JPH079405Y2 - Ｈｆエネルギーをレーザーに結合する装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、供給線と、供給線内に位置し、第１のコンデ
ンサ電極と、第２のコンデンサ電極と、２つのコンデン
サ電極の間に位置する誘電体とを有するコンデンサと、
誘電体レーザー管を包囲する２つの冷却される接触電極
と、第２の接触電極と少なくとも電気的に結合される排
出線とを有するHFエネルギーをレーザー区間に容量結合
する装置に関する。

〔従来の技術及び考案が解決しようとする問題点〕

出力レーザー（CO₂レーザー）にはコンデンサを介して
エネルギーが供給される。コンデンサは、出力を正しく
分配するために有用であるといえる。すなわち、キロワ
ツト範囲でエネルギーを伝達することがコンデンサによ
り可能にならなければならない。さらに、レーザーが動
作時に熱くなり、従つて、コンデンサも供給線を介して
光線熱、すなわち熱を受取ることは別として、コンデン
サは熱による変化を受けにくいものでなければならな
い。コンデンサは、また、ガルバーニ分離にも有用であ
る。さらに、振動回路に影響を与えるためにコンデンサ
を関係させることもできる。HFエネルギーの周波数は１
桁台のメガヘルツから数十メガヘルツの範囲、たとえば
5MHzから30MHzの範囲にある。後述する好ましい実施例
は13.5MHzで動作する。

出力レーザーにおいても、レーザーを増々小型化しよう
という努力がなされている。しかしながら、従来の技術
では、サイズは使用すべきコンデンサにより限定されて
いた。レーザー区間を互いに十分に近接して延出させる
ことは不可能である。安全上の理由からも、各レーザー
区間はHFに関して遮蔽されなければならず、この遮蔽
は、実際には、多くの場合に横断面がＵ字形であるカバ
ーにより行なわれる。カバーの大きさは、外方に向かつ
ては、レーザー区間の使用スペースを決定する。コンデ
ンサの位置及び大きさによつて、かなり大きなカバーを
使用しなければならなかつた。これは、コンデンサも遮
蔽部材の内側に配置する必要があるためである。

さらに、当然のことながら、コンデンサは購入して倉庫
に保管しなければならず、また、一定の大きさ段階（容
量にもよる）でしか入手できない構成要素である。

〔考案の概要〕

本考案の目的は、レーザー管（多くの場合、石英ガラス
から形成される）を互いにより近接させることができ、
その結果、レーザー区間の遮蔽部材をも小形に保持する
ことができるように、著しく小形に構成することが可能
である装置を提供することである。

当然のことながら、熱による変化に対する耐性，エネル
ギーの伝達能力及び単純な構成に関して不都合があつて
はならない。

本考案によれば、この目的は実用新案登録請求の範囲第
１項の特徴部分に記載される特徴により達成される。第
１の接触電極のいずれにせよ存在している上面を活用す
ることになる。箔自体は体積に関しては完全に無視して
良く、電気導体経路は−非常に高い剛性をもつものであ
つても−きわめて肉薄である。接触電極には何らかの導
体経路を介してHFエネルギーを供給しなければならない
ので、導体経路自体がさらに負担を増加させることはな
い。接触電極は冷却されているため、このように構成さ
れるコンデンサも冷却され、その結果、あらゆる利点が
得られる。

実用新案登録請求の範囲第２項の特徴により、接触電極
をレーザー管よりごくわずかに短い程度に形成でき、そ
のため、そのような接触電極は10の位の値のセンチメー
トルに達する長さを有し、それに相応して、一部領域を
も長く形成することができるので、比較的大きな容量を
得ることが可能である。その幅方向の広がり−平面にな
るための−は、全く問題とならない。さらに、電極はこ
の長さにわたりエネルギーを供給され、たとえば狭い横
断面を介して接続されるのではないので、接触電極はそ
の全長に沿つてHFに接続されることになる。冷却される
接触電極は−たとえば、薄板条片から形成される電極と
は異なつて−常に非常に丈夫な金属棒であるため、接触
電極は、そのように長いコンデンサを機械的に且つ電気
的に支持する場合も、大きな影響を生じない。

実用新案登録請求の範囲第３項の特徴により、そのよう
な長手方向条片として、多くの場合に長手方向条片の形
で提供される箔を使用し、箔が広すぎるようなときに
は、必要に応じて箔の一方の縁部を切断することができ
る。そのような長手方向条片としては、ロールの形で提
供される箔も適している。

実用新案登録請求の範囲第４項の特徴により、一部領域
は付属するレーザー管と当接しなくなる。すなわち、一
部領域は光線熱を受けなくなり、従つて、冷却状態のま
まである。さらに、接触電極の側面は冷却孔及び冷却用
接続部の形成のために解放されている。接触電極の背面
は他に何の役割をもたないので、背面を平坦に保持する
ことは容易である。また、別の理由により、背面がコン
デンサの形成に使用される場合も、障害はごく少ない。

実用新案登録請求の範囲第５項の特徴により、コンデン
サ電極を形成する領域の離間距離を長くする中断，起伏
等によつてコンデンサが劣化されることがなくなるの
で、容量は最大限となる。

実用新案登録請求の範囲第７項の特徴により、電気導体
経路と接触電極との弧絡は回避される。

実用新案登録請求の範囲第８項の特徴により、背面全体
を箔で被覆するだけで良くなるので、背面の所定領域の
みを箔で被覆しなければならない場合より、コストは安
くなる。特に、このような構成は、箔の片面が自己接着
性である場合に適している。箔が背面には広すぎるとき
にも、接着が完了してから、背面の縁部に合わせて箔を
切断するだけで良いので、全く問題はない。

実用新案登録請求の範囲第９項の特徴により、レーザー
における動作条件に関してエージングに対する耐性が非
常に高い誘電体が得られる。さらに、この種の箔は非常
に細分された、あらゆる段階の厚さで入手できるので、
容量値も微細に段階づけすることが可能である。

実用新案登録請求の範囲第10項の特徴により、導体経路
を箔の上に蒸着等する必要がなくなり、導体経路を構成
に別個の部品として付加することができる。金属形材が
可撓性でなければ、形材は起伏なく箔に密着する。

実用新案登録請求の範囲第11項の特徴により、金属形材
は、たとえばＵ形材を使用した場合などに比べて、背の
低いものとなる。

実用新案登録請求の範囲第12項の特徴により、金属形材
はエネルギーを全長にわたり均一に分配し、箔が貫通又
は侵入するほど押込まれるような突合せ箇所は存在しな
くなる。

実用新案登録請求の範囲第13項の特徴により、接触電極
を大きさの異なる複数の電極として分割することがで
き、それに伴ない、多くの場合に、構成上の利点が得ら
れる。

特に実用新案登録請求の範囲第14項の特徴に関して、レ
ーザー管に沿つて大きさの異なるコンデンサを設けるこ
とが可能になるので、これは重要である。たとえば、上
流側に位置する部分電極が下流側の別の部分電極より薄
い箔を支持するように構成すると、そこでは、より多く
のHFエネルギーを入力結合することができる。これによ
り、別の容量獲得プロセスも実現できる。

実用新案登録請求の範囲第15項の特徴により、金属形材
を第１の接触電極の背面に固定することができると共
に、双方の接触電極をレーザー管に密接に押圧すること
ができる。

実用新案登録請求の範囲第16項の特徴により、この押圧
を対称に行ない、接触電極の互いに対する傾斜が全く起
こらないようにすることができる。

〔実施例〕

以下、添付の図面を参照して本考案の好ましい実施例を
詳細に説明する。

石英ガラスから形成される円筒形のレーザー管11は幾何
学的長手方向軸12に沿つて延出し、その両端部は、それ
ぞれ、ソケツト部13に受入れられている。ガスはレーザ
ー管11の内部を矢印14の方向に流れる。第２図及び第３
図に示すように、レーザー管11の上方には、２つの部分
電極17,18から構成される接触電極16が設けられる。部
分電極17は部分電極18の２倍を越える長さを有する。長
手方向に見ると、それらの部分電極は狭いが、電気的弧
絡を阻止する離間距離をもつて配置される。レーザー管
11の下方には、第１の接触電極16の真向かいに位置する
第２の接触電極19が設けられる。長手方向軸12と同軸で
ある溝21により、接触電極16,19はレーザー管11の上方
周囲領域及び下方周囲領域に密接に当接する。部分電極
17,18と、第２の接触電極19とは中実アルミニウムから
一体に製造されており、冷却用接続部（図示せず）を有
する冷却用孔（図示せず）が設けられる。第３図によれ
ば、接触電極16,19の最も近接する位置にある端面22
は、ほぼ３時と９時の位置（第３図）で、その箇所では
電気的弧絡が確実に起こらないような距離だけ互いに離
間している。第３図において、接触電極16,19の垂直の
側面23は上下にアライメントされ、側方向に見て、互い
にレーザー管11の外径に対応する長さより大きな離間距
離を有する。

第３図によれば、第２の接触電極19の右側の側面23の中
央部には、薄銅板26がねじ24により取付けられている。
この銅板は電気的に質量を有するので、第２の電極19も
質量を有する。

電気を導通せず、熱により変化しないプラスチツクから
形成される３つのヨーク27,28及び29が設けられる。こ
の場合、ヨーク27,28は部分電極17をレーザー管11に対
して引張ると共に、第２の接触電極19の左側領域を引張
り、ヨーク29は右側領域で部分電極18及び第２の接触電
極19を同様にして引張る。各ヨークは２本の長手方向ア
ーム31,32を有し、アームの内面は端面22の領域にある
凹部33を除いて平坦であり、側面23にほぼ当接する。長
手方向アーム31,32の下端部は、第２の接触電極19の側
面23の下部領域にねじ34により固定取付けされる。長手
方向アーム31,32の上端面には、可撓性でない横方向ア
ーム37がねじ36により取付けられる。各ヨーク27,28,29
は、正確にその中心の位置の、幾何学的長手方向軸12の
上方に、それと垂直な締付けねじ38,39,41を有する。

部分電極17,18は、互いに完全にアライメントされた平
坦な背面42,43を有する。背面42の完全に続いた長方形
の面には自己接着性の箔44が貼付されるが、この箔は第
２図には示すことができないほど薄い。背面43には自己
接着性の箔46が貼付されるが、第３図では、その厚さを
ごく誇張して図示している。箔44,46はテトラフルオロ
エチレンから成り、たとえば、テフロン（登録商標）製
の箔が使用される。第１図に示すように、箔44の上には
長手方向軸12に対して対称に、アルミニウムから成る数
ミリメートルの厚さの細長い長方形状断面のいわゆるＩ
形材（平坦材とも呼ばれる）47が配置される。このＩ形
材の右縁部48及び左縁部49は側面23と平行に、従つて、
側面23まで達する長さしかない箔46の対応する縁部と平
行に延出する。縁部48,49と、側面23とは相当に離間し
ている。これと全く同じことがＩ形材47の横方向縁部5
1,52についてもいえる。Ｉ形材47の下面53の面積と、背
面42までの距離と、箔44の誘電特性とはコンデンサの容
量の値を決定する。従つて、背面43のごく一部の領域の
みがコンデンサ電極として作用することになる。

締付けねじ38はＩ形材47の上面をその左側領域において
押圧し、締付けねじ39はＩ形材47の右側領域を押圧す
る。

第１図及び第２図において右側に位置する部分電極18の
背面43にある箔46も、同様の原理に従つて取付けられて
いる。この箔の上には、Ｉ形材47と同様の原理に従つて
構成されたＩ形材54が同様に配置される。すなわち、Ｉ
形材54は前述と同様のアライメントされた縁部48,49
と、横方向縁部51,52と、下面53とを有する。

箔44を横方向縁部56について少し下方に位置づけ且つ箔
46を横方向縁部57について少し下方に位置づけたなら
ば、Ｉ形材47,54を一体に形成すること、すなわち、連
続して形成することができるであろう。

Ｉ形材47の右側端部領域には、薄銅板59がねじ58により
電気的且つ機械的に固定される。当然のことながら、ね
じ58は箔44を貫通しない。薄銅板59はその右側領域でＩ
形材54にもかかつており、HFに関してＩ形材54と接触す
る。薄銅板59はHFを導通する。薄銅板59はヨーク29の横
方向アーム37の下方に延出し、その締付けねじ41は薄銅
板59をＩ形材54に押圧すると共に、薄銅板を箔46にも押
圧する。薄銅板59はＩ形材47,54の厚さの分だけ背面42,
43より高い位置にあるので、弧絡は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、レーザー管に固定された装置の背面の拡大平
面図、 第２図は、第１図の矢印２の方向から見た図、及び 第３図は、第２図の線３−３に沿つた断面をさらに拡大
した図である。 11……レーザー管、16……第１の接触電極、17,18……
部分電極、19……第２の接触電極、27,28,29……ヨー
ク、38,39,41……締付けねじ、44,46……箔、47……Ｉ
形材、54……Ｉ形材、59……薄銅板。

Claims (16)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】供給線と、 供給線内に位置し、第１のコンデンサ電極と、第２のコ
   ンデンサ電極と、２つのコンデンサ電極の間に位置する
   誘電体とを有するコンデンサと、 誘電体レーザー管を包囲する２つの冷却される接触電極
   と、 第２の接触電極と少なくとも電気的に結合される排出線
   と、 を有するHFエネルギーをレーザー区間に容量結合する装
   置において、 ａ）少なくとも第１の接触電極の上面の一部領域は第１
   のコンデンサ電極であること、 ｂ）前記一部領域の上に、コンデンサ誘電体を形成する
   誘電体箔が配置されること、 ｃ）箔の上に、第２のコンデンサ電極を形成する電気導
   体経路が配置されること を特徴とするHFエネルギーをレーザーに結合する装置。
2. 【請求項２】前記一部領域は接触電極に沿つて延出する
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   装置。
3. 【請求項３】前記一部領域は直線状の長手方向構造を有
   する長手方向条片であることを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の装置。
4. 【請求項４】前記一部領域は接触電極の背面の上に位置
   することを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載の装置。
5. 【請求項５】前記一部領域は平坦であることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第４項記載の装置。
6. 【請求項６】箔は自己接着性であることを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第１項記載の装置。
7. 【請求項７】箔は前記一部領域を越えて延出することを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置。
8. 【請求項８】接触電極の背面のほぼ全体が箔で被覆され
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の装置。
9. 【請求項９】箔はテトラフルオロエチレンのような種類
   の材料から成ることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項記載の装置。
10. 【請求項１０】導体経路は可撓性でない金属形材である
    ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
    装置。
11. 【請求項１１】金属形材は、前記一部領域の上に延出す
    るＩ形材であることを特徴とする実用新案登録請求の範
    囲第10項記載の装置。
12. 【請求項１２】金属形材は一体であることを特徴とする
    実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置。
13. 【請求項１３】第１の接触電極は少なくとも２つの部分
    電極を含むことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
    １項記載の装置。
14. 【請求項１４】部分電極上の箔は厚さの異なる部分箔片
    を有することを特徴とする実用新案登録請求の範囲第13
    項記載の装置。
15. 【請求項１５】固定ヨークの締付けねじは金属形材を押
    圧し、固定ヨークは−締付けねじを介して−接触電極を
    レーザー区間を包囲する管に圧接することを特徴とする
    実用新案登録請求の範囲第10項記載の装置。
16. 【請求項１６】締付けねじは、それぞれ、各固定ヨーク
    の横方向ヨークの中央部に設けられ且つ接触電極の締付
    けねじでもあることを特徴とする実用新案登録請求の範
    囲第15項記載の装置。