(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー加工機の加工ヘッドに装着する集光レンズと、前記加工ヘッドと前記集光レンズを螺着接続する下端周縁部鍔付き円筒状接続部材とで形成され、加工ヘッド内側、且つ前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材の外側に形成される円筒状空隙領域を減少、且つ遮断、閉塞させるための補助部材を、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材の外側に外嵌して設けたことを特徴とする加工ヘッドのレンズ装着機構。
【請求項２】
補助部材は、下端周縁部鍔付き円筒状接続部材の外周面を覆うように外嵌し、加工ヘッド内周面に緩嵌する円筒状にて、下端周縁部に外向きに傾斜面を有し楔状を呈するテーパー付き円筒状体と、このテーパー付き円筒状体のテーパー部に接する環状弾性体からなるシール部材とで構成され、加工ヘッド内に集光レンズ、下端周縁部鍔付き円筒状接続部材と共に、所定の手順に従って装着したときに、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材の鍔部上面とテーパー付き円筒状体のテーパー部と、加工ヘッド内周面とで形成される三角形状空間に嵌装された前記環状弾性体からなるシール部材が、押圧、変形されて密着し、閉塞状態を形成可能としたことを特徴とする請求項１記載の加工ヘッドのレンズ装着機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザー加工機等の加工ヘッドのレンズ装着機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザー加工機において、被加工材の板厚、材質ごとにレーザー光を集光させる集光レンズを交換する作業がある。これは、被加工材の板厚、材質に応じてレンズの焦点位置が異なるものを使用するためである。
【０００３】
図２は、従来例の加工ヘッド内部の要部構造を示した縦断側面図である。
【０００４】
図において、被加工材に適合した焦点を持つレンズをアダプタに螺着し、このレンズを螺着したアダプタの上端ネジ部を、加工ヘッド１本体に螺着して固定する。
【０００５】
この状態で加工ヘッド１本体とアダプタ外周面との間に空隙Ａ’が生ずる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら上述の従来例では、被加工材の板厚、材質が変わる毎に、例えば、焦点の短いものや長いものを扱う時には、其の焦点に合わせるためアダプタを取り付けるが、アダプタと加工ヘッド１本体との間に生ずる空隙Ａ’部分のガスの入れ替えが十分に出来ず、例えば、異なった種類のアシストガスを使うと、レーザーの切断条件等に影響を及ぼし、切断不良となるなどの不都合が生ずる。
【０００７】
また、アダプタが長くなるとアシストガスの流れや加工機の動作等によりレンズに振動を生ずる虞れがある等の課題がある。
【０００８】
また、図３に示すように、レンズの位置を変えずに、例えば、イ、ロ、ハのように長さの異なる加工ヘッド先端部３を条件に応じて付け替える方法もあるが、長さの異なる加工ヘッド先端部３を複数種類用意することとなり、そのための管理が必要となり、更に、加工するパスラインの位置まで下げるために、加工ヘッド毎のストロークを設定しなければならず、またこの設定・管理が必要となる等の課題がある。
【０００９】
また、図４に示すように、アシストガスの取り入れ口を上方のアダプタ取り付け部根本近傍に設けることにより、アシストガスの入れ替えをし易くする方法もあるが、高圧のアシストガスがアダプタに直接吹き当たり、そのため振動を発生する虞れがあり、また、アシストガスは下方から取り入れた方がレンズに対して冷却効果があるのであって、この冷却効果を無くしてしまう、等々の課題がある。
【００１０】
この発明は、上述の状況に鑑みて成されたもので、アシストガスの加工ヘッド内での、ガスが残留し易い無駄な空隙を遮断し、アシストガスの切り替えが短時間で実施出来、且つレンズの振動発生を防止し、作業の効率化を可能とする加工ヘッドのレンズ装着機構を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、下記構成を備えることにより上記課題を解決できるものである。
【００１２】
（１）レーザー加工機の加工ヘッドに装着する集光レンズと、前記加工ヘッドと前記集光レンズを螺着接続する下端周縁部鍔付き円筒状接続部材とで形成され、加工ヘッド内側、且つ前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材の外側に形成される円筒状空隙領域を減少、且つ遮断、閉塞させるための補助部材を、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材の外側に外嵌して設けたことを特徴とする加工ヘッドのレンズ装着機構。
【００１３】
（２）補助部材は、下端周縁部鍔付き円筒状接続部材の外周面を覆うように外嵌し、加工ヘッド内周面に緩嵌する円筒状にて、下端周縁部に外向きに傾斜面を有し楔状を呈するテーパー付き円筒状体と、このテーパー付き円筒状体のテーパー部に接する環状弾性体からなるシール部材とで構成され、加工ヘッド内に集光レンズ、下端周縁部鍔付き円筒状接続部材と共に、所定の手順に従って装着したときに、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材の鍔部上面とテーパー付き円筒状体のテーパー部と、加工ヘッド内周面とで形成される三角形状空間に嵌装された前記環状弾性体からなるシール部材が、押圧、変形されて密着し、閉塞状態を形成可能としたことを特徴とする前項（１）記載の加工ヘッドのレンズ装着機構。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施の形態を説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、この発明に係る加工ヘッドのレンズ装着機構の一実施の形態を示す縦断側面図、（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）の要部拡大図、図２は、従来例の加工ヘッドのレンズ装着部を示す縦断側面図、図３は、加工ヘッド先端部のみを交換する例を示す縦断側面模式図、図４は、アシストガスをアダプタ取り付け部根本近傍に設けた例を示す縦断側面図である。
【００１６】
図面について説明すれば、レーザー加工機の加工ヘッド１に装着する集光レンズ２と、前記加工ヘッド１と前記集光レンズ２を螺着接続する下端周縁部鍔付き円筒状接続部材（別称、アダプタ）４とで形成され、加工ヘッド１内側、且つ前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４の外側に形成される円筒状空隙領域Ａを減少、且つ遮断、閉塞させるための補助部材Ｓを、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４の外側に外嵌して設け、補助部材Ｓは、下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４の外周面を覆うように外嵌し、加工ヘッド１の内周面に緩嵌する円筒状にて、下端周縁部に外向きに傾斜面を有し楔状を呈するテーパー付き円筒状体（別称、アダプタカラー）５と、このテーパー付き円筒状体５のテーパー部５ａに接する環状弾性体からなるシール部材（別称、Ｏ−リング）７と、更に、テーパー付き円筒状体５を所定位置に固定するための固定用ピン６とで形成され、加工ヘッド１内に集光レンズ２、下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４と共に、所定の手順に従って装着した時に、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４の鍔部４ａ上面とテーパー付き円筒状体５のテーパー部５ａと、加工ヘッド１内周面とで形成される三角形状空間に嵌装された前記環状弾性体からなるシール部材７が、押圧、変形されて密着し閉塞状態を形成可能とした構成となっている。
【００１７】
上述の構成に基づいて作用を説明する。
【００１８】
レーザー加工機の加工ヘッド１において、レーザー光・アシストガスを加工点まで導き、平行なレーザー光を集光レンズ２で集光し、被加工材の板厚、材質等の条件に合わせて、焦点距離を調節するため、下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４を、その頂部に螺刻された雄螺子部と、加工ヘッド１の上部内周に螺刻された雌螺子部とを、螺合して装着し、且つ、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４にテーパー付き円筒状体５を外嵌して装着すると共に、このテーパー付き円筒状体５を所定位置に固定するための固定用ピン６を用いて前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４に対して固設し、また、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４の下端の鍔部４ａの内側に螺合接続された集光レンズ２を前記加工ヘッド１内所定位置に収納装着することにより、前記下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４の鍔部４ａ上面とテーパー付き円筒状体５のテーパー部５ａと、加工ヘッド１内周面とで形成される三角形状空間に嵌装された前記環状弾性体からなるシール部材７が、前記テーパー付き円筒状体５の装着時の楔作用により、押圧、変形されて密着し、上方空隙部分Ａと、集光レンズ２、アシストガス取り入れ口、加工点とを遮断することにより、アシストガス使用後の前記アシストガスの加工ヘッド内での、ガスが残留し易い無駄な空隙を遮断、閉塞することが出来、更に、この補助部材Ｓを用いたことにより、アシストガスの取り入れ時における、前記アシストガスの圧力によるレンズ２の振動等を抑制、または防止することが出来、従って、この発明に係るレンズ装着機構を用いたことにより、アシストガスの加工ヘッド内での残留し易い無駄な空隙を遮断し得て、アシストガスの切り替えが短時間で実施出来、且つレンズの振動発生を防止し、精度の向上と共に、作業の効率化を図ることが出来る様になった。
【００１９】
なお、環状弾性体からなるシール部材７は、テーパー付き円筒状体５の楔作用により当接押圧されるまで、加工ヘッド１内周面とは接触当接しないため、下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４の脱着時は、抵抗無く容易に前記アダプタ４の取り付け取り外しが可能である。
【００２０】
また、長さの長い下端周縁部鍔付き円筒状接続部材４を使用した場合では、アシストガスの流れや、加工機の動作の影響を受けてレンズが振動する虞れがあるが、環状弾性体からなるシール部材７が密着して固定することで、その振動を抑えることが出来る。
【００２１】
【発明の効果】
この発明によれば、アシストガスの加工ヘッド内での、ガスが残留し易い無駄な空隙を遮断し、アシストガスの切り替えが短時間で実施出来、且つレンズの振動発生を防止し、精度の向上と共に、作業の効率化を図ることが出来るという効果を呈する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  （ａ）は、この発明に係る加工ヘッドのレンズ装着機構の一実施の形態を示す縦断側面図、（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）の要部拡大図
【図２】  従来例の加工ヘッドのレンズ装着部を示す縦断側面図
【図３】  加工ヘッド先端部のみを交換する例を示す縦断側面模式図
【図４】  アシストガスをアダプタ取り付け部根本近傍に設けた例を示す縦断側面図
【符号の説明】
１  加工ヘッド
２  レンズ
３  加工ヘッド先端部（脱着部）
４  下端周縁部鍔付き円筒状接続部材（別称、アダプタ）
４ａ  鍔部
５  テーパー付き円筒状体（別称、アダプタカラー）
５ａ  テーパー部
６  固定用ピン
７  環状弾性体からなるシール部材（別称、Ｏ−リング）
Ｓ  補助部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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