JP6671169B2 - Processing nozzles and processing equipment - Google Patents
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本発明は、水中にて被加工物に対して加工を行う際に加工部位に向けて配置されて気体領域をなす加工用ノズル、および当該加工用ノズルが適用される加工装置に関する。 The present invention relates to a processing nozzle which is arranged toward a processing portion when processing a workpiece in water and forms a gas region, and a processing apparatus to which the processing nozzle is applied.
例えば、特許文献1に、レーザ切断装置が示されている。このレーザ切断装置は、レーザビームを通す切断用ノズルを備えている。切断用ノズルは、レーザビームによって溶融した溶融物を吹き飛ばすためのアシストガスを噴射するアシストガスノズルと、アシストガスを保護するためのシールドガスを噴射するシールドガスノズルとを有し、アシストガスノズルは、内側ノズルと外側ノズルとからなる二重ノズル構造を有し、内側ノズルは、レーザビームを通すとともに酸素含有ガスを噴射し、外側ノズルは、内側ノズルと同軸的に配置されることが示されている。また、特許文献1は、レーザ切断装置を水中切断に用いるため、アシストガス、シールドガスおよび加圧水カーテンを噴射することが示されている。加圧水カーテンは、アシストガスノズルおよびシールドガスノズルを囲むように環状に配置され、アシストガスノズルおよびシールドガスノズルに対して同軸的に配置される加圧水カーテンノズルにより噴射される。 For example, Patent Document 1 discloses a laser cutting device. This laser cutting device includes a cutting nozzle through which a laser beam passes. The cutting nozzle has an assist gas nozzle for injecting an assist gas for blowing off a melt melted by the laser beam, and a shield gas nozzle for injecting a shield gas for protecting the assist gas. And an outer nozzle, wherein the inner nozzle passes the laser beam and ejects an oxygen-containing gas, and the outer nozzle is shown to be coaxially arranged with the inner nozzle. Patent Literature 1 discloses that an assist gas, a shielding gas, and a pressurized water curtain are jetted in order to use a laser cutting device for underwater cutting. The pressurized water curtain is annularly arranged so as to surround the assist gas nozzle and the shield gas nozzle, and is injected by a pressurized water curtain nozzle coaxially arranged with respect to the assist gas nozzle and the shield gas nozzle.
特許文献1に示されるような切断用ノズルでは、加圧水カーテンを形成する水は、加圧水カーテンノズルから噴射された後は徐々に減速していく。このため、例え加圧水カーテンノズルが周方向で一様な流量で水を噴射できるように設計されていても、加圧水カーテンノズルから離れるに従って水噴流の周方向での一様性および時間的安定性が低下することになる。この結果、周方向で水の噴射の弱い箇所が発生し、アシストガスおよびシールドガスからなる気体領域であるドライスポットに周囲の水が浸入するおそれがある。溶接時の水の存在は溶接欠陥に繋がるため、水の浸入は問題となる。 In the cutting nozzle as disclosed in Patent Document 1, the water forming the pressurized water curtain gradually decelerates after being jetted from the pressurized water curtain nozzle. For this reason, even if the pressurized water curtain nozzle is designed to spray water at a uniform flow rate in the circumferential direction, the uniformity and temporal stability of the water jet in the circumferential direction increase as the distance from the pressurized water curtain nozzle increases. Will decrease. As a result, a portion where water is weakly jetted in the circumferential direction is generated, and there is a possibility that surrounding water may enter a dry spot which is a gas region including the assist gas and the shield gas. Since the presence of water at the time of welding leads to welding defects, water intrusion is a problem.
本発明は、上述した課題を解決するものであり、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することのできる加工用ノズルおよび加工装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a processing nozzle and a processing apparatus that can prevent water from entering inside a gas region when performing underwater processing.
上述の目的を達成するために、本発明の加工用ノズルは、ガス噴射ノズルと、前記ガス噴射ノズルの周囲を取り囲むように環状に形成されて前記ガス噴射ノズルの向きに沿う方向に向けて噴出口を有する水噴射ノズルと、前記ガス噴射ノズルの噴射口と前記水噴射ノズルの噴射口との間で前記ガス噴射ノズルの噴射口の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられて先端部が基端部よりも径方向外側に位置して設けられ、かつ前記水噴射ノズルの噴射口の向きに対して交差して配置される遮蔽部材と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, a processing nozzle of the present invention is provided with a gas injection nozzle, and is formed in an annular shape so as to surround a periphery of the gas injection nozzle, and is injected in a direction along the direction of the gas injection nozzle. A water jet nozzle having an outlet, and between the jet port of the gas jet nozzle and the jet port of the water jet nozzle, formed annularly so as to surround the periphery of the jet port of the gas jet nozzle; The part is attached to the radially inner side of the water injection nozzle, the distal end part is provided radially outward from the base end part, and is disposed to intersect with the direction of the injection port of the water injection nozzle. And a shielding member.
この加工用ノズルによれば、水噴射ノズルで噴射された水が遮蔽部材に衝突し、遮蔽部材を径方向内側に押圧する。このため、遮蔽部材の先端部と被加工物の面との隙間の周方向の偏差を抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下を抑制できる。この結果、気体領域への水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができる。 According to this processing nozzle, the water jetted by the water jet nozzle collides with the shielding member and presses the shielding member radially inward. For this reason, it is possible to suppress the circumferential deviation of the gap between the distal end portion of the shielding member and the surface of the workpiece, and it is possible to suppress a local decrease in the shielding effect in the circumferential direction. As a result, it is possible to block the inflow of water into the gas area and prevent water from entering the inside of the gas area when performing underwater processing.
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材は、先端部が外側に反り返って形成されることを特徴とする。 Further, in the processing nozzle of the present invention, the shielding member is formed such that a front end portion is bent outward.
この加工用ノズルによれば、遮蔽部材の先端部が外側に反り返って形成されることで、水噴射ノズルから噴射された水は、遮蔽部材の先端部で転向する。このため、水噴射ノズルの噴射方向であって被加工物の面に向けて押圧する反力が遮蔽部材の先端部に働き、遮蔽部材の先端部と被加工物の面との隙間の周方向の偏差をさらに抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下をさらに抑制できる。この結果、気体領域への水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。 According to this processing nozzle, the water jetted from the water jet nozzle is turned at the tip of the shielding member because the tip of the shielding member is formed to warp outward. For this reason, the reaction force which presses toward the surface of the workpiece in the ejection direction of the water injection nozzle acts on the tip of the shielding member, and the circumferential direction of the gap between the tip of the shielding member and the surface of the workpiece. Can be further suppressed, and a local decrease in the shielding effect in the circumferential direction can be further suppressed. As a result, the effect of blocking the inflow of water into the gas region and preventing the intrusion of water into the gas region during underwater processing can be significantly obtained.
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材の環状の内側にて前記遮蔽部材に沿って径方向に延在して基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられ、かつ周方向に複数設けられた支持部材を備えることを特徴とする。 Further, in the processing nozzle of the present invention, the base end is attached to the radially inner side of the water jet nozzle so as to extend in the radial direction along the shielding member inside the annular shape of the shielding member, and A plurality of support members are provided in the direction.
この加工用ノズルによれば、支持部材を備えることで、遮蔽部材が水噴射ノズルから噴射された水により径方向内側に変形しないように補強することができる。 According to this processing nozzle, by providing the support member, the shielding member can be reinforced so as not to be deformed radially inward by the water injected from the water injection nozzle.
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材は、可撓性を有することを特徴とする。 Further, in the processing nozzle of the present invention, the shielding member has flexibility.
この加工用ノズルによれば、遮蔽部材が可撓性を有することで、ガス噴射ノズルから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズルから噴射された水の圧力により遮蔽部材が追従して撓むため、遮蔽部材の先端部を被加工物の面に常に添わせることができる。 According to this processing nozzle, since the shielding member has flexibility, the shielding member follows and flexes due to the pressure of the assist gas injected from the gas injection nozzle and the pressure of the water injected from the water injection nozzle. Therefore, the tip of the shielding member can always be attached to the surface of the workpiece.
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材は、剛構造部と、径方向または周方向に変形可能な変形部とが周方向で交互に配置されることを特徴とする。 Further, in the processing nozzle of the present invention, the shielding member is characterized in that a rigid structure portion and a deformable portion deformable in a radial direction or a circumferential direction are alternately arranged in a circumferential direction.
この加工用ノズルによれば、遮蔽部材が、剛構造部と変形部とを周方向で交互に配置されてなることで、剛構造部により水噴射ノズルから噴射された水の圧力を受けることができ、変形部によりガス噴射ノズルから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズルから噴射された水の圧力により追従して撓むため、遮蔽部材の先端部を被加工物の面に常に添わせることができる。 According to this processing nozzle, the shielding member is configured such that the rigid structure portion and the deformed portion are alternately arranged in the circumferential direction, so that the rigid structure portion can receive the pressure of the water jetted from the water jet nozzle. It can be bent by the pressure of the assist gas injected from the gas injection nozzle by the deformed portion and the pressure of the water injected from the water injection nozzle, so that the tip of the shielding member always attaches to the surface of the workpiece. Can be made.
また、本発明の加工用ノズルでは、前記遮蔽部材は、前記水噴射ノズル側の表面に、基端部から先端部に向けて延在する突起部が設けられることを特徴とする。 Further, in the processing nozzle of the present invention, the shielding member is provided with a projection extending from a base end toward a tip end on a surface on the water jet nozzle side.
この加工用ノズルによれば、突起部を設けることにより、水噴射ノズルから噴射された水を突起部に沿って基端部から先端部に案内することができ、水噴射ノズルから噴射された水の圧力を先端部に働かせ、遮蔽部材の先端部と被加工物の面との隙間の周方向の偏差をさらに抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下をさらに抑制できる。この結果、気体領域への水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。 According to this processing nozzle, by providing the projection, the water injected from the water injection nozzle can be guided from the base end to the distal end along the projection, and the water injected from the water injection nozzle can be guided. Is applied to the distal end portion, and the deviation in the circumferential direction of the gap between the distal end portion of the shielding member and the surface of the workpiece can be further suppressed, and the local decrease in the shielding effect in the circumferential direction can be further suppressed. As a result, the effect of blocking the inflow of water into the gas region and preventing the intrusion of water into the gas region during underwater processing can be significantly obtained.
上述の目的を達成するために、本発明の加工装置は、上述したいずれか1つの発明の加工用ノズルと、前記ガス噴射ノズルにガスを供給するガス供給部と、前記水噴射ノズルに水を供給する水供給部と、前記ガス噴射ノズルのガス噴射領域内を加工領域として設けられた加工ヘッドと、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a processing apparatus according to the present invention includes a processing nozzle according to any one of the above-described inventions, a gas supply unit that supplies gas to the gas injection nozzle, and water supplied to the water injection nozzle. It is characterized by comprising a water supply unit for supplying, and a processing head provided in the gas injection area of the gas injection nozzle as a processing area.
この加工装置によれば、遮蔽部材により、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができることから、水中での加工性を向上することができる。 According to this processing apparatus, the shielding member can prevent water from entering the inside of the gas area when performing underwater processing, and therefore, the workability in water can be improved.
本発明によれば、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent water from entering the inside of the gas region when performing underwater processing.
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited by the embodiment. The components in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art, or those that are substantially the same.
図1は、本実施形態に係る加工装置の概略構成図である。図2は、図1におけるA−A矢視図である。図3は、図1におけるB−B断面図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a processing apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG.
図1に示すように、本実施形態の加工装置1は、水中において被加工物100を加工するものである。加工としては、例えば、溶接、切断があり、加工方法としては、例えば、図1に示すTIG溶接がある。本実施形態では、TIG溶接による肉盛溶接を主として説明する。
As shown in FIG. 1, a processing apparatus 1 of the present embodiment processes a
本実施形態の加工装置1は、図1に示すように、加工ヘッド2、加工用ノズル3、ガス供給部4、水供給部5を備えている。
As shown in FIG. 1, the processing apparatus 1 of this embodiment includes a processing head 2, a
加工ヘッド2は、溶接トーチ2Aを備える。溶接トーチ2Aは、加工用ノズル3のトーチ挿入ノズル3Aを貫通して設けられている。また、加工装置1は、溶接トーチ2Aの先端部に対応する位置に溶接ワイヤ2Bを備える。溶接ワイヤ2Bは、加工用ノズル3を貫通して支持されている。
The processing head 2 includes a
加工用ノズル3は、円柱形状に形成されて加工ヘッド2に設けられた溶接トーチ2Aの先端部を、水中の被加工物100の加工部位100Aの加工に適した距離で設置するように図示しない保持手段(例えば、マニピュレータ)により水中にて保持される。この加工用ノズル3は、トーチ挿入ノズル3A、ガス噴射ノズル3B、水噴射ノズル3Cを備えている。また、加工用ノズル3は、遮蔽部材7を備えている。
The
トーチ挿入ノズル3Aは、加工用ノズル3の中央に設けられて加工ヘッド2の溶接トーチ2Aを挿通させる穴であって溶接トーチ2Aを被加工物100の加工部位100Aに配置するための開口3Aaを有する。
The
ガス噴射ノズル3Bは、アシストガスを噴射するもので、図1に示すように、トーチ挿入ノズル3Aの周囲を取り囲むように配置され、溶接トーチ2Aの先端部側に噴射口3Baを向けて開口する穴として形成されている。本実施形態において、ガス噴射ノズル3Bは、図2に示すように、トーチ挿入ノズル3Aの周囲を取り囲むように加工用ノズル3の円柱形状の中心軸Cの周りに環状に形成された穴として形成されている。その他、ガス噴射ノズル3Bは、図には明示しないが、トーチ挿入ノズル3Aの周囲を取り囲むように配置された複数の穴として形成されていてもよい。なお、本実施形態において、ガス噴射ノズル3Bは、図1に示すように、トーチ挿入ノズル3Aの開口3Aaと同じ平面上に噴射口3Baが形成されている。その他、ガス噴射ノズル3Bは、図には明示しないが、トーチ挿入ノズル3Aの開口3Aaに対してトーチ挿入ノズル3Aの向きの後側(溶接トーチ2Aの先端部とは反対側)に窪んだ位置に噴射口3Baが設けられていてもよく、トーチ挿入ノズル3Aの開口3Aaに対してトーチ挿入ノズル3Aの向きの前側(溶接トーチ2Aの先端部側)に突出した位置に噴射口3Baが設けられていてもよい。
The
水噴射ノズル3Cは、水を噴射するもので、図1〜図3に示すように、ガス噴射ノズル3Bの周囲を取り囲むように配置され、ガス噴射ノズル3Bの向きに沿う方向に向けて開口する穴として形成されている。本実施形態において、水噴射ノズル3Cは、図2および図3に示すように、ガス噴射ノズル3Bの周囲を取り囲むように環状の穴として形成されている。
The
水噴射ノズル3Cは、図1〜図3に示すように、水供給通路3Caと、環状通路3Cbと、ノズル部3Ccと、を有する。
The
水供給通路3Caは、水供給部5が接続されるもので、環状の穴として構成された水噴射ノズル3Cにおいて、環状ではなく少なくとも1つの通路穴として構成されている。図3において、水供給通路3Caは、周方向に等間隔で4つ設けられている。また、水供給通路3Caは、図1に示すように、環状通路3Cbに接続される。
The water supply passage 3Ca is connected to the
環状通路3Cbは、図2および図3に示すように、ガス噴射ノズル3Bの周囲を取り囲むように環状の穴として形成され、かつガス噴射ノズル3Bの向きに沿う方向に向けて開口して形成されている。環状通路3Cbは、上述したように、水供給通路3Caが接続される。
2 and 3, the annular passage 3Cb is formed as an annular hole so as to surround the
ノズル部3Ccは、図2に示すように、ガス噴射ノズル3Bの周囲を取り囲むように環状の穴として形成されている。ノズル部3Ccは、図1に示すように、接続口3Ccaを介して環状通路3Cbに接続される。また、ノズル部3Ccは、図1に示すように、ガス噴射ノズル3Bの向きに沿う方向に向けて噴射口3Ccbが開口して形成されている。このノズル部3Ccは、図1に示すように、接続口3Ccaから噴出口3Ccbに至り、中心軸Cから離れるように形成されている。なお、本実施形態において、ノズル部3Ccは、図1に示すように、ガス噴射ノズル3Bの噴射口3Baと同じ平面上に噴射口3Ccbが形成されている。その他、ノズル部3Ccは、図には明示しないが、ガス噴射ノズル3Bの噴射口3Baに対してガス噴射ノズル3Bの向きの後側(アシストガスが噴射される向きの反対側)に窪んだ位置に噴射口3Ccbが設けられていてもよく、ガス噴射ノズル3Bの噴射口3Baに対してガス噴射ノズル3Bの向きの前側(アシストガスが噴射される側)に突出した位置に噴射口3Ccbが設けられていてもよい。
The nozzle part 3Cc is formed as an annular hole so as to surround the
このような水噴射ノズル3Cは、水供給部5により供給された水が水供給通路3Ca、環状通路3Cb、ノズル部3Ccの順で加工用ノズル3内を通過し、ノズル部3Ccの噴射口3Ccbから噴射される。また、水噴射ノズル3Cは、ノズル部3Ccが接続口3Ccaから噴出口3Ccbに至り、前記中心軸Cから離れるように形成されていることから、噴射口3Ccbから噴射される水が中心軸Cから離れるように斜めに放射状に噴射される。
In such a
遮蔽部材7は、図1に示すように、ガス噴射ノズル3Bの噴射口3Baと水噴射ノズル3Cの噴射口3Ccbとの間で、ガス噴射ノズル3Bの噴射口3Baの周囲を取り囲むように環状に形成されている。遮蔽部材7は、基端部7aが水噴射ノズル3Cの径方向内側に取り付けられて先端部7bが基端部7aよりも径方向外側に位置して設けられ、かつ水噴射ノズル3Cの噴射口3Ccbの向きに対して交差して配置される。径方向とは、中心軸Cに直交する方向であり、径方向内側は中心軸Cに近づく側で、径方向外側は中心軸Cから遠ざかる側である。この遮蔽部材7は、先端部7bが被加工物100の面に接触される。
As shown in FIG. 1, the shielding
ガス供給部4は、ガス噴射ノズル3Bにアシストガスを供給するものである。ガス供給部4は、ガス噴射ノズル3Bに対してガス供給管4Aを介して接続されており、水中から出た場所に配置された図示しないガス貯留タンクを備え、このガス貯留タンクからガス供給管4Aにガスをコンプレッサなどで圧送することでガス噴射ノズル3Bにアシストガスを供給し、ガス噴射ノズル3Bからアシストガスを噴射させる。
The gas supply unit 4 supplies an assist gas to the
水供給部5は、水噴射ノズル3Cに水を供給するものである。水供給部5は、水噴射ノズル3Cに対して水供給管5Aを介して接続されており、水中から出た場所に配置された図示しない水貯留タンクを備え、この水貯留タンクから水供給管5Aに水をポンプなどで圧送することで水噴射ノズル3Cに水を供給し、水噴射ノズル3Cから水を噴射させる。なお、水供給部5は、加工用ノズル3が配置される水をポンプなどで圧送することで水噴射ノズル3Cに水を供給し、水噴射ノズル3Cから水を噴射させる構成であってもよい。また、水噴射ノズル3Cにおいて水供給通路3Caが複数設けられていることから、水供給部5は、水供給管5Aが各水供給通路3Caに対応して複数に分岐して構成されている。
The
ところで、図4は、本実施形態に係る加工装置の他の例の概略構成図である。図4に示す加工装置1は、レーザ加工を行うもので、上述した加工ヘッド2に代えて加工ヘッド6を有する。加工ヘッド6は、レーザビーム6Aを照射するもので加工用ノズル3に取り付けられている。加工ヘッド6が取り付けられる加工用ノズル3は、加工ヘッド2から照射されたレーザビーム6Aを、水中の被加工物100の加工部位100Aの加工に適した距離で照射するように図示しない保持手段(例えば、マニピュレータ)により水中にて保持される。この加工用ノズル3は、上述したトーチ挿入ノズル3Aに代えてレーザ照射ノズル3Dを備える。レーザ照射ノズル3Dは、加工用ノズル3の中央に設けられて加工ヘッド6から照射されたレーザビーム6Aを通過させる穴であってレーザビーム6Aを被加工物100の加工部位100Aに照射するための照射口3Daを有する。その他の構成は、図1に示す加工装置1と同様であるため、同等部分に同一符号を付して説明を省略する。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another example of the processing apparatus according to the present embodiment. The processing apparatus 1 shown in FIG. 4 performs laser processing, and has a processing head 6 instead of the processing head 2 described above. The processing head 6 irradiates a
上述した加工装置1は、図1(または図4)に示すように、加工用ノズル3が、水中の被加工物100の加工部位100Aに対して所定間隔をおいてトーチ挿入ノズル3Aの開口3Aa(またはレーザ照射ノズル3Dの照射口3Da)を向けた形態で保持される。このとき、遮蔽部材7の先端部7bが被加工物100の面に接触し、トーチ挿入ノズル3Aの開口3Aa(またはレーザ照射ノズル3Dの照射口3Da)であって加工部位100Aを囲むように配置される。そして、加工装置1は、ガス供給部4により供給されたアシストガスがガス噴射ノズル3Bから噴射される。ガス噴射ノズル3Bから噴射されたアシストガスは、溶接トーチ2A(またはレーザビーム6A)により溶接される周囲で被加工物100の加工部位100Aの一部に至り、遮蔽部材7が囲むガス噴射領域が気体領域であるドライスポットDとして形成される。加工ヘッド2は、ガス噴射ノズル3Bのガス噴射領域内を加工領域として設けられる。遮蔽部材7が囲む気体領域であるドライスポットDは、ガス噴射ノズル3Bから噴射されるアシストガスにより遮蔽部材7の外側の水中よりも高い圧力とされる。また、加工装置1は、水供給部5により供給された水が水噴射ノズル3Cから噴射される。水噴射ノズル3Cから噴射された水は、水噴射ノズル3Cの噴射口3Ccbの向きに対して交差して配置される遮蔽部材7に衝突し、その水流により遮蔽部材7を気体領域であるドライスポットD側に押圧する。
In the processing apparatus 1 described above, as shown in FIG. 1 (or FIG. 4), the
このように構成された加工装置1に適用される加工用ノズル3によれば、水噴射ノズル3Cで噴射された水を遮蔽部材7に衝突し、遮蔽部材7を径方向内側に押圧する。このため、遮蔽部材7の先端部7bと被加工物100の面との隙間の周方向の偏差を抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下を抑制できる。この結果、気体領域であるドライスポットDへの水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができる。
According to the
図5は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。図5に示すように、本実施形態の加工用ノズル3では、遮蔽部材7は、先端部7bが外側に反り返って形成されることが好ましい。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of another example of the processing nozzle according to the present embodiment. As shown in FIG. 5, in the
遮蔽部材7は、先端部7bが、設置時に被加工物100の面から遠ざかるように延在方向とは逆であって径方向外側に折り返し状に反り返って形成されている。これにより、遮蔽部材7は、先端部7bが水噴射ノズル3Cの噴射口3Ccbの向きに対して交差して配置される。
The shielding
従って、遮蔽部材7の先端部7bが外側に反り返って形成されることで、水噴射ノズル3Cから噴射された水は、遮蔽部材7の先端部7bで転向する。このため、水噴射ノズル3Cの噴射方向であって被加工物100の面に向けて押圧する反力が遮蔽部材7の先端部7bに働き、遮蔽部材7の先端部7bと被加工物100の面との隙間の周方向の偏差をさらに抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下をさらに抑制できる。この結果、気体領域であるドライスポットDへの水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。
Therefore, the water jetted from the
図6は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。図6に示すように、本実施形態の加工用ノズル3では、支持部材71を備える。支持部材71は、遮蔽部材7に沿って径方向に延在して遮蔽部材7の環状の内側に沿って設けられる。支持部材71は、基端部71aが水噴射ノズル3Cの径方向内側に取り付けられ、先端部71bが遮蔽部材7の先端部7bよりも短く形成されている。この支持部材71は、周方向に複数設けられている。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of another example of the processing nozzle according to the present embodiment. As shown in FIG. 6, the
従って、支持部材71を備えることで、遮蔽部材7が水噴射ノズル3Cから噴射された水により径方向内側に変形しないように補強することができる。なお、支持部材71の基端部71aは、加工用ノズル3に支承されて中心軸Cに沿って揺動可能に取り付けられていることが好ましく、ガス噴射ノズル3Bから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズル3Cから噴射された水の圧力による遮蔽部材7の移動に追従することができる。また、支持部材71の先端部71bは、球状に形成されていることが好ましく、加工用ノズル3を被加工物100に沿って移動させた際の移動を妨げることなく支持部材71を円滑に被加工物100の面に添わせることができる。
Therefore, by providing the
また、本実施形態の加工用ノズル3では、遮蔽部材7は、可撓性を有することが好ましい。
Further, in the
可撓性を有する構成は、遮蔽部材7を形成する材料として、例えば、ゴム、樹脂、金属で撓むことが可能なものを選択することで実現できる。
The configuration having flexibility can be realized by selecting a material that can be bent with, for example, rubber, resin, or metal as a material forming the shielding
また、可撓性を有する構成は、図7の本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図に示すように、遮蔽部材7が基端部7aから先端部7bに向かって山谷が交互に形成された蛇腹状に形成されることで実現できる。
Further, as shown in a schematic perspective view of another example of the processing nozzle according to the present embodiment in FIG. 7, the shielding
また、可撓性を有する構成は、図8の本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図に示すように、遮蔽部材7が周方向に山谷が交互に形成された蛇腹状に形成されることで実現できる。 Further, as shown in a schematic perspective view of another example of the processing nozzle according to the present embodiment in FIG. 8, the flexible member has a bellows shape in which peaks and valleys are alternately formed in the circumferential direction. It can be realized by being formed in.
従って、遮蔽部材7が可撓性を有することで、ガス噴射ノズル3Bから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズル3Cから噴射された水の圧力により遮蔽部材7が追従して撓むため、遮蔽部材7の先端部7bを被加工物100の面に常に添わせることができる。
Therefore, since the shielding
図9は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。図9に示すように、本実施形態の加工用ノズル3では、遮蔽部材7は、剛構造部72と、径方向に変形可能な変形部73とが周方向で交互に配置されている。剛構造部72は、基端部7aから先端部7bに延在して設けられ、変形の無いまたは変形し難いもので、例えば、金属や樹脂により形成される。変形部73は、基端部7aから先端部7bに延在して設けられ、変形可能に、例えば、ゴム、樹脂、金属で撓むことが可能なものにより形成され、または基端部7aから先端部7bに向かって山谷が交互に形成された蛇腹状に形成される。
FIG. 9 is a schematic perspective view of another example of the processing nozzle according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, in the
また、図10は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。図10に示すように、本実施形態の加工用ノズル3では、遮蔽部材7は、剛構造部72と、周方向に変形可能な変形部73とが周方向で交互に配置されている。剛構造部72は、基端部7aから先端部7bに延在して設けられ、変形の無いまたは変形し難いもので、例えば、金属や樹脂により形成される。変形部73は、基端部7aから先端部7bに延在して設けられ、変形可能に、例えば、ゴム、樹脂、金属で撓むことが可能なものにより形成され、または周方向に山谷が交互に形成された蛇腹状に形成される。
FIG. 10 is a schematic perspective view of another example of the processing nozzle according to the present embodiment. As shown in FIG. 10, in the
従って、遮蔽部材7が、剛構造部72と変形部73とを周方向で交互に配置されてなることで、剛構造部72により水噴射ノズル3Cから噴射された水の圧力を受けることができ、変形部73によりガス噴射ノズル3Bから噴射されるアシストガスの圧力や、水噴射ノズル3Cから噴射された水の圧力により追従して撓むため、遮蔽部材7の先端部7bを被加工物100の面に常に添わせることができる。なお、この構成の場合、図9に示すように、水噴射ノズル3Cは、少なくとも剛構造部72に対応する位置に噴射口3Ccbが配置されていればよく、水の圧力を剛構造部72を介して遮蔽部材7に及ばせることができる。
Therefore, the
図11は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略構成図である。図12は、本実施形態に係る加工用ノズルの他の例の概略斜視図である。図11および図12に示すように、本実施形態の加工用ノズル3では、遮蔽部材7は、水噴射ノズル3C側の表面に、基端部7aから先端部7bに向けて延在する突起部74が周方向に複数設けられることが好ましい。突起部74は、遮蔽部材7と同じ材質であっても異なる材質であってもよい。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of another example of the processing nozzle according to the present embodiment. FIG. 12 is a schematic perspective view of another example of the processing nozzle according to the present embodiment. As shown in FIGS. 11 and 12, in the
従って、突起部74を設けることにより、水噴射ノズル3Cから噴射された水を突起部74に沿って基端部7aから先端部7bに案内することができ、水噴射ノズル3Cから噴射された水の圧力を先端部7bに働かせ、遮蔽部材7の先端部7bと被加工物100の面との隙間の周方向の偏差をさらに抑制でき、周方向で局所的な遮蔽効果の低下をさらに抑制できる。この結果、気体領域であるドライスポットDへの水の流入を遮断し、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。なお、この構成の場合、図11に示すように、水噴射ノズル3Cは、突起部74の間に対応する位置に噴射口3Ccbが配置されていればよく、水の圧力を突起部74の間を介して遮蔽部材7に及ばせることができる。
Therefore, by providing the
なお、図5〜図12に示す形態は、適宜組み合わせて用いることで、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止する効果を顕著に得ることができる。 Note that by using the forms shown in FIGS. 5 to 12 in an appropriate combination, it is possible to remarkably obtain the effect of preventing water from entering the inside of the gas region during underwater processing.
また、本実施形態の加工用ノズル3が適用された加工装置1にあっては、加工用ノズル3と、ガス噴射ノズル3Bにガスを供給するガス供給部4と、水噴射ノズル3Cに水を供給する水供給部5と、ガス噴射ノズル3Bのガス噴射領域内を加工領域として設けられた加工ヘッド2,6と、を備える。
Further, in the processing apparatus 1 to which the
この加工装置1によれば、遮蔽部材7により、水中加工を行う際の気体領域の内側への水の浸入を防止することができることから、水中での加工性を向上することができる。
According to this processing apparatus 1, since the shielding
ところで、上述した実施形態において、加工用ノズル3は、水噴射ノズル3Cにおいて水供給通路3Caが設けられているが、水供給部5の水供給管5Aを環状通路3Cbに直接接続して水供給通路3Caの代わりとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
1 加工装置
2 加工ヘッド
2A 溶接トーチ
2B 溶接ワイヤ
3 加工用ノズル
3A トーチ挿入ノズル
3Aa 開口
3B ガス噴射ノズル
3Ba 噴射口
3C 水噴射ノズル
3Ca 水供給通路
3Cb 環状通路
3Cc ノズル部
3Cca 接続口
3Ccb 噴射口
3D レーザ照射ノズル
3Da 照射口
4 ガス供給部
4A ガス供給管
5 水供給部
5A 水供給管
6 加工ヘッド
6A レーザビーム
7 遮蔽部材
7a 基端部
7b 先端部
71 支持部材
71a 基端部
71b 先端部
72 剛構造部
73 変形部
74 突起部
100 被加工物
100A 加工部位
C 中心軸
D ドライスポット
Reference Signs List 1 processing device 2
Claims (6)
前記ガス噴射ノズルの周囲を取り囲むように環状に形成されて前記ガス噴射ノズルの向きに沿う方向に向けて噴出口を有する水噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの噴射口と前記水噴射ノズルの噴射口との間で前記ガス噴射ノズルの噴射口の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられて先端部が基端部よりも径方向外側に位置して設けられ、かつ前記水噴射ノズルの噴射口の向きに対して交差して配置される遮蔽部材と、
を備え、
前記遮蔽部材は、先端部が外側に反り返って形成されることを特徴とする加工用ノズル。 A gas injection nozzle,
A water injection nozzle that is formed in an annular shape so as to surround the periphery of the gas injection nozzle and has an injection port in a direction along the direction of the gas injection nozzle;
Between the injection port of the gas injection nozzle and the injection port of the water injection nozzle is formed in an annular shape so as to surround the periphery of the injection port of the gas injection nozzle, the base end of the diameter of the water injection nozzle A shielding member attached to the inner side in the direction, the distal end portion is provided radially outward from the base end portion, and arranged to intersect with the direction of the injection port of the water injection nozzle,
Equipped with a,
The processing nozzle , wherein the shielding member is formed such that a front end portion is warped outward .
前記ガス噴射ノズルの周囲を取り囲むように環状に形成されて前記ガス噴射ノズルの向きに沿う方向に向けて噴出口を有する水噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの噴射口と前記水噴射ノズルの噴射口との間で前記ガス噴射ノズルの噴射口の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられて先端部が基端部よりも径方向外側に位置して設けられ、かつ前記水噴射ノズルの噴射口の向きに対して交差して配置される遮蔽部材と、
を備え、
前記遮蔽部材は、剛構造部と、径方向または周方向に変形可能な変形部とが周方向で交互に配置されることを特徴とする加工用ノズル。 A gas injection nozzle,
A water injection nozzle that is formed in an annular shape so as to surround the periphery of the gas injection nozzle and has an injection port in a direction along the direction of the gas injection nozzle;
Between the injection port of the gas injection nozzle and the injection port of the water injection nozzle is formed in an annular shape so as to surround the periphery of the injection port of the gas injection nozzle, the base end of the diameter of the water injection nozzle A shielding member attached to the inner side in the direction, the distal end portion is provided radially outward from the base end portion, and arranged to intersect with the direction of the injection port of the water injection nozzle,
Equipped with a,
The processing member is characterized in that the shielding member has a rigid structure portion and a deformable portion that can be deformed in a radial direction or a circumferential direction are alternately arranged in the circumferential direction .
前記ガス噴射ノズルの周囲を取り囲むように環状に形成されて前記ガス噴射ノズルの向きに沿う方向に向けて噴出口を有する水噴射ノズルと、
前記ガス噴射ノズルの噴射口と前記水噴射ノズルの噴射口との間で前記ガス噴射ノズルの噴射口の周囲を取り囲むように環状に形成されていると共に、基端部が前記水噴射ノズルの径方向内側に取り付けられて先端部が基端部よりも径方向外側に位置して設けられ、かつ前記水噴射ノズルの噴射口の向きに対して交差して配置される遮蔽部材と、
を備え、
前記遮蔽部材は、前記水噴射ノズル側の表面に、基端部から先端部に向けて延在する突起部が設けられることを特徴とする加工用ノズル。 A gas injection nozzle,
A water injection nozzle that is formed in an annular shape so as to surround the periphery of the gas injection nozzle and has an injection port in a direction along the direction of the gas injection nozzle;
Between the injection port of the gas injection nozzle and the injection port of the water injection nozzle is formed in an annular shape so as to surround the periphery of the injection port of the gas injection nozzle, the base end of the diameter of the water injection nozzle A shielding member attached to the inner side in the direction, the distal end portion is provided radially outward from the base end portion, and arranged to intersect with the direction of the injection port of the water injection nozzle,
Equipped with a,
The processing nozzle, wherein the shielding member is provided with a projection extending from a base end toward a tip end on a surface on the water jet nozzle side .
前記ガス噴射ノズルにガスを供給するガス供給部と、
前記水噴射ノズルに水を供給する水供給部と、
前記ガス噴射ノズルのガス噴射領域内を加工領域として設けられた加工ヘッドと、
を備えることを特徴とする加工装置。 A processing nozzle according to any one of claims 1 to 5 ,
A gas supply unit that supplies gas to the gas injection nozzle,
A water supply unit for supplying water to the water injection nozzle,
A processing head provided as a processing area in the gas injection area of the gas injection nozzle,
A processing apparatus comprising:
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JP2015247382A JP6671169B2 (en) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | Processing nozzles and processing equipment |
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