JP2003260582A - レーザ加工装置のノズル脱着機構 - Google Patents
レーザ加工装置のノズル脱着機構Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 工具を用いることなく、ノズルを加工ヘッド
本体側に対して簡単に脱着することができるレーザ加工
装置のノズル脱着機構を提供する。 【解決手段】 本発明のレーザ加工装置のノズル脱着機
構は、ノズル２４と係脱可能に係合してノズル２４を加
工ヘッド本体２０のハウジング２１に対して保持する保
持手段２５と、それ自身回転することによって、保持手
段２５を、ノズル２４と係合する係合位置と、ノズル２
４との係合状態を解除可能な係合解除位置とに位置させ
ることができる回転体２３と、直線的に進退する操作体
２７と、操作体２７の進退動作を回転体２３の回転動作
に変換する手段２６，５０とを具備している。
本体側に対して簡単に脱着することができるレーザ加工
装置のノズル脱着機構を提供する。 【解決手段】 本発明のレーザ加工装置のノズル脱着機
構は、ノズル２４と係脱可能に係合してノズル２４を加
工ヘッド本体２０のハウジング２１に対して保持する保
持手段２５と、それ自身回転することによって、保持手
段２５を、ノズル２４と係合する係合位置と、ノズル２
４との係合状態を解除可能な係合解除位置とに位置させ
ることができる回転体２３と、直線的に進退する操作体
２７と、操作体２７の進退動作を回転体２３の回転動作
に変換する手段２６，５０とを具備している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工装置の
加工ヘッドに設けられ、ノズルを加工ヘッドに対して着
脱するためのノズル脱着機構に関する。
加工ヘッドに設けられ、ノズルを加工ヘッドに対して着
脱するためのノズル脱着機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザ光によって被加工材料としてのワ
ークを加工（熱切断）するレーザ加工装置は、従来から
様々な形態のものが知られている。例えば、設置型のレ
ーザ加工機においては、その加工ヘッドの下部に、レー
ザビームをワークへ照射するノズルが設けられている。
ークを加工（熱切断）するレーザ加工装置は、従来から
様々な形態のものが知られている。例えば、設置型のレ
ーザ加工機においては、その加工ヘッドの下部に、レー
ザビームをワークへ照射するノズルが設けられている。
【０００３】このようなノズルは、加工点に近い部品で
あるため、レーザ切断した際に出るスパッタが付着した
り、材料から戻ってくるレーザ光や材料溶融物によって
溶けが発生する。また、切断する材料が異なれば、使用
するノズルも異なる。そのため、レーザ加工装置におい
ては、ノズルを交換することができるように、ノズルが
加工ヘッドに対して着脱自在となっている。
あるため、レーザ切断した際に出るスパッタが付着した
り、材料から戻ってくるレーザ光や材料溶融物によって
溶けが発生する。また、切断する材料が異なれば、使用
するノズルも異なる。そのため、レーザ加工装置におい
ては、ノズルを交換することができるように、ノズルが
加工ヘッドに対して着脱自在となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ノズル
は、加工ヘッドに対してネジにより螺合されるのが一般
的である。そのため、工具（治具）を必要とする場合も
あり、ノズルの交換作業に時間がかかる。また、工具が
必要な場合には、工具の管理も必要となる。
は、加工ヘッドに対してネジにより螺合されるのが一般
的である。そのため、工具（治具）を必要とする場合も
あり、ノズルの交換作業に時間がかかる。また、工具が
必要な場合には、工具の管理も必要となる。
【０００５】本発明は、前記事情に着目してなされたも
のであり、工具を用いることなく、ノズルを加工ヘッド
本体側に対して簡単に脱着することができるレーザ加工
装置のノズル脱着機構を提供することを目的とする。
のであり、工具を用いることなく、ノズルを加工ヘッド
本体側に対して簡単に脱着することができるレーザ加工
装置のノズル脱着機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１に記載された発明は、レーザ加工装置の加
工ヘッドに設けられ、レーザビームをワークへ照射する
ノズルを、加工ヘッド本体に対して脱着するためのノズ
ル脱着機構において、前記加工ヘッド本体に設けられ、
前記ノズルと係脱可能に係合してノズルを加工ヘッド本
体に対して保持する保持手段と、それ自身回転すること
によって、前記保持手段を、前記ノズルと係合する係合
位置と、前記ノズルとの係合状態を解除可能な係合解除
位置とに位置させることができる回転体と、前記加工ヘ
ッド本体に設けられ、直線的に進退する操作体と、前記
操作体の進退動作を前記回転体の回転動作に変換する手
段とを具備することを特徴とする。
に、請求項１に記載された発明は、レーザ加工装置の加
工ヘッドに設けられ、レーザビームをワークへ照射する
ノズルを、加工ヘッド本体に対して脱着するためのノズ
ル脱着機構において、前記加工ヘッド本体に設けられ、
前記ノズルと係脱可能に係合してノズルを加工ヘッド本
体に対して保持する保持手段と、それ自身回転すること
によって、前記保持手段を、前記ノズルと係合する係合
位置と、前記ノズルとの係合状態を解除可能な係合解除
位置とに位置させることができる回転体と、前記加工ヘ
ッド本体に設けられ、直線的に進退する操作体と、前記
操作体の進退動作を前記回転体の回転動作に変換する手
段とを具備することを特徴とする。
【０００７】この請求項１に記載された発明において
は、単に操作体を進退させるだけのワンウェイ操作で、
加工ヘッド本体に対してノズルを脱着することができ
る。そのため、脱着作業が極めて簡単であり、従来のよ
うに工具を使用したネジ回し操作によってノズルを外す
という煩雑な作業を行なわずに済む。
は、単に操作体を進退させるだけのワンウェイ操作で、
加工ヘッド本体に対してノズルを脱着することができ
る。そのため、脱着作業が極めて簡単であり、従来のよ
うに工具を使用したネジ回し操作によってノズルを外す
という煩雑な作業を行なわずに済む。
【０００８】また、請求項２に記載された発明は、請求
項１に記載された発明において、前記保持手段と前記ノ
ズルとの係合状態を保持する係合保持手段を備えている
ことを特徴とする。
項１に記載された発明において、前記保持手段と前記ノ
ズルとの係合状態を保持する係合保持手段を備えている
ことを特徴とする。
【０００９】この請求項２に記載された発明において
は、ノズルを加工ヘッド本体に対して確実に固定するこ
とができる。なお、請求項３に記載の発明のように、前
記係合保持手段としては、前記操作体を付勢するバネ
や、前記加工ヘッド本体からノズルへ供給されるアシス
トガスを利用することができる。特に、バネとアシスト
ガスとを併用すれば、ノズルの保持力を飛躍的に高める
ことができる。
は、ノズルを加工ヘッド本体に対して確実に固定するこ
とができる。なお、請求項３に記載の発明のように、前
記係合保持手段としては、前記操作体を付勢するバネ
や、前記加工ヘッド本体からノズルへ供給されるアシス
トガスを利用することができる。特に、バネとアシスト
ガスとを併用すれば、ノズルの保持力を飛躍的に高める
ことができる。
【００１０】また、請求項４に記載された発明は、請求
項１ないし請求項３のいずれかに記載された発明におい
て、前記操作体を自動的に進退させる制御手段を備えて
いることを特徴とするまた、請求項５に記載された発明
は、請求項４に記載された発明において、前記操作体が
流体圧によって進退するピストンであり、前記制御手段
は、ピストンに対する流体の給排を制御することを特徴
とする。
項１ないし請求項３のいずれかに記載された発明におい
て、前記操作体を自動的に進退させる制御手段を備えて
いることを特徴とするまた、請求項５に記載された発明
は、請求項４に記載された発明において、前記操作体が
流体圧によって進退するピストンであり、前記制御手段
は、ピストンに対する流体の給排を制御することを特徴
とする。
【００１１】請求項４および請求項５に記載された発明
においては、操作体を自動で進退させることができるた
め、ノズルを自動で脱着させることが可能になる。した
がって、ノズル交換を更に簡単に行なうことができる。
においては、操作体を自動で進退させることができるた
め、ノズルを自動で脱着させることが可能になる。した
がって、ノズル交換を更に簡単に行なうことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実
施の形態に係るノズル脱着機構を備えたレーザ加工機
（レーザ加工装置）１を示している。図示のように、レ
ーザ加工機１は、水平に敷設された固定のＸＹテーブル
３上に被加工材料としてのワークＷを案内し、このワー
クＷをレーザビームＬＢで熱切断するものである。
明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実
施の形態に係るノズル脱着機構を備えたレーザ加工機
（レーザ加工装置）１を示している。図示のように、レ
ーザ加工機１は、水平に敷設された固定のＸＹテーブル
３上に被加工材料としてのワークＷを案内し、このワー
クＷをレーザビームＬＢで熱切断するものである。
【００１３】レーザビームＬＢは、レーザ加工機１の装
置本体に設けられたレーザ発振装置５で発振され、強度
調整装置７および反射鏡９を介して加工ヘッド１１に案
内される。加工ヘッド１１の内部には集光レンズ１３が
設けられており、レーザビームＬＢは、この集光レンズ
１３で集光されて、焦点位置でワークＷを熱切断する。
置本体に設けられたレーザ発振装置５で発振され、強度
調整装置７および反射鏡９を介して加工ヘッド１１に案
内される。加工ヘッド１１の内部には集光レンズ１３が
設けられており、レーザビームＬＢは、この集光レンズ
１３で集光されて、焦点位置でワークＷを熱切断する。
【００１４】また、ワークＷは、クランプ１５で把持さ
れ、切断されるべき部位が加工ヘッド１１の直下に来る
ように、ＸＹテーブル３上で水平移動されるようになっ
ている。この場合、クランプ１５は、ワークＷを把持し
た状態で、ＸＹ軸用サーボモータで平面Ｘ，Ｙ方向に駆
動されるようになっている。また、加工ヘッド１１は、
Ｚ軸用サーボモータで上下方向に駆動されるようになっ
ている。
れ、切断されるべき部位が加工ヘッド１１の直下に来る
ように、ＸＹテーブル３上で水平移動されるようになっ
ている。この場合、クランプ１５は、ワークＷを把持し
た状態で、ＸＹ軸用サーボモータで平面Ｘ，Ｙ方向に駆
動されるようになっている。また、加工ヘッド１１は、
Ｚ軸用サーボモータで上下方向に駆動されるようになっ
ている。
【００１５】図２には、レーザ加工機１の加工ヘッド１
１の詳細な構成が示されている。ここで、図２の（ａ）
は、加工ヘッド１１の縦断面図であり、図２の（ｂ）は
図２の（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図２の
（ｃ）は図２の（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、
図２の（ｄ）は図２の（ｃ）のＤ部の拡大断面図であ
る。
１の詳細な構成が示されている。ここで、図２の（ａ）
は、加工ヘッド１１の縦断面図であり、図２の（ｂ）は
図２の（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図２の
（ｃ）は図２の（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、
図２の（ｄ）は図２の（ｃ）のＤ部の拡大断面図であ
る。
【００１６】図示のように、加工ヘッド１１は、加工ヘ
ッド本体２０の下部のハウジング２１に、後述するノズ
ル脱着機構を介して、ノズル２５がハウジング２１に対
し着脱自在に取り付けられて成るものである。ノズル２
４は、レーザ光およびアシストガスの出口となる開口４
０が設けられた先端部２４ａと、ハウジング２１に取り
付けられる取付端部２４ｂとを有している。また、ハウ
ジング２１には、ノズル２４の取付端部２４ｂに形成さ
れた位置決め凹部４２と係合してノズル２４の芯出しを
行なう（レーザビームＬＢの光軸Ｏ１とノズル２４の軸
心Ｏ２とを位置合わせする）凸状の内筒部２１ａが下方
に突出して設けられている。なお、内筒部２１ａの外周
には、ノズル２４が内筒部２１ａと係合した際にノズル
２４とハウジング２１との間で圧縮されるバネ３１が巻
装されている。この場合、バネ３１は、ハウジング２１
に固定されたバネ抑え部材３２によって保持されてお
り、これにより、内筒部２１ａからの脱落が防止されて
いる。
ッド本体２０の下部のハウジング２１に、後述するノズ
ル脱着機構を介して、ノズル２５がハウジング２１に対
し着脱自在に取り付けられて成るものである。ノズル２
４は、レーザ光およびアシストガスの出口となる開口４
０が設けられた先端部２４ａと、ハウジング２１に取り
付けられる取付端部２４ｂとを有している。また、ハウ
ジング２１には、ノズル２４の取付端部２４ｂに形成さ
れた位置決め凹部４２と係合してノズル２４の芯出しを
行なう（レーザビームＬＢの光軸Ｏ１とノズル２４の軸
心Ｏ２とを位置合わせする）凸状の内筒部２１ａが下方
に突出して設けられている。なお、内筒部２１ａの外周
には、ノズル２４が内筒部２１ａと係合した際にノズル
２４とハウジング２１との間で圧縮されるバネ３１が巻
装されている。この場合、バネ３１は、ハウジング２１
に固定されたバネ抑え部材３２によって保持されてお
り、これにより、内筒部２１ａからの脱落が防止されて
いる。
【００１７】また、ハウジング２１には、内筒部２１ａ
の外側にこれと略同心的に位置する凸状の外筒部２１ｂ
が下方に突出して設けられている。この外筒部２１ｂ
は、内筒部２１ａと係合するノズル２４の取付端部２４
ｂの周囲を外側から覆うように延びており、ノズル２４
を保持する保持手段としての複数の球２５を有してい
る。この場合、球２５は、図２の（ｃ）に示されるよう
に、ハウジング２１の径方向に貫通して形成され且つハ
ウジング２１の周方向に互いに所定の間隔で離間して位
置された複数の穴４４内に嵌め込み保持されており、後
述する回転筒２３の作用により穴４４から外筒部２１ｂ
の内側空間内に対して突没自在となっている。そして、
球２５は、ノズル２４の外周面に形成された対応する凹
溝２４ｃと係合することにより、ノズル２４を軸方向に
位置決めして保持する。なお、外筒部２１ｂの内側空間
内への球２５の突出量を規制するために、外筒部２１ｂ
の内面には、図２の（ｄ）に示されるように、穴４４を
部分的に閉塞する抜け止め部４５が設けられている。
の外側にこれと略同心的に位置する凸状の外筒部２１ｂ
が下方に突出して設けられている。この外筒部２１ｂ
は、内筒部２１ａと係合するノズル２４の取付端部２４
ｂの周囲を外側から覆うように延びており、ノズル２４
を保持する保持手段としての複数の球２５を有してい
る。この場合、球２５は、図２の（ｃ）に示されるよう
に、ハウジング２１の径方向に貫通して形成され且つハ
ウジング２１の周方向に互いに所定の間隔で離間して位
置された複数の穴４４内に嵌め込み保持されており、後
述する回転筒２３の作用により穴４４から外筒部２１ｂ
の内側空間内に対して突没自在となっている。そして、
球２５は、ノズル２４の外周面に形成された対応する凹
溝２４ｃと係合することにより、ノズル２４を軸方向に
位置決めして保持する。なお、外筒部２１ｂの内側空間
内への球２５の突出量を規制するために、外筒部２１ｂ
の内面には、図２の（ｄ）に示されるように、穴４４を
部分的に閉塞する抜け止め部４５が設けられている。
【００１８】ハウジング２１の外筒部２１ｂの外周に
は、外筒部２１ｂに保持された球２５を径方向外側から
抑え且つ球２５を外筒部２１ｂの内側空間内に対して突
没させる回転可能な回転筒（回転体）２３が嵌合されて
いる。図３に明確に示されるように、回転筒２３は、ハ
ウジング２１の外筒部２１ｂの外周面と接するその内周
面に、外筒部２１ｂの各穴４４に対応して形成された複
数の溝４６を有している。これらの溝４６は、穴４４と
同じピッチで、回転筒２３の周方向に互いに離間して設
けられている。このような構成では、回転筒２３の溝４
６を除く内周面部位４７が、外筒部２１ｂの穴４４と対
向してこれを外側から塞ぐように位置されると（図２の
（ｄ）の状態）、穴４４内に保持された球２５は、回転
筒２３の内周面部位４７によって径方向外側から径方向
内側へと押し出されて、外筒部２１ｂの内側空間内に所
定量突出する（無論、この場合、球２５の突出量は抜け
止め部４５によって規制される）。一方、その状態から
回転筒２３を回転させて溝４６を穴４４と対向するよう
に位置させると、球２５を溝４６に落ち込ませて外筒部
２１ｂの内側空間内から退避させることができる。
は、外筒部２１ｂに保持された球２５を径方向外側から
抑え且つ球２５を外筒部２１ｂの内側空間内に対して突
没させる回転可能な回転筒（回転体）２３が嵌合されて
いる。図３に明確に示されるように、回転筒２３は、ハ
ウジング２１の外筒部２１ｂの外周面と接するその内周
面に、外筒部２１ｂの各穴４４に対応して形成された複
数の溝４６を有している。これらの溝４６は、穴４４と
同じピッチで、回転筒２３の周方向に互いに離間して設
けられている。このような構成では、回転筒２３の溝４
６を除く内周面部位４７が、外筒部２１ｂの穴４４と対
向してこれを外側から塞ぐように位置されると（図２の
（ｄ）の状態）、穴４４内に保持された球２５は、回転
筒２３の内周面部位４７によって径方向外側から径方向
内側へと押し出されて、外筒部２１ｂの内側空間内に所
定量突出する（無論、この場合、球２５の突出量は抜け
止め部４５によって規制される）。一方、その状態から
回転筒２３を回転させて溝４６を穴４４と対向するよう
に位置させると、球２５を溝４６に落ち込ませて外筒部
２１ｂの内側空間内から退避させることができる。
【００１９】なお、回転筒２３は、ハウジング２１に固
定された保持体２２によって回転可能に保持されてい
る。すなわち、回転筒２３は、ハウジング２１と保持体
２２との間で挟持されつつ、これらの部材２１，２２に
よって案内されながら回転方向に摺動できる。
定された保持体２２によって回転可能に保持されてい
る。すなわち、回転筒２３は、ハウジング２１と保持体
２２との間で挟持されつつ、これらの部材２１，２２に
よって案内されながら回転方向に摺動できる。
【００２０】図２の（ａ）および図２の（ｂ）に明確に
示されるように、ハウジング２１内には、操作体として
のピストン２７が進退自在に配設されている。この場
合、ピストン２７は、ハウジング２１に形成された空間
Ｓ内に摺動可能に収容されており、ハウジング２１にガ
イドされながら直線的に進退できる。また、ピストン２
７の一端にある操作端部２７ａは、ハウジング２１の外
部に突出しており、ハウジング２１の外部からピストン
２７を進退操作できるようになっている。
示されるように、ハウジング２１内には、操作体として
のピストン２７が進退自在に配設されている。この場
合、ピストン２７は、ハウジング２１に形成された空間
Ｓ内に摺動可能に収容されており、ハウジング２１にガ
イドされながら直線的に進退できる。また、ピストン２
７の一端にある操作端部２７ａは、ハウジング２１の外
部に突出しており、ハウジング２１の外部からピストン
２７を進退操作できるようになっている。
【００２１】ピストン収容空間Ｓ内には、ピストン２７
とハウジング２１との間に位置して、ピスト２７を空間
Ｓ内から外部に突出させる方向（図中Ｃ方向）に付勢す
るバネ（係合保持手段）２８が配設されている。また、
バネ２８の付勢力によってピストン２７が空間Ｓから抜
け出さないように、ハウジング２１には、空間Ｓ内から
のピストン２７の抜けを防止する抜け止め部材２９が固
定されている。この場合、ピストン２７の操作端部２７
ａは、抜け止め部材２９を通じて外部に突出しており、
この抜け止め部材２９によってハウジング２１からの突
出量が規制されている。
とハウジング２１との間に位置して、ピスト２７を空間
Ｓ内から外部に突出させる方向（図中Ｃ方向）に付勢す
るバネ（係合保持手段）２８が配設されている。また、
バネ２８の付勢力によってピストン２７が空間Ｓから抜
け出さないように、ハウジング２１には、空間Ｓ内から
のピストン２７の抜けを防止する抜け止め部材２９が固
定されている。この場合、ピストン２７の操作端部２７
ａは、抜け止め部材２９を通じて外部に突出しており、
この抜け止め部材２９によってハウジング２１からの突
出量が規制されている。
【００２２】また、回転筒２３にはピン２６が固定され
ている。このピン２６は、ハウジング２１のピストン収
容空間Ｓ内に突出するとともに、ピストン２１に形成さ
れた長穴５０と係合している。この長穴５０は回転筒２
３の径方向に延びており、ピン２６はこの長穴５０内で
回転筒２３の径方向に移動することができる。
ている。このピン２６は、ハウジング２１のピストン収
容空間Ｓ内に突出するとともに、ピストン２１に形成さ
れた長穴５０と係合している。この長穴５０は回転筒２
３の径方向に延びており、ピン２６はこの長穴５０内で
回転筒２３の径方向に移動することができる。
【００２３】次に、ハウジング２１に対するノズル２４
の脱着方法について説明する。まず、ピストン２７がバ
ネ２８の付勢力によって抜け止め部材２９に当てられた
図２の（ｂ）に示される状態では、回転筒２３の溝４６
を除く内周面部位４７が、外筒部２１ｂの穴４４と対向
してこれを外側から塞ぐように位置されるようになって
いる（図２の（ｄ）の状態）。したがって、穴４４内に
保持された球２５は、回転筒２３の内周面部位４７によ
って径方向外側から径方向内側へと押し出され、外筒部
２１ｂの内側空間内に所定量突出している。この時、ノ
ズル２４の位置決め凹部４２とハウジング２１の内筒部
２１ａとが係合していれば、球２５とノズル２４の凹溝
２４ｃとが係合して、ノズル２４がハウジング２１に対
して固定的に取り付けられた状態となる。その状態が図
２の（ａ）に示されている。
の脱着方法について説明する。まず、ピストン２７がバ
ネ２８の付勢力によって抜け止め部材２９に当てられた
図２の（ｂ）に示される状態では、回転筒２３の溝４６
を除く内周面部位４７が、外筒部２１ｂの穴４４と対向
してこれを外側から塞ぐように位置されるようになって
いる（図２の（ｄ）の状態）。したがって、穴４４内に
保持された球２５は、回転筒２３の内周面部位４７によ
って径方向外側から径方向内側へと押し出され、外筒部
２１ｂの内側空間内に所定量突出している。この時、ノ
ズル２４の位置決め凹部４２とハウジング２１の内筒部
２１ａとが係合していれば、球２５とノズル２４の凹溝
２４ｃとが係合して、ノズル２４がハウジング２１に対
して固定的に取り付けられた状態となる。その状態が図
２の（ａ）に示されている。
【００２４】続いて、この取り付け状態でハウジング２
１からノズル２４を取り外す場合には、バネ２８の付勢
力に抗してピストン２７の操作端部２７ａを指で空間Ｓ
内に（Ｃ方向と逆方向に）押し込む。このピストン２７
の直線的な移動により、ピストン２７の長穴５０に係合
するピン２６もピストン２７とともに直線的に移動し、
これにより、ピン２６に固定された回転筒２３が回転す
る。また、この時、ピン２６は、回転筒２３の回転に伴
って、長穴５０内で回転筒２３の径方向に移動する。す
なわち、ピン２６は、長穴５０と協働して、ピストン２
７の直線的な動きを回転筒２３に伝達して、回転筒２３
を回転させる（ピストン２７の直線運動を回転筒２３の
回転運動に変換する）。
１からノズル２４を取り外す場合には、バネ２８の付勢
力に抗してピストン２７の操作端部２７ａを指で空間Ｓ
内に（Ｃ方向と逆方向に）押し込む。このピストン２７
の直線的な移動により、ピストン２７の長穴５０に係合
するピン２６もピストン２７とともに直線的に移動し、
これにより、ピン２６に固定された回転筒２３が回転す
る。また、この時、ピン２６は、回転筒２３の回転に伴
って、長穴５０内で回転筒２３の径方向に移動する。す
なわち、ピン２６は、長穴５０と協働して、ピストン２
７の直線的な動きを回転筒２３に伝達して、回転筒２３
を回転させる（ピストン２７の直線運動を回転筒２３の
回転運動に変換する）。
【００２５】このようにして回転筒２３が回転される
と、例えばピストン２７がその所定のストロークの終端
に達した時点で、回転筒２３の各溝４６がハウジング２
１の外筒部２１ｂの各穴４４と対向する。これにより、
ノズル２４を介して常時バネ３１から付勢力を受けてい
る穴４４内の球２５は、回転筒２３の内周面部位４７か
らの拘束力を失ったことにより、溝４６に落ち込んで係
合し、外筒部２１ｂの内側空間内から退避するようにな
る。したがって、球２５とノズル２４の凹溝２４ｃとの
係合が解除され、球２５によってノズル２４を保持する
力がなくなる。そして、保持力を失ったノズル２４は、
バネ３１の付勢力によって外筒部２１ｂの内側空間から
押し出され、ノズル２４の位置決め凹部４２とハウジン
グ２１の内筒部２１ａとの係合が解除される。すなわ
ち、ハウジング２１からノズル２４が取り外される。
と、例えばピストン２７がその所定のストロークの終端
に達した時点で、回転筒２３の各溝４６がハウジング２
１の外筒部２１ｂの各穴４４と対向する。これにより、
ノズル２４を介して常時バネ３１から付勢力を受けてい
る穴４４内の球２５は、回転筒２３の内周面部位４７か
らの拘束力を失ったことにより、溝４６に落ち込んで係
合し、外筒部２１ｂの内側空間内から退避するようにな
る。したがって、球２５とノズル２４の凹溝２４ｃとの
係合が解除され、球２５によってノズル２４を保持する
力がなくなる。そして、保持力を失ったノズル２４は、
バネ３１の付勢力によって外筒部２１ｂの内側空間から
押し出され、ノズル２４の位置決め凹部４２とハウジン
グ２１の内筒部２１ａとの係合が解除される。すなわ
ち、ハウジング２１からノズル２４が取り外される。
【００２６】一方、ノズル２４をハウジング２１に取り
付ける場合には、バネ２８の付勢力に抗してピストン２
７の操作端部２７ａを指で空間Ｓ内に（Ｃ方向と逆方向
に）押し込んで、回転筒２３の各溝４６をハウジング２
１の外筒部２１ｂの各穴４４に対向させ、球２５を外筒
部２１ｂの内側空間内から退避させられるようにしてお
く。そして、その状態を保持したまま、すなわち、ピス
トン２７を指で押したまま、ノズル２４の取付端部２４
ｂを下方から外筒部２１ｂの内側空間内に押し込み、ノ
ズル２４の位置決め凹部４２とハウジング２１の内筒部
２１ａとを係合させる。この時、球２５は、ノズル２４
によって外筒部２１ｂの内側空間から退避されるように
押し出されて、回転筒２３の溝４６内に落ち込むように
なる。そして、その状態で、ピストン２７の操作端部２
７ａから指を離すと、ピストン２７は、バネ２８の付勢
力によって元の突出位置に戻り、これにより、ピン２６
を介して回転筒２３が回転し、回転筒２３の溝４６を除
く内周面部位４７が、外筒部２１ｂの穴４４と対向して
これを外側から塞ぐように位置される（図２の（ｄ）の
状態）。そのため、球２５は、回転筒２３の内周面部位
４７によって径方向外側から径方向内側へと押し出さ
れ、穴４４と対向して位置するノズル２４の凹溝２４ｃ
と係合する。これにより、ノズル２４がハウジング２１
に対して固定的に取り付けられる（図２の（ａ）の状
態）。
付ける場合には、バネ２８の付勢力に抗してピストン２
７の操作端部２７ａを指で空間Ｓ内に（Ｃ方向と逆方向
に）押し込んで、回転筒２３の各溝４６をハウジング２
１の外筒部２１ｂの各穴４４に対向させ、球２５を外筒
部２１ｂの内側空間内から退避させられるようにしてお
く。そして、その状態を保持したまま、すなわち、ピス
トン２７を指で押したまま、ノズル２４の取付端部２４
ｂを下方から外筒部２１ｂの内側空間内に押し込み、ノ
ズル２４の位置決め凹部４２とハウジング２１の内筒部
２１ａとを係合させる。この時、球２５は、ノズル２４
によって外筒部２１ｂの内側空間から退避されるように
押し出されて、回転筒２３の溝４６内に落ち込むように
なる。そして、その状態で、ピストン２７の操作端部２
７ａから指を離すと、ピストン２７は、バネ２８の付勢
力によって元の突出位置に戻り、これにより、ピン２６
を介して回転筒２３が回転し、回転筒２３の溝４６を除
く内周面部位４７が、外筒部２１ｂの穴４４と対向して
これを外側から塞ぐように位置される（図２の（ｄ）の
状態）。そのため、球２５は、回転筒２３の内周面部位
４７によって径方向外側から径方向内側へと押し出さ
れ、穴４４と対向して位置するノズル２４の凹溝２４ｃ
と係合する。これにより、ノズル２４がハウジング２１
に対して固定的に取り付けられる（図２の（ａ）の状
態）。
【００２７】以上説明したように、本実施形態のレーザ
加工機１のノズル脱着機構は、加工ヘッド本体２０のハ
ウジング２１に設けられ且つノズル２４と係脱可能に係
合してノズル２４を加工ヘッド本体２０のハウジング２
１に対して保持する保持手段としての球２５と、それ自
身回転することによって、球２５を、ノズル２４と係合
する係合位置と、ノズル２４との係合状態を解除可能な
係合解除位置とに位置させることができる回転体として
の回転筒２３と、加工ヘッド本体２０のハウジング２１
に設けられ且つ直線的に進退する操作体としてのピスト
ン２７と、ピストン２７の進退動作を回転筒２３の回転
動作に変換するピン２６および長穴５０とを具備してい
る。
加工機１のノズル脱着機構は、加工ヘッド本体２０のハ
ウジング２１に設けられ且つノズル２４と係脱可能に係
合してノズル２４を加工ヘッド本体２０のハウジング２
１に対して保持する保持手段としての球２５と、それ自
身回転することによって、球２５を、ノズル２４と係合
する係合位置と、ノズル２４との係合状態を解除可能な
係合解除位置とに位置させることができる回転体として
の回転筒２３と、加工ヘッド本体２０のハウジング２１
に設けられ且つ直線的に進退する操作体としてのピスト
ン２７と、ピストン２７の進退動作を回転筒２３の回転
動作に変換するピン２６および長穴５０とを具備してい
る。
【００２８】したがって、単にピストン２７を押し込む
だけのワンプッシュ操作で、加工ヘッド本体２０のハウ
ジング２１に対してノズル２４を脱着することができ
る。そのため、脱着作業が極めて簡単であり、従来のよ
うに工具を使用したネジ回し操作によってノズルを外す
という煩雑な作業を行なわずに済む。
だけのワンプッシュ操作で、加工ヘッド本体２０のハウ
ジング２１に対してノズル２４を脱着することができ
る。そのため、脱着作業が極めて簡単であり、従来のよ
うに工具を使用したネジ回し操作によってノズルを外す
という煩雑な作業を行なわずに済む。
【００２９】また、本実施形態では、バネ２８によって
球２５とノズル２４との係合状態が保持されるようにな
っている。したがって、ノズル２７をハウジング２１に
対して確実に固定することができる。
球２５とノズル２４との係合状態が保持されるようにな
っている。したがって、ノズル２７をハウジング２１に
対して確実に固定することができる。
【００３０】図４には、前述した実施形態の変形例が示
されている。なお、図４において、前述した実施形態と
共通する構成部分については、同一符号が付されてい
る。この変形例では、ハウジング２１に形成されたガス
穴６３（図２の（ｂ）にも図示されている）を通じてピ
ストン２７に流体圧を作用させることにより、ピストン
２７をバネ２８の付勢力に抗する方向（Ｃ方向と逆方
向）に移動させるようになっている。具体的には、方向
切換弁およびガス供給源（いずれも図示せず）を含む公
知のガス給排回路をガス穴６３に接続するとともに、前
記方向切換弁の切換えを図示しない制御装置で制御する
ことにより、ピストン２７に対するガスの給排を制御し
て、ピストン２７を自動的に進退させるようにする。な
お、その他の構成は前述した実施形態と同一である。
されている。なお、図４において、前述した実施形態と
共通する構成部分については、同一符号が付されてい
る。この変形例では、ハウジング２１に形成されたガス
穴６３（図２の（ｂ）にも図示されている）を通じてピ
ストン２７に流体圧を作用させることにより、ピストン
２７をバネ２８の付勢力に抗する方向（Ｃ方向と逆方
向）に移動させるようになっている。具体的には、方向
切換弁およびガス供給源（いずれも図示せず）を含む公
知のガス給排回路をガス穴６３に接続するとともに、前
記方向切換弁の切換えを図示しない制御装置で制御する
ことにより、ピストン２７に対するガスの給排を制御し
て、ピストン２７を自動的に進退させるようにする。な
お、その他の構成は前述した実施形態と同一である。
【００３１】このような構成では、ピストン２７を指で
操作することなく自動で進退させることができるため、
ノズル２４を自動で脱着させることが可能になる。した
がって、ノズル交換を更に簡単に行なうことができる。
なお、本変形例の場合には、ガス穴６３を通じて流れる
ガスが外部に漏れないように、ハウジング２１とピスト
ン２７および抜け止め部材２９との間にＯリング等のシ
ール部材７５，７６，７７を介挿することが望ましい。
操作することなく自動で進退させることができるため、
ノズル２４を自動で脱着させることが可能になる。した
がって、ノズル交換を更に簡単に行なうことができる。
なお、本変形例の場合には、ガス穴６３を通じて流れる
ガスが外部に漏れないように、ハウジング２１とピスト
ン２７および抜け止め部材２９との間にＯリング等のシ
ール部材７５，７６，７７を介挿することが望ましい。
【００３２】また、前述した実施形態では、図２の
（ｂ）に示されるように、レーザビームＬＢおよびこれ
を補助するアシストガスが流れるハウジング２１の通路
６０を接続通路６２を介してピストン収容空間Ｓに連通
させ、空間Ｓ内に流入するアシストガスをバネ２８の付
勢方向と同じ方向でピストン２７に作用させるようにし
ても良い。このようにすれば、ノズル２８の保持力を更
に強くすることができ、レーザ加工中におけるノズル２
４の不意な落下を防止することができる。この構成は、
特に前述したノズル自動脱着の変形例に適用すると、バ
ネ２８だけに頼らないで済むため、有益である。なお、
この構成においては、アシストガスをシールするために
ハウジング２１とピストン２７との間にＯリング等のシ
ール部材６５を介挿することが望ましい。
（ｂ）に示されるように、レーザビームＬＢおよびこれ
を補助するアシストガスが流れるハウジング２１の通路
６０を接続通路６２を介してピストン収容空間Ｓに連通
させ、空間Ｓ内に流入するアシストガスをバネ２８の付
勢方向と同じ方向でピストン２７に作用させるようにし
ても良い。このようにすれば、ノズル２８の保持力を更
に強くすることができ、レーザ加工中におけるノズル２
４の不意な落下を防止することができる。この構成は、
特に前述したノズル自動脱着の変形例に適用すると、バ
ネ２８だけに頼らないで済むため、有益である。なお、
この構成においては、アシストガスをシールするために
ハウジング２１とピストン２７との間にＯリング等のシ
ール部材６５を介挿することが望ましい。
【００３３】なお、本発明は、前述した実施形態に限定
されず、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、球２５によってノズル２４が保持されているが、球
に限らず、ノズル２４と係脱可能に係合してノズルを保
持できれば、どのようなものであっても良い。また、前
述した実施形態では、ピストン２７の進退動作がピン２
６を介して回転筒２３の回転動作に変換されているが、
進退動作を回転動作に変換できれば、公知のどのような
機構を採用しても構わない。また、前述した実施形態で
は、ノズル２４と球２５との係合状態がバネ２８によっ
て保持されているが、係合状態の保持は、バネに限ら
ず、公知の様々な手段によって実現できることは言うま
でもない。また、ピストン２７を自動的に進退させる手
段は、ガスに限らず、公知のどのような手段を用いても
構わない。
されず、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、球２５によってノズル２４が保持されているが、球
に限らず、ノズル２４と係脱可能に係合してノズルを保
持できれば、どのようなものであっても良い。また、前
述した実施形態では、ピストン２７の進退動作がピン２
６を介して回転筒２３の回転動作に変換されているが、
進退動作を回転動作に変換できれば、公知のどのような
機構を採用しても構わない。また、前述した実施形態で
は、ノズル２４と球２５との係合状態がバネ２８によっ
て保持されているが、係合状態の保持は、バネに限ら
ず、公知の様々な手段によって実現できることは言うま
でもない。また、ピストン２７を自動的に進退させる手
段は、ガスに限らず、公知のどのような手段を用いても
構わない。
【００３４】
【発明の効果】請求項１に記載された発明によれば、単
に操作体を進退させるだけのワンウェイ操作で、加工ヘ
ッド本体に対してノズルを脱着することができる。その
ため、脱着作業が極めて簡単であり、従来のように工具
を使用したネジ回し操作によってノズルを外すという煩
雑な作業を行なわずに済む。請求項２および請求項３に
記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と
同様の作用効果が得られるとともに、ノズルを加工ヘッ
ド本体に対して確実に固定することができる。請求項４
および請求項５に記載された発明によれば、請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載された発明と同様の作用
効果が得られるとともに、操作体を自動で進退させるこ
とができるため、ノズルを自動で脱着させることが可能
になる。したがって、ノズル交換を更に簡単に行なうこ
とができる。
に操作体を進退させるだけのワンウェイ操作で、加工ヘ
ッド本体に対してノズルを脱着することができる。その
ため、脱着作業が極めて簡単であり、従来のように工具
を使用したネジ回し操作によってノズルを外すという煩
雑な作業を行なわずに済む。請求項２および請求項３に
記載された発明によれば、請求項１に記載された発明と
同様の作用効果が得られるとともに、ノズルを加工ヘッ
ド本体に対して確実に固定することができる。請求項４
および請求項５に記載された発明によれば、請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載された発明と同様の作用
効果が得られるとともに、操作体を自動で進退させるこ
とができるため、ノズルを自動で脱着させることが可能
になる。したがって、ノズル交換を更に簡単に行なうこ
とができる。
【図１】本発明の実施形態に係るノズル脱着機構を備え
たレーザ加工機の概略構成図である。
たレーザ加工機の概略構成図である。
【図２】（ａ）は、加工ヘッドの縦断面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−
Ｂ線に沿う断面図、（ｄ）は（ｃ）のＤ部の拡大断面図
である。
（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−
Ｂ線に沿う断面図、（ｄ）は（ｃ）のＤ部の拡大断面図
である。
【図３】回転筒の部分斜視図である。
【図４】ピストン周辺の変形例に係る構造を示す断面図
である。
である。
１ レーザ加工機（レーザ加工装置）
２０ 加工ヘッド本体
２４ ノズル
２３ 回転筒（回転体）
２５ 球（保持手段）
２６ ピン
２７ ピストン（操作体）
５０ 長穴
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三吉 弘信
神奈川県座間市相模が丘６−25−１−609
Ｆターム(参考） 4E068 CD15 CH02
Claims (5)
- 【請求項１】 レーザ加工装置の加工ヘッドに設けら
れ、レーザビームをワークへ照射するノズルを、加工ヘ
ッド本体に対して脱着するためのノズル脱着機構におい
て、 前記加工ヘッド本体に設けられ、前記ノズルと係脱可能
に係合してノズルを加工ヘッド本体に対して保持する保
持手段と、 それ自身回転することによって、前記保持手段を、前記
ノズルと係合する係合位置と、前記ノズルとの係合状態
を解除可能な係合解除位置とに位置させることができる
回転体と、 前記加工ヘッド本体に設けられ、直線的に進退する操作
体と、 前記操作体の進退動作を前記回転体の回転動作に変換す
る手段と、 を具備することを特徴とするノズル脱着機構。 - 【請求項２】 前記保持手段と前記ノズルとの係合状態
を保持する係合保持手段を備えていることを特徴とする
請求項１に記載のノズル脱着機構。 - 【請求項３】 前記係合保持手段は、前記操作体を付勢
するバネおよび／または前記加工ヘッド本体からノズル
へ供給されるアシストガスであることを特徴とする請求
項２に記載のノズル脱着機構。 - 【請求項４】 前記操作体を自動的に進退させる制御手
段を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項
３のいずれかに記載のノズル脱着機構。 - 【請求項５】 前記操作体が流体圧によって進退するピ
ストンであり、前記制御手段は、ピストンに対する流体
の給排を制御することを特徴とする請求項４に記載のノ
ズル脱着機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061127A JP4198922B2 (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | レーザ加工装置のノズル脱着機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002061127A JP4198922B2 (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | レーザ加工装置のノズル脱着機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003260582A true JP2003260582A (ja) | 2003-09-16 |
| JP4198922B2 JP4198922B2 (ja) | 2008-12-17 |
Family
ID=28670207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002061127A Expired - Fee Related JP4198922B2 (ja) | 2002-03-06 | 2002-03-06 | レーザ加工装置のノズル脱着機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4198922B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008105072A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | 加工ヘッドおよびノズル交換装置およびレーザ加工装置 |
| WO2014072609A1 (fr) | 2012-11-09 | 2014-05-15 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Buse laser à élément mobile externe |
| WO2014072611A1 (fr) * | 2012-11-09 | 2014-05-15 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Buse laser avec élément mobile interne et coiffe externe |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6071482U (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-20 | 株式会社小松製作所 | ガスシ−ルド溶接ト−チ用ノズル |
| JPS63133893U (ja) * | 1987-02-19 | 1988-09-01 | ||
| JPH03281085A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-11 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工機 |
| JPH106062A (ja) * | 1996-06-24 | 1998-01-13 | Amada Co Ltd | Ｙａｇレーザー加工ヘッド及び同加工ヘッドに使用するレーザー加工用ノズル及び同レーザー加工用ノズルのノズルマガジン |
| JPH1085978A (ja) * | 1996-09-17 | 1998-04-07 | Tanaka Seisakusho Kk | レーザ加工装置 |
-
2002
- 2002-03-06 JP JP2002061127A patent/JP4198922B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6071482U (ja) * | 1983-10-19 | 1985-05-20 | 株式会社小松製作所 | ガスシ−ルド溶接ト−チ用ノズル |
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| JPH106062A (ja) * | 1996-06-24 | 1998-01-13 | Amada Co Ltd | Ｙａｇレーザー加工ヘッド及び同加工ヘッドに使用するレーザー加工用ノズル及び同レーザー加工用ノズルのノズルマガジン |
| JPH1085978A (ja) * | 1996-09-17 | 1998-04-07 | Tanaka Seisakusho Kk | レーザ加工装置 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008105072A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corp | 加工ヘッドおよびノズル交換装置およびレーザ加工装置 |
| US8212176B2 (en) | 2006-10-27 | 2012-07-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Machining head, nozzle changer and laser beam machining apparatus |
| WO2014072609A1 (fr) | 2012-11-09 | 2014-05-15 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Buse laser à élément mobile externe |
| WO2014072611A1 (fr) * | 2012-11-09 | 2014-05-15 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Buse laser avec élément mobile interne et coiffe externe |
| FR2997881A1 (fr) * | 2012-11-09 | 2014-05-16 | Air Liquide | Buse laser a element mobile externe |
| FR2997883A1 (fr) * | 2012-11-09 | 2014-05-16 | Air Liquide | Buse laser avec element mobile interne et coiffe externe |
| CN104768699A (zh) * | 2012-11-09 | 2015-07-08 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 具有外部可动元件的激光喷嘴 |
| CN104781034A (zh) * | 2012-11-09 | 2015-07-15 | 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 | 具有内部可动元件和外盖的激光喷嘴 |
| US9844832B2 (en) | 2012-11-09 | 2017-12-19 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Laser nozzle having an internal mobile element and an external cover |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4198922B2 (ja) | 2008-12-17 |
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