(57)【要約】【課題】可撓性チューブから供給されたシールドガスを、出射口から管の内壁に向けて流れるメインガスと当該内壁に沿って流れるサイドガスに、所望の流量比で分配することが可能なレーザ加工装置用加工ヘッドを提供する。【解決手段】加工ヘッドのガス分配部４０は、シールドガスの一部を分流し、サイドガスとしてガスノズル５０の流出口に向けて流す分配通路４５を有している。加工ヘッドは、ガス分配部４０に取り付けられて分配通路４５の少なくとも一部を塞ぐことにより、分配通路４５を流れるガスの流量を変化させることが可能な長尺ねじ６０を有している。長尺ねじ６０を取り付ける本数を調整することにより、分配通路４５を通ってガスノズル５０の流出口に向かうサイドガスの流量を調整して、メインガスとサイドガスの流量比を調整することができる。長尺ねじ６０を取り付けない取付孔４６には、短尺ねじ６２が取り付けられる。【選択図】図７
2015112623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管の内側に挿入されて当該管の内壁にレーザ光を照射するレーザ加工装置用加工ヘッドであって、
レーザ光を集光する集光光学系を収容しており、且つ前記内壁に向けてレーザ光を出射すると共に当該内壁に向けてメインガスを流す出射口を有する本体部と、
前記出射口と前記内壁との間にある空間に向けて当該内壁に沿ってサイドガスを流す流出口を有するガスノズルと、
可撓性チューブからシールドガスの供給を受けて前記出射口に向かうメインガスと前記流出口に向かうサイドガスに分配可能なガス分配部と、
を備え、
前記ガス分配部は、前記シールドガスの一部を分流し、サイドガスとして前記流出口に向けて流す分配通路を有し、
前記ガス分配部に取り付けられて前記分配通路の少なくとも一部を塞ぐことにより、当該分配通路を流れるガスの流量を変化させることが可能な調整用部材を、さらに備える
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】
前記本体部は、略筒状をなしており、前記出射口に連通して前記集光光学系を収容する内部空間を有する筒状部材を含み、
前記ガス分配部は、
当該筒状部材と前記可撓性チューブとの間に設けられており、当該可撓性チューブからのシールドガスを、内側空間で受けてメインガスとして前記内部空間に導く内筒と、
前記内筒の径方向外側に設けられて、略筒状をなしており、且つ当該内筒との間に外側空間を形成する外筒と、
を有し、
前記分配通路は、前記内側空間と前記外側空間が連通するよう前記内筒を貫通して形成されている
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】
前記外筒には、前記外側空間を挟んで前記分配通路に対向して設けられた貫通孔である取付孔が形成されており、
前記調整用部材は、当該取付孔を通して取り付けられて前記外筒から前記分配通路に向けて延びており、先端部が前記分配通路のうち少なくとも一部を塞ぐ
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】
前記取付孔は、雌ねじ部を有しており、
前記調整用部材は、当該雌ねじ部と螺合可能な雄ねじ部を有しており、当該雄ねじ部が当該雌ねじ部に螺合されて前記外筒に取り付けられる
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】
前記分配通路は、前記外側空間から内側空間に向かうに従って断面積が小さくなるよう構成されており、
前記調整用部材は、先細形状をなす先端部を有し、前記外筒に取り付けられて、当該先端部が当該分配通路内に挿入される
ことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項６】
前記分配通路は、前記内筒に単数設けられており
前記取付孔は、当該分配通路に対向して前記外筒に単数設けられている
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】
前記分配通路は、前記内筒の周方向に複数配列されており、
前記取付孔は、当該分配通路にそれぞれ対向して前記外筒の周方向に複数配列されており、
前記取付孔に取り付けられても前記分配通路を塞ぐことがないよう前記調整用部材に比べて短く構成された短尺部材を、さらに備え、
前記取付孔には、前記調整用部材と当該短尺部材のうち、いずれか一方が取り付けられる
ことを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項８】
前記外筒は、当該内筒に対して回動可能に構成された可動外筒であり、
前記調整用部材は、当該可動外筒のうち前記外側空間を画定する内壁から突出して設けられて回動の角位置に応じて前記分配通路を塞ぐことが可能な突出部である
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９】
前記管は、二重管のうち径方向内側を構成する内管であり、
当該内管の内側に挿入されて当該内管の内壁にレーザ光を照射する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載のレーザ加工装置用加工ヘッド。
【請求項１０】
管の内側に挿入されて当該管の内壁にレーザ光を照射する加工ヘッドと、
レーザ光を発振するレーザ発振器と、
シールドガスを圧送するポンプと、
前記加工ヘッドに供給されるシールドガスの流量を調整可能な流量調整弁と、
前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を前記加工ヘッドに伝送する光ファイバを収容し、且つ当該加工ヘッドにシールドガスを送給する可撓性チューブと、
を備え、
前記加工ヘッドは、
レーザ光を集光する集光光学系を収容しており、且つ前記内壁に向けてレーザ光を出射すると共にメインガスを流す出射口を有する本体部と、
前記出射口と前記内壁との間にある空間に向けて当該内壁に沿ってサイドガスを流す流出口を有するガスノズルと、
可撓性チューブからシールドガスの供給を受けて前記出射口に向かうメインガスと前記流出口に向かうサイドガスに分配可能なガス分配部と、
を備え、
前記ガス分配部は、前記シールドガスの一部を分流し、サイドガスとして前記流出口に向けて流す分配通路を有し、
前記ガス分配部に取り付けられて前記分配通路の少なくとも一部を塞ぐことにより、当該分配通路を流れるガスの流量を変化させることが可能な調整用部材を、さらに備える
ことを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、レーザ光を熱源として溶接を行うレーザ加工装置に関し、特に、管の内側に挿入されて当該管の内壁にレーザ光を照射する加工ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電設備等においては、多数の金属製の配管が設けられている。このような配管を製造・補修するため、管同士を突き合わせて直列に接合する技術がある。例えば、下記の非特許文献１には、管と管との間に合金箔を挟み込み、当該合金箔を高周波誘導加熱により溶融させることにより管同士を接合する技術が提案されている。
【０００３】
また、蒸気発生器等に用いられる配管には、内管と外管から構成され、内管と外管と間に隙間が形成された二重管が用いられる場合がある。このような二重管を製作する場合、上述した合金箔を用いると、溶融した合金が、内管と外管との間にある隙間に流れ込んで塞いでしまう虞がある。
【０００４】
このため、下記の特許文献１には、溶加材を用いることなく、内管の内側に、レーザ光を照射する加工ヘッドを挿入し、管の内壁にレーザ光を照射して溶融させることにより、二重管同士を接合する手法が提案されている。
【０００５】
レーザ光を熱源として溶接を行うレーザ加工装置においては、溶接中に溶融した金属を覆い、空気が溶接雰囲気内に侵入することを防止するガス、いわゆるシールドガスが、一般的に用いられる。例えば、下記の特許文献２には、内管と外管との間にシールドガスを送入して外管を内管本体に溶接する技術が開示されている。
【０００６】
管の内径が小さく且つ管の内側からレーザ溶接を行う場合、レーザ加工装置の加工ヘッドのうちレーザ光を出射する開口（以下、出射口と記す）と、管の内壁との距離は、極めて近いものとなる。このような加工ヘッドにおいては、溶接時に、内壁（溶接点）から溶接金属の酸化物であるヒューム（fume）やスパッタが、出射口から加工ヘッド内に戻り易く、加工ヘッド内にあるミラーやレンズ等の光学素子が汚れやすい。
【０００７】
このような光学素子の汚れを抑制するために、例えば、下記の特許文献３には、加工ヘッドのうち光学系よりワーク側において、エアブロー装置によりレーザ光の光軸と直交する方向に空気の流れを形成する技術が提案されている。
【０００８】
また、下記の特許文献４には、アシストガス及びレーザ光が通る主アシストガスノズルと、主アシストガスノズルを囲うように設けられた補助アシストガスノズルとを有する加工ヘッドが開示されている。また、下記の特許文献５には、ガス及びレーザ光が通る第１ノズル部材と、第１ノズル部材を囲うように設けられた第２ノズル部材とを有するレーザ加工装置のノズルが開示されている。当該ノズルにおいては、第１ノズル部材と第２ノズル部材との間にある環状空間と、第１ノズル部材の内部空間とを連通させる透孔が、周方向に所定の間隔をあけて第１ノズル部材に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−２２０１７９号公報
【特許文献２】特許４３５４１６０号公報
【特許文献３】特開２０００−２６３２７６号公報
【特許文献４】特開平６−１９０５８２号公報
【特許文献５】特開平１１−７８９号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】三菱重工技報  Ｖｏｌ.４２  Ｎｏ.３、2005年10月、p.134−137
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１に記載されたような、管の内側に挿入されて管の内壁にレーザ光を照射する加工ヘッドにおいては、レーザ光を出射する出射口から管の内壁に向けてシールドガスを流している。出射口から内壁に向けて流れるシールドガス（以下、メインガスと記す）の流量が比較的大きいと、レーザ光が照射された内壁に溶接欠陥による形状不良が生じることがある。
【００１２】
一方、特許文献３に記載された技術のように、レーザ光の光軸と直交する方向にシールドガスを流すノズルを設け、上述したメインガスとは別に、管の内壁に沿ってシールドガスを流すことが考えられる。なお、以下の説明において、この内壁に沿って流すシールドガスを「サイドガス」と記す。サイドガスにより、出射口と内壁との間にある空間からスパッタやヒュームを除去することにより、内壁に上述した形状不良が生じることを抑制することが可能となる。
【００１３】
しかし、サイドガスの流量が比較的大きいと、スパッタやヒュームを含んだガスが、出射口から加工ヘッド内に流入してしまい、加工ヘッド内にある光学素子を汚してしまうという問題が生じる。よって、メインガスとサイドガスとを併用し、それぞれのガスの流量を、それぞれ適切な値に調整することにより、内壁に形状不良が生じることを抑制しつつ、出射口からスパッタやヒュームが加工ヘッド内に流入することを防止することが求められている。
【００１４】
加えて、上述した管の内壁にレーザ光を照射する加工ヘッドは、管の内径（例えば、４０ｍｍ）よりも小さいことは勿論、管の開口から奥深くの位置（例えば、開口から２０ｍの位置）に挿入されることがある。このため、加工ヘッドに対して、メインガスを供給する配管と、サイドガスを供給する配管とを、それぞれ加工ヘッドに接続して、メインガスとサイドガスを別々に加工ヘッドに供給することは困難である。
【００１５】
したがって、管の内壁にレーザ光を照射する加工ヘッドには、１本の可撓性を有するチューブ（以下、単に「可撓性チューブ」と記す）でシールドガスを供給し、加工ヘッド内において、供給されたシールドガスをメインガスとサイドガスに適切な流量比で分配することが求められている。管の内側に挿入される加工ヘッドは、上述したように寸法が比較的小さいものであるため、バルブ等を設けることによりそれぞれのガスの流量を調整することは困難である。このため、このような加工ヘッドにおいては、簡素な構成でメインガスとサイドガスとの流量比を調整することが可能な構造が要望されている。
【００１６】
本発明の実施形態は、上記に鑑みてなされたものであって、可撓性チューブから供給されたシールドガスを、出射口から管の内壁に向けて流れるメインガスと当該内壁に沿って流れるサイドガスに、所望の流量比で分配することが可能なレーザ加工装置用加工ヘッド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】
【００１７】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態のレーザ加工装置用加工ヘッドは、管の内側に挿入されて当該管の内壁にレーザ光を照射するレーザ加工装置用加工ヘッドであって、レーザ光を集光する集光光学系を収容しており、且つ前記内壁に向けてレーザ光を出射すると共に当該内壁に向けてメインガスを流す出射口を有する本体部と、前記出射口と前記内壁との間にある空間に向けて当該内壁に沿ってサイドガスを流す流出口を有するガスノズルと、可撓性チューブからシールドガスの供給を受けて前記出射口に向かうメインガスと前記流出口に向かうサイドガスに分配可能なガス分配部と、を備え、前記ガス分配部は、前記シールドガスの一部を分流し、サイドガスとして前記流出口に向けて流す分配通路を有し、前記ガス分配部に取り付けられて前記分配通路の少なくとも一部を塞ぐことにより、当該分配通路を流れるガスの流量を変化させることが可能な調整用部材を、さらに備えることを特徴とする。
【００１８】
また本発明の実施形態のレーザ加工装置は、管の内側に挿入されて当該管の内壁にレーザ光を照射する加工ヘッドと、レーザ光を発振するレーザ発振器と、シールドガスを圧送するポンプと、前記加工ヘッドに供給されるシールドガスの流量を調整可能な流量調整弁と、前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を前記加工ヘッドに伝送する光ファイバを収容し、且つ当該加工ヘッドにシールドガスを送給する可撓性チューブと、を備え、前記加工ヘッドは、レーザ光を集光する集光光学系を収容しており、且つ前記内壁に向けてレーザ光を出射すると共にメインガスを流す出射口を有する本体部と、前記出射口と前記内壁との間にある空間に向けて当該内壁に沿ってサイドガスを流す流出口を有するガスノズルと、可撓性チューブからシールドガスの供給を受けて前記出射口に向かうメインガスと前記流出口に向かうサイドガスに分配可能なガス分配部と、を備え、前記ガス分配部は、前記シールドガスの一部を分流し、サイドガスとして前記流出口に向けて流す分配通路を有し、前記ガス分配部に取り付けられて前記分配通路の少なくとも一部を塞ぐことにより、当該分配通路を流れるガスの流量を変化させることが可能な調整用部材を、さらに備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の実施形態の加工ヘッドによれば、供給されたシールドガスを、出射口から管の内壁に向けて流すメインガスと、管の内壁に沿って流すサイドガスに、所望の流量比で分配することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】レーザ加工装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】レーザ加工装置を構成するチューブの横断面図である。
【図３】レーザ加工装置の加工対象である内管を含む二重管の構成を示す縦断面図であり、内管の内側に加工ヘッドが挿入された状態を示す図である。
【図４】第１の実施形態の加工ヘッドの構成を示す部分断面図であり、本体部の縦断面図である。
【図５】第１の実施形態の加工ヘッドのガスノズルの一例を説明する模式図であり、流出口が一つの例を示す図である。
【図６】第１の実施形態の加工ヘッドのガスノズルの他の一例を説明する模式図であり、流出口が複数の例を示す図である。
【図７】第１の実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す縦断面図である。
【図８】第１の実施形態の加工ヘッドのガス分配部の横断面図であり、図４のVIII−VIII線による断面図である。
【図９】第２の実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す縦断面図である。
【図１０】第３の実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す縦断面図である。
【図１１】第３の実施形態の加工ヘッドのガス分配部の横断面図である。
【図１２】第４の実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す縦断面図である。
【図１３】第４の実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す横断面図であり、図１２のXIII−XIII線による断面図である。
【図１４】第４の実施形態の加工ヘッドのガス分配部を構成する内筒に形成された分配通路と、可動外筒に形成された突出部の位置関係を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００２２】
〔第１の実施形態〕
第１の実施形態のレーザ加工装置の概略構成と、加工対象の一例について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、レーザ加工装置の概略構成を示す模式図である。図２は、レーザ加工装置を構成するチューブの横断面図である。なお、図１において、レーザ光の光軸（伝送経路）を一点鎖線Ｌで示し、シールドガスの供給経路Ｇを二点鎖線で示している。
【００２３】
図１に示すように、レーザ加工装置１は、加工対象に向けてレーザ光を照射する加工ヘッド１０と、レーザ光を発振するレーザ発振器１１０とを有している。さらに、レーザ加工装置１は、シールドガスを貯蔵するタンク１２０と、シールドガスを圧送するポンプ１２２と、加工ヘッド１０に供給されるシールドガスの流量を調整可能な弁（以下、流量調整弁と記す）１２４とを有している。加工ヘッド１０と流量調整弁１２４は、可撓性を有しておりシールドガスを送給可能な可撓性チューブ１００を介して接続されている。
【００２４】
可撓性チューブ１００は、図２に示すように、レーザ発振器１１０から発振されたレーザ光を加工ヘッド１０に伝送する光ファイバ１０５を収容している。可撓性チューブ１００及び光ファイバ１０５は、可撓性を有しており、管に沿って曲げることができるよう構成されている。流量調整弁１２４で流量が調整されたシールドガスは、可撓性チューブ１００内の空間、具体的には、可撓性チューブ１００と光ファイバ１０５との間にある空間（以下、シールドガス用空間と記す）１０２を通して加工ヘッド１０に供給される。
【００２５】
加工ヘッド１０は、可撓性チューブ１００を通して供給されたシールドガスを加工対象に向けて流すと共に、光ファイバ１０５（図２参照）を通して受けたレーザ光を光学系により集光して加工対象に照射する。以下に、本実施形態のレーザ加工装置１の加工対象について、図３を用いて説明する。図３は、レーザ加工装置の加工対象である内管を含む二重管の構成を示す縦断面図であり、内管の内側に加工ヘッドが挿入された状態を示す図である。なお、図３において二重管の径方向を矢印Ｒで示し、軸方向を矢印Ａで示す。
【００２６】
加工対象は、例えば、二重管６の径方向内側を構成する管（以下、内管と記す）７である。二重管６は、当該内管７と、当該内管７の径方向外側に設けられた管（以下、外管と記す）８とを有している。二重管６において、内管７と外管８は、断面が略円形をなしており、同軸に配置される。内管７と外管８は、径方向に所定の間隔をあけて設けられている。内管７の外管８との間には、略円筒状に延びる所定の空隙９が形成されている。加工ヘッド１０は、二重管６のうち内管７の径方向内側に挿入される。
【００２７】
内管７は、第１の部分７１と、第２の部分７２が直列に接続されて構成される。第１の部分７１と第２の部分７２が突き合わされた状態で、加工ヘッド１０は、内管７の内側に挿入される。より詳細には、内管７のうち径方向内側の壁面（以下、内壁と記す）７７の径方向内側に挿入される。
【００２８】
加工ヘッド１０は、内管７の内壁７７のうち第１の部分７１と第２の部分７２が突き合わされた部位（以下、継目と記す）７８に向けてレーザ光を照射する。レーザ光の熱により第１の部分７１及び第２の部分７２のうち継目７８の周辺が溶融する。これにより、第１の部分７１と第２の部分７２は接合される。以上のようにして、加工ヘッド１０は、内管７の内側に挿入されて、当該内管７の内壁７７にレーザ光を照射してレーザ溶接を行う。
【００２９】
なお、本実施形態においては、第１の部分７１と第２の部分７２を接合する際に、溶加材は、用いられない。仮に、第１の部分７１と第２の部分７２との間に溶加材を挟み込んで溶融させると、溶融した溶加材が空隙９に入り込んで当該空隙９を塞ぐ虞があるためである。
【００３０】
次に、本実施形態の加工ヘッドの構成について図４〜図８を用いて説明する。図４は、本実施形態の加工ヘッドの構成を示す部分断面図であり、本体部の縦断面図である。図５は、本実施形態の加工ヘッドのガスノズルの一例を説明する模式図であり、流出口が一つの例を示す図である。図６は、本実施形態の加工ヘッドのガスノズルの他の一例を説明する模式図であり、流出口が複数の例を示す図である。なお、図５及び図６は、ガスノズルの流出口を、本体部の出射口側から見た図である。図７は、本実施形態の加工ヘッドの分配部の構造を示す縦断面図である。図８は、本実施形態の加工ヘッドの分配部の横断面図であり、図４のVIII−VIII線による断面図である。
【００３１】
なお、各図において、加工ヘッド１０が挿入される管の軸方向を矢印Ａで示し、管の径方向を矢印Ｒで示している。また、以下の説明において、内管７を、単に「管」と記し、内管７の内壁７７を、単に「内壁」と記す。管の内壁７７については、適宜省略している。なお、各図において、加工ヘッド１０の本体部２０の軸心を、一点鎖線Ｃ又は点Ｃで示している。
【００３２】
本実施形態の加工ヘッド１０は、出射口２２からレーザ光を溶接対象に向けて出射する部分（以下、本体部と記す）２０と、出射口２２と溶接対象（管の内壁）との間の空間に向けて流出口５２からサイドガスを流す部材（以下、ガスノズルと記す）５０とを有している。
【００３３】
本体部２０は、略円筒状をなす部材（以下、筒状部材と記す）２１と、光ファイバ１０５からのレーザ光を集光する光学系（以下、集光光学系と記す）３０とを有している。なお、図４において、集光光学系３０におけるレーザ光の光軸を図に一点鎖線Ｌで示している。筒状部材２１の内部には、メインガスが流通可能に構成され、且つ集光光学系３０を収容する空間（以下、内部空間と記す）２４が形成されている。
【００３４】
筒状部材２１の先端側（すなわち可撓性チューブ１００が接続される側の反対側）の側壁には、集光光学系３０により集光されたレーザ光が出射する開口である出射口２２が形成されている。出射口２２は、貫通した孔状の空間であり、本体部２０外の空間と、内部空間２４とを連通させている。換言すれば、内部空間２４の先端側の開口が、出射口２２である。
【００３５】
本体部２０の筒状部材２１は、光ファイバ１０５からのレーザ光を集光する集光光学系３０を、その内部空間２４に収容している。集光光学系３０は、複数の光学素子を有している。本実施形態において、集光光学系３０は、光ファイバ１０５からの発散光線束を屈折させて平行光線束にして出射する凸レンズ（以下、第１凸レンズと記す）３１と、第１凸レンズ３１からの平行光線束を屈折させて収束光線束にして出射する凸レンズ（以下、第２凸レンズと記す）３２とを有している。加えて、集光光学系３０は、第２凸レンズ３２からの収束光線束を、出射口２２に向けて反射するミラー３３を有している。ミラー３３により反射されたレーザ光は、図に一点鎖線Ｌで示すように、出射口２２から出射される。
【００３６】
このような集光光学系３０を有する本体部２０は、光ファイバ１０５からのレーザ光を集光して出射口２２から出射する。加工ヘッド１０は、出射口２２から出射されたレーザ光を、管の内壁７７に照射する。管の内壁７７は、照射されたレーザ光を吸収して高温となって溶融することとなる。
【００３７】
このとき出射口２２からは、管の内壁７７に向けてメインガスが流れる。本体部２０は、集光光学系３０の光軸に沿ってメインガスを流すように構成されている。本実施形態において、筒状部材２１のうち内部空間２４を画定する壁体２５は、集光光学系３０すなわち第１凸レンズ３１、第２凸レンズ３２及びミラー３３を保持している。加えて、当該壁体２５は、メインガスを流通させるための空隙（図示せず）が形成されている。メインガスは、当該空隙を通って内部空間２４を出射口２２に向けて流れる。
【００３８】
出射口２２は、管の内壁７７に向けてレーザ光を出射すると共に、当該内壁７７に向けてメインガスを流す。本体部２０は、出射口２２から管の内壁７７に向けて、メインガスを流すと共にレーザ光を照射する。これにより、内壁７７から生じたヒュームやスパッタが、出射口２２から内部空間２４に流入することを抑制することが可能となっている。
【００３９】
一方、ガスノズル５０は、本体部２０の出射口２２と管の内壁７７との間にある空間に向けてサイドガスを流すよう構成されている。ガスノズル５０は、サイドガスを流出させる開口である流出口５２を有している。流出口５２は、例えば図５および図６に示されるように流出口５２Ａが一つまたは流出口５２Ｂが複数形成され、本体部２０の出射口２２から出射されたレーザ光の光軸と直交する方向、すなわち管の軸方向（図に矢印Ａで示す）に向いており、管の内壁７７に沿うサイドガスの流れを形成する。このサイドガスの流れは、上述したメインガスの流れと合流して、出射口２２と内壁との間にある空間からヒュームやスパッタを、当該内壁７７に沿って加工ヘッド１０の先端側に流すことが可能となっている。
【００４０】
加えて、図４に示すように、加工ヘッド１０は、可撓性チューブ１００（図１参照）からシールドガスの供給を受けて、当該シールドガスを、出射口２２に向かうメインガスと、流出口５２に向かうサイドガスに分配する機能を有する部分（以下、ガス分配部と記す）４０と、メインガスとサイドガスの流量比を調整するための部材（以下、調整用部材と記す）とを有している。以下に図７及び図８を用いて詳細を説明する。なお、図７及び図８において、理解を容易にするために、光ファイバ１０５については、図示を省略している。
【００４１】
図７及び図８に示すように、ガス分配部４０は、径方向内側を構成する円筒状の部材（以下、内筒と記す）４２と、内筒４２から径方向外側に所定の間隔をあけて設けられており、当該内筒４２との間に空間を形成する部材（以下、外筒と記す）４４とを有している。内筒４２と外筒４４は、本体部２０の筒状部材２１と同軸に設けられている。なお、本実施形態において、外筒４４の外径（図８に寸法Ｂで示す）は、例えば、１８ｍｍに設定されている。
【００４２】
内筒４２の径方向内側にある空間（以下、内側空間と記す）４１は、一方側は、可撓性チューブ１００内のシールドガス用空間１０２（図２参照）に連通しており、他方側は、本体部２０の内部空間２４（図４参照）に連通している。ガス分配部４０の内側空間４１は、シールドガス用空間１０２から供給されたシールドガス（図に矢印Ｇで示す）を、図に矢印Ｍで示すようにメインガスとして本体部２０の出射口２２に向けて流すことが可能となっている。
【００４３】
内筒４２の径方向外側であって外筒４４の径方向内側にある空間（以下、外側空間と記す）４３は、ガスノズル５０内の空間５１を介して流出口５２（図４参照）と連通している。すなわち、ガス分配部４０の外側空間４３は、ガスノズル５０の流出口５２と連通している。
【００４４】
ガス分配部４０は、図７及び図８に示すように、本体部２０の出射口２２に連通する内側空間４１と、ガスノズル５０の流出口５２に連通する外側空間４３とを連通させる通路（以下、分配通路と記す）４５を有している。本実施形態において、分配通路４５は、内側空間４１と外側空間４３とを仕切る内筒４２を貫通する貫通孔として構成されている。分配通路４５は、図８に示すように、内筒４２の周方向に所定の間隔をあけて複数配列されている。
【００４５】
分配通路４５は、内筒４２の内側空間４１を流れるシールドガス（図に矢印Ｇで示す）の一部を分流して、サイドガスとして図に矢印Ｓ１で示すように外側空間４３に導くことが可能となっている。外側空間４３に流入したサイドガスは、図に矢印Ｓ２で示すように、ガスノズル５０内の空間５１に流入し、流出口５２（図４参照）から流出する。
【００４６】
本体部２０の出射口２２に向かうメインガスと、ガスノズル５０の流出口５２に向かうサイドガスの流量比は、分配通路４５を流れるガスの流量を変化させる、すなわち分配通路４５を流れるガスの流動抵抗を変化させることにより、調整することが可能となっている。本実施形態のガス分配部４０には、メインガスとサイドガスの流量比を調整する調整用部材として、ねじ６０が取り付けられる。
【００４７】
ねじ６０は、皿状をなしている頭部６０ａと、雄ねじ部６０ｃとを有する、いわゆる皿ねじである。外筒４４には、図８に示すように、各分配通路４５にそれぞれ対向して、ねじ６０等を取り付けるための孔（以下、取付孔と記す）４６が複数配列されている。取付孔４６は、外筒４４を貫通して設けられており、且つ雄ねじ部６０ｃと螺合可能な雌ねじ４６ｃ部と、座面４６ａとを有している。
【００４８】
ねじ６０は、雄ねじ部６０ｃが取付孔４６の雌ねじ部４６ｃに螺合されると、その先端部６０ｅが、当該取付孔４６に対向する分配通路４５内に挿入されて当該分配通路４５を塞ぐように構成されている。すなわち、調整用部材としてのねじ６０は、図７に示すように、取付孔４６に取り付けられると、複数の分配通路４５のうち、当該取付孔４６に対応する分配通路４５を塞ぐように、その軸方向の長さが設定されている。以下の説明において、ねじ６０を「長尺ねじ６０」と記す。長尺ねじ６０は、取り付けられた取付孔４６に対向する分配通路４５を完全に塞ぐ。
【００４９】
ガス分配部４０においては、外筒４４の取付孔４６に取り付けられる長尺ねじ６０の本数を変えることにより、内筒４２に形成された分配通路４５のうち長尺ねじ６０により完全に塞がれる分配通路４５の数を変えることが可能となっている。これにより、図に矢印Ｓ１で示すように内側空間４１から外側空間４３に流入するシールドガスの流量、すなわち外側空間４３からガスノズル５０の流出口５２に向かうサイドガスの流量を調整することが可能となっている。
【００５０】
加えて、外筒４４に複数ある取付孔４６のうち、上述した長尺ねじ６０を取り付けない取付孔４６には、長尺ねじ６０に比べて軸方向の長さが短く設定された皿ねじ（以下、短尺ねじと記す）６２が取り付けられる。短尺ねじ６２は、長尺ねじ６０と同じ形状の頭部６２ａと、軸方向の長さ以外は同じ形状の雄ねじ部６２ｃとを有している。短尺ねじ６２は、雄ねじ部６２ｃが取付孔４６の雌ねじ部４６ｃに螺合されても、先端部６２ｅが当該取付孔４６に対向する分配通路４５を塞ぐことがないよう構成されている。
【００５１】
外筒４４にある複数の取付孔４６には、それぞれ、分配通路４５を塞ぐ長尺ねじ６０と、分配通路４５を塞がない短尺ねじ６２とのいずれか一方が取り付けられる。図７に矢印Ｇで示すように、可撓性チューブ１００（図４参照）からガス分配部４０の内側空間４１に供給されるシールドガスの流量を一定とすれば、取付孔４６に取り付けられ分配通路４５を塞ぐ長尺ねじ６０の本数を増やすに従って、外側空間４３に流入するサイドガスの流量が減少すると共に、内側空間４１を本体部２０に向けて流れるメインガスの流量が増大する。換言すれば、長尺ねじ６０の本数を減らすに従って、サイドガスの流量を増大させると共に、メインガスの流量を減少させることができる。
【００５２】
このように、分配通路４５を塞ぐ長尺ねじ６０の本数を変えることで、内側空間４１から矢印Ｍで示すように本体部２０の出射口２２に向かうメインガスと、矢印Ｓ１及びＳ２で示すように外側空間４３を経てガスノズル５０の流出口５２に向かうサイドガスの流量比を調整することができる。長尺ねじ６０を取り付けない取付孔４６には、取り付けても分配通路４５を塞がない短尺ねじ６２を取り付けることにより、取付孔４６を介して外筒４４より外側にシールドガスが漏出することを防止しつつ、メインガスとサイドガスの流量比を調整することができる。
【００５３】
以上に説明したように本実施形態の加工ヘッド１０は、レーザ光を集光する集光光学系３０を収容しており、且つ内壁７７に向けてレーザ光を出射すると共にメインガスを流す出射口２２を有する本体部２０と、出射口２２と内壁７７との間にある空間に向けて当該内壁７７に沿ってサイドガスを流す流出口５２を有するガスノズル５０と、可撓性チューブ１００からシールドガスの供給を受けて出射口２２に向かうメインガスと流出口５２に向かうサイドガスに分配可能なガス分配部４０とを有している。
【００５４】
ガス分配部４０は、シールドガスの一部を分流し、サイドガスとして流出口５２に向けて流す分配通路４５を有し、ガス分配部４０に取り付けられて分配通路４５の少なくとも一部を塞ぐことにより、分配通路４５を流れるガスの流量を変化させることが可能な調整用部材として長尺ねじ６０を有している。長尺ねじ６０を取り付ける本数を調整することにより、分配通路４５を通って流出口５２に向かうサイドガスの流量を調整して、メインガスとサイドガスの流量比を調整することができる。
【００５５】
加えて、本実施形態の加工ヘッド１０は、本体部２０は、略筒状をなしており、出射口２２に連通して集光光学系３０を収容する内部空間２４を有する筒状部材２１を含んでいる。ガス分配部４０は、筒状部材２１と可撓性チューブ１００との間に設けられており、当該可撓性チューブ１００からのシールドガスを、内側空間４１で受けてメインガスとして前記内部空間２４に導く内筒４２を有している。加えて、ガス分配部４０は、内筒４２の径方向外側に設けられて、略筒状をなしており、且つ内筒４２との間に外側空間４３を形成する外筒４４を有している。分配通路４５は、内側空間４１と外側空間４３が連通するよう内筒４２を貫通して形成されているものとした。このように加工ヘッド１０を構成することで、断面が略円形の管７の内側に挿入することを容易としつつ、出射口２２に向かうメインガスと流出口５２に向かうサイドガスに分配可能なガス分配部４０を簡素な構成で実現することができる。
【００５６】
また、本実施形態の加工ヘッド１０において、外筒４４には、外側空間４３を挟んで分配通路４５に対向して設けられた貫通孔である取付孔４６が形成されており、調整用部材としての長尺ねじ６０は、取付孔４６を通して取り付けられて外筒４４から分配通路４５に向けて延びており、先端部６０ｅが分配通路４５のうち少なくとも一部を塞ぐものとした。取付孔４６に長尺ねじ６０を取り付ける本数を調整することにより、分配通路４５を流れるガスの流量、すなわちサイドガスの流量を調整して、メインガスとサイドガスの流量比を調整することができる。
【００５７】
なお、本実施形態の加工ヘッド１０において、分配通路４５は、内筒４２の周方向に複数配列されており、取付孔４６は、分配通路４５にそれぞれ対向して外筒４４の周方向に複数配列されている。加工ヘッド１０は、取付孔４６に取り付けられても分配通路４５を塞ぐことがないよう調整用部材である長尺ねじ６０に比べて短く構成された短尺部材としての短尺ねじ６２をさらに有するものとした。取付孔４６には、調整用部材としての長尺ねじ６０と、短尺部材としての短尺ねじ６２のうち、いずれか一方が取り付けられる。長尺ねじ６０によりサイドガスの流量を調整しつつ、長尺ねじ６０が取り付けられない取付孔４６には、短尺ねじ６２を取り付けて、当該取付孔４６を塞ぐことにより、取付孔４６からシールドガスが漏出することを防止することができる。
【００５８】
なお、本実施形態の加工ヘッド１０においては、長尺ねじ６０が取り付けられない取付孔４６には、短尺ねじ６２を取り付けて、これを塞ぐものとしたが、調整用部材が取り付けられない取付孔４６を塞ぐ手法は、これに限定されるものではない。例えば、短尺ねじ６２に代えて、粘着テープ等を取付孔４６に貼付するものとしても良い。
【００５９】
また、本実施形態の加工ヘッド１０において、取付孔４６は、雌ねじ部４６ｃを有しており、調整用部材としての長尺ねじ６０は、当該雌ねじ部４６ｃと螺合可能な雄ねじ部６０ｃを有しており、当該雄ねじ部６０ｃが当該雌ねじ部４６ｃに螺合されて外筒４４に取り付けられるものとした。しかし、本発明に係る調整用部材の態様は、これに限定されるものではない。調整用部材は、ガス分配部４０に取り付けられて分配通路４５を流れるガスの流量を変えることが可能な部材であれば良い。例えば、調整用部材は、取付孔４６に圧入されて取り付けられて分配通路４５の少なくとも一部を塞ぐことが可能なピンであるものとしても良い。この場合、複数ある取付孔４６には、分配通路４５を塞ぐ長尺ピンと、分配通路４５を塞がない短尺ピンのいずれかが取り付けられるものとすることも好適である。長尺ピンを取り付ける本数を変えることで、メインガスとサイドガスの流量比を調整することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態の加工ヘッド１０において、調整用部材としての長尺ねじ６０は、取り付けられた取付孔４６に対向する分配通路４５を完全に塞ぐものとしたが、調整用部材が分配通路を流れるガスの流量を変化させる態様は、これに限定されるものではない。以下にその一例について説明する。
【００６１】
〔第２の実施形態〕
第２の実施形態の加工ヘッドの構成について図９を用いて説明する。図９は、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す縦断面図である。本実施形態の加工ヘッドは、調整用部材、取付孔、及び分配通路が、それぞれ単数であり、且つ調整用部材が、先端部が先細形状をなしているテーパーねじである点で、第１の実施形態と異なっている。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６２】
図９に示すように、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部４０Ｂにおいて、外筒４４Ｂには、単数の取付孔４６が形成されている。当該取付孔４６には、調整用部材として、先端部６４ｅが先細形状（いわゆるテーパー形状）をなしているねじ（以下、テーパーねじと記す）６４が取り付けられる。テーパーねじ６４は、上述した長尺ねじ６０と同じ頭部６０ａ及び雄ねじ部６０ｃを有している。
【００６３】
一方、内筒４２Ｂには、取付孔４６に対向して、単数の分配通路４８が形成されている。分配通路４８は、内側空間４１と外側空間４３とを連通させる略円錐台形状の貫通孔として構成されており、外側空間４３から内側空間４１に向かうに従って先細形状（テーパー状）をなすよう構成されている。換言すれば、分配通路４８は、外側空間４３から内側空間４１に径方向内側に向かうに従って、その円形断面の断面積が小さくなるよう構成されている。
【００６４】
調整用部材としてのテーパーねじ６４は、雄ねじ部６０ｃを取付孔４６の雌ねじ部（図示せず）に螺合させて分配通路４８に向けてねじ込むと、その先端部６４ｅが分配通路４８内に挿入される。テーパーねじ６４をねじ込んで先端部６４ｅを径方向内側に位置させるに従って、先端部６４ｅと内筒４２Ｂとの間の空隙が小さくなって、分配通路４８における流動抵抗が増大する。これにより、内側空間４１から外側空間４３に流れるサイドガスの流量を増大させて、内側空間４１から出射口２２（図４参照）に向かうメインガスの流量を減少させることができる。
【００６５】
一方、テーパーねじ６４を緩めて先端部６４ｅを径方向外側に位置させるに従って、先端部６４ｅと内筒４２Ｂとの間の空隙が大きくなり、分配通路４８における流動抵抗が減少する。これにより、サイドガスの流量を減少させると共に、メインガスの流量を増大させることができる。
【００６６】
このように、分配通路４８に先端部６４ｅが挿入されるテーパーねじ６４のねじ込み量、すなわち先端部６４ｅの径方向位置を調整することで、矢印Ｍで示すように本体部２０の出射口２２に向かうメインガスと、矢印Ｓ１及びＳ２で示すように外側空間４３を経てガスノズル５０の流出口５２に向かうサイドガスの流量比を調整することができる。
【００６７】
以上に説明したように本実施形態の加工ヘッドのガス分配部４０Ｂにおいては、分配通路４８は、外側空間４３から内側空間４１に向かうに従って断面積が小さくなるよう構成されている。調整用部材としてのテーパーねじ６４は、先細形状をなす先端部６４ｅを有し、取付孔４６に挿入されて外筒４４に取り付けられると、当該先端部６４ｅが分配通路４８内に挿入されるものとした。テーパーねじ６４の外筒４４への取付け位置を調整する、すなわち分配通路４８内の先端部６４ｅの位置を調整することにより、当該分配通路４８を流れるガスの流量を微調整することが容易となる。
【００６８】
なお、本実施形態においては、分配通路４８は、内筒４２Ｂに単数設けられており、取付孔４６は、当該分配通路４８に対向して外筒４４Ｂに単数設けられているものとした。調整用部材としてのテーパーねじ６４、取付孔４６及び分配通路４８を、それぞれ単数設けるだけで、メインガスとサイドガスの流量比を調整することができる。本実施形態は、サイドガスの流量が比較的小さい場合に適している。
【００６９】
なお、本実施形態においては、調整用部材としてのテーパーねじ６４、取付孔４６及び分配通路４８は、それぞれ複数（同数）設けるものとしても良い。このようにガス分配部を構成すれば、サイドガスの流量の微調整を容易としつつ、サイドガスの流量が比較的大きい場合に対応することができる。
【００７０】
〔第３の実施形態〕
第３の実施形態の加工ヘッドの構成について図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す縦断面図である。図１１は、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部の横断面図である。本実施形態の加工ヘッドは、ガス分配部において、取付孔及び分配通路が、それぞれ複数設けられており、取付孔には、調整用部材としてのテーパーねじと、短尺ねじとのうち、いずれか一方が取り付けられる点で、第１の実施形態と異なっている。なお、第１又は第２の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７１】
図１０及び図１１に示すように、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部４０Ｃにおいて、外筒４４Ｃには、複数の取付孔４６が配列されている。当該取付孔４６には、調整用部材としてのテーパーねじ６４、又は当該テーパーねじ６４に比べて軸方向の長さが短く構成された短尺ねじ６２が取り付けられる。
【００７２】
一方、内筒４２Ｃには、取付孔４６に対向して、複数の分配通路４８が配列されている。分配通路４８は、外側空間４３から内側空間４１に径方向内側に向かうに従って、その円形の断面が小さくなるよう構成されている。
【００７３】
テーパーねじ６４をねじ込んで先端部６４ｅを径方向内側に位置させるに従って、先端部６４ｅと内筒４２Ｃとの間の空隙が小さくなって、分配通路４８における流動抵抗が増大する。テーパーねじ６４を緩めて先端部６４ｅを径方向外側に位置させるに従って、先端部６４ｅと内筒４２Ｃとの間の空隙が大きくなり、分配通路４８における流動抵抗が減少する。
【００７４】
一方、短尺ねじ６２は、雄ねじ部６２ｃが取付孔４６の雌ねじ部４６ｃに螺合されても、先端部６２ｅが当該取付孔４６に対向する分配通路４８を塞ぐことがないよう構成されている。
【００７５】
外筒４４Ｃにある複数の取付孔４６には、それぞれ、分配通路４８に先端部６４ｅが挿入されるテーパーねじ６４と、分配通路４８を塞がない短尺ねじ６２とのいずれか一方が取り付けられる。分配通路４８に先端部６４ｅが挿入されるテーパーねじ６４の本数を増やすに従って、また、テーパーねじ６４をねじ込んで先端部６４ｅを径方向内側に位置させるに従って、内側空間４１から外側空間４３に流入するサイドガスの流量が減少すると共に、内側空間４１を本体部２０に向けて流れるメインガスの流量が増大する。
【００７６】
このように、分配通路４８に先端部６４ｅが挿入されるテーパーねじ６４の本数と、そのねじ込み量、すなわち先端部６４ｅの径方向位置を調整することで、矢印Ｍで示すように本体部２０の出射口２２に向かうメインガスと、矢印Ｓ１及びＳ２で示すように外側空間４３を経てガスノズル５０の流出口５２に向かうサイドガスの流量比を調整することができる。
【００７７】
本実施形態の加工ヘッドは、調整用部材として分配通路４８に先端部６４ｅが挿入されて、当該分配通路４８の少なくとも一部を塞ぐテーパーねじ６４と、取付孔４６に取り付けられても分配通路４８を塞がないよう構成された短尺ねじ６２とを併用することで、メインガスとサイドガスの流量比を、比較的広い範囲で調整することができる。加えて、テーパーねじ６４をねじ込む量を調整することで、メインガスとサイドガスの流量比の微調整が容易である。
【００７８】
〔第４の実施形態〕
第４の実施形態の加工ヘッドの構成について図１２〜図１４を用いて説明する。図１２は、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す縦断面図である。図１３は、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部の構造を示す横断面図であり、図１２のXIII−XIII線による断面図である。図１４は、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部を構成する内筒に形成された分配通路と、可動外筒に形成された突出部の位置関係を説明する模式図である。
【００７９】
第４の実施形態の加工ヘッドは、調整用部材として、内筒に対して回動可能な可動外筒が設けられており、可動外筒のうち径方向内側に突出する突出部が、内筒に形成された分配通路の少なくとも一部を塞ぐ点で、第１の実施形態と異なっている。なお、第１の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
図１２及び図１３に示すように、本実施形態の加工ヘッドのガス分配部４０Ｄにおいては、内筒４２Ｄに対して周方向（図１３に矢印Ｅ１で示す）に回動可能に構成された外筒（以下、可動外筒と記す）８０が、内筒４２Ｄの径方向外側に設けられている。
【００８１】
可動外筒８０は、内筒４２Ｄから径方向外側に所定の空隙をあけて設けられており、当該外筒に内筒４２Ｄと同じ軸心Ｃを中心として周方向に延びている部分（以下、周方向部と記す）８２と、当該周方向部８２から内筒４２Ｄに向けて径方向内側に延びている部分（以下、径方向部と記す）８４とを有している。可動外筒８０の周方向部８２及び径方向部８４と、内筒４２Ｄにより囲まれた空間が、ガスノズル５０の流出口５２（図４参照）と連通する外側空間４３である。なお、本実施形態のガス分配部４０Ｄにおいて、周方向部８２は、軸心Ｃを中心とする環状をなしている。
【００８２】
本実施形態の内筒４２Ｄには、内側空間４１と外側空間４３とを連通させる分配通路４５が単数形成されている。一方、可動外筒８０には、周方向部８２の内壁８２ａから径方向内側に突出する部分（以下、突出部と記す）８８が設けられている。突出部８８は、内筒４２Ｄに対する可動外筒８０の回動の角位置に応じて、分配通路４５を塞ぐことが可能に構成されている。なお、図１２及び図１３と図１４（ａ）には、可動外筒８０の突出部８８が、分配通路４５を外側空間４３側から完全に塞いだ状態を示している。
【００８３】
この図１４（ａ）に示す状態から、可動外筒８０を内筒４２Ｄに対して周方向Ｅ１に僅かな角度回動させると、図１４（ｂ）に示すように、分配通路４５が部分的に開かれて、内筒４２Ｄの内側空間４１と外側空間４３が連通する。すると、図１２に矢印Ｇで示すように、内側空間４１に供給されたシールドガスは、図１２に矢印Ｓ１で示すように、内側空間４１から外側空間４３にサイドガスとして流入する。外側空間４３に流入したサイドガスは、矢印Ｓ２で示すように、ガスノズル５０の流出口５２（図４参照）に向けて流れる。分配通路４５から外側空間４３に流入しなかったシールドガスは、メインガスとして本体部２０の出射口２２（図４参照）に向けて流れる。
【００８４】
この図１４（ｂ）に示す状態から、さらに、可動外筒８０を周方向Ｅ１に僅かな角度回動させると、図１４（ｃ）で示すように、分配通路４５が完全に開かれて、外側空間４３に流入するサイドガスの流量が増大する。すなわち、可動外筒８０は、内筒４２Ｄに対する回動の角位置に応じて、分配通路４５におけるシールドガスの流動抵抗を変化させることが可能となっている。
【００８５】
このように、分配通路４５を部分的に塞ぐ突出部８８の位置、すなわち可動外筒８０の内筒４２Ｄに対する回動の角位置を調整することにより、矢印Ｍで示すように本体部２０の出射口２２に向かうメインガスと、矢印Ｓ１及びＳ２で示すように外側空間４３を経てガスノズル５０の流出口５２に向かうサイドガスの流量比を調整することができる。本実施形態の加工ヘッドは、メインガスとサイドガスの流量比を調整する調整用部材として可動外筒８０を用いることで、内筒４２Ｄに対する可動外筒８０の回動の角位置を調整するだけで、メインガスとサイドガスの流量比を調整することができる。
【００８６】
以上に説明したように本実施形態において、調整用部材は、ガス分配部４０Ｄを構成する可動外筒８０である。可動外筒８０は、略筒状をなしており、内筒４２Ｄの径方向外側において当該内筒４２Ｄに対して回動可能に構成されており、当該内筒４２Ｄとの間に外側空間４３を形成する。さらに、調整用部材としての可動外筒８０は、外側空間４３を画定する内壁から突出して設けられて回動の角位置に応じて分配通路４５を塞ぐことが可能な突出部８８を有しているものとした。可動外筒８０の角位置すなわち突出部８８の回動の角位置を調整するだけで、分配通路４５を流れるサイドガスの流量を変化させて、メインガスとサイドガスの流量比を調整することができる。
【００８７】
なお、本実施形態においては、調整用部材としての可動外筒８０の突出部８８と、分配通路４５は、それぞれ単数設けられるものとしたが、これらは、それぞれ複数（同数）設けるものとしても良い。このようにガス分配部を構成すれば、サイドガスの割合が比較的高い場合に対応することができる。
【００８８】
〔他の実施形態〕
上述した実施形態において、レーザ加工装置１の加工対象は、二重管６の内側を構成する内管７であるものとしたが、本発明の加工対象である管の態様は、これに限定されるものではない。加工ヘッド１０を内側に挿入可能な管であれば、本発明の加工ヘッドにより溶接を行うことが可能である。
【００８９】
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９０】
１  レーザ加工装置
６  二重管
７  内管（管）
８  外管
９  空隙
１０  加工ヘッド
２０  本体部
２１  筒状部材
２２  出射口
２４  内部空間
２５  壁体
３０  集光光学系
３１  第１凸レンズ
３２  第２凸レンズ
３３  ミラー
４０，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ  ガス分配部
４１  内側空間
４２，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ  内筒
４３  外側空間
４４，４４Ｂ，４４Ｃ  外筒
４５  分配通路
４６  取付孔
４６ａ  座面
４６ｃ  雌ねじ部
４８  分配通路
５０  ガスノズル
５１  ノズル内空間
５２  流出口
６０  長尺ねじ（調整用部材）
６０ａ  頭部
６０ｃ  雄ねじ部
６０ｅ  先端部
６２  短尺ねじ（短尺部材）
６２ａ  頭部
６２ｃ  雄ねじ部
６２ｅ  先端部
６４  テーパーねじ（調整用部材）
６４ｅ  先端部
７１  内管の第１の部分
７２  内管の第２の部分
７７  内管の内壁
７８  継目
８０  可動外筒（調整用部材）
８２  周方向部
８４  径方向部
８８  突出部（調整用部材）
１００  可撓性チューブ（チューブ）
１０２  シールドガス用空間
１０５  光ファイバ
１１０  レーザ発振器
１２０  タンク
１２２  ポンプ
１２４  流量調整弁
【図１】
2015112623.tif 000003
【図２】
2015112623.tif 000004
【図３】
2015112623.tif 000005
【図４】
2015112623.tif 000006
【図５】
2015112623.tif 000007
【図６】
2015112623.tif 000008
【図７】
2015112623.tif 000009
【図８】
2015112623.tif 000010
【図９】
2015112623.tif 000011
【図１０】
2015112623.tif 000012
【図１１】
2015112623.tif 000013
【図１２】
2015112623.tif 000014
【図１３】
2015112623.tif 000015
【図１４】
2015112623.tif 000016