JP3827799B2 - レーザ発振器における吸湿装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ発振器における吸湿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばレーザ発振器としては、図１１に示される構成が一般的である。すなわち、レーザ発振器２０１は、レーザ発振器２０１を構成する封入容器２０３内に送風機２０５が設けられ、レーザガスはこの送風機２０５に駆動されて熱交換器（図示省略）で冷却されながら図１１において図面に直交する方向に循環移動されている。前記レーザガスの循環路にほぼ直交する方向に反射鏡２０７と出力鏡２０９が対向して設けられ、この反射鏡２０７と出力鏡２０９との間を光線が往復する領域が放電域２１１で、出力鏡２０９からレーザ発振器２０１の外部に照射されるのがレーザビームＬＢである。
【０００３】
更に、前記放電域２１１の上下方向にそれぞれ電極２１３，２１５が対向して設けられている。また、前記封入容器２０３内の封入ガスの水分を吸着するため、吸着剤２１７が封入容器２０３内の内側に装着されている。
【０００４】
上述したごときレーザ発振器２０１において、放電励起してレーザビームＬＢを発生させる時の励起効率およびレーザ出力は、ガス封入容器２０３内の封入ガスの水分、例えばＣＯ2 レーザの場合には大気圧露点が−４０℃以上の湿度状態になると著しく低下する現象が生じる。
【０００５】
この水分は、レーザ発振器２０１の点検あるいは修理等のために封入容器２０３の広い面積を有する扉を開放すると内部に流入し、大気中に含まれている水分が封入容器２０３の壁面等に付着、残存する。また、レーザガスボンベの交換時等にガス配管内に大気が流入し、レーザガスと共に封入容器２０３内に入る。
【０００６】
これらの水分がガス充填後の封入容器２０３内のガス中に混入するので、通常はシリカゲルあるいはゼオライト等の粒度がφ１〜φ１０の吸着剤２１７が作用して、水分を吸着するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のレーザ発振器２０１では、吸着剤２１７を備えているが吸着量に限度があり、例えばシリカゲルＡ型では重量比１２％（相対湿度２０％，２５℃）である。この限度まで吸着した後は封入容器２０３内の水分が増加しても吸着剤２１７は役に立たないため、吸着剤２１７を新しいものと交換する必要がある。しかし、吸着剤２１７を交換するためには、封入容器２０３に設けた扉を開放する必要があり、内部に流入する大気の水分が壁面等に付着，残存する量が非常に多くなる。
【０００８】
そのため、吸着剤２１７を交換直後は水分がレーザガス中に混入し、励起効率およびレーザ出力が低下するうえ、この多量の残存水分を吸着するので、新しい吸着剤２１７の寿命が短くなるという問題があった。また、吸着剤２１７の交換にあたっては封入容器２０３内を大気圧に戻さないと作業ができず、大気圧に戻すことは、置換ガスを封入する場合はそのコストが高くなり、不必要な水分が侵入するし、作業時間がかかるという問題もあった。
【０００９】
この発明の目的は、吸着剤交換時に封入容器内に流入する大気の量を微少にすることにより、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下をおさえ、更に新しく交換した吸着剤の寿命の延長を図ったレーザ発振器における吸湿装置を提供することにある。
【００１０】
【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によるこの発明のレーザ発振器における吸湿装置は、封入容器内に、レーザガスの流路とほぼ直交する方向にレーザ光軸を配したレーザ発振器において、前記封入容器の一側壁に支持筒を設け、この支持筒内に支持筒の長手方向へ移動可能な筒状容器を装着せしめると共にこの筒状容器の長手方向の外周に適宜な範囲に前記封入容器中のレーザガスが流入する複数の穴を形成せしめ、この穴の先端側と後端側にそれぞれ封止部材を設け、前記筒状容器内に水分吸着剤を収納した通気可能な吸着剤容器を取り出し可能に設け、前記筒状容器の外端に密封用の蓋を設けてなることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、吸湿装置を封入容器へ装着した状態では、封入容器内の水分を含んだレーザガスは筒状容器に形成された複数の穴より吸着剤容器に収納された吸着剤表面を入替わり流れている。そして、複数形成された穴の後端側に設けた封止部材により封入容器内の真空圧は保たれ、大気とはシールされている。すなわち、筒状容器は蓋が被覆されているので内部は真空圧となっている。
【００１２】
吸着剤を交換する際は、筒状容器を所定の位置まで引出し、封入容器内の真空圧を複数形成された穴の先端側に設けた封止部材によりシールする。そして、蓋を外して筒状容器内に収納した吸着剤容器を取り出して交換し、再び蓋を取付けて筒状容器を封入容器内へ挿入する。
【００１３】
このため、筒状容器内の容積は非常に小さいため、封入容器内に流入する大気中の水分が微少となるので、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しく交換した吸着剤の寿命の延長を図ることができる。
【００１４】
請求項２によるこの発明のレーザ発振器における吸湿装置は、請求項１のレーザ発振器における吸湿装置において、前記蓋を貫通した貫通穴に、前記筒状容器内と連通する管路の一端を接続せしめ、この管路の途中に開閉可能なバルブを設け、前記管路の他端に真空発生源を連結せしめてなることを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、吸湿装置の構成は前述した請求項１の構成とまったく同一であり、蓋に管路を設けて真空発生源に連結することにより、吸着剤を交換後蓋を筒状容器に固定してから、真空発生源を作動せしめて筒状容器内を真空状態にする。このため、吸着剤交換に伴なう封入容器内の大気は無くなり真空状態となるので、励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しい吸着剤の寿命が長くなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、理解を容易とするためレーザ発振器の全体的構成について概略的に説明する。
【００２５】
図３および図４を参照するに、レーザ発振器１は、レーザ発振器１を構成する封入容器３内に送風機５が設けられ、レーザガスが送風機５に駆動され熱交換器７で冷却されながら矢印９方向に循環移動される（図４参照）。
【００２６】
前記レーザガスの循環路にほぼ直交する方向に反射鏡１１と出力鏡１３が対向して設けられ、この反射鏡１１と出力鏡１３との間を光線が往復する領域が放電域１５で、出力鏡１３からレーザ発振器１の外部に照射されるのがレーザビームＬＢである。
【００２７】
更に、前記放電域１５の上下方向にそれぞれ電極１７，１９が対向して設けられていて、図４において左右には円弧状の整流板２１が複数設けてあり、図１に示されているごとく、封入容器３の一側（図３において左側）には前記封入容器３内の封入ガスの水分を吸着するため、内部に水分吸着剤２３を収納した吸湿装置２５が封入容器３の内部に一部を突出した状態で装着されている。
【００２８】
次に、この発明の実施の形態の主要部である前記吸湿装置２５について、更に詳細に説明する。
【００２９】
図１を参照するに、図１には吸湿装置２５の第１の実施の形態の例が示されている。
【００３０】
すなわち、前記封入容器３に装着された吸湿装置２５は、例えば金網等で製作され片側が閉鎖された筒状の吸着剤容器２７の中に前記水分吸着剤２３として例えばシリカゲル、ゼオライト等が収納されている。前記吸着剤容器２７の開口側には水分吸着剤２３を入れ替えるための蓋２９が締結部材により着脱自在に設けられていて、この蓋２９の中心部にネジ部３１が形成され、このネジ部３１に図示を省略したが吸着剤容器２７を引出し組込み用の冶具が螺合されるものである。
【００３１】
前記吸着剤容器２７を収納する片側が閉鎖された筒状の筒状容器３３の長手方向先端側（図１において右側）の適宜の範囲に、前記レーザ発振器１を構成する封入容器３中のレーザガスが流入する複数の穴３５が前記筒状容器３３の外周に設けられている。また、複数設けられた前記穴３５の先端側（図１において右側）には封止部材とて例えばＯリング３７が装着され、穴３５の後端側（図１において左側）には封止部材として例えばＯリング３９が装着されている。更に、筒状容器３３の片側にはフランジ部３３Ａが設けられている。
【００３２】
前記筒状容器３３を支承する支持筒４１の片端（図１において右側）にはフランジ部４１Ａが形成され、このフランジ部４１Ａが前記封入容器３の側壁に締結部材により固着されていて、封止用のＯリング４３がフランジ部４１Ａに装着されている。更に、支持筒４１の外周にはスプライン溝４５が形成され、このスプライン溝４５の所定位置に前記筒状容器３３の引出し位置確認用の基準溝４７が設けられている。
【００３３】
前記支持筒４１の外周に形成されたスプライン溝４５に係合し長手方向へ移動可能なスリーブ４９が設けられ、このスリーブ４９は前記筒状容器３３に形成されたフランジ部３３Ａに図示を省略したが適宜な連結部材にて一体的に連結されている。
【００３４】
前記筒状容器３３に形成したフランジ部３３Ａには密封用の蓋５３が締結部材により固着されていて、この蓋５３の中心部に栓５５が設けられていると共に適所に封止部材が設けられている。
【００３５】
上記構成において、その作用としては、図２を併せて参照するに、図１には吸湿装置２５をレーザ発振器１の封入容器３へ装着した状態を示し、図２には水分吸着剤２３を交換する時の状態を示している。
【００３６】
水分吸着剤２３を交換する必要のない時、すなわち、吸着作用を行なっている時は図１に示されているごとく、支持筒４１のフランジ部４１Ａが封入容器３にＯリング４３にて封止されて取付けられている。この支持筒４１に支承された筒状容器３３の内部には吸着剤容器２７が収納され、この吸着剤容器２７内に水分吸着剤２３が収納されているので、水分を含んだレーザガスが筒状容器３３に形成された複数の穴３５より流入し水分吸着剤２３を通ってレーザガスに含まれた水分を取り去ることができる。なお、吸着剤容器２７の室Ｈ1 と封入容器３の室Ｈ2 とは真空圧となり、大気とはＯリング３９によってシールされている。
【００３７】
さて、水分吸着剤２３を交換する場合には、図２に示されているように、筒状容器３３をスライドしスプライン溝４５に形成した基準溝４７の所で筒状容器３３を引き出し止める。そして、蓋５３を外して筒状容器３３の室Ｈ1 内を大気圧として、冶具を吸着剤容器２７に設けた蓋２９に形成したネジ部３１に螺合して、吸着剤容器２７を引出して、収納されている水分吸着剤２３を新しいものと交換する。なお、このとき封入容器の室Ｈ2 内は真空圧でＯリング３７によってシールされている。
【００３８】
水分吸着剤２３を新品に交換した後は、再び蓋５３を取り付け、蓋５３に設けた栓５５を外して、この穴より冶具を挿入し吸着剤容器２７を押して、筒状容器３３の奥まで挿入する。この状態にて筒状容器３３の室Ｈ１内の大気が穴３５を通して封入容器３の室Ｈ2 に入り、室Ｈ1 と室Ｈ2 の圧力が等しくなる。
【００３９】
この場合、吸着剤容器２７の容積は、封入容器３に比べ非常に小さいため、従来の交換時に比べて封入容器３内に残存する水分は圧倒的に少なくなるので、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しく交換した水分吸着剤２３の寿命の延長を図ることができる。
【００４０】
図５には、この発明の第２の実施の形態の例が示されている。この第２の実施の形態は前述した第１の実施の形態とほぼ同一であり、同一部材には同一符号を付けて説明を省略し、異なった部分についてのみ詳細な説明を行なう。
【００４１】
すなわち、筒状容器３３に形成したフランジ部３３Ａに取り付けられる蓋５７の適宜位置に管路５９が連通し、この管路５９の途中にバルブ６１が設けられ、前記管路５９は機外に設けられた真空発生源である真空ポンプ６３に連結連通して構成されている。
【００４２】
上記構成により、第１の実施の形態の例で説明した図２の状態、すなわち、蓋５７を筒状容器３３に設けたフランジ部３３Ａに取り付けたら、吸着剤容器２７の室Ｈ1 内を真空ポンプ６３の作動により排気することにより、室Ｈ1 内を真空圧とする。このため、微少の大気も封入容器３内に入れないようにできる。
【００４３】
而して、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下が更になくなり、新しく交換した水分吸着剤２３の寿命も更に延長することができる。
【００４４】
図６および図７には、第３の実施の形態が示されている。この第３の実施の形態は、封入容器３と吸着剤容器２７をバルブで分離できる構造としている。
【００４５】
より詳細には、送風機５の前面測に吸入ノズル６５と、この吸入ノズル６５の直下に相対して排気ノズル６７とがフランジ６９に固定されて締結部材により封入容器３の一側に設けられている。そして、前記吸入ノズル６５と排気ノズル６７の先端側には、前記送風機５により循環されるレーザガスの流れ方向に向って切欠き穴７１，７３が形成されている。
【００４６】
この切欠き穴７１，７３の詳細は図７に示されている。すなわち、吸入ノズル６５に形成した切欠き穴７１は、前記封入容器３内のレーザガスの流れ方向（図７に矢印で示す）に形成されている。このため、図７に矢印で示されたごとくレーザガスは切欠き穴７１に流入する。また、排気ノズル６７に形成した切欠き穴７３は、前記封入容器３内のレーザガスの流れ方向（図７に矢印で示す）に対して左右方向に形成されている。このため、図７に矢印で示されたごとく切欠き穴７３を通って排気ノズル６７のレーザガスは吸い出される。
【００４７】
上述したレーザガスの流れにより、図６の図中に矢印で示したごとく吸入ノズル６５よりレーザガスが流入し、排気ノズル６７よりレーザガスは封入容器３内へ排気される循環系路ができる。
【００４８】
前記吸入ノズル６５は第１バルブ７５を介して水分吸着剤２３が収納された容器７７の入側に連通し、この容器７７の出側には第２バルブ７９が設けられ、この第２バルブ７９よりフレキシブルホース８１、第３バルブ８３を介して前記排気ノズル６７に連結連通している。なお、前記容器７７は水分吸着剤２３を収納する容器本体８５と蓋８７とで構成され、容器本体８５の底部にレーザガス流入口８９が設けられ、蓋８７にガス体排出口９１が設けられている。
【００４９】
上記構成により、通常時すなわち、吸着作用を行なっている時は、吸入ノズル６５と排気ノズル６７では切欠き穴７１，７３の向きが異なり圧力差が発生するので、レーザガスは吸入ノズル６５より流入し容器７７内に収納された水分吸着剤２３を通り、レーザガスに含まれた水分を除去して排気ノズル６７より封入容器３内へ排出される。
【００５０】
水分吸着剤２３を新しいものと交換する時は、第１、第２、第３バルブ７５，７９，８３を閉じ、容器本体８５に設けた蓋８７を外して水分吸着剤２３を交換する。交換後は蓋８７を締め各バルブ７５，７９，８３を開いて通常の状態に戻す。
【００５１】
このため、若干の管路と容器７７内の大気が封入容器３内に入るだけであり、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下がなく、新しく交換した水分吸着剤２３の寿命の延長を図ることができる。
【００５２】
図８および図９には、第４の実施の形態が示されている。図８および図９において、図１における部品と同じ部品には同一の符号を符して重複する説明を省略する。
【００５３】
図８および図９において、前記封入容器３内に前記支持筒４１が装着されており、支持筒４１のフランジ部４１Ａが封入容器３の外側で複数のボルト９３により取り付けられている。前記支持筒４１のフランジ部４１Ａには蓋５３が複数のボルト９５で取り付けられている。
【００５４】
前記筒状容器３３の先端と蓋５３の後端とは複数のピン９７で連結されており、蓋５３を図８において左側へ移動せしめると筒状容器３３から外れるようになっている。また、前記蓋５３の外周の一部にはＯリング９９が設けられ、前記支持筒４１との密閉を行っている。前記蓋５３の空間部に突出した吸着剤容器２７の先端部にはプラグ１０１が設けられている。
【００５５】
前記蓋５３は図９に示されているように、例えば９０度の切欠き部１０３が形成されており、この切欠き部１０３の両端１０３Ａ，１０３Ｂが前記支持筒４１のフランジ部４１Ａに取り付けられたピン１０５に当接することにより位置決めされる。前記支持筒４１および筒状容器３３の外周には図１０（Ａ），（Ｂ）に示されているように、それぞれ相対向した第１，第２切欠き部１０７Ａ，１０７Ｂ；１０９Ａ，１０９Ｂが形成されている。
【００５６】
前記蓋５３の先端のほぼ中央部にはリークネジ１１１が設けられており、このリークネジ１１１にはリークネジ押え１１３がボルト１１５で押えられている。このボルト１１５はリークネジ押え１１３に形成された長孔１１７に入って蓋５３に取り付けられている。
【００５７】
上記構成により、吸着剤２３の入った吸着剤容器２７を図８の状態にセットし、しかも、図１０（Ａ）に示されているように支持筒４１に形成された第１切欠き部１０７Ａ，１０７Ｂと、筒状容器３３に形成された第２切欠き部１０９Ａ，１０９Ｂがそれぞれ相対応した同じ位置にある場合には、レーザガスが図１０（Ａ）に矢印で示したごとく流れて封入容器３内で循環されることになる。
【００５８】
吸着剤２３の吸着効果がなくなり、吸着剤２３を交換する際には、まずボルト９５を外す。そして、蓋５３を図９において矢印で示したごとく時計方向廻りに９０度回動せしめると、切欠き部１０３の先端１０３Ｂがピン１０５に突き当たり、図１０（Ｂ）に示された状態となる。リークネジ１１１にボルトを入れると共に、ボルト１１５をゆるめてリークネジ押え１１３を図９において上方へずらし、リークネジ１１１を引き抜くと共に蓋５３をピン９７から抜いて筒状容器３３から外す。この状態で吸着剤容器２７を筒状容器３３から引き抜き、プラグ１０１を手で回して外し、吸着剤２３を新しいものと交換する。このときには封入容器３内は図１０（Ｂ）と示した状態となっているので大気と遮断された状態となる。交換した後は、上述した動きの逆の手順により動作せしめると、図９，図１０に示した状態にセットされる。
【００５９】
したがって、吸着剤の交換時には、第１切欠き部１０７Ａ，１０７Ｂと第２切欠き部１０９Ａ，１０９Ｂとをずらして封入容器３の真空状態は大気と遮断されて保持されるから、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下をなくすることができ、新しく交換した吸着剤の寿命の延長を図ることができる。
【００６０】
なお、この発明は前述した各発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００６１】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例の説明より理解されるように、請求項１によるこの発明によれば、吸湿装置を封入容器へ装着した状態では、封入容器内の水分を含んだレーザガスは筒状容器に形成された複数の穴より吸着剤容器に収納された吸着剤表面を入替わり流れている。そして、複数形成された穴の後端側に設けた封止部材により封入容器内の真空圧は保たれ、大気とはシールされている。すなわち、筒状容器は蓋が被覆されているので内部は真空圧となっている。
【００６２】
吸着剤を交換する際は、筒状容器を所定の位置まで引出し、封入容器内の真空圧を複数形成された穴の先端側に設けた封止部材によりシールする。そして、蓋を外して筒状容器内に収納した吸着剤容器を取り出して交換し、再び蓋を取付けて筒状容器を封入容器内へ挿入する。
【００６３】
このため、筒状容器内の容積は非常に小さいため、封入容器内に流入する大気中の水分が微少となるので、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しく交換した吸着剤の寿命の延長を図ることができる。
【００６４】
請求項２によるこの発明によれば、吸湿装置の構成は前述した請求項１の構成とまったく同一であり、蓋に管路を設けて真空発生源に連結することにより、吸着剤を交換後蓋を筒状容器に固定してから、真空発生源を作動せしめて筒状容器内を真空状態にする。このため、吸着剤交換に伴なう封入容器内の大気は無くなり真空状態となるので、励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しい吸着剤の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の例を示し、吸湿装置の断面図である。
【図２】作用説明図である。
【図３】この発明を実施する一実施の形態のレーザ発振器を示す断面説明図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面説明図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態を示し、吸湿装置の断面図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態を示し、吸湿装置の断面図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】この発明の第４の実施の形態を示し、吸湿装置の断面図である。
【図９】図８における側面図である。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は支持筒の第１切欠き部と筒状容器の第２切欠き部の状態を示した図である。
【図１１】従来例を示し、レーザ発振器の断面説明図である。
【符号の説明】
１ レーザ発振器
３ 封入容器
５ 送風機
２３ 水分吸着剤
２５ 吸湿装置
２７ 吸着剤容器
３３ 筒状容器
３５ 穴
３７，３９ Ｏリング（封止部材）
４１ 支持筒
５３，５７ 蓋
５９ 管路
６１ バルブ
６３ 真空ポンプ（真空発生源）
６５ 吸入ノズル
６７ 排気ノズル
７１，７３ 切欠き穴
７５ 第１バルブ
７７ 容器
７９ 第２バルブ
８３ 第３バルブ
【発明の属する技術分野】
この発明は、レーザ発振器における吸湿装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばレーザ発振器としては、図１１に示される構成が一般的である。すなわち、レーザ発振器２０１は、レーザ発振器２０１を構成する封入容器２０３内に送風機２０５が設けられ、レーザガスはこの送風機２０５に駆動されて熱交換器（図示省略）で冷却されながら図１１において図面に直交する方向に循環移動されている。前記レーザガスの循環路にほぼ直交する方向に反射鏡２０７と出力鏡２０９が対向して設けられ、この反射鏡２０７と出力鏡２０９との間を光線が往復する領域が放電域２１１で、出力鏡２０９からレーザ発振器２０１の外部に照射されるのがレーザビームＬＢである。
【０００３】
更に、前記放電域２１１の上下方向にそれぞれ電極２１３，２１５が対向して設けられている。また、前記封入容器２０３内の封入ガスの水分を吸着するため、吸着剤２１７が封入容器２０３内の内側に装着されている。
【０００４】
上述したごときレーザ発振器２０１において、放電励起してレーザビームＬＢを発生させる時の励起効率およびレーザ出力は、ガス封入容器２０３内の封入ガスの水分、例えばＣＯ2 レーザの場合には大気圧露点が−４０℃以上の湿度状態になると著しく低下する現象が生じる。
【０００５】
この水分は、レーザ発振器２０１の点検あるいは修理等のために封入容器２０３の広い面積を有する扉を開放すると内部に流入し、大気中に含まれている水分が封入容器２０３の壁面等に付着、残存する。また、レーザガスボンベの交換時等にガス配管内に大気が流入し、レーザガスと共に封入容器２０３内に入る。
【０００６】
これらの水分がガス充填後の封入容器２０３内のガス中に混入するので、通常はシリカゲルあるいはゼオライト等の粒度がφ１〜φ１０の吸着剤２１７が作用して、水分を吸着するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のレーザ発振器２０１では、吸着剤２１７を備えているが吸着量に限度があり、例えばシリカゲルＡ型では重量比１２％（相対湿度２０％，２５℃）である。この限度まで吸着した後は封入容器２０３内の水分が増加しても吸着剤２１７は役に立たないため、吸着剤２１７を新しいものと交換する必要がある。しかし、吸着剤２１７を交換するためには、封入容器２０３に設けた扉を開放する必要があり、内部に流入する大気の水分が壁面等に付着，残存する量が非常に多くなる。
【０００８】
そのため、吸着剤２１７を交換直後は水分がレーザガス中に混入し、励起効率およびレーザ出力が低下するうえ、この多量の残存水分を吸着するので、新しい吸着剤２１７の寿命が短くなるという問題があった。また、吸着剤２１７の交換にあたっては封入容器２０３内を大気圧に戻さないと作業ができず、大気圧に戻すことは、置換ガスを封入する場合はそのコストが高くなり、不必要な水分が侵入するし、作業時間がかかるという問題もあった。
【０００９】
この発明の目的は、吸着剤交換時に封入容器内に流入する大気の量を微少にすることにより、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下をおさえ、更に新しく交換した吸着剤の寿命の延長を図ったレーザ発振器における吸湿装置を提供することにある。
【００１０】
【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によるこの発明のレーザ発振器における吸湿装置は、封入容器内に、レーザガスの流路とほぼ直交する方向にレーザ光軸を配したレーザ発振器において、前記封入容器の一側壁に支持筒を設け、この支持筒内に支持筒の長手方向へ移動可能な筒状容器を装着せしめると共にこの筒状容器の長手方向の外周に適宜な範囲に前記封入容器中のレーザガスが流入する複数の穴を形成せしめ、この穴の先端側と後端側にそれぞれ封止部材を設け、前記筒状容器内に水分吸着剤を収納した通気可能な吸着剤容器を取り出し可能に設け、前記筒状容器の外端に密封用の蓋を設けてなることを特徴とするものである。
【００１１】
したがって、吸湿装置を封入容器へ装着した状態では、封入容器内の水分を含んだレーザガスは筒状容器に形成された複数の穴より吸着剤容器に収納された吸着剤表面を入替わり流れている。そして、複数形成された穴の後端側に設けた封止部材により封入容器内の真空圧は保たれ、大気とはシールされている。すなわち、筒状容器は蓋が被覆されているので内部は真空圧となっている。
【００１２】
吸着剤を交換する際は、筒状容器を所定の位置まで引出し、封入容器内の真空圧を複数形成された穴の先端側に設けた封止部材によりシールする。そして、蓋を外して筒状容器内に収納した吸着剤容器を取り出して交換し、再び蓋を取付けて筒状容器を封入容器内へ挿入する。
【００１３】
このため、筒状容器内の容積は非常に小さいため、封入容器内に流入する大気中の水分が微少となるので、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しく交換した吸着剤の寿命の延長を図ることができる。
【００１４】
請求項２によるこの発明のレーザ発振器における吸湿装置は、請求項１のレーザ発振器における吸湿装置において、前記蓋を貫通した貫通穴に、前記筒状容器内と連通する管路の一端を接続せしめ、この管路の途中に開閉可能なバルブを設け、前記管路の他端に真空発生源を連結せしめてなることを特徴とするものである。
【００１５】
したがって、吸湿装置の構成は前述した請求項１の構成とまったく同一であり、蓋に管路を設けて真空発生源に連結することにより、吸着剤を交換後蓋を筒状容器に固定してから、真空発生源を作動せしめて筒状容器内を真空状態にする。このため、吸着剤交換に伴なう封入容器内の大気は無くなり真空状態となるので、励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しい吸着剤の寿命が長くなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
まず、理解を容易とするためレーザ発振器の全体的構成について概略的に説明する。
【００２５】
図３および図４を参照するに、レーザ発振器１は、レーザ発振器１を構成する封入容器３内に送風機５が設けられ、レーザガスが送風機５に駆動され熱交換器７で冷却されながら矢印９方向に循環移動される（図４参照）。
【００２６】
前記レーザガスの循環路にほぼ直交する方向に反射鏡１１と出力鏡１３が対向して設けられ、この反射鏡１１と出力鏡１３との間を光線が往復する領域が放電域１５で、出力鏡１３からレーザ発振器１の外部に照射されるのがレーザビームＬＢである。
【００２７】
更に、前記放電域１５の上下方向にそれぞれ電極１７，１９が対向して設けられていて、図４において左右には円弧状の整流板２１が複数設けてあり、図１に示されているごとく、封入容器３の一側（図３において左側）には前記封入容器３内の封入ガスの水分を吸着するため、内部に水分吸着剤２３を収納した吸湿装置２５が封入容器３の内部に一部を突出した状態で装着されている。
【００２８】
次に、この発明の実施の形態の主要部である前記吸湿装置２５について、更に詳細に説明する。
【００２９】
図１を参照するに、図１には吸湿装置２５の第１の実施の形態の例が示されている。
【００３０】
すなわち、前記封入容器３に装着された吸湿装置２５は、例えば金網等で製作され片側が閉鎖された筒状の吸着剤容器２７の中に前記水分吸着剤２３として例えばシリカゲル、ゼオライト等が収納されている。前記吸着剤容器２７の開口側には水分吸着剤２３を入れ替えるための蓋２９が締結部材により着脱自在に設けられていて、この蓋２９の中心部にネジ部３１が形成され、このネジ部３１に図示を省略したが吸着剤容器２７を引出し組込み用の冶具が螺合されるものである。
【００３１】
前記吸着剤容器２７を収納する片側が閉鎖された筒状の筒状容器３３の長手方向先端側（図１において右側）の適宜の範囲に、前記レーザ発振器１を構成する封入容器３中のレーザガスが流入する複数の穴３５が前記筒状容器３３の外周に設けられている。また、複数設けられた前記穴３５の先端側（図１において右側）には封止部材とて例えばＯリング３７が装着され、穴３５の後端側（図１において左側）には封止部材として例えばＯリング３９が装着されている。更に、筒状容器３３の片側にはフランジ部３３Ａが設けられている。
【００３２】
前記筒状容器３３を支承する支持筒４１の片端（図１において右側）にはフランジ部４１Ａが形成され、このフランジ部４１Ａが前記封入容器３の側壁に締結部材により固着されていて、封止用のＯリング４３がフランジ部４１Ａに装着されている。更に、支持筒４１の外周にはスプライン溝４５が形成され、このスプライン溝４５の所定位置に前記筒状容器３３の引出し位置確認用の基準溝４７が設けられている。
【００３３】
前記支持筒４１の外周に形成されたスプライン溝４５に係合し長手方向へ移動可能なスリーブ４９が設けられ、このスリーブ４９は前記筒状容器３３に形成されたフランジ部３３Ａに図示を省略したが適宜な連結部材にて一体的に連結されている。
【００３４】
前記筒状容器３３に形成したフランジ部３３Ａには密封用の蓋５３が締結部材により固着されていて、この蓋５３の中心部に栓５５が設けられていると共に適所に封止部材が設けられている。
【００３５】
上記構成において、その作用としては、図２を併せて参照するに、図１には吸湿装置２５をレーザ発振器１の封入容器３へ装着した状態を示し、図２には水分吸着剤２３を交換する時の状態を示している。
【００３６】
水分吸着剤２３を交換する必要のない時、すなわち、吸着作用を行なっている時は図１に示されているごとく、支持筒４１のフランジ部４１Ａが封入容器３にＯリング４３にて封止されて取付けられている。この支持筒４１に支承された筒状容器３３の内部には吸着剤容器２７が収納され、この吸着剤容器２７内に水分吸着剤２３が収納されているので、水分を含んだレーザガスが筒状容器３３に形成された複数の穴３５より流入し水分吸着剤２３を通ってレーザガスに含まれた水分を取り去ることができる。なお、吸着剤容器２７の室Ｈ1 と封入容器３の室Ｈ2 とは真空圧となり、大気とはＯリング３９によってシールされている。
【００３７】
さて、水分吸着剤２３を交換する場合には、図２に示されているように、筒状容器３３をスライドしスプライン溝４５に形成した基準溝４７の所で筒状容器３３を引き出し止める。そして、蓋５３を外して筒状容器３３の室Ｈ1 内を大気圧として、冶具を吸着剤容器２７に設けた蓋２９に形成したネジ部３１に螺合して、吸着剤容器２７を引出して、収納されている水分吸着剤２３を新しいものと交換する。なお、このとき封入容器の室Ｈ2 内は真空圧でＯリング３７によってシールされている。
【００３８】
水分吸着剤２３を新品に交換した後は、再び蓋５３を取り付け、蓋５３に設けた栓５５を外して、この穴より冶具を挿入し吸着剤容器２７を押して、筒状容器３３の奥まで挿入する。この状態にて筒状容器３３の室Ｈ１内の大気が穴３５を通して封入容器３の室Ｈ2 に入り、室Ｈ1 と室Ｈ2 の圧力が等しくなる。
【００３９】
この場合、吸着剤容器２７の容積は、封入容器３に比べ非常に小さいため、従来の交換時に比べて封入容器３内に残存する水分は圧倒的に少なくなるので、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しく交換した水分吸着剤２３の寿命の延長を図ることができる。
【００４０】
図５には、この発明の第２の実施の形態の例が示されている。この第２の実施の形態は前述した第１の実施の形態とほぼ同一であり、同一部材には同一符号を付けて説明を省略し、異なった部分についてのみ詳細な説明を行なう。
【００４１】
すなわち、筒状容器３３に形成したフランジ部３３Ａに取り付けられる蓋５７の適宜位置に管路５９が連通し、この管路５９の途中にバルブ６１が設けられ、前記管路５９は機外に設けられた真空発生源である真空ポンプ６３に連結連通して構成されている。
【００４２】
上記構成により、第１の実施の形態の例で説明した図２の状態、すなわち、蓋５７を筒状容器３３に設けたフランジ部３３Ａに取り付けたら、吸着剤容器２７の室Ｈ1 内を真空ポンプ６３の作動により排気することにより、室Ｈ1 内を真空圧とする。このため、微少の大気も封入容器３内に入れないようにできる。
【００４３】
而して、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下が更になくなり、新しく交換した水分吸着剤２３の寿命も更に延長することができる。
【００４４】
図６および図７には、第３の実施の形態が示されている。この第３の実施の形態は、封入容器３と吸着剤容器２７をバルブで分離できる構造としている。
【００４５】
より詳細には、送風機５の前面測に吸入ノズル６５と、この吸入ノズル６５の直下に相対して排気ノズル６７とがフランジ６９に固定されて締結部材により封入容器３の一側に設けられている。そして、前記吸入ノズル６５と排気ノズル６７の先端側には、前記送風機５により循環されるレーザガスの流れ方向に向って切欠き穴７１，７３が形成されている。
【００４６】
この切欠き穴７１，７３の詳細は図７に示されている。すなわち、吸入ノズル６５に形成した切欠き穴７１は、前記封入容器３内のレーザガスの流れ方向（図７に矢印で示す）に形成されている。このため、図７に矢印で示されたごとくレーザガスは切欠き穴７１に流入する。また、排気ノズル６７に形成した切欠き穴７３は、前記封入容器３内のレーザガスの流れ方向（図７に矢印で示す）に対して左右方向に形成されている。このため、図７に矢印で示されたごとく切欠き穴７３を通って排気ノズル６７のレーザガスは吸い出される。
【００４７】
上述したレーザガスの流れにより、図６の図中に矢印で示したごとく吸入ノズル６５よりレーザガスが流入し、排気ノズル６７よりレーザガスは封入容器３内へ排気される循環系路ができる。
【００４８】
前記吸入ノズル６５は第１バルブ７５を介して水分吸着剤２３が収納された容器７７の入側に連通し、この容器７７の出側には第２バルブ７９が設けられ、この第２バルブ７９よりフレキシブルホース８１、第３バルブ８３を介して前記排気ノズル６７に連結連通している。なお、前記容器７７は水分吸着剤２３を収納する容器本体８５と蓋８７とで構成され、容器本体８５の底部にレーザガス流入口８９が設けられ、蓋８７にガス体排出口９１が設けられている。
【００４９】
上記構成により、通常時すなわち、吸着作用を行なっている時は、吸入ノズル６５と排気ノズル６７では切欠き穴７１，７３の向きが異なり圧力差が発生するので、レーザガスは吸入ノズル６５より流入し容器７７内に収納された水分吸着剤２３を通り、レーザガスに含まれた水分を除去して排気ノズル６７より封入容器３内へ排出される。
【００５０】
水分吸着剤２３を新しいものと交換する時は、第１、第２、第３バルブ７５，７９，８３を閉じ、容器本体８５に設けた蓋８７を外して水分吸着剤２３を交換する。交換後は蓋８７を締め各バルブ７５，７９，８３を開いて通常の状態に戻す。
【００５１】
このため、若干の管路と容器７７内の大気が封入容器３内に入るだけであり、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下がなく、新しく交換した水分吸着剤２３の寿命の延長を図ることができる。
【００５２】
図８および図９には、第４の実施の形態が示されている。図８および図９において、図１における部品と同じ部品には同一の符号を符して重複する説明を省略する。
【００５３】
図８および図９において、前記封入容器３内に前記支持筒４１が装着されており、支持筒４１のフランジ部４１Ａが封入容器３の外側で複数のボルト９３により取り付けられている。前記支持筒４１のフランジ部４１Ａには蓋５３が複数のボルト９５で取り付けられている。
【００５４】
前記筒状容器３３の先端と蓋５３の後端とは複数のピン９７で連結されており、蓋５３を図８において左側へ移動せしめると筒状容器３３から外れるようになっている。また、前記蓋５３の外周の一部にはＯリング９９が設けられ、前記支持筒４１との密閉を行っている。前記蓋５３の空間部に突出した吸着剤容器２７の先端部にはプラグ１０１が設けられている。
【００５５】
前記蓋５３は図９に示されているように、例えば９０度の切欠き部１０３が形成されており、この切欠き部１０３の両端１０３Ａ，１０３Ｂが前記支持筒４１のフランジ部４１Ａに取り付けられたピン１０５に当接することにより位置決めされる。前記支持筒４１および筒状容器３３の外周には図１０（Ａ），（Ｂ）に示されているように、それぞれ相対向した第１，第２切欠き部１０７Ａ，１０７Ｂ；１０９Ａ，１０９Ｂが形成されている。
【００５６】
前記蓋５３の先端のほぼ中央部にはリークネジ１１１が設けられており、このリークネジ１１１にはリークネジ押え１１３がボルト１１５で押えられている。このボルト１１５はリークネジ押え１１３に形成された長孔１１７に入って蓋５３に取り付けられている。
【００５７】
上記構成により、吸着剤２３の入った吸着剤容器２７を図８の状態にセットし、しかも、図１０（Ａ）に示されているように支持筒４１に形成された第１切欠き部１０７Ａ，１０７Ｂと、筒状容器３３に形成された第２切欠き部１０９Ａ，１０９Ｂがそれぞれ相対応した同じ位置にある場合には、レーザガスが図１０（Ａ）に矢印で示したごとく流れて封入容器３内で循環されることになる。
【００５８】
吸着剤２３の吸着効果がなくなり、吸着剤２３を交換する際には、まずボルト９５を外す。そして、蓋５３を図９において矢印で示したごとく時計方向廻りに９０度回動せしめると、切欠き部１０３の先端１０３Ｂがピン１０５に突き当たり、図１０（Ｂ）に示された状態となる。リークネジ１１１にボルトを入れると共に、ボルト１１５をゆるめてリークネジ押え１１３を図９において上方へずらし、リークネジ１１１を引き抜くと共に蓋５３をピン９７から抜いて筒状容器３３から外す。この状態で吸着剤容器２７を筒状容器３３から引き抜き、プラグ１０１を手で回して外し、吸着剤２３を新しいものと交換する。このときには封入容器３内は図１０（Ｂ）と示した状態となっているので大気と遮断された状態となる。交換した後は、上述した動きの逆の手順により動作せしめると、図９，図１０に示した状態にセットされる。
【００５９】
したがって、吸着剤の交換時には、第１切欠き部１０７Ａ，１０７Ｂと第２切欠き部１０９Ａ，１０９Ｂとをずらして封入容器３の真空状態は大気と遮断されて保持されるから、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下をなくすることができ、新しく交換した吸着剤の寿命の延長を図ることができる。
【００６０】
なお、この発明は前述した各発明の実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行なうことにより、その他の態様で実施し得るものである。
【００６１】
【発明の効果】
以上のごとき実施の形態の例の説明より理解されるように、請求項１によるこの発明によれば、吸湿装置を封入容器へ装着した状態では、封入容器内の水分を含んだレーザガスは筒状容器に形成された複数の穴より吸着剤容器に収納された吸着剤表面を入替わり流れている。そして、複数形成された穴の後端側に設けた封止部材により封入容器内の真空圧は保たれ、大気とはシールされている。すなわち、筒状容器は蓋が被覆されているので内部は真空圧となっている。
【００６２】
吸着剤を交換する際は、筒状容器を所定の位置まで引出し、封入容器内の真空圧を複数形成された穴の先端側に設けた封止部材によりシールする。そして、蓋を外して筒状容器内に収納した吸着剤容器を取り出して交換し、再び蓋を取付けて筒状容器を封入容器内へ挿入する。
【００６３】
このため、筒状容器内の容積は非常に小さいため、封入容器内に流入する大気中の水分が微少となるので、交換直後の励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しく交換した吸着剤の寿命の延長を図ることができる。
【００６４】
請求項２によるこの発明によれば、吸湿装置の構成は前述した請求項１の構成とまったく同一であり、蓋に管路を設けて真空発生源に連結することにより、吸着剤を交換後蓋を筒状容器に固定してから、真空発生源を作動せしめて筒状容器内を真空状態にする。このため、吸着剤交換に伴なう封入容器内の大気は無くなり真空状態となるので、励起効率およびレーザ出力の低下がなくなり、新しい吸着剤の寿命が長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の例を示し、吸湿装置の断面図である。
【図２】作用説明図である。
【図３】この発明を実施する一実施の形態のレーザ発振器を示す断面説明図である。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面説明図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態を示し、吸湿装置の断面図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態を示し、吸湿装置の断面図である。
【図７】図６におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図８】この発明の第４の実施の形態を示し、吸湿装置の断面図である。
【図９】図８における側面図である。
【図１０】（Ａ），（Ｂ）は支持筒の第１切欠き部と筒状容器の第２切欠き部の状態を示した図である。
【図１１】従来例を示し、レーザ発振器の断面説明図である。
【符号の説明】
１ レーザ発振器
３ 封入容器
５ 送風機
２３ 水分吸着剤
２５ 吸湿装置
２７ 吸着剤容器
３３ 筒状容器
３５ 穴
３７，３９ Ｏリング（封止部材）
４１ 支持筒
５３，５７ 蓋
５９ 管路
６１ バルブ
６３ 真空ポンプ（真空発生源）
６５ 吸入ノズル
６７ 排気ノズル
７１，７３ 切欠き穴
７５ 第１バルブ
７７ 容器
７９ 第２バルブ
８３ 第３バルブ
Claims (2)
- 封入容器内に、レーザガスの流路とほぼ直交する方向にレーザ光軸を配したレーザ発振器において、前記封入容器のー側壁に支持筒を設け、この支持筒内に支持筒の長手方向へ移動可能な筒状容器を装着せしめると共にこの筒状容器の長手方向の外周の適宜な範囲に前記封入容器中のレーザガスが流入する複数の穴を形成せしめ、この穴の先端側と後端側にそれぞれ封止部材を設け、前記筒状容器内に水分吸着剤を収納した通気可能な吸着剤容器を取り出し可能に設け、前記筒状容器の外端に密封用の蓋を設けてなることを特徴とするレーザ発振器における吸湿装置。
- 前記蓋を貫通した貫通穴に、前記筒状容器内と連通する管路の一端を接続せしめ、この管路の途中に開閉可能なバルブを設け、前記管路の他端に真空発生源を連結せしめてなることを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器における吸湿装置。
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