JPH0538930U

JPH0538930U - ガスレーザ発振装置

Info

Publication number: JPH0538930U
Application number: JP8929991U
Authority: JP
Inventors: 仁山田; 順一水井; 穰末田; 隆博松本
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1991-10-30
Filing date: 1991-10-30
Publication date: 1993-05-25

Abstract

(57)【要約】【目的】隔壁の熱膨張により発生する磁気継手の接触
やシールの破損を防止し、モータの小型化を可能とす
る。【構成】モータ駆動力をファンに伝達する磁気継手２
の間に設けられる隔壁３を非導電性材料とすることによ
って、隔壁３に発生する渦電流を減少させることがで
き、隔壁３の熱膨張による磁気継手２の接触やシール８
の破損が生じないものとしているため、ガスの漏洩の防
止が可能となり、また、渦電流損が減少するため、モー
タの小型化が可能となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体加工、超微細加工に利用するエキシマレーザ等のガスレーザ発振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の磁気継手を用いたガスレーザ発振装置の概略構成を図３に示す。図３（ａ）は側面（断面）図であり、発振媒体のガスはファン４により電極５間を通過し、この部分で放電した後、熱交換器７で冷却され、再びファン４によって電極５間へ供給されるという動作を繰り返す。図３中の矢印６は上記ガスの循環経路を示す。

【０００３】図３（ｂ）は平面（断面）図であり、ファン４は１対の磁気継手２を介してモータ１から動力が伝達される。上記１対の磁気継手２は一方と他方の磁気継手２が空間的に一定距離離れていても動力を伝達できる利点を有しており、この場合、その空間に隔壁０３が設けられている。隔壁０３はケーシング１０に装着され、ケーシング内に内蔵されるガスと外気とを遮断する。エキシマレーザ発振装置に使用されるガスは、ハロゲン系の腐食性・毒性ガスであり外部への漏洩は避けるような構造が必要である。

【０００４】図４は従来の装置の磁気継手２と隔壁０３とケーシング１０の関係を示す詳細図である。図４において、１対の磁気継手に内蔵された磁石２ａが吸引力を生じ、一方の磁気継手２ｃの回転が他方の磁気継手２ｄへ伝達される。磁石２ａが発生する磁力線２ｂを通過させる隔壁０３は強度を有すると共に、回転磁界によって隔壁０３内に発生する渦電流損を低減するため、抵抗率の大きいＳＵＳ３０４（ρ＝７２×１０^-8Ωｍ）又はハステロイＢ（ρ＝１３８×１０^-8Ωｍ）が採用されていた。なお、隔壁０３はケーシング１０とボルト９（複数）によって締結され、Ｏリング８等によりシール構造をなしている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

従来のガスレーザ発振装置においては、近年、高出力化並びに繰り返し周波数の高周波数化が望まれており、このため、ファン駆動出力の増加が課題となっていた。すなわち、高出力化のためには、電極長の増加等の方法が考えられるが、このためには、ファンの全長の増加が必要となる。また、高周波数化のためには、ガス流速の増加が必要で、このためには、ファン回転数の増加等が必要となる。これら要求は、ファン駆動出力の増加をもたらす。

【０００６】駆動出力Ｗは回転数ＮとトルクＴと次の関係がある。Ｗ∝ＴＮ（１）一方、隔壁で発生する渦電流損Ｑは磁束密度Ｂ、回転数及び隔壁の抵抗率ρとの間に次の関係がある。

【０００７】Ｑ∝Ｂ²Ｎ²／ρ （２）磁束密度ＢとトルクＴとの関係は次のとおりである。

【０００８】Ｔ∝Ｂ² （３）（１）〜（３）式から明らかなように、ファン駆動出力Ｗを増加させるために磁気継手の能力を増加させると、渦電流損Ｑが大きくなるという問題が発生する。

【０００９】この渦電流損Ｑが大きくなると、隔壁は発熱して膨張し、その変形によって比較的少ないクリヤランスで回転している磁気継手に接触するという事故がおこったり、Ｏリングによるシールが損なわれ、内部の危険性のあるガスが漏洩するという事故がおこる可能性があり、このため、ガスレーザ発振装置の性能向上がはばまれていた。

【００１０】また、渦電流損Ｑ、ファン駆動出力Ｗ、及びモータ動力Ｅとの間には次の関係がある。

【００１１】Ｅ＝Ｑ＋Ｗ（４）この渦電流損Ｑの増加はモータ動力Ｅの増加をたらし、大型のモータ設備を設けなければならないという課題を生じていた。

【００１２】本考案は上記の課題を解決しようとするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

（１）本考案のガスレーザ発振装置は、ガスを内蔵するケーシングと、同ケーシングの内部に設けられガスを循環させるファンと、前記ケーシングの外部に設けられファンを駆動するモータとを有し、前記ケーシングに装着された隔壁の内側と外側に設けられた磁気継手によりモータ駆動力がファンに伝達されるガスレーザ装置において、前記隔壁に非導電性材料を用いたことを特徴としている。

【００１４】（２）本考案のガスレーザ発振装置は、上記考案（１）のガスレーザ発振装置において、ケーシングに隔壁を固定するボルトの頭部と前記隔壁の間にスペーサを設けたことを特徴としている。

【００１５】

【作用】

上記考案（１）においては、隔壁は非導電性材料よりなり抵抗率が極めて大きいため、磁気継手により発生し上記隔壁を透過する磁束によって隔壁内に発生する渦電流は極めて小さく、発熱も少ない。そのため、隔壁は熱膨張により変形することがないため、磁気継手の接触やシールの破れを生じることがなく、ガスの漏洩を防止することができる。また、渦電流損が少ないため、モータの小型化も可能となる。

【００１６】上記考案（２）においては、ボルトにより隔壁をケーシングに固定する際に、隔壁とボルトの頭部との間にスペーサを配設するため、隔壁の材料としてせん断に対して比較的弱い非導電性材料を用いた場合にも、隔壁に傷がつき破損することがない。

【００１７】

【実施例】

本考案の第１実施例を図１（ａ）、（ｂ）に示す。図１に示す本実施例は、ガスを内蔵するケーシング１０と、同ケーシング１０の内部１０ａに設けられガスを循環させる図示しないファンと、上記ケーシング１０の外部１０ｂに設けられ上記ファンを駆動する図示しないモータとを有し、ケーシング１０に装着された隔壁３を挟んで設けられた磁気継手２がモータの駆動力をファンに伝達するガスレーザ装置において、上記隔壁３の材料としては非導電性材料のガラス繊維強化型プラスチック（以下ＧＦＲＰという）を用い、上記隔壁３とケーシング１０の間にはＯリング８が設けられ、リング状のスペーサ１１を介してボルト９により締結されている。なお、上記モータに接続された磁気継手２の作用、及び磁気継手２を介して駆動されるファンの作用は従来の装置と同様である。

【００１８】上記において、ＧＦＲＰは抵抗率ρが極めて高く（１．０×１０¹³Ωｍ）、（２）式により明らかなようにファン駆動出力を増加させるために磁束密度Ｂや回転数Ｎを増加させても、渦電流損Ｑは無視できる。

【００１９】このため、ＧＦＲＰによって作られた隔壁３は何ら熱的膨張・変形をおこさず、その結果、磁気継手２の接触及びシールの破れを生ずることがなく、ガスの漏洩を防止することができる。

【００２０】また、（４）式より明らかなようにＱ≒０となりＥ＝Ｗとなるため、モータ設備の小型化が可能となる。

【００２１】上記隔壁３に用いるＧＦＲＰは、金属と異なり引張・圧縮には強いが、せん断には比較的弱いため、ボルト締めの際、ボルト９の頭の下部エッジによって隔壁３に傷がつき、その傷から隔壁３が内圧により一気に破壊する危険性があり、これを防止する目的でスペーサ１１が装着されている。図１（ｂ）はこのリング状スペーサ１１の斜視図である。ＧＦＲＰの中のガラス繊維の方向は、ケーシング内のガス圧力に耐えるため、ケーシング１０外面に平行な方向である。

【００２２】なお、隔壁３に用いる材料としてはＧＦＲＰの他に、窒化珪素系のセラミックス（Ｓｉ₃Ｎ₄）等によっても同様の効果（渦電流損が発生しない）を得ることができる。

【００２３】上記により、隔壁に発生していた渦電流を減少させることがだきるため、隔壁の熱膨張による磁気継手の接触やシールの破損を防ぎ、ガスの漏洩を防止することができ、モータの小型化が可能となった。

【００２４】本考案の第２の実施例を図２（ａ）、（ｂ）に示す。図２（ａ）、（ｂ）に示す本実施例は、上記第１実施例とスペーサ及びケーシングの形状が異なるものであり、本実施例においてはスペーサ１１及びケーシング１０のエッジ部にそれぞれ丸みをつけ、ＧＦＲＰに傷がつかないように工夫されている。また、スペーサ１１は段付構造とし、ボルト９の締結力はＯリング８に伝わるが、内周端部は薄くすることによりＧＦＲＰに伝わらないように配慮している。

【００２５】本実施例の場合には、第１実施例に比べて隔壁が破損する危険性が少ない。

【００２６】

【考案の効果】

本考案のガスレーザ装置は、モータ駆動力をファンに伝達する磁気継手の間に設けられる隔壁を非導電性材料とすることによって、隔壁に発生する渦電流を減少させることができ、隔壁の熱膨張による磁気継手の接触やシールの破損が生じないものとしているため、ガスの漏洩の防止が可能となり、また、渦電流損が減少するため、モータの小型化が可能となる。

【００２７】また、隔壁のケーシングへのボルトによる締付けに際してスペーサを用いることによって、隔壁の破損の防止を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例の説明図で、（ａ）は隔壁
の断面図、（ｂ）はスペーサの斜視図である。

【図２】本考案の第２実施例の説明図で、（ａ）は隔壁
の断面図、（ｂ）はスペーサの斜視図である。

【図３】従来の装置の説明図で、（ａ）は側面（断面）
図、（ｂ）は平面（断面）図である。

【図４】上記従来の装置の作用説明図である。

【符号の説明】

１モータ２磁気継手３隔壁８Ｏリング９ボルト１０ケーシング１０ａ内部１０ｂ外部１１スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者松本隆博広島市西区観音新町四丁目６番22号三菱重工業株式会社広島研究所内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】ガスを内蔵するケーシングと、同ケーシ
ングの内部に設けられガスを循環させるファンと、前記
ケーシングの外部に設けられファンを駆動するモータと
を有し、前記ケーシングに装着された隔壁の内側と外側
に設けられた磁気継手によりモータ駆動力がファンに伝
達されるガスレーザ装置において、前記隔壁に非導電性
材料を用いたことを特徴とするガスレーザ発振装置。
【請求項２】請求項１のガスレーザ発振装置におい
て、ケーシングに隔壁を固定するボルトの頭部と前記隔
壁の間にスペーサを設けたことを特徴とするガスレーザ
発振装置。