JPH11178368A - Actuator, motor and aligner - Google Patents

Actuator, motor and aligner

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JPH11178368A
JPH11178368A JP9337524A JP33752497A JPH11178368A JP H11178368 A JPH11178368 A JP H11178368A JP 9337524 A JP9337524 A JP 9337524A JP 33752497 A JP33752497 A JP 33752497A JP H11178368 A JPH11178368 A JP H11178368A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
movable
magnetostrictive element
coil
movable portion
displaced
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9337524A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Tanaka
慶一 田中
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Publication of JPH11178368A publication Critical patent/JPH11178368A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an actuator capable of obtaining high power density. SOLUTION: A unidirectional movable part 58B having a magnetic distortion element 67 shifted in one direction by a magnetic field generated by a wound coil 69, and the other direction movable part 59B having a magnetic distortion element 76 shifted in the direction of a prescribed angle with respect to one direction by the magnetic field generated by a wound coil 78, are connected. When the end part of the unidirectional movable part 58B having the coil 69 and the magnetic distortion element 67 is fixed, the shift direction of the other direction movable part 59B having the coil 78 and the magnetic distortion element 76 shifts, in accordance with the shift of the unidirectional movable part 58B. When a moving object 55' is connected to the end part of the other direction movable part 59B, the moving object 55' can be shifted speedily and securely to a desired coordinate in a prescribed plane, according to the shift of the unidirectional movable part 58B and the other direction movable part 59B.

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、制御対象を直線上
もしくは平面上で移動させるアクチュエータおよびモー
タと、該モータを用いた露光装置に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an actuator and a motor for moving a control object on a straight line or a plane, and an exposure apparatus using the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】制御対象を直線上もしくは平面上で移動
させたり、目標位置に位置決めさせる装置として、従来
は回転型モータと回転運動を直線運動に変換する変換機
構とを有するものが用いられている。これに対し、運動
の変換機構がなく構成部品が少ないことから信頼性や精
度の面で優れるリニアモータもしくはこれを2軸平面に
展開した平面型モータが将来的に有望であると考えられ
ている。リニアモータを2軸平面に展開した平面型モー
タとしては、いわゆるリニアパルスモータを2軸分結合
させた構造のものが主流となっている。ここで、1軸の
リニアパルスモータを例にとり説明する。リニアパルス
モータは、電機子コイルに供給されるパルス電流により
可動子を固定子に対してステップ状に歩進動作させるも
のであり、その磁気回路構成を図16に示す。図16に
おいて、板状の磁性体によって固定子21が構成されて
いる。固定子21の上面には、凹凸状の歯部21aが長
手方向(図中左右方向)に沿って等間隔に形成されてい
る。この固定子21の上面に所定の空隙を介して、可動
子21’が図示せぬ支持機構によって固定子21の長手
方向へ移動自在に支持された状態で載置されている。可
動子21’は、コ字状のA相鉄心22及びB相鉄心24
と、A相鉄心22の+A相磁極22a及び−A相磁極2
2bに各々巻かれた電機子コイル25と、B相鉄心24
の+B相磁極24a及び−B相磁極24bに各々巻かれ
た電機子コイル26と、A相鉄心22とB相鉄心24と
の間に取り付けられた永久磁石23とから構成されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a device having a rotary motor and a conversion mechanism for converting a rotary motion into a linear motion has been used as a device for moving a control object on a straight line or a plane and positioning it at a target position. I have. On the other hand, a linear motor which is excellent in reliability and accuracy because there is no motion conversion mechanism and has few components is considered to be promising in the future. . As a planar motor in which a linear motor is developed on a two-axis plane, a so-called linear pulse motor having a structure in which two linear motors are coupled is mainly used. Here, a one-axis linear pulse motor will be described as an example. The linear pulse motor moves the mover stepwise relative to the stator by a pulse current supplied to an armature coil, and the magnetic circuit configuration is shown in FIG. In FIG. 16, the stator 21 is formed of a plate-shaped magnetic body. On the upper surface of the stator 21, uneven tooth portions 21 a are formed at regular intervals along the longitudinal direction (the left-right direction in the figure). The movable element 21 ′ is placed on the upper surface of the stator 21 via a predetermined gap while being supported by a support mechanism (not shown) so as to be movable in the longitudinal direction of the stator 21. The mover 21 ′ includes a U-shaped A-phase iron core 22 and a B-phase iron core 24.
+ A phase magnetic pole 22a and -A phase magnetic pole 2 of A phase iron core 22
2b and the B-phase core 24
The armature coil 26 is wound around the + B phase magnetic pole 24a and the −B phase magnetic pole 24b, respectively, and the permanent magnet 23 attached between the A phase core 22 and the B phase core 24.

【0003】そして、磁極22aの下面には、固定子2
1の歯部21aのピッチPと同一ピッチの極歯32aが
2個形成されており、磁極22b、24a、24bの各
下面にも同様に極歯32b、34a、34bが各々形成
されている。また、これら極歯32b、34a、34b
は極歯32aに対して極歯34a、32b、34bの順
にP/4ずつずらされて配置されており、極歯32a、
32b、34a、34bの各下面と歯部21aの上面と
の間には、所定の空隙Gが各々形成されている。そし
て、電機子コイル25、26に所定のパルス電流を順次
供給することにより、電機子コイル25、26が発生す
る磁束と永久磁石23が発生する磁束とが、各磁極22
a、22b、24a、24bにおいて順次加減され、固
定子21に対する可動子21’の磁気的安定位置を順次
移動させることにより、可動子21’が固定子21上を
長手方向に移動する。
The stator 2 is provided on the lower surface of the magnetic pole 22a.
Two pole teeth 32a having the same pitch as the pitch P of one tooth portion 21a are formed, and pole teeth 32b, 34a, and 34b are similarly formed on respective lower surfaces of the magnetic poles 22b, 24a, and 24b. In addition, these pole teeth 32b, 34a, 34b
Are arranged so as to be shifted by P / 4 from the pole teeth 32a in the order of the pole teeth 34a, 32b, and 34b.
A predetermined gap G is formed between each lower surface of 32b, 34a, 34b and the upper surface of the tooth portion 21a. By sequentially supplying a predetermined pulse current to the armature coils 25 and 26, the magnetic flux generated by the armature coils 25 and 26 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23
a, 22b, 24a, and 24b are sequentially adjusted and the magnetically stable position of the mover 21 'with respect to the stator 21 is sequentially moved, whereby the mover 21' moves on the stator 21 in the longitudinal direction.

【0004】ここで、電機子コイル25、26に常時電
流を供給する2相励磁バイポーラ駆動方式によって可動
子22が固定子21上を移動する動作を図17を用いて
説明する。図17(a)〜(d)は、図16に示したリ
ニアパルスモータと同一の構造であり、電機子コイル2
5、26に流す電流を制御することにより可動子21’
が図中右方向に移動する様子を示している。
Here, the operation of the mover 22 moving on the stator 21 by the two-phase excitation bipolar drive system which constantly supplies current to the armature coils 25 and 26 will be described with reference to FIG. FIGS. 17A to 17D show the same structure as the linear pulse motor shown in FIG.
The movable element 21 ′ is controlled by controlling the current flowing through the movable elements 5 and 26.
Shows a state of moving rightward in the figure.

【0005】図17(a)は、可動子21’が固定子2
1に対して図16に示した状態で電機子コイル25の端
子25aから端子25bに向かって所定の電流を流すと
共に、電機子コイル26の端子26bから端子26aに
向かって所定の電流を流した場合の可動子21’の動き
を示している。前述のように電機子コイル25に電流を
流すことにより、電機子コイル25が発生する磁束と永
久磁石23が発生する磁束とが+A相磁極22aでは互
いに打ち消し合い、−A相磁極22bでは互いに重ね合
わされる。一方、電機子コイル26に前述のように電流
を流すことにより、電機子コイル26が発生する磁束と
永久磁石23が発生する磁束とが+B相磁極24aでは
互いに打ち消し合い、−B相磁極24bでは互いに重ね
合わされる。その結果、図17(a)中の実線φ11で
示すような主磁束が発生し、−A相磁極22bの極歯3
2bと固定子21の歯部21aの間、および−B相磁極
24bの極歯34bと固定子21の歯部21aの間に磁
気的吸引力が発生し、−B相磁極24bの極歯34bと
固定子21の歯部21aとが等しく対向する位置、つま
り図16の状態から図中右方向にP/4だけ可動子2
1’が移動して磁気的安定位置となる。
FIG. 17A shows that the mover 21 ′ is fixed to the stator 2.
16, a predetermined current was applied from the terminal 25a of the armature coil 25 to the terminal 25b and a predetermined current was applied from the terminal 26b of the armature coil 26 to the terminal 26a in the state shown in FIG. The movement of the mover 21 'in the case is shown. By passing a current through the armature coil 25 as described above, the magnetic flux generated by the armature coil 25 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 cancel each other out at the + A-phase magnetic pole 22a and overlap each other at the -A-phase magnetic pole 22b. Is done. On the other hand, by passing a current through the armature coil 26 as described above, the magnetic flux generated by the armature coil 26 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 cancel each other out at the + B phase magnetic pole 24a, and at the −B phase magnetic pole 24b. Superimposed on each other. As a result, a main magnetic flux as shown by a solid line φ11 in FIG. 17A is generated, and the pole teeth 3 of the −A phase magnetic pole 22b are generated.
2b and the teeth 21a of the stator 21 and between the pole teeth 34b of the -B phase magnetic pole 24b and the teeth 21a of the stator 21, magnetic attraction is generated, and the pole teeth 34b of the -B phase magnetic pole 24b are generated. And the tooth portions 21a of the stator 21 are equally opposed, that is, the movable element 2 is moved by P / 4 from the state of FIG.
1 'moves to a magnetically stable position.

【0006】次に、図17(a)の状態から電機子コイ
ル25の端子25aから端子25bに向かって所定の電
流を流すと共に、電機子コイル26の端子26aから端
子26bに向かって所定の電流を流すことにより、電機
子コイル25が発生する磁束と永久磁石23が発生する
磁束とが+A相磁極22aでは互いに打ち消し合い、−
A相磁極22bでは互いに重ね合わされる。一方、電機
子コイル26が発生する磁束と永久磁石23が発生する
磁束とが+B相磁極24aでは互いに重なり合い、−B
相磁極24bでは互いに打ち消し合う。その結果、図1
7(b)中の実線φ21で示すような主磁束が発生し、
−A相磁極22bの極歯32bと固定子21の歯部21
aの間、および+B相磁極24aの極歯34aと固定子
21の歯部21aの間に磁気的吸引力が発生し、−A相
磁極22bの極歯32bと固定子21の歯部21aとが
等しく対向する位置、つまり図17(a)の状態から図
中右方向にP/4だけ可動子21’が移動して図17
(b)のような磁気的安定位置となる。
Next, a predetermined current flows from the terminal 25a of the armature coil 25 to the terminal 25b from the state of FIG. 17A, and a predetermined current flows from the terminal 26a of the armature coil 26 to the terminal 26b. , The magnetic flux generated by the armature coil 25 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 cancel each other out at the + A-phase magnetic pole 22a, and −
The A-phase magnetic poles 22b overlap each other. On the other hand, the magnetic flux generated by the armature coil 26 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 overlap each other at the + B phase magnetic pole 24a, and
The phase magnetic poles 24b cancel each other out. As a result, FIG.
7 (b), a main magnetic flux as shown by a solid line φ21 is generated,
-The pole teeth 32b of the A-phase magnetic pole 22b and the teeth 21 of the stator 21
a, and between the pole teeth 34a of the + B phase magnetic pole 24a and the teeth 21a of the stator 21, magnetic attraction is generated, and the pole teeth 32b of the -A phase magnetic pole 22b and the teeth 21a of the stator 21 17A move from the state of FIG. 17A to the right in FIG.
The magnetically stable position as shown in FIG.

【0007】次に、図17(b)の状態から電機子コイ
ル25の端子25bから端子25aに向かって所定の電
流を流すと共に、電機子コイル26の端子26aから端
子26bに向かって所定の電流を流すことにより、電機
子コイル25が発生する磁束と永久磁石23が発生する
磁束とが−A相磁極22bを通過して+A相磁極22a
で重なり合い、電機子コイル26が発生する磁束と永久
磁石23が発生する磁束とが+B相磁極24aでは互い
に重なり合い、−B相磁極24bでは互いに打ち消し合
う。その結果、図17(c)中の実線φ31で示すよう
な主磁束が発生し、+A相磁極22aの極歯32aと固
定子21の歯部21aの間、および−B相磁極24aの
極歯34aと固定子21の歯部21aの間に磁気的吸引
力が発生し、−A相磁極22bの極歯32bと固定子2
1の歯部21aとが等しく対向する位置、つまり図17
(b)の状態から図中右方向にP/4だけ可動子21’
が移動して図17(c)のような磁気的安定位置とな
る。
Next, a predetermined current flows from the terminal 25b of the armature coil 25 to the terminal 25a from the state of FIG. 17B, and a predetermined current flows from the terminal 26a of the armature coil 26 to the terminal 26b. , The magnetic flux generated by the armature coil 25 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 pass through the -A phase magnetic pole 22b and the + A phase magnetic pole 22a.
The magnetic flux generated by the armature coil 26 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 overlap with each other at the + B phase magnetic pole 24a, and cancel each other at the -B phase magnetic pole 24b. As a result, a main magnetic flux as shown by a solid line φ31 in FIG. 17C is generated, and between the tooth 32a of the + A phase magnetic pole 22a and the tooth 21a of the stator 21, and the pole tooth of the −B phase magnetic pole 24a. A magnetic attraction force is generated between the teeth 34a of the stator 21 and the teeth 32a of the -A phase magnetic pole 22b and the stator 2a.
The position where the first tooth portion 21a is equally opposed, that is, FIG.
The mover 21 ′ is shifted by P / 4 rightward in the drawing from the state shown in FIG.
Moves to a magnetically stable position as shown in FIG.

【0008】次に、図17(c)の状態から電機子コイ
ル25の端子25bから端子25aに向かって所定の電
流を流すと共に、電機子コイル26の端子26bから端
子26aに向かって所定の電流を流すことにより、電機
子コイル25が発生する磁束と永久磁石23が発生する
磁束とが−A相磁極22bを通過して+A相磁極22a
で重なり合い、電機子コイル26が発生する磁束と永久
磁石23が発生する磁束とが+B相磁極24aでは互い
に打ち消し合い、−B相磁極24bでは互いに重ね合
う。その結果、図17(d)中の実線φ41で示すよう
な主磁束が発生し、+A相磁極22aの極歯32aと固
定子21の歯部21aの間、および−B相磁極24bの
極歯34bと固定子21の歯部21aの間に磁気的吸引
力が発生し、+A相磁極22aの極歯32aと固定子2
1の歯部21aとが等しく対向する位置、つまり図17
(c)の状態から図中右方向にP/4だけ可動子21’
が移動して図17(d)のような磁気的安定位置とな
る。以上説明したような、図17(a)〜図17(d)
に示す各励磁モードの順にパルス励磁を繰り返すことに
よって、可動子21’は図面右方向に移動し、逆に図1
7(d)〜図17(a)の各励磁モードの順にパルス励
磁を繰り返すことによって、可動子21’は図面左方向
に移動する。このようなリニアパルスモータを2軸平面
に展開することにより、2次元的に移動可能な平面型モ
ータとなる。
Next, a predetermined current flows from the terminal 25b of the armature coil 25 to the terminal 25a from the state of FIG. 17C, and a predetermined current flows from the terminal 26b of the armature coil 26 to the terminal 26a. , The magnetic flux generated by the armature coil 25 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 pass through the -A phase magnetic pole 22b and the + A phase magnetic pole 22a.
The magnetic flux generated by the armature coil 26 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 cancel each other out at the + B-phase magnetic pole 24a and overlap each other at the -B-phase magnetic pole 24b. As a result, a main magnetic flux as shown by a solid line φ41 in FIG. 17D is generated, and between the tooth 32a of the + A phase magnetic pole 22a and the tooth 21a of the stator 21, and the pole tooth of the −B phase magnetic pole 24b. A magnetic attraction force is generated between the stator tooth 34a and the teeth 21a of the stator 21, and the pole teeth 32a of the + A phase magnetic pole 22a and the stator 2
The position where the first tooth portion 21a is equally opposed, that is, FIG.
From the state of (c), the mover 21 'is moved by P / 4 rightward in the drawing.
Moves to a magnetically stable position as shown in FIG. 17 (a) to 17 (d) as described above.
By repeating the pulse excitation in the order of the respective excitation modes shown in FIG. 1, the mover 21 'moves rightward in the drawing, and conversely, in FIG.
By repeating the pulse excitation in the order of the respective excitation modes shown in FIGS. 7 (d) to 17 (a), the mover 21 'moves leftward in the drawing. By developing such a linear pulse motor on a two-axis plane, it becomes a two-dimensionally movable planar motor.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のリニ
アパルスモータ等、従来のモータ原理として適用されて
いるローレンツ電磁力駆動や可変磁気抵抗駆動の電磁式
に対して、さらに高力密度が得られるアクチュエータお
よびモータの開発が望まれてきている。したがって、本
発明の目的は、さらに高力密度が得られるアクチュエー
タおよびモータと、該モータを用いた露光装置を提供す
ることである。
By the way, a higher force density can be obtained than Lorentz electromagnetic force drive or variable reluctance drive electromagnetic type applied as a conventional motor principle such as the linear pulse motor described above. The development of actuators and motors has been desired. Therefore, an object of the present invention is to provide an actuator and a motor capable of obtaining a higher force density, and an exposure apparatus using the motor.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項1記載のアクチュエータは、巻回さ
れたコイルにより生じる磁界で一方向に変位する磁歪素
子を有する一方向可動部と、巻回されたコイルにより生
じる磁界で前記一方向に対し所定角度方向に変位する磁
歪素子を有する他方向可動部とを連結させてなることを
特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an actuator according to the present invention, comprising: a one-way movable portion having a magnetostrictive element which is displaced in one direction by a magnetic field generated by a wound coil; And a movable part in another direction having a magnetostrictive element displaced in a predetermined angle direction with respect to the one direction by a magnetic field generated by the wound coil.

【0011】このように、一方向可動部と他方向可動部
とはそれぞれ異なる方向に変位するため、例えば、図1
に示すように、コイル69および磁歪素子67を有する
一方向可動部58Bの端部を固定する場合、コイル78
および磁歪素子76を有する他方向可動部59Bの変位
方向は、一方向可動部58Bの変位に応じてシフトする
ことになる。また、他方向可動部59Bもコイル78及
び磁歪素子76によって変位する。鉄などの磁性体で構
成される移動対象55’は、他方向可動部59Bの端部
と磁気的に接続する。この場合移動対象55’は、一方
向可動部58Bの変位及び他方向可動部59Bの変位を
合算した分移動している。この状態からコイル69,コ
イル78の電流を切れば他方向可動部59Bの端部が元
の位置に戻る。移動対象55’は磁気が切断され、その
位置に残る。従って、一方向可動部58Bおよび他方向
可動部59Bの変位に応じて、この移動対象55’を所
定平面内の希望座標に迅速かつ確実に移動できる。しか
も、磁歪素子の変位を利用するため、従来のものに比し
て高力密度が得られ、全体を小型軽量化できる。
As described above, since the one-way movable portion and the other-direction movable portion are displaced in different directions, for example, as shown in FIG.
As shown in the figure, when fixing the end of the one-way movable portion 58B having the coil 69 and the magnetostrictive element 67, the coil 78
The displacement direction of the other direction movable portion 59B having the magnetostrictive element 76 shifts according to the displacement of the one direction movable portion 58B. Further, the other direction movable portion 59B is also displaced by the coil 78 and the magnetostrictive element 76. The moving object 55 'made of a magnetic material such as iron is magnetically connected to the end of the other direction movable portion 59B. In this case, the movement target 55 'has moved by the sum of the displacement of the one-way movable portion 58B and the displacement of the other-direction movable portion 59B. If the current of the coil 69 and the coil 78 is turned off from this state, the end of the other direction movable portion 59B returns to the original position. The moving object 55 'is magnetized and remains at that position. Therefore, according to the displacement of the one-way movable portion 58B and the other-direction movable portion 59B, the moving object 55 'can be quickly and reliably moved to desired coordinates in a predetermined plane. In addition, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained as compared with the conventional one, and the whole can be reduced in size and weight.

【0012】本発明の請求項2記載のアクチュエータ
は、請求項1記載のものに関し、前記磁歪素子は、素子
本体と非磁歪材料からなる連結部材とを交互に多層状に
配置しかつ直列に連結させてなることを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the actuator according to the first aspect, wherein the magnetostrictive element is configured such that an element main body and a connecting member made of a non-magnetostrictive material are alternately arranged in a multilayer shape and connected in series. It is characterized by being let.

【0013】このように素子本体は、非磁歪材料からな
る連結部材と交互に多層状かつ直列に連結されているた
め、コイルにより生じる磁界で、素子本体がそれぞれ変
位すると、この素子本体の個々の変位を加算したものが
磁歪素子全体の変位となる。したがって、磁歪素子全体
の変位を拡大することができる。
As described above, since the element main body is alternately connected to the connecting member made of a non-magnetostrictive material in a multilayered and serial manner, when the element main body is displaced by the magnetic field generated by the coil, each of the element main bodies is displaced. The sum of the displacements is the displacement of the entire magnetostrictive element. Therefore, the displacement of the entire magnetostrictive element can be increased.

【0014】本発明の請求項3記載のアクチュエータ
は、請求項1または2記載のものに関し、前記磁歪素子
および前記コイルを冷却する冷却手段を具備することを
特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the actuator according to the first or second aspect, further comprising cooling means for cooling the magnetostrictive element and the coil.

【0015】これにより、発熱する磁歪素子およびコイ
ルを冷却することができるため、温度上昇による影響を
排除することができる。
Thus, since the magnetostrictive element and the coil that generate heat can be cooled, the influence of the temperature rise can be eliminated.

【0016】本発明の請求項4記載のモータは、巻回さ
れたコイルにより生じる磁界で一方向に変位する磁歪素
子を有する一方向可動部と、該一方向可動部に連結され
るとともに、巻回されたコイルにより生じる磁界で前記
一方向に対し所定角度方向に変位する磁歪素子を有する
他方向可動部と、前記一方向可動部の前記他方向可動部
に対し反対側に連結される支持手段とを有する駆動手段
と、前記他方向可動部と前記支持手段とで支持される可
動子と、を具備することを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a motor having a one-way movable portion having a magnetostrictive element which is displaced in one direction by a magnetic field generated by a wound coil; Another-direction movable portion having a magnetostrictive element displaced in a direction of a predetermined angle with respect to the one direction by a magnetic field generated by the turned coil, and support means connected to the one-way movable portion on the opposite side to the other-direction movable portion And a movable element supported by the other-direction movable section and the support means.

【0017】このような構成のモータの基本原理を図2
(A)〜(D)を参照して説明する。 (A)まず、初期状態として、一方向可動部58Bおよ
び他方向可動部59Bのそれぞれのコイル69,78を
消磁状態とする。そして、支持手段57で磁性体の可動
子55を支持させる。 (B)次に、他方向可動部59Bの磁歪素子76をコイ
ル78の励磁で変位させることにより該他方向可動部5
9Bを伸長させ可動子55に当接させ及び磁気的に接続
して、該可動子55を支持手段57から離間させる。一
点鎖線は磁気回路を表わす。 (C)一方向可動部58Bの磁歪素子67をコイル69
の励磁で変位させ該一方向可動部58Bを伸長させて、
他方向可動部59Bを移動させることにより可動子55
を移動させる。 (D)他方向可動部59Bの磁歪素子76の変位をコイ
ル78の消磁で戻して該他方向可動部59Bを縮長さ
せ、支持手段57で可動子55を支持させつつ他方向可
動部59Bを可動子55から離間させる。この際、可動
子55と他方向可動部59Bとの磁気的接続も切断され
ている。そして、一方向可動部58Bの磁歪素子67の
変位をコイル69の消磁で戻し該一方向可動部58Bを
縮長させて他方向可動部59Bを逆側に移動させて
(A)の状態に戻す。このような(A)〜(D)の作動
の繰り返しにより、可動子55を直線上で移動させる。
しかも磁歪素子の変位を利用するため、従来の電磁式モ
ータ等に比して高力密度が得られ、また全体を小型軽量
化できる。
FIG. 2 shows the basic principle of the motor having such a structure.
This will be described with reference to (A) to (D). (A) First, as an initial state, the coils 69 and 78 of the one-way movable portion 58B and the other-direction movable portion 59B are demagnetized. Then, the magnetic member 55 is supported by the support means 57. (B) Next, by displacing the magnetostrictive element 76 of the other direction movable portion 59B by exciting the coil 78, the other direction movable portion 5B is displaced.
9B is extended and brought into contact with the mover 55 and magnetically connected to move the mover 55 away from the support means 57. The chain line represents the magnetic circuit. (C) The magnetostrictive element 67 of the one-way movable portion 58B is
And the one-way movable portion 58B is extended by the excitation of
The movable element 55 is moved by moving the movable section 59B in the other direction.
To move. (D) The displacement of the magnetostrictive element 76 of the other direction movable portion 59B is returned by the degaussing of the coil 78 to reduce the length of the other direction movable portion 59B. It is separated from the mover 55. At this time, the magnetic connection between the mover 55 and the other direction movable portion 59B is also disconnected. Then, the displacement of the magnetostrictive element 67 of the one-way movable portion 58B is returned by the demagnetization of the coil 69, the one-way movable portion 58B is contracted, and the other-direction movable portion 59B is moved to the opposite side to return to the state of FIG. . By repeating such operations (A) to (D), the mover 55 is moved on a straight line.
Moreover, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained as compared with a conventional electromagnetic motor or the like, and the whole can be reduced in size and weight.

【0018】本発明の請求項5記載のモータは、巻回さ
れたコイルにより生じる磁界で一方向に変位する磁歪素
子を有する一対の一方向可動部を、変位方向を合わせて
直列に連結させるとともに、これら一対の一方向可動部
の変位方向における両外側に、巻回されたコイルにより
生じる磁界で前記一方向に対し垂直方向に変位する磁歪
素子を有する一対の他方向可動部を連結させてなる駆動
手段と、前記他方向可動部で支持される可動子と、を具
備することを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a motor in which a pair of one-way movable parts having a magnetostrictive element which is displaced in one direction by a magnetic field generated by a wound coil are connected in series with their displacement directions matched. A pair of other-direction movable portions having a magnetostrictive element that is displaced in a direction perpendicular to the one direction by a magnetic field generated by a wound coil is connected to both outer sides in the displacement direction of the pair of one-way movable portions. It is characterized by comprising a driving means and a mover supported by the other direction movable portion.

【0019】このような構成のモータの基本原理を図3
(B)〜(E)および図4(F)〜(I)を参照して説
明する。 (B)一の他方向可動部59Bの磁歪素子76Bをコイ
ル78Bの励磁により変位させ、該一の他方向可動部5
9Bを伸長させ磁性体の可動子55に当接させ、磁気的
に接続する。 (C)他の一方向可動部58Aの磁歪素子67Aをコイ
ル69Aの励磁で変位させ該他の一方向可動部58Aを
伸長させておく。 (D)一の一方向可動部58Bの磁歪素子67Bをコイ
ル69Bの励磁で変位させ、該一の一方向側可動部58
Bを伸長させて一の他方向可動部59Bを移動させるこ
とにより、可動子55を移動させる。 (E)他の他方向可動部59Aの磁歪素子76Aをコイ
ル78Aの励磁で変位させ該他の他方向可動部59Aを
伸長させて可動子55に当接させ、磁気的に接続する。 (F)一の他方向可動部59Bの磁歪素子76Bの変位
をコイル78Bの消磁で戻し該一の他方向可動部59B
を縮長させて可動子55から離間させる。この際、可動
子55と他方向可動部59Bとの磁気的接続も切断され
ている。 (G)他の一方向可動部58Aの磁歪素子67Aの変位
をコイル69Aの消磁により戻し該他の一方向可動部5
8Aを縮長させることにより、可動子55を移動させ
る。 (H)一の一方向可動部58Bの磁歪素子67Bの変位
をコイル69Bの消磁で戻し該一の一方向可動部58B
を縮長させる。 (I)一の他方向可動部59Bの磁歪素子76Bをコイ
ル78Bの励磁で変位させ該一の他方向可動部59Bを
伸長させ可動子55に当接させ、磁気的に接続する。 そして、他の他方向可動部59Aの磁歪素子76Aの変
位をコイル78Aの消磁で戻して該他の他方向可動部5
9Aを縮長させて(B)の状態に戻す。以後、(B)〜
(I)の作動を繰り返すことにより、可動子55を直線
上で移動させる。しかも磁歪素子の変位を利用するた
め、従来の電磁式モータ等に比して高力密度が得られ、
全体を小型軽量化できる。
FIG. 3 shows the basic principle of the motor having such a structure.
This will be described with reference to (B) to (E) and FIGS. 4 (F) to (I). (B) The magnetostrictive element 76B of the one other direction movable portion 59B is displaced by exciting the coil 78B, and the one other direction movable portion 5B is displaced.
9B is extended and brought into contact with the mover 55 made of a magnetic material to be magnetically connected. (C) The magnetostrictive element 67A of the other one-way movable section 58A is displaced by the excitation of the coil 69A to extend the other one-way movable section 58A. (D) The magnetostrictive element 67B of the one-way movable portion 58B is displaced by the excitation of the coil 69B, and the one-way movable portion 58B is displaced.
The movable element 55 is moved by extending B and moving the one other direction movable portion 59B. (E) The magnetostrictive element 76A of the other directional movable portion 59A is displaced by the excitation of the coil 78A, and the other directional movable portion 59A is extended and brought into contact with the mover 55 to be magnetically connected. (F) The displacement of the magnetostrictive element 76B of the one other direction movable portion 59B is returned by the demagnetization of the coil 78B.
Is reduced and separated from the mover 55. At this time, the magnetic connection between the mover 55 and the other direction movable portion 59B is also disconnected. (G) The displacement of the magnetostrictive element 67A of the other one-way movable portion 58A is returned by degaussing the coil 69A.
The mover 55 is moved by reducing the length of 8A. (H) The displacement of the magnetostrictive element 67B of the one-way movable portion 58B is returned by the degaussing of the coil 69B.
Is reduced. (I) The magnetostrictive element 76B of one other-direction movable portion 59B is displaced by the excitation of the coil 78B so that the one other-direction movable portion 59B is extended and brought into contact with the mover 55 to be magnetically connected. Then, the displacement of the magnetostrictive element 76A of the other omnidirectional movable portion 59A is returned by the degaussing of the coil 78A, and the other omnidirectional movable portion 5A
9A is contracted and returned to the state of (B). Hereafter, (B) ~
The movable element 55 is moved on a straight line by repeating the operation of (I). Moreover, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained compared to a conventional electromagnetic motor or the like,
The whole can be reduced in size and weight.

【0020】本発明の請求項6記載のモータは、巻回さ
れたコイルにより生じる磁界で一方向に変位する磁歪素
子を有する複数対の一方向可動部を、各対毎に磁歪素子
の変位方向を合わせて直列に連結させ、かつ各一対の一
方向可動部を同一平面内で放射状に連結させるととも
に、これら一方向可動部のそれぞれの外側に、巻回され
たコイルにより生じる磁界で前記平面に対し垂直方向に
変位する磁歪素子を有する複数対の他方向可動部を連結
させてなる駆動手段と、前記他方向可動部で支持される
可動子と、を具備することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a motor, comprising: a plurality of pairs of one-way movable portions each having a magnetostrictive element which is displaced in one direction by a magnetic field generated by a wound coil; Are connected in series, and each pair of one-way movable parts is radially connected in the same plane, and outside of each of these one-way movable parts, a magnetic field generated by a coil wound on the plane causes On the other hand, it is characterized in that it comprises a driving means formed by connecting a plurality of pairs of other-direction movable portions each having a magnetostrictive element displaced in the vertical direction, and a mover supported by the other-direction movable portion.

【0021】このような構成のモータの基本原理は、一
対の一方向可動部とこれら一対の一方向可動部の外側に
連結される一対の他方向可動部について見てみると、請
求項5記載のモータと同様の(B)〜(I)の作動を繰
り返して可動子を直線上で移動させる。そして、このよ
うな一対の一方向可動部とこれら一対の一方向可動部の
外側に連結される一対の他方向可動部とで構成されるも
のが、各一対の一方向可動部を同一平面内で放射状に連
結させて複数設けられているため、各方向について
(B)〜(I)の作動を繰り返せば、可動子を平面上で
移動させることができる。しかも磁歪素子の変位を利用
するため、従来の電磁式モータ等に比して高力密度が得
られ、全体を小型軽量化できる。
According to the basic principle of the motor having the above-mentioned structure, a pair of one-way movable parts and a pair of other-direction movable parts connected to the outside of the pair of one-way movable parts are described in claim 5. The operations of (B) to (I) similar to those of the motor are repeated to move the mover on a straight line. The pair of one-way movable portions and a pair of other-direction movable portions connected to the outside of the pair of one-way movable portions are configured such that each pair of the one-way movable portions is in the same plane. Are provided radially, the movable element can be moved on a plane by repeating the operations (B) to (I) in each direction. Moreover, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained as compared with a conventional electromagnetic motor or the like, and the whole can be reduced in size and weight.

【0022】本発明の請求項7記載のモータは、請求項
4乃至6のいずれか一項記載のものに関して、前記他方
向可動部は前記コイルにより生じる磁界で磁気的吸引力
を発生させるものとされ、前記可動子を磁性体で形成し
てなることを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the motor according to any one of the fourth to sixth aspects, the other-direction movable portion generates a magnetic attraction force by a magnetic field generated by the coil. The movable element is formed of a magnetic material.

【0023】このように、磁歪素子を変位させるコイル
により生じる磁界で可動子を他方向可動部に磁気的に吸
着させることになるため、可動子を正確に移動させるこ
とができる上、可動子を壁面や天井面に沿って移動させ
ることができる。
As described above, since the movable element is magnetically attracted to the other-direction movable portion by the magnetic field generated by the coil that displaces the magnetostrictive element, the movable element can be accurately moved and the movable element can be moved. It can be moved along walls and ceilings.

【0024】本発明の請求項8記載のモータは、請求項
4乃至7のいずれか一項記載のものに関して、前記駆動
手段を複数配置してなり、これら複数の駆動手段の各コ
イルの励磁位相をずらすことにより前記可動子を連続し
た一定速度で移動させることを特徴としている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the motor according to any one of the fourth to seventh aspects, wherein a plurality of the driving means are arranged, and an excitation phase of each coil of the plurality of driving means is provided. , The movable element is moved at a continuous constant speed.

【0025】このように、複数の駆動手段の各コイルの
励磁位相をずらすことにより前記可動子を連続した一定
速度で移動させるため、可動子を円滑に移動させること
ができる。
As described above, since the movable element is moved at a continuous constant speed by shifting the excitation phase of each coil of the plurality of driving means, the movable element can be moved smoothly.

【0026】本発明の露光装置は、投影レンズを介して
マスクパターンの像を基板に露光するものであって、防
振台上に配置され、前記投影レンズを支持するコラム
と、前記コラムとは別体に配置され、前記基板を支持す
る平面モータとを備え、前記平面モータが磁歪素子を利
用してなることを特徴としている。
The exposure apparatus of the present invention exposes an image of a mask pattern on a substrate through a projection lens, and is arranged on a vibration isolating table and supports a column for supporting the projection lens. A planar motor separately disposed and supporting the substrate, wherein the planar motor utilizes a magnetostrictive element.

【0027】このように平面モータが磁歪素子を利用し
てなるため、従来の電磁式モータ等を利用する場合に比
して高力密度が得られ、平面モータを小型軽量化でき、
全体を小型軽量化できる。
As described above, since the planar motor uses the magnetostrictive element, a high force density can be obtained as compared with the case where a conventional electromagnetic motor or the like is used, and the planar motor can be reduced in size and weight.
The whole can be reduced in size and weight.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の一の実施の形態につい
て、図3〜図15を参照して以下に説明する。この実施
の形態は平面モータ(モータ)51であり、図5,図6
に示すように、略平板状の鉄等の磁性体からなる支持板
体52と、該支持板体52上に取り付けられた駆動ユニ
ット(駆動手段)53と、該駆動ユニット53の上側を
一部を除き覆う蓋体54(図6では図示略)と、駆動ユ
ニット53上に載置される板状の鉄等の磁性体からなる
可動子55とを有している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, a planar motor (motor) 51 is used.
As shown in FIG. 5, a support plate 52 made of a magnetic material such as a substantially flat iron, a drive unit (drive means) 53 mounted on the support plate 52, and a part above the drive unit 53 And a movable element 55 made of a magnetic material such as a plate-like iron placed on the drive unit 53.

【0029】まず、駆動ユニット53について説明す
る。駆動ユニット53は、支持体(支持手段)57と、
駆動用可動部(一方向可動部)58A〜58Dと、吸着
用可動部(他方向可動部)59A〜59Dとを有してい
る。
First, the drive unit 53 will be described. The drive unit 53 includes a support (support means) 57,
It has driving movable parts (one-way movable parts) 58A to 58D and suction movable parts (other-directional movable parts) 59A to 59D.

【0030】支持体57は、鉄等の磁性体からなるもの
で、駆動ユニット53の中央に設けられている。支持体
57は、基部61と該基部61より小さい頭部62とを
有しており、これらはともに略四角柱状をなしている。
この支持体57は、頭部62を支持板体52に対し反対
側に配置した状態で、ネジ部材63によって支持板体5
2に固定されている。支持体57には、角筒体64が頭
部62を内側に挿通させた状態で設けられており、また
頭部62の角筒体64から支持板体52に対し反対側に
突出する部分に、シールリング65が取り付けられてい
る。
The support 57 is made of a magnetic material such as iron, and is provided at the center of the drive unit 53. The support body 57 has a base portion 61 and a head portion 62 smaller than the base portion 61, and both have a substantially quadrangular prism shape.
The support 57 is supported by the screw member 63 with the head 62 disposed on the opposite side of the support plate 52.
It is fixed to 2. The support body 57 is provided with a rectangular cylindrical body 64 in a state where the head 62 is inserted inside, and at a portion of the head 62 protruding from the rectangular cylindrical body 64 to the opposite side to the support plate 52. , A seal ring 65 is attached.

【0031】駆動用可動部58A〜58Dは、すべて同
一構成のもので、支持体57を中心に、支持板体52と
平行な同一平面内において放射状をなすよう設けられて
いる。駆動用可動部58A〜58Dは、それぞれ、磁歪
素子部(磁歪素子)67と、ボビン68と、コイル69
と、駆動用移動体(一方向移動体)70と、ネジ部材7
1と、バネ部材72とを有している。
The movable movable portions 58A to 58D have the same configuration, and are provided so as to be radial with a support 57 as a center in the same plane parallel to the support plate 52. The driving movable portions 58A to 58D are respectively provided with a magnetostrictive element (magnetostrictive element) 67, a bobbin 68, and a coil 69.
, A driving moving body (one-way moving body) 70 and a screw member 7
1 and a spring member 72.

【0032】磁歪素子部67は、略四角柱状をなすもの
で、支持板体52に対し垂直をなし且つ隣り合うもの同
士が垂直をなす基部61の四つの側面部61A〜61D
の対応するものに取り付けられている。この取り付け状
態で磁歪素子部67は、四つの側面部61A〜61Dの
対応するものに対し垂直をなして延在する。ボビン68
は、非磁性体からなる略四角筒状のもので、磁歪素子部
67をその内側に挿通させている。
The magnetostrictive element portion 67 has a substantially quadrangular prism shape, and has four side surfaces 61A to 61D of a base 61 perpendicular to the support plate 52 and adjacent to each other.
It is attached to the corresponding one. In this attached state, the magnetostrictive element section 67 extends perpendicular to the corresponding one of the four side face sections 61A to 61D. Bobbin 68
Is a substantially rectangular cylindrical member made of a non-magnetic material, and the magnetostrictive element portion 67 is inserted through the inside thereof.

【0033】コイル69は、ボビン68に巻回されてお
り、電流が流されることで磁界を発生させる。駆動用移
動体70は、鉄等の磁性体からなるもので、磁歪素子部
67の支持体57に対し反対側に設けられている。
The coil 69 is wound around the bobbin 68, and generates a magnetic field when a current flows. The driving moving body 70 is made of a magnetic material such as iron, and is provided on the opposite side of the support 57 of the magnetostrictive element section 67.

【0034】ネジ部材71は、一端側が支持体57に螺
合されており、この状態において、他端側で駆動用移動
体70を磁歪素子部67の延在方向に変位自在となるよ
うに支持している。バネ部材72は、ネジ部材71と駆
動用移動体70との間に介在されており、駆動用移動体
70を支持体57の方向に付勢している。
One end of the screw member 71 is screwed to the support 57, and in this state, the other end of the screw member 71 supports the driving movable body 70 so as to be displaceable in the direction in which the magnetostrictive element 67 extends. doing. The spring member 72 is interposed between the screw member 71 and the driving moving body 70 and urges the driving moving body 70 in the direction of the support 57.

【0035】磁歪素子部67は、図7,図8に示すよう
に、略四角筒状の磁歪材料からなる素子本体73a〜7
3fと、略四角筒状の非磁歪材料からなる連結部材74
a〜74eとを有している。そして、素子本体73a〜
73fおよび連結部材74a〜74eは、延在方向に重
なり合った状態で交互に多層状に配置されかつ直列に連
結されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the magnetostrictive element section 67 has element main bodies 73a to 73a made of a substantially square cylindrical magnetostrictive material.
3f and a connection member 74 made of a substantially square cylindrical non-magnetostrictive material
a to 74e. Then, the element body 73a-
73f and the connecting members 74a to 74e are alternately arranged in a multilayer shape and overlapped in the extending direction and are connected in series.

【0036】具体的には、最も外側に素子本体73a
が、その一端側において支持体57に固定されており、
この素子本体73aの内側に連結部材74aが、その一
端側が該素子本体73aの他端側に固定されて設けられ
ている。そして、この連結部材74aの内側に次の素子
本体73bが、その一端側が該連結部材74aの他端側
に固定されて設けられている。
Specifically, the outermost element body 73a
Is fixed to the support body 57 at one end thereof,
A connecting member 74a is provided inside the element main body 73a with one end thereof fixed to the other end of the element main body 73a. The next element body 73b is provided inside the connecting member 74a, with one end thereof being fixed to the other end of the connecting member 74a.

【0037】同様にして、この素子本体73bの内側に
連結部材74bが、該連結部材74bの内側に素子本体
73cが、該素子本体73cの内側に連結部材74c
が、該連結部材74cの内側に素子本体73dが、それ
ぞれ連結されて設けられており、該素子本体73dの内
側に連結部材74dが、該連結部材74dの内側に素子
本体73eが、該素子本体73eの内側に連結部材74
eが、該連結部材74eの内側に素子本体73fが、そ
れぞれ連結されて設けられている。そして、最も内側の
素子本体73fの支持体57に対し反対の端部に駆動用
移動体70が固定されている。
Similarly, a connecting member 74b is provided inside the element body 73b, an element body 73c is provided inside the connecting member 74b, and a connecting member 74c is provided inside the element body 73c.
The element body 73d is provided inside the connection member 74c so as to be connected to each other. The connection member 74d is provided inside the element body 73d, the element body 73e is provided inside the connection member 74d, and the element body 73d is provided. A connecting member 74 is provided inside 73e.
The element body 73f is provided inside the connecting member 74e so as to be connected. The driving moving body 70 is fixed to the end of the innermost element body 73f opposite to the support 57.

【0038】ここで、磁歪材料は、図9に示すように、
かけられる磁界の強さが強くなるほど歪み量が大きくな
るように歪むものである。
Here, the magnetostrictive material is, as shown in FIG.
Distortion is such that the greater the strength of the applied magnetic field, the greater the amount of distortion.

【0039】コイル69に電流を流してこれを励磁状態
にすると、磁歪素子部67は、素子本体73a〜73f
のすべてがそれぞれ延在方向に伸長することになり、そ
の一方で、連結部材74a〜74eはいずれも伸長しな
い。このため、素子本体73a〜73fのすべての伸び
すなわち変位が加算されることになる。よって、磁歪素
子部67は、このように加算された変位分だけ駆動用移
動体70を支持体57に対し離間する方向に、バネ部材
72の付勢力に抗して移動させる。このとき、駆動用移
動体70は、側面部61A〜61Dのうち、その取り付
けが行われるものに対して垂直に移動する。
When a current is applied to the coil 69 to bring it into an excited state, the magnetostrictive element section 67 includes element bodies 73a to 73f.
Are respectively extended in the extending direction, while none of the connecting members 74a to 74e is extended. Therefore, all the elongations, that is, the displacements of the element main bodies 73a to 73f are added. Therefore, the magnetostrictive element section 67 moves the driving movable body 70 away from the support body 57 by the amount of the displacement added in this way, against the urging force of the spring member 72. At this time, the driving moving body 70 moves perpendicularly to one of the side surfaces 61A to 61D to which the mounting is performed.

【0040】他方、コイル69に電流を流すのをやめて
これを消磁状態にすると、磁歪素子部69は、素子本体
73a〜73fのすべてがそれぞれ延在方向に縮長する
ことになり、その一方で、連結部材74a〜74eはい
ずれも縮長しない。このため、素子本体73a〜73f
のすべての縮みすなわち変位が加算されることになる。
よって、このように加算された変位分だけ駆動用移動体
70を支持体57側に、バネ部材72の付勢力と合わせ
て移動させる。このときも、駆動用移動体70は、側面
部61A〜61Dのうち、その取り付けが行われるもの
に対して垂直に移動する。
On the other hand, when the current is stopped from flowing through the coil 69 and the coil 69 is demagnetized, the magnetostrictive element section 69 has all of the element bodies 73a to 73f contracted in the extending direction. All of the connecting members 74a to 74e do not contract. For this reason, the element main bodies 73a to 73f
Are added together.
Therefore, the driving moving body 70 is moved toward the support body 57 by the amount of the displacement added in this manner in accordance with the urging force of the spring member 72. Also at this time, the driving movable body 70 moves perpendicularly to one of the side surfaces 61A to 61D to which the mounting is performed.

【0041】吸着用可動部59A〜59Dは、すべて同
一構成のもので、対応する一の駆動用移動体70の支持
板体52に対し反対側に取り付けられている。吸着用可
動部59A〜59Dは、それぞれ、磁歪素子76と、ボ
ビン77と、コイル78と、吸着用移動体(他方向移動
体)79と、ネジ部材80と、バネ部材81と、シール
リング82とを有している。
The suction movable portions 59A to 59D have the same configuration, and are mounted on the opposite side of the support plate 52 of the corresponding one driving moving body 70. The suction movable parts 59A to 59D are respectively composed of a magnetostrictive element 76, a bobbin 77, a coil 78, a suction moving body (other direction moving body) 79, a screw member 80, a spring member 81, and a seal ring 82. And

【0042】磁歪素子76は、略四角柱状をなすもの
で、対応する一の駆動用移動体70の支持板体52に対
し反対側に取り付けられ、この取り付け状態で支持板体
52に垂直をなして延在する。ボビン77は、非磁性体
からなる略四角筒状のもので、磁歪素子76をその内側
に挿通させている。
The magnetostrictive element 76 has a substantially quadrangular prism shape and is mounted on the opposite side of the supporting plate 52 of the corresponding one of the driving moving bodies 70. In this mounted state, the magnetostrictive element 76 is perpendicular to the supporting plate 52. Extend. The bobbin 77 has a substantially rectangular cylindrical shape made of a nonmagnetic material, and has the magnetostrictive element 76 inserted therein.

【0043】コイル78は、ボビン77に巻回されてお
り、電流が流されることで磁界を発生させる。吸着用移
動体79は、鉄等の磁性体からなるもので、磁歪素子7
6の駆動用移動体70に対し反対側に設けられている。
The coil 78 is wound around the bobbin 77, and generates a magnetic field when a current flows. The attracting moving body 79 is made of a magnetic material such as iron, and
6 is provided on the opposite side to the driving moving body 70.

【0044】ネジ部材80は、一端側が駆動用移動体7
0に螺合されており、この状態において、他端側で吸着
用移動体79を磁歪素子76の延在方向に変位自在とな
るように支持している。バネ部材81は、ネジ部材80
と吸着用移動体79との間に介在されており、吸着用移
動体79を駆動用移動体70の方向に付勢している。シ
ールリング82は、吸着用移動体79に取り付けられて
いる。
One end of the screw member 80 has the driving movable body 7.
0, and in this state, the other end side supports the attraction moving body 79 so as to be displaceable in the direction in which the magnetostrictive element 76 extends. The spring member 81 includes a screw member 80.
And the suction moving body 79, and urges the suction moving body 79 in the direction of the driving moving body 70. The seal ring 82 is attached to the suction moving body 79.

【0045】コイル78に電流を流してこれを励磁状態
にすると、磁歪素子76は、延在方向に伸長するよう変
位し、この変位分だけ吸着用移動体79を支持板体52
に対し反対側に、バネ部材81の付勢力に抗して移動さ
せる。このとき吸着用移動体79は支持板体52に対し
垂直に移動する。
When a current is applied to the coil 78 to make it excited, the magnetostrictive element 76 is displaced so as to extend in the direction of extension.
To the opposite side against the urging force of the spring member 81. At this time, the moving body for suction 79 moves perpendicular to the support plate 52.

【0046】他方、コイル78に電流を流すのをやめて
これを消磁状態にすると、磁歪素子76は、延在方向に
縮長するよう変位し、この変位分だけ吸着用移動体79
を支持板体52側に、バネ部材81の付勢力と合わせて
移動させる。このときも吸着用移動体79は支持板体5
2に対し垂直に移動する。
On the other hand, when the current is stopped from flowing through the coil 78 and the coil 78 is demagnetized, the magnetostrictive element 76 is displaced so as to be reduced in the extending direction, and the adsorbing moving body 79 is displaced by this displacement.
Is moved toward the support plate 52 together with the urging force of the spring member 81. At this time, the suction moving body 79 is also supported
Move perpendicular to 2.

【0047】ここで、吸着用可動部59A〜59Dは、
少なくとも伸長状態で、支持体57の頭部62の上端よ
り支持板体52に対し反対側に位置する。
Here, the movable portions for suction 59A to 59D are:
At least in the extended state, it is located on the opposite side of the support plate 52 from the upper end of the head 62 of the support 57.

【0048】以上により、駆動ユニット53は、巻回さ
れたコイル69により生じる磁界で一方向に変位する磁
歪素子部67を有する一対の駆動用可動部58A,58
Bおよび一対の駆動用可動部58C,58Dの複数対
を、各対毎に磁歪素子部67の変位方向を合わせて直列
に連結させた構造となる。しかも、各一対の駆動用可動
部58A,58Bおよび駆動用可動部58C,58Dを
同一平面内で放射状に連結させるとともに、これら駆動
用可動部58A〜58Dのそれぞれの外側に、巻回され
たコイル78により生じる磁界で前記平面に対し垂直方
向に変位する磁歪素子76を有する吸着用可動部59
A,59Bおよび吸着用可動部59C,59Dの複数対
を連結させた構造となる。
As described above, the driving unit 53 includes a pair of driving movable portions 58A and 58 having the magnetostrictive element portion 67 which is displaced in one direction by the magnetic field generated by the wound coil 69.
B and a plurality of pairs of driving movable portions 58C and 58D are connected in series with the displacement direction of the magnetostrictive element portion 67 being matched for each pair. Moreover, the pair of driving movable portions 58A and 58B and the driving movable portions 58C and 58D are radially connected in the same plane, and the coil wound around each of the driving movable portions 58A to 58D. Movable part 59 for adsorption having a magnetostrictive element 76 which is displaced in a direction perpendicular to the plane by the magnetic field generated by 78
A, 59B and a plurality of pairs of suction movable parts 59C, 59D are connected.

【0049】そして、図10に示すように、以上のよう
な構成の駆動ユニット53が多数、支持板体52上に取
り付けられている。ここで、各駆動ユニット53は、そ
れぞれの支持体57が、互いに直交しかつ均等間隔をな
す格子の一つおきの交点位置に配置されている。また、
各駆動ユニット53は、それぞれの磁歪素子部67が延
在方向を前記格子の線分に一致させるように向きが決め
られている。これら複数の駆動ユニット53は基本的に
は制御装置88で同様の制御が行われる。
As shown in FIG. 10, a large number of drive units 53 having the above configuration are mounted on the support plate 52. Here, in each of the drive units 53, the respective support members 57 are disposed at every other intersection point of a lattice which is orthogonal to each other and equally spaced. Also,
The directions of the respective drive units 53 are determined so that the directions in which the respective magnetostrictive element portions 67 extend correspond to the line segments of the lattice. The same control is basically performed on the plurality of drive units 53 by the control device 88.

【0050】蓋体54は、上記のように配置された駆動
ユニット53の上部に配置されるもので、穴部84が多
数形成されている。これら穴部84は、すべての駆動ユ
ニット53の支持体57の頭部62および吸着用移動体
79を挿通させるものである。このように頭部62およ
び吸着用移動体79を穴部84に挿通させた状態で、蓋
体54から、頭部62の支持板部52に平行な端面62
aと、吸着用移動体79の支持板部52に平行な端面7
9aとが突出する。
The lid 54 is disposed above the drive unit 53 disposed as described above, and has a large number of holes 84 formed therein. The holes 84 allow the heads 62 of the supports 57 of all the drive units 53 and the suction moving body 79 to pass therethrough. In the state where the head 62 and the suction moving body 79 are inserted through the holes 84 in this way, the end surface 62 of the head 62 parallel to the support plate 52 is
a and an end surface 7 of the suction moving body 79 parallel to the support plate 52.
9a project.

【0051】穴部84と頭部62との隙間はシールリン
グ65で、穴部84と吸着用移動体79との隙間はシー
ルリング82で、それぞれシールされている。これによ
り、支持板体52と蓋体54との間に、支持板体52の
方向および蓋体54の方向に閉塞された空間部86が形
成されている。
The gap between the hole 84 and the head 62 is sealed by a seal ring 65, and the gap between the hole 84 and the suction moving body 79 is sealed by a seal ring 82. As a result, a space 86 closed between the support plate 52 and the lid 54 is formed between the support plate 52 and the lid 54.

【0052】平面モータ51の側部には、冷却媒体導入
手段(冷却手段)87が設けられている。この冷却媒体
導入手段87は、空間部86に側方から冷却媒体を流し
て、磁歪素子部67、磁歪素子76およびコイル69,
78を冷却する。この冷却媒体導入手段87は、平面モ
ータ51の作動中に、例えば常時冷却媒体を空間部86
に流す。
A cooling medium introducing means (cooling means) 87 is provided on the side of the flat motor 51. The cooling medium introducing means 87 allows the cooling medium to flow into the space 86 from the side, and the magnetostrictive element 67, the magnetostrictive element 76, the coil 69,
Cool 78. The cooling medium introducing means 87 constantly supplies the cooling medium during the operation of the planar motor 51, for example, to the space 86.
Pour into

【0053】ここで、駆動用可動部58A〜58Dの変
位による吸着用可動部59A〜59Dの、支持板部52
に沿う方向の蓋体54に対する変位は、シールリング8
2が変形することにより許容されるようになっている。
The support plate 52 of the suction movable parts 59A to 59D caused by the displacement of the drive movable parts 58A to 58D.
The displacement of the lid 54 in the direction along
2 is allowed by deformation.

【0054】すべての駆動用可動部58A〜58Dのコ
イル69およびすべての吸着用可動部59A〜59Dの
コイル78は、制御装置88に電気的に接続されてい
る。これにより、すべてのコイル69およびコイル78
は、制御装置88でそれぞれの励磁・消磁および電流値
等が制御される。
The coils 69 of all the driving movable parts 58A to 58D and the coils 78 of all the suction movable parts 59A to 59D are electrically connected to a control unit 88. Thereby, all the coils 69 and the coils 78
, The excitation / demagnetization, the current value, etc. are controlled by the control device 88.

【0055】可動子55は、少なくとも駆動ユニット5
3側に配置される面部55aが平坦面とされており、上
記した多数の駆動ユニット53上を、常に複数の駆動ユ
ニット53に跨がるようにして支持板体52に平行に移
動することになる。
The mover 55 includes at least the drive unit 5
The surface portion 55a disposed on the third side is a flat surface, and is moved in parallel with the support plate 52 so as to always straddle the plurality of drive units 53 on the plurality of drive units 53 described above. Become.

【0056】なお、図10においては、可動子55に移
動対象物としてウエハ(基板)Wが図示せぬ静電吸着等
の吸着機構等を介して固定されており、よって、この平
面モータ51は、可動子55を移動させることでウエハ
Wを移動させるようになっている。
In FIG. 10, a wafer (substrate) W as a moving object is fixed to the mover 55 via a suction mechanism (not shown) such as an electrostatic suction. The wafer W is moved by moving the mover 55.

【0057】次に、以上のような構成の平面モータ51
の制御装置88による作動制御について図3および図4
を参照して説明する。まず、一つの駆動ユニット53
の、互いに変位方向が同じ一対の駆動用可動部58A,
58Bと、これら一対の駆動用可動部58A,58Bの
外側に連結される一対の吸着用可動部59A,59Bと
について説明する。ここでは、可動子55を吸着用可動
部59Aの方向から吸着用可動部59Bの方向に移動さ
せるものとする。
Next, the planar motor 51 having the above configuration will be described.
3 and 4 for the operation control by the control device 88 of FIG.
This will be described with reference to FIG. First, one drive unit 53
Of the pair of driving movable portions 58A,
58B and a pair of suction movable parts 59A, 59B connected to the outside of the pair of drive movable parts 58A, 58B will be described. Here, it is assumed that the mover 55 is moved from the direction of the movable portion for suction 59A to the direction of the movable portion for suction 59B.

【0058】なお、この説明と図3および図4とにおい
ては、説明の便宜上、駆動用可動部58Aを構成するも
のには符号に「A」を、吸着用可動部59Aを構成する
ものにも符号に「A」をそれぞれ付す。同様に、駆動用
可動部58Bを構成するものには符号に「B」を、吸着
用可動部59Bを構成するものにも符号に「B」をそれ
ぞれ付す。また一点鎖線は、磁気回路を示す。
In this description and FIGS. 3 and 4, for convenience of explanation, the reference numeral “A” is used for the constituent parts of the driving movable part 58A, and the constituent parts of the suction movable part 59A are also used for the constituent parts. "A" is attached to each symbol. Similarly, a reference numeral “B” is given to a component constituting the driving movable portion 58B, and a reference symbol “B” is given to a component constituting the suction movable portion 59B. The dashed line indicates a magnetic circuit.

【0059】図3(A)は、すべてのコイル69A,6
9B,78A,78Bが消磁された初期状態である。
FIG. 3A shows all the coils 69A, 6A.
9B, 78A, and 78B are in the initial state in which they are demagnetized.

【0060】この初期状態から、まず、図3(B)に示
すように、可動子55の進行方向(以下、単に進行方向
と称す)における前側の吸着用可動部59Bのコイル7
8Bを励磁状態とする(ステップ1)。これにより、該
吸着用可動部59Bの磁歪素子76Bが伸長して該吸着
用移動体79Bが可動子55に当接する。それとともに
吸着用移動体79Bが可動子55を磁気的吸引力で吸着
させる。このとき、支持板体52、駆動用移動体70
B、磁歪素子76B、吸着用移動体79B、可動子55
および支持体57を流れる主磁束φ90が生じる。
From this initial state, first, as shown in FIG. 3B, the coil 7 of the suction movable portion 59B on the front side in the moving direction of the mover 55 (hereinafter simply referred to as the moving direction).
8B is excited (step 1). As a result, the magnetostrictive element 76B of the movable portion for suction 59B extends, and the moving body for adsorption 79B comes into contact with the movable element 55. At the same time, the moving body for suction 79B causes the mover 55 to be attracted by magnetic attraction. At this time, the support plate 52 and the driving moving body 70
B, magnetostrictive element 76B, suction moving body 79B, mover 55
And a main magnetic flux φ90 flowing through the support 57 is generated.

【0061】なお、このとき、この駆動ユニット53の
吸着用移動体79Bおよびこれと同じ制御が実行される
他の駆動ユニット53の進行方向前側の吸着用移動体7
9Bの複数で可動子55を支持することができる。
At this time, the attraction moving body 79B of the driving unit 53 and the attraction moving body 7 on the front side in the traveling direction of the other driving unit 53 for which the same control is executed.
The mover 55 can be supported by a plurality of 9Bs.

【0062】次に、図3(C)に示すように、進行方向
後側の駆動用可動部58Aのコイル69Aを励磁状態と
する(ステップ2)。すると、駆動用可動部58Aの磁
歪素子部67Aが伸長して進行方向後側の吸着用可動部
59Aを進行方向後側に移動させる。このとき、支持板
体52、支持体57、磁歪素子部67Aおよび駆動用移
動体70Aを流れる主磁束φ91が生じる。
Next, as shown in FIG. 3C, the coil 69A of the driving movable portion 58A on the rear side in the traveling direction is set to the excited state (step 2). Then, the magnetostrictive element portion 67A of the driving movable portion 58A extends to move the suction movable portion 59A on the rear side in the traveling direction to the rear side in the traveling direction. At this time, a main magnetic flux φ91 flowing through the support plate 52, the support 57, the magnetostrictive element section 67A, and the driving moving body 70A is generated.

【0063】続いて、図3(D)に示すように、進行方
向前側の駆動用可動部58Bのコイル69Bを励磁状態
とする(ステップ3)。すると、駆動用可動部58Bの
磁歪素子部67Bが伸長して、進行方向前側の吸着用可
動部59Bを進行方向前側に移動させる。これにより、
この吸着用可動部59Bに吸着されていた可動子55が
前に進む。このとき、支持板体52、駆動用移動体70
B、磁歪素子部67Bおよび支持体57を流れる主磁束
φ92が生じる。
Subsequently, as shown in FIG. 3 (D), the coil 69B of the driving movable portion 58B on the front side in the traveling direction is set to the excited state (step 3). Then, the magnetostrictive element portion 67B of the driving movable portion 58B extends, and moves the suction movable portion 59B on the front side in the traveling direction to the front side in the traveling direction. This allows
The mover 55 that has been sucked by the suction movable portion 59B moves forward. At this time, the support plate 52 and the driving moving body 70
B, a main magnetic flux φ92 flowing through the magnetostrictive element section 67B and the support body 57 is generated.

【0064】次に、図3(E)に示すように、進行方向
後側の吸着用可動部59Aのコイル78Aを励磁状態と
する(ステップ4)。これにより、該吸着用可動部59
Aの磁歪素子76Aが伸長して吸着用移動体79Aが可
動子55に当接する。それとともに吸着用移動体79A
が可動子55を磁気的吸引力で吸着させる。このとき、
支持板体52、支持体57、可動子55、吸着用移動体
79A、磁歪素子76Aおよび駆動用移動体70Aを流
れる主磁束φ93が生じる。なお、このとき、この駆動
ユニット53の吸着用移動体79Aおよびこれと同じ制
御が実行される他の駆動ユニット53の進行方向後側の
吸着用移動体79Aの複数で可動子55を支持すること
ができる。
Next, as shown in FIG. 3E, the coil 78A of the suction movable portion 59A on the rear side in the traveling direction is set to the excited state (step 4). As a result, the movable portion for suction 59
The magnetostrictive element 76A of A expands, and the suction moving body 79A contacts the mover 55. At the same time, the moving body for adsorption 79A
Causes the mover 55 to be attracted by magnetic attraction. At this time,
A main magnetic flux φ93 flowing through the support plate 52, the support 57, the movable element 55, the suction moving body 79A, the magnetostrictive element 76A, and the driving moving body 70A is generated. At this time, the movable element 55 is supported by a plurality of suction moving bodies 79A of the driving unit 53 and a plurality of suction moving bodies 79A on the rear side in the traveling direction of another driving unit 53 for which the same control is performed. Can be.

【0065】続いて、図4(F)に示すように、進行方
向前側の吸着用可動部59Bのコイル78Bを消磁状態
とする(ステップ5)。これにより、該吸着用可動部5
9Bの磁歪素子76Bが縮長して、該吸着用移動体79
Bが可動子55との吸着を解除するとともに該可動子5
5から離間する。
Subsequently, as shown in FIG. 4F, the coil 78B of the suction movable portion 59B on the front side in the traveling direction is demagnetized (step 5). Thereby, the movable part 5 for suction
The 9B magnetostrictive element 76B is reduced in length, and
B releases the suction with the mover 55 and
Separated from 5.

【0066】次に、図4(G)に示すように、進行方向
後側の駆動用可動部58Aのコイル69Aを消磁状態と
する(ステップ6)。すると、駆動用可動部58Aの磁
歪素子67Aが縮長して進行方向後側の吸着用可動部5
9Aを進行方向前側に移動させる。これにより、この進
行方向後側の吸着用可動部59Aに吸着されていた可動
子55が前に進む。
Next, as shown in FIG. 4G, the coil 69A of the driving movable portion 58A on the rear side in the traveling direction is demagnetized (step 6). Then, the magnetostrictive element 67A of the driving movable portion 58A is contracted, and the attracting movable portion 5 on the rear side in the traveling direction is moved.
9A is moved forward in the traveling direction. As a result, the movable element 55 that has been sucked by the suction movable portion 59A on the rear side in the traveling direction moves forward.

【0067】続いて、図4(H)に示すように、進行方
向前側の駆動用可動部58Bのコイル69Bを消磁状態
とする(ステップ7)。すると、駆動用可動部58Bの
磁歪素子部67Bが縮長して進行方向前側の吸着用可動
部59Bを進行方向後側に移動させる。
Subsequently, as shown in FIG. 4H, the coil 69B of the driving movable portion 58B on the front side in the traveling direction is demagnetized (step 7). Then, the magnetostrictive element portion 67B of the driving movable portion 58B is contracted to move the suction movable portion 59B on the front side in the traveling direction to the rear side in the traveling direction.

【0068】次に、図4(I)に示すように、進行方向
前側の吸着用可動部59Bのコイル78Bを励磁状態と
する(ステップ8)。これにより、該進行方向前側の吸
着用可動部59Bの磁歪素子76Bが伸長して、吸着用
移動体79Bが可動子55に当接しこれを吸着させる。
Next, as shown in FIG. 4I, the coil 78B of the suction movable portion 59B on the front side in the traveling direction is set to the excited state (step 8). As a result, the magnetostrictive element 76B of the suction movable portion 59B on the front side in the traveling direction extends, and the suction moving body 79B abuts on the mover 55 to suck it.

【0069】続いて、進行方向後側の吸着用可動部59
Aのコイル78Aを消磁状態とし、吸着用可動部59A
の磁歪素子76Aを縮長させて吸着用移動体79Aを可
動子55から離間させて、ステップ1の状態となる。以
上のようなステップ1〜ステップ8の繰り返しにより可
動子55を直線上で移動させることになる。
Subsequently, the suction movable portion 59 on the rear side in the traveling direction.
A coil 78A is set in a demagnetized state,
The suction moving body 79A is separated from the movable element 55 by reducing the length of the magnetostrictive element 76A, and the state of step 1 is established. By repeating the above steps 1 to 8, the mover 55 is moved on a straight line.

【0070】なお、以上においては、説明の便宜上各作
動を別々に行う場合を例に上げたが、可能な限り各作動
を同時に行うことにより、可動子55の移動速度を増大
させることができる。例えば、上記したステップ2の作
動を、ステップ1の作動またはステップ3の作動と同時
に行ったり、ステップ7の作動をステップ6の作動と同
時に行うこと等が可能である。
In the above, the case where each operation is performed separately for convenience of explanation has been described as an example. However, by performing each operation simultaneously as much as possible, the moving speed of the mover 55 can be increased. For example, the operation of step 2 described above can be performed simultaneously with the operation of step 1 or the operation of step 3, or the operation of step 7 can be performed simultaneously with the operation of step 6.

【0071】他方、駆動ユニット53の、上記とは変位
方向が異なる一対の駆動用可動部58C,58Dとこれ
ら一対の駆動用可動部58C,58Dの外側に連結され
る一対の吸着用可動部59C,59Dとについても、上
記と同様にして可動子55を直線上で移動させる。これ
により、支持板部52と平行な平面上で可動子55を移
動させることになる。
On the other hand, a pair of driving movable parts 58C and 58D of the driving unit 53 having different displacement directions from the above and a pair of suction moving parts 59C connected to the outside of the pair of driving movable parts 58C and 58D. , 59D, the mover 55 is moved on a straight line in the same manner as described above. Thus, the mover 55 is moved on a plane parallel to the support plate 52.

【0072】ここで、このような駆動ユニット53が複
数設けられているため、制御装置88が複数の駆動ユニ
ット53で各コイル69,78の励磁位相をずらすこと
により、可動子55を連続した一定速度で移動させるこ
ともできる。
Here, since a plurality of such drive units 53 are provided, the controller 88 shifts the excitation phase of each of the coils 69 and 78 by the plurality of drive units 53 so that the movable element 55 is continuously fixed. It can also be moved at speed.

【0073】例えば、制御装置88が、一の駆動ユニッ
ト53の一の駆動用可動部58Bで可動子55を移動さ
せ終わると同時に、他の駆動ユニット53の一の駆動用
可動部58Bで可動子55の移動を開始させる。そし
て、該他の駆動ユニット53の一の駆動用可動部58B
での可動子55の移動が終わると同時に、前記一の駆動
ユニット53の他の駆動用可動部58Aで可動子55の
移動を開始させる。さらに、該一の駆動ユニット53の
他の駆動用可動部58Aでの可動子55の移動が終わる
と同時に、前記他の駆動ユニット53の他の駆動用可動
部58Aで可動子55の移動を開始させる。そして、該
他の駆動ユニット53の他の駆動用可動部58Aでの可
動子55の移動が終わると同時に、前記一の駆動ユニッ
ト53の一の駆動用可動部58Bで可動子55の移動を
開始させる。以上の作動を実現するように、コイル6
9,78の励磁位相を異ならせるのである。
For example, at the same time when the control device 88 finishes moving the movable element 55 with one driving movable portion 58B of one driving unit 53, the control device 88 moves the movable element 55 with one driving movable portion 58B of the other driving unit 53. 55 is started. Then, one drive movable portion 58B of the other drive unit 53
At the same time as the movement of the mover 55 is completed, the movement of the mover 55 is started by the other drive movable portion 58A of the one drive unit 53. Further, at the same time when the movement of the mover 55 in the other drive movable portion 58A of the one drive unit 53 ends, the movement of the mover 55 starts in the other drive movable portion 58A of the other drive unit 53. Let it. Then, at the same time when the movement of the mover 55 in the other drive movable portion 58A of the other drive unit 53 ends, the movement of the mover 55 starts in one drive movable portion 58B of the one drive unit 53. Let it. To realize the above operation, the coil 6
The 9,78 excitation phases are made different.

【0074】ここで、磁歪素子部67はコイル69によ
り生じる磁界の強さに応じて変位量が変更制御可能であ
るため、例えば、駆動用可動部58A〜58Dのコイル
69への磁界の強さを制御することにより可動子55の
移動量を微量とすれば、移動平面内における位置決めを
精密に行うことができる。
Here, since the amount of displacement of the magnetostrictive element section 67 can be changed and controlled in accordance with the strength of the magnetic field generated by the coil 69, for example, the strength of the magnetic field applied to the coil 69 of the movable driving sections 58A to 58D can be controlled. If the amount of movement of the mover 55 is made small by controlling the position, the positioning in the movement plane can be performed accurately.

【0075】また、磁歪素子76もコイル78により生
じる磁界の強さに応じて変位量が変更制御可能であるた
め、吸着用駆動部59A〜59Dのコイル78への磁界
の強さを制御すれば可動子55の支持板体52に対し垂
直な方向の位置を調整することができる。加えて、可動
子55を同時に支持する複数の吸着用可動部59A〜5
9Dについてそれぞれの高さを順次異ならせることによ
り、可動子55に支持板体52に対する傾斜を与えるこ
とができる。
Also, since the amount of displacement of the magnetostrictive element 76 can be changed and controlled in accordance with the strength of the magnetic field generated by the coil 78, if the strength of the magnetic field applied to the coil 78 of the suction driving sections 59A to 59D is controlled. The position of the mover 55 in the direction perpendicular to the support plate 52 can be adjusted. In addition, a plurality of suction movable parts 59A to 5A that simultaneously support the mover 55
By sequentially varying the heights of 9D, the movable element 55 can be given an inclination with respect to the support plate 52.

【0076】次に、各コイル69,78へ流す制御電流
を交流とする場合について説明する。ここでは、進行方
向前側の駆動用可動部58Bのコイル69および進行方
向前側の吸着用可動部59Bのコイル78に対しての制
御電流を一例として図5、図11〜図14を参照して説
明する。
Next, a case where the control current flowing through each of the coils 69 and 78 is an alternating current will be described. Here, control currents for the coil 69 of the driving movable portion 58B on the front side in the traveling direction and the coil 78 of the suction movable portion 59B on the front side in the traveling direction will be described as an example with reference to FIGS. 5 and 11 to 14. I do.

【0077】駆動用可動部58Bのコイル69に対し図
11(A)に示すような交流電流を与える(図11
(A)においては横軸が時間、縦軸が電流値)。
An alternating current as shown in FIG. 11A is applied to the coil 69 of the driving movable portion 58B (FIG. 11A).
In (A), the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents current value).

【0078】すると、駆動用可動部58Bの磁歪素子部
67には図11(B)に示すような、正側の交流電流に
対してはこれと略類似する波形の力が発生し、負側の交
流電流に対してはこれを正側に反転させたものと略類似
する波形の力が発生する(図11(B)においては横軸
が時間、縦軸が発生力)。さらに、磁歪素子部67には
図11(C)に示すような、発生力と略類似する波形の
変位が生じる(図11(C)においては横軸が時間、縦
軸が変位)。但し、この変位は、図11(C)から明ら
かなように、交流の絶対値が最大の位置から0に至る範
囲の中央時点(図11に示す時点c)で略最大となる。
Then, a force having a waveform substantially similar to that of the alternating current on the positive side, as shown in FIG. 11B, is generated in the magnetostrictive element 67 of the movable portion for driving 58B, and the negative side. 11A, a force having a waveform substantially similar to that obtained by inverting the alternating current to the positive side is generated (in FIG. 11B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents generated force). Further, a displacement having a waveform substantially similar to the generated force is generated in the magnetostrictive element portion 67 as shown in FIG. 11C (in FIG. 11C, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents displacement). However, as apparent from FIG. 11 (C), this displacement becomes substantially maximum at the central time point (time point c shown in FIG. 11) in the range where the absolute value of the alternating current reaches 0 from the maximum position.

【0079】他方、吸着用可動部59Bのコイル78に
対し図11(D)に示すような交流電流に中間所定範囲
の波形が平坦となる処理をした電流を与える(図11
(D)においては横軸が時間、縦軸が電流値)。
On the other hand, an alternating current as shown in FIG. 11 (D) is applied to the coil 78 of the attracting movable portion 59B in such a manner that the waveform in the intermediate predetermined range is flattened (FIG. 11).
In (D), the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents current value).

【0080】すると、吸着用可動部59Bの磁歪素子7
6には図11(E)に示すような、正側の電流に対して
はこれと略類似する波形の力が発生し、負側の電流に対
してはこれを正側に反転させたものと略類似する波形の
力が発生する(図11(E)においては横軸が時間、縦
軸が発生力)。さらに、磁歪素子76には図11(F)
に示すような、発生力と略類似する形態の変位が生じる
ことになる(図11(F)においては横軸が時間、縦軸
が変位)。そして、この変位は、図11(F)から明ら
かなように、電流の絶対値が最大の平坦な範囲(図11
に示す時点b〜cの範囲)で最大となる。
Then, the magnetostrictive element 7 of the suction movable portion 59B
In FIG. 6, a force having a waveform substantially similar to that of the positive current is generated as shown in FIG. 11E, and the force is inverted to the positive current for the negative current. 11 (E), the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents generated force. Further, the magnetostrictive element 76 has the structure shown in FIG.
(FIG. 11F), a horizontal axis represents time, and a vertical axis represents displacement. Then, as apparent from FIG. 11 (F), this displacement is in a flat range where the absolute value of the current is maximum (FIG. 11 (F)).
(Range of time points b to c) shown in FIG.

【0081】このため、これらの電流を駆動用可動部5
8Bのコイル69および吸着用可動部59Bのコイル7
8に対し同時に与えると、図12に示すように吸着用可
動部59Bが移動する。すなわち、まず、時点aから駆
動用可動部58B(図12においては図示略)および吸
着用可動部59Bが共に伸長を開始する。そして、時点
bにおいて吸着用可動部59Bが可動子55に接触して
これを吸着して伸長を停止させる。続いて、この状態の
まま駆動用可動部58Bがさらに伸長することで吸着用
可動部59Bが移動し可動子55が移動する。
For this reason, these currents are supplied to the driving movable section 5.
8B coil 69 and coil 7 of suction movable portion 59B
8, the movable portion 59B for suction moves as shown in FIG. That is, first, at the time point a, both the driving movable portion 58B (not shown in FIG. 12) and the suction movable portion 59B start extending. Then, at the time point b, the movable portion for suction 59B comes into contact with the movable element 55 to suck the movable element 55 to stop the extension. Subsequently, in this state, the movable portion for driving 58B further extends to move the movable portion for adsorption 59B and move the movable element 55.

【0082】そして、時点cに至ると駆動用可動部58
Bおよび吸着用可動部59Bが共に縮長を開始し、よっ
て、吸着用可動部59Bが可動子55への吸着を解除す
るとともに該可動子55から離間する。さらに駆動用可
動部58Bが縮長して吸着用可動部59Bは時点dにお
いて時点aと同じ状態に戻ることになる。
Then, when reaching the time point c, the driving movable portion 58
Both B and the movable portion for suction 59B start reducing the length, so that the movable portion for suction 59B releases the suction to the mover 55 and separates from the mover 55. Further, the drive movable portion 58B is contracted, and the suction movable portion 59B returns to the same state as the time point a at the time point d.

【0083】これを図11の特性線図に基づいて説明す
る。まず、吸着用可動部59Bのコイル78への電流の
絶対値が最大の時点b〜cの範囲で、可動子55が吸着
用可動部59Bに吸着されることになる。そして、この
状態においてのみ可動子55に駆動用可動部58Bによ
る推力が発生することになる。
This will be described with reference to the characteristic diagram of FIG. First, the movable element 55 is attracted to the attracting movable portion 59B in the range of the time point b to c where the absolute value of the current to the coil 78 of the attracting movable portion 59B is maximum. Then, only in this state, a thrust force is generated on the mover 55 by the drive movable portion 58B.

【0084】よって、図11(B)の時点b〜cの範囲
に示される磁歪素子部67の発生力のみが、図13
(A)に示すように可動子55に推力として発生する
(図13(A)においては横軸が時間、縦軸が推力)。
そして、図11(C)の時点b〜cの範囲に示される磁
歪素子部67の変位のみが、図13(B)に示すように
可動子55に変位として与えられることになる(図13
(B)においては横軸が時間、縦軸が変位)。
Therefore, only the generated force of the magnetostrictive element portion 67 shown in the range between the points b and c in FIG.
As shown in FIG. 13A, thrust is generated in the mover 55 (in FIG. 13A, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents thrust).
Then, only the displacement of the magnetostrictive element portion 67 shown in the range from the time point b to the time point c in FIG. 11C is given as a displacement to the mover 55 as shown in FIG. 13B (FIG. 13).
In (B), the horizontal axis is time, and the vertical axis is displacement).

【0085】なお、図13に示した一の駆動ユニット5
3の駆動用可動部58Bを変位させる変位作動が途切れ
る状態に対して、近接する他の駆動ユニット53の駆動
用可動部58Bを変位させる変位作動を重ね合わせる。
これは、一の駆動ユニット53に対して、近接する他の
駆動ユニット53のコイル69,78への電流の位相を
異ならせることで可能となる。すると、図14(A)に
示すように可動子55に対し推力を連続的に発生させ、
図14(B)に示すように可動子55を連続的に変位さ
せることができる。
Note that one drive unit 5 shown in FIG.
The displacement operation for displacing the drive movable portion 58B of another adjacent drive unit 53 is superimposed on the state where the displacement operation for displacing the drive movable portion 58B of Step 3 is interrupted.
This can be achieved by making the phase of the current flowing to the coils 69 and 78 of the adjacent drive unit 53 different from that of the one drive unit 53. Then, as shown in FIG. 14A, thrust is continuously generated on the mover 55,
The mover 55 can be continuously displaced as shown in FIG.

【0086】なお、以上においては、便宜上、進行方向
前側の駆動用可動部58Bのコイル69と進行方向前側
の吸着用可動部59Bのコイル78に対しての制御電流
を例にとり説明した。このため、進行方向後側の駆動用
可動部58Aおよび吸着用可動部59Aの制御電流につ
いては考慮していないが、これらの制御電流も合わせて
制御することで、より早い速度で可動子55を連続的に
移動させることができる。
In the above, for convenience, the control current for the coil 69 of the driving movable section 58B on the front side in the traveling direction and the coil 78 of the suction movable section 59B on the front side in the traveling direction have been described as an example. For this reason, the control current of the driving movable portion 58A and the suction movable portion 59A on the rear side in the traveling direction is not considered, but by controlling these control currents together, the movable element 55 can be moved at a higher speed. It can be moved continuously.

【0087】以上に述べた平面モータ51によれば、磁
歪素子の変位を利用するため、従来の電磁式モータ等に
比して高力密度が得られ、全体を小型軽量化できる。加
えて、可動子55は磁性体を薄板形状とするだけであ
り、また全体としても簡素な構成とすることができるた
め、この点からも、従来の電磁式モータ等に比して高力
密度が得られ、全体を小型軽量化できる。
According to the planar motor 51 described above, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained as compared with a conventional electromagnetic motor or the like, and the whole can be reduced in size and weight. In addition, since the mover 55 has only a thin magnetic body and a simple structure as a whole, the mover 55 has a higher force density than a conventional electromagnetic motor or the like. And the whole can be reduced in size and weight.

【0088】また、可動子55を磁気的吸引力により吸
着用可動部59A〜59Dで吸着して移動させるもので
あるため、可動子55を正確に移動させることができる
上、可動子55を壁面や天井面に沿って移動させること
もできる。
Further, since the mover 55 is attracted and moved by the attracting movable portions 59A to 59D by magnetic attraction, the mover 55 can be accurately moved and the mover 55 can be moved to the wall surface. Or it can be moved along the ceiling.

【0089】さらに、駆動用可動部58A〜58Dの磁
歪素子部67は、磁歪材料からなる素子本体73a〜7
3fと非磁歪材料からなる連結部材74a〜74eとが
交互に多層状かつ直列に連結されて構成されている。こ
のため、素子本体73a〜73fの個々の変位を加算し
たものが磁歪素子部67の全体の変位となり、よって、
磁歪素子部67の全体の変位を拡大することができる。
Further, the magnetostrictive element portion 67 of each of the driving movable portions 58A to 58D includes an element body 73a to 73m made of a magnetostrictive material.
3f and connecting members 74a to 74e made of a non-magnetostrictive material are alternately connected in a multilayer shape and in series. For this reason, the sum of the individual displacements of the element main bodies 73a to 73f is the total displacement of the magnetostrictive element section 67, and
The entire displacement of the magnetostrictive element 67 can be increased.

【0090】加えて、冷却媒体導入手段87が支持板体
52と蓋体54との間の空間部86に冷却媒体を流し
て、磁歪素子部67、磁歪素子76およびコイル69,
78を冷却するため、温度上昇による影響を排除するこ
とができる。
In addition, the cooling medium introducing means 87 causes the cooling medium to flow through the space 86 between the support plate 52 and the lid 54, and the magnetostrictive element 67, the magnetostrictive element 76, the coil 69,
The cooling of 78 can eliminate the effects of temperature rise.

【0091】上記した平面モータ51は、例えば、露光
装置に適用することができる。この露光装置に適用する
例について図15を参照して説明する。まず、露光装置
95は、防振台97と、第1コラム98と、投影レンズ
PLと、第2コラム99と、レチクルステージ100
と、レチクルRと、第3コラム102と、上記した平面
モータ51とを有している。
The above-described flat motor 51 can be applied to, for example, an exposure apparatus. An example applied to this exposure apparatus will be described with reference to FIG. First, the exposure apparatus 95 includes an anti-vibration table 97, a first column 98, a projection lens PL, a second column 99, and a reticle stage 100.
, A reticle R, a third column 102, and the above-described flat motor 51.

【0092】防振台97は、防振を行うもので、複数の
ものが設置面としての床上の所定位置に設置されてい
る。第1コラム98は、すべての脚部96がそれぞれ対
応する防振台97の上に載置されている。投影レンズP
Lは、第1コラム98の上板の中央部に固定されてい
る。
The vibration isolation table 97 performs vibration isolation, and a plurality of vibration isolation tables are installed at predetermined positions on the floor as installation surfaces. In the first column 98, all the legs 96 are respectively mounted on the corresponding vibration isolation tables 97. Projection lens P
L is fixed to the center of the upper plate of the first column 98.

【0093】第2コラム99は、第1コラム98の上板
上に投影レンズPLを囲むように植設されている。レチ
クルステージ100は、第2コラム99の上板上に搭載
されている。レチクルRは、このレチクルステージ10
0上にマスクとして載置されている。
The second column 99 is planted on the upper plate of the first column 98 so as to surround the projection lens PL. The reticle stage 100 is mounted on the upper plate of the second column 99. The reticle R is a reticle stage 10
0 is placed as a mask.

【0094】第3コラム102は、第1コラム98の内
側に、これとは別体で、床上に設置されて設けられてい
る。これは、可動子55を移動させるときに、駆動ユニ
ット53に生じる反力を床に逃がし、投影レンズに反力
による振動を与えないようにするためである。平面モー
タ51は、この第3コラム102の上面上に載置されて
おり、この平面モータ51の可動子55の上に基板とし
てのウエハWが吸着されている。
The third column 102 is provided inside the first column 98, separately from the first column 98, on the floor. This is to prevent the reaction force generated in the drive unit 53 from escaping to the floor when the movable element 55 is moved, and to prevent the projection lens from vibrating due to the reaction force. The planar motor 51 is mounted on the upper surface of the third column 102, and a wafer W as a substrate is sucked on the movable element 55 of the planar motor 51.

【0095】そして、ウエハWに対して投影露光をする
際に平面モータ51の可動子55を上述したように移動
させることによってウエハWの投影レンズPLに対する
位置を制御しつつ、投影レンズPLを介してレチクルR
のマスクパターンの像をウエハWに露光する。
When the movable element 55 of the plane motor 51 is moved as described above when performing projection exposure on the wafer W, the position of the wafer W with respect to the projection lens PL is controlled, and Reticle R
The image of the mask pattern is exposed on the wafer W.

【0096】ここで、この平面モータ51は、上述した
ように、ウエハWの水平方向における位置の変更制御を
行うことが勿論できる。加えて、この平面モータ51
は、可動子55を支持する複数の駆動ユニット53の吸
着用可動部59A〜59Dの磁歪素子76にかける磁界
の強さをそれぞれ制御することにより、ウエハWの高さ
方向の位置を変更制御して位置決めしたり、水平に対す
る傾斜角度を変更制御して位置決めしたりすることがで
きる。以上のような露光装置95においても、高力密度
が得られ全体が小型軽量化できる平面モータ51を用い
ているため、全体を小型化できるメリットがある。
Here, the plane motor 51 can of course control the change of the horizontal position of the wafer W as described above. In addition, this planar motor 51
Controls the position of the wafer W in the height direction by controlling the strength of the magnetic field applied to the magnetostrictive elements 76 of the suction movable portions 59A to 59D of the plurality of drive units 53 that support the mover 55. Position, or by changing and controlling the inclination angle with respect to the horizontal. Also in the exposure apparatus 95 as described above, since the flat motor 51 that can obtain high force density and can be reduced in size and weight as a whole is used, there is an advantage that the entirety can be reduced in size.

【0097】なお、駆動ユニットとして、一対の駆動用
可動部58A,58Bをそれぞれの磁歪素子部67の変
位方向を合わせて直列に連結させるとともに、これら一
対の駆動用可動部58A,58Bの変位方向における両
外側に、一対の吸着用可動部59A,59Bを連結させ
た主要構成(すなわち、上述した駆動ユニット53の駆
動用可動部58C,58Dおよび吸着用可動部59C,
59Dを除いた構成)のものとしてもよい。
As a driving unit, a pair of driving movable parts 58A and 58B are connected in series with the displacement directions of the respective magnetostrictive element parts 67, and the displacement directions of the pair of driving movable parts 58A and 58B are changed. The main configuration in which a pair of movable movable parts for suction 59A, 59B are connected to both outer sides of (i.e., the movable movable parts 58C, 58D and the movable movable parts 59C, 59C,
59D).

【0098】この場合、駆動用可動部58A,58Bお
よび吸着用可動部59A,59Bの作動については、上
述と同様であり、可動子55を直線上で移動させるリニ
アモータの構成となる。この場合も、磁歪素子の変位を
利用するため、従来の電磁式モータ等に比して高力密度
が得られ、全体を小型軽量化できる。
In this case, the operation of the driving movable parts 58A and 58B and the suction movable parts 59A and 59B is the same as described above, and a linear motor for moving the movable element 55 in a straight line is provided. Also in this case, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained as compared with a conventional electromagnetic motor or the like, and the whole can be reduced in size and weight.

【0099】さらに、駆動ユニットとして、図2に示す
ように、一の駆動用可動部58Bと、該駆動用可動部5
8Bに連結される吸着用可動部59Bと、駆動用可動部
58Bの吸着用可動部59Bに対し反対側に連結される
支持体57とを主要構成(すなわち、上述した駆動ユニ
ット53の駆動用可動部58A,58C,58Dおよび
吸着用可動部59A,59C,59Dを除いた構成)と
してもよい。
Further, as a driving unit, as shown in FIG. 2, one driving movable portion 58B and the driving
The main structure of the movable movable portion 59B connected to the movable movable portion 8B and the support 57 connected to the opposite side of the movable movable portion 59B of the movable drive portion 58B (that is, the movable movable portion of the drive unit 53 described above). The configuration excluding the portions 58A, 58C, 58D and the movable portions 59A, 59C, 59D for suction) may be used.

【0100】この場合の作動を説明する。(A)まず、
初期状態として、一方向可動部58Bおよび他方向可動
部59Bのそれぞれのコイル69,78を消磁状態とす
る。そして、支持手段57で可動子55を支持させる。
(B)次に、他方向可動部59Bの磁歪素子76をコイ
ル69の励磁で変位させることにより該他方向可動部5
9Bを伸長させ可動子55に当接させて、該可動子55
を支持手段57から離間させる。
The operation in this case will be described. (A) First,
As an initial state, the coils 69 and 78 of the one-way movable portion 58B and the other-direction movable portion 59B are demagnetized. Then, the mover 55 is supported by the support means 57.
(B) Next, by displacing the magnetostrictive element 76 of the other direction movable portion 59B by exciting the coil 69, the other direction movable portion 5B is displaced.
9B is extended and brought into contact with the mover 55,
Are separated from the supporting means 57.

【0101】(C)一方向可動部58Bの磁歪素子67
をコイル69の励磁で変位させ該一方向可動部58Bを
伸長させて、他方向可動部59Bを移動させることによ
り可動子55を移動させる。(D)他方向可動部59B
の磁歪素子76の変位をコイル78の消磁で戻して該他
方向可動部59Bを縮長させ、支持手段57で可動子5
5を支持させつつ他方向可動部59Bを可動子55から
離間させる。
(C) Magnetostrictive element 67 of one-way movable portion 58B
Is displaced by the excitation of the coil 69 to extend the one-way movable portion 58B and move the other-direction movable portion 59B, thereby moving the mover 55. (D) Other direction movable part 59B
The displacement of the magnetostrictive element 76 is returned by the degaussing of the coil 78 to reduce the length of the other-direction movable portion 59B.
The other-direction movable portion 59B is separated from the mover 55 while supporting the movable member 55.

【0102】そして、一方向可動部58Bの磁歪素子6
7の変位をコイル69の消磁で戻し該一方向可動部58
Bを縮長させて他方向可動部59Bを逆側に移動させて
(A)の状態に戻す。
The magnetostrictive element 6 of the one-way movable portion 58B
7 is returned by the degaussing of the coil 69.
B is reduced in length, and the other direction movable portion 59B is moved to the opposite side to return to the state of (A).

【0103】このような(A)〜(D)の作動の繰り返
しにより、可動子55を直線上で移動させる。なお、こ
の場合、駆動用可動部58Bと吸着用可動部59Bとの
間の角度は、必ずしも直角でなくてよく、所定の角度で
あればよい。この場合も、磁歪素子の変位を利用するた
め、従来の電磁式モータ等に比して高力密度が得られ、
全体を小型軽量化できる。
By repeating such operations (A) to (D), the mover 55 is moved on a straight line. In this case, the angle between the driving movable portion 58B and the suction movable portion 59B is not necessarily a right angle, but may be a predetermined angle. Also in this case, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained compared to a conventional electromagnetic motor or the like,
The whole can be reduced in size and weight.

【0104】なお、以上においては、吸着用可動部が可
動子55を吸着する場合を例にとり説明したが、例えば
吸着用可動部と可動子55との摩擦係数が高く、吸着し
なくても可動子55を正確に移動させることができる場
合は、必ずしも吸着しなくてもよい。
In the above description, the case where the movable part for suction attracts the movable element 55 has been described as an example. However, for example, the friction coefficient between the movable part for suction and the movable element 55 is high, When the child 55 can be moved accurately, it is not always necessary to adsorb.

【0105】また、図1に示すように、例えば一の駆動
用可動部58Bと、該駆動用可動部58Bに連結される
吸着用可動部59Bとを主要構成(すなわち、上述した
駆動ユニット53の支持体57、駆動用可動部58A,
58C,58Dおよび吸着用可動部59A,59C,5
9Dを除いた構成)としてもよい。
As shown in FIG. 1, for example, one driving movable portion 58B and a suction movable portion 59B connected to the driving movable portion 58B have a main structure (that is, the driving unit 53 described above). The supporting body 57, the driving movable portion 58A,
58C, 58D and movable parts for suction 59A, 59C, 5
9D).

【0106】この場合、駆動用可動部58Bと吸着用可
動部59Bとはそれぞれ異なる方向に変位するため、例
えば、図1に示すように一方向可動部58Bの端部を固
定する場合、他方向可動部59Bの変位方向は、一方向
可動部58Bの変位に応じてシフトすることになる。従
って、他方向可動部59Bの端部に移動対象55’を接
続すると、一方向可動部58Bおよび他方向可動部59
Bの変位に応じて、この移動対象55’を所定平面内の
希望座標に迅速かつ確実に移動できる。
In this case, since the movable portion 58B for driving and the movable portion 59B for suction are displaced in different directions, for example, when the end portion of the one-way movable portion 58B is fixed as shown in FIG. The displacement direction of the movable part 59B shifts according to the displacement of the one-way movable part 58B. Accordingly, when the moving object 55 'is connected to the end of the other direction movable portion 59B, the one direction movable portion 58B and the other direction movable portion 59B are connected.
In accordance with the displacement of B, the moving object 55 'can be quickly and reliably moved to desired coordinates in a predetermined plane.

【0107】この場合も、磁歪素子の変位を利用するた
め、従来の電磁式等のものに比して高力密度が得られ、
全体を小型軽量化できる。なお、この場合、駆動用可動
部58Aと吸着用可動部59Aとの間の角度は、必ずし
も直角でなくてよく、所定の角度であればよい。
Also in this case, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained as compared with a conventional electromagnetic type or the like.
The whole can be reduced in size and weight. In this case, the angle between the driving movable portion 58A and the suction movable portion 59A is not necessarily a right angle, but may be a predetermined angle.

【0108】[0108]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項1
記載のアクチュエータによれば、磁歪素子の変位を利用
するため、従来のものに比して高力密度が得られ、全体
を小型軽量化できる。
As described in detail above, claim 1 of the present invention
According to the actuator described, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained as compared with the conventional actuator, and the whole can be reduced in size and weight.

【0109】また、本発明の請求項2記載のアクチュエ
ータによれば、素子本体と非磁歪材料からなる連結部材
とが交互に多層状かつ直列に連結されているため、素子
本体の個々の変位を加算したものが磁歪素子全体の変位
となる。したがって、磁歪素子全体の変位を拡大するこ
とができる。
According to the actuator of the second aspect of the present invention, since the element main body and the connecting member made of a non-magnetostrictive material are alternately connected in a multilayer and in series, the individual displacement of the element main body can be reduced. The sum is the displacement of the entire magnetostrictive element. Therefore, the displacement of the entire magnetostrictive element can be increased.

【0110】本発明の請求項3記載のアクチュエータに
よれば、発熱する磁歪素子およびコイルを冷却すること
ができるため、温度上昇による影響を排除することがで
きる。
According to the actuator of the third aspect of the present invention, since the magnetostrictive element and the coil that generate heat can be cooled, the influence of the temperature rise can be eliminated.

【0111】本発明の請求項4乃至6記載のモータによ
れば、磁歪素子の変位を利用するため、従来の電磁式モ
ータ等に比して高力密度が得られ、全体を小型軽量化で
きる。
According to the motor of the fourth to sixth aspects of the present invention, since the displacement of the magnetostrictive element is used, a higher force density can be obtained as compared with a conventional electromagnetic motor or the like, and the whole can be reduced in size and weight. .

【0112】本発明の請求項7記載のモータによれば、
磁歪素子を変位させるコイルにより生じる磁界で可動子
を他方向可動部に磁気的に吸着させることになるため、
可動子を正確に移動させることができる上、可動子を壁
面や天井面に沿って移動させることができる。
According to the motor described in claim 7 of the present invention,
Since the mover is magnetically attracted to the other direction movable portion by the magnetic field generated by the coil that displaces the magnetostrictive element,
The mover can be moved accurately, and the mover can be moved along a wall surface or a ceiling surface.

【0113】本発明の請求項8記載のモータによれば、
複数の駆動手段の各コイルの励磁位相をずらすことによ
り可動子を連続した一定速度で移動させるため、可動子
を円滑に移動させることができる。
According to the motor described in claim 8 of the present invention,
Since the mover is moved at a continuous and constant speed by shifting the excitation phase of each coil of the plurality of driving means, the mover can be moved smoothly.

【0114】本発明の露光装置によれば、平面モータが
磁歪素子を利用してなるため、従来の電磁式モータ等を
利用する場合に比して高力密度が得られ、平面モータ全
体を小型軽量化でき、よって露光装置全体を小型軽量化
することができる。
According to the exposure apparatus of the present invention, since the planar motor uses the magnetostrictive element, a higher force density can be obtained than when a conventional electromagnetic motor or the like is used, and the entire planar motor can be reduced in size. It is possible to reduce the weight, so that the entire exposure apparatus can be reduced in size and weight.

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

【図1】 本発明のアクチュエータを示す側断面図であ
る。
FIG. 1 is a side sectional view showing an actuator of the present invention.

【図2】 本発明のモータの作動原理を各状態別に示す
側断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing the operating principle of the motor of the present invention in each state.

【図3】 本発明の一の実施の形態の平面モータの作動
原理を各状態別に示す側断面図である。
FIG. 3 is a side sectional view showing an operation principle of the flat motor according to one embodiment of the present invention in each state.

【図4】 本発明の一の実施の形態の平面モータの作動
原理を各状態別に示す側断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing the operating principle of the planar motor according to one embodiment of the present invention in each state.

【図5】 本発明の一の実施の形態の平面モータの一部
の構成を示す側断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view showing a configuration of a part of the planar motor according to one embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の一の実施の形態の平面モータの駆動
ユニットを示す平面図である。
FIG. 6 is a plan view showing a drive unit of the planar motor according to one embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の一の実施の形態の平面モータの磁歪
素子部の片側部分を示す横断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing one side of a magnetostrictive element of the planar motor according to one embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の一の実施の形態の平面モータの磁歪
素子部の縦断面図である。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the magnetostrictive element of the flat motor according to one embodiment of the present invention.

【図9】 磁歪素子の特性線図であって、横軸に磁界の
強さを縦軸に歪をとったものである。
FIG. 9 is a characteristic diagram of the magnetostrictive element, in which the horizontal axis represents the strength of a magnetic field and the vertical axis represents distortion.

【図10】 本発明の一の実施の形態の平面モータの全
体構成を示す平面図であって、蓋体を除いたものであ
る。
FIG. 10 is a plan view showing the overall configuration of the planar motor according to one embodiment of the present invention, with a lid removed.

【図11】 本発明の一の実施の形態の平面モータの駆
動用可動部のコイルに与える電流(A)、これにより生
じる磁歪素子部の発生力(B)および磁歪素子部の変位
(C)と、吸着用可動部のコイルに与える電流(D)、
これにより生じる磁歪素子の発生力(E)および磁歪素
子の変位(F)とを示す特性線図である。
FIG. 11 shows a current (A) applied to a coil of a driving movable portion of a flat motor according to an embodiment of the present invention, a generated force (B) of the magnetostrictive element portion, and a displacement (C) of the magnetostrictive element portion caused by the current. And the current (D) applied to the coil of the movable portion for suction,
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a generated force (E) of the magnetostrictive element and a displacement (F) of the magnetostrictive element caused by the force.

【図12】 本発明の一の実施の形態の平面モータの吸
着用可動部の移動経路を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a movement path of a movable portion for suction of the planar motor according to one embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の一の実施の形態の平面モータに図
11に示す電流を与えた場合に可動子に働く推力(A)
および可動子の変位(B)の一例を示す特性線図であ
る。
13 shows a thrust (A) acting on the mover when the current shown in FIG. 11 is applied to the planar motor according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating an example of displacement of a mover (B).

【図14】 本発明の一の実施の形態の平面モータに図
11に示す電流を与えた場合に可動子に働く推力(A)
および可動子の変位(B)の他の例を示す特性線図であ
る。
14 shows a thrust (A) acting on the mover when the current shown in FIG. 11 is applied to the planar motor according to one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating another example of the displacement (B) of the mover.

【図15】 本発明の一の実施の形態の露光装置を概略
的に示す側面図である。
FIG. 15 is a side view schematically showing an exposure apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図16】 リニアパルスモータを示す側面図である。FIG. 16 is a side view showing a linear pulse motor.

【図17】 リニアパルスモータの作動原理を各状態別
に示す側面図である。
FIG. 17 is a side view showing the operating principle of the linear pulse motor for each state.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 平面モータ(モータ) 53 駆動ユニット(駆動手段) 55 可動子 55’ 制御対象 57 支持体(支持手段) 58A〜58D 駆動用可動部(一方向可動部) 59A〜59D 吸着用可動部(他方向可動部) 67 磁歪素子部(磁歪素子) 69 コイル 73a〜73f 素子本体 74a〜74e 連結部材 76 磁歪素子 78 コイル 87 冷却媒体導入手段(冷却手段) 88 制御装置 95 露光装置 97 防振台 98 コラム R レチクル(マスク) W ウエハ(基板) 51 Planar motor (motor) 53 Drive unit (drive means) 55 Mover 55 'Control target 57 Support body (support means) 58A to 58D Drive movable section (one-way movable section) 59A to 59D Suction movable section (other direction) (Movable part) 67 Magnetostrictive element part (magnetostrictive element) 69 Coil 73a to 73f Element main body 74a to 74e Connecting member 76 Magnetostrictive element 78 Coil 87 Cooling medium introduction means (cooling means) 88 Control device 95 Exposure device 97 Vibration-proof table 98 Column R Reticle (mask) W Wafer (substrate)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/30 515G ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/30 515G

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 巻回されたコイルにより生じる磁界で一
方向に変位する磁歪素子を有する一方向可動部と、巻回
されたコイルにより生じる磁界で前記一方向に対し所定
角度方向に変位する磁歪素子を有する他方向可動部とを
連結させてなることを特徴とするアクチュエータ。
1. A one-way movable portion having a magnetostrictive element that is displaced in one direction by a magnetic field generated by a wound coil, and a magnetostriction that is displaced by a magnetic field generated by the wound coil in a direction at a predetermined angle with respect to the one direction. An actuator characterized by being connected to a movable part in another direction having an element.
【請求項2】 前記磁歪素子は、素子本体と非磁歪材料
からなる連結部材とを交互に多層状に配置しかつ直列に
連結させてなることを特徴とする請求項1記載のアクチ
ュエータ。
2. The actuator according to claim 1, wherein the magnetostrictive element is configured by alternately arranging an element body and a connecting member made of a non-magnetostrictive material in a multilayer shape and connecting them in series.
【請求項3】 前記磁歪素子および前記コイルを冷却す
る冷却手段を具備することを特徴とする請求項1または
2記載のアクチュエータ。
3. The actuator according to claim 1, further comprising cooling means for cooling the magnetostrictive element and the coil.
【請求項4】 巻回されたコイルにより生じる磁界で一
方向に変位する磁歪素子を有する一方向可動部と、該一
方向可動部に連結されるとともに、巻回されたコイルに
より生じる磁界で前記一方向に対し所定角度方向に変位
する磁歪素子を有する他方向可動部と、前記一方向可動
部の前記他方向可動部に対し反対側に連結される支持手
段とを有する駆動手段と、 前記他方向可動部と前記支持手段とで支持される磁性体
を含む可動子と、を具備することを特徴とするモータ。
4. A one-way movable part having a magnetostrictive element that is displaced in one direction by a magnetic field generated by a wound coil, and is connected to the one-way movable part, and is provided with a magnetic field generated by the wound coil. A driving means having a magnetoresistive element displaced in a predetermined angle direction with respect to one direction, a driving means having a magnetostrictive element displaced in a predetermined angle direction with respect to one direction, and a supporting means coupled to the other direction moving part of the unidirectional moving part on a side opposite to the other direction moving part; A motor, comprising: a movable member including a magnetic body supported by a direction movable portion and the support means.
【請求項5】 巻回されたコイルにより生じる磁界で一
方向に変位する磁歪素子を有する一対の一方向可動部
を、変位方向を合わせて直列に連結させるとともに、こ
れら一対の一方向可動部の変位方向における両外側に、
巻回されたコイルにより生じる磁界で前記一方向に対し
垂直方向に変位する磁歪素子を有する一対の他方向可動
部を連結させてなる駆動手段と、 前記他方向可動部で支持される磁性体を含む可動子と、
を具備することを特徴とするモータ。
5. A pair of one-way movable parts having a magnetostrictive element that is displaced in one direction by a magnetic field generated by a wound coil is connected in series with matching displacement directions, and the pair of one-way movable parts is connected to each other. On both sides in the displacement direction,
A driving unit that connects a pair of other-direction movable units having a magnetostrictive element that is displaced in a direction perpendicular to the one direction by a magnetic field generated by the wound coil; and a magnetic body supported by the other-direction movable unit. Including mover,
A motor comprising:
【請求項6】 巻回されたコイルにより生じる磁界で一
方向に変位する磁歪素子を有する複数対の一方向可動部
を、各対毎に磁歪素子の変位方向を合わせて直列に連結
させ、かつ各一対の一方向可動部を同一平面内で放射状
に連結させるとともに、これら一方向可動部のそれぞれ
の外側に、巻回されたコイルにより生じる磁界で前記平
面に対し垂直方向に変位する磁歪素子を有する複数対の
他方向可動部を連結させてなる駆動手段と、 前記他方向可動部で支持される磁性体を含む可動子と、
を具備することを特徴とするモータ。
6. A plurality of pairs of one-way movable portions each having a magnetostrictive element that is displaced in one direction by a magnetic field generated by a wound coil are connected in series by adjusting the displacement direction of the magnetostrictive element for each pair, and A pair of one-way movable parts are radially connected in the same plane, and a magnetostrictive element that is displaced in a direction perpendicular to the plane by a magnetic field generated by a wound coil is provided outside each of the one-way movable parts. Driving means formed by connecting a plurality of pairs of other-direction movable parts having: a mover including a magnetic body supported by the other-direction movable part;
A motor comprising:
【請求項7】 前記他方向可動部は前記コイルにより生
じる磁界で磁気的吸引力を発生させるものとされ、前記
可動子を磁性体で形成してなることを特徴とする請求項
4乃至6のいずれか一項記載のモータ。
7. The multi-directional movable part according to claim 4, wherein the magnetic attraction is generated by a magnetic field generated by the coil, and the movable element is formed of a magnetic material. A motor according to any one of the preceding claims.
【請求項8】 前記駆動手段を複数配置してなり、これ
ら複数の駆動手段の各コイルの励磁位相をずらすことに
より前記可動子を連続した一定速度で移動させることを
特徴とする請求項4乃至7のいずれか一項記載のモー
タ。
8. The apparatus according to claim 4, wherein a plurality of said driving means are arranged, and said movable element is moved at a continuous constant speed by shifting an excitation phase of each coil of said plurality of driving means. 8. The motor according to claim 7.
【請求項9】 投影レンズを介してマスクパターンの像
を基板に露光する露光装置において、 防振台上に配置され、前記投影レンズを支持するコラム
と、 前記コラムとは別体に配置され、前記基板を支持する平
面モータとを備え、前記平面モータが磁歪素子を利用し
てなることを特徴とする露光装置。
9. An exposure apparatus for exposing an image of a mask pattern on a substrate via a projection lens, wherein the column is arranged on an anti-vibration table, supports the projection lens, and is arranged separately from the column, An exposure apparatus, comprising: a planar motor that supports the substrate; wherein the planar motor uses a magnetostrictive element.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016513445A (en) * 2013-02-06 2016-05-12 グレート プレインズ ディーゼル テクノロジーズ,エル.シー. Magnetostrictive actuator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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