する半円状の前側切欠き４７が形成されている。第２ワーク挿入窓４６は、第２のワーク１３の断面形状と対応する円形に形成されている。
前側切欠き４７は、第１の分割部材４１に形成された左側半部４７ａと、第２の分割部材４２に形成された右側半部４７ｂとによって形成されている。第２ワーク挿入窓４６は、第２のワーク１３の溶接対象部となる後端部を外部から挿入するための穴である。
【００２８】
第１ワーク挿入窓４４と第１のワーク１２との間の隙間Ｓ１（図６参照）や、第２ワーク挿入窓４６と第２のワーク１３との間の隙間Ｓ２が予め定めた許容値を越える場合は、図１に示すようなエアプロテクタ１６がワーク１１に取付けられる。図１は、第２のワーク１３にエアプロテクタ１６が取付けられている状態を示している。この実施の形態においては、第１ワーク挿入窓４４と第１のワーク１２との間の隙間Ｓ１が許容値を越えていないために、第１のワーク１２にエアプロテクタ１６は取付けられていない。
【００２９】
しかし、第１ワーク挿入窓４４と第１のワーク１２との間の隙間Ｓ１が許容値を越える場合には、第１のワーク１２にもエアプロテクタ１６が取付けられる。すなわち、この実施の形態によるレーザ溶接装置１は、エアプロテクタ１６を備えていなくてもよいし、第１ワーク挿入窓４４と第１のワーク１２との間の隙間Ｓ１と、第２ワーク挿入窓４６と第２のワーク１３との間の隙間Ｓ２とのうち少なくともいずれか一方の隙間を覆うエアプロテクタ１６を備えていてもよい。
【００３０】
（エアプロテクタの説明）
図１に示すエアプロテクタ１６は、図６に示すように、第２ワーク挿入窓４６と第２のワーク１３との間の隙間Ｓ２を覆うものである。このエアプロテクタ１６は、図８に示すように、一対の円弧状の第１の半部４８と第２の半部４９とを備えている。これらの第１および第２の半部４８，４９は、互いに組み合わせることにより第２のワーク１３が嵌合する半割構造となるように形成されている。第１および第２の半部４８，４９の一端部どうしは、リンク５０を介して互いに回動自在に連結されている。第１および第２の半部４８，４９の他端部どうしは、ボルト５１によって互いに結合される。
これらの第１の半部４８と第２の半部４９とは、チャンバ本体２２の外壁面に接して第２ワーク挿入窓４６からなるワーク貫通部をシールする状態で第２のワーク１３に取付けられる。ここでいうチャンバ本体２２の外壁面は、前板３１の前面と、第１および第２の分割部材４１，４２の前面である。
【００３１】
なお、第１のワーク１２に取付けられるエアプロテクタは、図示してはいないが、第２のワーク１３に取付けられるエアプロテクタ１６と同じ構造となるように形成される。すなわち、このエアプロテクタ１６は、第１のワーク１２が嵌合する半割構造となるように形成され、第１ワーク挿入窓４４からなるワーク貫通部をシールするように第１のワーク１２に取付けられる。この実施の形態においては、エアプロテクタが請求項４記載の発明でいう「カバー部材」に相当する。
【００３２】
（第１および第２の分割部材の説明）
第１の分割部材４１と第２の分割部材４２は、上述した第１ワーク挿入窓４４と第２ワーク挿入窓４６とがそれぞれ左右方向に分割される半割構造となるように形成されている。この実施の形態においては、第１の分割部材４１が請求項２記載の発明でいう「第１の分割部」に相当し、第２の分割部材４２が請求項２記載の発明でいう「第２の分割部」に相当する。
第１の分割部材４１は、図５に示すように、左側の端部において上下方向に延びる左側壁５２と、この左側壁５２から右方向に向けて突出する前壁５３および後壁５４とを有し、上下方向と右方向とに向けて開口する形状に形成されている。
左側壁５２には複数の配管接続口５５が穿設されている。これらの配管接続口５５は、図７に示すように左側壁５２を左右方向に貫通しており、上下方向に所定の間隔をおいて並ぶように左側壁５２に設けられている。この実施の形態においては、５つの配管接続口５５が左側壁５２に設けられている。
左側壁５２の下端部には、永久磁石５６が取付けられている。
【００３３】
第１の分割部材４１の前壁５３には、第２ワーク挿入窓４６の一部となる前側切欠き４７の左側半部４７ａと、前板３１が嵌合する切欠き５３ａとが形成されている。第１の分割部材４１の後壁５４には、図４に示すように、第１ワーク挿入窓４４の一部となる後側切欠き４５の左側半部４５ａと、後板３２が嵌合する切欠き５４ａとが形成されている。
【００３４】
第２の分割部材４２は、図５に示すように、右側の端部において上下方向に延びる右側壁６１と、この右側壁６１から左方向に突出する前壁６２および後壁６３とを有し、上下方向と左方向とに向けて開口する形状に形成されている。
右側壁６１には、図４に示すように、複数の配管接続口６４が穿設されている。これらの配管接続口６４は、図７に示すように、右側壁６１を左右方向に貫通しており、上下方向に所定の間隔をおいて並ぶように右側壁６１に設けられている。この実施の形態においては、５つの配管接続口６４が右側壁６１に設けられている。
右側壁６１の下端部には、永久磁石６５が取付けられている。
【００３５】
第２の分割部材４２の前壁６２には、第２ワーク挿入窓４６の一部となる前側切欠き４７の右側半部４７ｂと、前板３１が嵌合する切欠き６２ａとが形成されている。第２の分割部材４２の後壁６３には、図４に示すように、第２ワーク挿入窓４６の一部となる後側切欠き４５の右側半部４５ｂと、後板３２が嵌合する切欠き６３ａとが形成されている。
第１の分割部材４１の左側壁５２と、第２の分割部材４２の右側壁６１とに設けられた複数の配管接続口５５，６４には、図７中に二点鎖線で示すように、少なくとも１本のシールドガス供給用の配管６６と、少なくとも１本のシールドガス排気用の配管６７とが接続される。図７は１本ずつの配管６６，６７が接続されている状態で描いてある。
【００３６】
これらの配管６６，６７が接続されていない他の配管接続口５５，６４は、栓部材（図示せず）によって閉塞される。この実施の形態においては、シールドガス供給用の配管６６が接続された配管接続口５５が本発明でいう「シールドガス導入口」に相当し、シールドガス排気用の配管６７が接続された配管接続口６４が本発明でいう「シールドガス排気口」に相当する。すなわち、シールドガス導入口とシールドガス排気口は、それぞれ複数の配管接続口５５，６４のうち少なくとも１つによって構成されることになる。
【００３７】
チャンバ本体２２の蓋部材４３は、板状に形成され、第１および第２の分割部材４１，４２の上端部に着脱可能に取付けられている。この蓋部材４３には、図３に示すように、レーザ入射窓６８が形成されている。レーザ入射窓６８は、レーザ出射端３から出射されたレーザ光７をワーク１１のワーク境界部１７（溶接対象部）へと入射する穴である。なお、図示してはいないが、蓋部材４３には、レーザ入射窓６８が閉塞されるように透過性の高い石英ガラスを貼り付けることができる。
【００３８】
（動作の説明）
このように構成されたレーザ溶接装置１を使用して第１のワーク１２に第２のワーク１３を溶接するためには、先ず、第１のワーク１２をチャック９に保持させ、この第１のワーク１２前端部に第２のワーク１３を仮に組付ける。そして、第２のワーク１３の前端部に芯押し台５を押し付ける。
次に、溶接チャンバ６の支持体２１のみをワーク１１の下方に配置する。このとき、前板３１の切欠き３１ａと後板３２の切欠き３２ａの中にワーク１１を挿入し、高さ調整部２３、左右方向調整部２４および前後方向調整部２５などを使用して切欠き３１ａ，３２ａとワーク１１との間の隙間を最小にする。
【００３９】
このように支持体２１を設置した後、第１および第２の分割部材４１，４２を互いに組み合わせるともに、前側切欠き４７と後側切欠き４５とにワーク１１が挿入されるように支持体２１のベースブロック２６ｂの上に載せる。このとき、永久磁石５６，６５の磁力によって第１および第２の分割部材４１，４２がベースブロック２６ｂに固定される。すなわち、第１および第２の分割部材４１，４２は、永久磁石５６，６５の磁力によってベースブロック２６ｂに着脱可能に取付けられている。
【００４０】
また、このときには、ベースブロック２６ｂのピン３３によって第１および第２の分割部材４１，４２が所定の取付位置に位置決めされる。
第１および第２の分割部材４１，４２をベースブロック２６ｂに取付けた後、第１および第２の分割部材４１，４２の上端部に蓋部材４３を取付ける。このように第１および第２の分割部材４１，４２に蓋部材４３が取付けられることにより、ワーク１１のワーク境界部１７を含む一部、すなわち第１のワーク１２と第２のワーク１３の溶接対象部を含むそれぞれ一部が溶接チャンバ６に収容される。
【００４１】
この実施の形態においては、このようにチャンバ本体２２が組み立てられた状態でエアプロテクタ１６を第２のワーク１３に取付ける。このエアプロテクタ１６は、チャンバ本体２２の前面に接するように第２のワーク１３に取付けられる。このようにエアプロテクタ１６が第２のワーク１３に取付けられることにより、図６に示すように、チャンバ本体２２内のシールドガス室３４がチャンバ本体２２の外に対して仕切られる。
【００４２】
しかる後、第１の分割部材４１と第２の分割部材４２のいずれか一方または両方に所定の本数のシールドガス供給用の配管６６と、所定の本数のシールドガス排気用の配管６７とを接続する。この実施の形態においては、図７に示すように、第１の分割部材４１の最も上に位置する配管接続口５５にシールドガス供給用の配管６６が接続され、第２の分割部材４２の最も下に位置する配管接続口６４にシールドガス排気用の配管６７が接続されている。このように配管６６，６７が接続されることにより、図７中に二点鎖線で示すようにシールドガスがワーク１１の周辺近傍を通って流れるようになる。
【００４３】
このようにシールドガスがチャンバ本体２２内に供給されている状態でレーザ出射端３がレーザ光７を出射する。レーザ光７は、レーザ出射端３から蓋部材４３のレーザ入射窓６８を通ってチャンバ本体２２内に入射し、ワーク１１のワーク境界部１７に斜め右上方から照射される。このようにレーザ光７がワーク境界部１７に照射されることにより第１のワーク１２に第２のワーク１３がレーザ溶接によって溶接される。このレーザ溶接は、回転テーブル４によってワーク１１を所定の回転速度で回転させながら行われる。
【００４４】
溶接中は、シールドガス供給用の配管６６から溶接チャンバ６の内部に新規のシールドガスが常に供給されるとともに、溶接チャンバ６の内部のシールドガスがシールドガス排気用の配管６７を通って排気される。このとき、第１および第２の分割部材４１，４２が互いに結合されていることと、ワーク貫通部の隙間（この実施の形態においては隙間Ｓ２）がエアプロテクタ１６で塞がれていることから、シールドガス室３４内からシールドガスが漏洩したり、外気がシールドガス室３４内に流入するようなことはない。このため、溶接部は、ワーク１１の回転に伴ってレーザ光照射位置から移動した後もシールドガスの中に存在するようになる。
ワーク１１が溶接開始後に１回転した後に、レーザ光７の出射が停止して溶接が終了する。
【００４５】
このレーザ溶接装置１においては、第１のワーク１２および第２のワーク１３の溶接対象部を含む一部がレーザ光照射部分とは反対側も含めて溶接チャンバ６によって覆われる。このため、溶接チャンバ６を溶接対象部の周辺近傍のみが覆われるような必要最小限度の大きさに形成することができる。シールドガスは、溶接チャンバ内部に配管接続口５５（シールドガス導入口）から導入され、溶接チャンバ６内から配管接続口６４（シールドガス排気口）を通って排気される。
したがって、この実施の形態によれば、第１および第２のワーク１２，１３のレーザ光７が照射される部位とは反対側（下側）もシールドガスで覆われる構成を採っているにもかかわらず、小型で、シールドガスの消費量も少なくなるレーザ溶接装置を提供することができる。
【００４６】
この実施の形態による溶接チャンバ６は、第１ワーク挿入窓４４と第２ワーク挿入窓４６とがそれぞれ分割される半割構造の第１の分割部材４１と第２の分割部材４２とを互いに結合して形成されている。
このため、第１のワーク１２と第２のワーク１３とがチャック９と芯押し台５とによって保持されている状態で、第１および第２のワーク１２，１３に第１および第２の分割部材４１，４２を被せることにより、第１および第２のワーク１２，１３の溶接対象部（ワーク境界部１７）を溶接チャンバ６の中に収容することができる。
したがって、この実施の形態によれば、第１および第２のワーク１２，１３を溶接チャンバ６内に簡単に収容することが可能なレーザ溶接装置を提供することができる。
【００４７】
この実施の形態による溶接チャンバ６は、第１および第２の分割部材４１，４２を支持するベースブロック２６ｂを備えている。第１および第２の分割部材４１，４２は、それぞれベースブロック２６ｂに永久磁石５６，６５の磁力によって着脱可能に取付けられている。
このため、工具を使用することなく第１および第２の分割部材４１，４２をベースブロック２６ｂに取付けることができるから、溶接チャンバ６をより一層簡単に第１および第２のワーク１２，１３に被せることができる。
【００４８】
この実施の形態によるレーザ溶接装置１は、第１ワーク挿入窓４４と第１のワーク１２との間の隙間Ｓ１を覆うエアプロテクタ（図示せず）や、第２ワーク挿入窓４６と第２のワーク１３との間の隙間Ｓ２を覆うエアプロテクタ１６を使用可能なものである。この実施の形態に示したエアプロテクタ１６は、第２のワーク１３が嵌合する半割構造の一対の半部４８，４９によって形成されているとともに、溶接チャンバ６の外壁面に接する状態で第２のワーク１３に取付けられている。
このエアプロテクタ１６は、実質的に、第１ワーク挿入窓４４や第２ワーク挿入窓４６からなるワーク貫通部をシールするシール部材として機能する。
このため、このワーク貫通部を第１のワーク１２や第２のワーク１３が余裕をもって挿入できる大きさに形成したとしても、溶接チャンバ６内のシールドガスがワーク貫通部を通って漏洩したり、外気がワーク貫通部を通って溶接チャンバ６内に流入することを防ぐことができる。
【００４９】
したがって、第１の分割部材４１と第２の分割部材４２を第１および第２のワーク１２，１３に簡単に被せることが可能な構造を採りながら、溶接チャンバ６内をシールドガスで十分に満たすことができるようになる。この結果、組立が容易でかつ溶接品質がより一層高くなるレーザ溶接装置を提供することができる。
【００５０】
この実施の形態による溶接チャンバ６は、両端部に複数の配管接続口５５，６４を有している。シールドガス導入口とシールドガス排気口は、それぞれ複数の配管接続口５５，６４のうち少なくとも１つによって構成されている。
このため、溶接チャンバ６内がシールドガスによって効率よく換気されてシールドガスが第１および第２のワーク１２，１３に十分に供給されるように、シールドガス導入口とシールドガス排気口の位置、数などを設定することができる。
したがって、シールドガスの供給量が少なくても溶接対象部にシールドガスが効率よく供給されるから、溶接対象部の酸化防止を図りながら、シールドガスの消費量を更に少なくすることが可能になる。
【００５１】
（第２の実施の形態）
エアプロテクタは図９〜図１１に示すように構成することができる。これらの図において、図１〜図８によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図９に示す第２のワーク１３は、図１０に示すように、後端が溶接対象部になる第１の円柱７１と、この第１の円柱７１の前端に設けられた第２の円柱７２とを有している。第１の円柱７１は、軸線Ｃ２が前後方向と平行になるように形成されている。第２の円柱７２は、軸線が前後方向とは直交するように形成されている。
【００５２】
図９に示すエアプロテクタ７３は、第２の円柱７２の後側半部を覆う構造で、第２の円柱７２の軸線方向の一方側に位置する第１の半部７４と、第２の円柱７２の軸線方向の他方側に位置する第２の半部７５とによって形成されている。第１の半部７４と第２の半部７５とには、図１０および図１１に示すように、第１の円柱７１が嵌合する断面半円状の穴７６，７７と、第２の円柱７２の後半部が嵌合する凹陥部７８，７９とが形成されている。これらの第１および第２の半部４８，４９は、第２の円柱７２を挟む込む状態でボルト８０によって互いに結合される。
このように第２の円柱７２にエアプロテクタ１６を取付けることにより、第２の円柱７２の周面が溶接チャンバ６と対向するにもかかわらず、第２ワーク挿入窓４６からなるワーク貫通部がエアプロテクタ７３によってシールされる。
【符号の説明】
【００５３】
１…レーザ溶接装置、３…レーザ出射端、５…芯押し台（第２の保持部材）、６…溶接チャンバ、７…レーザ光、９…チャック（第１の保持部材）、１２…第１のワーク、１３…第２のワーク、１６，７３…エアプロテクタ（カバー部材）、１７…ワーク境界部（溶接対象部）、２６ｂ…ベースブロック（支持部）、４１…第１の分割部材（第１の分割部）、４２…第２の分割部材（第２の分割部）、４４…第１ワーク挿入窓、４６…第２ワーク挿入窓、５５，６４…配管接続口（シールドガス導入口、シールドガス排気口）、５６，６５…永久磁石、６８…レーザ入射窓、７４…第１の半部、７５…第２の半部、Ｓ１，Ｓ２…隙間。
【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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