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公開番号2024058061
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-25
出願番号2022165182
出願日2022-10-14
発明の名称レーザ旋回装置およびレーザ加工装置
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B23K 26/082 20140101AFI20240418BHJP(工作機械;他に分類されない金属加工)
要約【課題】中空モータでプリズムを保持し、かつ回転させる形態について、プリズムを効率よく冷却できるけるレーザ旋回装置を提供することを目的とする。
【解決手段】レーザ旋回装置(40)は、入射されるレーザ光(LB)を光軸(OA)に対して屈折させるプリズム(41)と、プリズム(41)を中空部分に回転可能に保持する回転電機(43)と、を備える。
回転電機(43)は、プリズム(41)を保持するロータ(44)と、ロータ(44)の周囲に設けられ、ロータ(44)に対して磁界を印加する電磁コイル(47)と、ロータ(44)の周囲に設けられ、電磁コイル(47)の収容領域を有するステータ(46)と、電磁コイル(47)とプリズム(41)との間に設けられる、ロータ(44)の軸方向(AD)および周方向(CD)に連なる第1冷却媒体流路(51,54)と、を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
入射されるレーザ光を光軸に対して屈折させるプリズムと、
前記プリズムを中空部分に回転可能に保持する回転電機と、を備え、
前記回転電機は、
前記プリズムを保持するホルダと、
前記ホルダを保持するロータと、
前記ロータの周囲に設けられ、前記ロータに対して磁界を印加する電磁コイルと、
前記ロータの周囲に設けられ、前記電磁コイルの収容領域を有するステータと、
前記ホルダと前記ロータとの間に設けられる、前記ロータの軸方向および周方向に連なる第１冷却媒体流路と、
を備えるレーザ旋回装置。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記プリズムは、前記ホルダを介して前記ロータに保持され、
前記第１冷却媒体流路は、前記ホルダに設けられる、
請求項１に記載のレーザ旋回装置。
【請求項３】
前記プリズムは、前記ホルダを介して前記ロータに保持され、
前記第１冷却媒体流路は、少なくとも一部が前記ホルダと前記プリズムとの間に設けられることで、前記プリズムに直に臨む、
請求項１に記載のレーザ旋回装置。
【請求項４】
前記ステータの前記収容領域において前記電磁コイルを取り囲み、
前記軸方向および前記周方向に連なる第２冷却媒体流路を備える、
請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のレーザ旋回装置。
【請求項５】
前記ステータは、前記周方向に連なる外周壁を備え、
前記外周壁の肉厚部分に前記軸方向および前記周方向に連なる第３冷却媒体流路を備える、
請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のレーザ旋回装置。
【請求項６】
レーザ光を出力するレーザ発振器と、
前記レーザ光を旋回させつつ加工対象物に向けて照射する照射ヘッドと、を備え、
前記照射ヘッドは、
前記レーザ光を前記加工対象物に対して旋回させるレーザ旋回部と、
前記レーザ旋回部で旋回された前記レーザ光を集光させる集光光学系と、を備え、
前記レーザ旋回部は、
入射される前記レーザ光を光軸に対して屈折させるプリズムと、
前記プリズムを中空部分に回転可能に保持する回転電機と、を備え、
前記回転電機は、
前記プリズムを保持するホルダと、
前記ホルダを保持するロータと、
前記ロータの周囲に設けられ、前記ロータに対して磁界を印加する電磁コイルと、
前記ロータの周囲に設けられ、前記電磁コイルの収容領域を有するステータと、
前記ホルダと前記ロータとの間に設けられる、前記ロータの軸方向および周方向に連なる第１冷却媒体流路と、
を備えるレーザ加工装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザ加工装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
レーザ加工装置は、レーザ光を加工対象物に照射して加工する装置であって、加工対象物に対して、切断加工、穴あけ加工等の各種加工を行うことができる。レーザ加工装置は、加工の最中にレーザ照射ヘッドを構成する光学系、例えばプリズムが発熱する。この発熱によって光学系に熱変形が生ずるとレーザ光の軌跡にずれが生ずる。そこで、一例として特許文献１に記載されるように、レーザ照射ヘッドに冷却機構を設ける。特許文献１は、プリズムの周囲に冷却機構を設けることを開示する。特許文献１は、中空モータで回転されるスピンドルによりプリズムが回転し、レーザ光を旋回させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１６１９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
回転電機としての中空モータを用いる場合、ロータでプリズムを保持し、かつ回転させる形態もあるが、この形態における冷却機構について特許文献１は開示するところがない。
以上より、本開示は、中空モータでプリズムを保持し、かつ回転させる形態について、プリズムを効率よく冷却できるけるレーザ旋回装置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】
【０００５】
本開示のレーザ旋回装置は、入射されるレーザ光を光軸に対して屈折させるプリズムと、プリズムを中空部分に回転可能に保持する回転電機と、を備える。
回転電機は、プリズムを保持するホルダと、ホルダを保持するロータと、ロータの周囲に設けられ、ロータに対して磁界を印加する電磁コイルと、ロータの周囲に設けられ、電磁コイルを収容する収容領域を有するステータと、ホルダとロータとの間に設けられる、ロータの軸方向および周方向に連なる第１冷却媒体流路と、を備える。
【０００６】
本開示に係るレーザ加工装置は、レーザ光を出力するレーザ発振器と、レーザ光を旋回させつつ加工対象物に向けて照射する照射ヘッドと、を備える。
照射ヘッドは、レーザ光を加工対象物に対して旋回させるレーザ旋回部と、レーザ旋回部で旋回されたレーザ光を集光させる集光光学系と、を備える。
レーザ旋回部は、入射されるレーザ光を光軸に対して屈折させるプリズムと、プリズムを中空部分に回転可能に保持する回転電機と、を備える。
回転電機は、プリズムを保持するホルダと、ホルダを保持するロータと、ロータの周囲に設けられ、ロータに対して磁界を印加する電磁コイルと、ロータの周囲に設けられ、電磁コイルを収容する収容領域を有するステータと、ホルダとロータとの間に設けられる、ロータの軸方向および周方向に連なる第１冷却媒体流路と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、電磁コイルとプリズムとの間に第１冷却媒体流路を備える。したがって、本開示によれば、電磁コイルが発熱しても第１冷却媒体流路がプリズム４１への遮熱をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係るレーザ加工装置の概略構成を示す図である。
第１実施形態に係るレーザ旋回部を示す縦断面図である。
図２のIII－III線矢視断面図である。
第２実施形態に係るレーザ旋回部を示す縦断面図である。
図４のＶ－Ｖ線矢視断面図である。
第３実施形態に係るレーザ旋回部を示す縦断面図である。
図６のＶII－ＶII線矢視断面図である。
第４実施形態に係るレーザ旋回部を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら、実施形態に係るレーザ加工装置１説明する。
レーザ加工装置１は、レーザ光ＬＢを旋回させるレーザ旋回部４０に用いられているプリズム４１を冷却するための冷却媒体流路（冷却機構）を備える。本実施形態における冷却媒体流路は複数の形態を含むが、冷却媒体流路を除いたレーザ加工装置１の基本構成は共通している。レーザ加工装置１の基本構成を説明した後に、複数の冷却媒体流路の例を順に説明する。
【００１０】
［レーザ加工装置１の基本構成：図１を参照］
レーザ加工装置１は、図１に示すように、レーザ光ＬＢを出力するレーザ発振器１０と、レーザ発振器１０から出力されるレーザ光ＬＢを旋回させつつ加工対象物に向けて照射する照射ヘッド２０と、を備える。レーザ発振器１０および照射ヘッド２０は図示を省略するコントローラによりその動作が制御される。
レーザ発振器１０と照射ヘッド２０の間には、レーザ発振器１０から出力されたレーザを照射ヘッド２０へ案内する案内光学系１５としての光ファイバが設けられる。この案内光学系１５は、一方の端部がレーザ発振器１０のレーザ出射口と接続され、他方の端部が照射ヘッド２０のレーザ入射端と接続される。
（【００１１】以降は省略されています）

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