JP6280720B2

JP6280720B2 - レーザ切断装置

Info

Publication number: JP6280720B2
Application number: JP2013206707A
Authority: JP
Inventors: 小松　由尚; 由尚小松; 赤羽　崇; 崇赤羽; 真大平; 藤谷　泰之; 泰之藤谷
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2018-02-14
Anticipated expiration: 2033-10-01
Also published as: JP2015071168A

Description

本発明は、被切断部材に対してレーザを照射させることで、部材を溶融させ切断するレーザ切断装置に関するものである。

被切断部材にレーザを照射させて切断する場合、レーザの外側にアシストガスを噴出することで、溶融部材を吹飛ばす必要がある。このとき、切断雰囲気が気中であっても、アシストガスが適正に切断溝へ流入するように、このアシストガスの外側にシールドガスを噴出する必要がある。また、切断雰囲気が水中であるとき、レーザは、水中で急速に減衰してしまうことから、このレーザの照射領域に空気層を形成するように、アシストガスの外側に空洞形成用ガスを噴出すると共に、空洞形成用ガスの外側に空洞形成水を噴出する必要がある。

このようなレーザ切断装置としては、例えば、下記特許文献に記載されたものがある。特許文献１に記載されたレーザ切断方法は、被切断面に対してレーザビームを照射すると共に、レーザビームに沿ってインナーアシストガスを噴射し、インナーアシストガスに沿ってアウターアシストガスを噴射するものであり、インナーアシストガス及びアウターアシストガスを旋回させて噴射させている。

特開平０７−００９１８４号公報

従来のレーザ切断装置にあっては、切断雰囲気が気中のとき、アシストガスの噴射ノズルとシールドガスの噴射ノズルが必要であり、切断雰囲気が水中のとき、アシストガスの噴射ノズルと空洞形成用ガスの噴射ノズルと空洞形成水の噴射ノズルが必要となる。そのため、装置が複雑化すると共に大型化してしまい、狭い場所での切断作業が困難となってしまう。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、構造の簡素化及び小型化を可能として作業性の向上を図るレーザ切断装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明のレーザ切断装置は、レーザ光を照射可能なレーザ光照射装置と、前記レーザ光の切断部にアシストガスを噴出可能なアシストガス噴射ノズルと、前記アシストガス噴射ノズルの先端部に設けられて外側へのアシストガスの漏洩を抑制する抵抗部材と、を有することを特徴とするものである。

従って、レーザ光照射装置は、被切断部材の表面に向けてレーザ光を照射することで、このレーザ光により被切断部材を切断し、アシストガス噴射ノズルは、レーザ光の切断部にアシストガスを噴出することで、溶融部材を切断溝に導く。このとき、抵抗部材は、アシストガス噴射ノズルの先端部と被切断部材の表面との間で、外側へのアシストガスの漏洩を抑制することから、溶融部材を切断溝に適正に導くことができる。その結果、先端部に多数の噴射ノズルを配置する必要がなく、構造の簡素化及び小型化を可能とし、狭い場所での切断作業が容易となり、作業性を向上することができる。

本発明のレーザ切断装置では、前記アシストガスの外側に空洞形成ガスを噴出可能な空洞形成ガス噴射ノズルが設けられ、前記抵抗部材は、前記空洞形成ガス噴射ノズルの先端部に設けられることを特徴としている。

従って、レーザ光照射装置は、被切断部材の表面に向けてレーザ光を照射することで、このレーザ光により被切断部材を切断し、アシストガス噴射ノズルは、レーザ光の切断部にアシストガスを噴出することで、溶融部材を切断溝から排出し、空洞形成ガス噴射ノズルは、アシストガスの外側に空洞形成ガスを噴出することで、内部に空洞部を形成する。このとき、抵抗部材は、空洞形成ガス噴射ノズルの先端部と被切断部材の表面との間で、外側へのアシストガスの漏洩を抑制することから、水中であっても、溶融部材を切断溝から適正に排出することができる。

本発明のレーザ切断装置では、前記抵抗部材は、円筒形状をなし、先端部が被切断部材の表面に摺接可能であることを特徴としている。

従って、抵抗部材が円筒形状をなして先端部が被切断部材の表面に摺接可能であることから、作業中に移動しても、ノズルの先端部と被切断部材の表面との間からのアシストガスや空洞形成ガスの漏洩を適正に抑制することができる。

本発明のレーザ切断装置では、前記抵抗部材は、先端部が拡径した形状をなすことを特徴としている。

従って、抵抗部材の先端部が拡径した形状をなすことから、抵抗部材の先端部が被切断部材の表面に摺接しても、抵抗部材の先端部が被切断部材の表面から逸脱しにくくなり、ノズルの先端部と被切断部材の表面との間からのアシストガスや空洞形成ガスの漏洩を適正に抑制することができる。

本発明のレーザ切断装置では、前記抵抗部材は、先端部が外側に向けて湾曲した形状をなすことを特徴としている。

従って、抵抗部材の先端部が外側に向けて湾曲した形状をなすことから、抵抗部材の先端部が被切断部材の表面に摺接しても、抵抗部材の先端部が被切断部材の表面から逸脱しにくくなり、ノズルの先端部と被切断部材の表面との間からのアシストガスや空洞形成ガスの漏洩を適正に抑制することができる。

本発明のレーザ切断装置では、前記抵抗部材は、多孔質材料により形成されることを特徴としている。

従って、抵抗部材が多孔質材料により形成されることで、ノズルの先端部と被切断部材の表面との間の空洞部に圧力が高圧にならずに適正圧に維持することができ、抵抗部材の先端部と被切断部材の表面との間からの大量のアシストガスや空洞形成ガスの漏洩を適正に抑制することができる。

本発明のレーザ切断装置では、前記抵抗部材は、基端部が気密材料により形成され、先端部が多孔質材料により形成されることを特徴としている。

従って、抵抗部材の基端部を気密材料とし、先端部を多孔質材料とすることで、ノズルの先端部と被切断部材の表面との間の空洞部に圧力が高圧にならずに適正圧に維持することができ、抵抗部材の先端部と被切断部材の表面との間からの大量のアシストガスや空洞形成ガスの漏洩を適正に抑制することができる。

本発明のレーザ切断装置では、前記アシストガス噴射ノズルが屈曲して設けられると共に、内部にレーザ光を屈曲方向に反射可能な反射部材が設けられ、前記抵抗部材は、円板形状をなし、前記アシストガス噴射ノズルの外周部に配置されることを特徴としている。

従って、被切断部材が円筒形状をなすとき、レーザ光を反射部材により屈曲させることで、被切断部材の内面に適正に照射することができ、アシストガス噴射ノズルを屈曲して設けることで、レーザ光の切断部にアシストガスを適正に噴射することができ、円筒形状の被切断部材を適正に切断することができる。また、このとき、円板形状をなす抵抗部材により、ノズルの先端部と被切断部材の内面との間からのアシストガスや空洞形成ガスの漏洩を適正に抑制することができる。

本発明のレーザ切断装置では、前記抵抗部材は、前記アシストガス噴射ノズルの先端部における両側にアシストガスの噴射方向に平行をなして設けられることを特徴としている。

従って、抵抗部材をアシストガス噴射ノズルの両側に設けることで、抵抗部材によりノズルの先端部と被切断部材の表面との間で外側へのアシストガスの漏洩を抑制することから、水中であっても、適正に切断作業を行うことができる。

本発明のレーザ切断装置によれば、アシストガス噴射ノズルの先端部に外側へのアシストガスの漏洩を抑制する抵抗部材を設けるので、先端部に多数の噴射ノズルを配置する必要がなく、構造の簡素化及び小型化を可能とし、狭い場所での切断作業が容易となり、作業性を向上することができる。

図１は、第１実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図２は、第１実施形態における別の水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図３は、第１実施形態における気中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図４は、第２実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図５は、第２実施形態における気中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図６は、第３実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図７は、第３実施形態における気中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図８は、第４実施形態のレーザ切断装置の要部断面図である。図９は、第５実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図１０は、第６実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。図１１は、第６実施形態における気中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明のレーザ切断装置の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図、図２は、第１実施形態における別の水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図、図３は、第１実施形態における気中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。

第１実施形態にて、図１に示すように、レーザ切断装置１０は、水中Ｗでの被切断部材Ａの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１と、アシストガス噴射ノズル１２と、空洞形成ガス噴射ノズル１３と、抵抗部材１４とから構成されている。

レーザ光照射装置１１は、図示しない加工ヘッドに設けられ、レーザ光（レーザビーム）Ｌを照射可能である。アシストガス噴射ノズル１２は、円筒形状をなすアシストガス通路２１を有し、基端部が加工ヘッドに固定され、先端部が縮径したノズル部２２が形成されている。そして、アシストガス噴射ノズル１２は、アシストガス通路２１にアシストガスＧ１を供給可能なアシストガス供給装置２３が接続されている。そのため、レーザ光照射装置１１は、このアシストガス噴射ノズル１２におけるアシストガス通路２１の中心を通してノズル部２２からレーザ光Ｌを照射可能であり、アシストガス噴射ノズル１２は、ノズル部２２からレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能となっている。

空洞形成ガス噴射ノズル１３は、円筒形状をなす空洞形成ガス通路２４を有し、基端部が加工ヘッドに固定され、先端部が縮径したノズル部２５が形成されている。空洞形成ガス噴射ノズル１３は、空洞形成ガス通路２４に空洞形成ガスＧ２を供給可能な空洞形成ガス供給装置２６が接続されている。そのため、空洞形成ガス噴射ノズル１３は、ノズル部２５からアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出可能となっている。

抵抗部材１４は、空洞形成ガス噴射ノズル１３の先端部に設けられている。この抵抗部材１４は、アシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制するものである。抵抗部材１４は、円筒形状をなし、基端部が空洞形成ガス噴射ノズル１３のノズル部２５の外周部に固定され、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能となっている。この抵抗部材１４は、先端部が拡径すると共に、この先端部が外側に向けて湾曲したラッパ形状をなしている。即ち、抵抗部材１４は、円筒形状をなす取付部１４ａと、被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接する摺接部１４ｂと、先端が湾曲して被切断部材Ａの表面Ａ１から離間するように反り返る湾曲部１４ｃとを有している。

また、抵抗部材１４は、多孔質材料により形成されており、少なくとも先端部が弾性変形可能となっている。多孔質材料としては、スポンジ、多孔板（パンチングメタル）、金網、セラミックなどを用いるとよい。

ここで、第１実施形態のレーザ切断装置１０による被切断部材Ａの切断作業について説明する。本実施形態では、水中Ｗでの被切断部材Ａの切断作業である。

まず、レーザ光照射装置１１は、アシストガス通路２１を通して被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。次に、アシストガス噴射ノズル１２は、アシストガス通路２１を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出すると共に、空洞形成ガス噴射ノズル１３は、空洞形成ガス通路２４を通してアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出する。

すると、空洞形成ガス噴射ノズル１３の先端部に固定された抵抗部材１４は、摺接部１４ｂが被切断部材Ａの表面Ａ１に密着しており、水中Ｗに対して空洞部Ｃが区画される。そして、この空洞部Ｃは、アシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２が供給されることから、水が外部に排除されてガスＧ１，Ｇ２が充填される。なお、このアシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２は、空気、酸素ガス、不活性ガス（窒素ガスなど）であり、両者を同様のものとしてもよく、また、アシストガスＧ１を不活性ガスとし、空洞形成ガスＧ２を空気としてもよい。

そして、抵抗部材１４は、多孔質体で形成されていることから、空洞部Ｃにあった水がこの抵抗部材１４を通過して外部に排出される。このとき、空洞形成ガスＧ２が所定の割合で抵抗部材１４を通過して外部に排出されることで、空洞部Ｃの内圧（空間静圧）が水中Ｗの外圧（水圧）より高く維持され、水中Ｗから空洞部Ｃへの水の浸入が阻止される。また、空洞形成ガスＧ２がアシストガスＧ１の外側に噴出されることで、抵抗部材１４からのアシストガスＧ１の漏洩が抑制される。この空洞部Ｃの内圧を水中Ｗの外圧より高く維持するため、抵抗部材１４の開口率、アシストガスＧ１の供給量（供給速度）、空洞形成ガスＧ２の供給量（供給速度）などが適正値に設定されている。

そのため、空洞部Ｃは、水が浸入しないでガスＧ１，Ｇ２が充填された状態に維持されることとなり、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して被切断部材Ａの表面Ａ１に適正に照射され、被切断部材Ａを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ａ２から水中Ｗに排除する。

また、レーザ切断装置１０により被切断部材Ａを切断するとき、上述した状態で、レーザ切断装置１０を被切断部材Ａの表面Ａ１に沿って平行移動していく。このとき、抵抗部材１４は、摺接部１４ｂが被切断部材Ａの表面Ａ１に密着した状態で移動することで、空洞部Ｃへの水の浸入が阻止され、水中Ｗの外圧により高い空洞部Ｃの内圧が維持される。また、抵抗部材１４は、先端部に湾曲部１４ｃが設けられていることから、摺接部１４ｂが被切断部材Ａの表面Ａ１に密着したまま移動するとき、ステックなどが抑制される。また、抵抗部材１４は、先端部が弾性変形可能であることからも、被切断部材Ａの表面Ａ１形状にかかわらず、被切断部材Ａの表面Ａ１に密着したまま移動できる。

なお、上述した実施形態のレーザ切断装置１０は、アシストガス噴射ノズル１２が縮径したノズル部２２を有し、空洞形成ガス噴射ノズル１３が縮径したノズル部２５を有しているが、この構造に限定されるものではない。

図２に示すように、レーザ切断装置３０は、水中Ｗでの被切断部材Ａの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１と、アシストガス噴射ノズル３２と、空洞形成ガス噴射ノズル３３と、抵抗部材３４とから構成されている。

アシストガス噴射ノズル３２は、円筒形状をなすアシストガス通路４１を有し、基端部が加工ヘッドに固定され、先端部が同径のノズル部４２が形成されている。そして、アシストガス噴射ノズル３２は、アシストガス通路４１にアシストガスＧ１を供給可能なアシストガス供給装置２３が接続されている。そのため、レーザ光照射装置１１は、このアシストガス噴射ノズル３２におけるアシストガス通路４１の中心を通してノズル部４２からレーザ光Ｌを照射可能であり、アシストガス噴射ノズル３２は、ノズル部４２からレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能となっている。

空洞形成ガス噴射ノズル３３は、円筒形状をなす空洞形成ガス通路４４を有し、基端部が加工ヘッドに固定され、先端部が同径のノズル部４５が形成されている。空洞形成ガス噴射ノズル３３は、空洞形成ガス通路４４に空洞形成ガスＧ２を供給可能な空洞形成ガス供給装置２６が接続されている。そのため、空洞形成ガス噴射ノズル３３は、ノズル部４５からアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出可能となっている。

抵抗部材３４は、空洞形成ガス噴射ノズル３３の先端部に設けられている。この抵抗部材３４は、アシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制するものである。抵抗部材３４は、円筒形状をなし、基端部が空洞形成ガス噴射ノズル３３のノズル部４５の外周部に固定され、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能となっている。この抵抗部材３４は、先端部が拡径すると共に、この先端部が外側に向けて湾曲したラッパ形状をなしている。また、抵抗部材３４は、多孔質材料により形成されており、少なくとも先端部が弾性変形可能となっている。

ここで、レーザ切断装置３０による被切断部材Ａの切断作業について説明する。本実施形態では、水中Ｗでの被切断部材Ａの切断作業である。

まず、レーザ光照射装置１１は、アシストガス通路４１を通して被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。次に、アシストガス噴射ノズル３２は、アシストガス通路４１を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出すると共に、空洞形成ガス噴射ノズル３３は、空洞形成ガス通路４４を通してアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出する。

すると、空洞形成ガス噴射ノズル３３の先端部に固定された抵抗部材３４は、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に密着しており、水中Ｗに対して空洞部Ｃが区画される。そして、この空洞部Ｃは、アシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２が供給されることから、水が外部に排除されてガスＧ１，Ｇ２が充填される。そして、抵抗部材３４は、多孔質体で形成されていることから、空洞部Ｃにあった水がこの抵抗部材３４を通過して外部に排出されることで、空洞部Ｃの内圧（空間静圧）が水中Ｗの外圧（水圧）より高く維持され、水中Ｗから空洞部Ｃへの水の浸入が阻止される。また、空洞形成ガスＧ２がアシストガスＧ１の外側に噴出されることで、抵抗部材３４からのアシストガスＧ１の漏洩が抑制される。

また、上述した実施形態のレーザ切断装置１０，３０は、水中Ｗで使用するものであり、気中で使用するものは、構造が簡素化される。図３に示すように、レーザ切断装置５０は、気中Ｑで被切断部材Ａの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１と、アシストガス噴射ノズル１２と、抵抗部材５４とから構成されている。

抵抗部材５４は、アシストガス噴射ノズル１２の先端部に設けられている。この抵抗部材５４は、アシストガスＧ１の漏洩を抑制するものである。抵抗部材５４は、円筒形状をなし、基端部がアシストガス噴射ノズル１２のノズル部２２の外周部に固定され、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能となっている。この抵抗部材５４は、先端部が拡径すると共に、この先端部が外側に向けて湾曲したラッパ形状をなしている。また、抵抗部材５４は、多孔質材料により形成されており、少なくとも先端部が弾性変形可能となっている。

ここで、レーザ切断装置５０による被切断部材Ａの切断作業について説明する。本実施例では、気中Ｑでの被切断部材Ａの切断作業である。

まず、レーザ光照射装置１１は、アシストガス通路２１を通して被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。次に、アシストガス噴射ノズル１２は、アシストガス通路２１を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出する。すると、アシストガス噴射ノズル１２の先端部に固定された抵抗部材５４は、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に密着しており、気中Ｑに対して空洞部Ｃが区画される。そして、この空洞部Ｃは、アシストガスＧ１が供給されて充填される。

そして、抵抗部材５４は、多孔質体で形成されていることから、アシストガスＧ１が所定の割合で抵抗部材５４を通過して外部に排出されることで、空洞部Ｃの内圧（空間静圧）が気中Ｑの外圧（水圧）より高く維持される。また、この抵抗部材５４によりアシストガスＧ１の多大な漏洩が抑制される。そのため、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して被切断部材Ａの表面Ａ１に適正に照射され、被切断部材Ａを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ａ２から水中に排除する。

なお、レーザ切断装置５０を気中Ｑで被切断部材Ａを切断するものとしたが、アシストガス噴射ノズル１２により空洞部Ｃへ噴出するアシストガスの供給量（供給速度）や抵抗部材５４の開口率を調整することで、水中Ｗで使用することもできる。

このように第１実施形態のレーザ切断装置にあっては、レーザ光Ｌを照射可能なレーザ光照射装置１１と、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能なアシストガス噴射ノズル１２，３２と、アシストガス噴射ノズル１２，３２（空洞形成ガス噴射ノズル１３，３３）の先端部に設けられて外側へのアシストガスＧ１（空洞形成ガスＧ２）の漏洩を抑制する抵抗部材１４，３４，５４とを設けている。

従って、レーザ光照射装置１１は、被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射することで、このレーザ光Ｌにより被切断部材Ａを切断し、アシストガス噴射ノズル１２，３２は、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出することで、溶融部材を切断溝Ａ２に導く。このとき、抵抗部材１４，３４，５４は、アシストガス噴射ノズル１２，３２の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間で、外側へのアシストガスＧ１の漏洩を抑制することから、溶融部材を切断溝Ａ２から適正に排出することができる。その結果、先端部に多数の噴射ノズルを配置する必要がなく、構造の簡素化及び小型化を可能とし、狭い場所での切断作業が容易となり、作業性を向上することができる。

第１実施形態のレーザ切断装置では、アシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出可能な空洞形成ガス噴射ノズル１３，３３を設け、抵抗部材１４，３４を空洞形成ガス噴射ノズル１３，３３の先端部に設けている。従って、レーザ光照射装置１１は、被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射することで、このレーザ光Ｌにより被切断部材Ａを切断し、アシストガス噴射ノズル１２，３２は、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出することで、溶融部材を切断溝Ａ２に導き、空洞形成ガス噴射ノズル１３，３３は、アシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出することで、内部に空洞部Ｃを形成する。このとき、抵抗部材１４，３４は、空洞形成ガス噴射ノズル１３，３３の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間で、外側へのアシストガスＧ１の漏洩を抑制することから、水中Ｗであっても、溶融部材を切断溝Ａ２から適正に排出することができる。

第１実施形態のレーザ切断装置では、抵抗部材１４，３４，５４を円筒形状とし、先端部を被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能としている。従って、作業中に移動しても、各ノズ１２，１３，３２，３３の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間からのアシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を適正に抑制することができる。

第１実施形態のレーザ切断装置では、抵抗部材１４，３４，５４の先端部を拡径した形状としている。従って、抵抗部材１４，３４，５４の先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接しても、抵抗部材１４，３４，５４の先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１から逸脱しにくくなり、各ノズル１２，１３，３２，３３の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間からのアシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を適正に抑制することができる。

第１実施形態のレーザ切断装置では、抵抗部材１４，３４，５４の先端部が外側に向けて湾曲した形状としている。従って、抵抗部材１４，３４，５４の先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接しても、抵抗部材１４，３４，５４の先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１から逸脱しにくくなり、各ノズル１２，１３，３２，３３の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間からのアシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を適正に抑制することができる。

第１実施形態のレーザ切断装置では、抵抗部材１４，３４，５４を多孔質材料により形成している。従って、ノズル１２，１３，３２，３３の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間の空洞部Ｃの圧力が高圧にならずに適正圧に維持することができ、抵抗部材１４，３４，５４の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間からの大量のアシストガＧ１スや空洞形成ガスＧ２の漏洩を適正に抑制することができる。

［第２実施形態］
図４は、第２実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図、図５は、第２実施形態における気中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態にて、図４に示すように、レーザ切断装置６０は、水中Ｗで被切断部材Ａの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１と、アシストガス噴射ノズル１２と、空洞形成ガス噴射ノズル１３と、抵抗部材６１とから構成されている。

ここで、レーザ光照射装置１１とアシストガス噴射ノズル１２と空洞形成ガス噴射ノズル１３は、第１実施形態と同様であることから詳細な説明は省略する。

抵抗部材６１は、空洞形成ガス噴射ノズル１３の先端部に設けられている。この抵抗部材６１は、アシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制するものである。抵抗部材６１は、円筒形状をなし、基端部が空洞形成ガス噴射ノズル１３のノズル部２５の外周部に固定され、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能となっている。この抵抗部材６１は、多孔質材料により形成されている。

そのため、レーザ切断装置６０を用いて水中Ｗで被切断部材Ａを切断する場合、レーザ光照射装置１１は、アシストガス通路２１を通して被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。アシストガス噴射ノズル１２は、アシストガス通路２１を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出する。また、空洞形成ガス噴射ノズル１３は、空洞形成ガス通路２４を通してアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出する。

抵抗部材６１は、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に密着しており、水中Ｗに対して空洞部Ｃが区画され、この空洞部Ｃは、アシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２が供給されることから、抵抗部材６１を通して水が外部に排除される。すると、空洞部ＣへのガスＧ１，Ｇ２の供給により、空洞部Ｃの内圧（空間静圧）が水中Ｗの外圧（水圧）より高く維持され、空洞部Ｃへの水の浸入が阻止される。また、空洞形成ガスＧ２がアシストガスＧ１の外側に噴出されることで、抵抗部材６１からのアシストガスＧ１の漏洩が抑制される。そのため、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して被切断部材Ａの表面Ａ１に適正に照射され、被切断部材Ａを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ａ２から水中Ｗに排除する。

また、本実施形態にて、図５に示すように、レーザ切断装置７０は、気中Ｑで被切断部材Ａの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１と、アシストガス噴射ノズル１２と、抵抗部材７１とから構成されている。

ここで、レーザ光照射装置１１とアシストガス噴射ノズル１２は、第１実施形態と同様であることから詳細な説明は省略する。

抵抗部材７１は、アシストガス噴射ノズル１２の先端部に設けられている。この抵抗部材７１は、アシストガスＧ１の漏洩を抑制するものである。抵抗部材７１は、円筒形状をなし、基端部がアシストガス噴射ノズル１２のノズル部２２の外周部に固定され、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能となっている。この抵抗部材７１は、多孔質材料により形成されている。

そのため、レーザ切断装置７０を用いて気中Ｑで被切断部材Ａを切断する場合、レーザ光照射装置１１は、アシストガス通路２１を通して被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。アシストガス噴射ノズル１２は、アシストガス通路２１を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出する。抵抗部材７１は、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に密着しており、空洞部Ｃの内圧（空間静圧）が気中Ｑの外圧（水圧）より高く維持され、アシストガスＧ１の多大な漏洩が抑制される。そのため、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して被切断部材Ａの表面Ａ１に適正に照射され、被切断部材Ａを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ａ２から水中に排除する。

このように第２実施形態のレーザ切断装置にあっては、レーザ光Ｌを照射可能なレーザ光照射装置１１と、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能なアシストガス噴射ノズル１２と、アシストガス噴射ノズル１２（空洞形成ガス噴射ノズル１３）の先端部に設けられて外側へのアシストガスＧ１（空洞形成ガスＧ２）の漏洩を抑制する抵抗部材６１，７１とを設けている。

従って、抵抗部材６１，７１は、ノズル１２，１３の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間で、外側へのアシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制することから、溶融部材を切断溝Ａ２から適正に排出することができる。その結果、先端部に多数の噴射ノズルを配置する必要がなく、構造の簡素化及び小型化を可能とし、狭い場所での切断作業が容易となり、作業性を向上することができる。この場合、抵抗部材６１，７１の構造を簡素化することで、低コスト化を可能とすることができる。

［第３実施形態］
図６は、第３実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図、図７は、第３実施形態における気中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第３実施形態にて、図６に示すように、レーザ切断装置８０は、水中Ｗで被切断部材Ａの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１と、アシストガス噴射ノズル１２と、空洞形成ガス噴射ノズル１３と、抵抗部材８１とから構成されている。

抵抗部材８１は、空洞形成ガス噴射ノズル１３の先端部に設けられている。この抵抗部材８１は、アシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制するものである。抵抗部材８１は、円筒形状をなし、基端部が空洞形成ガス噴射ノズル１３のノズル部２５の外周部に固定され、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能となっている。この抵抗部材８１は、気密部材により形成されている。

そのため、レーザ切断装置８０を用いて水中Ｗで被切断部材Ａを切断する場合、レーザ光照射装置１１は、アシストガス通路２１を通して被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。アシストガス噴射ノズル１２は、アシストガス通路２１を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出する。また、空洞形成ガス噴射ノズル１３は、空洞形成ガス通路２４を通してアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出する。

抵抗部材８１は、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に密着しており、水中Ｗに対して空洞部Ｃが区画され、この空洞部Ｃは、アシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２が供給されることから、抵抗部材８１と被切断部材Ａの表面Ａ１との間から水が外部に排除される。すると、空洞部ＣへのガスＧ１，Ｇ２の供給により、空洞部Ｃの内圧（空間静圧）が水中Ｗの外圧（水圧）より高く維持され、空洞部Ｃへの水の浸入が阻止される。また、空洞形成ガスＧ２がアシストガスＧ１の外側に噴出されることで、抵抗部材８１からのアシストガスＧ１の漏洩が抑制される。そのため、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して被切断部材Ａの表面Ａ１に適正に照射され、被切断部材Ａを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ａ２から水中Ｗに排除する。

また、本実施形態にて、図７に示すように、レーザ切断装置９０は、気中Ｑで被切断部材Ａの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１と、アシストガス噴射ノズル１２と、抵抗部材９１とから構成されている。

抵抗部材９１は、アシストガス噴射ノズル１２の先端部に設けられている。この抵抗部材９１は、アシストガスＧ１の漏洩を抑制するものである。抵抗部材９１は、円筒形状をなし、基端部がアシストガス噴射ノズル１２のノズル部２２の外周部に固定され、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能となっている。この抵抗部材９１は、気密材料により形成されている。

そのため、レーザ切断装置９０を用いて気中Ｑで被切断部材Ａを切断する場合、レーザ光照射装置１１は、アシストガス通路２１を通して被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。アシストガス噴射ノズル１２は、アシストガス通路２１を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出する。抵抗部材９１は、先端部が被切断部材Ａの表面Ａ１に密着しており、空洞部Ｃの内圧（空間静圧）が気中Ｑの外圧（水圧）より高く維持され、アシストガスＧ１の多大な漏洩が抑制される。そのため、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して被切断部材Ａの表面Ａ１に適正に照射され、被切断部材Ａを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ａ２から気中Ｑに排除する。

このように第３実施形態のレーザ切断装置にあっては、レーザ光Ｌを照射可能なレーザ光照射装置１１と、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能なアシストガス噴射ノズル１２と、アシストガス噴射ノズル１２（空洞形成ガス噴射ノズル１３）の先端部に設けられて外側へのアシストガスＧ１（空洞形成ガスＧ２）の漏洩を抑制する抵抗部材８１，９１とを設けている。

従って、抵抗部材８１，９１は、ノズル１２，１３の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間で、外側へのアシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制することから、溶融部材を切断溝Ａ２に適正に導くことができる。その結果、先端部に多数の噴射ノズルを配置する必要がなく、構造の簡素化及び小型化を可能とし、狭い場所での切断作業が容易となり、作業性を向上することができる。この場合、抵抗部材８１，９１を気密部材により構成することから、鋼板や合成樹脂の使用が可能となり、低コスト化を可能とすることができる。

［第４実施形態］
図８は、第４実施形態のレーザ切断装置の要部断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第４実施形態にて、図８に示すように、レーザ切断装置１００は、水中で被切断部材Ａの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１と、アシストガス噴射ノズル１２と、空洞形成ガス噴射ノズル１３と、抵抗部材１０１とから構成されている。

抵抗部材１０１は、空洞形成ガス噴射ノズル１３の先端部に設けられている。この抵抗部材１０１は、アシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制するものである。抵抗部材１０１は、円筒形状をなし、基端部１０２が空洞形成ガス噴射ノズル１３のノズル部２５の外周部に固定され、先端部１０３が被切断部材Ａの表面Ａ１に摺接可能となっている。この抵抗部材１０１は、基端部１０２が気密材料により形成され、先端部１０３が多孔質材料により形成されている。

そのため、レーザ切断装置１００を用いて水中Ｗで被切断部材Ａを切断する場合、レーザ光照射装置１１は、アシストガス通路２１を通して被切断部材Ａの表面Ａ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。アシストガス噴射ノズル１２は、アシストガス通路２１を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出する。また、空洞形成ガス噴射ノズル１３は、空洞形成ガス通路２４を通してアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出する。

抵抗部材１０１は、先端部１０３が被切断部材Ａの表面Ａ１に密着しており、水中Ｗに対して空洞部が区画され、この空洞部Ｃは、アシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２が供給されることから、抵抗部材１０１と被切断部材Ａの表面Ａ１との間から水が外部に排除される。すると、空洞部ＣへのガスＧ１，Ｇ２の供給により、空洞部Ｃの内圧（空間静圧）が水中Ｗの外圧（水圧）より高く維持され、空洞部Ｃへの水の浸入が阻止される。また、空洞形成ガスＧ２がアシストガスＧ１の外側に噴出されることで、抵抗部材１０１からのアシストガスＧ１の漏洩が抑制される。そのため、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して被切断部材Ａの表面Ａ１に適正に照射され、被切断部材Ａを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ａ２から水中に排除する。

なお、ここでは、抵抗部材１０１を水中Ｗで被切断部材Ａの切断作業を実施するレーザ切断装置１００に適用して説明したが、気中Ｑで被切断部材Ａの切断作業を実施するレーザ切断装置に適用することもできる。

このように第４実施形態のレーザ切断装置にあっては、空洞形成ガス噴射ノズル１３の先端部に設けられて外側への空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制する抵抗部材１０１にて、基端部１０２を気密材料により形成し、先端部１０３を多孔質材料により形成している。

従って、抵抗部材１０１は、ノズル１２，１３の先端部と被切断部材Ａの表面Ａ１との間で、外側への空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制することから、溶融部材を切断溝Ａ２に適正に導くことができる。また、抵抗部材１０１の基端部１０２を気密材料とし、先端部１０３を多孔質材料とすることで、空洞部Ｃに圧力が高圧にならずに適正圧に維持することができ、抵抗部材１０１の先端部１０２と被切断部材Ａの表面Ａ１との間からの大量の空洞形成ガスＧ２の漏洩を適正に抑制することができる。

［第５実施形態］
図９は、第５実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。

第５実施形態にて、図９に示すように、レーザ切断装置１１０は、水中Ｗでの配管Ｐの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１１１と、アシストガス噴射ノズル１１２と、空洞形成ガス噴射ノズル１１３と、抵抗部材１１４とから構成されている。

レーザ光照射装置１１１は、図示しない加工ヘッドに設けられ、反射板（反射部材）１２１を有し、レーザ光（レーザビーム）Ｌを照射可能であり、反射板１２１により反射可能である。アシストガス噴射ノズル１１２は、円筒形状をなす第１、第２アシストガス通路１２２，１２３を有し、基端部が加工ヘッドに固定され、先端部が縮径したノズル部１２４が形成されている。第１アシストガス通路１２２は、配管Ｐの長手方向に沿って設けられ、第２アシストガス通路１２３は、第１アシストガス通路１２２からほぼ９０度屈曲して設けられている。

そして、アシストガス噴射ノズル１１２は、第１アシストガス通路１２２にアシストガスＧ１を供給可能なアシストガス供給装置１２５が接続されている。そのため、レーザ光照射装置１１１は、このアシストガス噴射ノズル１１２における第１アシストガス通路１２２の中心にレーザ光Ｌを照射すると、レーザ光Ｌを反射板１２１により反射し、第２アシストガス通路１２３を通してノズル部１２４から照射可能である。また、アシストガス噴射ノズル１１２は、第１、第２アシストガス通路１２２，１２３を通してノズル部１２４からレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能となっている。

空洞形成ガス噴射ノズル１１３は、円筒形状をなす第１、第２空洞形成ガス通路１２６，１２７を有し、基端部が加工ヘッドに固定され、先端部が縮径したノズル部１２８が形成されている。第１空洞形成ガス通路１２６は、配管Ｐの長手方向に沿って設けられ、第２空洞形成ガス通路１２７は、第１空洞形成ガス通路１２６からほぼ９０度屈曲して設けられている。そして、空洞形成ガス噴射ノズル１１３は、第１空洞形成ガス通路１２６に空洞形成ガスＧ２を供給可能な空洞形成ガス供給装置１２９が接続されている。そのため、空洞形成ガス噴射ノズル１１３は、第１、第２空洞形成ガス通路１２６，１２７を通してノズル部１２８からアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出可能となっている。

この場合、アシストガス噴射ノズル１１２及び空洞形成ガス噴射ノズル１１３の各ノズル部１２４，１２８は、加工ヘッドの先端部にほぼ直角方向を向いて設けられている。

抵抗部材１１４は、空洞形成ガス噴射ノズル１３に設けられている。この抵抗部材１１４は、アシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制するものである。抵抗部材１１４は、円板のリング形状をなし、内周部が空洞形成ガス噴射ノズル１３の第１空洞形成ガス通路１２６の外周部に固定され、外周部が配管Ｐの内面Ｐ１に摺接可能となっている。この抵抗部材１１４は、多孔質材料により形成されている。

ここで、第５実施形態のレーザ切断装置１１０による配管Ｐの切断作業について説明する。本実施形態では、水中Ｗでの配管Ｐの切断作業である。そして、配管Ｐは、鉛直方向に沿って配置されている。

まず、レーザ光照射装置１１１は、第１、第２アシストガス通路１２２，１２３を通して配管Ｐの内面Ｐ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。次に、アシストガス噴射ノズル１１２は、第１、第２アシストガス通路１２２，１２３を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出すると共に、空洞形成ガス噴射ノズル１１３は、第１、第２空洞形成ガス通路１２６，１２７を通してアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出する。

すると、空洞形成ガス噴射ノズル１１３に固定された抵抗部材１１４は、各ノズル部１２４，１２８より上方で、空洞形成ガス噴射ノズル１１３の外周面と配管Ｐの内面Ｐ１との隙間を覆うことから、抵抗部材１１４の下方にアシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２が充填されることで、水中Ｗに対して空洞部Ｃが区画される。そして、この空洞部Ｃは、各ノズル部１２４，１２８を水中Ｗから気中へ導く。

そのため、空洞部Ｃは、水が浸入しないでガスＧ１，Ｇ２が充填された状態に維持されることとなり、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して配管Ｐの内面Ｐに適正に照射され、配管Ｐを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ｐ２から水中に排除する。

また、レーザ切断装置１１０により配管Ｐを切断するとき、上述した状態で、レーザ切断装置１１０を鉛直軸心に沿って回転することで配管Ｐの内面Ｐ１に沿って平行移動していく。このとき、抵抗部材１１４は、外周部が配管Ｐの内面Ｐ１に摺接することで、空洞部Ｃへの水の浸入が抑制され、気中の空洞部Ｃが維持される。

このように第５実施形態のレーザ切断装置にあっては、レーザ光Ｌを照射可能なレーザ光照射装置１１１と、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能なアシストガス噴射ノズル１１２と、アシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出可能な空洞形成ガス噴射ノズル１１３と、空洞形成ガス噴射ノズル１１３に設けられて上方へのアシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制する抵抗部材１１４とを設けている。

従って、レーザ光照射装置１１１は、配管Ｐの内面Ｐ１に向けてレーザ光Ｌを照射することで、このレーザ光Ｌにより配管Ｐを切断し、アシストガス噴射ノズル１１２は、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出することで、溶融部材を切断溝Ｐ２から排出する。このとき、抵抗部材１１４は、外周部と配管Ｐの内面Ｐ１との間で、上方へのアシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制することから、溶融部材を切断溝Ｐ２から適正に排出することができる。その結果、先端部に多数の噴射ノズルを配置する必要がなく、構造の簡素化及び小型化を可能とし、狭い場所での切断作業が容易となり、作業性を向上することができる。

第５実施形態のレーザ切断装置では、各ノズル部１２４，１２８を配管Ｐの内面Ｐ１に直角方向を向いて設けると共に、レーザ光を配管Ｐの内面Ｐ１に向けて直角方向に屈曲可能な反射板１２１を設け、抵抗部材１１４を円板形状とし、空洞形成ガス噴射ノズル１１３に固定している。

従って、鉛直方向に沿う配管Ｐであっても、空洞部Ｃに各ガスＧ１，Ｇ２を充填して気中とすることで、レーザ光Ｌによりこの配管Ｐを適正に切断することができる。

［第６実施形態］
図１０は、第６実施形態における水中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図、図１１は、第６実施形態における気中雰囲気用のレーザ切断装置の断面図である。なお、上述した実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

第６実施形態にて、図１０に示すように、レーザ切断装置１３０は、水中Ｗでの配管Ｐの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１３１と、アシストガス噴射ノズル１３２と、空洞形成ガス噴射ノズル１３３と、抵抗部材１３４とから構成されている。

レーザ光照射装置１３１は、加工ヘッド１４１に設けられ、ガス通路１４２に反射板（反射部材）１４３を有し、レーザ光（レーザビーム）Ｌを照射可能であり、反射板１４３により反射可能である。アシストガス噴射ノズル１３２は、ガス通路１４２に連通する円筒形状をなすアシストガス通路１４４を有し、基端部が加工ヘッド１４１に固定され、先端部にノズル部１４５が形成されている。空洞形成ガス噴射ノズル１３３は、ガス通路１４２に連通する円筒形状をなす空洞形成ガス通路１４６を有し、基端部が加工ヘッド１４１に固定され、先端部にノズル部１４７が形成されている。そして、ガス通路１４２は、アシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２としてのガス（例えば、空気）Ｇを供給可能なガス供給装置１４８が接続されている。

そのため、レーザ光照射装置１３１は、ガス通路１４２の中心にレーザ光Ｌを照射すると、レーザ光Ｌを反射板１４３により反射し、アシストガス通路１４４を通してノズル部１４５から照射可能である。また、アシストガス噴射ノズル１３２は、ガス通路１４２からアシストガス通路１４４を通してノズル部１４５からレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能となっている。また、空洞形成ガス噴射ノズル１３３は、ガス通路１４２から空洞形成ガス通路１４６を通してノズル部１４７からアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出可能となっている。

抵抗部材１３４は、加工ヘッド１４１に設けられている。この抵抗部材１３４は、アシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制するものであり、各噴射ノズル１３２，１３３における加工ヘッド１４１の長手方向の両側、つまり、加工ヘッド１４１の中途部と先端部に設けられている。一方の抵抗部材１３４は、円板のリング形状をなし、内周部が加工ヘッド１４１の外周部に固定され、外周部が配管Ｐの内面Ｐ１に摺接可能となっている。他方の抵抗部材１３４は、円板形状をなし、中心部が加工ヘッド１４１の先端部に固定され、外周部が配管Ｐの内面Ｐ１に摺接可能となっている。この抵抗部材１３４は、気密材料からなる本体部１３４ａと、本体部１３４ａの外周部に設けられて多孔質材料からなる外周部１３４ｂとを有している。

ここで、第６実施形態のレーザ切断装置１３０による配管Ｐの切断作業について説明する。本実施形態では、水中Ｗでの配管Ｐの切断作業である。そして、配管Ｐは、水平方向に沿って配置されている。

まず、レーザ光照射装置１３１は、ガス通路１４２及びアシストガス通路１４４を通して配管Ｐの内面Ｐ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。次に、アシストガス噴射ノズル１３２は、ガス通路１４２及びアシストガス通路１４４を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出すると共に、空洞形成ガス噴射ノズル１１３は、ガス通路１４２及び空洞形成ガス通路１４６を通してアシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出する。

すると、加工ヘッド１４１に固定された抵抗部材１３４は、各噴射ノズル１３２，１３３の両側で配管Ｐの内面Ｐ１との隙間を覆うことから、一対の抵抗部材１３４の間にアシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２が充填されることで、水中Ｗに対して空洞部Ｃが区画される。そして、この空洞部Ｃは、各噴射ノズル１３２，１３３を水中Ｗから気中へ導く。

そのため、空洞部Ｃは、水が浸入しないでガスＧ１，Ｇ２が充填された状態に維持されることとなり、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して配管Ｐの内面Ｐ１に適正に照射され、配管Ｐを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ｐ２から水中Ｗに排除する。

また、レーザ切断装置１３０により配管Ｐを切断するとき、上述した状態で、レーザ切断装置１３０を水平軸心に沿って回転することで配管Ｐの内面Ｐ１に沿って平行移動していく。このとき、抵抗部材１３４は、外周部が配管Ｐの内面Ｐ１に摺接することで、空洞部Ｃへの水の浸入が抑制され、気中の空洞部Ｃが維持される。

また、上述した実施形態のレーザ切断装置１３０は、水中Ｗで使用するものであり、気中Ｑで使用するものは、構造が簡素化される。図１１に示すように、レーザ切断装置１５０は、気中Ｑでの配管Ｐの切断作業を実施するものであり、レーザ光照射装置１３１と、アシストガス噴射ノズル１３２と、抵抗部材１３４とから構成されている。

レーザ光照射装置１３１とアシストガス噴射ノズル１３２と抵抗部材１３４は、レーザ切断装置１３０と同様であり、レーザ切断装置１５０は、空洞形成ガス噴射ノズルがなく、その他の構成はほぼ同様となっている。

そのため、レーザ切断装置１５０により気中Ｑで配管Ｐの切断作業を実施するとき、レーザ光照射装置１３１は、ガス通路１４２及びアシストガス通路１４４を通して配管Ｐの内面Ｐ１に向けてレーザ光Ｌを照射する。アシストガス噴射ノズル１３２は、ガス通路１４２及びアシストガス通路１４４を通してレーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出する。すると、加工ヘッド１４１に固定された抵抗部材１３４は、アシストガス噴射ノズル１３２の両側で配管Ｐの内面Ｐ１との隙間を覆うことから、一対の抵抗部材１３４の間にアシストガスＧ１が充填されることで、空洞部Ｃが区画される。

そのため、空洞部Ｃは、ガスＧ１が充填された状態に維持されることとなり、レーザ光Ｌは、この空洞部Ｃを通して配管Ｐの内面Ｐ１に適正に照射され、配管Ｐを切断することができる。そして、レーザ光Ｌの切断部に噴出されるアシストガスＧ１は、レーザ光Ｌにより溶融した溶融部材を切断溝Ｐ２から気中Ｑに排除する。

このように第６実施形態のレーザ切断装置にあっては、レーザ光Ｌを照射可能なレーザ光照射装置１３１と、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出可能なアシストガス噴射ノズル１３２と、アシストガスＧ１の外側に空洞形成ガスＧ２を噴出可能な空洞形成ガス噴射ノズル１３３と、各噴射ノズル１３２，１３３の両側に設けられてアシストガスＧ１及び空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制する抵抗部材１３４とを設けている。

従って、レーザ光照射装置１３１は、配管Ｐの内面Ｐ１に向けてレーザ光Ｌを照射することで、このレーザ光Ｌにより配管Ｐを切断し、アシストガス噴射ノズル１３２は、レーザ光Ｌの切断部にアシストガスＧ１を噴出することで、溶融部材を切断溝Ｐ２に導く。このとき、抵抗部材１３４は、外周部と配管Ｐの内面Ｐ１との間で、上方へのアシストガスＧ１や空洞形成ガスＧ２の漏洩を抑制することから、溶融部材を切断溝Ｐ２から適正に排出することができる。その結果、先端部に多数の噴射ノズルを配置する必要がなく、構造の簡素化及び小型化を可能とし、狭い場所での切断作業が容易となり、作業性を向上することができる。

第６実施形態のレーザ切断装置では、各噴射ノズル部１３２，１３３の両側に抵抗部材１３４を配置している。従って、水中方向に沿う配管Ｐであっても、空洞部Ｃに各ガスＧ１，Ｇ２を充填して気中とすることで、レーザ光Ｌによりこの配管Ｐを適正に切断することができる。

なお、上述した第５、第６実施形態では、アシストガス噴射ノズル、空洞形成ガス噴射ノズル、加工ヘッドに円板形状をなす抵抗部材を設けたが、第１から第４実施形態の円筒形状をなす抵抗部材を設けてもよい。

また、各実施形態では、アシストガス噴射ノズル、空洞形成ガス噴射ノズル、抵抗部材を円筒形状としたが、この形状に限定されるものではなく、角筒形状としてもよい。

１０，３０，５０，６０，７０，８０，９０，１００，１１０，１３０，１５０レーザ切断装置
１１，１１１，１３１レーザ光照射装置
１２，３２，１１２，１３２アシストガス噴射ノズル
１３，３３，１１３，１３３空洞形成ガス噴射ノズル
１４，３４，５４，６１，７１，１１４，１３４抵抗部材
Ａ被切断部材
Ｐ配管（被切断部材）
Ｃ空洞部
Ｌレーザ光
Ｇ１アシストガス
Ｇ２空洞形成ガス

Claims

レーザ光を照射可能なレーザ光照射装置と、
中心にレーザ光が通るアシストガス通路を通して前記レーザ光の切断部にアシストガスを噴出可能なアシストガス噴射ノズルと、
前記アシストガス通路の外側に設けられる円筒形状をなす空洞形成ガス通路を通して空洞形成ガスを噴出可能な空洞形成ガス噴射ノズルと、
前記空洞形成ガス噴射ノズルの先端部に設けられて外側へのアシストガスの漏洩を抑制する抵抗部材と、
を有し、
前記アシストガス噴射ノズルが屈曲して設けられると共に、内部にレーザ光を屈曲方向に反射可能な反射部材が設けられ、前記抵抗部材は、円板形状をなし、前記アシストガス噴射ノズルの外周部に配置される、
ことを特徴とするレーザ切断装置。
前記抵抗部材は、円筒形状をなし、先端部が被切断部材の表面に摺接可能であることを特徴とする請求項１に記載のレーザ切断装置。
前記抵抗部材は、先端部が拡径した形状をなすことを特徴とする請求項２に記載のレーザ切断装置。
前記抵抗部材は、先端部が外側に向けて湾曲した形状をなすことを特徴とする請求項３に記載のレーザ切断装置。
前記抵抗部材は、多孔質材料により形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ切断装置。
前記抵抗部材は、基端部が気密材料により形成され、先端部が多孔質材料により形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ切断装置。
前記抵抗部材は、前記アシストガス噴射ノズルの先端部における両側にアシストガスの噴射方向に平行をなして設けられることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のレーザ切断装置。