JP2019179789A - レーザ発振器ユニット、レーザ加工装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の目的は、ケースの伸縮に伴う光軸のずれを低減できるレーザ発振器ユニット及びレーザ加工装置を提供することにある。
上記課題を解決するレーザ発振器ユニットは、入射されたレーザ光を増幅して出射部から出射する増幅ユニットと、前記増幅ユニットを覆うケースと、前記ケースの外側に設けられ、ベースに対して前記ケースを支持する外側支持機構と、前記ケースの内側に設けられ、前記ケースに対して前記増幅ユニットを支持する内側支持機構と、を備え、前記ケースには、前記出射部から出射された前記レーザ光を空間伝送にて前記ケースの外に出力する窓部が形成され、前記外側支持機構は、前記ベース及び前記ケースに固定される外側固定足と、前記ベースに対して前記ケースをスライド可能に支持する複数の外側可動足と、を備え、前記複数の外側可動足のうち、少なくとも1つの外側可動足は、前記外側固定足を中心とする半径方向に前記ケースをスライド可能とし、前記内側支持機構は、前記増幅ユニット及び前記ケースに固定される内側固定足と、前記ケースに対して前記増幅ユニットをスライド可能に支持する複数の内側可動足と、を備え、前記複数の内側可動足のうち、少なくとも1つの内側可動足は、前記内側固定足を中心とする半径方向に前記増幅ユニットをスライド可能とし、前記外側固定足の中心と前記内側固定足の中心を通る直線は、前記出射部と前記窓部を通る直線と交差するとともに、前記出射部から出射されるレーザ光軸と前記窓部から出射されるレーザ光軸とは一致する。
この構成によれば、ケースと支持部は、互いに異なる金属により構成される。そのため、例えばケースと支持部を同じ金属により構成する場合に比べ、熱膨張率の違いに伴うケースと支持部の伸縮の差が大きくなり、窓部と出射部の位置がずれやすい。その点、レーザ発振器ユニットは、外側支持機構及び内側支持機構を備えるため、光軸がずれる虞を低減できる。
ケースが膨張もしくは伸縮した場合の伸縮量は、外側固定足から離れた部分ほど多くなる。その点、この構成によれば、複数の外側可動足は、それぞれ外側固定足との距離が等しいため、複数の外側可動足がケースをスライドさせるスライド量のばらつきを低減できる。
この構成によれば、外側固定足の中心と内側固定足の中心を通る直線は、出射部と窓部を通る直線と直交するため、出射部と窓部のずれをより低減できる。
例えば外側支持機構をケースの側面に設ける場合、外側支持機構は、底面に沿う方向及び底面と交差する方向へのケースの伸縮を許容する必要がある。その点、この構成によれば、外側支持機構は、ケースの底面に設けられる。したがって、外側支持機構は、底面に沿う方向へのケースの伸縮を許容すればよく、外側支持機構の構成を簡素化できる。
図1に示すように、レーザ加工装置11は、レーザ光を増幅して出力するレーザ発振器ユニット12と、レーザ発振器ユニット12から出力されたレーザ光を集光する集光レンズ13と、を備える。レーザ加工装置11は、集光したレーザ光により加工対象14を加工する。
ケース16は、周囲の気温が高い場合には膨張し、周囲の気温が低い場合には収縮する。支持部39は、冷却機構24により冷却されると共に、アルミニウムよりも伸縮しにくいステンレスで構成されているため、ケース16に比べて伸縮量が少ない。
(1)ケース16は、周囲の温度の変化に伴って膨張もしくは収縮することがある。その点、レーザ発振器ユニット12は、複数の外側可動足34を備えるため、ケース16が膨張もしくは収縮した場合でも、複数の外側可動足34がケース16の伸縮を許容してケース16のねじれを低減できる。レーザ発振器ユニット12は、複数の内側可動足36を備えるため、ケース16の伸縮が増幅ユニット21に伝わる虞を低減できる。少なくとも1つの外側可動足34は、外側固定足33を中心とする半径方向にケース16をスライド可能とするため、ケース16が伸縮した場合でも窓部29が移動する虞を低減できる。少なくとも1つの内側可動足36は、内側固定足35を中心とする半径方向に増幅ユニット21をスライド可能とするため、ケース16が伸縮した場合でも出射部20が移動する虞を低減できる。外側固定足33の中心と内側固定足35の中心を通る直線は、出射部20と窓部29を通る直線と交差するとともに、出射部20から出射されるレーザ光の光軸LAと窓部29から出射されるレーザ光の光軸LAとは一致するため、ケース16が伸縮した場合に光軸LAが傾く虞を低減できる。したがって、ケース16の伸縮に伴う光軸LAのずれを低減できる。
(8)外側固定足33は、外側可動足34よりも窓部29に近い位置に位置し、内側固定足35は、内側可動足36よりも出射部20に近い位置に位置する。そのため、ケース16が伸縮した場合でも窓部29や出射部20が移動する虞を低減できる。
・外側固定足33は、中心の位置を維持した状態でケース16を回動可能に支持してもよい。内側固定足35は、中心の位置を維持した状態で増幅ユニット21を回動可能に支持してもよい。
・外側固定足33と窓部29の直線距離は、外側可動足34と窓部29の直線距離以上としてもよい。内側固定足35と出射部20の直線距離は、内側可動足36と出射部20の直線距離以上としてもよい。
・外側固定足33と外側可動足34とを結ぶ直線同士は、直角もしくは鈍角に交差してもよい。内側固定足35と内側可動足36とを結ぶ直線同士は、直角もしくは鈍角に交差してもよい。
・ケース16と支持部39は、同じ材料で構成してもよい。ケース16と支持部39は、例えば樹脂などの材料で構成してもよい。
Claims (10)
- 入射されたレーザ光を増幅して出射部から出射する増幅ユニットと、
前記増幅ユニットを覆うケースと、
前記ケースの外側に設けられ、ベースに対して前記ケースを支持する外側支持機構と、
前記ケースの内側に設けられ、前記ケースに対して前記増幅ユニットを支持する内側支持機構と、
を備え、
前記ケースには、前記出射部から出射された前記レーザ光を空間伝送にて前記ケースの外に出力する窓部が形成され、
前記外側支持機構は、
前記ベース及び前記ケースに固定される外側固定足と、
前記ベースに対して前記ケースをスライド可能に支持する複数の外側可動足と、
を備え、
前記複数の外側可動足のうち、少なくとも1つの外側可動足は、前記外側固定足を中心とする半径方向に前記ケースをスライド可能とし、
前記内側支持機構は、
前記増幅ユニット及び前記ケースに固定される内側固定足と、
前記ケースに対して前記増幅ユニットをスライド可能に支持する複数の内側可動足と、
を備え、
前記複数の内側可動足のうち、少なくとも1つの内側可動足は、前記内側固定足を中心とする半径方向に前記増幅ユニットをスライド可能とし、
前記外側固定足の中心と前記内側固定足の中心を通る直線は、前記出射部と前記窓部を通る直線と交差するとともに、前記出射部から出射されるレーザ光軸と前記窓部から出射されるレーザ光軸とは一致することを特徴とするレーザ発振器ユニット。 - 前記増幅ユニットは、
入射された前記レーザ光を増幅する増幅部と、
前記増幅部を支持する支持部と、
を備え、
前記ケースと前記支持部は、金属により構成されることを特徴とする請求項1に記載のレーザ発振器ユニット。 - 前記ケースと前記支持部は、互いに異なる金属により構成されることを特徴とする請求項2に記載のレーザ発振器ユニット。
- 前記外側固定足を中心とする前記半径方向に前記ケースをスライド可能に支持する前記外側可動足と前記外側固定足とを結ぶ直線は、前記内側固定足を中心とする前記半径方向に前記増幅ユニットをスライド可能に支持する前記内側可動足と前記内側固定足とを結ぶ直線と平行であることを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載のレーザ発振器ユニット。
- 前記複数の外側可動足は、それぞれ前記外側固定足を中心とする前記半径方向に前記ケースをスライド可能とし、
前記外側可動足と前記外側固定足とを結ぶ直線同士は、鋭角に交差することを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載のレーザ発振器ユニット。 - 前記複数の外側可動足は、それぞれ前記外側固定足との距離が等しいことを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載のレーザ発振器ユニット。
- 前記外側固定足の中心と前記内側固定足の中心を通る直線は、前記出射部と前記窓部を通る直線と直交することを特徴とする請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載のレーザ発振器ユニット。
- 前記外側固定足と前記窓部の直線距離は、前記外側可動足と前記窓部の直線距離よりも短く構成されるとともに、
前記内側固定足と前記出射部の直線距離は、前記内側可動足と前記出射部の直線距離よりも短く構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載のレーザ発振器ユニット。 - 前記外側支持機構は、前記ケースにおいて前記ベースと対向する底面に設けられることを特徴とする請求項1〜請求項8のうち何れか一項に記載のレーザ発振器ユニット。
- 請求項1〜請求項9のうち何れか一項に記載のレーザ発振器ユニットと、
前記レーザ発振器ユニットから出力された前記レーザ光を集光する集光レンズと、
を備え、
集光した前記レーザ光により加工対象を加工することを特徴とするレーザ加工装置。
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