JP2008060511A - ガスレーザ装置、並びに送風機の監視方法及び監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスレーザ装置において、送風機の潤滑油交換時期を自動管理できるとともに、潤滑油交換後の管理データの初期化を自動的に遂行できるようにする。
【解決手段】ガスレーザ装置１０は、媒質回路１４内で媒質ガスＭを強制的に循環させる送風機１２を備えるレーザ発振部１６と、送風機の保守状態を監視する送風機監視部１８とを備える。送風機は、潤滑油Ｌを貯留する貯油室２０と、貯油室に貯留される適正量の潤滑油の液面よりも低い位置で貯油室に流体流通可能に連通する油監視室２２とを備える。送風機監視部は、貯油室に貯留される潤滑油が、貯油室の内圧変化の結果として、油監視室に流入することを検出する油検出部２４と、レーザ発振部が起動する前に、油検出部が油監視室への潤滑油の流入を検出したか否かを監視し、潤滑油の流入が検出されないときに、貯油室に貯留されている潤滑油が交換直後のものであると判断する油交換判断部２６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体状態のレーザ媒質を用いるガスレーザ装置に関する。本発明はさらに、ガスレーザ装置に装備可能な送風機の保守状態を監視する方法及び装置に関する。

気体状態のレーザ媒質を用いるガスレーザ装置は、加工、医療、計測等の分野で広く用いられている。ガスレーザ装置のレーザ発振部は、一般に、レーザ媒質である流動ガス（本願で媒質ガスと称する）を励起する励起部（放電、光、熱、化学反応等による）と、励起部により励起した媒質ガスの光エネルギを増幅してレーザビームを生成する光共振部（一対のミラーを有する）と、励起部及び光共振部を含む媒質回路内で媒質ガスを強制的に循環させる送風機とを備えて構成される。

ガスレーザ装置に装備される媒質ガス循環用の送風機は、ガスレーザ装置の所与の寸法制約下で、生成されるレーザビームの特性（或いは品質）を向上させるべく、大容量及び高速回転を達成できることが要求されている。しかも、この種の送風機は、レーザビームの生成時に高温に曝されるので、特に羽根車の軸受部に供給される潤滑油に関しては、その品質劣化が生じ易い条件となっている。そこで、送風機に内蔵される潤滑油を定期的に交換（すなわち更新）する必要があるが、そのような保守点検時期の管理を人手で行なった場合には、点検時期の見落とし等の人為的過誤が生じることが懸念される。このような課題を解決するべく、例えば特許文献１に記載されるように、保守点検時期を自動的に管理可能なガスレーザ装置が提案されている。

特許文献１に記載されるガスレーザ装置は、送風機の潤滑油の交換等、種々の保守項目に関する保守点検時期を、保守対象物の作動時間を監視することにより自動管理する保守時期監視装置を備えている。この保守時期監視装置は、保守対象物（例えば送風機）の作動時間を計測する時間計測手段と、計測した作動時間が所定時間に達したときにアラーム信号を出力する時限アラーム手段と、アラーム信号の出力に応じて保守時期（例えば潤滑油交換時期）の到来を表示装置に表示させる保守時期表示制御手段と、保守作業（例えば潤滑油の交換）が行なわれたことを示す信号に従って時間計測手段による時間計測をリセットするとともに保守時期表示制御手段による表示命令を取り消すリセット手段とを備えて構成される。ここで、例えば送風機の潤滑油が交換されたことを示す信号として、送風機の給油口のキャップに組み込んだリミットスイッチがキャップの着脱を検出した信号が、リセット手段に与えられる。

特許第２６２２４２４号公報

前述した特許文献１に記載されるガスレーザ装置の保守時期監視装置では、送風機の潤滑油が交換されたことを示す信号として、送風機の給油口のキャップに組み込んだリミットスイッチによるキャップ着脱検出信号を採用している。ところが、送風機の潤滑油の交換は、安全確保のため一般に、ガスレーザ装置の電源を切った状態で行なわれる。ここで、保守時期監視装置は、ガスレーザ装置における媒質ガスの励起及び共振動作を制御する制御部に組み込まれるものであるから、ガスレーザ装置の電源を切った状態では、送風機の潤滑油が交換されたか否かを所定の信号により判断することが困難である。この点で、特許文献１は、例えばキーボード操作により、送風機の潤滑油が交換されたことを示す信号を手作業で入力する手法を教示している。この手法によれば、潤滑油の交換が完了し、ガスレーザ装置の電源を再び入れた後に、作業者がキーボード操作により潤滑油交換完了信号を入力することで、保守時期監視装置のリセット手段が、時間計測手段による時間計測をリセットするとともに保守時期表示制御手段による表示命令を取り消すように動作する。

上記したように潤滑油交換完了信号を手作業で入力する手法を採用する場合には、作業者の負担が増すとともに、作業者による誤指示が生じる可能性が有り、その結果、意図しないリセット動作（すなわち管理データの初期化）が行なわれてしまうことが懸念される。また、送風機の潤滑油を交換する際には、ガスレーザ装置の媒質回路の内部空間が外気に曝されるので、励起部や光共振部に媒質ガス以外の不純物が侵入して壁面等に付着し、延いては媒質回路の気密性を損なうことが危惧される。そこで、潤滑油の交換後には通常、媒質回路における媒質ガスの漏れを検査する作業（いわゆるリークチェック）や、媒質回路に侵入している不純物を除去する作業（いわゆるエージング）を行なっている。これに関し、上記した従来の保守時期監視装置を用いる場合は、作業者が、潤滑油交換完了信号を手作業で入力した後に、ガスレーザ装置にリークチェックやエージングを行なわせる指示を、便宜上、同様に手作業で入力するようにしている。それにより、作業者の負担が著しく増加し、作業者による誤指示の発生頻度が高まることが懸念される。

本発明の目的は、気体状態のレーザ媒質を用いるガスレーザ装置において、送風機の潤滑油交換時期を自動管理できるとともに、潤滑油交換後の管理データの初期化を自動的に遂行でき、以って作業者の負担を著しく軽減して誤指示の危険性を効果的に排除できる、長期安定稼動可能なガスレーザ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、ガスレーザ装置に装備可能な送風機の保守状態を監視する方法及び装置であって、送風機の潤滑油交換時期を自動管理できるとともに、潤滑油交換後の管理データの初期化を自動的に遂行でき、以って作業者の負担を著しく軽減して誤入力の危険性を効果的に排除できる、送風機監視方法及び送風機監視装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、媒質回路内で媒質ガスを強制的に循環させる送風機を備えるレーザ発振部と、送風機の保守状態を監視する送風機監視部とを具備するガスレーザ装置において、送風機は、潤滑油を貯留する貯油室と、貯油室に貯留される適正量の潤滑油の液面よりも低い位置で貯油室に流体流通可能に連通する油監視室とを備え、送風機監視部は、送風機の貯油室に貯留される潤滑油が、貯油室の内圧変化の結果として、油監視室に流入することを検出する油検出部と、レーザ発振部が起動する前に、油検出部が油監視室への潤滑油の流入を検出したか否かを監視し、流入が検出されないときに、貯油室に貯留されている潤滑油が交換直後のものであると判断する油交換判断部とを備えること、を特徴とするガスレーザ装置を提供する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のガスレーザ装置において、レーザ発振部の動作を制御する制御部と、レーザ発振部の起動及び停止のそれぞれの予備動作に連動して、送風機の貯油室の内圧を調整する圧力調整機構とをさらに具備し、制御部は、予備動作として媒質回路の内圧調整を遂行すると同時に、圧力調整機構による貯油室の内圧調整動作を制御する、ガスレーザ装置を提供する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のガスレーザ装置において、レーザ発振部の動作を制御する制御部と、送風機の貯油室に貯留されている潤滑油の交換後の、レーザ発振部の実働時間を計測する計時部とをさらに具備し、制御部は、計時部が計測した実働時間と送風機監視部の油交換判断部による判断結果とに基づいて、レーザ発振部の動作を制御する、ガスレーザ装置を提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のガスレーザ装置において、制御部は、計時部が計測したレーザ発振部の実働時間を予め定めた閾値と比較して、実働時間が閾値を超えたときにアラーム信号を出力するとともに、アラーム信号の出力後、油交換判断部が潤滑油を交換直後のものではないと判断したときに、レーザ発振部の動作を強制停止する、ガスレーザ装置を提供する。

請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載のガスレーザ装置において、制御部は、油交換判断部が潤滑油を交換直後のものと判断したときに、計時部が計測したレーザ発振部の実働時間を自動的に初期化する、ガスレーザ装置を提供する。

請求項６に記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載のガスレーザ装置において、制御部は、油交換判断部が潤滑油を交換直後のものと判断したときに、媒質回路における媒質ガスの漏れを検査する作業を、レーザ発振部に自動的に遂行させる、ガスレーザ装置を提供する。

請求項７に記載の発明は、請求項２〜６のいずれか１項に記載のガスレーザ装置において、制御部は、油交換判断部が潤滑油を交換直後のものと判断したときに、媒質回路に侵入している不純物を除去する作業を、レーザ発振部に自動的に遂行させる、ガスレーザ装置を提供する。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガスレーザ装置において、送風機は、貯油室及び油監視室を画定するケーシングを備え、油監視室が、ケーシングの外側に局部的に突出した気密壁部分によって画定される、ガスレーザ装置を提供する。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガスレーザ装置において、送風機は、貯油室及び油監視室を画定するケーシングを備え、油監視室が、ケーシングの内側に局部的に延設された気密壁部分によって画定される、ガスレーザ装置を提供する。

請求項１０に記載の発明は、送風機の保守状態を監視する送風機監視方法において、送風機に、潤滑油を貯留する貯油室と、貯油室に貯留される適正量の潤滑油の液面よりも低い位置で貯油室に流体流通可能に連通する油監視室とを設け、送風機の貯油室に貯留される潤滑油が、貯油室の内圧変化の結果として、油監視室に流入することを検出し、油監視室への潤滑油の流入が検出されたか否かを監視して、流入が検出されないときに、貯油室に貯留されている潤滑油が交換直後のものであると判断すること、を特徴とする送風機監視方法を提供する。

請求項１１に記載の発明は、送風機の保守状態を監視する送風機監視装置において、送風機は、潤滑油を貯留する貯油室と、貯油室に貯留される適正量の潤滑油の液面よりも低い位置で貯油室に流体流通可能に連通する油監視室とを備え、送風機監視装置は、送風機の貯油室に貯留される潤滑油が、貯油室の内圧変化の結果として、油監視室に流入することを検出する油検出部と、油検出部が油監視室への潤滑油の流入を検出するか否かを監視し、流入が検出されないときに、貯油室に貯留されている潤滑油が交換直後のものであると判断する油交換判断部とを備えること、を特徴とする送風機監視装置を提供する。

請求項１に記載の発明によれば、送風機の潤滑油が交換された直後であるか否かを、送風機監視部が、油監視室内の潤滑油の有無を監視することにより自動的に判断できるので、人手に頼ることなく、潤滑油交換時期を自動管理することができる。しかも、送風機監視部によるこのような判断は、作業者の指示に依らず自動的に遂行されるものであるから、作業者の負担が軽減され、作業者による誤指示の危険性が効果的に排除される。したがって、ガスレーザ装置は、送風機の保守作業として必須の潤滑油交換作業を、作業者に、適宜時期に（例えば定期的に）確実に実施させることができ、以って、長期に渡り安定して稼動できるものとなる。

請求項２に記載の発明によれば、ガスレーザ装置における起動及び停止の予備動作を、ガスレーザ装置自体に装備した圧力調整機構によって自動的に遂行できる。しかも、制御部が１つのプログラムに従って、レーザ発振部の起動及び停止を制御すると同時に、送風機の貯油室の減圧及び昇圧を制御できるので、ガスレーザ装置における作業及び管理システムの自動化が促進される。

請求項３に記載の発明によれば、送風機監視部が、貯油室に貯留されている潤滑油が交換直後のものではないと判断したときに、その潤滑油がどの程度、ガスレーザ装置の運転に曝されているかを、計時部が計測した実働時間から予測できる。したがって、より適切な時期に、潤滑油の交換作業を実施できる。しかも、制御部が１つのプログラムに従い、送風機の潤滑油の劣化程度に応じて、レーザ発振部の起動及び停止を制御できるので、ガスレーザ装置における作業及び管理システムの自動化が促進される。

請求項４に記載の発明によれば、潤滑油の交換時期を、レーザ発振部の実働時間の閾値で事前に設定できるとともに、交換時期が到来したときには、それを自動的に検出してレーザ発振部を強制停止できるので、ガスレーザ装置の安全性及び保守管理の信頼性を一層向上させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、次回の潤滑油交換時期を、人手に依らず高い信頼性の下に管理することができる。

請求項６及び７に記載の発明によれば、それぞれ、潤滑油の交換後にレーザ発振部を起動可能な状態にする必須の準備作業を、作業者の指示に依らずに自動的に遂行することができ、その結果、作業者の負担が著しく軽減され、作業者による誤指示の発生頻度が効果的に低減する。

請求項８及び９に記載の発明によれば、それぞれ、単純構成の油監視室を備えることで、送風機に関する設備コストを低減できる。

請求項１０及び１１に記載の発明によれば、それぞれ、請求項１に記載の発明と同等の作用効果が奏される。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
図面を参照すると、図１は、本発明に係るガスレーザ装置１０の基本構成を示す機能ブロック図、図２は、ガスレーザ装置１０に装備される送風機１２の構成の一例を模式図的に示す図である。

ガスレーザ装置１０は、レーザビームを生成する媒質回路１４を有するとともに媒質回路１４内で媒質ガスＭを強制的に循環させる送風機１２を備えるレーザ発振部１６と、レーザ発振部１６の送風機１２の保守状態（特に潤滑油交換状態）を監視する送風機監視部１８とを具備する。送風機１２は、潤滑油Ｌを貯留する貯油室２０と、貯油室２０に貯留される適正量の潤滑油Ｌの液面Ｓよりも低い位置で貯油室２０に流体流通可能に連通する油監視室２２とを備える。送風機監視部１８は、送風機１４の貯油室２０に貯留される潤滑油Ｌが、貯油室２０の内圧変化の結果として、油監視室２２に流入することを検出する油検出部２４と、レーザ発振部１６が起動する前に、油検出部２４が油監視室２２への潤滑油Ｌの流入を検出したか否かを監視し、潤滑油Ｌの流入が検出されないときに、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換（すなわち更新）直後のものであると判断する油交換判断部２６とを備える。

図２に示す送風機１２は、例としてダイレクトドライブ型のターボファンの構成を有し、軸２８を有する羽根車３０と、軸２８に直結される電動機のロータ３２と、空隙を介してロータ３２を包囲する電動機のステータ３４と、一対の軸受３６を介して軸２８を回転可能に支持するとともに、ステータ３４を固定的に支持するケーシング３８とを備える。ケーシング３８は、ロータ３２及びステータ３４に隣接する空間に、貯油室２０及び油監視室２２を画定する。貯油室２０と油監視室２２とは、送風機１２を静止面上に正規の直立姿勢（羽根車３０を上向きにした図示姿勢）で配置したときに、重力方向に見て油監視室２２の下端で、任意口径の通路４０を介して相互に連通される。なお、油監視室２２は、通路４０以外には流体の流通を許容する開口を有さない気密閉鎖空間として、ケーシング３８に画定される。ケーシング３８にはさらに、個別に貯油室２０に開口する排油口４２及び排気口４４が、開閉可能なコック又は弁を付設して形成される。送風機１２においては、貯油室２０に適正量の潤滑油Ｌを貯留することで、羽根車３０の回転中に、潤滑油Ｌが一対の軸受３６に安定して供給される。

劣化した潤滑油Ｌを新たな潤滑油Ｌと交換する際には、排油口４２を開放して、貯油室２０から古い潤滑油Ｌを抜き取り、次いで排油口４２を閉鎖して、図示しない給油口から新しい潤滑油Ｌを貯油室２０に注入する。この潤滑油Ｌの交換作業は、安全確保のため、ガスレーザ装置１０の電源を切った（すなわちＯＦＦにした）状態で行なわれ、貯油室２０及び油監視室２２の内圧は大気圧に維持される。潤滑油Ｌの交換完了後、ガスレーザ装置１０を起動する際には、ガスレーザ装置１０の電源を入れた（すなわちＯＮにした）状態で、別設の起動スイッチ（図示せず）をＯＮにした直後の予備動作として、レーザ発振部１６の媒質回路１４の内圧を下げるので、それと同時に、排気口４４を開放し、図示しないポンプ等により排気口４４から抜気して貯油室２０を減圧する。ガスレーザ装置１０の運転中は、レーザ発振部１６の媒質回路１４の内圧及び送風機１２の貯油室２０の内圧は、減圧状態に維持される。

送風機監視部１８の油検出部２４は、例えば、透明壁面を有する油監視室２２に光を照射して反射、屈折、透過を経た受光量の測定により潤滑油Ｌの存在（例えば液面高さ）を検出する構成、油監視室２２を撮影して画像処理により潤滑油Ｌの存在（液面高さ）を検出する構成、油監視室２２に超音波を照射して潤滑油Ｌの存在（液面高さ）を検出する構成、油監視室２２にサーミスタを設置して電気抵抗又は測定温度の変化により潤滑油Ｌの存在を検出する構成、油監視室２２に局所的振動を印加して振動の変化により潤滑油Ｌの存在を検出する構成等の、種々の液体検出構成を有することができる。また、送風機監視部１８の油交換判断部２６は、例えば、レーザ発振部１６のレーザビーム生成に係る動作を制御するべくガスレーザ装置１０に装備される制御装置（図示せず）に、ソフトウェアとして組み込むことができる。

上記構成を有するガスレーザ装置１０においては、送風機１２の潤滑油交換作業に際し、送風機１２を正規の直立姿勢に配置して、貯油室２０から古い潤滑油Ｌを完全に抜き取った後に新たな潤滑油Ｌを貯油室２０に注入すると、貯油室２０及び油監視室２２の双方が大気圧に維持されているので、潤滑油Ｌが通路４０を満たした時点で油監視室２２の開口が潤滑油Ｌにより塞がれ、結果として、適正量の潤滑油Ｌが貯油室２０に注入された状態でも、油監視室２２には潤滑油Ｌが実質的に存在しないことになる。そして、送風機１２の潤滑油交換作業後に最初にガスレーザ装置１０を起動すると、前述した予備動作として、レーザ発振部１６の媒質回路１４の減圧と同時に貯油室２０が減圧され、それにより、油監視室２２に封入されていた空気が、適宜量だけ通路４０を通って貯油室２０に移動する。その結果、貯油室２０に移動した空気に対応する量の潤滑油Ｌが、貯油室２０から油監視室２２に流入する。

ガスレーザ装置１０では、このような構造的特徴を有する送風機１２に対し、送風機監視部１８が、ガスレーザ装置１０の起動スイッチをＯＮにした直後であって前述した起動予備動作が開始される前に作動して、油検出部２４により、油監視室２２内に潤滑油Ｌが存在するか否かを確認する。この時点で油監視室２２内に存在する潤滑油Ｌは、貯油室２０の内圧変化（すなわち前述した予備動作）の結果として貯油室２０から油監視室２２に流入したものであるから、油交換判断部２６は、油検出部２４が油監視室２２内の潤滑油Ｌの存在を検出しないときに、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のもの（すなわちガスレーザ装置１０の運転に一度も曝されていないもの）であると判断することができる。他方、この時点で、油検出部２４が油監視室２２内の潤滑油Ｌの存在を検出したときには、油交換判断部２６は、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものではなく、ガスレーザ装置１０の運転に少なくとも一度は曝されているものであると判断する。

このように、ガスレーザ装置１０によれば、送風機１２の潤滑油Ｌが交換された直後であるか否かを、送風機監視部１８が、油監視室２２内の潤滑油Ｌの有無を監視することにより自動的に判断できるので、人手に頼ることなく、潤滑油交換時期を自動管理することができる。しかも、送風機監視部１８によるこのような判断は、ガスレーザ装置１０の起動スイッチをＯＮにした直後に、作業者の指示に依らず自動的に遂行されるものであるから、作業者の負担が軽減され、作業者による誤指示の危険性が効果的に排除される。したがって、ガスレーザ装置１０は、送風機１２の保守作業として必須の潤滑油交換作業を、作業者に、適宜時期に（例えば定期的に）確実に実施させることができ、以って、長期に渡り安定して稼動できるものとなる。

上記構成においては、送風機１２が潤滑油交換直後の状態にあるときに、前述したレーザ発振部１６の起動予備動作以外の何らかの要因で、貯油室２０から油監視室２２に少量の潤滑油Ｌが流入する場合がある。そのような場合には、送風機監視部１８が、予備動作の結果として潤滑油Ｌが貯油室２０から油監視室２２に流入したと誤認することが危惧される。そこで、油監視室２２に収容される潤滑油Ｌの量の閾値（余裕値）を予め設定し、油検出部２４が油監視室２２内でそのような閾値を超える量の潤滑油Ｌの存在を検出しないときに、油交換判断部２６が、潤滑油Ｌの交換直後の状態にあると判断するように構成することが望ましい。

図３は、ガスレーザ装置１０のレーザ発振部１６の一構成例を模式図的に示す。図示のレーザ発振部１６は、媒質ガスＭを励起する励起部４６と、励起部４６により励起した媒質ガスＭの光エネルギを増幅してレーザビームとして出射する光共振部４８と、励起部４６及び光共振部４８に接続され、媒質ガスＭが圧力下で流動する媒質回路１４を形成する循環路５０と、循環路５０に設置され、媒質ガスＭを媒質回路１４内で強制的に高速循環させる送風機１２とを備えて構成される。励起部４６は、一対の励起電源５２に接続される電極対（図示せず）を有する放電管として形成される。励起部４６の軸線方向両端には、光共振部４８を構成するリアミラー（全反射鏡又は部分透過鏡）４８ａと出射ミラー（部分透過鏡）４８ｂとが、それぞれ固定的に設置されている。

励起部４６の一対の励起電源５２は、対応の電極にラジオ周波数領域の交流電圧を印加する。このような通常の発振動作は、レーザ発振部１６に接続される制御装置５４が実行するシーケンス制御により起動される。励起電源５２が起動されて放電が生じ、励起部４６内の媒質ガスＭが励起されて光共振部４８で増幅されると、出射ミラー４８ｂからレーザビームが出射される。励起部４６内の媒質ガスＭは、放電を受けて高温になるが、送風機１２の上流側に設置した熱交換器５６で冷却されて送風機１２に吸引される。送風機１２は、媒質ガスＭを圧力下で吐出側へ送り出す。この圧縮過程により昇温した媒質ガスＭは、送風機１２の下流側に設置した熱交換器５８で再度冷却される。送風機１２から送り出された媒質ガスＭは、冷却後、循環路５０を流動して励起部４６に供給される。

図４は、本発明の第１の発展的実施形態によるガスレーザ装置６０の構成を示す機能ブロック図である。ガスレーザ装置６０は、図１に示すガスレーザ装置１０の基本構成を有するものであり、対応する構成要素は共通の参照符号を付してその説明を省略する。

ガスレーザ装置６０は、レーザ発振部１６の起動及び停止のそれぞれの予備動作に連動して、送風機１２の貯油室２０の内圧を調整する圧力調整機構６２をさらに備える。この構成により、ガスレーザ装置１０の前述した起動予備動作として、レーザ発振部１６の媒質回路１４を減圧すると同時に貯油室２０を減圧する作業を、ガスレーザ装置６０自体に装備した圧力調整機構（例えばポンプ、切換弁等）６２によって自動的に遂行することができる。他方、ガスレーザ装置１０を停止する際には、ガスレーザ装置１０の停止スイッチ（図示せず）をＯＦＦにした直後の停止予備動作として、レーザ発振部１６の媒質回路１４の内圧を上げるので、それと同時に、送風機１２の排気口４４を開放して、貯油室２０を大気圧まで昇圧させる。このような停止予備動作も、ガスレーザ装置６０自体に装備した圧力調整機構６２によって自動的に遂行できる。

上記構成において、ガスレーザ装置６０が、レーザ発振部１６の動作を制御する制御部６４（例えば図３の制御装置５４）を備える場合には、制御部６４は、上記した予備動作としての媒質回路１４の内圧調整を遂行すると同時に、圧力調整機構６２による貯油室２０の内圧調整動作を制御することができる。このようにすれば、制御部６４が１つのプログラムに従って、レーザ発振部１６の起動及び停止を制御すると同時に、送風機１２の貯油室２０の減圧及び昇圧を制御できるので、ガスレーザ装置６０における作業及び管理システムの自動化が促進される。なお、制御部６４は、送風機監視部１８の動作（油検出部２４の検出動作や油交換判断部２６の判断動作）も制御するように構成することが有利である。

図５は、本発明の第２の発展的実施形態によるガスレーザ装置７０の構成を示す機能ブロック図である。ガスレーザ装置７０は、図１に示すガスレーザ装置１０の基本構成を有するものであり、対応する構成要素は共通の参照符号を付してその説明を省略する。

ガスレーザ装置７０は、送風機１２の貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌの交換後の、レーザ発振部１６の実働時間を計測する計時部７２をさらに備える。この構成によれば、送風機監視部１８の油交換判断部２６が、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものではないと判断したときに、その潤滑油がどの程度、ガスレーザ装置１０の運転に曝されているかを、計時部７２が計測した実働時間から予測できる。したがって、より適切な時期に、潤滑油Ｌの交換作業を実施できる。

上記構成において、ガスレーザ装置７０が、レーザ発振部１６の動作を制御する制御部７４（例えば図３の制御装置５４）を備える場合には、制御部７４は、計時部７２が計測した実働時間と送風機監視部１８の油交換判断部２６による判断結果とに基づいて、レーザ発振部１６の動作を制御することができる。この場合、制御部７４は、送風機監視部１８の動作（油検出部２４の検出動作や油交換判断部２６の判断動作）も制御する。このようにすれば、制御部７４が１つのプログラムに従い、送風機１２の潤滑油Ｌの劣化程度に応じて、レーザ発振部１６の起動及び停止を制御できるので、ガスレーザ装置７０における作業及び管理システムの自動化が促進される。

ガスレーザ装置７０において、制御部７４は、計時部７２が計測したレーザ発振部１６の実働時間を予め定めた閾値と比較して、実働時間が閾値を超えたときにアラーム信号を出力するとともに、アラーム信号の出力後、油交換判断部２６が潤滑油Ｌを交換直後のものではないと判断したときに、レーザ発振部１６の動作を強制停止するように構成できる。このようにすれば、潤滑油Ｌの交換時期を、レーザ発振部１６の実働時間の閾値で事前に設定できるとともに、交換時期が到来したときには、それを自動的に検出してレーザ発振部１６を強制停止できるので、ガスレーザ装置７０の安全性及び保守管理の信頼性を一層向上させることができる。

上記構成において、制御部７４は、油交換判断部２６が潤滑油Ｌを交換直後のものと判断したときには、計時部７２が計測したレーザ発振部１６の実働時間を自動的に初期化する（例えば零にする）ように構成できる。それにより、次回の潤滑油交換時期を、人手に依らず高い信頼性の下に管理することができる。なお、図４及び図５に示す実施形態を互いに組み合わせて、圧力調整機構６２と計時部７２とを、共通の制御部６４、７４によって制御する構成とすることもできる。

ガスレーザ装置６０、７０において、制御部６４、７４は、油交換判断部２６が潤滑油Ｌを交換直後のものと判断したときに、媒質回路１４における媒質ガスＭの漏れを検査する作業（すなわちリークチェック）を、レーザ発振部１６に自動的に遂行させるように構成できる。同様に、制御部６４、７４は、油交換判断部２６が潤滑油Ｌを交換直後のものと判断したときに、媒質回路１４に侵入している不純物を除去する作業（すなわちエージング）を、レーザ発振部１６に自動的に遂行させるように構成できる。このような構成によれば、潤滑油Ｌの交換後にレーザ発振部１６を起動可能な状態にする必須の準備作業を、作業者の指示に依らずに自動的に遂行することができる。その結果、作業者の負担が著しく軽減され、作業者による誤指示の発生頻度が効果的に低減する。

上記した本発明の好適な実施形態によるガスレーザ装置６０、７０における送風機１２の監視方法（或いは保守時期管理方法）を、図６及び図７に示す送風機１２の状態遷移と図８に示す管理フローチャートとを参照して、さらに詳述する。
送風機１２の潤滑油交換作業に際しては、まず、送風機１２を正規の直立姿勢に配置して、排油口４２を開放し、貯油室２０から古い潤滑油を完全に抜き取る（図６（ａ））。次に、排油口４２を閉鎖して、図示しない給油口から適正量の新たな潤滑油Ｌを貯油室２０に注入する。このとき、貯油室２０及び油監視室２２の双方が大気圧に維持されているので、潤滑油Ｌが通路４０を満たした時点で油監視室２２の開口が潤滑油Ｌにより塞がれ、結果として、適正量の潤滑油Ｌが貯油室２０に注入されたときに、油監視室２２には潤滑油Ｌが実質的に存在しない状態になる（図６（ｂ））。したがってこの状態では、送風機監視部１８の油検出部２４は、油監視室２２内の潤滑油Ｌの存在を検出せず、以って、油交換判断部２６は、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものであると判断する。

このようにして送風機１２の潤滑油Ｌの交換作業が完了した後に、最初にガスレーザ装置１０を起動すると、前述した起動予備動作として、レーザ発振部１６の媒質回路１４の減圧と同時に、圧力調整機構６２により貯油室２０が減圧される。それにより、油監視室２２に封入されていた空気Ｐが、適宜量だけ通路４０を通って貯油室２０に移動する（図７（ａ））。その結果、貯油室２０に移動した空気Ｐに対応する量の潤滑油Ｌが、貯油室２０から油監視室２２に流入する。その後、ガスレーザ装置６０、７０の運転を経て、ガスレーザ装置６０、７０を停止する際には、前述した停止予備動作として、レーザ発振部１６の媒質回路１４の昇圧と同時に、圧力調整機構６２により貯油室２０が大気圧まで昇圧される。それにより、圧力差に対応する追加量の潤滑油Ｌが、貯油室２０から油監視室２２にさらに流入する（図７（ｂ））。したがってこの状態では、送風機監視部１８の油検出部２４は、油監視室２２内の潤滑油Ｌの存在を検出し、以って、油交換判断部２６は、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものではないと判断する。

上記した送風機１２の状態遷移を利用して、ガスレーザ装置６０、７０では、その運転に際し、図８に示す手順で送風機１２の監視方法（或いは保守時期管理方法）が実行される。以下、フローチャートに従って本監視方法を説明する。

ガスレーザ装置１０の電源をＯＮにした状態（ステップＳ１）で、起動スイッチをＯＮにする（ステップＳ２）と、その直後に、制御部７４（図５）は、計時部７２（図５）が計測したレーザ発振部１６の実働時間Ｏｔを予め定めた閾値Ｔｔと比較して、実働時間Ｏｔが閾値Ｔｔを超えているか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、実働時間Ｏｔが閾値Ｔｔを超えていたときには、制御部７４はアラーム信号を出力し（ステップＳ４）、例えば表示装置（図示せず）への表示等の手段によって、作業者に潤滑油交換時期の到来を報知する。

ステップＳ３で、実働時間Ｏｔが閾値Ｔｔ以下であったときには、ステップＳ５で、送風機監視部１８が、前述した起動予備動作が開始される前に作動して、油検出部２４により、油監視室２２内に潤滑油Ｌが存在するか否かを確認する。この時点で、油監視室２２内に潤滑油Ｌが存在していなければ、油交換判断部２６は、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものであると判断し、制御部７４は、計時部７２が計測したレーザ発振部１６の実働時間Ｏｔを自動的に初期化ないしリセットする（ステップＳ６）。さらに制御部６４、７４（図４及び図５）は、レーザ発振部１６にリークチェックを自動的に遂行させる（ステップＳ７）とともに、レーザ発振部１６にエージングを自動的に遂行させる（ステップＳ８）。その後に、制御部６４、７４は、レーザ発振部１６の起動予備動作を開始して、図示しないポンプ等により媒質回路１４を減圧すると同時に、圧力調整機構６２により貯油室２０を減圧する（ステップＳ９）。

ステップＳ５で、油監視室２２内に潤滑油Ｌが存在し、油交換判断部２６が、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものではないと判断したときには、制御部６４、７４は、計時部７２の初期化やリークチェック、エージングを行なうことなく、レーザ発振部１６の起動予備動作を開始する（ステップＳ９）。その後、ガスレーザ装置６０、７０の所要の運転が実行される（ステップＳ１０）。次いで、ガスレーザ装置６０、７０の停止スイッチをＯＮにする（又は起動スイッチをＯＦＦにする）（ステップＳ１１）と、制御部６４、７４は、レーザ発振部１６の前述した停止予備動作を開始して、レーザ発振部１６の媒質回路１４を昇圧すると同時に、圧力調整機構６２により貯油室２０を大気圧まで昇圧する（ステップＳ１２）。昇圧が完了すれば、電源スイッチをＯＦＦにすることができる（ステップＳ１３）。

ステップＳ３で、実働時間Ｏｔが閾値Ｔｔを超えていたときには、ステップＳ４でアラーム信号を出力した後に、上記ステップＳ５と同様にして、送風機監視部１８が、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものであるか否かを判断する（ステップＳ１４）。潤滑油Ｌが交換直後のものであった場合（例えば作業者が自主的に交換作業を行なったような場合）には、制御部７４は、上記ステップＳ６〜Ｓ８と同様にして、計時部７２及びアラーム信号の初期化ないしリセット（ステップＳ１５）、並びにレーザ発振部１６のリークチェック（ステップＳ１６）及びエージング（ステップＳ１７）を、自動的に遂行させる。その後に、制御部６４、７４は、レーザ発振部１６の起動予備動作を開始する（ステップＳ９）。

ステップＳ１４で、潤滑油Ｌが交換直後のものではなかった場合には、制御部７４は、再びアラーム信号を出力し（ステップＳ１８）、作業者に潤滑油交換時期の到来を報知すると共に、レーザ発振部１６の動作を強制停止する。この強制停止は、上記したステップＳ１１の停止スイッチＯＮと同じ結果を招じ、ガスレーザ装置６０、７０が安全に停止される。

上記実施形態では、送風機１２は、油監視室２２が、ケーシング３８の外側に局部的に突出した気密壁部分２２ａによって画定される構成を採用している。これに代えて、本発明に係るガスレーザ装置１０、６０、７０は、図９及び図１０に示すように、油監視室２２が、ケーシング３８の内側に局部的に延設された気密壁部分２２ｂによって画定される構成を有する送風機１２′を採用することもできる。なお、図９（ａ）、（ｂ）及び図１０（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図６（ａ）、（ｂ）及び図７（ａ）、（ｂ）に対応する図である。

図示のように、送風機１２′においては、貯油室２０と油監視室２２とは、送風機１２を静止面上に正規の直立姿勢（羽根車３０を上向きにした図示姿勢）で配置したときに、重力方向に見て油監視室２２の下端で、任意口径の開口４０′を介して相互に連通される。なお、油監視室２２は、開口４０′以外には流体の流通を許容する開口を有さない気密閉鎖空間として、ケーシング３８に画定される。このような構成を有する送風機１２′においても、前述した送風機１２に関する監視方法（或いは保守時期管理方法）が効果的に実施されることは、理解されよう。

以上、本発明を、気体状態のレーザ媒質を用いるガスレーザ装置に関連して説明したが、本発明は、ガスレーザ装置に装備可能な送風機の保守状態を監視する方法及び装置として、以下のように記述することもできる。
つまり、本発明は、送風機１２の保守状態を監視する送風機監視方法において、送風機１２に、潤滑油Ｌを貯留する貯油室２０と、貯油室２０に貯留される適正量の潤滑油Ｌの液面Ｓよりも低い位置で貯油室２０に流体流通可能に連通する油監視室２２とを設けるステップと、送風機１２の貯油室２０に貯留される潤滑油Ｌが、貯油室２０の内圧変化の結果として、油監視室２２に流入することを検出するステップと、油監視室２２への潤滑油Ｌの流入が検出されたか否かを監視して、流入が検出されないときに、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものであると判断するステップとを有することを特徴とする送風機監視方法である。

また、本発明は、送風機１２の保守状態を監視する送風機監視装置において、送風機１２は、潤滑油Ｌを貯留する貯油室２０と、貯油室２０に貯留される適正量の潤滑油Ｌの液面Ｓよりも低い位置で貯油室２０に流体流通可能に連通する油監視室２２とを備え、送風機監視装置は、送風機１２の貯油室２０に貯留される潤滑油Ｌが、貯油室２０の内圧変化の結果として、油監視室２２に流入することを検出する油検出部２４と、油検出部２４が油監視室２０への潤滑油Ｌの流入を検出するか否かを監視し、流入が検出されないときに、貯油室２０に貯留されている潤滑油Ｌが交換直後のものであると判断する油交換判断部２６とを備えることを特徴とする送風機監視装置である。
上記した送風機監視方法及び送風機監視装置の用途は、ガスレーザ装置への適用に限定されない。

本発明に係るガスレーザ装置の基本構成を示す機能ブロック図である。 図１のガスレーザ装置に装備される送風機の構成の一例を模式図的に示す図である。 図１のガスレーザ装置のレーザ発振部の構成の一例を模式図的に示す図である。 本発明の第１の発展的実施形態によるガスレーザ装置の構成を示す機能ブロック図である。 本発明の第２の発展的実施形態によるガスレーザ装置の構成を示す機能ブロック図である。 図４及び図５のガスレーザ装置に装備される送風機の構成を、潤滑油の交換作業中の状態遷移に従って示す図で、（ａ）古い潤滑油を抜いた状態、及び（ｂ）新たな潤滑油を注入した状態を、それぞれ示す。 図４及び図５のガスレーザ装置に装備される送風機の構成を、潤滑油の交換作業中の状態遷移に従って示す図で、（ａ）貯油室を減圧した状態、及び（ｂ）貯油室を昇圧した状態を、それぞれ示す。 図４及び図５のガスレーザ装置における送風機の監視方法を説明するフローチャートである。 図４及び図５のガスレーザ装置に装備される送風機の変形例の構成を、潤滑油の交換作業中の状態遷移に従って示す図で、（ａ）古い潤滑油を抜いた状態、及び（ｂ）新たな潤滑油を注入した状態を、それぞれ示す。 図４及び図５のガスレーザ装置に装備される送風機の変形例の構成を、潤滑油の交換作業中の状態遷移に従って示す図で、（ａ）貯油室を減圧した状態、及び（ｂ）貯油室を昇圧した状態を、それぞれ示す。

符号の説明

１０、６０、７０ ガスレーザ装置
１２、１２′ 送風機
１４ 媒質回路
１６ レーザ発振部
１８ 送風機監視部
２０ 貯油室
２２ 油監視室
２４ 油検出部
２６ 油交換判断部
３８ ケーシング
４０ 通路
４０′ 開口
５４ 制御装置
６２ 圧力調整機構
６４、７４ 制御部
７２ 計時部

Claims (11)

1. 媒質回路内で媒質ガスを強制的に循環させる送風機を備えるレーザ発振部と、該送風機の保守状態を監視する送風機監視部とを具備するガスレーザ装置において、
   前記送風機は、
   潤滑油を貯留する貯油室と、
   該貯油室に貯留される適正量の潤滑油の液面よりも低い位置で該貯油室に流体流通可能に連通する油監視室とを備え、
   前記送風機監視部は、
   前記送風機の前記貯油室に貯留される潤滑油が、前記貯油室の内圧変化の結果として、前記油監視室に流入することを検出する油検出部と、
   前記レーザ発振部が起動する前に、該油検出部が前記油監視室への前記潤滑油の流入を検出したか否かを監視し、該流入が検出されないときに、前記貯油室に貯留されている前記潤滑油が交換直後のものであると判断する油交換判断部とを備えること、
   を特徴とするガスレーザ装置。
2. 前記レーザ発振部の動作を制御する制御部と、前記レーザ発振部の起動及び停止のそれぞれの予備動作に連動して、前記送風機の前記貯油室の内圧を調整する圧力調整機構とをさらに具備し、該制御部は、該予備動作として前記媒質回路の内圧調整を遂行すると同時に、該圧力調整機構による前記貯油室の内圧調整動作を制御する、請求項１に記載のガスレーザ装置。
3. 前記レーザ発振部の動作を制御する制御部と、前記送風機の前記貯油室に貯留されている前記潤滑油の交換後の、前記レーザ発振部の実働時間を計測する計時部とをさらに具備し、該制御部は、該計時部が計測した該実働時間と前記送風機監視部の前記油交換判断部による判断結果とに基づいて、前記レーザ発振部の動作を制御する、請求項１又は２に記載のガスレーザ装置。
4. 前記制御部は、前記計時部が計測した前記レーザ発振部の前記実働時間を予め定めた閾値と比較して、該実働時間が該閾値を超えたときにアラーム信号を出力するとともに、該アラーム信号の出力後、前記油交換判断部が前記潤滑油を交換直後のものではないと判断したときに、前記レーザ発振部の動作を強制停止する、請求項３に記載のガスレーザ装置。
5. 前記制御部は、前記油交換判断部が前記潤滑油を交換直後のものと判断したときに、前記計時部が計測した前記レーザ発振部の前記実働時間を自動的に初期化する、請求項３又は４に記載のガスレーザ装置。
6. 前記制御部は、前記油交換判断部が前記潤滑油を交換直後のものと判断したときに、前記媒質回路における媒質ガスの漏れを検査する作業を、前記レーザ発振部に自動的に遂行させる、請求項２〜５のいずれか１項に記載のガスレーザ装置。
7. 前記制御部は、前記油交換判断部が前記潤滑油を交換直後のものと判断したときに、前記媒質回路に侵入している不純物を除去する作業を、前記レーザ発振部に自動的に遂行させる、請求項２〜６のいずれか１項に記載のガスレーザ装置。
8. 前記送風機は、前記貯油室及び前記油監視室を画定するケーシングを備え、該油監視室が、該ケーシングの外側に局部的に突出した気密壁部分によって画定される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガスレーザ装置。
9. 前記送風機は、前記貯油室及び前記油監視室を画定するケーシングを備え、該油監視室が、該ケーシングの内側に局部的に延設された気密壁部分によって画定される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガスレーザ装置。
10. 送風機の保守状態を監視する送風機監視方法において、
    前記送風機に、潤滑油を貯留する貯油室と、該貯油室に貯留される適正量の潤滑油の液面よりも低い位置で該貯油室に流体流通可能に連通する油監視室とを設け、
    前記送風機の前記貯油室に貯留される潤滑油が、前記貯油室の内圧変化の結果として、前記油監視室に流入することを検出し、
    前記油監視室への前記潤滑油の流入が検出されたか否かを監視して、該流入が検出されないときに、前記貯油室に貯留されている前記潤滑油が交換直後のものであると判断すること、
    を特徴とする送風機監視方法。
11. 送風機の保守状態を監視する送風機監視装置において、
    前記送風機は、
    潤滑油を貯留する貯油室と、
    該貯油室に貯留される適正量の潤滑油の液面よりも低い位置で該貯油室に流体流通可能に連通する油監視室とを備え、
    前記送風機監視装置は、
    前記送風機の前記貯油室に貯留される潤滑油が、前記貯油室の内圧変化の結果として、前記油監視室に流入することを検出する油検出部と、
    該油検出部が前記油監視室への前記潤滑油の流入を検出するか否かを監視し、該流入が検出されないときに、前記貯油室に貯留されている前記潤滑油が交換直後のものであると判断する油交換判断部とを備えること、
    を特徴とする送風機監視装置。

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