JP2003158315A - レーザ発振器の保持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ発振器の発熱あるいは外部温度にとも
なう前記ベースの熱変形や、運搬等の際にレーザ発振器
に震動が作用した場合にも、ベース上に保持されたレー
ザ発振器が所定の光路を適正に確保することができるレ
ーザ発振器の保持構造を提供すること。 【解決手段】 ホルダ１０の光路方向の一端部をベース
８に対して所定の点を中心にして３次元方向に移動自在
に保持する第１保持手段２６と、前記ホルダ１０の前記
一端部に対向する光路方向の他端部を前記ベース８に対
してこのベース８と平行な同一平面上の全自由方向に所
定の自由度を有するように保持する第２保持手段３３お
よび第３保持手段３４とによって保持手段を形成したこ
と。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ発振器の保持構
造に係り、特に、レーザ加工装置に内蔵されたＹＡＧレ
ーザ発振器等のレーザ発振器をベース上の所定位置に保
持するためのレーザ発振器の保持構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図６に示すＹＡＧレーザ発振
器等のレーザ発振器１においては、励起ランプ２からの
光によってＹＡＧロッド３内の原子を励起させ、この励
起させた原子から放出されたレーザー光を、全反射ミラ
ー４、出力ミラー５および分岐ミラー９等を利用してレ
ンズ６側に導光し、このレーザ光を前記レンズ６によっ
て集光しつつ所定の出射ユニット７に進行させるように
なっていた。

【０００３】このようなレーザ発振器１においては、発
振器１の外部の光路を適正に確保する観点から、例えば
図示しないホルダ内にレーザ発振器１を保持するととも
に前記ホルダをボルト等の固定手段を介してベース８上
に固定するレーザ発振器１の保持構造が採用されてい
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなレ
ーザ発振器１の保持構造においては、発振器１内の励起
ランプ２の発熱や外部温度によってベース８に熱変形が
生じる場合、このベース８上に保持されたレーザ発振器
１が当初の保持位置からずれてしまう。

【０００５】このため、レーザ発振器１から放出された
レーザ光の光路を適正に確保することができないとった
問題を有していた。

【０００６】このような問題を解決するため、例えばレ
ーザ発振器１の保持構造全体を例えばインバー材等の温
度膨張係数が小さい材料によって形成することも考えら
れるが、この場合は、材料に要するコストが高価になっ
てしまう。

【０００７】さらに、前述したレーザ発振器１の光路の
ずれは、特に、機器の運搬の際にレーザ発振器１に作用
する震動によって、レーザ発振器１がベース８から離間
する方向に揺動してベース８上の所定位置からずれてし
まうことによっても起こり得た。

【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
もので、レーザ発振器の発熱あるいは外部温度にともな
う前記ベースの熱変形や、運搬等の際にレーザ発振器に
震動が作用した場合にも、ベース上に保持されたレーザ
発振器が所定の光路を適正に確保することができるレー
ザ発振器の保持構造を提供することを目的とするもので
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の請求項１に係るレーザ発振器の保持構造の特徴
は、前記ホルダの前記光路方向の一端部を前記ベースに
対して所定の点を中心にして３次元方向に移動自在に保
持する第１保持手段と、前記ホルダの前記一端部に対向
する光路方向の他端部を前記ベースに対してこのベース
と平行な同一平面上の全自由方向に所定の自由度を有す
るように保持する第２保持手段および第３保持手段とに
よって前記保持手段を形成した点にある。

【００１０】そして、このような構成を採用したことに
より、前記第１乃至第３保持手段からなる三つの保持手
段による三点保持によって前記レーザ発振器を前記ベー
スによる熱変形の方向にある程度の自由度を有するよう
に保持することができる。

【００１１】請求項２に係るレーザ発振器の保持構造の
特徴は、請求項１において、前記ホルダの前記他端部
に、この他端部による前記ベースから離間する方向への
揺動を一定の範囲内に規制するための規制手段を設けた
点にある。

【００１２】そして、このような構成を採用したことに
より、前記規制手段によって運搬等の際にレーザ発振器
によるベースから離間する方向への揺動を一定範囲内に
規制することができるため、ホルダを介してベース上に
保持されたレーザ発振器が所定の光路を適正に確保する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレーザ発振器
の保持構造の実施形態を図１乃至図５を参照して説明す
る。

【００１４】なお、従来と基本的構成の同一もしくはこ
れに類する箇所については、同一の符号を用いて説明す
る。

【００１５】図１乃至図５に示すように、本実施形態に
おけるレーザ発振器１の保持構造は、レーザ加工機の底
部に、レーザ発振器１を保持するための平板状のベース
８を有しており、このベース８上には、レーザ発振器１
をその光路側の両端部を介して保持するためのホルダ１
０が配設されている。

【００１６】前記ホルダ１０は、レーザ発振器１の光路
方向に所定の間隔を設けて前記ベース８に直交する平板
状の一対の保持フレーム１１，１２を有しており、両保
持フレーム１１，１２は、光路方向に沿って長尺とされ
た複数本（図３において３本）の連結シャフト１４によ
って互いに連結されている。前記連結シャフト１４は、
好ましくはインバー材等の熱膨張率の小さな材料によっ
て形成されている。

【００１７】以下、前記一対の保持フレーム１１，１２
のうち、右側に示すＬ字状の一方の保持フレーム１２
を、レーザ光の出射位置に近い下流側保持フレーム１２
と称し、左側に示す他方１１を上流側保持フレーム１１
と称する。

【００１８】前記一対の保持フレーム１１，１２の内側
には、レーザ発振器１の光路方向の両端面を当接させて
保持するための、上流側保持板１５および下流側保持板
１６からなる一対の保持板１５，１６が配設されてい
る。

【００１９】両保持板１５，１６の内側面には、レーザ
発振器１を当接保持する際の複数の位置決め部１８が、
フレーム内側に突出するように形成されている。

【００２０】前記下流側保持板１６と、前記下流側保持
フレーム１２とは、例えばコイルバネ等の保持板付勢部
材１９を介して互いに連結されており、この保持板付勢
部材１９によって前記下流側保持板１６が前記下流側保
持フレーム１２の方向に付勢されるようになっている。

【００２１】また、前記下流側保持板１６と前記下流側
保持フレーム１２との間には、前記下流側保持板１６に
よるレーザ発振器１の保持力を調整するための調整手段
が配設されている。

【００２２】この調整手段は、前記下流側保持フレーム
１２の外側に、締結方向への回転動作にともなってフレ
ーム内側へ螺進可能とされた複数個の調整用締結部材２
０を有しており、これらの調整用締結部材２０によっ
て、前記下流側保持板１６を前記保持板付勢部材１９に
よる付勢力に抗するフレーム内側方向へ押動可能とされ
ている。なお、前記調整用締結部材２０は、例えば、調
整ネジや六角穴付きネジ等であってもよい。

【００２３】また、前記調整手段は、前記調整用締結部
材２０による下流側保持板１６の押圧の際の位置決めを
行うための位置決め機構を有している。この位置決め機
構は、例えば、調整用締結部材２０の先端部に鋼球２２
を設けるとともに、この鋼球２２を摺接保持するニード
ル２３を前記下流側保持板１６に配設することによって
形成するようにしてもよい。また、これに限らず、前記
調整用締結部材２０の先端部を摺接保持する円筒コロ２
４を前記下流側保持板１６に設けることによって形成す
るようにしてもよい。

【００２４】一方、前記上流側保持板１５も、図１およ
び図２には示していないが、前記下流側保持板１６と同
様に、保持板付勢部材１９等によって上流側保持フレー
ム１１に連結されており、レーザ発振器１を保持する際
には、この上流側保持板１５と前記上流側保持フレーム
１１との間に配設された前記調整手段と同様の調整手段
によってフレーム内側へ押圧されるようになっている。
このため、前記上流側保持板１５と同様に、前記レーザ
発振器１に対して所定の保持力を付与することができる
ようになっている。

【００２５】そして、本実施形態におけるレーザ発振器
１の保持構造は、前記上流側保持フレーム１１を前記ベ
ース８に対して所定の点を中心にして３次元方向に移動
自在に保持する第１保持手段２６を有している。

【００２６】この第１保持手段２６は、図１、図２およ
び図４に示すように、前記上流側保持フレーム１１の光
路方向外側のベース８上であって前記上流側保持フレー
ム１１の前記光路方向に直交する幅方向中央部に対峙す
る位置に、球形の外周面を有する被摺接部材２７を有し
ており、この被摺接部材２７は、例えばボルト等の固定
手段２８によって前記ベース８上に固定されている。そ
して、前記上流側保持フレーム１１の幅方向中央部に
は、前記被摺接部材２７とともに第１保持手段２６を構
成する摺接部材２９が、前記被摺接部材２７の方向に突
出するように配設されている。

【００２７】この摺接部材２９は、前記上流側保持フレ
ーム１１にボルト等を介して連結された軸部３０を有し
ており、この軸部３０の先端部には、前記被摺接部材２
７の外周に沿って球状の内周面を有する環状の摺接部３
１が、前記被摺接部材２７の外周面を囲繞するように形
成されている。

【００２８】このため、前記上流側保持フレーム１１
を、前記ベース８に対して所定の点を中心にして３次元
方向に移動自在に保持することができるようになってい
る。

【００２９】また、本実施形態におけるレーザ発振器１
の保持構造は、前記下流側保持フレーム１２を前記ベー
ス８に対して前記光路方向と平行な同一平面上の全自由
方向に所定の自由度を有するように保持する第２保持手
段３３および第３保持手段３４を有している（図１およ
び図３参照）。

【００３０】すなわち、前記下流側保持フレーム１２に
は、前記第２および第３保持手段３３，３４を取り付け
るための取付板３５がフレームの外側に延出するように
形成されており、この取付板３５の幅方向一端部の近傍
には、第２保持手段３３の一部を構成する第２保持側調
整ネジ３６が、前記取付板３５に直交するように配設さ
れている。前記第２保持側調整ネジ３６は、取付板３５
に形成された雌ネジ３５ａを介して取付板３５の上面か
ら下面を経てベース８側に螺進可能とされており、この
第２保持側調整ネジ３６の先端部には、摺接用の鋼球３
７が形成されている。

【００３１】そして、前記ベース８の、前記第２保持側
調整ネジ３６の配設位置に対応する位置には、前記第２
保持側調整ネジ３６とともに第２保持手段３３を構成す
るニードル３８が配設されており、このニードル３８に
は、前記第２保持側調節ネジ３６が前記鋼球３７を介し
て摺接するようになっている。また、前記ニードル３８
には、前記第２保持側調整ネジ３６を介してこの第２保
持側調整ネジ３６に螺合された前記下流側保持フレーム
１２の自重が作用するようになっている。

【００３２】このため、前記鋼球３７とニードル３８と
の摺接によって保持位置を適正に確保しつつ前記下流側
保持フレーム１２を自重を介してベース８上に保持する
ことができるようになっている。また、前記第２保持側
調整ネジ３６を前記鋼球３７を介してニードル３８に摺
接させることができるため、前記第２保持側調整ネジ３
６に螺合された下流側保持フレーム１２が、ベース８に
平行な同一平面上の全自由方向に所定の自由度を有する
ことができるようになっている。さらに、前記第２保持
側調整ネジ３６を締結方向に回転させてこの第２保持側
調整ネジ３６をベース８方向に螺進させると、この第２
保持側調整ネジ３６の螺進にともなって前記下流側保持
フレーム１２が前記ベース８から離間する上方へ移動す
るようになっている。このため、第２保持側調整ネジ３
６の回転によって下流側保持フレーム１２の高さを調整
することができるようになっている。

【００３３】さらに、前記取付板３５には、前記第２保
持側調整ネジ３６の回転を係止する第２保持側止めネジ
３９が前記第２保持側調整ネジ３６に対してネジ軸に直
交する方向から当接可能に配設されており、この第２保
持側止めネジ３９によって第２保持側調整ネジ３６を係
止することにより、前記下流側保持フレーム１２を所定
の高さに保持することができるようになっている。

【００３４】一方、前記第２保持手段が配設された前記
取付板の幅方向の一端部近傍に対向する幅方向の他端部
の近傍には、第３保持手段３４の一部を構成する第３保
持側調整ネジ４１が、前記取付板３５に直交するように
配設されている。前記第３保持側調整ネジ４１は、取付
板３５に形成された雌ネジ３５ｂを介して取付板３５の
上面から下面を経てベース８側に螺進可能とされてい
る。そして、前記ベース８の、前記第３保持側調整ネジ
４１の配設位置に対応する位置には、前記第３保持側調
整ネジ４１とともに前記第３保持手段３４を構成する円
筒コロ４２が配設されており、この円筒コロ４２の内周
面には、前記第３保持側調整ネジ４１の先端部が摺接す
るようになっている。また、前記円筒コロ４２には、前
記第３保持側調整ネジ４１を介して前記下流側保持フレ
ーム１２の自重が作用するようになっている。

【００３５】このため、前記第３保持側調整ネジ４１と
前記円筒コロ４２との摺接によって保持位置を適正に確
保しつつ前記下流側保持フレーム１２を自重を介してベ
ース８上に保持することができるようになっている。ま
た、前記第３保持側調整ネジ４１を前記円筒コロ４２の
内周面に摺接させることができるため、前記第３保持側
調整ネジ４１に螺合された前記下流側保持フレーム１２
が、前記ベース８に平行な同一平面上の全自由方向に所
定の自由度を有することができるようになっている。さ
らに、前記第３保持側調整ネジ４１を締結方向に回転さ
せてこの第３保持側調整ネジ４１をベース８側に螺進さ
せると、この第３保持側調整ネジ４１の螺進にともなっ
て前記下流側保持フレーム１２が前記ベース８から離間
する上方へ移動するようになっている。このため、前記
第３保持側調整ネジ４１の回転によって前記下流側保持
フレーム１２の高さを調整することができるようになっ
ている。

【００３６】さらに、前記取付板３５には、前記第３保
持側調整ネジ４１の回転を係止する第３保持側止めネジ
４３が前記第３保持側調整ネジ４１に対してネジ軸に直
交する方向から当接可能に配設されており、この第３保
持側止めネジ４３によって第３保持側調整ネジ４１を係
止することにより、前記下流側保持フレーム１２を所定
の高さに保持することができるようになっている。

【００３７】さらに、本実施形態におけるレーザ発振器
１の保持機構は、前記下流側保持フレーム１２の幅方向
中央部に、下流側保持フレーム１２による前記ベース８
から離間する方向への揺動を一定の範囲内に規制するた
めの規制手段４５を有している。

【００３８】前記規制手段４５は、図３に示すように、
取付板３５に穿設された貫通孔４６を介してベース８側
に貫通された規制側軸部４７を有している。前記規制側
軸部４７の下端部には、この規制側軸部４７よりもわず
かに小径とされ、外周に所定のネジ山が形成されたネジ
部４８が形成されており、このネジ部４８を介して規制
手段４５がベース８に螺合されるようになっている。ま
た、前記規制側軸部４７の上端部には、この規制側軸部
４７よりもわずかに径が大きく形成された円盤状の付勢
部材保持部４９が形成されている。

【００３９】前記取付板３５の、前記貫通孔４６の上部
に対応する位置には、前記貫通孔４６と同心とされると
ともに貫通孔４６よりも径が大きな円形の凹部５０が、
取付板３５の上面から下面側に向かって所定の深さにわ
たって形成されている。そして、この凹部５０の端面５
０ａには、前記規制側軸部４７の外周を囲繞するように
して、コイルバネ等の規制用付勢部材５１がその下端部
を固定されており、この規制用付勢部材５１の上端部
は、上方に位置する前記付勢部材保持部４９の下面に固
定されている。従って、前記規制用付勢部材５１の付勢
力を介して前記下流側保持フレーム１２が下方向となる
ベース８側に付勢されるようになっている。

【００４０】また、前記規制側軸部４７の外周であって
前記規制用付勢部材５１の内側には、長手方向の寸法が
前記凹部５０の端面５０ａから前記付勢部材保持部４９
の下端面に至る長さよりもわずかに短く形成された円筒
状のカラー５３が遊嵌されている。

【００４１】従って、前記規制用付勢部材５１および前
記カラー５３によって前記下流側保持フレーム１２によ
る前記ベース８から離間する上方向への揺動を一定の範
囲内に規制することができるようになっている。

【００４２】さらに、本実施形態においては、前記上流
側保持フレーム１１および前記下流側保持フレーム１２
によって形成されたホルダ１０を、前記第１乃至第３保
持手段２６，３３，３４からなるホルダ１０の保持のた
めの必要最小限の数の保持手段によって三点保持するよ
うになっているため、ホルダ１０が当初の保持位置を確
保すべくベース８の熱変形に柔軟に対応することができ
るようになっている。

【００４３】次に、本実施形態の作用について説明す
る。

【００４４】本実施形態においては、ホルダ１０に保持
されたレーザ発振器１の発熱や外部の熱によってベース
８に熱変形が生じたとしても、前記第１保持手段２６に
よって前記上流側保持フレーム１２を所定の点を中心に
して３次元方向に移動自在に保持している。このため、
この上流側保持フレーム１２が熱変形によるベース８の
変形方向に抗する方向へ微少な移動を行うことができ、
ベース８の熱変形を吸収することができる。

【００４５】また、前記第２保持手段３３および前記第
３保持手段３４によって前記下流側保持フレーム１２を
前記ベース８に平行な同一平面上の全自由方向に所定の
自由度を有した状態に保持しているため、下流側保持フ
レーム１２がベース８の変形方向に抗する方向へ微少な
移動を行うことができ、ベース８の熱変形による影響を
回避することができる。

【００４６】このため、前記上流側保持フレーム１１お
よび前記下流側保持フレーム１２からなるホルダ１０が
ベース８の熱変形を解消するように柔軟に対応すること
ができるため、このホルダ１０に保持された前記レーザ
発振器１が当初に設定された光路を適正に確保すること
ができる。

【００４７】また、このようなホルダ１０の保持を、第
１乃至第３保持手段２６，３３，３４からなる必要最小
限の数の保持手段によって実現することができるため、
ベース８の熱変形にさらに柔軟に対処することができ
る。

【００４８】さらに、本実施形態においては、レーザ加
工機の運搬あるいは駆動の際に加工機に作用する震動に
よって前記ホルダ１０による前記ベース８から離間する
方向への揺動が生じたとしても、前記規制手段４５の規
制用付勢部材５１およびカラー５３によって前記ホルダ
１０の下流側保持フレーム１２の揺動を一定範囲に規制
することができる。このため、ホルダ１０の揺動によっ
てこのホルダ１０に保持されたレーザ発振器１が所定位
置からずれることを防止することができ、レーザ発振器
１の当初の光路を適正に確保することができる。

【００４９】したがって、本実施形態によれば、前記第
１乃至第３保持手段２６，３３，３４からなる保持手段
によって前記ホルダ１０をベース８に対して所定の自由
度を有した状態に保持することができるため、ホルダ１
０がベース８の熱変形を有効に吸収することができ、こ
のホルダ１０に保持されたレーザ発振器１が当初に設定
された光路を適正に確保することができる。

【００５０】また、前記規制手段４５によって前記ホル
ダ１０による前記ベース８から離間する方向への揺動を
一定の範囲内に規制することができるため、特に運搬の
際にホルダ１０に位置ずれが生じることを防止すること
ができ、このホルダ１０に保持されたレーザ発振器１の
光路をさらに適正に確保することができる。

【００５１】なお、本発明は前記実施形態のものに限定
されるものではなく、必要に応じて種々変更することが
可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上述べたように本発明に係るレーザ発
振器によれば、ベースの熱変形や運搬の際に装置に作用
する震動にかかわらずレーザ発振器の光路を適正に確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレーザ発振器の保持構造の実施形
態を示す平面図

【図２】本発明に係るレーザ発振器の保持構造の実施形
態を示す正面側断面図

【図３】本発明に係るレーザ発振器の保持構造の実施形
態を示す右側断面図

【図４】本発明に係るレーザ発振器の保持構造の実施形
態を示す左側断面図

【図５】本発明に係るレーザ発振器の保持構造の実施形
態を示す図１の５−５断面図

【図６】従来から採用されているレーザ発振器を搭載し
たレーザ加工装置を示した概略図

【符号の説明】

１ レーザ発振器 １０ ホルダ ２６ 第１保持手段 ３３ 第２保持手段 ３４ 第３保持手段 ４５ 規制手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ発振器をその光路方向の両端部を
   介して保持するホルダを有し、このホルダを保持手段を
   介して前記ベース上に保持してなるレーザ発振器の保持
   構造において、 前記ホルダの前記光路方向の一端部を前記ベースに対し
   て所定の点を中心にして３次元方向に移動自在に保持す
   る第１保持手段と、前記ホルダの前記一端部に対向する
   光路方向の他端部を前記ベースに対してこのベースと平
   行な同一平面上の全自由方向に所定の自由度を有するよ
   うに保持する第２保持手段および第３保持手段とによっ
   て前記保持手段を形成したことを特徴とするレーザ発振
   器の保持構造。
2. 【請求項２】 前記ホルダの前記他端部に、この他端部
   による前記ベースから離間する方向への揺動を一定の範
   囲内に規制するための規制手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１に記載のレーザ発振器の保持構造。