特開 2016-74001 パイプ材のレーザ切断加工方法及びスパッタ付着防止治具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-74001(P2016-74001A)

(43)【公開日】2016年5月12日

(54)【発明の名称】パイプ材のレーザ切断加工方法及びスパッタ付着防止治具

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/38 20140101AFI20160408BHJP

   B23K 26/70 20140101ALI20160408BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/38 B

   B23K26/70

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2014-206226(P2014-206226)

(22)【出願日】2014年10月7日

(71)【出願人】

【識別番号】390014672

【氏名又は名称】株式会社アマダホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100100712

【弁理士】

【氏名又は名称】岩▲崎▼ 幸邦

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 治也

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168AD07

4E168CB07

4E168HA05

4E168HA09

(57)【要約】

【課題】内面にスパッタ等が付着することのないパイプ材のレーザ切断加工方法及びスパッタ付着防止治具を提供する。
【解決手段】パイプ材のレーザ切断加工方法であって、パイプ材Ｐ１において対向した内面Ｆ２へのレーザビームＬＢの照射を防止し、又は内面Ｆ２へのスパッタの付着を抑制するために、前記パイプ材Ｐ１において対向する内面Ｆ２の間に位置し、かつ前記パイプ材Ｐ１の内部空間を複数の空間１１Ａ〜１１Ｄに区画すると共に前記パイプ材Ｐ１の内部との接触部を先鋭に形成してあるスパッタ付着防止治具１を、前記パイプ材Ｐ１においてレーザ加工を行う範囲の全長に亘ってパイプ材内に配置し、前記スパッタ付着防止治具１を長手方向に移動することなく前記パイプ材Ｐ１をレーザ加工ヘッド９に対して相対的に回動してレーザ切断加工を行う。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パイプ材のレーザ切断加工方法であって、パイプ材において対向した内面へのレーザビームの照射を防止し、又は内面へのスパッタの付着を抑制するために、前記パイプ材において対向する内面の間に位置し、かつ前記パイプ材の内部空間を複数の空間に区画すると共に前記パイプ材の内部との接触部を先鋭に形成してあるスパッタ付着防止治具を、前記パイプ材においてレーザ加工を行う範囲の全長に亘ってパイプ材内に配置し、前記スパッタ付着防止治具を長手方向に移動することなく前記パイプ材をレーザ加工ヘッドに対して相対的に回動してレーザ切断加工を行うことを特徴とするパイプ材のレーザ切断加工方法。

【請求項2】

レーザ切断加工を行うパイプ材内に配置されるスパッタ付着防止治具であって、前記パイプ材において対向する内面の間に配置されて前記パイプ材の内部空間を複数の空間に区画すると共に前記パイプ材内の内部との接触部を先鋭に形成してあることを特徴とするスパッタ付着防止治具。

【請求項3】

請求項２に記載のスパッタ付着防止治具において、当該スパッタ付着防止治具は、前記パイプ材の内部と接触する両側縁部に、先端部を先鋭に形成した複数の突出部を適宜間隔に備えた複数枚の適宜形状の板材を組合せた構成であることを特徴とするスパッタ付着防止治具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば丸パイプや角パイプなどのパイプ材のレーザ切断加工方法及びそのレーザ切断加工方法に用いるスパッタ付着防止治具に係り、さらに詳細には、パイプ材において対向した内面へのレーザ光の照射を防止でき、また対向した内面へのスパッタの付着を抑制することができるパイプ材のレーザ切断加工方法及びスパッタ付着防止治具に関する。

【背景技術】

【0002】

丸パイプや角パイプなどのパイプ材のレーザ切断加工を行うとき、パイプ材の外表面から内部へ貫通したレーザビームがレーザ加工位置に対向した内面へ照射されることがあると共に、レーザ加工時に生じたスパッタが対向した前記内面に付着することがある。そこで、パイプ材が丸パイプである場合には、レーザ切断加工の対象となるパイプ材内に小径のパイプ材を配置することが行われている（例えば特許文献１，２参照）。

【0003】

また、角パイプの内部に、当該角パイプにおける角部内側へ冷却媒体を噴出する冷却媒体供給ヘッドを角パイプの長手方向へ移動自在に挿入することも提案されている（例えば特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平５−２３７６７９号公報

【特許文献2】特開平９−１５５５８４号公報

【特許文献3】特開２０１０−７５９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記特許文献１の図１に示されているように、レーザ切断加工を行う丸パイプ内に小径のパイプを単に配置した構成においては、小径のパイプ外周面にスパッタが付着し、レーザ切断加工対象の丸パイプに対して相対的に転動回転するものであるから、小径のパイプ外周に不均一に付着したスパッタに起因して、丸パイプの回転時に振動を生じ易い、という問題がある。また、例えば矩形状の角パイプに対しては対応が難しいものである。

【0006】

また、特許文献２に記載されているように、レーザ切断加工される丸パイプ内にスパッタ付着防止用部材を挿通し、このスパッタ付着防止用部材の両端部を支持部材によって支持する構成においては、パイプ材が短い場合であっても長いスパッタ付着防止用部材が必要であると共に支持部材が必要であり、構成の簡素化を図ることが難しいものである。また、例えば矩形状の角パイプに対しては対応が難しいものである。

【0007】

特許文献３に記載の構成においては、冷却媒体を噴出するために、角パイプ内に長手方向に移動自在に挿入した冷却媒体供給ヘッドとホースとをロータリージョイントでもって接続する必要があり、構成の簡素化を図る上において問題がある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、パイプ材のレーザ切断加工方法であって、パイプ材において対向した内面へのレーザビームの照射を防止し、又は内面へのスパッタの付着を抑制するために、前記パイプ材において対向する内面の間に位置し、かつ前記パイプ材の内部空間を複数の空間に区画すると共に前記パイプ材の内部との接触部を先鋭に形成してあるスパッタ付着防止治具を、前記パイプ材においてレーザ加工を行う範囲の全長に亘ってパイプ材内に配置し、前記スパッタ付着防止治具を長手方向に移動することなく前記パイプ材をレーザ加工ヘッドに対して相対的に回動してレーザ切断加工を行うことを特徴とするものである。

【0009】

また、レーザ切断加工を行うパイプ材内に配置されるスパッタ付着防止治具であって、前記パイプ材において対向する内面の間に配置されて前記パイプ材の内部空間を複数の空間に区画すると共に前記パイプ材内の内部との接触部を先鋭に形成してあることを特徴とするものである。

【0010】

また、前記スパッタ付着防止治具において、当該スパッタ付着防止治具は、前記パイプ材の内部と接触する両側縁部に、先端部を先鋭に形成した複数の突出部を適宜間隔に備えた複数枚の適宜形状の板材を組合せた構成であることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、パイプ材における内部空間を複数の空間に区画すると共にパイプ材の対向した内面間に位置し、かつパイプ材の内部と接触する接触部を先鋭に形成したスパッタ付着防止具を、パイプ材内に配置してレーザ切断加工を行うものである。したがって、パイプ材の外表面から内部へ貫通したレーザビームが、レーザ加工位置に対向した内面へ照射されることが防止されると共に、パイプ材内へ飛散したスパッタがレーザ加工位置に対向した内面に付着することが防止できる。

【0012】

また、スパッタ付着防止具がパイプ材の内部と接触する部分は先鋭に形成してあるので、レーザ加工時に、前記スパッタ付着防止具がパイプ材内に溶着するようなことはないものである。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係るスパッタ付着防止治具の構成を示す斜視説明図である。

【図2】スパッタ付着防止治具を構成する板材の説明図である。

【図3】パイプ材内にスパッタ付着防止治具を配置した場合の説明図である。

【図4】パイプ材内に別構成のスパッタ付着防止治具を配置した場合の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を用いて本発明の実施形態に係るスパッタ付着防止治具について説明するに、スパッタ付着防止治具１は、図１に示すように、複数の板材３Ａ，３ＢをＸ字形状に組合せて構成してある。より詳細には、前記板材３Ａ，３Ｂは同一形状であって、図２に示すように、当該板材３Ａ，３Ｂの幅方向の中央部に、一端側から長手方向の中央部に至るスリット５が形成してある。そして、図１に示すように、互の板材３Ａ，３Ｂのスリット５が噛合うように咬合することによって、Ｘ字形状に組合せてある。前記スパッタ付着防止治具１をパイプ材（図１，２には図示省略）内へ配置したとき、パイプ材の内部と接触する両側部（長手方向の両側部）の接触部７は、図１，２に示すように、三角形状に形成してあって、その頂部は先鋭な形状に形成してある。

【0015】

したがって、図３（Ａ）に示すように、角パイプＰ１内に前記スパッタ付着防止具１を全長に亘って配置すると、スパッタ付着防止治具１における各板材３Ａ，３Ｂの長手方向の両側は、パイプ材Ｐ１の各角部の内側に接触することになる。この際、各板材３Ａ，３Ｂにおいてパイプ材Ｐ１の内側に接触する部分は三角形状の頂部であって先鋭に形成してある。したがって、各板材３Ａ，３Ｂにおいて角パイプＰ１における角部の内側に接触する部分は、前記三角形状の頂部であって、各板材３Ａ，３Ｂにおける板厚方向の両側部、すなわち角部となるものである。よって、前記スパッタ付着防止治具１は、パイプ材Ｐ１の内部と点接触となるものである。なお、図３（Ｂ）に示すように、丸パイプＰ２内にスパッタ付着防止治具１を全長に亘って配置した場合にも、前述と同様に、スパッタ付着防止治具１はパイプ材Ｐ２の内部と点接触することになるものである。

【0016】

したがって、レーザ加工機（図示省略）に回転自在に備えたワーククランプ（図示省略）によって、例えばパイプ材Ｐ１を挟持し、レーザ加工ヘッド９に対して回転し、かつパイプ材Ｐ１に対してレーザ加工ヘッド９を相対的に長手方向へ移動しつつレーザビームＬＢをパイプ材Ｐ１の外周面に照射することにより、パイプ材Ｐ１のレーザ切断加工が行われることになる。前述のように、パイプ材Ｐ１のレーザ切断加工を行うとき、パイプ材Ｐ１内にはスパッタが飛散し、かつレーザビームＬＢが内部へ照射されることになる。

【0017】

ここで、パイプ材Ｐ１内にスパッタ付着防止具１が配置されてない場合には、パイプ材Ｐ１の面Ｆ１のレーザ切断加工時に内部に飛散されたスパッタは、レーザ加工位置に対向した内面Ｆ２に付着する傾向にある。また、前記面Ｆ１を貫通したレーザビームＬＢは前記内面Ｆ２に照射される傾向にある。したがって、パイプ材Ｐ１を回転して前記内面Ｆ２側のレーザ切断加工を行う場合には、レーザ切断精度が低下する傾向にある。

【0018】

ところが、本実施形態においては、前述したように、Ｘ字形状に板材３Ａ，３Ｂを組合せたスパッタ付着防止治具１をパイプ材Ｐ１内に配置するものである。上記スパッタ付着防止治具１は、図３（Ａ），（Ｂ）より明らかなように、パイプ材Ｐ１において対向する内面の間に配置されるものである。そして、スパッタ付着防止治具１は、パイプ材Ｐ１の内部に配置されることにより、パイプ材Ｐ１の内部空間を複数の空間に区画する作用をなすものである。

【0019】

したがって、パイプ材Ｐ１内にスパッタ付着防止治具１を配置すると、パイプ材Ｐ１の内部空間は、複数の空間１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに区画されるものである。よって、前記面Ｆ１のレーザ切断加工時に内部へ飛散するスパッタ及び面Ｆ１を貫通したレーザビームＬＢは区画された空間１１Ａにおいて受け止められることになるために、対向した内面Ｆ２にスパッタが付着することや、貫通したレーザビームＬＢが照射されることがないものである。

【0020】

前述のごとく、レーザ加工ヘッド９に対してパイプ材Ｐ１を相対的に回転してパイプ材Ｐ１のレーザ切断加工を行うとき、前記スパッタ付着防止治具１とパイプ材Ｐ１の内部との接触位置をレーザ切断加工することがある。この際、スパッタ付着防止治具１がパイプ材Ｐ１の内部と点接触しているものであるから、先鋭な接触部がパイプ材Ｐ１の内部と接触した部分は、パイプ材Ｐ１のレーザ切断加工と同時に溶融除去されて、接触が解除されることになる。したがって、前記接触部分のレーザ切断加工時に生じたスパッタや溶融金属は周辺に移動し易いものである。換言すれば、スパッタ付着防止治具１がパイプ材１の内部に溶着されるようなことはないものである。なお、丸パイプＰ２の場合においても同様の効果を奏し得るものである。

【0021】

なお、前記スパッタ付着防止治具１は、パイプ材内において、対向する内面の間に位置し、かつパイプ材Ｐの内部空間を複数の空間に区画する機能を有し、さらに、パイプ材の内面と接触する接触部７を先鋭な形状に形成してあればよいものである。したがって、図４（Ａ）に示すように、角パイプＰ１の対角線に沿って１枚の板材３Ａを配置することも可能である。また、丸パイプＰ２の場合にも、１枚の板材３Ａのみを配置することも可能である。

【0022】

さらに、複数枚の板材の組合せとしては、図４（Ｃ）に示すように、大略Ｃ形状に形成した２枚の板材３Ｃを互に反対方向に向けて組合せた構成とすることも可能である。

【符号の説明】

【0023】

１ スパッタ付着防止治具
３Ａ，３Ｂ 板材
５ スリット
７ 接触部
９ レーザ加工ヘッド
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ 空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】