JP5877432B2 - Laser processing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、レーザー加工装置に関し、特に、ノズルから噴射された噴流液柱内に導かれたレーザー光によって被加工物を加工するレーザー加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing apparatus, and more particularly, to a laser processing apparatus that processes a workpiece by laser light guided into a jet liquid column ejected from a nozzle.

ノズルから噴射された噴流液柱内に導かれたレーザー光によって被加工物を加工するレーザー加工装置の一例として、例えば特許文献１や特許文献２に記載されるものが知られている。   As an example of a laser processing apparatus that processes a workpiece by laser light guided into a jet liquid column ejected from a nozzle, for example, those described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are known.

特許文献１に記載されるレーザー加工装置は、被加工物に水を噴射すると共に水柱に導かれたレーザー光で被加工物を加工するが、被加工物に当たってはね返った水がノズルに付着して水柱の流れを乱すのを防止するために、ノズルと被加工物との間に、ノズルを保護するプロテクタを設けている。このプロテクタは、薄板で構成され、加工を開始する際にレーザー加工装置に取り付けた後、水柱に導かれたレーザー光で、水柱及びレーザー光の通過する孔を形成する。このような方法で孔を加工することにより、プロテクタを水柱及びレーザー光の通過位置に位置合わせする必要がなく、プロテクタの取付作業が簡単になる。   The laser processing apparatus described in Patent Document 1 sprays water onto a workpiece and processes the workpiece with a laser beam guided to a water column, but water that rebounds upon the workpiece adheres to the nozzle. In order to prevent disturbance of the flow of the water column, a protector for protecting the nozzle is provided between the nozzle and the workpiece. This protector is formed of a thin plate, and is attached to a laser processing apparatus when processing is started, and then a hole through which the water column and the laser beam pass is formed by the laser beam guided to the water column. By processing the hole by such a method, it is not necessary to align the protector with the position where the water column and the laser beam pass, and the mounting operation of the protector is simplified.

また、特許文献２に記載されるレーザー加工装置では、液体室ハウジング下方にエア導入ハウジングを設け、エア流入口からエア導入ハウジング内にエアを導入する。エア導入ハウジング内に導入されたエアは、エア導入ハウジングに形成されたパイプ内を通過し、パイプ内を通る液柱を囲繞して液柱を整流する。   Further, in the laser processing apparatus described in Patent Document 2, an air introduction housing is provided below the liquid chamber housing, and air is introduced into the air introduction housing from the air inlet. The air introduced into the air introduction housing passes through the pipe formed in the air introduction housing, surrounds the liquid column passing through the pipe, and rectifies the liquid column.

特開２０１０−２２１２６５号公報JP 2010-212265 A 特開２０１１−１２５８７０号公報JP 2011-125870 A

しかしながら、前述の特許文献１のレーザー加工装置では、プロテクタに最初に孔加工を施す際、プロテクタに孔が形成されるまでの間に、プロテクタとノズルとの間の空間に水が溜まってしまう。この溜まった水は、ノズルから噴射される水柱の流れを乱す可能性がある。
また、特許文献２のレーザー加工装置では、被加工物に当たった液体や加工時に発生するドロス等を排出するためにエア流量を大きくしようとすると、大きな流量のエアによって液柱が乱れ、加工効率が低下する場合がある。 However, in the laser processing apparatus of Patent Document 1 described above, when the hole is first formed in the protector, water accumulates in the space between the protector and the nozzle before the hole is formed in the protector. This accumulated water may disturb the flow of the water column ejected from the nozzle.
Further, in the laser processing apparatus disclosed in Patent Document 2, when an air flow rate is increased in order to discharge liquid hitting a workpiece or dross generated during processing, the liquid column is disturbed by a large flow rate of air, resulting in processing efficiency. May decrease.

そこで、本発明の目的は、液柱の良好な整流効果を得られるレーザー加工装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser processing apparatus capable of obtaining a good rectifying effect of a liquid column.

上記の目的を達成するために、本発明は、レーザー光を発生するレーザー発振器と、被加工物に噴流液体を噴射するノズルと、このノズルに前記噴流液体を供給する液体供給手段と、を有し、ノズルから噴射された噴流液柱内に導かれたレーザー光によって被加工物を加工するレーザー加工装置であって、ノズルと被加工物との間に配置されノズルを保護するプロテクタキャップと、ノズルとプロテクタキャップとの間に形成される空間にエアを供給するエア供給手段と、を備え、プロテクタキャップは、噴流液柱が通過可能な流通路を有し、プロテクタキャップとノズルとの間の空間のノズル側の面及びプロテクタキャップ側の面の少なくとも一部は、空間内側に向かって突出する凸形状部で境界付けられる、ことを特徴としている。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a laser oscillator for generating laser light, a nozzle for injecting a jet liquid onto a workpiece, and a liquid supply means for supplying the jet liquid to the nozzle. A laser processing device for processing a workpiece by laser light guided into a jet liquid column ejected from the nozzle, the protector cap being disposed between the nozzle and the workpiece and protecting the nozzle; An air supply means for supplying air to a space formed between the nozzle and the protector cap, the protector cap having a flow passage through which the jet liquid column can pass, and between the protector cap and the nozzle It is characterized in that at least a part of the surface on the nozzle side and the surface on the protector cap side of the space is bounded by a convex-shaped portion protruding toward the inner side of the space.

このように構成された本発明においては、液体供給手段から供給された液体がノズルから噴射されて噴流液柱を形成し、この噴流液柱内に導かれたレーザー光は、被加工物に到達して被加工物を加工する。エア供給手段によって空間に供給されたエアは、空間内及びプロテクタキャップの流通路を通る間に噴流液柱の周りを囲んで噴流液柱を整流する。   In the present invention configured as described above, the liquid supplied from the liquid supply means is ejected from the nozzle to form a jet liquid column, and the laser light guided into the jet liquid column reaches the workpiece. To process the workpiece. The air supplied to the space by the air supply means surrounds the jet liquid column and rectifies the jet liquid column while passing through the space and the flow path of the protector cap.

ノズルと被加工物との間にプロテクタキャップが設けられているので、被加工物に当たった液体がはね返ってノズルに付着するのが防止される。これにより、ノズルから噴射される噴流液柱が乱れるのが防止される。
また、プロテクタキャップとノズルとの間の空間のプロテクタキャップ側の面の少なくとも一部が、空間内側に向かって突出する凸形状部で境界付けられているので、噴射液柱が例えば加工初期に乱れて噴流液体がプロテクタキャップの流通路を通らず空間内に残ったり、はね返った液滴が流通路を通って空間に侵入しても、噴流液体がプロテクタキャップ側の凸形状部に沿って空間外側（被加工物側）に向かって移動するので、液体が流通路を塞ぐのが防止される。したがって、空間内に入った液体による噴流液柱の乱れが防止される。 Since the protector cap is provided between the nozzle and the workpiece, the liquid hitting the workpiece is prevented from splashing and adhering to the nozzle. This prevents the jet liquid column ejected from the nozzle from being disturbed.
In addition, since at least a part of the space on the protector cap side of the space between the protector cap and the nozzle is bounded by a convex portion that protrudes toward the inside of the space, the spray liquid column is disturbed, for example, at the beginning of processing. Even if the jet liquid does not pass through the flow path of the protector cap and remains in the space, or the splashed liquid drops enter the space through the flow path, the jet liquid will be outside the space along the convex shape on the protector cap side. Since it moves toward (workpiece side), the liquid is prevented from blocking the flow path. Therefore, the jet liquid column is prevented from being disturbed by the liquid that has entered the space.

更に、空間のプロテクタキャップ側の面及びノズル側の面の両方が、空間内側に向かって突出する凸形状部で境界付けられているので、空間内に入ったエアが両側の凸形状部に案内されて流れ、ノズルから噴射された噴流液柱に直接当たりにくくなる。これにより、エア流量を増大してもエアによる噴流液柱の乱れが防止され、加工効率が低下するのが抑制される。   In addition, both the space on the protector cap side and the surface on the nozzle side of the space are bounded by a convex shape that protrudes toward the inside of the space, so air that has entered the space is guided to the convex shapes on both sides. It becomes difficult to directly hit the jet liquid column ejected from the nozzle. Thereby, even if the air flow rate is increased, the turbulence of the jet liquid column due to the air is prevented, and the reduction of the processing efficiency is suppressed.

本発明において、好ましくは、エア供給手段は、ノズルの噴射口の周囲で空間に連通して空間内にエアを供給するエア供給口と、流通路の周囲で空間に連通して空間内からエアを排出するエア排出口と、を備える。
このように構成された本発明においては、エア供給手段のエア供給口が、ノズルの噴射口の周囲で空間に連通し、エア排出口が、流通路の周囲で空間に連通するので、エア供給口から空間内に供給されたエアは、ノズル側の面の凸形状部にガイドされながらプロテクタキャップ側に流れ、その後プロテクタキャップ側の面の凸形状部にガイドされて、エア排出口から排出される。空間内に供給されたエアが、ノズルから流通路を通る噴流液柱に直接当たるのを抑制することができるので、噴流液柱の乱れを防止しながらエア流量を増大させることができる。エア流量の増大により、空間内への液滴やドロスの侵入をより確実に防止し、被加工物上の液体やドロスの排除をより効率よく行うことができる。
また、エア排出口が設けられているので、空間内に液体が入った場合でも、エア排出口からエアと共に液体を排出することができるから、空間内に液体が溜まるのを防止することができる。 In the present invention, preferably, the air supply means communicates with the space around the nozzle injection port and supplies air into the space, and communicates with the space around the flow path and communicates with air from within the space. An air discharge port for discharging air.
In the present invention configured as described above, the air supply port of the air supply means communicates with the space around the nozzle injection port, and the air discharge port communicates with the space around the flow passage. Air supplied into the space from the mouth flows to the protector cap side while being guided by the convex part on the surface on the nozzle side, and then is guided to the convex part on the surface on the protector cap side and discharged from the air discharge port. The Since it is possible to suppress the air supplied into the space from directly hitting the jet liquid column passing through the flow passage from the nozzle, the air flow rate can be increased while preventing the jet liquid column from being disturbed. By increasing the air flow rate, it is possible to more reliably prevent droplets and dross from entering the space, and more efficiently eliminate liquid and dross on the workpiece.
Further, since the air discharge port is provided, even when liquid enters the space, the liquid can be discharged together with the air from the air discharge port, so that the liquid can be prevented from accumulating in the space. .

本発明において、好ましくは、エア供給口は、ノズル側の凸形状部の最も突出した位置よりもノズル側に位置し、エア排出口は、プロテクタキャップ側の凸形状部の最も突出した位置よりもプロテクタキャップ側に位置する。
このように構成された本発明においては、エア供給口がノズル側の凸形状部の最も突出した位置よりもノズル側に位置し、エア排出口がプロテクタキャップ側の凸形状部の最も突出した位置よりもプロテクタキャップ側に位置するので、エア供給口を出たエア、及びエア排出口に入る前のエアが、凸形状部に沿って移動しやすくなり、空間内のエアの移動を効果的に制御することができる。 In the present invention, preferably, the air supply port is positioned on the nozzle side from the most protruding position of the convex portion on the nozzle side, and the air discharge port is positioned on the most protruding position of the convex portion on the protector cap side. Located on the protector cap side.
In the present invention configured as described above, the air supply port is located on the nozzle side from the most protruding position of the convex portion on the nozzle side, and the air discharge port is the most protruding position of the convex portion on the protector cap side. Because it is located closer to the protector cap, the air that has exited the air supply port and the air before entering the air discharge port can easily move along the convex part, effectively moving the air in the space. Can be controlled.

本発明において、好ましくは、空間のノズル側の凸形状部は、ノズルの空間に露出する面、またはノズルを支持するノズル押さえの空間に露出する面に形成される。
また、本発明において、好ましくは、空間のノズル側及びプロテクタキャップ側の凸形状部は、円柱形または円錐台形である。 In the present invention, preferably, the convex portion on the nozzle side of the space is formed on the surface exposed to the nozzle space or the surface exposed to the space of the nozzle presser supporting the nozzle.
In the present invention, it is preferable that the convex portions on the nozzle side and the protector cap side of the space have a columnar shape or a truncated cone shape.

本発明の第１実施形態に係るレーザー加工装置の全体概略図である。1 is an overall schematic diagram of a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係るレーザー加工装置の一部拡大図である。It is a partial enlarged view of the laser processing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態に係るレーザー加工装置の一部拡大図である。It is a partial enlarged view of the laser processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態に係るレーザー加工装置の一部拡大図である。It is a partial enlarged view of the laser processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第４実施形態に係るレーザー加工装置の一部拡大図である。It is a partial enlarged view of the laser processing apparatus which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第５実施形態に係るレーザー加工装置の一部拡大図である。It is a partial enlarged view of the laser processing apparatus which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６実施形態に係るレーザー加工装置の一部拡大図である。It is a partial enlarged view of the laser processing apparatus which concerns on 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７実施形態に係るレーザー加工装置の一部拡大図である。It is a partial enlarged view of the laser processing apparatus which concerns on 7th Embodiment of this invention.

以下、本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照して説明する。なお、第２実施形態以降では、第１実施形態と同様の構成には、図面に第１実施形態と同一符号を付し、その説明を簡略化または省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the second and subsequent embodiments, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and description thereof will be simplified or omitted.

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るレーザー加工装置１の全体概略図である。なお、図１における上下方向を本実施形態におけるレーザー加工装置１の上下方向として説明する。
図１に示すように、本実施形態のレーザー加工装置１は、レーザー加工ヘッド２と、このレーザー加工ヘッド２を通って被加工物Ｗにレーザーを照射する光学装置４と、被加工物Ｗに噴流液体である水を高圧で噴射するための液体噴射手段６と、噴射された液柱を整流するための整流手段８と、を備えている。 [First Embodiment]
FIG. 1 is an overall schematic diagram of a laser processing apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. Note that the vertical direction in FIG. 1 will be described as the vertical direction of the laser processing apparatus 1 in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a laser processing apparatus 1 according to this embodiment includes a laser processing head 2, an optical device 4 that irradiates a workpiece W with a laser through the laser processing head 2, and a workpiece W. Liquid ejecting means 6 for ejecting water, which is a jet liquid, at high pressure, and rectifying means 8 for rectifying the ejected liquid column are provided.

レーザー加工ヘッド２は、略円筒形状に形成されたハウジング１０を備え、ハウジング１０内の上方には光学装置４の一部が収容され、ハウジング１０内の下方には液体噴射手段６の一部が設けられている。ハウジング１０の内部下方には、噴流液柱Ｆを噴射するためのノズル孔１２が形成されたノズル１４が設けられている。ノズル１４は、その下方をノズル押さえ１５によって支持され固定されている。ノズル孔１２は、ノズル１４の中央に、上下方向に貫通している。ノズル孔１２は、上部が円柱形に、また下部が下方に向かって末広がりとなる円錐台に形成されている。   The laser processing head 2 includes a housing 10 formed in a substantially cylindrical shape. A part of the optical device 4 is accommodated in the upper part of the housing 10, and a part of the liquid ejecting means 6 is contained in the lower part of the housing 10. Is provided. A nozzle 14 in which a nozzle hole 12 for injecting the jet liquid column F is formed is provided below the inside of the housing 10. The nozzle 14 is supported and fixed below by a nozzle presser 15. The nozzle hole 12 penetrates the center of the nozzle 14 in the vertical direction. The nozzle hole 12 is formed in a truncated cone having an upper part in a columnar shape and a lower part extending downwardly.

光学装置４は、所定の位置にレーザーを集光させるレーザー光学系１６と、レーザー光学系１６にレーザーを入射させるレーザー発振器１８とを備える。
レーザー光学系１６は、レーザー発振器１８から出射されたレーザーを光ファイバ等でレーザー加工ヘッド２に導くと共に、このレーザーをレーザー加工ヘッド２内のノズル１孔２の上端の開口近傍の位置で集光させるように構成されている。なお、図１においては、レーザー光学系１６は一部を模式化して図示しており、レーザーを最終的に集光させる１枚の集光レンズ２０のみ示している。 The optical device 4 includes a laser optical system 16 that condenses the laser at a predetermined position, and a laser oscillator 18 that causes the laser to enter the laser optical system 16.
The laser optical system 16 guides the laser emitted from the laser oscillator 18 to the laser processing head 2 with an optical fiber or the like, and condenses the laser at a position near the upper end of the nozzle 1 hole 2 in the laser processing head 2. It is configured to let you. In FIG. 1, a part of the laser optical system 16 is schematically shown, and only one condenser lens 20 for finally condensing the laser is shown.

レーザー発振器１８は、所定強度のレーザーを生成するように構成されている。本実施形態においては、レーザーとしてグリーンレーザーを使用しているが、水に吸収されにくい吸収率の低いレーザーであれば、その種類は任意に選択することができる。
グリーンレーザーは、２倍波(ＳＨＧ)ＹＡＧレーザーであり、波長が５３２ｎｍである。グリーンレーザーは、ＹＡＧレーザー(波長１０６４ｎｍ)やＣＯ2レーザー(波長１０．６μｍ)と異なり、水を通過しやすい特徴を有するため、噴流液体として安価で入手が容易な水を使用する場合には、レーザーの伝搬効率を向上させることができる。また、水に吸収され難いため、熱レンズの発生を抑制することで、レーザー加工ヘッド２内のノズル孔１２の開口近傍の位置に精度よくレーザーを導くことが容易となる。このため、ノズル１４の損傷を防止するとともに、安定した加工品質を確保することができる。 The laser oscillator 18 is configured to generate a laser having a predetermined intensity. In the present embodiment, a green laser is used as the laser, but the type can be arbitrarily selected as long as it is a laser having a low absorption rate that is difficult to be absorbed by water.
The green laser is a double wave (SHG) YAG laser and has a wavelength of 532 nm. Unlike the YAG laser (wavelength 1064 nm) and the CO 2 laser (wavelength 10.6 μm), the green laser has a characteristic that it easily passes through water. Therefore, when using water that is inexpensive and easily available as a jet liquid, The propagation efficiency of the laser can be improved. Further, since it is difficult to be absorbed by water, it is easy to accurately guide the laser to a position near the opening of the nozzle hole 12 in the laser processing head 2 by suppressing the generation of the thermal lens. For this reason, damage to the nozzle 14 can be prevented and stable processing quality can be ensured.

液体噴射手段６は、液体供給源２２と、液体供給源２２からの液体からイオンを除去する等の処理を行う液体処理装置２４と、液体供給源２２から供給された液体をレーザー加工ヘッド２に圧送する高圧ポンプ２６と、高圧ポンプ２６とレーザー加工ヘッド２の間に設けられ、液体から不純物等を除去するための高圧フィルタ２８と、レーザー加工ヘッド２内に形成され、高圧ポンプ２６から送られた高圧の液体をノズル１４に導く液体流路３０と、を備える。本実施形態では、液体として水を採用している。   The liquid ejecting means 6 includes a liquid supply source 22, a liquid processing device 24 that performs processing such as removing ions from the liquid from the liquid supply source 22, and the liquid supplied from the liquid supply source 22 to the laser processing head 2. A high-pressure pump 26 for pumping, a high-pressure filter 28 provided between the high-pressure pump 26 and the laser processing head 2 for removing impurities and the like from the liquid, and formed in the laser processing head 2 and sent from the high-pressure pump 26. And a liquid flow path 30 for guiding the high-pressure liquid to the nozzle 14. In this embodiment, water is used as the liquid.

図２は、本発明の第１実施形態に係るレーザー加工装置１の一部拡大図である。この図２に示すように、整流手段８は、ノズル１４の下方でハウジング１０に固定されるとともに、被加工物Ｗに当たってはね返った水や加工時に発生するドロスからノズル１４を保護するためのプロテクタキャップ３２と、ノズル押さえ１５とプロテクタキャップ３２との間に形成された空間３４内にエアを供給するエア供給手段３６と、を備える。   FIG. 2 is a partially enlarged view of the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the rectifying means 8 is fixed to the housing 10 below the nozzle 14 and protects the nozzle 14 from water rebounding upon the workpiece W and dross generated during processing. 32 and an air supply means 36 for supplying air into a space 34 formed between the nozzle presser 15 and the protector cap 32.

プロテクタキャップ３２は、略円柱状に形成され、ハウジング１０の下部開口に挿入され保持されている。プロテクタキャップ３２の上面３８には、上方に突出する円柱状の凸形状部４０が形成されている。この凸形状部４０の直径は、プロテクタキャップ３２の直径より小さく、したがって、プロテクタキャップ３２の上面３８は、凸形状部４０の周りに、凸形状部４０よりも下方に位置する環状の平面が形成された、段差を有する形状となっている。プロテクタキャップ３２の中央には、上下方向軸線に沿って噴流液柱Ｆ及びレーザー光が通過する流通路４２が形成されている。プロテクタキャップ３２の下面は、下方に突出する円錐台形に形成されている。なお、流通路４２の直径は、エアを一定流量吐出することができ、それにより被加工物Ｗからの水やドロスのはね返りが空間３４内に侵入するのを防止することができるように、０．３〜１ｍｍの範囲内であることが望ましい。   The protector cap 32 is formed in a substantially cylindrical shape, and is inserted and held in the lower opening of the housing 10. The upper surface 38 of the protector cap 32 is formed with a columnar convex portion 40 protruding upward. The diameter of the convex portion 40 is smaller than the diameter of the protector cap 32. Therefore, the upper surface 38 of the protector cap 32 is formed with an annular plane located below the convex portion 40 around the convex portion 40. The shape has a step. In the center of the protector cap 32, a flow path 42 through which the jet liquid column F and laser light pass is formed along the vertical axis. The lower surface of the protector cap 32 is formed in a truncated cone shape that protrudes downward. The diameter of the flow passage 42 is 0 so that air can be discharged at a constant flow rate, thereby preventing the splash of water or dross from the workpiece W from entering the space 34. It is desirable to be within the range of 3 to 1 mm.

ノズル押さえ１５の下面４４には、下方に突出する円柱状の凸形状部４６が形成されている。この凸形状部４６の直径は、ノズル押さえ１５の直径よりも小さく、したがって、ノズル押さえ１５の下面４４は、凸形状部４６の周りに、凸形状部４６よりも上方に位置する環状の平面が形成された、段差を有する形状となっている。ノズル押さえ１５の中央には、上下軸線に沿って噴流液柱Ｆ及びレーザー光が通過するための貫通孔４８が形成されている。
なお、ノズル押さえ１５の凸形状部４６の下面と、プロテクタキャップ３２の凸形状部４０の上面との間の距離Ｌは、１〜３ｍｍの範囲内に設定されることが好ましい。 On the lower surface 44 of the nozzle retainer 15, a cylindrical convex portion 46 that protrudes downward is formed. The diameter of the convex portion 46 is smaller than the diameter of the nozzle retainer 15, and therefore, the lower surface 44 of the nozzle retainer 15 has an annular plane positioned above the convex portion 46 around the convex portion 46. It is a formed stepped shape. A through-hole 48 through which the jet liquid column F and laser light pass is formed in the center of the nozzle retainer 15 along the vertical axis.
In addition, it is preferable that the distance L between the lower surface of the convex-shaped part 46 of the nozzle holder 15 and the upper surface of the convex-shaped part 40 of the protector cap 32 is set within a range of 1 to 3 mm.

以上のようなプロテクタキャップ３２の上面３８の凸形状部４０と、ノズル押さえ１５の下面４４の凸形状部４６により、プロテクタキャップ３２とノズル押さえ１５との間の空間３４は、上下軸線方向に直交する方向（図１の紙面に垂直な方向）から見て、断面略Ｈ字形に形成され、その上面、即ちノズル１４側の面、及び下面、即ちプロテクタキャップ３２側の面、がそれぞれ空間内側に凹んだ形状となっている。   Due to the convex portion 40 on the upper surface 38 of the protector cap 32 and the convex portion 46 on the lower surface 44 of the nozzle holder 15, the space 34 between the protector cap 32 and the nozzle holder 15 is perpendicular to the vertical axis direction. Viewed from the direction (perpendicular to the paper surface of FIG. 1), the cross section is substantially H-shaped, and the upper surface, that is, the surface on the nozzle 14 side, and the lower surface, that is, the surface on the protector cap 32 side, are respectively inside the space. It has a concave shape.

エア供給手段３６は、エア供給源５０と、エア供給源５０から供給される圧縮空気の圧力を制御するエアコントローラ５２と、エアを空間３４内に供給するためのエア供給通路５４と、空間３４内のエアを外部に排出するためのエア排出通路５６と、を有する。
エア供給通路５４は、ハウジングブロック１０内に形成された主通路５８と、主通路５８と連通し、ノズル１４の周囲に全周にわたって環状に形成された分配通路６０と、分配通路６０に等間隔に複数（本実施形態では４つ）設けられ、分配通路６０と空間３４とを連通する連通路６２とを有する。連通路６２は、ノズル加工ヘッド２の上下方向軸線に平行に延び、ノズル押さえ１５の下面４４の、凸形状部４６より外側の位置において開口するエア供給口６４を形成している。したがって、エア供給口６４は、ノズル押さえ１５の貫通孔４８の外周側で、且つ貫通孔４８の下端、即ち凸形状部４６の下端よりも上方に位置している。 The air supply means 36 includes an air supply source 50, an air controller 52 that controls the pressure of the compressed air supplied from the air supply source 50, an air supply passage 54 for supplying air into the space 34, and the space 34. And an air discharge passage 56 for discharging the inside air to the outside.
The air supply passage 54 communicates with the main passage 58 formed in the housing block 10, the distribution passage 60 formed annularly around the nozzle 14, and the distribution passage 60 at equal intervals. A plurality of (four in this embodiment) are provided, and the communication passage 62 communicates the distribution passage 60 and the space 34. The communication path 62 extends in parallel with the vertical axis of the nozzle machining head 2 and forms an air supply port 64 that opens at a position outside the convex portion 46 on the lower surface 44 of the nozzle retainer 15. Therefore, the air supply port 64 is located on the outer peripheral side of the through hole 48 of the nozzle retainer 15 and above the lower end of the through hole 48, that is, the lower end of the convex portion 46.

エア排出通路５６は、プロテクタキャップ３２の外周に上下方向軸線に平行な方向に貫通する、周方向に等間隔で形成された複数（本実施形態では４つ）の溝によって形成されている。したがって、エア排出通路５６一方の端部は、プロテクタキャップ３２の上面３８の、凸形状部４０より外側の位置において開口するエア排出口６６を形成している。つまり、エア排出口６６は、プロテクタキャップ３２の流通路４２の外周側で、且つ流通路４２の上端、即ち凸形状部４０の上端よりも下方に位置している。
エア排出通路５６の他方の端部は、プロテクタキャップ３２の下面に開口し、これによりエア排出通路５６は、空間３４とレーザー加工ヘッド２の外側とを連通している。 The air discharge passage 56 is formed by a plurality of (four in this embodiment) grooves that are formed at equal intervals in the circumferential direction and penetrate the outer circumference of the protector cap 32 in a direction parallel to the vertical axis. Therefore, one end of the air discharge passage 56 forms an air discharge port 66 that opens at a position on the upper surface 38 of the protector cap 32 outside the convex portion 40. That is, the air discharge port 66 is positioned on the outer peripheral side of the flow passage 42 of the protector cap 32 and below the upper end of the flow passage 42, that is, the upper end of the convex portion 40.
The other end of the air discharge passage 56 is opened to the lower surface of the protector cap 32, whereby the air discharge passage 56 communicates the space 34 with the outside of the laser processing head 2.

このように構成された本実施形態によるレーザー加工装置１は、次のように動作する。
被加工物Ｗをレーザー加工する場合には、被加工物Ｗをノズル１２の下方の載置台Ｔに載置する。次に、レーザー発振器１８からレーザーを出射させると、レーザーは、レーザー光学系１６に入射し、レーザー加工ヘッド２内に導かれる。レーザーは、レーザー光学系１６の集光レンズ２０等によって、ノズル孔１２の上端開口の位置近傍に集光される。
一方、液体噴射手段６は、液体供給源２２からの水を高圧ポンプ２６で圧送し、液体流路３０を通ってノズル１４から噴流液柱Ｆを被加工物Ｗに向かって噴出する。なお、このとき、噴出された噴流液柱Ｆの径は、ノズル孔１２の孔径よりもわずかに大きくなる。噴流液柱Ｆは、ノズル押さえ１５の貫通孔４８及びプロテクタキャップ３２の流通路４２を通って被加工物Ｗに到達する。レーザー光学系１６によってノズル孔１２の上端開口近傍に集光されたレーザーは、噴流液柱Ｆ内を全反射しながら噴流液柱Ｆに導かれ、被加工物Ｗまで到達して被加工物Ｗをレーザー加工する。 The laser processing apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above operates as follows.
When laser processing the workpiece W, the workpiece W is placed on the mounting table T below the nozzle 12. Next, when the laser is emitted from the laser oscillator 18, the laser enters the laser optical system 16 and is guided into the laser processing head 2. The laser is condensed near the position of the upper end opening of the nozzle hole 12 by the condenser lens 20 of the laser optical system 16 or the like.
On the other hand, the liquid ejecting means 6 pumps the water from the liquid supply source 22 with the high-pressure pump 26, and ejects the jet liquid column F from the nozzle 14 toward the workpiece W through the liquid flow path 30. At this time, the diameter of the jet liquid column F ejected is slightly larger than the diameter of the nozzle hole 12. The jet liquid column F reaches the workpiece W through the through hole 48 of the nozzle retainer 15 and the flow passage 42 of the protector cap 32. The laser focused by the laser optical system 16 in the vicinity of the upper end opening of the nozzle hole 12 is guided to the jet liquid column F while being totally reflected in the jet liquid column F, reaches the workpiece W, and reaches the workpiece W. Laser processing.

整流手段８は、エア供給源５０からエアを供給し、このエアは、エア供給通路５４を通ってエア供給口６４から空間３４に供給される。空間３４内に入ったエアは、ノズル押さえ１５の下面４４の凸形状部４６の外面及びプロテクタキャップ３２の上面３８の凸形状部４０の外面で案内されながら下方に流れ、ノズル押さえ１５の貫通孔４８を出た噴流液柱Ｆを囲んで噴流液柱Ｆの流れを整える。また、空間３４内のエアは、プロテクタキャップ３２の流通路４２内にも入り、噴流液柱Ｆの周りを囲んでその流れを整えるとともに、プロテクタキャップ３２から出た後は、被加工物Ｗに当たった水や加工時に発生したドロス等を被加工物Ｗ上から排除する。空間３４内のエアのうち、流通路４２を通らないエアは、エア排出口６６からエア排出通路５６を通って外部に排出される。   The rectifying means 8 supplies air from the air supply source 50, and this air is supplied from the air supply port 64 to the space 34 through the air supply passage 54. The air that has entered the space 34 flows downward while being guided by the outer surface of the convex portion 46 of the lower surface 44 of the nozzle retainer 15 and the outer surface of the convex portion 40 of the upper surface 38 of the protector cap 32. The flow of the jet liquid column F is arranged around the jet liquid column F that has exited 48. The air in the space 34 also enters the flow passage 42 of the protector cap 32, surrounds the jet liquid column F and regulates the flow thereof, and after exiting the protector cap 32, the air flows into the work piece W. The hit water or dross generated during processing is excluded from the workpiece W. Of the air in the space 34, the air that does not pass through the flow passage 42 is discharged from the air discharge port 66 through the air discharge passage 56 to the outside.

このように構成された本実施形態によれば、次のような優れた効果を得ることができる。
ノズル１４の下方にプロテクタキャップ３２が設けられているので、噴流液柱Ｆが被加工物にＷに当たってはね返っても、水滴がノズル１４に付着するのを防止することができる。これにより、ノズル１４から噴射される噴流液柱Ｆの乱れを防止することができる。 According to the present embodiment configured as described above, the following excellent effects can be obtained.
Since the protector cap 32 is provided below the nozzle 14, it is possible to prevent water droplets from adhering to the nozzle 14 even if the jet liquid column F hits the workpiece and hits W. Thereby, disturbance of the jet liquid column F ejected from the nozzle 14 can be prevented.

ノズル１４とプロテクタキャップ３２との間の空間３４にエア供給手段３６によってエアを供給するので、ノズル１４から噴射された噴流液柱Ｆがエアによって整流され、より安定した噴流液柱Ｆが得られる。これにより、噴流液柱Ｆに導光されるレーザー光の伝搬効率が向上するため、レーザー加工装置１の加工能力を向上させることができる。   Since air is supplied to the space 34 between the nozzle 14 and the protector cap 32 by the air supply means 36, the jet liquid column F ejected from the nozzle 14 is rectified by the air, and a more stable jet liquid column F is obtained. . Thereby, since the propagation efficiency of the laser beam guided to the jet liquid column F is improved, the processing capability of the laser processing apparatus 1 can be improved.

ノズル１４とプロテクタキャップ３２の間の空間３４が、ノズル押さえ１５の下面４４の凸形状部４６とプロテクタキャップ３２の上面３８の凸形状部４０とによって境界付けられ、したがって空間３４の上下面が内側に凹んだ形状となっているので、エア供給口６４から供給されたエアが、凸形状部４６，４０によって案内されながら下方に流れ、噴流液柱Ｆに直接当たらない。したがって、空間３４に供給されたエアが噴流液柱Ｆの流れを乱すのを防止することができるので、乱れのない安定した噴流液柱Ｆが得られる。   The space 34 between the nozzle 14 and the protector cap 32 is bounded by the convex portion 46 on the lower surface 44 of the nozzle retainer 15 and the convex portion 40 on the upper surface 38 of the protector cap 32, so that the upper and lower surfaces of the space 34 are inside. Therefore, the air supplied from the air supply port 64 flows downward while being guided by the convex portions 46 and 40 and does not directly hit the jet liquid column F. Therefore, since the air supplied to the space 34 can be prevented from disturbing the flow of the jet liquid column F, a stable jet liquid column F without disturbance is obtained.

また、凸形状部４６，４０により、エアが噴流液柱Ｆに直接当たって噴流液柱Ｆを乱すのを防止することができるため、空間３４に供給するエアの流量を従来よりも増やすことができる。これにより、流通路４２から噴流液柱Ｆと共に噴射されたエアが被加工物Ｗ上の水やドロスをより効果的に排除することができる。
更に、プロテクタキャップ３２の凸形状部４０により、万が一空間３４に水が入った場合でも、流通路４２の周りに水が溜まりにくい。これにより、流通路４２に水が付着するのを防止することができる。 Further, since the convex portions 46 and 40 can prevent the air from directly hitting the jet liquid column F and disturbing the jet liquid column F, the flow rate of the air supplied to the space 34 can be increased compared to the conventional case. it can. Thereby, the air injected with the jet liquid column F from the flow path 42 can eliminate the water and dross on the workpiece W more effectively.
Further, due to the convex portion 40 of the protector cap 32, even if water enters the space 34, it is difficult for water to collect around the flow passage 42. Thereby, it is possible to prevent water from adhering to the flow passage 42.

エア供給口６４が、ノズル押さえ１５の凸形状部４６の周囲に位置し、エア排出口６６がプロテクタキャップ３２の凸形状部４０の周囲に位置するので、空間３４内で噴流液柱Ｆの周りに上下方向のエアの流れが生じやすく、噴流液柱Ｆを乱すことなく整流することができる。
また、エア排出口６６がプロテクタキャップ３２の凸形状部４０の周囲に位置するので、万が一、水が空間３４内に入っても、水をエア排出口６６からエアと共に排出することができる。 Since the air supply port 64 is positioned around the convex portion 46 of the nozzle retainer 15 and the air discharge port 66 is positioned around the convex portion 40 of the protector cap 32, the air supply port 64 is around the jet liquid column F in the space 34. Therefore, the air flow in the vertical direction is easily generated, and the jet liquid column F can be rectified without being disturbed.
Further, since the air discharge port 66 is located around the convex portion 40 of the protector cap 32, even if water enters the space 34, the water can be discharged from the air discharge port 66 together with the air.

エア供給口６４がノズル押さえ１５の凸形状部４６の下端よりも上方に位置し、エア排出口６６がプロテクタキャップ３２の凸形状部４０の上端よりも下方に位置するので、空間３４内のエアが凸形状部４６，４０の外面で案内されやすく、空間３４内のエアの流れを制御しやすくなる。   Since the air supply port 64 is located above the lower end of the convex portion 46 of the nozzle retainer 15 and the air discharge port 66 is located below the upper end of the convex portion 40 of the protector cap 32, the air in the space 34 Are easily guided on the outer surfaces of the convex portions 46 and 40, and the flow of air in the space 34 is easily controlled.

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るレーザー加工装置７０について説明する。第２実施形態に係るレーザー加工装置７０は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１とは、エア排出通路の構成が異なる他は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１と同様の構成である。
図３は、本発明の第２実施形態に係るレーザー加工装置７０の一部拡大図である。図３に示すように、レーザー加工装置７０のエア排出通路７２は、空間３４の下端において、ハウジング１０に複数（本実施形態では４つ）形成されている。したがって、エア排出口７４は、ハウジング１０の内面に開口する。エア排出通路７２は、ノズル１４の中心軸線から放射状に、且つ外側に向かって下方に傾斜しており、ハウジング１０の外面に開口している。 [Second Embodiment]
Next, a laser processing apparatus 70 according to the second embodiment of the present invention will be described. The laser processing apparatus 70 according to the second embodiment has the same configuration as the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment, except that the configuration of the air discharge passage is different from the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment. is there.
FIG. 3 is a partially enlarged view of a laser processing apparatus 70 according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, a plurality (four in this embodiment) of air discharge passages 72 of the laser processing apparatus 70 are formed in the housing 10 at the lower end of the space 34. Accordingly, the air discharge port 74 opens on the inner surface of the housing 10. The air discharge passage 72 is inclined radially downward from the central axis of the nozzle 14 and opens downward on the outer surface of the housing 10.

このような第２実施形態に係るレーザー加工装置７０の構造によれば、第１実施形態と同様の効果が得られる他、エア排出通路７２がハウジング１０に形成され、ハウジング１０の外側の側面に開口しているので、エア排出通路７２から排出されたエアが、被加工物Ｗに当たらない。したがって、空間３４内に侵入した水等がエアと共にエア排出通路７２から排出された場合でも、排出物が被加工物Ｗの加工に与える影響を低減することができる。   According to the structure of the laser processing apparatus 70 according to the second embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the air discharge passage 72 is formed in the housing 10 and is formed on the outer side surface of the housing 10. Since the air is opened, the air discharged from the air discharge passage 72 does not hit the workpiece W. Therefore, even when water or the like that has entered the space 34 is discharged from the air discharge passage 72 together with the air, the influence of the discharged material on the processing of the workpiece W can be reduced.

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るレーザー加工装置８０について説明する。第３実施形態に係るレーザー加工装置８０は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１とは、凸形状部の形状が異なる他は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１と同様の構造である。 [Third Embodiment]
Next, a laser processing apparatus 80 according to a third embodiment of the present invention will be described. The laser processing apparatus 80 according to the third embodiment has the same structure as the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment, except that the shape of the convex portion is different from the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment. is there.

図４は、本発明の第３実施形態に係るレーザー加工装置８０の一部拡大図である。図４に示すように、レーザー加工装置８０のノズル押さえ８２の下面８４の中央には、下方に突出する円錐台形の凸形状部８６が形成されている。凸形状部８６の周囲には、凸形状部８６よりも上方に位置する、環状の平面部が形成されている。ここで、凸形状部８６の円錐台形を中心軸線に沿って切った場合の断面二等辺三角形の角度αは、本実施形態では１２０°である。なお、この角度αは、好ましくは、０°（つまり円柱形）〜１５０°、より好ましくは９０°〜１５０°の範囲内に設定される。
また、プロテクタキャップ８８の上面９０の中央には、上方に突出する円錐台形の凸形状部９２が形成されている。この凸形状部９２は、プロテクタキャップ８８の外周付近まで形成されており、その外周は、エア排出口６６の外縁まで延びている。したがって、凸形状部９２の周囲には、エア排出口６６の直径とほぼ同じ幅の環状の平面が形成されている。ここで、凸形状部９２の円錐台形を中心軸線に沿って切った場合の断面二等辺三角形の角度βは、本実施形態では１２０°である。なお、この角度βは、好ましくは、０°（つまり円柱形）〜１５０°、より好ましくは９０°〜１５０°の範囲内に設定される。 FIG. 4 is a partially enlarged view of a laser processing apparatus 80 according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, a frustoconical convex portion 86 protruding downward is formed at the center of the lower surface 84 of the nozzle holder 82 of the laser processing apparatus 80. Around the convex portion 86, an annular flat portion is formed that is positioned above the convex portion 86. Here, the angle α of the isosceles cross section when the truncated cone of the convex portion 86 is cut along the central axis is 120 ° in the present embodiment. The angle α is preferably set within a range of 0 ° (that is, a cylindrical shape) to 150 °, more preferably 90 ° to 150 °.
Further, at the center of the upper surface 90 of the protector cap 88, a frustoconical convex portion 92 protruding upward is formed. The convex portion 92 is formed to the vicinity of the outer periphery of the protector cap 88, and the outer periphery extends to the outer edge of the air discharge port 66. Therefore, an annular flat surface having the same width as the diameter of the air discharge port 66 is formed around the convex portion 92. Here, the angle β of the isosceles cross section when the truncated cone of the convex portion 92 is cut along the central axis is 120 ° in the present embodiment. The angle β is preferably set within a range of 0 ° (that is, a cylindrical shape) to 150 °, more preferably 90 ° to 150 °.

ノズル押さえ８２の下面８４及びプロテクタキャップ８８の上面９０の形状に境界付けられることにより、空間９４は、上下面が凸形状部８６，９２によって空間内側に凹んだ形状となっている。
このような構造の第３実施形態に係るレーザー加工装置８０は、エア供給口６４を出たエアが、ノズル押さえ８２の凸形状部８６に沿って移動するので、貫通孔４８から出た噴流液柱Ｆにエア供給口６４から出たエアを直接当てることなく、噴流液柱Ｆを整流することができる。 By being bounded by the shapes of the lower surface 84 of the nozzle retainer 82 and the upper surface 90 of the protector cap 88, the space 94 has a shape in which the upper and lower surfaces are recessed inwardly by the convex portions 86 and 92.
In the laser processing apparatus 80 according to the third embodiment having such a structure, since the air that has exited the air supply port 64 moves along the convex portion 86 of the nozzle retainer 82, the jet liquid that has exited the through hole 48. The jet liquid column F can be rectified without directly applying the air from the air supply port 64 to the column F.

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係るレーザー加工装置１００について説明する。第４実施形態にかかるレーザー加工装置１００は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１とは、凸形状部の形状が異なる他は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１と同様の構造である。 [Fourth Embodiment]
Next, a laser processing apparatus 100 according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The laser processing apparatus 100 according to the fourth embodiment has the same structure as the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment, except that the shape of the convex portion is different from the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment. is there.

図５は、本発明の第４実施形態にかかるレーザー加工装置１００の一部拡大図である。図５に示すように、レーザー加工装置１００のノズル押さえ１０２の下面１０４の中央には、下方に突出する円錐台形の凸形状部１０６が形成されている。凸形状部１０６の周囲には、凸形状部１０６よりも上方に位置する、環状の平面部が形成されている。ここで、凸形状部１０６の円錐台形を中心軸線に沿って切った場合の断面二等辺三角形の角度αは、本実施形態では４０°である。
また、プロテクタキャップ１０８の上面１１０の中央には、上方に突出する円柱形の凸形状部１１２が形成されている。この凸形状部１１２の直径は、流通路４２の直径の２倍程度であり、この凸形状部１１２の周囲には、凸形状部１１２よりも下方に位置する、環状の平面が形成されている。 FIG. 5 is a partially enlarged view of the laser processing apparatus 100 according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, a truncated cone-shaped convex portion 106 protruding downward is formed at the center of the lower surface 104 of the nozzle holder 102 of the laser processing apparatus 100. Around the convex shape portion 106, an annular flat portion is formed that is positioned above the convex shape portion 106. Here, the angle α of the isosceles cross section when the truncated cone of the convex portion 106 is cut along the central axis is 40 ° in the present embodiment.
A cylindrical convex portion 112 that protrudes upward is formed at the center of the upper surface 110 of the protector cap 108. The diameter of the convex portion 112 is about twice the diameter of the flow passage 42, and an annular flat surface that is located below the convex portion 112 is formed around the convex portion 112. .

ノズル押さえ１０２の下面１０４及びプロテクタキャップ１０８の上面１１０の形状に境界付けられることにより、空間１１４の上下面は、凸形状部１０６，１１２によって空間内側に凹んだ形状となっている。
このような構造の第４実施形態に係るレーザー加工装置１００では、上記のような空間１１４の形状により、前述と同様の効果が得られる。 By being bounded by the shapes of the lower surface 104 of the nozzle retainer 102 and the upper surface 110 of the protector cap 108, the upper and lower surfaces of the space 114 have a shape that is recessed inward by the convex portions 106 and 112.
In the laser processing apparatus 100 according to the fourth embodiment having such a structure, the same effect as described above can be obtained by the shape of the space 114 as described above.

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係るレーザー加工装置１２０について説明する。第５実施形態に係るレーザー加工装置１２０は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１とは、凸形状部の形状が異なる他は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１と同様の構造である。 [Fifth Embodiment]
Next, a laser processing apparatus 120 according to the fifth embodiment of the present invention will be described. The laser processing apparatus 120 according to the fifth embodiment has the same structure as the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment, except that the shape of the convex portion is different from the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment. is there.

図６は、本発明の第５実施形態に係るレーザー加工装置１２０の一部拡大図である。図６に示すように、レーザー加工装置１２０のノズル押さえ１２２は、第３実施形態に係るレーザー加工装置８０のノズル押さえ８２と同様に、円錐台形の凸形状部１２４を有する。
また、プロテクタキャップ１２６の上面１２８の中央には、上方に突出する円錐台形の凸形状部１３０が形成されている。この凸形状部１３０の周囲には、凸形状部１３０よりも下方に位置する、環状の平面が形成されている。ここで、凸形状部１３０の円錐台形を中心軸線に沿って切った場合の断面二等辺三角形の角度βは、本実施形態では９０°である。 FIG. 6 is a partially enlarged view of a laser processing apparatus 120 according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, the nozzle holder 122 of the laser processing apparatus 120 has a truncated cone-shaped convex portion 124, similarly to the nozzle holder 82 of the laser processing apparatus 80 according to the third embodiment.
Further, at the center of the upper surface 128 of the protector cap 126, a truncated cone-shaped convex portion 130 protruding upward is formed. An annular flat surface that is located below the convex portion 130 is formed around the convex portion 130. Here, the angle β of the isosceles cross section when the truncated cone of the convex portion 130 is cut along the central axis is 90 ° in the present embodiment.

ノズル押さえ１２２の下面１２３及びプロテクタキャップ１２６の上面１２８の形状に境界付けられることにより、空間１３２の上下面は、凸形状部１２４，１３０によって空間内側に凹んだ形状となっている。
このような構造の第５実施形態に係るレーザー加工装置１２０では、上記のような空間１３２の形状により、前述と同様の効果が得られる。 By being bounded by the shapes of the lower surface 123 of the nozzle retainer 122 and the upper surface 128 of the protector cap 126, the upper and lower surfaces of the space 132 have a shape recessed into the space by the convex portions 124 and 130.
In the laser processing apparatus 120 according to the fifth embodiment having such a structure, the same effect as described above can be obtained by the shape of the space 132 as described above.

［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係るレーザー加工装置１４０について説明する。第６実施形態に係るレーザー加工装置１４０は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１とは、プロテクタキャップの凸形状部の形状が異なる他は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１と同様の構造である。 [Sixth Embodiment]
Next, a laser processing apparatus 140 according to a sixth embodiment of the present invention will be described. The laser processing apparatus 140 according to the sixth embodiment is the same as the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment, except that the shape of the convex portion of the protector cap is different from the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment. This is the structure.

図７は、本発明の第６実施形態に係るレーザー加工装置１４０の一部拡大図である。図７に示すように、レーザー加工装置１４０のプロテクタキャップ１４２の上面１４４の中央には、第３実施形態のプロテクタキャップ８８と同様の、上方に突出する円錐台形の凸形状部１４６が形成されている。
したがって、ノズル押さえ１５の下面４４及びプロテクタキャップ１４２の上面１４４の形状に境界付けられることにより、空間１４８の上下面は、凸形状部４６，１４６によって空間内側に凹んだ形状となっている。
このような構造の第６実施形態に係るレーザー加工装置１４０では、上記のような空間１４８の形状により、前述と同様の効果が得られる。 FIG. 7 is a partially enlarged view of a laser processing apparatus 140 according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, a frustoconical convex portion 146 protruding upward is formed at the center of the upper surface 144 of the protector cap 142 of the laser processing apparatus 140, similar to the protector cap 88 of the third embodiment. Yes.
Therefore, the upper and lower surfaces of the space 148 are recessed inward by the convex portions 46 and 146 by being bounded by the shapes of the lower surface 44 of the nozzle retainer 15 and the upper surface 144 of the protector cap 142.
In the laser processing apparatus 140 according to the sixth embodiment having such a structure, the same effect as described above can be obtained by the shape of the space 148 as described above.

［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態に係るレーザー加工装置１５０について説明する。第７実施形態に係るレーザー加工装置１５０は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１とは、ノズル及びノズル押さえの形状が異なる他は、第１実施形態に係るレーザー加工装置１と同様の構造である。 [Seventh Embodiment]
Next, a laser processing apparatus 150 according to a seventh embodiment of the present invention will be described. The laser processing apparatus 150 according to the seventh embodiment has the same structure as the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment, except that the shape of the nozzle and the nozzle presser is different from the laser processing apparatus 1 according to the first embodiment. It is.

図８は、本発明の第７実施形態に係るレーザー加工装置１５０の一部拡大図である。図８に示すように、レーザー加工装置１５０のノズル１５２の下面の中央には、下方に突出する円柱状の凸形状部１５６が形成されている。この凸形状部１５６は、ノズル押さえ１５８に形成された取付孔１６０内に挿入され、ノズル押さえ１５８の下面から突出している。したがって、空間１６２の上面は、ノズル押さえ１５８の下面１６４と、ノズル１５２の凸形状部１５６によって境界付けられており、空間１６２の上下面は、凸形状部１５６，４０により、内側に凹んだ形状となっている。
このような構造の第７実施形態に係るレーザー加工装置１５０では、上記のような空間１６２の形状により、前述と同様の効果が得られる。 FIG. 8 is a partially enlarged view of a laser processing apparatus 150 according to the seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, a columnar convex portion 156 that protrudes downward is formed at the center of the lower surface of the nozzle 152 of the laser processing apparatus 150. The convex portion 156 is inserted into an attachment hole 160 formed in the nozzle holder 158 and protrudes from the lower surface of the nozzle holder 158. Therefore, the upper surface of the space 162 is bounded by the lower surface 164 of the nozzle holder 158 and the convex portion 156 of the nozzle 152, and the upper and lower surfaces of the space 162 are recessed inward by the convex portions 156 and 40. It has become.
In the laser processing apparatus 150 according to the seventh embodiment having such a structure, the same effect as described above can be obtained by the shape of the space 162 as described above.

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、例えば、前述の各実施形態で空間上方（ノズル側）の凸形状部及びプロテクタキャップ側の凸形状部が種々挙げられたが、これらの形状の組み合わせは任意に設定することができる。また、凸形状部は、円柱形、円錐台形に限らず、空間内に突出する形状であれば良く、例えば半球状であってもよい。   The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in each of the above-described embodiments, the convex portion on the upper space (nozzle side) and the convex portion on the protector cap side are variously mentioned. The combination of the shapes can be arbitrarily set. Further, the convex portion is not limited to a columnar shape or a truncated cone shape, and may be any shape as long as it protrudes into the space, for example, a hemispherical shape.

凸形状部は、前述の実施形態では、ノズルまたはノズル押さえの下面、及びプロテクタキャップの上面の一部から空間内部に突出するように形成されていたが、これに限らず、例えばノズルまたはノズル押さえの下面、及びプロテクタキャップの上面の全部が空間内側に向かって突出するように形成されていてもよい。要するに、凸形状部は、空間の上下面の少なくとも一部に形成されていればよい。   In the above-described embodiment, the convex portion is formed so as to protrude into the space from a part of the lower surface of the nozzle or the nozzle retainer and the upper surface of the protector cap. All of the lower surface and the upper surface of the protector cap may be formed so as to protrude toward the inside of the space. In short, the convex portion only needs to be formed on at least a part of the upper and lower surfaces of the space.

エア供給口は、前述の実施形態では、ノズル押さえの下面に形成されていたが、これに限らず、噴流液柱が空間内に噴射される位置または凸形状部の最も空間側に突出した位置、つまり前述の実施形態ではノズル押さえの貫通孔またはノズルの下面よりも上方の位置であれば、例えばハウジングの空間に露出する内面等、任意の箇所に形成することができる。また、エア供給口は、空間に供給されるエアが噴射された噴流液柱に直接当たらない位置であれば、必ずしも噴流液柱が空間内に噴射される位置または凸形状部の最も空間側に突出した位置よりも上方の位置でなくてもよい。   In the above-described embodiment, the air supply port is formed on the lower surface of the nozzle holder. However, the air supply port is not limited to this, and the position where the jet liquid column is injected into the space or the position where the convex portion protrudes to the most space side. That is, in the above-described embodiment, any position such as the inner surface exposed to the space of the housing can be formed as long as the position is higher than the through hole of the nozzle press or the lower surface of the nozzle. Further, if the air supply port is a position where the air supplied to the space does not directly hit the jet liquid column that is jetted, the air supply port is not necessarily located at the position where the jet liquid column is jetted into the space or the most space side of the convex portion. The position does not have to be higher than the protruding position.

また、同様に、エア排出口は、第１実施形態等ではプロテクタキャップの上面に形成されていたが、これに限らず、プロテクタキャップの流通路の空間への開口位置または凸形状部の最も空間側に突出した位置よりも下方の位置であれば、例えば第２実施形態のプロテクタキャップのように、ハウジングの内面に形成してもよい。また、エア排出口は、エア供給口から供給されたエアが噴流液柱に直接当たることなくエア排出口まで案内される位置であれば、必ずしも流通路の空間への開口位置または凸形状部の最も空間側に突出した位置よりも下方の位置でなくてもよい。   Similarly, the air discharge port is formed on the upper surface of the protector cap in the first embodiment or the like. However, the present invention is not limited to this, and the opening position to the space of the flow path of the protector cap or the most space of the convex portion. If it is a position below the position protruding to the side, it may be formed on the inner surface of the housing, for example, like the protector cap of the second embodiment. In addition, the air discharge port is not necessarily in the position of the opening to the space of the flow path or the convex portion as long as the air supplied from the air supply port is guided to the air discharge port without directly hitting the jet liquid column. The position may not be lower than the position that protrudes most toward the space.

第３実施形態の構造のレーザー加工装置８０で、レーザー加工ヘッド２の下方にガラス板を配置して噴流液柱Ｆを噴射し、レーザー加工ヘッド２の最下方の位置、即ちプロテクタキャップ８８の下面とガラス板との間の距離を、噴流液柱Ｆが散らない距離である２５ｍｍに設定した。また、ノズル孔１２の直径を６０μｍ、噴流液体の噴射圧力を２５ＭＰａとした。
上記の条件下で、整流手段８を作動させ、噴流液柱Ｆを乱すことなくエアの流量をどの程度まで上げることができるかを確認した。 In the laser processing apparatus 80 having the structure of the third embodiment, a glass plate is arranged below the laser processing head 2 to spray the jet liquid column F, and the lowest position of the laser processing head 2, that is, the lower surface of the protector cap 88. The distance between the glass plate and the glass plate was set to 25 mm, which is the distance at which the jet liquid column F is not scattered. The diameter of the nozzle hole 12 was 60 μm, and the jet pressure of the jet liquid was 25 MPa.
Under the above-described conditions, the rectifying means 8 was operated, and it was confirmed to what extent the air flow rate could be increased without disturbing the jet liquid column F.

実施例１のレーザー加工装置において、プロテクタキャップ８８側の凸形状部９２の角度βを９０°としたレーザー加工装置を用いて実施例１と同じ実験を行った。   In the laser processing apparatus of Example 1, the same experiment as in Example 1 was performed using a laser processing apparatus in which the angle β of the convex portion 92 on the protector cap 88 side was 90 °.

実施例１のレーザー加工装置において、プロテクタキャップ８８側の凸形状部９２の形状を円柱状とした構造のレーザー加工装置を用いて実施例１と同じ実験を行った。   In the laser processing apparatus of Example 1, the same experiment as in Example 1 was performed using a laser processing apparatus having a structure in which the shape of the convex portion 92 on the protector cap 88 side was a columnar shape.

第６実施形態の構造のレーザー加工装置１４０を用いて実施例１と同じ実験を行った。   The same experiment as in Example 1 was performed using the laser processing apparatus 140 having the structure of the sixth embodiment.

実施例４のレーザー加工装置１４０において、プロテクタキャップ１４２の凸形状部１４６の角度βを９０°としたレーザー加工装置を用いて実施例１と同じ実験を行った。   In the laser processing apparatus 140 of Example 4, the same experiment as in Example 1 was performed using a laser processing apparatus in which the angle β of the convex portion 146 of the protector cap 142 was 90 °.

実施例４のレーザー加工装置１４０において、プロテクタキャップ１４２の凸形状部１４６を円柱状としたレーザー加工装置１を用いて実施例１と同じ実験を行った。   In the laser processing apparatus 140 of Example 4, the same experiment as Example 1 was performed using the laser processing apparatus 1 in which the convex portion 146 of the protector cap 142 was formed in a cylindrical shape.

〔比較例１〕
第３実施形態のレーザー加工装置８０において、ノズル押さえ８２の凸形状部８６を削除して平坦な下面８４としたレーザー加工装置を用いて実施例１と同じ実験を行った。 [Comparative Example 1]
In the laser processing apparatus 80 of the third embodiment, the same experiment as in Example 1 was performed using a laser processing apparatus in which the convex shape portion 86 of the nozzle presser 82 was deleted to form a flat lower surface 84.

〔比較例２〕
比較例１のレーザー加工装置において、プロテクタキャップ８８側の凸形状部９２の角度βを９０°としたレーザー加工装置を用いて実施例１と同じ実験を行った。 [Comparative Example 2]
In the laser processing apparatus of Comparative Example 1, the same experiment as in Example 1 was performed using a laser processing apparatus in which the angle β of the convex portion 92 on the protector cap 88 side was 90 °.

〔比較例３〕
比較例１のレーザー加工装置において、プロテクタキャップ８８側の凸形状部９２を円柱状としたレーザー加工装置を用いて実施例１と同じ実験を行った。 [Comparative Example 3]
In the laser processing apparatus of Comparative Example 1, the same experiment as in Example 1 was performed using a laser processing apparatus in which the convex portion 92 on the protector cap 88 side was formed in a cylindrical shape.

〔実施例と比較例の結果〕
実施例１〜６においては、噴流液柱Ｆを乱すことなく空間に供給することができるエアの最大流量は５Ｌ／ｍｉｎであった。
一方、比較例１〜３においては、噴流液柱Ｆを乱すことなく空間に供給することができるエアの最大流量は、それぞれ１．５Ｌ／ｍｉｎ、２．３Ｌ／ｍｉｎ、及び２．２Ｌ／ｍｉｎであった。
以上のように、本発明の構造のレーザー加工装置を用いれば、噴流液柱を乱すことなく空間に供給することができるエアの最大流量を従来よりも大きくすることができることが確認できた。 [Results of Examples and Comparative Examples]
In Examples 1 to 6, the maximum flow rate of air that can be supplied to the space without disturbing the jet liquid column F was 5 L / min.
On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, the maximum air flow rates that can be supplied to the space without disturbing the jet liquid column F are 1.5 L / min, 2.3 L / min, and 2.2 L / min, respectively. Met.
As described above, it was confirmed that the maximum flow rate of air that can be supplied to the space without disturbing the jet liquid column can be increased by using the laser processing apparatus having the structure of the present invention.

１，７０，８０，１００，１２０，１４０，１５０ レーザー加工装置
２ レーザー加工ヘッド
４ 光学装置
６ 液体噴射手段
８ 整流手段
１０ ハウジング
１２ ノズル孔
１４，１５２ ノズル
１５，８２，１０２，１２２ ノズル押さえ
３２，８８，１０８，１２６，１４２ プロテクタキャップ
３４，９４，１１４，１３２，１４８，１６２ 空間
４０，９２，１１２，１３０，１４６ 凸形状部
４２ 流通路
４６，８６，１０６，１２４，１５６ 凸形状部
６４ エア供給口
６６，７４ エア排出口 1, 70, 80, 100, 120, 140, 150 Laser processing apparatus 2 Laser processing head 4 Optical apparatus 6 Liquid ejecting means 8 Rectifying means 10 Housing 12 Nozzle hole 14, 152 Nozzle 15, 82, 102, 122 Nozzle retainer 32, 88, 108, 126, 142 Protector cap 34, 94, 114, 132, 148, 162 Space 40, 92, 112, 130, 146 Convex shaped part 42 Flow passage 46, 86, 106, 124, 156 Convex shaped part 64 Air Supply port 66, 74 Air discharge port

Claims (5)

レーザー光を発生するレーザー発振器と、被加工物に噴流液体を噴射するノズルと、このノズルに前記噴流液体を供給する液体供給手段と、を有し、前記ノズルから噴射された噴流液柱内に導かれたレーザー光によって被加工物を加工するレーザー加工装置であって、
前記ノズルと前記被加工物との間に配置され前記ノズルを保護するプロテクタキャップと、
前記ノズルと前記プロテクタキャップとの間に形成される空間にエアを供給するエア供給手段と、を備え、
前記プロテクタキャップは、前記噴流液柱が通過可能な流通路を有し、
前記プロテクタキャップと前記ノズルとの間の前記空間の前記ノズル側の面及び前記プロテクタキャップ側の面の少なくとも一部は、前記空間内側に向かって突出する凸形状部で境界付けられる、
ことを特徴とするレーザー加工装置。 A laser oscillator that generates laser light; a nozzle that jets a jet liquid to a workpiece; and a liquid supply unit that supplies the jet liquid to the nozzle, and the jet liquid column jetted from the nozzle A laser processing apparatus for processing a workpiece by guided laser light,
A protector cap disposed between the nozzle and the workpiece to protect the nozzle;
An air supply means for supplying air to a space formed between the nozzle and the protector cap,
The protector cap has a flow path through which the jet liquid column can pass,
At least a part of the surface on the nozzle side and the surface on the protector cap side of the space between the protector cap and the nozzle is bounded by a convex-shaped portion protruding toward the inside of the space,
Laser processing equipment characterized by that. 前記エア供給手段は、前記ノズルの噴射口の周囲で前記空間に連通して前記空間内にエアを供給するエア供給口と、前記流通路の周囲で前記空間に連通して前記空間内からエアを排出するエア排出口と、を備える、
請求項１に記載のレーザー加工装置。 The air supply means communicates with the space around the nozzle injection port to supply air into the space, and communicates with the space around the flow path and communicates with air from within the space. An air outlet for discharging air,
The laser processing apparatus according to claim 1. 前記エア供給口は、前記ノズル側の前記凸形状部の最も突出した位置よりも前記ノズル側に位置し、
前記エア排出口は、前記プロテクタキャップ側の前記凸形状部の最も突出した位置よりも前記プロテクタキャップ側に位置する、
請求項２に記載のレーザー加工装置。 The air supply port is located on the nozzle side from the most protruding position of the convex portion on the nozzle side,
The air discharge port is located on the protector cap side from the most protruding position of the convex portion on the protector cap side.
The laser processing apparatus according to claim 2. 前記空間の前記ノズル側の前記凸形状部は、前記ノズルの前記空間に露出する面、または前記ノズルを支持するノズル押さえの前記空間に露出する面に形成される、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載のレーザー加工装置。 The convex portion on the nozzle side of the space is formed on a surface exposed to the space of the nozzle or a surface exposed to the space of a nozzle presser supporting the nozzle.
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記空間の前記ノズル側及び前記プロテクタキャップ側の前記凸形状部は、円柱形または円錐台形である、
請求項１から請求項４のいずれか1項に記載のレーザー加工装置。 The convex portion on the nozzle side and the protector cap side of the space is a columnar shape or a truncated cone shape,
The laser processing apparatus according to any one of claims 1 to 4.
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