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JPH07137824A - Object floating device, object conveying device therewith, and method of floating object - Google Patents

Object floating device, object conveying device therewith, and method of floating object

Info

Publication number
JPH07137824A
JPH07137824A JP30578393A JP30578393A JPH07137824A JP H07137824 A JPH07137824 A JP H07137824A JP 30578393 A JP30578393 A JP 30578393A JP 30578393 A JP30578393 A JP 30578393A JP H07137824 A JPH07137824 A JP H07137824A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibrating body
vibrating
traveling
ultrasonic
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30578393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Hashimoto
芳樹 橋本
Ryoji Tsuchiko
良治 土子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaijo Corp
Original Assignee
Kaijo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaijo Corp filed Critical Kaijo Corp
Priority to JP30578393A priority Critical patent/JPH07137824A/en
Priority to US08/220,635 priority patent/US5890580A/en
Publication of JPH07137824A publication Critical patent/JPH07137824A/en
Priority to US08/882,045 priority patent/US5810155A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Jigging Conveyors (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To handle a relatively large and heavy object and provide size and cost reduction of an object floating device which floats an object in the air by forming a vibrating body out of at least one pair of vibrating elements which are disposed in such a manner as their vibrating surfaces may cross each other. CONSTITUTION:This object float-conveying device, which is constituted as an object conveying device, is provided with a vibrating element 1 which is formed into a rectangular plate shape, to whose central part the tip of a horn 2 is linked. The horn 2 is linked with a vibrator 4 which generates ultrasonic vibration as a result of being excited by an oscillator, and amplifies vibration generated by the vibrator 4. A pair of such object floating devices are provided and disposed in such a manner as the vibrating surfaces of the vibrating elements may cross each other, roughly forming a V shape. With this constitution, an object 7c is floated at a distance from the respective vibrating elements 1 with the synthetic force of buoyancy which is generated by the radiation pressure of a sound wave radiated from the respective vibrating elements 1. It is thus possible to convey a relatively large and heavy object 7c.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は物体を空中に浮揚させる
物体浮揚装置及びその方法と、該装置を具備した物体搬
送装置とに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object levitating apparatus and method for levitating an object in the air, and an object carrying apparatus equipped with the apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の装置として、下記の各方
式のものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the following types of devices have been known as this type of device.

【0003】(1)コイルを流れる交流磁界を用いて物
体を磁気的に浮揚、搬送させる方式。 (2)超電導マイスナー効果を利用して浮揚、搬送させ
る方式。 (3)圧搾空気等の加圧気体を用いて浮揚、搬送させる
方式。
(1) A method of magnetically levitating and carrying an object by using an alternating magnetic field flowing through a coil. (2) A method of levitating and carrying using the superconducting Meissner effect. (3) A method of levitating and transporting by using a pressurized gas such as compressed air.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】これら各装置のうち
(1)及び(2)に記載したものにおいては、浮揚、搬
送の対象とする物体が強磁性体や半導体に限られると共
に、磁気を受ける条件下に置くことが好ましくない物体
に関しては適用できないという欠点がある。また、超電
動マイスナー効果を利用する装置についてはコイルを極
低温まで冷却するために高価な冷却液が必要であり且つ
その消耗の問題などからもコストの増大を招来すると共
に、冷却液の安全性についても配慮しなければならず、
しかも、長時間安定した状態で浮揚させ、搬送するため
には装置の規模を極めて大きくしなければならないとい
う問題がある。
In the devices described in (1) and (2) among these devices, the object to be levitated and transported is limited to a ferromagnetic material or a semiconductor, and receives magnetism. The disadvantage is that it cannot be applied to objects that are not desirable to be placed under conditions. In addition, for a device that utilizes the super electric Meissner effect, an expensive cooling liquid is required to cool the coil to an extremely low temperature, and the consumption of the cooling liquid also causes an increase in cost, and the safety of the cooling liquid is high. Must also be considered,
Moreover, there is a problem that the scale of the apparatus must be extremely large in order to levitate and convey the material in a stable state for a long time.

【0005】一方、上記(3)に記載した方式の装置に
おいては、物体の搬送路全面に加圧気体を供給する必要
があり、このために大掛かりな加圧気体供給手段が設け
られ、装置全体としての小型化を図ることが困難である
と共に、供給気体の圧力を広範囲にわたって均一化する
ための制御が容易ではないという問題を擁している。ま
た、該装置においては、いわゆるクリーンルームなど、
雰囲気を清浄に保つべき条件下にて使用される場合、上
記加圧気体供給手段より噴出せられる気体の拡散を防ぐ
ためにこれを吸引回収する手段も必要となり、装置の小
型化を図る上で更なる障害となっていると同時に、気体
の回収を完全に行うことは難しいという問題もある。
On the other hand, in the device of the system described in (3) above, it is necessary to supply the pressurized gas to the entire surface of the conveying path for the object. Therefore, a large-scale pressurized gas supply means is provided, and the entire device is provided. It is difficult to achieve miniaturization as described above, and it is not easy to control the pressure of the supply gas to be uniform over a wide range. Further, in the device, a so-called clean room,
When used under conditions in which the atmosphere should be kept clean, a means for sucking and recovering the gas ejected from the pressurized gas supply means is also necessary in order to prevent the gas from being diffused. However, there is also a problem that it is difficult to completely recover the gas.

【0006】ところで、最近、図21に示す如き装置が
開発されている。なおこの装置は、1983年10月3
日に発行された『日本音響学会講演論文集』の第745
頁及び第746頁において開示されている。
By the way, recently, a device as shown in FIG. 21 has been developed. This device was installed on October 3, 1983.
No. 745 in "The Acoustical Society of Japan"
Page and page 746.

【0007】すなわち、図21において、励振手段10
1により励振される段つき円形振動板102と、これに
対応して配置された反射板103との間に定在波(図示
せず)を生じさせ、発泡スチロールからなる球104
(重さ1.2mg、直径4mm)を複数、音場により浮
揚させている。なお、図21において、重力方向を矢印
gにて示している。この場合、各球104は空中超音波
の波長の1/2間隔で静止し、その位置は音圧の谷であ
ることが判明したとされている。また、浮揚可能な球の
大きさは1/2波長以下がよく、その重さは音圧に関係
するとされている。
That is, in FIG. 21, the excitation means 10
1. A standing wave (not shown) is generated between the stepped circular vibration plate 102 excited by 1 and the reflecting plate 103 arranged corresponding to the vibration plate 102, and a sphere 104 made of expanded polystyrene is formed.
A plurality of (weight 1.2 mg, diameter 4 mm) are levitated by the sound field. Note that, in FIG. 21, the direction of gravity is indicated by an arrow g. In this case, each sphere 104 is said to be stationary at an interval of 1/2 of the wavelength of the aerial ultrasonic wave, and its position has been found to be a valley of sound pressure. The size of the levitating sphere is preferably 1/2 wavelength or less, and its weight is related to sound pressure.

【0008】しかしながら、このように定在波を用い、
その節の位置に物体を静止させる構成の装置において
は、現在、供試体としての球104は極めて軽量なもの
に限られ、重量の大きな物体を浮揚させるには振動板1
02の振動振幅を極めて大きくしなければならない。従
って、振動板102やホーン101a(図21参照)の
応力的な破壊に鑑みれば、重量物を長時間安定して浮揚
させることは困難であり、実用化には遠いものと考えら
れる。また、かかる構成において、音波を集束させて強
力音波にする方法を採用し、比較的重い物体でも浮揚を
可能にすることも考えられるが、これでは振動板102
の直径に比べ小さな面積に音波が作用することとなり、
結果として小径の物体しか扱うことができない。
However, using the standing wave in this way,
In an apparatus configured to make an object stand still at the position of the node, the sphere 104 as the sample is currently limited to an extremely lightweight object, and the diaphragm 1 is used to levitate a heavy object.
The vibration amplitude of 02 must be extremely large. Therefore, in view of the stress-like destruction of the diaphragm 102 and the horn 101a (see FIG. 21), it is difficult to stably levitate a heavy object for a long time, and it is considered far from practical use. Further, in such a configuration, it is conceivable to adopt a method of converging a sound wave into a strong sound wave so that even a relatively heavy object can be levitated.
Sound waves will act on a smaller area than the diameter of
As a result, only small diameter objects can be handled.

【0009】そこで本発明は、上記従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであって、扱う物体の材質等の制約が
ないと同時に比較的大きな重量及び寸法の物体を取り扱
え、且つ、小型にしてコストが安く、しかも安全性等の
面からも好適であり、制御も容易な物体浮揚装置及び該
装置を具備した物体搬送装置並びに物体浮揚方法を提供
することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and is capable of handling an object having a relatively large weight and size without being restricted by the material or the like of the object to be handled, and downsizing the object. It is an object of the present invention to provide an object levitation device that is low in cost, suitable from the viewpoint of safety, etc., and easy to control, an object transporting device including the device, and an object levitation method.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による物体浮揚装
置は、振動体と、該振動体を励振する超音波励振手段と
を備え、振動体の音波の放射圧により該振動体の表面上
において物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記
振動体は振動面が互いに交差するように配された少なく
とも1組の振動体で構成されたものである。また、本発
明に係る物体搬送装置は、振動面が互いに交差するよう
に配された少なくとも1組の振動体と、該振動体を励振
する超音波励振手段と、該振動体を走行させる走行手段
とを備え、該振動体の音波の放射圧により該振動体の表
面上において物体を浮揚させ、走行させるように構成し
たものである。更に、本発明に係る物体浮揚方法は、振
動体を互いに交差する方向から励振し、該振動体の音波
の放射圧により該振動体の表面上において物体を浮揚さ
せるようにしたものである。
An object levitating apparatus according to the present invention comprises a vibrating body and an ultrasonic wave exciting means for exciting the vibrating body, and on the surface of the vibrating body by radiation pressure of sound waves of the vibrating body. An object levitating apparatus for levitating an object, wherein the vibrating body is composed of at least one set of vibrating bodies arranged such that vibrating surfaces thereof intersect with each other. Further, the object transporting device according to the present invention includes at least one set of vibrating bodies arranged such that vibrating surfaces intersect with each other, ultrasonic excitation means for exciting the vibrating body, and traveling means for causing the vibrating body to travel. And a structure in which an object is levitated on the surface of the vibrating body by the radiation pressure of the sound wave of the vibrating body and the object is caused to run. Further, the object levitating method according to the present invention is such that the vibrating bodies are excited from directions intersecting with each other and the object is levitated on the surface of the vibrating body by the radiation pressure of the sound waves of the vibrating body.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0012】図1乃至図3は、本発明の第1実施例とし
ての物体搬送装置を示すものである。
1 to 3 show an object transporting apparatus as a first embodiment of the present invention.

【0013】図示のように、当該物体搬送装置は、矩形
板状に形成された振動体1を有している。この振動体1
は例えばその中心部にてホーン2の先端に螺子3(図2
に図示)により締結されている。ただし、振動体1の形
状に関しては、平板状に限らず、その用途等に応じて適
宣可変である。また、ホーン2に対する振動体1の取付
けについても、ロウ付けや溶接など、他の種々の手段を
用いてよく、取付位置も可変である。なお、図1におい
て、ホーン2による超音波振動の振動方向を矢印Uにて
示す。このように、ホーン2は縦振動を行う。振動体1
の長さL(図2参照)及び幅Bは、ホーン2から伝達さ
れる振動に基づく撓み振動の共振長に定められ、図1に
示す撓み曲線Aのような撓み振動をする。
As shown in the figure, the object transporting device has a vibrating body 1 formed in a rectangular plate shape. This vibrator 1
The screw 3 (see FIG.
(Shown in FIG. 1). However, the shape of the vibrating body 1 is not limited to the flat plate shape, and can be appropriately changed depending on the application and the like. The vibrating body 1 may be attached to the horn 2 by using various other means such as brazing or welding, and the attaching position is variable. In FIG. 1, an arrow U indicates the vibration direction of ultrasonic vibration generated by the horn 2. In this way, the horn 2 vibrates vertically. Vibrating body 1
2 has a length L (see FIG. 2) and a width B, which are determined by the resonance length of the flexural vibration based on the vibration transmitted from the horn 2, and the flexural vibration as shown by the flexural curve A in FIG.

【0014】因に、本実施例の振動体1は、その長さL
が434mm、幅Bが154mm、厚みt(図1に図
示)が3mmとなされ、素材としてジュラルミンが用い
られている。また、ホーン2については、約19.4k
Hzで励振され、先端には振幅が32μmp−p程度の
振動がのせられる。これらの設定により、振動体1の振
動の節はその長さ方向において約54.25mm、幅方
向においては約19.25mmの間隔で現れ、格子状の
振動モードにて振動する。なお、振動体1の各寸法、共
振周波数及びその振幅並びに振動モードの形態について
は、適宣設定することができ、例えば長さLに関しては
1000mm以上とすることが可能である。
Incidentally, the vibrating body 1 of this embodiment has a length L.
Is 434 mm, the width B is 154 mm, and the thickness t (shown in FIG. 1) is 3 mm, and duralumin is used as a material. For the horn 2, about 19.4k
It is excited at Hz, and a vibration having an amplitude of about 32 μmp-p is placed on the tip. With these settings, the vibration nodes of the vibrating body 1 appear at intervals of about 54.25 mm in the length direction and about 19.25 mm in the width direction, and vibrate in a lattice-like vibration mode. The dimensions of the vibrating body 1, the resonance frequency and its amplitude, and the form of the vibration mode can be appropriately set, and for example, the length L can be set to 1000 mm or more.

【0015】図1に示すように、ホーン2は、振動体1
に対する結合部とは反対側において振動子4と結合され
ている。この振動子4の電極4aと発振器5とが接続さ
れており、振動子4は該発振器5によって励振されて超
音波振動を発生する。ホーン2は、この振動子4が発す
る振動を機械的に増幅するものである。なお、ホーン2
にはフランジ部2bが形成されており、振動子4及び該
ホーン2を内蔵するケース6に対して該フランジ部2b
がパッキン2cを介して締結されている。
As shown in FIG. 1, the horn 2 includes a vibrator 1
Is coupled to the vibrator 4 on the side opposite to the coupling portion for. The electrode 4a of the oscillator 4 is connected to the oscillator 5, and the oscillator 4 is excited by the oscillator 5 to generate ultrasonic vibration. The horn 2 mechanically amplifies the vibration generated by the vibrator 4. The horn 2
Is formed with a flange portion 2b, and the flange portion 2b is attached to the case 6 containing the vibrator 4 and the horn 2.
Are fastened via packing 2c.

【0016】上述したホーン2と、振動子4と、発振器
5と、これらに関連する周辺の部材を、超音波励振手段
と総称する。
The above-mentioned horn 2, oscillator 4, oscillator 5, and peripheral members related to these are collectively referred to as ultrasonic excitation means.

【0017】図2及び図3に示すように、搬送されるべ
き物体7の搬送路両側に沿って板状の音波反射部材8が
配置されており、且つ、ケース6に取り付けられてい
る。
As shown in FIGS. 2 and 3, plate-shaped sound wave reflecting members 8 are arranged along both sides of the conveying path of the object 7 to be conveyed, and are attached to the case 6.

【0018】次に、以上のような構成よりなる物体搬送
装置の作用について説明する。
Next, the operation of the object transporting device having the above structure will be described.

【0019】まず、当該物体搬送装置が含む物体浮揚装
置としての作用について説明する。
First, the operation of the object levitation device included in the object transport device will be described.

【0020】まず、装置の作動に際し、図1に示すよう
に、振動体1が仮想水平面10に対して平行となるよう
に装置の姿勢が調整される。この状態で給電がなされ、
発振器5により振動子4が励振され、ホーン2が縦振動
して該ホーンを通じて振動体1が励振されて撓み振動を
行う。振動体1が撓み振動を行うことにより、該振動体
1より音波(図示せず)が放射される。
First, when the apparatus is operated, as shown in FIG. 1, the attitude of the apparatus is adjusted so that the vibrating body 1 is parallel to the virtual horizontal plane 10. Power is supplied in this state,
The oscillator 4 excites the vibrator 4, the horn 2 vertically vibrates, and the vibrating body 1 is excited through the horn to perform flexural vibration. When the vibrating body 1 performs flexural vibration, sound waves (not shown) are emitted from the vibrating body 1.

【0021】上記のように振動体1が振動を開始した
後、物体7を振動体1上に持ち来し、静かに手を離す。
但し、物体7は、振動体1の振動開始以前に予め振動体
1上に載置しておいてもよい。
After the vibrating body 1 starts to vibrate as described above, the object 7 is brought onto the vibrating body 1 and the hand is gently released.
However, the object 7 may be placed on the vibrating body 1 in advance before the vibration of the vibrating body 1 is started.

【0022】図4は図1における部分Eを拡大したもの
であるが、該図から明らかなように、振動体1より発せ
られる音波の放射圧によって、物体7は該振動体1の表
面から距離e1 を隔てた状態で浮揚する。ここで、この
浮揚距離e1 は、未だ音波を発することなく静止した状
態の振動体1の表面を0(ゼロ)とし、これを基準とし
た距離である。また、振動体1の面積が小さければ、振
動体1は撓み振動をせずにホーン2より付与される縦振
動そのものの振動モードで振動するが、この場合も物体
7は同様に浮揚する。なお、超音波励振手段への給電を
断てば振動体1よりの音波は直ちに停止し、物体7は振
動体1に接触する。
FIG. 4 is an enlarged view of the portion E in FIG. 1. As is apparent from the figure, the object 7 is separated from the surface of the vibrating body 1 by the radiation pressure of the sound wave emitted from the vibrating body 1. Levitate with e 1 separated. Here, the levitation distance e 1 is a distance with reference to 0 (zero) on the surface of the vibrating body 1 which is still without emitting sound waves. If the area of the vibrating body 1 is small, the vibrating body 1 vibrates in the vibration mode of longitudinal vibration itself applied from the horn 2 without causing flexural vibration, but in this case as well, the object 7 levitates similarly. If the power supply to the ultrasonic wave excitation means is cut off, the sound wave from the vibrating body 1 is immediately stopped, and the object 7 contacts the vibrating body 1.

【0023】図1乃至図4に示した物体7は、単に平板
状で比較的軽量のもの、例えば名刺や、合成樹脂製ある
いは金属製の薄板等を想定している。これらの物体は、
本実施例で示した装置を試作し、供試体として浮揚させ
てみたものであるが、この他、図5に示すような形態の
物体7についても実験を行った。すなわち、平板状のキ
ャリア7aと、該キャリア7a上に担持された重量物7
bとからなるものである。図5において、この場合のキ
ャリア7aと振動体1との距離をe2 にて示している。
なお、このようなキャリア7aを必要とする重量物7b
としては、球形に近いものあるいは凹凸を有するものな
ど自体のみにては浮揚し得ない物体や、容器に収容した
状態の粉体又は液体等が挙げられる。但し、自体の底面
が平坦であればキャリア7aを外して該重量物7bのみ
にても浮揚する故、そのような重量物7bについては自
体のみの浮揚実験をも行った他、種々の物体についても
実験を行った。
The object 7 shown in FIGS. 1 to 4 is assumed to be simply a flat plate and relatively lightweight, such as a business card or a thin plate made of synthetic resin or metal. These objects are
The device shown in this example was prototyped and was levitated as a sample, but in addition to this, an experiment was also conducted on an object 7 having a configuration as shown in FIG. That is, the flat carrier 7a and the heavy object 7 carried on the carrier 7a
and b. In FIG. 5, the distance between the carrier 7a and the vibrating body 1 in this case is indicated by e 2 .
It should be noted that a heavy object 7b that requires such a carrier 7a
Examples of the object include an object that cannot be floated by itself, such as an object having a nearly spherical shape or an object having irregularities, and a powder or liquid in a state of being contained in a container. However, if the bottom surface of itself is flat, the carrier 7a is removed and only the heavy object 7b is levitated. Therefore, with respect to such a heavy object 7b, a levitation experiment of itself is also performed, and various objects are Also conducted an experiment.

【0024】上記の実験の結果、浮揚に供する供試体の
材質には何等制約されることがなく、どのような物体で
も浮揚することが判明した。また、軽量なものから重い
ものに亘り幅広く実験を行ったが、軽量物については勿
論浮揚し、重量物に関しては実験中最大のもので直径が
約140mm、重量が約3.26Kgの金属製の物体が
浮揚し、これから、振動体1よりの音波の放射圧によっ
て物体が受ける最大浮力を計算すると21.4g/cm
2 となった。よって、振動体1の表面積よりこの数値を
換算すると、仮に振動体1の全面に亘って延在するよう
な物体であれば、その物体の重量が14.3Kgでも浮
揚可能となる。ただし、比較的軽量の物体を浮揚させる
際は装置に加える振動系への入力電力は130Wで済ん
だが、上記のように重い物体を浮揚させる場合には16
0Wを要した。
As a result of the above experiment, it was found that any material can be levitated without any restrictions on the material of the specimen to be levitated. In addition, we conducted a wide range of experiments from light to heavy, but of course, the lightest material levitated, and the heaviest material was the largest in the experiment, with a diameter of about 140 mm and a weight of about 3.26 kg made of metal. The object floats, and the maximum buoyancy that the object receives due to the radiation pressure of the sound wave from the vibrating body 1 is calculated to be 21.4 g / cm.
Became 2 . Therefore, if this value is converted from the surface area of the vibrating body 1, if the object extends over the entire surface of the vibrating body 1, it becomes possible to levitate even if the weight of the object is 14.3 kg. However, the input power to the vibration system applied to the device was 130 W when levitating a relatively lightweight object, but 16 W is required when levitating a heavy object as described above.
It required 0W.

【0025】また、前述したように、浮揚実験にはさま
ざまな材質の物体が供されたが、振動体1の表面と対向
する底面の平面精度が高いものほど、重量が大きくとも
浮揚することが判明した。ただし、振動体1の表面の平
面精度が高いこと、また、装置全体の安定性が重要であ
ることも確認された。
As described above, although objects of various materials were provided in the levitation experiment, the higher the plane accuracy of the bottom surface facing the surface of the vibrating body 1, the higher the weight, the more levitated. found. However, it was also confirmed that the flatness of the surface of the vibrating body 1 is high and the stability of the entire device is important.

【0026】上記から明らかなように、本発明に係る装
置においては、磁性体であるや否やなど、扱う物体の材
質等の制約を受けることがなく、また、磁界中におくこ
とができないもの等、あらゆる物体を浮揚させ、後述の
ように搬送することができる。また、扱う物体の重量及
び寸法が比較的大きくとも、浮揚させ、搬送することが
できるものである。
As is apparent from the above, in the device according to the present invention, there is no restriction on the material of the object to be handled such as the magnetic substance, and the device which cannot be placed in the magnetic field. , Any object can be levitated and transported as described below. Further, even if the weight and size of the object to be handled are relatively large, it can be levitated and transported.

【0027】続いて、上述した物体浮揚装置を含む物体
搬送装置の作用について説明する。この物体搬送装置
は、前述した物体浮揚装置の構成に、浮揚した状態の物
体7を走行させる走行手段を付加させたものである。
Next, the operation of the object transporting device including the above-mentioned object levitation device will be described. This object transporting device is obtained by adding traveling means for traveling the levitated object 7 to the configuration of the object levitation device described above.

【0028】この走行のための手段の一例として、図6
に示すような構成を採用している。すなわち、振動体1
の表面が仮想水平面10に対して角度θ1 だけ傾斜する
ようになされる。この傾斜θ1 により、物体7に重力に
基づく加速度が生じ、走行する訳である。但し、角度θ
1 については実験では1〜5°に設定された。かかる構
成の場合、物体7を走行させるための駆動源を特に必要
とせず、単に装置を傾けるだけでよいため、装置全体と
しての小型化及びコストの低減が図り易くなっている。
なお、前述したように、超音波励振手段への給電を断て
ば物体7は瞬時に振動体1に接触し、摩擦抵抗により停
止する。
FIG. 6 shows an example of means for this traveling.
The configuration shown in is adopted. That is, the vibrating body 1
Is inclined at an angle θ 1 with respect to the virtual horizontal plane 10. This inclination θ 1 causes acceleration due to gravity in the object 7, and the object 7 travels. However, the angle θ
It is set to 1 to 5 ° in the experiment for 1. In the case of such a configuration, since a drive source for moving the object 7 is not particularly required and the device is simply tilted, it is easy to reduce the size and cost of the entire device.
As described above, if the power supply to the ultrasonic wave excitation means is cut off, the object 7 instantly contacts the vibrating body 1 and stops due to frictional resistance.

【0029】ところで、上記のようにして物体7が搬送
される際、下記の作用によって搬送路からの逸脱が防止
される。
By the way, when the object 7 is conveyed as described above, deviation from the conveying path is prevented by the following action.

【0030】すなわち、図2及び図3に示すように、該
搬送路の両側に沿って音波反射部材8が配設されてい
る。図3から明らかなように、これらの音波反射部材8
は振動体1とは非接触の状態であり、図において矢印に
て示すように振動体1の下面より放射される音波を反射
しつつ上記搬送路の側方へと導く。搬送路の側方にはこ
のように導かれた音波が存在することとなるため、これ
が壁となり、物体7が搬送路から逸脱しようとするとこ
れを押し戻す作用をなす。よって物体7が搬送路から逸
脱することがない。また、かかる構成によれば、物体7
は音波反射部材8と接触することがない。但し、このよ
うな音波反射部材8を設けずとも、振動体1の縁からは
み出そうとした物体7が、該振動体1自体が放射する音
波の作用によって内側に引き戻される作用があることが
確認されている。
That is, as shown in FIGS. 2 and 3, the sound wave reflecting members 8 are arranged along both sides of the conveying path. As is clear from FIG. 3, these sound wave reflection members 8
Is in a non-contact state with the vibrating body 1, and guides the sound wave emitted from the lower surface of the vibrating body 1 to the lateral side of the conveying path while reflecting as shown by the arrow in the figure. Since the sound wave guided in this way exists on the side of the transport path, this becomes a wall, and when the object 7 tries to deviate from the transport path, it acts to push it back. Therefore, the object 7 does not deviate from the transport path. Further, according to this configuration, the object 7
Does not come into contact with the sound wave reflection member 8. However, even if such a sound wave reflection member 8 is not provided, it is confirmed that the object 7 that is about to protrude from the edge of the vibrating body 1 is pulled back inward by the action of the sound wave emitted by the vibrating body 1 itself. Has been done.

【0031】次に、上述のように重力を利用して物体7
を走行させる形式とは異なる走行手段を夫々備えた他の
物体搬送装置について説明する。なお、これら各物体搬
送装置は、以下に説明する部分以外は図1乃至図3並び
に図6に示した第1実施例としての物体搬送装置と同様
に構成されているので、装置全体としての説明は重複す
る故に省略し、要部のみの説明に留める。また、以下の
説明において。図1乃至図3並びに図6に示した物体搬
送装置の構成部材と同一の構成部材については同じ参照
符号を用いて示している。
Next, as described above, the object 7 is utilized by utilizing gravity.
A description will be given of another object transporting device, each of which has a traveling means different from the traveling type. It should be noted that each of these object transporting devices is configured in the same manner as the object transporting device as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 and 6 except for the portions described below, so the description of the entire device will be given. Since they are duplicated, they are omitted and only the description of the essential parts is given. Also in the following description. The same components as those of the object transporting device shown in FIGS. 1 to 3 and 6 are denoted by the same reference numerals.

【0032】図7に、本発明の第2実施例としての物体
搬送装置の要部を示す。
FIG. 7 shows the essential parts of an object transporting device as a second embodiment of the present invention.

【0033】図示のように、当該物体搬送装置において
は、振動体1が、仮想水平面10に対して平行となされ
ている。そして、物体7を走行させる走行手段が、該物
体7が走行すべき方向に沿って互いに所定間隔を隔てて
並設された複数のノズル15を有している。これらのノ
ズル15は例えば振動体1の上方に配設され、斜め後方
より物体7に向けて圧搾空気を噴出する。物体7はこの
噴出する圧搾空気によって加速され、搬送される。これ
らのノズル15と、該ノズル15に圧搾空気を供給する
コンプレッサ(図示せず)等とによって、上記走行手段
として作用する気体噴射手段が構成されている。なお、
加圧して噴射される気体は、空気に限らず、用途に応じ
て、また、雰囲気等の環境に及ぼす影響が許容されるな
らば、種々のものが使用可能である。
As shown in the figure, in the object transporting apparatus, the vibrating body 1 is parallel to the virtual horizontal plane 10. The traveling means for traveling the object 7 has a plurality of nozzles 15 arranged in parallel at predetermined intervals along the direction in which the object 7 should travel. These nozzles 15 are arranged, for example, above the vibrating body 1 and eject the compressed air toward the object 7 from diagonally behind. The object 7 is accelerated and conveyed by the jetted compressed air. These nozzles 15 and a compressor (not shown) that supplies compressed air to the nozzles 15 constitute gas injection means that functions as the traveling means. In addition,
The gas to be pressurized and injected is not limited to air, and various types can be used depending on the application and if the influence on the environment such as the atmosphere is allowed.

【0034】図8は、本発明の第3実施例としての物体
搬送装置の要部を示すものである。上記図7に示す物体
搬送装置においては気体の噴射によって物体7を走行さ
せているが、当該装置においては物体7に対して超音波
を放射し、これを推進力として走行させる。
FIG. 8 shows the essential parts of an object transporting device as a third embodiment of the present invention. In the object transporting device shown in FIG. 7, the object 7 is made to travel by jetting gas, but in this device, ultrasonic waves are radiated to the object 7 and the object 7 is made to travel with propulsive force.

【0035】すなわち、図示のように、振動体1の上方
に、物体7が走行すべき方向に沿って複数の超音波放射
器20が等間隔にて並べて設けられている。そしてこれ
らの超音波放射器20は、各々が具備した振動板20a
より放射する超音波21が斜め前下方に指向するように
傾斜した状態に設置されている。
That is, as shown in the figure, a plurality of ultrasonic radiators 20 are arranged at equal intervals above the vibrating body 1 along the direction in which the object 7 should travel. The ultrasonic radiators 20 are provided with the diaphragms 20a provided respectively.
The ultrasonic waves 21 radiated more are installed in a state of being inclined so as to be directed obliquely downward and forward.

【0036】かかる構成においては、物体7は各超音波
放射器20より発せられる音波の放射圧により加速さ
れ、搬送される。
In such a structure, the object 7 is accelerated and conveyed by the radiation pressure of the sound waves emitted from each ultrasonic radiator 20.

【0037】図9に、本発明の第4実施例としての物体
搬送装置の要部を示す。図8に示した物体搬送装置にお
いては物体7の推進のために超音波放射器20を設けて
いるが、本装置においては振動体1自体が発する音波を
物体推進用として活用している。
FIG. 9 shows the essential parts of an object transporting device as a fourth embodiment of the present invention. Although the ultrasonic wave radiator 20 is provided to propel the object 7 in the object transporting device shown in FIG. 8, the sound wave generated by the vibrating body 1 itself is utilized for object propulsion in this device.

【0038】図示のように、本実施例においては、振動
体1の上方に、物体7が走行すべき方向に沿って複数の
平板状の反射部材25が並べて設けられている。各反射
部材25は振動体1の表面に対してθ2 の角度をなすよ
うに、且つ前方が高くなるように傾けて設置されてい
る。よって、振動体1より上方に向けて放射された音波
26aはこれら反射部材25にて反射し、斜め前下方向
に向って進む。物体7はこの反射波26bにより加速さ
れ、搬送される。
As shown in the figure, in this embodiment, a plurality of flat plate-like reflecting members 25 are provided above the vibrating body 1 along the direction in which the object 7 should travel. Each reflecting member 25 is installed so as to make an angle of θ 2 with respect to the surface of the vibrating body 1 and tilt so that the front is higher. Therefore, the sound wave 26a radiated upward from the vibrating body 1 is reflected by these reflecting members 25 and travels obliquely forward and downward. The object 7 is accelerated and conveyed by this reflected wave 26b.

【0039】なお、本実施例においては複数の反射部材
25を個別に設けたが、この他、複数の傾斜部を波状に
形成した長尺の反射部材(図示せず)を1つのみ設ける
構成としてもよい。
Although a plurality of reflecting members 25 are individually provided in the present embodiment, in addition to this, only one long reflecting member (not shown) having a plurality of inclined portions formed in a wave shape is provided. May be

【0040】また、図7乃至図9に夫々示した第2乃至
第4実施例においては、ノズル15、超音波放射器20
及び反射部材25を物体搬送路に沿って各々複数並べて
設けているが、これらを単一として、搬送すべき物体7
を追うように移動させる構成とすることも可能である。
Further, in the second to fourth embodiments shown in FIGS. 7 to 9, respectively, the nozzle 15 and the ultrasonic radiator 20 are provided.
And a plurality of reflecting members 25 are provided side by side along the object transporting path, but these are considered as a single object 7 to be transported.
It is also possible to adopt a configuration in which it is moved so as to follow.

【0041】図10は、本発明の第5実施例としての物
体搬送装置を示すものである。当該物体搬送装置におい
ては、物体7を走行させる走行手段が下記のように構成
されている。
FIG. 10 shows an object transporting apparatus as a fifth embodiment of the present invention. In the object transporting apparatus, the traveling means for traveling the object 7 is configured as described below.

【0042】図示のように、振動体1を励振する超音波
励振手段30が該振動体1の右端側に設置され、左端側
に、該超音波励振手段30とほぼ同様の構成を有するエ
ネルギー変換手段31が配置されている。このエネルギ
ー変換手段31は、超音波励振手段30により励振され
た振動体1が発する超音波のエネルギーを再び電気エネ
ルギーに戻すべく変換するものである。具体的には、該
エネルギー変換手段31が具備する振動子4の電極4a
に、抵抗R及びコイルLからなる回路が接続されてお
り、機械的エネルギーとしての超音波エネルギーより変
換された電気エネルギーはこの回路を経ることにより更
にジュール熱に変換され、放散される。
As shown in the figure, an ultrasonic wave exciting means 30 for exciting the vibrating body 1 is installed on the right end side of the vibrating body 1, and an energy converting means having a structure similar to that of the ultrasonic wave exciting means 30 on the left end side. Means 31 are arranged. The energy converting means 31 is for converting the energy of the ultrasonic wave emitted by the vibrating body 1 excited by the ultrasonic wave exciting means 30 into electric energy again. Specifically, the electrode 4a of the vibrator 4 included in the energy conversion means 31
A circuit composed of a resistor R and a coil L is connected to the electric energy, and electric energy converted from ultrasonic energy as mechanical energy is further converted into Joule heat by passing through this circuit and dissipated.

【0043】かかる構成においては、超音波励振手段と
同時にこのエネルギー変換手段31を作用させれば、矢
印Sにて示すように、振動体1に生ずる撓み振動の波が
進行波となる。物体7は、この進行波に載る状態にて走
行する。
In this structure, when the energy converting means 31 is actuated at the same time as the ultrasonic wave exciting means, as shown by the arrow S, the flexural vibration wave generated in the vibrating body 1 becomes a traveling wave. The object 7 travels on the traveling wave.

【0044】図11に、本発明の第6実施例としての物
体搬送装置の要部を示す。
FIG. 11 shows a main part of an object transporting device as a sixth embodiment of the present invention.

【0045】図示のように、当該物体搬送装置において
は、物体7の走行のための手段として、物体1の走行方
向側に重り32を搭載させることが行われる。このよう
に重りを載せると、物体7は該物体の走行方向側とその
反対方向側とで重量配分が異なり浮揚した状態にて傾斜
する。すると、振動体1より上方に向けて放射された音
波(図示せず)は物体7の下面にて反射し、その反射波
(図示せず)が斜め後下方向に向かって進む。物体7は
この反射波による推進力によって加速され、走行する。
なお、このような重り32を用いず、物体7自体につい
て走行方向側とその反対方向側との厚さを変えるなどし
て重量配分を異ならしめて傾斜させてもよい。
As shown in the figure, in the object transporting apparatus, a weight 32 is mounted on the running direction side of the object 1 as a means for running the object 7. When the weight is placed in this manner, the object 7 tilts in a levitated state because the weight distribution is different between the traveling direction side of the object and the opposite direction side thereof. Then, a sound wave (not shown) radiated upward from the vibrating body 1 is reflected by the lower surface of the object 7, and the reflected wave (not shown) travels obliquely backward and downward. The object 7 is accelerated by the propulsive force of this reflected wave and travels.
Instead of using the weight 32, the weight distribution of the object 7 itself may be changed by changing the thickness between the traveling direction side and the opposite direction side, and the object 7 may be tilted.

【0046】図12は、本発明の第7実施例としての物
体搬送装置の要部を示すものである。
FIG. 12 shows the essential parts of an object transporting device as a seventh embodiment of the present invention.

【0047】図示するように、この物体搬送装置におい
ては、物体7を走行させるための手段として、物体7の
後部下面に凹凸7dが形成されている。図13から明ら
かなように、この凹凸7dは例えば、該物体7が走行す
べき方向において鉛直面7e及び傾斜面7fとを交互に
且つ連続的に形成することによりなる。そして、該傾斜
面7fは、振動体1の表面に対してθ3 の角度をなすよ
うに、且つ前方が低くなるように形成されている。よっ
て、振動体1より上方に向けて放射された音波26aは
これら傾斜面7fにて反射し、斜め後下方向に向って進
む。物体7はこの反射波26bによる推進力によって加
速され、走行する。
As shown in the figure, in this object transporting device, unevenness 7d is formed on the rear lower surface of the object 7 as means for moving the object 7. As is apparent from FIG. 13, the unevenness 7d is formed by alternately and continuously forming vertical surfaces 7e and inclined surfaces 7f in the direction in which the object 7 should travel. The inclined surface 7f is formed so as to form an angle of θ 3 with respect to the surface of the vibrating body 1 and lower toward the front. Therefore, the sound wave 26a radiated upward from the vibrating body 1 is reflected by these inclined surfaces 7f and travels obliquely rearward and downward. The object 7 is accelerated by the propulsive force of the reflected wave 26b and travels.

【0048】ところで、図2及び図3に示すように、前
述した各実施例の物体搬送装置においては、物体7の搬
送路からの逸脱を防止するために、搬送路に沿って音波
反射部材8を設け、振動体1の下面側より発せられて該
音波反射部材8に沿って反射された音波を壁として作用
させている。かかる構成により、ある程度の質量までの
物体に対処し得るのであるが、物体7の質量がかなり大
きくなると搬送路外に逸脱しようとする時の慣性も大き
く、音波の壁のみにてはこれを規制することは困難であ
る。そこで図14に示す構成を付加することが行われ
る。
By the way, as shown in FIGS. 2 and 3, in the object transporting device of each of the above-described embodiments, in order to prevent the object 7 from deviating from the transport path, the sound wave reflecting member 8 is provided along the transport path. Is provided, and the sound waves emitted from the lower surface side of the vibrating body 1 and reflected along the sound wave reflecting member 8 act as walls. With such a configuration, it is possible to deal with an object up to a certain mass, but when the mass of the object 7 becomes considerably large, the inertia when trying to deviate from the conveyance path is large, and this is restricted only by the sound wave wall. Is difficult to do. Therefore, the configuration shown in FIG. 14 is added.

【0049】図14に示すように、重量が大きい物体7
(例えば重量物7bのみからなる)の搬送路の両側に、
平板状の逸脱防止部材35を配設している。よって、物
体7は搬送路から逸脱しようとするとこの逸脱防止部材
35の内側面に極く軽く接触し、逸脱が回避される。
As shown in FIG. 14, a heavy object 7
On both sides of the transport path of (for example, only heavy goods 7b),
A flat plate-shaped deviation prevention member 35 is provided. Therefore, when the object 7 tries to deviate from the transport path, it comes into very light contact with the inner surface of the deviation prevention member 35, and the deviation is avoided.

【0050】前述した各実施例においては、1台の物体
搬送装置について示したが、図15に示すように、2台
またはそれ以上の物体搬送装置を、その各々の搬送路が
連続するように直列に並べて設置することができる。こ
のように、搬送路の長さを自在に設定することができ、
自由度が大きく、汎用性に優れている。
In each of the above-described embodiments, one object conveying device is shown, but as shown in FIG. 15, two or more object conveying devices are arranged so that their respective conveying paths are continuous. It can be installed side by side in series. In this way, you can freely set the length of the transport path,
Great flexibility and versatility.

【0051】図16は本発明の第8実施例としての物体
浮揚装置の要部を示している。この物体浮揚装置は、超
音波励振手段のホーン2の先端に、平板状の振動体1を
その仮想平面がホーン2の振動方向Uに対して垂直とな
るように結合された前記図1に示すような物体浮揚装置
を交差するように一組設けたもので、本実施例では各々
の振動体1の振動面が互いに略V字状を呈するように配
置されている。従って、この振動体1内に配された物体
7cは、各々の振動体1から放射される音波の放射圧に
より浮力を受け、その合成力によって図16に示すよう
に各々の振動体1から離間した状態で浮揚される。この
とき、被浮揚物体7cは、両側の振動体1から相反する
水平方向(図16上で左右方向)の力を受け、そのバラ
ンスで水平方向に支持され、両側の振動体1面は非接触
の状態で浮揚することとなる。また、被浮揚物体7c
は、図16に示すように振動体1表面と平行な対向面を
有する断面略V字形状を呈していることが望ましいが、
必ずしもこの形状に特定されるわけではない。
FIG. 16 shows a main part of an object levitation device as an eighth embodiment of the present invention. This object levitation device is shown in FIG. 1 in which a flat plate-shaped vibrating body 1 is connected to the tip of a horn 2 of an ultrasonic wave exciting means so that its virtual plane is perpendicular to the vibration direction U of the horn 2. A set of such object levitation devices are provided so as to intersect with each other, and in the present embodiment, the vibrating surfaces of the respective vibrating bodies 1 are arranged so as to be substantially V-shaped. Therefore, the object 7c arranged in the vibrating body 1 receives a buoyant force due to the radiation pressure of the sound wave emitted from each vibrating body 1, and is separated from each vibrating body 1 by the combined force as shown in FIG. Levitated in the state of being. At this time, the levitated object 7c receives forces in opposite horizontal directions (horizontal direction in FIG. 16) from the vibrating bodies 1 on both sides, and is supported in the horizontal direction by its balance, and the vibrating body 1 surfaces on both sides are in non-contact. It will be levitated in the state of. In addition, the levitated object 7c
Preferably has a substantially V-shaped cross section having an opposing surface parallel to the surface of the vibrating body 1 as shown in FIG.
The shape is not necessarily specified.

【0052】図17は上記物体浮揚装置を複数個並設し
たもので、振動体1が図に示すように、直線上に連続配
置されると、所望の長さの物体7を容易に浮揚支持する
ことができる。
FIG. 17 shows a plurality of the object levitation devices arranged side by side. When the vibrating body 1 is continuously arranged in a straight line as shown in the figure, the object 7 having a desired length can be easily levitated and supported. can do.

【0053】図18は、上記物体浮揚装置に浮揚される
のに適した物体7cの変形例を示したもので、図18
(a)乃至図18(c)のいずれも振動体1の表面に平
行な対向面を有する断面略V字形状であるが、物体7c
を他の物体の保持あるいは搬送用のボードとして用いる
場合に適している。図18(a)は物を載置するのに有
利な平坦な内底面を備えた物体7c1 であり、図18
(b)は、平板を略V字状に折り曲げた物体7c2 であ
り、また図18(c)は図18(b)の前端及び後端を
閉塞して収納容器としての機能を果たすように構成した
物体7c3 である。これら図18(a)乃至図18
(c)は単なる1例であり、被浮揚物体7はその形状を
適宜可変して用いることができる。
FIG. 18 shows a modification of the object 7c suitable for being levitated by the object levitating apparatus.
Although all of (a) to (c) of FIG. 18 have a substantially V-shaped cross section having an opposing surface parallel to the surface of the vibrating body 1, the object 7c
Is suitable for use as a board for holding or carrying other objects. FIG. 18A shows an object 7c 1 having a flat inner bottom surface which is advantageous for placing an object, and FIG.
FIG. 18B is an object 7c 2 obtained by bending a flat plate into a substantially V shape, and FIG. 18C shows that the front end and the rear end of FIG. 18B are closed so as to function as a storage container. It is the constructed object 7c 3 . 18 (a) to 18
(C) is just an example, and the levitated object 7 can be used by appropriately changing its shape.

【0054】上記物体浮揚装置において、被浮揚物体7
cの走行手段は、図示してはいないが図1乃至図15ま
でにおいて示した実施例を用いることによって走行させ
ることができる。例えば、図6に示す実施例のように装
置自体を傾斜させたり、図7に示すように気体を噴射さ
せたり、図8に示すように超音波の放射圧を印加するよ
うにすればよい訳である。このように本発明では種々の
走行手段を適宜用いれば、物体7cを一対の振動体1で
構成される略V字状の搬送路に沿って搬送できることは
言うまでもない。なお、対向する一対の振動体1は、前
述したように物体7cの搬送ガイドとしての役割をも果
たしており、搬送路からの脱落を防止している。
In the object levitating apparatus, the levitated object 7
Although not shown, the running means of c can be run by using the embodiment shown in FIGS. 1 to 15. For example, the apparatus itself may be tilted as in the embodiment shown in FIG. 6, gas may be jetted as shown in FIG. 7, or ultrasonic radiation pressure may be applied as shown in FIG. Is. As described above, in the present invention, it is needless to say that the object 7c can be transported along the substantially V-shaped transport path constituted by the pair of vibrating bodies 1 by appropriately using various traveling means. The pair of opposing vibrating bodies 1 also serve as a guide for conveying the object 7c as described above, and prevent the vibrating body 1 from falling off the conveying path.

【0055】ここで、前述した実験の実際についてその
一部を説明する。
Here, a part of the actual experiment described above will be described.

【0056】この実験のため、図19に示すような測定
装置を用意した。この測定装置は振動体1上における各
種物体7の浮揚距離eを測定するものである。図示のよ
うに、レーザ変位計37と、該レーザ変位計37による
測定値を表示するオシロスコープ38と、該レーザ変位
計37より発せられる信号の増幅等を行ってオシロスコ
ープ38に表示させるべく両者間に介在する変位計本体
39とを有している。
For this experiment, a measuring device as shown in FIG. 19 was prepared. This measuring device measures the levitation distance e of various objects 7 on the vibrating body 1. As shown in the figure, a laser displacement meter 37, an oscilloscope 38 for displaying the measured value by the laser displacement meter 37, and a signal emitted from the laser displacement meter 37 are amplified and displayed between the oscilloscope 38 for display. It has an interposing displacement gauge body 39.

【0057】上記レーザ変位計37は、物体7の直上か
ら該物体の上面に向けてレーザ37aを照射し、その反
射光等を利用して距離を測定するためのものであるが、
種々ある公知の測定原理のものが採用され得る。測定
は、具体的には下記のように行われる。
The laser displacement meter 37 is for irradiating the laser 37a from directly above the object 7 toward the upper surface of the object 7 and measuring the distance by utilizing the reflected light or the like.
Various known measurement principles can be adopted. The measurement is specifically performed as follows.

【0058】まず、振動体1を振動させることなく静止
状態とし、該振動体1上に物体7を載置する。この状態
で上記測定装置を作動させ、静止状態の物体7の上面ま
での距離を浮揚距離測定の基準すなわち0(ゼロ)とす
べくリセットさせる。次いで、振動体1を励振させて物
体7を浮揚させる。この浮揚状態にて再び測定装置を作
動させ、測定を行う。ここで得られる測定値は上記基準
よりの距離であるから、該測定値がすなわち浮揚距離e
となる。なお、物体7が金属の場合、非浮揚状態におい
て物体7と振動体1とに通電して相互の導通状態を得て
おき、この導通状態が消えて非導通状態となったことを
以て物体7が浮揚したことを確認することも行われた。
First, the vibrating body 1 is made to stand still without vibrating, and the object 7 is placed on the vibrating body 1. In this state, the measuring device is operated, and the distance to the upper surface of the stationary object 7 is reset to be the reference for measuring the levitation distance, that is, 0 (zero). Next, the vibrating body 1 is excited to levitate the object 7. In this levitated state, the measuring device is operated again to perform the measurement. Since the measured value obtained here is a distance from the above standard, the measured value is the levitation distance e.
Becomes When the object 7 is a metal, the object 7 and the vibrating body 1 are energized in the non-floating state to obtain a mutual conductive state, and the conductive state disappears to become the non-conductive state. It was also confirmed that he had levitated.

【0059】上記までの説明は、供試体として種々の物
体を選定し、試作した物体浮揚装置による浮揚実験をこ
れら各物体について行った結果に基づくものであるが、
実用化の一例として、図20に示す構成を考えた。
The above description is based on the results of selecting various objects as the specimens and performing the levitation experiment with the prototype object levitation device for each of these objects.
As an example of practical application, the configuration shown in FIG. 20 was considered.

【0060】この構成において搬送されるべき物体は、
半導体(ICチップ)を製造する際の一次製品としての
シリコンウェハー40であり、該シリコンウェハー40
を例えば矩形板状に形成したキャリア41上に搭載させ
た状態で前述の物体搬送装置により浮揚させ、搬送する
ことを行う。
The object to be transported in this configuration is
A silicon wafer 40 as a primary product when a semiconductor (IC chip) is manufactured.
Is mounted on a carrier 41 formed in, for example, a rectangular plate, and is levitated by the above-described object transporting device and transported.

【0061】図から明らかなように、キャリア41に
は、略円形のシリコンウェハー40が挿通されるべき円
形の凹部41aが設けられている。この凹部41aの内
周面には例えば4つの突起41bが等間隔にて形成され
ており、シリコンウェハー40は凹部41a内において
これら突起41b上に載置されるようになされている。
そして、キャリア41の両側には、凹部41aに連通す
る切欠部41cが形成されている。この切欠部41c
は、シリコンウェハー40を上記突起41b上に載置し
た状態において該切欠部41cの底面とシリコンウェハ
ー40の下面との間に所定の間隙が生ずる程度の深さを
有している。すなわち、図示しないロボットハンド等が
このシリコンウェハー40を凹部41a内に挿入したり
取り出す際に、上記切欠部41cを通じてシリコンウェ
ハー40を保持するようになされている。
As is clear from the figure, the carrier 41 is provided with a circular recess 41a into which the substantially circular silicon wafer 40 is to be inserted. For example, four protrusions 41b are formed on the inner peripheral surface of the recess 41a at equal intervals, and the silicon wafer 40 is placed on the protrusions 41b in the recess 41a.
Then, on both sides of the carrier 41, cutouts 41c communicating with the recesses 41a are formed. This notch 41c
Has a depth such that a predetermined gap is formed between the bottom surface of the cutout portion 41c and the lower surface of the silicon wafer 40 when the silicon wafer 40 is placed on the protrusion 41b. That is, a robot hand or the like (not shown) holds the silicon wafer 40 through the notch 41c when the silicon wafer 40 is inserted into or taken out of the recess 41a.

【0062】なお、かかるキャリア41を使用せずに、
直接シリコンウェハー40を搬送することも可能であ
る。
Without using the carrier 41,
It is also possible to directly transfer the silicon wafer 40.

【0063】また、本発明は、前述した各々の構成に限
らず、これら各構成のいずれか2以上の構成をその一部
ずつでも互いに組み合わせることなどにより、多岐に亘
る構成を実現できることは勿論である。
Further, the present invention is not limited to the above-mentioned respective constitutions, and it is needless to say that a wide variety of constitutions can be realized by combining any two or more constitutions of these constitutions with each other even in part thereof. is there.

【0064】また、前述の各実施例においては、振動体
1の素材としてジュラルミンが使用されているが、他
に、炭素鋼及びその合金鋼であるステンレス鋼や、チタ
ン合金等、種々の材質が採用可能である。
Further, although duralumin is used as the material of the vibrating body 1 in each of the above-described embodiments, various materials such as carbon steel and its alloy steels such as stainless steel and titanium alloy may be used. Can be adopted.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁性体であるや否やなど、扱う物体の材質等の制約を受
けることがなく、また、磁界中におくことができないも
の等、あらゆる物体を浮揚させ、搬送することができ、
しかも、物体の重量及び寸法が比較的大きくとも対処可
能であるという効果がある。また、装置に関しては、実
質的に、振動体とこれを励振する超音波励振手段のみを
最小限設けるだけでよいから、小型化及びコストの低減
が達成されるという効果が得られると共に、消費電力も
極めて少なくて済み、省エネルギー化に寄与するもので
ある。更に、電気エネルギーを変換した音波の放射圧に
よる浮揚作用であるため、作業者の安全性についても容
易に確保し得ると共に、給電及びその断をなすことによ
り簡単に制御できる利点を有する。そして、用途に応じ
て振動体の形状を適宜変更し得、また、物体を長距離搬
送するためには装置を並べればよいなど、その自由度が
非常に大きく、且つ汎用性に優れている。更に本発明で
は、少なくとも1組の振動体の振動面が互いに交差する
ように配置されるため、振動体表面上の物体を安定して
保持することができる。従って、この浮揚装置を用いた
搬送装置では、格別搬送ガイドを用いずとも搬送路から
の脱落を防止できる。
As described above, according to the present invention,
As soon as it is a magnetic material, it is not restricted by the material etc. of the object to be handled, and it is possible to levitate and convey any object such as something that can not be placed in a magnetic field,
Moreover, there is an effect that it is possible to deal with the object even if the weight and size of the object are relatively large. Further, as for the device, substantially only the vibration body and the ultrasonic wave excitation means for exciting the vibration body are required to be provided at the minimum, so that it is possible to achieve the effect of downsizing and cost reduction and to reduce the power consumption. Is very small and contributes to energy saving. Furthermore, since it is a levitation action by the radiation pressure of the sound wave that has converted the electric energy, it has an advantage that the safety of the worker can be easily ensured and can be easily controlled by turning on and off the power supply. The shape of the vibrating body can be appropriately changed according to the application, and the apparatus can be arranged in order to convey the object over a long distance. The degree of freedom is extremely large and the versatility is excellent. Further, in the present invention, since the vibrating surfaces of at least one set of vibrating bodies are arranged so as to intersect with each other, it is possible to stably hold an object on the vibrating body surface. Therefore, in the carrying device using the levitation device, it is possible to prevent the carrying device from falling off the carrying path without using a special carrying guide.

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

【図1】図1は、本発明の実施例としての物体搬送装置
の、一部断面を含む正面図である。
FIG. 1 is a front view including a partial cross section of an object transporting apparatus as an embodiment of the present invention.

【図2】図2は、図1に示した物体搬送装置の平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view of the object carrying device shown in FIG.

【図3】図3は、図1に関するD−D矢視図である。FIG. 3 is a view on arrow D-D relating to FIG. 1.

【図4】図4は、図1における部分Eの拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion E in FIG.

【図5】図5は、図1乃至図3に示した物体搬送装置に
よって搬送されるべき物体の他の構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing another configuration of an object to be carried by the object carrying device shown in FIGS. 1 to 3.

【図6】図6は、図1乃至図3に示した物体搬送装置の
動作説明図である。
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the object transporting device shown in FIGS. 1 to 3;

【図7】図7は、本発明の他の物体搬送装置の要部の正
面図である。
FIG. 7 is a front view of a main part of another object transporting device according to the present invention.

【図8】図8は、本発明の更に他の物体搬送装置の要部
の正面図である。
FIG. 8 is a front view of a main part of still another object transporting device according to the present invention.

【図9】図9は、本発明の更に他の物体搬送装置の要部
の正面図である。
FIG. 9 is a front view of a main part of still another object transporting device according to the present invention.

【図10】図10は、本発明の更に他の物体搬送装置
の、一部断面を含む正面図である。
FIG. 10 is a front view including a partial cross section of still another object transporting device of the present invention.

【図11】図11は、本発明の更に他の物体搬送装置の
要部の正面図である。
FIG. 11 is a front view of a main part of still another object transporting device according to the present invention.

【図12】図12は、本発明の更に他の物体搬送装置の
要部の正面図である。
FIG. 12 is a front view of a main part of still another object transporting device according to the present invention.

【図13】図13は、図12における部分Gの拡大図で
ある。
13 is an enlarged view of a portion G in FIG.

【図14】図14は、図1乃至図13に示した各実施例
の物体搬送装置に関し、その一部の変形例を示す側面図
である。
FIG. 14 is a side view showing a modified example of a part of the object transporting device of each embodiment shown in FIGS. 1 to 13.

【図15】図15は、物体搬送装置を複数台並べた状態
を示す、一部断面を含む正面図である。
FIG. 15 is a front view including a partial cross section showing a state in which a plurality of object transporting devices are lined up.

【図16】図16は、本発明の物体浮揚装置の要部の断
面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view of a main part of the object levitation device of the present invention.

【図17】図17は、図16の物体浮揚装置の変形例を
示す要部斜視図である。
17 is a perspective view of essential parts showing a modified example of the object levitation device of FIG. 16.

【図18】図18は、図16の物体浮揚装置に用いられ
る浮揚物体例を示す斜視図である。
FIG. 18 is a perspective view showing an example of a levitating object used in the object levitating apparatus of FIG. 16.

【図19】図19は、本発明に係る物体浮揚装置の要部
と該装置に関する測定を行う測定装置の概略を示す正面
図である。
FIG. 19 is a front view showing the outline of a main part of an object levitation device according to the present invention and a measuring device that performs measurement on the device.

【図20】図20は、図1乃至図13に示した各実施例
の物体搬送装置により搬送されるべきシリコンウェハー
と、該シリコンウェハーを搭載するキャリアの斜視図で
ある。
FIG. 20 is a perspective view of a silicon wafer to be transferred by the object transfer device of each of the embodiments shown in FIGS. 1 to 13 and a carrier on which the silicon wafer is mounted.

【図21】図21は、従来の物体浮揚装置の概略を示す
正面図である。
FIG. 21 is a front view schematically showing a conventional object levitation device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 振動体 2 ホーン 4 振動子 5 発振器 6 ケース 7 物体 8 音波反射部材 10 仮想水平面 20 超音波放射器 25 反射部材 30 超音波励振手段 31 エネルギー変換手段 35 逸脱防止部材 37 レーザ変位計 38 オシロスコープ 39 変位計本体 40 シリコンウェハー 41 キャリア DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibrating body 2 Horn 4 Oscillator 5 Oscillator 6 Case 7 Object 8 Sound wave reflecting member 10 Virtual horizontal plane 20 Ultrasonic radiator 25 Reflecting member 30 Ultrasonic exciting means 31 Energy converting means 35 Deviation prevention member 37 Laser displacement meter 38 Oscilloscope 39 Displacement Total body 40 Silicon wafer 41 Carrier

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動体と、該振動体を励振する超音波励
振手段とを備え、振動体の音波の放射圧により該振動体
の表面上において物体を浮揚させる物体浮揚装置であっ
て、前記振動体は振動面が互いに交差するように配され
た少なくとも1組の振動体で構成されていることを特徴
とする物体浮揚装置。
1. An object levitation device comprising: a vibrating body; and an ultrasonic wave exciting means for exciting the vibrating body, wherein the object is levitated on the surface of the vibrating body by radiation pressure of sound waves of the vibrating body. The object levitation device, wherein the vibrating body is composed of at least one set of vibrating bodies arranged so that vibrating surfaces thereof intersect with each other.
【請求項2】 前記振動体は撓み振動又は縦振動を行う
ことを特徴とする請求項1記載の物体浮揚装置。
2. The object levitation device according to claim 1, wherein the vibrating body performs bending vibration or longitudinal vibration.
【請求項3】 前記振動体は平板状に形成されているこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載の物体浮揚
装置。
3. The object levitating apparatus according to claim 1, wherein the vibrating body is formed in a flat plate shape.
【請求項4】 振動面が互いに交差するように配された
少なくとも1組の振動体と、該振動体を励振する超音波
励振手段と、該振動体を走行させる走行手段とを備え、
該振動体の音波の放射圧により該振動体の表面上におい
て物体を浮揚させ、走行させることを特徴とする物体搬
送装置。
4. At least one set of vibrating bodies arranged such that their vibrating surfaces intersect with each other, ultrasonic excitation means for exciting the vibrating body, and traveling means for causing the vibrating body to travel.
An object conveying device, wherein an object is levitated on the surface of the vibrating body by radiation pressure of sound waves of the vibrating body, and the object is run.
【請求項5】 前記走行手段は、前記物体に対して気体
を噴射する気体噴射手段を有することを特徴とする請求
項4記載の物体搬送装置。
5. The object transporting device according to claim 4, wherein the traveling means includes a gas ejecting means for ejecting gas toward the object.
【請求項6】 前記走行手段は、前記物体に対して超音
波を放射する超音波放射手段を有することを特徴とする
請求項4又は請求項5のうちいずれか1記載の物体搬送
装置。
6. The object transporting apparatus according to claim 4, wherein the traveling means has ultrasonic wave emitting means for emitting ultrasonic waves to the object.
【請求項7】 前記走行手段は、前記振動体より放射さ
れた超音波を前記物体に向けて反射する反射部材を有す
ることを特徴とする請求項4乃至請求項6のうちいずれ
か1記載の物体搬送装置。
7. The traveling means includes a reflecting member that reflects the ultrasonic waves emitted from the vibrating body toward the object, as claimed in any one of claims 4 to 6. Object transport device.
【請求項8】 前記走行手段は、前記超音波励振手段が
発する超音波エネルギーを電気エネルギーに変換するこ
とにより該超音波を前記物体が移動すべき方向に進む進
行波とするエネルギー変換手段を有することを特徴とす
る請求項4乃至請求項7のうちいずれか1記載の物体搬
送装置。
8. The traveling means has energy conversion means for converting ultrasonic energy generated by the ultrasonic excitation means into electric energy to convert the ultrasonic wave into a traveling wave traveling in a direction in which the object should move. The object transporting device according to any one of claims 4 to 7, wherein
【請求項9】 前記物体は該物体の走行方向側とその反
対方向側とで重量配分が異なるようにし、前記振動体よ
り放射されて該物体の下面にて反射した反射波による推
進力を以て該物体を走行させることを特徴とする請求項
4乃至請求項8のうちいずれか1記載の物体搬送装置。
9. The object has a different weight distribution between the traveling direction side and the opposite direction side of the object, and the propulsive force is generated by a reflected wave radiated from the vibrating body and reflected on the lower surface of the object. The object transporting device according to claim 4, wherein the object is run.
【請求項10】 前記物体の下面に凹凸を形成し、前記
振動体より放射されて該凹凸にて反射した反射波による
推進力を以て該物体を走行させることを特徴とする請求
項4乃至請求項9のうちいずれか1記載の物体搬送装
置。
10. The object according to claim 4, wherein unevenness is formed on a lower surface of the object, and the object is caused to travel by a propulsive force by a reflected wave emitted from the vibrating body and reflected by the unevenness. 9. The object transporting device according to any one of 9.
【請求項11】 物体の搬送路が連続するように複数台
並設されたことを特徴とする請求項4乃至請求項10の
うちいずれか1記載の物体搬送装置。
11. The object transfer device according to claim 4, wherein a plurality of object transfer paths are arranged side by side so as to be continuous.
【請求項12】 振動体を互いに交差する方向から励振
し、該振動体の音波の放射圧により該振動体の表面上に
おいて物体を浮揚させることを特徴とする物体浮揚方
法。
12. A method of levitating an object, which comprises vibrating vibrating bodies in directions intersecting with each other, and levitating an object on the surface of the vibrating body by radiation pressure of sound waves of the vibrating body.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6575669B2 (en) 2000-10-25 2003-06-10 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Method for transferring levitated objects
US6609609B2 (en) 2000-09-20 2003-08-26 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Object levitating apparatus and method for controlling the same
US6637585B2 (en) 2000-11-07 2003-10-28 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Apparatus for levitating and transporting object
WO2004084396A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-30 Iai Corporation Ultrasonic float-up device
US6802220B2 (en) 2000-10-26 2004-10-12 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Apparatus for transporting levitated objects
JPWO2003076313A1 (en) * 2002-03-11 2005-07-07 株式会社アイエイアイ Ultrasonic levitation equipment
US6994207B2 (en) 2001-10-26 2006-02-07 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Driving unit for transducer
JPWO2004059821A1 (en) * 2002-12-26 2006-05-11 株式会社アイエイアイ Drive device
CN104690737A (en) * 2015-02-05 2015-06-10 杭州电子科技大学 Ultrasonic standing wave suspension clamping type carrying mechanical hand
WO2016120439A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Zbv-Automation Gmbh Acoustic separating device
JP2016539880A (en) * 2013-11-04 2016-12-22 コーニング精密素材株式会社Corning Precision Materials Co., Ltd. Non-contact vibration suppressing device and object processing method
CN110116911A (en) * 2019-05-20 2019-08-13 河南理工大学 Ultrasonic suspension transmission device capable of realizing multi-excitation large load
JP2020040713A (en) * 2018-09-11 2020-03-19 国立大学法人東京工業大学 Electronic component supply device

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6609609B2 (en) 2000-09-20 2003-08-26 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Object levitating apparatus and method for controlling the same
US6575669B2 (en) 2000-10-25 2003-06-10 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Method for transferring levitated objects
US6802220B2 (en) 2000-10-26 2004-10-12 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Apparatus for transporting levitated objects
US6637585B2 (en) 2000-11-07 2003-10-28 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Apparatus for levitating and transporting object
US6994207B2 (en) 2001-10-26 2006-02-07 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Driving unit for transducer
JP4494019B2 (en) * 2002-03-11 2010-06-30 株式会社アイエイアイ Ultrasonic levitation equipment
JPWO2003076313A1 (en) * 2002-03-11 2005-07-07 株式会社アイエイアイ Ultrasonic levitation equipment
JP4594093B2 (en) * 2002-12-26 2010-12-08 株式会社アイエイアイ Drive device
JPWO2004059821A1 (en) * 2002-12-26 2006-05-11 株式会社アイエイアイ Drive device
WO2004084396A1 (en) * 2003-03-17 2004-09-30 Iai Corporation Ultrasonic float-up device
JP2016539880A (en) * 2013-11-04 2016-12-22 コーニング精密素材株式会社Corning Precision Materials Co., Ltd. Non-contact vibration suppressing device and object processing method
WO2016120439A1 (en) * 2015-01-30 2016-08-04 Zbv-Automation Gmbh Acoustic separating device
CN104690737A (en) * 2015-02-05 2015-06-10 杭州电子科技大学 Ultrasonic standing wave suspension clamping type carrying mechanical hand
JP2020040713A (en) * 2018-09-11 2020-03-19 国立大学法人東京工業大学 Electronic component supply device
CN110116911A (en) * 2019-05-20 2019-08-13 河南理工大学 Ultrasonic suspension transmission device capable of realizing multi-excitation large load

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