(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅は前記切断部の幅とほぼ等しくし且つ同先端部の開口長は前記開口幅よりも長くしたインナーアシストガスノズルとを備えたことを特徴とするレーザ加工ヘッド。
【請求項２】
被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅を前記切断部の切断幅とほぼ等しくし、且つ、先端側を切断方向に傾斜させたインナーアシストガスノズルとを備えたことを特徴とするレーザ加工ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載するレーザ加工ヘッドにおいて、
前記インナーアシストガスノズルの傾斜角をレーザ光の照射方向と独立に可変できるようにしたことを特徴とするレーザ加工ヘッド。
【請求項４】
被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工又は穴あけ加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部または穴あけ部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅を前記切断部の切断幅または前記穴あけ部の穴径とほぼ等しくしたインナーアシストガスノズルとを備えるとともに、
前記インナーアシストガスノズルと前記被加工物との相対位置を、前記集光光学系の焦点位置と前記被加工物との相対位置とは独立に可変とし、または、前記集光光学系の焦点位置と前記被加工物との相対位置を、前記インナーアシストガスノズルと前記被加工物との相対位置とは独立に可変としたことを特徴とするレーザ加工ヘッド。
【請求項５】
請求項１，２，３または４に記載するレーザ加工ヘッドにおいて、
前記集光光学系の出射側には前記集光光学系から出射された分割レーザ光の周囲を囲むようにアウターアシストガスノズルを設け、このアウターアシストガスノズルの先端開口部からもアシストガスを噴射するように構成したことを特徴とするレーザ加工ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ加工ヘッドに関し、金属等の被加工物に対して切断加工や穴あけ加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドに適用して有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３は従来の代表的なレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。同図に示すレーザ加工ヘッド１は、炭素鋼等の被切断物２を切断加工するレーザ加工装置（装置本体部は図示省略）に装備されたものである。
【０００３】
図１３に示すように、鏡筒５内には複数のレンズ１０からなる集光光学系（結像レンズ系）４と、この集光光学系４を保護するための保護ガラス７とが設けられている。集光光学系４はレーザ光３を集光して被切断物２の切断部２ａに照射する。このとき、集光光学系４によって集光されるレーザ光３の焦点位置ｆは、通常、図示のように被切断物２の内部に位置するように調節されている。なお、レーザ光３は図示しないＹＡＧレーザ発振器等のレーザ発振器によって発振された後、図示しない光ファイバやミラー等の光伝送手段によって集光光学系４まで伝送されてくる。
【０００４】
一方、集光光学系４のレーザ光出射側（鏡筒５の下端部）には、集光光学系４から出射されたレーザ光３の周囲を囲むようにアシストガスノズル６が取り付けられている。このアシストガスノズル６は円錐台状に形成されて先端側（下端側）が細くなっており、この先端側に開口部６ａを有している。そして、アシストガスノズル６の側面にはアシストガス供給管８が接続されており、このアシストガス供給管８は図示しないアシストガス供給装置に繋がっている。即ち、アシストガス供給装置から送出されたアシストガスＱT はアシストガス供給管８を介してアシストガスノズル６内に導入され、アシストガスノズル６の先端開口部６ａから被切断物２の切断部２ａに向って噴出されるようになっている。
【０００５】
上記構成のレーザ加工ヘッド１を備えたレーザ加工装置によって被切断物２を切断する際には、まず、図示しないレーザ加工ヘッド移動装置によってレーザ加工ヘッド１を被切断物２に近づけ、且つ、アシストガスノズル６と被切断物２とが接触する虞がないようにアシストガスノズル６の先端と被切断物２の表面との間隔（ワークディスタンス）ｈを保持し、この状態で前記レーザ加工ヘッド移動装置によりレーザ加工ヘッド１を図１３の紙面に対して直交する方向に移動させ、或いは図示しないワーク移動装置により被切断物２を上記のレーザ加工ヘッドの移動方向とは逆方向に移動させる。
【０００６】
この移動とともに、レーザ加工ヘッド１では、レーザ光３を集光光学系４により集光して被切断物２の切断部２ａに照射することにより切断部２ａを溶融し、同時に、アシストガスノズル６の先端開口部６ａから切断部２ａにアシストガスを噴射して切断部２ａ内に送り込むことにより、切断部２ａ内の溶融金属を吹き飛ばして除去する。かくして、被切断物２はレーザ切断される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなアシストガスを用いたレーザ切断においては、切断部２ａへのアシストガスの流し方、即ち、切断部２ａに噴射されるアシストガスの流速や流量等が切断性能に大きく影響する。
【０００８】
ところが、図１４に示すように、従来のレーザ加工ヘッド１では、アシストガスノズル６の開口径（開口幅）ｄが切断幅（カーフ幅）ｗ（レーザ切断では切断幅ｗが例えば２〜３ｍｍと狭いことが特長である）よりもかなり大きいため、アシストガスノズル６から噴出した全体のアシストガスＱT は、切断部２ａ内に送り込まれるアシストガスＱ2 と、アシストガスノズル６と被切断物２との隙間から切断部２ａの両側へと流出するアシストガスＱ3 ，Ｑ4 とに分流してしまう。即ち、切断部２ａにはアシストガスノズル６内に導入されたアシストガスＱT の一部（アシストガスＱ2 ）しか流れず、切断に寄与するアシストガス流量が少ない。このため、アシストガスによる溶融金属の除去効率が低くて切断性能が低い。更に、光学部品の耐圧強度による制限のため、ガス圧を上げることができなかった。
【０００９】
なお、図１５に示すように、アシストガスノズル６の先端開口部６ａを従来よりも細くして開口径ｄと切断幅Ｗとがほぼ等しくなるようにすれば、アシストガスノズル６内に導入されたアシストガスのほとんどが切断部２ａに流れるようになり、且つ、アシストガスの噴出速度も従来に比べて大きくなる。更には、流体力学において知られているように、アシストガスノズル６の先端部の長さＬ（＞４ｄ）の区間を一定の内径ｄとすれば、アシストガスの流れが安定して指向性が高まる。
【００１０】
しかしながら、この場合にはアシストガスノズル６の先端部においてレーザ光３の一部がアシストガスノズル６の内面６ｂ（図１５中の斜線部）と干渉して、その熱エネルギが吸収されたり、乱反射してレーザ光３の指向性を失ってしまう。このため、レーザ光３が被切断物２に有効に照射されなくなって切断性能が低下してしまう。つまり、アシストガスノズル６の開口径ｄは先端開口部６ａにおけるレーザ光３の広がりよって制限されため、この広がり幅よりも小さくすることはできない。
【００１１】
また、図１６に切断面の紋様を示すように、被切断物２を例えば図中の矢印Ｇ方向に切断する場合、切断部２ａでは反切断方向に斜めに流れた状態となる。このため、実質的な切断板厚が実際の板厚Ｔよりも増加することになり、切断能力が低下する。
【００１２】
なお、この傾向は板厚Ｔが厚くなればなるほど顕著に現れる。これは、板厚Ｔが厚くなると、当該板厚Ｔに対する貫通能力（被切断物２を加熱溶融して貫通する能力）が低下し、しかも、板厚方向の深い位置ではアシストガスによる溶融金属の除去能力も低下してくるため、溶融金属が下方に流れずに反切断方向へと流れやすくなるからである。因みに、板厚Ｔがさらに厚くなって、この傾向がさらに顕著になると、ついには被切断物２を切断することができなくなってしまう。
【００１３】
また、レーザ光３による被切断物２の切断能力はレーザ光３の焦点位置ｆの被切断物２に対する相対位置が影響する。これに対して従来は、通常、図１３に示すように被切断物２の板厚方向の内部にレーザ光３の焦点位置ｆを合わせているが、この焦点位置ｆを被切断物２の材質や厚さ等に応じて適宜調節することができれば、より切断性能を向上させることが期待できる。しかしながら、レーザ加工ヘッド１を前記板厚方向に移動してレーザ光３の焦点位置ｆを変えようとすると、同時に、アシストガスノズル６も前記板厚方向に移動してアシストガスノズル６と被切断物２との間隔が変化してしまうため、アシストガスによる溶融金属の除去能力が低下してしまう虞がある。
【００１４】
即ち、アシストガスによる溶融金属の除去能力の観点からはアシストガスノズル６は被切断物２にできるだけ近づけたほうがよいが、図１３において、レーザ加工ヘッド１を上方に移動して被切断物２に対するレーザ光３の焦点位置ｆを上方に移動したとすると、これに伴ってアシストガスノズル６も上方に移動するため、アシストガスノズル６と被切断物２との間隔ｈが大きくなってしまう。このため、アシストガスによる溶融金属の除去能力が低下してしまう。また、逆に、アシストガスノズル６を被切断物２に近づけようとすると、被切断物２に対するレーザ光３の焦点位置ｆの位置が移動するとともにアシストガスノズル６が被切断物２に干渉する。
【００１６】
従って本発明は上記従来技術に鑑み、切断加工をする被加工物の加工部内にアシストガスを効率よく送り込み、且つ、アシストガスの噴射速度も高くし、更には、アシストガスの噴射流量も増やすことができるレーザ加工ヘッドを提供することを第１課題とする。
【００１７】
また、被切断物の切断部に対してアシストガスを切断方向に斜め噴射することにより、前記切断部内から前記溶融物をより効率的に除去することができる（実質の切断板厚を実際の板厚に近づけることができる）レーザ加工ヘッドを提供することを第２課題とする。
【００１８】
また、前記被切断物の切断部に対するアシストガスの噴射方向を最適な方向に調節して、実質の切断板厚をより実際の板厚に近づけることができるレーザ加工ヘッドを提供することを第３課題とする。
【００１９】
また、前記被加工物に対するアシストガスノズルの位置、または、前記被加工物に対するレーザ光の焦点位置を最適な位置に独立に調節して加工能力を向上させることができるレーザ加工ヘッドを提供することを第４課題とする。
【００２０】
また、集光光学系の保護を確実に行うことができるレーザ加工ヘッドを提供することを第５課題とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記第１課題を解決する第１発明のレーザ加工ヘッドは、被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅は前記切断部の幅とほぼ等しくし且つ同先端部の開口長は前記開口幅よりも長くしたインナーアシストガスノズルとを備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、上記第２課題を解決する第２発明のレーザ加工ヘッドは、被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅を前記切断部の切断幅とほぼ等しくし、且つ、先端側を切断方向に傾斜させたインナーアシストガスノズルとを備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、上記第３課題を解決する第３発明のレーザ加工ヘッドは、第２発明のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記インナーアシストガスノズルの傾斜角をレーザ光の照射方向と独立に可変できるようにしたことを特徴とする。
【００２５】
また、上記第４課題を解決する第４発明のレーザ加工ヘッドは、被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工又は穴あけ加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部または穴あけ部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅を前記切断部の切断幅または前記穴あけ部の穴径とほぼ等しくしたインナーアシストガスノズルとを備えるとともに、
前記インナーアシストガスノズルと前記被加工物との相対位置を、前記集光光学系の焦点位置と前記被加工物との相対位置とは独立に可変とし、または、前記集光光学系の焦点位置と前記被加工物との相対位置を、前記インナーアシストガスノズルと前記被加工物との相対位置とは独立に可変としたことを特徴とする。
【００２６】
また、上記第５課題を解決する第５発明のレーザ加工ヘッドは、第１，第２，第３または第４に記載するレーザ加工ヘッドにおいて、
前記集光光学系の出射側には前記集光光学系から出射された分割レーザ光の周囲を囲むようにアウターアシストガスノズルを設け、このアウターアシストガスノズルの先端開口部からもアシストガスを噴射するように構成したことを特徴とする。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２８】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図、図２（ａ）は前記レーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す横断面図（図２（ｂ）のＢ−Ｂ線矢視断面図）、図２（ｂ）は図１のＡ方向矢視の縦断面図、図３は前記レーザ加工ヘッドに備えた光学系の構成図、図４は前記光学系のうちの分割光学系の構成を示す斜視図である。
【００２９】
＜構成＞
図１及び図２に示すレーザ加工ヘッド２１は、炭素鋼等である被切断物２２を切断加工するレーザ加工装置（装置本体部は図示省略）に装備されたものである。
【００３０】
図１に示すように、鏡筒２３内には集光光学系（結像レンズ系）２４と、この集光光学系２４を保護するための保護ガラス２５とが設けられている。集光光学系２４では２分割された分割レーザ光２６ａ，２６ｂ（詳細後述）を集光して被切断物２２の切断部２２ａに照射する。このとき、集光光学系２４によって集光されるレーザ光２６ａ，２６ｂの焦点位置ｆは、通常、図示のように被切断物２２の内部に位置するように調節されている。
【００３１】
図３に示すように、レーザ加工ヘッド２１の光学系は前記集光光学系２４と分割光学系２７とから構成されている。集光光学系２４は上下方向に適宜の間隔で配設された複数のレンズ２８から構成されている。一方、分割光学系２７は一対の凹型ルーフミラー２９と凸型ルーフミラー３０とから構成されている。凹型ルーフミラー２９は集光光学系２４の上方に斜めに配設され、凸型ルーフミラー３０は凹型ルーフミラー２９と対向するように斜めに配設されている。
【００３２】
また、凸型ルーフミラー３０の上方には光ファイバ３１の先端部が位置している。従って、レーザ光２６は図示しないＹＡＧレーザ発振器によって発振された後、光ファイバ３１によって伝送され、光ファイバ３１の先端から凸型ルーフミラー３０のミラー３０ａ，３０ｂに向かって出射される。
【００３３】
図４に示すように、凹型ルーフミラー２９は中央で谷形に落ち込んだ２枚のミラー２９ａ，２９ｂからなるものであり、凸型ルーフミラー３０は中央で山形に出っ張った２枚のミラー３０ａ，３０ｂからなるものである。
【００３４】
従って、光ファイバ３１から出射されたレーザ光２６は、凸型ルーフミラー３０により、中心から２分割された半円形の２つのレーザ光２６ａ，２６ｂとなって反射される。つまり、光ファイバ３１から出射されたレーザ光２６は横断面が円形であるのに対して、凸型ルーフミラー３０のミラー３０ａ，３０ｂで反射して分割されたレーザ光２６は半円形の２つの分割レーザ光２６ａ，２６ｂとなり且つこれらの間隔があいた状態で凹型ルーフミラー２９へと伝送される。
【００３５】
その後、分割レーザ光２６ａ，２６ｂは凹型ルーフミラー２９のミラー２９ａ，２９ｂによりそれぞれ反射されて集光光学系２４へと伝送される。集光光学系２４では、前述のようにレーザ光２６ａ，２６ｂを集光して被切断物２２の切断部２２ａに照射する（図１、図２参照）。なお、分割レーザ光２６ａ，２６ｂの間隔は、凸型ルーフミラー３０と凹型ルーフミラー２９の配置や、凸型ルーフミラー３０及び凹型ルーフミラー２９の頂角（山形、谷形）の角度を変えることによって調節することができる。
【００３６】
一方、図１及び図２に示すように、集光光学系２４の出射側（鏡筒２３の下端部）には、集光光学系２４から出射された分割レーザ光２６ａ，２６ｂの周囲を囲むようにしてアウターアシストガスノズル３２が取り付けられている。このアウターアシストガスノズル３２は円錐台状に形成されて先端側（下端側）が細くなっており、この先端側に開口部３２ａを有している。
【００３７】
また、アウターアシストガスノズル３２の側面にはアシストガス供給管３３が接続されており、このアシストガス供給管３３は図示しないアシストガス供給装置に繋がっている。従って、アシストガス供給装置から送出されたアシストガスＱ2Tはアシストガス供給管８を介してアシストガスノズル６内に導入され、アシストガスノズル６の先端開口部６ａから被切断物２の切断部２ａに向って噴出される。
【００３８】
アウターアシストガスノズル３２は集光光学系２４を保護するために設けられたものである。つまり、アウターアシストガスノズル３２自体によって、切断時に発生する金属蒸気や熱等から集光光学系２４を保護しており、また、アシストガスをアウターアシストガスノズル３２の先端開口部３２ａから噴出させることによって、この先端開口部３２ａから金属蒸気等がアウターアシストガスノズル３２内に侵入するのを防いでいる。
【００３９】
そして、このアウターアシストガスノズル３２の側面には、同側面を貫通した状態でインナーアシストガスノズル３４が固定されている。このインナーアシストガスノズル３４は細管状のものであり、分割レーザ光２６ａと分割レーザ光２６ｂとの間に配置されている。更に、インナーアシストガスノズル３４は先端側（下端側）にいく程徐々に細くなっており、先端開口部３４ａの開口径（開口幅）ｄi が被切断物２２の切断部２２ａの切断幅（カーフ幅）ｗ（例えば２〜３ｍｍ）とほぼ等しくなっている。具体的には、開口径ｄi と切断幅ｗとが等しい場合と開口径ｄi が切断幅ｗよりも少し小さい場合（図示例の場合）とがあり、更には、開口径ｄi が切断幅ｗよりも多少大きい場合でも従来に比べれば有効である。
【００４０】
つまり、分割光学系２７でレーザ光２６を２分割して２つの分割レーザ光２６ａ，２６ｂとしたことにより、これらの分割レーザ光２６ａ，２６ｂの間にインナーアシストガスノズル３４を配置することができ、そして、このように配置されたインナーアシストガスノズル３４は、分割レーザ光２６ａ，２６ｂとの干渉を招くことなく、所望の細さにすることができるのである。
【００４１】
また、インナーアシストガスノズル３４は図示しないアシストガス供給管を介して図示しないアシストガス供給装置に繋がっている。即ち、アシストガス供給装置から送出されたアシストガスＱ1Tはアシストガス供給管を介してインナーアシストガスノズル３４へと導かれ、このインナーアシストガスノズル３４の先端開口部３４ａから被切断物２２の切断部２２ａへと噴出され、そのほとんどが切断部２２ａ内に送り込まれるようになっている。
【００４２】
なお、インナーアシストガスノズル３４の先端部の長さＬ（＞４ｄi ）の区間は一定の内径ｄi となっており、このことによりインナーアシストガスノズル３４から噴出されるアシストガスの流れを安定させて指向性を高めている。
【００４３】
＜作用・効果＞
本実施の形態１のレーザ加工ヘッド２１を備えたレーザ加工装置によって被切断物２２を切断する際には、まず、図示しないレーザ加工ヘッド移動装置によってレーザ加工ヘッド２１を被切断物２２に近づけ、且つ、インナーアシストガスノズル３４及びアウターアシストガスノズル３２と被切断物２２とが接触する虞がないように、インナーアシストガスノズル３４及びアウターアシストガスノズル３２の先端と被切断物２２の表面との間隔（ワークディスタンス）ｈを例えば３〜４ｍｍに保持し、この状態で前記レーザ加工ヘッド移動装置によりレーザ加工ヘッド２１を図１の紙面に対して直交する方向に移動させ、或いは図示しないワーク移動装置により被切断物２２を上記のレーザ加工ヘッドの移動方向とは逆方向に移動させる。
【００４４】
この移動とともに、レーザ加工ヘッド２１では、レーザ光２６を分割光学系２７により２分割するとともに、これらの分割レーザ光２６ａ，２６ｂを集光光学系２４により集光して被切断物２２の切断部２２ａに照射することにより、切断部２２ａを溶融する。同時に、アウターアシストガスノズル３２の先端開口部３２ａからアシストガスを噴射することによりアウターアシストガスノズル３２内への金属蒸気等の侵入を防いで集光光学系２４を保護する。
【００４５】
また、インナーアシストガスノズル３４の先端開口部３４ａからもアシストガスを噴射して、このアシストガスを切断部２２ａ内に送り込むことにより、切断部２２ａ内の溶融金属を吹き飛ばして除去する。かくして、被切断物２２はレーザ切断される。
【００４６】
そして、このレーザ切断においては、図５に示すように、アウターアシストガスノズル３２から噴射されたアシストガスはアウターアシストガスノズル３２と被切断物２２との隙間から切断部２２ａの両側へと流出するが（アシストガスＱ3 ，Ｑ4 ）、インナーアシストガスノズル３４から噴射されたアシストガスは、インナーアシストガスノズル３４の開口径ｄi が切断幅ｗとほぼ等しいため、そのほとんどが切断部２２ａ内へと送り込まれる。
【００４７】
つまり、切断部２２ａ内へ効率よくアシストガスを送り込むことができるようになるため、アシストガス供給装置から送出するアシストガス量を増やさなくても、切断部２２ａ内に送り込むアシストガス量を従来に比べて大幅に増やすことができる。また、インナーアシストガスノズル３４は開口径ｄi が非常に小さいため、このインナーアシストガスノズル３４から噴射されるアシストガスの噴射速度も従来に比べて大幅に高くなる。また、光学部品の耐圧強度による制限を受けずに、ガス圧を上げることもできる。従って、これらのことから、切断部２２ａ内に送り込まれるアシストガスノズルの運動エネルギが大きくなるため、アシストガスによる溶融金属の除去能力が大幅に向上して、切断能力が大幅に向上する。
【００４８】
図６には従来のレーザ加工ヘッド１（図１２参照）を用いた場合の切断速度と本実施の形態１のレーザ加工ヘッド２１を用いた場合の切断速度との比較を示す。同図に示すように、各種の板厚の炭素鋼を切断した結果、従来のレーザ加工ヘッド１を用いた場合の切断速度に比べて、本実施の形態１のレーザ加工ヘッド２１を用いた場合の切断速度は大幅に向上している。
【００４９】
また、集光光学系２４のレーザ光出射側にアウターアシストガスノズル３２を設けるとともに、このアウターアシストガスノズル３２からもアシストガスノズルを噴射するようにしたため、集光光学系２４の保護を図ることもできる。
【００５０】
［実施の形態２］
図７は本発明の実施の形態２に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図、図８（ａ）は図７のＤ−Ｄ線矢視拡大図、図８（ｂ）は図７のＥ−Ｅ線矢視図にインナーアシストガスノズルから噴射されたアシストガスフローの断面を重ね合わせた図である。
【００５１】
＜構成＞
図７に示すように本実施の形態２のレーザ加工ヘッド２１は後述するインナーアシストガスノズル３４に関する構成を除いては上記実施の形態１のレーザ加工ヘッド２１（図１参照）と同様である。従って、これら同様の構成についてはここでの詳細な説明を省略する。
【００５２】
そして、図８（ａ）に示すように、本実施の形態２のレーザ加工ヘッド２１においては、インナーアシストガスノズル３４の先端開口部３４ａの形状が切断方向（矢印Ｆ方向）に沿って細長い形状となっている。即ち、先端開口部３４ａの開口幅ｄi は被切断物２２の切断幅ｗとほぼ等しくし、且つ、先端開口部３４ａの開口長ｄl は開口幅ｄi よりも長くしている。なお、この細長い先端開口部３４ａは、その先頭部がアウターアシストガスノズル３２の先端開口部３２の中心ｃ上に位置しており、この位置から反切断方向へと延びている。
【００５３】
＜作用・効果＞
本実施の形態２のレーザ加工ヘッド２１を備えたレーザ加工装置によって被切断物２２を切断する場合にも、ここでの詳細な説明は省略するが、上記実施の形態１の場合と同様の作用・効果が得られる。
【００５４】
そして、更に、本実施の形態２においては、インナーアシストガスノズル３４の先端開口部３４ａの形状を、開口幅ｄi は被切断物２２の切断幅ｗとほぼ等しくし、且つ、開口長ｄl は開口幅ｄi よりも長い細長い形状としたため、図８（ｂ）に示すアシストガスフロー断面３５からも明らかなように、インナーアシストガスノズル３４から噴射したアシストガスのほとんどを切断部２２ａ内に送り込むことができるとともに、上記実施の形態１の場合に比べて流路面積が大きくなるため、インナーアシストガスノズル３４から噴射する（切断部２２ａ内に送り込む）アシストガスの流量を増やすこともできる。
【００５５】
つまり、アシストガス供給装置からのアシストガスの送出量を調整して、本実施の形態２のインナーアシストガスノズル３４から噴射されるアシストガスの速度を上記実施の形態１のインナーアシストガスノズル３４から噴射されるアシストガスの速度と同じにした場合、両者の流路面積が異なるため、前者のアウターアシストガスノズル３４から噴射されるアシストガス流量の方が後者のアウターアシストガスノズル３４から噴射されるアシストガス流量よりも多くなる。
【００５６】
このように、本実施の形態２では、切断部２２ａ内にアシストガスを効率よく送り込み、且つ、アシストガスの噴射速度も高くし、そして更には、アシストガスの噴射流量も増やすことができる。従って、アシストガスによる溶融金属の除去能力が上記実施の形態１の場合に比べて更に向上し、その結果、被切断物２２の切断能力が更に向上する。
【００５７】
［実施の形態３］
図９は本発明の実施の形態３に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【００５８】
＜構成＞
図９に示すように本実施の形態３のレーザ加工ヘッド２１は後述するインナーアシストガスノズル３４に関する構成を除いては上記実施の形態１のレーザ加工ヘッド２１（図１参照）と同様である。従って、これら同様の構成についてはここでの詳細な説明を省略する。
【００５９】
そして、図９に示すように、本実施の形態３のレーザ加工ヘッド２１においては、インナーアシストガスノズル３４の先端側を切断方向（図９には矢印Ｇ方向に切断する場合を示している）に傾斜角θで傾斜させた状態でアウターアシストガスノズル３２の側面に固定されている。
【００６０】
つまり、分割光学系２７（図４参照）でレーザ光２６を２分割して２つの分割レーザ光２６ａ，２６ｂとし、これらの分割レーザ光２６ａ，２６ｂの間にインナーアシストガスノズル３４を配置する構成としたことにより、集光光学系２４は傾斜させることなく、インナーアシストガスノズル３４だけを傾斜させた状態に設定することができるのである。
【００６１】
なお、本インナーアシストガスノズル３４も、上記実施の形態１と同様に、先端開口部３４ａの開口径（開口幅）ｄi が被切断物２２の切断幅にほぼ等しくなっている。勿論、このインナーアシストガスノズル３４の先端開口部３４ａの形状を、上記実施の形態３と同様に、開口幅ｄi は被切断物２２の切断幅とほぼ等しくし、且つ、開口長は開口幅ｄi よりも長くして切断方向に沿った細長い形状としてもよい。
【００６２】
＜作用・効果＞
本実施の形態３のレーザ加工ヘッド２１を備えたレーザ加工装置によって被切断物２２を切断する場合にも、ここでの詳細な説明は省略するが、上記実施の形態１の場合と同様の作用・効果が得られる。
【００６３】
そして、更に、本実施の形態３においては、インナーアシストガスノズル３４の構成を、先端開口部３４ａの開口径（開口幅）ｄi は被切断物２２の切断幅とほぼ等しくし、且つ、先端側は切断方向に傾斜させた構成としたため、インナーアシストガスノズル３４から噴出されたアシストガスのほとんどが切断部２２ａ内に送り込まれ、しかも、このときに同アシストガスは切断部２２ａ（分割レーザ光２６ａ，２６ｂが照射されて溶融している部分）に対して切断方向に斜めに吹き付けられる。
【００６４】
従って、図１６に示すように切断部２２ａに対して真下に（切断方向に対して直交する方向に）アシストガスを噴射する場合には比較的溶融金属が反切断方向に流れやすいために実質的な切断板厚が実際の板厚Ｔよりも増加することになるが、この場合に比べて、本実施の形態３の場合にはアシストガスによる溶融金属の除去能力が向上し、溶融金属を下方へと流しやすくなるため（溶融金属が反切断方向へながれにくくなるため）、図９に示すように、実質的な切断板厚が実際の板厚Ｔに近づいて切断能力がより向上する。
【００６５】
［実施の形態４］
図１０は本発明の実施の形態３に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【００６６】
＜構成＞
図１０に示すように本実施の形態３のレーザ加工ヘッド２１は後述するインナーアシストガスノズル３４に関する構成を除いては上記実施の形態１のレーザ加工ヘッド２１（図１参照）と同様である。従って、これら同様の構成についてはここでの詳細な説明を省略する。また、インナーアシストガスノズル３４の支持系の図示も省略している。
【００６７】
図１０に示すように本実施の形態４のレーザ加工ヘッド２１においても、上記実施の形態３と同様に、インナーアシストガスノズル３４の先端側を切断方向（図１０には矢印Ｇ方向に切断する場合を示している）に傾斜（傾斜角θ）させている。
【００６８】
そして、上記実施の形態３ではインナーアシストガスノズル３４をアウターアシストガスノズル３２に固定している（傾斜角θが固定である）のに対して、本実施の形態４においては、インナーアシストガスノズル３４の傾斜角θをレーザ光２６ａ，２６ｂの照射方向とは独立に可変できるようにしている。
【００６９】
具体的には、図１０に示すように、アウターアシストガスノズル３２の側面にはインナーアシストガスノズル３４の径よりも大きな上下幅ｗ2 を有する孔３６が形成されており、この孔３６にインナーアシストガスノズル３４が挿通されている。従って、インナーアシストガスノズル３４はアウターアシストガスノズル３２に拘束されずに、即ち、集光光学系２４とは独立に、図１０中に２点鎖線で示すように傾斜角度θを変えることができる。
【００７０】
つまり、分割光学系２７（図４参照）でレーザ光２６を２分割して２つの分割レーザ光２６ａ，２６ｂとし、これらの分割レーザ光２６ａ，２６ｂの間にインナーアシストガスノズル３４を配置する構成としたことにより、インナーアシストガスノズル３４だけを集光光学系２４とは独立に傾斜させることができ、そして更には、本実施の形態３のように、インナーアシストガスノズル３４の傾斜角度θを可変にすることもできるのである。
【００７１】
インナーアシストガスノズル３４の傾斜角度θを変えるには、電動モータ或いは油圧シリンダや空気圧エアシリンダ等である駆動装置３７とインナーアシストガスノズル３４とをギヤやシャフト等を用いた適宜のリンク機構で結合し、前記駆動装置３７によってインナーアシストガスノズル３４を回動させるようにすればよい。或いは、作業員が手動でインナーアシストガスノズル３４の傾斜角度θを変えるようにしてもよい。
【００７２】
なお、本インナーアシストガスノズル３４も、上記実施の形態１と同様に、先端開口部３４ａの開口径（開口幅）ｄi が被切断物２２の切断幅にほぼ等しくなっている。勿論、このインナーアシストガスノズル３４の先端開口部３４ａの形状を、上記実施の形態３と同様に、開口幅ｄi は被切断物２２の切断幅とほぼ等しくし、且つ、開口長は開口幅ｄi よりも長くして切断方向に沿った細長い形状としてもよい。
【００７３】
また、図１０ではアウターアシストガスノズル３２の側面に形成された孔３６が開放されたままとなっているが、このままではアシストガス供給管３２から導入されたアシストガスの一部が孔３６から洩れしまう虞があることなどから、集光光学系２４の保護を十分に図れない虞がある場合には、集光光学系２４を確実に保護するために、孔３６を塞ぐ、即ち、孔３６の内周面とインナーアシストガスノズル３４の外周面との間の隙間を塞ぐことが望ましい。この場合、インナーアシストガスノズル３４の回動を妨げないような十分な可撓性を有する部材によって前記隙間を塞げばよい。
【００７４】
＜作用・効果＞
本実施の形態４のレーザ加工ヘッド２１を備えたレーザ加工装置によって被切断物２２を切断する場合にも、ここでの詳細な説明は省略するが、上記実施の形態１及び３の場合と同様の作用・効果が得られる。
【００７５】
そして、更に、本実施の形態４においては、インナーアシストガスノズル３４の傾斜角度θを変えることができることから、この傾斜角度θを変えて試験的に切断を行うことなどにより、被切断物２２の板厚や材質等に応じた最適な傾斜角度θを選定することができる。従って、上記実施の形態３の場合と比べても、アシストガスによる溶融金属の除去能力がより向上し、実質的な切断板厚がより実際の板厚Ｔに近づいて切断能力がより向上する。
【００７６】
［実施の形態５］
図１１及び図１２は本発明の実施の形態５に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【００７７】
＜構成＞
図１１に示すように本実施の形態５のレーザ加工ヘッド２１は後述するインナーアシストガスノズル３４に関する構成を除いては上記実施の形態１のレーザ加工ヘッド２１（図１参照）と同様である。従って、これら同様の構成についてはここでの詳細な説明を省略する。また、インナーアシストガスノズル３４の支持系の図示も省略している。
【００７８】
そして、上記実施の形態１ではインナーアシストガスノズル３４をアウターアシストガスノズル３２に固定しているのに対して、本実施の形態５においては、インナーアシストガスノズル３４と被切断物２２との相対位置（インナーアシストガスノズル３４の先端と被切断物２２の表面との間隔ｈ）を、集光光学系２４の焦点位置ｆと被切断物２２との相対位置（被切断物２２と表面から焦点位置ｆまでの距離ｄf ）とは独立に可変とし、または、集光光学系２４の焦点位置ｆと被切断物２２との相対位置を、インナーアシストガスノズル３４と被切断物２２との相対位置とは独立に可変としている。
【００７９】
具体的には、図１１に示すように、アウターアシストガスノズル３２の側面にはインナーアシストガスノズル３４の外径よりも十分に大きな上下幅ｗ3 を有する孔３８が形成されており、この孔３８にインナーアシストガスノズル３４が挿通されている。
【００８０】
従って、図１１に２点鎖線で示すように、アウターアシストガスノズル３２に拘束されずに、即ち、集光光学系２４とは独立に、インナーアシストガスノズル３４の上下位置を変えて、インナーアシストガスノズル３４と被切断物２２との相対位置（間隔ｈ）を変えることができる。或いは、図１２に２点鎖線で示すように、インナーアシストガスノズル３４とは独立に、集光光学系２４の上下位置を変えて、集光光学系２４の焦点位置ｆと被切断物２２との相対位置（距離ｄf ）を変えることができる。なお、図１２では前記距離ｄf を小さくした場合について示している。
【００８１】
つまり、分割光学系２７（図４参照）でレーザ光２６を２分割して２つの分割レーザ光２６ａ，２６ｂとし、これらの分割レーザ光２６ａ，２６ｂの間にインナーアシストガスノズル３４を配置する構成としたことにより、インナーアシストガスノズル３４だけを集光光学系２４とは独立に上下方向に移動させるようにすること、或いは、集光光学系２４側だけをインナーアシストガスノズル３４とは独立に上下方向に移動させるようにすることができるのである。
【００８２】
インナーアシストガスノズル３４の上下方向に移動させるには、電動モータ或いはシリンダ等である駆動装置３９とインナーアシストガスノズル３４とをギヤやシャフト等を用いた適宜のリンク機構で結合し、前記駆動装置３９によってインナーアシストガスノズル３４を上下方向に移動させるようにすればよい。或いは、人手によってインナーアシストガスノズル３４を上下方向に移動するようにしてもよい。同様に、集光光学系２４側を上下方向に移動させるには、電動モータやシリンダ等の駆動装置４０によって、或いは、人手によって、集光光学系２４側を上下方向に移動させるようにすればよい。
【００８３】
なお、この場合には、インナーアシストガスノズル３４だけを下方に移動させると、或いは、集光光学系２４側だけを上方に移動させると、インナーアシストガスノズル３４と分割レーザ光２６ａ，２６ｂとが接近することなるため、このときにも、インナーアシストガスノズル３４と分割レーザ光２６ａ，２６ｂとが干渉することがないように、分割レーザ光２６ａ，２６ｂの間隔やインナーアシストガスノズル３４の外径寸法を設定しておく必要がある。
【００８４】
また、本インナーアシストガスノズル３４も、上記実施の形態１と同様に、先端開口部３４ａの開口径（開口幅）ｄi が被切断物２２の切断幅ｗにほぼ等しくなっている。勿論、このインナーアシストガスノズル３４の先端開口部３４ａの形状を、上記実施の形態３と同様に、開口幅ｄi は被切断物２２の切断幅ｗとほぼ等しくし、且つ、開口長は開口幅ｄi よりも長くして切断方向（図１１，図１２の紙面と直交する方向）に沿った細長い形状としてもよい。
【００８５】
また、図１１，図１２ではアウターアシストガスノズル３２の側面に形成された孔３８が開放されたままとなっているが、このままではアシストガス供給管３２から導入されたアシストガスの一部が孔３８からアシストガスが洩れしまう虞があることなどから、集光光学系２４の保護を十分に図れない虞がある場合には、集光光学系２４を確実に保護するために、孔３８を塞ぐ、即ち、孔３８の内周面とインナーアシストガスノズル３４の外周面との間の隙間を塞ぐことが望ましい。この場合、インナーアシストガスノズル３４または集光光学系２４側の上下移動を妨げないような十分な可撓性を有する部材によって前記隙間を塞げばよい。
【００８６】
＜作用・効果＞
本実施の形態５のレーザ加工ヘッド２１を備えたレーザ加工装置によって被切断物２２を切断する場合にも、ここでの詳細な説明は省略するが、上記実施の形態１の場合と同様の作用・効果が得られる。
【００８７】
そして、更に、本実施の形態５においては、インナーアシストガスノズル３４と被切断物２２との相対位置（間隔ｈ）を、集光光学系２４の焦点位置ｆと被切断物２２との相対位置（距離ｄf ）とは独立に変えることができる、または、集光光学系２４の焦点位置ｆと被切断物２２との相対位置を、インナーアシストガスノズル３４と被切断物２２との相対位置とは独立に変えることができるため、次のような効果が得られる。
【００８８】
即ち、集光光学系２４の焦点位置ｆと被切断物２２との相対位置（距離ｄf ）の変化を招くことなく、インナーアシストガスノズル３４と被切断物２２との相対位置（間隔ｈ）を最適な位置に調節することができる。つまり、インナーアシストガスノズル３４と被切断物２２との干渉を防ぐことができる範囲で、できるだけインナーアシストガスノズル３４を被切断物２２に近づけることができ、このことによってアシストガスによる除去能力が向上し、切断能力が向上する。或いは、インナーアシストガスノズル３４と被切断物２２との相対位置（間隔ｈ）の変化を招くことなく、集光光学系２４の焦点位置ｆと被切断物２２との相対位置（距離ｄf ）を被切断物２の材質や厚さ等に応じた最適な位置に調節することができるため、このことによっても切断能能力が向上する。
【００８９】
なお、本発明のレーザ加工ヘッドはＹＡＧレーザ発振器を用いたレーザ加工装置に限定せず、他のレーザ発振器を用いたレーザ加工装置にも適用することができる。
【００９０】
また、上記実施の形態１〜５のインナーアシストガスノズル３４は先端部Ｌにおける内径が一定（ｄi ）であるストレートノズルとなっているが、この先端部の内径を一定とせずに先端側が少し広がったノズルとしてもよい。このような先端側が広がった形状のノズルはタイバージェントノズルとして知られている。このようにタイバージェントノズルをインナーアシストガスノズル３４に適用した場合にはアシストガスの流速を音速以上にすることもできる。
【００９１】
また、インナーアシストガスノズル３４を分割レーザ光２６ａ，２６ｂの間に設ける方法としては、図示は省略するが、図３に示す凹型ルーフミラー２９の中央部及び集光光学系２４の各レンズ２８の中央部に孔をあけて、これらの孔に直線的な形状のインナーアシストガスノズル３４を挿通することも考えられる。但し、この場合には製造工数等の理由から高価装置となることやインナーアシストガスノズル３４によって光学系に損傷を与えやすいとういことを考慮すれば、上記実施の形態１〜５のように、インナーアシストガスノズル３４は、アウターアシストガスノズル３２を貫通させて、分割レーザ光２６ａ，２６ｂの集光部（集光光学系２４のレーザ光出射側）において分割レーザ光２６ａ，２６ｂの間に設けたほうがよい。
【００９２】
また、上記実施の形態１〜５では被加工物を切断加工する場合について説明したが、特に、上記実施形態１，５に関しては被加工物を穴あけ加工する場合に適用しても有効である。この場合、インナーアシストガスノズル３４の先端部の開口幅（開口径）ｄi を被加工物の穴あけ部の穴径とほぼ等しくする。
【００９５】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態と共に具体的に説明したように、第１発明のレーザ加工ヘッドは、被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅は前記切断部の幅とほぼ等しくし且つ同先端部の開口長は前記開口幅よりも長くしたインナーアシストガスノズルとを備えたことを特徴とする。
【００９６】
従って、この第１発明のレーザ加工ヘッドによれば、インナーアシストガスノズルの先端開口部の形状を、開口幅は被切断物の切断幅とほぼ等しくし、且つ、開口長は開口幅よりも長い細長い形状としたため、インナーアシストガスノズルから噴射したアシストガスのほとんどを切断部内に送り込むことができるとともに、流路面積が大きくなるため、インナーアシストガスノズルから噴射する（切断部内に送り込む）アシストガスの流量を増やすこともできる。つまり、この第１発明では、切断部内にアシストガスを効率よく送り込み、且つ、アシストガスの噴射速度も高くし、そして更には、アシストガスの噴射流量も増やすことができる。従って、アシストガスによる溶融物の除去能力が更に向上し、その結果、切断能力が更に向上する。
【００９７】
また、第２発明のレーザ加工ヘッドは、被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅を前記切断部の切断幅とほぼ等しくし、且つ、先端側を切断方向に傾斜させたインナーアシストガスノズルとを備えたことを特徴とする。
【００９８】
従って、この第２発明のレーザ加工ヘッドによれば、インナーアシストガスノズルの構成を、先端開口部の開口幅は被切断物の切断幅とほぼ等しくし、且つ、先端側は切断方向に傾斜させた構成としたため、インナーアシストガスノズルから噴出されたアシストガスのほとんどが切断部内に送り込まれ、しかも、このときに同アシストガスは切断部（分割レーザ光が照射されて溶融している部分）に対して切断方向に斜めに吹き付けられる。このため、アシストガスによる溶融金属の除去能力が向上し、溶融金属を下方へと流しやすくなるため（溶融金属が反切断方向へながれにくくなるため）、実質的な切断板厚が実際の板厚に近づいて切断能力がより向上する。
【００９９】
また、第３発明のレーザ加工ヘッドは、第２発明のレーザ加工ヘッドにおいて、前記インナーアシストガスノズルの傾斜角をレーザ光の照射方向と独立に可変できるようにしたことを特徴とする。
【０１００】
従って、この第３発明のレーザ加工ヘッドによれば、インナーアシストガスノズルの傾斜角度を変えることができることから、この傾斜角度を変えて試験的に切断を行うことなどにより、被切断物の板厚や材質等に応じた最適な傾斜角度を選定することができる。従って、アシストガスによる溶融金属の除去能力が更に向上し、実質的な切断板厚が更に実際の板厚に近づいて切断能力が更に向上する。
【０１０１】
また、第４発明のレーザ加工ヘッドは、被加工物にレーザ光を照射するとともにアシストガスを吹きつけて前記被加工物の切断加工又は穴あけ加工を行うレーザ加工装置のレーザ加工ヘッドにおいて、
前記レーザ光を少なくとも２分割して、この分割したレーザ光の間隔をあける分割光学系と、
前記分割レーザ光を集光して前記被加工物の切断部または穴あけ部に照射する集光光学系と、
前記分割レーザ光の間に配置するとともに先端部の開口幅を前記切断部の切断幅または前記穴あけ部の穴径とほぼ等しくしたインナーアシストガスノズルとを備えるとともに、
前記インナーアシストガスノズルと前記被加工物との相対位置を、前記集光光学系の焦点位置と前記被加工物との相対位置とは独立に可変とし、または、前記集光光学系の焦点位置と前記被加工物との相対位置を、前記インナーアシストガスノズルと前記被加工物との相対位置とは独立に可変としたことを特徴とする。
【０１０２】
従って、この第４発明のレーザ加工ヘッドによれば、集光光学系の焦点位置と被加工物との相対位置の変化を招くことなく、インナーアシストガスノズルと被加工物との相対位置を最適な位置に調節することができる。つまり、インナーアシストガスノズルと被切断物との干渉を防ぐことができる範囲で、できるだけインナーアシストガスノズルを被加工物に近づけることができ、このことによってアシストガスによる除去能力が向上し、加工能力が向上する。或いは、インナーアシストガスノズルと被加工物との相対位置の変化を招くことなく、集光光学系の焦点位置と被加工物との相対位置を被加工物の材質や厚さ等に応じた最適な位置に調節することができるため、この場合にも加工能力が向上する。
【０１０３】
また、第５発明のレーザ加工ヘッドは、第１，第２，第３または第４に記載するレーザ加工ヘッドにおいて、
前記集光光学系の出射側には前記集光光学系から出射された分割レーザ光の周囲を囲むようにアウターアシストガスノズルを設け、このアウターアシストガスノズルの先端開口部からもアシストガスを噴射するように構成したことを特徴とする。
【０１０４】
従って、この第５発明のレーザ加工ヘッドによれば、アウターアシストガスノズルを設けるとともに、このアウターアシストガスノズルからもアシストガスノズルを噴射するようにしたため、集光光学系の保護を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は前記レーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す横断面図（（ｂ）のＢ−Ｂ線矢視断面図）、（ｂ）は図１のＡ方向矢視の縦断面図である。
【図３】前記レーザ加工ヘッドに備えた光学系の構成図である。
【図４】前記光学系のうちの分割光学系の構成を示す斜視図である。
【図５】アシストガスの流れを示す説明図である。
【図６】切断速度の比較を示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態２に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【図８】（ａ）は図７のＤ−Ｄ線矢視拡大図、（ｂ）は図７のＥ−Ｅ線矢視図にインナーアシストガスノズルから噴射されたアシストガスフローの断面を重ね合わせた図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態５に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５に係るレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【図１３】従来の代表的なレーザ加工ヘッドの先端部の構成を示す縦断面図である。
【図１４】アシストガスの流れを示す説明図である。
【図１５】アシストガスノズルを細くした場合の説明図である。
【図１６】切断面の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２１  レーザ加工ヘッド
２２  被切断物
２２ａ  切断部
２３  鏡筒
２４  集光光学系
２５  保護ガラス
２６  レーザ光
２６ａ，２６ｂ  分割レーザ光
２７  分割光学系
２８  レンズ
２９  凹型ルーフミラー
２９ａ，２９ｂ  ミラー
３０  凸型ルーフミラー
３０ａ，３０ｂ  ミラー
３１  光ファイバ
３２  アウターアシストガスノズル
３２ａ  先端開口部
３３  アシストガス供給管
３４  インナーアシストガスノズル
３４ａ  先端開口部
３５  アシストガスノズルフロー断面
３６，３８  孔
３７，３９，４０  駆動装置
ｃ  中心
ｄi ， do   開口幅（開口径）
ｄl   開口長さ
ｄf   被切断物表面から焦点位置までの距離
ｆ  焦点位置
ｈ  インナーアシストガスノズル先端と被切断物表面との間隔
Ｌ  インナーアシストガスノズル先端部（内径一定部）の長さ
ｗ  切断幅
ｗ2 ，ｗ3   孔の上下幅
【図１】
0003664904.tif 000002
【図２】
0003664904.tif 000003
【図３】
0003664904.tif 000004
【図４】
0003664904.tif 000005
【図５】
0003664904.tif 000006
【図６】
0003664904.tif 000007
【図７】
0003664904.tif 000008
【図８】
0003664904.tif 000009
【図９】
0003664904.tif 000010
【図１０】
0003664904.tif 000011
【図１１】
0003664904.tif 000012
【図１２】
0003664904.tif 000013
【図１３】
0003664904.tif 000014
【図１４】
0003664904.tif 000015
【図１５】
0003664904.tif 000016
【図１６】
0003664904.tif 000017