(57)【要約】【課題】ノズル１の先端部に付着した溶解物によりレーザ光２の照射が阻害されるのを、安価に阻止できるようにする。【解決手段】ノズル１によれば、第１ノズル部５は、第１内部空間４にアシストガスを導入して第１開口部１０から噴射し、溶解物を吹き飛ばし、第２ノズル部７は、第２内部空間６にアシストガスと同一成分の気体を導入して第２開口部１２から噴射し、アシストガスにより吹き飛ばされた溶解物が、第１開口部１０の近傍に付着するのを阻止する。これにより、溶解物は、第１開口部１０の近傍まで侵入しにくくなり、第２ノズル部７の先端に付着堆積する。このため、レーザ光２は、溶解物に阻害されることなく第１開口部１０を通じて照射されるようになる。また、ノズル１は、２つのノズル部（第１、第２ノズル部５、７）を同心状の内外２重構造をなすように配置すれば構成できるので、簡便かつ安価に構成できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光の通路をなす第１内部空間、およびこの第１内部空間を外部に開放する第１開口部を形成し、この第１開口部を通じて被加工体にレーザ光を照射する第１ノズル部と、
この第１ノズル部の外周側に配置され、前記第１内部空間とは別の第２内部空間、およびこの第２内部空間を前記第１開口部よりも先端側で外部に開放する第２開口部を、前記第１ノズル部とともに形成する第２ノズル部とを備え、
前記第１ノズル部は、
前記第１内部空間に気体を導入するとともに導入した気体を前記第１開口部から噴射し、レーザ光の照射により発生する溶解物を吹き飛ばし、
前記第２ノズル部は、
前記第２内部空間に気体を導入するとともに導入した気体を前記第２開口部から噴射し、前記第１開口部から噴射された気体により吹き飛ばされた溶解物が、前記第１開口部の近傍に付着するのを阻止することを特徴とするレーザ光照射ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ光照射ノズルにおいて、
前記第１開口部は、前記第１ノズル部の先端部により形成され、
前記第２開口部は、前記第１ノズル部の先端部と前記第２ノズル部の先端部とにより形成され、
前記第２ノズル部の先端部は、
軸方向において前記第１ノズル部の先端部よりも先端側に配置され、
径方向において前記第１ノズル部の先端部と略同一の位置まで内周側に突出するように配置されていることを特徴とするレーザ光照射ノズル。
【請求項３】
請求項１に記載のレーザ光照射ノズルにおいて、
前記第１ノズル部は、前記第１内部空間に気体を導入するための第１導入口を形成し、
前記第２ノズル部は、前記第２内部空間に気体を導入するための第２導入口を、前記第１ノズル部とともに形成することを特徴とするレーザ光照射ノズル。
【請求項４】
請求項１に記載のレーザ光照射ノズルにおいて、
前記第１ノズル部は、前記第１内部空間に気体を導入するための第１導入口を形成し、
前記第２ノズル部は、前記第２内部空間に気体を導入するための第２導入口を単独で形成することを特徴とするレーザ光照射ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光の照射口をなすレーザ光照射ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、レーザ光照射ノズル（以下、ノズルとする）１００は、図３（ａ）に示すように、レーザ光１０１の通路をなす内部空間１０２、およびこの内部空間１０２を外部に開放する開口部１０３を形成するノズル本体１０４を備える。そして、ノズル１００は、開口部１０３を通じて被加工体１０５にレーザ光１０１を照射して孔明け、溶接、溶断等の加工（以下、レーザ加工と略す）を施す。
【０００３】
同時に、ノズル１００は、レーザ加工により発生する溶解物を除去するため、所定の気体注入口１０６から内部空間１０２に供給された気体を、開口部１０３から加工部位に向けて噴射する。これにより、ノズル１００は、加工部位に溜まる溶解物を速やかに吹き飛ばして除去し、レーザ加工を円滑に進めることができる（以下、溶解物を吹き飛ばして除去する気体をアシストガスと呼ぶ）。
【０００４】
しかし、従来のノズル１００は、加工部位から除去された溶解物の一部が、ノズル１００の先端に堆積しやすい。そして、ノズル１００の先端における溶解物の堆積が進行すると、堆積した溶解物は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、レーザ光１０１の照射を阻害するようになる。このため、レーザ加工を正確かつ充分に施すことができなくなる。
【０００５】
このような問題に対し、図４に示すように、ノズル本体１０４を取り除いた構造も考えられている。しかし、この構造によれば、アシストガスが拡散してしまい、溶解物を充分に除去することができないため、レーザ加工を円滑に進めることができない。また、保護ガラス１０７が加工部位に対して剥き出しになるため、保護ガラス１０７への溶解物の付着が著しくなる。このため、保護ガラス１０７の前面に、別途、高圧のエアーを通気させてこのような付着を防止する必要がある。
【０００６】
さらに、ノズルの先端部に付着した溶解物を直接的に掻き取るチョッパブレードを備えたもの（例えば、特許文献１参照）や、ノズルの先端部表面にモリブデンコーティングを施して溶解物が付着しにくくしたもの（例えば、特許文献２参照）や、ノズルを所定のノズル受けにセットしノズルの先端部を所定の回転クリーニングブラシで洗浄する装置（例えば、特許文献３参照）や、ノズルの先端の開口部を被加工体の表面に対し傾くように形成したもの（例えば、特許文献４参照）等の技術が考えられている。
【０００７】
しかし、特許文献１、２に記載の技術は、チョッパブレードのような別途の機器を必要としたり、モリブデンコーティングを行ったりする必要があり、コストが高い。また、特許文献３に記載の技術は、レーザ加工を実施していない時に、ノズルの保全、メンテナンスを行うための装置であり、レーザ加工を行っている最中に溶解物を除去できるものではない。さらに、特許文献４に記載の技術は、被加工体の表面を清浄にする能力を高めるものであり、必ずしもノズルの先端部に溶解物が付着しにくくなるものではない。
【特許文献１】特開平６−１１４５８０号公報
【特許文献２】特開平５−２２８６７５号公報
【特許文献３】特開平５−２５３６９０号公報
【特許文献４】特許第３０４４１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、レーザ光照射ノズルの先端部に付着した溶解物によりレーザ光の照射が阻害されるのを、安価に阻止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載のレーザ光照射ノズルは、レーザ光の通路をなす第１内部空間、および第１内部空間を外部に開放する第１開口部を形成し、第１開口部を通じて被加工体にレーザ光を照射する第１ノズル部と、第１ノズル部の外周側に配置され、第１内部空間とは別の第２内部空間、および第２内部空間を第１開口部よりも先端側で外部に開放する第２開口部を、第１ノズル部とともに形成する第２ノズル部とを備える。
【００１０】
そして、第１ノズル部は、第１内部空間に気体を導入するとともに導入した気体を第１開口部から噴射し、レーザ光の照射により発生する溶解物を吹き飛ばし、第２ノズル部は、第２内部空間に気体を導入するとともに導入した気体を第２開口部から噴射し、第１開口部から噴射された気体により吹き飛ばされた溶解物が、第１開口部の近傍に付着するのを阻止する。
【００１１】
これにより、第１開口部の近傍に溶解物が付着しにくくなる。このため、レーザ光は、溶解物に阻害されることなく第１開口部を通じて照射されるようになる。また、ノズルは、２つのノズル部（第１、第２ノズル部）を同心状の内外２重構造をなすように配置すれば構成できるので、簡便かつ安価に構成できる。
以上により、ノズルの先端部に付着した溶解物によりレーザ光の照射が阻害されるのを、安価に阻止することができる。
【００１２】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載のレーザ光照射ノズルによれば、第１開口部は、第１ノズル部の先端部により形成され、第２開口部は、第１ノズル部の先端部と第２ノズル部の先端部とにより形成される。そして、第２ノズル部の先端部は、軸方向において第１ノズル部の先端部よりも先端側に配置され、径方向において第１ノズル部の先端部と略同一の位置まで内周側に突出するように配置されている。
これにより、第１ノズル部の先端部は、径方向において第２ノズル部の先端部により覆われるので、溶解物が第１ノズル部の先端部まで到達する虞を大幅に低減することができる。
【００１３】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載のレーザ光照射ノズルによれば、第１ノズル部は、第１内部空間に気体を導入するための第１導入口を形成し、第２ノズル部は、第２内部空間に気体を導入するための第２導入口を、第１ノズル部とともに形成する。
この手段は、第１、第２開口部から噴射される気体の導入口（第１、第２導入口）について、一形態を示すものである。
【００１４】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載のレーザ光照射ノズルによれば、第１ノズル部は、第１内部空間に気体を導入するための第１導入口を形成し、第２ノズル部は、第２内部空間に気体を導入するための第２導入口を単独で形成する。
この手段は、第１、第２開口部から噴射される気体の導入口（第１、第２導入口）について、一形態を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
最良の形態１のレーザ光照射ノズルは、レーザ光の通路をなす第１内部空間、および第１内部空間を外部に開放する第１開口部を形成し、第１開口部を通じて被加工体にレーザ光を照射する第１ノズル部と、第１ノズル部の外周側に配置され、第１内部空間とは別の第２内部空間、および第２内部空間を第１開口部よりも先端側で外部に開放する第２開口部を、第１ノズル部とともに形成する第２ノズル部とを備える。
【００１６】
そして、第１ノズル部は、第１内部空間に気体を導入するとともに導入した気体を第１開口部から噴射し、レーザ光の照射により発生する溶解物を吹き飛ばし、第２ノズル部は、第２内部空間に気体を導入するとともに導入した気体を第２開口部から噴射し、第１開口部から噴射された気体により吹き飛ばされた溶解物が、第１開口部の近傍に付着するのを阻止する。
【００１７】
また、このレーザ光照射ノズルによれば、第１開口部は、第１ノズル部の先端部により形成され、第２開口部は、第１ノズル部の先端部と第２ノズル部の先端部とにより形成される。そして、第２ノズル部の先端部は、軸方向において第１ノズル部の先端部よりも先端側に配置され、径方向において第１ノズル部の先端部と略同一の位置まで内周側に突出するように配置されている。
【００１８】
さらに、このレーザ光照射ノズルによれば、第１ノズル部は、第１内部空間に気体を導入するための第１導入口を形成し、第２ノズル部は、第２内部空間に気体を導入するための第２導入口を、第１ノズル部とともに形成する。
【００１９】
最良の形態２のレーザ光照射ノズルによれば、第１ノズル部は、第１内部空間に気体を導入するための第１導入口を形成し、第２ノズル部は、第２内部空間に気体を導入するための第２導入口を単独で形成する。
【実施例１】
【００２０】
〔実施例１の構成〕
実施例１のレーザ光照射ノズル１の構成を、図１を用いて説明する。
レーザ光照射ノズル（以下、ノズルとする）１は、レーザ光２を発するレーザ発振器（図示せず）や、レーザ発振器により発せられたレーザ光２を集光する集光レンズ（図示せず）等とともに、レーザ照射装置を構成する。
【００２１】
そして、ノズル１を、被加工体３と所定の隙間を形成するように対向して配置し、被加工体３またはノズル１のいずれか一方または両方を移動させながら、ノズル１の先端から被加工体３にレーザ光２を照射する。これにより、孔開け、溶接、溶断等の加工（レーザ加工）が被加工体３に施される。
【００２２】
ノズル１は、図１に示すように、先端に向かい縮径するコーン状に設けられ、レーザ光２の通路をなす第１内部空間４を形成する第１ノズル部５と、第１ノズル部５と同様のコーン状に設けられ、第１ノズル部５の外周側に同軸的に配置されて第１内部空間４とは別の第２内部空間６を形成する第２ノズル部７とを備える。また、第１内部空間４は、レーザ光２の通路をなすとともに、レーザ光２の照射により発生する溶解物を吹き飛ばすアシストガスの通路をなす。
【００２３】
また、第１、第２ノズル部５、７は所定の連結部８に装着され、連結部８の奥部には、レーザ光２の通路をなすとともにアシストガスにより吹き飛ばされた溶解物が集光レンズの方に侵入するのを阻止する保護ガラス９が装着されている。なお、連結部８は、アシストガスの吹出口としても機能しており、第１内部空間４ばかりでなく第２内部空間６にもアシストガスと同一成分の気体を供給している。
【００２４】
第１ノズル部５は、レーザ光２およびアシストガスの通路をなす第１内部空間４、および第１内部空間４を外部に開放する第１開口部１０を形成し、第１開口部１０を通じて被加工体３にレーザ光２を照射するとともにアシストガスを噴射する。なお、第１開口部１０は、第１ノズル部５の先端部により形成され、第１内部空間４にアシストガスを導入するための第１導入口１１は、第１ノズル部５の後端部により形成されている。
【００２５】
第２ノズル部７は、第１内部空間４とは別の第２内部空間６、および第２内部空間６を第１開口部１０よりも先端側で外部に開放する第２開口部１２を、第１ノズル部５とともに形成する。また、第２ノズル部７は、連結部８から第２内部空間６にアシストガスと同一成分の気体を導入するとともに、導入した気体を第２開口部１２から噴射する。そして、第２開口部１２から噴射された気体は、アシストガスにより吹き飛ばされた溶解物が、第１開口部１０の近傍に付着するのを阻止する。
【００２６】
この第２開口部１２は、第１ノズル部５の先端部と第２ノズル部７の先端部とにより形成される。また、第２ノズル部７の先端部は、軸方向において第１ノズル部５の先端部よりも先端側に配置され、径方向において第１ノズル部５の先端部と略同一の位置まで内周側に突出するように配置されている。なお、第２内部空間６に気体を導入するための第２導入口１３は、第１ノズル部５の後端部および第２ノズル部７の後端部により形成されている。
【００２７】
〔実施例１の作用〕
実施例１のノズル１の作用を説明する。
被加工体３にレーザ光２が照射されると溶解物が発生し、この溶解物はアシストガスにより吹き飛ばされるが、溶解物の一部は、ノズル１の内部に侵入しようとする。このような溶解物の侵入に対し、ノズル１は、第２内部空間６に導入した気体を、第２開口部１２を通じて噴射することで、溶解物の内部への侵入を阻止する。これにより、侵入を阻止された溶解物は、第２ノズル部７の先端に付着堆積する。
【００２８】
〔実施例１の効果〕
実施例１のノズル１は、レーザ光２の通路をなす第１内部空間４、および第１内部空間４を外部に開放する第１開口部１０を形成し、第１開口部１０を通じて被加工体３にレーザ光２を照射する第１ノズル部５と、第１ノズル部５の外周側に配置され、第１内部空間４とは別の第２内部空間６、および第２内部空間６を第１開口部１０よりも先端側で外部に開放する第２開口部１２を、第１ノズル部５とともに形成する第２ノズル部７とを備える。
【００２９】
そして、第１ノズル部５は、第１内部空間４にアシストガスを導入するとともにアシストガスを第１開口部１０から噴射し、レーザ光２の照射により発生する溶解物を吹き飛ばし、第２ノズル部７は、第２内部空間６にアシストガスと同一成分の気体を導入するとともに導入した気体を第２開口部１２から噴射し、アシストガスにより吹き飛ばされた溶解物が、第１開口部１０の近傍に付着するのを阻止する。
【００３０】
これにより、溶解物は、第１開口部１０の近傍まで侵入しにくくなり、第２ノズル部７の先端に付着堆積する。このため、レーザ光２は、溶解物に阻害されることなく第１開口部１０を通じて照射されるようになる。また、ノズル１は、２つのノズル部（第１、第２ノズル部５、７）を同心状の内外２重構造をなすように配置すれば構成できるので、簡便かつ安価に構成できる。
以上により、ノズル１の先端部に付着した溶解物によってレーザ光２の照射が阻害されるのを、安価に阻止することができる。
【００３１】
また、ノズル１によれば、第１開口部１０は、第１ノズル部５の先端部により形成され、第２開口部１２は、第１ノズル部５の先端部と第２ノズル部７の先端部とにより形成される。そして、第２ノズル部７の先端部は、軸方向において第１ノズル部５の先端部よりも先端側に配置され、径方向において第１ノズル部５の先端部と略同一の位置まで内周側に突出するように配置されている。
これにより、第１ノズル部５の先端部は、径方向において第２ノズル部７の先端部により覆われるので、溶解物が第１ノズル部５の先端部まで到達する虞を大幅に低減することができる。
【実施例２】
【００３２】
実施例２のノズル１によれば、図２に示すように、第２ノズル部７は、第２内部空間６に気体を導入するための第２導入口１３を単独で形成する。すなわち、第２ノズル部７は、第２ノズル部７の内部（第２内部空間６）と第２ノズル部７の外部とを連通する連通孔１４を有し、この連通孔１４を通じて、第２内部空間６に気体を導入する。これにより、実施例１のノズル１と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）はレーザ光照射ノズルの構成を示す説明図であり、（ｂ）はレーザ光照射ノズルの要部構成を示す説明図である（実施例１）。
【図２】レーザ光照射ノズルの要部構成を示す説明図である（実施例２）。
【図３】（ａ）および（ｂ）はレーザ光照射ノズルの構成を示す説明図であり、（ｃ）はレーザ光照射ノズルの要部構成を示す説明図である（従来例）。
【図４】レーザ光照射ノズルの構成を示す説明図である（従来例）。
【符号の説明】
【００３４】
１  ノズル（レーザ光照射ノズル）
２  レーザ光
３  被加工体
４  第１内部空間
５  第１ノズル部
６  第２内部空間
７  第２ノズル部
１０  第１開口部
１１  第１導入口
１２  第２開口部
１３  第２導入口
１４  連通孔（第２導入口）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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