JP2013186451A - レーザ用光学素子の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の固定不良の発生を防止ことができるレーザ用光学素子の固定構造を提供する。
【解決手段】光学素子当接部２３を備えた光学素子ホルダ１７と、光学素子７に光学素子当接部２３とは反対側で係合して光学素子ホルダ１７に設けられる弾性体１９と、被係止部２９を備え、光学素子ホルダ１７に設けられている係止部３１に被係止部２９が係止されることで、光学素子ホルダ１７に対して一定の位置に位置し、光学素子当接部２３と協働して、光学素子７が弾性体１９によって押圧されるように、光学素子７と弾性体１９とを挟み込む光学素子固定体２１とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、レーザ用光学素子の固定構造に係り、特に、光学素子ホルダに光学素子を固定する構造に関する。

従来、図８で示すようなレーザ用光学素子の固定構造３０１を用いて、レンズ３０３をレンズホルダ３０５に設置している。

詳しく説明すると、レンズホルダ３０５の内径部に段差（レンズ当接部）３０７を設け、段差３０７の一方の側（大内径部）の内側に雌ネジ３０９を設け、円筒状のレンズ固定体３１１の外周に雄ネジ３１３を設け、雄ネジ３１３を雌ネジ３０９に螺合し、段差３０７とレンズ固定体３１１とでレンズ３０３を挟みこむこことで、レンズ３０３をレンズホルダ３０５に一体的に固定している。

なお、上記従来の技術に関連する文献としてたとえば特許文献１、特許文献２を掲げることができる。

実開平５−５２８３号公報 特開平３−２８１０８５号公報

ところで、上記従来のレーザ用光学素子の固定構造では、高出力レーザ光の照射・停止によりレンズ３０３やレンズホルダ３０５が加熱され冷却されて熱膨張を繰り返すことにより、また、レーザ加工装置の振動により、雄ネジ３１３に緩みが生じ、レンズ３０３の固定不良が発生するという問題がある。

また、ネジリング（外周に雄ネジ３１３が形成されているレンズ固定体３１１）を用いることで、ネジリングを締め付けるときにネジ３０９，３１３からバリによる切粉がレンズ３０３上に落ちて、焼き付きの原因になるという問題がある。

また、一般的に、ネジ３０９，３１３として、細目ネジを用いるので、レンズ３０３をレンズホルダ３０５に設置すべくネジリングを締め付けるときに、回転量が大きくなりレンズ３０３の設置に手間がかかるという問題がある。

さらに、レンズ３０３をレンズホルダ３０５に設置すべくネジリングを締め付けるときに、作業者によって個人差が出てしまうので、トルクレンチ等を使った締め付けにより、雄ネジ３１３の締め付けトルクを管理する必要があるという問題がある。

なお、上記問題は、レンズだけでなく、ミラー、ウインドウ等の光学素子をホルダ（光学素子ホルダ）に設置する場合にも同様に発生する問題である。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、光学素子の固定不良の発生を防止し、切粉（微細な切屑）による光学素子の焼き付きを防止し、光学素子の光学素子ホルダへの設置を従来よりも短い時間を行うことができ、光学素子の光学素子ホルダへ固定するときの固定力のばらつきを少なくすることができるレーザ用光学素子の固定構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、光学素子が当接する光学素子当接部を備えた光学素子ホルダと、前記光学素子ホルダの光学素子当接部に当接している光学素子に前記光学素子当接部とは反対側で係合して、前記光学素子ホルダに設けられる弾性体と、被係止部を備え、前記光学素子ホルダに設けられている係止部に前記被係止部が係止されることで、前記光学素子ホルダに対して一定の位置に位置し、この一定の位置に位置したとき、前記弾性体と係合し、前記光学素子ホルダの光学素子当接部と協働して、前記光学素子ホルダの光学素子当接部に当接している光学素子が前記光学素子ホルダに設けられている弾性体によって押圧されるように、前記光学素子ホルダの光学素子当接部に当接している光学素子と前記光学素子ホルダに設置された弾性体とを挟み込む光学素子固定体とを有するレーザ用光学素子の固定構造である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ用光学素子の固定構造において、前記光学素子ホルダの係止部は、前記光学素子ホルダに設けられた溝の所定の部位で構成されており、前記光学素子固定体の被係止部は、前記光学素子固定体に設けられた突起で構成されており、前記光学素子固定体を前記光学素子ホルダに設置するときには、前記突起が前記溝に係合して、前記光学素子固定体が、前記光学素子ホルダの光学素子当接部に当接している光学素子とこの光学素子に係合している弾性体に近づく側に移動し、前記突起が前記溝の所定の部位に係止されて、前記光学素子固定体が前記光学素子ホルダに対して一定の位置に位置するように構成されているレーザ用光学素子の固定構造である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のレーザ用光学素子の固定構造において、前記光学素子ホルダには弾性部が形成されており、前記光学素子ホルダの係止部は、前記弾性部に形成されている爪部で構成されており、前記光学素子ホルダに前記光学素子固定体を設置する途中では、前記弾性部が前記光学素子固定体に押されて弾性変形し、前記光学素子ホルダに前記光学素子固定体を設置し終えたときには、前記弾性部が復元して、前記爪部に前記光学素子固定体の一部位で構成された前記被係止部が係止され、前記光学素子固定体が前記光学素子ホルダに対して一定の位置に位置するように構成されているレーザ用光学素子の固定構造である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレーザ用光学素子の固定構造において、前記弾性体は、円筒状の素材に、一対の半円状の切り欠きで構成され前記素材の軸方向で前記素材の一端部側に形成されている第１群の切り欠きと、一対の半円状の切り欠きで構成され前記素材の軸方向で前記第１群の切り欠きから離れて前記素材の他端部側に形成されている第２群の切り欠きとを設けたことで、第１のリング状部位と、第２のリング状部位と、第３のリング状部位と、第１のリング状部位と第２のリング状部位との間に形成され第１のリング状部位と第２のリング状部位とをつないでいる一対の第１・第２リング状部位接続部と、第２のリング状部位と第３のリング状部位との間に形成され第２のリング状部位と第３のリング状部位とをつないでいる一対の第２・第３リング状部位接続部とを備えた形状に形成されており、前記弾性体の軸方向から見ると前記一対の第１・第２リング状部位接続部と、前記一対の第２・第３リング状部位接続部とは、お互いが９０°ずれているレーザ用光学素子の固定構造である。

本発明によれば、光学素子の固定不良の発生を防止し、切粉による光学素子の焼き付きを防止し、光学素子の光学素子ホルダへの設置を従来よりも短い時間を行うことができ、光学素子の光学素子ホルダへ固定するときの固定力のばらつきを少なくすることができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係るレーザ用光学素子（レンズ）の固定構造が用いられているレーザ加工用ヘッドの概略構成を示す断面図である。 （ａ）はレーザ用光学素子（レンズ）の固定構造の側面図であり、（ｂ）はレーザ用光学素子（レンズ）の固定構造の断面図であり、図１におけるＩＩＢ部の拡大図であって、（ａ）におけるＩＩＢ−ＩＩＢ断面を示す図である。 レーザ用光学素子（レンズ）の固定構造の分解斜視図である。 図２（ａ）におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す図である。 （ａ）は弾性体の平面図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＶＢ矢視図であり、（ｃ）は（ａ）におけるＶＣ矢視図であり、（ｄ）は（ａ）におけるＶＤ−ＶＤ断面を示す図である。 変形例に係るレーザ用光学素子（レンズ）の固定構造を示す図であり、（ａ）は図２（ａ）に対応した図であり、（ｂ）は図２（ｂ）に対応した図である。 変形例に係るレーザ用光学素子（レンズ）の固定構造の分解斜視図であり、図３に対応した図である。 従来のレーザ用レンズの固定構造を示す図である。

レーザ加工用ヘッド１は、円筒状の加工ヘッド筐体３を備えて構成されており、加工ヘッド筐体３には、本発明の実施形態に係るレーザ用光学素子の固定構造（レーザ用レンズの固定構造）５によってレンズ７が一体的に設置されている。

加工ヘッド筐体３の軸Ｃ１の延伸方向の一方の側には、ノズル９が一体的に設けられており、加工ヘッド筐体３の軸Ｃ１の延伸方向の他方の側には、接続体係止体１１が一体的に設けられている。接続体係止体１１には、光ファイバ１５を支持している接続体１３が一体的に設けられている。

そして、光ファイバ１５の端部から出射されたレーザ光ＬＢが、加工ヘッド筐体３の内部を進みレンズ７を通って、ノズル９からレーザ加工用ヘッド１の外部に出射され、ワーク（図示せず）に照射されてワークにレーザ加工がなされるようになっている。

レーザ用光学素子の固定構造５について詳しく説明する。図１を参照するに、加工ヘッド筐体３には、２つのレンズ７が設けられており、２つのレンズ７のそれぞれがレーザ用光学素子の固定構造５によって、加工ヘッド筐体３に固定されている。

ここでは、一方の（図１の下側の）レーザ用光学素子の固定構造５について説明し、他方の（図１の上側）レーザ用光学素子の固定構造（一方のレーザ用光学素子の固定構造５と同様の構造）についての説明は省略する。なお、レーザ用光学素子の固定構造５によって加工ヘッド筐体３に設置されている各レンズ７の光軸は、加工ヘッド筐体３の軸（中心軸）Ｃ１と一致している。

レーザ用光学素子の固定構造５では、レンズ７を例に掲げて説明するが、レーザ用光学素子の固定構造５でレンズ以外の光学素子（ミラー、ウインドウ等）を固定するようにしてもよい。

レーザ用光学素子の固定構造５は、図２等で示すように、光学素子ホルダ（レンズホルダ；レンズケース）１７と弾性体１９と光学素子固定体（レンズ固定体）２１とを備えて構成されている。

レンズホルダ１７は、加工ヘッド筐体３に一体的に設けられており、レンズ７が当接する光学素子当接部（レンズ当接部）２３を備えて構成されている。

さらに説明すると、レンズホルダ１７は、筒状（たとえば円筒状）に形成されており、内径が小さい小内径部２５と内径が小内径部２５よりも大きい大内径部２７とを備えている。

小内径部２５と大内径部２７との境界にはリング状の段差（円筒状に形成されているレンズホルダ１７の軸（加工ヘッド筐体３と一致している軸）Ｃ１に対して直交している平面で形成された段差）が形成されている。この段差がレンズ当接部２３を構成している。また、レンズ当接部２３は、円筒状に形成されているレンズホルダ１７の軸Ｃ１の延伸方向で、レンズホルダ１７の中間部に形成されている。

大内径部２７の内径は、円形状のレンズ７の外径と等しくなっており、小内径部２５の内径は、大内径部２７の内径よりも僅かに小さくなっている。

レンズホルダ１７のレンズ当接部２３にレンズ７が当接している状態では、平凸レンズ７の光軸方向（厚さ方向）の一方の面（平面）における外周からこの近傍にかけてのリング状部位が、レンズホルダ１７のレンズ当接部２３に面接触している。

また、レンズホルダ１７のレンズ当接部２３にレンズ７が当接している状態では、レンズ７の外周が、大内径部２７の内周に面接触し、レンズホルダ１７の径方向で、レンズホルダ１７に対するレンズ７の位置決めがされている。また、レンズ７の光軸とレンズホルダ１７の軸（中心軸）Ｃ１とはお互いが一致している。

弾性体１９は、レンズホルダ１７のレンズ当接部２３に当接しているレンズ７に、レンズ当接部２３とは反対側で係合して（接触して）、レンズホルダ１７に設けられている。また、弾性体１９は、レンズ当接部２３と協働してレンズ７を挟み込むようにして、レンズホルダ１７に設けられている。

弾性体１９も、たとえば、円筒状に形成されている。弾性体１９の軸方向の寸法（高さ寸法）の値は、小内径部２５の軸方向の寸法（深さ寸法）からレンズ７の厚さをマイナスした値よりも小さくなっている。また、弾性体１９は、この軸の延伸方向方向で弾性変形して使用されるようになっている。

弾性体１９の外径は、大内径部２７の内径よりも僅かに小さくなっている（弾性体１９がこの軸の延伸方向で弾性変形して外径が僅かに大きくなっても、この大きくなった弾性体１９の外径は大内径部２７の内径よりも僅かに小さくなっている）。弾性体１９の内径は、小内径部２５の内径とほぼ等しくなっている。

弾性体１９がレンズホルダ１７に設けられた状態では、弾性体１９の軸とレンズホルダ１７の軸Ｃ１とがお互いにほぼ一致しており、レンズ７の外周からこの近傍にかけてのリング状部位に、弾性体１９の軸Ｃ１の延伸方向の一端部が接触している。

なお、弾性体１９がレンズ７に接触している部位は、レンズ７を間にして、レンズホルダ１７のレンズ当接部２３と対向している。また、弾性体１９は、大内径部２７内に存在しており、弾性体１９の軸Ｃ１の延伸方向の他端部側の部位は、レンズ７から離れる側（円筒状のレンズホルダ１７の大内径部２７の開口部側）に位置している。

レンズ固定体２１には、被係止部２９が設けられている。レンズホルダ１７に設けられている係止部３１に被係止部２９が係止されることで、レンズ固定体２１が、レンズホルダ１７に対して一定の位置に位置するようになっている。

レンズ固定体２１が上記一定の位置に位置したとき、レンズ固定体２１が弾性体１９と係合するようになっている（弾性体１９に接触して弾性体１９を押すようになっている）。そして、レンズ固定体２１がレンズホルダ１７のレンズ当接部２３と協働して、レンズ７と弾性体１９とをこれらの軸方向（レンズ７の光軸方向）で挟み込むようになっている。

すなわち、レンズホルダ１７のレンズ当接部２３に当接しているレンズ７が、レンズホルダ１７に設けられている弾性体１９によって、レンズ当接部２３側に押圧されるように、上記一定の位置に位置しているレンズ固定体２１とレンズ当接部２３とが協動して、レンズ７と弾性体１９とを挟み込むようになっている。

なお、レンズ固定体２１も、たとえば、円筒状に形成されており、レンズ固定体２１の軸の延伸方向の寸法（高さ寸法）、外径、内径は、弾性体１９のものと同程度になっている。

レンズ７と弾性体１９とレンズ固定体２１とが上述したようにレンズホルダ１７に設けられ、さらに、レンズ固定体２１が上記一定の位置に位置することで、レンズ７と弾性体１９とレンズ固定体２１とのレンズホルダ１７への設置が完了する（図１、図２、図４参照）。

この設置完了状態では、レンズ固定体２１の軸とレンズホルダ１７の軸Ｃ１とがお互いにほぼ一致しており、レンズホルダ１７の軸Ｃ１の延伸方向で、レンズホルダ１７のレンズ当接部２３、レンズ７、弾性体１９、レンズ固定体２１がこの順に並んでおり、弾性体１９がこの軸Ｃ１の延伸方向で圧縮されて弾性変形している。

また、設置完了状態では、レンズホルダ１７とレンズ７と弾性体１９とレンズ固定体２１とが一体化しており、レンズ７と弾性体１９とレンズ固定体２１の一方の部位（弾性体１９側の部位）とが、レンズホルダ１７の大内径部２７の内部に位置しており、レンズ固定体２１の他方の部位（弾性体１９とは反対側の部位）は、レンズホルダ１７から突出している（図２等参照）。

ここで、レンズ固定体２１の被係止部２９とレンズホルダ１７の係止部３１についてさらに詳しく説明する。

レンズホルダ１７の係止部３１は、レンズホルダ１７に設けられた溝（所定の幅で曲がって延びている溝）３３の所定の部位（溝の奥部）３３Ａで構成されている。

レンズ固定体２１の被係止部２９は、レンズ固定体２１に設けられた突起（外径が溝の幅と等しいか僅かに小さい円柱状のピン）３５で構成されている。

レンズ固定体２１をレンズホルダ１７に設置するときには、突起３５が溝３３に係合して（突起３５が溝３３内に入り込んで）、レンズ固定体２１が、レンズホルダ１７のレンズ当接部２３に当接しているレンズ７とこのレンズ７に係合している弾性体１９に近づく側に移動して（突起３５も溝３３に対して移動して）、突起３５が溝３３の所定の部位３３Ａに係止され、レンズ固定体２１がレンズホルダ１７に対して一定の位置に位置するように構成されている。

さらに説明すると、溝３３の幅は突起３５の外径よりもごく僅かに大きくなっている。また、溝（切り欠き）３３は、レンズホルダ１７の大内径部２７の肉部を貫通して形成されている。

溝３３は、垂直部３３Ｂと傾斜部３３Ｃと奥部３３Ａとで構成されている。垂直部３３Ｂは、レンズホルダ１７の大内径部２７の開口部から小内径部２５側に向かいレンズホルダ１７の軸Ｃ１と平行に延びている。傾斜部３３Ｃは、垂直部３３Ｂの最奥部から小内径部２５側に向かいレンズホルダ１７の軸Ｃ１に対して斜めに延びている。奥部３３Ａは、傾斜部３３Ｃの最奥部からレンズホルダ１７の軸に対して平行に、もしくは、大内径部２７の開口部側に向かい、僅かに延びて設けられている。

突起３５は、レンズ固定体２１の外周から僅かに突出しており、レンズ固定体２１をレンズホルダ１７に設置するときや設置し終えたとき、レンズホルダ１７の外周よりも外側には突出しないようにして、溝３３に入り込むようになっている。

また、レンズ固定体２１をレンズホルダ１７に設置するときには、レンズ固定体２１をレンズホルダ１７内に挿入するとともに、突起３５を溝３３の垂直部３３Ｂに入れて、レンズ固定体２１をレンズホルダ１７に設置されているレンズ７や弾性体１９（小内径部２５）に近づくように移動する。

続いて、突起３５を溝３３の傾斜部３３Ｃに入れて、レンズ固定体２１の切り欠き３７に図示しない工具を引っ掛け、突起３５が傾斜部３３Ｃの奥側（奥部３３Ａ側）に移動するように、レンズ固定体２１を、レンズ固定体２１の軸を中心にしてたとえば３０°程度の角度だけまわす。このとき、レンズ固定体２１が、小内径部２５に近づくように移動して、弾性体１９を圧縮するようになっている。

続いて、突起３５を溝３３の奥部３３Ａに入れる。このとき、弾性体１９の付勢力で、レンズ固定体２１が、大内径部２７の開口部側に僅かに移動し、突起３５が奥部３３Ａに入るとき、突起３５が奥部３３Ａの内周にぶつかって「カチッ」っと音がし、突起３５が奥部３３Ａに係止される。

そして、レンズ固定体２１が、レンズ７に係合している弾性体１９に近づく側に移動して（突起３５も溝３３に対して移動して）、突起３５が溝３３の所定の部位３３Ａに係止され、レンズホルダ１７に対して一定の位置に位置するようになっている。

なお、図２（ａ）では、突起３５と溝３３とは１組しか示されていないが、突起３５と溝３３とを複数組（たとえば３組）設けた構成であってもよい。この場合、突起３５と溝３３と各組みは、レンズホルダ１７やレンズ固定体２１の周を３等配する位置に配置されている（図３等参照）。

また、上記設置完了状態で、図２（ｂ）で示すように、止めネジ（セットスクリュ）３８を用いて、レンズ固定体２１をレンズホルダ１７のさらに固定してもよい。これにより、レンズ固定体２１が一層確実に固定され、上記設置完了状態を一層確実に維持することができる。

なお、上述した突起３５と溝３３と用いた構成は、従来のようにレンズ７の外径とほぼ等しい径のネジを用いることなく、レンズ７をレンズホルダ１７に固定している構造の例である。

次に、弾性体１９について詳しく説明する。

弾性体１９は、図５等で示すように、円筒状の素材（鋼等の金属で構成されている素材）に、第１群の切り欠き３９と第２群の切り欠き４１を設けた形態に形成されている。第１群の切り欠き３９は、一対の半円状の切り欠きで構成されており、上記素材の軸Ｃ１の延伸方向で上記素材の一端部側にたとえば切削加工により形成されている。

第２群の切り欠き４１は、第１群の切り欠き３９と同様にして、一対の半円状の切り欠きで構成されており、上記素材の軸Ｃ１の延伸方向で上記第１群の切り欠き３９から離れて上記素材の他端部側にたとえば切削加工により形成されている。

これにより、弾性体１９は、第１のリング状部位４３と第２のリング状部位４５と第３のリング状部位４７と一対の第１・第２リング状部位接続部４９と一対の第２・第３リング状部位接続部５１とを備えた形状に形成されている。

一対の第１・第２リング状部位接続部４９は、第１のリング状部位４３と第２のリング状部位４５との間に形成されており第１のリング状部位と第２のリング状部位とをつないでいる。一対の第２・第３リング状部位接続部５１は、第２のリング状部位４５と第３のリング状部位４７との間に形成されており第２のリング状部位４５と第３のリング状部位４７とをつないでいる。

そして、弾性体１９をこの軸Ｃ１の延伸方向から見ると、一対の第１・第２リング状部位接続部４９と一対の第２・第３リング状部位接続部５１とは、弾性体１９を中心にしおてお互いが９０°ずれている（図５（ａ）参照）。

なお、弾性体１９において、一対の半円状の切り欠きを３組以上の複数組、上記素材の軸方向の所定の間隔をあけならんで設けられていてもよい。また、弾性体１９として、上述したものに代えて、圧縮コイルバネや皿バネ等を採用してもよい。

レーザ用レンズの固定構造５によれば、従来のようにレンズの外径とほぼ等しい径のネジを用いることなく、レンズホルダ１７の溝３３とレンズ固定体２１のピン３５とを用いてレンズ７をレンズホルダ１７に固定し弾性体１９で付勢しているので、レンズ７やレンズホルダ１７に、熱による伸縮が生じたり振動が加わっても、レンズ固定体２１が緩むことがない。したがって、レンズ７の固定不良の発生が防止され、切粉によるレンズ７の焼き付きが防止され、レンズ７のレンズホルダ１７への設置を従来よりも短い時間を行うことができ、レンズ７をレンズホルダ１７へ固定するときの固定力のばらつきを少なくすることができる。

また、レーザ用レンズの固定構造５によれば、弾性体１９が、円筒状の素材に各切り欠き３９、４１を設けた形状に形成されているので、弾性体１９の形状寸法のばらつきを小さくし、弾性体１９のバネ定数のばらつきを小さくすることができ、レンズホルダ１７でのレンズ７の固定力のばらつきを少なくすることができる。

次に、変形例に係るレーザ用レンズの固定構造５について説明する。変形例に係るレーザ用レンズの固定構造５では、突起３５や溝３３の代わりに、図６や図７で示すように、爪部５３等を用いてレンズ固定体２１をレンズホルダ１７に設置する点が、図２や図３等で示したものと異なり、その他の点は、図２や図３等で示したもの同様に構成されておりほぼ同様の効果を奏する。

変形例に係るレーザ用レンズの固定構造５では、レンズホルダ１７には弾性部５５が形成されており、レンズホルダ１７の係止部３１は、弾性部５５に形成されている爪部５３で構成されている。

レンズホルダ１７にレンズ固定体２１を設置する途中では、弾性部５５がレンズ固定体２１に押されて弾性変形するようになっている。レンズホルダ１７にレンズ固定体２１を設置し終えたときには（設置完了状態では）、弾性部５５が復元して、爪部５３にレンズ固定体２１の一部位で構成さらた被係止部２９が係止され、レンズ固定体２１がレンズホルダ１７に対して一定の位置に位置するように構成されている。

さらに詳しく説明すると、レンズホルダ１７の大内径部２７は、円筒状の基端側部位５７と円筒状の先端側部位５９とで構成されている。基端側部位５７と先端側部位５９との境界は、大内径部２７の軸Ｃ１の延伸方向で大内径部２７の中間部に位置しており、基端側部位５７が小内径部２５側に位置し、先端側部位５９が小内径部２５とは反対側に位置している。また、先端側部位５９の内径は、基端側部位５７の内径よりも大きくなっている。

先端側部位５９には、複数のスリワリ（先端側部位５９の肉部をこの厚さ方向に貫通している複数の細長い切り欠き）６１が設けられている。各スリワリ６１は、レンズホルダ１７（先端側部位５９）の軸Ｃ１の延伸方向に延びているとともに、先端側部位５９の周方向で所定の僅かな間隔をあけて設けられている。

これにより、先端側部位５９（大内径部２７の開口部側）には、細長い複数の棒状の弾性部５５が、先端側部位５９の周方向で所定の僅かな間隔をあけて形成されている。

各弾性部５５の先端には、爪部５３が形成されている。すなわち、爪部５３は、大内径部２７（先端側部位５９）の軸Ｃ１の延伸方向で、レンズ当接部２３の反対側に、弾性部５５から僅かに突出している。爪部５３の先端側には斜面６３が形成されており、爪部５３の基端側（弾性部５５との境界部分）には、係止面６５が形成されている。斜面６３は、大内径部２７の軸Ｃ１に対して斜めになっており、斜面６３を延長すると、大内径部２７の軸Ｃ１と交差するが、この交差する位置は、小内径部２５側になっている。

係止面６５は、爪部５３と弾性部５５との間の段差によって形成されており、係止面６５を延長すると、大内径部２７の軸Ｃ１と直交するようになっている。さらに説明すると、係止面６５と斜面６３とは、たとえば、６０°程度の鋭角で交差している。

より精確に説明すると、レンズホルダ１７の製造においては、まず、円筒状のものを旋盤等で製作し、この製作したものに複数のスリワリ６１を設けるので、斜面６３は、実際には、円錐側面の一部で構成されており、平面にはなっていない。しかし、爪部５３の幅が僅かであるので、上記説明では、斜面６３を平面としてある。

レンズ固定体２１は、突起３５を削除した円筒状に形成されている。

レンズホルダ１７の大内径部２７の基端側部位５７の内径は、レンズ７の外径とほぼ等しくなっており、先端側部位５９の内径は、レンズ固定体２１の外径とほぼ等しくなっている。

爪部５３の内径は、斜面６３によって変化している。また、爪部５３の内径（最も小さくなっている部位の内径；係止面６５境界部分における内径）は、レンズ７や弾性体１９の外径よりも大きく、レンズ固定体２１の外径よりも小さくなっている。爪部５３の内径（最も大きくなっている部位の内径；先端部における内径）は、先端側部位５９の内径と等しいか先端側部位５９の内径よりも僅かに大きくなっている。

そして、レンズホルダ１７にレンズ７と弾性体１９とレンズ固定体２１とを設置するときは、まず、レンズホルダ１７にレンズ７と弾性体１９とを設置する。

続いて、レンズ固定体２１を設置する。詳しく説明すると、レンズ固定体２１の軸Ｃ１とレンズホルダ１７（大内径部２７）の軸Ｃ１とがお互いに一致し大内径部２７の軸Ｃ１の延伸方向でレンズ固定体２１が大内径部２７（弾性部５５や爪部５３）から離れている状態から、レンズ固定体２１を大内径部２７内に挿入すべく、レンズ固定体２１をレンズホルダ１７（弾性部５５や爪部５３やレンズ当接部２３）に近づく方向に移動する。このとき、図示しない円筒状の工具を用いて、レンズ固定体２１を押すようにしてもよい。上記工具の外径は、爪部５３の内径（最も小さくなっている部位の内径）よりも小さくレンズ固定体２１の内径よりも大きくなっている。

また、別の工具で弾性部５５を弾性変形させて爪部５３を外側に広げ、レンズ固定体２１が爪部５３を押圧しないようにして、レンズ固定体２１をレンズホルダ１７に設置するようにしてもよい。

上記レンズ固定体２１の移動により、まず、レンズ固定体２１の軸Ｃ１の延伸方向一方の端部（外径の端部）が、爪部５３の斜面６３に当接する。レンズ固定体２１をレンズ当接部２３に近づく方向にさらに移動すると、爪部５３がレンズ固定体２１で押されて弾性部５５が片持ち梁のごとく外周側に弾性変形し爪部５３の内径が大きくなる。

レンズ固定体２１をレンズ当接部２３に近づく方向にさらに移動すると、弾性体１９がレンズ固定体２１で押されて圧縮され弾性変形し、レンズ固定体２１が爪部５３を乗り越え、弾性部５５が復元し、レンズ７と弾性体１９とレンズ固定体２１とのレンズホルダ１７への設置が完了する。

この設置完了状態では、レンズ固定体２１の軸Ｃ１とレンズホルダ１７の軸Ｃ１とがお互いにほぼ一致しており、レンズホルダ１７の軸Ｃ１の延伸方向で、レンズホルダ１７のレンズ当接部２３、レンズ７、弾性体１９、レンズ固定体２１がこの順に並んでおり、レンズ固定体２１の軸Ｃ１の延伸方向の一方の端部が弾性体１９に接触し、レンズ固定体２１の軸Ｃ１の延伸方向の他方の端部が爪部５３の係止面６５に接触し、弾性体１９が軸Ｃ１の延伸方向で圧縮されて弾性変形している。

また、設置完了状態では、レンズホルダ１７とレンズ７と弾性体１９とレンズ固定体２１とが一体化しており、レンズ７と弾性体１９とレンズ固定体２１とが、レンズホルダ１７の大内径部２７の内部に位置している。

なお、上述した弾性部５５や爪部５３等を用いた構成も、従来のようにレンズ７の外径とほぼ等しい径にネジを用いることなく、レンズ７をレンズホルダ１７に固定している構造の例である。

また、従来のようにレンズ７の外径とほぼ等しい径にネジを用いることなく、レンズ７をレンズホルダ１７に固定している構造として、プランジャ（ボールプランジャやピンプランジャ）を用いたものを掲げることもできる。

すなわち、係止部３１としてレンズホルダ１７に形成しした凹部を採用し、被係止部２９として、プランジャ（たとえば、ピンプランジャ）のピン部を採用してもよい。この場合、ピンプランジャの筐体は、レンズ固定体２１に一体的に設けられており、ピン部がレンズ固定体２１の外周から外側に付勢されて突出して、上記凹部に係合しているものとする。なお、逆にレンズ固定体２１に凹部を設けレンズホルダ１７にプランジャを設けた構成であってもよい。

５ レーザ用光学素子の固定構造（レーザ用レンズの固定構造）
７ 光学素子（レンズ）
１７ 光学素子ホルダ（レンズホルダ）
１９ 弾性体
２１ 光学素子固定体（レンズ固定体）
２３ 光学素子当接部（レンズ当接部）
２９ 被係止部
３１ 係止部
３３ 溝
３３Ａ 所定の部位
３５ 突起
３９ 第１群の切り欠き
４１ 第２群の切り欠き
４３ 第１のリング状部位
４５ 第２のリング状部位
４７ 第３のリング状部位
４９ 第１・第２リング状部位接続部
５１ 第２・第３リング状部位接続部
５３ 爪部
５５ 弾性部

Claims (4)

1. 光学素子が当接する光学素子当接部を備えた光学素子ホルダと、
   前記光学素子ホルダの光学素子当接部に当接している光学素子に前記光学素子当接部とは反対側で係合して、前記光学素子ホルダに設けられる弾性体と、
   被係止部を備え、前記光学素子ホルダに設けられている係止部に前記被係止部が係止されることで、前記光学素子ホルダに対して一定の位置に位置し、この一定の位置に位置したとき、前記弾性体と係合し、前記光学素子ホルダの光学素子当接部と協働して、前記光学素子ホルダの光学素子当接部に当接している光学素子が前記光学素子ホルダに設けられている弾性体によって押圧されるように、前記光学素子ホルダの光学素子当接部に当接している光学素子と前記光学素子ホルダに設置された弾性体とを挟み込む光学素子固定体と、
   を有することを特徴とするレーザ用光学素子の固定構造。
2. 請求項１に記載のレーザ用光学素子の固定構造において、
   前記光学素子ホルダの係止部は、前記光学素子ホルダに設けられた溝の所定の部位で構成されており、
   前記光学素子固定体の被係止部は、前記光学素子固定体に設けられた突起で構成されており、
   前記光学素子固定体を前記光学素子ホルダに設置するときには、前記突起が前記溝に係合して、前記光学素子固定体が、前記光学素子ホルダの光学素子当接部に当接している光学素子とこの光学素子に係合している弾性体に近づく側に移動し、前記突起が前記溝の所定の部位に係止されて、前記光学素子固定体が前記光学素子ホルダに対して一定の位置に位置するように構成されていることを特徴とするレーザ用光学素子の固定構造。
3. 請求項１に記載のレーザ用光学素子の固定構造において、
   前記光学素子ホルダには弾性部が形成されており、前記光学素子ホルダの係止部は、前記弾性部に形成されている爪部で構成されており、
   前記光学素子ホルダに前記光学素子固定体を設置する途中では、前記弾性部が前記光学素子固定体に押されて弾性変形し、前記光学素子ホルダに前記光学素子固定体を設置し終えたときには、前記弾性部が復元して、前記爪部に前記光学素子固定体の一部位で構成された前記被係止部が係止され、前記光学素子固定体が前記光学素子ホルダに対して一定の位置に位置するように構成されていることを特徴とするレーザ用光学素子の固定構造。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のレーザ用光学素子の固定構造において、
   前記弾性体は、円筒状の素材に、一対の半円状の切り欠きで構成され前記素材の軸方向で前記素材の一端部側に形成されている第１群の切り欠きと、一対の半円状の切り欠きで構成され前記素材の軸方向で前記第１群の切り欠きから離れて前記素材の他端部側に形成されている第２群の切り欠きとを設けたことで、第１のリング状部位と、第２のリング状部位と、第３のリング状部位と、第１のリング状部位と第２のリング状部位との間に形成され第１のリング状部位と第２のリング状部位とをつないでいる一対の第１・第２リング状部位接続部と、第２のリング状部位と第３のリング状部位との間に形成され第２のリング状部位と第３のリング状部位とをつないでいる一対の第２・第３リング状部位接続部とを備えた形状に形成されており、
   前記弾性体の軸方向から見ると前記一対の第１・第２リング状部位接続部と、前記一対の第２・第３リング状部位接続部とは、お互いが９０°ずれていることを特徴とするレーザ用光学素子の固定構造。

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