JPH06164025A - Laser-gas transfer apparatus - Google Patents
Laser-gas transfer apparatusInfo
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- JPH06164025A JPH06164025A JP31370992A JP31370992A JPH06164025A JP H06164025 A JPH06164025 A JP H06164025A JP 31370992 A JP31370992 A JP 31370992A JP 31370992 A JP31370992 A JP 31370992A JP H06164025 A JPH06164025 A JP H06164025A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レ−ザ発振管が介設さ
れるレーザ気体循環路にレーザ発振用気体（以下「レー
ザ気体」ともいう）を循環させるためにレーザ気体循環
路に配置される気体循環用ブロアを有するレーザ気体移
送装置、すなわち、タ−ボブロアに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is arranged in a laser gas circulation passage for circulating a laser oscillation gas (hereinafter also referred to as "laser gas") in the laser gas circulation passage provided with a laser oscillation tube. The present invention relates to a laser gas transfer device having a blower for circulating gas, that is, a turbo blower.
【０００２】[0002]
【従来の技術】加工機用の炭酸ガスレ−ザ発振装置は、
発振管内にレーザ発振用気体を密封しないで循環させて
いる。レーザ気体循環路には、レ−ザ発振管、冷却器、
タ−ボブロアの回転翼などが直列に接続されている。タ
−ボブロアは、前記回転翼のほかに、モータ、ブロア回
転軸、ブロア回転軸を支持する軸受けなどで構成されて
いる。従来、タ−ボブロアの軸受けとしてボールベアリ
ングが使用され、ボールベアリングの潤滑のために潤滑
油が用いられている。2. Description of the Related Art Carbon dioxide laser oscillators for processing machines are
The gas for laser oscillation is circulated in the oscillation tube without being sealed. The laser gas circulation path has a laser oscillator tube, a cooler,
The rotor blades of a turbo blower are connected in series. The turbo blower is composed of a motor, a blower rotary shaft, a bearing that supports the blower rotary shaft, and the like, in addition to the rotary blades. Conventionally, ball bearings have been used as bearings for turbo blowers, and lubricating oil has been used to lubricate the ball bearings.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】潤滑油を用いたボール
ベアリングは、潤滑油が霧化してミストが前記循環路に
入り、この循環路に直列に挿入されているレ−ザ発振管
に入り込み、共振ミラ−に付着し、発振レ−ザにより発
振レ−ザの反射部で潤滑油成分の焼付きが起こり、ま
た、前記ミストは、複雑な化学変化を起こして励起ガス
中に不純物となって入り込み、発振器の性能劣化を惹起
する。さらに、軸受部材の摩擦による金属粉も前記循環
路に入り、潤滑油と同様に、発振器の性能劣化を速め
る。In the ball bearing using the lubricating oil, the lubricating oil is atomized and the mist enters the circulation path, and enters the laser oscillation tube which is inserted in series in the circulation path. The lubricant adheres to the resonance mirror, the seizure of the lubricating oil component occurs in the reflection part of the oscillation laser by the oscillation laser, and the mist causes complicated chemical changes to become impurities in the excited gas. It will enter and cause performance deterioration of the oscillator. Further, the metal powder due to the friction of the bearing member also enters the circulation path and accelerates the performance deterioration of the oscillator like the lubricating oil.
【０００４】本発明は、前記事情に鑑み、気体レ−ザ発
振装置のレーザ気体移送装置において、下記（Ｏ01）の
記載内容を課題とする。 （Ｏ01） レーザ気体循環路を循環するレーザ発振用気
体中に潤滑油ミスト、金属粉等の不純物が混入しないよ
うにすること。In view of the above circumstances, the present invention has an object of the following (O01) in a laser gas transfer device of a gas laser oscillator. (O01) Impurities such as lubricating oil mist and metal powder should not be mixed into the laser oscillation gas circulating in the laser gas circulation path.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】次に、前記課題を解決す
るために案出した本発明を説明するが、本発明の要素に
は、後述の実施例の要素との対応を容易にするため、実
施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。な
お、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する
理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明
の範囲を実施例に限定するためではない。The present invention devised to solve the above problems will now be described. The elements of the present invention are to facilitate correspondence with the elements of the embodiments described later. Note that the reference numerals of the elements of the embodiments are enclosed in parentheses. The reason why the present invention is described in association with the reference numerals of the embodiments described later is to facilitate the understanding of the present invention and not to limit the scope of the present invention to the embodiments.
【０００６】前記課題を解決するために、本発明のレー
ザ気体移送装置（Ｕ）は、レーザ発振用気体をレ−ザ発
振管（１）に循環させるレーザ気体循環路（８）に配置
された気体循環用ブロア（９）と、この気体循環用ブロ
ア（９）に一体的に連結されたブロア回転軸（１４）
と、このブロア回転軸（１４）を回転自在に支持する軸
受け（２７，２８）と、前記ブロア回転軸（１４）を回
転駆動するモータ（Ｍ）と、前記ブロア回転軸（１
４）、軸受け（２７，２８）及びモータ（Ｍ）の外側を
覆うケーシングとを備えたレーザ気体移送装置（Ｕ）に
おいて、下記要件（Ｙ01），（Ｙ02）を備えたことを特
徴とする。 （Ｙ01） 前記軸受け（２７，２８）は、気体軸受け
（２７，２８）により構成されたこと、 （Ｙ02） 前記気体軸受け（２７，２８）に前記レーザ
気体循環路（８）のレーザ発振用気体の圧力よりも高い
圧力のレーザ発振用気体を供給する装置、すなわち、軸
受け気体供給装置（Ｕ1）。In order to solve the above-mentioned problems, the laser gas transfer device (U) of the present invention is arranged in the laser gas circulation path (8) for circulating the laser oscillation gas to the laser oscillation tube (1). A gas circulation blower (9) and a blower rotation shaft (14) integrally connected to the gas circulation blower (9)
A bearing (27, 28) for rotatably supporting the blower rotary shaft (14), a motor (M) for rotationally driving the blower rotary shaft (14), and the blower rotary shaft (1
4), a bearing (27, 28) and a casing for covering the outside of the motor (M), in a laser gas transfer device (U), the following requirements (Y01), (Y02) are provided. (Y01) The bearing (27, 28) is composed of a gas bearing (27, 28), (Y02) The gas for laser oscillation of the laser gas circulation path (8) is provided in the gas bearing (27, 28). A device for supplying a laser oscillation gas having a pressure higher than the above pressure, that is, a bearing gas supply device (U1).
【０００７】また、本発明の実施態様１のレーザ気体移
送装置（Ｕ）は、前記本発明の軸受け気体供給装置（Ｕ
1）が、下記の要件（Ｙ03）を備えたことを特徴とす
る。 （Ｙ03） 前記レーザ気体循環路（８）と前記気体軸受
け（２７，２８）とを接続するレーザ気体接続路（２
２）、 （Ｙ04） 前記レーザ気体接続路（２２）に配置された
軸受け用気体移送手段（３１，３６）。The laser gas transfer device (U) of the first embodiment of the present invention is the bearing gas supply device (U) of the present invention.
1) is characterized by having the following requirement (Y03). (Y03) A laser gas connection path (2) connecting the laser gas circulation path (8) and the gas bearings (27, 28).
2), (Y04) Bearing gas transfer means (31, 36) arranged in the laser gas connection path (22).
【０００８】また、本発明の実施態様２のレーザ気体移
送装置（Ｕ）は、前記実施態様１のレーザ気体移送装置
（Ｕ）において、下記の要件（Ｙ05）〜（Ｙ06）を備え
たことを特徴とする。 （Ｙ05） 前記レーザ気体接続路（２２）は、前記気体
循環用ブロア（９）と気体軸受け（２７，２８）との間
のブロア回転軸（１４）の周囲に環状に形成されたこ
と、 （Ｙ06） 前記軸受け用気体移送手段（３１，３６）
は、前記ブロア回転軸（１４）に固定された遠心送風機
（３１）により構成されたこと。Further, the laser gas transfer device (U) of the second embodiment of the present invention has the following requirements (Y05) to (Y06) in the laser gas transfer device (U) of the first embodiment. Characterize. (Y05) The laser gas connection path (22) is formed in an annular shape around the blower rotation shaft (14) between the gas circulation blower (9) and the gas bearings (27, 28), Y06) Gas transfer means for bearing (31, 36)
Is constituted by a centrifugal blower (31) fixed to the blower rotation shaft (14).
【０００９】[0009]
【作用】次に、前述の特徴を備えた本発明の作用を説明
する。前述の特徴を備えた本発明のレーザ気体移送装置
（Ｕ）は、ケーシング内側において、ブロア回転軸（１
４）がモータ（Ｍ）により回転駆動される。前記気体軸
受け（２７，２８）には軸受け用気体供給装置（Ｕ1）
により、レーザ発振用気体の圧力よりも高圧のレーザ発
振用気体が供給されるので、気体軸受け（２７，２８）
により前記ブロア回転軸（１４）は回転自在に支持され
る。このようにブロア回転軸（１４）が、レーザ発振用
気体を用いた気体軸受け（２７，２８）に支持されてい
るので、レ−ザ発振の性能を劣化させる不純物が前記レ
ーザ気体循環路（８）に混入することがない。Next, the operation of the present invention having the above features will be described. The laser gas transfer device (U) of the present invention having the above-mentioned characteristics is provided with a blower rotation shaft (1
4) is rotationally driven by the motor (M). A gas supply device (U1) for a bearing is provided on the gas bearings (27, 28).
Since the laser oscillation gas having a pressure higher than that of the laser oscillation gas is supplied, the gas bearings (27, 28)
Thus, the blower rotation shaft (14) is rotatably supported. Since the blower rotation shaft (14) is thus supported by the gas bearings (27, 28) using the laser oscillation gas, impurities that deteriorate the performance of laser oscillation are the laser gas circulation path (8). ).
【００１０】また、前述の特徴を備えた本発明の実施態
様１のレーザ気体移送装置（Ｕ）は、前記レーザ気体循
環路（８）のレーザ発振用気体が、レーザ気体接続路
（２２）及びこのレーザ気体接続路（２２）に配置され
た軸受け用気体移送手段（３１，３６）により、前記気
体軸受け（２７，２８）に供給される。この場合、気体
軸受け（２７，２８）に供給するための気体供給源を新
たに設置する必要がない。Further, in the laser gas transfer device (U) of the first embodiment of the present invention having the above-mentioned characteristics, the laser oscillation gas in the laser gas circulation path (8) is connected to the laser gas connection path (22) and The gas is transferred to the gas bearings (27, 28) by the bearing gas transfer means (31, 36) arranged in the laser gas connection path (22). In this case, it is not necessary to newly install a gas supply source for supplying the gas bearings (27, 28).
【００１１】また、前述の特徴を備えた本発明の実施態
様２のレーザ気体移送装置（Ｕ）は、前記レーザ気体循
環路（８）のレーザ発振用気体が、前記レーザ気体循環
用ブロア（９）と気体軸受け（２７，２８）との間のブ
ロア回転軸（１４）の周囲に環状に形成されたレーザ気
体接続路（２２）及びこのレーザ気体接続路（２２）の
前記ブロア回転軸（１４）に固定された遠心送風機（３
１）により、前記気体軸受け（２７，２８）に供給され
る。この場合、レーザ気体接続路（２２）を新たに設け
るためのスペースやレーザ気体接続路（２２）を構成す
るための新たな部材を確保する必要がない。Further, in the laser gas transfer device (U) of the second embodiment of the present invention having the above-mentioned characteristics, the laser oscillation gas in the laser gas circulation path (8) is the laser gas circulation blower (9). ) And a gas bearing (27, 28) between the blower rotation shaft (14) and the blower rotation shaft (14) of the laser gas connection path (22) formed in an annular shape around the blower rotation axis (14). ) Fixed to a centrifugal fan (3
1) to the gas bearings (27, 28). In this case, it is not necessary to secure a space for newly providing the laser gas connection path (22) or a new member for forming the laser gas connection path (22).
【００１２】[0012]
【実施例】（実施例１）次に、本発明のレーザ気体移送
装置の実施例１を説明する。図１はレーザ気体移送装置
の実施例１が組み込まれたレーザ発振装置の説明図であ
る。この実施例のレーザ発振装置は炭酸ガスレーザ発振
装置である。符号１は両端に共振用ミラ−２、３を有す
るレ−ザ発振管を示し、レ−ザ発振管１の内部には陰陽
両電極４が設けられ、陰陽両電極４間には電源Ｖが介設
される。レ−ザ発振管１内には、炭酸ガスと、これに窒
素ガス、ヘリュウムガスを添加した発振励起用混合ガス
（すなわち、レーザ発振用気体）が連続的に流される。
したがって、レ−ザ発振管１には、前記レーザ発振用気
体を導入する入口５及び排出する出口６が設けられる。
これらの入口５と出口６は１つの閉じたレーザ気体循環
路８に介設される。EXAMPLE 1 Next, Example 1 of the laser gas transfer apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram of a laser oscillation device incorporating a first embodiment of a laser gas transfer device. The laser oscillator of this embodiment is a carbon dioxide laser oscillator. Reference numeral 1 denotes a laser oscillation tube having resonance mirrors-2 and 3 at both ends. Both the positive and negative electrodes 4 are provided inside the laser oscillation tube 1, and a power source V is provided between the positive and negative electrodes 4. It is installed. In the laser oscillation tube 1, carbon dioxide gas and a mixed gas for oscillation excitation (that is, laser oscillation gas) in which nitrogen gas and helium gas are added to the carbon dioxide gas are continuously flowed.
Therefore, the laser oscillation tube 1 is provided with an inlet 5 for introducing the laser oscillation gas and an outlet 6 for discharging it.
These inlet 5 and outlet 6 are provided in one closed laser gas circulation path 8.
【００１３】このレーザ気体循環路８には、レーザ気体
移送装置Ｕのレーザ気体循環用ブロア９が介設されてい
る。またレーザ気体循環路８には、前記出口６とレーザ
気体循環用ブロア９の吸入側との間、及び、前記入口５
とレーザ気体循環用ブロア９の排出側との間にそれぞれ
熱交換器を用いた冷却部１０、１１が設けられている。
なお、符号１２は、レ−ザ発振管１の中で炭酸ガスが変
化してできる一酸化炭素及び炭素を炭酸ガスに戻す触媒
などが封入された加熱器すなわちガス再生器で、レーザ
気体循環路８中の戻りガスの一部を引き込んでレ−ザ発
振管１に返す管路８aに設けられている。また、レーザ
気体循環路８に配置された圧力調整弁１３は、ガスボン
ベ（図示せず）からの励起用ガスの圧力を一定にしてレ
ーザ気体循環路８へ導入するために使用される。A laser gas circulation blower 9 of the laser gas transfer device U is interposed in the laser gas circulation path 8. The laser gas circulation path 8 is provided between the outlet 6 and the suction side of the laser gas circulation blower 9, and the inlet 5
Cooling units 10 and 11 using heat exchangers are provided between the laser gas circulation blower 9 and the discharge side of the laser gas circulation blower 9, respectively.
Reference numeral 12 is a heater, that is, a gas regenerator, in which carbon monoxide produced by the change of carbon dioxide gas in the laser oscillation tube 1 and a catalyst for returning carbon to carbon dioxide gas are enclosed, that is, a laser gas circulation path. It is provided in a pipe line 8a for drawing in a part of the return gas in 8 and returning it to the laser oscillation tube 1. Further, the pressure control valve 13 arranged in the laser gas circulation path 8 is used to introduce the excitation gas from the gas cylinder (not shown) into the laser gas circulation path 8 with a constant pressure.
【００１４】図２は、前記図１に示したレーザ気体移送
装置Ｕの詳細説明図である。レーザ気体移送装置Ｕは、
前記レーザ気体循環用ブロア９に一体的に連結されたブ
ロア回転軸１４、及びこのブロア回転軸１４を収容する
ケーシング１６を有している。前記ケーシング１６内側
には、ラジアル軸受用空間１７とスラスト軸受用空間１
８と駆動モ−タ内装用空間１９とが形成されている。ま
た、前記ケーシング１６内側には、前記レーザ気体循環
用ブロア９が配置されたレーザ気体循環路８の渦室３２
内部と、前記各空間１７，１８，１９とを連通させる環
状の連通孔２０がブロア回転軸１４の周囲に設けられて
いる。FIG. 2 is a detailed explanatory view of the laser gas transfer device U shown in FIG. The laser gas transfer device U is
It has a blower rotation shaft 14 integrally connected to the laser gas circulation blower 9 and a casing 16 for housing the blower rotation shaft 14. Inside the casing 16, a radial bearing space 17 and a thrust bearing space 1 are provided.
8 and a drive motor interior space 19 are formed. Inside the casing 16, the vortex chamber 32 of the laser gas circulation passage 8 in which the laser gas circulation blower 9 is arranged.
An annular communication hole 20 is provided around the blower rotary shaft 14 for communicating the interior with the spaces 17, 18, and 19.
【００１５】前記連通孔２０には、複数の環状の昇圧用
空間２１が多段に設けられている。前記軸受用空間１
７、スラスト軸受用空間１８、駆動モ−タ内装用空間１
９、及び連通孔２０は、同軸円筒状に形成されており、
それらの中心に同軸に前記ブロア回転軸１４が配置され
ている。前記ブロア回転軸１４の周囲と前記連通孔２０
の内面との間に形成される環状隙間、及び前記レーザ気
体循環用ブロア９の後面とケーシング１６との間の隙間
によりレーザ気体接続路２２が形成されている。前記ブ
ロア回転軸１４の前端（図２中、左端）は前記レーザ気
体循環路８内部に延びており、前記レーザ気体循環用ブ
ロア９に連結されている。The communication hole 20 is provided with a plurality of annular pressure-increasing spaces 21 in multiple stages. The bearing space 1
7, space for thrust bearing 18, space for interior of drive motor 1
9 and the communication hole 20 are formed in a coaxial cylindrical shape,
The blower rotation shaft 14 is coaxially arranged at the center of them. Around the blower rotation shaft 14 and the communication hole 20.
The laser gas connection path 22 is formed by an annular gap formed between the inner surface of the laser gas circulation blower 9 and the inner surface of the casing 16 and the rear surface of the laser gas circulation blower 9 and the casing 16. The front end (the left end in FIG. 2) of the blower rotation shaft 14 extends inside the laser gas circulation path 8 and is connected to the laser gas circulation blower 9.
【００１６】前記駆動モ−タ内装用空間１９は前記軸受
用空間１７の中間に設けられている。この駆動モ−タ内
装用空間１９にはステ−タコイル２５が固定されはめ込
まれており、ステ−タコイル２５の内側には同軸に永久
磁石でできているロ−タ２６が配置され、このロ−タ２
６は前記ブロア回転軸１４に装着されている。前記ステ
ータコイル２５及びロータ２６からモータＭが構成され
ている。前記軸受用空間１７を形成する前記ケーシング
１６の円筒内周面とブロア回転軸１４との間には、環状
のラジアル気体軸受２７が設けられている。前記ラジア
ル気体軸受２７としては、従来公知の種々のラジアル気
体軸受を採用することが可能である。The drive motor interior space 19 is provided in the middle of the bearing space 17. A stator coil 25 is fixed and fitted into the interior space 19 of the drive motor, and a rotor 26 made of a permanent magnet is coaxially arranged inside the stator coil 25. 2
6 is attached to the blower rotating shaft 14. A motor M is composed of the stator coil 25 and the rotor 26. An annular radial gas bearing 27 is provided between the inner peripheral surface of the cylinder of the casing 16 forming the bearing space 17 and the blower rotation shaft 14. As the radial gas bearing 27, various conventionally known radial gas bearings can be adopted.
【００１７】また、前記スラスト軸受用空間１８内には
ブロア回転軸１４の他端に鍔２８が同軸に固定され、鍔
２８の軸方向の前後端面とスラスト軸受用空間１８の前
後端面との間にはスラスト気体軸受２９が設けられてい
る。前記スラスト気体軸受２９としては、従来公知の種
々のスラスト気体軸受を採用することが可能である。A flange 28 is coaxially fixed to the other end of the blower rotary shaft 14 in the thrust bearing space 18, and is located between the front and rear end faces of the flange 28 in the axial direction and the front and rear end faces of the thrust bearing space 18. Is provided with a thrust gas bearing 29. As the thrust gas bearing 29, various conventionally known thrust gas bearings can be adopted.
【００１８】前記レーザ気体循環路８内部と、前記各空
間１７，１８，１９とを連通させる環状の連通孔２０の
前記多段の昇圧用空間２１内部にはそれぞれ、軸受け用
気体移送手段としての遠心送風機３１が設置されてい
る。遠心送風機３１は、前記レーザ気体循環路８のレー
ザ気体の圧力を高めながら後方の気体軸受け２７，２９
に供給する装置である。各遠心送風機３１は、ブロア回
転軸１４に固定された円板３１aとこの円板３１aの前面
（図２中、左側面）に固定され放射状に延びる多数の羽
根３１bとから構成されている。各遠心送風機３１は、
それが回転したとき、円板３１aの前面側の気体を遠心
力により半径方向外周部に移送する。この半径方向外周
部に移送された気体は前記円板３１aの後面に回り込ん
で後方へと移動するようになっている。なお、軸受け用
気体磯を手段として、前記遠心送風機３１の代わりに軸
流送風機を用いることも可能である。前記レーザ気体接
続路２２及び複数の遠心送風機３１から軸受け気体供給
装置Ｕ1が構成されている。Inside the multi-stage pressurizing space 21 of the annular communication hole 20 that communicates the inside of the laser gas circulation path 8 with the spaces 17, 18, and 19, the centrifugal gas serving as bearing gas transfer means is provided. A blower 31 is installed. The centrifugal blower 31 increases the pressure of the laser gas in the laser gas circulation path 8 while increasing the pressure of the rear gas bearings 27, 29.
Is a device for supplying to. Each centrifugal blower 31 is composed of a disk 31a fixed to the blower rotation shaft 14 and a large number of radially extending blades 31b fixed to the front surface (left side surface in FIG. 2) of the disk 31a. Each centrifugal blower 31
When it rotates, the gas on the front surface side of the disk 31a is transferred to the radially outer peripheral portion by centrifugal force. The gas transferred to the outer peripheral portion in the radial direction wraps around the rear surface of the disc 31a and moves rearward. It is also possible to use an axial blower instead of the centrifugal blower 31 by using a bearing gas isolator as a means. A bearing gas supply device U1 is constituted by the laser gas connection path 22 and a plurality of centrifugal blowers 31.
【００１９】前記レーザ気体循環用ブロア９の周囲に
は、レーザ気体循環路８の一部を形成する渦室３２（図
１参照）が設けられている。渦室３２から接線方向に延
びるレーザ気体循環路８は前記出口６に接続しており、
また、前記レ−ザ発振管１から出ているレーザ気体循環
路８は前記レーザ気体循環用ブロア９の吸い込み側（図
２参照）に軸方向に接続している。A vortex chamber 32 (see FIG. 1) forming a part of the laser gas circulation passage 8 is provided around the laser gas circulation blower 9. A laser gas circulation path 8 extending tangentially from the vortex chamber 32 is connected to the outlet 6,
The laser gas circulation path 8 extending from the laser oscillation tube 1 is axially connected to the suction side (see FIG. 2) of the laser gas circulation blower 9.
【００２０】（実施例１の作用）次に、前述の構成を備
えた実施例１の作用を説明する。圧力調整弁１３を開
き、レーザ気体循環路８に炭酸ガス、窒素ガス、ヘリュ
ウムガスからなるレーザ発振用気体を導入し、ステ−タ
コイル２５に電流を供給すると、ロ−タ２６が密封され
たケーシング１６の中の駆動モ−タ内装用空間１９内で
回転駆動され、ロ−タ２６と１体にブロア回転軸１４及
びレーザ気体循環用ブロア９が回転してレーザ気体の圧
力を高める。この圧力が高められたレーザ発振用気体の
圧力は前記渦室３２の出口付近で約１５０ｍｂ（ミリバ
ール）程度であり、このレーザ気体はレーザ気体循環路
８を循環し始める。レ−ザ発振管１の陰陽両電極４に電
圧を供給すると、レ−ザ発振管１内のガスが励起され、
加工用のレ−ザ光が発振し、温度が高くなった循環ガス
は、冷却部１０、冷却部１１による熱交換を受けて冷却
される。(Operation of First Embodiment) Next, the operation of the first embodiment having the above-described structure will be described. When the pressure regulating valve 13 is opened and a laser oscillation gas composed of carbon dioxide gas, nitrogen gas and helium gas is introduced into the laser gas circulation path 8 and an electric current is supplied to the stator coil 25, a rotor 26 is sealed in the casing. The blower rotation shaft 14 and the laser gas circulation blower 9 are rotated around the drive motor interior space 19 of the drive motor 16 to rotate the rotor 26 and one body to increase the pressure of the laser gas. The pressure of the laser oscillation gas having the increased pressure is about 150 mb (mbar) near the outlet of the vortex chamber 32, and the laser gas starts to circulate in the laser gas circulation path 8. When a voltage is supplied to both the positive and negative electrodes 4 of the laser oscillation tube 1, the gas in the laser oscillation tube 1 is excited,
The circulating gas whose temperature has risen due to the laser light for processing oscillating is cooled by the heat exchange by the cooling unit 10 and the cooling unit 11.
【００２１】前記気体軸受２７，２９が配置されている
空間１７，１８は、前記ケーシング１６とブロア回転軸
１４との間の隙間すなわちレーザ気体接続路２２により
前記レーザ気体循環路８に連通している。気体軸受けの
負荷容量は、周囲圧力に比例するため、前記ラジアル軸
受２７周囲の圧力が前記レーザ気体循環路８の渦室３２
の出口付近の圧力１５０ｍｂと同程度であるなら、大気
圧下で使用する場合の約１／７に負荷容量が落ちるた
め、軸受けとして作用しなくなる。しかしながら、本実
施例では、レーザ気体循環用ブロア９の周りのガスすな
わちレーザ気体循環路８内のレーザ気体は、レーザ気体
接続路２２を介して昇圧用空間２１に進入し、前記複数
の昇圧用空間２１に多段に配置された遠心送風機（軸受
け用気体移送手段）３１により後方に移送される。この
移送により、レーザ気体循環路８の渦室３２内で１５０
ｍｂ程度であったレーザ気体の圧力は、ラジアル気体軸
受２７及びスラスト気体軸受２９が配置された軸受用空
間１７，１８の中では大気圧程度まで上昇する。このた
め、気体軸受け２７，２８は、ブロア回転軸１４を回転
自在にラジアル方向にもスラスト方向にも浮かせた状態
に支持できる程度の負荷容量を有することになる。The spaces 17 and 18 in which the gas bearings 27 and 29 are arranged are communicated with the laser gas circulation path 8 by a gap between the casing 16 and the blower rotation shaft 14, that is, a laser gas connection path 22. There is. Since the load capacity of the gas bearing is proportional to the ambient pressure, the pressure around the radial bearing 27 is the vortex chamber 32 of the laser gas circulation path 8.
If the pressure is about 150 mb in the vicinity of the outlet, the load capacity drops to about 1/7 of that when used under atmospheric pressure, so that it does not function as a bearing. However, in the present embodiment, the gas around the laser gas circulation blower 9, that is, the laser gas in the laser gas circulation path 8 enters the pressure-increasing space 21 through the laser gas connection path 22, and the plurality of pressure-increasing spaces are increased. Centrifugal blowers (bearing gas transfer means) 31 arranged in multiple stages in the space 21 transfer the air to the rear. By this transfer, 150 in the vortex chamber 32 of the laser gas circulation path 8
The pressure of the laser gas, which was about mb, rises to about atmospheric pressure in the bearing spaces 17 and 18 in which the radial gas bearing 27 and the thrust gas bearing 29 are arranged. For this reason, the gas bearings 27, 28 have a load capacity enough to support the blower rotary shaft 14 in a state of being rotatably floated in both the radial direction and the thrust direction.
【００２２】（実施例２）次に、図３により本発明のレ
ーザ気体移送装置の実施例２について説明する。なお、
この実施例２の説明において、前記実施例１の構成要素
に対応する構成要素には同一の符号を付して、その詳細
な説明を省略する。図３に示すこの実施例２では、レー
ザ気体循環路８と気体軸受け２７、２９とを接続するレ
ーザ気体接続路２２は、ケーシング１６内部の前記軸受
け用空間１７を外部に連通させる連通路３４、及び前記
レ−ザ気体循環用ブロア９のまわりの渦室３２と前記連
通路３４とを接続する技管３５から形成されている。前
記枝管３５の途中には、軸受け用気体移送手段としての
真空ポンプ３６が配置されている。この真空ポンプ３６
は、出力の小さい小型のポンプで、そのポンプ回転軸の
軸受け（図示せず）にはボールベアリング等の機械的軸
受けが採用されている。前記機械的軸受けから枝管３５
内に混入する不純物を除去するために、前記枝管３４に
フィルター３７が配置されている。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the laser gas transfer apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In addition,
In the description of the second embodiment, constituent elements corresponding to those of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the second embodiment shown in FIG. 3, the laser gas connection path 22 that connects the laser gas circulation path 8 and the gas bearings 27 and 29 includes a communication path 34 that connects the bearing space 17 inside the casing 16 to the outside. And a technique tube 35 connecting the vortex chamber 32 around the laser gas circulation blower 9 and the communication passage 34. A vacuum pump 36 as a bearing gas transfer means is disposed in the middle of the branch pipe 35. This vacuum pump 36
Is a small pump having a small output, and a mechanical bearing such as a ball bearing is adopted as a bearing (not shown) of the pump rotating shaft. From the mechanical bearing to the branch pipe 35
A filter 37 is arranged in the branch pipe 34 in order to remove impurities mixed therein.
【００２３】前記真空ポンプ３６は前記気体軸受け２
７，２９への気体（レーザ気体）を補充するだけの小さ
な容量のポンプであるので、真空ポンプ３６の軸受けで
使用する潤滑油は僅かである。このため、真空ポンプ３
６の軸受けから枝管３５内に混入す潤滑油の量は極めて
少なく、且つ枝管３５内の気体流量も少ないので、前記
フィルターとして小型、高性能のものを使用できる。し
たがって、前記流量の大きなレーザ気体循環路８内のレ
ーザ気体循環用ブロア９に機械的軸受けを使用し且つレ
ーザ気体循環路８内にフィルターを配置する場合に比べ
て低コストとなる。このため、レーザ気体循環路８内へ
の不純物の混入防止効果が大きい。前記レーザ気体接続
路２２、真空ポンプ３６、及びフィルター３７により軸
受け気体供給装置Ｕ1が構成されている。The vacuum pump 36 is the gas bearing 2
Since the pump has a small capacity to replenish the gas (laser gas) to 7, 29, the lubricating oil used in the bearing of the vacuum pump 36 is small. Therefore, the vacuum pump 3
Since the amount of lubricating oil mixed into the branch pipe 35 from the bearing of No. 6 is extremely small and the gas flow rate in the branch pipe 35 is small, a small and high performance filter can be used. Therefore, the cost is lower than in the case where a mechanical bearing is used for the laser gas circulation blower 9 in the laser gas circulation passage 8 having a large flow rate and a filter is arranged in the laser gas circulation passage 8. Therefore, the effect of preventing impurities from entering the laser gas circulation path 8 is great. The laser gas connection path 22, the vacuum pump 36, and the filter 37 constitute a bearing gas supply device U1.
【００２４】また、この実施例２では、ケーシング１６
とブロア回転軸１４との間に形成され、軸受用空間１
７，１８からレ−ザ気体循環用ブロア９の後面に接続す
る環状の隙間部分にラビリンスシール３８が設けられて
いる。このラビリンスシール３８は、前記真空ポンプ３
６により軸受用空間１７，１８に供給されたレーザ気体
がレーザ気体循環路８の渦室３２内に流出するのを低減
して、軸受用空間１７，１８内の気体圧力を所定値以上
に保持する機能を有している。In the second embodiment, the casing 16
Formed between the blower rotary shaft 14 and the blower rotary shaft 14, the bearing space 1
A labyrinth seal 38 is provided in an annular gap portion connecting from 7 and 18 to the rear surface of the laser gas circulation blower 9. The labyrinth seal 38 corresponds to the vacuum pump 3
The laser gas supplied to the bearing spaces 17 and 18 by 6 is prevented from flowing out into the vortex chamber 32 of the laser gas circulation path 8, and the gas pressure in the bearing spaces 17 and 18 is maintained at a predetermined value or more. It has a function to do.
【００２５】（変更例）以上、本発明の実施例を詳述し
たが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく特
許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種
々の小設計変更を行うことが可能である。たとえば、前
記実施例１の軸受け気体供給装置として、遠心送風機の
代わりに軸流送風機、シャフトにネジ溝を設けたネジ構
成ポンプ、等を用いることも可能である。また、前記実
施例２で、軸受用空間１７，１８内に導入するレーザ気
体はガスボンベから直接に引いてくることができる。ま
た、真空ポンプ３６の変わりにダイヤフラム式のポンプ
を用いることも可能である。この場合、枝管３５内に潤
滑油等の不純物が混入しない構造にできるので、前記フ
イルタ３７は不要になる。さらに、ラビリンスシール３
８の代わりに、ネジ溝を採用することも可能である。さ
らにまた、本発明は炭酸ガスレ−ザ発振器以外のガスレ
ーザ発振器にも適用することが可能である。(Modifications) The embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It is possible to make various small design changes. For example, as the bearing gas supply device of the first embodiment, it is possible to use an axial blower instead of the centrifugal blower, a screw pump having a shaft provided with a thread groove, or the like. Further, in the second embodiment, the laser gas introduced into the bearing spaces 17 and 18 can be directly drawn from the gas cylinder. It is also possible to use a diaphragm type pump instead of the vacuum pump 36. In this case, the branch pipe 35 can have a structure in which impurities such as lubricating oil do not mix, so that the filter 37 becomes unnecessary. In addition, the labyrinth seal 3
Instead of 8, it is also possible to adopt a thread groove. Furthermore, the present invention can be applied to gas laser oscillators other than carbon dioxide gas laser oscillators.
【００２６】[0026]
【発明の効果】前述の構成を備えた本発明のレ−ザ気体
移送装置は、次の（Ｅ01）に記載の効果を奏する。 （Ｅ01) レ−ザ発振器に供給する気体中に潤滑油ミスト
が混入しないので、気体が汚れず、また、レ−ザ発振器
のミラ−が汚れず、このため、レ−ザ発振器の寿命が延
長される。The laser gas transfer device of the present invention having the above-described structure has the following effects (E01). (E01) Since the lubricating oil mist is not mixed in the gas supplied to the laser oscillator, the gas is not contaminated and the mirror of the laser oscillator is not contaminated. Therefore, the life of the laser oscillator is extended. To be done.
【図１】 図１は本発明のレ−ザ気体移送装置の実施例
１の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of Embodiment 1 of a laser gas transfer device of the present invention.
【図２】 図２は、 図１のII−II線における断面図で
ある。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
【図３】 図３は本発明のレ−ザ気体移送装置の実施例
２の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a second embodiment of the laser gas transfer device of the present invention.
Ｕ…レーザ気体移送装置、Ｕ1…軸受気体供給装置、Ｍ
…モータ、１…レ−ザ発振管、８…レーザ気体循環路、
９…レーザ気体循環用ブロア、１４…ブロア回転軸、２
１…昇圧用空間、２２…レーザ気体接続路、２５…ステ
−タコイル、２６…ロ−タ、２７，２８…気体軸受、３
１…軸受け用気体移送手段（遠心送風機）、３６…軸受
け用気体移送手段（真空ポンプ）、U ... Laser gas transfer device, U1 ... Bearing gas supply device, M
... motor, 1 ... laser oscillation tube, 8 ... laser gas circulation path,
9 ... Laser gas circulation blower, 14 ... Blower rotation shaft, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Space for boosting, 22 ... Laser gas connection path, 25 ... Stater coil, 26 ... Rotor, 27, 28 ... Gas bearing, 3
1 ... Bearing gas transfer means (centrifugal blower), 36 ... Bearing gas transfer means (vacuum pump),
Claims (1)
させるレーザ気体循環路に配置された気体循環用ブロア
と、この気体循環用ブロアに一体的に連結されたブロア
回転軸と、このブロア回転軸を回転自在に支持する軸受
けと、前記ブロア回転軸を回転駆動するモータと、前記
ブロア回転軸、軸受け及びモータの外側を覆うケーシン
グとを備えたレーザ気体移送装置において、下記の要件
（Ｙ01）〜（Ｙ02）を備えたことを特徴とするレーザ気
体移送装置、 （Ｙ01） 前記軸受けは、気体軸受けにより構成された
こと。（Ｙ02） 前記気体軸受けに前記レーザ気体循環
路のレーザ発振用気体の圧力よりも高い圧力のレーザ発
振用気体を供給する装置。1. A gas circulation blower arranged in a laser gas circulation path for circulating a laser oscillation gas through a laser oscillation tube, and a blower rotation shaft integrally connected to the gas circulation blower, In a laser gas transfer device including a bearing that rotatably supports a blower rotation shaft, a motor that rotationally drives the blower rotation shaft, and a casing that covers the blower rotation shaft, the bearing and the outside of the motor, the following requirements ( Y01) to (Y02) are provided in the laser gas transfer device, (Y01) The bearing is a gas bearing. (Y02) A device for supplying to the gas bearing a laser oscillation gas having a pressure higher than the pressure of the laser oscillation gas in the laser gas circulation path.
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| JP31370992A JP3312305B2 (en) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Laser gas transfer device |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996039732A1 (en) * | 1995-06-06 | 1996-12-12 | Fanuc Ltd | Blower for gas lasers |
| DE102010001538A1 (en) * | 2010-02-03 | 2011-08-04 | Trumpf Maschinen Ag | Gas laser with radial and axial gas bearings |
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1992
- 1992-11-24 JP JP31370992A patent/JP3312305B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996039732A1 (en) * | 1995-06-06 | 1996-12-12 | Fanuc Ltd | Blower for gas lasers |
| US5856992A (en) * | 1995-06-06 | 1999-01-05 | Fanuc Ltd. | Gas laser blower |
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| JP2013519222A (en) * | 2010-02-03 | 2013-05-23 | トルンプフ マシーネン アクチエンゲゼルシャフト | Gas laser with radial bearing and thrust gas bearing |
| US8611390B2 (en) | 2010-02-03 | 2013-12-17 | Trumpf Maschinen Ag | Gas laser having radial and axial gas bearings |
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