WO2020100394A1

WO2020100394A1 - レーザ加工装置

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Publication number: WO2020100394A1
Application number: PCT/JP2019/035536
Authority: WO
Inventors: 秀明赤星; 山口　晃; 康晴塚越; 岩口　義政; 泰士岩谷; 康平金谷
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-05-22
Also published as: JPWO2020100394A1; MY193805A; JP7002677B2

Abstract

部品点数及びコストを削減しながら、スパッタを除去することができるレーザ加工装置を提供する。レーザ溶接装置１のクランプ装置１０は、ワーク３をスポット溶接時に下挟持部２４と上挟持部３２の間に挟持する。上挟持部３２の側端部は、ワーク３の溶接領域３ｂとの間に所定間隔Ｄを存しており、アクチュエータ４０は、スポット溶接後、上挟持部３２を、図７の挟持位置から図１２の待避位置まで駆動する。その際、上挟持部３２の側端部がスクレーパ２６の付近を所定間隔Ｄ以下の間隔で通過する。

Description

レーザ加工装置

　本発明は、レーザ光を用いてワークを加工するレーザ加工装置に関する。

　近年、レーザ加工装置として、レーザ光を用いて溶接加工を実施するレーザ溶接装置が知られている。一般に、レーザ溶接装置の場合、溶接対象である金属製のワークを挟持治具の挟持部によって挟持しながら、レーザ溶接が実施される関係上、溶接作業中、スパッタが溶接箇所の近傍の挟持部に付着する。その結果、レーザ溶接作業の進行に伴い、挟持部に付着したスパッタが増大し、レーザ光の光路まで到達することがある。その場合には、スパッタがレーザ光に干渉し、レーザ溶接を適切に実施できなくなってしまう。この問題は、レーザ溶接に限らず、レーザ光を用いて金属製のワークを加工するとき、例えば、切断加工や穴あけ加工をするときにも発生する。

　従来、上記のような問題を解消するためのスパッタ除去装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。このスパッタ除去装置は、溶接治具の表面に付着したスパッタを除去するものであり、エアシリンダ、ロッド及びスパッタ除去具などを備えている。このスパッタ除去装置では、ロッドがエアシリンダによって伸縮駆動され、スパッタ除去具が溶接治具との間を往復動するのに伴い、スパッタが溶接治具から離脱してスパッタ除去具側に付着する。それにより、スパッタが溶接治具の表面から除去される。

特開２０１７－２４０２３号公報

　上記特許文献１のスパッタ除去装置をレーザ溶接装置などのレーザ加工装置に適用した場合、スパッタを除去するための構成として、エアシリンダ、ロッド及びスパッタ除去具が必要となるので、その分、部品点数が増加し、コストの増大を招いてしまう。

　本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、部品点数及びコストを削減しながら、スパッタを除去することができるレーザ加工装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、金属で構成されたワーク３を挟持しながら、ワーク３をレーザ光２ａを用いて加工するレーザ加工装置（レーザ溶接装置１）において、ワーク３の加工時にワーク３を互いの間に挟持する２つの挟持部（下挟持部２４、上挟持部３２及び薄肉部３１ｃ）を有し、２つの挟持部の一方（上挟持部３２及び薄肉部３１ｃ）の側端部が、レーザ光２ａの光路を横切る方向においてレーザ光２ａによるワーク３の加工領域（溶接領域３ｂ）との間に所定間隔Ｄを存するように設けられた挟持治具（クランプ装置１０）と、一方の挟持部（上挟持部３２及び薄肉部３１ｃ）を、ワーク３を２つの挟持部の他方（下挟持部２４）との間に挟持する挟持位置（図７に示す位置）と、挟持位置から待避することによりワーク３を解放する待避位置（図１２に示す位置）との間で駆動する駆動手段（アクチュエータ４０）と、一方の挟持部（上挟持部３２及び薄肉部３１ｃ）が駆動手段によって挟持位置と待避位置との間で駆動される際、一方の挟持部（上挟持部３２及び薄肉部３１ｃ）の側端部が駆動中に所定間隔Ｄ以下の間隔で通過するように設けられたスパッタ除去部（スクレーパ２６，５０，５１）と、を備えることを特徴とする。

　このレーザ加工装置によれば、ワークの加工時に、ワークが挟持治具の２つの挟持部の間に挟持され、２つの挟持部の一方の側端部が、レーザ光の光路を横切る方向においてレーザ光によるワークの加工領域との間に所定間隔を存するように設けられている。また、駆動手段により、一方の挟持部が、ワークを２つの挟持部の他方との間に挟持する挟持位置と、挟持位置から待避することによりワークを解放する待避位置との間で駆動される。さらに、スパッタ除去部が、駆動手段によって一方の挟持部が挟持位置と待避位置との間で駆動される際、一方の挟持部の側端部が駆動中に所定間隔以下の間隔で通過するように設けられている。

　それにより、ワークの加工時、スパッタが一方の挟持部の側端部に付着し、これが所定間隔を上回るサイズにまで増大したときには、一方の挟持部が駆動手段によって挟持位置と待避位置との間で駆動される際、スパッタがその駆動中にスパッタ除去部に接触することで、スパッタの少なくとも一部が除去される。その結果、スパッタを一方の挟持部の側端部から所定間隔以下のサイズまで低減できることで、スパッタがワークの加工時にレーザ光に干渉するのを回避できる。さらに、スパッタ除去用の駆動源を別個に設けることなく、一方の挟持部を駆動する駆動手段をスパッタ除去用の駆動源として流用しながら、１つのスパッタ除去部のみを用い、上記のようなスパッタ除去効果を得ることができる。すなわち、部品点数及びコストを削減しながら、スパッタを除去することがきる。

　本発明において、一方の挟持部（上挟持部３２及び薄肉部３１ｃ）の側端部は、駆動手段によって一方の挟持部が挟持位置と待避位置との間で駆動されたときに、所定平面に沿って移動するように構成されており、スパッタ除去部（スクレーパ２６，５０，５１）は、所定平面に沿って延びる縁部を有し、一方の挟持部（上挟持部３２及び薄肉部３１ｃ）の側端部は、所定平面に沿って移動するときに、スパッタ除去部（スクレーパ２６，５０，５１）の縁部の付近を所定間隔Ｄ以下の間隔で通過することが好ましい。

　このレーザ加工装置によれば、一方の挟持部の側端部が、駆動手段によって一方の挟持部が挟持位置と待避位置との間で駆動されたときに、所定平面に沿って移動するように構成されている。さらに、スパッタ除去部は、所定平面に沿って延びる縁部を有しており、一方の挟持部の側端部が、所定平面に沿って移動するときに、スパッタ除去部の縁部の付近を所定間隔以下の間隔で通過する。したがって、スパッタが一方の挟持部の側端部にワークの挟持方向に延びながら付着しているときでも、そのようなスパッタをスパッタ除去部の縁部で効果的に除去することができる。

　本発明において、ワーク３の加工領域の部位は、複数の金属板３ａが互いに積層された部位であり、加工領域（溶接領域３ｂ）は加工時にレーザ光２ａによってレーザスポット溶接されることが好ましい。

　一般に、レーザ光によって複数の金属板が互いに積層された部位をレーザスポット溶接した場合、レーザスポット溶接以外のレーザ加工を実施した場合と比べて、スパッタが大量に発生し、それに起因して、一方の挟持部の側端部に付着するスパッタ量も増大することになる。これに対して、本発明のレーザ加工装置によれば、レーザスポット溶接の実施後、一方の挟持部がワークを解放するために挟持位置から待避位置に毎回、移動されるので、多量のスパッタがレーザスポット溶接の実施中に一方の挟持部に付着したときでも、レーザスポット溶接の実施後、そのようなスパッタの少なくとも一部が毎回、除去されることになる。それにより、スパッタが大量に発生する条件下でも、これを確実に減少させることができる。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置としてのレーザ溶接装置の構成を示す斜視図である。レーザ溶接装置の正面図である。レーザ溶接装置の平面図である。レーザ溶接装置の側面図である。レーザ溶接装置のレーザスポット溶接中の状態を示す正面図である。レーザ溶接装置のレーザ光の溶接領域を示す平面図である。クランプ装置がワークを挟持した状態を示す側面図である。スパッタがワーク溶接中に上クランプに付着する状態を示す正面図である。スパッタが溶接領域と重なった状態を示す平面図である。スパッタが上クランプに付着した状態を示す側面図である。上クランプが、スクレーパがスパッタを剥離し始める位置まで回動した状態を示す側面図である。上クランプが待避位置まで回動した状態を示す側面図である。上クランプが待避位置まで回動した後、挟持位置に復帰したときのスパッタの付着状態を示す平面図である。スクレーパの変形例を示す側面図である。上クランプが待避位置まで回動するときのスクレーパの変形例との位置関係の推移を示す側面図である。スクレーパの他の変形例を示す側面図である。上クランプが待避位置まで回動するときのスクレーパの他の変形例との位置関係の推移を示す側面図である。

　以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るレーザ加工装置について説明する。本実施形態のレーザ加工装置は、レーザ光を用いてレーザスポット溶接加工を実施するレーザ溶接装置である。

　図１～４に示すように、本実施形態のレーザ溶接装置１は、１つのレーザ発振器２、クランプ装置１０及びアクチュエータ４０などを備えている。なお、以下の説明では、図２の左右方向及び上下方向をそれぞれ「左右」及び「上下」というとともに、図２の手前方向を「前」、奥行方向を「後ろ」という。

　レーザ発振器２は、クランプ装置１０の上方に配置されており、レーザ（例えば、ＹＡＧレーザなどの固体レーザ）光２ａを発生する発振器と、レーザ光２ａを増幅する増幅器と、集光用のレンズなどを備えている（いずれも図示せず）。

　図５に示すように、レーザ発振器２は、ワーク３の溶接時、レーザ光２ａを下方のワーク３に向かって照射する。その際、レーザ光２ａは、後述する２つの上挟持部３２，３２の間を通過して、ワーク３の溶接箇所に到達する。本実施形態の場合、ワーク３の溶接箇所は、複数の金属板３ａ（２つのみ図示）が互いに積層された部位となっている。

　また、レーザ発振器２は、ワーク３の溶接時、図示しない駆動機構によって、図２に実線で示す位置と図２に２点鎖線で示す位置との間で駆動されるとともに、これらの位置の各々において以下のように平面的に移動しながら溶接箇所への溶接動作を実行する。すなわち、レーザ発振器２は、ワーク３の溶接時、レーザ光２ａの照射点を、図６にハッチングで示す溶接領域３ｂ（加工領域）内で平面的に移動させながら、レーザ光２ａをワーク３上に照射する。

　図６に示すように、この溶接領域３ｂの場合、その左右端と、これらと対向する後述する上クランプ３０の左右の薄肉部３１ｃとの間隔が、所定間隔Ｄにそれぞれ設定されている。さらに、溶接領域３ｂと後述するスクレーパ２６は、両者の中心が前後方向に同一線上に並ぶように配置されているとともに、両者の左右方向の幅が同じ所定幅Ｗに設定されている。この理由については後述する。

　また、クランプ装置１０（挟持治具）は、下クランプ２０と、この下クランプ２０上に回動自在に設けられた上クランプ３０などを備えている。下クランプ２０は、金属製の部材であり、図示しない固定部材を介して移動不能に固定されている。この下クランプ２０は、基部２１と、この基部２１の中央部から上方及び後方に突出する一対の軸受部２２，２２とを備えている。

　この基部２１は、平面視「コ」字状に形成され、その前端部が左右方向に延びている。基部２１の前端部の所定箇所には、４つの取付部２３が互いに等間隔で基部２１と一体に形成されている。各取付部２３は、角柱状のものであり、基部２１の上面から所定高さで突出しているとともに、その前面が基部２１の前面と面一に設けられている。

　この取付部２３の上面には、下挟持部２４が固定されている。この下挟持部２４は、断面円形の金属製部材であり、その上半部が円柱状でかつ上面が平らに形成されている。溶接時、ワーク３は、この下挟持部２４の上面と後述する上挟持部３２の下端面との間に挟持される（図７ｆ参照）。なお、本実施形態では、下挟持部２４が２つの挟持部の他方に相当する。

　さらに、一対の軸受部２２，２２の各々は、下クランプ２０から上方に突出しており、その上側の所定部位には軸受孔２２ａが形成されている。この軸受孔２２ａは、断面円形で軸受部２２を左右方向に貫通しながら延びており、この軸受孔２２ａには、後述する上クランプ３０の回動軸３５が回動自在に嵌合している。

　軸受部２２の上面は、平らに構成されており、この上面には、取付板２５が取り付けられている。この取付板２５は、左右方向に延びる金属板で構成され、その上面が水平な状態でボルト２５ａを介して軸受部２２の上面に固定されている。

　この取付板２５の上面の所定部位には、４つのスクレーパ２６が互いに等間隔で設けられている。各スクレーパ２６（スパッタ除去部）は、図４に示すように、側面視「Ｌ」字状の金属板（例えばクロムメッキされたステンレス鋼板）で構成され、固定部２６ａ及び壁部２６ｂを備えている。この固定部２６ａは、ボルト２６ｃを介して取付板２５に固定されている。

　また、壁部２６ｂは、正面から見て矩形で、取付板２５から上方に延びている。壁部２６ｂの幅は、前述した溶接領域３ｂと同じ所定幅Ｗに設定され、スクレーパ２６の壁部２６ｂの両端面（両縁部）は、上クランプ３０の上挟持部３２などの回動時の軌跡が位置する鉛直面（所定平面）と平行に設けられている。この理由については後述する。さらに、壁部２６ｂの上下方向の高さは、後述する上クランプ３０の回動時に、スパッタ４を適切に除去できるようなサイズに設定されている。

　一方、前述した上クランプ３０は、上クランプ本体３１、４つの上挟持部３２及び回動基部３３などで構成されている。上クランプ本体３１は、金属で構成され、板状部３１ａ及び４つの腕部３１ｂを備えており、板状部３１ａは、上方から見て台形状に形成されている。４つの腕部３１ｂは、板状部３１ａの前端部に互いに等間隔で配置され、板状部３１ａの前端部から所定幅かつ所定長さで前方に延びている。

　４つの腕部３１ｂの前端部は、上下方向の厚みがそれ以外の部分よりも薄い薄肉部３１ｃになっており、これらの薄肉部３１ｃには、４つの上挟持部３２がそれぞれ取り付けられている。各上挟持部３２は、当接部３２ａと縦長のナット３２ｂで構成されており、これらの当接部３２ａ及びナット３２ｂの左右端部の幅は、薄肉部３１ｃとほぼ同じ幅に設定されている。それにより、当接部３２ａ及びナット３２ｂの左右端部は、薄肉部３１ｃと同様に、溶接領域３ｂとの間隔が所定間隔Ｄにそれぞれ設定されている。

　さらに、当接部３２ａは、上下方向に延びており、その上側部は、図示しない雄ねじ部になっている。この当接部３２ａの雄ねじ部は、薄肉部３１ｃの図示しない孔を通って上方に延びるとともに、縦長のナット３２ｂの図示しない雌ねじと螺合している。それにより、上挟持部３２は、当接部３２ａとナット３２ｂの間に薄肉部３１ｃを挟持した状態で、腕部３１ｂに固定されている。さらに、当接部３２ａは、ナット３２ｂと当接部３２ａの雄ねじ部との螺合状態を変えることにより、薄肉部３１ｃから下方に突出するサイズを変更可能に構成されている。

　また、上挟持部３２は、当接部３２ａの下端面が球面状に形成されており、上クランプ３０が図４に示す原点位置にある場合、当接部３２ａの下端面が下挟持部２４の上面に当接する。また、上挟持部３２は、上クランプ３０が図７に示す挟持位置にあって、ワーク３を下挟持部２４との間に挟持している場合には、当接部３２ａの下端面がワーク３の上面に当接する。なお、本実施形態では、上挟持部３２及び薄肉部３１ｃが２つの挟持部の一方に相当する。

　さらに、前述した回動基部３３は、上クランプ本体３１の下側に配置され、２つのボルト３４，３４を介して、上クランプ本体３１に固定されている。この回動基部３３の前端部には、回動軸３５が取り付けられており、この回動軸３５は、左右方向に延びるとともに、前述した軸受部２２の軸受孔２２ａに嵌合している。

　以上の構成により、上クランプ本体３１すなわち上クランプ３０は、この回動軸３５を中心として、回動自在に構成されている。また、回動基部３３の後端部は、連結部３３ａになっており、この連結部３３ａには、左右方向に貫通する貫通孔（図示せず）が形成されている。この貫通孔には、前述したアクチュエータ４０の後述する回動軸４３ｂが嵌合している。

　このアクチュエータ４０（駆動手段）は、上クランプ３０が回動するように、これを駆動するためのものである。このアクチュエータ４０は、エア駆動式のものであり、エア駆動部４１、ロッド４２及び連結部４３を備えている。

　エア駆動部４１は、シリンダ及びピストン（いずれも図示せず）などで構成されており、このシリンダ内に供給される圧縮エアが制御されることにより、ピストンが移動する。このピストンには、金属製のロッド４２が接続されており、それにより、ロッド４２は、ピストンの移動に伴って、上下方向に移動する。

　連結部４３は、金属製でロッド４２の上端部に設けられており、ロッド４２と一体に上下方向に移動する。この連結部４３は、一対の軸受部４３ａ，４３ａと、回動軸４３ｂ及び割ピン４３ｃなどで構成されている。一対の軸受部４３ａ，４３ａは、板状に形成され、互いに所定間隔を存してロッド４２の上端部に設けられているとともに、貫通孔が左右方向に延びるように形成されている。

　回動軸４３ｂは、前述した回動基部３３の連結部３３ａが一対の軸受部４３ａ，４３ａの間に配置された状態で、連結部３３ａ及び軸受部４３ａ，４３ａの貫通孔に嵌合しているとともに、その状態で、割ピン４３ｃによって軸受部４３ａ，４３ａに抜け止め状態で係止されている。

　以上の構成により、クランプ装置１０では、アクチュエータ４０の連結部４３が上下方向に移動するのに伴い、上クランプ３０は、ワーク３が下クランプ２０との間に存在しない場合には、回動軸３５を中心として、図４に示す原点位置と図１２に示す待避位置との間で回動する。その際、上クランプ３０における上挟持部３２の左右両側の側端部及び薄肉部３１ｃの左右両側の側端部は、回動軸３５の中心軸と直交する鉛直面に沿って回動する。

　次に、以上のように構成されたレーザ溶接装置１によるワーク３のレーザスポット溶接時の動作などについて説明する。まず、レーザスポット溶接の開始時には、下クランプ２０が、アクチュエータ４０によって駆動されることにより、図１２に示す待避位置から図７に示す挟持位置まで反時計回りに回動する。その結果、ワーク３が下クランプ２０と上クランプ３０との間に挟持される。この状態で、レーザ光２ａがワーク３の溶接領域３ｂに対して照射され、レーザスポット溶接が実施される（図５参照）。

　それに伴い、図８に示すように、スパッタ４が、発生して飛散し、溶接領域３ｂの左右両側における上クランプ３０の上挟持部３２の側端部及び薄肉部３１ｃの側端部などに付着する。このようなスパッタ４は、レーザスポット溶接作業の進行に伴い、例えば、図９に示すように、溶接領域３ｂと平面的にオーバーラップする状態まで増大することがある。

　上記の状態でレーザスポット溶接作業が終了すると、上クランプ３０は、スパッタ４が付着した状態で、アクチュエータ４０によって、図１０に示す挟持位置から回動軸３５を中心として時計回りに回動するように駆動される。

　このように上クランプ３０が回動した場合、例えば、上クランプ３０が図１１に示す位置まで回動したタイミングで、スクレーパ２６が上クランプ３０の側端部に付着したスパッタ４と当接し始める。そして、上クランプ３０が図１１に示す位置からさらに回動し、図１２に示す待避位置まで回動する間、スパッタ４は、その少なくとも一部がスクレーパ２６によって上クランプ３０の側端部から剥離するように除去される。これは、前述したように、スクレーパ２６の壁部２６ｂの幅が溶接領域３ｂの所定幅Ｗと同一に設定されているとともに、上クランプ３０の側端部（すなわち上挟持部３２の側端部及び薄肉部３１ｃの側端部）が、回動軸３５の中心軸と直交する鉛直面に沿って回動することによる。

　その後、上クランプ３０は、図１２に示す待避位置に達すると、この待避位置に保持される。そして、次回のレーザスポット溶接作業を開始する際には、上クランプ３０は、図１２に示す待避位置から図７に示す挟持位置まで復帰するように、アクチュエータ４０によって反時計回りに駆動される。この待避位置に復帰した時点では、上記のスクレーパ２６の除去作用により、スパッタ４が、例えば図１３に示す状態まで減少し、溶接領域３ｂとの平面的なオーバーラップが解消された状態となっている。それにより、レーザスポット溶接作業を開始する際、レーザ光２ａが溶接領域３ｂ内に確実に照射され、レーザスポット溶接を適切に実施することができる。

　なお、本出願人の試験により、本実施形態のレーザ溶接装置１においては、レーザスポット溶接を繰り返し実行した場合でも、上記スクレーパ２６のスパッタ除去効果によって、上挟持部３２の側端部及び薄肉部３１ｃの側端部に付着するスパッタ４の厚みすなわち左右方向のサイズを、Ｄ／２以下に抑制できることが確認できた。

　以上のように、本実施形態のレーザ溶接装置１によれば、ワーク３のレーザスポット溶接時、ワーク３が、下クランプ２０の下挟持部２４と上クランプ３０の上挟持部３２との間に挟持され、その状態で、レーザスポット溶接が実行される。それに伴い、スパッタ４が上挟持部３２及び上クランプ本体３１の薄肉部３１ｃの側端部に付着する。そして、レーザスポット溶接の終了後、アクチュエータ４０によって、上クランプ３０が図１０に示す挟持位置から図１２の待避位置まで回動するように駆動される。

　その際、スクレーパ２６の壁部２６ｂの両端面は、上クランプ３０の上挟持部３２などの回動時の軌跡が位置する鉛直面と平行に設けられているとともに、上挟持部３２及び上クランプ本体３１の薄肉部３１ｃの側端部が通過するときに、両者の間隔が所定間隔Ｄになるように配置されている。そのため、図９に示すように、スパッタ４が溶接領域３ｂと平面的にオーバーラップする状態まで増大した場合でも、上クランプ３０の回動時、スパッタ４がスクレーパ２６の壁部２６ｂの縁部に接触することで、スパッタ４の少なくとも一部が除去される。

　それにより、上挟持部３２及び上クランプ本体３１の薄肉部３１ｃの側端部に付着したスパッタ４の厚さを、所定間隔Ｄ以下のサイズまで減少させることができる。特に、スクレーパ２６の壁部２６ｂの両端面が、上クランプ３０の上挟持部３２などの回動時の軌跡が位置する鉛直面と平行に設けられているので、スパッタ４を効果的に減少させることができる。

　その結果、次回のレーザスポット溶接時、スパッタ４がレーザ光２ａに干渉するのを回避でき、レーザスポット溶接を適切に実施することができる。さらに、駆動源を別個に設けることなく、上クランプ３０駆動用のアクチュエータ４０を駆動源として流用しながら、スクレーパ２６によって上記のようなスパッタ４の除去効果を得ることができる。すなわち、部品点数及びコストを削減しながら、スパッタ４を除去することがきる。

　また、一般に、レーザ光２ａによって複数の金属板３ａが互いに積層された部位をレーザスポット溶接した場合、レーザスポット溶接以外のレーザ加工を実施した場合と比べて、スパッタ４が大量に発生し、それに起因して、スパッタ４の付着量も増大することになる。これに対して、本実施形態のレーザ溶接装置１によれば、レーザスポット溶接の実施後、上クランプ３０がワーク３を解放するために挟持位置から待避位置に毎回、駆動される。

　それにより、多量のスパッタ４がレーザスポット溶接の実施中に上クランプ３０の上挟持部３２の側端部及び薄肉部３１ｃの側端部などに付着したときでも、レーザスポット溶接の実施後、そのようなスパッタ４の少なくとも一部が毎回、除去されることになる。その結果、スパッタ４が大量に発生する条件下でも、これを確実に減少させることができる。

　なお、実施形態は、レーザ加工装置として、レーザ溶接装置１を用いた例であるが、本発明のレーザ加工装置はこれに限らず、金属で構成されたワークを挟持しながらワークをレーザ光を用いて加工するものであればよい。例えば、レーザ加工装置として、レーザ光を用いて、ワークを切断加工したり、穴あけ加工したりするものを用いてもよい。

　また、実施形態は、一方の挟持部として、アクチュエータ４０によって、挟持位置と待避位置との間で回動しながら駆動される上クランプ３０の上挟持部３２及び薄肉部３１ｃを用いた例であるが、本発明の一方の挟持部はこれに限らず、駆動手段によって、挟持位置と待避位置との間で駆動されるものであればよい。

　例えば、一方の挟持部として、駆動手段によって、挟持位置と待避位置との間で鉛直面に沿って上下方向に移動するように駆動されるものを用いてもよい。また、一方の挟持部として、駆動手段によって、鉛直面に対して斜めに傾斜した面に沿って回動／移動しながら、挟持位置と待避位置との間で駆動されるものを用いてもよい。さらに、一方の挟持部として、駆動手段によって、湾曲面に沿って回動／移動しながら、挟持位置と待避位置との間で駆動されるものを用いてもよい。以上のような一方の挟持部を用いた場合にも、スパッタ除去部を、一方の挟持部の側端部が駆動中に所定間隔以下の間隔で通過するように設ければよい。

　さらに、実施形態は、２つの挟持部の他方として、下クランプ２０の下挟持部２４を用いた例であるが、本発明の２つの挟持部の他方はこれに限らず、一方の挟持部との間にワークを挟持するものであればよい。

　一方、実施形態は、スパッタ除去部として、スクレーパ２６を用いた例であるが、本発明のスパッタ除去部はこれに限らず、一方の挟持部が駆動手段によって挟持位置と待避位置との間で駆動される際、一方の挟持部の側端部が駆動中に所定間隔以下の間隔で通過するように設けられたものであればよい。例えば、スパッタ除去部として、スクレーパ２６に代えて、図１４及び図１５に示すスクレーパ５０を用いてもよい。

　両図に示すように、このスクレーパ５０は、固定部５０ａと壁部５０ｂを備えている。これらの固定部５０ａ及び壁部５０ｂの左右方向の幅は、図示しないが、実施形態のスクレーパ２６と同一の所定幅Ｗに設定されており、スクレーパ５０の両端面は、上クランプ３０の回動時の軌跡が位置する鉛直面と平行に配置されている。

　このスクレーパ５０の場合、壁部５０ｂが固定部５０ａの前端部から斜め後ろ上がりに傾斜した状態で延びており、この点のみが実施形態のスクレーパ２６と異なっている。以上のように構成されたスクレーパ５０によれば、実施形態のスクレーパ２６と同じ作用効果を奏することができる。すなわち、前述したように、スパッタ４が溶接領域３ｂと平面的にオーバーラップする状態まで増大している場合には、上クランプ３０が図１４に示す挟持位置から、図１５に実線で示す待避位置まで回動する際、スクレーパ５０によって、スパッタ４の少なくとも一部を上クランプ３０の側端部から除去することができる。

　また、スパッタ除去部として、スクレーパ２６に代えて、図１６及び図１７に示すスクレーパ５１を用いてもよい。両図に示すように、このスクレーパ５１は、固定部５１ａと壁部５１ｂを備えている。これらの固定部５１ａ及び壁部５１ｂの左右方向の幅は、図示しないが、実施形態のスクレーパ２６と同一の所定幅Ｗに設定されており、スクレーパ５１の両端面は、上クランプ３０の回動時の軌跡が位置する鉛直面と平行に配置されている。

　このスクレーパ５１の場合、壁部５１ｂが固定部５１ａの前端部から斜め前上がりに傾斜した状態で延びており、この点のみが実施形態のスクレーパ２６と異なっている。以上のように構成されたスクレーパ５１によれば、実施形態のスクレーパ２６と同じ作用効果を奏することができる。すなわち、前述したように、スパッタ４が溶接領域３ｂと平面的にオーバーラップする状態まで増大している場合には、上クランプ３０が図１６に示す挟持位置から、図１７に実線で示す待避位置まで回動する際、スクレーパ５１によって、スパッタ４の少なくとも一部を上クランプ３０の側端部から除去することができる。

　また、実施形態は、スパッタ除去部として、上クランプ３０の回動時の軌跡が位置する鉛直面と平行な両端面を有するスクレーパ２６を用いた例であるが、本発明のスパッタ除去部はこれに限らず、一方の挟持部が所定平面に沿って移動するときに、その所定平面に沿って延びる縁部を有するものであればよい。例えば、スパッタ除去部として、スクレーパ２６の両端面の前端が所定幅Ｗに設定され、後方に向かうほど、両端面の幅が狭くなるような構成のものを用いてもよい。

　さらに、実施形態は、レーザとして、固体レーザを用いた例であるが、これに代えて、ガスレーザ及び半導体レーザなどの各種レーザを用いてもよい。

　一方、実施形態では、図１２に示す位置を待避位置としたが、待避位置はこれに限らず、スクレーパ２６によって、上クランプ３０の上挟持部３２及び薄肉部３１ｃの側端部に付着したスパッタ４を除去できる位置であればよい。例えば、上クランプ３０が、図１２に示す位置から回動軸３５を中心として時計回りにさらに回動した位置を待避位置としてもよい。

　また、実施形態では、スクレーパ２６の壁部２６ｂの左右方向の幅を溶接領域３ｂと同じ所定幅Ｗに設定したが、壁部２６ｂの左右方向の幅を所定幅Ｗよりも大きく、かつ上クランプ３０の腕部３１ｂ，３１ｂ間の間隔よりも小さいサイズに設定してもよい。このように構成した場合、上クランプ３０が図７に示す挟持位置から図１２に示す待避位置まで回動する際、上挟持部３２及び薄肉部３１ｃがスクレーパ２６の側面付近を通過するときの、両者の間隔を所定間隔Ｄよりも小さくすることができる。それにより、スパッタ４をより効果的に除去することができる。

　さらに、実施形態のレーザ溶接装置１は、上下の挟持部３２，２４を１組として、４組の挟持部３２，２４を備えるように構成した例であるが、３組以下又は５組以上の挟持部３２，２４を備えるように構成してもよい。

　一方、実施形態のレーザ溶接装置１は、１つのレーザ発振器２を図２の実線で示す位置と、図２の２点鎖線で示す３つの位置との間で移動することにより、４つの溶接箇所への溶接を実施した例であるが、４つのレーザ発振器２を、図２の実線で示す位置と図２の２点鎖線で示す３つの位置にそれぞれ設け、これらのレーザ発振器２によって同時に４つの溶接箇所への溶接動作を実行してもよい。

　また、実施形態は、駆動手段として、エア駆動式のアクチュエータ４０を用いた例であるが、本発明の駆動手段はこれに限らず、一方の挟持部を、ワークを２つの挟持部の他方との間に挟持する挟持位置と、挟持位置から待避することによりワークを解放する待避位置との間で駆動するものであればよい。例えば、駆動手段として、電動アクチュエータや、油圧アクチュエータなどを用いてもよい。

　　１　レーザ溶接装置（レーザ加工装置）
　　２　レーザ発振器
　２ａ　レーザ光
　　３　ワーク
　３ａ　金属板
　３ｂ　溶接領域（加工領域）
　１０　クランプ装置（挟持治具）
　２４　下挟持部（２つの挟持部の他方）
　２６　スクレーパ（スパッタ除去部）
３１ｃ　薄肉部（２つの挟持部の一方）
　３２　上挟持部（２つの挟持部の一方）
　４０　アクチュエータ（駆動手段）
　５０　スクレーパ（スパッタ除去部）
　５１　スクレーパ（スパッタ除去部）
　　Ｄ　所定間隔

Claims

　金属で構成されたワークを挟持しながら、当該ワークをレーザ光を用いて加工するレーザ加工装置において、
　前記ワークの加工時に当該ワークを互いの間に挟持する２つの挟持部を有し、当該２つの挟持部の一方の側端部が、前記レーザ光の光路を横切る方向において当該レーザ光による前記ワークの加工領域との間に所定間隔を存するように設けられた挟持治具と、
　前記一方の挟持部を、前記ワークを前記２つの挟持部の他方との間に挟持する挟持位置と、当該挟持位置から待避することにより前記ワークを解放する待避位置との間で駆動する駆動手段と、
　前記一方の挟持部が前記駆動手段によって前記挟持位置と前記待避位置との間で駆動される際、当該一方の挟持部の前記側端部が当該駆動中に前記所定間隔以下の間隔で通過するように設けられたスパッタ除去部と、
　を備えることを特徴とするレーザ加工装置。
　請求項１に記載のレーザ加工装置において、
　前記一方の挟持部の前記側端部は、前記駆動手段によって前記一方の挟持部が前記挟持位置と前記待避位置との間で駆動されたときに、所定平面に沿って移動するように構成されており、
　前記スパッタ除去部は、前記所定平面に沿って延びる縁部を有し、
　前記一方の挟持部の前記側端部は、前記所定平面に沿って移動するときに、前記スパッタ除去部の前記縁部の付近を前記所定間隔以下の間隔で通過することを特徴とするレーザ加工装置。
　請求項１又は２に記載のレーザ加工装置において、
　前記ワークの前記加工領域の部位は、複数の金属板が互いに積層された部位であり、当該加工領域は前記加工時に前記レーザ光によってレーザスポット溶接されることを特徴とするレーザ加工装置。