JP2002048086A - クロスフローファン軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高強度で高速回転が可能な、簡単な構成のクロ
スフローファン軸を提供すること。 【解決手段】クロスフローファン２０とその軸３から成
るクロスフローファン軸において、前記軸３のファン取
り付け部は中空であって、前記クロスフローファン２０
は、前記軸３方向に所定間隔を置いて複数個、前記軸３
がその中心軸となるように配置された円板状のフィン取
り付け板１と、各フィン取り付け板１の外周辺に沿って
固定された短冊状のフィン２群により構成されており、
このフィン取り付け板１は前記軸３に、当該軸３をその
周方向に締め付け可能に構成された取り付けスリーブ４
を介して固定されていること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザ光
源に用いられ、放電電極間に作動流体を循環させるため
のクロスフローファン軸に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体の集積度は著しく向上して
いるが、これに伴って、半導体製造における露光装置の
光源には、線幅をより小さくできるように短波長のレー
ザ光源が用いられるようになってきている。

【０００３】この短波長のレーザ光源として、例えばＵ
ＳＰ５,８４８,０８９には、フッ化アルゴンガスを使用
するエキシマレーザ光源が開示されている。これは図５
に示すように、レーザ光源用の放電電極１８，２０間
に、作動流体であるフッ化アルゴンガス１２２を送り込
むために循環流を起こす、クロスフローファン４６を備
えたものである。同図において、クロスフローファン４
６は軸４７に固定され（以後、クロスフローファンと軸
とを総称してクロスフローファン軸と言う）ている。６
２はレーザー発振器、６６はクロスフローファン４６の
駆動モータであり、クロスフローファン軸は転がり軸受
６５で支持されている。

【０００４】このようなクロスフローファン軸において
は、一回放電する毎にフッ化アルゴンガスが劣化するの
で、次の放電までに電極１８，２０間のガスを入れ替え
て新しい環境にする必要がある。高効率なレーザ発光を
実現するためには、電極１８，２０にて発光間隔を短く
した高周波数の放電（1000パルス／sec）が行われるた
め、劣化したガスを電極１８，２０からすばやく排除し
て、新たなガスが電極１８，２０間に充満するように作
動流体を高速で循環させる必要がある。作動流体を高速
で循環させ、しかも軸受の長寿命を実現するために軸受
を転がり軸受から非接触軸受である磁気軸受にすること
が試みられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記クロスフローファン軸においては、クロスフローフ
ァン４６の回転成分が低周波数側にあるので、共振が生
じ易く、異音発生の原因となる。したがって、クロスフ
ローファン４６は曲げ固有振動数が高く、且つクロスフ
ローファン４６の軸４７への取り付けを強固なものとす
る必要がある。

【０００６】従来は、クロスフローファンの軸への取り
付けを、図６に示すように、ビス５０により締め付け固
定しており、この場合、取り付けスリーブ５１と軸４９
がビス止めの点で点接触状態で固定される。このファン
取り付け方式において、ファンを取り付ける軸が中空軸
の場合は、ビス止めの接触点で大きな接触圧が生じ、締
め付けによって軸の変形が生じ易くなる。この変形を避
けようとすると、十分な締め付け力を与えることができ
ない。また、ビス止めした中空軸は、ビス５０の方向と
これに直交する方向とでは剛性の違いが生じ、ビス５０
の方向の方が剛性が大きくなるため、共振が生じる原因
となり、方向性も含めた磁気軸受の制御が困難なものと
なる。

【０００７】何れにしても、クロスフローファンをビス
止めにより軸に固定する方式は、接触点でフレッチング
摩擦を起こし易くなったり、ファンが緩み易くなったり
するため、結果として、共振が生じ易く、磁気軸受で軸
を支持した場合に不安定になり易いという問題点があっ
た。

【０００８】本発明は、かかる従来例の有する不都合を
改善し、エキシマレーザ光源の電極に対してフッ化アル
ゴンガスを高速で循環させるべく、高強度で高速回転が
可能な、簡単な構成のクロスフローファン軸を提供する
ことを課題としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明は、エキシマレーザ光源の電極間に、フッ化
アルゴンガス等の作動ガスを高速循環させるために回転
させる、クロスフローファンとその軸から成るクロスフ
ローファン軸において、前記軸のファン取り付け部は中
空であって、前記クロスフローファンは、前記軸方向に
所定間隔を置いて複数個、前記軸がその中心軸となるよ
うに配置された円板状のフィン取り付け板と、各フィン
取り付け板の外周辺に沿って固定された短冊状のフィン
群により構成されており、このフィン取付け板は前記軸
に、当該軸をその周方向に締め付け可能に構成された取
り付けスリーブを介して固定したこと、また、この取り
付けスリーブは、前記フィン取り付け板を背当てするた
めのフランジ部と、このフランジ部に背当てした前記フ
ィン取り付け板を固定するための加締め部と、前記軸に
略隙間無しで外嵌する案内部と、この案内部に軸方向に
連続する略リング形状の部分であって、このリング形状
の一部が切離され、この切離した各対向部が当接する方
向にねじで締め付けて、軸をその周方向に締め付ける締
め付け部と、から成ることを特徴としている。

【００１０】以上の構成において、軸が中空であるの
で、軸の固有振動数を高くすることができる。クロスフ
ローファンが軸方向に多数個のフィン群に分割され、各
フィンはフィン取リ付け板に固定されているため、使用
回転数範囲内では、フィンに起因する共振は生じない。
フィン取り付け板は取り付けスリーブの取り付けフラン
ジに加締め部によって固定され、取り付けスリーブは締
め付け部でねじによって円周方向に強固に軸に締め付け
固定されるため、フィン取り付け板が軸に対して緩みが
生じることがない。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の
実施形態を示すクロスフローファン軸の正面図と側面
図、図２は図１の取り付けスリーブを矢印Ａ方向から見
た斜視図、図３は図１の取り付けスリーブを矢印Ｂ方向
から見た斜視図、図４は取り付けスリーブを示す正面図
（Ａ）、平面図（Ｂ）、側面図（Ｃ）である。

【００１２】図１において、クロスフローファン２０
は、５枚の円板状のフィン取り付け板１の中心が、中空
の軸３を軸方向に等間隔で内嵌することにより４分割区
画が形成され、２０枚のフィン２がその両端部を、両端
側のフィン取り付け板１にその外周に沿って固定されて
形成されている。フィン取り付け板１やフィン２は共に
アルミ製である。

【００１３】一枚のフィン２の長さは両端側のフィン取
り付け板１間の距離と同じであり、すべてのフィン取り
付け板１には、図３にも示すように、外周に沿ってフィ
ン２用の複数の切り込み１ａが形成されており、各切り
込み１ａは軸３方向において位相が一致するように配置
されており、この軸３方向の直線上に並んだ各切り込み
１ａにフィン２が嵌め込まれて、その軸３方向の両端部
及びラジアル方向の端部が加締めて固定されている。し
たがって、一枚のフィン２は、全長の１／４の長さの４
枚のフィン２ａから構成されていて、４区画に区切られ
ているため、各フィン２ａの曲げ固有振動数が高くな
り、使用回転数範囲では振動要因となるのを回避でき
る。

【００１４】フィン取り付け板１は、図２及び図４に示
すように、軸３を内嵌する取り付けスリーブ４の取り付
けフランジ４ａに背当てされた形で、加締め部４ｂによ
って加締められ固定されている。

【００１５】取り付けスリーブ４は、その軸３方向の一
部が軸３に対して隙間が略ゼロの嵌め合いとなっている
案内部４ｃと、この案内部４ｃの軸３方向の一端側に一
体的に、軸３が中心軸となるように設けられた円板状の
前記取り付けフランジ４ａと、この取り付けフランジ４
ａと同心に設けられたリング状の前記加締め部４ｂと、
案内部４ｃの軸３方向の他端側に延在する部分であっ
て、軸３と同心の略半円形状の分割スリット４ｅを境と
して設けられた締め付け部４ｄとから成っている。

【００１６】この締め付け部４ｄは、図３（図２の取り
付けスリーブ４を180°回転させた図）及び図４に示す
ように、一部が所定間隔を空けた形で切離されたリング
状であって、切離して対向する一方の端部４ｄ１には螺
状孔が、他方の端部４ｄ２の前記螺状孔に対応する位置
にはねじ孔（螺状無し）が形成されていて、締め付けね
じ５をねじ孔に貫通させて螺状穴に螺合させ、レンチ６
（図１参照）で締め付ける。この際、分割スリット４ｅ
の作用により円周方向に軸を締め付けることになるが、
この締め付け部４ｄにより取り付けスリーブ４が軸３対
して均一な締め付け力で強固に固定される。

【００１７】したがって、クロスフローファン軸の高速
回転を実現することができ、軸受として磁気軸受を使用
した場合でも、フィン取り付け板１の軸３に対する緩み
が生じないため、磁気軸受に外乱が生じることがなく、
安定した回転を実現することができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸のファン取り付け部は中空であって、クロスフローフ
ァンは、前記軸方向に所定間隔を置いて複数個、前記軸
がその中心軸となるように配置された円板状のフィン取
付け板と、各フィン取付け板の外周辺に沿って固定され
た短冊状のフィン群により構成されており、このフィン
取付け板は前記軸に、当該軸をその周方向に締め付け可
能に構成された取り付けスリーブを介して固定されてい
るので、フィン取り付け板は取り付けスリーブの取り付
けフランジに加締め部によって固定され、取り付けスリ
ーブは締め付け部でねじによって円周方向に均一な締め
付け力によって軸に強固に固定されるため、フィン取り
付け板を、軸に対して緩みが生じないように強固に固定
することができる。したがって、フレッチング摩擦や、
中空軸の不均一な変形を起こすことがなく、軸にファン
固定時の変形も生じることなく、クロスフローファン軸
の高速回転を実現することができる。

【００１９】また、軸のファン取り付け部は中空である
ため、軸の固有振動数を高くすることができると共に、
クロスフローファンが軸方向に多数個のフィン群に分割
され、各フィンはフィン取リ付け板に固定されているた
め、使用回転数範囲内では、フィンに起因する共振は生
じるのを回避することができる。

【００２０】さらに、クロスフローファン軸の高速・長
寿命を実現するための支持軸受として磁気軸受を使用し
た場合に、フィン取り付け板が軸に対して緩みが生じな
いことから、磁気軸受に外乱が生じることなく、安定し
た回転を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示すクロスフローファン軸
の正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）。

【図２】図１の取り付けスリーブを矢印Ａ方向から見た
斜視図。

【図３】図１の取り付けスリーブを矢印Ｂ方向から見た
斜視図。

【図４】取り付けスリーブを示す正面図（Ａ）、平面図
（Ｂ）、側面図（Ｃ）。

【図５】従来のクロスフローファン軸を用いたエキシマ
レーザ光源装置を示す構成図。

【図６】従来のビス止め式のクロスフローファン軸を示
す側断面図。

【符号の説明】

１ フィン取り付け板 ２ フィン ３ 軸 ４ 取り付けスリーブ ４ａ 取り付けフランジ ４ｂ 加締め部 ４ｃ 案内部 ４ｄ 締め付け部 ５ 締め付けねじ ２０ クロスフローファン

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H031 AA02 AA04 BA06 BA07 3H033 AA02 AA11 BB02 BB09 CC01 CC06 DD04 DD13 DD17 EE05 EE06 5F071 AA06 EE04 JJ10

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エキシマレーザ光源の放電電極間に、作
   動流体を高速循環させるために回転させる、クロスフロ
   ーファンとその軸から成るクロスフローファン軸におい
   て、 前記軸のファン取り付け部分は中空であって、前記クロ
   スフローファンは、前記軸方向に所定間隔を置いて複数
   個、前記軸がその中心軸となるように配置された円板状
   のフィン取り付け板と、各フィン取り付け板の外周辺に
   沿って固定された短冊状のフィン群により構成されてお
   り、このフィン取付け板は前記軸に、当該軸をその周方
   向に締め付け可能に構成された取り付けスリーブを介し
   て固定されていることを特徴とするクロスフローファン
   軸。
2. 【請求項２】 前記取り付けスリーブは、前記フィン取
   り付け板を背当てするためのフランジ部と、このフラン
   ジ部に背当てした前記フィン取り付け板を固定するため
   の加締め部と、前記フランジ部と同心で前記軸に略隙間
   無しで外嵌する案内部と、この案内部から軸方向に延在
   する略リング形状の部分であって、このリング形状の一
   部が切離され、この切離した各対向部が当接する方向に
   ねじで締め付けて、前記軸をその周方向に締め付ける締
   め付け部と、から成ることを特徴とする請求項１記載の
   クロスフローファン軸。