JPH0727903A - レーザー光用パワーダンパー - Google Patents
レーザー光用パワーダンパーInfo
- Publication number
- JPH0727903A JPH0727903A JP5173183A JP17318393A JPH0727903A JP H0727903 A JPH0727903 A JP H0727903A JP 5173183 A JP5173183 A JP 5173183A JP 17318393 A JP17318393 A JP 17318393A JP H0727903 A JPH0727903 A JP H0727903A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling fluid
- housing
- laser beam
- laser light
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザー光の受光部の消耗が少なく、小型で
且つ使用寿命の長いレーザー光用パワーダンパーを提供
すること。 【構成】 本発明による装置は、レーザー光が窓部１を
透過して収容部７内に侵入し、主として流動する冷却用
流体に接するハウジング２の底壁内面である受光部４に
照射せしめられるように構成されている。
且つ使用寿命の長いレーザー光用パワーダンパーを提供
すること。 【構成】 本発明による装置は、レーザー光が窓部１を
透過して収容部７内に侵入し、主として流動する冷却用
流体に接するハウジング２の底壁内面である受光部４に
照射せしめられるように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザー光を利用する
装置に用いられるパワーダンパーに関する。
装置に用いられるパワーダンパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】パワーダンパーは、レーザー光を遮断す
るときに、遮断したレーザー光を吸収するものであり、
特に、高出力レーザー光を使用するレーザー光加工機等
のレーザー光装置において、安全確保やレーザー光を制
御する目的に使用される。
るときに、遮断したレーザー光を吸収するものであり、
特に、高出力レーザー光を使用するレーザー光加工機等
のレーザー光装置において、安全確保やレーザー光を制
御する目的に使用される。
【０００３】図２は、従来のパワーダンパーの構成を示
し、（ａ）は装置の上面図，（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’
線断面図である。図中、４はハウジング８の上面に設け
られたレーザー光の受光部、６ａは収容部７へ冷却用流
体を給水する開口、６ｂは収容部７から冷却用流体を排
水する開口である。このように、従来のパワーダンパー
は黒色酸化皮膜処理を施した鉄合金やリン酸亜鉛皮膜処
理を施したアルミニウム合金等のレーザー光の吸収性の
良い材料からなる受光部４にレーザー光を照射し、レー
ザー光吸収に伴って受光部４に発生する熱を受光部４の
裏面を水冷して奪う構造のものが使用されていた。
し、（ａ）は装置の上面図，（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’
線断面図である。図中、４はハウジング８の上面に設け
られたレーザー光の受光部、６ａは収容部７へ冷却用流
体を給水する開口、６ｂは収容部７から冷却用流体を排
水する開口である。このように、従来のパワーダンパー
は黒色酸化皮膜処理を施した鉄合金やリン酸亜鉛皮膜処
理を施したアルミニウム合金等のレーザー光の吸収性の
良い材料からなる受光部４にレーザー光を照射し、レー
ザー光吸収に伴って受光部４に発生する熱を受光部４の
裏面を水冷して奪う構造のものが使用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のパワ
ーダンパーでは、受光部の表面はレーザー光のエネルギ
ーを直接受けるため、スパッタリングされ徐々に消耗す
る。特に、ピークエネルギーの高いパルスレーザー光を
連続照射すると、僅か数分で当該装置は使用不能となる
場合があった。上記の不具合を防ぐために、パワーダン
パーを複数設けてレーザー光の照射を分散させ、パワー
ダンパー受光部の消耗を軽減させる方法が行われてい
る。しかし、この方法では装置構成が複雑になり大型に
なるという欠点があった。
ーダンパーでは、受光部の表面はレーザー光のエネルギ
ーを直接受けるため、スパッタリングされ徐々に消耗す
る。特に、ピークエネルギーの高いパルスレーザー光を
連続照射すると、僅か数分で当該装置は使用不能となる
場合があった。上記の不具合を防ぐために、パワーダン
パーを複数設けてレーザー光の照射を分散させ、パワー
ダンパー受光部の消耗を軽減させる方法が行われてい
る。しかし、この方法では装置構成が複雑になり大型に
なるという欠点があった。
【０００５】本発明は、上記のような従来技術の問題点
に鑑み、受光部の消耗が少なく、小型で且つ使用寿命の
長いレーザー光用パワーダンパーを提供することを目的
とする。
に鑑み、受光部の消耗が少なく、小型で且つ使用寿命の
長いレーザー光用パワーダンパーを提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるレーザー光用パワーダンパーは、内部
に冷却用流体を流すことにより冷却せしめられ得るよう
に構成したハウジングを設けて、冷却用流体に接する前
記ハウジングの内面でレーザー光を受光するようにした
ことを特徴とする。
に、本発明によるレーザー光用パワーダンパーは、内部
に冷却用流体を流すことにより冷却せしめられ得るよう
に構成したハウジングを設けて、冷却用流体に接する前
記ハウジングの内面でレーザー光を受光するようにした
ことを特徴とする。
【０００７】
【作用】従って、本発明による装置は、レーザー光吸収
による発熱は冷却用流体が接するハウジングの底壁内面
である受光部で生じ、発生した熱は前記受光部に接して
いる冷却用流体により速やかに直接吸収されるため前記
受光部の損傷の虞は極めて少ない。
による発熱は冷却用流体が接するハウジングの底壁内面
である受光部で生じ、発生した熱は前記受光部に接して
いる冷却用流体により速やかに直接吸収されるため前記
受光部の損傷の虞は極めて少ない。
【０００８】
【実施例】以下図１に基づき、図２に示した従来例と同
一の部材には同一の符号を付して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明による装置の構成を示し、（ａ）は
装置の上面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図であ
り、又、図の矢印は冷却用流体の給排水により生じる流
れの方向を示している。図中、１はレーザー光を透過す
る例えば肉厚３ｍｍのＢＫ−７ガラス（硼珪酸クラウン
ガラス）からなる窓部、２はリン酸亜鉛皮膜処理を施し
たアルミニウム合金製で外側面上部ネジ部が列設された
ハウジング、３は内側面下部にネジ部が列設された窓押
さえ、４はレーザー光を受ける受光部、５はＯリング、
６ａ，６ｂは夫々ハウジング２に設けられた開口、７は
冷却用流体の収容部である。本装置は、Ｏリング５を介
して窓部１をハウジング２に重ね合わせ、更に窓部１を
内部に収容するように窓押さえ３をハウジング２にねじ
込むことで、装置全体が防水性を保持できるように構成
されている。又、ハウジング２に設けられた開口６ａ，
６ｂにより収容部７へ冷却用流体の給排水ができるよう
になっている。
一の部材には同一の符号を付して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明による装置の構成を示し、（ａ）は
装置の上面図，（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図であ
り、又、図の矢印は冷却用流体の給排水により生じる流
れの方向を示している。図中、１はレーザー光を透過す
る例えば肉厚３ｍｍのＢＫ−７ガラス（硼珪酸クラウン
ガラス）からなる窓部、２はリン酸亜鉛皮膜処理を施し
たアルミニウム合金製で外側面上部ネジ部が列設された
ハウジング、３は内側面下部にネジ部が列設された窓押
さえ、４はレーザー光を受ける受光部、５はＯリング、
６ａ，６ｂは夫々ハウジング２に設けられた開口、７は
冷却用流体の収容部である。本装置は、Ｏリング５を介
して窓部１をハウジング２に重ね合わせ、更に窓部１を
内部に収容するように窓押さえ３をハウジング２にねじ
込むことで、装置全体が防水性を保持できるように構成
されている。又、ハウジング２に設けられた開口６ａ，
６ｂにより収容部７へ冷却用流体の給排水ができるよう
になっている。
【０００９】尚、窓部１の材料としては、上記ＢＫ−７
ガラスに限定されず、レーザー光の吸収の少ないレーザ
ー光を透過せしめ得るものであれば良い。例えば、ＹＡ
Ｇ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ
ー光用に使用される窓部材料としては、石英ガラス，パ
イレックスガラス等のガラス類が適切で、炭酸ガスレー
ザー光用には、ＺｎＳｅ，ＫＣｌ，ＣｄＴｅ等の使用が
考えられる。前記の窓部材料は何れもレーザー光の吸収
による発熱量が少なく、従って当該窓部の消耗は極めて
少ない。又、窓部１とハウジング２との取り付け方法
は、上記のようなＯリング５を使用せずに、ネジ止め等
通常に行われている方法でも可能である。更に、例え
ば、収容部７が十分な深さを有し、冷却用流体を収容部
７全体に充満させずに定常的に給排水可能な装置を構成
する場合には、上記のように防水性を考慮する必要はな
い。
ガラスに限定されず、レーザー光の吸収の少ないレーザ
ー光を透過せしめ得るものであれば良い。例えば、ＹＡ
Ｇ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザ
ー光用に使用される窓部材料としては、石英ガラス，パ
イレックスガラス等のガラス類が適切で、炭酸ガスレー
ザー光用には、ＺｎＳｅ，ＫＣｌ，ＣｄＴｅ等の使用が
考えられる。前記の窓部材料は何れもレーザー光の吸収
による発熱量が少なく、従って当該窓部の消耗は極めて
少ない。又、窓部１とハウジング２との取り付け方法
は、上記のようなＯリング５を使用せずに、ネジ止め等
通常に行われている方法でも可能である。更に、例え
ば、収容部７が十分な深さを有し、冷却用流体を収容部
７全体に充満させずに定常的に給排水可能な装置を構成
する場合には、上記のように防水性を考慮する必要はな
い。
【００１０】更に、本装置に使用する冷却用流体は水で
十分であるが、冷却用流体自体がレーザー光を吸収する
もの、例えば墨汁等レーザー光を吸収する性質を有する
物質の水溶液等を用いれば、当該冷却用流体自体がレー
ザー光を吸収し発熱するので一層好適である。受光部４
はレーザー光を吸収できる材料により製造されたもので
あればその材料は特に制約されず、例えば、黒色酸化皮
膜処理を施した鉄やリン酸亜鉛皮膜処理を施したアルミ
ニウム合金等の使用が可能である。又、ハウジング２全
体を前記材料で製作しても良いし、受光部４のみを前記
材料で構成し、その他の部分は通常の構造材料で構成し
ても良い。又、受光部４の形状は特定されず、従って、
平面でも曲面でも差し支えなく、受光部４の肉厚も特に
制約を受けるものではない。
十分であるが、冷却用流体自体がレーザー光を吸収する
もの、例えば墨汁等レーザー光を吸収する性質を有する
物質の水溶液等を用いれば、当該冷却用流体自体がレー
ザー光を吸収し発熱するので一層好適である。受光部４
はレーザー光を吸収できる材料により製造されたもので
あればその材料は特に制約されず、例えば、黒色酸化皮
膜処理を施した鉄やリン酸亜鉛皮膜処理を施したアルミ
ニウム合金等の使用が可能である。又、ハウジング２全
体を前記材料で製作しても良いし、受光部４のみを前記
材料で構成し、その他の部分は通常の構造材料で構成し
ても良い。又、受光部４の形状は特定されず、従って、
平面でも曲面でも差し支えなく、受光部４の肉厚も特に
制約を受けるものではない。
【００１１】本発明の装置は上記のように構成されてい
るので、本装置に照射されたレーザー光は先ず窓部１に
達するが、窓部１を透過してしまうため、レーザー光吸
収による窓部１の発熱は殆ど生じない。窓部１を透過し
た前記レーザー光は収容部７内に侵入し、冷却用流体を
透過して主として前記冷却用流体に接するハウジング２
の底壁内面である受光部４に照射せしめられ吸収され発
熱する。そして、前記熱は速やかに拔熱され、冷却用流
体に吸収される。前記冷却用流体は常時開口６ａからハ
ウジング２の収容部７内に給水され、又収容部７から開
口６ｂを介して排水されるので、熱を吸収し温度上昇し
た冷却用流体は装置内に留まることはなく、従って、受
光部４の温度上昇を抑え、損傷を防ぐことができる。
尚、受光部４の拔熱速度は、冷却用流体の温度や流速を
調整することにより適宜調整され得る。
るので、本装置に照射されたレーザー光は先ず窓部１に
達するが、窓部１を透過してしまうため、レーザー光吸
収による窓部１の発熱は殆ど生じない。窓部１を透過し
た前記レーザー光は収容部７内に侵入し、冷却用流体を
透過して主として前記冷却用流体に接するハウジング２
の底壁内面である受光部４に照射せしめられ吸収され発
熱する。そして、前記熱は速やかに拔熱され、冷却用流
体に吸収される。前記冷却用流体は常時開口６ａからハ
ウジング２の収容部７内に給水され、又収容部７から開
口６ｂを介して排水されるので、熱を吸収し温度上昇し
た冷却用流体は装置内に留まることはなく、従って、受
光部４の温度上昇を抑え、損傷を防ぐことができる。
尚、受光部４の拔熱速度は、冷却用流体の温度や流速を
調整することにより適宜調整され得る。
【００１２】ここで、実際にロッド型ＹＡＧレーザー光
装置（図示せず）を用い、そのパルス幅を２ｍ秒，繰り
返し周期を５０Ｈｚ，レーザー光出力を１ｋＷ，レーザ
ー光ビームの直径（照射径）を５ｍｍとして、レーザー
光を本装置に照射した。本実験における受光部４でのレ
ーザー光の出力密度（＝レーザー光出力を当該レーザー
光の照射面積で除した値）及びピーク出力密度（＝レー
ザー光出力の繰り返し周期×パルス幅×レーザー光の照
射面積で除した値）は、夫々５．１ｋＷ／ｃｍ2 ，５１
ｋＷ／ｃｍ2 であった。又、前記レーザー光を本装置に
２０分間連続照射した場合の受光部４の損傷は０．０５
ｍｍ以下の深さであった。
装置（図示せず）を用い、そのパルス幅を２ｍ秒，繰り
返し周期を５０Ｈｚ，レーザー光出力を１ｋＷ，レーザ
ー光ビームの直径（照射径）を５ｍｍとして、レーザー
光を本装置に照射した。本実験における受光部４でのレ
ーザー光の出力密度（＝レーザー光出力を当該レーザー
光の照射面積で除した値）及びピーク出力密度（＝レー
ザー光出力の繰り返し周期×パルス幅×レーザー光の照
射面積で除した値）は、夫々５．１ｋＷ／ｃｍ2 ，５１
ｋＷ／ｃｍ2 であった。又、前記レーザー光を本装置に
２０分間連続照射した場合の受光部４の損傷は０．０５
ｍｍ以下の深さであった。
【００１３】一方、本発明による装置の効果を確認する
ため、照射するレーザー光の条件を上記実験と同一にし
て図２に示した従来の装置を使用し対比実験を行った。
尚、従来のパワーダンパーのハウジング８は、肉厚２ｍ
ｍの円筒形で本発明の装置におけるハウジンク２と同様
にリン酸亜鉛皮膜処理が施されたアルミニウム合金製
で、受光部４はハウジング８の上面に設けられている。
又、冷却用流体を給排水する構成は本発明の装置と同様
である。実験の結果、レーザー光照射約８分間後に肉厚
２ｍｍの受光部４に貫通孔があき、ハウジング８内の冷
却用流体が噴出してしまい、装置自体が使用不能となっ
てしまった。
ため、照射するレーザー光の条件を上記実験と同一にし
て図２に示した従来の装置を使用し対比実験を行った。
尚、従来のパワーダンパーのハウジング８は、肉厚２ｍ
ｍの円筒形で本発明の装置におけるハウジンク２と同様
にリン酸亜鉛皮膜処理が施されたアルミニウム合金製
で、受光部４はハウジング８の上面に設けられている。
又、冷却用流体を給排水する構成は本発明の装置と同様
である。実験の結果、レーザー光照射約８分間後に肉厚
２ｍｍの受光部４に貫通孔があき、ハウジング８内の冷
却用流体が噴出してしまい、装置自体が使用不能となっ
てしまった。
【００１４】上記二つの実験結果により、本発明による
装置は従来装置に較べ格段にレーザー光の連続照射に耐
え得ることが確認された。
装置は従来装置に較べ格段にレーザー光の連続照射に耐
え得ることが確認された。
【００１５】
【発明の効果】上述のように、本発明によるレーザー光
用パワーダンパーは、レーザー光の受光部の消耗が少な
いので、装置の使用寿命が長く、且つ、装置を小型化で
きるという利点を有する。
用パワーダンパーは、レーザー光の受光部の消耗が少な
いので、装置の使用寿命が長く、且つ、装置を小型化で
きるという利点を有する。
【図１】本発明によるレーザー光用パワーダンパーの構
成を示し、（ａ）は装置の上面図，（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ’線断面図である。
成を示し、（ａ）は装置の上面図，（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ’線断面図である。
【図２】従来技術によるパワーダンパーの構成を示し、
（ａ）は装置の上面図，（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断
面図である。
（ａ）は装置の上面図，（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線断
面図である。
１ 窓部 ２，８ ハウジング ３ 窓押さえ ４ 受光部 ５ Ｏリング ６ａ，６ｂ 開口 ７ 収容部
Claims (1)
- 【請求項１】 内部に冷却用流体を流すことにより冷却
せしめられ得るように構成したハウジングを設けて、冷
却用流体に接する該ハウジングの内面でレーザー光を受
光するようにしたパワーダンパー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5173183A JPH0727903A (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | レーザー光用パワーダンパー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5173183A JPH0727903A (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | レーザー光用パワーダンパー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0727903A true JPH0727903A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15955637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5173183A Pending JPH0727903A (ja) | 1993-07-13 | 1993-07-13 | レーザー光用パワーダンパー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727903A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7439107B2 (en) | 2002-12-26 | 2008-10-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus, method of irradiating laser light, and method of manufacturing a semiconductor device |
| JP2010274322A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | V Technology Co Ltd | レーザダンパー |
| WO2022009535A1 (ja) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | コマツ産機株式会社 | レーザ加工装置、レーザ加工方法および透過抑制液 |
-
1993
- 1993-07-13 JP JP5173183A patent/JPH0727903A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7439107B2 (en) | 2002-12-26 | 2008-10-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Laser irradiation apparatus, method of irradiating laser light, and method of manufacturing a semiconductor device |
| JP2010274322A (ja) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | V Technology Co Ltd | レーザダンパー |
| WO2022009535A1 (ja) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | コマツ産機株式会社 | レーザ加工装置、レーザ加工方法および透過抑制液 |
| JPWO2022009535A1 (ja) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 |
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