(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ(2)内に設置され、翼部(3)を回転軸(9)回りに回転させてレーザガスを循環させる貫流ファン(1)と、
前記チャンバ(2)内壁の両端近傍に装着された外輪電磁コイル(11,11)と、前記回転軸(9)外周面の前記翼部(3)両側外方部に装着され、かつ前記外輪電磁コイル(11,11)の内周面に所定の間隙を介して対向する内輪磁性体(10,10)とを有し、前記外輪電磁コイル(11,11)及び前記内輪磁性体(10,10)により生じる磁力により前記回転軸(9)を回転自在に支承する磁気軸受(12,12)と、
前記チャンバ(2)内壁の端部近傍に装着され、可変となる所定の周波数で回転磁界を発生するステータ(47)と、前記回転軸(9)の外周面に装着され、かつ前記ステータ(47)の内周面に所定の間隙を介して対向するロータ(48)とを有し、前記ステータ(47)の回転磁界によりロータ(48)を回転させて前記貫流ファン(1)を直接回転駆動するモータ(49)とを備え、
前記外輪電磁コイル(11,11)、前記内輪磁性体(10,10)、前記ロータ(48)及び前記ステータ(47)は、それぞれＦｅ−Ｎｉ系磁性合金バルク材料から形成され、かつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されているハロゲンガスを含むガスレーザ装置。
【請求項２】
チャンバ(2)内に設置され、翼部(3)を回転軸(9)回りに回転させてレーザガスを循環させる貫流ファン(1)と、
前記チャンバ(2)内壁の両端近傍に装着された外輪電磁コイル(11,11)と、前記回転軸(9)外周面の前記翼部(3)両側外方部に装着され、かつ前記外輪電磁コイル(11,11)の内周面に所定の間隙を介して対向する内輪磁性体(10,10)とを有し、前記外輪電磁コイル(11,11)及び前記内輪磁性体(10,10)により生じる磁力により前記回転軸(9)を回転自在に支承する磁気軸受(12,12)と、
前記チャンバ(2)内壁の端部近傍に装着され、可変となる所定の周波数で回転磁界を発生するステータ(47)と、前記回転軸(9)の外周面に装着され、かつ前記ステータ(47)の内周面に所定の間隙を介して対向するロータ(48)とを有し、前記ステータ(47)の回転磁界によりロータ(48)を回転させて前記貫流ファン(1)を直接回転駆動するモータ(49)とを備え、
前記外輪電磁コイル(11,11)及び前記ステータ(47)は、前記外輪電磁コイル(11,11)及び前記ステータ(47)とは別の部材で、かつレーザガスに対して非腐蝕性材料からなり、かつ前記外輪電磁コイル(11,11)の内周側及び前記ステータ(47)の内周側をカバーする薄い円筒状隔壁(24)により、レーザガスから遮蔽された遮蔽空間内に収容され、
前記内輪磁性体(10,10)は、Ｆｅ−Ｎｉ系磁性合金バルク材料から形成され、かつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施され、
前記ロータ(48)は、中心部に円形の孔を有し、前記回転軸(9)に略垂直に圧入された２枚の円板(60,60)と、この円板(60,60)の外周近傍に、かつ前記回転軸(9)を等間隔に取り巻いて前記回転軸(9)と略平行に前記円板(60,60)間に渡された複数の柱状部材(62)とを備えた籠型に形成され、前記円板(60,60)および前記複数の柱状部材(62)は導電性材質でありかつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されているハロゲンガスを含むガスレーザ装置。
【請求項３】
チャンバ(2)内に設置され、翼部(3)を回転軸(9)回りに回転させてレーザガスを循環させる貫流ファン(1)と、
前記チャンバ(2)内壁の両端近傍に装着された外輪電磁コイル(11,11)と、前記回転軸(9)外周面の前記翼部(3)両側外方部に装着され、かつ前記外輪電磁コイル(11,11)の内周面に所定の間隙を介して対向する内輪磁性体(10,10)とを有し、前記外輪電磁コイル(11,11)及び前記内輪磁性体(10,10)により生じる磁力により前記回転軸(9)を回転自在に支承する磁気軸受(12,12)と、
前記チャンバ(2)内壁の端部近傍に装着され、可変となる所定の周波数で回転磁界を発生するステータ(47)と、前記回転軸(9)の外周面に装着され、かつ前記ステータ(47)の内周面に所定の間隙を介して対向するロータ(48)とを有し、前記ステータ(47)の回転磁界によりロータ(48)を回転させて前記貫流ファン(1)を直接回転駆動するモータ(49)とを備え、
前記外輪電磁コイル(11,11)、前記内輪磁性体(10,10)及び前記ステータ(47)は、それぞれＦｅ−Ｎｉ系磁性合金バルク材料から形成され、かつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施され、
前記ロータ(48)は、中心部に円形の孔を有し、前記回転軸(9)に略垂直に圧入された２枚の円板(60,60)と、この円板(60,60)の外周近傍に、かつ前記回転軸(9)を等間隔に取り巻いて前記回転軸(9)と略平行に前記円板(60,60)間に渡された複数の柱状部材(62)とを備えた籠型に形成され、前記円板(60,60)および前記複数の柱状部材(62)は導電性材質でありかつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されているハロゲンガスを含むガスレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハロゲンガスを含むガスレーザ装置に関し、より詳細には貫流ファンを支承する磁気軸受及び貫流ファンを駆動するモータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来技術に係るエキシマレーザ装置の部分断面図を表しており、以下同図に基づいて従来技術を説明する。
同図において、エキシマレーザ装置のチャンバ２内部には、レーザ光を発振する媒質となるレーザガスが封入されている。チャンバ２の所定位置には、複数の翼を有する翼部３と回転軸９とを備えた貫流ファン１が配設されており、この回転軸９に駆動力を与えて翼部３を回転させることによってレーザガスを循環させ、放電電極（図示せず）間に導いている。そして、放電電極間に所定の高電圧を印加することによってレーザガスを励起し、レーザ光を発振している。
【０００３】
貫流ファン１は、その回転軸９の両端部を、軸受ハウジング７内及びモータハウジング８内に設置された非接触の磁気軸受１２，１２によって回転自在に支承されている。これらの磁気軸受１２，１２は、回転軸９の外周面に環状に装着されてこの回転軸９と一体に回転する内輪磁性体１０，１０と、この内輪磁性体１０，１０の外周を所定の隙間を介して環状に取り巻く外輪電磁コイル１１，１１とを備えている。そして、この外輪電磁コイル１１，１１に図示しない電流導入手段によって電流を流して内輪磁性体１０，１０を吸引し、回転軸９を非接触状態で回転自在に支承している。
【０００４】
また、貫流ファン１はモータハウジング８内に設置されたモータ４９によって駆動される。このモータ４９は、回転軸９の外周面に環状に装着されたロータ４８と、このロータ４８の外周を所定の隙間を介して環状に取り巻くステータ４７とを備えている。ステータ４７は、鉄芯とコイルとからなり、このコイルに電流を流すことによってその内周部に回転磁界を発生させ、ロータ４８を回転させて貫流ファン１を駆動している。
【０００５】
このとき、内輪磁性体１０，１０、外輪電磁コイル１１，１１及びロータ４８は、一般的に強磁性体の珪素鋼板から構成されている。これらの珪素鋼板やステータ４７がレーザガスと接触すると、レーザガス中に含まれるフッ素と反応して、その材質が腐食したり、不純ガスを発生してレーザガスを汚損する。
そのため、これらの珪素鋼板やステータ４７の表面には、例えばニッケルメッキ等の、フッ素に対する耐腐食性を有するコーティングを施し、腐食及び不純ガスの発生を防止している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術には、次に述べるような問題点がある。
【０００７】
即ち、内輪磁性体１０，１０、外輪電磁コイル１１，１１及びロータ４８は、積層された珪素鋼板からなっているため、その端面が凹凸を有している。このような凹凸を有する端面にコーティングを施しても、コーティングと端面との密着性が悪く、コーティングが剥がれ、珪素鋼板がレーザガスと接触してしまうことがある。これにより、珪素鋼板内に含まれる珪素等がフッ素と反応し、珪素鋼板が腐食したり、不純ガスが発生してレーザガスを汚染したりすることがある。
【０００８】
また、ステータ４７も、コイルで構成されているためにその表面は凹凸が激しく、しかもコイルの表面に絶縁材が塗布されているため、コーティングが剥がれることがある。そのため、コイルや鉄芯がフッ素と反応して、腐食したり不純ガスが発生してレーザガスを汚染したりすることがある。
【０００９】
このように、従来のモータ４９や磁気軸受１２は、腐食性を有するレーザガスと直接接する場所に設置されており、しかもレーザガスに対して耐性のあるコーティングを施しているにも拘らず、そのコーティングが剥がれやすく、腐食したりレーザガスを汚染してレーザガスの寿命を短くしたりするという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、レーザガスによって腐食したりレーザガスを汚染したりしない、磁気軸受及びモータを備えたエキシマレーザ装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１構成の発明に係るハロゲンガスを含むガスレーザ装置は、
チャンバ内に設置され、翼部を回転軸回りに回転させてレーザガスを循環させる貫流ファンと、
前記チャンバ内壁の両端近傍に装着された外輪電磁コイルと、前記回転軸外周面の前記翼部両側外方部に装着され、かつ前記外輪電磁コイルの内周面に所定の間隙を介して対向する内輪磁性体とを有し、前記外輪電磁コイル及び前記内輪磁性体により生じる磁力により前記回転軸を回転自在に支承する磁気軸受と、
前記チャンバ内壁の端部近傍に装着され、可変となる所定の周波数で回転磁界を発生するステータと、前記回転軸の外周面に装着され、かつ前記ステータの内周面に所定の間隙を介して対向するロータとを有し、前記ステータの回転磁界によりロータを回転させて前記貫流ファンを直接回転駆動するモータとを備え、
前記外輪電磁コイル、前記内輪磁性体、前記ロータ及び前記ステータは、それぞれＦｅ−Ｎｉ系磁性合金バルク材料から形成され、かつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されている。
【００１２】
第１構成に記載の発明によれば、外輪電磁コイル、内輪磁性体、ロータ、及びステータのそれぞれが、レーザガスから遮蔽された遮蔽空間内に収納されているか、又はバルク材料からの加工によって形成され、それらの表面に、レーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングを施されるかしている。これにより、磁気軸受やモータを構成する部品がレーザガスと接触することがなく、腐食したりレーザガスを汚損したりすることがない。従って、エキシマレーザ装置の故障が少なくなるとともに、レーザガスの長寿命化が達成される。
【００１３】
また、第２構成の発明に係るハロゲンガスを含むガスレーザ装置は、
チャンバ内に設置され、翼部を回転軸回りに回転させてレーザガスを循環させる貫流ファンと、
前記チャンバ内壁の両端近傍に装着された外輪電磁コイルと、前記回転軸外周面の前記翼部両側外方部に装着され、かつ前記外輪電磁コイルの内周面に所定の間隙を介して対向する内輪磁性体とを有し、前記外輪電磁コイル及び前記内輪磁性体により生じる磁力により前記回転軸を回転自在に支承する磁気軸受と、
前記チャンバ内壁の端部近傍に装着され、可変となる所定の周波数で回転磁界を発生するステータと、前記回転軸の外周面に装着され、かつ前記ステータの内周面に所定の間隙を介して対向するロータとを有し、前記ステータの回転磁界によりロータを回転させて前記貫流ファンを直接回転駆動するモータとを備え、
前記外輪電磁コイル及び前記ステータは、前記外輪電磁コイル及び前記ステータとは別の部材で、かつレーザガスに対して非腐蝕性材料からなり、かつ前記外輪電磁コイルの内周側及び前記ステータの内周側をカバーする薄い円筒状隔壁により、レーザガスから遮蔽された遮蔽空間内に収容され、
前記前記内輪磁性体は、Ｆｅ−Ｎｉ系磁性合金バルク材料から形成され、かつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施され、
前記ロータは、中心部に円形の孔を有し、前記回転軸に略垂直に圧入された２枚の円板と、この円板の外周近傍に、かつ前記回転軸を等間隔に取り巻いて前記回転軸と略平行に前記円板間に渡された複数の柱状部材とを備えた籠型に形成され、前記円板および前記複数の柱状部材は導電性材質でありかつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されている。
また、第３構成の発明に係るハロゲンガスを含むガスレーザ装置は、
チャンバ内に設置され、翼部を回転軸回りに回転させてレーザガスを循環させる貫流ファンと、
前記チャンバ内壁の両端近傍に装着された外輪電磁コイルと、前記回転軸外周面の前記翼部両側外方部に装着され、かつ前記外輪電磁コイルの内周面に所定の間隙を介して対向する内輪磁性体とを有し、前記外輪電磁コイル及び前記内輪磁性体により生じる磁力により前記回転軸を回転自在に支承する磁気軸受と、
前記チャンバ内壁の端部近傍に装着され、可変となる所定の周波数で回転磁界を発生するステータと、前記回転軸の外周面に装着され、かつ前記ステータの内周面に所定の間隙を介して対向するロータとを有し、前記ステータの回転磁界によりロータを回転させて前記貫流ファンを直接回転駆動するモータとを備え、
前記外輪電磁コイル、前記内輪磁性体及び前記ステータは、それぞれＦｅ−Ｎｉ系磁性合金バルク材料から形成され、かつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施され、
前記ロータは、中心部に円形の孔を有し、前記回転軸に略垂直に圧入された２枚の円板と、この円板の外周近傍に、かつ前記回転軸を等間隔に取り巻いて前記回転軸と略平行に前記円板間に渡された複数の柱状部材とを備えた籠型に形成され、前記円板および前記複数の柱状部材は導電性材質でありかつ表面にレーザガスに対して耐腐食性を有するコーティングが施されている。
【００１４】
第２、第３構成に記載の発明によれば、外輪電磁コイル、内輪磁性体、及びステータを、第１構成と同様にレーザガスから遮蔽しており、かつロータを籠型形状として、その表面に耐フッ素性のコーティングを施している。これにより、ロータを着磁処理する必要がなく、着磁処理の手間が省略される。また、ロータの磁力が弱くなってモータの駆動力が弱くなるということがなく、常に一定の駆動力が確保される。さらに、ロータが籠型であるので、軽量化でき、モータを駆動する電力が省力化される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照しながら、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。尚、各実施形態において、前記従来技術の説明に使用した図、及びその実施形態よりも前出の実施形態の説明に使用した図と同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。
【００１６】
まず、図１〜図３に基づいて、第１実施形態を説明する。図１は、本実施形態に係るモータ４９及び磁気軸受１２，１２を用いたエキシマレーザ装置の部分断面図を示している。
同図において、チャンバ２の内部にはレーザガスが封入されている。チャンバ２の所定位置には貫流ファン１が配設されており、レーザガスは貫流ファン１によって循環され、図示しない放電電極間に送り込まれる。この放電電極間に高電圧を印加することによって放電が起き、レーザガスが励起されてレーザ光が発振する。
【００１７】
貫流ファン１は、レーザガスを循環させるための複数の翼を有する翼部３と、この翼部３を回転させる回転軸９とを備えている。この回転軸９は、翼部３の一端側で２分割されており、翼部３に固定されたファン回転軸４と、翼部３の一端側のファン回転軸４の端部に、ファン回転軸４と回転の中心軸を一致させて、ボルト２８等の手段によって結合させた軸受回転軸１８とから構成されている。
また、回転軸９は、チャンバ２の両側の側壁６，６を貫通しており、その翼部３の両側において、磁気軸受１２，１２によって回転自在に支承されている。これらの磁気軸受１２，１２は、両側壁６，６の外側にそれぞえ取り付けられた略円筒形状の軸受ハウジング７及びモータハウジング８の内周面にそれぞれ装着された外輪電磁コイル１１，１１と、回転軸９の外周面に環状に装着されてこの回転軸９と一体に回転する内輪磁性体１０，１０とを備えている。
そして、この内輪磁性体１０，１０の外周面と外輪電磁コイル１１，１１の内周面とを対向させ、図示しない電流導入手段によって外輪電磁コイル１１，１１に電流を流して内輪磁性体１０，１０を吸引し、この吸引力によって回転軸９を非接触状態で回転自在に支承している。
【００１８】
また、貫流ファン１は、モータハウジング８内に設置されたモータ４９によって駆動されている。このモータ４９は、モータハウジング８の内周面に装着されたステータ４７と、回転軸９の外周面に環状に装着されてこの回転軸９と一体に回転するロータ４８とを備えている。そして、ステータ４７の内周面とロータ４８の外周面とを対向させ、ステータ４７に電流を流すことによってその内周部に回転磁界を発生させ、ロータ４８を回転させて貫流ファン１を直接駆動している。
【００１９】
図２に、軸受ハウジング７付近の詳細断面図を示す。
同図において、軸受ハウジング７は、中空の略円筒形状をした軸受支持部材１４と、回転軸９の振動による磁気軸受１２の破損を防止するためのタッチダウンベアリング１５を保持するベアリングホルダ１６Ａ，１６Ｂと、軸受ハウジング７の内部の空間を封止する軸受キャップ１７とを備えている。これらは、例えばＳＵＳ３１６等の耐腐食性を有する材質からなっているのが好適である。
【００２０】
軸受支持部材１４の内側端部は、ボルト１３によって、チャンバ２の側壁６に固定されている。そして、軸受支持部材１４の側壁６と当接する面には、Ｏリング溝６３が設けられており、その内部にはＯリング６４が嵌合されていてレーザガスを封止している。
【００２１】
また、軸受支持部材１４の内周面には、中空円筒形の外輪電磁コイル１１が、図中右方（チャンバ２の外側方向）から、軸受支持部材１４の内周面に突出して形成されたハウジング障壁２７の端面２７Ａに当接するまで圧入されている。この外輪電磁コイル１１は、例えば中空円板形の珪素鋼板を積層して形成したものが好適である。このような外輪電磁コイル１１を、合成樹脂等の絶縁材料（図示せず）でモールドし、軸受支持部材１４に圧入している。
さらに軸受支持部材１４の内周面には、外輪電磁コイル１１の右方から、磁気軸受１２の内輪磁性体１０と外輪電磁コイル１１との対向面の間隔を非接触で検出するギャップセンサ３１を内部に埋め込んだ中空円筒形のブッシュ３２が圧入されている。ブッシュ３２は、外周部にＯリング溝３８を備えており、このＯリング溝３８にはＯリング３７が嵌合されて、ブッシュ３２と軸受支持部材１４の内周面との間を封止している。
【００２２】
また、ブッシュ３２の内周面からハウジング障壁２７の内周面２７Ｂにわたって、薄い円筒形の外輪隔壁２４が挿入されており、外輪電磁コイル１１及びブッシュ３２の内周側をカバーしている。そして、この外輪隔壁２４とブッシュ３２及び軸受支持部材１４との間の隙間３４は、全周にわたって溶接されている。この溶接により、ブッシュ３２、外輪隔壁２４、及び軸受支持部材１４が遮蔽空間を構成しており、この遮蔽空間が外輪電磁コイル１１をチャンバ２内のレーザガスから遮蔽している。
尚、ブッシュ３２及び外輪隔壁２４の材質としては、ＳＵＳ３１６等の耐腐食性を有する金属が好適である。
【００２３】
また、回転軸９の外周面には、図中右方から、外輪電磁コイル１１と同様の材質からなる中空円筒形の内輪磁性体１０が、回転軸９の外周面に突出して形成された回転軸障壁２６の端面２６Ａに当接するまで圧入されており、外輪電磁コイル１１と対向している。さらに回転軸９の外周面には、内輪磁性体１０の右方からギャップセンサ１９を埋め込んだ中空円筒形のブッシュ２０が圧入されている。
また、ブッシュ２０の外周面から回転軸障壁２６の外周面２６Ａにわたって、薄い円筒形の内輪隔壁２９が挿入されており、内輪磁性体１０及びブッシュ２０の外周側をカバーしている。
この内輪隔壁２９とブッシュ２０及び回転軸９との間の隙間３９、並びにブッシュ２０と回転軸９との間の隙間３９は全周にわたって溶接されている。この溶接により、ブッシュ２０、内輪隔壁２９、及び回転軸９が遮蔽空間を構成しており、この遮蔽空間が、内輪磁性体１０をチャンバ２内のレーザガスから遮蔽している。
尚、ブッシュ２０及び内輪隔壁２９の材質は、ＳＵＳ３１６等の耐腐食性を有する金属が好適である。
【００２４】
このとき、内輪隔壁２９の外周面と外輪隔壁２４の内周面とは、ギャップ３３を介して対向しており、その結果、内輪磁性体１０の外周面と外輪電磁コイル１１の内周面とが所定の間隔を有して対向することになる。そして、図示しない電流導入手段によって外輪電磁コイル１１に電流を流し、外輪電磁コイル１１の内周面に生じる電磁力によって内輪磁性体１０の外周面を吸引し、回転軸９を非接触状態で回転自在に支承する磁気軸受１２を構成している。
【００２５】
また、軸受支持部材１４には、図中右方から、軸受キャップ１７及びベアリングホルダ１６Ａ，１６Ｂがボルト３５によって共締めされて装着されている。ベアリングホルダ１６Ａの表裏両面及びベアリングホルダ１６Ｂの一面には、それぞれＯリング溝２１，２１及びＯリング溝２１が設けられており、これらのＯリング溝２１，２１，２１にはＯリング２２，２２，２２が嵌合されて、チャンバ２内部のレーザガスを封止している。
また、軸受キャップ１７には、清浄なレーザガスを注入するためのパージポート６１が備えられている。
【００２６】
ところで、ブッシュ２０、内輪隔壁２９、及び回転軸９よりなる遮蔽空間は、レーザガスに対して遮蔽されていなければならず、例えば溶接部に亀裂などがあると、レーザガスがここから侵入して内輪磁性体などが腐食する。これを防ぐために、回転軸９には、遮蔽空間の密閉性をテスト（これをリークチェックと言う）するためのリークチェック手段が設けられている。
まず、回転軸９の外周面で、かつ内輪磁性体１０が挿入される箇所には、軸方向に、所定幅のリーク溝５４が設けられている。このリーク溝５４は、遮蔽空間の外部にはみ出さない軸方向長さとなっている。
また、回転軸９の一端部には、図中左方に向けて、座ぐり穴５２を備えた所定深さのリーク穴５１が設けられている。このリーク穴５１は、その側面に、座ぐり穴５２の底面から所定の深さまで研磨された研磨面５７と、この研磨面５７よりも深い位置に所定のピッチで切られたネジ部５６とを有している。また、リーク溝５４からリーク穴５１の側面に向けて、回転軸９の半径方向に、貫通孔５３が設けられている。
以下に、リークチェックの手順を示す。まず、リーク穴５１のネジ部５６に、例えばヘリウムリークディテクタの継手をねじ込み、研磨面５７と継手との間をＯリングで封止する。そして、リーク穴５１から真空引きし、遮蔽空間の外部からヘリウムガスを吹きかけることによって、遮蔽空間の密閉性をテスト可能となっている。これらのリーク溝５４、リーク穴５１及び貫通孔５３を、リークチェック手段と言う。
そして、リークチェック終了後は継手をはずし、Ｏリング５８を有するメクラ栓５９をリーク穴５１にねじ込めば、Ｏリング５８によってこのリーク穴５１は封止され、前記遮蔽空間をレーザガスから遮蔽することができる。
【００２７】
また、ブッシュ３２、外輪隔壁２４、及び軸受支持部材１４よりなる遮蔽空間も、レーザガスに対して遮蔽されていなければならない。この部分のリークチェックは、例えば軸受支持部材１４の外周面から回転軸９の半径方向に、遮蔽空間に向けてリーク孔（図示せず）を設け、そのリーク孔から真空引きをしてリークチェックを行なえばよい。
或いは、例えば軸受支持部材１４に、外輪電磁コイル１１に電流を供給するための電流導入孔（図示せず）を設ける必要があるので、このような電流導入孔から遮蔽空間の真空引きを行なって、リークチェックをすればよい。
尚、これらの場合、リーク孔や電流導入孔は外気に通じていても、遮蔽空間はレーザガスから遮蔽されているので、このリーク孔や電流導入孔をＯリング等の手段で封止する必要はない。
【００２８】
また、回転軸９の同じ一端部には、軽量化のために内部をくり抜かれた回転円板３６が、図示しない固定手段によって固定されている。この回転円板３６は、例えば強磁性体材料からなっている。
また、軸受キャップ１７にはギャップセンサ４２が埋め込まれており、この回転円板３６と軸受キャップ１７との距離を検出し、その距離に応じた信号を出力している。
そして、軸受キャップ１７及びベアリングホルダ１６Ｂには、電磁石４０，４０が、それぞれ埋め込まれており、図示しない手段によって電流を供給されている。即ち、ギャップセンサ４２の出力信号に基づいて、この電磁石４０，４０に通電する電流をそれぞれ変化させ、回転円板３６に及ぼす吸引力を利用して回転円板３６と軸受キャップ１７及びベアリングホルダ１６との距離を制御している。これにより、回転軸９の軸方向の位置を、適正な位置に保持することが可能となっている。
尚、回転円板３６は、前記軽量化のためのくり抜かれた部分から、空気或いはレーザガスを抜くためのガス抜き孔４１を有している。
【００２９】
また、回転軸９の回転軸障壁２６と翼部３との間の外周面には、複数の溝を備えたラビリンス５が形成され、チャンバ２内で発生した不純物が、軸受ハウジング７の内部に侵入するのを防止している。
【００３０】
次に、図３に、モータハウジング８付近の詳細断面図を示す。
同図において、モータハウジング８は、中空の円筒形状をしたモータ支持部材４３と、ベアリングホルダ１６と、モータハウジング８の内部の空間を封止するモータキャップ４４とを備えている。これらは、例えばＳＵＳ３１６等の耐腐食性を有する材質からなっているのが好適である。
【００３１】
そして、モータ支持部材４３の内周面には、図中左方（チャンバ２の外側方向）から、中空円筒形のステータ４７が、モータ支持部材４３の内周面に突出して形成されたハウジング障壁２７の端面２７Ａに当接するまで圧入されている。このステータ４７は、一般的なモータの場合と同様に例えばコイルと鉄芯とからなり、合成樹脂等の絶縁材料でモールドされている。そして、図示しない電流導入孔を介して、チャンバ２の外部からコイルに電流を流し、回転磁界をその内周側に発生させることが可能である。
さらにモータ支持部材４３の内周面には、ステータ４７の左方から、所定の軸方向厚さを有する中空円筒のブッシュ４６が圧入され、さらにその左方からは、外輪電磁コイル１１と、ギャップセンサ３１を有するブッシュ３２とが圧入されている。このとき、ブッシュ３２は、外周部にＯリング溝３８を備えており、このＯリング溝３８にはＯリング３７が嵌合されて、ブッシュ３２とモータ支持部材４３の内周面との間を封止している。
【００３２】
そして、前記軸受ハウジング７と同様に、このブッシュ３２の内周面からハウジング障壁２７の内周面２７Ｂにわたって、薄い円筒形の外輪隔壁２４が挿入されており、外輪電磁コイル１１、ステータ４７及びブッシュ３２の内周側をカバーしている。
この外輪隔壁２４とブッシュ３２及びモータ支持部材４３との間の隙間３４は、全周にわたって溶接されている。この溶接により、ブッシュ３２、外輪隔壁２４、及びモータ支持部材４３が遮蔽空間を構成しており、この遮蔽空間が外輪電磁コイル１１及びステータ４７をチャンバ２内のレーザガスから遮蔽している。尚、ブッシュ３２及び外輪隔壁２４の材質としては、ＳＵＳ３１６等の耐腐食性を有する金属が好適である。
【００３３】
尚、前述したように、ステータ４７及び外輪電磁コイル１１をレーザガスから遮蔽する遮蔽空間には、ステータ４７及び外輪電磁コイル１１に電流を供給するための図示しない電流導入孔が設けられており、遮蔽空間は外気と通じている。このような電流導入孔から真空引きを行なうことにより、この遮蔽空間のリークチェックが可能となっている。
そして、この場合、電流導入孔は外気と通じていても、遮蔽空間はレーザガスから遮蔽されているので、この電流導入孔をＯリング等の手段で封止する必要はない。
【００３４】
また回転軸９の外周面には、図中左方から、珪素鋼板を積層してなる中空円筒形のロータ４８が、回転軸９の外周面に突出して形成された回転軸障壁２６の端面２６Ａに当接するまで圧入され、ステータ４７と対向している。
そして、ロータ４８の左方からは、所定の軸方向厚さを有する中空円筒のブッシュ４５と、内輪磁性体１０とがこの順序で圧入されており、さらにその左方から、ギャップセンサ１９を有するブッシュ２０が圧入されている。
【００３５】
また、ブッシュ２０の外周面から回転軸障壁２６の外周面２６Ａにわたって、薄い円筒形の内輪隔壁２９が挿入されており、ロータ４８、内輪磁性体１０及びブッシュ２０の外周側をカバーしている。
この内輪隔壁２９とブッシュ２０及び回転軸９との隙間３９、並びにブッシュ２０と回転軸９との間の隙間３９は全周にわたって溶接されている。この溶接により、ブッシュ２０、内輪隔壁２９、及び回転軸９が遮蔽空間を構成しており、この遮蔽空間が内輪磁性体１０及びロータ４８をチャンバ２内のレーザガスから遮蔽している。
このとき、対向する内輪磁性体１０と外輪電磁コイル１１とが磁気軸受１２を構成していることは、前記軸受ハウジング７と同様である。
尚、ブッシュ２０及び内輪隔壁２９の材質は、ＳＵＳ３１６等の耐腐食性を有する金属が好適である。
【００３６】
また、モータ支持部材４３には、図中左方から、清浄なレーザガスを注入するためのパージポート６１を備えたモータキャップ４４、及びベアリングホルダ１６Ａが、ボルト３５によって共締めされて装着されている
また、回転軸９の他端部にも、前記一端部と同様に、遮蔽空間のリークチェックを行なうための同様のリークチェック手段が設けられている。
さらに、回転軸９の回転軸障壁２６と翼部３との間の外周面には、複数の溝を備えたラビリンス５が形成され、チャンバ２内で発生した不純物が、モータハウジング８の内部に侵入するのを防止している。
【００３７】
図４に、ロータ４８の斜視図を示す。同図に示すように、ロータ４８は、その外周に、交互に異なる磁極が等間隔で例えば４箇所に存在するように着磁処理されている。そして、ステータ４７とロータ４８とがモータ４９（この場合は誘導型モータ）を構成しており、ステータ４７のコイルに電流を流すことによって回転磁界を発生させ、ロータ４８を回転させることが可能である。このとき、磁極が２箇所であってもよく、或いは、４箇所よりも多くの箇所に存在するように着磁処理してもよい。
このロータ４８の回転を駆動力として、貫流ファン１の翼部３を回転させ、レーザガスを循環させる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態によれば、磁気軸受１２，１２の内輪磁性体１０，１０及びロータ４８の外周部に内輪隔壁２９を設けて遮蔽空間内を形成し、内輪磁性体１０，１０及びロータ４８をレーザガスから遮蔽している。
さらに、外輪電磁コイル１１，１１及びステータ４７の内周部に外輪隔壁２４を設けて遮蔽空間内を形成し、これらを同様にレーザガスから遮蔽している。
これにより、内輪磁性体１０，１０、外輪電磁コイル１１，１１、ロータ４８及びステータ４７がレーザガスに触れないので、腐食したり不純ガスを発生することがなく、エキシマレーザ装置の故障が少なくなるとともに、レーザガスの長寿命化が可能となる。
【００３９】
さらに、内輪磁性体１０，１０、外輪電磁コイル１１，１１、ロータ４８及びステータ４７を収納した遮蔽空間を、リークチェックするためのリークチェック手段を備えている。これにより、遮蔽空間の漏れを予めテストし、漏れがあった場合にはこの漏れを塞ぐことができるので、レーザガスの遮蔽空間への侵入をより確実に防止でき、エキシマレーザ装置の故障が少なくなるとともに、レーザガスの長寿命化が達成される。
【００４０】
次に、図５〜図８に基づいて、第２実施形態を説明する。図５は、本実施形態に係るエキシマレーザ装置の軸受ハウジング７付近の詳細断面図を示している。
同図において、軸受ハウジング７の軸受支持部材１４の内周面には、第１実施形態と同様に、外輪電磁コイル１１及びブッシュ３２が圧入されている。また、ブッシュ３２の内周面からハウジング障壁２７の内周面２７Ｂにわたって、薄い円筒形の外輪隔壁２４が挿入されており、外輪電磁コイル１１及びブッシュ３２の内周側をカバーしている。そして、この外輪隔壁２４とブッシュ３２及び軸受支持部材１４との間の隙間３４は、全周にわたって溶接されている。
さらに、軸受キャップ１７がＯリング溝２１，２１を備えたベアリングホルダ１６と一体にボルト３５によって装着され、軸受ハウジング７内部のレーザガスを封止している点は、第１実施形態と同様である。
【００４１】
一方、回転軸９の外周面には、強磁性体金属からなる中空円筒形の内輪磁性体１０が、図中右方（チャンバ２の外側方向）から回転軸障壁２６の端面２６Ａに当接するまで圧入されている。この内輪磁性体１０は、強磁性金属をバルク材料（むく材）から中心部に貫通孔を備えた円柱形状に、例えば切削等によって加工したものである。
さらに、内輪磁性体１０の右方からは、ギャップセンサ１９を埋め込んだブッシュ２０が圧入されている。
このとき、内輪磁性体１０の外周面と外輪電磁コイル１１の内周面とは、回転軸９を非接触状態で回転自在に支承する磁気軸受１２を構成している。
この内輪磁性体１０の材質である強磁性金属としては、例えば、３５〜８０％ニッケル（Ｎｉ）を含む鉄（Ｆｅ）−Ｎｉ磁性合金であるパーマロイが好適であり、ＪＩＳのＰＢ，ＰＣ，ＰＣＳ，ＰＤ，ＰＥ等が利用可能である。
そして、内輪磁性体の表面には、この強磁性金属が直接レーザガスに触れないように、例えばニッケルメッキ等の耐フッ素性のコーティングを施している。
【００４２】
次に、図６に、モータハウジング８付近の詳細断面図を示す。
同図において、モータ支持部材４３の内周面には、第１実施形態と同様に、チャンバ２の外側方向（図中左方）からステータ４７と、ブッシュ４６と、外輪電磁コイル１１と、ギャップセンサ３１を埋め込んだブッシュ３２とがこの順序で圧入されている。そして、同様に外輪電磁コイル１１、ステータ４７及びブッシュ３２の内周側をカバーする中空円筒形の薄い外輪隔壁２４が挿入され、隙間３４を全周溶接されて遮蔽空間を形成している。
さらに、モータキャップ４４がＯリング溝２１，２１を備えたベアリングホルダ１６Ａと一体にボルト３５によってモータ支持部材４３に装着され、モータハウジング８内部のレーザガスを封止している点は、第１実施形態と同様である。
【００４３】
一方、回転軸９の外周面には、強磁性金属をバルク材料から切削加工した、中心部に貫通孔を備えた円柱形のロータ４８が図中左方から圧入されている。
さらに、このロータ４８の左方からは、所定の軸方向厚さを有する中空円筒のブッシュ４５と、軸受ハウジング７側と同様の内輪磁性体１０と、ギャップセンサ１９を有するブッシュ２０とがこの順序で圧入されている。
【００４４】
このときロータ４８には、例えば図４に示すように４箇所の磁極を有するように着磁処理が施され、その表面には耐フッ素性のコーティングが施されている。このとき、磁極が２箇所であってもよく、或いは４箇所よりも多くの箇所に存在するように着磁処理してもよい。  このように、所定の着磁処理を施したロータ４８及び内輪磁性体１０が、それぞれステータ４７及び外輪電磁コイル１１と対向し、貫流ファン１を駆動するモータ４９（この場合、同期型モータ）及び回転軸９を支承する磁気軸受１２を構成している。
【００４５】
次に図７、図８に、本実施形態におけるロータ４８の他の構成例を示す。図７はロータ４８の斜視図、図８はその側面図である。
これらの図において、ロータ４８は、中心部に円形の孔を有し、回転軸９に略垂直に圧入された２枚の円板６０，６０と、この円板６０，６０の外周近傍に、かつ回転軸９を等間隔に取り巻いて回転軸９と略平行に円板６０，６０間に渡された、例えば６本の円柱６２とを備えており、一般に言う籠型形状をしている。
【００４６】
このような籠型形状のロータ４８を、アルミニウム等の導電性の材質で構成し、その表面にニッケルメッキ等のコーティングを施している。このモータ４９は、誘導型モータとなっている。
尚、この円柱６２は６本と限られるものではなく、４本でもよく、６本よりも多くの本数でもよい。さらに、円柱６２は、中空の円筒形状でもよい。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態によれば、磁気軸受１２の内輪磁性体１０及びモータ４９のロータ４８を強磁性金属のバルク材料から切削等の加工手段によって加工した構造とし、その表面にニッケルメッキ等の耐腐食性コーティングを施している。
或いは、ロータ４８をアルミニウム等の導電性の材質で籠型形状に形成し、その表面にコーティングを施して籠型誘導モータとしている。
これにより、内輪磁性体１０やロータ４８が珪素鋼板を積層した構造ではなく、また絶縁物が付着していないので、コーティングとこれらの内輪磁性体１０やロータ４８との密着性が良くなり、コーティングがこれらの表面から剥がれにくくなる。従って、フッ素と内輪磁性体１０やロータ４８とが直接接することがなく、その表面から不純ガスが発生することが少なくなるので、レーザガスの寿命を長寿命化することができる。
【００４８】
また、内輪磁性体１０及びロータ４８のコーティングが、剥がれにくくなるので、コーティングのみによって内輪磁性体１０及びロータ４８の表面をレーザガスから遮蔽することが可能となり、内輪隔壁２９が不要となる。
その結果、磁気軸受１２，１２の内輪磁性体１０，１０と外輪電磁コイル１１，１１との対向する間隔を狭めることが可能となること、及び外輪電磁コイル１１，１１の電磁力を遮っていた内輪隔壁２９がなくなることから、外輪電磁コイル１１，１１の電磁力による吸引力が強くなり、磁気軸受１２の耐荷重性能や耐振動性能が向上する。
また、同様に内輪隔壁２９がなくなったことから、モータ４９のステータ４７がロータ４８に及ぼす回転磁界の強さが強くなる。これにより、モータ４９の駆動力が向上し、貫流ファン１を効率良く回転させることが可能となる。
また、ロータ４８を籠型形状としたことで、ロータ４８が軽量化され、さらに効率良く貫流ファン１を回転させることができる。ロータ４８の材質をアルミニウムにすれば、この軽量化はいっそう促進され、より好適である。
【００４９】
さらに、内輪隔壁２９がなくなったことにより、隙間３９の溶接が不要となるので、回転軸９の構成が簡単になり、製造コストが減少する。さらに、溶接部のリークチェックが不要となって、その手間が省力化できる。また、リークチェック用のリークチェック手段が不要となったことで回転軸９の構造が簡単になる。
【００５０】
尚、本発明においては、内輪磁性体１０，１０、外輪電磁コイル１１，１１、ロータ４８、及びステータ４７をレーザガスに触れないようにするのが目的であり、その実現手段は、上記第１、第２実施形態に説明した組み合わせに限られるものではない。
即ち、内輪磁性体１０，１０及び外輪電磁コイル１１，１１は遮蔽空間内に収納するか、又はバルク材料から形成してその表面にコーティングを施すかすればよい。また、ロータ４８は、遮蔽空間内に収納するか、バルク材料から形成してその表面にコーティングを施すようにするか、或いは導電性材質で籠型に形成し、その表面にコーティングを施すかすればよい。また、ステータ４７については、遮蔽空間内に収納するようにすればよい。これらの形態を必要に応じて組み合わせることにより、本発明を実現可能である。
【００５１】
また、第１実施形態において、内輪磁性体１０，１０、外輪電磁コイル１１，１１、及びロータ４８をバルク材料から形成し、その表面にコーティングを施すようにしてもよい。これにより、譬え遮蔽空間内にレーザガスが侵入しても、これらの部品とレーザガスとが直接接触することがなく、これらの部品をいっそう確実にレーザガスから遮蔽することが可能となる。
【００５２】
また、回転軸９を、ファン回転軸４及び軸受回転軸１８とを結合した形態としたが、これは例えばすべてが一体になっているような回転軸９でもよく、他の位置で分割されるような回転軸９でもよい。
さらに、回転軸９を支承する磁気軸受１２，１２は２個のみとは限らず、３個以上でもよい。
【００５３】
また、磁気軸受１２を、内輪磁性体１０及び外輪電磁コイル１１から構成するようにしたが、これは例えばどちらか一方或いは双方を、永久磁石や電磁石等の磁石としてもよい。さらに、双方を磁石として、その対向面を同極の磁極とし、この磁極同士の反発力を利用した磁気軸受１２としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエキシマレーザ装置の部分断面図。
【図２】軸受ハウジング付近の詳細断面図。
【図３】モータハウジング付近の詳細断面図。
【図４】ロータの斜視図。
【図５】第２実施形態に係るエキシマレーザ装置の軸受ハウジング付近の詳細断面図。
【図６】モータハウジング付近の詳細断面図。
【図７】ロータの他の構成例を示す斜視図。
【図８】ロータの側面図。
【図９】従来技術に係るエキシマレーザ装置の部分断面図。
【符号の説明】
１…貫流ファン、２…チャンバ、３…翼部、４…ファン回転軸、５…ラビリンス、６…側壁、７…軸受ハウジング、８…モータハウジング、９…回転軸、１０…内輪磁性体、１１…外輪電磁コイル、１２…磁気軸受、１３…ボルト、１４…軸受支持部材、１５…タッチダウンベアリング、１６…ベアリングホルダ、１７…軸受キャップ、１８…軸受回転軸、１９…ギャップセンサ、２０…ブッシュ、２１…Ｏリング溝、２２…Ｏリング、２４…外輪隔壁、２６…回転軸障壁、２７…ハウジング障壁、２８…ボルト、２９…内輪隔壁、３１…ギャップセンサ、３２…ブッシュ、３３…ギャップ、３４…隙間、３５…ボルト、３６…回転円板、３７…Ｏリング、３８…Ｏリング溝、３９…隙間、４０…電磁石、４１…ガス抜き孔、４２…ギャップセンサ、４３…モータ支持部材、４４…モータキャップ、４５…ブッシュ、４６…ブッシュ、４７…ステータ、４８…ロータ、４９…モータ、５０…モータ軸、５１…リーク穴、５２…座ぐり穴、５３…貫通孔、５４…リークチェック溝、５６…ネジ部、５７…研磨面、５８…Ｏリング、５９…メクラ栓、６０…円板、６１…パージ配管、６２…円柱、６３…Ｏリング溝、６４…Ｏリング。
【図１】
0003927327.tif 000002
【図２】
0003927327.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003927327.tif 000006
【図６】
0003927327.tif 000007
【図７】
0003927327.tif 000008
【図８】
0003927327.tif 000009
【図９】
0003927327.tif 000010