DE102018200862A1

DE102018200862A1 - Laservorrichtung

Info

Publication number: DE102018200862A1
Application number: DE102018200862.0A
Authority: DE
Inventors: Masahiro Honda; Munekazu Matsuda
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2017-02-01
Filing date: 2018-01-19
Publication date: 2018-08-02
Also published as: US10326255B2; JP6438502B2; US20180214978A1; CN108376900A; CN108376900B; JP2018125419A

Abstract

Es wird eine Laservorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, einen wärmeerzeugenden Teil effizienter zu kühlen, während eine kompakte Größe erzielt wird. Eine Laservorrichtung 1 beinhaltet eine Licht emittierende Einheit 2, die einen Laserstrahl erzeugt, eine Verstärkungseinheit 3, die den Laserstrahl, der durch die Licht emittierende Einheit 2 erzeugt wird, verstärkt, eine Stromversorgungseinheit 4, die Strom zum Erzeugen des Laserstrahls der Licht emittierenden Einheit 2 zuführt, eine Wasserkühlplatte 10, die eine erste Kühloberfläche 10a und eine zweite Kühloberfläche 10b enthält, positioniert entgegengesetzt der ersten Kühloberfläche 10a, und ein Gehäuse, in welchem die Licht emittierende Einheit 2, die Verstärkungseinheit 3, die Stromversorgungseinheit 4 und die Wasserkühlplatte 10 untergebracht sind. Die Stromversorgungseinheit 4 und die Licht emittierende Einheit 2 sind angrenzend an der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angeordnet. Die Verstärkungseinheit 3 ist angrenzend an der zweiten Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 angeordnet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laservorrichtung, die einen Laserstrahl ausgibt.
Stand der Technik
Konventioneller Weise ist ein Laserstrahl für das Schneiden von Metall oder Nichtmetall, Schweißen etc. verwendet worden. Eine Laservorrichtung, die einen Laserstrahl dieses Typs ausgibt, beinhaltet eine Stromversorgungseinheit, ein Laserdioden-(LD)-Modul, einen Hohlraum etc.. Alle diese Teile erzeugen Wärme beim Betrieb (nachfolgend auch „Wärme erzeugende Teile“ genannt). Daher ist es erforderlich, dass diese Wärme erzeugenden Teile während des Betriebs der Laservorrichtung gekühlt werden. Bei der konventionellen Laservorrichtung werden diese Wärme erzeugenden Teile unter Verwendung einer Wasserkühlplatte gekühlt, wobei beispielsweise ein Wasserkühlrohr in die Wasserkühlplatte eingebettet ist (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 und 2) .

Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2002-16307
Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2003-234534

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Hinsichtlich beispielsweise einer Laservorrichtung niedrigerer Abgabe, die eine Abgabe von 1 kW oder weniger erzeugt, ist ein Gehäuse für diese Laservorrichtung erforderlich, das kompakter ist. Derweil reduziert das Kompaktieren des Gehäuses den Platz für die Installation jedes Teils, was zu einer Reduktion bei einer Distanz zwischen den Teilen führt. Dies macht es schwierig, ein Wärme erzeugendes Teil effizient mit einer Wasserkühlplatte innerhalb des Gehäuses zu kühlen.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, eine Laservorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, einen Wärme erzeugenden Teil effizienter zu kühlen, während eine kompakte Größe erzielt wird.

(1) Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Laservorrichtung (beispielsweise die später beschriebene Laservorrichtung 1), welche umfasst: eine Laser emittierende Einheit (beispielsweise das später beschriebene LD-Modul 2), das einen Laserstrahl erzeugt; eine Verstärkungseinheit (beispielsweise der später beschriebene Hohlraum 3), welcher den durch die Licht emittierende Einheit erzeugten Laserstrahl verstärkt; eine Stromversorgungseinheit (beispielsweise die später beschriebene Stromversorgungseinheit 4), welche Strom zum Erzeugen des Laserstrahls der Licht emittierenden Einheit zuführt; eine plattenartige Kühleinheit (beispielsweise die später beschriebene Wasserkühlplatte 10), die eine erste Kühloberfläche (beispielsweise die später beschriebene erste Kühloberfläche 10a) und eine zweite Kühloberfläche (beispielsweise die später beschriebene zweite Kühloberfläche 10b) enthält, die der ersten Kühloberfläche gegenüberliegend positioniert ist; und eine Gehäuse (beispielsweise das später beschriebene Gehäuse 20), in welchem die Licht emittierende Einheit, die Verstärkungseinheit, die Stromversorgungseinheit und die Kühleinheit untergebracht sind. Die Stromversorgungseinheit und die Licht emittierende Einheit sind angrenzend an der ersten Kühloberfläche der Kühleinheit angeordnet. Die Verstärkungseinheit ist angrenzend an der zweiten Konfiguration der Kühleinheit angeordnet.
(2) Die in (1) beschriebene Laservorrichtung kann weiter umfassen eine Steuereinheit (beispielsweise die später beschriebene Steuereinheit 6), welche die Stromversorgung aus der Stromversorgungseinheit an die Licht emittierende Einheit steuert. Die Steuereinheit kann in einer solchen Weise angeordnet sein, dass in der Dickenrichtung der Kühleinheit ein Spalt zwischen der Steuereinheit und der Stromversorgungseinheit oder der Licht emittierenden Einheit, die an der ersten Kühloberfläche der Kühleinheit angeordnet ist, gebildet wird.
(3) Die in (1) oder (2) beschriebene Laservorrichtung kann weiter eine Stromabschalteinheit (beispielsweise die später beschriebene Stromabschalteinheit 5) umfassen, welche die Unterbrechung der Stromzufuhr aus der Stromversorgungseinheit an die Licht-emittierende Einheit gestattet. Die Stromabschalteinheit kann an einer Position angeordnet sein, welche nicht die Kühleinheit in der Dickenrichtung der Kühleinheit überlappt. Das Gehäuse kann ein Öffnungsteil (beispielsweise den später beschriebenen Öffnungsteil 215) beinhalten, der auf einer Seitenoberfläche ausgebildet ist, die zur Stromabschalteinheit weist, um das Einsetzen und Herausnehmen zumindest eines Teils der Stromabschalteinheit zu gestatten.
(4) In der in irgendeiner von (1) bis (3) beschriebenen Laservorrichtung kann die Kühleinheit an Halteelementen (beispielsweise die später beschriebenen Haltebeschläge 31) fixiert sein, die an zumindest zwei Seitenoberflächen des Gehäuses vorgesehen sind.
(5) In der in einem von (1) bis (4) beschriebenen Laservorrichtung kann zumindest eine der Stromversorgungseinheit, der Licht emittierenden Einheit und der Verstärkungseinheit an der Kühleinheit angeordnet sein, die dazwischen ein Zwischenelement eingefügt hat, das Wärmeleitfähigkeit aufweist (beispielsweise das später beschriebene Wärmeleitungsblatt S).

Eine durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte Laservorrichtung ist in der Lage, einen Wärme erzeugenden Teil effizienter zu kühlen, während eine kompakte Größe erzielt wird.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das die Funktionskonfiguration einer Laservorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Hauptabschnitt der Laservorrichtung 1 zeigt;
3 ist eine Seitenansicht einer Stromversorgungseinheit 4 bei Sicht aus einer Y1-Richtung;
4 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer Wasserkühlplatte 10;
5 ist eine Perspektivansicht, welche die Positionsbeziehung zwischen einem Gehäuse 20 und einem Hauptkörperabschnitt 100 der Laservorrichtung 1 zeigt;
6 ist eine Seitenansicht einer Laservorrichtung 1 bei Sicht aus der Y1-Richtung;
7 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Gehäuses 20;
8 ist eine Perspektivansicht, welche einen Halteabschnitt 30 zeigt, der im Gehäuse 20 vorgesehen ist; und
9 ist eine Schnittansicht in einer YZ-Ebene, genommen an einer Zwischenposition des Gehäuses 20 in einer X-Richtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten beschrieben. Alle die vorliegende Spezifikation begleitenden Zeichnungen sind schematische Ansichten. Um das Verständnis etc. zu erleichtern, wird die Illustration jedes Teils gegenüber einem tatsächlichen Objekt geändert oder im Hinblick auf eine Größe, einen Maßstab oder ein Dimensionsaspekt-Verhältnis bzw. übertrieben. In den Zeichnungen wird eine Schraffur, die den Querschnitt eines Elements zeigt, je nachdem weggelassen. In der vorliegenden Spezifikation etc. ist eine Querrichtung einer Laservorrichtung 1 eine X (X1-X2) -Richtung. Eine Querrichtung rechtwinklig zur X-Richtung ist eine Y (Y1-Y2) - Richtung. Die Dickenrichtung der Laservorrichtung 1 (eine Richtung rechtwinklig zu einer X-Y-Ebene) ist eine Z (Z1-Z2) -Richtung. Die Form der Laservorrichtung 1 bei Sicht in Dickenrichtung (Z-Richtung) ist nicht auf eine rechteckige Form beschränkt, wie in dieser Ausführungsform, sondern kann auch beispielsweise eine quadratische oder eine Trapezoid-Form aufweisen.
1 ist ein Blockdiagramm, welches die Funktionskonfiguration der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform zeigt. Die Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die einen Laserstrahl einer Laserverarbeitungsvorrichtung 7 zuführt. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Laservorrichtung 1 ein LD-Modul (Licht emittierende Einheit) 2, einen Hohlraum (Verstärkungseinheit) 3, eine Stromversorgungseinheit 4, eine Stromabschalteinheit 5 und eine Steuereinheit 6. Von diesen sind das LD-Modul 2, die Stromversorgungseinheit 4, die Stromabschalteinheit 5 und die Steuereinheit 6 Teile, die einen elektrischen Abschnitt bilden. Der Hohlraum 3 ist ein Teil, der einen optischen Abschnitt bildet. Jeder dieser Teile und eine Wasserkühlplatte 10, die später beschrieben sind, werden zusammen in einem Gehäuse 20 untergebracht.
Das LD-Modul 2 ist eine Laserstrahlquelle, die einen Laserstrahl erzeugt. Das LD-Modul 2 ist aus mehreren Leuchtdioden (in den Zeichnungen nicht gezeigt) gebildet. Das LD-Modul 2 erzeugt einen Laserstrahl einer Intensität, die responsiv ist auf einen aus der Stromversorgungseinheit 4 zugeführten Strom. Durch die entsprechenden Laserdioden erzeugten Laserstrahlen werden über mehrere Lichtleiter 51 dem Hohlraum 3 zugeführt. Das LD-Modul 2 ist ein wärmeerzeugender Teil, der gekühlt werden muss.
Der Hohlraum 3 verstärkt einen aus dem LD-Modul 2 zugeführten Laserstrahl. Ein durch jede Laserdiode erzeugter Laserstrahl wird durch den Hohlraum 3 verstärkt und dann durch einen Lichtleiter 52 zu der Laserverarbeitungsvorrichtung 7 als einer externen Vorrichtung ausgegeben. Die Laserverarbeitungsvorrichtung 7 ist eine Vorrichtung, die ein Werkstück durch Emittieren eines Laserstrahls aus einem Schneidkopf (in den Zeichnungen nicht gezeigt) verarbeitet. Der Hohlraum 3 ist ein Wärme erzeugender Teil, der gekühlt werden muss.
Die Stromversorgungseinheit 4 ist eine Stromversorgungsschaltung, die einen Strom zum Erzeugen eines Laserstrahls dem LD-Modul 2 zuführt. Die Stromversorgungseinheit 4 ist mit dem LD-Modul 2 über elektrische Kabel 53 verbunden. Die Stromversorgungseinheit 4 ist mit der Steuereinheit 6 über Signalkabel 54 verbunden. Die Stromversorgungseinheit 4 liefert einen Strom dem LD-Modul 2 zu oder stoppt die Zufuhr des Stroms in Reaktion auf ein aus der Steuereinheit 6 zugeführtes Steuersignal. Wie später beschrieben, beinhaltet die Stromversorgungseinheit 4 Teile, die gekühlt werden müssen, wie beispielsweise etwa einen IC und einen Kondensator (in den Zeichnungen nicht gezeigt), und Teile, die nicht gekühlt werden müssen, wie etwa beispielsweise eine FED und eine Diode (in den Zeichnungen nicht gezeigt). In der Laservorrichtung 1 wird die Stromversorgungseinheit 4 insgesamt als ein Wärmeerzeugungsteil behandelt, das gekühlt werden muss.
Die Stromabschalteinheit 5 ist eine Schaltung, welche die Unterbrechung der Zufuhr eines Stroms aus der Stromversorgungseinheit 4 zum LD-Modul 2 gestattet. Die Stromabschalteinheit 5 ist eine Schaltung, die elektrische Teile wie beispielsweise eine Sicherung und einen Trennschalter enthält. Diese elektrischen Teile sind durch einen Öffnungsteil 215, der im Gehäuse 20 gebildet ist, was später beschrieben wird, austauschbar. Die Stromabschalteinheit 5 ist mit der Stromversorgungseinheit 4 über elektrische Kabel 5 verbunden. Die Stromabschalteinheit 5 ist mit einer Hauptstromversorgung 8 über Stromkabel 56 verbunden. Weiter ist die Stromabschalteinheit 5 mit der Steuereinheit 6 über Signalkabel 57 verbunden. Die Stromabschalteinheit 5 arbeitet, um die Zufuhr eines Stroms aus der Stromversorgungseinheit 4 an das LD-Modul 2 in Reaktion auf einen aus der Steuereinheit 6 beispielsweise im Falle eines Notfalls zugeführtes Steuersignal zu unterbrechen. Die Stromabschalteinheit 5 ist ein Teil, der nicht gekühlt werden muss.
Die Steuereinheit 6 ist eine Schaltung, welche die Abgabe eines Laserstrahls aus der Laservorrichtung 1 steuert. Die Steuereinheit 6 steuert den Betrieb der Stromversorgungseinheit 4 in Reaktion auf ein aus der Steuereinheit 6 über die Signalkabel 54 zugeführtes Steuersignal und steuert den Betrieb der Stromabschalteinheit 5 in Reaktion auf ein aus der Steuereinheit 6 über die Signalkabel 57 zugeführtes Steuersignal. Die Steuereinheit 6 ist mit einer CNC 9 über Signalkabel 58 verbunden. Die CNC 9 ist eine numerische Steuerung, welche den Betrieb der Laservorrichtung 1 steuert. Die Steuereinheit 6 steuert den Betrieb der Stromversorgungseinheit 4, der Stromabschalteinheit 5 etc. in Reaktion auf aus der CNC 9 zugeführte Steuersignale. Die Steuereinheit 6 ist ein Teil, der nicht gekühlt werden muss.
Die interne Konfiguration der Laservorrichtung 1 wird als Nächstes beschrieben. 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Hauptabschnitt der Laservorrichtung 1 zeigt. 3 ist eine Seitenansicht der Stromversorgungseinheit 4 bei Sicht aus einer Y1-Richtung. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Wasserkühlplatte 10. Illustrationen des Gehäuses 20 (später beschrieben), verschiedene Kabel, Lichtleiter (später beschrieben), verschiedene Kabel, Lichtleiter etc. sind in 2 und 3 weggelassen.
Wie in 2 gezeigt, ist die Wasserkühlplatte (Kühleinheit) 10 ein plattenartiger Teil, der eine erste Kühloberfläche 10a und eine zweite Kühloberfläche 10b enthält (diese Oberflächen werden auch gemeinsam eine „Kühloberfläche“ genannt). Die „plattenartige Form“ bedeutet eine Form wie eine Platte bei Sicht insgesamt. Diese Form ist nicht immer erforderlich, eine gleichförmige Dicke aufzuweisen, sondern kann nicht gleichförmige Dicken aufweisen. Alle die Laservorrichtung 1 bildenden Teile sind getrennt zwischen einer Frontseite der Wasserkühlplatte 10 und einer Rückseite der Wasserkühlplatte 10 angeordnet. Die Wasserkühlplatte 10 kühlt die oben beschriebenen Wärme-erzeugenden Teile, wie etwa das LD-Modul 2, den Hohlraum 3 etc.. Wie später beschrieben, fungiert die Wasserkühlplatte 10 weiter als ein Verstärkungselement für das Gehäuse 20.
In dieser Ausführungsform ist in der Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10 eine Oberfläche auf einer Z1-Seite die erste Kühloberfläche 10a und ist eine Oberfläche auf einer Z2-Sseite eine Kühloberfläche 10b. Die erste Kühloberfläche 10a und die zweite Kühloberfläche 10b sind gegenüberliegend zueinander positioniert. Wenn entweder die erste Kühloberfläche 10a oder die zweite Kühloberfläche 10b eine Frontoberfläche ist, ist die andere eine Rückoberfläche. Somit ist in der Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10, wenn eine Oberfläche aus der Z2-Seite die erste Kühloberfläche 10a ist, die Oberfläche auf der Z1-Seite die zweite Kühloberfläche 10b.
Das LD-Modul 2 und die Stromversorgungseinheit 4 sind Wärme erzeugende Teile, die gekühlt werden müssen, so dass sie an die erste Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angrenzend angeordnet sind. „An der ersten Kühloberfläche 10a angrenzend seiend“, was hierin erwähnt ist, beinhaltet nicht nur eine Anordnung direkt auf einer Oberfläche der ersten Kühloberfläche 10a (Anstoßen an diese Oberfläche) sondern beinhaltet beispielsweise auch eine Anordnung, die dazwischen ein Wärme leitendes Blatt S oder ein Schmiermittel mit Wärmeleitfähigkeit, das später beschrieben ist, eingeführt aufweist, „angrenzend an der ersten Kühloberfläche 10a“ beinhaltet weiter eine Anordnung mit einem Spalt (Abstand) zwischen der ersten Kühloberfläche 10a und dem LD-Modul 2 und der Stromversorgungseinheit 4 in einem Bereich, in welchem ein Kühleffekt durch die erste Kühloberfläche 10a erzielt wird. Die vorstehende Beschreibung gilt auch für die zweite Kühloberfläche 10b. Die Konfiguration der Wasserkühlplatte 10 wird später beschrieben.
Das LD-Modul 2 ist an der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 mit dem dazwischen eingefügten wärmeleitenden Blatt (Zwischenelement) S angeordnet. Das Wärme leitende Blatt S ist ein blattartiges Bauteil zum Vergrößern der Kontaktfestigkeit und Wärmeleitung zwischen einem an der Kühloberfläche angeordneten Teil und der Kühloberfläche. Das wärmeleitende Blatt S wird beispielsweise aus Silikon hergestellt. Das wärmeleitende Blatt S kann durch die Anwendung von Schmiermittel mit Wärmeleitfähigkeit ersetzt werden. Beispielsweise kann Silikon als Schmiermittel mit Leitfähigkeit verwendet werden. Jedes Teil kann direkt auf der Kühloberfläche der Wasserkühlplatte 10 angeordnet sein, ohne eine Intervention wie etwa das wärmeleitende Blatt S dazwischen. Die Stromversorgungseinheit 4 ist an der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angeordnet, dazwischen der wärmeleitende Blatt S oder das Schmiermittel mit Wärmeleitfähigkeit an einer anderen Position als dem LD-Modul 2 eingefügt aufweisend.
Wie in 3 gezeigt, beinhaltet die Stromversorgungseinheit 4 eine Druckplatine 40, eine erste Teilegruppe 41 und eine zweite Teilegruppe 42. Illustrationen von Teilen, wie etwa das wärmeleitende Blatt S, Verbindungsleitung etc. sind aus 3 weggelassen. Die Druckplatine 40 ist ein isolierendes, plattenartiges Element, auf welchem die erste Teilegruppe 41 und die zweite Teilegruppe 42 angeordnet sind. Die Druckplatine 40 beinhaltet eine erste Oberfläche 40a und eine zweite Oberfläche 40b. Die erste Oberfläche 40a ist auf der Z1-Seite in der Dickenrichtung (Z-Richtung) der Druckplatine 40 positioniert. Die zweite Oberfläche 40b ist auf der Z2-Seite in der Dickenrichtung der Druckplatine 40 positioniert.
Die erste Teilegruppe 41 ist eine Baugruppe, die hauptsächlich Teile beinhaltet, die nicht gekühlt werden müssen. Beispielsweise beinhaltet die erste Teilegruppe 41 einen IC, einen Kondensator etc.. Die erste Teilegruppe 41 ist auf der ersten Oberfläche 40a der Druckplatine 40 angeordnet. Die zweite Teilegruppe 42 ist eine Baugruppe, die hauptsächlich Teile enthält, die gekühlt werden müssen. Beispielsweise beinhaltet die zweite Teilegruppe 42 ein Schaltelement, wie etwa ein FET. Die zweite Teilegruppe 42 ist auf der zweiten Oberfläche 40b der Druckplatine 40 angeordnet.
Wie in 3 gezeigt, sind die, die Stromversorgungseinheit 4 bildenden Teilegruppen 41 und 42 auf der Druckplatine 40 angeordnet, wodurch die Anzahl von Verbindungsleitungen zwischen Teilen reduziert wird. In der Stromversorgungseinheit 4 sind die erste Teilegruppe 41 und die zweite Teilegruppe 42 getrennt auf der ersten Oberfläche 40a bzw. der zweiten Oberfläche 40b der Druckplatine 40 montiert. Somit kann die in 3 gezeigte Konfiguration zum Einsparen von Platz für die Stromversorgungseinheit 4 beitragen.
Wie in 3 gezeigt, kontaktiert die auf der ersten Oberfläche 40a der Druckplatine 40 angeordnete erste Teilegruppe 41 nicht die erste Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10. Somit absorbiert die erste Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 nicht redundante Wärme aus der ersten Teilegruppe 41, die nicht gekühlt werden muss. Derweil kontaktiert die auf der zweiten Oberfläche 40b der Druckplatine 40 angeordnete zweite Teilegruppe 42 die erste Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10. Somit kann die zweite Teilegruppe 42, die gekühlt werden muss, effizienter durch die erste Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 gekühlt werden.
Das LD-Modul 2 und die Stromversorgungseinheit 4, die oben beschrieben sind, sind wärmeerzeugende Teile. Somit sind sowohl das LD-Modul 2 als auch die Stromversorgungseinheit 4 auf der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angeordnet, die dazwischen das wärmeleitende Blatt S oder das Schmiermittel mit Wärmeleitfähigkeit eingefügt aufweist. Das LD-Modul 2 und die Stromversorgungseinheit 4, die an der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angeordnet sind, werden mit Kühlwasser W (siehe 4) gekühlt, welches durch das Innere der Wasserkühlplatte 10 fließt.
Wie in 2 gezeigt, ist die Steuereinheit 6 näher an der Z1-Seite in der Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10 als das LD-Modul 2 angeordnet. Die Steuereinheit 6, die ein Teil ist, der nicht gekühlt werden muss, ist auf einem Haltetisch 15 angeordnet, der auf der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 vorgesehen ist.
Der Haltetisch 15 besteht aus einer Halteplatte 16 und vier Füßen 17. Die Halteplatte 16 ist ein Plattenelement, auf welchem die Steuereinheit 6 installiert ist. Die Füße 17 sind Halteelemente, die an den vier Ecken der Halteplatte 16 auf der Z2-Seite angeordnet sind. Die Füße 17 sind an der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 mit Schrauben (nicht in den Zeichnungen gezeigt) angebracht. Der Haltetisch 15 ist in einer abnehmbaren Weise an der Wasserkühlplatte 10 angebracht, so dass er nicht Wartung, Austausch etc. des LD-Moduls 2, welches auf der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angeordnet ist, behindert. Die Halteplatte 16 und die Füße 17 bestehen aus Metallplatten wie beispielsweise etwa Aluminiumlegierungsplatten, Edelstahlplatten oder Stahlplatten.
Die Steuereinheit 6 ist an einer von der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 um die Länge der Füße 17 in der Z-Richtung getrennten Position angeordnet. In der Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10 ist ein Spalt zwischen der Halteplatte 16 und der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 auf eine Länge eingestellt, die eine Interferenz auf einer Oberfläche der Halteplatte 16 auf der Z2-Seite mit dem LD-Modul 2 vermeidet. Als Ergebnis der Bereitstellung des Haltetischs 15 auf der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 ist das LD-Modul 2 im Wesentlichen durch den Haltetisch 15 bei Aufsicht abgedeckt.
Die Stromabschalteinheit 5 ist an einer Position angeordnet, welche nicht die Wasserkühlplatte 10 in der Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10 überlappt. An der Wasserkühlplatte 10 ist die Stromabschalteinheit 5 auf der entgegengesetzten Seite zum LD-Modul 2 angeordnet. In dieser Ausführungsform ist die Stromabschalteinheit 5 an einer Seitenoberfläche der Stromversorgungseinheit 4 mit einer Klammer 18 angebracht. Die Stromabschalteinheit 5 kann an irgendeiner Position angebracht werden, welche die Wasserkühlplatte 10 in der Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10 nicht überlappt. Beispielsweise kann die Stromabschalteinheit 5 an einer Seitenoberfläche der Wasserkühlplatte 10 oder derjenigen des Gehäuses 20 angeordnet sein.
Der Hohlraum 3 ist ein wärmeerzeugendes Teil, das gekühlt werden muss, so dass der Hohlraum 3 angrenzend an der zweiten Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 angeordnet ist. Der Hohlraum 3 ist an der zweiten Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 angeordnet, mit dazwischen eingefügt dem Wärme leitenden Blatt S oder dem Schmiermittel mit Wärmeleitfähigkeit. In der nachfolgenden Beschreibung wird das LD-Modul 2, der Hohlraum 3, die Stromversorgungseinheit 4, die Steuereinheit 6, die Wasserkühlplatte 10, etc., die in 2 in einem Abschnitt assembliert gezeigt sind, auch „Hauptkörperabschnitt 100“ genannt.
Die Konfiguration der Wasserkühlplatte 10 wird als Nächstes beschrieben. Wie in 4 gezeigt, beinhaltet die Wasserkühlplatte 10 eine erste Kühlplatte 11, eine zweite Kühlplatte 12 und ein Kühlrohr 13. Die erste Kühlplatte 11 ist ein plattenartiges Element, welches die oben beschriebene erste Kühloberfläche 10a bildet. Die erste Kühlplatte 11 beinhaltet Lokalisierungsrillen 11a. Die Lokalisierungsrillen 11a sind Rillen, wo das Kühlrohr 13 aufgenommen ist. Die Lokalisierungsrillen 11a sind gebildet, sich in der Längsrichtung (X-Richtung) der ersten Kühlplatte 11 zu erstrecken. Die zweite Kühlplatte 12 ist ein plattenartiges Element, welches die oben beschriebene zweite Kühloberfläche 10b bildet. Die zweite Kühlplatte 12 beinhaltet Lokalisierungsrillen 12a. Die Lokalisierungsrillen 12a sind Rillen, in denen das Kühlrohr 13 untergebracht ist. Die Lokalisierungsrillen 12a sind gebildet, sich in der Längsrichtung (X-Richtung) in der zweiten Kühlplatte 12 zu erstrecken. Die erste Kühlplatte 11 und die zweite Kühlplatte 12 sind beide aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt, wie etwa beispielsweise einer Aluminiumlegierung oder einer Kupferlegierung.
Das Kühlrohr 13 ist ein rohrartiges Element, in welchem das Kühlwasser W (Kühlmittel) fließt. Das Kühlrohr 13 besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie etwa beispielsweise Kupfer. Zwar in den Zeichnungen nicht gezeigt, weist das Kühlrohr 13 einen Endbereich 13a und einen gegenüberliegenden Endbereich 13b auf, der sich erstreckt, eine Seitenoberfläche des Gehäuses 20 auf der X1-Seite zu erreichen. Ein Koppler (in den Zeichnungen nicht gezeigt) ist an der Seitenoberfläche des Gehäuses 20 auf der X1-Seite angebracht. Das Kühlrohr 13 ist über den Koppler mit einer externen Leitung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) verbunden, die sich aus einem Wärmetauscher erstreckt.
Das Kühlrohr 13 ist zwischen den Lokalisierungsrillen 11a der ersten Kühlplatte 11 und den Lokalisierungsrillen 12a der zweiten Kühlplatte 12 platziert. Dann werden die Kühlplatten 11 und 12 bondiert, um die Wasserkühlplatte 10 zu bilden. Wie in 4 gezeigt, wird das Kühlwasser W aus dem Wärmetauscher (in den Zeichnungen nicht gezeigt) dem einen Endbereich 13a des Kühlrohrs 13 zugeführt. Das Kühlwasser W, welches dem Kühlrohr 13 zugeführt ist, fließt durch das Innere des Kühlrohrs 13, um Wärme aus der ersten Kühloberfläche 10a der ersten Kühlplatte 11 und der zweiten Kühloberfläche 10b der zweiten Kühlplatte 12 zu absorbieren (damit auszutauschen). Dann wird die Wärme durch den entgegengesetzten Endbereich 13b zum Wärmetauscher transferiert. Die in dieser Ausführungsform beschriebene Wasserkühlplatte ist eine Wasserkühlplatte vom Klemmtyp. Alternativ ist eine Wasserkühlplatte einer anderen Konfiguration, wie etwa einem Rohr-Expansionstyp, anwendbar.
Das Folgende beschreibt das Gehäuse 20, in welchem der Hauptkörperabschnitt 100 der Laservorrichtung 1 untergebracht ist. 5 ist eine Perspektivansicht, welche die Relationsposition zwischen dem Gehäuse 20 und dem Hauptkörperabschnitt 100 der Laservorrichtung 1 zeigt. 6 ist eine Seitenansicht der Laservorrichtung 1 bei Sicht aus der Y1-Richtung. 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Gehäuses 20. In den 5 und 6 ist das Gehäuse 20 durch Phantomlinien (Kettendoppelpunktlinien) gezeigt.
Wie in 5 gezeigt, beinhaltet das Gehäuse 20 den in einer Seitenplatte 211 auf der X1-Seite (später beschrieben) gebildeten Öffnungsteil 215. Der Öffnungsteil 215 ist eine Öffnung, um Wartung, Austausch etc. zumindest eines der Teile (in der Zeichnung nicht gezeigt) zu gestatten, die in der Stromabschalteinheit 5 vorgesehen sind, wie etwa beispielsweise eine Sicherung und ein Trennschalter, während der Hauptkörperabschnitt 100 im Gehäuse 20 untergebracht ist. Die Stromabschalteinheit 5 ist ein Teil, der nicht gekühlt werden muss, wie oben beschrieben, so dass die Stromabschalteinheit 5 an einer Position angeordnet ist, die von der Wasserkühlplatte 10 im Hauptkörperabschnitt 100 getrennt ist. Somit gestattet die Anwesenheit des Öffnungsteils 215 in der Seitenplatte 211 des Gehäuses 20, das an einer Position gebildet ist, die zur Stromabschalteinheit 5 weist, Wartung, Austausch etc. eines Teils der Stromabschalteinheit 5, wie etwa einer Sicherung und eines Schalters. An der Wasserkühlplatte 10 ist die Stromabschalteinheit 5 an der entgegengesetzten Seite zum LD-Modul 2 angeordnet. Somit behindert die Stromabschalteinheit 5 nicht die Montage des Lichtleiters 51 zum Verbinden des LD-Moduls 2 und des Hohlraums 3.
Wie in 6 gezeigt, wird der Lichtleiter 51 zum Verbinden des LD-Moduls 2 und des Hohlraums 3 so montiert, dass er um eine Seitenoberfläche der Wasserkühlplatte 10 herum geführt ist. Diese Konfiguration reduziert das Auftreten von Kontakt mit dem Lichtleiter 51 durch einen Finger eines Bedieners oder ein Werkzeug, beispielsweise während Montage, Wartung etc. des Hauptkörperabschnitts 100 von der Z1-Seite des Gehäuses 20 aus, was es möglich macht, die Beschädigung des Lichtleiters 51 zu reduzieren. Wie in 6 gezeigt, beinhaltet der Hauptkörperabschnitt 100 den auf der Z1-Seite des LD-Moduls 2 vorgesehenen Haltetisch 15. Diese Konfiguration reduziert weiter das Auftreten eines Kontakts mit dem Lichtleiter 51 beispielsweise durch einen Finger eines Bedieners oder ein Werkzeug, so dass die Beschädigung des Lichtleiters 51 effektiver reduziert werden kann.
Wie in 7 gezeigt, beinhaltet das Gehäuse 20 einen äußeren Rahmen 21, eine obere Platte 22, eine Bodenplatte 23 und eine Schließplatte 24. Jedes das Gehäuse 20 bildende Teil ist beispielsweise aus einer Aluminiumlegierungsplatte, einer Edelstahlplatte oder einer Stahlplatte hergestellt. Der äußere Rahmen 21 ist ein Teil als ein Hauptkörper des Gehäuses 20. Der äußere Rahmen 21 beinhaltet die Seitenplatte 211, eine Seitenplatte 212, eine Seitenplatte 213 und eine Seitenplatte 214. Die Seitenplatte 211 ist ein auf der X1-Seite des äußeren Rahmens 21 lokalisiertes Plattenelement. Der oben beschriebene Öffnungsteil 215 ist in der Seitenplatte 211 ausgebildet. Die Seitenplatte 212 ist ein Plattenelement, das auf der X2-Seite des äußeren Rahmens 21 lokalisiert ist. Die Seitenplatte 213 ist ein auf der Y1-Seite des äußeren Rahmens 21 lokalisiertes Plattenelement. Die Seitenplatte 214 ist ein auf der Y2-Seite des äußeren Rahmens 21 lokalisiertes Plattenelement. Das Gehäuse 20 beinhaltet, obwohl in der 7 nicht gezeigt, einen Halteabschnitt 30 (später beschrieben), innerhalb des Gehäuses 20.
Am äußeren Rahmen 21 sind vier Oberflächen in den X-Y-Richtungen von den Seitenplatten 211 bis 214 umgeben. Am äußeren Rahmen 21 sind zwei Oberflächen in der Z-Richtung mit einem Öffnungsteil 21a und einem Öffnungsteil 21b vorgesehen. Der Öffnungsteil 21a des äußeren Rahmens 21 ist eine auf der Z1-Seite lokalisierte Öffnung. Der Öffnungsteil 21b des äußeren Rahmens 21 ist eine auf der Z2-Seite lokalisierte Öffnung.
Das Gehäuse 20 beinhaltet den Öffnungsteil 21a, der auf der Z1-Seite gebildet ist. Somit kann dies im Hauptkörperabschnitt 100 Montage, Wartung, Austausch etc. von angrenzend an der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angeordneten Teilen erleichtern, einschließlich des LD-Moduls 2, der Stromversorgungseinheit 4, der Steuereinheit 6 etc.. Das Gehäuse 20 beinhaltet den auf der Z2-Seite gebildeten Öffnungsteil 21b. Somit kann in dem Hauptkörperabschnitt 100 dies Montage, Wartung, Austausch etc. eines Teils erleichtern, der angrenzend an der zweiten Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 angeordnet ist, wie etwa den Hohlraum 3.
Die obere Platte 22 ist ein Plattenelement zum Schließen des Öffnungsteils 21a (Z1-Seite) des äußeren Rahmens 21. Die Bodenplatte 23 ist ein Plattenelement zum Schließen des Öffnungsteils 21b (Z2-Seite) des äußeren Rahmens 21. Die obere Platte 22 und die Bodenplatte 23 sind an einer Kante 21c des äußeren Rahmens 21 auf der Z1-Seite und an einer Kante 21d des äußeren Rahmens 21 auf der Z2-Seite jeweils mit beispielsweise Schrauben (in den Zeichnungen nicht gezeigt) angebracht.
In einem üblichen Verwendungszustand der Laservorrichtung 1 stimmt die Dickenrichtung (Z-Richtung) der Laservorrichtung 1 nicht immer mit der vertikalen Richtung überein. Falls mehrere Laservorrichtungen 1 in einer Linie beispielsweise in einem Rack untergebracht sind, können diese Laservorrichtungen 1 auf solche Weise ausgerichtet sein, dass die Dickenrichtungen der Laservorrichtungen 1 mit der horizontalen Richtung übereinstimmen. In dieser Ausführungsform sind aus Gründen der Bequemlichkeit der Beschreibung die Namen „obere Platte“ und „Bodenplatte“ basierend auf der in 7 gezeigten Anordnung gegeben. Es sollte angemerkt werden, dass diese Namen die Aufwärtsrichtung und die Abwärtsrichtung im Verwendungszustand der Laservorrichtung 1 nicht beschränken.
Die Schließplatte 24 ist ein Plattenelement zum Schließen des Öffnungsteils 215 in der Seitenplatte 211. Die Schließplatte 24 ist an der Seitenplatte 211 beispielsweise mit einer (in den Zeichnungen nicht gezeigten) Schraube angebracht. Während die Laservorrichtung 1 arbeitet, wird der Öffnungsteil 215 in der Seitenplatte 211 durch die Schließplatte 24 geschlossen. Für die Wartung der Laservorrichtung 1 wird die Schraube, mit welcher die Schließplatte 24 in Eingriff mit der Seitenplatte 211 ist, gelöst und entfernt, um den Öffnungsteil 215 zu exponieren. Dies gestattet Wartung, Austausch etc. eines Teils der Stromabschalteinheit 5, wie etwa einer Sicherung oder eines Schalters, durch den Öffnungsteil 215.
Eine Struktur zum Halten des Hauptkörperabschnitts 100 im Gehäuse 20 wird als Nächstes beschrieben. 8 ist eine Perspektivansicht, welche den im Gehäuse 20 vorgesehenen Halteabschnitt 30 zeigt. 9 ist eine Schnittsicht in einer Y-Z-Ebene, genommen an einer Zwischenposition des Gehäuses 20 in der X-Richtung. 9 zeigt nur die Wasserkühlplatte 10 des Hauptkörperabschnitts 100, fixiert am Halteabschnitt 30.
Wie in 8 gezeigt, beinhaltet das Gehäuse 20 den Halteabschnitt 30 innerhalb des Gehäuses 20. Der Halteabschnitt 30 ist ein Abschnitt zum Fixieren des Hauptkörperabschnitts 100 (Wasserkühlplatte 10) innerhalb des Gehäuses 20. Der Halteabschnitt 30 ist aus Haltebeschlägen (Halteelementen) 31 gebildet, die alle eine invertierte L-Form aufweisen. Im Gehäuse 20 sind zwei Haltebeschläge 31, die in der X-Richtung ausgerichtet sind, an der Seitenplatte 213 angebracht. Weiter sind zwei in der X-Richtung ausgerichtete Haltebeschläge 31 an der Seitenplatte 214 angebracht. Die Haltebeschläge 31 sind in solcher Weise angebracht, dass ein vorragender Bereich der umgekehrten L-Form dieses Haltebeschlags 31 einwärts weist. Wie in 8 gezeigt, ist der Hauptkörperabschnitt 100 beispielsweise von der Z1-Seite zur Z2-Seite in der Dickenrichtung (Z-Richtung) des Gehäuses 20 untergebracht.
Wie in 9 gezeigt, ist der Hauptkörperabschnitt 100 im Gehäuse 20 untergebracht, während entgegengesetzte Endbereiche der Wasserkühlplatte 10 in der Y-Richtung auf den Haltebeschlägen 31 gehaltert sind. Spezifisch ist die Wasserkühlplatte 10 an den vier Haltebeschlägen 31 insgesamt, die an den zwei Seitenplatten 213 und 214 vorgesehen sind, fixiert. In diesem Zustand sind die Wasserkühlplatte 10 und die Haltebeschläge 31 beispielsweise mit Schrauben (in den Zeichnungen nicht gezeigt) in Eingriff. Dadurch kann der Hauptkörperabschnitt 100 im Gehäuse 20 fixiert werden. Der Hauptkörperabschnitt 100 kann aus dem Gehäuse 20 durch Lösen und Entfernen der Schrauben, mit welchen die Wasserkühlplatte 10 in Eingriff mit den Haltebeschlägen 31 ist, entnommen werden.
Die Laservorrichtung 1 der oben beschriebenen Ausführungsform erzielt beispielsweise die folgenden Effekte. In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform sind das LD-Modul 2 und die Stromversorgungseinheit 4 an der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angrenzend angeordnet und ist der Hohlraum 3 an der zweiten Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 angrenzend angeordnet. Diese Konfiguration erzielt effektive Raumverwendung zur Installation der Teile der Wasserkühlplatte 10. Somit wird im Vergleich zu einem Fall, bei dem die oben beschriebenen Teile angrenzend an eine der Oberflächen der Wasserkühlplatte 10 angeordnet sind, der Vorrichtung gestattet, eine kompakte Größe aufzuweisen. In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform sind nur die wärmeerzeugenden Teile, die gekühlt werden müssen, angrenzend an der ersten Kühloberfläche 10a und der zweiten Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 angeordnet. In dieser Konfiguration absorbieren die erste Kühloberfläche 10a und die zweite Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 nicht redundante Wärme aus einem Teil, der nicht gekühlt werden muss. Somit können die wärmeerzeugenden Teile, die gekühlt werden müssen, effizienter gekühlt werden. Als Ergebnis wird die Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform in die Lage versetzt, die wärmeerzeugenden Teile effizienter zu kühlen, während eine kompakte Größe erzielt wird.
In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform sind das LD-Modul 2 und die Stromversorgungseinheit 4 angrenzend an derselben ersten Kühloberfläche 10a angeordnet. Dies erleichtert das Verdrahten von Signalkabeln im Vergleich zu einem Fall, bei dem das LD-Modul 2 und die Stromversorgungseinheit 4 getrennt angeordnet sind, um an der Frontoberfläche und der Rückoberfläche der Wasserkühlplatte 10 angrenzend zu sein. Weiter ist es nicht erforderlich, dass die Wasserkühlplatte 10 ein Durchgangsloch etc. für die Signalkabel erhält. Als Ergebnis können Beschränkungen beim Entwerfen der Wasserkühlplatte 10 reduziert werden, ohne eine Festigkeitsreduktion der Wasserkühlplatte 10 zu verursachen.
In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform sind das den elektrischen Abschnitt bildende LD-Modul 2 und der den optischen Abschnitt bildende Hohlraum 3 an den entgegengesetzten Kühloberflächen der Wasserkühlplatte 10 angrenzend angeordnet. Somit wird der Lichtleiter 51 zum Verbinden des LD-Moduls 2 und des Hohlraums 3 so montiert, dass er um die Seitenoberfläche der Wasserkühlplatte 10 herumgeführt wird. Diese Konfiguration reduziert das Auftreten von Kontakt zwischen dem Lichtleiter 51 mit einem Finger eines Bedieners oder ein Werkzeug beispielsweise während Montage, Wartung etc. des Hauptkörperabschnitts 100 aus der Z1-Seite des Gehäuses 20. Diese ermöglicht es, eine Beschädigung der Lichtleiters 51 im Vergleich zu einem Fall zu reduzieren, bei dem der Lichtleiter 51 angrenzend an der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 montiert ist, wie das LD-Modul 2.
In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist die Steuereinheit 6 auf dem Haltetisch 15 angeordnet. Dies bildet einen Spalt zwischen der Steuereinheit 6 und der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10. Diese Konfiguration verhindert, dass die erste Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 redundante Wärme aus der Steuereinheit 6 absorbiert, die nicht gekühlt werden muss, so dass die wärmeerzeugenden Teile, die gekühlt werden müssen, effizienter gekühlt werden können.
In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform wird ein Spalt zwischen dem Haltetisch 15 und der oberen Platte 22 des Gehäuses 20 gebildet. Ein Spalt wird weiter zwischen dem Haltetisch 15 und der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 gebildet. Somit, selbst falls die Steuereinheit 6 Wärme erzeugt, kann die erzeugte Wärme effizient freigesetzt werden. Der zwischen dem Haltetisch 15 und der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 gebildete Spalt gestattet, dass die Übertragung von im LD-Modul 2 oder der Stromversorgungseinheit 4 erzeugten Wärme an die Steuereinheit 6, unterdrückt wird.
In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform kann der Haltetisch 15, auf welchem die Steuereinheit 6 angeordnet ist, frei an der Wasserkühlplatte 10 angebracht und davon entfernt werden, so dass keine Behinderung bei Wartung, Austausch etc. des LD-Moduls 2 verursacht wird. Weiter erzielt die Anordnung der Steuereinheit 6 auf dem Haltetisch 15 effektive Platzverwendung zur Installation der Teile der ersten Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10. Somit wird der Vorrichtung gestattet, eine kompaktere Größe aufzuweisen.
In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist die Stromabschalteinheit 5 an einer Position angeordnet, welche nicht die Wasserkühlplatte 10 in der Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10 überlappt. Das Gehäuse 20 beinhaltet den Öffnungsteil 215, der an einer Position gebildet ist, die zur Stromabschalteinheit 5 weist. Diese Konfiguration gestattet Wartung, Austausch etc. eines Teils der Stromabschalteinheit 5, wie etwa einer Sicherung oder eines Trennschalters durch den Öffnungsteil 215 ohne Notwendigkeit, die Laservorrichtung 1 zu disassemblieren. An der Wasserkühlplatte 10 ist die Stromabschalteinheit 5 auf der entgegengesetzten Seite zum LD-Modul 2 angeordnet. Somit behindert die Stromabschalteinheit 5 nicht die Montage des Lichtleiters 51 zum Verbinden des LD-Moduls 2 und des Hohlraums 3.
In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist die Wasserkühlplatte 10 am innerhalb des Gehäuses 20 vorgesehenen Halteabschnitt 30 fixiert. Somit wird die Wasserkühlplatte 10 als ein Verstärkungselement für das Gehäuse 20 verwendbar. Diese Konfiguration eliminiert die Notwendigkeit, ein Verstärkungselement innerhalb oder außerhalb des Gehäuses 20 bereitzustellen, so dass der Laservorrichtung 1 gestattet ist, eine kompakte Größe und ein reduziertes Gewicht aufzuweisen. Weiter kann die Festigkeit des Gehäuses 20 durch die Wasserkühlplatte 10 sichergestellt werden, so dass große Öffnungen, wie etwa die Öffnungsteile 21a und 21b, im Gehäuse 20 gebildet werden können. Zusätzlich kann Design der Form, Anordnung etc. jedes Teils, das auf der Wasserkühlplatte 10 zu montieren ist, gemacht werden, ohne die Notwendigkeit, die Form, Anordnung etc. eines Verstärkungselements zu berücksichtigen. Als Ergebnis wird dem Gehäuse 20 gestattet, ein einfacheres Design aufzuweisen.
In der Laservorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist jedes des LD-Moduls 2, des Hohlraums 3 und der Stromversorgungseinheit 4 als ein wärmeerzeugendes Teil an der Wasserkühlplatte 10 angeordnet, die dazwischen das wärmeleitende Blatt S oder das Schmiermittel mit Wärmeleitfähigkeit zwischengefügt aufweist. Diese Konfiguration vergrößert die Wärmeleitfähigkeit, während die Kontaktfestigkeit zwischen dem wärmeerzeugenden Teil und der Wasserkühlplatte 10 vergrößert wird. Somit kann durch den wärmeerzeugenden Teil erzeugte Wärme effizienter an die Wasserkühlplatte 10 transferiert werden. Weiter kann diese Konfiguration die Isolationseigenschaften (vergrößerte Stehspannung) verbessern, um Zuverlässigkeit im Vergleich zu einem Fall zu vergrößern, bei dem der wärmeerzeugende Teil direkt auf der Wasserkühlplatte 10 angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die oben beschrieben ist, beschränkt. Verschiedene Modifikationen, wie etwa jene unten beschriebenen oder verschiedene Änderungen sind anwendbar und solche Modifikationen oder Änderungen sind auch innerhalb des technischen Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung. Die in dieser Ausführungsform beschriebenen Effekte sind lediglich eine Liste der bevorzugtesten Effekte, die von der vorliegenden Erfindung herrühren. Die durch die vorliegende Erfindung erzielten Effekte sind nicht auf jene in dieser Ausführungsform beschriebenen beschränkt. Die oben beschriebene Ausführungsform und die nachfolgenden Modifikationen können kombiniert werden, je nach Bedarf. Jedoch werden solche Kombinationen nicht im Detail beschrieben (Modifikationen).
In dieser Ausführungsform wird die Wasser als ein Kühlmittel verwendende Wasserkühlplatte 10 als die Kühleinheit beschrieben. Jedoch ist dies nicht der einzige Fall. Ein Kühlmittel, das als die Kühleinheit verwendbar ist, kann eine andere Flüssigkeit als Wasser sein (beispielsweise Frostschutzmittel), oder kann ein Gas sein (wie beispielsweise Stickstoff). Im in dieser Ausführungsform beschriebenen Beispiel sind das LD-Modul 2, die Stromversorgungseinheit 4 und die Steuereinheit 6 angrenzend an die erste Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angeordnet und ist der Hohlraum 3 angrenzend an die zweite Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 angeordnet. Jedoch ist dies nicht immer der Fall. Der Hohlraum 3 kann angrenzend an die erste Kühloberfläche 10a der Wasserkühlplatte 10 angeordnet sein und das LD-Modul 2, die Stromversorgungseinheit 4 und die Steuereinheit 6 können angrenzend an die zweite Kühloberfläche 10b der Wasserkühlplatte 10 angeordnet sein.
In dieser Ausführungsform ist die Steuereinheit 6 näher an der Z1-Seite in Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10 angebracht als das LD-Modul 2. Jedoch ist dies nicht der einzige Fall. Die Steuereinheit 6 kann näher an der Z1-Seite in Dickenrichtung (Z-Richtung) der Wasserkühlplatte 10 angeordnet sein als die Stromversorgungseinheit 4. Spezifisch, solange wie die Steuereinheit 6 so angeordnet sein kann, dass sie einen Spalt vom LD-Modul 2 oder der Stromversorgungseinheit 4 bildet, kann die Anordnung der Steuereinheit 6 basierend auf entweder dem LD-Modul 2 oder der Stromversorgungseinheit 4 bestimmt werden.
Im in dieser Ausführungsform beschriebenen Beispiel sind die Haltebeschläge 31 (Halteabschnitt 30) an den Seitenplatten 213 und 214 ausgerichtet in der Y-Richtung des Gehäuses 20 angebracht. Jedoch ist dies nicht der einzige Fall. Die Haltebeschläge 31 können an den Seitenplatten 211 und 212 angebracht sein, die in der X-Richtung des Gehäuses ausgerichtet sind. Alternativ können die Haltebeschläge 31 an jeglichen drei oder allen vier Oberflächen des Gehäuses 20 entsprechend den Seitenplatten 211 bis 214 angebracht sein.
1 Laservorrichtung; 2 LD-Modul; 3 Hohlraum; 4 Stromversorgungseinheit; 5 Stromabschalteinheit; 6 Steuereinheit; 10 Wasserkühlplatte; 10a erste Kühloberfläche; 10b zweite Kühloberfläche; 20 Gehäuse; 30 Halteabschnitt; 31 Haltebeschlag; 215 Öffnungsteil; S wärmeleitendes Blatt.

Claims

Laservorrichtung (1), welche umfasst: eine Laser emittierende Einheit (2), das einen Laserstrahl erzeugt; eine Verstärkungseinheit (3), welche den durch die Licht emittierende Einheit erzeugten Laserstrahl verstärkt; eine Stromversorgungseinheit (4), welche Strom zum Erzeugen des Laserstrahls der Licht emittierenden Einheit zuführt; eine plattenartige Kühleinheit (10), die eine erste Kühloberfläche (10a) und eine zweite Kühloberfläche (10b) enthält, die der ersten Kühloberfläche gegenüberliegend positioniert ist; und eine Gehäuse (20), in welchem die Licht emittierende Einheit (2), die Verstärkungseinheit (3), die Stromversorgungseinheit (4) und die Kühleinheit (10) untergebracht sind, wobei die Stromversorgungseinheit (4) und die Licht emittierende Einheit (2) angrenzend an der ersten Kühloberfläche (10a) der Kühleinheit (10) angeordnet sind, und die Verstärkungseinheit (3) an der zweiten Konfiguration der Kühleinheit (10) angrenzend angeordnet ist.
Laservorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, weiter umfassend eine Steuereinheit (6), welche die Stromversorgung aus der Stromversorgungseinheit (4) an die Licht emittierende Einheit (2) steuert, wobei die Steuereinheit (6) in einer solchen Weise angeordnet sein kann, dass in der Dickenrichtung der Kühleinheit (10) ein Spalt zwischen der Steuereinheit (6) und der Stromversorgungseinheit (4) oder der Licht emittierenden Einheit (2), die an der ersten Kühloberfläche (10a) der Kühleinheit (10) angeordnet ist, gebildet wird.
Laservorrichtung (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend eine Stromabschalteinheit (5), welche die Unterbrechung der Stromzufuhr aus der Stromversorgungseinheit an die Licht-emittierende Einheit gestattet, wobei die Stromabschalteinheit (5) an einer Position angeordnet ist, welche nicht die Kühleinheit (10) in der Dickenrichtung der Kühleinheit (10) überlappt, und das Gehäuse einen Öffnungsteil (215) beinhaltet, der auf einer Seitenoberfläche ausgebildet ist, die zur Stromabschalteinheit (5) weist, um das Einsetzen und Herausnehmen zumindest eines Teils der Stromabschalteinheit (5) zu gestatten.
Laservorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Kühleinheit (10) an Halteelementen (31) fixiert ist, die an zumindest zwei Seitenoberflächen des Gehäuses (20) vorgesehen sind.
Laservorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest eine der Stromversorgungseinheit (4), der Licht emittierenden Einheit (2) und der Verstärkungseinheit (3) an der Kühleinheit angeordnet ist, die dazwischen ein Zwischenelement (S) eingefügt hat, das Wärmeleitfähigkeit aufweist.