JP7027237B2 - 移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動装置に関する。

極低速駆動や微小駆動を特徴とする移動装置では、従来から圧電素子を利用した振動アクチュエータが一般的に用いられている。特許文献１に開示されたリニア超音波モータは、振動子に押圧力を加える加圧部を含む可動部と、可動部に付勢力を与える付勢部と、可動部と基礎部に挟持された３つの転動ボールを備えている。可動部の駆動範囲において、押圧力と付勢力の合力は、３つの転動ボールで形成される三角形の領域の内側に位置しており、３つの転動ボールが可動部と基礎部の間で隙間なく挟持されることで、可動部が精度良く移動できる。

特開２０１４－２１２６８２号公報

しかしながら、特許文献１のリニア超音波モータを用いた装置について、図９（Ａ）を参照すると、可動部Ｍの重心Ｇは、３つの転動ボールＢで形成される三角形の内部に位置しなければならい。この構成を有する装置では、重心Ｇの許容範囲が狭い。

そこで、本発明の目的は、可動部に作用する力の重心の許容範囲が広い移動装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の移動装置は、基礎部と、前記基礎部に対して相対的に移動する可動部と、前記基礎部または前記可動部の一方に設けられ、圧電素子が固定された振動板からなる振動子と、前記振動子が設けられていない前記基礎部または前記可動部に設けられた摩擦部材と、前記振動子と前記摩擦部材とを加圧接触させる加圧部と、移動方向に延在する前記可動部の可動案内部と前記基礎部の基礎案内部との間に転動可能に挟持された３つの転動部材であって、前記可動案内部に対する接触力が鉛直上向きに作用する２つの第一の転動部材と、前記可動案内部に対する接触力が鉛直下向きに作用する１つの第二の転動部材と、を備え、前記可動部が前記加圧部から受ける加圧力と前記可動部の重心に作用する重力との重心が、前記第一の転動部材と前記第二の転動部材を通る２本の直線に挟まれた範囲であって、前記３つの転動部材がなす三角形を含む領域から前記３つの転動部材がなす三角形を除いた領域に含まれていることを特徴とする。

本発明によれば、可動部に作用する力の重心の許容範囲が広い移動装置を提供することができる。

（Ａ）移動装置１００の平面図を示す。（Ｂ）図１（Ａ）に図示する断面線ＩＢ－ＩＢにおける断面図を示す。 移動装置１００の分解斜視図を示す。 （Ａ）移動装置２００の平面図を示す。（Ｂ）図３（Ａ）に図示する断面線ＩＩＩＢ－ＩＩＩＢにおける断面図を示す。 （Ａ）移動装置３００の平面図を示す。（Ｂ）図４（Ａ）に図示する断面線ＩＶＢ－ＩＶＢにおける断面図を示す。（Ｃ）図４（Ａ）に図示する断面線ＩＶＣ－ＩＶＣにおける断面図を示す。 （Ａ）移動装置４００の平面図を示す。（Ｂ）図５（Ａ）に図示する断面線ＶＢ－ＶＢにおける断面図を示す。 移動装置４００の分解斜視図を示す。 （Ａ）移動装置５００の平面図を示す。（Ｂ）図７（Ａ）に図示する断面線ＶＩＩＢ－ＶＩＩＢにおける断面図を示す。（Ｃ）図７（Ａ）に図示する断面線ＶＩＩＣ－ＶＩＩＣにおける断面図を示す。 移動装置６００の平面図を示す。 （Ａ）、（Ｂ）従来の装置の模式図を示す。

（実施例１）
以下、本発明の実施例１の移動装置１００について説明する。図１（Ａ）は、移動装置１００の平面図を示す。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に図示する断面線ＩＢ－ＩＢにおける断面図を示す。図２は、移動装置１００の上方向から見た場合の分解斜視図を示す。なお、図面において、移動方向をＸ方向、後述の加圧部１２０の加圧方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。

実施例１の移動装置１００は、基礎部の一部を構成する基礎部材１と、該基礎部材１に対して相対的に移動する可動部材２及び振動子１１０で構成される可動部を有する。可動部材２は、移動方向であるＸ方向に延在する可動案内部２ａ、２ｂ、２ｃを有する。可動案内部２ａ、２ｂは同一直線上に設けられ、可動案内部２ｃは可動案内部２ａ、２ｂと平行に離間して設けられる。

振動子１１０は、圧電素子３と振動板４を有しており、圧電素子３が例えば接着などの手段で振動板４に固定されている。圧電素子３は、後述する配線基板５と電気的に接合されており、配線基板５から給電されることで高周波振動（超音波領域の周波数の振動）を発生する。

振動板４は、平板部と平板部に設けられた突起部４ａ、４ｂを有する。振動板４には、圧電素子３で発生した高周波振動によって振動が励起される。振動発生の原理は、特許文献１に記載されているため説明を省略する。振動板４の長手方向（Ｘ方向）の両端部が例えば接着などの手段で保持部材６に固定されることにより、保持部材６は振動子１１０を保持している。

保持部材６と支持部材９の間には、２つの転動ローラ７と１つの転動ローラ用ばね８が備えられている。支持部材９は、転動ローラ７と転動ローラ用ばね８を介して保持部材６を支持し、保持部材６はＸ方向にはガタなく支持され、Ｚ方向には移動可能となっている。支持部材９は、可動部材２に２本のねじ部材ＳＣで固定されている。支持方法の詳細は、特許文献１に記載されているため説明を省略する。

加圧部１２０は、緩衝部材１０、加圧板１１、ばね１２及びばね押え１３で構成されている。加圧部１２０は、振動子１１０を後述する摩擦部材１４にばね１２の力によって＋Ｚ方向の向きに加圧接触させる。緩衝部材１０は、一方の面で圧電素子３と接し、圧電素子３の高周波振動を減衰することなく、ばね１２の力を振動子１１０に伝達し、緩衝部材１０の他方の面で加圧板１１と接する。加圧板１１には突起１１ａが設けられ、突起１１ａとばね押え１３に設けられた穴部１３ａによって、加圧板１１はＺ方向に案内される。

ばね押え１３は、ばね１２を支持するとともに、支持部材９に保持される。配線基板５は、振動子１１０から引き出され、可動部材２に設けられた支持部２ｄと例えば接着などの手段で固定され、基礎部材１を経由して移動装置１００の制御基板（不図示）に接続される。可動部材２と基礎部材１の間では、配線基板５はＹ方向を軸方向として円弧状に屈曲された後、引き出される。この構成により、配線基板５は振動子１１０の振動や可動部材２の駆動を阻害することなく、変形しながら移動可能となる。

基礎部は、基礎部材１、摩擦部材１４、基礎案内板１５、１６、カバー１９で構成される。図１（Ａ）において破線で示されるカバー１９は、基礎部材１に設けられており、可動部の全ての可動範囲において、振動子１１０、加圧部１２０、摩擦部材１４、可動案内部２ａ、２ｂ、２ｃ、基礎案内板１５、１６、後述の転動部１３０を覆っている。配線基板５は、カバー１９に設けられた第一の開口部１９ａから外部に引き出されている。この構成により、カバー１９の内部の振動子１１０に給電することができる。可動部材２の一部は、カバー１９に設けられた第二の開口部１９ｂを介して、外部に露出している。カバー１９は、可動部の全ての可動範囲において、可動部材２と接触しないように設けられている。この構成により、可動部材２がカバー１９に阻害されないように移動することができる。

摩擦部材１４には、加圧部１２０によって振動子１１０に固定された振動板４の突起部４ａ、４ｂが加圧接触する。摩擦部材１４は、基礎部材１に２本のねじ部材ＳＣで固定され、振動子１１０を高周波振動させると振動子１１０が摩擦部材１４に対して、Ｘ方向に相対的に移動することができる。

基礎案内板１５は、２つの基礎案内部１５ａ、１５ｂを有する。基礎案内部１５ａ、１５ｂは、それぞれ可動案内部２ａ、２ｂと対向し、かつ可動部材２と基礎部材１の間に設けられる。一方、基礎案内板１６は、基礎案内部１６ｃを有する。基礎案内部１６ｃは、可動案内部２ｃと対向し、かつ可動部材２を挟んで基礎案内板１５の反対側に設けられる。そして、基礎案内板１５、１６はそれぞれ２本のねじ部材ＳＣで基礎部材１に固定される。

可動案内部２ａ、２ｂ、２ｃと基礎案内部１５ａ、１５ｂ、１６ｃの間には、例えば３つの鋼球などから構成された転動部１３０が転動可能に挟持される。この転動部１３０により、可動部材２は、基礎部材１と相対的にＸ方向に移動可能に案内される。

３つの転動部１３０のうちの２つは、可動案内部２ａ、２ｂに対する接触力ｆ１が鉛直上向きである＋Ｚ方向の向きに作用する下側転動部材１８ａ、１８ｂ（第一の転動部材）で構成される。また、３つの転動部１３０のうちの１つは、可動案内部２ｃに対する接触力ｆ２が鉛直下向きである－Ｚ方向の向きに作用する上側転動部材１８ｃ（第二の転動部材）で構成される。

図１（Ａ）において、下側転動部材１８ａと上側転動部材１８ｃを通る直線を直線Ｌ１、下側転動部材１８ｂと上側転動部材１８ｃを通る直線を直線Ｌ２と規定する。直線Ｌ１と直線Ｌ２に挟まれた範囲であって、３つの転動部１３０が形成する三角形を含む領域から３つの転動部１３０がなす三角形を除いた領域を領域Ａ（図１（Ａ）に図示した斜線部の領域）と規定する。すなわち、領域Ａは、直線Ｌ１と直線Ｌ２に挟まれた領域から上側転動部材１８ｃを頂点とし下側転動部材１８ａ、１８ｂを結ぶ直線Ｌを底辺とする三角形の領域を除いた領域である。

可動部材２に作用する力は、可動部材２が加圧部１２０から受ける加圧力Ｆａと可動部材２に作用する重力Ｆｂであり、その合力が作用する位置を重心Ｇａｂとする。本実施例１では、重心Ｇａｂを可動部材２の全ての可動範囲において、領域Ａの範囲内に設ける。なお、重心Ｇａｂを可動部材２の全ての可動範囲において、領域Ａの範囲内に設けることが望ましいが、可動部材２の可動範囲の少なくとも一部において重心Ｇａｂを領域Ａの範囲内に設けていればよい。このとき、可動部材２が移動すると３つの転動部１３０と可動部材２の位置関係が相対的に移動するため、領域Ａも可動部材２に対して相対的に移動する。そこで、可動部材２が移動した際も、重心Ｇａｂが領域Ａ内に入るように、重心Ｇａｂを設定する。それによって、常に、３つの転動部１３０が可動案内部２ａ、２ｂ、２ｃと基礎案内部１５ａ、１５ｂ、１６ｃに挟持され、可動部材２がＸ方向に精度良く移動できる。そして、加圧部１２０によって摩擦部材１４に加圧接触された振動子１１０が、配線基板５により給電され高周波振動することによって、摩擦部材１４とＸ方向に相対的に移動可能となる。

もし、重心Ｇａｂが領域Ａ以外に位置した場合、３つの転動部１３０のうち少なくとも一つが可動案内部２ａ、２ｂ、２ｃと基礎案内部１５ａ、１５ｂ、１６ｃに挟持された状態において隙間が発生し、可動部材２をＸ方向に精度良く移動できなくなる。このため、３つの転動部１３０が隙間なく挟持されるように、重心Ｇａｂは領域Ａ内になければならない。

図９（Ａ）は、特許文献１のリニア超音波モータを用いた装置の模式図を示す。該装置では、３つの転動ボールＢの全てが可動部Ｍの同じ側に設けられ、可動部Ｍが案内されている。可動部Ｍの重心Ｇは、三角形の内部に設けられなければならず、重心Ｇの許容範囲が狭い。また、図９（Ｂ）に示すように、可動部Ｍの全体に重心Ｇの許容範囲を設けようとした場合、３つの転動ボールＢのそれぞれの間隔を長くしなければならず、その分だけ装置を大型化しなければならない。

しかしながら、本実施例１の構成を採用すれば、装置の大きさを変更せず、重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置１００を提供できる。そのため、移動装置１００の可動部材２に物品を載置して移動させようとした場合、可動部材２のカバー１９から外部に露出した全ての面内において、物品を自由に載置できるようになる。

なお、本実施例１では、振動子１１０を可動部材２に設け、基礎部材１に摩擦部材１４を設けたが、基礎部材１に振動子１１０を設け、可動部材２に摩擦部材１４を設けても、同様の効果が得られる。以上より、本実施例１によれば、装置が大型化することなく、可動部材２に作用する力の重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置１００を提供することができる。

（実施例２）
以下、本発明の実施例２の移動装置２００について説明する。図３（Ａ）は、移動装置２００の平面図を示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に図示する断面線ＩＩＩＢ－ＩＩＩＢにおける断面図を示す。なお、実施例１と同一部材のものは、同一記号で指示する。また実施例１と同じ形態のところは説明を省略し、実施例１と異なるところについて説明する。

実施例１の移動装置１００では、２つの下側転動部材１８ａ、１８ｂを結ぶ直線Ｌに関して、１つの上側転動部材１８ｃの反対側に振動子１１０が設けられている。一方、実施例２の移動装置２００では、可動部の移動方向に整列した２つの下側転動部材２８ａ、２８ｂを結ぶ直線Ｌに関して、１つの上側転動部材２８ｃを設けた側に振動子１１０を設ける。このとき、摩擦部材１４と加圧部１２０も振動子１１０と同じ側に設ける。これにより、振動子１１０を摩擦部材１４に加圧部１２０によって、加圧接触させることができる。そして、可動部の全ての可動範囲において、可動部材２２の重心Ｇａｂが領域Ａに入るように設定する。なお、可動部の全ての可動範囲において、可動部材２２の重心Ｇａｂが領域Ａに入るように設定することが望ましいが、可動部の可動範囲の少なくとも一部において、可動部材２２の重心Ｇａｂが領域Ａに入るように設定すればよい。

図３（Ａ）において破線で示されるカバー２９は、基礎部材２１に設けられており、可動部の全ての可動範囲において、振動子１１０、加圧部１２０、摩擦部材１４、可動案内部２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、基礎案内板２５、２６、３つの転動部２３０を覆っている。配線基板５は、カバー２９に設けられた第一の開口部２９ａから外部に引き出されている。この構成により、カバー２９の内部の振動子１１０に給電することができる。可動部材２２の一部は、カバー２９に設けられた第二の開口部２９ｂを介して、外部に露出している。カバー２９は、可動部の全ての可動範囲において、可動部材２２と接触しないように設けられている。この構成により、可動部材２２がカバー２９に阻害されないように移動することができる。

このとき加圧部１２０による加圧力Ｆａは、領域Ａに入っていないが、重心Ｇａｂが全ての可動範囲において領域Ａに入っている。このため、常に３つの転動部２３０が可動案内部２２ａ、２２ｂ、２２ｃと基礎案内部２５ａ、２５ｂ、２６ｃに挟持された状態となり、可動部材２２がＸ方向に精度良く移動できる。

よって、実施例１と同様の効果を得ることができ、装置の大きさを変更せず、重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置２００を提供できる。そのため、移動装置２００の可動部材２２に物品を載置して移動させようとした場合、可動部材２２のカバー２９から外部に露出した全ての面内において、物品を自由に載置できるようになる。

なお、本実施例２では、振動子１１０を可動部材２２に設け、基礎部材２１に摩擦部材１４を設けたが、基礎部材２１に振動子１１０を設け、可動部材２２に摩擦部材１４を設けても、同様の効果が得られる。以上より、本実施例２によれば、装置が大型化することなく、可動部材２２に作用する力の重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置２００を提供することができる。

（実施例３）
以下、本発明の実施例３の移動装置３００について説明する。図４（Ａ）は、移動装置３００の平面図を示す。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に図示する断面線ＩＶＢ－ＩＶＢにおける断面図を示す。図４（Ｃ）は、図４（Ａ）に図示する断面線ＩＶＣ－ＩＶＣにおける断面図を示す。なお、実施例１と同一部材のものは、同一記号で指示する。また実施例１と同じ形態のところは説明を省略し、実施例１と異なるところについて説明する。

実施例３の移動装置３００は、基礎部の一部を構成する基礎部材３１と、該基礎部材３１に対して相対的に移動する可動部材３２及び振動子１１０で構成される可動部を有する。更に、実施例３では、１つの上側転動部材３８ｃと２つの下側転動部材３８ａ、３８ｂのうちの一つが、可動部材３２の案内方向に同一直線上に設けられている。

可動部材３２は、移動方向であるＸ方向に延在する可動案内部３２ａ、３２ｂ、３２ｃを有している。可動案内部３２ａ、３２ｃは同一直線上に設けられ、可動案内部３２ｂは可動案内部３２ａ、３２ｃと平行に離間して設けられる。

基礎部は、基礎部材３１、摩擦部材１４、基礎案内板３５、３６、３７、カバー３９で構成される。図４（Ａ）において破線で示されるカバー３９は、基礎部材３１に設けられており、可動部の全ての可動範囲において、振動子１１０、加圧部１２０、摩擦部材１４、可動案内部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、基礎案内板３５～３７、３つの転動部３３０を覆っている。配線基板５は、カバー３９に設けられた第一の開口部３９ａから外部に引き出されている。この構成により、カバー３９の内部の振動子１１０に給電することができる。可動部材３２の一部は、カバー３９に設けられた第二の開口部３９ｂを介して、外部に露出している。カバー３９は、可動部の全ての可動範囲において、可動部材３２と接触しないように設けられている。この構成により、可動部材３２がカバー３９に阻害されないように移動することができる。

基礎案内板３５は、基礎案内部３５ａを有する。基礎案内部３５ａは、可動案内部３２ａと対向し、かつ可動部材３２と基礎部材３１の間に設けられる。基礎案内板３５は、接合ねじ部材ＳＣＲの雄ねじ部ＳＣａによって基礎部材３１に固定されている。

基礎案内板３６は、基礎案内部３６ｃを有する。基礎案内部３６ｃは、可動案内部３２ｃと対向し、かつ可動部材３２を挟んで基礎案内板３５の反対側に設けられる。基礎案内板３６は、接合ねじ部材ＳＣＲに設けられた雌ねじ部ＳＣｂにねじ部材ＳＣによって基礎部材３１に固定されている。

基礎案内板３７は、基礎案内部３７ｂを有する。基礎案内部３７ｂは、可動案内部３２ｃと対向し、かつ可動部材３２と基礎部材３１の間に設けられる。基礎案内板３７は、ねじ部材ＳＣによって基礎部材３１に固定されている。

可動案内部３２ａ、３２ｂ、３２ｃと基礎案内部３５ａ、３６ｃ、３７ｂの間には、例えば３つの鋼球などから構成された転動部３３０が転動可能に挟持される。この転動部３３０により、可動部材３２は、基礎部材３１と相対的にＸ方向に移動可能に案内される。

３つの転動部３３０のうちの２つは、可動案内部３２ａ、３２ｂに対する接触力ｆ１が鉛直上向きである＋Ｚ方向の向きに作用する下側転動部材３８ａ、３８ｂ（第一の転動部材）で構成される。また、３つの転動部３３０のうちの１つは、可動案内部３２ｃに対する接触力ｆ２が鉛直下向きである－Ｚ方向の向きに作用する上側転動部材３８ｃ（第二の転動部材）で構成される。

図４（Ａ）において下側転動部材３８ａと上側転動部材３８ｃを通る直線を直線Ｌ１、下側転動部材３８ｂと上側転動部材３８ｃを通る直線を直線Ｌ２と規定する。直線Ｌ１と直線Ｌ２に挟まれた範囲であって、３つの転動部３３０が形成する三角形を含む領域から３つの転動部３３０がなす三角形を除いた領域を領域Ａ（図４（Ａ）の斜線部の領域）と規定する。すなわち、領域Ａは、直線Ｌ１と直線Ｌ２に挟まれた領域から上側転動部材３８ｃを頂点とし下側転動部材３８ａ、３８ｂを結ぶ直線Ｌを底辺とする三角形の領域を除いた領域である。

可動部材３２に作用する力は、可動部材３２が加圧部１２０から受ける加圧力Ｆａと可動部材２に作用する重力Ｆｂであり、その合力が作用する位置を重心Ｇａｂとする。本実施例３では、重心Ｇａｂを可動部材３２の全ての可動範囲において、領域Ａの範囲内に設ける。なお、重心Ｇａｂを可動部材３２の全ての可動範囲において、領域Ａの範囲内に設けることが望ましいが、可動部材３２の可動範囲の少なくとも一部において、重心Ｇａｂを領域Ａの範囲内に設けていればよい。このとき、可動部材３２が移動すると３つの転動部３３０と可動部材３２の位置関係が相対的に移動するため、領域Ａも可動部材３２に対して相対的に移動する。そこで、可動部材３２が移動した際も、重心Ｇａｂが領域Ａ内に入るように、重心Ｇａｂを設定する。それによって、常に、３つの転動部３３０が可動案内部３２ａ、３２ｂ、３２ｃと基礎案内部３５ａ、３７ｂ、３６ｃに挟持され、可動部材３２がＸ方向に精度良く移動できる。そして、加圧部１２０によって摩擦部材１４に加圧接触された振動子１１０が、配線基板５により給電され高周波振動することによって、摩擦部材１４とＸ方向に相対的に移動可能となる。

もし、重心Ｇａｂが領域Ａ以外に位置した場合、３つの転動部３３０のうち少なくとも一つが可動案内部３２ａ、３２ｂ、３２ｃと基礎案内部３５ａ、３７ｂ、３６ｃに挟持された状態において隙間が発生し、可動部材３２をＸ方向に精度良く移動できなくなる。このため、３つの転動部３３０が隙間なく挟持されるように、重心Ｇａｂは領域Ａ内になければならない。

よって、本実施例３のように、３つの転動部３３０について１つの上側転動部材３８ｃと２つの下側転動部材３８ａ、３８ｂの組み合わせを用いた形態でも、装置の大きさを変更せず、重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置３００を提供できる。そのため、移動装置３００の可動部材３２に物品を載置して移動させようとした場合、可動部材３２のカバー３９から外部に露出した全ての面内において、物品を自由に載置できるようになる。

なお、本実施例３では、振動子１１０を可動部材３２に設け、基礎部材３１に摩擦部材１４を設けたが、基礎部材３１に振動子１１０を設け、可動部材３２に摩擦部材１４を設けても、同様の効果が得られる。また、本実施例３では、振動子１１０を領域Ａ内に設けたが、重心Ｇａｂが領域Ａ内に位置するならば、振動子１１０の位置は領域Ａに限らずどの位置に設けても、同様の効果が得られる。以上より、本実施例３によれば、装置が大型化することなく、可動部材３２に作用する力の重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置３００を提供することができる。

（実施例４）
以下、本発明の実施例４の移動装置４００について説明する。図５（Ａ）は、移動装置４００の平面図を示す。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に図示する断面線ＶＢ－ＶＢにおける断面図を示す。図６に移動装置４００の上方向から見た場合の分解斜視図を示す。なお、実施例１と同一部材のものは、同一記号で指示する。また実施例１と同じ形態のところは説明を省略し、実施例１と異なるところについて説明する。

実施例４の移動装置４００は、基礎部の一部を構成する基礎部材４１と、該基礎部材４１に対して相対的に移動する可動部材４２及び振動子１１０で構成される可動部を有する。更に、実施例４では、１つの下側転動部材４８ｃと２つの上側転動部材４８ａ、４８ｂが設けられている。

基礎部は、基礎部材４１、摩擦部材１４、基礎案内板４５、４６、カバー４９で構成される。図５（Ａ）において破線で示されるカバー４９は、基礎部材４１に設けられており、可動部の全ての可動範囲において、振動子１１０、加圧部１２０、摩擦部材１４、可動案内部４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、基礎案内板４５、４６、３つの転動部４３０を覆っている。配線基板５は、カバー４９に設けられた第一の開口部４９ａから外部に引き出されている。この構成により、カバー４９の内部の振動子１１０に給電することができる。可動部材４２の一部は、カバー４９に設けられた第二の開口部４９ｂを介して、外部に露出している。カバー４９は、可動部の全ての可動範囲において、可動部材４２と接触しないように設けられている。この構成により、可動部材４２がカバー４９に阻害されないように移動することができる。

基礎案内板４５は、基礎案内部４５ｃを有する。基礎案内部４５ｃは、可動部材４２に設けられた可動案内部４２ｃと対向し、かつ可動部材４２と基礎部材４１の間に設けられる。そして、基礎案内板４５は、基礎部材４１に固定される。

基礎案内板４６は、基礎案内部４６ａ、４６ｂを有する。基礎案内部４６ａ、４６ｂは、可動案内部４２ａ、４２ｂと対向し、かつ可動部材４２に対して基礎案内部４５ｃの反対側に設けられる。そして、基礎案内板４６は、基礎部材４１に固定される。

可動案内部４２ａ、４２ｂ、４２ｃと基礎案内部４６ａ、４６ｂ、４５ｃの間には、例えば３つの鋼球などから構成された転動部４３０が転動可能に挟持される。この転動部４３０により、可動部材４２は、基礎部材４１と相対的にＸ方向に移動可能に案内される。

３つの転動部４３０のうちの１つは、可動案内部４２ｃに対する接触力ｆ１が鉛直上向きである＋Ｚ方向の向きに作用する下側転動部材４８ｃ（第一の転動部材）で構成される。また、３つの転動部４３０のうちの２つは、可動案内部４２ａ、４２ｂに対する接触力ｆ２が鉛直下向きである－Ｚ方向の向きに作用する上側転動部材４８ａ、４８ｂ（第二の転動部材）で構成される。

図５（Ａ）において、下側転動部材４８ｃと上側転動部材４８ａを通る直線を直線Ｌ１、下側転動部材４８ｃと上側転動部材４８ｂを通る直線を直線Ｌ２とする。直線Ｌ１と直線Ｌ２に挟まれた範囲であって、直線Ｌ１、Ｌ２の交点おいて、３つの転動部４３０がなす三角形の角の対頂角を含む領域を領域Ａ（図５（Ａ）に図示する斜線部の領域）とする。すなわち、領域Ａは、下側転動部材４８ｃを頂点とし上側転動部材４８ａ、４８ｂを結ぶ直線Ｌを底辺とする三角形の角の対頂角を有する領域Ａである。

可動部材４２に作用する力は、可動部材４２が加圧部１２０から受ける加圧力Ｆａと可動部材４２に作用する重力Ｆｂであり、その合力が作用する位置を重心Ｇａｂとする。本実施例４では、重心Ｇａｂを可動部材４２の全ての可動範囲において、領域Ａの範囲内に設ける。なお、重心Ｇａｂを可動部材４２の全ての可動範囲において、領域Ａの範囲内に設けることが望ましいが、可動部材４２の可動範囲の少なくとも一部において、重心Ｇａｂを領域Ａの範囲内に設けていればよい。このとき、可動部材４２が移動すると３つの転動部４３０と可動部材４２の位置関係が相対的に移動するため、領域Ａも可動部材４２に対して相対的に移動する。そこで、可動部材４２が移動した際も、重心Ｇａｂが領域Ａ内に入るように、重心Ｇａｂを設定する。それによって、常に、３つの転動部４３０が可動案内部４２ａ、４２ｂ、４２ｃと基礎案内部４６ａ、４６ｂ、４５ｃに挟持され、可動部材４２がＸ方向に精度良く移動できる。そして、加圧部１２０によって摩擦部材１４に加圧接触された振動子１１０が、配線基板５により給電され高周波振動することによって、摩擦部材１４とＸ方向に相対的に移動が可能となる。

もし、重心Ｇａｂが領域Ａ以外に位置した場合、３つの転動部４３０のうち少なくとも一つが可動案内部４２ａ、４２ｂ、４２ｃと基礎案内部４６ａ、４６ｂ、４５ｃに挟持された状態において隙間が発生し、可動部材４２をＸ方向に精度良く移動できなくなる。このため、３つの転動部４３０が隙間なく挟持されるように、重心Ｇａｂは領域Ａ内になければならない。

よって、本実施例４のように、３つの転動部４３０について１つの下側転動部材４８ｃと２つの上側転動部材４８ａ、４８ｂの組み合わせを用いた形態でも、装置の大きさを変更せず、重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置４００を提供できる。そのため、移動装置４００の可動部材４２に物品を載置して移動させようとした場合、可動部材４２のカバー４９から外部に露出した全ての面内において、物品を自由に載置できるようになる。

なお、本実施例４では、振動子１１０を可動部材４２に設け、基礎部材４１に摩擦部材１４を設けたが、基礎部材４１に振動子１１０を設け、可動部材４２に摩擦部材１４を設けても、同様の効果が得られる。また、本実施例４では、振動子１１０を領域Ａ内に設けたが、重心Ｇａｂが領域Ａ内に位置するならば、振動子１１０の位置は領域Ａに限らずどの位置に設けても、同様の効果がえられる。以上より、本実施例４によれば、装置が大型化することなく、可動部材４２に作用する力の重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置４００を提供することができる。

（実施例５）
以下、本発明の実施例５の移動装置５００について説明する。図７（Ａ）は、移動装置５００の平面図を示す。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に図示する断面線ＶＩＩＢ－ＶＩＩＢにおける断面図を示す。図７（Ｃ）は、図７（Ａ）に図示する断面線ＶＩＩＣ－ＶＩＩＣにおける断面図を示す。なお、実施例１と同一部材のものは、同一記号で指示する。また実施例１と同じ形態のところは説明を省略し、実施例１と異なるところについて説明する。

実施例５の移動装置５００は、基礎部の一部を構成する基礎部材５１と、該基礎部材５１に対して相対的に移動する可動部材５２及び振動子１１０で構成される可動部を有する。更に、実施例５では、１つの下側転動部材５８ｃと２つの上側転動部材５８ａ、５８ｂが設けられている。

可動部材５２は、移動方向であるＸ方向に延在する可動案内部５２ａ、５２ｂ、５２ｃを有している。可動案内部５２ａ、５２ｃは同一直線上に設けられ、可動案内部５２ｂは可動案内部５２ａ、５２ｃと平行に離間して設けられる。

基礎部は、基礎部材５１、摩擦部材１４、基礎案内板５５、５６、５７、カバー５９で構成される。図７（Ａ）において破線で示されるカバー５９は、基礎部材５１に設けられており、可動部の全ての可動範囲において、振動子１１０、加圧部１２０、摩擦部材１４、可動案内部５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、基礎案内板５５～５７、３つの転動部５３０を覆っている。配線基板５は、カバー５９に設けられた第一の開口部５９ａから外部に引き出されている。この構成により、カバー５９の内部の振動子１１０に給電することができる。可動部材５２の一部は、カバー５９に設けられた第二の開口部５９ｂを介して、外部に露出している。カバー５９は、可動部の全ての可動範囲において、可動部材５２と接触しないように設けられている。この構成により、可動部材５２がカバー５９に阻害されないように移動することができる。

基礎案内板５５は、基礎案内部５５ｃを有する。基礎案内部５５ｃは、可動案内部５２ｃと対向し、かつ可動部材５２と基礎部材５１の間に設けられる。基礎案内板５５は、接合ねじ部材ＳＣＲの雄ねじ部ＳＣａによって基礎部材５１に固定されている。

基礎案内板５６は、基礎案内部５６ａを有する。基礎案内部５６ａは、可動案内部５２ａと対向し、かつ可動部材５２を挟んで基礎案内板５５の反対側に設けられる。基礎案内板５６は、接合ねじ部材ＳＣＲに設けられた雌ねじ部ＳＣｂにねじ部材ＳＣによって基礎部材５１に固定されている。

基礎案内板５７は、基礎案内部５７ｂを有する。基礎案内部５７ｂは、可動案内部５２ｂと対向し、かつ可動部材５２に対して基礎案内板５６と同じ面側の間に設けられる。基礎案内板５７は、ねじ部材ＳＣによって基礎部材５１に固定されている。

可動案内部５２ａ、５２ｂ、５２ｃと基礎案内部５６ａ、５７ｂ、５５ｃの間には、例えば３つの鋼球などから構成された転動部５３０が転動可能に挟持されている。この転動部５３０により、可動部材５２は、基礎部材５１と相対的にＸ方向に移動可能に案内される。

３つの転動部５３０のうちの１つは、可動案内部５２ｃに対する接触力ｆ１が鉛直上向きである＋Ｚの向きに作用する下側転動部材５８ｃ（第一の転動部材）で構成される。また、３つの転動部５３０のうちの２つは、可動案内部５２ａ、５２ｂに対する接触力ｆ２が鉛直下向きである－Ｚの向きに作用する上側転動部材５８ａ、５８ｂ（第二の転動部材）で構成される。

図７（Ａ）において下側転動部材５８ｃと上側転動部材５８ａを通る直線を直線Ｌ１、下側転動部材５８ｃと上側転動部材５８ｂを通る直線を直線Ｌ２と規定する。直線Ｌ１と直線Ｌ２に挟まれた範囲であって、直線Ｌ１、Ｌ２の交点おいて、３つの転動部５３０がなす三角形の角の対頂角を含む領域を領域Ａ（図７（Ａ）に図示する斜線部の領域）とする。すなわち、領域Ａは、下側転動部材５８ｃを頂点とし上側転動部材５８ａ、５８ｂを結ぶ直線Ｌを底辺とする三角形の角の対頂角を有する領域Ａである。

可動部材５２に作用する力は、可動部材５２が加圧部１２０から受ける加圧力Ｆａと可動部材５２に作用する重力Ｆｂであり、その合力が作用する位置を重心Ｇａｂとする。本実施例５では、重心Ｇａｂを可動部材５２の全ての可動範囲において、領域Ａの範囲内に設ける。なお、重心Ｇａｂを可動部材５２の全ての可動範囲において、領域Ａの範囲内に設けることが望ましいが、可動部材５２の可動範囲の少なくとも一部において、重心Ｇａｂを領域Ａの範囲内に設けていればよい。このとき、可動部材５２が移動すると３つの転動部５３０と可動部材５２の位置関係が相対的に移動するため、領域Ａも可動部材５２に対して相対的に移動する。そこで、可動部材５２が移動した際も、重心Ｇａｂが領域Ａ内に入るように、重心Ｇａｂを設ける。それによって、常に、３つの転動部５３０が可動案内部５２ａ、５２ｂ、５２ｃと基礎案内部５６ａ、５７ｂ、５５ｃに挟持され、可動部材５２がＸ方向に精度良く移動できる。そして、加圧部１２０によって摩擦部材１４に加圧接触された振動子１１０が、配線基板５により給電され高周波振動することによって、摩擦部材１４とＸ方向に相対的に移動可能となる。

もし、重心Ｇａｂが領域Ａ以外に位置した場合、３つの転動部５３０のうち少なくとも一つが可動案内部５２ａ、５２ｂ、５２ｃと基礎案内部５６ａ、５７ｂ、５５ｃに挟持された状態において隙間が発生し、可動部材５２をＸ方向に精度良く移動できなくなる。このため、３つの転動部５３０が隙間なく挟持されるように、重心Ｇａｂは領域Ａ内になければならない。

よって、本実施例５のように、３つの転動部５３０について１つの下側転動部材５８ｃと２つの上側転動部材５８ａ、５８ｂの組み合わせを用いた形態でも、装置の大きさは変更せず、重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置５００を提供できる。そのため、移動装置５００の可動部材５２に物品を載置して移動させようとした場合、可動部材５２のカバー５９から外部に露出した全ての面内において、物品を自由に載置できるようになる。

なお、本実施例５では、振動子１１０を可動部材５２に設け、基礎部材５１に摩擦部材１４を設けたが、基礎部材５１に振動子１１０を設け、可動部材５２に摩擦部材１４を設けても、同様の効果が得られる。また、本実施例５では、振動子１１０を領域Ａ内に設けたが、重心Ｇａｂが領域Ａ内に位置するならば、振動子１１０の位置は領域Ａに限らずどの位置に設けても、同様の効果が得られる。以上より、本実施例５では、装置が大型化することなく、可動部材５２に作用する力の重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置５００を提供することができる。

（変形例）
以下、本発明の実施例１の変形例による、移動装置６００について説明する。図８は、移動装置６００の平面図を示す。移動装置６００は、カバー１９から露出している可動部材６２のＸ方向の大きさのみ、実施例１の移動装置１００と異なる。領域Ａ、振動子１１０、加圧部１２０、基礎部材１、基礎案内板１５、１６などは実施例１と同様の形態である。

可動部材６２がＸ方向に大きくなったことにより、領域Ａに含まれない部分が発生するが、可動部のカバー１９から露出している面のうち、領域Ａに含まれている領域を網掛け模様で表示部Ｈとして可動部材６２の表面に表示する。これにより、領域Ａに含まれている領域と含まれていない領域が明示されるため、物品を常に領域Ａ内に載置できるようになり、実施例１と同様に可動部材６２がＸ方向に精度良く移動できようになる。

本変形例では、表示部Ｈを網掛け表示したが、領域Ａに含まれていることが判別できれば、他の模様、塗りつぶし、けがき線などでもよく、限定されるものではない。よって、本変形例によれば、装置が大型化することなく、可動部材６２に作用する力の重心Ｇａｂの許容範囲が広い移動装置６００を提供することができる。

以上、本発明の好ましい各実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１、２１、３１、４１、５１ 基礎部材（基礎部）
２、２２、３２、４２、５２ 可動部材（可動部）
２ａ、２ｂ、２ｃ 可動案内部
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 可動案内部
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ 可動案内部
４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 可動案内部
５２ａ、５２ｂ、５２ｃ 可動案内部
３ 圧電素子
４ 振動板
１４ 摩擦部材
１５、１６、２５、２６、３５ 基礎案内板（基礎部）
３６、３７、４５、４６、５５、５６、５７ 基礎案内板（基礎部）
１５ａ、１５ｂ、１６ｃ 基礎案内部
２５ａ、２５ｂ、２６ｃ 基礎案内部
３５ａ、３６ｃ、３７ｂ 基礎案内部
４５ｃ、４６ａ、４６ｂ 基礎案内部
５５ｃ、５６ａ、５７ｂ 基礎案内部
１８ａ、１８ｂ 下側転動部材（第一の転動部材）
２８ａ、２８ｂ 下側転動部材（第一の転動部材）
３８ａ、３８ｂ 下側転動部材（第一の転動部材）
４８ｃ 下側転動部材（第一の転動部材）
５８ｃ 下側転動部材（第一の転動部材）
１８ｃ 上側転動部材（第二の転動部材）
２８ｃ 上側転動部材（第二の転動部材）
３８ｃ 上側転動部材（第二の転動部材）
４８ａ、４８ｂ 上側転動部材（第二の転動部材）
５８ａ、５８ｂ 上側転動部材（第二の転動部材）
１００、２００、３００、４００、５００ 移動装置
１１０ 振動子（可動部）
１２０ 加圧部
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０ 転動部（転動部材）
Ａ 領域
ｆ１、ｆ２ 接触力
Ｆａ 加圧力
Ｆｂ 重力
Ｇａｂ 重心
Ｈ 表示部
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２ 直線

Claims (8)

1. 基礎部と、
   前記基礎部に対して相対的に移動する可動部と、
   前記基礎部または前記可動部の一方に設けられ、圧電素子が固定された振動板からなる振動子と、
   前記振動子が設けられていない前記基礎部または前記可動部に設けられた摩擦部材と、
   前記振動子と前記摩擦部材とを加圧接触させる加圧部と、
   移動方向に延在する前記可動部の可動案内部と前記基礎部の基礎案内部との間に転動可能に挟持された３つの転動部材であって、前記可動案内部に対する接触力が鉛直上向きに作用する２つの第一の転動部材と、前記可動案内部に対する接触力が鉛直下向きに作用する１つの第二の転動部材と、を備え、
   前記可動部が前記加圧部から受ける加圧力と前記可動部の重心に作用する重力との重心が、前記第一の転動部材と前記第二の転動部材を通る２本の直線に挟まれた範囲であって、前記３つの転動部材がなす三角形を含む領域から前記３つの転動部材がなす三角形を除いた領域に含まれていることを特徴とする移動装置。
2. 前記可動部が前記加圧部から受ける加圧力と前記可動部の重心に作用する重力との重心が、前記可動部の全ての可動範囲で、前記２本の直線に挟まれた範囲であって、前記３つの転動部材がなす三角形を含む領域から前記３つの転動部材がなす三角形を除いた領域に含まれていることを特徴とする請求項１に記載の移動装置。
3. 前記可動部の前記移動方向に整列した２つの前記第一の転動部材を結ぶ直線に対して、前記第二の転動部材が設けられた側に前記振動子が設けられ、反対側に前記可動部の前記重心が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の移動装置。
4. 基礎部と、
   前記基礎部に対して相対的に移動する可動部と、
   前記基礎部または前記可動部の一方に設けられ、圧電素子が固定された振動板からなる振動子と、
   前記振動子が設けられていない前記基礎部または前記可動部に設けられた摩擦部材と、
   前記振動子と前記摩擦部材とを加圧接触させる加圧部と、
   移動方向に延在する前記可動部の可動案内部と前記基礎部の基礎案内部との間に転動可能に挟持された３つの転動部材であって、前記可動案内部に対する接触力が鉛直上向きに作用する１つの第一の転動部材と、前記可動案内部に対する接触力が鉛直下向きに作用する２つの第二の転動部材と、を備え、
   前記可動部が前記加圧部から受ける加圧力と前記可動部の重心に作用する重力の重心が、前記第一の転動部材の各々と前記第二の転動部材を通る２本の直線に挟まれた範囲であって、前記２本の直線の交点で前記３つの転動部材がなす三角形の角の対頂角を有する領域に含まれていることを特徴とする移動装置。
5. 前記可動部が前記加圧部から受ける加圧力と前記可動部の重心に作用する重力の重心が、前記可動部の全ての可動範囲で、前記２本の直線に挟まれた範囲であって、前記２本の直線の交点で前記３つの転動部材がなす三角形の角の対頂角を有する領域に含まれていることを特徴とする請求項４に記載の移動装置。
6. 前記第一の転動部材に対して、
   前記可動部の前記移動方向に整列した２つの前記第二の転動部材の側に前記振動子が設けられ、反対側に前記可動部の前記重心が設けられることを特徴とする請求項４または５に記載の移動装置。
7. 前記可動部の外部に露出している面の全てが、前記領域に含まれていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動装置。
8. 前記可動部の外部に露出している面のうち、前記領域に含まれている領域が表示されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の移動装置。

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