(57)【要約】【課題】レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部の耐久性を向上させることができるレーザ加工用トーチを提供する。【解決手段】レーザ加工用トーチ１は、レーザ出射部２２を有するハンドル部４と、ハンドル部４の先端に設けられたノズル部１６と、ノズル部１６の先端から放出されるガスを供給するためのガス供給手段３０と、レーザ光Ｌがレーザ出射部２２に導光されるＯＮ状態と、レーザ出射部２２へのレーザ光Ｌの導光が遮断されるＯＦＦ状態とに切換えられるスイッチ１２と、ノズル部１６の先端から放出されて被加工材料によって反射されるガスの圧力を受ける受圧面１４ｂを有するとともに、この受圧面１４ｂに作用するガス圧によって作動してスイッチ１２をＯＮするガス圧作動体１４とを備えている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ出射部を内部に有するハンドル部と、
前記ハンドル部の先端に設けられるとともに、前記レーザ出射部から出射されたレーザ光を先端から発射するノズル部と、
前記ノズル部の先端から放出されるガスを供給するためのガス供給手段と、
レーザ光が前記レーザ出射部に導光されるＯＮ状態と、前記レーザ出射部へのレーザ光の導光が遮断されるＯＦＦ状態とに切換えられるスイッチと、
前記ノズル部の先端から放出されて被加工材料によって反射されるガスの圧力を受ける受圧面を有するとともに、この受圧面に作用するガス圧によって作動して前記スイッチをＯＮするガス圧作動体と、
を備えていることを特徴とするレーザ加工用トーチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として手で操作するレーザ加工用トーチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４には、従来のレーザ加工用トーチの一例が示されている。このレーザ加工用トーチ１０１は、レーザ光を導く光ファイバーケーブルやアシストガス供給用のホース等（図示略）が収容された可撓性のトーチリード１０２と、トーチリード１０２の先端に取り付けられた円筒状のハンドル部１０３と、ハンドル部１０３の先端に設けられたノズル部１０４とを備えて成る。そして、ペンを把持する要領でハンドル部１０３を把持して、ハンドル部１０３の先端のノズル部１０４をワーク１０５の加工面１０６に当て、ノズル部１０４の先端からレーザ光とアシストガスとを放出させると、加工面１０６に対して溶接や溶断等の加工を行なうことができる。
【０００３】
【特許文献１】
登録実用新案第３０１５６７号公報（請求項３）
【特許文献２】
特開平９−５７４８１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなレーザ加工用トーチ１０１は、安全上等の理由から、例えば、先端のノズル部１０４をワーク１０５の加工面１０６に接触または所定の圧力で押し当てなければ、レーザ光が出射されないようになっている。すなわち、ノズル部１０４をワーク１０５の加工面１０６に接触させるまたは押し付けることによって、導通またはトーチに押し込み接触圧が作用すると、初めて、安全回路を成すメカ式のスイッチが働き、レーザ発振器からレーザ光が出射されるようになっている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
したがって、加工の際には、ノズル部１０４を常にワーク１０５の加工面１０６に所定の圧力で接触させながら（トーチを押し込みながら）、加工面１０６上でノズル部１０４を滑らせなければならない。そのため、ノズル部１０４がワーク１０５との滑り摩擦によって早期に摩耗したり、加工中にノズル部１０４がワーク１０５に引っ掛って、思うようにノズル部１０４を加工面１０６上で滑らせることができないといった問題が生じる。また、このようにノズル部１０４を常にワーク１０５の加工面１０６に押し当てながら滑らせる加工を継続的に行なうためには、ワーク１０５との接触部であるノズル部１０４の材質を、カーボン等の滑り性の良い特定の材質に限定しなければならない。
【０００６】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部の耐久性を向上させることができるレーザ加工用トーチを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のレーザ加工用トーチは、レーザ光を出射するレーザ出射部を内部に有するハンドル部と、前記ハンドル部の先端に設けられるとともに、前記レーザ出射部から出射されたレーザ光を先端から発射するノズル部と、前記ノズル部の先端から放出されるガスを供給するためのガス供給手段と、レーザ光が前記レーザ出射部に導光されるＯＮ状態と、前記レーザ出射部へのレーザ光の導光が遮断されるＯＦＦ状態とに切換えられるスイッチと、前記ノズル部の先端から放出されて被加工材料によって反射されるガスの圧力を受ける受圧面を有するとともに、この受圧面に作用するガス圧によって作動して前記スイッチをＯＮするガス圧作動体とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
したがって、上記構成によれば、加工の際、ノズル部を常に被加工材料の加工面に所定の圧力で接触させながら（トーチを押し込みながら）加工面上でノズル部を滑らせる必要がない。そのため、ノズル部が被加工材料との滑り摩擦によって摩耗したり、加工中にノズル部が被加工材料に引っ掛ってしまうといった事態を回避することができ、また、ノズル部の材質をカーボン等の滑り性の良い特定の材質に限定する必要もない。すなわち、本発明のレーザ加工用トーチにおいては、レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部の耐久性を向上させることができ、優れた加工性を得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１に示されるように、本実施形態に係るレーザ加工用トーチ１は、筒状のハンドル部４と、このハンドル部４の先端に例えば着脱自在に取り付けられ且つレーザ光Ｌを発射するノズル部１６とを備えている。ハンドル部４内には、レーザ光（ＹＡＧレーザ）Ｌを出射するためのレーザ出射部２２が固定的に支持されており、レーザ出射部２２からは基端側（手元側）に向かって光ファイバ２が延びている。この光ファイバ２は、例えばアシストガス供給用のホースおよび冷却水給排用のホースとともに可撓性のトーチリード内に収容されて、レーザ発振器に接続される。
【００１０】
ハンドル部４の先端部内には、レーザ出射部２２から出射されるレーザ光Ｌをフォーカルな光にする複数のレンズ８が配設されている。また、レンズ８の前方には、レンズ８を加工時のスパッタから保護する保護ガラス２０が配設されている。
【００１１】
ハンドル部４の側方にはスイッチボックス６が並設されている。このスイッチボックス６には、前記レーザ発振器内のシャッタを開いてＹＡＧレーザ光を発振させるための出射ボタン１０が設けられている。また、スイッチボックス６からは、図示しないアシストガス供給源に接続されるアシストガス供給チューブ３０が延びている。この場合、アシストガス供給チューブ３０を通じて供給されるアシストガス（加工を安定・誘発するガス）がノズル部１６の先端を通じて放出されるように、ハンドル部４内にガス流路が形成されている。
【００１２】
また、スイッチボックス６には、後述するガス圧作動ホルダ１４によって押圧されてＯＮ／ＯＦＦされる（ストロークによりＯＮ／ＯＦＦの電気信号に変換する）スイッチ部１２ａを有するストロークスイッチ１２が内蔵されている。このストロークスイッチ１２は、例えば、前記レーザ発振器の作動を制御する図示しない制御部と出射ボタン１０と共に、レーザ制御回路を形成しており、出射ボタン１０が押された状態でストロークスイッチ１２がＯＮされると、前記レーザ制御回路が閉じて、前記制御部によって前記レーザ発振器が作動する（レーザ光が出射される）ようになっている。
【００１３】
また、ハンドル部４の先端には、ノズル部１６を外側から包囲するようにガス圧作動ホルダ（ガス圧作動体）１４が取り付けられている。このガス圧作動ホルダ１４は、ストロークスイッチ１２のスイッチ部１２ａと対向してこれを押圧することができるスイッチ押圧部１４ａを有している。また、ガス圧作動ホルダ１４は、ハンドル部４との間に介挿されたスプリング１８により、先端側（スイッチ押圧部１４ａをスイッチ部１２ａから離間させる方向）に常時付勢されている。また、ガス圧作動ホルダ１４の先端には、ノズル部１６から噴出されてワークＷから反射されるアシストガスの圧力を受ける受圧面１４ｂが形成されている。なお、スプリング１８は、受圧面１４ｂが所定のガス圧を受けると、圧縮してスイッチ押圧部１４ａによるスイッチ部１２ａの押圧を許容するように、その弾力が設定されている。
【００１４】
次に、上記構成のレーザ加工用トーチ１を用いて、ワークＷを加工する場合について説明する。
図２は、ノズル部１６がワークＷに対向されていない状態を示している。この状態では、ノズル部１６の前方に遮蔽物が無いため、ハンドル部４内を流れるアシストガスは、ノズル部１６の内部を通って、大気に放出される（大気に放出されるアシストガスが図中に矢印で示されている）。したがって、ガス圧作動ホルダ１４の受圧部１４ｂにはガス圧が作用しない。すなわち、ガス圧作動ホルダ１４は、スプリング１８によって先端側に付勢され（押し下げられ）、そのスイッチ押圧部１４ａがストロークスイッチ１２のスイッチ部１２ａを押圧していない（ＯＮさせていない）。そのため、出射ボタン１０を押圧した状態であっても、前記レーザ制御回路は閉じられず、ノズル部１６の先端からレーザ光Ｌが出射されない。
【００１５】
図３は、ノズル部１６がワークＷに対向された状態を示している。この状態では、ノズル部１６から噴出されたアシストガスがワークＷによって反射されてガス圧作動ホルダ１４の受圧面１４ｂに作用する。したがって、出射ボタン１０をＯＮさせた状態で、ノズル部１６を予め定められた距離までワークＷの加工面に接近させると、ガス圧作動ホルダ１４は、その受圧面１４ｂに作用するガス圧（予め設定された圧力）により、スプリング１８の付勢力に抗して押し上げられ、そのスイッチ押圧部１４ａがストロークスイッチ１２のスイッチ部１２ａを押圧する（ＯＮさせる）。これにより、前記レーザ制御回路が閉じられ、前記制御部によって前記レーザ発振器が作動され、ノズル部１６の先端からレーザ光Ｌが出射される。
【００１６】
このように、本実施形態のレーザ加工用トーチ１は、レーザ光がレーザ出射部２２に導光されるＯＮ状態と、レーザ出射部２２へのレーザ光の導光が遮断されるＯＦＦ状態とに切換えられるストロークスイッチ１２と、ノズル部１６の先端から放出されてワーク（被加工材料）Ｗによって反射されるガスの圧力を受ける受圧面１４ｂを有し且つ受圧面１４ｂに作用するガス圧によって作動してストロークスイッチ１２をＯＮするガス圧作動ホルダ１４とを備えている。したがって、加工の際には、ノズル部１６を常にワークＷの加工面に所定の圧力で接触させながら（トーチを押し込みながら）加工面上でノズル部１６を滑らせる必要がない。そのため、ノズル部１６がワークＷとの滑り摩擦によって摩耗したり、加工中にノズル部１６がワークＷに引っ掛ってしまうといった事態を回避することができ、また、ノズル部１６の材質をカーボン等の滑り性の良い特定の材質に限定する必要もない。すなわち、本実施形態のレーザ加工用トーチ１によれば、レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部１６の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部１６の耐久性を向上させることができ、優れた加工性を得ることができる。
【００１７】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは言うまでもない。例えば、前述した実施形態では、ストロークスイッチ１２が機械的な接触スイッチであったが、光電センサ、近接センサ、静電容量センサ等を使用して、受圧面１４ｂに対するガス圧の作用を非接触で検出できるようになっていても良い。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のレーザ加工用トーチによれば、レーザ加工の安全性を確保しつつ、ノズル部の材料選択の自由度を高めることができるとともに、ノズル部の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ加工用トーチを示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【図２】（ａ）はノズル部がワークに対向されていない状態を示す図１のレーザ加工用トーチの要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ方向矢視図である。
【図３】ノズル部がワークに対向されている状態を示す図１のレーザ加工用トーチの要部拡大断面図である。
【図４】従来のレーザ加工要トーチの概略図である。
【符号の説明】
１　　レーザ加工用トーチ
４　　ハンドル部
１２　　ストロークスイッチ
１４　　ガス圧作動ホルダ（ガス圧作動体）
１４ｂ　　受圧面
２２　　レーザ出射部
１６　　ノズル部
３０　　アシストガス供給チューブ（ガス供給手段）
【図１】
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【図２】
2004122196.tif 000004
【図３】
2004122196.tif 000005
【図４】
2004122196.tif 000006