(57)【要約】【課題】長期間に渡って安定したレーザ出力およびレーザ加工性能を維持できるレーザ発振装置およびレーザ加工機を提供することを目的とする。【解決手段】電極６と、前記電極６へ接続した電源７と、前記電源７と前記電極６により形成される放電空間にレーザガス４を循環供給させる送風機１を備え、前記送風機１には、レーザガス４を移動させる回転体２１と、前記回転体２１を駆動する駆動部２２と、前記回転体２１と前記駆動部２２を連結する駆動軸２３と、前記駆動軸２３を貫通させるとともに前記回転体２１と前記駆動部２２を隔離する隔壁２５と、前記隔壁２５と前記駆動軸２３の間に配置した軸受け２６と、前記軸受け２６と前記回転体２１の間にシール材２７とを配置し、前記シール材２７により、前記駆動軸２２と隔壁２５間の流路抵抗を一定となるように制御したものである。【選択図】図３
2010212566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極と、前記電極へ接続した電源と、前記電源と前記電極により形成される放電空間にレーザガスを循環供給させる送風機を備え、前記送風機には、レーザガスを移動させる回転体と、前記回転体を駆動する駆動部と、前記回転体と前記駆動部を連結する駆動軸と、前記駆動軸を貫通させるとともに前記回転体と前記駆動部を隔離する隔壁と、前記隔壁と前記駆動軸の間に配置した軸受けと、前記軸受けと前記回転体の間にシール材とを配置し、前記シール材により、前記駆動軸と隔壁間の流路抵抗を一定となるように制御したレーザ発振装置。
【請求項２】
前記シール材の前記駆動軸への接触圧力を一定に制御するシール材制御部を設けた請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項３】
前記シール材の前記駆動軸への取付け角度を変化させて前記駆動軸への前記シール材の接触圧力を一定に制御する角度制御装置を設けた請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項４】
前記シール材の前記駆動軸への取付け角度を変化させて前記駆動軸への前記シール材の接触圧力を一定に制御するシリンダを設けた請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項５】
前記シリンダとしてエアシリンダを用いた請求項４記載のレーザ発振装置。
【請求項６】
前記シリンダを駆動させるモータを設けた請求項４記載のレーザ発振装置。
【請求項７】
前記シール材の樹脂材料として、４フッ化エチレンを用いた請求項１から６のいずれかに記載のレーザ発振装置。
【請求項８】
前記シール材の内部に、金属材料の補強具を埋め込んだ請求項１から７のいずれかに記載のレーザ発振装置。
【請求項９】
前記シール材を締付け固定する保持部を設け、前記保持部の締付け圧力を変化させて前記駆動軸への前記シール材の接触圧力を一定に制御する請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項１０】
前記保持部の熱膨張、収縮で締付け圧力を変化させて前記駆動軸への前記シール材の接触圧力を一定に制御する請求項９記載のレーザ発振装置。
【請求項１１】
前記保持部の周囲にヒータを設け、前記ヒータにより熱膨張、収縮させる請求項１０記載のレーザ発振装置。
【請求項１２】
前記シール材を２枚以上に分割し、各シール材を前記駆動軸表面に対して垂直方向に伸縮させて前記駆動軸への前記シール材の接触圧力を一定に制御した請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項１３】
前記シール材と前記駆動軸間の距離を、前記シール材に接続された前記シリンダを駆動させて前記駆動軸へのシール材の接触圧力を一定に制御する請求項４から６のいずれかに記載のレーザ発振装置。
【請求項１４】
前記駆動部の内部圧力を検出する圧力検出器と、前記駆動部からレーザガスを排出する排出調整装置と、前記駆動部から排出されるレーザガス流量を検出する流量検出器を設け、前記排出調整装置で前記圧力と前記流量の双方を一定にするように制御した請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項１５】
前記流量検出器として、マスフロー流量計を使用した請求項１４記載のレーザ発振装置。
【請求項１６】
前記リップ状のシール材を２つ以上設け、各シール材へ個別に前記角度制御装置を設けた請求項１４記載のレーザ発振装置。
【請求項１７】
前記リップ状のシール材と、前記シール材にシール材の圧力検出手段を設けた請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項１８】
前記シール材の圧力検出手段として、感圧導電ゴムを用い、接触圧力を電気抵抗に変換させる請求項１７記載のレーザ発振装置。
【請求項１９】
加工物を乗せる加工テーブルと、前記加工テーブルの移動とレーザ光の集光手段のうち少なくとも一方を移動する駆動手段と、前記駆動手段を制御する数値制御手段と、レーザ光を発生する請求項１から１８のいずれかに記載のガスレーザ発振装置とを備えたレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ発振装置とレーザ加工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスレーザ発振装置ならびにガスレーザ加工機は、レーザビームの品質が良いことから、金属材料や樹脂、木材などの非金属材料にいたるまで、切断、溶接・溶着、スクライビングといった広範囲に渡る加工に応用されてきている。
【０００３】
特にガス溶断、プラズマ切断、金属バイトによる切断加工、型を用いた抜き加工などと比較し、ガスレーザ加工は高精度、高品質、金型不要など、多くの長所を備えており、幅広い業界に導入されつつある。
【０００４】
そのような中で、より幅広い産業分野への導入、多岐に渡る業種、材料へのガスレーザ加工の適用が渇望されている。
【０００５】
ガスレーザ加工は、ガス溶断、プラズマ切断などに関して品質、性能的には凌駕していたが、他の工法と比較し装置自身が高額であるという点が課題であった。ガスレーザ加工の普及のためには、ガスレーザ発振装置のイニシャル、ランニング双方の低コスト化が望まれていた。
【０００６】
このような従来のレーザ発振装置は、レーザガスを通過させるための配管の一部分を並列とする構成を有してはいたものの、その目的はレーザガス内部に存在する不純物を除去することであり、並列の配管それぞれに種類の異なるトラップが設けられていた（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
図２０は従来のガスレーザ発振装置を示す構成図で、この図に示したガスレーザ発振装置は、送風機１０１、熱交換器１０２ａ，１０２ｂ、配管１０３、配管１０３内部を循環するレーザガス１０４、放電管１０５、放電管１０５に設けた電極１０６、電極１０６に接続した電源１０７、部分透過鏡１０８、全反射鏡１０９、レーザガス１０４の供給器１１０、供給器１１０から配管１０３内へ流入するレーザガス１０４の調整装置１１１、レーザガス１０４の排出装置１１２、配管１０３内部の圧力検出器１１３、制御部１１４を備えている。
【０００８】
図に示すとおり、送風機１０１から出てきたレーザガス１０４は、圧縮され高温となっているため、熱交換器１０２ａにより冷却される。熱交換器１０２ｂ通過後、レーザガス１０４は経路１０３で接続されている放電管１０５に流入する。放電管１０５には電極１０６を介して電源１０７が接続されており、電源１０７により放電管１０５内を通過するレーザガス１０４に高電圧が印加され放電が発生する。放電の電気エネルギーによりレーザガス１０４が励起され反転分布となり光を発し、部分透過鏡１０８と全反射鏡１０９の間を光が往復することによりレーザ発振状態となる。発生したレーザビームの一部は部分透過鏡１０８から外部へと取り出され、レーザ加工に用いられる。
【０００９】
放電管１０５で放電エネルギーにより高温となったレーザガス１０４は熱交換器１０２ｂにより冷却され、送風機１０１に戻る。レーザガス１０４は経路１０３内部を循環するうちに、放電エネルギーや電極１０６の磨耗粉などにより劣化する。そのためレーザガス１０４は、経路１０３からその一部が排出調整装置１１２によってレーザ発振装置外部へ取り出され廃棄される。また、後述するが、排出調整装置１１２を送風機１０１の駆動部側空間に接続し、経路１０３の圧力よりも送風機１０１の駆動部側空間の圧力を低くするとともに、廃棄されたレーザガス１０４と同量の新しいレーザガス１０４を供給器１１０から調整装置１１１を通して経路１０３内部へ供給し、経路１０３内部の圧力が一定となるように圧力検出器１１３により、制御部１１４を介して調整装置１１１を制御している。
【００１０】
この従来のガスレーザ発振装置に用いる送風機１０１の詳細を図２１に示す。
【００１１】
図において、１２０は送風機１０１の外殻を形成するケーシング、１２１ａ，１２１ｂはケーシング内部に設けられている回転体、１２２は回転体１２１ａ，１２１ｂを回転させるための駆動部、１２３は回転体１２１ａ，１２１ｂに駆動部１２２の駆動力を伝達する駆動軸、１２４は回転体１２１ａ，１２１ｂ間で駆動力を伝達するためのギア、１２５は回転体１２１ａ，１２１ｂが収容されている空間と駆動部側が収容されている空間を隔離する隔壁、１２６は隔壁１２５に具備された軸受け、１２７は隔壁１２５に具備されたシール材を示している。
【００１２】
図２１において、駆動部１２２により駆動軸１２３を介して回転体１２１ａを回転させる。このとき回転体１２１ａに加わった力は、ギア１２４により回転体１２１ｂにも伝達され同様に回転する。このとき回転体１２１ａ，１２１ｂは断面がまゆ玉形状をしており、回転する角度によりケーシング１２０との間に空間が生ずる構成となっているため、回転体１２１ａ，１２１ｂが回転することにより、レーザガス１０４が送風機１０１に吸入、吐出される作用を有している。
【００１３】
ギア１２４や駆動軸１２３には、潤滑用のオイルを付与する構成とし、これらを回転の摩擦から保護している。しかし前記オイルがレーザガス１０４内に混入すると、レーザガス１０４の成分比率を変化させ放電悪化によるレーザ出力低下を引き起こすため、隔壁１２５を設け駆動部側と回転体側を隔離し、オイルの回転体１２１ａ，１２１ｂ側への流入を防止している。
【００１４】
実際には駆動軸１２３を回転させるため隔壁１２５に埋め込まれた軸受け１２６により保持される構成としており、微小な隙間が駆動軸１２３と隔壁１２５間に存在していたが、この微小隙間を塞ぐことを目的として、従来のガスレーザ発振装置では、例えば特許文献１に示すようなシール材１２７を隔壁１２５に具備し、シール材先端を駆動軸１２３に接触させ、前記微小隙間を塞ぐ構成としていた。
【００１５】
また、特許文献２に示すように、ラビリンスとチャンバー溝の関連形成と、ラビリンスとチャンバー溝と四弗化エチレン樹脂製シールの並列配置でオイルの回転体１２１ａ，１２１ｂ側への流入を防止するものもあった。
【特許文献１】実開平３−２５２６４号公報
【特許文献２】特開昭６２−３０３８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、従来のレーザ発振装置では、送風機１０１の長期間運転時において、シール材１２７の磨耗、弾力性変動などの経時変化により、駆動軸１２３と隔壁１２５間の流路抵抗が安定せず微小隙間が発生して駆動部側空間の圧力が高くなり、駆動部側のオイルが回転体１２１ａ，２１ｂ側に流入する場合が存在した。
【００１７】
この場合、オイルが回転体１２１ａ，２１ｂ側に逆流し、レーザガス１０４の成分比率を変化させるため、放電の悪化によりレーザ出力が低下し、長期間に渡ってレーザ出力を安定して維持できない、という課題を有していた。
【００１８】
また、隔壁１２７の駆動部側空間の圧力は、レーザガス１０４の送風機１０１への吸入圧、吐出圧のおおよそ平均された数値となる。そのため送風機１０１の吸入側で見た場合には駆動部側空間の圧力の方が高くなるため、シール材１２７が磨耗すると、オイルが回転体１２１ａ，２１ｂ側に流入する場合が存在した。
【００１９】
さらに、従来のレーザ発振装置では、このような流入を防止するため、排出調整装置１１２を送風機１０１の駆動部側空間に接続し、常時一定量のレーザガス１０４を吸引して回転体１２１ａ，２１ｂ側圧力よりも駆動部側圧力を低くする構成も取られていた。しかしシール材１２７の磨耗が大きくなり駆動軸１２３と隔壁１２５間の流路抵抗が漸次小さくなると、定常時の駆動部側空間吸引量では充分に圧力を低くすることができず、オイルの回転体１２１ａ，２１ｂ側への流入が発生していた。
【００２０】
シール材１２７の磨耗が大きくなった場合でも駆動部側圧力を低くするためには吸引量を増大すればよいが、排出されたレーザガス１０４と同量を供給器１１０から供給しているため、この場合はレーザ発振装置のランニングコストの増大となるという問題が発生していた。
【００２１】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、安定したレーザ出力を長期間に渡って維持できるレーザ発振装置およびレーザ加工機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために本発明のレーザ発振装置は、電極と、前記電極へ接続した電源と、前記電源と前記電極により形成される放電空間にレーザガスを循環供給させる送風機を備え、前記送風機には、レーザガスを移動させる回転体と、前記回転体を駆動する駆動部と、前記回転体と前記駆動部を連結する駆動軸と、前記駆動軸を貫通させるとともに前記回転体と前記駆動部を隔離する隔壁と、前記隔壁と前記駆動軸の間に配置した軸受けと、前記軸受けと前記回転体の間にシール材とを配置し、前記シール材により、前記駆動軸と隔壁間の流路抵抗を一定となるように制御したものである。
【００２３】
そしてこの構成により、より安定したレーザ出力を長期間に渡って維持できるレーザ発振装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本発明は、レーザ発振装置の送風機内部の駆動軸と隔壁間の流路抵抗を一定となるように制御する構成により、駆動軸部のシール材の磨耗した場合においても、レーザガス供給量の増加によりランニングコストが増大することなく、駆動部側オイルの回転体側への流入を防止することが可能となり、レーザ発振装置およびレーザ加工機のレーザ出力を長期間に渡って安定して維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１のレーザ発振装置について、図１を用いて説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の形態１のレーザ発振装置を示しており、送風機１、熱交換器２ａ，２ｂ、レーザガスを循環させる経路３、経路３内部を循環するレーザガス４、放電管５、放電管５に設けられた電極６、電極６に接続された電源７、部分透過鏡８、全反射鏡９、レーザガス４の供給器１０、供給器１０から経路３内へ流入するレーザガス４の調整装置１１、レーザガス４の排出調整装置１２、経路３内部の圧力を検出する圧力検出器１３、圧力検出器１３からの信号を入力して調整装置１１を制御する制御部１４を備えている。
【００２７】
図に示すとおり、電源７と電極６により形成される放電空間にレーザガス４を循環供給させる送風機１から出てきたレーザガス４は、圧縮され高温となっているため、熱交換器２ａにより冷却される。熱交換器２ａ通過後、レーザガス４は経路３で接続されている放電管５に流入する。放電管５には電極６を介して電源７が接続されており、電源７により放電管５内を通過するレーザガス４に高電圧が印加され放電が発生する。放電の電気エネルギーによりレーザガス４が励起され反転分布となり光を発し、部分透過鏡８と全反射鏡９の間を光が往復することによりレーザ発振状態となる。発生したレーザビームの一部は部分透過鏡８から外部へと取り出され、レーザ加工に用いられる。
【００２８】
放電管５で放電エネルギーにより高温となったレーザガス４は熱交換器２ｂにより冷却され、送風機１に戻る。レーザガス４は経路３内部を循環するうちに、放電エネルギーや電極６の磨耗粉などにより劣化する。そのためレーザガス４は、その一部が排出調整装置１２によってレーザ発振装置外部へ取り出され廃棄される。廃棄されたレーザガス４と同量の新しいレーザガス４を供給器１０から調整装置１１を通して経路３内部へ供給し、経路３内部の圧力が一定となるように圧力検出器１３により、制御部１４を介して調整装置１１を制御している。
【００２９】
このガスレーザ発振装置に用いる送風機１の詳細を図２に示す。
【００３０】
図に示すようにこのガスレーザ発振装置に用いる送風機１は、送風機１の外殻を形成するケーシング２０、ケーシング２０内部に設けられて回転することでレーザガス４を移動させる回転体２１ａ，２１ｂ、回転体２１ａ，２１ｂを回転駆動させるための駆動部２２、回転体２１ａ，２１ｂに駆動部２２の駆動力を伝達する駆動軸２３、回転体２１ａ，２１ｂ間で駆動力を伝達するためのギア２４、駆動軸２３を貫通させるとともに回転体２１ａ，２１ｂが収容されている空間と駆動部側が収容されている空間を隔離する隔壁２５、隔壁２５と駆動軸２３の間に配置した軸受け２６、軸受け２６よりも回転体２１ａ，２１ｂ側に配置したシール材２７を備えている。
【００３１】
図において、駆動部２２により駆動軸２３を介して回転体２１ａを回転させる。このとき回転体２１ａに加わった力は、ギア２４により回転体２１ｂにも伝達され同様に回転する。このとき回転体２１ａ，２１ｂは断面がまゆ玉形状をしており、回転する角度によりケーシング２０との間に空間が生ずる構成となっているため、回転体２１ａ，２１ｂが回転することにより、レーザガス４が送風機１に吸入、吐出される作用を有している。
【００３２】
ギア２４や駆動軸２３には、潤滑用のオイルを付与する構成とし、これらを回転の摩擦から保護している。しかし前記オイルがレーザガス４内に混入すると、レーザガス４の成分比率を変化させ放電悪化によるレーザ出力低下を引き起こすため、隔壁２５を設け駆動部側と回転体側を隔離し、オイルの回転体２１ａ，２１ｂ側への流入を防止している。
【００３３】
図３は送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図で、駆動軸２３を回転させるため隔壁２５に埋め込まれた軸受け２６により保持される構成としており、微小な隙間が駆動軸２３と隔壁２５間に存在していたが、この微小隙間を塞ぐことを目的として、シール材２７を軸受け２６と回転体２１ａ、２１ｂの間に配置し、シール材２７の先端を駆動軸２３に接触させ、前記微小隙間を塞ぐ構成としている。
【００３４】
なお、本実施の形態の特徴は、シール材２７の駆動軸２３への接触圧力を一定に制御するシール材制御部２８を設けた点である。
【００３５】
従来のレーザ発振装置では、送風機１を長期間運転させるとシール材２７の磨耗、あるいは可塑剤の析出による弾力性変動、温度変化による弾力性変動などの要因により、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗が安定せず微小隙間が発生していた。
【００３６】
本発明の実施の形態１では、シール材制御部２８のため、シール材２７の磨耗などに応じ、シール材２７の姿勢を制御することにより、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗を常時一定に維持することが可能となる。
【００３７】
上記構成、動作により、シール材２７が磨耗した場合においても、レーザガス４供給量の増加によるランニングコストの増大がなく、駆動部側オイルの回転体２１ａ，２１ｂ側への逆流を防止することが可能となり、レーザ発振装置のレーザ出力を長期間に渡って安定して維持することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図４を用いて説明する。
【００３９】
なお、実施の形態１と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
本実施の形態２の特徴とする点は、実施の形態１のシール材２７として、樹脂を材料としたリップ状のシール材２９を用いた点である。
【００４１】
このような樹脂材料のリップ状シール材を駆動軸に接触させる構成は主としてシール材をリップ状とすることで駆動軸２３に対する接触性を安定させるために従来でも使用されていたが、従来の構成のようにリップ状シール材自身が隔壁に嵌合して固定されている場合、先端の磨耗などの影響により駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗の変動は避けられない。
【００４２】
これに対して本実施の形態２では、リップ状シール材２９をシール材制御部２８で姿勢制御することにより、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定させることができる。
【００４３】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図５を用いて説明する。
【００４４】
なお、実施の形態１、２と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
本実施の形態３の特徴とする点は、実施の形態１、２のシール材制御部２８に代えてリップ状シール材２９の角度制御装置３０を設けた点である。
【００４６】
この、角度制御装置３０でリップ状シール材２９の先端を駆動軸２３に対して角度を持たせて接触させることにより、より安定した接触を維持させることができる。
【００４７】
本発明の実施の形態３では、リップ状シール材２９の姿勢制御の手段として角度制御装置３０を設け、この角度を変化させることにより、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定化させることができる。
【００４８】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図６を用いて説明する。
【００４９】
なお、実施の形態１から３と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
本実施の形態４の特徴とする点は、実施の形態１、２のシール材制御部２８に代えてリップ状シール材２９の角度制御を行うシリンダ３１を設けた点である。
【００５１】
このシリンダ３１は、外殻を構成する箱の中に、リップ状シール材２９に接続した支持具３２と、前記支持具３２を駆動するための動力装置３３と、リップ状シール材２９の角度を変化させるために固定されている支点部３４で構成している。
【００５２】
その動作は、動力装置３３により支持具３２に動力が伝達され、支持具３２はリップ状シール材２９に接続されているため、結果としてリップ状シール材２９が支点部３４を支点として梃子の原理の要領で、図中の矢印方向に駆動され、リップ状シール材２９の先端の駆動軸２３に対する角度を変化させることが可能となり、この角度を変化させることにより、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定化させることができる。
【００５３】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図７を用いて説明する。
【００５４】
なお、実施の形態１から４と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５５】
本実施の形態５の特徴とする点は、実施の形態４のシリンダとしてエアシリンダを用い、その駆動エアとしてレーザガスまたは乾燥空気を用いた点である。
【００５６】
この本実施の形態５のシリンダ３５は、外殻を形成する箱の内部に支持具３２に接続された支点部３４と、箱内部へ吸入、排出される乾燥空気からなる気体３７、箱内部の気体３７が通過する空間３８、バネ３９、弁４０ａ，４０ｂから構成している。
【００５７】
その動作は、弁４０ａを開、弁４０ｂを閉としてシリンダ３５内部の空間３８に気体３７が吸入させると、圧力が支持体３６に加わる。通常時はバネ３９により支持体３６は図６中の右方向へ位置しているが、前記圧力により、支持体３６が左方向に駆動される。空間３８に吸入される気体３７の圧力を変化させることで、支持体３６を任意の位置に制御することができる。支持体３６は支持具３２を介してリップ状シール材２９に接続されているので、支点部３４を支点として梃子の原理の要領で、図中の矢印方向に駆動され、リップ状シール材２９の先端の駆動軸２３に対する角度を変化させることが可能となり、この角度を変化させることにより、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定化させることができる。
【００５８】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図８を用いて説明する。
【００５９】
なお、実施の形態１から５と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態６の特徴とする点は、実施の形態４のシリンダの動力装置としてモータ４１を用いた点である。
【００６１】
このモータ４１には、モータ４１の回転力を軸方向の前後運動に変換する変換装置４２を接続している。
【００６２】
変換装置４２は支持具３２を介してリップ状シール材２９に接続されているので、支点部３４を支点として梃子の原理の要領で、図中の矢印方向に駆動され、リップ状シール材２９の先端の駆動軸２３に対する角度を変化させることが可能となり、この角度を変化させることにより、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定化させることができる。
【００６３】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図９を用いて説明する。
【００６４】
なお、実施の形態１から６と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態７の特徴とする点は、実施の形態３のリップ状シール材２９の先端に４フッ化エチレンの部材を設けた点である。
【００６６】
４フッ化エチレンは経時的に安定した性質をもっているため、弾力性の変化などの影響を受けにくく、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定化させることが可能となるので、実施の形態３の効果に加えて、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより長期に安定化させることができる。
【００６７】
なお、本発明の実施の形態７ではリップ状シール材２９の先端部のみを４フッ化エチレンとしているが、リップ状シール材２９全体、あるいは表面のみを４フッ化エチレンとすることも可能である。
【００６８】
（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図１０を用いて説明する。
【００６９】
なお、実施の形態１から７と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
本実施の形態８の特徴とする点は、実施の形態２のリップ状シール材２９内部に金属材料の補強具４４を埋め込んだ点である。
【００７１】
このリップ状シール材２９はシール材制御部２８で姿勢制御しているが、リップ状シール材２９全体が樹脂で構成されていると弾力性が高いため、リップ状シール材２９先端の姿勢制御が困難な場合が存在する。
【００７２】
本実施の形態８のようにリップ状シール材２９内部に補強具４４を埋め込むことにより、シール材制御部２８の駆動力を効率よくリップ状シール材２９の先端部まで伝達することができ、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定させることができる。
【００７３】
（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図１１を用いて説明する。
【００７４】
なお、実施の形態１から８と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００７５】
本実施の形態９の特徴とする点は、実施の形態２のリップ状シール材２９を隔壁２５に嵌め合い固定している保持部４５を設けた点である。
【００７６】
通常、保持部４５は一定の圧力でリップ状シール材２９を固定しているが、本実施の形態９では、保持部４５のリップ状シール材２９の締付け圧力を変化、制御する構成としている。
【００７７】
リップ状シール材２９は通常、樹脂などの比較的柔らかい材料であるため、上記構成による制御により、シール材の内径を変化させることが可能となる。そのためリップ状シール材２９先端の駆動軸２３に対する接触圧力を一定に制御することが可能となり、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定させることができる。
【００７８】
（実施の形態１０）
以下、本発明の実施の形態１０について説明する。
【００７９】
なお、実施の形態１から９と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００８０】
実施の形態１０は、前記実施の形態９における保持部４５の締付け圧力を変化させる手段として、保持部４５の熱膨張、熱収縮を利用した構成としている。
【００８１】
保持部４５に熱的エネルギーを供給、排出することで、熱膨張、熱収縮により締付け圧力を変化させることができる。
【００８２】
（実施の形態１１）
以下、本発明の実施の形態１１について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図１２を用いて説明する。
【００８３】
なお、実施の形態１から１０と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００８４】
本実施の形態１１の特徴とする点は、実施の形態９の保持部４５の周囲にヒータ４６を設けたことである。
【００８５】
ヒータ４５は電気入力を与えることにより発熱する。この熱が保持部４５に伝達し熱膨張し、リップ状シール材２９の締付け圧力を変化させることが可能となる。
【００８６】
またヒータ４５への電気入力を停止すれば温度が低下するので、保持部４５は熱収縮する。このような構成により、リップ状シール材２９内径を変化させることが可能となる。
（実施の形態１２）
以下、本発明の実施の形態１２について、図３から図１２における回転体２１から軸受け２６の方向に（駆動軸２３を軸方向から）見た送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図１３を用いて説明する。
【００８７】
なお、実施の形態１から１１と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００８８】
本実施の形態１２の特徴とする点は、リップ状シール材２９を２枚以上に分割し、各リップ状シール材２９ａ，２９ｂを駆動軸２３表面に対して垂直方向に伸縮させて駆動軸２３へのリップ状シール材２９ａ，２９ｂの接触圧力を一定に制御した点である。
【００８９】
このため本実施の形態１２ではリップ状シール材２９ａ，２９ｂに接続した位置制御装置４７を設けている。
【００９０】
従来はリップ状シール材２９は一体化されたものであり、駆動軸２３の全周に対し切れ目無く接触する構成としていた。
【００９１】
これに対して本実施の形態１２ではリップ状シール材２９ａ，２９ｂの２枚に分割し、それぞれを独立して駆動軸２３に接触させている。
【００９２】
また、リップ状シール材２９ａ，２９ｂに位置制御装置４７を接続し、リップ状シール材２９ａ，２９ｂの位置を駆動軸２３表面に対し垂直方向に伸縮できる構成としている。
【００９３】
そのためのリップ状シール材２９ａ，２９ｂの磨耗などに応じ、リップ状シール材２９ａ、ｂの駆動軸に対する位置を制御することにより接触圧力を一定に保ち、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗を常時一定に維持することが可能となる。
【００９４】
なお、本実施の形態１２では、リップ状シール材２９の分割を２枚としているが、３枚以上とすることも可能である。
【００９５】
（実施の形態１３）
以下、本発明の実施の形態１３について、図３から図１２における回転体２１から軸受け２６の方向に（駆動軸２３を軸方向から）見た送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図１４を用いて説明する。
【００９６】
なお、実施の形態１から１２と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００９７】
本実施の形態１３の特徴とする点は、実施の形態１２の位置制御装置４７とリップ状シール材２９ａ，２９ｂの間に、リップ状シール材２９ａ，２９ｂと駆動軸２３間の距離を制御する駆動用のシリンダ４８を設けた点である。
【００９８】
すなわち、位置制御装置４７からの信号により、リップ状シール材２９ａ，２９ｂを駆動軸２３表面に対し垂直方向に伸縮させる駆動力を発生する手段として、シリンダ４８を使用する構成としている。
【００９９】
そしてこのシリンダ４８を駆動させて駆動軸２３へのリップ状シール材２９ａ，２９ｂの接触圧力を一定に制御することができる。
【０１００】
（実施の形態１４）
以下、本発明の実施の形態１４について説明する。
【０１０１】
なお、実施の形態１から１３と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
本実施の形態１４は、実施の形態１３のシリンダ４８の駆動用の動力として、気体を使用したエアシリンダを用いることを特徴としている。シリンダ４８の具体的な動作、構造は実施の形態５における構成例に準ずるため、説明は省略する。
【０１０３】
（実施の形態１５）
以下、本発明の実施の形態１５について、図３から図１２における回転体２１から軸受け２６の方向に（駆動軸２３を軸方向から）見た送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図１５を用いて説明する。
【０１０４】
なお、実施の形態１から１４と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１０５】
本実施の形態１５の特徴とする点は、実施の形態１３のシリンダ４８の駆動用の動力として、モータ４９とシリンダ４８に接続されたモータ４９の回転力を軸方向の前後運動に変換する変換装置５０を設けた点である。
【０１０６】
本実施の形態１５において、シリンダ４８の駆動用の動力としてモータ４９を使用し、モータ４９の回転力を変換装置５０で前後方向の力に変換してシリンダ４８に伝達し、シリンダ４８によりリップ状シール材２９を駆動軸２３表面に対し垂直方向に伸縮させる構成としているので、シリンダ４８を駆動させて駆動軸２３へのリップ状シール材２９ａ，２９ｂの接触圧力を一定に制御することができる。
【０１０７】
（実施の形態１６）
以下、本発明の実施の形態１６について、送風機１の詳細を示す図１６を用いて説明する。
【０１０８】
なお、実施の形態１から１５と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１０９】
本実施の形態１６の特徴とする点は、実施の形態１の構成に、駆動部２２の内部圧力を検出する圧力検出器５１と、駆動部２２からレーザガスを排出する排出調整装置と、前記駆動部から排出されるレーザガス流量を検出する流量検出器を設け、排出調整装置１２で検出した圧力と流量の双方を一定にするように制御した点である。
【０１１０】
流路抵抗は、流路の入口、出口間の圧力差と通過する媒質の流量から求めることができる。レーザ発振装置において流路の入口圧力は圧力検出器１３によって一体に保たれているため、出口圧力として送風機１の駆動部側圧力を圧力検出器５１で測定することで圧力差が分かる。
【０１１１】
そして、排出調整装置１２で検出した圧力と流量の双方を一定にするように制御することにより、シール材２７が磨耗した場合においても、レーザガス４供給量の増加によるランニングコストの増大がなく、駆動部側オイルの回転体２１ａ，２１ｂ側への逆流を防止することが可能となり、レーザ発振装置のレーザ出力を長期間に渡って安定して維持することができる。
【０１１２】
（実施の形態１７）
以下、本発明の実施の形態１７について説明する。
【０１１３】
なお、実施の形態１から１６と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１１４】
本実施の形態１７は、実施の形態１６のレーザガス４の流量検出器５２の具体的手段として、マスフロー流量計を使用したことを特徴としている。マスフロー流量計は測定対象の媒質の温度が変化した場合においても正確に流量を測定することができるため、駆動部側から排出されるレーザガス４の温度が変化した場合においても正確に検出できるので、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定させることができる。
【０１１５】
（実施の形態１８）
以下、本発明の実施の形態１８について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図１７を用いて説明する。
【０１１６】
なお、実施の形態１から１７と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１１７】
本実施の形態１８の特徴とする点は、シール材制御部２８ａ，２８ｂ、リップ状シール材２９ａ，２９ｂを駆動軸２３の軸方向に２つ以上設けた構成としている。
【０１１８】
駆動部側オイルが回転体２１ａ，２１ｂ側へ流入することを防止するため、リップ状シール材２９を設けたことは、これまでに説明したとおりであるが、このリップ状シール材２９を２つ以上とすることで、前記防止作用の効果をより高めることができる。また各リップ状シール材２９をそれぞれシール材制御部２８で姿勢制御することにより、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより長期間に渡って安定させることができる。
【０１１９】
（実施の形態１９）
以下、本発明の実施の形態１９について、送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図の図１８を用いて説明する。
【０１２０】
なお、実施の形態１から１８と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１２１】
本実施の形態１９の特徴とする点は、実施の形態２のリップ状シール材２９に圧力検出手段５３を設けた点である。
【０１２２】
リップ状シール材２９は駆動軸２３に対する接触圧力を一定にすることで、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗を安定させることができる。そのため接触圧力を検出して、それを基にリップ状シール材２９の姿勢を制御することで、より駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗を安定させることが可能となる。本実施の形態１９では、リップ状シール材２９に接続された圧力検出手段５３により、上記圧力を検出する構成としているので、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより正確に安定させることができる。
【０１２３】
（実施の形態２０）
以下、本発明の実施の形態２０について説明する。
【０１２４】
なお、実施の形態１から１９と同様な構成については同じ符号を付し、その説明を省略する。
【０１２５】
本実施の形態２０は、実施の形態１９の圧力検出手段５３の具体的方法として、感圧導電ゴムなどにより、駆動軸２３へのリップ状シール材２９への接触圧力を電気信号に変換させることで検出することを特徴としている。接触圧力を電気信号として取り扱うことにより制御が容易になり、駆動軸２３と隔壁２５間の流路抵抗をより安定させることが可能となる。
【０１２６】
（実施の形態２１）
図１９には、本実施の形態のレーザ加工機を示しており、このレーザ加工機は、上記実施の形態１から２０の何れかのガスレーザ発振装置６０、全反射鏡６１、集光手段６２、被加工物６３、レーザビーム６４を備えている。
【０１２７】
レーザ発振装置６０から出たレーザビーム６４は全反射鏡６１により集光手段６２に導かれる。集光手段６２により集光されたレーザビームは被加工物６３に照射され、切断、溶接などが行われる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、レーザガス供給量の増加によりランニングコストが増大することなく、駆動部側オイルの回転体側への流入を防止することが可能となり、レーザ出力を長期間に渡って安定して維持することができるレーザ発振装置およびレーザ加工機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーザ発振装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における送風機１の詳細図
【図３】本発明の実施の形態１における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図４】本発明の実施の形態２における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図５】本発明の実施の形態３における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図６】本発明の実施の形態４における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図７】本発明の実施の形態５における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図８】本発明の実施の形態６における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図９】本発明の実施の形態７における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１０】本発明の実施の形態８おける送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１１】本発明の実施の形態９における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１２】本発明の実施の形態１１における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１３】本発明の実施の形態１２における送風機１の回転体２１から軸受け２６の方向に（駆動軸２３を軸方向から）見た送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１４】本発明の実施の形態１３における送風機１の回転体２１から軸受け２６の方向に（駆動軸２３を軸方向から）見た送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１５】本発明の実施の形態１５における送風機１の回転体２１から軸受け２６の方向に（駆動軸２３を軸方向から）見た送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１６】本発明の実施の形態１６における送風機１の詳細図
【図１７】本発明の実施の形態１８における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１８】本発明の実施の形態１９における送風機１の駆動軸２３周囲の詳細図
【図１９】本発明の実施の形態２１におけるレーザ加工機の構成図
【図２０】従来のレーザ発振装置の構成図
【図２１】従来のレーザ発振装置における送風機１０１の詳細図
【符号の説明】
【０１３０】
１    送風機
２    熱交換器
３    経路
４    レーザガス
５    放電管
６    電極
７    電源
８    部分透過鏡
９    全反射鏡
１０    供給器
１１    調整装置
１２    排出調整装置
１３    圧力検出器
１４    制御部
２０    ケーシング
２１    回転体
２２    駆動部
２３    駆動軸
２４    ギア
２５    隔壁
２６    軸受け
２７    シール材
２８    シール材制御部
２９    リップ状シール材
３０    角度制御装置
３１    シリンダ
３２    支持具
３３    動力装置
３４    支点部
３５    シリンダ
３６    支持体
３７    気体
３８    空間
３９    バネ
４０    弁
４１    モータ
４２    変換装置
４３    ４フッ化エチレンで形成されたリップ状シール材
４４    補強具
４５    保持部
４６    ヒータ
４７    位置制御装置
４８    シリンダ
４９    モータ
５０    変換装置
５１    圧力検出器
５２    流量検出器
５３    圧力検出手段
６０    レーザ発振装置
６１    全反射鏡
６２    集光手段
６３    被加工物
６４    レーザビーム
【図１】
2010212566.tif 000003
【図２】
2010212566.tif 000004
【図３】
2010212566.tif 000005
【図４】
2010212566.tif 000006
【図５】
2010212566.tif 000007
【図６】
2010212566.tif 000008
【図７】
2010212566.tif 000009
【図８】
2010212566.tif 000010
【図９】
2010212566.tif 000011
【図１０】
2010212566.tif 000012
【図１１】
2010212566.tif 000013
【図１２】
2010212566.tif 000014
【図１３】
2010212566.tif 000015
【図１４】
2010212566.tif 000016
【図１５】
2010212566.tif 000017
【図１６】
2010212566.tif 000018
【図１７】
2010212566.tif 000019
【図１８】
2010212566.tif 000020
【図１９】
2010212566.tif 000021
【図２０】
2010212566.tif 000022
【図２１】
2010212566.tif 000023