JPH0577081A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レーザ光発生器で発生したレーザ光を被加工
物の加工位置に導くミラー、または、集光レンズが気体
で冷却されるとともにミラー、または、集光レンズの表
面に塵埃が付着しないレーザ装置を得る。 【構成】 ミラー１０２の反射面または集光レンズ８０
１の表面を流れる気体流を気体流入手段１０１と気体通
路体１０７とにより発生し、この気体流によりミラーま
たは集光レンズを冷却するとともにミラーの反射面また
は集光レンズの表面に付着した塵埃を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、レーザ光を反射する
ミラー、または、レーザ光を集光する集光レンズが、気
体により直接冷却されるレーザ加工装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来のレーザ加工装置のレーザ
光の光路と、ミラーおよび集光レンズの冷却水の循環経
路を示す系統図である。図において、６０１はレーザ光
発生器、６０２〜６０５は、それぞれレーザ光を所定の
レーザ光路に案内するミラーユニット、６０６はレーザ
光発生器６０１で発生し、ミラーユニット６０２〜６０
５により導かれたレーザ光を被加工物６０７に向けて放
出する加工ヘッドである。なお、６０６ａは加工ヘッド
６０６に設けられ、レーザ光を被加工物６０７の加工位
置に集光する集光レンズユニットである。また、６０８
は冷却水循環ポンプ、６０９は冷却水循環ポンプ６０８
により送出される冷却水をミラーユニット６０２〜６０
５および加工ヘッド６０６の集光レンズユニット６０６
ａに送出するか否かを切換える電磁弁、６１０は冷却水
を送るホース、６１１はホース６１０を一巡した冷却水
を冷却するとともに冷却された冷却水を冷却循環ポンプ
６０８に戻す冷却装置、６１２はレーザ光発生器６０１
より発生したレーザ光の光路である。

【０００３】次に、図６に示される系統図の動作につい
て説明する。レーザ光発生器６０１で発生したレーザ光
は、まず、ミラーユニット６０２で反射し、続いてミラ
ーユニット６０３、ミラーユニット６０４、ミラーユニ
ット６０５で反射され加工ヘッド６０６の集光レンズユ
ニット６０６ａに案内される。また、集光レンズユニッ
ト６０６ａで集光されたレーザ光は被加工物６０７の加
工位置６０７ａに放出される。なお、ミラー６０５およ
び加工ヘッド６０６は、矢印６１３で示されるＹ軸方向
に移動可能にレーザ加工装置本体（図示せず）に支持さ
れている。すなわち、被加工物６０７を支持するテーブ
ル（図示せず）に対し、Ｙ軸方向に移動可能となってい
る。なお、テーブルはレーザ加工装置本体に対しＸ軸方
向に移動可能に構成されている。

【０００４】また、冷却水循環ポンプ６０８から送出さ
れた冷却水は、電磁弁６０９を経由してレーザ光発生器
６０１にホース６１０を介して送出される。レーザ光発
生器６０１に供給された冷却水は、レーザ光発生器に設
けられたレーザ共振のための反射鏡を冷却した後、レー
ザ光発生器６０１より排出され、ミラー６０２に送られ
る。さらに、冷却水はミラーユニット６０２を冷却した
後、ミラーユニット６０３、ミラーユニット６０４、ミ
ラーユニット６０５を冷却し、加工ヘッド６０６の集光
レンズユニット６０６ａに送られる。その後、集光レン
ズユニット６０６ａを冷却した冷却水は、冷却装置６１
１に戻り、ここで冷却された後再び冷却水循環ポンプ６
０８に戻される。

【０００５】図７は、図６に示されるミラーユニット６
０２〜６０５の詳細を示す側面の部分断面図である。図
７において、７０１はレーザ光の光路を覆うダクト（図
示せず）の折れ曲がり部に支持されたミラーホルダであ
る。また、７０２はミラーホルダ７０１のミラー当接部
７０１ａに反射面の周囲７０２ａが当接し、反射面がミ
ラー当接部７０１ａを外周とするミラーホルダ７０１の
円形の開口窓７０１ｂより露出し、ダクト内を走行する
レーザ光の進行方向を変える円形のミラーである。７０
３はミラーホルダ７０１に支持された止め金、７０４は
止め金７０４により一端が押圧され他端がミラー７０２
の裏面の周囲に当接し、ミラー７０２の反射面の周囲７
０２ａをミラー当接部７０１ａに押圧し、ミラー７０２
をミラーホルダ７０１に固定する円筒状のミラー押さ
え、７０５はミラー押さえ７０４が内側に嵌入する円筒
体である。なお、この円筒体７０５はミラーホルダ７０
１の穴７０１ｃに嵌入しており、この穴７０１ｃは穴７
０１ｃの入口付近と最深部付近が、円筒体７０５に嵌合
する内径を有しているが、穴７０１ｃの入口付近と最深
部付近との中間部は、円筒体７０５と接せず、より大き
な内径を有しており、円筒体７０５とミラーホルダ７０
１との間に空隙７０６が設けられている。７０７は空隙
７０６に冷却水を流入させる冷却水流入口、７０８は冷
却水流入口７０７より流入した冷却水が、円筒体７０５
の周囲を空隙７０６を通って一回りした後、排出される
冷却水排出口、７０９は穴７０１ｃの入口付近、およ
び、最深部付近の円筒体７０５に接する部分に設けられ
たＯリングである。なお、このＯリングは空隙７０６を
通過する冷却水が外部に漏れないようにシールするため
に設けられている。

【０００６】また、図７によりミラーユニット６０２〜
６０５のミラー７０２の冷却について説明したが、集光
レンズユニット６０６ａの集光レンズ８０１についても
同様に冷却される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のレ
ーザ加工装置では、冷却水によりミラー、または、集光
レンズを冷却しているので、水漏れによる事故を起こし
やすく、間接的な冷却であるため冷却効率は水冷であっ
ても必ずしもよいとは言えず、ミラー、または、集光レ
ンズの表面に塵埃が付着することにより反射率、また
は、透過率が低下し発熱しやすいなどの問題点があっ
た。

【０００８】この発明が解決しようとする課題は、水漏
れ事故が防止され、直接ミラーまたは集光レンズを冷却
するとともに、ミラーまたは集光レンズの表面の塵埃に
よる反射率、または、透過率の低下と発熱を防止できる
レーザ加工装置を得ることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係わるレーザ
装置は、レーザ光を発生するレーザ光発生器、レーザ光
発生器により発生したレーザ光の進行方向を反射により
変えるミラー、レーザ光発生器により発生したレーザ光
を集光する集光レンズ、気体が流入する気体流入口と、
この気体流入口から流入した気体をミラーの縁部よりミ
ラーの反射面に吹出す吹出口、または、集光レンズの縁
部より集光レンズの表面に吹出す吹出口を有する気体通
路体、気体通路体の気体流入口に気体を流入する気体流
入手段、を備えるようにしたものである。

【００１０】また、気体通路体の吹出口はミラーの縁部
に互いに所定距離離隔して複数設けられ、それぞれミラ
ーの反射面に沿ってミラーの反射面の中央部に向けて気
体を吹出すか、または、集光レンズの縁部に互いに所定
距離離隔して複数設けられ、それぞれ集光レンズの表面
に沿って集光レンズの表面の中央部に向けて気体を吹出
すように構成したものである。

【００１１】また、気体通路体の吹出口はミラーの反射
面の一端から他端に向けて気体を吹出すか、または、集
光レンズの表面の一端から他端に向けて気体を吹出すよ
うに構成したものである。

【００１２】

【作用】上述のように構成したレーザ加工装置は、レー
ザ光発生器で発生したレーザ光の進行方向を変えレーザ
光を被加工物に導くミラー、または、レーザ光を集光す
る集光レンズを有し、気体通路体の気体流入口より気体
流入手段により流入した気体が吹出口よりミラーの反射
面または集光レンズの表面に吹出される。

【００１３】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明の一実施例を示すレーザ加工
装置のレーザ光の光路と、レーザ発生器のレーザ共振ミ
ラーを冷却する冷却水の循環経路と、レーザ発生器で発
生したレーザ光を被加工物の加工位置に導くミラーユニ
ットおよび集光レンズユニットを冷却する気体の循環経
路を示す系統図である。図において、６０１、６０７〜
６１３は従来例を示す図６と同様なので説明を省略す
る。なお、従来例を示す図６に比べ、図１ではレーザ発
生器６０１に流入した冷却水はレーザ発生器６０１から
排出された後、直接冷却装置６１１に戻るように構成さ
れている。

【００１４】図１において、１０１は気体流入手段、例
えば、気体ポンプである。また、１０２〜１０５は、気
体ポンプ１０１より送出される気体により冷却されるミ
ラーユニットであり、１０６ａは気体ポンプ１０１より
送出される気体により冷却される集光レンズユニットで
ある。そして、ミラーユニット１０２、１０３、１０
４、１０５および集光レンズユニット１０６ａは、それ
ぞれ従来例を示す図６のミラーユニット６０２、６０
３、６０４、６０５および集光レンズユニット６０６ａ
と同様の場所に配設されている。１０７は気体ポンプ１
０１より送出された気体がミラーユニット１０２、ミラ
ーユニット１０３、ミラーユニット１０４、ミラーユニ
ット１０５および集光レンズユニット１０６ａを通過
し、気体冷却装置１０８に戻るように導くホースであ
る。

【００１５】また、気体冷却装置１０８は、ミラーユニ
ット１０２、１０３、１０４、１０５および集光レンズ
ユニット１０６ａを冷却することにより暖められた気体
を冷却し、冷却された気体を気体ポンプ１０１に戻す。

【００１６】図２は、ミラーユニット１０２、１０３、
１０４、１０５の詳細を示す側面の部分断面図である。
図において、７０２〜７０４は従来例を示す図７と同様
なので説明を省略する。図２において、２０１はミラー
ホルダである。なお、このミラーホルダ２０１は図３の
底面図に示されるようにミラー７０２とミラーホルダ２
０１との間には吹出口２０２ｃを有しており、図３の矢
印３０１の方向に吹出口２０２ｃより気体が吹出す。ま
た、吹出口２０２ｃはミラー７０２の周囲に等間隔で複
数配設されており、いずれの吹出口２０２ｃからもミラ
ーの中心に向けて気体が吹出される。

【００１７】また、ミラーホルダ２０１はミラー押さえ
７０４が嵌入する穴２０１ａを有している。この穴２０
１ａは入口２０１ｂ付近および最深部付近２０１ｃでミ
ラー押さえ７０４が嵌入する径を有しているが、穴２０
１ａの入口２０１ｂと最深部付近２０１ｃとの中間部２
０１ｄではミラー押さえ７０４と接せず、より大きい径
の穴になっている。従って、リング状の空隙２０２ｂが
ミラー押さえ７０４とミラーホルダ２０１との間にあ
る。また、ミラー押さえ７０４に押圧されたミラー７０
２の反射面の周囲７０２ａは図３に示されるミラーホル
ダ２０１のミラー当接部２０１ｅに当接している。

【００１８】２０２はミラーホルダ２０１内の気体通路
であり、２０２ａは気体流入手段１０１につながるホー
ス１０７が接続されるホース受口である。

【００１９】図４は、このホース受口２０２ａより流入
した気体の移動経路を示すため図２を部分的に拡大して
示した部分断面図である。図４の矢印４０１で示される
ようにホース受口２０２ａより流入した気体はリング状
の空隙２０２ｂに移動し、このリング状の空隙２０２ｂ
よりミラー押さえ７０４とミラーホルダ２０１との間に
設けられた微少間隙４０２を通り気体通路体２０３の吹
出口である吹出口２０２ｃからミラー７０２の反射面に
沿って吹出される。なお、ホース１０７および気体通路
２０２より気体通路体２０３が構成されている。

【００２０】また、図２〜図４ではミラー７０２の反射
面に気体を吹出す場合について示したが、集光レンズユ
ニット１０６ａの集光レンズ８０１表面に気体を吹出す
場合についてもミラー７０２の場合と同様に実施できる
が、その説明は省略する。

【００２１】実施例２．図５は、この発明の他の実施例
を示すミラーユニットの底面図である。図において、５
０１はミラーホルダ、５０２はミラーホルダ５０１に設
けられたミラー止め凸部５０６に係止された四角形のミ
ラー、５０３はミラー５０２の一端からミラー５０２の
反射面に気体を吹出す気体通路、５０３ａは気体通路５
０３の吹出口、例えば、気体通路体２０３の吹出口であ
る。また、５０４はミラー５０２の他端に気体吸入口５
０４ａを有し、気体吸入口５０４ａより吸入した気体を
気体排出手段（図示せず）に送る気体排出通路部であ
る。

【００２２】なお、矢印５０５は気体の移動方向を示
し、５０６はミラー５０２が紙面の上方に移動しないよ
うにするためにミラーホルダ５０１に設けられたミラー
止め凸部である。

【００２３】図５に示されるこの発明の他の実施例によ
れば、気体はミラー５０２の反射面を一方向に流れるの
で実施例１で生じるミラー７０２の中心部での気体流の
停滞が防止できる効果がある。

【００２４】なお、図５において、気体排出通路部５０
４はミラー７０２の表面の気体流の乱れを防止する等の
効果を生じさせるために設けたものであるが、省略する
こともできる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ており、レーザ光発生器で発生したレーザ光の進行方向
を変えるミラー、または、レーザ光を集光する集光レン
ズとを有し、気体通路体の気体流入口より気体流入手段
により流入した気体が吹出口よりミラーの反射面または
集光レンズの表面に吹出されるので、ミラーまたは集光
レンズは気体で直接冷却されるとともに、冷却水を用い
た場合に発生する水漏れ事故が防止され、ミラーの反射
面または集光レンズの表面の塵埃の付着が防止され、塵
埃の付着にもとづくミラーおよび集光レンズの発熱を防
止できるとともに、ミラーの反射率の低下または集光レ
ンズの透過率の低下を防止できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるレーザ装置の気体の
循環経路を示す系統図である。

【図２】この発明の一実施例によるレーザ装置のミラー
ユニットの側面の部分断面図である。

【図３】この発明の一実施例によるレーザ装置のミラー
ユニットの底面図である。

【図４】図２を部分拡大するとともに気体の通過経路を
示した部分断面図である。

【図５】この発明の他の実施例によるレーザ装置のミラ
ーユニットの底面図である。

【図６】従来のレーザ装置の液体の循環経路を示す系統
図である。

【図７】従来のレーザ装置のミラーユニットの側面の部
分断面図である。

【符号の説明】

１０１ 気体流入手段 ２０３ 気体通路体 ６０１ レーザ光発生器 ７０２ ミラー ８０１ 集光レンズ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光を発生するレーザ光発生器、 上記レーザ光発生器により発生したレーザ光の進行方向
   を反射により変えるミラー、 上記レーザ光発生器により発生したレーザ光を集光する
   集光レンズ、 気体が流入する気体流入口と、この気体流入口から流入
   した気体を上記ミラーの縁部より上記ミラーの反射面に
   吹出す吹出口、または、上記集光レンズの縁部より上記
   集光レンズの表面に吹出す吹出口を有する気体通路体、 上記気体通路体の上記気体流入口に気体を流入する気体
   流入手段、 を備えたレーザ加工装置。
2. 【請求項２】 気体通路体の吹出口はミラーの縁部に互
   いに所定距離離隔して複数設けられ、それぞれ上記ミラ
   ーの反射面に沿って上記ミラーの反射面の中央部に向け
   て気体を吹出すか、または、集光レンズの縁部に互いに
   所定距離離隔して複数設けられ、それぞれ上記集光レン
   ズの表面に沿って上記集光レンズの表面の中央部に向け
   て気体を吹出すことを特徴とする請求項第１項記載のレ
   ーザ加工装置。
3. 【請求項３】 気体通路体の吹出口はミラーの反射面の
   一端から他端に向けて気体を吹出すか、または、集光レ
   ンズの表面の一端から他端に向けて気体を吹出すことを
   特徴とする請求項第１項記載のレーザ加工装置。