JPH09271974A - レーザ加工機の集光レンズ冷却装置 - Google Patents
レーザ加工機の集光レンズ冷却装置Info
- Publication number
- JPH09271974A JPH09271974A JP8086696A JP8669696A JPH09271974A JP H09271974 A JPH09271974 A JP H09271974A JP 8086696 A JP8086696 A JP 8086696A JP 8669696 A JP8669696 A JP 8669696A JP H09271974 A JPH09271974 A JP H09271974A
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- Japan
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- lens
- laser beam
- cooling
- condensing lens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えばＹＡＧレーザ溶接機等のレーザ加工機
のレーザビーム集光レンズ２のレーザビーム吸収による
発熱を、焦点位置の変動や周囲空気の粉塵等による上表
面の汚損等を伴うことなく、直接エア冷却し得る手段を
提供する。 【解決手段】 このため、前記集光レンズ２の上表面に
直接吹付ける冷却エア吹出し穴７と、この集光レンズ２
上表面の上部にエアスクリーン（エアカーテン）Ａｓを
形成するための複数のエアスクリーン用吹出し穴８を配
設し、同一エア供給源よりエアを供給するよう構成し
た。
のレーザビーム集光レンズ２のレーザビーム吸収による
発熱を、焦点位置の変動や周囲空気の粉塵等による上表
面の汚損等を伴うことなく、直接エア冷却し得る手段を
提供する。 【解決手段】 このため、前記集光レンズ２の上表面に
直接吹付ける冷却エア吹出し穴７と、この集光レンズ２
上表面の上部にエアスクリーン（エアカーテン）Ａｓを
形成するための複数のエアスクリーン用吹出し穴８を配
設し、同一エア供給源よりエアを供給するよう構成し
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工機の集
光レンズの冷却装置に、また特に防塵エアスクリーン機
能を備えた冷却装置に関する。
光レンズの冷却装置に、また特に防塵エアスクリーン機
能を備えた冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザ加工機、例えばＹＡＧレー
ザ溶接機等において、集光レンズにより焦点に集光され
るレーザビームを吸収することによる加工用レーザビー
ム集光レンズやミラー等の発熱を冷却する必要があり、
その方法とし、水による間接冷却及びエア吹付けによる
直接冷却方法が採用されている。
ザ溶接機等において、集光レンズにより焦点に集光され
るレーザビームを吸収することによる加工用レーザビー
ム集光レンズやミラー等の発熱を冷却する必要があり、
その方法とし、水による間接冷却及びエア吹付けによる
直接冷却方法が採用されている。
【０００３】しかしながら、図２及び図３に、それぞれ
上記水冷及び空冷方法の各概念説明略図を示すように、
従来の各冷却方法においては、それぞれ次に示すような
問題点があった。
上記水冷及び空冷方法の各概念説明略図を示すように、
従来の各冷却方法においては、それぞれ次に示すような
問題点があった。
【０００４】すなわち、図２の間接水冷却方法にあって
は、冷却水Ｗの循環通路が集光レンズ２の周縁部のレン
ズ枠４ａ部に配設されているために、集光レンズ２に対
する冷却効果がレーザ光路５（レンズ中心）部に到る距
離に比例して減少するため、レンズ２の温度分布は図
（ａ）に示すような温度分布曲線となり、レーザビーム
５ａの屈折がこの影響を受けて、焦点位置の変動を伴う
という問題点があった。
は、冷却水Ｗの循環通路が集光レンズ２の周縁部のレン
ズ枠４ａ部に配設されているために、集光レンズ２に対
する冷却効果がレーザ光路５（レンズ中心）部に到る距
離に比例して減少するため、レンズ２の温度分布は図
（ａ）に示すような温度分布曲線となり、レーザビーム
５ａの屈折がこの影響を受けて、焦点位置の変動を伴う
という問題点があった。
【０００５】また一方、図３に示すような直接空気冷却
方法にあっては、集光レンズ２に対する冷却効果がレン
ズ２全面に亘って実質的に一様であり、レンズ温度は実
質的に全面的にほぼ均等になるが、一方レンズ２に直接
吹付ける冷却エアＡがその雰囲気空気中に浮遊する粉塵
Ｄ等を巻込んで、レンズ２の表面を汚損する傾向を生ず
るという問題点があった。図中、４ｂはレンズ枠を示
す。
方法にあっては、集光レンズ２に対する冷却効果がレン
ズ２全面に亘って実質的に一様であり、レンズ温度は実
質的に全面的にほぼ均等になるが、一方レンズ２に直接
吹付ける冷却エアＡがその雰囲気空気中に浮遊する粉塵
Ｄ等を巻込んで、レンズ２の表面を汚損する傾向を生ず
るという問題点があった。図中、４ｂはレンズ枠を示
す。
【０００６】なお従来例には、図４に一例を示すよう
に、冷却空気Ａを直径対向的にレンズ上面に沿って吹出
す例もあるが、雰囲気空気内の粉塵Ｄの混入に関して
は、前記図３例におけると同様である。
に、冷却空気Ａを直径対向的にレンズ上面に沿って吹出
す例もあるが、雰囲気空気内の粉塵Ｄの混入に関して
は、前記図３例におけると同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な局面にかんがみてなされたもので、レーザビームの焦
点位置の変動を伴うことなく、またレンズ上に雰囲気空
気中の粉塵等による汚損を生ずる怖れのない直接エア冷
却手段の提供を目的としている。
な局面にかんがみてなされたもので、レーザビームの焦
点位置の変動を伴うことなく、またレンズ上に雰囲気空
気中の粉塵等による汚損を生ずる怖れのない直接エア冷
却手段の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、レーザ加工機のレーザビーム集光レンズの上表面
に直接吹付ける冷却エア吹出し手段と、この集光レンズ
上表面の上部にエアスクリーンを形成するためのエア吹
出し手段を設けると共に、さらにまた、前記冷却エアと
前記エアスクリーン形成用エアとの供給源を同一とする
よう構成することにより、前記目的を達成しようとする
ものである。
ては、レーザ加工機のレーザビーム集光レンズの上表面
に直接吹付ける冷却エア吹出し手段と、この集光レンズ
上表面の上部にエアスクリーンを形成するためのエア吹
出し手段を設けると共に、さらにまた、前記冷却エアと
前記エアスクリーン形成用エアとの供給源を同一とする
よう構成することにより、前記目的を達成しようとする
ものである。
【０００９】
【作用】以上のような本発明構成により、レーザ加工機
の集光レンズの発熱を、焦点距離の変動や周囲空気中の
粉塵等によるレンズ上表面の汚損等を伴う怖れなく直接
的にエア冷却することができる。
の集光レンズの発熱を、焦点距離の変動や周囲空気中の
粉塵等によるレンズ上表面の汚損等を伴う怖れなく直接
的にエア冷却することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を一実施例に基づ
いて説明する。
いて説明する。
【００１１】
【実施例】図１（ａ），（ｂ）に、本発明に係る集光レ
ンズの直接エア冷却装置の一実施例のそれぞれ要部上面
図及びその垂直断面図を示す。
ンズの直接エア冷却装置の一実施例のそれぞれ要部上面
図及びその垂直断面図を示す。
【００１２】（構成）図１において、１はレーザビーム
加工ヘッド部で、集光レンズ２はレンズ枠４部材を介し
てレンズホルダ３にねじ係合により結合されている。５
はレーザ光路を示す。
加工ヘッド部で、集光レンズ２はレンズ枠４部材を介し
てレンズホルダ３にねじ係合により結合されている。５
はレーザ光路を示す。
【００１３】レンズホルダ３の円筒部のレンズ２より上
部に離れた一外周部を囲むようにエア配送溝６が配設さ
れ、その内部の円筒部の１個所より、ほぼレンズ２の頂
部中心部を指向する斜行角度を有するレンズ冷却エアＡ
の吹出し穴７が穿設されている。
部に離れた一外周部を囲むようにエア配送溝６が配設さ
れ、その内部の円筒部の１個所より、ほぼレンズ２の頂
部中心部を指向する斜行角度を有するレンズ冷却エアＡ
の吹出し穴７が穿設されている。
【００１４】本発明の特徴は、さらにレンズホルダ３の
前記配送溝６内の円筒外周面の前記レンズ冷却エア吹出
し穴７と別位置に、複数（図例は３個）の等円周角度分
布のそれぞれレーザ光路５と直交するレンズ２のほぼ周
縁部に接線的に指向するスパイラル状のエアスクリーン
Ａｓ用吹出し穴８を配設したことにある。
前記配送溝６内の円筒外周面の前記レンズ冷却エア吹出
し穴７と別位置に、複数（図例は３個）の等円周角度分
布のそれぞれレーザ光路５と直交するレンズ２のほぼ周
縁部に接線的に指向するスパイラル状のエアスクリーン
Ａｓ用吹出し穴８を配設したことにある。
【００１５】（作用）以上のような構成により、図１
（ａ），（ｂ）両図に示すように、冷却エアＡを受ける
レンズ２の上部には、複数の接線方向に吹出されるエア
により、エアスクリーンＡｓが形成されて、外部雰囲気
に含まれる粉塵等（不図示）を、レンズ２から遮断して
レンズ面の汚損を防止する機能が同時に付加される。
（ａ），（ｂ）両図に示すように、冷却エアＡを受ける
レンズ２の上部には、複数の接線方向に吹出されるエア
により、エアスクリーンＡｓが形成されて、外部雰囲気
に含まれる粉塵等（不図示）を、レンズ２から遮断して
レンズ面の汚損を防止する機能が同時に付加される。
【００１６】すなわち、エア吹出し穴合計４個のうち３
個の穴８は、これらの吹出し穴とレンズ２上面間の筒内
空間を保つためのエアカーテンを形成した後、レーザ光
路５を陽圧とする。
個の穴８は、これらの吹出し穴とレンズ２上面間の筒内
空間を保つためのエアカーテンを形成した後、レーザ光
路５を陽圧とする。
【００１７】冷却エアＡは、前記エアスクリーンＡｓに
より清掃に保たれた空間内で、清浄エアＡを吹付けるた
め、浮遊する粉塵等を巻込むことがなく、レンズ２の冷
却が可能となり、極めて単純な構成によりこれらの環境
を作ることができる。
より清掃に保たれた空間内で、清浄エアＡを吹付けるた
め、浮遊する粉塵等を巻込むことがなく、レンズ２の冷
却が可能となり、極めて単純な構成によりこれらの環境
を作ることができる。
【００１８】なお、前記図１の実施例においては、レン
ズ冷却エア吹出し穴７の数を１個に、またエアスクリー
ン用吹出し穴８の数を３個としたが、これらの数及びエ
アスクリーン形成用吹出し角度，配置等は、図例のみに
限定されないことはもちろんである。
ズ冷却エア吹出し穴７の数を１個に、またエアスクリー
ン用吹出し穴８の数を３個としたが、これらの数及びエ
アスクリーン形成用吹出し角度，配置等は、図例のみに
限定されないことはもちろんである。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ加工機のレーザ光路レンズ上面にエアカーテンに
よりダストフリーの清浄な空間を設け、その内部で清浄
エアをレンズ上面に吹付けるようにしたため、レンズに
吸収されたレーザ光熱を、レンズ表面を汚損する怖れな
しに、直接かつ平均的に冷却し得る。これにより、水冷
等の間接冷却方式と比較して、焦点位置の変動を伴うこ
とがない。
レーザ加工機のレーザ光路レンズ上面にエアカーテンに
よりダストフリーの清浄な空間を設け、その内部で清浄
エアをレンズ上面に吹付けるようにしたため、レンズに
吸収されたレーザ光熱を、レンズ表面を汚損する怖れな
しに、直接かつ平均的に冷却し得る。これにより、水冷
等の間接冷却方式と比較して、焦点位置の変動を伴うこ
とがない。
【図１】 一実施例の直接空気冷却装置の要部上面図及
びその垂直断面図
びその垂直断面図
【図２】 従来の間接水冷却方法の概念説明図
【図３】 従来の直接空気冷却方法の概念説明図
【図４】 従来の直接空気冷却方法の概念説明図
１ レーザビーム加工ヘッド ２ 集光レンズ ３ レンズホルダ ４，４ａ，４ｂ， レンズ枠 ５ レーザ光路 ５ａ レーザビーム ６ エア配送溝 ７ レンズ冷却エア吹出し穴 ８ エアスクリーン用吹出し穴 Ａ 冷却エア Ａｓ エアスクリーン Ｄ 粉塵 Ｗ 冷却水
Claims (2)
- 【請求項１】 レーザ加工機のレーザビーム集光レンズ
の上表面に直接吹付ける冷却エア吹出し手段と、この集
光レンズ上表面の上部にエアスクリーンを形成するため
のエア吹出し手段を設けたことを特徴とするレーザ加工
機の集光レンズ冷却装置。 - 【請求項２】 前記冷却エアと前記エアスクリーン形成
用エアとの供給源が同一であることを特徴とする請求項
１記載のレーザ加工機の集光レンズ冷却装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086696A JPH09271974A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | レーザ加工機の集光レンズ冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8086696A JPH09271974A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | レーザ加工機の集光レンズ冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09271974A true JPH09271974A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13894130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8086696A Withdrawn JPH09271974A (ja) | 1996-04-09 | 1996-04-09 | レーザ加工機の集光レンズ冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09271974A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106271082A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-04 | 上海交通大学 | 用于激光复合焊的保护气刀 |
-
1996
- 1996-04-09 JP JP8086696A patent/JPH09271974A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106271082A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-04 | 上海交通大学 | 用于激光复合焊的保护气刀 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030701 |