(57)【要約】【課題】ガスレーザ発振装置の送風手段のグリス不足による軸受消耗を防止して、送風手段のメンテナンスフリー化を図る【解決手段】送風手段の軸受近傍にグリス補給手段を設け、軸受に封入されたグリス量を直接もしくは間接的に検出するグリス量検出手段を備え、グリス量検出手段により検出した信号に応じて、あるいは予め運転時間に応じて決めた量に応じて、送風手段外部と内部の圧力差による真空力等を利用して適宜グリスの自動補給を行う事が可能とする【選択図】図２
2012094556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ媒体としてのレーザガスを励起する放電手段と、レーザガスを送風する送風手段と、前記放電手段と前記送風手段との間のレーザガスの循環経路を形成するレーザガス経路とを備えたガスレーザ発振装置であって、
前記送風手段が、先端に翼車部を設けた回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸に結合された複数の軸受と、前記軸受に封入されたグリスと、前記軸受にグリスを補給するグリス補給機構と、前記軸受に封入されたグリス量を直接もしくは間接的に検出するグリス量検出手段を備え、グリス量に応じて補給を行う事を特徴とするガスレーザ発振装置。
【請求項２】
前記グリス補給機構は、送風手段外部と内部の圧力差による真空力を利用してグリスの補給を行なう事を特徴とする請求項１記載のガスレーザ発振装置。
【請求項３】
前記グリス量検出手段は、軸受近傍に備えられた温度検出手段である事を特徴とする請求項１または２記載のガスレーザ発振装置。
【請求項４】
前記グリス量検出手段は、軸受近傍に備えられた振動検出手段である事を特徴とする請求項１または２記載のガスレーザ発振装置。
【請求項５】
レーザ媒体としてのレーザガスを励起する放電手段と、レーザガスを送風する送風手段と、前記放電手段と前記送風手段との間のレーザガスの循環経路を形成するレーザガス経路とを備えたガスレーザ発振装置であって、
前記送風手段が、先端に翼車部を設けた回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸に結合された複数の軸受と、前記軸受に封入されたグリスと、前記軸受にグリスを補給するグリス補給機構を備え、一定時間毎に予め定められた量のグリスを補給する事を特徴とするガスレーザ発振装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のガスレーザ発振装置を具備したことを特徴とするガスレーザ加工機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として板金切断、溶接などの用途に用いられるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５に従来の軸流型ガスレーザ発振装置の概略構成の一例を示す。以下、図５を参照しながら従来の軸流型ガスレーザ発振装置を説明する。
【０００３】
この図に於いて、９０１はガラスなどの誘電体よりなる放電管であり、９０２、９０３は前記放電管周辺に設けられた電極である。９０４は前記電極に接続された電源である。９０５は前記電極９０２、９０３間に挟まれた放電管９０１内の放電空間である。９０６は全反射鏡、９０７は部分反射鏡であり、この全反射鏡９０６、部分反射鏡９０７は前記放電空間９０５の両端に固定配置され、光共振器を形成している。９０８は前記部分反射鏡９０７より出力されるレーザビームである。矢印９０９はレーザガス流を示しており、軸流型ガスレーザ発振装置の中を循環している。９１０はレーザガス流路であり、９１１および９１２は放電空間９０５における放電と送風機の運転により温度上昇したレーザガスの温度を下げるための熱交換機、９１３はレーザガスを循環させるための送風手段であり、この送風手段９１３により放電空間９０５にて約１００ｍ／ｓｅｃ程度のガス流を得ている。レーザガス流路９１０と放電管１は、レーザガス導入部９１４で接続されている。
【０００４】
図６は従来の板金切断レーザ加工機の概略構成の一例を示す。以下、図６を参照しながら従来のレーザ加工機を説明する。
【０００５】
この図に於いて、レーザビーム９０８は、反射鏡９１５にて反射され、ワーク９１６近傍へ導かれる。レーザビーム９０８は、トーチ９１７内部に備えられた集光レンズ９１８によって高密度のエネルギビームに集光され、ワーク９１６に照射され、切断加工が行われる。ワーク９１６は加工テーブル９１９上に固定されており、Ｘ軸モータ９２０あるいはＹ軸モータ９２１によって、トーチ９１７はワーク９１６に対して相対的に移動する事で、所定の形状の加工が行われる。
【０００６】
以上が従来のガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機の構成である。次にその動作について説明する。
【０００７】
送風手段９１３より送り出されたレーザガスは、レーザガス流路９１０を通り、レーザガス導入部９１４より放電管９０１内へ導入される。この状態で電源９０４に接続された電極９０２、９０３から放電空間５に放電を発生させる。放電空間９０５内のレーザガスは、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガスは全反射鏡９０６および部分反射鏡９０７により形成された光共振器で共振状態となり、部分反射鏡９０７からレーザビーム９０８が出力される。このレーザビーム９０８がレーザ加工等の用途に用いられる。
【０００８】
図７は従来の送風手段の構成例である。モータロータ９２２は回転軸９２３と結合され、回転軸９２３の先端に翼車９２４が備えられている。モータロータ９２２と同軸にモータステータ９２６が配置され、モータステータ９２６は支持部材９２５に固定されている。モータステータ９２６へ外部より交流電力が供給されると、発生した回転磁界によりモータロータ９２２が回転し、回転軸９２３を介して翼車９２４を回転させる。翼車９２４の回転によりレーザガス流９０９が発生する。
【０００９】
回転軸９２３は上下２箇所に配置された軸受９２８によって回転可能な状態で支持されている。軸受９２８は回転軸９２３と結合されている。送風手段９１３の構成は回転部と非回転部とに分けられ、回転部は前記モータロータ９２２、回転軸９２３、翼車９２４および軸受９２８から構成されている。
【００１０】
軸受９２８の外周は非回転部である支持部材９２５と結合されている。軸受９２８には、潤滑のためグリス９２９が封入されている。
【００１１】
なお、軸受の潤滑に関する従来技術の一例としては、軸受近傍にグリス補給および回収手段を設けたものがある（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００５−２２１０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記の従来技術に係るガスレーザ発振装置は、下記課題を有している。
【００１３】
ガスレーザ発振装置において、送風手段９１３はユーザ先での定期交換部品の一つである。送風手段９１３の中で最も寿命が短い部品が軸受９２８であり、軸受９２８の寿命はグリス９２９の量に依存する。一般的にグリス９２９は揮発性の物質であるため、経時的にグリス９２９は減少していく。グリスが減少すると、潤滑性能が低下し、軸受９２８の消耗が進行し、寿命に至ることになる。
【００１４】
本来であれば軸受９２８へ適宜グリスを補給出来れば寿命を延長する事が可能となるが、ユーザの現場で実施する事は困難である。あるいは軸受のみを交換すれば送風手段９１３は機能を回復するが、軸受９２８を外すためには送風手段９１３全体を交換することになる。そのためユーザにとって、送風手段９１３全体の交換費用を負担する必要があり、定期点検費用のコスト上昇を招いていた。
【００１５】
すなわち軸受９２８の寿命延長により、送風手段９１３交換頻度を減らし、定期点検費用の低減が大きな課題となっていた。
【００１６】
また、特許文献１に示されるような技術では、送風手段の使用程度に応じた経時的なグリスの減少には対応できないものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記問題点を解決するために、本発明のガスレーザ発振装置は、レーザ媒体としてのレーザガスを励起する放電手段と、レーザガスを送風する送風手段と、前記放電手段と前記送風手段との間のレーザガスの循環経路を形成するレーザガス経路とを備えたガスレーザ発振装置であって、前記送風手段が、先端に翼車部を設けた回転軸と、前記回転軸を回転させる駆動部と、前記回転軸に結合された複数の軸受と、前記軸受に封入されたグリスと、前記軸受にグリスを補給するグリス補給機構と、前記軸受に封入されたグリス量を直接もしくは間接的に検出するグリス量検出手段を備え、グリス量に応じて補給を行う事を特徴とするものである。
【００１８】
あるいは一定時間毎に予め定められた量のグリスを補給する事を特徴とするガスレーザ発振装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に示す構成により、送風手段の軸受の寿命を延長し、送風手段の交換頻度を減らし、定期点検費用を低減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】
【００２０】
以下に本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１に本発明の軸流型ガスレーザ発振装置の概略構成の一例を示す。
【００２２】
軸流型ガスレーザ発振装置１００は、放電管１０１、電極１０２及び１０３、電源１０４、全反射鏡１０６、部分反射鏡１０７、レーザガス流路１１０、熱交換機１１１、１１２、送風手段１１３、レーザガス導入部１１４を、その構成として具備する。
【００２３】
放電管１０１はガラスなどの誘電体で形成されている。電極１０２と電極１０３は放電管１０１周辺に設けられ、各電極１０２、１０３には電源１０４が接続される。そして、電極１０２と電極１０３の間に挟まれた放電管１０１内に放電空間１０５が形成される。全反射鏡１０６と部分反射鏡１０７は放電空間１０５の両端に固定配置され、光共振器を形成している。矢印１０８は部分反射鏡１０７より出力されるレーザビームを象徴的に表現したものである。
【００２４】
矢印１０９はレーザガス流を示しており、軸流型ガスレーザ発振装置の中のレーザガス流路１１０を循環している。熱交換機１１１および熱交換機１１２は放電空間１０５における放電と送風機の運転により温度上昇したレーザガスの温度を下げる。送風手段１１３はレーザガスを循環させるためのものであり、この送風手段１１３により放電空間５にて約１００ｍ／ｓｅｃ程度のガス流を得ている。レーザガス流路１１０と放電管１０１は、レーザガス導入部１１４で接続されている。
【００２５】
以上が本発明のガスレーザ発振装置１００の構成である。次にその動作について説明する。
【００２６】
送風手段１１３より送り出されたレーザガスは、レーザガス流路１１０を通り、レーザガス導入部１１４より放電管１０１内へ導入される。この状態で電源１０４に接続された電極１０２、１０３から放電空間１０５に放電を発生させる。
【００２７】
放電空間１０５内のレーザガスは、この放電エネルギーを得て励起され、その励起されたレーザガスは全反射鏡１０６および部分反射鏡１０７により形成された光共振器で共振状態となり、部分反射鏡１０７からレーザビーム１０８が出力される。このレーザビーム１０８がレーザ加工等の用途に用いられる。
【００２８】
図２にレーザガス流路１１０内に設置された送風手段の構成の一例を詳細に示す。本図において、モータロータ１２２は回転軸１２３と結合され、回転軸１２３の先端に翼車１２４が備えられている。モータロータ１２２と同軸にモータステータ１２６が配置され、モータステータ１２６は支持部材１２５に固定されている。
【００２９】
支持部材１２５は、レーザガス流路１１０の外壁１１０ａに対して送風手段１１３を構成する各部材を支持するものであり、レーザガス流１０９の流路を確保するように形成されている。
【００３０】
モータステータ１２６へ外部からの配線（図示せず）より交流電力が供給されると、発生した回転磁界によりモータロータ１２２が回転し、回転軸１２３を介して翼車１２４を回転させる。翼車１２４の回転によりレーザガス流１０９が発生する。回転軸１２３は上下２箇所に配置された軸受１２８によって回転可能な状態で支持されている。
【００３１】
送風手段１１３の構成は回転部と非回転部とに分けられ、回転部は前記モータロータ１２２、回転軸１２３、翼車１２４および軸受１２８の内輪から構成されている。軸受１２８の内輪は回転軸１２３に、外輪は支持部材１２５へ圧入され固定されている。
【００３２】
複数の軸受１２８のそれぞれに隣接してグリス補給機構１３０が配置されている。軸受１２８の中にはグリス１２９が封入されている。軸受１２８は、構造上外部との間に隙間が存在するため、その隙間を通して、経時的にグリスが揮発し、減少していく事は避けられない。グリスが減少すると潤滑性能の低下により、軸受の摩擦が増大し、発熱および振動が増大する。これを防ぐため、グリス補給機構１３０により、減少分のグリスを補給する構造となっている。
【００３３】
グリス補給制御装置１３２によってグリスの減少の検出および補給がなされる。そのためにグリス補給制御装置１３２とグリス補給機構１３０間にグリス補給路１３５を設ける。グリス補給の手段は各種考えられるが、一例として真空力を用いた方法を用いる。ガスレーザ発振装置において、送風手段の内部を含むガス循環経路は減圧状態にある。一方送風手段の外部は大気中である。よって送風手段の外部と内部の圧力差による真空力を用いて、内部へグリスを導入する事が可能である。
【００３４】
なお、グリス１２９の供給について異なる制御手段として、経時的なグリスの減少量を予めグリス補給制御装置１３２に記録しておき、運転時間に応じて所定量のグリスを軸受１２８へ補給する制御を行ってもよい。
【００３５】
次に、図３は本発明の異なる実施形態の一例であり、ガスレーザ発振装置の送風手段１１３の構成図である。図２に対し、同一の構成要素には同じ符号をつけて説明は省略するものとする。
【００３６】
本図において、軸受１２８の近傍に温度センサ１３１が備えられており、温度センサ１３１およびグリス補給機構１３０は、共にグリス補給制御装置１３２に接続されている。経時的にグリスが揮発し、減少した場合の発熱による軸受温度上昇を温度センサ１３１で検出し、予め設定された値との比較により、グリス補給機構１３０へ信号を送り、軸受１２８へのグリス補給を行う。
【００３７】
次に、図４は本発明の異なる実施形態の一例であり、ガスレーザ発振装置の送風手段１１３の構成図である。図２に対し、同一の構成要素には同じ符号をつけて説明は省略するものとする。
【００３８】
本図において、支持部材１２５に振動センサ１３３が備えられており、振動センサ１３３およびグリス補給機構１３０は、共にグリス補給制御装置１３２に接続されている。経時的にグリスが揮発し、減少した場合の振動増大を振動センサ１３３で検出し、予め設定された値との比較により、グリス補給機構１３０へ信号を送り、軸受１２８へのグリス補給を行う。
【００３９】
なお、本実施の形態おいては、送風手段１１３がレーザガス流路１１０内に設置される例を示したが、レーザガス流路の外壁１１０ａのうち送風手段近傍部分を装置全体に対して着脱可能にしておき、レーザガス流路の図示した部分をユニットとして設置してもよい。
【００４０】
また、上記ユニット化する場合に、レーザガス流を生じさせる部材、例えば回転軸１２３と翼車１２４のみがレーザガス流路内に設置されるような形態でレーザガス流路を形成してユニット化してもよい。このようにすればグリスのレーザガスに対する影響を小さくでき、かつ、送風手段のメンテナンスの容易さを向上できる。
【００４１】
以上に示す本発明の構成により、送風手段の軸受へグリスを適宜適当量の供給を可能とし、これにより軸受の寿命を延長し、送風手段の交換頻度を減らし、定期点検費用を低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によるガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機は、軸受へのグリス自動補給により送風手段のメンテナンスの必要性を低減し、装置全体の定期点検費用を大幅に抑制する事が出来、コストパフォーマンスの高いガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係るガスレーザ発振装置の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態に係る送風手段の第１例の構成を示す断面図
【図３】本発明の実施の形態に係る送風手段の第２例の構成を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態に係る送風手段の第３例の構成を示す断面図
【図５】従来技術に係るガスレーザ発振装置の構成図
【図６】従来技術に係るガスレーザ加工機の構成図
【図７】従来技術に係るガスレーザ発振装置における送風機の構成図
【符号の説明】
【００４４】
１００    ガスレーザ発振装置
１０１    放電管
１０２    電極
１０３    電極
１０４    電源
１０５    放電空間
１０６    全反射鏡
１０７    部分反射鏡
１０８    レーザビーム
１０９    レーザガス流
１１０    レーザガス流路
１１０ａ    レーザガス流路の外壁
１１１    熱交換器
１１２    熱交換器
１１３    送風手段
１１４    レーザガス導入部
１２２    モータロータ
１２３    回転軸
１２４    翼車
１２５    支持部材
１２６    モータステータ
１２８    軸受
１２９    グリス
１３０    グリス補給機構
１３１    温度センサ
１３２    グリス補給制御装置
１３３    振動センサ
１３５    グリス補給路
【図１】
2012094556.tif 000003
【図２】
2012094556.tif 000004
【図３】
2012094556.tif 000005
【図４】
2012094556.tif 000006
【図５】
2012094556.tif 000007
【図６】
2012094556.tif 000008
【図７】
2012094556.tif 000009