JP2001223414A - Bearing structure of fan used for gas laser device - Google Patents

Bearing structure of fan used for gas laser device

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JP2001223414A
JP2001223414A JP2000030734A JP2000030734A JP2001223414A JP 2001223414 A JP2001223414 A JP 2001223414A JP 2000030734 A JP2000030734 A JP 2000030734A JP 2000030734 A JP2000030734 A JP 2000030734A JP 2001223414 A JP2001223414 A JP 2001223414A
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JP
Japan
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bearing
holding portion
fan
rotating
rotation
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Application number
JP2000030734A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Minobe
猛 美濃部
Shiyouchi Yoshiyasu
勝置 美安
Atsushi Moto
篤志 本
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing structure wherein difference of dimension in the rotating shaft direction which is caused by expansion is absorbed and a rotation bearing is not rotated (slipped) in the rotating direction of a fan to a bearing holding part, in a bearing structure using the rotation bearing of the fan of a gas laser device. SOLUTION: This bearing structure is used for the fan of the gas laser device. In the bearing structure of one end, the rotation bearing (4) attached to a rotating shaft (3) is fixed so as not to move in both the rotating shaft direction and the rotating direction. In the bearing structure of the other end, the rotation bearing (4) attached to the rotating shaft (3) is held so as to be movable in the shaft direction of the rotating shaft (3) to the bearing holding part (5). In the structure of the other end, a rotation regulating member (6) to the bearing holding part (5) of the rotation bearing (4) is arranged between the rotation bearing (4) and the bearing holding part (5).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明はガスレーザ装置に
用いるファンの軸受構造に関する。特に、ArFエキシ
マレーザ装置やフッ素レーザ装置の電極間にガスを循環
させるためのクロスフローファンの軸受構造に関する。
さらに、高速回転、高圧力の条件で用いるクロスフロー
ファンの軸受構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing structure for a fan used in a gas laser device. In particular, it relates to a bearing structure of a cross flow fan for circulating gas between electrodes of an ArF excimer laser device or a fluorine laser device.
Further, the present invention relates to a bearing structure of a cross flow fan used under conditions of high speed rotation and high pressure.

【0002】[0002]

【従来技術】半導体集積回路の微細化、高集積化につ
れ、投影露光装置においては解像力の向上が要請されて
いる。このため、露光用光源から放出される露光光の短
波長化が進められており、この半導体リソグラフィー用
光源としては、従来の水銀ランプ光の波長より短波長の
光を放出するエキシマレーザ装置の採用が始まってい
る。特に、ArFエキシマレーザ装置とフッ素レーザ装
置が期待されている。
2. Description of the Related Art With miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits, there is a demand for improvement in resolution of a projection exposure apparatus. For this reason, the wavelength of exposure light emitted from an exposure light source has been shortened, and an excimer laser device that emits light having a wavelength shorter than the wavelength of a conventional mercury lamp light has been adopted as a light source for semiconductor lithography. Has begun. In particular, an ArF excimer laser device and a fluorine laser device are expected.

【0003】エキシマレーザ装置は、レーザチェンバ内
に、例えば、フッ素(F2)やアルゴン(Ar)等のレーザ
ガスが数百kPaで封入されている。レーザチェンバ内部
にはレーザ光軸方向に延び、所定間隔だけ離間して対向
した一対の主放電電極が設けられている。この主放電用
電極間に立上りの早い高電圧パルスを印加して放電を発
生させることにより、レーザ媒質であるレーザガスが励
起される。
[0003] In an excimer laser device, a laser gas such as fluorine (F 2 ) or argon (Ar) is sealed in a laser chamber at several hundred kPa. A pair of main discharge electrodes are provided inside the laser chamber, the main discharge electrodes extending in the laser optical axis direction and facing each other at a predetermined interval. By generating a discharge by applying a fast rising high voltage pulse between the main discharge electrodes, a laser gas as a laser medium is excited.

【0004】レーザチェンバの前後には、出力鏡と、露
光装置の投影光学系における色収差の問題を回避するた
めにレーザ光のスペクトル幅を狭帯域化し、中心波長の
波長安定化を実現するための狭帯域化光学系とが各々配
置され、出力鏡と狭帯域化光学系はレーザ共振器を構成
する。レーザガスが励起されチェンバから放出される光
は、レーザ共振器により増幅され、レーザ光としてレー
ザ共振器の出力鏡より取出される。
In order to avoid the problem of chromatic aberration in the output mirror and the projection optical system of the exposure apparatus before and after the laser chamber, the spectral width of the laser beam is narrowed so as to realize the central wavelength stabilization. A narrowing optical system is arranged, and the output mirror and the narrowing optical system constitute a laser resonator. Light that is excited by the laser gas and emitted from the chamber is amplified by the laser resonator and extracted as laser light from the output mirror of the laser resonator.

【0005】効率よくレーザ光を発生させるには、主放
電電極間で一様な放電を発生させることが必要である。
数百kPaという高圧ガス雰囲気で一様な放電を発生さ
せるために、通常、主放電電極近傍に設けた予備電離手
段により、主放電開始前に主放電電極間の主放電空間に
存在するレーザガスを予備電離することが一般的であ
る。
In order to efficiently generate laser light, it is necessary to generate uniform discharge between the main discharge electrodes.
In order to generate a uniform discharge in a high-pressure gas atmosphere of several hundred kPa, the laser gas existing in the main discharge space between the main discharge electrodes before the start of the main discharge is usually set by the preliminary ionization means provided near the main discharge electrode. It is common to pre-ionize.

【0006】ここで、露光用光源として使用されるエキ
シマレーザ装置は、スループットの増大のために、放電
の数kHzでの高繰返し動作が要請され始めている。しか
し、主放電発生後、主放電空間には熱的撹乱や音響学的
撹乱(衝撃波等)が発生し、この状態が維持されたまま
では、次の主放電が不安定となる。そして、このような
不安定の放電により、主電極間でアーク放電が発生し、
レーザ出力も不安定となる。
Here, in an excimer laser device used as a light source for exposure, high repetition operation at several kHz of discharge has been demanded in order to increase throughput. However, after the occurrence of the main discharge, thermal disturbance or acoustic disturbance (shock wave or the like) occurs in the main discharge space, and if this state is maintained, the next main discharge becomes unstable. Then, due to such unstable discharge, arc discharge occurs between the main electrodes,
The laser output also becomes unstable.

【0007】このような不具合を避けるために、1回の
放電が終了したら次の放電が発生する前に、主放電電極
間の残存ガスを排出して新しいガスを配置させる、いわ
ゆる交換作業が必要になる。具体的には、レーザチェン
バ内にファンを設け、チェンバ内のレーザガスを高速循
環させている。
In order to avoid such a problem, after one discharge is completed, before the next discharge occurs, a so-called replacement operation for discharging the residual gas between the main discharge electrodes and disposing a new gas is required. become. Specifically, a fan is provided in the laser chamber to circulate the laser gas in the chamber at a high speed.

【0008】図3に従来のレーザチェンバ内部の模式図
を示す。図はガスの循環を説明するためのものであり、
予備電離手段や放電により発生する熱により加熱された
レーザガスを冷却するための熱交換手段等は省略されて
いる。上部ならびに前後に開口を有するチェンバ本体1
の上部には、上板1Aが気密に取付けられ、チェンバ本
体1の前後には側板A、側板Bが気密に取付けられる。
以上により、レーザチェンバが形成される。尚、側板
A、Bには、レーザ光が通過するための不図示の窓部が
設けられる。チェンバ内部にはレーザガスを高速循環さ
せる手段として、クロスフローファン2(以下、ファン
ともいう)が設けられる。クロスフローファン2の両端
部にはファンの中心軸線と略一致する突出部を有し、こ
の突出部が回転軸20として回転軸受4(以下、ベアリ
ングともいう)によって回動可能に保持される。さら
に、この回転軸受4は軸受保持部5(以下、ハウジング
ともいう)により保持される。なお、クロスフローファ
ン2の上部空間には一対の主放電電極3を有する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the inside of a conventional laser chamber. The figure is for explaining the gas circulation,
Preliminary ionization means and heat exchange means for cooling the laser gas heated by the heat generated by the discharge are omitted. Chamber body 1 with upper and front and back openings
An upper plate 1A is hermetically attached to the upper part of the upper case, and a side plate A and a side plate B are hermetically attached to the front and rear of the chamber body 1.
Thus, a laser chamber is formed. The side plates A and B are provided with windows (not shown) through which laser light passes. A cross flow fan 2 (hereinafter also referred to as a fan) is provided inside the chamber as a means for circulating the laser gas at a high speed. Both ends of the cross flow fan 2 have protrusions substantially coincident with the central axis of the fan, and the protrusions are rotatably held as rotary shafts 20 by a rotary bearing 4 (hereinafter also referred to as bearings). Further, the rotary bearing 4 is held by a bearing holding portion 5 (hereinafter, also referred to as a housing). Note that a pair of main discharge electrodes 3 is provided in the upper space of the cross flow fan 2.

【0009】ここで、上記クロスフローファン2は、チ
ェンバ内の温度変化により、回転軸方向に膨張・伸縮を
する。したがって、回転軸受4を使用した軸受構造にお
いては、このような膨張・伸縮による回転軸方向の寸法
変化を吸収できる構造にする必要がある。この構造は一
般には回転軸受の外輪が、当接する軸受保持部内面を軸
方向に滑べるようなものとしている。
Here, the cross flow fan 2 expands and contracts in the rotation axis direction due to a temperature change in the chamber. Therefore, in a bearing structure using the rotating bearing 4, it is necessary to adopt a structure capable of absorbing a dimensional change in the rotating shaft direction due to such expansion and contraction. In general, the structure is such that the outer ring of the rotary bearing can slide in the axial direction on the inner surface of the bearing holding portion with which the rotating bearing abuts.

【0010】そして、ファン端部のうち一端(図におい
て右側)の軸受部は、回転軸受4が軸受保持部5に対
し、軸方向に移動しないように固定している。これを固
定端と呼ぶことにする。もう一端、すなわち他端(図に
おいて左側)の軸受部は、回転軸受4を軸受保持部5に
嵌め合わせによりのみ保持されている。これを自由端と
呼ぶことにする。図4はこの自由端の構造を拡大して示
したものであるが、回転軸受4は外輪41と内輪42と
が複数のボール43を介して相対的に回転するベアリン
グ構造からなっている。
A bearing at one end (right side in the drawing) of the fan ends is fixed to the bearing holder 5 so that the rotary bearing 4 does not move in the axial direction. This is called a fixed end. The other end, that is, the other end (the left side in the figure) of the bearing portion is held only by fitting the rotary bearing 4 to the bearing holding portion 5. This is called the free end. FIG. 4 is an enlarged view of the structure of the free end. The rotary bearing 4 has a bearing structure in which an outer ring 41 and an inner ring 42 rotate relatively through a plurality of balls 43.

【0011】固定端の構造は、図3に示すように、回転
軸20にベアリング4を嵌め合わせ、ベアリングの内輪
42が回転軸20の系が太くなっている部分30に当た
るまで押しこんでいる。同図にはベアリング4を2個使
用しているが、その個数は回転時に回転軸20からベア
リング4に加わる力を考慮して適宜選択できるものであ
る。そして、回転軸20のベアリング4と嵌合しない部
分にはねじ部32が設けられており、それに螺合する押
えねじ31を締めこむ。ベアリング4の内輪は、押さえ
ねじ31と回転軸の系が太くなった部分30とによって
挟まれ、回転軸20に固定されるようになっている。一
方、ベアリングの外輪41は、軸受保持部5に、嵌め合
わされ、ハウジング5の径が細くなっている部分(前記
回転軸の径が太くなっている部分30)に当たるまで押
しこむ。ハウジング5両面の一部(ベアリング4を押し
込んだ際、ベアリング4と嵌合しない部分)にはねじ部
32が設けられ、そして内輪と同様、このねじ部に螺合
する押えねじ31によりハウジング5に固定されてい
る。
As shown in FIG. 3, the structure of the fixed end is such that the bearing 4 is fitted to the rotating shaft 20 and the inner ring 42 of the bearing is pushed in until it hits the portion 30 where the system of the rotating shaft 20 is thick. Although two bearings 4 are used in the figure, the number can be appropriately selected in consideration of the force applied to the bearing 4 from the rotating shaft 20 during rotation. A screw portion 32 is provided in a portion of the rotating shaft 20 that does not fit with the bearing 4, and a holding screw 31 screwed into the screw portion 32 is tightened. The inner ring of the bearing 4 is sandwiched between a holding screw 31 and a portion 30 having a thicker rotating shaft system, and is fixed to the rotating shaft 20. On the other hand, the outer ring 41 of the bearing is fitted into the bearing holding portion 5 and pushed until it hits a portion where the diameter of the housing 5 is small (a portion 30 where the diameter of the rotating shaft is large). A screw portion 32 is provided on a part of both surfaces of the housing 5 (a portion that does not fit with the bearing 4 when the bearing 4 is pushed in), and like the inner ring, the housing 5 is fixed to the housing 5 by a holding screw 31 screwed into this screw portion. Fixed.

【0012】一方、自由端の構造は、図4に拡大して示
されるが、ベアリング4の内輪42は固定端と同様、ね
じ押え31とねじ部32により回転軸20に固定され、
外輪41はハウジング5に嵌め合わされるだけで完全に
固定はされていない。自由端におけるハウジング5の両
面には、ねじ部は設けられていない。ファン2が回転す
る時には、回転軸受4の内輪42が回転するが、回転軸
受4の外輪41は軸受保持部5の内面との摩擦力により
保持されている。そして、回転軸20が回転軸方向に膨
張した時は、回転軸受4の外輪41が軸受保持部5の内
面を軸方向に滑って移動することにより膨張による寸法
変化を吸収する。
On the other hand, the structure of the free end is shown in an enlarged scale in FIG. 4, but the inner ring 42 of the bearing 4 is fixed to the rotating shaft 20 by a screw holder 31 and a screw portion 32, similarly to the fixed end.
The outer ring 41 is merely fitted into the housing 5 and is not completely fixed. No thread is provided on both sides of the housing 5 at the free end. When the fan 2 rotates, the inner ring 42 of the rotary bearing 4 rotates, but the outer ring 41 of the rotary bearing 4 is held by the frictional force with the inner surface of the bearing holding portion 5. When the rotating shaft 20 expands in the rotating shaft direction, the outer ring 41 of the rotating bearing 4 slides on the inner surface of the bearing holding portion 5 in the axial direction to absorb a dimensional change due to the expansion.

【0013】ここで、自由端側の回転軸受4の外輪41
が、軸受保持部5に対して回転方向にスリップすること
がある。以下にその理由を示す。まず、チェンバ内のレ
ーザガスを高速循環させるためには、ファン2を高速で
回転させなければならない。要請されている放電の数k
Hzでの高繰返しを行なうためには、形成されるガス流
路にもよるが、ファン2は2000〜4000rpmで
回転しなければならない。その一方で、前記のように、
レーザガスは数百kPaの圧力でチェンバ内に封入され
ている。さらに、風を流す放電電極間の間隔は狭いの
で、ファン2は高ヘッド低流量の条件で動作することに
なる。したがって、ファン2回転時、流体作用により、
回転軸20に非常に大きい荷重がかかる。さらに、この
軸にかかる軸荷重は、軸に対して常に1方向にかかるの
で、回転軸受4も常に1方向に押しつけられることにな
り、回転体(ボール)43を介しているベアリング4の
内輪42と外輪41との摩擦力が大きくなる。
Here, the outer ring 41 of the rotary bearing 4 on the free end side.
However, there is a case where the bearing slips with respect to the bearing holding portion 5 in the rotational direction. The reasons are as follows. First, to circulate the laser gas in the chamber at a high speed, the fan 2 must be rotated at a high speed. The number of discharges requested k
In order to perform high repetition at Hz, the fan 2 must rotate at 2000 to 4000 rpm, depending on the gas flow path to be formed. On the other hand, as mentioned above,
The laser gas is sealed in the chamber at a pressure of several hundred kPa. Further, since the interval between the discharge electrodes for flowing the wind is narrow, the fan 2 operates under the condition of high head and low flow rate. Therefore, when the fan rotates twice, the fluid action causes
An extremely large load is applied to the rotating shaft 20. Further, since the shaft load applied to this shaft is always applied to the shaft in one direction, the rotating bearing 4 is also always pressed in one direction, and the inner ring 42 of the bearing 4 via the rotating body (ball) 43. And the outer ring 41 has a large frictional force.

【0014】軸受保持部5が、回転軸20に対して軸ず
れして取り付けられている場合、上記と同様、ベアリン
グ4の内輪42と外輪41との摩擦力が大きくなる。回
転軸20に対して軸ずれがまったくないように軸受保持
部5を取り付けることは、組み立て精度上難しい。さら
に、ベアリング4の内輪42と外輪41との間に封じら
れているグリスは、チェンバにフッ素を含むガスが封入
されているので、耐腐食性を持たせるために、分子量の
大きいフッ素系グリスが使用される。そのようなグリス
は粘度が高く、内輪42の回転に外輪41が連れられや
すい。上記したベアリング4の内輪42と外輪41との
摩擦力、およびグリスの高い粘性による力が、ベアリン
グ外輪41と軸受保持部5(ハウジング)内面との摩擦
力よりも大きくなると、ベアリング外輪41が、軸受保
持部5(ハウジング)に対して回転方向にスリップす
る。
When the bearing holding portion 5 is mounted so as to be offset from the rotary shaft 20, the frictional force between the inner ring 42 and the outer ring 41 of the bearing 4 increases as described above. It is difficult to attach the bearing holding portion 5 so that there is no axis deviation with respect to the rotating shaft 20 in terms of assembly accuracy. Further, since the grease sealed between the inner ring 42 and the outer ring 41 of the bearing 4 is filled with a gas containing fluorine in the chamber, fluorine-based grease having a high molecular weight is used to impart corrosion resistance. used. Such grease has a high viscosity, and the outer ring 41 is easily taken by the rotation of the inner ring 42. When the frictional force between the inner ring 42 and the outer ring 41 of the bearing 4 and the force due to the high viscosity of the grease are greater than the frictional force between the bearing outer ring 41 and the inner surface of the bearing holding portion 5 (housing), the bearing outer ring 41 becomes It slips in the rotational direction with respect to the bearing holding portion 5 (housing).

【0015】このようなスリップが生じた時は、ベアリ
ング外輪41とハウジング5との間で振動が発生する。
振動がチェンバ全体に伝わり、発振するレーザ光の光軸
のずれや、波長の変動が生じる。また、ベアリング外輪
41とハウジング5との間で熱が発生する。さらには、
ベアリング4の寿命が短くなる。
When such a slip occurs, vibration occurs between the bearing outer race 41 and the housing 5.
The vibration is transmitted to the entire chamber, causing a shift of the optical axis of the oscillating laser light and a fluctuation of the wavelength. Further, heat is generated between the bearing outer ring 41 and the housing 5. Moreover,
The life of the bearing 4 is shortened.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、ガスレーザ装置のファンの回転軸受を使
用した軸受構造において、膨張による回転軸方向の寸法
差を吸収し、かつ、回転軸受が軸受保持部に対して、フ
ァンの回転方向に回転(スリップ)しないような軸受構
造を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a bearing structure using a rotary bearing of a fan of a gas laser device, which absorbs a dimensional difference in a rotary shaft direction due to expansion and has a rotary bearing. An object of the present invention is to provide a bearing structure that does not rotate (slip) in the rotation direction of a fan for a bearing holding portion.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明のガスレーザ装置に用いるファンの軸受
構造は、一端の軸受構造は、回転軸に取り付けた回転軸
受の外輪を回転軸方向にも回転方向にも移動しないよう
に固定した構造であり、他端の軸受構造は回転軸に取り
付けた回転軸受を、軸受保持部に対し回転軸の軸方向に
移動可能に保持した構造である。そして、この他端の構
造は、さらに、回転軸受と軸受保持部との間に、回転軸
受外輪の軸受保持部に対する回転規制部材を設けたこと
を特徴とする。なお、ここでいう一端は前記した固定端
であり、他端は前記した自由端である。
In order to solve the above problems, a bearing structure of a fan used in a gas laser device according to the present invention is characterized in that a bearing structure at one end includes an outer ring of a rotating bearing mounted on a rotating shaft in a rotating shaft direction. The bearing structure at the other end is a structure in which the rotating bearing attached to the rotating shaft is held movably in the axial direction of the rotating shaft with respect to the bearing holding portion. . The structure of the other end is further characterized in that a rotation regulating member for the bearing holding portion of the rotating bearing outer ring is provided between the rotating bearing and the bearing holding portion. Here, one end is the above-mentioned fixed end, and the other end is the above-mentioned free end.

【0018】さらに、前記他端の軸受構造は軸受保持部
に保持されるのではなく、回転軸受を収納する枠部材に
保持されて、この枠部材を収納する軸受保持部を有し、
枠部材と軸受保持部との間に、枠部材の軸受保持部に対
する回転規制部材を設けたことを特徴とする。さらに、
前記回転規制部材を、キーとキー溝の関係となる構造と
することを特徴とする。さらに、前記他端の構造に、回
転軸に取り付けた回転軸受に軸方向に与圧を加える弾性
体を設けたことを特徴とする。
Further, the bearing structure at the other end is not held by a bearing holding portion, but is held by a frame member for housing the rotary bearing, and has a bearing holding portion for housing the frame member.
A rotation regulating member for the bearing holding portion of the frame member is provided between the frame member and the bearing holding portion. further,
The rotation restricting member may be structured to have a relationship between a key and a key groove. Furthermore, an elastic body is provided on the other end structure for applying a pressure to a rotary bearing attached to a rotary shaft in an axial direction.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の軸受構造の第
1の実施例を説明するためのレーザチャンバ全体の概略
構成図を示し、図2は図1のAーA’による断面図を示
す。一端(以下、固定端ともいう)側は、従来例に示し
た構造と同様であって、回転軸受(ベアリング)4を固
定する構造となっている。ベアリング外輪41は、図3
に示した構造とは異なるが外輪固定部材44により軸受
保持部5(ハウジング)に対して回転軸方向、回転方向
ともに移動しないように固定されている。また、ベアリ
ング内輪42は、内輪固定部材45、例えば回転軸のベ
アリング内輪42と嵌合しない部分にねじ部を設け、こ
のねじ部にねじにより回転軸20に固定している。な
お、この固定の方法は特に制限されるものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a bearing structure according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the entire laser chamber for explaining the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view along AA ′ of FIG. One end (hereinafter also referred to as a fixed end) side is similar to the structure shown in the conventional example, and has a structure for fixing the rotary bearing 4. The bearing outer ring 41 is shown in FIG.
However, the outer ring fixing member 44 is fixed to the bearing holding portion 5 (housing) so as not to move in both the rotation axis direction and the rotation direction. The bearing inner ring 42 is provided with a screw portion at a portion of the inner ring fixing member 45, for example, a portion of the rotating shaft that does not fit with the bearing inner ring 42, and the screw portion is fixed to the rotating shaft 20 with a screw. In addition, this fixing method is not particularly limited.

【0020】他端(以下、自由端ともいう)側は、ベア
リング4の内輪42は、固定端と同様に回転軸20に固
定されている。ベアリングの外輪41とハウジング5と
の間に、ベアリング4の回転方向の移動のみを規制する
回転規制部材6が設けられる。この回転規制部材(以
下、単に規制部材ともいう)は、例えば、ベアリングの
外輪41に直方体の突起物を嵌め合わせ、ハウジング5
にはこの突起物と同じ幅で回転軸方向に延びる溝60が
設られ、この溝と突起物を嵌め合わせた構造により形成
される。
At the other end (hereinafter, also referred to as a free end), the inner ring 42 of the bearing 4 is fixed to the rotating shaft 20 similarly to the fixed end. Between the outer ring 41 of the bearing and the housing 5, a rotation restricting member 6 for restricting only the movement of the bearing 4 in the rotational direction is provided. The rotation restricting member (hereinafter, also simply referred to as a restricting member) is formed by, for example, fitting a rectangular parallelepiped projection to an outer ring 41 of a bearing, and
Is provided with a groove 60 having the same width as the protrusion and extending in the rotation axis direction, and is formed by a structure in which the groove and the protrusion are fitted.

【0021】このような構造によって、回転軸方向の膨
張に対しては、規制部材6が溝60に沿って移動するこ
とで寸法差を良好に吸収することができる。そして、規
制部材6により、ベアリング外輪41がハウジング5に
対して回転移動することはない。したがって、前記問題
点に示したベアリング外輪41のスリップ回転を良好に
防ぐことができる。
With such a structure, with respect to expansion in the direction of the rotation axis, the regulating member 6 moves along the groove 60 so that the dimensional difference can be favorably absorbed. Further, the bearing outer ring 41 does not rotate with respect to the housing 5 due to the regulating member 6. Therefore, the slip rotation of the bearing outer ring 41 shown in the above problem can be favorably prevented.

【0022】次に、図5を使って本発明の第2の実施例
を説明する。図は便宜上クロスフローファンの自由端側
のみを示しており、固定端側の構造は前記第1の実施例
で説明した構造と同じでものある。自由端側は枠部材5
0と軸受保持部5が設けられる。ベアリング4は枠部材
50の中に収容される。そして、ベアリング内輪42は
内輪固定部材31により回転軸20に固定され、ベアリ
ング外輪41は、枠部材50に対し、外輪固定部材44
により回転軸方向にも回転方向にも移動しないように固
定されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The figure shows only the free end side of the cross flow fan for convenience, and the structure at the fixed end side is the same as the structure described in the first embodiment. Frame member 5 at the free end
0 and a bearing holder 5 are provided. The bearing 4 is housed in the frame member 50. The bearing inner ring 42 is fixed to the rotating shaft 20 by the inner ring fixing member 31, and the bearing outer ring 41 is fixed to the frame member 50 by the outer ring fixing member 44.
, So as not to move in both the rotation axis direction and the rotation direction.

【0023】枠部材50は軸受保持部5に収納されてい
る。枠部材50と軸受保持部5との間には、第1の実施
例と同様の、枠部材50の回転移動のみを規制する規制
部材6を設ける。すなわち、枠部材50に直方体の突起
物を設け、軸受保持部5には、この突起物と同じ幅で回
転軸方向に延びる溝60が設けられる。この溝60と突
起物を嵌め合わせる構造が規制部材6を構成する。この
構造において、回転軸方向の膨張に対しては、枠部材5
0が軸受保持部5に対して移動し寸法差を吸収する。し
かし、規制部材6により、枠部材50は軸受保持部5に
対して回転移動しない。したがって、ベアリング外輪4
1のスリップ回転を防ぐことができる。
The frame member 50 is housed in the bearing holder 5. Between the frame member 50 and the bearing holding portion 5, a regulating member 6 for regulating only the rotational movement of the frame member 50 is provided as in the first embodiment. That is, a rectangular parallelepiped projection is provided on the frame member 50, and a groove 60 having the same width as the projection and extending in the rotation axis direction is provided on the bearing holder 5. The structure in which the groove 60 and the projection are fitted together constitutes the regulating member 6. In this structure, the frame member 5 is prevented from expanding in the rotation axis direction.
0 moves with respect to the bearing holding part 5 to absorb the dimensional difference. However, the frame member 50 does not rotate with respect to the bearing holder 5 due to the restriction member 6. Therefore, the bearing outer ring 4
1 can be prevented from slipping.

【0024】つまり、第1の実施例における回転軸受と
軸受保持部の関係を、この第2の実施例においては枠部
材と軸受保持部に持たせ、回転軸受と枠部材は回転軸方
向にも回転方向にも移動しないように構成させている。
このような構成により、ベアリングの外輪にキー溝加工
をする必要がなく、市販のベアリングを使用することが
できる。このため、ベアリングの加工に比較して、機械
加工品であるハウジングに溝加工するほうが容易かつ低
コストという利点を有する。
That is, the relationship between the rotary bearing and the bearing holding portion in the first embodiment is provided in the frame member and the bearing holding portion in the second embodiment, and the rotary bearing and the frame member are also arranged in the direction of the rotary shaft. It does not move in the rotation direction.
With such a configuration, it is not necessary to perform keyway processing on the outer ring of the bearing, and a commercially available bearing can be used. For this reason, there is an advantage in that it is easier and lower cost to form a groove in the housing, which is a machined product, as compared with processing of a bearing.

【0025】次に、本発明の第3の実施例を図6を使っ
て説明する。図6も図5と同様にクロスフローファンの
自由端側のみ示し、固定端側は第1の実施例に示す構造
と同様である。自由端側は基本的には第2の実施例と同
様である。しかし、枠部材50の回転を規制する構造が
異なる。つまり、枠部材50に回転軸方向に延びる溝6
0を設け、軸受保持部5の外側から、該溝60に、はま
り込むようにピン23を打っている。このような構造で
あっても、回転軸方向の膨張に対しては、枠部材50が
軸受保持部5に対して移動し、枠部材50は軸受保持部
5に対して回転移動しない。したがって、ベアリング外
輪41のスリップ回転を防ぐことができる。しかしなが
ら、回転を規制する部材がピンであり、回転方向の力を
点接触で受ける点で異なる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 also shows only the free end side of the cross flow fan similarly to FIG. 5, and the fixed end side is the same as the structure shown in the first embodiment. The free end side is basically the same as in the second embodiment. However, the structure for restricting the rotation of the frame member 50 is different. That is, the groove 6 extending in the rotation axis direction is formed in the frame member 50.
0 is provided, and a pin 23 is hit from the outside of the bearing holding portion 5 so as to fit into the groove 60. Even with such a structure, the frame member 50 moves with respect to the bearing holder 5 with respect to expansion in the rotation axis direction, and the frame member 50 does not rotate with respect to the bearing holder 5. Therefore, slip rotation of the bearing outer ring 41 can be prevented. However, it is different in that the member that regulates rotation is a pin, and receives a force in the rotational direction by point contact.

【0026】次に、本発明の第4の実施例を図7を使っ
て説明する。この構造はベアリングに与圧をかけるた
め、自由端側に波ワッシャ24を設けたことを特徴とし
ている。ベアリング4に与圧をかけておかないと、ベア
リング4の内輪42と外輪41との間で、ボール43の
蛇行や滑りが発生する。蛇行により振動が発生し、その
振動が伝わりチェンバ全体が振動する。チェンバの振動
は、発振するレーザ光の光軸のずれや、波長の変動の原
因となる。また、滑りにより、ベアリングは発熱、磨耗
し短寿命になる。図7は、図5に示した自由端側構造に
おいて、枠部材50に対し、常に左方向(図示矢印)の
力が加わるように、枠部材50と軸受支持板70との間
に、弾性体24(この場合は波ワッシャ)を設けたもの
である。枠部材50が左方向に押されるので、自由端側
のベアリング外輪41も左側に押され、ベアリング内輪
42もボール43を介して左側に押される。ベアリング
内輪42が左側に押されることにより、ファンの回転軸
20は左側に引っ張られる。ファンの回転軸20が左側
に引かれると、固定端側のベアリング内輪42が左側に
引かれ、ベアリング外輪41もボール43を介して左に
引かれる。ベアリング外輪41はハウジングのストッパ
により移動を規制されているため与圧を維持する。この
ようにして、自由端側、固定端側のベアリング両方に均
一な与圧を加えることができる。しかし、回転軸20が
軸方向に膨張する場合は、膨張・伸縮する力は、波ワッ
シャ24の弾性力よりも大きいので、自由端側が軸方向
に移動し、寸法差を吸収する。ただし、波ワッシャ24
は、回転軸が膨張し枠部材50と軸受支持板70との間
隔が広がった場合でも、ベアリング4に対し与圧がかけ
られるようなものを設計・選定する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This structure is characterized in that a wave washer 24 is provided on the free end side to apply a pressure to the bearing. If the bearing 4 is not pre-pressed, the balls 43 meander or slide between the inner ring 42 and the outer ring 41 of the bearing 4. Vibration is generated by meandering, and the vibration is transmitted, and the entire chamber vibrates. The vibration of the chamber causes a shift of the optical axis of the oscillating laser light and a fluctuation of the wavelength. In addition, the sliding causes the bearing to generate heat and wear, resulting in a short life. FIG. 7 shows an elastic body between the frame member 50 and the bearing support plate 70 in the free end side structure shown in FIG. 5 so that a force in the left direction (arrow shown) is always applied to the frame member 50. 24 (in this case, a wave washer). Since the frame member 50 is pushed leftward, the bearing outer ring 41 on the free end side is also pushed leftward, and the bearing inner ring 42 is also pushed leftward via the ball 43. When the bearing inner ring 42 is pushed to the left, the rotating shaft 20 of the fan is pulled to the left. When the rotation shaft 20 of the fan is pulled to the left, the bearing inner ring 42 at the fixed end is pulled to the left, and the bearing outer ring 41 is also pulled to the left via the ball 43. Since the movement of the bearing outer ring 41 is restricted by the stopper of the housing, the bearing outer ring 41 maintains the preload. In this way, uniform pressurization can be applied to both the free end side and the fixed end side bearings. However, when the rotating shaft 20 expands in the axial direction, the expansion and contraction force is greater than the elastic force of the wave washer 24, so that the free end moves in the axial direction and absorbs the dimensional difference. However, the wave washer 24
Is designed and selected so that pressure can be applied to the bearing 4 even when the rotation shaft expands and the distance between the frame member 50 and the bearing support plate 70 is widened.

【0027】本発明のガスレーザに用いるファンの軸受
構造は、以下の効果を有する。 .一方を固定端、もう一方を自由端とし、ファンの両
端を保持する回転軸受構造について、自由端側の、回転
軸受と軸受保持部との間に、回転軸受外輪の回転を規制
する規制部材を設けた。したがって、流体作用により非
常に大きい軸荷重がかかった状態で、高速回転を行なっ
ても、回転軸受が軸受保持部に対して回転移動すること
がない。 .上記の自由端側において、回転軸受を収納する枠部
材と、この枠部材を収納する軸受保持部を設け、枠部材
と軸受保持部との間に、枠部材の回転を規制する回転規
制部材を設ける。回転軸受の軸受保持部に対する回転移
動を防ぐと共に、市販の回転軸受を使うことができ、ま
た規制部材の加工が容易になりコストダウンが図れる。 .規制部材を、キーとキー溝の関係にする。回転軸受
の軸受保持部に対する回転方向の力を面接触で受けるの
で、構造的に丈夫になる。 .自由端側に、回転軸に取り付けた回転軸受に与圧を
加える弾性体を設けたので、回転軸受のボールの蛇行、
滑りを防ぐことができる。したがって、ボールの蛇行に
よる回転軸受の振動に伴うチェンバの振動、及び、ボー
ルの滑りによる発熱・磨耗が原因の回転軸受の短寿命化
を防ぐことができる。
The bearing structure of the fan used in the gas laser of the present invention has the following effects. . For the rotating bearing structure that holds one end as the fixed end and the other as the free end and holds both ends of the fan, a regulating member that regulates the rotation of the rotating bearing outer ring is provided between the rotating bearing and the bearing holding portion on the free end side. Provided. Therefore, even if high-speed rotation is performed in a state where a very large axial load is applied by the fluid action, the rotary bearing does not rotate with respect to the bearing holding portion. . On the free end side, a frame member for housing the rotary bearing and a bearing holding portion for housing the frame member are provided, and a rotation regulating member for restricting rotation of the frame member is provided between the frame member and the bearing holding portion. Provide. In addition to preventing the rotational movement of the rotary bearing with respect to the bearing holding portion, a commercially available rotary bearing can be used, and processing of the regulating member is facilitated, thereby reducing costs. . The restricting member has a key-keyway relationship. Since a rotational force against the bearing holding portion of the rotary bearing is received by surface contact, it is structurally strong. . On the free end side, an elastic body that applies preload to the rotating bearing attached to the rotating shaft is provided, so that the meandering of the ball of the rotating bearing,
Slip can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent the vibration of the chamber caused by the vibration of the rotating bearing due to the meandering of the ball, and the shortening of the service life of the rotating bearing caused by the heat generation and wear caused by the sliding of the ball.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】レーザ装置の全体概略構造を示す。FIG. 1 shows the overall schematic structure of a laser device.

【図2】本発明の軸受構造を拡大図を示す。FIG. 2 shows an enlarged view of the bearing structure of the present invention.

【図3】従来のレーザ装置の全体概略図を示す。FIG. 3 shows an overall schematic view of a conventional laser device.

【図4】従来の軸受構造を示す。FIG. 4 shows a conventional bearing structure.

【図5】本発明の軸受構造の第2の実施例を示す。FIG. 5 shows a second embodiment of the bearing structure of the present invention.

【図6】本発明の軸受構造の第3の実施例を示す。FIG. 6 shows a third embodiment of the bearing structure of the present invention.

【図7】本発明の軸受構造の第4の実施例を示す。FIG. 7 shows a fourth embodiment of the bearing structure of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 チャンバ本体 2 クロスフローファン 3 電極 4 回転軸受(ベアリング) 5 軸受保持部(ハウジング) 6 回転規制部材 20 回転軸 23 ピン 24 波ワッシャ 31 内輪固定部材 41 ベアリング外輪 42 ベアリング内輪 43 回転体(ボール) 44 外輪固定部材 50 枠部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chamber main body 2 Cross flow fan 3 Electrode 4 Rotation bearing (bearing) 5 Bearing holding part (housing) 6 Rotation restriction member 20 Rotation shaft 23 Pin 24 Wave washer 31 Inner ring fixing member 41 Bearing outer ring 42 Bearing inner ring 43 Rotating body (ball) 44 Outer ring fixing member 50 Frame member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F071 AA06 DD08 EE04 JJ03 JJ08 JJ10  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F071 AA06 DD08 EE04 JJ03 JJ08 JJ10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ガスレーザ装置のガス循環用ファンの両端
を回転自在に保持する軸受構造であって、 ファンの一端は回転軸に取り付けた回転軸受を軸受保持
部に固定した構造であり、他端は回転軸に取り付けた回
転軸受を軸受保持部に対して回転軸の軸方向に移動可能
に保持した構造であって、 前記他端の構造は、回転軸受と軸受保持部との間に回転
軸受の軸受保持部に対する回転規制部材を設けたことを
特徴とするガスレーザ装置に用いるファンの軸受構造。
1. A bearing structure for rotatably holding both ends of a gas circulation fan of a gas laser device, wherein one end of the fan has a structure in which a rotating bearing attached to a rotating shaft is fixed to a bearing holding portion, and the other end thereof. Is a structure in which a rotating bearing attached to the rotating shaft is held movably in the axial direction of the rotating shaft with respect to the bearing holding portion, and the other end structure includes a rotating bearing between the rotating bearing and the bearing holding portion. A bearing structure for a fan used in a gas laser device, wherein a rotation restricting member is provided for the bearing holding portion.
【請求項2】前記他端の軸受構造は、前記回転軸受に枠
部材が取付けられ、 前記回転軸受が前記軸受保持部に直接保持される代わり
に、前記枠部材が前記軸受保持部に保持されており、 前記枠部材と前記軸受保持部との間に、枠部材の軸受保
持部に対する回転規制部材を設けたことを特徴とする請
求項1のガスレーザ装置に用いるファンの軸受構造。
2. The bearing structure at the other end, wherein a frame member is attached to the rotating bearing, and the frame member is held by the bearing holding portion instead of the rotating bearing being held directly by the bearing holding portion. The bearing structure for a fan used in a gas laser device according to claim 1, wherein a rotation restricting member for the bearing holding portion of the frame member is provided between the frame member and the bearing holding portion.
【請求項3】前記回転規制部材はキーとキー溝の構造で
あることを特徴とする請求項1又は請求項2のガスレー
ザ装置に用いるファンの軸受構造。
3. A bearing structure for a fan used in a gas laser device according to claim 1, wherein said rotation regulating member has a structure of a key and a key groove.
【請求項4】前記他端の軸受構造は、前記回転軸に取り
付けた回転軸受に、軸方向に与圧を加える弾性体を設け
たことを特徴とする請求項1〜3のガスレーザ装置に用
いるファンの軸受構造。
4. The gas laser device according to claim 1, wherein the bearing structure at the other end is provided with an elastic body for applying a pressure in an axial direction to a rotary bearing attached to the rotary shaft. Fan bearing structure.
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