JPH08220404A - Ｙａｇレーザ加工システムと冷却式 光ファイバケーブル - Google Patents
Ｙａｇレーザ加工システムと冷却式 光ファイバケーブルInfo
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- JPH08220404A JPH08220404A JP7046320A JP4632095A JPH08220404A JP H08220404 A JPH08220404 A JP H08220404A JP 7046320 A JP7046320 A JP 7046320A JP 4632095 A JP4632095 A JP 4632095A JP H08220404 A JPH08220404 A JP H08220404A
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Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レーザ光を加工位置に導く光ファイバケーブ
ルを冷却することで大容量のエネルギーを伝送可能にす
る。 【構成】 レーザ発振器内に設置された励磁ランプの光
をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレーザ光を発生させ，そ
のレーザ光を発振器から光ファイバケーブルで出射光ノ
ズルに導いて目的位置に照射し加工を行うＹＡＧレーザ
加工システムにおいて，その光ファイバに被覆管を設
け，その被覆管と光ファイバとの間に光ファイバを直接
的又は間接的に冷却するための冷却媒体を注入又は循環
可能にした。こうすることで，容量の大きいエネルギー
を伝送する場合でも細い光ファイバケーブルを使用する
ことができ，経済性及び耐久性の向上に寄与する。
ルを冷却することで大容量のエネルギーを伝送可能にす
る。 【構成】 レーザ発振器内に設置された励磁ランプの光
をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレーザ光を発生させ，そ
のレーザ光を発振器から光ファイバケーブルで出射光ノ
ズルに導いて目的位置に照射し加工を行うＹＡＧレーザ
加工システムにおいて，その光ファイバに被覆管を設
け，その被覆管と光ファイバとの間に光ファイバを直接
的又は間接的に冷却するための冷却媒体を注入又は循環
可能にした。こうすることで，容量の大きいエネルギー
を伝送する場合でも細い光ファイバケーブルを使用する
ことができ，経済性及び耐久性の向上に寄与する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は溶接用の大容量ＹＡＧレ
ーザシステム及びレーザ光を溶接位置に導く光ファイバ
ケーブルを水冷することにより，大容量のエネルギーを
伝送し得るようにしたＹＡＧレーザ用冷却式光ファイバ
ケーブルに関する。
ーザシステム及びレーザ光を溶接位置に導く光ファイバ
ケーブルを水冷することにより，大容量のエネルギーを
伝送し得るようにしたＹＡＧレーザ用冷却式光ファイバ
ケーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は光ファイバケーブルの冷却は自然
空冷によっていたため，コア径600μｍの光ファイバケ
ーブルでは２ＫＷ程度のレーザ発振器によるレーザ光を
伝送するのが限度であった。
空冷によっていたため，コア径600μｍの光ファイバケ
ーブルでは２ＫＷ程度のレーザ発振器によるレーザ光を
伝送するのが限度であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般的には溶接用途は
切断やマーキングに較べ，より大容量の，場合によって
は３ＫＷ以上のレーザ発振器によるレーザ光を必要とす
る。しかしそのような大エネルギーを伝送するために
は，従来のように自然空冷のままだと複数本の光ファイ
バケーブルを並列で使用するか，あるいはより太いケー
ブルを用いるしかなかった。しかしいずれの方法もコス
ト高，可撓性の悪化等の欠点があった。
切断やマーキングに較べ，より大容量の，場合によって
は３ＫＷ以上のレーザ発振器によるレーザ光を必要とす
る。しかしそのような大エネルギーを伝送するために
は，従来のように自然空冷のままだと複数本の光ファイ
バケーブルを並列で使用するか，あるいはより太いケー
ブルを用いるしかなかった。しかしいずれの方法もコス
ト高，可撓性の悪化等の欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は，上記の問題を
解決するために開発されたもので，具体的にはレーザ発
振器内に設置された励起ランプの光をＮｄ：ＹＡＧ結晶
に照射してレーザ光を発生させ，そのレーザを発振器か
ら光ファイバケーブルで出射光ノズルに導いて目的位置
に照射し加工を行うＹＡＧレーザ加工システムにおい
て，光ファイバに被覆管を設け，その被覆管と光ファイ
バとの間に光ファイバを直接的又は間接的に冷却するた
めの冷却媒体を注入又は循環可能にしたＹＡＧレーザ加
工システムを提供する。
解決するために開発されたもので，具体的にはレーザ発
振器内に設置された励起ランプの光をＮｄ：ＹＡＧ結晶
に照射してレーザ光を発生させ，そのレーザを発振器か
ら光ファイバケーブルで出射光ノズルに導いて目的位置
に照射し加工を行うＹＡＧレーザ加工システムにおい
て，光ファイバに被覆管を設け，その被覆管と光ファイ
バとの間に光ファイバを直接的又は間接的に冷却するた
めの冷却媒体を注入又は循環可能にしたＹＡＧレーザ加
工システムを提供する。
【０００５】またもう一つは，レーザ発振器内に設置さ
れた励起ランプの光をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレー
ザ光を発生させ，そのレーザを発振器から光ファイバケ
ーブルで出射光ノズルに導いて目的位置に照射し加工を
行うＹＡＧレーザ加工システムにおいて，光ファイバを
収束し且つ冷却媒体が内外に流通する内部被覆管を設
け，その内部被覆管の上に外部被覆管を設け，しかも内
部被覆管の外側に光ファイバを冷却するための冷却媒体
を注入又は循環可能にしたＹＡＧレーザ加工システムを
提供する。
れた励起ランプの光をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレー
ザ光を発生させ，そのレーザを発振器から光ファイバケ
ーブルで出射光ノズルに導いて目的位置に照射し加工を
行うＹＡＧレーザ加工システムにおいて，光ファイバを
収束し且つ冷却媒体が内外に流通する内部被覆管を設
け，その内部被覆管の上に外部被覆管を設け，しかも内
部被覆管の外側に光ファイバを冷却するための冷却媒体
を注入又は循環可能にしたＹＡＧレーザ加工システムを
提供する。
【０００６】さらにもう一つは，レーザ発振器内に設置
された励起ランプの光をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレ
ーザ光を発生させ，そのレーザを発振器から光ファイバ
ケーブルで出射光ノズルに導いて目的位置に照射し加工
を行うＹＡＧレーザ加工システムにおいて，レーザ発振
器から出射光ノズルに至る光ファイバケーブルの外側を
耐水性の被覆管で包み，それらの間に空隙を設けるよう
にして，その空隙に通水して光ファイバの冷却を行うこ
とを特徴としたＹＡＧレーザ用冷却式光ファイバケーブ
ルを提供する。
された励起ランプの光をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレ
ーザ光を発生させ，そのレーザを発振器から光ファイバ
ケーブルで出射光ノズルに導いて目的位置に照射し加工
を行うＹＡＧレーザ加工システムにおいて，レーザ発振
器から出射光ノズルに至る光ファイバケーブルの外側を
耐水性の被覆管で包み，それらの間に空隙を設けるよう
にして，その空隙に通水して光ファイバの冷却を行うこ
とを特徴としたＹＡＧレーザ用冷却式光ファイバケーブ
ルを提供する。
【０００７】
【実施例】図１は，本発明のＹＡＧレーザ加工装置の実
施例を示す概略図である。また図２は本発明にかかる光
ファイバケーブルの一例を示すＡ−Ａ矢視断面図であ
る。また図３は本発明ケーブルの破砕断面を含む外観図
である。
施例を示す概略図である。また図２は本発明にかかる光
ファイバケーブルの一例を示すＡ−Ａ矢視断面図であ
る。また図３は本発明ケーブルの破砕断面を含む外観図
である。
【０００８】周知のとおりＹＡＧレーザは，ネオジムイ
オンをイットリウム・アルミニウム・ガーネットの母体
結晶にドービングしてレーザ活性媒体として使う，発振
波長は1.06μｍの固体レーザである。
オンをイットリウム・アルミニウム・ガーネットの母体
結晶にドービングしてレーザ活性媒体として使う，発振
波長は1.06μｍの固体レーザである。
【０００９】図中の１はＹＡＧレーザ発振器を示す。２
はＹＡＧレーザ発振器１に内蔵された高反射ミラーであ
る。３は励起ランプである。前記レーザ発振器１の励起
ランプの強力な発光によって励起されたＹＡＧロッド４
からそれぞれレーザ光が放出される。放出されたレーザ
光は反射ミラー２と出力ミラー５の間を反射してＹＡＧ
ロッド４を通過するごとに，光は増幅され，この増幅を
繰り返してレーザビームが発振される。発振されたレー
ザビームは出力ミラー５から取り出され，入射レンズ６
を通過し，光ファイバ７を介してレーザエネルギーを伝
送する。
はＹＡＧレーザ発振器１に内蔵された高反射ミラーであ
る。３は励起ランプである。前記レーザ発振器１の励起
ランプの強力な発光によって励起されたＹＡＧロッド４
からそれぞれレーザ光が放出される。放出されたレーザ
光は反射ミラー２と出力ミラー５の間を反射してＹＡＧ
ロッド４を通過するごとに，光は増幅され，この増幅を
繰り返してレーザビームが発振される。発振されたレー
ザビームは出力ミラー５から取り出され，入射レンズ６
を通過し，光ファイバ７を介してレーザエネルギーを伝
送する。
【００１０】光ファイバの伝送路先端には溶接ヘッドに
あたる出射光ノズル８が連結され，出射光ノズルに内蔵
された集光レンズ９により定められた焦点位置にレーザ
ビームが集束され，金属板Ｗのレーザ溶接，切断，穴明
け等高密度エネルギーによる熱加工が行われる。
あたる出射光ノズル８が連結され，出射光ノズルに内蔵
された集光レンズ９により定められた焦点位置にレーザ
ビームが集束され，金属板Ｗのレーザ溶接，切断，穴明
け等高密度エネルギーによる熱加工が行われる。
【００１１】光ファイバケーブル１０は，その断面構造
を図２及び図４に示すように，複数の細い光ファイバ７
を撚り合わせた単一のケーブル体の上に複数の冷却孔０
を穿設した内側被覆管１１を設けて収束し，その外側に
外側被覆管１２を同心上に設け，外側被覆管１２の内側
に光ファイバ７を間接的又は直接的に冷却するための冷
却媒体を注入または循環可能な空間１３を設けたもので
ある。
を図２及び図４に示すように，複数の細い光ファイバ７
を撚り合わせた単一のケーブル体の上に複数の冷却孔０
を穿設した内側被覆管１１を設けて収束し，その外側に
外側被覆管１２を同心上に設け，外側被覆管１２の内側
に光ファイバ７を間接的又は直接的に冷却するための冷
却媒体を注入または循環可能な空間１３を設けたもので
ある。
【００１２】この場合，外側被覆管１２と内側被覆管１
１との間に形成された空間１３を通水路として冷却水が
レーザ発振器側の入力端ａ，あるいは出射光ノズル８側
の出力端ｂのいずれかに設けた注入口又は排出口から一
方向に書く冷却孔０に侵入し，被覆収束された光ファイ
バ７の内外を流れるようにしてある。
１との間に形成された空間１３を通水路として冷却水が
レーザ発振器側の入力端ａ，あるいは出射光ノズル８側
の出力端ｂのいずれかに設けた注入口又は排出口から一
方向に書く冷却孔０に侵入し，被覆収束された光ファイ
バ７の内外を流れるようにしてある。
【００１３】通常は図１及び図２のようにそれぞれの注
入口の反対側に排出口を設けるが，たとえば他の例とし
て図４に示すように，被覆管内に往復水冷回路イ及びロ
を仕切る隔壁１４を設置し，あるいは図では省略したが
被覆管を二重構造にして独立した二重空間を往復路とし
て循環可能な水冷構造にして，注入口と排出口とを片
側，たとえば入力側ａに集中させてもよい。
入口の反対側に排出口を設けるが，たとえば他の例とし
て図４に示すように，被覆管内に往復水冷回路イ及びロ
を仕切る隔壁１４を設置し，あるいは図では省略したが
被覆管を二重構造にして独立した二重空間を往復路とし
て循環可能な水冷構造にして，注入口と排出口とを片
側，たとえば入力側ａに集中させてもよい。
【００１４】また冷却水が出射光ノズル８をも冷却する
構造にすれば，等価的に熱容量を大きくすることができ
るので，出射光ノズル８をより小型化することも可能で
ある。さらにレーザ発振器は一般的に水冷されているの
で，光ファイバの水冷回路をこれと直列に構成し，ある
いはマニホールドを介してそれから並列に取水するよう
にすれば，別途の取水口は不要となり冷却回路を簡素に
構成することができる。
構造にすれば，等価的に熱容量を大きくすることができ
るので，出射光ノズル８をより小型化することも可能で
ある。さらにレーザ発振器は一般的に水冷されているの
で，光ファイバの水冷回路をこれと直列に構成し，ある
いはマニホールドを介してそれから並列に取水するよう
にすれば，別途の取水口は不要となり冷却回路を簡素に
構成することができる。
【００１５】なお，冷却媒体には冷却水等の流体に限ら
ず，エアあるいはアシストガス等の気体を使用しても同
様の作用が得られる。
ず，エアあるいはアシストガス等の気体を使用しても同
様の作用が得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上で説明したように，本発明システム
によれば，レーザ発振器から溶接ヘッドに至る光ファイ
バを耐水性の被覆材で包み，しかもそれらの間に空隙を
設けるようにして，その空隙に冷却媒体を供給して光フ
ァイバケーブルの冷却を行うことにより，同一コア径で
より大容量の高密度エネルギーを伝送でき，あるいは同
一エネルギーであれば，よりコア径の細い光ファイバケ
ーブルを使用できるようにしたため，従来の大容量ＹＡ
Ｇレーザシステムに較べ，光ファイバへの溶接中のスパ
ッタや不純物の付着を防止し，光ファイバケーブルの耐
久性及び可撓性を向上し，併せて大幅なコストダウンを
実現する。
によれば，レーザ発振器から溶接ヘッドに至る光ファイ
バを耐水性の被覆材で包み，しかもそれらの間に空隙を
設けるようにして，その空隙に冷却媒体を供給して光フ
ァイバケーブルの冷却を行うことにより，同一コア径で
より大容量の高密度エネルギーを伝送でき，あるいは同
一エネルギーであれば，よりコア径の細い光ファイバケ
ーブルを使用できるようにしたため，従来の大容量ＹＡ
Ｇレーザシステムに較べ，光ファイバへの溶接中のスパ
ッタや不純物の付着を防止し，光ファイバケーブルの耐
久性及び可撓性を向上し，併せて大幅なコストダウンを
実現する。
【図１】本発明のＹＡＧレーザ用冷却式光ファイバケー
ブルの実施例を示す概略図である。
ブルの実施例を示す概略図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面である。
【図３】本発明ケーブルの破砕断面を含む外観図であ
る。
る。
【図４】本発明ケーブルの他の実施例を示す断面図であ
る。
る。
１ ＹＡＧレーザ発振器 ２ 反射ミラー ３ 励起ランプ ４ ＹＡＧロッド ５ 出力ミラー ６ 入射ミラー ７ 光ファイバ ８ 出射光ノズル ９ 集光レンズ １０ 光ファイバケーブ
ル １１ 内側被覆管 １２ 外側被覆管 １３ 空間 １４ 隔壁 ０ 冷却孔
ル １１ 内側被覆管 １２ 外側被覆管 １３ 空間 １４ 隔壁 ０ 冷却孔
Claims (3)
- 【請求項１】 レーザ発振器内に設置された励起ランプ
の光をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレーザ光を発生さ
せ，そのレーザを発振器から光ファイバケーブルで出射
光ノズルに導いて目的位置に照射し加工を行うＹＡＧレ
ーザ加工システムにおいて，光ファイバに被覆管を設
け，その被覆管と光ファイバとの間に光ファイバを直接
的又は間接的に冷却するための冷却媒体を注入又は循環
可能にしたＹＡＧレーザ加工システム。 - 【請求項２】 レーザ発振器内に設置された励起ランプ
の光をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレーザ光を発生さ
せ，そのレーザを発振器から光ファイバケーブルで出射
光ノズルに導いて目的位置に照射し加工を行うＹＡＧレ
ーザ加工システムにおいて，収束した光ファイバに多数
孔を有する内部被覆管を設け，その内部被覆管の上に外
部被覆管を設け，しかも内部被覆管の外側に光ファイバ
を冷却するための冷却媒体を注入又は循環可能にしたＹ
ＡＧレーザ加工システム。 - 【請求項３】 レーザ発振器内に設置された励起ランプ
の光をＮｄ：ＹＡＧ結晶に照射してレーザ光を発生さ
せ，そのレーザを発振器から光ファイバケーブルで出射
光ノズルに導いて目的位置に照射し加工を行うＹＡＧレ
ーザ加工システムにおいて，レーザ発振器から出射光ノ
ズルに至る光ファイバケーブルの外側を耐水性の被覆管
で包み，それらの間に空隙を設けるようにして，その空
隙に通水して光ファイバの冷却を行うことを特徴とした
ＹＡＧレーザ用冷却式光ファイバケーブル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7046320A JPH08220404A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Ｙａｇレーザ加工システムと冷却式 光ファイバケーブル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7046320A JPH08220404A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Ｙａｇレーザ加工システムと冷却式 光ファイバケーブル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08220404A true JPH08220404A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12743878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7046320A Pending JPH08220404A (ja) | 1995-02-10 | 1995-02-10 | Ｙａｇレーザ加工システムと冷却式 光ファイバケーブル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08220404A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013102019A (ja) * | 2011-11-08 | 2013-05-23 | Toshiba Corp | 光中継器及びレーザ加工装置 |
| JP2014063123A (ja) * | 2012-08-30 | 2014-04-10 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光コネクタ及びそれを備えた光ファイバケーブル |
| JP2014213341A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 株式会社アマダ | レーザ加工装置 |
| JP2015079942A (ja) * | 2013-08-28 | 2015-04-23 | オーエフエス ファイテル，エルエルシー | 高パワーで液体冷却された励起光および信号光の結合器 |
| JP2016517174A (ja) * | 2013-03-21 | 2016-06-09 | レーザーライン ゲゼルシャフト フュア エントヴィックルング ウント フェアトリープ フォン ディオーデンラーザン ミット ベシュレンクテル ハフツングＬａｓｅｒｌｉｎｅ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｆｕｅｒ Ｅｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇ ｕｎｄ Ｖｅｒｔｒｉｅｂ ｖｏｎ Ｄｉｏｄｅｎｌａｓｅｒｎ ｍｂＨ | レーザ装置 |
| JP2016517636A (ja) * | 2013-03-21 | 2016-06-16 | レーザーライン ゲゼルシャフト フュア エントヴィックルング ウント フェアトリープ フォン ディオーデンラーザン ミット ベシュレンクテル ハフツングＬａｓｅｒｌｉｎｅ Ｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ ｆｕｅｒ Ｅｎｔｗｉｃｋｌｕｎｇ ｕｎｄ Ｖｅｒｔｒｉｅｂ ｖｏｎ Ｄｉｏｄｅｎｌａｓｅｒｎ ｍｂＨ | レーザ装置 |
| JP2021018370A (ja) * | 2019-07-23 | 2021-02-15 | 三菱重工業株式会社 | 光コネクタ及び伝送装置 |
| CN114156720A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-03-08 | 中国工程物理研究院上海激光等离子体研究所 | 一种成缆式增益光纤温控*** |
-
1995
- 1995-02-10 JP JP7046320A patent/JPH08220404A/ja active Pending
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