JP2010274278A - レーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】付着したドロスの清掃作業を容易に行うことができるレーザ加工機を提供すること。
【解決手段】筒部材５を装着する場合には、開口部３２から筒部材５を第１通路内３３aへ挿入し、その筒部材５を第２通路３３ｂへ向けて移動させる。これにより、筒部材５が段差通路３３の段差内周面３３ｅに当接され受け止められることで、筒部材５を吸引通路３３内に保持することができる。一方、筒部材５を取り外す場合には、筒部材５をその挿入方向とは逆方向へ移動させることで、吸引通路３３内から抜き取ることができる。このように、筒部材５を吸引通路３３に対して抜き差しすることで、加工台部３から筒部材５を着脱することができるので、かかる筒部材５の着脱作業を簡素化して、清掃作業を容易に行うことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、レーザ加工機に関し、特に、付着したドロスの清掃作業を容易に行うことができるレーザ加工機に関するものである。

極薄金属板からなる被加工物に微細な切断加工を行う場合、レーザ加工機が使用される。レーザ加工機は、被加工物を加工ヘッドと加工台部との間に挟み込み、被加工物をＸＹ方向へ移動させつつ、集光したレーザ光を照射することで、被加工物を切断する。

ここで、レーザ光による切断加工は、入熱による溶融を利用したものであるため、溶融物が凝集して再凝固し、ドロスとして被加工物の切断部に付着する。そのため、従来のレーザ加工機では、レーザ光と同軸方向へ噴射されるアシストガスによりドロスを吹き飛ばして、切断部に付着することを抑制している。

吹き飛ばされたドロスは、加工台部に貫通形成された吸引通路を通して吸引装置により吸引されるが、ドロスは被加工物の母材や酸化物であり、付着し易い特性を有するため、吸引通路の内周面に付着して堆積する。従って、加工台部を取り外し、吸引通路の清掃作業を定期的に行っていた。しかし、加工台部は、加工ヘッドと共に被加工物を挟み込む部材であり、加工ヘッドに対する平行度が要求される部位であるため、加工台部を取り外す毎に平行度の再調整が必要となり、その調整作業が繁雑であった。

そこで、加工台部を取り外すことなく清掃作業を可能として、調整作業を不要とする技術が提案されている。例えば、特開昭６３−１３９１４号公報に開示の技術は、吸引パイプ（吸引通路）内に補助パイプを着脱自在に設け、かかる補助パイプにドロスを付着させる。これにより、補助パイプのみを取り外せば、ドロスの清掃作業を行うことができるので、加工台部を取り外す必要がなく、平行度を再調整する調整作業を省略することができる。

特開昭６３−１３９１４号（例えば、第３図など）

しかしながら、上述した従来の技術では、補助パイプにフランジ状のサポートリングを一体に設け、このサポートリングを、キーとキー溝とにより位置決めしつつ、２つの部材間に狭持固定することで、補助パイプを加工台部に装着する構成であるため、補助パイプの着脱が繁雑となり、清掃作業を容易に行うことができないという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、付着したドロスの清掃作業を容易に行うことができるレーザ加工機を提供することを目的としている。

この目的を達成するために、請求項１記載のレーザ加工機は、被加工物へ向けてレーザ光を照射するノズルを有する加工ヘッドと、その加工ヘッドのノズルに対向する位置に開口部が開口する吸引通路を有する加工台部とを備え、前記加工ヘッドのノズルから照射されたレーザ光により前記被加工物を切断すると共に、その切断に伴い生成されたドロスを前記開口部から前記吸引通路を通して吸引するものであり、筒状に形成され前記吸引通路内に配設される筒部材を備え、前記加工台部の吸引通路は、前記開口部に連なると共に前記開口部を介して前記筒部材が挿抜可能に形成される第１通路と、その第１通路よりも小径に形成される第２通路と、それら第２通路および第１通路の間に形成されると共に前記開口部から挿入された筒部材が当接される段差内周面を有する段差通路とを備えている。

請求項２記載のレーザ加工機は、請求項１記載のレーザ加工機において、前記筒部材の外周面は、第１外周面と、その第１外周面より小径に形成される第２外周面と、それら第２外周面および第１外周面の間に位置する段差外周面とを備え、前記筒部材の段差外周面に前記段差通路の段差内周面が当接される。

請求項３記載のレーザ加工機は、請求項１又は２に記載のレーザ加工機において、前記筒部材の内周面は、内径が軸方向に沿って漸次大きくなる筒テーパ面を備え、前記筒テーパ面の大径側を前記加工ヘッドへ向けた状態で前記筒部材が前記吸引通路内に配設される。

請求項４記載のレーザ加工機は、請求項１から３のいずれかに記載のレーザ加工機において、前記吸引通路の第１通路は、前記開口部を円錐状に除去して形成される面取り部を備え、前記筒部材は、前記吸引通路内に配設された状態において、前記開口部側の端面が前記面取り部よりも前記第２通路側に位置する。

請求項５記載のレーザ加工機は、請求項２記載のレーザ加工機において、前記筒部材の段差外周面が前記第１外周面側から第２外周面側へ向かうに従って小径となる円錐形状に形成されると共に、前記段差通路の段差内周面が前記第１通路側から第２通路側へ向かうに従って小径となり前記筒部材の段差外周面が嵌合される円錐形状に形成されている。

請求項６記載のレーザ加工機は、請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工機において、前記筒部材は、少なくとも内周面および外周面にフッ素樹脂コーティングが施されている。

請求項１記載のレーザ加工機によれば、筒状に形成され吸引通路内に配設される筒部材を備えているので、被加工物の切断に伴い生成されたドロスを、開口部から吸引通路を通して吸引する場合には、かかるドロスを筒部材の内周面に付着させることができる。よって、筒部材を加工台部から取り外してドロスを除去することで、ドロスの堆積による不具合を未然に防止することができる。

この場合、本発明のレーザ加工機によれば、開口部に連なると共に開口部を介して筒部材が挿抜可能に形成される第１通路と、その第１通路よりも小径に形成される第２通路と、それら第２通路および第１通路の間に形成されると共に開口部から挿入された筒部材が当接される段差内周面を有する段差通路とを加工台部の吸引通路が備える構成であるので、筒部材の着脱作業を簡素化して、清掃作業を容易に行うことができるという効果がある。

即ち、筒部材を装着する場合には、開口部から筒部材を第１通路内へ挿入し、その筒部材を第２通路へ向けて移動させる。これにより、筒部材が段差通路の段差内周面に当接され受け止められることで、筒部材を吸引通路内に保持することができる。一方、筒部材を取り外す場合には、筒部材をその挿入方向とは逆方向へ移動させることで、吸引通路内から抜き取ることができる。このように、筒部材を吸引通路に対して抜き差しすることで、加工台部から筒部材を着脱することができるので、かかる筒部材の着脱作業を簡素化して、清掃作業を容易に行うことができる。

請求項２記載のレーザ加工機によれば、請求項１記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、筒部材の外周面は、第１外周面と、その第１外周面より小径に形成される第２外周面と、それら第２外周面および第１外周面の間に位置する段差外周面とを備え、筒部材の段差外周面に段差通路の段差内周面が当接される構成なので、被加工物の切断に伴い生成されたドロスが筒部材の第２外周面に付着することを低減して、その分、筒部材の清掃作業を容易にすることができるという効果がある。

即ち、筒部材の下端面に段差通路が当接する構成であると、吸引通路の内周面と筒部材の外周面との間へ筒部材の上端面側から侵入したドロスが筒部材の外周面全体に付着する。これに対し、本発明のように、筒部材の外周面に段差外周面を形成し、この段差外周面に段差通路の段差内周面を当接させる構成であれば、吸引通路の内周面と筒部材の第１外周面との間の隙間へ筒部材の上端面側から侵入したドロスを、段差外周面と段差内周面との当接により遮断して、吸引通路の内周面と筒部材の第２外周面との間の隙間へ侵入することを抑制することができる。その結果、筒部材の全長が同じであれば、筒部材の外周面全体にドロスが付着する場合と比較して、筒部材の第２外周面に付着するドロスを低減することができるので、その分、筒部材の清掃作業を容易にすることができる。

また、このように、筒部材の第２外周面に付着するドロスを低減することができれば、筒部材の外周面全体にドロスが付着する場合と比較して、吸引通路の内周面と筒部材の外周面とがドロスを介して接触する接触面積を減少させられるので、その分、筒部材を吸引通路から抜き取る際の抵抗力を低減して、吸引通路からの筒部材の抜き取りを容易とすることができるという効果がある。

更に、本発明のレーザ加工機によれば、筒部材の第２外周面を第１外周面より小径とし、それら第１外周面と第２外周面との間に形成される段差外周面を段差内周面に当接させる構成であるので、筒部材を開口部から吸引通路内へ挿入する際には、小径の第２外周面側から挿入することができる。よって、筒部材を挿入する際の作業性の向上を図ることができるという効果がある。

請求項３記載のレーザ加工機によれば、請求項１又は２に記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、筒部材の内周面は、内径が軸方向に沿って漸次大きくなる筒テーパ面を備え、その筒テーパ面の大径側を加工ヘッドへ向けた状態で筒部材が吸引通路内に配設される構成なので、加工ヘッドに対して筒テーパ面を対面させることができ、その結果、被加工物の切断時に飛散されるドロスを筒テーパ面に確実に付着させることができるという効果がある。

請求項４記載のレーザ加工機によれば、請求項１から３のいずれかに記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、吸引通路の第１通路は、開口部を円錐状に除去して形成される面取り部を備え、筒部材が段差通路に当接され吸引通路内に配設された状態では、筒部材の開口部側の端面が面取り部よりも第２通路側に位置する（即ち、被加工物から離間する方向側に位置する）構成であるので、被加工物のＸＹ方向への移動を行う場合には、被加工物の切断部底面から垂下されたバリを面取り部の傾斜に当接させることができる。これにより、切断部底面から垂下されたバリが筒部材に引っ掛かり、切断部が破損することを抑制することができるという効果がある。

また、本発明のレーザ加工機によれば、吸引通路内に配設された筒部材の開口部側の端面が面取り部よりも第２通路側に位置する構成なので、被加工物の切断に伴って生成されアシストガスによって飛散されるドロスが、吸引通路の内周面と筒部材の外周面との間の隙間へ侵入することを抑制して、筒部材を取り外す際の抵抗を低減することができるという効果がある。

即ち、アシストガスによって飛散されたドロスの内、面取り部へ向けて飛散されたドロスは、面取り部の傾斜に沿って案内されつつ筒部材の内周面側へ流入される。この場合、筒部材の開口部側の端面が面取り部と水平方向で重なる位置に配置される構成では、面取り部の傾斜に沿って案内されたドロスが筒部材の内周側へ流入される際の流動経路を筒部材の外周面が遮る形となるため、その流動を遮られたドロスが筒部材の外周面と吸引通路の内周面との間の隙間へドロスが侵入する。その結果、隙間に侵入して付着したドロスが抵抗となり、筒部材を取り外す際に必要な力が大きくなる。

これに対し、本発明のレーザ加工機によれば、筒部材の開口部側の端面が面取り部よりも第２通路側に位置するので、面取り部の傾斜に沿って案内されたドロスの流動経路を遮ることがなく、かかるドロスを筒部材の内周側へスムーズに流入させることができる。その結果、筒部材の外周面と吸引通路の内周面との間の隙間へドロスが侵入することを抑制することができるので、筒部材を取り外す際の抵抗力を低減して、筒部材を小さな力で取り外すことができる。

請求項５記載のレーザ加工機によれば、請求項２記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、段差外周面が第１外周面側から第２外周面側へ向かうに従って小径となる円錐形状に形成されると共に、段差内周面が第１通路側から第２通路側へ向かうに従って小径となり段差外周面が嵌合される円錐形状に形成されているので、筒部材の段差外周面に段差通路の段差内周面が当接して両者が嵌合することで、吸引通路に対する筒部材の移動を規制することができる。その結果、筒部材をがたつかせることなく強固に保持した状態で吸引通路内に装着することができるという効果がある。よって、従来品のように、筒部材に設けたフランジ状の部位（サポートリング）を２つの部材の間に狭持固定する必要がないので、その分、筒部材の着脱を容易とすることができるという効果がある。

更に、本発明のレーザ加工機によれば、筒部材の段差外周面が第１外周面側から第２外周面側へ向かうに従って小径となる円錐形状に形成されているので、筒部材を開口部から吸引通路内へ挿入する際には、段差外周面が開口部の縁部に引っ掛かることを抑制して、スムーズに挿入することができる。よって、筒部材を挿入する際の作業性の向上を図ることができるという効果がある。

請求項６記載のレーザ加工機によれば、請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工機の奏する効果に加え、筒部材は、内周面および外周面にフッ素樹脂コーティングが施されているので、付着したドロスの除去を容易として、清掃作業を効率良く行うことができるという効果がある。また、筒部材の外周面にもフッ素樹脂コーティングが施されているので、かかる筒部材の外周面と吸引通路の内周面との間の摩擦抵抗を低減して、筒部材を吸引通路に対してスムーズに着脱することができるという効果がある。

本発明の第１実施の形態におけるレーザ加工機の断面図である。 （ａ）は筒部材の上面図であり、（ｂ）はＩＩｂ−ＩＩｂ線における筒部材の断面図である。 筒部材の挿入時におけるレーザ加工機の断面図およびレーザ加工機を部分的に拡大した断面図である。 筒部材の抜き取り時におけるレーザ加工機の断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、レーザ加工機１００の概略構成を説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるレーザ加工機１００の断面図である。

レーザ加工機１００は、極薄金属板からなる被加工物Ｗを切断加工する機械であり、図１に示すように、加工ヘッド２と、加工台部３と、加工台支持部４と、筒部材５とを主に備えている。なお、図１では、被加工物Ｗを保持し、ＸＹ方向へ変位させるための変位機構部などの図示が省略されている。

加工ヘッド２は、図１に示すように、筒状に形成され、被加工物Ｗを上方から支持すると共に、レーザ光を照射することにより被加工物Ｗを切断する装置であり、加工ヘッド２内に配設される凸レンズである集光レンズ２１と、側壁に貫通形成される貫通孔として構成され、ガス発生装置（図示せず）から供給される酸素や窒素などからなるアシストガスを加工ヘッド２内へ導入するガス噴出管２２と、集光レンズ２１と同軸に設けられ小径側を被加工物Ｗに向けて配設される円錐筒状のノズル２３とを主に備えている。ノズル２３からアシストガスを高圧で噴出することで、被加工物Ｗの切断時に生じるドロスを吹き飛ばし、ドロスが被加工物Ｗの切断部分に付着することを抑制することができる。

加工台部３は、被加工物Ｗを下方から支持すると共に、レーザ加工時に被加工物Ｗの切断部分から飛散されるドロスが吸引装置に吸引されるまでの通路を形成する部位であり、
円筒状部分とその円筒状部分の上端に形成されるフランジ状部分とからなる。

図１に示すように、加工台部３のフランジ状部分の上面には、平面の支持面３１が形成され、この支持面３１が被加工物Ｗを下方から直接支持する。また、支持面３１の中央部分には、円形の孔である開口部３２が集光レンズ２１と同軸に形成され、加工ヘッド２のノズル２３に対向する位置に配設されている。さらに、加工台部３には、開口部３２から下方へ向けて、被加工物Ｗの切断時に開口部３２から飛散されるドロスやアシストガスなどが吸引装置（図示せず）に吸引されるまでの通路を形成する管状の吸引通路３３が形成されている。

ここで、図３及び図４を参照して、吸引通路３３の構成について説明する。図３は、筒部材５の挿入時におけるレーザ加工機１００の断面図である。なお、図３では、レーザ加工機１００の一部が部分的に拡大して図示されている。

図３に示すように、吸引通路３３は、後述する筒部材５を挿抜可能に形成される第１通路３３ａと、その第１通路３３ａよりも小径に形成されると共に第１通路３３ａより下方側（開口部３２の反対側）に位置する第２通路３３ｂと、それら第２通路３３ｂ及び第１通路３３ａの間に位置すると共に第１通路３３ａの下端および第２通路３３ｂの上端を接続する段差通路３３ｃとを主に備え、第１通路３３ａ、第２通路３３ｂおよび段差通路３３ｃはすべて同軸に配設されている。なお、第１通路３３ａ及び第２通路３３ｂは軸方向に対して平行に形成され、段差通路３３ｃは軸方向に対して垂直に形成されている。さらに、第１通路３３ａは、その上方部分に円錐状に除去して形成された面取り部３３ｄを備えている。よって、面取り部３３ｄは、開口部３２へ向かうに従って大径になる。

図１に戻って説明する。加工台支持部４は、筒状に形成され、その内周に加工台部３の円筒状部分を嵌合させると共に、加工台部３を上下移動可能に支持する装置である。

筒部材５は、レーザ加工機１００により被加工物Ｗを切断する際に生じるドロスを受ける部材であり、加工台部３の吸引通路３３に挿脱可能に形成された筒状の部材である。なお、筒部材５には、その表面全体にフッ素樹脂コーティングが施されている。

次に、図２を参照して、筒部材５の形状について詳細に説明する。図２（ａ）は、筒部材５の上面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ線における筒部材５の断面図である。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、筒部材５の外周面５１は、第１外周面５１ａと、その第１外周面５１ａよりも小径に形成されると共に第１外周面５１ａより下方側（開口部３２（図１参照）の反対側）に位置する第２外周面５１ｂと、それら第２外周面５１ｂ及び第１外周面５１ａの間に位置すると共に第２外周面５１ｂの上端および第１外周面５１ａの下端を接続する段差外周面５１ｃとを備えている。また、第１外周面５１ａは、第１通路３３ａより小径に形成されると共に第２通路３３ｂより大径に形成され、第２外周面５１ｂは、第２通路３３ｂより小径に形成されている（図３参照）。なお、第１外周面５１ａ、第２外周面５１ｂ及び段差外周面５２ｃはすべて同軸に配設され、第１外周面５１ａ及び第２外周面５１ｂは軸方向に対して平行に形成され、段差外周面５１ｃは軸方向に対して垂直に形成されている。

さらに、図２（ｂ）に示すように、筒部材５の内周面５２は、第１内周面５２ａと、その第１内周面５２ａより小径に形成されると共に第１内周面５２ａより下方側（開口部３２（図１参照）の反対側）に位置する第２内周面５２ｂと、それら第２内周面５２ｂ及び第１内周面５２ａの間に位置し、第２内周面５２ｂの上端および第１内周面５２ａの下端を接続する筒テーパ面５２ｃとを備えている。なお、第１内周面５２ａ、第２内周面５２ｂ及び筒テーパ面５２ｃはすべて同軸に配設され、第１内周面５２ａ及び第２内周面５２ｂは軸方向に対して平行となる円筒形状に形成され、筒テーパ面５２ｃは、内径が第１内周面５２ａ側から第２内周面５２ｂ側に向かうに従って小径となる円錐形状に形成されている。また、筒テーパ面５２ｃは、軸方向中央より第１内周面５２ａ側（開口部３２側）に形成されていることが好ましい。開口部３２側に近づけることで、ドロスの付着効率の向上を図ることができる。

次に、図３を参照して、筒部材５の吸引通路３３への配設方法および筒部材５の配設時における吸引通路３３と筒部材５との位置関係について説明する。なお、図３中の白丸は被加工物Ｗを切断した際に生成されるドロスを模式的に図示したものであり、矢印はそのドロスの流動を模式的に図示したものである。

まず、レーザ加工機１００を使用する際における筒部材５の配設方法について説明する。筒部材５を、第２外周面５１ｂ側を下方に向けて開口部３２から第１通路３３ａへ挿入し、第２通路３３ｂへ向けて移動させる（図４参照）。

筒部材５は、上述したように、第１外周面５１ａが吸引通路３３の第１通路３３ａより小径に形成されると共に吸引通路３３の第２通路３３ｂより大径に形成され、第２外周面５１ｂが第２通路３３ｂより小径に形成される構成なので、第２外周面５１ｂの全体が第２通路３３ｂ内に挿入されると同時に、段差外周面５１ｃが段差通路３３ｃの内周面である段差内周面３３ｅに当接され受け止められる。これにより、図３に示すように、段差外周面５１ｃが段差内周面３３ｅによって保持され、筒部材５が吸引通路３３内に配設される。即ち、筒部材５の配設方法は、筒部材５を吸引通路３３へ挿入するだけであり、筒部材５を別途固定するなどの作業を不要とすることができるため、従来技術と比べ、極めて容易である。

さらに、図３に示すように、筒部材５を吸引通路３３内に配設した際、第１外周面５１ａと第１通路３３ａとの間および第２外周面５１ｂと第２通路３３ｂとの間に若干の隙間が設けられている。これにより、挿抜の際に吸引通路３３の内周面と筒部材５の外周面５１との間に発生する摩擦抵抗が低減し、少ない力で挿抜することができる。

なお、筒部材５が径方向へ最大限移動して、第１外周面５１ａが第１通路３３ａの内周面に当接するか、第２外周面５１ｂが第２通路３３ｂの内周面に当接した場合に、段差外周面５１ｃの全周が段差通路３３ｃに当接されるように、筒部材５を構成することが好ましい。これにより、段差外周面５１ｃが段差通路３３ｃ全体を覆うことができるため、第１通路３３ａの内周面と筒部材５の第１外周面５１ａとの間の隙間へ侵入したドロスを、段差外周面５１ｃと段差内周面３３ｅとの当接により遮断し、第２通路３３ｂの内周面と第２外周面５１ｂとの間の隙間へ侵入することを防ぐことができる。

次に、図３を参照して、レーザ加工機１００による被加工物Ｗの切断時の状況について説明する。レーザ発振器（図示せず）から送られたレーザＬが加工ヘッド内に配設された集光レンズ２１を通過すると共に、集光レンズ２１により集光されたレーザＬが被加工物Ｗに焦点を結ぶように照射されることで、被加工物Ｗを切断する。それと同時に、ガス発生装置（図示せず）からガス噴出管２２（図１参照）を介して加工ヘッド２内に噴出されたアシストガスがノズル２３から集光レンズ２１と同軸上に高圧で噴射される。この噴射により開口部３２から飛散したアシストガスとドロスは吸引装置（図示せず）からの負圧により、筒部材５の内周を通過して、吸引装置に吸引される。これにより、被加工物Ｗの切断部底面（レーザＬの出口側）にドロスが付着することを抑制する。

しかしながら、すべてのドロスを吸引することは困難であり、そのドロスの一部が吸引通路３３の内周面及び筒部材５に付着する。特に開口部３２付近はドロスが堆積しやすい。この場合、開口部３２付近の吸引通路３３の径が小さく形成されていると、吸引通路３３が塞がり、吸引装置の吸引によるドロス除去効果の低下を招く。一方で、頻繁に清掃作業を行えば全体の作業効率が低下する。

これに対し、図３に示すように、本実施の形態では、面取り部３３ｄを設け、開口部３２の径を大きくしているため、ドロスの堆積による吸引装置からの吸引力の低下を抑制することができると共に清掃作業の回数を減らして全体の作業効率を上げることができる。

図３に示すように、筒部材５は、筒テーパ面５２ｃは加工ヘッド２に対して対面するように形成されている。よって、被加工物Ｗの切断時に飛散されるドロスを筒部材５の筒テーパ面５２ｃに確実に付着させると共に筒部材５の第２内周面５２ｂ側へスムーズに流入させ、そのドロスが吸引装置に吸引されやすくすることができる。

図３に示すように、筒部材５は、段差外周面５１ｃが段差内周面３３ｅに当接された装着状態において、上方側（開口部３２側、第１外周面５１ａ側）の端面が面取り部３３ｄの下端よりも下方側（第２通路３３ｂ側）に位置するように形成されている。これにより、被加工物Ｗの切断部底面に垂下したバリに筒部材５が接触することで被加工物Ｗを破損させることを防止することができる。即ち、被加工物ＷをＸＹ方向へ移動させる場合、被加工物Ｗの切断部底面から垂下されたバリを面取り部３３ｄの傾斜に当接させることにより、筒部材５がバリを引っ掛けて被加工物Ｗを破損することを抑制することができる。

さらに、筒部材５の上方側の端面を面取り部３３ｄの下端よりも下方側に位置させることで、図３のＡ部に拡大して示すように、レーザ加工機１００の使用時にアシストガスによって飛散されたドロスのうち面取り部３３ｄへ向けて飛散されたドロスを、面取り部３３ｄの傾斜に沿って案内しつつ筒部材５の内周面５２側へ流入させることができ、その結果、吸引装置（図示せず）に吸引されやすくすることができる。

例えば、段差外周面５１ｃが段差内周面３３ｅに当接したとき、筒部材５の上方側（開口部３２側）の端面が面取り部３３ｄと水平方向で重なる位置に配設される構成であると、面取り部３３ｄの傾斜に沿って案内されたドロスが筒部材５の内周５２側へ流入される際の流動経路を筒部材５の外周面５１が遮る形となるため、その流動を遮られたドロスが筒部材５の外周面５１と吸引通路３３の内周面との間の隙間へドロスが侵入する。

このドロスが再凝固して堆積すると、吸引通路３３の内周面と筒部材５とがそのドロスを介して接触し、この接触面積が増加するほど、筒部材５を吸引通路３３から抜き取る際の抵抗力が増加するため、筒部材５の抜き取り時に必要な力が大きくなる。

これに対し、本実施の形態によれば、図３に示すように、面取り部３３ｄの傾斜に沿って案内されたドロスが筒部材５の内周面５２側へ流入する際の流動経路が確保されると共に吸引装置からの吸引力が面取り部３３ｄにまで及ぶため、ドロスを筒部材５の内周面５２側へ流入されやすくすることができる。よって、吸引通路３３の内周面と筒部材５の外周面５１との隙間にドロスが侵入することを抑制して、吸引通路３３から筒部材５を抜き取る際の負荷を軽減することができる。

次に、図４を参照して、筒部材５の抜き取り方法およびドロスの付着状況について説明する。図４は、筒部材５の抜き取り時におけるレーザ加工機１００の断面図である。

ドロスが吸引通路３３及び筒部材５の内周面５２に堆積した際には、清掃をすることによりドロスを除去することが必要であるが、筒部材５が加工台部３に別途固定されている場合、筒部材５の抜き取り作業が繁雑となり、全体的な作業効率が低下する。

これに対して、本実施の形態では、上述のように、筒部材５が吸引通路３３内の段差内周面３３ｅに載置されているだけであり、吸引部材３３と筒部材５との間には隙間が設けられているため、図４に示すように、筒部材５を吸引通路３３内から容易に抜き取ることができる。

さらに、筒部材５には表面全体にフッ素樹脂コーティング処理が施されているため、筒部材５を抜き取る際に吸引通路３３の内周面と筒部材５の外周面５１との間に生じる摩擦抵抗を低減することで、筒部材５を抜き取る際の負荷を低減することができる。また、このコーティング処理により、ドロス除去作業を簡易に行うことができる。

加えて、図４に示すように、筒テーパ面５２ｃは加工ヘッド２に対して対面して形成されているため、直径の大きい第１内周面５２ａ側から筒テーパ面５２ｃのドロス除去作業を行うことができる。よって、清掃作業が容易である。なお、筒テーパ面５２ｃが、内周面５２の軸方向中央より上方（第１内周面５２ａ側）に形成されている場合には、この効果をより一層得ることができる。

一方、吸引通路３３内についても清掃が必要である。この場合、筒部材５と同様に、加工台部３を加工台支持部４から取り外してドロスを除去することはできるが、加工台部３を取り外す作業が繁雑であり、加工台部３の取り外しを頻繁に行うことは作業効率の低下につながる。

これに対し、本実施の形態では、被加工物Ｗの切断時には筒部材５の段差外周面５１ｃが段差内周面３３ｅに当接している（図３参照）ため、段差内周面３３ｅより下流側へのドロスの付着を抑制することができる。

例えば、筒部材５の下端面（第２外周面５１ｂ側の端面）が段差内周面３３ｅに当接する構成であると、吸引通路３３の内周面と筒部材５の外周面との間の隙間へ侵入したドロスが吸引通路３３の内周面および筒部材５の外周面５１全体に付着する。

これに対し、本実施の形態では、筒部材５の外周面５１に段差外周面５１ｃを形成し、この段差外周面５１ｃが段差内周面３３ｅに当接する構成であるので、上述したように、吸引通路３３の内周面と筒部材５の第１外周面５１ａとの隙間へ筒部材５の上端面側から侵入したドロスを、段差外周面５１ｃと段差内周面３３ｅとの当接により遮断することができる。

従って、段差外周面５１ｃと段差内周面３３ｅとの当接により、ドロスの侵入が抑制され、段差内周面３３ｅより下流側、即ち、段差内周面３３ｅのうちの筒部材５の段差外周面５１ｃに当接していた部分および吸引通路３３の第２通路３３ｂの内周面へのドロスの付着を低減することができる。同様に、筒部材５の第２外周面５１ｂ及び段差外周面５１ｃへのドロスの付着も低減できる。

よって、吸引通路３３及び筒部材５のドロス除去が必要な面積を低減できるため清掃作業時間を短縮できる。また、第１通路３３ａは、開口部３２側に配設されると共に直径の大きな部分なので、第１通路３３ａのみのドロス除去作業であれば、加工台部３を加工台支持部４に装着した状態でも可能であり、吸引通路３３内のドロスの除去作業も従来と比較して効率的となる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

上記実施の形態では、筒部材５の段差外周面５１ｃ及び吸引通路３３の段差通路３３ｃが軸方向に対して垂直に形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、筒部材５の段差外周面５１ｃが第１外周面５１ａから第２外周面５１ｂへ向かうに従って小径となる円錐形状に形成されると共に、その円錐形状に対応して、段差通路３３ｃが第１通路３３ａ側から第２通路３３ｂ側へ向かうに従って小径となる円錐形状に形成されてもよい。これにより、筒部材５を吸引通路３３内に挿入すると、段差外周面５１ｃが段差内周面３３ｅに嵌合され、筒部材５が吸引通路３３内で保持されると共に、吸引通路３３に対する筒部材５の移動を規制し、より強固に保持した状態で筒部材５を装着することができる。

さらに、筒部材５の段差外周面５１ｃが第１外周面５１ａから第２外周面５１ｂへ向かうに従って小径となる円錐形状に形成されている場合には、筒部材５を開口部３２から吸引通路３３内へ挿入する際に段差外周面５１ｃが開口部３２の縁部に引っ掛かることを抑制して、スムーズに挿入することができる。よって、筒部材５を挿入する際の作業性の向上を図ることができる。

上記実施の形態では、第１外周面５１ａ及び第２外周面５１ｂが軸方向に対して平行に形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、第１外周面５１ａ又は第２外周面５１ｂが第１外周面５１ａ側から第２外周面５１ｂ側に向かうに従って小径となるように形成されてもよい。この場合、第１外周面５１ａの下端の径が第１通路３３ａより小径に形成されると共に第２通路３３ｂより大径に形成され、第２外周面５１ｂの上端の径が第２通路３３ｂより小径に形成される。

上記実施の形態では、筒部材５の内周面５２が、第１内周面５２ａと、第２内周面５２ｂと、その間に位置する筒テーパ面５２ｃとを備える場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、筒部材５の内周面５２に第１内周面５２ａを形成せず、筒テーパ面５２ｃが開口部３２側の上端から形成されていてもよい。これにより、第１内周面５２ａと第２内周面５２ｂとの間に筒テーパ面５２ｃを備えている場合と比較して、加工を容易とすることができる。

上記実施の形態では、筒テーパ面５２ｃは、内径が第１内周面５２ａ側から第２内周面５２ｂ側に向かうに従って小径となる円錐形状に形成され、筒テーパ面５２ｃの側断面が直線状に形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、筒テーパ面５２ｃの側断面が内周側もしくは外周側へ向けて凸の円弧状に湾曲して形成されるものであってもよい。

上記実施の形態では、筒部材５の段差外周面５１ｃが第２外周面５１ｂ及び第１外周面５１ａの間に位置し、段差外周面５１ｃが段差内周面３３ｅに当接され受け止められる場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、筒部材５の下端面が段差外周面５１ｃに当接され受け止められる構成であってもよい。

１００ レーザ加工機
２ 加工ヘッド
２３ ノズル
３ 加工台部
３２ 開口部
３３ 吸引通路
３３ａ 第１通路
３３ｂ 第２通路
３３ｃ 段差通路
３３ｄ 面取り部
３３ｅ 段差内周面
５ 筒部材
５１ 外周面
５１ａ 第１外周面
５１ｂ 第２外周面
５１ｃ 段差外周面
５２ 内周面
５２ｃ 筒テーパ面
Ｌ レーザ光
Ｗ 被加工物

Claims (6)

1. 被加工物へ向けてレーザ光を照射するノズルを有する加工ヘッドと、その加工ヘッドのノズルに対向する位置に開口部が開口する吸引通路を有する加工台部とを備え、前記加工ヘッドのノズルから照射されたレーザ光により前記被加工物を切断すると共に、その切断に伴い生成されたドロスを前記開口部から前記吸引通路を通して吸引するレーザ加工機において、
   筒状に形成され前記吸引通路内に配設される筒部材を備え、
   前記加工台部の吸引通路は、前記開口部に連なると共に前記開口部を介して前記筒部材が挿抜可能に形成される第１通路と、その第１通路よりも小径に形成される第２通路と、それら第２通路および第１通路の間に形成されると共に前記開口部から挿入された筒部材が当接される段差内周面を有する段差通路とを備えていることを特徴とするレーザ加工機。
2. 前記筒部材の外周面は、第１外周面と、その第１外周面より小径に形成される第２外周面と、それら第２外周面および第１外周面の間に位置する段差外周面とを備え、
   前記筒部材の段差外周面に前記段差通路の段差内周面が当接されることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工機。
3. 前記筒部材の内周面は、内径が軸方向に沿って漸次大きくなる筒テーパ面を備え、
   前記筒テーパ面の大径側を前記加工ヘッドへ向けた状態で前記筒部材が前記吸引通路内に配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工機。
4. 前記吸引通路の第１通路は、前記開口部を円錐状に除去して形成される面取り部を備え、
   前記筒部材は、前記吸引通路内に配設された状態において、前記開口部側の端面が前記面取り部よりも前記第２通路側に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレーザ加工機。
5. 前記筒部材の段差外周面が前記第１外周面側から第２外周面側へ向かうに従って小径となる円錐形状に形成されると共に、前記段差通路の段差内周面が前記第１通路側から第２通路側へ向かうに従って小径となり前記筒部材の段差外周面が嵌合される円錐形状に形成されていることを特徴とする請求項２記載のレーザ加工機。
6. 前記筒部材は、少なくとも内周面および外周面にフッ素樹脂コーティングが施されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のレーザ加工機。

Images