(57)【要約】【課題】レーザー溶接時に発生する閃光，プラズマなどの強力な光から目を保護すると共にリアルタイムで溶接部位を拡大して肉眼で確認できるレーザー溶接用顕微鏡を提供する。【解決手段】本体の内部に取り付けられ，目的対象物の倍率拡大を調節する接眼レンズと，接眼レンズの下部に取り付けられ，目的対象物が１つとして見られるように補正するプリズムと，接眼レンズを見る人の焦点範囲内で目的対象物が見られるように焦点距離を調節する対物レンズと，赤外線閃光が発生すると対物レンズを遮断し，溶接完了後に対物レンズを開放して目的対象物の溶接状態をリアルタイムで見せるＬＣシャッターと，レーザー溶接時に発生する赤外線閃光を遮断するフィルターレンズと，フィルターレンズの下部に設けられ，有害な波長を遮断する全反射レンズと，溶接割れから前記全反射レンズを安全に保護する安全ガラスとを備えてなる。【選択図】図２
2007041558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両目で目的対象物を確認することができるように一対の単体からなる本体と，
前記本体の一側内部に上下移動可能に取り付けられ，前記目的対象物の倍率拡大を調節する接眼レンズと，
前記本体内部の前記接眼レンズの下部に取り付けられ，前記接眼レンズを見る人の目と目との間の距離に合わせて前記目的対象物が１つとして見られるようにする一対のプリズムと，
前記一対のプリズムの下部に取り付けられ，前記接眼レンズを見る人の焦点範囲内で前記目的対象物が見られるように焦点距離を調節する対物レンズと，
前記対物レンズの下部に設けられ，レーザービームの発射で赤外線閃光が発生すると，前記対物レンズを一次的に遮断して遮り，レーザー溶接の完了後に前記対物レンズを開放して前記目的対象物の溶接状態をリアルタイムで見せるＬＣシャッターと，
前記ＬＣシャッターの下部に設けられ，レーザー溶接時に発生する前記赤外線閃光を二次的に遮断して眩しさを防止するフィルターレンズと，
前記フィルターレンズの下部に設けられ，表面には反射部材がコーティングされており，レーザービームから発生する有害な波長を遮断する全反射レンズと，
前記全反射レンズの下部に設けられ，レーザー溶接時に発生する溶接割れから前記全反射レンズを保護する安全ガラスと，
を備えることを特徴とする，レーザー溶接用顕微鏡。
【請求項２】
前記本体と前記目的対象物との間の焦点距離を調節して合わせることができるように一端部が前記本体の外側面に結合され，内部には，電源供給用ケーブルが収容されるフレキシブルアームと，
前記フレキシブルアームの他端部が回転可能に挿入され，調節ネジの締付や解除によって前記フレキシブルアームが固定または左右に半径移動できるように金属板に脱・付着される磁石ベースと，
前記フレキシブルアームの一端部に取り付けられ，前記フレキシブルアーム内の電源供給用ケーブルから供給される電源により前記目的対象物に光を発散するハロゲンランプと，
をさらに備えることを特徴とする，請求項１に記載のレーザー溶接用顕微鏡。
【請求項３】
前記一対のプリズムは，その側断面が三角形状であることを特徴とする，請求項１に記載のレーザー溶接用顕微鏡。
【請求項４】
前記一対のプリズムは，互いに逆方向に配置されると共に，互いに左右にずれるように配置されることを特徴とする，請求項３に記載のレーザー溶接用顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，レーザー溶接機（Ｌａｓｅｒ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）において溶接部位をリアルタイムで拡大して確認することができるレーザー溶接用顕微鏡に関し，より詳しくは，レーザー溶接時に発生する閃光，プラズマなどの強力な光から作業者の目を保護しながらリアルタイムで溶接状況を倍率調節で拡大することで，肉眼で超精密に確認することができるレーザー溶接用顕微鏡に関する。
【０００２】
また，本発明は，レーザー溶接時にリアルタイムで超精密に溶接される状態を，場所，目的対象物の形態（大きさ，形状など）に拘らず，移動および脱付着が自由にできる状態で精密な溶接がリアルタイムで確認できるようにするレーザー溶接用顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に，溶接方法は，種々のものがあるが，近年，スポット溶接に代わって，レーザー溶接が多く使用されている。
【０００４】
前記レーザー溶接機は，電気を溶接対象物に印加し，溶接ヘッドを接触して溶接を行う接触式スポット溶接機とは異なり，非接触式高速溶接を達成するためのもので，このようなレーザー溶接機は，発振器から発振されたレーザービームが前記発振器および他の必要な構成部を共に内蔵している溶接ヘッド内で出力調整レンズと多数のプリズムを経て溶接される対象物に照射され，精密な溶接が行われるように設計されており，溶接時のレーザービームの出力は，レーザービームの進行軸線に対する前記出力調整レンズの角度を変化させることで調整することができる。
【０００５】
このような非接触式レーザー溶接機を介してレーザービームを印加することで溶接対象物を溶接する時は，閃光，プラズマなどの強力な光が発生する。特に１秒当り一回から数十回のビーム発射によって精密な溶接を行う前記レーザー溶接機においては，強力な光により作業者が溶接部位を肉眼で確認しながら溶接することができない。
【０００６】
従って，近年，自動化生産ラインにおいてレーザー溶接時の溶接有無を確認するための溶接確認装置が開発され，製品化されている。
【０００７】
前記溶接確認装置は，出力側に接続されてレーザー溶接を行う時に接点が連結されてスイッチング信号を出力するリレースイッチと，前記リレースイッチから出力された信号を印加されて作業者に溶接回数を表示する表示部とからなり，このような溶接確認装置は，それぞれの自動化生産ラインに設けられ，設定されたプログラムによって自動にレーザー溶接を行うロボットに取り付けることで，前記溶接が行われた回数のみを作業者に知らせるものである。
【０００８】
しかし，前述のような溶接確認装置は，自動化生産ラインにおいてロボットがスポット溶接またはレーザー溶接を行う時に溶接が行われた回数のみを表示しているため，ロボットが溶接対象物に対して良好な溶接を行っているかを作業者が知ることができず，これによって，ロボットが大量の溶接対象物に対する溶接を完了した後，作業者が溶接対象物の溶接部位を一つ一つ肉眼で確認し，不良な溶接が発生した場合，ロボットを再び制御して再溶接を行う必要があるという不便さがあり，また，溶接対象物の再溶接によって溶接部位が奇麗に溶接されないため，結局，溶接対象物の溶接部位が損傷されるという問題点がある。
【０００９】
特に，ロボットを用いることなくレーザー溶接機により手動で精密溶接を行う場合は，作業者が二次的に発生する閃光，プラズマなどの強力な光により，溶接を行いながら溶接部位を精密に肉眼で確認することができないため，溶接が終わった後で溶接対象物の溶接部位を肉眼で確認し，不良な溶接部位に対するレーザー溶接および確認過程を繰り返しながら再溶接を行う必要があり，これによって，レーザー溶接の長所である非接触式超高速溶接の達成に障害になるだけでなく，溶接を行いながら確認することができないため，精密な溶接ができなくなり，不規則な溶接になるという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
以上の観点から，前述のような問題点を解決すると共に，費用面からは低価格のレーザー溶接用顕微鏡を提供し，信頼性面からは，閃光，プラズマなどから作業者の目を保護しながら溶接状態を肉眼でリアルタイムで確認することができるレーザー溶接用顕微鏡が求められている。
【００１１】
従って，本発明の目的は，レーザーの溶接時に発生する閃光，プラズマなどの強力な光から作業者の目を保護しながらリアルタイムで溶接状態を肉眼で超精密に確認することができるレーザー溶接用顕微鏡を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は，レーザーの溶接時，場所，目的対象物の大きさや形状に拘らず，移動および脱付着が自由な状態で溶接状態をリアルタイムで超精密に確認することができるレーザー溶接用顕微鏡を提供することにある。
【００１３】
本発明の目的は，下記の発明の詳細な説明および添付の図面からより明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記のような目的を達成するための本発明に係るレーザー溶接用顕微鏡は，両目で目的対象物を確認することができるように一対の単体からなる本体と，前記本体の一側内部に上下移動可能に取り付けられ，前記目的対象物の倍率拡大を調節する接眼レンズと，前記本体内部の前記接眼レンズの下部に取り付けられ，前記接眼レンズを見る人の目と目との間の距離に合わせて前記目的対象物が１つとして見られるようにする一対のプリズムと，前記一対のプリズムの下部に取り付けられ，前記接眼レンズを見る人の焦点範囲内で前記目的対象物が見られるように焦点距離を調節する対物レンズと，前記対物レンズの下部に設けられ，レーザービームの発射で赤外線閃光が発生すると，前記対物レンズを一次的に遮断して遮り，また，レーザー溶接の完了後に前記対物レンズを開放して前記目的対象物の溶接状態をリアルタイムで見せるＬＣシャッターと，前記ＬＣシャッターの下部に設けられ，レーザー溶接時に発生する前記赤外線閃光を二次的に遮断して眩しさを防止するフィルターレンズと，前記フィルターレンズの下部に設けられ，表面には反射部材がコーティングされており，レーザービームから発生する有害な波長を遮断する全反射レンズと，前記全反射レンズの下部に設けられ，レーザー溶接時に発生する溶接割れから前記全反射レンズを安全に保護する安全ガラスと，を備えることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは，前記本体と前記目的対象物との間の焦点距離を簡便に調節して合わせることができるように一端部が前記本体の外側面に結合され，内部には電源供給用ケーブルが収容されるフレキシブルアームと，前記フレキシブルアームの他端部が回転可能に挿入され，調節ネジの締付や解除によって前記フレキシブルアームが固定または左右に半径移動できるように金属板などに脱・付着される磁石ベースと，前記フレキシブルアームの一端部に取り付けられ，前記フレキシブルアーム内の電源供給用ケーブルから供給される電源により前記目的対象物に光を発散するハロゲンランプと，をさらに備える。
【００１６】
選択的に，前記一対のプリズムは，その側断面が三角形状であり，互いに逆方向に配置されると共に互いに左右にずれるように配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，レーザー溶接を行う時，レーザービームが発射される毎にＬＣシャッターを閉じて閃光，プラズマなどの強力な光を一次的に遮断し，また，フィルターレンズを介して赤外線閃光の有害な波長を二次的に遮断する。また，レーザービームの発射が終わると，前記ＬＣシャッターを開放して溶接後の状態を双眼の接眼レンズを介してリアルタイムで拡大して確認することができる。
【００１８】
従って，レーザー溶接時に発生する強力な閃光から目を保護しながら溶接された部位をリアルタイムで肉眼で確認することができ，特に手動溶接を行う時に精密な溶接が可能であると共に，移動および脱着が自由にできるため，溶接場所，溶接対象物の大きさや形状に拘らないという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。なお，以下の実施形態の説明によって本発明の目的，特徴および利点は，より明らかになるだろう。
【００２０】
図１は，本実施形態に係るレーザー溶接機のフレキシブルアームに取り付けられたレーザー溶接用顕微鏡を概略的に示す構成図であり，図２は，図１のレーザー溶接用顕微鏡を拡大して示す構成図である。
【００２１】
本実施形態に係るレーザー溶接用顕微鏡は，図１および図２に示されたように，両目で目的対象物を確認することができるように一対の単体からなる本体１０１と，前記本体１０１の一側内部に上下移動可能に取り付けられ，前記目的対象物の倍率拡大を調節する接眼レンズ１１１と，前記本体１０１内の前記接眼レンズ１１１の下部に取り付けられ，前記接眼レンズ１１１を見る人の目と目との間の距離に合わせて前記目的対象物が１つとして見られるように補正する一対のプリズム１１２，１１２ａと，前記一対のプリズム１１２，１１２ａの下部に取り付けられ，前記接眼レンズ１１１を見る人の焦点範囲内で前記目的対象物が見られるように焦点距離を調節する対物レンズ１１３と，前記対物レンズ１１３の下部に設けられ，レーザービームの発射で赤外線閃光が発生すると，前記対物レンズ１１３を一次的に遮断して遮り，また，レーザー溶接の完了後に前記対物レンズ１１３を開放して前記目的対象物の溶接状態をリアルタイムで見せるＬＣシャッター１１４と，前記ＬＣシャッター１１４の下部に設けられ，レーザー溶接時に発生する前記赤外線閃光を二次的に遮断して眩しさを防止するフィルターレンズ１１５と，前記フィルターレンズ１１５の下部に設けられ，表面には反射部材がコーティングされており，レーザービームから発生する有害な波長を遮断する全反射レンズ１１６と，前記全反射レンズ１１６の下部に設けられ，レーザー溶接時に発生する溶接割れから前記全反射レンズ１１６を安全に保護する安全ガラス１１７と，で構成される。
【００２２】
また，前記本体１０１と前記目的対象物との間の焦点距離を簡便に調節して合わせることができるように一端部が前記本体１０１の外側面に結合され，内部には電源供給用ケーブル１０４が収容されたフレキシブルアーム１０２と，前記フレキシブルアーム１０２の他端部が回転可能に挿入され，調節ネジの締付や解除によって前記フレキシブルアーム１０２が固定または左右に半径移動できるように金属板などに脱・付着される磁石ベース１０３と，前記フレキシブルアーム１０２の一端部に取り付けられ，前記フレキシブルアーム１０２内の電源供給用ケーブル１０４から供給される電源により前記目的対象物に光を発散するハロゲンランプ１０５とをさらに備えてなる。
【００２３】
以下，このような構成を有する本実施形態に係るレーザー溶接用顕微鏡を，図１および図２を参照して具体的に説明する。
【００２４】
まず，本実施形態に係る顕微鏡は，図２に示されたように，本体１０１内に配置され，双眼を有する接眼レンズ１１１を介して目的対象物を見るようになる。
【００２５】
接眼レンズ１１１は，目的対象物の倍率拡大を調節するものであって，１０倍，１６倍，２０倍，４０倍などの拡大が可能であり，目的対象物の拡大倍率を上下に調節して選択することができる。
【００２６】
また，本体１０１の内部に取り付けられる一対のプリズム１１２，１１２ａは，人によって目と目との距離に差異があり，この差異を補正するためのものである。即ち，一対のプリズムにより両目間の距離に合わせて前記目的対象物が１つとして明らかに見られるように補正するためのものである。なお，前記一対のプリズム１１２，１１２ａは，その側断面がそれぞれ三角形状であり，また，互いに逆方向に配置されると共に互いに左右にずれるように配置される。
【００２７】
また，前記一対のプリズム１１２，１１２ａの下部に取り付けられている対物レンズ１１３は，接眼レンズ１１１を見る人の焦点範囲内で前記目的対象物が見られるようにする。なお，対物レンズ１１３は，必要に応じて焦点距離が１００ｍｍ，１２０ｍｍ，１５０ｍｍ，２００ｍｍなどの対物レンズを選択して使用することができる。
【００２８】
また，対物レンズ１１３の下部に取り付けられるＬＣシャッター１１４は，レーザー溶接機からレーザービームが発生する毎に同期化した信号電圧により閉鎖と開放を繰り返し，閃光が発生すると，即ちレーザービームが発射される間にＬＣシャッター１１４を閉じて目を保護し，レーザービームの発射が終わると，同期化した電圧によりＬＣシャッター１１４を開放することで，溶接後の前記目的対象物の溶接状態を速い速度で連続して対物レンズ１１３を介して見ることができるようにする。
【００２９】
また，ＬＣシャッター１１４の下部に設けられるフィルターレンズ１１５は，レーザー溶接時に発生する赤外線閃光を二次的に遮断して眩しさから目を保護する役割を果たす。
【００３０】
また，フィルターレンズ１１５の下部に設けられる全反射レンズ１１６は，表面に反射部材がコーティングされており，レーザービームから発生する有害な波長（１０６４ｎｍ）を全反射して遮断する役割をするもので，前記レーザー波長の有害な光線が目に入る場合は失明のおそれがあるため，反射部材がコーティングされた全反射レンズ１１６を必ず設ける必要がある。
【００３１】
また，全反射レンズ１１６の下部に設けられる安全ガラス１１７は，レーザー溶接時の溶接割れから全反射レンズ１１６を安全に保護するためのものである。
【００３２】
なお，本実施形態に係るレーザー溶接用顕微鏡は，図１に示されたように，本体１０１の外側面に一端部が結合され，内部に電源供給用ケーブル１０４が収容されたフレキシブルアーム１０２は，自由な曲げが可能な蛇腹状になっているため，本体１０１と前記目的対象物との間の焦点距離を簡便に調節することができる。
【００３３】
また，フレキシブルアーム１０２の他端部が磁石ベース１０３に回転可能に挿入され，調節ネジ（図示省略）の締付と解除により磁石ベース１０３に固定，または，前記磁石ベース１０３を中心に左右に半径移動が可能であるため，前記目的対象物の位置に拘らず焦点距離を合わせることができる。
【００３４】
また，フレキシブルアーム１０２の他端部に連結される磁石ベース１０３は，磁力により金属板などへの脱・付着が簡便であるため，場所，目的対象物の大きさや形状などの制約を受けることなく容易に設置することができる。
【００３５】
前記フレキシブルアーム１０２に取り付けられ，フレキシブルアーム１０２内の電源供給用ケーブル１０４に連結されるハロゲンランプ１０５は，前記目的対象物を識別するための照明灯としての役割を果たす。
【００３６】
なお，比較例である，従来の技術，即ち，溶接が終わった後で溶接対象物の溶接部位を作業者が一つ一つ肉眼で確認する必要がある方法とは異なり，本実施形態では，溶接する毎にレーザービームの発射速度と同期化した信号でＬＣシャッターを閉じて強力な閃光を遮断し，また，レーザービームの発射が終わるとＬＣシャッターを開放して溶接後の溶接状態をリアルタイムで拡大して確認することができることがわかる。
【００３７】
従って，本実施形態によれば，レーザー溶接時に発生する強力な閃光から目を保護すると共に，溶接状態をリアルタイムで顕微鏡を介して拡大して確認することができ，特に，手動溶接を行う時，精密な溶接が行えるだけでなく，移動および脱付着が自由にできるため，溶接場所，溶接対象物の大きさや形状に拘らないという利点がある。
【００３８】
なお，図面を参照して本発明の好適な実施例を説明してきたが，本発明の保護範囲は，前述の実施例に限定されるものではなく，特許請求の範囲に記載された発明とその均等物にまで及ぶものである。従って，本発明の範囲を逸脱しない範囲内で本発明を種々に変更して実施することができる。すなわち，当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のレーザー溶接用顕微鏡によれば，レーザー溶接時，レーザービームが発射される毎にＬＣシャッターを閉じて閃光，プラズマなどの強力な光を一次的に遮断し，また，フィルターレンズを介して赤外線閃光の有害な波長を二次的に遮断することにより，作業者を目を保護すると共に溶接状態をリアルタイムで顕微鏡を介して精密に確認することができる。
【００４０】
また，リアルタイムで超精密に溶接される状態を場所，溶接対象物の大きさおよび形状に拘らず，移動および脱・付着が自由な状態で精密にリアルタイムで確認できる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザー溶接機のフレキシブルアームに取り付けられたレーザー溶接用顕微鏡を概略的に示す説明図である。
【図２】図１のレーザー溶接用顕微鏡を拡大して示す説明図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０１  本体
１０２  フレキシブルアーム
１０３  磁石ベース
１０４  電源供給用ケーブル
１０５  ハロゲンランプ
１１１  接眼レンズ
１１２  プリズム
１１３  対物レンズ
１１４  ＬＣシャッター
１１５  フィルターレンズ
１１６  全反射レンズ
１１７  安全ガラス
【図１】
2007041558.tif 000003
【図２】
2007041558.tif 000004