(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空チャンバ内に一定の間隔をあけて一対の誘電体部と導体部からなる電極を対向して設け、この両電極を電力線で接続し、電力線の途中に高周波電源を設け、前記両電極間にプラズマを発生させるレーザ発振器用プラズマ発生装置において、前記真空チャンバに穴を形成せしめると共にこの穴の内壁にほぼ中央部に前記電力線が通るように中空絶縁部材を設け、この中空絶縁部材の内側に中空シールド部材を設けてなることを特徴とするレーザ発振器用プラズマ発生装置。
【請求項２】
前記中空シールド部材が長手方向に複数に分割された分割部材で構成されていると共に各分割部材がインピーダンスまたはコンデンサで接続されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ発振器用プラズマ発生装置。
【請求項３】
前記中空シールド部材の内側に中空スペーサが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ発振器用プラズマ発生装置。
【請求項４】
前記中空シールド部材の外側に中空スペーサが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のレーザ発振器用プラズマ発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばレーザ加工機に搭載されるレーザ発振器用プラズマ発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばレーザ加工機に搭載されるＣＯ２レーザ発振器用プラズマ発生装置としては、図５および図６に示されているようなものが知られている。図５に示されているＣＯ２レーザ発振器用プラズマ発生装置１０１は、真空チャンバ１０３を備えており、この真空チャンバ１０３内には例えば上下に一定の間隔をあけて一対の誘電体部１０５Ａ、１０５Ｂと導体部１０７Ａ、１０７Ｂからなる電極１０９Ａ、１０９Ｂが対向して設けられている。この両電極１０９Ａ、１０９Ｂを電力線１１１で接続し、この電力線１１１の途中に高周波電源１１３が設けられている。そして、前記両電極１０９Ａ、１０９Ｂの上下部における真空チャンバ１０３部には絶縁部材１１５Ａ、１１５Ｂが設けられている。
【０００３】
上記構成により、高周波電源１１３をオンせしめると、電極１０９Ａと電極１０９Ｂとの間にプラズマＰが発生されることになる。
【０００４】
また、図６には図５に代わる従来のＣＯ２レーザ発振器用プラズマ発生装置が示されている。図６において図５における部品と同じ部品には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図６において絶縁部材として板状のものでなく、中空状の絶縁部材１１７Ａ、１１７Ｂを用いている点が異なるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の図５に示されたＣＯ２レーザ発振器用プラズマ発生装置１０１では、高周波電源１１３は数１０ＫＨＺ〜数１０ＭＨＺ、数１０Ｖ〜数１０ＫＶのものが多く、絶縁部材１１５Ａ、１１５Ｂを大きくしないと絶縁破壊を起こして焼損してしまうという問題があった。
【０００６】
また、上述した従来の図６に示されたＣＯ２レーザ発振器用プラズマ発生装置１０１では、絶縁部材としてパイプ、チューブなどの中空状の絶縁部材１１７Ａ、１１７Ｂを使用しても、その径を大きくしないと、例えば図７に示されているように、電力線１１１から高圧、高周波電界が漏れて絶縁部材１１７Ａ、１１７Ｂの外側で絶縁破壊や寄生プラズマＰが発生して絶縁部材１１７Ａ、１１７Ｂが劣化してしまうという問題があった。
【０００７】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、絶縁破壊や絶縁部材の近傍で余分なプラズマの発生を防止すると共に絶縁部材およびその周辺の部材の焼損や劣化をなくするようにしたレーザ発振器用プラズマ発生装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１によるこの発明のレーザ発振器用プラズマ発生装置は、真空チャンバ内に一定の間隔をあけて一対の誘電体部と導体部からなる電極を対向して設け、この両電極を電力線で接続し、電力線の途中に高周波電源を設け、前記両電極間にプラズマを発生させるレーザ発振器用プラズマ発生装置において、前記真空チャンバに穴を形成せしめると共にこの穴の内壁にほぼ中央部に前記電力線が通るように中空絶縁部材を設け、この中空絶縁部材の内側に中空シールド部材を設けてなることを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、中空絶縁部材の内側には電力線の周囲に中空シールド部材が設け設けられているから、高周波高電圧の電力線が発生する電界を、絶縁破壊やプラズマが発生しやすい真空側へ透過しないようになる。
【００１０】
而して、中空絶縁部材の真空側での絶縁破壊やプラズマの発生が防止され、中空絶縁部材およびその周辺の部材の焼損や劣化がなくなる。
【００１１】
請求項２によるこの発明のレーザ発振器用プラズマ発生装置は、請求項１記載のレーザ発振器用プラズマ発生装置において、前記中空シールド部材が長手方向に複数に分割された分割部材で構成されていると共に各分割部材がインピーダンスまたはコンデンサで接続されていることを特徴とするものである。
【００１２】
したがって、前記中空シールド部材が長手方向に複数に分割された分割部材で構成されていると共に各分割中空シールド部材がインピーダンスまたはコンデンサで接続されているから、段階的な電位が持たせられる。
【００１３】
請求項３によるこの発明のレーザ発振器用プラズマ発生装置は、請求項１または２記載のレーザ発振器用プラズマ発生装置において、前記中空シールド部材の内側に中空スペーサが設けられていることを特徴とするものである。
【００１４】
したがって、前記中空シールド部材の内側に中空スペーサが設けられているから、より一層の中空絶縁部材の真空側での絶縁破壊やプラズマの発生が防止され、中空絶縁部材およびその周辺の部材の焼損や劣化がなくなる。
【００１５】
請求項４によるこの発明のレーザ発振器用プラズマ発生装置は、請求項１または２記載のレーザ発振器用プラズマ発生装置において、前記中空シールド部材の外側に中空スペーサが設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
したがって、前記中空シールド部材の外側に中空スペーサが設けられているから、より一層の中空絶縁部材の真空側での絶縁破壊やプラズマの発生が防止され、中空絶縁部材およびその周辺の部材の焼損や劣化がなくなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１を参照するに、ＣＯ２レーザ発振器用プラズマ発生装置１は、真空チャンバ３を備えており、この真空チャンバ３内には例えば上下に一定の間隔をあけて一対の誘電体部５Ａ、５Ｂと導体部７Ａ、７Ｂからなる電極９Ａ、９Ｂが対向して設けられている。この両電極９Ａ、９Ｂを電力線１１で接続し、この電力線１１の途中に高周波電源１３が設けられている。そして、前記両電極９Ａ、９Ｂの上下部における真空チャンバ３部には穴１５Ａ、１５Ｂが形成されている。この穴１５Ａ、１５Ｂ内には中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂが設けられている。
【００１９】
この中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂのほぼ中心には前記電力線１１が通っている。しかも、前記中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂの内側には中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂが設けられている。さらに、この中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂの内側には中空スペーサ２１Ａ、２１Ｂが設けられている。
【００２０】
中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂは中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂの内側に配置されていて、電力線１１の発生する電界を中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂの外側へ漏らさないようアースまたは電位の低い部分へ接続される。中空スペーサ２１Ａ、２１Ｂは電力線１１の位置を規制し絶縁するものである。電力線１１がリジットなものの場合には中空スペーサ２１Ａと２１Ｂはなくても構わない。また片側接地電源ならば中空スペーサ及び中空シールド部材は高圧側のみでよい。また、中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂのうち、低電位（真空チャンバ３の部位に近いところ）でプラズマが発生しやすいので、中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂはその近傍のみで良い。
【００２１】
上記構成により、高周波電源１３をオンせしめると、電極９Ａと電極９Ｂとの間にプラズマＰが発生されることになる。而して、中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂの内側には電力線１１の周囲に中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂが設けられ、さらに中空シールド部材１９Ａの内側には中空スペーサ２１Ａが設けられているから、高周波高電圧の電力線１１が発生する電界を、絶縁破壊やプラズマが発生しやすい真空側（１７Ａ，１７Ｂの外側）へ透過しないようにすることができる。
【００２２】
また、図２には図１に代わる他のＣＯ２レーザ発振器用プラズマ発生装置１が示されている。図２において図１における部品と同じ部品には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図２において、中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂを中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂの外側に設け、中空スペーサ２１Ａ、２１Ｂを中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂの内側に設けた場合の例で、この場合においても、図１のものと同様の作用並びに効果を奏するものである。なお、この場合には中空絶縁部材１７Ａ、１７Ｂと中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂとの間に隙間があると、そこでプラズマが発生するので隙間がなく密着させて構成する必要がある。
【００２３】
図３に示されているように、電力線１１が発生する電界を中空シールド部材１９Ａによって遮閉してしまうので外部に電界が漏れにくく絶縁破壊や寄生プラズマを発生しなくなるものである。
【００２４】
前記中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂとしては、同軸シールドケーブルを用いて構成するもの、また、メッシュ、導体チューブ、ベローズおよび導電性粘着テープ等を用いたものであっても構わない。適度なインヒーダンス（Ｒ、Ｌ、Ｃ）で接地し適度な電位を持たせるようにしても良い。さらに、図４に示したように、中空シールド部材１９Ａ、１９Ｂを適度例えば長手方向に３分割２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃして、適度なコンデンサＣで結合して段階的な電位を持たせるようにしても良い。
【００２５】
なお、この発明は前述した実施の形態に限定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他の態様で実施し得るものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上のごとき発明の実施の形態の説明から理解されるように、請求項１の発明によれば、中空絶縁部材の内側には電力線の周囲に中空シールド部材が設けられているから、高周波高電圧の電力線が発生する電界を、絶縁破壊や寄生プラズマが発生しやすい真空側へ透過しないようにすることができる。
【００２７】
而して、中空絶縁部材の真空側での絶縁破壊や寄生プラズマの発生を防止することができ、中空絶縁部材およびその周辺の部材の焼損や劣化をなくすることができる。
【００２８】
請求項２の発明によれば、前記中空シールド部材が長手方向に複数に分割された分割部材で構成されていると共に各分割部材がインピーダンスまたはコンデンサで接続されているから、段階的な電位を持たせることができる。
【００２９】
請求項３の発明によれば、前記中空シールド部材の内側に中空スペーサが設けられているから、より一層の中空絶縁部材の真空側での絶縁破壊や寄生プラズマの発生を防止することができ、中空絶縁部材およびその周辺の部材の焼損や劣化をなくすることができる。
【００３０】
請求項４の発明によれば、前記中空シールド部材の外側に中空スペーサが設けられているから、より一層の中空絶縁部材の真空側での絶縁破壊や寄生プラズマの発生を防止することができ、中空絶縁部材およびその周辺の部材の焼損や劣化をなくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のレーザ発振器用プラズマ発生装置の正面断面図である。
【図２】この発明の他のレーザ発振器用プラズマ発生装置の正面断面図である。
【図３】この発明のレーザ発振器用プラズマ発生装置におけるプラズマ発生の説明図である。
【図４】  中空シールド部材を長手方向に複数に分割した説明図である。
【図５】従来のレーザ発振器用プラズマ発生装置の正面断面図である。
【図６】従来の他のレーザ発振器用プラズマ発生装置の正面断面図である。
【図７】従来のレーザ発振器用プラズマ発生装置におけるプラズマ発生の説明図である。
【符号の説明】
１  ＣＯ２レーザ発振器用プラズマ発生装置
３  真空チャンバ
５Ａ、５Ｂ  誘電体部
７Ａ、７Ｂ  導体部
９Ａ、９Ｂ  電極
１１  電力線
１３  高周波電源
１５Ａ、１５Ｂ  穴
１７Ａ、１７Ｂ  中空絶縁部材
１９Ａ、１９Ｂ  中空シールド部材
２１Ａ  スペーサ
【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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