(57)【要約】【課題】出射端近傍のみならずレーザガイド用光ファイバ自体をも冷却することができ、しかも構成が簡単であるレーザガイドを提供する。【解決手段】レーザガイド１００は、長手方向に延びる貫通孔を有するレーザガイド用光ファイバ１１０と、レーザガイド用光ファイバ１１０の一方の端に設けられレーザガイド用光ファイバ１１０の貫通孔に気体を導入するための気体導入手段１３２が構成された入射側コネクタ１３０と、を備える。【選択図】図１
2004061919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に延びる貫通孔を有するレーザガイド用光ファイバと、
上記レーザガイド用光ファイバの一方の端に設けられ該レーザガイド用光ファイバの貫通孔に気体を通させるための気体導入手段が構成された入射側コネクタと、
を備えたことを特徴とするレーザガイド。
【請求項２】
請求項１に記載されたレーザガイドにおいて、
上記貫通孔を有するレーザガイド用光ファイバは、ファイバ中心をなす中実又は中空のコアと、該コアを被覆するように設けられファイバ半径方向にフォトニック結晶構造を構成するように該コアに沿って延びる複数の細孔が形成されたクラッドと、を備えたフォトニッククリスタルファイバであることを特徴とするレーザガイド。
【請求項３】
請求項１に記載されたレーザガイドを備えたことを特徴とするレーザ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザガイド及びそれを備えたレーザ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＹＡＧレーザなどの高出力レーザ光を用いることにより鉄やアルミニウム等の金属の切削や溶接を行う加工方法があり、自動車のボディの製造などに適用され始めている。このような加工では、レーザ発振器から出射されたレーザ光を被加工物まで導光するためにレーザガイド用光ファイバが用いられる。そして、かかるレーザガイド用光ファイバは、ステンレス可撓管で被覆されると共に一端に入射側コネクタ及び他端に出射側コネクタがそれぞれ設けられたレーザガイドとしてレーザ発振器に取り付けられている。
【０００３】
ところで、レーザガイド用光ファイバから出射されるレーザ光のロスは熱エネルギーとして散失するが、その熱エネルギーによって出射端近傍を浮遊する埃が焼成されてファイバ端面に付着するとレーザガイド用光ファイバによるレーザ光の伝送に支障を来すこととなる。また、ファイバ端面に付着した埃が焼け、それにレーザ光が当たり続けるとファイバ端面が破損することがある。さらに、その熱によって出射側コネクタに蓄熱されると、レーザガイドが熱損傷を受けることとなる。そのため、通常、図３に示すように、出射側コネクタ３０には、ステンレス可撓管内に導通したエア噴出孔３２が形成されており、ステンレス可撓管内に空気を導入することによってコネクタ本体３１内を介してエア噴出孔３２から空気を噴出させ、それによって出射端近傍を冷却して埃の焼成及び出射側コネクタ３０の蓄熱を回避するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本出願の課題は、出射端近傍のみならずレーザガイド用光ファイバ自体をも冷却することができ、しかも構成が簡単であるレーザガイドを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、レーザガイドのレーザガイド用光ファイバとして、長手方向に延びる貫通孔を有するものを用いるようにしたものである。
【０００６】
具体的には、本発明のレーザガイドは、
長手方向に延びる貫通孔を有するレーザガイド用光ファイバと、
上記レーザガイド用光ファイバの一方の端に設けられ該レーザガイド用光ファイバの貫通孔に気体を通させるための気体導入手段が構成された入射側コネクタと、
を備えたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成によれば、入射側コネクタの気体導入手段によってレーザガイド用光ファイバに形成された貫通孔に気体が通されるので、出射端近傍のみならずレーザガイド用光ファイバ自体をも冷却することができる。
【０００８】
また、出射端から気体が噴出され、ファイバ端面への埃の付着が抑制されると共にファイバ端面に付着した埃が吹き飛ばされるので、埃の付着に起因する特性低下や損傷を回避することができる。
【０００９】
さらに、レーザガイド用光ファイバに気体を通させるための気体導入手段が入射側コネクタに構成される、つまり、レーザガイド用光ファイバの貫通孔に気体が通されるようにするだけであってその他の光ファイバ冷却用の付加要素が不要であるので構成が極めて簡単である。
【００１０】
本発明のレーザガイドは、上記貫通孔を有するレーザガイド用光ファイバとしての限定は特になく、上記レーザガイド用光ファイバが、ファイバ中心をなす中実又は中空のコアと、該コアを被覆するように設けられファイバ半径方向にフォトニック結晶構造を構成するように該コアに沿って延びる複数の細孔が形成されたクラッドと、を備えたフォトニッククリスタルファイバであるものであってもよい。
【００１１】
本発明のレーザ加工装置は、上記のような本発明のレーザガイドを備えたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るレーザガイド１００を示す。
【００１４】
このレーザガイド１００は、ステンレス可撓管に挿通されて保護されたレーザガイド用光ファイバ１１０と、その一方の端に設けられた入射側コネクタ１２０と、他端に設けられた出射側コネクタ１３０と、を備えている。
【００１５】
レーザガイド用光ファイバ１１０は、図２に示すように、ファイバ中心をなす中実のコア１１１と、コア１１１を被覆するように設けられコア１１１に沿って延びる貫通した複数の細孔（貫通孔）１１２ａが形成されたクラッド１１２と、クラッド１１２を被覆するように設けられた被覆層１１３とからなる石英製のファイバ素線が樹脂被覆層１１４で被覆されたフォトニッククリスタルファイバであって、クラッド１１２の細孔１１２ａがファイバ横断面において三角格子を形成してファイバ半径方向にフォトニック結晶構造を構成したものである。
【００１６】
入射側コネクタ１２０は、カップ状に形成されており、その底面部には、レーザガイド用光ファイバ１１０の一方の端部がスリーブ１４０を介して嵌め入れ固定されている。また、入射側コネクタ１２０の開口部には、入射側レンズ１２１が開口を塞ぐように嵌め込まれており、それによってコネクタ内部に仕切られた空間が構成されている。さらに、入射側コネクタ１２０の側面部には、エア導入孔１２２が形成されている。そして、エア導入孔１２２からコネクタ内部の仕切られた空間に空気が導入され、レーザガイド用光ファイバ１１０の細孔１１２ａに空気が通されるようになっている。つまり、入射側コネクタ１２０のエア導入孔１２２及びコネクタ内部の仕切られた空間によってレーザガイド用光ファイバ１１０の細孔１１２ａに空気を通させるための気体導入手段が構成されている。
【００１７】
出射側コネクタ１３０は、入射側コネクタ１２０と同様のカップ状に形成されており、その底面部には、レーザガイド用光ファイバ１１０の他方の端部がスリーブ１４０を介して嵌め入れ固定されている。また、出射側コネクタ１３０の開口部には、出射側レンズ１３１が開口を塞ぐように嵌め込まれており、それによってコネクタ内部に仕切られた空間が構成されている。さらに、入射側コネクタ１２０には、図示しないエア排出孔が形成されており、レーザガイド用光ファイバ１１０の細孔１１２ａを通ってコネクタ内部の仕切られた空間に達した空気がそこから排出されるようになっている。
【００１８】
以上のレーザガイド１００は、入射側コネクタ１２０がレーザ光源たるＹＡＧレーザ発振器等に取り付けられると共に入射側コネクタ１２０のエア導入孔１２２にエア源が接続されてレーザ加工装置を構成する。そして、レーザ光源からのレーザ光は、入射側レンズ１２１によって集光されてレーザガイド用光ファイバ１１０の一端のコア１１１に入射された後、レーザガイド用光ファイバ１１０のコア１１１を伝播して他端から出射され、次いで、出射側レンズ１３１を介して出力される。このとき、エア源からの空気は、入射側コネクタ１２０のエア導入孔１２２からコネクタ内部の仕切られた空間に導入されてレーザガイド用光ファイバ１１０の一端のクラッド１１２の細孔１１２ａに通された後、レーザガイド用光ファイバ１１０の細孔１１２ａを通って他端から出射側コネクタ１３０内部の仕切られた空間に噴出し、次いで、出射側コネクタ１３０のエア排出口から排出される。
【００１９】
上記構成のレーザガイド１００によれば、入射側コネクタ１２０のエア導入孔１２２から導入された空気がレーザガイド用光ファイバ１１０の細孔１１２ａに通されるので、出射端近傍のみならずレーザガイド用光ファイバ１１０自体をも冷却することができる。
【００２０】
また、出射端から空気が噴出されるので、ファイバ端面への埃の付着が抑制されると共にファイバ端面に付着した埃が吹き飛ばされ、埃の付着に起因する特性低下や損傷を回避することができる。
【００２１】
さらに、入射側コネクタ１２０に空気を導入するためのエア導入孔１２２を設けてレーザガイド用光ファイバ１１０に空気が通されるようにしただけであってその他の光ファイバ冷却用の付加要素がなく、構成が極めて簡単である。
【００２２】
なお、上記の実施形態では、レーザガイド用光ファイバ１１０としてフォトニッククリスタルファイバを用いたが、特にこれに限定されるものではなく、長手方向に延びる貫通孔を有するものであれば、他の光ファイバであってもよい。
【００２３】
また、上記の実施形態では、レーザガイド用光ファイバ１１０として細孔１１２ａがファイバ横断面において三角格子を形成したフォトニッククリスタルファイバを用いたが、特にこれに限定されるものではなく、四角格子やハニカム格子を形成したものであってもよい。
【００２４】
また、上記の実施形態では、レーザガイド用光ファイバ１１０として中実のコア１１１のフォトニッククリスタルファイバを用いたが、特にこれに限定されるものではなく、中空のコアのものであってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザガイド用光ファイバに形成された貫通孔に気体が通されるので、出射端近傍のみならずレーザガイド用光ファイバ自体をも冷却することができる。
【００２６】
また、レーザガイド用光ファイバの出射端から気体が噴出されるので、ファイバ端面に埃が付着することによって生じる特性低下や損傷を回避することができる。
【００２７】
さらに、レーザガイド用光ファイバに気体が通されるようにするだけであってその他の光ファイバ冷却用の付加要素が不要であるので構成が極めて簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザガイドの側断面図である。
【図２】フォトニッククリスタルファイバの斜視図である。
【図３】従来のレーザガイドの出射側コネクタの（ａ）側断面図及び（ｂ）端面図である。
【符号の説明】
３０　出射側コネクタ
３１　コネクタ本体
３２　エア導入孔
１００　レーザガイド
１１０　レーザガイド用光ファイバ
１１１　コア
１１２　クラッド
１１２ａ　細孔（貫通孔）
１１３　被覆層
１１４　樹脂被覆層
１２０　入射側コネクタ
１２１　入射側レンズ
１２２　エア導入孔
１３０　出射側コネクタ
１３１　出射側レンズ
１４０　スリーブ
【図１】
2004061919.tif 000003
【図２】
2004061919.tif 000004
【図３】
2004061919.tif 000005