JP3491550B2 - 高密度エネルギビーム加工方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被加工部材の表裏
両側からアシストガスを供給しながら高密度エネルギビ
ームを照射して切断加工を行う構成の高密度エネルギビ
ーム加工方法およびその装置に係り、特に切断部へのド
ロスの付着を極力防止するようにしたものに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、被加工部材を切
断加工して、被加工部材から不要部分を切り離したり、
穴を明けたり、細い透溝を形成したりする場合の加工方
法として、高蜜度エネルギビームを被加工部材の切断す
べき部分（以下、切断加工部）に照射し、その熱で切断
加工部を溶融させて切断する方法がある。この切断の際
には、通常、高蜜度エネルギビームの照射と同時に、加
工ノズルから窒素や酸素などのアシストガスを噴射し、
切断加工により生じたドロス（溶融物）や蒸発物を、そ
のアシストガスによって速やかに除去するようにして、
それらが被加工部材や加工ノズルの集光レンズに付着し
たりしないようにしている。

【０００３】このように高蜜度エネルギビームの照射側
からアシストガスを吹き付けながら被加工部材の切断加
工を行うと、多くの場合、図８に示すように、高蜜度エ
ネルギビームの照射によって生じたドロスＤがアシスト
ガスにより切断部の下方に流され、切断部の周辺部に付
着したりする。なお、図８には、アシストガスの流れ方
向を矢印で示した。

【０００４】このドロスの付着防止に関して、例えば特
開平５−３２９６７９号公報に開示された技術がある。
これは、加工ノズルにフロントノズルを傾斜角調整可能
に付属させ、そのフロントノズルの傾斜角を被加工部材
の厚さ、材質、切断速度、アシストガスの流量や圧力に
基づき予め設定されたデータに基づいて制御することに
より、加工ノズルから噴射されるアシストガス、上記フ
ロントノズルから噴射されるアシストガスの流れ方向が
切断面に生ずる溶融部の条痕に沿う方向となるようにし
て、ドロスを吹き飛ばし易くすると共に、両ノズルから
噴射されるアシストガスの合成ベクトルを大きくしてド
ロスの除去をより効果的に行おうとするものである。

【０００５】しかしながら、この技術では、被加工部材
の下面側へのドロスの付着を低減させることはできる
が、高蜜度エネルギビームの照射側である上側からアシ
ストガスを供給してその反対側である下側へドロスを吹
き飛ばす構成であることに変わりはないから、被加工部
材にドロスが付着するという問題についての確実性ある
解決策とは言い得ない。

【０００６】他の技術として、特開平８−１４１７６４
号公報に開示されたものがある。これらの技術は、いず
れも被加工部材の上下両側にガスノズルを設け、下ガス
ノズルから噴射するアシストガスを、切り落とされて製
品として使用されない側に向けて流すことにより、ドロ
スを製品として使用しない側に吹き付けて製品側へのド
ロスの付着を低減するようにしたものである。

【０００７】しかし、この方法では、製品中に、その表
側と裏側の両表面間に開通する極く幅の狭い透溝を高蜜
度エネルギビームによる切断加工で形成するような場合
には、その切断部（透溝）の全周囲にドロスの付着がな
いことを要求されるので、このような場合には適用でき
ない。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、切断部の全周縁部へのドロスの付着を
大幅に低減することができる高密度エネルギビーム加工
方法およびその装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ビーム照射部
に対し、高密度エネルギビームの照射側と、その反対側
とから供給されるアシストガスのうち、高密度エネルギ
ビームの照射側とは反対側から供給される一方のアシス
トガスは、少なくとも一部が高密度エネルギビームの照
射により被加工部材に開口形成された切断部を通じて高
密度エネルギビームの照射側に流れ、高密度エネルギビ
ームの照射側に供給される他方のアシストガスは、少な
くとも被加工部材の表面部分において前記ビーム照射部
の内側および外側のうちの一方側から他方側へと向く流
れを有していることを特徴としている（請求項１、
６）。また、本発明は、ビーム照射部に対し、高密度エ
ネルギビームの照射側と、その反対側とから供給される
アシストガスのうち、一方のアシストガスは他方のアシ
ストガスよりも供給圧力が高く、この高圧力の一方のア
シストガスが高密度エネルギビームの照射により被加工
部材に開口形成された切断部を通じて反対側に流れ、他
方のアシストガスは、少なくとも被加工部材の表面部分
において前記ビーム照射部の内側および外側のうちの一
方側から他方側へと向く流れを有していることを特徴と
している（請求項２、７）。 更に、本発明は、被加工部
材の両側から供給されるアシストガスのうち、一方のア
シストガスは、高密度エネルギビームの照射により被加
工部材に開口形成される切断部の全体を包含するように
設けられて当該切断部と連通するチャンバに導入された
後、切断部を通じて反対側に流れ、他方のアシストガス
は、少なくとも被加工部材の表面部分においてビーム照
射部の内側および外側周辺のうちの一方側から他方側へ
と向く流れを有していることを特徴とする（請求項３、
８）。

【００１０】この構成によれば、一方のアシストガスが
切断部を通じて被加工部材の一方側から反対側に流れる
際、切断加工により生じたドロスは、切断部を通じて被
加工部材の一方側からその反対側に押し流される。ドロ
スが押し流された反対側では、他方のアシストガスがビ
ーム照射部の内側から外側周辺へ、或いは外側周辺から
内側へと流れているので、被加工部材の一方側から反対
側に押し流されたドロスはその他方のアシストガスによ
り吹き飛ばされる。このため、ドロスの付着を大幅に低
減することができる。特に、一方のアシストガスの供給
圧力を、他方のアシストガスの供給圧力よりも高くした
場合、一方のアシストガスを切断部を通じて確実に反対
側へと流すことができる。このため、切断加工によって
生じたドロスを、一方のアシストガスにより確実に被加
工部材の一方側から反対側に押し流すことができ、その
反対側に押し流されたドロスを他方のアシストガスによ
って吹き飛ばすことができる。 また、一方のアシストガ
スを、切断部と連通するように設けられたチャンバに供
給した後、切断部を通じて反対側に流すように構成した
場合には、アシストガスはチャンバにおいて圧力一定と
なるように安定化され、また、ガスのもれによる圧力低
下のおそれがないので、より確実にアシストガスを切断
部から流し出すことができる。

【００１１】上記他方のアシストガスは、被加工部材の
表面部分においては、ビーム照射部の内側から外側周辺
へと向く流れよりも、外側周辺から内側へと向く流れを
有することの方が好ましい。その理由は、他方のアシス
トガスがビーム照射部の外側周辺から内側へと向くよう
に流れていると、被加工部材の反対側に押し流されて来
たドロスを、他方のアシストガスによって外側周辺から
包み込むようにできて、外側周辺に飛散することを防止
できるので、ドロスの付着防止にとって一層効果的であ
るからである。

【００１２】 本発明では、他方のアシストガスを、被
加工部材の表面部分においてビーム照射部の内側から外
側周辺へと流れるようにするための手段として、他方の
アシストガスを、被加工部材の表面に沿ってビーム照射
部に向かって流れるように供給する構成を採用すること
ができる（請求項１０）。

【００１３】また、他の手段として、ガス供給手段から
流出する他方のアシストガスを受けてビーム照射部の外
側周辺から内側に向けて流れるように案内する傾斜面を
設ける構成とすることができる（請求項９）。この構成
によれば、そのようなアシストガスの流れを傾斜面を設
けるという簡単な構成によって容易に生成することがで
き、更に、ノズルなどのガス供給手段からのアシストガ
スの噴出方向のばらつきを修正して、ビーム照射部の外
側周辺からその内側に向く安定したアシストガスの流れ
を生成できる。

【００１４】

【００１５】

【００１６】 本発明では、前記ビーム照射側から供給
されるアシストガスは、高密度エネルギビームを照射す
る加工ノズルの内部を通ってビーム照射部に供給するよ
うに構成することができる（請求項４、１１）。この構
成によれば、ビーム照射側から供給するアシストガスを
噴出させるためのノズルを別途設ける必要がない。

【００１７】本発明では、被加工部材を、治具本体に形
成された凹部内に収納し、押え治具によって前記治具本
体上に押圧固定する構成を採用することができる。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例をレー
ザ加工に適用して図１〜図４に基づいて説明する。図３
に示す加工装置において、加工ノズル１は、伝送管２を
介して発振器３に接続されており、その加工ノズル１の
先端出口１ａの上方には保護ガラス４ａ、更にその上に
集光レンズ４ｂが設けられている。そして、発振器３か
ら発射された高密度エネルギビームＨＢは、伝送管２中
のベントミラー５により方向を変えられ、集光レンズ４
ｂおよび保護ガラス４ａを通過して加工ノズル１の出口
１ａから被加工部材に向けて照射される。

【００２１】上記加工ノズル１の下方には加工テーブル
６が設けられており、その加工テーブル６上には、被加
工部材が配置される。そして、発振器３から発射された
高密度エネルギビームＨＢは、上述のようにして集光レ
ンズ４ｂを通過して被加工部材の切断部に集束され、切
断加工を行う。発振器３は、レーザ発振、電子ビーム、
光ビームなどが適用できるが、レーザが取扱いの面から
すると好適である。

【００２２】上記の加工ノズル１はＺ軸方向（上下方
向）に移動可能に構成され、加工テーブル６はＸＹ軸方
向（水平面内での縦横方向）に移動可能に構成されてい
る。そして、切断加工時には、加工ノズル１および加工
テーブル６が移動し、これにより加工ノズル１が被加工
部材に対し、その切断加工部（切断すべき線）に沿って
高密度エネルギビームＨＢを照射するように相対移動す
るようになっている。

【００２３】この実施例において、被加工部材は図４に
示すような金属板７であり、この金属板７に高密度エネ
ルギビームＨＢによって表裏方向に開通する極く幅の狭
い直線状の透溝８を切断加工する。この金属板７は、加
工テーブル６上に固定された取付治具９に着脱可能に取
り付けられて切断加工される。

【００２４】図１に示すように、取付治具９は、箱形に
形成された治具本体１０を主体とするもので、その治具
本体１０の上面部には、金属板７を嵌合してその位置決
めをするための凹部１１が形成されている。治具主体１
３の上面部には、凹部１１内に収納された金属板７を押
えてその浮き上がりを防止するための押え治具１２がね
じ１３によって着脱可能に取り付けられている。

【００２５】押え治具１２には、金属板７に切断加工さ
れる透溝８の形成部位を囲むようにして長孔１４（図４
では二点鎖線で示す）が形成されている。そして、加工
ノズル１から発射された高密度エネルギビームＨＢは、
この長孔１４を通って金属板７に照射されるようになっ
ている。

【００２６】さて、切断加工は、金属板７の高密度エネ
ルギビームＨＢの照射部（以下、単にビーム照射部とい
う）に対し、その上下両側から窒素や酸素などのアシス
トガスを供給しながら行われる。そのうち、一方のアシ
ストガス、例えば高密度エネルギビームＨＢの照射側と
は反対側である下側（裏側）からのアシストガスの供給
は、取付治具９を介して行うように構成されている。

【００２７】すなわち、前記治具本体１０の開放下面を
閉鎖する蓋板１５には、アシストガス導入管１６が連結
されている。このアシストガス導入管１６は図示しない
ガス供給源に接続されており、ガス供給源からのアシス
トガスは治具本体１０内に導入される。この治具本体１
０の内部空間は、ガス供給手段としての比較的容積の大
なるチャンバ１７とされ、ガス供給源からのアシストガ
スは、このチャンバ１７内に一時的に貯留されるように
なっている。

【００２８】治具本体１０の上面部には、凹部１１内に
収納された金属板７の切断加工部分である透溝８の形成
部分を囲むようにして、長孔状のガス出口１８が形成さ
れている。そして、上記チャンバ１７内に貯留されたア
シストガスは、高密度エネルギビームＨＢの照射により
金属板７が切断加工されて上下に開通する切断部Ａ（透
溝８）が生ずると、ガス出口１８からその切断部Ａを通
じて反対側である上側に流出するようになっている。こ
のアシストガスの流れを図２に矢印Ｂで示す。

【００２９】なお、チャンバ１７内に貯留されたアシス
トガスが金属板７に形成された切断部Ａのみから流出
し、他からは漏れないようにするため、治具本体１０と
蓋板１５との間にはガスケット１９が装着され、また、
金属板７と治具本体１０との間、金属板７と押え治具１
２との間にはそれぞれＯリング２０が装着されている。

【００３０】これに対し、高密度エネルギビームＨＢの
照射側である上側から行われる他方のアシストガスの供
給は、加工ノズル１をガス供給手段としてのガス通路に
利用して行うようにし、アシストガスの供給用ノズルな
どを別途設備する無駄をなくすようにしている。そのた
めの具体的構成として、加工ノズル１には、集光レンズ
４ｂよりも出口１ａ側に位置してアシストガス導入管２
１が設けられており、このアシストガス導入管２１は、
図示しないガス供給源に接続されてガス供給源からアシ
ストガスが加工ノズル１内に導入されるようになってい
る。そして、加工ノズル１内に導入されたアシストガス
は、加工ノズル１の先端出口１ａから噴出して下方の金
属板７のビーム照射部に供給されるようになっている。

【００３１】加工ノズル１から噴出するアシストガスの
大部分は、押え治具１２の長孔１４内に流入する。長孔
１４の内周面は、図２にも示すように、上端から下方に
向かって漸次金属板７の切断加工部に接近するように傾
く傾斜面２２として形成されている。従って、加工ノズ
ル１から下向きに噴射されて長孔１４内に供給されたア
シストガスは、長孔１４の傾斜面２２に吹き当たり、該
傾斜面２２に沿って下方に流れ、金属板７へと向かう。

【００３２】そして、そのアシストガスは、傾斜面２２
に沿って流れる際に長孔１４の周囲部から中心側へと向
く流れを与えられるため、金属板７の上面部分では、ビ
ーム照射部に対し、その周辺から中心側へ向かって流
れ、最終的に、切断部Ａから上方に流出するチャンバ１
７からのアシストガスに乗じて上方に流れるようにな
る。このような上側から供給されるアシストガスの流れ
を図２に矢印Ｃで示す。

【００３３】この場合、下側からの一方のアシストガス
の供給圧力は、上側からの他方のアシストガスの供給圧
力よりも高く設定されている。厳密にいえば、チャンバ
１７内のアシストガスの圧力は、加工ノズル１から供給
されるアシストガスの長孔１４付近での圧力よりも高く
なるように設定されており、これによりチャンバ１７内
のアシストガスが切断部Ａを通じて確実に上側に流出す
るようにしているのである。

【００３４】このチャンバ１７内の圧力は、切断部Ａが
長くなると、その開口面積が大きくなってアシストガス
の流出量が多くなるので、切断加工の進行に伴って次第
に低下して行く。このため、開口面積にもよるが、切断
加工の進行に伴い、チャンバ１７内の圧力を次第に増加
させるようにすることが好ましい。

【００３５】ここで、下側からビーム照射部に供給する
アシストガスをチャンバ１７を介して切断部Ａから上側
に噴出させるようにしたことの利点は、チャンバ１７内
でのアシストガスの圧力が安定することがあげられる。
すなわち、アシストガス導入管１６から流出したアシス
トガスは圧力変動が大きい。しかし、比較的容積の大き
なチャンバ１７に噴出されると動圧分が静圧分に変換さ
れたり、圧力変動がチャンバ１７内のアシストガスの膨
脹、収縮によって吸収されるなどの理由で、チャンバ１
７内ではほぼ一定の圧力に安定する。このため、チャン
バ１７内のアシストガスの圧力管理が容易となり、上側
から供給されるアシストガスの圧力よりも高い圧力に保
持することを容易に行うことができる。

【００３６】また、上側から供給されるアシストガス
は、被加工部材に対し相対的に移動する加工ノズル１か
ら噴出されるので、切断加工の進行によりビーム照射部
が移動しても、そのビーム照射部にアシストガスを供給
することは容易である。これに対し、下側から供給する
アシストガスをノズルから噴出させる構成とすると、そ
のノズルが切断加工の進行に伴って移動するように構成
しなければならず、構造的に複雑となる。

【００３７】しかしながら、本実施例では、金属板７の
切断加工部の全体を包含するチャンバ１７を設け、アシ
ストガスをそのチャンバ１７から供給する構成としたの
で、切断加工の進行によりビーム照射部の位置が変化し
ても、チャンバ１７を移動させることなく、そのビーム
照射部に安定してアシストガスを供給することができ
る。

【００３８】上記構成において、金属板７の切断加工を
行うには、金属板７を治具本体１０の凹部１１内に収納
し、その上で、押え治具１２を治具本体１０上にねじ１
３により固定して金属板７を浮き上がらないように押圧
固定する。

【００３９】その後、発振器３を発振動作させ、該発振
器３から発射される高密度エネルギビームＨＢを集光レ
ンズに通して金属板７の上面に集光させると同時に、ア
シストガス導入管２１から加工ノズル１内にアシストガ
スを導入し、その加工ノズル１の内部を通して出口１ａ
から噴出させてアシストガスをビーム照射部に上側から
供給する。また、アシストガス導入管１６からアシスト
ガスを取付治具７のチャンバ１７内に導入しておく。

【００４０】ビームＨＢが金属板７に照射されると、ビ
ーム照射部が加熱されて溶融する。この溶融（切断）に
より、金属板７の切断加工部の一部が上下に開通する切
断部Ａが明けられる。なお、この後、加工テーブル５を
移動させてビーム照射部が切断加工部に沿って相対移動
させると、その切断部Ａが直線的に連続し、透溝８とし
て形成されるものである。

【００４１】さて、金属板７に切断部Ａが明けられる
と、取付治具７のチャンバ１７内のアシストガスが図２
に矢印Ｂで示すように切断部Ａを通じて上側に流出し、
このアシストガスは、切断部Ａの切断加工によって生じ
たドロスを金属板７の上面側へと押し流すようになる。
これにより、ドロスが切断部Ａの内面および金属板７の
下面における切断部Ａの開口周縁部分に付着することが
防止される。

【００４２】チャンバ１７から切断部Ａを通じて上側に
噴出するアシストガスによって金属板７の上面側に押し
流されたドロスは、その切断部Ａから上側に噴出するア
シストガスが外側に広がると、金属板７の上面における
切断部Ａの開口周縁部分に付着するおそれがある。しか
しながら、本実施例では、加工ノズル１から噴出されて
ビーム照射部に上側から供給されたアシストガスが、図
２に矢印Ｃで示すように、金属板７の上面部分で切断部
Ａの外側周辺から内側に向かって斜め下向きに流れてい
る。

【００４３】このため、上側からのアシストガスＣは、
切断部Ａから流出したアシストガスＢの広がりを抑制す
るようになり、これに伴って、金属板７の上面側に押し
流されたドロスは、切断部Ａの外側周辺から内側への向
きをもって流れるアシストガスＣにより、切断部Ａの周
縁部から内側へと押しやられるようになる。そして、ド
ロスは、切断部Ａの外側周辺から内側に向かって流れる
アシストガスＣ、切断部Ａを通って上側へと流れ出るア
シストガスＢによって切断部Ａの開口周縁部から飛散さ
れ、最終的に、切断部Ａを通って上側へと流れ出るアシ
ストガスＢに乗じて上方へと飛ばされるようになり、ド
ロスが金属板７の上面における切断部Ａの開口周縁部分
に付着することを防止できる。

【００４４】図５は本発明の第２実施例を示すもので、
上記第１実施例との相違は、高密度エネルギビームＨＢ
の照射側からビーム照射部に供給するアシストガスを加
工ノズル１の内部を通すのではなく、ガス供給手段とし
て専用のノズル２３を設けたところにある。上記のノズ
ル２３は、押え治具１２の直ぐ上に、長孔１４の傾斜面
２２に沿ってアシストガスを噴出することができるよう
に、当該傾斜面２２の傾斜に合わせて傾斜状態に設けら
れている。

【００４５】この構成によれば、アシストガスは、ノズ
ル２３から傾斜面２２に沿うように噴出されるので、よ
り一層良好に整流されて金属板７の上面に沿って流れる
ようになる。このため、アシストガスはより良好に切断
部Ａの外側から内側へと流れるようになり、ドロスの付
着をより一層確実に防止できる。

【００４６】図６は本発明の第３実施例を示すもので、
上記第１実施例との相違は、高密度エネルギビームＨＢ
の照射側からビーム照射部に供給するアシストガスを加
工ノズル１の内部を通すのではなく、ガス供給手段とし
て専用のガス通路２４を押え治具１２の内部に形成した
ところにある。

【００４７】上記ガス通路２４は、長孔１４の両側に所
定間隔をもって複数本設けられている。これらガス通路
２４の上端は一つの接続口に集約されてアシストガス供
給源に接続され、他端はそれぞれ押え治具１２の傾斜面
２２の下部において所定間隔をもって開口している。

【００４８】この構成によれば、ガス通路２４自身が切
断加工部の外側から内側に向いているので、ガス通路２
４から噴出するアシストガスのほとんど全部をより確実
に切断部Ａの外側から内側へ向かって流すことができ、
より確実にドロスの付着を防止できるようになる。な
お、ガス通路２４は、１本で、その出口が長孔１４の内
周全体に開口する構成のものであっても良い。

【００４９】ビーム照射側から供給するアシストガスに
ついて、ビーム照射部に対し、必ずしも斜め上方から供
給する必要はなく、例えば図７に示す本発明の第４実施
例のように構成しても良い。この第４実施例が上記第１
実施例と相違するところは、高密度エネルギビームＨＢ
の照射側からビーム照射部に供給するアシストガスを供
給するガス供給手段としての専用のノズル２５を設け、
そのノズル２５から直接アシストガスを切断加工部の外
側から内側に向けて噴出させるようにしたものである。

【００５０】すなわち、ノズル２５は、金属板７の上面
近傍に、切断加工部を挟むようにしてその両側に対向状
態に配置されている。そして、ノズル２５から噴出され
たアシストガスは、金属板７の上面に沿ってビーム照射
部の外側周辺からその内側に向かってながれる。この構
成によれば、ノズル２５から噴出するアシストガスのほ
とんど全部をより確実に切断部Ａの外側から内側へ向か
って流すことができる。

【００５１】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは
変更が可能である。上側（ビーム照射側）から供給する
アシストガスは、ビーム照射部の内側から外側周辺に向
けて流れるように構成しても良い。このようしても、下
側から切断部Ａを通じて上側に押し流されたドロスは、
ビーム照射部の内側から外側周辺に向けて勢い良く流れ
るアシストガスによりビーム照射部の外側へと飛散され
る。

【００５２】上側（ビーム照射側）から供給するアシス
トガスをビーム照射部の内側から外側周辺に向けて流れ
るようにするために、上側から下側に向かって広がる中
空状のガイドを設け、そのガイドの内側を高密度エネル
ギビームＨＢと切断部Ａから流出する下側（ビーム照射
側とは反対側）からのアシストガスを通し、ガイドの外
面で上側から供給するアシストガスをビーム照射部の内
側から外側周辺に向けて流れるように案内する構成を採
用することができる。

【００５３】第１実施例とは逆に、上側（ビーム照射
側）から供給するアシストガスを切断部を通して下側
（ビーム照射側とは反対側）に流し、下側から供給する
アシストガスを被加工部材の下側の表面部分においてビ
ーム照射部の内側および外側周辺のうちの一方側から他
方側へと向く流れを有するように構成しても良い。切断
部を通って被加工部材の一方側から他方側へ流れるアシ
ストガスは、チャンバを設けず、ノズルから直接的に切
断部に吹き付けられて、切断部を通過する構成であって
も良い。

【００５４】アシストガスの代わりに、霧状または液状
の流体（例えば水）を供給するようにしても良い。この
ようにすれば、冷却効果が高くなる。また、被加工部材
に油や薬剤などが付着していた場合、霧状または液状の
流体であれば、ガスに比べてその油や薬剤などをより確
実に除去することができるようになる。被加工部材によ
っては、加工性を向上することが可能な薬液を供給して
も良い。高蜜度エネルギビームとしては、レーザビーム
が取り扱い上好ましいが、これに限るものではない。

【００５５】切断加工部（切断線）が直線或いは曲線に
沿って被加工部材の端から端まで続く場合が切り離し、
切断加工部が閉じている場合が穴明け、切断加工部が有
端の直線或いは曲線の場合が第１実施例で示した透溝で
あるとすると、本発明は透溝に限らず、切り離しや穴明
けを行う場合にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す要部の断面図

【図２】作用を説明するための主要部の断面図

【図３】加工装置の概略構成図

【図４】切断加工部を示す金属板の平面図

【図５】本発明の第２実施例を示す図２相当図

【図６】本発明の第３実施例を示す図２相当図

【図７】本発明の第４実施例を示す図２相当図

【図８】従来の問題点を説明するための図２相当図

【符号の説明】

図中、１は加工ノズル、７は金属板（被加工部材）、９
は取付治具、１０は治具本体、１１は凹部、１２は押え
治具、１７はチャンバ、１８はガス出口、２２は傾斜
面、２３はノズル、２４はガス通路、２５はノズル、Ａ
は切断部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯▲崎▼ 佳史 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式 会社デンソー内 (56)参考文献 特開 昭62−72494（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−249289（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/42

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被加工部材に高密度エネルギビームを照
   射して切断加工を行う高密度エネルギビーム加工方法に
   おいて、 前記被加工部材のビーム照射部へ、アシストガスを前記
   高密度エネルギビームの照射側とその反対側とから供給
   し、この被加工部材の両側から供給されるアシストガス
   のうち、前記高密度エネルギビームの照射側とは反対側
   から供給される一方のアシストガスは、少なくとも一部
   が前記高密度エネルギビームの照射により前記被加工部
   材に開口形成された切断部を通じて前記高密度エネルギ
   ビームの照射側に向って流れ、前記高密度エネルギビー
   ムの照射側から供給される他方のアシストガスは、少な
   くとも前記被加工部材の前記高密度エネルギビームの照
   射側の表面部分において前記ビーム照射部の内側および
   外側周辺のうちの一方側から他方側へと向く流れを有し
   ていることを特徴とする高密度エネルギビーム加工方
   法。
2. 【請求項２】 被加工部材に高密度エネルギビームを照
   射して切断加工を行う高密度エネルギビーム加工方法に
   おいて、 前記被加工部材のビーム照射部へ、前記高密度エネルギ
   ビームの照射側と、その反対側とからアシストガスを供
   給し、この被加工部材の両側から供給されるアシストガ
   スのうち、一方のアシストガスは他方のアシストガスよ
   りも供給圧力が高く、当該供給圧力の高い一方のアシス
   トガスは、少なくとも一部が前記高密度エネルギビーム
   の照射により前記被加工部材に開口形成された切断部を
   通じて反対側に流れ、他方のアシストガスは、少なくと
   も前記被加工部材の表面部分において前記ビーム照射部
   の内側および外側周辺のうちの一方側から他方側へと向
   く流れを有していることを特徴とする高密度エネルギビ
   ーム加工方法。
3. 【請求項３】 被加工部材に高密度エネルギビームを照
   射して切断加工を行う高密度エネルギビーム加工方法に
   おいて、 前記被加工部材のビーム照射部へ、前記高密度エネルギ
   ビームの照射側と、その反対側とからアシストガスを供
   給し、この被加工部材の両側から供給されるアシストガ
   スのうち、一方のアシストガスは、前記高密度エネルギ
   ビームの照射により前記被加工部材に開口形成される切
   断部の全体を包含するように設けられて当該切断部と連
   通するチャンバに導入された後、前記切断部を通じて反
   対側に流れ、他方のアシストガスは、少なくとも前記被
   加工部材の表面部分において前記ビーム照射部の内側お
   よび外側周辺のうちの一方側から他方側へと向く流れを
   有していることを特徴とする高密度エネルギビーム加工
   方法。
4. 【請求項４】 前記ビーム照射側から供給されるアシス
   トガスは、前記高密度エネルギビームを照射する加工ノ
   ズルの内部を通って前記ビーム照射部に供給されること
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の高密
   度エネルギビーム加工方法。
5. 【請求項５】 前記被加工部材は、治具本体に形成され
   た凹部内に収納され、押え治具によって前記治具本体上
   に押圧固定されることを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれかに記載の高密度エネルギビーム加工方法。
6. 【請求項６】 被加工部材に高密度エネルギビームを照
   射して切断加工を行う高密度エネルギビーム加工装置に
   おいて、 前記被加工部材のビーム照射部へ、アシストガスを前記
   高密度エネルギビームの照射側とその反対側とから供給
   するガス供給手段と、 前記被加工部材の両側から供給されるアシストガスのう
   ち、前記高密度エネルギビームの照射側とは反対側から
   供給される一方のアシストガスの少なくとも一部を前記
   高密度エネルギビームの照射により前記被加工部材に開
   口形成された切断部を通じて前記高密度エネルギビーム
   の照射側に向って流す手段と、 前記高密度エネルギビームの照射側から供給される他方
   のアシストガスを、少なくとも前記被加工部材の前記高
   密度エネルギビームの照射側の表面部分において前記ビ
   ーム照射部の内側および外側周辺のうちの一方側から他
   方側へと向くように流す手段とを具備してなる高密度エ
   ネルギビーム加工装置。
7. 【請求項７】 被加工部材に高密度エネルギビームを照
   射して切断加工を行う高密度エネルギビーム加工装置に
   おいて、 前記被加工部材のビーム照射部へ、前記高密度エネルギ
   ビームの照射側と、その反対側とからアシストガスを供
   給するガス供給手段と、 前記被加工部材の両側から供給されるアシストガスのう
   ち、一方のアシストガスの供給圧力を他方のアシストガ
   スのそれよりも高くして、当該供給圧力の高い一方のア
   シストガスの少なくとも一部を前記高密度エネルギビー
   ムの照射により前記被加工部材に開口形成された切断部
   を通じて反対側に流す手段と、 前記被加工部材の両側から供給されるアシストガスのう
   ち、前記他方のアシストガスを少なくとも前記被加工部
   材の表面部分において前記ビーム照射部の内側および外
   側周辺のうちの一方側から他方側へと向くように流す手
   段とを具備してなる高密度エネルギビーム加工装置。
8. 【請求項８】 被加工部材に高密度エネルギビームを照
   射して切断加工を行う高密度エネルギビーム加工装置に
   おいて、 前記被加工部材のビーム照射部の前記高密度エネルギビ
   ームの照射側とその反対側のうち一方側に設けられ、ア
   シストガスが導入されるチャンバと、 このチャンバに前記高密度エネルギビームの照射により
   前記被加工部材に開口形成される切断部の全体を包含す
   るように形成され、この切断部を通じて前記チャンバに
   導入されたアシストガスを前記被加工部材の両側のうち
   一方側から他方側に流すガス出口と、 前記被加工部材のビーム照射部の前記高密度エネルギビ
   ームの照射側とその反対側のうち他方側へアシストガス
   を供給するガス供給手段と、 このガス供給手段から供給されるアシストガスを、少な
   くとも前記被加工部材の表面部分において前記ビーム照
   射部の内側および外側周辺のうちの一方側から他方側へ
   と向くように流す手段とを具備してなる高密度エネルギ
   ビーム加工装置。
9. 【請求項９】 前記アシストガスを少なくとも前記被加
   工部材の表面部分において前記ビーム照射部の内側およ
   び外側周辺のうち一方側から他方側へと向くように流す
   手段は、前記ビーム照射部の外側に設けられ、前記ガス
   供給手段から流出するアシストガスを前記ビーム照射部
   の外側周辺から内側へと流れるように案内する傾斜面に
   よって構成されていることを特徴とする請求項６ないし
   ８のいずれかに記載の高密度エネルギビーム加工装置。
10. 【請求項１０】 前記アシストガスを少なくとも前記被
    加工部材の表面部分において前記ビーム照射部の内側お
    よび外側のうち一方側から他方側へと向くように流す手
    段は、前記ガス供給手段を前記ビーム照射部の側方に配
    置し、当該ガス供給手段からアシストガスを、前記被加
    工部材の表面に沿って前記ビーム照射部に向かって流れ
    るように供給して前記ビーム照射部に対し、その外側周
    辺から内側へと流す構成であることを特徴とする請求項
    ６ないし８のいずれかに記載の高密度エネルギビーム加
    工装置。
11. 【請求項１１】 前記高密度エネルギビームを照射する
    加工ノズルの内部を前記高密度エネルギビームの照射側
    から供給するアシストガスのガス供給手段として用い、
    当該アシストガスは、前記加工ノズルから前記ビーム照
    射部に供給されることを特徴とする請求項６ないし１０
    のいずれかに記載の高密度エネルギビーム加工装置。
12. 【請求項１２】 前記被加工部材を収納する凹部を形成
    した治具本体及び前記被加工部材を前記治具本体に押圧
    固定する押え治具を具備することを特徴とする請求項６
    ないし１１のいずれかに記載の高密度エネルギビーム加
    工装置。