JPH0523560U - レーザ発振器の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却系内気泡残留によるレーザ出力の低下を
防止する目的から冷却系内に空気層を持たせないレーザ
発振器の冷却装置を得る。 【構成】 冷却水タンク８の上部の上面カバー１３にベ
ローズ２２と冷却液注入口１２を配し、冷却液注入口１
２が最も高くなる姿勢のもとで冷却水２０を充填する構
成とした。 【効果】 上記姿勢のもとで冷却液注入口付近に気泡を
集めると共に、ベローズの伸縮性を利用して空気層を冷
却系内部から除去することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、レーザ発振器における液体を用いた冷却装置の構造に関するもの である。

【０００２】

【従来の技術】

図３、図４は従来装置の構造を示す図であり、図３は従来装置の全体構成図、 図４（ａ）は従来装置の姿勢９０゜変化時の冷却タンク内の冷却水状態を示す図 、図４（ｂ）は従来装置の姿勢４５゜変化時の冷却水タンク内の冷却水状態を示 す図であり、図において１は高電圧回路に電極２を介して接続されたフラッシュ ランプ、３は上記フラッシュランプ１に近接して平行に配されたＹＡＧロッド、 ４は上記フラッシュランプ１とＹＡＧロッド３の周囲を包むように配された反射 筒、５は上記フラッシュランプ１、ＹＡＧロッド３、反射筒４をその内部にアセ ンブリすると共に、キャビティ冷却液出口６とキャビティ冷却液入口７を有する キャビティ、８は上記キャビティ冷却液入口７側の第１の配管９に接続され、そ の下部にタンク冷却液出口１０、その上部にタンク冷却液入口１１を有する円筒 状の冷却水タンク、１２は上記冷却水タンク８の上面カバー１３に配された冷却 液注入口、１４は上記冷却水タンク８円筒面周囲に配された板状放熱フィン、１ ５は上記冷却水タンク８の側方に配された冷却ファン、１６は上記冷却ファン１ ５と板状放熱フィン１４を包むエアダクト、１７は上記キャビティ冷却液出口６ とタンク冷却液入口１１の間に配されたポンプ、１８は上記冷却水タンク８と上 記ポンプ１７を接続する第２の配管、１９は上記キャビティ５と上記ポンプ１７ を接続する第３の配管、２０は冷却系全体に充填され上記タンク冷却液出口１１ と上記上面カバー１３の中ほどに水位を持つ冷却水、２１は上記冷却水タンク８ 内の空気層である。

【０００３】 従来のレーザ発振器の冷却装置は上記のように構成されており、まず、高電圧 回路に接続された上記フラッシュランプ１が発光し、上記反射筒４を介して上記 ＹＡＧロッド３に集光される。上記ＹＡＧロッド３においては集光されたエネル ギーがある一定状態に達すると、ＹＡＧロッドの端面からパルス状にレーザ光が 発振される。以上がレーザ発振の基本動作であり、レーザ発振が繰り返されると 、上記キャビティ５の内部では集中的に大量の熱が発生し、その発熱密度から直 接液冷にて放熱システムを形成する必要が生じる。 本構造において、上記フラッシュランプ１、ＹＡＧロッド３、反射筒からの熱 は上記ポンプ１７によって循環されている冷却水２０により、上記キャビティ冷 却液出口６を通って選び出され、上記第３の配管１９、ポンプ１７、第２の配管 １８、タンク冷却液入口１１を通って上記冷却水タンク８内に達する。図中の矢 印は冷却水の流れ方向を示す。 上記冷却水タンク８の円筒面周囲には多くの放熱表面積を有する板状放熱フィ ン１４が配されており、上記冷却水２０からの熱は上記冷却水タンク８の壁面を 通って上記板状放熱フィン１４に伝導され、上記冷却ファン１５により吸入され た冷却風により外部へ放熱される。ここで上記エアーダクト１６は冷却ファン１ ５により押し込まれた冷却風を効率よく上記板状放熱フィン１４に当てる働きを している。図中矢印は冷却風の方向を示す。 熱放散されて温度が低くなった上記冷却水２０は上記タンク冷却液出口１０よ り上記第１の配管９を通って上記キャビティ冷却液入口１７より再び上記キャビ ティ５内に送り込まれる事で冷却システムを形成している。 また、上記冷却水２０の液体膨張を本装置内で吸収する必要があり、この為、 上記冷却水タンク８の内部には一定量の空気層２１を確保する構造となっている 。 ところで、レーザ発振器のレーザ出力効率低下の一因として上記キャビティ５ 内に気泡が残留することが挙げられる。これは、特に上記フラッシュランプ１、 ＹＡＧロッド３、反射筒４の周囲に気泡が付着した場合、レーザ光の透過率が低 下し、ＹＡＧロッド３に集められる光エネルギーが少なくなる事、及び気泡付着 が原因となってＹＡＧロッド３自身の冷却効率が低下して温度上昇を起こす事、 以上の２点よりレーザ出力の低下をきたすことになる。 この為、レーザ発振器の冷却システムはキャビティの気泡混入を防ぐ構造とな っている事が重要であり、本装置においても上記冷却水２０の水位は上記タンク 冷却液出口１１の先端部分より上方に位置するようになっており、例えば図４（ ａ）（ｂ）に示すようにレーザ測距装置値全体姿勢が変化し、冷却水タンクの角 度が変化した際も上記空気層２１は上記タンク冷却液出口１１の先端部分より上 方に位置するようになっており、姿勢変化があっても気泡が上記キャビティ５内 に戻ってゆかない構造となっている。 尚、上記冷却水タンク８の上方には上面カバー１３があり、ここに備えられた 冷却液注入口１２より冷却水２０を注入する構造となっている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

従来のレーザ発振器の冷却装置は以上のように構成されているので、レーザ測 距装置全体の姿勢が急激に変化した場合や、車両に搭載し振動外力が加わった場 合に冷却タンク内の空気層が一瞬冷却水内に混入する状態が起きる。その為、ポ ンプにより循環されている冷却水に気泡が混入したままキャビティ内に冷却水が 送り込まれ、ＹＡＧロッド等に気泡が付着することとなり、結果的にレーザ出力 の低下を引き起こすという課題があった。

【０００５】 この考案はかかる課題を解決する為になされたもので、レーザ出力の低下を招 くことのないレーザ発振器の冷却装置を提案するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この考案に係るレーザ発振器の冷却装置は、冷却水タンクの上部にベローズを 付加するとともに、ポンプを駆動させながらベローズと冷却液注入口を用いて気 泡を除去する構造としたものである。

【０００７】

【作用】

この考案においては、ベローズが冷却装置内の冷却水の液体膨張を吸収する働 きをすると共に、冷却装置に冷却水を注入し、冷却系内部に残留している気泡を 順次冷却タンク内に集めた後、圧力差とベローズの伸縮を利用して冷却液注入口 から除去する。

【０００８】

【実施例】

実施例１． 図１、図２はこの考案の一実施例を示すものであり、図１は装置の全体構成図 、図２は空気層除去時を示す図であり、１〜２１は上記従来装置と全く同一のも のである。２２は上記上面カバー１３に配されたベローズである。

【０００９】 上記のように構成されたレーザ発振器の冷却装置においては、まず図２に示す ように装置全体を傾斜させた姿勢とする。 そして、上記冷却液注入口１２から冷却水２０を装置内に注入した後、上記冷 却液注入口１２のキャップを閉じた状態で上記ポンプ１７を作動させる。すると 本装置内の上記キャビティ５の内部や、上記ポンプ１７や上記第３の配管１９等 装置の各部に残留していた気泡は、上記タンク冷却液入口１１から冷却水タンク ８内に入り、図２に示すように上記冷却液注入口１２付近に空気層となって集め られる。 この時、上記ポンプ１７の吐出側となっている上記第２の配管１８、及び上記 冷却水タンク８の内部は圧力が高い状態となっており、その為に上記ベローズ２ ２も自由高さ状態より内部圧力が高い分だけ伸長した状態となっている。 この状態で上記冷却液注入口１２のキャップを緩めると瞬時に内圧が解放され 、上記ベローズ２２が自由高さに復帰すると同時に上記冷却液注入口１２のキャ ップ部分から瞬間的に上記冷却液注入口１２付近に集まっていた空気が排出され る。この後必要な冷却水２０を冷却液注入口１２から補充し、この動作を２〜３ 回くり返す。これにより本装置内の空気層は完全に除去されることになる。 また、冷却系内が完全に冷却水だけとなった後、冷却水の液体膨張分は上記ベ ローズ２２が伸長することにより吸収する。

【００１０】

【考案の効果】

この考案は以上説明したとおり、ベローズを用い圧力差を利用して装置内に空 気層を持たない冷却システムとしたので、レーザ出力の低下を防止でき高出力の 安定したレーザ測距装置が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す装置の全体構成図で
ある。

【図２】この考案の一実施例を示す空気層除去時を示す
図である。

【図３】従来装置の全体構成図である。

【図４】従来装置の姿勢変化時の冷却水状態を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ フラッシュランプ ２ 電極 ３ ＹＡＧロッド ４ 反射筒 ５ キャビティ ６ キャビティ液出口 ７ キャビティ液入口 ８ 冷却水タンク ９ 第１の配管 １０ タンク液出口 １１ タンク液入口 １２ 冷却液注入口 １３ 上面カバー １４ 板状放熱フィン １５ 冷却ファン １６ エアーダクト １７ ポンプ １８ 第２の配管 １９ 第３の配管 ２０ 冷却水 ２１ 空気層 ２２ ベローズ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧回路に電極を介して接続されたフ
   ラッシュランプ、上記フラッシュランプに近接して並行
   に配されたＹＡＧロッド、上記フラッシュランプとＹＡ
   Ｇロッドの周囲を包むように配された反射筒、上記フラ
   ッシュランプ、ＹＡＧロッド、反射筒をその内部にアセ
   ンブリすると共にキャビティ冷却液出口とキャビティ冷
   却液入口を有するキャビティ、上記キャビティ冷却液入
   口側の第１の配管に接続され、その下部にタンク冷却液
   出口、その上部にタンク冷却液入口、その円筒面周囲に
   板状放熱フィンを有する円筒状の冷却水タンク、上記冷
   却水タンクの上面カバーに配された冷却液注入口、同様
   に上記上面カバーに配されたベローズ、上記冷却水タン
   クの側方に配された冷却ファン、上記冷却ファンと板状
   放熱フィン部分を包むエアーダクト、上記キャビティ冷
   却液出口とタンク冷却液入口の間に配されたポンプ、上
   記冷却水タンクと上記ポンプを接続する第２の配管、上
   記キャビティと上記ポンプを接続する第３の配管、冷却
   系全体に充填された冷却水により構成されたことを特徴
   とするレーザ発振器の冷却装置。