JP2016221533A

JP2016221533A - レーザー防護器

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Publication number: JP2016221533A
Application number: JP2015108746A
Authority: JP
Inventors: 亮水谷; Akira Mizutani; 友香子清水; Yukako Shimizu
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2035-05-28
Also published as: JP6499924B2

Abstract

【課題】レーザー光による被加工材の加工の際に、容易に適用することができるとともに、作業の安全性を確保することができるレーザー防護器を提供する。
【解決手段】防護材１０は、複数の凹レンズ部１０１を有する。また、この凹レンズ部１０１は、レーザー光Ｂを拡散可能な曲率を有する。この凹レンズ部１０１によって、加工の際に、柱材４０の内周面４０ｂ側における施工箇所４１から出射するレーザー光Ｂが拡散される。このため、レーザー光Ｂによる周囲への影響を軽減させることが可能となる。また、防護材１０の凹レンズ部１０１の曲面が、レーザー光Ｂの入射方向から見て隙間無く配置されている。このため、受光位置によらずレーザー光Ｂを拡散させることができる。また、レーザー防護器１は、防護材１０で柱材４０から出射するレーザー光Ｂを受けるだけの簡易な構造にて、上記の作用を発揮できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、レーザー光による被加工材の加工に用いられるレーザー防護器に関する。

従来、被加工材の溶接や切断等の加工において、レーザー加工装置が用いられる場合がある。このようなレーザー加工装置として、例えば特許文献１に示すものが知られている。特許文献１に示すレーザー加工装置を用いる場合、当該レーザー加工装置は加工専用の敷地内に設置されていた。当該敷地内で、レーザー加工装置は、ステージ上に配置された被加工材にレーザーを照射して加工を行っていた。

特開２００５−１３８１５１号公報

ここで、例えば建築現場等の幅広い場面において、被加工材に対する加工をレーザー光によって行うことが求められていた。しかしながら、レーザー加工は、被加工材から反射したレーザー光、又は被加工材を貫通するレーザー光による周囲への影響を考慮する必要がある。すなわち、例えば建築現場等でレーザー加工を用いる場合、作業の安全性を確保しなくてはならないという問題が生じる。一方、安全性を確保するために大掛かりな設備を設置することが困難な場合もある。従って、レーザー加工における安全性を確保するとともに、容易に適用することができるレーザー防護器が求められる。

そこで、本発明は、レーザー光による被加工材の加工の際に、容易に適用することができるとともに、作業の安全性を確保することができるレーザー防護器を提供することを目的とする。

本発明に係るレーザー防護器は、レーザー光による被加工材の加工の際に、被加工材から出射するレーザー光を受光するレーザー防護器であって、複数の凹レンズ部を有する防護材を備え、凹レンズ部は、レーザー光を拡散可能な曲率を有し、少なくとも、レーザー光が照射される照射領域において、防護材の凹レンズ部の曲面が、レーザー光の入射方向から見て隙間無く配置されている。

本発明に係るレーザー防護器において、防護材は、複数の凹レンズ部を有する。また、この凹レンズ部は、レーザー光を拡散可能な曲率を有する。この凹レンズ部によって、レーザー光による被加工材の加工の際に、被加工材から出射するレーザー光が拡散される。このため、レーザー光による周囲への影響を軽減させることが可能となる。また、レーザー光が照射される照射領域において、防護材の凹レンズ部の曲面が、レーザー光の入射方向から見て隙間無く配置されている。このため、被加工材から出射するレーザー光の受光位置によらず、レーザー光を拡散させることができる。また、本発明に係るレーザー防護器は、防護材で被加工材から出射するレーザーを受けるだけの簡易な構造にて、上記の作用を発揮できる。以上より、レーザー光による被加工材の加工の際に、容易に適用することができるとともに、作業の安全性を確保することができる。

また、本発明に係るレーザー防護器は、照射領域において、一の凹レンズ部と隣り合う他の凹レンズ部とが連続した状態で形成されていることによって、防護材の凹レンズ部の曲面が、レーザー光の入射方向から見て隙間無く配置されている構成としてもよい。この構成によれば、互いに連続しているいずれかの凹レンズ部によって、被加工材から出射するレーザー光が拡散される。このため、防護材を薄く形成することが可能となる。従って、狭い場所でも採用することができる。

また、本発明に係るレーザー防護器は、防護材は、凹レンズ部を有する部材が複数重ねられて形成されており、一の部材の有する凹レンズ部と他の部材の有する凹レンズ部とが、レーザー光の入射方向から見て異なる位置に配置され、各部材の凹レンズ部の組み合わせによって、レーザー光が照射される照射領域において、防護材の凹レンズ部の曲面が、レーザー光の入射方向から見て隙間無く配置されている構成としてもよい。この構成によれば、いずれかの部材における凹レンズ部によって、被加工材から出射するレーザー光が拡散される。このため、照射領域においても部材毎には非レンズ部が形成されることを許容することができる。従って、部材の採用について汎用性を高めることができる。

また、本発明に係るレーザー防護器は、防護材を被加工材に取り付ける取付部材を備える構成としてもよい。この構成によれば、被加工材の出射面側に、レーザー防護器を独立して設置することが可能となる。このため、レーザー防護器を設置するための設備費又は人件費を削減させることができる。

本発明によれば、レーザー加工による被加工材の加工の際に、安全に作業することができる。

本発明に係るレーザー防護器を適用したレーザー加工による施工態様を示す側面断面図である。本発明に係るレーザー防護器を適用したレーザー加工による施工態様を示す平面断面図である。図１における、第１実施形態に係るレーザー防護器の設置部周辺の拡大断面図である。本発明の第１実施形態に係るレーザー防護器における凹レンズ部の正面視概略構成図である。本発明の第１実施形態に係るレーザー防護器の拡散手段を模式的に示す図であり、図５（ａ）は、レーザー防護器の設置部周辺の側面断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるI部の拡大図である。図１における、第２実施形態に係るレーザー防護器の設置部周辺の拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係るレーザー防護器における凹レンズ部の正面視概略構成図（防護材の要部展開図）を示し、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、各部材の凹レンズ部の概略構成図であり、図７（ｄ）は、これらの部材が重ねられた状態における凹レンズ部の概略構成図である。本発明の第２実施形態に係るレーザー防護器の拡散手段を模式的に示す図である。図８（ａ）は、レーザー防護器の設置部周辺の側面断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＩＩ部の拡大図である。変形例に係るレーザー防護器を適用したレーザー加工による施工態様を示す概略斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、レーザー防護器１〜３を除いて、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。また、「上」、「下」の語は、鉛直方向の上方、下方にそれぞれ対応するものである。

（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、本実施形態に係るレーザー防護器１を適用した施工態様の概要について説明する。図１及び図２は、それぞれ、レーザー防護器１を適用したレーザー加工による施工態様を示す側面断面図及び平面断面図である。

本実施形態では、被加工材をレーザー加工する例として、円筒形状の柱材４０をレーザー溶接する場合を例示して説明する。図１及び図２に示すように、円筒形状の柱材４０は、同形状からなる下部材の上端縁と上部材の下端縁とが溶接接合される。この溶接接合される部分を施工箇所４１と称して以下の説明を行う。この施工箇所４１は、柱材４０において円周方向の全周に設けられる。また、施工箇所４１は、柱材４０の周囲に設置されたレーザー溶接機３０を用いて加工（ここでは溶接）が施される。なお、レーザー溶接機３０は、可搬式のレーザー溶接機であるものとする。

レーザー溶接機３０は、レーザー光が出力されるレーザーヘッド３１と、レーザーヘッド３１を支持する支持部材３２，３３と、設置部３５に設置される本体部３４と、を備える。本体部３４は、本体部３４は、柱材４０から離間した位置において、設置部３５に移動可能に設置される部材である。本体部３４は、レーザー発振器等を備えていてよい。支持部材３３は、本体部３４の上面から上方に延伸する部材である。支持部材３２は、支持部材３３における柱材４０側の側面から、柱材４０へ向かって延びる部材である。なお、支持部材３２は、支持部材３３に対して、上下方向に位置調整可能な状態で設けられてよい。レーザーヘッド３１は、支持部材３２の先端に設けられている。支持部材３２，３３は、本体部３４のレーザー発振器からのレーザーをレーザーヘッド３１へ輸送する輸送路を有している。レーザーヘッド３１から出力されたレーザー光によって、柱材４０が施工箇所４１においてレーザー溶接される。

また、設置部３５は、柱材４０を円周方向に囲むように形成される。設置部３５は、走行ガイド（図示せず）を有してよい。例えば、設置部３５上に、柱材４０の全周を囲むように走行ガイドが敷設されてよい。レーザー溶接機３０は、走行ガイドにガイドされることにより、柱材４０の外周面４０ａに沿って、円周方向の全周を移動することができる。また、設置部３５は、施工箇所４１から下方へ離間した位置に設けられる。設置部３５は、レーザーヘッド３１を施工箇所４１と対向する位置に調整できるような高さに配置される。

本実施形態において、レーザー防護器１は、柱材４０の内周面４０ｂ側に設置される（レーザー防護器１の構成の詳細については後述）。レーザー防護器１は、図１に示すように、施工箇所４１の高さに防護材１０が位置する状態で設置される。また、レーザー防護器１は、施工箇所４１に対応する形状に形成される。本実施形態においては、レーザー防護器１は、図２に示すように、リング状に形成される。ただし、レーザー光を受光できる限り、レーザー防護器１の形状は特に限定されない。

本実施形態における、レーザー溶接機３０の動作の概要について説明する。レーザーヘッド３１を柱材４０の外周面４０ａ側における施工箇所４１へ向け、溶接開始点に位置させる。レーザーヘッド３１から出力されたレーザー光は、柱材４０を施工箇所４１において溶接接合する。ここで、出力されたレーザー光のうちの一部は、柱材４０の内周面４０ｂ側の施工箇所４１から貫通し、当該柱材４０から出射する場合がある。この場合に、レーザー防護器１は、貫通したレーザー光を、防護材１０において受光する。

次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係るレーザー防護器１の詳細について説明する。図３は、図１における、本実施形態に係るレーザー防護器１の設置部周辺の拡大断面図である。また、図４は、本実施形態に係るレーザー防護器１における凹レンズ部の正面視概略構成図である。

本実施形態に係るレーザー防護器１は、図３に示すように、防護材１０と、吸収材１１と、取付部材１２と、を備えて構成される。

防護材１０は、柱材４０の内周側において、施工箇所４１を挟んでレーザーヘッド３１と対向する位置に配置されている。本実施形態では、防護材１０は、柱材４０の内周面４０ｂの円周方向に沿ったリング状に形成される。また、防護材１０の断面形状は特に限定されないが、上下方向に長辺が延びる矩形状をなす。防護材１０は、円周方向に広がる外周面１０ａ及び内周面１０ｂを有する。防護材１０は、柱材４０の内周面４０ｂ側から径方向における内側へ離間して設置される。また、防護材１０の上下方向の幅寸法は、柱材４０の施工箇所４１から出射したレーザー光を受光すると共に、十分に拡散することができるように設定される。なお、本実施形態では、防護材１０は、上下方向における中央位置が施工箇所４１と一致するように配置されているが、ずれていてもよい。

吸収材１１は、防護材１０の内周面１０ｂに接するように設けられる部材である。吸収材１１は、防護材１０で拡散されたレーザー光を吸収する部材である。吸収材１１は、円周方向に広がる外周面１１ａ及び内周面１１ｂを形成する。吸収材１１の外周面１１ａは、防護材１０の内周面１０ｂに接着される。また、吸収材１１は、防護材１０と一体の部材として形成されてもよい。また、吸収材１１を配置することで拡散したレーザー光を吸収し、周囲への影響を更に低減できるが、当該吸収材１１を省略してもよい。

取付部材１２は、防護材１０を柱材４０に取り付けるための部材である。本実施形態では、取付部材１２は、柱材４０の内周面４０ｂの円周方向に沿ったリング状に形成される。取付部材１２は、防護材１０を支持する支持部２２と、支持部２２を柱材４０に接続する接続部２３と、を備えている。支持部２２は、柱材４０の内周面４０ｂ側から径方向における内側に配置される。支持部２２は、上下方向の幅寸法が少なくとも防護材１０よりも大きく、円周方向に広がる外周面２２ａ及び内周面２２ｂを有する。本実施形態では、支持部２２の下側の領域に防護材１０が設けられ、上側の領域に接続部２３が設けられる。接続部２３は、支持部２２の外周面２２ａから外周側へ向かって柱材４０の内周面４０ｂへ延びる。接続部２３の外周面２３ａは、柱材４０の内周面４０ｂと接触する。なお、接続部２３の位置は特に限定されず、接続部２３と防護材１０の位置を上下逆にしてもよい。

なお、接続部２３が支持部２２を介して防護材１０を柱材４０から内周側へ離間した位置へ配置することにより、防護材１０と柱材４０との間に、加工によって生じる熱を放射する熱放射領域１３が形成される。このため、レーザー溶接に伴う熱の影響で柱材４０が高温となった場合でも、防護材１０への熱の伝導を軽減することができる。取付部材１２は、柱材４０に対して固定可能な固定構造を有する。固定構造は、接続部２３の外周面２３ａを磁力によって柱材４０に固定するためのマグネット等によって構成されてよい。ただし、固定構造は特に限定されない。

防護材１０は、複数の凹レンズ部１０１を有する。また、一の凹レンズ部１０１と隣り合う他の凹レンズ部１０１とが連続した状態で形成される。連続した状態とは、一の凹レンズ部１０１の曲面と他の凹レンズ部１０１の曲面との間の接続部分に平面が形成されていない状態、あるいは、（例えば製造誤差などにより）平面が形成されていたとしても、当該平面にレーザー光が照射された時に十分に拡散可能な程度に小さい状態である。例えば、本実施形態においては、図４に示すように、複数の凹レンズ部１０１の稜線は、蜂の巣状に構成される。これにより、レーザー光の照射領域１０２において、凹レンズ部１０１の曲面はレーザー光の入射方向から見て隙間無く配置される。照射領域１０２は、レーザー光が照射される可能性がある領域である。照射領域１０２は、施工箇所４１の形状、レーザーヘッド３１と防護材１０との距離や位置関係等を考慮し、レーザー光の上下方向のブレや反射等の影響を考慮することで任意に設定される。本実施形態では、防護材１０における、上下方向の中央位置付近の所定の領域が照射領域１０２として設定される。なお、照射領域１０２より外側の領域においては、隣り合う凹レンズ部１０１同士は連続していなくともよい。あるいは、照射領域１０２より外側の領域においては、凹レンズ部１０１が設けられていなくともよい。なお、図４の例では一の凹レンズ部１０１が六角形をなしているが形状は特に限定されず、他の多角形であってよく、稜線が湾曲するような形状であってもよい。また、各凹レンズ部１０１は、互いに異なる形状、大きさであってもよい。また、防護材１０は、例えば、樹脂によって形成されてよい。防護材１０の材質として樹脂を採用することで、複数の凹レンズ部１０１を一体的に形成することができる。なお、防護材１０の材質として、耐熱強度等を考慮してガラス等を用いてよい。

凹レンズ部１０１は、レーザー光を拡散可能な曲率を有する。レーザー光を拡散可能な曲率として、レーザー光のビーム径以上で、且つ、なるべく小さい曲率半径に対応する値に設定することが好ましい。例えば、レーザー光を拡散可能な曲率として、２〜５ｍｍに設定してよい。

次に、本実施形態に係るレーザー防護器１の作用・効果について説明する。

図５は、本発明の第１実施形態に係るレーザー防護器１の拡散手段を模式的に示す図である。図５（ａ）は、レーザー防護器１の設置部周辺の側面断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるI部の拡大図である。

本実施形態に係るレーザー防護器１において、防護材１０は、複数の凹レンズ部１０１を有する。また、この凹レンズ部１０１は、レーザー光Ｂを拡散可能な曲率を有する。この凹レンズ部１０１によって、レーザー光Ａによる柱材４０のレーザー溶接の際に、柱材４０の内周面４０ｂ側における施工箇所４１から出射するレーザー光Ｂが拡散される。このため、レーザー光Ｂによる周囲への影響を軽減させることが可能となる。また、レーザー光Ｂが照射される照射領域１０２において、防護材１０の凹レンズ部１０１の曲面が、レーザー光Ｂの入射方向から見て隙間無く配置されている。このため、内周面４０ｂ側の施工箇所４１から出射するレーザー光Ｂの受光位置によらず、当該レーザー光Ｂを拡散させることができる。例えば、受光容易性のために大きな曲率の凹レンズ部１０１を形成した場合は、十分にレーザーを拡散できない。一方、凹レンズ部１０１の曲率を小さくしたら、受光位置によってはレーザー光が凹レンズ部１０１に照射されず貫通する場合もある。それに対し、本実施形態では、これらの問題を解決できる。また、レーザー防護器１は、防護材１０で柱材４０から出射するレーザー光Ｂを受けるだけの簡易な構造にて、上記の作用を発揮できる。例えば、柱材４０全体を加工装置の内部に入れて加工を行う場合は、設備が大掛かりになる場合がある。これに対し、本実施形態では、このような問題を解決できる。以上より、レーザー光Ａによる柱材４０の加工の際に、容易に適用することができるとともに、作業の安全性を確保することができる。また、レーザー防護器１は、レーザー溶接機３０に直接的に連結されることなく、上記の作用を有する。従って、レーザー溶接機３０の移動に追従せずとも、防護機能を発揮させることができる。

本実施形態に係るレーザー防護器１は、照射領域１０２において、一の凹レンズ部１０１と隣り合う他の凹レンズ部１０１とが連続した状態で形成される。このため、レーザー光Ｂが照射される照射領域１０２において、防護材１０の凹レンズ部１０１の曲面が、レーザー光Ｂの入射方向から見て隙間無く配置される。この構成により、一の部材におけるいずれかの凹レンズ部１０１によってレーザー光Ｂが拡散される。このため、防護材１０を薄く形成することが可能となる。従って、狭い場所でも採用することができる。

本発明に係るレーザー防護器１は、防護材１０を柱材４０に取り付ける取付部材１２を備える。この構成によれば、柱材４０の出射面側に、レーザー防護器１を独立して設置することが可能となる。このため、レーザー防護器１を設置するための設備費又は人件費を削減させることができる。

（第２実施形態）
次に、図６〜図７を参照して、第２実施形態に係るレーザー防護器２の詳細について説明する。図６は、図１における、本実施形態に係るレーザー防護器２の設置部周辺の拡大断面図である。また、図７は、本実施形態に係るレーザー防護器２における凹レンズ部の正面視概略構成図である。図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、各部材の凹レンズ部の概略構成図であり、図７（ｄ）は、これらの部材が重ねられた状態における凹レンズ部の概略構成図である。

レーザー防護器２がレーザー防護器１と異なる点は、防護材１０における凹レンズ部１０１の形成態様である。このレーザー防護器２においては、防護材１０は複数の凹レンズ部１０１を有する各部材が重ねられて形成される。本実施形態では、図６に示すように、複数の凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃを有する各拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにより形成される。また、凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃは、図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）に示すように、一の拡散部材１００Ａの有する凹レンズ部１０１Ａと他の拡散部材１００Ｂ，１００Ｃの有する凹レンズ部１０１Ｂ，１０１Ｃとが、レーザー光Ｂの入射方向から見て異なる位置に配置されている。これにより、図７（ｄ）に示すように、各拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの組み合わせによって、レーザー光Ｂの照射領域１０２において、凹レンズ部１０１の曲面は、レーザー光Ｂの入射方向から見て隙間無く配置されている。

防護材１０は、凹レンズ部１０１を有する複数の拡散部材１００と、レーザー光を透過させる複数の透過部材１１０と、を備える。拡散部材１００Ａは、柱材４０の内周面４０ｂの円周方向に沿ったリング状に形成される。また、拡散部材１００Ａは、柱材４０の内周面４０ｂ側から円心方向へ離間して設置される。透過部材１１０Ａは、拡散部材１００Ａの内周に接着される。同様に、拡散部材１００と透過部材１１０とが交互に積層されて、防護材１０が形成される。なお、各部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃは、互いに別体の部材として形成されている。防護材１０は、これらの別部材を積層することで一つの部材として構成されている。

本実施形態において、凹レンズ部１０１を有する複数の拡散部材１００は、３層で構成されているが、４層以上としてよく、６層以上としてもよい。あるいは、複数の拡散部材１００は、２層であってもよい。また、図においては凹レンズ部１０１が法則性を持って並んでいるが（法則性を持たせた場合、加工コストを低減できる）、照射方向から見て隙間なく並んでいればどのような配置でもよく、ランダムな配置であってもよい。

次に、本実施形態に係るレーザー防護器２の作用・効果について説明する。

図８は、本発明の第２実施形態に係るレーザー防護器２の拡散手段を模式的に示す図であって、図８（ａ）は、レーザー防護器の設置部周辺の側面断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＩＩ部の拡大図である。

本実施形態に係るレーザー防護器２において、防護材１０は、複数の凹レンズ部１０１を有する。また、この凹レンズ部１０１は、レーザー光Ｂを拡散可能な曲率を有する。この凹レンズ部１０１によって、レーザー光Ａによる柱材４０のレーザー溶接の際に、柱材４０の内周面４０ｂ側における施工箇所４１から出射するレーザー光Ｂが拡散される。このため、レーザー光Ｂによる周囲への影響を軽減させることが可能となる。また、レーザー光Ｂが照射される照射領域１０２において、防護材１０の凹レンズ部１０１の曲面が、レーザー光Ｂの入射方向から見て隙間無く配置されている。このため、内周面４０ｂ側の施工箇所４１から出射するレーザー光Ｂの受光位置によらず、当該レーザー光Ｂを拡散させることができる。また、レーザー防護器１は、防護材１０で柱材４０から出射するレーザー光Ｂを受けるだけの簡易な構造にて、上記の作用を発揮できる。以上より、レーザー光Ａによる柱材４０の加工の際に、容易に適用することができるとともに、作業の安全性を確保することができる。また、レーザー防護器１は、レーザー溶接機３０に直接連結されることなく、上記の作用を有する。従って、レーザー溶接機３０の移動に追従せずとも、防護機能を発揮させることができる。

本実施形態に係るレーザー防護器２は、防護材１０は、複数の凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃを有する各拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが重ねられて形成される。また、一の拡散部材１００Ａの有する凹レンズ部１０１Ａと他の拡散部材１００Ｂ，１００Ｃの有する凹レンズ部１０１Ｂ，１０１Ｃとが、レーザー光Ｂの入射方向から見て異なる位置に配置されている。このため、各拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの組み合わせによって、レーザー光Ｂが照射される照射領域１０２において、防護材１０の凹レンズ部１０１の曲面がレーザー光Ｂの入射方向から見て隙間無く配置される。この構成により、拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃのいずれかの部材における凹レンズ部１０１によってレーザー光Ｂが拡散される。このため、照射領域１０２においても拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃそれぞれには非レンズ部が形成されることを許容することができる。従って、部材の採用について汎用性を高めることができる。例えば、第１実施形態のように隙間なく凹レンズ部１０１を形成する場合に比して、非レンズ部が許容される拡散部材１００の方が容易に製造することができる。

本実施形態では、凹レンズ部１０１を有する複数の拡散部材１００は、凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃを有する各拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃにより３層に構成される。この構成により、レーザー光Ｂを合理的に拡散可能な曲率を有する凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの組み合わせによって、照射領域１０２の全体をカバーすることができる。

凹レンズ部１０１を有する複数の拡散部材１００は、凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃを有する各拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを含む４層以上としてもよい。この構成により、まず、レーザー光Ｂの入射方向から３層目までの各拡散部材１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃの有する凹レンズ部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃによって、照射領域１０２に入射するレーザー光Ｂが拡散される。次に、レーザー光Ｂの入射方向から４層目以降の各拡散部材１００（図示せず）の有する凹レンズ部１０１（図示せず）によって、その拡散されたレーザー光Ｃがさらに拡散される。従って、高出力のレーザー光Ａを用いた場合であっても合理的に拡散させることができる。

本実施形態に係るレーザー防護器２は、防護材１０において透過部材１１０を備える。この透過部材１１０によって、レーザー光Ｂの反射を抑制し、レーザー光Ｂによる周囲への影響をより軽減させることができる。なお、透過部材１１０を省略して拡散部材１００同士を直接重ね合わせる構造であってもよい。この場合、防護材１０を薄くすることができる。

（変形例）
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

上述の実施形態では、被加工材は円筒形状の柱材４０を例示していたが、レーザー加工が可能な鉄製や鋼製の部材であれば形状は限定されない。例えば、Ｈ形鋼、山形鋼、溝形鋼等であってもよく、図９に示すレーザー防護器３のように、角形鋼管にも適用することができる。この場合は、レーザー防護器の形状を、被加工材の形状に対応させて変更することが好ましい。例えば、図９の角形鋼管に適用する場合は、レーザー防護器の形状を、角形に形成する。また、レーザー加工には、レーザー溶接に限定されるものではなく、レーザー切断等が含まれる。

また、上述の実施形態では、レーザー加工装置は、レーザー溶接機３０を用いたが、これに限定されない。図９は、変形例に係るレーザー防護器を適用したレーザー加工による施工態様を示す概略斜視図である。変形例におけるレーザー溶接機３０は、柱材４０を取り囲むように設けられる本体部３４と、ロボットアームのアームによって構成される支持部材３２，３３を備える。また、レーザー溶接機３０の先端にはレーザーヘッド３１に加えて加工状態を監視するためのカメラ３８が設けられる。このようにレーザーヘッド３１の位置をより自由に調整できる構成を採用してもよい。

なお、上述の実施形態では、レーザー防護器は、可搬式のレーザー加工装置のレーザー光を受光するために用いられていたが、用途は特に限定されず、レーザー加工装置内部で用いられてもよい。

また、取付部材１２の位置及び取付構造は、上述の実施形態に限定されない。また、取付部材１２を有さない構成であってもよい。取付部材１２を有さない構成とした場合、上述の実施形態よりも簡素な構成とすることが可能となる。このため、小規模な施工にも用いることができる。

なお、本発明のレーザー防護器を適用する場所は、建設現場等の施工現場に限定されず、従来のレーザー加工専用の敷地内で加工を行う場合に本発明のレーザー防護器を用いてもよい。

１，２，３…レーザー防護器、１０…防護材、１１…吸収材、１２…取付部材、１３…熱放射領域、３０…レーザー溶接機（レーザー加工装置）、４０…柱材（被加工材）、１００…拡散部材（部材）、１０１…凹レンズ部、１０２…照射領域、１１０…透過部材。

Claims

レーザー光による被加工材の加工の際に、前記被加工材から出射する前記レーザー光を受光するレーザー防護器であって、
複数の凹レンズ部を有する防護材を備え、
前記凹レンズ部は、前記レーザー光を拡散可能な曲率を有し、
少なくとも、前記レーザー光が照射される照射領域において、前記防護材の前記凹レンズ部の曲面が、前記レーザー光の入射方向から見て隙間無く配置されているレーザー防護器。
前記照射領域において、
一の前記凹レンズ部と隣り合う他の前記凹レンズ部とが連続した状態で形成されていることによって、前記防護材の前記凹レンズ部の前記曲面が、前記レーザー光の入射方向から見て隙間無く配置されている請求項１に記載のレーザー防護器。
前記防護材は、前記凹レンズ部を有する部材が複数重ねられて形成されており、
一の前記部材の有する前記凹レンズ部と他の前記部材の有する前記凹レンズ部とが、前記レーザー光の入射方向から見て異なる位置に配置され、
各部材の前記凹レンズ部の組み合わせによって、
前記レーザー光が照射される照射領域において、前記防護材の前記凹レンズ部の曲面が、前記レーザー光の入射方向から見て隙間無く配置されている請求項１に記載のレーザー防護器。
前記防護材を前記被加工材に取り付ける取付部材を備える請求項１〜３のいずれか一項に記載のレーザー防護器。