JP2005239391A - 物体浮揚装置及び物体浮揚搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送すべき物体に圧縮気体を噴射することにより非接触状態に保持して搬送する構成に比較して省エネを可能とし、設置に必要な面積を大きくせずに、従来の音波浮揚を利用した物体浮揚装置より浮揚力を高める。
【解決手段】物体浮揚搬送装置11は物体浮揚装置12とローラコンベア装置13とから構成されている。振動板16は、支持プレート15に対して一組のホーン24及び振動子25を介して水平に支持され、振動板16には孔33ａ，33ｂが形成されている。振動板16の下方には、振動板16から浮揚された状態の物体17に対して、孔33ａ，33ｂから気体の圧力を作用させる気体圧力作用手段34が配設されている。気体圧力作用手段34は、孔33ａの列に沿って延びるように配設されたパイプ35ａと、振動板16の長手方向の両端部にそれぞれ形成された孔33ｂの列に沿って延びるように配設されたパイプとを備えている。各パイプ35ａには、空気タンクから圧縮空気が供給される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、物体浮揚装置及び物体浮揚搬送装置に係り、詳しくは励振される振動板から放射される音波の放射圧によって物体を浮揚状態に保持あるいは浮揚状態で搬送する物体浮揚装置及び物体浮揚搬送装置に関する。

ガラスパネル（ガラス基板）や半導体ウエハー等の薄くて傷つき易い板状部材（物体）に汚れや傷が付くのを避けるため、浮揚状態で搬送することが考えられている。物体を空中に浮揚させる物体浮揚装置として、振動板を励振させて振動板から放射される音波の放射圧を用いる装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１には、音波の放射圧で浮揚された物体を走行させる走行手段を設けた物体浮揚搬送装置も開示されている。

また、カラーフィルタの基板を搬送する搬送装置として、基板の両端を支持するローラと、基板の中央部付近を空気又は水の噴出で支持する装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に開示された装置では、図６に示すように、基板５１を搬送方向の左右両端においてローラ５２で支持し、左右のローラ５２の中央部付近に配管５３を設置し、配管５３に形成された孔から空気や水を噴出させて基板５１の中央部近辺を支え、ローラ５２の回転により基板５１を搬送するようになっている。
特許第２８０２８８３号公報（明細書の段落［００１３］〜［００３３］、図１，７） 特開２０００−５３２４７号公報（明細書の段落［０００６］、図１）

物体を浮揚させる場合、励振される振動板から放射される音波の放射圧を利用する方法に必要なエネルギーと、圧縮空気の噴射により物体を浮揚させる方法に必要なエネルギーとを比較すると、音波の放射圧を利用する方法（音波浮揚）では、圧縮空気の噴射による方法の１／３以下のエネルギーで可能となる。しかし、音波浮揚では振動板からの浮揚距離を大きくするのが難しい。

また、近年、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以上の基板サイズのものもある。そして、基板の厚さが１ｍｍ以下と薄いため、基板の一部に浮揚力を与えた場合には基板の撓みが大きくなり、搬送に支障をきたす。従って、基板の広い面積に浮揚力を与える必要がある。特に、物体の搬送距離を長くするため、複数の物体浮揚装置を直列に配置して目的地まで搬送する場合、物体浮揚装置間での物体の移載（乗り継ぎ）を円滑に行うためには、振動板からの浮揚距離を大きくするのが好ましい。しかし、音波浮揚だけでこれらを満足させるのは難しい。

また、音波浮揚を利用して物体を浮揚状態で搬送する場合、物体を所定位置に浮揚状態で停止させるのが難しい。
そこで、本願発明者は音波浮揚と、気体の圧力とを併用することを考えた。しかし、気体の圧力を物体に作用させる装置を音波浮揚装置の側方に配置した場合、物体浮揚装置の設置に必要な面積が大きくなる。

本発明は前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は音波浮揚装置の利点を生かすとともに、設置に必要な面積を大きくせずに、気体の圧力を利用して物体を振動板との非接触状態で保持あるいは搬送することができる物体浮揚装置及び物体浮揚搬送装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、振動板と、前記振動板を該振動板から放射される音波の放射圧により物体を浮揚可能な状態に励振させる励振手段と、前記音波の放射圧によって振動板から浮揚された状態の前記物体に対して前記振動板に形成された孔から気体の圧力を作用させる気体圧力作用手段と、前記気体圧力作用手段に圧力を供給する圧力源とを備えている。

この発明では、振動板の振動により振動板から放射された音波の放射圧によって物体が振動板から浮揚する。また、気体圧力作用手段の作動により、振動板に形成された孔を介して、気体の圧力が物体に作用する。気体として圧縮気体を作用させれば、浮揚力を高めることができる。気体の圧力として大気圧より低い圧力を作用させれば、音波の放射圧と大気圧より低い圧力とのバランスにより物体を非接触状態（浮揚状態）で所定位置に安定して保持できる。従って、音波浮揚装置の利点を生かすとともに、設置に必要な面積を大きくせずに、気体の圧力を利用して物体を振動板との非接触状態で保持することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧力源は、前記気体圧力作用手段に圧縮気体を供給する。この発明では、気体圧力作用手段が作動されると、圧力源から圧縮気体が供給されて孔から物体へ噴射される。従って、物体には振動板から放射される音波の放射圧と、圧縮気体の圧力との両者が浮揚力として作用し、浮揚力が高められる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記振動板は水平に配置され、前記孔は前記振動板の周縁のうち少なくとも物体がはみ出る方向両側に形成されている。物体が撓み易く振動板の幅より幅広の場合、物体に作用する浮揚力が音波の放射圧のみの場合、物体は振動板の幅方向の両端部に近づくように撓んで振動板に接触する状態となる場合がある。しかし、この発明では、振動板の物体がはみ出る方向両側に形成された孔から圧縮気体が噴射されるため、物体が振動板に接触するのが防止される。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記圧力源は、前記気体圧力作用手段に大気圧より低い圧力を供給する。この発明では、気体圧力作用手段が作動されると、圧力源から大気圧より低い圧力が供給されて物体を振動板側へ吸引する力が作用する。物体に作用する力が音波の放射圧のみの場合、物体が僅かの力で音波の放射方向と交差する方向へ移動され易い。しかし、物体に音波の放射圧の他に吸引力が作用するため、この吸引力と振動板から放射される音波の放射圧とのバランスにより、物体は振動板から浮揚した状態で所定位置に安定して保持される。

請求項５に記載の発明は、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、前記気体圧力作用手段は、前記孔に非接触状態で挿入されているノズルを備えている。この発明では、圧力気体は孔に挿入されたノズルから物体に対して作用するため、圧力気体は振動板の振動に殆ど影響を及ぼさず、物体に効率良く作用する。

請求項６に記載の発明は、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と、前記振動板が略長方形状であり、前記振動板から浮揚した状態の前記物体に対して前記振動板の長手方向へ移動させる推力を付与する推力付与手段とを備えている。この発明では、振動板の振動により振動板から放射された音波の放射圧により物体が振動板から浮揚した状態となり、推力付与手段によって推力が付与されることにより、物体は振動板と非接触状態で搬送される。そして、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の発明と同様な作用効果を奏する。

本発明によれば、音波浮揚装置の利点を生かすとともに、設置に必要な面積を大きくせずに、気体の圧力を利用して物体を振動板との非接触状態で保持あるいは搬送することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を物体浮揚搬送装置に具体化した第１の実施形態を図１及び図２に従って説明する。図１（ａ）は物体浮揚搬送装置の一部省略模式斜視図、（ｂ）は部分斜視図、図２は物体浮揚装置の模式側面図である。

図１に示すように、物体浮揚搬送装置１１は物体浮揚装置１２とローラコンベア装置１３とから構成されている。物体浮揚装置１２及びローラコンベア装置１３は、支柱１４に支持された支持プレート１５上に設けられている。物体浮揚装置１２は振動板１６を備えており、励振手段による励振時に振動板１６から放射される音波の放射圧により物体１７が振動板１６から浮揚されるようになっている。

支持プレート１５は、物体１７の幅より広い間隔をおいて、一対の側壁１５ａを備えている。両側壁１５ａ間には、ローラコンベア装置１３を構成する複数本の回転軸１８が所定間隔をおいて互いに平行に水平状態で支持されている。回転軸１８の両端、側壁１５ａの内側には、物体１７の両端部と係合して、物体１７に推力を付与するローラ１９が一体回転可能に固定されている。ローラ１９は段差部１９ａを有し、段差部１９ａで物体１７の端部と当接して物体１７の幅方向への移動を規制するようになっている。

各回転軸１８の一端にはプーリ２０が一体回転可能に固定されている。各回転軸１８は、各プーリ２０と、モータ２１により駆動される駆動プーリ２２との間に巻き掛けられたベルト２３を介してモータ２１により一定方向に回転される。ローラコンベア装置１３は、振動板１６から浮揚した状態の物体１７に対して振動板１６の長手方向へ移動させる推力を付与する推力付与手段を構成する。

振動板１６は、支持プレート１５の幅方向中央で、かつ回転軸１８の上方において、回転軸１８と直交する方向に延びるように、支持プレート１５に対して一組のホーン２４及び振動子２５を介して水平に支持されている。振動板１６は、幅が搬送すべき物体１７より狭い矩形平板状に形成され、物体１７をその中央部で浮揚保持可能になっている。

ホーン２４は振動板１６が締結される面の反対側の面において振動子２５に固定されている。ホーン２４の先端面は振動子２５の軸方向と直交する平面に形成され、ホーン２４及び振動子２５の中心軸が鉛直方向に延びる状態で配置されている。ホーン２４はその先端においてねじ２６により振動板１６の長手方向両端部に締結されている。各ホーン２４は偏平なほぼ直方体状に形成され、振動板１６に対して長手方向と直交する状態で取付けられている。なお、図２ではホーン２４を図１（ａ）より簡略化して図示している。

振動子２５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２７ａ，２７ｂを備えている。両ピエゾ素子２７ａ，２７ｂ間にリング状の電極板２８が配置され、ピエゾ素子２７ａ，２７ｂの電極板２８と当接する側と反対側の面に当接する金属ブロック２９ａ，２９ｂ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２５が構成されている。ボルトは金属ブロック２９ａに形成された図示しないネジ穴に、金属ブロック２９ｂ側から螺合されている。両金属ブロック２９ａ，２９ｂはボルトを介して互いに導通された状態となっている。

図２に示すように、金属ブロック２９ａの上端にはフランジ３０（図２にのみ図示）が形成され、金属ブロック２９ａは支持プレート１５に形成された孔に嵌合された状態でボルト（図示せず）により該支持プレート１５に固定されている。

振動子２５は発振器３１に接続されている。電極板２８は配線３２ａを介して発振器３１と接続され、発振器３１の接地端子が配線３２ｂを介して金属ブロック２９ｂに接続されている。ホーン２４、振動子２５、発振器３１により、振動板１６を該振動板１６から放射される音波の放射圧により物体１７を浮揚可能な状態に励振させる励振手段が構成されている。励振手段は振動板１６から定在波を発生するように構成されている。

振動板１６には孔３３ａ，３３ｂが形成されている。孔３３ａ，３３ｂは振動板１６の周縁部に形成されている。孔３３ａは、振動板１６の幅方向両側において両ホーン２４間の範囲に振動板１６の長手方向に沿って配列されるように形成されている。孔３３ｂは、振動板１６の長手方向両端に振動板１６の幅方向に沿って配列されるように形成されている。

図２に示すように、振動板１６の下方には、音波の放射圧によって振動板１６から浮揚された状態の物体１７に対して、孔３３ａ，３３ｂから気体の圧力を作用させる気体圧力作用手段３４が配設されている。気体圧力作用手段３４は、両ホーン２４の間において、振動板１６に形成された孔３３ａの列に沿って延びるように配設されたパイプ３５ａと、振動板１６の長手方向の両端部にそれぞれ形成された孔３３ｂの列に沿って延びるように配設されたパイプ３５ｂとを備えている。各パイプ３５ａ，３５ｂは、図示しないブラケットを介して支持プレート１５に支持されている。パイプ３５ａは回転軸１８の下方に配置されている。各パイプ３５ａ，３５ｂには、基端がパイプ３５ａ，３５ｂに連結されたノズル３６が設けられ、ノズル３６は先端が孔３３ａ，３３ｂに非接触状態で挿入されている。なお、図１（ａ）においては気体圧力作用手段３４の図示を省略している。

図２に示すように、各パイプ３５ａ，３５ｂは連結パイプ３７（パイプ３５ａに対応する連結パイプ３７のみ図示）を介して圧力源としての空気タンク３８に接続されている。空気タンク３８は、支持プレート１５の下方に配置されている。空気タンク３８は、図示しないコンプレッサの作用により、タンク内に圧縮空気が貯蔵されるようになっている。空気タンク３８内の圧縮空気は、図示しない圧力調整弁及び開閉弁を介して連結パイプ３７に供給されるようになっている。

次に前記のように構成された物体浮揚搬送装置１１の作用を説明する。
図示しない制御装置からの指令信号により発振器３１が駆動されて、振動子２５が所定の共振周波数（例えば、２０ｋＨｚ前後）で励振される。振動子２５が励振されるとホーン２４が縦振動され、ホーン２４を介して振動板１６が励振されて撓み振動を行い、定在波が発生する。振動板１６から放射される音波の放射圧によって、物体１７の中央部は振動板１６の表面から浮揚する。音波の放射圧による浮揚距離は、例えば１ｍｍ以下である。

発振器３１が駆動されるときには、気体圧力作用手段３４も作動され、空気タンク３８から所定圧力の圧縮気体としての圧縮空気がノズル３６へ供給され、孔３３ａ，３３ｂを介して圧縮空気が物体１７の下面に向かって噴射される。従って、物体１７は音波の放射圧と、圧縮空気の噴射圧の両方の作用によって浮揚力を受ける。その結果、物体１７の振動板１６の表面からの浮揚距離は、音波浮揚単独の場合より大きくなる。なお、物体１７の両端部はローラ１９に接触した状態に保持される。

その状態で制御装置からの指令信号により、モータ２１が駆動され、駆動プーリ２２、ベルト２３、プーリ２０を介して回転軸１８が一定方向に回転され、ローラ１９も一定方向に回転される。その結果、ローラ１９と幅方向の両端で係合した状態の物体１７は、ローラ１９の回転により推力が付与され、側壁１５ａに沿って搬送される。

モータ２１の駆動が停止されると、物体１７の搬送が停止され、物体１７は浮揚状態で一定位置に保持される。発振器３１及び気体圧力作用手段３４の駆動及びを停止すると、振動板１６の振動が停止されるとともに圧縮空気の噴射が停止され、物体１７は振動板１６と接触した状態で停止する。

なお、物体１７として、例えば、薄いガラス板の搬送に適用した場合、物体１７の端部はローラ１９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。

振動板１６に孔を形成することは、振動板１６の疲労強度を低下させることになると考えられるため、通常当業者は、振動板１６に多くの孔を形成することは考えない。しかし、振動板１６に孔３３ａ，３３ｂを形成しても、振動板１６の強度に特に問題はなかった。但し、孔３３ａ，３３ｂを形成する位置は、応力モードの解析により応力集中しない部分に設けるのが好ましい。

この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）振動板１６の振動により振動板１６から放射された音波の放射圧によって物体１７が振動板１６から浮揚する。また、気体圧力作用手段３４の作動により、振動板１６に形成された孔３３ａ，３３ｂを介して、圧縮気体の圧力が物体１７に作用する。従って、音波浮揚のみで物体１７を浮揚させる場合に比較して、設置に必要な面積を大きくせずに、浮揚力を高めることができる。即ち、音波浮揚装置の利点を生かすとともに、設置に必要な面積を大きくせずに、気体の圧力を利用して物体１７を振動板１６表面からの浮揚距離を大きくした非接触状態で保持することができる。

（２）振動板１６は水平に配置され、孔３３ａは振動板１６の周縁の幅方向両側に形成されている。物体１７が撓み易く、振動板１６の幅より幅広の場合で、物体１７に作用する浮揚力が音波の放射圧のみの場合には、物体１７は振動板１６の幅方向の両端部に近づくように撓む状態となり、場合によっては物体１７が振動板１６と接触する虞がある。しかし、振動板１６の幅方向両側に形成された孔３３ａから圧縮気体が噴射されるため、物体１７が振動板１６に接触するのが防止される。また、物体１７の振動板１６からの浮揚距離を均一に
することができる。

（３）複数の物体浮揚搬送装置１１を直列に配置して物体１７を搬送する場合は、浮揚状態の物体１７が一方の物体浮揚搬送装置１１の振動板１６上から他方の物体浮揚搬送装置１１の振動板１６上へ乗り移る必要がある。物体１７の浮揚を音波浮揚のみで行う場合は、物体１７の振動板１６からの浮揚距離が小さいため、この乗り移り（乗り継ぎ）を円滑に行うためには、両物体浮揚搬送装置１１のアライメントの調整（振動板１６の高さ調整）を精度良く行う必要がある。しかし、この実施形態の物体浮揚搬送装置１１は、振動板１６の長手方向両端部に、幅方向に沿って配列された孔３３ｂが形成され、孔３３ｂから圧縮空気が噴射される。従って、振動板１６の長手方向の端部における浮揚力が大きくなり、隣接する物体浮揚搬送装置１１間におけるアライメント調整を精度良く行わなくても、物体１７の乗り移りが円滑に行われる。

（４）気体圧力作用手段３４は、孔３３ａ，３３ｂに非接触状態で挿入されているノズル３６を備えている。従って、ノズル３６から噴射される圧縮空気は振動板１６の振動に殆ど影響を及ぼさず、物体１７に効率良く作用する。

（５）物体浮揚搬送装置１１は、物体浮揚装置１２の作用により振動板１６から浮揚した状態の物体１７に対して振動板１６の長手方向へ移動させる推力を付与する推力付与手段として、物体１７の幅方向両端部と常に係合するローラ１９の回転により推力を備えるローラコンベア装置１３を備えている。従って、ローラ１９の回転が停止されると、物体１７の移動も停止されるため、物体１７を振動板１６から浮揚した状態で所望の位置に停止させるのが容易になる。

（６）振動板１６は、複数の振動子２５により励振されるため、１個の振動子２５で励振される場合に比較して励振効果が高くなる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図３（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施形態は、振動板１６に形成された孔の位置と、気体圧力作用手段３４の構成とが前記第１の実施形態と異なっており、他の基本的な構成は同じである。前記実施形態と同一部分に関しては同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分について説明する。図３（ａ）は振動板１６の模式平面図、（ｂ）は物体浮揚装置１２の模式側面図である。

この実施形態の物体浮揚搬送装置１１は、幅が広く、搬送方向の長さが短い物体１７の搬送に適した装置である。図３（ａ）に示すように、振動板１６には、周縁部に形成された孔３３ａ，３３ｂだけでなく、振動板１６全体に均一となるように孔３３ｃが形成されている。

気体圧力作用手段３４は各孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃの先端が非接触状態で挿入されたノズル３６を備えているが、前記第１の実施形態と異なり、全てのノズル３６から同時に圧縮空気が噴射されるのではなく、ノズル３６を複数のグループに分けて、各グループ毎に独立に圧縮空気の噴射が可能に構成されている。具体的には図３（ｂ）に示すように、振動板１６幅方向に沿って配列された各列のノズル３６は同じグループに属し、ホーン２４より振動板１６の端部寄りに配置された１列のノズル３６が１グループ、両ホーン２４の間に配置されたノズル３６が２列ずつ１グループに分けられている。そして、各グループのパイプ３５ａには中間パイプ３９及び電磁開閉弁４０を介してそれぞれ独立して圧縮空気の供給が可能になっている。また、パイプ３５ｂには図示しない連結パイプに設けられた電磁開閉弁により圧縮空気の供給時期が制御されるようになっている。

電磁開閉弁４０は、物体１７の位置に対応するノズル３６から圧縮空気が噴射されるように制御される。物体１７の位置は物体１７検知用のセンサを設けたり、基準位置に物体１７が存在した状態からのローラ１９の回転量によって演算したりすることで確認できる。

この実施形態の物体浮揚搬送装置１１では、ノズル３６の数及び振動板１６の単位面積当たりの孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃの数は前記実施形態の場合より多い。しかし、全てのノズル３６から同時に圧縮空気が噴射されるのではなく、物体１７と対応する箇所のノズル３６からのみ圧縮空気が噴射される。従って、物体浮揚搬送装置１１としては単位時間当たりにノズル３６から噴射される圧縮空気の量は少なくなる。しかし、物体１７に対する浮揚力は前記実施形態の場合より大きくなる。

この実施形態においては、前記第１の実施形態の（１）〜（６）と同様な効果が得られる他に、次の効果が得られる。
（７）ノズル３６が複数のグループに分けられ、物体１７と対応するグループのノズル３６からは圧縮空気が噴射され、物体１７の移動に伴って、圧縮空気を噴射するノズル３６が変更される。従って、物体１７を浮揚させる際に、物体１７の浮揚に寄与しない位置のノズル３６からは圧縮空気が噴射されないため、全ての孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃから同時に圧縮空気を噴射する構成に比較して、エネルギー及び圧縮空気の無駄が少なくなる。

（第３の実施形態）
次に第３の実施形態を図４に従って説明する。この実施形態の物体浮揚搬送装置１１は、振動板１６が進行波を発生するように励振され、物体１７に対して振動板１６の長手方向へ移動させる推力を付与する推力付与手段を、励振手段が兼ねている点と、振動板１６から浮揚された状態の物体１７に対して孔３３ａ，３３ｃから大気圧より低い圧力を作用させる点とが前記実施形態と大きく異なっている。前記実施形態と同一部分に関しては同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分について説明する。

物体浮揚搬送装置１１はローラコンベア装置１３を備えていない。物体浮揚搬送装置１１は、幅が振動板１６の幅以下の物体１７を浮揚搬送するのに適している。図４に示すように、振動板１６の一方の端部に設けられた振動子２５は、抵抗Ｒ及びコイルＬが並列接続されたエネルギー変換手段としての負荷回路４１に接続されるとともに、振動子２５と負荷回路４１とを接続する配線４２の途中にスイッチ４３が設けられている。負荷回路４１は、物体１７に対して振動板１６の長手方向へ移動させる推力を付与する推力付与手段を構成する。

気体圧力作用手段３４は各孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃの先端が非接触状態で挿入されたノズル３６を備えている。全てのノズル３６から同時に大気圧より低い圧力を物体１７に対して作用させるのではなく、ノズル３６を複数のグループに分けて、各グループ毎に独立に大気圧より低い圧力を物体１７に対して作用させることが可能に構成されている。具体的には、前記第２の実施形態と同様に、図４に示すように、振動板１６幅方向に沿って配列された各列のノズル３６は同じグループに属し、ホーン２４より振動板１６の端部寄りに配置された１列のノズル３６が１グループ、両ホーン２４の間に配置されたノズル３６が２列ずつ１グループに分けられている。そして、各グループのパイプ３５ａは、中間パイプ３９、電磁開閉弁４０及び連結パイプ３７を介して圧力源としての減圧タンク４４に接続されている。

また、振動板１６の長手方向両端部に形成された孔３３ｂに挿入されたノズル３６が接続されたパイプ３５ｂは、図示しない連結パイプを介して空気タンク３８に接続され、連結パイプに設けられた電磁開閉弁により圧縮空気の供給時期が制御されるようになっている。

この物体浮揚搬送装置１１では、発振器３１が駆動されると、振動板１６の振動は負荷回路４１が接続された振動子２５に伝達され、振動子２５を構成するピエゾ素子２７ａ，２７ｂ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。スイッチ４３がオン状態の時に振動板１６を励振すると、前記電気エネルギーが負荷回路４１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、振動板１６に生じる振動の波が一方向へ進む進行波となる。また、スイッチ４３がオフ状態の時に振動板１６を励振すると、振動板１６に定在波が発生する。

従って、物体１７を搬送する際は、スイッチ４３をオンにした状態で発振器３１が駆動され、物体１７は進行波の作用により浮揚状態で搬送される。物体１７を停止させる場合は、スイッチ４３をオフにする。スイッチ４３がオフになると、物体１７は振動板１６から発生する定在波によって一定位置で浮揚状態に保持される。このとき、物体１７と対応する位置にあるパイプ３５ａに大気圧より低い圧力が供給される。その結果、物体１７には、定在波による浮揚力と、ノズル３６から作用する大気圧より低い圧力による吸引力とが作用する状態となり、両者のバランスで一定位置に浮揚状態で保持される。

複数の物体浮揚搬送装置１１を直列に配置して物体１７を搬送する場合は、物体１７がパイプ３５ｂと対応する位置に存在する状態で、パイプ３５ｂに圧縮空気が供給される。従って、振動板１６の長手方向の端部における浮揚力が大きくなり、隣接する物体浮揚搬送装置１１間におけるアライメント調整を精度良く行わなくても、物体１７の乗り移りが円滑に行われる。

この実施形態においては、前記第１の実施形態の（３），（６）と同様な効果が得られる他に、次の効果が得られる。
（８）物体１７を浮揚状態で一定位置に保持する際、音波の放射圧で物体１７を浮揚させるとともに、物体１７に吸引力を作用させて、音波の放射圧と吸引力とのバランスで物体１７を保持する。従って、単に音波の放射圧だけで物体１７を浮揚保持する場合に比較して、一定位置に安定して保持することができる。

（９）ノズル３６が複数のグループに分けられ、物体１７と対応するグループのパイプ３５ａに接続されたノズル３６から物体１７に大気圧より低い圧力が作用する。従って、物体１７を浮揚状態で停止させる際、物体１７の吸引に寄与しない位置のパイプ３５ａには大気圧より低い圧力が供給されないため、全ての孔３３ａ，３３ｃから同時に大気圧より低い圧力を作用させる構成に比較して、エネルギーの無駄が少なくなる。

（１０）気体圧力作用手段３４は、孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃに非接触状態で挿入されているノズル３６を備えている。従って、ノズル３６から作用する大気圧より低い圧力あるいは圧縮空気は振動板１６の振動に殆ど影響を及ぼさず、物体１７に効率良く作用する。

（１１）励振手段が推進力付与手段を兼ねているため、ローラコンベア装置１３が不要になり、物体浮揚搬送装置１１の構成が簡単になる。
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。

○ 気体圧力作用手段３４はノズル３６が各孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃに非接触で挿入された構成に限らず、ノズル３６が各孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃと対向する位置に配置された構成としてもよい。また、図５に示すように、振動板１６の複数の孔３３ａ（３３ｃ）が設けられた領域を覆うカバー４５を備えた構成としてもよい。そして、カバー４５の振動板１６と当接する部分をゴムやスポンジ製とする。

○ 物体浮揚搬送装置１１として、振動板１６から浮揚した状態の物体１７に対して振動板１６の長手方向へ移動させる推力を付与する推力付与手段として、例えば、物体１７に進行方向後方から圧縮気体を噴射するノズルを設けてもよい。

○ 物体浮揚搬送装置１１に大気圧より低い圧力を作用させる気体圧力作用手段３４を設ける場合、振動板１６に形成される孔３３ａ，３３ｃの位置は、振動板１６の全体に均一に設ける必要はなく、予め物体１７を一時浮揚状態で保持すべき箇所として設定された位置だけに設けてもよい。

○ 物体１７を進行波によって浮揚状態で搬送する構成の物体浮揚搬送装置１１において、気体圧力作用手段３４として、圧縮気体を作用させる手段と、大気圧より低い圧力を作用させる手段との両方を設けてもよい。例えば、振動板１６の長手方向に沿って列設された３３ａ，３３ｃに対して、圧縮気体を作用させるノズル３６と、大気圧より低い圧力を作用させるノズル３６とを交互に挿入した状態で設ける。そして、物体１７を搬送する際は圧縮気体を作用させるノズル３６から圧縮気体を噴射させ、浮揚状態で停止させる際は大気圧より低い圧力を作用させるノズル３６から大気圧より低い圧力を作用させる。

○ 振動板１６の長手方向の両端部付近にのみ孔３３ａ，３３ｂを形成し、圧縮気体を噴射させるようにしてもよい。この場合、物体浮揚搬送装置１１間での物体１７の移載が円滑に行われる。

○ 物体浮揚装置１２を物体浮揚搬送装置１１の要素として使用するのではなく、物体１７を所定位置に浮揚状態で保持するために使用してもよい。
○ 物体浮揚搬送装置１１は振動板１６を複数備えていてもよい。例えば、２個の振動板１６を平行に設け、各振動板１６の下方に気体圧力作用手段３４を設ける。この場合、幅広の物体１７をより安定して搬送することができる。

○ 圧縮気体は圧縮空気に限らず、例えば、圧縮窒素を使用してもよい。
○ 振動板１６から定在波を発生する構成として、一方のホーン２４のみを振動子２５に締結し、他方のホーン２４は振動子２５で励振させない構成としたり、振動板１６の中央をホーン２４に連結して振動子２５で励振する構成としたりしてもよい。

○ 振動板１６から定在波を発生する構成の物体浮揚装置１２を台車に搭載し、振動板１６から放射される定在波で物体１７を浮揚状態に保持するとともに、台車の移動により目的地まで搬送する搬送装置に適用してもよい。

○ ホーン２４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。
○ 浮揚保持する物体１７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１６のホーン２４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たりしてもよい。
○ 振動子２５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。

〇 音波浮揚装置は、物体１７を水平状態で浮揚保持する構成に限らず、板状の物体１７の下端をローラ等の支承部材で支承した状態で斜めに保持する構成であってもよい。この場合、下端が支承部材に支承されているため、厳密には浮揚状態ではないが、振動板に対しては物体は浮揚状態に保持されている。

以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１に記載の発明において、前記圧力源として圧縮気体を供給する圧力源と、大気圧より低い圧力を供給する圧力源とを備え、前記気体圧力作用手段として、圧縮気体が供給されるものと、大気圧より低い圧力が供給されるものとの２種類の気体圧力作用手段を備えている。

（２）請求項６に記載の発明において、前記物体浮揚装置は振動板から進行波を発生するように励振され、振動板の励振手段が推力付与手段を兼ねている。
（３）請求項６に記載の発明において、物体浮揚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、前記推進力付与手段として前記物体の幅方向両端部に係合した状態で回転駆動されるローラを備えている。

（ａ）は第１の実施形態の物体浮揚搬送装置の一部省略模式斜視図、（ｂ）は模式部分斜視図。 第１の実施形態の物体浮揚装置の模式側面図。 （ａ）は第２の実施形態の振動板の模式平面図、（ｂ）は物体浮揚装置の模式側面図。 第３の実施形態の物体浮揚装置の模式側面図。 別の実施形態の気体圧力作用手段の模式断面図。 従来技術の模式斜視図。

符号の説明

１１…物体浮揚搬送装置、１２…物体浮揚装置、１３…推力付与手段としてのローラコンベア装置、１６…振動板、１７…物体、２４…励振手段を構成するホーン、２５…同じく振動子、３１…同じく発振器、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…孔、３４…気体圧力作用手段、３６…ノズル、３８…圧力源としての空気タンク、４１…推力付与手段を構成する負荷回路、４４…圧力源としての減圧タンク。

Claims (6)

1. 振動板と、
   前記振動板を該振動板から放射される音波の放射圧により物体を浮揚可能な状態に励振させる励振手段と、
   前記音波の放射圧によって振動板から浮揚された状態の前記物体に対して前記振動板に形成された孔から気体の圧力を作用させる気体圧力作用手段と、
   前記気体圧力作用手段に圧力を供給する圧力源と
   を備えた物体浮揚装置。
2. 前記圧力源は、前記気体圧力作用手段に圧縮気体を供給する請求項１に記載の物体浮揚装置。
3. 前記振動板は水平に配置され、前記孔は前記振動板の周縁のうち少なくとも物体がはみ出る方向両側に形成されている請求項２に記載の物体浮揚装置。
4. 前記圧力源は、前記気体圧力作用手段に大気圧より低い圧力を供給する請求項１に記載の物体浮揚装置。
5. 前記気体圧力作用手段は、前記孔に非接触状態で挿入されているノズルを備えている請求項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１〜請求項５のいずれか一項に記載の物体浮揚装置と、前記振動板が略長方形状であり、前記振動板から浮揚した状態の前記物体に対して前記振動板の長手方向へ移動させる推力を付与する推力付与手段とを備えた物体浮揚搬送装置。

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