(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの周囲を取り囲むように環状に形成されて前記ガス噴射ノズルの向きに沿う方向に向けて噴出口を有する水噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの噴射口と前記水噴射ノズルの噴射口との間で前記ガス噴射ノズルの噴射口の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられて先端部が基端部よりも径方向外側に位置して設けられ、かつ前記水噴射ノズルの噴射口の向きに対して交差して配置される遮蔽部材と、
を備え、
前記遮蔽部材は、先端部が外側に反り返って形成されることを特徴とする加工用ノズル。
【請求項２】
ガス噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの周囲を取り囲むように環状に形成されて前記ガス噴射ノズルの向きに沿う方向に向けて噴出口を有する水噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの噴射口と前記水噴射ノズルの噴射口との間で前記ガス噴射ノズルの噴射口の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられて先端部が基端部よりも径方向外側に位置して設けられ、かつ前記水噴射ノズルの噴射口の向きに対して交差して配置される遮蔽部材と、
を備え、
前記遮蔽部材は、剛構造部と、径方向または周方向に変形可能な変形部とが周方向で交互に配置されることを特徴とする加工用ノズル。
【請求項３】
ガス噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの周囲を取り囲むように環状に形成されて前記ガス噴射ノズルの向きに沿う方向に向けて噴出口を有する水噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの噴射口と前記水噴射ノズルの噴射口との間で前記ガス噴射ノズルの噴射口の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられて先端部が基端部よりも径方向外側に位置して設けられ、かつ前記水噴射ノズルの噴射口の向きに対して交差して配置される遮蔽部材と、
を備え、
前記遮蔽部材は、前記水噴射ノズル側の表面に、基端部から先端部に向けて延在する突起部が設けられることを特徴とする加工用ノズル。
【請求項４】
前記遮蔽部材は、可撓性を有することを特徴とする請求項１または３に記載の加工用ノズル。
【請求項５】
前記遮蔽部材の環状の内側にて前記遮蔽部材に沿って径方向に延在して基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられ、かつ周方向に複数設けられた支持部材を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の加工用ノズル。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の加工用ノズルと、
前記ガス噴射ノズルにガスを供給するガス供給部と、
前記水噴射ノズルに水を供給する水供給部と、
前記ガス噴射ノズルのガス噴射領域内を加工領域として設けられた加工ヘッドと、
を備えることを特徴とする加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中にて被加工物に対して加工を行う際に加工部位に向けて配置されて気体領域をなす加工用ノズル、および当該加工用ノズルが適用される加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に、レーザ切断装置が示されている。このレーザ切断装置は、レーザビームを通す切断用ノズルを備えている。切断用ノズルは、レーザビームによって溶融した溶融物を吹き飛ばすためのアシストガスを噴射するアシストガスノズルと、アシストガスを保護するためのシールドガスを噴射するシールドガスノズルとを有し、アシストガスノズルは、内側ノズルと外側ノズルとからなる二重ノズル構造を有し、内側ノズルは、レーザビームを通すとともに酸素含有ガスを噴射し、外側ノズルは、内側ノズルと同軸的に配置されることが示されている。また、特許文献１は、レーザ切断装置を水中切断に用いるため、アシストガス、シールドガスおよび加圧水カーテンを噴射することが示されている。加圧水カーテンは、アシストガスノズルおよびシールドガスノズルを囲むように環状に配置され、アシストガスノズルおよびシールドガスノズルに対して同軸的に配置される加圧水カーテンノズルにより噴射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１７７７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されるような切断用ノズルでは、加圧水カーテンを形成する水は、加圧水カーテンノズルから噴射された後は徐々に減速していく。このため、例え加圧水カーテンノズルが周方向で一様な流量で水を噴射できるように設計されていても、加圧水カーテンノズルから離れるに従って水噴流の周方向での一様性および時間的安定性が低下することになる。この結果、周方向で水の噴射の弱い箇所が発生し、アシストガスおよびシールドガスからなる気体領域であるドライスポットに周囲の水が浸入するおそれがある。溶接時の水の存在は溶接欠陥に繋がるため、水の浸入は問題となる。
【０００５】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することのできる加工用ノズルおよび加工装置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】
上述の目的を達成するために、本発明の加工用ノズルは、ガス噴射ノズルと、前記ガス噴射ノズルの周囲を取り囲むように環状に形成されて前記ガス噴射ノズルの向きに沿う方向に向けて噴出口を有する水噴射ノズルと、前記ガス噴射ノズルの噴射口と前記水噴射ノズルの噴射口との間で前記ガス噴射ノズルの噴射口の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられて先端部が基端部よりも径方向外側に位置して設けられ、かつ前記水噴射ノズルの噴射口の向きに対して交差して配置される遮蔽部材と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この加工用ノズルによれば、水噴射ノズルで噴射された水が遮蔽部材に衝突し、遮蔽部材を径方向内側に押圧する。このため、遮蔽部材の先端部と被加工物の面との隙間の周方向の偏差を抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下を抑制できる。この結果、気体領域への水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができる。
【０００８】
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材は、先端部が外側に反り返って形成されることを特徴とする。
【０００９】
この加工用ノズルによれば、遮蔽部材の先端部が外側に反り返って形成されることで、水噴射ノズルから噴射された水は、遮蔽部材の先端部で転向する。このため、水噴射ノズルの噴射方向であって被加工物の面に向けて押圧する反力が遮蔽部材の先端部に働き、遮蔽部材の先端部と被加工物の面との隙間の周方向の偏差をさらに抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下をさらに抑制できる。この結果、気体領域への水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。
【００１０】
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材の環状の内側にて前記遮蔽部材に沿って径方向に延在して基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられ、かつ周方向に複数設けられた支持部材を備えることを特徴とする。
【００１１】
この加工用ノズルによれば、支持部材を備えることで、遮蔽部材が水噴射ノズルから噴射された水により径方向内側に変形しないように補強することができる。
【００１２】
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材は、可撓性を有することを特徴とする。
【００１３】
この加工用ノズルによれば、遮蔽部材が可撓性を有することで、ガス噴射ノズルから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズルから噴射された水の圧力により遮蔽部材が追従して撓むため、遮蔽部材の先端部を被加工物の面に常に添わせることができる。
【００１４】
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材は、剛構造部と、径方向または周方向に変形可能な変形部とが周方向で交互に配置されることを特徴とする。
【００１５】
この加工用ノズルによれば、遮蔽部材が、剛構造部と変形部とを周方向で交互に配置されてなることで、剛構造部により水噴射ノズルから噴射された水の圧力を受けることができ、変形部によりガス噴射ノズルから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズルから噴射された水の圧力により追従して撓むため、遮蔽部材の先端部を被加工物の面に常に添わせることができる。
【００１６】
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材は、前記水噴射ノズル側の表面に、基端部から先端部に向けて延在する突起部が設けられることを特徴とする。
【００１７】
この加工用ノズルによれば、突起部を設けることにより、水噴射ノズルから噴射された水を突起部に沿って基端部から先端部に案内することができ、水噴射ノズルから噴射された水の圧力を先端部に働かせ、遮蔽部材の先端部と被加工物の面との隙間の周方向の偏差をさらに抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下をさらに抑制できる。この結果、気体領域への水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。
【００１８】
上述の目的を達成するために、本発明の加工装置は、上述したいずれか１つの発明の加工用ノズルと、前記ガス噴射ノズルにガスを供給するガス供給部と、前記水噴射ノズルに水を供給する水供給部と、前記ガス噴射ノズルのガス噴射領域内を加工領域として設けられた加工ヘッドと、を備えることを特徴とする。
【００１９】
この加工装置によれば、遮蔽部材により、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができることから、水中での加工性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る加工装置の概略構成図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る加工装置の他の例の概略構成図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る加工装置の概略構成図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視図である。図３は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態の加工装置１は、水中において被加工物１００を加工するものである。加工としては、例えば、溶接、切断があり、加工方法としては、例えば、図１に示すＴＩＧ溶接がある。本実施形態では、ＴＩＧ溶接による肉盛溶接を主として説明する。
【００２５】
本実施形態の加工装置１は、図１に示すように、加工ヘッド２、加工用ノズル３、ガス供給部４、水供給部５を備えている。
【００２６】
加工ヘッド２は、溶接トーチ２Ａを備える。溶接トーチ２Ａは、加工用ノズル３のトーチ挿入ノズル３Ａを貫通して設けられている。また、加工装置１は、溶接トーチ２Ａの先端部に対応する位置に溶接ワイヤ２Ｂを備える。溶接ワイヤ２Ｂは、加工用ノズル３を貫通して支持されている。
【００２７】
加工用ノズル３は、円柱形状に形成されて加工ヘッド２に設けられた溶接トーチ２Ａの先端部を、水中の被加工物１００の加工部位１００Ａの加工に適した距離で設置するように図示しない保持手段（例えば、マニピュレータ）により水中にて保持される。この加工用ノズル３は、トーチ挿入ノズル３Ａ、ガス噴射ノズル３Ｂ、水噴射ノズル３Ｃを備えている。また、加工用ノズル３は、遮蔽部材７を備えている。
【００２８】
トーチ挿入ノズル３Ａは、加工用ノズル３の中央に設けられて加工ヘッド２の溶接トーチ２Ａを挿通させる穴であって溶接トーチ２Ａを被加工物１００の加工部位１００Ａに配置するための開口３Ａａを有する。
【００２９】
ガス噴射ノズル３Ｂは、アシストガスを噴射するもので、図１に示すように、トーチ挿入ノズル３Ａの周囲を取り囲むように配置され、溶接トーチ２Ａの先端部側に噴射口３Ｂａを向けて開口する穴として形成されている。本実施形態において、ガス噴射ノズル３Ｂは、図２に示すように、トーチ挿入ノズル３Ａの周囲を取り囲むように加工用ノズル３の円柱形状の中心軸Ｃの周りに環状に形成された穴として形成されている。その他、ガス噴射ノズル３Ｂは、図には明示しないが、トーチ挿入ノズル３Ａの周囲を取り囲むように配置された複数の穴として形成されていてもよい。なお、本実施形態において、ガス噴射ノズル３Ｂは、図１に示すように、トーチ挿入ノズル３Ａの開口３Ａａと同じ平面上に噴射口３Ｂａが形成されている。その他、ガス噴射ノズル３Ｂは、図には明示しないが、トーチ挿入ノズル３Ａの開口３Ａａに対してトーチ挿入ノズル３Ａの向きの後側（溶接トーチ２Ａの先端部とは反対側）に窪んだ位置に噴射口３Ｂａが設けられていてもよく、トーチ挿入ノズル３Ａの開口３Ａａに対してトーチ挿入ノズル３Ａの向きの前側（溶接トーチ２Ａの先端部側）に突出した位置に噴射口３Ｂａが設けられていてもよい。
【００３０】
水噴射ノズル３Ｃは、水を噴射するもので、図１〜図３に示すように、ガス噴射ノズル３Ｂの周囲を取り囲むように配置され、ガス噴射ノズル３Ｂの向きに沿う方向に向けて開口する穴として形成されている。本実施形態において、水噴射ノズル３Ｃは、図２および図３に示すように、ガス噴射ノズル３Ｂの周囲を取り囲むように環状の穴として形成されている。
【００３１】
水噴射ノズル３Ｃは、図１〜図３に示すように、水供給通路３Ｃａと、環状通路３Ｃｂと、ノズル部３Ｃｃと、を有する。
【００３２】
水供給通路３Ｃａは、水供給部５が接続されるもので、環状の穴として構成された水噴射ノズル３Ｃにおいて、環状ではなく少なくとも１つの通路穴として構成されている。図３において、水供給通路３Ｃａは、周方向に等間隔で４つ設けられている。また、水供給通路３Ｃａは、図１に示すように、環状通路３Ｃｂに接続される。
【００３３】
環状通路３Ｃｂは、図２および図３に示すように、ガス噴射ノズル３Ｂの周囲を取り囲むように環状の穴として形成され、かつガス噴射ノズル３Ｂの向きに沿う方向に向けて開口して形成されている。環状通路３Ｃｂは、上述したように、水供給通路３Ｃａが接続される。
【００３４】
ノズル部３Ｃｃは、図２に示すように、ガス噴射ノズル３Ｂの周囲を取り囲むように環状の穴として形成されている。ノズル部３Ｃｃは、図１に示すように、接続口３Ｃｃａを介して環状通路３Ｃｂに接続される。また、ノズル部３Ｃｃは、図１に示すように、ガス噴射ノズル３Ｂの向きに沿う方向に向けて噴射口３Ｃｃｂが開口して形成されている。このノズル部３Ｃｃは、図１に示すように、接続口３Ｃｃａから噴出口３Ｃｃｂに至り、中心軸Ｃから離れるように形成されている。なお、本実施形態において、ノズル部３Ｃｃは、図１に示すように、ガス噴射ノズル３Ｂの噴射口３Ｂａと同じ平面上に噴射口３Ｃｃｂが形成されている。その他、ノズル部３Ｃｃは、図には明示しないが、ガス噴射ノズル３Ｂの噴射口３Ｂａに対してガス噴射ノズル３Ｂの向きの後側（アシストガスが噴射される向きの反対側）に窪んだ位置に噴射口３Ｃｃｂが設けられていてもよく、ガス噴射ノズル３Ｂの噴射口３Ｂａに対してガス噴射ノズル３Ｂの向きの前側（アシストガスが噴射される側）に突出した位置に噴射口３Ｃｃｂが設けられていてもよい。
【００３５】
このような水噴射ノズル３Ｃは、水供給部５により供給された水が水供給通路３Ｃａ、環状通路３Ｃｂ、ノズル部３Ｃｃの順で加工用ノズル３内を通過し、ノズル部３Ｃｃの噴射口３Ｃｃｂから噴射される。また、水噴射ノズル３Ｃは、ノズル部３Ｃｃが接続口３Ｃｃａから噴出口３Ｃｃｂに至り、前記中心軸Ｃから離れるように形成されていることから、噴射口３Ｃｃｂから噴射される水が中心軸Ｃから離れるように斜めに放射状に噴射される。
【００３６】
遮蔽部材７は、図１に示すように、ガス噴射ノズル３Ｂの噴射口３Ｂａと水噴射ノズル３Ｃの噴射口３Ｃｃｂとの間で、ガス噴射ノズル３Ｂの噴射口３Ｂａの周囲を取り囲むように環状に形成されている。遮蔽部材７は、基端部７ａが水噴射ノズル３Ｃの径方向内側に取り付けられて先端部７ｂが基端部７ａよりも径方向外側に位置して設けられ、かつ水噴射ノズル３Ｃの噴射口３Ｃｃｂの向きに対して交差して配置される。径方向とは、中心軸Ｃに直交する方向であり、径方向内側は中心軸Ｃに近づく側で、径方向外側は中心軸Ｃから遠ざかる側である。この遮蔽部材７は、先端部７ｂが被加工物１００の面に接触される。
【００３７】
ガス供給部４は、ガス噴射ノズル３Ｂにアシストガスを供給するものである。ガス供給部４は、ガス噴射ノズル３Ｂに対してガス供給管４Ａを介して接続されており、水中から出た場所に配置された図示しないガス貯留タンクを備え、このガス貯留タンクからガス供給管４Ａにガスをコンプレッサなどで圧送することでガス噴射ノズル３Ｂにアシストガスを供給し、ガス噴射ノズル３Ｂからアシストガスを噴射させる。
【００３８】
水供給部５は、水噴射ノズル３Ｃに水を供給するものである。水供給部５は、水噴射ノズル３Ｃに対して水供給管５Ａを介して接続されており、水中から出た場所に配置された図示しない水貯留タンクを備え、この水貯留タンクから水供給管５Ａに水をポンプなどで圧送することで水噴射ノズル３Ｃに水を供給し、水噴射ノズル３Ｃから水を噴射させる。なお、水供給部５は、加工用ノズル３が配置される水をポンプなどで圧送することで水噴射ノズル３Ｃに水を供給し、水噴射ノズル３Ｃから水を噴射させる構成であってもよい。また、水噴射ノズル３Ｃにおいて水供給通路３Ｃａが複数設けられていることから、水供給部５は、水供給管５Ａが各水供給通路３Ｃａに対応して複数に分岐して構成されている。
【００３９】
ところで、図４は、本実施形態に係る加工装置の他の例の概略構成図である。図４に示す加工装置１は、レーザ加工を行うもので、上述した加工ヘッド２に代えて加工ヘッド６を有する。加工ヘッド６は、レーザビーム６Ａを照射するもので加工用ノズル３に取り付けられている。加工ヘッド６が取り付けられる加工用ノズル３は、加工ヘッド２から照射されたレーザビーム６Ａを、水中の被加工物１００の加工部位１００Ａの加工に適した距離で照射するように図示しない保持手段（例えば、マニピュレータ）により水中にて保持される。この加工用ノズル３は、上述したトーチ挿入ノズル３Ａに代えてレーザ照射ノズル３Ｄを備える。レーザ照射ノズル３Ｄは、加工用ノズル３の中央に設けられて加工ヘッド６から照射されたレーザビーム６Ａを通過させる穴であってレーザビーム６Ａを被加工物１００の加工部位１００Ａに照射するための照射口３Ｄａを有する。その他の構成は、図１に示す加工装置１と同様であるため、同等部分に同一符号を付して説明を省略する。
【００４０】
上述した加工装置１は、図１（または図４）に示すように、加工用ノズル３が、水中の被加工物１００の加工部位１００Ａに対して所定間隔をおいてトーチ挿入ノズル３Ａの開口３Ａａ（またはレーザ照射ノズル３Ｄの照射口３Ｄａ）を向けた形態で保持される。このとき、遮蔽部材７の先端部７ｂが被加工物１００の面に接触し、トーチ挿入ノズル３Ａの開口３Ａａ（またはレーザ照射ノズル３Ｄの照射口３Ｄａ）であって加工部位１００Ａを囲むように配置される。そして、加工装置１は、ガス供給部４により供給されたアシストガスがガス噴射ノズル３Ｂから噴射される。ガス噴射ノズル３Ｂから噴射されたアシストガスは、溶接トーチ２Ａ（またはレーザビーム６Ａ）により溶接される周囲で被加工物１００の加工部位１００Ａの一部に至り、遮蔽部材７が囲むガス噴射領域が気体領域であるドライスポットＤとして形成される。加工ヘッド２は、ガス噴射ノズル３Ｂのガス噴射領域内を加工領域として設けられる。遮蔽部材７が囲む気体領域であるドライスポットＤは、ガス噴射ノズル３Ｂから噴射されるアシストガスにより遮蔽部材７の外側の水中よりも高い圧力とされる。また、加工装置１は、水供給部５により供給された水が水噴射ノズル３Ｃから噴射される。水噴射ノズル３Ｃから噴射された水は、水噴射ノズル３Ｃの噴射口３Ｃｃｂの向きに対して交差して配置される遮蔽部材７に衝突し、その水流により遮蔽部材７を気体領域であるドライスポットＤ側に押圧する。
【００４１】
このように構成された加工装置１に適用される加工用ノズル３によれば、水噴射ノズル３Ｃで噴射された水を遮蔽部材７に衝突し、遮蔽部材７を径方向内側に押圧する。このため、遮蔽部材７の先端部７ｂと被加工物１００の面との隙間の周方向の偏差を抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下を抑制できる。この結果、気体領域であるドライスポットＤへの水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができる。
【００４２】
図５は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。図５に示すように、本実施形態の加工用ノズル３では、遮蔽部材７は、先端部７ｂが外側に反り返って形成されることが好ましい。
【００４３】
遮蔽部材７は、先端部７ｂが、設置時に被加工物１００の面から遠ざかるように延在方向とは逆であって径方向外側に折り返し状に反り返って形成されている。これにより、遮蔽部材７は、先端部７ｂが水噴射ノズル３Ｃの噴射口３Ｃｃｂの向きに対して交差して配置される。
【００４４】
従って、遮蔽部材７の先端部７ｂが外側に反り返って形成されることで、水噴射ノズル３Ｃから噴射された水は、遮蔽部材７の先端部７ｂで転向する。このため、水噴射ノズル３Ｃの噴射方向であって被加工物１００の面に向けて押圧する反力が遮蔽部材７の先端部７ｂに働き、遮蔽部材７の先端部７ｂと被加工物１００の面との隙間の周方向の偏差をさらに抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下をさらに抑制できる。この結果、気体領域であるドライスポットＤへの水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。
【００４５】
図６は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。図６に示すように、本実施形態の加工用ノズル３では、支持部材７１を備える。支持部材７１は、遮蔽部材７に沿って径方向に延在して遮蔽部材７の環状の内側に沿って設けられる。支持部材７１は、基端部７１ａが水噴射ノズル３Ｃの径方向内側に取り付けられ、先端部７１ｂが遮蔽部材７の先端部７ｂよりも短く形成されている。この支持部材７１は、周方向に複数設けられている。
【００４６】
従って、支持部材７１を備えることで、遮蔽部材７が水噴射ノズル３Ｃから噴射された水により径方向内側に変形しないように補強することができる。なお、支持部材７１の基端部７１ａは、加工用ノズル３に支承されて中心軸Ｃに沿って揺動可能に取り付けられていることが好ましく、ガス噴射ノズル３Ｂから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズル３Ｃから噴射された水の圧力による遮蔽部材７の移動に追従することができる。また、支持部材７１の先端部７１ｂは、球状に形成されていることが好ましく、加工用ノズル３を被加工物１００に沿って移動させた際の移動を妨げることなく支持部材７１を円滑に被加工物１００の面に添わせることができる。
【００４７】
また、本実施形態の加工用ノズル３では、遮蔽部材７は、可撓性を有することが好ましい。
【００４８】
可撓性を有する構成は、遮蔽部材７を形成する材料として、例えば、ゴム、樹脂、金属で撓むことが可能なものを選択することで実現できる。
【００４９】
また、可撓性を有する構成は、図７の本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図に示すように、遮蔽部材７が基端部７ａから先端部７ｂに向かって山谷が交互に形成された蛇腹状に形成されることで実現できる。
【００５０】
また、可撓性を有する構成は、図８の本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図に示すように、遮蔽部材７が周方向に山谷が交互に形成された蛇腹状に形成されることで実現できる。
【００５１】
従って、遮蔽部材７が可撓性を有することで、ガス噴射ノズル３Ｂから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズル３Ｃから噴射された水の圧力により遮蔽部材７が追従して撓むため、遮蔽部材７の先端部７ｂを被加工物１００の面に常に添わせることができる。
【００５２】
図９は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。図９に示すように、本実施形態の加工用ノズル３では、遮蔽部材７は、剛構造部７２と、径方向に変形可能な変形部７３とが周方向で交互に配置されている。剛構造部７２は、基端部７ａから先端部７ｂに延在して設けられ、変形の無いまたは変形し難いもので、例えば、金属や樹脂により形成される。変形部７３は、基端部７ａから先端部７ｂに延在して設けられ、変形可能に、例えば、ゴム、樹脂、金属で撓むことが可能なものにより形成され、または基端部７ａから先端部７ｂに向かって山谷が交互に形成された蛇腹状に形成される。
【００５３】
また、図１０は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。図１０に示すように、本実施形態の加工用ノズル３では、遮蔽部材７は、剛構造部７２と、周方向に変形可能な変形部７３とが周方向で交互に配置されている。剛構造部７２は、基端部７ａから先端部７ｂに延在して設けられ、変形の無いまたは変形し難いもので、例えば、金属や樹脂により形成される。変形部７３は、基端部７ａから先端部７ｂに延在して設けられ、変形可能に、例えば、ゴム、樹脂、金属で撓むことが可能なものにより形成され、または周方向に山谷が交互に形成された蛇腹状に形成される。
【００５４】
従って、遮蔽部材７が、剛構造部７２と変形部７３とを周方向で交互に配置されてなることで、剛構造部７２により水噴射ノズル３Ｃから噴射された水の圧力を受けることができ、変形部７３によりガス噴射ノズル３Ｂから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズル３Ｃから噴射された水の圧力により追従して撓むため、遮蔽部材７の先端部７ｂを被加工物１００の面に常に添わせることができる。なお、この構成の場合、図９に示すように、水噴射ノズル３Ｃは、少なくとも剛構造部７２に対応する位置に噴射口３Ｃｃｂが配置されていればよく、水の圧力を剛構造部７２を介して遮蔽部材７に及ばせることができる。
【００５５】
図１１は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。図１２は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。図１１および図１２に示すように、本実施形態の加工用ノズル３では、遮蔽部材７は、水噴射ノズル３Ｃ側の表面に、基端部７ａから先端部７ｂに向けて延在する突起部７４が周方向に複数設けられることが好ましい。突起部７４は、遮蔽部材７と同じ材質であっても異なる材質であってもよい。
【００５６】
従って、突起部７４を設けることにより、水噴射ノズル３Ｃから噴射された水を突起部７４に沿って基端部７ａから先端部７ｂに案内することができ、水噴射ノズル３Ｃから噴射された水の圧力を先端部７ｂに働かせ、遮蔽部材７の先端部７ｂと被加工物１００の面との隙間の周方向の偏差をさらに抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下をさらに抑制できる。この結果、気体領域であるドライスポットＤへの水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。なお、この構成の場合、図１１に示すように、水噴射ノズル３Ｃは、突起部７４の間に対応する位置に噴射口３Ｃｃｂが配置されていればよく、水の圧力を突起部７４の間を介して遮蔽部材７に及ばせることができる。
【００５７】
なお、図５〜図１２に示す形態は、適宜組み合わせて用いることで、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。
【００５８】
また、本実施形態の加工用ノズル３が適用された加工装置１にあっては、加工用ノズル３と、ガス噴射ノズル３Ｂにガスを供給するガス供給部４と、水噴射ノズル３Ｃに水を供給する水供給部５と、ガス噴射ノズル３Ｂのガス噴射領域内を加工領域として設けられた加工ヘッド２，６と、を備える。
【００５９】
この加工装置１によれば、遮蔽部材７により、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができることから、水中での加工性を向上することができる。
【００６０】
ところで、上述した実施形態において、加工用ノズル３は、水噴射ノズル３Ｃにおいて水供給通路３Ｃａが設けられているが、水供給部５の水供給管５Ａを環状通路３Ｃｂに直接接続して水供給通路３Ｃａの代わりとしてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  加工装置
２  加工ヘッド
２Ａ  溶接トーチ
２Ｂ  溶接ワイヤ
３  加工用ノズル
３Ａ  トーチ挿入ノズル
３Ａａ  開口
３Ｂ  ガス噴射ノズル
３Ｂａ  噴射口
３Ｃ  水噴射ノズル
３Ｃａ  水供給通路
３Ｃｂ  環状通路
３Ｃｃ  ノズル部
３Ｃｃａ  接続口
３Ｃｃｂ  噴射口
３Ｄ  レーザ照射ノズル
３Ｄａ  照射口
４  ガス供給部
４Ａ  ガス供給管
５  水供給部
５Ａ  水供給管
６  加工ヘッド
６Ａ  レーザビーム
７  遮蔽部材
７ａ  基端部
７ｂ  先端部
７１  支持部材
７１ａ  基端部
７１ｂ  先端部
７２  剛構造部
７３  変形部
７４  突起部
１００  被加工物
１００Ａ  加工部位
Ｃ  中心軸
Ｄ  ドライスポット
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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