(57)【要約】  本発明のガスレーザ発振装置は、送風部の軸受に温度検出機構を設け、軸受の発熱を検出し、あらかじめ設定しておいた温度と軸受寿命の関係から、点検周期を算出することができる。そのために、当該軸受に温度検出機構を備え、軸受の温度に応じて交換時期に関する情報、例えば交換周期を発信する。好ましくは、当該温度検出機構は、軸受の与圧以下となる圧力で押さえつけるバネの先端にセンサ部を備え、バネ本体に断熱材を巻きつけ、外周の温度を遮断して軸受の温度を検出する。
2010134256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒体としての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、前記放電部と前記送風部との間のレーザガスの循環経路を形成するレーザガス流路とを備えたガスレーザ発振装置であって、
前記送風部は、先端に翼車部を設けた回転軸と、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複数の軸受と、前記軸受に接する温度検出機構を備え、前記温度検出機構の制御部は、軸受の温度に応じて送風部の交換時期に関する情報を発信することを特徴とするガスレーザ発振装置。
【請求項２】
前記温度検出機構は、軸受の外輪を保持するダンパ部に直接接触するセンサ部を備え、前記センサ部は軸受の温度を直接検出することを特徴とする請求項１に記載のガスレーザ発振装置。
【請求項３】
前記温度検出機構は、軸受の与圧以下となる圧力で押さえつけるバネの先端にセンサ部を備え、バネ本体に断熱材を巻きつけ、前記バネ本体を外周の温度から遮断して軸受の温度を検出することを特徴とする請求項１または２に記載のガスレーザ発振装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のガスレーザ発振装置と、
前記ガスレーザ発振装置から出射されたレーザビームをワークに導く光学系と、を具備したことを特徴とするガスレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の軸流型のガスレーザ発振装置の概略構成の一例を示す構成図である。以下、図４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。【０００３】
図４に示すように、放電管９０１はガラスなどの誘電体材料からなり、電極９０２、９０３は、放電管９０１周辺に設けられている。電源９０４は、電極９０２、９０３に接続され、放電管９０１内の放電空間９０５は、電極９０２と電極９０３との間に挟まれた空間である。全反射鏡９０６および部分反射鏡９０７は放電空間９０５の両端に固定して配置され、光共振器を形成している。この光共振器において、レーザビーム９０８は、部分反射鏡９０７を透過して出力される。矢印は、光共振器の増幅媒体となるレーザガス流９０９の流れを示しており、このレーザガス流９０９は、軸流型ガスレーザ発振装置のレーザガス流路９１０の中を循環している。熱交換機９１１、９１２は、放電空間９０５における放電と送風機の運転により温度上昇したレーザガス流９０９の温度を下げるために配置されている。送風部９１３は、レーザガス流９０９を循環させるために配置され、この送風部９１３により、放電空間９０５にて約１００ｍ／ｓｅｃの流速のレーザガス流を得ている。レーザガス流路９１０と放電管９０１とは、レーザガス導入部９１４で接続されている。【０００４】
図５は、従来の板金切断に使用するレーザ加工機の概略構成の一例を示す斜視図である。以下、図５を参照しながら従来のレーザ加工機を説明する。【０００５】
図５に示すように、ガスレーザ発振装置９００から出射されたレーザビーム９０８は、反射鏡９１５にて反射され、ワーク９１６の近傍へ導かれる。レーザビーム９０８は、トーチ９１７の内部に備えられた集光レンズ９１８によって高密度のエネルギービームに集光され、ワーク９１６に照射され、切断加工が行われる。ワーク９１６は、加工テーブル９１９上に固定されている。【０００６】
トーチ９１７は、ワーク９１６に対して加工テーブル９１９の固定面９１９ａに平行な面に沿って相対的に移動する事で、所定の形状の加工が行われる。ここで、トーチ９１７の移動は、Ｘ軸モータ９２０あるいはＹ軸モータ９２１によって行われる。【０００７】
以上が、従来のガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機の構成である。次にその動作について説明する。【０００８】
図４に示すように、送風部９１３により送り出されたレーザガス流９０９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。この状態で電源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内のレーザガス流９０９は、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガス流９０９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る。これにより、部分反射鏡９０７からレーザビーム９０８が出力される。このレーザビーム９０８が、図５に示すように、レーザ加工等の用途に用いられる。【０００９】
図６は、従来のガスレーザ発振装置における送風部の構成図の一例である。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が備えられている。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。【００１０】
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。送風部９１３の構成は、回転部と非回転部とに分けられる。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。【００１１】
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。【００１２】
なお、軸受の潤滑に関する従来技術の一例としては、軸受近傍にグリス補給および回収手段を設けたものがある（例えば、特許文献１を参照）。【００１３】
しかしながら、上記の従来技術に係るガスレーザ発振装置は、下記課題を有している。【００１４】
使用者である顧客がガスレーザ発振装置９００を使用する場合には、送風部９１３は、ガスレーザ発振装置９００の定期交換部品の一つである。送風部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、翼車９２４が回転する回転軸が回転すると、回転開始から時間が経過するとともに、グリス９２９は減少していく。グリス９２９が減少すると、グリス９２９全体の潤滑性能が低下し、軸受９２８の消耗が進行するので、軸受９２８は、その寿命に至ることになる。【００１５】
本来であれば定期点検時に送風部９１３を交換すべきではあるが、コストがかさむため、軸受９２８が寿命に至っていない場合には、使用者である顧客が交換を望まない場合も多い。その結果、次の定期点検までに、突然に軸受９２８のベアリングなどが破損し、送風部９１３の機械全体が長期間にわたって停止し使用できなくなるなどの課題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−２２１０４２号公報
【発明の概要】
【００１７】
本発明は、送風部の軸受の寿命を検出し、送風部の突然の停止を防止したガスレーザ発振装置を提供する。
【００１８】
本発明のガスレーザ発振装置は、レーザ媒体としての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、上記放電部と上記送風部との間のレーザガスの循環経路を形成するレーザガス流路とを備えたガスレーザ発振装置であって、上記送風部は、先端に翼車部を設けた回転軸と、上記回転軸を回転させる駆動部と、上記回転軸に結合された複数の軸受と、上記軸受に接する温度検出機構を備え、上記温度検出機構の制御部は、軸受の温度に応じて送風部の交換周期を発信する構成からなる。
【００１９】
この構成により、送風部の軸受の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置のレーザビームの出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【００２０】
また、本発明のガスレーザ加工機は、上記記載のガスレーザ発振装置と、このガスレーザ発振装置から出射されたレーザビームをワークに導く光学系と、を具備した構成からなる。
【００２１】
この構成により、送風部の軸受の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置のレーザビームの出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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】図２は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置の送風部の第１例の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置の送風部の第２例の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、従来のガスレーザ発振装置の構成図である。
【図５】図５は、従来のガスレーザ加工機の構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、従来のガスレーザ発振装置における送風部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１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。
【００２５】
本実施の形態１の軸流型のガスレーザ発振装置１００は、放電管１０１、電極１０２、１０３、電源１０４、全反射鏡１０６、部分反射鏡１０７、レーザガス流路１１０、熱交換器１１１、１１２、送風部１１３およびレーザガス導入部１１４を、その構成として具備する。
【００２６】
放電管１０１は、ガラスなどの誘電体の材料で形成されている。電極１０２と電極１０３は、放電管１０１の周辺に設けられ、電極１０２、１０３には電源１０４が接続されている。そして、電極１０２と電極１０３と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とは、放電空間１０５の両端に固定して配置され、光共振器を形成している。矢印は部分反射鏡１０７より出力されるレーザビーム１０８を象徴的に表現したものである。
【００２７】
レーザガス流１０９は、図1に示す矢印で示されており、軸流型のガスレーザ発振装置１００の中のレーザガス流路１１０を循環している。熱交換器１１１および熱交換器１１２は、放電空間１０５における放電および送風部１１３の運転により、温度上昇したレーザガス流１０９の温度を下げる。送風部１１３は、レーザガス流１０９を循環させるためのものであり、この送風部１１３により放電空間１０５にて約１００ｍ／ｓｅｃの流速のレーザガス流１０９を得ている。レーザガス流路１１０と放電管１０１とは、レーザガス導入部１１４で接続されている。
【００２８】
図１に示すように、ガスレーザ発振装置１００は、放電部と、送風部１１３と、レーザガス流路１１０と、を備えている。ここで、放電部は、放電管１０１、電極１０２、１０３および電源１０４を含み、放電空間１０５にはレーザ媒体としてのレーザガスをレーザガス流１０９として流して励起している。
【００２９】
以上が本発明のガスレーザ発振装置１００の構成である。次にその動作について説明する。
【００３０】
送風部１１３より送り出されたレーザガス流１０９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。この状態で電源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。
【００３１】
放電空間１０５内のレーザガス流１０９は、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガス流１０９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る。これにより、部分反射鏡１０７からレーザビーム１０８が出力される。このレーザビーム１０８は、レーザ加工等の用途に用いられる。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置１００の送風部１１３の第１例の構成を示す断面図である。図２は、レーザガス流路１１０内に設置された送風部１１３の構成を詳細に示している。図２に示すように、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。
【００３３】
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、かつレーザガス流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へ外部からの配線（図示せず）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が回転する。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、上下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。
【００３４】
すなわち、送風部１１３は、先端に翼車１２４を含む翼車部を設けた回転軸１２３と、回転軸１２３を回転させるモータロータ１２２やモータステータ１２６を含む駆動部と、複数の軸受１２８と、温度検出機構を備えている。ここで、複数の軸受１２８は、回転軸１２３に結合され、温度検出機構は、温度センサ１３１を含んで軸受１２８に接している。温度検出機構の制御部１３２は、後述するように軸受１２８の温度に応じて送風部１１３の交換時期に関する情報、例えば交換周期を発信する構成としている。
【００３５】
送風部１１３の詳細な構成は、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。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。そして、ダンパ部１２８ｃにより、内輪１２８ａおよび外輪１２８ｂからの振動や圧力などが緩和される。
【００３６】
複数の軸受１２８のそれぞれに、センサ部として温度検出ヘッド（温度センサ）１３１が配置されている。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１２９が揮発し、減少していく事は避けられない。グリス１２９が減少するとグリス１２９全体の潤滑性能が低下し、その結果、軸受１２８での摩擦が増大し、発熱が増大する。この発熱を検出するために温度センサ１３１で得られた信号は、信号線１３５を介して制御部１３２へ送られる。制御部１３２は、この信号に基づいて発熱による温度上昇を検出し、温度上昇に応じて軸受１２８の寿命を推定し知らせる。この温度上昇と寿命との関係は、制御部１３２の一部を構成する記憶部（図示せず）に予め記憶させていてもよく、温度上昇による寿命の推定の計算式なども記憶させていてもよい。このように、軸受１２８に接する温度センサ１３１および制御部１３２が、温度検出機構として動作し、温度検出機構の制御部１３２は、軸受１２８の温度または温度上昇に応じて送風部１１３の交換時期に関する情報を発信する構成としている。この送風部１１３の交換時期に関する情報とは、例えば送風部１１３の交換周期などである。
【００３７】
この構成により、送風部１１３の軸受１２８の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置１００のレーザビーム１０８の出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置１００を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置１００の送風部１１３の第２例の構成を示す断面図である。
【００３９】
図３に示すように、軸受１２８にセンサ部として温度センサ１３１が備えられており、温度センサ１３１は、回転体の振動を阻害しない程度の弱い圧力バネ１４１に装着されている。すなわち、センサ部は、軸受１２８の与圧以下となる圧力で押さえつける圧力バネ１４１の先端に配置されている。この軸受１２８の与圧以下となる圧力とは、例えば軸受１２８自身の重さによりかかる圧力のことをいう。ここで、圧力バネ１４１本体に断熱材を巻きつけ、圧力バネ１４１本体を外周の温度から遮断した状態にして、軸受１２８の温度を検出する構成としてもよい。この構成により、圧力バネが保護されると共に軸受１２８の温度を精度よく測ることができる。
【００４０】
また、圧力バネ１４１は、軸受１２８とレーザガス流路の外壁１１０ａとの間にシャフト１４２を挿入することにより押さえられている。これにより、回転体の振動による信号線１３５の断線を防止し、信頼性を向上させる構造となっている。
【００４１】
以上に示す本発明の構成により、送風部１１３の軸受１２８の寿命をあらかじめ予測し、使用時において突然の機械停止を防止し、ラインストップなどを低減することが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態１のガスレーザ発振装置１００と、従来例で示した図５に示すようなガスレーザ発振装置１００から出射されたレーザビーム１０８をワークに導く光学系と、を具備したガスレーザ加工機を提供できる。
【００４３】
この構成により、送風部１１３の軸受１２８の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置１００のレーザビーム１０８の出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置１００を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【００４４】
本発明のガスレーザ発振装置は、放電部と、送風部と、レーザガス流路と、を備えている。ここで、放電部は、レーザ媒体としてのレーザガスをレーザガス流の態様で励起し、送風部は、レーザガスをレーザガス流の態様で送風する。レーザガス流路は、放電部と送風部との間のレーザガスをレーザガス流の態様で循環させる循環経路を形成している。送風部は、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複数の軸受と、軸受に接する温度検出機構を備えている。そして、この温度検出機構の制御部は、軸受の温度に応じて送風部の交換時期に関する情報、例えば交換周期を発信する構成としている。
【００４５】
この構成により、送風部の軸受の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置のレーザビームの出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【００４６】
また、温度検出機構は、軸受の外輪を保持するダンパ部に直接接触するセンサ部を備え、前記センサ部は軸受の温度を直接検出する構成としている。
【００４７】
この構成により、精度よく軸受の温度を図ることができ、さらに正確な時期に送風部の交換を行うことができる。
【００４８】
また、温度検出機構は、軸受の与圧以下となる圧力で押さえつけるバネの先端にセンサ部を備え、バネ本体に断熱材を巻きつけ、前記バネ本体を外周の温度から遮断して軸受の温度を検出する構成としている。
【００４９】
この構成により、圧力バネが保護されると共に軸受の温度を精度よく測ることができ、さらに正確な時期に送風部の交換を行うことができる。
【００５０】
また、本発明のガスレーザ加工機は、上記記載のガスレーザ発振装置と、ガスレーザ発振装置から出射されたレーザビームをワークに導く光学系と、を具備した構成としている。
【００５１】
この構成により、送風部の軸受の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置のレーザビームの出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機は、軸受の寿命が予測できるため、送風手段のメンテナンス時期を明確にできる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。
【符号の説明】
【００５３】
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    ダンパ部
１２９    グリス
１３１    温度検出ヘッド（温度センサ）
１３２    制御部
１３５    信号線
１４１    バネ
１４２    シャフト
【図１】
2010134256.tif 000003
【図２】
2010134256.tif 000004
【図３】
2010134256.tif 000005
【図４】
2010134256.tif 000006
【図５】
2010134256.tif 000007
【図６】
2010134256.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成23年8月25日(2011.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の軸流型のガスレーザ発振装置の概略構成の一例を示す構成図である。以下、図４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。
【０００３】
図４に示すように、放電管９０１はガラスなどの誘電体材料からなり、電極９０２、９０３は、放電管９０１周辺に設けられている。電源９０４は、電極９０２、９０３に接続され、放電管９０１内の放電空間９０５は、電極９０２と電極９０３との間に挟まれた空間である。全反射鏡９０６および部分反射鏡９０７は放電空間９０５の両端に固定して配置され、光共振器を形成している。この光共振器において、レーザビーム９０８は、部分反射鏡９０７を透過して出力される。矢印は、光共振器の増幅媒体となるレーザガス流９０９の流れを示しており、このレーザガス流９０９は、軸流型ガスレーザ発振装置のレーザガス流路９１０の中を循環している。熱交換機９１１、９１２は、放電空間９０５における放電と送風機の運転により温度上昇したレーザガス流９０９の温度を下げるために配置されている。送風部９１３は、レーザガス流９０９を循環させるために配置され、この送風部９１３により、放電空間９０５にて約１００ｍ／ｓｅｃの流速のレーザガス流を得ている。レーザガス流路９１０と放電管９０１とは、レーザガス導入部９１４で接続されている。
【０００４】
図５は、従来の板金切断に使用するレーザ加工機の概略構成の一例を示す斜視図である。以下、図５を参照しながら従来のレーザ加工機を説明する。
【０００５】
図５に示すように、ガスレーザ発振装置９００から出射されたレーザビーム９０８は、反射鏡９１５にて反射され、ワーク９１６の近傍へ導かれる。レーザビーム９０８は、トーチ９１７の内部に備えられた集光レンズ９１８によって高密度のエネルギービームに集光され、ワーク９１６に照射され、切断加工が行われる。ワーク９１６は、加工テーブル９１９上に固定されている。
【０００６】
トーチ９１７は、ワーク９１６に対して加工テーブル９１９の固定面９１９ａに平行な面に沿って相対的に移動する事で、所定の形状の加工が行われる。ここで、トーチ９１７の移動は、Ｘ軸モータ９２０あるいはＹ軸モータ９２１によって行われる。
【０００７】
以上が、従来のガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機の構成である。次にその動作について説明する。
【０００８】
図４に示すように、送風部９１３により送り出されたレーザガス流９０９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。この状態で電源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内のレーザガス流９０９は、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガス流９０９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る。これにより、部分反射鏡９０７からレーザビーム９０８が出力される。このレーザビーム９０８が、図５に示すように、レーザ加工等の用途に用いられる。
【０００９】
図６は、従来のガスレーザ発振装置における送風部の構成図の一例である。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が備えられている。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。
【００１０】
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。送風部９１３の構成は、回転部と非回転部とに分けられる。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。
【００１１】
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。
【００１２】
なお、軸受の潤滑に関する従来技術の一例としては、軸受近傍にグリス補給および回収手段を設けたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
【００１３】
しかしながら、上記の従来技術に係るガスレーザ発振装置は、下記課題を有している。
【００１４】
使用者である顧客がガスレーザ発振装置９００を使用する場合には、送風部９１３は、ガスレーザ発振装置９００の定期交換部品の一つである。送風部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、翼車９２４が回転する回転軸が回転すると、回転開始から時間が経過するとともに、グリス９２９は減少していく。グリス９２９が減少すると、グリス９２９全体の潤滑性能が低下し、軸受９２８の消耗が進行するので、軸受９２８は、その寿命に至ることになる。
【００１５】
本来であれば定期点検時に送風部９１３を交換すべきではあるが、コストがかさむため、軸受９２８が寿命に至っていない場合には、使用者である顧客が交換を望まない場合も多い。その結果、次の定期点検までに、突然に軸受９２８のベアリングなどが破損し、送風部９１３の機械全体が長期間にわたって停止し使用できなくなるなどの課題を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００５−２２１０４２号公報
【発明の概要】
【００１７】
本発明は、送風部の軸受の寿命を検出し、送風部の突然の停止を防止したガスレーザ発振装置を提供する。
【００１８】
本発明のガスレーザ発振装置は、レーザ媒体としての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、上記放電部と上記送風部との間のレーザガスの循環経路を形成するレーザガス流路とを備えたガスレーザ発振装置であって、上記送風部は、先端に翼車部を設けた回転軸と、上記回転軸を回転させる駆動部と、上記回転軸に結合された複数の軸受と、上記軸受に接する温度検出機構を備え、上記温度検出機構は、軸受の外輪を保持するダンパ部に直接接触するセンサ部を有し、上記センサ部は軸受の温度を直接検出し、上記温度検出機構の制御部は、上記軸受の温度に応じて上記送風部の交換周期を発信する構成からなる。
【００１９】
この構成により、送風部の軸受の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置のレーザビームの出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【００２０】
また、本発明のガスレーザ加工機は、上記記載のガスレーザ発振装置と、このガスレーザ発振装置から出射されたレーザビームをワークに導く光学系と、を具備した構成からなる。
【００２１】
この構成により、送風部の軸受の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置のレーザビームの出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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】図２は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置の送風部の第１例の構成を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置の送風部の第２例の構成を示す断面図である。
【図４】図４は、従来のガスレーザ発振装置の構成図である。
【図５】図５は、従来のガスレーザ加工機の構成を示す斜視図である。
【図６】図６は、従来のガスレーザ発振装置における送風部の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、同じ構成要素については同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１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。
【００２５】
本実施の形態１の軸流型のガスレーザ発振装置１００は、放電管１０１、電極１０２、１０３、電源１０４、全反射鏡１０６、部分反射鏡１０７、レーザガス流路１１０、熱交換器１１１、１１２、送風部１１３およびレーザガス導入部１１４を、その構成として具備する。
【００２６】
放電管１０１は、ガラスなどの誘電体の材料で形成されている。電極１０２と電極１０３は、放電管１０１の周辺に設けられ、電極１０２、１０３には電源１０４が接続されている。そして、電極１０２と電極１０３と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とは、放電空間１０５の両端に固定して配置され、光共振器を形成している。矢印は部分反射鏡１０７より出力されるレーザビーム１０８を象徴的に表現したものである。
【００２７】
レーザガス流１０９は、図１に示す矢印で示されており、軸流型のガスレーザ発振装置１００の中のレーザガス流路１１０を循環している。熱交換器１１１および熱交換器１１２は、放電空間１０５における放電および送風部１１３の運転により、温度上昇したレーザガス流１０９の温度を下げる。送風部１１３は、レーザガス流１０９を循環させるためのものであり、この送風部１１３により放電空間１０５にて約１００ｍ／ｓｅｃの流速のレーザガス流１０９を得ている。レーザガス流路１１０と放電管１０１とは、レーザガス導入部１１４で接続されている。
【００２８】
図１に示すように、ガスレーザ発振装置１００は、放電部と、送風部１１３と、レーザガス流路１１０と、を備えている。ここで、放電部は、放電管１０１、電極１０２、１０３および電源１０４を含み、放電空間１０５にはレーザ媒体としてのレーザガスをレーザガス流１０９として流して励起している。
【００２９】
以上が本発明のガスレーザ発振装置１００の構成である。次にその動作について説明する。
【００３０】
送風部１１３より送り出されたレーザガス流１０９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。この状態で電源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。
【００３１】
放電空間１０５内のレーザガス流１０９は、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガス流１０９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る。これにより、部分反射鏡１０７からレーザビーム１０８が出力される。このレーザビーム１０８は、レーザ加工等の用途に用いられる。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置１００の送風部１１３の第１例の構成を示す断面図である。図２は、レーザガス流路１１０内に設置された送風部１１３の構成を詳細に示している。図２に示すように、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。
【００３３】
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、かつレーザガス流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へ外部からの配線（図示せず）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が回転する。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、上下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。
【００３４】
すなわち、送風部１１３は、先端に翼車１２４を含む翼車部を設けた回転軸１２３と、回転軸１２３を回転させるモータロータ１２２やモータステータ１２６を含む駆動部と、複数の軸受１２８と、温度検出機構を備えている。ここで、複数の軸受１２８は、回転軸１２３に結合され、温度検出機構は、温度センサ１３１を含んで軸受１２８に接している。温度検出機構の制御部１３２は、後述するように軸受１２８の温度に応じて送風部１１３の交換時期に関する情報、例えば交換周期を発信する構成としている。
【００３５】
送風部１１３の詳細な構成は、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。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。そして、ダンパ部１２８ｃにより、内輪１２８ａおよび外輪１２８ｂからの振動や圧力などが緩和される。
【００３６】
複数の軸受１２８のそれぞれに、センサ部として温度検出ヘッド（温度センサ）１３１が配置されている。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１２９が揮発し、減少していく事は避けられない。グリス１２９が減少するとグリス１２９全体の潤滑性能が低下し、その結果、軸受１２８での摩擦が増大し、発熱が増大する。この発熱を検出するために温度センサ１３１で得られた信号は、信号線１３５を介して制御部１３２へ送られる。制御部１３２は、この信号に基づいて発熱による温度上昇を検出し、温度上昇に応じて軸受１２８の寿命を推定し知らせる。この温度上昇と寿命との関係は、制御部１３２の一部を構成する記憶部（図示せず）に予め記憶させていてもよく、温度上昇による寿命の推定の計算式なども記憶させていてもよい。このように、軸受１２８に接する温度センサ１３１および制御部１３２が、温度検出機構として動作し、温度検出機構の制御部１３２は、軸受１２８の温度または温度上昇に応じて送風部１１３の交換時期に関する情報を発信する構成としている。この送風部１１３の交換時期に関する情報とは、例えば送風部１１３の交換周期などである。
【００３７】
この構成により、送風部１１３の軸受１２８の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置１００のレーザビーム１０８の出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置１００を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【００３８】
図３は、本発明の実施の形態１に係るガスレーザ発振装置１００の送風部１１３の第２例の構成を示す断面図である。
【００３９】
図３に示すように、軸受１２８にセンサ部として温度センサ１３１が備えられており、温度センサ１３１は、回転体の振動を阻害しない程度の弱い圧力バネ１４１に装着されている。すなわち、センサ部は、軸受１２８の与圧以下となる圧力で押さえつける圧力バネ１４１の先端に配置されている。この軸受１２８の与圧以下となる圧力とは、例えば軸受１２８自身の重さによりかかる圧力のことをいう。ここで、圧力バネ１４１本体に断熱材を巻きつけ、圧力バネ１４１本体を外周の温度から遮断した状態にして、軸受１２８の温度を検出する構成としてもよい。この構成により、圧力バネが保護されると共に軸受１２８の温度を精度よく測ることができる。
【００４０】
また、圧力バネ１４１は、軸受１２８とレーザガス流路の外壁１１０ａとの間にシャフト１４２を挿入することにより押さえられている。これにより、回転体の振動による信号線１３５の断線を防止し、信頼性を向上させる構造となっている。
【００４１】
以上に示す本発明の構成により、送風部１１３の軸受１２８の寿命をあらかじめ予測し、使用時において突然の機械停止を防止し、ラインストップなどを低減することが可能となる。
【００４２】
また、本実施の形態１のガスレーザ発振装置１００と、従来例で示した図５に示すようなガスレーザ発振装置１００から出射されたレーザビーム１０８をワークに導く光学系と、を具備したガスレーザ加工機を提供できる。
【００４３】
この構成により、送風部１１３の軸受１２８の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置１００のレーザビーム１０８の出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置１００を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【００４４】
本発明のガスレーザ発振装置は、放電部と、送風部と、レーザガス流路と、を備えている。ここで、放電部は、レーザ媒体としてのレーザガスをレーザガス流の態様で励起し、送風部は、レーザガスをレーザガス流の態様で送風する。レーザガス流路は、放電部と送風部との間のレーザガスをレーザガス流の態様で循環させる循環経路を形成している。送風部は、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複数の軸受と、軸受に接する温度検出機構を備えている。そして、この温度検出機構の制御部は、軸受の温度に応じて送風部の交換時期に関する情報、例えば交換周期を発信する構成としている。
【００４５】
この構成により、送風部の軸受の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置のレーザビームの出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【００４６】
また、温度検出機構は、軸受の外輪を保持するダンパ部に直接接触するセンサ部を備え、前記センサ部は軸受の温度を直接検出する構成としている。
【００４７】
この構成により、精度よく軸受の温度を図ることができ、さらに正確な時期に送風部の交換を行うことができる。
【００４８】
また、温度検出機構は、軸受の与圧以下となる圧力で押さえつけるバネの先端にセンサ部を備え、バネ本体に断熱材を巻きつけ、前記バネ本体を外周の温度から遮断して軸受の温度を検出する構成としている。
【００４９】
この構成により、圧力バネが保護されると共に軸受の温度を精度よく測ることができ、さらに正確な時期に送風部の交換を行うことができる。
【００５０】
また、本発明のガスレーザ加工機は、上記記載のガスレーザ発振装置と、ガスレーザ発振装置から出射されたレーザビームをワークに導く光学系と、を具備した構成としている。
【００５１】
この構成により、送風部の軸受の寿命を検出し、ユーザや顧客が使用している場合に、突然の機械停止を防止し、ガスレーザ発振装置のレーザビームの出射が停止することがない。これにより、ガスレーザ発振装置を含む製造ラインなどのラインストップなどを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明によるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機は、軸受の寿命が予測できるため、送風手段のメンテナンス時期を明確にできる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。
【符号の説明】
【００５３】
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  ダンパ部
１２９  グリス
１３１  温度検出ヘッド（温度センサ）
１３２  制御部
１３５  信号線
１４１  バネ
１４２  シャフト
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒体としての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、前記放電部と前記送風部との間のレーザガスの循環経路を形成するレーザガス流路とを備えたガスレーザ発振装置であって、
前記送風部は、先端に翼車部を設けた回転軸と、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複数の軸受と、前記軸受に接する温度検出機構を備え、前記温度検出機構は、軸受の外輪を保持するダンパ部に直接接触するセンサ部を有し、前記センサ部は軸受の温度を直接検出し、前記温度検出機構の制御部は、前記軸受の温度に応じて前記送風部の交換時期に関する情報を発信することを特徴とするガスレーザ発振装置。
【請求項２】
前記温度検出機構は、軸受の与圧以下となる圧力で押さえつけるバネの先端にセンサ部を備え、バネ本体に断熱材を巻きつけ、前記バネ本体を外周の温度から遮断して軸受の温度を検出することを特徴とする請求項１に記載のガスレーザ発振装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のガスレーザ発振装置と、
前記ガスレーザ発振装置から出射されたレーザビームをワークに導く光学系と、を具備したことを特徴とするガスレーザ加工機。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010134256.tif 000009
【図２】
2010134256.tif 000010
【図３】
2010134256.tif 000011
【図４】
2010134256.tif 000012
【図５】
2010134256.tif 000013
【図６】
2010134256.tif 000014
【国際調査報告】
2010134256.tif 000015
2010134256.tif 000016
2010134256.tif 000017
2010134256.tif 000018