(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光線を伝送するためのレーザ光線伝送装置であって、光ファイバーを螺旋状のフレキシブルチューブによって被覆し、かつ当該フレキシブルチューブを熱可塑性エラストマーによって被覆した光ファイバーケーブルの外周面にフッ素樹脂層を備え、前記光ファイバーケーブルを、複数のリンク部材を互いに回動可能に連結したケーブルベアの両端部に連結して設けると共に、前記リンク部材に備えた仕切板に常に接触した状態に保持すべく前記光ファイバーケーブルに張力を付与して備え、かつ前記仕切板と光ファイバーケーブルとの接触による光ファイバーケーブルの摩耗量を抑制するために、前記仕切板を、アルミニウム又はアルミニウムの合金によって構成してあることを特徴とするレーザ光線伝送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザ光線伝送装置において、前記仕切板は、前記ケーブルベアの中立面に備えられていることを特徴とするレーザ光線伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ加工機におけるレーザ加工ヘッドへレーザ光線を伝送するための光ファイバーケーブルなどのごときレーザ光線伝送装置に係り、さらに詳細には、光ファイバーケーブルを内装したケーブルベアと光ファイバーケーブルとの間の摩擦によって光ファイバーケーブルが摩耗することを抑制することのできるレーザ光線伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工すべきワークに対してＸ，Ｙ軸方向へ相対的に移動自在なレーザ加工ヘッドへレーザ光線を伝送する手段として光ファイバーケーブルが使用されている。光ファイバーケーブルには、光ファイバー芯線を保護するために、例えばＳＵＳなどの螺旋管状のフレキシブルチューブを備えた構成が知られている（例えば特許文献１参照）。そして、レーザ発振器から前記レーザ加工ヘッドの中間位置においては、複数のリンク部材を互いに回動可能に連結してＵ字形状に折り返し可能なケーブルベアによって案内しているのが一般的である。なお、ケーブルベア内に光ファイバーを内装した先行文献として、特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−６１８７号公報
【特許文献２】特開２００６−２８００１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に記載のごとく、螺旋状の金属製のフレキシブルチューブを備えた光ファイバーケーブルの構成においては、反発力が大きく、Ｕ字形状の湾曲部の半径が大きくなる傾向にある。そして、Ｕ字形状に湾曲した部分においては内径と外径との半径差に起因して径方向に振動する傾向にある。したがって、ケーブルベアを高速で往復動すると、光ファイバーケーブルがケーブルベアの内輪側及び外輪側と干渉し、光ファイバーケーブルに大きな摩耗を生じることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述のごとき従来の問題に鑑みてなされたもので、レーザ光線を伝送するためのレーザ光線伝送装置であって、光ファイバーを螺旋状のフレキシブルチューブによって被覆し、かつ当該フレキシブルチューブを熱可塑性エラストマーによって被覆した光ファイバーケーブルの外周面にフッ素樹脂層を備え、前記光ファイバーケーブルを、複数のリンク部材を互いに回動可能に連結したケーブルベアの両端部に連結して設けると共に、前記リンク部材に備えた仕切板に常に接触した状態に保持すべく前記光ファイバーケーブルに張力を付与して備え、かつ前記仕切板と光ファイバーケーブルとの接触による光ファイバーケーブルの摩耗量を抑制するために、前記仕切板を、アルミニウム又はアルミニウムの合金によって構成してあることを特徴とするものである。
【０００７】
また、前記レーザ光線伝送装置において、前記仕切板は、前記ケーブルベアの中立面に備えられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光ファイバーケーブルとケーブルベアとの間の滑りがよくなる。また、光ファイバーケーブルの湾曲部での半径が大きくなる傾向が抑制されることとなり、前述したごとき従来の問題を解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ光線伝送装置の構成を概念的、概略的に、かつ断面して示した斜視説明図である。
【図２】摩耗試験を説明するための説明図である。
【図３】摩耗試験結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に概念的、概略的に示すように、本発明の実施形態に係るレーザ光線伝送装置１は、Ｕ字形状に折り返し自在なケーブルベア３内に、レーザ光線を伝送する光ファイバーケーブル５を備えた構成である。前記ケーブルベア３は互いに対向して対をなすリンク部材７Ａ，７Ｂを長手方向に連結した構成である。なお、図１は断面して示してあるので、一方のリンク部材７Ｂは図示されていない。前記一対のリンク部材７Ａ，７Ｂは、ケーブルベア３の長手方向に隣接した別個のリンク部材とは、可撓部分９を介して互いに回動可能に連結してある。
【００１１】
前記リンク部材７Ａ，７Ｂは、ガラス繊維入りのポリアミドなどのごときエンジニアリングプラスチックからなる帯材１１を互いに対向し、この対向した帯材１１の間に長手方向へ等間隔に環状の連結部材１３を配置して備えた後に、各連結部材１３の間において、長手方向に対して直交する方向の切込み１５を入れて、前記可撓部分９を残すことによって形成されている。すなわち、前記切込み１５は、ケーブルベア３をＵ字形状に折り返すときの外径側に形成してあり、前記可撓部分９は、内径側に残してある。
【００１２】
したがって、ケーブルベア３は、前記可撓部分９を支点として前記切込み部１５の外側を開くことによりＵ字形状に折り返すことができるものである。なお、前記帯材１１の幅方向の両側からＶ字形状の切込み部を形成した構成として、帯材１１の幅方向の中央部に可撓部分９を残す構成とすることも可能である。すなわち、ケーブルベア３の構成としては、前述したごとき構成に限ることなく、種々の構成とすることができる。
【００１３】
前記連結部材１３の中央部、すなわち前記ケーブルベア３を構成する前記リンク部材７Ａ，７Ｂの幅方向の中央部には、アルミニウム又はアルミニウムの合金からなる仕切板１７が備えられている。なお、図１に示した形態においては、前記リンク部材７Ａ，７Ｂの幅方向に見て、前記可撓部分９と前記仕切板１７は幅方向に位置ずれした状態にて例示してある。しかし、前記リンク部材７Ａ，７Ｂの幅方向に見たときに、前記可撓部分９と前記仕切板１７の位置とがほぼ一致していることが望ましいものである。
【００１４】
上述のように、前記可撓部分９と前記仕切板１７との位置が、リンク部材７Ａ，７Ｂの幅方向に見て一致している場合には、ケーブルベア３をＵ字形に折り返したとき、Ｕ字形に湾曲した部分の長さに変化のない中立面の位置に仕切板１７が位置することとなり、ケーブルベア３の長手方向に互いに隣接した仕切板１７の間隔は常にほぼ一定に保持されるものである。
【００１５】
前記光ファイバーケーブル５は、一般的な光ファイバーケーブルと同様に、光ファイバーを螺旋状のＳＵＳなどのごとき金属製のフレキシブルチューブによって被覆してある。このフレキシブルチューブには、常温ではゴムの特色を有する、例えばウレタン系、アミド系、塩ビ系などの熱可塑性エラストマーが被覆してある。そして、この熱可塑性エラストマーには、滑りをよくするために、例えばテフロン（商品名）などのごときフッ素樹脂が被覆されている。
【００１６】
前記光ファイバーケーブル５は、図１に示すように、前記仕切板１７に支持されることによってケーブルベア３内に配置してある。そして、前記光ファイバーケーブル５は、前記仕切板１７に常に接触した状態に保持されるように張力が付与されており、かつ前記ケーブルベア３の両端部に備えた端部ブロック１９に連結固定してある。
【００１７】
上記構成により、ケーブルベア３における端部ブロック１９の一方を固定ブロックとし、他方の端部ブロック１９を移動ブロックとして、移動ブロック１９をケーブルベア３の長手方向へ移動すると、ケーブルベア３はＵ字形状に折り返し移動される。この際、ケーブルベア３のＵ字形状の折り返し部分（湾曲部分）は前記移動ブロック１９の移動に追従して移動することになる。そして、ケーブルベア３内に備えられた前記光ファイバーケーブル５は、張力を付与されていることにより、前記湾曲部分においては前記仕切板１７の外径側の部分に接触して移動することになる。
【００１８】
この際、仕切板１７と光ファイバーケーブル５との間に擦れが生じる場合であっても、光ファイバーケーブル５はフッ素樹脂によって被覆されているので、仕切板１７と光ファイバーケーブル５との間では円滑な滑りが行われ、摩擦抵抗が小さくなると共に、光ファイバーケーブル５の摩耗が抑制されるものである。なお、前述したように、前記仕切板１７を、ケーブルベア３の中立面に一致した位置に配置することにより、仕切板１７と光ファイバーケーブル５との相対的な位置変化が少なくなり、擦れがより少なくなるものである。また、摩擦がより小さく抑制されるものである。
【００１９】
ところで、前記リンク部材７Ａ，７Ｂはエンジニアリングプラスチックとしてガラス繊維入りのポリアミドから構成してあるので、製造の容易性等を考慮して、前記仕切板１７の材質をリンク部材７Ａ，７Ｂと同一材質とした場合に、仕切板１７と光ファイバーケーブル５との擦れにより光ファイバーケーブル５にどの程度の摩擦が生じるかの実験を行った。
【００２０】
実験方法としては、図２に示すように、基台２１上に仕切板１７と同一幅寸法で同一材質の試験片２３を固定した。そして、エアーシリンダ２５におけるピストンロッドの先端部に備えたチャック２７によって、一定長さに切断して前記試験片２３上に載置した光ファイバーケーブル５の一端部を把持した。そして、前記エアーシリンダ２５の往復速度を２５０ｍ／ｍｉｎに設定し、４０万回の往復動を行ったときの、光ファイバーケーブル５の摩耗量は図３に示すとおりであった。ここで、図３には、仕切板１７の材質をガラス繊維入りのポリアミドのエンジニアリングプラスチックとした場合を１００％としている。そして、仕切板１７の材質を、アルミニウム合金、ガラス繊維なしのポリアミド、ポリエチレンにして同一条件の実験を行った場合の結果を、ガラス繊維入りのポリアミドの場合と比較して示してある。
【００２１】
図３から明らかなように、前記光ファイバーケーブル５に対しては、仕切板１７の材質はアルミニウム合金又はアルミニウムであることが望ましいものであると理解することができる。
【００２２】
以上のごとき説明より理解されるように、光ファイバーを螺旋状のフレキシブルチューブによって被覆し、かつ当該フレキシブルチューブを熱可塑性エラストマーによって被覆した光ファイバーケーブルの外周面にフッ素樹脂層を備え、前記光ファイバーケーブルの両端部を、複数のリンク部材を互いに回動可能に連結したケーブルベアの両端部に連結して設けると共に、前記リンク部材に備えた仕切板に常に接触した状態に保持すべく前記光ファイバーケーブルに張力を付与して備え、かつ前記仕切板と光ファイバーケーブルとの接触による光ファイバーケーブルの摩耗量を抑制するために、前記仕切板を、アルミニウム又はアルミニウムの合金によって構成することにより、仕切板と光ファイバーケーブルとの間の摩擦抵抗を小さくして高速移動を図ることができると共に光ファイバーケーブルの摩耗を抑制することができるものである。
【符号の説明】
【００２３】
１    レーザ光線伝送装置
３    ケーブルベア
５    光ファイバーケーブル
７Ａ，７Ｂ    リンク部材
１７    仕切板
１９    端部ブロック
【図１】
0005580127.tif 000002
【図２】
0005580127.tif 000003
【図３】
0005580127.tif 000004