JPH08191167A - レーザ装置 - Google Patents
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- JPH08191167A JPH08191167A JP7018732A JP1873295A JPH08191167A JP H08191167 A JPH08191167 A JP H08191167A JP 7018732 A JP7018732 A JP 7018732A JP 1873295 A JP1873295 A JP 1873295A JP H08191167 A JPH08191167 A JP H08191167A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/04—Arrangements for thermal management
- H01S3/042—Arrangements for thermal management for solid state lasers
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01S3/02—Constructional details
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- H01S3/0407—Liquid cooling, e.g. by water
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Abstract
(57)【要約】
［目的］レーザ電源部での結露の発生を防止して電気部
品ないし回路を保護するとともに、装置の小型化・簡易
化をはかる。 ［構成］レーザ発振部の励起ランプ１０およびＹＡＧロ
ッド（レーザ媒体）１２は、チャンバ１４の中に配置さ
れている。レーザ電源部において、発熱量の多い電気部
品または素子、たとえば三相全波整流回路２４のダイオ
ードＤ1 〜Ｄ6 、ＩＧＢＴ２６、ＧＴＲ３０およびドラ
イブ回路３４，３６の出力トランジスタ等は放熱板４６
に取り付けられる。水冷式の冷却装置５０は、所定温度
たとえば２５〜３５℃に温調された純水（冷却水）ＤＷ
を配管７０，７４を介してレーザ発振部のチャンバ１４
に供給するとともに、配管７２，７６を介してレーザ電
源部の放熱板４６に供給する。
品ないし回路を保護するとともに、装置の小型化・簡易
化をはかる。 ［構成］レーザ発振部の励起ランプ１０およびＹＡＧロ
ッド（レーザ媒体）１２は、チャンバ１４の中に配置さ
れている。レーザ電源部において、発熱量の多い電気部
品または素子、たとえば三相全波整流回路２４のダイオ
ードＤ1 〜Ｄ6 、ＩＧＢＴ２６、ＧＴＲ３０およびドラ
イブ回路３４，３６の出力トランジスタ等は放熱板４６
に取り付けられる。水冷式の冷却装置５０は、所定温度
たとえば２５〜３５℃に温調された純水（冷却水）ＤＷ
を配管７０，７４を介してレーザ発振部のチャンバ１４
に供給するとともに、配管７２，７６を介してレーザ電
源部の放熱板４６に供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水冷式のレーザ装置に
関する。
関する。
【０００２】
【従来の技術】ＹＡＧレーザ等の固体レーザ装置は、基
本的には、レーザ光を発生するレーザ発振部と、前記レ
ーザ発振部に電力を供給するレーザ電源部とからなる。
本的には、レーザ光を発生するレーザ発振部と、前記レ
ーザ発振部に電力を供給するレーザ電源部とからなる。
【０００３】レーザ発振部は、励起ランプを点灯させ
て、その光エネルギをＹＡＧロッド等のレーザ媒質に照
射してレーザ発振を起こすように構成されている。一般
に、レーザ発振部においては、レーザの発振効率を高
め、発振動作を安定化させるために、水冷式のクーラよ
り所定温度に温調された冷却水を供給され、励起ランプ
およびレーザ媒質が強制冷却されるようになっている。
て、その光エネルギをＹＡＧロッド等のレーザ媒質に照
射してレーザ発振を起こすように構成されている。一般
に、レーザ発振部においては、レーザの発振効率を高
め、発振動作を安定化させるために、水冷式のクーラよ
り所定温度に温調された冷却水を供給され、励起ランプ
およびレーザ媒質が強制冷却されるようになっている。
【０００４】レーザ電源部は、コンデンサ充電回路によ
り商用交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサバンク
を所定電圧に充電し、コンデンサバンクと励起ランプと
の間の放電用スイッチング素子をオンさせることで、コ
ンデンサバンクの電気エネルギを励起ランプ側に放電さ
せるように構成されている。コンデンサ充電回路は整流
素子や充電用スイッチング素子等を有しており、これら
の電気部品または素子から多量の熱が発生する。また、
該放電用スイッチング素子からも多量の熱が出る。この
ため、レーザ電源部も何らかの方法で冷却する必要があ
る。
り商用交流電圧を直流電圧に変換してコンデンサバンク
を所定電圧に充電し、コンデンサバンクと励起ランプと
の間の放電用スイッチング素子をオンさせることで、コ
ンデンサバンクの電気エネルギを励起ランプ側に放電さ
せるように構成されている。コンデンサ充電回路は整流
素子や充電用スイッチング素子等を有しており、これら
の電気部品または素子から多量の熱が発生する。また、
該放電用スイッチング素子からも多量の熱が出る。この
ため、レーザ電源部も何らかの方法で冷却する必要があ
る。
【０００５】従来一般のこの種レーザ装置は、装置ユニ
ット内にファンを設けてレーザ電源部を強制空冷してい
る。しかし、このような強制空冷式は、レーザ出力が大
きいと、ファンを大型にしなければならず、さらにはラ
ジエータを使用しなければならないこともあり、装置ユ
ニットが嵩張るという欠点がある。そこで、最近は、レ
ーザ電源部の電気部品、特に発熱性の電気部品を水冷式
の冷却基板上に取り付け、該冷却基板に市水を供給して
それらの電気部品を強制冷却する水冷方式が採用されて
きている。
ット内にファンを設けてレーザ電源部を強制空冷してい
る。しかし、このような強制空冷式は、レーザ出力が大
きいと、ファンを大型にしなければならず、さらにはラ
ジエータを使用しなければならないこともあり、装置ユ
ニットが嵩張るという欠点がある。そこで、最近は、レ
ーザ電源部の電気部品、特に発熱性の電気部品を水冷式
の冷却基板上に取り付け、該冷却基板に市水を供給して
それらの電気部品を強制冷却する水冷方式が採用されて
きている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】ところが、上記のように
レーザ電源部を市水で冷却する従来のレーザ装置におい
ては、周囲温度と市水の水温との温度差が大きいとき
に、レーザ電源部で結露が発生し、それが原因で電気部
品または回路が故障することがある。特に、冬季は、工
場内の空気つまりレーザ装置の周囲の空気が暖房で温め
られる一方で、非常に冷たい市水がレーザ電源部に供給
されるため、レーザ電源部の各部に多量の露が付き、短
絡や漏電等を起こしやすい。
レーザ電源部を市水で冷却する従来のレーザ装置におい
ては、周囲温度と市水の水温との温度差が大きいとき
に、レーザ電源部で結露が発生し、それが原因で電気部
品または回路が故障することがある。特に、冬季は、工
場内の空気つまりレーザ装置の周囲の空気が暖房で温め
られる一方で、非常に冷たい市水がレーザ電源部に供給
されるため、レーザ電源部の各部に多量の露が付き、短
絡や漏電等を起こしやすい。
【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、レーザ電源部での結露の発生を防止して電気部
品ないし回路を保護するとともに、装置の小型化・簡易
化にも有利なレーザ装置を提供することを目的とする。
もので、レーザ電源部での結露の発生を防止して電気部
品ないし回路を保護するとともに、装置の小型化・簡易
化にも有利なレーザ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の第１のレーザ装置は、レーザ光を発生す
るレーザ発振部と、前記レーザ発振部に電力を供給する
レーザ電源部と、前記レーザ発振部および前記レーザ電
源部に共通の温調された冷却水を供給する冷却水供給部
とを具備する構成とした。
めに、本発明の第１のレーザ装置は、レーザ光を発生す
るレーザ発振部と、前記レーザ発振部に電力を供給する
レーザ電源部と、前記レーザ発振部および前記レーザ電
源部に共通の温調された冷却水を供給する冷却水供給部
とを具備する構成とした。
【０００９】本発明の第２のレーザ装置は、上記第１の
レーザ装置において、前記冷却水供給部は、一次側の冷
却水と二次側の冷却水との間で熱交換を行って前記二次
側冷却水を所定温度に温調する熱交換器と、前記熱交換
器の二次側と前記レーザ発振部との間および前記熱交換
器の二次側と前記レーザ電源部との間で前記二次側冷却
水を循環させるためのポンプおよび配管とを含む構成と
した。
レーザ装置において、前記冷却水供給部は、一次側の冷
却水と二次側の冷却水との間で熱交換を行って前記二次
側冷却水を所定温度に温調する熱交換器と、前記熱交換
器の二次側と前記レーザ発振部との間および前記熱交換
器の二次側と前記レーザ電源部との間で前記二次側冷却
水を循環させるためのポンプおよび配管とを含む構成と
した。
【００１０】本発明の第３のレーザ装置は、上記第１ま
たは第２のレーザ装置において、前記レーザ電源部は、
発熱性の電気部品が取り付けられた熱伝熱性の放熱板
と、前記放熱板に備えられた流路手段とを有し、前記流
路手段の流路を前記冷却水が流れる構成とした。
たは第２のレーザ装置において、前記レーザ電源部は、
発熱性の電気部品が取り付けられた熱伝熱性の放熱板
と、前記放熱板に備えられた流路手段とを有し、前記流
路手段の流路を前記冷却水が流れる構成とした。
【００１１】
【作用】本発明では、冷却水供給部より共通の温調され
た冷却水がレーザ発振部およびレーザ電源部に供給され
る。これにより、レーザ電源部においては、冷却温度が
安定化して周囲温度との温度差が小さいため、結露が発
生するおそれはなく、各部（電気部品または回路）の短
絡や漏電等が防止される。また、レーザ発振部およびレ
ーザ電源部で１つの冷却水供給部を共用するため、配管
の引き回しおよび接続が半減し、装置の小型化・低コス
ト化をはかれる。
た冷却水がレーザ発振部およびレーザ電源部に供給され
る。これにより、レーザ電源部においては、冷却温度が
安定化して周囲温度との温度差が小さいため、結露が発
生するおそれはなく、各部（電気部品または回路）の短
絡や漏電等が防止される。また、レーザ発振部およびレ
ーザ電源部で１つの冷却水供給部を共用するため、配管
の引き回しおよび接続が半減し、装置の小型化・低コス
ト化をはかれる。
【００１２】
【実施例】以下、添付図を参照して本発明の実施例を説
明する。
明する。
【００１３】図１は、本発明の一実施例によるＹＡＧレ
ーザ加工装置の要部の構成を示す。
ーザ加工装置の要部の構成を示す。
【００１４】このＹＡＧレーザ加工装置において、レー
ザ発振部の励起ランプ１０およびＹＡＧロッド（レーザ
媒体）１２は、たとえばアクリル樹脂からなるチャンバ
１４内の反射鏡筒（図示せず）の中に配置されている。
チャンバ１４の外でＹＡＧロッド１２の光軸上には、一
対の光共振器ミラー２０，２２が平行に対向配置されて
いる。
ザ発振部の励起ランプ１０およびＹＡＧロッド（レーザ
媒体）１２は、たとえばアクリル樹脂からなるチャンバ
１４内の反射鏡筒（図示せず）の中に配置されている。
チャンバ１４の外でＹＡＧロッド１２の光軸上には、一
対の光共振器ミラー２０，２２が平行に対向配置されて
いる。
【００１５】後述するレーザ電源部より供給されるラン
プ電流Ｉによって励起ランプ１０がパルス点灯すると、
その光エネルギによってＹＡＧロッド１２が励起されて
レーザ発振し、ＹＡＧロッド１２の両端面より出射した
光が光共振器ミラー２０，２２の間で反射を繰り返して
増幅されたのちパルスレーザ光Ｌとして出力ミラー２０
を抜ける。出力ミラー２０を抜けたパルスレーザ光Ｌ
は、入射ユニット（図示せず）で光ファイバ（図示せ
ず）に入れられ、光ファイバの中を通って出射ユニット
（図示せず）へ送られ、出射ユニットからワーク（被加
工物）の加工ポイントに向けて照射される。
プ電流Ｉによって励起ランプ１０がパルス点灯すると、
その光エネルギによってＹＡＧロッド１２が励起されて
レーザ発振し、ＹＡＧロッド１２の両端面より出射した
光が光共振器ミラー２０，２２の間で反射を繰り返して
増幅されたのちパルスレーザ光Ｌとして出力ミラー２０
を抜ける。出力ミラー２０を抜けたパルスレーザ光Ｌ
は、入射ユニット（図示せず）で光ファイバ（図示せ
ず）に入れられ、光ファイバの中を通って出射ユニット
（図示せず）へ送られ、出射ユニットからワーク（被加
工物）の加工ポイントに向けて照射される。
【００１６】レーザ電源部において、三相入力端子
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）には商用の三相交流電圧が入力される。
入力された三相交流電圧は６個のダイオードＤ1 〜Ｄ6
からなる三相全波整流回路２４で直流の電力に変換さ
れ、この直流電力が充電制御用のＩＧＢＴ（アイソレー
ト・ゲート・バイポーラ・トランジスタ）２６を介して
コンデンサバンク２８に供給される。コンデンサバンク
２８の一方の端子は放電制御用のＧＴＲ（大容量トラン
ジスタ）３０および電流平滑用のコイル３２を介して励
起ンプ１０の一方の端子に接続され、励起ランプ１０の
他方の端子はコンデンサバンク２８の他方の端子に接続
されている。コンデンサバンク２８にいったん蓄積（充
電）された電力（電気エネルギ）は、ＧＴＲ３０がオン
になると、このＧＴＲ３０およびコイル３２を介して励
起ランプ１０に供給されるようになっている。
（Ｕ，Ｖ，Ｗ）には商用の三相交流電圧が入力される。
入力された三相交流電圧は６個のダイオードＤ1 〜Ｄ6
からなる三相全波整流回路２４で直流の電力に変換さ
れ、この直流電力が充電制御用のＩＧＢＴ（アイソレー
ト・ゲート・バイポーラ・トランジスタ）２６を介して
コンデンサバンク２８に供給される。コンデンサバンク
２８の一方の端子は放電制御用のＧＴＲ（大容量トラン
ジスタ）３０および電流平滑用のコイル３２を介して励
起ンプ１０の一方の端子に接続され、励起ランプ１０の
他方の端子はコンデンサバンク２８の他方の端子に接続
されている。コンデンサバンク２８にいったん蓄積（充
電）された電力（電気エネルギ）は、ＧＴＲ３０がオン
になると、このＧＴＲ３０およびコイル３２を介して励
起ランプ１０に供給されるようになっている。
【００１７】レーザ電源部における充電制御用のＩＧＢ
Ｔ２６および放電制御用のＧＴＲ３０は、それぞれドラ
イブ回路３４，３６を介してＣＰＵ３８によりスイッチ
ング制御される。
Ｔ２６および放電制御用のＧＴＲ３０は、それぞれドラ
イブ回路３４，３６を介してＣＰＵ３８によりスイッチ
ング制御される。
【００１８】ＣＰＵ３８は、本ＹＡＧレーザ加工装置の
各部および全体の動作を制御するレーザ制御部である。
このＣＰＵ３８には、メモリ４０、設定入力部４２およ
び表示部４４等が接続されている。メモリ４０は、ＣＰ
Ｕ３８の動作を規定する各種プログラム、各種入力設定
値、演算データ等を記憶する。設定入力部４２は、たと
えばキーボードからなり、各種設定値を入力するために
用いられる。表示部４４は、設定入力部４２より入力さ
れたデータやＣＰＵ３８から外部（作業員等）への警
報、メッセージ等を表示する。
各部および全体の動作を制御するレーザ制御部である。
このＣＰＵ３８には、メモリ４０、設定入力部４２およ
び表示部４４等が接続されている。メモリ４０は、ＣＰ
Ｕ３８の動作を規定する各種プログラム、各種入力設定
値、演算データ等を記憶する。設定入力部４２は、たと
えばキーボードからなり、各種設定値を入力するために
用いられる。表示部４４は、設定入力部４２より入力さ
れたデータやＣＰＵ３８から外部（作業員等）への警
報、メッセージ等を表示する。
【００１９】なお、レーザ電源部内の各種電気的パラメ
ータ、たとえばコンデンサバンク２８の充電電圧、励起
ランプ１０を流れるランプ電流Ｉ、励起ランプ１０に印
加される電圧、励起ランプ１０に供給される電力等を検
出するためのセンサ、測定回路（図示せず）を設けて、
それらの測定回路より得られる測定値を表示部４４が表
示したり、それらの測定値に応じてＣＰＵ３８がレーザ
電源部のＩＧＢＴ２６およびＧＴＲ３０をスイッチング
制御するようにしてよい。
ータ、たとえばコンデンサバンク２８の充電電圧、励起
ランプ１０を流れるランプ電流Ｉ、励起ランプ１０に印
加される電圧、励起ランプ１０に供給される電力等を検
出するためのセンサ、測定回路（図示せず）を設けて、
それらの測定回路より得られる測定値を表示部４４が表
示したり、それらの測定値に応じてＣＰＵ３８がレーザ
電源部のＩＧＢＴ２６およびＧＴＲ３０をスイッチング
制御するようにしてよい。
【００２０】本実施例によるＹＡＧレーザ加工装置で
は、レーザ電源部を構成する電気部品または素子の中で
発熱量の多いもの、たとえば三相全波整流回路２４のダ
イオードＤ1 〜Ｄ6 、ＩＧＢＴ２６、ＧＴＲ３０および
ドライブ回路３４，３６の出力トランジスタ等が後述す
る放熱板４６に取り付けられる。一方、水冷式の冷却装
置５０が設けられている。この冷却装置５０は、所定温
度たとえば２５〜３５゜Ｃに温調された純水（冷却水）
ＤＷを配管７０，７４を介してレーザ発振部のチャンバ
１４に供給するとともに、配管７２，７６を介してレー
ザ電源部の放熱板４６に供給する。
は、レーザ電源部を構成する電気部品または素子の中で
発熱量の多いもの、たとえば三相全波整流回路２４のダ
イオードＤ1 〜Ｄ6 、ＩＧＢＴ２６、ＧＴＲ３０および
ドライブ回路３４，３６の出力トランジスタ等が後述す
る放熱板４６に取り付けられる。一方、水冷式の冷却装
置５０が設けられている。この冷却装置５０は、所定温
度たとえば２５〜３５゜Ｃに温調された純水（冷却水）
ＤＷを配管７０，７４を介してレーザ発振部のチャンバ
１４に供給するとともに、配管７２，７６を介してレー
ザ電源部の放熱板４６に供給する。
【００２１】図２は、本実施例のＹＡＧレーザ加工装置
における冷却装置５０の配置構成を示す略側面図であ
る。また、図３は、冷却装置５０の構成を流体回路とし
て示す流体回路図である。
における冷却装置５０の配置構成を示す略側面図であ
る。また、図３は、冷却装置５０の構成を流体回路とし
て示す流体回路図である。
【００２２】図２に示すように、本ＹＡＧレーザ加工装
置は、上部ユニット１００と下部ユニット１０２とを一
体結合してなる。上部ユニット１００の内部にはレーザ
発振部およびレーザ制御部の回路基板等が収納されてい
る。上部ユニット１００の前面パネル１０４には、表示
部４４のディスプレイ、ランプ類や設定入力部４２のキ
ースイッチ類等が設けられている。下部ユニット１０２
は、正面部に開閉扉１０６が取り付けられ、ユニット内
が直仕切り板１０８によって正面側からみて左右に分け
られ、左側（図２では垂直仕切り板１０８の手前側）に
冷却装置５０が設けられ、右側（図２で垂直仕切り板１
０８の背後）にレーザ電源部が設けられている。
置は、上部ユニット１００と下部ユニット１０２とを一
体結合してなる。上部ユニット１００の内部にはレーザ
発振部およびレーザ制御部の回路基板等が収納されてい
る。上部ユニット１００の前面パネル１０４には、表示
部４４のディスプレイ、ランプ類や設定入力部４２のキ
ースイッチ類等が設けられている。下部ユニット１０２
は、正面部に開閉扉１０６が取り付けられ、ユニット内
が直仕切り板１０８によって正面側からみて左右に分け
られ、左側（図２では垂直仕切り板１０８の手前側）に
冷却装置５０が設けられ、右側（図２で垂直仕切り板１
０８の背後）にレーザ電源部が設けられている。
【００２３】図２および図３において、冷却水としての
純水ＤＷを貯溜するタンク５２の中には、イオン交換樹
脂体５４およびフィルタ５６が純水ＤＷに水没した状態
で配置されている。イオン交換樹脂体５４の入口５４ａ
つまりタンク５２の入口５２ａは配管５８を介して熱交
換器６０の二次側出口６０ｂに接続され、フィルタ５６
の出口５６ｂつまりタンク５２の出口５２ｂは配管６２
を介してポンプ６４の入口６４ａに接続されている。
純水ＤＷを貯溜するタンク５２の中には、イオン交換樹
脂体５４およびフィルタ５６が純水ＤＷに水没した状態
で配置されている。イオン交換樹脂体５４の入口５４ａ
つまりタンク５２の入口５２ａは配管５８を介して熱交
換器６０の二次側出口６０ｂに接続され、フィルタ５６
の出口５６ｂつまりタンク５２の出口５２ｂは配管６２
を介してポンプ６４の入口６４ａに接続されている。
【００２４】ポンプ６０の出口６０ｂより出た純水ＤＷ
は、たとえば３０℃付近の水温を有しており、配管６
６、コネクタ６８および配管７０を介してレーザ発振部
のチャンバ１４に供給されるとともに、配管６６、コネ
クタ６８および配管７２を介してレーザ電源部の放熱板
４６に供給される。
は、たとえば３０℃付近の水温を有しており、配管６
６、コネクタ６８および配管７０を介してレーザ発振部
のチャンバ１４に供給されるとともに、配管６６、コネ
クタ６８および配管７２を介してレーザ電源部の放熱板
４６に供給される。
【００２５】チャンバ１４内では、後述するように、Ｙ
ＡＧロッド１２と励起ランプ１０がそれぞれ入ったガラ
スチューブの中および発振器ブロックに内設された所定
の水路を純水ＤＷが流れるようになっている。また、放
熱板４６では、後述するように、放熱板４６に埋設され
た水冷パイプの中を純水ＤＷが流れるようになってい
る。
ＡＧロッド１２と励起ランプ１０がそれぞれ入ったガラ
スチューブの中および発振器ブロックに内設された所定
の水路を純水ＤＷが流れるようになっている。また、放
熱板４６では、後述するように、放熱板４６に埋設され
た水冷パイプの中を純水ＤＷが流れるようになってい
る。
【００２６】チャンバ１４から出た純水ＤＷは、たとえ
ば数℃上昇しており、配管７４、コネタ７８および配管
８０を介して熱交換器６０の二次側入口６０ａに送られ
る。また、放熱板４６から出た純水ＤＷはたとえば１０
℃ほど上昇しており、配管７６、コネクタ７８および配
管８０を介して熱交換器６０の二次側入口６０ａに送ら
れる。熱交換器６０の一次側には、配管７８，８０を介
して市水または工業用水（一次側冷却水）が供給されて
いる。熱交換器６０の二次側に入った純水ＤＷは、そこ
で一次側の市水との熱交換によって熱を奪われ、たとえ
ば２５゜Ｃまで冷やされる。熱交換器６０の二次側出口
６０ｂより出た純水ＤＷはタンク５２の入口５２ａつま
りイオン交換樹脂体５４の入口５４ａに送られる。
ば数℃上昇しており、配管７４、コネタ７８および配管
８０を介して熱交換器６０の二次側入口６０ａに送られ
る。また、放熱板４６から出た純水ＤＷはたとえば１０
℃ほど上昇しており、配管７６、コネクタ７８および配
管８０を介して熱交換器６０の二次側入口６０ａに送ら
れる。熱交換器６０の一次側には、配管７８，８０を介
して市水または工業用水（一次側冷却水）が供給されて
いる。熱交換器６０の二次側に入った純水ＤＷは、そこ
で一次側の市水との熱交換によって熱を奪われ、たとえ
ば２５゜Ｃまで冷やされる。熱交換器６０の二次側出口
６０ｂより出た純水ＤＷはタンク５２の入口５２ａつま
りイオン交換樹脂体５４の入口５４ａに送られる。
【００２７】イオン交換樹脂体５４に入った純水ＤＷ
は、そこでイオン交換樹脂によって不要なイオンを除か
れ、純水度を回復する。イオン交換樹脂体５４から出た
純水ＤＷはタンク５２内でフィルタ５６を通ってゴミや
有機物等を除去（濾過）されてからポンプ６４側に汲み
出され、再びチャンバ１４および放熱板４６へ供給され
るようになっている。
は、そこでイオン交換樹脂によって不要なイオンを除か
れ、純水度を回復する。イオン交換樹脂体５４から出た
純水ＤＷはタンク５２内でフィルタ５６を通ってゴミや
有機物等を除去（濾過）されてからポンプ６４側に汲み
出され、再びチャンバ１４および放熱板４６へ供給され
るようになっている。
【００２８】ポンプ６４の下流側の配管６６には、チャ
ンバ１４または放熱板４６に供給される前の純水ＤＷの
温度、圧力および電気伝導度をそれぞれ検出するための
温度センサ８６、可変流量制御弁８８、圧力センサ９０
および電導度センサ９２が設けられる。図３において、
９４はポンプ６４を駆動するためのモータ、９６は熱交
換器６０に対する市水の供給を制御するための電磁弁、
および９８は流量を検出するためのフロースイッチ、９
９はタンク５２から純水ＤＷを排出するためのドレンで
ある。
ンバ１４または放熱板４６に供給される前の純水ＤＷの
温度、圧力および電気伝導度をそれぞれ検出するための
温度センサ８６、可変流量制御弁８８、圧力センサ９０
および電導度センサ９２が設けられる。図３において、
９４はポンプ６４を駆動するためのモータ、９６は熱交
換器６０に対する市水の供給を制御するための電磁弁、
および９８は流量を検出するためのフロースイッチ、９
９はタンク５２から純水ＤＷを排出するためのドレンで
ある。
【００２９】図２では、温度センサ８６、圧力センサ９
０、導電度センサ９２およびフロースイッチ９８を省略
している。図２において、仕切り板１０８には冷却装置
５０とレーザ電源部の放熱板４６とを接続する配管７
２，７６を通すための孔（開口）１０８ａ，１０８ｂが
形成されている。
０、導電度センサ９２およびフロースイッチ９８を省略
している。図２において、仕切り板１０８には冷却装置
５０とレーザ電源部の放熱板４６とを接続する配管７
２，７６を通すための孔（開口）１０８ａ，１０８ｂが
形成されている。
【００３０】図４は、レーザ電源部の放熱板４６におけ
る冷却水配管構造を模式的に示す。上記したように、放
熱板４６の中に埋設された４本の水冷パイプ１１０〜１
１６が放熱板１０の外のジョイント管１１８，１２０，
１２２によって接続されることで、１本の連続（連通）
した冷却水通路が形成されている。この冷却水通路の両
端はコネクタ１２４，１２６を介して配管７２，７６
（図示せず）に接続されている。
る冷却水配管構造を模式的に示す。上記したように、放
熱板４６の中に埋設された４本の水冷パイプ１１０〜１
１６が放熱板１０の外のジョイント管１１８，１２０，
１２２によって接続されることで、１本の連続（連通）
した冷却水通路が形成されている。この冷却水通路の両
端はコネクタ１２４，１２６を介して配管７２，７６
（図示せず）に接続されている。
【００３１】この放熱板４６の冷却水配管構造におい
て、コネクタ１２４より水冷パイプ１１２４の入口（冷
却水導入口）に導入された純水（冷却水）ＤＷは、水冷
パイプ１１０、ジョイント管１１８、水冷パイプ１１
２、ジョイント管１２０、水冷パイプ１１４、ジョイン
ト管１２２および水冷パイプ１１６を矢印で示すルート
で流れ、水冷パイプ１１６の出口（冷却水排出口）から
コネクタ１２６を通って外へ出る。
て、コネクタ１２４より水冷パイプ１１２４の入口（冷
却水導入口）に導入された純水（冷却水）ＤＷは、水冷
パイプ１１０、ジョイント管１１８、水冷パイプ１１
２、ジョイント管１２０、水冷パイプ１１４、ジョイン
ト管１２２および水冷パイプ１１６を矢印で示すルート
で流れ、水冷パイプ１１６の出口（冷却水排出口）から
コネクタ１２６を通って外へ出る。
【００３２】このように、純水ＤＷが放熱板４６の中に
埋設された水冷パイプ１１０〜１１６を流れることによ
って、放熱板４６が全体的に冷却され、ひいては放熱板
４６上の電気部品（図示せず）が冷やされる。
埋設された水冷パイプ１１０〜１１６を流れることによ
って、放熱板４６が全体的に冷却され、ひいては放熱板
４６上の電気部品（図示せず）が冷やされる。
【００３３】図５は、本実施例における放熱板４６の構
造を詳細に示す横断面図である。放熱板４６は、上部熱
伝導性板１３０および下部熱伝導性板１３２の内側面で
上記した４本の水冷パイプ１１０〜１１６を挟着保持し
てなる構成である。両熱伝導性板１３０，１３２のいず
れも熱伝導率が高く加工性にすぐれた部材たとえばアル
ミニウムまたは銅からなる。
造を詳細に示す横断面図である。放熱板４６は、上部熱
伝導性板１３０および下部熱伝導性板１３２の内側面で
上記した４本の水冷パイプ１１０〜１１６を挟着保持し
てなる構成である。両熱伝導性板１３０，１３２のいず
れも熱伝導率が高く加工性にすぐれた部材たとえばアル
ミニウムまたは銅からなる。
【００３４】上部熱伝導性板１３０の表面（上面）にレ
ーザ電源部の発熱性電気部品または素子つまり充電制御
用のＩＧＢＴ２６および放電制御用のＧＴＲ３０等が取
付される。また、上部熱伝導性板１３０の表面（上面）
には、断面逆さＴ字形の溝ＧＰが所定の間隔を置いて縦
方向に設けられている。ＧＴＲ1 〜ＧＴＲ4 の取付ボル
トＮ1 〜Ｎ4 は、この縦溝ＧＰの中に入れられたナット
Ｍ1 〜Ｍ4 にそれぞれ螺合して締付されている。ボルト
Ｎi を緩め、または外すことで、ＧＴＲi の取付位置を
溝ＧＰ上で任意に調整することが可能となっている。
ーザ電源部の発熱性電気部品または素子つまり充電制御
用のＩＧＢＴ２６および放電制御用のＧＴＲ３０等が取
付される。また、上部熱伝導性板１３０の表面（上面）
には、断面逆さＴ字形の溝ＧＰが所定の間隔を置いて縦
方向に設けられている。ＧＴＲ1 〜ＧＴＲ4 の取付ボル
トＮ1 〜Ｎ4 は、この縦溝ＧＰの中に入れられたナット
Ｍ1 〜Ｍ4 にそれぞれ螺合して締付されている。ボルト
Ｎi を緩め、または外すことで、ＧＴＲi の取付位置を
溝ＧＰ上で任意に調整することが可能となっている。
【００３５】図６〜図８は本実施例におけるレーザ発振
部の構成を示す図で、図６は横断面図、図７は平面図お
よび図８は縦断面図である。なお、図７においては、図
解を容易にするために、上部光反射板１５４を取り払っ
た状態の構造を示す。
部の構成を示す図で、図６は横断面図、図７は平面図お
よび図８は縦断面図である。なお、図７においては、図
解を容易にするために、上部光反射板１５４を取り払っ
た状態の構造を示す。
【００３６】チャンバ（１５０，１５２）は、透明アク
リル製のチャンバ本体１５０にチャンバ上蓋１５２をＯ
リング１５６、ボルト（図示せず）等によって密着結合
することによって構成されるもので、中央部に励起ラン
プ１０およびＹＡＧロッド１２を収納するための室１５
８を有するとともに、それら１０，１２に純水（冷却
水）ＤＷを供給するための水路１６０，１６２，１６４
等を有している。
リル製のチャンバ本体１５０にチャンバ上蓋１５２をＯ
リング１５６、ボルト（図示せず）等によって密着結合
することによって構成されるもので、中央部に励起ラン
プ１０およびＹＡＧロッド１２を収納するための室１５
８を有するとともに、それら１０，１２に純水（冷却
水）ＤＷを供給するための水路１６０，１６２，１６４
等を有している。
【００３７】図６において、上部および下部光反射板１
５４，１５４からなる楕円反射鏡筒１６６内の一方の焦
点位置に励起ランプ１０が配置され、他方の焦点位置に
ＹＡＧロッド１２が配置されている。励起ランプ１０お
よびＹＡＧロッド１２はそれぞれ耐熱強化ガラス製のチ
ューブ１６８，１７０に収められ、これらのガラス・チ
ューブ１６８，１７０の内側には純水ＤＷが流されるよ
うになっている。
５４，１５４からなる楕円反射鏡筒１６６内の一方の焦
点位置に励起ランプ１０が配置され、他方の焦点位置に
ＹＡＧロッド１２が配置されている。励起ランプ１０お
よびＹＡＧロッド１２はそれぞれ耐熱強化ガラス製のチ
ューブ１６８，１７０に収められ、これらのガラス・チ
ューブ１６８，１７０の内側には純水ＤＷが流されるよ
うになっている。
【００３８】図７および図８において、冷却水取入口１
７２および冷却水排出口１７４は、それぞれ配管７０，
７４（図示せず）を介して冷却装置５０（図示せず）に
接続されている。冷却水取入口１７２は、チャンバ水路
１６０を介してガラス・チューブ１７０内の水路１７０
ａの一端部に通じている。冷却水排出口１７４は、チャ
ンバ水路１６２を介してガラス・チューブ１６８内の水
路１６８ａの一端部に通じている。
７２および冷却水排出口１７４は、それぞれ配管７０，
７４（図示せず）を介して冷却装置５０（図示せず）に
接続されている。冷却水取入口１７２は、チャンバ水路
１６０を介してガラス・チューブ１７０内の水路１７０
ａの一端部に通じている。冷却水排出口１７４は、チャ
ンバ水路１６２を介してガラス・チューブ１６８内の水
路１６８ａの一端部に通じている。
【００３９】両ガラス・チューブ１６８，１７０の水路
１６８ａ，１７０ａの他端部は、チャンバ水路１６４を
介して互いに連絡している。これにより、冷却装置５０
（図示せず）からの純水ＤＷは、冷却水取入口１７２→
チャンバ水路１６０→ガラス・チューブ水路１７０ａ→
チャンバ水路１６４→ガラス・チューブ水路１６８ａ→
チャンバ水路１６２→冷却水排出口１７４を流れ、ガラ
ス・チューブ水路１７０ａ，１６８ａでＹＡＧロッド１
２、励起ランプ１０がそれぞれ純水ＤＷで直接水冷され
るようになっている。なお、１７６はレーザ発振器取付
ボルト、１７８はレーザ出射口、１０ａはランプ端子で
ある。
１６８ａ，１７０ａの他端部は、チャンバ水路１６４を
介して互いに連絡している。これにより、冷却装置５０
（図示せず）からの純水ＤＷは、冷却水取入口１７２→
チャンバ水路１６０→ガラス・チューブ水路１７０ａ→
チャンバ水路１６４→ガラス・チューブ水路１６８ａ→
チャンバ水路１６２→冷却水排出口１７４を流れ、ガラ
ス・チューブ水路１７０ａ，１６８ａでＹＡＧロッド１
２、励起ランプ１０がそれぞれ純水ＤＷで直接水冷され
るようになっている。なお、１７６はレーザ発振器取付
ボルト、１７８はレーザ出射口、１０ａはランプ端子で
ある。
【００４０】上記したように、本実施例のＹＡＧレーザ
加工装置では、冷却装置５０より温調された冷却水（純
水ＤＷ）がレーザ発振部だけでなく、レーザ電源部にも
供給される。これにより、レーザ電源部では、冷却温度
と周囲温度との温度差が小さく、かつ安定しているた
め、いかなる設置環境、特に冬季でも結露が発生するお
それはなく、電気部品ないし回路の故障・破壊が防止さ
れる。また、市水の配管は冷却装置５０に１本化して接
続すればよいため、配管構成が簡単であり、装置ユニッ
トの小型化にも有利である。
加工装置では、冷却装置５０より温調された冷却水（純
水ＤＷ）がレーザ発振部だけでなく、レーザ電源部にも
供給される。これにより、レーザ電源部では、冷却温度
と周囲温度との温度差が小さく、かつ安定しているた
め、いかなる設置環境、特に冬季でも結露が発生するお
それはなく、電気部品ないし回路の故障・破壊が防止さ
れる。また、市水の配管は冷却装置５０に１本化して接
続すればよいため、配管構成が簡単であり、装置ユニッ
トの小型化にも有利である。
【００４１】上記した実施例では、冷却装置５０の外部
（市水）配管接続口８３，８５を装置背面に設けてい
た。しかし、図９に示すように、装置前面に外部（市
水）配管口を設けてもよい。
（市水）配管接続口８３，８５を装置背面に設けてい
た。しかし、図９に示すように、装置前面に外部（市
水）配管口を設けてもよい。
【００４２】図９は、この変形例のＹＡＧレーザ加工装
置において、前面パネル（扉）１０６を開けて見た下部
ユニット１０２内の前部の構造である。上記した実施例
のものと同様の構成・機能を有する部分には同一の符号
を付してある。
置において、前面パネル（扉）１０６を開けて見た下部
ユニット１０２内の前部の構造である。上記した実施例
のものと同様の構成・機能を有する部分には同一の符号
を付してある。
【００４３】このＹＡＧレーザ加工装置においても、上
記実施例と同様に、下部ユニット１０２の内部は左右に
別れ、左側に冷却装置５０が配設され、右側にレーザ電
源部が配設されている。
記実施例と同様に、下部ユニット１０２の内部は左右に
別れ、左側に冷却装置５０が配設され、右側にレーザ電
源部が配設されている。
【００４４】冷却装置５０においては、レーザ発振部に
供給すべき純水ＤＷを貯溜するタンク５２が装置前部に
配置される。このタンク５２の中には、イオン交換樹脂
体５４とフィルタ５６とが純水ＤＷの中に水没した状態
で収容されている。
供給すべき純水ＤＷを貯溜するタンク５２が装置前部に
配置される。このタンク５２の中には、イオン交換樹脂
体５４とフィルタ５６とが純水ＤＷの中に水没した状態
で収容されている。
【００４５】タンク５２の前面部には支持板１８０が固
着され、この支持板１８０に外部配管接続口として市水
供給口１８２および市水排出口１８４が設けられる。こ
れらの市水供給口１８２および市水排出口１８４は、そ
れぞれ配管８２，８４を介して内奥の熱交換器６０（図
示せず）の一次側入口および一次側出口に接続されてい
る。図示のように、配管８２，８４はタンク５２の前面
および側面に沿って内奥へ延びている。タンク５２の側
面には、配管８２，８４を通す開口を設けた支持板１８
６が固着されている。また、配管８２の途中に熱交換器
に対する市水の供給を制御するための電磁弁９６が設け
られている。
着され、この支持板１８０に外部配管接続口として市水
供給口１８２および市水排出口１８４が設けられる。こ
れらの市水供給口１８２および市水排出口１８４は、そ
れぞれ配管８２，８４を介して内奥の熱交換器６０（図
示せず）の一次側入口および一次側出口に接続されてい
る。図示のように、配管８２，８４はタンク５２の前面
および側面に沿って内奥へ延びている。タンク５２の側
面には、配管８２，８４を通す開口を設けた支持板１８
６が固着されている。また、配管８２の途中に熱交換器
に対する市水の供給を制御するための電磁弁９６が設け
られている。
【００４６】タンク５２の前面には冷却水を排水するた
めのドレン口９９が設けられ、排水時にはこのドレン口
９９に外部配管が接続される。また、上記市水供給口１
８２は鎖線で示す外部配管１８８を介して水道蛇口（図
示せず）に接続され、市水排出口１８４は鎖線で示す外
部配管１９０を介して市水用の排水タンクまたは排水溝
（図示せず）に接続される。
めのドレン口９９が設けられ、排水時にはこのドレン口
９９に外部配管が接続される。また、上記市水供給口１
８２は鎖線で示す外部配管１８８を介して水道蛇口（図
示せず）に接続され、市水排出口１８４は鎖線で示す外
部配管１９０を介して市水用の排水タンクまたは排水溝
（図示せず）に接続される。
【００４７】このように、本ＹＡＧレーザ加工装置で
は、市水供給口１８２、市水排出口１８４およびドレン
口９９等の外部配管接続口を装置の前部に設けたので、
保守員は裏側へ回り込んだり装置を移動しなくても、前
からセッティング、点検、修理等の作業を容易に行うこ
とができる。
は、市水供給口１８２、市水排出口１８４およびドレン
口９９等の外部配管接続口を装置の前部に設けたので、
保守員は裏側へ回り込んだり装置を移動しなくても、前
からセッティング、点検、修理等の作業を容易に行うこ
とができる。
【００４８】レーザ電源部においては、前面の支持板１
９２に、ブレーカ１９４、キースイッチ１９６の外に、
Ｉ／Ｏコネクタ１９８、制御・外部通信コネクタ２００
等の外部接続端子も取付される。また、鎖線で示すよう
に、電力ケーブル２０２も前面支持板１９２上でブレー
カ１９４の一次端子に接続される。これによって、本Ｙ
ＡＧレーザ装置と外部装置とを接続する場合あるいはブ
レーカ１９４を点検する場合等には、装置の裏側に回り
込まなくても、扉１０６を開けるだけで、容易に結線作
業を行うことができる。
９２に、ブレーカ１９４、キースイッチ１９６の外に、
Ｉ／Ｏコネクタ１９８、制御・外部通信コネクタ２００
等の外部接続端子も取付される。また、鎖線で示すよう
に、電力ケーブル２０２も前面支持板１９２上でブレー
カ１９４の一次端子に接続される。これによって、本Ｙ
ＡＧレーザ装置と外部装置とを接続する場合あるいはブ
レーカ１９４を点検する場合等には、装置の裏側に回り
込まなくても、扉１０６を開けるだけで、容易に結線作
業を行うことができる。
【００４９】上部ユニット１００の前面パネル１０４に
は、表示部４４の液晶ディスプレイ２０２、ランプ類２
０４や設定入力部４２のキースイッチ２０６類等が設け
られている。
は、表示部４４の液晶ディスプレイ２０２、ランプ類２
０４や設定入力部４２のキースイッチ２０６類等が設け
られている。
【００５０】上記した実施例では、冷却装置５０に対し
てチャンバ１４と放熱板４６が並列に接続されていた
が、このような接続関係に限るものではなく、他の接続
関係が可能である。たとえば、図１０に示すように放熱
板４６をポンプ６４とタンク５２との間に接続する構
成、あるいは図１１に示すように放熱板４６をチャンバ
１４と直列に（望ましくは下流側に）接続することも可
能である。
てチャンバ１４と放熱板４６が並列に接続されていた
が、このような接続関係に限るものではなく、他の接続
関係が可能である。たとえば、図１０に示すように放熱
板４６をポンプ６４とタンク５２との間に接続する構
成、あるいは図１１に示すように放熱板４６をチャンバ
１４と直列に（望ましくは下流側に）接続することも可
能である。
【００５１】また、上記実施例におけるチャンバ１４お
よび放熱板４６のそれぞれの構成は一例にすぎないもの
であり、種々のチャンバ内部構造、放熱板構造を用いる
ことが可能である。
よび放熱板４６のそれぞれの構成は一例にすぎないもの
であり、種々のチャンバ内部構造、放熱板構造を用いる
ことが可能である。
【００５２】なお、上記した実施例はＹＡＧレーザ加工
装置に係るものであったが、本発明は他のレーザ装置に
も適用可能である。また、冷却水は純水に限るものでな
く、任意の冷却液が使用可能である。
装置に係るものであったが、本発明は他のレーザ装置に
も適用可能である。また、冷却水は純水に限るものでな
く、任意の冷却液が使用可能である。
【００５３】
【発明の効果】上記したように、本発明のレーザ装置に
よれば、レーザ発振部に供給する温調された冷却水をレ
ーザ電源部にも供給することにより、レーザ電源部での
結露の発生を防止し、電気部品ないし回路を保護するこ
とができるとともに、冷却水供給部の共用化により装置
の小型化・簡易化をはかることもできる。
よれば、レーザ発振部に供給する温調された冷却水をレ
ーザ電源部にも供給することにより、レーザ電源部での
結露の発生を防止し、電気部品ないし回路を保護するこ
とができるとともに、冷却水供給部の共用化により装置
の小型化・簡易化をはかることもできる。
【図１】本発明の一実施例によるＹＡＧレーザ加工装置
の要部の構成を示すブロック図である。
の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例のＹＡＧレーザ加工装置における冷却装
置の配置構成を示す略側面図である。
置の配置構成を示す略側面図である。
【図３】実施例の冷却装置の構成を流体回路として示す
流体回路図である。
流体回路図である。
【図４】実施例のレーザ電源部の放熱板における冷却水
配管構造を模式的に示す略平面図である。
配管構造を模式的に示す略平面図である。
【図５】実施例における放熱板の構造を詳細に示す横断
面図である。
面図である。
【図６】実施例におけるレーザ発振部の構成を示す横断
面図である。
面図である。
【図７】実施例におけるレーザ発振部の構成を示す平面
図である。
図である。
【図８】実施例におけるレーザ発振部の構成を示す縦断
面図である。
面図である。
【図９】一変形例のＹＡＧレーザ加工装置の前面部の構
成を示す正面図である。
成を示す正面図である。
【図１０】冷却装置に対する放熱板およびチャンバの接
続構成の一変形例を模式的に示す流体回路図である。
続構成の一変形例を模式的に示す流体回路図である。
【図１１】冷却装置に対する放熱板およびチャンバの接
続構成の別の変形例を模式的に示す流体回路図である。
続構成の別の変形例を模式的に示す流体回路図である。
１０ 励起ランプ １２ ＹＡＧロッド １４ チャンバ ２４ 三相全波整流回路 ２６ ＩＧＢＴ ２８ コンデンサバンク ３０ ＧＴＲ ３８ ＣＰＵ ４６ 放熱板 ５０ 冷却装置 ６０ 熱交換器 ６４ タンク ７０，７２，７４，７６ 配管
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ光を発生するレーザ発振部と、前
記レーザ発振部に電力を供給するレーザ電源部と、前記
レーザ発振部および前記レーザ電源部に共通の温調され
た冷却水を供給する冷却水供給部とを具備することを特
徴とするレーザ装置。 - 【請求項２】 前記冷却水供給部は、一次側の冷却水と
二次側の冷却水との間で熱交換を行って前記二次側冷却
水を所定温度に温調する熱交換器と、前記熱交換器の二
次側と前記レーザ発振部との間および前記熱交換器の二
次側と前記レーザ電源部との間で前記二次側冷却水を循
環させるためのポンプおよび配管とを含むことを特徴と
する請求項１に記載のレーザ装置。 - 【請求項３】 前記レーザ電源部は、発熱性の電気部品
が取り付けられた熱伝導性の放熱板と、前記放熱板に設
けられた流路手段とを有し、前記流路手段の流路を前記
冷却水が流れるように構成されたことを特徴とする請求
項１または２に記載のレーザ装置。
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