(57)【要約】  【課題】レーザ媒質送風機内の冷却オイルの冷却効率が悪いため、冷却オイルの温度を低減できず、翼車の回転数を増加できないため、レーザ媒質送風機の風量を増大できず、それらがガスレーザ発振装置の大出力化のための阻害要因となっていた。  【解決手段】レーザ媒質を循環させる送風手段と、前記レーザ媒質が循環する第１の循環路と、前記送風手段を冷却し潤滑するオイルと、オイル溜まりとを備え、前記オイル溜まりは前記オイルを循環する第２の循環路が接続され、前記第２の循環路には冷却手段が設けられたレーザ媒質送風機ならびに前記レーザ媒質を放電励起させるための電源部とを具備し、前記電源部から前記レーザ媒質にエネルギーを供給してレーザ光を発振および出力するレーザ発振手段を有したレーザ発振装置ならびに上記のレーザ発振装置と、前記レーザ光を被加工物へ集光する集光手段とを有したレーザ加工機。  【選択図】  図１
2005123300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒質を循環させる送風手段と、前記レーザ媒質が循環する第１の循環路と、前記送風手段を冷却し潤滑するオイルと、オイル溜まりとを備え、前記オイル溜まりは前記オイルを循環する第２の循環路が接続され、前記第２の循環路には冷却手段が設けられたレーザ媒質送風機。
【請求項２】
冷却手段は、熱交換器である請求項１記載のレーザ媒質送風機。
【請求項３】
第２の循環路は、密閉された真空状態である請求項１または２記載のレーザ媒質送風機。
【請求項４】
第２の循環路には、オイルを循環させるためのポンプ部とこのポンプ部を駆動させるための動力部とが配され、前記ポンプ部と前記動力部とは非接触である請求項３記載のレーザ媒質送風機。
【請求項５】
ポンプ部と動力部とは、磁力を利用したマグネットポンプにより非接触とした請求項４記載のレーザ媒質送風機。
【請求項６】
熱交換器は、銅または銅合金からなる請求項２から５のいずれかに記載のレーザ媒質送風機。
【請求項７】
熱交換器は、その内部に設けたオイル通路を少なくとも２つ以上の複数の通路を並列とした請求項２記載のレーザ媒質送風機。
【請求項８】
熱交換器は、その内部に設けたオイル通路壁面に凹凸の突起を有した請求項２記載のレーザ媒質送風機。
【請求項９】
熱交換器は、その内部に設けたオイル通路壁面に溝を有した請求項２記載のレーザ媒質送風機。
【請求項１０】
熱交換器は、その内部に設けたオイル通路に前記オイルを乱流化手段を有した請求項２記載のレーザ媒質送風機。
【請求項１１】
乱流化手段は、球形の部材を配した請求項１０記載のレーザ媒質送風機。
【請求項１２】
オイル中に含まれる異物を取り除くフィルタを有した請求項１または２記載のレーザ媒質送風機。
【請求項１３】
フィルタはメッシュ状である請求項１２記載のレーザ媒質送風機。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載のレーザ媒質送風機と、前記レーザ媒質を放電励起させるための電源部とを具備し、前記電源部から前記レーザ媒質にエネルギーを供給してレーザ光を発振および出力するレーザ発振手段を有したレーザ発振装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のレーザ発振装置と、前記レーザ光を被加工物へ集光する集光手段とを有したレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ媒質送風機とレーザ発振装置とレーザ加工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ガスレーザ発振装置ならびにガスレーザ加工機は、レーザビームの品質が良いことから、金属材料や樹脂、木材などの非金属材料にいたるまで、切断、溶接・溶着、スクライビングといった広範囲に渡る加工に応用されてきている。特にガス溶断、プラズマ切断、金属バイトによる切断加工、型を用いた抜き加工などと比較し、ガスレーザ加工は高精度、高品質、型不要による低コストなど、多くの長所を備えており、幅広い産業界に導入されつつある。
【０００３】
そのような中で、より高速加工、適用可能ワーク種類の増大が渇望されており、その実現のためには、ガスレーザ発振装置の大出力化が望まれていた。
【０００４】
従来のレーザ発振装置は、大出力化するために内部にレーザ媒質送風機を具備しており、前記レーザ媒質送風機の風量を増大させることにより、レーザの大出力化を実現していた（例えば特許文献１、２参照）。
【０００５】
レーザ媒質送風機としては通常、ターボブロア、ルーツブロアなどのモータを利用した回転体を有する装置が使用されるが、風量を増大させるためには、モータの回転数を増加させることが必要である。回転数が増加すると、特許文献１に示されるように、モータの回転磁界による鉄損などにより熱が発生する。回転体が発熱することにより、その回転体自身および周囲の構成部品が温度上昇し、焼き付き、破断などの損傷が発生するため、これらを防止するため、通常では特許文献１に示されるようにオイルにより冷却されていた。
【０００６】
また冷却オイル自身が高温となると冷却能力が低下し、回転体の回転数を増加させることが困難となる。そのため、特許文献２に示すように、冷却オイルを効率よく冷却するために、オイル溜まり近傍に冷却水の水路を設ける構成としているのが一般的であった。
【０００７】
図１４は従来のレーザ媒質送風機を示しており、１２１は送風機、１０１は翼車、１０２はシャフト、１０３はロータ、１０４はステータ、１０５，１０６はベアリング、１０７はハウジング、１０８はオイル溜まり、１０９はオイル通路、１１０は冷却水路、１１１は送風機１２１に吸入されてくるレーザ媒質、１１２は送風機１２１から吐出されるレーザ媒質を示している。
【０００８】
以上のように構成されたレーザ媒質送風機について、その動作を説明する。
シャフト１０２には、その外周にロータ１０３が固定されており、ロータ１０３のさらに外側にはステータ１０４が設けられている。ステータ１０４はハウジング１０７に固定されており、ステータ１０４とロータ１０３の間には微小な間隙を持つように調整されていて、この両者によりモータが構成されている。
【０００９】
ステータ１０４には高周波インバータが接続されており、この高周波インバータから供給される電源により、ロータ１０３は数万ＲＰＭもの高速で回転する。ロータ１０３はシャフト１０２を介して翼車１０１に接続されているので、翼車１０１も同じく数万ＲＰＭで回転を行う。シャフト１０２はその上部と下部をそれぞれベアリング１０５、１０６で支持されている。
【００１０】
翼車１０１が回転することで、レーザ媒質１１２が図１４に示す横方向に吐出され、送風機１２１から外部へ出て行き、さらに翼車上部にあるレーザ媒質１１１が送風機１２１内に吸入される。
【００１１】
このようにシャフト１０２が高速で回転しているため、それを支持するベアリング１０５、１０６にて熱が発生する。また、ロータ１０３、ステータ１０４で構成されるモータ部において、回転磁界による鉄損などによる発熱もあった。発熱によりこれら部品の温度が上昇すると、焼き付き、破断などの損傷を起こすため、これらを冷却する必要があった。そのためオイル溜まり１０８の冷却用オイルをシャフト１０２内のオイル通路１０９を使って吸い上げ、シャフト１０２上部より排出することで、前記ベアリング１０５、１０６、ロータ１０３、ステータ１０４を冷却していた。
【００１２】
そして、冷却オイル自身が高温となると冷却能力が低下するため、冷却水路１１０をオイル溜まり１０８近傍に設け、冷却オイルの温度上昇を抑える構成としていた。
【特許文献１】特開平７‐２１１９６１号公報
【特許文献２】特開平７‐２１１９６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、従来のレーザ媒質送風機では、冷却オイルの温度上昇を抑える方法の効率が悪いという課題を有していた。
【００１４】
図１４に示す従来のレーザ媒質送風機では、冷却オイルの温度上昇を防止するために、オイル溜まり１０８の近傍に冷却水路１１０を設けるといった構成を採っていた。この構成の場合、オイル溜まり１０８全体を冷却することは不可能であり、冷却水路１１０に近い部分にとどまっている冷却オイルのみ冷却可能であった。またオイル溜まり１０８内部に存在する冷却オイルは撹拌されておらず、温度分布にムラが発生するなどして、従来の冷却手法は効率が悪かった。
【００１５】
前述の背景技術にあるように、レーザ媒質送風機はガスレーザ発振装置に使用されている。ガスレーザ発振装置は、その利便性、用途を広げるため、大出力化が市場から要望されており、大出力化のためには前記レーザ媒質送風機から送られてくるレーザ媒質の風量を増大させることが不可欠であった。
【００１６】
一般に炭酸ガスレーザの場合において、レーザ媒質に注入される電気的エネルギーの約２０％程度がレーザ光に変換され、残りのエネルギーは媒質であるガス温度の上昇となって消費される。
【００１７】
このため、より大出力のレーザ光を得るには、注入する電気的エネルギーを増やせば良いが、増やしすぎるとガス温度が上昇しすぎるという問題が生じる。レーザ光を発するためにはレーザ発振が必要だが、レーザ発振を行うためには、レーザ媒質を反転分布の状態にしなければならない。しかしレーザ媒質の温度が約５００Ｋ（ケルビン）を超すと、反転分布の状態が崩れるため、レーザ発振できなくなっていたためである。これを防止するために、レーザ媒質を送風機１２１により強制的に装置内で循環し、途中に配置された熱交換器を通過させることで、レーザ媒質を冷却していた。
【００１８】
また、電気的エネルギーが注入される放電空間におけるレーザ媒質の通過速度を上げる
ことで、レーザ媒質の温度上昇を抑えることができるため、レーザをより大出力化させることが可能であった。さらに放電空間のレーザ媒質通過速度を上げることで、単位時間当たりに通過するレーザ媒質成分の分子量を増加させることができるため、これによってもレーザを大出力化できるなど、レーザ媒質送風機から送り出されるレーザ媒質の風量を増大させることが、レーザの大出力化に有効な手段であった。
【００１９】
しかし、レーザ媒質送風機の風量を上げようとすると、翼車１０１の回転数をあげなければならず、すると送風機１２１内部での発熱が増加し、ベアリング１０５、１０６、ロータ１０３、ステータ１０４などの構成部品が損傷を受けるという問題が存在した。これを解決するために、従来、冷却オイルを使用してこれら構成部品を冷却し、また冷却オイル自身も冷却水路１１０によって冷却されていたが、効率が悪く冷却オイルの温度を充分低減することが困難であったため、翼車の回転数をより増加させることが不可能であった。そのためレーザ媒質送風機の風量の増大ができず、ひいてはガスレーザ発振装置の出力を従来以上に増大させることが困難であった。
【００２０】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、冷却オイル自身をより効果的に冷却することができるレーザ媒質送風機やレーザ発振装置やレーザ加工機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】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明のレーザ媒質送風機は、レーザ媒質を循環させる送風手段と、前記レーザ媒質が循環する第１の循環路と、前記送風手段を冷却し潤滑するオイルと、オイル溜まりとを備え、前記オイル溜まりは前記オイルを循環する第２の循環路が接続され、前記第２の循環路には冷却手段が設けられている。
【００２２】
そして、この構成により、冷却オイルはオイルの循環装置により強制的に熱交換器を通過することになり、効率的に冷却オイルの温度を下げることができる。
【００２３】
また、本発明のレーザ発振装置は、上記のレーザ媒質送風機と、前記レーザ媒
質を放電励起させるための電源部とを具備し、前記電源部から前記レーザ媒質にエネルギーを供給してレーザ光を発振および出力するレーザ発振手段を有したものである。
【００２４】
そして、この構成により、大型化、高コスト化することなくレーザの大出力化を実現できる。
【００２５】
また、本発明のレーザ加工機は、上記のレーザ発振装置と、記レーザ光を被加工物へ集光する集光手段とを有したものである。
【００２６】
そして、この構成により、レーザの大出力化がはかられるため、従来と同等の大きさ、コストでより幅広い種類のワークを加工することができる。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように、本発明は、効率的に冷却オイルの温度を下げることにより、冷却オイルによるレーザ媒質送風機を構成する前記ベアリング１０５、１０６、ロータ１０３、ステータ１０４の冷却能力を高めることができ、翼車１０１を従来より高速度で回転することができるため、レーザ媒質の風量を増大させ、ガスレーザ発振装置を大出力化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態１について、図１を用いて説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１のレーザ媒質送風機を示しており、１は翼車、２はシャフト、３はロータ、４はステータ、５，６はベアリング、７はハウジング、８はオイル溜まり、９はオイル通路、１０は冷却水路、１１は送風機に吸入されてくるレーザ媒質、１２は送風機から吐出されるレーザ媒質、１３はオイル溜まり８に接続されたオイル用配管、１４はオイルの循環装置、１５はオイルの冷却装置を示している。
【００３０】
以上のように構成されたレーザ媒質送風機について、その動作を説明する。
シャフト２には、その外周にロータ３が固定されており、ロータ３のさらに外側にはステータ４が設けられている。ステータ４はハウジング７に固定されており、ステータ４とロータ３の間には微小な間隙を持つように調整されていて、この両者によりモータが構成されている。
【００３１】
ステータ４には高周波インバータが接続されており、この高周波インバータから供給される電源により、ロータ３は数万ＲＰＭもの高速で回転する。ロータ３はシャフト２を介して翼車１に接続されているので、翼車１も同じく数万ＲＰＭで回転を行う。シャフト２はその上部と下部をそれぞれベアリング５、６で支持されている。
【００３２】
翼車１が回転することで、レーザ媒質１２が図１における横方向に吐出され、送風機から外部へ出て行き、さらに翼車上部にあるレーザ媒質１１が送風機内に吸入される。
【００３３】
このようにシャフト２が高速で回転しているため、それを支持するベアリング５，６にて熱が発生する。また、ロータ３、ステータ４で構成されるモータ部において、回転磁界による鉄損などによる発熱もある。発熱によりこれら部品の温度が上昇すると、焼き付き、破断などの損傷を起こすため、これらを冷却する必要があった。そのためオイル溜まり８の冷却用オイルをシャフト２内のオイル通路９を使って吸い上げ、シャフト２上部より排出することで、前記ベアリング５、６、ロータ３、ステータ４を冷却していた。冷却オイル自身が高温となると冷却能力が低下するため、冷却水路１０をオイル溜まり８近傍に設け、冷却オイルの温度上昇を抑える構成としていた。
【００３４】
また本発明では、オイル溜まり８にオイル用配管１３を接続し、さらにオイル用配管１３により、オイル溜まり８の冷却用オイルがオイル循環装置１４、オイル熱交換器１５を通過させる構成としている。以上のように、本実施の発明の形態によれば、オイル溜まり８内に存在するオイルを強制的にオイル熱交換器１５を通過させるため、効率よくオイル温度を低減することができる。
【００３５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、図２を用いて説明する。
【００３６】
図中の符合１〜１５は実施の形態１と同一であるため、説明は省略する。
【００３７】
実施の形態１において、レーザ媒質送風機内部の圧力は、通常５０〜２００Ｔｏｒｒ程度の真空状態になっている。これはガスレーザ発振装置において、レーザ光を発するために、レーザ媒質に電気的エネルギーを注入し、レーザ媒質を放電させるが、放電を安定化させるためには放電空間の圧力を下げることが必要なためである
そのためレーザ媒質送風機のオイル溜まり８に接続されている、オイル用配管１３、オイル循環装置１４、オイル熱交換器１５から構成される冷却オイルの循環経路は、真空状態を維持するために必要な密閉度を有している。ひとつの例として、オイル用配管１３とオイル循環装置１４、オイル熱交換器１５の接続部にＯリング１６を使用することが考え
られる。
【００３８】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、図３を用いて説明する。
【００３９】
図３は実施の形態１のオイル循環装置１４の詳細図を示したものである。１７は駆動部、１８はポンプ部、１９はオイル循環装置１４内のオイル経路、２０はオイル循環装置１４の筐体、２１はオイル循環装置１４に流入する冷却オイル、２２は流出する冷却オイル、２３はポンプ部１８と駆動部１７を接続する駆動軸、２４は駆動軸とオイル経路１９のシール部を示している。
【００４０】
オイル用配管１３によって流入してきた冷却オイル２１は、オイル経路１９内に入る。このときポンプ部１８は駆動部１７に駆動軸２３を介して接続されており、このポンプ部１８が回転することにより、冷却オイル２２が流出していく。このとき冷却オイル２１のオイル経路１９内は上記実施の形態２で述べたような真空状態のため、駆動部１７との間にはシール部２４が必要になる。シール部２４の材質としてはＯリングやテフロン（登録商標）などの樹脂材料が一般的に使用される。
【００４１】
なお、上述の説明では駆動軸２３の途中の部分にシール部２４を設けているが、、駆動部１７をオイル経路１９と同圧の密閉された空間に設置し、駆動部１９の動力線、信号線などの引き込み口部分にシール部を設け、真空状態を保持してもよい。
【００４２】
（実施の形態４）
以下、本発明の実施の形態４について、図４を用いて説明する。
【００４３】
図４は実施の形態１のオイル循環装置１４の別の詳細図を示したものである。２５はポンプ部１８に接続された回転磁石、２６は駆動部１７に接続された駆動磁石、２７は回転磁石２５が収納されている部屋、２８は回転磁石２５とポンプ部１８を接続する回転軸、２９は回転軸を支持するベアリングを示している。
【００４４】
実施の形態２で述べたように、オイル経路１９内は真空状態のため、それを保持するために、オイル循環装置１４内のポンプ部１８と駆動部１７をマグネットを使用することによる非接触とすることも可能である。駆動部１７により駆動磁石２６を回転させ、非接触で真空状態にある回転磁石２５を回転させる。回転磁石２５は回転軸２８を介してポンプ部１８を回転させ、冷却オイルを循環させる。
【００４５】
（実施の形態５）
以下、本発明の実施の形態５について、図５を用いて説明する。
【００４６】
図５は実施の形態１のオイル熱交換器１５の第１の詳細図を示したものである。１３はオイル配管、１５は熱交換器本体、３０は熱交換器１５に流入、３１は熱交換器１５から流出する冷媒、３２は熱交換器１５内部の冷媒通路、３３は熱交換器１５内部のオイル通路を示している。
【００４７】
オイル通路３３と冷媒通路３２は近接するようにそれぞれ配管されており、熱交換器本体１５の隔壁を介して、冷媒により冷却オイルの温度を吸熱する。そのため熱交換器本体の材質は熱導電性に優れたものとする必要がある。
【００４８】
冷媒の種類がオイルであれば、材質として安価なアルミを使用することができるが、通常、冷媒としては水を使用したほうが、トータルのコスト、メンテナンス性で利点がある
が、その場合材質がアルミだと水により腐食してしまう。そのため冷媒として水を使用する場合は、耐食性と熱伝導性を両立する材質として銅を使用する。
【００４９】
（実施の形態６）
以下、本発明の実施の形態６について、図６を用いて説明する。
【００５０】
図６は実施の形態１のオイル熱交換器１５の第２の詳細図を示したものである。実施の形態５と同様に、熱交換器１５内部にオイル通路３３が配管されているが、ここでは配管を複数以上の並列接続したことを特徴としている。このことにより、オイル通路３３の配管抵抗を低減させることができオイル流量を増加させ、より多量のオイルを冷却できるようになるため熱交換能力を向上させることができる。
【００５１】
（実施の形態７）
以下、本発明の実施の形態７について、図７を用いて説明する。
【００５２】
図７は実施の形態１のオイル熱交換器１５の第３の詳細図を示したものである。３４は熱交換器１５内のオイル通路３３表面に設けられた凹凸突起である。冷却オイルと冷媒との熱交換能力は、オイル通路３３壁面へのオイルの接触面積に比例する。そのため、凹凸突起３４を設けることにより、接触面積を増大させ、熱交換能力を向上させることが可能となる。凹凸突起３４は機械的な切削加工により製作することも可能であるが、より簡易に製作するためにショットブラストなどの加工により製作することもできる。
【００５３】
（実施の形態８）
以下、本発明の実施の形態８について、図８、図９を用いて説明する。
【００５４】
図８は実施の形態１のオイル熱交換器１５の第４の詳細図を示したものである。３３はオイル通路であり、３５はそのオイル通路表面に設けられた溝である。実施の形態７と同様に、熱交換能力を向上させるためにオイルとオイル通路３３壁面との接触面積を増加させることが必要であり、そのためにオイル通路３３に溝３５を設けている。図９はその断面図であり、この実施の形態８ではオイルの進行方向に向かって溝３５が設けられている。オイル進行方向に対し直角方向に溝を設けることもできるが、溝内にオイルが溜まる場合があるため、溝の向きはオイル進行方向にすることが望ましい。
【００５５】
（実施の形態９）
以下、本発明の実施の形態９について、図１０を用いて説明する。
【００５６】
図９は実施の形態１のオイル熱交換器１５の第５の詳細図を示したものである。３３はオイル通路であり、３６はオイル通路３３内に設けられた突起である。実施の形態７にある凹凸突起３４はオイルとオイル通路３３との接触面積を増大させることを目的としたものであったが、突起３６は、オイル通路３３を流れるオイルを乱流化させることを目的としている。
【００５７】
通常、オイルなどの流体はレイノルズ数によって決まるしきい値以下の流速では層流になっているため、オイル通路３３内を流れるオイルは、その壁面近傍を流れているものしか冷却されず、冷却効率が悪い。そのため、オイル流れを乱流化させるために、オイル通路３３内に突起３６を設ける。突起３６付近をオイルが流れるときに流れに渦が発生し、これにより乱流化が促進することができ、冷却効率を向上できる。
【００５８】
（実施の形態１０）
以下、本発明の実施の形態１０について、図１１を用いて説明する。
【００５９】
図１０は実施の形態１のオイル熱交換器１５の第６の詳細図を示したものである。３３はオイル通路であり、３７はオイル通路３３内に配置された球、３８は球３３によって乱流化されオイル通路３３内を流れる冷却オイル、３９は球３７がオイル熱交換器１５外部へ流出しないようにしている流れ止めを示している。
【００６０】
実施の形態９と同様に、冷却効率を向上させるには冷却オイル流れを乱流化することが必要であり、その実現手段としてオイル通路３３内に球３３を配置している。球３３近傍を流れる冷却オイル３８は、球３３によって乱流化することが可能となる。
【００６１】
（実施の形態１１）
以下、本発明の実施の形態１１について、図１２を用いて説明する。
１３はオイル用配管、１４はオイルの循環装置、１５はオイルの冷却装置など符号４０以外は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。４０は冷却オイルに混入している不純物を取り除くフィルタである。
【００６２】
実施の形態１の構成により、レーザ媒質送風機４０内の冷却オイルを強制的に循環させることが可能となったが、その循環経路の途中にフィルタ４１を配置することにより、オイル中に含まれるゴミなどの不純物を精度良く除去することができるようになった。
【００６３】
従来はレーザ媒質送風機本体内部オイル溜まり８などに、上記不純物を取り除くための溝などを設ける例もあったが、その場合では溝近辺に不純物がきた場合のみしか除去できないなど効率が悪かった。また不純物が溝に溜まった場合には、逆にその部分が不純物の発生源になるなどの問題もあり、それを防止するためにはレーザ媒質送風機本体を交換しなければならず、メンテナンス性、作業効率が悪かった。
【００６４】
本実施の形態１１では、オイルの循環経路上に、不純物除去用のフィルタ４０を設けているため、定期的にこのフィルタ４０のみ交換すればよく、無駄なレーザ媒質送風機本体の交換費用、時間を抑えることができる。
【００６５】
これらフィルタの構成としてはステンレスなどの金属材料をメッシュ状とした金網を使用することが可能であるが、他の方法として遠心分離などにより不純物をポケットに捕集するといった方法もある。
【００６６】
（実施の形態１２）
以下、本発明の実施の形態１２について、図１３を用いて説明する。
【００６７】
図１３はガスレーザ発振装置の構成を示すものである。図１３において５１は送風機、５２は放電管、５３、５４は放電管５２近辺に設置した電極である。５５は電極５３，５４に接続した高電圧電源、５６は放電空間である。５７は全反射鏡、５８は部分透過鏡、５９は熱交換器、６０は部分透過鏡５８から取り出されるレーザビーム、６１はレーザガス配管、６２はレーザガス、６３は真空ポンプ、６４はレーザガスボンベ、６５は流量調整器である。
【００６８】
以上のように構成されたガスレーザ発振装置について、その動作について説明する。送風機５１によりレーザガス配管６１を通し、放電管５２にレーザガス６２を強制的に循環させる。電極５３，５４は放電管５２近辺のレーザガス循環系内部に設置されており、このとき高電圧電源５５に接続された電極５３、５４から放電空間５６に高電圧が印加され放電管５２内部にグロー放電を発生させる。レーザガス６２は送風機５１から圧縮されて排出され高温となっているため送風機５１下流側に配置された熱交換器５９により冷却さ
れている。また放電空間５６を通過した後のレーザガス６２も放電エネルギーが印加され高温になるため同様に冷却されている。
【００６９】
グロー放電により励起されたレーザガス６２はレーザ発振し全反射鏡５７および部分反射鏡５８の間をレーザビームが往復しながら増幅され共振状態となる。この共振状態から全反射鏡５７，部分透過鏡５８間のレーザビームの一部が部分透過鏡５８よりレーザビーム６０として共振器外部へ取り出され、このレーザビーム６０が金属切断、溶接などの加工に用いられる。
【００７０】
レーザガス６２はその一部が真空ポンプ６３によってレーザ発振装置外部へ取り出され廃棄される。廃棄されたレーザガスと同量の新しいレーザガスをボンベ６４から流量調整器６５を通してレーザ発振装置内部へ供給し、内部圧力が一定になるよう維持している。レーザ発振装置内部圧力は放電管５２のグロー放電を安定させるため、放電空間６６にてレーザガス６２が一定圧力となるよう制御している。
【００７１】
このような構成のガスレーザ発振装置において、より他用途に適用範囲を広げるにはレーザビーム６０を大出力化することが必要不可欠であった。大出力化するためのもっとも効果的な手法の一つに、送風機５１の風量を増大させるということがあるが、そのためには送風機５１の回転数を増加するか、送風機５１自身の大きさ、容量を大きくするか、あるいは送風機５１を複数台具備するか、のいずれかであった。送風機５１を大型化することや複数台具備することは、ガスレーザ発振装置自体の大型化、高コスト化につながり、実用上の問題が多く存在していた。
【００７２】
本発明の実施の形態１２では、送風機５１の冷却オイルの冷却効率を上げることで、回転数の上限値を引き上げることが可能となり、ガスレーザ発振装置の大型化、高コスト化することなくレーザビーム６０の大出力化を実現できる。
【００７３】
また、同様に上記ガスレーザ発振装置を搭載したレーザ加工機によりレーザの大出力化がはかられるため、従来と同等の大きさ、コストでより幅広い種類のワークを加工することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明のレーザ媒質送風機は、オイルの冷却能力を向上させ、送風機の構成部品を効率よく冷却できるので、送風機の回転数を増加、風量を増大させ、レーザを大出力化することができ、従来のレーザ出力では加工が困難であった、板厚の厚いワークの切断、高反射率ワークの切断などの加工に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレーザ媒質送風機の構成図
【図２】同実施の形態２における別のレーザ媒質送風機の構成図
【図３】同実施の形態３におけるオイル循環装置の詳細な構成図
【図４】同実施の形態４における別の第１のオイル循環装置の詳細な構成図
【図５】同実施の形態５における第１のオイル熱交換器の詳細な構成図
【図６】同実施の形態６における第２のオイル熱交換器の詳細な構成図
【図７】同実施の形態７における第３のオイル熱交換器の詳細な構成図
【図８】同実施の形態８における第４のオイル熱交換器の詳細な構成図
【図９】同実施の形態８における断面図
【図１０】同実施の形態９における第５のオイル熱交換器の詳細な構成図
【図１１】同実施の形態１０における第６のオイル熱交換器の詳細な構成図
【図１２】同実施の形態１１における別のレーザ媒質送風機の構成図
【図１３】同実施の形態１２におけるガスレーザ発振装置の構成図
【図１４】従来におけるレーザ媒質送風機の構成図
【符号の説明】
【００７６】
１  翼車
２  シャフト
３  ロータ
４  ステータ
５  ベアリング
６  ベアリング
７  ハウジング
８  オイル溜まり
９、３３  オイル通路
１０  冷却水路
１１  吸入側レーザ媒質
１２  吐出側レーザ媒質
１３  オイル用配管
１４  オイル循環装置
１５  オイル冷却装置
１６  Ｏリング
１７  駆動部
１８  ポンプ部
１９  オイル経路
２１  流入側冷却オイル
２２  流出側冷却オイル
２３  駆動軸
２４  シール部
２５  回転磁石
２６  駆動磁石
３０  流入冷媒
３１  流出冷媒
３２  冷媒通路
３４  凹凸突起
３５  溝
３６  突起
３７  球
３８  冷却オイル流れ
３９  流れ止め
４０  フィルタ
５１  送風機
５２  放電管
５３、５４  電極
５５  高電圧電源
５６  放電空間
５７  全反射鏡
５８  部分透過鏡
５９  熱交換器
６０  レーザビーム
６１  レーザガス配管
６２  レーザガス
６３  真空ポンプ
６４  レーザガスボンベ
６５  流量調整器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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