JPH07290268A - レーザ加工用アシストガスノズル - Google Patents
レーザ加工用アシストガスノズルInfo
- Publication number
- JPH07290268A JPH07290268A JP6092246A JP9224694A JPH07290268A JP H07290268 A JPH07290268 A JP H07290268A JP 6092246 A JP6092246 A JP 6092246A JP 9224694 A JP9224694 A JP 9224694A JP H07290268 A JPH07290268 A JP H07290268A
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- Japan
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- flow path
- gas nozzle
- nozzle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被加工物の表面にアシストガスを供給しなが
らレーザ光を照射してレーザ加工をする際に、アシスト
ガス供給流量に対する加工点へのアシストガス供給流量
効率を改善してアシストガスの消費量を抑え、さらに、
加工品質が一定のレーザ加工を可能とするレーザ加工用
アシストガスノズルを提供する。 【構成】 被加工物Ｗの表面にアシストガスＧを供給し
ながらレーザ光Ｌを照射してレーザ加工を行なうのに用
いられ、アシストガスノズル内筒２に形成したレーザ光
通過孔２ａを通るレーザ光の中心Ｃと同心でかつアシス
トガスノズル内筒２ａの外周壁２ｂとアシストガスノズ
ル外筒の内周壁３ｂとの間で形成されたアシストガス用
環状流路５をそなえると共にレーザ光通過孔２ａと同軸
状態で連通しかつ環状流路出口部５ａに連通して形成さ
れた円形流路６をそなえたレーザ加工用アシストガスノ
ズル１において、環状流路出口部５ａの流路面積Ａとノ
ズル出口７（円形流路出口）の流路面積Ｂとの比Ｂ／Ａ
を０．７以上１．０以下とする。
らレーザ光を照射してレーザ加工をする際に、アシスト
ガス供給流量に対する加工点へのアシストガス供給流量
効率を改善してアシストガスの消費量を抑え、さらに、
加工品質が一定のレーザ加工を可能とするレーザ加工用
アシストガスノズルを提供する。 【構成】 被加工物Ｗの表面にアシストガスＧを供給し
ながらレーザ光Ｌを照射してレーザ加工を行なうのに用
いられ、アシストガスノズル内筒２に形成したレーザ光
通過孔２ａを通るレーザ光の中心Ｃと同心でかつアシス
トガスノズル内筒２ａの外周壁２ｂとアシストガスノズ
ル外筒の内周壁３ｂとの間で形成されたアシストガス用
環状流路５をそなえると共にレーザ光通過孔２ａと同軸
状態で連通しかつ環状流路出口部５ａに連通して形成さ
れた円形流路６をそなえたレーザ加工用アシストガスノ
ズル１において、環状流路出口部５ａの流路面積Ａとノ
ズル出口７（円形流路出口）の流路面積Ｂとの比Ｂ／Ａ
を０．７以上１．０以下とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ加工を行なう
際、被加工物の表面にアシストガスを供給するのに利用
されるレーザ加工用アシストガスノズルに関するもので
ある。
際、被加工物の表面にアシストガスを供給するのに利用
されるレーザ加工用アシストガスノズルに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】レーザ加工用アシストガスノズルとして
は、例えば、図１に示すようなものがある。
は、例えば、図１に示すようなものがある。
【０００３】図１において、被加工物Ｗの表面にアシス
トガスＧを供給しながら被加工物Ｗの加工点Ｐにレーザ
光Ｌを照射して被加工物Ｗを溶融して加工を行なうのに
用いられるレーザ加工用アシストガスノズル１は、レー
ザ光Ｌが通過するレーザ光通過孔２ａを形成したアシス
トガス内筒２の外周壁２ｂと、アシストガス内筒２の外
側に形成したアシストガス外筒３の内周壁３ｂとの間で
アシストガス用環状流路５を形成していると共に、アシ
ストガスノズル外筒３には、レーザ光通過孔２ａおよび
アシストガス用環状流路５に連通する円形流路６を形成
している構造をなしている。このような構造をもつレー
ザ加工用アシストガスノズル１は、レーザ通過孔２ａを
通過するレーザ光Ｌの中心Ｃと同心となるように配置さ
れ、また、アシストガスＧは、アシストガス取り入れ口
４からアシストガスノズル１内に供給され、テーパのつ
いたアシストガスノズル内筒２の外周壁２ｂとアシスト
ガスノズル外筒３の内周壁３ｂとの間で形成されるアシ
ストガス用環状流路５を通って環状流路出口部５ａに流
出したのち、環状流路出口部５ａに連通して形成された
円形流路６を通ってノズル出口７から加工点Ｐに供給さ
れる。
トガスＧを供給しながら被加工物Ｗの加工点Ｐにレーザ
光Ｌを照射して被加工物Ｗを溶融して加工を行なうのに
用いられるレーザ加工用アシストガスノズル１は、レー
ザ光Ｌが通過するレーザ光通過孔２ａを形成したアシス
トガス内筒２の外周壁２ｂと、アシストガス内筒２の外
側に形成したアシストガス外筒３の内周壁３ｂとの間で
アシストガス用環状流路５を形成していると共に、アシ
ストガスノズル外筒３には、レーザ光通過孔２ａおよび
アシストガス用環状流路５に連通する円形流路６を形成
している構造をなしている。このような構造をもつレー
ザ加工用アシストガスノズル１は、レーザ通過孔２ａを
通過するレーザ光Ｌの中心Ｃと同心となるように配置さ
れ、また、アシストガスＧは、アシストガス取り入れ口
４からアシストガスノズル１内に供給され、テーパのつ
いたアシストガスノズル内筒２の外周壁２ｂとアシスト
ガスノズル外筒３の内周壁３ｂとの間で形成されるアシ
ストガス用環状流路５を通って環状流路出口部５ａに流
出したのち、環状流路出口部５ａに連通して形成された
円形流路６を通ってノズル出口７から加工点Ｐに供給さ
れる。
【０００４】従来、このレーザ加工用アシストガスノズ
ル１においては、レーザ加工用アシストガスノズル１の
環状流路出口部５ａにおける流路面積Ａの大きさとノズ
ル出口７における流路面積Ｂの大きさとを関係づける指
針が無かった。
ル１においては、レーザ加工用アシストガスノズル１の
環状流路出口部５ａにおける流路面積Ａの大きさとノズ
ル出口７における流路面積Ｂの大きさとを関係づける指
針が無かった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このため、流路面積Ａ
と流路面積Ｂとの面積比Ｂ／Ａがある程度の値よりも小
さいと、ノズル出口７における流路面積Ｂが流路面積Ａ
に比べて相対的に小さいため、ノズル出口７付近の圧力
が上昇することとなるので、図４（ａ）に示すように、
アシストガス用環状流路５を通ってきたアシストガスＧ
が環状流路出口部５ａからレーザ光通過孔２ａ側に向け
て上方に流れてしまい、アシストガス取り入れ口４から
のアシストガス供給流量に対する加工点Ｐへのアシスト
ガス供給流量効率が低くなり、アシストガスＧの消費量
が増えてレーザ加工に要するコストが増加するという問
題点があった。
と流路面積Ｂとの面積比Ｂ／Ａがある程度の値よりも小
さいと、ノズル出口７における流路面積Ｂが流路面積Ａ
に比べて相対的に小さいため、ノズル出口７付近の圧力
が上昇することとなるので、図４（ａ）に示すように、
アシストガス用環状流路５を通ってきたアシストガスＧ
が環状流路出口部５ａからレーザ光通過孔２ａ側に向け
て上方に流れてしまい、アシストガス取り入れ口４から
のアシストガス供給流量に対する加工点Ｐへのアシスト
ガス供給流量効率が低くなり、アシストガスＧの消費量
が増えてレーザ加工に要するコストが増加するという問
題点があった。
【０００６】また、流路面積Ａと流路面積Ｂとの面積比
Ｂ／Ａがある程度の値よりも大きいと、流路面積Ｂが流
路面積Ａに比べて相対的に大きいため、ノズル出口７付
近の圧力が下降することとなって、図４（ｂ）に示すよ
うに、アシストガス用環状流路５を通ってきたアシスト
ガスＧが環状流路出口部５ａでレーザ光通過孔２ａを通
して上方の流体を巻き込むので、加工点Ｐにアシストガ
スＧ以外の不純物ガスが混ざったガスが供給されること
となって、加工品質が低下することがあるという問題が
あり、これらの問題を解決することが課題であった。
Ｂ／Ａがある程度の値よりも大きいと、流路面積Ｂが流
路面積Ａに比べて相対的に大きいため、ノズル出口７付
近の圧力が下降することとなって、図４（ｂ）に示すよ
うに、アシストガス用環状流路５を通ってきたアシスト
ガスＧが環状流路出口部５ａでレーザ光通過孔２ａを通
して上方の流体を巻き込むので、加工点Ｐにアシストガ
スＧ以外の不純物ガスが混ざったガスが供給されること
となって、加工品質が低下することがあるという問題が
あり、これらの問題を解決することが課題であった。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、このような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、被加工物の表面にアシストガスを
供給しながらレーザ光を照射してレーザ加工する際に、
アシストガス供給流量に対する加工点へのアシストガス
供給流量効率を改善してアシストガスの消費量を低減
し、さらに、加工品質が一定のレーザ加工を可能とする
レーザ加工用アシストガスノズルを提供することを目的
とする。
みてなされたもので、被加工物の表面にアシストガスを
供給しながらレーザ光を照射してレーザ加工する際に、
アシストガス供給流量に対する加工点へのアシストガス
供給流量効率を改善してアシストガスの消費量を低減
し、さらに、加工品質が一定のレーザ加工を可能とする
レーザ加工用アシストガスノズルを提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るレーザ加工
用アシストガスノズルは、被加工物の表面にアシストガ
スを供給しながらレーザ光を照射してレーザ加工を行な
うのに用いられ、アシストガスノズル内筒に形成したレ
ーザ光通過孔を通るレーザ光の中心と同心でかつアシス
トガスノズル内筒の外周壁とアシストガスノズル外筒の
内周壁との間で形成されたアシストガス用環状流路をそ
なえると共にレーザ光通過孔と同軸状態で連通しかつ環
状流路出口部に連通して形成された円形流路をそなえた
レーザ加工用アシストガスノズルにおいて、環状流路出
口部の流路面積Ａと円形流路出口の流路面積Ｂとの比Ｂ
／Ａを０．７以上１．０以下とする構成としたことを特
徴としている。さらに、本発明に係るレーザ加工用アシ
ストガスノズルの実施態様においては、アシストガス供
給流量に対する被加工物の表面へのアシストガス供給流
量効率を８０％以上とする構成とすることができる。
用アシストガスノズルは、被加工物の表面にアシストガ
スを供給しながらレーザ光を照射してレーザ加工を行な
うのに用いられ、アシストガスノズル内筒に形成したレ
ーザ光通過孔を通るレーザ光の中心と同心でかつアシス
トガスノズル内筒の外周壁とアシストガスノズル外筒の
内周壁との間で形成されたアシストガス用環状流路をそ
なえると共にレーザ光通過孔と同軸状態で連通しかつ環
状流路出口部に連通して形成された円形流路をそなえた
レーザ加工用アシストガスノズルにおいて、環状流路出
口部の流路面積Ａと円形流路出口の流路面積Ｂとの比Ｂ
／Ａを０．７以上１．０以下とする構成としたことを特
徴としている。さらに、本発明に係るレーザ加工用アシ
ストガスノズルの実施態様においては、アシストガス供
給流量に対する被加工物の表面へのアシストガス供給流
量効率を８０％以上とする構成とすることができる。
【０００９】
【発明の作用】本発明に係るレーザ加工用アシストガス
ノズルは、環状流路出口部の流路面積Ａと円形流路の出
口であるノズル出口の流路面積Ｂの面積比Ｂ／Ａを０．
７以上１．０以下とする構成にしたことにより、ノズル
出口における圧力と環状流路の出口部における圧力差が
小さくなるため、アシストガスがノズル上方の流体を巻
き込むことがなくなり、アシストガス供給流量に対する
加工点へのアシストガス供給流量効率が向上することと
なり、また、ノズル出口での圧力が環状流路の出口部で
の圧力よりも高くなり、ノズル上方の流体がノズル下方
に巻き込まれることがなくなため、環状流路を通ってき
たアシストガスのみがノズル出口から加工点に供給され
ることとなり、レーザ加工品質が安定することとなる。
ノズルは、環状流路出口部の流路面積Ａと円形流路の出
口であるノズル出口の流路面積Ｂの面積比Ｂ／Ａを０．
７以上１．０以下とする構成にしたことにより、ノズル
出口における圧力と環状流路の出口部における圧力差が
小さくなるため、アシストガスがノズル上方の流体を巻
き込むことがなくなり、アシストガス供給流量に対する
加工点へのアシストガス供給流量効率が向上することと
なり、また、ノズル出口での圧力が環状流路の出口部で
の圧力よりも高くなり、ノズル上方の流体がノズル下方
に巻き込まれることがなくなため、環状流路を通ってき
たアシストガスのみがノズル出口から加工点に供給され
ることとなり、レーザ加工品質が安定することとなる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１１】本発明の実施例におけるレーザ加工用アシ
ストガスノズル１は、図１に示したようにレーザ光Ｌが
通過するレーザ光通過孔２ａを形成したアシストガスノ
ズル内筒２の外周壁２ｂと、アシストガスノズル外筒３
の内周壁３ｂとの間でアシストガス用環状流路５を形成
していると共に、アシストガスノズル外筒３には、レー
ザ光２ａおよびアシストガス用環状流路５に連通する円
形流路６を形成しており、環状流路出口部５ａの断面積
Ａと円形流路６の端部であるノズル出口７の断面積Ｂと
の比Ｂ／Ａを０．７以上１．０以下とした構造をなすも
のとしている。図２は、図１に示すレーザ加工用アシス
トガスノズル１において、環状流路出口部５ａにおける
流路面積Ａとノズル出口７における流路面積Ｂとの面積
比Ｂ／Ａを１．０以下としたときのノズル周辺の流体の
流れの様子を示す説明図である。
ストガスノズル１は、図１に示したようにレーザ光Ｌが
通過するレーザ光通過孔２ａを形成したアシストガスノ
ズル内筒２の外周壁２ｂと、アシストガスノズル外筒３
の内周壁３ｂとの間でアシストガス用環状流路５を形成
していると共に、アシストガスノズル外筒３には、レー
ザ光２ａおよびアシストガス用環状流路５に連通する円
形流路６を形成しており、環状流路出口部５ａの断面積
Ａと円形流路６の端部であるノズル出口７の断面積Ｂと
の比Ｂ／Ａを０．７以上１．０以下とした構造をなすも
のとしている。図２は、図１に示すレーザ加工用アシス
トガスノズル１において、環状流路出口部５ａにおける
流路面積Ａとノズル出口７における流路面積Ｂとの面積
比Ｂ／Ａを１．０以下としたときのノズル周辺の流体の
流れの様子を示す説明図である。
【００１２】図２に示すように、ノズル出口７での圧力
が環状流路出口部５ａでの圧力よりも適度に高くなり、
レーザ光通過孔２ａを介して外部のガスはノズル内に巻
き込まれずに環状流路５を通ってきたアシストガスＧの
みがノズル出口７から加工点Ｐに供給されるため、加工
品質を安定させることが可能となる。
が環状流路出口部５ａでの圧力よりも適度に高くなり、
レーザ光通過孔２ａを介して外部のガスはノズル内に巻
き込まれずに環状流路５を通ってきたアシストガスＧの
みがノズル出口７から加工点Ｐに供給されるため、加工
品質を安定させることが可能となる。
【００１３】また、図３は、図１におけるレーザ加工用
アシストガスノズル１において、環状流路出口部５ａの
流路面積Ａとノズル出口７の流路面積Ｂとの面積比Ｂ／
Ａを変えた場合におけるアシストガス供給流量に対する
加工点Ｐへのアシストガス供給流量効率を示した図であ
る。
アシストガスノズル１において、環状流路出口部５ａの
流路面積Ａとノズル出口７の流路面積Ｂとの面積比Ｂ／
Ａを変えた場合におけるアシストガス供給流量に対する
加工点Ｐへのアシストガス供給流量効率を示した図であ
る。
【００１４】図３において、面積比Ｂ／Ａが約０．７に
なると、急激にアシストガス供給流量効率が上昇して、
８０％を越える効率が得られるのがわかる。
なると、急激にアシストガス供給流量効率が上昇して、
８０％を越える効率が得られるのがわかる。
【００１５】このことより、Ｂ／Ａを０．７以上とすれ
ば、ノズル出口７における圧力と環状流路出口部５ａに
おける圧力差が小さくなり、環状流路５を通ってきたア
シストガスＧの８０％以上をノズル出口７から供給する
ことができ、アシストガス供給流量に対する加工点Ｐへ
のアシストガス供給流量効率が高くなるため、この結
果、アシストガス消費量が低減され、レーザ加工に要す
るコストの低減が可能となる。
ば、ノズル出口７における圧力と環状流路出口部５ａに
おける圧力差が小さくなり、環状流路５を通ってきたア
シストガスＧの８０％以上をノズル出口７から供給する
ことができ、アシストガス供給流量に対する加工点Ｐへ
のアシストガス供給流量効率が高くなるため、この結
果、アシストガス消費量が低減され、レーザ加工に要す
るコストの低減が可能となる。
【００１６】また、図３において点線で示すように、面
積比Ｂ／Ａが１．０より大きくなると、レーザ光通過孔
を介して外部ガスの混入比率が増し、不純物の混ざった
アシストガスが加工面に供給されるので加工品質が低下
するが、面積比Ｂ／Ａを１．０以下としたので、加工品
質の低下を防ぐことができる。
積比Ｂ／Ａが１．０より大きくなると、レーザ光通過孔
を介して外部ガスの混入比率が増し、不純物の混ざった
アシストガスが加工面に供給されるので加工品質が低下
するが、面積比Ｂ／Ａを１．０以下としたので、加工品
質の低下を防ぐことができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
レーザ加工用アシストガスノズルによれば、環状流路の
出口部の流路面積Ａとノズル出口の流路面積Ｂとの面積
比Ｂ／Ａを０．７以上１．０以下とする構成としたこと
により、アシストガスの供給流量に対する加工点への供
給流量の効率を８０％以上１００％以下とでき、この結
果、アシストガス消費量が低減され、レーザ加工に要す
るコストを低減できるという効果が得られる。
レーザ加工用アシストガスノズルによれば、環状流路の
出口部の流路面積Ａとノズル出口の流路面積Ｂとの面積
比Ｂ／Ａを０．７以上１．０以下とする構成としたこと
により、アシストガスの供給流量に対する加工点への供
給流量の効率を８０％以上１００％以下とでき、この結
果、アシストガス消費量が低減され、レーザ加工に要す
るコストを低減できるという効果が得られる。
【００１８】さらに、ノズル上方の不純流体を巻き込ま
ないため、加工品質が安定したレーザ加工を行なうこと
ができるという優れた効果が得られる。
ないため、加工品質が安定したレーザ加工を行なうこと
ができるという優れた効果が得られる。
【図１】レーザ加工用アシストガスノズルの構成を示す
縦断面説明図である。
縦断面説明図である。
【図２】本発明に係るレーザ加工用アシストガスノズル
の一実施例におけるノズル周辺の流体の流れの様子を示
す説明図である。
の一実施例におけるノズル周辺の流体の流れの様子を示
す説明図である。
【図３】環状流路出口の流路面積Ａとノズル出口の流路
面積Ｂとの面積比Ｂ／Ａとアシストガスの消費流量に対
する加工点Ｐへの供給流量効率との関係を示す図であ
る。
面積Ｂとの面積比Ｂ／Ａとアシストガスの消費流量に対
する加工点Ｐへの供給流量効率との関係を示す図であ
る。
【図４】従来のレーザ加工用アシストガスノズルにおけ
るノズル周辺の流体の流れの様子を示す説明図である。
るノズル周辺の流体の流れの様子を示す説明図である。
１ レーザ加工用アシストガスノズル ２ アシストガスノズル内筒 ２ａ レーザ光通過光 ２ｂ アシストガスノズル内筒の外周壁 ３ アシストガスノズル外筒 ３ｂ アシストガスノズル外筒の内周壁 ４ アシストガス取り入れ口 ５ アシストガス用環状流路 ５ａ 環状流路出口部 ６ 円形流路 ７ ノズル出口 Ａ 環状流路出口部の流路面積 Ｂ ノズル出口（円形流路出口）の流路面積 Ｌ レーザ光 Ｐ 加工点 Ｇ アシストガス Ｗ 被加工物
Claims (2)
- 【請求項１】被加工物の表面にアシストガスを供給しな
がらレーザ光を照射してレーザ加工を行なうのに用いら
れ、アシストガスノズル内筒に形成したレーザ光通過孔
を通るレーザ光の中心と同心でかつアシストガスノズル
内筒の外周壁とアシストガスノズル外筒の内周壁との間
で形成されたアシストガス用環状流路をそなえると共に
レーザ光通過孔と同軸状態で連通しかつ環状流路出口部
に連通して形成された円形流路をそなえたレーザ加工用
アシストガスノズルにおいて、環状流路出口部の流路面
積Ａと円形流路出口の流路面積Ｂとの比Ｂ／Ａを０．７
以上１．０以下とすることを特徴とするレーザ加工用ア
シストガスノズル。 - 【請求項２】アシストガス供給流量に対する被加工物の
表面へのアシストガス供給流量効率を８０％以上とする
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工用アシス
トガスノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06092246A JP3099635B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | レーザ加工用アシストガスノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06092246A JP3099635B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | レーザ加工用アシストガスノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07290268A true JPH07290268A (ja) | 1995-11-07 |
| JP3099635B2 JP3099635B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=14049076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06092246A Expired - Lifetime JP3099635B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | レーザ加工用アシストガスノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099635B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100187209A1 (en) * | 2007-08-03 | 2010-07-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser machining nozzle |
| JP2011177788A (ja) * | 2010-02-03 | 2011-09-15 | Laserx:Kk | レーザ切断装置およびレーザ切断方法 |
| CN104368911A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-02-25 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 激光加工头及其应用、激光加工系统及方法 |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP06092246A patent/JP3099635B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100187209A1 (en) * | 2007-08-03 | 2010-07-29 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser machining nozzle |
| US8344284B2 (en) * | 2007-08-03 | 2013-01-01 | Mitsubishi Electric Corporation | Laser machining nozzle |
| EP2174744A4 (en) * | 2007-08-03 | 2013-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | laser machining |
| JP2011177788A (ja) * | 2010-02-03 | 2011-09-15 | Laserx:Kk | レーザ切断装置およびレーザ切断方法 |
| CN104368911A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-02-25 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 激光加工头及其应用、激光加工系统及方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3099635B2 (ja) | 2000-10-16 |
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