(57)【要約】【課題】光学部品の交換時等において光学部品を直接扱う必要が無く、また光学部品の交換時等におけるメンテナンス性に優れた光学部品の固定装置を得ること。【解決手段】光学部品を保持するホルダと前記ホルダを取り付けるホルダ受けとにより前記光学部品を固定する光学部品の固定装置であって、前記ホルダは、前記光学部品を収容する収容部と、前記光学部品が前記収容部から脱落しないように支持する支持手段と、前記光学部品を収容した自ホルダを前記ホルダ受けに取り付けた際に前記収容部内の光学部品を前記ホルダ受け側に付勢する付勢手段と、を備え、前記ホルダ受けは、前記光学部品を収容した前記ホルダを自ホルダ受けに取り付けた際に前記光学部品の外縁部と当接して前記光学部品の光軸方向における前記光学部品と自ホルダ受けとの位置決めをするホルダ受け側位置決め当接面を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品を保持するホルダと前記ホルダを取り付けるホルダ受けとにより前記光学部品を固定する光学部品の固定装置であって、
前記ホルダは、
前記光学部品を収容する収容部と、
前記光学部品が前記収容部から脱落しないように支持する支持手段と、
前記光学部品を収容した自ホルダを前記ホルダ受けに取り付けた際に前記収容部内の光学部品を前記ホルダ受け側に付勢する付勢手段と、
を備え、
前記ホルダ受けは、
前記光学部品を収容した前記ホルダを自ホルダ受けに取り付けた際に前記光学部品の外縁部と当接して前記光学部品の光軸方向における前記光学部品と自ホルダ受けとの位置決めをするホルダ受け側位置決め当接面を備えること、
を特徴とする光学部品の固定装置。
【請求項２】
前記支持手段が、前記光学部品の前記ホルダ受け側の外縁部の一部を露出させて前記光学部品を支持すること、
を特徴とする請求項１に記載の光学部品の固定装置。
【請求項３】
前記支持手段が、前記光学部品の前記ホルダ受け側の外縁部の一部を覆う複数の爪部材であること、
を特徴とする請求項１に記載の光学部品の固定装置。
【請求項４】
前記ホルダ受けが、前記光学部品を収容した前記ホルダを自ホルダ受けに取り付けた際に前記支持手段と自ホルダ受けとが干渉しないように前記支持手段を収容する凹部を備えること、
を特徴とする請求項１に記載の光学部品の固定装置。
【請求項５】
前記付勢手段が、前記光学部品の前記ホルダ受け側とは反対の面の外縁部を押圧すること、
を特徴とする請求項１に記載の光学部品の固定装置。
【請求項６】
前記ホルダ側位置決め当接面が、前記ホルダ受け側位置決め当接面に当接すること、
を特徴とする請求項１に記載の光学部品の固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の固定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザ装置などの光学装置においては、光学部品を固定することが必要である。従来の光学装置において光学部品を固定する場合には、ホルダとホルダ受けとの間に光学部品を配置し、そのホルダをホルダ受けにねじ止めすることで光学部品を固定している。このとき、ホルダと光学部品との間にＯリングをはさんで取り付けて該Ｏリングを潰し、その応力で光学部品をホルダ受けの位置決め面に当接させることで、光学部品の位置決めを行っている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３０２９４２号公報（図１（ｂ））
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術によれば、光学部品を交換する際にホルダから光学部品が外れるため、光学部品を直接取り扱う必要がある。このため、光学部品を交換する際に人為的ミス等により高価な光学部品の落下・脱落等による破損が発生する恐れがある、という問題がある。したがって、従来の技術では、光学部品を交換する際、作業者には細心の注意が要求され、負担が大きかった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光学部品の交換時等において光学部品を直接扱う必要が無く、また光学部品の交換時等におけるメンテナンス性に優れた光学部品の固定装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光学部品の固定装置は、光学部品を保持するホルダとホルダを取り付けるホルダ受けとにより光学部品を固定する光学部品の固定装置であって、ホルダは、光学部品を収容する収容部と、光学部品が収容部から脱落しないように支持する支持手段と、光学部品を収容した自ホルダをホルダ受けに取り付けた際に収容部内の光学部品をホルダ受け側に付勢する付勢手段と、を備え、ホルダ受けは、光学部品を収容したホルダを自ホルダ受けに取り付けた際に光学部品の外縁部と当接して光学部品の光軸方向における光学部品と自ホルダ受けとの位置決めをするホルダ受け側位置決め当接面を備えること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、光学部品の交換の際に、光学部品をホルダに取り付けた状態のまま取り外すことができるので、光学部品の落下・脱落等による破損を防ぐことができ、また交換時のメンテナンス性を向上させることができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明にかかる光学部品の固定装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【０００９】
実施の形態
図１は、本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置の概略構成を示す図である。図１に示す本実施の形態にかかる光学部品の固定装置は、レーザ光を用いて非加工物の加工を行うレーザ装置において光学部品４を固定する光学部品の固定装置であり、ホルダ１とホルダ受け２とから構成される。光学部品４を固定するホルダ１は、光学部品ホルダ１１と板バネ１２とから構成されている。図１は、光学部品４を保持したホルダ１を、ホルダ受け２に取り付ける前の断面図である。また、光学部品４を保持したホルダ１をホルダ受け２に固定して光学部品が位置決めされた状態を示す断面図を図２に示す。
【００１０】
図３−１および図３−２は、ホルダ１の板バネ１２を説明するための図であり、図３−１は、ホルダ１の板バネ１２の上面図である。また、図３−２は、ホルダ１の板バネ１２の断面図であり、図３−１の線分Ａ−Ａにおける断面図である。ホルダ１の板バネ１２は、図３−１に示すように、ホルダ１に保持する光学部品４の外径よりも大きな内径１２５を有した、弾性を有する同心円状の板材である。そして、板バネ１２には、光学部品４の外周部を押圧するために、板バネの内周面１２ａから内径方向に向かって突出した複数の突起部１２１が、板バネの内周面１２ａに等角度で設けられている。図３−１に示す板バネ１２においては、突起部１２１は板バネの内周面１２ａの３カ所に設けられている。
【００１１】
また、板バネ１２には、該板バネ１２を光学部品ホルダ１１に固定するために用いられる複数のネジ穴１２２が、突起部１２１と同様に等角度で配置されている。図３−１に示す板バネ１２においては、ネジ穴１２２は円周方向において３カ所に設けられている。
【００１２】
図４−１および図４−２は、光学部品ホルダ１１を説明するための図であり、図４−１は、光学部品ホルダ１１の上面図である。また、図４−２は、光学部品ホルダ１１の断面図であり、図４−１の線分Ｂ−Ｂにおける断面図である。光学部品ホルダ１１は、図４−１に示すように、光学部品４を保持するために光学部品４の外径とはめあいが可能である内径１１５を有するリング状の部材である。
【００１３】
光学部品ホルダ１１における板バネ１２を固定する面（以下、光学部品ホルダの第１面１１ｂと呼ぶ）とは反対側には、図１に示すようにこの光学部品ホルダ１１の内径に光学部品４を挿入した際に該光学部品４が脱落しないように光学部品４を支持する支持手段であって内周面１１ａから内径方向に向かって突出した複数の支持爪１１１が、光学部品４の入射面４１側の内周面１１ａに等角度で設けられている。この支持爪１１１は、ホルダ１をホルダ受け２に固定する際に、ホルダ受けの位置決め当接面２１に当接するホルダ１の位置決め当接面１１２に設けられている。
【００１４】
また、この支持爪１１１は、ホルダ１をホルダ受け２に固定する際に、光学部品ホルダ１１の内径に保持した光学部品４の入射面４１の外縁部がホルダ受けの位置決め当接面２１に当接可能なように光学部品４の入射面４１の外縁部を一部露出させるように設けられている。図４−１に示す光学部品ホルダ１１においては、支持爪１１１は内周面１１ａの３カ所に設けられている。
【００１５】
また、光学部品ホルダ１１においては、光学部品ホルダの第１面１１ｂに板バネ１２を固定するために用いられるネジ穴１１６が、板バネ１２のネジ穴１２２と対応した位置に設けられている。図４−１に示す光学部品ホルダ１１においては、ネジ穴１１６は円周方向における３カ所に設けられている。さらに、光学部品ホルダ１１には、ホルダ１（光学部品ホルダ１１）をホルダ受け２に固定するために用いられる複数のネジ穴１１７が、円周方向において等角度で設けられている。図４−１に示す光学部品ホルダ１１においては、ネジ穴１１７は円周方向において３カ所に設けられている。
【００１６】
そして、ホルダ１の位置決め当接面１１２における光学部品ホルダ１１の厚み１１４は、光学部品４の厚み４２よりも小さく設定されている。
【００１７】
図５−１および図５−２は、本実施の形態にかかる光学部品４を説明するための図であり、図５−１は、光学部品４の上面図である。また、図５−２は、光学部品４の断面図であり、図５−１の線分Ｃ−Ｃにおける断面図である。光学部品４は、図５−１および図５−２に示すように、外形に比べて小さい寸法の厚み４２を有する略円盤状の部材である。
【００１８】
ホルダ１の組み立て（ホルダ１への光学部品４の取り付け）は以下のようにして行う。まず、光学部品４を、光学部品ホルダの第１面１１ｂ（光学部品ホルダ１１の支持爪１１１が設けられていない面）側から、内径１１５で囲まれた領域であって光学部品４を収容する光学部品収容部１１５ａに挿入する。次に、板バネ１２を光学部品ホルダの第１面１１ｂに、光学部品ホルダ１１のネジ穴１１６の位置と板バネ１２のネジ穴１２２の位置とが一致するようにそろえて配置し、ネジ５１で固定する。これにより、突起部１２１と支持爪１１１とにより、ホルダ１に光学部品４が光学部品収容部１１５ａ内に保持され、ホルダ１から光学部品４が脱落することは無い。
【００１９】
ここで、光学部品ホルダの第１面１１ｂから支持爪１１１の光学部品に当接する面１１１ａまでの距離１１３は、光学部品４の厚み４２よりも大きく設定している。これは、光学部品ホルダ１１に光学部品４を取り付ける際に、板バネ１２により光学部品４が光学部品ホルダの第１面１１ｂ方向に押圧された状態、すなわち板バネ１２が変形している状態よりも、板バネ１２が変形せずに光学部品４が光学部品ホルダの第１面１１ｂ方向に押圧されていない状態のほうが、板バネ１２を光学部品ホルダ１１に取り付け易いからである。もちろん、距離１１３を、光学部品４の厚み４２よりも小さく設定しても、本発明の効果を有することは言うまでも無い。
【００２０】
図６−１および図６−２は、ホルダ１を固定するホルダ受け２を説明するための図であり、図６−１は、ホルダ受け２の上面図である。また、図６−２は、ホルダ受け２の断面図であり、図６−１の線分Ａ−Ａにおける断面図である。ホルダ受け２は、図６−１および図６−２に示すように先端部が略円筒形とされている。ホルダ受け２は、ホルダ１が取り付けられた際に光学部品４の外縁部４ａと当接して光学部品４の光軸方向における光学部品４の位置決めをするための位置決め当接面２１を有する。そして、光学部品４をホルダ受け２に取り付ける際には、光学部品ホルダ１１の支持爪１１１と位置決め当接面２１とが対向するように配置し、この位置決め当接面２１に光学部品４の外縁部を当接させてホルダ１をホルダ受け２に取付け固定する。
【００２１】
また、ホルダ受け２は、ホルダ１が取り付けられた際に、ホルダ１に設けられた支持爪１１１が干渉しないように、位置決め当接面２１には支持爪１１１に対応した位置に複数の溝部２２が設けられている。この溝部２２は、ホルダ１をホルダ受け２に固定した場合に支持爪１１１と干渉しないように、ホルダ１との対向面において支持爪１１１の面積よりも大きな面積を有する。また、この溝部２２は、ホルダ１をホルダ受け２に固定した場合に、支持爪１１１と溝部２２の底面が接触しない深さで設けられている。
【００２２】
また、ホルダ受け２は、レーザ光が通過するための光路であって光学部品４の外径寸法より小さい内径を有し、位置決め当接面２１から開口されたレーザ光通過穴部２４を有する。また、ホルダ受け２には、ホルダ１を固定するためのネジ穴２３が、光学部品ホルダ１１に設けられたネジ穴１１７に対応した位置に設けられている。
【００２３】
光学部品４を取り付けたホルダ１へのホルダ受け２の取り付けは以下のようにして行われる。図２に示すように、ホルダ１の位置決め当接面１１２とホルダ受けの位置決め当接面２１とを対向させて、ホルダ１とホルダ受け２を配置する。このとき、ホルダ１に設けられたネジ穴１１７の位置とホルダ受け２に設けられたネジ穴２３の位置とを合わせてホルダ１とホルダ受け２とを配置する。このように配置することにより、支持爪１１１は溝部２２の中に納まる。また、ホルダ受けの位置決め当接面２１と、ホルダ１の位置決め当接面１１２とが当接し、これによりホルダ１とホルダ受け２との、光学部品の光軸方向における位置決めがされる。
【００２４】
そして、ホルダ１に設けられたネジ穴１１７とホルダ受け２に設けられたネジ穴２３とによりネジ止めを行ってホルダ１をホルダ受け２に固定する。これに伴い、光学部品４の入射面４１の外縁部が位置決め当接面２１に当接し、光学部品の光軸方向において光学部品４が位置決めされる。
【００２５】
このとき、ホルダ１の位置決め当接面１１２における光学部品ホルダ１１の厚み１１４と光学部品４の厚み４２とでは光学部品ホルダ１１の厚み１１４の方が光学部品４の厚み４２よりも小さく設定されているため、板バネ１２に設けられた突起部１２１は光学部品４に押され、図２に示すようにホルダ受け２と反対の方向に変形する。この結果、ホルダ受けの位置決め当接面２１に光学部品４の入射面４１の外縁部が押し付けられた状態となり、光学部品の光軸方向において光学部品４が固定される。これにより、光学部品４は光学部品の光軸方向において常にホルダ受け２に対し同じ位置に位置決めされる。
【００２６】
なお、上記においては、板バネ１２が図３−２に示すように３つの突起部１２１を備え、光学部品ホルダ１１が図４−２に示すように３つの支持爪１１１を備える場合について説明したが、突起部１２１および支持爪１１１は複数であればその数についてはいくつでもよく、支持爪１１１と板バネ１２の突起部１２１とが同数である必要もない。
【００２７】
また、上記においては、光学部品４をホルダ受け２と反対の方向に付勢して位置決めして付勢手段として板バネ１２を使用した場合について説明したが、本発明においてはこの付勢手段は板バネに限定されるものではない。例えば図７に示すように、光学部品ホルダの第１面１１ｂに光学部品収容部１１５ａを覆うように弾性体押さえ２１２を取り付け、この弾性体押さえ２１２と光学部品４との間にコイルバネ２２１を設けて付勢手段としても良い。そして、図８に示すようにホルダ１をホルダ受け２に取り付けた場合も、板バネ１２を用いた場合と同様に光学部品４をホルダ受け２と反対の方向に付勢して位置決めすることができる。また、コイルバネの代わりに、Ｏリングやウェイブワッシャーなどの弾性体を使用しても、同様の効果を得ることが可能である。
【００２８】
次に、以上のように構成された本実施の形態にかかる光学部品の固定装置であるホルダ１の有する効果について説明する。第１には、本実施の形態にかかるホルダ１においてはメンテナンス性の向上とメンテナンス費用の削減の効果を得ることができる。上述した本実施の形態にかかるホルダ１においては、光学装置等において光学部品４を交換する際に、光学部品４をホルダ１に取り付けた状態のまま取り外すことができるため、光学部品４の落下・脱落等による破損を防止することができる。
【００２９】
また、あらかじめ別のホルダ１に取り付けた状態の光学部品４を準備しておき、この準備したホルダ１を光学装置に取り付けることで、例えば客先等でのメンテナンス時（光学部品４の交換時）に光学部品４を直接取り扱わずにすむ。これにより、人為的ミスによる、交換前後の光学部品４の落下・脱落等による破損も防ぐことができ、メンテナンス性の向上とメンテナンス費用の削減を実現することができる。
【００３０】
第２には、光学部品４を交換したときに、光学部品４およびこの光学部品４から被加工物までの光路の再調整が不要である、という効果を得ることができる。位置決め当接面２１に対して直接光学部品の入射面４１が位置決めされているので、光学部品４が所定の公差内で異なる寸法の別個体に変わっても、位置決め当接面２１と入射面４１の間に積み上げられる公差がないため、位置再現性が非常に良い。また、同様の理由で、光学部品ホルダ１１が所定の公差内で異なる寸法の別個体に変わっても、位置決め当接面２１と入射面４１の間には何の関与もせず、光学部品４の位置再現性が非常に良い。
【００３１】
すなわち、例えばレーザ装置の製品出荷時にホルダ受け２に取り付けられたホルダ１に保持されている光学部品４を、ある一定期間を置いた後にメンテナンス等により交換する際、本実施の形態にかかる光学部品の固定装置を使用することにより、別のホルダ１および光学部品４であっても入射面４１は位置決め当接面２１に対して位置を正確に決められている。このため、光学部品４の交換前後で、入射面４１を通過した前後の光路は同じ位置に固定されており、交換した光学部品４とそれ以降の光路との再調整は不要である。したがって、光学部品４のメンテナンス性が大幅に向上する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかる光学部品の固定装置は、光学装置における光学部品の固定に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置を説明するための図であり、光学部品ホルダをホルダ受けに取り付ける前の状態を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置を説明するための図であり、光学部品ホルダをホルダ受けに取り付けた状態を示す図である。
【図３−１】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置におけるホルダの板バネを説明するための上面図である。
【図３−２】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置におけるホルダの板バネを説明するための断面図である。
【図４−１】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置における光学部品ホルダを説明するための上面図である。
【図４−２】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置における光学部品ホルダを説明するための断面図である。
【図５−１】本発明の実施の形態にかかる光学部品を説明するための上面図である。
【図５−２】本発明の実施の形態にかかる光学部品を説明するための断面図である。
【図６−１】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置におけるホルダ受けを説明するための上面図である。
【図６−２】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置におけるホルダ受けを説明するための断面図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置における他の付勢手段を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる光学部品の固定装置における他の付勢手段を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ホルダ
２  ホルダ受け
４  光学部品
４ａ  外縁部
１１  光学部品ホルダ
１１ａ  内周面
１１ｂ  光学部品ホルダの第１面
１２  板バネ
１２ａ  板バネの内周面
２１  ホルダ受けの位置決め当接面
２２  溝部
２３  ネジ穴
２４  レーザ光通過穴部
４１  光学部品の入射面
４２  光学部品の厚み
５１  ネジ
１１１  支持爪
１１１ａ  支持爪の光学部品に当接する面
１１２  ホルダの位置決め当接面
１１３  光学部品ホルダの第１面から支持爪の光学部品に当接する面までの距離
１１４  ホルダの位置決め当接面における光学部品ホルダの厚み
１１５  光学部品ホルダの内径
１１５ａ  内径空間部
１１６  ネジ穴
１１７  ネジ穴
１２１  突起部
１２２  ネジ穴
１２５  板バネの内径
２１２  弾性体押さえ
２２１  コイルバネ
【図１】
2009063931.tif 000003
【図２】
2009063931.tif 000004
【図３−１】
2009063931.tif 000005
【図３−２】
2009063931.tif 000006
【図４−１】
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【図４−２】
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【図５−１】
2009063931.tif 000009
【図５−２】
2009063931.tif 000010
【図６−１】
2009063931.tif 000011
【図６−２】
2009063931.tif 000012
【図７】
2009063931.tif 000013
【図８】
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