(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器のレーザビームを案内管を通してレンズを備えたレーザ加工ヘッドに導き、レーザビームをワークに照射してワークを加工するようにしたレーザ加工装置において、
前記案内管は、円筒状の外側案内管と、該外側案内管の内部に所定間隔をおいて同心状に収容した内側案内管から構成され、該内側案内管には前記外側案内管の外部からエアを内側案内管の内部に供給するためのエア噴射ノズルが設けられ、前記外側案内管の内周面には、前記内側案内管の前後両端縁から所定距離だけ離れた位置にエアの流動向きを変えて循環流を生じさせるためのドーナッツ板状の第１偏向板及び第２偏向板が配置され、前記第１偏向板及び第２偏向板の対向する偏向面のうち少なくとも一方の偏向面に、循環するエア中に含まれる粉塵を捕捉する捕捉手段としての粘着剤を塗布したことを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
請求項１において、前記エア噴射ノズルは内側案内管の内部でエアが螺旋旋回流となって流動するように内側案内管の長手方向及び内側案内管の内周に対して傾斜状態で配置されているレーザ加工装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記外側案内管の内周面又は内側案内管の外周面のいずれか一方又は両方に粘着剤を塗布したレーザ加工装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、前記粉塵の捕捉手段は、交換可能に収容されているレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザ加工装置に係り、詳しくは案内管内に侵入した粉塵を捕捉することができるレーザ加工装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レーザ加工装置はレーザ発振器から出力されるレーザビームを反射ミラーを経由して加工ヘッドに導き、該加工ヘッドのレンズによりレーザビームを集束してワークに照射し、ワークを加工するようになっている。
【０００３】
前記レーザビームの光軸を保護するためにレーザ発振器から反射ミラーの間及び反射ミラーから加工ヘッドの間を円形案内管により保護するようにしていた。そして、前記案内管内を密閉状態にして、案内管内に粉塵が入るのを防止するために案内管の外部より清浄なエアを送り込んで、案内管内を外気に比較して僅かに圧力を高めるようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来のレーザ加工装置は、前記反射ミラーのクリーニングの際、又、案内管の内部清浄用エアの送り込みを停止した時や、あるいは案内管内を開放する際に案内管の継ぎ目から粉塵が入り込み、粉塵対策としては不十分であった。又、案内管内部に入ってしまった粉塵を外部に排出することができず、このためレーザビームの案内管に接続された反射ミラーやレンズが汚損され易く、クリーニング頻度を多くしなければならず、レーザビームに粉塵が悪影響を及ぼしワークの加工精度を低下させるという問題もあった。
【０００５】
この発明の目的は、上記従来の技術に存する問題点を解消して、案内管内に侵入した粉塵を捕捉して、反射ミラーやレンズの状態を良好に保ち、ワークの加工作業を精度良く行うことができるレーザ加工装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、レーザ発振器のレーザビームを案内管を通してレンズを備えたレーザ加工ヘッドに導き、レーザビームをワークに照射してワークを加工するようにしたレーザ加工装置において、前記案内管は、円筒状の外側案内管と、該外側案内管の内部に所定間隔をおいて同心状に収容した内側案内管から構成され、該内側案内管には前記外側案内管の外部からエアを内側案内管の内部に供給するためのエア噴射ノズルが設けられ、前記外側案内管の内周面には、前記内側案内管の前後両端縁から所定距離だけ離れた位置にエアの流動向きを変えて循環流を生じさせるためのドーナッツ板状の第１偏向板及び第２偏向板が配置され、前記第１偏向板及び第２偏向板の対向する偏向面のうち少なくとも一方の偏向面に、循環するエア中に含まれる粉塵を捕捉する捕捉手段としての粘着剤を塗布したことを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記エア噴射ノズルは内側案内管の内部でエアが螺旋旋回流となって流動するように内側案内管の長手方向及び内側案内管の内周に対して傾斜状態で配置されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記外側案内管の内周面又は内側案内管の外周面のいずれか一方又は両方に粘着剤を塗布したことを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項において、前記粉塵の捕捉手段は、交換可能に収容されていることを要旨とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を具体化した一実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すようにレーザ加工装置１１のレーザ発振器１２には、第１固定案内管１３が連結され、第１固定案内管１３の先端部には第１伸縮案内管１４を介して反射ミラー１５が連結されている。反射ミラー１５には第２伸縮案内管１６の上端が連結され、第２伸縮案内管１６の下端部には第２固定案内管１７の上端部が連結され、第２固定案内管１７の下端部にはレーザ加工ヘッド１８が連結されている。レーザ加工ヘッド１８内にはレンズ１９が収容されている。
【００１３】
前記レーザ発振器１２から出力されたレーザビームＢは、第１固定案内管１３及び第１伸縮案内管１４内を通り反射ミラー１５で反射される。その後、第２伸縮案内管１６及び第２固定案内管１７内を通り、レーザ加工ヘッド１８内部のレンズ１９によって集束され、加工テーブル２０上に支持したワークＷに照射されるようになっている。前記第１及び第２固定案内管１３，１７はほぼ同様に構成されているので、第１固定案内管１３の構成について図２を中心に説明する。
【００１４】
前記第１固定案内管１３は外側に位置する円筒状の外側案内管２１と、該外側案内管２１の内部に所定間隔をおいて同心状に収容保持された内側案内管２２を備えている。外側案内管２１と内側案内管２２は複数本の連結ロッド２３によって連結されている。前記内側案内管２２の内部にはレーザ発振器１２から出力されたレーザビームＢのビーム通路２４が形成され、外側案内管２１と内側案内管２２の間にはエア循環用のエア流路２５が形成されている。前記外側案内管２１及び内側案内管２２には第１エア噴射ノズル２６が外側案内管２１の外側から内側案内管２２の内側に向って貫通支持されている。該第１エア噴射ノズル２６の先端部により圧縮エア供給源（図示略）から清浄な圧縮エアが内側案内管２２のビーム通路２４内に内側案内管２２の長手方向及び内周面に対して傾斜状態で噴射されるようになっている。前記外側案内管２１の外周部には第２エア噴射ノズル２７が貫通され、圧縮エア供給源から清浄なエアがエア流路２５内に外側案内管２１の長手方向及び内周面に対して傾斜状態で噴射されるようになっている。
【００１５】
前記内側案内管２２の反射ミラー１５側の端部と対応するように外側案内管２１の内周面には、第１偏向板２８が取り付けられている。この第１偏向板２８はドーナッツ板状に形成され、そのビーム透過穴２８ａは、前記内側案内管２２の内部に形成されたビーム通路２４の内径よりも若干小径に形成されている。又、前記内側案内管２２のレーザ発振器１２側の端部と対応するように外側案内管２１内には、第２偏向板２９が収容されている。この第２偏向板２９も第１偏向板２８と同様にドーナッツ板状に形成され、そのビーム透過穴２９ａは内側案内管２２の内径よりも若干小さく形成されている。
【００１６】
この実施形態では前記外側案内管２１、内側案内管２２、ビーム通路２４、エア流路２５、第１エア噴射ノズル２６及び第２エア噴射ノズル２７等によりエア循環型のエアの流動手段を構成している。
【００１７】
前記第１及び第２偏向板２８，２９の対向する偏向面には、粉塵の捕捉手段としての例えばホットメルト等のゴム系粘着剤３０が塗布されている。
前記第１固定案内管１３の外側案内管２１には図示しないが、前記第１エア噴射ノズル２６及び第２エア噴射ノズル２７から供給されるエアの一部を外部に排出するエア抜き孔が形成されている。
【００１８】
次に、前記のように構成したレーザ加工装置についてその動作を説明する。
図１においてレーザ発振器１２からレーザビームＢが出力されると、該レーザビームＢは第１偏向板２８のビーム透過穴２８ａを通り内側案内管２２内のビーム通路２４を通る。さらに、第２偏向板２９のビーム透過穴２９ａを通過して反射ミラー１５により反射される。その後、第２伸縮案内管１６内を通り、さらに第２固定案内管１７の内部を通ってレンズ１９に導かれ、集束されたレーザビームがワークＷに照射されて、ワークの加工が行われる。
【００１９】
前記第１エア噴射ノズル２６からは圧力エア供給源からエアがビーム通路２４の内周面に向かって傾斜した状態で噴射される。このためビーム通路２４内では図２に示すようにエアが内側案内管２２の内周面を這うようにして螺旋旋回流となって流れ、第１偏向板２８に向かって流動する。内側案内管２２内を出たエアは第１偏向板２８の偏向面に衝突し、その一部は偏向面により跳ね返ってエア流路２５内に流れ、前記第２偏向板２９に向かって流れる。ここで、第２偏向板２９の偏向面により反射されて第１エア噴射ノズル２６により噴射されるエアに引かれるようにしてビーム通路２４に流れ、第１偏向板２８に向かって流れる。このようにして第１及び第２偏向板２８，２９の間ではビーム通路２４から第１偏向板２８、エア流路２５に向かうエアの循環流が生じることになる。
【００２０】
なお、第１エア噴射ノズル２６及び第２エア噴射ノズル２７により第１固定案内管１３内にエアが供給されるので、内部の圧力が上昇する。これは、図示しないエア抜き孔から外部に排出され、内部圧力が大気圧よりも若干高い圧力に保持される。
【００２１】
次に、前記のように構成したレーザ加工装置について、その効果を構成と共に列記する。
（１）前記実施形態ではレーザ発振器１２と反射ミラー１５の間に第１固定案内管１３を設け、第１固定案内管１３に対し外側案内管２１、内側案内管２２、第１，第２エア噴射ノズル２６，２７及び第１，第２偏向板２８，２９等からなるエア循環手段を設けた。又、前記第１及び第２偏向板２８，２９の対向する偏向面に粘着剤３０を塗布した。このため、第１固定案内管１３内を循環するエア中に含まれる粉塵が第１偏向板２８の粘着剤３０により捕捉されると共に第２偏向板２９の粘着剤３０によっても捕捉され、第１固定案内管１３内の粉塵を確実に捕捉することができる。このため、粉塵が反射ミラー１５の反射面に付着したり、レーザ加工ヘッド１８のレンズ１９に付着したりするのをなくすことができる。従って、レーザビームＢの光軸上に位置する反射ミラー１５やレンズ１９の汚損を防止して、ワークＷのレーザ加工精度を向上することができる。
【００２２】
（２）前記実施形態では外側案内管２１の内部に内側案内管２２を同心状に配置し、内側案内管２２内に第１エア噴射ノズル２６からエアが螺旋旋回気流となって流れるように内側案内管２２の長手方向及び内周に対して傾斜状態にして設けた。このため、エアは内側案内管２２の内周面を螺旋状に這うように流れるので、内側案内管２２の内周面に粉塵が溜まり難くなる。この結果、内側案内管２２の内周面の清掃を効率的に行うことができると共に内側案内管２２の中心部には大量のエアが流れないため、レーザビームＢに干渉を与えることがない。従って、レーザビームＢに揺らぎを発生させることがなく、ワークの加工品質を損なうことがない。
【００２３】
（３）前記実施形態では外側案内管２１に対し第２エア噴射ノズル２７を設けてエア流路２５内にエア流が発生するようにしたので、エアの循環をより効果的に行うことができ、粉塵の粘着剤３０による捕捉効果を高めることができる。
【００２４】
なお、この発明は次のように具体化することもできる。
・図４に示すように第１固定案内管１３に支持される外側案内管２１、内側案内管２２を１つのユニットとして構成し、これを取り外し可能に、かつ直列に連結するようにしてもよい。
【００２５】
この別例では前記第１及び第２偏向板２８，２９の粘着剤３０に付着した粉塵が多くなったとき、その第１及び第２偏向板２８，２９の交換又は粘着剤３０の塗布作業を容易に行うことができる。
【００２８】
・前記外側案内管２１の内周面又は内側案内管２２の外周面のいずれか一方又は両方に粘着剤を塗布してもよい。
・粘着剤としてアクリル系、シリコーン系、ビニル系のものを用いてもよい。
【００２９】
前記実施形態から把握される技術思想を以下に説明する。
（技術思想１）  請求項４において、固定案内管１３には外側案内管２１、内側案内管２２及び第１、第２偏向板２８，２９からなるユニットが取り外し可能に、かつ直列に連結されているレーザ加工装置。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳述したように、この発明は、案内管内に侵入した粉塵を捕捉して、反射ミラーやレンズの状態を良好に保ち、ワークの加工作業を品質を損なうことなく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明を具体化したレーザ加工装置の略体正面図。
【図２】  要部の拡大斜視図。
【図３】  要部の拡大横断面図。
【図４】  この発明の別例を示す要部断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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