JPH0832154A - レーザロッドホルダ取付け構造 - Google Patents

レーザロッドホルダ取付け構造

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JPH0832154A
JPH0832154A JP16442094A JP16442094A JPH0832154A JP H0832154 A JPH0832154 A JP H0832154A JP 16442094 A JP16442094 A JP 16442094A JP 16442094 A JP16442094 A JP 16442094A JP H0832154 A JPH0832154 A JP H0832154A
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JP
Japan
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rod holder
peripheral surface
opening
outer peripheral
casing
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JP16442094A
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English (en)
Inventor
Masatake Murakami
正剛 村上
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 固体レーザ装置のロッドホルダをケーシング
から外部へ突出するように開口部を挿通して取付ける
時、ロッドホルダの全体を効率よく冷却できるレーザロ
ッドホルダ取付け構造を提供する。 【構成】 固体レーザ装置のケーシング11内部の冷却
水充填空間部14に配置されるレーザロッド15を支持
するロッドホルダ19をケーシングの開口部に挿通さ
せ、ロッドホルダの芯合わせ部27により開口部の中心
軸線と一致するように取付ける。芯合わせ部27が、レ
ーザロッド支持側の端部外径より大きい外径で形成し、
且つ開口部の内周面に直接又は間接に接触する周方向に
部分的に設けられた複数の円弧状外周面部27及びその
間に形成され、この円弧状外周面部の半径よりもロッド
ホルダの中心軸線からの径方向距離が短い位置に形成さ
れた外周面部27を備え、各外周面部と開口部内周面と
の間に現出する間隔部29を冷却水用通路とする。

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ホルダ取付
け構造に関し、更に詳細には固体レーザ装置を構成する
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
支持するロッドホルダをこのレーザ発振器のケーシング
に挿通して取付ける構造に関する。
【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】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
ッドホルダの一端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。そして、レーザロッドを一端で支
持したロッドホルダの他端は、レーザ発振器本体のケー
シングに形成された開口部に挿通されて外部へ突出する
ように取付けられている。
【0006】このケーシングにおける開口部を挿通する
ロッドホルダはこの挿通部において、軸ずれ即ち開口部
の中心軸線とロッドホルダのそれとの不一致を起こさな
いように精度の高い位置保持構造でケーシングに固定さ
れる。すなわち、ケーシング開口部でのロッドホルダ取
付け構造は、ロッドホルダの軸方向ほぼ中間部外径が他
の部分よりも大きく形成され、且つこの中間部外径はケ
ーシングの開口部内径とほぼ同じに形成され、これによ
りロッドホルダを開口部へ挿通させる時その最大外径部
が開口部内周面に正確に摺接するように嵌合装着され
る。
【0007】他方、ケーシングの開口部には、ロッドホ
ルダの最大外径部が位置する部分に止めネジ取付け用の
小さなネジ穴が径方向へ伸長して形成されている。この
ネジ穴には止めネジが螺合され、その先端部をロッドホ
ルダ最大外径部周面に当接させることでロッドホルダの
軸方向移動が防止されている。
【0008】勿論、ロッドホルダが挿通するレーザ発振
器本体のケーシングに形成された開口部では反射筒内空
間部に充填されている冷却水がケーシング外部へ漏出し
ないように厳重なシールが施されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロッド
ホルダをケーシングの開口部に挿通させて取付ける従来
の構造には、次のような問題があった。すなわち、前述
したようにレーザ発振器本体のケーシングに形成された
開口部にロッドホルダを挿通させて取付ける時、軸ずれ
の発生を防止するためロッドホルダの軸方向ほぼ中間部
に形成された大外径部が開口部内周面に正確に摺接して
嵌合するようにされている。
【0010】そのため、反射筒内空間部に充填された冷
却水は、開口部に進入してもロッドホルダの大外径部で
阻止され、それ以上の進入はできなかった。従って、ロ
ッドホルダは、その大外径部を含めてそれより外方部に
ついてほとんど冷却作用を受けることがなかった。その
結果、このロッドホルダの多くの部分で温度の上昇が起
こり、その結果レーザ光の発生に悪影響を与えると言う
問題があった。
【0011】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
発振器本体においてレーザロッドを支持するロッドホル
ダをレーザ発振器本体のケーシングから外部へ突出すべ
く開口部を挿通して取付ける時、ロッドホルダの全体を
効率よく冷却することのできるレーザロッドホルダ取付
け構造を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は固体レーザ装置
を構成するレーザ発振器本体10のケーシング11内部
の冷却水充填空間部14に配置されるレーザロッド15
を支持するロッドホルダ19を前記ケーシング11に形
成された開口部26に挿通させ、前記ロッドホルダ19
の中心軸線をその軸方向の一部に形成された芯合わせ部
27で前記開口部26のそれと一致させて取付ける構造
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。
【0013】すなわち、本発明のレーザロッドホルダ取
付け構造は、前記ロッドホルダ19の前記芯合わせ部2
7が、少なくとも前記レーザロッド支持側端部の外径よ
り大きい外径で形成され、且つ前記開口部26の内周面
に直接的又は間接的に接触する周方向に部分的に設けら
れた複数の第1の外周面部27aと、これら複数の第1
の外周面部27aの間に形成され、この第1の外周面部
27aの半径よりも前記ロッドホルダ19の中心軸線か
らの径方向距離が短い位置に形成された第2の外周面部
27bとを備え、前記第2の外周面部27bと前記ケー
シング11の前記開口部26内周面との間に現出する間
隔部29を前記ロッドホルダ19に沿う冷却水用通路と
したことを特徴とする(請求項1に対応)。以下、本発
明におけるレーザロッドホルダ取付け構造についての構
成要件を個別に説明する。
【0014】(ロッドホルダの芯合わせ部)ロッドホル
ダ19の芯合わせ部27は、前述したように開口部26
の内周面に直接的或いは間接的に接触する複数の第1の
外周面部27aとこれら複数の第1の外周面部27a間
に形成された複数の第2の外周面部27bとから構成さ
れるが、第2の外周面部27bは、この芯合わせ部27
を断面でみた時、周方向に60度の等間隔で形成された
6つの外周面で構成され、従って第1の外周面部27a
も周方向に等間隔な6つの外周面で構成することができ
る。
【0015】勿論、これら第1及び第2の外周面部27
a、27bの数は任意でよい。しかし、その場合、第1
の外周面部27aの数が多ければ接触面積が大きくなっ
てロッドホルダ取付けの安定性はよくなるが、第2の外
周面部27bで区画形成される流路の断面積は小さくな
り、空気(気泡)が逃げにくく、従って冷却水が流れに
くくなると言う関係になるのでこれらのバランスを考慮
して設計することが好ましい。
【0016】(冷却水用通路)ロッドホルダ19におけ
る第2の外周面部27bの形成に伴ってこの第2の外周
面部27bと開口部26内周面部との間には軸方向に沿
う間隔部29が現出する。この間隔部29が冷却水用通
路である。
【0017】<本発明における付加的要件>本発明のレ
ーザロッドホルダ取付け構造は、前述した必須の構成要
素からなるが、更に以下の構成要素を付加した場合、或
いは必須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。
【0018】すなわち、本発明のレーザロッドホルダ取
付け構造において、前記第2の外周面部27bが平坦面
で形成されている場合である(請求項2に対応)。更
に、本発明のレーザロッドホルダ取付け構造において、
前記開口部26が前記ケーシング11の壁部に一体的に
設けられ且つ前記ケーシング内側に突出したロッドホル
ダ取付け部30に形成され、このロッドホルダ取付け部
30には前記開口部26に向かってその径方向に設けら
れたネジ孔31に螺合され、先端部が前記開口部26を
挿通する前記ロッドホルダ19の芯合わせ部27外周面
に当接して固定する止めネジ32が設けられ、更にこの
止めネジ32による固定位置よりも前記ケーシングにつ
いて外方寄りで前記ロッドホルダ19と前記開口部26
との水密的シールを行うべく前記ロッドホルダ19の外
周にO−リング25が装着されている場合である(請求
項3に対応)。
【0019】また、本発明のレーザロッドホルダ取付け
構造において、前記ロッドホルダ取付け部30に前記開
口部26と連通する冷却水流通用の水路穴33が形成さ
れている場合である(請求項4に対応)。
【0020】
【作用】本発明のレーザロッドホルダ取付け構造による
と、ロッドホルダがレーザ発振器本体10のケーシング
11に形成された開口部26に挿通され、その芯合わせ
部27がこの開口部26内に位置決めされる。この時、
芯合わせ部27を構成している複数の第1の外周面部2
7aは開口部26の内周面に直接的又は間接的に接触す
るため、ロッドホルダ19は開口部26に対して中心軸
線がずれることなく正確な位置に保持されることにな
る。
【0021】しかも、これら軸ずれを直接防止している
複数の第1の外周面部27aは周方向に間隔をあけて形
成されており、その間は開口部26の内周面と協働して
間隔部29を形成する第2の外周面部27bとされてい
るため、この間隔部29が冷却水用通路となってケーシ
ング内部に充填された冷却水がロッドホルダ19に沿っ
て開口部26の出口付近のシール部まで進入する。これ
により、ロッドホルダ19の全周及び全長における大部
分が冷却水による冷却作用を受け、温度上昇が抑制され
てレーザ光の好ましい発生環境が図られる。
【0022】
【実施例】以下、本発明のレーザロッドホルダ取付け構
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。
【0023】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。
【0024】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。
【0025】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。ここで、ロ
ッドホルダ19によるレーザロッド15の水密的シール
状態での支持構造を簡単に説明すると、筒状のロッドホ
ルダ19は図2及び図3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。
【0026】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。
【0027】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。
【0028】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。
【0029】このような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。
【0030】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。
【0031】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。
【0032】ところで、このようにレーザロッド15の
各端部を水密的にシールしながら支持している2つのロ
ッドホルダ19には、このロッドホルダ19をレーザ発
振器本体10のケーシング11に形成された開口部26
に挿通して取付ける時この開口部26の中心軸線とロッ
ドホルダ19のそれとが正確に一致するようにする芯合
わせ部27がその軸方向ほぼ中間部に形成されている。
【0033】この芯合わせ部27は、レーザロッド15
を支持している端部側の外径より大きい外径で形成され
且つ周方向に部分的に設けられた円弧状の複数の第1の
外周面部27aと、これら複数の第1の外周面部27a
の間に形成され、図4に示されるようにこの第1の外周
面部27aの半径rよりもロッドホルダ19の中心軸線
からの径方向距離sが短い位置即ちr>sの位置に形成
された第2の外周面部27bとを備えて構成されてい
る。
【0034】そして、このロッドホルダ19における芯
合わせ部27の周囲には外筒管28が嵌合されている。
この外筒管28は軸方向に割り溝28aが形成され、芯
合わせ部27に装着された時その内周面は芯合わせ部2
7の第1の外周面部27aに密着する。この外筒管28
はロッドホルダ19が軸方向に移動した時アクリル樹脂
で形成されているケーシング11に傷を付けないための
もので、所謂保護管として機能させるものである。
【0035】そして、この外筒管28は、これがロッド
ホルダ19の芯合わせ部27に装着された時、その外径
がケーシング11に形成されたロッドホルダ挿通用の開
口部26の内径とほぼ等しくなるように形成されてい
る。
【0036】このように芯合わせ部27に外筒管28が
装着されたロッドホルダ19がケーシング11の開口部
26に挿入されると、外筒管28は開口部26に密接状
態で嵌合し、この結果開口部26の中心軸線とロッドホ
ルダ19のそれとは完全に一致した状態を維持させるこ
とができる。
【0037】このようにしてケーシング11の開口部2
6にロッドホルダ19が挿入されている時、ケーシング
11内の冷却水は開口部26の入口から進入する。そし
て、芯合わせ部27における軸ずれを直接防止すべく外
筒管28の内周面に接触する複数の第1の外周面部27
a間に形成された第2の外周面部27bが外筒管28の
内周面から離れて間隔部29を形成しているため、この
間隔部29が冷却水用通路となる。
【0038】これにより、開口部26入口側から進入し
た冷却水は、ロッドホルダ19に沿って開口部の出口付
近のシール部(O−リング25の取付け部)まで進入す
る。これにより、ロッドホルダ19の全周及び全長にお
ける大部分が冷却水による冷却作用を受け、温度上昇が
抑制されてレーザ光の好ましい発生環境が図られる。
【0039】レーザロッド15の両端部を支持する2つ
のロッドホルダ19の一方が挿通される開口部26は、
図1に示されるようにレーザ発振器本体10のケーシン
グ11の内側端面から突出して一体的に設けられたロッ
ドホルダ取付け部30に形成されている。このロッドホ
ルダ取付け部30の上面にはネジ孔31が形成され、こ
のネジ孔31は開口部26にまで達している。
【0040】このネジ孔31には止めネジ32が螺合さ
れ、その先端部は前述したように開口部26に挿通され
たロッドホルダ19の軸方向移動を防止するため外筒管
28の割り溝28aから芯合わせ部27の第1の外周面
部27aに直接当接している。そして、このロッドホル
ダ取付け部30の側面には前述したように開口部26内
へ入口側から進入した冷却水をケーシング11内部へ戻
すためと空気(気泡)を抜くための水路穴33が形成さ
れている。本実施例でホルダの外表面でネジ32の接点
の温度を測定したところレーザ出力800Wで最高温度
37℃であった。なお、この実施例に対して円筒形のホ
ルダを用いた他は同条件の比較例では最高60℃になっ
た。
【0041】前述した実施例において、止めネジ32の
先端はロッドホルダ19の芯合わせ部27における第1
の外周面部27aに当接させるように構成されたが、第
2の外周面部に当接させてもよい。但し、その場合1つ
の冷却水通路29が部分的に塞がれることになるため若
干の冷却水流量低下を招くことになる。
【0042】更に、前述の実施例において第1の外周面
部27aは外筒管28の内径とほぼ同じ半径で形成され
た円弧状外周面とされているが、円弧状の外周面でなく
とも線状の角部でもよい。その場合芯合わせ部27の外
周面は断面でみると多角形を呈することになる。また、
第2の外周面部27b形成の趣旨は、外筒管28の内周
面との間に空間部29を形成してこれを冷却水用通路と
することにあるので、この第2の外周面部は前述の実施
例のような平坦面に限定されるものではなく、凹状等種
々の形状に形成できることは言うまでもない。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のレーザロ
ッドホルダ取付け構造によれば、レーザロッドを支持し
たロッドホルダがレーザ発振器本体のケーシングに形成
された開口部に挿通され、その芯合わせ部がこの開口部
内に位置決めされ時、芯合わせ部を構成している複数の
第1の外周面部は開口部の内周面に直接的又は間接的に
接触するため、ロッドホルダは開口部に対して中心軸線
がずれることなく正確な位置に保持されることになる。
【0044】しかも、ロッドホルダの芯合わせをしてい
る複数の第1の外周面部間の第2の外周面部は、開口部
の内周面と協働して間隔部を形成し、この間隔部が冷却
水用通路となってケーシング内部に充填された冷却水が
ロッドホルダに沿って開口部の出口付近のシール部まで
進入することから、ロッドホルダの全周及び全長におけ
る大部分が冷却水による冷却作用を受け、温度上昇が抑
制されてレーザ光の好ましい発生環境を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレーザロッドホルダ取付け構造が適用
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】図1に示されるレーザ発振器本体においてレー
ザロッドをロッドホルダにシール状態で取付ける構造の
分解斜視図である。
【図3】本発明の一実施例に係るレーザロッドホルダ取
付け構造を示す断面図である。
【図4】ケーシングのロッドホルダ取付け部における開
口部に挿通されて取付けられたロッドホルダを図3の4
−4線に沿って切断して示す断面図である。
【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 26 開口部 27 芯合わせ部 27a 弧状外周面部 27b 外周面部 28 外筒管 28a 割り溝 29 冷却水通路(間隔部) 30 ロッドホルダ取付け部 31 ネジ孔 32 止めネジ 33 水路穴

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固体レーザ装置を構成するレーザ発振器
    本体のケーシング内部の冷却水充填空間部に配置される
    レーザロッドを支持するロッドホルダを前記ケーシング
    に形成された開口部に挿通させ、前記ロッドホルダの中
    心軸線をその軸方向の一部に形成された芯合わせ部で前
    記開口部のそれと一致させて取付ける構造において、 前記ロッドホルダの前記芯合わせ部が、少なくとも前記
    レーザロッド支持側端部の外径より大きい外径で形成さ
    れ、且つ前記開口部の内周面に直接的又は間接的に接触
    する周方向に部分的に設けられた複数の第1の外周面部
    と、これら複数の第1の外周面部の間に形成され、この
    第1の外周面部の半径よりも前記ロッドホルダの中心軸
    線からの径方向距離が短い位置に形成された第2の外周
    面部とを備え、 前記第2の外周面部と前記ケーシングの前記開口部内周
    面との間に現出する間隔部を前記ロッドホルダに沿う冷
    却水用通路としたことを特徴とするレーザロッドホルダ
    取付け構造。
  2. 【請求項2】 前記第2の外周面部が平坦面で形成され
    ていることを特徴とする請求項2に記載のレーザロッド
    ホルダ取付け構造。
  3. 【請求項3】 前記開口部が前記ケーシングの壁部に一
    体的に設けられ且つ前記ケーシング内側に突出したロッ
    ドホルダ取付け部に形成され、このロッドホルダ取付け
    部には前記開口部に向かってその径方向に設けられたネ
    ジ孔に螺合され、先端部が前記開口部を挿通する前記ロ
    ッドホルダの外周面に当接して固定する固定ネジが設け
    られ、更にこの固定ネジによる固定位置よりも前記ケー
    シングについて外方寄りで前記ロッドホルダと前記開口
    部との水密的シールを行うべく前記ロッドホルダの外周
    にO−リングが装着されてい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ホルダ取付け構造。
  4. 【請求項4】 前記ロッドホルダ取付け部に前記開口部
    と連通する冷却水流通用穴が形成されていることを特徴
    とする請求項3に記載のレーザロッドホルダ取付け構
    造。
JP16442094A 1994-07-15 1994-07-15 レーザロッドホルダ取付け構造 Pending JPH0832154A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6380665B1 (en) 1998-12-08 2002-04-30 Canon Kabushiki Kaisha Electron-emitting device, electron source using the electron-emitting devices, and image-forming apparatus using the electron source

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