JP2013200487A - Galvano scanner and laser processing apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a galvano scanner having no variation in thermal conductivity and stably exhibiting a high cooling performance.SOLUTION: A galvano scanner 100 comprises: a movable element 200 including a revolving shaft 3 supporting a galvanomirror 1, and a permanent magnet 10 disposed about the revolving shaft 3; a stator 300 including a coil 15, a yoke 16 and a housing case 17 which are disposed about the movable element 200; and a water-cooling jacket 22 cooling the stator 300. The galvano scanner 100 swings the movable element 200 at a predetermined angle range, and is provided with a highly heat conductive member, for example, heat conductive meshes 20 and 21, in at least one of a portion between the coil 15 and the yoke 16 and a portion between the housing case 17 and the water-cooling jacket 22.

Description

本発明はガルバノスキャナ及びレーザ加工装置に係り、さらに詳しくは、レーザ光をワークに対して走査するガルバノスキャナ、及びガルバノスキャナによって走査偏向されるレーザ光を用いて穴明け、切断あるいはマーキングを行うレーザ加工装置に関する。   The present invention relates to a galvano scanner and a laser processing apparatus, and more particularly, a galvano scanner that scans a laser beam with respect to a workpiece, and a laser that performs drilling, cutting, or marking using laser light that is scanned and deflected by the galvano scanner. It relates to a processing apparatus.

電子機器の小型化、高密度実装化に伴い、プリント基板は複数の配線パターンを積層した多層配線基板が主流となっている。多層配線基板では、上下に積層された基板間の導電層を電気的に接続する必要がある。そこで、多層配線基板の絶縁層に対して、下層の導電層に達するビアホール(穴)を形成し、ビアホールの内部に導電性メッキを施すことにより、上下に積層された基板間の導電層を電気的に接続している。ビアホールの製作には、微細化に伴い従来の機械的なドリル加工装置に加えて、高出力のCOレーザ、あるいはYAGの高調波を利用したUVレーザを用いたレーザ加工装置が用いられている(例えば、特許文献1)。 Along with the downsizing and high-density mounting of electronic devices, printed circuit boards are mainly multilayer wiring boards in which a plurality of wiring patterns are stacked. In a multilayer wiring board, it is necessary to electrically connect conductive layers between substrates stacked one above the other. Therefore, a via hole (hole) reaching the lower conductive layer is formed in the insulating layer of the multilayer wiring board, and conductive plating is applied to the inside of the via hole, thereby electrically connecting the conductive layers between the substrates stacked one above the other. Connected. In the manufacture of via holes, in addition to conventional mechanical drilling devices, laser processing devices using high-power CO 2 lasers or UV lasers using YAG harmonics are used in conjunction with miniaturization. (For example, patent document 1).

一方、携帯電話に代表させる携帯型情報端末の需要が年々拡大しており、携帯型情報端末の基幹部品であるプリント基板の需要も伸びている。そのため、プリント基板穴明け用のレーザ加工機にも生産性の向上が要求されており、レーザ光を穴加工位置に位置決めするガルバノスキャナには高速動作が求められている。   On the other hand, the demand for portable information terminals represented by mobile phones is increasing year by year, and the demand for printed circuit boards, which are key parts of portable information terminals, is also increasing. For this reason, a laser processing machine for drilling printed circuit boards is also required to improve productivity, and a galvano scanner that positions a laser beam at a hole processing position is required to operate at high speed.

このとき、加減速のトルクを得るためにはコイルに大電流を流す必要があり、大電流を流すと、コイルはコイル自身の抵抗により発熱する。また、流れる電流が高い周波数成分を持つ場合、磁石やヨークは渦電流によって発熱する。発熱によってカルバノスキャナの内部温度が高くなると、磁石に減磁が生じて駆動トルクの低下あるいは回転軸のねじれ剛性の低下によってサーボ機構の応答に劣化が生じる。したがって、電磁アクチュエー夕式のガルバノスキャナでは冷却に特に配慮する必要がある。   At this time, in order to obtain acceleration / deceleration torque, it is necessary to flow a large current through the coil. When a large current is flowed, the coil generates heat due to the resistance of the coil itself. In addition, when the flowing current has a high frequency component, the magnet and the yoke generate heat due to the eddy current. When the internal temperature of the carbano scanner increases due to heat generation, demagnetization occurs in the magnet, and the response of the servo mechanism deteriorates due to a decrease in drive torque or a decrease in torsional rigidity of the rotating shaft. Therefore, special consideration must be given to cooling in the electromagnetic actuator type galvano scanner.

他方、ガルバノスキャナのように過酷な揺動動作を繰り返す回転型モータの冷却構造としては、例えば、冷却ジャケットとケースとコイルに接触する伝熱バイパス手段を設けたものが提案されている(特許文献2)。   On the other hand, as a cooling structure of a rotary motor that repeats a severe swinging motion like a galvano scanner, for example, a cooling structure provided with a heat transfer bypass means that contacts a cooling jacket, a case, and a coil has been proposed (Patent Literature). 2).

特開2002−137074公報(第6頁、図6参照)Japanese Patent Laid-Open No. 2002-137074 (see page 6, FIG. 6) 特開2008−43133号公報(第9頁、図1参照)Japanese Patent Laying-Open No. 2008-43133 (see page 9, FIG. 1)

ところで、近年、プリント基板の高密度化による穴の小径化と穴数の増加が進んでいる。穴の小径化にはfθレンズに入射するビーム径を大きくする必要がある。そのため、ガルバノミラーの大型化が避けられない。しかし、ガルバノミラーが大型化すると揺動モータに加わる慣性モーメントが増加するので、コイルにはさらに大きな駆動電流を供給する必要が生じ、コイルの発熱量もそれに伴ってさらに増大する。したがって、揺動モータで高速位置決め動作を実現するためには、発熱したコイルを効率的に冷却することが不可欠である。   By the way, in recent years, the hole diameter has been reduced and the number of holes has been increased by increasing the density of printed circuit boards. In order to reduce the diameter of the hole, it is necessary to increase the diameter of the beam incident on the fθ lens. Therefore, an increase in the size of the galvanometer mirror is inevitable. However, when the size of the galvanometer mirror is increased, the moment of inertia applied to the oscillating motor increases, so that it is necessary to supply a larger driving current to the coil, and the amount of heat generated by the coil further increases accordingly. Therefore, in order to realize a high-speed positioning operation with the swing motor, it is indispensable to cool the generated coil efficiently.

コイルで発熱した熱を冷却するために、特許文献2記載の発明では、図1に示すように揺動アクチュエータに冷却ジャケットとケースとコイルに接触する伝熱バイパス手段を新たに設けることによって熱伝導性を向上させている。さらに、冷却ジャケットとケースとコイルの各構成部材間の接着面には接着剤、グリース、熱伝導シート等のギャップ材を介在させ、接触熱抵抗を抑えるようにしている。   In order to cool the heat generated by the coil, in the invention described in Patent Document 2, as shown in FIG. 1, a heat transfer bypass means that contacts the cooling jacket, the case, and the coil is newly provided in the swing actuator. Improves sex. Further, a gap material such as an adhesive, grease, or a heat conductive sheet is interposed on the bonding surface between the cooling jacket, the case, and the constituent members of the coil to suppress the contact thermal resistance.

しかし、ギャップ材は他の各構成部材が金属材である場合に比べて熱伝導率が桁違いに悪い。そのため、ギャップ材の厚さは極力薄くなるように設計されるが、加工精度を厳しくすると、部品の加工や組立てに時間を費やし高価になる。また、加工誤差によるギャップ層の厚さのばらつき、及び接着剤あるいはグリースの塗布斑により、ガルバノスキャナ全体に熱伝導率のばらつきが生じ、ガルバノスキャナの個体差が大きくなっていた。   However, the gap material has an extremely low thermal conductivity compared to the case where the other constituent members are metal materials. For this reason, the thickness of the gap material is designed to be as thin as possible. However, if the processing accuracy is strict, it takes time to process and assemble the parts, and the cost becomes high. In addition, due to variations in gap layer thickness due to processing errors and uneven application of adhesive or grease, the thermal conductivity varies throughout the galvano scanner, and individual differences among galvano scanners have increased.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、熱伝導率のばらつきがなく、安定的に高い冷却性能を発揮させることにある。   Therefore, a problem to be solved by the present invention is to stably exhibit high cooling performance without variation in thermal conductivity.

前記課題を解決するため、本発明は、ガルバノミラーを支持する回転軸、及び前記回転軸の周りに配置された永久磁石を備えた可動子と、前記可動子の周りに配置されたコイル、ヨーク及びハウジングケースを備えた固定子と、前記固定子を冷却する冷却手段と、を有し、前記可動子を予め定める角度範園内で揺動させるガルバノスキャナにおいて、前記コイルとヨークとの間、及びハウジングケースと冷却手段の間の少なくとも一方に高伝熱部材を配置したことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a movable element including a rotating shaft that supports a galvanometer mirror, and a permanent magnet disposed around the rotating shaft, and a coil and a yoke disposed around the movable element. And a stator provided with a housing case, and a cooling means for cooling the stator, and a galvano scanner for swinging the mover within a predetermined angular range, between the coil and the yoke, and A high heat transfer member is disposed in at least one of the housing case and the cooling means.

本発明によれば、熱伝導率のばらつきがなく、安定的に高い冷却性能を発揮することができる。   According to the present invention, there is no variation in thermal conductivity, and stable high cooling performance can be exhibited.

本発明の実施形態に係るガルバノスキャナの構成を示す縦断面図である。It is a longitudinal section showing the composition of the galvano scanner concerning an embodiment of the present invention. 図1に示したガルバノスキャナのA−A線断面図で磁気回路部分を示す。The magnetic circuit portion is shown in the AA line cross-sectional view of the galvano scanner shown in FIG. 図1におけるコイルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the coil in FIG. 図1における第1の熱伝導性メッシュの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st heat conductive mesh in FIG. 第1の熱伝導性メッシュの接着方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the adhesion method of the 1st heat conductive mesh. 第1の熱伝導性メッシュの効果を説明する図である。It is a figure explaining the effect of the 1st heat conductive mesh. 図1における第2の熱伝導性メッシュの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the 2nd heat conductive mesh in FIG.

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の実施形態に係るガルバノスキャナの縦断面図、図2は図1のA−A線断面図で磁気回路部分を示す。   FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a galvano scanner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

図1において、本実施形態に係るガルバノスキャナ100は、可動子200及び固定子300からなる。可動子200は、ガルバノミラー1、回転軸3、及び永久磁石10を含み、固定子300は、コイル15、ヨーク16、ハウジングケース17、第1の熱伝導性メッシュ20、第2の熱伝導性メッシュ21を含む。また、固定し300の外周部には水冷ジャケット22が設けられ、水冷ジャケット22には、入口配管24及び出口配管25が接続されている。   In FIG. 1, a galvano scanner 100 according to this embodiment includes a mover 200 and a stator 300. The mover 200 includes the galvanometer mirror 1, the rotating shaft 3, and the permanent magnet 10, and the stator 300 includes the coil 15, the yoke 16, the housing case 17, the first thermal conductive mesh 20, and the second thermal conductivity. A mesh 21 is included. A water cooling jacket 22 is provided on the outer periphery of the fixed 300, and an inlet pipe 24 and an outlet pipe 25 are connected to the water cooling jacket 22.

ガルバノミラー1はミラーマウント2を介して回転軸3の一方の端部に固定されている。回転軸3は第1及び第2の軸受4,5に支持され、所定の範囲で滑らかな揺動動作を行う。第1の軸受4は第1の軸受ケース6に第1のネジリング8により保持され、第2の軸受5は第2の軸受ケース7に第2のネジリング9により保持されている。回転軸3には内径が回転軸3の外径よりも僅かに(数μm程度)大径である円筒形の永久磁石10が取り付けられている。永久磁石10は、回転軸3と同軸かつ回転軸3の軸方向の所定の位置に接着剤により固定され、これにより回転軸3及びガルバノミラー1と一体に揺動する。   The galvanometer mirror 1 is fixed to one end of the rotating shaft 3 via a mirror mount 2. The rotating shaft 3 is supported by the first and second bearings 4 and 5 and performs a smooth swinging motion within a predetermined range. The first bearing 4 is held in the first bearing case 6 by the first screw ring 8, and the second bearing 5 is held in the second bearing case 7 by the second screw ring 9. A cylindrical permanent magnet 10 having an inner diameter slightly larger (about several μm) than the outer diameter of the rotating shaft 3 is attached to the rotating shaft 3. The permanent magnet 10 is fixed to a predetermined position in the axial direction of the rotary shaft 3 coaxially with the rotary shaft 3 by an adhesive, and thereby swings integrally with the rotary shaft 3 and the galvanometer mirror 1.

回転軸3の他方の端部には、ハブ11を介してグレーティング(図示せず)を有するスケール12が固定されている。スケール12のグレーティングと対向する位置の軸受ケース7には、センサヘッド13がセンサ支持具14を介して固定されている。スケール12とセンサヘッド13は、ガルバノミラー1の角度を制御するためのロータリーエンコーダを形成しており、防塵対策のため軸受ケース7に取り付けられたカバー19によって保護されている。   A scale 12 having a grating (not shown) is fixed to the other end of the rotating shaft 3 via a hub 11. A sensor head 13 is fixed to the bearing case 7 at a position facing the grating of the scale 12 via a sensor support 14. The scale 12 and the sensor head 13 form a rotary encoder for controlling the angle of the galvanometer mirror 1 and are protected by a cover 19 attached to the bearing case 7 for dust-proof measures.

永久磁石10と対向する位置には、コイル15とヨーク16が回転軸3と同軸に配置されている。ヨーク16は渦電流を抑えるため、高透磁率で難磁性の鉄系薄板を回転軸3の軸方向に積層したもので、外径はハウジングケース17の内径よりも僅かに(数μm)小径である。ヨーク16はヨーク押さえリング18でハウジングケース17に保持されている。コイル15は第1の熱伝導性メッシュ20を介してヨーク16に接着固定されている。   A coil 15 and a yoke 16 are arranged coaxially with the rotary shaft 3 at a position facing the permanent magnet 10. The yoke 16 is formed by laminating iron-based thin plates having high magnetic permeability and low magnetism in the axial direction of the rotary shaft 3 in order to suppress eddy current, and the outer diameter is slightly smaller (several μm) than the inner diameter of the housing case 17. is there. The yoke 16 is held on the housing case 17 by a yoke pressing ring 18. The coil 15 is bonded and fixed to the yoke 16 via the first heat conductive mesh 20.

また、ハウジングケース17の外周には、第2の熱伝導性メッシュ21を介して水冷ジャケット22が着脱自在に配置されている。水冷ジャケット22は、図2に示すように平面視2分割された対称な第1及び第2の水冷ジャケット22a、22b及び蝶番23から構成されている。第1及び第2の水冷ジャケット22a,22bは蝶番23が閉じたときに第2の熱伝導性メッシュ21を介してハウジングケース17に密着する。水冷ジャケット22には破線で示す流路22c,22dが形成されており、冷却水供給手段(図示せず)から入口配管24を介して第1及び第2水冷ジャケット22a、22bにそれぞれ冷却水が供給される。冷却水は第1及び第2の水冷ジャケット22a,22bの内部に入り、流路22c,22dを流れながら熱交換し、出口配管25から排出される。   A water cooling jacket 22 is detachably disposed on the outer periphery of the housing case 17 via a second heat conductive mesh 21. As shown in FIG. 2, the water cooling jacket 22 is composed of symmetrical first and second water cooling jackets 22 a and 22 b and a hinge 23 that are divided into two in plan view. The first and second water cooling jackets 22a and 22b are in close contact with the housing case 17 via the second heat conductive mesh 21 when the hinge 23 is closed. Flow paths 22c and 22d indicated by broken lines are formed in the water cooling jacket 22, and cooling water is supplied from the cooling water supply means (not shown) to the first and second water cooling jackets 22a and 22b via the inlet pipe 24, respectively. Supplied. The cooling water enters the first and second water cooling jackets 22a and 22b, exchanges heat while flowing through the flow paths 22c and 22d, and is discharged from the outlet pipe 25.

なお、軸受ケース6、軸受ケース7、ハウジングケース17、ヨーク押さえリング18、水冷ジャケット22はアルミニウム系あるいは銅系等の熱伝導率の高い材料で形成されている。   The bearing case 6, the bearing case 7, the housing case 17, the yoke pressing ring 18, and the water cooling jacket 22 are made of a material having high thermal conductivity such as aluminum or copper.

図2に示すように、永久磁石10は中心角90度の4極の磁石片を組み合わせたものであり、各磁石片は半径方向に着磁されている。永久磁石10のN極から出た磁束101,102,103,104は、コイル15と交差し、ヨーク16を通ってS極に戻り、閉ループを描く。   As shown in FIG. 2, the permanent magnet 10 is a combination of 4-pole magnet pieces having a central angle of 90 degrees, and each magnet piece is magnetized in the radial direction. Magnetic fluxes 101, 102, 103, 104 emitted from the N pole of the permanent magnet 10 intersect with the coil 15, return to the S pole through the yoke 16, and draw a closed loop.

図3は、素材としてのコイル形状を示す図で、同図(a)は正面図、同図(b)は同図(a)のB−B線断面図である。図3に示すように素材としてのコイル15は、銅などの素線を扁平な方形枠状に巻いたものである。このような素材としてのコイル15をヨーク16の内径に合わせて円弧状に曲げ、4個を電気的に接続すると共に有効長Cが回転軸3と平行になるようにして、ヨーク16の内周面に第1の熱伝導性メッシュ20を介して接着剤により接着固定されている。磁束101,102,103,104とコイル15の有効長Cに流れる電流は直交するので、コイル15に電流を流すと、永久磁石10には接線方向の電磁力が作用する。この電磁力により回転軸3が回転するし、ガルバノミラー1も一体に回転する。   3A and 3B are views showing a coil shape as a material. FIG. 3A is a front view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. As shown in FIG. 3, the coil 15 as a material is obtained by winding a wire such as copper in a flat rectangular frame shape. The coil 15 as such a material is bent into an arc shape in accordance with the inner diameter of the yoke 16, the four are electrically connected, and the effective length C is parallel to the rotary shaft 3, so that the inner circumference of the yoke 16 is increased. The surface is bonded and fixed with an adhesive via the first thermally conductive mesh 20. Since the magnetic fluxes 101, 102, 103, 104 and the current flowing through the effective length C of the coil 15 are orthogonal, a tangential electromagnetic force acts on the permanent magnet 10 when a current flows through the coil 15. The rotating shaft 3 is rotated by this electromagnetic force, and the galvanometer mirror 1 is also rotated integrally.

図4は第1の熱伝導性メッシュ20の構成を示す図である。図4(a)の斜視図、図4(b)の展開した正面図、図4(c)の平面図に示すように、第1の熱伝導性メッシュ20は、ハウジングケース17の内周長L1と高さH1に合わせた外形寸法で、厚さdが数十μm程度のシート形状である。材質はグラファイト、銅、アルミニウム、あるいはステンレスの金属であり、特に金属メッシュを圧延して製造するエキスバンドメタルは厚さが均一でしかも安価に入手できる。   FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the first heat conductive mesh 20. As shown in the perspective view of FIG. 4A, the developed front view of FIG. 4B, and the plan view of FIG. 4C, the first thermal conductive mesh 20 has an inner peripheral length of the housing case 17. It is a sheet shape having an outer dimension matching L1 and height H1 and having a thickness d of about several tens of μm. The material is graphite, copper, aluminum, or stainless steel. In particular, an extended metal produced by rolling a metal mesh is uniform in thickness and can be obtained at low cost.

第1の熱伝導性メッシュ20の両面には、接着剤26が薄く塗布されている。この状態でヨーク16が内周面に装着されたハウジングケース17に挿入し、その後、図5に示すようにテーパ押付治具27とシュパンリング28を用いて、コイル15とヨーク16との間に第1の熱伝導性メッシュ20が配置された状態でコイル15を内側からハウジングケース17に対して押し付ける。これにより図6に示すように第1の熱伝導性メッシュ20の表面の余分な接着剤26が第1の熱伝導性メッシュ20の網目に入り込む。そのため、コイル15の有効長C部とヨーク16の間隔、コイル15の端部Dとハウジングケース17及びヨーク押さえリング18との間隔は、限りなく第1の熱伝導性メッシュ20の厚さdに近づき、しかも、余分な接着剤26は網目内に留まるので、接着剤漏れを抑えることができる。この状態で接着剤26が硬化するまでの所定の時間保持し、接着剤26が硬化した後にテーパ押付治具27とシュパンリング28を外すと固定子が完成する。   The adhesive 26 is thinly applied to both surfaces of the first heat conductive mesh 20. In this state, the yoke 16 is inserted into the housing case 17 mounted on the inner peripheral surface, and thereafter, between the coil 15 and the yoke 16 using a taper pressing jig 27 and a spun ring 28 as shown in FIG. The coil 15 is pressed against the housing case 17 from the inside in a state where the first heat conductive mesh 20 is disposed. As a result, as shown in FIG. 6, excess adhesive 26 on the surface of the first thermal conductive mesh 20 enters the mesh of the first thermal conductive mesh 20. Therefore, the distance between the effective length C portion of the coil 15 and the yoke 16 and the distance between the end portion D of the coil 15 and the housing case 17 and the yoke pressing ring 18 are not limited to the thickness d of the first heat conductive mesh 20. Moreover, since the excess adhesive 26 stays in the mesh, leakage of the adhesive can be suppressed. In this state, holding for a predetermined time until the adhesive 26 is cured. After the adhesive 26 is cured, the taper pressing jig 27 and the spun ring 28 are removed to complete the stator.

一般的な接着剤の熱伝導率はフィラー入りでも4W/m・k程度なのに対して、銅は398W/m・kである。例えば、第1の熱伝導性メッシュ20の銅部と網目部との面積比率が1:1で網目部が全て空気と仮定しても、熱伝導率は199W/m・kとなり、効率よくコイル15で発生する熱をヨーク16及びハウジングケース17へ伝熱することができる。   The thermal conductivity of a general adhesive is about 4 W / m · k even with a filler, whereas copper is 398 W / m · k. For example, even if the area ratio between the copper portion and the mesh portion of the first thermal conductive mesh 20 is 1: 1 and the mesh portion is all air, the thermal conductivity is 199 W / m · k, which is an efficient coil. The heat generated at 15 can be transferred to the yoke 16 and the housing case 17.

次に、第2の熱伝導性メッシュ21について説明する。   Next, the 2nd heat conductive mesh 21 is demonstrated.

図7に示すように第2の熱伝導性メッシュ21は、水冷ジャケット21の内周長L2と高さH2に合わせた外形寸法で、厚さ及び材質は第1の熱伝導性メッシュ20と同一である。第2の熱伝導性メッシュ21の両面には、グリース(図示せず)が薄く塗布されている。この状態で第1及び第2の水冷ジャケット22a,22bの内周に挿入した後、ハウジングケース17の外周中央部に装着する。そして、第1及び第2の水冷ジャケット22a,22bの蝶番23を閉じると、水冷ジャケット22は第2の熱伝導性メッシュ21を介してハウジングケース17の外周面に密着する。これにより、図6に示した第1の熱伝導性メッシュ20と同様に第2の熱伝導性メッシュ21の表面の余分なグリースが第2の熱伝導性メッシュ21の網目に入り込み、水冷ジャケット22が第2の熱伝導性メッシュ21を介してハウジングケース17と密着する。その結果、コイル15での発熱を効率よく水冷ジャケット22へ伝えることが可能となり、水冷ジャケット22で効率よく冷却することができる。   As shown in FIG. 7, the second thermal conductive mesh 21 has an external dimension that matches the inner peripheral length L2 and the height H2 of the water cooling jacket 21, and the thickness and material are the same as those of the first thermal conductive mesh 20. It is. Grease (not shown) is thinly applied to both surfaces of the second heat conductive mesh 21. In this state, after being inserted into the inner periphery of the first and second water-cooling jackets 22a and 22b, the housing case 17 is attached to the center of the outer periphery. When the hinges 23 of the first and second water-cooling jackets 22 a and 22 b are closed, the water-cooling jacket 22 is in close contact with the outer peripheral surface of the housing case 17 via the second heat conductive mesh 21. As a result, like the first thermal conductive mesh 20 shown in FIG. 6, excess grease on the surface of the second thermal conductive mesh 21 enters the mesh of the second thermal conductive mesh 21, and the water cooling jacket 22. Is in close contact with the housing case 17 via the second thermally conductive mesh 21. As a result, the heat generated in the coil 15 can be efficiently transmitted to the water cooling jacket 22, and the water cooling jacket 22 can efficiently cool.

以上のように、本実施形態によれば、
1)コイル15とヨーク16との間に第1の熱伝導性メッシュ20を配し、限りなく第1の熱伝導性メッシュ20の厚さdに近づいた状態で接着、固定するので、熱伝導率を接着剤のみで接着、固定した場合に比べて大幅に向上させることができる。
2)その結果、コイル15からヨーク16側への伝熱効率が大きく向上し、コイル15を効率よく冷却することができる。
3)水冷ジャケット22が第2の熱伝導性メッシュ21を介してハウジングケース17と密着するので、コイル15での発熱を効率よく水冷ジャケット22へ伝えることが可能となり、水冷ジャケット22で効率よく冷却することができる。
4)コイル15の温度上昇を安定的に抑えることができるので、結果として永久磁石10の温度上昇を抑制できる。この結果、高速位置決めが可能なガルバノスキャナを提供することができる。
5)ガルバノスキャナ100は、コイル15で発生する熱を効率よく冷却できるので、例えば、プリント基板の穴明けレーザ加工装置のような高速かつ連続的に位置決めを繰り返す過酷な動作が要求される加工装置に使用することができる。
などの効果を奏する。
As described above, according to the present embodiment,
1) Since the first heat conductive mesh 20 is disposed between the coil 15 and the yoke 16 and is bonded and fixed as close as possible to the thickness d of the first heat conductive mesh 20, heat conduction The rate can be greatly improved compared to the case where the adhesive is bonded and fixed only with an adhesive.
2) As a result, the heat transfer efficiency from the coil 15 to the yoke 16 side is greatly improved, and the coil 15 can be efficiently cooled.
3) Since the water cooling jacket 22 is in close contact with the housing case 17 via the second heat conductive mesh 21, it is possible to efficiently transmit the heat generated in the coil 15 to the water cooling jacket 22. can do.
4) Since the temperature rise of the coil 15 can be stably suppressed, the temperature rise of the permanent magnet 10 can be suppressed as a result. As a result, a galvano scanner capable of high-speed positioning can be provided.
5) Since the galvano scanner 100 can efficiently cool the heat generated in the coil 15, for example, a processing apparatus that requires a severe operation that repeats positioning continuously at high speed, such as a drilling laser processing apparatus for a printed circuit board. Can be used for
There are effects such as.

なお、特許請求の範囲におけるガルバノミラーは本実施形態では符号1に、回転軸は符号3に、永久磁石は符号10に、可動子は符号200に、コイルは符号15に、ヨークは符号16に、ハウジングケースは符号17に、固定子は符号300に、高伝熱部材は第1及び第2の熱伝導性メッシュ20,21に、ガルバノスキャナは符号100に、接着剤は符号26に、冷却手段は水冷ジャケット22に、それぞれ対応する。   In this embodiment, the galvanometer mirror in the claims is denoted by reference numeral 1, the rotational axis is denoted by reference numeral 3, the permanent magnet is denoted by reference numeral 10, the mover is denoted by reference numeral 200, the coil is denoted by reference numeral 15, and the yoke is denoted by reference numeral 16. The housing case is denoted by reference numeral 17, the stator is denoted by reference numeral 300, the high heat transfer member is denoted by the first and second heat conductive meshes 20 and 21, the galvano scanner is denoted by reference numeral 100, and the adhesive is denoted by reference numeral 26. The means correspond to the water cooling jacket 22 respectively.

さらに、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施例形態、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。   Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and all the technical matters included in the technical idea described in the claims are all included. The subject of the present invention. Although the above-described embodiments and preferred examples are shown, those skilled in the art can realize various alternatives, modifications, variations, and improvements from the contents disclosed in this specification, These are included in the technical scope described in the appended claims.

1 ガルバノミラー
3 回転軸
10 永久磁石
15 コイル
16 ヨーク
17 ハウジング
20 第1の熱伝導性メッシュ
21 第2の熱伝導性メッシュ
22 水冷ジャケット
26 接着剤
100 ガルバノスキャナ
200 可動子
300 固定子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Galvano mirror 3 Rotating shaft 10 Permanent magnet 15 Coil 16 Yoke 17 Housing 20 1st heat conductive mesh 21 2nd heat conductive mesh 22 Water cooling jacket 26 Adhesive 100 Galvano scanner 200 Movable element 300 Stator

Claims (7)

ガルバノミラーを支持する回転軸、及び前記回転軸の周りに配置された永久磁石を備えた可動子と、
前記可動子の周りに配置されたコイル、ヨーク及びハウジングケースを備えた固定子と、
前記固定子を冷却する冷却手段と、
を有し、前記可動子を予め定める角度範園内で揺動させるガルバノスキャナにおいて、
前記コイルとヨークとの間、及びハウジングケースと冷却手段の間の少なくとも一方に高伝熱部材を配置したこと
を特徴とするガルバノスキャナ。
A rotating shaft that supports the galvanometer mirror, and a mover that includes a permanent magnet disposed around the rotating shaft;
A stator including a coil, a yoke, and a housing case disposed around the mover;
Cooling means for cooling the stator;
In a galvano scanner that swings the movable element within a predetermined angle range,
A galvano scanner comprising a high heat transfer member disposed between at least one of the coil and the yoke and between the housing case and the cooling means.
請求項1に記載のガルバノスキャナにおいて、
前記高伝熱部材が熱伝導性のメッシュ部材であること
を特徴とするガルバノスキャナ。
The galvano scanner according to claim 1,
The galvano scanner, wherein the high heat transfer member is a heat conductive mesh member.
請求項2に記載のガルバノスキャナにおいて、
前記熱伝導性のメッシュ部材がエキスパンドメタルからなること
を特徴とするガルバノスキャナ。
The galvano scanner according to claim 2,
The galvano scanner, wherein the heat conductive mesh member is made of expanded metal.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のガルバノスキャナにおいて、
前記高伝熱部材がグラファイトあるいは銅、アルミニウム、及びステンレスのうちのいずれか1つの金属であること
を特徴とするガルバノスキャナ。
The galvano scanner according to any one of claims 1 to 3,
The galvano scanner, wherein the high heat transfer member is graphite or any one metal of copper, aluminum, and stainless steel.
請求項1に記載のガルバノスキャナにおいて、
前記高伝熱部材が熱伝導性のメッシュ部材であり、
前記メッシュ部材の両面に接着剤を塗布し、前記コイルと前記ヨークとの間に装着してコイル側から面的に圧力を付与し、前記メッシュ部材の網目に余った接着剤を留まらせて前記コイルと前記ヨークを前記メッシュ部材によって接触させた状態で接着すること
を特徴とするガルバノスキャナ。
The galvano scanner according to claim 1,
The high heat transfer member is a heat conductive mesh member,
Applying an adhesive on both sides of the mesh member, mounting between the coil and the yoke to apply a surface pressure from the coil side, and retain the adhesive remaining in the mesh of the mesh member A galvano scanner, wherein the coil and the yoke are bonded in a state of being in contact with the mesh member.
請求項1に記載のガルバノスキャナにおいて、
前記高伝熱部材が熱伝導性のメッシュ部材であり、
前記メッシュ部材の両面にグリースを塗布し、前記ハウジングケースと前記冷却手段との間に装着して前記冷却手段側から面的に圧力を付与し、前記メッシュ部材の網目に余ったグリースを留まらせて前記ハウジングケースと前記冷却手段を前記メッシュ部材によって接触させた状態で保持すること
を特徴とするガルバノスキャナ。
The galvano scanner according to claim 1,
The high heat transfer member is a heat conductive mesh member,
Grease is applied to both surfaces of the mesh member, and is applied between the housing case and the cooling means to apply pressure from the cooling means side, so that excess grease remains in the mesh member mesh. And holding the housing case and the cooling means in contact with the mesh member.
請求項1ないし6のいずれか1項に記載のガルバノスキャナを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。   A laser processing apparatus comprising the galvano scanner according to claim 1.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103676146A (en) * 2013-11-28 2014-03-26 成都位时通科技有限公司 Galvanometer device used for scanning head
CN105364305A (en) * 2015-12-10 2016-03-02 重庆镭宝激光智能机器人制造有限公司 Welding head for laser welding robot
CN105364306A (en) * 2015-12-10 2016-03-02 重庆镭宝激光智能机器人制造有限公司 Laser welding robot
CN108306469A (en) * 2017-01-13 2018-07-20 通用电气航空系统有限责任公司 Method for manufacturing the shell for being used for electric machine
KR20200046107A (en) * 2017-09-08 2020-05-06 상하이 마이크로 일렉트로닉스 이큅먼트(그룹) 컴퍼니 리미티드 Galvanometer calibration system and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS589102A (en) * 1981-07-10 1983-01-19 Agency Of Ind Science & Technol Optical fiber cooling mechanism
JP2008043133A (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Hitachi Via Mechanics Ltd Rocking actuator device and laser machining device
JP2009069392A (en) * 2007-09-12 2009-04-02 Canon Inc Swing member device, and optical deflector and image-forming apparatus employing the swing member device
JP2011129640A (en) * 2009-12-16 2011-06-30 Hitachi Cable Ltd Dimple plate and method of manufacturing the same, and heat radiation plate and method of manufacturing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS589102A (en) * 1981-07-10 1983-01-19 Agency Of Ind Science & Technol Optical fiber cooling mechanism
JP2008043133A (en) * 2006-08-09 2008-02-21 Hitachi Via Mechanics Ltd Rocking actuator device and laser machining device
JP2009069392A (en) * 2007-09-12 2009-04-02 Canon Inc Swing member device, and optical deflector and image-forming apparatus employing the swing member device
JP2011129640A (en) * 2009-12-16 2011-06-30 Hitachi Cable Ltd Dimple plate and method of manufacturing the same, and heat radiation plate and method of manufacturing the same

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103676146A (en) * 2013-11-28 2014-03-26 成都位时通科技有限公司 Galvanometer device used for scanning head
CN105364305A (en) * 2015-12-10 2016-03-02 重庆镭宝激光智能机器人制造有限公司 Welding head for laser welding robot
CN105364306A (en) * 2015-12-10 2016-03-02 重庆镭宝激光智能机器人制造有限公司 Laser welding robot
CN108306469A (en) * 2017-01-13 2018-07-20 通用电气航空系统有限责任公司 Method for manufacturing the shell for being used for electric machine
CN108306469B (en) * 2017-01-13 2020-10-16 通用电气航空系统有限责任公司 Method for producing a housing for an electrical machine
KR20200046107A (en) * 2017-09-08 2020-05-06 상하이 마이크로 일렉트로닉스 이큅먼트(그룹) 컴퍼니 리미티드 Galvanometer calibration system and method
JP2020536738A (en) * 2017-09-08 2020-12-17 シャンハイ マイクロ エレクトロニクス イクイプメント(グループ)カンパニー リミティド Galvanometer correction system and method
KR102392452B1 (en) * 2017-09-08 2022-04-29 상하이 마이크로 일렉트로닉스 이큅먼트(그룹) 컴퍼니 리미 티드 Galvanometer calibration system and method

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