JPH1190664A - レーザ加工ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スパッタによる保護ガラスの損傷を防止し、
溶接雰囲気を確実にシールドできるレーザ加工ヘッドを
提供することにある。 【解決手段】 レーザ伝送手段１１により導かれるレー
ザ光を集光レンズ２７，２７’，２７”により集光し、
反射ミラー１５で屈折させるレーザ加工へッドにおい
て、レーザ照射孔に保護ガラス２５を付設し、レーザ照
射孔からガスシールドを兼ねたスパッタ排除ガスを噴出
させるとともに、レーザ照射孔を中心として同心円状に
スリット４７を設けてシールドガスを噴出させるための
ガス誘導経路を設けたことを特徴とする

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工ヘッド
に関する。例えば、レーザ溶接、レーザ切断、レーザマ
ーキング等の加工ヘッドに適用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術に係るレーザ溶接の一例とし
て、管の突き合わせ円周溶接の状況を図８に示す。図８
に示すように、溶接の対象となる管１、１’が相互に突
き合わせられ、レーザ溶接ヘッド９が、管１、１’の廻
りを回転しながら、溶接部２を円周方向に溶接してい
る。管１、１’は、図に描かれていない構造体で支持さ
れている。

【０００３】ここで、レーザ溶接ヘッド９を管１、１’
の廻りに回転させる機構として、溶接機本体３、固定チ
ャック４及びその制御装置８等が設けられている。即
ち、管１’に対して固定チャック４がハンドル５にて着
脱自在に取り付けられ、この固定チャック４に溶接機本
体３が一体に装着されている。

【０００４】溶接機本体３には、管１’を中心として回
転し得るように馬蹄形回転体７が取り付けられると共に
モータ６が取り付けられ、更に、その溶接機本体３の内
部にはモータ６からの動力を馬蹄形回転体７へ伝達して
その馬蹄形回転体７を回転させる動力伝達機構（図示省
略）が組み込まれている。馬蹄形回転体７には、レーザ
溶接ヘッド９が固定されると共にこの溶接ヘッド９には
コネクター１０を介してオプティカルファイバー１１の
一端が接続し、その他端はレーザー発振器１２に接続し
ている。

【０００５】従って、図８に示すように、溶接機本体３
及び固定チャック４をハンドル５を操作して管１’に取
り付け、制御装置８で駆動モータ６を駆動すれば、馬蹄
形回転体７及びレーザ溶接ヘッド９が管１、１’の廻り
に回転することになる。レーザ溶接ヘッド９は、図９、
図１０に示すように、レンズ群２７，２７’，２７”、
ミラー１５等を外筒１３内に組み込み、オプティカルフ
ァイバー１１により導かれるレーザ光をレンズ群２７，
２７’，２７”で集光しミラー１５で屈曲させて溶接線
２へ照射するものである。

【０００６】即ち、外筒１３にはその一端側に端筒１７
が一体に設けられると共にこの端筒１７にはコネクタ１
０を介してオプティカルファイバー１１の一端が接続し
ている。この端板１７の内側には保持筒１６が固定さ
れ、この保持筒１６にはオプティカルファイバー１１に
より導かれるレーザ光を集光するためのレンズ群２７，
２７’，２７”が固定されている。

【０００７】更に、端筒１７にはミラー冷却ガス供給管
２１、レンズ冷却ガス供給管２２及びスパッタ除去ガス
供給管２３が接続し、これら供給管２１、２２、２３に
連通するミラー冷却ガス導入孔１８、レンズ冷却ガス導
入孔１９、スパッタ除去ガス導入孔２０が設けられてい
る。外筒１３の他端側には端板１４が取り付けられると
共にこの端板１４の内側には、レーザ光を９０°屈曲さ
せる反射面を有するミラー１５の基端部が固定され、こ
のミラー１５の側面はミラー位置調整ネジ２６にて外筒
１３に支持されている。

【０００８】外筒１３には、ミラー１５により屈曲した
レーザ光を外部に出力する開口部が設けられ、その開口
部には保護ガラス２５が保護ガラス保持板２４にて固定
されている。従って、オプティカルファイバー１１から
レーザ溶接ヘッド９へ導かれたレーザ光は、図中矢印３
６で示すように、レンズ群２７，２７’，２７”で集光
され、ミラー１５で方向を変えられた後に、保護ガラス
２５を通して被溶接管１，１’の溶接部２上に焦点を結
び、これを溶融することになる。

【０００９】この状態で、図８で説明したように溶接ヘ
ッドが被溶接管１、１’のまわりを周回すれば、全周に
わたって溶接金属３７が形成され、溶接が完遂する。こ
こで、レンズ群２７，２７’，２７”の透過率、ミラー
１５の反射率はいづれも１００％ではないので、レーザ
強度が大きくなるにつれて、レンズ群２７，２７’，２
７”、ミラー１５に吸収される熱量は増大し、溶接に必
要な強度レベルでは、数分もしない内に損傷を受けてし
まう。

【００１０】また、溶融した金属からは金属蒸気が発生
し、ガス成分が多い場合には、溶融金属３７を吹き上
げ、いわゆるスパッタ３８を発生するが、これらが保護
ガラス２５の表面に付着すると透過率が急激に低下し、
保護ガラス２５は瞬時に損傷をうけることになる。この
ため、従来のレーザ溶接ヘッドでも種々の対策が採られ
ており、レンズ冷却ガス供給管２２から供給されたレン
ズ冷却ガスは、レンズ冷却ガス導入管１９を通って矢印
２９に示すように、レンズ保持筒１６の中を通過すると
きにそれぞれのレンズ群２７，２７’，２７”を冷却す
る。

【００１１】また、ミラー冷却ガス供給管２１から供給
された冷却ガスはミラー冷却ガス導入孔１８を通過し
て、矢印２８で示すように噴出し、矢印３０で示される
レンズを冷却した後のガスと合流した後に、ミラー１５
を矢印３１で示すように通過して冷却し、端板１４に開
けられた孔から矢印３３で示すように外部に搬出され
る。更に、スパッタ除去は、スパッタ除去ガス供給管２
３から供給されるガスが、スパッタ除去ガス導入孔２０
を経由して矢印３４で示されるように、保護ガラス２５
の表面を横切る方向に噴出させることによって達成しよ
うとしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たレーザ加工ヘッドでは、以下のような問題がある。 １．スパッタ除去 従来のスパッタ除去方法は、ガスを保護ガラス２５の表
面に沿って平行に噴出させることによってスパッタを吹
き飛ばそうとしていた。しかし、この噴出ガスは、溶接
金属３７から保護ガラス２５の方向に噴出してくるスパ
ッタ３８に対して、それを阻止するベクトル成分はない
ために、スパッタの噴出速度が大きい場合には完全に除
去することができず、保護ガラス２５の損傷を引き起こ
し、度々溶接を中断して保護ガラス２５を交換する不具
合があった。

【００１３】また冷却ガスに中性ガスまたは不活性ガス
を使用したとしても、矢印３４のような高速流がある
と、これに吸引される形で矢印３５で示される空気流が
形成されるために、溶接金属が酸化されて、強度的、外
観的に、溶接継手としてははなはだ不適格なものになっ
ていた。

【００１４】２．温度上昇 保護ガラス２５は上記スパッタ３８のみならず、溶接部
２からのレーザ反射光及び輻射熱が保護ガラス保持板２
４にあたり、熱伝導による温度上昇に伴って損傷すると
いう問題もあった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の請求項１に係るレーザ加工ヘッドは、レーザ伝送手
段により導かれるレーザ光を集光レンズにより集光し、
反射ミラーで屈曲させるレーザ加工ヘッドにおいて、レ
ーザ照射孔に保護ガラスを付設し、レーザ照射孔からガ
スシールドを兼ね備えたスパッタ排除ガスを噴出させる
とともに、レーザ照射孔を中心として同心円状にスリッ
トを設けてシールドガスを噴出させるためのガス誘導経
路を設けたことを特徴とする。

【００１６】上記課題を解決する本発明の請求項２に係
るレーザ加工ヘッドは、請求項１において、前記保護ガ
ラスと前記シールドノズルとの間に断熱材で形成された
保護ガラス支持片を配設し、かつ、レーザ照射孔の屈曲
ガス流路からガスシールドを兼ね備えたスパッタ排除ガ
スを旋回流として噴出させたことを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例に係るレーザ加
工ヘッドを図１〜図７に示す。図１はそのレーザ加工ヘ
ッドを上から見た平面図、図２は正面から見た正面図、
図３は右側から見た側面図、図４は底面から見た平面
図、図５は図４中のｖ−ｖ線での断面図、図６は図４中
のIV−IV線での断面図、図７は図４中のIIV−IIV線での
断面図である。

【００１８】このレーザ加工ヘッドは、図１〜７に示す
ように、レンズ群２７，２７’，２７”、ミラー１５等
を内筒４０、底板４１、外筒４２内に組み込み、オプテ
ィカルファイバー１１により導かれるレーザ光をレンズ
群２７，２７’，２７”で集光しミラー１５で屈曲させ
て溶接線２へ照射するものである。即ち、外筒４２と底
板４１により矩形断面の容器が形成されると共にその内
部に内筒４０が挿入され、内筒１５の両側にガス溜め空
間５３，５４が気密に仕切られている。

【００１９】ここで、底板４１は内筒４０に線状に接触
し、また、外筒４２は内筒１５と底板４１との間を気密
に覆っている。内筒４０の一端側にはコネクタ１０を介
してオプティカルファイバー１１の一端が接続し、この
内筒４０の内側部分には、レーザ光を集光するためのレ
ンズ群２７，２７’，２７”が固定されている。外筒４
２の一端側にはミラー冷却ガス供給管２１、レンズ冷却
ガス供給管２２が接続し、このミラー冷却ガス供給管２
１に連通する冷却ガス導入管４４がガス溜め空間５４内
に配置され、また、レンズ冷却ガス供給管２２はガス溜
め空間５３内に接続している。

【００２０】冷却ガス導入管４４は、外筒４２と内筒４
０の間を長手方向に沿って配設され、図５に示すよう
に、他端側において内筒４０の内壁に接触する方向にそ
の一端が接続している。レンズ群２７，２７’，２７”
の間における内筒４０の壁面には、それぞれガス溜め空
間５３，５４と連通する通気孔が形成されている。

【００２１】従って、レンズ冷却ガス供給管２２からガ
ス溜め空間５３へ供給された冷却ガスは、図１、図７に
矢印２９で示すように通気孔を通じて内筒４０内に導入
され、レンズ群２７，２７’，２７”の周囲を通過する
際に熱を奪い、更に図１、図７に矢印３０で示すように
通気孔を経てガス溜め空間５４へ排出されることにな
る。

【００２２】外筒１３の他端側には端板１４が取り付け
られると共にこの端板１４には内筒４０の内側において
レーザ光を９０°折り曲げる反射面を有するミラー１５
の基端部が固定されている。ミラー１５の背面１５’
は、円錐状に加工され、その円錐面には放射状に針状フ
ィン１５”が植え付けられている。

【００２３】従って、ミラー冷却ガス供給管２１、ミラ
ー冷却ガス導入管４４によって内筒４０の端部近くに導
かれたミラー冷却ガスは、図１、図２に矢印３１で示す
ように、円錐面１５’に植え付けられた針状フィン１
５”の問を旋回しながら熱を奪って通過し、更に、図
２、図６に矢印３２で示すように、ミラー１５の前面の
空間に至ることになる。ミラー１５により反射したレー
ザ光を外部に案内するための開口部が底板４１に設けら
れ、その開口部には保護ガラス２５が保護ガラス支持片
４９にて固定されている。

【００２４】更に、内筒４０と底板４１との間には、ミ
ラー１５で反射したレーザ光を保護ガラス２５へ導く経
路を中心として円筒状の隔壁４３が気密的に連結して配
置されている。従って、ミラー１５の前面において、内
筒４０、隔壁４３、レンズ２７”でこの空間が密閉され
ることになる。保護ガラス支持片４９は、図６に示すよ
うに、保護ガラス２５との間にスパッタ排除ガス溜まり
４８を形成すると共にその中央部にはスパッタ排除ガス
噴出孔であるレーザ照射孔５０が形成されている。

【００２５】従って、オプティカルファイバー１１から
レーザ溶接ヘッド９へ導かれたレーザ光は、図中矢印３
６で示すように、レンズ群２７，２７’，２７”で集光
され、ミラー１５で方向を変えられた後に、保護ガラス
２５を通して被溶接管１，１’の溶接部２上に焦点を結
び、これを溶融することになる。スパッタ排除ガス溜ま
り４８は、保護ガラス２５の周辺の隙間からレーザ照射
孔５０へ至る屈曲したガス通路である。従って、ミラー
１５の前面の空間に至ったミラー冷却ガスは、図６中矢
印で示すように、保護ガラス２５に平行に沿って流れた
後垂直に折れ曲がって、レーザ照射孔５０からシールド
を兼ねたスパッタ排除ガスとして噴出することになる。

【００２６】更に、保護ガラス支持片４９は、レーザ照
射孔５０から噴出するスパッタ排除ガスを旋回流とする
構成となっている。また、保護ガラス支持片４９の材料
として、本実施例では、ボロンナイトライドを用いた。
但し、その他の断熱材を使用することで、保護ガラス２
５の温度上昇を抑制することができる。保護ガラス支持
片４９の周囲には、レーザ照射孔５０を中心として同心
状にシールドガス噴出スリット４７を形成するように、
シールドノズル４５が配設され、このシールドノズル４
５の内側には環状溝形状にシールドガス溜まり４６が形
成されている。

【００２７】シールドガス溜まり４６は、底板４１に設
けられた通気孔を介してガス溜め空間５４に連通してお
り、従って、図７に矢印３０で示すようにガス溜め空間
５４に排出されたレンズ冷却ガスは、図６に矢印５１で
示すように、この通気孔を通じたシールドガス溜まり４
６に流入し、さらにはシールドガス噴出スリット４７か
ら噴出することになる。

【００２８】本実施例に係るレーザ加工ヘッドにおい
て、ミラー冷却ガス、スパッタ排除ガス、シールドガス
は次の作用・効果を奏する。先ず、ミラー冷却ガス供給
管２１および、ミラー冷却ガス導入管４４によって内筒
４０の端部近くに導かれたミラー冷却ガスは、図１、図
２に矢印３１で示すように、円錐面１５’に植え付けら
れた針状フィン１５”の問を熱を奪いながら通過し、図
２、図６に矢印３２で示すように、ミラー１５の前面の
空間に至り、更に、保護ガラス２５の周辺の間隙を通っ
てスパッタ排除ガス溜まり４８にはいり、シールドを兼
ねたスパッタ排除ガスとして矢印５２に示す経路でスパ
ッタ排除ガス噴出孔５０から旋回流として噴出すること
になる。

【００２９】一方、レンズ冷却ガス供給管２２で、レン
ズ冷却ガスが外筒４２と内筒４０の間のガス溜め空間５
３に供給されたレンズ冷却ガスは、図１、図７で矢印２
９で示すように内筒４０に開けられている通気孔を通じ
てレンズ群２７，２７’，２７”を冷却した後、図１、
図７に矢印３０で示すように、内筒４０の他方の壁に開
けられている通気孔を通じてもう一つのガス溜め空間５
４に排出され、更に、図６中に矢印５１で示すように、
シールドガス溜まり４６に流入し、さらにはシールドガ
ス噴出スリット４７から噴出する。

【００３０】このように、本実施例では、ミラー１５を
冷却した後のガスをシールドを兼ねたスパッタ排除ガス
として図６中に矢印５２で示す経路でスパッタ排除ガス
噴出孔であるレーザ照射孔５０から旋回流で噴出させる
ことができるため、溶接金属３７から発生する金属蒸気
やスパッタ３８が、保護ガラス２５に付着するのを阻止
するとともに、保護ガラス支持片４９によって熱伝導に
よる温度上昇を抑制する効果があり、保護ガラス２５、
並びにミラー１５、複数のレンズ群２７，２７’，２
７”の損傷を防ぐことができる。

【００３１】また、レンズ群２７，２７’，２７”を冷
却したガスを最終的にはレーザ照射孔５０を中心に同心
円上に設けたシールドガス噴出スリット４７から噴出さ
せて、空気が溶接雰囲気に侵入するのを防ぐことができ
る。このため、スパッタ排除ガスおよびシールドガスに
アルゴン、ヘリウム、窒素などの不活性または中性ガス
を用いることにより、溶接金属の酸化劣化を防止でき、
健全な溶接継手を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明の請求項１に係るレーザ加工ヘッド
は、レーザ伝送手段により導かれるレーザ光を集光レン
ズにより集光し、反射ミラーで屈折させるレーザ加工ヘ
ッドにおいて、レーザ照射孔に保護ガラスを付設し、レ
ーザ照射孔からガスシールドを兼ねたスパッタ排除ガス
を噴出させるとともに、レーザ照射孔を中心として同心
円状にスリットを設けてシールドガスを噴出させるため
のガス誘導経路を設けたため、シールドを兼ねたスパッ
タ排除ガスをレーザ照射孔から噴出させて、溶接金属か
ら発生する金属蒸気やスパッタが、保護ガラスに付着す
るのを阻止することができ、また、レーザ照射孔を中心
に同心円上に設けたシールドガス噴出スリットからシー
ルドガスを噴出させて、空気が溶接雰囲気に侵入するの
を防ぐことができる。

【００３３】また、本発明の請求項２に係るレーザ加工
ヘッドは、請求項１において、前記保護ガラスと前記シ
ールドノズルとの間に断熱材で形成された保護ガラス支
持片を配設し、かつ、レーザ照射孔の屈曲ガス流路から
ガスシールドを兼ね備えたスパッタ排除ガスを旋回流と
して噴出させたため、保護ガラス支持片によって熱伝導
による保護ガラスの温度上昇を抑制する効果があり、保
護ガラス、ミラー、複数のレンズ群の損傷を防ぐことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るレーザ加工ヘッドを上
から見た平面図である。

【図２】本発明の一実施例に係るレーザ加工ヘッドを正
面から見た正面図である。

【図３】本発明の一実施例に係るレーザ加工ヘッドを右
側から見た側面図である。

【図４】本発明の一実施例に係るレーザ加工ヘッドを底
面から見た平面図である。

【図５】図４中のｖ−ｖ線での断面図である。

【図６】図４中のIV−IV線での断面図である。

【図７】図４中のIIV−IIV線での断面図である。

【図８】レーザ溶接の一例に係る管の突き合わせ円周溶
接の状況を示す説明図である。

【図９】従来のレーザ溶接ヘッドの平面図である。

【図１０】従来のレーザ溶接ヘッドの正面図である。

【符号の説明】

１，１’ 溶接の対象である管 ２ 溶接部 ３ 溶接機本体 ４ 固定チャック ５ ハンドル ６ 駆動モータ ７ 馬蹄形回転体 ８ 溶接制御装置 ９ レーザ溶接ヘッド １０ コネクター １１ オプティカルファイバー １２ レーザ発振器 １３ 外筒 １４ 端板 １５ ミラー １６ レンズ保持筒 １７ 端筒 １８ ミラー冷却ガス導入孔 １９ レンズ冷却ガス導入孔 ２０ スパッタ除去ガス導入孔 ２１ ミラー冷却ガス供給管 ２２ レンズ冷却ガス供給管 ２３ スパッタ除去ガス供給管 ２４ 保護ガラス保持板 ２５ 保護ガラス ２６ ミラー位置調整ネジ ２７，２７’，２７”は複数のレンズ群 ２８ ミラー冷却ガスの流れを示す矢印 ２９，３０ レンズ冷却ガスの流れを示す矢印 ３１，３２ ミラー冷却ガスの流れを示す矢印 ３３ 排出冷却ガスの流れを示す矢印 ３４ スパッタ除去ガスの流れを示す矢印 ３５ 吸引された空気の流れを示す矢印 ３６ レーザ光の経路を示す模式線 ３７ 溶接金属 ３８ スパッタ １５’ ミラー１５の背面 １５” 針状フィン ４０ 内筒 ４１ 底板 ４２ 外筒 ４３ 隔壁 ４４ ミラー冷却ガス導入管 ４５ シールドノズル ４６ シールドガス溜まり ４７ シールドガス噴出スリット ４８ スパッタ排除ガス溜まり ４９ 保護ガラス支持片 ５０ レーザ照射孔 ５１ シールドガスの流れを示す矢印 ５２ シールドを兼ねたスパッタ排除ガスの流れを示す
矢印 ２は溶接部、 ３は溶接機本体、 ４は溶接機本体３と一体化した固定チャック、 ５は固定チャック４のハンドル、 ６は駆動モータ、 ７は溶接機本体３に回動自在に固定された馬蹄形回転体
で、溶接機本体３内に組み込まれている動力伝達機構を
介して駆動モータ６により回動する。 ８は溶接制御装置、 ９は馬蹄形回転体７に固定されたレーザ溶接ヘッド、 １０はコネクター、 １１はオプティカルファイバー、 １２はレーザ発振器である。 １３は外筒、 １４は端板、 １５はミラー、 １６はレンズ保持筒、 １７は外筒１３と一体化している端筒、 １８は端筒１７内に設けられたミラー冷却ガス導入孔、 １９は同じく端筒１７内に設けられたレンズ冷却ガス導
入孔、 ２０も端筒１７内に設けられたスパッタ除去ガス導入
孔、 ２１はミラー冷却ガス供給管、 ２２はレンズ冷却ガス供給管、 ２３はスパッタ除去ガス供給管、 ２４は保護ガラス保持板、 ２５は保護ガラス、 ２６はミラー位置調整ネジ、 ２７、２７’、２７”は複数のレンズ群、 ２８はミラー冷却ガスの流れを示す矢印、 ２９、３０はレンズ冷却ガスの流れを示す矢印、 ３１、３２はミラー冷却ガスの流れを示す矢印、 ３３は排出冷却ガスの流れを示す矢印、 ３４はスパッタ除去ガスの流れを示す矢印、 ３５は吸引された空気の流れを示す矢印、 ３６はレーザ光の経路を示す模式線、 ３７は溶接金属、 ３８はスパッタである。 １５’は円錐形に加工されたミラー１５の背面、 １５’は円錐面１５’に植え付けられた針状フィン、 ４０はレンズ２７，２７’，２７”やミラー１５を収納
保持する内筒、 ４１は内筒４０と線状に接触して設けられた底板、 ４２は内筒１５と底板４３の間を気密的に囲った外筒、 ４３はミラー１５で反射したレーザ光の経路を中心とし
た円筒状に内筒４０と底板４１との間を気密的に連結し
た隔壁、 ４４はミラー冷却ガス供給管２１のミラー冷却ガスを内
筒４０の端部近くに導くミラー冷却ガス導入管、 ４５はシールドノズル、 ４６はシールドノズル４５中に環状溝形状に加工された
シールドガス溜まり、 ４７はシールドガス溜まりの底部から外部に向かって設
けられたシールドガス噴出スリット、 ４８はスパッタ排除ガス溜まり、 ４９はスパッタ排除ガス溜まり４８を部分的に埋める形
でレーザ照射孔からのシールドガスの流れが旋回流とな
るように形成されている保護ガラス支持片で本実施例で
はＢＮ（ボロンナイトライド）を用いた。 ５０はレーザ照射孔であり、シールドを兼ねたスパッタ
排除ガス噴出孔、 ５１はシールドガスの流れを示す矢印、５２はシールド
を兼ねたスパッタ排除ガスの流れを示す矢印である。図
９はレーザ溶接ヘッド９を上から見た断面図、図１０は
レーザ溶接ヘッド９を側面から見た断面図である。レー
ザ溶接ヘッド９は、図９、図１０に示すように、オプテ
ィカルファイバー１１から導かれるレーザ光をレンズ群
２７，２７’，２７”で集光しミラー１５溶接機本体３
には、管１’を中心として回転し得るように馬蹄形回転
体７が取り付けられると共にモータ６が取り付けられ、
更に、その溶接機本体３の内部にはモータ６からの動力
を伝達してその馬蹄形回転体７を回転させる動力伝達機
構（図示省略）が組み込まれている。馬蹄形回転体７に
は、レーザ溶接ヘッド９が固定されると共にこの溶接ヘ
ッド９にはコネクター１０を介してオプティカルファイ
バー１１の一端が接続し、その他端はレーザー発振器１
２に接続している。従って、図８に示すように、溶接機
本体３及び固定チャック４をハンドル５を操作して管
１’に取り付け、制御装置８で駆動モータ６を駆動すれ
ば、馬蹄形回転体７及びレーザ溶接ヘッド９が管１、
１’の廻りに回転する。保護ガラス支持片４９は、保護
ガラス２５と保護ガラス保持板２６との間において回転
自在に、 １５’は円錐形に加工されたミラー１５の背面、 ３５’は円錐面１５’に植え付けられた針状フィン、 ４０はレンズ２７，２７’，２７”やミラー１５を収納
保持する内筒、 ４１は内筒４０と線状に接触して設けられた底板、 ４２は内筒１５と底板４１の間を気密的に囲った外筒、 ４３はミラー１５で反射したレーザ光の経路を中心とし
た円筒状に内筒４０と底板４１との間を気密的に連結し
た隔壁、 ４４はミラー冷却ガス供給管２１のミラー冷却ガスを内
筒４０の端部近くに導くミラー冷却ガス導入管、 ４５はシールドノズル、 ４６はシールドノズル４５中に環状溝形状に加工された
シールドガス溜まり、 ４７はシールドガス溜まりの底部から外部に向かって設
けられたシールドガス噴出スリット、 ４８はスパッタ排除ガス溜まり、 ４９はスパッタ排除ガス溜まり４８を部分的に埋める形
でレーザ照射孔からのシールドガスの流れが旋回流とな
るように形成されている保護ガラス支持片で本実施例で
はＢＮ（ボロンナイトライド）を用いた。 ５０はレーザ照射孔であり、シールドを兼ねたスパッタ
排除ガス噴出孔、 ５１はシールドガスの流れを示す矢印、５２はシールド
を兼ねたスパッタ排除ガスの流れを示す矢印である。
尚、前述した従来技術と同一部分には同一符号を付し
て、重複する説明を省略する。上記構成を有する本実施
例のレーザ加工ヘッドは、次の作用・効果を奏する。な
お、保護ガラス支持片４９は保護ガラス２５とシールド
ノズル４５との間に配設されており、かつ、レーザ照射
孔からのシールドガスの流れは、この保護ガラス支持片
４９によって旋回流となるように構成されている。本実
施例では、保護ガラス支持片４９の材料としてボロンナ
イトライドを用いたが、適宜の断熱材を使用すること
で、保護ガラス２５の温度上昇を抑制することができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 浩史 長崎県長崎市深堀町５丁目717番地１ 長 菱エンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ伝送手段により導かれるレーザ光
   を集光レンズにより集光し、反射ミラーで屈折させるレ
   ーザ加工ヘッドにおいて、レーザ照射孔に保護ガラスを
   付設し、レーザ照射孔からガスシールドを兼ねたスパッ
   タ排除ガスを噴出させるとともに、レーザ照射孔を中心
   として同心円状にスリットを設けてシールドガスを噴出
   させるためのガス誘導経路を設けたことを特徴とするレ
   ーザ加工ヘッド。
2. 【請求項２】 前記保護ガラスと前記シールドノズルと
   の間に断熱材で形成された保護ガラス支持片を配設し、
   かつ、レーザ照射孔の屈曲ガス流路からガスシールドを
   兼ね備えたスパッタ排除ガスを旋回流として噴出させた
   ことを特徴とする請求項１記載のレーザ加工ヘッド。