JP2003128228A - 物体浮揚装置、物体搬送装置及び荷取り装置 - Google Patents

物体浮揚装置、物体搬送装置及び荷取り装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で長尺の振動板を安定した状態で１
個の振動子で振動させることができる物体浮揚装置を用
いて、簡単な構成で物体の一部を浮揚状態で搬送する物
体搬送装置を提供する。 【解決手段】 フレーム22の両側壁22ｂ間には複数本の
回転軸23が支持され、回転軸23には、物体21の両端と係
合した状態で物体21を移動させるローラ25が固定されて
いる。回転軸23は駆動プーリ28、ベルト29、プーリ26を
介してモータ27により一定方向に回転駆動される。ベー
スプレート22ａの幅方向中央には、回転軸23の上方にお
いて長尺の振動板24が配設されている。振動板24は、振
動子30により励振されるホーン31に第１端部側が固定さ
れ、振動子が連結されないホーン32に第２端部側が固定
されている。ホーン32は振動板24と直交する方向の長さ
がｎλ／２（λは振動波長、ｎは自然数）に形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体浮揚装置、物
体搬送装置及び荷取り装置に係り、詳しくは音波等の放
射圧を用いて物体を浮揚状態に保持したり、物体の一部
を浮揚状態で搬送したり、浮揚状態で移載する物体浮揚
装置、物体搬送装置及び荷取り装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の物体浮揚装置として、例えば特
開平７−２４４１５号公報、特開平９−１６９４２７号
公報等に開示されたものがある。これらの装置では、図
１１に示すように、長尺の平板状の振動板７５を使用
し、浮揚させるべき物体７６の前記振動板７５の表面と
対向する面を平面とする。そして、励振手段７７により
振動板７５を励振させ、振動板７５の振動による音波の
放射圧により物体７６を浮揚させる。励振手段７７を構
成するホーン７８は、振動板７５の中央部に結合されて
いる。また、浮揚した物体に空気を噴射したり、前記振
動板７５で進行波を発生させて浮揚した物体７６を移動
させることにより、物体７６を浮揚状態で搬送すること
も開示されている。
【０００３】また、物体浮揚装置を搬送車に装備して物
体を浮揚状態で所定位置まで搬送した場合、あるいは物
体を浮揚状態で搬送する物体搬送装置によって物体を所
定位置まで搬送した場合、所定位置において物体を移載
する作業、即ち荷取り作業が必要になる。物体の浮揚状
態で荷取り作業を行う荷取り装置が特開２００１−９７
５３１号に開示されている。
【０００４】図１２（ａ），（ｂ）に示すように、荷取
り装置８１は往復直線移動可能な一対のフォーク片を有
するフォーク８２を備えている。図１２（ａ）は荷取り
装置が荷取り位置へ移動する途中の状態を示す模式背面
図、図１２（ｂ）は、荷取り完了後の状態を示す模式背
面図である。なお、図１２（ａ），（ｂ）において各フ
ォーク片は紙面の裏面に向かって垂直に延びるように設
けられているため、図面上は現れない。フォーク８２は
図示しない公知の駆動手段により、図１２（ａ），
（ｂ）の紙面と垂直方向に往復直線移動されるととも
に、昇降可能に構成されている。
【０００５】両フォーク片には物体浮揚装置８３が設け
られている。物体浮揚装置８３は、振動板８４が、ホー
ン８５、振動子８６及び支持ブラケット８７を介してフ
ォーク片に固定されている。そして、例えば、図示しな
い台車に装備された物体浮揚装置９０によって浮揚状態
に保持された板状の物体９１を、浮揚状態のまま物体浮
揚装置９０から受け取る荷取り作業を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、長尺の振動
板７５をその中央でホーン７８に連結して振動させる構
成では、振動板７５の自重に起因する撓みが問題とな
る。例えば、自重による撓みのため、仮想水平面に対し
て振動板７５が水平にならず、浮揚物体と振動板とのク
リアランスが一定とならない。また、振動板７５をその
中央でホーン７８に連結せずに、複数箇所で励振手段を
構成するホーンに連結する構成を採用すれば振動板の自
重による撓みの悪影響を回避できるが、振動子が最低２
個必要となり、コスト高となる。
【０００７】また、特開２００１−９７５３１に開示さ
れた荷取り装置８１では、フォーク片に振動板が複数装
備されているため、振動板８４の自重による撓みの悪影
響は少ない。しかし、荷取り作業の際に他の物体浮揚装
置９０で浮揚状態に保持された物体の下方に、振動子８
６で励振される振動板８４を配置させる必要があり、振
動子８６の下端から振動板８４の上面までの距離が大き
な状態の荷取り装置８１を進入させる必要がある。その
結果、例えば、物体浮揚装置９０に荷取り装置８１の進
入を許容する大きなスペースを確保する必要がある。ま
た、荷取り装置８１自体も薄型化が難しいという問題が
ある。
【０００８】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その第１の目的は簡単な構成で長尺の振動
板を安定した状態で１個の振動子で振動させることがで
きる物体浮揚装置を提供することにある。また、第２の
目的はその物体浮揚装置を用いることにより、簡単な構
成で物体の一部を浮揚状態で搬送する物体搬送装置を提
供することにある。また、第３の目的は物体を浮揚状態
で移載する際、荷取り部の移動に必要な空間を小さくで
きる荷取り装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るため、請求項１に記載の発明では、長尺の振動板を励
振手段で励振させて、振動板の音波の放射圧により振動
板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、前記振動板の第１端部側を振動子により励振され
るホーンに固定し、第２端部側を振動子が連結されない
固定の支持部材に固定した。
【００１０】この発明では、長尺の振動板は２ヶ所で固
定され、第１端部側に振動子により励振されるホーンか
ら振動が伝達され、振動板全体が振動する。振動板の端
部が完全な固定となる場合に限らず、端部が自由端とな
るようにホーンや支持部材を端部より内側で固定する場
合も含む。振動板は２ヶ所で固定されているため、固定
ヶ所が１ヶ所の場合と異なり、自重による撓みの悪影響
が生じ難い。また、振動子を２ヶ所に設ける場合に比較
して、構成が簡単で製造コストを低くできる。
【００１１】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、前記支持部材は振動板と直交する方
向の長さがｎλ／２（λは振動波長、ｎは自然数）に形
成されている。この発明では、振動子が連結されていな
い固定部側の支持部材が共振し易くなり、振動板がより
振動し易くなって物体を浮揚させる定在波が安定して発
生する。
【００１２】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、前記振動板は定在波を
発生するように励振される。この発明では、振動板に進
行波を発生させる必要がないため、特別な構成を必要と
せず簡単な構成で定在波が発生する。
【００１３】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記振動
板は少なくとも長手方向の一方の端部が面取り又は円弧
状に加工されている。従って、この発明では、振動板の
自由端部に応力集中が発生し難くなって割れの発生が抑
制される。また、振動板の自由端部も縞状の振動モード
で励振され易くなり、その結果、振動板の自由端部が格
子状の振動モードで振動される場合に比較して振動板の
自由端部に応力集中がより発生し難くなる。
【００１４】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発明において、前記振動
板にはその長手方向に延びる溝が形成されている。この
発明では、振動板の長手方向に延びる溝が形成されてい
るため、振動板が第１端部側でのみ振動子を介して励振
される構成において、振動板の端部も縞状の振動モード
で励振され易くなる。
【００１５】請求項６に記載の発明では、請求項１〜請
求項５のいずれか一項に記載の発明において、前記ホー
ンには振動方向に延びるスリットが形成されている。従
って、この発明では、ホーンの振動方向に沿って延びる
ように形成されたスリットの存在により、振動子からホ
ーンに縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、
振動板の長手方向の端部も縞状の振動モードで励振され
易くなる。
【００１６】第２の目的を達成するため、請求項７に記
載の発明では、物体をその搬送方向の左右両端部で支持
して搬送する搬送手段と、前記搬送手段で支持された物
体に浮揚力を付与してその撓みを抑制する物体浮揚装置
とを備え、該物体浮揚装置として請求項１〜請求項６の
いずれか一項に記載の物体浮揚装置を設けた。この発明
では、幅広で撓み易い物体の撓みが物体浮揚装置の作用
により抑制された状態で、物体が搬送される。物体浮揚
装置の構成が簡単なため、物体搬送装置も構成が簡単に
なる。
【００１７】請求項８に記載の発明では、請求項７に記
載の発明において、前記物体浮揚装置は複数の振動板が
平行に配設されている。この発明では搬送すべき物体の
幅が広い場合でも安定した浮揚状態で搬送することがで
きる。
【００１８】第３の目的を達成するため、請求項９に記
載の発明では、往復直線移動可能な支持部と、前記支持
部を往復直線移動させる移動手段と、前記支持部の基端
側に対して、第１端部が振動子により励振されるホーン
を介して固定され、第２端部が支持部材を介して前記支
持部の先端側に固定された振動板と、前記振動子を振動
させる駆動手段とを備えた。
【００１９】この発明では、浮揚状態の物体を浮揚状態
のまま移動させる振動板が、支持部の基端側に設けられ
た振動子によって励振されるため、先端側に振動子が存
在しない。従って、振動子が設けられた部分より先端側
が移動するのに必要なスペースが小さくてよくなり、荷
取り装置を小型化できるとともに、荷取りを行う対象の
物体を搬送する物体搬送装置側の小型化も可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の物体搬送装置を備えた搬送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。
【００２１】図１に示すように、搬送装置１１はローラ
コンベア装置１２と物体搬送装置１３とから構成されて
いる。ローラコンベア装置１２は、支持フレーム１４に
平行に支持された多数の回転軸１５を備えている。各回
転軸１５には支持フレーム１４の中央及び両側近傍と対
応する位置にローラ１６ａ，１６ｂが一体回転可能に固
定されている。各回転軸１５の端部にはプーリ１７が一
体回転可能に固定されている。各回転軸１５は、各プー
リ１７と、モータ１８により駆動される駆動プーリ１９
との間に巻き掛けられたベルト２０を介してモータ１８
により一定方向（図１の反時計回り方向）に回転され
る。回転軸１５に固定された一対のローラ１６ｂの間隔
は、搬送される物体２１の幅より若干大きく設定されて
いる。
【００２２】物体搬送装置１３は、ベースプレート２２
ａ及び一対の側壁２２ｂからなるフレーム２２を備えて
いる。両側壁２２ｂ間には複数本の回転軸２３が所定間
隔をおいて互いに平行に支持されている。回転軸２３の
両端、側壁２２ｂの内側には、後記する振動板２４の作
用により中央で撓みが抑制された状態の物体２１の両端
部と係合して、物体２１を移動させるローラ２５が一体
回転可能に固定されている。ローラ２５は段差部２５ａ
を有し、段差部２５ａで物体２１の端部と当接して物体
２１の幅方向への移動を規制するようになっている。
【００２３】回転軸２３の一端にはローラコンベア装置
１２の回転軸１５と同様に、プーリ２６が一体回転可能
に固定されている。各回転軸２３は、各プーリ２６と、
モータ２７により駆動される駆動プーリ２８との間に巻
き掛けられたベルト２９を介してモータ２７により一定
方向（図１の反時計回り方向）に回転される。
【００２４】ベースプレート２２ａの幅方向中央には、
回転軸２３の上方において回転軸２３と直交する方向に
延びるように長尺の振動板２４が配設されている。振動
板２４は物体２１の幅より狭い矩形平板状に形成され、
物体２１をその中央部で浮揚保持可能になっている。
【００２５】振動板２４は第１端部側が振動子３０によ
り励振されるホーン３１に固定され、第２端部側が振動
子３０が連結されない固定の支持部材としてのホーン３
２に固定されている。励振手段を構成するホーン３１
は、その先端においてねじ３３により振動板２４に締結
されている。ホーン３１は偏平なほぼ直方体状に形成さ
れ、振動板２４に対してその長手方向端部近傍において
長手方向と直交する状態で取付けられている。
【００２６】ホーン３１は振動板２４が締結される面の
反対側の面において振動子３０に固定されている。ホー
ン３１の先端面は振動子３０の軸方向と直交する平面に
形成され、ホーン３１及び振動子３０の中心軸が鉛直方
向に延びる状態で配置されている。
【００２７】図２（ａ），（ｂ）に示すように、振動子
３０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３４ａ，３４ｂを備えている。両
ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ間にリング状の電極板３５が
配置され、ピエゾ素子３４ａ，３４ｂの電極板３５と当
接する側と反対側の面に当接する金属ブロック３６ａ，
３６ｂを、図示しないボルトによって締め付け固定する
ことにより振動子３０が構成されている。ボルトは金属
ブロック３６ａに形成された図示しないねじ穴に、金属
ブロック３６ｂ側から螺合されている。両金属ブロック
３６ａ，３６ｂはボルトを介して互いに導通された状態
となっている。金属ブロック３６ａの上端にはフランジ
３７（図２（ａ），（ｂ）に図示）が形成され、金属ブ
ロック３６ａはベースプレート２２ａに形成された孔
（図示せず）に嵌合された状態で図示しないボルトによ
りベースプレート２２ａに固定されている。
【００２８】振動子３０は発振器３８に接続されてい
る。電極板３５は配線３９ａを介して発振器３８と接続
され、発振器３８の接地端子が配線３９ｂを介して金属
ブロック３６ｂに接続されている。ホーン３１、振動子
３０及び発振器３８により振動板２４を励振させる励振
手段が構成されている。
【００２９】図２（ａ）は、振動板２４の支持状態を示
すため、側壁２２ｂ、回転軸２３及びローラ２５等を省
略した物体搬送装置１３の模式側面図であり、図２
（ｂ）はホーン３１の模式正面図、図２（ｃ）はホーン
３２の模式正面図である。図２（ｃ）に示すように、ホ
ーン３２は扁平なほぼ直方体状に形成されるとともに、
その下面に円柱状のコーン３２ａが一体に固定されてい
る。ホーン３２は、振動板２４と直交する方向の長さが
ｎλ／２（λは振動波長（ホーン３２の縦振動の振動波
長）、ｎは自然数）に形成されている。そして、コーン
３２ａは、ホーン３２の下面からの距離がλ／４の位置
でベースプレート２２ａに固定されている。
【００３０】フレーム２２、振動板２４、ホーン３１、
振動子３０、発振器３８及びホーン３２により物体浮揚
装置が構成されている。次に前記のように構成された装
置の作用を説明する。
【００３１】搬送装置１１はローラコンベア装置１２側
から物体搬送装置１３側へと物体２１としてのガラス板
を搬送する。ローラコンベア装置１２は、物体２１の洗
浄工程に設けられ、物体２１はローラコンベア装置１２
で搬送される間に、図示しないシャワーから洗浄液の噴
射を受け、洗浄後に物体搬送装置１３に受け渡されるよ
うに搬送される。物体搬送装置１３は乾燥工程に配設さ
れ、洗浄された物体２１をローラコンベア装置１２から
受け取って搬送する。
【００３２】搬送装置１１の運転時には、モータ１８が
駆動され、駆動プーリ１９、ベルト２０、プーリ１７を
介して回転軸１５が一定方向に回転され、ローラ１６
ａ，１６ｂも所定方向に回転される。その結果、ローラ
コンベア装置１２のローラ１６ａ，１６ｂ上に載置され
た物体２１は、ローラ１６ａ，１６ｂの回転に伴って物
体搬送装置１３側へ搬送される。
【００３３】物体搬送装置１３においては、モータ２７
が駆動され、駆動プーリ２８、ベルト２９、プーリ２６
を介して回転軸２３が一定方向に回転され、ローラ２５
も所定方向に回転される。また、振動子３０が所定の共
振周波数（例えば、２０ｋＨｚ前後）で励振され、ホー
ン３１が縦振動してホーン３１を介して振動板２４が励
振されて撓み振動を行い、定在波が発生する。振動板２
４から放射される音波の放射圧によって、物体２１の中
央部は振動板２４の表面から浮揚する。浮揚距離は例え
ば数１０〜数１００μｍである。また、物体２１の両端
部はローラ２５に接触した状態に保持される。そして、
ローラ２５の回転により物体２１に推力が付与され、物
体２１は側壁２２ｂに沿って搬送される。
【００３４】振動板２４による浮揚保持を行わずに物体
２１の左右両端をローラ２５で支持しただけで搬送する
と、物体２１が幅広で撓み易いため、安定した搬送を行
うことが難しい。しかし、この実施の形態では、物体２
１は中央を振動板２４から発生する定在波により浮揚保
持された状態で、ローラ２５により推力が付与されて移
動するため、物体２１は搬送経路に沿って安定した状態
で搬送される。
【００３５】なお、物体２１として、例えば、薄いガラ
ス板の搬送に適用した場合、物体２１の端部はローラ２
５と常に当接した状態となるため、汚れや傷が付く可能
性があるが、ガラス板の端部は最終的には製品とならな
い不用部となるので支障はない。
【００３６】この実施の形態では以下の効果を有する。 （１） 長尺の振動板２４を励振させる励振手段が、振
動板２４の第１端部側を振動子３０により励振されるホ
ーン３１に固定し、第２端部側を振動子が連結されない
固定の支持部材（ホーン３２）に固定した。従って、振
動板２４は２ヶ所で固定されているため、固定ヶ所が１
ヶ所の場合と異なり、自重による撓みの悪影響が生じ難
い。また、振動子３０を２ヶ所に設ける場合に比較し
て、構成が簡単で製造コストを低くできる。また、アラ
イメント調整が容易になる。
【００３７】（２） 長尺の振動板２４は端部が自由端
となるようにホーン３１，３２に固定されているため、
ホーン３１，３２の固定位置より外側においても定在波
が発生する。従って、端部が自由端とならないようにホ
ーン３１，３２に振動板２４を固定した場合に比較し
て、ローラコンベア装置１２との連結部において、物体
２１の移載が円滑に行われる。
【００３８】（３） 振動子と連結されないホーン３２
は、振動板２４と直交する方向の長さがｎλ／２（λは
振動波長、ｎは自然数）に形成されている。従って、振
動子が連結されていないホーン３２が共振し易くなり、
振動板２４がより振動し易くなって物体２１を浮揚させ
る定在波が安定して発生する。
【００３９】（４） 振動板２４は定在波を発生するよ
うに励振される。従って、振動板２４に進行波を発生さ
せる必要がないため、特別な構成を必要とせず簡単な構
成で定在波が発生する。
【００４０】（５） 物体搬送装置１３は、物体２１を
その搬送方向の左右両端部で支持して搬送する搬送手段
と、搬送手段で支持された物体に浮揚力を付与してその
撓みを抑制する物体浮揚装置とを備えている。そして、
前記物体浮揚装置として振動板２４の第１端部側を振動
子３０で振動されるホーン３１に、第２端部側を振動子
３０に連結されないホーン３２に固定した構成となって
いる。従って、物体浮揚装置の構成が簡単となり、物体
搬送装置も構成が簡単になる。
【００４１】（６） 振動板２４は水平に配設され、ロ
ーラ２５は物体２１を進行方向に向かって左右両端で支
承する。従って、物体２１は左右両端が常にローラ２５
と接触した状態となるため、物体２１が幅広の場合で
も、より安定した状態で搬送することができる。
【００４２】（第２の実施の形態）次に本発明を荷取り
装置に具体化した第２の実施形態を図３〜図５に従って
説明する。この実施の形態は荷取り装置に前記実施の形
態の物体浮揚装置を適用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様の部分について
は同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】図３は荷取り装置の模式平面図であり、図
４（ａ）は同じく模式側面図、図４（ｂ）は（ａ）のＢ
部の拡大図である。図３に示すように、荷取り装置４０
は往復直線移動可能な支持部４１と、支持部４１を往復
直線移動させる移動手段４２とを備えている。支持部４
１には一対のフォークとしてのアーム４１ａ，４１ｂが
平行に延びるように一体的に形成され、アーム４１ａ，
４１ｂの先端が支持部４１の先端となっている。支持部
４１には振動板４３が、第１端部が振動子３０により励
振されるホーン３１を介して固定され、第２端部がホー
ン３２を介してアーム４１ａ，４１ｂの先端側に固定さ
れている。振動子３０は図示しない発振器３８に接続さ
れている。
【００４４】アーム４１ａ，４１ｂの基端寄り及び先端
寄りには、荷取りの際にアーム４１ａ，４１ｂの移動方
向（長手方向）へ物体２１が相対移動するのを規制する
規制部材４４が固定されている。規制部材４４は図４
（ｂ）に示すように、上部に係止凹部４４ａが形成され
たピンにより構成され、その下端がアーム４１ａ，４１
ｂに固定されている。
【００４５】移動手段４２は、リンク４２ａを備えたス
カラ式の公知のロボットアームを備え、図示しない駆動
機構により、支持部４１を往復直線移動させるととも
に、昇降可能に構成されている。荷取り装置４０はアー
ム４１ａ，４１ｂの高さを確認するセンサ（図示せず）
を備えている。
【００４６】図５（ａ）は物体浮揚装置を装備して物体
を浮揚状態で搬送する台車から荷取りを行う際の移動手
段４２を省略した模式平面図、図５（ｂ）はその模式側
面図である。図５（ｂ）に示すように、台車４５には複
数（この実施の形態では５個）の振動体４６で物体２１
を浮揚状態で保持する物体浮揚装置が装備されている。
振動体４６は矩形板状に形成され、４個の振動体４６が
矩形板状の物体２１の四隅と対応する位置に配設され、
１個の振動体４６は４個の振動体４６から等距離の位置
に配設されている。各振動体４６には励振手段を構成す
るホーン４７が、それぞれその先端において図示しない
ネジにより締結されている。
【００４７】図５（ｂ）に示すように、ホーン４７は円
柱状に形成され、各振動体４６の中央において各振動体
４６と直交する状態で取り付けられている。各振動体４
６はその表面が水平に配置されている。各ホーン４７は
振動体４６が締結される面の反対側の面において振動子
３０に固定されている。ホーン４７は台車４５上に支持
ブラケット４８を介して取り付けられている。各振動子
３０は各振動体４６が水平に位置するように支持ブラケ
ット４８に固定されている。各振動子３０は発振器３８
に接続されている。
【００４８】次に前記のように構成された装置の作用を
説明する。台車４５に装備された物体浮揚装置により浮
揚状態で目的位置まで物体２１が搬送されると、荷取り
装置４０による荷取り作業が行われる。台車４５が停止
し、物体２１が所定位置に浮揚状態で保持された状態に
おいて、アーム４１ａ，４１ｂが進入準備位置に配置さ
れる。この位置では、規制部材４４の先端が２１の下面
より下方に位置する状態となっている。その状態から移
動手段４２が駆動されて、支持部４１が前進移動されて
物体２１と対応する荷取り位置に配置され、その後所定
位置まで上昇される。そして、物体２１が振動板４３か
ら発生する定在波により浮揚保持される状態となる。そ
して、台車４５の物体浮揚装置の振動体４６の浮揚力の
影響がほとんど無い所定高さまでアーム４１ａ，４１ｂ
が上昇された後、支持部４１が後退して物体浮揚装置上
から物体２１が移動される。そして、アーム４１ａ，４
１ｂが図示しない載置台と対応する所定位置まで後退し
た後、アーム４１ａ，４１ｂが下降されて物体２１が載
置台上に移載される。
【００４９】この実施の形態では次の効果を有する。 （７） 物体２１を浮揚状態で保持するための振動板４
３がそれぞれ基端側において１個の振動子３０で励振さ
れるとともに、先端側がホーン３２により固定されてい
る。従って、振動板４３を励振させる構成が簡単になる
とともに、フォークが物体２１の浮揚状態での荷取り作
業をする際に必要なスペースを小さくできる。
【００５０】（８） アーム４１ａ，４１ｂに、浮揚状
態の物体２１のアーム４１ａ，４１ｂの移動方向への相
対移動を規制する規制部材４４が設けられているため、
移動速度を速くしても規制部材４４がない場合に比較し
て荷取り作業が円滑に行われる。
【００５１】（９） 支持部４１の基端側で振動板４３
に連結されたホーン３１に比較して、アーム４１ａ，４
１ｂの先端側で振動板４３に連結されたホーン３２の方
が短いため、アーム４１ａ，４１ｂの下面から振動板４
３の上面までの高さをより低くできる。
【００５２】（第３の実施の形態）次に本発明の物体浮
揚装置を台車に装備した第３の実施形態を図６（ａ），
（ｂ）に従って説明する。この実施の形態では第１の実
施の形態と同様な物体浮揚装置が台車に装備されてい
る。第１の実施の形態と同様の部分については同じ符号
を付してその詳細な説明を省略する。
【００５３】図６（ａ），（ｂ）に示すように、台車４
５に２個の物体浮揚装置４９が装備されている。台車４
５には支持台５０が２組設けられ、一方の支持台５０に
固定された振動子３０にホーン３１が固定され、他方の
支持台５０にホーン３２が固定されている。振動板２４
は第１端部がホーン３１に固定され、第２端部がホーン
３２に固定されている。この構成においても、振動板２
４は一端において振動子３０によりホーン３１を介して
励振されることにより、定在波が発生し、物体（図示せ
ずを）を安定した浮揚状態で保持することができる。そ
して、台車４５が移動することにより、搬送すべき物体
を浮揚状態に保持して所定の位置まで搬送することがで
きる。
【００５４】（第４の実施の形態）次に第４の実施の形
態を図７及び図８に従って説明する。この実施の形態で
は物体搬送装置１３を構成する振動板２４が単なる平板
ではなく、特殊な加工が施されている点と、振動子３０
を構成するホーン３１にも特殊な加工が施されている点
とが第１の実施の形態の物体搬送装置１３と異なってい
る。第１の実施の形態と同様の部分については同じ符号
を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】振動板２４にはその長手方向に沿って延び
る溝５１が設けられている。この実施の形態では溝５１
は振動板２４の下面の中央に１本、振動板２４の全長に
わたって延びるように形成されている。溝５１は振動板
２４をホーン３１，３２に固定するねじ３３を挿通する
孔２４ａ（図８に図示）を避けて形成されている。即
ち、孔２４ａは振動板２４の幅方向の中央には形成され
ていない。
【００５６】ホーン３１，３２は振動板２４の幅と等し
い幅に形成され、その振動方向に沿って延びるスリット
５２が複数（この実施の形態では２個）形成されてい
る。スリット５２はホーン３１，３２をその幅方向にお
いてほぼ均等に分割するように形成されている。
【００５７】振動子３０が所定の共振周波数（例えば、
２０ｋＨｚ前後）で励振され、ホーン３１，３２が縦振
動してホーン３１，３２を介して振動板２４が励振され
て撓み振動を行う。振動板２４は第１端部側に設けられ
た振動子３０によって励振され、第２端部側は固定の支
持部材であるホーン３２に固定されている。この構成で
は、振動板２４の形状が単純な長方形状の場合、振動板
２４が両端部に振動子が連結された状態で励振される場
合に比較して、実験事実として振動板２４の自由端部に
割れが生じ易くなる。前記割れが生じ易くなる理由とし
ては、振動板２４の自由端部（ねじ３３による固定部よ
り自由端側）に応力集中が生じるためと考えられる。そ
して、自由端部に応力集中が生じる原因としては、振動
板２４に縞状の振動モードが生じるように励振させて
も、自由端部が縞状の振動モードで振動されずに格子状
の振動モードとなるのが大きな要因と考えられる。
【００５８】しかし、振動板２４にその長手方向に延び
る溝５１が形成された場合、振動板２４の幅方向への振
動が抑制され、全長にわたって縞状の振動モードで振動
され易くなり、自由端部も縞状の振動モードで振動され
る。
【００５９】また、ホーン３１，３２にはその振動方向
に沿って延びるスリット５２が形成されているため、振
動子３０からホーン３１に縦振動のみが伝達されるよう
になる。その結果、円柱状の振動子３０から角柱状のホ
ーン３１を経て振動板２４へと振動が伝達される際に振
動波が均一に伝わり、振動板２４の自由端部でも縞状モ
ードで振動される状態となる。
【００６０】この実施の形態では第１の実施の形態の
（１）〜（６）の効果の他に次の効果を有する。 （１０） 長尺の振動板２４にその長手方向に沿って延
びる溝５１が形成されているため、振動板２４の幅方向
への振動が抑制され、振動板２４の自由端部に格子状の
振動モードが発生せず、割れが生じ難くなる。また、振
動板２４の自由端部が縞状の振動モードで振動されるた
め、自由端部の振動振幅を確保できる。
【００６１】（１１） 溝５１は振動板２４の長手方向
全長にわたって連続して形成されている。従って、複数
の短い溝を一直線状に加工する場合に比較して溝５１の
加工が簡単になる。
【００６２】（１２） ホーン３１，３２の振動方向に
沿って延びるようにスリット５２が形成されているた
め、振動子３０からホーン３１，３２に縦振動のみが伝
達されるようになる。その結果、振動板２４が縞状の振
動モードで振動され易くなり、振動板２４の自由端部に
格子状の振動モードが発生せず、割れが生じ難くなる。
また、振動板２４の自由端部が縞状の振動モードで振動
されるため、自由端部の振動振幅を確保できる。
【００６３】実施の形態は前記に限定されるものではな
く、例えば次のように構成してもよい。 ○ 振動板２４，４３をホーン３１，３２に固定する
際、振動板２４，４３に自由端が生じないように、それ
ぞれ振動板２４，４３の端部でホーン３１，３２に固定
してもよい。この構成でも振動板２４，４３の振動によ
り定在波が発生し、物体２１を浮揚させることができ
る。しかし、第１の実施の形態のように他の搬送装置と
直列に接続された状態で配置され、搬送装置間を物体２
１が移動する場合は、振動板２４に自由端が存在するよ
うに、振動板２４をホーン３１，３２に固定する方がよ
い。
【００６４】○ 第１の実施の形態でコーン３２ａを設
けずに、ベースプレート２２ａと振動板２４との距離が
ｎλ／２となるようにホーン３２をベースプレート２２
ａに固定してもよい。この場合も、ホーン３２を振動子
に連結せずに、１個の振動子３０で振動板２４全体を励
振することができる。
【００６５】○ 振動子が連結されない固定部材として
のホーン３２の長さは必ずしもｎλ／２（λは振動波
長、ｎは自然数）に設定しなくてもよい。 ○ 第１の実施の形態の物体搬送装置１３をローラコン
ベア装置１２と組み合わせずに、単独で使用してもよ
い。また、搬送距離が長い場合は、複数の物体搬送装置
１３を直列に配設して搬送装置を構成してもよい。
【００６６】○ 第１の実施の形態のように、物体２１
をその搬送方向の左右両端部で支持して搬送する搬送手
段を備えた物体搬送装置１３において、複数の振動板２
４を平行に配設してもよい。この場合、搬送すべき物体
２１の幅が広い場合でも安定した状態で搬送することが
できる。
【００６７】○ 第１の実施の形態において、物体２１
をその搬送方向の左右両端部で支持して搬送する搬送手
段として、ローラ１６ａ，１６ｂが物体２１と当接する
構成に代えて、ベルトが物体２１と当接する構成として
もよい。この場合、回転軸２３の間隔を広くして部品点
数（例えば回転軸２３の本数）を少なくすることができ
る。
【００６８】○ 第２の実施の形態の荷取り装置におい
て、移動手段４２を複数のリンク４２ａを備えたスカラ
式の公知のロボットアームを備えた構成に代えて、ベー
ス部と、該ベース部に対して水平に繰り出し得る複数の
可動フォークとを備えた多段フォーク装置を使用する。
そして、前記多段フォーク装置の終段フォークに支持部
４１を固定してもよい。
【００６９】○ 荷取り装置４０は所定位置に配置され
る構成に限らず、レールに沿って移動する搬送車やレー
ルの無い通路を移動する搬送車等に装備してもよい。こ
の場合、１台の荷取り装置４０を複数の荷移載ヶ所で使
用することが可能になる。
【００７０】○ 振動板２４，４３が長く、その撓みが
大きな場合、振動板２４，４３の中央部を下から支承す
る撓み抑制機構を設けてもよい。この場合、撓みが過大
にならずに、振動板２４，４３が安定した状態で振動
し、物体２１に浮揚力が安定した状態で作用する。
【００７１】○ 規制部材４４に係止凹部４４ａを形成
せず、単なるピンを使用してもよい。また、規制部材４
４として弱い吸着作用を有する保持部を設け、物体２１
の移動を規制するようにしてもよい。
【００７２】○ 振動板２４に定在波を発生させる構成
に代えて、進行波を発生させる構成としてもよい。例え
ば、ホーン３２をエネルギー吸収能の大きなゴムを介し
てベースプレート２２ａに固定する。進行波の強さは、
ホーン３２に振動子を固定するとともに、振動子に負荷
回路を接続した場合に比較して弱い。しかし、搬送すべ
き物体が軽量の場合は進行波で物体を搬送することが可
能となる。また、弱い進行波であっても、進行波が存在
することにより、物体を搬送する際の補助推力となり、
搬送手段が必要とする推力を小さくすることができる。
【００７３】○ 第４の実施の形態において、振動板２
４に形成される溝５１の数は１本に限らず、複数設けて
もよい。溝５１により分割された各部の幅がホーン３
１，３２の縦振動の波長の１／３より小さくなるよう
に、溝５１の数が設定される。複数設ける場合、各溝５
１は振動板２４の幅方向の中央を通る直線に対して対称
となるように設けるのが好ましい。
【００７４】○ 第４の実施の形態において、溝５１の
位置は振動板２４の下面に限らず、上面に形成したり、
両面に形成してもよい。しかし、上面に形成した場合
は、振動板２４からの音圧の放射量が少なくなるため、
下面に形成する方が好ましい。
【００７５】○ 溝５１は振動板２４の全長にわたって
形成される必要はなく、部分的に形成された構成でもよ
い。例えば、比較的長い溝を複数形成したり、短い溝を
多数形成してもよい。
【００７６】○ ホーン３１，３２に形成されるスリッ
ト５２の数は２個に限らず、ホーン３１，３２の幅や厚
さ及び高さ等により、１個あるいは３個以上としてもよ
い。また、数は偶数でも奇数でもよい。
【００７７】○ 振動板２４の自由端部に応力集中が発
生するのを抑制するため、振動板２４に溝５１を形成し
たり、ホーン３１，３２にスリット５２を形成する代わ
りに、あるいは溝５１やスリット５２を形成するととも
に、振動板２４の端部に面取り又は円弧状の加工を施し
た加工部５３を設けてもよい。例えば、図９に示すよう
に、振動板２４の両端部に平面円弧状の加工部５３を設
け、溝５１をなくしてもよい。振動板２４の少なくとも
長手方向の一方の端部に加工部５３が形成されると、振
動板２４の自由端部に応力集中が発生し難くなって割れ
の発生が防止される。また、振動板２４の自由端部も縞
状の振動モードで励振され易くなる。その結果、振動板
２４の自由端部が格子状の振動モードで振動される場合
に比較して振動板２４の自由端部に応力集中がより発生
し難くなる。振動板２４に溝５１を設けずに、加工部５
３だけを設けても、応力集中を抑制することができる
が、振動板２４に溝５１を設けたり、ホーン３１，３２
にスリット５２を設ける構成と組み合わせることで、よ
り応力集中の抑制効果が大きくなる。
【００７８】○ 加工部５３の形状は平面円弧状に限ら
ず、図１０（ａ）に示すように、平面長方形状の振動板
２４の両端部の直角の角部を切り落とした面取り形状と
してもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、平面円
弧状に加工するとともに、振動板２４の板厚方向におい
ても振動板２４の端部をＲ状（円弧状）にしたり、面取
りを施してもよい。また、図１０（ｃ）に示すように、
振動板２４の平面形状は長方形状のまま、その端部の厚
さ方向において面取りやＲ状の加工を施した加工部５３
を設けてもよい。これらの加工部５３を設けた場合も振
動板２４の自由端部に応力集中による割れの発生が抑制
される。
【００７９】〇 振動板２４の自由端部に応力集中が生
じるのを抑制する手段として、振動板２４に溝５１を設
けたり、面取りやＲ加工を施した加工部５３を設けるの
は、第１端部側が振動子３０に連結されたホーン３１で
励振され、第２の端部側が固定の支持部材としてのホー
ン３２に連結された振動板２４に限らない。即ち、両端
部において振動子で励振されるホーンに連結された振動
板に適用してもよい。
【００８０】〇 第１の実施の形態の振動板２４に限ら
ず、第２の実施の形態の構成の振動板４３あるいは、第
３の実施の形態の振動板２４に、前記構成の溝５１や加
工部５３を設けたり、ホーン３１，３２にスリット５２
を形成してもよい。これらの場合も前記と同様に振動板
２４，４３の自由端部に応力集中による割れの発生が抑
制される。
【００８１】○ 振動板２４のホーン３１，３２への固
定はねじ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３０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。
【００８２】前記実施の形態から把握される発明（技術
的思想）について以下に記載する。 （１） 請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記振動板は進行波を発生するように励振される。
【００８３】（２） 請求項７に記載の発明において、
物体浮揚装置として請求項１〜請求項６のいずれか一項
に記載の物体浮揚装置に代えて、前記技術的思想（１）
の物体浮揚装置を設けた物体搬送装置。
【００８４】（３） 請求項９に記載の発明において、
前記支持部材は振動板と直交する方向の長さがｎλ／２
（λは振動波長、ｎは自然数）に形成されている。 （４） 請求項５に記載の発明において、前記溝は振動
板の下面に形成されている。
【００８５】
【発明の効果】以上、詳述したように、請求項１〜請求
項６に記載の発明によれば、簡単な構成で長尺の振動板
を安定した状態で１個の振動子で振動させることがで
き、物体浮揚装置の構成が簡単になる。請求項７及び請
求項８に記載の発明によれば、その物体浮揚装置を用い
ることにより、簡単な構成で物体の一部を浮揚状態で搬
送することができる。また、請求項９に記載の発明で
は、物体を浮揚状態で移載する際、荷取り部の移動に必
要な空間を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態の搬送装置の模式斜視図。
【図２】 （ａ）は物体搬送装置の一部省略模式側面
図、（ｂ）はホーンと振動子を示す模式正面図、（ｃ）
は別のホーンの模式正面図。
【図３】 第２の実施の形態の荷取り装置の模式平面
図。
【図４】 （ａ）は同じく模式側面図、（ｂ）は（ａ）
のＢ部の拡大図。
【図５】 （ａ）は荷取り状態を示す一部省略模式平面
図、（ｂ）は同じく一部省略模式側面図。
【図６】 （ａ）は第３の実施の形態の物体搬送装置の
模式側面図、（ｂ）は模式平面図。
【図７】 （ａ）は第４の実施の形態の物体搬送装置の
模式斜視図、（ｂ）はホーンと振動子を示す模式正面
図。
【図８】 振動板の平面図。
【図９】 別の実施の形態の振動板の平面図。
【図１０】 （ａ）は振動板の平面図、（ｂ）は振動板
の一部破断部分斜視図、（ｃ）は振動板の部分斜視図。
【図１１】 従来技術の物体浮揚装置の一部破断模式側
面図。
【図１２】 （ａ），（ｂ）は従来技術の荷取り装置の
荷取り状態を示す模式背面図。
【符号の説明】
１３…物体搬送装置、２１…物体、２３…搬送手段を構
成する回転軸、２５…同じくローラ、２４，４３…振動
板、３０…励振手段を構成する振動子、３１，４７…同
じくホーン、３２…支持部材としてのホーン、３８…駆
動手段としての発振器、４１…支持部、４２…移動手
段、４９…物体浮揚装置、５１…溝、５２…スリット、
５３…加工部。
フロントページの続き (72)発明者 小池 義和 神奈川県横浜市戸塚区上倉田町1957−60 インティーム戸塚302号室 Ｆターム(参考） 3F037 CA15 CB02 3F333 AA01 AB13 AE02 AF10 CA06 5H680 AA19 BB13 BB15 CC02 CC06 DD01 DD14 DD23 DD35 DD37 DD53 DD55 DD59 DD65 DD87 DD88 DD95 EE10 EE11 EE20 FF02 FF04 FF08

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 長尺の振動板を励振手段で励振させて、
    振動板の音波の放射圧により振動板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、 前記振動板の第１端部側を振動子により励振されるホー
    ンに固定し、第２端部側を振動子が連結されない固定の
    支持部材に固定した物体浮揚装置。
  2. 【請求項２】 前記支持部材は振動板と直交する方向の
    長さがｎλ／２（λは振動波長、ｎは自然数）に形成さ
    れている請求項１に記載の物体浮揚装置。
  3. 【請求項３】 前記振動板は定在波を発生するように励
    振される請求項１又は請求項２に記載の物体浮揚装置。
  4. 【請求項４】 前記振動板は少なくとも長手方向の一方
    の端部が面取り又は円弧状に加工されている請求項１〜
    請求項３のいずれか一項に記載の物体浮揚装置。
  5. 【請求項５】 前記振動板にはその長手方向に延びる溝
    が形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に
    記載の物体浮揚装置。
  6. 【請求項６】 前記ホーンには振動方向に延びるスリッ
    トが形成されている請求項１〜請求項５のいずれか一項
    に記載の物体浮揚装置。
  7. 【請求項７】 物体をその搬送方向の左右両端部で支持
    して搬送する搬送手段と、前記搬送手段で支持された物
    体に浮揚力を付与してその撓みを抑制する物体浮揚装置
    とを備え、該物体浮揚装置として請求項１〜請求項６の
    いずれか一項に記載の物体浮揚装置を設けた物体搬送装
    置。
  8. 【請求項８】 前記物体浮揚装置は複数の振動板が平行
    に配設されている請求項７に記載の物体搬送装置。
  9. 【請求項９】 往復直線移動可能な支持部と、 前記支持部を往復直線移動させる移動手段と、 前記支持部の基端側に対して、第１端部が振動子により
    励振されるホーンを介して固定され、第２端部が支持部
    材を介して前記支持部の先端側に固定された振動板と、 前記振動子を振動させる駆動手段とを備えた荷取り装
    置。
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