JP2001097529A - Body floating device - Google Patents

Body floating device

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Publication number
JP2001097529A
JP2001097529A JP27449899A JP27449899A JP2001097529A JP 2001097529 A JP2001097529 A JP 2001097529A JP 27449899 A JP27449899 A JP 27449899A JP 27449899 A JP27449899 A JP 27449899A JP 2001097529 A JP2001097529 A JP 2001097529A
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JP
Japan
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vibrators
vibrator
vibrating
vibrating body
levitation device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP27449899A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masami Takasabu
正己 高三
Sadayuki Ueha
貞行 上羽
Yoshikazu Koike
義和 小池
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.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a body floating device for floating a body while using plural vibrating bodies and capable of reducing the number of parts items of a body carrying device and capable of reducing the weight of the vibrating body. SOLUTION: This body floating device 1 is provided with plural rectangular vibrating bodies 2a, 2b. Each vibrating body 2a, 2b is symmetrically arranged in relation to a vibrator 3 for vibrating the vibrating bodies 2a, 2b, and connected to the vibrator 3 through a vibration transmitting member 4 for transmitting the vibration of the vibrator 3 to each vibrating body 2a, 2b while amplifying the amplitude of the vibrator 3. The vibration transmitting member 4 is provided with flat rectangular parallelopiped fitting parts 4b in parallel with each other in both ends of a narrow and long plate part 4a, and the vibrating bodies 2a, 2b are fastened to a tip of the fitting parts 4b by a screw. The plate part 4a is fixed to the vibrator 3 at a central part thereof. The vibrator 3 is connected to an oscillator 8 through wiring 7a, 7b.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば音波等の放
射圧を用いて物体を浮揚させる物体浮揚装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for levitating an object using radiation pressure such as sound waves.

【0002】[0002]

【従来の技術】物体を空中に浮揚させる物体浮揚装置と
して、振動手段により振動される振動体の音波の放射圧
により振動体の表面上において物体を浮揚させる物体浮
揚装置が特開平7−24415号公報、特開平7−13
7824号公報に開示されている。この装置では平板状
の振動体を使用し、浮揚させるべき物体の前記平板状の
振動体の表面と対向する面を平面とし、振動体の振動に
よる音波の放射圧により物体が浮揚する。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 7-24415 discloses an object levitation device that levitates an object on the surface of a vibrating body by radiation pressure of sound waves of a vibrating body vibrated by a vibrating means. Gazette, JP-A-7-13
No. 7824. In this apparatus, a flat vibrating body is used, and the surface of the object to be levitated, which is opposed to the surface of the flat vibrating body, is a flat surface, and the object levitates due to radiation pressure of sound waves generated by the vibration of the vibrating body.

【0003】特開平9−202425号公報には、図9
に示すように、複数の振動体51により1個の物体52
を浮揚状態で搬送する物体搬送装置53が開示されてい
る。また、特開平9−202425号公報には、一つの
振動体とその振動をなすための超音波振動発生部とをユ
ニット化し、該ユニットの数を必要に応じて増やすこと
によって、大きな物体に対処することが開示されてい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-202425 discloses FIG.
As shown in FIG.
An object conveying device 53 that conveys the object in a floating state is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-202425 discloses that one vibrating body and an ultrasonic vibration generating unit for generating the vibration are unitized, and a large object is dealt with by increasing the number of the units as necessary. Is disclosed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
物体浮揚装置では、1個の振動体に対して1個の超音波
振動発生部が必要なため、大きな物体を浮揚させるため
複数の振動体を使用する場合には、振動体の数と同じ数
の超音波振動発生部を必要として、装置が大型化すると
ともに、製造コストも高くなるという問題がある。
However, in the conventional object levitation apparatus, since one ultrasonic vibration generator is required for one vibrator, a plurality of vibrators are required to levitate a large object. In the case of using the device, the same number of ultrasonic vibration generators as the number of vibrators are required, which causes a problem that the size of the apparatus is increased and the manufacturing cost is increased.

【0005】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は複数の振動体を使用して物体を
浮揚させる場合、物体浮揚装置の構成部品を少なくで
き、振動体を軽量化できる物体浮揚装置を提供すること
にある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to reduce the number of components of an object levitation apparatus when an object is levitated by using a plurality of vibrators, and to reduce the number of vibrators. An object of the present invention is to provide an object levitation device that can be reduced in weight.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明では、複数の振動体を励振手
段で励振させて、振動体の音波の放射圧により振動体の
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、前記励振手段は振動体の数より少ない数の振動子
と、振動子の振動を増幅して各振動体に伝達する振動伝
達部材とにより全ての振動体を励振させる。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of vibrating bodies are excited by exciting means, and the surface of the vibrating body is radiated by the radiation pressure of sound waves of the vibrating body. An object levitation device for levitating an object above, wherein all of the excitation means include a number of vibrators smaller than the number of vibrators and a vibration transmission member that amplifies vibration of the vibrators and transmits the vibration to each vibrator. The vibrator is excited.

【0007】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記振動体は振動子に対して対称位
置に配置されている。請求項3に記載の発明では、請求
項1又は請求項2に記載の発明において、浮揚すべき前
記物体は底面がフラットで、少なくとも一組みの対向す
る直線状のエッジを有し、前記振動体の少なくとも一対
は、その外側のエッジが前記物体の直線状のエッジの近
傍で該エッジに沿って延びるように配置されている。
[0007] According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the vibrating body is disposed at a symmetrical position with respect to the vibrator. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the object to be levitated has a flat bottom surface, at least one pair of opposed linear edges, and the vibrating body. Are arranged such that their outer edges extend along and near the linear edge of the object.

【0008】請求項4に記載の発明では、請求項3に記
載の発明において、前記一対の振動体はその表面が前記
物体の底面に対して逆方向に内側に向かって傾斜した状
態に、かつ前記物体に作用する放射圧が釣り合うように
配置されている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the surfaces of the pair of vibrators are inclined inward in a direction opposite to a bottom surface of the object, and The radiation pressure acting on the object is arranged to be balanced.

【0009】請求項5に記載の発明では、請求項1〜請
求項4のいずれか一項に記載の物体浮揚装置をユニット
とし、複数のユニットを組み合わせて配置した。従っ
て、請求項1に記載の発明では、励振手段で励振される
複数の振動体からの音波の放射圧により、振動体の表面
上において物体が浮揚される。前記励振手段は、振動体
の数より少ない数の振動子が振動され、その振動が振動
伝達部材により、振動子の数より多い振動体に増幅して
伝達される。
According to a fifth aspect of the present invention, the object levitation device according to any one of the first to fourth aspects is a unit, and a plurality of units are arranged in combination. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the object is levitated on the surface of the vibrating body by the radiation pressure of the sound waves from the plurality of vibrating bodies excited by the exciting means. The excitation means vibrates a smaller number of vibrators than the number of vibrators, and the vibrations are amplified and transmitted to the vibrators larger than the number of vibrators by the vibration transmitting member.

【0010】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記振動体は振動子に対して対称位
置に配置されているため、振動子の振動を振動伝達部材
を介して各振動体に均等に伝達し易くなる。
[0010] According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, since the vibrating body is arranged at a symmetrical position with respect to the vibrator, the vibration of the vibrator is transmitted through the vibration transmitting member. It becomes easier to transmit the vibrations evenly to each vibrator.

【0011】請求項3に記載の発明では、請求項1又は
請求項2に記載の発明において、物体は浮揚状態におい
てエッジが振動体のエッジと対向する位置より外側へ移
動し難くなるため、物体の対向するエッジが振動体の互
いに離れた側のエッジに沿ってエッジの近傍に配置され
ていると、物体は振動体のエッジと対応する位置に安定
して保持される。
According to the third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the object is less likely to move outward from a position where the edge faces the edge of the vibrating body in the floating state. When the opposing edges of the vibrator are arranged near the edges along the distant edges of the vibrator, the object is stably held at a position corresponding to the edge of the vibrator.

【0012】請求項4に記載の発明では、請求項3に記
載の発明において、前記物体の底面に対して傾斜した状
態で配置された振動体が振動すると、浮揚物体と振動体
との間に内側に向かう空気流が発生し、該空気流により
互いに向かい合う水平方向の力が存在する状態となり、
物体に小さな水平方向の外力が作用した程度では物体は
所定位置に安定した状態でとどまる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, when the vibrating body disposed in a state of being inclined with respect to the bottom surface of the object vibrates, the vibration body is placed between the levitating object and the vibrating body. An inward airflow is generated, and the airflow causes a state in which horizontal forces facing each other are present,
If a small horizontal external force acts on the object, the object remains stable at a predetermined position.

【0013】請求項5に記載の発明では、大型の物体を
浮揚させる物体浮揚装置が複数のユニットにより構成さ
れるため、組み付け時の調整が容易になり、ユニットの
個数を変更することで、大きさの異なる物体に対応する
ことができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the object levitation device for levitating a large object is constituted by a plurality of units, adjustment at the time of assembling becomes easy, and by changing the number of units, the size is increased. Objects of different sizes can be accommodated.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、本発
明を細長い板材を浮揚保持する装置に具体化した第1の
実施の形態を図1及び図2に従って説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment in which the present invention is embodied in a device for floating and holding an elongated plate will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

【0015】図1(a),(b)に示すように、物体浮
揚装置1は矩形板状に形成された振動体2a,2bを複
数(この実施の形態では2個)備えている。各振動体2
a,2bは、各振動体2a,2bを励振させる励振手段
を構成する振動子3に対して対称位置に配置され、振動
子3の振動を増幅して各振動体2a,2bに伝達する振
動伝達部材4を介して振動子3に連結されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the object levitation apparatus 1 includes a plurality of (two in this embodiment) vibrating bodies 2a and 2b formed in a rectangular plate shape. Each vibrator 2
a and 2b are arranged at symmetrical positions with respect to the vibrator 3 constituting the excitation means for exciting the vibrators 2a and 2b, and amplify the vibration of the vibrator 3 and transmit it to the vibrators 2a and 2b. It is connected to the vibrator 3 via the transmission member 4.

【0016】振動伝達部材4は細長い板部4aの両端に
扁平な取付部4bが平行に突設され、取付部4bの先端
に図示しないネジにより振動体2a,2bが締結されて
いる。取付部4bの先端面は振動子3の軸方向と直交す
る平面に形成され、振動体2a,2bは水平となるよう
に取付部4bに固定されている。板部4aはその中央部
で振動子3に固定されている。振動伝達部材4の形状
は、例えば有限要素解析法で設計される。
The vibration transmitting member 4 has flat mounting portions 4b projecting in parallel from both ends of an elongated plate portion 4a, and the vibrating bodies 2a and 2b are fastened to the ends of the mounting portions 4b by screws (not shown). The distal end face of the mounting portion 4b is formed in a plane orthogonal to the axial direction of the vibrator 3, and the vibrators 2a and 2b are fixed to the mounting portion 4b so as to be horizontal. The plate portion 4a is fixed to the vibrator 3 at the center. The shape of the vibration transmitting member 4 is designed by, for example, a finite element analysis method.

【0017】振動子3には所謂ランジュバン形振動子が
使用され、一対のリング状のピエゾ素子5a,5bと、
ピエゾ素子5a,5b間に配置されたリング状の電極板
5cと、ピエゾ素子5a,5bの電極板5cと反対側の
面と当接する位置に配置された金属ブロック6a,6b
とを、図示しないボルトによって締め付け固定すること
により構成されている。ボルトは金属ブロック6aに形
成された図示しないねじ穴に、金属ブロック6b側から
螺合されている。両金属ブロック6a,6bはボルトを
介して互いに導通された状態となっている。
A so-called Langevin type vibrator is used as the vibrator 3, and a pair of ring-shaped piezo elements 5a and 5b are provided.
A ring-shaped electrode plate 5c disposed between the piezo elements 5a and 5b, and metal blocks 6a and 6b disposed at positions in contact with surfaces of the piezo elements 5a and 5b opposite to the electrode plate 5c.
Are fastened and fixed by bolts (not shown). The bolt is screwed into a screw hole (not shown) formed in the metal block 6a from the metal block 6b side. The two metal blocks 6a and 6b are in a state of being electrically connected to each other via a bolt.

【0018】電極板5cは配線7aを介して発振器8と
接続され、発振器8の接地端子が配線7bを介して金属
ブロック6bに接続されている。発振器8は図示しない
制御装置からの制御信号により駆動される。振動子3
と、振動伝達部材4と、発振器8とにより振動体2a,
2bを励振させる励振手段が構成されている。
The electrode plate 5c is connected to the oscillator 8 via the wiring 7a, and the ground terminal of the oscillator 8 is connected to the metal block 6b via the wiring 7b. The oscillator 8 is driven by a control signal from a control device (not shown). Vibrator 3
, The vibration transmitting member 4 and the oscillator 8, the vibrating body 2a,
Excitation means for exciting 2b is configured.

【0019】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。前記物体浮揚装置1は例えば搬送車上に装備
され、搬送すべき板状の物体9を浮揚状態に保持しつつ
搬送車の移動により目的位置まで搬送される。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described. The object levitation device 1 is mounted on, for example, a transport vehicle, and is transported to a target position by moving the transport vehicle while holding the plate-shaped object 9 to be transported in a floating state.

【0020】図1(a),(b)に鎖線で示すように、
物体9は長手方向(図1の左右方向)の両エッジ9a,
9bが両振動体2a,2bの外側のエッジ10に揃うよ
うに両振動体2a,2b上に載置される。その状態で発
振器8の駆動により、振動子3が所定の共振周波数(例
えば、20kHz前後)で励振され、振動伝達部材を介
して振動体2a,2bが振動子3の振幅より増幅された
状態で励振される。振動体2a,2bが振動することに
より、振動体2a,2bから音波が放射される。
As shown by the chain lines in FIGS. 1 (a) and 1 (b),
The object 9 has both edges 9a in the longitudinal direction (left-right direction in FIG. 1),
9b is mounted on both vibrators 2a, 2b so as to align with outer edges 10 of both vibrators 2a, 2b. In this state, by driving the oscillator 8, the vibrator 3 is excited at a predetermined resonance frequency (for example, about 20 kHz), and the vibrators 2a and 2b are amplified from the amplitude of the vibrator 3 via the vibration transmitting member. Excited. When the vibrators 2a and 2b vibrate, sound waves are emitted from the vibrators 2a and 2b.

【0021】振動体2a,2bから放射される音波の放
射圧によって、物体9は振動体2a,2bの表面から浮
揚する。浮遊高さは数10〜数100μmである。振動
体2a,2bのエッジ10と物体9のエッジ9a,9b
とが揃った状態に配置された状態では、振動体2a,2
bのエッジ10からはみ出そうとした物体9が、振動体
2a,2bが放射する音波の作用によって内側に引き戻
される作用があるため、物体9が所定の位置に安定した
状態で保持される。
The object 9 floats from the surfaces of the vibrators 2a and 2b by the radiation pressure of the sound waves radiated from the vibrators 2a and 2b. The floating height is several tens to several hundreds μm. Edges 10 of vibrators 2a and 2b and edges 9a and 9b of object 9
In a state in which the vibration members 2a and 2
Since the object 9 that is about to protrude from the edge 10 of b is pulled back inside by the action of the sound waves emitted from the vibrators 2a and 2b, the object 9 is held at a predetermined position in a stable state.

【0022】この実施の形態では以下の効果を有する。 (1) 励振手段は振動体2a,2bの数より少ない数
の振動子3と、振動子3の振動を増幅して各振動体2
a,2bに伝達する振動伝達部材4とにより全ての振動
体2a,2bを励振させる。従って、複数の振動体2
a,2bを使用して物体9を浮揚させる場合、物体浮揚
装置1の構成部品を少なくできる。
This embodiment has the following effects. (1) Exciting means includes a number of vibrators 3 smaller than the number of vibrators 2a and 2b,
All the vibrating bodies 2a and 2b are excited by the vibration transmitting member 4 transmitting the vibrations to the vibration bodies 2a and 2b. Therefore, the plurality of vibrators 2
When the object 9 is levitated using a and 2b, the number of components of the object levitating device 1 can be reduced.

【0023】(2) 物体9に音波を放射する振動体を
物体9の底面積全体と対応する大きさの振動体を使用せ
ずに、複数の振動体2a,2bを使用するとともに、そ
の面積の合計が物体9の底面積より小さいため、振動体
2a,2bを軽量化でき、ひいては物体浮揚装置1全体
の軽量化を図ることができる。
(2) A plurality of vibrating bodies 2a and 2b are used as the vibrating body for radiating sound waves to the object 9 without using a vibrating body having a size corresponding to the entire bottom area of the object 9, and the area thereof is used. Is smaller than the bottom area of the object 9, the vibrators 2a and 2b can be reduced in weight, and the entire object levitation device 1 can be reduced in weight.

【0024】(3) 浮揚すべき物体9は底面がフラッ
トで、少なくとも一対の対向する直線状のエッジ9a,
9bを有し、振動体2a,2bは物体9を浮揚状態で保
持する際、その外側のエッジ10が物体9の直線状のエ
ッジ9a,9bの近傍で該エッジ9a,9bに沿って延
びるように配置されている。従って、物体9を所定位置
に安定した状態で保持できる。
(3) The object 9 to be levitated has a flat bottom surface and at least a pair of opposing linear edges 9a,
When the vibrating bodies 2a and 2b hold the object 9 in a levitated state, the outer edge 10 extends along the edges 9a and 9b near the linear edges 9a and 9b of the object 9. Are located in Therefore, the object 9 can be held at a predetermined position in a stable state.

【0025】(第2の実施の形態)次に第2の実施の形
態を図3及び図4に従って説明する。この実施の形態で
は複数の振動体を一つの振動子で振動子させるユニット
を複数組み合わせて物体浮揚装置を構成した点が前記実
施の形態と大きく異なっている。前記実施の形態と同一
部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment is significantly different from the above-described embodiment in that an object levitation device is configured by combining a plurality of units for vibrating a plurality of vibrators with one vibrator. The same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0026】図3に示すように、物体浮揚装置11は、
3個の振動体2a,2b,2cを一つの振動子3で振動
させるユニット12を2個組み合わせて構成されてい
る。各ユニット12は同じ構成で、前記実施の形態の振
動伝達部材4に代えて、3個の取付部4bを備えた振動
伝達部材4が振動子3に連結されている点が、前記実施
の形態の物体浮揚装置1と異なっている。各振動子3は
共通の発振器8に接続され、発振器8により同期した状
態で同じ振幅で振動される。
As shown in FIG. 3, the object levitation device 11 comprises:
It is configured by combining two units 12 that vibrate three vibrators 2a, 2b, 2c with one vibrator 3. Each unit 12 has the same configuration, and the vibration transmitting member 4 having three mounting portions 4b is connected to the vibrator 3 in place of the vibration transmitting member 4 of the above embodiment. Is different from the object levitation device 1. Each vibrator 3 is connected to a common oscillator 8 and is oscillated by the oscillator 8 with the same amplitude in a synchronized state.

【0027】従って、この実施の形態の物体浮揚装置1
1は、前記実施の形態の(1)〜(3)に記載の効果の
他に次の効果を有する。 (4) 複数の振動体2a,2b,2cを一つの振動子
3で振動させるユニット12を複数組み合わせて物体浮
揚装置11を構成したので、ユニット12を組み合わせ
ることで簡単に大きさの異なる物体用の物体浮揚装置1
1を構成できる。
Therefore, the object levitation device 1 of this embodiment
1 has the following effects in addition to the effects described in (1) to (3) of the embodiment. (4) Since the object levitation device 11 is configured by combining a plurality of units 12 that vibrate the plurality of vibrating bodies 2a, 2b, and 2c with one vibrator 3, the object levitation device can be easily combined by combining the units 12. Levitation device 1
1 can be configured.

【0028】(5) ユニット12が製造される際に、
予め各振動体2a,2b,2cの高さは所定の位置に調
整されているため、ユニット12を組み合わせて物体浮
揚装置11を製造する際、振動体2a,2b,2cの高
さ調整が簡単になる。
(5) When the unit 12 is manufactured,
Since the height of each of the vibrators 2a, 2b, 2c is adjusted to a predetermined position in advance, when manufacturing the object levitation device 11 by combining the units 12, the height of the vibrators 2a, 2b, 2c can be easily adjusted. become.

【0029】(第3の実施の形態)次に第3の実施の形
態を図5(a),(b)に従って説明する。この実施の
形態では、一つの振動子3で複数の振動体をその撓み方
向がX方向及びY方向でそれぞれ対称となるように振動
させる点が前記両実施の形態と大きく異なっている。前
記実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明
を省略する。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b). This embodiment is greatly different from the above embodiments in that a plurality of vibrators are vibrated by one vibrator 3 so that the bending directions thereof are symmetrical in the X direction and the Y direction. The same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0030】図5(a)に示すように、物体浮揚装置1
3は5個の振動体2a〜2eを備え、各振動体2a〜2
eは十字形状の振動伝達部材14を介して振動子3に連
結されている。振動伝達部材14は十字形状の板部14
aと、十字の各先端に突設された取付部14bと、十字
の中心に突設された円柱状の取付部14cとから構成さ
れている。対をなす振動体2a,2b及び振動体2d,
2eは取付部14bに固定され、振動体2cは取付部1
4cに固定されている。振動伝達部材14は振動体2
a,2bにX方向(図5(a)における左右方向)の撓
み振動を生じさせ、振動体2d,2eにはY方向(図5
(a)における上下方向)の撓み振動を生じさせるよう
に形成されている。
As shown in FIG. 5A, the object levitation device 1
3 includes five vibrators 2a to 2e, and each vibrator 2a to 2e
e is connected to the vibrator 3 via a cross-shaped vibration transmission member 14. The vibration transmitting member 14 is a cross-shaped plate portion 14.
a, a mounting portion 14b protruding from each end of the cross, and a columnar mounting portion 14c protruding from the center of the cross. A pair of vibrating bodies 2a and 2b and a vibrating body 2d,
2e is fixed to the mounting portion 14b, and the vibrating body 2c is
4c. The vibration transmitting member 14 is the vibration body 2
a and 2b generate flexural vibrations in the X direction (left and right directions in FIG. 5A), and apply vibrating bodies 2d and 2e in the Y direction (FIG. 5A).
(Vertical direction in (a)).

【0031】この実施の形態の装置では、図5(a)に
鎖線で示すように、正方形板状の物体9の各エッジ9a
〜9dが振動体2a,2b,2d,2eの外側のエッジ
10と揃った状態で振動体2a〜2e上に配置され、そ
の状態で発振器8が駆動される。そして、両振動体2
a,2bはX方向に撓み振動し、両振動体2d,2eは
Y方向に撓み振動すし、物体9はX方向及びY方向の両
方向へのずれが抑制された状態で浮揚される。
In the apparatus of this embodiment, as shown by a chain line in FIG.
9d are arranged on the vibrating bodies 2a to 2e in a state of being aligned with the outer edge 10 of the vibrating bodies 2a, 2b, 2d, 2e, and the oscillator 8 is driven in that state. And both vibrators 2
a and 2b deflect and vibrate in the X direction, the two vibrators 2d and 2e deflect and vibrate in the Y direction, and the object 9 is levitated in a state where displacement in both the X direction and the Y direction is suppressed.

【0032】従って、この実施の形態では第1の実施の
形態の(1)〜(3)の効果の他に次の効果を有する。 (6) X方向に撓み振動する一対の振動体2a,2b
と、Y方向に撓み振動する一対の振動体2d,2eとを
備えているため、正方形状の物体9をX方向及びY方向
のいずれの方向へのずれも生じ難い状態で浮揚保持でき
る。
Therefore, this embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (3) of the first embodiment. (6) A pair of vibrators 2a and 2b that bend and vibrate in the X direction
And a pair of vibrating bodies 2d and 2e that bend and vibrate in the Y direction, so that the square object 9 can be levitated and held in a state where displacement in any of the X direction and the Y direction hardly occurs.

【0033】(7) 対をなす振動体2a,2b、2
d,2eはそれぞれ互いに離れた側のエッジ10が物体
9の対向するエッジ9a〜9dの近傍でエッジ10に沿
って延びるように配置されている。従って、振動体2
a,2b、2d,2eの外側のエッジ10が物体のエッ
ジ9a〜9dと揃っていない場合に比較して、物体を所
定位置に保持する機能が向上する。
(7) A pair of vibrators 2a, 2b, 2
d and 2e are arranged such that the edges 10 on the side remote from each other extend along the edge 10 near the opposing edges 9a to 9d of the object 9. Therefore, the vibrating body 2
As compared with the case where the outer edges 10 of a, 2b, 2d, and 2e are not aligned with the edges 9a to 9d of the object, the function of holding the object at a predetermined position is improved.

【0034】(第4の実施の形態)次に第4の実施の形
態を図6及び図7に従って説明する。この実施の形態で
は、一つの振動子3で複数の振動体をその撓み方向がX
方向及びY方向でそれぞれ対称となるように振動させる
点は前記第3の実施の形態と同じであるが、対をなす振
動体をその表面が平板状の物体9の底面に対して逆方向
に内側に向かって傾斜した状態に、かつ物体9に作用す
る放射圧が釣り合うように配置した点が大きく異なって
いる。前記実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳
しい説明を省略する。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a plurality of vibrating bodies are bent by one vibrator 3 in a direction of X.
The point that the vibration is performed so as to be symmetrical in the direction and the Y direction is the same as that of the third embodiment, but the pair of vibrators is moved in the opposite direction to the bottom surface of the flat object 9 whose surface is flat. The difference is that they are arranged in an inwardly inclined state so that the radiation pressure acting on the object 9 is balanced. The same parts as those of the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0035】図6に示すように、振動伝達部材14は、
ほぼ正方形状の板部14aと、板部14aの各辺に突設
された扁平な取付部14bと、板部14aの中央に突設
された取付部14cを備え、板部14aの対角線上に孔
14dが形成されている。X方向に撓み振動する3対の
振動体2a,2bが、板部14aのY方向に延びる辺の
上に設けられ、Y方向に撓み振動する一対の振動体2
d,2eが、板部14aのX方向に延びる辺の上に設け
られている。
As shown in FIG. 6, the vibration transmitting member 14
A plate portion 14a having a substantially square shape, a flat mounting portion 14b protruding from each side of the plate portion 14a, and a mounting portion 14c protruding from the center of the plate portion 14a are provided on a diagonal line of the plate portion 14a. A hole 14d is formed. A pair of vibrators 2a and 2b that flex and vibrate in the X direction are provided on sides of the plate portion 14a that extend in the Y direction, and a pair of vibrators 2 that flex and vibrate in the Y direction.
d and 2e are provided on sides of the plate portion 14a extending in the X direction.

【0036】図7に示すように、各一対の振動体2a,
2bは、その表面が平板状の物体9の底面に対して逆方
向に内側に向かって傾斜した状態に、かつ物体9に作用
する放射圧が釣り合うように配置されている。また、一
対の振動体2d,2eもその表面が平板状の物体9の底
面に対して逆方向に内側に向かって傾斜した状態に、か
つ物体9に作用する放射圧が釣り合うように配置されて
いる。各振動体2a,2b,2d,2eの水平面と成す
角度は、物体9の質量、振動体2a,2b,2d,2e
の面積などによって適正値は変化するが、例えば、ほぼ
1°前後であり、通常3°以下である。板部14aの中
心に設けられた振動体2cは水平に設けられている。
As shown in FIG. 7, each of the pair of vibrators 2a,
2b is arranged so that its surface is inclined inward in the opposite direction to the bottom surface of the flat object 9, and the radiation pressure acting on the object 9 is balanced. Also, the pair of vibrators 2d and 2e are arranged so that their surfaces are inclined inward in the opposite direction with respect to the bottom surface of the flat plate-shaped object 9 and that the radiation pressure acting on the object 9 is balanced. I have. The angle of each of the vibrators 2a, 2b, 2d, and 2e with the horizontal plane is the mass of the object 9, the vibrators 2a, 2b, 2d, and 2e.
Although the appropriate value changes depending on the area of the image, it is, for example, about 1 °, usually 3 ° or less. The vibrating body 2c provided at the center of the plate portion 14a is provided horizontally.

【0037】この実施の形態の装置では、発振器8が駆
動されて振動子3が励振されると、振動体2a,2bは
X方向に撓み振動し、振動体2d,2eはY方向に撓み
振動する。各振動体2a,2b,2d,2eが傾斜した
状態に配置されているため、振動体2a,2b,2d,
2eと物体9とにより挟まれた空間に対して、エッジ1
0側から内側に向かう空気流が発生し、この空気流が物
体9に図6に矢印で示す水平方向の力を作用させる。従
って、物体9が安定した状態で所定位置に浮揚状態で保
持される。振動体2a,2b、2d,2eのエッジ10
と物体9のエッジ9a,9b,9c,9dとが揃った状
態では、前記空気流の作用が大きくなる。
In the apparatus of this embodiment, when the oscillator 8 is driven to excite the vibrator 3, the vibrators 2a and 2b flex and vibrate in the X direction, and the vibrators 2d and 2e flex and vibrate in the Y direction. I do. Since the vibrators 2a, 2b, 2d, 2e are arranged in an inclined state, the vibrators 2a, 2b, 2d,
2e and the space between object 9
An airflow is generated inward from the zero side, and this airflow exerts a horizontal force on the object 9 as indicated by an arrow in FIG. Therefore, the object 9 is held in a floating state at a predetermined position in a stable state. Edges 10 of vibrators 2a, 2b, 2d, 2e
When the edges 9a, 9b, 9c, 9d of the object 9 are aligned with each other, the action of the air flow increases.

【0038】この実施の形態では第3の実施の形態と同
様な効果を有する他に次の効果を有する。 (8) 対をなす振動体2a,2b及び振動体2d,2
eが、その表面が物体9の底面に対して逆方向に内側に
向かって傾斜した状態に、かつ物体9に作用する放射圧
が釣り合うように配置されている。その結果、振動体2
a,2b、2d,2eと物体9とにより挟まれた空間に
対して、エッジ10側から内側に向かう空気流が発生
し、物体9が安定した状態で所定位置に浮揚状態で保持
される。また、物体9が振動体2a,2b,2d,2e
からずれて落下するのを防止するための規制部材を設け
たり、物体が所定量以上移動したことを検知して物体浮
遊装置の作動を停止する等の落下防止対策を不要にする
ことができる。
This embodiment has the following effects in addition to the effects similar to those of the third embodiment. (8) Pairs of vibrators 2a, 2b and vibrators 2d, 2
e is arranged such that the surface thereof is inclined inward in the opposite direction to the bottom surface of the object 9 and the radiation pressure acting on the object 9 is balanced. As a result, the vibrating body 2
An airflow is generated from the edge 10 side toward the inside in the space sandwiched by the objects 9, 2 b, 2 d, 2 e, and the object 9 is held in a floating state at a predetermined position in a stable state. Further, the object 9 includes the vibrators 2a, 2b, 2d, and 2e.
It is possible to provide a regulating member for preventing the object from falling out of place, or to take measures for preventing the object from falling such as stopping the operation of the object floating device by detecting that the object has moved by a predetermined amount or more.

【0039】(9) 対をなす振動体2a,2b、2
d,2eはそれぞれ互いに離れた側のエッジ10が物体
9の対向するエッジ9a〜9dの近傍でエッジ10に沿
って延びるように配置されている。従って、エッジ9a
〜9eとエッジ10とが離れた状態に配置された場合に
比較して、空気流の流れが強くなり、物体を所定位置に
保持する機能が高まる。
(9) A pair of vibrators 2a, 2b, 2
d and 2e are arranged such that the edges 10 on the side remote from each other extend along the edge 10 near the opposing edges 9a to 9d of the object 9. Therefore, the edge 9a
9e and the edge 10 are arranged apart from each other, the flow of the air flow is increased, and the function of holding the object at a predetermined position is enhanced.

【0040】(10) 対向するエッジ9a〜9dが平
行な平板状の物体9を安定した状態で浮揚保持すること
ができるため、例えば液晶基板等をケースを使用せずに
浮揚保持した状態で搬送できる。
(10) Since the flat plate-shaped object 9 whose opposing edges 9a to 9d are parallel can be levitated and held in a stable state, for example, a liquid crystal substrate or the like is conveyed while levitated and held without using a case. it can.

【0041】なお、実施の形態は前記に限定されるもの
ではなく、例えば、次のように具体化してもよい。 ○ ユニット12を組み合わせて物体浮揚装置を構成す
る場合、ユニット12の数は2個に限らず、3個以上で
あってもよい。例えば、図8に示すように、第2の実施
の形態で使用したユニット12を3個並べて物体浮揚装
置11を構成してもよい。また、第2及び第3の実施の
形態の装置のように、X方向及びY方向の撓み振動生じ
る振動体2a,2b,2d,2eを備えた物体浮揚装置
1をユニットとし、浮揚すべき物体の大きさに合わせ
て、適宜の数のユニットを組み合わせて物体浮揚装置を
構成してもよい。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example. When the object levitation device is configured by combining the units 12, the number of the units 12 is not limited to two and may be three or more. For example, as shown in FIG. 8, the object levitation device 11 may be configured by arranging three units 12 used in the second embodiment. Further, as in the devices of the second and third embodiments, the object levitation device 1 including the vibrators 2a, 2b, 2d, and 2e that generate flexural vibration in the X direction and the Y direction is defined as a unit, and the object to be levitated. The object levitation device may be configured by combining an appropriate number of units according to the size of the object.

【0042】○ 第4の実施の形態の装置のように、正
方形状の板部14aの各辺の上に取付部14bを設けた
場合、取付部14bに固定される振動体2a,2b,2
d,2eを傾斜させずに水平状態に配置してもよい。
When the mounting portions 14b are provided on each side of the square plate portion 14a as in the device according to the fourth embodiment, the vibrators 2a, 2b, 2 fixed to the mounting portions 14b are provided.
d and 2e may be arranged horizontally without being inclined.

【0043】○ 第3及び第4の実施の形態の物体浮揚
装置1は、必ずしも対をなす振動体2a,2b、2d,
2eのエッジ10と物体9のエッジ9a,9bとが揃う
大きさの物体9のみに使用されるものではなく、物体9
がエッジ10からはみ出す大きさのものに適用してもよ
い。
The object levitation devices 1 of the third and fourth embodiments do not necessarily form a pair of vibrators 2a, 2b, 2d,
2e is not used only for the object 9 having a size in which the edge 10 of the object 9 and the edges 9a and 9b of the object 9 are aligned.
May protrude from the edge 10.

【0044】○ 複数のユニットで物体浮揚装置を構成
する場合、発振器8も各ユニット毎に別々に設けてもよ
い。 ○ 底面がフラットな物体を浮揚保持する装置に限ら
ず、特開平7−137824号公報に開示された装置の
ように、物体の底面がV字状の物体を浮揚させる装置に
適用してもよい。
When the object levitation device is composed of a plurality of units, the oscillator 8 may be provided separately for each unit. The present invention is not limited to a device that levitates and holds an object having a flat bottom, and may be applied to a device that levitates a V-shaped object such as the device disclosed in JP-A-7-137824. .

【0045】○ 振動体2a〜2eの取付部4b,14
b,14cへの固定はネジによる締結に限らず、接着剤
を使用したり、ロウ付けや溶接で固着してもよい。 ○ 振動子3はランジュバン形振動子に限らず他の振動
子を使用してもよい。
The mounting portions 4b and 14 of the vibrators 2a to 2e
The fixing to the b and 14c is not limited to the fastening with screws, but may be performed by using an adhesive, or by using brazing or welding. The vibrator 3 is not limited to the Langevin type vibrator, and another vibrator may be used.

【0046】○ 第4の実施の形態のように、対をなす
振動体を互いに内側に傾斜するように配設する構成の装
置において、ほぼ正方形状の板部14aの四隅に設けら
れた取付部14b固定する振動体をそれぞれ対角線に沿
って向かい合って傾斜するように配置してもよい。
In a device having a configuration in which a pair of vibrating bodies are arranged to be inclined inward each other as in the fourth embodiment, mounting portions provided at four corners of a substantially square plate portion 14a are provided. The vibrators to be fixed 14b may be arranged so as to be opposed to each other along a diagonal and inclined.

【0047】前記実施の形態から把握できる請求項記載
以外の技術的思想(発明)について、以下にその効果と
ともに記載する。 (1) 請求項4に記載の発明において、前記振動体は
振動体の長さ方向又は幅方向に傾斜するように配置され
ている。この場合、振動子3の所定の振動を振動伝達部
材を介して振動体に伝達し易い。
The technical ideas (inventions) other than those described in the claims that can be grasped from the embodiment will be described below together with their effects. (1) In the invention described in claim 4, the vibrating body is disposed so as to be inclined in the length direction or the width direction of the vibrating body. In this case, the predetermined vibration of the vibrator 3 is easily transmitted to the vibrating body via the vibration transmitting member.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上詳述したように、請求項1〜請求項
5に記載の発明によれば、複数の振動体を使用して物体
を浮揚させる場合、物体浮揚装置の構成部品を少なくで
き、振動体を軽量化できる。
As described above in detail, according to the first to fifth aspects of the present invention, when an object is levitated using a plurality of vibrators, the number of components of the object levitating device can be reduced. The weight of the vibrator can be reduced.

【0049】請求項3に記載の発明では、振動体のエッ
ジが物体のエッジと揃っていない場合に比較して、物体
を所定位置に保持する機能が向上する。請求項4に記載
の発明では、振動体と物体とにより挟まれた空間に対し
て、エッジ側から内側に向かう空気流が発生し、物体を
安定した状態で所定位置に浮揚保持できる。
According to the third aspect of the invention, the function of holding the object at a predetermined position is improved as compared with the case where the edge of the vibrating body is not aligned with the edge of the object. According to the fourth aspect of the present invention, an airflow is generated from the edge side to the inside in the space between the vibrating body and the object, and the object can be levitated and held at a predetermined position in a stable state.

【0050】請求項5に記載の発明では、ユニットを組
み合わせることで簡単に大きさの異なる物体用の物体浮
揚装置を構成できる。
According to the fifth aspect of the present invention, an object levitation apparatus for objects having different sizes can be easily constructed by combining the units.

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

【図1】 (a)は第1の実施の形態の物体浮揚装置の
模式平面図、(b)は同じく模式正面図。
FIG. 1A is a schematic plan view of an object levitation apparatus according to a first embodiment, and FIG. 1B is a schematic front view of the same.

【図2】 同じく振動体と振動伝達部材の関係を示す模
式斜視図。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the relationship between a vibrating body and a vibration transmitting member.

【図3】 第2の実施の形態の物体浮揚装置の模式平面
図。
FIG. 3 is a schematic plan view of an object levitation device according to a second embodiment.

【図4】 同じく物体浮揚装置の模式正面図。FIG. 4 is a schematic front view of the object levitation device.

【図5】 (a)は第3の実施の形態の物体浮揚装置の
模式平面図、(b)は同じく模式正面図。
FIG. 5A is a schematic plan view of an object levitation apparatus according to a third embodiment, and FIG. 5B is a schematic front view of the same.

【図6】 第4の実施の形態の物体浮揚装置の模式平面
図。
FIG. 6 is a schematic plan view of an object levitation device according to a fourth embodiment.

【図7】 同じく模式正面図。FIG. 7 is a schematic front view of the same.

【図8】 別の実施の形態の物体浮揚装置の模式平面
図。
FIG. 8 is a schematic plan view of an object levitation apparatus according to another embodiment.

【図9】 従来の物体搬送装置の概略斜視図。FIG. 9 is a schematic perspective view of a conventional object transport device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11…物体浮揚装置、2a〜2e…振動体、3…励
振手段を構成する振動子、4,14…同じく振動伝達部
材、8…同じく発振器、9…物体、9a〜9d,10…
エッジ、12…ユニット。
Reference numerals 1, 11: Object levitation device, 2a to 2e: Vibrating body, 3: Vibrator constituting excitation means, 4, 14: Vibration transmitting member, 8: Oscillator, 9: Object, 9a to 9d, 10:
Edge, 12 units.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の振動体を励振手段で励振させて、
振動体の音波の放射圧により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、 前記励振手段は振動体の数より少ない数の振動子と、振
動子の振動を増幅して各振動体に伝達する振動伝達部材
とにより全ての振動体を励振させる物体浮揚装置。
1. Exciting a plurality of vibrating bodies by exciting means,
An object levitation device for levitating an object on the surface of a vibrating body by a radiation pressure of a sound wave of the vibrating body, wherein the excitation unit amplifies the number of vibrators smaller than the number of vibrating bodies, An object levitation device that excites all the vibrating bodies by a vibration transmitting member that transmits to the vibrating bodies.
【請求項2】 前記振動体は振動子に対して対称位置に
配置されている請求項1に記載の物体浮揚装置。
2. The object levitation device according to claim 1, wherein the vibrating body is disposed at a symmetric position with respect to the vibrator.
【請求項3】 浮揚すべき前記物体は底面がフラット
で、少なくとも一組みの対向する直線状のエッジを有
し、前記振動体の少なくとも一対は、その外側のエッジ
が前記物体の直線状のエッジの近傍で該エッジに沿って
延びるように配置されている請求項1又は請求項2に記
載の物体浮揚装置。
3. The object to be levitated has a flat bottom surface and at least one pair of opposing linear edges, at least one pair of the vibrators having an outer edge having a linear edge of the object. The object levitation apparatus according to claim 1, wherein the object levitation apparatus is arranged to extend along the edge in the vicinity of the object.
【請求項4】 前記一対の振動体はその表面が前記物体
の底面に対して逆方向に内側に向かって傾斜した状態
に、かつ前記物体に作用する放射圧が釣り合うように配
置されている請求項3に記載の物体浮揚装置。
4. The pair of vibrators are arranged so that their surfaces are inclined inward in the opposite direction to the bottom surface of the object, and that the radiation pressure acting on the object is balanced. Item 5. The object levitation device according to Item 3.
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれか一項に記
載の物体浮揚装置をユニットとし、複数のユニットを組
み合わせて配置した物体浮揚装置。
5. An object levitation device in which the object levitation device according to any one of claims 1 to 4 is a unit, and a plurality of units are arranged in combination.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113844160A (en) * 2018-10-31 2021-12-28 微技术株式会社 Vibration device, vibration method, and vibration applying device

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