JPS628954Y2

JPS628954Y2 -

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Publication number: JPS628954Y2
Application number: JP1982191191U
Authority: JP
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1987-03-02
Also published as: JPS5999083U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、レーザビーム変調装置に係るもので
あり、さらに詳細には、レーザビームのエネルギ
ー密度の小さい部分をカツトする装置を備えかつ
連続出力のレーザビームをパルス化する装置を備
えたレーザビーム変調装置に関するものである。

レーザ加工装置によつて板状の被加工材を切断
する加工方法は従来から実施されている。被加工
材をレーザ加工装置によつて切断するに際し、連
続波出力型のレーザ発振器を用いるよりも、パル
ス出力型のレーザ発振器を用いた方が、切断面の
切断精度が良いことが知られている。ところが、
連続波出力型のレーザ発振器と同等の出力を有す
るパルス出力型のレーザ発振器は、連続波出力型
のレーザ発振器に比較して大型となり、かつ高価
なものとなつている。

本考案は上記のごとき問題点に鑑み考案したも
ので、その第１の目的は、連続出力型のレーザ発
振器を用いて切断加工を行なうに際し、パルス出
力型のレーザ発振器を用いたと同様の効果を得る
ことのできる装置を提供することである。

本考案の第２の目的は、レーザ発振器からのレ
ーザビームのエネルギー密度の小さい部分をカツ
トすることのできる装置を提供することである。

本考案の第３の目的は、レーザ発振器からの連
続ビームをパルス化することのできる装置を提供
することである。

本考案の第４の目的は、レーザビームの出力密
度の分布をレーザ加工に適した分布に変調するこ
とのできる装置を提供することである。

本考案の第５の目的は連続ビームをパルス化し
たり、あるいはパルス化しない状態に選択するこ
とのできる装置を提供することである。

上記各目的を達成するために、本考案において
は、レーザ発振器からのレーザビームのエネルギ
ー密度の小さい部分をカツトするとともに、繰り
返し絞ることのできる装置を設けたものである。

以下、図面を用いて本考案の実施例について詳
細に説明する。

本実施例に係るレーザ変調装置１は、レーザ加
工装置（図示省略）におけるレーザ発振器からの
レーザビームLBの光路中に配置されるものであ
る。レーザ加工装置におけるフレーム３には、ブ
ラケツト５を介してベースプレート７が一体的に
取付けてあり、このベースプレート７には、環状
の周縁部９を備えたケース１１が取付けてある。
前記ケース１１の周縁部９には、ケース１１の空
間部１３内を冷却する空冷フイン１５が形成され
ている。さらに、ケース１１の側壁１７の中央部
には、筒体１９がボルト等により固定してあり、
この筒体１９にはレーザ発振器からのレーザビー
ムLBを導く第１導管２１が取付けてある。さら
に、筒体１９には、前記ケース１１の側壁１７を
貫通した内筒２３が嵌着してあり、この内筒２３
と筒体１９との間には、環状の冷却水室２５が形
成されている。この冷却水室２５は、筒体１９と
内筒２３とを冷却するもので、筒体１９には、冷
却水を冷却水室２５内へ導入する導入口２７およ
び排出口２９が設けられている。前記内筒２３は
第１導管２１に対して小径に形成されている。し
たがつて、前記筒体１９等は、レーザビームLB
のエネルギー密度の小さい周辺部分をカツトする
アパーチア装置Ａをなすものである。

上記構成により、レーザ発振器から第１導管２
１に進行したレーザビームLBは、エネルギー密
度の小さい周辺部分がアパーチア装置Ａによつて
カツトされ、エネルギー密度の大きい部分のみが
内筒２３内を進行することとなる。

また、筒体１９の導入口２７から冷却水を冷却
水室２５内へ供給し、排出口２９より排出するこ
とにより、前記アパーチア装置Ａが冷却されるも
のである。

前記ベースプレート７の中央部には、前記内筒
２３と対向した第２導管３１がボルト等により固
定してある。したがつて、レーザ発振器からのレ
ーザビームLBは、第１導管２１、内筒２３，空
間部１３および第２導管３１内を通過して、レー
ザ加工装置における集光レンズ側へ進行すること
となる。

前記第２導管３１の周囲には、複数（本実施例
においては４本）の回転軸３３Ａ，３３Ｂ，３３
Ｃ，３３Ｄが等間隔に配置してある。各回転軸３
３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃおよび３３Ｄは、軸承３５
を介して前記ベースプレート７に回転自在に支承
されているものであり、各回転軸３３Ａ，３３
Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄにはそれぞれスプロケツトあ
るいはプーリのごとき同径の回転輪３７Ａ，３７
Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄがキー等により一体的に取付
けてある。各回転輪３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３
７Ｄにはチエンあるいはタイミングベルトのごと
き無端帯３９が第２図に示すように掛回してあ
り、この無端帯３９は、前記ベースプレート７に
支承されたテンシヨンプーリ４１によつて張られ
ている。前記回転軸３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３
３Ｄのうちの１つの回転軸３３Ａには、スプロケ
ツトあるいはプーリのごとき回転輪４３がキー等
により一体的に取付けてある。この回転輪４３
は、チエンあるいはタイミングベルトのごとき無
端帯４５を介してモータのごとき駆動装置４７の
出力軸４９にキー等により一体的に取付けられた
スプロケツトあるいはプーリのごとき回転輪５１
と連動連結してある。上記駆動装置４７は、前記
ベースプレート７にボルト等により固定されたモ
ーターベース５３に装着してある。

したがつて、駆動装置４７の駆動により回転輪
５１、無端帯４５および回転輪４３を介して回転
軸３３Ａを回転すると、各回転軸３３Ａ，３３
Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄは、無端帯３９を介して同期
的に回転されるものである。

前記各回転軸３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ
の一端部は前記空間部１３内へ突出しており、各
一端部には円板状の回転体５５Ａ，５５Ｂ，５５
Ｃ，５５Ｄがそれぞれ取付けてある。各回転体５
５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄはレーザビーム
LBを絞り自在のシヤツター装置Ｓをなすもので
あつて、レーザビームLBの光路を横断自在であ
る。各回転体５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄ
は、第１図、第３図に示されるように、レーザビ
ームLBの光路の部分において互いに重なり合う
ものであり、各回転体５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，
５５Ｄには、レーザビームLBを透過自在の適宜
形状の切欠部あるいは透過孔５７Ａ，５７Ｂ，５
７Ｃ，５７Ｄがそれぞれ等間隔に形成してある。

上記構成より明らかなように、各回転体５５
Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄは空間部１３内にお
いて空冷フイン１５により常に冷却されており、
各透過孔５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄは、レ
ーザビームLBの光路において重なり合うもので
あり、各透過孔５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄ
が重なり合つたときに、レーザビームLBの透過
が許容されるものである。したがつて、前記駆動
装置４７により各回転体５５Ａ，５５Ｂ，５５
Ｃ，５５Ｄを同期的に回転すると、レーザビーム
LBの光路は、各透過孔５７Ａ，５７Ｂ，５７
Ｃ，５７Ｄによつて周期的に絞りが繰り返されか
つ遮断されることとなる。ために、前記第１導管
２１へ進行したレーザビームLBは、パルス化さ
れて第２導管３１側へ進行することとなる。

前記回転軸３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄの
うちの１つの回転軸３３Ｃには、割出し板５９が
キー等により一体的に取付けてある。この割出し
板５９には、前記透過孔５７Ｃと対応する等間隔
のカム溝６１が形成してある。ベースプレート７
には、前記回転体５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５
Ｄの位置決めをする位置決め装置６３が装着して
ある。この位置決め装置６３は、前記割出し板５
９のカム溝６１へ係合自在のカムフエロア６５
と、後述の検知装置６７を作動させるドグ６９を
進退自在に設けているものである。上記カムフオ
ロア６５とドグ６９は、前記ベースプレート７に
固定したブラケツト７１に摺動自在に支承された
摺動体７３の先端部にボルト等により一体的に取
付けてある。摺動体７３の基部は、エヤシリンダ
のごとき往復駆動装置７５のピストンロツド７７
に連動連結してある。上記往復駆動装置７５は、
前記ブラケツト７１に取付けてあり、図示されな
い制御装置により制御されるものである。前記検
出装置６７は、リミツトスイツチ等により形成し
てあり、前記ドグ６９の移動軌跡と対応する位置
に配設してある。この検知装置６７は、ベースプ
レート７に固定したブラケツト７９に取付けてあ
る。したがつて、制御装置を介して位置決め装置
６３を第１図、第２図において下方向へ退避させ
ることにより、割出し板５９のカム溝６１からカ
ムフオロア６５が離脱するとともにドグ６９が検
知装置６７から離脱し、各回転体５５Ａ，５５
Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄの固定が解除されて回転可能
な状態となる。逆に、第１図、第２図に示される
ように、制御装置を介して位置決め装置６３を進
出させて、カムフオロア６５を割出し板５９のカ
ム溝６１に係合するとともにドグ６９が検知装置
６７に係合することにより、駆動装置４７が停止
して各回転体５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄの
回転が阻止され、固定されることになる。上記の
ように、位置決め装置６３によつて各回転体５５
Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ，５５Ｄの回転が阻止された
状態にあるときには、各回転体５５Ａ，５５Ｂ，
５５Ｃ，５５Ｄの各透過孔５７Ａ，５７Ｂ，５７
Ｃ，５７ＤはレーザビームLBの光路において重
なり合つた状態にあつて、レーザビームLBの通
過を許容しているものである。よつて、この場合
にはレーザビームLBはパルス化されることがな
いものであり、レーザ発振器からの出力モードの
状態を維持できるものである。

また、前記ベースプレート７には、前記割出し
板５９と対応する位置に近接スイツチ８１が取付
けてある。したがつて、この近接スイツチ８１に
対応する割出し板５９の割出し位置を検出するこ
とができるものである。よつて、近接スイツチ８
１の検出信号により制御装置を介して位置決め装
置６３が作動する。

以上のごとき実施例の説明より理解されるよう
に、要するに本考案の要旨は実用新案登録請求の
範囲に記載のとおりであるから、その記載より明
らかなように、本考案においては、レーザ発振器
から発振されるレーザビームの光路の周囲に複数
の回転軸を等間隔的に配置し、各回転軸を同期回
転自在かつ停止固定自在に設けてなり、各回転軸
に取付けた円板状の各回転体の外周部付近が前記
光路を横断するように設けてある。そして、各回
転体が光路上で互に重なり合う部分にはレーザビ
ームの透過を許容する複数の切欠部あるいは透過
孔が等間隔に設けられているものである。

したがつて本考案においては、レーザ発振器の
外側においてレーザビームの変調を行なうもので
あつて、従来のレーザ発振器にも極めて容易に対
応できるものであり、レーザ発振器から発振され
るレーザビームが連続発振であつても、各回転軸
を同期回転することによりレーザビームをパルス
化できるものである。この場合、各回転体の切欠
部あるいは透過孔が互に重なり合つたときにのみ
レーザビームの透過が許容されてパルス化される
ものであるが、レーザビームの透過は、各透過孔
が互に重なりを開始してから互の重なりが解消さ
れるまでの間である。よつて、レーザビームにお
いてエネルギー密度の高い軸心部分の透過時間が
比較的長く、レーザビームにおいてエネルギー密
度の低い周縁部の透過時間は短時間となる。ため
に、ワークの切断等にあまり寄与しないエネルギ
ー密度の低い周縁部をカツトしてエネルギー密度
の高い軸心部分のみでワークの切断等を行なう態
様となり、周囲への熱影響を小さくできるもので
ある。

また、本考案においては、各回転体が互に重な
りあう位置よりレーザ発振器側の光路上に、レー
ザビームの周縁部をカツトするアパーチヤ装置が
配置してあるので、前記各回転体の回転を停止し
て、連続発振のレーザビームをパルス化しないで
レーザ加工に使用する場合であつても、レーザビ
ームの周縁部がカツトされることとなり、レーザ
加工装置の周囲への熱影響を少なくできるもので
ある。さらに、前記アパーチヤ装置によつてレー
ザビームの周縁部がカツトされることにより、前
記各回転体に与える熱影響はカツトされた分だけ
少なくなり、各回転体の熱歪みをそれだけ少なく
できるものである。

なお、本考案は前述の実施例のみに限定される
ものではなく、適宜の設計的変更を行なうことに
より、その他の態様でもつて実施し得るものであ
る。例えば、シヤツター装置における回転体の配
列、大小の相違、透過孔の大小、形状の相違など
種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るアパーチア装置付レーザ
変調装置の断面図で、第２図の−線に沿つた
断面に相当する。第２図は第１図を左方向かりみ
た側面図である。第３図はシヤツター装置を示す
説明図である。図面の主要な部分を表わす符号の説明、LB…
…レーザビーム、Ａ……アパーチア装置、Ｓ……
シヤツター装置、４７……駆動装置。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

レーザ発振器からのレーザビームLBの光路の
周囲に等間隔的に配置された複数の回転軸３３Ａ
〜３３Ｄを上記光路と平行に設けると共に各回転
軸３３Ａ〜３３Ｄを同期回転自在かつ停止固定自
在に設け、外周部付近が前記光路を横断自在の円
板状の各回転体５５Ａ〜５５Ｄを前記各回転軸３
３Ａ〜３３Ｄに装着して設け、各回転体５５Ａ〜
５５Ｄが光路上で互に重なり合う部分に、レーザ
ビームLBの透過を許容する複数の切欠部あるい
は透過孔を等間隔に形成して設け、上記各回転体
５５Ａ〜５５Ｄが互に重なり合う位置よりレーザ
発振器側の光路上に、レーザビームLBの周辺部
分をカツトするアパーチヤ装置Ａを配置して設け
ると共にアパーチヤ装置を冷却してなることを特
徴とするレーザビーム変調装置。