JP2002136046A - Magnetic bearing motor and excimer laser device - Google Patents

Magnetic bearing motor and excimer laser device

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JP2002136046A
JP2002136046A JP2000324526A JP2000324526A JP2002136046A JP 2002136046 A JP2002136046 A JP 2002136046A JP 2000324526 A JP2000324526 A JP 2000324526A JP 2000324526 A JP2000324526 A JP 2000324526A JP 2002136046 A JP2002136046 A JP 2002136046A
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Hiroyuki Shinozaki
弘行 篠崎
Atsushi Oyama
敦 大山
Toshimitsu Ibarada
敏光 茨田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To use a non-magnetic metal material for partition wall and then to make it possible to reduce wobbling of a rotating body and vibration of a stator caused by the drive current given to a motor stator. SOLUTION: In a magnetic bearing motor wherein a motor 11 rotationally drives the rotating body 4 and a magnetic bearing 9 supporting the rotating body 4 floatingly are arranged, the internal circumference side of the motor stator 11a of the motor 11 is hermetically sealed with a first partition wall 45 and the internal circumference side of an induction displacement sensor 9a detecting the position of the rotating body of the magnetic bearing 9 is hermetically sealed with second partition wall 44, each independently.

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】本発明は、特に回転体の振れ
回りやステータの振動を低減した、密封構造を有する磁
気軸受モータおよび該モータを使用したエキシマレーザ
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic bearing motor having a hermetically sealed structure in which whirling of a rotating body and vibration of a stator are reduced, and an excimer laser device using the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気軸受は、接触形のすべり軸受や玉軸
受と異なり、ロータを非接触で回転支持するため、機
械的損失が少ない、摩擦、摩耗がない、潤滑油が不
要である、低振動・低騒音である、メンテナンスフ
リ一である、等の利点を有している。このような特徴を
有する磁気軸受を利用した例として、不純物の少ない真
空環境を作成するターボ分子ポンプや、超高速回転を行
なえる工作機械用スピンドル等がある。
2. Description of the Related Art Unlike a contact type plain bearing or a ball bearing, a magnetic bearing rotatably supports a rotor in a non-contact manner, so that there is little mechanical loss, there is no friction and wear, and no lubricating oil is required. It has advantages such as low vibration and noise, and maintenance-free. Examples of the use of a magnetic bearing having such characteristics include a turbo-molecular pump for creating a vacuum environment with a small amount of impurities, and a spindle for a machine tool capable of performing ultra-high-speed rotation.

【0003】ここで、不純物を極端に嫌う環境や腐食環
境下で磁気軸受を使用する場合は、これを構成する材料
(例えば、電磁鋼板や銅線コイル、有機材料等)からの
ガス放出や腐食が間題となる。このため、磁気軸受表面
に被覆材を設け、腐食環境下から上記構成材料を保護す
るようにしている。このような構成、すなわち密封構造
を有する磁気軸受とモータとを互いに隣接した位置に配
置した磁気軸受モータを用いた一例として、エキシマレ
ーザ装置がある。
[0003] When a magnetic bearing is used in an environment in which impurities are extremely disliked or in a corrosive environment, outgassing or corrosion from materials constituting the magnetic bearing (for example, electromagnetic steel sheets, copper wire coils, organic materials, etc.). Is a problem. For this reason, a coating material is provided on the surface of the magnetic bearing to protect the above constituent materials from a corrosive environment. An excimer laser device is an example using a magnetic bearing motor in which such a configuration, that is, a magnetic bearing having a sealed structure and a motor are arranged at positions adjacent to each other.

【0004】図5は、従来のエキシマレーザ装置の概略
構造を示すものである。図5に示すように、従来のエキ
シマレーザ装置は、ハロゲン系ガス(F,C1等)
を含むレーザガスを封入したレーザ容器101と、レー
ザ容器101の内部に配置したレーザガスを予備電離す
る予備電離電極(図示せず)と、レーザ容器101の内
部に配置したレーザ光の発振を可能とする放電を得るた
めの一対の主放電電極102,102とを備えている。
更に、レーザ容器101内には、一対の主放電電極10
2,102の間に高速のレーザガス流れを作り出すため
の循環ファン103が配置されている。なお、一対の主
放電電極102,102の両端には、レーザ光取出し窓
105,105が備えられている。
FIG. 5 shows a schematic structure of a conventional excimer laser device. As shown in FIG. 5, the conventional excimer laser device, a halogen-based gas (F 2, C1 2, etc.)
, A pre-ionization electrode (not shown) for pre-ionizing the laser gas disposed inside the laser container 101, and oscillation of the laser light disposed inside the laser container 101. It has a pair of main discharge electrodes 102, 102 for obtaining a discharge.
Further, a pair of main discharge electrodes 10
A circulation fan 103 for creating a high-speed laser gas flow between the two 102 is arranged. Note that laser light extraction windows 105, 105 are provided at both ends of the pair of main discharge electrodes 102, 102.

【0005】循環ファン103は、この内部を貫通し両
端から突出する回転軸104を有していて、この回転軸
104は、レーザ容器101の両端に設けられた2つの
ラジアル磁気軸受106,107と1つのアキシャル磁
気軸受108で非接触にて回転自在に浮上支持されてい
る。またラジアル磁気軸受107の軸端側には循環ファ
ン103を駆動するモータ109が設けられている。
The circulation fan 103 has a rotating shaft 104 penetrating therethrough and protruding from both ends. The rotating shaft 104 is provided with two radial magnetic bearings 106 and 107 provided at both ends of the laser vessel 101. One axial magnetic bearing 108 rotatably floats and is supported in a non-contact manner. A motor 109 for driving the circulation fan 103 is provided on the shaft end side of the radial magnetic bearing 107.

【0006】回転軸104には、磁性材料からなる各磁
気軸受106,107,108の電磁石ターゲット10
6d,107d,108eおよびセンサターゲット10
6c,107c,108dと、モータロータ109bが
固着されている。そして、これらに対向する位置に電磁
石106b,107b,108b,108c、誘導型変
位センサ106a,107a,108a、モータステー
タ109aがそれぞれ配置されている。上記構成によ
り、回転軸104は、物体の6自由度のうち回転軸10
4回りの運動以外の5自由度を各磁気軸受106,10
7,108にて支持されることにより、安定した回転が
得られる。
On the rotating shaft 104, the electromagnetic target 10 of each of the magnetic bearings 106, 107, 108 made of a magnetic material is provided.
6d, 107d, 108e and sensor target 10
6c, 107c, 108d and the motor rotor 109b are fixed. The electromagnets 106b, 107b, 108b, and 108c, the induction displacement sensors 106a, 107a, and 108a, and the motor stator 109a are arranged at positions facing these. With the above configuration, the rotation axis 104 is the rotation axis 10 of the six degrees of freedom of the object.
Each of the magnetic bearings 106 and 10 has five degrees of freedom other than the four rotations.
By being supported at 7, 108, stable rotation can be obtained.

【0007】ラジアル磁気軸受106,107の電磁石
106b,107bおよび誘導型変位センサ106a,
107aと、モータステータ109aの内周面には、非
磁性材料、例えばオーステナイト系ステンレス鋼等から
なる薄肉円筒状の隔壁110,111がそれぞれ設けら
れ、各ステータ構成要素を収容するハウジングと両端を
溶接等により固着して密封構造を形成している。またア
キシャル磁気軸受108も同様に、電磁石108b,1
08c,108dおよび誘導型変位センサ108aの露
出面は、非磁性金属材料からなる薄肉円盤状の隔壁11
2,113で覆われている。更に、モータロータ109
bの外周面にも、非磁性金属材料からなる隔壁114が
設けられている。
The electromagnets 106b, 107b of the radial magnetic bearings 106, 107 and the induction type displacement sensors 106a,
107a and thin cylindrical partitions 110, 111 made of a non-magnetic material, for example, austenitic stainless steel, are provided on the inner peripheral surface of the motor stator 109a, and both ends are welded to the housing for accommodating each stator component. To form a sealed structure. Similarly, the axial magnetic bearing 108 has the electromagnets 108b, 1b.
08c and 108d and the exposed surface of the inductive displacement sensor 108a are provided with thin disk-shaped partition walls 11 made of a non-magnetic metal material.
It is covered with 2,113. Further, the motor rotor 109
A partition 114 made of a nonmagnetic metal material is also provided on the outer peripheral surface of b.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成の磁気軸
受モータでは、モータステータ109aに回転駆動電流
を励磁すると、モータの交流磁束により隔壁111内に
渦電流や電磁ノイズ等が発生し、この渦電流や電磁ノイ
ズが隔壁111内を容易に伝わって、誘導型変位センサ
107aの検出信号に影響を与えてしまう。すなわち、
モータステータ109aの励磁電流周波数と同一のノイ
ズが誘導型変位センサ107aの検出信号に加えられ、
回転軸104をラジアル磁気軸受107で加振してしま
うという問題があった。
In the above-described conventional magnetic bearing motor, when a rotational driving current is excited in the motor stator 109a, an eddy current or electromagnetic noise is generated in the partition wall 111 by the AC magnetic flux of the motor. The current and the electromagnetic noise are easily transmitted through the inside of the partition wall 111 and affect the detection signal of the inductive displacement sensor 107a. That is,
The same noise as the exciting current frequency of the motor stator 109a is added to the detection signal of the inductive displacement sensor 107a,
There is a problem that the rotating shaft 104 is vibrated by the radial magnetic bearing 107.

【0009】なお、この問題を解決するため、隔壁をテ
フロン(登録商標)、セラミックス、ガラス等の非電導
性材料で構成することも行われている。しかしながら、
エキシマレーザ装置のように、特殊な腐食環境下で放出
ガスを極端に低減したい場合は、非磁性金属材料が最も
優れている。しかも、非磁性金属材料は、非電導性材料
に比して一般に優れた機械的強度を有するので、隔壁の
厚さを薄くでき、さらに製造も容易で、コストが安い利
点がある。
Incidentally, in order to solve this problem, the partition walls are also made of a non-conductive material such as Teflon (registered trademark), ceramics, glass and the like. However,
When it is desired to extremely reduce the emission gas under a special corrosive environment as in an excimer laser device, a non-magnetic metal material is most excellent. In addition, since the nonmagnetic metal material generally has excellent mechanical strength as compared with the nonconductive material, the thickness of the partition wall can be reduced, and the manufacturing is easy and the cost is low.

【0010】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
で、隔壁として非磁性金属材料を使用し、しかもモータ
ステータに与えられる回転駆動電流による回転体の振れ
回りやステータの振動を低減できるようにした磁気軸受
モータおよび該モータを使用したエキシマレーザ装置を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and uses a non-magnetic metal material as a partition wall, and can further reduce whirling of a rotating body and vibration of a stator due to a rotational driving current applied to a motor stator. It is an object of the present invention to provide a magnetic bearing motor and an excimer laser device using the motor.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、回転体を回転駆動するモータと回転体を浮上支持す
る磁気軸受とを配置した磁気軸受モータにおいて、前記
モータのモータステータの内周面を第1の隔壁で、前記
磁気軸受の回転体の位置を検出する誘導型変位センサの
内周面を第2の隔壁でそれぞれ個別に気密封止したこと
を特徴とする磁気軸受モータである。なお、回転体を駆
動するモータと、浮上支持する磁気軸受は、該磁気軸受
モータにおいて互いに隣接されて配置することができ
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic bearing motor in which a motor for rotating a rotating body and a magnetic bearing for floatingly supporting the rotating body are arranged. A magnetic bearing motor characterized in that the peripheral surface is individually hermetically sealed by a first partition and the inner peripheral surface of an inductive displacement sensor for detecting the position of a rotating body of the magnetic bearing is individually sealed by a second partition. is there. The motor that drives the rotating body and the magnetic bearing that supports the levitation can be arranged adjacent to each other in the magnetic bearing motor.

【0012】このように、モータステータの内周面を気
密封止する第1の隔壁と、誘導型変位センサの内周面を
気密封止する第2の隔壁とを別体で構成して互いに分離
させることで、モータステータに回転駆動電流を励磁し
た場合にモータの交流磁束により発生する第1の隔壁内
の渦電流や電磁ノイズが第2の隔壁に伝わり難くして、
誘導型変位センサの検出信号に与える影響を低減でき
る。
As described above, the first partition wall for hermetically sealing the inner peripheral surface of the motor stator and the second partition wall for hermetically sealing the inner peripheral surface of the inductive displacement sensor are formed separately from each other. By separating, the eddy current and the electromagnetic noise in the first partition generated by the AC magnetic flux of the motor when the rotation drive current is excited in the motor stator are hardly transmitted to the second partition,
The influence on the detection signal of the inductive displacement sensor can be reduced.

【0013】請求項2に記載の発明は、レーザガスを封
入するレーザ容器と、該レーザ容器内に配置されレーザ
光の発振を可能とする放電を得るための一対の主放電電
極と、 回転軸を有し前記一対の主放電電極間に高速の
レーザガス流を作り出す循環ファンと、前記回転軸を回
転駆動する講求項1記載の磁気軸受モータとを有するこ
とを特徴とするエキシマレーザ装置である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a laser vessel for enclosing a laser gas, a pair of main discharge electrodes for obtaining a discharge arranged in the laser vessel and capable of oscillating laser light, and a rotating shaft. An excimer laser device comprising: a circulating fan for generating a high-speed laser gas flow between the pair of main discharge electrodes; and a magnetic bearing motor according to claim 1 for driving the rotating shaft to rotate.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図1乃至図4を参照して本
発明の実施の形態を説明する。図1および図2は、本発
明の第1の実施の形態の磁気軸受モータを備えたエキシ
マレーザ装置を示すもので、図1は全体断面図で、図2
は図1の要部拡大図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIGS. 1 and 2 show an excimer laser device provided with a magnetic bearing motor according to a first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1.

【0015】このエキシマレーザ装置は、ハロゲン系ガ
ス、例えばフッ素ガスを含むレーザガスを封入したレー
ザ容器1と、レーザ容器1の内部に配置したレーザガス
を予備電離する予備電離電極(図示せず)と、レーザ容
器1の内部に配置したレーザ光の発振を可能とする放電
を得るための一対の主放電電極2,2とを備えている。
更に、レーザ容器1内には、一対の主放電電極2,2の
間に高速のレーザガス流を作り出すための循環ファン3
が配置されている。
The excimer laser apparatus includes a laser container 1 in which a laser gas containing a halogen-based gas, for example, a fluorine gas is sealed, a preionization electrode (not shown) for preionizing the laser gas disposed inside the laser container 1, It has a pair of main discharge electrodes 2 and 2 arranged inside the laser vessel 1 for obtaining a discharge capable of oscillating laser light.
Further, a circulating fan 3 for generating a high-speed laser gas flow between the pair of main discharge electrodes 2 and 2 is provided in the laser vessel 1.
Is arranged.

【0016】レーザ光は、一対の主放電電極2,2間に
高電圧を印加することによってレーザ励起放電が行なわ
れて得られる。発生したレーザ光は、レーザ容器1の側
壁に設けられた窓5,5を経由してレーザ容器1の外部
へ取出される。上記レーザ励起放電が行われると、一対
の主放電電極2,2間にあるレーザガスは劣化し、この
劣化により放電特性が悪くなり、繰返し発振が行なえな
くなる。このため循環ファン3により、レーザ容器1内
のレーザガスを循環させて、放電ごとに一対の主放電電
極2,2間のレーザガスを入れ替えることにより安定し
た繰返し発振を行なっている。
The laser beam is obtained by applying a high voltage between the pair of main discharge electrodes 2 and 2 to perform a laser excitation discharge. The generated laser light is taken out of the laser container 1 via windows 5 and 5 provided on the side wall of the laser container 1. When the above-described laser-excited discharge is performed, the laser gas between the pair of main discharge electrodes 2 and 2 deteriorates, and the deterioration deteriorates the discharge characteristics and makes it impossible to perform repetitive oscillation. For this reason, the circulation fan 3 circulates the laser gas in the laser vessel 1 and exchanges the laser gas between the pair of main discharge electrodes 2 for each discharge, thereby performing stable repetitive oscillation.

【0017】循環ファン3は、内部を貫通し両端部から
突出する回転軸4を有している。回転軸4は、レーザ容
器1の両端部に設けられた軸受ハウジング6とモータハ
ウジング7に収容されたラジアル磁気軸受8,9および
アキシャル磁気軸受10にて非接触で回転自在に支持さ
れている。そして、モータ11は、循環ファン3の回転
軸4に回転動力を与える。
The circulation fan 3 has a rotating shaft 4 penetrating therethrough and protruding from both ends. The rotating shaft 4 is rotatably supported in a non-contact manner by a radial magnetic bearings 8 and 9 and an axial magnetic bearing 10 housed in a bearing housing 6 and a motor housing 7 provided at both ends of the laser container 1. Then, the motor 11 gives a rotating power to the rotating shaft 4 of the circulation fan 3.

【0018】軸受ハウジング6およびモータハウジング
7のレーザ容器1側には、ハウジング内へダストが混入
することを防止するねじ溝ラビリンス14,15が設け
られている。これにより、レーザ容器1内で発生するダ
ストが軸受ハウジング6およびモータハウジング7の内
部へ混入し、保護用軸受12,13の転動面へ混入する
ことを防止できる。さらに、レーザ容器1にはガス流出
口16が設けられており、ガス流出口16より流出した
レーザガスは、ガス導入室17,17内のダスト除去フ
ィルタ18,18でダストが除去され、ガス導入管1
9,19から軸受ハウジング6およびモータハウジング
7の軸端部に導入される。すなわち、図中矢印のように
ガスを循環させることにより、ハウジング6,7内への
ダストの混入を確実に防止できる。
Thread groove labyrinths 14 and 15 are provided on the laser housing 1 side of the bearing housing 6 and the motor housing 7 to prevent dust from entering the housing. Accordingly, it is possible to prevent dust generated in the laser container 1 from entering the bearing housing 6 and the motor housing 7 and from entering the rolling surfaces of the protective bearings 12 and 13. Further, the laser vessel 1 is provided with a gas outlet 16, and the laser gas flowing out from the gas outlet 16 is subjected to dust removal by dust removal filters 18, 18 in the gas introduction chambers 17, 17, and the gas introduction pipe is provided. 1
9 and 19 are introduced to the shaft ends of the bearing housing 6 and the motor housing 7. That is, by circulating the gas as indicated by the arrow in the figure, dust can be reliably prevented from entering the housings 6 and 7.

【0019】図2は、モータハウジング7の周辺を拡大
して示す要部拡大図である。モータハウジング7は、軸
受ハウジング本体7a、モータハウジング本体7bおよ
び軸受カバー7cを具備している。軸受ハウジング本体
7aはレーザ容器1の側壁に取付けられている。軸受ハ
ウジング本体7aには、モータハウジング本体7bおよ
び軸受カバー7cが順次取付けられている。そして、各
取付面にはそれぞれシール用溝52,54,56が設け
られ、この各シール用溝52,54,56にシール材5
3,55,57を装着してレーザガスを密閉している。
なお、シール材としては、レーザガスを汚染する水分等
のガス放出が少ない金属製(例えば、ステンレス鋼やア
ルミニウム)のシール材を用いることが好ましい。
FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing the periphery of the motor housing 7 in an enlarged manner. The motor housing 7 includes a bearing housing body 7a, a motor housing body 7b, and a bearing cover 7c. The bearing housing body 7a is attached to a side wall of the laser container 1. The motor housing main body 7b and the bearing cover 7c are sequentially attached to the bearing housing main body 7a. Each of the mounting surfaces is provided with a sealing groove 52, 54, 56, and the sealing material 52 is provided in each of the sealing grooves 52, 54, 56.
3, 55, 57 are attached to hermetically seal the laser gas.
Note that it is preferable to use a metal (e.g., stainless steel or aluminum) sealing material that emits little gas such as moisture contaminating the laser gas as the sealing material.

【0020】軸受ハウジング本体7aには、ラジアル磁
気軸受9の誘導型変位センサ9aと電磁石9bがスペー
サ41と側板42により相対位置が決まった状態で収容
されている。そして、誘導型変位センサ9aと電磁石9
bの内周面には、薄肉円筒状の隔壁44が配置され、こ
の隔壁44の両端は、軸受ハウジング本体7aと側板4
2に溶接等で固着されている。このように、隔壁44を
設けることにより、レーザガスに対して耐腐食性の乏し
い誘導型変位センサ9aや電磁石9bがレーザガスと接
することがない。この隔壁44は、レーザガスに対して
耐腐食性を有し、かつ非磁性材料、例えばオーステナイ
ト系ステンレス鋼等で構成されている。
The inductive displacement sensor 9a and the electromagnet 9b of the radial magnetic bearing 9 are accommodated in the bearing housing body 7a in a state where the relative positions are determined by the spacer 41 and the side plate 42. Then, the inductive displacement sensor 9a and the electromagnet 9
A thin-walled cylindrical partition wall 44 is disposed on the inner peripheral surface of the bearing housing body b.
2 is fixed by welding or the like. By providing the partition wall 44 in this manner, the inductive displacement sensor 9a and the electromagnet 9b, which have poor corrosion resistance to the laser gas, do not come into contact with the laser gas. The partition wall 44 has corrosion resistance to the laser gas and is made of a non-magnetic material, for example, austenitic stainless steel.

【0021】モータハウジング本体7bには、モータ1
1のモータステータ11aと側板43が収容されてい
る。モータステータ11aの内周面には、薄肉円筒状の
隔壁45が配置され、この隔壁45の両端は、モータハ
ウジング本体7bと側板43に溶接等で固着されてい
る。これによって、モータステータ11aがレーザガス
と接触することを防止している。
The motor housing body 7b includes a motor 1
One motor stator 11a and the side plate 43 are housed. A thin-walled cylindrical partition wall 45 is disposed on the inner peripheral surface of the motor stator 11a, and both ends of the partition wall 45 are fixed to the motor housing body 7b and the side plate 43 by welding or the like. This prevents the motor stator 11a from coming into contact with the laser gas.

【0022】上述のように、モータ11のモータステー
タ11aの内周面を気密封止する隔壁45と、ラジアル
磁気軸受9の誘導型変位センサ9aの内周面を気密封止
する隔壁44とを別体で構成して互いに分離させること
で、モータステータ11aに回転駆動電流を励磁した場
合にモータの交流磁束により発生する隔壁45内の渦電
流や電磁ノイズが隔壁44に伝わり難くして、誘導型変
位センサ9aの検出信号に与える影響を低減し、これに
よって、誘導型変位センサ9aからノイズの少ない変位
出力信号を取出すことができる。
As described above, the partition wall 45 for hermetically sealing the inner peripheral surface of the motor stator 11 a of the motor 11 and the partition wall 44 for hermetically sealing the inner peripheral surface of the induction type displacement sensor 9 a of the radial magnetic bearing 9. By separating them from each other and separating them from each other, the eddy current and electromagnetic noise in the partition wall 45 generated by the AC magnetic flux of the motor when the rotation driving current is excited in the motor stator 11a are hardly transmitted to the partition wall 44, and the induction is prevented. The influence on the detection signal of the mold displacement sensor 9a is reduced, whereby the displacement output signal with less noise can be extracted from the inductive displacement sensor 9a.

【0023】一方、循環ファン3の回転軸4には、ラジ
アル磁気軸受9の変位センサターゲット9e、電磁石タ
ーゲット9f、モータ11のモータロータ11bがロー
タスペーサ46,47により相対位置が決まった状態で
固着され、レーザ容器1内と連通した気密空間内に配置
されている。ここで、変位センサターゲット9eおよび
電磁石ターゲット9fを構成する磁性材料として、レー
ザガス中に含まれるフッ素ガスに対して耐腐食性が良好
なパーマロイ(30〜80%Niを含むFe−Ni合
金)を使用している。
On the other hand, the displacement sensor target 9e of the radial magnetic bearing 9, the electromagnet target 9f, and the motor rotor 11b of the motor 11 are fixed to the rotating shaft 4 of the circulation fan 3 in a state where the relative positions are determined by the rotor spacers 46 and 47. Are arranged in an airtight space communicating with the inside of the laser container 1. Here, as a magnetic material constituting the displacement sensor target 9e and the electromagnet target 9f, permalloy (Fe-Ni alloy containing 30 to 80% Ni) having good corrosion resistance to fluorine gas contained in the laser gas is used. are doing.

【0024】また、変位センサターゲット9eおよび電
磁石ターゲット9fには、回転によって生じる磁界変化
によって渦電流損失が発生する。この渦電流損失を低減
するため、変位センサターゲット9eおよび電磁石ター
ゲット9fとして、薄板を積層した構造を採用してい
る。なお、積層した薄板の間にガス溜りができレーザガ
スを汚染する等の問題が生じる場合は、変位センサター
ゲット9eおよび電磁石ターゲット9fを一体材料で構
成しても良い。
In the displacement sensor target 9e and the electromagnet target 9f, an eddy current loss occurs due to a magnetic field change caused by rotation. In order to reduce the eddy current loss, a structure in which thin plates are laminated is adopted as the displacement sensor target 9e and the electromagnet target 9f. In the case where a problem such as gas pooling between the laminated thin plates and contamination of the laser gas occurs, the displacement sensor target 9e and the electromagnet target 9f may be formed of an integral material.

【0025】また、モータ11のモータロータ11b
は、積層したけい素鋼板とアルミニウムの複合材から構
成されている。このように、モータロータ11bをけい
素鋼板とアルミニウムの複合材で構成すると、この表面
に耐腐食処理として好適なNiめっきを密着性良く均一
に施工することが困難である。このため、モータロータ
11bの外周面に隔壁48を配置し、この隔壁48の両
端を側板49,50に溶接等により固着し、さらに側板
49,50と循環ファン3の回転軸4を溶接等により固
着することで気密空間を形成して、モータロータ11b
がレーザガスに接することをなくしている。この隔壁4
8は、前述した理由により、オーステナイト系ステンレ
ス鋼で構成されている。
The motor rotor 11b of the motor 11
Is composed of a laminated silicon steel sheet and aluminum composite material. When the motor rotor 11b is made of a composite material of silicon steel plate and aluminum, it is difficult to uniformly apply Ni plating suitable for corrosion resistance to the surface with good adhesion. Therefore, a partition wall 48 is arranged on the outer peripheral surface of the motor rotor 11b, and both ends of the partition wall 48 are fixed to the side plates 49, 50 by welding or the like, and the side plates 49, 50 and the rotating shaft 4 of the circulation fan 3 are fixed by welding or the like. To form an air-tight space, and the motor rotor 11b
Eliminates contact with the laser gas. This partition 4
8 is made of austenitic stainless steel for the reason described above.

【0026】保護用軸受12としては、転動体12aが
アルミナセラミックス、ジルコニアセラミックス等で構
成され、外輪12bおよび内輪12cがSUS440C
等のステンレス鋼で構成された転がり軸受を使用してい
る。
As the protective bearing 12, the rolling elements 12a are made of alumina ceramics, zirconia ceramics or the like, and the outer ring 12b and the inner ring 12c are made of SUS440C.
And other rolling bearings made of stainless steel.

【0027】図3および図4は、本発明の第2の実施の
形態の磁気軸受モータを備えたエキシマレーザ装置を示
すもので、図3は要部拡大断面図(図2相当図)で、図
4は図3のA−A線断面図である。
FIGS. 3 and 4 show an excimer laser device provided with a magnetic bearing motor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is an enlarged sectional view (corresponding to FIG. 2) of a main part. FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【0028】この実施の形態の第1の実施の形態と異な
る点は、ラジアル磁気軸受9として、その電磁石9bの
鉄心における突出部が隔壁44を貫通しその内周面が露
出したものを使用した点である。ここで、電磁石9bの
鉄心は、レーザガスと接するので耐腐食性を有する必要
がある。このため、レーザガスに対して耐腐食性が良好
なパーマロイを使用している。そして電磁石9bの鉄心
を隔壁44と溶接等により固着することで、レーザガス
に対して耐腐食性の乏しい電磁石9bのコイル巻線がレ
ーザガスと接触することを防止している。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that the radial magnetic bearing 9 is such that the protruding portion of the core of the electromagnet 9b penetrates the partition wall 44 and the inner peripheral surface thereof is exposed. Is a point. Here, since the iron core of the electromagnet 9b is in contact with the laser gas, it needs to have corrosion resistance. For this reason, permalloy having good corrosion resistance to laser gas is used. By fixing the iron core of the electromagnet 9b to the partition wall 44 by welding or the like, it is possible to prevent the coil winding of the electromagnet 9b having poor corrosion resistance against the laser gas from coming into contact with the laser gas.

【0029】この実施の形態によれば、電磁石9bの鉄
心と電磁石ターゲット9fの磁気ギャップが隔壁44に
より拡大することを防止して、磁気軸受としての効率を
向上し、消費電力の低減および小型化を図ることができ
る。
According to this embodiment, the magnetic gap between the iron core of the electromagnet 9b and the electromagnet target 9f is prevented from being enlarged by the partition 44, the efficiency as a magnetic bearing is improved, the power consumption is reduced and the size is reduced. Can be achieved.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
モータステータの内周面を気密封止する第1の隔壁と、
誘導型変位センサの内周面を気密封止する第2の隔壁と
を別体で構成して互いに分離させることで、モータステ
ータに回転駆動電流を励磁した場合にモータの交流磁束
により発生する第1の隔壁内の渦電流や電磁ノイズが第
2の隔壁に伝わり難くして、誘導型変位センサの検出信
号に与える影響を低減できる。このため、モータの回転
駆動電流と同一の周波数にて磁気軸受が回転体を加振す
ることを防止し、これによって、回転体の振れ回りが小
さく、ステータの振動を低減できる密封構造を有する磁
気軸受モータを提供できる。
As described above, according to the present invention,
A first partition for hermetically sealing the inner peripheral surface of the motor stator;
By forming a second partition for hermetically sealing the inner peripheral surface of the inductive displacement sensor and separate from each other, a second partition generated by an AC magnetic flux of the motor when a rotational driving current is excited in the motor stator. The eddy current and electromagnetic noise in the first partition are less likely to be transmitted to the second partition, and the influence on the detection signal of the inductive displacement sensor can be reduced. This prevents the magnetic bearing from vibrating the rotating body at the same frequency as the rotational driving current of the motor, thereby reducing the whirling of the rotating body and having a sealed structure capable of reducing the vibration of the stator. A bearing motor can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の磁気軸受モータを
備えたエキシマレーザ装置の全体断面図である。
FIG. 1 is an overall sectional view of an excimer laser device including a magnetic bearing motor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の要部を拡大して示す要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図3】本発明の第2の実施の形態の磁気軸受モータを
備えたエキシマレーザ装置の要部拡大断面図(図2相当
図)である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view (corresponding to FIG. 2) of a main part of an excimer laser device provided with a magnetic bearing motor according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3のA−A線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line AA of FIG. 3;

【図5】従来の磁気軸受モータを備えたエキシマレーザ
装置の全体断面図である。
FIG. 5 is an overall sectional view of an excimer laser device provided with a conventional magnetic bearing motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ容器 2 主放電電極 3 循環ファン 4 回転軸 7 モータハウジング 8,9 ラジアル磁気軸受 9a 誘導型変位センサ 9b 電磁石 9e 変位センサターゲット 9f 電磁石ターゲット 10 アキシャル磁気軸受 11 モータ 11a モータステータ 11b モータロータ 16 ガス流出口 12,13 保護用軸受 14,15 溝ラビリンス 17 ガス導入室 18 ダスト除去フィルタ 19 ガス導入管 44,45,48 隔壁 REFERENCE SIGNS LIST 1 laser container 2 main discharge electrode 3 circulation fan 4 rotating shaft 7 motor housing 8, 9 radial magnetic bearing 9 a inductive displacement sensor 9 b electromagnet 9 e displacement sensor target 9 f electromagnet target 10 axial magnetic bearing 11 motor 11 a motor stator 11 b motor rotor 16 gas flow Outlet 12, 13 Protective bearing 14, 15 Groove labyrinth 17 Gas introduction chamber 18 Dust removal filter 19 Gas introduction pipe 44, 45, 48 Partition wall

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01S 3/225 H01S 3/03 Z 5H607 H02K 3/44 J 5/128 3/223 E (72)発明者 篠崎 弘行 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 大山 敦 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目1番1号 株 式会社荏原電産内 (72)発明者 茨田 敏光 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目1番1号 株 式会社荏原電産内 Fターム(参考) 3H031 AA03 BA22 3J102 AA01 BA03 BA19 CA02 CA05 CA14 DA02 DA03 DA09 DB05 GA13 5F071 AA06 DD03 DD08 EE04 JJ05 5H604 BB09 BB14 CC01 CC02 CC05 CC11 PE07 5H605 AA17 BB05 BB10 BB17 DD37 EA06 EB03 EB06 EB33 5H607 AA04 BB01 BB06 BB14 CC01 CC03 CC09 DD01 DD02 DD16 GG01 GG02 GG09 GG21 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01S 3/225 H01S 3/03 Z 5H607 H02K 3/44 J 5/128 3/223 E (72) Inventor Hiroyuki Shinozaki 11-1 Haneda-Asamachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Corporation (72) Inventor Atsushi Oyama 4-1-1 Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Ebara Densan Co., Ltd. (72) Inventor Ibarada Toshimitsu 4-1-1, Motofujisawa, Fujisawa-shi, Kanagawa F-term in Ebara Densan Co., Ltd. (Reference) 3H031 AA03 BA22 3J102 AA01 BA03 BA19 CA02 CA05 CA14 DA02 DA03 DA09 DB05 GA13 5F071 AA06 DD03 DD08 EE04 JJ05 5H604 BB09 BB14 CC01 CC02 CC05 CC11 PE07 5H605 AA17 BB05 BB10 BB17 DD37 EA06 EB03 EB06 EB33 5H607 AA04 BB01 BB06 BB14 CC01 CC03 CC09 DD01 DD02 DD16 GG01 GG02 GG09 GG21

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転体を回転駆動するモータと回転体を
浮上支持する磁気軸受とを配置した磁気軸受モータにお
いて、 前記モータのモータステータの内周面を第1の隔壁で、
前記磁気軸受の回転体の位置を検出する誘導型変位セン
サの内周面を第2の隔壁でそれぞれ個別に気密封止した
ことを特徴とする磁気軸受モータ。
1. A magnetic bearing motor in which a motor that rotationally drives a rotating body and a magnetic bearing that levitates and supports the rotating body are arranged, wherein an inner peripheral surface of a motor stator of the motor is a first partition wall.
A magnetic bearing motor, wherein an inner peripheral surface of an inductive displacement sensor for detecting a position of a rotating body of the magnetic bearing is individually hermetically sealed by a second partition.
【請求項2】 レーザガスを封入するレーザ容器と、 該レーザ容器内に配置されレーザ光の発振を可能とする
放電を得るための一対の主放電電極と、 回転軸を有し前記一対の主放電電極間に高速のレーザガ
ス流を作り出す循環ファンと、 前記回転軸を回転駆動する講求項1記載の磁気軸受モー
タとを有することを特徴とするエキシマレーザ装置。
2. A laser container for enclosing a laser gas, a pair of main discharge electrodes arranged in the laser container for obtaining a discharge capable of oscillating laser light, and a pair of main discharge electrodes having a rotation axis. An excimer laser device comprising: a circulating fan for generating a high-speed laser gas flow between electrodes; and the magnetic bearing motor according to claim 1 for driving the rotating shaft to rotate.
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