(57)【要約】【課題】半導体レーザおよび集光レンズを有するレーザ光発生集光部を小型化することが可能な放熱構造を備えるレーザ加工装置を提供すること。【解決手段】レーザ加工装置１は、レーザ光を出射する半導体レーザおよび半導体レーザから出射されるレーザ光を集光する集光レンズを有するレーザ光発生集光部５と、半導体レーザに電力を供給する電源６を有する電源部７と、レーザ光発生集光部５と電源部７とを接続する電源ケーブルと、伝熱性を有する材料で形成され電源ケーブルが内部に配置されるフレキシブルチューブ９とを備えている。レーザ光発生集光部５は、伝熱性を有する材料で形成され半導体レーザを保持するレーザ保持部材を備えており、フレキシブルチューブ９にレーザ保持部材からの熱が伝達されるように構成されている。【選択図】図１
2010040764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する半導体レーザおよび前記半導体レーザから出射される前記レーザ光を集光する集光レンズを有するレーザ光発生集光部と、前記半導体レーザに電力を供給する電源を有する電源部と、前記レーザ光発生集光部と前記電源部とを接続する電源ケーブルと、伝熱性を有する材料で形成され前記電源ケーブルが内部に配置されるフレキシブルチューブとを備え、
前記レーザ光発生集光部は、伝熱性を有する材料で形成され前記半導体レーザを保持するレーザ保持部材を備え、
前記フレキシブルチューブには、前記レーザ保持部材からの熱が伝達されることを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項２】
前記レーザ光発生集光部は、伝熱性を有する材料で形成され前記レーザ保持部材と前記フレキシブルチューブとに接触する伝熱部材を備えることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
【請求項３】
前記レーザ保持部材には、前記レーザ保持部材における前記レーザ光の出射端側から前記保持部材における前記レーザ光の反出射端側まで通ずる通気溝または通気孔が形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工装置。
【請求項４】
前記通気溝または前記通気孔を利用して、前記レーザ保持部材の前記出射端側から前記レーザ保持部材の前記反出射端側に向かって気体を吸引する吸引手段を備えることを特徴とする請求項３記載のレーザ加工装置。
【請求項５】
前記通気溝または前記通気孔を利用して、前記レーザ保持部材の前記反出射端側から前記レーザ保持部材の前記出射端側に向かって気体を送出する送出手段を備えることを特徴とする請求項３または４記載のレーザ加工装置。
【請求項６】
前記フレキシブルチューブの内部には、気体が通過可能な気体通過路が形成されていることを特徴とする請求項４または５記載のレーザ加工装置。
【請求項７】
前記レーザ光発生集光部は、前記レーザ保持部材の外周面に当接して前記レーザ保持部材の外周面を覆う筒状のケース体を備え、
前記レーザ保持部材の外周面には、前記通気溝が形成されていることを特徴とする請求項３から６いずれかに記載のレーザ加工装置。
【請求項８】
レーザ光を出射する半導体レーザおよび前記半導体レーザから出射される前記レーザ光を集光する集光レンズを有するレーザ光発生集光部と、前記半導体レーザに電力を供給する電源を有する電源部と、前記レーザ光発生集光部と前記電源部とを接続する電源ケーブルと、前記電源ケーブルが内部に配置されるフレキシブルチューブとを備え、
前記レーザ保持部材には、前記レーザ保持部材における前記レーザ光の出射端側から前記レーザ保持部材における前記レーザ光の反出射端側まで通ずる通気溝または通気孔が形成され、
前記フレキシブルチューブの内部には、気体が通過可能な気体通過路が形成されていることを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光で被加工物を加工するレーザ加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザから出射されるレーザ光を用いて被加工物を加工するレーザ加工装置が従来から広く利用されている。この種のレーザ加工装置として、半導体レーザを有する半導体レーザ部と、半導体レーザ部から出射されるレーザ光を集光するレンズ部と、半導体レーザ部に電力を供給する電源部とを備えるレーザ加熱装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１には、半導体レーザ部とレンズ部とを接続する光ファイバー部を有するファイバー方式のレーザ加熱装置が開示されている。また、特許文献１には、半導体レーザ部とレンズ部とがユニット化されたレーザユニット部と、このレーザユニット部と電源部とを接続する電源ケーブルを有する直接照射方式のレーザ加熱装置も開示されている。
【０００４】
特許文献１に記載のレーザ加熱装置等のレーザ加工装置では、半導体レーザから出射されるレーザ光の出力低下を抑制するため、レーザ光の出射中に上昇する半導体レーザの温度を下げる必要がある。半導体レーザの温度を下げる放熱構造としては、たとえば、ペルチェ素子を用いた放熱構造が提案されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２５２７７６号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８４４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の直接照射方式のレーザ加熱装置では、光ファイバーが使用されていないため、ファイバー方式のレーザ加熱装置よりもコストを低減することが可能になる。また、直接照射方式のレーザ加熱装置では、光ファイバーでの光損失がないため、半導体レーザから出射されるレーザ光を効率良く被加工物に照射することが可能になる。
【０００７】
一方で、直接照射方式のレーザ加熱装置では、半導体レーザ部とレンズ部とが一体化されるため、レーザユニット部が大型化しやすくなる。また、上述のように、レーザ加工装置では、被加工物の加工時に半導体レーザの温度を下げる必要があるが、特許文献２で提案されているような放熱構造をレーザユニット部の内部に配置すると、レーザユニット部がさらに大型化しやすくなる。
【０００８】
しかしながら、直接照射方式のレーザ加工装置の場合、被加工物の加工時に、レーザユニット部を動かして被加工物を加工する必要があるため、レーザユニット部は小型であることが望ましい。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、半導体レーザおよび集光レンズを有するレーザ光発生集光部を小型化することが可能な放熱構造を備えるレーザ加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明のレーザ加工装置は、レーザ光を出射する半導体レーザおよび半導体レーザから出射されるレーザ光を集光する集光レンズを有するレーザ光発生集光部と、半導体レーザに電力を供給する電源を有する電源部と、レーザ光発生集光部と電源部とを接続する電源ケーブルと、伝熱性を有する材料で形成され電源ケーブルが内部に配置されるフレキシブルチューブとを備え、レーザ光発生集光部は、伝熱性を有する材料で形成され半導体レーザを保持するレーザ保持部材を備え、フレキシブルチューブには、レーザ保持部材からの熱が伝達されることを特徴とする。
【００１１】
ここで、本明細書において、「フレキシブルチューブ」とは、柔軟性を有し自由自在に曲げることができる管状部材のことをいう。たとえば、本明細書におけるフレキシブルチューブは、金属製の薄いパイプ（チューブ）に波型の絞り加工を施すこと、あるいは、リング状の金属板を溶接することで形成される。また、フレキシブルチューブの外周側には、金属製のワイヤーが編み込まれることもある。なお、このフレキシブルチューブは、「フレキシブルホース」、「フレキシブルパイプ」、「螺旋管」、「ベローズ」あるいは「蛇腹」と呼ばれることもある。
【００１２】
本発明のレーザ加工装置では、レーザ光発生集光部と電源部とを接続する電源ケーブルが内部に配置されるフレキシブルチューブは伝熱性を有する材料で形成されている。また、伝熱性を有する材料で形成され半導体レーザを保持するレーザ保持部材からの熱は、フレキシブルチューブに伝達される。そのため、レーザ光発生集光部と電源部との間に配置されるフレキシブルチューブを用いて、半導体レーザの熱を放散することができる。したがって、レーザ光発生集光部の内部に放熱用の構造を別途、配置する必要がなくなる。その結果、本発明では、レーザ光発生集光部を小型化することが可能になる。また、本発明では、フレキシブルチューブによって電源ケーブルの断線を防止することができる。
【００１３】
本発明において、レーザ光発生集光部は、伝熱性を有する材料で形成されレーザ保持部材とフレキシブルチューブとに接触する伝熱部材を備えることが好ましい。このように構成すると、伝熱部材の放熱効果を利用して半導体レーザの熱を放散することが可能になる。また、レーザ保持部材とフレキシブルチューブとを直接、接触させなくても良いため、レーザ光発生集光部の設計の自由度が高くなる。
【００１４】
本発明において、レーザ保持部材には、レーザ保持部材におけるレーザ光の出射端側から保持部材におけるレーザ光の反出射端側まで通ずる通気溝または通気孔が形成されていることが好ましい。このように構成すると、通気溝または通気孔を通過する気体を利用して、レーザ保持部材の熱を効率良く放散することができる。すなわち、半導体レーザの熱を効率良く放散することができる。
【００１５】
本発明において、レーザ加工装置は、通気溝または通気孔を利用して、レーザ保持部材の出射端側からレーザ保持部材の反出射端側に向かって気体を吸引する吸引手段を備えることが好ましい。このように構成すると、通気溝または通気孔を利用して、レーザ光が照射される被加工物から発生する発生ガスを吸引することができる。したがって、レーザ加工時の作業環境を向上させることが可能になり、また、集光レンズの汚れを防止することが可能になる。また、吸引手段によって吸引される発生ガスが通気溝または通気孔を通過するため、この発生ガスを用いて、レーザ保持部材の熱を効率良く放散することができる。
【００１６】
本発明において、レーザ加工装置は、通気溝または通気孔を利用して、レーザ保持部材の反出射端側からレーザ保持部材の出射端側に向かって気体を送出する送出手段を備えることが好ましい。このように構成すると、レーザ加工中の被加工物の酸化を防止したり、被加工物の周囲を冷却するための窒素ガスやヘリウムガス等のアシストガスを通気溝または通気孔を利用して被加工物に向かって噴射することができる。したがって、被加工物を適切に加工することが可能になる。また、送出手段によって送出されるアシストガスが通気溝または通気孔を通過するため、このアシストガスを用いて、レーザ保持部材の熱を効率良く放散することができる。
【００１７】
本発明において、フレキシブルチューブの内部には、気体が通過可能な気体通過路が形成されていることが好ましい。このように構成すると、フレキシブルチューブを利用して、レーザ光発生集光部から発生ガスを吸引したり、レーザ光発生集光部に向かってアシストガスを送出することができる。したがって、レーザ光発生集光部に吸引手段や送出手段を配置する必要がなくなり、レーザ光発生集光部を小型化することが可能になる。また、発生ガスを吸引するための配管やアシストガスを送出するための配管を別途、設ける必要がなくなるため、レーザ加工装置の構成を簡素化することができる。
【００１８】
本発明において、レーザ光発生集光部は、レーザ保持部材の外周面に当接してレーザ保持部材の外周面を覆う筒状のケース体を備え、レーザ保持部材の外周面には、通気溝が形成されていることが好ましい。このように構成すると、ケース体の内周面と通気溝とによって、気体が通過する空間を形成することができる。したがって、レーザ保持部材に通気孔を形成する場合と比較して、レーザ保持部材の加工が容易になる。
【００１９】
また、上記の課題を解決するため、本発明のレーザ加工装置は、レーザ光を出射する半導体レーザおよび半導体レーザから出射されるレーザ光を集光する集光レンズを有するレーザ光発生集光部と、半導体レーザに電力を供給する電源を有する電源部と、レーザ光発生集光部と電源部とを接続する電源ケーブルと、電源ケーブルが内部に配置されるフレキシブルチューブとを備え、レーザ保持部材には、レーザ保持部材におけるレーザ光の出射端側からレーザ保持部材におけるレーザ光の反出射端側まで通ずる通気溝または通気孔が形成され、フレキシブルチューブの内部には、気体が通過可能な気体通過路が形成されていることを特徴とする。
【００２０】
本発明のレーザ加工装置では、レーザ保持部材におけるレーザ光の出射端側からレーザ保持部材におけるレーザ光の反出射端側まで通ずる通気溝または通気孔が形成されている。そのため、通気溝または通気孔を通過する気体を利用して、レーザ保持部材の熱を放散することができる。したがって、レーザ光発生集光部の内部に放熱用の構造を別途、配置する必要がなくなる。また、フレキシブルチューブの内部には、気体が通過可能な気体通過路が形成されている。そのため、通気溝または通気孔を通過した気体を気体通過路を介して吸引したり、通気溝または通気孔を通過する気体を気体通過路を介して送出することが可能になる。したがって、気体を吸引するための吸引手段や気体を送出するための送出手段をレーザ光発生集光部に配置する必要がなくなる。その結果、本発明では、レーザ光発生集光部を小型化することが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明のレーザ加工装置では、半導体レーザおよび集光レンズを有するレーザ光発生集光部を小型化することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
（レーザ加工装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置１の概略構成を示す斜視図である。図２は、図１に示すレーザ光発生集光部５とフレキシブルチューブ９とを示す図である。図３は、図２のＥ−Ｅ断面の断面図である。図４は、図２のＦ−Ｆ方向からレーザ光発生集光部５を示す図である。図５は、図３に示すレーザ保持部材１２の斜視図である。図６は、図２のＧ−Ｇ断面の断面図である。
【００２４】
本形態のレーザ加工装置１は、被加工物（ワーク）２に対してレーザ光を照射して各種の加工を行う装置である。たとえば、ワーク２は、所定の電子部品（図示省略）が搭載される基板であり、レーザ加工装置１は、ワーク２としての基板の上に配置される半田を溶融させて電子部品と基板とを接合するレーザ半田付け装置である。また、レーザ加工装置１は、たとえば、ワーク２の表面に印字や描画を行うレーザマーカ装置、複数のワーク２を接合するレーザ接合装置、ワーク２を切断するレーザ切断装置あるいはワーク２の表面を所定形状に加工するレーザ表面加工装置である。
【００２５】
このレーザ加工装置１は、図１〜図３に示すように、レーザ光を出射する半導体レーザ（レーザダイオード）３および半導体レーザ３から出射されるレーザ光を集光する２枚の集光レンズ４を有するレーザ光発生集光部（レーザ光発生集光ユニット）５と、半導体レーザ３に電力を供給する電源６を有する電源部（電源ユニット）７とを備えている。また、レーザ加工装置１は、レーザ光発生集光部５と電源部７とを接続する電源ケーブル８（図３参照）と、電源ケーブル８が内部に配置されるフレキシブルチューブ９とを備えている。
【００２６】
本形態では、図２、図３等のＸ方向は、半導体レーザ３から出射されるレーザ光の光軸方向となる。また、本形態では、図２、図３等のＸ１方向へ半導体レーザ３からレーザ光が出射されるため、以下の説明では、Ｘ１方向側を「出射」側とし、Ｘ１方向の反対方向となるＸ２方向側を「反出射」側とする。
【００２７】
レーザ光発生集光部５は、半導体レーザ３および集光レンズ４に加え、図３に示すように、半導体レーザ３を駆動するための基板１１と、半導体レーザ３を保持するレーザ保持部材１２と、集光レンズ４を保持するレンズ保持部材１３と、レーザ保持部材１２の外周面を覆うケース体１４とを備えている。
【００２８】
レーザ保持部材１２は、伝熱性を有する（伝熱性が高い）材料で形成されている。たとえば、レーザ保持部材１２は、銅系金属等の伝熱性を有する金属材料で形成されている。また、レーザ保持部材１２は、図３に示すように、出射側端面が開口する略有底円筒状に形成されている。すなわち、レーザ保持部材１２は、反出射側端を形成する底部１２ａと、筒状に形成された筒部１２ｂとから構成されている。
【００２９】
底部１２ａの径方向の中心には、半導体レーザ３が固定される固定孔１２ｃが底部１２ａを貫通するように形成されている。半導体レーザ３は、固定孔１２ｃの内周面に当接した状態で、固定孔１２ｃに固定されている。たとえば、半導体レーザ３は、圧入等によって固定孔１２ｃに固定されている。また、底部１２ａの外周面には、図３、図５に示すように、光軸方向を長手方向とする複数の直線状の角溝１２ｄが形成されている。具体的には、底部１２ａの外周面には、径方向内側に向かって窪む複数の角溝１２ｄが円周方向に所定の間隔をあけた状態で（すなわち、所定の角度ピッチ）で形成されている。
【００３０】
筒部１２ｂの外周面には、図４、図５に示すように、光軸方向を長手方向とする複数の直線状の通気溝１２ｅが形成されている。具体的には、筒部１２ｂの外周面には、径方向内側に向かって窪む複数の角溝状の通気溝１２ｅが円周方向に所定の間隔をあけた状態で（すなわち、所定の角度ピッチ）で形成されている。また、通気溝１２ｅは、筒部１２ｂの出射側端から反出射側端まで形成されている。
【００３１】
レンズ保持部材１３は、２枚の集光レンズ４を保持した状態で、レーザ保持部材１２の筒部１２ｂに固定されている。具体的には、レンズ保持部材１３は、筒部１２ｂの出射端側の内周面に固定されている。
【００３２】
ケース体１４は、伝熱性を有する（伝熱性が高い）材料で形成されている。たとえば、ケース体１４は、銅系金属等の伝熱性を有する金属材料で形成されている。また、ケース体１４は、図３に示すように、出射側端面が開口する略有底円筒に形成されている。すなわち、ケース体１４は、反出射側端を形成する底部１４ａと、筒状に形成された筒部１４ｂとから構成されている。
【００３３】
底部１４ａの径方向の中心には、フレキシブルチューブ９の一端側が固定されるチューブ固定部１４ｃが形成されている。具体的には、筒部１４ｂよりも径の小さな円筒状に形成されたチューブ固定部１４ｃが反出射側に向かって突出するように形成されている。フレキシブルチューブ９の一端側は、チューブ固定部１４ｃの内周面に当接した状態で、チューブ固定部１４ｃに固定されている。たとえば、フレキシブルチューブ９の一端側は、圧入によって、チューブ固定部１４ｃに固定されている。
【００３４】
図４に示すように、筒部１４ｂの内周面は、レーザ保持部材１２の筒部１２ｂの外周面に当接している。より具体的には、筒部１４ｂの内周面は、筒部１２ｂの外周面に圧接している。上述のように、筒部１２ｂには通気溝１２ｅが形成されている。そのため、レーザ光発生集光部５の径方向の外側部分には、図４に示すように、光軸方向から見たときの形状が矩形となる通気空間１６が、筒部１４ｂの内周面と通気溝１２ｅとによって形成されている。
【００３５】
フレキシブルチューブ９は、伝熱性を有する（伝熱性が高い）材料で形成されている。たとえば、フレキシブルチューブ９は、ステンレス鋼で形成されている。本形態のフレキシブルチューブ９は、薄いステンレス鋼管に波型の絞り加工を施すことで形成されている。
【００３６】
フレキシブルチューブ９の一端側は、上述のように、ケース体１４に固定されている。また、フレキシブルチューブ９の他端側は、電源部７を構成する後述のポンプ２２に直接、または、所定の配管部材を介して接続されている。フレキシブルチューブ９の内部には、電源ケーブル８が配置されている。本形態では、フレキシブルチューブ９の内部の径方向の断面積は、図６に示すように、電源ケーブル８の径方向の断面積よりも大きくなっており、フレキシブルチューブ９の内部には、気体が通過可能な気体通過路１８が形成されている。すなわち、フレキシブルチューブ９の内部には気体が通過可能な空間が形成されている。なお、フレキシブルチューブ９の内部には、電源ケーブル８の他、所定の信号ケーブル１９も配置されている。
【００３７】
基板１１には、半導体レーザ３を駆動するための駆動回路が形成されている。基板１１の出射端側には、半導体レーザ３の端子が接続され、基板１１の反出射端側には、電源ケーブル８の一端側が接続されている。また、基板１１の反出射端側には、信号ケーブル１９の一端側も接続されている。
【００３８】
基板１１は、ケース体１４の内部に配置されている。具体的には、基板１１は、レーザ保持部材１２の反出射側に配置されており、ケース体１４の反出射端側の内部に配置されている。図３に示すように、ケース体１４内の、基板１１の周囲には、空間が形成されている。
【００３９】
電源部７は、電源６に加え、制御用のメイン基板２１と、ポンプ２２とを備えている。電源６、メイン基板２１およびポンプ２２は、電源部７の本体ケースの中に収納されている。電源６には、電源ケーブル８の他端側が接続され、メイン基板２１には、信号ケーブル１９の他端側が接続されている。
【００４０】
ポンプ２２には、フレキシブルチューブ９の他端側が直接、または、所定の配管部材を介して接続されている。上述のように、レーザ保持部材１２の筒部１２ｂの外周面には、通気溝１２ｅが形成されている。また、ケース体１４内の、基板１１の周囲には、空間が形成され、フレキシブルチューブ９の内部には、気体通過路１８が形成されている。そのため、ポンプ２２が作動すると、レーザ光発生集光部５の出射端から反出射端まで気体が吸引され、さらに、レーザ光発生集光部５の反出射端からポンプ２２まで気体が吸引される。
【００４１】
本形態では、ワーク２の加工時にポンプ２２が作動して、レーザ光が照射されるワーク２から発生する発生ガスがポンプ２２によって吸引される。すなわち、加工時のワーク２から発生する発生ガスは、通気溝１２ｅ（通気空間１６）および気体通過路１８を通過して、ポンプ２２に吸引される。本形態では、ポンプ２２は、通気溝１２ｅを利用して、レーザ保持部材１２の出射端側からレーザ保持部材１２の反出射端側に向かって気体を吸引する吸引手段となっている。
【００４２】
上述のように、ケース体１４は伝熱性を有する材料で形成されている。また、ケース体１４の筒部１４ｂの内周面は、レーザ保持部材１２の筒部１２ｂの外周面に当接し、フレキシブルチューブ９の一端側は、ケース体１４のチューブ固定部１４ｃの内周面に当接した状態で、チューブ固定部１４ｃに固定されている。そのため、本形態では、レーザ光の出射時に半導体レーザ３からレーザ保持部材１２に伝達される熱は、ケース体１４を介して、フレキシブルチューブ９に伝達される。なお、本形態では、ケース体１４は、フレキシブルチューブ９とレーザ保持部材１２とに接触する伝熱部材となっている。
【００４３】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、ケース体１４を介して、フレキシブルチューブ９にレーザ保持部材１２からの熱が伝達される。また、フレキシブルチューブ９は伝熱性を有する材料で形成されている。そのため、レーザ光発生集光部５と電源部７との間に配置されるフレキシブルチューブ９を用いて、半導体レーザ３の熱を放散することができる。したがって、レーザ光発生集光部５の内部に放熱用の構造を別途、配置する必要がなくなり、レーザ光発生集光部５を小型化することができる。
【００４４】
本形態では、レーザ保持部材１２の出射端側から反出射端側まで通ずる通気溝１２ｅが形成されている。そのため、通気溝１２ｅを通過する気体を利用して、レーザ保持部材１２の熱を放散することができる。たとえば、本形態では、レーザ加工装置１はポンプ２２を備えているため、ワーク２の加工時に作動するポンプ２２の作用で通気溝１２ｅを通過する発生ガスを利用して、レーザ保持部材１２の熱を放散することができる。したがって、本形態では、レーザ光発生集光部５の内部に放熱用の構造を別途、配置する必要がなくなる。また、本形態では、フレキシブルチューブ９の内部に気体通過路１８が形成されているため、電源部７にポンプ２２を配置しても発生ガスを吸引することができる。すなわち、ポンプ２２をレーザ光発生集光部５に配置する必要がなくなる。その結果、本形態では、レーザ光発生集光部５を小型化することができる。
【００４５】
このように本形態では、レーザ保持部材１２からの熱が伝達されるフレキシブルチューブ９と、レーザ保持部材１２に形成される通気溝１２ｅとを利用して、半導体レーザ３の熱を効率良く放散しつつ、レーザ光発生集光部５を小型化することができる。
【００４６】
また、本形態では、レーザ加工装置１がポンプ２２を備えているため、レーザ光が照射されるワーク２から発生する発生ガスを吸引することができる。したがって、レーザ加工時の作業環境を向上させることが可能になり、また、集光レンズ４の汚れを防止することが可能になる。
【００４７】
また、本形態では、フレキシブルチューブ９の内部に気体通過路１８が形成されているため、ワーク２で発生する発生ガスを吸引するための配管を別途、設ける必要がなくなる。したがって、レーザ加工装置１の構成を簡素化することができる。
【００４８】
本形態では、フレキシブルチューブ９とレーザ保持部材１２とに接触するケース体１４が伝熱性を有する材料で形成されている。そのため、レーザ光発生集光部５の外周面を構成するケース体１４の放熱効果を利用して半導体レーザ３の熱を放散することができる。また、ケース体１４を介して、フレキシブルチューブ９にレーザ保持部材１２の熱が伝達されるため、フレキシブルチューブ９とレーザ保持部材１２とを直接、接触させなくても、レーザ保持部材１２の熱をフレキシブルチューブ９へ逃がすことができる。したがって、フレキシブルチューブ９とレーザ保持部材１２とを直接、接触させる必要がなくなり、レーザ光発生集光部５の設計の自由度が高くなる。
【００４９】
本形態では、レーザ保持部材１２の外周面に形成された通気溝１２ｅと、ケース体１４の内周面とによって気体が通過する通気空間１６が形成されている。したがって、レーザ保持部材１２の出射端側と反出射端側との間で気体を通過させるために、レーザ保持部材１２の出射端側および反出射端側のみが開口する通気孔がレーザ保持部材１２に形成される場合と比較して、レーザ保持部材１２の加工が容易になる。
【００５０】
本形態では、電源ケーブル８は、フレキシブルチューブ９の内部に配置されている。そのため、電源ケーブル８の断線を防止することができる。また、本形態のフレキシブルチューブ９には、波型の絞り加工が施されているため、効率良く熱を放散することができる。
【００５１】
（他の実施の形態）
上述した形態は、本発明の好適な形態の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲において種々変形実施が可能である。
【００５２】
上述した形態では、半導体レーザ３からレーザ保持部材１２に伝達される熱は、ケース体１４を介して、フレキシブルチューブ９に伝達されている。この他にもたとえば、レーザ保持部材１２の熱が直接、フレキシブルチューブ９に伝達されるように、レーザ保持部材１２が構成されても良い。すなわち、フレキシブルチューブ９を固定するためのチューブ固定部がレーザ保持部材１２に形成されても良い。
【００５３】
また、図７（Ａ）に示すように、基板１１の外周側に配置される伝熱部材３４を介して、レーザ保持部材１２の熱がフレキシブルチューブ９に伝達されても良い。すなわち、レーザ光発生集光部５は、レーザ保持部材１２の熱をフレキシブルチューブ９に伝達する伝熱部材３４を備えていても良い。
【００５４】
この伝熱部材３４は、伝熱性を有する材料によって出射側端面が開口する略有底円筒に形成されている。伝熱部材３４の出射側端面は、レーザ保持部材１２の反出射側端面に当接している。また、伝熱部材３４の底部には、フレキシブルチューブ９の一端側が固定されるチューブ固定部３４ｃが形成され、フレキシブルチューブ９の一端側は、チューブ固定部３４ｃの内周面に当接した状態で、チューブ固定部３４ｃに固定されている。
【００５５】
レーザ光発生集光部５が伝熱部材３４を備えている場合には、ケース体１４は、樹脂等の伝熱性の低い材料で形成されても良い。また、レーザ光発生集光部５と伝熱部材３４とは一体で形成されても良い。なお、伝熱部材３４の筒部には、図７（Ａ）に示すように、開口部３４ａが形成されている。そのため、図７（Ｂ）に示すように、基板１１を保護するためのカバー部材３５が伝熱部材３４の外周側を覆うように配置されても良い。このカバー部材３５は、伝熱性の低い樹脂等で形成されても良いし、伝熱性の高い金属等で形成されても良い。
【００５６】
上述した形態では、レーザ光発生集光部５は、レーザ保持部材１２の外周面を覆うケース体１４を備えているが、図８に示すように、レーザ光発生集光部５は、ケース体１４を備えていなくても良い。この場合には、レーザ光発生集光部５は、たとえば、図８に示すように、レーザ保持部材１２の熱をフレキシブルチューブ９に伝達する伝熱部材４４を備えている。
【００５７】
この伝熱部材４４は、伝熱性を有する材料によって出射側端面が開口する略有底円筒に形成されている。伝熱部材４４の出射端側は、レーザ保持部材１２の反出射端側に取り付けられている。また、伝熱部材４４の底部には、フレキシブルチューブ９の一端側が固定されている。
【００５８】
上述した形態では、電源部７の本体ケースの中にポンプ２２が配置されている。この他にもたとえば、ポンプ２２は、電源部７の本体ケースの外部に配置されても良い。この場合には、レーザ光発生集光部５とポンプ２２との間に、発生ガスを吸引するための配管を別途、設けても良い。また、この場合には、フレキシブルチューブ９の内部に気体通過路１８が形成されていなくても良い。なお、ポンプ２２を小型化することができるのであれば、ポンプ２２をレーザ光発生集光部５の内部に配置することも可能である。
【００５９】
上述した形態では、レーザ加工装置１はポンプ２２を備えている。この他にもたとえば、レーザ加工装置１は、ポンプ２２に加えてまたはポンプ２２に代えて、通気溝１２ｅを利用して、レーザ光発生集光部５の反出射端から出射端に向かって、気体を送出する送風機や圧縮機等の送出手段を備えていても良い。この場合には、レーザ加工中のワーク２の酸化を防止したり、ワーク２の周囲を冷却するための窒素ガスやヘリウムガス等のアシストガス（不活性ガス）を通気溝１２ｅを利用してワーク２に向かって噴射することができる。したがって、ワーク２を適切に加工することが可能になる。また、送出手段によって送出されるアシストガスが通気溝１２ｅを通過するため、このアシストガスを用いて、レーザ保持部材１２の熱を効率良く放散することができる。
【００６０】
なお、この送出手段は、電源部７の本体ケースの中に配置されても良いし、電源部７の本体ケースの外部に配置されても良い。また、この送出手段を小型化することができるのであれば、送出手段をレーザ光発生集光部５の内部に配置することも可能である。
【００６１】
上述した形態では、レーザ保持部材１２の外周面に通気溝１２ｅが形成されているが、たとえば、図８に示すように、レーザ保持部材１２の外周面に通気溝１２ｅが形成されなくても良い。すなわち、レーザ光発生集光部５に通気空間１６が形成されていなくても良い。この場合であっても、フレキシブルチューブ９を利用して半導体レーザ３の熱を放散することができ、また、レーザ光発生集光部５を小型化することができる。
【００６２】
上述した形態では、レーザ保持部材１２の外周面に通気溝１２ｅが形成されている。この他にもたとえば、通気溝１２ｅに加えてまたは通気溝１２ｅに代えて、レーザ保持部材１２の出射端側および反出射端側のみが開口する通気孔がレーザ保持部材１２に形成されても良い。
【００６３】
上述した形態では、フレキシブルチューブ９およびケース体１４は伝熱性を有する材料で形成されている。この他にもたとえば、フレキシブルチューブ９および／またはケース体１４が樹脂等の伝熱性の低い材料で形成されても良い。この場合であっても、レーザ保持部材１２に形成される通気溝１２ｅを通過する気体を利用して半導体レーザ３の熱を放散することができ、また、レーザ光発生集光部５を小型化することができる。
【００６４】
上述した形態では、レーザ光発生集光部５のケース体１４の内部に基板１１が配置されている。この他にもたとえば、基板１１は電源部７の本体ケースの中に配置されても良い。この場合には、電源ケーブル８の一端側はたとえば、半導体レーザ３の端子に接続され、電源ケーブル８の他端側は基板１１に接続される。
【００６５】
なお、上述した形態では、ケース体１４内の、基板１１の周囲に空間が形成されているが、この空間に活性炭等のガスの吸着剤を配置しても良い。この場合には、ポンプ２２によって吸引される発生ガスの一部がフレキシブルチューブ９の内部に付着して生じるフレキシブルチューブ９の詰まりを抑制することが可能になる。
【００６６】
上述した形態では、レーザ光発生集光部５は、２枚の集光レンズ４を備えているが、レーザ発生集光部５が備える集光レンズ４の数は、３枚以上であっても良いし、１枚であっても良い。また、たとえば、集光レンズ４の代わりに凹面鏡を用いて、レーザ光発生集光部５を構成しても良い。
【００６７】
上述した形態では、レーザ光発生集光部５は、１個の半導体レーザ３を備えているが、レーザ光発生集光部５が備える半導体レーザ３の数は、２個以上であっても良い。また、レーザ光発生集光部５は、１個の発光点を有する半導体レーザ３に代えて、複数の発光点を有する半導体レーザアレイを備えていても良い。すなわち、本発明の半導体レーザには、半導体レーザアレイも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態にかかるレーザ加工装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すレーザ光発生集光部とフレキシブルチューブとを示す図である。
【図３】図２のＥ−Ｅ断面の断面図である。
【図４】図２のＦ−Ｆ方向からレーザ光発生集光部を示す図である。
【図５】図３に示すレーザ保持部材の斜視図である。
【図６】図２のＧ−Ｇ断面の断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態にかかるレーザ光発生集光部を説明するための斜視図である。
【図８】本発明の他の実施の形態にかかるレーザ光発生集光部を説明するための斜視断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  レーザ加工装置
３  半導体レーザ
４  集光レンズ
５  レーザ光発生集光部
６  電源
７  電源部
８  電源ケーブル
９  フレキシブルチューブ
１２  レーザ保持部材
１２ｅ  通気溝
１４  ケース体（伝熱部材）
１８  気体通過路
２２  ポンプ（吸引手段）
３４、４４  伝熱部材
【図１】
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【図２】
2010040764.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010040764.tif 000006
【図５】
2010040764.tif 000007
【図６】
2010040764.tif 000008
【図７】
2010040764.tif 000009
【図８】
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