JPS62232983A

JPS62232983A - 気体レ−ザ装置

Info

Publication number: JPS62232983A
Application number: JP7728586A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kawaguchi; 川口　滋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-04-03
Filing date: 1986-04-03
Publication date: 1987-10-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】し発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、大出力の気体レーザ装置に関するものであり
、特にレーザガスを循環させる送風機の取付は構造に改
良を施した大出力気体レーザ装置に関する。

（従来の技術）レーザ加工は、１台の加工装置で、穴明け、溶接、焼入
れ、及び切断加工等の一般加工や熱処理を、高速且つ高
精度に非接触で行うことができ、エネルギーの制御性が
高い、加工点周辺への影響が小ざい、金属、非金属、複
合材料の加工が出来る、工具の摩耗や破損が起こらない
等、多くの優れた特徴を持っていることから、ファクト
リ−オートメーションの要素技術として注目を浴びてい
る。この様なレーザ加工を行うためのレーザ加工技術及
びレーザ加工装置の研究開発は、従来各種の工業分野で
進められており、比較的出力の小ざい加工装置は早くか
ら実用化され、例えば、精密機械部品や電子部品等の繊
細な部品の加工に多数使用されている。

これに対し、近年気体レーザ装置において、従来不可能
であった放電部の単位長さにおけるレーザ出力の大幅な
増大が果されたことにより、出力ｉｋｗ以上のいわゆる
大出力気体レーザ装置が開発・実用化されるに至ってい
る。

この様な大出力の気体レーザ装置として、例えば第５図
に示す様な２Ｇ！１直交り、Ｃ，グロー放電形のＣＯ２
レーザが提案されている。

第５図において、放電容器１内には、上流にピン状陰極
２、下流に棒状陽極３がそれぞれ配置されており、ピン
状陰極２は紙面と直交方向に多数個並べられ、各陰極２
にはそれぞれバラスト抵抗４が接続されている。この両
電極２，３間に電圧を加えて、ガス流に沿ってり、Ｃ，
グロー放電を行わせることにより、ＣＯ２ガスが励起さ
れる。

この放電容器１の放電空間を挟んで共振器５が配置され
、光共］辰を起こし、レーザ出力が得られる。レーザ放
電で加熱されたレーザガスは、熱交換器６によって冷却
され、送風＠７によって再び放電部に送られる。

ところで、一般に送風機７は、５０〜８０Ｈｚの周波数
で運転されるため、送風機７が本体に直接取付けられて
いると、上述の周波数及びその整数倍の周波数の（辰動
が、共振器５に伝播してレーザ出力を不安定とする上、
騒音発生の問題をも生ずる。第５図の例では、この様な
問題に対処するために、送風機７を収納した送風容器８
の送風方向前後にガス流路形成用の仕切り板９ａ、９ｂ
を設け、この間に支持板１１を固着して、この支持板１
１により、送風容器８を装置本体内に吊り支持している
。即ち、第６図に示す様に、送風容器の上面４箇所に支
持円座１２を設け、アイソレータ１３を介し、支持円座
１２を支持板１１の上にボルト１４で締結することで送
風機７と装置本体とを振動絶縁している。各仕切り板９
ａ、９ｂには、送風孔１０が開けられており、送風孔１
０の中心と送風機７及び送＆１容器８の中心とが一致す
る様に配置されている。

ざらに、第５図に示す様に、装置全体は、送風機７や熱
交換器６の保守性を考慮して、前記放電容器１と左右一
対の円筒容器１５から成る上部容器と、前記送風容器８
を内蔵した下部容器１６とによる上下２分割構造とされ
ている。左右一対の円筒容器１５は、放電容器１内に高
速ガス流を送り込む目的で、放電容器側に向かって共に
流路を縮小されている。円筒容器１５及び下部容器１６
には、流路の曲り部における圧力損失を低減し、ガス流
に大きな乱れを生じさせないためのガイド板１７が設け
られている。

なあ、図中１８は、容器全体を上下に２分割する中間７
ランジである。

また、この様なＣＯ２レーザにおいて、レーザガスとし
ては、ＣＯ２、Ｎ２　、Ｈｅ等の気体の混合ガスを使用
しており、約１７２０気圧の圧力で動作させている。

ところで、第５図及び第６図に示した様な気体レーザ装
置においては、送風容器８を吊り支持する構造であるた
め、振動絶縁性能に優れた特徴を有するが、同時に以下
の様な欠点を生ずることは避けられない。

即ち、図面からも明らかな様に、送風容器８と仕切り板
９ａ、９ｂとの間に隙間を有するため、この隙間へレー
ザガス流が回りこんで逆流を生じ、送風機７の送風性能
を低下させる恐れがある。例えば、送Ｊ１１ｆｉｔｔＪ
７の送風能力４６０ｍ３／分（ａｔ５０Ｔｏｒｒ＞の場
合の前記隙間面積と逆流によって生じる漏れ量との間に
は、第７図に示す様な比例関係がある。従って、送風容
器８と仕切り板９ａ、９ｂとの間の隙間面積が大きい程
逆流によって生じる漏れ但も大きくなり、本来のレーザ
ガス流の流速を低下させ、送風機７の性能を損う結果と
なる。一般に、第５図に示す様な高速横流式の気体レー
ザ装置では、放電部の大きざが同一ならば、レーザ出力
は、放電部にお（プるレーザガスの流速にほぼ比例して
増大する。従って、この様なレーザ装置においては、前
記の様に送風容器８と仕切り板９ａ、９ｂの間の隙間面
積が大きい程放電部におけるレーザガスの流速が低下す
るため、レーデ出力も小ざくなってしまう。

なお、以上の様な問題点は、アイソレータを介して送＆
１容器を下から支持する構造の気体レーザ装置において
も同様に存在していた。

（発明が解決しようとする問題点）上記の様に、従来の気体レーザ装置において、撮動絶縁
性能向上の目的で送風容器をアイソレータを介して支持
した場合には、送風容器と仕切り板との間の隙間により
レーザガスが逆流して放電部におけるレーザガス流の流
速を低下させ、レーザ出力を低下させてしまうという問
題を生じていた。

本発明は、この様な問題点を解決するために提案された
ものであり、その目的は、送風容器の取付は構造に改良
を施してレーザガスの逆流を防止可能とすることにより
、充分な振動絶縁性能を保持しながら、しかも放電部に
おけるレーザガス流の流速の低下を防止してレーザ出力
を向上し１ｑる様な気体レーザ装置を提供することであ
る。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の気体レーザ装置は、上記の様な目的を達成する
ために、装置本体に対しアイソレータを介して送風容器
を支持することで振動絶縁性能を保持する従来の構成に
おいて、送風容器と仕切り板との間に、円環状の弾性体
を設けたことを特徴とするものでおる。

（作用〉本発明は、以上の様な構成を有することにより、送風容
器と仕切り板の間の隙間を密閉できるため、従来通り充
分な撮動絶縁性能を保持しながら、しかもレーザガスの
逆流を防止できるため流速の低下を生ずることがない。

（実施例）本発明の一実施例を、第１図乃至第４図に基づいて具体
的に説明する。なお、第５図及び第６図に示した従来の
装置と同一部分については同一符号を付し説明を省略す
る。

本実施例の構成第１図に示す様に、送風容器８と送風側の仕切り板９ａ
との間には円環状の弾性体１９が設けられている。第２
図は、送風機７を収納した送風容器８と仕切り板９の断
面図であり、同図からもわかる様に、弾性体１９は、送
風容器８と送風側の仕切り板９ａとの隙間寸法より若干
大きな断面直径を有し、且つ仕切り板９ａの送風孔１０
の直径よりも大きな円環内径を有するものとされている
。

送風容器８の送風側の内面には、弾性体１９の円環内径
よりわずかに小ざい外径を有する円筒状の支持用圧２Ｑ
が配設され、これによって弾性体１９が半径方向にずれ
ない様になっている。なあ、支持用圧２０は、振動絶縁
性を考慮して仕切り板９ａと接触しない程度の長さとさ
れている。また、第３図及び第４図は、それぞれ弾性体
１９の全体を示す平面図と断面図でおり、両図に示す様
に、弾性体１９は内部を空洞とされ、その外周上には、
複数個の小さな孔が開けられている。

本実施例の作用以上の様な構成を有する本実施例の作用は、次の通りで
ある。

即ち、弾性体１９が送風容器８と仕切り板９ａとの隙間
を密閉するため、逆流による漏れを防止できる。従って
、送風機７の性能を損うことはなく、放電部においてレ
ーザガスの流速が低下することがないため、レーザ出力
を高く維持できる。

また、一般にＣＯ２レーザ装置は、装置内のガス圧を低
真空として運転するが、弾性体１９には、圧力孔１９ａ
が開けられているため、弾性体１９の内外で圧力差を生
じる恐れはなく、安定した弾力を保持でき、高い振動絶
縁性能を得られる。

従って、送風機７は、装置本体に対し、従来と同様に配
設されたアイソレータ］３と本発明の特徴である弾性体
１９とによって従来通り充分に振動絶縁を保持されるた
め、共振器５においては安定した高いレーザ出力が得ら
れ、また、騒音を生ずる問題も解消される。ざらに、本
実施例は構成が簡素であるため、作業性が高いという長
所も有している。

＊他の実施例なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく
、弾性体１９を送風容器８の吸入側のみに取付けた場合
や、或いはまた吸入側と送風側の両側に取付けた場合に
も同様の効果を得られる。

特に、弾性体１９を送風容器８の両側に設けた場合は、
作業工数が増えるという欠点を有するものの、流路抵抗
を最小にでき、レーザ出力の向上の点では最大の効果を
発揮できる。

ざらに、本発明は、アイソレータを介して送風容器を下
から支持する構造の気体レーザ装置にも同様に適用でき
、同様の効果を得られるものでおる。

加えて、本発明は、３軸直交り、Ｃ，グロー放電形ＣＯ
２レーザにも同様に適用でき、また、複数個の送ｍ機を
配設した場合にも同様に適用できる。

［発明の効果］以上の様に、本発明によれば、送風機を収納し且つ装置
本体に対しアイソレータを介して支持された送風容器と
、この送風容器の前後に設けられ且つ装置本体に固着さ
れたガス流路形成用の仕切り板との間に、両者の隙間を
密閉する円環状の弾性体を設けるという簡単な構成によ
り、従来生じていたレーザガスの逆流を効果的に防止で
きるため、送風機の送風性能即ちレーザ出力を高く維持
しながら、しかも送風機の振動絶縁性能の優れた気体レ
ーザ装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による気体レーザ装置の一実施例を示す
正面図、第２図は第１図の実施例における送風容器周辺
を示す断面図、第３図は同実施例に使用する弾性体を示
す平面図、第４図は第３図のＡ−Ａ矢視断面図、第５図
は従来の気体レーザ装置の一例を示す正面図、第６図は
第５図における送風容器周辺を示す斜視図ミ第７図は送
風容器と仕切り板との間の隙間面積と漏れ口との関係を
示すグラフである。１・・・放電容器、２・・・ピン状電極、３・・・棒状
陽極、・・・パラスト抵抗、５・・・共撮器、６・・・
熱交換器、７・・・送風機、８・・・送風容器、９ａ、
９ｂ・・・仕切り板、１０・・・送風孔、１１・・・支
持板、１２．２０・・・支持円座、１３・・・アイソレ
ータ、１４・・・ポル１〜．１５・・・円筒容器、１６
・・・下部容器、１７・・・ガイド板、１８・・・中間
フランジ、１９・・・弾性体。

Claims

【特許請求の範囲】

ＣＯ＿２ガスを含む気体を環状の容器内にて送風機によ
り高速循環させ、陰陽一対の電極から成る放電部でグロ
ー放電を生じさせ、共振器によりレーザ光を発生させる
気体レーザ装置において、前記送風機を収納した送風容
器が、装置本体内にアイソレータを介して支持され、こ
の送風容器の前後には、中央に送風孔を有するガス流路
形成用の仕切り板が、装置本体に固着して設けられ、送
風容器と仕切り板との間には、両者の隙間を塞ぐ寸法の
円環状の弾性体が設けられたことを特徴とする気体レー
ザ装置。