ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機
【課題】すなわち送風手段を用いずにレーザガスを冷却する事、および良質なレーザビームを取り出せる安定型共振器を両立させる事が大きな課題となっていた。
【解決手段】レーザガスを循環するレーザガス流路１のチャンバー２に、電極５、６と直流の電源７からなる放電手段を設け、この放電手段による直流電流方向１３と直行方向に磁界を印加するための磁界発生手段１２を設け、チャンバー２内の放電手段によりレーザガスに流れる電流と、この電流に直角方向に磁界を掛けたので、放電によりプラズマ化したレーザガスが電磁力によって移動するので従来のような送風手段を廃止できるものである。
【解決手段】レーザガスを循環するレーザガス流路１のチャンバー２に、電極５、６と直流の電源７からなる放電手段を設け、この放電手段による直流電流方向１３と直行方向に磁界を印加するための磁界発生手段１２を設け、チャンバー２内の放電手段によりレーザガスに流れる電流と、この電流に直角方向に磁界を掛けたので、放電によりプラズマ化したレーザガスが電磁力によって移動するので従来のような送風手段を廃止できるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として板金等の加工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】
この図に示す従来の軸流型ガスレーザ発振装置は、ガラスなどの誘電体よりなる放電管１０１は、前記放電管１０１の周辺に設けたリング状の電極１０２と１０３、前記電極１０２、１０３に接続した電源１０４、前記放電管１０１内の電極１０２、１０３間に挟まれた部分であり前記電源１０４から電極１０２、１０３に通電を行うことにより放電を行う放電空間１０５、全反射鏡１０６、部分反射鏡１０７、前記部分反射鏡１０７より出力されるレーザビーム１０８、レーザガスの流れる方向の矢印１０９、レーザガス流路１１０、熱交換機１１１、熱交換機１１２、送風手段１１３、レーザガス導入部１１４を備えている。
【０００４】
この全反射鏡１０６、部分反射鏡１０７は前記放電空間１０５の両端に位置するように前記放電管１０１を支持する構成部材に固定配置され、光共振器を形成している。
【０００５】
また、レーザガスは矢印１０９の方向にレーザガス流路１１０を流れ、レーザガス導入部１１４、放電管１０１内の放電空間１０５、熱交換機１１１、送風手段１１３、熱交換機１１２、レーザガス流路１１０の順に軸流型ガスレーザ発振装置の中を循環している。
【０００６】
前記熱交換機１１１および１１２は放電空間１０５における放電と送風手段１１３の内部に配置した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は放電空間１０５にて約１００ｍ／ｓｅｃ程度のガス流を得るように送風している。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。
【０００７】
図６にレーザ加工機の概略構成の一例を示す。以下、図６を参照しながらレーザ加工機を説明する。
【０００８】
この図に於いて、上述した従来の軸流型ガスレーザ発振装置から出力したレーザビーム１０８をワーク１１６方向へ進行方向を反射鏡１１５で反射することにより変更し、トーチ１１７内部に備えられた集光レンズ１１８によって前記レーザビーム１０８を高密度のエネルギビームに集光して、ワーク１１６に照射する。
【０００９】
なお、ワーク１１６は加工テーブル１１９上に固定されており、トーチ１１７をＸ軸モータ１２０あるいはＹ軸モータ１２１によって、ワーク１１６に対して相対的に移動する事で、所定の形状の加工を行うように構成している。
【００１０】
このような従来の軸流型ガスレーザ発振装置では、送風手段１１３より送り出したレーザガスは、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。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７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。
【００１１】
さて、一般にレーザ発振を行うためには放電管１０１内のレーザガス温度が一定温度以下である必要がある。例えばＣＯ２ガスレーザの場合は、この温度が２００℃であり、ガス温度が２００℃を越えると、発振効率が急激に低下し、所定のレーザ出力が得られなくなる。
【００１２】
従来の軸流型レーザ発振装置では、送風手段１１０および熱交換器１１１、１１２がレーザガス温度を常時３０℃程度に保つために必要な構成要素である。レーザガスが放電管１０１内に送り込まれる時、レーザガス温度は約３０℃である。
【００１３】
そして放電が開始されると放電エネルギーによりレーザガス温度は上昇し、放電管を通過後、ガス温度は２００℃近くにまで上昇している。このレーザガスは熱交換器１１１を通過する事で約３０℃まで温度が下がる。送風手段１１３通過後、圧縮熱により再度１５０℃近くまでガス温度が上昇するが、再度、熱交換器１１２を通過し、約３０℃まで温度が下がる。
【００１４】
このレーザガスが再度、放電管１０１内へ導入される。レーザビームの出力が数ｋｗクラスのＣＯ２レーザ発振装置の場合、放電管１０１を通過するガス流速は数１００ｍ／ｓｅｃであり、レーザガスが放電管１０１内に留まっている時間は、わずか数ｍｓｅｃである。レーザガスがこれ以上の時間、放電管１０１内に留まると、温度上昇により２００℃を超え、急激な発振効率の低下が発生する事になる。
【００１５】
このように従来の軸流型ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機、特にレーザビームの出力が数ｋｗ以上の出力が得られるＣＯ２レーザ発振装置においては、送風手段１３を備える事は必須である。送風手段１３としては、一般的にルーツブロアやターボブロアが用いられる。例えばターボブロア関して説明すると、レーザ用ターボブロアには、レーザガスに直接作用する翼車回転部は清浄に保つために、駆動用の機器、例えば電動機などを潤滑するオイルから発生するオイルミストが存在する翼車駆動部とを空気力学的に分離するシール構造を用いている。
【００１６】
なお、上述した軸流型レーザ発振装置とは構成が異なるレーザ発振装置としては、送風機によるガス循環冷却を行わずにガスレーザの大出力化を行う構成として、対向させた平行平板状の２枚の電極間に放電空間を設け、放電によるガス温度上昇を平行平板との接触による拡散冷却によって抑制するいわゆるスラブレーザと呼ばれるものもあった（例えば特許文献１，２参考）。
【００１７】
図７に従来のスラブレーザの概略構成の一例を示す。以下、図７を参照しながら従来のスラブレーザ発振装置を説明する。
【００１８】
図７に示す従来のスラブレーザは、平行平板からなる電極１０２、１０３を有し、図示しないが内部に絶縁処理を施したパイプ状の冷却水流路を設けていて、図示しない冷却水循環装置と接続している。
【００１９】
また電極１０２、１０３には電源１０４を接続しており、電極１０２、１０３に通電することにより、電極１０２、１０３の向かい合った空間を放電空間としている。
【００２０】
この放電空間に位置するレーザガスが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が出力される構成になっている。
【００２１】
なお、このスラブレーザでは拡散冷却の方法をとるため、冷却効率を上げるために平行平板からなる電極１０２、１０３間の距離を数ｍｍオーダーに設定する必要がある。
【００２２】
この場合、光共振器の空間も数ｍｍオーダーの平行平板間により制限されるので、光共振器は平行平板表面での反射を用いた導波路型になり、導波路での散乱による不純光発生により、おのずと光の質は低下する。レーザビーム１０８は質の悪い矩形でしか取り出せない。
【特許文献１】特開昭６３−１９２２８５号公報
【特許文献２】特開平８−９７４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
さて、上述した軸流型レーザ発振装置に用いるシール構造は、翼車の高速高精度回転による送風能力との両立が求められ、そのためレーザ用ターボブロアはおのずと高価な部品となり、装置の全材料費の数１０％を占める事から、イニシャルコスト低減の大きな阻害要因となっていた。
【００２４】
またブロアは翼車の回転のためモータを用いており、その消費電力はガスレーザ発振装置の全消費電力の数１０％を占めているため、消費電力を低減させランニングコストを抑制する上での大きな阻害要因となっていた。
【００２５】
一方、シール構造を用いない、すなわち、送風手段によるガス冷却方式を用いずにレーザガスを冷却する手段としては、いわゆるスラブレーザが存在するが、このスラブレーザはレーザの光の質が悪いという致命的な欠点がある。
【００２６】
レーザ光共振器の理想形は、折返し鏡での反射を一部介するものの、基本的に向かい合った１対のミラー表面での反射で光の定在波を形成する方式であり、いわゆる安定型共振器と呼ばれるものであり、最も良質な光を取り出す事が出来る。
【００２７】
図８は軸流型ガスレーザ発振装置の光共振器部分を示した図であり、図８にしめしたように円錐対象形の質の良いレーザビーム１０８を取り出す事が可能である。
【００２８】
すなわち送風手段を用いずにレーザガスを冷却する事、および良質なレーザビームを取り出せる安定型共振器を両立させる事が大きな課題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、上記問題点を解決するために、レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段を備え、前記放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための磁界発生手段を設けたものである。
【００３０】
この構成により、チャンバー内の放電手段によりレーザガスに流れる電流と、この電流に直角方向に磁界を掛けたので、放電によりプラズマ化したレーザガスが電磁力によって移動する。
【００３１】
また、前記磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する磁界制御装置を設けたものである。
【００３２】
この構成により、レーザガスの移動速度を可変することができる。
【００３３】
さらに、前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記磁界制御装置に信号を出力する電磁力制御装置を設けたものである。
【００３４】
この構成により、レーザガスの温度に応じたレーザガスの移動速度を制御することができる。
【００３５】
また、前記レーザガス流路のレーザガスの循環方向の前記チャンバーから前記熱交換器の間の位置に第２の放電手段を設け、前記第２の放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための第２の磁界発生手段を設けたものである。
【００３６】
この構成により、第２の放電手段によりレーザガスに流れる電流と、この電流に直角方向に磁界を掛けたので、放電によりプラズマ化したレーザガスが電磁力によって移動する。
【００３７】
また、前記第２の磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する第２の磁界制御装置を設けたものである。
【００３８】
この構成により、レーザガスの移動速度を可変することができる。
【００３９】
さらに、前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記第２の磁界制御装置に信号を出力する第２の電磁力制御装置を設けたものである。
【００４０】
この構成により、レーザガスの温度に応じたレーザガスの移動速度を制御することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明により、送風機によるガス循環冷却を行わずにガスレーザの大出力化および高い光品質を容易に実現でき、大幅なイニシャルおよびランニングコストを図ったガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるレーザ発振装置の構成図である。図１（ａ）はレーザビームの進行方向に対して直角方向の装置断面を示した図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ方向の装置断面を示した図である。
【００４３】
図に示す本発明の実施の形態１におけるレーザ発振装置は、ＣＯ２・窒素・ヘリウムからなるレーザガスを循環するレーザガス流路１を有し、このレーザガス流路１には、チャンバー２と熱交換器３を、レーザガス流路１のレーザガス流れ４の方向に配置していて、熱交換器３で循環してきたレーザガスを冷却するよう構成している。
【００４４】
チャンバー２内には、電極５、６をそれぞれ配置しており、これら電極５、６は直流でパルス出力可能な電源７に接続している。そして、電極５、６、電源７とで放電手段を構成している。
【００４５】
また、チャンバー２内には、前記放電手段によってレーザガスに放電をおこなう空間である放電空間８を設けており、この放電空間８を光学的に挟むように全反射鏡９と部分反射鏡１０を配置して光共振器を構成し、レーザビーム１１を出力するように構成している。
【００４６】
そして、チャンバー２には磁界発生手段１２を設け、放電空間８での直流電流方向１３に対して磁界方向１４が直角方向になるように配置している。その直流電流方向１３と磁界方向１４とレーザガス流れ４の方向は３軸方向に互いに直交し、直流電流方向１３とレーザガス流れ４の方向に合わせて磁界方向１４を決めるようにしている。
【００４７】
次に動作について説明する。
【００４８】
電極５，６間に電源７から直流の高圧電力を印加してレーザガス中に放電を行い、チャンバー２内に放電空間８を形成し、レーザガスを励起し、光共振器で共振させてレーザビーム１１を出力する。そして、この放電空間８に対して、磁界発生手段１２により磁界を磁界方向１４の方向に掛ける。このように放電空間８の直流電流方向１３に対して磁界方向１４の磁界をかけると放電空間８のプラズマ状のレーザガスに直流電流方向１３および磁界方向１４に直角な方向に電磁力が掛かる。
【００４９】
この電磁力の方向をレーザガス流れ方向４と一致させることにより、レーザガスは電磁力によってレーザガス流れ方向４へ移動させることができる。
【００５０】
この電磁力によって放電空間８のレーザガスはレーザガス流路１を通って熱交換器３へと流れて行き、冷却された後、再度チャンバー２へと導入される。
【００５１】
このように、放電空間８に導入されたレーザガスに対して直流放電、磁界を印加することにより、レーザガス流路１でレーザガスを循環させることができる。
【００５２】
なお、電磁力Ｆ［Ｎ］は電流をＩ［Ａ］、磁界をＨ［Ａ／ｍ］、放電空間の長さをＬ［ｍ］、透磁率をμとすると、Ｆ＝μ・Ｈ・Ｉ・Ｌという式であらわされる。
【００５３】
よって放電電流Ｉが大きいほど、電磁力Ｆは大きくなり、ガスの移動速度も大きくなる。放電電流が大きいほど、レーザガスの温度上昇も大きくなるため、ガスをより速く移動させる必要が発生する。この点より、電磁力によってレーザガスを移動させる方式は、ガスレーザの放電ガス移動に関して、原理的に相性が良い方式である事が判る。
【００５４】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２に関するレーザ発振装置の構成図である。図２（ａ）はレーザビームの進行方向に対して直角方向の装置断面を示した図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ方向の装置断面を示した図である。
【００５５】
なお、実施の形態１で説明した構成と同じ構成については同じ符号を付与してその説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態２と実施の形態１とで異なる点は、磁界発生手段１２は電磁石となっており、磁界制御装置１５によって磁界強度を可変出来るようになっていることと、放電空間８の近傍に熱電対やサーミスタなどのガス温度検出手段１６を設置し、電磁力制御装置１７に検出した温度信号を出力していることと、この電磁力制御装置１７は電源７および磁界制御装置１５に接続されていることである。
【００５７】
この構成によって常時レーザガス温度を監視し、レーザガス温度がレーザ発振に適した２００度以下に保たれるように放電電流値および磁界のいずれか、あるいは両方を最適値に制御し、電磁力を変える事が出来る。
【００５８】
具体的には、レーザガス温度が２００度に近づくとレーザガスの循環速度を上げるように制御する。たとえばレーザ出力を変動させない範囲で電源７からの直流電力値を制御しながら磁界制御装置１５を制御し、磁界発生手段１２に供給する電力を上げてレーザガスの循環速度を上げる。
【００５９】
なお、本実施の形態ではレーザガス温度をガス温度検出手段１６で検出しているが、例えば、電源７の出力状態を検出してレーザガス温度の代わりとしてもよい。その場合は、電源７の出力状態とレーザガスの温度上昇の関係を予め測定して、そのデータベースを用いる。
【００６０】
また、本実施の形態ではレーザガス温度をガス温度検出手段１６で検出しているが、例えば、レーザ出力の指定値を検出してレーザガス温度の代わりとしてもよい。その場合は、レーザ出力の指定値とレーザガスの温度上昇の関係を予め測定して、そのデータベースを用いる。
【００６１】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３に関するレーザ発振装置の構成図である。図３（ａ）はレーザビームの進行方向に対して直角方向の装置断面を示した図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ方向の装置断面を示した図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ方向の装置断面を示した図である。なお、実施の形態１、２で説明した構成と同じ構成については同じ符号を付与してその説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態３と実施の形態１とで異なる点は、レーザガス流路１のレーザガスの循環方向のチャンバー２から熱交換器３の間の位置に設けた第２の電極１８、１９と、この第２の電極１８、１９に直流でパルス出力可能な第２の電源２０から第２の放電手段を構成し、第２の電極１８、１９で挟まれた第２の放電空間２１に流れる第２の直流電流方向２２に対して第２の磁界方向２３が直角方向になるように第２の磁界発生装置２４を配置し、その直流電流方向２２と磁界方向２３とレーザガス流れ４の方向は３軸方向に互いに直交し、直流電流方向２２とレーザガス流れ４の方向に合わせて磁界方向２３を決めるようにしていることである。
【００６３】
この構成は、光共振用の放電空間８とは別にレーザガス移動のための電磁力を発生させるための第２の放電空間２１を設けていることにより、光共振用の放電強度と電磁力発生のための放電強度とを分離でき、自由度の高いよりフレキシブルな制御を行う事が可能となる。
【００６４】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４に関するレーザ発振装置の構成図である。図４（ａ）はレーザビームの進行方向に対して直角方向の装置断面を示した図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ方向の装置断面を示した図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ方向の装置断面を示した図である。なお、実施の形態１、２、３で説明した構成と同じ構成については同じ符号を付与してその説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態４と実施の形態２とで異なる点は、レーザガス流路１のレーザガスの循環方向のチャンバー２から熱交換器３の間の位置に設けた第２の電極１８、１９と、この第２の電極１８、１９に直流でパルス出力可能な第２の電源２０から第２の放電手段を構成し、第２の電極１８、１９で挟まれた第２の放電空間２１に流れる第２の直流電流方向２２に対して第２の磁界方向２３が直角方向になるように第２の磁界発生装置２４を配置し、その直流電流方向２２と磁界方向２３とレーザガス流れ４の方向は３軸方向に互いに直交し、直流電流方向２２とレーザガス流れ４の方向に合わせて磁界方向２３を決めるようにしていることである。
【００６６】
この構成は、光共振用の放電空間８とは別にレーザガス移動のための電磁力を発生させるための第２の放電空間２１を設けていることにより、光共振用の放電強度と電磁力発生のための放電強度とを分離でき、自由度の高いよりフレキシブルな制御を行う事が可能となる。
【００６７】
また、ガス温度がレーザ発振に適した２００℃以下に保たれるように放電電流値および磁界のいずれか、あるいは両方を最適値に制御し、電磁力を変える事が出来るものである。
【００６８】
なお、本実施の形態ではレーザガス温度をガス温度検出手段１６で検出しているが、例えば、電源７の出力状態を検出してレーザガス温度の代わりとしてもよい。その場合は、電源７の出力状態とレーザガスの温度上昇の関係を予め測定して、そのデータベースを用いる。
【００６９】
また、本実施の形態ではレーザガス温度をガス温度検出手段１６で検出しているが、例えば、レーザ出力の指定値を検出してレーザガス温度の代わりとしてもよい。その場合は、レーザ出力の指定値とレーザガスの温度上昇の関係を予め測定して、そのデータベースを用いる。
【００７０】
さらに、実施の形態１と実施の形態４、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせても、いっそうの効果がある。
【００７１】
以上の構成の本発明の実施の形態にかかるガスレーザ発振装置は、図６に示すガスレーザ加工機に使用可能であり、その概略構成を図６を参照しながら説明する。
【００７２】
この図に於いて、上述した本発明の実施の形態にかかるガスレーザ発振装置から出力したレーザビーム１０８（各実施の形態の説明では符号１１）をワーク１１６方向へ進行方向を反射鏡１１５で反射することにより変更し、トーチ１１７内部に備えられた集光レンズ１１８によって前記レーザビーム１０８を高密度のエネルギビームに集光して、ワーク１１６に照射する。
【００７３】
なお、ワーク１１６は加工テーブル１１９上に固定されており、トーチ１１７をＸ軸モータ１２０あるいはＹ軸モータ１２１によって、ワーク１１６に対して相対的に移動する事で、所定の形状の加工を行うように構成している。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明によれば、送風機によるガス循環冷却を行わずにガスレーザの大出力化を容易に実現でき、大幅なイニシャルおよびランニングコストを可能にできる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】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態４に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図５】従来のガスレーザ発振装置の構成図
【図６】ガスレーザ加工機の構成図
【図７】従来のスラブ型拡散冷却方式における光共振器部の構成図
【図８】軸流型ガスレーザ発振装置における光共振器部の構成図
【符号の説明】
【００７６】
１ レーザガス流路
２ チャンバー
３ 熱交換器
４ レーザガスの流れる方向
５、６ 電極
７ 電源
８ 放電空間
９ 全反射鏡
１０ 部分反射鏡
１１ レーザビーム
１２ 磁界発生手段
１３ 直流電流方向
１４ 磁界方向
１５ 磁界制御装置
１６ ガス温度検出手段
１７ 電磁力制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は主として板金等の加工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】
この図に示す従来の軸流型ガスレーザ発振装置は、ガラスなどの誘電体よりなる放電管１０１は、前記放電管１０１の周辺に設けたリング状の電極１０２と１０３、前記電極１０２、１０３に接続した電源１０４、前記放電管１０１内の電極１０２、１０３間に挟まれた部分であり前記電源１０４から電極１０２、１０３に通電を行うことにより放電を行う放電空間１０５、全反射鏡１０６、部分反射鏡１０７、前記部分反射鏡１０７より出力されるレーザビーム１０８、レーザガスの流れる方向の矢印１０９、レーザガス流路１１０、熱交換機１１１、熱交換機１１２、送風手段１１３、レーザガス導入部１１４を備えている。
【０００４】
この全反射鏡１０６、部分反射鏡１０７は前記放電空間１０５の両端に位置するように前記放電管１０１を支持する構成部材に固定配置され、光共振器を形成している。
【０００５】
また、レーザガスは矢印１０９の方向にレーザガス流路１１０を流れ、レーザガス導入部１１４、放電管１０１内の放電空間１０５、熱交換機１１１、送風手段１１３、熱交換機１１２、レーザガス流路１１０の順に軸流型ガスレーザ発振装置の中を循環している。
【０００６】
前記熱交換機１１１および１１２は放電空間１０５における放電と送風手段１１３の内部に配置した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は放電空間１０５にて約１００ｍ／ｓｅｃ程度のガス流を得るように送風している。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。
【０００７】
図６にレーザ加工機の概略構成の一例を示す。以下、図６を参照しながらレーザ加工機を説明する。
【０００８】
この図に於いて、上述した従来の軸流型ガスレーザ発振装置から出力したレーザビーム１０８をワーク１１６方向へ進行方向を反射鏡１１５で反射することにより変更し、トーチ１１７内部に備えられた集光レンズ１１８によって前記レーザビーム１０８を高密度のエネルギビームに集光して、ワーク１１６に照射する。
【０００９】
なお、ワーク１１６は加工テーブル１１９上に固定されており、トーチ１１７をＸ軸モータ１２０あるいはＹ軸モータ１２１によって、ワーク１１６に対して相対的に移動する事で、所定の形状の加工を行うように構成している。
【００１０】
このような従来の軸流型ガスレーザ発振装置では、送風手段１１３より送り出したレーザガスは、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。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７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。
【００１１】
さて、一般にレーザ発振を行うためには放電管１０１内のレーザガス温度が一定温度以下である必要がある。例えばＣＯ２ガスレーザの場合は、この温度が２００℃であり、ガス温度が２００℃を越えると、発振効率が急激に低下し、所定のレーザ出力が得られなくなる。
【００１２】
従来の軸流型レーザ発振装置では、送風手段１１０および熱交換器１１１、１１２がレーザガス温度を常時３０℃程度に保つために必要な構成要素である。レーザガスが放電管１０１内に送り込まれる時、レーザガス温度は約３０℃である。
【００１３】
そして放電が開始されると放電エネルギーによりレーザガス温度は上昇し、放電管を通過後、ガス温度は２００℃近くにまで上昇している。このレーザガスは熱交換器１１１を通過する事で約３０℃まで温度が下がる。送風手段１１３通過後、圧縮熱により再度１５０℃近くまでガス温度が上昇するが、再度、熱交換器１１２を通過し、約３０℃まで温度が下がる。
【００１４】
このレーザガスが再度、放電管１０１内へ導入される。レーザビームの出力が数ｋｗクラスのＣＯ２レーザ発振装置の場合、放電管１０１を通過するガス流速は数１００ｍ／ｓｅｃであり、レーザガスが放電管１０１内に留まっている時間は、わずか数ｍｓｅｃである。レーザガスがこれ以上の時間、放電管１０１内に留まると、温度上昇により２００℃を超え、急激な発振効率の低下が発生する事になる。
【００１５】
このように従来の軸流型ガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機、特にレーザビームの出力が数ｋｗ以上の出力が得られるＣＯ２レーザ発振装置においては、送風手段１３を備える事は必須である。送風手段１３としては、一般的にルーツブロアやターボブロアが用いられる。例えばターボブロア関して説明すると、レーザ用ターボブロアには、レーザガスに直接作用する翼車回転部は清浄に保つために、駆動用の機器、例えば電動機などを潤滑するオイルから発生するオイルミストが存在する翼車駆動部とを空気力学的に分離するシール構造を用いている。
【００１６】
なお、上述した軸流型レーザ発振装置とは構成が異なるレーザ発振装置としては、送風機によるガス循環冷却を行わずにガスレーザの大出力化を行う構成として、対向させた平行平板状の２枚の電極間に放電空間を設け、放電によるガス温度上昇を平行平板との接触による拡散冷却によって抑制するいわゆるスラブレーザと呼ばれるものもあった（例えば特許文献１，２参考）。
【００１７】
図７に従来のスラブレーザの概略構成の一例を示す。以下、図７を参照しながら従来のスラブレーザ発振装置を説明する。
【００１８】
図７に示す従来のスラブレーザは、平行平板からなる電極１０２、１０３を有し、図示しないが内部に絶縁処理を施したパイプ状の冷却水流路を設けていて、図示しない冷却水循環装置と接続している。
【００１９】
また電極１０２、１０３には電源１０４を接続しており、電極１０２、１０３に通電することにより、電極１０２、１０３の向かい合った空間を放電空間としている。
【００２０】
この放電空間に位置するレーザガスが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が出力される構成になっている。
【００２１】
なお、このスラブレーザでは拡散冷却の方法をとるため、冷却効率を上げるために平行平板からなる電極１０２、１０３間の距離を数ｍｍオーダーに設定する必要がある。
【００２２】
この場合、光共振器の空間も数ｍｍオーダーの平行平板間により制限されるので、光共振器は平行平板表面での反射を用いた導波路型になり、導波路での散乱による不純光発生により、おのずと光の質は低下する。レーザビーム１０８は質の悪い矩形でしか取り出せない。
【特許文献１】特開昭６３−１９２２８５号公報
【特許文献２】特開平８−９７４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
さて、上述した軸流型レーザ発振装置に用いるシール構造は、翼車の高速高精度回転による送風能力との両立が求められ、そのためレーザ用ターボブロアはおのずと高価な部品となり、装置の全材料費の数１０％を占める事から、イニシャルコスト低減の大きな阻害要因となっていた。
【００２４】
またブロアは翼車の回転のためモータを用いており、その消費電力はガスレーザ発振装置の全消費電力の数１０％を占めているため、消費電力を低減させランニングコストを抑制する上での大きな阻害要因となっていた。
【００２５】
一方、シール構造を用いない、すなわち、送風手段によるガス冷却方式を用いずにレーザガスを冷却する手段としては、いわゆるスラブレーザが存在するが、このスラブレーザはレーザの光の質が悪いという致命的な欠点がある。
【００２６】
レーザ光共振器の理想形は、折返し鏡での反射を一部介するものの、基本的に向かい合った１対のミラー表面での反射で光の定在波を形成する方式であり、いわゆる安定型共振器と呼ばれるものであり、最も良質な光を取り出す事が出来る。
【００２７】
図８は軸流型ガスレーザ発振装置の光共振器部分を示した図であり、図８にしめしたように円錐対象形の質の良いレーザビーム１０８を取り出す事が可能である。
【００２８】
すなわち送風手段を用いずにレーザガスを冷却する事、および良質なレーザビームを取り出せる安定型共振器を両立させる事が大きな課題となっていた。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、上記問題点を解決するために、レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段を備え、前記放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための磁界発生手段を設けたものである。
【００３０】
この構成により、チャンバー内の放電手段によりレーザガスに流れる電流と、この電流に直角方向に磁界を掛けたので、放電によりプラズマ化したレーザガスが電磁力によって移動する。
【００３１】
また、前記磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する磁界制御装置を設けたものである。
【００３２】
この構成により、レーザガスの移動速度を可変することができる。
【００３３】
さらに、前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記磁界制御装置に信号を出力する電磁力制御装置を設けたものである。
【００３４】
この構成により、レーザガスの温度に応じたレーザガスの移動速度を制御することができる。
【００３５】
また、前記レーザガス流路のレーザガスの循環方向の前記チャンバーから前記熱交換器の間の位置に第２の放電手段を設け、前記第２の放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための第２の磁界発生手段を設けたものである。
【００３６】
この構成により、第２の放電手段によりレーザガスに流れる電流と、この電流に直角方向に磁界を掛けたので、放電によりプラズマ化したレーザガスが電磁力によって移動する。
【００３７】
また、前記第２の磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する第２の磁界制御装置を設けたものである。
【００３８】
この構成により、レーザガスの移動速度を可変することができる。
【００３９】
さらに、前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記第２の磁界制御装置に信号を出力する第２の電磁力制御装置を設けたものである。
【００４０】
この構成により、レーザガスの温度に応じたレーザガスの移動速度を制御することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明により、送風機によるガス循環冷却を行わずにガスレーザの大出力化および高い光品質を容易に実現でき、大幅なイニシャルおよびランニングコストを図ったガスレーザ発振装置およびガスレーザ加工機を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるレーザ発振装置の構成図である。図１（ａ）はレーザビームの進行方向に対して直角方向の装置断面を示した図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ方向の装置断面を示した図である。
【００４３】
図に示す本発明の実施の形態１におけるレーザ発振装置は、ＣＯ２・窒素・ヘリウムからなるレーザガスを循環するレーザガス流路１を有し、このレーザガス流路１には、チャンバー２と熱交換器３を、レーザガス流路１のレーザガス流れ４の方向に配置していて、熱交換器３で循環してきたレーザガスを冷却するよう構成している。
【００４４】
チャンバー２内には、電極５、６をそれぞれ配置しており、これら電極５、６は直流でパルス出力可能な電源７に接続している。そして、電極５、６、電源７とで放電手段を構成している。
【００４５】
また、チャンバー２内には、前記放電手段によってレーザガスに放電をおこなう空間である放電空間８を設けており、この放電空間８を光学的に挟むように全反射鏡９と部分反射鏡１０を配置して光共振器を構成し、レーザビーム１１を出力するように構成している。
【００４６】
そして、チャンバー２には磁界発生手段１２を設け、放電空間８での直流電流方向１３に対して磁界方向１４が直角方向になるように配置している。その直流電流方向１３と磁界方向１４とレーザガス流れ４の方向は３軸方向に互いに直交し、直流電流方向１３とレーザガス流れ４の方向に合わせて磁界方向１４を決めるようにしている。
【００４７】
次に動作について説明する。
【００４８】
電極５，６間に電源７から直流の高圧電力を印加してレーザガス中に放電を行い、チャンバー２内に放電空間８を形成し、レーザガスを励起し、光共振器で共振させてレーザビーム１１を出力する。そして、この放電空間８に対して、磁界発生手段１２により磁界を磁界方向１４の方向に掛ける。このように放電空間８の直流電流方向１３に対して磁界方向１４の磁界をかけると放電空間８のプラズマ状のレーザガスに直流電流方向１３および磁界方向１４に直角な方向に電磁力が掛かる。
【００４９】
この電磁力の方向をレーザガス流れ方向４と一致させることにより、レーザガスは電磁力によってレーザガス流れ方向４へ移動させることができる。
【００５０】
この電磁力によって放電空間８のレーザガスはレーザガス流路１を通って熱交換器３へと流れて行き、冷却された後、再度チャンバー２へと導入される。
【００５１】
このように、放電空間８に導入されたレーザガスに対して直流放電、磁界を印加することにより、レーザガス流路１でレーザガスを循環させることができる。
【００５２】
なお、電磁力Ｆ［Ｎ］は電流をＩ［Ａ］、磁界をＨ［Ａ／ｍ］、放電空間の長さをＬ［ｍ］、透磁率をμとすると、Ｆ＝μ・Ｈ・Ｉ・Ｌという式であらわされる。
【００５３】
よって放電電流Ｉが大きいほど、電磁力Ｆは大きくなり、ガスの移動速度も大きくなる。放電電流が大きいほど、レーザガスの温度上昇も大きくなるため、ガスをより速く移動させる必要が発生する。この点より、電磁力によってレーザガスを移動させる方式は、ガスレーザの放電ガス移動に関して、原理的に相性が良い方式である事が判る。
【００５４】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２に関するレーザ発振装置の構成図である。図２（ａ）はレーザビームの進行方向に対して直角方向の装置断面を示した図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ方向の装置断面を示した図である。
【００５５】
なお、実施の形態１で説明した構成と同じ構成については同じ符号を付与してその説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態２と実施の形態１とで異なる点は、磁界発生手段１２は電磁石となっており、磁界制御装置１５によって磁界強度を可変出来るようになっていることと、放電空間８の近傍に熱電対やサーミスタなどのガス温度検出手段１６を設置し、電磁力制御装置１７に検出した温度信号を出力していることと、この電磁力制御装置１７は電源７および磁界制御装置１５に接続されていることである。
【００５７】
この構成によって常時レーザガス温度を監視し、レーザガス温度がレーザ発振に適した２００度以下に保たれるように放電電流値および磁界のいずれか、あるいは両方を最適値に制御し、電磁力を変える事が出来る。
【００５８】
具体的には、レーザガス温度が２００度に近づくとレーザガスの循環速度を上げるように制御する。たとえばレーザ出力を変動させない範囲で電源７からの直流電力値を制御しながら磁界制御装置１５を制御し、磁界発生手段１２に供給する電力を上げてレーザガスの循環速度を上げる。
【００５９】
なお、本実施の形態ではレーザガス温度をガス温度検出手段１６で検出しているが、例えば、電源７の出力状態を検出してレーザガス温度の代わりとしてもよい。その場合は、電源７の出力状態とレーザガスの温度上昇の関係を予め測定して、そのデータベースを用いる。
【００６０】
また、本実施の形態ではレーザガス温度をガス温度検出手段１６で検出しているが、例えば、レーザ出力の指定値を検出してレーザガス温度の代わりとしてもよい。その場合は、レーザ出力の指定値とレーザガスの温度上昇の関係を予め測定して、そのデータベースを用いる。
【００６１】
（実施の形態３）
図３は本発明の実施の形態３に関するレーザ発振装置の構成図である。図３（ａ）はレーザビームの進行方向に対して直角方向の装置断面を示した図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ方向の装置断面を示した図、図３（ｃ）は図３（ａ）のＢ方向の装置断面を示した図である。なお、実施の形態１、２で説明した構成と同じ構成については同じ符号を付与してその説明を省略する。
【００６２】
本実施の形態３と実施の形態１とで異なる点は、レーザガス流路１のレーザガスの循環方向のチャンバー２から熱交換器３の間の位置に設けた第２の電極１８、１９と、この第２の電極１８、１９に直流でパルス出力可能な第２の電源２０から第２の放電手段を構成し、第２の電極１８、１９で挟まれた第２の放電空間２１に流れる第２の直流電流方向２２に対して第２の磁界方向２３が直角方向になるように第２の磁界発生装置２４を配置し、その直流電流方向２２と磁界方向２３とレーザガス流れ４の方向は３軸方向に互いに直交し、直流電流方向２２とレーザガス流れ４の方向に合わせて磁界方向２３を決めるようにしていることである。
【００６３】
この構成は、光共振用の放電空間８とは別にレーザガス移動のための電磁力を発生させるための第２の放電空間２１を設けていることにより、光共振用の放電強度と電磁力発生のための放電強度とを分離でき、自由度の高いよりフレキシブルな制御を行う事が可能となる。
【００６４】
（実施の形態４）
図４は本発明の実施の形態４に関するレーザ発振装置の構成図である。図４（ａ）はレーザビームの進行方向に対して直角方向の装置断面を示した図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ方向の装置断面を示した図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ方向の装置断面を示した図である。なお、実施の形態１、２、３で説明した構成と同じ構成については同じ符号を付与してその説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態４と実施の形態２とで異なる点は、レーザガス流路１のレーザガスの循環方向のチャンバー２から熱交換器３の間の位置に設けた第２の電極１８、１９と、この第２の電極１８、１９に直流でパルス出力可能な第２の電源２０から第２の放電手段を構成し、第２の電極１８、１９で挟まれた第２の放電空間２１に流れる第２の直流電流方向２２に対して第２の磁界方向２３が直角方向になるように第２の磁界発生装置２４を配置し、その直流電流方向２２と磁界方向２３とレーザガス流れ４の方向は３軸方向に互いに直交し、直流電流方向２２とレーザガス流れ４の方向に合わせて磁界方向２３を決めるようにしていることである。
【００６６】
この構成は、光共振用の放電空間８とは別にレーザガス移動のための電磁力を発生させるための第２の放電空間２１を設けていることにより、光共振用の放電強度と電磁力発生のための放電強度とを分離でき、自由度の高いよりフレキシブルな制御を行う事が可能となる。
【００６７】
また、ガス温度がレーザ発振に適した２００℃以下に保たれるように放電電流値および磁界のいずれか、あるいは両方を最適値に制御し、電磁力を変える事が出来るものである。
【００６８】
なお、本実施の形態ではレーザガス温度をガス温度検出手段１６で検出しているが、例えば、電源７の出力状態を検出してレーザガス温度の代わりとしてもよい。その場合は、電源７の出力状態とレーザガスの温度上昇の関係を予め測定して、そのデータベースを用いる。
【００６９】
また、本実施の形態ではレーザガス温度をガス温度検出手段１６で検出しているが、例えば、レーザ出力の指定値を検出してレーザガス温度の代わりとしてもよい。その場合は、レーザ出力の指定値とレーザガスの温度上昇の関係を予め測定して、そのデータベースを用いる。
【００７０】
さらに、実施の形態１と実施の形態４、実施の形態２と実施の形態３を組み合わせても、いっそうの効果がある。
【００７１】
以上の構成の本発明の実施の形態にかかるガスレーザ発振装置は、図６に示すガスレーザ加工機に使用可能であり、その概略構成を図６を参照しながら説明する。
【００７２】
この図に於いて、上述した本発明の実施の形態にかかるガスレーザ発振装置から出力したレーザビーム１０８（各実施の形態の説明では符号１１）をワーク１１６方向へ進行方向を反射鏡１１５で反射することにより変更し、トーチ１１７内部に備えられた集光レンズ１１８によって前記レーザビーム１０８を高密度のエネルギビームに集光して、ワーク１１６に照射する。
【００７３】
なお、ワーク１１６は加工テーブル１１９上に固定されており、トーチ１１７をＸ軸モータ１２０あるいはＹ軸モータ１２１によって、ワーク１１６に対して相対的に移動する事で、所定の形状の加工を行うように構成している。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明によれば、送風機によるガス循環冷却を行わずにガスレーザの大出力化を容易に実現でき、大幅なイニシャルおよびランニングコストを可能にできる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】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態４に関するガスレーザ発振装置の構成図
【図５】従来のガスレーザ発振装置の構成図
【図６】ガスレーザ加工機の構成図
【図７】従来のスラブ型拡散冷却方式における光共振器部の構成図
【図８】軸流型ガスレーザ発振装置における光共振器部の構成図
【符号の説明】
【００７６】
１ レーザガス流路
２ チャンバー
３ 熱交換器
４ レーザガスの流れる方向
５、６ 電極
７ 電源
８ 放電空間
９ 全反射鏡
１０ 部分反射鏡
１１ レーザビーム
１２ 磁界発生手段
１３ 直流電流方向
１４ 磁界方向
１５ 磁界制御装置
１６ ガス温度検出手段
１７ 電磁力制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段と、前記レーザガス流路に配置した熱交換器を備え、前記放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための磁界発生手段を設けたガスレーザ発振装置。
【請求項２】
前記磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する磁界制御装置を設けた請求項１記載のガスレーザ発振装置。
【請求項３】
前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記磁界制御装置に信号を出力する電磁力制御装置を設けた請求項２記載のガスレーザ発振装置。
【請求項４】
レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段と、前記レーザガス流路に配置した熱交換器を備え、前記レーザガス流路のレーザガスの循環方向の前記チャンバーから前記熱交換器の間の位置に第２の放電手段を設け、前記第２の放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための第２の磁界発生手段を設けたガスレーザ発振装置。
【請求項５】
前記第２の磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する第２の磁界制御装置を設けた請求項４記載のガスレーザ発振装置。
【請求項６】
前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記第２の磁界制御装置に信号を出力する第２の電磁力制御装置を設けた請求項５記載のガスレーザ発振装置。
【請求項７】
レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段と、前記レーザガス流路に配置した熱交換器を備え、前記放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための磁界発生手段を設けたガスレーザ発振装置を用い、ワークを載置するテーブルと、前記ガスレーザ発振装置から出力したレーザビームを前記ワークの方向に進行方向を変更する光学手段と、前記レーザビームを高密度のエネルギビームに集光する集光手段を内部に配置したトーチと、前記ワークとトーチを相対移動させる駆動手段を備えたガスレーザ加工機。
【請求項８】
前記磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する磁界制御装置を設けた請求項７記載のガスレーザ加工機。
【請求項９】
前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記磁界制御装置に信号を出力する電磁力制御装置を設けた請求項２記載のガスレーザ加工機。
【請求項１０】
レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段と、前記レーザガス流路に配置した熱交換器を備え、前記レーザガス流路の前記チャンバー以外の位置に第２の放電手段を設け、前記第２の放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための第２の磁界発生手段を設けたガスレーザ発振装置を用い、ワークを載置するテーブルと、前記ガスレーザ発振装置から出力したレーザビームを前記ワークの方向に進行方向を変更する光学手段と、前記レーザビームを高密度のエネルギビームに集光する集光手段を内部に配置したトーチと、前記ワークとトーチを相対移動させる駆動手段を備えたガスレーザ加工機。
【請求項１１】
前記第２の磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する第２の磁界制御装置を設けた請求項１０記載のガスレーザ加工機。
【請求項１２】
前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記第２の磁界制御装置に信号を出力する第２の電磁力制御装置を設けた請求項１１記載のガスレーザ加工機。
【請求項１】
レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段と、前記レーザガス流路に配置した熱交換器を備え、前記放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための磁界発生手段を設けたガスレーザ発振装置。
【請求項２】
前記磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する磁界制御装置を設けた請求項１記載のガスレーザ発振装置。
【請求項３】
前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記磁界制御装置に信号を出力する電磁力制御装置を設けた請求項２記載のガスレーザ発振装置。
【請求項４】
レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段と、前記レーザガス流路に配置した熱交換器を備え、前記レーザガス流路のレーザガスの循環方向の前記チャンバーから前記熱交換器の間の位置に第２の放電手段を設け、前記第２の放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための第２の磁界発生手段を設けたガスレーザ発振装置。
【請求項５】
前記第２の磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する第２の磁界制御装置を設けた請求項４記載のガスレーザ発振装置。
【請求項６】
前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記第２の磁界制御装置に信号を出力する第２の電磁力制御装置を設けた請求項５記載のガスレーザ発振装置。
【請求項７】
レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段と、前記レーザガス流路に配置した熱交換器を備え、前記放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための磁界発生手段を設けたガスレーザ発振装置を用い、ワークを載置するテーブルと、前記ガスレーザ発振装置から出力したレーザビームを前記ワークの方向に進行方向を変更する光学手段と、前記レーザビームを高密度のエネルギビームに集光する集光手段を内部に配置したトーチと、前記ワークとトーチを相対移動させる駆動手段を備えたガスレーザ加工機。
【請求項８】
前記磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する磁界制御装置を設けた請求項７記載のガスレーザ加工機。
【請求項９】
前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記磁界制御装置に信号を出力する電磁力制御装置を設けた請求項２記載のガスレーザ加工機。
【請求項１０】
レーザガスを循環するレーザガス流路と、前記レーザガス流路に配置したチャンバーと、前記チャンバー内に配置した放電手段と、前記レーザガス流路に配置した熱交換器を備え、前記レーザガス流路の前記チャンバー以外の位置に第２の放電手段を設け、前記第２の放電手段による電流の流れる方向と直行方向に磁界を印加するための第２の磁界発生手段を設けたガスレーザ発振装置を用い、ワークを載置するテーブルと、前記ガスレーザ発振装置から出力したレーザビームを前記ワークの方向に進行方向を変更する光学手段と、前記レーザビームを高密度のエネルギビームに集光する集光手段を内部に配置したトーチと、前記ワークとトーチを相対移動させる駆動手段を備えたガスレーザ加工機。
【請求項１１】
前記第２の磁界発生手段として電磁石を用い、前記電磁石に供給する電力を制御して磁界強度を可変する第２の磁界制御装置を設けた請求項１０記載のガスレーザ加工機。
【請求項１２】
前記放電手段の近傍にガス温度検出手段と、前記ガス温度検出手段からの信号を入力して前記第２の磁界制御装置に信号を出力する第２の電磁力制御装置を設けた請求項１１記載のガスレーザ加工機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２１２５５５（Ｐ２０１０−２１２５５５Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５９０９２（Ｐ２００９−５９０９２）
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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