JPH09323186A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JPH09323186A
JPH09323186A JP8138963A JP13896396A JPH09323186A JP H09323186 A JPH09323186 A JP H09323186A JP 8138963 A JP8138963 A JP 8138963A JP 13896396 A JP13896396 A JP 13896396A JP H09323186 A JPH09323186 A JP H09323186A
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JP
Japan
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gas
optical
optical component
optical device
main body
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JP8138963A
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English (en)
Inventor
Shigeru Mori
茂 森
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 塵埃が装置本体内部へ侵入したり、外寄り光
学部品に付着したりするのを防ぐ。 【解決手段】 加工ヘッド10と、加工ヘッド10の内
部に配置される光学系を備えたレーザ加工機において、
加工ヘッド10には、その内部にパージエアを供給する
気体供給口11を設け、光学系のうちの最も加工ヘッド
外部側に位置する集光レンズ4を保持する部分に、気体
供給口11から供給されるパージエアを加工ヘッド10
の内部から外部に流出させる気体流路8を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光学部品
としての加工レンズを介してワーク表面にレーザ光を照
射して孔あけ加工などの除去加工を行うレーザ加工機と
して利用される光学装置に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】光学装置、例えばレー
ザ加工機では、加工機本体の内部に配置した光学系のう
ちの最も装置外部側に位置する外寄り光学部品に対し
て、装置外部側から気体を吹き付けて、加工機本体内部
への塵埃の侵入および外寄り光学部品に対する塵埃の付
着を防ぐようにしていたが、状況によっては、塵埃が加
工機本体内部へ侵入したり、外寄り光学部品に付着した
りすることがないとはいえず、現状では塵埃対策が万全
であるとは言い難いという問題を有しており、この問題
を解決することが従来の課題となっていた。
【0003】
【発明の目的】本発明は、上記した従来の課題に着目し
てなされたもので、防塵性に優れた光学装置を提供する
ことを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係わ
る発明は、装置本体と、前記装置本体の内部に配置され
る光学系を備えた光学装置において、前記装置本体に
は、その内部に気体を供給する気体供給口を設け、前記
光学系のうちの最も装置外部側に位置する外寄り光学部
品および前記装置本体における外寄り光学部品を保持す
る部分のうちの少なくともいずれか一方に、前記気体供
給口から供給される気体を装置本体内部から外部に流出
させる気体流路を設けた構成としたことを特徴としてお
り、この光学装置の構成を前述した従来の課題を解決す
るための手段としている。
【0005】本発明の請求項2に係わる光学装置におい
て、装置本体は光学系のうちの最も装置外部側に位置す
る外寄り光学部品を覆う筒部を備えている構成とし、本
発明の請求項3に係わる光学装置は、筒部の長さを当該
筒部の口径と同等ないし大きく設定した構成としてい
る。
【0006】本発明の請求項4に係わる発明は、装置本
体と、前記装置本体の内部に配置される光学系を備えた
光学装置において、前記装置本体に、前記光学系のうち
の最も装置外部側に位置する外寄り光学部品を覆う筒体
を装着し、前記筒体には、前記外寄り光学部品よりも装
置外部側に位置する補助光学部品を設けると共に、前記
外寄り光学部品および補助光学部品の間に気体を供給す
る気体供給口を設け、前記補助光学部品および前記筒体
における補助光学部品を保持する部分のうちの少なくと
もいずれか一方に、前記気体供給口から供給される気体
を筒体内部から外部に流出させる気体流路を設けた構成
としたことを特徴としており、この光学装置の構成を前
述した従来の課題を解決するための手段としている。
【0007】本発明の請求項5に係わる光学装置は、筒
体の補助光学部品を保持する部分から先端部までの長さ
を当該筒体の口径と同等ないし大きく設定した構成とし
ている。
【0008】本発明の請求項6に係わる光学装置におい
て、気体流路は複数箇所に設けてある構成とし、本発明
の請求項7に係わる光学装置において、気体流路は等間
隔に設けてある構成とし、本発明の請求項8に係わる光
学装置は、筒部を流れる気体の流速を少なくとも3m/
sとした構成とし、本発明の請求項9に係わる光学装置
は、筒体を流れる気体の流速を少なくとも3m/sとし
た構成としている。
【0009】本発明の請求項10に係わる光学装置は、
気体流路を設けた光学部品あるいは気体流路近傍の光学
部品の温度を当該光学部品の性能が保証される限界温度
の範囲内に保持するべく気体の温度を設定した構成とし
ている。
【0010】この場合、気体流路は、加工が容易な装置
本体の外寄り光学部品を保持する部分(請求項4に係わ
る光学装置では筒体の補助光学部品を保持する部分)に
設けることが望ましい。
【0011】また、本発明の請求項10に係わる光学装
置において、気体の温度Taは、光学部品の発熱量を
q、放熱係数をk、光学部品の表面積をs、光学部品の
性能保証限界温度をTL、気体流量をQとした場合、q
<k×s×(TL−Ta)×Qに基づいて設定する。
【0012】
【発明の作用】本発明の請求項1に係わる光学装置で
は、気体供給口から供給される気体によって、光学系の
うちの最も装置外部側に位置する外寄り光学部品の装置
内部側の面が包み込まれ、気体流路を通って装置本体内
部から外部に流出した気体によって、外寄り光学部品の
装置外部側の面が包み込まれるので、外寄り光学部品の
周囲から装置本体内部へ塵埃が侵入したり、外寄り光学
部品に塵埃が付着したりすることが阻止されることとな
る。
【0013】本発明の請求項2および3に係わる光学装
置では、請求項1に係わる光学装置と同様に外寄り光学
部品の表裏両面が気体に包み込まれるうえ、塵埃が外寄
り光学部品に近づこうとする経路が気体の通過する筒部
に限定されるので、防塵性がより一層高まることとな
る。
【0014】本発明の請求項4および5に係わる光学装
置では、気体供給口から供給される気体によって、補助
光学部品の筒体内部側の面が包み込まれ、気体流路を通
って筒体内部から外部に流出した気体によって、補助光
学部品の筒体外部側の面が包み込まれるので、補助光学
部品の周囲から筒体内部へ塵埃が侵入したり、補助光学
部品に塵埃が付着したりすることが阻止されることとな
り、したがって、装置本体内部への塵埃の侵入および外
寄り光学部品に対する塵埃の付着が阻止されることとな
る。
【0015】本発明の請求項6に係わる光学装置では、
光学部品に対して気体が多方面から接触することにな
り、光学部品に対する塵埃の付着が確実に阻止され、本
発明の請求項7に係わる光学装置では、光学部品に対し
て気体がくまなく接触することになり、塵埃の付着が一
層確実に阻止され、本発明の請求項8および9に係わる
光学装置では、気体の流れが塵埃を一掃するので、防塵
性が一段と高まることとなる。
【0016】本発明の請求項10に係わる光学装置で
は、光学装置が例えばレーザ加工機である場合、光学部
品の冷却がなされることとなる。
【0017】
【発明の効果】本発明の請求項1に係わる光学装置で
は、上記した構成としたから、気体供給口から供給され
る気体で外寄り光学部品を包み込むことができるので、
外寄り光学部品の周囲から装置本体内部へ塵埃が侵入し
たり、外寄り光学部品に塵埃が付着したりするのを確実
に防ぐことが可能であるという非常に優れた効果がもた
らされ、請求項2および3に係わる光学装置では、塵埃
の外寄り光学部品に至るまでの経路を気体の通過する筒
部に絞り込めるので、防塵性をより一層高めることが可
能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【0018】また、本発明の請求項4および5に係わる
光学装置では、気体供給口から供給される気体によって
補助光学部品を包み込むことが可能であるため、補助光
学部品の周囲から筒体内部へ塵埃が侵入したり、補助光
学部品に塵埃が付着したりすることを阻止することがで
き、したがって、装置本体内部への塵埃の侵入および外
寄り光学部品に対する塵埃の付着を確実に防止すること
が可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【0019】さらに、本発明の請求項6に係わる光学装
置では、光学部品に対して気体を多方面から接触させる
ことができることから、光学部品に対する塵埃の付着を
より確実に阻止することが可能であり、本発明の請求項
7に係わる光学装置では、光学部品に対して気体をくま
なく接触させることができるため、光学部品に対する塵
埃の付着をほとんど皆無とすることが可能であり、本発
明の請求項8および9に係わる光学装置では、気体の流
れによって塵埃を一掃できることから、防塵性を著しく
高めることが可能であるという非常に優れた効果がもた
らされる。
【0020】さらにまた、本発明の請求項10に係わる
光学装置において、光学装置が例えばレーザ加工機であ
る場合には、光学部品を冷却して、その性能を維持する
ことが可能であるという非常に優れた効果がもたらされ
る。
【0021】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。
【0022】図1および図2は本発明の請求項1〜3,
6〜8,10に係わる光学装置の一実施例を示してい
る。
【0023】図1に簡略的に示すように、光学装置とし
てのレーザ加工機1は、加工ヘッド(装置本体)10
と、加工ヘッド10の内部に配置されて図外の発振機か
ら導かれたレーザ光Lを曲折させる光学系を備えてお
り、光学系は加工ヘッド10の発振機側に位置する入力
側端部(図示上端部)に設けた入力面鏡2と、2個のベ
ンドミラー3,3と、出力側端部(図示下端部)に設け
た集光レンズ4から構成されている。
【0024】加工ヘッド10には、入力面鏡2の近傍に
位置してヘッド内部にパージエア(気体)を供給する気
体供給口11と、集光レンズ4の近傍に位置して同じく
内部にアシストガスを供給するガス供給口12が設けて
あると共に、ベンドミラー3,3の裏面側に矢印に示す
ようにして冷却水を流す冷却水路13,13が設けてあ
り、出力側端部は、レーザ光Lおよびアシストガスを同
軸に通すガスノズル(筒部)14として形成してあっ
て、この場合、ガスノズル14の長さはこのガスノズル
14の先端口径よりも大きく設定してある。
【0025】光学系のうちの最もヘッド外部側に位置す
る外寄り光学部品としての集光レンズ4は、図2に詳細
に示すように、レンズホルダケース5に嵌め込んだレン
ズスペーサ6およびレンズホルダ7の間にレンズシート
9,9を介して周縁部を挟み込ませた状態で保持されて
おり、レンズスペーサ6,レンズホルダケース5および
レンズホルダ7には、互いに連通して気体流路8を形成
する連通溝6a,5a,7aが設けてある。この実施例
において、連通溝6a,5a,7aはそれぞれ45゜の
間隔をもって8箇所(図2(b)では3箇所のみ示す)
に設けてあり、すなわち、気体流路8は、45゜の間隔
をもって8箇所に設けてある。そして、この実施例で
は、気体供給口11およびガス供給口12から供給され
るパージエアおよびアシストガスをガスノズル14の内
部において少なくとも3m/sの流速で流すようにして
いる。
【0026】また、この実施例において、パージエアの
温度は、集光レンズ4の温度を性能保証限界温度の範囲
内に維持できるように設定してある。
【0027】なお、光学系のうちの最もヘッド外部側に
位置するもう一つの外寄り光学部品としての入力面鏡2
も、集光レンズ4と同様にして加工ヘッド10に保持さ
れているため、説明は省略する。
【0028】上記したレーザ加工機1では、気体供給口
11から供給されるパージエアにより、入力面鏡2およ
び集光レンズ4の各ヘッド内部側の面がそれぞれ包み込
まれ、気体流路8を通ってヘッド内部から外部に流出し
たパージエアにより、入力面鏡2および集光レンズ4の
各ヘッド外部側の面が各々包み込まれるので、入力面鏡
2および集光レンズ4の各周囲からヘッド内部へ塵埃が
侵入したり、入力面鏡2および集光レンズ4に塵埃が付
着したりすることが阻止されることとなる。
【0029】また、上記レーザ加工機1において、出力
側端部の筒部としてのガスノズル14からはパージエア
およびアシストガスが流出するうえ、ガスノズル14の
長さをその先端口径よりも大きく設定してあることか
ら、塵埃が集光レンズ4に近づくことをも阻止でき、し
たがって、防塵性がより一層高まることとなる。
【0030】さらに、上記レーザ加工機1では、入力面
鏡2および集光レンズ4の各周縁部を保持する部分に、
気体流路8を45゜の間隔をもって複数設けているう
え、これらの気体流路8を通して流出するパージエアお
よびアシストガスを、ガスノズル14の内部において少
なくとも3m/sの流速で流すようにしているため、パ
ージエアが入力面鏡2および集光レンズ4に対して多方
面からくまなくそして勢いよく接触することになり、塵
埃の付着がより一層確実に阻止され、防塵性が一段と高
まることとなる。
【0031】さらにまた、上記レーザ加工機1におい
て、パージエアの温度は、集光レンズ4の温度を性能保
証限界温度の範囲内に維持できるように設定してあるの
で、入力面鏡2および集光レンズ4の冷却がなされるの
に加えて、光学系を構成するベンドミラー3,3の冷却
もなされることとなる。
【0032】図3は本発明の請求項4〜7,9,10に
係わる光学装置の一実施例を示している。
【0033】図3に簡略的に示すように、この光学装置
21は、装置本体22と、装置本体22の内部に配置さ
れる光学系(図では最も装置外部側に位置する外寄り光
学部品としてのレンズ23のみ示す)を備えており、装
置本体21には、レンズ23を覆う筒体30が装着して
ある。
【0034】この筒体30には、レンズ23よりも装置
外部側に位置する補助光学部品としてのウインド31が
設けてあると共に、レンズ23およびウインド31の間
に空気を供給する空気供給口32が設けてあり、ウイン
ド31を保持する部分には、空気供給口32から供給さ
れる空気を筒体30の内部から外部に流出させる流路3
8が設けてある。
【0035】この場合、ウインド31は、筒体30の円
周方向に90゜の間隔をもって配置した4個の内向き挾
持部33に周縁部を挟み込ませた状態で保持されてお
り、内向き挾持部33の各々の間でかつウインド31の
周縁部と筒体30の内周面との間に形成される4個の空
間を流路38としてあって、空気供給口32から供給さ
れる空気を筒体30の内部において少なくとも3m/s
の流速で流すようにしてある。
【0036】また、この実施例において、筒体30のウ
インド31を保持する部分から先端部までの長さをこの
筒体30の口径よりも大きく設定してある。
【0037】上記した光学装置21では、空気供給口3
2から供給される空気によって、ウインド31の筒体内
部側の面が包み込まれ、流路38を通って筒体30の内
部から外部に流出した空気によって、ウインド31の筒
体外部側の面が包み込まれるので、ウインド31の周囲
から筒体30の内部へ塵埃が侵入したり、ウインド31
に塵埃が付着したりすることが阻止されることとなり、
したがって、装置本体22の内部への塵埃の侵入および
レンズ23に対する塵埃の付着が阻止されることとな
る。
【0038】また、上記した光学装置21において、塵
埃のウインド31に至るまでのルートが空気の通過する
筒体30に限定されるうえ、筒体30のウインド31を
保持する部分から先端部までの長さをその口径よりも大
きく設定してあることから、防塵性がより一層高まるこ
ととなる。
【0039】さらに、上記した光学装置21では、ウイ
ンド31の周縁部を保持する部分に、流路38を90゜
の間隔をもって複数設けているのに加えて、複数の流路
38を通して流出する空気を、筒体30の内部において
少なくとも3m/sの流速で流すようにしているので、
空気がウインド31に対して多方面からくまなくそして
勢いよく接触することになり、塵埃の付着がより一層確
実に阻止され、防塵性が一段と高まることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1〜3,6〜8,10に係わる
光学装置の一実施例を簡略的に示す断面説明図である。
【図2】図1に示した光学装置の集光レンズ保持部分に
おける垂直断面説明図(a)および水平断面説明図
(b)である。
【図3】本発明の請求項4〜7,9,10に係わる光学
装置の一実施例を簡略的に示す垂直断面説明図(a)お
よび図3(a)におけるA方向からの矢視説明図(b)
である。
【符号の説明】
1 レーザ加工機(光学装置) 2 入力面鏡(光学系;外寄り光学部品) 3 ベンドミラー(光学系) 4 集光レンズ(光学系;外寄り光学部品) 8 気体流路 10 加工ヘッド(装置本体) 11 気体供給口 14 ガスノズル(筒部) 21 光学装置 22 装置本体 23 レンズ(外寄り光学部品) 30 筒体 31 ウインド(補助光学部品) 32 空気供給口(気体供給口) 38 流路(気体流路)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 装置本体と、前記装置本体の内部に配置
    される光学系を備えた光学装置において、前記装置本体
    には、その内部に気体を供給する気体供給口を設け、前
    記光学系のうちの最も装置外部側に位置する外寄り光学
    部品および前記装置本体における外寄り光学部品を保持
    する部分のうちの少なくともいずれか一方に、前記気体
    供給口から供給される気体を装置本体内部から外部に流
    出させる気体流路を設けたことを特徴とする光学装置。
  2. 【請求項2】 装置本体は光学系のうちの最も装置外部
    側に位置する外寄り光学部品を覆う筒部を備えている請
    求項1に記載の光学装置。
  3. 【請求項3】 筒部の長さを当該筒部の口径と同等ない
    し大きく設定した請求項2に記載の光学装置。
  4. 【請求項4】 装置本体と、前記装置本体の内部に配置
    される光学系を備えた光学装置において、前記装置本体
    に、前記光学系のうちの最も装置外部側に位置する外寄
    り光学部品を覆う筒体を装着し、前記筒体には、前記外
    寄り光学部品よりも装置外部側に位置する補助光学部品
    を設けると共に、前記外寄り光学部品および補助光学部
    品の間に気体を供給する気体供給口を設け、前記補助光
    学部品および前記筒体における補助光学部品を保持する
    部分のうちの少なくともいずれか一方に、前記気体供給
    口から供給される気体を筒体内部から外部に流出させる
    気体流路を設けたことを特徴とする光学装置。
  5. 【請求項5】 筒体の補助光学部品を保持する部分から
    先端部までの長さを当該筒体の口径と同等ないし大きく
    設定した請求項4に記載の光学装置。
  6. 【請求項6】 気体流路は複数箇所に設けてある請求項
    1ないし5のいずれかに記載の光学装置。
  7. 【請求項7】 気体流路は等間隔に設けてある請求項6
    に記載の光学装置。
  8. 【請求項8】 筒部を流れる気体の流速を少なくとも3
    m/sとした請求項2または3に記載の光学装置。
  9. 【請求項9】 筒体を流れる気体の流速を少なくとも3
    m/sとした請求項4ないし7のいずれかに記載の光学
    装置。
  10. 【請求項10】 気体流路を設けた光学部品あるいは気
    体流路近傍の光学部品の温度を当該光学部品の性能が保
    証される限界温度の範囲内に保持するべく気体の温度を
    設定した請求項1ないし9のいずれかに記載の光学装
    置。
JP8138963A 1996-05-31 1996-05-31 光学装置 Pending JPH09323186A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021010927A (ja) * 2019-07-05 2021-02-04 三菱電機株式会社 レーザ加工ヘッド、レーザ加工装置及び板金部品の製造方法

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