专利名称：激光起振器用鼓风机及激光起振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光起振器用鼓风机。特别地，本发明涉及在化学激光器或气体激光器等的以气体作为激光介质的激光起振器上用于使上述激光介质循环而使用的激光起振器用鼓风机。再有，本发明涉及具有这种鼓风机的激光起振器。
背景技术：
近几年来，在激光加工、医学治疗、照明或通信领域中都在使用激光起振器。这种激光起振器包括化学激光器或气体激光器等的以气体作为激光介质的气体激光起振器。在气体激光起振器中使激光介质、例如二氧化碳在放电管和热交换器之间循环，将二氧化碳维持在适当温度。
图4a是在现有技术的激光起振器中使用的离心式鼓风机的轴线方向剖视图。图4b是沿图4a的线A1-A1看到的剖视图。在图4a中，在现有技术的鼓风机50的外壳52上形成有吸入口52a及两个排气口52b。如图所示，两个排气口52b相对中心轴线O垂直且互相反向。再有，外壳52具有安装在驱动电机56的转动轴55上且绕中心轴线O可转动地被支撑的叶片54。驱动电机56的转动轴55通过两个轴承58a、58b可转动地被支撑。
这种激光起振器的鼓风机50通常以10000rpm或以上的高速度转动。因此，在经过长时间使用鼓风机50的情况下，轴承58a、58b磨损，所以存在轴承58a、58b及相关的转动轴55通过烧结而突然破损的情况。在这种情况下，不仅不纯物通过破损的轴承的场所流入共振器内部而污染共振器内部，而且激光起振器也不能再起动。为了使激光起振器复原，需要在更换轴承58a、58b等之后，放出共振器内部的不纯物，而这需要很多时间。
为此，在例如特开平5-90661号公报所公开的现有技术的鼓风机50上，安装有检测出鼓风机50的振动的单一的振动传感器71。来自振动传感器71的振动检测信号通过放大器73向警报判断机构75输送。在警报判断机构75中，判断用放大器73放大的振动检测信号的峰值是否超过阈值，若超过阈值的次数超过规定次数，则从警报装置76输出警报。因此，如果在输出警报后修理或更换轴承等，就可以提前防止驱动电机56的轴承58a、58b等因烧结而破损。
另外，在特开平11-87820号公报上公开的鼓风机上具有检测出驱动电机的电机电流的电机电流检测器。而且，在通过电机电流检测器检测出的电机电流急剧变大的情况，例如电机电流超过阈值的情况下，判断接近鼓风机的寿命，而输出警报。
然而，还存在从与担心破损的轴承58a、58b等无关的部位检测出振动/噪音的情况以及检测出来自鼓风机外部的振动/噪音的情况。如上所述在特开平5-90661号公报的鼓风机上只安装一个振动传感器71，在这种结构中不能特定到异常振动的发生源。因此，在鼓风机外部存在振动/噪音的发生源的情况下，还可能产生即使在输出警报后拆卸鼓风机，在鼓风机内部的轴承等上也没有问题的状况。
另外，关于在特开平11-87820号公报上公开的鼓风机，存在如下情况，即就在更换轴承等之前电流值不怎么增加，而且，电机电流的值因激光介质的纯度及温度等而变化。于是，只通过电流值的变化，当然不能判断到异常出在哪里，可能产生与上述同样的状况。
总之，在特开平5-90661号公报及特开平11-87820号公报的情况下，即使在输出警报的情况下，操作者只知道发生某些异常，需要通过拆卸鼓风机等重新特定异常部位。而且，按照特定的异常部位可能采取的处理也不同，所以仅靠输出警报，操作者不能进行基于异常部位的迅速且适当的对应。
发明内容
本发明鉴于这种情形而作成，目的在于提供一种通过特定异常部位的位置可进行迅速且适当的对应的激光起振器用鼓风机以及具有这种鼓风机的激光起振器。
为了达到上述目的，根据第一方案，提供一种鼓风机，具备形成吸气口及排气口的外壳；具有在上述外壳内通过轴承而转动的转动轴的驱动电机；面临上述吸气口及上述排气口地在上述外壳内绕上述转动轴可转动地被支撑的叶片；安装在上述外壳上的至少两个声音传感器或振动传感器；以及使用通过该声音传感器或振动传感器检测出的信号，特定异常声音或异常振动的发生源的位置的位置特定机构。
即在第一方案中，可以使用通过声音传感器或振动传感器检测出的信号，通过位置特定机构特定异常声音等的发生源，即异常部位的二维位置。操作者将该二维位置判断为应更换或修理的处所，可进行迅速且适当的处理，所以可以提高鼓风机的可靠性及维修性。
根据第二方案，提供一种鼓风机，具备形成吸气口及排气口的外壳；具有在上述外壳内通过轴承而转动的转动轴的驱动电机；面临上述吸气口及上述排气口地在上述外壳内绕上述转动轴可转动地被支撑的叶片；安装在上述外壳上的至少三个声音传感器或振动传感器；以及使用通过该声音传感器或振动传感器检测出的信号，特定异常声音或异常振动的发生源的位置的位置特定机构。
即在第二方案中，可以使用通过声音传感器或振动传感器检测出的信号，通过位置特定机构特定异常声音等的发生源，即异常部位的三维位置。操作者将该三维位置判断为应更换或修理的处所，可进行迅速且适当的处理，所以可以提高鼓风机的可靠性及维修性。
根据第三方案，是在第一或第二方案的鼓风机的基础上，还具备基于通过上述位置特定机构特定出的上述异常声音或异常振动的发生源的位置，判断是否输出警报的警报输出判断机构。
即在第三方案中，在异常声音等的发生源是影响鼓风机的可靠性的部位、例如是鼓风机内部的轴承等的情况下输出警报，由此，可以提前防止鼓风机破损。另一方面，在异常声音等的发生源是不影响鼓风机的可靠性的部位、例如是鼓风机外部的构件的情况下不输出警报，由此，不会降低鼓风机的运转率。
根据第四方案，是在第一～第三中任何一项方案的鼓风机的基础上，安装于上述外壳上的各个上述声音传感器或振动传感器与上述转动轴之间的距离互相相等。
即在第四方案中，特别在作为影响可靠性的部位的转动体上有异常等的情况下可以正确地特定异常部位的三维位置。
根据第五方案，是在第一～第四中任何一项方案的鼓风机的基础上，特定上述异常声音或异常振动的发生源的位置的位置特定机构通过来自上述声音传感器或振动传感器的信号的时间差或信号波形的相位差以及关于上述信号、上述时间差及上述相位差的相互相关，特定上述发生源的位置。
即在第五方案中，可以准确地特定异常部位的二维位置或三维位置。
根据第六方案，提供一种具有根据第一～第五中任何一项方案的鼓风机的激光起振器。
从附图所示的本发明的典型的实施方式的详细说明中，应该可以更加明确本发明的这些目的、特征及优点以及其它目的、特征及优点。
图1a是本发明的激光起振器用鼓风机的轴线方向剖视图。
图1b是沿图1a所示的线A-A看到的剖视图。
图2是具有本发明的鼓风机的激光起振器的简图。
图3是本发明的鼓风机所具有的警报输出判断机构的判断程序的流程图。
图4a是现有技术的激光起振器用鼓风机的轴线方向剖视图。
图4b是沿图4a所示的线A1-A1看到的剖视图。
具体实施例方式
以下，参照
本发明的实施方式。在以下附图中在同一构件上标有同一参照符号。为了容易理解，这些附图适当变更了缩小比例尺。
首先，参照图2说明具有本发明的鼓风机的激光起振器。在图2中，作为适用本发明的激光起振器的一例，表示有作为感应放电激励型的比较高输出的气体激光起振器，例如二氧化碳激光起振器100。激光起振器100具备放电管102；以及由从放电管102的长度方向大约中央部分吸入气体的激光介质的吸入管路104a、向与放电管102的两端部相邻的部分排出激光介质的回流管路104b构成的循环通路104。在放电管102的前端及后端分别配设输出镜106及后镜108，在输出镜106及后镜108之间形成光共振空间。在后镜108的更后侧设有激光功率传感器110。
而且，在放电管102中，在与后镜108相邻的部分配设由夹着放电管102相对设置的放电极112a、112b构成的第一放电区域112，第一放电区域112通过匹配电路116连接在激光器电源118上。再有，在放电管102中，在与输出镜106相邻的部分配设由夹着该放电管102相对设置的放电极114a、114b构成的第二放电区域114。另外，虽然在图2中没有特别表示，但是第二放电区域114也同样通过匹配电路连接在激光器电源上。
在循环路104的吸入管路104a上配设激光介质循环用鼓风机120，在鼓风机120的抽吸侧和排出侧分别配设第一和第二热交换器122、124。而且，在循环通路104的回流管路104b上通过气体压力控制装置126连接气体供给管128和气体排出管130。气体压力控制装置126控制激光气体的排气和供给，适当地维持放电管102及循环通路104内的压力。
上述激光起振器100的结构要素可以容纳在外壳132内。另外，激光起振器100连接在设置于外壳132的外部的冷却水系统134上，通过热交换器122、124适当冷却激光介质，将其维持在适当温度。
图1a是本发明的激光起振器用鼓风机的轴线方向剖视图，图1b是沿图1a的线A-A看到的剖视图。以下，参照这些
本发明的鼓风机。图1a及图1b所示的鼓风机10是作为图2的鼓风机120用于激光起振器100的鼓风机或送风机，具备形成吸气口12a及两个排气口12b的大致成圆筒形的外壳12。如图1b所示，这些排气口12b相对中心轴线O垂直且互相反向。
另外，配置在外壳12内的驱动电机14包括沿外壳12的中心轴线O延伸的转动轴14a；固定在转动轴14a上的转子14b；以及与转子14b对面而固定在外壳12的内面的定子14c。如图所示，转动轴14a通过外壳12内的轴承16a、16b可转动地被支撑，在转动轴14a的前端设有叶片18。
再有，从图1a及图1b中可知，在本发明中，三个振动传感器31a、31b、31c安装在外壳12的外周部上。这些振动传感器31a、31b、31c在排气口12b的正下方在外壳12的周向等间隔地安装。因此，各振动传感器31a、31b、31c和转动轴14a之间的距离互相相等。而且，如图所示振动传感器31a、31b、31c最好安装在同一高度上，这些振动传感器也可以安装在高度互相不同的位置。
如图1b所示，各振动传感器31a、31b、31c连接在对应的放大器33a、33b、33c上。再有，这些放大器33a、33b、33c连接在控制包括鼓风机10的激光起振器100的控制装置30上。如图所示，控制装置30包括特定异常振动的发生源的位置的位置特定机构34；判断是否从警报装置36输出警报的警报输出判断机构35；以及由存储器等构成的存储机构37。严格地说，放大器33a、33b、33c连接在控制装置30的位置特定机构34上。而且，存储机构37不仅存储鼓风机10的精密的尺寸数据，而且还存储警报输出判断机构35的判断程序(后述)。
在鼓风机10动作时，通过叶片18转动，如箭头Fi所示沿中心轴线O从吸气口12a吸入气体的同时，如箭头Fo所示吸入的气体从两个排气口12b排出。安装在外壳12上的振动传感器31a、31b、31c平时检测出在鼓风机10动作时产生的振动。通过这些振动传感器31a、31b、31c检测出的各振动信号sa、sb、sc用对应的放大器33a、33b、33c放大后，作为放大的振动信号Sa、Sb、Sc向控制装置30的位置特定机构34输送。
在鼓风机10通常动作时振动信号Sa、Sb、Sc在规定的范围内。然而，在振动信号Sa、Sb、Sc超过规定的范围的情况下，即检测出异常振动的情况下，在位置特定机构34进行以下的处理。
即，在位置特定机构34算出放大的振动信号Sa、Sb、Sc的时间差、这些振动信号Sa、Sb、Sc的波形的相位差。再有，关于这些振动信号、时间差及/或相位差，在位置特定机构34进行相互相关等的统计处理。统计处理的结果通过与在存储机构37的鼓风机10的尺寸数据关联并使用规定的计算式计算，由此，特定与异常振动的发生源相关的三维位置。特别是，在图示的实施方式中，由于三个振动传感器31a、31b、31c在外壳12的外周等间隔且相同高度地安装，因此与异常振动的发生源相关的三维位置容易特定。另外，将两个振动传感器在外壳12的外周以同一高度地安装的结构也可以，即使在这种情况下，也可以特定与异常振动的发生源相关的二维位置。
与异常振动的发生源相关的三维位置或二维位置、即与异常振动的发生源相关的位置信息向警报输出判断机构35输送。异常振动的位置信息一输送，则警报输出判断机构35向警报装置36输送警报输出指令，从警报装置36输出警报。这时，最好异常部位的位置信息也从未图示的监视器等同时输出。由此，将应更换或修理的处所传达给操作者，从而可以对鼓风机10进行迅速且适当的处理。
而且，在警报输出判断机构35中，也可以按照与异常振动的发生源相关的位置信息判断是否输出警报。图3是在这种情况下使用的警报输出判断机构35的判断程序的流程图。在图3所示的程序200的步骤201中判断是否有异常振动，即异常振动的位置信息是否输送给警报输出判断机构35。在没有异常振动的情况下前进至步骤204，不用输出警报而终止处理。
另一方面，在有异常振动的情况下，进行至步骤202，基于异常振动的位置信息判断异常振动的发生源是否位于鼓风机10的内部。这通过比较在存储机构37的鼓风机10的尺寸数据和位置信息就可以容易判断。还有，在异常振动的发生源在鼓风机10内部的情况下，例如图1a所示在从轴承16a发生异常振动V1的情况下前进至步骤203，在警报装置36上输出警报。
总之，配置在鼓风机10内部的轴承16a等对鼓风机10的可靠性带来较大影响，所以在轴承16a等是异常部位的情况下，输出警报促使操作者注意。由此，操作者可以提前防止鼓风机破损。在这种情况下可以在轴承等破损之前检修鼓风机10，所以激光起振器100的起振器内部还未被污染，因此修理鼓风机10的时间比较短而足够。
另一方面，在异常振动的发生源不是鼓风机10内部的情况下，例如在从位于鼓风机10的外部的外部装置(未图示)发生异常振动V2(参照图1a)的情况下前进至步骤204，不用输出警报而终止处理。总之，在从位于鼓风机10的外部的外部装置发生异常振动的情况下，该异常振动并不对鼓风机10的可靠性带来特别的影响，所以最好不输出警报。因此，鼓风机的运转率不降低。
但是，由于在外部装置发生异常的可能性高，因此在异常振动的发生源不是鼓风机10内部的情况下，也可以输出与步骤203的情况不同的警报。由此，将鼓风机10的外部装置在异常振动的情况传达给操作者。
在参照
的实施方式中，使用振动传感器特定异常振动的发生源，但代替振动传感器而采用声音传感器特定异常声音的发生源的结构也可以，应该清楚在这种情况下也可以得到与上述同样的效果。
使用典型的实施方式说明了本发明，应该可以理解，如果是本领域技术人员，则可以不脱离本发明的范围，进行上述变更及各种其它的变更、省略、追加。
权利要求
1.一种鼓风机(10)，具备形成吸气口(12a)及排气口(12b)的外壳(12)；具有在上述外壳(12)内通过轴承(16a、16b)而转动的转动轴(14a)的驱动电机(14)；以及面临上述吸气口(12a)及上述排气口(12b)地在上述外壳(12)内绕上述转动轴(14a)可转动地被支撑的叶片(18)，其特征在于，具备安装在上述外壳(12)上的至少两个声音传感器或振动传感器(31a、31b、31c)；以及使用通过该声音传感器或振动传感器(31a～31c)检测出的信号，特定异常声音或异常振动(V1、V2)的发生源的位置的位置特定机构(34)。
2.一种鼓风机(10)，具备形成吸气口(12a)及排气口(12b)的外壳(12)；具有在上述外壳(12)内通过轴承(16a、16b)而转动的转动轴(14a)的驱动电机(14)；以及面临上述吸气口(12a)及上述排气口(12b)地在上述外壳(12)内绕上述转动轴(14a)可转动地被支撑的叶片(18)，其特征在于，具备安装在上述外壳(12)上的至少三个声音传感器或振动传感器(31a～31c)；以及使用通过该声音传感器或振动传感器(31a～31c)检测出的信号，特定异常声音或异常振动(V1、V2)的发生源的位置的位置特定机构(34)。
3.根据权利要求1或2所述的鼓风机，其特征在于，还具备基于通过上述位置特定机构(34)特定出的上述异常声音或异常振动(V1、V2)的发生源的位置，判断是否输出警报的警报输出判断机构(35)。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的鼓风机，其特征在于，安装在上述外壳(12)上的各个上述声音传感器或振动传感器(31a～31c)与上述转动轴(14a)之间的距离相互相等。
5.根据权利要求1～4中任何一项所述的鼓风机，其特征在于，特定上述异常声音或异常振动(V1、V2)的发生源的位置的位置特定机构(34)通过来自上述声音传感器或振动传感器(31a～31c)的信号的时间差或信号波形的相位差以及关于上述信号、上述时间差及上述相位差的相互相关，特定上述发生源的位置。
6.一种激光起振器(100)，其特征在于，具有根据权利要求1～5中任何一项所述的鼓风机(10)。
全文摘要
本发明涉及激光起振器用鼓风机。鼓风机(10)具备安装在外壳(12)上的至少两个或至少三个声音传感器或振动传感器(31a～31c)；以及使用通过声音传感器或振动传感器检测出的信号，特定异常声音或异常振动的发生源的位置的位置特定机构(34)。由此，通过特定异常部位的位置可进行迅速且适当的对应。再有，鼓风机(10)最好具备按照通过位置特定机构特定的上述异常声音或异常振动的发生源的位置，判断是否输出警报的警报输出判断机构(35)。而且，还提供一种具有这种鼓风机(10)的激光起振器(100)。
文档编号H01S3/036GK1945907SQ20061013923
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月20日 优先权日2005年9月26日
发明者太田一也, 江川明, 森敦 申请人:发那科株式会社