JP2018125419A - レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レーザ装置1は、レーザ光を発生する発光部2と、発光部2で発生したレーザ光を増幅する増幅部3と、発光部2にレーザ光を発生させるための電力を供給する電源部4と、第1の冷却面10a及び第1の冷却面10aと反対側に位置する第2の冷却面10bを有する板状の冷却部10と、発光部2、増幅部3、電源部4及び冷却部10が収納される筐体と、を備え、冷却部10の第1の冷却面10aの側に電源部4及び発光部2が配置され、冷却部10の第2の冷却面10bの側に増幅部3が配置される。
【選択図】図2
Description
本明細書等では、レーザ装置1の一の横方向をX(X1−X2)方向とし、このX方向と直交する横方向をY(Y1−Y2)方向とする。また、レーザ装置1の厚み方向(X−Y平面に直交する方向)をZ(Z1−Z2)方向とする。なお、レーザ装置1を厚み方向(Z方向)から見たときの形状は、本実施形態のような長方形に限らず、例えば、正方形、台形等であってもよい。
図1に示すように、レーザ装置1は、LDモジュール(発光部)2、キャビティ(増幅部)3、電源部4、動力遮断部5及び制御部6を備える。このうち、LDモジュール2、電源部4、動力遮断部5及び制御部6は、電気部を構成する部品である。キャビティ3は、光学部を構成する部品である。これら各部は、後述する水冷板10と共に筐体20内に収納されている。
図2は、レーザ装置1の主要部を示す分解斜視図である。図3は、電源部4をY1方向から見たときの側面図である。図4は、水冷板10の分解斜視図である。
このうち、図2及び図3では、筐体20(後述)、各種ケーブル、光ファイバ等の図示を省略している。
電源部4は、水冷板10の第1の冷却面10aにおいて、LDモジュール2と異なる位置に、熱伝導性シートS又は熱伝導性を有するグリスを介して配置されている。
プリント基板40は、第1の部品群41、第2の部品群42が配置される絶縁体の板状部材である。プリント基板40は、第1面40a及び第2面40bを有する。第1面40aは、プリント基板40の厚み方向(Z方向)において、Z1側に位置する面である。第2面40bは、プリント基板40の厚み方向において、Z2側に位置する面である。
第2の部品群42は、主に冷却が必要な部品の集合体である。第2の部品群42としては、例えば、FET等のスイッチング素子が挙げられる。部品群42は、プリント基板40の第2面40bに配置される。
水冷板10の第1の冷却面10aに配置されたLDモジュール2及び電源部4は、水冷板10の内部を流通する冷却水W(図4参照)により冷却される。
なお、以後の説明において、図2に示すように、LDモジュール2、キャビティ3、電源部4、制御部6、水冷板10等が組み付けられた状態を「本体部100」ともいう。
図4に示すように、水冷板10は、第1冷却板11、第2冷却板12及び冷却管13を備える。
第1冷却板11は、上述した第1の冷却面10aを構成する板状の部材である。第1冷却板11は、配置溝11aを備える。配置溝11aは、冷却管13が収容される溝である。配置溝11aは、第1冷却板11の長手方向(X方向)に沿って形成されている。
第2冷却板12は、上述した第2の冷却面10bを構成する板状の部材である。第2冷却板12は、配置溝12aを備える。配置溝12aは、冷却管13が収容される溝である。配置溝12aは、第2冷却板12の長手方向(X方向)に沿って形成されている。
第1冷却板11及び第2冷却板12は、例えば、アルミニウム合金、銅合金等の熱伝導率の高い材料により構成される。
図5は、レーザ装置1の筐体20と本体部100との位置関係を説明する斜視図である。図6は、レーザ装置1をY1方向から見たときの側面図である。図7は、筐体20の分解斜視図である。このうち、図5及び図6では、筐体20を想像線(二点鎖線)で示している。
外枠部21は、筐体20の本体となる部分である。外枠部21は、側板211〜214を備える。側板211は、外枠部21のX1側に位置する板部材である。側板211には、前述した開口部215が形成されている。側板212は、外枠部21のX2側に位置する板部材である。側板213は、外枠部21のY1側に位置する板部材である。側板214は、外枠部21のY2側に位置する板部材である。なお、図7には図示していないが、筐体20は、内部に支持部30(後述)を備える。
天板部22及び底板部23は、例えば、ネジ(不図示)により、外枠部21のZ1側の側縁21c及び外枠部21のZ2側の側縁21dにそれぞれ取り付けられる。
図8は、筐体20に設けられた支持部30を示す斜視図である。図9は、筐体20のX方向の中間位置におけるY−Z平面の断面図である。図9では、支持部30に固定された本体部100のうち、水冷板10のみを図示している。
本実施形態のレーザ装置1は、水冷板10の第1の冷却面10aの側にLDモジュール2及び電源部4が配置され、第2の冷却面10bの側にキャビティ3が配置される。この構成によれば、水冷板10における部品の設置スペースを有効に利用できるため、上述の各部品を水冷板10の片面の側に配置した場合に比べて、装置をコンパクト化できる。
本実施形態のレーザ装置1は、水冷板10の第1の冷却面10a及び第2の冷却面10bの側に、冷却の必要な発熱部品のみが配置される。この構成によれば、水冷板10の第1の冷却面10a及び第2の冷却面10bは、冷却の不要な部品から余分な熱を吸収することがないため、冷却の必要な発熱部品をより効率良く冷却できる。
従って、本実施形態のレーザ装置1によれば、コンパクト化を達成しつつ、発熱部品をより効率良く冷却できる。
(変形形態)
実施形態では、水冷板10の第1の冷却面10aの側にLDモジュール2、電源部4及び制御部6を配置し、第2の冷却面10bの側にキャビティ3を配置した例について説明したが、これに限定されない。水冷板10の第1の冷却面10aの側にキャビティ3を配置し、第2の冷却面10bの側にLDモジュール2、電源部4及び制御部6を配置してもよい。
Claims (5)
- レーザ光を発生する発光部と、
前記発光部で発生したレーザ光を増幅する増幅部と、
前記発光部にレーザ光を発生させるための電力を供給する電源部と、
第1の冷却面及び前記第1の冷却面と反対側に位置する第2の冷却面を有する板状の冷却部と、
前記発光部、前記増幅部、前記電源部及び前記冷却部が収納される筐体と、を備え、
前記冷却部の前記第1の冷却面の側に前記電源部及び前記発光部が配置され、
前記冷却部の前記第2の冷却面の側に前記増幅部が配置される、レーザ装置。 - 前記電源部から前記発光部への電力の供給を制御する制御部を更に備え、
前記制御部は、前記冷却部の厚み方向において、前記冷却部の前記第1の冷却面に配置される前記電源部又は前記発光部との間に隙間を介して配置される、請求項1に記載のレーザ装置。 - 前記電源部から前記発光部への電力の供給を遮断可能な動力遮断部を更に備え、
前記動力遮断部は、前記冷却部の厚み方向において、前記冷却部と重ならない位置に配置され、
前記筐体は、前記動力遮断部と対向する側面に、前記動力遮断部の少なくとも1つの部品を出し入れ可能な開口部を有する、請求項1又は請求項2に記載のレーザ装置。 - 前記冷却部は、前記筐体の少なくとも2つの側面に設けられる支持部材に固定される、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のレーザ装置。
- 前記電源部、前記発光部及び前記増幅部のうちの少なくとも1つは、熱伝導性を有する中間材を介して前記冷却部に配置される、
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のレーザ装置。
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