JPH07251287A - レーザ切断用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 アシストガスを低圧力化し、その使用量を低
減することができ、かつ、切断能力の向上及び一定の加
工品質の確保をも可能とし、さらに、被加工物の表面の
毀損及び先端ノズルの破損を防止することもできるレー
ザ切断用ノズルを提供する。 【構成】 レーザ切断用ノズルは、ノズル本体と、先端
ノズルと、レンズと、アシストガスの導管とから構成さ
れ、ノズル本体及び先端ノズルには、それぞれ導出通路
と孔とが形成されている。先端ノズルとノズル本体とは
互いに摺動自在とされていて、コイルバネ（付勢部材）
が、先端ノズルをノズル本体の先端方向へと付勢してい
る。先端ノズル先端の開口部の周縁部には、フランジ
（拡径部）部が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属板等の切断加工を
行なうレーザ切断装置が備えるレーザ切断用ノズルに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、高エネルギ波であるレー
ザ光を利用したレーザ切断装置は、金属板等の切断加工
装置として広く用いられている。このレーザ切断装置に
よる金属板の切断においては、レーザ光の出力及び加工
速度を適正な値に設定することにより良好な切断効果が
得られ、さらにアシストガスとして窒素ガス等を切断溝
に対して噴射し、アシストガスの運動量によってレーザ
光のエネルギで溶融した金属を吹き飛ばすことにより切
断能力を増大させているものである。

【０００３】このレーザ切断装置が備えるレーザ切断用
ノズルとして、従来、図４に示すレーザ切断用ノズル１
が採用されていた。レーザ切断用ノズル１は、ノズル本
体２と、先端ノズル３と、レーザ光を所定の焦点位置へ
と集光するためのレンズ４と、アシストガスを供給する
導管５とから構成され、ノズル本体２及び先端ノズル３
には、レーザ光及びアシストガスを導出する導出通路２
ａ及び孔３ａがそれぞれ形成されている。そして、先端
ノズル３の先端の開口部より金属板（被加工物）７にレ
ーザ光及びアシストガスを照射・噴射（図中それぞれ一
点鎖線及び矢印で表示）してこれを切断する。

【０００４】前述したレーザ切断装置の作動原理によ
り、先端ノズル３の先端の開口部と金属板７との間隙Ｄ
が狭いほどアシストガスの補助効果は大きく、かつ先端
ノズル３の開口部の径も小さくできるが、実用上は金属
板７の曲り、レーザ切断用ノズル１と金属板７との位置
関係・運動精度上の問題等により間隙Ｄは、かなりの余
裕をもたせて設定せねばならなかった。

【０００５】そのためアシストガスを供給するべき部
分、すなわち金属板７の切断溝だけではなく、この切断
溝を含む広い範囲にアシストガスを噴射することとな
り、また、金属板７から大きな間隙Ｄをおいて噴出され
ることによるアシストガスの機能の低下を補償するため
に、高圧のアシストガスを多量に噴射することが必要と
なるので、アシストガスを浪費することとなった。ま
た、先端ノズル３の開口部と金属板７の間隙Ｄを一定に
保つことが困難なため、加工品質が不均一なものとなっ
ていた。

【０００６】そこで、上記の問題を解決するために、図
５に示すレーザ切断用ノズル１１が提案された。このレ
ーザ切断用ノズル１１は、以前のレーザ切断用ノズル１
と同様に、ノズル本体１２と、先端ノズル１３と、レン
ズ４と、アシストガスの導管５とから概略構成され、ノ
ズル本体１２及び先端ノズル１３には、レーザ光及びア
シストガスを導出する導出通路１２ａ及び孔１３ａがそ
れぞれ形成され、先端ノズル１３の先端の開口部よりレ
ーザ光及びアシストガスを照射・噴射（図中それぞれ一
点鎖線及び矢印で表示）して、金属板（被加工物）７を
切断するものである。

【０００７】そして、このレーザ切断用ノズル１１にお
いては、先端ノズル１３と、ノズル本体１２とは互いに
摺動自在とされていて、レンズ４を配置するためにノズ
ル本体１２の内面に形成された凸部１２ｂと、先端ノズ
ル１３の基端面との間には、コイルバネ１５が配置さ
れ、また、ノズル本体１２の先端近傍の内面と、先端ノ
ズル１３の外面との間には、リニヤボールベアリング１
７が配置されている。このコイルバネ１５は、先端ノズ
ル１３をノズル本体１２の先端方向へと付勢し、リニヤ
ボールベアリング１７は、先端ノズル１３のノズル本体
１２に対する摺動を滑らかなものとする。

【０００８】このレーザ切断用ノズル１１は、これを用
いて金属板７を切断する際に、まず、先端ノズル１３の
先端を金属板７の表面に当接させる。このとき先端ノズ
ル１３の先端面は、ノズル本体１２の内部に配置された
コイルバネ１５の付勢力によって金属板７に密着する。
レーザ切断を始めるときに、導管５よりアシストガスを
一定圧力で供給すると、アシストガスは先端ノズル１３
の先端の開口部より噴射され、先端ノズル１３は、アシ
ストガスの噴射圧力がコイルバネ１５の付勢力より大と
なったときに金属板７から離間して、アシストガスの噴
射圧力と、コイルバネ１５の付勢力とが釣り合う位置ま
でノズル本体１２に対してレーザ光軸Ｌ上を摺動し、先
端ノズル１３の先端と、金属板７との間に間隙Ｄが形成
される、というものである。

【０００９】上記のように、このレーザ切断用ノズル１
１は、アシストガスの圧力に対してコイルバネ１５のバ
ネ定数を適切なものに選定することによって、金属板７
と先端ノズル１３との間隙Ｄを所定の値とし、また、金
属板７が曲っている場合等においても、上記の構成によ
って間隙Ｄをほぼ一定に保ち、アシストガスの浪費を無
くすとともに、加工品質の安定化を図ることを目的とし
たものであった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザ切断用ノズル１１においては、先端ノズル１３の
アシストガスの圧力を受ける受圧面の面積が、ノズル本
体１２内でコイルバネ１５を支持する基端面側よりも先
端面１３ｓ側のほうが小さいために、先端ノズル１３
は、コイルバネ１５により下方へ付勢されているだけで
はなく、さらにアシストガスからも下方へと押されるこ
ととなり、上述した効果は実現され得なかった。

【００１１】よって、このレーザ切断用ノズル１１を用
いた場合においても、これより以前のレーザ切断用ノズ
ル１を用いた場合と同様に、金属板７と先端ノズル１３
の先端面１３ｓとの間隙Ｄを大きめに設定せざるを得な
いため、やはりアシストガスを広い範囲に噴射すること
となり、アシストガスの機能の低下を補償するために高
圧のアシストガスを多量に噴射することが必要で、アシ
ストガスの節約を図ることができず、また、加工品質を
一定とすることもできなかった。

【００１２】また、先端ノズル１３の先端面１３ｓは、
外周部において外周面１３ｔと直交しているので、この
部分が金属板７と接触した場合には、金属板７の表面に
傷を付けるとともに、先端ノズル１３も破損するという
問題もあった。

【００１３】本発明は、前記の事情に鑑みてなされたも
のであって、アシストガスを低圧力化し、その使用量を
低減することができ、かつ、切断能力の向上及び一定の
加工品質の確保をも可能とし、さらに、被加工物の表面
の毀損及び先端ノズルの破損を防止することもできるレ
ーザ切断用ノズルを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のレーザ切
断用ノズルは、内部にレーザ光及びアシストガスの導出
通路を有し、先端部に挿通孔を有するノズル本体と、こ
のノズル本体の前記挿通孔内に配置されるとともに、前
記レーザ孔の導出通路方向に向けて移動自在に支持さ
れ、その内部に前記レーザ光及びアシストガスを通過さ
せる孔が形成された先端ノズルと、この先端ノズルを前
記ノズル本体に対して前記レーザ光及びアシストガスの
導出方向に付勢する付勢部材とを備えてなり、前記先端
ノズルには、前記レーザ光及びアシストガスを照射・噴
射させる開口部の周縁部に前記レーザ光及びアシストガ
スの照射・噴射方向に対し側方に張り出すフランジ部が
形成されていることを特徴とするものである。

【００１５】請求項２記載のレーザ切断用ノズルは、請
求項１記載のレーザ切断用ノズルにおいて、前記先端ノ
ズルに形成された孔が、該先端ノズルの先端面近傍にお
いて拡径され、拡径部が形成されていることを特徴とす
るものである。

【００１６】請求項３記載のレーザ切断用ノズルは、請
求項２記載のレーザ切断用ノズルにおいて、前記先端ノ
ズルに形成された孔の拡径部のアシストガスの圧力を受
ける受圧面の面積が、該先端ノズルの基端部側の受圧面
の面積よりも大とされていることを特徴とするものであ
る。

【００１７】請求項４記載のレーザ切断用ノズルは、請
求項１ないし３のいずれかに記載のレーザ切断用ノズル
において、前記付勢部材がコイルバネとされ、このコイ
ルバネが前記先端ノズルの胴部に巻回されて、該先端ノ
ズルのフランジ部と前記ノズル本体の先端部との間に介
装されていることを特徴とするものである。

【００１８】請求項５記載のレーザ切断用ノズルは、請
求項１ないし４のいずれかに記載のレーザ切断用ノズル
において、前記フランジ部は、その下面が外周部の近傍
において漸次上方へ向けて湾曲する湾曲面とされている
ことを特徴とするものである。

【００１９】そして、請求項６記載のレーザ切断用ノズ
ルは、請求項１ないし５のいずれかに記載のレーザ切断
用ノズルにおいて、前記先端ノズルを構成する前記フラ
ンジ部と、前記胴部とが着脱自在とされていることを特
徴とするものである。

【００２０】

【作用】請求項１記載のレーザ切断用ノズルは、ノズル
本体と、該ノズル本体に移動自在に支持された先端ノズ
ルと、この先端ノズルを前記ノズル本体に対して該ノズ
ル本体の先端方向へ付勢する付勢部材とを備え、前記先
端ノズルには、その開口部の周縁部にフランジ部が形成
されているので、前記先端ノズルのアシストガスの圧力
を受ける受圧面の面積は、前記ノズル本体内に位置する
基端面側より先端面側が大となり、アシストガスの圧力
により付勢部材の付勢力に抗して前記先端ノズルを被加
工材表面から離間させることを可能とする。

【００２１】請求項２記載のレーザ切断用ノズルにおい
ては、前記先端ノズルに形成された孔は、該先端ノズル
の先端面近傍において拡径されて、拡径部が形成されて
いるため、アシストガスの該先端ノズルを被加工材表面
から離間させる機能を、より有効に発揮させる。

【００２２】請求項３記載のレーザ切断用ノズルにおい
ては、前記先端ノズルに形成された孔の拡径部のアシス
トガスの圧力を受ける受圧面の面積が、該先端ノズルの
基端部側の受圧面の面積よりも大とされていて、前記先
端ノズルの孔の拡径部の受圧面に作用するアシストガス
の力のみで、該先端ノズルの基端面の受圧面に作用する
アシストガスの力よりも大となるので、該先端ノズルを
被加工材表面から離間させる力がさらに増大される。

【００２３】請求項４記載のレーザ切断用ノズルにおい
ては、前記付勢部材がコイルバネとされ、このコイルバ
ネが前記先端ノズルの胴部に巻回されて、該先端ノズル
のフランジ部と前記ノズル本体の先端部との間に介装さ
れているので、レーザ切断用ノズルの組立・分解・保守
・点検・整備のいずれもが容易とされ、また、その付勢
力は前記先端ノズルの周方向に一様となるため、該先端
ノズルの先端面と被加工物との間隙を周方向に一様と
し、噴出するアシストガスが偏向することを防止する。

【００２４】請求項５記載のレーザ切断用ノズルにおい
ては、前記先端ノズルのフランジ部は、その下面の外周
部の近傍において漸次上方へ向けて湾曲する湾曲面とさ
れていて、この部分が被加工物と接触したときの被加工
物の表面の毀損及び該先端ノズルの破損を防止する。

【００２５】そして、請求項６記載のレーザ切断用ノズ
ルにおいては、前記先端ノズルを構成する前記フランジ
部と、前記胴部とが着脱自在とされているので、該フラ
ンジ部のみを容易に取り替えることができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明のレーザ切断用ノズルの第一の
実施例を図１及び図２を参照して説明する。図１及び図
２に示すレーザ切断用ノズル３１は、ノズル本体３２
と、先端ノズル３３と、レンズ４と、アシストガスを供
給する導管５とから概略構成され、ノズル本体３２及び
先端ノズル３３には、レーザ光及びアシストガスを導出
する導出通路３２ａ及び孔３３ａがそれぞれ形成され、
従来のレーザ切断用ノズル１及び１１と同様に、先端ノ
ズル３３の先端の開口部より金属板（被加工物）７にレ
ーザ光及びアシストガスを照射・噴射（図２にそれぞれ
一点鎖線及び矢印で表示）し、金属板７を切断するもの
である。また、従来のレーザ切断用ノズル１１と同様
に、先端ノズル３３と、ノズル本体３２とは、互いに摺
動自在とされていて、コイルバネ（付勢部材）３５が、
先端ノズル３３をノズル本体３２の先端方向へと付勢し
ている。

【００２７】そして、このレーザ切断用ノズル３１にお
いては、先端ノズル３３は、ノズル本体３２の先端部３
２ｂに形成された挿通孔３２ｃ内に配置され、その胴部
３３ｃの先端の開口部の周縁部には、レーザ光及びアシ
ストガスの照射・噴射方向に対して側方に張り出すフラ
ンジ部３３ｄが形成されている。このフランジ部３３ｄ
の下面のアシストガスの圧力を受ける受圧面の面積は、
ノズル本体３２内に位置する基端部の受圧面の面積より
も大とされていて、また、フランジ部３３ｄの下面は、
外周部の近傍において漸次上方へ向けて湾曲する湾曲面
３３ｅとされている。

【００２８】前記先端ノズル３３に形成されたレーザ光
及びアシストガスを通過させる孔３３ａは、先端の開口
部の近傍において拡径されテーパ面（拡径部）３３ｆと
され、胴部３３ｃの基端部には、先端ノズル３３がノズ
ル本体３２から脱落することを防止するための凸部３３
ｇが形成されている。

【００２９】また、先端ノズル３３をノズル本体３２の
先端方向へと付勢するコイルバネ３５は、先端ノズル３
３の胴部３３ｃに巻回され、先端ノズル３３のフランジ
部３３ｄと、ノズル本体３２の先端部３２ｂとの間に介
装されている。

【００３０】上記の構成からなるレーザ切断用ノズル３
１を用いて金属板７を切断するには、従来のレーザ切断
用ノズル１１を用いる場合と同様に、まず、図１に示す
ように、先端ノズル３３の先端面を金属板７の表面に当
接させる。このとき先端ノズル３３の先端面は、ノズル
本体３２の先端部３２ｂと先端ノズル３３のフランジ部
３３ｄとの間に介装されたコイルバネ３５の付勢力によ
って金属板７に密着する。

【００３１】レーザ切断を始めるときに、導管５よりア
シストガスを一定圧力で供給すると、アシストガスは、
先端ノズル３３の先端の開口部より噴出する。そして、
アシストガスの圧力によって先端ノズル３３の先端面が
受ける上向きの力と、同基端面が受ける下向きの力との
差が、コイルバネ３５の付勢力よりも大となったとき
に、先端ノズル３３の先端面は、金属板７から離間し、
アシストガスの圧力によって先端ノズル３３が全体とし
て受ける力と、コイルバネ３５の付勢力とが釣り合う位
置までレーザ光軸Ｌ上をノズル本体３２に対して摺動し
て、図２に示すように、先端ノズル３３の先端面と、金
属板７との間に間隙Ｄが形成される。

【００３２】上記のようなレーザ切断用ノズル３１によ
れば、先端ノズル３３の先端の開口部の周縁にフランジ
部３３ｄが形成されていて、アシストガスの圧力を受け
る受圧面の面積はノズル本体３２内の基端面側よりも先
端面側の方が大きく、先端ノズル３３がアシストガスか
ら受ける力は先端面側の方が大きいので、先端ノズル３
３を金属板７から確実に離間させることができる。

【００３３】そして、先端ノズル３３の孔３３ａの先端
近傍に形成されたテーパ面３３ｆは、上記アシストガス
の圧力による先端ノズル３３を金属板７から離間させる
機能をより有効に発揮させる。

【００３４】よって、使用するアシストガスの圧力に応
じて適切なバネ定数のコイルバネ３５を採用することに
より、ノズル本体３２に対する先端ノズル３３の摺動範
囲を所定の値とし、先端ノズル３３の先端面と、金属板
７の表面との間隙Ｄも所定の値とすることもできるの
で、加工品質を一定に保つことが可能となる。

【００３５】また、この先端ノズル３３の摺動範囲の設
定は、使用するコイルバネ３５を変更するほかに、先端
ノズル３３のフランジ部３３ｄ、もしくはテーパ面３３
ｆの受圧面の面積を変更することによっても調整するこ
とが可能である。

【００３６】このように、金属板７と先端ノズル３３の
先端との間隙Ｄを最適な値に設定することが可能で、先
端ノズル３３のノズル本体３２に対する摺動範囲を所定
の値とすることも可能であるため、アシストガスを必要
な範囲にのみ噴射することができ、アシストガスの機能
が低下することもないため、従来のように高圧のアシス
トガスを多量に噴射する必要はなく、アシストガスの供
給量を減らして、その節約が図れる。例えば、開口部の
径が同一（φ３ｍｍ）の従来のレーザ切断用ノズル１１
と、本発明のレーザ切断用ノズル３１とを用いて、同一
ノズル圧力で切断した場合のアシストガスの消費量は、
従来のレーザ切断用ノズル１１を用いた場合の値を１と
して、本発明のレーザ切断用ノズル３１を用いた場合の
値は、約０．２であった。

【００３７】さらに、アシストガスの機能が常に十分に
発揮されることから、従来よりも低圧のアシストガスを
使用して、より高い切断能力が得られることになる。例
えば、レーザの出力を３ｋＷ、窒素ガスをアシストガス
としてＳＵＳ３０４鋼板を切断した場合、従来のレーザ
切断用ノズル１１によると圧力が９．９ｋｇ／ｃｍ²の
窒素ガスを用いても切断可能な最大板厚は８ｍｍであっ
たものが、本発明レーザ切断用ノズル３１によると圧力
が５．５ｋｇ／ｃｍ²の窒素ガスを用いて板厚１０ｍｍ
まで切断可能となった。

【００３８】そして、先端ノズル３３をノズル本体３２
の先端方向へと付勢するコイルバネ３５は、先端ノズル
３３の胴部３３ｃに巻回され、そのフランジ部３３ｄと
ノズル本体３２の先端部３２ｂとの間に介装されている
ので、レーザ切断用ノズル３１の組立・分解・保守・点
検・整備のいずれもが容易となる。また、このコイルバ
ネ３５による付勢力は先端ノズル３３の周方向に一様と
なるため、先端ノズル３３の先端面と金属板７との間隙
Ｄも周方向に一様となり、噴出するアシストガスが偏向
することはなく、その機能を有効に発揮することができ
る。

【００３９】さらに、先端ノズル３３が、ノズル本体３
２に対して摺動自在とされているだけでなく、先端ノズ
ル３３のフランジ部３３ｄの下面は、外周部の近傍にお
いて湾曲面３３ｅとされていることにより、万一この部
分が金属板７と接触してもその表面に傷を付けるおそれ
はなく、かつ、先端ノズル３３が破損することもない。

【００４０】次に、本発明のレーザ切断用ノズルの第二
の実施例を図３を参照して説明する。図３に示す先端ノ
ズル４３は、本発明のレーザ切断用ノズルを構成する先
端ノズルとして、上述した第一の実施例において示した
先端ノズル３３と同様に、レーザ切断用ノズル３１を構
成する先端ノズルとして用いられるものである。この先
端ノズル４３には、レーザ光及びアシストガスを導出す
る孔４３ａと、胴部４３ｃ先端の開口部の周縁部のフラ
ンジ部４３ｄと、胴部４３ｃの基端部の凸部４３ｇとが
形成され、フランジ部４３ｄの下面は外周部の近傍にお
いて漸次上方へ向けて湾曲する湾曲面４３ｅとされてい
る。

【００４１】そして、この先端ノズル４３は、第一の実
施例に示したノズル本体３２の先端部３２ｂに形成され
た挿通孔３２ｃ内に配置され、このとき、コイルバネ３
５は、この先端ノズル４３の胴部４３ｃに巻回され、先
端ノズル４３のフランジ部４３ｄと、ノズル本体３２の
先端部３２ｂとの間に介装される。

【００４２】また、この先端ノズル４３の孔４３ａは、
第一の実施例に示した先端ノズル３３の孔３３ａが、先
端の開口部の近傍においてテーパ状に拡径されてテーパ
面３３ｆとされていたのに対して、先端の開口部の近傍
において径の大なる円筒面に拡径され、拡径部４３ｆが
形成されている。この拡径部４３ｆのアシストガスの圧
力を受ける受圧面は、ノズル本体３２内に位置する基端
面の受圧面よりも広くされているので、拡径部４３ｆの
受圧面に作用するアシストガスの力のみで、先端ノズル
４３の基端部側の受圧面に作用するアシストガスの力よ
りも大となるので、先端ノズル４３を金属板７の表面か
ら離間させる力がさらに増大され、アシストガスの圧力
による先端ノズル４３を金属板７から離間させる作用を
さらに有効に発揮させることができる。

【００４３】これら第一の実施例に示した先端ノズル３
３のテーパ面３３ｆ及び第二の実施例に示した先端ノズ
ル４３の拡径部４３ｆｃそれぞれの直径は、それぞれの
孔３３ａ、４３ａ、フランジ部３３ｄ、４３ｄ等の直径
と同様に、切断すべき金属板７の種類、板厚、レーザ光
の出力、アシストガスの種類、圧力、先端ノズル３３も
しくは４３を、金属板７から離間させるべき間隙Ｄの
値、ノズル本体３２に対して摺動可能とする範囲の設定
値等の条件によって、適宜決定すればよい。

【００４４】同様に、テーパ面３３ｆの形成された先端
ノズル３３と、拡径部４３ｆの形成された先端ノズル４
３とのいずれを採用すべきかも、使用する状況に応じて
適宜選択すればよく、状況によって、先端ノズルの開口
部の周縁部にフランジ部を形成し、基端部側の受圧面よ
り先端部側の受圧面を大きくしたことのみで十分な効果
が得られる場合には、開口部近傍にテーパ面もしくは拡
径部の形成されていない先端ノズルを採用してもよい。

【００４５】また、上記第一、第二の実施例に示した先
端ノズル３３、４３は、それぞれを構成する胴部３３
ｃ、４３ｃとフランジ部３３ｄ、４３ｄとが、一体とし
て形成されたものであってもよいし、あるいは胴部３３
ｃ、４３ｃとフランジ部３３ｄ、４３ｄとをそれぞれ別
部品として作成し、例えば、胴部３３ｃ、４３ｃの外周
面に雄ネジ部、フランジ部３３ｄ、４３ｄの内周面に雌
ネジ部を設けておき、これらネジ部を螺合させることに
より先端ノズル３３、４３を形成するようにしたもので
もよい。

【００４６】このように、胴部とフランジ部とをそれぞ
れ別部品として先端ノズルを形成する場合には、本発明
のレーザ切断用ノズルの使用条件が変わったときに、フ
ランジ部のみを取り替える、あるいは、フランジ部を取
り外してコイルバネを他の種類のものに交換する等によ
って容易に対応を取ることができる。

【００４７】また、上記第一の実施例においては、先端
ノズル３３をノズル本体３２の先端方向へと付勢する付
勢部材としてコイルバネ３５を採用し、そのコイルバネ
３５を先端ノズル３３の胴部３３ｃに巻回し、そのフラ
ンジ部３３ｄとノズル本体３２の先端部３２ｂとの間に
介装する場合を例にあげて説明したが、コイルバネ３５
を配置する位置は、上記の位置に限られるものではな
く、例えば、従来のレーザ切断用ノズル１のようにノズ
ル本体内配置する等、状況に応じて適宜の位置に配置す
ればよいし、コイルバネではなく、例えば、エアバネ等
の他の付勢部材を採用してもよい。

【００４８】そして、本発明のレーザ切断用ノズルによ
って切断加工を施す被加工物として、金属板を例にあげ
て説明したが、本発明のレーザ切断用ノズルの切断加工
対象はこの金属板に限られるものではなく、広い範囲の
被加工物を切断加工の対象とするレーザ切断用ノズルと
して使用することのできるものである。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザ切
断用ノズルによれば、以下の効果を奏することができ
る。すなわち、請求項１記載のレーザ切断用ノズルは、
ノズル本体と、該ノズル本体に移動自在に支持された先
端ノズルと、この先端ノズルを前記ノズル本体に対して
該ノズル本体の先端方向へ付勢する付勢部材とを備え、
前記先端ノズルには、その開口部の周縁部にフランジ部
が形成されているので、前記先端ノズルのアシストガス
の圧力を受ける受圧面の面積は、前記ノズル本体内に位
置する基端面側より先端面側が大となり、アシストガス
の圧力により付勢部材の付勢力に抗して前記先端ノズル
を被加工材の表面から確実に離間させることが可能であ
る。

【００５０】また、各部材の寸法・形状、前記付勢部材
の付勢力を使用条件に適合させることにより、前記ノズ
ル本体に対する前記先端ノズルの摺動範囲を所定の値と
することが可能で、被加工物と前記先端ノズルの先端と
の間隙を最適な値に設定することも可能であるため、加
工品質を一定に保つことができるし、アシストガスを必
要な範囲にのみ噴射することができ、かつ、アシストガ
スの機能が常に十分に発揮されるので、アシストガスの
消費量が減り、その節約を図ることができるとともに、
従来よりも低圧のアシストガスを使用して、より高い切
断能力が得られるようになる。

【００５１】請求項２記載のレーザ切断用ノズルにおい
ては、前記先端ノズルに形成された孔は、該先端ノズル
の先端面近傍において拡径され、拡径部が形成されてい
るため、アシストガスの該先端ノズルを被加工材表面か
ら離間させる機能が、より有効に発揮される。

【００５２】請求項３記載のレーザ切断用ノズルにおい
ては、前記先端ノズルに形成された孔の拡径部のアシス
トガスの圧力を受ける受圧面の面積が、該先端ノズルの
基端部側の受圧面の面積よりも大とされていて、前記先
端ノズルの孔の拡径部の受圧面に作用するアシストガス
の力のみで、該先端ノズルの基端面の受圧面に作用する
アシストガスの力よりも大となるので、該先端ノズルを
被加工材表面から離間させる力がさらに増大される。

【００５３】請求項４記載のレーザ切断用ノズルにおい
ては、前記付勢部材がコイルバネとされ、このコイルバ
ネが前記先端ノズルの胴部に巻回されて、該先端ノズル
のフランジ部と前記ノズル本体の先端部との間に介装さ
れているので、レーザ切断用ノズルの組立・分解・保守
・点検・整備のいずれもが容易となり、また、その付勢
力は前記先端ノズルの周方向に一様となるため、該先端
ノズルの先端面と被加工物との間隙も周方向に一様とな
り、噴出するアシストガスが偏向することがない。

【００５４】請求項５記載のレーザ切断用ノズルにおい
ては、前記先端ノズルが、前記ノズル本体に対して摺動
自在とされているだけでなく、該先端ノズルのフランジ
部の下面は、外周部の近傍において漸次上方へ向けて湾
曲する湾曲面とされているので、万一この部分が被加工
物と接触したときの被加工物の表面の毀損及び該先端ノ
ズルの破損を防止することができる。

【００５５】そして、請求項６記載のレーザ切断用ノズ
ルにおいては、前記先端ノズルを構成する前記フランジ
部と、前記胴部とが着脱自在とされているので、レーザ
切断用ノズルの使用条件が変わったときに、該フランジ
部のみを取り替えることによって容易に対応を取ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例であるレーザ切断用ノズ
ルを示す正断面図である。

【図２】同、レーザ切断用ノズルによってレーザ光及び
アシストガスを照射・噴射しているときの状態を示す正
断面図である。

【図３】本発明の第二の実施例であるレーザ切断用ノズ
ルを構成する先端ノズルを示す正断面図である。

【図４】従来のレーザ切断用ノズルを示す正断面図であ
る。

【図５】同じく従来のレーザ切断用ノズルであって、ノ
ズル本体に対して先端ノズルを摺動自在とする機構を備
えるものを示す正断面図である。

【符号の説明】

３１ レーザ切断用ノズル ３２ ノズル本体 ３２ａ 導出通路 ３２ｂ 先端部 ３２ｃ 挿通孔 ３３ 先端ノズル ３３ａ 孔 ３３ｃ 胴部 ３３ｄ フランジ部 ３３ｅ 湾曲面 ３３ｆ テーパ面（拡径部） ３５ コイルバネ（付勢部材） ４３ 先端ノズル ４３ａ 孔 ４３ｃ 胴部 ４３ｄ フランジ部 ４３ｅ 湾曲面 ４３ｆ 拡径部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部にレーザ光及びアシストガスの導出
   通路を有し、先端部に挿通孔を有するノズル本体と、 このノズル本体の前記挿通孔内に配置されるとともに、
   前記レーザ光の導出通路方向に向けて移動自在に支持さ
   れ、その内部に前記レーザ光及びアシストガスを通過さ
   せる孔が形成された先端ノズルと、 この先端ノズルを前記ノズル本体に対して前記レーザ光
   及びアシストガスの導出方向に付勢する付勢部材とを備
   えてなり、 前記先端ノズルには、前記レーザ光及びアシストガスを
   照射・噴射させる開口部の周縁部に前記レーザ光及びア
   シストガスの照射・噴射方向に対し側方に張り出すフラ
   ンジ部が形成されていることを特徴とするレーザ切断用
   ノズル。
2. 【請求項２】 請求項１記載のレーザ切断用ノズルにお
   いて、 前記先端ノズルに形成された孔が、該先端ノズルの先端
   面近傍において拡径され、拡径部が形成されていること
   を特徴とするレーザ切断用ノズル。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のレーザ切断用ノ
   ズルにおいて、 前記先端ノズルに形成された孔の拡径部のアシストガス
   の圧力を受ける受圧面の面積が、該先端ノズルの基端部
   側の受圧面の面積よりも大とされていることを特徴とす
   るレーザ切断用ノズル。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のレ
   ーザ切断用ノズルにおいて、 前記付勢部材がコイルバネとされ、 このコイルバネが前記先端ノズルの胴部に巻回されて、
   該先端ノズルのフランジ部と前記ノズル本体の先端部と
   の間に介装されていることを特徴とするレーザ切断用ノ
   ズル。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のレ
   ーザ切断用ノズルにおいて、 前記フランジ部は、その下面が外周部の近傍において漸
   次上方へ向けて湾曲する湾曲面とされていることを特徴
   とするレーザ切断用ノズル。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のレ
   ーザ切断用ノズルにおいて、 前記先端ノズルを構成する前記フランジ部と、前記胴部
   とが着脱自在とされていることを特徴とするレーザ切断
   用ノズル。