JP2802883B2 - Object levitating device, object conveying device equipped with the device, and object levitating method - Google Patents
Object levitating device, object conveying device equipped with the device, and object levitating methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は物体を空中に浮揚させる
物体浮揚装置及びその方法と、該装置を具備した物体搬
送装置とに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object levitation apparatus for floating an object in the air, a method thereof, and an object transport apparatus provided with the apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種の装置として、下記の各方
式のものが知られている。2. Description of the Related Art Heretofore, as this type of apparatus, the following types have been known.
【0003】(1)コイルを流れる交流磁界を用いて物
体を磁気的に浮揚、搬送させる方式。 (2)超電導マイスナー効果を利用して浮揚、搬送させ
る方式。 (3)圧搾空気等の加圧気体を用いて浮揚、搬送させる
方式。(1) A method in which an object is magnetically levitated and conveyed using an alternating magnetic field flowing through a coil. (2) A method of levitating and transporting using the superconducting Meissner effect. (3) A method of levitating and transporting using a pressurized gas such as compressed air.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】これら各装置のうち
(1)及び(2)に記載したものにおいては、浮揚、搬
送の対象とする物体が強磁性体や半導体に限られると共
に、磁気を受ける条件下に置くことが好ましくない物体
に関しては適用できないという欠点がある。また、超電
動マイスナー効果を利用する装置についてはコイルを極
低温まで冷却するために高価な冷却液が必要であり且つ
その消耗の問題などからもコストの増大を招来すると共
に、冷却液の安全性についても配慮しなければならず、
しかも、長時間安定した状態で浮揚させ、搬送するため
には装置の規模を極めて大きくしなければならないとい
う問題がある。In each of these devices described in (1) and (2), the objects to be levitated and transported are limited to ferromagnetic materials and semiconductors, and receive magnetism. It has the disadvantage that it cannot be applied to objects that are not desirable to be placed under conditions. In addition, for an apparatus utilizing the super-electric Meissner effect, an expensive coolant is required to cool the coil to a very low temperature. Must also be considered,
In addition, there is a problem that the size of the apparatus must be extremely large in order to levitate and transport in a stable state for a long time.
【0005】一方、上記(3)に記載した方式の装置に
おいては、物体の搬送路全面に加圧気体を供給する必要
があり、このために大掛かりな加圧気体供給手段が設け
られ、装置全体としての小型化を図ることが困難である
と共に、供給気体の圧力を広範囲にわたって均一化する
ための制御が容易ではないという問題を擁している。ま
た、該装置においては、いわゆるクリーンルームなど、
雰囲気を清浄に保つべき条件下にて使用される場合、上
記加圧気体供給手段より噴出せられる気体の拡散を防ぐ
ためにこれを吸引回収する手段も必要となり、装置の小
型化を図る上で更なる障害となっていると同時に、気体
の回収を完全に行うことは難しいという問題もある。On the other hand, in the apparatus of the type described in (3) above, it is necessary to supply the pressurized gas to the entire surface of the object transport path. For this reason, a large-scale pressurized gas supply means is provided, and the entire apparatus is provided. In addition, it is difficult to reduce the size of the gas, and it is not easy to control the pressure of the supplied gas over a wide range. Further, in the apparatus, a so-called clean room,
When used under conditions where the atmosphere must be kept clean, a means for sucking and recovering the gas ejected from the pressurized gas supply means is also required to prevent diffusion of the gas. At the same time, it is difficult to completely recover the gas.
【0006】ところで、最近、図27に示す如き装置が
開発されている。なおこの装置は、1983年10月3
日に発行された『日本音響学会講演論文集』の第745
頁及び第746頁において開示されている。Recently, an apparatus as shown in FIG. 27 has been developed. This device was used on October 3, 1983
No. 745 of “The Acoustical Society of Japan”
Page 746.
【0007】すなわち、図27において、励振手段10
1により励振される段つき円形振動板102と、これに
対応して配置された反射板103との間に定在波(図示
せず)を生じさせ、発泡スチロールからなる球104
(重さ1.2mg、直径4mm)を複数、音場により浮
揚させている。なお、図27において、重力方向を矢印
gにて示している。この場合、各球104は空中超音波
の波長の1/2間隔で静止し、その位置は音圧の谷であ
ることが判明したとされている。また、浮揚可能な球の
大きさは1/2波長以下がよく、その重さは音圧に関係
するとされている。[0007] That is, in FIG.
A standing wave (not shown) is generated between the stepped circular vibration plate 102 excited by 1 and the reflecting plate 103 disposed corresponding to the stepped circular vibration plate 102, and a sphere 104 made of styrene foam is formed.
(A weight of 1.2 mg and a diameter of 4 mm) are floated by a sound field. In FIG. 27, the direction of gravity is indicated by an arrow g. In this case, it is said that each sphere 104 is stationary at an interval of の of the wavelength of the aerial ultrasonic wave, and that position is found to be a valley of sound pressure. The size of the levitable sphere is preferably equal to or less than 波長 wavelength, and its weight is considered to be related to the sound pressure.
【0008】しかしながら、このように定在波を用い、
その節の位置に物体を静止させる構成の装置において
は、現在、供試体としての球104は極めて軽量なもの
に限られ、重量の大きな物体を浮揚させるには振動板1
02の振動振幅を極めて大きくしなければならない。従
って、振動板102やホーン101a(図27参照)の
応力的な破壊に鑑みれば、重量物を長時間安定して浮揚
させることは困難であり、実用化には遠いものと考えら
れる。また、かかる構成において、音波を集束させて強
力音波にする方法を採用し、比較的重い物体でも浮揚を
可能にすることも考えられるが、これでは振動板102
の直径に比べ小さな面積に音波が作用することなり、結
果として小径の物体しか扱うことができない。However, using the standing wave as described above,
In an apparatus configured to hold an object at the position of the node, the sphere 104 as a test object is currently limited to an extremely light one, and the diaphragm 1 is used to levitate a heavy object.
02 must have a very large vibration amplitude. Therefore, in view of the stressful destruction of the diaphragm 102 and the horn 101a (see FIG. 27), it is difficult to levitate a heavy object stably for a long time, and it is considered that it is far from practical use. Further, in such a configuration, it is conceivable to adopt a method of converging a sound wave into a strong sound wave so as to allow a relatively heavy object to levitate.
The sound wave acts on an area smaller than the diameter of the object, and as a result, only an object having a small diameter can be handled.
【0009】そこで本発明は、上記従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであって、扱う物体の材質等の制約が
ないと同時に比較的大きな重量及び寸法の物体を取り扱
え、且つ、小型にしてコストが安く、しかも安全性等の
面からも好適であり、制御も容易な物体浮揚装置及び該
装置を具備した物体搬送装置並びに物体浮揚方法を提供
することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and there is no restriction on the material or the like of the object to be handled, and at the same time, it is possible to handle an object having a relatively large weight and size and to reduce the size. It is an object of the present invention to provide an object levitation device which is inexpensive, is suitable in terms of safety and the like, is easy to control, an object transport device including the device, and an object levitation method.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明による物体浮揚装
置は、振動体と、該振動体を励振する超音波励振手段と
を備え、該振動体の音波の放射圧により該振動体の表面
上において物体を浮揚させるように構成したものであ
る。また、本発明による物体搬送装置は、振動体と、該
振動体を励振する超音波励振手段と、該振動体を走行さ
せる走行手段とを備え、該振動体の音波の放射圧により
該振動体の表面上において物体を浮揚させ、走行させる
ように構成したものである。また、本発明による物体浮
揚方法は、振動体を励振し、該振動体の音波の放射圧に
より該振動体の表面上において物体を浮揚させるように
したものである。An object levitation apparatus according to the present invention includes a vibrating body, and an ultrasonic exciting means for exciting the vibrating body, and the surface of the vibrating body is radiated by a radiation pressure of a sound wave of the vibrating body. Is configured to levitate the object. Further, the object transfer device according to the present invention includes a vibrating body, an ultrasonic exciting unit for exciting the vibrating body, and a traveling unit for running the vibrating body. Is configured to levitate and run the object on the surface. Further, in the object levitation method according to the present invention, the vibrating body is excited, and the object is levitated on the surface of the vibrating body by the radiation pressure of the sound wave of the vibrating body.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0012】図1乃至図3は、本発明の第1実施例とし
ての物体搬送装置を示すものである。FIGS. 1 to 3 show an object transporting apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【0013】図示のように、当該物体搬送装置は、矩形
板状に形成された振動体1を有している。この振動体1
は例えばその中心部にてホーン2の先端に螺子3(図2
に図示)により締結されている。ただし、振動体1の形
状に関しては、平板状に限らず、その用途等に応じて適
宣可変である。また、ホーン2に対する振動体1の取付
けについても、ロウ付けや溶接など、他の種々の手段を
用いてよく、取付位置も可変である。なお、図1におい
て、ホーン2による超音波振動の振動方向を矢印Uにて
示す。このように、ホーン2は縦振動を行う。振動体1
の長さL(図2参照)及び幅Bは、ホーン2から伝達さ
れる振動に基づく撓み振動の共振長に定められ、図1に
示す撓み曲線Aのような撓み振動をする。As shown in the figure, the object transport device has a vibrating body 1 formed in a rectangular plate shape. This vibrator 1
For example, a screw 3 (FIG. 2)
Are shown). However, the shape of the vibrating body 1 is not limited to a flat plate shape, and can be appropriately changed depending on the use or the like. Also, the vibrating body 1 may be attached to the horn 2 using various other means such as brazing or welding, and the attaching position is also variable. In FIG. 1, the direction of the ultrasonic vibration by the horn 2 is indicated by an arrow U. Thus, the horn 2 performs longitudinal vibration. Vibrator 1
The length L (see FIG. 2) and the width B are determined by the resonance length of the bending vibration based on the vibration transmitted from the horn 2, and the bending vibration such as the bending curve A shown in FIG.
【0014】因に、本実施例の振動体1は、その長さL
が434mm、幅Bが154mm、厚みt(図1に図
示)が3mmとなされ、素材としてジュラルミンが用い
られている。また、ホーン2については、約19.4k
Hzで励振され、先端には振幅が32μmp−p程度の
振動がのせられる。これらの設定により、振動体1の振
動の節はその長さ方向において約54.25mm、幅方
向においては約19.25mmの間隔で現れ、格子状の
振動モードにて振動する。なお、振動体1の各寸法、共
振周波数及びその振幅並びに振動モードの形態について
は、適宣設定することができ、例えば長さLに関しては
1000mm以上とすることが可能である。The vibrating body 1 of the present embodiment has a length L
Is 434 mm, the width B is 154 mm, the thickness t (shown in FIG. 1) is 3 mm, and duralumin is used as a material. For horn 2, about 19.4k
It is excited at Hz, and a vibration having an amplitude of about 32 μmp-p is applied to the tip. With these settings, the nodes of the vibration of the vibrating body 1 appear at intervals of about 54.25 mm in the length direction and about 19.25 mm in the width direction, and vibrate in a lattice vibration mode. The dimensions of the vibrating body 1, the resonance frequency and its amplitude, and the mode of the vibration mode can be appropriately set. For example, the length L can be 1000 mm or more.
【0015】図1に示すように、ホーン2は、振動体1
に対する結合部とは反対側において振動子4と結合され
ている。この振動子4の電極4aと発振器5とが接続さ
れており、振動子4は該発振器5によって励振されて超
音波振動を発生する。ホーン2は、この振動子4が発す
る振動を機械的に増幅するものである。なお、ホーン2
にはフランジ部2bが形成されており、振動子4及び該
ホーン2を内蔵するケース6に対して該フランジ部2b
がパッキン2cを介して締結されている。As shown in FIG. 1, the horn 2 includes a vibrating body 1
Is coupled to the vibrator 4 on the side opposite to the coupling portion. The electrode 4a of the vibrator 4 and the oscillator 5 are connected, and the vibrator 4 is excited by the oscillator 5 to generate ultrasonic vibration. The horn 2 mechanically amplifies the vibration generated by the vibrator 4. The horn 2
Is formed with a flange portion 2b. The flange portion 2b is formed with respect to the vibrator 4 and the case 6 containing the horn 2.
Are fastened via the packing 2c.
【0016】上述したホーン2と、振動子4と、発振器
5と、これらに関連する周辺の部材を、超音波励振手段
と総称する。The above-mentioned horn 2, vibrator 4, oscillator 5, and peripheral members related thereto are collectively referred to as ultrasonic excitation means.
【0017】図2及び図3に示すように、搬送されるべ
き物体7の搬送路両側に沿って板状の音波反射部材8が
配置されており、且つ、ケース6に取り付けられてい
る。As shown in FIGS. 2 and 3, plate-like sound wave reflecting members 8 are arranged along both sides of the conveying path of the object 7 to be conveyed, and are attached to the case 6.
【0018】次に、以上のような構成よりなる物体搬送
装置の作用について説明する。Next, the operation of the object transport device having the above configuration will be described.
【0019】まず、当該物体搬送装置が含む物体浮揚装
置としての作用について説明する。First, the operation of the object transport device as an object levitation device will be described.
【0020】まず、装置の作動に際し、図1に示すよう
に、振動体1が仮想水平面10に対して平行となるよう
に装置の姿勢が調整される。この状態で給電がなされ、
発振器5により振動子4が励振され、ホーン2が縦振動
して該ホーンを通じて振動体1が励振されて撓み振動を
行う。振動体1が撓み振動を行うことにより、該振動体
1より音波(図示せず)が放射される。First, when the apparatus is operated, the attitude of the apparatus is adjusted so that the vibrating body 1 is parallel to the virtual horizontal plane 10 as shown in FIG. Power is supplied in this state,
The vibrator 4 is excited by the oscillator 5, the horn 2 is longitudinally vibrated, and the vibrating body 1 is excited through the horn to perform bending vibration. When the vibrating body 1 performs bending vibration, a sound wave (not shown) is emitted from the vibrating body 1.
【0021】上記のように振動体1が振動を開始した
後、物体7を振動体1上に持ち来し、静かに手を離す。
但し、物体7は、振動体1の振動開始以前に予め振動体
1上に載置しておいてもよい。After the vibrating body 1 starts to vibrate as described above, the object 7 is brought onto the vibrating body 1 and the hand is gently released.
However, the object 7 may be placed on the vibrating body 1 before the vibrating body 1 starts to vibrate.
【0022】図4は図1における部分Eを拡大したもの
であるが、該図から明らかなように、振動体1より発せ
られる音波の放射圧によって、物体7は該振動体1の表
面から距離e1 を隔てた状態で浮揚する。ここで、この
浮揚距離e1 は、未だ音波を発することなく静止した状
態の振動体1の表面を0(ゼロ)とし、これを基準とし
た距離である。また、振動体1の面積が小さければ、振
動体1は撓み振動をせずにホーン2より付与される縦振
動そのものの振動モードで振動するが、この場合も物体
7は同様に浮揚する。なお、超音波励振手段への給電を
断てば振動体1よりの音波は直ちに停止し、物体7は振
動体1に接触する。FIG. 4 is an enlarged view of a portion E in FIG. 1. As is apparent from FIG. 4, the object 7 is moved away from the surface of the vibrating body 1 by the radiation pressure of the sound wave emitted from the vibrating body 1. levitate with e 1 separated. Here, the levitation distance e 1 is a distance based on 0 (zero) as the surface of the vibrating body 1 that is stationary without emitting a sound wave yet. If the area of the vibrating body 1 is small, the vibrating body 1 vibrates in the vibration mode of the longitudinal vibration itself given by the horn 2 without bending vibration, but the object 7 floats in this case as well. If the power supply to the ultrasonic excitation means is cut off, the sound wave from the vibrating body 1 immediately stops, and the object 7 comes into contact with the vibrating body 1.
【0023】図1乃至図4に示した物体7は、単に平板
状で比較的軽量のもの、例えば名刺や、合成樹脂製ある
いは金属製の薄板等を想定している。これらの物体は、
本実施例で示した装置を試作し、供試体として浮揚させ
てみたものであるが、この他、図5に示すような形態の
物体7についても実験を行った。すなわち、平板状のキ
ャリア7aと、該キャリア7a上に担持された重量物7
bとからなるものである。図5において、この場合のキ
ャリア7aと振動体1との距離をe2 にて示している。
なお、このようなキャリア7aを必要とする重量物7b
としては、球形に近いものあるいは凹凸を有するものな
ど自体のみにては浮揚し得ない物体や、容器に収容した
状態の粉体又は液体等が挙げられる。但し、自体の底面
が平坦であればキャリア7aを外して該重量物7bのみ
にても浮揚する故、そのような重量物7bについては自
体のみの浮揚実験をも行った他、種々の物体についても
実験を行った。この実験の実際及び該実験により得られ
た諸データ等については後述する。The object 7 shown in FIGS. 1 to 4 is assumed to be simply a flat plate and a relatively lightweight one, for example, a business card, a thin plate made of synthetic resin or metal, or the like. These objects are
The apparatus shown in this example was experimentally manufactured and levitated as a test piece. In addition, an experiment was performed on an object 7 having a form as shown in FIG. That is, the flat carrier 7a and the weight 7 carried on the carrier 7a
b. 5 shows the distance between the carrier 7a in this case the vibrating body 1 at e 2.
It should be noted that a heavy object 7b requiring such a carrier 7a
Examples thereof include an object that cannot be levitated by itself, such as an object having a shape close to a sphere or an object having irregularities, and a powder or liquid contained in a container. However, if the bottom surface of itself is flat, the carrier 7a is detached, and only the heavy object 7b floats. Therefore, a floating test of the heavy object 7b alone was performed. We also experimented. The actual state of this experiment and various data obtained by the experiment will be described later.
【0024】上記の実験の結果、浮揚に供する供試体の
材質には何等制約されることがなく、どのような物体で
も浮揚することが判明した。また、軽量なものから重い
ものに亘り幅広く実験を行ったが、軽量物については勿
論浮揚し、重量物に関しては実験中最大のもので直径が
約140mm、重量が約3.26Kgの金属製の物体が
浮揚し、これから、振動体1よりの音波の放射圧によっ
て物体が受ける最大浮力を計算すると21.4g/cm
2 となった。よって、振動体1の表面積よりこの数値を
換算すると、仮に振動体1の全面に亘って延在するよう
な物体であれば、その物体の重量が14.3Kgでも浮
揚可能となる。ただし、比較的軽量の物体を浮揚させる
際は装置に加える振動系への入力電力は130Wで済ん
だが、上記のように重い物体を浮揚させる場合には16
0Wを要した。As a result of the above experiment, it was found that the material of the specimen to be levitated was not restricted at all and that any object could levitate. In addition, although experiments were carried out widely from light to heavy ones, of course, the light ones floated, and the heavy ones were the largest ones in the experiment, having a diameter of about 140 mm and a weight of about 3.26 kg. The object levitates, and the maximum buoyancy that the object receives from the radiation pressure of the sound wave from the vibrating body 1 is calculated as 21.4 g / cm.
It became 2 . Therefore, if this numerical value is converted from the surface area of the vibrating body 1, if the object extends over the entire surface of the vibrating body 1, it can be levitated even if the weight of the object is 14.3 kg. However, when a relatively light object is levitated, the input power to the vibration system applied to the apparatus is only 130 W, but when a heavy object is levitated as described above, 16 W is required.
It required 0W.
【0025】また、前述したように、浮揚実験にはさま
ざまな材質の物体が供されたが、振動体1の表面と対向
する底面の平面精度が高いものほど、重量が大きくとも
浮揚することが判明した。ただし、振動体1の表面の平
面精度が高いこと、また、装置全体の安定性が重要であ
ることも確認された。Also, as described above, objects of various materials were used in the levitation experiment. However, the higher the plane accuracy of the bottom surface facing the surface of the vibrating body 1, the higher the levitation weight can be. found. However, it was also confirmed that the planar accuracy of the surface of the vibrating body 1 was high, and that the stability of the entire apparatus was important.
【0026】上記から明らかなように、本発明に係る装
置においては、磁性体であるや否やなど、扱う物体の材
質等の制約を受けることがなく、また、磁界中におくこ
とができないもの等、あらゆる物体を浮揚させ、後述の
ように搬送することができる。また、扱う物体の重量及
び寸法が比較的大きくとも、浮揚させ、搬送することが
できるものである。As is apparent from the above, in the apparatus according to the present invention, there is no restriction on the material of the object to be handled, such as whether or not it is a magnetic substance, and the apparatus cannot be placed in a magnetic field. Any object can be levitated and transported as described below. Further, even if the weight and the size of the object to be handled are relatively large, the object can be levitated and transported.
【0027】続いて、上述した物体浮揚装置を含む物体
搬送装置の作用について説明する。この物体搬送装置
は、前述した物体浮揚装置の構成に、浮揚した状態の物
体7を走行させる走行手段を付加させたものである。Next, the operation of the object transport device including the above-described object levitation device will be described. This object transport device is obtained by adding a traveling unit for traveling the levitated object 7 to the configuration of the aforementioned object levitating device.
【0028】この走行のための手段の一例として、図6
に示すような構成を採用している。すなわち、振動体1
の表面が仮想水平面10に対して角度θ1 だけ傾斜する
ようになされる。この傾斜θ1 により、物体7に重力に
基づく加速度が生じ、走行する訳である。但し、角度θ
1 については実験では1〜5°に設定された。かかる構
成の場合、物体7を走行させるための駆動源を特に必要
とせず、単に装置を傾けるだけでよいため、装置全体と
しての小型化及びコストの低減が図り易くなっている。
なお、前述したように、超音波励振手段への給電を断て
ば物体7は瞬時に振動体1に接触し、摩擦抵抗により停
止する。FIG. 6 shows an example of the means for this traveling.
The configuration shown in FIG. That is, the vibrating body 1
Is inclined at an angle θ 1 with respect to the virtual horizontal plane 10. Due to the inclination θ 1 , an acceleration based on gravity is generated in the object 7, and the object 7 travels. Where angle θ
It is set to 1 to 5 ° in the experiment for 1. In the case of such a configuration, a drive source for traveling the object 7 is not particularly required, and it is only necessary to incline the device, so that it is easy to reduce the size and cost of the entire device.
As described above, if the power supply to the ultrasonic excitation means is cut off, the object 7 comes into contact with the vibrator 1 instantaneously and stops due to frictional resistance.
【0029】ところで、上記のようにして物体7が搬送
される際、下記の作用によって搬送路からの逸脱が防止
される。By the way, when the object 7 is conveyed as described above, deviation from the conveyance path is prevented by the following operation.
【0030】すなわち、図2及び図3に示すように、該
搬送路の両側に沿って音波反射部材8が配設されてい
る。図3から明らかなように、これらの音波反射部材8
は振動体1とは非接触の状態であり、図において矢印に
て示すように振動体1の下面より放射される音波を反射
しつつ上記搬送路の側方へと導く。搬送路の側方にはこ
のように導かれた音波が存在することとなるため、これ
が壁となり、物体7が搬送路から逸脱しようとするとこ
れを押し戻す作用をなす。よって物体7が搬送路から逸
脱することがない。また、かかる構成によれば、物体7
は音波反射部材8と接触することがない。但し、このよ
うな音波反射部材8を設けずとも、振動体1の縁からは
み出そうとした物体7が、該振動体1自体が放射する音
波の作用によって内側に引き戻される作用があることが
確認されている。That is, as shown in FIGS. 2 and 3, sound wave reflecting members 8 are arranged along both sides of the transport path. As is clear from FIG.
Is in a non-contact state with the vibrating body 1 and guides the sound waves radiated from the lower surface of the vibrating body 1 to the side of the transport path while reflecting the sound waves as shown by arrows in the figure. Since the sound wave thus guided exists on the side of the transport path, it becomes a wall, and when the object 7 tries to deviate from the transport path, it acts to push it back. Therefore, the object 7 does not deviate from the transport path. Further, according to this configuration, the object 7
Does not come into contact with the sound wave reflecting member 8. However, even without such a sound wave reflecting member 8, it was confirmed that the object 7 that tried to protrude from the edge of the vibrating body 1 was pulled back inside by the action of the sound wave emitted from the vibrating body 1 itself. Have been.
【0031】次に、上述のように重力を利用して物体7
を走行させる形式とは異なる走行手段を夫々備えた他の
物体搬送装置について説明する。なお、これら各物体搬
送装置は、以下に説明する部分以外は図1乃至図3並び
に図6に示した第1実施例としての物体搬送装置と同様
に構成されているので、装置全体としての説明は重複す
る故に省略し、要部のみの説明に留める。また、以下の
説明において。図1乃至図3並びに図6に示した物体搬
送装置の構成部材と同一の構成部材については同じ参照
符号を用いて示している。Next, as described above, the gravity of the object 7 is
A description will be given of another object transporting device provided with a traveling unit different from the type of traveling. Note that each of these object transporting devices is configured similarly to the object transporting device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 and FIG. 6 except for the portions described below. Are omitted because they overlap, and only the main part will be described. Also, in the following description. The same components as those of the object transporting apparatus shown in FIGS. 1 to 3 and 6 are denoted by the same reference numerals.
【0032】図7に、本発明の第2実施例としての物体
搬送装置の要部を示す。FIG. 7 shows a main part of an object transport device according to a second embodiment of the present invention.
【0033】図示のように、当該物体搬送装置において
は、振動体1が、仮想水平面10に対して平行となされ
ている。そして、物体7を走行させる走行手段が、該物
体7が走行すべき方向に沿って互いに所定間隔を隔てて
並設された複数のノズル15を有している。これらのノ
ズル15は例えば振動体1の上方に配設され、斜め後方
より物体7に向けて圧搾空気を噴出する。物体7はこの
噴出する圧搾空気によって加速され、搬送される。これ
らのノズル15と、該ノズル15に圧搾空気を供給する
コンプレッサ(図示せず)等とによって、上記走行手段
として作用する気体噴射手段が構成されている。なお、
加圧して噴射される気体は、空気に限らず、用途に応じ
て、また、雰囲気等の環境に及ぼす影響が許容されるな
らば、種々のものが使用可能である。As shown in the figure, in the object transport device, the vibrating body 1 is made parallel to the virtual horizontal plane 10. The traveling means for traveling the object 7 has a plurality of nozzles 15 arranged side by side at predetermined intervals along the direction in which the object 7 is to travel. These nozzles 15 are disposed, for example, above the vibrating body 1 and eject compressed air toward the object 7 from obliquely rearward. The object 7 is accelerated and conveyed by the ejected compressed air. These nozzles 15 and a compressor (not shown) for supplying compressed air to the nozzles 15 constitute a gas injection unit acting as the traveling unit. In addition,
The gas to be injected under pressure is not limited to air, and various gases can be used depending on the application and if the influence on the environment such as the atmosphere is allowed.
【0034】図8は、本発明の第3実施例としての物体
搬送装置の要部を示すものである。上記第2実施例とし
ての物体搬送装置においては気体の噴射によって物体7
を走行させているが、当該装置においては物体7に対し
て超音波を放射し、これを推進力として走行させる。FIG. 8 shows a main part of an object transporting apparatus according to a third embodiment of the present invention. In the object transfer device according to the second embodiment, the object 7
In this device, ultrasonic waves are radiated to the object 7 and the object 7 is caused to travel as a propulsion force.
【0035】すなわち、図示のように、振動体1の上方
に、物体7が走行すべき方向に沿って複数の超音波放射
器20が等間隔にて並べて設けられている。そしてこれ
らの超音波放射器20は、各々が具備した振動板20a
より放射する超音波21が斜め前下方に指向するように
傾斜した状態に設置されている。That is, as shown in the figure, a plurality of ultrasonic radiators 20 are provided at equal intervals above the vibrating body 1 along the direction in which the object 7 should travel. These ultrasonic radiators 20 are each provided with a vibration plate 20a.
It is installed in a state where the ultrasonic wave 21 radiating more is directed obliquely forward and downward.
【0036】かかる構成においては、物体7は各超音波
放射器20より発せられる音波の放射圧により加速さ
れ、搬送される。In this configuration, the object 7 is accelerated and conveyed by the radiation pressure of the sound wave emitted from each ultrasonic radiator 20.
【0037】図9に、本発明の第4実施例としての物体
搬送装置の要部を示す。図8に示した第3実施例として
の物体搬送装置においては物体7の推進のために超音波
放射器20を設けているが、本実施例においては振動体
1自体が発する音波を物体推進用として活用している。FIG. 9 shows a main part of an object transport apparatus according to a fourth embodiment of the present invention. In the object transport device according to the third embodiment shown in FIG. 8, the ultrasonic radiator 20 is provided for propulsion of the object 7, but in this embodiment, the sound wave emitted from the vibrating body 1 itself is used for object propulsion. We utilize as.
【0038】図示のように、本実施例においては、振動
体1の上方に、物体7が走行すべき方向に沿って複数の
平板状の反射部材25が並べて設けられている。各反射
部材25は振動体1の表面に対してθ2 の角度をなすよ
うに、且つ前方が高くなるように傾けて設置されてい
る。よって、振動体1より上方に向けて放射された音波
26aはこれら反射部材25にて反射し、斜め前下方向
に向って進む。物体7はこの反射波26bにより加速さ
れ、搬送される。As shown, in this embodiment, a plurality of flat reflecting members 25 are arranged above the vibrating body 1 along the direction in which the object 7 should travel. Each of the reflection members 25 is installed so as to form an angle of θ 2 with the surface of the vibrating body 1 and to be inclined so that the front becomes higher. Therefore, the sound wave 26a emitted upward from the vibrating body 1 is reflected by these reflecting members 25, and travels obliquely forward and downward. The object 7 is accelerated and conveyed by the reflected wave 26b.
【0039】なお、本実施例においては複数の反射部材
25を個別に設けたが、この他、複数の傾斜部を波状に
形成した長尺の反射部材(図示せず)を1つのみ設ける
構成としてもよい。In this embodiment, the plurality of reflecting members 25 are individually provided. In addition, only one long reflecting member (not shown) having a plurality of inclined portions formed in a wave shape is provided. It may be.
【0040】また、図7乃至図9に夫々示した第2乃至
第4実施例においては、ノズル15、超音波放射器20
及び反射部材25を物体搬送路に沿って各々複数並べて
設けているが、これらを単一として、搬送すべき物体7
を追うように移動させる構成とすることも可能である。In the second to fourth embodiments shown in FIGS. 7 to 9, respectively, the nozzle 15 and the ultrasonic radiator 20 are used.
And a plurality of reflection members 25 are provided side by side along the object conveyance path.
It is also possible to adopt a configuration in which the movement is performed so as to follow.
【0041】図10は、本発明の第5実施例としての物
体搬送装置を示すものである。当該物体搬送装置におい
ては、物体7を走行させる走行手段が下記のように構成
されている。FIG. 10 shows an object transporting apparatus according to a fifth embodiment of the present invention. In the object transport device, the traveling means for traveling the object 7 is configured as follows.
【0042】図示のように、振動体1を励振する超音波
励振手段30が該振動体1の右端側に設置され、左端側
に、該超音波励振手段30とほぼ同様の構成を有するエ
ネルギー変換手段31が配置されている。このエネルギ
ー変換手段31は、超音波励振手段30により励振され
た振動体1が発する超音波のエネルギーを再び電気エネ
ルギーに戻すべく変換するものである。具体的には、該
エネルギー変換手段31が具備する振動子4の電極4a
に、抵抗R及びコイルLからなる回路が接続されてお
り、機械的エネルギーとしての超音波エネルギーより変
換された電気エネルギーはこの回路を経ることにより更
にジュール熱に変換され、放散される。As shown in the figure, an ultrasonic exciting means 30 for exciting the vibrating body 1 is installed on the right end side of the vibrating body 1 and an energy conversion device having substantially the same configuration as the ultrasonic exciting means 30 is provided on the left end side. Means 31 are arranged. The energy conversion means 31 converts the energy of the ultrasonic waves emitted from the vibrating body 1 excited by the ultrasonic excitation means 30 into electric energy again. Specifically, the electrode 4a of the vibrator 4 included in the energy conversion means 31
Is connected to a circuit composed of a resistor R and a coil L, and electric energy converted from ultrasonic energy as mechanical energy is further converted into Joule heat by passing through this circuit and is dissipated.
【0043】かかる構成においては、超音波励振手段と
同時にこのエネルギー変換手段31を作用させれば、矢
印Sにて示すように、振動体1に生ずる撓み振動の波が
進行波となる。物体7は、この進行波に載る状態にて走
行する。In this configuration, if this energy conversion means 31 is acted upon simultaneously with the ultrasonic excitation means, the bending vibration wave generated in the vibrating body 1 becomes a traveling wave as shown by the arrow S. The object 7 travels on the traveling wave.
【0044】図11に、本発明の第6実施例としての物
体搬送装置の要部を示す。FIG. 11 shows a main part of an object transporting apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
【0045】図示のように、当該物体搬送装置において
は、物体7の走行のための手段として、物体1の走行方
向側に重り32を搭載させることが行われる。このよう
に重りを載せると、物体7は該物体の走行方向側とその
反対方向側とで重量配分が異なり浮揚した状態にて傾斜
する。すると、振動体1より上方に向けて放射された音
波(図示せず)は物体7の下面にて反射し、その反射波
(図示せず)が斜め後下方向に向かって進む。物体7は
この反射波による推進力によって加速され、走行する。
なお、このような重り32を用いず、物体7自体につい
て走行方向側とその反対方向側との厚さを変えるなどし
て重量配分を異ならしめて傾斜させてもよい。As shown in the drawing, in the object transporting apparatus, a weight 32 is mounted on the side of the object 1 in the traveling direction as a means for traveling the object 7. When the weight is placed in this manner, the object 7 is different in weight distribution between the traveling direction side of the object and the opposite direction side, and tilts in a floating state. Then, a sound wave (not shown) emitted upward from the vibrating body 1 is reflected on the lower surface of the object 7, and the reflected wave (not shown) travels obliquely rearward and downward. The object 7 is accelerated by the propulsive force of the reflected wave and travels.
Instead of using the weight 32, the weight of the object 7 itself may be changed between the traveling direction side and the opposite direction side so that the weight distribution is different and the object 7 is inclined.
【0046】図12は、本発明の第7実施例としての物
体搬送装置の要部を示すものである。FIG. 12 shows a main part of an object transporting apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
【0047】図示するように、この物体搬送装置におい
ては、物体7を走行させるための手段として、物体7の
後部下面に凹凸7dが形成されている。図13から明ら
かなように、この凹凸7dは例えば、該物体7が走行す
べき方向において鉛直面7e及び傾斜面7fとを交互に
且つ連続的に形成することによりなる。そして、該傾斜
面7fは、振動体1の表面に対してθ3 の角度をなすよ
うに、且つ前方が低くなるように形成されている。よっ
て、振動体1より上方に向けて放射された音波26aは
これら傾斜面7fにて反射し、斜め後下方向に向って進
む。物体7はこの反射波26bによる推進力によって加
速され、走行する。As shown in the figure, in the object transfer device, as a means for moving the object 7, irregularities 7d are formed on the rear lower surface of the object 7. As is clear from FIG. 13, the unevenness 7d is formed, for example, by alternately and continuously forming the vertical surface 7e and the inclined surface 7f in the direction in which the object 7 should travel. Then, the inclined surface 7f is at an angle of theta 3 to the surface of the vibrating body 1, is formed and as the front becomes lower. Therefore, the sound wave 26a emitted upward from the vibrating body 1 is reflected by these inclined surfaces 7f, and travels obliquely rearward and downward. The object 7 is accelerated by the propulsive force of the reflected wave 26b and travels.
【0048】ところで、図2及び図3に示すように、前
述した各実施例の物体搬送装置においては、物体7の搬
送路からの逸脱を防止するために、搬送路に沿って音波
反射部材8を設け、振動体1の下面側より発せられて該
音波反射部材8に沿って反射された音波を壁として作用
させている。かかる構成により、ある程度の質量までの
物体に対処し得るのであるが、物体7の質量がかなり大
きくなると搬送路外に逸脱しようとする時の慣性も大き
く、音波の壁のみにてはこれを規制することは困難であ
る。そこで図14に示す構成を付加することが行われ
る。As shown in FIGS. 2 and 3, in the object transporting apparatus of each of the above-described embodiments, in order to prevent the object 7 from deviating from the transporting path, the sound wave reflecting member 8 is moved along the transporting path. And the sound wave emitted from the lower surface side of the vibrating body 1 and reflected along the sound wave reflecting member 8 acts as a wall. With this configuration, it is possible to cope with an object up to a certain mass. However, when the mass of the object 7 becomes considerably large, the inertia when trying to deviate from the transport path is large, and this is restricted only by the sound wave wall. It is difficult to do. Therefore, the configuration shown in FIG. 14 is added.
【0049】図14に示すように、重量が大きい物体7
(例えば重量物7bのみからなる)の搬送路の両側に、
平板状の逸脱防止部材35を配設している。よって、物
体7は搬送路から逸脱しようとするとこの逸脱防止部材
35の内側面に極く軽く接触し、逸脱が回避される。As shown in FIG.
(E.g., consisting only of the heavy object 7b)
A plate-shaped departure prevention member 35 is provided. Therefore, when the object 7 attempts to deviate from the transport path, the object 7 contacts the inner side surface of the deviation prevention member 35 very lightly, and the deviation is avoided.
【0050】前述した各実施例においては、1台の物体
搬送装置について示したが、図15に示すように、2台
またはそれ以上の物体搬送装置を、その各々の搬送路が
連続するように直列に並べて設置することができる。こ
のように、搬送路の長さを自在に設定することができ、
自由度が大きく、汎用性に優れている。In each of the embodiments described above, one object transport device is shown. However, as shown in FIG. 15, two or more object transport devices are connected so that their respective transport paths are continuous. They can be installed side by side in series. Thus, the length of the transport path can be freely set,
High degree of freedom and excellent versatility.
【0051】ここで、前述した実験の実際についてその
一部を説明する。Here, a part of the actual experiment described above will be described.
【0052】この実験のため、図16に示すような測定
装置を用意した。この測定装置は振動体1上における各
種物体7の浮揚距離eを測定するものである。図示のよ
うに、レーザ変位計37と、該レーザ変位計37による
測定値を表示するオシロスコープ38と、該レーザ変位
計37より発せられる信号の増幅等を行ってオシロスコ
ープ38に表示させるべく両者間に介在する変位計本体
39とを有している。For this experiment, a measuring device as shown in FIG. 16 was prepared. This measuring device measures the levitation distance e of various objects 7 on the vibrating body 1. As shown in the figure, a laser displacement gauge 37, an oscilloscope 38 for displaying a measurement value of the laser displacement gauge 37, and a signal output from the laser displacement gauge 37 are amplified and displayed on the oscilloscope 38 between the two. And a displacement meter main body 39 interposed therebetween.
【0053】上記レーザ変位計37は、物体7の直上か
ら該物体の上面に向けてレーザ37aを照射し、その反
射光等を利用して距離を測定するためのものであるが、
種々ある公知の測定原理のものが採用され得る。測定
は、具体的には下記のように行われる。The laser displacement meter 37 irradiates a laser 37a from directly above the object 7 toward the upper surface of the object 7 and measures the distance by using the reflected light or the like.
Various known measurement principles may be employed. The measurement is specifically performed as follows.
【0054】まず、振動体1を振動させることなく静止
状態とし、該振動体1上に物体7を載置する。この状態
で上記測定装置を作動させ、静止状態の物体7の上面ま
での距離を浮揚距離測定の基準すなわち0(ゼロ)とす
べくリセットさせる。次いで、振動体1を励振させて物
体7を浮揚させる。この浮揚状態にて再び測定装置を作
動させ、測定を行う。ここで得られる測定値は上記基準
よりの距離であるから、該測定値がすなわち浮揚距離e
となる。なお、物体7が金属の場合、非浮揚状態におい
て物体7と振動体1とに通電して相互の導通状態を得て
おき、この導通状態が消えて非導通状態となったことを
以て物体7が浮揚したことを確認することも行われた。First, the vibrating body 1 is kept stationary without being vibrated, and the object 7 is placed on the vibrating body 1. In this state, the measuring device is operated, and the distance to the upper surface of the stationary object 7 is reset so as to be the reference for the measurement of the levitation distance, that is, 0 (zero). Next, the vibrating body 1 is excited to levitate the object 7. In this floating state, the measurement device is operated again to perform measurement. Since the measured value obtained here is a distance from the above reference, the measured value is, that is, the levitation distance e
Becomes When the object 7 is a metal, the object 7 and the vibrating body 1 are energized in a non-floating state to obtain a mutual conduction state, and the conduction state disappears and the object 7 becomes non-conduction state. Confirmation of levitation was also made.
【0055】本実験においては、図17乃至図23に示
す各種形態の供試体を用意し、これらの供試体につき浮
揚距離の測定を行った。In this experiment, specimens of various forms shown in FIGS. 17 to 23 were prepared, and the levitation distance was measured for these specimens.
【0056】図17に示す供試体41は、半導体(IC
チップ)を製造する際の一次製品としてのシリコンウェ
ハーであり、直径が約100mm(4インチ)のものを
選定した。また、図18に示す供試体42はベークライ
トを素材とする矩形板であり、図示の寸法にて形成され
ている。但し、この図18において、供試体42の厚さ
を実寸法ではなく符号t1 にて示したのは、厚さが夫々
異なる複数枚、この場合8枚の供試体42が用意された
ためであり、下記の表2において、これら8枚の供試体
各々につき参照符号41a乃至41hを付し、夫々の厚
さを示している。なお、該各供試体41a乃至41hは
各々ベークライト製ではあるが、夫々の比重量は異な
る。The specimen 41 shown in FIG. 17 is a semiconductor (IC)
A silicon wafer as a primary product for manufacturing a chip) having a diameter of about 100 mm (4 inches) was selected. The specimen 42 shown in FIG. 18 is a rectangular plate made of bakelite, and has the dimensions shown. However, in FIG. 18, the thickness of the specimen 42 is indicated by reference numeral t 1 instead of the actual size, because a plurality of specimens 42 having different thicknesses, in this case, eight specimens 42 are prepared. In Table 2 below, reference numerals 41a to 41h are assigned to each of these eight specimens to indicate their respective thicknesses. The test specimens 41a to 41h are each made of Bakelite, but have different specific weights.
【0057】次に、図19乃至図23に示した各供試体
43乃至47は、夫々ジュラルミンを素材としてなり、
各図に示す寸法にて形成されている。但し、図20にお
いて、供試体44につきその厚さを符号t2 にて示した
のは、互いに厚さが異なる2枚の供試体44が用意され
たためである。また、図22に示す供試体46は、この
2枚の供試体を結合させたものである。これら2枚の供
試体につき、図22において参照符号44a、44bを
各々付して示している。Next, each of the specimens 43 to 47 shown in FIGS. 19 to 23 is made of duralumin, respectively.
It is formed with the dimensions shown in each figure. However, in FIG. 20, the thickness of the test piece 44 is indicated by the reference numeral t2 because two test pieces 44 having different thicknesses from each other are prepared. The specimen 46 shown in FIG. 22 is obtained by combining these two specimens. These two specimens are denoted by reference numerals 44a and 44b, respectively, in FIG.
【0058】上述した各供試体について、その重量、該
重量を底面積で除した数値を下記の表1に示す。Table 1 below shows the weight of each of the above-mentioned specimens and numerical values obtained by dividing the weight by the bottom area.
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
【0059】上記表1に、上記の各供試体について測定
した浮揚距離を示している。そして、図24に、各供試
体の単位面積当りの重量と浮揚距離との関係をグラフと
してして示している。このグラフから、単位面積当りの
重量と浮揚距離とは反比例することが判明した。但し、
該グラフから明らかなように、単位面積当りの重量がか
なり大きくなると浮揚距離の変化率は小さくなる。Table 1 shows the levitation distance measured for each of the above specimens. FIG. 24 is a graph showing the relationship between the weight per unit area of each specimen and the levitation distance. From this graph, it was found that the weight per unit area and the levitation distance were inversely proportional. However,
As is clear from the graph, the rate of change of the levitation distance decreases as the weight per unit area increases considerably.
【0060】続いて、上述した各供試体のうち3つの供
試体41、42c及び43を選び、これらの供試体夫々
について振動体1の振幅を変化させ、各振幅における浮
揚距離を測定することを行った。なお、振幅の変化は8
段階に設定され、各振幅値については図示しないダイヤ
ルゲージを使用して確認した。この測定結果を下記の表
3に示す。そして、各振幅とそれらに対応する浮揚距離
との関係をグラフとして図25に示している。このグラ
フから明らかなように、振幅と浮揚距離は比例関係にあ
るものの、振幅値がある程度大きくなると飽和状態とな
って浮揚距離が一定量を越えることがなくなることがわ
かる。これは、浮揚距離が大きくなると音波の放射圧が
逃げ、浮揚効率が低下するためであると推測される。Subsequently, three specimens 41, 42c and 43 are selected from the specimens described above, and the amplitude of the vibrating body 1 is changed for each of these specimens, and the levitation distance at each amplitude is measured. went. The change in amplitude is 8
Each amplitude value was set in stages, and confirmed using a dial gauge (not shown). The measurement results are shown in Table 3 below. FIG. 25 is a graph showing the relationship between each amplitude and the corresponding levitation distance. As is apparent from this graph, although the amplitude and the levitation distance are in a proportional relationship, when the amplitude value increases to a certain extent, the amplitude becomes saturated and the levitation distance does not exceed a certain amount. It is presumed that this is because when the levitation distance increases, the radiation pressure of the sound wave escapes and the levitation efficiency decreases.
【表3】 [Table 3]
【0061】上記までの説明は、供試体として種々の物
体を選定し、試作した物体浮揚装置による浮揚実験をこ
れら各物体について行った結果に基づくものであるが、
実用化の一例として、図26に示す構成を考えた。The above description is based on the results obtained by selecting various objects as test specimens and performing a levitation experiment on each of these objects using a prototype levitation apparatus.
As an example of practical application, a configuration shown in FIG. 26 was considered.
【0062】この構成において搬送されるべき物体は、
半導体(ICチップ)を製造する際の一次製品としての
シリコンウェハー50であり、該シリコンウェハー50
を例えば矩形板状に形成したキャリア51上に搭載させ
た状態で前述の物体搬送装置により浮揚させ、搬送する
ことを行う。The object to be conveyed in this configuration is
A silicon wafer 50 as a primary product when manufacturing a semiconductor (IC chip).
Is mounted on the carrier 51 formed in a rectangular plate shape, for example, and levitated and transported by the above-described object transport device.
【0063】図から明らかなように、キャリア51に
は、略円形のシリコンウェハー50が挿通されるべき円
形の凹部51aが設けられている。この凹部51aの内
周面には例えば4つの突起51bが等間隔にて形成され
ており、シリコンウェハー50は凹部51a内において
これら突起51b上に載置されるようになされている。
そして、キャリア51の両側には、凹部51aに連通す
る切欠部51cが形成されている。この切欠部51c
は、シリコンウェハー50を上記突起51b上に載置し
た状態において該切欠部51cの底面とシリコンウェハ
ー50の下面との間に所定の間隙が生ずる程度の深さを
有している。すなわち、図示しないロボットハンド等が
このシリコンウェハー50を凹部51a内に挿入したり
取り出す際に、上記切欠部51cを通じてシリコンウェ
ハー50を保持するようになされている。As is apparent from the figure, the carrier 51 is provided with a circular concave portion 51a into which a substantially circular silicon wafer 50 is to be inserted. For example, four protrusions 51b are formed at equal intervals on the inner peripheral surface of the recess 51a, and the silicon wafer 50 is placed on the protrusions 51b in the recess 51a.
Notches 51c communicating with the recesses 51a are formed on both sides of the carrier 51. This notch 51c
Has a depth such that a predetermined gap is formed between the bottom surface of the notch 51c and the lower surface of the silicon wafer 50 when the silicon wafer 50 is placed on the projection 51b. That is, when a not-shown robot hand or the like inserts or removes the silicon wafer 50 into or from the concave portion 51a, the silicon wafer 50 is held through the cutout portion 51c.
【0064】なお、かかるキャリア51を使用せずに、
直接シリコンウェハー50を搬送することも可能であ
る。Incidentally, without using the carrier 51,
It is also possible to directly transfer the silicon wafer 50.
【0065】また、本発明は、前述した各実施例の構成
に限らず、これら各実施例のいずれか2以上の構成をそ
の一部ずつでも互いに組み合わせることなどにより、多
岐に亘る構成を実現できることは勿論である。Further, the present invention is not limited to the configurations of the above-described embodiments, and a wide variety of configurations can be realized by combining any two or more of the embodiments with each other even partially. Of course.
【0066】また、前述の各実施例においては、振動体
1の素材としてジュラルミンが使用されているが、他
に、炭素鋼及びその合金鋼であるステンレス鋼や、チタ
ン合金等、種々の材質が採用可能である。In each of the above-described embodiments, duralumin is used as the material of the vibrating body 1. However, various materials such as carbon steel and its alloy steel, such as stainless steel and titanium alloy, may be used. Can be adopted.
【0067】ところで、前述した実験の様子を写真撮影
したので、その一部を参考までに参考写真1乃至参考写
真8として添付した。By the way, a photograph of the state of the experiment described above was taken, and a part of the photograph was attached as Reference Photos 1 to 8 for reference.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁性体であるや否やなど、扱う物体の材質等の制約を受
けることがなく、また、磁界中におくことができないも
の等、あらゆる物体を浮揚させ、搬送することができ、
しかも、物体の重量及び寸法が比較的大きくとも対処可
能であるという効果がある。また、装置に関しては、実
質的に、振動体とこれを励振する超音波励振手段のみを
最小限設けるだけでよいから、小型化及びコストの低減
が達成されるという効果が得られると共に、消費電力も
極めて少なくて済み、省エネルギー化に寄与するもので
ある。更に、電気エネルギーを変換した音波の放射圧に
よる浮揚作用であるため、作業者の安全性についても容
易に確保し得ると共に、給電及びその断をなすことによ
り簡単に制御できる利点を有する。そして、用途に応じ
て振動体の形状を適宜変更し得、また、物体を長距離搬
送するためには装置を並べればよいなど、その自由度が
非常に大きく、且つ汎用性に優れている。As described above, according to the present invention,
It is not restricted by the material of the object to be handled, such as whether or not it is a magnetic material, and it can levitate and transport any object, such as those that can not be placed in a magnetic field,
In addition, there is an effect that even if the weight and size of the object are relatively large, it is possible to cope with the problem. In addition, as for the device, only the vibrating body and the ultrasonic exciting means for exciting the vibrating body need to be provided at a minimum, so that the effect of achieving downsizing and cost reduction is obtained, and the power consumption is reduced. Is extremely small, which contributes to energy saving. Further, since the levitation effect is based on the radiation pressure of the sound waves converted from the electric energy, the safety of the worker can be easily secured, and the power can be easily controlled by turning off and on the power supply. The shape of the vibrating body can be appropriately changed depending on the application, and the apparatuses can be arranged for long-distance transportation. For example, the degree of freedom is very large and the versatility is excellent.
【図1】図1は、本発明の第1実施例としての物体搬送
装置の、一部断面を含む正面図である。FIG. 1 is a front view including a partial cross section of an object transporting device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図2は、図1に示した物体搬送装置の平面図で
ある。FIG. 2 is a plan view of the object transport device shown in FIG. 1;
【図3】図3は、図1に関するD−D矢視図である。FIG. 3 is a view on arrow DD in FIG. 1;
【図4】図4は、図1における部分Eの拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion E in FIG. 1;
【図5】図5は、図1乃至図3に示した物体搬送装置に
よって搬送されるべき物体の他の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating another configuration of an object to be conveyed by the object conveyance device illustrated in FIGS. 1 to 3;
【図6】図6は、図1乃至図3に示した物体搬送装置の
動作説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the operation of the object transport device shown in FIGS. 1 to 3;
【図7】図7は、本発明の第2実施例としての物体搬送
装置の要部の正面図である。FIG. 7 is a front view of a main part of an object transport device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】図8は、本発明の第3実施例としての物体搬送
装置の要部の正面図である。FIG. 8 is a front view of a main part of an object transport device according to a third embodiment of the present invention.
【図9】図9は、本発明の第4実施例としての物体搬送
装置の要部の正面図である。FIG. 9 is a front view of a main part of an object transport device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】図10は、本発明の第5実施例としての物体
搬送装置の、一部断面を含む正面図である。FIG. 10 is a front view including a partial cross section of an object transporting apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
【図11】図11は、本発明の第6実施例としての物体
搬送装置の要部の正面図である。FIG. 11 is a front view of a main part of an object transport device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図12】図12は、本発明の第7実施例としての物体
搬送装置の要部の正面図である。FIG. 12 is a front view of a main part of an object transfer device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図13】図13は、図12における部分Gの拡大図で
ある。FIG. 13 is an enlarged view of a portion G in FIG.
【図14】図14は、図1乃至図13に示した各実施例
の物体搬送装置に関し、その一部の変形例を示す側面図
である。FIG. 14 is a side view showing a partially modified example of the object transporting device of each embodiment shown in FIGS. 1 to 13;
【図15】図15は、物体搬送装置を複数台並べた状態
を示す、一部断面を含む正面図である。FIG. 15 is a front view including a partial cross section, showing a state in which a plurality of object transport devices are arranged.
【図16】図16は、本発明に係る物体浮揚装置の要部
と該装置に関する測定を行う測定装置の概略を示す正面
図である。FIG. 16 is a front view schematically showing a main part of an object levitation device according to the present invention and a measuring device for performing measurement relating to the device.
【図17】図17は、図16に示した測定装置による測
定に供される供試体の斜視図である。FIG. 17 is a perspective view of a test sample used for measurement by the measuring device shown in FIG. 16;
【図18】図18は、図16に示した測定装置による測
定に供される供試体の斜視図である。FIG. 18 is a perspective view of a test sample used for measurement by the measuring device shown in FIG. 16;
【図19】図19は、図16に示した測定装置による測
定に供される供試体の斜視図である。FIG. 19 is a perspective view of a test sample used for measurement by the measuring device shown in FIG. 16;
【図20】図20は、図16に示した測定装置による測
定に供される供試体の斜視図である。FIG. 20 is a perspective view of a test sample used for measurement by the measuring device shown in FIG. 16;
【図21】図21は、図16に示した測定装置による測
定に供される供試体の斜視図である。FIG. 21 is a perspective view of a test sample used for measurement by the measuring device shown in FIG. 16;
【図22】図22は、図16に示した測定装置による測
定に供される供試体の斜視図である。FIG. 22 is a perspective view of a specimen used for measurement by the measuring device shown in FIG.
【図23】図23は、図16に示した測定装置による測
定に供される供試体の斜視図である。FIG. 23 is a perspective view of a test sample used for measurement by the measuring device shown in FIG. 16;
【図24】図24は、図16に示した測定装置により得
られた測定結果を示すグラフである。FIG. 24 is a graph showing a measurement result obtained by the measurement device shown in FIG. 16;
【図25】図25は、図16に示した測定装置により得
られた測定結果を示すグラフである。FIG. 25 is a graph showing a measurement result obtained by the measurement device shown in FIG. 16;
【図26】図26は、図1乃至図13に示した各実施例
の物体搬送装置により搬送されるべきシリコンウェハー
と、該シリコンウェハーを搭載するキャリアの斜視図で
ある。FIG. 26 is a perspective view of a silicon wafer to be transferred by the object transfer device of each embodiment shown in FIGS. 1 to 13 and a carrier on which the silicon wafer is mounted.
【図27】図27は、従来の物体浮揚装置の概略を示す
正面図である。FIG. 27 is a front view schematically showing a conventional object levitation apparatus.
【符号の説明】 1 振動体 2 ホーン 4 振動子 5 発振器 6 ケース 7 物体 8 音波反射部材 10 仮想水平面 20 超音波放射器 25 反射部材 30 超音波励振手段 31 エネルギー変換手段 35 逸脱防止部材 37 レーザ変位計 38 オシロスコープ 39 変位計本体 41,42,43,44, 45,46,47 供試体 50 シリコンウェハー 51 キャリアDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 vibrator 2 horn 4 vibrator 5 oscillator 6 case 7 object 8 sound wave reflection member 10 virtual horizontal plane 20 ultrasonic radiator 25 reflection member 30 ultrasonic excitation means 31 energy conversion means 35 departure prevention member 37 laser displacement Total 38 Oscilloscope 39 Displacement meter main body 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 Specimen 50 Silicon wafer 51 Carrier
Claims (15)
振手段とを備え、振動体の音波の放射圧により該振動体
の表面上において物体を浮揚させることを特徴とする物
体浮揚装置。An object levitation apparatus comprising: a vibrating body; and an ultrasonic exciting unit that excites the vibrating body, wherein an object is levitated on a surface of the vibrating body by radiation pressure of a sound wave of the vibrating body. .
ことを特徴とする請求項1記載の物体浮揚装置。2. The object levitation apparatus according to claim 1, wherein the vibrating body performs bending vibration or longitudinal vibration.
とを特徴とする請求項1または請求項2記載の物体浮揚
装置。3. The object levitation device according to claim 1, wherein the vibrator is formed in a flat plate shape.
振手段と、該振動体を走行させる走行手段とを備え、該
振動体の音波の放射圧により該振動体の表面上において
物体を浮揚させ、走行させることを特徴とする物体搬送
装置。4. A vibrating body, ultrasonic exciting means for exciting the vibrating body, and running means for running the vibrating body, wherein an object is provided on a surface of the vibrating body by a radiation pressure of a sound wave of the vibrating body. An object conveyance device characterized by levitating and traveling.
して傾斜して設けられ、この傾斜により前記物体が走行
することを特徴とする請求項4記載の物体搬送装置。5. The object transport device according to claim 4, wherein the vibrating body is provided with the surface inclined with respect to a virtual horizontal plane, and the object travels by the inclination.
を噴射する気体噴射手段を有することを特徴とする請求
項4又は請求項5記載の物体搬送装置。6. The object transporting apparatus according to claim 4, wherein said traveling means includes gas injection means for injecting gas to said object.
波を放射する超音波放射手段を有することを特徴とする
請求項4乃至請求項6のうちいずれか1記載の物体搬送
装置。7. The object transporting apparatus according to claim 4, wherein said traveling means has an ultrasonic wave radiating means for radiating an ultrasonic wave to said object.
れた超音波を前記物体に向けて反射する反射部材を有す
ることを特徴とする請求項4乃至請求項7のうちいずれ
か1記載の物体搬送装置。8. The apparatus according to claim 4, wherein said traveling means has a reflecting member for reflecting ultrasonic waves emitted from said vibrating body toward said object. Object transfer device.
発する超音波エネルギーを電気エネルギーに変換するこ
とにより該超音波を前記物体が移動すべき方向に進む進
行波とするエネルギー変換手段を有することを特徴とす
る請求項4乃至請求項8のうちいずれか1記載の物体搬
送装置。9. The traveling means has energy conversion means for converting the ultrasonic energy emitted by the ultrasonic excitation means into electric energy, thereby converting the ultrasonic waves into traveling waves traveling in a direction in which the object should move. The object transporting device according to claim 4, wherein the object transporting device comprises:
反対方向側とで重量配分が異なるようにし、前記振動体
より放射されて該物体の下面にて反射した反射波による
推進力を以て該物体を走行させることを特徴とする請求
項4乃至請求項9のうちいずれか1記載の物体搬送装
置。10. The object has a different weight distribution between the traveling direction side and the opposite direction side of the object, and generates a propulsive force by a reflected wave radiated from the vibrating body and reflected on a lower surface of the object. The object transport device according to any one of claims 4 to 9, wherein the object is caused to travel.
振動体より放射されて該凹凸にて反射した反射波による
推進力を以て該物体を走行させることを特徴とする請求
項4乃至請求項10のうちいずれか1記載の物体搬送装
置。11. The object according to claim 4, wherein the object has an unevenness formed on a lower surface thereof, and the object is caused to travel by a propulsive force of a reflected wave radiated from the vibrating body and reflected by the unevenness. 11. The object transporting device according to any one of 10 above.
射部材を配置し、前記振動体より放射されて該音波反射
部材にて反射した音波によって、前記物体の前記搬送路
からの逸脱を防止したことを特徴とする請求項4乃至請
求項11のうちいずれか1記載の物体搬送装置。12. A sound wave reflecting member is arranged along both sides of the conveyance path of the object, and a sound wave emitted from the vibrating body and reflected by the sound wave reflection member prevents the object from deviating from the conveyance path. The object transporting device according to any one of claims 4 to 11, wherein:
止する逸脱防止部材を、前記振動体から離間して設けた
ことを特徴とする請求項4乃至請求項12のうちいずれ
か1記載の物体搬送装置。13. The device according to claim 4, wherein a deviation preventing member for preventing the object from deviating from the transport path is provided separately from the vibrating body. Object transfer device.
並設されたことを特徴とする請求項4乃至請求項13の
うちいずれか1記載の物体搬送装置。14. The object transport apparatus according to claim 4, wherein a plurality of the object transport paths are arranged so as to be continuous.
射圧により該振動体の表面上において物体を浮揚させる
ことを特徴とする物体浮揚方法。15. A method for levitation of an object, comprising exciting a vibrating body and levitating an object on a surface of the vibrating body by a radiation pressure of a sound wave of the vibrating body.
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