JP2005112517A - Object levitating and transporting device - Google Patents

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正己 高三
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an object levitating and transporting device capable of transporting an object in the stably levitated condition by suppressing the deflection of vibrating plates despite their larger length. <P>SOLUTION: The object levitating and transporting device 11 is equipped with two vibrating plates 12a and 12b and is able to levitate the object 13 and hold with the two plates in cooperation. The vibrating plates 12a and 12b are supported by three horns 14a-14c, which are secured to a vibrator 15. The vibrator 15 to excite the horn 14c fastened to the center of the plates 12a and 12b is connected with an oscillator 19, while a vibrator 15 to excite the horns 14a and 14b fastened to the ends of the plates 12a and 12b is connected with the oscillator 19 through a phase shifter 21. The object levitating and transporting device 11 is structured so as to generate a standing wave from the plates 12a and 12b and is equipped with a nozzle 23 to give a propulsive force to the object 13 in the levitated condition. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、音波の放射圧を用いて物体を浮揚状態で搬送する物体浮揚搬送装置に関する。   The present invention relates to an object levitating and conveying apparatus that conveys an object in a levitated state using radiation pressure of sound waves.

液晶やPDP(プラズマディスプレイ)などのガラス基板が大型化しており、1500×1800mm以上の基板サイズになってきているが、基板の撓み防止やゴミの付着防止の為、物体を浮揚させる装置が求められている。   Glass substrates such as liquid crystal displays and PDPs (plasma displays) have become larger and have become larger than 1500 x 1800 mm, but there is a need for a device that floats objects to prevent substrate deflection and dust adhesion. It has been.

物体を空中に浮揚させる物体浮揚装置として、音波の放射圧を用いる装置が提案されている。そして、長尺の平板状の振動体を使用し、振動体の振動による音波の放射圧により物体を浮揚させ、前記振動体で進行波を発生させて浮揚した物体を移動させる物体浮揚搬送装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。物体の搬送距離を長くするため、長尺の振動板を使用すると、撓みが大きくなり、振動板の端部と中央付近で高さが変化し、物体を安定した浮揚状態で搬送するのが困難になる。特許文献1に開示された物体浮揚搬送装置では、この不都合を解消するため、振動板の中間部において、振動板の下面と当接して該振動板の撓みを抑制する撓み防止部材を設けている。
特開2002−137817号公報(明細書の段落[0015],[0018],[0021]、図1)
As an object levitating apparatus for levitating an object in the air, an apparatus using a sound wave radiation pressure has been proposed. An object levitating and conveying apparatus that uses a long flat plate-like vibrating body, levitates an object by the radiation pressure of sound waves generated by vibration of the vibrating body, and generates a traveling wave by the vibrating body to move the levitated object. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1). If a long diaphragm is used to increase the object transport distance, the deflection will increase and the height will change near the end and center of the diaphragm, making it difficult to transport the object in a stable levitation state. become. In the object levitating and conveying apparatus disclosed in Patent Document 1, in order to eliminate this inconvenience, a deflection preventing member that abuts the lower surface of the diaphragm and suppresses the deflection of the diaphragm is provided in the middle portion of the diaphragm. .
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-137817 (paragraphs [0015], [0018], [0021], FIG. 1)

ところが、特許文献1に記載の物体浮揚搬送装置では、長尺の振動板の撓みが大きくなるのを振動板の下面に当接する撓み防止部材で抑制する構成のため、振動板の振動に伴って振動板が撓み防止部材に繰り返し当接するため振動板又は撓み防止部材が摩耗するという問題がある。また、摩耗を押さえる為に振動の小さい位置で当接するようにすると、撓み防止部材の配置に制限があった。   However, in the object levitating and conveying apparatus described in Patent Document 1, since the bending of the long diaphragm is suppressed by the deflection preventing member that contacts the lower surface of the diaphragm, the vibration of the diaphragm is increased. There is a problem that the diaphragm or the deflection preventing member is worn because the diaphragm repeatedly contacts the deflection preventing member. Further, if the contact is made at a position where vibration is small in order to suppress wear, the arrangement of the bending prevention member is limited.

一方、物体を搬送する距離が短い場合は、短い振動板を使用した物体浮揚搬送装置で搬送が可能であるが、物体を搬送する距離が長い場合は複数の物体浮揚搬送装置を直列に配置して物体を搬送する必要がある。しかし、複数の物体浮揚搬送装置を直列に配置して物体を搬送する場合は、浮揚状態の物体が一方の物体浮揚搬送装置の振動板上から他方の物体浮揚搬送装置の振動板上へ乗り移るのを円滑に行うために、両物体浮揚搬送装置のアライメントの調整を精度良く行う必要がある。そして、使用する物体浮揚搬送装置の数が多くなるほどその調整に手間がかかる。また、構成部材が増加するので装置が高価になる。   On the other hand, if the distance to transport the object is short, it can be transported by the object levitation transport device using a short diaphragm, but if the distance to transport the object is long, multiple object levitation transport devices are arranged in series. It is necessary to transport the object. However, when a plurality of object levitation conveyance devices are arranged in series to convey an object, the object in the levitation state is transferred from the vibration plate of one object levitation conveyance device to the vibration plate of the other object levitation conveyance device. In order to carry out smoothly, it is necessary to adjust the alignment of both the object levitation transfer devices with high accuracy. And as the number of the object levitation transfer devices to be used increases, the adjustment takes time. Further, since the number of components increases, the apparatus becomes expensive.

本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は長尺の振動板を使用して物体を浮揚状態で搬送する際、振動板を2箇所で支持して励振させる構成に比較して、振動板の長さを長くしても振動板の撓みを抑制して物体を安定した浮揚状態で搬送することができる物体浮揚搬送装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to use a long diaphragm to support and excite the diaphragm at two places when an object is conveyed in a floating state. The object levitation conveying device is capable of conveying an object in a stable levitation state by suppressing the bending of the diaphragm even when the length of the diaphragm is increased.

前記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、振動板からの音波の放射圧により物体を浮揚状態で搬送する物体浮揚搬送装置であって、前記振動板は3個以上の支持部で支持され、前記支持部のうち少なくとも1個が励振される。ここで、「長尺の振動板」とは、振動板の長さが振動波長の10波長以上の長さを意味する。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an object levitating and conveying apparatus that excites a long diaphragm by an exciting means and conveys an object in a levitated state by the radiation pressure of sound waves from the diaphragm. The diaphragm is supported by three or more support portions, and at least one of the support portions is excited. Here, the “long diaphragm” means that the diaphragm has a length that is at least 10 wavelengths of the vibration wavelength.

この発明では、振動板は3個以上の支持部で支持されて振動するため、2個の支持部で支持された状態で振動する従来装置の振動板に比較して、同じ重量の物体を浮揚させる際の撓み量が小さくなる。従って、物体が浮揚状態で安定して搬送される。また、従来は、短い振動板を備えた物体浮揚搬送装置を2台使用して搬送する距離でも1台の物体浮揚搬送装置で搬送することが可能となる。その結果、物体浮揚搬送装置を設置する際の調整の手間(工数)が少なくなる。   In this invention, since the vibration plate is supported by three or more support portions and vibrates, an object having the same weight is levitated as compared with the vibration plate of the conventional device that vibrates while being supported by the two support portions. The amount of bending at the time of making becomes small. Accordingly, the object is stably transported in the floating state. In addition, conventionally, it is possible to carry a single object levitating and conveying device even at a distance where two object levitating and conveying devices provided with short diaphragms are used. As a result, adjustment labor (man-hours) when installing the object levitation transfer device is reduced.

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、前記支持部のうち少なくとも1個は励振されない支持部であり、前記励振されない支持部はホーンで構成されている。この発明では、例えば3個以上の支持部のうち1個が励振されるため、励振に必要な振動子が1個でよく、コストが低くなる。また、他の励振されない支持部がホーンのため、振動板をホーン以外の支持部に固定した場合と比較して、励振手段により振動板を効率良く振動することが容易になる。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, at least one of the support portions is a non-excited support portion, and the non-excited support portion is constituted by a horn. In the present invention, for example, one of the three or more support portions is excited, so that only one vibrator is required for excitation, and the cost is reduced. In addition, since the other non-excited support portion is a horn, it is easy to efficiently vibrate the diaphragm by the excitation means as compared with the case where the diaphragm is fixed to a support portion other than the horn.

請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の発明において、前記振動板は複数の振動子により進行波を発生するように励振される。長尺の振動板を使用して物体を浮揚状態で搬送する方法としては、振動板で定在波を発生させて物体を浮揚状態に保持し、その状態の物体に対して振動板の長手方向へ移動させる推進力を与える方法と、振動板で進行波を発生させ、進行波により物体を浮揚状態で搬送する方法とがある。この発明では、振動板が進行波を発生するように励振されるため、定在波を発生させて、別に推進力を付与する方法に比較して、構成が簡単になる。また、複数の振動子により振動板が励振されるので、励振効果が高くなる。   According to a third aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the diaphragm is excited by a plurality of vibrators so as to generate traveling waves. As a method of transporting an object in a levitated state using a long diaphragm, a standing wave is generated by the diaphragm to hold the object in a levitated state, and the longitudinal direction of the diaphragm with respect to the object in that state There are a method of applying a propulsive force to move to a position and a method of generating a traveling wave with a diaphragm and transporting an object in a floating state by the traveling wave. In this invention, since the diaphragm is excited so as to generate a traveling wave, the configuration is simplified compared to a method in which a standing wave is generated and a driving force is separately applied. Further, since the diaphragm is excited by the plurality of vibrators, the excitation effect is enhanced.

本発明によれば、長尺の振動板を使用して物体を浮揚状態で搬送する際、振動板を2個の支持部で支持する装置に比較して振動板の長さを長くしても安定した浮揚状態で搬送することができる。   According to the present invention, when a long diaphragm is used to convey an object in a levitated state, the length of the diaphragm can be increased compared to a device that supports the diaphragm with two support portions. It can be transported in a stable levitation state.

(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施形態を図1に従って説明する。図1は物体浮揚搬送装置の模式斜視図である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic perspective view of an object levitating and conveying apparatus.

図1に示すように、物体浮揚搬送装置11は、励振手段で励振される2個の振動板12a,12bを備えている。両振動板12a,12bは同じ大きさの矩形平板状に形成され、搬送すべき物体13を両者で共同して浮揚保持可能になっている。物体13は、例えば液晶パネルのガラス基板のように薄い板状の物体である。振動板12a,12bは長尺に形成されている。長尺とは振動板12a,12bが振動する際の波長の10倍以上の長さを意味する。望ましくは、ガラス基板サイズ(1500mm以上)以上の長さにすると、直列方向の乗り継ぎ部が減り、安定した搬送が可能になる。   As shown in FIG. 1, the object levitating and conveying apparatus 11 includes two diaphragms 12a and 12b excited by excitation means. Both diaphragms 12a and 12b are formed in the shape of a rectangular plate having the same size, and the object 13 to be transported can be floated and held together. The object 13 is a thin plate-like object such as a glass substrate of a liquid crystal panel. The diaphragms 12a and 12b are formed long. The long length means a length that is at least 10 times the wavelength when the diaphragms 12a and 12b vibrate. Desirably, when the length is equal to or larger than the glass substrate size (1500 mm or more), the connecting portions in the series direction are reduced, and stable conveyance is possible.

各振動板12a,12bは、3個の支持部としてのホーン14a,14b,14cで支持されている。ホーン14a,14b,14cは偏平なほぼ直方体状に形成され、その先端において図示しないネジにより各振動板12a,12bに対して締結されている。ホーン14a,14bは各振動板12a,12bに対してその長手方向両端部において長手方向と直交する状態で取付けられ、ホーン14cは各振動板12a,12bに対してその長手方向ほぼ中央部において長手方向と直交する状態で取付けられている。   Each diaphragm 12a, 12b is supported by horns 14a, 14b, 14c as three support portions. The horns 14a, 14b, and 14c are formed in a flat and substantially rectangular parallelepiped shape, and are fastened to the diaphragms 12a and 12b by screws (not shown) at their tips. The horns 14a and 14b are attached to the diaphragms 12a and 12b in a state perpendicular to the longitudinal direction at both ends in the longitudinal direction, and the horns 14c are longitudinal to the diaphragms 12a and 12b in substantially the center in the longitudinal direction. It is attached in a state perpendicular to the direction.

各ホーン14a,14b,14cは振動板12a,12bが締結される面の反対側の面において振動子15に固定されている。ホーン14a,14b,14cの先端面は振動子15の軸方向と直交する平面に形成され、ホーン14a,14b,14c及び振動子15の中心軸が鉛直方向に延びる状態で配置されている。   Each horn 14a, 14b, 14c is fixed to the vibrator 15 on the surface opposite to the surface to which the diaphragms 12a, 12b are fastened. The tip surfaces of the horns 14a, 14b, 14c are formed on a plane orthogonal to the axial direction of the vibrator 15, and the horns 14a, 14b, 14c and the central axis of the vibrator 15 are arranged in a state extending in the vertical direction.

振動子15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16a,16bと、ピエゾ素子16a,16b間に配置されたリング状の電極板17と、ピエゾ素子16a,16bの外側面と当接する位置に配置された金属ブロック18a,18b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18aに形成された図示しないねじ穴に、金属ブロック18b側から螺合されている。両金属ブロック18a,18b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18a,18bの上端にはフランジ(図示せず)が形成され、金属ブロック18aは図示しない支持プレートに形成された孔に嵌合された状態で図示しないボルトにより該支持プレートに固定されている。即ち、物体浮揚搬送装置11は2基の搬送ユニットが平行に配設された構成となっている。   A so-called Langevin-type vibrator is used as the vibrator 15 and includes a pair of ring-shaped piezoelectric elements 16a and 16b, a ring-shaped electrode plate 17 disposed between the piezoelectric elements 16a and 16b, and the piezoelectric elements 16a and 16b. The metal blocks 18a and 18b arranged at positions where they come into contact with the outer surface are fastened and fixed with bolts (not shown). The bolt is screwed into a screw hole (not shown) formed in the metal block 18a from the metal block 18b side. Both metal blocks 18a, 18b are in a state of being electrically connected to each other via bolts. A flange (not shown) is formed at the upper ends of the metal blocks 18a and 18b, and the metal block 18a is fixed to the support plate by a bolt (not shown) in a state of being fitted in a hole formed in the support plate (not shown). Yes. In other words, the object levitation transfer device 11 has a configuration in which two transfer units are arranged in parallel.

各振動板12a,12bの中央に締結されたホーン14cを励振させる振動子15は発振器19に接続されている。電極板17は配線20aを介して発振器19と接続され、発振器19の接地端子が配線20bを介して金属ブロック18bに接続されている。各振動板12a,12bの端部に締結されたホーン14a,14bを励振させる振動子15は位相シフタ21を介して発振器19に接続されている。ホーン14a〜14c、振動子15、発振器19、位相シフタ21により各振動板12a,12bを励振させる励振手段が構成されている。発振器19及び位相シフタ21は制御装置22からの制御信号により駆動される。なお、図示の都合上、振動板12b用の発振器19、配線20a,20b及び位相シフタ21の図示を省略している。   A vibrator 15 for exciting a horn 14c fastened to the center of each diaphragm 12a, 12b is connected to an oscillator 19. The electrode plate 17 is connected to the oscillator 19 via the wiring 20a, and the ground terminal of the oscillator 19 is connected to the metal block 18b via the wiring 20b. The vibrator 15 for exciting the horns 14 a and 14 b fastened to the end portions of the diaphragms 12 a and 12 b is connected to the oscillator 19 via the phase shifter 21. The horns 14a to 14c, the vibrator 15, the oscillator 19, and the phase shifter 21 constitute excitation means for exciting the diaphragms 12a and 12b. The oscillator 19 and the phase shifter 21 are driven by a control signal from the control device 22. For the sake of illustration, the oscillator 19, the wirings 20a and 20b, and the phase shifter 21 for the diaphragm 12b are not shown.

振動板12a,12bを縞モードで振動させるのに適した、両端に設けられた振動子15と中央に設けられた振動子15との位相差が、負荷や環境温度に対応して予め試験により求められ、制御装置22のメモリにはその条件が記憶されている。   The phase difference between the vibrator 15 provided at both ends and the vibrator 15 provided in the center, which is suitable for vibrating the diaphragms 12a and 12b in the stripe mode, is previously tested according to the load and environmental temperature. The condition is stored in the memory of the control device 22.

物体浮揚搬送装置11は振動板12a,12bから定在波を発生するように構成され、浮揚状態の物体に推進力を与える推進力付与手段を備えている。この実施形態では推進力付与手段として、物体13に対して圧縮空気を後方から吹き付けるノズル23が設けられている。ノズル23は複数設けられるが、1個のみ図示している。   The object levitation transfer device 11 is configured to generate a standing wave from the diaphragms 12a and 12b, and includes a propulsive force applying unit that applies a propulsive force to the floating object. In this embodiment, a nozzle 23 that blows compressed air from behind on the object 13 is provided as a propulsive force applying means. A plurality of nozzles 23 are provided, but only one is shown.

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
振動子15が所定の共振周波数(例えば、20kHz前後)で励振され、ホーン14a〜14cを介して振動板12a,12bが励振されて撓み振動を行う。振動板12a,12bは、縞状モードで振動され、振動板12a,12bから放射される音波の放射圧によって、物体13は振動板12a,12bの表面から浮揚した状態に保持される。その状態でノズル23から圧縮空気が噴射されて物体13に推力が付与され、物体13は振動板12a,12bの一端側から他端側へ浮揚状態で搬送される。ノズル23の圧縮空気の噴射を停止することにより物体13の搬送が停止され、物体13は浮揚状態で一定位置に保持される。発振器19の駆動を停止すると、振動板12a,12bの振動が停止され、物体13は振動板12a,12b上に載置された状態で停止する。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
The vibrator 15 is excited at a predetermined resonance frequency (for example, around 20 kHz), and the diaphragms 12a and 12b are excited via the horns 14a to 14c to perform flexural vibration. The diaphragms 12a and 12b are vibrated in a striped mode, and the object 13 is held in a state of being lifted from the surfaces of the diaphragms 12a and 12b by the radiation pressure of sound waves emitted from the diaphragms 12a and 12b. In this state, compressed air is jetted from the nozzle 23 to apply a thrust to the object 13, and the object 13 is conveyed in a floating state from one end side to the other end side of the diaphragms 12a and 12b. By stopping the jet of compressed air from the nozzle 23, the conveyance of the object 13 is stopped, and the object 13 is held in a fixed position in a floating state. When the drive of the oscillator 19 is stopped, the vibrations of the diaphragms 12a and 12b are stopped, and the object 13 is stopped while being placed on the diaphragms 12a and 12b.

1台の物体浮揚搬送装置11で物体13の搬送距離を長くするには、各振動板12a,12bを長く(長尺に)する必要がある。しかし、従来装置のように振動板12a,12bを2箇所で支持して振動させる構成では、撓み防止装置がないと振動板が大きく撓み、物体13を安定した状態で搬送するのが難しい。しかし、この実施形態では各振動板12a,12bの両端部がホーン14a,14bで支持されている他に、各振動板12a,12bのほぼ中央部もホーン14cで支持されている。従って、各振動板12a,12bの撓みが抑制され、物体13はほぼ水平状態で振動板12a,12bの一端から他端まで安定した浮揚状態で搬送される。   In order to increase the transport distance of the object 13 with one object levitation transport device 11, it is necessary to lengthen (long) each diaphragm 12a, 12b. However, in the configuration in which the vibration plates 12a and 12b are supported and vibrated at two locations as in the conventional device, the vibration plate is greatly bent without the bending prevention device, and it is difficult to convey the object 13 in a stable state. However, in this embodiment, in addition to the both ends of each diaphragm 12a, 12b being supported by horns 14a, 14b, the substantially central part of each diaphragm 12a, 12b is also supported by horn 14c. Therefore, the bending of each diaphragm 12a, 12b is suppressed, and the object 13 is conveyed in a stable floating state from one end to the other end of the diaphragm 12a, 12b in a substantially horizontal state.

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12a,12bからの音波の放射圧により物体13を浮揚状態で搬送する物体浮揚搬送装置11において、振動板12a,12bは3個の支持部(ホーン14a〜14c)で支持されて振動する。従って、2個の支持部で支持された状態で振動する従来装置の振動板に比較して、同じ重量の物体13を浮揚させる際の撓み量が小さくなり、物体13を浮揚状態で安定して搬送することができる。また、従来は、短い振動板を備えた物体浮揚搬送装置を2台使用して搬送する距離でも、振動板12a,12bを長くすることにより、1台の物体浮揚搬送装置11で搬送することが可能となる。2台の物体浮揚搬送装置を使用して物体13を搬送する場合は、物体浮揚搬送装置を設置する際に一方の物体浮揚搬送装置から他方の物体浮揚搬送装置へ物体13が円滑に乗り移れるように、振動板12a,12bの面の高さ等の調整(アライメント調整)を精度良く行う必要があり、調整に手間がかかる。しかし、1台の物体浮揚搬送装置11で搬送する場合は、物体浮揚搬送装置11の設置時にアライメント調整の手間(工数)が少なくなる。また、物体浮揚搬送装置11を複数台必要な距離、物体13を搬送する場合でも、従来装置に比較して物体浮揚搬送装置11の台数を少なくでき、設置時の工数を少なくできる。
This embodiment has the following effects.
(1) In the object levitating and conveying apparatus 11 that conveys the object 13 in a levitated state by the radiation pressure of sound waves from the long vibrating plates 12a and 12b, the vibrating plates 12a and 12b have three support portions (horns 14a to 14c). It is supported by and vibrates. Accordingly, the amount of bending when the object 13 having the same weight is levitated is smaller than that of the diaphragm of the conventional apparatus that vibrates while being supported by the two support parts, and the object 13 is stably in the levitated state. Can be transported. In addition, conventionally, even when the object levitation conveyance device having a short diaphragm is used for conveyance, it can be conveyed by one object levitation conveyance device 11 by lengthening the diaphragms 12a and 12b. It becomes possible. When the object 13 is transferred using two object levitation transfer devices, the object 13 can be smoothly transferred from one object levitation transfer device to the other object levitation transfer device when the object levitation transfer device is installed. In addition, it is necessary to accurately adjust the height of the surfaces of the diaphragms 12a and 12b (alignment adjustment), which takes time and effort. However, when the object levitation transfer device 11 is used to transfer the object, the alignment adjustment effort (man-hour) is reduced when the object levitation transfer device 11 is installed. Further, even when a plurality of object levitation transfer devices 11 are required and the object 13 is transferred, the number of the object levitation transfer devices 11 can be reduced as compared with the conventional device, and the number of man-hours for installation can be reduced.

(2) 各振動板12a,12bは複数の振動子15により励振される。長尺の振動板の場合は従来の短い振動板に比べて振動の減衰が大きくなるが、複数の振動子により励振されることで励振効果が高くなる。   (2) The diaphragms 12 a and 12 b are excited by a plurality of vibrators 15. In the case of a long diaphragm, the vibration attenuation is larger than that of a conventional short diaphragm, but the excitation effect is enhanced by excitation by a plurality of vibrators.

(3) 各振動板12a,12bは複数の振動子15により励振されるとともに、一部の振動子15が位相シフタ21により位相が調整されて振動されるため、振動板12a,12bを縞状モードで振動させるのが容易になり、効率よく、均一な放射圧が発生する状態で12a,12bを振動させることができる。   (3) Each of the diaphragms 12a and 12b is excited by a plurality of vibrators 15, and part of the vibrators 15 are vibrated with the phase adjusted by the phase shifter 21, so that the diaphragms 12a and 12b are striped. It becomes easy to vibrate in the mode, and the 12a and 12b can be vibrated efficiently and in a state where a uniform radiation pressure is generated.

(4) 振動板12a,12bは定在波を発生させて物体13を浮揚状態に保持し、その状態の物体13に対してノズル23から噴射される圧縮空気により振動板12a,12bの長手方向へ移動させる推進力を与えて物体13を浮揚状態で搬送する。従って、振動板12a,12bに進行波を発生させて物体13を浮揚状態で搬送する構成に比較して、励振手段の構成が簡単になる。   (4) The diaphragms 12a and 12b generate standing waves to hold the object 13 in a floating state, and the longitudinal direction of the diaphragms 12a and 12b is caused by the compressed air injected from the nozzle 23 to the object 13 in that state. The object 13 is conveyed in a levitating state by applying a propulsive force to move the object to Therefore, the configuration of the excitation means is simpler than the configuration in which traveling waves are generated in the diaphragms 12a and 12b and the object 13 is conveyed in a floating state.

(5) 複数(この実施形態では2個)の振動板12a,12bが平行に設けられ、それらの振動板12a,12bが共同で物体13を浮揚保持するため、幅の広い(例えば、幅が1m程度)物体13でも、安定した浮揚状態で搬送することができる。   (5) Since a plurality of (two in this embodiment) diaphragms 12a and 12b are provided in parallel and these diaphragms 12a and 12b jointly hold the object 13 in a levitated state, the width is wide (for example, the width is The object 13 can be transported in a stable levitation state.

(第2の実施形態)
次に第2の実施形態を図2に従って説明する。この実施形態では振動板12a,12bが進行波を発生するように励振され、物体13に推進力を付与する付与手段が設けられていない点が前記第1の実施形態と大きく異なっている。なお、前記第1の実施形態と同様に2個の振動板12a,12bが平行に配設され、各振動板12a,12bが同じ構成の励振手段で励振されるため、図示の都合上、一方の振動板12aについてのみ図示する。また、前記第1の実施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 FIG. This embodiment is greatly different from the first embodiment in that the diaphragms 12a and 12b are excited so as to generate traveling waves, and no applying means for applying a propulsive force to the object 13 is provided. As in the first embodiment, the two diaphragms 12a and 12b are arranged in parallel, and the diaphragms 12a and 12b are excited by the excitation means having the same configuration. Only the diaphragm 12a is illustrated. Also, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

ホーン14a,14cに締結された振動子15は第1の実施形態と同様に、それぞれ発振器19及び位相シフタ21に接続されている。ホーン14bに締結された振動子15は、発振器19あるいは位相シフタ21に接続されず、抵抗R及びコイルLからなるエネルギー変換手段としての負荷回路24に接続されている。   The vibrator 15 fastened to the horns 14a and 14c is connected to the oscillator 19 and the phase shifter 21, respectively, as in the first embodiment. The vibrator 15 fastened to the horn 14b is not connected to the oscillator 19 or the phase shifter 21, but is connected to a load circuit 24 as an energy conversion means including a resistor R and a coil L.

次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
ホーン14a,14cの締結された振動子15が所定の共振周波数(例えば、20kHz前後)で励振され、ホーン14a,14cを介して振動板12a,12bが励振されて撓み振動を行う。振動板12a,12bから放射される音波の放射圧によって、物体13は振動板12a,12bの表面から浮揚する。
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
The vibrator 15 to which the horns 14a and 14c are fastened is excited at a predetermined resonance frequency (for example, around 20 kHz), and the diaphragms 12a and 12b are excited through the horns 14a and 14c to cause flexural vibration. The object 13 is levitated from the surfaces of the diaphragms 12a and 12b by the radiation pressure of the sound waves radiated from the diaphragms 12a and 12b.

振動板12a,12bの振動はホーン14bから負荷回路24に接続された振動子15に伝達され、振動子15を構成するピエゾ素子16a,16bにより機械エネルギーである振動のエネルギーが電気エネルギーに変換される。この電気エネルギーが負荷回路24の抵抗Rでジュール熱に変換されて放散される。そのため、各振動板12a,12bに生じる振動の波が一方向へ進む進行波(この実施の形態ではホーン14a側からホーン14b側へ進む進行波)となり、物体13は振動板12a,12bの一端側から他端側へ浮揚状態で搬送される。搬送の停止は発振器19の駆動を停止することにより行われる。   The vibrations of the diaphragms 12a and 12b are transmitted from the horn 14b to the vibrator 15 connected to the load circuit 24. The piezoelectric elements 16a and 16b constituting the vibrator 15 convert vibration energy, which is mechanical energy, into electric energy. The This electrical energy is converted into Joule heat by the resistance R of the load circuit 24 and is dissipated. Therefore, the vibration wave generated in each diaphragm 12a, 12b becomes a traveling wave traveling in one direction (in this embodiment, traveling wave traveling from the horn 14a side to the horn 14b side), and the object 13 is one end of the diaphragms 12a, 12b. It is conveyed in a floating state from one side to the other end side. The conveyance is stopped by stopping the driving of the oscillator 19.

この実施形態では前記第1の実施形態の(1)〜(3),(5)と同様な効果を有する他に、次の効果を有する。
(6) 振動板12a,12bから進行波が発する構成のため、物体13を浮揚状態で搬送するための推進力付与手段を別に設ける必要がなく、構成が簡単になる。
In addition to the same effects as (1) to (3) and (5) of the first embodiment, this embodiment has the following effects.
(6) Since the traveling wave is generated from the diaphragms 12a and 12b, it is not necessary to separately provide a propulsion force applying means for transporting the object 13 in a floating state, and the configuration is simplified.

実施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12a,12bに定在波を発生させる構成として、図3に示すように、振動子15を中央のホーン14cにのみ締結し、他のホーン14a,14bは振動板12a,12bの支持部としてのみ機能する構成としてもよい。この構成では、ホーン14a,14bの共振周波数が振動板12a,12bの共振周波数に合わせて形成されることが好ましい。この場合も、長尺の振動板12a,12bにおいて、自重による撓みの問題なく振動板12a,12b均一に振動され、振動板12a,12bから均一な放射圧を発生することができる。また、励振しない支持部がホーンのため、振動板をホーン以外の支持部に固定した場合と比較して、励振手段により振動板を効率良く振動することが容易である。また、励振しない支持部の配置位置も振動の小さい位置に配置する必要が無く、自由度が高い。
The embodiment is not limited to the above, and may be configured as follows, for example.
As shown in FIG. 3, as a configuration for generating standing waves on the diaphragms 12a and 12b, the vibrator 15 is fastened only to the central horn 14c, and the other horns 14a and 14b support the diaphragms 12a and 12b. It is good also as a structure which functions only as a part. In this configuration, it is preferable that the resonance frequencies of the horns 14a and 14b are formed in accordance with the resonance frequencies of the diaphragms 12a and 12b. Also in this case, the long diaphragms 12a and 12b are vibrated uniformly without problems of bending due to their own weight, and uniform radiation pressure can be generated from the diaphragms 12a and 12b. Moreover, since the support part which is not excited is a horn, compared with the case where a diaphragm is fixed to support parts other than a horn, it is easy to vibrate a diaphragm efficiently by an excitation means. In addition, it is not necessary to dispose the support portion that is not excited at a position where vibration is small, and the flexibility is high.

○ 支持部としてホーンに限らない。振動伝達を妨げずに支持できれば良い。
○ 進行波を利用して物体13を浮揚状態で搬送する物体浮揚搬送装置11において、各振動板12a,12bの両端に設けられた振動子15をそれぞれ発振器19と負荷回路24とに選択的に切り換え接続可能に構成する。この場合、発振器19に接続された状態と、負荷回路24に接続された状態との切換を行うことにより、物体13の搬送方向を選択することができる。
○ The support is not limited to a horn. What is necessary is just to be able to support without disturbing vibration transmission.
In the object levitating and conveying apparatus 11 that conveys the object 13 in a levitated state using traveling waves, the vibrators 15 provided at both ends of the diaphragms 12a and 12b are selectively used as the oscillator 19 and the load circuit 24, respectively. Configure to be switchable. In this case, the conveyance direction of the object 13 can be selected by switching between the state connected to the oscillator 19 and the state connected to the load circuit 24.

○ 振動板12a,12bの数は2個に限らず、幅が広い物体13を浮揚搬送する場合、振動板12a,12bの間にさらに振動板を平行に配置してもよい。間に配置する振動板は必ずしも進行波を発生する構成とする必要はなく、定在波を発生する構成としてもよい。この場合、物体13の重さによる物体13自身の撓みが抑制され、物体13を円滑に浮揚状態で搬送できる。   The number of diaphragms 12a and 12b is not limited to two, and when a wide object 13 is levitated and conveyed, diaphragms may be further arranged in parallel between the diaphragms 12a and 12b. The diaphragm disposed between them is not necessarily configured to generate a traveling wave, and may be configured to generate a standing wave. In this case, the bending of the object 13 itself due to the weight of the object 13 is suppressed, and the object 13 can be smoothly conveyed in a floating state.

○ 複数の振動板12a,12bで物体13を浮揚保持する構成に代えて、1個の振動板で物体13を浮揚保持する構成としてもよい。例えば、幅が狭い物体13を浮揚搬送する場合は、振動板を1個としても安定して搬送できる。   O Instead of a configuration in which the object 13 is levitated and held by the plurality of diaphragms 12a and 12b, a configuration in which the object 13 is levitated and held by one diaphragm may be employed. For example, when the object 13 having a narrow width is levitated and conveyed, even if only one diaphragm is used, it can be stably conveyed.

○ 搬送距離が長い場合は、複数の物体浮揚搬送装置11を直列に配設して物体浮揚搬送装置を構成してもよい。
〇 振動板12a,12bを支持する支持部の数は3個に限らず、4個あるいはそれ以上でもよい。
○ When the transport distance is long, the object levitation transport device 11 may be configured by arranging a plurality of object levitation transport devices 11 in series.
The number of support parts that support the diaphragms 12a and 12b is not limited to three, and may be four or more.

○ 複数の振動子15で発振器19を共通にしてもよい。
○ ホーン14a,14bの形状は扁平な直方体状に限らず、円柱状やほぼ円錐台状等先端側が細くなった形状としてもよい。
A plurality of vibrators 15 may share the oscillator 19.
The shape of the horns 14a and 14b is not limited to a flat rectangular parallelepiped shape, and may be a shape with a thin tip such as a columnar shape or a substantially truncated cone shape.

○ 浮揚保持する物体13の形状は四角形に限らず、三角形や他の多角形あるいは円形等任意の形状としてよい。
○ 振動板12a,12bのホーン14a,14b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。
The shape of the object 13 to be levitated and held is not limited to a quadrangle, and may be an arbitrary shape such as a triangle, another polygon, or a circle.
The fixing of the diaphragms 12a and 12b to the horns 14a and 14b is not limited to fastening with screws, and an adhesive may be used, or may be fixed by brazing or welding.

○ 振動子15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。
以下の技術的思想(発明)は前記実施の形態から把握できる。
(1) 請求項1又は請求項3に記載の発明において、前記振動板は縞モードで振動される。
The vibrator 15 is not limited to the Langevin type vibrator, and other vibrators may be used.
The following technical idea (invention) can be understood from the embodiment.
(1) In the invention according to claim 1 or 3, the diaphragm is vibrated in a stripe mode.

(2) 請求項1、請求項2及び技術的思想(1)のいずれか一項に記載の発明において、物体浮揚搬送装置は前記振動板から定在波を発生するように構成され、浮揚状態の物体に推進力を与える推進力付与手段を備えている。   (2) In the invention according to any one of claims 1, 2 and technical idea (1), the object levitation transfer device is configured to generate a standing wave from the diaphragm, and is in a levitation state. Propulsive force applying means for applying a propulsive force to the object is provided.

(3) 請求項1〜請求項3及び技術的思想(1),(2)のいずれか一項に記載の発明において、前記振動板は複数平行に設けられている。   (3) In the invention according to any one of claims 1 to 3 and technical ideas (1) and (2), a plurality of the diaphragms are provided in parallel.

第1の実施形態の物体浮揚搬送装置の模式斜視図。The model perspective view of the object levitation conveyance apparatus of 1st Embodiment. 第2の実施形態の物体浮揚搬送装置の部分模式斜視図。The partial model perspective view of the object levitation conveyance apparatus of 2nd Embodiment. 別の実施の形態の物体浮揚搬送装置の部分模式斜視図。The partial model perspective view of the object levitation conveyance apparatus of another embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

11…物体浮揚搬送装置、12a,12b…振動板、13…物体、14a,14b,14c…励振手段を構成するとともに支持部としてのホーン、15…励振手段を構成する振動子、19…同じく発振器、21…同じく位相シフタ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Object levitating conveyance apparatus, 12a, 12b ... Diaphragm, 13 ... Object, 14a, 14b, 14c ... Constitution which comprises an excitation means and a horn as a support part, 15 ... Vibrator which comprises excitation means, 19 ... Similarly oscillator .. 21 Phase shifter.

Claims (3)

長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板からの音波の放射圧により物体を浮揚状態で搬送する物体浮揚搬送装置であって、
前記振動板は3個以上の支持部で支持され、前記支持部のうち少なくとも1個が励振される物体浮揚搬送装置。
An object levitating and conveying device that excites a long diaphragm with an exciting means and conveys an object in a levitating state by radiation pressure of sound waves from the diaphragm,
The vibrating plate is supported by three or more support portions, and at least one of the support portions is excited.
前記支持部のうち少なくとも1個は励振されない支持部であり、前記励振されない支持部はホーンで構成されている請求項1に記載の物体浮揚搬送装置。   The object levitation conveyance apparatus according to claim 1, wherein at least one of the support parts is a support part that is not excited, and the support part that is not excited is configured by a horn. 前記振動板は複数の振動子により進行波を発生するように励振される請求項1に記載の物体浮揚搬送装置。   The object levitation conveyance apparatus according to claim 1, wherein the diaphragm is excited to generate traveling waves by a plurality of vibrators.
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