JPH09264324A - Feed screw mechanism - Google Patents

Feed screw mechanism

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Publication number
JPH09264324A
JPH09264324A JP8075600A JP7560096A JPH09264324A JP H09264324 A JPH09264324 A JP H09264324A JP 8075600 A JP8075600 A JP 8075600A JP 7560096 A JP7560096 A JP 7560096A JP H09264324 A JPH09264324 A JP H09264324A
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JP
Japan
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nut
screw
feed screw
dust
screw mechanism
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8075600A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Kishino
英朗 岸野
Yuuki Yoshikawa
勇希 吉川
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH09264324A publication Critical patent/JPH09264324A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a feed screw mechanism in which the suction flow rate necessary for the dust proof is reduced to prevent turbulence of the air flow in the vicinity of a device 11, and the dustproof shield of a maximum source of generating dust is performed as the acceleration is increased. SOLUTION: In a feed screw mechanism, scattered metallic powder to be generated by rubbing of metals with each other such as a ball 3 and a nut 2, or oil (or grease) is scattered only from each side of the nut 2, and the effective dust proof can be achieved by sucking the metal powder or oil (grease) by vacuum in the vicinity of each end part of the nut 2. Because only suction is wasteful even if the suction flow rate is abundant, shielding members 5, 6 are fitted with a space therebetween. Dust generated between the ball 3 in the nut 2, a threaded shaft 1 and the nut 2 is spun out in a space between the end in the nut 2, and sucked into a suction port (on the opposite side to the fitting side) provided in the vicinity of the shielding members 5, 6 earlier than being discharged from the clearance between the shielding members 5, 6 and the threaded shaft 1 into a pneumatic piping. The amount of dust to be scattered outside the nut 2 is reduced.

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、発塵を嫌う環境下
で用いられる、1軸以上の送りネジを用いた駆動機構部
を有する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 an apparatus having a drive mechanism section using a uniaxial or more feed screw, which is used in an environment where dust is not desired.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体の微小な回路パターンを
ウェハやガラスプレートに焼き付ける露光装置等におい
ては、露光動作中に塵芥がウェハやガラスプレートに付
着することにより、不良品の生じる可能性が高くなるた
め、細心の注意を払って種々の発塵対策を行っている。
2. Description of the Related Art For example, in an exposure apparatus for printing a minute semiconductor circuit pattern on a wafer or a glass plate, dust is likely to adhere to the wafer or the glass plate during an exposure operation, resulting in a defective product. Therefore, various dust countermeasures are taken with great care.

【0003】このような発塵対策として、外界の塵芥の
侵入を防止するクリーンルーム内に露光装置を設置する
ことや、特殊な衣服、帽子、手袋、マスク等の着用義務
づけて作業者からの発塵を防止することなどが実際行わ
れている。
As measures against such dust generation, it is necessary to install an exposure device in a clean room which prevents dust from entering the outside world, and to wear special clothes, hats, gloves, masks, etc. It is actually being done.

【0004】一方、露光装置はステージ等を駆動する駆
動部を有するが、この駆動部も発塵源となりうる。そこ
で、かかる駆動部から生じた塵芥をウェハ等に到達させ
ないように、駆動部全体を蛇腹式のカバー等で覆うよう
な対策が取られている。
On the other hand, the exposure apparatus has a drive unit for driving the stage and the like, and this drive unit can also serve as a dust source. Therefore, in order to prevent dust generated from the drive unit from reaching the wafer or the like, a measure is taken to cover the entire drive unit with a bellows type cover or the like.

【0005】より具体的に、従来の露光装置を例に取
り、その駆動部における発塵の過程及びその対策を説明
する。ウェハやガラスプレートを支持するステージにお
いて、ボールネジを用いてステージを駆動する直線駆動
機構が一般的に設けられている。図1aは、このような
ボールネジの上面図であり、図1bは、ボールネジの一
部断面斜視図であり、図1cは、ボールネジの循環ボー
ル付近の軸線方向断面拡大図である。
More specifically, taking the conventional exposure apparatus as an example, the process of dust generation in the drive unit and its countermeasure will be described. In a stage that supports a wafer or a glass plate, a linear drive mechanism that drives the stage using a ball screw is generally provided. FIG. 1a is a top view of such a ball screw, FIG. 1b is a partial cross-sectional perspective view of the ball screw, and FIG. 1c is an enlarged axial cross-sectional view of the ball screw near the circulating ball.

【0006】ボールネジは従来から良く知られているよ
うに、雄ネジを形成したネジ軸1の周囲に、内周に雌ネ
ジを有する円筒状のナット2を設け、両ネジ間に形成さ
れたネジ溝に複数のボール3を配置したものであり、ネ
ジ軸1を回転すれば、それに応じてナット2が直線運動
をするものである。図1bに示されているように、ナッ
ト2にはリターンチューブ4が設けられ、そこを通して
ボール3が循環されるようになっている。すなわち、ネ
ジ軸1の回転にともなってその周りを転動したボール3
は、リターンチューブによって元の位置に戻されるた
め、ネジ軸1に沿う限り、ナット2はどこまでも直線運
動をすることができる。
As is well known in the art, a ball screw has a cylindrical nut 2 having a female screw on its inner circumference, provided around a screw shaft 1 formed with a male screw, and a screw formed between both screws. A plurality of balls 3 are arranged in the groove, and when the screw shaft 1 is rotated, the nut 2 linearly moves according to the rotation. As shown in FIG. 1b, the nut 2 is provided with a return tube 4 through which the balls 3 are circulated. That is, the ball 3 that rolls around the screw shaft 1 as it rotates
Is returned to its original position by the return tube, so that the nut 2 can make a linear motion indefinitely as long as it is along the screw shaft 1.

【0007】ところで、ネジ1軸に対するナット2のす
き間(ガタ)を防止し剛性をあげるため一定の予圧を付
加することが一般的に行われているが、それによりボー
ル3はナット側、ネジ軸側でそれぞれ2箇所、計4箇所
の接触部1a、2aに当接することとなる。かかる予圧
は、ボールの径をミクロン単位で調整することにより行
うことができる。
By the way, in order to prevent a clearance (play) of the nut 2 with respect to the screw 1 shaft and to increase the rigidity, a constant preload is applied, whereby the ball 3 is placed on the nut side and the screw shaft. The contact portions 1a and 2a are in contact with the contact portions 1a and 2a at two locations on each side. Such preload can be performed by adjusting the diameter of the ball in units of microns.

【0008】しかし、ネジ軸1に予圧を与えるというこ
とにより、以下に述べるような問題が生じる。例えば図
1cのボールネジを例にして考えると、ネジ軸1とナッ
ト2との間に設けられているボール3(鋼球)との間に
は、予圧によって常に力が加わり、ネジ軸1及びナット
2の溝部分は、ボール3との接触部1a、2a(接触
点)においてわずかな弾性変形が生じていることとな
る。
However, the preload applied to the screw shaft 1 causes the following problems. For example, considering the ball screw of FIG. 1c as an example, a force is always applied between the screw shaft 1 and the ball 3 (steel ball) provided between the nut 2 and the screw shaft 1 by the preload, and the screw shaft 1 and the nut 2 The groove portion 2 has slight elastic deformation at the contact portions 1a and 2a (contact points) with the ball 3.

【0009】このような状況下にある送りネジを、任意
の加速度を与え、送りネジのナット2に固定された可動
部を移動させようとすると、加速度に比例して、ナット
2内部のボール3と、ネジ軸1及びナット2の間に転動
摩擦が生じる。この転動摩擦が大きいと、ボール3とネ
ジ軸1及びナット2との間にすべりが発生することにな
る。このすべりにより金属同士がこすれ発塵が起こると
考えられる。
When the feed screw under such a condition is given an arbitrary acceleration to move the movable portion fixed to the nut 2 of the feed screw, the ball 3 inside the nut 2 is proportional to the acceleration. Then, rolling friction occurs between the screw shaft 1 and the nut 2. If this rolling friction is large, slippage occurs between the ball 3 and the screw shaft 1 and the nut 2. It is considered that the sliding causes the metals to rub against each other to generate dust.

【0010】従って、従来はネジ部全体を例えば、ナッ
トの移動にともなって伸縮する蛇腹式のカバーで覆い、
かつカバーのナット付近を吸引することによりゴミの飛
散を防ぐというような対策を行っていた。
Therefore, conventionally, the entire threaded portion is covered with, for example, a bellows type cover which expands and contracts as the nut moves.
In addition, measures were taken to prevent dust from scattering by sucking in the vicinity of the nut on the cover.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
送りネジを用いた直線駆動機構において、年々可動部に
対する高速移動かつ高速位置合わせ(急停止)の要求が
過酷になってきている。かかる送りネジは予圧されてい
るので、高速移動等されることにより更に発塵量は増大
してしまい、従来のネジ部全体をカバーする対策では有
効に発塵を防止できなくなってきたという実情がある。
これはネジ部全体をカバーするといっても、ネジ軸に対
しナットが移動するため完全には発塵源をシールドでき
ないためである。
By the way, in such a linear drive mechanism using a feed screw, the demand for high-speed movement and high-speed alignment (abrupt stop) of the movable portion is becoming severer year by year. Since such a feed screw is preloaded, the amount of dust generated further increases when it is moved at high speed, etc., and it is not possible to effectively prevent dust generation with conventional measures that cover the entire screw portion. is there.
This is because even if it covers the entire screw part, the nut moves with respect to the screw shaft, so that the dust source cannot be completely shielded.

【0012】更に、従来の蛇腹式の発塵対策用カバー
は、カバー自体が伸縮を繰り返すことにより自ら発塵源
となりうるため、かかる送りネジの高速化に対してはあ
まり有効な対策と言い難い。また、吸引量は必要最小限
度でないと装置周辺の空気の流れを乱し、ひいては装置
周辺から全てのゴミを収集してしまうことになりかねな
い。
Further, the conventional bellows type dust-collecting cover can itself become a dust-generating source by repeating expansion and contraction of the cover itself, so it cannot be said that it is a very effective measure against the speeding up of the feed screw. . Further, if the suction amount is not the minimum necessary amount, the air flow around the device may be disturbed, and eventually all the dust may be collected from around the device.

【0013】従って、本願発明は、防塵に必要な吸引流
量をできるだけ少なくして装置周辺の空気の流れを乱さ
ないようにし、かつ加速度の増加に伴う最大の発塵源を
防塵的にシールドした送りネジ機構を提供することを目
的とする。
Therefore, according to the present invention, the suction flow rate required for dust prevention is reduced as much as possible so as not to disturb the air flow around the apparatus, and the maximum dust source associated with the increase in acceleration is shielded against dust. It is intended to provide a screw mechanism.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本願発明の送りネジ機構は、外周に雄ネジが形成された
軸と、前記軸に挿通される孔を有し、前記雄ネジに対向
して前記孔の内周に雌ネジを形成したナットと、前記雄
ネジと前記雌ネジとの間に形成されたネジ溝空間内に転
動自在に配置された複数のボールと、前記ナットの孔の
入口に設けられ、前記ネジ軸空間をシールドするシール
ド部材とよりなり、前記ナットは、前記ネジ溝空間内の
空気を吸引するために、外部吸引手段に連結自在の吸引
開口を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object,
The feed screw mechanism of the present invention has a shaft having a male screw formed on the outer periphery thereof, a nut having a hole inserted into the shaft, and a nut having a female screw formed on the inner periphery of the hole so as to face the male screw. A plurality of balls rollably arranged in a thread groove space formed between the male screw and the female screw, and a shield provided at the entrance of the hole of the nut for shielding the screw shaft space The nut has a suction opening that is connectable to an external suction means for sucking air in the thread groove space.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本願発明においては特に、加速度
の増加に伴い発塵量が増加すること、及びナット内部の
ボールとネジ軸及びナットとの転動摩擦が発生するとい
う2点に着目する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, attention is paid particularly to the two points that the amount of dust generation increases with an increase in acceleration and that rolling friction occurs between the ball inside the nut and the screw shaft and the nut.

【0016】加速度の増加に伴い発塵量が増加すること
を以下に説明する。送りネジを用いた直線駆動機構にお
いて、駆動指令に対してネジ軸の追従をよくするため、
送りネジに予圧をかけているが、そのため当接面にわず
かながら弾性変形が生じている。かかる場合、送りネジ
が停止状態から突然回転を開始すると、ナット内部のボ
ールとネジ軸、ナットの間には転動摩擦が発生する。こ
の転動摩擦により、金属同士のこすれが生ずる。
It will be described below that the amount of dust generated increases with an increase in acceleration. In a linear drive mechanism that uses a feed screw, in order to improve the tracking of the screw shaft with respect to the drive command,
Although the feed screw is preloaded, the contact surface is slightly elastically deformed. In such a case, when the feed screw suddenly starts rotating from the stopped state, rolling friction occurs between the ball inside the nut, the screw shaft, and the nut. This rolling friction causes rubbing between the metals.

【0017】このようなこすれにより飛散する金属粉、
あるいはオイル(またはグリス)等は、ナットの両側か
ら外部へ飛散するので、ナットの両端部付近で吸引する
ことにより、有効に防塵を達成することができる。但
し、ただ吸引するだけでは吸引流量がいくらあっても無
駄であるので、閉ざされた空間を形成すべくシールド部
材を取り付ける。このシールド部材はナット内部に配置
し、ネジ軸外径とのクリアランスをネジ軸との干渉が起
こらない範囲でできるだけ小さくすると好ましい。ま
た、ネジ軸のネジ溝部も当然おおう方が有効であること
は言うまでもない。このシールド部材のネジ軸とのクリ
アランスを小さくとる部分の長さは、1リード分よりも
長いものとすれば好ましい。
Metal powder scattered by such rubbing,
Alternatively, oil (or grease) or the like scatters from both sides of the nut to the outside, so dust can be effectively achieved by suctioning near both ends of the nut. However, even if only suction is performed, no matter how much the suction flow rate is, it is useless, so a shield member is attached to form a closed space. It is preferable that this shield member is arranged inside the nut and the clearance with the outer diameter of the screw shaft is made as small as possible within the range where interference with the screw shaft does not occur. Needless to say, it is more effective to cover the thread groove portion of the screw shaft. It is preferable that the length of the portion of the shield member that has a small clearance with the screw shaft is longer than one lead.

【0018】上記のような構成であるので、ナット内部
のボールとネジ軸及びナットとの間で発生した塵芥は、
一旦ナット内部両端の空間にはじき出され、シールド部
材とネジ軸とのすき間から出ていくよりも早くシールド
部材付近に設けられた吸引口(取付側とその反対側)に
より空圧配管内へ吸い出される。これにより、ナット外
部へ飛散する発塵量は減ることになる。
With the above-mentioned structure, the dust generated between the ball inside the nut, the screw shaft and the nut is
Once it is repelled into the space at both ends inside the nut, it is sucked into the pneumatic piping through the suction port (mounting side and the opposite side) provided near the shield member faster than it is ejected from the gap between the shield member and the screw shaft. Be done. As a result, the amount of dust generated outside the nut is reduced.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本願発明の実施例を図面を参照して詳
細に説明する。図2aは、本願発明による送りネジ機構
の正面図であり、図2bは、図2aの送りネジ機構をII
A-IIA線で切断して矢印方向に見た図であり、図2c
は、図2aの送りネジ機構をIIB-IIB線で切断して矢印
方向に見た図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. 2a is a front view of a lead screw mechanism according to the present invention, and FIG. 2b is a front view of the lead screw mechanism of FIG. 2a.
FIG. 2c is a view taken along line A-IIA and viewed in the direction of the arrow.
[Fig. 2] is a view of the lead screw mechanism of Fig. 2a taken along line IIB-IIB and viewed in the direction of the arrow.

【0020】図において、ナット2は、フランジ部2a
と円筒部2bを連結してなり、その中央を軸線方向に貫
通する孔2cを有する。孔2cの内方には、雌ネジ2d
が形成されている。孔2c内には雄ネジ1aを形成した
ネジ軸1が挿通されており、雄ネジ1aと雌ネジ2dと
の間にネジ溝空間が形成されるようになっている。
In the figure, the nut 2 has a flange portion 2a.
And a cylindrical portion 2b are connected to each other, and has a hole 2c penetrating the center thereof in the axial direction. A female screw 2d is provided inside the hole 2c.
Are formed. A screw shaft 1 having a male screw 1a is inserted into the hole 2c, and a screw groove space is formed between the male screw 1a and the female screw 2d.

【0021】ナット2の孔2cの両端近傍に、円板状の
樹脂製シールド部材5、6がそれぞれ設けられている。
円筒部2b側のシールド部材6は、3本のネジ7により
円筒部2bに取り付けられている。一方、フランジ部2
a側のシールド部材5は、例えば圧入によりフランジ2
aに取り付けられているが、もちろん他の取付手段を用
いて取り付けることもできる。
Disc-shaped resin shield members 5 and 6 are provided near both ends of the hole 2c of the nut 2, respectively.
The shield member 6 on the cylindrical portion 2b side is attached to the cylindrical portion 2b with three screws 7. On the other hand, the flange portion 2
The shield member 5 on the a side is, for example, press-fitted to the flange 2
Although it is attached to a, it can of course be attached using other attachment means.

【0022】シールド部材5、6は、中央に開口5a、
6aを有している。この開口5a、6aの内径は、ネジ
軸1の雄ネジ1aの外径よりほんのわずか大きいため、
シールド部材5、6とネジ軸1との間には、微少スキマ
が形成される。このスキマが大きいと塵芥の外部への飛
散が多く、スキマがないと接触してこの部分より発塵す
るからである。なお、シールド部材5、6は、開口5
a、6aの近傍に肉厚の近接部5b、6bを有し、近接
部5b、6bの軸線方向長さは、ネジ軸1の雄ネジ1a
のリード長より長くして、防塵効果を高めている。
The shield members 5 and 6 have openings 5a,
6a. Since the inner diameters of the openings 5a and 6a are slightly larger than the outer diameter of the male screw 1a of the screw shaft 1,
A minute gap is formed between the shield members 5 and 6 and the screw shaft 1. This is because if this gap is large, the dust will be scattered to the outside, and if there is no gap, the dust will come into contact and generate dust from this part. The shield members 5 and 6 have openings 5
a and 6a have thick proximity portions 5b and 6b, and the lengths of the proximity portions 5b and 6b in the axial direction are the male screw 1a of the screw shaft 1.
Longer than the lead length to improve the dustproof effect.

【0023】フランジ部2aと円筒部2bにおいて、各
シールド部材5、6近傍の孔2cから半径方向外方に延
在する吸引開口である通路2e、2fが形成されてい
る。通路2e、2fの外方端において、継手8、9が螺
合取付されている。
In the flange portion 2a and the cylindrical portion 2b, passages 2e and 2f which are suction openings extending radially outward from the holes 2c near the shield members 5 and 6 are formed. Joints 8 and 9 are screwed and attached at the outer ends of the passages 2e and 2f.

【0024】ネジ軸1とナット2との間に複数のボール
3が配置され、ネジ溝内を転動自在となっている。な
お、ボール循環のためリターンチューブ4が設けられて
いるのは、従来のものと同様である。
A plurality of balls 3 are arranged between the screw shaft 1 and the nut 2 so that they can roll in the screw groove. The return tube 4 is provided for ball circulation as in the conventional case.

【0025】図3は、本願発明による送りネジ機構を用
いたX−Yステージの概略構成図である。図3におい
て、ベース100の上にY方向の駆動を担当するYステ
ージ200が載置され、更にYステージ200の上にX
方向の駆動を担当するXステージ300が載置されてい
る。両ステージを駆動すべく、同じ構造の送りネジ機構
がそれぞれ設けられている。
FIG. 3 is a schematic diagram of an XY stage using the feed screw mechanism according to the present invention. In FIG. 3, a Y stage 200 that is in charge of driving in the Y direction is placed on the base 100, and an X stage is further mounted on the Y stage 200.
An X stage 300 that is in charge of driving in the direction is mounted. Feed screw mechanisms having the same structure are provided to drive both stages.

【0026】ベース100に固定されたポスト201に
はステップモータ202が取り付けられ、ステップモー
タ202の回転軸(不図示)はネジ軸1に連結されてい
る。このネジ軸1に螺合するナット2はYステージ20
0に固定されている。なお、ステップモータ202は不
図示の制御回路の信号により、精密に回転する。
A step motor 202 is attached to a post 201 fixed to the base 100, and a rotation shaft (not shown) of the step motor 202 is connected to the screw shaft 1. The nut 2 screwed onto the screw shaft 1 is used for the Y stage 20.
It is fixed to 0. The step motor 202 rotates precisely according to a signal from a control circuit (not shown).

【0027】一方、Yステージ200に固定されたポス
ト301にはステップモータ302が取り付けられ、ス
テップモータ302の回転軸(不図示)はネジ軸1に連
結されている。このネジ軸1に螺合するナット2はXス
テージ300に固定されている。なお、ステップモータ
302も不図示の制御回路の信号により、精密に回転す
る。
On the other hand, a step motor 302 is attached to the post 301 fixed to the Y stage 200, and a rotation shaft (not shown) of the step motor 302 is connected to the screw shaft 1. The nut 2 screwed onto the screw shaft 1 is fixed to the X stage 300. The step motor 302 also rotates precisely according to a signal from a control circuit (not shown).

【0028】バキュームによる吸引用の空圧配管AL
は、工場側の空気圧制御部400より延在し、一旦主空
圧中継部500により中継される。他の空気機器の作動
に影響を与えないよう、かつ効率良く吸引作用を達成す
るために、空圧配管ALは独立して空圧制御部400に
接続されることが好ましい。ここで、空圧配管ALは2
本に分岐して、その内の1本AL1はYステージ側の流
量コントローラ501を通過し、副空圧中継部601ま
で延在する。更に、副空圧中継部601において空圧配
管は2つに分配され、そのうち1本AL11はナット2
に取り付けられた継手8(図1c)に、他の1本AL1
2はナット2に取り付けられた継手9へと接続されてい
る。これによって、同一流量によりそれぞれナット2の
両端を吸引することができる。
Pneumatic piping AL for vacuum suction
Extends from the pneumatic control unit 400 on the factory side and is once relayed by the main pneumatic relay unit 500. It is preferable that the pneumatic pipe AL is independently connected to the pneumatic control unit 400 so as not to affect the operation of other pneumatic equipment and efficiently achieve the suction action. Here, the pneumatic piping AL is 2
One of the branches AL1 passes through the flow controller 501 on the Y stage side and extends to the sub air pressure relay unit 601. Further, in the sub-pneumatic relay section 601, the pneumatic piping is divided into two, one of which AL11 is the nut 2
To the fitting 8 (Fig. 1c) attached to the other one AL1
2 is connected to a joint 9 attached to the nut 2. As a result, both ends of the nut 2 can be sucked with the same flow rate.

【0029】一方、主空圧中継部500内で分岐した空
圧配管ALのうち、他の1本AL2はXステージ側の流
量コントローラ502を通過し、副空圧中継部602ま
で延在する。更に、副空圧中継部602において空圧配
管は2つに分配され、そのうち1本AL21はナット2
に取り付けられた継手8(図1c)に、他の1本AL2
2はナット2に取り付けられた継手9へと接続されてい
る。
On the other hand, of the pneumatic pipes AL branched in the main pneumatic relay section 500, the other one AL2 passes through the flow controller 502 on the X stage side and extends to the sub pneumatic relay section 602. Further, in the sub-pneumatic relay section 602, the pneumatic piping is divided into two, one of which is AL21 and the nut is two.
To the fitting 8 (Fig. 1c) attached to the other one AL2
2 is connected to a joint 9 attached to the nut 2.

【0030】主空圧中継部500には、検出手段である
加速度情報検出装置503が設けられている。加速度情
報検出装置503は、ステップモータ202、302の
入力信号を検出し、それに基づきX,Yステージにそれ
ぞれ如何なる加速度が働いたかを検出し、それを電気信
号に変換して、制御手段である流量コントローラ50
1、502に送信する機能を有する。
The main air pressure relay section 500 is provided with an acceleration information detecting device 503 which is a detecting means. The acceleration information detecting device 503 detects the input signals of the step motors 202 and 302, detects which acceleration acts on the X and Y stages based on the input signals, converts the accelerations into an electric signal, and controls the flow rate as a control means. Controller 50
It has a function of transmitting to the 1 and 502.

【0031】次に、本実施例の送りネジ機構の動作につ
いて説明する。図3において、空圧配管AL内は工場側
の空圧制御部400により常に所定の負圧が生じている
ものとする。また、送りネジ機構が動作していないとき
は、流量コントローラ501、502は空圧配管AL
1、AL2を全閉状態に維持する。送りネジ機構が動作
しないときは発塵はほとんど生じないためであり、また
それにより空圧制御部400の負担を軽減することがで
きる。ここで、不図示の制御回路よりステップモータ2
02もしくは302に、回転指令が生じたものとする。
Next, the operation of the feed screw mechanism of this embodiment will be described. In FIG. 3, it is assumed that a predetermined negative pressure is constantly generated in the pneumatic piping AL by the pneumatic control unit 400 on the factory side. Further, when the feed screw mechanism is not operating, the flow rate controllers 501 and 502 are the pneumatic piping AL.
1. Keep AL2 fully closed. This is because dust is hardly generated when the feed screw mechanism does not operate, and thereby the load on the pneumatic control unit 400 can be reduced. Here, the step motor 2 is controlled by a control circuit (not shown).
It is assumed that the rotation command is generated in 02 or 302.

【0032】ステップモータ202もしくは302が回
転することにより、ネジ軸1が停止状態から急激に回転
を開始し、上述したようにボール3とネジ軸1、ナット
2の間に生じた金属同士のこすれ(すべり)により、剥
離した金属粉、あるいはオイル(またはグリス)等は、
雄ネジ1aと雌ネジ2dとの間に形成されたネジ溝空間
を通って、ナット2の両側から外部へ飛散しようとす
る。
When the step motor 202 or 302 rotates, the screw shaft 1 rapidly starts to rotate from the stopped state, and as described above, the metal scraped between the ball 3 and the screw shaft 1 and the nut 2 rubs against each other. The metal powder or oil (or grease) that has been peeled off due to (slip)
An attempt is made to scatter from both sides of the nut 2 through the thread groove space formed between the male screw 1a and the female screw 2d.

【0033】一方、加速度情報検出装置503は、ステ
ップモータ202、302の入力信号を検出し、それに
基づきX,Yステージにそれぞれ如何なる加速度が働い
たかを検出し、それを電気信号に変換して流量コントロ
ーラ501、502に送信する。
On the other hand, the acceleration information detecting device 503 detects the input signals of the step motors 202 and 302, detects what kind of acceleration is applied to the X and Y stages based on the input signals, converts the accelerations into an electric signal, and then the flow rate. It is transmitted to the controllers 501 and 502.

【0034】流量コントローラ501、502は、加速
度情報検出装置503からの電気信号に応じて、所定流
量の空気が通過できるよう空圧配管AL1、AL2の流
量調整弁を開けていく。それにより、副空圧中継部60
1、602及び空圧配管AL11、AL12、AL2
1、AL22を介してナット2の孔2c(図1c)内の
空気が吸引される。それにより、発塵した金属紛等を、
ネジ軸1とシールド部材5、6との微少スキマよりナッ
ト2の外方に飛散する直前で捕獲することができる。
The flow rate controllers 501 and 502 open the flow rate adjusting valves of the pneumatic pipes AL1 and AL2 in accordance with the electric signal from the acceleration information detecting device 503 so that the air having a predetermined flow rate can pass therethrough. As a result, the sub air pressure relay unit 60
1, 602 and pneumatic piping AL11, AL12, AL2
1, the air in the hole 2c (FIG. 1c) of the nut 2 is sucked through the AL 22. As a result, the dusty metal powder,
It can be captured just before it is scattered to the outside of the nut 2 due to a slight clearance between the screw shaft 1 and the shield members 5 and 6.

【0035】流量コントローラ501、502によっ
て、吸引空気の流量が調整されるのは、吸引流量が少な
すぎると塵芥捕捉の効果が薄れ、一方吸引流量が多すぎ
ると、工場内から全てのゴミをX、Yステージに収集さ
せてしまう恐れがあり、また他の空圧機器(例えば吸着
搬送器)も駆動する空圧制御部400の負担を軽減する
為でもある。
The flow rate controllers 501 and 502 adjust the flow rate of the suctioned air. If the suction flow rate is too low, the dust trapping effect is weakened. On the other hand, if the suction flow rate is too high, all the dust from the factory is removed. , And the Y stage may be collected, and the load on the pneumatic control unit 400 that drives other pneumatic equipment (for example, a suction carrier) is also reduced.

【0036】また、一般的に加速度が大きければ大きい
ほど発塵量も増大すると考えられることから、流量コン
トローラ501、502によって調整される流量は、一
定範囲内で、検出された加速度に比例して増減させるこ
とにより、たとえ送りネジが高速で駆動されても効率よ
く塵芥の捕捉が可能となり、一方工場側の空圧制御部4
00の負担を更に軽減することができる。
Further, it is generally considered that the larger the acceleration is, the larger the amount of dust generation is. Therefore, the flow rate adjusted by the flow rate controllers 501 and 502 is proportional to the detected acceleration within a certain range. By increasing or decreasing the amount, dust can be captured efficiently even if the feed screw is driven at high speed, while the pneumatic control unit 4 on the factory side
The burden of 00 can be further reduced.

【0037】シールド部材については、メンテナンスを
考慮して従来よりネジメーカーで出されているようなラ
ビリンスシールのような形状ではなく、特にフランジと
反対側は図2に表わすような形状で取り外し可能なもの
の方が良い。
In consideration of maintenance, the shield member is not shaped like the labyrinth seal conventionally used by screw manufacturers, but the side opposite to the flange is removable as shown in FIG. Things are better.

【0038】本実施例においては、ステップモータへの
駆動指令に基づき駆動加速度を検出する構成となってい
るが、ステージに加速度ピックアップ等を取り付けるこ
とにより実際の加速度を検出する構成とすることもでき
る。更に、本実施例においては露光装置用X−Yステー
ジに適用した例を示したが、本願発明の送りネジ機構は
これに限られず、発塵を嫌う環境下で使用される機械で
あれば適用が可能である。
In this embodiment, the driving acceleration is detected based on the driving command to the step motor, but the actual acceleration can be detected by mounting an acceleration pickup or the like on the stage. . Furthermore, in the present embodiment, an example in which the present invention is applied to an XY stage for an exposure apparatus is shown, but the feed screw mechanism of the present invention is not limited to this, and it can be applied to any machine used in an environment where dust is disliked. Is possible.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の如く、本願発明の送りネジ機構
は、発塵源であるナット部をシールドかつ吸引すること
により、極度にクリーン度が必要とされる環境での使用
に充分耐えることができ、また吸引流量を調整すること
で、送りネジの高速駆動化にも充分対応することができ
る。
As described above, the feed screw mechanism of the present invention can sufficiently withstand use in an environment where extremely high cleanliness is required by shielding and sucking the nut portion which is a dust source. Moreover, by adjusting the suction flow rate, it is possible to sufficiently cope with high-speed driving of the feed screw.

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

【図1】(a)従来のボールネジの上面図。 (b)従来のボールネジの一部断面斜視図。 (c)従来のボールネジの循環ボール付近の軸線方向断
面拡大図。
FIG. 1A is a top view of a conventional ball screw. (B) A partial sectional perspective view of a conventional ball screw. (C) An enlarged sectional view in the axial direction near a circulating ball of a conventional ball screw.

【図2】(a)本願発明による送りネジ機構の正面図。 (b)図2aの送りネジ機構をIIA-IIA線で切断して矢
印方向に見た図。 (c)図2aの送りネジ機構をIIB-IIB線で切断して矢
印方向に見た図。
FIG. 2A is a front view of a feed screw mechanism according to the present invention. (B) A view of the feed screw mechanism of FIG. 2a taken along line IIA-IIA and viewed in the direction of the arrow. (C) A view of the lead screw mechanism of FIG. 2a taken along line IIB-IIB and viewed in the direction of the arrow.

【図3】本願発明による送りネジ機構を用いたX−Yス
テージの概略構成図。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an XY stage using a feed screw mechanism according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 送りネジのネジ軸 2 送りネジのナット 3 ナット内循環ボール 4 リターンチューブ 5、6 シールド部材 7 ネジ 8、9 継手 100 ベース 200 Yステージ 300 Xステージ 400 空圧制御部 500 空圧中継部 1 Screw axis of feed screw 2 Nut of feed screw 3 Circulation ball in nut 4 Return tube 5, 6 Shield member 7 Screw 8, 9 Joint 100 Base 200 Y stage 300 X stage 400 Pneumatic control unit 500 Pneumatic relay unit

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外周に雄ネジが形成された軸と、 前記軸に挿通される孔を有し、前記雄ネジに対向して前
記孔の内周に雌ネジを形成したナットと、 前記雄ネジと前記雌ネジとの間に形成されたネジ溝空間
内に転動自在に配置された複数のボールと、 前記ナットの孔の入口に設けられ、前記ネジ軸空間をシ
ールドするシールド部材とよりなり、 前記ナットは、前記ネジ溝空間内の空気を吸引するため
に、外部吸引手段に連結自在の吸引開口を有することを
特徴とする送りネジ機構。
1. A nut having a male screw formed on the outer periphery thereof, a nut having a hole inserted through the shaft, and a female screw formed on the inner periphery of the hole facing the male screw, A plurality of balls rotatably arranged in a screw groove space formed between the screw and the female screw, and a shield member that is provided at the entrance of the hole of the nut and shields the screw shaft space. The feed screw mechanism, wherein the nut has a suction opening that can be connected to an external suction means in order to suck air in the thread groove space.
【請求項2】 請求項1記載の送りネジ機構において、
前記ナットは、前記ボールを循環させる循環通路を有す
ることを特徴とする送りネジ機構。
2. The feed screw mechanism according to claim 1,
The feed screw mechanism, wherein the nut has a circulation passage for circulating the balls.
【請求項3】 請求項1記載の送りネジ機構において、
前記シールド部材の軸線方向長さは、前記軸の雄ネジの
リード長より長いことを特徴とする送りネジ機構。
3. The feed screw mechanism according to claim 1,
The feed screw mechanism, wherein the axial length of the shield member is longer than the lead length of the male screw of the shaft.
【請求項4】 請求項1記載の送りネジ機構において、
更に前記ナットの加速度に関する情報を検出する検出手
段と、前記検出手段が検出した加速度に関する情報に基
づき、前記吸引される空気の流量を制御する制御手段が
設けられたことを特徴とする送りネジ機構。
4. The feed screw mechanism according to claim 1,
Further, the feed screw mechanism is provided with a detection means for detecting information on the acceleration of the nut and a control means for controlling the flow rate of the sucked air based on the information on the acceleration detected by the detection means. .
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