JPH0410482A - ガスレーザ発振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、放電管の軸方向と光軸方向が一致したガスレ
ーザ発振装置に関するものであり、特に最も信頼性の高
いガスレーザ発振装置に関する。

従来の技術 従来のガスレーザ発振装置の概略の構造を第４図ａおよ
びｂに示す。同図ａにおいて、１１はガラスなどの誘電
体よりなる放電管であり、１２および１３は放電管１１
の内部に設けられた金属電極である。１４は電極１２お
よび１３に接続された高電圧電源であり、たとえば３０
ＫＶの電圧を一対の電極１２および１３間に印加してい
る。１６は電極１２および１３間にはさまれた放電管１
１内の放電空間である。１６は全反射鏡、１７は部分反
射鏡であり、この全反射鏡１６および部分反射鏡１了は
放電空間１５の両端に固定配置され、光共振器を形成し
ている。１８は部分反射鏡１７より出力されるレーザビ
ームである。１９で示す矢印はレーザガスの流れる方向
であり、軸流型レーザ装置の中を循環している。２０は
送気管であり、２１および２２は放電空間１５における
放電により、またレーザガスを循環させるだめの送風機
２３により温度上昇したレーザガスの温度を下げるだめ
の熱交換器である。

なお、送風機２３により放電区間１５にて約１ｏＯｍ／
ＳｅＣ程度の流速を有するガス流を得る必要がある。

上記従来の軸流型レーザ発振装置において、次にその動
作について説明する。

まず一対の金属電極１２および１３に高電圧電源１４か
ら高電圧を印加し、放電空間１６にグロー状の放電を発
生させる。放電空間１５を通過するレーザガスは、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１６および部分反射鏡１７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１７からレ
ーザビーム１８が出力される。このレーザビーム１８が
１７−ザ加工等の用途に用いられる。

第４図すは、高電圧電源１４の構成を示すものであり、
高電圧電源１４は、高周波トランス２４、スイッチング
電源２６、直流平滑回路素子２６で構成されている。こ
こでスイッチング電源２６は高周波トランス２４の１次
側巻線に接続され、電力を供給している。

第６図は高周波トランス２４の構造を示すものであり、
フェライトコア２７のまわりの１次側巻線２８と２次側
巻線２９は隣接しており、１次側巻線２８が数十ターン
および２次側巻線２９が数千ターン以上巻かれており、
２次側巻線２９は乱巻構造となっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、自動巻線機により高
速巻線をおこなった場合、２次側巻線２９の線材に被覆
されている被膜の強度不足により２次側巻線２９間での
摩擦などによって被膜が剥離し、絶縁破壊が生じ高周波
トランス２４の破壊を引き起こしていた。また特に２次
側巻線２９の巻数が数千ターンと非常に多いため２次側
巻線２９間の浮遊容量により電力伝送損失が非常に犬き
く、発熱によって高周波トランス２４が劣化するという
課題があった。

さらに、１次側巻線２８と２次側巻線２９が隣接してい
るため、１次側巻線２８と２次側巻線２９との間で絶縁
破壊が発生するという課題も生じていた。

本発明はこのような従来の課題を解決するものであり、
信頼性の極めて高いガスレーザ発振装置を提供すること
を目的とする。

課題を解決するだめの手段 本発明は、上記目的を達成するために高電圧電源の出力
トランスを高周波トランスとし、高周波トランスの２次
側巻線を複数分割巻構造とし、かつ各分割ブロックの巻
数を一定の巻線比で巻き上げたものである。

作用 したがって本発明によれば、高電圧電源の出力トランス
を高周波トランス構造とし、その２次側巻線を複数分割
巻構造とし、さらに各分割ブロックの巻数を一定の巻線
比で巻き上げることにより、高周波トランスの絶縁破壊
不良や発熱が少なく高効率で信頼性のきわめて高いガス
レーザ発振装置が得られるものである。

実施例 第１図は、本発明の一実施例のガスレーザ発振装置にお
ける高周波トランス１の構造を示すものであり、１次側
巻線２の外周に、２次側巻線３がフェライトコア４に合
成樹脂等からなるボビン５を介して同軸に巻いである。

さらに２次側巻線３はボビン６に設けられている各分割
ブロック６に交互に巻数をかえて巻いである構造により
、（例えば図に示すように１ｏｏターンのとなりは１タ
一ン巻線をまくことにより）２次側巻線３の各分割ブロ
ック６に巻かれた各巻線間の空間絶縁距離ｌが確保でき
、絶縁破壊による巻線の損傷が防止できる。また、放熱
表面積も拡大するため発熱による絶縁劣化も防止できる
。さらに２次側巻線３の分割に巻かれた各巻線間の浮遊
容量も減少し電力伝送効率も向上する。

さらにまたボビン５を介して巻線された同軸巻構造の１
次側巻線２と２次側巻線３との間隔ｍを２ｏｍｍ以下と
することにより、１次側巻線２と２次側巻線３との間で
の絶縁破壊も発生しなくなる。

ここで２０ｍｍ以下に制限したのは、２０ｍｍより間隔
がひろがると漏れインダクタンスの増加により高周波ト
ランスの電力伝送効率が著しく低下し第２図に示すよう
に性能維持が不可能となるためである。

第３図は、ボビン５に設けられた分割ブロック６に巻線
されている巻数の比と不良率との関係を示した図である
。図に見られるように、１００対１から１０００対１の
範囲で不良が激減している。

巻線比が１０００対１未満で不良率が増加しているのは
、１つの分割ブロック６に巻線されている巻数が多すぎ
、分割ブロック６内の巻線間で絶縁破壊が起こっている
ためである。

また、１００対１を超える巻線比になると分割ブロック
６の数を多くしなければならず高周波トランス１自体が
巨大になり現実的でない。

発明の効果 以上の実施例から明らかなように本発明によれば、高周
波トランスの２次側巻線を分割ブロックを用いた複数分
割巻構造とし、各分割ブロック間の巻数を交互に増減さ
せて巻線することにより、また同軸巻構造の１次側巻線
と２次側巻線の間隔に一定の距離を設けることにより、
空間絶縁距離を確保し巻線間の絶縁破壊および巻線の発
熱を防止し、安定したレーザビームを発生するガスレー
ザ発振装置を提供でき、信頼性向上に優れた効果を発揮
するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のガスレーザ発振装置におけ
る高周波トランスの要部断面図、第２図は本実施例にお
ける距離ｍと電力伝送効率との関係図、第３図は同実施
例における巻線比と不良率の関係図、第４図（＆）はガ
スレーザ発振装置の要部構成図、第４図（ｂ）は高電圧
電源の構成図、第５図は従来のガスレーザ発振装置にお
ける高周波トランスの要部断面図である。 １・・・・・・高周波トランス、２・・・・・・１次側
巻線、３・・・・・・２次側巻線、６・・・・・・分割
ブロック、１１・・・・・・放電管、１２．１３・・・
・・・金属電極、１４・山・・高電圧電源、２３・・・
・・・送風機。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名３−
・−２；ズ便Ｊ措 第　２　図 三　＾創（Ｉｒ１ｍ） ■線化 ずず・−一方ｘｔｆｆ ｆり、１５−　企４ｔ″儀 Ｉ４−・−高覧セし原

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁体よりなる放電管内にその光軸方向に送風機
   によりレーザガスを流し、前記放電管の両端に設けられ
   た金属電極間に高電圧を印加し、前記放電管内に放電を
   発生させ、この放電をレーザ励起源として前記放電管の
   軸方向にレーザビームを発生するガスレーザ発振装置に
   おいて、前記高電圧を発生する高電圧電源の出力トラン
   スを高周波トランスとし、前記高周波トランスの２次側
   巻線を複数分割巻構造とし、かつ各分割ブロックの巻数
   を一定の巻線比で巻き上げた高周波トランス構造を備え
   たガスレーザ発振装置。
2. （２）１ブロックごとの巻数の巻線比１００対１から１
   ０００対１の範囲とした請求項１記載のガスレーザ発振
   装置。
3. （３）高周波トランスの１次側巻線と２次側巻線を同軸
   巻とし、かつ１次側巻線と２次側巻線との間隔を２０ｍ
   ｍ以下とした請求項１または２記載のガスレーザ発振装
   置。