(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィーディングファイバとプロセスファイバとを光結合するファイバカップリング装置であって、
前記フィーディングファイバから出射されたレーザ光を平行光にする或いは収束する正のレンズを保持するための筒状の第１のレンズホルダと、
前記正のレンズの光軸に直交する面内において相互に異なる角度位置を有する３カ所で、第１のレンズホルダを支持する第１の収容外筒と、を具備し、
前記第１の収容外筒は、前記光軸の周りの基準方向から第１の角度位置と、第２の角度位置とで前記第１のレンズホルダと当接する第１支持部と第２支持部とを有し、前記第１のレンズホルダを前記光軸に向かって押圧する押圧部材を具備したことを特徴とするファイバカップリング装置。
【請求項２】
前記第１の角度位置は、前記光軸の周りの基準方向からほぼ１２０度の角度位置であり、第２の角度位置は、前記光軸の周りの基準方向からほぼ２４０度の角度位置であることを特徴とする請求項１に記載のファイバカップリング装置。
【請求項３】
フィーディングファイバとプロセスファイバとを光結合するファイバカップリング装置であって、
プロセスファイバの入射端の端面にレーザ光を集光する集光レンズを保持するための筒状の第２のレンズホルダと、
前記第２のレンズホルダを、前記集光レンズの光軸方向及び光軸に直交する平面内で移動自在に支持する第２の収容外筒であって、前記光軸方向において前記第２のレンズホルダの一つの端面と当接可能の突き当て部を有する第２の収容外筒と、
前記第２のレンズホルダと前記第２の収容外筒との間に設けられ、前記第２のレンズホルダを前記突き当て部に押圧するための押圧内筒と、
前記第２のレンズホルダと前記押圧内筒との間に設けられ、前記押圧内筒に対して前記第２のレンズホルダを前記光軸と直交する方向において移動自在に保持し、かつ、光軸方向において、前記第２のレンズホルダと前記押圧内筒とを相互に離反する方向に付勢する付勢部材と、を具備したことを特徴とするファイバカップリング装置。
【請求項４】
前記付勢部材は、ボールプランジャを有することを特徴とする請求項３に記載のファイバカップリング装置。
【請求項５】
前記付勢部材は、前記第２のレンズホルダに設けた取り付け穴に収容されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のファイバカップリング装置。
【請求項６】
フィーディングファイバとプロセスファイバとを光結合するファイバカップリング装置であって、
正のレンズは、前記フィーディングファイバに対して光軸に沿う方向においてのみ位置調整されるように構成され、
集光レンズは、前記プロセスファイバに対して光軸に直交する平面内でのみ位置調整されるように構成されていることを特徴とするファイバカップリング装置。
【請求項７】
レーザ光を利用して、ワークに対して切断加工を行うファイバレーザ加工機であって、
請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のファイバカップリング装置を具備したことを特徴とするファイバレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィーディングファイバの出射端とプロセスファイバの入射端を光結合するためのファイバカップリング装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバレーザ加工機に用いられる一般的なファイバカップリング装置の構成について簡単に説明すると、次の通りである。
【０００３】
一般的なファイバカップリング装置は、光軸方向であるＺ軸方向へ延びた外筒を具備している。外筒は、そのＺ軸方向の一方側（外筒のＺ軸方向の一方側）に、フィーディングファイバの出射端を保持するための第１のファイバ保持部を有している。外筒は、そのＺ軸方向の他方側（外筒のＺ軸方向の他方側）に、プロセスファイバの入射端を保持するための第２のファイバ保持部を有している。
【０００４】
外筒は、その内側（外筒の内側）における第１ファイバ保持部側に、コリメートレンズを保持するための筒状の第１のレンズホルダを備えている。コリメートレンズは、フィーディングファイバの出射端から出射され発散したレーザ光を平行光にするものであり、第１のレンズホルダは、Ｚ軸方向へ僅かに移動可能（変位可能）になっている。また、外筒は、その内側における第２のファイバ保持部側に、集光レンズを保持するための筒状の第２のレンズホルダを備えている。集光レンズは、外筒内を伝播した平行光をプロセスファイバの入射端の端面に向かって集光するものであり、第２のレンズホルダは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向へ僅かに移動可能になっている。
【０００５】
プロセスファイバ等の交換等を行った場合には、次のようにファイバカップリング装置の光学調整を行う。
【０００６】
第１のレンズホルダをＺ軸方向へ僅かに移動させて、第１のレンズホルダのＺ軸方向の位置を調整することにより、レーザ光の集光点（焦点）がプロセスファイバの入射端の端面に位置するように、レーザ光の集光位置（焦点位置）の調整を行う。続いて、第２のレンズホルダをＸ軸方向及びＹ軸方向へ僅かに移動させて、第２のレンズホルダのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整することにより、レーザ光の集光点（光軸）をプロセスファイバの入射端の端面のコア中心に合わせて、フィーディングファイバとプロセスファイバのアライメント調整（調芯）を行う。これにより、フィーディングファイバの出射端とプロセスファイバの入射端を光結合させることができる。
【０００７】
なお、本発明に関連する先行技術として特許文献１及び特許文献２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１３−９７２４５号公報
【特許文献２】特開２０１３−９７２４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、第１のレンズホルダのＺ軸方向の位置を調整する際に、外部から第１のレンズホルダにＸ軸方向又はＹ軸方向の力が働くと、第１のレンズホルダがＸ軸方向等へ僅かに移動（変位）することがある。また、第２のレンズホルダをＸ軸方向及びＹ軸方向へ位置調整する際に、外部から第２のレンズホルダにＺ軸方向の力が働くと、第２のレンズホルダがＺ軸方向へ僅かに移動することがある。そのため、フィーディングファイバの出射端とプロセスファイバの入射端を高精度に光結合させることが容易でなく、ファイバカップリング装置の光学調整に多くの時間と労力を要するという問題がある。特に、近年、プロセスファイバの細径化に伴い、ファイバカップリング装置の光学調整に数ミクロンレベルの分解能が必要になってきており、前述の問題はより顕著になっている。
【００１０】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成のファイバカップリング装置等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】
【００１８】
本発明の第１の態様は、フィーディングファイバとプロセスファイバとを光結合するファイバカップリング装置であって、前記フィーディングファイバから出射されたレーザ光を平行光にする或いは収束する正のレンズ（第１のレンズ）を保持するための筒状の第１のレンズホルダと、前記正のレンズの光軸に直交する面内において相互に異なる角度位置を有する３カ所で、第１のレンズホルダを支持する第１の収容外筒と、を具備し、前記第１の収容外筒は、前記光軸の周りの基準方向から第１の角度位置と、第２の角度位置とで前記第１のレンズホルダと当接する第１支持部と第２支持部とを有し、前記第１のレンズホルダを前記光軸に向かって押圧する押圧部材を具備したことである。ここで、一例として、前記第１の角度位置は、前記光軸の周りの基準方向からほぼ１２０度の角度位置であり、第２の角度位置は、前記光軸の周りの基準方向からほぼ２４０度の角度位置である。
【００１９】
本発明の第２の態様は、フィーディングファイバとプロセスファイバとを光結合するファイバカップリング装置であって、プロセスファイバの入射端の端面にレーザ光を集光する集光レンズを保持するための筒状の第２のレンズホルダと、前記第２のレンズホルダを、前記集光レンズの光軸方向及び光軸に直交する平面内で移動自在に支持する第２の収容外筒であって、前記光軸方向において前記第２のレンズホルダの一つの端面と当接可能の突き当て部を有する第２の収容外筒と、前記第２のレンズホルダと前記第２の収容外筒との間に設けられ、前記レンズホルダを前記突き当て部に押圧するための押圧内筒と、前記第２のレンズホルダと前記押圧内筒との間に設けられ、前記押圧部材に対して前記第２のレンズホルダを前記光軸と直交する方向において移動自在に保持し、かつ、光軸方向において、前記第２のレンズホルダと前記押圧内筒とを相互に離反する方向に付勢する付勢部材と、を具備したことである。ここで、一例として、前記付勢部材は、ボールプランジャを有している。また、一例として、前記付勢部材は、前記第２のレンズホルダに設けた取り付け穴に収容されている。
【００２０】
本発明の第３の態様は、フィーディングファイバとプロセスファイバとを光結合するファイバカップリング装置であって、正のレンズは、前記フィーディングファイバに対して光軸に沿う方向においてのみ位置調整されるように構成され、集光レンズは、前記プロセスファイバに対して光軸に直交する平面内でのみ位置調整されるように構成されていることである。
本発明の第４の態様は、レーザ光を利用して、ワークに対して切断加工を行うファイバレーザ加工機であって、第１の態様から第３の態様のうちのいずれかの態様からなるファイバカップリング装置を具備したことである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、前記フィーディングファイバの出射端と前記プロセスファイバの入射端を高精度に光結合させることが簡単になり、前記ファイバカップリング装置の光軸調整の作業能率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機の模式的な斜視図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置を示す図である。
【図３】図３は、図２における矢視部IIIの拡大図である。
【図４】図４は、図３におけるIV-IV線に沿った断面図である。
【図５】図５は、図２における矢視部Vの拡大図である。
【図６】図６は、図５におけるVI-VI線に沿った断面図である。
【図７】図７は、図３における矢視部VIIの拡大断面図である。
【図８】図８は、図７におけるVIII-VIII線に沿った断面図である。
【図９】図９は、図７におけるIX-IX線に沿った断面図である。
【図１０】図１０は、図５における矢視部Xの拡大断面図である。
【図１１】図１１は、図１０におけるXI-XI線に沿った断面図である。
【図１２】図１２は、図１０におけるXII-XII線に沿った断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、押圧状態の押圧内筒の周辺を示す断面図、図１３（ｂ）は、非接触状態の押圧内筒の周辺を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施形態について図１から図１３を参照して説明する
なお、本願の明細書及び特許請求の範囲において、「設けられる」とは、直接的に設けられることの他に、別部材を介して間接的に設けられることを含む意であり、「備えられる」と同義である。「備える」とは、直接的に備えることの他に、別部材を介して間接的に備えることを含む意であり、「設ける」と同義である。「Ｚ軸方向」は、レーザ光の光軸方向のことであり、「Ｚ軸方向の一方側」とは、Ｚ軸方向におけるレーザ光の進行方向の反対側のことであり、「Ｚ軸方向の他方側」とは、Ｚ軸方向におけるレーザ光の進行方向側のことである。「Ｘ軸方向」とは、Ｚ軸方向に直交する方向のことであり、「Ｙ軸方向」とは、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する方向のことをいう。「Ｘａ軸方向」とは、ファイバレーザ加工機の正面側に向かった場合における左右方向のことである。「Ｙａ軸方向」とは、ファイバレーザ加工機の正面側に向かった場合における前後方向（奥行方向）のことである。「Ｚａ軸方向」とは、ファイバレーザ加工機の正面側に向かった場合における上下方向のことである。図中において、「Ｚ（Ｚ１）軸方向」は、第１の外筒におけるＺ軸方向、「Ｚ（Ｚ２）軸方向」は、第２の外筒におけるＺ軸方向のことをそれぞれ示している。
【００２６】
図１に示すように、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機１は、１μｍ帯の波長のレーザ光ＬＢを利用して、板状のワークＷの被切断部に対して切断加工を行う加工機である。そして、本発明の実施形態に係るファイバレーザ加工機１の具体的な構成は、以下の通りである。
【００２７】
ファイバレーザ加工機１は、ワークＷを支持する加工テーブル（支持フレーム）３を具備しており、この加工テーブル３は、Ｘａ軸方向（左右方向）へ延びている。加工テーブル３は、その適宜位置（加工テーブル３の適宜位置）に、ワークＷを把持する複数のクランプ部材（図示省略）を備えている。また、加工テーブル３は、その上側（加工テーブル３の上側）に、門型の可動フレーム５をＸａ軸方向へ移動可能に備えている。可動フレーム５は、Ｘａ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によりＸａ軸方向へ移動するようになっている。更に、可動フレーム５は、その水平部（可動フレーム５の水平部）５ａに、キャリッジ７をＹａ軸方向（前後方向）へ移動可能に備えている。キャリッジ７は、Ｙａ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によりＹａ軸方向へ移動するようになっている。
【００２８】
キャリッジ７は、そのＸａ軸方向の一方側（キャリッジ７の右側）に、ワークＷに向かってアシストガスを噴出しながらレーザ光ＬＢを照射する筒状のレーザ加工ヘッド９をＺａ軸方向（上下方向）へ移動可能に備えている。レーザ加工ヘッド９は、Ｚａ軸サーボモータ（図示省略）の駆動によりＺａ軸方向へ移動するようになっている。また、レーザ加工ヘッド９は、Ｘａ軸サーボモータの駆動により可動フレーム５と一体的にＸａ軸方向へ移動しかつＹａ軸サーボモータの駆動によりキャリッジ７と一体的にＹａ軸方向へ移動するようになっている。
【００２９】
レーザ加工ヘッド９の上端部（基端部）は、レーザ光ＬＢを伝送するためのプロセスファイバ（伝送ファイバ）１１の出射端にコネクタ１３を介して接続されている。また、レーザ加工ヘッド９は、その内側（レーザ加工ヘッド９の内側）に、プロセスファイバ１１の出射端から出射され発散したレーザ光ＬＢを平行光にするコリメートレンズ（第１のレンズ）１５を備えている。コリメートレンズ１５は、プロセスファイバ１１の出射端から出射され発散したレーザ光ＬＢを平行光にする或いは収束する正のレンズの１つである。レーザ加工ヘッド９は、その内側におけるコリメートレンズ１５の下方に、ワークＷに向かってレーザ光ＬＢを集光する集光レンズ（第２のレンズ）１７を備えている。更に、レーザ加工ヘッド９の内部は、アシストガスを供給するためのアシストガス供給源（図示省略）に接続されている。
【００３０】
なお、コリメートレンズ１５の代わりに、レーザ加工ヘッド９内において焦点を結ぶような他の正のレンズ（図示省略）を用いてもよい。また、コリメートレンズ１５及び集光レンズ１７は、複数枚のレンズで構成される組レンズであってもよい。更に、レーザ加工ヘッド９内においてレーザ光ＬＢが発散収束を繰り返すように、レーザ加工ヘッド９はその内部に複数のレンズ群（図示省略）を備えてもよい。
【００３１】
ファイバレーザ加工機１は、収容ボックス１９を具備しており、収容ボックス１９は、加工テーブル３に対して離隔した位置に配置されている。また、収容ボックス１９は、その内側（収容ボックス１９の内側）に、レーザ光ＬＢを発振（生成）するためのファイバレーザ発振器２１を備えている。ファイバレーザ発振器２１は、例えば、特開２０１２−２４７７８号公報に示すように公知の構成からなるものであり、その構成の詳細については省略する。ファイバレーザ発振器２１の出射側（出力側）は、レーザ光ＬＢを取り出すためのフィーディングファイバ（フィードファイバ）２３の入射端にコネクタ（図示省略）を介して接続されている。更に、収容ボックス１９は、その内側に、フィーディングファイバ２３の出射端とプロセスファイバ１１の入射端を光結合（光学的に結合）するためのファイバカップリング装置２５を備えている。
【００３２】
続いて、本発明の実施形態に係るファイバカップリング装置２５の具体的な構成について説明する。
【００３３】
図２に示すように、ファイバカップリング装置２５は、フィーディングファイバ２３の出射端から出射されたレーザ光ＬＢの光軸の向きを９０度変える反射ミラーユニット２７を具備している。反射ミラーユニット２７は、入射ポート２９ａ及び出射ポート２９ｂを有したユニットケース２９と、ユニットケース２９の内側に設けられた反射ミラー３１とを有している。
【００３４】
図２から図４に示すように、ユニットケース２９は、入射ポート２９ａ側に、Ｚ（Ｚ１）軸方向へ延びた第１の外筒３３を備えている。第１の外筒３３は、ユニットケース２９の入射ポート２９ａ側に複数のボルト（図示省略）を介して着脱可能に設けられた第１の収容外筒３５と、第１の収容外筒３５のＺ軸方向の一方側（先端側）に複数のボルト（図示省略）を介して着脱可能に設けられた第１の連絡外筒３７とを有している。第１の外筒３３は、第１の連絡外筒３７のＺ軸方向の一方側に止めねじ（図示省略）等を介して着脱可能に設けられた第１のレセプタ３９を有している。第１のレセプタ３９は、フィーディングファイバ２３の出射端をコネクタ４１を介して保持するための第１のファイバ保持部に相当している。換言すれば、第１の外筒３３は、そのＺ軸方向の一方側（第１の外筒３３のＺ軸方向の一方側）に、第１のファイバ保持部としての第１のレセプタ３９を有している。
【００３５】
図２、図５、及び図６に示すように、ユニットケース２９は、出射ポート２９ｂ側に、Ｚ（Ｚ２）軸方向へ延びた第２の外筒４３を備えている。第２の外筒４３は、ユニットケース２９の出射ポート２９ｂ側に複数のボルト（図示省略）を介して着脱可能に設けられた第２の収容外筒４５と、第２の収容外筒４５のＺ軸方向の他方側（先端側）に複数のボルト（図示省略）を介して着脱可能に設けられた第２の連絡外筒４７とを有している。第２の外筒４３は、第２の連絡外筒４７のＺ軸方向の他方側に止めねじ（図示省略）等を介して着脱可能に設けられた第２のレセプタ４９を有している。第２のレセプタ４９は、プロセスファイバ１１の入射端をコネクタ５１を介して保持する保持するための第２のファイバ保持部に相当している。換言すれば、第２の外筒４３は、そのＺ軸方向の他方側（第２の外筒４３のＺ軸方向の他方側）に、第２のファイバ保持部としての第２のレセプタ４９を有している。
【００３６】
なお、第１の外筒３３と第２の外筒４３との間にユニットケース２９を介在させる代わりに、反射ミラーユニット２７を省略して、第１の外筒３３と第２の外筒４３を直結（直接的に連結）してもよい。
【００３７】
図４に示すように、第１の収容外筒３５は、その内側（第１の収容外筒３５の内側）に、コリメートレンズ（第１のレンズ）５３を保持するための筒状の第１のレンズホルダ５５を備えている。コリメートレンズ５３は、フィーディングファイバ２３の出射端から出射され発散したレーザ光ＬＢを平行光にするものであり、環状のレンズ押え５７によって第１のレンズホルダ５５に固定されている。コリメートレンズ５３は、フィーディングファイバ２３の出射端から出射され発散したレーザ光ＬＢを平行光にする或いは収束する正のレンズの１つである。また、図６に示すように、第２の収容外筒４５は、その内側（第２の収容外筒４５の内側）に、集光レンズ（第２のレンズ）５９を保持するための筒状の第２のレンズホルダ６１を備えている。集光レンズ５９は、プロセスファイバ１１の入射端の端面に向かってレーザ光ＬＢを集光するものであり、環状のレンズ押え６３によって第２のレンズホルダ６１に固定されている。
【００３８】
なお、コリメートレンズ５３の代わりに、ファイバカップリング装置２５内において焦点を結ぶような他の正のレンズ（図示省略）を用いてもよい。また、コリメートレンズ５３及び集光レンズ５９は、複数枚のレンズで構成される組レンズであってもよい。更に、ファイバカップリング装置２５内においてレーザ光ＬＢが発散収束を繰り返すように、ファイバカップリング装置２５はその内部に複数のレンズ群（図示省略）を備えてもよい。
【００３９】
図３及び図７に示すように、第１の収容外筒３５は、その内周面（内側）に、Ｚ軸調整用の可動内筒６５を螺合して備えている。換言すれば、Ｚ軸調整用の可動内筒６５の外周面におけるＺ軸方向の他方側に形成された雄ねじ部６５ｓは、第１の収容外筒３５の内周面におけるＺ軸方向の他方側に形成された雌ねじ部３５ｓに螺合している。また、Ｚ軸調整用の可動内筒６５は、その軸心（可動内筒６５の軸心）周り回転すると、雄ねじ部６５ｓ及び雌ねじ部３５ｓの螺合作用によってＺ軸方向へ移動するようになっている。
【００４０】
Ｚ軸調整用の可動内筒６５は、その外周面（可動内筒６５の外周面）に、多数（複数）の係合穴６５ｈを有しており、多数の係合穴６５ｈは、周方向（可動内筒６５の外周面の周方向）に等間隔に配置されている。また、多数の係合穴６５ｈのうち、いずれか複数の係合穴６５ｈは、第１の収容外筒３５に周方向（第１の収容外筒３５の周方向）に沿って形成された円弧状の切欠３５ｎから外側に露出している。そして、外側に露出した係合穴６５ｈにレンチ（図示省略）の先端を係合させた状態で、レンチを切欠３５ｎに沿って移動させると、Ｚ軸調整用の可動内筒６５が回転するようになっている。換言すれば、Ｚ軸調整用の可動内筒６５は、第１の収容外筒３５の外側から回転操作可能になっている。
【００４１】
図７に示すように、Ｚ軸調整用の可動内筒６５は、緩衝リング６７を介して第１のレンズホルダ５５に隣接している。緩衝リング６７における第１のレンズホルダ５５側の端面の断面は、半円形状になっており、緩衝リング６７は、Ｚ軸調整用の可動内筒６５からの回転力を第１のレンズホルダ５５に伝達しないようになっている。また、第１のレンズホルダ５５は、そのＺ軸方向の一方側（第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の一方側）に、複数の取り付け穴５５ｈを有しており、複数の取り付け穴５５ｈは、図８に示すように、第１のレンズホルダ５５の周方向に等間隔に配置されている。そして、第１のレンズホルダ５５は、各取り付け穴５５ｈ内に、第１のレンズホルダ５５をＺ軸調整用の可動内筒６５側（Ｚ軸方向の他方側）へ付勢するＺ軸調整用の付勢部材としてのコイルスプリング６９を備えている。各コイルスプリング６９のＺ軸方向の一方側の端部は、第１の収容外筒３５における各取り付け穴５５ｈに整合する箇所に形成された支持穴３５ｈ内に位置している。
【００４２】
図３に示すように、Ｚ軸調整用の可動内筒６５は、その外周面（可動内筒６５の外周面）に、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置を表示するためのＺ軸目盛６５ｍを有している。Ｚ軸目盛６５ｍの各目盛線の周方向位置（周方向の位置）は、対応する係合穴６５ｈの周方向位置と一致している。また、Ｚ軸目盛６５ｍの多数の目盛線のうち、いずれか複数の目盛線は、切欠３５ｎから外側に露出している。そして、第１の収容外筒３５の指針３５ｐに整合するＺ軸目盛６５ｍの目盛線（目盛線の値）は、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置に対応する位置を表している。
【００４３】
ここで、Ｚ軸調整用の可動内筒６５及び複数のコイルスプリング６９は、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置を調整するためのＺ軸調整手段に相当している。
【００４４】
図３に示すように、第１の収容外筒３５は、その外周面（第１の収容外筒３５の外周面）の適宜位置に、ブラケット７１を六角穴（図示省略）付きの固定ボルト７３を介して着脱可能に備えている。ブラケット７１は、その基端側（ブラケット７１の基端側）に固定ボルト７３を挿通させるための長穴７１ｈを有している。ブラケット７１は、長穴７１ｈを介して第１の収容外筒３５の長手方向へ位置調整可能になっている。また、図９に示すように、ブラケット７１は、その先端側（ブラケット７１の先端側）に、六角穴（図示省略）付きのロック部材７５が螺合して備えている。ロック部材７５は、第１の収容外筒３５の指針３５ｐと同じ周方向位置に整合した係合穴６５ｈに係合するものである。換言すれば、ブラケット７１は、その先端側に、Ｚ軸調整用の可動内筒６５を回転不能に固定するロック部材７５を備えている。
【００４５】
ここで、ブラケット７１及びロック部材７５は、Ｚ軸調整用の可動内筒６５を回転不能に固定して、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置を固定するためのＺ軸固定手段に相当している。
【００４６】
図８に示すように、第１の収容外筒３５は、その内側（第１の収容外筒３５の内側）における第１のレセプタ３９側に、第１のレンズホルダ５５を第１の収容外筒３５と同心上に支持する一対のＸＹ軸規制用の支持部３５ａ，３５ｂを有している。ＸＹ軸規制用の支持部３５ａは、第１のレンズホルダ５５の外周面に線接触しており、ＸＹ軸規制用の支持部３５ｂは、第１のレンズホルダ５５の外周面に面接触している。また、第１の収容外筒３５は、その外周面の平坦部３５ｆに、第１のレンズホルダ５５を一対のＸＹ軸規制用の支持部３５ａ，３５ｂの間に向かって付勢するＸＹ軸規制用の付勢部材として複数のボールプランジャ７７を固定ナット７９を介して備えている。なお、ＸＹ軸規制用の支持部３５ａが第１のレンズホルダ５５の外周面に面接触してもよく、ＸＹ軸規制用の支持部３５ｂが第１のレンズホルダ５５の外周面に線接触してもよい。
【００４７】
ここで、一対のＸＹ軸規制用の支持部３５ａ，３５ｂ及び複数のボールプランジャ７７は、第１のレンズホルダ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を規制（拘束）するためのＸＹ軸規制手段（ＸＹ軸拘束手段）に相当している。また、一対のＸＹ軸規制用の支持部３５ａ，３５ｂ及び複数のボールプランジャ７７は、ブラケット７１及びロック部材７５を含めて、第１のレンズホルダ５５を第１の収容外筒３５に対して固定するための第１のホルダ固定手段に相当している。
【００４８】
図１０及び図１１に示すように、第２の収容外筒４５は、Ｘ軸方向の一方側に、複数の取り付け穴４５ｈを有しており、各取り付け穴４５ｈは、第２の収容外筒４５におけるＸ軸方向の一方側の側部（側壁）を貫通している。また、第２の収容外筒４５は、各取り付け穴４５ｈ内に、第２のレンズホルダ６１をＸ軸方向の一方側から支持するＸ軸弾性支持部材としてのコイルスプリング８１を止めねじ８３を介して備えている。各コイルスプリング８１は、Ｘ軸方向に弾性変形可能に構成されており、各コイルスプリング８１の先端部は、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向の一方側に形成された凹部６１ａの底面（平坦面）に当接（圧接）している。なお、Ｘ軸弾性支持部材としてコイルスプリング８１を用いる代わりに、ウレタン等を用いてもよい。
【００４９】
第２の収容外筒４５は、コイルスプリング８１の反対側（Ｘ軸方向の他方側）に、Ｘ軸調整用のねじ部材８５を螺合して備えている。Ｘ軸用のねじ部材８５の先端部は、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向の他方側に形成された凹部６１ｂの底面（平坦面）に当接（圧接）している。また、Ｘ軸用のねじ部材８５は、第２の収容外筒４５の外側から回転操作可能になっている。Ｘ軸調整用のねじ部材８５は、その適宜位置（Ｘ軸調整用のねじ部材８５の適宜位置）に、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向の位置を表示するためのＸ軸目盛（図示省略）を有している。
【００５０】
ここで、複数のコイルスプリング８１及びＸ軸調整用のねじ部材８５は、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向の位置を調整するためのＸ軸調整手段に相当している。
【００５１】
第２の収容外筒４５は、Ｙ軸方向の一方側に、複数の取り付け穴４５ｖを有しており、各取り付け穴４５ｖは、第２の収容外筒４５におけるＹ軸方向の一方側の側部（側壁）を貫通している。また、第２の収容外筒４５は、各取り付け穴４５ｖ内に、第２のレンズホルダ６１をＹ軸方向の一方側から支持するＹ軸弾性支持部材としてのコイルスプリング８７を止めねじ８９を介して備えている。各コイルスプリング８７は、Ｙ軸方向に弾性変形可能に構成されており、各コイルスプリング８７の先端部は、第２のレンズホルダ６１のＹ軸方向の一方側に形成された凹部６１ｃの底面（平坦面）に当接（圧接）している。なお、Ｙ軸弾性支持部材としてコイルスプリング８７を用いる代わりに、ウレタン等を用いてもよい。
【００５２】
第２の収容外筒４５は、コイルスプリング８７の反対側（Ｙ軸方向の他方側）に、Ｙ軸調整用のねじ部材９１を螺合して備えている。Ｙ軸用のねじ部材９１の先端部は、第２のレンズホルダ６１のＹ軸方向の他方側に形成された凹部６１ｄの底面（平坦面）に当接（圧接）している。また、Ｙ軸用のねじ部材９１は、第２の収容外筒４５の外側から回転操作可能になっている。Ｙ軸調整用のねじ部材９１は、その適宜位置（Ｙ軸調整用のねじ部材９１の適宜位置）に、第２のレンズホルダ６１のＹ軸方向の位置を表示するためのＹ軸目盛（図示省略）を有している。
【００５３】
ここで、複数のコイルスプリング８７及びＹ軸調整用のねじ部材９１は、第２のレンズホルダ６１のＹ軸方向の位置を調整するためのＹ軸調整手段に相当している。
【００５４】
第２の収容外筒４５は、その内側（第２の収容外筒４５の内側）における第２のレセプタ４９側に、第２のレンズホルダ６１の端面（Ｚ軸方向の他方側の端面）を突き当てるための環状のＺ軸規制用の突き当て部（突き当て面）４５ｔを有している。また、第２の収容外筒４５は、その内周面（内側）に、第２のレンズホルダ６１をＺ軸規制用の突き当て部４５ｔ側へ押圧する押圧内筒９３を螺合して備えている。換言すれば、押圧内筒９３の外周面におけるＺ軸方向の一方側に形成された雄ねじ部９３ｓは、第２の収容外筒４５の内周面におけるＺ軸方向の一方側に形成された雌ねじ部４５ｓに螺合している。押圧内筒９３は、その軸心（押圧内筒９３の軸心）周り回転すると、雄ねじ部９３ｓ及び雌ねじ部４５ｓの螺合作用によってＺ軸方向へ移動するようになっている。
【００５５】
図５及び図１０に示すように、押圧内筒９３は、その外周面（押圧内筒９３の外周面）の適宜位置に、操作ピン（操作部材）９５を螺合して備えている。操作ピン９５は、第２の収容外筒４５に周方向（第２の収容外筒４５の周方向）に沿って形成された円弧状の切欠４５ｎから、第２の収容外筒４５の外周面に対して外側へ突出している。そして、操作ピン９５を切欠４５ｎに沿って移動させると、押圧内筒９３がその軸心周りに回転するようになっている。換言すれば、押圧内筒９３は、第２の収容外筒４５の外側から回転操作可能になっている。
【００５６】
図１１及び図１２に示すように、第２のレンズホルダ６１は、複数の取り付け穴６１ｈを有しており、複数の取り付け穴６１ｈは、第２のレンズホルダ６１の周方向に等間隔に配置されている。各取り付け穴６１ｈは、第２のレンズホルダ６１をＺ軸方向に沿って貫通している。また、第２のレンズホルダ６１は、各取り付け穴６１ｈ内に、押圧内筒９３をＺ軸規制用の突き当て部４５ｔ側の反対側へ付勢するボールプランジャ９７を備えている。換言すれば、第２のレンズホルダ６１は、各取り付け穴６１ｈ内に、第２のレンズホルダ６１をＺ軸規制用の突き当て部４５ｔ側へ付勢するＺ軸規制用の付勢部材としてのボールプランジャ９７を備えている。
【００５７】
図１３（ａ）（ｂ）に示すように、押圧内筒９３は、その軸心（押圧内筒９３の軸心）周りの回転によって、第２のレンズホルダ６１を押圧する押圧状態と、第２のレンズホルダ６１から僅かに離れる非接触状態と切り替わるようになっている。また、押圧内筒９３は、押圧状態及び非接触状態のいずれの状態であっても、複数のボールプランジャ９７によってＺ軸規制用の突き当て部４５ｔ側の反対側へ付勢されている。換言すれば、第２のレンズホルダ６１は、押圧内筒９３が押圧状態及び非接触状態のいずれの状態であっても、複数のボールプランジャ９７によってＺ軸規制用の突き当て部４５ｔ側へ付勢されている。
【００５８】
ここで、Ｚ軸規制用の突き当て部４５ｔ及び複数のボールプランジャ９７は、第２のレンズホルダ６１のＺ軸方向の位置を規制（拘束）するためのＺ軸規制手段（Ｚ軸拘束手段）に相当している。また、Ｚ軸規制用の突き当て部４５ｔ及び押圧内筒９３は、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を固定するためのＸＹ軸固定手段に相当している。更に、Ｚ軸規制用の突き当て部４５ｔ、押圧内筒９３、及び複数のボールプランジャ９７は、第２のレンズホルダ６１を第２の収容外筒４５に対して固定するための第２のホルダ固定手段に相当している。
【００５９】
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００６０】
（ファイバレーザ加工機１のレーザ加工に関する作用）
Ｚａ軸サーボモータの駆動によりレーザ加工ヘッド９をＺａ軸方向へ移動させて、ワークＷに対するレーザ光ＬＢの集光位置（焦点位置）を調整する。そして、ファイバレーザ発振器２１の駆動によりレーザ光ＬＢを発振することにより、レーザ光ＬＢがフィーディングファイバ２３及びファイバカップリング装置２５を経由してプロセスファイバ１１の出射端から出射される。すると、プロセスファイバ１１の出射端から照射されたレーザ光ＬＢは、コリメートレンズ１５及び集光レンズ１７を経由して、レーザ加工ヘッド９の先端部からワークＷの被切断部に向かって照射される。また、レーザ加工ヘッド９の内部にアシストガスを供給することにより、アシストガスがレーザ加工ヘッド９の先端部からワークＷの被切断部に向かって噴射される。更に、レーザ加工ヘッド９の先端部からアシストガスを噴出しながらレーザ光ＬＢを照射した状態で、Ｘａ軸サーボモータ及びＹａ軸サーボモータの駆動によりレーザ加工ヘッド９をワークＷの被切断部に沿って移動させる。これにより、レーザ光ＬＢのエネルギーを利用して、ワークＷの被切断部を溶融させかつその溶融物を除去しながら、ワークＷに対して切断加工を行うことができる。
【００６１】
（ファイバカップリング装置２５の光学調整に関する作用）
ファイバカップリング装置２５の光学調整は、次のように行う。
【００６２】
ロック部材７５を緩めて、ロック部材７５といずれかの係合穴６５ｈとの係合状態を解除する。次に、固定ボルト７３を緩めて、ブラケット７１をＺ軸方向の一方側へ移動させる。そして、一対のＸＹ軸規制用の支持部３５ａ，３５ｂ等によって第１のレンズホルダ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を規制した状態で、Ｚ軸調整用の可動内筒６５をその軸心周りに回転させて、Ｚ軸方向へ僅かに移動（変位）させる。すると、複数のコイルスプリング６９によって付勢された第１のレンズホルダ５５をＺ軸調整用の可動内筒６５と一体的にＺ軸方向へ僅かに移動させて、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置を調整することができる。これにより、レーザ光ＬＢの集光点（焦点）がプロセスファイバ１１の入射端の端面に位置するように、レーザ光ＬＢの集光位置（焦点位置）の調整を行うことができる。
【００６３】
レーザ光ＬＢの集光位置の調整を行った後に、ブラケット７１をＺ軸方向の他方側へ移動させて、ロック部材７５を締め付けて、所定の係合穴６５ｈに係合させる。そして、固定ボルト７３を締め付けて、ブラケット７１を第１の収容外筒３５に対して固定する。これにより、第１のレンズホルダ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を規制した状態で、Ｚ軸調整用の可動内筒６５を回転不能に固定して、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置を固定することができる。換言すれば、第１のレンズホルダ５５を第１の収容外筒３５に対して固定することができる。
【００６４】
第１のレンズホルダ５５を第１の収容外筒３５に対して固定した後に、押圧内筒９３をその軸心周りに回転させて、押圧状態から非接触状態に切り替える。そして、Ｚ軸規制用の突き当て部４５ｔ及び複数のボールプランジャ９７によって第２のレンズホルダ６１のＺ軸方向の位置を規制した状態で、Ｘ軸調整用のねじ部材８５を回転させる。すると、複数のコイルスプリング８１に支持された第２のレンズホルダ６１をＸ軸方向へ僅かに移動（変位）させて、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向の位置を調整することができる。また、Ｚ軸規制用の突き当て部４５ｔ及び複数のボールプランジャ９７によって第２のレンズホルダ６１のＺ軸方向の位置を規制した状態で、Ｙ軸調整用のねじ部材９１を回転させる。すると、複数のコイルスプリング８７に支持された第２のレンズホルダ６１をＹ軸方向へ僅かに移動（変位）させて、第２のレンズホルダ６１のＹ軸方向の位置を調整することができる。これにより、レーザ光ＬＢの集光点（光軸）をプロセスファイバ１１の入射端の端面のコア中心に合わせて、フィーディングファイバ２３とプロセスファイバ１１のアライメント調整（調芯）を行うことができる。
【００６５】
フィーディングファイバ２３とプロセスファイバ１１のアライメント調整を行った後に、押圧内筒９３をその軸心周りに回転させて、非接触状態から押圧状態に切り替える。これにより、第２のレンズホルダ６１のＺ軸方向の位置を規制した状態で、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を固定することができる。換言すれば、第２のレンズホルダ６１を第２の収容外筒４５に対して固定することができる。
【００６６】
なお、フィーディングファイバ２３とプロセスファイバ１１のアライメント調整を行って、第２のレンズホルダ６１を第２の収容外筒４５に対して固定した後に、レーザ光ＬＢの集光位置の調整を行ってもよい。
【００６７】
（本発明の実施形態の効果）
本発明の実施形態によれば、前述のように、第１のレンズホルダ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を規制した状態で、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置を調整している。そのため、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置を調整する際に、外部から第１のレンズホルダ５５にＸ軸方向等の力が働いても、第１のレンズホルダ５５がＸ軸方向等へ移動（変位）することを十分に防止することができる。
【００６８】
また、前述のように、第２のレンズホルダ６１のＺ軸方向の位置を規制した状態で、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整している。そのため、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向等の位置調整する際に、外部から第２のレンズホルダ６１にＺ軸方向の力が働いても、第２のレンズホルダ６１がＺ軸方向へ移動（変位）することを十分に防止することができる。
【００６９】
従って、本発明の実施形態によれば、フィーディングファイバ２３の出射端とプロセスファイバ１１の入射端を高精度に光結合させることが簡単になり、ファイバカップリング装置２５の光軸調整の作業能率の向上を図ることができる。
【００７０】
更に、本発明の実施形態によれば、前述のように、レーザ光ＬＢの集光位置の調整を行った後に、第１のレンズホルダ５５を第１の収容外筒３５に対して固定している。フィーディングファイバ２３とプロセスファイバ１１のアライメント調整を行った後に、第２のレンズホルダ６１を第２の収容外筒４５に対して固定している。そのため、本発明の実施形態によれば、フィーディングファイバ２３の出射端とプロセスファイバ１１の入射端の光結合の状態を安定的に保つことができ、ファイバレーザ加工機１の加工精度を高精度に維持することができる。
【００７１】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、第１のレンズホルダ５５のＺ軸方向の位置を調整する代わりに、第２のレンズホルダ６１のＺ軸方向の位置を調整してもよい。この場合には、第２のレンズホルダ６１のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整する代わりに、第１のレンズホルダ５５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を調整することになる。更に、本発明は、その他、種々の態様で実施可能であり、本発明に包含される権利範囲は、前述の実施形態に限定されないものである。
【符号の説明】
【００７２】
ＬＢ    レーザ光
Ｗ    ワーク
１    ファイバレーザ加工機
３    加工テーブル
５    可動フレーム
７    キャリッジ
９    レーザ加工ヘッド
１１    プロセスファイバ
１３    コネクタ
１５    コリメートレンズ（正のレンズ）
１７    集光レンズ
１９    収容ボックス
２１    ファイバレーザ発振器
２３    フィーディングファイバ
２５    ファイバカップリング装置
２７    反射ミラーユニット
３１    反射ミラー
３３    第１の外筒
３５    第１の収容外筒
３５ａ  Ｘ軸規制用の支持部
３５ｂ  Ｙ軸規制用の支持部
３５ｈ  支持穴
３７    第１の連絡外筒
３９    第１のレセプタ
４１    コネクタ
４３    第２の外筒
４５    第２の収容外筒
４５ｔ  突き当て部
４５ｈ  取り付け穴
４５ｖ  取り付け穴
４７    第２の連絡外筒
４９    第２のレセプタ
５１    コネクタ
５３    コリメートレンズ（正のレンズ）
５５    第１のレンズホルダ
５５ｈ  取り付け穴
５９    集光レンズ
６１    第２のレンズホルダ
６１ｈ  取り付け穴
６５    Ｚ軸調整用の可動内筒
６５ｈ  係合穴
６７    緩衝リング
６９    コイルスプリング
７１    ブラケット
７５    ロック部材
７７    ボールプランジャ
８１    コイルスプリング
８５    Ｘ軸調整用の部材
８７    コイルスプリング
９１    Ｙ軸調整用の部材
９３    押圧内筒
９５    操作ピン
９７    ボールプランジャ
【図１】
0006704200.tif 000002
【図２】
0006704200.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006704200.tif 000007
【図７】
0006704200.tif 000008
【図８】
0006704200.tif 000009
【図９】
0006704200.tif 000010
【図１０】
0006704200.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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