JP6438502B2 - レーザ装置 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ光を出力するレーザ装置に関する。

従来、金属又は非金属の切断、溶接等にレーザ光が用いられている。この種のレーザ光を出力するレーザ装置は、電源部、ＬＤ（レーザダイオード）モジュール、キャビティ等を備えている。これらは、いずれも作動中に発熱する部品（以下、「発熱部品」ともいう）である。そのため、これら発熱部品は、レーザ装置の運転中、冷却する必要がある。従来のレーザ装置においては、これら発熱部品を冷却するために、例えば、内部に水冷管が埋め込まれた水冷板が用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００２−１６３０７号公報 特開２００３−２３４５３４号公報

ところで、レーザ光の出力が、例えば１ｋＷ以下となる低出力タイプのレーザ装置では、筐体をよりコンパクトにすることが求められている。一方、筐体をコンパクトにすると、各部品の設置スペースが狭くなるため、部品間の距離も近くなる。そのため、筐体内において、発熱部品を水冷板により効率良く冷却することが難しくなる。

本発明の目的は、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レーザ装置を提供することにある。

（１）本発明は、レーザ光を発生する発光部（例えば、後述するＬＤモジュール２）と、前記発光部で発生したレーザ光を増幅する増幅部（例えば、後述するキャビティ３）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（例えば、後述す電源部４）と、第１の冷却面（例えば、後述する第１の冷却面１０ａ）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（例えば、後述する第２の冷却面１０ｂ）を有する板状の冷却部（例えば、後述する水冷板１０）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（例えば、後述する筐体２０）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（例えば、後述するレーザ装置１）に関する。

（２） （１）のレーザ装置において、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（例えば、後述する制御部６）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ていてもよい。

（３） （１）又は（２）のレーザ装置において、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（例えば、後述する動力遮断部）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（例えば、後述する開口部２１５）を有してもよい。

（４） （１）〜（３）のいずれかのレーザ装置において、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（例えば、後述する支持金具３１）に固定されてもよい。

（５） （１）〜（４）のいずれかのレーザ装置において、前記電源部、前記発光部及び前記増幅部の少なくとも１つは、熱伝導性を有する中間材（例えば、後述する熱伝導性シートＳ）を介して前記冷却部に配置されてもよい。

本発明によれば、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レーザ装置を提供できる。

実施形態におけるレーザ装置１の機能的な構成を示すブロック図である。 レーザ装置１の主要部を示す分解斜視図である。 電源部４をＹ１方向から見たときの側面図である。 水冷板１０の分解斜視図である。 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。 レーザ装置１をＹ１方向から見たときの側面図である。 筐体２０の分解斜視図である。 筐体２０に設けられた支持部３０を示す斜視図である。 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。

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書に添付した図面は、いずれも模式図であり、理解しやすさ等を考慮して、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更又は誇張している。また、図面においては、部材の断面を示すハッチングを適宜に省略する。
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は、本実施形態のレーザ装置１の機能的な構成を示すブロック図である。本実施形態のレーザ装置１は、レーザ加工装置７にレーザ光を供給する装置である。
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。

ＬＤモジュール２は、レーザ光を発生させるレーザ光源である。ＬＤモジュール２は、複数のレーザダイオード（不図示）により構成される。ＬＤモジュール２は、電源部４から供給された電流に応じた強さのレーザ光を発生させる。各レーザダイオードで発生したレーザ光は、複数本の光ファイバ５１を介してキャビティ３に送出される。ＬＤモジュール２は、冷却が必要な発熱部品である。

キャビティ３は、ＬＤモジュール２から送出されたレーザ光を増幅する。各レーザダイオードで発生したレーザ光は、キャビティ３で増幅され、１本の光ファイバ５２を介して、外部のレーザ加工装置７に出力される。レーザ加工装置７は、加工ヘッド（不図示）からレーザ光を出射してワークを加工する装置である。キャビティ３は、冷却が必要な発熱部品である。

電源部４は、ＬＤモジュール２にレーザ光を発生させるための電流を供給する電源回路である。電源部４は、電気ケーブル５３を介してＬＤモジュール２と接続され、信号ケーブル５４を介して制御部６と接続されている。電源部４は、制御部６から送出される制御信号に従い、ＬＤモジュール２に電流を供給したり、供給停止したりする。電源部４は、後述するように、ＩＣ、コンデンサ等（不図示）の冷却が不要な部品と、ＦＥＴ、ダイオード等（不図示）の冷却が必要な部品とを備える。レーザ装置１において、電源部４は、全体として、冷却が必要な発熱部品として扱われる。

動力遮断部５は、電源部４からＬＤモジュール２への電流の供給を遮断可能な回路である。動力遮断部５は、例えば、ヒューズ、ブレーカー等の電気部品を備えた回路である。これらの電気部品は、後述する筐体２０に設けられた開口部２１５を介して交換可能である。動力遮断部５は、電気ケーブル５５を介して電源部４と接続され、電力ケーブル５６を介して主電源８と接続されている。また、動力遮断部５は、信号ケーブル５７を介して制御部６と接続されている。動力遮断部５は、例えば、緊急時に制御部６から送出される制御信号により、電源部４からＬＤモジュール２への電流の供給を遮断するように動作する。動力遮断部５は、冷却が不要な部品である。

制御部６は、レーザ装置１からのレーザ光の出力を制御する回路である。制御部６は、信号ケーブル５４を介して送出する制御信号により電源部４の動作を制御し、信号ケーブル５７を介して送出する制御信号により動力遮断部５の動作を制御する。制御部６は、信号ケーブル５８を介してＣＮＣ９と接続されている。ＣＮＣ９は、レーザ装置１の動作を制御する数値制御装置である。制御部６は、ＣＮＣ９から送出される制御信号に従い、電源部４、動力遮断部５等の動作を制御する。制御部６は、冷却が不要な部品である。

次に、レーザ装置１の内部構造について説明する。
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。

図２に示すように、水冷板（冷却部）１０は、第１の冷却面１０ａ及び第２の冷却面１０ｂ（以下、総称して「冷却面」ともいう）を有する板状の部品である。「板状」とは、全体として板状であることを意味し、等厚に制限されず、厚みが不均一であってもよい。レーザ装置１を構成する各部は、水冷板１０の表裏面にそれぞれ分散して配置される。水冷板１０は、上述したＬＤモジュール２、キャビティ３等の発熱部品を冷却する。また、水冷板１０は、後述するように、筐体２０の補強材としても機能する。

本実施形態では、水冷板１０の厚み方向（Ｚ方向）において、Ｚ１側を第１の冷却面１０ａとし、Ｚ２側を第２の冷却面１０ｂとする。なお、第１の冷却面１０ａと第２の冷却面１０ｂは、互いに反対側に位置する面であり、いずれか一方が表面となる場合は、他方が裏面となる。そのため、水冷板１０の厚み方向（Ｚ方向）において、Ｚ２側を第１の冷却面１０ａとした場合は、Ｚ１側が第２の冷却面１０ｂとなる。

ＬＤモジュール２及び電源部４は、冷却が必要な発熱部品であるため、水冷板１０の第１の冷却面１０ａの側に配置されている。ここで、第１の冷却面１０ａの側とは、第１の冷却面１０ａの表面に直接配置される（当接される）場合に限らず、後述する熱伝導性シートＳ又は熱伝導性を有するグリス等を介して配置される場合も含まれる。更に、第１の冷却面１０ａの冷却効果が及ぶ範囲であれば、第１の冷却面１０ａとの間に隙間（空隙）を介して配置される場合も含まれる。第２の冷却面１０ｂについても同じである。水冷板１０の構造については、後述する。

ＬＤモジュール２は、水冷板１０の第１の冷却面１０ａに、熱伝導性シート（中間材）Ｓを介して配置される。熱伝導性シートＳは、冷却面に配置される部品と冷却面との密着性及び熱伝導性を高めるためのシート状の部材である。熱伝導性シートＳは、例えば、シリコーン等により形成される。なお、熱伝導性シートＳの代わりに、熱伝導性を有するグリスを塗布してもよい。熱伝導性を有するグリスとしては、例えば、シリコーン等を用いることができる。また、熱伝導性シートＳ等を間に挟まず、各部品を水冷板１０の冷却面に直接配置してもよい。
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。

電源部４は、図３に示すように、プリント基板４０、第１の部品群４１及び第２の部品群４２を備える。なお、図３では、熱伝導性シートＳ、配線等の図示を省略している。
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１の部品群４１は、主に冷却が不要な部品の集合体である。第１の部品群４１としては、例えば、ＩＣ、コンデンサ等が挙げられる。第１の部品群４１は、プリント基板４０の第１面４０ａに配置される。
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。

図３に示すように、電源部４を構成する部品群４１及び４２は、プリント基板４０に配置されるため、部品間の配線数を削減できる。また、電源部４において、第１の部品群４１及び第２の部品群４２は、プリント基板４０の第１面４０ａ及び第２面４０ｂにそれぞれ分かれて実装される。そのため、図３に示す構成によれば、電源部４の省スペース化を図ることができる。

また、図３に示すように、プリント基板４０の第１面４０ａに配置された第１の部品群４１は、水冷板１０の第１の冷却面１０ａと接していない。そのため、水冷板１０の第１の冷却面１０ａは、冷却が不要な第１の部品群４１から余分な熱を吸収することがない。一方、プリント基板４０の第２面４０ｂに配置された第２の部品群４２は、水冷板１０の第１の冷却面１０ａと接している。そのため、水冷板１０の第１の冷却面１０ａは、冷却の必要な第２の部品群４２を、より効率良く冷却できる。

上述したＬＤモジュール２及び電源部４は、発熱部品であるため、いずれも水冷板１０の第１の冷却面１０ａ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。

制御部６は、図２に示すように、ＬＤモジュール２よりも、水冷板１０の厚み方向（Ｚ方向）のＺ１側に配置されている。制御部６は、冷却が不要な部品であるため、水冷板１０の第１の冷却面１０ａに設けられた支持台１５の上に配置されている。

支持台１５は、支持板１６及び４本の脚部１７により構成される。支持板１６は、制御部６が設置される板材である。脚部１７は、支持板１６のＺ２側の四隅に配置された支持材である。脚部１７は、ネジ（不図示）により水冷板１０の第１の冷却面１０ａに取り付けられる。支持台１５は、水冷板１０に対して着脱自在であるため、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の保守点検、交換等を妨げることがない。支持板１６及び脚部１７は、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鋼等の金属板により形成される。

制御部６は、脚部１７のＺ方向の長さ分だけ、水冷板１０の第１の冷却面１０ａから離れた位置に配置される。水冷板１０の厚み方向（Ｚ方向）において、支持板１６と水冷板１０の第１の冷却面１０ａとの間の隙間は、支持板１６のＺ２側の面がＬＤモジュール２と干渉しない長さに設定されている。水冷板１０の第１の冷却面１０ａに支持台１５を設けると、ＬＤモジュール２は、平面視において、支持台１５によりほぼ覆われた状態となる。

動力遮断部５は、水冷板１０の厚み方向（Ｚ方向）において、水冷板１０と重ならない位置に配置される。動力遮断部５は、水冷板１０において、ＬＤモジュール２と反対側に配置される。本実施形態において、動力遮断部５は、電源部４の側面にブラケット１８を介して取り付けられる。なお、動力遮断部５は、水冷板１０の厚み方向（Ｚ方向）において、水冷板１０と重ならない位置であれば、どこに取り付けられていてもよい。例えば、動力遮断部５を、水冷板１０又は筐体２０の側面に配置してもよい。

キャビティ３は、冷却が必要な発熱部品であるため、水冷板１０の第２の冷却面１０ｂの側に配置されている。キャビティ３は、水冷板１０の第２の冷却面１０ｂに、熱伝導性シートＳ又はグリスを介して配置されている。
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。

次に、水冷板１０の構造について説明する。
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。

冷却管１３は、内部に冷却水Ｗ（冷媒）が流通するパイプ状の部材である。冷却管１３は、例えば、銅等の熱伝導率の高い材料により形成される。なお、図示していないが、冷却管１３の一方の端部１３ａ及び他方の端部１３ｂは、筐体２０のＸ１側の側面まで延長されている。筐体２０のＸ１側の側面には、カプラー（不図示）が取り付けられている。冷却管１３は、カプラーを介して、熱交換器から延出された外部配管（不図示）と接続されている。

第１冷却板１１の配置溝１１ａと第２冷却板１２の配置溝１２ａとの間に冷却管１３を挟み込み、両冷却板１１，１２を接合することにより、水冷板１０が形成される。図４に示すように、冷却管１３の一方の端部１３ａには、熱交換器（不図示）から冷却水Ｗが供給される。冷却管１３に供給された冷却水Ｗは、冷却管１３の内部を流通することにより、第１冷却板１１の第１の冷却面１０ａ及び第２冷却板１２の第２の冷却面１０ｂの熱を吸収（熱交換）して、他方の端部１３ｂから熱交換器に送出される。なお、本実施形態では、挟み込み方式の水冷板について記載したが、拡管方式等の別の構造の水冷板であってもよい。

次に、レーザ装置１の本体部１００が収納される筐体２０について説明する。
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。

図５に示すように、筐体２０は、Ｘ１側に位置する側板２１１（後述）に、開口部２１５を有する。開口部２１５は、筐体２０内に本体部１００が収納された状態で、動力遮断部５に設けられたヒューズ、ブレーカー等の少なくとも１つの部品（不図示）の保守点検、交換等を可能とするための開口である。前述したように、動力遮断部５は、冷却が不要な部品であるため、本体部１００において、水冷板１０から離れた位置に配置される。そのため、筐体２０の側板２１１において、動力遮断部５と対向する位置に開口部２１５を形成することにより、開口部２１５を介して、動力遮断部５に設けられたヒューズ、ブレーカー等の部品の保守点検、交換等が可能となる。また、動力遮断部５は、水冷板１０において、ＬＤモジュール２と反対側に配置されるため、ＬＤモジュール２とキャビティ３との間を接続する光ファイバ５１の実装を妨げることがない。

図６に示すように、ＬＤモジュール２とキャビティ３との間を接続する光ファイバ５１は、水冷板１０の側面を回り込むように実装される。この構成によれば、筐体２０のＺ１側から本体部１００の組み付け、保守点検等を行った場合に、作業者の指、工具等が光ファイバ５１と接触しにくくなるため、光ファイバ５１への傷付きを抑制できる。また、図６に示すように、本体部１００は、ＬＤモジュール２のＺ１側に支持台１５を備える。この構成によれば、作業者の指、工具等が光ファイバ５１と更に接触しにくくなるため、光ファイバ５１への傷付きをより効果的に抑制できる。

図７に示すように、筐体２０は、外枠部２１、天板部２２、底板部２３、閉じ板２４を備える。筐体２０を構成する各部は、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鋼板等により形成される。
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。

外枠部２１において、Ｘ−Ｙ方向の４面は、側板２１１〜２１４により囲まれている。また、外枠部２１において、Ｚ方向の２面には、開口部２１ａ、２１ｂが形成されている。開口部２１ａは、外枠部２１において、Ｚ１側に位置する開口である。開口部２１ｂは、外枠部２１において、Ｚ２側に位置する開口である。

筐体２０は、Ｚ１側に開口部２１ａが形成されているため、本体部１００において、水冷板１０の第１の冷却面１０ａ側に配置されたＬＤモジュール２、電源部４、制御部６等の組み付け、保守点検、交換等を容易に行うことができる。また、筐体２０は、Ｚ２側に開口部２１ｂが形成されているため、本体部１００において、水冷板１０の第２の冷却面１０ｂ側に配置されたキャビティ３等の組み付け、保守点検、交換等を容易に行うことができる。

天板部２２は、外枠部２１の開口部２１ａ（Ｚ１側）を閉じるための板部材である。底板部２３は、外枠部２１の開口部２１ｂ（Ｚ２側）を閉じるための板部材である。
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。

なお、レーザ装置１は、通常の使用形態において、必ずしも厚み方向（Ｚ方向）が鉛直方向と一致するわけではない。例えば、複数のレーザ装置１をラックに並べて収納する場合、厚み方向が水平方向と一致する向きで並べられることもある。本実施形態では、説明の都合上、図７に示す配置を基準として「天板部」、「底板部」と記載しているが、これらの名称は、レーザ装置１の使用形態における上下方向を限定するものではない。

閉じ板２４は、側板２１１の開口部２１５を閉じるための板部材である。閉じ板２４は、例えば、ネジ（不図示）により側板２１１に取り付けられる。レーザ装置１の動作時において、側板２１１の開口部２１５は、閉じ板２４により閉じられる。一方、レーザ装置１の保守点検時においては、閉じ板２４を側板２１１に止めているネジを緩めて取り外し、開口部２１５を露出させることにより、開口部２１５から、動力遮断部５に設けられたヒューズ、ブレーカー等の部品の保守点検、交換等を行うことができる。

次に、筐体２０内における本体部１００の支持構造について説明する。
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。

図８に示すように、筐体２０は、内部に支持部３０を備える。支持部３０は、筐体２０の内部において、本体部１００（水冷板１０）を固定する部分である。支持部３０は、逆Ｌ字形の支持金具（支持部材）３１により構成される。筐体２０の内側において、側板２１３には、Ｘ方向に沿って２つの支持金具３１が取り付けられている。また、側板２１４には、Ｘ方向に沿って２つの支持金具３１が取り付けられている。各支持金具３１は、逆Ｌ字形の突出した部分が互いに内側を向くように取り付けられている。本体部１００は、例えば、図８に示すように、筐体２０の厚み方向（Ｚ方向）において、Ｚ１側からＺ２側に収納される。

図９に示すように、筐体２０内に収納された本体部１００は、水冷板１０のＹ方向の両端部がそれぞれ支持金具３１の上に支持される。つまり、支持部３０は、２つの側板２１３及び２１４に設けられる合計４つの支持金具３１に固定される。この状態で、水冷板１０と支持金具３１との間を、例えば、ネジ（不図示）で止めることにより、本体部１００を筐体２０の内部に固定できる。また、水冷板１０を支持金具３１に止めているネジを緩めて取り外すことにより、本体部１００を筐体２０から取り出すことができる。

上述した本実施形態のレーザ装置１によれば、例えば、以下のような効果を奏する。
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。

本実施形態のレーザ装置１において、ＬＤモジュール２と電源部４は、同じ第１の冷却面１０ａの側に配置される。そのため、ＬＤモジュール２と電源部４を水冷板１０の表裏面の両側に分けて配置した場合に比べて、信号ケーブルの配線が容易となる。また、水冷板１０に信号ケーブルの貫通穴等を設ける必要がないため、水冷板１０の強度を低下させることがなく、水冷板１０を設計する際の制約も少なくできる。

本実施形態のレーザ装置１において、電気部を構成するＬＤモジュール２と、光学部を構成するキャビティ３は、水冷板１０において、それぞれ反対側の冷却面の側に配置される。そのため、ＬＤモジュール２とキャビティ３との間を接続する光ファイバ５１は、水冷板１０の側面を回り込むように実装される。この構成によれば、筐体２０のＺ１側から本体部１００の組み付け、保守点検等を行った場合に、作業者の指、工具等が光ファイバ５１と接触しにくくなる。そのため、光ファイバ５１をＬＤモジュール２と同じ第１の冷却面１０ａの側に実装した場合に比べて、光ファイバ５１への傷付きを抑制できる。

本実施形態のレーザ装置１において、制御部６は、支持台１５の上に配置されるため、制御部６と水冷板１０の第１の冷却面１０ａとの間に隙間が形成される。この構成によれば、水冷板１０の第１の冷却面１０ａは、冷却の不要な制御部６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。

本実施形態のレーザ装置１において、支持台１５と筐体２０の天板部２２との間及び支持台１５と水冷板１０の第１の冷却面１０ａとの間には、それぞれ隙間が形成される。そのため、制御部６に発熱が生じた場合でも、その熱を効率良く放出させることができる。また、支持台１５と水冷板１０の第１の冷却面１０ａとの間に形成される隙間により、ＬＤモジュール２、電源部４で生じた熱が制御部６へ伝わることを抑制できる。

本実施形態のレーザ装置１において、制御部６が配置される支持台１５は、水冷板１０に対して着脱が自在となるため、ＬＤモジュール２の保守点検、交換等を妨げることがない。また、制御部６を支持台１５に配置することにより、水冷板１０の第１の冷却面１０ａにおける部品の設置スペースを有効に利用できるため、装置をよりコンパクト化できる。

本実施形態のレーザ装置１において、動力遮断部５は、水冷板１０の厚み方向（Ｚ方向）で水冷板１０と重ならない位置に配置される。そして、筐体２０は、動力遮断部５と対向する位置に開口部２１５を有する。この構成によれば、レーザ装置１を分解することなしに、開口部２１５を介して、動力遮断部５に設けられたヒューズ、ブレーカー等の部品の保守点検、交換等を行うことができる。また、動力遮断部５は、水冷板１０において、ＬＤモジュール２と反対側に配置されるため、ＬＤモジュール２とキャビティ３との間を接続する光ファイバ５１の実装を妨げることがない。

本実施形態のレーザ装置１において、水冷板１０は、筐体２０の内部に設けられた支持部３０に固定されるため、水冷板１０を筐体２０の補強材として使用できる。この構成によれば、筐体２０の内部又は外部に補強材を配置する必要がないため、レーザ装置１をコンパクト化、軽量化できる。また、水冷板１０により筐体２０の剛性を確保できるため、筐体２０に開口部２１ａ、２１ｂのような大きな開口を形成できる。更に、水冷板１０に実装する各部の形状、配置等を設計する際に、補強材の形状、配置等を考慮する必要がないため、筐体２０の設計をより簡素化できる。

本実施形態のレーザ装置１において、発熱部品であるＬＤモジュール２、キャビティ３及び電源部４は、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水冷板１０に配置される。この構成によれば、発熱部品と水冷板１０との間の密着性を向上させつつ、熱伝導性を高められるため、発熱部品の発する熱を、より効率良く水冷板１０に移動させることができる。また、発熱部品を水冷板１０上に直接配置する場合に比べ、絶縁（耐電圧）を強化できるため、信頼性が向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、後述する変形形態のように種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。実施形態に記載した効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、実施形態に記載したものに限定されない。なお、上述の実施形態及び後述する変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。
（変形形態）

実施形態では、冷却部を、水を冷媒とする水冷板１０として構成した例について説明したが、これに限定されない。冷却部として使用できる冷媒は、水以外の液体（例えば、不凍液等）でもよいし、気体（例えば、窒素等）であってもよい。
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。

本実施形態では、制御部６を、ＬＤモジュール２よりも、水冷板１０の厚み方向（Ｚ方向）のＺ１側に配置した例について説明したが、これに限定されない。制御部６を、電源部４よりも、水冷板１０の厚み方向のＺ１側に配置してもよい。このように、制御部６は、ＬＤモジュール２又は電源部４との間に隙間を介して配置できれば、どちらの側に配置してもよい。

本実施形態では、支持金具３１（支持部３０）を、筐体２０のＹ方向に位置する側板２１３及び２１４に取り付けた例について説明したが、これに限定されない。支持金具３１は、筐体２０のＸ方向に位置する側板２１１及び２１２に取り付けてもよい。また、支持金具３１は、筐体２０において、側板２１１〜２１４のいずれか３面に取り付けてもよいし、４面すべてに取り付けてもよい。

１：レーザ装置、２：ＬＤモジュール、３：キャビティ、４：電源部、５：動力遮断部、６：制御部、１０：水冷板、１０ａ：第１の冷却面、１０ｂ：第２の冷却面、２０：筐体、３０：支持部、３１：支持金具、２１５：開口部、Ｓ：熱伝導性シート

Claims (5)

1. 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、
   前記電源部は、プリント基板、冷却が不要な部品の集合体である第１の部品群及び冷却が必要な部品の集合体である第２の部品群を備え、
   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、
   前記第１の部品群は、前記冷却部の前記第１の冷却面と接しないように前記プリント基板の第１面に配置され、前記第２の部品群は、前記冷却部の前記第１の冷却面と接するように前記プリント基板の前記第１面とは反対側の第２面に配置される、レーザ装置。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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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