JP2919451B1 - Floating and transporting device in liquid and method thereof - Google Patents

Floating and transporting device in liquid and method thereof

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JP2919451B1
JP2919451B1 JP2512198A JP2512198A JP2919451B1 JP 2919451 B1 JP2919451 B1 JP 2919451B1 JP 2512198 A JP2512198 A JP 2512198A JP 2512198 A JP2512198 A JP 2512198A JP 2919451 B1 JP2919451 B1 JP 2919451B1
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vibrator
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芳樹 橋本
勝一 岡野
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Abstract

【要約】 【課題】 非搬送物体を液体に浮揚させて非接触で搬送
するとともに洗浄機能を備えた液中浮揚搬送装置及びそ
の方法を提供すること。 【解決手段】 液体16を収容した搬送槽10Aと、搬
送槽10A内の液体16に超音波を放射する超音波励振
手段20と、を備え、超音波励振手段20の超音波の放
射圧により液体16に被搬送物体5を浮揚させ、かつ走
行するように構成されてなることを特徴とする。
The present invention provides an apparatus and a method for floating a liquid in a liquid, which floats a non-conveyed object in a liquid and conveys the liquid in a non-contact manner and has a cleaning function. SOLUTION: A transfer tank 10A accommodating a liquid 16 and ultrasonic excitation means 20 for emitting ultrasonic waves to the liquid 16 in the transfer tank 10A are provided. The apparatus is characterized in that the transported object 5 is levitated on 16 and travels.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は被搬送物体を液体に
浮揚させ非接触で搬送する液中浮揚搬送装置及びその方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a floating apparatus and a method for floating a liquid to be conveyed in a non-contact manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電子機器の小形化が進む中で、半
導体デバイスの分野においては、半導体基板の微細化、
チップ面積の縮小等の高密度化に伴う配線の多層化が進
んでいる。しかし、これを単純に多層化すると上層パタ
ーンほど凹凸が大きくなり、現在の光リソグラフィープ
ロセスのみでは、フォーカスマージンの低下によって多
層化に限界がある。
2. Description of the Related Art In the field of semiconductor devices, miniaturization of semiconductor substrates,
Multi-layered wiring has been developed along with higher density such as reduction in chip area. However, if this is simply multi-layered, the unevenness becomes larger in the upper layer pattern, and there is a limit to the multi-layering in the current photolithography process alone due to a decrease in the focus margin.

【0003】そのため、半導体基板の多層配線の層間絶
縁膜を平坦化する技術として、化学機械研磨(以下、C
MPという)が注目されている。CMPには、スラリー
とよばれる研磨剤を用いるため、研磨後このスラリーを
完全に除去し、さらに、外部からの汚染を受けずに次工
程へ搬送する必要がある。また、このスラリーは、乾燥
すると粉末になって固着し、半導体基板の表面から除去
が困難となる。
Therefore, as a technique for flattening an interlayer insulating film of a multilayer wiring of a semiconductor substrate, chemical mechanical polishing (hereinafter, referred to as C
MP). Since an abrasive called a slurry is used in the CMP, it is necessary to completely remove the slurry after polishing and to transport the slurry to the next step without contamination from outside. In addition, this slurry becomes a powder when dried and adheres, and it is difficult to remove the slurry from the surface of the semiconductor substrate.

【0004】即ち、CMPの場合、研磨後の半導体基板
は、 1)多量のパーティクルが付着している。
[0004] That is, in the case of CMP, the semiconductor substrate after polishing has 1) a large amount of particles adhered thereto.

【0005】2)アルカリベースのスラリーを研磨剤と
しているため、アルカリ金属などで汚染されている。
2) Since an alkali-based slurry is used as an abrasive, the slurry is contaminated with an alkali metal or the like.

【0006】3)除去されなかった研磨剤は、乾燥する
と固着して取り除けない。
[0006] 3) The abrasive which has not been removed is fixed when dried and cannot be removed.

【0007】等から、研磨後の半導体基板は、直ちに液
中に移動して保管し、搬送も液中で行うのが望ましい。
For this reason, it is preferable that the polished semiconductor substrate be immediately moved into the liquid and stored, and also transported in the liquid.

【0008】このように、平板状の基板物体(シリコン
ウエハ、液晶ガラス等)の表面は、製造工程中におい
て、完全に制御されて清浄状態が保たれていなければな
らず、清浄環境での基板物体の搬送、保管は、今後ます
ます重要なものとなる。
As described above, the surface of a flat substrate object (silicon wafer, liquid crystal glass, etc.) must be completely controlled and kept clean during the manufacturing process. Transport and storage of objects will become increasingly important in the future.

【0009】従来においては、半導体基板を乾燥させず
に搬送する方法として、液中に設置された搬送用の駆動
部(ローラー、ベルト、チェーン等)を有する液中搬送
装置を用い、半導体基板をその駆動部上に載置するとと
もに、外気に触れないようにして液中で搬送する方法が
一般的であった。
Conventionally, as a method of transporting a semiconductor substrate without drying, a semiconductor substrate is transported by using a submerged transport device having a transport drive unit (roller, belt, chain, etc.) installed in the liquid. A common method is to place the unit on the drive unit and transport it in liquid without touching the outside air.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来構成の液中搬送装置においては、液中に搬送用の駆動
部が存在するため、駆動部からの発塵による半導体基板
の汚染が発生し易いという問題があった。
However, in such a conventional submerged transport apparatus, since a transport drive section exists in the liquid, contamination of the semiconductor substrate due to dust from the drive section occurs. There was a problem that it was easy to do.

【0011】また、上記液中搬送装置には、半導体基板
に付着したパーティクル除去機構がないため、搬送装置
とは別途に、クリーニング機構を設ける必要があった。
Further, since the above-described submerged transfer apparatus does not have a mechanism for removing particles adhered to the semiconductor substrate, it is necessary to provide a cleaning mechanism separately from the transfer apparatus.

【0012】このことから、半導体基板のような被搬送
物体を非接触で搬送でき、かつ洗浄機能を備えた液中搬
送装置の出現が望まれていた。
For this reason, there has been a demand for a submerged transfer device capable of transporting an object to be transported such as a semiconductor substrate in a non-contact manner and having a cleaning function.

【0013】この発明は、上記に鑑みてなされたもので
あり、被搬送物体を液体に浮揚させて非接触で搬送する
とともに、洗浄機能を備えた液中浮揚搬送装置及びその
方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above, and provides an apparatus and a method for floating in a liquid having a function of floating, wherein the object to be transported is levitated in liquid and transported in a non-contact manner. With the goal.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の液中浮揚搬送装
置は、水平面に対して一方向に傾斜する勾配底面を有し
かつ液体を収容する搬送槽と、前記勾配底面に装着され
て前記液体に500KHz以上の周波数の超音波を放射
する薄板状の振動子を含む超音波励振手段とを備え、前
記超音波励振手段から放射された超音波の音響流は、被
搬送物体を前記液体中または液面上に浮揚させるととも
に、前記被搬送物体の下面で反射して推進力を発生して
前記被搬送物体を前記勾配底面の高さの低い方向に走行
させ、かつ、前記超音波によって前記被搬送物体を洗浄
するものである。
According to the present invention, there is provided a submerged levitation transfer device having a slope bottom surface inclined in one direction with respect to a horizontal plane.
And a transfer tank containing a liquid, mounted on the slope bottom surface.
Radiates ultrasonic waves with a frequency of 500 KHz or more to the liquid
Ultrasonic excitation means including a thin plate-shaped vibrator
The acoustic stream of the ultrasonic waves radiated from the ultrasonic excitation means is
With the conveyed object floating in the liquid or on the liquid surface
To generate a propulsion force reflected on the lower surface of the transferred object.
Travels the transferred object in the direction of lower height of the slope bottom surface
And cleaning the transferred object by the ultrasonic waves.
Is what you do.

【0015】また、前記勾配底面は、前記水平面に対し
て2度乃至5度の傾斜角度を有するものである。
[0015] Further, the slope bottom surface is formed with respect to the horizontal plane.
At an angle of 2 to 5 degrees .

【0016】また、本発明の液中浮揚搬送方法は、水平
面に対して一方向に傾斜する勾配底面を有する搬送槽に
収容した液体に、前記勾配底面に装着された薄板状の振
動子を含む超音波励振手段により500KHz以上の周
波数の超音波を放射し、前記超音波励振手段から放射さ
れた超音波の音響流は、被搬送物体を前記液体中または
液面上に浮揚させるとともに、前記被搬送物体の下面で
反射して推進力を発生して前記被搬送物体を前記勾配底
面の高さの低い方向に走行させ、かつ、前記超音波によ
って前記被搬送物体を洗浄するものである。
[0016] The method of the submerged buoyant conveying invention, horizontal
Transfer tank with a sloped bottom that slopes in one direction relative to the surface
A thin plate-shaped vibration attached to the bottom of the gradient is applied to the stored liquid.
500 kHz or more by ultrasonic excitation
The ultrasonic wave of the wave number is radiated and radiated from the ultrasonic excitation means.
The acoustic wave of the ultrasonic wave moves the transferred object in the liquid or
Float on the liquid surface and at the lower surface of the transferred object
The propulsion is reflected to generate the propulsion force, and the transferred object
Run in the direction of low surface height, and
Thus, the object to be conveyed is cleaned .

【0017】また、本発明の液中浮揚搬送装置は、液体
を収容する搬送槽と、前記搬送槽の液体内にほぼ水平に
設けて撓み振動可能な平板状の振動体と、前記振動体の
一端部に設けられ前記振動体を励振して撓み振動させる
超音波励振手段と、前記振動体の他端部に設けられ前記
振動体が発生する超音波エネルギーを電気エネルギーに
変換するエネルギー変換手段とを備え、前記超音波励振
手段は、500KHz以上の周波数の超音波振動を発生
する振動子と、前記超音波振動を前記振動体に伝達する
ホーンとを含み、前記振動体が発生する超音波の放射圧
により前記振動体上方の液体中または液面上に被搬送物
体を浮揚させるとともに、前記振動体の撓み振動によっ
て発生する進行波により前記被搬送物体を走行させ、か
つ、前記超音波によって前記被搬送物体を洗浄するもの
である。
Further, the liquid in the flotation conveying apparatus of the present invention, the liquid
And a transfer tank for storing the liquid in the transfer tank substantially horizontally.
A plate-shaped vibrating body that can be flexibly vibrated by providing the vibrating body;
Exciting the vibrator provided at one end to bend and vibrate
Ultrasonic excitation means, provided at the other end of the vibrating body,
Ultrasonic energy generated by the vibrator is converted into electrical energy
Energy conversion means for converting the energy,
Means generate ultrasonic vibration with a frequency of 500 kHz or more
Vibrating, and transmitting the ultrasonic vibration to the vibrating body
Horn and radiation pressure of ultrasonic waves generated by the vibrating body
The object to be conveyed in the liquid above the vibrating body or on the liquid surface
Levitates the body and flexes the vibrating body.
The transported object is caused to travel by the traveling wave generated by
First, the object to be conveyed is cleaned by the ultrasonic waves .

【0018】また、本発明の液中浮揚搬送方法は、液体
を収容する搬送槽の液体内にほぼ水平に設けられて撓み
振動可能な平板状の振動体を前記振動体の一端部に設け
られて500KHz以上の周波数の超音波振動を発生す
る振動子と、前記超音波振動を前記振動体に伝達するホ
ーンとを含む超音波励振手段により励振して撓み振動さ
せ、前記振動体の他端部に設けたエネルギー変換手段に
より前記振動体が発生する超音波エネルギーを電気エネ
ルギーに変換し、前記振動体が発生する超音波の放射圧
により前記振動体上方の液体中または液面上に被搬送物
体を浮揚させるとともに、前記振動体の撓み振動によっ
て発生する進行波により前記被搬送物体を走行させ、か
つ、前記超音波によって前記被搬送物体を洗浄するもの
である。
Further, the method of floating and transporting in a liquid according to the present invention comprises the steps of:
Is provided almost horizontally in the liquid in the transfer tank containing
A vibrating plate-like vibrator is provided at one end of the vibrator.
To generate ultrasonic vibration with a frequency of 500 kHz or more
A transducer for transmitting the ultrasonic vibration to the vibrating body.
The vibration caused by the ultrasonic vibration
The energy conversion means provided at the other end of the vibrating body.
The ultrasonic energy generated by the vibrating body is
And the radiation pressure of the ultrasonic waves generated by the vibrating body.
The object to be conveyed in the liquid above the vibrating body or on the liquid surface
Levitates the body and flexes the vibrating body.
The transported object is caused to travel by the traveling wave generated by
First, the object to be conveyed is cleaned by the ultrasonic waves .

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様を図面に
基づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】図1は本発明の第1実施態様を示し、この
液中浮揚搬送装置1Aは、勾配底面12を有する搬送槽
10Aと、勾配底面12に装着された振動子24を含む
超音波励振手段20とを備えて構成されている。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. This submerged levitation transfer apparatus 1A is an ultrasonic excitation including a transfer tank 10A having a sloped bottom surface 12 and a vibrator 24 mounted on the sloped bottom surface 12. And means 20.

【0022】搬送槽10Aは、上方が開口した長方形の
横断面形状を有し、被搬送物体5を搬送する方向へ長く
延びて形成され、浮揚搬送用の液体16として、例え
ば、純水を収容するとともに、その液面16a(水平
面)に対して、長手方向に角度θで傾斜した勾配底面1
2を備えて形成されている。
The transfer tank 10A has a rectangular cross-sectional shape with an open upper part, is formed to extend long in the direction in which the transferred object 5 is transferred, and stores, for example, pure water as the liquid 16 for floating transfer. And a gradient bottom surface 1 inclined at an angle θ in the longitudinal direction with respect to the liquid surface 16a (horizontal surface).
2 is formed.

【0023】超音波励振手段20は、発振器22と振動
子24とからなり、振動子24は、勾配底面12の下面
に固着されている。
The ultrasonic excitation means 20 includes an oscillator 22 and a vibrator 24, and the vibrator 24 is fixed to the lower surface of the gradient bottom surface 12.

【0024】該振動子24は、発振器22によって所定
周波数の電圧を印加され、その周波数の超音波振動を発
生するように形成されている。この超音波振動は、勾配
底面12を介して液体16へ伝導され、具体的には約5
00KHz以上、例えば、1MHz、5w/cm2
超音波エネルギーが液体16中に放射される。
The vibrator 24 is formed so that a voltage of a predetermined frequency is applied by the oscillator 22 to generate ultrasonic vibration of the frequency. This ultrasonic vibration is transmitted to the liquid 16 through the gradient bottom surface 12, specifically, about 5
Ultrasonic energy of 00 KHz or more, for example, 1 MHz, 5 w / cm 2 is radiated into the liquid 16.

【0025】次に、このように構成された液中浮揚搬送
装置の作用を説明する。
Next, the operation of the submerged levitation and transport device configured as described above will be described.

【0026】まず、図2を参照して被搬送物体5の浮揚
作用について説明する。図2において、浮揚槽10Cは
液面16aに対して平行する底面14を有し、その底面
14に振動子24が装着されている。
First, the levitation operation of the transferred object 5 will be described with reference to FIG. 2, the flotation tank 10C has a bottom surface 14 parallel to the liquid surface 16a, and a vibrator 24 is mounted on the bottom surface 14.

【0027】この状態で、振動子24に所定周波数の電
圧が印加されると、その周波数の超音波振動を発し、そ
の超音波は底面14を介して液体16を励振し、液体1
6内を液面16aへ向って放射される。
In this state, when a voltage of a predetermined frequency is applied to the vibrator 24, ultrasonic vibration of that frequency is generated, and the ultrasonic wave excites the liquid 16 via the bottom surface 14, and the liquid 1
6 is radiated toward the liquid surface 16a.

【0028】その後、液面16a上に被搬送物体5を水
平状に到来させ、液面16a上に浮かべる。このとき、
被搬送物体5の下面は、振動子24よりの超音波25a
の放射を受ける。そして、被搬送物体5は、それ自体の
重量と浮量との比、および振動子24より発せられる超
音波25aの放射圧とによって、液面16aに浮上状
態、または、液体16内において、底面14から所要の
浮揚距離eを隔てて水平状態で浮揚する。
Thereafter, the transported object 5 arrives horizontally on the liquid surface 16a and floats on the liquid surface 16a. At this time,
The lower surface of the transported object 5 has an ultrasonic wave 25 a from the vibrator 24.
Receive radiation. The transported object 5 is in a floating state on the liquid surface 16a or in the liquid 16 due to the ratio of the weight of the object itself to the floating amount and the radiation pressure of the ultrasonic waves 25a emitted from the vibrator 24. It floats in a horizontal state at a required floating distance e from 14.

【0029】なお、被搬送物体5が重量物の場合は、振
動子24の振動開始以前に予め底面14上に載置してお
いてもよい。この場合、振動子24より、例えば1MH
z、5w/cm2 の超音波エネルギーが液体16中に
放射されると、6インチシリコンウエハは0.1sec
以内で浮上し始め、超音波が放射されている限り浮揚を
継続している。
When the transported object 5 is a heavy object, it may be placed on the bottom surface 14 before the vibrator 24 starts to vibrate. In this case, for example, 1 MH
When ultrasonic energy of 5 w / cm 2 is radiated into the liquid 16, a 6-inch silicon wafer is 0.1 sec.
It begins to ascend within and continues to levitate as long as the ultrasound is emitted.

【0030】ここで、被搬送物体5としては、単に平板
状で比較的軽量のもの、例えば、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、図2に
示した装置で供試体として浮揚させたものであるが、そ
れ自体のみでは浮揚し難い物体は、上記被搬送物体5と
同様の平板状のキャリア上に担持して浮揚させることが
できる。このような平板状キャリアを必要とする被搬送
物体5としては、球形に近いものや、凹凸を有する形状
の物体や、容器に収容した状態の粉体または液体等が挙
げられる。
Here, it is assumed that the transported object 5 is a relatively flat and relatively lightweight one, for example, a thin sheet made of synthetic resin or metal. These objects are levitated as test specimens by the apparatus shown in FIG. 2, but those which are difficult to levitate by themselves are carried on a flat carrier similar to the above-mentioned transported object 5. Can be levitated. Examples of the transported object 5 requiring such a flat carrier include an object having a shape close to a sphere, an object having an uneven shape, a powder or liquid contained in a container, and the like.

【0031】続いて、上述した物体の浮揚作用を含む液
中浮揚搬送装置1Aの作用を説明する。
Next, the operation of the submerged levitation and conveying apparatus 1A including the above-described levitation of an object will be described.

【0032】この液中浮揚搬送装置1Aは、図2に示し
た浮揚装置の構成に、浮揚した状態の被搬送物体5を走
行させる走行手段を付加したものである。この走行手段
として、搬送槽10Aは、水平面に対して傾斜角度θの
勾配底面12を備えた構成を採用している。なお、角度
θについては実験では2〜5度に設定された。
The submerged levitation transporting apparatus 1A is obtained by adding a traveling means for traveling the levitated transported object 5 to the configuration of the levitation apparatus shown in FIG. As this traveling means, the transport tank 10A employs a configuration having a slope bottom surface 12 having an inclination angle θ with respect to the horizontal plane. In the experiment, the angle θ was set to 2 to 5 degrees.

【0033】図1に明らかなように、勾配底面12は、
搬送槽10Aの右側から左側へ向けて高くなるように形
成されており、例えば、液体16に浮揚する水平状態の
被搬送物体5とは非平行状態にある。
As is apparent from FIG. 1, the slope bottom surface 12 is
It is formed so as to increase from the right side to the left side of the transfer tank 10A, and is, for example, in a non-parallel state with the horizontal transferred object 5 floating in the liquid 16.

【0034】そして、振動子24に給電されると、振動
子24よりの超音波は勾配底面12を介し、勾配底面1
2に直角に上方へ向けて液体16中へ放射される。液体
16中の超音波25aの音響流は、非平行状態の被搬送
物体5下面に斜めに入射してはね返り、浮揚作用を発揮
するとともに、さらに、斜め右下方向へ向かって反射す
る(図3参照)。この反射波25bによる推進力によっ
て、被搬送物体5は加速され、2点鎖線矢印A方向に走
行する。前記超音波25aの音響流は、本明細書では被
搬送物体5を浮揚させる放射圧と被搬送物体5を走行さ
せる進行波を含むものとして使用する。
When power is supplied to the vibrator 24, the ultrasonic waves from the vibrator 24 pass through the gradient bottom surface 12,
It is emitted upward into the liquid 16 at right angles to 2. The acoustic stream of the ultrasonic waves 25a in the liquid 16 is obliquely incident on the lower surface of the non-parallel transported object 5, rebounds, exerts a levitating action, and is further reflected obliquely to the lower right (FIG. 3). reference). The transported object 5 is accelerated by the propulsive force of the reflected wave 25b and travels in the direction of the two-dot chain line arrow A. In the present specification, the acoustic stream of the ultrasonic wave 25a is used as including a radiation pressure for levitating the transported object 5 and a traveling wave for traveling the transported object 5.

【0035】また、被搬送物体5の上,下,端面の各面
は、液中16中の搬送中において、勾配底面12よりの
超音波の直接照射、または、搬送槽10A内で側面で反
射屈折した超音波の照射を受けて、被搬送物体5表面に
付着しているスラリー等の異物を除去して、洗浄作用を
発揮する。
The upper, lower, and end surfaces of the object 5 to be transferred are directly irradiated with ultrasonic waves from the inclined bottom surface 12 during the transfer in the liquid 16 or reflected by the side surface in the transfer tank 10A. The irradiation of the refracted ultrasonic waves removes foreign substances such as slurry adhering to the surface of the transported object 5 and exerts a cleaning action.

【0036】また、搬送槽10A内には、ローラー、チ
ェーン等の駆動部をもたないことから、それらの外的要
素による液体16の汚染を防止することができる。
Further, since there is no drive unit such as a roller and a chain in the transport tank 10A, contamination of the liquid 16 by these external elements can be prevented.

【0037】図4,5は、本発明の第2の実施態様を示
し、被搬送物体5を走行させる走行手段が、振動体,超
音波励振手段,エネルギー変換手段により構成された点
に特徴を有する。なお、以下の説明では第1実施態様と
同一または同等な構成要素は同一符号を付して説明を省
略する。
FIGS. 4 and 5 show a second embodiment of the present invention, which is characterized in that the traveling means for traveling the object to be transported 5 comprises a vibrating body, an ultrasonic excitation means and an energy conversion means. Have. In the following description, components that are the same as or equivalent to those in the first embodiment are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.

【0038】この第2実施態様の液中浮揚搬送装置1B
は、液面16aにほぼ平行した底面14を有する搬送槽
10Bと、搬送槽10B内にほぼ水平に設けられた振動
体18と、振動体18の一端部に設けられた超音波励振
手段20と、振動体18の他端部に設けられたエネルギ
ー変換手段30とを備えて構成されている。
The levitation transfer device 1B according to the second embodiment.
Are a transfer tank 10B having a bottom surface 14 substantially parallel to the liquid surface 16a, a vibrating body 18 provided substantially horizontally in the transfer tank 10B, and an ultrasonic exciting means 20 provided at one end of the vibrating body 18. , An energy conversion means 30 provided at the other end of the vibrating body 18.

【0039】搬送槽10Bは、上方が開口した長方形の
横断面形状を有し、搬送方向へ長く延びて形成され、収
容した液体16の液面16aにほぼ平行した底面14を
有して形成されいてる。
The transport tank 10B has a rectangular cross-sectional shape with an open top, is formed to extend in the transport direction, and has a bottom surface 14 substantially parallel to the liquid surface 16a of the stored liquid 16. I'm here.

【0040】振動体18は、長方形のジュラルミン板材
により形成され、搬送槽10Bの底面14に所定距離を
隔てて、ほぼ平行して液体16中に設けられている。な
お、振動体18の素材は、他に炭素鋼およびその合金鋼
であるステンレス鋼や、チタン合金等の種々の材質が採
用可能である。
The vibrating body 18 is formed of a rectangular duralumin plate, and is provided in the liquid 16 substantially parallel to the bottom surface 14 of the transfer tank 10B at a predetermined distance. In addition, as the material of the vibrating body 18, various materials such as stainless steel, which is carbon steel and its alloy steel, and a titanium alloy can be adopted.

【0041】超音波励振手段20は、本例では、発振器
22と振動子24とホーン26とから構成され、図4に
示すように、振動体18の右端側に設置されている。
In the present embodiment, the ultrasonic excitation means 20 comprises an oscillator 22, a vibrator 24, and a horn 26, and is installed on the right end side of the vibrator 18, as shown in FIG.

【0042】この振動子24およびホーン26下部はケ
ース28内に位置し、ホーン26の上部は、水密部材2
9を介して搬送槽10B内に突出し、その先端が図示し
ない固定ねじによって振動体18に締結されている。
The vibrator 24 and the lower part of the horn 26 are located in a case 28, and the upper part of the horn 26 is
9, and protrudes into the transport tank 10B, and the tip is fastened to the vibrating body 18 by a fixing screw (not shown).

【0043】また、振動子24は、その電極24aに発
振器22により所定周波数の電圧が印加されると、この
周波数の超音波振動を発生し、ホーン26は、その超音
波振動により図4の上下方向に振動するとともに、その
振動を機械的に増幅して、振動体18の右端部に伝達す
るように構成されている。
When a voltage of a predetermined frequency is applied to the electrode 24a of the vibrator 24 by the oscillator 22, an ultrasonic vibration of this frequency is generated, and the horn 26 is moved upward and downward in FIG. It is configured to vibrate in the direction and mechanically amplify the vibration and transmit it to the right end of the vibrating body 18.

【0044】エネルギー変換手段30は、超音波励振手
段20とほぼ同様の構成を有し、振動体18の左端側に
設置されている。このエネルギー変換手段30は、振動
子24とホーン26とから構成され、振動子24の電極
24aには抵抗R,コイルLからなる回路が接続され、
ホーン26先端は固定ねじにより振動体18に締結され
ている。
The energy conversion means 30 has substantially the same configuration as that of the ultrasonic excitation means 20, and is installed on the left end side of the vibrating body 18. The energy conversion means 30 includes a vibrator 24 and a horn 26, and a circuit including a resistor R and a coil L is connected to an electrode 24a of the vibrator 24.
The tip of the horn 26 is fastened to the vibrating body 18 by a fixing screw.

【0045】このエネルギー変換手段30は、超音波励
振手段20により励振された振動体18が発する超音波
エネルギーを再び電気エネルギーに変換するものであ
る。そして、その電気エネルギーを上記RL回路を経る
ことにより、さらにジュール熱に変換され、放散され
る。
The energy converting means 30 converts the ultrasonic energy generated by the vibrating body 18 excited by the ultrasonic exciting means 20 into electric energy again. Then, the electric energy passes through the RL circuit and is further converted into Joule heat and dissipated.

【0046】この第2実施態様の液中浮揚搬送装置によ
れば、超音波励振手段20とエネルギー変換手段30と
を同時に作用させると、超音波励振手段20のホーン2
6により振動体18が励振され、振動体18より超音波
が放射されるとともに、振動体18が曲線Bで示すよう
な撓み振動を行い、この撓み振動の波がエネルギー変換
手段30方向へ進む進行波となる。
According to the submerged levitation and transport apparatus of the second embodiment, when the ultrasonic excitation means 20 and the energy conversion means 30 act simultaneously, the horn 2 of the ultrasonic excitation means 20
6, the vibrating body 18 is excited, the ultrasonic wave is emitted from the vibrating body 18, and the vibrating body 18 performs bending vibration as shown by a curve B, and the wave of the bending vibration advances toward the energy conversion means 30. It becomes a wave.

【0047】このように振動体18が振動を開始した
後、被搬送物体5を搬送槽10Bの右端側へ持ち来た
り、水平状にして液面16a上に浮かべる。
After the vibrating body 18 starts to vibrate in this manner, the transported object 5 is brought to the right end side of the transport tank 10B or floated on the liquid surface 16a in a horizontal state.

【0048】このとき被搬送物体5は、振動体18より
発せられる超音波の放射圧によって、前述の浮揚作用の
説明と同様に、液面16a上、または液体16中に浮揚
する。この浮揚と同時に、被搬送物体5は進行波に載
り、2点鎖線矢印A方向へ走行する。なお、被搬送物体
5の搬送途中における異物除去の洗浄作用、および外的
汚染からの保護による清浄性保持作用は、第1実施態様
と同様である。
At this time, the conveyed object 5 floats on the liquid surface 16a or in the liquid 16 by the radiation pressure of the ultrasonic wave emitted from the vibrating body 18 in the same manner as described above for the floating action. Simultaneously with the levitating, the transported object 5 rides on the traveling wave and travels in the direction of the two-dot chain line arrow A. The cleaning action for removing foreign substances during the transfer of the transported object 5 and the cleanliness maintaining action by protection from external contamination are the same as in the first embodiment.

【0049】なお、本発明は、上述の説明および図例に
限定されることなく、その実施形態を変更することがで
きる。例えば、長手方向により長い1個の搬送槽10A
に、2個またはそれ以上の振動子24を直列に装着した
もの、または、長手方向により長い1個の搬送槽10B
に、2組またはそれ以上の振動体18,超音波励振手段
20,エネルギー変換手段20を直列に装備してもよ
い。これにより搬送路の長さを自在に設定することがで
きる。また、搬送槽10A(10B)の横断面形状は、
多角形、円形、またはそれらを混合した形状に形成して
もよい。
The present invention is not limited to the above description and examples, but can be modified in its embodiments. For example, one transfer tank 10A longer in the longitudinal direction
With two or more vibrators 24 connected in series, or one transfer tank 10B longer in the longitudinal direction.
Alternatively, two or more sets of the vibrating body 18, the ultrasonic excitation means 20, and the energy conversion means 20 may be provided in series. Thereby, the length of the transport path can be freely set. The cross-sectional shape of the transfer tank 10A (10B) is
The shape may be a polygon, a circle, or a mixture thereof.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明の液中浮揚搬送装置は以上のよう
な構成なので、被搬送物体を搬送槽内の液体に浮揚させ
て、外部からの汚染を受けずに非接触で搬送することが
できる。
As described above, the floating device of the present invention is capable of floating the object to be transported in the liquid in the transport tank and transporting it without contact from outside without contact. it can.

【0051】また、被搬送物体全面が、浮揚,搬送のた
めの超音波照射を受けるので、被搬送物体を搬送中に洗
浄することができる。即ち、液中浮揚搬送装置自体が超
音波洗浄機能を備え、洗浄作業のための格別のクリーニ
ング機構を不要とし、かつ洗浄作業時間を削減すること
ができる。
Further, since the entire surface of the object to be transported is irradiated with ultrasonic waves for floating and transporting, the object to be transported can be cleaned while being transported. That is, the levitation transporting apparatus itself has an ultrasonic cleaning function, so that a special cleaning mechanism for the cleaning operation is not required, and the cleaning operation time can be reduced.

【0052】また、従来例の液中搬送装置のように、液
中に搬送用駆動部をもたないので、搬送槽内液体の外的
要素からの汚染が防止できるとともに、搬送装置を簡潔
に構成して、小形化およびコストの低減を図ることがで
きる。
Further, unlike the conventional submerged transfer apparatus, since there is no transfer drive section in the liquid, contamination of the liquid in the transfer tank from external elements can be prevented, and the transfer apparatus can be simplified. With the configuration, downsizing and cost reduction can be achieved.

【0053】さらに、電気エネルギーを変換した超音波
の放射圧による浮揚,搬送作用であるため、作業の安全
性を高めることができるとともに、装置の制御を簡単に
行うことができる利点を有している。
In addition, since the levitation and the transfer are performed by the radiation pressure of the ultrasonic waves converted from the electric energy, the safety of the work can be improved and the control of the apparatus can be easily performed. I have.

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

【図1】本発明の第1実施態様の液中浮揚搬送装置の一
部断面を含む正面図。
FIG. 1 is a front view including a partial cross section of a levitation transporting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】被搬送物体の浮揚作用を示す浮揚説明図。FIG. 2 is a levitation explanatory view showing a levitation action of a transferred object.

【図3】図1に示した液中浮揚搬送装置の動作を説明す
る部分拡大図。
FIG. 3 is a partially enlarged view for explaining the operation of the submerged levitation transfer device shown in FIG. 1;

【図4】本発明の第2実施態様の液中浮揚搬送装置の一
部断面を含む正面図。
FIG. 4 is a front view including a partial cross section of a submerged levitation transfer device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4のC−C線矢視横断面図。FIG. 5 is a transverse sectional view taken along line CC of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A,1B 液中浮揚搬送装置 5 被搬送物体 10A,10B 搬送槽 12 勾配底配 16 液体 16a 液面 18 振動体 20 超音波励振手段 24 振動子 26 ホーン 30 エネルギー変換手段 Reference Signs List 1A, 1B floating device in liquid 5 object to be transported 10A, 10B transfer tank 12 gradient bottom 16 liquid 16a liquid level 18 vibrating body 20 ultrasonic excitation means 24 vibrator 26 horn 30 energy conversion means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小池 義和 神奈川県大和市中央林間3−16−12− 409 (56)参考文献 特開 昭59−82222(JP,A) 特開 平7−187388(JP,A) 特開 昭61−166429(JP,A) 実開 昭61−62722(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B65G 53/30 B06B 3/00 B65G 27/00 F03G 7/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yoshikazu Koike 3-16-12-409 Chuo-Rinkan, Yamato-shi, Kanagawa (56) References JP-A-59-82222 (JP, A) JP-A-7-187388 ( JP, A) JP-A-61-166429 (JP, A) JP-A-61-62722 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B65G 53/30 B06B 3/00 B65G 27/00 F03G 7/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水平面に対して一方向に傾斜する勾配底
面を有しかつ液体を収容する搬送槽と、 前記勾配底面に装着されて前記液体に500KHz以上
の周波数の超音波を放射する薄板状の振動子を含む超音
波励振手段とを備え、 前記超音波励振手段から放射された超音波の音響流は、
被搬送物体を前記液体中または液面上に浮揚させるとと
もに、前記被搬送物体の下面で反射して推進力を発生し
て前記被搬送物体を前記勾配底面の高さの低い方向に走
行させ、かつ、前記超音波によって前記被搬送物体を洗
浄すること を特徴とする液中浮揚搬送装置。
1. A slope bottom which is inclined in one direction with respect to a horizontal plane.
A transfer tank having a surface and containing a liquid; and 500 KHz or more for the liquid mounted on the slope bottom surface.
Including a thin plate-shaped vibrator that emits ultrasonic waves of different frequencies
Wave excitation means, the acoustic flow of ultrasonic waves emitted from the ultrasonic excitation means,
When the conveyed object is levitated in the liquid or on the liquid surface,
In addition, a propulsion force is generated by being reflected on the lower surface of the transferred object.
The object to be conveyed in the direction of lower height of the slope bottom.
Cleaning the object to be conveyed by the ultrasonic waves.
A floating device in a liquid characterized by cleaning.
【請求項2】 前記勾配底面は、前記水平面に対して2
度乃至5度の傾斜角度を有すること を特徴とする請求項
1記載の液中浮揚搬送装置。
2. The inclined bottom surface has a height of 2 with respect to the horizontal plane.
5. The method of claim 1, wherein the angle of inclination is between about 5 degrees and about 5 degrees.
2. The levitation transport device according to claim 1.
【請求項3】 水平面に対して一方向に傾斜する勾配底
面を有する搬送槽に収容した液体に、前記勾配底面に装
着された薄板状の振動子を含む超音波励振手段により5
00KHz以上の周波数の超音波を放射し、 前記超音波励振手段から放射された超音波の音響流は、
被搬送物体を前記液体中または液面上に浮揚させるとと
もに、前記被搬送物体の下面で反射して推進力を発生し
て前記被搬送物体を前記勾配底面の高さの低い方向に走
行させ、かつ、前記超音波によって前記被搬送物体を洗
浄すること を特徴とする液中浮揚搬送方法。
3. A slope bottom inclined in one direction with respect to a horizontal plane.
The liquid contained in the transfer tank having
5 by the ultrasonic excitation means including the attached thin plate vibrator.
Ultrasonic waves having a frequency of 00 KHz or more are radiated, and the acoustic flow of the ultrasonic waves radiated from the ultrasonic excitation means is:
When the conveyed object is levitated in the liquid or on the liquid surface,
In addition, a propulsion force is generated by being reflected on the lower surface of the transferred object.
The object to be conveyed in the direction of lower height of the slope bottom.
Cleaning the object to be conveyed by the ultrasonic waves.
Floating and transporting in liquid characterized by purifying .
【請求項4】 液体を収容する搬送槽と、 前記搬送槽の液体内にほぼ水平に設けて撓み振動可能な
平板状の振動体と、 前記振動体の一端部に設けられ前記振動体を励振して撓
み振動させる超音波励振手段と、 前記振動体の他端部に設けられ前記振動体が発生する超
音波エネルギーを電気エネルギーに変換するエネルギー
変換手段とを備え、 前記超音波励振手段は、500KHz以上の周波数の超
音波振動を発生する振動子と、前記超音波振動を前記振
動体に伝達するホーンとを含み、 前記振動体が発生する超音波の放射圧により前記振動体
上方の液体中または液面上に被搬送物体を浮揚させると
ともに、前記振動体の撓み振動によって発生する進行波
により前記被搬送物体を走行させ、かつ、前記超音波に
よって前記被搬送物体を洗浄すること を特徴とする液中
浮揚搬送装置。
4. A transfer tank for containing a liquid, and provided substantially horizontally in the liquid in the transfer tank and capable of flexural vibration.
A plate-shaped vibrating body, which is provided at one end of the vibrating body to excite and vibrate the vibrating body
An ultrasonic exciting means for vibrating only, and an ultrasonic wave provided at the other end of the vibrating body and generated by the vibrating body.
Energy that converts sound energy into electrical energy
Conversion means, and the ultrasonic excitation means has a frequency of 500 kHz or more.
A vibrator for generating ultrasonic vibration, and the ultrasonic vibration
A horn for transmitting to a moving body , wherein the vibrating body is driven by a radiation pressure of an ultrasonic wave generated by the vibrating body.
When an object to be transported is levitated in the liquid above or above the liquid level,
Both are traveling waves generated by bending vibration of the vibrating body.
Makes the conveyed object travel, and
Therefore , the levitation transfer device is characterized in that the transferred object is washed .
【請求項5】 液体を収容する搬送槽の液体内にほぼ水
平に設けられて撓み振動可能な平板状の振動体を前記振
動体の一端部に設けられて500KHz以上の周波数の
超音波振動を発生する振動子と、前記超音波振動を前記
振動体に伝達するホーンとを含む超音波励振手段により
励振して撓み振動させ、 前記振動体の他端部に設けたエネルギー変換手段により
前記振動体が発生する超音波エネルギーを電気エネルギ
ーに変換し、 前記振動体が発生する超音波の放射圧により前記振動体
上方の液体中または液面上に被搬送物体を浮揚させると
ともに、前記振動体の撓み振動によって発生する進行波
により前記被搬送物体を走行させ、かつ、前記超音波に
よって前記被搬送物体を洗浄すること を特徴とする液中
浮揚搬送方法。
5. The method according to claim 5, wherein the liquid in the transfer tank containing the liquid contains substantially water.
The flat vibrating body, which is provided flat and can be flexibly vibrated, is
It is provided at one end of the moving body and has a frequency of 500 KHz or more.
A vibrator for generating ultrasonic vibration, and the ultrasonic vibration
And a horn transmitting to the vibrating body.
Excited to bend and vibrate, and energy conversion means provided at the other end of the vibrating body
The ultrasonic energy generated by the vibrator is converted into electric energy
The vibrating body is converted by the radiation pressure of the ultrasonic wave generated by the vibrating body.
When an object to be transported is levitated in the liquid above or above the liquid level,
Both are traveling waves generated by bending vibration of the vibrating body.
Makes the conveyed object travel, and
Therefore, the method of levitation transfer in liquid, comprising washing the object to be transferred .
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