特開 2023-129968 肉盛り加工装置および肉盛り加工方法

(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】P2023129968

(43)【公開日】2023-09-20

(54)【発明の名称】肉盛り加工装置および肉盛り加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/342 20140101AFI20230912BHJP

   B23K 26/073 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

B23K26/342

B23K26/073

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022034351

(22)【出願日】2022-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000121202

【氏名又は名称】エンシュウ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100136674

【弁理士】

【氏名又は名称】居藤 洋之

(72)【発明者】

【氏名】高林 真宏

(72)【発明者】

【氏名】皿井 裕樹

【テーマコード（参考）】

4E168

【Ｆターム（参考）】

4E168BA33

4E168CB07

4E168DA34

4E168DA35

4E168EA17

4E168FA01

4E168FB03

(57)【要約】

【課題】肉盛り加工の歩留まりが低下することなく、肉盛り加工幅を広く確保して肉盛り加工を短時間で行うことができる、肉盛り加工装置および肉盛り加工方法を提供する。
【解決手段】肉盛り加工装置１０は、ワークＷの加工部位にレーザ光を照射してレーザスポットＰを形成するレーザ照射部２４と、粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄを有する粉体吐出部２６と、テーブル変位機構１４と、粉体供給手段２８とを備える。レーザ照射部２４は、レーザ発振器３６と、光学系４８と、レーザ出射孔６２および粉体吐出口が設けられた肉盛りノズル５８とを有する。光学系４８は、レーザスポットＰが進行方向に対して平面視で直交する方向へ長い形状となるようにレーザ光を集光させる。粉体吐出部２６は、粉体吐出口から吐出された粉体がレーザスポットＰの長さ方向に沿って集まるように構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークの加工部位にレーザ光を照射してレーザスポットを形成するレーザ照射部と、
前記レーザスポットに向けて粉体を吐出させる粉体吐出口を有する粉体吐出部と、
前記レーザスポットを前記加工部位に沿って進行させるレーザスポット進行手段と、
前記粉体吐出部に前記粉体を供給する粉体供給手段とを備え、
前記レーザ照射部は、前記レーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レーザスポットが進行方向に対して平面視で直交する方向へ長い形状となるように前記レーザ光を集光させる光学系と、前記レーザ光を出射させるためのレーザ出射孔および前記粉体吐出口が設けられた肉盛りノズルとを有し、
前記粉体吐出部は、前記粉体吐出口から吐出された前記粉体が前記レーザスポットの長さ方向に沿って集まるように構成される、肉盛り加工装置。

【請求項2】

前記粉体吐出部は、前記レーザスポットに対する前記粉体の供給量が前記レーザスポットの長さ方向の中央部で最大となるように構成される、請求項１に記載の肉盛り加工装置。

【請求項3】

前記粉体吐出口は、前記レーザスポットの長さ方向と同じ方向へ長く延びて形成される、請求項１または２に記載の肉盛り加工装置。

【請求項4】

前記粉体吐出部は、前記レーザスポットの進行方向において前記レーザスポットを挟んだ両側に配置される２つの粉体吐出口群のうち少なくとも一方を有し、
前記粉体吐出口群を構成する複数の前記粉体吐出口は、前記レーザスポットの長さ方向と同じ方向へ並べて設けられる、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の肉盛り加工装置。

【請求項5】

前記粉体吐出口群を構成する複数の前記粉体吐出口のうち互いに隣接する２つの前記粉体吐出口は、前記レーザスポットに吐出する前記粉体の吐出範囲が一部において互いに重なるように構成される、請求項４に記載の肉盛り加工装置。

【請求項6】

前記粉体吐出口群は、４つの前記粉体吐出口を有し、
４つの前記粉体吐出口のうち、外側の２つの前記粉体吐出口の一方および他方は、前記レーザスポットを長さ方向に二分したときの一方および他方に前記粉体を吐出するように構成され、
４つの前記粉体吐出口のうち、内側の２つの前記粉体吐出口の一方および他方は、前記レーザスポットの長さ方向中央部に前記粉体を重ねて吐出するように構成される、請求項４または５に記載の肉盛り加工装置。

【請求項7】

前記粉体吐出部は、前記粉体供給手段から供給される前記粉体を受け入れる複数の粉体供給口と、前記粉体吐出口群を構成する複数の前記粉体吐出口と前記粉体供給口とを繋ぐ複数の粉体流路とを有し、
複数の前記粉体供給口は、複数の前記粉体吐出口の並び方向と同じ方向へ並べて設けられる、請求項４ないし６のいずれか１項に記載の肉盛り加工装置。

【請求項8】

前記肉盛りノズルは、前記レーザ光が通過する光路の内壁面を構成するインナーノズルと、前記インナーノズルの外側に嵌め合わされるアウターノズルとを有し、
前記複数の粉体流路は、前記アウターノズルの内面に形成された複数の溝と、前記インナーノズルの外面に前記溝を覆うように形成された平坦面とで構成される、請求項７に記載の肉盛り加工装置。

【請求項9】

制御装置を備え、
前記粉体吐出部は、前記レーザスポットの進行方向において前記レーザスポットを挟んだ両側に配置される２つの粉体吐出口群を有し、
前記制御装置は、前記レーザスポットの進行方向前方に設けられた前記粉体吐出口群を構成する複数の前記粉体吐出口から前記粉体を吐出させるように前記粉体供給手段の動作を制御する、請求項１ないし８のいずれか１項に記載の肉盛り加工装置。

【請求項10】

レーザスポットを形成するためのレーザ光を出射させるためのレーザ出射孔と、前記レーザスポットに向けて粉体を吐出させるための粉体吐出口とを有する肉盛りノズルを用いた肉盛り加工方法であって、
前記レーザ出射孔からワークの加工部位にレーザ光を照射して、平面視で細長い形状の前記レーザスポットを形成するレーザスポット形成工程と、
前記レーザスポットを、平面視で長さ方向に対して直交する方向へ進行させるレーザスポット進行工程と、
前記粉体が前記レーザスポットの長さ方向に沿って集まるように前記粉体吐出口から前記粉体を吐出させる粉体吐出工程とを備える、肉盛り加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワークの加工部位に粉体を供給すると同時にレーザ光を照射することによって、粉体を溶融固化させて肉盛り加工を行う肉盛り加工装置および肉盛り加工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１に開示された従来のレーザによる肉盛り方法（肉盛り加工方法）は、母材の肉盛り位置（加工部位）に合金材料の粉末を連続供給する工程と、肉盛り層の幅方向に長い線状のレーザビームを粉末に向けて照射する工程と、肉盛り層の長さ方向においてレーザビームを母材に対して相対的に移動させる工程とを備えている。この従来技術によれば、線状のレーザビームを長さ方向に対して直交する方向へ移動させることによって、肉盛り加工幅を広く確保でき、加工時間を短くできる。

【0003】

特許文献１において、合金材料の粉末を連続供給するための具体的な構成は不明であるが、一般的には、粉末供給とレーザ照射とを同軸上で行うための肉盛りノズルを用いた構成が知られており、その一例が下記特許文献２に開示されている。

【0004】

特許文献２に開示された従来のレーザ積層造形装置（肉盛り加工装置）は、被加工物の加工部位にレーザ光を照射する照射部と、レーザ光が照射された領域（レーザスポット）に粉末材料を供給する材料供給部と、レーザスポットを被加工物に対して移動させるための移動機構とを備えている。照射部は、吹出ノズル（肉盛りノズル）の中心部に設けられた照射孔から加工部位にレーザ光を照射するように構成されており、材料供給部は、照射孔の周囲に円環状に並べられた複数の吹出口からレーザスポットに向けて粉末材料を吹き出すように構成されている。この従来技術によれば、レーザ光の照射孔および粉末材料の吹出口が吹出ノズル（肉盛りノズル）に一体的に設けられているので、レーザスポットに対して吹出口を高い精度で位置決めでき、簡単な構成で高い肉盛り加工精度を得ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第３２３２９４０号

【特許文献2】特許第６７４９３０８号

【0006】

しかしながら、特許文献２のレーザ積層造形装置（肉盛り加工装置）では、円環状に並べられた複数の吹出口から粉末材料が吹き出されるので、この装置を特許文献１に開示された肉盛り方法（肉盛り加工方法）に用いた場合には、粉末材料の吐出範囲を線状のレーザスポットの範囲内に収めることができなかった。そのため、粉末材料を効率よく溶融することができず、肉盛り加工の歩留まりが低下するという問題があった。

【発明の概要】

【0007】

本発明は、上記問題に対処するためになされたものであり、肉盛り加工の歩留まりが低下することなく、肉盛り加工幅を広く確保して肉盛り加工を短時間で行うことができ、さらに、簡単な構成で高い肉盛り加工精度を得ることができる、肉盛り加工装置および肉盛り加工方法を提供することを目的とする。

【0008】

上記目的を達成するため、本発明に係る肉盛り加工装置の特徴は、ワークの加工部位にレーザ光を照射してレーザスポットを形成するレーザ照射部と、前記レーザスポットに向けて粉体を吐出させる粉体吐出口を有する粉体吐出部と、前記レーザスポットを前記加工部位に沿って進行させるレーザスポット進行手段と、前記粉体吐出部に前記粉体を供給する粉体供給手段とを備え、前記レーザ照射部は、前記レーザ光を発生させるレーザ発振器と、前記レーザスポットが進行方向に対して平面視で直交する方向へ長い形状となるように前記レーザ光を集光させる光学系と、前記レーザ光を出射させるためのレーザ出射孔および前記粉体吐出口が設けられた肉盛りノズルとを有し、前記粉体吐出部は、前記粉体吐出口から吐出された前記粉体が前記レーザスポットの長さ方向に沿って集まるように構成されることにある。

【0009】

この構成では、進行方向に対して平面視で直交する方向へ長い形状のレーザスポットによって、肉盛り加工幅を広く確保できるので、加工時間を短くできる。また、レーザ出射孔が設けられた肉盛りノズルに粉体吐出口が設けられるので、レーザスポットに対して粉体吐出口を高い精度で位置決めでき、簡単な構成で高い肉盛り加工精度を得ることができる。

【0010】

さらに、粉体吐出口から吐出された粉体は、レーザスポットの長さ方向に沿って集まるので、レーザスポットからはみ出す粉体の量を少なくでき、粉体を効率よく溶融することができる。これにより、肉盛り加工の歩留まりが低下することを抑制できるとともに、溶融不良に起因する加工部位の汚損を抑制できる。なお、レーザスポットの形状は、具体的には、長方形、長円形および楕円形などである。

【0011】

また、粉体吐出部から吐出される粉体としては、金属粉のほか、樹脂粉末またはセラミック粉末を用いることができる。

【0012】

本発明に係る肉盛り加工装置の他の特徴は、前記粉体吐出部は、前記レーザスポットに対する前記粉体の供給量が前記レーザスポットの長さ方向の中央部で最大となるように構成されることにある。

【0013】

一般的なレーザ発振器で発生するレーザ光の強度分布は、回転対称の正規分布（ガウス分布）となり、レーザスポットにおいては、長さ方向の中央部の強度が最大となる。上記構成では、粉体の供給量がレーザスポットの長さ方向の中央部で最大となるので、レーザスポットに供給された粉体の全てを効率よく溶融することができる。

【0014】

本発明に係る肉盛り加工装置の他の特徴は、前記粉体吐出口は、前記レーザスポットの長さ方向と同じ方向へ長く延びて形成されることにある。

【0015】

この構成では、粉体をレーザスポットの長さ方向に沿わせて正確に供給できる。

【0016】

本発明に係る肉盛り加工装置の他の特徴は、前記粉体吐出部は、前記レーザスポットの進行方向において前記レーザスポットを挟んだ両側に配置される２つの粉体吐出口群のうち少なくとも一方を有し、前記粉体吐出口群を構成する複数の前記粉体吐出口は、前記レーザスポットの長さ方向と同じ方向へ並べて設けられることにある。

【0017】

この構成では、粉体吐出口群の各粉体吐出口の開口面積を、粉体吐出口が１つだけの場合と比べて小さくできるので、粉体の直進性を高めることができ、粉体が分散することによる歩留まりの低下を抑制できる。

【0018】

本発明に係る肉盛り加工装置の他の特徴は、前記粉体吐出口群を構成する複数の前記粉体吐出口のうち互いに隣接する２つの前記粉体吐出口は、前記レーザスポットに吐出する前記粉体の吐出範囲が一部において互いに重なるように構成されることにある。

【0019】

この構成では、レーザスポットにおける粉体の吐出範囲が一部において互いに重なるため、吐出範囲どうしの境界部分において粉体が不足することを抑制でき、レーザスポットの全体に対して粉体を均一に供給できる。

【0020】

本発明に係る肉盛り加工装置の他の特徴は、前記粉体吐出口群は、４つの前記粉体吐出口を有し、４つの前記粉体吐出口のうち、外側の２つの前記粉体吐出口の一方および他方は、前記レーザスポットを長さ方向に二分したときの一方および他方に前記粉体を吐出するように構成され、４つの前記粉体吐出口のうち、内側の２つの前記粉体吐出口の一方および他方は、前記レーザスポットの長さ方向中央部に前記粉体を重ねて吐出するように構成されることにある。

【0021】

一般的なレーザ発振器で発生するレーザ光の強度分布は、回転対称の正規分布（ガウス分布）となり、レーザスポットにおいては、長さ方向の中央部の強度が最大となる。上記構成では、粉体の供給量がレーザスポットの長さ方向の中央部で最大となるので、レーザスポットに供給された粉体の全てを効率よく溶融することができる。また、各粉体吐出口から吐出される粉体の吐出量を調整することによって、レーザスポットの各部分に供給される粉体の供給量を調整できる。

【0022】

本発明に係る肉盛り加工装置の他の特徴は、前記粉体吐出部は、前記粉体供給手段から供給される前記粉体を受け入れる複数の粉体供給口と、前記粉体吐出口群を構成する複数の前記粉体吐出口と前記粉体供給口とを繋ぐ複数の粉体流路とを有し、複数の前記粉体供給口は、複数の前記粉体吐出口の並び方向と同じ方向へ並べて設けられることにある。

【0023】

この構成では、粉体を、複数の粉体供給口および複数の粉体流路を通して、複数の粉体吐出口に均一に供給できる。

【0024】

本発明に係る肉盛り加工装置の他の特徴は、前記肉盛りノズルは、前記レーザ光が通過する光路の内壁面を構成するインナーノズルと、前記インナーノズルの外側に嵌め合わされるアウターノズルとを有し、前記複数の粉体流路は、前記アウターノズルの内面に形成された複数の溝と、前記インナーノズルの外面に前記溝を覆うように形成された平坦面とで構成されることにある。

【0025】

この構成では、アウターノズルを溝の数が異なる他のものに交換するだけで、粉体吐出口の数を簡単に変更できる。また、粉体流路のメンテナンスを容易に行うことができるとともに、損傷したアウターノズルの交換を容易に行うことができる。

【0026】

本発明に係る肉盛り加工装置の他の特徴は、制御装置を備え、前記粉体吐出部は、前記レーザスポットの進行方向において前記レーザスポットを挟んだ両側に配置される２つの粉体吐出口群を有し、前記制御装置は、前記レーザスポットの進行方向前方に設けられた前記粉体吐出口群を構成する複数の前記粉体吐出口から前記粉体を吐出させるように前記粉体供給手段の動作を制御することにある。

【0027】

この構成では、レーザスポットの進行方向前方に設けられた複数の粉体吐出口から粉体が吐出されるので、レーザスポットに粉体を正確に供給できるとともに、粉体を十分に溶融させることができ、溶融不良などで肉盛り層に欠陥が生じることを防止できる。

【0028】

上記目的を達成するため、本発明に係る肉盛り加工方法の特徴は、レーザスポットを形成するためのレーザ光を出射させるためのレーザ出射孔と、前記レーザスポットに向けて粉体を吐出させるための粉体吐出口とを有する肉盛りノズルを用いた肉盛り加工方法であって、前記レーザ出射孔からワークの加工部位にレーザ光を照射して、平面視で細長い形状のレーザスポットを形成するレーザスポット形成工程と、前記レーザスポットを、平面視で長さ方向に対して直交する方向へ進行させるレーザスポット進行工程と、前記粉体が前記レーザスポットの長さ方向に沿って集まるように前記粉体吐出口から前記粉体を吐出させる粉体吐出工程とを備えることにある。

【0029】

この構成では、細長い形状のレーザスポットによって、肉盛り加工幅を広く確保できるので、加工時間を短くできる。また、肉盛りノズルがレーザ出射孔と粉体吐出口とを有しているので、レーザスポットに対して粉体吐出口を高い精度で位置決めでき、高い肉盛り加工精度を得ることができる。

【0030】

さらに、粉体吐出口から吐出された粉体は、レーザスポットの長さ方向に沿って集まるので、レーザスポットからはみ出す粉体の量を少なくでき、粉体を効率よく溶融することができる。これにより、肉盛り加工の歩留まりが低下することを抑制できるとともに、溶融不良に起因する加工部位の汚損を抑制できる。なお、レーザスポットの形状は、具体的には、長方形、長円形および楕円形などである。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】第１実施形態に係る肉盛り加工装置の構成を示す正面図である。

【図2】レーザ照射部および粉体吐出部の構成を示す一部を断面にした正面図である。

【図3】肉盛り加工ヘッドの構成（トーチを除く。）を示す斜視図である。

【図4】肉盛り加工ヘッドの構成（トーチを除く。）を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。

【図5】肉盛り加工ヘッドの構成（トーチを除く。）を示す図であり、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）は部分断面図である。

【図6】肉盛りノズルの構成を示す分解斜視図である。

【図7】インナーノズルの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は背面図である。

【図8】アウターノズルの構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図である。

【図9】粉体吐出口群を構成する各粉体吐出口の吐出範囲を示す図である。

【図10】第１実施形態に係る肉盛り加工装置の電気的構成を示すブロック図である。

【図11】第１実施形態に係る肉盛り加工装置の制御動作を示すフローチャートである。

【図12】（Ａ）は、第２実施形態に係る肉盛り加工装置における粉体吐出口群を構成する各粉体吐出口の吐出範囲を示す図であり、（Ｂ）は、第３実施形態に係る肉盛り加工装置における粉体吐出口群を構成する各粉体吐出口の吐出範囲を示す図である。

【図13】（Ａ）は、第４実施形態に係る肉盛り加工装置におけるレーザスポット進行手段の構成を示す正面図、（Ｂ）は、第５実施形態に係る肉盛り加工装置におけるレーザスポット進行手段の構成を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、本発明に係る肉盛り加工装置および肉盛り加工方法の実施形態について図面を参照しながら説明する。

【0033】

（肉盛り加工装置１０の構成）
図１は、第１実施形態に係る肉盛り加工装置１０の構成を示す正面図である。図１に示す肉盛り加工装置１０は、ワークＷの加工部位に肉盛り加工を施すものであり、ワークＷを支持する板状のテーブル１２と、テーブル１２を互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の方向へ変位させるためのテーブル変位機構１４とを備えている。

【0034】

テーブル変位機構１４は、上記３つの方向においてテーブル１２を変位させるための３つの送りねじ機構（図示省略）を有している。各送りねじ機構は、ボールねじとリニアガイドとで構成されており、各ボールねじには、Ｘ方向駆動モータ１６、Ｙ方向駆動モータ１８およびＺ方向駆動モータ２０のそれぞれの回転軸が接続されている。したがって、各駆動モータ１６，１８，２０の動作を制御装置３０で制御することによって、テーブル１２およびワークＷを任意の方向へ変位させることができる。

【0035】

後述するように、ワークＷの加工部位には、レーザ照射部２４によってレーザスポットＰ（図９）が形成されるため、図１に示すテーブル変位機構１４でテーブル１２およびワークＷを変位させると、ワークＷの加工部位に対するレーザスポットＰの相対的な位置が変位する。つまり、本実施形態では、図１に示すテーブル変位機構１４が、レーザスポットＰをワークＷの加工部位に沿って進行させる「レーザスポット進行手段」として機能する。言い換えると、「レーザスポット進行手段」は、テーブル変位機構１４で構成されている。

【0036】

図１に示すように、肉盛り加工装置１０は、さらに、肉盛り加工ヘッド２２を構成するレーザ照射部２４および粉体吐出部２６と、粉体供給手段２８と、制御装置３０と、入力部３２と、表示部３４とを備えている。

【0037】

図２は、レーザ照射部２４および粉体吐出部２６の構成を示す一部を断面にした正面図である。図３は、肉盛り加工ヘッド２２の構成（トーチ３８を除く。）を示す斜視図である。図４は、肉盛り加工ヘッド２２の構成（トーチ３８を除く。）を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。図５は、肉盛り加工ヘッド２２の構成（トーチ３８を除く。）を示す図であり、（Ｃ）は平面図、（Ｄ）は断面図である。

【0038】

図２に示すレーザ照射部２４は、ワークＷ（図１）の加工部位にレーザ光を照射してレーザスポットＰ（図９）を形成するものであり、レーザ発振器３６と、トーチ３８（光学系４８を含む。）と、アダプタ部４０と、エキスパンド部４２と、ノズル部４４（肉盛りノズル５８を含む。）とを有している。

【0039】

図２に示すレーザ発振器３６は、レーザ光を発生させる機器である。本実施形態のレーザ発振器３６は、レーザ光の強度分布が回転対称の正規分布（ガウス分布）となる一般的なレーザ発振器である。したがって、後述する光学系４８でレーザ光を集光させてレーザスポットＰ（図９）を形成したとき、レーザスポットＰの中央部の強度が最大となる。

【0040】

図２に示すトーチ３８は、円筒状のケース４６と、ケース４６の内部に組み込まれた光学系４８とを有している。光学系４８は、図５（Ｃ）に示すレーザスポットＰが進行方向（前後方向）に対して平面視で直交する方向（左右方向）へ長い形状となるようにレーザ光を集光させる光学部品の集合体である。レーザ発振器３６とトーチ３８とは、光ファイバケーブル５０を介して接続されている。図５（Ｃ）に示すように、本実施形態のレーザスポットＰは、長方形であり、後述するレーザ出射孔６２の真下に形成される。なお、レーザスポットＰの形状は、細長い形状であればよく、長円形および楕円形などでもよい。

【0041】

図２に示すアダプタ部４０は、エキスパンド部４２とノズル部４４との一体物をトーチ３８に接続するための部分であり、上端部に接続フランジ４０ａを有する円筒状に形成されている。図２に示すエキスパンド部４２は、光学系４８を構成する集光レンズ４８ａからノズル部４４の先端部に設けられたれレーザ出射孔６２までの距離を調整するためのスペーサ部材であり、アダプタ部４０と連通する円筒状に形成されている。

【0042】

図１に示すように、エキスパンド部４２の周壁部には、肉盛り加工ヘッド２２の内部空間にシールドガス（不活性ガス）を供給するためのガス供給口５２が設けられている。ガス供給口５２には、ホース５４を介してガスボンベなどのガス供給源５６が接続されている。制御装置３０は、ガス供給源５６の開閉動作を制御する。

【0043】

図２に示すように、ノズル部４４は、肉盛りノズル５８と、肉盛りノズル５８を保持する筒状のノズル本体６０とを有している。肉盛りノズル５８の先端部５８ａには、レーザ光を出射させるためのレーザ出射孔６２が設けられている。また、肉盛りノズル５８の先端部５８ａにおけるレーザ出射孔６２の周囲には、第１の粉体吐出口群６４および第２の粉体吐出口群６６が、レーザ出射孔６２を挟んだ両側に配置されている。

【0044】

図５（Ｃ）に示すように、粉体吐出部２６は、上記の第１の粉体吐出口群６４および第２の粉体吐出口群６６と、これらに関連する第１の流路群６８および第２の流路群７０を有している。第１の粉体吐出口群６４および第１の流路群６８は、第２の粉体吐出口群６６および第２の流路群７０と対称に構成されている。

【0045】

図５（Ｃ）に示すように、第１の粉体吐出口群６４は、レーザスポットＰに向けて粉体を吐出させる４つの粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄを有している。４つの粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄは、レーザスポットＰの長さ方向と同じ方向、すなわちレーザスポットＰの進行方向（前後方向）に対して平面視で直交する方向（左右方向）に並べて設けられている。また、４つの粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄのそれぞれは、レーザスポットＰの長さ方向と同じ方向へ長く延びて形成されている。ここで、粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄから吐出される粉体は、肉盛り加工に一般的に用いられる金属粉である。

【0046】

図５（Ｃ）に示すように、第１の流路群６８は、４つの粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄのそれぞれに粉体を供給するための４つの粉体流路６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄを有している。粉体流路６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄのそれぞれは、下端から上端へ向かうにつれて外側へ傾斜するように構成されており、これらの相互の間隔は、下端から上端へ向かうにつれて広くなるように定められている。

【0047】

図５（Ｄ）に示すように、互いに隣接する２つの粉体流路６８ａ，６８ｂの上端部には、逆Ｖ字状の分岐路７２ａが設けられており、互いに隣接する他の２つの粉体流路６８ｃ，６８ｄの上端部には、逆Ｖ字状の分岐路７２ｂが設けられている。図４（Ａ）に示すように、分岐路７２ａ，７２ｂは、ノズル本体６０の外周部に設けられた粉体供給口７４ａ，７４ｂに連通されている。すなわち、粉体供給口７４ａ，７４ｂには、分岐路７２ａ，７２ｂによってそれぞれ２つずつの粉体流路６８ａ，６８ｂ,６８ｃ,６８ｄに分岐するように構成されている。このように、２つの粉体流路６８ａ，６８ｂ（または６８ｃ,６８ｄ）の間に粉体供給口７４ａ（または７４ｂ）を配置することで粉体流路６８ａ，６８ｂ（または６８ｃ,６８ｄ）への粉体供給量を均一化することができる。図４（Ｂ）に示すように、粉体供給口７４ａ，７４ｂには、接続部７６ａ，７６ｂを介してホース７８ａ，７８ｂの下流側端部が接続されており、ホース７８ａ，７８ｂの上流側端部は、分岐継手８０を介して、ホース８２の下流側端部に接続されている。

【0048】

図５（Ｃ）に示すように、第２の粉体吐出口群６６は、第１の粉体吐出口群６４と同様に、４つの粉体吐出口６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄを有している。第２の流路群７０は、第１の流路群６８と同様に、４つの粉体流路７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄを有している。２つの粉体流路７０ａ，７０ｂの上端部には、分岐路（図示省略）が設けられており、他の２つの粉体流路７０ｃ，７０ｄの上端部には、分岐路（図示省略）が設けられている。図４（Ｂ）に示すように、２つの分岐路（図示省略）のそれぞれに連通する粉体供給口８４ａ，８４ｂには、接続部８６ａ，８６ｂを介してホース８８ａ，８８ｂの下流側端部が接続されており、ホース８８ａ，８８ｂの上流側端部は、分岐継手９０を介して、ホース９２の下流側端部に接続されている。

【0049】

図５（Ｃ）に示す第１の粉体吐出口群６４、第２の粉体吐出口群６６、第１の流路群６８および第２の流路群７０は、粉体吐出部２６（図２）の主要部であり、これらは、肉盛りノズル５８に一体的に組み込まれている。以下では、肉盛りノズル５８の構成を具体的に説明する。

【0050】

図６は、肉盛りノズル５８の構成を示す分解斜視図である。図７は、インナーノズル９８の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は背面図である。図８は、アウターノズル１００の構成を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図である。

【0051】

図６に示すように、肉盛りノズル５８は、第１の粉体吐出口群６４を有する第１のノズル片９４と、第２の粉体吐出口群６６を有する第２のノズル片９６とを組み合わせることによって、全体として中空の錐状に構成されている。

【0052】

第１のノズル片９４は、インナーノズル９８とアウターノズル１００ａとの組み合わせで構成されており、第２のノズル片９６は、インナーノズル９８とアウターノズル１００ｂとの組み合わせで構成されている。インナーノズル９８は、２つのノズル片９４，９６に共通の部品であり、アウターノズル１００ａ，１００ｂのそれぞれは、インナーノズル９８の半分に対応している。つまり、２つのアウターノズル１００ａ，１００ｂが組み合わされることによって、インナーノズル９８の全体に対応するアウターノズル１００が構成される。

【0053】

図６に示すように、インナーノズル９８は、レーザ光が通過する光路の内壁面を構成する筒状の部材であり、ノズル本体６０（図２）の内側に嵌め合わされる円筒状の第１篏合部１０２と、ノズル本体６０（図２）の内側に嵌め合わされる四角筒状の第２篏合部１０４と、四角形の断面を有する中空角錐状の第１流路構成部１０６とを有している。

【0054】

図７（Ｂ）に示すように、第１篏合部１０２の外周面には、２つの環状の溝１０８が形成されており、２つの溝１０８の間には、冷却水の流路を構成するための溝１１０が形成されている。図２に示すように、インナーノズル９８をノズル本体６０の内側に嵌め合わせる際には、２つの溝１０８にＯリングなどの封止部材１１２が装着される。

【0055】

図７（Ｂ）に示すように、第２篏合部１０４の外側面のうち、レーザスポットＰの進行方向（前後方向）に対して直交する一方の面（前面）１０４ａには、上記２つの分岐路７２ａ，７２ｂを構成するための逆Ｖ字状の溝１１４ａ，１１４ｂが、レーザスポットＰの長さ方向と同じ方向に並べて形成されている。図７（Ｄ）に示すように、第２篏合部１０４の外側面のうち、一方の面（前面）１０４ａとは反対側の他方の面（後面）１０４ｂには、溝１１４ａ，１１４ｂと同様の溝１１６ａ，１１６ｂが、レーザスポットＰの長さ方向と同じ方向に並べて形成されている。

【0056】

図７（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第１流路構成部１０６の外側面１０６ａは、４つの台形の平坦面で構成されている。

【0057】

図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第１のノズル片９４のアウターノズル１００ａは、ノズル本体６０（図２）の下部に接合される半鍔状の接合部１１８ａと、レーザスポットＰの進行方向においてインナーノズル９８の前半分の外側に嵌め合わされる第２流路構成部１２０ａとを有している。図８（Ａ）に示すように、第２流路構成部１２０ａの３つの内側面のうち真中の面（前面）１２１ａは、レーザスポットＰの長さ方向に対して平行となる面であり、この面（前面）１２１ａには、第１の粉体吐出口群６４および第１の流路群６８（図５（Ｃ））に対応する第１の粉体吐出溝群１２２が形成されている。そして、接合部１１８ａには、アウターノズル１００ａをノズル本体６０（図２）に接合するためのボルト１２４（図４（Ｂ））が挿通される２つの貫通孔１２６が形成されている。

【0058】

図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、第２のノズル片９６のアウターノズル１００ｂは、ノズル本体６０（図２）の下部に接合される半鍔状の接合部１１８ｂと、レーザスポットＰの進行方向においてインナーノズル９８の後半分の外側に嵌め合わされる第２流路構成部１２０ｂとを有している。図８（Ａ）に示すように、第２流路構成部１２０ｂの３つの内側面のうち真中の面（後面）１２１ｂは、レーザスポットＰの長さ方向に対して平行となる面であり、この面（後面）１２１ｂには、第２の粉体吐出口群６６および第２の流路群７０（図５（Ｃ））に対応する第２の粉体吐出溝群１２８が形成されている。そして、接合部１１８ｂには、アウターノズル１００ｂをノズル本体６０（図２）に接合するためのボルト１２４（図４（Ｂ））が挿通される２つの貫通孔１２６が形成されている。

【0059】

図２に示すように、アウターノズル１００ａとインナーノズル９８とが嵌め合わされて第１のノズル片９４が構成されると、図６に示す第１流路構成部１０６の平坦面である外側面１０６ａと、第２流路構成部１２０ａの内面に形成された第１の粉体吐出溝群１２２すなわち複数の溝とが協働して、図５（Ｃ）に示す第１の流路群６８および第１の粉体吐出口群６４が構成される。

【0060】

図２に示すように、アウターノズル１００ｂとインナーノズル９８とが嵌め合わされて第２のノズル片９６が構成されると、図６に示す第１流路構成部１０６の平坦面である外側面１０６ａと、第２流路構成部１２０ｂの内面に形成された第２の粉体吐出溝群１２８とが協働して、図５（Ｃ）に示す第２の流路群７０および第２の粉体吐出口群６６が構成される。

【0061】

上述の通り、粉体流路６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄおよび粉体流路７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄのそれぞれは、下端から上端へ向かうにつれて外側へ傾斜するように構成されており、かつ、これらの相互の間隔は、下端から上端へ向かうにつれて広くなるように定められている。したがって、粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄおよび粉体吐出口６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄから吐出された粉体は、レーザスポットＰの長さ方向に沿って集まる。

【0062】

図９に示すように、本実施形態では、粉体流路の傾斜角度、粉体吐出口の形状、粉体吐出口からレーザスポットＰまでの距離などを適宜調整することによって、レーザスポットＰの各領域に供給される粉体の供給量が調整されている。

【0063】

つまり、４つの粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄのうち、外側の２つの粉体吐出口６４ａ，６４ｄの一方および他方は、レーザスポットＰを長さ方向に二分したときの一方および他方に粉体を吐出するように構成されている。４つの粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄのうち、内側の２つの粉体吐出口６４ｂ，６４ｃの一方および他方は、レーザスポットＰの長さ方向中央部に粉体を重ねて吐出するように構成されている。４つの粉体吐出口６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄについても、同様に構成されている。したがって、レーザスポットＰに対する粉体の供給量は、レーザスポットＰの長さ方向の中央部で最大となる。言い換えると、粉体吐出部２６は、レーザスポットＰに対する粉体の供給量がレーザスポットＰの長さ方向の中央部で最大となるように構成されている。

【0064】

図１に示す粉体供給手段２８は、肉盛り加工ヘッド２２の粉体吐出部２６に粉体を供給するものであり、図５（Ｃ）に示す粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄおよび粉体吐出口６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄのそれぞれに粉体を供給する粉体供給部１３０ａ，１３０ｂを有している。粉体供給部１３０ａ，１３０ｂのそれぞれには、上記ホース８２，９２の上流側端部が接続されている。

【0065】

また、粉体供給部１３０ａ，１３０ｂのそれぞれは、粉体にキャリアガス（窒素ガスなどの不活性ガス）を混合して、この混合体をキャリアガスの圧力で上記ホース８２，９２に向けて圧送する圧送装置１３２ａ，１３２ｂを有している。さらに、粉体供給部１３０ａ，１３０ｂのそれぞれは、粉体の供給量を調整可能に構成された供給量調整手段１３４ａ，１３４ｂを有している。本実施形態の供給量調整手段１３４ａ，１３４ｂは、「開閉調整弁」であり、粉体供給部１３０ａ，１３０ｂの出口付近に組み込まれている。

【0066】

図１に示す制御装置３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータ（図示省略）によって構成されており、肉盛り加工プログラムは、予めＲＯＭに記憶されている。また、制御装置３０は、ＣＰＵに組み込まれたタイマー１３６を有している。

【0067】

図１０は、肉盛り加工装置１０の電気的構成を示すブロック図である。図１０に示すように、制御装置３０には、Ｘ方向駆動モータ１６、Ｙ方向駆動モータ１８、Ｚ方向駆動モータ２０、入力部３２、表示部３４、レーザ発振器３６、粉体供給部１３０ａ，１３０ｂおよびガス供給源５６が電気的に接続されている。なお、図１に示す圧送装置１３２ａ，１３２ｂおよび供給量調整手段１３４ａ，１３４ｂは、粉体供給部１３０ａ，１３０ｂの一部であり、これらの動作も制御装置３０で制御される。

【0068】

本実施形態の入力部３２は、肉盛り加工プログラムに関する各種の条件などを入力するための操作パネルであり、本実施形態の表示部３４は、肉盛り加工プログラムに関する各種の情報などを表示するための液晶表示パネルである。

【0069】

（肉盛り加工装置１０の作動）
図１１は、肉盛り加工装置１０（図１）の制御動作を示すフローチャートである。

【0070】

作業者が制御装置３０に肉盛り加工プログラムを実行させるとき、作業者は、まず、「粉体到達時間」を予め測定し、この「粉体到達時間」を、図１０に示す入力部３２から入力して制御装置３０のＲＡＭに記憶させる。ここで、「粉体到達時間」とは、制御装置３０が粉体を吐出させるように粉体供給手段２８の動作を開始させた時点から、粉体がレーザスポットＰに到達する時点までの経過時間であり、本実施形態では、０．５～３秒程度になる。

【0071】

また、作業者は、図１に示すワークＷの加工部位にレーザスポットＰが位置するように、テーブル１２に対してワークＷを固定する。そして、作業者は、図１０に示す入力部３２の操作ボタンを操作して、制御装置３０に肉盛り加工プログラムを実行させる。

【0072】

肉盛り加工プログラムが開始すると、制御装置３０は、まず、図１１に示すステップＳ１において、第１の粉体吐出口群６４および第２の粉体吐出口群６６から、予め定められた吐出量で粉体を選択的に吐出させるように粉体供給手段２８の動作を開始させる。つまり、制御装置３０は、粉体とキャリアガスとの混合体を粉体吐出部２６に圧送するように、粉体供給部１３０ａ，１３０ｂの圧送装置１３２ａ，１３２ｂを選択的に駆動させる。

【0073】

図５（Ｃ）に示すように、本実施形態では、粉体吐出部２６は、レーザスポットＰの進行方向（前後方向）においてレーザスポットＰを挟んだ両側に配置される２つの粉体吐出口群６４，６６を有している。制御装置３０は、レーザスポットＰの進行方向前方に設けられた第１の粉体吐出口群６４を構成する複数の粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄから粉体を吐出させるように粉体供給手段２８の動作を制御する。なお、粉体の吐出に用いる粉体吐出口群は、レーザスポットＰの進行方向前方のものに限定されるものではなく、例えば、肉盛り量を増やす必要がある場合などには、２つの粉体吐出口群６４，６６を同時に用いてもよい。

【0074】

仮に、上記の「粉体到達時間」を考慮することなく、レーザスポットＰの現在位置に粉体を供給しようとすると、レーザスポットＰの進行方向を切り替える方向転換位置においては、粉体の到達が間に合わず、肉盛り加工を高精度で行うことが困難である。そこで、制御装置３０は、現時点から「粉体到達時間」とほぼ同じ時間（例えば０．５～３秒）を経過した時点におけるレーザスポットＰ（将来位置）に粉体を供給するように粉体供給手段２８の動作を制御する。つまり、「粉体到達時間」とほぼ同じ時間を先取りして粉体供給手段２８の動作を制御する。したがって、方向転換位置においても、肉盛り加工を高精度で行うことができる。

【0075】

図１１に示すステップＳ３において、制御装置３０は、粉体供給手段２８の動作が開始してから「粉体到達時間」が経過したか否かを判断し、「ＮＯ」と判断すると、「粉体到達時間」が経過するまで待機し、「ＹＥＳ」と判断すると、ステップＳ５に進んで、レーザ照射を開始するとともに、レーザスポットＰの進行を開始する。

【0076】

ステップＳ１において、「粉体到達時間」とほぼ同じ時間を先取りしてレーザスポットＰ（将来位置）に粉体を供給しても、粉体供給手段２８の動作が開始する時点とレーザスポットＰの進行が開始する時点が同じであれば、レーザスポットＰの始動位置においては、粉体の到達が間に合わず、肉盛り加工を高精度で行うことが困難である。そこで、制御装置３０は、上記のステップＳ３，Ｓ５を実行する。

【0077】

つまり、制御装置３０は、粉体を吐出させるように粉体供給手段２８の動作を開始させた時点から、「粉体到達時間」とほぼ同じ時間を経過した時点で、レーザスポットＰを形成するようにレーザ発振器３６の動作を制御するとともに、レーザスポットＰの進行を開始するようにテーブル変位機構（レーザスポット進行手段）１４の動作を制御する。したがって、レーザスポットＰの始動位置にも粉体を供給でき、肉盛り加工を高精度で行うことができる。

【0078】

ステップＳ７において、制御装置３０は、肉盛り加工プログラムを終了するか否かを判断し、「ＹＥＳ」と判断すると、そのまま終了し、「ＮＯ」と判断すると、ステップＳ９に進む。

【0079】

ステップＳ９において、制御装置３０は、レーザスポットＰの進行方向を変更するか否かを判断し、「ＮＯ」と判断すると、その動作状態を保持し、「ＹＥＳ」と判断すると、ステップＳ１１に進んで、変更後の進行方向に対応した粉体供給を開始する。例えば、レーザスポットＰが加工部位に対して相対的に往復走査される場合には、往路から復路に切り替わるタイミングでレーザスポットＰの進行方向が逆になり、レーザスポットＰを挟んだ両側に配置された２つの粉体吐出口群６４，６６の前後が逆になる。

【0080】

次のステップＳ１３において、制御装置３０は、変更後の進行方向に対応した粉体供給を開始した時点、すなわち、進行方向を変更した後のレーザスポットＰに粉体を吐出させるように粉体供給手段２８の動作を開始させた時点から、「粉体到達時間」が経過したか否かを判断し、「ＮＯ」と判断すると、「粉体到達時間」が経過するまで待機する。「ＹＥＳ」と判断すると、ステップＳ１５に進んで、レーザスポットＰの進行方向を変更するように、テーブル変位機構（レーザスポット進行手段）１４の動作を制御し、その後、ステップＳ７に戻る。

【0081】

（肉盛り加工方法）
上記の通り、本実施形態では、「レーザスポット形成工程」、「レーザスポット進行工程」および「粉体吐出工程」を備える「肉盛り加工方法」が、制御装置３０によって自動的に実行される。ここで、「レーザスポット形成工程」は、レーザ出射孔６２からワークＷの加工部位にレーザ光を照射して、平面視で細長い形状のレーザスポットＰを形成する工程である。「レーザスポット進行工程」は、レーザスポットＰを、予め定められた方向であって、平面視で長さ方向に対して直交する方向へ進行させる工程である。「粉体吐出工程」は、粉体がレーザスポットＰの長さ方向に沿って集まるように粉体吐出口６４ａ～６４ｄ，６６ａ～６６ｄから粉体を吐出させる工程である。

【0082】

（実施形態の効果）
本実施形態によれば、上記構成により以下の各効果を奏することができる。すなわち、図５（Ｃ）に示すように、進行方向（前後方向）に対して平面視で直交する方向へ長い形状のレーザスポットＰによって、肉盛り加工幅を広く確保できるので、加工時間を短くできる。また、図２に示すように、レーザ出射孔６２が設けられた肉盛りノズル５８に粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄ（図５（Ｃ））が設けられるので、レーザスポットＰに対して粉体吐出口を高い精度で位置決めでき、簡単な構成で高い肉盛り加工精度を得ることができる。

【0083】

さらに、粉体吐出口から吐出された粉体は、レーザスポットＰの長さ方向に沿って集まるので、レーザスポットＰからはみ出す粉体の量を少なくでき、粉体を効率よく溶融することができる。これにより、肉盛り加工の歩留まりが低下することを抑制できるとともに、溶融不良に起因する加工部位の汚損を抑制できる。

【0084】

図１に示すレーザ発振器３６で発生するレーザ光の強度分布は、回転対称の正規分布（ガウス分布）となり、レーザスポットＰにおいては、長さ方向の中央部の強度が最大となるが、図９に示すように、粉体の供給量は、レーザスポットＰの長さ方向の中央部で最大となるので、レーザスポットＰに供給された粉体の全てを効率よく溶融することができる。また、各粉体吐出口から吐出される粉体の吐出量を制御装置３０で調整することによって、レーザスポットＰの各部分に供給される粉体の供給量を調整できる。

【0085】

図９に示すように、粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄは、レーザスポットＰの長さ方向と同じ方向へ長く延びて形成されるので、粉体をレーザスポットＰの長さ方向に沿わせて正確に供給できる。また、この場合、粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄからそれぞれ吐出される各粉体は、粉体流路６８ａ～６８ｄ，７０ａ～７０ｄが粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄに向かって延びる粉体流路６８ａ～６８ｄ，７０ａ～７０ｄの形成方向の延長線に沿って吐出されることでレーザスポットＰの長さ方向の中央部で集中する。つまり、粉体の吐出方向は、粉体流路６８ａ～６８ｄ，７０ａ～７０ｄが粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄに向かって延びる形成方向によって規定されている。

【0086】

粉体吐出口群６４，６６は、複数の粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄで構成されるので、各粉体吐出口の開口面積を、粉体吐出口が１つだけの場合と比べて小さくできる。したがって、粉体の直進性を高めることができ、粉体が分散することによる歩留まりの低下を抑制できる。

【0087】

図４（Ｂ）に示す粉体供給口７４ａ，７４ｂおよび粉体供給口８４ａ，８４ｂのそれぞれは、複数の粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄの並び方向と同じ方向へ並べて設けられるので、複数の粉体流路６８ａ～６８ｄ、７０ａ～７０ｄの構成を簡素化できる。また、粉体を、複数の粉体供給口および複数の粉体流路を通して、複数の粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄに均一に供給できる。

【0088】

図５（Ｃ）に示す複数の粉体流路６８ａ～６８ｄ、７０ａ～７０ｄは、図６に示すアウターノズル１００の内面に形成された複数の溝（粉体吐出溝群１２２，１２８）と、図６に示すインナーノズル９８の平坦な外側面１０６ａとで構成されるので、アウターノズル１００を溝の数が異なる他のものに交換するだけで、粉体吐出口の数を簡単に変更できる。また、粉体流路のメンテナンスを容易に行うことができるとともに、損傷したアウターノズル１００の交換を容易に行うことができる。
（変形例）
本発明の実施にあたっては、上記の実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、レーザスポットＰがテーブル変位機構１４を用いて進行されるが、レーザスポットＰは、予め定められた進行経路に沿うように作業者の手動で進行されてもよい。つまり、「レーザスポット進行手段」は作業者の手動で動かすことができるように構成されてもよい。

【0089】

上記実施形態では、肉盛り加工装置１０は、レーザ発信機３６から出射されるレーザ光を光ファイバケーブル５０を介してトーチ３８に導くように構成した。しかし、肉盛り加工装置１０は、レーザ発信機３６を直接トーチ３８に接続して構成することもできる。

【0090】

上記実施形態では、図５（Ｃ）に示す２つの粉体吐出口群６４，６６がレーザスポットＰを挟んだ両側に配置されているが、これらの一方は、省略されてもよい。また、粉体吐出口群６４が４つの粉体吐出口６４ａ～６４ｄで構成され、粉体吐出口群６６が４つの粉体吐出口６６ａ～６６ｄで構成されているが、これらの数は、１つ以上で３つ以下でもよいし、５つ以上でもよい。つまり、少なくとも１つであればよい。

【0091】

図１に示すように、上記実施形態では、粉体吐出口群６４，６６（図５（Ｃ））のそれぞれに連通するホース８２，９２が２つの粉体供給部１３０ａ，１３０ｂに対して個別に接続されているが、ホース８２，９２は、共通する１つの粉体供給部（図示省略）に対して接続されてもよい。この場合、ホース８２，９２のそれぞれに対応して設けられた供給量調整手段（図示省略）によって、粉体吐出口群６４，６６のそれぞれに供給される粉体の供給量が個別に調整されてもよい。すなわち、粉体供給部は、１つまたは複数の粉体吐出口ごとに設けてもよいし、複数の粉体吐出口に対して共通の粉体供給部を設けることもできる。

【0092】

上記実施形態では、図４（Ｂ）に示す粉体供給口７４ａ，７４ｂおよび粉体供給口８４ａ，８４ｂが２つずつ設けられているが、これらの数は、１つでもよいし、３つ以上でもよい。つまり、少なくとも１つであればよい。

【0093】

図１２（Ａ）は、第２実施形態に係る肉盛り加工装置における各粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄの吐出範囲を示す図であり、（Ｂ）は、第３実施形態に係る肉盛り加工装置における各粉体吐出口６４ａ～６４ｄ、６６ａ～６６ｄの吐出範囲を示す図である。なお、第２実施形態および第３実施形態は、第１実施形態に対して、粉体流路の傾斜角度、粉体吐出口の形状、粉体吐出口からレーザスポットＰまでの距離などを調整することによって、レーザスポットＰに対する粉体の供給量、供給位置および供給方向などを調整したものであり、肉盛り加工装置１０（図１）の基本的構成は同じである。

【0094】

図９に示すように、上記実施形態では、粉体吐出部２６は、レーザスポットＰに対する粉体の供給量がレーザスポットＰの長さ方向の中央部で最大となるように構成されているが、粉体の供給量は、長さ方向の全長にわたってほぼ均一にされてもよい。例えば、図１２（Ａ）に示す第２実施形態に係る肉盛り加工装置のように、レーザスポットＰを長さ方向に四分割したときのそれぞれに対して、４つの粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄおよび４つの粉体吐出口６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄの少なくとも一方から粉体が均等に供給されてもよい。

【0095】

また、図１２（Ｂ）に示す第３実施形態に係る肉盛り加工装置のように、レーザスポットＰを長さ方向に四分割したときのそれぞれに対して、４つの粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄおよび４つの粉体吐出口６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄの少なくとも一方から粉体が供給されるとき、互いに隣接する２つの粉体吐出口から吐出される粉体の吐出範囲は、一部で重ね合わされてもよい。つまり、互いに隣接する２つの粉体吐出口は、レーザスポットＰに吐出する粉体の吐出範囲が一部において互いに重なるように構成されてもよい。粉体の吐出範囲においては、中央部に比べて外側の部分の供給量が分散により少なくなるが、図１２（Ｂ）に示す構成によれば、互いに隣接する吐出範囲の外側部分どうしが重なるので、吐出範囲どうしの境界部分において粉体が不足することを抑制できる。

【0096】

図１３（Ａ）は、第４実施形態に係る肉盛り加工装置１４０における「レーザスポット進行手段」の構成を示す正面図、図１３（Ｂ）は、第５実施形態に係る肉盛り加工装置１４２における「レーザスポット進行手段」の構成を示す正面図である。

【0097】

上記実施形態では、「レーザスポット進行手段」が、テーブル変位機構１４で構成されているが、「レーザスポット進行手段」の種類は、特に限定されるものではなく、他の種類の機構が用いられてもよい。例えば、図１３（Ａ）に示す第４実施形態に係る肉盛り加工装置１４０のように、「レーザスポット進行手段」は、肉盛り加工ヘッド２２をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向へ変位させるヘッド変位機構１４４で構成されてもよい。また、図１３（Ｂ）に示す第５実施形態に係る肉盛り加工装置１４２のように、「レーザスポット進行手段」は、テーブル変位機構１４およびヘッド変位機構１４４の両方で構成されてもよい。

【0098】

さらに、図１３（Ｂ）に示す第５実施形態に係る肉盛り加工装置１４２のように、テーブル変位機構１４は、テーブル１２を回転させる回転機構や、傾斜させる傾斜機構を有していてもよいし、ヘッド変位機構１４４は、肉盛り加工ヘッド２２を傾斜させる傾斜機構を有していてもよい。回転機構は、θ方向駆動モータ１４６を有しており、各傾斜機構は、傾斜駆動モータ（図示省略）を有しており、これらの駆動モータの動作が、図１０に示す制御装置３０によって制御される。なお、図１０では、θ方向駆動モータ１４６だけを破線で示しており、傾斜駆動モータを省略している。

【0099】

上記実施形態では、粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄから金属粉体を吐出するようにした。しかし、粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄから吐出される粉体は、肉盛り対象物の仕様に応じて適宜選定されるものである。したがって、粉体吐出口６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄから吐出される粉体は、金属粉のほかに、熱硬化性樹脂の粉末またはセラミック粉末を用いることもできる。

【符号の説明】

【0100】

Ｐ…レーザスポット、Ｗ…ワーク、１０…肉盛り加工装置、１２…テーブル、１４…テーブル変位機構（レーザスポット進行手段）、２２…肉盛り加工ヘッド、２４…レーザ照射部、２６…粉体吐出部、２８…粉体供給手段、３０…制御装置、３２…入力部、３４…表示部、３６…レーザ発振器、３８…トーチ、４０…アダプタ部、４２…エキスパンド部、４４…ノズル部、４８…光学系、５２…ガス供給口、５６…ガス供給源、５８…肉盛りノズル、６０…ノズル本体、６２…レーザ出射孔、６４…第１の粉体吐出口群、６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ…粉体吐出口、６６…第２の粉体吐出口群、６６ａ，６６ｂ，６６ｃ，６６ｄ…粉体吐出口、６８…第１の流路群、６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ…粉体流路、７０…第２の流路群、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ…粉体流路、７４ａ，７４ｂ，８４ａ，８４ｂ…粉体供給口、９４…第１のノズル片、９６…第２のノズル片、９８…インナーノズル、１００…アウターノズル、１２２…第１の粉体吐出溝群、１２８…第２の粉体吐出溝群、１３０ａ，１３０ｂ…粉体供給部、１３２ａ，１３２ｂ…圧送装置、１３４ａ，１３４ｂ…供給量調整手段、１３６…タイマー。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】