(57)【要約】【課題】本発明は、装置のコストダウンを図れ、長期に渡って安定した性能を維持することができるレーザ発振装置を提供することを目的とする。【解決手段】レーザガスの流路を構成するひとつ以上の放電管４と、放電管４に接続されたガス循環経路１２と、ガス循環経路１２中に設けた複数の送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃを備え、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃを設けたガス循環経路１２の部分を複数の並列経路にて構成し、ひとつの放電管４に対して複数の送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃからのレーザガスを供給するものである。この構成により、放電管４ひとつ当りの送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの数を増やすことでレーザガスの流量を増やすことが出来、安価にレーザ発振装置の高出力化を図る事ができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザガスの流路を構成するひとつ以上の放電管と、前記放電管に接続されたガス循環経路と、前記ガス循環経路中に設けた複数の送風手段を備え、前記送風手段を設けた前記ガス循環経路の部分を複数の並列経路にて構成し、前記ひとつの放電管に対して前記複数の送風手段からのレーザガスを供給するレーザ発振装置。
【請求項２】
前記送風手段は、前記ガス循環経路中に設けたガス循環用の送風部とこれに隣接する駆動部を有し、前記駆動部からレーザガスを排出するガス排出経路を設け、前記複数の送風手段のガス排出経路の圧力損失を同一とした請求項１記載のレーザ発振装置。
【請求項３】
前記複数の送風手段のガス排出経路の配管径を同一とした請求項２記載のレーザ発振装置。
【請求項４】
前記複数の送風手段のガス排出経路の配管長を同一とした請求項２または３記載のレーザ発振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として、送風手段を複数台使用するレーザ発振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ加工機は加工対象物を非接触でかつ熱影響が少なく加工できるという特徴から多様な材質や形状の切断や溶接等に多用されている。  このようなレーザ加工機に用いる従来のレーザ発振装置について図２に基づき以下に説明する。
【０００３】
図２に示す従来のレーザ発振装置は、誘電体よりなる放電管４内にレーザガス２を循環させている。放電管４の周辺に設けられた電極６、７に接続された高電圧電源８は、放電管４内に放電３を発生させる。放電３によりレーザガス２は励起され、全反射鏡１４および部分反射鏡１３を通って外にレーザ光１として出力される。放電管４と共にレーザガスの循環路を形成するガス循環経路１２の内部は送風手段１０によりレーザガス２が送られており、放電３および送風手段１０により上昇したレーザガスの温度を下げるため、熱交換器９、１１が配置されている。
【０００４】
次に送風手段１０の構造およびその動作について説明する。送風手段１０は前記ガス循環経路１２中に設けられたガス循環用の送風部と、これに隣接する駆動部からなり、送風部と駆動部は、互いに軸により接続された構造になっている。送風部はガス循環経路１２と接続されていて、回転翼などのガス送風手段によりレーザガスを流すようになっている。一方、駆動部はモータなどの駆動手段が回転することにより、動力を送風部に伝達するようになっている。前記送風手段１０の駆動部に電力を供給する方法として、一般にインバータ（周波数変換装置）などが使用される場合が多く、３相電源をインバータ部２４で電力制御や周波数変換制御を行なって、送風手段１０の回転数の制御が行なえるようになっている。
【０００５】
図２に示すように、ソフトスタート部２２では加速時間、減速時間が設定され、また、Ｖ／Ｆ設定部２３では周波数に対する出力電圧の割合が設定されていて、制御装置２１の運転開始信号により、ソフトスタート部２２の加速時間と、Ｖ／Ｆ設定部２３に設定された周波数と出力電圧の関係の設定条件に従い、インバータ部２４を制御して送風手段１０を運転開始し、設定の周波数まで加速後、一定の周波数（回転数）で運転するようになっている。また、制御装置２１の運転停止指令により、起動時とは逆にソフトスタート部２２の減速時間とＶ／Ｆ設定部２３に設定された周波数と出力電圧の関係に従い減速停止するようになっている。
【０００６】
一般に、前記Ｖ／Ｆ設定部２３の周波数と出力電圧の関係は、送風手段１０の運転開始時の起動突入電流を押さえるために、起動直後の周波数の低い間は出力電圧を低く設定し、時間経過と共に周波数を徐々に上昇し、その周波数の上昇に伴い出力電圧を高くするようにして、送風手段１０のスムーズな回転数の立上がりを行なえるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
このような従来のレーザ発振装置は、高出力化の手段としてレーザガスの循環流量を増加するために送風手段１０の能力を向上する必要があった。
【特許文献１】特開２００３−１１０１７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、レーザ発振装置のレーザガスの循環に使用している送風手段１０の送風能力を向上させ、レーザガスの循環流量を増加させる事でレーザ発振装置の高出力化を図る事が一般的である。
【０００９】
この送風手段の能力向上には、インバータ等で効率よく送風する手段があるが、基本的な送風能力は送風手段１０の性能によるため、一定以上の高出力化を行うためには送風手段としてターボポンプを使用する事が一般的であった。
【００１０】
しかし、ターボポンプを用いる場合には、コストアップになるという問題があった。
【００１１】
本発明は、装置のコストダウンを図れ、長期に渡って安定した性能を維持することができるレーザ発振装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、レーザガスの流路を構成するひとつ以上の放電管と、前記放電管に接続されたガス循環経路と、前記ガス循環経路中に設けた複数の送風手段を備え、前記送風手段を設けた前記ガス循環経路の部分を複数の並列経路にて構成し、前記ひとつの放電管に対して前記複数の送風手段からのレーザガスを供給するものである。
【００１３】
この構成により、放電管ひとつ当りの送風手段の数を増やすことでレーザガスの流量を増やすことが出来、安価にレーザ発振装置の高出力化を図る事ができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように本発明は、一般的な送風手段を複数台使用してレーザガスの流量を増やすことが出来、装置のコストダウンを図れるだけでなく、長期に渡って安定した性能を維持することができるレーザ発振器装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態におけるレーザ発振装置について図を用いて説明する。
【００１６】
図１は本実施の形態のレーザ発振装置の概略構成図である。
【００１７】
なお、従来の構成と同じ部分には同じ符号を付している。
【００１８】
図１に示すレーザ発振装置は、誘電体よりなる放電管４内にレーザガス２を循環させている。放電管４の周辺に設けられた電極６、７に接続された高電圧電源８は、放電管４内に放電３を発生させる。放電３によりレーザガス２は励起され、全反射鏡１４および部分反射鏡１３を通って外にレーザ光１として出力される。放電管４と共にレーザガスの循環路を形成するガス循環経路１２の内部は送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃによりレーザガス２が送られており、放電３および送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃにより上昇したレーザガスの温度を下げるため、熱交換器９、１１が配置されている。
【００１９】
また、ガス循環経路１２の途中にはレーザガスを供給するガスボンベ３１を電磁弁を介してガス循環経路１２に接続している。
【００２０】
また、放電により劣化したレーザガスをガス循環経路１２から排出するためにガス循環経路１２に真空ポンプ３６を接続しており、この真空ポンプを制御装置２１で制御している。
【００２１】
そして、ガス循環経路１２内のガス圧をガス圧センサ３２で検出してガス圧センサ３２からの信号を制御装置２１に入力してガスボンベ３１からのレーザガス供給量を電磁弁で制御するとともに、真空ポンプ３６によるレーザガスの排出を制御して、一定圧力になるようにバランスを取っている。
【００２２】
次に送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの構造およびその動作について説明する。送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃは前記ガス循環経路１２中に設けられたガス循環用の送風部と、これに隣接する駆動部からなり、送風部と駆動部は、互いに軸により接続された構造になっている。送風部はガス循環経路１２と接続されていて、回転翼などのガス送風手段によりレーザガスを流すようになっている。一方、駆動部はモータなどの駆動手段が回転することにより、動力を送風部に伝達するようになっている。前記送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの駆動部に電力を供給する方法として、一般にインバータ（周波数変換装置）などが使用される場合が多く、３相電源をインバータ部２４で電力制御や周波数変換制御を行なって、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの回転数の制御が行なえるようになっている。
【００２３】
図１に示すように、ソフトスタート部２２では加速時間、減速時間が設定され、また、Ｖ／Ｆ設定部２３では周波数に対する出力電圧の割合が設定されていて、制御装置２１の運転開始信号により、ソフトスタート部２２の加速時間と、Ｖ／Ｆ設定部２３に設定された周波数と出力電圧の関係の設定条件に従い、インバータ部２４を制御して送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃを運転開始し、設定の周波数まで加速後、一定の周波数（回転数）で運転するようになっている。また、制御装置２１の運転停止指令により、起動時とは逆にソフトスタート部２２の減速時間とＶ／Ｆ設定部２３に設定された周波数と出力電圧の関係に従い減速停止するようになっている。
【００２４】
一般に、前記Ｖ／Ｆ設定部２３の周波数と出力電圧の関係は、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの運転開始時の起動突入電流を押さえるために、起動直後の周波数の低い間は出力電圧を低く設定し、時間経過と共に周波数を徐々に上昇し、その周波数の上昇に伴い出力電圧を高くするようにして、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃのスムーズな回転数の立上がりを行なえるようになっている。
【００２５】
以上の構成は従来のレーザ発振装置と同じであるが、本実施の形態の特徴とする点は、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃを設けたガス循環経路１２の部分を複数の並列経路（送風手段１０ａの経路と送風手段１０ｂの経路と送風手段１０ｃの経路）にて構成し、ひとつの放電管４に対して前記複数の送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃからレーザガスを供給する構成にした点である。
【００２６】
そして、各送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃにはそれらの駆動部からレーザガスを排出するガス排出経路を接続し、それらのガス排出経路中にガス圧センサ３３をそれぞれ設け、かつ、駆動部からのオイルミスを回収するオイルトラップ３４を介してマニホールド３５で各ガス排出経路を結合してマニホールド３５から真空ポンプ３６で排出するように構成している。
【００２７】
また、これらガス圧センサ３３の信号は制御装置２１に入力しており、各送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの駆動及び真空ポンプ３６の駆動制御を行うようにしている。
【００２８】
なお、この構成において、各送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃからのガス排出経路の配管径を全て同一とし、また、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃからガス圧力センサ３３までの配管長を同一とする配管構成にしている。
【００２９】
したがって、複数台の送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃの駆動部の圧力変動をばらつき無く計測することができ、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃを同じ稼働率で運転することで高効率で安定したレーザガスの循環を行うことができる。
【００３０】
以上の構成によれば、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃを設けたガス循環経路１２の部分を複数の並列経路（送風手段１０ａの経路と送風手段１０ｂの経路と送風手段１０ｃの経路）にて構成し、ひとつの放電管４に対して前記複数の送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃからレーザガスを供給する構成にしたので、従来の安価な、例えばギア式の圧縮ポンプ型の送風手段を用いて放電管ひとつ当りの送風手段の数を増やすことでレーザガスの流量を増やすことが出来、安価にレーザ発振装置の高出力化を図る事ができ、更に、各送風手段の駆動部からのガス排出経路の配管径を全て同一とし、送風手段１０ａ、１０ｂ、１０ｃからガス圧力センサ３３までの配管長を同一とする配管構成にしたので、複数に送風手段を増やしても正確に各送風手段を制御することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のレーザ発振装置は、安価に高出力化を図る事ができるレーザ発振装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態におけるレーザ発振装置の概略構成図
【図２】従来のレーザ発振装置の概略構成図
【符号の説明】
【００３３】
１    レーザ光
２    レーザガス
３    放電
４    放電管
６    アノード電極
７    カソード電極
８    高電圧電源
９    熱交換器
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ    送風手段
１１    熱交換器
１２    ガス循環管体
１３    部分反射鏡
１４    全反射鏡
２１    制御装置
２２    ソフトスタート部
２３    Ｖ／Ｆ設定部
２４    インバータ部
３１    ガスボンベ
３２、３３    ガス圧センサ
３４    オイルトラップ
３５    マニホールド
３６    真空ポンプ
【図１】
2010212571.tif 000003
【図２】
2010212571.tif 000004