(57)【要約】【課題】従来のレーザ加工機では、シャッターはレーザ光の遮断の目的で設置され、レーザ筐体の密閉性に関しての考慮がないため、シャッター機構部を通して粉塵などの汚染物質が侵入し、出力鏡を汚す可能性が高いという課題があった。【解決手段】シャッターの駆動部にレーザ筐体の密閉度を確保するための遮蔽フタを一体化させることで密封機構を構成し、前記密封機構においては、密閉フタが密閉機構内で摺動可能であり、一方向にバネによる与圧を掛けられ、密閉フタが閉状態になったときに、レーザ筐体の内側から押し当て構造により押し付けられて密閉性を確保することで、シャッター閉の時には外部から汚染物質が侵入できないようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ発振器において、レーザ出射口より侵入する粉塵などの汚染物質がレーザ発振器の出力結合鏡に付着することを防止するための密封機構を具備したシャッターを装着したことを特徴とするレーザ発振器。
【請求項２】
前記密封機構が、レーザ光を遮断するためのシャッターの駆動部分と一体化されたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項３】
前記密封機構において、密閉フタが密閉機構内で摺動可能であり、一方向にバネによる与圧を掛けられていることを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項４】
前記密封機構において、密閉フタが閉状態になったときに、レーザ筐体の内側から押し当て構造により押し付けられ、密閉性を確保するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振器。
【請求項５】
前記密封機構において、密閉フタの一部が可視光を透過できる構造にしたことを特徴とする請求項１に記載のレーザ発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用に使用するレーザ発振器の出力鏡の汚染による破損を防止するための密封機構を具備したシャッターを有するレーザ発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、従来のレーザ発振器の概略図である。
【０００３】
レーザ発振器は、レーザ光を発生させるための光学共振器１、レーザガスを循環する循環ポンプ２および循環回路３から成り、密閉構造を有するハウジング４に組み込まれている。ハウジング４にはレーザ光を出射するための開口４１が設けられている。レーザ発振器の開口４１の内側には、レーザ安全基準に定められたシャッター５が設置されている。シャッター５は、レーザ光の遮断を目的とするものであり、レーザ発振器の外部から侵入する粉塵などの汚染物質を遮断するものではない。そのため、密閉構造を有するハウジング４の唯一開放部分である開口４１から汚染物質が侵入する可能性がある。
【０００４】
レーザ発振器の光学共振器１は、出力結合鏡１０１と終段鏡１０２によって構成される。出力結合鏡１０１は、高出力のレーザ光が透過する光学部品であるため、その表面に汚染物質が付着するとレーザ光を吸収して破損する可能性が高い。
【０００５】
レーザ発振器のハウジング４内に粉塵などの汚染物質を侵入させないために、ハウジング４内の気圧を高くする目的で、外部のエアー供給源２０からパージガスを導入している。また、より一層汚染防止効果を高めるため、出力結合鏡１０１とシャッター５の間は、金属製の光路カバー６が設けられ、光路カバー６にエアー配管２０２を通して直接パージガスが接続されている。
【０００６】
さらに、パージガスが供給されていない状態でレーザ発振ができないようにインターロックのための圧力スイッチ２０１が設けられている。
【０００７】
パージガスは、光路カバー６からシャッター５を通り抜け開口４１から外部に流れ出る。
【０００８】
シャッターが閉じていても、シャッター５内の隙間を通して汚染物質が侵入する可能性があるため、常時パージガスの供給を続けられる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３２０１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
レーザ発振器は、外部のエアー供給源２０からパージガスを常時供給する必要がある。そのため、ユーザーにとっては、レーザ発振器を使用しない時間帯でも外部のエアー供給源２０を常時動作させておく必要があり、省エネの観点から見て改善の必要がある。
【００１１】
本発明は、密封機構を具備したシャッターを設けることによりレーザ発振器を使用しない時間帯は密閉フタが閉じて、パージガスの供給を必要最小限とした省エネに貢献するレーザ発振器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】
【００１２】
本願第１の発明は、レーザ発振器において、レーザ出射口より侵入する粉塵などの汚染物質がレーザ発振器の出力結合鏡に付着することを防止するための密封機構を具備したシャッターを装着したことで、レーザ発振器を使用しない間は常に閉状態を維持し、汚染物質がレーザ発振器の筐体内に侵入することを防止する作用を有する。
【００１３】
本願第２の発明は、前記密封機構が、レーザ光を遮断するためのシャッターの駆動部分と一体化されたことで、別途に密封機構を駆動する駆動源を不要にする作用を有する。
【００１４】
本願第３の発明は、前記密封機構において、密閉フタが密閉機構内で摺動可能であり、一方向にバネによる与圧を掛けられていることで、密封時の密封フタの停止位置を確定し、ソフトな停止を行う作用を有する。
【００１５】
本願第４の発明は、前記密封機構において、密閉フタが閉状態になったときに、レーザ筐体の内側から押し当て構造により押し付けられ、密閉性を確保する作用を有する。
【００１６】
本願第５の発明は、前記密封機構において、密閉フタの一部が可視光を透過できる構造にしたことで、可視光を重畳したシャッターにおいても使用が可能になる作用を有する。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように構成した本発明に依れば、以下の効果が得られる。
【００１８】
密封機構を具備したシャッターを設けることによりレーザ発振器を使用しない時間は、パージガスの供給を不要とした。このため、パージガスの使用量を減らすことができる。
【００１９】
また、密封フタに可視レーザ光を透過する透過窓を装着することにより、可視レーザ光を重畳したレーザ発振器でもパージガスの節約が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による密封機構を具備したシャッターの模式図
【図２】本発明による第２の密封機構を具備したシャッターの模式図
【図３】従来のレーザ発振器の模式図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明による密封機構を具備したシャッターの模式図である。これは従来のレーザ発振器の模式図におけるシャッター５部分と光路カバー６、開口４１に相当する部分の詳細を示している。
【００２３】
図１において、６は光路カバー、４１は開口、５１はシャッター駆動機構、５２はシャッターアーム、５３はレーザ吸収体、５４はシャッターケース、５５はストッパー、１０１は出力結合鏡、２０２はエアー配管、５０１は密封機構ハウジング、５０２は密封フタ、５０３は与圧バネ、５０４は押し当て構造である。
【００２４】
本発明による密封機構を具備したシャッターは、シャッターアーム５２に密封機構ハウジング５０１で一体化されている。図示していないレーザ光は、出力結合鏡１０１を通って出力されており、シャッターアーム５２の斜めにカットされた部分で反射され、レーザ吸収体５３で吸収される。
【００２５】
シャッターアーム５２は、シャッター駆動機構５１で駆動される。実施の形態１では、直動機構によって上下に移動できるようにした。
【００２６】
密封機構ハウジング５０１の中には、密封フタ５０２が摺動可能な形で収納され、上から与圧バネ５０３によって与圧を掛けられている。
【００２７】
第１図は、密封機構を具備したシャッターが閉の状態を示しているため、密封フタ５０２はストッパー５５に突き当たり、密封機構ハウジング５０１の中で浮き上がった状態に保持されている。密封フタ５０２および密封機構ハウジング５０１は一部が斜めにカットされた形状をなし、与圧バネ５０３で押し下げられた状態では大きな隙間を有し、ストッパー５５に突き当たり、密封機構ハウジング５０１の中で浮き上がった状態では隙間が小さくなる構造になっている。
【００２８】
密封機構ハウジング５０１には、押し当て構造５０４が組み込まれている。実施の形態１では、押し当て構造５０４としてボールプランジャーと呼ばれる部品を使用し、バネ圧でボールを突き出すようにしている。密封フタ５０２がストッパー５５に突き当たり、押し上げられても、ボールによる滑りでスムーズに停止位置まで移動が可能である。停止位置まで下りた状態ではボールプランジャーに組み込まれたバネによって開口４１に押し付けられ、隙間の発生を防止する。
【００２９】
密封機構を具備したシャッターは、シャッターケース５４に収められ、光路カバー６と一体化されるため、シャッターアーム５２が下がると同時に出力結合鏡１０１は密閉される。そのため、エアー配管２０２からのエアー供給を停止しても出力結合鏡１０１に汚染物質が付着する危険性をなくすことが可能となる。
【００３０】
本実施の形態１では、シャッターアーム５２が上下の直動の場合について説明したが、回転運動による移動においても適用可能であることは言うまでもない。回転運動による場合は、密封フタ５０２および密封機構ハウジング５０１は一部が斜めにカットされた形状部分を回転の接線方向に傾けて形成すれば機能的に同じ効果が得られる。
【００３１】
（実施の形態２）
図２は、本発明による第２の密封機構を具備したシャッターの模式図である。
【００３２】
図２において、５６は第２のシャッターアーム、５７は可視光用反射ミラー、５８は可視光半導体レーザ、５０５は第２の密封フタ、５０６は可視光透過窓、５０７は第２の密封機構ハウジング、５０８は可視レーザ光である。
【００３３】
第２のシャッターアーム５６は、実施の形態１のシャッターアーム５２よりも薄く削られ、先端部に可視光用反射ミラー５７が装着されている。
【００３４】
シャッターケース５４内に収められた可視光半導体レーザ５８から出射された可視レーザ光５０８を可視光用反射ミラー５７で反射させて目に見えない波長である炭酸ガスレーザの照射予定位置を可視レーザ光５０８で確認することが目的である。したがって、密封フタが可視レーザ光５０８を透過できない場合には、その目的を果たせない。
【００３５】
そのため、実施の形態２では、第２の密封機構ハウジング５０７に可視レーザ光５０８を通過させるための小穴を開け、第２の密封フタ５０５に可視光透過窓５０６を設けた。この可視光透過窓５０６により、密封機構を具備したシャッター閉状態で可視レーザ光を確認できるようになった。
【００３６】
本実施の形態でも、第２のシャッターアーム５６が上下の直動の場合について説明したが、回転運動による移動においても適用可能であることは言うまでもない。回転運動による場合は、第２の密封フタ５０５および第２の密封機構ハウジング５０７は一部が斜めにカットされた形状部分を回転の接線方向に傾けて形成すれば機能的に同じ効果が得られる。
【００３７】
また、可視レーザ光５０８を通過させるための小穴を開ける位置に関しては、第２のシャッターアーム５６が閉状態で停止する時に可視光半導体レーザ５８から出射された可視レーザ光５０８が通る位置に開ければ問題は無い。
【００３８】
以上のように構成した本発明に依れば、以下の効果が得られる。
【００３９】
密封機構を具備したシャッターを設けることによりレーザ発振器を使用しない時間は、パージガスの供給を不要とした。このため、パージガスの使用量を減らすことができ、年間１７２８立方メートルを節約できた。節約量は、夜間停止時１２時間×２４０日と休日２４時間×１２０日に毎分５リットルの使用量を掛けて計算した量である。
【００４０】
また、密封フタに可視レーザ光を透過する透過窓を装着することにより、可視レーザ光を重畳したレーザ発振器でもパージガスの節約が可能となった。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明にかかるレーザ発振器は、密封フタに可視レーザ光を透過する透過窓を装着することにより、可視レーザ光を重畳したレーザ発振器でもパージガスの節約が可能となったものであり、密封機構を具備したシャッターを有するレーザ発振器等において有用である。
【符号の説明】
【００４２】
１    光学共振器
２    循環ポンプ
３    循環回路
４    ハウジング
５    シャッター
６    光路カバー
２０    外部のエアー供給源
４１    開口
５１    シャッター駆動機構
５２    シャッターアーム
５３    レーザ吸収体
５４    シャッターケース
５５    ストッパー
５６    第２のシャッターアーム
５７    可視光用反射ミラー
５８    可視光半導体レーザ
１０１    出力結合鏡
１０２    終段鏡
２０１    圧力スイッチ
２０２    エアー配管
５０１    密封機構ハウジング
５０２    密封フタ
５０３    与圧バネ
５０４    押し当て構造
５０５    第２の密封フタ
５０６    可視光透過窓
５０７    第２の密封機構ハウジング
５０８    可視レーザ光
【図１】
2013258171.tif 000003
【図２】
2013258171.tif 000004
【図３】
2013258171.tif 000005