JPS63259611A - フローティング・ミラー・マウント - Google Patents

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】 発明の背景 本発明はレーザに使用するミラーのためのミラーマウン
トに関する。

本発明は特にマウント内でミラーを浮動懸架（ＩＩｏａ
ｔｉＢ　５ｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）するミラーマウントに
関連する。

レーザに使用するミラーはレーザを正しく動作させるた
めに正確に配置されなければならない。

ミラーの位置の調整の程度を最小限にしてミラーを取り
付けることが望まれる。

ミラーを素速くそして最小の器具、工程、動作で取り替
え得ることが望まれる。

一定のレーザ、特に高出力分子ガスレーザにおいて、そ
のミラーは非常に頻繁なメンテナンスを要す。ミラーの
取りかえは、レーザを停止させることなくどれだけ長く
動作させられるかという限定要因となる。

発明の概要 本発明の目的は、従来のミラーマウントに関連した問題
を解決するフローティングミラーマウントを構成するこ
とである。

本発明の他の目的は、ユニットとしてレーザに取り付け
られ又はユニットとしてレーザから取り外すことができ
ミラー並びに関連したキーパ−及び保持器構造物から成
るミラーマウントを構成することである。

本発明の他の目的は、器具を必要とすることなく手動で
組立体を取り付け、取り外せるフローティングミラーマ
ウントを構成することである。

更に、本発明の目的は、ミラーマウント組立体をレーザ
に取り付けるときにレーザのミラー配置構造物によりミ
ラーを所定の固定動体位置に配置できるようにフローテ
ィング又は弾性サスベンジＨンによりミラーをミラーマ
ウント内で支持することである。

これら目的を達成するため、弾性バイアスされたバネプ
レートは、ミラーをキーパ−のフランジからもち上げ、
ミラーマウントが所定の位置にネジ込まれたときにミラ
ーマウントの中へ次第に移動させる。次に、バネプレー
トは、１つのミラーが取り外され、同じ又は他のミラー
が取り付けられたとき、レーザ調整のためにミラーを調
節する必要がないように、ミラーを所定の固定位置に維
持する。

本発明の他の目的はレンズ配置表面としてチラーの表面
を利用することである。チラーは上述したようにミラー
を配置するばかりかミラーの冷却をする。このことによ
りレーザに８けるミラーの耐用期間が長くなる。ミラー
を冷却すると、望ましくなりミラーの高温化により加速
される表面の欠陥を最小限にすることができる。

本発明の特定の実施例において、フローティングミラー
マウントは、ミラーを囲み、ミラーがレーザに取り付け
られていないときミラーの表面と係合する、周囲に設け
られたフランジを有するキーパ−から成る。保持器はキ
ーパ−に連結され、バネ据付は面を有する。着脱可能な
プレートが保持の中に配置され、ミラーの裏面と係合す
る表面を有する。複数のバネがバネ据付は表面及びバネ
プレートと係合し、弾性バイアス力をミラーに加−える
。パイアスカは、ミラーがレーザに取り付けられていな
いとき、キーパ−の周囲フランジに抗してミラーに力を
加える程度に大きい。その弾性パイアスカは、ミラーを
周囲フランジとの接触から解除し、ミラーの表面がミラ
ーマウントをレーザ内に取り付ける際にレーザのミラー
配置構造物により係合させられたとき、他の位置に移動
させられる程度に小さい。

スペーサ部材がキーパ−と保持器の間に配置され、いろ
いろなサイズのスペーサ部材がいろいろな高さのミラー
を補償するために使用できる。

フローティングミラーマウントは回転可能なナツトを含
む。そのナツトはスペーサと係合可能であり、保持器と
も係合可能な内側に伸張したフランジを有している。そ
のナツトはまた、レーザミラー取り付は組立体のチルト
プレートの協働ネジと係合可能な外側ネジ部分を有する
。

ナツトのフランジは、スペーサと協働してナツトがチル
トプレートの中にネジ込まれたときにチルトプレートに
関し内側にミラーマウントを移動させる。このことによ
り、レーザのミラー配置構造物はミラーの表面と係合し
、ナツト及び関連したミラーマウント（構造物）がチル
トプレートにネジ込まれたときに（バネ力により加えら
れる弾性バイアスに抗して）キーパ−の周囲端からミラ
ーをもち上げる。

ナツトのフランジは、ナツトがチルトプレートから外さ
れたとき、保持器の協働面と係合する。

ナツトにより、ミラーマウントを器具を使用することな
く手動で完全な自立型（ｓｅｌｆ−ｃｏｎｔａｉａｓｄ
）マウント組立体のようにチルトプレートに取り付け、
取り外すことができる。

チルトプレートはそのチルトプレートに付設されるチル
ト部材を有し、（上述の）チラー部材は、ミラーマウン
トがチルトプレートの中にネジ込まれたときに、ミラー
の表面と係合可能な、外側に突き出し、環状に伸張した
面を有している。チラー部材のこの面は、ナツト及び関
連したミラーマウントがレーザチルトプレートの動作位
置の中に完全にネジ込まれたとき、ミラーの表面を所定
の固定した位置に配置する。これはレーザを適正に調節
するために必要とする正確な動作位置で、統くレーザ調
節は不要となる。

ミラーと係合するミラーの表面は、レーザの動作中に十
分な冷却効果を奏するのに十分な大きさである。

全体のチルトプレート組立体は、柔軟なメチンレスチー
ルのダイアフラム及び締付はリングによリレーザの基板
と関連付けられる。したがって、その基板（ベースプレ
ート）に関するチルトプレートの必要な傾斜調節は、機
械削りを要しない比較安価な平坦ストットダイアフラム
により達成される。

ダイアフラム締付は構造物の一部分にはまた、この締付
は構造物が２つの目的を達成できるように開口が形成さ
れる。

フローティングミラーマウント装置及び方法は、上述の
ごとく構成され、上述の本発明の特徴、目的を達成する
。

本発明の他の目的は、本発明及びその原理の好適実施例
で、これら原理を適用する最適例と考えられるものを説
明する図面とともに、以下の説明から明らかになるであ
ろう。同じ又は同等の原理を実施する本発明の他の実施
例は当業者であれば本発明及び特許請求の範囲から逸脱
することなくなし得るだろう。

好適実施例 本発明の一実施例に従って構成された７０−ティングミ
ラーマウントが第一図において符号１１により示されて
いる。

第１図の本発明の特定の実施例であるフローティングミ
ラーマウントＩＩは、系属出願中の未国特許出＠　（Ｊ
ｏｓｅｐｂ　Ｆ、　Ｒｅｎｄｓ等による“高速フローレ
ーザ循環システム″と題する米国出願、出願番号第ａｌ
ｌ、５９３号、１９８５年１２月り９日）に記載しであ
る種類の高山カニ酸化炭素レーザにエンドミラーを取り
付けるために有用である。

しかし、本発明のフローティングミラーマウントは高出
力の二酸化炭素レーザに対するものやエンドミラーに限
足されるものではない。例えば、そのフローティングミ
ラーはまた、折りたたみミラーを取り付けるのにも利用
できる。

第１図において、フローティングミラーマウント■は表
面目及び裏面＋７を有するミラー＋３から成る。

表面１５はレーザ空洞内で生成される熱にさらされる。

第１図から分るように、レーザは、ベースプレート１９
、チルトプレートＨ１チラー部材２３、可撓性ダイアフ
ラム２３、及び開口２９をもつ締付はリング２７を含む
。

ベースプレート！９はレーザ管（第１図に図示されてい
ない）に直接取り付けられ、そのベースプレート＋９は
レーザ空洞と整合した穴３１を有する。

傾斜調整ネジ３３は、ベースプレーＨ９と、プレート２
１の傾きを調整するチルトプレート２１とを関連付ける
（そして、関連したミラーマウントとチラー組立体はチ
ルトプレートにより関連付けられる）。

可撓性ダイアフラム２Ｓにより、チルトプレート及び関
連した要素を傾けることができる一方で、レーザ空洞の
端部を気密にすることができる。

ダイアフラム２５は、締付はリング３５、キャップネジ
３７及び０リングシール３９によりベースプレート１９
に締付けられる。

可撓性ダイアフラム２５は、締付はリング２７、キャッ
プネジ（３及びＯリングシール４５によりチラー部材２
３に締付けられる。

締付はリング２７はまた、締付はリング２７が二重の機
能、すなわち締付はリングとしての機能、開口としての
機能を果すように、リングの内側で中央部分に形成され
る開口２９を有する。

導管４７は円形となり、チラ部材２３の外周と係合する
。この導管４７を循環する冷却液体により、チラー部材
２３は、レーザ動作の間、関連したフローティングミラ
ーマウント要素の冷却を行う。

チラー部材２３はキャップネジ４９によりチルトプレー
ト２１に連結されている。

フローティングミラーマウントが第１図に示されている
ようにチルトプレート２１の動作位置に組立てられたと
き、ミラー１３の表面１５の外周囲と係合する環状で外
側に突き出したフランジ５１をチラー部材２３が有する
ことに注目すべきである。

７０−ティングミラーマウント１１の構造的特徴及び機
能は以下で説明する。

フローティングミラーマウントＩＩは、ミラー１３、キ
ーパ−５３、保持器ＳＳ、可動バネプレート５７、複数
のバネ５９、スペーサ６１及びナツト６３から成る。

保持器５５はバネ据え付は表面として機能する表面Ｓ６
を有する。

第１図に示されているように、バネ５９は、そのバネが
配置される可動プレート５７の穴の端部の据付は表面と
係合する。

コイルバネが第１図のように配置できるが、たとえば波
状バネのような他の弾性バイアス手段をもまた利用でき
る。

可動バネプレート５７はミラーの裏面！７の外周と係合
する表面５８を有する。このバネプレートにより個々の
バネ５９のバネ力はミラー１３の外周に実質的に一様に
加わる。

スペーサ６１はスペーサ６１の高さをミラー１３の高さ
に整合させることを可能にする。

キーパ−５３及び保持器Ｓ５はキャップネジ６５により
相互に連結されている。

ナツト６３はチルトプレート２１に協働ネジと係合する
外側ネジ６７を有する。ナツト６３は、そのナラｉ・６
３がチルトプレートの中にネジ込まれると、キーパ−５
３、スペーサ６１及び保持器５５に関して回転可能とな
る。ナツト６３はフランジ６９を有し、下面（フランジ
）６９は、ミラーマウントをレーザに取り付けるために
ナツトを一方向に回転させるときにミラーマウント組立
体の全体をチルトプレート２１の所定の位置に移動させ
るためにスペーサ６１の協働面と係合する。

Ｏリング７１は、ミラーマウントを完全に取り付けると
、キーパ−５５の下方面とチラー２３とをシールする。

ミラーマウントをレーザに関して所望の整合をなすため
に、整合ピン７３を利用することができる。

ナツト６３のフランジ６９は、ミラーマウントをレーザ
から取り外すためにナツトをある方向に回転させたとき
に、ミラーマウントを完全な組立体として取り外すため
に、保持器Ｓ５のｗＪｍするフランジが付けられた面と
係合可能である。

保持器５Ｓのこのフランジ部はまた、パワーモニタ又は
他の装置がミラーマウントに直接連結し得るように外側
ネジ７ｓが形成されてもよい。

０リング７７は、好適には、スペーサ６１とキーパ−５
３との間で、第１図に図示されているようにミラーの外
周にある。

キーパ−５３は第１図に図示されているようにミラー１
３を取り囲み、内側に伸張したフランジ７９を有する。

そのフランジ７９は、ミラーマウントがレーザに取り付
けられないときにミラーの表面と係合するための上方面
を有する。

このときに、バネ５９はバネプレート５７に保持器の表
面５６から外側方向に弾性的なバイアス力をかけ、バネ
プレートの表面５８は、ミラーの表面Ｉ５をキーパ−の
フランジ７９の隣接面に係合させるために、ミラーの裏
面１７を押す。

したがって、この動作モードにおいて、７０−ティング
ミラーマウント１１はレーザから取り外すことができ全
組立体として置換できる自立型組立体である。

ミラーマウントｌ！が、全ミラーマウント１１を動作位
置へ引っばるためにナツトを一方向に回転させることに
よりレーザに取り付けられたとき、チラーの直立したフ
ランジ５１はミラーの表面１５と係合し、ミラーマウン
トがチルトプレート２１の中に完全にネジ込まれるまで
、（バネｓ９及びバネプレートＳ７による弾性パイアス
カに抗して）ミラーをキーパ−フランジ７９から次第に
もち上げる。そのときに、ミラー表面！５の位置はチラ
ーフランジｓ１のミラーとの保合面の位置によって決定
される。

したがって、ミラー表面ＩＳは常にその位置に正確に配
置され、そのため、７０−テイングミラーマウント！１
が取り外され、他のミラーマウント組立体に再度取り付
けられるときにレーザを再度調整する必要がない。

ミラー１３とチラー２３のフランジＳ１と係合させる方
法は、レーザが動作するとき他の長所を有する。

ミラーとチラーとのこの保合により、ミ２−は実質的に
冷却され、したがってミラー１３の耐用期間が長くなる
。

このことは、ミラーの表面ＩＳが３０００から３，００
０ワツトの範囲のパワーに直接さらされる高出力分子ガ
スレーザにおいて特に重要である。

ダイアフラム２５は、好適にはステンレススチール製の
ダイアフラムである。スチール製ストックダイアフラム
及びスチールタイプのダイアフラムのための締付は装置
を使用することにより、より重いストック材から薄いダ
イアフラムのセクションを機械削りするよりもコストが
安くなる。

本発明の好適実施例を説明してきたけれども、これら例
はいろいろに変形・変更を行うことができ、したがって
これらのものに限定されるべきものでなく特許請求の範
囲内で所望の変形・変動が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に従ってミラーをレーザのチ
ルトプレートに取り付けるためのフローティングミラー
取り付は組立体の詳細な構成の一部断面となった拡大図
である。 ［主要符号の説明］ １ｚ・・・・・・・・・・・・・・・ミラーマウント＋
３・・・・・・・・・・・・・・・ミラー＋５・・・・
・・・・・曲・・ミラー表面１７・・・・・・・・・・
・・・・・ミラー裏面１９・・・・・・・・・・・・・
・・ベースプレート２■・・・・・・・・・・・・・・
・チルトプレート２３　・曲・曲・・・・・チラー ２５　・・・・・・・・・・・・・・・ダイアフラム２
７．３５・・・・・締付はリング ｚ９・・・・・・・・・・・・・・・開　口Ｈ・・・・
・・・・・・・四穴 Ｓｌ　・・・・・・・・・・・・・・・フランジ５３・
・・・・・・・・・・・・・・＊−バー５５・・・・・
・・・・・・・・・・保持器Ｓ７・・・・・・・・・・
・・・・・バネプレート５９・・・・・・・・・・・・
・・・バ　ネ６１・・・・・・・・・・・・・・・スペ
ーサ６３・・・・・・・・・・・・・・・ナツト６９　
・・−・−・・・・・・・・・・フランジ７９・・・・
・・・・・・・・・・・フランジ出　願　人　　スペク
トラ−フィジックス・インコーホレイテッド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面及び裏面を有するミラーと、 ミラーを囲み、ミラーがレーザに取り付けられていない
   ときミラーの表面と係合する周囲フランジを有するキー
   パー手段と、 キーパー手段と連結し、バネ据付け表面を有する保持器
   手段と、 ミラーの裏面と係合する表面を有する可動バネと、 ミラーがレーザに取り付けられていないとき、前記キー
   パー手段の周囲フランジに抗してミラーに力を加えるの
   に十分大きく、ミラーの表面が、ミラーマウントをレー
   ザ内に取り付けている間に、レーザのミラー配置構造物
   により係合されたとき、ミラーを前記周囲フランジから
   離し、異なる位置へ移動されるのに十分小さい弾性バイ
   アス力をミラーに加えるための、バネ据付け面及びバネ
   プレートに係合可能なバネ手段と、 から成るレーザのミラーのためのフローティングミラー
   マウント。 ２、請求項１記載のミラーマウントであって、キーパー
   手段と保持器手段との間にスペーサ部材を配置するとこ
   ろのミラーマウント。 ３、請求項２記載のミラーマウントであって、スペーサ
   部材と係合可能な内側に伸張したフランジ面及びレーザ
   ミラーマウント組立体のチルトプレートの協働ネジと系
   合可能な外側累刻部を有するナットを含み、 ナット及び関連したミラーマウント構造物がチルトプレ
   ートの中にネジ込まれたときにバネ力により生ずる弾性
   バイアスの抗して、レーザのミラー配置構造によりミラ
   ーの表面を前記周囲端からもち上げるために、ナットが
   チルトプレートの中にネジ込まれたとき、ミラーマウン
   トをチルトプレートに関して内側に移動させるべく、ナ
   ットのフランジとスペーサ部材とが協働する、 ところのミラーマウント。 ４、請求項３記載のミラーマウントであって、ミラーマ
   ウントを器具を使用することなく手動で完全な自立型ミ
   ラーマウント組立体としてチルトプレートに取り付け、
   取り外すことができるように、ナットがチルトプレート
   から外されたとき、ナットのフランジが保持器手段の協
   働表面と係合可能となる第２の表面を有する、 ところのミラーマウント。 ５、請求項３記載のミラーマウントであって、チラープ
   レートがチルトプレートに付設されるチラー部材を有し
   、 チラー部材が、ミラーの表面と係合可能で、ナット及び
   関連したミラーマウントがレーザチルトプレートの動作
   位置まで完全にネジ込まれたときに、ミラーの表面を所
   定の固定位置に有効に配置する外側に突き出した環状面
   を有する、 ところのミラーマウント。 ６、請求項５記載のミラーマウントであって、ミラーと
   係合したチラー部材の表面がレーザ動作中にミラーの十
   分な冷却を行わしめるのに十分な大きさである、 ところのミラーマウント。 ７、請求項５記載のミラーマウントであって、チラー部
   材がレーザの空洞と整合した内側穴を有し、 レーザがレーザの空洞と整合した穴を有するベースプレ
   ートを有し、 該ベースプレートがチルトプレートに隣接した端部に中
   央穴を有し、 ダイアフラムが中央穴を横切るように伸び、レーザの空
   洞の端部を気密にするため、ベースプレート及びチラー
   部材の下方端部に締め付けられ、 該ダイアフラムがチラー部材の穴と少なくとも同じ大き
   さの内穴を有し、 そのダイアフラムが、チルトプレート及び関連したレン
   ズマウント並びにチラー組立体をベースプレートに関し
   て傾斜調整するのに十分な柔軟性を有する柔軟なスチー
   ル製のダイアフラムである、 とことのミラーマウント。 ８、請求項７記載のミラーマウントであつて、ダイアフ
   ラムをチラー部材の下方端部に締め付けるためのクラン
   プの一部を形成し、レーザ空洞の端部のための開口を形
   成する内側開口部を有する開口リングを含む、 ところのミラーマウント。 ９、ガスレーザ空洞の端部をシールする一方でその空洞
   の端部でチルトプレート及び関連したミラーマウントの
   傾斜調整を可能にする柔軟なダイアフラム及びシール構
   造物であって、空洞の一端にあり、空洞と整合した軸線
   方向に伸張する開口部を有する固定ベース部材と、 該固定ベース部材に取り付けられ、空洞と整合した軸線
   方向に伸張する開口部を有するチルトプレートと、 固定ベース部材に関しチルトプレートの傾斜を調整する
   ための傾斜調整手段と、 空洞と整合した内部開口部を有する柔軟なダイアフラム
   と、 該ダイアフラムを固定ベース部材に気密に連結する第１
   の締付け及びシール手段と、 ダイアフラム並びに関連した締付け及びシール手段がガ
   スレーザ空洞の端部をシールするように、ダイアフラム
   をチルトプレートに気密に連結する第２の締付け及びシ
   ール手段と、 から成り、 前記ダイアフラムがシールストックから作られる、 ところダイアフラム及びシール構造物。