WO2010095366A1 - ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機 - Google Patents

ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機 Download PDF

Info

Publication number
WO2010095366A1
WO2010095366A1 PCT/JP2010/000450 JP2010000450W WO2010095366A1 WO 2010095366 A1 WO2010095366 A1 WO 2010095366A1 JP 2010000450 W JP2010000450 W JP 2010000450W WO 2010095366 A1 WO2010095366 A1 WO 2010095366A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
grease
unit
bearing
gas
gas laser
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/000450
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
林川洋之
山下隆之
西村哲二
Original Assignee
パナソニック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
Publication of WO2010095366A1 publication Critical patent/WO2010095366A1/ja

Links

Images

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
    • H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/036—Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube

Definitions

  • the present invention mainly relates to a gas laser oscillation device and a gas laser processing machine used for sheet metal cutting and welding.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional axial flow type gas laser oscillation apparatus.
  • a conventional axial gas laser oscillator will be described with reference to FIG.
  • electrodes 902 and 903 are provided around a discharge tube 901 made of a dielectric material such as glass.
  • a power source 904 is connected to the electrodes 902 and 903.
  • a discharge space 905 sandwiched between the electrodes 902 and 903 is formed in the discharge tube 901.
  • a total reflection mirror 906 and a partial reflection mirror 907 are fixedly arranged at both ends of the discharge space 905, and the total reflection mirror 906 and the partial reflection mirror 907 form an optical resonator.
  • a laser beam 908 is output from the partial reflection mirror 907.
  • a laser gas flow circulates through a laser gas flow path 910 in the axial flow type gas laser oscillation device as indicated by an arrow 909.
  • the laser gas flow path 910 is provided with a blower 913 for circulating the laser gas. A gas flow of about 100 m / sec is obtained in the discharge space 905 by the blower 913.
  • the laser gas flow path 910 is provided with heat exchangers 911 and 912 for lowering the temperature of the laser gas whose temperature has increased due to the discharge in the discharge space 905 and the operation of the blower 913.
  • the laser gas channel 910 and the discharge tube 901 are connected by a laser gas introduction part 914.
  • the laser gas sent out from the blower 913 is introduced into the discharge tube 901 from the laser gas introduction part 914 through the laser gas flow path 910.
  • a discharge is generated in the discharge space 905 from the electrodes 902 and 903 connected to the power source 904 with the laser gas introduced into the discharge tube 901.
  • the laser gas in the discharge space 905 is excited by obtaining this discharge energy.
  • the excited laser gas is resonated by the optical resonator formed by the total reflection mirror 906 and the partial reflection mirror 907, and a laser beam 908 is output from the partial reflection mirror 907.
  • a laser beam 908 is used for applications such as laser processing.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a blower 913 used in a conventional gas laser oscillation device.
  • the motor rotor 922 is coupled to a rotating shaft 923, and an impeller 924 is provided at the tip of the rotating shaft 923.
  • a motor stator 926 is disposed coaxially with the motor rotor 922, and the motor stator 926 is fixed to the support member 925.
  • AC power is supplied from the outside to the motor stator 926
  • the motor rotor 922 is rotated by the generated rotating magnetic field, and the impeller 924 is rotated via the rotating shaft 923.
  • a laser gas flow 909 is generated by the rotation of the impeller 924.
  • Rotating shaft 923 is supported in a rotatable state by bearings 928 arranged at two locations above and below.
  • the bearing 928 is coupled to the rotating shaft 923.
  • the structure of the blower 913 is divided into a rotating part and a non-rotating part, and the rotating part is composed of a motor rotor 922, a rotating shaft 923, an impeller 924, and a bearing 928.
  • the outer periphery of the bearing 928 is coupled to a support member 925 that is a non-rotating part.
  • the bearing 928 contains grease 929 for lubrication.
  • the blower 913 is one of the regular replacement parts at the user's site.
  • the part with the shortest life in the blower 913 is the bearing 928, and the life of the bearing 928 depends on the amount of the grease 929.
  • the grease 929 is a volatile substance, the grease 929 decreases with time. When the grease is reduced, the lubrication performance is lowered, the wear of the bearing 928 is advanced, and the life is reached.
  • the conventional technology relating to the lubrication of the bearing 928 disclosed in Patent Document 1 is provided with a grease replenishing portion and a collecting portion in the vicinity of the bearing.
  • the amount of grease supplied to the bearing 928 is determined by the capacity of the grease replenishing portion. Therefore, such a technique cannot cope with a decrease in grease over time according to the degree of use of the blower 913.
  • the present invention provides a gas laser oscillation device that extends the life of a blower bearing, reduces the frequency of replacement of the blower, makes it maintenance-free, and can reduce periodic inspection costs.
  • the gas laser oscillation apparatus of the present invention includes a discharge unit that excites laser gas, a blower unit that blows laser gas, and a laser gas path provided between the discharge unit and the blower unit.
  • a rotating shaft provided with a portion, a drive unit that rotates the rotating shaft, a bearing coupled to the rotating shaft, grease sealed in the bearing, a grease replenishing portion that replenishes the bearing with grease, and sealed in the bearing
  • a grease amount detection unit that detects the amount of grease and a grease supply control unit that supplies grease to the grease supply unit according to the amount of grease detected by the grease amount detection unit are provided.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas laser oscillation apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the gas laser processing machine according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the air blowing section of the gas laser oscillation apparatus according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of the air blowing section of the gas laser oscillation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the air blowing section of the gas laser oscillation apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional gas laser oscillation device.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of a blower in a conventional gas laser oscillation device.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an axial flow type gas laser oscillation apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the axial-flow type gas laser oscillation apparatus 100 according to the present embodiment has a discharge tube 101 as a discharge part formed of a dielectric such as glass.
  • the electrodes 102 and 103 are provided around the discharge tube 101, and a power source 104 is connected to each of the electrodes 102 and 103.
  • a discharge space 105 is formed in the discharge tube 101 sandwiched between the electrode 102 and the electrode 103.
  • the total reflection mirror 106 and the partial reflection mirror 107 are fixedly arranged at both ends of the discharge space 105 to form an optical resonator.
  • the laser beam 108 is output from the partial reflection mirror 107 as indicated by a white arrow.
  • the laser gas flow 109 circulates through the laser gas flow path 110 provided in the axial flow type gas laser oscillation device 100 as indicated by a black arrow.
  • the laser gas passage 110 is provided with a blower 113 for circulating the laser gas. A gas flow of about 100 m / sec is obtained in the discharge space 105 by the blower 113.
  • the laser gas flow path 110 is provided with a heat exchanger 111 and a heat exchanger 112 for lowering the temperature of the laser gas whose temperature has increased due to the discharge in the discharge space 105 and the operation of the blower 113.
  • the laser gas channel 110 and the discharge tube 101 are connected by a laser gas introduction unit 114.
  • the operation of the axial flow type gas laser oscillation apparatus 100 of the present embodiment having the above configuration will be described.
  • the laser gas sent out from the blower 113 passes through the laser gas flow path 110 and is introduced into the discharge tube 101 from the laser gas introduction part 114. With the laser gas introduced into the discharge tube 101, a discharge is generated in the discharge space 105 from the electrodes 102 and 103 connected to the power source 104.
  • the laser gas in the discharge space 105 is excited by obtaining this discharge energy.
  • the excited laser gas is resonated by the optical resonator formed by the total reflection mirror 106 and the partial reflection mirror 107, and the laser beam 108 is output from the partial reflection mirror 107.
  • the laser beam 108 is used for applications such as laser processing.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a laser beam machine for cutting a sheet metal according to the present embodiment.
  • the gas laser oscillation device 200 has the configuration shown in FIG. 1 and outputs a laser beam 208.
  • the laser beam 208 is reflected by the reflecting mirror 215 and guided to the vicinity of the workpiece 216.
  • the laser beam 208 is condensed into a high-density energy beam by a condensing lens 218 provided inside the torch 217, irradiated onto the workpiece 216, and cutting processing is performed.
  • the workpiece 216 is fixed on the processing table 219.
  • the torch 217 moves relative to the workpiece 216 by the X-axis motor 220 or the Y-axis motor 221. With such a configuration, the workpiece 216 is processed into a predetermined shape.
  • FIG. 3 shows in detail the configuration of the air blowing unit 113 installed in the laser gas flow path 110 of the gas laser oscillation device 100 shown in FIG.
  • the motor rotor 122 is coupled to a rotating shaft 123, and an impeller 124 is provided at the tip of the rotating shaft 123.
  • a motor stator 126 is disposed coaxially with the motor rotor 122, and the motor stator 126 is fixed to the support member 125.
  • the support member 125 supports each member constituting the air blowing portion 113 with respect to the outer wall 110a of the laser gas flow path 110, and is formed so as to secure the flow path of the laser gas flow 109.
  • the motor stator 126 When AC power is supplied to the motor stator 126 from outside (not shown), the motor rotor 122 is rotated by the generated rotating magnetic field, and the impeller 124 is rotated via the rotating shaft 123. A laser gas flow 109 is generated by the rotation of the impeller 124.
  • the rotating shaft 123 is supported in a rotatable state by bearings 128 arranged at two positions on the left and right.
  • the configuration of the air blowing unit 113 is divided into a rotating unit and a non-rotating unit, and the rotating unit includes a motor rotor 122, a rotating shaft 123, an impeller 124, and an inner ring 128a of a bearing 128.
  • the non-rotating portion includes a motor stator 126, an outer ring 128b of the bearing 128, a support member 125, a grease replenishment portion 130, a grease replenishment path 135, and a grease replenishment control portion 132 which will be described later.
  • the inner ring 128a of the bearing 128 is press-fitted to the rotating shaft 123 and the outer ring 128b is press-fitted to the support member 125 and fixed.
  • a spherical rolling element 128c is disposed between the inner ring 128a and the outer ring 128b.
  • the inner ring 128a rotates together with the rotating shaft 123, while the outer ring 128b is fixed to the support member 125 so that it does not rotate.
  • the rolling element 128c performs a rolling motion in accordance with the movement of the inner ring 128a to form a rolling bearing.
  • a grease replenishment portion 130 is disposed adjacent to each of the plurality of bearings 128.
  • Grease 129 is enclosed in the bearing 128. Since there is a gap between the bearing 128 and the outside due to the structure, it is inevitable that grease will volatilize and decrease over time through the gap. When the grease is reduced, the friction performance of the bearing 28 is increased due to a decrease in lubrication performance, and heat generation and vibration are increased. In order to prevent this, the grease replenishing unit 130 has a structure for replenishing the reduced amount of grease.
  • the grease supply control unit 132 supplies grease to the grease supply unit 130 according to the amount of grease detected by the grease amount detection unit.
  • the grease supply control unit 132 detects the amount of grease, and the grease is supplied based on the detection result.
  • a grease supply path 135 is provided between the grease supply control unit 132 and the grease supply unit 130.
  • a method using a vacuum force is used as an example of the grease supply unit 130.
  • the gas flow path 110 including the inside of the air blowing unit 113 is in a reduced pressure state.
  • the outside of the air blowing unit 113 is in the atmosphere. Therefore, it is possible to introduce grease into the inside using a vacuum force due to a pressure difference between the outside and the inside of the air blowing unit 113.
  • the grease supply control unit 132 includes a grease reservoir 132b for storing a large amount of grease.
  • the grease supply unit 130 is merely an opening, and the grease supply path 135 is connected to the opening and the grease reservoir 132b. Are combined.
  • An open / close valve 132 c is provided between the grease reservoir 132 b and the grease supply path 135.
  • the grease supply control unit 132 includes a counting unit 132 a that counts the operation time of the air blowing unit 113.
  • the grease replenishment control unit 132 has a storage unit that stores a decrease amount of grease corresponding to the operation time of the air blowing unit 113. For example, the storage unit stores how much grease decreases in a predetermined fixed time.
  • the counting unit corresponds to the grease amount detecting unit.
  • the on-off valve is opened at regular intervals stored in the storage unit, and a predetermined amount of grease stored in the storage unit is supplied to the grease supply path 135. Therefore, the grease is supplied from the grease supply path 135 to the grease supply unit 130 due to a pressure difference between the outside and the inside of the air blowing unit 113.
  • the grease replenishment control unit 132 stores the amount of decrease in grease over time in the grease replenishment control unit 132 in advance, and the stored decrease amount is set as a predetermined amount according to the operation time. Control to replenish grease to the bearing 128 was performed.
  • the configuration of the grease supply control unit 132 is not limited to these.
  • FIG. 4 is a configuration diagram of the air blowing unit 113 of the gas laser oscillation apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The same components as those in the first embodiment shown in FIG.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that a temperature sensor 131 as a temperature detection unit is provided in the vicinity of the bearing 128. Both the temperature sensor 131 and the grease supply unit 130 are connected to the grease supply control unit 132.
  • the temperature sensor 131 detects an increase in bearing temperature due to heat generation when the grease volatilizes and decreases over time.
  • the grease replenishment control unit 132 is sent with a signal to the grease replenishment unit 130 by comparison with a preset temperature value to replenish the grease to the bearing 128.
  • the grease supply control unit 132 stores correlation data between the bearing temperature and the grease amount in advance.
  • the on-off valve When the bearing temperature rises as the grease amount decreases and exceeds a preset threshold value, the on-off valve is opened, and a predetermined amount of grease is supplied to the grease supply path 135. After replenishing the grease, observe the bearing temperature for a certain period of time, and if it exceeds the second threshold set below the threshold several degrees Celsius, replenish the grease a certain amount again and finally the second Replenishment is continued until it falls below the threshold value.
  • FIG. 5 is a configuration diagram of the air blowing unit 113 of the gas laser oscillation apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The same components as those in the first embodiment shown in FIG.
  • the present embodiment is different from the first embodiment in that the support member 125 is provided with a vibration sensor 133 as a vibration detection unit. Both the vibration sensor 133 and the grease supply unit 130 are connected to the grease supply control unit 132.
  • the vibration sensor 133 detects an increase in vibration and compares the value with a preset value to send a signal to the grease replenishing unit 130 to replenish the bearing 128 with grease.
  • the grease supply control unit 132 stores correlation data between the vibration amount and the grease amount in advance.
  • the on-off valve opens, and a predetermined amount of grease is supplied to the grease supply path 135. After replenishing the grease, observe the vibration amount for a certain period of time, and if it exceeds the second threshold value set below the threshold number m / s 2 , replenish the grease again and finally Replenishment is continued until the second threshold value is exceeded.
  • the laser gas flow path 110 is formed into a unit in such a form that only members that generate a laser gas flow, for example, the rotating shaft 123 and the impeller 124 are installed in the laser gas flow path 110, and are unitized. Also good.
  • the laser gas flow is configured to be discharged in the centrifugal force direction of the rotation of the impeller 124 after entering the axial flow direction with respect to the impeller 124. Therefore, only the impeller 124 is installed in the laser gas flow path 110, and other portions, that is, the support member 125, the bearing 128, the grease replenishment unit 130, the grease replenishment control unit 130, the grease replenishment path 135, and the like are provided in the gas flow path 110. Will be placed outside.
  • an appropriate amount of grease can be appropriately supplied to the bearing of the blower, thereby extending the life of the bearing, reducing the replacement frequency of the blower, and reducing the periodic inspection cost. It becomes possible to do.
  • the present invention is useful as various gas laser oscillators and gas laser processing machines because it can reduce the need for maintenance of the blower part by automatically replenishing grease to the bearing and can significantly reduce the periodic inspection cost of the entire apparatus. .

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

送風部（１１３）が、先端に翼車（１２４）を設けた回転軸（１２３）と、回転軸（１２３）を回転させる駆動部と、回転軸（１２３）に結合された軸受（１２８）と、軸受（１２８）に封入されたグリス（１２９）と、軸受（１２８）にグリス（１２９）を補給するグリス補給部（１３０）と、軸受（１２８）に封入されたグリス量を検出するグリス量検出部（１３２ａ）と、グリス量検出部（１３２ａ）で検出したグリス量に応じてグリス補給部（１３０）にグリス（１２９）の補給の制御を行うグリス補給制御部（１３２）とを有する。これにより、グリス不足による軸受消耗を防止して、送風部のメンテナンスフリー化が図れる。

Description

ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
　本発明は主として板金切断、溶接などの用途に用いられるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機に関するものである。
　図６は従来の軸流型ガスレーザ発振装置の概略構成図である。以下、図６を参照しながら従来の軸流型ガスレーザ発振装置を説明する。
　図６において、ガラスなどの誘電体よりなる放電管９０１の周辺に、電極９０２、９０３設けられている。電極９０２、９０３には電源９０４が接続されている。放電管９０１内には電極９０２、９０３間に挟まれた放電空間９０５が形成されている。放電空間９０５の両端には全反射鏡９０６と部分反射鏡９０７とが固定配置されており、全反射鏡９０６と部分反射鏡９０７とで光共振器を形成している。部分反射鏡９０７からはレーザビーム９０８が出力される。軸流型ガスレーザ発振装置の中のレーザガス流路９１０を矢印９０９に示すようにレーザガス流が循環している。レーザガス流路９１０にはレーザガスを循環させるための送風機９１３が設けられている。送風機９１３により放電空間９０５にて約１００ｍ／ｓｅｃ程度のガス流を得ている。レーザガス流路９１０には放電空間９０５における放電と送風機９１３の運転により温度上昇したレーザガスの温度を下げるための熱交換機９１１、９１２が設けられている。レーザガス流路９１０と放電管９０１は、レーザガス導入部９１４で接続されている。
　このような構成からなる軸流型ガスレーザ発振装置は、送風機９１３より送り出されたレーザガスは、レーザガス流路９１０を通り、レーザガス導入部９１４より放電管９０１内へ導入される。レーザガスを放電管９０１導入した状態で、電源９０４に接続された電極９０２、９０３から放電空間９０５に放電を発生させる。放電空間９０５内のレーザガスは、この放電エネルギーを得て励起される。励起されたレーザガスは全反射鏡９０６および部分反射鏡９０７により形成された光共振器で共振状態となり、部分反射鏡９０７からレーザビーム９０８が出力される。レーザビーム９０８がレーザ加工等の用途に用いられる。
　図７は従来のガスレーザ発振装置に用いられる送風機９１３を示す構成図である。図７において、モータロータ９２２は回転軸９２３と結合され、回転軸９２３の先端に翼車９２４が設けられている。モータロータ９２２と同軸にモータステータ９２６が配置され、モータステータ９２６は支持部材９２５に固定されている。モータステータ９２６へ外部より交流電力が供給されると、発生した回転磁界によりモータロータ９２２が回転し、回転軸９２３を介して翼車９２４を回転させる。翼車９２４の回転によりレーザガス流９０９が発生する。
　回転軸９２３は上下２箇所に配置された軸受９２８によって回転可能な状態で支持されている。軸受９２８は回転軸９２３と結合されている。送風機９１３の構成は回転部と非回転部とに分けられ、回転部は、モータロータ９２２、回転軸９２３、翼車９２４および軸受９２８から構成されている。
　軸受９２８の外周は非回転部である支持部材９２５と結合されている。軸受９２８には、潤滑のためグリス９２９が封入されている。
　ガスレーザ発振装置において、送風機９１３はユーザ先での定期交換部品の一つである。送風機９１３の中で最も寿命が短い部品が軸受９２８であり、軸受９２８の寿命はグリス９２９の量に依存する。一般的にグリス９２９は揮発性の物質であるため、経時的にグリス９２９は減少していく。グリスが減少すると、潤滑性能が低下し、軸受９２８の消耗が進行し、寿命に至ることになる。
　例えば、特許文献１に開示された軸受９２８の潤滑に関する従来技術は、軸受近傍にグリス補給部および回収部を設けたものである。このような従来の技術では、軸受９２８に供給するグリスの量はグリス補給部の容量によって決まってしまう。したがって、このような技術では、送風機９１３の使用程度に応じた経時的なグリスの減少には対応できない。
　本来であれば、軸受９２８へ適宜グリスを補給出来れば寿命を延長する事が可能となるが、ユーザの現場で実施する事は困難である。あるいは、軸受９２８のみを交換すれば送風機９１３は機能を回復するが、軸受９２８を外すためには送風機９１３全体を交換することになる。そのため、ユーザにとって、送風機９１３全体の交換費用を負担する必要があり、定期点検費用のコスト上昇を招いていた。
　すなわち、従来は、軸受９２８の寿命延長により、送風機９１３の交換頻度を減らしてメンテナンスフリーとし、定期点検費用を低減することが大きな課題となっていた。
特開２００５－２２１０４２号公報
　本発明は、送風機の軸受の寿命を延長し、送風機の交換頻度を減らしてメンテナンスフリーとし、定期点検費用を低減することが可能となるガスレーザ発振装置を提供するものである。
　本発明のガスレーザ発振装置は、レーザガスを励起する放電部と、レーザガスを送風する送風部と、放電部と送風部との間に設けられたレーザガス経路とを備え、送風部が、先端に翼車部を設けた回転軸と、回転軸を回転させる駆動部と、回転軸に結合された軸受と、軸受に封入されたグリスと、軸受にグリスを補給するグリス補給部と、軸受に封入されたグリス量を検出するグリス量検出部と、グリス量検出部で検出したグリス量に応じてグリス補給部にグリスの補給を行うグリス補給制御部とを有する構成を備える。
　かかる構成により、送風部の軸受の寿命を延長し、送風部の交換頻度を減らしてメンテナンスフリーとし、定期点検費用を低減することが可能となる。
図１は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置の概略構成図である。 図２は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ加工機の構成図である。 図３は、同実施の形態に係るガスレーザ発振装置の送風部の構成を示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態２に係るガスレーザ発振装置の送風部の構成を示す断面図である。 図５は、本発明の実施の形態３に係るガスレーザ発振装置の送風部の構成を示す断面図である。 図６は、従来のガスレーザ発振装置の構成図である。 図７は、従来のガスレーザ発振装置における送風機の構成図である。
　以下に、本発明を、実施の形態に基づいて、図面を参照しながら説明する。しかし、本発明は、実施の形態に限られるものではない。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の一実施の形態に係る軸流型のガスレーザ発振装置の概略構成図である。本実施の形態の軸流型ガスレーザ発振装置１００は、ガラスなどの誘電体で形成された放電部としての放電管１０１を有している。電極１０２と電極１０３は放電管１０１周辺に設けられ、各電極１０２、１０３には電源１０４が接続されている。電極１０２と電極１０３の間に挟まれた放電管１０１内に放電空間１０５が形成される。全反射鏡１０６と部分反射鏡１０７は放電空間１０５の両端に固定配置され、光共振器を形成している。部分反射鏡１０７よりレーザビーム１０８は白矢印に示すように出力される。
　レーザガス流１０９は、軸流型のガスレーザ発振装置１００に設けられたレーザガス流路１１０を、黒矢印に示すように循環している。レーザガス流路１１０には、レーザガスを循環させるための送風部１１３が設けられている。送風部１１３により放電空間１０５に約１００ｍ／ｓｅｃ程度のガス流を得ている。レーザガス流路１１０には、放電空間１０５における放電と送風部１１３の運転とにより温度上昇したレーザガスの温度を下げるための熱交換機１１１および熱交換機１１２が設けられている。レーザガス流路１１０と放電管１０１は、レーザガス導入部１１４で接続されている。
　以上の構成の本実施の形態の軸流型のガスレーザ発振装置１００の動作について説明する。送風部１１３より送り出されたレーザガスは、レーザガス流路１１０を通り、レーザガス導入部１１４より放電管１０１内へ導入される。放電管１０１内へレーザガスを導入させた状態で、電源１０４に接続された電極１０２、１０３から放電空間１０５に放電を発生させる。
　放電空間１０５内のレーザガスは、この放電エネルギーを得て励起される。励起されたレーザガスは、全反射鏡１０６および部分反射鏡１０７により形成された光共振器で共振状態となり、部分反射鏡１０７からレーザビーム１０８が出力される。レーザビーム１０８がレーザ加工等の用途に用いられる。
　図２は本実施の形態に係る板金切断用のレーザ加工機を示す概略構成図である。以下、図２を参照しながら本実施の形態に係るレーザ加工機について説明する。図２に於いて、ガスレーザ発振装置２００は、図１に示す構成を備え、レーザビーム２０８を出力する。レーザビーム２０８は、反射鏡２１５にて反射され、ワーク２１６近傍へ導かれる。レーザビーム２０８は、トーチ２１７内部に備えられた集光レンズ２１８によって高密度のエネルギビームに集光され、ワーク２１６に照射され、切断加工が行われる。ワーク２１６は加工テーブル２１９上に固定されている。Ｘ軸モータ２２０あるいはＹ軸モータ２２１によって、トーチ２１７はワーク２１６に対して相対的に移動する。このような構成により、ワーク２１６に対して所定の形状の加工が行われる。
　図３に、図１に示すガスレーザ発振装置１００のレーザガス流路１１０内に設置された送風部１１３の構成を詳細に示す。図３において、モータロータ１２２は回転軸１２３と結合され、回転軸１２３の先端に翼車１２４が備えられている。モータロータ１２２と同軸にモータステータ１２６が配置され、モータステータ１２６は支持部材１２５に固定されている。
　支持部材１２５は、レーザガス流路１１０の外壁１１０ａに対して、送風部１１３を構成する各部材を支持するものであり、レーザガス流１０９の流路を確保するように形成されている。
　モータステータ１２６への外部からの配線（図示せず）により交流電力が供給されると、発生した回転磁界によりモータロータ１２２が回転し、回転軸１２３を介して翼車１２４を回転させる。翼車１２４の回転によりレーザガス流１０９が発生する。回転軸１２３は左右２箇所に配置された軸受１２８によって回転可能な状態で支持されている。
　送風部１１３の構成は回転部と非回転部とに分けられ、回転部は、モータロータ１２２、回転軸１２３、翼車１２４および軸受１２８の内輪１２８ａから構成されている。非回転部は、モータステータ１２６、軸受１２８の外輪１２８ｂ、支持部材１２５、後述するグリス補給部１３０、グリス補給路１３５、およびグリス補給制御部１３２から構成される。
　軸受１２８の内輪１２８ａは回転軸１２３に、外輪１２８ｂは支持部材１２５へ圧入され固定されている。内輪１２８ａと外輪１２８ｂとの間に球状の転動体１２８ｃが配置されている。内輪１２８ａは回転軸１２３と一緒に回転し、一方外輪１２８ｂは支持部材１２５に固定されているため回転しない状態にある。転動体１２８ｃは、内輪１２８ａの動きに合わせて転がり運動を行い、転がり軸受けを形成している。
　複数の軸受１２８のそれぞれに隣接してグリス補給部１３０が配置されている。軸受１２８の中にはグリス１２９が封入されている。軸受１２８は、構造上外部との間に隙間が存在するため、その隙間を通して、経時的にグリスが揮発し、減少していく事は避けられない。グリスが減少すると潤滑性能の低下により、軸受２８の摩擦が増大し、発熱および振動が増大する。これを防ぐため、グリス補給部１３０は、減少分のグリスを補給する構造を有している。
　グリス補給制御部１３２はグリス量検出部で検出したグリス量に応じてグリス補給部１３０にグリスの補給を行う。本実施の形態では、グリス補給制御部１３２によって、グリスの量を検出し、その検出結果に基づいてグリスの補給がなされる。そのために、グリス補給制御部１３２とグリス補給部１３０間にグリス補給路１３５が設けられている。本実施の形態では、グリス補給部１３０の一例として、真空力を用いた方法を用いている。ガスレーザ発振装置１００において、送風部１１３の内部を含むガス流路１１０は減圧状態にある。一方、送風部１１３の外部は大気中である。よって、送風部１１３の外部と内部の圧力差による真空力を用いて、内部へグリスを導入する事が可能である。
　具体的には、グリス補給制御部１３２内に、大量のグリスを保存しておくグリス溜め１３２ｂがあり、グリス補給部１３０は単なる開口部であり、その開口部とグリス溜め１３２ｂをグリス補給路１３５で結合している。グリス溜め１３２ｂとグリス補給路１３５との間には開閉弁１３２ｃが設けられている。グリス補給制御部１３２は、送風部１１３の動作時間を計数する計数部１３２ａを有している。また、グリス補給制御部１３２は、送風部１１３の動作時間に応じたグリスの減少量を記憶する記憶部を有している。例えば、記憶部は、所定の一定時間でどれだけのグリス量が減少するかを記憶している。すなわち、本実施の形態では、計数部がグリス量検出部に相当する。本実施の形態では、記憶部に記憶された一定時間毎に開閉弁が開き、記憶部に記憶された予め定められた量のグリスがグリス補給路１３５に供給される。したがって、グリスは、グリス補給路１３５からグリス補給部１３０に、送風部１１３の外部と内部の圧力差によって供給される。
　なお、本実施の形態では、グリス補給制御部１３２として、経時的なグリスの減少量を予めグリス補給制御部１３２に記憶させておき、運転時間に応じて、記憶された減少量を所定量としてグリスを軸受１２８へ補給する制御を行った。しかし、グリス補給制御部１３２の構成は、これらに限られることはない。
　（実施の形態２）
　次に、図４は本発明の実施の形態２に係るガスレーザ発振装置の送風部１１３の構成図である。図３に示す実施の形態１と同一の構成要素には同じ符号をつけて説明は省略するものとする。
　図４において、本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、軸受１２８の近傍に温度検出部としての温度センサ１３１が備えられている点である。温度センサ１３１およびグリス補給部１３０は、共にグリス補給制御部１３２に接続されている。経時的にグリスが揮発し、減少した場合の発熱による軸受温度上昇を温度センサ１３１で検出する。グリス補給制御部１３２には、予め設定された温度の値との比較により、グリス補給部１３０へ信号を送り、軸受１２８へのグリス補給を行う。例えば、グリス補給制御部１３２には、あらかじめ軸受温度とグリス量との相関データが記憶されている。グリス量の減少に伴い軸受温度が上昇し、あらかじめ設定された閾値を越えると、開閉弁が開き、あらかじめ設定された一定量のグリスがグリス補給路１３５に供給される。グリス補給後、一定時間の間、軸受温度を観測し、閾値の数℃下に設定された第２の閾値を上回っているようであれば、再度グリスを一定量補給し、最終的に第２の閾値を下回るまで補給は継続される。
　（実施の形態３）
　次に、図５は本発明の実施の形態３に係るガスレーザ発振装置の送風部１１３の構成図である。図３に示す実施の形態１と同一の構成要素には同じ符号をつけて説明は省略するものとする。
　図５において、本実施の形態が実施の形態１と異なるのは、支持部材１２５に振動検出部としての振動センサ１３３が備えられている点である。振動センサ１３３およびグリス補給部１３０は、共にグリス補給制御部１３２に接続されている。経時的にグリスが揮発し、減少した場合の振動増大を振動センサ１３３で検出し、予め設定された値との比較により、グリス補給部１３０へ信号を送り、軸受１２８へのグリス補給を行う。例えば、グリス補給制御部１３２には、あらかじめ振動量とグリス量との相関データが記憶されている。グリス量の減少に伴い振動量が上昇し、あらかじめ設定された閾値を越えると、開閉弁が開き、あらかじめ設定された一定量のグリスがグリス補給路１３５に供給される。グリス補給後、一定時間の間、振動量を観測し、閾値の数ｍ／ｓ２以下に設定された第２の閾値を上回っているようであれば、再度グリスを一定量補給し、最終的に第２の閾値を下回るまで補給は継続される。
　なお、上記各実施の形態においては、送風部１１３がレーザガス流路１１０内に設置される例を示したが、レーザガス流路１１０の外壁１１０ａのうち送風部１１３近傍部分を装置全体に対して着脱可能にしておき、各図に示した部分をユニットとして設置してもよい。
　また、上記ユニット化する場合に、レーザガス流を生じさせる部材、例えば回転軸１２３と翼車１２４のみがレーザガス流路１１０内に設置されるような形態でレーザガス流路１１０を形成してユニット化してもよい。この場合、レーザガスの流れは、翼車１２４に対して、軸流方向に入って来た後に、翼車１２４の回転の遠心力方向へ吐き出される構成となる。したがって、レーザガス流路１１０には翼車１２４のみが設置され、他の部位、すなわち支持部材１２５、軸受１２８、グリス補給部１３０、グリス補給制御部１３０、グリス補給路１３５などは、ガス流路１１０の外に配置されることになる。このようにすれば、レーザガス流は、軸受１２８部分を通過しないため、グリスの揮発ガスがレーザガスへ混入する事によるレーザガス混合比変化の影響を小さく出来、かつ、送風部１１３のメンテナンスの容易さを向上できる。
　以上に示すように、本発明によれば、送風部の軸受へグリスを適宜適当量の供給を可能とし、これにより軸受の寿命を延長し、送風部の交換頻度を減らし、定期点検費用を低減することが可能となる。
　本発明は、軸受へのグリス自動補給により送風部のメンテナンスの必要性を低減し、装置全体の定期点検費用を大幅に抑制する事ができるので、各種ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機として有用である。
　１００　　ガスレーザ発振装置
　１０１　　放電管
　１０２，１０３　　電極
　１０４　　電源
　１０５　　放電空間
　１０６　　全反射鏡
　１０７　　部分反射鏡
　１０８　　レーザビーム
　１０９　　レーザガス流
　１１０　　レーザガス流路
　１１０ａ　　外壁
　１１１，１１２　　熱交換器
　１１３　　送風部
　１１４　　レーザガス導入部
　１２２　　モータロータ
　１２３　　回転軸
　１２４　　翼車
　１２５　　支持部材
　１２６　　モータステータ
　１２８　　軸受
　１２８ａ　　内輪
　１２８ｂ　　外輪
　１２８ｃ　　転動体
　１２９　　グリス
　１３０　　グリス補給部
　１３１　　温度センサ
　１３２　　グリス補給制御部
　１３２ａ　　計数部
　１３２ｂ　　グリス溜め
　１３２ｃ　　開閉弁
　１３３　　振動センサ
　１３５　　グリス補給路

Claims (7)

  1. レーザガスを励起する放電部と、前記レーザガスを送風する送風部と、前記放電部と前記送風部との間に設けられたレーザガス流路とを備え、前記送風部が、先端に翼車を設けた回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸に結合された軸受と、前記軸受に封入されたグリスと、前記軸受に前記グリスを補給するグリス補給部と、前記軸受に封入されたグリス量を検出するグリス量検出部と、前記グリス量検出部で検出した前記グリス量に応じて前記グリス補給部に前記グリスの補給の制御を行うグリス補給制御部とを有するガスレーザ発振装置。
  2. 前記グリス補給部は、前記送風部の外部と内部の圧力差による真空力を利用して前記グリスの補給を行なう請求項１記載のガスレーザ発振装置。
  3. 前記グリス量検出部は、前記軸受の近傍に設けられた温度検出部である請求項１記載のガスレーザ発振装置。
  4. 前記グリス量検出部は、前記軸受の近傍に設けられた振動検出部である請求項１記載のガスレーザ発振装置。
  5. 前記グリス量検出部は、前記送風部の動作時間を計数する計数部である請求項１記載のガスレーザ発振装置。
  6. 前記グリス補給制御部は、前記計数部で計数した一定時間毎に予め定められた量の前記グリスを前記グリス補給部から前記軸受に補給するように制御する請求項５記載のガスレーザ発振装置。
  7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のガスレーザ発振装置を具備したガスレーザ加工機。
PCT/JP2010/000450 2009-02-23 2010-01-27 ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機 WO2010095366A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009038892A JP2012094556A (ja) 2009-02-23 2009-02-23 ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
JP2009-038892 2009-02-23

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010095366A1 true WO2010095366A1 (ja) 2010-08-26

Family

ID=42633657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/000450 WO2010095366A1 (ja) 2009-02-23 2010-01-27 ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2012094556A (ja)
WO (1) WO2010095366A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2469667A1 (en) * 2009-11-24 2012-06-27 Panasonic Corporation Gas laser oscillation device and gas laser processing machine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6353397A (ja) * 1986-08-19 1988-03-07 Toshiba Eng Co Ltd 軸受給脂装置
JPH04351400A (ja) * 1991-05-30 1992-12-07 Komatsu Ltd 自動給油脂装置
JPH06216437A (ja) * 1993-01-20 1994-08-05 Fanuc Ltd レーザ用ターボブロア
JP2004076938A (ja) * 2002-08-02 2004-03-11 Nsk Ltd 潤滑装置及び軸受装置
JP2005221042A (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Ntn Corp 転がり軸受

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6353397A (ja) * 1986-08-19 1988-03-07 Toshiba Eng Co Ltd 軸受給脂装置
JPH04351400A (ja) * 1991-05-30 1992-12-07 Komatsu Ltd 自動給油脂装置
JPH06216437A (ja) * 1993-01-20 1994-08-05 Fanuc Ltd レーザ用ターボブロア
JP2004076938A (ja) * 2002-08-02 2004-03-11 Nsk Ltd 潤滑装置及び軸受装置
JP2005221042A (ja) * 2004-02-09 2005-08-18 Ntn Corp 転がり軸受

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2469667A1 (en) * 2009-11-24 2012-06-27 Panasonic Corporation Gas laser oscillation device and gas laser processing machine
EP2469667A4 (en) * 2009-11-24 2014-06-11 Panasonic Corp GAS LASER LOCATION AND GAS LASER PROCESSING MACHINE
US10050402B2 (en) 2009-11-24 2018-08-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Gas laser oscillation device and gas laser processing machine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012094556A (ja) 2012-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO1990010328A1 (en) Turboblower for lasers and laser oscillator
US5461636A (en) Turbo blower for lasers
JP5218639B2 (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
WO2010095366A1 (ja) ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
EP2387116B1 (en) Gas laser oscillation device and gas laser processing machine
JP5440612B2 (ja) ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
WO2010134256A1 (ja) ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
JP6454877B2 (ja) ガスレーザ発振装置
JP5423347B2 (ja) ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
JP2016219717A (ja) ガスレーザ発振装置
JP2012059797A (ja) ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
US7342948B2 (en) Blower used for laser oscillator
JPH0344082A (ja) レーザ用ターボブロア及びそれを用いたレーザ発振装置
JP5494027B2 (ja) レーザ発振装置
JP2013004826A (ja) ガスレーザ発振装置およびレーザ加工機
JP2011086851A (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP4148106B2 (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP2005042670A (ja) ターボ形ガス圧縮機およびガス圧縮機によるレーザ発振器へのガス供給装置
JP2009203854A (ja) 燃料電池用圧縮機
JP2010212550A (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JP2014116344A (ja) ガスレーザ発振装置
JP2010153545A (ja) ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
JP2004207467A (ja) レーザ発振装置およびレーザ加工機
JPH07211964A (ja) レーザ用ターボブロア
JP2016032013A (ja) ガスレーザ発振装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10743498

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10743498

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP