JP7558447B2 - レーザ加工ヘッドおよびレーザ加工機 - Google Patents

Description

本開示は、吸着部材を備えるレーザ加工ヘッドおよびこのレーザ加工ヘッドを備えるレーザ加工機に関する。

従来、レーザビームをワークに照射するレーザ加工ヘッドと、レーザ加工ヘッドを移動させる駆動手段とを備え、駆動手段によってレーザ加工ヘッドを予め設定した軌跡でワークに対して相対的に移動させてワークの加工を行うレーザ加工機が知られている。

近年、レーザ加工機では、ワークの加工時間を短くするために、加工ヘッドの移動速度の高速化が進んでいる。加工ヘッドの移動速度の高速化に伴い、作業者の誤操作、レーザ加工機の故障などにより、レーザ加工ヘッドがワークに衝突した際にレーザ加工ヘッドに加わる衝撃力が増大し、レーザ加工ヘッドが破損する可能性が高まっている。

そこで、衝突時にレーザ加工ヘッドに加わる衝撃力を軽減するレーザ加工ヘッドが開発されている。例えば、特許文献１には、レーザ加工ヘッドの延伸方向にレーザ加工ヘッドを先端部分と本体部分とに２分割して、先端部分の分割面と本体部分の分割面とのそれぞれをレーザ加工ヘッドの延伸方向に対して傾斜させ、先端部分の分割面と本体部分の分割面とのそれぞれにマグネットを取り付けたレーザ加工ヘッドが開示されている。先端部分は、マグネットを介して本体部分に分離可能に連結されている。

特許文献１に開示されたレーザ加工ヘッドでは、先端部分がワークに衝突してマグネットの吸着力を超える衝撃力が先端部分に加わると、先端部分が本体部分から分離する。そのため、レーザ加工ヘッドに過大な衝撃力が加わらず、レーザ加工ヘッドの破損が抑制される。また、特許文献１に開示されたレーザ加工ヘッドでは、先端部分の分割面と本体部分の分割面とのそれぞれを傾斜させているため、レーザ加工ヘッドが下方への移動中にワークに衝突した場合に、先端部分が分割面の傾斜方向に沿ってスライド移動する。これにより、レーザ加工ヘッドに加わる衝撃力を逃がして、レーザ加工ヘッドの破損が抑制される。

実公平１－１７４２７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたレーザ加工ヘッドでは、先端部分と本体部分との位置決めを行う位置決め機構がないため、先端部分と本体部分との位置が一意的に定まらない。これにより、先端部分と本体部分とが一旦分離された後に再連結されると、分離前と再連結後とで先端部分と本体部分との位置関係のずれが生じやすかった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、第１の加工ヘッド部と第２の加工ヘッド部との連結時の位置決め精度を高めることができるレーザ加工ヘッドを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるレーザ加工ヘッドは、レーザビームを通すための光路孔が内部に形成されて、第１の方向に延びるレーザ加工ヘッドであって、第１の加工ヘッド部と、第１の加工ヘッド部と第１の方向に並んで配置されて、第１の加工ヘッド部に分離可能に連結された第２の加工ヘッド部と、を備えている。第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部には、第１の方向に対して傾斜する第１の傾斜面が形成されている。第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部には、第１の傾斜面に平行な第２の傾斜面が形成されている。第１の傾斜面および第２の傾斜面のうち少なくとも一方には、第１の加工ヘッド部と第２の加工ヘッド部とを分離可能に連結する吸着部材が設けられている。第１の傾斜面および第２の傾斜面のうち少なくとも一方には、他方に向かって突出する位置決めピンが設けられている。第１の傾斜面および第２の傾斜面のうち少なくとも他方には、位置決めピンが挿入される位置決め凹部が設けられている。位置決めピンおよび位置決め凹部のそれぞれの数は、複数である。

本開示にかかるレーザ加工ヘッドは、第１の加工ヘッド部と第２の加工ヘッド部との連結時の位置決め精度を高めることができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる付加製造装置の概略構成を示した図 実施の形態１におけるレーザ加工ヘッド、ワイヤ送給機、ワイヤ矯正機および高さセンサを示した斜視図 実施の形態１におけるレーザ加工ヘッドを示した斜視図であって、第１の加工ヘッド部と第２の加工ヘッド部とを連結した状態を示した図 実施の形態１におけるレーザ加工ヘッドを示した斜視図であって、第１の加工ヘッド部と第２の加工ヘッド部とを分離した状態を示した図 第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 図７に示されたＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図 図７に示されたＸ－Ｘ線に沿った断面図 図７に示されたＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図 図８に示されたＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面図 可動ピンを模式的に示した図 図７に示されたＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図 磁石を示した斜視図 第１の加工ヘッド部を示した斜視図 第２の加工ヘッド部を示した斜視図 レーザ加工ヘッドの下方衝突時の状態を示した断面図であって、図７に示されたＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図に相当する図 レーザ加工ヘッドの下方衝突時の状態を示した断面図であって、図７に示されたＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図に相当する図 レーザ加工ヘッドのＹ軸方向衝突時の状態を示した断面図であって、図７に示されたＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図に相当する図 レーザ加工ヘッドのＸ軸方向衝突時の状態を示した斜視図 実施の形態１の変形例１にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例１にかかるレーザ加工ヘッドの第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例２にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例２にかかるレーザ加工ヘッドの第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例３にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例３にかかるレーザ加工ヘッドの第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例４にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例４にかかるレーザ加工ヘッドの第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例５にかかるレーザ加工ヘッドの固定ピンとピン溝とを示した断面図 実施の形態１の変形例６にかかるレーザ加工ヘッドの固定ピンとピン溝とを示した断面図 実施の形態１の変形例７にかかるレーザ加工ヘッドの固定ピンとピン溝とを示した断面図 実施の形態１の変形例８にかかるレーザ加工ヘッドの固定ピンとピン溝とを示した断面図 実施の形態１の変形例９にかかるレーザ加工ヘッドの固定ピンとピン溝とを示した断面図 実施の形態１の変形例１０にかかるレーザ加工ヘッドの固定ピンとピン溝とを示した断面図 実施の形態１の変形例１１にかかるレーザ加工ヘッドの固定ピンとピン溝とを示した断面図 実施の形態１の変形例１２にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例１２にかかるレーザ加工ヘッドの第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例１３にかかるレーザ加工ヘッドを示した断面図であって、図７に示されたＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図に相当する図 実施の形態１の変形例１４にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例１５にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例１６にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例１６にかかるレーザ加工ヘッドの第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例１７にかかるレーザ加工ヘッドの可動ピンを模式的に示した図 実施の形態１の変形例１８にかかるレーザ加工ヘッドの可動ピンを模式的に示した図 実施の形態１の変形例１９にかかるレーザ加工ヘッドの第２の加工ヘッド部のうち第１の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例２０にかかるレーザ加工ヘッドのピン座を模式的に示した図 可動ピンとピン座との接点を説明するための説明図 可動ピンとピン座との接点を説明するための説明図であって、図４８とは接点の位置が異なる場合を示した図 実施の形態１の変形例２１にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 実施の形態１の変形例２２にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 実施の形態１の変形例２３にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 実施の形態１の変形例２４にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 実施の形態１の変形例２５にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 実施の形態１の変形例２６にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 実施の形態１の変形例２７にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 実施の形態１の変形例２８にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した平面図 実施の形態１の変形例２９にかかるレーザ加工ヘッドの磁石を示した斜視図 図５８に示される磁石を第１の加工ヘッド部に配置した状態を示した断面図 実施の形態１の変形例３０にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例３１にかかるレーザ加工ヘッドの第２の加工ヘッド部を示した斜視図 実施の形態１の変形例３２にかかるレーザ加工ヘッドの磁石およびヨークを示した斜視図 図６２に示される磁石およびヨークを第１の加工ヘッド部に配置した状態を示した断面図 実施の形態１の変形例３３にかかるレーザ加工ヘッドの第１の加工ヘッド部のうち第２の加工ヘッド部の方を向く端部を示した斜視図 実施の形態１の変形例３４にかかるレーザ加工ヘッドの磁石およびヨークを示した斜視図 実施の形態１の変形例３５にかかるレーザ加工ヘッドの磁石およびヨークを示した斜視図 実施の形態１の変形例３６にかかるレーザ加工ヘッドの磁石およびヨークを示した斜視図 実施の形態１の変形例３７にかかるレーザ加工ヘッドの磁石およびヨークを示した斜視図 実施の形態１の変形例３８にかかる磁石およびヨークを示した斜視図

以下に、実施の形態にかかるレーザ加工ヘッドおよびレーザ加工機を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる付加製造装置１００の概略構成を示した図である。本実施の形態では、レーザ加工機が付加製造装置１００である場合を例にして説明する。付加製造装置１００は、溶融された材料を積層することによって造形物を製造する工作機械である。付加製造装置１００は、アーク溶接とビーム照射とによる付加製造を行う。なお、本願明細書において「造形物」とは、溶融された材料を積層することによって得られた完成品の他、完成品を製造する途中で積層された材料も含む意味である。

付加製造装置１００は、材料であるワイヤ３３を送給して、溶融させた材料からなるビードを基材２８にて積層する。付加製造装置１００は、基材２８にビードを積層することによって、基材２８に造形物２９を形成する。基材２８は、ステージ３０に載せられる。ワークとは、溶融された材料が付加される物体であって、ここでは基材２８と造形物２９とを指すものとする。図１に示される基材２８は板材であるが、板材以外であってもよい。

付加製造装置１００は、レーザ発振器２０と、レーザ加工ヘッド１と、送給機構２１と、ＣＭＴ（Cold Metal Transfer）電源２２と、ガス噴射装置２３と、駆動部２４と、回転軸２５と、高さセンサ２６と、制御装置２７とを備えている。

レーザ発振器２０は、レーザビーム３２を発生させる。レーザビーム３２は、光伝送路であるファイバーケーブル３１を通ってレーザ加工ヘッド１へ伝搬する。

レーザ加工ヘッド１は、レーザ発振器２０により発生されたレーザビーム３２をワークに照射する。

送給機構２１は、ワークにワイヤ３３を送給する。送給機構２１は、ワイヤスプール２１ａと、回転モータ２１ｂと、ワイヤ矯正機２１ｃと、ワイヤ送給機２１ｄとを有している。ワイヤスプール２１ａは、ワイヤ３３の供給源である。ワイヤスプール２１ａには、コイル状のワイヤ３３が巻き付けられている。回転モータ２１ｂは、ワイヤスプール２１ａを回転させる。ワイヤ矯正機２１ｃは、ワイヤスプール２１ａから送り出されたワイヤ３３についた巻き癖をとってワイヤ３３を真っ直ぐに伸ばす。ワイヤ送給機２１ｄは、ワイヤ矯正機２１ｃによって真っ直ぐに伸ばされたワイヤ３３をワークに送給する。回転モータ２１ｂは、ワイヤスプール２１ａからワークへ向けてワイヤ３３を送り出すための駆動と、送り出されたワイヤ３３をワイヤスプール２１ａに引き戻すための駆動とを行う。

ＣＭＴ電源２２は、ワークに送給されるワイヤ３３を加熱するための電流をワイヤ３３に供給する電源である。ＣＭＴ電源２２は、ワイヤ送給機２１ｄとステージ３０とに接続されている。ワイヤ３３とワイヤ送給機２１ｄとが接触することによって、ワイヤ３３とＣＭＴ電源２２とは電気的に接続される。基材２８とステージ３０とが接触することによって、ワークとＣＭＴ電源２２とは電気的に接続される。ＣＭＴ電源２２は、ワイヤ３３とワークとの間にパルス電圧を印加する。

ＣＭＴ電源２２は、ワイヤ３３がワークから離れているときにおけるパルス電圧の印加によって、アークを発生させる。ＣＭＴ電源２２は、ワイヤ３３とワークとが短絡しているときよりもワイヤ３３とワークとの短絡が解除されているときにおいて電流が増加するように、電流を制御する。また、ＣＭＴ電源２２は、ワイヤ３３に電流を流すことによってワイヤ３３を加熱する。

ガス噴射装置２３は、ワークにガス３４を噴射する。ガス３４は、ガス噴射装置２３から配管３５を通ってレーザ加工ヘッド１に流動し、レーザ加工ヘッド１からワークに向けて噴射される。付加製造装置１００は、ガス３４を噴射することによって、造形物２９の酸化を抑制するとともに、ビードを冷却する。

駆動部２４は、レーザ加工ヘッド１とワイヤ送給機２１ｄとを移動させる。駆動部２４は、３軸の各々の方向における並進運動を行う動作機構である。駆動部２４は、ワークにおけるワイヤ３３の送給位置とワークにおけるレーザビーム３２の照射位置とを移動させる。

回転軸２５は、ステージ３０を回転させる。付加製造装置１００は、ステージ３０とともにワークを回転させることによって、ワークの姿勢を加工に適した姿勢にさせることができる。

高さセンサ２６は、加工時に後記するノズル３ｄの先端とワークとの高さ方向の距離を検知するためのセンサである。高さセンサ２６の検知結果は、制御装置２７に送られる。

制御装置２７は、付加製造装置１００の全体を制御する。制御装置２７は、駆動部２４、回転軸２５、レーザ発振器２０、回転モータ２１ｂ、ＣＭＴ電源２２およびガス噴射装置２３の起動、停止などを制御する。

図２は、実施の形態１におけるレーザ加工ヘッド１、ワイヤ送給機２１ｄ、ワイヤ矯正機２１ｃおよび高さセンサ２６を示した斜視図である。以下、レーザ加工ヘッド１のワイヤ送給機２１ｄ、ワイヤ矯正機２１ｃおよび高さセンサ２６の各構成要素について方向を説明するときには、図２に示されるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に従う。また、図２以外の図面に示したＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、図２に示されるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に対応する。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、水平方向である。Ｚ軸方向は、鉛直方向である。Ｚ軸方向は、第１の方向に相当する。Ｘ軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスＸ方向、プラスＸ方向とは逆の方向をマイナスＸ方向と称することがある。Ｙ軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスＹ方向、プラスＹ方向とは逆の方向をマイナスＹ方向と称することがある。Ｚ軸方向のうち図中矢印で示す方向をプラスＺ方向、プラスＺ方向とは逆の方向をマイナスＺ方向と称することがある。プラスＺ方向は、鉛直上方向である。マイナスＺ方向は、鉛直下方向である。

図２に示すように、付加製造装置１００は、レーザ加工ヘッド１、ワイヤ矯正機２１ｃ、高さセンサ２６などを支持する支持フレーム３６と、ワイヤ送給機２１ｄと支持フレーム３６とを締結する締結構造３７とをさらに備えている。ワイヤ矯正機２１ｃは、ワイヤ送給機２１ｄとＺ軸方向に離れている。ワイヤ矯正機２１ｃは、高さセンサ２６とＸ軸方向に離れている。ワイヤ矯正機２１ｃは、レーザ加工ヘッド１の後記する光路孔１ａを挟んでＸ軸方向において高さセンサ２６と逆側に配置されている。

ワイヤ送給機２１ｄは、高さセンサ２６とＸ軸方向に離れている。ワイヤ送給機２１ｄは、レーザ加工ヘッド１の後記する第２の加工ヘッド部３に固定されている。ワイヤ送給機２１ｄは、レーザ加工ヘッド１の衝突時に第２の加工ヘッド部３とともに後記する第１の加工ヘッド部２から分離する。ワイヤ送給機２１ｄは、第２の加工ヘッド部３との位置を調整するための位置調整機構２１ｅを備えている。位置調整機構２１ｅによって、図２に示される両矢印の方向、すなわちＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各方向にワイヤ送給機２１ｄの位置を調整可能である。そのため、ワイヤ３３の先端を第２の加工ヘッド部３から照射されるレーザビーム３２に対して適正な位置に調整することができる。締結構造３７は、位置調整機構２１ｅと支持フレーム３６とを繋ぐ金属ワイヤである。ワイヤ送給機２１ｄがワークに衝突してレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３から外れた場合でも、ワイヤ送給機２１ｄと支持フレーム３６とを締結する締結構造３７が設けられることによって、外れたワイヤ送給機２１ｄがレーザ加工ヘッド１などに衝突することを回避して、ワイヤ送給機２１ｄ、レーザ加工ヘッド１などの破損を抑制することができる。

なお、後記するようにレーザ加工ヘッド１の下方衝突時には、第２の加工ヘッド部３は、図２の矢印Ｙ方向にスライド移動する。ワイヤ送給機２１ｄは、レーザ加工ヘッド１の光路孔１ａを挟んでＸ軸方向において高さセンサ２６と逆側に配置されている。これにより、第２の加工ヘッド部３と共にスライド移動したワイヤ送給機２１ｄが高さセンサ２６に衝突することを回避して、ワイヤ送給機２１ｄおよび高さセンサ２６の破損を抑制することができる。

ワイヤ矯正機２１ｃと高さセンサ２６とは、第２の加工ヘッド部３のスライド移動方向と直交する方向に配置されている。つまり、ワイヤ矯正機２１ｃと高さセンサ２６とは、第２の加工ヘッド部３のスライド移動先に配置されていない。これにより、スライド移動した第２の加工ヘッド部３がワイヤ矯正機２１ｃおよび高さセンサ２６に衝突することを回避して、第２の加工ヘッド部３、ワイヤ矯正機２１ｃおよび高さセンサ２６の破損を抑制することができる。ワイヤ矯正機２１ｃと高さセンサ２６とは、同一のＸＹ平面上に配置されている。これにより、付加製造装置１００のＹ軸方向における省スペース化を図ることができる。

図３は、実施の形態１におけるレーザ加工ヘッド１を示した斜視図であって、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とを連結した状態を示した図である。図４は、実施の形態１におけるレーザ加工ヘッド１を示した斜視図であって、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とを分離した状態を示した図である。図３および図４に示すように、レーザ加工ヘッド１は、レーザビーム３２を通すための光路孔１ａが内部に形成されて、Ｚ軸方向に延びている。レーザ加工ヘッド１は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各方向に移動可能である。なお、光路孔１ａ内には、レーザビーム３２の他に、ガス噴射装置２３からのガスが流れる。

レーザ加工ヘッド１は、第１の加工ヘッド部２と、第１の加工ヘッド部２とＺ軸方向に並んで配置されて第１の加工ヘッド部２に分離可能に連結された第２の加工ヘッド部３とを備えている。第２の加工ヘッド部３は、第１の加工ヘッド部２の鉛直方向下方に配置されている。第１の加工ヘッド部２は、図１に示される駆動部２４に固定される部分である。第２の加工ヘッド部３は、レーザビーム３２をワークに照射する部分であって、レーザ加工ヘッド１とワークとの衝突時に第１の加工ヘッド部２から分離する部分である。

図４に示すように、第１の加工ヘッド部２は、Ｚ軸方向に延びる第１の本体部２ａと、第１の本体部２ａのうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部に取り付けられて第１の傾斜面２ｃが形成された第１のプレート部２ｂとを有している。第１の本体部２ａの形状は、筒状であればよいが、本実施の形態では円筒状である。第１の本体部２ａは、金属により形成されている。金属は、例えば、アルミニウム、ステンレスである。

第１のプレート部２ｂは、第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を構成する。第１のプレート部２ｂは、非磁性体により形成されている。非磁性体は、例えば、アルミニウム、ステンレスである。

第２の加工ヘッド部３は、Ｚ軸方向に延びる第２の本体部３ａと、第２の本体部３ａのうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部に取り付けられて第２の傾斜面３ｃが形成された第２のプレート部３ｂとを有している。第２の本体部３ａの形状は、筒状であればよいが、本実施の形態では円筒状である。第２の本体部３ａは、金属により形成されている。金属は、例えば、鍍金を施した鉄である。

第２の本体部３ａのうち第１の加工ヘッド部２と反対を向く端部には、レーザビーム３２をワークに照射するノズル３ｄが取り付けられている。ノズル３ｄは、銅などの金属により形成されている。第２の本体部３ａの外周面には、冷却水用継手３ｅが取り付けられている。図示は省略するが、冷却水用継手３ｅには、冷却水が流れる配管が接続され、第２の加工ヘッド部３の内部には、冷却水が流れる冷却流路が形成される。冷却流路は、冷却水用継手３ｅを介して配管に連通している。

第２のプレート部３ｂは、第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を構成する。第２のプレート部３ｂは、磁性体により形成されている。

図５は、第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図６は、第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した斜視図である。図５に示される第１のプレート部２ｂの形状および図６に示される第２のプレート部３ｂの形状は、本実施の形態では八角形であるが、適宜変更してもよい。

図５に示すように、第１のプレート部２ｂには、Ｚ軸方向に対して傾斜する第１の傾斜面２ｃが形成されている。第１の傾斜面２ｃには、固定ピン１４と、ピン溝１５と、複数の可動ピン４と、複数の磁石６と、接触式センサ７とが設けられている。第１の傾斜面２ｃの中心には、光路孔１ａが開口している。

図６に示すように、第２のプレート部３ｂには、第１の傾斜面２ｃに平行な第２の傾斜面３ｃが形成されている。本願明細書中の「平行」とは、完全に平行である状態の他、厳密には平行でなく僅かに傾いた状態も含まれる。第１の傾斜面２ｃと第２の傾斜面３ｃとは、同一方向に同一角度で傾斜している。第２の傾斜面３ｃには、固定ピン１４と、ピン溝１５と、ピン座５と、センサ溝８と、センサ当てピン９とが設けられている。第２の傾斜面３ｃの中心には、光路孔１ａが開口している。ピン溝１５の延伸方向は、傾斜方向と平行である。

以下、第１の傾斜面２ｃと第２の傾斜面３ｃとが傾斜する方向を傾斜方向と称する。傾斜方向が第２の方向である。また、第１の傾斜面２ｃの固定ピン１４と第２の傾斜面３ｃの固定ピン１４とを区別する場合には、前者を第１の固定ピン１４ａと称し、後者を第２の固定ピン１４ｂと称する。また、第１の傾斜面２ｃのピン溝１５と第２の傾斜面３ｃのピン溝１５とを区別する場合には、前者を第１のピン溝１５ａと称し、後者を第２のピン溝１５ｂと称する。

図５に示される第１の固定ピン１４ａは、第２の傾斜面３ｃに向かって突出する位置決めピンとなる。第１の固定ピン１４ａは、第１のプレート部２ｂに移動不能に固定されている。第１の固定ピン１４ａは、図６に示される第２のピン溝１５ｂに挿入される。第１の固定ピン１４ａは、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の下方に設けられている。

第１のピン溝１５ａは、図６に示される第２の固定ピン１４ｂが挿入される位置決め凹部となる。第１のピン溝１５ａは、傾斜方向に沿って延びている。第１のピン溝１５ａは、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方に設けられている。第１のピン溝１５ａは、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分と離れている。つまり、第１のピン溝１５ａと光路孔１ａとは、互いに繋がっていない。第１のピン溝１５ａは、第１の傾斜面２ｃの上縁まで切り欠かれている。

磁石６は、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とを分離可能に連結する吸着部材となる。磁石６には、例えば、ネオジム磁石が使用される。

可動ピン４は、図６に示される第２の傾斜面３ｃに向かって突出するとともに第２の傾斜面３ｃに向かって付勢される位置決めピンとなる。可動ピン４は、図６に示されるピン座５に挿入可能であるとともに、ピン座５から離脱可能である。可動ピン４は、ピン座５に挿入されたときにピン座５に嵌まり込む。可動ピン４は、固定ピン１４および磁石６とは離れた位置で独立して配置されている。

接触式センサ７は、図６に示されるセンサ当てピン９に接触する接触部７ｃを有し接触部７ｃが変位することにより第１の加工ヘッド部２に対する第２の加工ヘッド部３の位置ずれを検知する機械式センサである。接触式センサ７は、第１の加工ヘッド部２に対する第２の加工ヘッド部３の位置がずれていないときには、接触部７ｃがセンサ当てピン９に接触することにより図１に示される制御装置２７にＯＮ信号が送信されるように構成されている。一方、接触式センサ７は、第１の加工ヘッド部２に対する第２の加工ヘッド部３の位置がずれたときには、接触部７ｃがセンサ当てピン９から離れることにより制御装置２７にＯＦＦ信号が送信されるように構成されている。制御装置２７は、ＯＦＦ信号を受信すると、レーザ加工ヘッド１の移動とレーザビーム３２の照射とを緊急停止する。

図６に示される第２の固定ピン１４ｂは、第１の傾斜面２ｃに向かって突出する位置決めピンとなる。第２の固定ピン１４ｂは、第２の傾斜面３ｃに移動不能に固定されている。第２の固定ピン１４ｂは、図５に示される第１のピン溝１５ａに挿入される。第２の固定ピン１４ｂは、第２の傾斜面３ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方に設けられている。

第２のピン溝１５ｂは、図５に示される第１の固定ピン１４ａが挿入される位置決め凹部となる。第２のピン溝１５ｂは、傾斜方向に沿って延びている。第２のピン溝１５ｂは、第２の傾斜面３ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の下方に設けられている。第２のピン溝１５ｂは、第２の傾斜面３ｃのうち光路孔１ａが開口した部分と離れている。つまり、第２のピン溝１５ｂと光路孔１ａとは、互いに繋がっていない。第２のピン溝１５ｂは、第２の傾斜面３ｃの下縁まで切り欠かれている。

ピン座５は、図５に示される可動ピン４が挿入される位置決め凹部となる。ピン座５は、本実施の形態では、ピン座５に挿入された可動ピン４が傾斜方向に沿って移動可能な遊びを有していない。

センサ溝８は、センサ当てピン９を収容する溝である。センサ溝８は、本実施の形態では第２のピン溝１５ｂと一体に形成されているが、第２のピン溝１５ｂと別々に形成されてもよい。すなわち、センサ溝８は、第２のピン溝１５ｂと繋がらないように独立して形成されてもよい。センサ溝８を独立して形成する場合でも、センサ溝８は、傾斜方向に沿って延びていることが好ましい。つまり、センサ溝８の延伸方向は、傾斜方向と平行であることが好ましい。センサ溝８の形状は、センサ当てピン９を収容可能であって、かつ、第２の加工ヘッド部３がスライド移動したときに接触式センサ７との相対的な移動を妨げない形状であれば、特に制限されない。

図７は、第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図８は、第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した平面図である。以下、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの中心を通って傾斜方向に沿う仮想直線を第１の中心線Ｃａとし、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの中心を通って第１の中心線Ｃａと直交する方向に沿う仮想直線を第２の中心線Ｃｂとする。また、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの面内方向において傾斜方向と直交する方向を直交方向と称する。

図７および図８に示すように、固定ピン１４の数は、本実施の形態では２つである。固定ピン１４の数と可動ピン４の数とを足した合計が２つ以上あればよく、固定ピン１４の数は単数でも複数でもよい。位置決めピンである固定ピン１４と可動ピン４とを足した数が少なくとも２つあれば、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との連結時の第２の加工ヘッド部３の回転を抑制することができる。可動ピン４が省略される場合には、固定ピン１４の数は、少なくとも２つあればよい。

図７に示すように、第１の固定ピン１４ａと第１のピン溝１５ａとは、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されている。第１の固定ピン１４ａと第１のピン溝１５ａとは、本実施の形態では第１の中心線Ｃａ上に配置されている。図８に示すように、第２の固定ピン１４ｂと第２のピン溝１５ｂとは、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されている。第２の固定ピン１４ｂと第２のピン溝１５ｂとは、本実施の形態では第１の中心線Ｃａ上に配置されている。複数の固定ピン１４と複数のピン溝１５とは、本実施の形態では傾斜方向に沿った同一直線上に配置されている。図７および図８に示すように、接触式センサ７およびセンサ当てピン９は、本実施の形態では複数の固定ピン１４および複数のピン溝１５と傾斜方向に沿った同一直線上に配置されている。

図７に示される可動ピン４の数は、単数でも複数でもよいが、本実施の形態では４つである。４つの可動ピン４は、傾斜方向および直交方向に互いに間隔を空けて配置されている。可動ピン４は、第１の中心線Ｃａと第２の中心線Ｃｂとで区画される４つの領域に１つずつ配置されている。第２の中心線Ｃｂを挟んで傾斜方向の上方に配置された２つの可動ピン４は、傾斜方向における位置が一致している。第２の中心線Ｃｂを挟んで傾斜方向の下方に配置された２つの可動ピン４は、傾斜方向における位置が一致している。第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方に配置された２つの可動ピン４は、直交方向における位置が一致している。第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の他方に配置された２つの可動ピン４は、直交方向における位置が一致している。

可動ピン４は、第１の固定ピン１４ａおよび第１のピン溝１５ａよりも、第１の中心線Ｃａから離れた位置で、かつ、第２の中心線Ｃｂに寄った位置に配置されている。可動ピン４による第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との位置決め効果をバランスよく発揮させるためには、傾斜方向における位置が異なる可動ピン４を少なくとも２つ配置することが好ましい。可動ピン４と磁石６とは、本実施の形態では同一の第１のプレート部２ｂに設けられている。すなわち、可動ピン４と磁石６とは、本実施の形態では第１の傾斜面２ｃのみに配置されている。このため、第２の加工ヘッド部３がスライド移動したときに、可動ピン４と磁石６との接触を回避して、磁石６の破損を抑制することができる。

図８に示されるピン座５の数は、可動ピン４の数と同数であればよく、本実施の形態では４つである。ピン座５は、傾斜方向および直交方向に互いに間隔を空けて配置されている。ピン座５は、第１の中心線Ｃａと第２の中心線Ｃｂとで区画される４つの領域に１つずつ配置されている。４つのピン座５の配置間隔は、４つの可動ピン４の配置間隔と同じである。ピン座５は、第２の固定ピン１４ｂおよび第２のピン溝１５ｂよりも、第１の中心線Ｃａから離れた位置で、かつ、第２の中心線Ｃｂに寄った位置に配置されている。

図７に示される磁石６の数は、２つ以上あることが好ましいが、本実施の形態では４つである。４つの磁石６は、傾斜方向および直交方向に互いに間隔を空けて配置されている。磁石６は、第１の中心線Ｃａと第２の中心線Ｃｂとで区画される４つの領域に１つずつ配置されている。第２の中心線Ｃｂを挟んで傾斜方向の上方に配置された２つの磁石６は、傾斜方向における位置が一致している。第２の中心線Ｃｂを挟んで傾斜方向の下方に配置された２つの磁石６は、傾斜方向における位置が一致している。第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方に配置された２つの磁石６は、直交方向における位置が一致している。第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の他方に配置された２つの磁石６は、直交方向における位置が一致している。

磁石６は、第１の固定ピン１４ａ、第１のピン溝１５ａおよび可動ピン４よりも、第１の中心線Ｃａから離れた位置で、かつ、第２の中心線Ｃｂに寄った位置に配置されている。磁石６は、第１の傾斜面２ｃにおいて固定ピン１４、可動ピン４および接触式センサ７を避けた位置に配置されている。また、磁石６は、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが連結された状態において、図８に示される第２の傾斜面３ｃの固定ピン１４およびセンサ当てピン９を避けた位置に配置されている。さらに、磁石６と固定ピン１４とセンサ当てピン９とは、傾斜方向に沿った同一直線上から外れた位置に配置されている。これにより、第２の加工ヘッド部３が第１の加工ヘッド部２に対してスライド移動したときに、磁石６が固定ピン１４およびセンサ当てピン９と接触することを回避して、磁石６の破損を抑制することができる。

図７に示すように、第１の傾斜面２ｃには、第１のプレート部２ｂと第１の本体部２ａとを締結する締結部材１０を挿通するための第１の挿通穴２ｄが開口している。図８に示すように、第２の傾斜面３ｃには、第２のプレート部３ｂと第２の本体部３ａとを締結する締結部材１１を挿通するための第２の挿通穴３ｆが開口している。

次に、図９および図１０を参照して、固定ピン１４、ピン溝１５および接触式センサ７についてさらに説明する。図９は、図７に示されたＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。図１０は、図７に示されたＸ－Ｘ線に沿った断面図である。図９および図１０では、第２の加工ヘッド部３の断面も図示している。図９に示すように、接触式センサ７は、棒状の部材である。接触式センサ７は、第１のプレート部２ｂを貫通して取り付けられている。接触式センサ７の先端は、第１の傾斜面２ｃから露出している。第１の傾斜面２ｃに設けられた接触式センサ７は、第１の傾斜面２ｃと鋭角を成すように傾いている。接触式センサ７と第１の傾斜面２ｃとが成す角度θ１は、鋭角である。接触式センサ７の先端が傾斜方向の上方に傾くように、接触式センサ７が第１のプレート部２ｂに取り付けられている。

第１のピン溝１５ａの傾斜方向に沿った長さ寸法は、第２の固定ピン１４ｂの太さ寸法よりも大きい。第２のピン溝１５ｂの傾斜方向に沿った長さ寸法は、第１の固定ピン１４ａの太さ寸法よりも大きい。第１のピン溝１５ａの内壁は、第２の固定ピン１４ｂよりも傾斜方向の下方に位置する規制面１５ｄを有している。規制面１５ｄは、第２の固定ピン１４ｂに接触して第２の加工ヘッド部３の傾斜方向の下方への移動を規制する役割を果たす。

なお、第１の加工ヘッド部２には、第１の本体部２ａと第１のプレート部２ｂとの位置決めを行うための複数のピン１２が設けられている。また、第２の加工ヘッド部３には、第２の本体部３ａと第２のプレート部３ｂとの位置決めを行うための複数のピン１３が設けられている。

図１０に示すように、固定ピン１４の先端には、ピン溝１５に向かうにつれて先細りとなる固定ピン側接触面１４ｃが形成されている。固定ピン側接触面１４ｃは、固定ピン１４の根本側から先端側に向かうにつれて縮径する半球面状に形成されている。ピン溝１５には、固定ピン側接触面１４ｃが接触する一対のピン溝側接触面１５ｃが形成されている。一対のピン溝側接触面１５ｃは、ピン溝１５の溝底から開口に向かうにつれて溝幅方向に広がるＶ字状に形成されている。一対のピン溝側接触面１５ｃは、溝幅方向に対称形状である。溝幅方向は、Ｘ軸方向と一致する。ピン溝側接触面１５ｃは、固定ピン１４に接触して第２の加工ヘッド部３のＸ軸方向に沿った移動を規制する役割を果たす。

次に、図１１から図１３を参照して、可動ピン４、ピン座５および締結部材１０，１１についてさらに説明する。図１１は、図７に示されたＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図である。図１２は、図８に示されたＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿った断面図である。図１３は、可動ピン４を模式的に示した図である。図１１では、第２の加工ヘッド部３の断面も図示している。図１２では、第１の加工ヘッド部２の断面も図示している。図１２に示すように、締結部材１１は、第２のプレート部３ｂと第２の本体部３ａとに捩じ込まれている。締結部材１１は、例えば、ボルトである。

図１３に示すように、可動ピン４は、可動部品４ａと、付勢手段４ｂと、容器４ｃとを有している。容器４ｃは、有底筒状の部材である。容器４ｃには、可動部品４ａを突出させるための開口４ｄが形成されている。可動部品４ａは、容器４ｃの開口４ｄから突出する方向と容器４ｃの底に押し込まれる方向とに可動する部材である。可動部品４ａの先端には、ピン座５に向かうにつれて先細りとなる可動ピン側接触面４ｅが形成されている。可動ピン側接触面４ｅは、可動部品４ａの根本側から先端側に向かうにつれて縮径する半球面状に形成されている。付勢手段４ｂは、可動部品４ａと容器４ｃの底との間に配置されて、可動部品４ａを容器４ｃの開口４ｄから突出する方向に付勢する役割を果たす。付勢手段４ｂは、例えば、弾性体、エア、油である。弾性体は、例えば、バネ、ゴムである。

可動ピン４は、本実施の形態では容器４ｃの開口４ｄから突出する方向に可動部品４ａを押し出す押出式可動ピンである。可動部品４ａの可動ピン側接触面４ｅに加わった外力Ｆが付勢手段４ｂの付勢力を上回ると、可動部品４ａが容器４ｃの底に向かって押し込まれる。一方で、可動部品４ａの可動ピン側接触面４ｅに加わった外力Ｆが取り除かれると、付勢手段４ｂの付勢力によって可動部品４ａが容器４ｃの開口４ｄに向かって押し出されて、可動部品４ａが元の形状に復帰する。容器４ｃの外周面には、図示しないネジ溝が切られている。第１のプレート部２ｂの裏面には、ナットＮが溶接で接合されている。ナットＮに容器４ｃのネジ溝を捩じ込むことにより、可動ピン４を第１のプレート部２ｂに固定することができる。なお、可動ピン４の固定方法は、例えば、接着、圧入といった固定方法でもよい。

図１１に示されるピン座５の形状は、本実施の形態では円筒状である。ピン座５の内面には、可動ピン側接触面４ｅが接触するピン座側接触面５ａが形成されている。ピン座側接触面５ａは、可動ピン４に接触して第２の加工ヘッド部３のＸ軸方向に沿った移動および傾斜方向の下方への移動を規制する役割を果たす。

次に、図１４および図１５を参照して、磁石６についてさらに説明する。図１４は、図７に示されたＸＩＶ－ＸＩＶ線に沿った断面図である。図１５は、磁石６を示した斜視図である。図１４では、第２の加工ヘッド部３の断面も図示している。図１５に示すように、磁石６の形状は、板状である。磁石６は、磁石６の板厚方向に磁化されている。磁石６には、磁石６の板厚方向に貫通するネジ孔６ａが形成されている。ネジ孔６ａには、ネジＳが挿通される。

図１４に示すように、磁石６は、第１の傾斜面２ｃに開口する取付穴２ｅに配置されている。磁石６の板厚寸法は、取付穴２ｅの深さ寸法よりも小さい。図１４では具体的な図示を省略するが、磁石６のネジ孔６ａと第１のプレート部２ｂのネジ孔２ｆとにネジＳを捩じ込むことにより、磁石６が第１のプレート部２ｂに固定されている。磁石６の板厚方向が第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃに垂直となるように、磁石６が配置されている。磁石６のうち第２の傾斜面３ｃの方を向く面は、第２の加工ヘッド部３を吸着する吸着面となる。磁石６は、取付穴２ｅと対峙する第２の傾斜面３ｃから取付穴２ｅの開口よりも離隔する側に位置している。つまり、磁石６の吸着面は、取付穴２ｅの開口から突出していないとともに、第１の傾斜面２ｃと面一ではない。これにより、磁石６が他の部品に接触することを回避して、磁石６の破損を抑制することができる。なお、磁石６と他の部品とが接触しにくいように配置を調整すれば、磁石６の吸着面が取付穴２ｅの開口から突出していたり、磁石６の吸着面と第１の傾斜面２ｃとが面一であったりしてもよい。締結部材１０は、第１のプレート部２ｂと第１の本体部２ａとに捩じ込まれている。締結部材１０は、例えば、ボルトである。

次に、図９を参照して、レーザ加工ヘッド１のフランジ１ｂについて説明する。第１のプレート部２ｂは、第１の本体部２ａよりもＺ軸方向と交差する方向に張り出している。第２のプレート部３ｂは、第２の本体部３ａよりもＺ軸方向と交差する方向に張り出している。これにより、レーザ加工ヘッド１のうち第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との分割部分には、他の部分よりもＺ軸方向と交差する方向に張り出すフランジ１ｂが形成されている。

水平方向に対するフランジ１ｂの傾斜角度が２０度未満であると、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との間に強い衝撃力が働いて、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが破損しやすくなる可能性がある。一方、水平方向に対するフランジ１ｂの傾斜角度が７０度を超えると、レーザ加工ヘッド１がプラスＹ方向への衝突時に第２の加工ヘッド部３が第１の加工ヘッド部２から分離するために必要な力が増大して、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが破損しやすくなる可能性がある。そのため、水平方向に対するフランジ１ｂの傾斜角度は、２０度以上７０度以下であることが好ましい。レーザ加工ヘッド１の省スペースを図りながらレーザ加工ヘッド１の破損を抑制するためには、水平方向に対するフランジ１ｂの傾斜角度は４０度以上５０度以下であることがより好ましい。

次に、図１６および図１７を参照して、レーザ加工ヘッド１のカバー１ｃについて説明する。図１６は、第１の加工ヘッド部２を示した斜視図である。図１７は、第２の加工ヘッド部３を示した斜視図である。図１６に示される第１の傾斜面２ｃと図１７に示される第２の傾斜面３ｃとは、同一の外形形状および同一の外周寸法である。図１６および図１７に示すように、レーザ加工ヘッド１は、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの周囲を取り囲むカバー１ｃを備えている。カバー１ｃの材料には、例えば、ゴムが使用される。カバー１ｃは、図１６に示される第１のプレート部２ｂに取り付けられた第１のカバー２ｇと、図１７に示される第２のプレート部３ｂに取り付けられた第２のカバー３ｇとを有している。

図１６に示すように、第１のカバー２ｇは、第１の傾斜面２ｃの下縁と側縁とに沿って設けられている。第１のカバー２ｇは、本実施の形態では第１の傾斜面２ｃの８辺のうち傾斜方向下側の５辺に沿って設けられている。図１７に示すように、第２のカバー３ｇは、第２の傾斜面３ｃの上縁に沿って設けられている。第２のカバー３ｇは、本実施の形態では第２の傾斜面３ｃの８辺のうち傾斜方向上側の３辺に沿って設けられている。第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが互いに連結されたときに、第１のカバー２ｇと第２のカバー３ｇとは、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの周囲を取り囲んでいる。

次に、図９、図１１、図１８から図２１を参照して、本実施の形態にかかるレーザ加工ヘッド１の衝突時の動作について説明する。図１８は、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時の状態を示した断面図であって、図７に示されたＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図に相当する図である。図１９は、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時の状態を示した断面図であって、図７に示されたＸＩ－ＸＩ線に沿った断面図に相当する図である。図２０は、レーザ加工ヘッド１のＹ軸方向衝突時の状態を示した断面図であって、図７に示されたＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図に相当する図である。図２１は、レーザ加工ヘッド１のＸ軸方向衝突時の状態を示した斜視図である。図１８から図２１に示される矢印Ｙは、衝突時の第２の加工ヘッド部３の移動方向を示している。

はじめに、レーザ加工ヘッド１が鉛直方向下方への移動中にワークに衝突した場合である下方衝突時について説明する。図９に示すように、レーザ加工ヘッド１がワークに衝突する前の通常状態では、磁石６の吸着力によって第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とは互いに連結されている。第１の固定ピン１４ａが第２のピン溝１５ｂの内面に接触することによって、第２の加工ヘッド部３のＸ軸方向への移動が規制されている。第２の固定ピン１４ｂが第１のピン溝１５ａの内面に接触することによって、第２の加工ヘッド部３のＸ軸方向への移動が規制されている。第２の固定ピン１４ｂが第１のピン溝１５ａの規制面１５ｄに接触することによって、第２の加工ヘッド部３の傾斜方向の下方への移動が規制されている。接触式センサ７は、センサ当てピン９に接触している。図１１に示すように、可動ピン４が第２の傾斜面３ｃに向かって押し出されてピン座５に嵌まることによって、第２の加工ヘッド部３のＸ軸方向の移動および傾斜方向の下方への移動が規制されている。

図９に示されるレーザ加工ヘッド１が鉛直方向下方への移動中に第２の加工ヘッド部３がワークに衝突して磁石６の吸着力を超える衝撃力が第２の加工ヘッド部３に加わると、図１８に示すように第２の加工ヘッド部３が傾斜方向の上方にスライド移動する。このとき、第２のピン溝１５ｂの傾斜方向に沿った長さ寸法が第１の固定ピン１４ａの太さ寸法よりも大きいため、傾斜方向の上方へ移動しようとする第２のピン溝１５ｂに沿って第１の固定ピン１４ａが第２のピン溝１５ｂと相対的に移動することによって、第２の加工ヘッド部３のスライド移動が妨げられない。第２のピン溝１５ｂが第２の傾斜面３ｃの下縁まで切り欠かれているため、第１の固定ピン１４ａが第２のピン溝１５ｂから抜けやすくなり、第２の加工ヘッド部３が第１の加工ヘッド部２から分離しやすくなる。

また、第１のピン溝１５ａの傾斜方向に沿った長さ寸法が第２の固定ピン１４ｂの太さ寸法よりも大きいため、第２の固定ピン１４ｂが第１のピン溝１５ａに沿って第１のピン溝１５ａと相対的に移動することによって、第２の加工ヘッド部３のスライド移動が妨げられない。第１のピン溝１５ａが第１の傾斜面２ｃの上縁まで切り欠かれているため、第２の固定ピン１４ｂが第１のピン溝１５ａから抜けやすくなり、第２の加工ヘッド部３が第１の加工ヘッド部２から分離しやすくなる。

また、センサ当てピン９が傾斜方向の上方に接触式センサ７と相対的に移動することによって、接触部７ｃがセンサ当てピン９から離れて図１に示される制御装置２７にＯＦＦ信号が送信される。ＯＦＦ信号を受信した制御装置２７によって、レーザ加工ヘッド１の移動とレーザビーム３２の照射とが緊急停止される。

また、図１９に示すように、第２の加工ヘッド部３がスライド移動したときに可動部品４ａがピン座５から離脱することによって、第２の加工ヘッド部３のスライド移動が妨げられない。

次に、図２０を参照して、レーザ加工ヘッド１がＹ軸方向への移動中にワークに衝突した場合である水平衝突時について説明する。レーザ加工ヘッド１がＹ軸方向のプラスＹ方向への移動中に第２の加工ヘッド部３がワークに衝突して磁石６の吸着力を超える衝撃力が第２の加工ヘッド部３に加わると、第２の加工ヘッド部３が衝撃力の作用方向に回転して第１の加工ヘッド部２から分離する。このとき、第１の固定ピン１４ａが第２のピン溝１５ｂから抜けることによって、第２の加工ヘッド部３の回転が妨げられない。

また、第２の固定ピン１４ｂが第１のピン溝１５ａから抜けることによって、第２の加工ヘッド部３の回転が妨げられない。

また、センサ当てピン９が接触式センサ７から離れて、接触部７ｃがセンサ当てピン９から離れることにより制御装置２７にＯＦＦ信号が送信される。ＯＦＦ信号を受信した制御装置２７によって、レーザ加工ヘッド１の移動とレーザビーム３２の照射とが緊急停止される。

また、図示は省略するが、可動部品４ａがピン座５から離脱することによって、第２の加工ヘッド部３の回転が妨げられない。

なお、レーザ加工ヘッド１がＹ軸方向のマイナスＹ方向への移動中に、第２の加工ヘッド部３がワークに衝突して磁石６の吸着力を超える衝撃力が第２の加工ヘッド部３に加わった場合も、前記したレーザ加工ヘッド１がＹ軸方向のプラスＹ方向への移動中にワークに衝突した場合と同様の動作になる。また、図２１に示されるレーザ加工ヘッド１がＸ軸方向のマイナスＸ方向への移動中およびレーザ加工ヘッド１がＸ軸方向のプラスＸ方向への移動中に、第２の加工ヘッド部３がワークに衝突して磁石６の吸着力を超える衝撃力が第２の加工ヘッド部３に加わった場合も、前記したレーザ加工ヘッド１がＹ軸方向のプラスＹ方向への移動中にワークに衝突した場合と同様の動作になる。

次に、本実施の形態にかかるレーザ加工ヘッド１の効果について説明する。

以上説明した本実施の形態では、図１４に示すように、第１の傾斜面２ｃには、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とを分離可能に連結する磁石６が設けられている。これにより、第２の加工ヘッド部３がワークに衝突して磁石６の吸着力を超える衝撃力が第２の加工ヘッド部３に加わると、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが分離する。具体的には、レーザ加工ヘッド１の鉛直方向下方への移動時に第２の加工ヘッド部３がワークに衝突すると、第２の加工ヘッド部３が傾斜方向の上方にスライド移動して第１の加工ヘッド部２から離れる。レーザ加工ヘッド１の水平方向への移動時に第２の加工ヘッド部３がワークに衝突すると、第２の加工ヘッド部３が衝撃力の作用方向に回転して第１の加工ヘッド部２から離れる。そのため、レーザ加工ヘッド１には過大な衝撃力が加わらず、レーザ加工ヘッド１の破損を防止することができる。

本実施の形態では、図９に示すように、第１の傾斜面２ｃには、他方に向かって突出する固定ピン１４が設けられ、第２の傾斜面３ｃには、固定ピン１４が挿入されるピン溝１５が設けられている。また、第２の傾斜面３ｃには、第１の傾斜面２ｃに向かって突出する固定ピン１４が設けられ、第１の傾斜面２ｃには、固定ピン１４が挿入されるピン溝１５が設けられている。これらの構成により、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との位置関係が正確に決まるため、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との連結時の位置決め精度が高いレーザ加工ヘッド１を得ることができる。したがって、レーザ加工ヘッド１の衝突時に、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが一旦分離された後に再連結されても、第１の加工ヘッド部２および第２の加工ヘッド部３の分離前と再連結後とで第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との位置関係のずれが生じない。このようなレーザ加工ヘッド１をレーザ加工機に使用すると、第１の加工ヘッド部２および第２の加工ヘッド部３の分離前と再連結後とでレーザビーム３２の光軸ずれの発生を抑制することができる。したがって、第１の加工ヘッド部２および第２の加工ヘッド部３の分離前と再連結後とで加工品質が変わらないレーザ加工機を得ることができる。

また、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との連結時に、固定ピン１４がピン溝１５に挿入されることにより、レーザ加工ヘッド１が急加速、急停止といった動作を行った際に、第２の加工ヘッド部３が第１の加工ヘッド部２からずれることを抑制できる。

また、図２に示すように、ワイヤ送給機２１ｄが第２の加工ヘッド部３に固定されていることと、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との連結時の位置決め精度が高いこととにより、第１の加工ヘッド部２および第２の加工ヘッド部３の分離前と再連結後とでワイヤ送給機２１ｄの先端と第２の加工ヘッド部３のノズル３ｄとの位置関係のずれが生じない。そのため、ワイヤ送給機２１ｄの先端と第２の加工ヘッド部３のノズル３ｄとの位置を合わせる調整作業を省略することができる。

本実施の形態では、図９に示すように、ピン溝１５の傾斜方向に沿った長さ寸法は、固定ピン１４の太さ寸法よりも大きい。これにより、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第２の加工ヘッド部３が傾斜方向の上方にスライド移動すると、固定ピン１４がピン溝１５に沿ってピン溝１５と相対的に移動するため、第２の加工ヘッド部３のスライド移動を妨げることがない。また、レーザ加工ヘッド１の水平衝突時に第２の加工ヘッド部３が回転すると、固定ピン１４がピン溝１５からきちんと抜けるため、第２の加工ヘッド部３の回転を妨げない。

本実施の形態では、図９に示すように、固定ピン１４は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の下方に設けられた第１の固定ピン１４ａと、第２の傾斜面３ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方に設けられた第２の固定ピン１４ｂとを含んでいる。また、本実施の形態では、ピン溝１５は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方に設けられた第１のピン溝１５ａと、第２の傾斜面３ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の下方に設けられた第２のピン溝１５ｂとを含んでいる。これらの構成により、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第２の加工ヘッド部３が傾斜方向の上方にスライド移動したときに、第１の固定ピン１４ａが第２のピン溝１５ｂから抜けやすくなるとともに、第２の固定ピン１４ｂが第１のピン溝１５ａから抜けやすくなるため、第２の加工ヘッド部３が第１の加工ヘッド部２から分離しやすくなる。

本実施の形態では、図９に示すように、第１のピン溝１５ａは、第１の傾斜面２ｃの上縁まで切り欠かれており、第２のピン溝１５ｂは、第２の傾斜面３ｃの下縁まで切り欠かれている。これにより、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第２の加工ヘッド部３が傾斜方向の上方にスライド移動したときに、第１の固定ピン１４ａが第２のピン溝１５ｂから抜けやすくなるとともに、第２の固定ピン１４ｂが第１のピン溝１５ａから抜けやすくなるため、第２の加工ヘッド部３が第１の加工ヘッド部２から分離しやすくなる。

本実施の形態では、図９に示すように、第１のピン溝１５ａの内面は、第２の固定ピン１４ｂよりも傾斜方向の下方に位置して、第２の固定ピン１４ｂの傾斜方向の下方への移動を規制する規制面１５ｄを有している。これにより、第２の固定ピン１４ｂが第１のピン溝１５ａの規制面１５ｄに接触して、第２の加工ヘッド部３の傾斜方向の下方への移動が規制される。

本実施の形態では、図７および図８に示すように、ピン溝１５は、光路孔１ａと離れている。これにより、加工時に光路孔１ａにガスを流すレーザ加工機では、ピン溝１５を設けた場合でも、ガス濃度の低下を防ぐことができるとともに、ガス流の乱れを防ぐことができる。そのため、ワークの加工品質の低下を防ぐことができる。

本実施の形態では、図１０に示すように、固定ピン１４には、ピン溝１５に向かうにつれて先細りとなる固定ピン側接触面１４ｃが形成され、ピン溝１５には、固定ピン側接触面１４ｃが接触する溝幅方向に対称形状のピン溝側接触面１５ｃが形成されている。これにより、固定ピン１４の固定ピン側接触面１４ｃがピン溝１５のピン溝側接触面１５ｃに当たって、Ｘ軸方向への固定ピン１４の移動が規制されるため、固定ピン１４とピン溝１５との位置が一意的に決まる。

本実施の形態では、図７および図８に示すように、複数の固定ピン１４は、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されていることにより、各固定ピン１４を第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃに取り付ける際の取付性を向上させることができる。

本実施の形態では、図１１に示すように、第１の傾斜面２ｃには、第２の傾斜面３ｃに向かって突出するとともに第２の傾斜面３ｃに向かって付勢される可動ピン４が設けられ、第２の傾斜面３ｃには、可動ピン４が挿入されるピン座５が設けられている。これにより、レーザ加工ヘッド１がワークに衝突して可動ピン４に外力が加わり、可動ピン４が付勢力に抗して押されると、可動ピン４が引っ込んでピン座５から抜ける。そのため、可動ピン４が第２の加工ヘッド部３のスライド移動および回転を妨げない。一方で、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との連結時には、可動ピン４がピン座５に挿入される。これにより、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との位置関係が正確に決まるため、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との連結時の位置決め精度がより一層高いレーザ加工ヘッド１を得ることができる。

また、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との連結時に、可動ピン４がピン座５に挿入されることにより、レーザ加工ヘッド１が急加速、急停止といった動作を行った際に、第２の加工ヘッド部３が第１の加工ヘッド部２からずれることを抑制できる。

本実施の形態では、図６および図７に示すように、固定ピン１４および可動ピン４は、磁石６を避けた位置に配置されていることにより、固定ピン１４および可動ピン４と磁石６との接触を回避して、磁石６の破損を抑制することができる。特に、本実施の形態では、可動ピン４と磁石６とは、第１の傾斜面２ｃのみに配置されていることにより、第２の加工ヘッド部３がスライド移動したときに、可動ピン４と磁石６との接触を回避して、磁石６の破損を抑制することができる。

本実施の形態では、図９に示すように、第２の傾斜面３ｃには、センサ当てピン９が設けられ、第１の傾斜面２ｃには、センサ当てピン９に接触する接触部７ｃを有し接触部７ｃが変位することにより第１の加工ヘッド部２に対する第２の加工ヘッド部３の位置ずれを検知する接触式センサ７が設けられている。これにより、接触式センサ７によって第２の加工ヘッド部３の位置ずれが検知されると、図１に示される制御装置２７によってレーザ加工ヘッド１の移動とレーザビーム３２の照射とを迅速に停止できる。

本実施の形態では、図９に示すように、第１の傾斜面２ｃに設けられた接触式センサ７は、第２の傾斜面３ｃと鋭角を成すように傾いている。これにより、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第２の加工ヘッド部３が傾斜方向の上方にスライド移動したときに、接触式センサ７とセンサ当てピン９とが擦れ合うのを抑制して、両者の摩耗を抑制することができる。

本実施の形態では、図９に示すように、第２の傾斜面３ｃには、センサ当てピン９を収容するセンサ溝８が設けられ、センサ溝８は、傾斜方向に沿って延びている。これにより、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第２の加工ヘッド部３がスライド移動すると、接触式センサ７がセンサ溝８に沿ってセンサ溝８と相対的に移動するため、接触式センサ７と第２の傾斜面３ｃとの干渉を抑制することができる。

本実施の形態では、図９に示すように、センサ溝８は、ピン溝１５と一体に形成されていることにより、センサ溝８とピン溝１５とを別々に加工する手間を省けて、レーザ加工ヘッド１の生産性を高めることができる。

本実施の形態では、図９に示すように、第１のプレート部２ｂは、第１の本体部２ａよりもＺ軸方向と交差する方向に張り出しており、第２のプレート部３ｂは、第２の本体部３ａよりもＺ軸方向と交差する方向に張り出している。これにより、レーザ加工ヘッド１のうち第１のプレート部２ｂおよび第２のプレート部３ｂ以外の部分を細くして、レーザ加工ヘッド１の軽量化を図ることができる。

図１４に示されるレーザ加工ヘッド１の高速移動時には、第２の加工ヘッド部３には回転モーメントが加わるが、この回転モーメントを磁石６の吸着力で抑えこむ必要がある。仮に、磁石６の吸着力を増大させると、レーザ加工ヘッド１の衝突時に第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とを分離させるために必要な力が増大する。そのため、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが変形しやすくなり、第１の加工ヘッド部２および第２の加工ヘッド部３の交換頻度が増える。この点、本実施の形態では、第１のプレート部２ｂが第１の本体部２ａよりもＺ軸方向と交差する方向に張り出すとともに第２のプレート部３ｂが第２の本体部３ａよりもＺ軸方向と交差する方向に張り出すことにより、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの面積が大きくなる。第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの面積を大きくすると、磁石６に働く回転モーメントの作用距離が大きくなるため、磁石６に働く回転モーメントを抑制することができる。これにより、磁石６の吸着力の増大化を抑えることができるため、レーザ加工ヘッド１の衝突時に第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とを分離させるための力を抑えることができる。したがって、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが変形しにくくなり、第１の加工ヘッド部２および第２の加工ヘッド部３の交換頻度を抑えることができる。

本実施の形態では、図９に示すように、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３とが互いに連結されたときに、第１のカバー２ｇと第２のカバー３ｇとは、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの周囲を取り囲んでいる。これにより、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との間に物が挟まることを防げる。また、図１６および図１７に示すように、第１のカバー２ｇが第１の加工ヘッド部２の上縁に設けられていないため、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第２の加工ヘッド部３が傾斜方向の上方にスライド移動したときに、第２の加工ヘッド部３と第１のカバー２ｇとの干渉を防ぐことができる。したがって、第１のカバー２ｇと第２のカバー３ｇとを設けた場合でも、第２の加工ヘッド部３の移動を妨げない。

次に、実施の形態１の変形例について説明する。

本実施の形態では、図５および図６に示すように、位置決めピンである固定ピン１４と可動ピン４とが第１の傾斜面２ｃに設けられるとともに位置決めピンである固定ピン１４が第２の傾斜面３ｃに設けられているが、固定ピン１４と可動ピン４とは、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうち少なくとも一方に設けられていればよい。同様に、位置決め凹部であるピン溝１５とピン座５とは、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうち少なくとも他方に設けられていればよい。

固定ピン１４、可動ピン４、ピン溝１５およびピン座５の数は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、固定ピン１４および可動ピン４が１つずつ設けられて、ピン溝１５およびピン座５が１つずつ設けられてもよい。このような構成にしても、１つの固定ピン１４と１つの可動ピン４とによって、合計２つの位置決めピンが設けられることになるため、第１の加工ヘッド部２と第２の加工ヘッド部３との連結時の第２の加工ヘッド部３の回転を抑制することができる。

本実施の形態では、位置決めピンとして固定ピン１４と可動ピン４とが設けられ、位置決め凹部としてピン溝１５とピン座５とが設けられたが、位置決めピンとして固定ピン１４のみが設けられ、位置決め凹部としてピン溝１５のみが設けられる構成にしてもよい。このような構成にする場合には、少なくとも２つの固定ピン１４と少なくとも２つのピン溝１５とが設けられていればよい。

本実施の形態では、図５および図６に示すように、ピン溝１５を、第１の傾斜面２ｃの上縁または第２の傾斜面３ｃの下縁まで切り欠いたが、第１の傾斜面２ｃの上縁または第２の傾斜面３ｃの下縁まで切り欠かなくてもよい。このような構成にする場合には、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時の第２の加工ヘッド部３のスライド移動を妨げないように、ピン溝１５の傾斜方向に沿った長さを十分に確保することが好ましい。なお、ピン溝１５の深さは、ピン溝１５の延伸方向の全長に亘って一定でもよいが、第１の傾斜面２ｃの上縁または第２の傾斜面３ｃの下縁に向かって徐々に浅くなるようにしてもよい。このようにすると、第２の加工ヘッド部３がスライド移動したときに、ピン溝１５から固定ピン１４が抜けやすくなる。

本実施の形態では、図５に示すように、吸着部材である磁石６が第１の傾斜面２ｃのみに設けられているが、磁石６は第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうち少なくとも一方に設けられていればよい。磁石６が第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの両方に設けられる場合には、第１のプレート部２ｂおよび第２のプレート部３ｂのうち相手側の磁石６と向かい合う部分を非磁性体にすればよい。なお、磁石６は、レーザ加工ヘッド１の衝突時の衝撃力を受けやすく、破損しやすい部品であるため、レーザ加工ヘッド１の衝突時に移動しないおよび回転しない第１の加工ヘッド部２の第１の傾斜面２ｃのみに設けられることが好ましい。

本実施の形態では、図９に示すように、レーザ加工ヘッド１はフランジ１ｂを備えるが、フランジ１ｂを備えなくてもよい。すなわち、レーザ加工ヘッド１の太さがＺ軸方向の全長に亘って一定であってもよい。

本実施の形態では、図９に示すように、第１の加工ヘッド部２が第１の本体部２ａと第１のプレート部２ｂとの２部材で構成されているが、第１の本体部２ａと第１のプレート部２ｂとが一体的に形成された単一の部材で第１の加工ヘッド部２が構成されてもよい。また、本実施の形態では、第２の加工ヘッド部３が第２の本体部３ａと第２のプレート部３ｂとの２部材で構成されているが、第２の本体部３ａと第２のプレート部３ｂとが一体的に形成された単一の部材で第２の加工ヘッド部３が構成されてもよい。

本実施の形態では、図９に示すように、レーザ加工ヘッド１はカバー１ｃを備えるが、カバー１ｃを備えなくてもよい。

図５および図６に示される固定ピン１４の配置は、図示した例に限定されず、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃにおいて自由に変更してもよい。例えば、固定ピン１４およびピン溝１５は、光路孔１ａの開口よりも傾斜方向の上方のみに設けられてもよいし、光路孔１ａの開口よりも傾斜方向の下方のみに設けられてもよい。また、例えば、固定ピン１４およびピン溝１５は、光路孔１ａの開口と直交方向に間隔を空けて配置されてもよい。

本実施の形態では、図５および図６に示すように、複数の固定ピン１４と複数のピン溝１５とは、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されているが、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されていなくてもよい。例えば、複数の固定ピン１４と複数のピン溝１５とは、図２２および図２３に示されるように配置されてもよい。図２２は、実施の形態１の変形例１にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図２３は、実施の形態１の変形例１にかかるレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した斜視図である。図２２および図２３に示すように、第１の傾斜面２ｃの固定ピン１４と第２の傾斜面３ｃのピン溝１５とは、第１の中心線Ｃａ上に配置されている。第１の傾斜面２ｃのピン溝１５と第２の傾斜面３ｃの固定ピン１４とは、第１の中心線Ｃａから直交方向にオフセットした位置に配置されている。

例えば、複数の固定ピン１４と複数のピン溝１５とは、図２４および図２５に示されるように配置されてもよい。図２４は、実施の形態１の変形例２にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図２５は、実施の形態１の変形例２にかかるレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した斜視図である。図２４および図２５に示すように、第１の傾斜面２ｃの固定ピン１４と第２の傾斜面３ｃのピン溝１５とは、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方に第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に配置されている。第１の傾斜面２ｃのピン溝１５と第２の傾斜面３ｃの固定ピン１４とは、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の他方に第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に配置されている。

例えば、複数の固定ピン１４と複数のピン溝１５とは、図２６および図２７に示されるように配置されてもよい。図２６は、実施の形態１の変形例３にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図２７は、実施の形態１の変形例３にかかるレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した斜視図である。図２６に示すように、第１の傾斜面２ｃには、１つの固定ピン１４と２つのピン溝１５とが設けられている。図２７に示すように、第２の傾斜面３ｃには、２つの固定ピン１４と１つのピン溝１５とが設けられている。図２６および図２７に示すように、第１の傾斜面２ｃの固定ピン１４と第２の傾斜面３ｃのピン溝１５とは、第１の中心線Ｃａ上に配置されている。図２６に示すように、第１の傾斜面２ｃのピン溝１５は、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方と他方とに第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に１つずつ配置されている。図２７に示すように、第２の傾斜面３ｃの固定ピン１４は、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方と他方とに第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に１つずつ配置されている。

例えば、複数の固定ピン１４と複数のピン溝１５とは、図２８および図２９に示されるように配置されてもよい。図２８は、実施の形態１の変形例４にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図２９は、実施の形態１の変形例４にかかるレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した斜視図である。図２８に示すように、第１の傾斜面２ｃには、２つの固定ピン１４と１つのピン溝１５とが設けられている。図２９に示すように、第２の傾斜面３ｃには、１つの固定ピン１４と２つのピン溝１５とが設けられている。図２８および図２９に示すように、第１の傾斜面２ｃのピン溝１５と第２の傾斜面３ｃの固定ピン１４とは、第１の中心線Ｃａ上に配置されている。図２８に示すように、第１の傾斜面２ｃの固定ピン１４は、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方と他方とに第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に１つずつ配置されている。図２９に示すように、第２の傾斜面３ｃのピン溝１５は、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方と他方とに第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に１つずつ配置されている。

固定ピン１４の形状は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、固定ピン１４の形状は、図３０に示されるような形状でもよい。図３０は、実施の形態１の変形例５にかかるレーザ加工ヘッド１の固定ピン１４とピン溝１５とを示した断面図である。固定ピン１４の先端には、ピン溝１５に向かうにつれて先細りとなる固定ピン側接触面１４ｃが形成されている。固定ピン側接触面１４ｃは、固定ピン１４の根本側から先端側に向かうにつれて縮径する円錐台形状に形成されている。なお、固定ピン側接触面１４ｃの形状は、円錐状などでもよい。

ピン溝１５の形状は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、ピン溝１５の形状は、図３１および図３２に示されるような形状でもよい。図３１は、実施の形態１の変形例６にかかるレーザ加工ヘッド１の固定ピン１４とピン溝１５とを示した断面図である。図３２は、実施の形態１の変形例７にかかるレーザ加工ヘッド１の固定ピン１４とピン溝１５とを示した断面図である。ピン溝１５は、平坦な溝底１５ｅを有し、溝底１５ｅから開口に向かうにつれて溝幅方向に広がるＶ字状に形成されてもよい。ピン溝１５の内面には、溝底１５ｅと、溝底１５ｅの溝幅方向の両縁から開口に向かうにつれて溝幅方向に広がる一対のピン溝側接触面１５ｃとが形成されている。一対のピン溝側接触面１５ｃは、溝幅方向に対称形状である。

例えば、ピン溝１５の形状は、図３３および図３４に示されるような形状でもよい。図３３は、実施の形態１の変形例８にかかるレーザ加工ヘッド１の固定ピン１４とピン溝１５とを示した断面図である。図３４は、実施の形態１の変形例９にかかるレーザ加工ヘッド１の固定ピン１４とピン溝１５とを示した断面図である。ピン溝１５は、平坦な溝底１５ｅを有し、溝底１５ｅから開口に向かって溝幅が一定であるＵ字状に形成されてもよい。ピン溝１５の内面には、溝底１５ｅと、溝底１５ｅの溝幅方向の両縁から開口に向かって直線状に延びる一対のピン溝側接触面１５ｃとが形成されている。一対のピン溝側接触面１５ｃは、溝幅方向に対称形状である。

例えば、ピン溝１５の形状は、図３５および図３６に示されるような形状でもよい。図３５は、実施の形態１の変形例１０にかかるレーザ加工ヘッド１の固定ピン１４とピン溝１５とを示した断面図である。図３６は、実施の形態１の変形例１１にかかるレーザ加工ヘッド１の固定ピン１４とピン溝１５とを示した断面図である。ピン溝１５は、円弧形状に形成されてもよい。ピン溝１５の内面には、円弧形状のピン溝側接触面１５ｃが形成されている。ピン溝側接触面１５ｃは、溝幅方向に対称形状である。

接触式センサ７およびセンサ当てピン９の配置は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、接触式センサ７およびセンサ当てピン９の配置は、図３７および図３８に示されるような配置でもよい。図３７は、実施の形態１の変形例１２にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図３８は、実施の形態１の変形例１２にかかるレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した斜視図である。図３７および図３８に示される接触式センサ７とセンサ当てピン９とは、第１の中心線Ｃａから直交方向にオフセットした位置に配置されている。

例えば、接触式センサ７およびセンサ当てピン９の配置は、図３９に示されるような配置でもよい。図３９は、実施の形態１の変形例１３にかかるレーザ加工ヘッド１を示した断面図であって、図７に示されたＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図に相当する図である。本変形例では、接触式センサ７およびセンサ当てピン９が２つずつ設けられている。第１のプレート部２ｂと第２のプレート部３ｂとには、接触式センサ７およびセンサ当てピン９が１つずつ設けられている。２つの接触式センサ７は、傾斜方向に互いに離れている。２つのセンサ当てピン９も傾斜方向に互いに離れている。以下、２つの接触式センサ７を区別する場合には、接触式センサ７ａ、接触式センサ７ｂと称する。また、２つのセンサ当てピン９を区別する場合には、センサ当てピン９ａ、センサ当てピン９ｂと称する。接触式センサ７ａは、第１のプレート部２ｂに取り付けられていて、光路孔１ａよりも傾斜方向の下方に位置する。センサ当てピン９ａは、第２の傾斜面３ｃに設けられていて、光路孔１ａよりも傾斜方向の下方に位置する。接触式センサ７ａおよびセンサ当てピン９ａは、前記した実施の形態１の接触式センサ７およびセンサ当てピン９と同様の構成である。

接触式センサ７ｂは、第２のプレート部３ｂに取り付けられていて、光路孔１ａよりも傾斜方向の上方に位置する。接触式センサ７ｂは、第２のプレート部３ｂを貫通して取り付けられている。接触式センサ７ｂの先端は、第２の傾斜面３ｃから露出している。第２の傾斜面３ｃに設けられた接触式センサ７ｂは、第２の傾斜面３ｃと鋭角を成すように傾いている。接触式センサ７ｂと第２の傾斜面３ｃとが成す角度θ２は、鋭角である。接触式センサ７ｂの先端が傾斜方向の下方に傾くように、接触式センサ７ｂが第２のプレート部３ｂに取り付けられている。第２の傾斜面３ｃに設けられた接触式センサ７ｂが第２の傾斜面３ｃと鋭角を成すように傾いていることにより、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第２の加工ヘッド部３が傾斜方向の上方にスライド移動したときに、接触式センサ７ｂとセンサ当てピン９ｂとが擦れ合うのを抑制して、両者の摩耗を抑制することができる。

センサ当てピン９ｂは、第１の傾斜面２ｃに設けられている。センサ当てピン９ｂを収容するセンサ溝８は、本変形例では第１のピン溝１５ａと一体に形成されているが、第１のピン溝１５ａと別々に形成されてもよい。センサ溝８をピン溝１５と別々に形成する場合でも、センサ溝８は、傾斜方向に沿って延びていることが好ましい。すなわち、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時の第２の加工ヘッド部３のスライド移動を妨げないように、接触式センサ７ｂの先端の太さ寸法よりもセンサ溝８の傾斜方向に沿った寸法を大きくすることが好ましい。また、センサ溝８は、第１の傾斜面２ｃの上縁まで切り欠かれていることが好ましい。

可動ピン４の配置は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、可動ピン４の配置は、図４０に示されるような配置でもよい。図４０は、実施の形態１の変形例１４にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図４０に示される可動ピン４の数は、２つである。２つの可動ピン４は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方に設けられている。可動ピン４は、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方と他方とに第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に１つずつ配置されている。

例えば、可動ピン４の配置は、図４１に示されるような配置でもよい。図４１は、実施の形態１の変形例１５にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図４１に示される可動ピン４の数は、２つである。２つの可動ピン４は、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されている。２つの可動ピン４は、本変形例では第１の中心線Ｃａ上に配置されている。可動ピン４は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方と下方とに１つずつ設けられている。

例えば、可動ピン４の配置は、図４２および図４３に示されるような配置でもよい。図４２は、実施の形態１の変形例１６にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図４３は、実施の形態１の変形例１６にかかるレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した斜視図である。図４２および図４３に示すように、本変形例では、可動ピン４が第２のプレート部３ｂに設けられて、磁石６が第１のプレート部２ｂに設けられている。つまり、可動ピン４と磁石６とが異なるプレート部に設けられている。このような構成にする場合には、第２の加工ヘッド部３がスライド移動したときに可動ピン４と磁石６とが干渉しない位置に配置されることが好ましい。磁石６と可動ピン４とは、傾斜方向に沿った同一直線上から外れた位置に配置されていることが好ましい。３つの可動ピン４は、本変形例では磁石６よりも第１の中心線Ｃａに寄った位置に配置されている。図４３に示される可動ピン４の数は、３つである。２つの可動ピン４は、第２の傾斜面３ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方に設けられている。１つの可動ピン４は、第２の傾斜面３ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の下方に設けられている。１つの可動ピン４は、本変形例では第１の中心線Ｃａ上に配置されている。

可動ピン４の構成は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、可動ピン４の構成は、図４４に示されるような構成でもよい。図４４は、実施の形態１の変形例１７にかかるレーザ加工ヘッド１の可動ピン４を模式的に示した図である。図４４に示される可動部品４ａの可動ピン側接触面４ｅは、可動部品４ａの根本側から先端側に向かうにつれて縮径する円錐形状に形成されている。なお、可動ピン側接触面４ｅの形状は、可動部品４ａの根本側から先端側に向かうにつれて縮径する円錐台形状などでもよい。

例えば、可動ピン４の構成は、図４５に示されるような構成でもよい。図４５は、実施の形態１の変形例１８にかかるレーザ加工ヘッド１の可動ピン４を模式的に示した図である。以下、前記した実施の形態１と相違する点を中心に説明する。可動ピン４は、可動部品４ａと、付勢手段４ｂと、容器４ｃとを有している。容器４ｃは、有底筒状の部材である。容器４ｃには、可動部品４ａを突出させるための開口４ｄが形成されている。可動部品４ａの基端には、可動部品４ａの軸直角方向に他の部分よりも張り出す受座４ｆが形成されている。付勢手段４ｂは、可動部品４ａの受座４ｆと容器４ｃの開口縁との間に配置されて、可動部品４ａを容器４ｃの開口４ｄから突出する方向に付勢する役割を果たす。

可動ピン４は、本変形例では容器４ｃの開口４ｄから突出する方向に可動部品４ａを引っ張る引張式可動ピンである。可動部品４ａの可動ピン側接触面４ｅに加わった外力Ｆが付勢手段４ｂの付勢力を上回ると、可動部品４ａが容器４ｃの底に向かって押し込まれる。一方で、可動部品４ａの可動ピン側接触面４ｅに加わった外力Ｆが取り除かれると、付勢手段４ｂの付勢力によって可動部品４ａが容器４ｃの開口４ｄに向かって引っ張られて、可動部品４ａが元の形状に復帰する。

ピン座５の形状は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、ピン座５の形状は、図４６に示されるような形状でもよい。図４６は、実施の形態１の変形例１９にかかるレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３のうち第１の加工ヘッド部２の方を向く端部を示した斜視図である。図４６に示されるピン座５の形状は、溝状であってもよい。ピン座５の形状は、本変形例では傾斜方向よりも直交方向に長い溝状である。このようなピン座５の形状の場合には、ピン座５の直交方向に沿った長さ寸法が可動ピン４の太さ寸法よりも大きくなる。なお、ピン座５の形状は、例えば、直交方向よりも傾斜方向に長い溝状でもよい。このようなピン座５の形状の場合には、ピン座５の傾斜方向に沿った長さ寸法が可動ピン４の太さ寸法よりも大きくなる。ピン座５の形状を溝状にする場合には、ピン座５の形状を溝幅方向に対称形状なＶ字状、Ｕ字状、円弧形状などにしてもよい。また、傾斜方向よりも直交方向に長い溝状のピン座５と、直交方向よりも傾斜方向に長い溝状のピン座５とを併用する構成でもよい。

例えば、ピン座５の形状は、図４７に示されるような形状でもよい。図４７は、実施の形態１の変形例２０にかかるレーザ加工ヘッド１のピン座５を模式的に示した図である。図４７に示されるピン座５の形状は、本変形例では円錐状である。ピン座５の内面には、円錐状のピン座側接触面５ａが形成されている。なお、ピン座５の形状は、円錐台形状などでもよい。

図４８は、可動ピン４とピン座５との接点Ｃを説明するための説明図である。図４９は、可動ピン４とピン座５との接点Ｃを説明するための説明図であって、図４８とは接点Ｃの位置が異なる場合を示した図である。可動ピン側接触面４ｅは、中心軸Ａを有する形状に形成されている。可動ピン側接触面４ｅは、中心軸Ａに軸対称な形状に形成されている。ここで、可動ピン側接触面４ｅの根本側の末端と中心軸Ａとを通って中心軸Ａに垂直な仮想直線を垂線Ｐとする。また、中心軸Ａと垂線Ｐとが交わる点を交点Ｏとする。また、可動ピン側接触面４ｅとピン座側接触面５ａとの接点を接点Ｃとする。また、交点Ｏと接点Ｃとを結ぶ仮想線を仮想直線Ｌとする。中心軸Ａと仮想直線Ｌとが成す角度を接触角θ３とする。

例えば、可動ピン４の可動ピン側接触面４ｅが半球面状の場合には、接触角θ３が小さいと、レーザ加工ヘッド１が高速移動したときに第２の加工ヘッド部３が動いてしまい、第１の加工ヘッド部２との位置がずれてしまう可能性がある。一方で、接触角θ３が大きすぎると、レーザ加工ヘッド１の下方衝突時に第２の加工ヘッド部３がスライド移動したときに、可動部品４ａが押し込まれずに可動ピン４が破損してしまう可能性がある。以上の点を考慮すると、接触角θ３は、５５度から７５度であることが好ましい。

磁石６の配置は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、磁石６の配置は、図５０に示されるような配置でもよい。図５０は、実施の形態１の変形例２１にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図５０に示される磁石６の数は、２つである。２つの磁石６は、第２の中心線Ｃｂよりも傾斜方向の上方に配置されている。２つの磁石６は、直交方向に沿った同一直線上に配置されている。磁石６は、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方と他方とに第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に１つずつ配置されている。

例えば、磁石６の配置は、図５１に示されるような配置でもよい。図５１は、実施の形態１の変形例２２にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図５１に示される磁石６の数は、２つである。２つの磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方と下方とに１つずつ配置されている。２つの磁石６は、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されている。２つの磁石６は、第１の中心線Ｃａ上に配置されている。

例えば、磁石６の配置は、図５２に示されるような配置でもよい。図５２は、実施の形態１の変形例２３にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図５２に示される磁石６の数は、３つである。３つの磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分の周方向に互いに間隔を空けて配置されている。磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の下方に１つ配置されているとともに、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の斜め上方に２つ配置されている。

最も傾斜方向の下方に配置された１つの磁石６は、第１の中心線Ｃａ上に配置されている。残りの２つの磁石６は、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方と他方とに第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に配置されている。残りの２つの磁石６は、第１の中心線Ｃａを挟んで線対称となるように配置されている。残りの２つの磁石６は、傾斜方向の下方から上方に向かうにつれて第１の中心線Ｃａに近付くように傾斜している。

例えば、磁石６の配置は、図５３に示されるような配置でもよい。図５３は、実施の形態１の変形例２４にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図５３に示される磁石６の数は、３つである。磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分を挟んで直交方向の一方に２つ、直交方向の他方に１つ配置されている。直交方向の一方に配置された２つの磁石６は、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されているとともに、第２の中心線Ｃｂを挟んで傾斜方向の上方と下方とに第２の中心線Ｃｂからオフセットした位置に配置されている。

例えば、磁石６の配置は、図５４に示されるような配置でもよい。図５４は、実施の形態１の変形例２５にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図５４に示される磁石６の数は、２つである。磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分を挟んで直交方向の一方と他方とに１つずつ配置されている。２つの磁石６は、直交方向に沿った同一直線上に配置されている。２つの磁石６は、第２の中心線Ｃｂ上に配置されている。２つの磁石６は、長さ方向を傾斜方向に一致させた状態で、かつ、幅方向を直交方向に一致させた状態で配置されている。

例えば、磁石６の配置は、図５５に示されるような配置でもよい。図５５は、実施の形態１の変形例２６にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図５５に示される磁石６の数は、２つである。磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分を挟んで傾斜方向の上方と下方とに１つずつ配置されている。２つの磁石６は、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されている。２つの磁石６は、第１の中心線Ｃａ上に配置されている。２つの磁石６は、長さ方向を直交方向に一致させた状態で、かつ、幅方向を傾斜方向に一致させた状態で配置されている。

例えば、磁石６の配置は、図５６に示されるような配置でもよい。図５６は、実施の形態１の変形例２７にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図５６に示される磁石６の数は、３つである。磁石６の形状は、円形である。３つの磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分の周方向に互いに間隔を空けて配置されている。磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の下方に１つ配置されているとともに、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の斜め上方に２つ配置されている。最も傾斜方向の下方に配置された１つの磁石６は、第１の中心線Ｃａ上に配置されている。残りの２つの磁石６は、第１の中心線Ｃａを挟んで直交方向の一方と他方とに第１の中心線Ｃａからオフセットした位置に配置されている。残りの２つの磁石６は、第１の中心線Ｃａを挟んで線対称となるように配置されている。

例えば、磁石６の配置は、図５７に示されるような配置でもよい。図５７は、実施の形態１の変形例２８にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した平面図である。図５７に示される磁石６の数は、２つである。磁石６の形状は、円形である。２つの磁石６は、第１の傾斜面２ｃのうち光路孔１ａが開口した部分よりも傾斜方向の上方と下方とに１つずつ配置されている。２つの磁石６は、傾斜方向に沿った同一直線上に配置されている。２つの磁石６は、第１の中心線Ｃａ上に配置されている。

磁石６の構成は、図示した例に限定されず、適宜変更してもよい。例えば、磁石６の構成は、図５８および図５９に示されるような構成でもよい。図５８は、実施の形態１の変形例２９にかかるレーザ加工ヘッド１の磁石６を示した斜視図である。図５９は、図５８に示される磁石６を第１の加工ヘッド部２に配置した状態を示した断面図である。図５８に示されるように、一対のヨーク６ｂの間に挟み込まれた磁石６を吸着部材として使用してもよい。磁石６は、磁石６の板厚方向に磁化されている。一対のヨーク６ｂは、磁石６の板厚方向の両側から磁石６を挟み込んでいる。磁石６およびヨーク６ｂの形状は、特に制限されないが、本変形例では板状である。

図５９に示されるように磁石６と一対のヨーク６ｂとは、それぞれが第２の傾斜面３ｃに臨むように第１の傾斜面２ｃの取付穴２ｅに配置されている。磁石６から発生した磁束Ｍは、一方のヨーク６ｂを流れた後に、第２のプレート部３ｂへと流れる。次に、磁束Ｍは、第２のプレート部３ｂから他方のヨーク６ｂへと流れた後、磁石６に戻る。このように磁束は、磁石６、一方のヨーク６ｂ、第２のプレート部３ｂ、他方のヨーク６ｂ、磁石６の順に一周するように流れる。

例えば、磁石６の構成は、図６０に示されるような構成でもよい。図６０は、実施の形態１の変形例３０にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。図６０に示されるように吸着部材として複数の磁石６が接着剤で一体化された物を使用してもよい。一体化される磁石６の数は、本変形例では３つである。３つの磁石６が１セットになっていて、本変形例では４セット配置されている。３つの磁石６は、磁石６の板厚方向に積層されている。隣接する磁石６は、接着剤を介して連結されている。３つの磁石６は、それぞれが第２の傾斜面３ｃに臨むように第１の傾斜面２ｃの取付穴２ｅに配置される。

図６１は、実施の形態１の変形例３１にかかるレーザ加工ヘッド１の第２の加工ヘッド部３を示した斜視図である。図６１に示されるように第２の傾斜面３ｃには、シール部材３ｈが設けられてもよい。シール部材３ｈは、第２の傾斜面３ｃのうち光路孔１ａが開口した部分を囲むように配置されている。シール部材３ｈは、第１の傾斜面２ｃと第２の傾斜面３ｃとの間を気密にシールする。シール部材３ｈは、例えば、Ｏリングである。第２の傾斜面３ｃには、シール部材３ｈが収容されるシール溝３ｉが形成されている。

図示は省略するが、シール部材３ｈは、固定ピン１４、可動ピン４、磁石６、接触式センサ７、センサ当てピン９などよりも光路孔１ａに寄った位置に配置される。このように第２の傾斜面３ｃには、光路孔１ａの開口を囲むように配置されて第１の傾斜面２ｃと第２の傾斜面３ｃとの間をシールするシール部材３ｈが設けられていることにより、加工時に光路孔１ａにガスを流すレーザ加工機では、ガスが第１の傾斜面２ｃと第２の傾斜面３ｃとの間からレーザ加工ヘッド１の外部に漏れ出すことを抑制できる。なお、シール部材３ｈは、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうち少なくとも一方に設けられていればよい。また、直径が異なる複数のシール部材３ｈによって、光路孔１ａの開口を多重に囲んでもよい。

図６２は、実施の形態１の変形例３２にかかるレーザ加工ヘッド１の磁石６およびヨーク６ｂを示した斜視図である。図６３は、図６２に示される磁石６およびヨーク６ｂを第１の加工ヘッド部２に配置した状態を示した断面図である。図６３の実線矢印は、磁石６の磁化方向Ｚを示している。図６３の破線矢印は、磁束Ｍを示している。図６２に示すように、吸着部材は、磁石６と、磁束を通過させるヨーク６ｂとを含んでいてもよい。磁石６の形状は、本変形例では四角柱である。磁石６は、吸着面となる正面６ｃと、背面６ｄと、４つの側面６ｅとを含んでいる。正面６ｃ、背面６ｄおよび４つの側面６ｅは、いずれも矩形状である。

図６３に示すように、磁石６およびヨーク６ｂを含む吸着部材は、第１の傾斜面２ｃに設けられている。正面６ｃは、第２の傾斜面３ｃに臨む面である。背面６ｄは、正面６ｃと反対側を向く面である。各側面６ｅは、正面６ｃと背面６ｄとを繋ぐ面である。正面６ｃおよび背面６ｄは、第２の傾斜面３ｃに対して平行である。各側面６ｅは、第２の傾斜面３ｃに対して垂直である。磁石６は、第２の傾斜面３ｃに向かう方向に磁化されている。換言すると、磁石６は、背面６ｄから正面６ｃに向かう方向に磁化されている。

図６２に示すように、ヨーク６ｂの形状は、本変形例ではＬ字状である。ヨーク６ｂは、一辺部６ｆと、他辺部６ｇとを有している。ヨーク６ｂは、背面６ｄと１つの側面６ｅとに接触している。一辺部６ｆは、背面６ｄに接触している。他辺部６ｇは、１つの側面６ｅに接触している。図６３に示すように、他辺部６ｇは、磁石６の傾斜方向の下方に配置されている。他辺部６ｇの先端面６ｈは、第２の傾斜面３ｃに臨む面である。磁石６およびヨーク６ｂのそれぞれは、第２の傾斜面３ｃに臨むように第１の傾斜面２ｃの取付穴２ｅに配置されている。第１の傾斜面２ｃの正面から第１の傾斜面２ｃを見たときに、磁石６とヨーク６ｂとは、傾斜方向に沿って並んで配置されている。詳しくは、第１の傾斜面２ｃの正面から第１の傾斜面２ｃを見たときに、磁石６の正面６ｃとヨーク６ｂの先端面６ｈとは、傾斜方向に沿って並んで配置されている。

磁石６から発生した磁束Ｍは、磁石６から第２のプレート部３ｂへと流れる。次に、磁束Ｍは、第２のプレート部３ｂからヨーク６ｂへと流れた後、磁石６の背面６ｄから磁石６に戻る。このように磁束Ｍは、磁石６、第２のプレート部３ｂ、ヨーク６ｂ、磁石６の順に一周するように流れる。Ｌ字状のヨーク６ｂを用いることにより、磁石６による磁力の増強と、吸着部材の設置場所の省スペース化とを実現することができる。なお、磁石６およびヨーク６ｂを含む吸着部材は、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうちいずれか一方に設けられていればよい。磁石６およびヨーク６ｂを含む吸着部材が第１の傾斜面２ｃに設けられる場合には、正面６ｃが第２の傾斜面３ｃに臨む面となる。一方、磁石６およびヨーク６ｂを含む吸着部材が第２の傾斜面３ｃに設けられる場合には、正面６ｃが第１の傾斜面２ｃに臨む面となる。つまり、正面６ｃは、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうちいずれかに臨む面である。磁石６およびヨーク６ｂを含む吸着部材が第２の傾斜面３ｃに設けられる場合には、他辺部６ｇの先端面６ｈが第１の傾斜面２ｃに臨む面となり、磁石６が第１の傾斜面２ｃに向かう方向に磁化される。また、磁石６およびヨーク６ｂを含む吸着部材は、第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃの両方に設けられてもよい。また、本変形例では、１つの磁石６と１つのヨーク６ｂとを組み合わせて１セットにしているが、１セットにする磁石６およびヨーク６ｂの数は適宜変更してもよい。本変形例では、ヨーク６ｂが取付穴２ｅの底面に固定されているが、磁石６が取付穴２ｅの側面に固定されてもよい。本変形例では、磁石６の各面が平面であるが、平面でなくてもよい。本変形例では、磁石６の隣接する面同士が直交しているが、直交していなくてもよい。

図６４は、実施の形態１の変形例３３にかかるレーザ加工ヘッド１の第１の加工ヘッド部２のうち第２の加工ヘッド部３の方を向く端部を示した斜視図である。本変形例は、磁石６およびヨーク６ｂの配置が前記した変形例３２と相違する。図６４に示されるように第２の傾斜面３ｃの正面から第２の傾斜面３ｃを見たときに、磁石６とヨーク６ｂとは、直交方向に沿って並んで配置されてもよい。詳しくは、第２の傾斜面３ｃの正面から第２の傾斜面３ｃを見たときに、磁石６の正面６ｃとヨーク６ｂの先端面６ｈとは、直交方向に沿って並んで配置されていてもよい。図６４では、１つの磁石６と１つのヨーク６ｂとが１セットの吸着部材になっていて、本変形例では４セットの吸着部材が配置されているが、吸着部材のセット数は適宜変更してもよい。

図６５は、実施の形態１の変形例３４にかかるレーザ加工ヘッド１の磁石６およびヨーク６ｂを示した斜視図である。本変形例は、ヨーク６ｂの形状が前記した変形例３２と相違する。図６５に示されるようにヨーク６ｂの形状は、凹状でもよい。ヨーク６ｂは、底部６ｉと、２つの側部６ｊとを有している。ヨーク６ｂは、背面６ｄと一対の側面６ｅとに接触している。底部６ｉは、背面６ｄに接触している。一対の側部６ｊは、異なる側面６ｅに接触している。一対の側部６ｊは、磁石６を挟んで配置されている。一方の側部６ｊは、底部６ｉの幅方向に沿った一端部から正面６ｃの方に向かって延びている。他方の側部６ｊは、底部６ｉの幅方向に沿った他端部から正面６ｃの方に向かって延びている。底部６ｉと側部６ｊとで構成される出隅部６ｋは、尖った形状である。底部６ｉと一対の側部６ｊとに囲まれた部分は、凹部６ｍとなる。凹部６ｍには、磁石６が配置されている。磁石６およびヨーク６ｂを含む吸着部材は、底部６ｉの幅方向が傾斜方向と一致するように第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうちいずれか一方に配置されてもよいし、底部６ｉの幅方向が直交方向と一致するように第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうちいずれか一方に配置されてもよい。

図６６は、実施の形態１の変形例３５にかかるレーザ加工ヘッド１の磁石６およびヨーク６ｂを示した斜視図である。本変形例は、ヨーク６ｂの形状が前記した変形例３４と相違する。図６６に示されるようにヨーク６ｂの出隅部６ｋには、Ｒ形状の面取り加工が施されてもよい。出隅部６ｋは、曲線形状である。

図６７は、実施の形態１の変形例３６にかかるレーザ加工ヘッド１の磁石６およびヨーク６ｂを示した斜視図である。本変形例は、ヨーク６ｂの形状が前記した変形例３２と相違する。図６７に示されるようにヨーク６ｂの形状は、板状でもよい。ヨーク６ｂは、背面６ｄのみに接触している。磁石６およびヨーク６ｂを含む吸着部材は、磁石６およびヨーク６ｂの幅方向が傾斜方向と一致するように第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうちいずれか一方に配置されてもよいし、磁石６およびヨーク６ｂの幅方向が直交方向と一致するように第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうちいずれか一方に配置されてもよい。

図６８は、実施の形態１の変形例３７にかかるレーザ加工ヘッド１の磁石６およびヨーク６ｂを示した斜視図である。図６８に示されるように磁石６の形状およびヨーク６ｂの形状は、円柱状でもよい。磁石６は、吸着面となる正面６ｃと、背面６ｄと、外周面６ｎとを含んでいる。正面６ｃおよび背面６ｄは、いずれも円形状の平面である。外周面６ｎは、正面６ｃと背面６ｄとを繋ぐ環状の面である。磁石６の直径は、本変形例ではヨーク６ｂの直径と同一であるが、ヨーク６ｂの直径と異なっていてもよい。磁石６の軸方向に沿った長さは、本変形例ではヨーク６ｂの軸方向に沿った長さよりも長い。磁石６とヨーク６ｂとは、軸方向に沿って重ね合わされている。

図６９は、実施の形態１の変形例３８にかかる磁石６およびヨーク６ｂを示した斜視図である。磁石６には、磁石６の板厚方向に貫通するネジ孔６ａが形成されている。ネジ孔６ａには、ネジＳが挿通される。ヨーク６ｂの形状は、Ｌ字状である。ヨーク６ｂの一辺部６ｆには、一辺部６ｆの板厚方向に貫通する通し孔６ｏが形成されている。通し孔６ｏには、ネジＳが挿通される。磁石６とヨーク６ｂとは、ネジＳで図示しない第１の加工ヘッド部２の第１のプレート部２ｂに共締めされる。すなわち、磁石６のネジ孔６ａとヨーク６ｂの通し孔６ｏと図示しない第１のプレート部２ｂのネジ孔２ｆとにネジＳを捩じ込むことにより、磁石６とヨーク６ｂとが第１のプレート部２ｂにまとめて固定される。磁石６は、正面６ｃが第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうちいずれか一方に臨むように第１の傾斜面２ｃおよび第２の傾斜面３ｃのうちいずれか他方に配置される。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。前記した実施の形態では、レーザ加工機が付加製造装置１００である場合を例にして説明したが、付加製造装置１００以外のレーザ加工機にレーザ加工ヘッド１が搭載されてもよい。付加製造装置１００以外のレーザ加工機としては、例えば、レーザ切断加工機が挙げられる。

１ レーザ加工ヘッド、１ａ 光路孔、１ｂ フランジ、１ｃ カバー、２ 第１の加工ヘッド部、２ａ 第１の本体部、２ｂ 第１のプレート部、２ｃ 第１の傾斜面、２ｄ 第１の挿通穴、２ｅ 取付穴、２ｇ 第１のカバー、３ 第２の加工ヘッド部、３ａ 第２の本体部、３ｂ 第２のプレート部、３ｃ 第２の傾斜面、３ｄ ノズル、３ｅ 冷却水用継手、３ｆ 第２の挿通穴、３ｇ 第２のカバー、３ｈ シール部材、３ｉ シール溝、４ 可動ピン、４ａ 可動部品、４ｂ 付勢手段、４ｃ 容器、４ｄ 開口、４ｅ 可動ピン側接触面、４ｆ 受座、５ ピン座、５ａ ピン座側接触面、６ 磁石、６ａ ネジ孔、６ｂ ヨーク、６ｃ 正面、６ｄ 背面、６ｅ 側面、６ｆ 一辺部、６ｇ 他辺部、６ｈ 先端面、６ｉ 底部、６ｊ 側部、６ｋ 出隅部、６ｍ 凹部、６ｎ 外周面、６ｏ 通し孔、７，７ａ，７ｂ 接触式センサ、７ｃ 接触部、８ センサ溝、９，９ａ，９ｂ センサ当てピン、１０，１１ 締結部材、１２，１３ ピン、１４ 固定ピン、１４ａ 第１の固定ピン、１４ｂ 第２の固定ピン、１４ｃ 固定ピン側接触面、１５ ピン溝、１５ａ 第１のピン溝、１５ｂ 第２のピン溝、１５ｃ ピン溝側接触面、１５ｄ 規制面、１５ｅ 溝底、２０ レーザ発振器、２１ 送給機構、２１ａ ワイヤスプール、２１ｂ 回転モータ、２１ｃ ワイヤ矯正機、２１ｄ ワイヤ送給機、２１ｅ 位置調整機構、２２ ＣＭＴ電源、２３ ガス噴射装置、２４ 駆動部、２５ 回転軸、２６ 高さセンサ、２７ 制御装置、２８ 基材、２９ 造形物、３０ ステージ、３１ ファイバーケーブル、３２ レーザビーム、３３ ワイヤ、３４ ガス、３５ 配管、３６ 支持フレーム、３７ 締結構造、１００ 付加製造装置、Ｎ ナット、Ｓ ネジ。

Claims (20)

1. レーザビームを通すための光路孔が内部に形成されて、第１の方向に延びるレーザ加工ヘッドであって、
   第１の加工ヘッド部と、
   前記第１の加工ヘッド部と前記第１の方向に並んで配置されて、前記第１の加工ヘッド部に分離可能に連結された第２の加工ヘッド部と、を備え、
   前記第１の加工ヘッド部のうち前記第２の加工ヘッド部の方を向く端部には、前記第１の方向に対して傾斜する第１の傾斜面が形成され、
   前記第２の加工ヘッド部のうち前記第１の加工ヘッド部の方を向く端部には、前記第１の傾斜面に平行な第２の傾斜面が形成され、
   前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方には、前記第１の加工ヘッド部と前記第２の加工ヘッド部とを分離可能に連結する吸着部材が設けられ、
   前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方には、他方に向かって突出する位置決めピンが設けられ、
   前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも他方には、前記位置決めピンが挿入される位置決め凹部が設けられ、
   前記位置決めピンおよび前記位置決め凹部のそれぞれの数は、複数であることを特徴とするレーザ加工ヘッド。
2. 複数の前記位置決めピンのうちの少なくとも一部は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方に移動不能に固定された固定ピンであり、
   複数の前記位置決め凹部のうちの少なくとも一部は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方に設けられたピン溝であり、
   前記固定ピンは、前記ピン溝に挿入され、
   前記ピン溝は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面の傾斜方向である第２の方向に沿って延び、
   前記ピン溝の前記第２の方向に沿った長さ寸法は、前記固定ピンの太さ寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。
3. 複数の前記位置決めピンのうちの少なくとも一部は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方に移動不能に固定された固定ピンであり、
   複数の前記位置決め凹部のうちの少なくとも一部は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方に設けられたピン溝であり、
   前記第１の方向が鉛直方向であり、
   第２の方向は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面の傾斜方向であり、
   前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面の中心には、前記光路孔が開口しており、
   前記固定ピンは、前記第１の傾斜面のうち前記光路孔が開口した部分よりも前記第２の方向の下方に設けられた第１の固定ピンと、前記第２の傾斜面のうち前記光路孔が開口した部分よりも前記第２の方向の上方に設けられた第２の固定ピンと、を含んでおり、
   前記ピン溝は、前記第１の傾斜面のうち前記光路孔が開口した部分よりも前記第２の方向の上方に設けられた第１のピン溝と、前記第２の傾斜面のうち前記光路孔が開口した部分よりも前記第２の方向の下方に設けられた第２のピン溝と、を含んでおり、
   前記第１の固定ピンは、前記第２のピン溝に挿入され、
   前記第２の固定ピンは、前記第１のピン溝に挿入されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。
4. 前記第１のピン溝は、前記第１の傾斜面の上縁まで切り欠かれており、
   前記第２のピン溝は、前記第２の傾斜面の下縁まで切り欠かれていることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工ヘッド。
5. 前記第１のピン溝の内面は、前記第２の固定ピンよりも前記第２の方向の下方に位置して、前記第２の固定ピンの前記第２の方向の下方への移動を規制する規制面を有していることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工ヘッド。
6. 前記ピン溝は、前記光路孔と離れていることを特徴とする請求項３に記載のレーザ加工ヘッド。
7. 前記固定ピンには、前記ピン溝に向かうにつれて先細りとなる固定ピン側接触面が形成され、
   前記ピン溝には、前記固定ピン側接触面が接触する溝幅方向に対称形状のピン溝側接触面が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工ヘッド。
8. 複数の前記固定ピンは、前記第２の方向に沿った同一直線上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工ヘッド。
9. 複数の前記位置決めピンのうちの少なくとも一部は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方に設けられて、他方に向かって付勢される可動ピンであり、
   複数の前記位置決め凹部のうちの少なくとも一部は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方に設けられたピン座であり、
   前記可動ピンは、前記ピン座に挿入されることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。
10. 前記位置決めピンは、前記吸着部材を避けた位置に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のレーザ加工ヘッド。
11. 前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方には、センサ当てピンが設けられ、
    前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも他方には、前記センサ当てピンに接触する接触部を有し前記接触部が変位することにより前記第１の加工ヘッド部に対する前記第２の加工ヘッド部の位置ずれを検知する接触式センサが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。
12. 前記第１の傾斜面に設けられた前記接触式センサは、前記第２の傾斜面と鋭角を成すように傾いていることを特徴とする請求項１１に記載のレーザ加工ヘッド。
13. 前記第２の傾斜面に設けられた前記接触式センサは、前記第１の傾斜面と鋭角を成すように傾いていることを特徴とする請求項１１に記載のレーザ加工ヘッド。
14. 前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方には、前記センサ当てピンを収容するセンサ溝が設けられ、
    前記センサ溝は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面の傾斜方向である第２の方向に沿って延びていることを特徴とする請求項１１に記載のレーザ加工ヘッド。
15. 前記センサ溝は、前記位置決め凹部と一体に形成されていることを特徴とする請求項１４に記載のレーザ加工ヘッド。
16. 前記第１の加工ヘッド部は、前記第１の方向に延びる第１の本体部と、前記第１の本体部のうち前記第２の加工ヘッド部の方を向く端部に取り付けられて前記第１の傾斜面が形成された第１のプレート部と、を有し、
    前記第２の加工ヘッド部は、前記第１の方向に延びる第２の本体部と、前記第２の本体部のうち前記第１の加工ヘッド部の方を向く端部に取り付けられて前記第２の傾斜面が形成された第２のプレート部と、を有し、
    前記第１のプレート部は、前記第１の本体部よりも前記第１の方向と交差する方向に張り出しており、
    前記第２のプレート部は、前記第２の本体部よりも前記第１の方向と交差する方向に張り出していることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。
17. 前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とは、同一の外形形状および同一の外周寸法であり、
    前記第１の加工ヘッド部のうち前記第２の加工ヘッド部の方を向く端部には、前記第１の傾斜面の下縁と側縁とに沿って第１のカバーが設けられており、
    前記第２の加工ヘッド部のうち前記第１の加工ヘッド部の方を向く端部には、前記第２の傾斜面の上縁に沿って第２のカバーが設けられており、
    前記第１の加工ヘッド部と前記第２の加工ヘッド部とが互いに連結されたときに、前記第１のカバーと前記第２のカバーとは、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面の周囲を取り囲んでいることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。
18. 前記光路孔は、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面とに開口しており、
    前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうち少なくとも一方には、前記光路孔の開口を囲むように配置されて前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との間をシールするシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。
19. 前記吸着部材は、磁石と、磁束を通過させるヨークと、を含み、
    前記吸着部材は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうちいずれか一方に設けられ、
    前記磁石は、前記第１の傾斜面および前記第２の傾斜面のうちいずれか他方に臨む正面と、前記正面と反対側を向く背面と、を含み、
    前記ヨークは、前記背面に接触していることを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工ヘッド。
20. レーザビームを発生させるレーザ発振器と、
    前記レーザ発振器により発生されたレーザビームをワークに照射する請求項１から１９のいずれか１項に記載のレーザ加工ヘッドと、
    前記レーザ加工ヘッドを移動させる駆動部と、を備えることを特徴とするレーザ加工機。

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