(57)【要約】【課題】軸部材の変位量のレンジを容易に変更することが可能なアクチュエータを提供する。【解決手段】アクチュエータ１は、軸部材１０と、軸部材１０を支持する第一の転がり軸受部６１と、第一の転がり軸受部６１と剛性が異なり、第一の転がり軸受部６１と内輪間座５１を介して軸部材１０の軸方向に隣接する第二の転がり軸受部６２と、第二の転がり軸受部６２の外輪３２を第一の転がり軸受部６１の外輪２２に近づく方向または遠ざかる方向に変位させる外輪駆動部材４０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、
前記軸部材を支持する第一の転がり軸受部と、
前記第一の転がり軸受部とは異なる剛性を有し、前記第一の転がり軸受部と内輪間座を介して前記軸部材の軸方向に隣接する第二の転がり軸受部と、
前記第二の転がり軸受部の外輪を前記第一の転がり軸受部の外輪に近づく方向または遠ざかる方向に変位させる外輪駆動部材と、
を有するアクチュエータ。
【請求項２】
前記第二の転がり軸受部の接触角は、前記第一の転がり軸受部の接触角と異なる
請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第一の転がり軸受部と前記第二の転がり軸受部は、それぞれ一つまたは複数の転がり軸受によって構成され、
前記第二の転がり軸受部を構成する前記転がり軸受の数は、前記第一の転がり軸受部を構成する前記転がり軸受の数と異なる
請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記外輪駆動部材は、前記軸方向に伸縮して前記第二の転がり軸受部の外輪に前記軸方向の力を作用させる圧電素子である
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記第二の転がり軸受部の剛性は、前記第一の転がり軸受部の剛性よりも大きい
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記第二の転がり軸受部の剛性は、前記第一の転がり軸受部の剛性よりも小さい
請求項１ないし４のいずれか１項に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアクチュエータを有するマニピュレータ。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載のアクチュエータを有する搬送装置。
【請求項９】
請求項８に記載の搬送装置を有する機械装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ、マニピュレータ、搬送装置および機械装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸部材の位置を微調整するアクチュエータとして、特許文献１のアクチュエータが知られている。特許文献１のアクチュエータは、軸部材を第一の転がり軸受部の内輪と第二の転がり軸受部の内輪で支持し、第二の転がり軸受部の外輪を外輪駆動部材によって第一の転がり軸受部の外輪に近づく方向または遠ざかる方向に変位させるものである。二つの転がり軸受部の内輪の位置は固定され、外輪どうしの間隔が変化する。そのため、二つの転がり軸受部に弾性変形が生じ、それぞれの弾性力が釣り合う位置まで軸部材が変位する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１８９１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
軸部材の変位量は、外輪駆動部材が外輪に加える変位量によって決まる。軸部材の変位量のレンジを拡げるには、より大きな外輪駆動部材を用いる必要がある。しかし、外輪駆動部材を大型化すると、外輪駆動部材を収容するハウジングや、外輪駆動部材の周囲に配置される他の部品の交換なども必要となり、装置の大型化を招く。そのため、他の構成を極力変更せずに軸部材の変位量のレンジを変更することが可能なアクチュエータが求められていた。
【０００５】
本発明の目的は、軸部材の変位量のレンジを容易に変更することが可能なアクチュエータ、マニピュレータ、搬送装置および機械装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るアクチュエータは、軸部材と、前記軸部材を支持する第一の転がり軸受部と、前記第一の転がり軸受部と異なる剛性を有し、前記第一の転がり軸受部と内輪間座を介して前記軸部材の軸方向に隣接する第二の転がり軸受部と、前記第二の転がり軸受部の外輪を前記第一の転がり軸受部の外輪に近づく方向または遠ざかる方向に変位させる外輪駆動部材と、を有する。
【０００７】
この構成によれば、第二の転がり軸受部の外輪を軸方向に変位させたときに、第一の転がり軸受部と第二の転がり軸受部は、互いに異なる大きさで弾性変形する。第二の転がり軸受部の外輪に加えられた変位量は、第一の転がり軸受部の変形量と第二の転がり軸受部の変形量との和に等しく、軸部材の変位量は、第一の転がり軸受部の変形量と一致する。そのため、第一の転がり軸受部と第二の転がり軸受部との剛性比を制御することで、軸部材の変位量のレンジを容易に変更することができる。
【０００８】
本発明の一態様に係るアクチュエータにおいては、例えば、前記第二の転がり軸受部の接触角は、前記第一の転がり軸受部の接触角と異なる。
【０００９】
この構成によれば、接触角の大きさによって、第一の転がり軸受部の剛性と第二の転がり軸受部の剛性とを容易に制御することができる。
【００１０】
本発明の一態様に係るアクチュエータにおいては、例えば、前記第一の転がり軸受部と前記第二の転がり軸受部は、それぞれ一つまたは複数の転がり軸受によって構成され、前記第二の転がり軸受部を構成する前記転がり軸受の数は、前記第一の転がり軸受部を構成する前記転がり軸受の数と異なる。
【００１１】
この構成によれば、転がり軸受の数によって、第一の転がり軸受部の剛性と第二の転がり軸受部の剛性とを容易に制御することができる。
【００１２】
本発明の一態様に係るアクチュエータにおいては、例えば、前記外輪駆動部材は、前記軸方向に伸縮して前記第二の転がり軸受部の外輪に前記軸方向の力を作用させる圧電素子である。
【００１３】
この構成によれば、軸部材の変位量を精度よく制御することができる。
【００１４】
本発明の一態様に係るアクチュエータにおいては、例えば、前記第二の転がり軸受部の剛性は、前記第一の転がり軸受部の剛性よりも大きい。
【００１５】
この構成によれば、第一の転がり軸受部の変形量は第二の転がり軸受部の変形量よりも大きくなる。軸部材の変位量は第一の転がり軸受部の変形量と一致するため、軸部材の変位量は大きくなる。よって、軸部材の変位量のレンジを拡げることができる。
【００１６】
本発明の一態様に係るアクチュエータにおいては、例えば、前記第二の転がり軸受部の剛性は、前記第一の転がり軸受部の剛性よりも小さい。
【００１７】
この構成によれば、第一の転がり軸受部の変形量は第二の転がり軸受部の変形量よりも小さくなる。軸部材の変位量は第一の転がり軸受部の変形量と一致するため、軸部材の変位量は小さくなる。よって、位置決めの分解能が高まる。
【００１８】
本発明の一態様に係るマニピュレータは、本発明のアクチュエータを有する。本発明の一態様に係る搬送装置は、本発明のアクチュエータを有する。本発明の一態様に係る機械装置は、本発明の搬送装置を有する。
【００１９】
この構成によれば、軸部材の変位量のレンジを容易に変更することが可能なマニピュレータ、搬送装置および機械装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、軸部材の変位量のレンジを容易に変更することが可能なアクチュエータ、マニピュレータ、搬送装置および機械装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の第一の実施形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図２】図２は、転がり軸受部の剛性の定義を説明する図である。
【図３】図３は、転がり軸受部の剛性の定義を説明する図である。
【図４】図４は、軸部材を変位させる方法を説明する図である。
【図５】図５は、軸部材を変位させる方法を説明する図である。
【図６】図６は、軸部材を変位させる方法を説明する図である。
【図７】図７は、軸部材を変位させる方法を説明する図である。
【図８】図８は、本発明の第二の実施形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図９】図９は、本発明の第三の実施形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第四の実施形態に係るアクチュエータの断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第五の実施形態に係る搬送装置の平面図である。
【図１２】図１２は、搬送装置の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第六の実施形態に係る搬送装置の断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第七の実施形態に係るマニピュレータシステムの概略図である。
【図１５】図１５は、本発明の第八の実施形態に係る機械装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２３】
［第一の実施形態］
図１は、本発明の第一の実施形態に係るアクチュエータ１の断面図である。
【００２４】
アクチュエータ１は、軸部材１０と、第一の転がり軸受部６１と、第二の転がり軸受部６２と、内輪間座５１と、外輪駆動部材４０と、を有する。
【００２５】
軸部材１０は、一方向に延びる棒状の部材である。軸部材１０は、中実状の部材でもよく、中空状の部材でもよい。軸部材１０としては、例えば、外周面にねじ溝が形成されたボールねじ軸などのねじ軸や、内部に液体または気体の流通路が形成された中空管などを用いることができる。以下、軸部材１０の中心軸ＡＸと平行な方向を「軸方向」という。
【００２６】
第一の転がり軸受部６１および第二の転がり軸受部６２は、軸部材１０を支持する。第一の転がり軸受部６１は、単一の転がり軸受２０によって構成されている。第二の転がり軸受部６２は、単一の転がり軸受３０によって構成されている。本実施形態では、第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２は、それぞれ一つの転がり軸受によって構成されているが、第一の転がり軸受部６１および第二の転がり軸受部６２をそれぞれ構成する転がり軸受の数は一つに限定されない。第一の転がり軸受部６１および第二の転がり軸受部６２は、それぞれ一つまたは複数の転がり軸受によって構成されることができる。
【００２７】
転がり軸受２０と転がり軸受３０は、例えば、アンギュラ玉軸受である。転がり軸受２０と転がり軸受３０は、正面組み合わせ（ＤＦ組み合わせ）で軸方向に並べて配置されている。転がり軸受２０は、内輪２１と、外輪２２と、転動体２３と、を有する。転がり軸受３０は、内輪３１と、外輪３２と、転動体３３と、を有する。内輪２１および内輪３１の内周面は、軸部材１０の外周面に嵌合している。
【００２８】
内輪２１と内輪３１との間には内輪間座５１が設けられている。内輪間座５１は、内輪２１および内輪３１と略同じ外径および内径を有する。内輪間座５１の内周面は、軸部材１０の外周面と嵌合している。第二の転がり軸受部６２は、第一の転がり軸受部６１および内輪間座５１を介して軸部材１０の軸方向に隣接する。外輪２２と外輪３２との間には、内輪間座５１に対応する大きさの隙間５９が形成されている。
【００２９】
内輪３１の内輪間座５１側とは反対側には、内輪スペーサ５２が設けられている。内輪スペーサ５２は、内輪３１と略同じ外径および内径を有する。内輪スペーサ５２の内周面は、軸部材１０の外周面と嵌合している。
【００３０】
内輪２１、内輪間座５１、内輪３１および内輪スペーサ５２は、第一の固定具５４と第二の固定具５５との間に挟み込まれ、それぞれの軸方向の位置が固定されている。第一の固定具５４は、内輪２１の内輪間座５１側とは反対側の側面と接して内輪２１の軸方向の移動を規制する。第二の固定具５５は、内輪スペーサ５２の内輪３１側とは反対側の側面と接して内輪スペーサ５２の軸方向の移動を規制する。第一の固定具５４は、内輪２１と略同じ外径および内径を有する。第一の固定具５４は、軸部材１０の外径を部分的に大きくすることにより形成されている。第二の固定具５５は、内輪スペーサ５２と略同じ外径を有する。第二の固定具５５は、軸部材１０とは別体に形成されており、第二の固定具５５の内周面は軸部材１０の外周面と嵌合している。
【００３１】
外輪３２の外輪２２側とは反対側には、外輪スペーサ５３が設けられている。外輪スペーサ５３は、第一の円筒部５３ａと、第二の円筒部５３ｂと、を有する。第二の円筒部５３ｂは、第一の円筒部５３ａの内周面から軸部材１０側に突出する。第一の円筒部５３ａは、外輪３２と略同じ外径および内径を有する。第一の円筒部５３ａの内径は、第二の固定具５５の外径よりも大きい。第二の円筒部５３ｂは、第一の円筒部５３ａの外輪３２側とは反対側の端部に設けられている。第二の円筒部５３ｂの内径は軸部材１０の外径よりも大きい。第二の円筒部５３ｂは、第二の固定具５５から軸方向に離間した位置に設けられている。第二の固定具５５は、第一の円筒部５３ａと第二円筒部５３ｂとに囲まれた空間に収容されている。
【００３２】
外輪スペーサ５３の外輪３２側とは反対側には、外輪駆動部材４０が設けられている。外輪駆動部材４０は、例えば、外部から印加される電圧に応じて軸方向に伸縮して第二の転がり軸受部６２の外輪３２に軸方向の力を作用させる圧電素子である。外輪駆動部材４０は、蓋部材５７に対して軸方向の位置が固定されたハウジング５６の第二の円筒部５６ｂと、外輪スペーサ５３の外輪３２とに挟まれている。このため、外輪駆動部材４０が軸方向に伸縮すると、外輪駆動部材４０は外輪スペーサ５３を介して第二の転がり軸受部６２の外輪３２を第一の転がり軸受部６１の外輪２２に近づく方向または遠ざかる方向に変位させる。外輪駆動部材４０は、円筒形状を有する。外輪駆動部材４０の内径は第二の円筒部５３ｂの内径よりも大きく、外輪駆動部材４０の外径は、第一の円筒部５３ａの外径よりも小さい。外輪駆動部材４０は、第二の円筒部材５３ｂの側面と接している。
【００３３】
外輪２２、外輪３２および外輪スペーサ５３の外周面は、ハウジング５６の内周面に嵌合している。ハウジング５６は、外輪２２、外輪３２および外輪スペーサ５３の外周面と接する第一の円筒部５６ａと、第一の円筒部５６ａの内周面から軸部材１０側に突出する第二の円筒部５６ｂと、を有する。第二の円筒部５６ｂは、外輪駆動部材４０の外輪スペーサ５３側とは反対側に設けられている。外輪駆動部材４０は、第二の円筒部５６ｂの側面と接している。第二の円筒部５６ｂの内径は軸部材１０の外径よりも大きい。外輪駆動部材４０の外径は、第一の円筒部５６ａの内径よりも小さい。外輪駆動部材４０の外周面と第一の円筒部５６ａの内周面との間には隙間が形成されている。
【００３４】
外輪２２の外輪３２側とは反対側には、蓋部材５７が設けられている。蓋部材５７の内径は、第一の固定具５４の外径よりも大きく、外輪２２の内径と略同じである。蓋部材５７の外径は、第一の円筒部５６ａの外径とほぼ同じである。蓋部材５７は、第一の円筒部５６ａの側面にボルトなどにより固定されている。蓋部材５７は、外輪２２の側面と接して外輪２２の軸方向の移動を規制する。外輪２２、外輪３２、外輪スペーサ５３および外輪駆動部材４０は、蓋部材５７と第二の円筒部５６ｂとの間に挟み込まれている。
【００３５】
第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２とは、外輪駆動部材４０を駆動しない状態で、蓋部材５７と第二の円筒部５６ｂによって互いに近づく方向に加圧されている。第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２は、この加圧力によって予圧が付与された状態となる。第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２は、蓋部材５７とハウジング５６によって囲まれた空間に収容されている。
【００３６】
第二の転がり軸受部６２は、第一の転がり軸受部６１と異なる剛性を有する。後述するように、第一の転がり軸受部６１の剛性と第二の転がり軸受部６２の剛性とを異ならせることにより、軸部材１０の変位量のレンジを容易に変更することが可能となる。例えば、第一の転がり軸受部６１の剛性は、第二の転がり軸受部６２の剛性よりも大きい。これにより、軸部材１０の変位量が大きくなり、軸部材１０の変位量のレンジが拡がる。以下、図２ないし図７を用いて、この点を詳しく説明する。
【００３７】
図２および図３は、転がり軸受部の剛性の定義を説明する図である。図２は、転がり軸受部ＲＢ１が一つの転がり軸受によって構成される例を示す図である。図３は、転がり軸受部ＲＢ２が複数（図３では例えば二つ）の転がり軸受によって構成される例を示す図である。
【００３８】
図２は、外輪ＯＲに軸方向の力Ｆ０を作用させて外輪ＯＲを内輪ＩＲに対して軸方向にＸ０だけ相対変位させた状態を示す。転動体Ｂは、外輪ＯＲの内周面に設けられた軌道面ＯＲａと、内輪ＩＲの外周面に設けられた軌道面ＩＲａと、に接する。外輪ＯＲを軸方向に変位させると、転動体Ｂも外輪ＯＲの変位に追随して軸方向に変位する。しかし、転動体Ｂと軌道面ＯＲａおよび軌道面ＩＲａとの間で反力が生じるため、この反力と力Ｆ０とが釣り合う位置で転動体Ｂおよび外輪ＯＲが停止する。力Ｆ０を取り除くと、反力によって転動体Ｂおよび外輪ＯＲは元の位置に戻る。
【００３９】
このように、転がり軸受部ＲＢ１は、軸方向の力Ｆ０を加えると、あたかも弾性体のような振る舞いをする。そのため、本実施形態では、外輪ＯＲと内輪ＩＲとが軸方向に相対変位することを「弾性変形」といい、この相対変位量を「変形量」といい、転がり軸受部ＲＢ１に発生する反力を「弾性力」といい、単位変形量あたりの力（転がり軸受部ＲＢ１に作用させる軸方向の力：せん断力）の大きさを「剛性」という。図２の例では、力Ｆ０を相対変位量Ｘ０で除算した値Ｆ０／Ｘ０が転がり軸受部ＲＢ１の剛性である。転がり軸受部の剛性とは、外輪と内輪とを軸方向に相対変位させる場合の相対変位のし難さを意味する。２つの転がり軸受部の剛性を比較する場合、外輪及び内輪のうちの一方を固定し、他方に一定の荷重（軸方向の力）を加えて外輪と内輪とを軸方向に相対変位した変化が小さい方を剛性が大きい方の転がり軸受部とする。
【００４０】
図３は、複数の転がり軸受が、一体に弾性変形した状態を示す。図３の例では、複数の転がり軸受に含まれる複数の外輪（外輪ＯＲ１、外輪ＯＲ２）が、一体となって一つの外輪ＯＲを構成し、複数の転がり軸受に含まれる複数の内輪（内輪ＩＲ１、内輪ＩＲ２）が、一体となって一つの内輪ＩＲを構成する。それぞれの転がり軸受において、転動体（転動体Ｂ１、転動体Ｂ２）に作用する反力は異なる場合があるが、その場合も、転がり軸受部ＲＢ２の剛性は、単位変形量（外輪ＯＲと内輪ＩＲとの相対変位量）あたりの力（転がり軸受部ＲＢ２に作用させる軸方向の力：せん断力）の大きさとして定義される。
【００４１】
剛性は、転がり軸受部の接触角や転がり軸受部を構成する転がり軸受の数によって変化する。接触角は、図２に示すように、軸部材の中心軸を含む断面において、転動体Ｂが内輪ＩＲの軌道面ＩＲａと接触する第一の点Ｃ１と、転動体Ｂが外輪ＯＲの軌道面ＯＲａと接触する第二の点Ｃ２と、を結ぶ直線が、軸部材の中心軸と直交する直線に対してなす角度θである。
【００４２】
剛性は、接触角θが大きいほど大きい。剛性は、転がり軸受部を構成する転がり軸受の数が多いほど大きい。よって、第二の転がり軸受部６２の接触角を第一の転がり軸受部６１の接触角と異ならせることにより、第二の転がり軸受部６２の剛性を第一の転がり軸受部６１の剛性と異ならせることができる。また、第二の転がり軸受部６２を構成する転がり軸受の数を第一の転がり軸受部６１を構成する転がり軸受の数と異ならせることにより、第二の転がり軸受部６２の剛性を第一の転がり軸受部６１の剛性と異ならせることができる。
【００４３】
本実施形態では、例えば、第二の転がり軸受部６２の剛性は、第一の転がり軸受部６１の剛性よりも大きい。そのため、第二の転がり軸受部６２の外輪３２を外輪駆動部材４０によって変位させたときに、第一の転がり軸受部６１は第二の転がり軸受部６２よりも大きく弾性変形する。よって、軸部材１０の変位量が大きくなり、軸部材１０を効率よく変位させることができる。
【００４４】
本実施形態では、例えば、第二の転がり軸受部６２の接触角は、第一の転がり軸受部６１の接触角よりも大きい。第一の転がり軸受部６１の接触角は、例えば、１５°（Ｃ）であり、第二の転がり軸受部６２の接触角は、例えば、４０°（Ｂ）である。括弧内のＢとＣは、接触角記号を示している。この構成によれば、第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２との剛性比は、１：２となる。
【００４５】
図４は、外輪駆動部材４０（図１参照）によって外輪３２を駆動しない初期状態を示している。第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２との間には予圧が付与され、予圧によって、内輪２１、内輪間座５１および内輪３１が隙間なく密着した状態となっている。初期状態では、外輪２２と外輪３２との間の隙間５９の大きさはＷである。
【００４６】
図５に示すように、外輪駆動部材４０（図１参照）が外輪３２に軸方向の力Ｆを加えると、外輪３２は軸方向に２Ｘ（＜Ｗ）だけ変位する。外輪２２の軸方向の位置は蓋部材５７（図１参照）によって固定されている。そのため、外輪２２と外輪３２との間の隙間５９の大きさは２Ｘだけ小さくなる。外輪３２が内輪３１に対して軸方向に相対変位することにより、第二の転がり軸受部６２が弾性変形する。第二の転がり軸受部６２に生じた弾性力Ｆ１は、内輪間座５１を介して第一の転がり軸受部６１の内輪２１に作用する。
【００４７】
図６に示すように、外輪２２の軸方向の位置は蓋部材５７（図１参照）によって固定されている。そのため、内輪２１は外輪２２に対して軸方向に相対変位し、第一の転がり軸受部６１は弾性変形する。内輪２１には、弾性力Ｆ１とは反対の向きに弾性力が働く。第一の転がり軸受部６１および第二の転がり軸受部６２の双方に弾性変形が生じ、それぞれの弾性力が釣り合う位置まで軸部材１０が変位する。その結果、内輪２１は外輪２２に対してＸ１だけ軸方向に相対変位した位置で停止し、内輪３１は外輪３２に対してＸ２だけ軸方向に相対変位した位置で停止する。内輪２１と内輪３１には、それぞれ同じ大きさの弾性力Ｆ２が互いに反対向きに作用している。
【００４８】
本実施形態では、第一の転がり軸受部６２の剛性は第一の転がり軸受部６１の剛性よりも大きい。そのため、第一の転がり軸受部６１の変形量Ｘ１は、第二の転がり軸受部６２の変形量Ｘ２よりも大きい。第一の転がり軸受部６１の外輪２２の位置は、第二の転がり軸受部６２の外輪３２を変位させる前と後とで変化しない。そのため、軸部材１０の変位量は、第一の転がり軸受部６１の変形量Ｘ１と一致する。外輪駆動部材４０（図１参照）によって外輪３２に加えられた変位量２Ｘは、第一の転がり軸受部６１の変形量Ｘ１と第二の転がり軸受部６２の変形量Ｘ２との和に等しい（２Ｘ＝Ｘ１＋Ｘ２）。そのため、外輪駆動部材４０によって外輪３２に加えられた変位量２Ｘを軸部材１０の変位量に効率よく変換することができる。
【００４９】
例えば、図７に示すように、第一の転がり軸受部６１および第二の転がり軸受部６２の接触角をそれぞれ１５°（Ｃ）とし、第一の転がり軸受部６１および第二の転がり軸受部６２の剛性を互いに等しくした場合を考える。この場合、第一の転がり軸受部６１の変形量Ｘと第二の転がり軸受部６２の変形量Ｘは互いに等しくなる。よって、軸部材１０の変位量は、外輪駆動部材４０によって外輪３２に加えられた変位量２Ｘの半分となり、軸部材１０を効率よく変位させることができない。一方、図６に示すように、第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２との接触角を異ならせて、第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２との剛性比を１：２とした場合には、軸部材１０の変位量は、外輪駆動部材４０によって外輪３２に加えられた変位量２Ｘの２／３となり、図７の例よりも１６％も軸部材１０の変位量が大きくなる。
【００５０】
以上のように、本実施形態のアクチュエータ１では、第二の転がり軸受部６２の剛性が第一の転がり軸受部６１の剛性よりも大きい。そのため、外輪駆動部材４０によって第二の転がり軸受部６２の外輪３２を軸方向に変位させたときに、第一の転がり軸受部６１が第二の転がり軸受部６２よりも大きく弾性変形する。外輪駆動部材４０によって外輪３２に加えられた変位量２Ｘは軸部材１０の変位量に効率よく変換され、軸部材１０は大きく変位する。よって、軸部材１０の変位量のレンジを拡げることが可能となる。
【００５１】
本実施形態では、第一の転がり軸受部６１の剛性を、第二の転がり軸受部６２の剛性よりも大きくしたが、第二の転がり軸受部６２の剛性を、第一の転がり軸受部６１の剛性よりも小さくすることもできる。この場合、第一の転がり軸受部６１の変形量は第二の転がり軸受部６２の変形量よりも小さくなる。軸部材１０の変位量は第一の転がり軸受部６１の変形量と一致するため、軸部材１０の変位量は小さくなる。この場合、軸部材１０の変位量が微細に制御されるため、位置決めの分解能が高まる。
【００５２】
［第二の実施形態］
図８は、本発明の第二の実施形態に係るアクチュエータ２の断面図である。
【００５３】
本実施形態において第一の実施形態と異なる点は、第二の転がり軸受部６４を構成する転がり軸受の数と、第一の転がり軸受部６３および第二の転がり軸受部６４を構成する各々の転がり軸受の接触角である。そのため、以下では、その相違点を中心に説明する。また、本実施形態において第一の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５４】
第二の転がり軸受部６４を構成する転がり軸受の数は、第一の転がり軸受部６３を構成する転がり軸受の数よりも多い。本実施形態では、第一の転がり軸受部６３は、例えば、一つの転がり軸受２４によって構成されている。第二の転がり軸受部６４は、例えば、二つの転がり軸受（転がり軸受７０、転がり軸受７４）によって構成されている。二つの転がり軸受（転がり軸受７０、転がり軸受７４）は、外輪どうしおよび内輪どうしが互いに密着しており、互いに一体に弾性変形する。
【００５５】
転がり軸受２４と転がり軸受７０と転がり軸受７４は、例えば、アンギュラ玉軸受である。軸部材１０には、転がり軸受２４、転がり軸受７０および転がり軸受７４が軸方向にこの順に並んでいる。内輪間座５１は、転がり軸受２４と転がり軸受７０との間に配置されている。転がり軸受２４と転がり軸受７０は、正面組み合わせ（ＤＦ組み合わせ）で軸方向に並べて配置されている。転がり軸受７０と転がり軸受７４は、並列組み合わせ（ＤＴ組み合わせ）で軸方向に並べて配置されている。
【００５６】
転がり軸受２４は、内輪２５と、外輪２６と、転動体２７と、を有する。転がり軸受７０は、内輪７１と、外輪７２と、転動体７３と、を有する。転がり軸受７４は、内輪７５と、外輪７６と、転動体７７と、を有する。転がり軸受２４と転がり軸受７０と転がり軸受７４の接触角は、いずれも２５°（Ａ５）である。第一の転がり軸受部６３と第二の転がり軸受部６４との剛性比は、１：２である。
【００５７】
本実施形態のアクチュエータ２でも、第二の転がり軸受部６４の剛性は第一の転がり軸受部６３の剛性よりも大きい。そのため、第二の転がり軸受部６４の外輪（外輪７２、外輪７６）を軸方向に変位させたときに、第一の転がり軸受部６３が第二の転がり軸受部６４よりも大きく弾性変形する。よって、軸部材１０を効率よく変位させることができる。
【００５８】
［第三の実施形態］
図９は、本発明の第三の実施形態に係るアクチュエータ３の断面図である。
【００５９】
本実施形態において第一の実施形態と異なる点は、第一の転がり軸受部６５を構成する転がり軸受の数と、第一の転がり軸受部６５を構成する各々の転がり軸受の接触角と、ハウジング９９の構成である。そのため、以下では、その相違点を中心に説明する。また、本実施形態において第一の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６０】
第一の転がり軸受部６５を構成する転がり軸受の数は、第二の転がり軸受部６２を構成する転がり軸受の数よりも多い。本実施形態では、第一の転がり軸受部６５は、例えば、二つの転がり軸受（転がり軸受２０、転がり軸受８０）によって構成されている。第二の転がり軸受部６２は、例えば、一つの転がり軸受３０によって構成されている。二つの転がり軸受（転がり軸受２０、転がり軸受８０）は、外輪どうしおよび内輪どうしが互いに密着しており、互いに一体に弾性変形する。
【００６１】
転がり軸受８０は、例えば、アンギュラ玉軸受である。軸部材１０には、転がり軸受２０、転がり軸受８０および転がり軸受３０が軸方向にこの順に並んでいる。内輪間座５１は、転がり軸受８０と転がり軸受３０との間に配置されている。転がり軸受２０と転がり軸受８０は、正面組み合わせ（ＤＦ組み合わせ）で軸方向に並べて配置されている。転がり軸受８０と転がり軸受３０は、並列組み合わせ（ＤＴ組み合わせ）で軸方向に並べて配置されている。
【００６２】
転がり軸受８０は、内輪８１と、外輪８２と、転動体８３と、を有する。転がり軸受２０と転がり軸受８０の接触角は、いずれも１５°（Ｃ）である。転がり軸受３０の接触角は、４０°（Ｂ）である。第二の転がり軸受部６２を構成する転がり軸受の数は、第一の転がり軸受部６５を構成する転がり軸受の数よりも少ない。しかし、第一の転がり軸受部６５を構成する各々の転がり軸受の接触角が小さいので、第一の転がり軸受部６５の全体としての剛性は、第二の転がり軸受部６２の剛性よりも小さい。
【００６３】
ハウジング９９は、第一のハウジング部９０と、第二のハウジング部９３と、を有する。第一のハウジング部９０は、外輪２２、外輪８２および外輪３２の外周面と嵌合する第一の円筒部９１と、第一の円筒部９１の内周面から軸部材１０側に突出する第二の円筒部９２と、を有する。第二の円筒部９２は、外輪８２と外輪３２との間に設けられている。外輪８２は、第二の円筒部９２の側面と接している。第二の円筒部９２の内径は内輪間座５１の外径よりも大きい。第二の円筒部９２の軸方向の厚みは内輪間座５１の軸方向の厚みよりも薄い。外輪３２と第二の円筒部９２との間に隙間５９が形成されている。
【００６４】
第二のハウジング部９３は、外輪スペーサ５３の外周面と嵌合する第一の円筒部９４と、第一の円筒部９４の内周面から軸部材１０側に突出する第二の円筒部９５と、を有する。第二の円筒部９５は、外輪駆動部材４０の外輪スペーサ５３側とは反対側に設けられている。外輪駆動部材４０は、第二の円筒部９５の側面と接している。第二の円筒部９５の内径は軸部材１０の外径よりも大きい。外輪駆動部材４０の外径は、第一の円筒部９４の内径よりも小さい。外輪駆動部材４０の外周面と第一の円筒部９４の内周面との間には隙間が形成されている。
【００６５】
蓋部材５７は、第一の円筒部９１の側面にボルトなどにより固定されている。蓋部材５７は、外輪２２の側面と接して外輪２２の軸方向の移動を規制する。外輪２２および外輪８２は、蓋部材５７と第二の円筒部９２との間に挟み込まれ、それぞれの軸方向の位置が固定されている。外輪３２、外輪スペーサ５３および外輪駆動部材４０は、第二の円筒部９２と第二の円筒部９５との間に挟み込まれ、それぞれの軸方向の位置が固定される。
【００６６】
転がり軸受２０と転がり軸受８０は、蓋部材５７と第二の円筒部９２によって互いに近づく方向に加圧されている。転がり軸受２０と転がり軸受８０は、この加圧力によって予圧が付与された状態で、蓋部材５７と第一のハウジング部９０によって囲まれた空間に収容されている。第一の転がり軸受部６５に作用させる予圧は、許容範囲内で小さく設定されることが好ましい。予圧が小さければ、第一の転がり軸受部６５に加えることが可能な限界の荷重（軸方向の力）が大きくなり、軸部材１０の変位量も大きくなる。
【００６７】
本実施形態のアクチュエータ３でも、第二の転がり軸受部６２の剛性は第一の転がり軸受部６５の剛性よりも大きい。そのため、第二の転がり軸受部６２の外輪３２を軸方向に変位させたときに、第一の転がり軸受部６５が第二の転がり軸受部６２よりも大きく弾性変形する。よって、軸部材１０を効率よく変位させることができる。
【００６８】
本実施形態では、第一の転がり軸受部６５を正面組み合わせで配置された二つの転がり軸受（転がり軸受２０、転がり軸受８０）によって構成されている。そのため、軸部材１０に作用するモーメント荷重に対して高い耐久性を付与することができる。よって、第二の転がり軸受部６２の軸方向の変形を容易にするために、第二の転がり軸受部６２とハウジング９９との間に隙間を形成することなどが可能となる。
【００６９】
［第四の実施形態］
図１０は、本発明の第四の実施形態に係るアクチュエータ４の断面図である。
【００７０】
本実施形態において第三の実施形態と異なる点は、第二の転がり軸受部６６を構成する転がり軸受の数である。そのため、以下では、その相違点を中心に説明する。また、本実施形態において第三の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７１】
第二の転がり軸受部６６は、例えば、二つの転がり軸受（転がり軸受３０、転がり軸受３４）によって構成されている。二つの転がり軸受（転がり軸受３０、転がり軸受３４）は、外輪どうしおよび内輪どうしが互いに密着しており、互いに一体に弾性変形する。第二の転がり軸受部６６を構成する転がり軸受の数は、第三の実施形態に比べて多い。そのため、第二の転がり軸受部６６の剛性は、第三の実施形態に比べて大きい。
【００７２】
転がり軸受３４は、例えば、アンギュラ玉軸受である。軸部材１０には、転がり軸受２０、転がり軸受８０、転がり軸受３０および転がり軸受３４が軸方向にこの順に並んでいる。内輪間座５１は、転がり軸受８０と転がり軸受３０との間に配置されている。転がり軸受３０と転がり軸受３４は、並列組み合わせ（ＤＴ組み合わせ）で軸方向に並べて配置されている。
【００７３】
転がり軸受３４は、内輪３５と、外輪３６と、転動体３７と、を有する。転がり軸受３４の接触角は、４０°（Ｂ）である。第一の転がり軸受部６５と第二の転がり軸受部６６との剛性比は、１：２である。
【００７４】
本実施形態のアクチュエータ４でも、第二の転がり軸受部６６の剛性は第一の転がり軸受部６５の剛性よりも大きい。そのため、第二の転がり軸受部６６の外輪（外輪３２、外輪３６）を軸方向に変位させたときに、第一の転がり軸受部６５が第二の転がり軸受部６６よりも大きく弾性変形する。よって、軸部材１０を効率よく変位させることができる。
【００７５】
［第五の実施形態］
図１１は、本発明の第五の実施形態に係る搬送装置１００の平面図である。図１２は、搬送装置１００の断面図である。本実施形態において、第一ないし第四の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７６】
搬送装置１００は、基台１０１と、アクチュエータ１０２と、モータ１０４と、ナット１０５と、テーブル１０６と、ガイド機構１０７と、センサ１０９と、を有する。
【００７７】
基台１０１上には、本発明に係るアクチュエータ１０２が設置されている。アクチュエータ１０２は、例えば、第三の実施形態に係るアクチュエータ３と同じ構成を有する。基台１０１上には、アクチュエータ１０２のハウジング９９が固定されている。アクチュエータ１０２は、基台１０１の表面と平行に延びるねじ軸１１を有する。ねじ軸１１は、軸部材１０と接続されている。ねじ軸１１には、ねじ溝１１ａに設けられたボール（図示略）を介してナット１０５が螺合している。
【００７８】
ナット１０５の上面には、テーブル１０６が固定されている。アクチュエータ１０２の側方には、ねじ軸１１と平行に延びるレール１０７ａが設けられている。レール１０７ａにはスライダー１０７ｂが接続され、スライダー１０７ｂの上面にテーブル１０６が固定されている。レール１０７ａとスライダー１０７ｂにより、ガイド機構１０７が形成されている。テーブル１０６は、ガイド機構１０７によってガイドされつつ、ねじ軸１１に沿って移動する。
【００７９】
軸部材１０のねじ軸１１側とは反対側の端部には、カップリング１０３を介してモータ１０４が接続されている。ねじ軸１１と軸部材１０は、モータ１０４によって回転駆動される。モータ１０４は、例えば、ステッピングモータである。テーブル１０６は、ねじ軸１１が回転することにより軸方向に移動する。モータ１０４の回転量により、テーブル１０６のおおよその移動量（粗動量）が制御される。
【００８０】
センサ１０９は、テーブル１０６の位置を検出する。センサ１０９は、ねじ軸１１を挟んでガイド機構１０７と反対側に配置されている。これにより、駆動力とスライダー１０７ｂの回転誤差との関係が線形となり制御が容易となる。
【００８１】
センサ１０９によって検出されたテーブル１０６の位置と目標位置との間にずれがある場合には、アクチュエータ１０２が軸部材１０を軸方向に変位させて、ずれを解消する。具体的には、ずれに対応した大きさの駆動信号が外輪駆動部材４０に供給され、外輪駆動部材４０が第二の転がり軸受部６２の外輪を軸方向に変位させる。この外輪の変位により、第一の転がり軸受部６５と第二の転がり軸受部６２に弾性変形が生じ、それぞれの弾性力が釣り合う位置まで軸部材１０およびねじ軸１１が変位する。外輪駆動部材４０によって与えられる外輪の変位量によって、目標位置までのテーブル１０６の微小な移動量（微動量）が制御される。
【００８２】
本実施形態の搬送装置１００では、アクチュエータ１０２によってテーブル１０６の軸方向の位置が精密に制御される。テーブル１０６の位置決めの精度は、軸部材１０の変位量のレンジによって制御される。本実施形態では、このレンジが第一の転がり軸受部６５と第二の転がり軸受部６２との剛性比によって容易に変更可能である。目的に応じて変位量のレンジを変更することで、位置決め作業を効率よく行うことができる。
【００８３】
［第六の実施形態］
図１３は、本発明の第六の実施形態に係る搬送装置１１０の断面図である。本実施形態において、第一ないし第五の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８４】
搬送装置１１０は、基台１１１と、アクチュエータ１１２と、モータ１１４と、ナット１１６と、ガイド機構１１８と、を有する。
【００８５】
基台１１１上には、本発明に係るアクチュエータ１１２が設置されている。アクチュエータ１１２は、例えば、第三の実施形態に係るアクチュエータ３と同じ構成を有する。基台１１１上には、アクチュエータ１１２のハウジング９９が固定されている。
【００８６】
アクチュエータ１１２は、基台１１１の表面と平行に延びるねじ軸１１５と、図示略のボールを介してねじ軸１１５と螺合するボールナット１１９と、を有する。軸部材１０は、先端部が中空になっている。ねじ軸１１５は、軸部材１０の中空部１０ａに挿入されている。ボールナット１１９は、嵌合部１１９ａと、フランジ部１１９ｂと、を有する。嵌合部１１９ａの外径は中空部１０ａの直径と概ね一致する。フランジ部１１９ｂの外径は、嵌合部１１９ａの外径よりも大きい。フランジ部１１９ｂの外径は第一の固定具５４の外径と概ね一致する。フランジ部１１９ｂは、嵌合部１１９ａが中空部１０ａに嵌合した状態で、第一の固定具５４に固定されている。
【００８７】
ねじ軸１１５には、金具１１７が接続されている。ねじ軸１１５と金具１１７は、ナット１１６により固定されている。金具１１７には、スライダー１１８ｂが固定されている。基台１１１上には、ねじ軸１１５と平行に延びるレール１１８ａが設けられている。レール１１８ａにはスライダー１１８ｂが接続されている。レール１１８ａとスライダー１１８ｂにより、ガイド機構１１８が形成されている。
【００８８】
軸部材１０のねじ軸１１５側とは反対側の端部には、カップリング１１３を介してモータ１１４が接続されている。軸部材１０は、モータ１１４によって回転駆動される。モータ１１４は、例えば、ステッピングモータである。モータ１１４の回転量により、スライダー１１８ｂのおおよその移動量（粗動量）が制御される。外輪駆動部材４０が第二の転がり軸受部６２の外輪を軸方向に変位させることにより、スライダー１１８ｂの微小な移動量（微動量）が制御される。
【００８９】
本実施形態の搬送装置１１０においては、アクチュエータ１１２によってスライダー１１８ｂの軸方向の位置が精密に制御される。スライダー１１８ｂの位置決めの精度は、軸部材１０の変位量のレンジによって制御される。本実施形態では、このレンジが第一の転がり軸受部６５と第二の転がり軸受部６２との剛性比によって容易に変更可能である。目的に応じて変位量のレンジを変更することで、位置決め作業を効率よく行うことができる。
【００９０】
［第七の実施形態］
図１４は、本発明の第七の実施形態に係るマニピュレータシステム１２０の概略図である。本実施形態において、第一ないし第四の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９１】
マニピュレータシステム１２０は、顕微鏡ユニット１３０と、第一のマニピュレータ１４０と、第二のマニピュレータ１５０と、コントローラ１６０と、試料ステージ１７０と、を有する。コントローラ１６０には、例えば、入力手段として、ジョイスティック１６１やボタン１６２などが接続されている。
【００９２】
顕微鏡ユニット１３０は、カメラ１３１と、顕微鏡１３２と、を有する。試料ステージ１７０は、シャーレなどの試料保持部材１７１を支持する。顕微鏡１３２は、試料ステージ１７０の直上に配置される。顕微鏡１３２とカメラ１３１とは一体構造となっている。顕微鏡１３２は、試料保持部材１７１に向けて光を照射する図示略の光源を有する。
【００９３】
試料保持部材１７１には、試料を含む溶液１７２が収容される。試料保持部材１７１の試料に顕微鏡１３２から光が照射され、試料保持部材１７１の試料で反射した光が顕微鏡１３２に入射すると、試料に関する光学像は、顕微鏡１３２で拡大された後カメラ１３１で撮像される。カメラ１３１で撮像された画像を基に試料を観察することができる。
【００９４】
顕微鏡ユニット１３０の両側に第一のマニピュレータ１４０と第二のマニピュレータ１５０とが分かれて配置されている。
【００９５】
第一のマニピュレータ１４０は、ピペット保持部材１４１と、Ｘ‐Ｙ軸テーブル１４４と、Ｚ軸テーブル１４５と、駆動装置１４６と、駆動装置１４７と、を有する。駆動装置１４６は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル１４４を駆動する。駆動装置１４７は、Ｚ軸テーブル１４５を駆動する。ピペット保持部材１４１の先端には、毛細管チップであるキャピラリ１４２が取り付けられている。
【００９６】
ピペット保持部材１４１は、Ｚ軸テーブル１４５に連結されている。Ｚ軸テーブル１４５は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル１４４上に上下動自在に配置されている。駆動装置１４６および駆動装置１４７は、コントローラ１６０に接続されている。
【００９７】
Ｘ‐Ｙ軸テーブル１４４は、駆動装置１４６の駆動によりＸ軸方向またはＹ軸方向に移動する。Ｚ軸テーブル１４５は、駆動装置１４７の駆動によりＺ軸方向に移動する。Ｚ軸テーブル１４５に連結されたピペット保持部材１４１は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル１４４とＺ軸テーブル１４５の移動にしたがって移動し、試料保持部材１７１の試料を、キャピラリ１４２を介して保持する。第一のマニピュレータ１４０は、微小操作対象物の保持に用いられる試料保持用のマニピュレータであり、キャピラリ１４２は、試料保持用のキャピラリである。
【００９８】
Ｘ‐Ｙ軸テーブル１４４とＺ軸テーブル１４５は、キャピラリ１４２を目標位置の近辺まで移動させる粗動機構として機能する。コントローラ１６０によって、目標位置までのおおよその移動量（粗動量）が制御される。
【００９９】
ピペット保持部材１４１には、キャピラリ１４２の位置を微調整してキャピラリ１４２を目標位置に位置決めする微動機構１４３が設けられている。微動機構１４３は、例えば、第一の実施形態に係るアクチュエータ１である。微動機構１４３では、軸部材１０としてキャピラリ１４２が用いられている。微動機構１４３は、キャピラリ１４２の長手方向（軸方向）にキャピラリ１４２の位置を調整する。目標位置までのキャピラリ１４２の微小な移動量（微動量）は、コントローラ１６０によって制御される。
【０１００】
第二のマニピュレータ１５０は、ピペット保持部材１５１と、Ｘ‐Ｙ軸テーブル１５４と、Ｚ軸テーブル１５５と、駆動装置１５６と、駆動装置１５７と、を有する。駆動装置１５６は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル１５４を駆動する。駆動装置１５７は、Ｚ軸テーブル１５５を駆動する。ピペット保持部材１５１の先端には、ガラス製のキャピラリ１５２が取り付けられている。
【０１０１】
ピペット保持部材１５１は、Ｚ軸テーブル１５５に連結されている。Ｚ軸テーブル１５５は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル１５４上に上下動自在に配置されている。駆動装置１５６および駆動装置１５７は、コントローラ１６０に接続されている。
【０１０２】
Ｘ‐Ｙ軸テーブル１５４は、駆動装置１５６の駆動によりＸ軸方向またはＹ軸方向に移動する。Ｚ軸テーブル１５５は、駆動装置１５７の駆動によりＺ軸方向に移動する。Ｚ軸テーブル１５５に連結されたピペット保持部材１５１は、Ｘ‐Ｙ軸テーブル１５４とＺ軸テーブル１５５の移動にしたがって移動し、試料保持部材１７１の試料を人工操作する。第二のマニピュレータ１５０は、微小操作対象物の操作（穿孔など）に用いられる試料操作用のマニピュレータであり、キャピラリ１５２は、試料操作用のキャピラリである。
【０１０３】
Ｘ‐Ｙ軸テーブル１５４とＺ軸テーブル１５５は、キャピラリ１５２を目標位置の近辺まで移動させる粗動機構として機能する。コントローラ１６０によって、目標位置までのおおよその移動量（粗動量）が制御される。
【０１０４】
ピペット保持部材１５１には、キャピラリ１５２の位置を微調整してキャピラリ１５２を目標位置に位置決めする微動機構１５３が設けられている。微動機構１５３は、例えば、第一の実施形態に係るアクチュエータ１である。微動機構１５３では、軸部材１０としてキャピラリ１５２が用いられている。微動機構１５３は、キャピラリ１５２の長手方向（軸方向）にキャピラリ１５２の位置を調整する。目標位置までのキャピラリ１５２の微小な移動量（微動量）は、コントローラ１６０によって制御される。
【０１０５】
本実施形態のマニピュレータシステム１２０では、第一のマニピュレータ１４０と第二のマニピュレータ１５０が、本発明に係るアクチュエータ（アクチュエータ１４３、アクチュエータ１５３）をそれぞれ有する。アクチュエータ１４３とアクチュエータ１５３によって、キャピラリ１４２とキャピラリ１５２の位置が精密に制御される。キャピラリ１４２およびキャピラリ１５２の位置決めの精度は、軸部材であるキャピラリ１４２およびキャピラリ１５２の変位量のレンジによって制御される。本実施形態では、このレンジが図１に示した第一の転がり軸受部６１と第二の転がり軸受部６２との剛性比によって容易に変更可能である。目的に応じて変位量のレンジを変更することで、位置決め作業を効率よく行うことができる。
【０１０６】
［第八の実施形態］
図１５は、本発明の第八の実施形態に係る機械装置１８０の概略図である。本実施形態において、第一ないし第五の実施形態と共通する構成要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０７】
機械装置１８０は、搬送装置１８１と、搬入装置１８７と、搬出装置１８８と、処理装置１８５と、を有する。搬入装置１８７は、ワークＳを搬入位置ＰＪ１に搬入する。搬送装置１８１は、搬入位置ＰＪ１に搬入されたワークＳを処理装置１８５の処理位置ＰＪ２まで搬送する。搬送装置１８１は、処理装置１８１によって処理されたワークＳを処理位置ＰＪ２から搬出位置ＰＪ３まで搬送する。搬出装置１８８は、搬出位置ＰＪ３に搬送されたワークＳを搬出する。
【０１０８】
ワークＳとしては、例えば、半導体ウエハやガラス基板などが用いられるが、ワークＳはこれに限られない。処理装置１８５は、例えば、ワークＳに露光処理などの処理を行うが、処理内容はどのようなものでもよい。搬入装置１８７および搬出装置１８８としては、公知の装置を用いることができる。
【０１０９】
搬送装置１８１は、ワークＳを載置して移動するテーブル１８３を有する。搬送装置１８１は、例えば、第五の実施形態に係る搬送装置１００であり、テーブル１８３は、第五の実施形態に係るテーブル１０６である。そのため、ワークＳの位置決めを精密に制御することができる。テーブル１８３の位置決めの精度は、搬送装置１８１が有する軸部材の変位量のレンジによって制御される。本実施形態では、このレンジが図１２に示した第一の転がり軸受部６５と第二の転がり軸受部６２との剛性比によって容易に変更可能である。目的に応じて変位量のレンジを変更することで、位置決め作業を効率よく行うことができる。
【０１１０】
なお、上述の各実施形態では、第一の転がり軸受部の剛性が第二の転がり軸受部の剛性よりも大きい例を主に説明した。しかし、第一の転がり軸受部の剛性を第二の転がり軸受部の剛性よりも小さくすることもできる。本発明では、第一の転がり軸受部の剛性と第二の転がり軸受部の剛性とが異なっていればよい。この構成によれば、第二の転がり軸受部の外輪を軸方向に変位させたときに、第一の転がり軸受部と第二の転がり軸受部は、互いに異なる大きさで弾性変形する。第二の転がり軸受部の外輪に加えられた変位量は、第一の転がり軸受部の変形量と第二の転がり軸受部の変形量との和に等しく、軸部材の変位量は、第一の転がり軸受部の変形量と一致する。そのため、第一の転がり軸受部と第二の転がり軸受部との剛性比を制御することで、軸部材の変位量のレンジを容易に変更することができる。
【０１１１】
また、上述の各実施形態では、第一の転がり軸受部と第二の転がり軸受部の内輪および外輪の寸法が互いに等しい例を説明した。しかし、第一の転がり軸受部と第二の転がり軸受部の剛性を異ならせるために、第一の転がり軸受部と第二の転がり軸受部の内輪および外輪の寸法を互いに異ならせてもよい。また、外輪駆動部材の一例として圧電素子を例示したが、外輪駆動部材は圧電素子に限らない。電気的または磁気的な力によって外輪を軸方向に変位させるものを外輪駆動部材として用いてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１，２，３，４，１０２，１１２  アクチュエータ
１０  軸部材
２０，２４，３０，３４，７０，７４，８０  転がり軸受
２１，２５，３１，３５，７１，７５，８１  内輪
２２，２６，３２，３６，７２，７６，８２  外輪
４０  外輪駆動部材
５１  内輪間座
６１，６３，６５  第一の転がり軸受部
６２，６４，６６  第二の転がり軸受部
１００，１１０  搬送装置
１４０  第一のマニピュレータ（マニピュレータ）
１５０  第二のマニピュレータ（マニピュレータ）
１８０，１８１  機械装置
ＩＲ  内輪
ＯＲ  外輪
ＲＢ１，ＲＢ２  転がり軸受部
【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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