JP3458891B2 - エキシマレーザ装置の磁気カップリング機構 - Google Patents
エキシマレーザ装置の磁気カップリング機構Info
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
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- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
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- H01S3/223—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms
- H01S3/225—Gases the active gas being polyatomic, i.e. containing two or more atoms comprising an excimer or exciplex
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザ装
置の磁気カップリング機構に関し、特に、エキシマレー
ザ用ガス循環ファンの駆動のためのカップリング機構に
関するものである。
置の磁気カップリング機構に関し、特に、エキシマレー
ザ用ガス循環ファンの駆動のためのカップリング機構に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】放電励起エキシマレーザ装置において
は、エキシマガス（レーザガス）が密封されている容器
内部に配置され、レーザガスを循環させるためのファン
に、容器の外部に配置されたモータから回転力を伝達す
る必要がある。このために、従来、機械的な接触を持た
ないで回転力を伝達できる磁気カップリング機構が使用
されている。
は、エキシマガス（レーザガス）が密封されている容器
内部に配置され、レーザガスを循環させるためのファン
に、容器の外部に配置されたモータから回転力を伝達す
る必要がある。このために、従来、機械的な接触を持た
ないで回転力を伝達できる磁気カップリング機構が使用
されている。
【０００３】図３に従来の磁気カップリング機構を用い
たエキシマレーザ装置の概略の構成を示す。図（ａ）は
レーザ発振方向に垂直な断面図、図（ｂ）はレーザ発振
方向に平行な磁気カップリング部を示す部分断面図であ
り、容器１０内には、容器１０内にレーザガス（ＡｒＦ
エキシマレーザの場合は、ＡｒガスとＦ2 ガスとＮｅガ
スの混合ガス）のガス流１を形成するためのファン１
１、レーザガスを励起する電極２ａ、２ｂ、熱交換器３
等が設けられており、この中、電極２ａ、２ｂは、容器
１０内の上部にあって互いに対向する位置に設けられ、
レーザ発振に必要な放電を行う。ファン１１は、容器１
０内の下部にあって、レーザガスを容器１０内で循環さ
せる。電極２ａ、２ｂの放電によって加熱されたレーザ
ガスは、ファン１１によってガス流１が生起されて容器
１０内を循環し、容器１０内の側部に設けられた熱交換
器３で冷却される。
たエキシマレーザ装置の概略の構成を示す。図（ａ）は
レーザ発振方向に垂直な断面図、図（ｂ）はレーザ発振
方向に平行な磁気カップリング部を示す部分断面図であ
り、容器１０内には、容器１０内にレーザガス（ＡｒＦ
エキシマレーザの場合は、ＡｒガスとＦ2 ガスとＮｅガ
スの混合ガス）のガス流１を形成するためのファン１
１、レーザガスを励起する電極２ａ、２ｂ、熱交換器３
等が設けられており、この中、電極２ａ、２ｂは、容器
１０内の上部にあって互いに対向する位置に設けられ、
レーザ発振に必要な放電を行う。ファン１１は、容器１
０内の下部にあって、レーザガスを容器１０内で循環さ
せる。電極２ａ、２ｂの放電によって加熱されたレーザ
ガスは、ファン１１によってガス流１が生起されて容器
１０内を循環し、容器１０内の側部に設けられた熱交換
器３で冷却される。
【０００４】容器１０の外側にはモータ１５が配置さ
れ、その回転軸（モータシャフト）２０先端には大気側
磁気継手４が取り付けられており、また、ファン１１の
回転軸（ファンシャフト）１２の先端にはガス側磁気継
手５が取り付けられている。これら磁気継手４、５は、
内部に永久磁石を有する部材であって、容器１０の隔壁
６を介して対向して配置されており、モータ１５の回転
軸２０の回転力が磁気継手４、５の永久磁石間の磁気結
合によりファン１１の回転軸１２に伝達され、ファン１
１が回転駆動される（例えば、実開平６−４５３５８
号）。
れ、その回転軸（モータシャフト）２０先端には大気側
磁気継手４が取り付けられており、また、ファン１１の
回転軸（ファンシャフト）１２の先端にはガス側磁気継
手５が取り付けられている。これら磁気継手４、５は、
内部に永久磁石を有する部材であって、容器１０の隔壁
６を介して対向して配置されており、モータ１５の回転
軸２０の回転力が磁気継手４、５の永久磁石間の磁気結
合によりファン１１の回転軸１２に伝達され、ファン１
１が回転駆動される（例えば、実開平６−４５３５８
号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような磁気カップ
リング機構において、大気側とレーザガス側とを分離す
るための隔壁６として金属が用いられている。しかしな
がら、磁気継手４、５間の隔壁６として金属を用いる場
合には、磁石の回転に伴って内部に渦電流が発生し発熱
するために伝達効率が悪く、また、冷却機構が必要にな
る等の構造が複雑になるという欠点がある。また、磁気
継手４、５間のカップリング力がスラスト方向（軸方
向）に作用するため、回転軸２０、１２を支えるベアリ
ングが傷みやすいという問題もある。
リング機構において、大気側とレーザガス側とを分離す
るための隔壁６として金属が用いられている。しかしな
がら、磁気継手４、５間の隔壁６として金属を用いる場
合には、磁石の回転に伴って内部に渦電流が発生し発熱
するために伝達効率が悪く、また、冷却機構が必要にな
る等の構造が複雑になるという欠点がある。また、磁気
継手４、５間のカップリング力がスラスト方向（軸方
向）に作用するため、回転軸２０、１２を支えるベアリ
ングが傷みやすいという問題もある。
【０００６】さらに、従来例では、レーザガス内の磁気
継手５に用いられている磁石には、エキシマガス中のＦ
2 ガスに対して耐食性のニッケルメッキ及びフッ素樹脂
コートが施されている。しかしながら、磁石に完全なメ
ッキを施すことは困難であり、時間と共にメッキ等が剥
がれ、磁石が腐食してレーザガスを汚染すると共に、剥
がれたメッキ片等が隔壁と磁気継手の間に入り込み、動
作異常をきたしやすいという問題がある。
継手５に用いられている磁石には、エキシマガス中のＦ
2 ガスに対して耐食性のニッケルメッキ及びフッ素樹脂
コートが施されている。しかしながら、磁石に完全なメ
ッキを施すことは困難であり、時間と共にメッキ等が剥
がれ、磁石が腐食してレーザガスを汚染すると共に、剥
がれたメッキ片等が隔壁と磁気継手の間に入り込み、動
作異常をきたしやすいという問題がある。
【０００７】本発明は従来技術のこのような問題点に鑑
みてなされたものであり、その目的は、モータの回転力
の伝達効率が良く、機構が簡単でベアリングの傷みも起
こし難く、また、レーザガスの汚染を起こし難く、さら
に、剥がれたメッキ片等が動作異常を起こすこともない
エキシマレーザ装置の磁気カップリング機構を提供する
ことである。
みてなされたものであり、その目的は、モータの回転力
の伝達効率が良く、機構が簡単でベアリングの傷みも起
こし難く、また、レーザガスの汚染を起こし難く、さら
に、剥がれたメッキ片等が動作異常を起こすこともない
エキシマレーザ装置の磁気カップリング機構を提供する
ことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のエキシマレーザ装置の磁気カップリング機構は、エ
キシマガスが充填されたレーザチャンバー内のガス循環
用ファンのシャフトへレーザチャンバー外のシャフトか
ら回転力を伝達してガス循環用ファンを回転させるエキ
シマレーザ装置の磁気カップリング機構であって、前記
の何れか一方のシャフトの一端の外周面に設けられた第
１磁石群と、前記レーザチャンバーの容器の壁の一部を
構成するセラミックス製の隔壁を介して、前記第１磁石
群とラジアル方向にカップリングしている第２磁石群
と、この第２磁石群が内周面に設けられたもう一方のシ
ャフトとからなり、レーザチャンバー内のシャフトに設
けられた磁石群は表面がメッキされ、さらに、そのレー
ザチャンバー内に露出した表面が金属部材で覆われてい
ることを特徴とするものである。
明のエキシマレーザ装置の磁気カップリング機構は、エ
キシマガスが充填されたレーザチャンバー内のガス循環
用ファンのシャフトへレーザチャンバー外のシャフトか
ら回転力を伝達してガス循環用ファンを回転させるエキ
シマレーザ装置の磁気カップリング機構であって、前記
の何れか一方のシャフトの一端の外周面に設けられた第
１磁石群と、前記レーザチャンバーの容器の壁の一部を
構成するセラミックス製の隔壁を介して、前記第１磁石
群とラジアル方向にカップリングしている第２磁石群
と、この第２磁石群が内周面に設けられたもう一方のシ
ャフトとからなり、レーザチャンバー内のシャフトに設
けられた磁石群は表面がメッキされ、さらに、そのレー
ザチャンバー内に露出した表面が金属部材で覆われてい
ることを特徴とするものである。
【０００９】
【００１０】また、セラミックス製の隔壁の厚さは１．
５〜１０ｍｍの範囲内にあることが望ましい。
５〜１０ｍｍの範囲内にあることが望ましい。
【００１１】また、セラミックス製の隔壁は酸化アルミ
ニウムからなり、その純度が９９．５％以上のものであ
ることが望ましい。
ニウムからなり、その純度が９９．５％以上のものであ
ることが望ましい。
【００１２】本発明においては、何れか一方のシャフト
の一端の外周面に設けられた第１磁石群と、レーザチャ
ンバーの容器の壁の一部を構成するセラミックス製の隔
壁を介して、第１磁石群とラジアル方向にカップリング
している第２磁石群と、この第２磁石群が内周面に設け
られたもう一方のシャフトとからなるので、回転力をカ
ップリングする際に隔壁内に渦電流が発生せず発熱もし
ないため、回転力の伝達効率が落ちることはなく、ま
た、冷却機構等の複雑な機構を設ける必要もない。しか
も、第１磁石群と第２磁石群の間に働く力もスラスト方
向でなくラジアル方向であるので、ベアリング等がその
力によって傷むこともない。また、レーザガス側と大気
側を気密に分離しているセラミックス製の隔壁として純
度が９９．５％以上の高純度の酸化アルミニウムを用い
ることにより、不純物を発生してレーザガスを汚染する
こともない。さらに、レーザチャンバー内のシャフトに
設けられた磁石群の表面をメッキし、そのレーザチャン
バー内に露出した表面を金属部材で覆うことにより、そ
の磁石群が直接レーザガスに接触せず、時間の経過と共
にその表面に設けたメッキが剥がれやすくなっても、そ
の破片等が隔壁とレーザチャンバー側の回転部材の間に
入り込んで動作異常等をきたすことがなく、長時間の安
定動作が可能となる。
の一端の外周面に設けられた第１磁石群と、レーザチャ
ンバーの容器の壁の一部を構成するセラミックス製の隔
壁を介して、第１磁石群とラジアル方向にカップリング
している第２磁石群と、この第２磁石群が内周面に設け
られたもう一方のシャフトとからなるので、回転力をカ
ップリングする際に隔壁内に渦電流が発生せず発熱もし
ないため、回転力の伝達効率が落ちることはなく、ま
た、冷却機構等の複雑な機構を設ける必要もない。しか
も、第１磁石群と第２磁石群の間に働く力もスラスト方
向でなくラジアル方向であるので、ベアリング等がその
力によって傷むこともない。また、レーザガス側と大気
側を気密に分離しているセラミックス製の隔壁として純
度が９９．５％以上の高純度の酸化アルミニウムを用い
ることにより、不純物を発生してレーザガスを汚染する
こともない。さらに、レーザチャンバー内のシャフトに
設けられた磁石群の表面をメッキし、そのレーザチャン
バー内に露出した表面を金属部材で覆うことにより、そ
の磁石群が直接レーザガスに接触せず、時間の経過と共
にその表面に設けたメッキが剥がれやすくなっても、そ
の破片等が隔壁とレーザチャンバー側の回転部材の間に
入り込んで動作異常等をきたすことがなく、長時間の安
定動作が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明のエキシマレーザ装
置の磁気カップリング機構の実施例について図面を参照
にしながら説明する。
置の磁気カップリング機構の実施例について図面を参照
にしながら説明する。
【００１４】図１に本発明の１実施例の磁気カップリン
グ機構の構造を示す。図１（ａ）はモータシャフトとフ
ァンシャフトの中心軸を含む断面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）の直線Ａ−Ａを含むモータシャフトの中心軸に垂
直な断面図である。
グ機構の構造を示す。図１（ａ）はモータシャフトとフ
ァンシャフトの中心軸を含む断面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）の直線Ａ−Ａを含むモータシャフトの中心軸に垂
直な断面図である。
【００１５】この実施例においては、エキシマレーザ装
置のエキシマガスが密封されている容器１０（図３参
照）の壁に設けられたフランジ１４の開口を覆うよう
に、セラミックス製で一方の底が閉じた円筒状の隔壁２
２を適宜の手段でフランジ１４の開口部に気密に取り付
け（図の場合は、隔壁２２の開口端の突起を抑え板で覆
ってネジによりフランジ１４に取り付けている。）、こ
のセラミックス製有底円筒状隔壁２２により、容器１０
の内部（ガス側）と外部（大気側）を気密に仕切って分
離しており、この実施例においては、セラミックス製有
底円筒状隔壁２２はエキシマガス中のＦ2 ガスにより腐
食されない高純度アルミナからなるセラミックスからな
り、かつ、図１に示すように、大気側に突出するように
取り付けられている。
置のエキシマガスが密封されている容器１０（図３参
照）の壁に設けられたフランジ１４の開口を覆うよう
に、セラミックス製で一方の底が閉じた円筒状の隔壁２
２を適宜の手段でフランジ１４の開口部に気密に取り付
け（図の場合は、隔壁２２の開口端の突起を抑え板で覆
ってネジによりフランジ１４に取り付けている。）、こ
のセラミックス製有底円筒状隔壁２２により、容器１０
の内部（ガス側）と外部（大気側）を気密に仕切って分
離しており、この実施例においては、セラミックス製有
底円筒状隔壁２２はエキシマガス中のＦ2 ガスにより腐
食されない高純度アルミナからなるセラミックスからな
り、かつ、図１に示すように、大気側に突出するように
取り付けられている。
【００１６】大気側にはモータ１５が配置され、モータ
１５の回転軸（モータシャフト）２０先端には、同心に
円筒状の外転ヨーク（磁性体）２３が取り付けられ、そ
の外転ヨーク２３の内面に軸方向に平行に間隔を置いて
複数（図の場合、６個）の外転磁石（永久磁石）１６が
取り付けられている。そして、大気側に突出している有
底円筒状隔壁２２をその外転磁石１６が同心に取り囲む
ように、外転ヨーク２３と有底円筒状隔壁２２が接触し
ないように相互に同心に嵌まり合っている。
１５の回転軸（モータシャフト）２０先端には、同心に
円筒状の外転ヨーク（磁性体）２３が取り付けられ、そ
の外転ヨーク２３の内面に軸方向に平行に間隔を置いて
複数（図の場合、６個）の外転磁石（永久磁石）１６が
取り付けられている。そして、大気側に突出している有
底円筒状隔壁２２をその外転磁石１６が同心に取り囲む
ように、外転ヨーク２３と有底円筒状隔壁２２が接触し
ないように相互に同心に嵌まり合っている。
【００１７】一方、容器１０内のガス側には、ファン１
１が設置されており、その回転軸（ファンシャフト）１
２はフランジ１４の開口に取り付けられたベアリング１
３を介して有底円筒状隔壁２２内に突出しており、その
突出端に同心に円筒状の内転ヨーク（磁性体）２１が取
り付けられ、その内転ヨーク２１の外周に軸方向に平行
に間隔を置いて複数（図の場合は、外転磁石１６の数と
同じ６個）の内転磁石（永久磁石）１７が取り付けられ
ている。
１が設置されており、その回転軸（ファンシャフト）１
２はフランジ１４の開口に取り付けられたベアリング１
３を介して有底円筒状隔壁２２内に突出しており、その
突出端に同心に円筒状の内転ヨーク（磁性体）２１が取
り付けられ、その内転ヨーク２１の外周に軸方向に平行
に間隔を置いて複数（図の場合は、外転磁石１６の数と
同じ６個）の内転磁石（永久磁石）１７が取り付けられ
ている。
【００１８】内転磁石１７は、従来と同様に、レーザガ
ス中のＦ2 ガスによりその成分であるサマリウム、ネオ
ジウム等の希土類金属が腐食されるのを防止するため
に、表面に耐腐食性のニッケルメッキ等が施されている
が、そのメッキ等が剥がれてメッキ片等が隔壁２２と内
転ヨーク２１の間に入り込んで動作異常等をきたすのを
防止するために、内転ヨーク２１の外周に取り付けられ
た内転磁石１７の外周全域を覆うように金属製（例えば
ステンレス製）で円筒状の磁石カバー１９が被せられて
おり、さらに、その磁石カバー１９と内転磁石１７の両
端を覆い内転磁石１７を内転ヨーク２１に固定するため
に、リング状の金属製（例えばステンレス製）の磁石ホ
ルダー１８が内転磁石１７と磁石カバー１９の両端に密
着固定され、内転磁石１７が直接レーザガスに接触せ
ず、かつ、内転磁石１７からのメッキ片等がレーザガス
中に漏れ出ないようになっている。
ス中のＦ2 ガスによりその成分であるサマリウム、ネオ
ジウム等の希土類金属が腐食されるのを防止するため
に、表面に耐腐食性のニッケルメッキ等が施されている
が、そのメッキ等が剥がれてメッキ片等が隔壁２２と内
転ヨーク２１の間に入り込んで動作異常等をきたすのを
防止するために、内転ヨーク２１の外周に取り付けられ
た内転磁石１７の外周全域を覆うように金属製（例えば
ステンレス製）で円筒状の磁石カバー１９が被せられて
おり、さらに、その磁石カバー１９と内転磁石１７の両
端を覆い内転磁石１７を内転ヨーク２１に固定するため
に、リング状の金属製（例えばステンレス製）の磁石ホ
ルダー１８が内転磁石１７と磁石カバー１９の両端に密
着固定され、内転磁石１７が直接レーザガスに接触せ
ず、かつ、内転磁石１７からのメッキ片等がレーザガス
中に漏れ出ないようになっている。
【００１９】このような構成であるので、有底円筒状隔
壁２２のラジアル方向外部には、モータ１５のモータシ
ャフト２０に固定された外転ヨーク２３が同心に位置
し、有底円筒状隔壁２２のラジアル方向内部には、ファ
ン１１の回転軸１２と一体に固定された内転ヨーク２１
が同心に位置し、外転ヨーク２３の内周に取り付けられ
た外転磁石１６と内転ヨーク２１の外周に取り付けられ
た内転磁石１７との間に作用する磁力のため、モータ１
５の回転力は磁気的にファン１１へ伝達される。しか
も、外転ヨーク２３と内転ヨーク２１の間の有底円筒状
隔壁２２はセラミックス製のものであるので、これらヨ
ーク２３、２１が回転しても有底円筒状隔壁２２内には
渦電流が発生せず発熱もしないため、回転力の伝達効率
が落ちることはなく、また、冷却機構を設ける必要もな
い。しかも、外転ヨーク２３と内転ヨーク２１の間に働
く力もスラスト方向でなくラジアル方向であるので、ベ
アリング１３等がその力によって傷むこともない。ま
た、レーザガス側と大気側を気密に分離している有底円
筒状隔壁２２には高純度のアルミナセラミックスが用い
られているために、不純物を発生してレーザガスを汚染
することもない（アルミナはＦ2 ガスに対して耐腐食性
を有する。）。さらに、レーザガス側の内転磁石１７
は、磁石カバー１９と磁石ホルダー１８により全面が覆
われているために、直接レーザガスに接触せず、時間の
経過と共にその表面に設けたメッキが剥がれやすくなっ
ても、その破片等が隔壁２２と内転ヨーク２１の間に入
り込んで動作異常等をきたすことがなく、長時間の安定
動作が可能となる。
壁２２のラジアル方向外部には、モータ１５のモータシ
ャフト２０に固定された外転ヨーク２３が同心に位置
し、有底円筒状隔壁２２のラジアル方向内部には、ファ
ン１１の回転軸１２と一体に固定された内転ヨーク２１
が同心に位置し、外転ヨーク２３の内周に取り付けられ
た外転磁石１６と内転ヨーク２１の外周に取り付けられ
た内転磁石１７との間に作用する磁力のため、モータ１
５の回転力は磁気的にファン１１へ伝達される。しか
も、外転ヨーク２３と内転ヨーク２１の間の有底円筒状
隔壁２２はセラミックス製のものであるので、これらヨ
ーク２３、２１が回転しても有底円筒状隔壁２２内には
渦電流が発生せず発熱もしないため、回転力の伝達効率
が落ちることはなく、また、冷却機構を設ける必要もな
い。しかも、外転ヨーク２３と内転ヨーク２１の間に働
く力もスラスト方向でなくラジアル方向であるので、ベ
アリング１３等がその力によって傷むこともない。ま
た、レーザガス側と大気側を気密に分離している有底円
筒状隔壁２２には高純度のアルミナセラミックスが用い
られているために、不純物を発生してレーザガスを汚染
することもない（アルミナはＦ2 ガスに対して耐腐食性
を有する。）。さらに、レーザガス側の内転磁石１７
は、磁石カバー１９と磁石ホルダー１８により全面が覆
われているために、直接レーザガスに接触せず、時間の
経過と共にその表面に設けたメッキが剥がれやすくなっ
ても、その破片等が隔壁２２と内転ヨーク２１の間に入
り込んで動作異常等をきたすことがなく、長時間の安定
動作が可能となる。
【００２０】図２は本発明の別の実施例の磁気カップリ
ング機構の構造を示す図１と同様の図である。この実施
例は、図１の実施例に対して、内転ヨーク２１を大気側
（モータ１５側）に、外転ヨーク２３をガス側（ファン
１１側）に入れ換えて、磁石カバー１９と磁石ホルダー
１８を外転ヨーク２３に取り付けられる外転磁石１６を
覆うようにした点で異なる。
ング機構の構造を示す図１と同様の図である。この実施
例は、図１の実施例に対して、内転ヨーク２１を大気側
（モータ１５側）に、外転ヨーク２３をガス側（ファン
１１側）に入れ換えて、磁石カバー１９と磁石ホルダー
１８を外転ヨーク２３に取り付けられる外転磁石１６を
覆うようにした点で異なる。
【００２１】すなわち、エキシマレーザ装置のエキシマ
ガスが密封されている容器１０（図３参照）の壁に設け
られたフランジ１４の開口を覆うように、セラミックス
製で一方の底が閉じた円筒状の隔壁２２を適宜の手段で
フランジ１４の開口部に気密に取り付け（図の場合は、
隔壁２２の開口端の突起を抑え板で覆ってフランジ１４
に取り付けている。）、このセラミックス製有底円筒状
隔壁２２により、容器１０の内部（ガス側）と外部（大
気側）を気密に仕切って分離しており、同様に高純度ア
ルミナからなるセラミックスからなっている。そして、
この実施例においては、図１の場合と反対に、有底円筒
状隔壁２２はガス側（容器１０内）に突出するように取
り付けられている。
ガスが密封されている容器１０（図３参照）の壁に設け
られたフランジ１４の開口を覆うように、セラミックス
製で一方の底が閉じた円筒状の隔壁２２を適宜の手段で
フランジ１４の開口部に気密に取り付け（図の場合は、
隔壁２２の開口端の突起を抑え板で覆ってフランジ１４
に取り付けている。）、このセラミックス製有底円筒状
隔壁２２により、容器１０の内部（ガス側）と外部（大
気側）を気密に仕切って分離しており、同様に高純度ア
ルミナからなるセラミックスからなっている。そして、
この実施例においては、図１の場合と反対に、有底円筒
状隔壁２２はガス側（容器１０内）に突出するように取
り付けられている。
【００２２】大気側にはモータ１５が配置され、モータ
１５のモータシャフト２０先端には、同心に円筒状の内
転ヨーク２１が取り付けられ、その内転ヨーク２１の外
周に軸方向に平行に間隔を置いて複数（図の場合は、６
個）の内転磁石（永久磁石）１７が取り付けられてお
り、ガス側に突出している有底円筒状隔壁２２中にその
内転ヨーク２１が同心に入り込んで、内転磁石１７と有
底円筒状隔壁２２が接触しないように取り付けられてい
る。
１５のモータシャフト２０先端には、同心に円筒状の内
転ヨーク２１が取り付けられ、その内転ヨーク２１の外
周に軸方向に平行に間隔を置いて複数（図の場合は、６
個）の内転磁石（永久磁石）１７が取り付けられてお
り、ガス側に突出している有底円筒状隔壁２２中にその
内転ヨーク２１が同心に入り込んで、内転磁石１７と有
底円筒状隔壁２２が接触しないように取り付けられてい
る。
【００２３】一方、容器１０内のガス側には、ファン１
１が設置されており、そのファンシャフト１２先端は容
器１０中に取り付けられたベアリング１３を介して有底
円筒状隔壁２２の底部に同心に面しており、その先端に
は、同心に円筒状の外転ヨーク２３が取り付けられ、そ
の外転ヨーク２３の内面に軸方向に平行に間隔を置いて
複数（図の場合、内転磁石１７の数と同じ６個）の外転
磁石（永久磁石）１６が取り付けられている。そして、
ガス側に突出している有底円筒状隔壁２２をその外転磁
石１６が同心に取り囲むように、外転ヨーク２３と有底
円筒状隔壁２２が接触しないように相互に同心に嵌まり
合っている。
１が設置されており、そのファンシャフト１２先端は容
器１０中に取り付けられたベアリング１３を介して有底
円筒状隔壁２２の底部に同心に面しており、その先端に
は、同心に円筒状の外転ヨーク２３が取り付けられ、そ
の外転ヨーク２３の内面に軸方向に平行に間隔を置いて
複数（図の場合、内転磁石１７の数と同じ６個）の外転
磁石（永久磁石）１６が取り付けられている。そして、
ガス側に突出している有底円筒状隔壁２２をその外転磁
石１６が同心に取り囲むように、外転ヨーク２３と有底
円筒状隔壁２２が接触しないように相互に同心に嵌まり
合っている。
【００２４】外転磁石１６は、レーザガス中のＦ2 ガス
によりその成分が腐食されるのを防止するために、表面
に耐腐食性のニッケルメッキ等が施されているが、その
メッキ等が剥がれてメッキ片等が隔壁２２と外転ヨーク
２３の間に入り込んで動作異常等をきたすのを防止する
ために、外転ヨーク２３の内面に取り付けられた外転磁
石１６の内周全域を覆うように金属製で円筒状の磁石カ
バー１９が被せられており、さらに、その磁石カバー１
９と外転磁石１６の露出端を覆い外転磁石１６を外転ヨ
ーク２３に固定するために、リング状の磁石ホルダー１
８が外転磁石１６と磁石カバー１９の一端に密着固定さ
れ、外転磁石１６が直接レーザガスに接触せず、かつ、
外転磁石１６からのメッキ片等がレーザガス中に漏れ出
ないようになっている。
によりその成分が腐食されるのを防止するために、表面
に耐腐食性のニッケルメッキ等が施されているが、その
メッキ等が剥がれてメッキ片等が隔壁２２と外転ヨーク
２３の間に入り込んで動作異常等をきたすのを防止する
ために、外転ヨーク２３の内面に取り付けられた外転磁
石１６の内周全域を覆うように金属製で円筒状の磁石カ
バー１９が被せられており、さらに、その磁石カバー１
９と外転磁石１６の露出端を覆い外転磁石１６を外転ヨ
ーク２３に固定するために、リング状の磁石ホルダー１
８が外転磁石１６と磁石カバー１９の一端に密着固定さ
れ、外転磁石１６が直接レーザガスに接触せず、かつ、
外転磁石１６からのメッキ片等がレーザガス中に漏れ出
ないようになっている。
【００２５】このような構成であるので、有底円筒状隔
壁２２のラジアル方向内部には、モータ１５のモータシ
ャフト２０に固定された内転ヨーク２１が同心に位置
し、有底円筒状隔壁２２のラジアル方向外部には、ファ
ン１１の回転軸１２と一体に固定された外転ヨーク２３
が同心に位置し、内転ヨーク２１の外周に取り付けられ
た内転磁石１７と外転ヨーク２３の内周に取り付けられ
た外転磁石１６との間に作用する磁力のため、モータ１
５の回転力は磁気的にファン１１へ伝達される。しか
も、内転ヨーク２１と外転ヨーク２３の間の有底円筒状
隔壁２２はセラミックス製のものであるので、これらヨ
ーク２１、２３が回転しても有底円筒状隔壁２２内には
渦電流が発生せず発熱もしないため、回転力の伝達効率
が落ちることはなく、また、冷却機構を設ける必要もな
い。しかも、内転ヨーク２１と外転ヨーク２３の間に働
く力もスラスト方向でなくラジアル方向であるので、ベ
アリング１３等がその力によって傷むこともない。ま
た、レーザガス側と大気側を気密に分離している有底円
筒状隔壁２２には高純度のアルミナセラミックスが用い
られているために、不純物を発生してレーザガスを汚染
することもない。さらに、レーザガス側の外転磁石１６
は、磁石カバー１９と磁石ホルダー１８により全面が覆
われているために、直接レーザガスに接触せず、時間の
経過と共にその表面に設けたメッキが剥がれやすくなっ
ても、その破片等が隔壁２２と外転ヨーク２３の間に入
り込んで動作異常等をきたすことがなく、長時間の安定
動作が可能となる。
壁２２のラジアル方向内部には、モータ１５のモータシ
ャフト２０に固定された内転ヨーク２１が同心に位置
し、有底円筒状隔壁２２のラジアル方向外部には、ファ
ン１１の回転軸１２と一体に固定された外転ヨーク２３
が同心に位置し、内転ヨーク２１の外周に取り付けられ
た内転磁石１７と外転ヨーク２３の内周に取り付けられ
た外転磁石１６との間に作用する磁力のため、モータ１
５の回転力は磁気的にファン１１へ伝達される。しか
も、内転ヨーク２１と外転ヨーク２３の間の有底円筒状
隔壁２２はセラミックス製のものであるので、これらヨ
ーク２１、２３が回転しても有底円筒状隔壁２２内には
渦電流が発生せず発熱もしないため、回転力の伝達効率
が落ちることはなく、また、冷却機構を設ける必要もな
い。しかも、内転ヨーク２１と外転ヨーク２３の間に働
く力もスラスト方向でなくラジアル方向であるので、ベ
アリング１３等がその力によって傷むこともない。ま
た、レーザガス側と大気側を気密に分離している有底円
筒状隔壁２２には高純度のアルミナセラミックスが用い
られているために、不純物を発生してレーザガスを汚染
することもない。さらに、レーザガス側の外転磁石１６
は、磁石カバー１９と磁石ホルダー１８により全面が覆
われているために、直接レーザガスに接触せず、時間の
経過と共にその表面に設けたメッキが剥がれやすくなっ
ても、その破片等が隔壁２２と外転ヨーク２３の間に入
り込んで動作異常等をきたすことがなく、長時間の安定
動作が可能となる。
【００２６】ところで、本発明の磁気カップリング機構
において重要な構成要素であるセラミックス製の有底円
筒状隔壁２２の材料について、上記したように、高純度
のアルミナセラミックスを用いることが望ましい。その
純度としては、９９．５％以上のものを用いるのが望ま
しい。純度がそれより低いと、セラミックス中の不純物
が不純物ガスとしてレーザガス中に入り、レーザ発振動
作に悪影響を及ぼすことになる。
において重要な構成要素であるセラミックス製の有底円
筒状隔壁２２の材料について、上記したように、高純度
のアルミナセラミックスを用いることが望ましい。その
純度としては、９９．５％以上のものを用いるのが望ま
しい。純度がそれより低いと、セラミックス中の不純物
が不純物ガスとしてレーザガス中に入り、レーザ発振動
作に悪影響を及ぼすことになる。
【００２７】有底円筒状隔壁２２用の他のセラミックス
材料としては、窒化珪素、酸化ジルコニウム等がある。
酸化珪素を含むものは、レーザガス中のＦ2 ガスにより
腐食されるので好ましくない。
材料としては、窒化珪素、酸化ジルコニウム等がある。
酸化珪素を含むものは、レーザガス中のＦ2 ガスにより
腐食されるので好ましくない。
【００２８】また、セラミックス製の有底円筒状隔壁２
２の厚さとしては、１．５〜１０ｍｍの範囲内にあるこ
とが望ましい。エキシマレーザ装置においては、レーザ
チャンバーと大気との圧力差が３〜４気圧あるので、そ
の圧力差に耐える隔壁２２の厚さとしては１．５ｍｍ以
上必要である。一方、実用的な有底円筒状隔壁２２の内
径としては４０〜１００ｍｍであるので、その場合に、
最大トルクで磁気カップリングさせるには、内転磁石１
７と外転磁石１６の間の間隔は６〜１２ｍｍであるの
で、その間に位置する隔壁２２の厚さとしては１０ｍｍ
以下であることが必要である。
２の厚さとしては、１．５〜１０ｍｍの範囲内にあるこ
とが望ましい。エキシマレーザ装置においては、レーザ
チャンバーと大気との圧力差が３〜４気圧あるので、そ
の圧力差に耐える隔壁２２の厚さとしては１．５ｍｍ以
上必要である。一方、実用的な有底円筒状隔壁２２の内
径としては４０〜１００ｍｍであるので、その場合に、
最大トルクで磁気カップリングさせるには、内転磁石１
７と外転磁石１６の間の間隔は６〜１２ｍｍであるの
で、その間に位置する隔壁２２の厚さとしては１０ｍｍ
以下であることが必要である。
【００２９】以上、本発明のエキシマレーザ装置の磁気
カップリング機構を実施例に基づいて説明してきたが、
本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能で
ある。
カップリング機構を実施例に基づいて説明してきたが、
本発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能で
ある。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のエキシマレーザ装置の磁気カップリング機構による
と、何れか一方のシャフトの一端の外周面に設けられた
第１磁石群と、レーザチャンバーの容器の壁の一部を構
成するセラミックス製の隔壁を介して、第１磁石群とラ
ジアル方向にカップリングしている第２磁石群と、この
第２磁石群が内周面に設けられたもう一方のシャフトと
からなるので、回転力をカップリングする際に隔壁内に
渦電流が発生せず発熱もしないため、回転力の伝達効率
が落ちることはなく、また、冷却機構等の複雑な機構を
設ける必要もない。しかも、第１磁石群と第２磁石群の
間に働く力もスラスト方向でなくラジアル方向であるの
で、ベアリング等がその力によって傷むこともない。ま
た、レーザガス側と大気側を気密に分離しているセラミ
ックス製の隔壁として純度が９９．５％以上の高純度の
酸化アルミニウムを用いることにより、不純物を発生し
てレーザガスを汚染することもない。さらに、レーザチ
ャンバー内のシャフトに設けられた磁石群の表面をメッ
キし、そのレーザチャンバー内に露出した表面を金属部
材で覆うことにより、その磁石群が直接レーザガスに接
触せず、時間の経過と共にその表面に設けたメッキが剥
がれやすくなっても、その破片等が隔壁とレーザチャン
バー側の回転部材の間に入り込んで動作異常等をきたす
ことがなく、長時間の安定動作が可能となる。
のエキシマレーザ装置の磁気カップリング機構による
と、何れか一方のシャフトの一端の外周面に設けられた
第１磁石群と、レーザチャンバーの容器の壁の一部を構
成するセラミックス製の隔壁を介して、第１磁石群とラ
ジアル方向にカップリングしている第２磁石群と、この
第２磁石群が内周面に設けられたもう一方のシャフトと
からなるので、回転力をカップリングする際に隔壁内に
渦電流が発生せず発熱もしないため、回転力の伝達効率
が落ちることはなく、また、冷却機構等の複雑な機構を
設ける必要もない。しかも、第１磁石群と第２磁石群の
間に働く力もスラスト方向でなくラジアル方向であるの
で、ベアリング等がその力によって傷むこともない。ま
た、レーザガス側と大気側を気密に分離しているセラミ
ックス製の隔壁として純度が９９．５％以上の高純度の
酸化アルミニウムを用いることにより、不純物を発生し
てレーザガスを汚染することもない。さらに、レーザチ
ャンバー内のシャフトに設けられた磁石群の表面をメッ
キし、そのレーザチャンバー内に露出した表面を金属部
材で覆うことにより、その磁石群が直接レーザガスに接
触せず、時間の経過と共にその表面に設けたメッキが剥
がれやすくなっても、その破片等が隔壁とレーザチャン
バー側の回転部材の間に入り込んで動作異常等をきたす
ことがなく、長時間の安定動作が可能となる。
【図１】本発明の１実施例の磁気カップリング機構の構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図２】本発明の別の実施例の磁気カップリング機構の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図３】従来の磁気カップリング機構を用いたエキシマ
レーザ装置の概略の構成を示す図である。
レーザ装置の概略の構成を示す図である。
１０…容器（レーザチャンバー）
１１…ファン
１２…ファンシャフト
１３…ベアリング
１４…フランジ
１５…モータ
１６…外転磁石
１７…内転磁石
１８…磁石ホルダー
１９…磁石カバー
２０…モータシャフト
２２…有底円筒状隔壁
２３…外転ヨーク
２１…内転ヨーク
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平３−165084（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−173259（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−75182（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−91692（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−125456（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−150649（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−393（ＪＰ，Ａ)
特開2000−261067（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−38930（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 3/00 - 3/30
Claims (3)
- 【請求項１】 エキシマガスが充填されたレーザチャン
バー内のガス循環用ファンのシャフトへレーザチャンバ
ー外のシャフトから回転力を伝達してガス循環用ファン
を回転させるエキシマレーザ装置の磁気カップリング機
構であって、前記の何れか一方のシャフトの一端の外周
面に設けられた第１磁石群と、前記レーザチャンバーの
容器の壁の一部を構成するセラミックス製の隔壁を介し
て、前記第１磁石群とラジアル方向にカップリングして
いる第２磁石群と、この第２磁石群が内周面に設けられ
たもう一方のシャフトとからなり、レーザチャンバー内
のシャフトに設けられた磁石群は表面がメッキされ、さ
らに、そのレーザチャンバー内に露出した表面が金属部
材で覆われていることを特徴とするエキシマレーザ装置
の磁気カップリング機構。 - 【請求項２】 前記セラミックス製の隔壁の厚さは１．
５〜１０ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１
記載のエキシマレーザ装置の磁気カップリング機構。 - 【請求項３】 前記セラミックス製の隔壁は酸化アルミ
ニウムからなり、その純度が９９．５％以上のものであ
ることを特徴とする請求項１又は２記載のエキシマレー
ザ装置の磁気カップリング機構。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13838299A JP3458891B2 (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | エキシマレーザ装置の磁気カップリング機構 |
| KR1020000025481A KR20000077252A (ko) | 1999-05-19 | 2000-05-12 | 레이저장치의 자기커플링기구 |
| US09/573,067 US6417591B1 (en) | 1999-05-19 | 2000-05-16 | Magnetic coupling mechanism for use in laser apparatus |
| EP00110234A EP1054488B1 (en) | 1999-05-19 | 2000-05-18 | Magnetic coupling mechanism for use in a gas circulation laser |
| DE60039472T DE60039472D1 (de) | 1999-05-19 | 2000-05-18 | Magnetische Kopplungsvorrichtung zur Verwendung in einem Gasströmungslaser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13838299A JP3458891B2 (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | エキシマレーザ装置の磁気カップリング機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000332319A JP2000332319A (ja) | 2000-11-30 |
| JP3458891B2 true JP3458891B2 (ja) | 2003-10-20 |
Family
ID=15220644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13838299A Expired - Fee Related JP3458891B2 (ja) | 1999-05-19 | 1999-05-19 | エキシマレーザ装置の磁気カップリング機構 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6417591B1 (ja) |
| EP (1) | EP1054488B1 (ja) |
| JP (1) | JP3458891B2 (ja) |
| KR (1) | KR20000077252A (ja) |
| DE (1) | DE60039472D1 (ja) |
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