JPH0417992A - パワーダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はレーザ光を吸収し、熱エネルギーとして廃棄
するためのパワータンパ−１特に高出力用として用いる
ことができるパワーダンパー（光エネルギー吸収器）に
関するものである。

「従来の技術」 従来のパワータンパ−は、第１図に示すようなもので、
すなわち下端を閉塞した漏斗状のコーン（１）を円筒形
のハウジング（３）に嵌め込み、コーン（１）の上端と
ハウジング（３）の間を０−リング（２）で防水した構
造である。ハウジング（３）には下部に給水口（３ａ）
、上部に排水口（３ｂ）が設けられ、冷却水がコーン（
１）の外側とハウジング（３）の内面との間の室（４）
に導かれるようになっている。このパワーダンパーのコ
ーン（１）の内面に上方からＣＯ２レーザ等のレーザ光
（５）が照射されるとレーザ光はコーン（１）の内面で
吸収され熱エネルギーとなり、この熱エネルギーは室（
４）内を流れる冷却水によって吸収されて廃棄される。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら従来のようなパワーダンパーではコーンが
冷却水と接触するのは、コーン形の外面だけであるため
接触面積が小さく、冷却水によるコーンの冷却が充分で
ない。またレーザ光のエネルギー強度が最も大きい中心
部とその周辺部では冷却水による熱交換に不均一が生ず
るという問題があった。そしてそのため高出力用（例え
ば５ｋＷ以上）では使用できないという課題があった。

これに対し、例えば特開昭６３−５２７８５号にあるよ
うに、コーンの外面に冷却フィンをもうけて熱伝導を増
大させることが提案されているが、この方法によっても
前記の課題を充分に解決することはできない。

「課題を解決するための手段」 この発明のパワータンパ−は、レーザ光の受光面を照射
光方向を頂点とした円錐状（コーン）の外面とし、該受
光面をレーザ光吸収材質で処理し、前記コーンの内面を
階段状とし且つ最も強いレーザ光を受けるコーンの中心
部に冷却水を直接供給するようにして従来のパワーダン
パーの課題を解決するものである。

さらにコーンを取り囲む円筒形壁の表面処理した内側面
に、コーンの外面（受光面）からの反射光（微量で入射
光の２％程度となる）を当てて吸収させ、その円筒形の
壁の外側に、コーンの内面の冷却水とは独立に冷却水を
流して該内側面で吸収された熱エネルギーを吸収廃棄す
るようにしたものである。

以下具体例の図面により本発明を説明する。

第１図は本発明の具体例の断面図である。すなわち従来
と逆方向で頂角θ（通常９０°とするのがハウジングの
内側面に反射光を反射するのでよい結果が得られる）の
コーン（１）と円筒形の側壁（１６）を一体とした円錐
部（１）が円筒形のハウジング（３）に嵌め込まれ、そ
の間はＯ−リング（２）で防水されている。コーン（１
）の外面（１３）はレーザ光（５）の吸収効率が高く（
例えば９８％）且つ２００°Ｃ以上の耐熱性を有する吸
収材質となるように処理されており、円筒形の側壁（１
６）の内面も同様である。コーン（１）の内面（８）は
図面のように階段状になっている。

ハウジング（３）は底板（１５）の上にもうけられ、ハ
ウジング（３）の内部には内壁（１０）がもうけられ、
コーン（１）の内面（８）と内壁（１０）の内面及び底
板（１５）でコーン（１）を冷却する冷却水の流れる第
１冷却室（４）を、また円錐部（１）の側壁（１６）の
外面と内壁（１０）の外面とハウジング（３）の内面及
び底板（１５）によって、側壁（１６）を冷却する冷却
水が流れる第２冷却室（９）が形成されている。底板（
１５）の中心に第１冷却室（４）を通ってコーン（１）
の先端部分に直接冷却水を吹きつけるように冷却水供給
パイプ（６）及び該冷却水を排水する排水パイプ（１１
）がもうけられ、又第２冷却室（９）に冷却水を給水、
排水する給水パイプ（７）、排水パイプ（１２）が取り
つけられている。

以上にはコーンと側壁を一体とした例を説明したが、例
えばこれを分割型とし或いはコーンの内壁に冷却フィン
をもうけるなど、本発明の要件を満たす構造であれば良
いことは勿論である。

「作用」 本発明のパワーダンパーにおいて冷却水を流してレーザ
光（５）がコーン（１）に上方から入射すると、レーザ
光（５）のエネルギーはコーン（１）の表面で吸収され
内面から冷却水によって廃棄される。吸収面が円錐形で
あるのでレーザ光の吸収面積が大きく、従って表面の耐
エネルギー密度を低く選ぶことができる。コーン（１）
の内面（裏面）は階段状となっており冷却水との接触面
積が大きいので効率良く冷却され、さらに冷却水がコー
ン（１）の中央部裏側に直接噴出するようになっている
のでエネルギー密度の高いレーザ光の中心が照射される
中央部が最も効率良く熱交換冷却されるのでコーン（１
）の温度が均一となる。またコーン（１）の外面から反
射された微量のレーザ光（２％）は円筒形の内壁の側面
で吸収され、コーンでの吸収エネルギーとは独立に別の
冷却水に吸収される。従って本発明のパワーダンパーは
従来のものに比しレーザ光を充分効果的に吸収し、しか
もコーンの温度分布を均一に保持することができる。

「発明の効果」 以上に詳しく説明したように本発明のパワーダンパーは
レーザ光のエネルギーを効率良く吸収ししかも吸収面の
温度を均一とすることができるので、高出力レーザ光、
例えばＹＡＧ、Ｃｏ、ＣＯ２レーザを始めとするレーザ
加工機においてレーザ発振器のパワーダンパーとして利
用すると効果があるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパワーダンパーの具体例の断面図であ
る。第２図は従来のパワーダンパーの断面図である。 １：コーン、円錐部　　２：０−リング３：ハウジング ３ａ、６，７：給水口、給水パイプ ３ｂ、１１．１２：排水口、排水パイプ４：第１冷却室
　　　　５：レーザ光 ８：コーンの内面　　　９：第２冷却室１０：内壁　　
　　　　１３：コーン外面１４：側壁内面　　　　１５
：底板 ：側壁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ光加工機に用いるパワーダンパーにおいて、
   レーザ光の照射光方向を頂点とした円錐状（コーン）の
   外面を受光面とし、該コーンを取り囲む円筒形の壁をも
   うけてその内壁面に前記受光面からの反射光を受光させ
   るようにし、コーンの裏面の中心部に冷却水を直接供給
   すると共に該冷却水と独立に円筒形の壁を冷却するよう
   にしたことを特徴とするパワーダンパー ２、該受光表面をレーザ光吸収材質で処理したことを特
   徴とする請求項１記載のパワーダンパー３、コーンを取
   り囲む円筒形の壁の内側面をレーザ光吸収材質で処理し
   たことを特徴とする請求項２記載のパワーダンパー ４、前記コーンの内面を階段状としたことを特徴とする
   請求項１〜３いずれかに記載のパワーダンパー ５、コーンの頂角を９０゜としたことを特徴とする請求
   項１〜４いずれかに記載のパワーダンパー