JP2021090997A - レーザ加工機 - Google Patents

Abstract

【課題】小サイズのワークに対してレーザ加工を行う場合においても、レーザ加工の品質を維持しつつ、粉塵等の付着によるワーク裏面の汚れを防止すること。【解決手段】加工テーブル１４の下側には、レーザ加工によって生じた粉塵及びヒュームを収容するための複数の収容室４４がＸ軸方向に沿って設けられている。各収容室４４のＹ軸方向の一方側の壁部４４ｆには、粉塵及びヒュームを含む気体を吸気する吸気口４６が設けられている。複数の吸気口４６は集塵機５４に接続されている。各収容室４４のＹ軸方向の他方側（前側）の壁部４４ｓには、気体をワークＷ裏面に向かって斜め上方向に吹き出す吹出口５８が設けられている。複数の吹出口５８は送風機６８に接続されている。【選択図】図４

Description

本発明は、ワークに対してレーザ加工を行うレーザ加工機に関する。

レーザ加工中にワークを移動不能に固定する所謂ワーク固定タイプのレーザ加工機においては、レーザ加工によって生じた粉塵又はヒュームがワーク裏面に付着して、ワーク裏面に汚れが生じることがある。粉塵等の付着によるワーク裏面の汚れを防止する対策を施したレーザ加工機として、特許文献１に示すものがある。そして、先行技術に係るレーザ加工機の特徴部分について簡単に説明すると、次の通りである。

先行技術に係るレーザ加工機におけるベッドには、ワークを支持する加工テーブルが設けられている。ベッドにおける加工テーブルの下方には、粉塵及びヒュームを収容する複数の収容室が加工テーブルの長手方向（ベッドの長手方向）に沿って設けられている。また、各収容室における前記長手方向に直交する方向の一方側の壁部には、粉塵及びヒュームを含む空気を吸気する吸気口が設けられており、各吸気口は、粉塵及びヒュームを集塵する集塵機に接続されている。各収容室における前記直交する方向の他方側の壁部には、０．５ＭＰａ以上の高圧の空気を吸気口側に向かって水平方向に噴出する複数の噴出孔が設けられている。そして、複数の噴出孔から噴出される空気の流量（体積流量）は、吸気口から吸気される空気の流量よりも小流量に設定されている。

従って、レーザ加工中に、複数の噴出孔から高圧小流量の空気が吸気口側に向かって水平方向に噴出されると、吸気口側に向かう気流が生成され、ワーク裏面側において当該気流による負圧領域が形成される。これにより、ワーク裏面側において粉塵及びヒュームが気流の負圧作用によって吸気口に吸引されて、粉塵等によるワーク裏面の汚れを防止することができる。

なお、本発明に関連する先行技術として、特許文献１に示すものがある。

特開２０１５−９１５９０号公報

大サイズのワークが収容室の上側において吸気口に近い側から遠い側にかけて位置している場合には、収容室内の噴出孔から吸気口まで気流が流れる領域の上方全体にワークが存在するため、気流の速度の低下が少なく、ワーク下面の負圧作用も大きく低下することなく、ワーク裏面への粉塵等の付着を十分に抑えることができる。

一方、小サイズのワークが収容室の上側において吸気口に近い側（噴射孔に遠い側）のみ位置している場合には、小サイズのワークが吸気口に遠い側（噴射孔に近い側）に存在せず、上方が解放された状態となっているため、噴出孔からの気流の速度が大きく低下する。その結果、ワーク下面の負圧作用も大きく低下することとなり、ワーク下面で気流が滞留（循環）し、ワーク裏面への粉塵等の付着を十分に抑えることができない。

そこで、ワーク裏面への粉塵等の付着を抑えるために、噴出孔から噴出される空気の圧力を上げて、ワーク下面の負圧作用を十分に発揮させることも考えられる。しかし、この対策を採ると、噴出孔から噴出される空気の流速が速く、吸気口から完全に吸気できず、ワーク下面と収容室との隙間からワーク上方へ粉塵等の舞い上がりが生じる。舞い上がった粉塵等がレーザ加工ヘッドの内部に侵入すると、例えばリニアエンコーダ等のセンサに悪影響を与えて、レーザ加工の品質低下を原因になる。

なお、小サイズのワークが収容室の上側において吸気口に遠い側（噴射孔に近い側）のみ位置している場合には、収容室内の噴射孔から気流が噴出される領域の上方にワークが存在するため、ワーク下面の負圧作用は大きく低下しない。しかし、吸気口に近い側（噴射孔に遠い側）の上方にワークが存在しない解放された状態となっているため、空気の流速が大きく低下して、吸気口側に向かう流れが生成されにくく、解放された領域から粉塵等の舞い上がりが生じる。

つまり、小サイズのワークに対してレーザ加工を行う場合には、粉塵等の舞い上がりを抑えて、レーザ加工の品質を維持しつつ、収容室における粉塵等の付着によるワーク裏面の汚れを防止することが困難であるという問題がある。

そこで、本発明は、前述の問題を解決するため、粉塵等の舞い上がりを抑えつつ、粉塵等がワーク裏面に接触してワーク裏面が汚れることを十分に抑えることができる、レーザ加工機を提供することを目的とする。

第１実施態様に係るレーザ加工機は、ワークを支持する加工テーブルと、前記加工テーブルの下方に設けられ、レーザ加工によって生じた粉塵及びヒュームを収容する収容室と、前記収容室の一方側の壁部に設けられ、粉塵及びヒュームを集塵する集塵機に接続され、気体を吸気する吸気口と、前記収容室の他方側の壁部に設けられ、気体をワーク裏面に向かって斜め上方向に吹き出す吹出口と、を備えている。

第１実施態様では、前記吹出口はから吹き出される気体は、０．２ＭＰａ以下の低圧であって、前記吸気口から吸気される気体の流量（体積流量）よりも小流量に設定されてもよい。

第１実施態様によると、レーザ加工中に、前記送風機の駆動により前記吹出口から低圧大流量の気体がワーク裏面に向かって斜め上方向に吹き出されると、ワーク裏面側において前記吸気口側（前記収容室の一方側）に向かう気流を生成する。すると、ワーク裏面側において粉塵及びヒュームが前記吹出口からの気流によって前記吸気口側に押し出される。これにより、粉塵等がワーク裏面に接触することを抑えることができる。

そして、前記吹出口から低圧大流量の気体を吹き出すため、前記吹出口から吹き出される気体の圧力を上げることなく、前記吹出口からの気流の速度が前記吸気口に近い側において低下することを抑えることができる。これにより、粉塵等の舞い上がりを抑えつつ、前記吹出口からの気流による粉塵等の押し出し作用を安定させて、粉塵等がワーク裏面に接触することを十分に抑えることができる。

第２実施態様に係るレーザ加工機は、ワークを所定の支持高さ位置で支持する加工テーブルと、前記加工テーブルの下方に設けられ、レーザ加工によって生じた粉塵及びヒュームを収容する収容室と、前記収容室の一方側の壁部に設けられ、粉塵及びヒュームを集塵する集塵機に接続され、気体を吸気する吸気口と、前記収容室の他方側に設けられ、気体を送風する送風機に接続され、高さ位置が前記所定の支持高さ位置よりも低くかつ前記所定の支持高さ位置に近接し、気体を前記吸気口側に向かって水平方向に吹き出す吹出口と、を備えている。

第２実施態様では、前記吹出口はから吹き出される気体は、０．２ＭＰａ以下の低圧であって、前記吸気口から吸気される気体の流量（体積流量）よりも小流量に設定されてもよい。

第２実施態様によると、レーザ加工中に、前記送風機の駆動により前記吹出口から低圧大流量の気体がワーク裏面側において前記吸気口側（前記収容室の一方側）に向かって水平方向に吹き出されると、ワーク裏面側において前記吸気口側に向かう気流を生成する。すると、ワーク裏面側において粉塵及びヒュームが前記吹出口からの気流によって前記吸気口側に押し出される。これにより、粉塵等がワーク裏面に接触することを抑えることができる。

そして、前記吹出口から低圧大流量の気体を吹き出すため、前記吹出口から吹き出される気体の圧力を上げることなく、前記収容室における前記吹出口からの気流の速度が前記吸気口に近い側において低下することを抑えることができる。これにより、粉塵等の舞い上がりを抑えつつ、前記吹出口からの気流による粉塵等の押し出し作用を安定させて、粉塵等がワーク裏面に接触することを十分に抑えることができる。

本発明によれば、小サイズのワークに対してレーザ加工を行う場合においても、レーザ加工の品質を維持しつつ、収容室における粉塵等の付着によるワーク裏面の汚れを防止することができる。

図１は、本実施形態に係るレーザ加工機の模式的な正面図であり、図１では、保護キャビンを省略している。 図２は、本実施形態に係るレーザ加工機の模式的な左側面図である。 図３は、本実施形態に係るレーザ加工機の模式的な平面図であり、図３では、保護キャビンを省略している。 図４は、本実施形態に係るレーザ加工機の模式的な側断面図であり、図４では、門型フレーム及び保護キャビン等を省略している。 図５は、複数の吸気口と集塵機との接続状態及び複数の吹出口と送風機との接続状態を示す概念的な平面図である。 図６は、本実施形態の変形例に係るレーザ加工機の模式的な側断面図であり、図６では、門型フレーム及び保護キャビン等を省略している。 図７Ａは、大サイズのワークが収容室の上側において吸気口に近い側から遠い側にかけて位置している場合における、収容室周辺の気流の流れについて流体解析を行った結果を示す図である。 図７Ｂは、小サイズのワークが収容室の上側において吸気口に近い側のみ位置している場合における、収容室周辺の気流の流れについて流体解析を行った結果を示す図である。

以下、本実施形態（本実施形態の変形例を含む）について図１から図６を参照して説明する。

なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、レーザ加工機の使用状態において、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意である。また、本願の明細書において、「Ｘ軸方向」とは、図面に矢印で示す水平方向の１つであり、左右方向ともいう。「Ｙ軸方向」とは、図面に矢印で示す水平方向の１つでかつＸ軸方向に直交する方向であり、前後方向ともいう。「点接触」とは、接触面積が極めて小さい接触状態を含む意である。更に、図面中、「ＦＦ」は前方向、「ＦＲ」は後方向、「Ｌ」は左方向、「Ｒ」は右方向、「Ｕ」は上方向、「Ｄ」は下方向をそれぞれ指している。

（本実施形態）
図１から図３に示すように、本実施形態に係るレーザ加工機１０は、板状のワーク（板金）Ｗに対してレーザ加工を行う加工機であり、レーザ加工中にワークＷを移動不能に固定するワーク固定タイプである。以下、第１実施形態に係るレーザ加工機１０の具体的な構成について説明する。

レーザ加工機１０は、Ｘ軸方向に延びたベッド１２を備えている。また、ベッド１２の上側には、ワークＷを所定の支持高さ位置ＨＰで支持するスケルトン状の加工テーブル１４が設けられている。加工テーブル１４は、矩形枠状のテーブル本体１６と、テーブル本体１６内にＹ軸方向に沿って横断するように設けられた複数のワーク支持板（スキッド板）１８とを有している。各ワーク支持板１８の上部には、ワークＷを点接触で支持するための剣山状の突起１８ｂがＹ軸方向に沿って間隔を置いて形成されている。なお、加工テーブル１４の長手方向は、Ｘ軸方向であり、加工テーブル１４の長手方向に直交する方向は、Ｙ軸方向である。

ベッド１２の上部には、Ｘ軸方向に延びた一対の支持壁２０が形成されており、一対の支持壁２０は、Ｙ軸方向に離隔している。各支持壁２０には、Ｘ軸方向に延びたＸ軸ガイド部材２２が設けられている。また、一対のＸ軸ガイド部材２２には、門型フレーム２４がＸ軸方向に移動可能に設けられている。門型フレーム２４は、Ｙ軸方向に離隔した一対の支柱部２４ａと、一対の支柱部２４ａの連結しかつＹ軸方向に延びたビーム部２４ｂとを有している。また、レーザ加工機１０は、門型フレーム２４をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動アクチュエータとして一対のＸ軸リニアモータ２６を備えている。各Ｘ軸リニアモータ２６は、支持壁２０に設けられかつＸ軸方向に延びたモータ固定子２８と、門型フレーム２４の支柱部２４ａにモータ固定子２８と隙間を隔てて対向して設けられたモータ可動子３０とを有している。レーザ加工機１０は、門型フレーム２４のＸ軸方向の位置を検出する光学式又は磁気式のＸ軸リニアエンコーダ（図示省略）を備えている。なお、Ｘ軸移動アクチュエータとしてＸ軸リニアモータ２６の代わりに、ボールネジ等のネジ部材を回転させるＸ軸用の回転モータ（図示省略）を用いてもよい。

門型フレーム２４のビーム部２４ｂには、Ｙ軸方向に延びたＹ軸ガイド部材３２が設けられており、Ｙ軸ガイド部材３２には、スライダ３４がＹ軸方向に移動可能に設けられている。また、レーザ加工機１０は、スライダ３４をＹ軸方向へ移動させるＹ軸移動アクチュエータとしてＹ軸リニアモータ３６を備えている。Ｙ軸リニアモータ３６は、門型フレーム２４のビーム部２４ｂに設けられかつＹ軸方向に延びたモータ固定子３８と、スライダ３４にモータ固定子３８と隙間を隔てて対向して設けられたモータ可動子４０とを有している。レーザ加工機１０は、スライダ３４のＹ軸方向の位置を検出する光学式又は磁気式のＹ軸リニアエンコーダ（図示省略）を備えている。なお、Ｙ軸移動アクチュエータとしてＹ軸リニアモータ３６の代わりに、ボールネジ等のネジ部材を回転させるＹ軸用の回転モータ（図示省略）を用いてもよい。

スライダ３４には、ワークＷに向かって上方向からレーザビーム（レーザ光）を照射するレーザ加工ヘッド４２が設けられている。レーザ加工ヘッド４２は、レーザビームを発振するファイバレーザ発振器等のレーザ発振器（図示省略）に光学的に接続されている。レーザ加工ヘッド４２は、Ｙ軸リニアモータ３６の駆動によりスライダ３４と一体的にＹ軸方向へ移動する。

前述の構成により、一対のＸ軸リニアモータ２６の駆動により門型フレーム２４をＸ軸方向へ移動させると共に、Ｙ軸リニアモータ３６の駆動によりスライダ３４をＹ軸方向へ移動させる。すると、レーザ加工ヘッド４２を加工テーブル１４に支持されたワークＷに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に位置決めすることができる。そして、レーザ加工ヘッド４２の位置決めを行いながら、レーザ加工ヘッド４２からワークＷに向かってレーザビームを照射することで、ワークＷに対して所望のレーザ加工を行う。

図３から図５に示すように、ベッド１２における加工テーブル１４の下側には、レーザ加工によって生じた粉塵及びヒュームを収容するための複数の収容室４４がＸ軸方向に沿って設けられている。各収容室４４のＹ軸方向の一方側（後側）の壁部４４ｆには、粉塵及びヒュームを含む空気（気体の一例）を吸気する吸気口４６が設けられている。ベッド１２の後側面には、粉塵及びヒュームを含む空気を複数の吸気口４６から回収する回収ダクト４８が設けられており、回収ダクト４８は、Ｘ軸方向に延びている。ベッド１２の右側面には、連絡ダクト５０が設けられており、連絡ダクト５０の一端部は、回収ダクト４８の基端部に接続されている。連絡ダクト５０の他端部には、集塵ダクト５２の基端部が接続されており、集塵ダクト５２の先端部には、粉塵を集塵（吸引）する集塵機５４に接続されている。換言すれば、複数の吸気口４６は、回収ダクト４８、連絡ダクト５０、及び集塵ダクト５２を介して集塵機５４に選択的に接続される。

各吸気口４６内には、その流路を開閉する第１開閉部材として第１フラッパ５６が回転可能に設けられており、各第１フラッパ５６は、シリンダ（図示省略）等の駆動により回転する。各第１フラッパ５６は、レーザ加工ヘッド４２のＸ軸方向の位置に応じて開閉動作を実行するように構成されている。具体的には、各第１フラッパ５６は、レーザ加工ヘッド４２が対応する収容室４４の上方位置に進入すると、開動作を実行するように構成されている。各第１フラッパ５６は、レーザ加工ヘッド４２が対応する収容室４４の上方位置から退出すると、閉動作を実行するように構成されている。

各収容室４４のＹ軸方向の他方側（前側）の壁部４４ｓには、０．２ＭＰａ以下の低圧の空気（或いは空気以外の気体でもよい）をワークＷ裏面に向かって斜め上方向に吹き出す吹出口５８が設けられている。各吹出口５８は、空気の吹出方向を斜め上方向に変換する吹出方向変換部６０を有している。各吹出口５８からの空気の吹出方向の水平方向に対する傾斜角θは、４５度以下、好ましくは、１５度以上４０度以下に設定されている。各吹出口５８は、吸気口４６の高さ位置と略同じ高さ位置に位置している。
なお、吹出方向変換部６０を設ける代わりに、各吹出口５８の軸心を傾斜角θだけ水平方向に対して傾けるように構成してもよい。

ベッド１２の前側面には、複数の吹出口５８に低圧の空気を供給する供給ダクト６２が設けられており、供給ダクト６２は、Ｘ軸方向に延びている。ベッド１２の右側面には、連絡ダクト６４が設けられており、連絡ダクト６４の一端部は、供給ダクト６２の基端部に接続されている。連絡ダクト６４の他端部には、送風ダクト６６の先端部が接続されており、送風ダクト６６の基端部には、０．２ＭＰａ以下の低圧の空気を送風する送風機６８に接続されている。換言すれば、複数の吹出口５８は、供給ダクト６２、連絡ダクト６４、及び送風ダクト６６を介して送風機６８に選択的に接続される。

各吹出口５８内には、その流路を開閉する第２開閉部材として第２フラッパ７０が回転可能に設けられており、各第２フラッパ７０は、各第１フラッパ５６と同様に、シリンダ（図示省略）の駆動により回転する。各第２フラッパ７０は、各第１フラッパ５６と同様に、レーザ加工ヘッド４２のＸ軸方向の位置に応じて開閉動作を実行するように構成されている。また、各吹出口５８から吹き出される空気の流量（体積流量）は、先行技術の噴出孔から噴出される高圧小流量の空気の流量よりも十分に大流量になっているが、各吸気口４６から吸気される空気の流量よりも小流量に設定されている。各吹出口５８は、低圧大流量の空気をワークＷ裏面に向かって斜め上方向に吹き出す。更に、各吹出口５８の開口面積が各吸気口４６の開口面積と略同程度の大きさになっているが、先行技術に係るレーザ加工機の噴出孔の開口面積に比べて十分に大きくなっていればよい。

なお、第１フラッパ５６と第２フラッパ７０の閉動作は、レーザ加工ヘッド４２が収容室４４の上方位置から退出した後に速やかに実行されるのでなく、設定した所定時間経過後に実行されるようにしてもよい。これにより、レーザ加工ヘッド４２が収容室４４の上方位置から退出した後に収容室４４に残る粉塵等も確実に集塵することが期待される。

図２から図４に示すように、各収容室４４のＹ軸方向の両側には、レーザ加工によって生じたスクラップを各収容室４４の底部側に導くための第１シュート板７２がそれぞれ設けられている。各収容室４４のＸ軸方向の両側には、スクラップを各収容室４４の底部側に導くための第２シュート板７４がそれぞれ設けられている。また、Ｙ軸方向の他方側（前側）に位置する第２シュート板７４のうち、少なくとも各吹出口５８に対応（整合）する箇所は、多数の通孔７４ｈを有するように多孔状に形成されている。第２シュート板７４の多数の通孔７４ｈは、各吹出口５８から空気を分散しつつ気流（低圧大流量の空気の流れ）を極力妨げないように構成されている。第２シュート板７４は、スクラップが吹出し口５８に侵入することを防止するように構成されている。更に、ベッド１２の下部には、スクラップをＸ軸方向へ搬送するスクラップコンベア７６が設けられており、スクラップコンベア７６は、複数の収容室４４の底部側に位置するように、Ｘ軸方向に延びている。

レーザ加工機１０は、複数の収容室４４の上側及び門型フレーム２４等を覆う保護キャビン７８を備えている。保護キャビン７８は、レーザビームの外部への漏れ及びスパッタの飛散を防止する。保護キャビン７８は、その下部の適宜箇所から外気を取入れるように構成されている。

続いて、本実施形態の作用及び効果について説明する。

レーザ加工中に、集塵機５４を稼働させながら、レーザ加工ヘッド４２のＸ軸方向の位置に応じて、各第１フラッパ５６及び各第２フラッパ７０の開閉動作を実行する。すると、いずれかの収容室４４に収容された粉塵及びヒュームを含む空気は、吸気口４６から吸気され、回収ダクト４８、連絡ダクト５０、及び集塵ダクト５２を介して集塵機５４に送られる。

また、レーザ加工中に、送風機６８の駆動によりいずれかの吹出口５８から低圧大流量の空気がワークＷ裏面に向かって斜め上方向に吹き出されると、ワークＷ裏面側において吸気口４６側（後方向）に向かう気流を生成する。すると、ワークＷ裏面側において粉塵及びヒュームがいずれかの吹出口５８からの気流によって吸気口４６側に押し出される。これにより、ワークＷ裏面側における渦の発生を抑えつつ、粉塵等がワークＷ裏面に接触することを抑えることができる。

そして、吹出口５８から低圧大流量の空気を吹き出しているため、吹出口５８から吹き出される空気の圧力を上げることなく、収容室４４における吹出口５８からの気流の速度が吸気口４６に近い側において低下することを抑えることができる（後述の実施例参照）。これにより、粉塵等の舞い上がりを抑えつつ、吹出口５８からの気流による粉塵等の押し出し作用を安定させて、粉塵等がワーク裏面に接触することを十分に抑えることができる。

従って、本実施形態によれば、小サイズのワークＷに対してレーザ加工を行う場合においても、収容室４４からの粉塵等の舞い上がりを防止することができ、レーザ加工の品質を維持しつつ、収容室４４の粉塵等が確実に吸気口４６から吸気されて、粉塵等の付着によるワークＷ裏面の汚れを防止することができる。

高圧小流量の空気の噴射は、噴射孔から離れると流速が大きく低下するが、低圧大流量の空気の噴射は、流速低下が発生しにくく、ワークＷのサイズの大小に拘わらず、空気の舞い上がりの発生を防ぐことができる。また、低圧大流量の空気は流速が遅いため、低圧の集塵機５４で吸気すること可能である。

（本実施形態の変形例）
本実施形態の変形例について図６を参照して説明する。

図６に示すように、本実施形態の変形例に係るレーザ加工機１０は、本実施形態に係るレーザ加工機１０（図１及び図５参照）と同様の構成を有している。以下、本実施形態に係るレーザ加工機１０の構成のうち、本実施形態に係るレーザ加工機１０と異なる構成について説明する。なお、本実施形態の変形例に係るレーザ加工機１０における複数の構成要素のうち、本実施形態に係るレーザ加工機１０における構成要素と対応するものについては、図面中に同一符号を付している。

本実施形態の変形例においては、複数の吹出口５８（図４参照）、複数の第２フラッパ７０（図４参照）を省略している。Ｙ軸方向の他方側に位置する第２シュート板７４には、多数の通孔７４ｈ（図４参照）が形成されていない。また、ベッド１２の前部における各収容室４４に対応する位置には、連通室８０が設けられており、各連通室８０は、供給ダクト６２の内部に連通している。ベッド１２の前部における各連通室８０の上側には、上部ダクト８２が設けられており、各上部ダクト８２の内部は、各連通室８０に連通している。

各上部ダクト８２の上端部には、０．２ＭＰａ以下の低圧の空気を吸気口４６側に向かって水平方向に吹き出す吹出口８４が形成されている。各吹出口８５は、ワークＷ裏面と上下方向に距離を大きく開けずに近接している。ベッド１２における各収容室４４のＹ軸方向の他方側（前側）に設けられた各吹出口８４は、収容室の上側に位置している。各吹出口８４の高さ位置は、所定の支持高さ位置ＨＰよりも低くかつ所定の支持高さ位置ＨＰに近接している。また、複数の吹出口８４は、複数の連通室８０、供給ダクト６２、連絡ダクト６４、及び送風ダクト６６を介して送風機６８に選択的に接続される。

各連通室８０内には、各吹出口８４の流路を開閉する第２開閉部材として第２フラッパ８６が回転可能に設けられており、各第２フラッパ８６は、各第１フラッパ５６（図５参照）と同様に、シリンダ（図示省略）等の駆動により回転する。各第２フラッパ８６は、各第１フラッパ５６と同様に、レーザ加工ヘッド４２のＸ軸方向の位置に応じて開閉動作を実行するように構成されている。また、各吹出口８４から吹き出される空気の流量（体積流量）は、先行技術の噴出孔から噴出される高圧小流量の空気の流量よりも十分に大流量になっているが、各吸気口４６から吸気される空気の流量よりも小流量に設定されている。各吹出口８４は、低圧大流量の空気を吸気口４６側（後方向）に向かって水平方向に吹き出す。この際、低圧大流量の空気は、ワークＷ裏面に近接した位置から吹き出され、よりワークＷ裏面に沿って流れることになる。なお、各吹出口８４の開口面積は、先行技術に係るレーザ加工機の噴出孔の開口面積に比べて十分に大きくなっている。

続いて、本実施形態の変形例の作用及び効果について説明する。

レーザ加工中に、送風機６８の駆動によりいずれかの吹出口８４から低圧大流量の空気がワークＷ裏面側においていずれかの吸気口４６側（後方向）に向かって水平方向に吹き出されると、ワークＷ裏面側において吸気口４６側に向かう気流を生成する。すると、ワークＷ裏面側において粉塵及びヒュームがいずれかの吹出口８４からの気流によって吸気口４６側に押し出される。ワークＷ裏面と上下方向に距離を大きく開けず近接した位置から低圧大流量の空気が吹き出されることにより、ワークＷ裏面とその気流との間の空間が無くなる。これにより、ワークＷ裏面側における渦の発生が抑えられ、粉塵等がワークＷ裏面に接触することをより抑えることができる。

そして、吹出口８４から低圧大流量の空気を吹き出しているため、吹出口８４から吹き出される空気の圧力を上げることなく、収容室４４における吹出口８４からの気流の速度が吸気口４６に近い側において低下することを抑えることができる。これにより、粉塵等の舞い上がりを抑えつつ、吹出口８４からの気流による粉塵等の押し出し作用を安定させて、粉塵等がワーク裏面に接触することを十分に抑えることができる。

従って、本実施形態の変形例によれば、前述の本実施形態の効果と同様の効果を奏する。

なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限るものでなく、適宜の変更を行うことにより、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されるものでない。

本発明の実施例について図７Ａ及び図７Ｂを参照して説明する。

吸気口と同じ高さ位置に位置した吹出口から０．２ＭＰａ以下の低圧の空気をワーク裏面に向かって斜め上方向に吹き出す場合における、収容室周辺の気流の流れについて流体解析を行い、その結果をまとめると、図７Ａ及び図７Ｂに示すようになる。図７Ａは、大サイズのワークが収容室の上側において吸気口に近い側から遠い側にかけて位置している場合の解析結果である。図７Ｂは、小サイズのワークが収容室の上側において吸気口に近い側のみ位置している場合の解析結果である。なお、図７Ａ及び図７Ｂ中では、気流の流れ方向を実線矢印で示している。図７Ａ及び図７Ｂ中における各構成要素の符号は、前述の本実施形態の説明に使用した符号と同じ符号を付している。図７Ａ及び図７Ｂ中では、加工テーブル等を省略している。

図７Ａに示すように、大サイズのワークが収容室の上側において吸気口に近い側から遠い側にかけて位置している場合には、ワーク裏面側において吸気口側に向かって水平方向に流れる気流が生成され、空気の舞い上がりも発生していないことが分かった。また、図７Ｂに示すように、小サイズのワークが収容室の上側において吸気口に近い側のみ位置している場合においても、ワークの無い領域で図７Ａの気流と異なる流れになるが、最終的には吸気口に向かう流れは維持され、空気の舞い上がりも発生していないことが分かった。つまり、レーザ加工を行うワークのサイズが小さくなっても、低速大流量の空気を吹出すとにより、空気の舞い上がりの発生を抑えつつ、ワーク裏面の汚れを防止することが確認できた。

１０ レーザ加工機
１２ ベッド
１４ 加工テーブル
１６ テーブル本体
１８ ワーク支持板
１８ｂ 突起
２０ 支持壁
２２ Ｘ軸ガイド部材
２４ 門型フレーム
２４ａ 支柱部
２４ｂ ビーム部
２６ Ｘ軸リニアモータ
２８ モータ固定子
３０ モータ可動子
３２ Ｙ軸ガイド部材
３４ スライダ
３６ Ｙ軸リニアモータ
３８ モータ固定子
４０ モータ可動子
４２ レーザ加工ヘッド
４４ 収容室
４４ｆ 壁部
４４ｓ 壁部
４６ 吸気口
４８ 回収ダクト
５０ 連絡ダクト
５２ 集塵ダクト
５４ 集塵機
５６ 第１フラッパ（第１開閉部材）
５８ 吹出口
６０ 吹出方向変換部
６２ 供給ダクト
６４ 連絡ダクト
６６ 送風ダクト
６８ 送風機
７０ 第２フラッパ（第２開閉部材）
７２ 第１シュート板
７４ 第２シュート板
７４ｈ 通孔
７６ スクラップコンベア
７８ 保護キャビン
８０ 連通室
８２ 上部ダクト
８４ 吹出口
８６ 第２フラッパ（第２開閉部材）

Claims (6)

1. ワークを支持する加工テーブルと、
   前記加工テーブルの下方に設けられ、レーザ加工によって生じた粉塵及びヒュームを収容する収容室と、
   前記収容室の一方側の壁部に設けられ、粉塵及びヒュームを集塵する集塵機に接続され、気体を吸気する吸気口と、
   前記収容室の他方側の壁部に設けられ、気体をワーク裏面に向かって斜め上方向に吹き出す吹出口と、を備えていることを特徴とするレーザ加工機。
2. 前記収容室の他方側の壁部に設けられ、多孔状に形成され、レーザ加工によって生じたスクラップを各収容室の底部側に導くためのシュート板を備えたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
3. ワークを所定の支持高さ位置で支持する加工テーブルと、
   前記加工テーブルの下方に設けられ、レーザ加工によって生じた粉塵及びヒュームを収容する収容室と、
   前記収容室の一方側の壁部に設けられ、粉塵及びヒュームを集塵する集塵機に接続され、気体を吸気する吸気口と、
   前記収容室の他方側に設けられ、気体を送風する送風機に接続され、高さ位置が前記所定の支持高さ位置よりも低くかつ前記所定の支持高さ位置に近接し、気体を前記吸気口側に向かって水平方向に吹き出す吹出口と、を備えていることを特徴とするレーザ加工機。
4. 前記吹出口はから吹き出される気体は、０．２ＭＰａ以下の低圧であって、前記吸気口から吸気される気体の流量よりも小流量に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載のレーザ加工機。
5. 前記収容室の数は、複数であり、複数の前記収容室は、前記加工テーブルの長手方向に沿って設けられ、前記吸気口は、各収容室における前記長手方向に直交する方向の一方側の壁部に設けられ、前記吸気口は、各収容室における前記直交する方向の他方側の壁部に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のレーザ加工機。
6. 前記加工テーブルの上方に前記長手方向及び前記直交する方向へ移動可能に設けられ、ワークに向かってレーザビームを照射するレーザ加工ヘッドと、
   各吸気口の流路を開閉する第１開閉部材と、
   各吹出口の流路を開閉する第２開閉部材と、を備え、
   各第１開閉部材及び各第２開閉部材は、前記レーザ加工ヘッドの前記長手方向の位置に応じて開閉動作を実行するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工機。

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