(57)【要約】【課題】ノズルの固定を確実にし、ノズルの軸の傾きを防止することができるレーザー加工装置を提供する。【解決手段】液柱Ｆ内に導かれたレーザーにより被加工物Ｗを加工するレーザー加工装置１は、液体を噴射して液柱Ｆを形成するノズル１４と、液柱Ｆ内にレーザー発振器３０からのレーザーを集光させる光学装置４と、液柱Ｆの流れを整える整流手段８と、を備え、整流手段８は、液柱Ｆの周りに供給された流体によって液柱Ｆの流れを整えるガイド部５６と、ガイド部５６に流体を供給するための流体供給通路４４と、ガイド部５６から流体を排出するための流体排出通路５２と、を有し、ノズル１４は、ハウジング１０内に収容されるとともに、ノズル押さえ１８によってハウジング１０内に固定され、ノズル押さえ１８内に、ガイド部５６、流体供給通路４４、及び流体排出通路５２が形成されている。【選択図】図２
2018079512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液柱内に導かれたレーザーにより被加工物を加工するレーザー加工装置であって、
ハウジング内に収容され、液体を噴射して前記液柱を形成するノズルと、
前記液柱内にレーザー光源からのレーザーを集光させるレーザー光学装置と、
前記ハウジングに設けられ、前記ノズルをハウジング内に固定する構造を有するノズル押さえと、
前記ノズル押さえ内に設けられた整流手段と、を備え、
前記整流手段は、
逆円錐状の凹部を有し、前記液柱の周りに供給された流体によって前記液柱の流れを整えるガイド部と、
前記液柱と垂直な平面上に互いに等角度の間隔で設けられ、前記ガイド部に流体を供給するための複数の流体供給通路と、
前記ガイド部の外周に設けられ、前記流体供給通路に流体を分配する環状の分配通路と、
前記凹部内の空間に連通する、円柱状又はディスク状の上部空間と、前記上部空間の外周側下方に設けられ、前記液体供給通路に連通する環状又は円筒形の下部空間と、を有し、前記流体供給通路から供給された流体の流れ方向を前記ノズルの軸に沿った方向に変える流れ変更流路と、
前記ガイド部の最下端に前記液柱と同軸に設けられ、前記ガイド部から前記流体を排出するための流体排出孔と、を含む、
ことを特徴とするレーザー加工装置。
【請求項２】
前記流体供給通路は、前記分配通路と前記下部空間とを連通するように配設される、
請求項１に記載のレーザー加工装置。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記ノズルを収納するノズル用凹部を有し、
前記ノズル押さえは、前記ノズルを収納する凹部を有し、
前記ノズルは、前記ノズル用凹部に対して、互いに交わる少なくとも２つの面で当接して固定され、
前記ノズル押さえは、前記ハウジングの下部に設けられた前記液柱と垂直な平面と前記ノズルの外面とに当接することにより、互いに交わる少なくとも２つの面で固定されている、
請求項１または請求項２に記載のレーザー加工装置。
【請求項４】
前記流体供給通路は、前記ガイド部の半径方向に対して角度を有して前記ガイド部に開口している、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレーザー加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザー加工装置に関し、特に、液柱内に導かれたレーザーにより被加工物を加工するレーザー加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液柱内に導かれたレーザーにより被加工物を加工するレーザー加工装置としては、例えば特許文献１に記載のように、液柱の流れを整えるために液柱の周りに空気等のガスを供給するものがある。この特許文献１に記載のレーザー加工装置では、ノズルをハウジングに固定するために、ノズルをハウジング内面に当接した状態で、下方からノズル押さえを当て、このノズル押さえをハウジングに固定することにより、ノズルを所定位置に固定している。また、ノズル押さえの下方にはプロテクタキャップが設けられており、プロテクタキャップとノズル押さえとの間に形成された空間にガスを供給し、液柱の周りにガスを流すことによって液柱の流れを整えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１８０３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような構造のレーザー加工装置では、ノズル押さえ及びプロテクタキャップの間に空間を形成するために、ノズル押さえ及びプロテクタキャップの軸線方向の厚みを比較的小さく設計しなければならない。このため、ノズル押さえの剛性が小さく、ノズル押さえを取り付ける際に確実な固定又は嵌合が弱くなる傾向がある。その結果、ノズルの取付位置の傾きを生じ、この傾きが加工精度に影響を及ぼす。特に、５軸加工を行うレーザー加工装置の場合では、ノズルの軸の傾きが加工精度に及ぼす影響は非常に大きく、加工精度の悪化を招く場合がある。
一方、反対に、ノズル押さえの剛性を確保するためにノズル押さえの厚みを大きくすると、加工ヘッド全体が大きくなり、ノズルと被加工物との間の距離が大きくなる。この場合、液柱が被加工物に到達するまでに乱れやすくなり、やはり加工精度の悪化を招く場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、ノズルの固定を確実にし、ノズルの軸の傾きを防止することができるレーザー加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明のレーザー加工装置は、液柱内に導かれたレーザーにより被加工物を加工するレーザー加工装置であって、ハウジング内に収容され、液体を噴射して液柱を形成するノズルと、液柱内にレーザー光源からのレーザーを集光させるレーザー光学装置と、ハウジングに設けられ、ノズルをハウジング内に固定する構造を有するノズル押さえと、ノズル押さえ内に設けられた整流手段と、を備え、整流手段は、逆円錐状の凹部を有し、液柱の周りに供給された流体によって液柱の流れを整えるガイド部と、液柱と垂直な平面上に互いに等角度の間隔で設けられ、ガイド部に流体を供給するための複数の流体供給通路と、ガイド部の外周に設けられ、流体供給通路に流体を分配する環状の分配通路と、凹部内の空間に連通する、円柱状又はディスク状の上部空間と、上部空間の外周側下方に設けられ、液体供給通路に連通する環状又は円筒形の下部空間と、を有し、流体供給通路から供給された流体の流れ方向をノズルの軸に沿った方向に変える流れ変更流路と、ガイド部の最下端に液柱と同軸に設けられ、ガイド部から流体を排出するための流体排出孔と、を含む、ことを特徴としている。
また、本発明のレーザー加工装置は、液柱内に導かれたレーザーにより被加工物を加工するレーザー加工装置であって、液体を噴射して液柱を形成するノズルと、液柱内にレーザー光源からのレーザーを集光させるレーザー光学装置と、液柱の流れを整える整流手段と、を備え、整流手段は、液柱の周りに供給された流体によって液柱の流れを整えるガイド部と、ガイド部に流体を供給するための流体供給通路と、ガイド部から流体を排出するための流体排出通路と、を有し、ノズルは、ハウジング内に収容されるとともに、ノズル押さえによってハウジング内に固定され、ノズル押さえ内に、ガイド部、流体供給通路、及び流体排出通路が形成されている、ことを特徴としている。
【０００７】
このような構成の本発明では、ノズル押さえ内にガイド部、流体供給通路、及び流体排出通路が形成されているので、従来ノズル押さえとプロテクタキャップとの間に形成していた空間をノズル押さえ内に形成することが可能になる。したがって、ノズル押さえを従来よりも大きく且つ厚く形成することが可能になるから、ノズル押さえの剛性が高まり、液体の圧力によるノズル押さえの傾きが防止される。これにより、ノズル押さえによってノズルが所定位置に確実に固定され、ノズルの軸の傾きが防止される。
【０００８】
本発明において、好ましくは、流体供給通路は、分配通路と下部空間とを連通するように配設される。
また、本発明において、好ましくは、ガイド部は、ノズル押さえとは別体で形成されるとともに、ノズル押さえに形成された凹部内に収容される。
このような構成の本発明では、ガイド部がノズル押さえとは別体で形成されているので、ガイド部の製作が容易となり、また、ガイド部の形状に関する設計の自由度が高くなる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、ガイド部は、逆円錐状の凹部を有し、流体排出通路は、ガイド部の最下端に形成されている。
このような構成の本発明では、ガイド部が逆円錐状の凹部を有するので、ガイド部に供給された流体が、液柱の流れを阻害することなく液柱の流れを整える。また、液柱の液体がガイド部内に留まった場合であっても、ガイド部の逆円錐状の凹部によって液体が下方に移動し、ガイド部の最下端に形成された流体排出通路から排出される。したがって、ガイド部内に液体が溜まるのが防止される。
【００１０】
本発明において、好ましくは、ノズル及びノズル押さえは、ハウジングに形成された、互いに交わる少なくとも２つの面に対して固定される。
このような構成の本発明では、ノズル及びノズル押さえが、ハウジングに形成された、互いに交わる少なくとも２つの面に対して固定されることにより、ノズルの軸の傾きが防止され、ノズルのハウジングへの固定がより確実となる。
また、本発明において、好ましくは、ハウジングは、ノズルを収納するノズル用凹部を有し、ノズル押さえは、ノズルを収納する凹部を有し、ノズルは、ノズル用凹部に対して、互いに交わる少なくとも２つの面で当接して固定され、ノズル押さえは、ハウジングの下部に設けられた液柱と垂直な平面とノズルの外面とに当接することにより、互いに交わる少なくとも２つの面で固定されている。
【００１１】
本発明において、好ましくは、ノズル押さえの先端には、ノズル側に凹んだ凹部が形成されている。
このような構成の本発明では、ノズル押さえの先端に凹部が形成されているので、例えば被加工物に当たってはね返った液体がノズル押さえの先端に付着した場合でも、付着した液体が凹部に沿って外側に移動して、凹部の外縁から下方に落ちる。したがってノズル押さえの先端に液体が付着して留まるのが防止され、付着した液体による液柱の乱れを防止することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、ガイド部とノズルとの間には空間が形成され、空間は、流体供給通路から供給された流体の流れ方向を、ノズルの軸に沿った方向に変える流れ変更流路を有する。
このような構成の本発明では、空間が流れ変更流路を有するので、流体供給通路からの流体が、流れ変更流路によってノズルの軸に沿った方向に変更され、空間からガイド部に供給される。流体供給通路からの流体が、ノズルの軸に沿った方向の流れに変更されるので、ノズルから噴射される液柱に流体が直接当たるのが防止される。したがって流体供給通路からの流体によって、液柱が乱されることなく整流される。
【００１３】
本発明において、好ましくは、流体供給通路は、ガイド部の半径方向に対して角度を有してガイド部に開口している。
このような構成の本発明では、流体供給通路がガイド部の半径方向に対して角度を有してガイド部に開口しているので、ノズルから噴射される液柱に流体が直接当たるのが防止される。したがって流体供給通路からの流体によって、液柱が乱されることなく整流される。
【００１４】
本発明において、好ましくは、ノズル押さえには、縮径部が形成され、縮径部とハウジングとの間に形成される空間により、流体供給通路に流体を分配する分配通路が形成される。
このような構成の本発明では、ノズル押さえに形成された縮径部とハウジングとの間の空間によって分配通路が形成されるので、ノズル押さえに縮径部を形成し、ハウジングに取り付けることによって分配通路が形成される。したがってノズル押さえには縮径部を形成すればよいから、分配通路の形成が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置の全体概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置の一部拡大図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】本発明に係るレーザー加工装置の整流手段の変形例を示す図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施形態を、添付図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置１の全体概略図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係るレーザー加工装置１の一部拡大図である。なお、図１における上下方向を本実施形態におけるレーザー加工装置１の上下方向として説明する。
図１に示すように、本実施形態のレーザー加工装置１は、レーザー加工ヘッド２と、このレーザー加工ヘッド２を通って被加工物Ｗにレーザーを照射する光学装置４と、被加工物Ｗに噴流液体である水を高圧で噴射するための液体噴射手段６と、噴射された液柱の流れを整流するための整流手段８と、を備えている。
【００１７】
レーザー加工ヘッド２は、略円筒形状に形成されたハウジング１０を備え、ハウジング１０内の上方には光学装置４の一部が収容され、ハウジング１０内の下方には液体噴射手段６の一部が設けられている。ハウジング１０の内部下方には、噴流液柱Ｆを噴射するための、上下方向に貫通するノズル孔１２が形成されたノズル１４が設けられている。
【００１８】
ノズル１４は、図２にも示すように、ハウジング１０内部に形成された円柱状のノズル用凹部１６に収容されている。このノズル用凹部１６は、ハウジング１０の下方に向かって開口しており、開口した側とは反対側の底面１６Ａとその周囲の内周面１６Ｂとを有する。したがって、ノズル１４は、ノズルの上面１４Ｃとハウジング１０のノズル用凹部１６の底面１６Ａが当接するとともに、これに直交するノズルの外周面１４Ｂとノズル用凹部１６の内周面１６Ｂが当接することによって、嵌合されている。そのため、ノズル１４は、ハウジング１０に対して互いに直交する２つの面で当接及び固定されている。
【００１９】
ノズル押さえ１８は、ハウジング１０のノズル用凹部１６の下方に、ノズル用凹部１６よりも大きな直径で形成された円柱状の凹部２０に収容されている。凹部２０は、ハウジング１０の下方に向かって開口しており、開口した側とは反対側の底面２０Ａと、その周囲の内周面２０Ｂとを有する。凹部２０の内周面２０Ｂの下端には雌ねじ２２が形成されており、この雌ねじ２２にノズル押さえ１８の外周面に形成された雄ねじ２４が螺合することにより、ノズル押さえ１８がハウジング１０に当接及び固定されている。
ノズル押さえ１８の上面には、凹部２６が形成されており、この凹部２６にノズル１４の下部が嵌合されている。凹部２６は、ノズル押さえ１８の上方に向かって開口しており、開口した側とは反対側の底面２６Ａと、その周囲の内周面２６Ｂとを有する。ノズル押さえ１８がハウジング１０の凹部２０に収納されてノズル１４を固定した状態では、ノズル押さえ１８の凹部２６の底面２６Ａにノズル１４の下面１４Ａが当接するとともに、ノズル押さえ１８の外周面である雄ねじ２４がハウジング１０の凹部２０において内周面２０Ｂの下端の雌ねじ２２に螺合する。ここで、ハウジング１０の凹部１６の底面１６Ａ及びハウジング１０の凹部２０の底面２０Ａと、凹部２０の内周面２０Ｂとは互いに直交しているので、ノズル押さえ１８は、ハウジング１０に対して互いに直交する２つの面で間接的に当接し、上向きの付勢力が与えられ、固定されている。また、このような固定構造により、ノズル１４の下面１４Ａとノズル押さえ１８の凹部２６の底面２６Ａが当接するとともに、これに直交するノズル押さえ１８の凹部２６の内周面２６Ｂとノズルの外周面１４Ｂが当接することによって、ノズル１４がノズル押さえ１８の凹部２６に嵌合されている。したがって、ノズル１４は、その下方をノズル押さえ１８に対して互いに直交する２つの面で間接的に当接及び固定されている。
【００２０】
光学装置４は、所定の位置にレーザーを集光させる図示しないレーザー光学系と、レーザー光学系にレーザーを入射させるレーザー発振器３０とを備える。
レーザー光学系は、レーザー発振器３０から出射されたレーザーを光ファイバ等でレーザー加工ヘッド２に導くと共に、このレーザーをレーザー加工ヘッド２内のノズル孔１２の上端の開口近傍の位置で集光させるように構成されている。なお、図１のレーザー加工ヘッド２内には、図示しない集光レンズによって集光されたレーザーの光路のみが示されている。
【００２１】
レーザー発振器３０は、所定強度のレーザーを生成するように構成されている。本実施形態においては、レーザーとしてグリーンレーザーを使用しているが、水に吸収されにくい吸収率の低いレーザーであれば、その種類は任意に選択することができる。
グリーンレーザーは、２倍波(ＳＨＧ)ＹＡＧレーザーであり、波長が５３２ｎｍである。グリーンレーザーは、ＹＡＧレーザー(波長１０６４ｎｍ)やＣＯ2レーザー(波長１０．６μｍ)と異なり、水を通過しやすい特徴を有するため、噴流液体として安価で入手が容易な水を使用する場合には、レーザーの伝搬効率を向上させることができる。また、水に吸収され難いため、熱レンズの発生を抑制することで、レーザー加工ヘッド２内のノズル孔１２の開口近傍の位置に精度よくレーザーを導くことが容易となる。このため、ノズル１４の損傷を防止するとともに、安定した加工品質を確保することができる。
【００２２】
液体噴射手段６は、液体供給源３２と、液体供給源３２からの液体からイオンを除去する等の処理を行う液体処理装置３４と、液体供給源３２から供給された液体をレーザー加工ヘッド２に圧送する高圧ポンプ３６と、高圧ポンプ３６とレーザー加工ヘッド２の間に設けられ、液体から不純物等を除去するための高圧フィルタ３８と、レーザー加工ヘッド２内に形成され、高圧ポンプ３６から送られた高圧の液体をノズル１４に導く液体流路４０と、を備える。本実施形態では、液体として水を採用している。
【００２３】
図３は、図２のIII−III断面図である。この図３及び前述の図２に示すように、整流手段８は、液柱の周りに供給された流体によって液柱の流れを整えるためのガイド部材４２と、ガイド部材４２に流体を供給するための複数の流体供給通路４４と、複数の流体供給通路４４に流体を分配する分配通路４６と、分配通路４６に流体を供給する流体供給管４８と、流体供給管４８に流体を供給する流体供給手段５０と、ガイド部材４２から流体を排出するための流体排出通路５２と、を備える。本実施形態では流体として空気を採用している。
【００２４】
ガイド部材４２は、ノズル押さえ１８とは別体に形成された円柱状部材であり、ノズル押さえ１８の凹部２６の底面２６Ａに形成された、凹部２６よりも直径の小さい円柱状の凹部５４内に収容されている。ガイド部材４２には、ノズル１４の軸線に沿って逆円錐状の凹部の形状のガイド部５６が形成されており、ガイド部５６の下端にはガイド部５６とガイド部材４２の下面とを連通する連通孔５８が形成されている。
ガイド部材４２の上面４２Ａとノズル１４の下面１４Ａとの間には隙間が形成されている。また、ガイド部材４２の外周面の上端には、ガイド部材４２の外周面の直径よりも小さい直径の円筒状の縮径部６０が形成され、縮径部６０とガイド部材４２の外周面との間に段差が形成されている。このような形状により、ガイド部材４２、ノズル１４、及びノズル押さえ１８の間には、空間６２が形成されている。空間６２は、ガイド部材４２の上面と、ノズル１４の下面１４Ａとの間に形成された円柱状あるいはディスク状の上部空間６２Ａと、上部空間６２Ａの下方に設けられ、ガイド部材４２の縮径部６０とノズル押さえ１８の凹部５４の内周面との間に形成された環状あるいは円筒形の下部空間６２Ｂとを有する。
【００２５】
流体供給通路４４は、図３にも示すように、ノズル押さえ１８の外周面と凹部５４の内周面とを連通するように、ノズル押さえ１８の半径方向に沿って且つ水平方向に貫通して形成されている。本実施形態では、流体供給通路４４は、ノズル押さえ１８の周囲に互いに等角度の間隔を有して４本形成されている。これらの流体供給通路４４は、凹部５４の内周面において、ガイド部材４２の縮径部６０の外周面に対向するように、空間６２の下部空間６２Ｂに開口している。より詳細には、凹部５４へ開口する流体供給通路４４の下端部は、縮径部６０の下端よりも上方に位置し、且つ、凹部５４へ開口する流体供給通路４４の上端部は、縮径部６０の上端とほぼ同じか、上端よりも下方に位置している。
【００２６】
分配通路４６は、ノズル押さえ１８の外周面上端に形成され、ノズル押さえ１８の直径よりも小さい直径で形成された円柱形の縮径部６４と、ノズル押さえ１８の外周面と縮径部６４との間に形成された段差による環状の平面６５と、ハウジング１０の凹部２０、具体的には凹部２０の底面２０Ａ及び内周面２０Ｂとの間に形成される空間によって形成された、環状の通路である。なお、前述の流体供給通路４４は、縮径部６４の外周面に開口している。
【００２７】
流体供給管４８は、分配通路４６の上面とハウジング１０の外周面とを連通する。
流体供給手段５０は、流体供給源６６と、流体供給源６６から供給される圧縮空気の圧力を制御する流体コントローラ６８と、を有する。流体コントローラ６８は、流体供給管４８に接続されている。
【００２８】
流体排出通路５２は、ノズル１４の軸線に沿って上下方向に形成されており、ガイド部材４２に形成された連通孔５８に連続している。この流体排出通路５２は、流体を排出する通路であるとともに、ノズル１４から噴射された液柱が通過する孔でもある。
【００２９】
ノズル押さえ１８の下面には、ノズル１４側に凹んだ凹部７２が形成される。本実施形態では、凹部７２は、流体排出通路５２の周囲に形成される平坦部７２Ａと、平坦部７２Ａの外周側に形成される凸部７２Ｂとを有している。凸部７２Ｂは、図２に示すように、外周面がノズル押さえ１８の外周面と一致し、内周面が下方にいくにしたがって外側に傾斜する傾斜面となった、断面三角形状となっている。
【００３０】
このような構造の本実施形態に係るレーザー加工装置１では、次のように動作する。
被加工物Ｗをレーザー加工する場合には、被加工物Ｗをノズル１４の下方の載置台Ｔに載置する。次に、レーザー発振器３０からレーザーを出射させると、レーザーは、レーザー光学系２８に入射し、レーザー加工ヘッド２内に導かれる。レーザーは、レーザー光学系２８の集光レンズ等によって、ノズル孔１２の上端開口の位置近傍に集光される。
一方、液体噴射手段６は、液体供給源３２からの水を高圧ポンプ３６で圧送し、液体流路４０を通ってノズル１４から噴流液柱Ｆを被加工物Ｗに向かって噴出する。なお、このとき、噴出された噴流液柱Ｆの径は、ノズル孔１２の孔径よりもわずかに大きくなる。噴流液柱Ｆは、ガイド部材４２の連通孔５８とノズル押さえ１８の連通孔７０とによって構成された流体排出通路５２を通って被加工物Ｗに到達する。レーザー光学系２８によってノズル孔１２の上端開口近傍に集光されたレーザーは、噴流液柱Ｆ内を全反射しながら噴流液柱Ｆに導かれ、被加工物Ｗまで到達して被加工物Ｗをレーザー加工する。
【００３１】
整流手段８では、流体供給源６６から流体を供給すると、流体は、流体供給管４８及び分配通路４６を通って複数の流体供給通路４４に供給される。流体供給通路４４を通る流体は、水平方向外側から半径方向内側に向かって流れ、下部空間６２Ｂに入り、ガイド部材４２の縮径部６０の外周面に当たって、その流れの方向を９０度変えて上方に向かう。したがって、下部空間６２Ｂは、流体の流れを半径方向内方からノズルの軸に沿った方向に変える流れ変更流路として機能する。
流体はその後、上部空間６２Ａに外周下方から流れ込み、ノズル１４の下面１４Ａに当たって再び半径方向内方に向かい、ガイド部材４２のガイド部５６に入る。逆円錐状のガイド部５６内で流体は徐々に絞られながら噴流液柱Ｆの周りに供給され、噴流液柱Ｆの流れを整える。流体は、噴流液柱Ｆとともに連通孔５８及び液体排出通路５２を通って被加工物Ｗ側に排出される。流体は、液体排出通路５２から出た後は、被加工物Ｗに当たった水や加工時に発生したドロス等を被加工物Ｗ上から排除する。
【００３２】
被加工物Ｗに噴流液柱Ｆが当たってはね返り、ノズル押さえ１８の下面に水滴が付着した場合、水滴はノズル押さえ１８下面の凹部７２に沿って外側に移動し、凸部７２Ｂの先端から落下してノズル押さえ１８から除去される。
【００３３】
このように構成された本実施形態によれば、次の優れた効果を得ることができる。
ノズル押さえ１８内にガイド部材４２、流体供給通路４４、及び流体排出通路５２が形成されているので、従来のようにノズル押さえとプロテクタキャップとを別体で設ける必要がなく、ノズル押さえ１８の厚み等の寸法を従来の構造より大きく設定することができ、ノズル押さえ１８の剛性を向上させることができる。これにより、ノズル押さえ１８によってノズル１４をより確実に固定することができ、ノズル１４の軸が傾くのを防止することができる。また、ノズル押さえ１８内に整流手段８の一部を形成することができるので、ノズル１４の確実な固定を実現しながら、レーザー加工ヘッド２の大型化を回避することができる。以上のような構造により、本実施形態のレーザー加工装置では、例えば５軸加工を行う場合であっても精度の高い加工を行うことができる。
【００３４】
ガイド部材４２が、ノズル押さえ１８とは別体で形成され、ノズル押さえ１８の凹部５４に収容される構造となっているので、ガイド部材４２の製作を容易に行うことができる。したがってガイド部５６の形状の設計自由度を高くすることができ、ガイド部５６の形状を、精度よく、液柱の整流に適したものとすることができる。
【００３５】
ガイド部５６が逆円錐状の凹部となっており、その最下端に連通孔５８が形成され、この連通孔５８が流体排出通路５２に連通しているので、ガイド部５６の内面に付着した液滴がガイド部５６内に溜まるのを防止して、流体排出通路５２から排出することができる。これにより、ガイド部５６内の液体によって液柱が乱されることがなく、乱れのない液柱を形成することができる。
【００３６】
ノズル１４は、ノズル１４の上面１４Ｃがハウジング１０のノズル用凹部１６の底面１６Ａと当接し、ノズル１４の外周面１４Ｂが、ハウジング１０のノズル用凹部１６の底面１６Ａと直交する、ノズル用凹部１６の内周面１６Ｂと当接しており、ノズル押さえ１８によって下方から固定されている。したがって、ノズル１４の上下方向及び水平方向（左右方向）の位置ずれ及び傾きを防止することができ、ノズル１４の軸の傾きを防止することができる。
【００３７】
ノズル１４の下面１４Ａがノズル押さえ１８の凹部２６の底面２６Ａと当接し、ノズル１４の外周面１４Ｂが、ノズル押さえ１８の凹部２６の底面２６Ａと直交する、ノズル押さえ１８の凹部２６の内周面２６Ｂと当接しており、ノズル押さえ１８の外周面の雄ねじ２４がハウジング１０の凹部２０の内周面２０Ｂの雌ねじ２２と螺合することにより、ノズル１４がノズル押さえ１８で固定されている。したがって、ノズル１４の上下方向及び水平方向（左右方向）の位置ずれ及び傾きを防止することができ、ノズル１４の軸の傾きを防止することができる。
さらに、ノズル押さえ１８の外周面の雄ねじ２４がハウジング１０の凹部２０の内周面２０Ｂの雌ねじ２２と螺合することによって、ノズル押さえ１８及びノズル１４がハウジング１０に締め込まれる。その結果、上方向への付勢力によって、ハウジング１０、ノズル１４、及びノズル押さえ１８の各面を歪みのない適切な位置で当接、固定及び嵌合することができ、ノズル１４の軸の傾きを防止することができる。
【００３８】
ノズル押さえ１８の下端に凹部７２が形成されているので、噴流液柱Ｆが被加工物に当たって液体がはね返る等によりノズル押さえ１８の下端に液体が付着した場合でも、液体が外周側の凸部７２Ｂへ移動してノズル押さえ１８から落下する。したがってノズル押さえ１８の下端に液体が付着したままとなるのを防止することができ、付着した液体によって噴流液柱Ｆが乱れるのを防止することができる。
【００３９】
ガイド部材４２の縮径部６０とノズル押さえ１８との間に形成された下部空間６２Ｂが、流体供給通路４４からの流体の流れを、半径方向内方からノズル１４の軸に沿った上方に変更する、流れ変更流路として機能する。したがって、流体供給通路４４からの流体が直接液柱Ｆに衝突するのを防止することができ、よって流体による液柱Ｆの乱れを防止することができる。
【００４０】
分配流路４６が、ノズル押さえ１８の縮径部６４とハウジング１０の凹部２０の内面との間に形成されているので、分配流路４６を容易に形成することができる。つまり、ノズル押さえ１８に縮径部６４を形成し、ノズル押さえ１８をハウジング１０に取り付けることによって分配流路４６が形成されるので、例えばノズル押さえ１８に流体を分配するための貫通孔を形成する場合に比べて、分配流路の形成が容易となる。また、分配流路４６が設けられているので、流体供給源６６から供給される流体を分配流路４６内で一時的に滞留させ、流体供給通路４４へ安定した量の流体を均等に供給することができる。
【００４１】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、例えば、以下のような態様であってもよい。
流体供給通路は、前述の実施形態のようにガイド部の水平方向に沿って半径方向内側に向かって形成されているものに限らず、例えばガイド部の半径方向に対して角度を有して形成されていてもよい。図４は、本発明に係るレーザー加工装置の整流手段の変形例を示す図であり、図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。これらの図４及び図５に示すように、ノズル押さえ８０に形成された複数の流体供給通路８２は、ガイド部材８４の半径方向に対して角度を有して配置されている。具体的には、流体供給通路８２は、それぞれ、ガイド部材８４の上部に形成された円柱状の空間８６の接線方向に開口している。このような構造の流体供給通路８２では、流体供給通路８２から供給される流体が直接液柱に当たらないので、噴流液柱を乱すのを防止することができる。
【００４２】
また、この場合には、流体供給通路８２から供給される流体が直接液柱に当たらないので、前述の実施形態で設けた下部空間６２Ｂによる流れ変更流路が不要である。したがって、図４に示すように、ガイド部材８４の上部には縮径部が設けられておらず、その上部の空間８６は、円柱状となっていてもよく、流体供給通路８２は、ガイド部材８４の上部において空間８６に開口していてもよい。
【００４３】
流体供給通路は、前述の実施形態では、ガイド部材の縮径部の外周面に対向するように開口していたが、これに限らず、流体供給通路の開口部の少なくとも一部がガイド部の縮径部の外周面に対向していてもよい。
【００４４】
ガイド部は逆円錐状でなくてもよく、紡錘状、円弧状等、任意の流線形状等を採用することができる。また、ガイド部は、ノズル押さえと一体に形成されていてもよい。
ノズル押さえの先端の凹部は、ノズル１４側に凹んだ形状となっていればよく、例えば円錐状でも、半球状でも任意の形状を採用することができる。また、この凹部は、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４５】
ノズル及びノズル押さえは、ハウジングの互いに直交した２つの面に対して固定されていたが、これに限らず、ハウジングの、互いに交わる少なくとも２つの面に対して固定されていればよい。また、ノズル及びノズル押さえは、必ずしも互いに交わる少なくとも２つの面に対して固定されていなくてもよい。
分配流路は、ノズル押さえに形成された縮径部とハウジングとの間に形成された空間によって構成されているものに限らず、ノズル押さえあるいはハウジングに環状の孔を形成してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  レーザー加工装置
２  レーザー加工ヘッド
４  光学装置
６  液体噴射手段
８  整流手段
１０  ハウジング
１４  ノズル
１８，８０  ノズル押さえ
４２，８４  ガイド部材
４４，８２  流体供給通路
４６  分配流路
５２  流体排出通路
５６  ガイド部
６２，８６  空間
【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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