JP2003039187A - レーザー加工機 - Google Patents
レーザー加工機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 集光レンズの温度上昇を抑制することができ
るレーザー加工機を提供する。 【解決手段】 レーザービームＬＢを集光レンズ５１
によりワーク上に集光させてワークの加工を行うレーザ
ー加工機において、集光レンズ５１を固定しているレン
ズマウント５０の表面に、メッキが施されている。
るレーザー加工機を提供する。 【解決手段】 レーザービームＬＢを集光レンズ５１
によりワーク上に集光させてワークの加工を行うレーザ
ー加工機において、集光レンズ５１を固定しているレン
ズマウント５０の表面に、メッキが施されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー加工機に
係り、特に、レーザービームの集光レンズの温度上昇を
抑制するための構造を備えたレーザー加工機に関する。
係り、特に、レーザービームの集光レンズの温度上昇を
抑制するための構造を備えたレーザー加工機に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザー加工機においては、レーザービ
ームの熱を吸収して集光レンズの温度が上昇し（これを
熱レンズ効果と称する。）、これにより集光レンズの屈
折率が変動して、焦点位置がずれ、加工不良を生じる場
合や、さらには集光レンズが酷い熱レンズ効果を起こし
てレンズ破損に至る場合がある。このレーザービームに
よる集光レンズの温度上昇には、集光レンズをレーザー
ビームが透過するときの熱によるものと、レーザービー
ムがワークその他から集光レンズに反射するときの熱に
よるものとがある。
ームの熱を吸収して集光レンズの温度が上昇し（これを
熱レンズ効果と称する。）、これにより集光レンズの屈
折率が変動して、焦点位置がずれ、加工不良を生じる場
合や、さらには集光レンズが酷い熱レンズ効果を起こし
てレンズ破損に至る場合がある。このレーザービームに
よる集光レンズの温度上昇には、集光レンズをレーザー
ビームが透過するときの熱によるものと、レーザービー
ムがワークその他から集光レンズに反射するときの熱に
よるものとがある。
【０００３】通常、レーザー加工機の加工ヘッドは、集
光レンズをレンズマウントに固定し、レンズマウントを
レンズホルダーに取り付けている。このレンズホルダー
をレンズスライダーの内側に、集光レンズの種類に合わ
せて高さ位置を変えて取り付けることにより、集光レン
ズの焦点を所定の位置に調節できるようにしている。
光レンズをレンズマウントに固定し、レンズマウントを
レンズホルダーに取り付けている。このレンズホルダー
をレンズスライダーの内側に、集光レンズの種類に合わ
せて高さ位置を変えて取り付けることにより、集光レン
ズの焦点を所定の位置に調節できるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、集光レンズ
を固定するレンズマウントには、従来、アルミニウム合
金が用いられており、表面に黒色アルマイト処理が施さ
れている。しかし、レンズマウントにこの黒色アルマイ
ト処理がされていると、レンズマウントがレーザービー
ムの反射光を吸収して加熱され、これにより集光レンズ
が許容限度以上に温度上昇してしまう場合がある。
を固定するレンズマウントには、従来、アルミニウム合
金が用いられており、表面に黒色アルマイト処理が施さ
れている。しかし、レンズマウントにこの黒色アルマイ
ト処理がされていると、レンズマウントがレーザービー
ムの反射光を吸収して加熱され、これにより集光レンズ
が許容限度以上に温度上昇してしまう場合がある。
【０００５】また、通常、レンズスライダーの外周側に
は冷却水が流れる冷却水通路を配置して、集光レンズな
どの熱をレンズマウント、レンズホルダーおよびレンズ
スライダーを介して放熱する水冷構造としている。しか
し、従来、レンズホルダーの外周面とレンズスライダー
の内周面との間には、僅かな隙間ができているので、熱
伝導が十分行われず、このため集光レンズの放熱が十分
でなく、集光レンズが許容限度以上に温度上昇してしま
う場合がある。
は冷却水が流れる冷却水通路を配置して、集光レンズな
どの熱をレンズマウント、レンズホルダーおよびレンズ
スライダーを介して放熱する水冷構造としている。しか
し、従来、レンズホルダーの外周面とレンズスライダー
の内周面との間には、僅かな隙間ができているので、熱
伝導が十分行われず、このため集光レンズの放熱が十分
でなく、集光レンズが許容限度以上に温度上昇してしま
う場合がある。
【０００６】また、従来、集光レンズの下面側（ワーク
側）はアシストガス等により冷却が行われている。しか
し、集光レンズの上面側を冷却せずに、下面側のみ冷却
すると、上下面の間の温度差が生じて、集光レンズの屈
折率が変動して、焦点位置がずれ、加工不良を生じる場
合がある。さらには、集光レンズにレーザービームを鉛
直方向に透過させる場合には、上方からのゴミ等が集光
レンズ上に落下して、レンズの焼損を引き起こす虞もあ
る。
側）はアシストガス等により冷却が行われている。しか
し、集光レンズの上面側を冷却せずに、下面側のみ冷却
すると、上下面の間の温度差が生じて、集光レンズの屈
折率が変動して、焦点位置がずれ、加工不良を生じる場
合がある。さらには、集光レンズにレーザービームを鉛
直方向に透過させる場合には、上方からのゴミ等が集光
レンズ上に落下して、レンズの焼損を引き起こす虞もあ
る。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みて為されたもの
で、集光レンズの温度上昇を抑制することができるレー
ザー加工機を提供することを目的とする。また、本発明
は、集光レンズの温度上昇を抑制することができるとと
もに、集光レンズへのゴミの付着を防止することができ
るレーザー加工機を提供することを目的とする。
で、集光レンズの温度上昇を抑制することができるレー
ザー加工機を提供することを目的とする。また、本発明
は、集光レンズの温度上昇を抑制することができるとと
もに、集光レンズへのゴミの付着を防止することができ
るレーザー加工機を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のレーザー加工機は、レーザービー
ムを集光レンズによりワーク上に集光させてワークの加
工を行うレーザー加工機において、前記集光レンズを固
定しているレンズマウントの表面に、メッキが施されて
いることを特徴とする。
に、請求項１に記載のレーザー加工機は、レーザービー
ムを集光レンズによりワーク上に集光させてワークの加
工を行うレーザー加工機において、前記集光レンズを固
定しているレンズマウントの表面に、メッキが施されて
いることを特徴とする。
【０００９】請求項１に記載の発明においては、レンズ
マウントの表面にメッキが施されているので、レーザー
ビームの反射光がレンズマウントに当っても、熱を吸収
し難いため、レンズマウントの温度上昇が抑制される。
このため、集光レンズの温度上昇が抑制されるので、集
光レンズの屈折率が変動して、焦点位置がずれ、加工不
良を生じるということが防止される。
マウントの表面にメッキが施されているので、レーザー
ビームの反射光がレンズマウントに当っても、熱を吸収
し難いため、レンズマウントの温度上昇が抑制される。
このため、集光レンズの温度上昇が抑制されるので、集
光レンズの屈折率が変動して、焦点位置がずれ、加工不
良を生じるということが防止される。
【００１０】請求項２に記載のレーザー加工機は、レー
ザービームを集光レンズによりワーク上に集光させてワ
ークの加工を行うレーザー加工機において、前記集光レ
ンズを固定しているレンズマウントと、このレンズマウ
ントが取り付けられているレンズホルダーと、このレン
ズホルダーの外側に配置されているレンズスライダー
と、このレンズスライダーの外側を冷却する冷媒が流れ
る冷媒通路とを備え、前記レンズホルダーと前記レンズ
スライダーとの間に、熱伝導性の高い材料からなる金属
部材が、これらレンズホルダーおよびレンズスライダー
に接触するように設けられていることを特徴とする。
ザービームを集光レンズによりワーク上に集光させてワ
ークの加工を行うレーザー加工機において、前記集光レ
ンズを固定しているレンズマウントと、このレンズマウ
ントが取り付けられているレンズホルダーと、このレン
ズホルダーの外側に配置されているレンズスライダー
と、このレンズスライダーの外側を冷却する冷媒が流れ
る冷媒通路とを備え、前記レンズホルダーと前記レンズ
スライダーとの間に、熱伝導性の高い材料からなる金属
部材が、これらレンズホルダーおよびレンズスライダー
に接触するように設けられていることを特徴とする。
【００１１】請求項２に記載の発明においては、集光レ
ンズの熱と冷媒の熱との熱交換が、レンズマウント、レ
ンズホルダー、レンズホルダーとレンズスライダーとの
間の金属部材、およびレンズスライダーを通して行われ
る。ここで、レンズホルダーとレンズスライダーとの間
に、熱伝導性の高い材料からなる金属部材が、レンズホ
ルダーおよびレンズスライダーに接触するように介在さ
れているので、レンズホルダーとレンズスライダーとの
間において、この金属部材を通して熱交換が行われるた
め、冷媒による集光レンズの冷却効率が高くなる。この
ため、集光レンズの温度上昇を抑制することができる。
熱伝導性の高い材料からなる金属部材としては、例え
ば、アルミニウム合金等からなる部材が用いられる。
ンズの熱と冷媒の熱との熱交換が、レンズマウント、レ
ンズホルダー、レンズホルダーとレンズスライダーとの
間の金属部材、およびレンズスライダーを通して行われ
る。ここで、レンズホルダーとレンズスライダーとの間
に、熱伝導性の高い材料からなる金属部材が、レンズホ
ルダーおよびレンズスライダーに接触するように介在さ
れているので、レンズホルダーとレンズスライダーとの
間において、この金属部材を通して熱交換が行われるた
め、冷媒による集光レンズの冷却効率が高くなる。この
ため、集光レンズの温度上昇を抑制することができる。
熱伝導性の高い材料からなる金属部材としては、例え
ば、アルミニウム合金等からなる部材が用いられる。
【００１２】請求項３に記載のレーザー加工機は、レー
ザービームを集光レンズによりワークに集光させてワー
クの加工を行うレーザー加工機において、前記集光レン
ズの上側に設けられた筒状部材と、この筒状部材の上部
開口の周辺部を覆うアパーチャーと、前記筒状部材の上
部の側方から前記筒状部材内に該筒状部材の内周面の周
方向に気体を吹き出す吹出穴とを備えている前記集光レ
ンズの冷却装置が設けられていることを特徴とする。
ザービームを集光レンズによりワークに集光させてワー
クの加工を行うレーザー加工機において、前記集光レン
ズの上側に設けられた筒状部材と、この筒状部材の上部
開口の周辺部を覆うアパーチャーと、前記筒状部材の上
部の側方から前記筒状部材内に該筒状部材の内周面の周
方向に気体を吹き出す吹出穴とを備えている前記集光レ
ンズの冷却装置が設けられていることを特徴とする。
【００１３】請求項３に記載の発明においては、吹出穴
から吹き出された気体が、筒状部材の上部開口の周辺部
を覆うアパーチャーに上昇するのを阻止され、これによ
り筒状部材の内周面に沿って螺旋状に下方に流れる。そ
の後、この気体は集光レンズの上面に当り、筒状部材の
中心部を鉛直方向に上昇して、筒状部材の上部の開口か
ら出て行く。したがって、この発明においては、気体が
集光レンズの上面に吹き付けられることにより、集光レ
ンズが冷却される。さらに、通常、アシストガス等によ
って冷却されている集光レンズの下面との温度差も緩和
される。また、気体が集光レンズの上面から上昇し、筒
状部材から出て行くので、集光レンズの上面にゴミが落
下してくるのを防止することができる。気体としては、
たとえば清浄空気等が用いられる。
から吹き出された気体が、筒状部材の上部開口の周辺部
を覆うアパーチャーに上昇するのを阻止され、これによ
り筒状部材の内周面に沿って螺旋状に下方に流れる。そ
の後、この気体は集光レンズの上面に当り、筒状部材の
中心部を鉛直方向に上昇して、筒状部材の上部の開口か
ら出て行く。したがって、この発明においては、気体が
集光レンズの上面に吹き付けられることにより、集光レ
ンズが冷却される。さらに、通常、アシストガス等によ
って冷却されている集光レンズの下面との温度差も緩和
される。また、気体が集光レンズの上面から上昇し、筒
状部材から出て行くので、集光レンズの上面にゴミが落
下してくるのを防止することができる。気体としては、
たとえば清浄空気等が用いられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１乃至図６は、本発明の実施の
形態に係るレーザー加工機を示す図であって、図１は加
工ヘッドの要部を示す断面図、図２はレーザー加工機の
作動を説明するための図、図３はレンズマウントを示す
断面図、図４はレンズホルダーおよびレンズスライダー
の部分を示す断面図、図５は集光レンズの冷却装置を示
す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、図
６は冷却装置の作動状態を説明するための図である。
を参照して説明する。図１乃至図６は、本発明の実施の
形態に係るレーザー加工機を示す図であって、図１は加
工ヘッドの要部を示す断面図、図２はレーザー加工機の
作動を説明するための図、図３はレンズマウントを示す
断面図、図４はレンズホルダーおよびレンズスライダー
の部分を示す断面図、図５は集光レンズの冷却装置を示
す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図、図
６は冷却装置の作動状態を説明するための図である。
【００１５】図１に示すように、レーザー加工機１は、
レーザー発振器から送られてきたレーザービームを集光
して、ワークの被加工部に照射させるレーザー加工ヘッ
ド１０を備えている。レーザー加工ヘッド１０は、筒状
の加工ヘッド本体１１と、この加工ヘッド本体１１の先
端部に設けられたノズル１２とを備えている。加工ヘッ
ド本体１１の内周面には、円筒状のレンズスライダー３
０がねじ込まれている。レンズスライダー３０の外周面
には、環状の冷却水通路（冷媒通路）３１が配設されて
おり、この冷却水通路３１に供給される冷却水によりレ
ンズスライダー３０の外周面が冷却されている。一方、
レンズスライダー３０の内側には、円筒状のレンズホル
ダー４０がねじ込まれている。このレンズホルダー４０
の下端部には、レンズマウント５０がねじ込まれてお
り、このレンズマウント５０の下端部に、集光レンズ５
１が固定されている。また、加工ヘッド本体１１の上部
には、集光レンズ５１の冷却装置６０が設けられてい
る。
レーザー発振器から送られてきたレーザービームを集光
して、ワークの被加工部に照射させるレーザー加工ヘッ
ド１０を備えている。レーザー加工ヘッド１０は、筒状
の加工ヘッド本体１１と、この加工ヘッド本体１１の先
端部に設けられたノズル１２とを備えている。加工ヘッ
ド本体１１の内周面には、円筒状のレンズスライダー３
０がねじ込まれている。レンズスライダー３０の外周面
には、環状の冷却水通路（冷媒通路）３１が配設されて
おり、この冷却水通路３１に供給される冷却水によりレ
ンズスライダー３０の外周面が冷却されている。一方、
レンズスライダー３０の内側には、円筒状のレンズホル
ダー４０がねじ込まれている。このレンズホルダー４０
の下端部には、レンズマウント５０がねじ込まれてお
り、このレンズマウント５０の下端部に、集光レンズ５
１が固定されている。また、加工ヘッド本体１１の上部
には、集光レンズ５１の冷却装置６０が設けられてい
る。
【００１６】このレーザー加工機１においては、図２に
示すように、レーザー発振器からのレーザービームＬＢ
が、ベンドミラーＭにより向きを変えられて加工ヘッド
１０の上端開口から加工ヘッド本体１１内に入射され、
さらに加工ヘッド本体１１の中心部を通って、集光レン
ズ５１に入射され、この集光レンズ５１で集光され、ノ
ズル１２を通してワーク２の被加工部に照射される。ま
た、アシストガスＡＧが、加工ヘッド本体１１の内周面
とレンズマウント５０の下部外周面との間から、加工ヘ
ッド本体１１の下方に向かって送り込まれ、ノズル１２
から排出される。このアシストガスＡＧにより、加工性
能が向上するとともに、集光レンズ５１の下面の冷却お
よび汚れ防止が図られている。
示すように、レーザー発振器からのレーザービームＬＢ
が、ベンドミラーＭにより向きを変えられて加工ヘッド
１０の上端開口から加工ヘッド本体１１内に入射され、
さらに加工ヘッド本体１１の中心部を通って、集光レン
ズ５１に入射され、この集光レンズ５１で集光され、ノ
ズル１２を通してワーク２の被加工部に照射される。ま
た、アシストガスＡＧが、加工ヘッド本体１１の内周面
とレンズマウント５０の下部外周面との間から、加工ヘ
ッド本体１１の下方に向かって送り込まれ、ノズル１２
から排出される。このアシストガスＡＧにより、加工性
能が向上するとともに、集光レンズ５１の下面の冷却お
よび汚れ防止が図られている。
【００１７】図３に示すように、レンズマウント５０
は、円筒状のレンズマウントケース５２と円環板状のレ
ンズマウント蓋５３とを備えている。集光レンズ５１
は、レンズマウントケース５２の下部内側に嵌め込まれ
た後、下端部外周部を、レンズマウントケース５２の下
端面に取り付けられたレンズマウント蓋５３で押え付け
られることにより、レンズマウント５０に固定されてい
る。レンズマウントケース５２およびレンズマウント蓋
５３はアルミニウム合金からなり、それらの表面にはメ
ッキが施されている。また、レンズホルダー４０の下端
面と、このレンズホルダー４０の下端部の内側にねじ込
まれたレンズマウントケース５２の段部とのとの間に
は、熱伝導性の高いシート５４が介在されており、これ
により集光レンズ５１の放熱性が高められている。ま
た、レンズマウントケース５２には、集光レンズ５１の
上面周辺部に当接する当接部５５が、レーザービームＬ
Ｂを遮蔽するアパーチャーを兼用している。
は、円筒状のレンズマウントケース５２と円環板状のレ
ンズマウント蓋５３とを備えている。集光レンズ５１
は、レンズマウントケース５２の下部内側に嵌め込まれ
た後、下端部外周部を、レンズマウントケース５２の下
端面に取り付けられたレンズマウント蓋５３で押え付け
られることにより、レンズマウント５０に固定されてい
る。レンズマウントケース５２およびレンズマウント蓋
５３はアルミニウム合金からなり、それらの表面にはメ
ッキが施されている。また、レンズホルダー４０の下端
面と、このレンズホルダー４０の下端部の内側にねじ込
まれたレンズマウントケース５２の段部とのとの間に
は、熱伝導性の高いシート５４が介在されており、これ
により集光レンズ５１の放熱性が高められている。ま
た、レンズマウントケース５２には、集光レンズ５１の
上面周辺部に当接する当接部５５が、レーザービームＬ
Ｂを遮蔽するアパーチャーを兼用している。
【００１８】このように、レンズマウント５０を構成す
るレンズマウントケース５０およびレンズマウント蓋５
３の表面にメッキが施されていると、レーザービームの
反射光がレンズマウントケース５０およびレンズマウン
ト蓋５３に当っても、熱を吸収し難いため、これらの温
度上昇を抑制することができる。その結果、集光レンズ
５１の温度上昇を抑制することができるので、集光レン
ズ５１の屈折率の変動すなわち焦点位置のずれを抑制で
き、加工不良を防止することができる。
るレンズマウントケース５０およびレンズマウント蓋５
３の表面にメッキが施されていると、レーザービームの
反射光がレンズマウントケース５０およびレンズマウン
ト蓋５３に当っても、熱を吸収し難いため、これらの温
度上昇を抑制することができる。その結果、集光レンズ
５１の温度上昇を抑制することができるので、集光レン
ズ５１の屈折率の変動すなわち焦点位置のずれを抑制で
き、加工不良を防止することができる。
【００１９】また、図４に示すように、レンズホルダー
４０とレンズスライダー３０との間の隙間には、熱伝導
性の高い材料としてのアルミニウム合金からなるインナ
ーカラー（金属部材）４１、インナーカラー４２、アウ
ターカラー（金属部材）４３およびアウターカラー４４
が介在されている。インナーカラー４１の外周面（レン
ズスライダー３０側の面）は、下端部に向かうに連れて
漸次レンズスライダー３０に接近するようなテーパ面に
形成されており、一方、このインナーカラー４１の外側
に配置される位置するアウターカラー４３の下部側の内
周面（レンズホルダー４０側の面）は、下端部に向かう
に連れて漸次レンズホルダー４０に接近するようなテー
パ面に形成されている。このアウターカラー４３の下端
部には、その軸線方向にすり割が形成されている。イン
ナーカラー４２およびアウターカラー４４は円筒状に形
成されている。
４０とレンズスライダー３０との間の隙間には、熱伝導
性の高い材料としてのアルミニウム合金からなるインナ
ーカラー（金属部材）４１、インナーカラー４２、アウ
ターカラー（金属部材）４３およびアウターカラー４４
が介在されている。インナーカラー４１の外周面（レン
ズスライダー３０側の面）は、下端部に向かうに連れて
漸次レンズスライダー３０に接近するようなテーパ面に
形成されており、一方、このインナーカラー４１の外側
に配置される位置するアウターカラー４３の下部側の内
周面（レンズホルダー４０側の面）は、下端部に向かう
に連れて漸次レンズホルダー４０に接近するようなテー
パ面に形成されている。このアウターカラー４３の下端
部には、その軸線方向にすり割が形成されている。イン
ナーカラー４２およびアウターカラー４４は円筒状に形
成されている。
【００２０】これらの各カラーは、次のようにして設け
られている。すなわち、Ｏリング４５がレンズホルダー
４０の下端部に形成された鍔部４０Ａに突き当てられ
て、レンズホルダー４０の外側に挿入され、このＯリン
グ４５に下端部外周が斜めにカットされたインナーカラ
ー４１が突き当てられて、レンズホルダー４０の外側に
上方から挿入されている。アウターカラー４３は、イン
ナーカラー４１の外側にすり割を開きつつ挿入されてお
り、これによりインナーカラー４１の外周面とアウター
カラー４３の内周面が密着するとともに、インナーカラ
ー４１の内周面とレンズホルダー４０の外周面、および
アウターカラー４３の外周面とレンズスライダー３０の
内周面とが密着する。さらに、インナーカラー４２がイ
ンナーカラー４１の上端に突き当てられ、かつアウター
カラー４３の上端部内周の嵌合部に嵌合されて、レンズ
ホルダー４０の外側に挿入されている。また、アウター
カラー４４がアウターカラー４３の上端に突き当てられ
て、インナーカラー４２の外側に挿入されている。ま
た、インナーカラー４２の上端部、アウターカラー４４
の上端部およびレンズホルダー４０の上端部を貫通する
ピン４６が設けられており、これにより各カラー４１、
４２、４３および４４が軸線方向の移動を阻止されてい
る。
られている。すなわち、Ｏリング４５がレンズホルダー
４０の下端部に形成された鍔部４０Ａに突き当てられ
て、レンズホルダー４０の外側に挿入され、このＯリン
グ４５に下端部外周が斜めにカットされたインナーカラ
ー４１が突き当てられて、レンズホルダー４０の外側に
上方から挿入されている。アウターカラー４３は、イン
ナーカラー４１の外側にすり割を開きつつ挿入されてお
り、これによりインナーカラー４１の外周面とアウター
カラー４３の内周面が密着するとともに、インナーカラ
ー４１の内周面とレンズホルダー４０の外周面、および
アウターカラー４３の外周面とレンズスライダー３０の
内周面とが密着する。さらに、インナーカラー４２がイ
ンナーカラー４１の上端に突き当てられ、かつアウター
カラー４３の上端部内周の嵌合部に嵌合されて、レンズ
ホルダー４０の外側に挿入されている。また、アウター
カラー４４がアウターカラー４３の上端に突き当てられ
て、インナーカラー４２の外側に挿入されている。ま
た、インナーカラー４２の上端部、アウターカラー４４
の上端部およびレンズホルダー４０の上端部を貫通する
ピン４６が設けられており、これにより各カラー４１、
４２、４３および４４が軸線方向の移動を阻止されてい
る。
【００２１】このように、レンズホルダー４０とレンズ
スライダー３０との間に、熱伝導性の高い材料からなる
インナーカラー４１およびアウターカラー４３が密着し
て接触するように介在されているので、これらのインナ
ーカラー４１およびアウターカラー４３を通して、集光
レンズ５１の熱と冷却水の熱との熱交換が行われるた
め、冷却水による集光レンズ５１の冷却効率が高くな
る。このため、集光レンズ５１の温度上昇を抑制するこ
とができる。具体的には、従来のように、レンズホルダ
ー４０とレンズスライダー３０との間に僅かな隙間があ
った場合には、４５〜５５℃程度まで上昇していた集光
レンズ５１の温度が、本実施の形態のように、レンズホ
ルダー４０とレンズスライダー３０との間にアルミニウ
ム合金からなる上記カラーを密着させて介在させた場合
には、２５℃程度まで低下して安定するようになった。
スライダー３０との間に、熱伝導性の高い材料からなる
インナーカラー４１およびアウターカラー４３が密着し
て接触するように介在されているので、これらのインナ
ーカラー４１およびアウターカラー４３を通して、集光
レンズ５１の熱と冷却水の熱との熱交換が行われるた
め、冷却水による集光レンズ５１の冷却効率が高くな
る。このため、集光レンズ５１の温度上昇を抑制するこ
とができる。具体的には、従来のように、レンズホルダ
ー４０とレンズスライダー３０との間に僅かな隙間があ
った場合には、４５〜５５℃程度まで上昇していた集光
レンズ５１の温度が、本実施の形態のように、レンズホ
ルダー４０とレンズスライダー３０との間にアルミニウ
ム合金からなる上記カラーを密着させて介在させた場合
には、２５℃程度まで低下して安定するようになった。
【００２２】また、図５に示すように、集光レンズ５１
の上方に設けられた冷却装置６０は、円筒状の筒状部材
６１と、その上端部に形成されたフランジ部６２と、こ
のフランジ部６２の上面に設けられて、筒状部材６１の
上部開口の周辺部を覆う円環状のアパーチャー６３とを
備えている。また、フランジ部６２には、清浄空気（気
体）を筒状部材６１内に筒状部材６１の内周面の周方向
に吹き出すような吹出穴６４が形成されている。より具
体的には、吹出穴６４は、筒状部材６１の内周面近傍に
開口している。この吹出穴６４は、図示しない清浄空気
供給手段に接続されている。尚、清浄空気は、アシスト
ガスを転用しても良く、アシストガスに空気を用いない
場合、それに代わる気体であれば、之の是非は問わな
い。
の上方に設けられた冷却装置６０は、円筒状の筒状部材
６１と、その上端部に形成されたフランジ部６２と、こ
のフランジ部６２の上面に設けられて、筒状部材６１の
上部開口の周辺部を覆う円環状のアパーチャー６３とを
備えている。また、フランジ部６２には、清浄空気（気
体）を筒状部材６１内に筒状部材６１の内周面の周方向
に吹き出すような吹出穴６４が形成されている。より具
体的には、吹出穴６４は、筒状部材６１の内周面近傍に
開口している。この吹出穴６４は、図示しない清浄空気
供給手段に接続されている。尚、清浄空気は、アシスト
ガスを転用しても良く、アシストガスに空気を用いない
場合、それに代わる気体であれば、之の是非は問わな
い。
【００２３】この冷却装置６０においては、図６に示す
ように、清浄空気供給手段から吹出穴６４を通して筒状
部材６１内に送り込まれた清浄空気は、筒状部材６１の
内周面の周方向に吹き出される。筒状部材６１は、アパ
ーチャー６３によって上部開口の周辺部を遮蔽されてい
るので、筒状部材６１内に吹き出された清浄空気は、筒
状部材６１の内周面に沿って螺旋状に下降して行き、集
光レンズ５１に当り、その後、筒状部材６１の中心部を
上昇し、アパーチャー６３の開口部から筒状部材６１の
外部に排出される。
ように、清浄空気供給手段から吹出穴６４を通して筒状
部材６１内に送り込まれた清浄空気は、筒状部材６１の
内周面の周方向に吹き出される。筒状部材６１は、アパ
ーチャー６３によって上部開口の周辺部を遮蔽されてい
るので、筒状部材６１内に吹き出された清浄空気は、筒
状部材６１の内周面に沿って螺旋状に下降して行き、集
光レンズ５１に当り、その後、筒状部材６１の中心部を
上昇し、アパーチャー６３の開口部から筒状部材６１の
外部に排出される。
【００２４】したがって、この冷却装置６０を用いる
と、清浄空気が集光レンズ５１の上面に吹き付けられる
ことにより、集光レンズ５１が冷却されるので、集光レ
ンズ５１の温度上昇を抑制することができる。また、ア
シストガスによって冷却されている集光レンズ５１の下
面と、上面との温度差も緩和される。これらにより、集
光レンズ５１の屈折率の変動による焦点位置のずれを抑
制できて、加工不良を防止することができる。さらに、
清浄空気が集光レンズ５１の上面から上昇し、筒状部材
６１から出て行くので、集光レンズ５１の上面にゴミが
落下してくるのを防止することができるため、集光レン
ズ５１の焼損等を防止することができる。
と、清浄空気が集光レンズ５１の上面に吹き付けられる
ことにより、集光レンズ５１が冷却されるので、集光レ
ンズ５１の温度上昇を抑制することができる。また、ア
シストガスによって冷却されている集光レンズ５１の下
面と、上面との温度差も緩和される。これらにより、集
光レンズ５１の屈折率の変動による焦点位置のずれを抑
制できて、加工不良を防止することができる。さらに、
清浄空気が集光レンズ５１の上面から上昇し、筒状部材
６１から出て行くので、集光レンズ５１の上面にゴミが
落下してくるのを防止することができるため、集光レン
ズ５１の焼損等を防止することができる。
【００２５】具体的には、例えば、筒状部材６１の内径
を８０ｍｍ、吹出穴の穴径を５ｍｍとし、清浄空気を圧
力が０．２ＭＰａで、流量が１００Ｌ／ｍｉｎ程度で筒
状部材６１内に供給すると、吹き出された清浄空気が、
筒状部材６１の内周面に沿って螺旋状に下降して行き、
集光レンズ５１に当り、その後、筒状部材６１の中心部
を上昇し、アパーチャー６３の開口部から筒状部材６１
の外部に排出されるようになる。その結果、集光レンズ
５１を冷却することができるとともに、筒状部材６１内
へのゴミの進入を防止することができる。
を８０ｍｍ、吹出穴の穴径を５ｍｍとし、清浄空気を圧
力が０．２ＭＰａで、流量が１００Ｌ／ｍｉｎ程度で筒
状部材６１内に供給すると、吹き出された清浄空気が、
筒状部材６１の内周面に沿って螺旋状に下降して行き、
集光レンズ５１に当り、その後、筒状部材６１の中心部
を上昇し、アパーチャー６３の開口部から筒状部材６１
の外部に排出されるようになる。その結果、集光レンズ
５１を冷却することができるとともに、筒状部材６１内
へのゴミの進入を防止することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
レーザー加工機によれば、集光レンズを固定しているレ
ンズマウントの表面にメッキを施したので、レーザービ
ームの反射光がレンズマウントに当っても、熱を吸収し
難いため、これらの温度上昇を抑制することができる。
その結果、集光レンズの温度上昇を抑制することができ
るので、集光レンズの屈折率の変動による焦点位置のず
れを抑制できて、加工不良を防止することができる。
レーザー加工機によれば、集光レンズを固定しているレ
ンズマウントの表面にメッキを施したので、レーザービ
ームの反射光がレンズマウントに当っても、熱を吸収し
難いため、これらの温度上昇を抑制することができる。
その結果、集光レンズの温度上昇を抑制することができ
るので、集光レンズの屈折率の変動による焦点位置のず
れを抑制できて、加工不良を防止することができる。
【００２７】また、請求項２に記載のレーザー加工機に
よれば、レンズホルダーとレンズスライダーとの間に、
熱伝導性の高い材料からなる金属部材を、レンズホルダ
ーおよびレンズスライダーに接触するように設けたの
で、この金属部材を通して集光レンズの熱と冷媒の熱と
の熱交換が行われるため、冷媒による集光レンズの冷却
効率を高めることができる。そのため、集光レンズの温
度上昇を抑制することができるので、集光レンズの屈折
率の変動による焦点位置のずれを抑制できて、加工不良
を防止することができる。
よれば、レンズホルダーとレンズスライダーとの間に、
熱伝導性の高い材料からなる金属部材を、レンズホルダ
ーおよびレンズスライダーに接触するように設けたの
で、この金属部材を通して集光レンズの熱と冷媒の熱と
の熱交換が行われるため、冷媒による集光レンズの冷却
効率を高めることができる。そのため、集光レンズの温
度上昇を抑制することができるので、集光レンズの屈折
率の変動による焦点位置のずれを抑制できて、加工不良
を防止することができる。
【００２８】また、請求項３に記載のレーザー加工機に
よれば、集光レンズの上側に設けられた筒状部材と、こ
の筒状部材の上部開口の周辺部を覆うアパーチャーと、
筒状部材の上部の側方から筒状部材内に該筒状部材の内
周面の周方向に気体を吹き出す吹出穴とを備えた集光レ
ンズの冷却装置を設けたので、気体が集光レンズの上面
に吹き付けられるため、集光レンズを冷却することがで
きる。また、通常、アシストガス等によって冷却されて
いる集光レンズの下面との温度差も緩和することができ
る。したがって、これらにより、集光レンズの屈折率の
変動による焦点位置のずれを抑制できて、加工不良を防
止することができる。さらに、気体が集光レンズの上面
から上昇し、筒状部材から出て行くので、集光レンズの
上面にゴミが落下してくるのを防止することができるた
め、集光レンズの焼損等を防止することができる。
よれば、集光レンズの上側に設けられた筒状部材と、こ
の筒状部材の上部開口の周辺部を覆うアパーチャーと、
筒状部材の上部の側方から筒状部材内に該筒状部材の内
周面の周方向に気体を吹き出す吹出穴とを備えた集光レ
ンズの冷却装置を設けたので、気体が集光レンズの上面
に吹き付けられるため、集光レンズを冷却することがで
きる。また、通常、アシストガス等によって冷却されて
いる集光レンズの下面との温度差も緩和することができ
る。したがって、これらにより、集光レンズの屈折率の
変動による焦点位置のずれを抑制できて、加工不良を防
止することができる。さらに、気体が集光レンズの上面
から上昇し、筒状部材から出て行くので、集光レンズの
上面にゴミが落下してくるのを防止することができるた
め、集光レンズの焼損等を防止することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るレーザー加工機を示
すであって、加工ヘッドの要部を示す断面図である。
すであって、加工ヘッドの要部を示す断面図である。
【図２】同、レーザー加工機の作動を説明するための図
である。
である。
【図３】同、レンズマウントを示す断面図である。
【図４】同、レンズホルダーおよびレンズスライダーの
部分を示す断面図である。
部分を示す断面図である。
【図５】同、集光レンズの冷却装置を示す図であって、
（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図６】同、冷却装置の作動状態を説明するための図で
ある。
ある。
１ レーザー加工機
２ ワーク
１０ 加工ヘッド
３０ レンズスライダー
３１ 冷却水通路（冷媒通路）
４０ レンズホルダー
４１ インナーカラー（金属部材）
４２ アウターカラー（金属部材）
５０ レンズマウント
５１ 集光レンズ
６０ 冷却装置
６１ 筒状部材
６３ アパーチャー
６４ 吹出穴
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三吉 弘信
神奈川県座間市相模が丘６−25−１−609
Ｆターム(参考） 4E068 CB06 CD14 CD15 CH08 CJ01
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザービームを集光レンズによりワー
ク上に集光させてワークの加工を行うレーザー加工機に
おいて、 前記集光レンズを固定しているレンズマウントの表面
に、メッキが施されていることを特徴とするレーザー加
工機。 - 【請求項２】 レーザービームを集光レンズによりワー
ク上に集光させてワークの加工を行うレーザー加工機に
おいて、 前記集光レンズを固定しているレンズマウントと、この
レンズマウントが取り付けられているレンズホルダー
と、このレンズホルダーの外側に配置されているレンズ
スライダーと、このレンズスライダーの外側を冷却する
冷媒が流れる冷媒通路とを備え、 前記レンズホルダーと前記レンズスライダーとの間に、
熱伝導性の高い材料からなる金属部材が、これらレンズ
ホルダーおよびレンズスライダーに接触するように設け
られていることを特徴とするレーザー加工機。 - 【請求項３】 レーザービームを集光レンズによりワー
クに集光させてワークの加工を行うレーザー加工機にお
いて、 前記集光レンズの上側に設けられた筒状部材と、この筒
状部材の上部開口の周辺部を覆うアパーチャーと、前記
筒状部材の上部の側方から前記筒状部材内に該筒状部材
の内周面の周方向に気体を吹き出す吹出穴とを備えてい
る前記集光レンズの冷却装置が設けられていることを特
徴とするレーザー加工機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222420A JP4678811B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | レーザー加工機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001222420A JP4678811B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | レーザー加工機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003039187A true JP2003039187A (ja) | 2003-02-12 |
| JP4678811B2 JP4678811B2 (ja) | 2011-04-27 |
Family
ID=19055899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001222420A Expired - Fee Related JP4678811B2 (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | レーザー加工機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4678811B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110073793A (ko) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 레이저 용접장치 |
| JP2012024773A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッド |
| WO2018079154A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | パナソニック デバイスＳｕｎｘ 株式会社 | レーザ加工装置 |
| US11154948B2 (en) | 2010-12-16 | 2021-10-26 | Bystronic Laser Ag | Laser beam machining device and a process of laser machining comprising a single lens for light focussing |
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| JPH01130572U (ja) * | 1988-02-29 | 1989-09-05 | ||
| JPH05212571A (ja) * | 1992-02-04 | 1993-08-24 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ加工ヘッド |
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| JPH0857676A (ja) * | 1994-08-02 | 1996-03-05 | Mcneil Ppc Inc | レーザー処理ヘッド及びレーザー処理方法 |
| JPH08132265A (ja) * | 1994-11-08 | 1996-05-28 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッドの焦点位置変更方法およびその装置 |
| JPH11291075A (ja) * | 1998-04-13 | 1999-10-26 | Yamazaki Mazak Corp | レーザ加工機 |
-
2001
- 2001-07-24 JP JP2001222420A patent/JP4678811B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH08132265A (ja) * | 1994-11-08 | 1996-05-28 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッドの焦点位置変更方法およびその装置 |
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| KR20110073793A (ko) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 레이저 용접장치 |
| KR101671987B1 (ko) * | 2009-12-24 | 2016-11-03 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 레이저 용접장치 |
| JP2012024773A (ja) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Amada Co Ltd | レーザ加工ヘッド |
| US11154948B2 (en) | 2010-12-16 | 2021-10-26 | Bystronic Laser Ag | Laser beam machining device and a process of laser machining comprising a single lens for light focussing |
| WO2018079154A1 (ja) * | 2016-10-31 | 2018-05-03 | パナソニック デバイスＳｕｎｘ 株式会社 | レーザ加工装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4678811B2 (ja) | 2011-04-27 |
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