(57)【要約】【課題】  送風効率の低下を最低限に抑えた、信頼性の高い、レーザ発振器用のブロワを提供すること。【解決手段】  レーザ発振器（１００）でレーザ媒質を放電管（１０２）と循環路（１０４）との間で循環させるためのブロワ（１０、２０、１２０）が、吸気ポート（１２ａ）および排気ポート（１２ｂ）を有したケーシング（１２）と、吸気ポートおよび排気ポートを臨むようにケーシング内に回転自在に支持された翼（１６ｂ）とを具備し、翼は、その径の大きさが回転中心線（Ｏ）に垂直な断面の位置により異なる形状をしており、該翼の径が相対的に大きい部分の該翼とケーシングとの隙間（Ｇo）が、翼の径が相対的に小さい部分の該翼とケーシングとの隙間（Ｇi）より広くなるようにした。【選択図】      図１
2006295042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体より成るレーザ媒質を流通させる放電管と、
前記放電管に配設された電極と、
前記放電管の両端に設けた一対の反射鏡と、
前記放電管内のレーザ媒質を冷却するための熱交換器と、
前記放電管から前記レーザ媒質を吸引して前記熱交換器へ導き、該熱交換器によって冷却した前記レーザ媒質を前記放電管に再び戻すための循環路とを具備するレーザ発振器で前記レーザ媒質を前記放電管と前記循環路との間で循環させるためのブロワにおいて、
吸気ポートおよび排気ポートを有したケーシングと、
前記吸気ポートおよび前記排気ポートを臨むように前記ケーシング内に回転自在に支持された翼とを具備し、
前記翼は、その径の大きさが回転中心線に垂直な断面の位置により異なる形状をしており、該翼の径が相対的に大きい部分の該翼と前記ケーシングとの隙間が、前記翼の径が相対的に小さい部分の該翼と前記ケーシングとの隙間より広くなるようにしたレーザ発振器用ブロワ。
【請求項２】
前記翼の最大径となる部分の前記翼と前記ケーシングとの隙間を最大径付近以外の隙間より広くなるようにした請求項１に記載のレーザ発振器用ブロワ。
【請求項３】
前記翼の最小径となる部分の前記翼と前記ケーシングとの隙間を最小径付近以外の隙間よりも狭くなるようにした請求項１に記載のレーザ発振器用ブロワ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブロワ、特に本発明は、化学レーザやガスレーザなど気体をレーザ媒質とするレーザ発振器において前記レーザ媒質を循環させるために用いるレーザ発振器用ブロワに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属や非金属の切断加工や金属の溶接用にガスレーザ、特に炭酸ガスレーザが用いられる。ガスレーザ発振器では、レーザ媒質である例えば炭酸ガスを、放電管と、レーザ媒質冷却装置である熱交換器との間で循環させて、炭酸ガスを適切な温度に維持するようになっている。レーザ媒質循環用には、通常図４に示すような遠心式のブロワが用いられる。
【０００３】
図４において、従来技術によるブロワ５０は、吸込ポート５２ａ、排気ポート５２ｂを画成するケーシング５２内に、駆動モータ５６により中心軸線Ｏ周りに回転自在に支持された翼５４を具備している。翼５４を回転させるために、翼５４とケーシング５２の間には空間Ｇが設けられているが、従来技術によるブロワ５０では、翼５４とケーシング５２との間隔は全域に渡って一定であり、従って、吸気ポート５２ａに隣接する領域における間隔Ｇiと、排気ポート５２ｂに隣接する領域における間隔Ｇoは、送風効率と信頼性を考慮し、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の同一の値が選択されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザ発振器に使用されるブロワでは、ベアリング５８ａ、５８ｂの摩耗などにより回転精度が悪くなった場合には、翼５４がケーシング５２に接触することがある。その際、微小な塵が発生してレーザ媒質に混入する。このレーザ媒質に含まれる塵がミラーに付着するとレーザ出力が低下するので、レーザ媒質流路は常にクリーンに保つ必要がある。従って、レーザ媒質循環用に使用されるブロワの翼５４がケーシング５２に接触することは防止しなければならない。そのためには、翼５４とケーシング５２の間の空間Ｇを広くすることが望ましいが、これでは送風効率が低下してしまう。他方、高い送風効率を実現するためには、両者間の空間Ｇを狭くして流体の漏れを少なくすることが有効であるが、空間Ｇを狭くすると翼５４がケーシング５２に接触する危険性が高くなり、ブロワの信頼性は低下する。
【０００５】
本発明は、こうした従来技術の問題点を解決することを技術課題としており、送風効率の低下を最低限に抑えた、信頼性の高い、レーザ発振器用のブロワ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】
【０００６】
請求項１に記載の本発明は、気体より成るレーザ媒質を流通させる放電管と、前記放電管に配設された電極と、前記放電管の両端に設けた一対の反射鏡と、前記放電管内のレーザ媒質を冷却するための熱交換器と、前記放電管から前記レーザ媒質を吸引して前記熱交換器へ導き、該熱交換器によって冷却した前記レーザ媒質を前記放電管に再び戻すための循環路とを具備するレーザ発振器で前記レーザ媒質を前記放電管と前記循環路との間で循環させるためのブロワにおいて、
吸気ポートおよび排気ポートを有したケーシングと、前記吸気ポートおよび前記排気ポートを臨むように前記ケーシング内に回転自在に支持された翼とを具備し、
前記翼は、その径の大きさが回転中心線に垂直な断面の位置により異なる形状をしており、該翼の径が相対的に大きい部分の該翼と前記ケーシングとの隙間が、前記翼の径が相対的に小さい部分の該翼と前記ケーシングとの隙間より広くなるようにしたレーザ発振器用ブロワを要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、翼の回転によって大きく振れる、翼の径が相対的に大きい部分の翼とケーシングとの隙間を、翼の径が相対的に小さい部分の翼とケーシングとの隙間より広くなるようにしたので、ブロワの効率低下を可及的に小さくしながら、翼とケーシングとの接触を防止可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
先ず、図３を参照すると、本発明を適用するレーザ発振器の一例として、誘導放電励起型である比較的高出力のガスレーザ発振器、例えば炭酸ガスレーザ発振器１００が示されている。レーザ発振器１００は、放電管１０２と、放電管１０２の長手方向概ね中央部分から気体であるレーザ媒質を吸い込む吸込管路１０４ａ、放電管１０２の両端部に隣接する部分へレーザ媒質を吐出する戻り管路１０４ｂから成る循環路１０４とを具備している。放電管１０２の先端および後端には出力鏡１０６およびリア鏡１０８が配設され、出力鏡１０６およびリア鏡１０８の間に光共振空間が形成される。リア鏡１０８の更に後側にはレーザパワーセンサ１１０が設けられている。また、放電管１０２において、リア鏡１０８に隣接する部分には、該放電管１０２を挟んで対設された放電極１１２ａ、１１２ｂより成る第１の放電セクション１１２が配設されており、第１の放電セクション１１２は、マッチング回路１１６を介してレーザ電源１１８に接続されている。更に、放電管１０２において、出力鏡１０６に隣接する部分には、該放電管１０２を挟んで対設された放電極１１４ａ、１１４ｂより成る第２の放電セクション１１４が配設されている。なお、図３には特に示されていないが、第２の放電セクション１１４も同様にマッチング回路を介してレーザ電源に接続されている。
【０００９】
循環路１０４の吸込管路１０４ａには、レーザ媒質循環用ブロワ１２０と、ブロワ１２０の吸引側と吐出側とに第１と第２の熱交換器１２２、１２４がそれぞれ配設されている。また、循環路１０４の戻り管路１０４ｂにはガス圧制御装置１２６を介してガス供給管１２８と、ガス排出管１３０とが接続されている。ガス圧制御装置１２６は、レーザガスの排気と供給とを制御し、放電管１０２および循環路１０４内の圧力を適切に維持するようになっている。
【００１０】
上述したレーザ発振器１００の構成要素はケーシング１３２内に収納することができる。また、レーザ発振器１００は、ケーシング１３２の外部に設けられた冷却水システム１３４に接続されており、熱交換器１２２、１２４を通じてレーザ媒質を適宜冷却し、適切な温度に維持するようになっている。
【００１１】
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施形態によるブロワを説明する。図１のブロワ１０は、図３のブロワ１２０としてレーザ発振器１００で用いるブロワまたは送風機であって、吸気ポート１２ａおよび排気ポート１２ｂを有したケーシング１２と、ケーシング１２の中心軸線Ｏに沿って延びる回転軸１４ａ、回転軸１４ａに固定されたロータ１４ｂ、ロータ１４ｂに対面させてケーシング１２の内面に固定されたステータ１４ｃを有する駆動モータ１４と、回転軸１４ａに取り付けられベアリング１６ａ、１６ｂによって回転軸１４ａと共に中心軸線Ｏ周りに回転自在にケーシング１２に支持された翼１８とを具備している。ブロワ１０は、翼１８が回転することにより、矢印Ｆiで示すように中心軸線Ｏに沿って吸気ポート１２ａから気体を吸入し、吸入した気体を矢印Ｆoで示すように排気ポート１２ｂから周方向に吐出するようになっている。
【００１２】
翼１８は、図１（ｂ）から理解されるように、回転中心線となる中心軸線Ｏに垂直方向の寸法、すなわち直径が中心軸線Ｏ沿いに先端側Ｅdから基端側Ｅpへ次第に大きくなる形状をしており、翼１８が最大径となる部分において、翼１８とケーシング１２との隙間が翼１８の他の部分とケーシング１２との間の隙間よりも大きくなるようになっている。その結果、排気ポート１２ｂ近傍において、翼１８とケーシング１２との隙間Ｇoが吸気ポート１２ａ近傍における翼１８とケーシング１２との隙間Ｇiより大きくなっている。
【００１３】
図１の実施形態では、ケーシング１２を中心軸線Ｏに沿って上方に移動させることにより、吸気ポート１２ａに隣接する翼１８の最小径部分における隙間Ｇiは従来のブロワにおける隙間が保たれ、排気ポート１２ｂに隣接する翼１８の最大径部分における隙間Ｇoは従来の隙間より移動量だけ拡大することができる。このような構成は、ケーシング１２などの部品形状を変更することなく、簡単なスペーサを挿入することなどにより容易に実現することが可能である。
【００１４】
以下、本実施形態の作用を説明する。
放電管１０２にレーザ媒質、例えば炭酸ガスを充満させて、放電セクション１１２、１１４により放電管１０２を挟んで放電することにより、出力鏡１０６からレーザ光線Ｃが放射される。この間、駆動モータ１４によりブロワ１０（１２０）の翼１８を回転させることにより、放電管１０２内のレーザ媒質は吸込管路１０４ａを通じてブロワ１０（１２０）に吸い込まれ、戻り管路１０４ｂから放電管１０２へ戻る。その際、レーザ媒質は第１と第２の熱交換器１２２、１２４により冷却される。
【００１５】
本実施形態では、翼１８の回転によって最も大きく振れる翼１８の最大径となる部分とケーシング１２との隙間が、翼１８の他の部分とケーシング１２のとの隙間より大きくなっているので、ブロワ１０の効率低下を可及的に小さくしながら、翼１８とケーシングとの接触を防止可能となる。
【００１６】
図２に本発明の代替実施形態を示す。なお、図２において、図１と同様の構成要素は同じ参照番号を付して示されており、以下の説明では、図１の実施形態と重複する説明を省略している。
【００１７】
図１の実施形態では、排気ポート１２ｂ近傍において、翼１８とケーシング１２との隙間Ｇoが吸気ポート１２ａ近傍における翼１８とケーシング１２との隙間Ｇiより大きくなってた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図２のブロワ２０のように、翼１８の径が最小径となる部分において、翼１８とケーシング１２との隙間が翼１８の他の部分とケーシング１２との隙間よりも小さくするようにできる。つまり、本実施形態では、吸気ポート１２ａ近傍における翼１８とケーシング１２との隙間Ｇiが、排気ポート１２ｂ近傍における翼１８とケーシング１２との隙間Ｇoより小さくなるように形成されている。本実施形態によれば、翼１８の振れが最も小さい最小径付近のみの隙間を縮小することで、信頼性を低下させることなく、送風効率を改善することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態によるブロワの略示断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）はＩで示す部分の拡大断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態によるブロワの略示断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）はＩＩで示す部分の拡大断面図である。
【図３】本発明を適用するレーザ発振器の略示ブロック図である。
【図４】従来技術によるブロワの略示断面図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）はＩＶで示す部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０    ブロワ
１２ａ    吸気ポート
１２ｂ    排気ポート
１２    ケーシング
１４ａ    回転軸
１４ｂ    ロータ
１４ｃ    ステータ
１４    駆動モータ
１６ａ    ベアリング
１６ｂ    翼
Ｏ    中心軸線
Ｇi    吸気ポート側の隙間
Ｇo    排気ポート側の隙間
【図１】
2006295042.tif 000003
【図２】
2006295042.tif 000004
【図３】
2006295042.tif 000005
【図４】
2006295042.tif 000006