(57)【要約】固定部（１）と、該固定部に対して移動可能に設置された可動部（７）とを具備し、固定部側または可動部側が超音波振動することにより上記可動部が浮上面を介して浮上するように構成された超音波振動装置において、上記固定部または可動部に薄型の超音波振動装置（９，１１，１３）を設けたものである。その際、例えば、浮上面を傾斜面（３ａ，５ａ，９ａ，９ｃ）としたり、圧電素子を積層させてなる超音波振動装置を上記固定部または可動部に取り付けたり、面状発振装置を柱部材を介して上記固定部または可動部に取り付けたり、上記固定部または可動部における超音波振動を振動方向変換手段を介して方向変換するように構成したものである。
2003076313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、
上記固定部に対して移動可能に設置された可動部と、を具備し、
上記固定部又は可動部が超音波振動することにより上記可動部が浮上面を介して浮上するように構成された超音波浮上装置において、
上記固定部又は可動部に薄型の超音波振動装置を設けたことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２】
請求項１記載の超音波浮上装置において、
上記浮上面を傾斜面としたことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項３】
請求項２記載の超音波浮上装置において、
上記固定部は固定部側ガイド部を備えており、
一方、上記可動部も上記固定部側ガイド部に対応する可動部側ガイド部を備えており、
上記固定部側ガイド部を凹状又は凸状に形成すると共に上記可動部側ガイド部を凸状又は凹状に形成したことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の超音波浮上装置において、
上記固定部は上記可動部を左右から案内する一対の固定部側ガイド部を備えていて、
上記一対の固定部側ガイド部は上方に向かって拡がるように設けられた傾斜浮上面を備えていて、
一方、上記可動部は上記一対の固定部側ガイド部の傾斜浮上面に対向する傾斜浮上面を左右に備えていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項５】
請求項３記載の超音波浮上装置において、
上記固定部側ガイド部を２個の傾斜面によって凹状又は凸状に形成し、上記可動部側ガイド部を２個の傾斜面によって凸状又は凹状に形成したことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記固定部又は可動部を圧電部材から構成するようにしたことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６の何れかに記載の超音波浮上装置において
上記固定部又は可動部は圧電素子を積層させた超音波振動源を備えていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記可動部の振動装置が超音波振動するように構成し、
上記振動装置は超音波振動する振動板と該振動板の左右に設けられた一対の可動部側ガイド部を備えていて、
上記振動板と一対の可動部側ガイド部の厚さを異ならせたことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項９】
請求項８記載の超音波浮上装置において、
上記振動板は圧電材料から構成されていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記振動板と上記一対の可動部側ガイド部は別々の部品として製造されるものであることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記可動部は上記振動装置に対して柱部材を介して一体化された可動部本体とを備えていて、
上記柱部材が上記振動装置の中心軸上に配置されていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の超音波浮上装置において、
上記柱部材は上記振動装置の端より突出・配置された突出部に接続されていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の超音波浮上装置において、
上記振動装置の突出部と振動板との接続部が上記突出部の幅より狭いことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１３の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記固定部及び又は可動部に吸着防止用突起を設けたことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１５】
請求項１１〜請求項１４の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記柱部材はその全て又は一部が粘弾性体材料から構成されていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１６】
請求項１記載の超音波浮上装置において、
上記超音波振動装置は圧電素子を積層させてなるものであることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の超音波浮上装置において、
上記超音波発生装置を上記固定部又は可動部に複数個取り付けたことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の超音波浮上装置において、
上記超音波発生装置を３個以上取り付けたことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項１９】
請求項１７又は請求項１８記載の超音波浮上装置において、
上記複数個の超音波発生装置は同一円周上に取り付けられていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２０】
請求項１記載の超音波浮上装置において、
上記超音波振動装置は面状発振装置であり該面状発信装置を柱部材を介して上記固定部又は可動部に取り付けた構成としたことを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の超音波浮上装置において、
上記面状発振装置はバイモルフ型圧電素子又はユニモルフ型圧電素子を振動板に接合した構成になっていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２２】
請求項２０又は請求項２１記載の超音波浮上装置において、
上記柱部材は２個以上であることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２３】
請求項２０〜請求項２２の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記面状発振装置上にリブが設けられていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２４】
請求項２０〜請求項２３の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記柱部材やリブの間隔は振動波長の概略１／２の整数倍に設定されていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２５】
請求項２０〜請求項２４の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記柱部材やリブは面状発振装置の外縁より内側に配置されていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の超音波浮上装置において、
上記柱部材やリブと上記面状発振装置の外縁との間隔は振動波長の概略１／４又は振動波長の概略｛１／４＋（１／２）×ｎ｝倍、但しｎは整数、に設定されていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２７】
請求項１記載の超音波浮上装置において、
上記超音波振動装置は上記固定部又は可動部における超音波振動を振動方向変換手段を介して振動の方向変換をするように構成されたものであることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２８】
請求項２７記載の超音波浮上装置において、
上記振動方向変換手段は超音波振動の振動方向を直角方向に変換するものであることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項２９】
請求項２８記載の超音波浮上装置において、
上記振動方向変換手段により変換された主振動の向きが１個であることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項３０】
請求項２９記載の超音波浮上装置において、
上記振動方向変換手段はＬ字型をなす振動方向変換部材であることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項３１】
請求項２８記載の超音波浮上装置において、
上記振動方向変換手段により変換された主振動の向きが２個であることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項３２】
請求項３１記載の超音波浮上装置において、
上記振動方向変換手段は十字型をなす振動方向変換部材であることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項３３】
請求項２７〜請求項３２の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記固定部又は可動部にはランジュバン型超音波振動子又は積層型圧電素子からなる振動装置が設けられていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項３４】
請求項３３記載の超音波浮上装置において、
上記ランジュバン型超音波振動子又は積層型圧電素子は角柱形状をなしていることを特徴とする超音波浮上装置。
【請求項３５】
請求項２７〜請求項３４の何れかに記載の超音波浮上装置において、
上記可動部は柱部材を介して可動部本体を備えていて、上記柱部材は振動装置の略中央又は振動方向変換手段の略中央に配置されていることを特徴とする超音波浮上装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は超音波浮上装置に係り、特に、ガイド機構の構成を改良することにより直動又は平面案内を実現するように工夫すると共に、装置の大型化を来すことなく浮上安定性や浮上剛性の向上を図ることができるように工夫したものに関する。
背景技術
超音波振動を利用した超音波浮上装置は、非接触であって摩耗や潤滑剤による環境汚染がないために、クリーンルーム環境や精密位置決め用途に好適なものとして考えられている。そのような超音波浮上装置としては、例えば、特開平７−１９６１２７号公報、特開平１１−３０１８３２号公報に開示されたようなものがある。特に、上記特開平７−１９６１２７号公報には、いわゆる「ランジュバン型」と称される超音波振動子を使用した超音波浮上装置が開示されている。
上記従来の構成によると次のような問題があった。
すなわち、特開平７−１９６１２７号公報及び特開平１１−３０１８３２号公報に開示されている超音波浮上装置の場合には、特に、直動案内機構を伴った構成として開示されてはおらず、よって、実際に実施しようとした場合には、可動部を安定した状態で浮上させて所望の方向に移動させることはできないものである。
又、特開平７−１９６１２７号公報及び特開平１１−３０１８３２号公報に開示されている超音波浮上装置の場合には、大振幅での超音波発振ができないために安定した浮上を可能にするようなものではなく、具体的には、浮揚体が大きかったり、浮上面において高い平面度が要求されたり、或いは浮上量のフィードバック制御が必要になるという問題があった。
又、特開平７−１９６１２７号公報に開示されている「ランジュバン型」の超音波振動子の場合には背が高くなってしまって装置のコンパクト化を図ることができないという問題があった。又、背が高いことに起因してスライダ（可動部）の重心が高くなり動作の安定性も損なわれるおそれがあった。
本発明はこのような点に基づいてなされたものでその目的とするところは、特に複雑な構成を要することなく直動又は平面案内機能を備えると共に、装置の大型化を来すことなく浮上安定性や浮上剛性の向上を図ることができる超音波浮上装置を提供することにある。
発明の開示
上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による超音波浮上装置は、固定部と、上記固定部に対して移動可能に設置された可動部と、を具備し、上記固定部又は可動部が超音波振動することにより上記可動部が浮上面を介して浮上するように構成された超音波浮上装置において、上記固定部又は可動部に薄型の超音波振動装置を設けたことを特徴とするものである。
又、請求項２による超音波浮上装置は、請求項１記載の超音波浮上装置において、上記浮上面を傾斜面としたことを特徴とするものである。
又、請求項３による超音波浮上装置は、請求項２記載の超音波浮上装置において、上記固定部は固定部側ガイド部を備えており、一方、上記可動部も上記固定部側ガイド部に対応する可動部側ガイド部を備えており、上記固定部側ガイド部を凹状又は凸状に形成すると共に上記可動部側ガイド部を凸状又は凹状に形成したことを特徴とするものである。
又、請求項４による超音波浮上装置は、請求項２又は請求項３記載の超音波浮上装置において、上記固定部は上記可動部を左右から案内する一対の固定部側ガイド部を備えていて、上記一対の固定部側ガイド部は上方に向かって拡がるように設けられた傾斜浮上面を備えていて、一方、上記可動部は上記一対の固定部側ガイド部の傾斜浮上面に対向する傾斜浮上面を左右に備えていることを特徴とするものである。
又、請求項５による超音波浮上装置は、請求項３記載の超音波浮上装置において、上記固定部側ガイド部を２個の傾斜面によって凹状又は凸状に形成し、上記可動部側ガイド部を２個の傾斜面によって凸状又は凹状に形成したことを特徴とするものである。
又、請求項６による超音波浮上装置は、請求項１〜請求項５の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記固定部又は可動部を圧電部材から構成するようにしたことを特徴とするものである。
又、請求項７による超音波浮上装置は、請求項１〜請求項６の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記固定部又は可動部は圧電素子を積層させた超音波振動源を備えていることを特徴とするものである。
又、請求項８による超音波浮上装置は、請求項１〜請求項７の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記可動部の振動装置が超音波振動するように構成し、上記振動装置は超音波振動する振動板と該振動板の左右に設けられた一対の可動部側ガイド部を備えていて、上記振動板と一対の可動部側ガイド部の厚さを異ならせたことを特徴とするものである。
又、請求項９による超音波浮上装置は、請求項８記載の超音波浮上装置において、上記振動板は圧電材料から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項１０による超音波浮上装置は、請求項８又は請求項９の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記振動板と上記一対の可動部側ガイド部は別々の部品として製造されるものであることを特徴とするものである。
又、請求項１１による超音波浮上装置は、請求項１〜請求項１０の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記可動部は上記振動装置に対して柱部材を介して一体化された可動部本体とを備えていて、上記柱部材が上記振動装置の中心軸上に配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項１２による超音波浮上装置は、請求項１１記載の超音波浮上装置において、上記柱部材は上記振動装置の端より突出・配置された突出部に接続されていることを特徴とするものである。
又、請求項１３による超音波浮上装置は、請求項１２記載の超音波浮上装置において、上記振動装置の突出部と振動板との接続部が上記突出部の幅より狭いことを特徴とするものである。
又、請求項１４による超音波浮上装置は、請求項１〜請求項１３の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記固定部及び又は可動部に吸着防止用突起を設けたことを特徴とするものである。
又、請求項１５による超音波浮上装置は、請求項１１〜請求項１４の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記柱部材はその全て又は一部が粘弾性体材料から構成されていることを特徴とするものである。
又、請求項１６による超音波浮上装置は、請求項１記載の超音波浮上装置において、上記超音波振動装置は圧電素子を積層させてなるものであることを特徴とするものである。
又、請求項１７による超音波浮上装置は、請求項１６記載の超音波浮上装置において、上記超音波発生装置を上記固定部又は可動部に複数個取り付けたことを特徴とするものである。
又、請求項１８による超音波浮上装置は、請求項１７記載の超音波浮上装置において、上記超音波発生装置を３個以上取り付けたことを特徴とするものである。
又、請求項１９による超音波浮上装置は、請求項１７又は請求項１８記載の超音波浮上装置において、上記複数個の超音波発生装置は同一円周上に取り付けられていることを特徴とするものである。
又、請求項２０による超音波浮上装置は、請求項１記載の超音波浮上装置において、上記超音波振動装置は面状発振装置であり該面状発信装置を柱部材を介して上記固定部又は可動部に取り付けた構成としたことを特徴とするものである。
又、請求項２１による超音波浮上装置は、請求項２０記載の超音波浮上装置において、上記面状発振装置はバイモルフ型圧電素子又はユニモルフ型圧電素子を振動板に接合した構成になっていることを特徴とするものである。
又、請求項２２による超音波浮上装置は、請求項２０又は請求項２１記載の超音波浮上装置において、上記柱部材は２個以上であることを特徴とするものである。
又、請求項２３による超音波浮上装置は、請求項２０〜請求項２２の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記面状発振装置上にリブが設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項２４による超音波浮上装置は、請求項２０〜請求項２３の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記柱部材やリブの間隔は振動波長の概略１／２の整数倍に設定されていることを特徴とするものである。
又、請求項２５による超音波浮上装置は、請求項２０〜請求項２４の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記柱部材やリブは面状発振装置の外縁より内側に配置されていることを特徴とするものである。
又、請求項２６による超音波浮上装置は、請求項２５記載の超音波浮上装置において、上記柱部材やリブと上記面状発振装置の外縁との間隔は振動波長の概略１／４又は振動波長の概略｛１／４＋（１／２）×ｎ｝倍、但しｎは整数、に設定されていることを特徴とするものである。
又、請求項２７による超音波浮上装置は、請求項１記載の超音波浮上装置において、上記超音波振動装置は上記固定部又は可動部における超音波振動を振動方向変換手段を介して振動の方向変換をするように構成されたものであることを特徴とするものである。
又、請求項２８による超音波浮上装置は、請求項２７記載の超音波浮上装置において、上記振動方向変換手段は超音波振動の振動方向を直角方向に変換するものであることを特徴とするものである。
又、請求項２９による超音波浮上装置は、請求項２８記載の超音波浮上装置において、上記振動方向変換手段により変換された主振動の向きが１個であることを特徴とするものである。
又、請求項３０による超音波浮上装置は、請求項２９記載の超音波浮上装置において、上記振動方向変換手段はＬ字型をなす振動方向変換部材であることを特徴とするものである。
又、請求項３１による超音波浮上装置は、請求項２８記載の超音波浮上装置において、上記振動方向変換手段により変換された主振動の向きが２個であることを特徴とするものである。
又、請求項３２による超音波浮上装置は、請求項３１記載の超音波浮上装置において、上記振動方向変換手段は十字型をなす振動方向変換部材であることを特徴とするものである。
又、請求項３３による超音波浮上装置は、請求項２７〜請求項３２の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記固定部又は可動部にはランジュバン型超音波振動子又は積層型圧電素子からなる振動装置が設けられていることを特徴とするものである。
又、請求項３４による超音波浮上装置は、請求項３３記載の超音波浮上装置において、上記ランジュバン型超音波振動子又は積層型圧電素子は角柱形状をなしていることを特徴とするものである。
又、請求項３５による超音波浮上装置は、請求項２７〜請求項３４の何れかに記載の超音波浮上装置において、上記可動部は柱部材を介して可動部本体を備えていて、上記柱部材は振動装置の略中央又は振動方向変換手段の略中央に配置されていることを特徴とするものである。
すなわち、本願発明による超音波浮上装置の場合には、固定部又は可動部に薄型の超音波振動装置を設けたことを特徴とするものであり、それによって、装置の低背化を図って装置のコンパクト化を図らんとするものである。
又、その際、浮上面を傾斜面としたものであり、それによって、可動部を浮上方向（Ｚ軸方向）に対して案内するだけでなく、それと直行するＸ軸方向に対しても案内することが可能になった。つまり、直動案内が実現されたことになる。それによって、超音波浮上装置の有効的な利用が促進されることになる。又、所望の直動案内を実現するための構成は極めて簡単なものであり、つまり、装置の大型化や構成の複雑化を来すことなく所望の直動案内を実現することができるものである。
又、本願発明による超音波浮上装置は、圧電素子を積層させてなる超音波発生装置を上記固定部又は可動部に取り付けたものであり、それによって、大振幅での超音波発振が可能になって浮上量を増大させることができるので、固定部側の浮上面の平面度に対する裕度も拡大され、又、より安定した浮上が可能になる。
又、本願発明による超音波浮上装置は、面状発振装置を柱部材を介して固定部又は可動部に取り付けた構成としたものであり、それによって、背を低くすると共に装置をコンパクトにすることを可能にしたものである。
又、本願発明による超音波浮上装置は、上記固定部又は可動部における超音波振動を振動方向変換手段を介して振動の方向変換をするようにしたものであり、つまり、振動方向変換手段によって振動方向を変換可能に構成することにより、振動源の向きはこれを任意に設定可能となり、よって、例えば、従来高さ方向に振動していた振動源を横向きに配置することが可能になり、それによって、装置の高さを低くしてそのコンパクト化を図ることができると共に、動作の安定性の向上を図ることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、第１図を参照して本発明の第１の実施の形態を説明する。第１図は本実施の形態による超音波浮上装置の構成を概念的に示す図であり、第１（ａ）図は超音波浮上装置の一部平面図であり、第１（ｂ）図は第１（ａ）図のｂ−ｂ断面図である。まず、固定部１があり、この固定部１は左側ガイド部材３と右側ガイド部材５とから構成されている。上記左側ガイド部材３は、左側傾斜浮上面３ａを備えていると共にこの左側傾斜浮上面３ａの上方には垂直面３ｂを備えている。
一方、右側ガイド部材５も同様の構成をなしており、右側傾斜浮上面５ａを備えていると共にこの右側傾斜浮上面５ａの上方には垂直面５ｂを備えている。又、これら左側ガイド部材３と右側ガイド部材５はベース部材６（図中仮想線で示す）に取り付けられているものである。又、左側ガイド部材３と右側ガイド部材５は、第１（ａ）図中上下方向、すなわち、Ｙ軸方向に延長されているものである。
一方、上記左側ガイド部材３と右側ガイド部材５との間には可動部７がＹ軸方向に移動可能に配置されている。上記可動部７は振動板９の上下両面に電極部１１、１３を設けた構成をなしていて、上記振動板９自体は圧電材料から構成されている。又、上記可動部７は既に説明した固定部１の左側ガイド部材３の左側傾斜浮上面３ａ、垂直面３ｂに対応する左側傾斜浮上面９ａと垂直面９ｂを備えていると共に、右側ガイド部材５の右側傾斜浮上面５ａ、垂直面５ｂに対応する右側傾斜浮上面９ｃと垂直面９ｄを備えている。
そして、可動部７が超音波振動することにより、固定部１、すなわち、左側ガイド部材３と右側ガイド部材５に対して、第１図（ｂ）中上下方向（Ｚ軸方向）に浮上することになる。第１図（ｂ）は可動部７が浮上した状態を示しているものである。後は、可動部７をＹ軸方向に移動させるための駆動力が作用することにより、Ｙ軸方向に沿った何れかの側に移動するものである。
以上この実施の形態によると次のような効果を奏することができるものである。
まず、固定部１側を構成する左側ガイド部材３と右側ガイド部材５に左側傾斜浮上面３ａと右側傾斜浮上面５ａを設けると共に、可動部７側においても、左側傾斜浮上面９ａと右側傾斜浮上面９ｃを設け、浮上面を傾斜面として構成したので、可動部７を浮上方向であるＺ軸方向に対して案内するだけでなく、それに直行するＸ軸方向に対しても案内することが可能になった。つまり、直動案内が実現されたことになる。それによって、超音波浮上装置の有効的な利用が促進されることになる。
又、所望の直動案内を実現するための構成は極めて簡単なものであり、つまり、装置の大型化や構成の複雑化を来すことなく所望の直動案内を実現することができるものである。
次に、第２図を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。前記第１の実施の形態の場合には可動部７側を超音波振動させるように構成したが、この第２の実施の形態の場合には固定部１側を超音波振動させるように構成したものである。
すなわち、固定部１を構成する左側ガイド部材３はガイド部材本体２１とこのガイド部材本体２１の上下面に設けられた電極部２３、２５とから構成されていて、上記ガイド部材本体２１自体は圧電材料から構成されている。
同様に、固定部１を構成する右側ガイド部材５はガイド部材本体２７とこのガイド部材本体２７の上下面に設けられた電極部２９、３０とから構成されていて、上記ガイド部材本体２７自体は圧電材料から構成されている。
その他の構成は前記第１の実施の形態と同様であり、同一部分には同一符合を付して示しその説明は省略する。
以上この第２の実施の形態の場合も前記第１の実施の形態の場合と同様、所望の直動案内機構を実現することができ、それによって、超音波浮上装置としてのより有効的な実施が可能になるものである。
次に、第３図を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。この第３の実施の形態の場合には、前記第１の実施の形態の構成において、固定部１の左側ガイド部材３の垂直面３ｂを傾斜面３ｃとし、右側ガイド部材５の垂直面５ｂを傾斜面５ｃとしたものである。又、それに対応するように、可動部７側の垂直面９ｂ、９ｄを傾斜面９ｅ、９ｆとしたものである。
その他の構成は前記第１の実施の形態の場合と同じであり、同一部分には同一符合を付して示しその説明は省略する。
この第３の実施の形態によると前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、直動案内がより確実なものとなるという効果を奏することができるものである。つまり、本来Ｚ軸方向の上方に対しては自重が作用するためにガイドを必要とすることはないが、上方からも規制することによってより安定するものである。
次に、第４図を参照して本発明の第４の実施の形態を説明する。この第４の実施の形態の場合には、前記第２の実施の形態において、固定部１の左側ガイド部材３の垂直面３ｂを傾斜面３ｃとし、右側ガイド部材５の垂直面５ｂを傾斜面５ｃとしたものである。又、それに対応するように、可動部７側の垂直面９ｂ、９ｄを傾斜面９ｅ、９ｆとしたものである。
その他の構成は前記第２の実施の形態の場合と同じであり、同一部分には同一符合を付して示しその説明は省略する。
この第４の実施の形態によると前記第２の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、直動案内がより確実なものとなるという効果を奏することができるものである。
次に、第５図を参照して本発明の第５の実施の形態を説明する。前記第１〜第４の実施の形態の場合には、固定部１側又は可動部７側自体を圧電材料で構成する例を示したものであるが、この第５の実施の形態の場合には圧電素子を積層させた超音波振動源を可動部７側に組み込んだ例を示すものである。
すなわち、可動部７内には超音波振動源３１が組み込まれていて、この超音波振動源３１は、複数枚の圧電素子３３を積層させた構成になっている。このような構成の超音波振動源３１によって超音波振動を発生させ、可動部７を浮上させるものである。
以上、この第５の実施の形態によると前記第１〜第４の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、圧電素子３３を積層させた超音波振動源３１を組み込むことにより大振幅を得ることができるようになった。すなわち、従来は電極間に印加する駆動電圧を実用上高くすることができないために大振幅を得ることができなかったが、上記したような圧電素子３３の積層させた超音波振動源３１を採用した場合には、同じ振幅を得るためには厚みに比例した駆動電圧で事足りることになり、結局、実用上印加可能な駆動電圧で大振幅を得ることができるようになったものである。それによって、浮上量が大きくなってより安定した浮上が可能になるものである。
次に、第６図を参照して本発明の第６の実施の形態を説明する。前記第５の実施の形態の場合には可動部７側に超音波振動源３１を設けた例を示したが、この第６の実施の形態の場合には固定部１の左側ガイド部材３と右側ガイド部材５にそれぞれ設けたものである。
すなわち、左側ガイド部材３には超音波振動源４１が組み込まれていて、この超音波振動源４１は複数枚の圧電素子４３を積層させた構成になっている。同様に、右側ガイド部材５には超音波振動源４５が組み込まれていて、この超音波振動源４５は複数枚の圧電素子４７を積層させた構成になっている。
このように、固定部１の左側ガイド部材３と右側ガイド部材５に超音波振動源４１、４５を設ける構成でも同様の効果を奏することができる。
次に、第７図を参照して本発明の第７の実施の形態を説明する。この場合にも、固定部１の左側ガイド部材３と右側ガイド部材５において、超音波振動源７１、７３を設けたものである。上記超音波振動源７１は複数枚の圧電素子７５を積層させた構成になっている。又、超音波振動源７３は複数枚の圧電素子７７を積層させた構成になっている。
この場合は前記各実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、固定部１の左側ガイド部材３と右側ガイド部材５と各超音波振動源７１、７３とをそれぞれ別々に製作して組み込むことができるので、製作が容易になると共にコストの低減も図ることができる。又、品質の向上をも図ることができる。
次に、第８図を参照して本発明の第８の実施の形態を説明する。この場合には可動部７側において左右に超音波振動源８１、８３を設けたものである。上記超音波振動源８１は複数枚の圧電素子８５を積層させた構成になっている。又、超音波振動源８３は複数枚の圧電素子８７を積層させた構成になっている。
この場合は前記各実施の形態と同様の効果を奏することができると共に、可動部７と各超音波振動源８１、８３とをそれぞれ別々に製作して組み込むことができるので、製作が容易になると共にコストの低減も図ることができる。又、品質の向上をも図ることができる。
次に、第９図を参照して本発明の第９の実施の形態を説明する。これは、前記第８の実施の形態における超音波浮上装置において、可動部７に超音波衝撃発生装置９１を取り付けたものである。この超音波衝撃発生装置９１は、圧電アクチュエータ９３と、錘９５とから構成されている。このような超音波衝撃発生装置９１を使用することにより、可動部７の移動方向であるＹ軸方向の何れかに衝撃力を発生させ、それによって、可動部７を移動させる駆動力とするものである。又、停止する場合には、衝撃力を前後に振動させられることにより高い精度で位置決めを行うものである。
つまり、この種の超音波浮上装置の場合には基本的に非接触浮上であるため、固定部１と可動部７との間の摩擦は極めて小さく、よって、可動部７を所望の位置に安定した状態で停止させ難いという事情がある。そこで、上記超音波衝撃発生装置９１によって衝撃を発生させると共に繰り返し振動させることにより、ダンピングエネルギを増大させ、又、運動エネルギを付与することにより不安定な外乱を相対的に十分小さくし、それによって、安定した位置決め停止を実現するものである。
次に、第１０図を参照して本発明の第１０の実施の形態を説明する。この第１０の実施の形態は、前記第３の実施の形態におけるガイド部の構成を、固定部１側と可動部７側とで凹凸逆にしたものである。
すなわち、固定部１の左側ガイド部材３において、傾斜面３ａと傾斜面３ｃとによってこれを凸状に構成し、同様に、右側ガイド部材５において、傾斜面５ａと傾斜面５ｃとによってこれを凸状に構成したものである。又、それに対応するように、可動部７側の左側ガイド部は傾斜面９ａ、９ｅによって凹状に形成されており、同様に、右側ガイド部も傾斜面９ｃ、９ｆとによって凹状に形成されている。
このように、固定部１側が凸状に形成されていて、可動部７側が凹状に形成されているような構成であっても、同様の効果を奏することができる。
次に、第１１図乃至第１６図を参照して本発明の第１１の実施の形態を説明する。
第１１図は本実施の形態による超音波浮上装置の構成を示す図であり、第１１図（ａ）は超音波浮上装置の一部平面図であり、第１１図（ｂ）は第１１図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
まず、固定部１０１があり、この固定部１０１はその横断面形状が略Ｕ字状をなしていて、Ｕ字溝１０２を備えた形状になっている。上記Ｕ字溝１０２は左右に左側ガイド部１０３と右側ガイド部１０５を備えていると共に、これら左側ガイド部１０３と右側ガイド部１０５とは底板部１０７を介して一体化されている。
上記左側ガイド部１０３は、上側傾斜浮上面１０３ａと下側傾斜浮上面１０３ｂを備えていて、左側ガイド部１０３はこれら上側傾斜浮上面１０３ａと下側傾斜浮上面１０３ｂとによって内側に凸状に突出・配置された構成になっている。同様に、上記右側ガイド部１０５は、上側傾斜浮上面１０５ａと下側傾斜浮上面１０５ｂを備えていて、右側ガイド部１０５は、これら上側傾斜浮上面１０５ａと下側傾斜浮上面１０５ｂとによって内側に凸状に突出・配置された構成になっている。
上記Ｕ字溝１０２内には可動部１０９が、第１１図（ｂ）中Ｚ軸方向に浮上可能であって、第１１図（ａ）中Ｙ軸方向に移動可能な状態で収容・配置されている。上記可動部１０９は主として可動部本体１１１と振動装置１１３と運動量発生装置１１５とストップ装置１４１から構成されている。上記振動装置１１３は、振動板１１７と該振動板１１７の上下面に設けられた電極部１１９、１２１と該振動板１１７の左右に設けられたガイド部１２３、１２５とから構成されている。上記振動板１１７は圧電材料から構成されている。又、上記振動装置１１３の左右両側は、既に説明した固定部１０１側の左側ガイド部１０３と右側ガイド部１０５の形状に対応するように凹状に形成されている。すなわち、振動装置１１３の左側には、左側ガイド部１２３が設けられていて、この左側ガイド部１２３は、上側傾斜面１２３ａと下側傾斜面１２３ｂとによって凹状に形成されている。同様に、振動装置１１３の右側にも、右側ガイド部１２５が設けられていて、この右側ガイド部１２５は、上側傾斜面１２５ａと下側傾斜面１２５ｂとによって凹状に形成されている。
そして、上記構成をなす振動装置１１３が超音波振動することにより、第１１図（ｂ）に示すように、可動部１０９がＺ軸方向に浮上した状態になるものである。
上記可動部１０９の構成について更に詳しく説明する。図から明らかなように、この実施の形態の場合には、可動部１０９におけるの左右の左側ガイド部と右側ガイド部の厚みに比べて振動板１１７の厚みが薄くなっている。この点に関して詳しく説明する。
まず、この種の超音波浮上装置において、浮上安定性、浮上剛性を向上させるためには、傾斜浮上面の面積を増大させることが必要となる。つまり、第１０図における振動板９の厚みを厚くすることにより、その左右に設けられた左側ガイド部と右側ガイド部の厚みが増大し、それによって、傾斜浮上面の面積が増大することになるからである。
ところが、単純に振動板９の厚みを厚くした場合には、同じ駆動電圧であるとすると単位厚さ当たりの印加電圧が低下してしまって振動振幅が小さくなってしまうことになる。このように、振動振幅が小さくなってしまった場合には、傾斜浮上面の面積を増大させたにもかかわらず浮上力を増大させることにはならず、結局、浮上安定性や浮上剛性を向上させることができなくなってしまう。
これに対しては、振動板９の厚みの増大に比例して印加電圧を高くすることも考えられるが、それでは駆動電源装置を大型化させてしまい、又、放電対策が必要になる等、装置の小型化、コストの低減を図る上で大きな障害になってしまう。
そこで、第１１図に例示する本実施の形態のように、左側ガイド部１２３と右側ガイド部１２５の厚みと振動板１１７の厚みを異ならせることにより、上記したような問題を発生させることなく、浮上安定性や浮上剛性の向上を図るものである。具体的には、傾斜浮上面の面積を増大させる場合には上記左側ガイド部１２３と右側ガイド部１２５の厚みのみを厚くすればよい。又、振動装置１１３の振動振幅を大きくしたい場合には、振動板１１７のみの厚みを薄くすればよいものである。
因みに、この実施の形態の場合には、左側ガイド部１２３と右側ガイド部１２５の厚みをそのままとし、振動板１１７の厚みのみを薄くして振動振幅を大きくしたものである。そのような構成を採用することにより、浮上力を大きくすることが可能になり、それによって、浮上安定性や浮上剛性の向上を図ることが可能になるものである。
上記可動部１０９には、上記したように、運動量発生装置１１５が設けられている。すなわち、振動装置１１３の振動板１１７の上側には一対の柱部材１３１、１３３を介して既に述べた可動部本体１１１が設けられていて、この可動部本体１１１の下面側に上記運動量発生装置１１５が設けられている。上記運動量発生装置１１５は、上記可動部本体１１１の下面に固定された固定部材１３５と、この固定部材１３５に取り付けられたアクチュエータ１３７と、このアクチュエータ１３７の先端に取り付けられた錘１３９とから構成されている。上記アクチュエータ１３７及び錘１３９は、アクチュエータ１３５の伸長・収縮によって他の部材と接触しないように空間を設けた状態で配置されている。
上記アクチュエータ１３７は、圧電素子を積層させた圧電積層型アクチュエータである。又、必ずしも積層タイプである必要はなく単層タイプであってもよい。
尚、この実施の形態では圧電素子を使用したアクチュエータ１３７を例に挙げているが、伸長・収縮するものであれば必ずしも圧電素子を使用したものに限定されることなく、例えば、ソレノイドを使用するタイプ、シリンダを使用するタイプ等様々な構成のものが考えられる。
又、上記錘１３９であるが、基本的にはその材質を特定するものではなく、例えば、鉄、アルミニウム、銅等の材質が想定される。又、非金属材料であってもよい。
又、上記可動部１０９にはストップ装置１４１が取り付けられている。上記ストップ装置１４１は、上記可動部本体１１１に取り付けられたアクチュエータ１４３と、このアクチュエータ１４３の両側に取り付けられたストッパ部材１４５、１４７とから構成されている。
上記アクチュエータ１４３は、既に説明した運動量発生装置１１５のアクチュエータ１３７の場合と同様に、圧電素子を積層させた圧電積層型アクチュエータである。この場合必ずしも積層タイプである必要はなく単層タイプであってもよい。
尚、この実施の形態では圧電素子を使用したアクチュエータ１４３を例に挙げているが、伸長・収縮するものであれば必ずしも圧電素子を使用したものに限定されることなく、例えば、ソレノイドを使用するタイプ、シリンダを使用するタイプ等様々な構成のものが考えられる。
又、上記ストッパ部材１４５、１４７は粘弾性体材料から構成されている。例えば、ポリアセタール樹脂である。この種の粘弾性体材料を使用することによりストップ機能発生時における衝撃を緩和させると共に異音の発生や摩耗粉の発生を抑制するものである。
そして、ストップ装置１４１の動作時（オン）は、アクチュエータ１４３に対する印加電圧を「０」とする。それによって、アクチュエータ１４３は本来の伸長状態に戻っていて、その結果、上記ストッパ部材１４５、１４７が固定部１０１のＵ字溝１０２の内壁に押し付けられている。つまり、ストッパ機能が発揮されることになる。これに対して、ストップ装置１４１の非動作時（オフ）には、アクチュエータ１４３に電圧を印加する。電圧の印加によりアクチュエータ１４３を収縮させ、それによって、上記ストッパ部材１４５、１４７の固定部１０１のＵ字溝１０２の内壁に対する押し付けが解除されることになる。
次に、上記運動量発生装置１１５とストップ装置１４１による駆動原理を第１１図〜第１４図を参照しながら説明する。
尚、第１４図に示す構成は第１１図〜第１３図に示した構成と若干異なっており、あくまで、運動量発生装置１１５の駆動原理を説明するための図である。
まず、第１４図に示すように、運動量発生装置１１５のアクチュエータ１３７を駆動してこれを伸長させ、それによって、錘１３９を第１４図中右方向に移動させる。この錘１３９の移動によって同方向に（ｍｖ）の運動量が発生する。
但し、ｍ：運動量発生装置１１５の質量
ｖ：運動量発生装置１１５の速度
上記（ｍｖ）の運動量発生により、次の式（Ｉ）に示す運動量保存の法則により、可動部１０９には逆方向に（ＭＶ）の運動量が発生する。
但し、Ｍ：可動部１０９の質量
Ｖ：可動部１０９の速度
ｍｖ＋ＭＶ＝０−−−−（Ｉ）
そして、可動部１０９は次の式（ＩＩ）に示す速度（Ｖ）にて逆方向に移動することになる。
Ｖ＝−（ｍ／Ｍ）×ｖ−−−−（ＩＩ）
これに対して、次の動作によって伸長したアクチュエータ１３７を収縮させて移動した錘１３９を元の位置に戻すことになるが、この場合には、上記したと同様の駆動原理によって、第１４図において、左方向に移動した可動部１０９が右方向に戻ることになってしまう。そこで、ストップ装置１４１をオンさせることになる。つまり、ストップ装置１４１のアクチュエータ１４３への電圧の印加を止めて伸長状態にすることにより両側のストッパ部材１４５、１４７を固定部１０１のＵ字溝１０２の内壁に押し付けてストッパ機能を発揮させる。それによって、可動部１０９が戻ろうとする動作を規制するものである。つまり、運動量発生装置１１５のアクチュエータ１３７が収縮するときには可動部１０９は停止状態となる。そして、このような動作を繰り返すことにより可動部１０９を所定の方向へ移動させることが可能になるものである。
上記駆動原理に関して若干説明を加えると、そもそもストップ装置１４１なしでは可動部１０９を駆動させることはできない。すなわち、ストップ装置１４１がないとすると、運動量発生装置１１５の収縮・伸長により可動部１０９は前進と後退を繰り返すことになり、結局、前に進むことはできない。そこで、上記したように、前進又は後退の何れかのときにストップ装置１４１によって可動部１０９の動きを止める必要があるものである。
又、既に説明した柱部材１３１、１３３に関して更に詳しく説明する。まず、この実施の形態の場合には、一対の柱部材１３１、１３３が振動装置１１３の中心軸上に配置されている。これは次のような理由による。すなわち、振動装置１１３の振動板１１７は厚み方向に電圧を印加されることにより主として幅方向に振動する。よって、振動板１１７の中心軸における幅方向の振動振幅は「０」である。そこで、一対の柱部材１３１、１３３を振動装置１１３の中心軸上に配置したものであり、それによって、振動装置１１３の振動に何ら影響を与えることなく支持機能を発揮させることができるものである。
又、本実施の形態の場合には、上記柱部材１３１、１３３の構造にさらなる工夫を施しているものである。すなわち、第１２図（ｃ）、第１３図（ｂ）、（ｃ）に示すように、振動板１１７の左右両側に幅狭の突出部１５１、１５３を突出させ、それら突出部１５１、１５３の上に上記一対の柱部材１３１、１３３を設けたものである。すなわち、上記したように、一対の柱部材１３１、１３３を振動装置１１３の中心軸上に配置することにより振動装置１１３の振動に対する影響を軽減させるようにしているが、柱部材１３１、１３３にも自身の幅があるので、その幅の範囲内では振動装置１１３の振動に影響を与えてしまうことになる。そこで、突出部１５１、１５３と振動板１１７とを括れ部１５５、１５７を介して接続することにより、そのような影響を極力小さなものにしているものである。
以上の構成を基にその作用を説明する。
第１１図乃至第１４図において、運動量発生装置１１５のアクチュエータ１３７を駆動してこれを伸長・収縮させ、それによって、錘１３９を往復動させる。そして、例えば、可動部１０９を第１１図（ａ）中Ｙ軸方向に沿って上方に移動させたい場合には、アクチュエータ１３７が伸長して錘１３９が第１１図（ａ）中下方に移動したときに、ストップ装置１４１をオフにしてストップ機能を停止させ、逆に、アクチュエータ１３７が収縮して錘１３９が第１１図（ａ）中上方に移動するときに、ストップ装置１４１をオンにしてストップ機能を発揮させる。このような動作によって可動部１０９は第１１図（ａ）中Ｙ軸方向上方にのみ移動することになる。
逆に、可動部１０９を第１１図（ａ）中下方に移動させる場合には、アクチュエータ１３７が伸長して錘１３９が第１１図（ａ）中下方に移動するときに、ストップ装置１４１をオンにしてストップ機能を発揮させ、逆に、アクチュエータ１３７が収縮して錘１３９が第１１図（ａ）中上方に移動するときに、ストップ装置１４１をオフにしてストップ機能を停止させる。このような動作によって可動部１０９は第１１図（ａ）中Ｙ軸方向下方に移動することになる。
上記動作を第１５図の特性図を参照して整理してみる。第１５図は横軸に時間をとり、縦軸に、運動量発生装置１１５における錘１３９の変位、速度、加速度特性を示すと共に、ストップ装置１４１のオン・オフのタイミングを示すものである。
仮に、可動部１０９をＹ軸方向に沿った一方向に移動させるものとして説明する。まず、第１５図における最初の領域ａであるが、ここでは錘１３９が一方向に移動し、そのときの速度と加速度は図示の通りである。その際、ストップ装置１４１がオンしている。したがって、本来であれば錘１３９の移動方向である一方向の反対側である他方向に可動部１０９が移動するはずであるが、上記したように、ストップ装置１４１がオンしているために可動部１０９は停止することになる。
次に、第１５図における領域ｂであるが、ここでは錘１３９が他方向に移動し、そのときの速度と加速度は図示の通りである。その際、ストップ装置１４１がオフしている。したがって、錘１３９の移動方向である他方向の反対側である一方向に可動部１０９が移動することになる。以下、領域ａ、領域ｂの動作が繰り返されることにより、可動部１０９は一方向に移動していくことになる。
又、可動部１０９をＹ軸方向に沿った他方向に移動させたい場合には、ストップ装置１４１のオン・オフのタイミングを逆にすればよい。
又、この第１１の実施の形態の場合には、第１５図に示すように、変位駆動波形が制止時と駆動時で対称になっていて、いわゆる「対称変位駆動波形」となっている。
これに対して、変位駆動波形は制止時と駆動時で変位駆動波形が非対称であるのでこれを「非対称変位駆動波形」と称される変位駆動波形がある。それを第１６図に示す。第１６図に示すように、ストップ装置１４１をオンさせるストップ領域（領域ａ）の変位は緩やかな変化（収縮）とし、ストップ装置１４１をオフにして駆動させるときは（領域ｂ）には急峻な変位変化（伸長）を付与するようなものである。その場合にはそれに伴って速度と加速度も急峻な変化となる。
その種の「非対称変位駆動波形」は、加速度の大きさにより駆動力を得るインパクト駆動方式の場合に頻繁に用いられるが、これは変位の急峻な変化に伴う大きな加速度が生じて可動部に衝撃を与えることとなり、又、運動量駆動方式においても急峻な変位は衝撃を生じさせるので、残存振動が残ったりして精密位置決めには適さない。その点、この実施の形態における上記「対称変位駆動波形」の場合には、そのような衝撃の発生もないので、精密な位置決めに適していると共に、その中でも、特に、概略正弦波形状の駆動電源を採用しているので、滑らかな加速が可能になると共に衝撃力を小さくすることができる。
ここで、可動部１０９の位置決め精度における分解能に関して説明する。可動部１０９の変位量を（Ｙ）とすると共に運動量発生装置１１５の変位量を（ｙ）とすると次の式（ＩＩＩ）が成立する。
Ｙ＝∫Ｖｄｔ−−−−（ＩＩＩ）
ここで既に説明した式（ＩＩ）を代入すると、次の式（ＩＶ）となる。
Ｙ＝−（ｍ／Ｍ）∫ｖｄｔ
＝−（ｍ／Ｍ）ｙ−−−−（ＩＶ）
すなわち、可動部１０９の変位量（Ｙ）は運動量発生装置１１５の変位量（ｙ）の（ｍ／Ｍ）となっている。これは分解能が運動量発生装置１１５の（Ｍ／ｍ）倍であることを意味する。
例えば、ｍ／Ｍ＝１／１００であれば、運動量発生装置１１５の駆動分解能が１０ｎｍ（ｎａｎｏメートル、１０−９ｍ）のときに、可動部１０９の分解能は０．１ｎｍとなる。つまり、１００倍の分解能を持つ高い精度の位置決めが可能になったものである。
そして、このような高い分解能を得るためには、次の式（Ｖ）に示す条件を満足することが望ましい。
ｍ／Ｍ＜１−−−−（Ｖ）
すなわち、次の式（ＶＩ）に示すようなものとなり、結局、運動量発生装置１１５の質量ｍが、可動部１０９全体の質量（ｍ＋Ｍ）の１／２以下に設定したときに高い分解能を得ることができるものである。
ｍ／（ｍ＋Ｍ）＜１／２−−−−（ＶＩ）
以上この実施の形態によると次のような効果を奏することができる。まず、可動部１０９におけるの左右の左側ガイド部１２３と右側ガイド部１２５の厚みと振動板１１７の厚みを異ならせることより、例えば、傾斜浮上面の面積を増大させる場合には上記左側ガイド部１２３と右側ガイド部１２５の厚みのみを厚くすればよく、又、振動装置１１３の振動振幅を大きくしたい場合には、振動板１１７のみの厚みを薄くすればよい。つまり、振動板１１７と左右のガイド部１２３、１２５が互いに影響を与えることなく、浮上安定性や浮上剛性を高める為の構成を採用することができるものである。
因みに、この実施の形態の場合には、左側ガイド部１２３と右側ガイド部１２５の厚みをそのままとし、振動板１１７の厚みのみを薄くして振動振幅を大きくしたものである。そのような構成を採用することにより、浮上力を大きくすることが可能になり、それによって、浮上安定性や浮上剛性の向上を図ることが可能になるものである。
又、一対の柱部材１３１、１３３が振動装置１１３の中心軸上に配置されているので、振動装置１１３の振動特性に影響を与えることなく柱部材としての機能を発揮することができる。
又、一対の柱部材１３１、１３３は幅狭の突起部１５１、１５３及び括れ部１５５、１５７を介して振動板１１７に接続されているので、上記効果をさらに高めることができる。
次に、第１７図を参照して本発明の第１２の実施の形態を説明する。この第１２の実施の形態の場合には、固定部１０１側と可動部１０９側とでガイド部の凹凸関係を逆にしたものであり、その他の構成は前記第１１の実施の形態の場合と同じである。
よって、同一部分には同一符合を付して示しその説明は省略する。そして、このような構成であっても同様の効果を奏することができる。
次に、第１８図を参照して本発明の第１３の実施の形態を説明する。この実施の形態の場合には、前記第１１の実施の形態の構成において、固定部１０１の底板部１０７の内面であって、左側ガイド部１０３と右側ガイド部１０５に対応した位置に吸着防止用突起１６１、１６３を設けている。すなわち、超音波浮上装置の非動作時には、可動部１０９は下方に落下した状態にあり、仮に、吸着防止用突起１６１、１６３がなければ、左側ガイド部１２３と右側ガイド部１２５の浮上面１２３ａと１２５ａは固定部１０１のガイド部１０３ａと１０５ａに載置されることになる。その際、両面とも高い精度で仕上げられているので、例えば、その間に水分等が浸入し易く浸入した場合には両者が吸着してしまうことになり、次の動作時に正常に動作しないことがある。
そこで、上記吸着防止用突起１６１、１６３を設けることにより、両者が接触しないか、又は、軽い接触で済むことによって、両者の吸着を防止しようとするものである。
尚、吸着防止用突起を設ける場所は様々考えられ、固定部１０１側だけでなく可動部１０９側であってもよい。又、その個数、位置、大きさ等については様々考えられるものである。
又、突起は必ずしも固定部１０１や可動部１０９と一体の材料でなくてもよく、例えば、樹脂塗布等によって凸状のものを形成してもよい。
又、前記第１１〜第１３の実施の形態における柱部材１３１、１３３に関して、該柱部材１３１、１３３と振動装置１１３の間にゴム等の粘弾性体を介在させ、それにより振動板の拘束をさらに緩めることによって、さらに、振動装置１１３に与える影響を軽減させることが考えられる。
次に、第１９図を参照して、本発明の第１４の実施の形態を説明する。この第１４の実施の形態の場合には、前記第１１の実施の形態の構成において、まず、柱部材１３１、１３３を振動装置１１３上に載せると共に、柱部材１３１、１３３の一部を粘弾性体材料としてのゴム１３１ａ、１３３ａとしたものである。又、上記柱部材１３１、１３３と振動装置１１３との接合は接着剤によって行うものである。
その他の構成は前記第１１の実施の形態の場合と同じであるので、同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
尚、この第１４の実施の形態の場合には、柱部材１３１、１３３の一部を粘弾性体材料としてのゴムとしたが、その全てをゴムにしてもよく、要は柱部材の全部又は一部を粘弾性体材料から構成すればよい。
次に、第２０図を参照して、本発明の第１５の実施の形態を説明する。この第１５の実施の形態の場合には、前記第１１の実施の形態の構成において、上記第１４の実施の形態の場合と同様に、まず、柱部材１３１、１３３を振動装置１１３上に載せると共に、柱部材１３１、１３３の一部を粘弾性体材料としてのゴム１３１ａ、１３３ａとしたものである。又、上記柱部材１３１、１３３を振動装置１１３の上下両側に配置して、ねじ止めにより接合するようにしたものである。すなわち四隅において、スペーサ１３２を配置すると共に、ベースプレート１３４を配置し、このベースプレート１３４を挟んで上記４個のスペーサ１３２内にねじ１３６を挿入して、雌ねじが形成されている可動部本体１１１にねじ込んだものである。このような構成にすることにより、可動部本体１１１の剛性を向上させることができる。
尚、前記第１〜第１５の実施の形態においては、可動部と固定部の凹凸関係を水平方向に設けた構成を例に挙げて説明しているが、このような凹凸関係を上下方向に指向させて構成することも考えられる。例えば、固定部の上面を山形の凸形状とし、これに対して逆山形の凹部を備えた可動部を上方から対向・配置させるような構成である。又、その逆の構成も考えられる。
次に、第２１図を参照して本発明の第１６の実施の形態を説明する。第２１図（ａ）は本実施の形態による超音波浮上装置の構成を示す正面図であり、第２１図（ｂ）は第２１図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。まず、固定部２０１があり、この固定部２０１上には移動部２０３が浮上した状態で移動可能に配置されている。上記移動部２０３には超音波発生装置２０５が取り付けられている。この超音波発生装置２０５は、複数枚の圧電素子２０７を積層させると共にその下端に発振板２０９を取り付けた構成になっている。
上記超音波発生装置２０５によって超音波発振することにより、移動部２０３が固定部２０１上を浮上した状態で移動することになる。
以上この第１６の実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、圧電素子２０７を積層させた超音波発生装置２０５を採用することにより、大振幅の超音波発振が可能になった。つまり、従来は電極間に印加する駆動電圧を実用上上げることができないために大振幅を得ることができなかった。それに対して、本実施の形態のような圧電素子２０７の積層構造からなる超音波発生装置２０５の場合には、同じ振幅を得るためには厚みに比例した駆動電圧で事足りることになり、結局、実用上印加可能な駆動電圧で大振幅を得ることができるものである。
そして、大振幅の超音波発振が可能になったことにより移動部２０３の固定部２０１に対する浮上量が大きくなり、それによって、固定部２０１の浮上面の平面度に対する裕度が高くなると共に、より安定した浮上が可能になったものである。
次に、第２２図を参照して本発明の第１７の実施の形態を説明する。この第１７の実施の形態の場合には、前記第１６の実施の形態における超音波発生装置２０５を同一円周上であって均等な三箇所に配置するようにしたものである。
尚、図中同一部分には同一符合を付して示しその説明は省略する。
上記構成によると、前記第１の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、超音波発生装置２０５を同一円周上であって均等な三箇所に配置したことによってより安定した浮上が可能になった。つまり、三箇所の超音波発生装置２０５の超音波発振を適宜制御してバランスさせることにより、例えば、固定部２０１の浮上面に傾き等があってもそれに対応し移動子２０３側の姿勢を制御することができるからである。
次に、第２３図及び第２４図を参照して本発明の第１８の実施の形態を説明する。この第１８の実施の形態の場合には、前記第１７の実施の形態における移動部２０３上に４個の超音波衝撃発生装置２１１を同一円周上であって均等な位置に取り付けたものである。上記超音波衝撃発生装置２１１は、第２４図に示すように、圧電アクチュエータ２１３とこの圧電アクチュエータ２１３の片側に取り付けられた錘２１５とから構成されている。そして、これらの４個の超音波衝撃発生装置２１１によって移動子２０３の駆動と位置決め停止を行うものである。
以上この第１８の実施の形態によると前記第１７の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができると共に、移動子２０３をＸ・Ｙ二次元平面内で任意の方向に移動させることができると共に回転させることも可能になる。
具体的には、Ｘ軸方向に配置されている２個の超音波衝撃発生装置２１１を急激に圧縮させると共にＹ軸方向に配置されている２個の超音波衝撃発生装置２１１を急激に伸長させることにより衝撃を発生させ、それを繰り返すことにより回転させるものである。
又、Ｘ軸方向に配置されている２個の超音波衝撃発生装置２１１をお互いに急激に圧縮・引張と逆の動作を行わせることによりＸ軸方向への移動が可能になる。又、Ｙ軸方向についても同様である。又、Ｘ軸方向とＹ軸方向のバランスをとることにより任意の方向への移動が可能になる。
又、所望の場所に位置決めさせる場合も、振動の幅を小さくして位置決め停止させることができる。つまり、この種の超音波浮上装置の場合には基本的に非接触浮上であるため、固定部２０１と可動部２０３との間の摩擦は極めて小さく、よって、可動部２０３を所望の位置に安定した状態で停止させ難いという事情がある。そこで、上記超音波衝撃発生装置２１１によって衝撃を発生させると共に繰り返し振動させることにより、ダンピングエネルギを増大させ、又、運動エネルギを付与することにより不安定な外乱を相対的に十分小さくし、それによって、安定した位置決め停止を実現するものである。
尚、前記第１６〜第１８の実施の形態では可動部側に超音波発生装置を取り付けるようにしたが、これを固定部側に取り付けるようにしてもよい。
又、超音波発生装置の個数は３個以外にも、２個、４個以上の場合も考えられる。
同様に、超音波衝撃発生装置についてもその個数を特に限定するものではなく、１個、２個、３個、５個以上の場合も想定される。
次に、第２５図及び第２６図を参照して本発明の第１９の実施の形態を説明する。まず、固定部３０１があり、この固定部３０１上には可動部３０２が浮上した状態で移動可能に配置されている。上記可動部３０２は可動子３０３を備えていて、該可動子３０３の下面側には、一対の柱部材３０５、３０７を介して、面状発振装置３０９が取り付けられている。
上記面状発振装置３０９は、第２６図に示すような構成になっている。すなわち、第２６図（ａ）、（ｂ）に示すように、まず、アルミニウム製或いはステンレス製の振動板３１１があり、この振動板３１１の中心部にはバイモルフ型の圧電素子３１３が接合されている。このような構成をなす面状発振装置３０９は、交流電圧を圧電素子３１３の電極に印加することにより超音波振動するものである。この超音波振動のパターンは、第２６図（ｃ）に示すようなものとなる。
尚、圧電素子としては、ユニモルフ型圧電素子等であってもよく、複数個の圧電素子が分布して接合されてもよく、必ずしも中心部に接合されなくてもよい。又、上記振動板３１１も、強度、耐久性、振動特性を満足すれば良く、その材質は特に限定されないものである。
そして、上記構成をなす面状発振装置３０９が超音波発振することにより、可動部３０２が固定部３０１上を浮上することになり、別途設けられる駆動手段によって移動可能な状態になる。
以上この第１９の実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、面状発振装置３０９を使用していて、この面状発振装置３０９は、従来の「ランジュバン型」の超音波振動子に比べてその背が大幅に低い構成になっているので、可動部３０２側の背も大幅に低くなり、それによって、装置のコンパクト化を図ることが可能になった。
又、可動部３０２側の背が低くなったことにより、可動部３０２全体の重心が低くなり、それによって、移動時における安定性も大幅に向上することになる。
又、可動子３０３と面状発振装置３０９の連結は一対の柱部材３０５、３０７を介して行うようにしており、それによって、面状発振装置３０９側の超音波振動を妨げることなく、且つ、可動子３０３側の振動を抑制した状態で両者を一体化させることができる。
又、上記一対の柱部材３０５、３０７は、第２６図（ｃ）の超音波振動パターンにおける節位置に対応した場所に配置されているので、上記効果はより高いものとなる。
又、上記一対の柱部材３０５、３０７の間隔は、第２６図（ｃ）の超音波振動パターンにおける共振波長の１／２の整数倍（この実施の形態の場合には１倍）に設定されているので、それによっても、上記効果をより高いものとすることができ、安定した振動を得ることが可能になる。
又、この実施の形態の場合は、柱部材３０５、３０７が面状発振装置３０９の端より内側に配置されていて、面状発振装置３０９の端位置における振動を許容する構成になっており、それによって、可動部３０２の大きな姿勢維持効果を得ることができる。つまり、端が傾こうとするとそれに抗する大きな浮上力が端部の大きな振動振幅により得られるからである。
次に、第２７図を参照して本発明の第２０の実施の形態を説明する。この第２０の実施の形態の場合には、前記第１９の実施の形態の場合において、柱部材３０５、３０７の間に別の柱部材３２１を追加したものである。この場合には、柱部材３０５、３２１、３０７の間隔が共振波長の１／２の１倍になっている。したがって、共振により各柱部材３０５、３２１、３０７の間で大きな振動振幅を得ることができる等、前記第１９の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
次に、第２８図を参照して本発明の第２１の実施の形態を説明する。この第２１の実施の形態の場合には、前記第２０の実施の形態における柱部材３２１の代わりに、面状発振装置３０９側にリブ３３１を取り付けたものである。すなわち、振幅の大きな安定した共振を得るためには柱部材に代わってリブを設けてもよいものである。
又、これは前記第２０の実施の形態の場合も同様であるが、柱部材３０５、３０７は面状発振装置３０９の端から共振波長の１／４に一致した位置に配置されている。
尚、共振波長の１／４は一例であって、例えば、振動波長の｛１／４＋（１／２）×ｎ｝倍、但しｎは整数、の条件、すなわち、１／４振動波長に１／２振動波長の整数倍を加算したものとして設定することも考えられる。又、若干１／４波長よりずれても略同様の効果を得られる。その結果、第２９図に示すように、両端において大きな振幅が得られるような振動パターンを提供することが可能となり、それによって、より安定した浮上の状態を得ることができる。つまり、両端が傾こうとするとそれに抗して振動による浮上力が発生しているので、そのような傾こうとする力に対向することができるからである。
尚、このような効果は前述した第１９の実施の形態のように、柱部材３０５、３０７を面状発振装置３０９の端より内側に配置すれば得られる効果ではあるが、特に、共振波長の概略１／４に一致した位置に配置することによりその効果を高めることができるものである。
因みに、第３０図に示すように、柱部材３０５、３０７が両端に配置されていると、そこにおける振動振幅は小さくなってしまい、よって、両端が傾こうとする力に対して効果的に対向することができなくなってしまうことが予想される。
次に、第３１図を参照して本発明の第２２の実施の形態を説明する。この実施の形態の場合には、移動子３０３の図中左右両側に３個ずつの柱部材３４１を配置し、且つ、その間に縦横に複数個のリブ３４３を配置したものである。このような構成であっても前記第１９〜第２１の実施の形態の場合と略同様の効果を得ることができる。
又、第２９図に示した振動パターンでは、振動が一方向（横方向）のみであるが、これを直交方向（縦方向）にも同様に振動する第３１図の配置は、縦方向及び横方向の二方向の何れにおいても大きな振動が得られるように、柱部材３４１、リブ３４３を配置したものである。
尚、前記第１９〜第２２の実施の形態の場合にはバイモルフ型圧電素子を使用した例を示したが、それ以外にも、例えば、ユニモルフ型圧電素子を使用してもよい。
又、柱部材の個数、リブの有無、リブを使用する場合の個数、それらの位置についてはこれを特に限定するものではない。
又、前記第１９〜第２２の実施の形態の場合には、可動部側を超音振動させる場合を例に挙げて説明したが、固定部側を超音波振動させる場合も考えられ、その場合には、固定部側に面状発振装置を柱部材を介して取り付けることになる。
次に、第３２図乃至第３４図を参照して本発明の第２３の実施の形態を説明する。第３２図（ａ）は本実施の形態による超音波浮上装置の構成を示す平面図であり、第３２図（ｂ）は第３２図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
まず、固定部４０１があり、この固定部４０１は略Ｕ字状をなしていてＵ字溝４０３を備えている。上記Ｕ字溝４０３の左右両側には左側ガイド部４０５と右側ガイド部４０７が鋭利な状態で突出・配置されている。すなわち、上記左側ガイド部４０５は、上側傾斜面４０９と下側傾斜面４１１とを備えた構成になっていて、これら上側傾斜面４０９と下側傾斜面４１１によって挟まれた部分が内側に突出・配置されているものである。同様に、上記右側ガイド部４０７も上側傾斜面４１３と下側傾斜面４１５とを備えた構成になっていて、これら上側傾斜面４１３と下側傾斜面４１５によって挟まれた部分が内側に突出・配置されているものである。
上記Ｕ字溝４０３内には可動部４１７が、第３２図（ｂ）中Ｚ軸方向に浮上可能であって、第３２図（ａ）中Ｙ軸方向に移動可能な状態で収容・配置されている。上記可動部４１７は主として可動部本体４１９と振動装置４２１と運動量発生装置４２３とストップ装置４５１とから構成されている。上記振動装置４２１は、第３３図及び第３４図に示すように、振動源としてのランジュバン型超音波振動子４２５と、振動方向変換手段としての十字型振動方向変換部材４２７と左側ガイド部４２９と右側ガイド部４３１とから構成されている。上記左側ガイド部４２９と右側ガイド部４３１は上記固定部４０１側の左側ガイド部４０５と右側ガイド部４０７に対応するように凹状に形成されている。すなわち、振動装置４２１の左側には、上側傾斜面４３３と下側傾斜面４３５が設けられている。同様に、振動装置４２１の右側にも、上側傾斜面４３７と下側傾斜面４３９が設けられている。
そして、上記構成をなす振動装置４２１が超音波振動することにより、第３２図（ｂ）に示すように、可動部４１７がＺ軸方向に浮上した状態になるものである。
又、この実施の形態の場合には、振動源としてのランジュバン型超音波振動子４２５を水平方向に指向させた状態で配置しており、それによって、可動部４１７の高さを低くするようにしている。又、上記ランジュバン型超音波振動子４２５による超音波振動の方向（この場合はＹ方向）を十字型振動方向変換部材４２７によって直交する二方向（この場合にはＸ方向）に方向変換している。つまり、可動部４１７の振動装置４２１は幅方向に振動することになり、それによって、固定部４０１側より幅方向の拘束力と共に浮上力を受けることになる。その結果、上記したように、可動部４１７がＺ軸方向に浮上することになる。
尚、上記十字型振動方向変換部材４２７であるが、入力周波数と形状及び寸法を適宜選択することにより多くの共振モードの中から都合のよい共振モードを抽出することができるものである。
又、上記ランジュバン型超音波振動子４２５であるが、通常、この種の振動子の場合にはその横断面形状が円形であるが、この実施の形態の場合には、これを四角形として角柱形状のランジュバン型超音波振動子２５としている。これは、円形の場合にはこれを水平方向に指向させて配置した場合に部分的に背が高くなるが、これを角柱形状とすることにより平坦化することができるからである。それによって、低背化をさらに高めることができるものである。
上記可動部４１７には、上記したように、運動量発生装置４２３が設けられている。すなわち、振動装置４２１の上側には柱部材４４１、４４３を介して既に述べた可動部本体４１９が設けられていて、この可動部本体４１９の下面側に上記運動量発生装置４２３が設けられている。上記運動量発生装置４２３は、上記可動部本体４１９の下面に固定された固定部材４４５と、この固定部材４４５に取り付けられたアクチュエータ４４７と、このアクチュエータ４４７の先端に取り付けられた錘４４９とから構成されている。上記アクチュエータ４４７及び錘４４９は、アクチュエータ４４７の伸長・収縮によって他の部材と接触しないように空間が設けられている。
上記アクチュエータ４４７は、圧電素子を積層させた圧電積層型アクチュエータである。この圧電積層型アクチュエータの場合には高分解能であればその積層数は少ない方が望ましい。
尚、この実施の形態では圧電素子を使用したアクチュエータ４４７を例に挙げているが、伸長・収縮するものであれば必ずしも圧電素子を使用したものに限定されることなく、例えば、ソレノイドを使用するタイプ、シリンダを使用するタイプ等様々な構成のものが考えられる。
又、上記錘４４９であるが、基本的にはその材質を特定するものではなく、例えば、鉄、アルミニウム、銅等の材質が想定される。又、非金属材料であってもよい。
又、上記可動部４１７にはストップ装置４５１が取り付けられている。上記ストップ装置４５１は、上記可動部本体４１９に取り付けられたアクチュエータ４５３と、このアクチュエータ４５３の両側に取り付けられたストッパ部材４５５、４５７とから構成されている。
上記アクチュエータ４５３は、既に説明した運動量発生装置４２３のアクチュエータ４４７の場合と同様に、圧電素子を積層させた圧電積層型アクチュエータである。この場合必ずしも積層タイプである必要はなく単層タイプであってもよい。
尚、この実施の形態では圧電素子を使用したアクチュエータ４５３を例に挙げているが、伸長・収縮するものであれば必ずしも圧電素子を使用したものに限定されることなく、例えば、ソレノイドを使用するタイプ、シリンダを使用するタイプ等様々な構成のものが考えられる。
又、上記ストッパ部材４５５、４５７は粘弾性体材料から構成されている。例えば、ポリアセタール樹脂である。この種の粘弾性体材料を使用することによりストップ機能発生時における衝撃を緩和させると共に異音の発生や摩耗粉の発生を抑制するものである。
又、上記運動量発生装置４２３とストップ装置４５１とによる駆動のメカニズムは、前記第１１の実施の形態で説明したものと同じであるので、その説明は省略する。
以上の構成を基にその作用を説明する。
第３２図及び第３３図において、まず、振動装置４２１のランジュバン型超音波振動子４２５を駆動して超音波振動させる。その超音波振動は十字型運動方向変換部材４２７を介して９０°方向変換されて幅方向に振動することになり、それによって、可動部４１７がＺ軸方向に浮上した状態となる。
その状態で、運動量発生装置４２３を駆動してそのアクチュエータ４４７を伸長・収縮させ、それによって、錘４４９を往復動させる。そして、例えば、可動部４１７を第３２図（ａ）中Ｙ軸方向に沿って上方に移動させたい場合には、アクチュエータ４４７が伸長して錘４４９が第３２図（ａ）中下方に移動するときに、ストップ装置５５１をオフにしてストップ機能を停止させ、逆に、アクチュエータ４４７が収縮して錘４４９が第３２図（ａ）中上方に移動するときに、ストップ装置４５１をオンにしてストップ機能を発揮させる。このような動作によって可動部４１７は第３２図（ａ）中Ｙ軸方向上方にのみ移動することになる。
逆に、可動部４１７を第３２図（ａ）中下方に移動させる場合には、アクチュエータ４４７が伸長して錘４４９が第３２図（ａ）中下方に移動するときに、ストップ装置４５１をオンにしてストップ機能を発揮させ、逆に、アクチュエータ４４７が収縮して錘４４９が第３２図（ａ）中上方に移動するときに、ストップ装置４５１をオフにしてストップ機能を停止させる。このような動作によって可動部４１７は第３２図（ａ）中Ｙ軸方向下方に移動することになる。
以上、本実施の形態によると次のような効果を奏することができる。
まず、十字型振動方向変換部材４２７を使用して、ランジュバン型超音波振動子４２５による超音波振動の方向を９０°異なる二方向に変換するようにしているので、ランジュバン型超音波振動子４２５を高さ方向ではなく水平方向に指向させた状態で配置することが可能になり、それによって、可動部４１７側の背を低くすることが可能になった。それによって、装置のコンパクト化を図ることが可能になった。
又、可動部４１７側の背が低くなったことにより、可動部４１７全体の重心が低くなり、それによって、移動時における動作の安定性も大幅に向上することになる。
又、この実施の形態の場合には、ランジュバン型超音波振動子４２５を角柱形状としたので、それによって円柱形状の場合のような一部突出をなくすことができ、可動部４１７の低背化を図ることができるものである。
又、可動部本体４１９と振動装置４２１との連結は一対の柱部材４４１、４４３を介して行うようにしており、その際、柱部材４４１は十字型振動変換部材４２７の中心にあると共に、柱部材４４３はランジュバン型超音波振動子４２５の中心にあり、その部位では振動振幅が略「０」であるので、振動装置４２１の超音波振動の妨げは軽微である。又、この時にゴム等の粘弾性体を間に介して接合することによりさらに振動の減衰を抑えられる。
次に、第３５図を参照して本発明の第２４の実施の形態を説明する。前記第２３の実施の形態の場合には、振動源における超音波振動を直交する二方向に変換する例を示したが、この第２４の実施の形態の場合には、これを直交する一方向に変換する例を示すものである。
まず、固定部５０１があり、この固定部５０１上には可動部５０３がＺ軸方向に浮上可能であって、任意のＸ・Ｙ二次元方向に移動可能な状態で配置されている。
上記可動部５０３は、可動部本体５０５と、この可動部本体５０５に柱部材５０７を介して取り付けられた振動装置５０９とから構成されている。上記振動装置５０９は、ランジュバン型超音波振動子５１１と、振動方向変換手段としてのＬ字型振動方向変換部材５１３と、振動板５１５とから構成されている。
上記構成によると、ランジュバン型超音波振動子５１１が振動することにより、共振振動により、Ｌ字型振動方向変換部材５１３を介してその振動方向が直交する一方向に変換され、それによって、振動板５１５がＺ方向に振動する。この振動板５１５の振動によって浮上力が発生して可動部５０３がＺ軸方向に浮上することになる。
尚、ここでは駆動手段については省略しているが、別途駆動手段を設けることにより任意のＸ・Ｙ二次元方向に移動することになる。
したがって、この第２４の実施の形態の場合にも前記第２３の実施の形態の場合と同様の効果を奏することができる。
尚、前記第２３の実施の形態の場合には一軸アクチュエータの例を挙げて説明したが、これを二組重ねて使用することにより、Ｘ・Ｙ二軸のアクチュエータとして構成することが考えられる。
又、駆動方法としては、運動量発生装置とストップ装置を組み合わせた構成を例に挙げて説明したがそれに限定されるものではない。
又、前記第２４の実施の形態の場合において、Ｌ字型振動方向変化部材を十字型とすることも考えられる。
又、前記第２３、第２４の実施の形態における柱部材と振動装置との間にゴム等の粘弾性部材を介在させることにより、振動装置に与える影響をさらに軽減させることが考えられる。
次に、第３６図を参照して、本発明の第２５の実施の形態を説明する。この第２５の実施の形態は、前記第２４の実施の形態の構成を改良して可動部本体５０５の剛性を高めたものを示すものである。具体的に振動装置５０９の構成を左右対称としたものであり、それによって、可動部本体５０５の剛性を高めようとするものである。
尚、前記第２４の実施の形態と同一部分には同一符号を付して示しその説明は省略する。
産業上の利用分野
以上のように、本発明による超音波浮上装置と浮上装置は、特に複雑な構成を要することなく直動案内機能を備えると共に、装置の大型化を来すことなく浮上安定性や浮上剛性の向上を図ることができ、又、大振幅での超音波発振を可能にし、それによって、より安定した超音波浮上を提供し、又、可動部を効率良く駆動して所望の場所に高い精度で位置決め停止させることが可能であり、又、可動部の背を低くすることを可能にし、それによって、装置のコンパクト化や動作の安定性の向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の実施の形態を示す図で、第１図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第２図は、本発明の第２の実施の形態を示す図で、第２図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第３図は、本発明の第３の実施の形態を示す図で、第３図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第３図（ｂ）は第３図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第４図は、本発明の第４の実施の形態を示す図で、第４図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第５図は、本発明の第５の実施の形態を示す図で、第５図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第６図は、本発明の第６の実施の形態を示す図で、第６図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第６図（ｂ）は第６図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第７図は、本発明の第７の実施の形態を示す図で、第７図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第８図は、本発明の第８の実施の形態を示す図で、第８図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第８図（ｂ）は第８図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第９図は、本発明の第９の実施の形態を示す図で、第９図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第９図（ｂ）は第９図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第１０図は、本発明の第１０の実施の形態を示す図で、第１０図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第１０図（ｂ）は第１０図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第１１図は、本発明の第１１の実施の形態を示す図で、第１１図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第１１図（ｂ）は第１１図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第１２図は、本発明の第１１の実施の形態を示す図で、第１２図（ａ）は超音波浮上装置の可動部の側面図、第１２図（ｂ）は第１２図（ａ）のｂ−ｂ断面図、第１２図（ｃ）は第１２図（ａ）のｃ−ｃ矢視図である。
第１３図は、本発明の第１１の実施の形態を示す図で、第１３図（ａ）は可動部において可動部本体を除く部分の構成を示す側面図、第１３図（ｂ）は第１３図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第１３図（ｃ）は第１３図（ａ）のｃ−ｃ矢視図、第１３図（ｄ）は第１３図（ａ）のｄ−ｄ断面図である。
第１４図は、本発明の第１１の実施の形態を示す図で、運動量発生装置の駆動原理を説明するための図である。
第１５図は、本発明の第１１の実施の形態を示す図で、運動量発生装置とストップ装置の特性を示す特性図である。
第１６図は、本発明の第１１の実施の形態を示す図で、運動量発生装置とストップ装置の特性を示す特性図である。
第１７図は、本発明の第１２の実施の形態を示す図で、第１７図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第１７図（ｂ）は第１７図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第１８図は、本発明の第１３の実施の形態を示す図で、第１８図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第１８図（ｂ）は第１８図（ａ）図のｂ−ｂ断面図である。
第１９図は、本発明の第１４の実施の形態を示す図で、第１９図（ａ）は超音波浮上装置の可動部の側面図、第１９図（ｂ）は第１９図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第１９図（ｃ）は第１９図（ａ）のｃ−ｃ断面図である。
第２０図は、本発明の第１５の実施の形態を示す図で、第２０図（ａ）は超音波浮上装置の可動部の側面図、第２０図（ｂ）は第２０図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第２０図（ｃ）は第２０図（ａ）のｃ−ｃ断面図である。
第２１図は、本発明の第１６の実施の形態を示す図で、第２１図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す正面図、第２１図（ｂ）は第２１図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
第２２図は、本発明の第１７の実施の形態を示す図で、第２２図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す正面図、第２２図（ｂ）は第２２図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
第２３図は、本発明の第１８の実施の形態を示す図で、第２３図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す正面図、第２３図（ｂ）は第２３図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
第２４図は、本発明の第１８の実施の形態を示す図で、第２４図（ａ）は第２３図（ａ）のａ−ａ矢視図、第２４図（ｂ）は第２４図（ａ）のｂ部を拡大して示す平面図である。
第２５図は、本発明の第１９の実施の形態を示す図で、第２５図（ａ）は超音波浮上装置の平面図、第２５図（ｂ）は第２５図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
第２６図は、本発明の第１９の実施の形態を示す図で、第２６図（ａ）は面状発振装置の平面図、第２６図（ｂ）は第２６図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第２６図（ｃ）は超音波振動の特性を示す特性図である。
第２７図は、本発明の第２０の実施の形態を示す図で、第２７図（ａ）は超音波浮上装置の平面図、第２７図（ｂ）図は第２７図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
第２８図は、本発明の第２１の実施の形態を示す図で、第２８図（ａ）は超音波浮上装置の平面図、第２８図（ｂ）は第２８図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
第２９図は、本発明の第２１の実施の形態を示す図で、第２９図（ａ）は超音波浮上装置の平面図、第２９図（ｂ）は柱部材やリブの位置と超音波振動との関係を示す図である。
第３０図は、本発明の第２１の実施の形態における比較例を示す図で、第３０図（ａ）は超音波浮上装置の平面図、第３０図（ｂ）は柱部材やリブの位置と超音波振動との関係を示す図である。
第３１図は、本発明の第２２の実施の形態を示す図で、第３１図（ａ）は超音波浮上装置の平面図、第３１図（ｂ）は第３１図（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
第３２図は、本発明の第２３の実施の形態を示す図で、第３２図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第３２図（ｂ）は第３２図（ａ）のｂ−ｂ断面図である。
第３３図は、本発明の第２３の実施の形態を示す図で、第３３図（ａ）は可動部の構成を示す側面図、第３３図（ｂ）は第３３図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第３３図（ｃ）は可動部の構成を示す正面図、第３３図（ｄ）は第３３図（ａ）のｄ−ｄ断面図である。
第３４図は、本発明の第２３の実施の形態を示す図で、第３４図（ａ）は可動部から可動部本体を除いた部分の構成を示す側面図、第３４図（ｂ）は第３４図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第３４図（ｃ）は第３４図（ａ）のｃ−ｃ矢視図、第３４図（ｄ）は第３４図（ａ）のｄ−ｄ矢視図である。
第３５図は、本発明の第２４の実施の形態を示す図で、第３５図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第３５図（ｂ）は第３５図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第３５図（ｃ）は第３５図（ａ）のｃ−ｃ矢視図である。
第３６図は、本発明の第２５の実施の形態を示す図で、第３６図（ａ）は超音波浮上装置の構成を示す平面図、第３６図（ｂ）は第３６図（ａ）のｂ−ｂ矢視図、第３６図（ｃ）は第３６図（ａ）のｃ−ｃ矢視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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