(57)【要約】【課題】被案内体の案内体に対する位置決め精度を向上することができる位置決め装置、及び位置決め方法を得る。【解決手段】位置決め装置１０は、ガイドブロック２８がガイドレール２６に対し所定軌道を運動可能となるように転動体を介して支持されて構成されたリニアガイド１４と、ガイドブロック２８に移動力を付与するサーボ機構１８と、ガイドレール２６及びガイドブロック２８に超音波振動を付加するための加振装置２２と、加振装置２２及びサーボ機構１８を制御する制御装置２４とを備える。制御装置２４は、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する位置決めが完了する前に、加振装置２２を作動してガイドレール２６、ガイドブロック２８に超音波振動を付加させ、かつガイドブロック２８のガイドレール２６に対する位置決めが完了する直前に、ガイドレール２６、ガイドブロック２８への超音波振動の付加を停止する。【選択図】図１
2008095707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被案内体が案内体に対し所定軌道を運動可能となるように、前記被案内体が転動体を介して前記案内体に支持されて構成された案内機構と、
前記被案内体に前記案内体に対する所定の位置へ移動させるための移動力を付与する駆動機構と、
前記案内体及び被案内体の少なくとも一方に高周波振動を付加するための高周波振動付加装置と、
前記駆動機構による前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決めが完了する前に、前記高周波振動付加装置を作動させ又は前記高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が強くなるように該高周波振動付加装置を制御し、かつ、前記駆動機構による前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決め駆動の開始後であって前記転動体が転がり状態から非転がり状態に移行したと判断した場合に、前記高周波振動付加装置の作動を停止させ又は前記高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が弱くなるように該高周波振動付加装置を制御する制御手段と、
を備えた位置決め装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記駆動機構による前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決めが完了する前に、前記高周波振動付加装置を作動させ、かつ、前記被案内体の前記案内体に対する移動速度が所定速度以下になった場合に、前記高周波振動付加装置の作動を停止させるようになっている請求項１記載の位置決め装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記被案内体を前記案内体に対する所定の位置に移動させる際には、前記駆動機構が作動する前又は作動するのと同時に、前記高周波振動付加装置を作動させるようになっている請求項２記載の位置決め装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記被案内体の前記案内体に対する移動速度が所定速度以下になるまで、前記高周波振動付加装置の作動状態を維持する請求項３記載の位置決め装置。
【請求項５】
被案内体が案内体に対し所定軌道を運動可能となるように、前記被案内体が転動体を介して前記案内体に支持されて構成された案内機構と、
前記被案内体に前記案内体に対し運動するための駆動力を付与する駆動機構と、
前記案内体及び被案内体の少なくとも一方に高周波振動を付加するための高周波振動付加装置と、
前記被案内体が前記案内体に対し停止している状態で、作動している前記高周波振動付加装置を停止し、又は該高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が弱くなるように該高周波振動付加装置を制御する制御手段と、
を備えた位置決め装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記被案内体を前記案内体に対する所定の位置に移動する際には、前記駆動機構が作動する前又は作動するのと同時に、前記高周波振動付加装置を作動させ、又は該高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が強くなるように該高周波振動付加装置を制御するようになっている請求項５記載の位置決め装置。
【請求項７】
転動体を介して案内体に所定軌道を案内可能に支持された被案内体を、前記案内体に対する所定位置に位置決めするための位置決め方法であって、
前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決めが完了する前に、前記転動体に高周波振動を付加し、又は該転動体に付加する高周波振動を強くする第１過程と、
前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決め動作の開始後であって前記転動体が転がり状態から非転がり状態に移行した場合に、前記転動体への高周波振動の付加を停止し、又は該転動体に付加する高周波振動を弱くする第２過程と、
を含む位置決め方法。
【請求項８】
前記第１過程では、前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決めが完了する前に、前記転動体に高周波振動を付加し、
前記第２過程では、前記被案内体の前記案内体に対する移動速度が所定速度以下になった場合に、前記転動体への高周波振動の付加を停止する請求項７記載の位置決め方法。
【請求項９】
前記第１過程では、前記被案内体が前記案内体に対する所定位置に移動を開始する前又は移動開始と同時に前記転動体に高周波振動を付加する請求項８記載の位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被案内体を案内体に対する所定位置に位置決めするための位置決め装置、及び位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
転動体を介してガイドレールに支持されたガイドブロックを有する直動案内において、ガイドレール及びガイドブロックに超音波振動を付加することで摩擦抵抗を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５６９５４号公報
【非特許文献１】大岩、「超音波振動によるリニアボールガイドの摩擦力制御に関する研究」、２００６年度精密工学会春季大会学術講演界講演論文集」、平成１８年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の如き従来の技術では、ガイドブロックをガイドレールに対する所定位置に短時間で停止させて位置決めすることやこの位置決め状態を維持することについて、改善の余地がある。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮して、被案内体の案内体に対する位置決め精度を向上することができる位置決め装置、及び位置決め方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る位置決め装置は、被案内体が案内体に対し所定軌道を運動可能となるように、前記被案内体が転動体を介して前記案内体に支持されて構成された案内機構と、前記被案内体に前記案内体に対する所定の位置へ移動させるための移動力を付与する駆動機構と、前記案内体及び被案内体の少なくとも一方に高周波振動を付加するための高周波振動付加装置と、前記駆動機構による前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決めが完了する前に、前記高周波振動付加装置を作動させ又は前記高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が強くなるように該高周波振動付加装置を制御し、かつ、前記駆動機構による前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決め駆動の開始後であって前記転動体が転がり状態から非転がり状態に移行したと判断した場合に、前記高周波振動付加装置の作動を停止させ又は前記高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が弱くなるように該高周波振動付加装置を制御する制御手段と、を備えている。
【０００６】
請求項１記載の位置決め装置では、駆動機構が作動すると、被案内体は転動体を介して案内体に案内されつつ所定軌道に沿って案内体に対し移動（運動、変位、姿勢変化等としても把握することができる）し、また例えば駆動機構の作動が停止したり制動機構の作動によって被案内体は、案内体に対する移動を停止し、該案内体に対する所定位置に位置決めされる。この位置決めに際して、本位置決め装置では、制御手段の制御により、被案内体の案内体に対する位置決めが完了する前に高周波振動付加装置が作動し、被案内体と案内体との間に介在する転動体に高周波振動が付加されるか、又は転動体に付加される振動の強度が増大される。さらに、例えば所定の検出信号に基づいて、転動体が非転がり状態に移行したと制御手段が判断した場合（転動体が転がり状態から非転がり状態に移行したことが推定される条件が整った場合）に、高周波振動付加装置が停止されるか、又は転動体に付加される振動の強度が減少される。換言すれば、被案内体の案内体に対する位置決めが完了する直前に、高周波振動付加装置が停止されるか、又は転動体に付加される振動の強度が減少される。なお、「位置決めの完了」は、被案内体の案内体に対する整定（停止）を意味する。したがって、位置決めの完了は、駆動機構の停止前、停止と同時、停止後の各タイミングで生じ得る。
【０００７】
ここで、転動体に高周波振動を付加すると、転動体と被案内体又は案内体（軌道面）との間の潤滑膜が薄くなる。この転動体の停止中又は微小な運動中に加振を停止すると、転動体と被案内体又は案内体とが直接的に接触して部分的に固着し、静止摩擦が増大する。制御手段による上記した制御が行われる本位置決め装置では、上記した被案内体の案内体に対する位置決めが完了する直前（微小な運動状態から停止への移行期間中）に静止摩擦が増大するので、被案内体の案内体に対する停止に伴う振動（ステップ入力に対する過渡応答）を減衰することができ、被案内体を案内体に対し短時間で精度良く停止させることができる。すなわち、被案内体が所定誤差範囲内で所定位置（目標位置）に至るまで整定時間が短縮される。
【０００８】
このように、請求項１記載の位置決め装置では、被案内体の案内体に対する位置決め精度を向上することができる。また、本位置決め装置では、被案内体の案内体に対する位置決めを短時間で完了（整定）すること（位置決めの高速化）が可能となる。なお、案内体及び被案内体の少なくとも一方を介して転動体に付加される高周波振動は、例えば数１００Ｈｚ程度の可聴域の周波数でも良いが、超音波とすることが好ましい。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る位置決め装置は、請求項１記載の位置決め装置において、前記制御手段は、前記駆動機構による前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決めが完了する前に、前記高周波振動付加装置を作動させ、かつ、前記被案内体の前記案内体に対する移動速度が所定速度以下になった場合に、前記高周波振動付加装置の作動を停止させるようになっている。
【００１０】
請求項２記載の位置決め装置では、被案内体の案内体に対する移動速度が所定速度以下になった場合に、制御手段は、転動体が転がり状態から非転がり状態に移行したと判断して、作動していた高周波振動付加装置を停止する。速度をパラメータにするので、転動体と被案内体又は案内体とが直接的に接触することによる静止摩擦の増大を確実に生じさせることができる。なお、転動体が非転がり状態になったことを推定するための所定速度は、該転動体の寸法形状等に応じて適宜設定される。
【００１１】
請求項３記載の発明に係る位置決め装置は、請求項２記載の位置決め装置において、前記制御手段は、前記被案内体を前記案内体に対する所定の位置に移動させる際には、前記駆動機構が作動する前又は作動するのと同時に、前記高周波振動付加装置を作動させるようになっている。
【００１２】
請求項３記載の位置決め装置では、制御手段の制御により、被案内体を案内体に対し駆動する際に、駆動機構が作動する前又は該作動と同時に高周波振動付加装置が作動し、転動体には高周波振動が付加される。これにより、転動体と案内体又は被案内体（軌道面）との間に潤滑剤（潤滑油）が送り込まれ、これらの間の静止摩擦が低減されるので、被案内体は駆動機構の作動初期から案内体に対しスムースに移動する。すなわち、駆動機構の作動（ステップ入力）に対する被案内体の応答遅れが抑制され、整定時間が一層短縮される。
【００１３】
請求項４記載の発明に係る位置決め装置は、請求項３記載の位置決め装置において、前記制御手段は、前記被案内体の前記案内体に対する移動速度が所定速度以下になるまで、前記高周波振動付加装置の作動状態を維持する。
【００１４】
請求項４記載の位置決め装置では、駆動機構の作動により被案内体が案内体に対し駆動されてから、所定位置（目標）での位置決め完了の直前まで、転動体に高周波振動が付加される状態が維持される。このため、被案内体は、位置決めされ所定位置に至るまでの動摩擦が低減されるので、該所定位置までスムースにかつ短時間で到達する。そして、このように動摩擦が低減された状態から、位置決め完了の直前である被案内体の案内体に対する移動速度が所定速度以下になった場合に高周波振動付加装置を停止することで、静止摩擦を増大させることができる。すなわち、整定時間をより一層短縮することができる。
【００１５】
上記目的を達成するために請求項５記載の発明に係る位置決め装置は、被案内体が案内体に対し所定軌道を運動可能となるように、前記被案内体が転動体を介して前記案内体に支持されて構成された案内機構と、前記被案内体に前記案内体に対し運動するための駆動力を付与する駆動機構と、前記案内体及び被案内体の少なくとも一方に高周波振動を付加するための高周波振動付加装置と、前記被案内体が前記案内体に対し停止している状態で、作動している前記高周波振動付加装置を停止し、又は該高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が弱くなるように該高周波振動付加装置を制御する制御手段と、を備えている。
【００１６】
請求項５記載の位置決め装置では、駆動機構が作動すると、被案内体は転動体を介して案内体に案内されつつ所定軌道に沿って案内体に対し運動（移動、変位、姿勢変化等としても把握することができる）し、また例えば駆動機構の作動が停止したり制動機構の作動によって被案内体は、案内体に対する運動を停止し、該案内体に対し停止する。このように被案内体が案内体に対し停止している状態で、制御手段の高周波振動付加装置の制御によって、被案内体と案内体との間に介在している転動体への高周波振動の付加が停止されるか、又は転動体に付加されている高周波振動の強度が減少される。なお、転動体への高周波振動の付加開始は、被案内体の案内体に対する運動中であっても停止中であっても良い。
【００１７】
ここで、転動体に高周波振動を付加すると、転動体と被案内体又は案内体（軌道面）との間の潤滑膜が薄くなる。この転動体の停止中又は微小な運動中に加振を停止すると、転動体と被案内体又は案内体とが直接的に接触して部分的に固着し、静止摩擦が増大する。制御手段による上記した制御が行われる本位置決め装置では、被案内体の案内体に対する停止中に静止摩擦が増大するので、案内体に対する被案内体の支持剛性が増す。このため、被案内体は、案内体に対する所定位置で精度良く位置決めされた状態を維持し易い。換言すれば、例えば駆動装置の支持剛性に頼ることなく、被案内体を案内体に対する所定位置で保持することが可能になる。
【００１８】
このように、請求項５記載の位置決め装置では、被案内体の案内体に対する位置決め精度を向上することができる。なお、案内体及び被案内体の少なくとも一方を介して転動体に付加される高周波振動は、例えば数１００Ｈｚ程度の可聴域の周波数でも良いが、超音波とすることが好ましい。
【００１９】
このように、請求項５記載の位置決め装置では、被案内体の案内体に対する位置決め精度を向上することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明に係る位置決め装置は、請求項５記載の位置決め装置において、前記制御手段は、前記被案内体を前記案内体に対する所定の位置に移動する際には、前記駆動機構が作動する前又は作動するのと同時に、前記高周波振動付加装置を作動させ、又は該高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が強くなるように該高周波振動付加装置を制御するようになっている。
【００２１】
請求項６記載の位置決め装置では、制御手段は、例えば被案内体を案内体に対する別の位置決め点等に移動するのに際して、駆動機構を作動する前又は作動するのと同時に、高周波振動付加装置を作動して転動体に高周波振動を付加させ、又は高周波振動付加装置が発生する高周波振動の強度が強くなるように該高周波振動付加装置を制御する。これにより、転動体と案内体又は被案内体（軌道面）との固着が解消されると共に、該転動体と案内体又は被案内体との間に潤滑剤（潤滑油）が送り込まれ、これらの間の静止摩擦が低減されるので、被案内体は駆動機構の作動初期から案内体に対しスムースに移動することができる。
【００２２】
上記目的を達成するために請求項７記載の発明に係る位置決め方法は、転動体を介して案内体に所定軌道を案内可能に支持された被案内体を、前記案内体に対する所定位置に位置決めするための位置決め方法であって、前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決めが完了する前に、前記転動体に高周波振動を付加し、又は該転動体に付加する高周波振動を強くする第１過程と、前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決め動作の開始後であって前記転動体が転がり状態から非転がり状態に移行した場合に、前記転動体への高周波振動の付加を停止し、又は該転動体に付加する高周波振動を弱くする第２過程と、を含む。
【００２３】
請求項７記載の位置決め方法では、被案内体を案内体に対し移動（運動、変位、姿勢変化としても把握することができる）させて所定位置で位置決めする際に、被案内体が案内体に対し位置決めされる（停止する）前に、案内体と被案内体との間に介在している転動体に高周波振動を付加し又は付加する高周波振動の強度を増し（第１過程）、さらに被案内体の案内体に対する所定の位置への位置決め動作の開始後であって転動体が転がり状態から非転がり状態に移行した（ことが推定される条件が整った）場合に、換言すれば、被案内体が案内体に対し位置決めされる直前に、転動体に対する高周波振動の付加を停止し又は付加する高周波振動の強度を減ずる（第２過程）。
【００２４】
ここで、転動体に高周波振動を付加すると、転動体と被案内体又は案内体（軌道面）との間の潤滑膜が薄くなる。この転動体の停止中又は微小な運動中に加振を停止すると、転動体と被案内体又は案内体とが直接的に接触して部分的に固着し、静止摩擦が増大する。したがって、上記した第１及び第２過程をこの順に行う本位置決め方法では、被案内体の案内体に対する位置決め完了の直前（微小な運動状態から停止への移行期間中）に静止摩擦が増大するので、被案内体の案内体に対する停止に伴う振動（ステップ入力に対する過渡応答）を減衰することができ、被案内体を案内体に対し短時間で精度良く停止させることができる。すなわち、被案内体が所定誤差範囲内で所定位置（目標位置）に至るまで整定時間が短縮される。
【００２５】
このように、請求項７記載の位置決め方法では、被案内体の案内体に対する位置決め精度を向上することができる。また、本位置決め方法では、被案内体の案内体に対する位置決めを短時間で完了すること（位置決めの高速化）が可能となる。なお、案内体及び被案内体の少なくとも一方を介して転動体に付加される高周波振動は、例えば数１００Ｈｚ程度の可聴域の周波数でも良いが、超音波とすることが好ましい。
【００２６】
請求項８記載の発明に係る位置決め方法は、請求項７記載の位置決め方法において、前記第１過程では、前記被案内体の前記案内体に対する所定の位置への位置決めが完了する前に、前記転動体に高周波振動を付加し、前記第２過程では、前記被案内体の前記案内体に対する移動速度が所定速度以下になった場合に、前記転動体への高周波振動の付加を停止する。
【００２７】
請求項８記載の位置決め方法では、被案内体の案内体に対する移動速度が所定速度以下になった場合に、転動体が転がり状態から非転がり状態に移行した（ことが推定される条件が整った）として、第１過程において付加していた転動体への高周波振動の付加を停止する（第２過程）。速度をパラメータにするので、転動体と被案内体又は案内体とが直接的に接触することによる静止摩擦の増大を確実に生じさせることができる。なお、転動体が非転がり状態になったことを推定するための所定速度は、該転動体の寸法形状等に応じて適宜設定される。
【００２８】
請求項９記載の発明に係る位置決め方法は、請求項８記載の位置決め方法において、前記第１過程では、前記被案内体が前記案内体に対する所定位置に移動を開始する前又は移動開始と同時に前記転動体に高周波振動を付加する。
【００２９】
請求項９記載の位置決め方法では、被案内体の案内体への位置決めすなわち移動を開始する際に、第１過程において、被案内体の移動を開始する前又は移動開始と同時に転動体に高周波振動を付加する。これにより、転動体と案内体又は被案内体（軌道面）との間に潤滑剤（潤滑油）が送り込まれ、これらの間の静止摩擦が低減されるので、被案内体は駆動機構の作動初期から案内体に対しスムースに移動する。すなわち、駆動機構の作動（ステップ入力）に対する被案内体の応答遅れが抑制され、整定時間が一層短縮される。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明に係る位置決め装置及び位置決め方法は、被案内体の案内体に対する位置決め精度を向上することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施形態に係る位置決め装置１０について、図１乃図１２に基づいて説明する。なお、図中に適宜示す矢印Ｕは、重力方向の上側を表している。先ず、位置決め装置１０の構成を説明し、次いで、位置決め装置１０の制御の前提となる知見すなわち後述する転動体への超音波振動の付加タイミングによる静止摩擦増大作用について説明し、その後、本発明の要部である位置決め装置１０の制御及び作用効果を説明することとする。
【００３２】
［位置決め装置の構成］
図１には、位置決め装置１０の全体構成が模式的な側面図及びブロック図にて示されている。この図に示される如く、位置決め装置１０は、例えば図示しないワーク等を機台１２に対し所定の軌道に沿って案内するための案内機構としてのリニアガイド１４と、リニアガイド１４によって機台１２に対し変位可能に支持され上記ワーク等を載置するための位置決めテーブル１６と、位置決めテーブル１６に駆動力及び制動力を付与する駆動機構としてのサーボ機構１８と、リニアガイド１４を構成する後述の転動体２０に高周波振動を付加するための高周波振動付加装置としての加振装置２２と、サーボ機構１８及び加振装置２２を制御するための制御装置２４とを主要構成要素として構成されている。
【００３３】
リニアガイド１４は、機台１２上に固定された案内体としてのガイドレール２６を備えている。ガイドレール２６は、鋼材にて構成され、所定方向に長手の直線状（長尺状）を成している。また、リニアガイド１４に対し該リニアガイド１４の長手方向に移動可能に支持された被案内体としてのガイドブロック２８を備えている。この実施形態では、ガイドブロック２８は、ガイドレール２６の長手方向に離間して複数（２つ）設けられており、位置決めテーブル１６は、２つのガイドブロック２８のそれぞれに固定されている。
【００３４】
これにより、位置決めテーブル１６は、リニアガイド１４によって、機台１２に対しガイドレール２６の長手方向に沿った直線方向に変位可能とされている。なお、位置決め装置１０では、例えば、複数のリニアガイド１４を互いにガイドレール２６が並列するように配置し、これらのガイドレール２６がそれぞれ支持されて複数列で複数行（例えば２列２行の計４つ）を成すガイドブロック２８のそれぞれに、位置決めテーブル１６を固定するようにしても良い。
【００３５】
リニアガイド１４についてより具体的に説明すると、図１及び図２に示される如く、ガイドブロック２８は、鋼材にて構成され、ガイドレール２６の長手方向及び幅方向（図２の矢印Ｗ方向）に延在し位置決めテーブル１６を固定するための取付ねじ孔３０Ａが形成された天板部３０と、天板部３０からガイドレール２６を幅方向に挟むように垂下された一対の脚部３２とを有し、これら天板部３０、一対の脚部３２でガイドレール２６を上方及び幅方向両側から囲むように配置される構成とされている。一対の脚部３２におけるガイドレール２６との対向面側には、それぞれガイドレール２６に向けて凹でかつガイドレール２６の長手方向に長手を成す断面略Ｖ溝状の転動体保持溝３２Ａが形成されている。
【００３６】
一方、ガイドレール２６における転動体保持溝３２Ａに対応する部分には、該ガイドレール２６の全長に亘って断面略Ｖ溝状の転動体溝２６Ａが形成されている。そして、リニアガイド１４は、一部を転動体保持溝３２Ａに入り込ませると共に他の一部を転動体溝２６Ａに入り込ませつつ、一対の脚部３２すなわちガイドブロック２８をガイドレール２６に対し非接触状態で支持させる多数の転動体（例えば、球形状のボール、円筒状や円錐台状のころ）２０を備えている。転動体２０は、鋼材にて構成されている。さらに、一対の脚部３２には、それぞれの転動体保持溝３２Ａに連通して該転動体保持溝３２Ａとで無限軌道を成す転動体循環路３２Ｂが形成されている。
【００３７】
以上説明したリニアガイド１４では、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する該ガイドレール２６の長手方向への相対変位に伴って、各多数の転動体２０が自転しながら転動体保持溝３２Ａ、転動体循環路３２Ｂを循環する構成であり、すべり案内と比較して低摩擦を実現している。
【００３８】
図１に示される如く、サーボ機構１８は、ブラケット３６を介して機台１２に固定的に支持されたサーボモータ３８と、サーボモータ３８の回転運動を位置決めテーブル１６の直線運動に変換する運動変換機構４０とを備えている。この実施形態では、運動変換機構４０は、ガイドレール２６の長手方向に平行に配置されたねじ軸４２と、該ねじ軸４２に螺合されたナット４４とを含む送りねじ機構とされている。より具体的には、ねじ軸４２は、サーボモータ３８の回転軸３８Ａに同軸的かつ一体的に回転するように連結されており、ナット４４は、位置決めテーブル１６の中空部１６Ａのサーボモータ３８側端部の近傍に固定されている。位置決めテーブル１６の中空部１６Ａは、該位置決めテーブル１６とねじ軸４２との相対変位に伴う干渉を、位置決めテーブル１６の機台１２に対する全ストロークで防止するようにその長さが決められている。
【００３９】
以上説明したサーボ機構１８では、サーボモータ３８が作動すると運動変換機構４０のねじ軸４２が自軸廻りに回転し、この回転が運動変換機構４０のナット４４すなわち位置決めテーブル１６のガイドレール２６の長手方向に沿った直線運動に変換され、位置決めテーブル１６を機台１２に対し移動させることができる。また、サーボ機構１８では、サーボモータ３８の作動すなわちねじ軸４２の回転を停止すると、ねじ軸４２とナット４４とのセルフロック作用によって位置決めテーブル１６が機台１２に対し移動不能に支持されるようになっている。なお、この実施形態では、運動変換機構４０は、ねじ軸４２とナット４４との間に多数のボールを自転、循環可能に介在させたボールねじ機構とされている。
【００４０】
図１に示される如く、加振装置２２は、ガイドレール２６（を介して転動体２０）を加振するためのレール用超音波振動子４６と、各ガイドブロック２８（を介して転動体２０）を加振するためのブロック用超音波振動子４８とを備えている。レール用超音波振動子４６及びブロック用超音波振動子４８は、それぞれ一対の金属ブロック５０間に電極を介してピエゾ素子５２を挟み込んで予圧を付与した所謂ランジュバン型の超音波振動子とされており、交番電圧の印加によってピエゾ素子５２を軸線方向に伸縮させて軸線方向伝播する超音波振動発生するように構成されている。
【００４１】
図１及び図３に示される如く、レール用超音波振動子４６は、一方の金属ブロック５０の軸方向端面５０Ａがガイドレール２６の長手方向一端面２６Ｂに固定されている。これにより、レール用超音波振動子４６から加振を受けたガイドレール２６は、長手方向に伸縮しつつポアソン効果によって幅方向、上下方向にも伸縮するようになっている。これにより、位置決め装置１０では、ガイドレール２６を介して、転動体２０に各方向（特に上下方向に一致する転動体溝２６Ａの開口幅方向）の超音波振動を付与し得る構成とされている。
【００４２】
ところで、位置決め装置１０では、ガイドレール２６内の超音波振動の伝播を妨げないように、該ガイドレール２６を位置決め装置１０に固定している。具体的には、図３に示される如く、ガイドレール２６を伝播する超音波振動の節位置がガイドレール２６の機台１２に対する固定部２６Ｃとして設定されている。より具体的には、ガイドレール２６を伝播する超音波振動の波長をλｒとすると、ガイドレール２６の長手方向一端面２６Ｂからλｒ／４だけ離間した位置に該長手方向一端面２６Ｂ（レール用超音波振動子４６による加振点）に最も近い固定部２６Ｃを配置すると共に、各固定部２６Ｃのピッチをλｒ／２としている。
【００４３】
これにより、位置決め装置１０では、長尺のガイドレール２６の長手方向の全長に亘り（ガイドブロック２８の転動体２０を介在させた支持位置を含む長手方向の各部に）超音波振動を減衰を抑制しつつ伝播させることができる。なお、例えばガイドレール２６を伝播する波の音速をｃ＝５２００［ｍ／ｓ］、ブロック用超音波振動子４８の発生する超音波振動の周波数をｆ＝３２［ｋＨｚ］とすると、λｒ＝ｃ／ｆ≒１６０ｍｍとなるので、各固定部２６Ｃのピッチは略８０ｍｍとなる。また、この実施形態では、各固定部２６Ｃでは、ボルト３４による締結でガイドレール２６が機台１２に対し固定されている。
【００４４】
図４に示される如く、ブロック用超音波振動子４８は、一方の金属ブロック５０の軸方向端面５０Ａが天板部３０の幅方向端面３０Ｂに固定されている。これにより、ブロック用超音波振動子４８から加振を受けたガイドブロック２８は、天板部３０の幅方向に伸縮しつつポアソン効果によって一対の脚部３２が主に上下方向に伸縮するようになっている。これにより、位置決め装置１０では、ガイドブロック２８を介して、転動体２０の上下方向（転動体保持溝３２Ａの開口幅方向）の超音波振動を付与し得る構成とされている。
【００４５】
ところで、位置決め装置１０では、天板部３０内の超音波振動の伝播を妨げないように、該天板部３０を位置決めテーブル１６に固定している。具体的には、図４に示される如く、天板部３０を幅方向に伝播する超音波振動の節位置に取付ねじ孔３０Ａが設定されている。より具体的には、ガイドレール２６を伝播する超音波振動の波長をλｂとすると、天板部３０の幅方向端面３０Ｂからλｂ／４だけ離間した位置に該幅方向端面３０Ｂ（ブロック用超音波振動子４８による加振点）に最も近い取付ねじ孔３０Ａを配置すると共に、各固定部２６Ｃのピッチをλｂ／２としている。
【００４６】
また、この実施形態では、取付ねじ孔３０Ａ（節位置）が一対の脚部３２の幅方向中央になるように、これらの脚部３２が天板部３０から垂下されており、かつ、運動変換機構４０の厚み方向中央（ブロック用超音波振動子４８の軸線の延長線）から転動体保持溝３２Ａの開口幅方向中央部までの距離がλｂ／４とされている。これにより、位置決め装置１０では、転動体保持溝３２Ａの開口幅方向中央すなわち転動体２０の保持位置において、ブロック用超音波振動子４８から運動変換機構４０に入力され、ポアソン効果により一対の脚部３２を伝播する超音波振動の腹が生じ、該転動体２０に強度が高い超音波振動を付与し得る構成とされている。
【００４７】
図１に示される如く、制御装置２４は、制御器５４を備えており、制御器５４は、サーボモータ３８及び回転軸３８Ａの回転角に応じた信号を出力するロータリエンコーダ（又はレゾルバ等）５８に電気的に接続されたサーボアンプ５６に電気的に接続されている。制御器５４は、位置決めテーブル１６の機台１２に対し静止する複数の目標位置（例えば、ワークの受け取り位置、加工又は測定位置、受け渡し位置の一部又は全部を含む各位置）が設定されている。
【００４８】
制御器５４は、所要の目標位置とロータリエンコーダ５８の信号（サーボアンプ５６を経由した信号）に基づく現在位置との偏差を演算し、偏差の生じている期間にはサーボモータ３８が駆動されるようにサーボアンプ５６に駆動指令を出力し、偏差が０になった場合にサーボモータ３８が停止されるようにサーボアンプ５６に停止指令を出力するようになっている。
【００４９】
また、この実施形態では、制御装置２４は、位置決めテーブル１６の機台１２に対する位置を直接的に検出するため測長（距離）センサ６０を備えており、制御器５４は、測長センサ６０からの信号を、位置決めテーブル１６の機台１２に対する現在位置を検知するために、ロータリエンコーダ５８の信号よりも優先して用いる構成とされている。
【００５０】
さらに、位置決め装置１０では、レール用超音波振動子４６、各ブロック用超音波振動子４８を加振させるための加振回路６２、６４を備えている。この実施形態では、加振回路６２、６４は、制御器５４からの指令（アナログ信号の大きさ）に応じて、レール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８が生じる超音波振動の強度を変化させ得る構成とされている。
【００５１】
具体的には、加振回路６２は、高周波正弦波信号を生成して出力する発振器６６と、制御器５４からの指令に応じて発振器６６が出力した高周波正弦波信号の振幅を変調する振幅変調器６８と、振幅変調器６８が出力した高周波正弦波信号の増幅するための増幅器７０と、増幅器７０が増幅した高周波正弦波信号を昇圧してブロック用超音波振動子４８に印加する昇圧トランス７２とを主要構成要素として構成されている。これにより、位置決め装置１０では、加振回路６２（振幅変調器６８）の振幅変調によって、レール用超音波振動子４６がガイドレール２６（転動体２０）を加振する超音波振動の強度を変化させる構成とされている。
【００５２】
同様に、加振回路６４は、高周波正弦波信号を生成して出力する発振器７４と、制御器５４からの指令に応じて発振器７４が出力した高周波正弦波信号の振幅を変調する振幅変調器７６と、振幅変調器７６が出力した高周波正弦波信号の増幅するための増幅器７８と、増幅器７８が増幅した高周波正弦波信号を昇圧してブロック用超音波振動子４８に印加する昇圧トランス８０とを主要構成要素として構成されている。これにより、位置決め装置１０では、加振回路６４（振幅変調器７６）の振幅変調によって、ブロック用超音波振動子４８がガイドブロック２８（転動体２０）を加振する超音波振動の強度を変化させる構成とされている。
【００５３】
この実施形態では、加振回路６２と加振回路６４とは、制御器５４から共通の指令を受けて同じタイミングでレール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８の加振強度を変化させる構成とされている。なお、制御器５４からの指令には、レール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８の停止指令も含まれている。そして、後述する制御例では、レール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８は、作動中はそれぞれの所定強度で加振対象を加振すれば足りるため、単に作動、停止のタイミングのみが制御される構成としても良い。また、加振強度を変化させるために振幅変調を用いる構成に代えて、周波数変調やパルス幅変調を用いることも可能である。
【００５４】
［静止摩擦増大作用］
以上説明した位置決め装置１０では、レール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８の作動、停止にタイミングによって、ガイドレール２６とガイドブロック２８との相対変位に伴う静止摩擦を増大することができるので、説明する。
【００５５】
図５（Ａ）〜図５（Ｄ）には、転動体２０とガイドレール２６の転動体溝２６Ａ又はガイドブロック２８の転動体保持溝３２Ａ（以下、軌道面Ｔという場合がある）との接触部が模式的に示されている。これらの図は、転動体２０の表面及び軌道面Ｔが滑らかな面ではなく微小な凸凹を有することを、軌道面Ｔ側において図示したものである。したがって、転動体２０と軌道面Ｔとは、ミクロ的には、図５（Ａ）に示される如く、潤滑油等の潤滑膜を介して複数の微小な凸部Ｐにて接触しているものと考えられる。
【００５６】
この状態から図５（Ｂ）に示される如く転動体２０に矢印Ａにて示す駆動力Ｆが作用すると、例えば図５（Ｂ）に○で囲んで示す凸部Ｐ１が弾性変形し、転動体２０の軌道面Ｔに対する矢印Ａ方向の微小な相対変位ｘが生じる。この状態から駆動力Ｆが増大すると、図５（Ｃ）に示される如く、転動体２０は凸部Ｐを乗り越えようとし、相対変位ｘが増大する。ここまでの状態は、転動体２０と軌道面Ｔとは、互いの接触箇所が静止（初期）状態での接触箇所と同じ（凸部Ｐ１）である状態が維持されており、該状態を「非転がり状態」ということとする。
【００５７】
一方、図５（Ｃ）の状態からさらに駆動力Ｆを増大すると、図５（Ｄ）に示される如く、転動体２０は凸部Ｐ（凸部Ｐ１）を乗り越えて一気に転がり出す。これに伴って、転動体２０と軌道面Ｔとの接触点は、次々と転動体２０、軌道面Ｔの各表面を移動していく。この状態を、「転がり状態」ということとする。
【００５８】
そして、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す非転がり状態において、転動体２０又は軌道面Ｔに高周波振動を負荷した場合、転動体２０と軌道面Ｔとの常に同じ接触点（凸部Ｐ）が、高周波振動に伴って相対運動（接離）する。このため、これらの接触点における潤滑膜（油膜）が押し出されて薄くなり、部分的に潤滑膜が途切れる部位が生じ得る。このように潤滑膜が薄くなった状態で高周波振動を除去すると、転動体２０と軌道面Ｔとの金属同士の真実接触面積が増大して固着した状態になる（微小な固着部が生じる）ので、転動体２０と軌道面Ｔとの相対変位を生じさせるために抗すべき静止摩擦力が増大する。
【００５９】
図６は、ガイドレール２６のガイドブロック２８に対する静止状態で、レール用超音波振動子４６及びブロック用超音波振動子４８を作動した時間を横軸にとり（作動時間０は、超音波付加なしを意味する）、レール用超音波振動子４６及びブロック用超音波振動子４８の作動停止後にガイドブロック２８（この実験では位置決めテーブル１６を取り付けない単一のガイドブロック２８）をガイドレール２６に対し移動させるのに要したピーク荷重すなわち静止摩擦力を縦軸にとった線図である。この図から、転動体２０及び軌道面Ｔに超音波振動を付加した場合には、付加しない場合と比較して静止摩擦力が増大することが確かめられた。なお、図６の黒塗りプロットと白抜きプロットとでは、ガイドレール２６に対するガイドブロック２８の移動方向が逆であるが、静止摩擦力の増大効果は、このガイドレール２６に対するガイドブロック２８の移動方向にも依存しないことが確かめられた。
【００６０】
より具体的には、静止摩擦力Ｆｆは、加振時間０の場合に静止摩擦力Ｆｆ０に対し、略倍増していることがわかる。また、静止摩擦力Ｆｆの増大効果は、加振時間に依存しないことがわかる。さらに、図示は省略するが、レール用超音波振動子４６及びブロック用超音波振動子４８への印加電圧を半減させたところ、静止摩擦力Ｆｆは印加電圧を半減する前の値と加振時間０の場合の値とほぼ中間の値となり、転動体２０及び軌道面Ｔに付加する高周波振動の強度に応じて静止摩擦力を制御可能であることも確かめられた。なお、この実験結果は、ワイヤを介してガイドブロック２８（単一のガイドブロック２８）に連結された力センサを人手で引っ張ることにより測定したものである。
【００６１】
他方、転がり状態で転動体２０及び軌道面Ｔに高周波振動を付加した場合においては、これらの接触点が次々に移動していくために潤滑膜が押し出されることがなく、接触点では加振による相対運動（接離）が常に生じているので、転動体２０と軌道面Ｔとの間に予圧等に起因する微小なすべり摩擦が生じることが防止される。換言すれば、高周波振動の付加によって転動体２０と軌道面Ｔとの接触状態が完全な転がり接触に近づき、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する移動に伴う動摩擦が低減する。
【００６２】
同様に、転動体２０及び軌道面Ｔに高周波振動を付加したまま非転がり状態から転がり状態に移行する場合においても、転動体２０と軌道面Ｔとの間に予圧等に起因する微小なすべり摩擦が生じることが防止されるため、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する移動開始に要する静止摩擦が低減する。
【００６３】
図７は、ガイドブロック２８をガイドレール２６に対し所定の位置から別途所定の位置まで移動する（位置決めする）際の摩擦力と時間との関係を示す線図である。この図において、太い実線は、転動体２０及び軌道面Ｔへの超音波振動の付加がない場合を示し、細い実線は、ガイドレール２６の移動開始から停止までの全期間に亘り超音波振動を負荷した場合を示している。これらの比較から、超音波振動の付加によって静止摩擦及び動摩擦が共に低減されることが確かめられた。
【００６４】
図８は、図７で太い実線にて示した超音波振動の付加なしの場合を細い実線にて示しており、ガイドレール２６のガイドブロック２８に対する移動直後の期間Ｔ０においてのみ超音波振動を負荷した場合の摩擦力の時間変化を太い実線にて示している。この図から、ガイドレール２６のガイドブロック２８に対する移動直後に生じる静止摩擦力のみを低減する（動摩擦は同等）ことができることが確かめられた。
【００６５】
さらに、図９は、転動体２０及び軌道面Ｔに付加する超音波振動の強度（この図では印加電圧（昇圧トランス７２、８０の１次側）と、静止摩擦力との関係を示している。この図から、付加する超音波振動の強度が強いほど静止摩擦力の低減効果が高いことが確かめられた。換言すれば、転動体２０及び軌道面Ｔに付加する高周波振動の強度に応じて静止摩擦力を、減じる方向にも制御可能であることも確かめられた。
【００６６】
以上により、位置決め装置１０では、例えば図１０に示す如く各種動作が可能となる。図１０（Ａ）は、位置決めの開始前から転動体２０及び軌道面Ｔに超音波振動を付加（転動体２０及び軌道面Ｔを加振）しておくことで、超音波振動を付加しない場合と比較して、該付加期間で静止摩擦及び動摩擦を低減することができることを示している。図１０（Ｂ）は、位置決め動作の途中で転動体２０及び軌道面Ｔを加振することで、超音波振動を付加しない場合と比較して、該途中から動摩擦を低減することができることを示している。図１０（Ｃ）は、位置決め開始初期にのみ転動体２０及び軌道面Ｔを加振することで、超音波振動を付加しない場合と比較して、該位置決め（移動）開始初期における静止摩擦のみを選択的に低減することができることを示している。図１０（Ｄ）は、位置決め開始前に転動体２０及び軌道面Ｔを加振しかつ加振を停止することで、超音波振動を付加しない場合と比較して、ガイドレール２６を移動しようとする力に抗する静止摩擦すなわち２６の支持剛性を大きくすることができることを示している。図１０（Ｅ）は、ガイドレール２６のガイドブロック２８に対する位置決め前に転動体２０及び軌道面Ｔの加振を開始し、ガイドレール２６の停止後に加振を停止した場合でも、図１０（Ｄ）の場合と同様に、超音波振動を付加しない場合と比較して、ガイドレール２６を移動しようとする力に抗する静止摩擦すなわち２６の支持剛性を大きくすることができることを示している。図１０（Ｆ）は、図１０（Ｅ）の如くしてガイドレール２６のガイドブロック２８に対する支持剛性（静止摩擦）を高めた場合であっても、次の位置決め開始前に転動体２０及び軌道面Ｔを加振することで、該次の位置決めに伴う静止摩擦、動摩擦を低減することができることを示している。図示は省略するが、図１０（Ｂ）や図１０（Ｃ）の如くして静止摩擦又は動摩擦のみを低減することも可能である。
【００６７】
転動体２０及び軌道面Ｔに対する超音波振動の付加、付加停止のタイミングに応じて上記の通りガイドレール２６のガイドブロック２８の変位に伴う摩擦を調整可能な位置決め装置１０では、制御装置２４の制御器５４は、図１１に示される如く、サーボ機構１８のサーボモータ３８、加振回路６２、６４（レール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８）を制御するようになっている。
【００６８】
以下、実施形態の作用を図１１に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【００６９】
上記構成の位置決め装置１０では、制御装置２４の制御器５４は、ステップＳ１０で、例えば適用された自動組立装置や自動計測装置等から位置決めテーブル１６の移動（位置変更）指令が入力されたか否かを判断する。移動指令が入力されていないと判断した場合には、ステップＳ１０に戻り、移動指令が入力されるまで繰り返す。ステップＳ１０で移動指令が入力されたと判断した制御器５４は、ステップＳ１２に進み、レール用超音波振動子４６、各ブロック用超音波振動子４８が所定強度の超音波振動を生じるように、加振回路６２、６４を作動し、ステップＳ１４に進み、サーボモータ３８を作動する。
【００７０】
次いで制御器５４は、ステップＳ１６に進み、目標位置と現在位置の偏差を演算すると共に、該偏差の絶対値が設定値以下であるか否か、換言すれば、位置決めテーブル１６が目標位置の近傍に至ったか否かを判断する。目標位置と現在位置の偏差の絶対値が設定値を超えると判断した場合には、ステップＳ１４に戻る。一方、目標位置と現在位置の偏差の絶対値が設定値以下であると判断した場合には、ステップＳ１８に進み、測長センサ６０の出力信号に基づいてガイドブロック２８の速度Ｖを演算する（変位を時間微分する）と共に、該ガイドブロック２８の速度Ｖが極低速度である所定の閾値Ｖ０以下であるか否かを判断する。制御器５４は、ガイドブロック２８の速度Ｖが閾値Ｖ０を超えると判断した場合にはステップＳ１８に戻り、ガイドブロック２８の速度が閾値Ｖ０以下であると判断した場合（例えば速度Ｖ＝０になった瞬間）に、ステップＳ２０に進み、レール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８によるガイドレール２６、ガイドブロック２８の加振が停止されるように、加振回路６２、６４を制御する。上記したステップＳ１６を経ることにより、サーボモータ３８の始動直後にステップＳ１８でＶ≦Ｖ０である判断して、ステップＳ２０でガイドレール２６、ガイドブロック２８の加振が停止され手しまうことが防止される。
【００７１】
さらに制御器５４は、ステップＳ２２に進み、ロータリエンコーダ５８又は測長センサ６０の出力信号に基づいて、位置決めテーブル１６すなわち各ガイドブロック２８の停止目標位置と現在位置の偏差を演算すると共に該偏差が０であるか否かを判断する。偏差が０でないと判断した制御器５４は、ステップＳ１４に戻ってサーボモータ３８の駆動を続け、偏差が０である（一度０になった）と判断した制御器５４は、ステップＳ２４に進んでサーボモータ３８を停止する。
【００７２】
ここで、位置決め装置１０では、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する移動速度Ｖが閾値Ｖ０以下になった場合、換言すれば、各転動体２０のガイドレール２６、ガイドブロック２８に対する運動形態が非転がり状態に移行したと推定される条件が整った場合に、制御器５４は、各転動体２０が転がり状態から非転がり状態に移行したと判断して、ガイドレール２６、ガイドブロック２８の加振すなわち転動体２０への超音波振動の付加を停止するため、転動体２０と軌道面Ｔ（ガイドレール２６とガイドブロック２８）との間の静止摩擦が増大する。このため、サーボモータ３８の停止（ステップ入力）に伴うガイドレール２６のガイドブロック２８に運動に対し大きな摩擦減衰が作用し、ガイドレール２６に対するガイドブロック２８の振動的な運動が抑制され、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する整定時間が短縮される。なお、整定時間とは、ガイドレール２６に対するガイドブロック２８の移動開始から、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する運動が位置決め目標位置の±５％以内の範囲に納まるまでの時間として定義される。
【００７３】
また、位置決め装置１０では、サーボモータ３８の作動前にレール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８を作動して転動体２０に超音波振動を付加するため、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する移動開始時に静止摩擦が低減されており、転動体２０と軌道面Ｔとの固着（スティックモーション）に伴う２８の応答遅れが防止される。これにより、位置決め装置１０では、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する移動開始時の時間遅れも短くなり、整定時間が一層短縮される。
【００７４】
図１２（Ｂ）は、レール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８（加振回路６２、６４）を備えない比較例に係る位置決め装置（図示省略）による、ガイドレール２６に対するガイドブロック２８の位置決めの応答線図である。この図に示される如く、比較例に係る構成では、転動体２０と軌道面Ｔとの静止摩擦（スティックモーション）に起因して、サーボモータ３８の駆動開始から一定時間Ｔ１はガイドブロック２８がガイドレール２６に対し静止した状態となり、応答遅れが生じることがわかる。また、比較例に係る構成においては、ガイドブロック２８が位置決め目標位置近傍に至りサーボモータ３８が停止された場合、減衰が十分でないため、ガイドレール２６に対しガイドブロック２８が振動的な運動を行い、これによってもガイドブロック２８が最初に目標位置に至ってから整定するまでの時間が（整定時間が全体として）長くなってしまうことがわかる。
【００７５】
これに対して位置決め装置１０では、図１２（Ａ）に示される如く、上記の通りガイドブロック２８のガイドレール２６に対する移動開始前に転動体２０に超音波振動を付加するため、転動体２０と軌道面Ｔ（ガイドブロック２８とガイドレール２６）との間の静止摩擦が低減され、サーボモータ３８の始動直後からガイドブロック２８の移動を開始させることができる。また、位置決め装置１０では、転動体２０が非転がり状態になった最初のタイミングで転動体２０への超音波振動の付加を停止するため、該タイミングで作用する大きな摩擦減衰によってガイドブロック２８のガイドレール２６に対する振動的な運動が防止される。これにより、位置決め装置１０では、上記した比較例と比較して、ガイドブロック２８が最初に目標位置に至ってから整定するまでの時間が著しく短縮される。
【００７６】
なお、図１２（Ａ）に想像線にて示す応答は、上記比較例に係る構成における応答線図である。この図から、位置決め装置１０と比較例とでは、ガイドブロック２８の位置決め位置が若干異なっていることがわかる。これは、位置決め装置１０においては、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する振動的挙動すなわちオーバシュートが小さく抑えられるため、位置決め目標（サーボモータ３８の停止タイミング）を比較例と同じ設定とした場合、これだけの位置ずれΔＸが生じることを示している。したがって、位置決め装置１０が適用される実機においては、比較例に係る位置決め装置が適用される実機に対しΔＸ相当分だけ位置決め目標を小さくしてやれば良い。換言すれば、サーボモータ３８の駆動によるガイドブロック２８の移動距離が短くなるので、整定時間を一層短縮することができる。
【００７７】
特に、位置決め装置１０では、上記の通りガイドブロック２８の停止直前（速度０の場合）に静止摩擦が増大するため、換言すれば、ガイドブロック２８に制動力が作用するため、初期位置から目標位置まで至る速度（制御系のゲイン）を上げることが可能であり、これによって整定時間を一層短縮することが可能である。
【００７８】
またここで、位置決め装置１０では、上記の通りガイドブロック２８のガイドレール２６に対する振動的な挙動を抑制されるため、該ガイドブロック２８がガイドレール２６に対し高精度で位置決めされる。すなわち、図１２（Ａ）と図１２（Ｂ）との比較でわかるように、位置決め状態での目標位置と現実の位置との偏差が小さくなる。
【００７９】
さらに、位置決め装置１０では、ガイドブロック２８がガイドレール２６に対して移動を開始してから速度が閾値Ｖ０以下（転動体２０が非転がり状態）になるまで、転動体２０及び軌道面Ｔに超音波振動を付加し続けるため、これら転動体２０と軌道面Ｔとの間の動摩擦すなわち発熱が減少し、かつこれら転動体２０と軌道面Ｔとの間に潤滑油が送り込まれる。これにより、位置決め装置１０では、転動体２０の転がり状態で良好な潤滑と冷却効果が得られ、上記した比較例と比較して、リニアガイド１４の寿命が改善される。
【００８０】
さらにまた、位置決め装置１０では、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する静止状態（次回の移動指令によりレール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８が駆動されるまでの期間）では、静止摩擦が増大した状態が維持されているため、ガイドレール２６に対するガイドブロック２８の支持剛性が高い。
【００８１】
なお、上記実施形態では、図１１のフローチャートに示す如き制御を行う構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、各種制御を行うことができる。したがって、例えば、図１０（Ｄ）に示される如く、移動指令の前に加振、加振停止を行ってガイドレール２６に対するガイドブロック２８の静止摩擦すなわち支持剛性を高めておき、移動指令が入力された場合に図１０（Ｃ）に示される如く短時間だけ加振を行って静止摩擦を低下しても良く、また図１０（Ｆ）に示される如く、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する位置決め後に加振を停止してガイドレール２６に対するガイドブロック２８の静止摩擦すなわち支持剛性を高めておき、移動指令が入力された場合に加振を開始して静止摩擦を低下しても良い。
【００８２】
また、上記実施形態では、位置決め装置１０が、サーボモータ３８及び運動変換機構４０（ねじ軸４２、ナット４４）とを含むサーボ機構１８を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えばサーボ機構１８に代えてリニアモータで位置決めテーブル１６を駆動する構成としても良い。この場合、例えばセルフロックや抵抗力で送り方向の剛性を確保し得る運動変換機構４０を有しないので、送り方向の剛性はリニアモータのサーボ剛性のみになり、剛性確保のためにサーボモータの推力やフィードバックゲインを大きくすると、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する位置決め時の振動的挙動が大きくなりやすいが、位置決め装置１０では、上記の通りガイドレール２６とガイドブロック２８（転動体２０と軌道面Ｔ）との静止摩擦を増大することができるため、サーボ機構１８に代えてリニアモータを設けた構成においても、良好に適用される。
【００８３】
さらに、上記実施形態では、リニアガイド１４のガイドレール２６とガイドブロック２８との間に介在する転動体２０に超音波振動を付加する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、運動変換機構４０を構成するねじ軸４２とナット４４との間に介在する転動体（ボール等）に超音波振動を付加し、又は付加した超音波振動を停止することで、整定時間の短縮、位置決め精度の向上、支持剛性の向上、長寿命化に寄与するようにしても良い。すなわち、本発明は、例えば回転案内や揺動案内等の、案内体（支持体）と被案内体（被支持体）との間に転動体が介在するあらゆる案内機構を含む装置に適用し得る。
【００８４】
またさらに、上記実施形態では、ガイドレール２６を加振するレール用超音波振動子４６と、ガイドブロック２８を加振するブロック用超音波振動子４８とを設けた例を示したが、本発明はこれに限定されず、レール用超音波振動子４６及び２つのブロック用超音波振動子４８の少なくとも１つを設ければ良い。すなわち、転動体２０と一方の軌道面Ｔを加振する構成であれば良い。
【００８５】
また、上記の実施形態では、レール用超音波振動子４６、ブロック用超音波振動子４８が超音波振動を出力する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば数１００Ｈｚ以上の高周波振動を発生するか深層値を設けた構成としても良い。この周波数は、周期が整定時間に対し十分に短くなるように設定すれば良い。
【００８６】
さらに、上記の実施形態では、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する速度が最初に閾値Ｖ０以下（ほぼ０）になったタイミングで転動体２０の加振を停止する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する速度が２度目以降に閾値Ｖ０以下になったタイミングで転動体２０の加振を停止するように構成しても良い。
【００８７】
またさらに、上記の実施形態では、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する速度を加振停止の制御パラメータ（トリガ）とする制御例とする例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ガイドブロック２８のガイドレール２６に対する加速度やガイドブロック２８に作用する荷重変動等を制御パラメータとしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態に係る位置決め装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る位置決め装置を構成するリニアガイドを示す長手方向直角断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る位置決め装置を構成するリニアガイドのガイドレールを示す横断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る位置決め装置を構成するリニアガイドのガイドブロックの寸法を示す長手方向直角断面図である。
【図５】転動体の軌道面に対する運動を示す図であって、（Ａ）は静止状態の断面図、（Ｂ）は非転がり状態での運動初期を示す断面図、（Ｃ）は非転がり状態での中期から後期にかけての運動を示す断面図、（Ｄ）は、転がり状態に移行した運動を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る位置決め装置における転動体への超音波振動の付加時間と、超音波振動停止後の静止摩擦力との関係を示す線図である。
【図７】本発明の実施形態に係る位置決め装置における転動体への超音波振動の付加有無による摩擦力の大きさを比較するための線図である。
【図８】本発明の実施形態に係る位置決め装置における転動体への移動開始直後のみ超音波振動の付加した場合としない場合との摩擦力の大きさを比較するための線図である。
【図９】本発明の実施形態に係る位置決め装置における転動体に付加する超音波振動の強度と静止摩擦力との関係を示す線図である。
【図１０】（Ａ）から（Ｆ）のそれぞれは、転動体への超音波振動の付加タイミングに応じた摩擦力の変化状態を示す線図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る位置決め装置を構成する制御器による制御フローを示すフローチャートである。
【図１２】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る位置決め装置による位置決め時の整定時間を示す線図、（Ｂ）は、比較例に係る位置決め創始による位置決め時の整定時間を示す線図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０      位置決め装置
１４      リニアガイド（案内機構）
１８      サーボ機構（駆動機構）
２０      転動体
２２      加振装置（高周波振動付加装置）
２４      制御装置（制御手段）
２６      ガイドレール（案内体）
２８      ガイドブロック（被案内体）
【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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