JPH0832145A - レーザロッド支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 固体レーザ装置のレーザ発振器本体内におい
てロッドホルダによるレーザロッドの支持部での水密的
シールの性能を高め、以ってレーザ発振器本体の長期間
の使用に対する信頼性を向上させることのできるレーザ
ロッド支持構造を提供すること。 【構成】 固体レーザ装置においてレーザロッドをロッ
ドホルダに水密的なシール状態で支持する構造であっ
て、入口部１９ａから軸方向所定位置に径方向内方への
膨出部２１を形成した筒状のロッドホルダ１９の入口部
から内部に端部が挿入されたレーザロッド１５の端部外
周にリング状部材２２、２３を取り付け、レーザロッド
１５の端部に遊嵌されたプラグ２４をロッドホルダ１９
の入口部１９ａ内に嵌入し、プラグ２４の嵌入圧力によ
りリング状部材を膨出部２１に押し付けて圧縮し、リン
グ状部材をレーザロッド１５に密着させてシールすると
共にこれを保持することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザロッド支持構造に
関し、更に詳細には固体レーザ装置においてレーザ発振
器本体内でレーザ媒体であるレーザロッドをロッドホル
ダで水密的なシールを確保した状態で支持する構造に関
する。

【０００２】

【従来の方法】周知のように、固体レーザ装置はレーザ
発振器本体を備え、このレーザ発振器本体はボックス状
のケーシングとその上部開口を閉鎖する蓋とから構成さ
れているものがある。このようなレーザ発振器本体で
は、そのケーシング内に一般的には反射筒が配置されて
いる。この反射筒の軸方向に形成されている空間部には
レーザ媒質として、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザロッドが
配置され、更にこの空間部には励起源としての励起ラン
プが設置されている。

【０００３】このようなレーザ発振器本体において、Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザロッドは励起ランプで照射されてエネ
ルギーが注入される。この時、励起ランプのエネルギー
を効率よくロッドに吸収させるために空間部の内周面は
ロッドとランプとを囲む集光用の反射鏡として鏡面仕上
げされている。その意味からこの空間部を区画形成して
いる部材を反射筒と称しているのである。

【０００４】この空間部にはレーザロッド、励起ランプ
及び内周面である集光反射面を冷却するために冷却水が
満たされている。更に、この反射筒には冷却水通路が形
成され、この冷却水通路はケーシングに設けられた冷却
水流入管及び冷却水流出管に連通し、反射筒内の冷却水
通路に随時冷却水を流して反射筒の温度上昇を防いでい
る。

【０００５】このようにレーザ発振器本体の反射筒内に
おいて冷却水中に配置されるレーザロッドは、その両端
が筒状のロッドホルダに挿入されて水密的シールが施さ
れながら支持されている。従来、筒状のロッドホルダへ
のレーザロッドの水密的シール状態での取付けは、図４
に示されるようになされていた。すなわち、従来のロッ
ドホルダ１には、レーザロッド取付け側の端部に小外径
のキャップ装着部２が形成され、このキャップ装着部２
の外周面にはネジ部３が形成されている。

【０００６】レーザロッド４のロッドホルダ１への取付
けにあたっては、レーザロッド４の端部がこのロッドホ
ルダ１におけるキャップ装着部２端面開口部から挿入さ
れる。その時、レーザロッド４の端部外周にはＯ−リン
グ５が嵌め込まれる。その後、予めレーザロッド４に装
着されていたホルダ１とほぼ同じ外径のキャップ７がロ
ッドホルダ１のキャップ装着部２に対してその外周ネジ
部２にキャップ７の内周ネジ部を螺合することで締め付
けられる。

【０００７】このキャップ７は一端部に径方向内方へ張
り出したフランジ部７ａを備えており、このキャップ７
をロッドホルダ１のキャップ装着部２に螺合して締め付
けると、Ｏ−リング５はロッドホルダ１の端面とキャッ
プ７のフランジ部７ａとに挟まれて圧縮される。この結
果、Ｏ−リング５はロッドホルダ１の端面とレーザロッ
ド４の外周面に押し付けられ、ロッドホルダ１内への冷
却水の進入を生じないようにシールすると共にレーザロ
ッド４を支持する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レーザロッドをロッドホルダに取付け且つシールする構
造には、次のような問題点があった。すなわち、前述し
たようにフランジ付キャップ７をロッドホルダ１のキャ
ップ装着部２に外装して締め付ける場合、小外径に形成
されたキャップ装着部２の段部垂直面とキャップ７端面
とを完全に且つ所定の圧力で密着させることは、加工精
度の問題やレーザロッド４の外周に嵌め込まれたＯ−リ
ング５を所定の圧縮状態にしなければならないと言う問
題からも非常に難しい。

【０００９】しかし、このキャップ装着部２の段部垂直
面とキャップ７端面とに隙間８ができると、冷却水が図
４に矢印９で示されるようにこの隙間９からロッドホル
ダ１のキャップ装着部２外周ネジ部３を伝わってＯ−リ
ング５の設置部外周側にまで進入し、これらリング同士
又は他の構成部品との僅かな接触不良部が存在すると直
ちにそこからロッドホルダ１内へ進入することが考えら
れた。

【００１０】そのため、このような従来の構成ではレー
ザロッドのロッドホルダへの取付け部における水密的シ
ールの耐久性には問題があるとされ、このレーザ発振器
本体の長期間の使用に対する信頼性が低いと言う問題が
あった。

【００１１】更に、レーザロッドから発光したレーザ光
は、その一部が反射して戻ってくる。このレーザ戻り光
はＯ−リングに当たってこれを劣化させると言う問題が
あった。

【００１２】本発明の目的は、かかる従来の問題点を解
決するためになされたもので、固体レーザ装置のレーザ
発振器本体内においてロッドホルダによるレーザロッド
の取付け部での水密的シールの性能を高め、更にレーザ
戻り光照射によるシール部の劣化を防ぎ、以ってレーザ
発振器本体の長期間の使用に対する信頼性を向上させる
ことのできるレーザロッド支持構造を提供することにあ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は固体レーザ装置
においてレーザロッドをロッドホルダに水密的なシール
状態で支持する構造であり、前述の技術的課題を解決す
るために以下のように構成されている。

【００１４】すなわち、本発明のレーザロッド支持構造
は、端部の入口部１９ａから軸方向所定位置に径方向内
方への膨出部２１を形成した筒状のロッドホルダ１９
と、このロッドホルダ１９の前記入口部１９ａから内部
に端部が挿入されたレーザロッド１５と、前記ロッドホ
ルダ１９の前記入口部１９ａから挿入された前記レーザ
ロッド１５の端部外周に取り付けられたリング状部材２
２、２３と、前記ロッドホルダ１９の前記入口部１９ａ
より内部に嵌入されたプラグ２４とを備え、前記ロッド
ホルダ１９の前記入口部１９ａへの前記プラグ２４の嵌
入圧力により前記リング状部材２２、２３を前記膨出部
２１に押し付けて圧縮し、前記リング状部材２２、２３
を前記レーザロッド１５に密着させてシールすることを
特徴とする（請求項１に対応）。以下、本発明における
レーザロッド支持構造についての構成要件を個別に説明
する。

【００１５】（ロッドホルダ）レーザロッド１５を支持
するロッドホルダ１９は筒状を呈し、レーザ光の通過を
可能とされている。このロッドホルダ１９には、その入
口部１９ａから軸方向所定位置に径方向内方への膨出部
２１が形成されている。このロッドホルダ１９はステン
レス等の金属材料から製作されることが好ましい。

【００１６】（レーザロッド）レーザロッド１５はその
端部がロッドホルダ１９の端部入口部１９ａから内部に
挿入されて取付けられる。このレーザーロッド１５それ
自体は従来のものと全く同様で、例えばＮｄ：ＹＡＧレ
ーザロッド、ルビーレーザロッド、ガラスレーザロッド
等を例示することができる。このレーザロッドは励起ラ
ンプ１６のエネルギーを吸収してレーザ光を発生させ
る。

【００１７】（リング状部材）ロッドホルダ１９の入口
部１９ａから挿入されたレーザロッド１５の端部外周に
はリング状の部材２２、２３が取り付けられている。こ
の部材２２、２３はロッドホルダ１９の軸方向外方から
の押圧力を受けてそれぞれがロッドホルダ１９の膨出部
２１及びシール面２６に当接して圧縮され、これにより
リング状部材２３のシール面２６への密着及びレーザロ
ッド１５外周面への密着が保障され、シール性が高めら
れる。

【００１８】（プラグ）ロッドホルダ１９の入口部１９
ａにはプラグ２４が取り付けられ、このプラグ２４のロ
ッドホルダ１９内への嵌入圧力によりリング状部材２
２、２３を前述したロッドホルダ１９内面の膨出部２１
との間で挟持圧縮する。

【００１９】＜本発明における付加的要件＞本発明のレ
ーザロッド支持構造は、前述した必須の構成要素からな
るが、その構成要素が具体的に以下のような場合であっ
ても成立する。その付加的構成要素とは、リング状のシ
ール部材２２、２３がバックアップリング２２と少なく
とも１つのＯ−リング２３とから構成され、このバック
アップリング２２をロッドホルダ１９の膨出部２１に当
接させる（請求項２に対応）。Ｏ−リングはシリコンゴ
ム系でレーザ光の吸収が小さいことが望ましい。

【００２０】また、プラグ２４はその外周にネジ部が形
成されたリング状の部材とすることができる。この場合
にはロッドホルダ１９の入口部１９ａにおける内周面に
ネジ部２０を形成しておく必要がある。このようなリン
グ状のプラグ２４をロッドホルダ１９の入口部１９ａに
嵌入する際には、レーザロッド１５の端部をロッドホル
ダ１９に挿入する前に予め遊嵌しておき、レーザロッド
挿入後にこのプラグ２４をロッドホルダ１９の入口部に
螺合して装着する（請求項３に対応）。そして、バック
アップリング２２はテフロン樹脂から形成されることが
好ましい（請求項４に対応）。テフロンの場合、幅が１
ｍｍ以上であれば、光透過率は小さい値でほぼ一定にな
るので、０−リングへのレーザ戻り光を遮蔽するために
は１ｍｍ以上であればよい。

【００２１】更に、他の付加的構成要素としては、レー
ザロッドとロッドホルダとのシール部がレーザ発振器本
体１０内の冷却水充填室１４内に位置し、冷却水がシー
ル部からロッドホルダ内へ進入するのを防止するのに使
用することができる（請求項５に対応）。

【００２２】

【作用】本発明のレーザロッド支持構造によると、レー
ザロッド１５をレーザ発振器本体２０の反射筒１３内空
間部１４においてロッドホルダ１９に水密的シール状態
で取付けた場合、反射筒１３の空間部１４内の冷却水は
ロッドホルダ１９の入口部１９ａから内部へ進入しよう
とする。しかし、リング状のシール部材２３はこの入口
部１９ａよりも軸方向内方に位置していることから、リ
ング状シール部材２３の設置位置について見た時の冷却
水の進入経路はレーザロッド１５に沿う軸方向からのみ
となる。その結果、この方向からの冷却水の進入は、通
常、シール部材２３の設計通りの方向であり、従って当
初設計されたシール性能を発揮することができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明のレーザロッド支持構造を図に
示される実施例について更に詳細に説明する。図１には
固体レーザ装置におけるレーザ発振器本体１０が示され
ている。このレーザ発振器本体１０の全体的な構成は従
来のものとほぼ同じで、ボックス状のケーシング１１と
その上部開口を閉鎖する蓋１２とから構成されている。

【００２４】そして、このケーシング１１内には反射筒
１３が配置されている。この反射筒１３の軸方向に形成
されている空間部１４にはレーザ媒質としての例えばＮ
ｄ：ＹＡＧレーザロッド１５が配置され、更にこの空間
部１４には励起源としての励起ランプ１６が設置されて
いる。この空間部１４の内周面は、励起ランプ１６のエ
ネルギーを効率よくロッド１５に吸収させるためロッド
１５とランプ１６とを囲む集光用の反射鏡として鏡面仕
上げされている。

【００２５】この空間部１４にはレーザロッド１５、励
起ランプ１６及び内周面である集光反射面を冷却するた
めに冷却水が満たされている。更に、この反射筒１３に
は冷却水通路が形成され、この冷却水通路はケーシング
１１に設けられた冷却水流入管１７及び冷却水流出管１
８に連通し、反射筒１３内の冷却水通路に随時冷却水を
流して反射筒１３の温度上昇を防いでいる。

【００２６】このようにレーザ発振器本体１０の反射筒
１３内において冷却水中に配置されるレーザロッド１５
は、その両端が筒状のロッドホルダ１９に挿入されて水
密的シールが施されながら支持されている。そこで、本
実施例に係るレーザロッド支持構造では、筒状のロッド
ホルダ１９が図２に示されるようにレーザロッド取付け
側端部における入口部１９ａ内周面に形成されたネジ部
２０と、この入口部１９ａから軸方向所定位置に形成さ
れた径方向内方への膨出部２１とを備えている。

【００２７】通常、このロッドホルダ１９はステンレス
等の金属材料から製作される。しかし、固体レーザ装置
として好ましいものである限り、他の材料から製作され
たものであってもよいことは言うまでもない。

【００２８】レーザロッド１５の端部は、このロッドホ
ルダ１９の入口部１９ａから内部に挿入されている。そ
の際、ロッドホルダ１９に挿入されるレーザロッド１５
の端部外周にはシール部材であるバックアップリング２
２と２つのＯ−リング２３とが取り付けられ、レーザロ
ッド端部と共にロッドホルダ１９内に挿入されている。
ロッドホルダ１９の入口部１９ａには、外周にネジ部
を形成したプラグ２４が入口部内周面のネジ部２０に螺
合されて装着されている。バックアップリング２２と２
つのＯ−リング２３とは、このプラグ２４のロッドホル
ダへの進入圧力により軸方向内方へ押圧され、これによ
りバックアップリング２３と２つのＯ−リング２３がロ
ッドホルダ１９内の膨出部２１とプラグ２４とに挟まれ
て圧縮される。

【００２９】バックアップリング２２と２つのＯ−リン
グ２３が圧縮されると、これらはレーザロッド１５に強
く密着し、レーザロッド１５はこれらのシール部材によ
り安定的に支持されることにもなる。尚、バックアップ
リング２３は、テフロン樹脂から形成されることが好ま
しいが、他の弾性部材などからも形成することができ
る。

【００３０】このような構成の支持構造で、レーザロッ
ド１５をレーザ発振器本体１０の反射筒１３内空間部１
４においてロッドホルダ１９に水密的シール状態で支持
した場合、反射筒１３の空間部１４内の冷却水はロッド
ホルダ１９の入口部１９ａから内部へ進入しようとす
る。

【００３１】しかし、２つのＯ−リング２３はこの入口
部１９ａよりも軸方向内方に位置していることから、Ｏ
−リング２３の設置位置について見た時の冷却水の進入
経路はレーザロッド１５に沿う軸方向からのみとなる。
その結果、この方向からの冷却水の進入は、通常、Ｏ−
リング２３の設計通りの方向であり、従って当初設計さ
れたシール性能を発揮することができる。

【００３２】次に、この実施例に係るレーザロッド支持
構造において、レーザロッドをロッドホルダにシール状
態で支持する取付け方法について説明する。図３に示さ
れる本実施例におけるレーザロッドをロッドホルダにシ
ール状態で支持する構造の分解斜視図から明らかなよう
に、最初にバックアップリング２２を、続いて２つのＯ
−リング２３を順次筒状のロッドホルダ１９の入口部１
９ａから内部に挿入しておく。

【００３３】他方、レーザロッド１５の端部には予めネ
ジ部を外周に形成したリング状のプラグ２４を遊嵌して
おく。その後、このレーザロッド１５は、その端面が膨
出部２１に達する位置にまでロッドホルダ１９の入口部
から内部へバックアップリング２２及びＯ−リング２３
を通って挿入される。

【００３４】そして、レーザロッド１５に予め遊嵌され
ていたプラグ２４は、ロッドホルダ１９の入口部１９ａ
内周面に形成されたネジ部２０に螺合して装着される。
バックアップリング２２及び２つのＯ−リング２３は、
この時のプラグ２４のロッドホルダ１９内への進入圧力
により膨出部２１とこのプラグ２４に挟まれて圧縮され
る。この結果、バックアップリング２２と２つのＯ−リ
ング２３とはレーザロッド１５の外周面に強く密着さ
れ、これによりレーザロッド１５とロッドホルダ１９と
の水密的シールと共にその支持即ち取付けがなされるこ
とになる。

【００３５】勿論、ロッドホルダ１９へのレーザロッド
１５の水密的シール状態での取付けは、このような手順
に限られるものではない。例えば、バックアップリング
２２及び２つのＯ−リング２３を共に予めレーザロッド
１５の端部外周に取り付けておいてもこの取付け構造の
組立は可能である。

【００３６】なお、ロッドホルダ１９がレーザ発振器本
体１０のケーシング１１から外部へ貫通する部分におい
て水密的シールを図って冷却水の漏出を防止するため、
ロッドホルダ１９の外周にＯ−リング２５が装着され、
これによりロッドホルダ１９の外周部とケーシング１１
の開口部内周面との間がシールされている。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザロ
ッド支持構造によれば、ロッドホルダの内部に挿入され
たレーザロッド端部の外周部にシール部材を取付け、ロ
ッドホルダの入口部にプラグを装着することによりシー
ル部材をロッドホルダの膨出部との間で圧縮することに
より、ロッドホルダにおけるレーザロッドの取付け部で
の水密的シールの性能を高めることができる。更に、バ
ックアップリングがレーザ戻り光のＯ−リングへの照射
を防ぎ、その結果レーザ発振器本体の長期間の使用に対
する信頼性を向上させることのできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザロッド支持構造が適用される固
体レーザ装置のレーザ発振器本体を概略的に示す斜視図
である。

【図２】本発明の一実施例に係るレーザロッド支持構造
を示す断面図である。

【図３】図２に示されるレーザロッド支持構造の分解斜
視図である。

【図４】レーザロッドをロッドホルダに水密的シール状
態で支持する従来の構造を示す部分的な断面図である。

【符号の説明】

１０ レーザ発振器本体 １１ ケーシング １２ 蓋 １３ 反射筒 １４ 空間部 １５ レーザロッド １６ 励起ランプ １７ 冷却水流入管 １８ 冷却水流出管 １９ ロッドホルダ １９ａ 入口部 ２０ ネジ部 ２１ 膨出部 ２２ バックアップリング ２３ Ｏ−リング ２４ プラグ ２５ Ｏ−リング

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体レーザ装置においてレーザロッドを
   ロッドホルダに水密的なシール状態で支持する構造であ
   って、端部の入口部から軸方向所定位置に径方向内方へ
   の膨出部を形成した筒状のロッドホルダと、このロッド
   ホルダの前記入口部から内部に端部が挿入されたレーザ
   ロッドと、前記ロッドホルダの前記入口部から挿入され
   た前記レーザロッドの端部外周に取り付けられたリング
   状部材と、前記ロッドホルダの前記入口部より内部に嵌
   入されたプラグとを備え、前記ロッドホルダの前記入口
   部への前記プラグの嵌入圧力により前記リング状部材を
   前記膨出部に押し付けて圧縮し、前記リング状部材を前
   記レーザロッドに密着させてシールすることを特徴とす
   るレーザロッド支持構造。
2. 【請求項２】 前記リング状部材がバックアップリング
   と少なくとも一つのＯ−リングとから構成され、前記ロ
   ッドホルダの前記入口部への前記プラグの嵌入圧力によ
   り前記バックアップリングが前記膨出部に押し付けられ
   ると共に前記Ｏ−リングが前記バックアップリングに押
   し付けられて共に圧縮され、これにより前記Ｏ−リング
   を前記レーザロッドに密着させてシールすることを特徴
   とする請求項１に記載のレーザロッド支持構造。
3. 【請求項３】 前記プラグが外周にネジ部を形成したリ
   ング状部材から形成され、前記レーザロッドが前記ロッ
   ドホルダに挿入される前に予め前記プラグを前記ロッド
   ホルダの端部に遊嵌し、前記ロッドホルダの前記入口部
   内周面に形成されたネジ部に螺合して装着することを特
   徴とする請求項１又は２に記載のレーザロッド支持構
   造。
4. 【請求項４】 前記バックアップリングがテフロン樹脂
   から形成されていることを特徴とする請求項２又は３に
   記載のレーザロッド支持構造。
5. 【請求項５】 前記レーザロッドと前記ロッドホルダと
   のシール部がレーザ発振器本体内の冷却水充填室内に位
   置し、冷却水が前記シール部から前記ロッドホルダ内へ
   進入するのを防止していることを特徴とする請求項１、
   ２、３又は４に記載のレーザロッド支持構造。