(57)【要約】【課題】  従来法に比較しより堅牢、簡単シンプルな方法でレーザ加工できるレーザ加工装置用加工ヘッドを提供する。【解決手段】  従来のレーザ光を被加工物に照射するレーザ加工装置用加工ヘッドに変わって、平行光線を焦点に集光する集光レンズと、前記集光レンズに入射する前記平行光線の進む方向に一致して延びる軸を回転軸として回転自在になった回転部材と、前記回転部材を回転軸のまわりに回転させる回転機構と、前記平行光線を前記集光レンズに入射する様に前記集光レンズを前記回転部材に固定する集光レンズ固定機構と、を備えるものとした。【選択図】    図１
2015205279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を被加工物に照射するレーザ加工装置用加工ヘッドであって、
平行光線を焦点に集光する集光レンズと、
前記集光レンズに入射する前記平行光線の進む方向に一致して延びる軸を回転軸として回転自在になった回転部材と、
前記回転部材を回転軸のまわりに回転させる回転機構と、
前記平行光線を前記集光レンズに入射する様に前記集光レンズを前記回転部材に固定する集光レンズ固定機構と、
を備えることを特徴とするレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項２】
前記回転機構が前記回転部材に連結される羽根車とガスを前記羽根車に当たる様に導入するガス導入機構とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項３】
前記回転部材を回転自在に支持するトーチボデイと、
ガスを被加工物のレーザ光の当たる箇所に案内するシールドノズルと、
を備え、
前記トーチボデイが前記ガスを前記羽根車にあたった後で前記シールドノズルの中に案内する経路を形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項４】
前記集光レンズ固定機構が前記集光レンズの主軸を前記回転軸から所定距離Ｌだけ偏心させる機構である、
ことを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項５】
前記集光レンズ固定機構が前記集光レンズの主軸を前記回転軸に所定角度θで交差させる機構である、
ことを特徴とする請求項４に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項６】
前記集光レンズに入射する前記平行光線の中心軸と前記回転軸とが一直線上に乗る様になる、
ことを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項７】
前記集光レンズ固定機構が前記集光レンズの主軸を前記回転軸から所定距離Ｌだけ偏心させる機構である、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項８】
前記集光レンズ固定機構が前記集光レンズの主軸を所定の角度θだけ前記回転軸に交差させる機構である、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項９】
前記集光レンズに入射する前記平行光線の中心軸と前記回転軸とが一直線上に乗る様になる、
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工に用いられるレーザ加工装置用加工ヘッドに係る。特にレーザ加工の方法を改革、改善するレーザ加工装置用加工ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物を加工するのにレーザ加工装置が用いられる場合がある。
例えば、被加工物を溶接加工するのにレーザ加工装置が用いられる。
例えば、被加工物を溶解するのにレーザ加工装置が用いられる。
例えば、被加工物を加熱するのにレーザ加工装置が用いられる。
例えば、被加工物を切断するのにレーザ加工装置が用いられる。
一般的なレーザ光加工では、レーザ光を集光レンズにより集光し、その焦点部近傍に部材を位置づけて加工される。従って、そのレーザ光による加工点のエネルギー密度は高く、極小点に限られる。このことは、熱影響が少ない微細、小域の加工例えば金属切断、深溶け込み溶接等に適している。
他方、レーザ光特性を生かし且つ幅を持たせた加工領域が要求される加工には不向きである。例えば、ビード幅が広く溶け込みの深い溶接結果を得たい場合、この他滑らかな溶接面を得たい場合、巾広の金属表面改質をしたい場合、等が上げられる。
そのような不向きな加工に対して従来の方法はミラーにレーザ光を当てこれを振ることにより光路を変化させて行う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、前述のレーザ加工に不向きな点の改善、改良点に於て従来法に比較しより堅牢、簡単シンプルな方法でレーザ加工できるレーザ加工装置用加工ヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係るレーザ光を被加工物に照射するレーザ加工装置用加工ヘッドであって、平行光線を焦点に集光する集光レンズと、前記集光レンズに入射する前記平行光線の進む方向に一致して延びる軸を回転軸として回転自在になった回転部材と、前記回転部材を回転軸のまわりに回転させる回転機構と、前記平行光線を前記集光レンズに入射する様に前記集光レンズを前記回転部材に固定する集光レンズ固定機構と、を備えるものとした。
【０００５】
上記本発明の構成により、集光レンズは、平行光線を焦点に集光する。回転部材は、前記集光レンズに入射する前記平行光線の進む方向に一致して延びる軸を回転軸として回転自在になった。回転機構は、前記回転部材を回転軸のまわりに回転させる。集光レンズ固定機構は、前記平行光線を前記集光レンズに入射する様に前記集光レンズを前記回転部材に固定する。
その結果、前記集光レンズにより集光したレーザ光の焦点を被加工物に合わせると、被加工物のレーザ光の当たる箇所をレーザ加工できる。
【０００６】
以下に、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドを説明する。本発明は、以下に記載した実施形態のいずれか、またはそれらの中の二つ以上が組み合わされた態様を含む。
【０００７】
本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドは、前記回転機構が前記回転部材に連結される羽根車とガスを前記羽根車に当たる様に導入するガス導入機構とを有する。
上記の実施形態の構成により、前記回転機構の羽根車は、前記回転部材に連結される。前記回転機構のガス導入機構は、ガスを前記羽根車に当たる様に導入する。
その結果、簡易な構造により前記回転部材に固定される前記集光レンズを回転軸の回りに回転できる。
【０００８】
本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドは、前記回転部材を回転自在に支持するトーチボデイと、ガスを被加工物のレーザ光の当たる箇所に案内するシールドノズルと、を備え、前記トーチボデイが前記ガスを前記羽根車にあたった後で前記シールドノズルの中に案内する経路を形成される。
上記の実施形態の構成により、トーチボデイは、前記回転部材を回転自在に支持する。シールドノズルは、ガスを被加工物のレーザ光の当たる箇所に案内する。前記トーチボデイが前記ガスを前記羽根車にあたった後で前記シールドノズルの中に案内する経路を形成される。
その結果、前記トーチボデイと前記シールドノズルとをコンパクトにできる。
【０００９】
本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドは、前記集光レンズ固定機構が前記集光レンズの主軸を前記回転軸から所定距離Ｌだけ偏心させる機構である。
上記の実施形態の構成により、前記集光レンズ固定機構が前記集光レンズの主軸を前記回転軸から所定距離Ｌだけ偏心させる。
その結果、前記集光レンズにより集光したレーザ光が所定距離に対応した直径の軌跡に沿って移動できる。
【００１０】
本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドは、前記集光レンズの主軸を前記回転軸に所定角度θで交差させる機構である。
上記の実施形態の構成により、前記集光レンズ固定機構が前記集光レンズの主軸を前記回転軸に所定角度θで交差させる。
その結果、前記集光レンズにより集光したレーザ光が前記所定角度θに対応した直径の軌跡に沿って移動できる。
【００１１】
本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドは、前記集光レンズに入射する前記平行光線の中心軸と前記回転軸とが一直線上に乗る様になる。
上記の実施形態の構成により、前記集光レンズに入射する前記平行光線の中心軸と前記回転軸とが一直線上に乗る。
その結果、集光レンズに入射する平行光線のエネルギーを有効に利用できる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明に係るレーザ加工装置用加工ヘッドは、その構成により、以下の効果を有する。
平行光線が前記集光レンズに入射し、前記集光レンズを前記回転軸の回りに回転させる様にしたので、前記集光レンズにより集光したレーザ光の焦点を被加工物に合わせると、被加工物のレーザ光の当たる箇所をレーザ加工できる。
また、前記ガス導入機構によりガスを前記回転部材に連結される前記羽根車に当てる様にしたので、簡易な構造により前記回転部材に固定される前記集光レンズを回転軸の回りに回転できる。
また、ガスが前記羽根車に当たり前記羽根車を回転させ、前記トーチボデイに回転自在に支持される前記回転部材が回転し、前記羽根車にあたったガスが前記シールドノズルの中に案内されて、前記シールドノズルにより被加工物のレーザ光の当たる箇所に案内される様にしたので、前記トーチボデイと前記シールドノズルとをコンパクトにできる。
また、前記集光レンズの主軸を前記回転軸から所定距離Ｌだけ偏心する様にしたので、前記集光レンズにより集光したレーザ光が所定距離Ｌに対応した直径の軌跡に沿って移動できる。
また、前記集光レンズの主軸を所定角度θだけ前記回転軸に交差させて前記平行光線が前記集光レンズに入射する様にしたので、前記集光レンズにより集光したレーザ光が所定角度θに対応した直径の軌跡に沿って移動できる。
また、前記集光レンズに入射する前記平行光線の中心軸と前記回転軸とが一直線上に乗る様にしたので、集光レンズに入射する平行光線のエネルギーを有効に利用できる。
従って、前述のレーザ加工に不向きな点の改善、改良点に於て従来法に比較しより堅牢、簡単シンプルな方法でレーザ加工できるレーザ加工装置用加工ヘッドを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの側面断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドのＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第一の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドのＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第二の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの側面断面図である。
【図５】本発明の第二の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドのＣ−Ｃ断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの作用説明図その１である。
【図７】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの作用説明図その２である。
【図８】本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの作用説明図その３である。
【図９】レーザ加工装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドを、図面を参照して、説明する。
図９は、レーザ加工装置の一例を示す。
レーザ加工装置１００は、レーザ発振器１１０とレーザ導光ケーブル１２０と加工ヘッド１３０とで構成される。
レーザ発振器１１０は、レーザを発振する機器である。
レーザ発振器１１０は、ファイバレーザ発振器であってもよい。
レーザ発振器１１０は、炭酸ガスレーザ発振器であってもよい。
レーザ導光ケーブル１２０は、レーザ発振器の発振したレーザ光をトーチに導く機器である。
レーザ導光ケーブル１２０は、レーザ導光ファイバ１０で構成されてもよい。
レーザ導光ファイバ１０は、レーザ光を導く光ファイバである。
加工ヘッド１３０は、レーザ導光ケーブルの導いたレーザ光を被加工物に照射する器具である。
レーザ加工は、溶接、加熱、溶融、切断、等の加工である。
【００１５】
最初に、本発明の第一の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドを、説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの側面断面図である。図２は、本発明の第一の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドのＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の第一の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドのＢ−Ｂ断面図である。
以下では、説明の便宜上、レーザ加工装置はファーバレーザ加工装置であるとして、説明する。
【００１６】
レーザ加工装置用加工ヘッドは、トーチボデイ２０とシールドノズル３０とコリメータレンズ４０と集光レンズ５０と回転部材６０と回転機器７０と集光レンズ固定機構８０とで構成される。
【００１７】
トーチボデイ２０は、レーザ加工装置用加工ヘッドの骨格を形成する主要構造体である。
トーチボデイ２０は、トーチボデイ本体２１とガス案内経路２２とで構成されてもよい。
トーチボデイ本体２１は、トーチボデイ２０を形成する部材である。
例えば、トーチボデイ本体２１は、略筒状の外形を持つ部材である。
例えば、トーチボデイ本体２１は、略円筒状の外形を持つ部材である。
ガス案内経路２２は、後述するガスを後述する羽根車７１に当たった後で後述するシールドノズル３０の中に案内する経路である。
例えば、ガス案内経路２２は、後述するガスを後述する羽根車７１に当たった後で後述するシールドノズル３０の中に案内するためにトーチボデイ本体２１に形成された切り欠き溝である。
レーザ導光ファイバ１０の端部が、トーチボデイ本体２１に固定されてもよい。
例えば、レーザ導光ファイバ１０の端部が、筒状の外形をもつトーチボデイ本体２１の一方の端部に固定される。
【００１８】
シールドノズル３０は、シールドガスを被加工物のレーザ光が当たる箇所に案内する部材である。
シールドノズル３０は、シールドガスを被加工物のレーザ光が当たる箇所を覆うようにに案内する部材である。
シールドノズル３０は、トーチボデイ本体２１に固定される。
例えば、シールドノズル３０は、円筒状の外形をもつトーチボデイ本体２１の他方の端部に固定される。
例えば、シールドノズル３０は、円筒状の外形をもつトーチボデイ本体２１の他方の端部にねじ固定される。
【００１９】
コリメータレンズ４０は、レーザ光を入射して平行光線を出射する光学レンズである。
例えば、コリメータレンズ４０は、レーザ導光ファイバ１０により導びかれるレーザ光を入射して平行光線を出射する光学レンズである。
コリメータレンズ４０の主軸とレーザ光の光軸とが一直線上に並んでもよい。
【００２０】
集光レンズ５０は、平行光線を焦点に集光する光学レンズである。
例えば、集光レンズ５０は、平行光線を焦点に集光する光学凸レンズである。
コリメータレンズが出射した平行光線は、他の光学機器を介さずに直接に、集光レンズ５０に入射してもよい。
図１は、コリメータレンズが出射した平行光線は、他の光学機器を介さずに直接に、集光レンズ５０に入射する構造を示す。
コリメータレンズが出射した平行光線は、光学要素により向きを変えた後で、集光レンズ５０に入射してもよい。
例えば、コリメータレンズが出射した平行光線は、光学ミラーにより向きを変えた後で、集光レンズ５０に入射する。
【００２１】
回転部材６０は、集光レンズ５０に入射する平行光線の進む向きに一致して延びる仮想軸を回転軸Ｌ２として回転自在になった部材である。
集光レンズ５０に入射する平行光線の中心軸Ｌ３と回転軸Ｌ２とが一直線上に乗る様になっていてもよい。
回転部材６０は、回転部材本体６１と一対の回転軸受６２とで構成されてもよい。
回転部材本体６１には、後述する集光レンズ固定機構８０に連結される。
回転部材本体６１は、中心部にレーザ光の通過する貫通穴を設けられる。
一対の回転軸受６２の外輪は、トーチボデイ本体２１に形成される穴に嵌まる。
一対の回転軸受６２の内輪は、回転部材本体６１を嵌められる。
【００２２】
回転機構７０は、回転部材６０を回転軸Ｌ２の回りに回転させる機構である。
回転機構７０は、羽根車７１とガス導入機構７２とで構成されてもよい。
羽根車７１は、回転部材６０に連結される。
羽根車７１は、互いに連動して回転する様に回転部材６０に連結される。
羽根車７１は、その中心軸を回転軸Ｌ２に一致させて、互いに連動して回転する様に回転部材６０に連結されてもよい。
ガス導入機構７２は、ガスを羽根車７１に当たる様に導入する機構である、
図３は、羽根車７１とガス導入機構７２とで構成される一例を示す。
ガスが、ガス導入機構７２により羽根車に当たり、羽根車７１を回転させる。
羽根車７１に連結される回転部材６０は、回転軸Ｌ２のまわりに回転する。
羽根車７１は、輪状の部材の外周に複数の羽根を付けられたものであってもよい。
ガスは、シールドガスであってもよい。
【００２３】
集光レンズ固定機構８０は、レーザ光の平行光線を集光レンズ５０に入射する様に、集光レンズ５０を回転部材６０に固定する部材である。
集光レンズ固定機構８０は、レーザ光の平行光線を集光レンズ５０に入射し集光レンズの集光するレーザ光を被加工物の回転軸Ｌ２に交差する点からずれて照射する様に、集光レンズ５０を回転部材６０に固定する部材であってもよい。
【００２４】
例えば、集光レンズ固定機構８０は、集光レンズ５０の主軸Ｌ１を回転軸Ｌ２に直交する方向に回転軸Ｌ２から所定距離Ｘだけ偏心させる機構である。
例えば、集光レンズ固定機構８０は、集光レンズ５０の主軸Ｌ１を、回転軸Ｌ２に平行にして、回転軸Ｌ２に直交する方向に回転軸Ｌ２から所定距離Ｘだけ偏心させる機構である。
集光レンズ固定機構８０は、集光レンズ固定リング８１と集光レンズ固定ネジ８２とで構成されてもよい。
集光レンズ固定リング８１は、回転部材本体６１に固定され、集光レンズ５０の外径より大きい内径をもつリング構造である。
集光レンズ固定リング８１は、回転部材本体６１と一体構造をしていてもよい。
集光レンズ５０は、集光レンズ固定リング８１の内側で回転軸Ｌ２に直交方向に移動して固定される。
集光レンズ固定ネジ８２は、集光レンジ固定リング８１の側面にネジ込まれ、集光レンズ５０を押すことをできる。
例えば、集光レンズ５０は、複数の集光レンズ固定ネジ８２に押されて、集光レンズ固定リング８１の内側で回転軸Ｌ２に直交方向に移動して固定される。
図２は、３本の集光レンズ固定ネジ８２が集光レンズ５０を押し、集光レンズの主軸Ｌ１が回転軸Ｌ２から所定距離Ｘだけ偏心する様子を示す。
【００２５】
次ぎに、本発明の第二の実施形態にかかるレーザ加工装置用加工ヘッドを、説明する。
図４は、本発明の第二の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの側面断面図である。図５は、本発明の第二の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドのＣ−Ｃ断面図である。
【００２６】
レーザ加工装置用加工ヘッドは、トーチボデイ２０とシールドノズル３０とコリメータレンズ４０と集光レンズ５０と回転部材６０と回転機器７０と集光レンズ固定機構８０とで構成される。
【００２７】
トーチボデイ２０とシールドノズル３０とコリメータレンズ４０と集光レンズ５０と回転部材６０と回転機器７０との構成は、第一の実施形態かかるレーザ加工装置用加工ヘッドのものと同じなので、説明を省略する。
【００２８】
集光レンズ固定機構８０は、レーザ光の平行光線を集光レンズ５０に入射する様に、集光レンズ５０を回転部材６０に固定する部材である。
集光レンズ固定機構８０は、レーザ光の平行光線を集光レンズ５０に入射し集光レンズの集光するレーザ光を被加工物の回転軸Ｌ２に交差する点からずれて照射する様に、集光レンズ５０を回転部材６０に固定する部材であってもよい。
【００２９】
例えば、集光レンズ固定機構８０は、集光レンズ５０の主軸Ｌ１を回転軸Ｌ２に所定角度θで交差させる機構である。
集光レンズ固定機構８０は、集光レンズ固定リング８１と集光レンズ固定座８３とで構成されてもよい。
集光レンズ固定リング８１は、回転部材本体６１に固定され、集光レンズ５０の外径より大きい内径をもつリング構造である。
集光レンズ５０は、集光レンズ固定リング８１の内側で主軸Ｌ１を回転軸Ｌ２に対し傾けることをできる。
集光レンズ固定座８３は、集光レンズ５０と回転部材本体６１との間に入る座である。
集光レンズ固定座８３は、中心部にレーザ光の通過する貫通穴を設けられる。
集光レンズ固定座８３の上面は集光レンズ固定座８３の下面に対して傾く。
図４、５は、集光レンズ固定座８３が集光レンズ５０と回転部材本体６１との間に挟まり、集光レンズ５０の主軸Ｌ１が回転軸Ｌ２に所定角度θで交差する様子を示す。
【００３０】
次ぎに、本発明の実施形態にかかるレーザ加工装置用加工ヘッドの作用を、図を基に、説明する。
以下では、第一の実施形態にかかるレーザ加工装置用加工ヘッドを例にして、説明する。
図６は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの作用説明図その１である。図７は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの作用説明図その２である。図８は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドの作用説明図その３である。
また、説明の便宜上、レーザ加工がレーザ溶接である場合を例に説明する。
【００３１】
レーザ光がレーザ導光ファイバ１０のレーザ出射口Ｓから出射する。
レーザ光がコリメータレンズ４０に入射し、平行光線がコリメータレンズ４０から出射する。
平行光線が集光レンズ５０に入射し、レーザ光が集光レンズ５０に集光され、被加工物Ｗの回転軸Ｌ２の交差する位置からずれて照射される。
レーザ光が被加工物の表面の近傍で焦点を結ぶ。
ガスがガス導入機構により導入され、羽根車７１が回転する。
その結果、被加工物Ｗの回転軸Ｌ２の交差する箇所からずれて照射される位置が回転軸Ｌ２を中心に回転する。
操作員が、レーザ光の照射位置を直線状に一定速度で移動させると、レーザ光の照射される位置が螺旋状に移動する。
図７は、被加工物にレーザ光が照射される位置の螺旋状の軌跡  を示す。
被加工物のレーザ光を照射された箇所が溶ける。
図８は、加工ヘッドを送る線に視線を平行にして断面を見た図である。
図８（Ｂ）は、本発明の実施形態にかかるレーザ加工装置で加工された被加工物の断面を示す。
図８（Ａ）は、比較の為の照射箇所が直線状に移動するレーザ加工装置で加工された被加工物の断面を示す。
【００３２】
本発明の実施形態に係るレーザ加工装置用加工ヘッドは、その構成により、以下の効果を有する。
コリメータレンズ４０から出射した平行光線が集光レンズ５０に入射し、集光レンズ５０を回転軸Ｌ２の回りに回転させる様にしたので、集光レンズ５０により集光したレーザ光の焦点を被加工物Ｗに合わせると、被加工物Ｗにレーザ光の当たる箇所をレーザ加工できる。
また、ガス導入機構７２によりガスを回転部材６０に連結される羽根車７１に当てる様にしたので、簡易な構造により回転部材６０に固定される集光レンズ５０を回転軸Ｌ２の回りに回転できる。
また、シールドガスが羽根車７１に当たり羽根車７１を回転させ、トーチボデイ２０に回転自在に支持される回転部材６０が回転し、羽根車７１にあたったシールドガスがシールドノズル３０の中に案内されて、シールドノズル３０により被加工物Ｗのレーザ光の当たる箇所に案内される様にしたので、トーチボデイ２０とシールドノズル３０とをコンパクトにできる。
また、集光レンズ５０の主軸Ｌ１を回転軸Ｌ２に平行にして回転軸Ｌ２から所定距離Ｌだけ偏心する様にしたので、集光レンズ５０により集光したレーザ光が所定距離Ｘに対応した直径の軌跡に沿って移動できる
また、集光レンズ５０の主軸Ｌ１を所定角度θだけ回転軸Ｌ２に交差させて平行光線が集光レンズ５０に入射する様にしたので、集光レンズ５０により集光したレーザ光が所定角度θに対応した直径の軌跡に沿って移動できる。
また、集光レンズ５０に入射する平行光線の中心軸Ｌ１と回転軸Ｌ２とが一直線上に乗る様にしたので、集光レンズ５０に入射する平行光線のエネルギーを有効に利用できる。
【００３３】
上述した本発明の実施形態にかかるレーザ加工装置用加工ヘッドの作用により、レーザ加工装置は、以下の特徴を有する。
ミラーでレーザ光の光軸を振る形式のレーザ加工装置に比べて、本発明の実施形態にかかるレーザ加工装置は、シンプルで小型、軽量化されている。
また、本発明のレーザ加工装置が採用する焦点部回転方式は時間的に連続であり、既知のミラー方式に見られる瞬時停止部が無く、そのことから優れた加工効果が得られる。
また、本発明のレーザ加工装置を持ちいて金属溶接を行うと以下の効果が得られる。
（１）均一な深溶け込みで幅の広い溶接ビード面が得られる。
一般のレーザ溶接では深溶け込み溶接の場合には溶接ビード幅は狭い。
このような溶け込み形状の違いは金属溶接条件上重要な要素である。
例えば、突き合わせレーザ溶接で継ぎ手部からレーザ光が外れた場合に、溶接部は継ぎ手以外の部分を溶融し融合不良となり、大きな溶接欠陥をもたらすことになる。
本発明のレーザ加工装置をこのような継ぎ手溶接に適応した場合に幅広の溶融部形成特性が有効に作用し、上記の欠陥は容易に避けられる。
（２）角溶接の場合にコーナー部を巾広に溶かすことより、丸みを帯びた奇麗な溶接ビー度面が得られる。
一般のレーザ溶接の場合に継ぎ手部のみ狭く溶接しコーナーは角ばり状態を呈する。この様な外見は問題視されることが多い。
（３）ギャップがある継ぎ手溶接に友好である。
レーザ光による溶接の最大の問題点は継ぎ手ギャップを有する溶接においてレーザ光がギャップを通し抜けていき溶接できない点にある。
本発明にかかるレーザ加工装置を用いると、ギャップ両端の金属を幅広く溶かすことにより、容易に融合させることができる。
（４）本発明にかかるレーザ加工装置を用いると、きめ細かな滑らかなビー度面を形成できる。
溶融点の円を描きながらの移動によりきめ細かな滑らかなビー度面を形成できる。
さらに、外ビード面の盛り上がり効果も期待できる。
（５）レーザ光が円を描きながら進行することによりレーザによる溶融部がダブってレーザ光の照射を受けることになり、先行する照射が余熱を与え、後者の溶融により効果的に作用する。
例えば、アルミ溶接の場合、その溶融はワークの温度に大きく左右されることが良く知られている。レーザ光の反射率はワークの溶融に大きく左右され、溶融が始まれば反射率が下がりレーザ光の吸収が高くなる。この点からも円形進行レーザ光はアルミ等のレーザ光に対して高い反射率を持つ材料の溶接にも友好に作用する。
【００３４】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
回転機構を羽根車とガス導入機構とで構成されるものとして説明したが、これに限定されない。例えば、回転機構を電動機とトルク伝達部材とで構成されるものとしてもよい。例えば、回転機構を軸流式タービンとトルク伝達部材とで構成されるものとしてもよい。
集光レンズ固定機構を、集光レンズ５０の主軸Ｌ１を回転軸Ｌ２から所定距離Ｘだけ偏心させる構造、または集光レンズ５０の主軸Ｌ１を回転軸Ｌ２に所定角度θで交差させる構造として説明したが、これに限定されない。例えば、両者を組み合わせた構造としてもよい。
レーザ加工装置はファイバレーザ加工装置であるとして説明したが、これに限定ざれない。例えば、レーザ加工装置は炭酸ガスレーザ加工装置と
【符号の説明】
【００３５】
Ｌ１  主軸
Ｌ２  回転軸
Ｌ３  中心軸
Ｓ  レーザ出射口
Ｗ  被加工物
Ｘ  所定距離
θ  所定角度
１０  レーザ導光ファイバ
２０  トーチボデイ
２１  トーチボデイ本体
２２  ガス案内経路
３０  シールドノズル
４０  コリメータレンズ
５０  集光レンズ
６０  回転部材
６１  回転部材本体
６２  回転軸受
７０  回転機構
７１  羽根車
７２  ガス導入機構
８０  集光レンズ固定機構
８１  集光レンズ固定リング
８２  集光レンズ固定ネジ
８３  集光レンズ固定座
１００  レーザ加工装置
１１０  レーザ発振器
１２０  レーザ導光ケーブル
１３０  加工ヘッド
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開昭５４−１０１５９６号
【特許文献２】特開平７−０６０４７０号
【特許文献３】特開平１０−  ７１４８０号
【特許文献４】特開２０００−８４６８４号
【特許文献５】特開２００３−２９０９４７号
【特許文献６】特開２００３−３０５５８１号
【特許文献７】特開２００６−６１９７７号
【特許文献８】特開２００９−２４８１５９号
【特許文献９】特開２０１１−１３１２６７号
【特許文献１０】特開２０１３−１５４３８０号
【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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