(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被製造パーツのレーザによる処理のためのレーザ光線放射デバイス（１０）であって、
レーザ光線を放射することが可能な放射源（１２）と、
長手方向軸（１８）に沿って延在し、前記長手方向軸（１８）と交差する出口軸（２４）に沿って前記レーザ光線（２２）が出るのを可能にする出口（２０）を画定する出口ノズル（１３０）を備える、放射ヘッド（１６）と、
前記放射源から前記放射ヘッドまで前記レーザ光線を伝送するように構成された、および前記レーザ光線が前記放射ヘッド内に長手方向に侵入するように配置された伝送部材（３２）と、
前記レーザ光線用の通路（４４）が中に配置された光学ユニット（４２）であって、前記光学ユニットは、前記伝送部材（３２）から受けた前記レーザ光線を前記光学ユニットの出口穴（５０）に向かって偏向させるために前記通路上に配置されたミラー（４６）を備える、光学ユニット（４２）と、
圧縮ガスを送達することが可能な発生器（１４）と、
前記放射ヘッドの前記出口（２０）に前記発生器（１４）を連結する流体回路（４０）と
を備える、レーザ光線放射デバイス（１０）において、
前記放射ヘッド（１６）は、前記長手方向軸（１８）に沿って延在する、ならびに閉じた第１の長手方向端部（２８）と前記伝送部材（３２）および前記流体回路（４０）が貫通して延在する対向側の開いた第２の長手方向端部（３０）とを有するシース（２６）を備え、前記シース（２６）は、前記出口軸（２４）が貫通して延在する貫通穴（１３６）を備え、前記光学ユニット（４２）は、前記貫通穴（１３６）内の前記レーザ光線および前記圧縮ガスの通過を可能にするように、前記光学ユニットの前記出口穴（５０）が前記シース（２６）の前記貫通穴（１３６）の対向側に位置決めされるように、前記シース（２６）内に取外し可能に収容され、
前記出口ノズル（１３０）と前記シース（２６）との間に０．１ｍｍ超の寸法の埃に対するシールを形成するように、および前記出口ノズル（１３０）により前記長手方向軸（１８）を中心とした前記光学ユニット（４２）の回転が防止され、前記長手方向軸（１８）の方向に沿った前記シース（２６）に対する前記光学ユニット（４２）の変位が防止されるように、前記出口ノズル（１３０）が前記シース（２６）の前記貫通穴（１３６）内におよび前記光学ユニット（４２）の前記出口穴（５０）内に取外し可能に接合取り付けされることを特徴とする、レーザ光線放射デバイス（１０）。
【請求項２】
前記光学ユニット（４２）は、０．１ｍｍ超の寸法の埃を通さないように前記通路（４４）を閉じ込めるように構成される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記光学ユニット（４２）は、前記伝送部材（３２）と前記ミラー（４６）との間に挿入された集束レンズ（７２）と、前記ミラー（４６）と前記出口ノズル（１３０）との間に挿入された窓（７８）とを備え、前記集束レンズおよび前記窓は、０．１ｍｍ超の寸法の埃を通さないように前記通路（４４）を閉じる、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記集束レンズ（７２）は、前記集束レンズ（７２）の入口にて発散する前記レーザ光線（２２）が前記集束レンズ（７２）の出口にて集束するようなレンズである、請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記流体回路（４０）は、前記光学ユニット（４２）内に配置された、および前記ミラー（４６）と熱接触状態にあることにより前記通路（４４）の外部に完全に延在した少なくとも１つの冷却チャネル（１２０）を備える、請求項２から４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記光学ユニット（４２）は、前記伝送部材（３２）の側に配置された、および前記集束レンズ（７２）用のハウジング（５８）が開口した入口面（６０）と、前記光学ユニットの前記出口穴（５０）の底部を形成する、および前記窓（７８）用のハウジング（５６ａ）が開口した出口面（５４）とを有し、
前記流体回路（４０）は、前記通路（４４）の外部にて前記光学ユニット内に配置された、および前記光学ユニットの前記出口面（５４）に前記入口面（６０）を連結するガス通路（１１０）用の複数のチャネルを備え、前記ガス通路（１１０）用の前記チャネルの中の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの冷却チャネル（１２０）を備える、請求項３を引用する場合の請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記流体回路（４０）は、前記光学ユニット（４２）の前記入口面（６０）によりおよび前記入口面（６０）を覆うカバー（９８）により画定された前記圧縮ガスの分配チャンバ（９６）を備え、前記カバー（９８）は、前記圧縮ガスの少なくとも１つの入口（１０４）を備える、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記圧縮ガスの前記入口（１０４）は、膨張ノズル（９４）を備える、請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記ガス通路（１１０）用の前記チャネルは、前記窓（７８）用の前記ハウジング（５６ａ）の周囲の前記光学ユニットの前記出口面（５４）の環状ゾーンを貫通して開口する各出口部分（１１６）を備える、請求項６から８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記デバイスはレーザ切断デバイスであり、前記放射ヘッド（１６）は切削ヘッドであり、前記圧縮ガスはフラッシングガスの機能を果たす、請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光線放射デバイスの分野に関し、より詳細には、特に放射性粒子もしくは任意の他のタイプの汚染物質により汚染された環境内で使用するためにまたは被活性化部品を処理するために、容易に洗浄または除染され得るかかるデバイスに関する。
【０００２】
本発明によるデバイスは、製造された部品に対してレーザ光線の衝撃を与えることを行う任意のタイプの技術、特に機械加工、切断、表面材料層の除去による除染、非破壊検査、または分光測定において使用され得る。
【０００３】
特定の用途では、本発明によるデバイスは、解体作業または変形作業の枠組みの中で原子力設備の要素を切り取るために使用され得る。
【０００４】
当該要素は、例えば燃料アセンブリの脚部を収容するシースなどの、原子炉の炉心の支持部を形成する部品などであり得る。
【背景技術】
【０００５】
産業において、レーザ切断技術は、比較的薄い厚さの部品を切断するために一般的に使用される。求められる品質は、とりわけ精度、鮮鋭度、および適度な熱衝撃である。
【０００６】
「クリーン作業場」タイプの状況での使用を目的として、複数の流体に連結された高度工学設計された切削ヘッドが展開されてきた。これらの切削ヘッドは、高性能のものであり、複数のおよび微細な設定を有するが、複雑かつ厄介である。
【０００７】
これらのデバイスは、一般的には管状部品の切断には適さず、特に約１００ｍｍの直径を有する管状部品の内部から切断が実施されなければならない場合には適さない。
【０００８】
特許文献１は、径方向にレーザ光線を合焦および偏向させるためのミラーを備える管形状のレーザ切断デバイスを開示している。
【０００９】
かかるデバイスは、比較的小さな直径を有する管状部品の切断作業を実施することが可能であるようだが、汚染環境内での使用または被活性部品の切断には適さない。
【００１０】
実際に、かかるデバイスの除染は、デバイスの様々な内部構成要素の洗浄を強いるものであり、これにより、これらの構成要素の完全な分解と再組立てとが必要となる。さらに、除染製品を使用してミラーを洗浄することにより、このミラーに損傷を与えるかなりのリスクが生じる。
【００１１】
これらの問題は、機械加工、切断、表面材料層の除去による除染、または非破壊検査もしくは分光測定のために使用されるものなどのレーザ光線放射デバイスに関連してより一般的に生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２６４４９０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、これらの問題の少なくとも一部に対する簡単、経済的、かつ有効な解決策を提供するという目的を特に有する。
【００１４】
本発明は、頑丈であり管状部品の内部からの処理に適した、および簡単かつ効果的に除染され得るレーザ光線放射デバイスを提供するという目的を特に有する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これを目的として、本発明は、製造された部品のレーザによる処理のためのレーザ光線放射デバイスであって、
レーザ光線を放射することが可能な放射源と、
長手方向軸に沿って延在し、長手方向軸と交差する出口軸に沿ってレーザ光線が出るのを可能にする、およびより好ましくは径方向に沿って延在する出口を画定する出口ノズルを備える、放射ヘッドと、
放射源から放射ヘッドまでレーザ光線を伝送するように構成された、およびレーザ光線が放射ヘッド内に長手方向に侵入するように配置された伝送部材と、
レーザ光線用の通路が中に配置された光学ユニットであって、この光学ユニットが伝送部材から受けたレーザ光線をこの光学ユニットの出口穴に向かって偏向させるために通路上に配置されたミラーを備える、光学ユニットと、
圧縮ガスを送達することが可能な発生器と、
放射ヘッドの出口に発生器を連結する流体回路と
を備える、レーザ光線放射デバイスを提案する。
【００１６】
本発明によれば、放射ヘッドは、長手方向軸に沿って延在するシースを備え、シースは、閉じた第１の長手方向端部と伝送部材および流体回路が貫通して延在する対向側の開いた第２の長手方向端部とを有する。シースは、出口軸が貫通して延在する貫通穴を備え、光学ユニットは、貫通穴内のレーザ光線および圧縮ガスの通過を可能にするように、光学ユニットの出口穴がシースの貫通穴の対向側に位置決めされるように、シース内に取外し可能に収容される。
【００１７】
シースにより、前記圧縮ガスと共同で放射ヘッドを閉じ込めることが可能となる。したがって、前記圧縮ガスは、シースの貫通穴に対して閉じ込めガスとして作用する。
【００１８】
そのため、放射ヘッドに汚染粒子が侵入するリスクが、最小限に抑えられ得る。
【００１９】
さらに、放射ヘッドの除染は、シースの外方表面の除染で十分な場合には、簡単に実施され得る。そのため、除染は、ミラーに損傷を与えるリスクを誘発しない。
【００２０】
シースの開いた第２の端部により、特に簡単にシース内への光学ユニットの挿入とシースからのその引出しとを行うことが可能となる。
【００２１】
好ましくは、出口ノズルは、出口ノズルとシースとの間に典型的には０．１ｍｍ超の寸法の埃に対するシールを形成するように、および一方では出口ノズルにより長手方向軸を中心とした光学ユニットの回転が防止され、他方では長手方向軸の方向に沿ったシースに対する光学ユニットの変位が防止されるように、シースの貫通オリフィス内におよび光学ユニットの出口穴内に取外し可能に接合取り付けされる。
【００２２】
そのため、出口ノズルは、シースの長手方向軸に対して光学ユニットを環状方向割り出しする簡単な手段を提供する。
【００２３】
外方ノズルにより形成されるアセンブリのおよびシースのシールに関する本明細書において上述した特徴は、このアセンブリが、ＩＥＣ６００６８−２−６８規格の「Ｌａ」テストを、この基準で想定される７５μｍの粒度分布ではなく典型的には１００μｍの粒度分布で満たすことを意味するものとして理解されるべきである。
【００２４】
好ましくは、このアセンブリは、規格ＩＥＣ６０５２９：１９８９＋Ａ１：１９９９のクラスＩＰ６に準拠し、したがって規格ＩＥＣ６００６８−２−６８の「Ｌａ」テストをこの規格で想定される７５μｍの粒度分布で満たす。
【００２５】
さらに、好ましくは、光学ユニットは、典型的には０．１ｍｍ超の寸法の埃を通さないように通路を閉じ込めるように構成される。
【００２６】
そのため、さらに、ミラーは、シースへの光学ユニットの挿入またはこの光学ユニットの引出しの最中にシースから引き離され得る埃から保護される。
【００２７】
そのため、ミラーの清浄性が最適に保証され、ミラーの洗浄作業が全体的に回避され得る。
【００２８】
通路の閉じ込めに関する本明細書において上述した特徴は、この光学ユニットが、規格ＩＥＣ６００６８−２−６８の「Ｌａ」テストを、この規格で想定される７５μｍの粒度分布ではなく典型的には１００μｍの粒度分布で満たすことを意味するものとして理解されたい。
【００２９】
好ましくは、光学ユニットは、規格ＩＥＣ６０５２９：１９８９＋Ａ１：１９９９のクラスＩＰ６に準拠し、したがって規格ＩＥＣ６００６８−２−６８の「Ｌａ」テストをこの後者の規格で想定される７５μｍの粒度分布で満たす。
【００３０】
好ましくは、光学ユニットは、伝送部材とミラーとの間に挿入された集束レンズと、ミラーと出口との間に挿入された窓とを備え、集束レンズおよび窓は、典型的には０．１ｍｍ超の寸法の埃を通さないように通路を閉じる。
【００３１】
光学ユニットの最も安価な光学素子である窓は、出口の側に配置され、そのため任意の発射物に対するミラーの追加的な保護を与える。必要な場合には、窓の交換が適度なコストで実施可能である。そのため、さらに、通路の他方の側に配置される集束レンズは、任意の発射物に対して露出されない。
【００３２】
この構成は、デバイスが切断、機械加工を実施するために、またはより一般的には発射物を発生させ得る材料の引離しを伴う任意の技術に対して使用される場合に、特に有利である。
【００３３】
好ましくは、集束レンズは、この集束レンズの入口にて発散するレーザ光線が集束レンズの出口にて集束するようなレンズである。
【００３４】
この構成により、光学ユニットから余計なものがとりわけ削減され得る。
【００３５】
代替的には、レーザ光線の幾何学的品質を最適化することが必要である場合には、追加のコリメータレンズが集束レンズと伝送部材との間に挿入され得る。
【００３６】
好ましくは、流体回路は、光学ユニット内に配置された、およびミラーと熱接触状態にあることにより通路の外部に完全に延在した少なくとも１つの冷却チャネルを備える。
【００３７】
そのため、流体回路は、通路内における圧縮ガスの循環を必要とすることなく、ミラーの冷却に関与することが可能となる。
【００３８】
冷却チャネルは、ミラーを支持するプレート内に配置され得る。
【００３９】
代替的には、冷却チャネルは、ミラー自体の中に配置され得る。
【００４０】
より好ましくは、光学ユニットは、伝送部材の側に配置された、および集束レンズ用のハウジングが開口した入口面と、光学ユニットの出口穴の底部を形成する、および窓用のハウジングが開口した出口面とを有する。
【００４１】
好ましくは、流体回路は、通路の外部にて光学ユニット内に配置された、および光学ユニットの出口面に入口面を連結するガス通路用の複数のチャネルを備える。ガス通路用の前記チャネルの中の少なくとも１つが、前記少なくとも１つの冷却チャネルを備える。
【００４２】
好ましい１つの特徴によれば、流体回路は、光学ユニットの入口面によりおよびこの入口面を覆うカバーにより画定された圧縮ガスの分配チャンバを備える。カバーは、圧縮ガスの少なくとも１つの入口を備える。
【００４３】
分配チャンバにより、光学ユニット内に配置されたチャネルへの均質な供給が可能となる。
【００４４】
好ましくは、圧縮ガスの入口は、膨張ノズルを備える。
【００４５】
そのため、ガスの膨張は、その温度の低下を伴い、これにより光学ユニットおよびその構成要素の冷却効果を上昇させることが可能となる。
【００４６】
好ましくは、膨張ノズルは、この膨張ノズルの容易な交換を可能にするためにカバーに対して取外し可能に組み付けられる。そのため、種々の構成の膨張ノズルが、ガスの圧力および流量、放射ヘッドの出口ノズルの構成、ならびにデバイスに関する意図する使用条件に従って拡大効果を最適化するために順に使用され得る。
【００４７】
本発明の好ましい一実施形態では、ガス通路用のチャネルは、出口軸に対して平行に延在した、および窓のハウジングの周囲の光学ユニットの出口面の環状ゾーン内に開口した各出口部分を備える。
【００４８】
さらに、有利には、圧縮ガスはフラッシングガスの機能を果たす。
【００４９】
この説明において、「フラッシングガス」機能は、レーザ処理プロセスにおいて圧縮ガスが果たす役割を意味し、これは溶融による材料の引離しを伴う。すなわち、レーザが金属を溶解し、ガスの吹込みがこの溶解した金属をフラッシングする。この機能を果たすガスは、時として「アシストガス」とも呼ばれる。
【００５０】
一般的には、本発明によるデバイスは、製造された部品のレーザによる処理を目的とする。
【００５１】
ある特定の用途では、本発明によるデバイスは、レーザ切断デバイスであることが可能であり、その場合には、放射ヘッドは、切削ヘッドとしての適格性を有し得る。
【００５２】
非限定的な例として提示される添付の図面を参照とする以下の説明を読むことにより、本発明がよりよく理解され、本発明の他の詳細、利点、および特徴が明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の好ましい一実施形態によるレーザ光線放射デバイスの概略長手方向断面図である。
【図２】デバイス内における圧縮ガスの循環をさらに示す、図１の一部分の拡大図である。
【図２ａ】図２の一部分の拡大図である。
【図３】図２の面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った、図１のデバイスの概略横断面図である。
【図４】図１のデバイスの部分概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
これらの図面のいずれにおいても、同一の参照符号が同一または類似の要素を示し得る。
【００５５】
図１は、本発明の好ましい一実施形態によるレーザ光線放射デバイス１０を示す。
【００５６】
このデバイスは、レーザ光線を放射することが可能な放射源１２と、圧縮ガスを送達することが可能な発生器１４と、放射ヘッド１６とを一般的に備える。
【００５７】
レーザ切断を用いた用途の場合には、レーザ源１２は、例えば典型的には６ｋＷ〜８ｋＷの高出力ＹＡＧタイプのものである。
【００５８】
圧縮ガスは、例えば空気、酸化窒素、またはアルゴンである。
【００５９】
放射ヘッド１６は、長手方向軸１８に沿って延在し、長手方向軸１８と交差する出口軸２４に沿ってレーザ光線２２が出るのを可能にする出口２０を備える。図示するこの好ましい実施形態では、出口軸２４は、長手方向軸１８を基準として規定される径方向に沿って延在する。代替的には、出口軸２４は、長手方向軸１８に対して斜め方向に沿って延在することが可能である。
【００６０】
放射ヘッド１６は、閉じた第１の長手方向端部２８と対向側の開いた第２の長手方向端部３０とを有する、全体的に円筒回転体の金属シース２６を備える。好ましくは、このシースは、ステンレス鋼から作製される。
【００６１】
デバイスは、放射源１２から放射ヘッド１６までレーザ光線を伝送するための部材３２をさらに備える。この伝送部材３２は、コネクタ３６と、コネクタ３６が接続されたカプラ３８とを備える光ファイバ３４を備える。このカプラ３８は、放射ヘッドにおいて長手方向にレーザ光線２２を送達するように構成される。参考までに述べると、コネクタ３６は、従来のようにレーザ源１２の冷却回路を使用して冷却され、この冷却回路は詳細には説明しない。
【００６２】
また、デバイスは、以下においてより明確に示すように、圧縮ガスがフラッシングガスおよび冷却ガスの両機能を果たすように、放射ヘッドの出口２０に発生器１４を接続する流体回路４０を備える。
【００６３】
放射ヘッド１６は、シース２６内に収容された光学ユニット４２をさらに備え、このシース２６内にはレーザ光線２２用の通路４４が配置される。
【００６４】
この光学ユニット４２は、伝送部材３２から受けるレーザ光線２２を放射ヘッドの出口２０に向かって偏向させるために通路４４上に配置されたミラー４６を初めに備える。そのため、ミラー４６は、通路４４を画定する点に留意されたい。ミラー４６は、例えば平円盤の形状である。また、代替的には、ミラーは、所望の形状のレーザ光線２２に適した任意のスキュー形状を有することも可能である。
【００６５】
図示する実施形態では、光学ユニット４２は、以下でより明確に示すように、埃を通さないように通路４４を閉じ込めるように構成される。好ましくは、シールは、典型的には０．１ｍｍ超の寸法の埃に対して設けられる。そのため、ミラー、およびより一般的には光学ユニットの内部は、シース内への光学ユニットの挿入の最中またはシース外への光学ユニットの引出しの最中にシースから引き離され得る埃に対して保護される。
【００６６】
より正確には、光学ユニット４２は、金属から、より好ましくは優れた熱伝導性を有する銅合金から作製されたケース４８を備える。このケースは、例えば円筒回転体形状のものであり、シース２６内で摺動し得るようにサイズ設定される。
【００６７】
光学ユニット４２は、図２〜図４においては拡大図で見ることができる。
【００６８】
ケース４８は、ケースの円筒状側方表面５２中に開口するおよび環状底部５４を有する座ぐり穴を形成する、円筒回転体形状の出口穴５０を備え、出口穴５０は、環状底部５４からより小径のエルボダクト５６によって延長され、エルボダクト５６の一部分は、レーザ光線２２用の通路を形成する。そのため、ダクト５６は、出口穴５０内に開口する出口部分５６ａと、ケース４８の上方面６０を貫通して開口する拡大されたハウジング５８へと開口する入口部分５６ｂとに分割される（図２および図４）。出口部分５６ａは、出口軸１８に対して平行に、すなわち図示する実施形態において径方向に延在し、その一方で入口部分５６ｂは、長手方向に延在する。
【００６９】
ケースの円筒外方表面５２は、斜角面下方端部６２を有し、ケース４８は、半円盤形状の底部６４をさらに備える。底部６４の直線状エッジ６６は、円筒外方表面５２の下方端部６２に連結された端部を有する。
【００７０】
光学ユニット４２は、下方端部６２におよび直線状エッジ６６に連結されたプレート６８をさらに備え、このプレート６８は、長手方向軸１８に対しておよび出口軸２４に対して例えば４５度の傾斜方向に沿って延在する。ケース４８に対するプレート６８の固定は、例えば取付けオリフィス６７を貫通するねじ（図面では見えない）を使用して実現される（図３）。プレート６８は、初めは長手方向であるレーザ光線２２を出口軸方向へと偏向させ得るようにミラー４６が固定される支持部を形成する（図２および図４）。代替的には、ミラーは、プレート６８上に直に形成され得る。
【００７１】
また、ケース４８は、ハウジング５８を延長させるようにケースの上方面６０から外方に突出して延在するスタック７０を備える（図２および図４）。カプラ３８は、スタック７０内に取り付けられる。
【００７２】
光学ユニット４２は、伝送部材３２とミラー４６との間に挿入された集束レンズ７２を備える。
【００７３】
より厳密には、集束レンズ７２は、ケース４８の上方面６０に貫通して開口するハウジング５８内に、カプラ３８の対向側に取り付けられて、カプラから入射するレーザ光線２２を受け、このレーザ光線の発散を軽減する。集束レンズ７２は、例えばスタック７０内方表面中に螺入された環状リング７４を使用してハウジング内に保持される（図２）。
【００７４】
図示する実施形態では、集束レンズ７２は、ダクト５６の長手方向部分５６ｂの端部に設けられたショルダ７６に対接して設置される。
【００７５】
代替的には、集束レンズ７２は、ダクト５６のこの長手方向部分５６ｂ内に取り付けられ得る。
【００７６】
光学ユニット４２は、ミラー４６と出口２０との間に挿入された窓７８をさらに備える。
【００７７】
より厳密には、窓７８は、ダクト５６の出口部分５６ａ内に取り付けられ、そのため本発明の用語によれば、出口部分５６ａは、窓用の「ハウジング」を形成する。この趣旨で、窓７８は、ダクト５６の出口部分５６ａの内方表面に螺入されたねじリング８０によって定位置に維持される（図２ａ）。窓７８は、出口部分５６ａの内方表面中に形成されたショルダ９０により、ミラー４６の方向においてさらにブロックされる。
【００７８】
プレート６８、集束レンズ７２、および窓７８は、典型的には０．１ｍｍ超の寸法の埃を通さないように通路４４を閉じる。
【００７９】
ケース４８の上方面６０は、本発明の用語における光学ユニット４２の「入口面」を構成し、その一方でダクト５６の出口部分５６ａに穴５０を連結するショルダ５４は、光学ユニット４２の「出口面」と呼ばれる環状平坦表面を形成する点に留意されたい。
【００８０】
さらに、流体回路４０は、一方では発生器１４に連結され、他方では流体回路４０の一部でもある分配チャンバ９６内へと開口する膨張ノズル９４に連結される（図２および図４）、可撓性パイプ９０（図１および図４）を初めに備える。
【００８１】
分配チャンバ９６は、例えば一方では光学ユニットの入口面６０により、および他方ではこの入口面を覆うカバー９８により画定される。
【００８２】
カバー９８は、分配チャンバ９６を形成するためにディスク１００とこの入口面６０との間の空間を維持するように入口面６０上に適用される円筒状スカート１０２を備える円筒状ディスク１００の形状を全体的に有する。ディスク１００は、スタック７０用および／またはカプラ３８用の通路オリフィス１０３と、可撓性パイプ９０が連結された圧縮ガス入口１０４とを備える。図示する実施形態では、膨張ノズル９４は、オリフィス１０４中に開口する。カバー９８は、例えばスカート１０２を長手方向に貫通して延在する取付けオリフィス１０６中に取り付けられたねじ（図面では見えない）を使用してケース４８に固定される（図４）。
【００８３】
流体回路４０は、通路４４の外部の光学ユニット４２中に配置されたおよび光学ユニット４２の出口面５４に入口面６０を連結する、ガス通路１１０用の複数のチャネルをさらに備える（図２、図３、および図４）。
【００８４】
より厳密には、ガス通路１１０用のチャネルは、ケース４８内に配置された各入口部分１１２を備える。これらの入口部分１１２は、長手方向に延在し、光学ユニットの入口面６０を貫通して開口する。入口部分１１２の出口１１４は、例えばスタック７０のベースの周囲に、すなわち集束レンズのハウジング５８の周囲に分散される。
【００８５】
他方では、チャネル１１０は、ケース４８内に配置された各出口部分１１６を備える。これらの出口部分１１６は、出口軸２４に対して平行に、すなわち図示する実施形態においては径方向に延在し、光学ユニットの出口面５４を貫通して開口する。出口部分１１６の出口１１８は、出口軸２４の周囲に分散される。そのため、チャネル１１０は、出口面５４の環状ゾーン内へと開口する。
【００８６】
最終的に、チャネル１１０のいくつかは、ミラー４６を支持するプレート６８の内部に配置された冷却チャネル１２０を備える。
【００８７】
冷却チャネル１２０のそれぞれは、入口部分１１２および対応する出口部分１１６を一方から他方に対して連結する。
【００８８】
ケース４８の底部６４の軸方向に対向側に延在する入口部分１１２のそれぞれは、対応する出口部分１１６に直に連結される。
【００８９】
そのため、流体回路４０の一部分はプレート６８中に延在することが明確に分かる。
【００９０】
代替的には、冷却チャネル１２０は、ミラー４６に直接的に一体化され得る。
【００９１】
したがって、この両方の場合において、冷却チャネルは、ミラー４６と熱接触状態にある。
【００９２】
さらに、放射ヘッド１６は、デバイスの出口２０を画定する出口ノズル１３０を備える。
【００９３】
出口ノズル１３０は、チャネル１１０から入来する圧縮ガス流を濃縮させ得る、およびレーザ光線２２が中心を通過する、全体的にテーパ状の内方表面１３２を有する。
【００９４】
出口ノズル１３０は、光学ユニット４２におよびシース２６に取外し可能に組み付けられる。この趣旨で、出口ノズル１３０は、シース２６の貫通穴１３６に（図２ａ）および光学ユニット４２の出口穴５０に接合挿入される。この趣旨で、出口ノズルは、出口穴５０および貫通穴１３６の形状と相補的である断面を有する外部表面１４６を有する。これは、例えば円筒回転体形状を有する。
【００９５】
出口ノズル１３０とシース２６との間のシールは、例えば出口ノズル１３０の外方表面１４６に形成された環状溝内に収容されるおよびシース２６の貫通穴１３６のエッジに対して圧迫される、環状シール１４４によって形成される。
【００９６】
出口ノズル１３０は、例えばねじ１６４（その中の１つが図２ａで見える）などを使用して光学ユニット４２のケース４８に固定される。これらのねじ１６４は、出口ノズル１３０の外縁部分を貫通して出口軸２４に対して平行に延在する。
【００９７】
したがって、デバイスの組立ては、逐次的に構成された以下のステップ、すなわち
コネクタ３６におよび可撓性パイプ９０に光学ユニット４２を連結するステップと、次いで
シースの貫通穴１３６により規定される出口軸２４に対して窓７８を実質的に中央に位置決めするように、シース２６に光学ユニット４２を挿入するステップと、次いで
環状シール１４４をその溝内に取り付け、次いで貫通穴１３６を通して光学ユニット４２の出口穴５０まで出口ノズル１３０を挿入するステップと、次いで
ねじ１６４を使用してケース４８に出口ノズル１３０を固定し、シースの外部からその螺合が実施されるステップと
に従うことにより、とりわけ簡単に実施され得る。
【００９８】
デバイスの分解は、本明細書において上述した作業を逆順に実行することによって簡単に実現され得る。
【００９９】
また、シース２６によりおよび出口ノズル１３０により得られる静的閉じ込めと、出口２０に対する圧縮ガスにより与えられる動的閉じ込めとにより、シース内に収容された要素、すなわち光学ユニット４２、伝送部材３２、および可撓性パイプ９０の除染が不要となることを考えると、デバイスの分解はとりわけ簡単かつ安全に実施され得る。
【０１００】
さらに、光学ユニット４２の埃からの封止特性により、シース内での光学ユニット４２の摺動中に摩擦によりシース２６内部に埃が偶発的に放出されてしまう場合であっても、光学ユニット４２の分解が不要となる。かかる場合には、光学ユニットは、ミラー４６に損傷を与えるリスクを伴うことなく簡単に洗浄され得る。
【０１０１】
デバイスの調節は、シースに光学ユニット４２を挿入する前に簡単に実施され得る点に留意されたい。この調節が実施された場合には、光学ユニットは、汚染ゾーンに放射ヘッド１６を侵入させる前に、シース内に取り付けられ得る。次いで、光学ユニット４２は、シースにより保護され、汚染リスクはゼロになる。
【０１０２】
図２は、デバイス１０の動作を示す。
【０１０３】
集束レンズ７２の出口にて集束する長手方向レーザ光線２２は、放射ヘッド１６の出口２０を通過する出口軸２４に従ってミラー４６によって反射される。
【０１０４】
発生器１４から入来する圧縮ガス２００は、入口１０４内に取り付けられた膨張ノズル９４を通り分配チャンバ９６内に侵入する。そのため、圧縮ガスは、ガス通路１１０用のチャネルの入口部分１１２の出口１１４に到達し、ガス通路１１０に侵入する。圧縮ガス２０２の一部分が、プレート６８の内部に配置された冷却チャネル１２０内を循環し続け、そのためミラー４６を冷却することが可能となる一方で、ガス通路１１０用の他のチャネル内では、空気２０４がチャネルの出口部分１１６に直に到達する。この空気は、出口面５４を通り開放されるまで出口部分１１６内で循環し続ける。次いで、空気２０６は、出口２０内で濃縮されるように、出口ノズル１３０の内方表面１３２によって送られる。
【０１０５】
ガス通路１１０用のチャネル内における圧縮空気の循環により、光学ユニット４２の効果的な冷却が可能となり、その一方で出口２０の出口における空気の圧力により、処理される部品に対するレーザの作用により発生する任意のスラグまたは他の発射物に対する放射ヘッド１６の保護が与えられ得る。そのため、圧縮ガスは、放射ヘッド１６の動的閉じ込めを実現する。
【０１０６】
レーザによる処理中に、特に切断用途の場合において、発生器１４の出口におけるガスの圧力は、ガスが「フラッシングガス」の機能を果たすように８バール以上の値に設定され得る一方で、この圧力は、レーザの作用が進行中ではなく放射ヘッドが汚染ゾーンまたは汚染された可能性のあるゾーン内に位置する場合に、閉じ込め機能を実現するように約１〜２バールであることが可能である点に留意されたい。
【０１０７】
代替的には、本発明の範囲から逸脱することなく、通路４４は、圧縮ガス発生器１４に連結され得る。この趣旨で、通路４４は、例えば光学ユニット中に設けられ分配チャンバ９６内に開口したガス通路用のチャネルに連結され得る。この場合には、光学ユニット４２の埃からのシールは、多孔性焼結金属フィルタなどの、０．１ｍｍ超の寸法の埃の濾過に適したフィルタによって形成され得る。そのため、通路４４は、集束レンズ７２、窓７８、およびプレート６８により実現される静的閉じ込めを補う動的閉じ込めを実現するように過圧に維持され得る。さらに、圧縮ガスの漏れの制御が、通路４４を画定する要素に対して実現され得る。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  レーザ光線放射デバイス
１２  放射源、レーザ源
１４  発生器
１６  放射ヘッド
１８  長手方向軸
２０  出口
２２  レーザ光線
２４  出口軸
２６  金属シース
２８  第１の長手方向端部
３０  第２の長手方向端部
３２  伝送部材
３４  光ファイバ
３６  コネクタ
３８  カプラ
４０  流体回路
４２  光学ユニット
４４  通路
４６  ミラー
４８  ケース
５０  出口穴
５２  円筒状側方表面
５４  環状底部
５６  エルボダクト
５６ａ  出口部分
５６ｂ  入口部分
５８  ハウジング
６０  上方面
６２  下方端部
６４  底部
６６  直線状エッジ
６７  取付けオリフィス
６８  プレート
７０  スタック
７２  集束レンズ
７４  環状リング
７６  ショルダ
７８  窓
８０  ねじリング
９０  ショルダ
９４  膨張ノズル
９６  分配チャンバ
９８  カバー
１００  ディスク
１０２  円筒状スカート
１０３  通路オリフィス
１０４  オリフィス
１０６  取付けオリフィス
１１０  ガス通路
１１２  入口部分
１１４  出口
１１６  出口部分
１１８  出口
１２０  冷却チャネル
１３０  出口ノズル
１３２  内方表面
１３６  貫通穴
１４４  環状シール
１４６  外部表面
【図１】
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【図２】
0006701186.tif 000003
【図２ａ】
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【図３】
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【図４】
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