(57)【要約】【課題】溶融物の除去性を高め、レーザー切断を良好に行う。【解決手段】レーザー切断装置１０Ａは、コンクリート構造物１００をレーザー切断する。レーザー切断装置１０Ａは、コンクリート構造物１００の切断部位Ｃに対してレーザー光２００を照射するノズル２１と、レーザー光２００により切断部位Ｃのコンクリート構造物１００が溶融することで生成される溶融物１００Ｍにアシストガス２０１を吹き付けるアシストガス吹付部３０と、溶融物１００Ｍにレーザー光２００を照射させて溶融物１００Ｍを加熱するレーザー加熱部と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物をレーザー切断するレーザー切断装置であって、
前記対象物の切断部位に対してレーザー光を照射するレーザーノズルと、
前記レーザー光により前記切断部位の前記対象物が溶融することで生成される溶融物にアシストガスを吹き付けるアシストガス吹付部と、
前記溶融物にレーザー光を照射させて前記溶融物を加熱するレーザー加熱部と、
を備えるレーザー切断装置。
【請求項２】
前記対象物の切断方向に前記レーザーノズルを移動させるノズル移動部を備え、
前記レーザーノズルは、
前記レーザー加熱部を兼ね、前記ノズル移動部により前記切断方向後方に移動された状態で前記レーザー光を前記溶融物に照射して前記溶融物を加熱可能とされている請求項１に記載のレーザー切断装置。
【請求項３】
前記レーザー光の反射光の強度を検出する反射光強度検出部と、
前記反射光強度検出部で検出された前記反射光の強度に基づき、前記ノズル移動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記切断部位に対して前記レーザー光を照射している状態で、前記反射光の強度が予め定めた第一基準値よりも大きくなった場合、前記ノズル移動部により前記レーザーノズルを前記切断方向の後方に移動させる請求項２に記載のレーザー切断装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ノズル移動部により前記レーザーノズルを前記切断方向の後方に移動させている状態で、前記反射光の強度が予め定めた第二基準値よりも小さくなった場合、前記ノズル移動部による前記レーザーノズルの前記切断方向の後方への移動を停止するとともに、前記レーザーノズルを前記切断方向の前方に移動させて前記切断部位にレーザー光を照射させる請求項３に記載のレーザー切断装置。
【請求項５】
前記切断部位における前記対象物の表面に、前記レーザーノズルから照射される前記レーザー光による前記対象物の切断幅よりも大きな幅寸法を有した溝を形成する溝形成部を備える請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザー切断装置。
【請求項６】
前記溝形成部は、前記対象物の表面にレーザー光を照射する溝形成用レーザーノズルである請求項５に記載のレーザー切断装置。
【請求項７】
前記溶融物に、酸化反応によって熱を生じる反応性材料と、酸素を含む反応ガスと、を供給する反応材供給部を備える請求項１から６の何れか一項に記載のレーザー切断装置。
【請求項８】
対象物の切断部位に対してレーザー光を照射することで前記対象物を溶融するとともに、前記切断部位の前記対象物が溶融することで生成される溶融物にアシストガスを吹き付ける工程と、
前記溶融物にレーザー光を照射させて前記溶融物を加熱する工程と、
を含むレーザー切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レーザー切断装置、レーザー切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既設のコンクリート構造物等を解体するためにレーザーを用いてコンクリートを切断する手法が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、レーザー光の焦点位置に向けてアシストガスを吹き付けながら、レーザー光をコンクリートに照射することで、コンクリートを切断する構成が開示されている。この構成においては、レーザー光の熱エネルギーによりコンクリートが溶融する。この溶融したコンクリートの溶融物（ドロス）は、吹き付けられたアシストガスによって流動し、除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２７２０６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のレーザー切断方法によって切断する対象物の厚み寸法が大きい場合、レーザー光を対象物の表面側に照射して切断を開始した後、レーザー光が対象物を厚み方向に貫通して裏面側に貫通するまでの間に、生成される溶融物の量が多くなる。すると、アシストガスを吹き付けることによって溶融物を流動させて除去するのが困難となる場合がある。しかし、溶融物の除去性を高めるため、溶融物に吹き付けるアシストガスの流量や流速を高めると、アシストガスによって溶融物の温度が低下してしまう。そのため、溶融物の流動性が低下し、溶融物の除去が円滑に進まないという課題がある。
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、溶融物の除去性を高め、レーザー切断を良好に行うことができるレーザー切断装置、レーザー切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このレーザー切断装置１０Ａ発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
この発明の第一態様によれば、レーザー切断装置は、対象物をレーザー切断するレーザー切断装置であって、前記対象物の切断部位に対してレーザー光を照射するレーザーノズルと、前記レーザー光により前記切断部位の前記対象物が溶融することで生成される溶融物にアシストガスを吹き付けるアシストガス吹付部と、前記溶融物にレーザー光を照射させて前記溶融物を加熱するレーザー加熱部と、を備える。
【０００７】
このように、レーザーノズルから照射されたレーザー光によって溶融した溶融物は、ガス吹付部から吹き付けられるアシストガスによって温度が低下する。この溶融物に対してレーザー加熱部でレーザー光を照射することで、溶融物が加熱する。これによって、溶融物の流動性が低下するのを抑えることができる。
【０００８】
この発明の第二態様によれば、レーザー切断装置は、第一態様に係るレーザー切断装置において、前記対象物の切断方向に前記レーザーノズルを移動させるノズル移動部を備え、前記レーザーノズルは、前記レーザー加熱部を兼ね、前記ノズル移動部により前記切断方向後方に移動された状態で前記レーザー光を前記溶融物に照射して前記溶融物を加熱可能としてもよい。
このように構成することで、レーザーノズルを切断方向後方に移動させてレーザー光を溶融物に照射することで、溶融物を加熱して、流動性の低下を抑える。このように、レーザーノズルをレーザー加熱部として機能させることで、レーザー加熱部を別途設ける必要が無い。
【０００９】
この発明の第三態様によれば、レーザー切断装置は、第二態様に係るレーザー切断装置において、前記レーザー光の反射光の強度を検出する反射光強度検出部と、前記反射光強度検出部で検出された前記反射光の強度に基づき、前記ノズル移動部を制御する制御部と、を備えていてもよい。前記制御部は、前記切断部位に対して前記レーザー光を照射している状態で、前記反射光の強度が予め定めた第一基準値よりも大きくなった場合、前記ノズル移動部により前記レーザーノズルを前記切断方向の後方に移動させるようにしてもよい。
このような構成において、レーザーノズルで照射したレーザー光によって切断部位を切断しているときに、溶融物の流動性が低下すると、レーザー光が溶融物に反射して、反射光の強度が高まる。反射光強度検出部で、反射光の強度が第一基準値よりも大きくなった場合に、レーザーノズルを切断方向の後方に移動させることで、流動性が低下した溶融物を加熱することができる。
【００１０】
この発明の第四態様によれば、レーザー切断装置は、第三態様に係る制御部は、前記ノズル移動部により前記レーザーノズルを前記切断方向の後方に移動させている状態で、前記反射光の強度が予め定めた第二基準値よりも小さくなった場合、前記ノズル移動部による前記レーザーノズルの前記切断方向の後方への移動を停止するとともに、前記レーザーノズルを前記切断方向の前方に移動させて、前記切断部位にレーザー光を照射させるようにしてもよい。
このような構成において、レーザーノズルで照射しているレーザー光が、溶融物よりも切断方向後方に到達すると、レーザー光が溶融物で反射しないため、反射光の強度が小さくなる。そこで、反射光の強度が第二基準値よりも小さくなった場合に、レーザー光による溶融物の加熱を中止する。さらに、レーザーノズルを切断部位に戻すことで、切断部位のレーザー切断を再開することができる。
【００１１】
この発明の第五態様によれば、第一から第四態様の何れか一つの態様に係るレーザー切断装置において、前記切断部位における前記対象物の表面に、前記レーザーノズルから照射される前記レーザー光による前記対象物の切断幅よりも大きな幅寸法を有した溝を形成する溝形成部を備えるようにしてもよい。
このような構成によれば、アシストガス吹付部から吹き付けられて、レーザー光によって対象物を切断することによって形成される切断溝に入り込まなかったアシストガスの一部は、溝形成部によって形成された溝に留まる。これによって、切断溝に入り込まなかったアシストガスが周囲に拡散することを抑える。したがって、レーザー光の照射によって切断部位に生成される溶融物を、アシストガスによって吹き飛ばす効率が高まる。
【００１２】
この発明の第六態様によれば、第五態様に係る溝形成部が、前記対象物の表面にレーザー光を照射する溝形成用レーザーノズルであってもよい。
このように構成することで、レーザーノズルで対象物の切断部位を切断しながら、溝形成用レーザーノズルで溝を形成することができる。
【００１３】
この発明の第七態様によれば、第一から第六態様の何れか一つの態様に係るレーザー切断装置において、前記溶融物に、酸化反応によって熱を生じる反応性材料と、酸素を含む反応ガスと、を供給する反応材供給部を備えるようにしてもよい。
このように構成することで、溶融物に供給される反応性材料と反応ガスとが反応することで、反応性材料が酸化反応して熱を生じる。これにより、溶融物には、レーザー加熱部におけるレーザー光の照射によって発生する熱に加えて、反応性材料と反応ガスとの酸化反応による熱が加わる。これにより、溶融物を、より効率良く加熱することができる。
【００１４】
この発明の第八態様によれば、レーザー切断方法は、対象物の切断部位に対してレーザー光を照射することで前記対象物を溶融するとともに、前記切断部位の前記対象物が溶融することで生成される溶融物にアシストガスを吹き付ける工程と、前記溶融物にレーザー光を照射させて前記溶融物を加熱する工程と、を含む。
【００１５】
このような構成によれば、レーザー光によって対象物が溶融することで生成される溶融物に対してレーザー光を照射させることで、溶融物が加熱する。これによって、溶融物の流動性が低下するのを抑え、溶融物の流動性が低下することを抑える。
【発明の効果】
【００１６】
上記レーザー切断装置、レーザー切断方法によれば、溶融物の除去性を高め、レーザー切断を良好に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第一実施形態におけるレーザー切断装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】上記レーザー切断装置のレーザー発振部の機能的な構成を示すブロック図である。
【図３】上記レーザー切断装置において、レーザー発振制御部におけるノズル駆動装置によるノズルの制御方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】上記レーザー切断装置のノズルの動きを示す断面図である。
【図５】上記レーザー切断装置において、コンクリート構造物の切断を行ったときの反射強度、走査速度、切断方向におけるノズルの位置変化の一例を示す図である。
【図６】この発明の第二実施形態におけるレーザー切断装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】この発明の第三実施形態におけるレーザー切断装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の一実施形態におけるレーザー切断装置、レーザー切断方法を図面に基づき説明する。
（第一実施形態）
図１は、この実施形態のレーザー切断装置の概略構成を示す断面図である。図２は、レーザー切断装置のレーザー発振部の機能的な構成を示すブロック図である。
図１に示すように、この実施形態のレーザー切断装置１０Ａは、コンクリート構造物（対象物）１００に対し、レーザー光２００を照射するとともに、レーザー光２００の照射位置の近傍にアシストガス２０１を吹き付けながら、所定の切断方向Ｄｃにコンクリート構造物１００を切断する。
レーザー切断装置１０Ａは、切断用レーザー照射部２０と、アシストガス吹付部３０と、ノズル（レーザー加熱部、レーザーノズル）２１と、ノズル駆動装置（ノズル移動部）２４とを備える。
【００１９】
切断用レーザー照射部２０は、コンクリート構造物１００の切断部位Ｃに対してレーザー光２００を照射する。切断用レーザー照射部２０は、ノズル２１と、レーザー発振部２２と、を備える。
【００２０】
ノズル２１は、切断すべきコンクリート構造物１００の表面１０１に対向して配置する。ノズル２１は、レーザー発振部２２から供給されるレーザー光２００と、アシストガス供給部３２から供給されるアシストガス２０１と、をコンクリート構造物１００に向けて照射する。
【００２１】
レーザー発振部２２は、ノズル２１で照射するレーザー光２００を、ノズル２１に供給する。図２に示すように、レーザー発振部２２は、レーザー発振源２３と、反射光強度検出部２５と、レーザー発振制御部２６と、を備える。
【００２２】
レーザー発振源２３は、コンクリート構造物１００を切断するためのレーザー光２００をノズル２１に出力する。
【００２３】
ノズル駆動装置２４は、ノズル２１を、コンクリート構造物１００に対し、所定の切断方向Ｄｃに相対的に移動させる。このようなノズル駆動装置２４は、ノズル２１を切断方向Ｄｃに移動できるのであれば、いかなる構成であってもよい。
【００２４】
反射光強度検出部２５は、例えばレーザー発振源２３に内蔵される。反射光強度検出部２５は、ノズル２１で照射したレーザー光２００が切断部位Ｃで反射することによってレーザー発振源２３に戻ってくる反射光の強度を検出する。
【００２５】
図１に示すように、アシストガス吹付部３０は、ノズル２１と、アシストガス供給部３２と、を備える。
アシストガス供給部３２は、アシストガス２０１を、レーザー光２００が供給されるノズル２１に供給する。
ノズル２１は、アシストガス供給部３２から供給されるアシストガス２０１を、レーザー光２００による切断部位Ｃの近傍に向けて吹き付ける。
なお、アシストガス供給部３２から供給されるアシストガス２０１をレーザー光２００による切断部位Ｃの近傍に向けて吹き付けるアシストガス吹付ノズル（図示せず）を、例えば、ノズル２１に沿うように設けてもよい。
【００２６】
アシストガス供給部３２で供給するアシストガス２０１としては、空気、窒素ガス、アルゴンガス、キセノンガス、ヘリウムガス、およびこれらのうちの二種以上を混合した混合ガスを用いることができる。
【００２７】
レーザー切断装置１０Ａは、切断用レーザー照射部２０のレーザー発振源２３で発振したレーザー光２００を、ノズル２１からコンクリート構造物１００に向かって照射する。コンクリート構造物１００に照射されたレーザー光２００は、コンクリート構造物１００を形成するコンクリートを加熱して溶融させる。アシストガス吹付部３０は、アシストガス供給部３２から供給したアシストガス２０１を、ノズル２１からレーザー光２００による切断部位Ｃ近傍に向かって吹き付ける。溶融したコンクリートである溶融物１００Ｍは、溶融物１００Ｍ自体に作用する重力に加え、溶融物１００Ｍに吹き付けられるアシストガス２０１によって、重力方向下方に向かって流動し、除去される。
このようなレーザー光２００の照射とアシストガス２０１の吹付とによって、コンクリート構造物１００は、表面１０１側からその反対側の裏面１０２側に向かって徐々に切断されていく。レーザー光２００がコンクリート構造物１００の裏面１０２側から貫通すると、コンクリート構造物１００は、表面１０１側と裏面１０２側とを結ぶ厚み方向Ｄｔに切断される。さらに、レーザー光２００の照射とアシストガス２０１の吹付とを、所定の切断方向Ｄｃに継続的に行うことで、コンクリート構造物１００は、切断方向Ｄｃに、線状に切断される。
【００２８】
ノズル駆動装置２４は、上記したようなコンクリート構造物１００の切断動作を行いながら、反射光強度検出部２５で検出される反射光の強度に基づいて、レーザー発振制御部２６と連動したノズル駆動装置２４によりノズル２１の動作を制御する。
【００２９】
図３は、レーザー発振制御部２６におけるノズル駆動装置２４によるノズル２１の制御方法の流れを示すフローチャートである。図４は、上記レーザー切断装置１０Ａのノズル２１の動きを示す断面図である。
図３に示すように、外部からの操作によってレーザー切断装置１０Ａの切断動作が開始されたら（ステップＳ１１）、レーザー発振制御部２６は、反射光強度検出部２５で検出される反射光の強度をモニタリングする（ステップＳ１２）。
【００３０】
ここで、図４に示すように、レーザー光２００をコンクリート構造物１００に照射しながらコンクリート構造物１００を切断していると、コンクリート構造物１００を形成するコンクリートが溶融することで生成される溶融物１００Ｍが、アシストガス２０１の吹付によっても吹き飛ばされにくくなり、レーザー光２００による切断部位Ｃの近傍に留まる（溜まる）場合がある。溶融物１００Ｍが切断部位Ｃに溜まると、レーザー光２００の反射光の強度が上昇する。
【００３１】
そこで、図３に示すように、レーザー発振制御部２６は、反射光の強度が予め定めた上限閾値（第一基準値）以上であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。
その結果、検出された反射光の強度が上限閾値以上でなければ、ステップＳ１２に戻り、反射光の強度のモニタリングを継続する。
【００３２】
ステップＳ１３において、反射光の強度が上限閾値以上である場合、レーザー発振制御部２６は、ノズル駆動装置２４によって、ノズル２１を、直前の切断部位Ｃよりも切断方向Ｄｃの後方に向かって所定の移動速度で後退させる（ステップＳ１４）。すると、ノズル２１から照射されるレーザー光２００の照射位置が切断方向Ｄｃの後方に向かって移動する。これにより、レーザー光２００は、切断方向Ｄｃの後方に溜まった溶融物１００Ｍに照射される。その結果、溶融物１００Ｍがレーザー光２００によって加熱されて軟化し、その流動性が高まる。流動性が高まった溶融物１００Ｍは、ノズル２１から吹き付けられるアシストガス２０１によって、除去される。
このようにして、ノズル２１を、照射するレーザー光２００によって溶融物１００Ｍを加熱するレーザー加熱部として機能させることで、ノズル２１がレーザー加熱部を兼ねている。
【００３３】
レーザー発振制御部２６は、ノズル２１の切断方向Ｄｃ後方に向かっての移動を開始した後、反射光の強度のモニタリングを継続する（ステップＳ１５）。
【００３４】
ここで、ノズル２１を切断方向Ｄｃの後方に移動させ続け、レーザー光２００が溶融物１００Ｍよりも切断方向Ｄｃの後方位置Ｐｒまで到達すると、レーザー光２００は溶融物１００Ｍやコンクリート構造物１００に照射されずにそのままコンクリート構造物１００の裏面１０２側に貫通する。すると、レーザー光２００の反射光が反射光強度検出部２５に戻らなくなる。これにより、反射光強度検出部２５で検出される反射光の強度が低下する（０になる）。
そこで、レーザー発振制御部２６は、検出される反射光の強度が、予め定めた下限閾値（第二基準値）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１６）。ここで、下限閾値は、上記上限閾値よりも小さい。
ステップＳ１６において、検出された反射光の強度が下限閾値以下でなければ、ステップＳ１５に戻り、レーザー発振制御部２６は、溶融物１００Ｍに照射しているレーザー光２００の反射光の強度のモニタリングを続行する。
【００３５】
ステップＳ１６において、反射光の強度が下限閾値以下であった場合は、レーザー発振制御部２６は、ノズル駆動装置２４によるノズル２１の切断方向Ｄｃ後方への移動を停止させる（ステップＳ１７）。さらに、レーザー発振制御部２６は、ノズル２１を切断方向Ｄｃの前方に向かって移動させ、ステップＳ１４でノズル２１の後退動作を開始する直前の切断部位Ｃに復帰させる。復帰後は、切断部位Ｃにおいて、レーザー光２００の照射とアシストガス２０１の吹付とを行いながら、コンクリート構造物１００の切断を再開する。
【００３６】
上記レーザー切断装置１０Ａは、コンクリート構造物１００をレーザー切断している途中で、溶融物１００Ｍの排出性が低下した場合に、ノズル２１を切断方向Ｄｃ後方に移動させてレーザー光２００を溶融物１００Ｍに照射することで、溶融物１００Ｍを加熱して流動性を高め、排出性を高める。
【００３７】
図５は、上記したような流れでノズル駆動装置２４によりノズル２１の制御を行いながらコンクリート構造物１００の切断を行ったときの反射強度、走査速度、切断方向Ｄｃにおけるノズル２１の位置変化の一例を示す図である。
この図５に示すように、反射光の強度が上昇して上限閾値を超えた時刻Ｔ１で、ノズル２１を切断方向Ｄｃ後方に向かって一定の走査速度（走査速度が−）で移動させる。これによりノズル２１の位置が後退している。この移動中に溶融物１００Ｍにレーザー光２００を照射して溶融物１００Ｍを加熱し、排出性を高める。
また、溶融物１００Ｍよりもレーザー光２００が後方まで移動した時刻Ｔ２で、ノズルの切断方向Ｄｃ後方に向かってのノズル２１の移動を停止させている。また、時刻Ｔ２以降、ノズル２１を切断方向Ｄｃ前方に向かって一定の走査速度（走査速度が＋）で移動させている。ノズル２１が後退動作直前の切断部位Ｃまで復帰した時刻Ｔ３で、コンクリート構造物１００の切断動作を再開している。
【００３８】
したがって、上述した第一実施形態のレーザー切断装置１０Ａ、レーザー切断方法によれば、アシストガス２０１の吹き付けによって温度が低下した溶融物１００Ｍに対し、レーザー光２００を照射することで、溶融物１００Ｍを加熱する。これによって、溶融物１００Ｍの流動性の低下を抑える。その結果、レーザー光２００による切断中に生じる溶融物１００Ｍの除去性を高め、レーザー切断を良好に行うことが可能となる。
【００３９】
また、レーザー切断装置１０Ａは、ノズル駆動装置２４によりノズル２１を切断方向Ｄｃ後方に走査させた状態でレーザー光２００を溶融物１００Ｍに照射することによって、ノズル２１を、溶融物１００Ｍを加熱するレーザー加熱部として機能させるようにした。これにより、レーザー加熱部を別途備える必要が無く、レーザー切断装置１０Ａの構成の簡略化を図ることができる。
【００４０】
また、レーザー切断装置１０Ａは、ノズル２１で照射したレーザー光２００によって切断部位Ｃを切断しているときに、反射光の強度が上限閾値よりも大きくなった場合、ノズル２１を切断方向Ｄｃの後方に移動させて溶融物１００Ｍに照射する。これにより、流動性が低下した溶融物１００Ｍを自動的に加熱することができる。
【００４１】
さらに、レーザー切断装置１０Ａは、レーザー光２００が、溶融物１００Ｍよりも切断方向Ｄｃ後方に到達して、反射光の強度が下限閾値よりも小さくなった場合に、ノズル２１を切断部位Ｃに戻すようにした。これにより、溶融物１００Ｍを加熱して除去した後に、切断部位Ｃにおけるレーザー切断を自動的に再開することができる。
【００４２】
（第二実施形態）
次に、この発明に係るレーザー切断装置、レーザー切断方法の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態に対し、反応材供給部５０を備える構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【００４３】
図６は、上記レーザー切断装置の第二実施形態における概略構成を示す断面図である。
図６に示すように、この実施形態におけるレーザー切断装置１０Ｂは、切断用レーザー照射部２０と、反応材供給部５０と、を備える。このレーザー切断装置１０Ｂは、上記第一実施形態におけるレーザー切断装置１０Ａと同様、溶融物１００Ｍの流動性が低下したときにノズル２１を後退させて溶融物１００Ｍにレーザー光２００を照射する。レーザー切断装置１０Ｂは、さらに、反応性材料３００の酸化反応によって生じる熱を利用して溶融物１００Ｍを加熱する。
【００４４】
反応材供給部５０は、材料供給部５１と、反応ガス供給部５２と、を備える。
材料供給部５１は、酸化反応によって熱を生じる反応性材料３００を、溶融物１００Ｍに供給する。反応性材料３００としては、例えば鉄粉等を用いることができる。
反応ガス供給部５２は、反応性材料３００を酸化反応させるための酸素を含んだ反応ガス３０１を供給する。
【００４５】
このように構成することで、溶融物１００Ｍに供給される反応性材料３００と反応ガス３０１とが接触して反応性材料３００が酸化反応して熱を生じる。これにより、溶融物１００Ｍには、レーザー光２００の照射によって発生する熱に加えて、反応性材料３００と反応ガス３０１との酸化反応による熱が加わる。これにより、反応材供給部５０は、溶融物１００Ｍを、より効率良く加熱することができる。
【００４６】
したがって、上述した第二実施形態のレーザー切断装置１０Ｂによれば、溶融物１００Ｍに反応性材料３００と反応ガス３０１とを供給するようにした。これにより、溶融物１００Ｍを、より効率良く加熱することができ、溶融物１００Ｍの排出性がさらに高まる。その結果、レーザー光２００による切断中に生じる溶融物１００Ｍの除去性を高め、レーザー切断を良好に行うことが可能となる。
【００４７】
なお、上記第二実施形態においては、反応性材料３００として鉄粉を供給するようにしたが、これに限らない。酸化反応によって熱を発することができるのであれば、例えば金属製のワイヤー等を溶融物１００Ｍの近傍に供給するようにしてもよい。
【００４８】
（第三実施形態）
次に、この発明に係るレーザー切断装置、レーザー切断方法の第三実施形態について説明する。以下に説明する第三実施形態においては、第一、第二実施形態に対し、溝形成部４０を備える構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
【００４９】
図７は、上記レーザー切断装置の第三実施形態における概略構成を示す断面図である。図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
図７に示すように、この実施形態におけるレーザー切断装置１０Ｃは、切断用レーザー照射部２０と、溝形成部４０と、を備える。このレーザー切断装置１０Ｃは、上記第一実施形態におけるレーザー切断装置１０Ａと同様、溶融物１００Ｍの流動性が低下したときにノズル２１を後退させて溶融物１００Ｍにレーザー光２００を照射する。レーザー切断装置１０Ｃは、さらに、ノズル２１からレーザー光２００を照射してコンクリート構造物１００を切断するに先立ち、コンクリート構造物１００の表面１０１に溝１２０を形成する。
【００５０】
溝形成部４０は、溝形成用レーザーノズル４１と、溝形成用レーザー発振部（図示せず）と、を備える。
【００５１】
溝形成用レーザーノズル４１は、切断用のノズル２１よりも切断方向Ｄｃの後方に配置されている。溝形成用レーザーノズル４１は、切断用のノズル２１から照射されるレーザー光２００よりも切断方向Ｄｃ前方に向かって溝形成用レーザー光２１０を照射する。溝形成用レーザーノズル４１は、溝形成用レーザー光２１０によって、コンクリート構造物１００の表面１０１に溝１２０を形成する。図８に示すように、溝１２０は、コンクリート構造物１００の表面１０１に形成され、切断用のノズル２１から照射されるレーザー光２００によってコンクリート構造物１００に形成される切断溝１１０の幅（切断カーフ）よりも大きな幅寸法を有している。この実施形態において例示する溝１２０は、下方に向かって幅寸法が漸次縮小する断面半円形に形成されている。
【００５２】
上記溝形成部４０によって溝１２０を形成することで、ノズル２１から吹き付けられるアシストガス２０１のうち、切断溝１１０に入り込まなかったアシストガス２０１の一部は、溝１２０内に留まる。これによって、切断溝１１０に入り込まなかったアシストガス２０１が周囲に拡散することを抑える。
【００５３】
したがって、上述した第三実施形態のレーザー切断装置１０Ｃによれば、切断方向Ｄｃの前方に、予め、溝１２０を形成することで、切断溝１１０に入り込まなかったアシストガス２０１の拡散を抑えることができる。これによって、切断溝１１０に入り込むアシストガス２０１の量が増える。その結果、レーザー光２００の照射によって切断部位Ｃに生成される溶融物１００Ｍを、アシストガス２０１によって吹き飛ばす効率が高まる。
【００５４】
また、溝形成部４０として、ノズル２１とは別に、溝形成用レーザーノズル４１を備えるようにした。これにより、ノズル２１でコンクリート構造物１００の切断部位Ｃを切断しながら、溝形成用レーザーノズル４１で溝１２０を形成することができる。
【００５５】
また、上記第一実施形態と同様、アシストガス２０１の吹き付けによって温度が低下した溶融物１００Ｍに対し、レーザー光２００を照射することで、溶融物１００Ｍを加熱する。これによって、溶融物１００Ｍの流動性の低下を抑える。その結果、レーザー光２００による切断中に生じる溶融物１００Ｍの除去性を高め、レーザー切断を良好に行うことが可能となる。
【００５６】
なお、この第三実施形態では、溝形成用レーザーノズル４１を切断用のノズル２１よりも切断方向Ｄｃの後方に配置しているが、これに限らない。溝形成用レーザーノズル４１を、切断用のノズル２１よりも切断方向Ｄｃの前方に配置するようにしてもよい。
また、溝形成部４０としては、溝形成用レーザーノズル４１から溝形成用レーザー光２１０を照射する構成に限らず、レーザー切断を行うに先立ち、例えばコンクリートカッター等によって溝１２０を予め形成するようにしてもよい。
【００５７】
（その他の変形例）
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
例えば、上記各実施形態では、アシストガス２０１の吹き付けによって温度が低下した溶融物１００Ｍに対し、切断用のノズル２１を切断方向Ｄｃの後方に後退させてレーザー光２００を照射することで、この溶融物１００Ｍを加熱するようにした。しかし、切断用のノズル２１とは別に、溶融物１００Ｍにレーザー光を照射させて溶融物１００Ｍを加熱するレーザー加熱部を備える構成とすることも可能である。
【００５８】
また、上記各実施形態で示したレーザー切断装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、およびレーザー切断方法において、切断すべき対象物は、コンクリート構造物１００に限らず、各種の金属材料や、耐火レンガ等からなるものであってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ  レーザー切断装置
２０  切断用レーザー照射部
２１  ノズル（レーザー加熱部、レーザーノズル）
２２  レーザー発振部
２３  レーザー発振源
２４  ノズル駆動装置（ノズル移動部）
２５  反射光強度検出部
２６  レーザー発振制御部（制御部）
３０  アシストガス吹付部
３２  アシストガス供給部
４０  溝形成部
４１  溝形成用レーザーノズル
５０  反応材供給部
５１  材料供給部
５２  反応ガス供給部
１００  コンクリート構造物（対象物）
１００Ｍ  溶融物
１０１  表面
１０２  裏面
１１０  切断溝
１２０  溝
２００  レーザー光
２０１  アシストガス
２１０  溝形成用レーザー光
３００  反応性材料
３０１  反応ガス
Ｃ  切断部位
Ｄｃ  切断方向
Ｄｔ  厚み方向
Ｐｒ  後方位置
【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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