JP3975667B2

JP3975667B2 - Object levitation transfer device

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Publication number: JP3975667B2
Application number: JP2000326802A
Authority: JP
Inventors: 正己高三; 貞行上羽; 義和小池
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2000-10-26
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2020-10-26
Also published as: JP2002128260A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば音波等の放射圧を用いて物体を浮揚状態で搬送する物体浮揚搬送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の物体浮揚搬送装置は、例えば特開平７−１３７８２４号公報、特開平９−２０２４２５公報等に開示されている。この装置は長尺の平板状の振動体を使用し、平行に配置された複数の振動体に進行波を発生させて、平板状の物体を振動体の振動による音波の放射圧で浮揚させた状態で搬送する。
【０００３】
物体浮揚搬送装置では、振動子として圧電素子（ピエゾ素子）を使用したランジュバン形振動子が使用されている。圧電素子を使用した振動子では、共振周波数で振動子を励振させることで、振動体を必要な強さ（振幅）で振動させる。
【０００４】
特開平５−１４６１７８号公報には、圧電素子を用いたステータを備えた振動モータにおいて、ステータに励振用の第１の圧電素子の他に、加えられる振動に応じた電圧を発生する第２の圧電素子を設け、第２の圧電素子に負荷インピーダンスを接続する構成が開示されている。そして、負荷インピーダンスの値を変えることにより、曲げ振動の共振周波数を変えることが可能なことが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
圧電素子を使用した振動子で振動体を励振させる振動系の場合、部品の製造誤差及び組み付けの誤差等により、振動体を含む振動系の共振周波数を所望の値に設定するには、振動子と振動体とを連結するホーンの研磨などにより、合わせ込む必要がある。そのため、装置を組み立てる際の周波数の調整に時間がかかり、コスト高となっていた。また、共振周波数は負荷（搬送すべき物体）の有無や、温度によっても変化するため、組立の際に所定の共振周波数に調整した場合でも、使用時に共振周波数が調整した値から変化する場合がある。そして、振動体を複数平行に配置して使用する構成の場合は、前記の問題が顕著になる。
【０００６】
特開平５−１４６１７８号公報には負荷インピーダンスの値を変えることにより、ステータの曲げ振動の共振周波数を変更可能なことが開示されているが、進行波を使用する物体浮揚搬送装置に関してはなんら記載がない。
【０００７】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は長尺の振動体に進行波を発生させて物体を浮揚状態で安定して搬送することができる物体浮揚搬送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、長尺の振動体の一端に発振側の振動子を設けるとともに、他端に受波側の振動子を設け、該振動体に進行波を発生させてその放射圧により振動体の表面上で物体を浮揚させた状態で搬送する物体浮揚搬送装置であって、前記発振側の振動子に設けられた電圧が供給されない圧電素子と、前記圧電素子に接続されるとともにインピーダンスが可変の外部インピーダンスと、前記発振側の振動子を励振させる励振手段と、前記受波側の振動子の出力電圧を検出する出力電圧検出手段と、前記振動体を振動させる振動系の環境温度を検出する温度検出手段と、前記出力電圧検出手段及び前記温度検出手段の検出信号に基づいて、受波側の振動子のエネルギー変換用素子の出力電圧が所定の値未満となると振動系の基準温度における共振周波数と振動系の環境温度における共振周波数とのずれを修正するように前記外部インピーダンスを調整する制御手段とを備えた。
【０００９】
この発明では、物体は振動体から発生する進行波によって、発振側の振動子が設けられた側から受波側の振動子が設けられた側へ浮揚状態で振動体の表面に沿って搬送される。振動体を含む振動系の共振周波数が外部インピーダンスの値を変更することにより変更され、発振側の振動子を励振させた際に受波側の振動子が最も良く振動する共振周波数となる値に外部インピーダンスの値が設定された状態に調整される。そして、物体浮揚搬送装置を運転する際は、出力電圧検出手段及び温度検出手段の検出信号により受波側の振動子の振動状態が制御手段に確認され、受波側の振動子のエネルギー変換用素子の出力電圧又は出力電流が所定の値以上になるように、発振側の振動子を励振させる励振手段の出力及び前記外部インピーダンスの少なくとも一方が制御手段によって制御される。その結果、物体が振動体に沿って安定した浮揚状態で搬送される。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記振動系の基準温度における共振周波数と振動系の環境温度における共振周波数とのずれがない状態で前記出力電圧が所定の値未満となった場合は前記励振手段の出力を調整する。この発明では、物体がより安定した浮揚状態で搬送される。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記受波側の振動子にも前記振動体を振動させる振動系のインピーダンスを調整するための外部インピーダンスが設けられている。この発明では、前記振動系の共振周波数を調整するのが容易になる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記受波側のエネルギー変換用素子を、負荷回路と前記励振手段とに切換接続可能に構成し、前記発振側の振動子も前記負荷回路と前記励振手段とに切換接続可能に構成し、前記負荷回路及び励振手段と前記エネルギー変換用素子及び発振側の振動子との接続状態を切換える接続切換え手段により前記振動体から発生する進行波の向きを変更可能にした。
【００１２】
この発明では、発振側の振動子が設けられた側から振動体に沿って搬送される物体が停止位置に近づいたときに、発振側の振動子を負荷回路に接続するとともに受波側のエネルギー変換用素子を励振手段と接続することにより進行波の進行方向が変更されて物体が減速される。また、発振側の振動子及び受波側のエネルギー変換用素子の励振手段及び負荷回路への接続状態を短時間で交互に切り替えることにより、物体を所定位置で浮揚状態に保持できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態を図１及び図２に従って説明する。
【００１４】
図１に示すように、物体浮揚搬送装置１は複数（この実施の形態では２個）の長尺の振動体２ａ，２ｂを備えている。両振動体２ａ，２ｂは同じ大きさの矩形平板状に形成されるとともに、互いに平行に配置されて、搬送すべき物体３を両者で共同して浮揚搬送するようになっている。各振動体２ａ，２ｂの一端には発進側の振動子４がホーン５を介して連結され、他端には受波側の振動子６がホーン５を介して連結されている。ホーン５は偏平なほぼ直方体状に形成され、その先端において振動体２ａ，２ｂにその長手方向と直交する状態で図示しないネジにより締結されている。
【００１５】
各ホーン５は振動体２ａ，２ｂが締結される面の反対側の面において振動子４，６に固定されている。ホーン５の先端面は振動子４，６の軸方向と直交する平面に形成され、ホーン５及び振動子４，６の中心軸が鉛直方向に延びる状態で配置されている。振動子４，６はそれぞれベースプレートに支持ブラケット（いずれも図示せず）を介して固定されている。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、振動子４には所謂ランジュバン形振動子が使用されるとともに、励振用のピエゾ素子７ａ，７ｂの他にインピーダンス調整用のピエゾ素子（圧電素子）８ａ，８ｂを備えている。リング状の電極板９が間に配置された一対のリング状のピエゾ素子７ａ，７ｂと、リング状の電極板１０が間に配置された一対のリング状のピエゾ素子８ａ，８ｂとは、３個の金属ブロック１１ａ〜１１ｃの間に挟持された状態で、図示しないボルトによって締め付け固定されている。ボルトは金属ブロック１１ａに形成された図示しないねじ穴に、金属ブロック１１ｃ側から螺合されている。金属ブロック１１ａ〜１１ｃはボルトを介して互いに導通された状態となっている。
【００１７】
発振側の振動子４のピエゾ素子７ａ，７ｂは励振手段としての共通の発振器１２に接続されている。電極板９は配線１３ａを介して発振器１２と接続され、発振器１２の接地端子が配線１３ｂを介して金属ブロック１１ｃに接続されている。
【００１８】
また、インピーダンス調整用のピエゾ素子８ａ，８ｂは、金属ブロック１１ａ，１１ｂ間に設けられ、電極板１０とピエゾ素子８ａとの間に外部インピーダンス１４が配線を介して接続されている。外部インピーダンス１４は、例えばコイルと、コイルに挿通される鉄芯とを備え、鉄芯の挿入量を変更することでインピーダンスの値が変更可能に構成されている。ピエゾ素子８ａ，８ｂ及び外部インピーダンス１４がインピーダンス調整手段を構成する。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、各振動体２ａ，２ｂの他端側に締結された受波側の振動子６のエネルギー変換用素子としてのピエゾ素子１５ａ，１５ｂは、抵抗Ｒ及びコイルＬからなるエネルギー変換手段としての負荷回路１６に、電極板１７及び金属ブロック１１ｃを介してそれぞれ接続されている。受波側の振動子６にも発振側の振動子４と同様なインピーダンス調整手段が設けられている。
【００２０】
各振動子６にはピエゾ素子１５ａ，１５ｂに発生する電圧を検出する電圧センサ１８が装備されている。電圧センサ１８は受波側の振動子６の振動状態を検出する振動状態検出手段を構成する。
【００２１】
発振器１２は制御手段としての制御装置１９からの制御信号により駆動される。制御装置１９はＣＰＵ（図示せず）を備え、一方の電圧センサ１８がＡ／Ｄ変換器、インタフェース（いずれも図示せず）を介して、ＣＰＵに接続されている。制御装置１９は電圧センサ１８の検出信号に基づいて、ピエゾ素子１５ａ，１５ｂの出力電圧が所定の値以上になるように発振器１２の出力を制御する。この実施の形態では、主に周波数を制御する。
【００２２】
制御装置１９は振動系の基準温度における共振周波数と、振動系の環境温度の基準温度からのずれ量と、共振周波数のずれ量との関係を示すマップ又は関係式が記憶されたメモリ（図示せず）を備えている。制御装置１９は温度変化に応じて発振器１２の出力周波数を調整し、また、温度変化がない状態で電圧センサ１８の出力電圧が低下した場合は、発振器１２出力電圧を上昇させるように制御する。
【００２３】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
物体浮揚搬送装置１は２個の振動体２ａ，２ｂから発生する進行波により物体３を搬送するため、両振動体２ａ，２ｂから発生する進行波の位相及び振幅が同等でないと、安定した浮揚状態で物体３を搬送することは難しい。
【００２４】
圧電素子を使用した振動子では、振動体を必要な強さ（振幅）で振動させるには共振周波数で振動子を励振させる必要がある。各振動体２ａ，２ｂが属する両振動系の共振周波数が同じに設定されていれば、振動子４を共通の発振器１２に接続することで、両振動体２ａ，２ｂは位相及び振幅が同等の状態で励振される。
【００２５】
部品の製造及び組み付けの誤差により、両振動系の共振周波数を最初から同一に製造するのは難しい。しかし、この実施の形態の振動子４，６にはそれぞれインピーダンスの値が可変の外部インピーダンス１４が装備されているため、各振動系毎に外部インピーダンス１４を調整することにより、各振動系の共振周波数を同等に調整できる。
【００２６】
従って、この実施の形態の物体浮揚搬送装置１は運転に先だって、外部インピーダンス１４の調整が行われる。外部インピーダンス１４の調整は、各振動系について所定の周波数（共振周波数）で振動子４を励振し、その状態で電圧センサ１８の出力電圧が最大となるように、外部インピーダンス１４を調整する。そして、調整が完了した後、物体浮揚搬送装置１が運転される。
【００２７】
制御装置１９からの制御信号により発振器１２が駆動されて、振動子４が所定の共振周波数（例えば、２０ｋＨｚ前後）で励振される。振動子４が励振されるとホーン５が縦振動され、ホーン５を介して振動体２ａ，２ｂが励振されて撓み振動を行う。そして、振動体２ａ，２ｂから放射される音波の放射圧によって、物体３は振動体２ａ，２ｂの表面から浮揚する。浮揚距離は数１０〜数１００μｍである。
【００２８】
振動体２ａ，２ｂの振動は負荷回路１６に接続された振動子６に伝達され、振動子６を構成するピエゾ素子１５ａ，１５ｂにより機械エネルギーである振動のエネルギーが電気エネルギーに変換される。この電気エネルギーが負荷回路１６の抵抗Ｒでジュール熱に変換されて放散される。そのため、各振動体２ａ，２ｂに生じる振動の波が一方向へ進む進行波（この実施の形態では振動子４側から振動子６側へ進む進行波）となり、物体３は振動体２ａ，２ｂの一端側から他端側へ浮揚状態で搬送される。搬送の停止は発振器１２の駆動を停止することにより行われる。
【００２９】
制御装置１９は一方の電圧センサ１８の出力電圧が所定の値以上となるように発振器１２を制御する。具体的には、電圧センサ１８の出力電圧が所定値未満になると、図示しない温度センサの検出信号から、振動系の環境温度が、基準温度での共振周波数より共振周波数が大きくなる方向へずれているのか、小さくなる方向へずれているのかを判断し、ずれを修正するように発振器１２の周波数を変更する。また、出力電圧の低下が温度による共振周波数のずれ以外と判断したときは、発振器１２の出力電圧を上昇させる。その結果、物体３は安定した浮揚状態で搬送される。
【００３０】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）発振側の振動子４に、電圧が供給されない圧電素子（ピエゾ素子８ａ，８ｂ）とインピーダンスが可変の外部インピーダンス１４とからなる調整手段が設けられている。従って、外部インピーダンス１４を調整することで振動体２ａ，２ｂを含む振動系のインピーダンスを調整でき、各振動系の共振周波数を変更できる。その結果、振動系が複数あっても、両振動系を同等の振幅で振動させて、物体３を安定した浮揚状態で搬送することができる。
【００３１】
（２）受波側の振動子６の振動状態を検出する振動状態検出手段としてエネルギー変換用素子（ピエゾ素子１５ａ，１５ｂ）の出力電圧を検出する電圧センサ１８が使用されているため、受波側の振動子６の振動状態を簡単に検出できる。
【００３２】
（３）制御装置１９が、電圧センサ１８の検出信号に基づいて、受波側の振動子６のピエゾ素子１５ａ，１５ｂの出力電圧が所定の値以上になるように発振器１２の出力を制御する。従って、温度変化や物体３の有無等により振動系の共振周波数が変化した場合にも、物体３の搬送に必要な振幅で振動体２ａ，２ｂを励振でき、物体３を安定した浮揚状態で搬送することができる。
【００３３】
（４）温度変化や物体３の有無等により振動系の共振周波数が変化した場合に、制御装置１９が発振器１２の周波数を変化後の共振周波数に追随するように変更制御するため、より確実に振動体２ａ，２ｂを所定の振幅で振動させることができる。
【００３４】
（５）受波側の振動子６にも振動体２ａ，２ｂを振動させる振動系のインピーダンスを調整するための外部インピーダンス１４が設けられている。従って、振動系の共振周波数を調整するのが容易になる。
【００３５】
（６）調整手段がピエゾ素子８ａ，８ｂと外部インピーダンス１４との組合せで構成されているため、質量の異なる質量体を複数準備しておき、質量体を振動子４，６に螺着させて共振周波数の初期調整を行う構成に比較して、共振周波数の調整作業が容易になる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態を図３に従って説明する。この実施の形態では振動体が１個の点と、進行波の進行方が変更可能に構成されている点が前記実施の形態と大きく異なっている。なお、前記実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
【００３７】
長尺の振動体２ａの一端側（発振側）に設けられた振動子４のピエゾ素子７ａ，７ｂと、他端側（受波側）に設けられた振動子６のピエゾ素子１５ａ，１５ｂは、発振器１２と負荷回路１６とに接続切換え手段２０を介して選択的に切り換え接続可能に構成されている。接続切換え手段２０には電磁リレーが使用され、図３に示すように、発振器１２のプラス端子及び負荷回路１６にピエゾ素子７ａ，７ｂの電極板９とピエゾ素子１５ａ，１５ｂの電極板１７とが電磁リレーの第１のｃ接点２１及び第２のｃ接点２２を介して接続されている。第１のｃ接点２１の共通端子２１ｃに発振器１２のプラス端子が、常開端子２１ａに電極板１７が、常閉端子２１ｂに電極板９がそれぞれ接続され、第２のｃ接点２２の共通端子２２ｃに負荷回路１６の一端が、常開端子２２ａに電極板９が、常閉端子２２ｂに電極板１７がそれぞれ接続されている。発振器１２の接地端子には負荷回路１６の他端と、振動子４，６の金属ブロック１１ｃとがそれぞれ接続されている。また、各振動子４，６にはピエゾ素子８ａ，８ｂ及び外部インピーダンス１４が装備されている。両ｃ接点２１，２２は、一方が常開端子と接続している状態では他方が常閉端子と接続するように、互いに異なる接続状態となるように連動して切り換え作動されるように構成されている。
【００３８】
制御装置１９には物体３が受波側の停止位置近傍に達したことを検出する図示しないセンサの出力が入力されるようになっている。
この実施の形態においては、常には図３に示すように、振動子４のピエゾ素子７ａ，７ｂが第１のｃ接点２１を介して発振器１２に接続され、振動子６のピエゾ素子１５ａ，１５ｂが第２のｃ接点２２を介して負荷回路１６に接続されている。そして、発振器１２が駆動されると、物体３は１個の振動体２ａから発生する進行波により、発振側から受波側に向かって浮揚状態で搬送される。
【００３９】
制御装置１９は物体３が停止位置近傍に達したことを確認すると、接続切換え手段２０を作動させ、第１及び第２のｃ接点２１，２２の接続状態を図３と逆の状態に切り換える。その結果、受波側の振動子６のピエゾ素子１５ａ，１５ｂが発振器１２に接続され、発振側の振動子４のピエゾ素子７ａ，７ｂが負荷回路１６に接続された状態となり、進行波が振動子６側から振動子４側へ進む状態となり、物体３が浮揚状態で減速される。そして、所定の停止位置に達した時点で発振器１２を停止させると、物体３は停止して振動体２ａ上に載置される。また、所定の停止位置に達した時点で、接続切換え手段２０を第１及び第２のｃ接点の接続状態が短時間で交互に切り換えられるように作動させると、物体３は浮揚状態で所定位置に保持される。
【００４０】
なお、振動系のインピーダンスの調整は前記実施の形態と同様にして、外部インピーダンス１４を調整することにより行われる。また、電圧センサ（図示せず）の出力電圧が所定値以上となるように、制御装置１９により発振器１２の出力が変更される。
【００４１】
この実施の形態では前記実施の形態の（１）〜（６）の効果の他に次の効果を有する。
（７）発振側及び受波側の振動子４，６を、それぞれ負荷回路１６と発振器１２（励振手段）とに接続切換え手段２０を介して選択的に切り換え接続可能に構成した。従って、物体３が停止位置近傍に達した時点で、進行波の向きを変更することにより物体３の浮揚状態で減速を良好に行うことができる。また、接続切換え手段２０による切り換えを短時間で繰り返すことにより、所望の位置に浮揚状態で保持することもできる。
【００４２】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○ 荷の有無を検出するセンサを設け、荷有りの時と荷無しの時で発振器１２の出力電圧を切り換えるようにしてもよい。また、荷の重量に対応して出力電圧を調整する構成としてもよい。例えば、制御装置１９のメモリに、荷の重量と適正出力電圧との関係を記憶させておき、荷（物体３）の重量に対応して適正出力電圧を決定して、発振器１２から出力させる。荷の重量は予め判っている物が多いため、発振器１２の出力を適正に制御するのが容易になる。この場合、電圧センサ１８の出力に基づいて、その出力電圧が所定値未満になったときに、発振器１２の出力周波数を変更する制御は前記実施の形態と同様に実施する。
【００４３】
○ 前記受波側の振動子の振動状態をエネルギー変換用のピエゾ素子１５ａ，１５ｂの出力電圧で判断する代わりに、出力電流の大きさで振動状態を判断したり、受波側の振動子６の振動の位相が発振側の振動子４の振動の位相とずれているか否かで判断してもよい。そして、出力電流で判断する場合、振動状態検出手段として電流センサ又は電圧センサを設ける。位相がずれているか否かで判断する場合は、例えば位相比較器を設ける。
【００４４】
○ エネルギー変換用素子（ピエゾ素子１５ａ，１５ｂ）の出力電圧又は出力電流が所定の値以上になるように発振器１２の出力を制御する構成に代えて、外部インピーダンス１４のインピーダンスを変更する構成としてもよい。この場合、外部インピーダンス１４を構成する鉄芯を自動的に移動させる機構、例えば電気シリンダ、リニアアクチュエータ等を設け、制御装置１９からの指令で鉄芯を移動させる。また、発振器１２の出力と外部インピーダンス１４の値の両方を調整するようにしてもよい。
【００４５】
○ 発振側の外部インピーダンス１４を要素に含むブリッジ回路を設け、ブリッジ回路の出力が一定になるように外部インピーダンス１４を調整する構成としてもよい。
【００４６】
○ 外部インピーダンス１４はコイルに限らず、コイルとコンデンサあるいはコンデンサと抵抗とを組み合わせた回路を設け、コンデンサの容量を変更してインピーダンスを調整する構成としてもよい。
【００４７】
○ 外部インピーダンス１４の調整を定期的に行ってもよい。
○ 各振動子４，６に調整手段を構成するための圧電素子（ピエゾ素子８ａ，８ｂ）及び外部インピーダンス１４を設ける必要は必ずしもなく、受波側の振動子６のピエゾ素子８ａ，８ｂ及び外部インピーダンス１４を省略してもよい。この場合、調整手段の数が少なくなり、製造コストを低減できる。
【００４８】
○ 振動子４のピエゾ素子７ａ，７ｂとピエゾ素子８ａ，８ｂとの間に金属ブロック１１ｂを設けずに、図４に示すように、金属ブロック１１ａ，１１ｃの間に励振用のピエゾ素子７ａ，７ｂ、電極板９、共振周波数調整用のピエゾ素子８ａ，８ｂ及び電極板２３を挟持した構成としてもよい。この場合、図２（ａ）のものより構成が簡単になり、同様な効果が得られる。また、受波側の振動子６のピエゾ素子１５ａ，１５ｂとピエゾ素子８ａ，８ｂも同様な構成で組み付けてもよい。
【００４９】
○ ホーン５の形状は扁平な直方体状に限らず、円柱状や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３の形状は矩形等の四角形に限らず、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。
【００５０】
○ 振動体２ａ，２ｂのホーン５への固定はネジによる締結に限らず、接着剤を使用したり、ロウ付けや溶接で固着してもよい。
前記実施の形態から把握される技術思想について、以下に記載する。
【００５１】
（１）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、前記制御手段は前記励振手段の周波数を制御する。
（２）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、前記制御手段は、前記外部インピーダンスの値を調整する。
【００５２】
（３）請求項１〜請求項４、（１）及び（２）のいずれかに記載の発明において、前記制御手段は、前記振動体上の荷の有無に基づいて、前記励振手段の出力電圧を制御する。
【００５３】
（４）請求項１〜請求項４、（１）〜（３）のいずれかに記載の発明において、前記振動体は複数、平行に配置され、励振側の振動子は共通の発振器に接続されている。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、長尺の振動体に進行波を発生させて物体を浮揚状態で安定して搬送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の物体浮揚搬送装置の概略斜視図。
【図２】（ａ）は発振側の振動子の模式正面図、（ｂ）は受波側の振動子の模式正面図。
【図３】第２の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式図。
【図４】別の実施の形態の発振側の振動子の模式正面図。
【符号の説明】
１…物体浮揚搬送装置、２ａ，２ｂ…振動体、４…発振側の振動子、３…物体、５…ホーン、６…受波側の振動子、７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂ…圧電素子としてのピエゾ素子、１２…励振手段としての発振器、１４…外部インピーダンス、１５ａ，１５ｂ…エネルギー変換素子としてのピエゾ素子、１６…負荷回路、１８…振動状態検出手段としての電圧センサ、１９…制御手段としての制御装置、２０…接続切り換え手段。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an object levitating and conveying apparatus that conveys an object in a levitating state using a radiation pressure such as a sound wave.
[0002]
[Prior art]
This type of object levitation transfer device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-137824 and 9-202425. This device uses a long plate-like vibrating body, generates traveling waves in a plurality of vibrating bodies arranged in parallel, and floats the plate-like object by the radiation pressure of sound waves generated by the vibration of the vibrating body. Transport in state.
[0003]
In the object levitating and conveying apparatus, a Langevin type vibrator using a piezoelectric element (piezo element) as a vibrator is used. In a vibrator using a piezoelectric element, the vibrator is vibrated with a required strength (amplitude) by exciting the vibrator at a resonance frequency.
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 5-146178, in a vibration motor provided with a stator using a piezoelectric element, in addition to the first piezoelectric element for exciting the stator, a second is generated that generates a voltage corresponding to the applied vibration. A configuration in which a piezoelectric element is provided and a load impedance is connected to the second piezoelectric element is disclosed. It is disclosed that the resonance frequency of bending vibration can be changed by changing the value of load impedance.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of a vibration system in which a vibration body is excited by a vibrator using a piezoelectric element, the vibration frequency can be set to a desired value by setting the resonance frequency of the vibration system including the vibration body to a desired value due to part manufacturing error, assembly error, etc. It is necessary to fit them together by polishing a horn that connects the vibrator and the vibrating body. For this reason, it takes time to adjust the frequency when assembling the apparatus, which increases the cost. In addition, since the resonance frequency changes depending on the presence or absence of a load (object to be transported) and the temperature, even when the resonance frequency is adjusted to a predetermined resonance frequency during assembly, the resonance frequency may change from the adjusted value during use. is there. And in the case of the structure which arrange | positions and uses a several vibrating body in parallel, the said problem becomes remarkable.
[0006]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-146178 discloses that the resonance frequency of the bending vibration of the stator can be changed by changing the value of the load impedance. However, there is no description about an object levitating and conveying apparatus using traveling waves. There is no.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and its object is to generate a traveling wave in a long vibrating body so that an object can be stably transported in a floating state. Is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an oscillation-side vibrator is provided at one end of a long vibrator, and a receiving-side vibrator is provided at the other end. An object levitating and conveying device that generates a traveling wave and conveys the object in a state of being levitated on the surface of the vibrating body by the radiation pressure, and a piezoelectric element that is not supplied with a voltage provided to the oscillator on the oscillation side; An external impedance connected to the piezoelectric element and having a variable impedance; excitation means for exciting the oscillator on the oscillation side; output voltage detection means for detecting an output voltage of the oscillator on the reception side; temperature detecting means for detecting the environmental temperature of the oscillating system that vibrates the vibration body, based on a detection signal of the output voltage detecting means and the temperature detecting means, the output voltage of the energy conversion element of the reception side of the vibrator There predetermined value Mitsuru and becomes a control means for adjusting the external impedance so as to correct the deviation between the resonance frequency in the environmental temperature of the oscillation system with a resonant frequency at the reference temperature of the oscillating system.
[0009]
In this invention, the object is conveyed along the surface of the vibrating body in a floating state from the side on which the vibrator on the oscillation side is provided to the side on which the vibrator on the receiving side is provided by a traveling wave generated from the vibrator. The The resonance frequency of the vibration system including the vibrating body is changed by changing the value of the external impedance, and when the oscillation on the oscillation side is excited, the resonance frequency at which the vibration on the reception side vibrates best is obtained. The external impedance value is adjusted to the set state. When operating the object levitation transfer device, the vibration state of the receiving-side vibrator is confirmed by the control means based on the detection signals of the output voltage detecting means and the temperature detecting means, and energy conversion of the receiving-side vibrator is performed. At least one of the output of the excitation means for exciting the oscillator on the oscillation side and the external impedance is controlled by the control means so that the output voltage or output current of the element becomes a predetermined value or more. As a result, the object is transported along the vibrating body in a stable levitation state.
In the invention described in claim 2, in the invention described in claim 1, wherein, said in the absence deviation between the resonance frequency before Symbol ambient temperature of the oscillating system and the resonance frequency of the vibration system of the reference temperature When the output voltage becomes less than a predetermined value , the output of the excitation means is adjusted. In the present invention, the object is transported in a more stable floating state.
[0010]
According to a third aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the receiving-side vibrator is provided with an external impedance for adjusting an impedance of a vibration system that vibrates the vibrating body. It has been. In this invention, it becomes easy to adjust the resonance frequency of the vibration system.
[0011]
In the invention according to claim 4 , in the invention according to any one of claims 1 to 3, the energy conversion element on the receiving side can be switched and connected to a load circuit and the excitation means. The oscillator on the oscillation side is also configured to be switchably connectable to the load circuit and the excitation means, and the connection state of the load circuit and excitation means to the energy conversion element and the oscillator on the oscillation side is switched. The direction of the traveling wave generated from the vibrating body can be changed by the connection switching means.
[0012]
In this invention, when the object conveyed along the vibrating body from the side where the oscillator on the oscillation side is provided approaches the stop position, the oscillator on the oscillation side is connected to the load circuit and the energy on the receiving side is By connecting the conversion element to the excitation means, the traveling direction of the traveling wave is changed and the object is decelerated. Further, by alternately switching the connection state of the oscillation-side vibrator and the receiving-side energy conversion element to the excitation means and the load circuit in a short time, the object can be held in a floating state at a predetermined position.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0014]
As shown in FIG. 1, the object levitating and conveying apparatus 1 includes a plurality (two in this embodiment) of long vibrating bodies 2a and 2b. Both vibrating bodies 2a and 2b are formed in a rectangular flat plate shape having the same size, and are arranged in parallel to each other so as to float and convey the object 3 to be conveyed together. A starting-side vibrator 4 is connected to one end of each vibrating body 2a, 2b via a horn 5, and a receiving-side vibrator 6 is connected to the other end via a horn 5. The horn 5 is formed in a flat and substantially rectangular parallelepiped shape, and is fastened to the vibrating bodies 2a and 2b by screws (not shown) in a state orthogonal to the longitudinal direction at the tip thereof.
[0015]
Each horn 5 is fixed to the vibrators 4 and 6 on the surface opposite to the surface to which the vibrating bodies 2a and 2b are fastened. The front end surface of the horn 5 is formed on a plane orthogonal to the axial direction of the vibrators 4 and 6, and the horn 5 and the central axes of the vibrators 4 and 6 are arranged in a state extending in the vertical direction. The vibrators 4 and 6 are respectively fixed to the base plate via support brackets (both not shown).
[0016]
As shown in FIG. 2A, a so-called Langevin type vibrator is used as the vibrator 4, and in addition to the piezoelectric elements 7a and 7b for excitation, piezoelectric elements (piezoelectric elements) 8a and 8b for impedance adjustment are used. It has. A pair of ring-shaped piezo elements 7a and 7b with a ring-shaped electrode plate 9 disposed therebetween, and a pair of ring-shaped piezo elements 8a and 8b with a ring-shaped electrode plate 10 disposed therebetween are 3 In a state of being sandwiched between the metal blocks 11a to 11c, it is fastened and fixed by bolts (not shown). The bolt is screwed into a screw hole (not shown) formed in the metal block 11a from the metal block 11c side. The metal blocks 11a to 11c are electrically connected to each other through bolts.
[0017]
The piezo elements 7a and 7b of the oscillator 4 on the oscillation side are connected to a common oscillator 12 as excitation means. The electrode plate 9 is connected to the oscillator 12 via the wiring 13a, and the ground terminal of the oscillator 12 is connected to the metal block 11c via the wiring 13b.
[0018]
The impedance adjusting piezo elements 8a and 8b are provided between the metal blocks 11a and 11b, and an external impedance 14 is connected between the electrode plate 10 and the piezo element 8a via a wiring. The external impedance 14 includes, for example, a coil and an iron core inserted through the coil, and is configured such that the impedance value can be changed by changing the insertion amount of the iron core. The piezo elements 8a and 8b and the external impedance 14 constitute an impedance adjusting means.
[0019]
As shown in FIG. 2B, piezo elements 15a and 15b as energy conversion elements of the vibrator 6 on the receiving side fastened to the other ends of the vibrating bodies 2a and 2b are composed of a resistor R and a coil L. Are connected to a load circuit 16 as an energy conversion means comprising an electrode plate 17 and a metal block 11c. The receiving-side vibrator 6 is also provided with impedance adjusting means similar to that of the oscillating-side vibrator 4.
[0020]
Each vibrator 6 is equipped with a voltage sensor 18 for detecting a voltage generated in the piezo elements 15a and 15b. The voltage sensor 18 constitutes vibration state detection means for detecting the vibration state of the receiving-side vibrator 6.
[0021]
The oscillator 12 is driven by a control signal from a control device 19 as control means. The control device 19 includes a CPU (not shown), and one voltage sensor 18 is connected to the CPU via an A / D converter and an interface (both not shown). Based on the detection signal of the voltage sensor 18, the control device 19 controls the output of the oscillator 12 so that the output voltages of the piezo elements 15a and 15b are equal to or higher than a predetermined value. In this embodiment, the frequency is mainly controlled.
[0022]
The control device 19 is a memory (not shown) that stores a map or a relational expression showing the relationship between the resonance frequency at the reference temperature of the vibration system, the deviation amount of the environmental temperature of the vibration system from the reference temperature, and the deviation amount of the resonance frequency. )). The control device 19 adjusts the output frequency of the oscillator 12 according to the temperature change, and controls the output voltage of the oscillator 12 to be increased when the output voltage of the voltage sensor 18 decreases in a state where there is no temperature change.
[0023]
Next, the operation of the apparatus configured as described above will be described.
Since the object levitating and conveying apparatus 1 conveys the object 3 by traveling waves generated from the two vibrators 2a and 2b, stable levitation is achieved unless the phases and amplitudes of the traveling waves generated from both vibrators 2a and 2b are equal. It is difficult to convey the object 3 in the state.
[0024]
In a vibrator using a piezoelectric element, it is necessary to excite the vibrator at a resonance frequency in order to vibrate the vibrating body with a required strength (amplitude). If the resonance frequencies of the two vibration systems to which the vibrating bodies 2a and 2b belong are set to be the same, by connecting the vibrator 4 to the common oscillator 12, both the vibrating bodies 2a and 2b have the same phase and amplitude. Excited in the state.
[0025]
Due to errors in the production and assembly of parts, it is difficult to produce the same resonance frequency for both vibration systems from the beginning. However, since the vibrators 4 and 6 of this embodiment are each equipped with the external impedance 14 whose impedance value is variable, the resonance of each vibration system is adjusted by adjusting the external impedance 14 for each vibration system. The frequency can be adjusted equally.
[0026]
Therefore, the object levitating and conveying apparatus 1 of this embodiment adjusts the external impedance 14 prior to operation. The external impedance 14 is adjusted by exciting the vibrator 4 at a predetermined frequency (resonance frequency) for each vibration system and adjusting the external impedance 14 so that the output voltage of the voltage sensor 18 becomes maximum in that state. And after adjustment is completed, the object levitation conveyance apparatus 1 is drive | operated.
[0027]
The oscillator 12 is driven by a control signal from the control device 19, and the vibrator 4 is excited at a predetermined resonance frequency (for example, around 20 kHz). When the vibrator 4 is excited, the horn 5 is longitudinally vibrated, and the vibrating bodies 2a and 2b are excited via the horn 5 to perform flexural vibration. The object 3 is levitated from the surfaces of the vibrating bodies 2a and 2b by the radiation pressure of the sound waves emitted from the vibrating bodies 2a and 2b. The levitation distance is several tens to several hundreds μm.
[0028]
The vibrations of the vibrating bodies 2a and 2b are transmitted to the vibrator 6 connected to the load circuit 16, and the vibration energy, which is mechanical energy, is converted into electric energy by the piezoelectric elements 15a and 15b constituting the vibrator 6. This electrical energy is converted into Joule heat by the resistance R of the load circuit 16 and is dissipated. Therefore, the vibration wave generated in each of the vibrating bodies 2a and 2b becomes a traveling wave that travels in one direction (in this embodiment, a traveling wave that travels from the vibrator 4 side to the vibrator 6 side). It is conveyed in a floating state from one end side to the other end side. The conveyance is stopped by stopping the driving of the oscillator 12.
[0029]
The control device 19 controls the oscillator 12 so that the output voltage of one voltage sensor 18 becomes a predetermined value or more. Specifically, when the output voltage of the voltage sensor 18 becomes less than a predetermined value, the environmental temperature of the vibration system shifts from the detection signal of a temperature sensor (not shown) in a direction in which the resonance frequency becomes larger than the resonance frequency at the reference temperature. The frequency of the oscillator 12 is changed so as to correct the deviation. Further, when it is determined that the decrease in the output voltage is other than the shift of the resonance frequency due to the temperature, the output voltage of the oscillator 12 is increased. As a result, the object 3 is conveyed in a stable levitation state.
[0030]
This embodiment has the following effects.
(1) The oscillator 4 on the oscillation side is provided with adjusting means including a piezoelectric element (piezo elements 8a and 8b) to which no voltage is supplied and an external impedance 14 having a variable impedance. Therefore, by adjusting the external impedance 14, the impedance of the vibration system including the vibrating bodies 2a and 2b can be adjusted, and the resonance frequency of each vibration system can be changed. As a result, even if there are a plurality of vibration systems, both the vibration systems can be vibrated with the same amplitude, and the object 3 can be conveyed in a stable floating state.
[0031]
(2) Since the voltage sensor 18 for detecting the output voltage of the energy conversion elements (piezo elements 15a and 15b) is used as the vibration state detecting means for detecting the vibration state of the receiving-side vibrator 6, the received wave The vibration state of the vibrator 6 on the side can be easily detected.
[0032]
(3) The control device 19 controls the output of the oscillator 12 based on the detection signal of the voltage sensor 18 so that the output voltages of the piezo elements 15a and 15b of the receiving-side vibrator 6 are equal to or higher than a predetermined value. . Therefore, even when the resonance frequency of the vibration system changes due to temperature change or the presence or absence of the object 3, the vibrating bodies 2a and 2b can be excited with the amplitude necessary for the conveyance of the object 3, and the object 3 can be conveyed in a stable levitation state. can do.
[0033]
(4) When the resonance frequency of the vibration system changes due to a temperature change or the presence or absence of the object 3, the control device 19 changes and controls the frequency of the oscillator 12 so as to follow the changed resonance frequency. The vibrating bodies 2a and 2b can be vibrated with a predetermined amplitude.
[0034]
(5) The receiving-side vibrator 6 is also provided with an external impedance 14 for adjusting the impedance of the vibration system that vibrates the vibrating bodies 2a and 2b. Therefore, it becomes easy to adjust the resonance frequency of the vibration system.
[0035]
(6) Since the adjusting means is composed of a combination of the piezo elements 8a and 8b and the external impedance 14, a plurality of mass bodies having different masses are prepared, and the mass bodies are screwed to the vibrators 4 and 6. Compared to the configuration for initial adjustment of the resonance frequency, the adjustment operation of the resonance frequency is facilitated.
[0036]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. This embodiment is greatly different from the above-described embodiment in that the number of vibrating bodies is one and the traveling wave traveling method is changeable. In addition, the same part as the said embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits detailed description.
[0037]
Piezo elements 7a and 7b of the vibrator 4 provided on one end side (oscillation side) of the long vibrating body 2a and piezoelectric elements 15a and 15b of the vibrator 6 provided on the other end side (receiving side) are The oscillator 12 and the load circuit 16 can be selectively switched and connected via the connection switching means 20. An electromagnetic relay is used as the connection switching means 20, and as shown in FIG. 3, an electrode plate 9 of the piezo elements 7a and 7b and an electrode plate 17 of the piezo elements 15a and 15b are connected to the plus terminal of the oscillator 12 and the load circuit 16. The electromagnetic relays are connected via a first c contact 21 and a second c contact 22. The positive terminal of the oscillator 12 is connected to the common terminal 21c of the first c contact 21, the electrode plate 17 is connected to the normally open terminal 21a, the electrode plate 9 is connected to the normally closed terminal 21b, and the common terminal of the second c contact 22 is connected. One end of the load circuit 16 is connected to 22c, the electrode plate 9 is connected to the normally open terminal 22a, and the electrode plate 17 is connected to the normally closed terminal 22b. The other end of the load circuit 16 and the metal block 11c of the vibrators 4 and 6 are connected to the ground terminal of the oscillator 12, respectively. Each transducer 4 and 6 is equipped with piezo elements 8a and 8b and an external impedance. Both the c contacts 21 and 22 are configured to be switched and operated in conjunction with each other so that they are connected to each other so that when one is connected to the normally open terminal, the other is connected to the normally closed terminal. ing.
[0038]
An output of a sensor (not shown) that detects that the object 3 has reached the vicinity of the stop position on the receiving side is input to the control device 19.
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the piezo elements 7a and 7b of the vibrator 4 are always connected to the oscillator 12 via the first c contact 21, and the piezo elements 15a and 15b of the vibrator 6 are connected. Is connected to the load circuit 16 via the second c-contact 22. When the oscillator 12 is driven, the object 3 is conveyed in a levitated state from the oscillation side to the reception side by a traveling wave generated from one vibrating body 2a.
[0039]
When the control device 19 confirms that the object 3 has reached the vicinity of the stop position, the control device 19 operates the connection switching means 20 to switch the connection state of the first and second c contacts 21 and 22 to the opposite state to that in FIG. As a result, the piezoelectric elements 15 a and 15 b of the receiving-side vibrator 6 are connected to the oscillator 12, and the piezoelectric elements 7 a and 7 b of the oscillating-side vibrator 4 are connected to the load circuit 16, and the traveling wave vibrates. The state proceeds from the child 6 side to the vibrator 4 side, and the object 3 is decelerated in the floating state. When the oscillator 12 is stopped when the predetermined stop position is reached, the object 3 is stopped and placed on the vibrating body 2a. Further, when the connection switching means 20 is operated so that the connection state of the first and second c contacts can be alternately switched in a short time when the predetermined stop position is reached, the object 3 is floated in the predetermined position. Retained.
[0040]
Note that the impedance of the vibration system is adjusted by adjusting the external impedance 14 in the same manner as in the above embodiment. In addition, the output of the oscillator 12 is changed by the control device 19 so that the output voltage of a voltage sensor (not shown) becomes a predetermined value or more.
[0041]
This embodiment has the following effects in addition to the effects (1) to (6) of the above embodiment.
(7) The oscillators 4 and 6 on the oscillation side and the reception side can be selectively switched and connected to the load circuit 16 and the oscillator 12 (excitation means) via the connection switching means 20, respectively. Therefore, when the object 3 reaches the vicinity of the stop position, the direction of the traveling wave is changed, so that the object 3 can be favorably decelerated in the floating state. Further, by repeating the switching by the connection switching means 20 in a short time, it can be held in a floating state at a desired position.
[0042]
The embodiment is not limited to the above, and may be configured as follows, for example.
A sensor for detecting the presence or absence of a load may be provided so that the output voltage of the oscillator 12 is switched between when there is a load and when there is no load. Alternatively, the output voltage may be adjusted according to the weight of the load. For example, the relationship between the weight of the load and the appropriate output voltage is stored in the memory of the control device 19, the appropriate output voltage is determined according to the weight of the load (object 3), and output from the oscillator 12. Since the weight of the load is known in advance, it is easy to properly control the output of the oscillator 12. In this case, based on the output of the voltage sensor 18, when the output voltage becomes less than a predetermined value, the control for changing the output frequency of the oscillator 12 is performed in the same manner as in the above embodiment.
[0043]
○ Instead of judging the vibration state of the receiving-side vibrator from the output voltages of the energy conversion piezoelectric elements 15a and 15b, the vibration state is judged from the magnitude of the output current, or the receiving-side vibrator 6 It may be determined by whether or not the phase of the vibration is shifted from the phase of the vibration of the oscillator 4 on the oscillation side. And when judging with output current, a current sensor or a voltage sensor is provided as a vibration state detection means. When determining based on whether or not the phase is shifted, for example, a phase comparator is provided.
[0044]
○ Instead of the configuration in which the output of the oscillator 12 is controlled so that the output voltage or output current of the energy conversion elements (piezo elements 15a and 15b) is equal to or higher than a predetermined value, the impedance of the external impedance 14 may be changed. Good. In this case, a mechanism for automatically moving the iron core constituting the external impedance 14, such as an electric cylinder or a linear actuator, is provided, and the iron core is moved by a command from the control device 19. Further, both the output of the oscillator 12 and the value of the external impedance 14 may be adjusted.
[0045]
A configuration may be adopted in which a bridge circuit including the external impedance 14 on the oscillation side as an element is provided and the external impedance 14 is adjusted so that the output of the bridge circuit is constant.
[0046]
The external impedance 14 is not limited to a coil, and a circuit in which a coil and a capacitor or a combination of a capacitor and a resistor is provided, and the capacitance may be changed to adjust the impedance.
[0047]
○ The external impedance 14 may be adjusted periodically.
The piezoelectric elements (piezo elements 8a and 8b) and the external impedance 14 for constituting the adjusting means are not necessarily provided on the vibrators 4 and 6, and the piezoelectric elements 8a and 8b of the vibrator 6 on the receiving side and the externals are not necessarily provided. The impedance 14 may be omitted. In this case, the number of adjusting means is reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
[0048]
○ Without providing the metal block 11b between the piezo elements 7a, 7b and the piezo elements 8a, 8b of the vibrator 4, as shown in FIG. 4, the piezo elements 7a for excitation between the metal blocks 11a, 11c, 7b, the electrode plate 9, the piezoelectric elements 8a and 8b for adjusting the resonance frequency, and the electrode plate 23 may be sandwiched. In this case, the configuration is simpler than that of FIG. 2A, and the same effect can be obtained. Further, the piezo elements 15a and 15b and the piezo elements 8a and 8b of the receiving-side vibrator 6 may be assembled in the same configuration.
[0049]
The shape of the horn 5 is not limited to a flat rectangular parallelepiped shape, and may be a shape with a narrowed tip side such as a columnar shape or a truncated cone shape.
The shape of the object 3 to be levitated and held is not limited to a rectangle such as a rectangle, but may be an arbitrary shape such as a triangle, another polygon, or a circle.
[0050]
The fixing of the vibrating bodies 2a and 2b to the horn 5 is not limited to fastening with screws, and an adhesive may be used, or may be fixed by brazing or welding.
About technique Sube思virtual that will be grasped from the above embodiments are described below.
[0051]
(1) In the invention according to any one of claims 1 to 4 , the control means controls the frequency of the excitation means.
(2) In the invention according to any one of claims 1 to 4 , the control means adjusts the value of the external impedance.
[0052]
(3) In the invention according to any one of claims 1 to 4 , (1) and (2), the control means outputs the output voltage of the excitation means based on the presence or absence of a load on the vibrating body. To control.
[0053]
(4) In the invention according to any one of claims 1 to 4 and (1) to (3), a plurality of the vibrators are arranged in parallel, and the vibrator on the excitation side is connected to a common oscillator. ing.
[0054]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to generate a traveling wave in a long vibrating body and stably convey an object in a floating state.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of an object levitation transfer device according to a first embodiment.
2A is a schematic front view of an oscillator on the oscillation side, and FIG. 2B is a schematic front view of an oscillator on the reception side.
FIG. 3 is a schematic diagram of an object levitating and conveying apparatus according to a second embodiment.
FIG. 4 is a schematic front view of an oscillation-side vibrator according to another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Object levitation conveyance apparatus, 2a, 2b ... Vibrating body, 4 ... Oscillator side vibrator, 3 ... Object, 5 ... Horn, 6 ... Receiver side vibrator, 7a, 7b, 8a, 8b ... As piezoelectric element Piezo element, 12 ... Oscillator as excitation means, 14 ... External impedance, 15a, 15b ... Piezo element as energy conversion element, 16 ... Load circuit, 18 ... Voltage sensor as vibration state detection means, 19 ... As control means Control device 20. Connection switching means.

Claims

An oscillator on the oscillation side is provided at one end of a long vibrating body, and a vibrator on the receiving side is provided at the other end. A traveling wave is generated in the vibrating body, and an object is generated on the surface of the vibrating body by the radiation pressure. An object levitating and conveying device for conveying the object in a levitated state,
A piezoelectric element that is not supplied with a voltage provided to the oscillator on the oscillation side;
An external impedance connected to the piezoelectric element and having a variable impedance;
Excitation means for exciting the oscillator on the oscillation side;
Output voltage detection means for detecting the output voltage of the receiving-side vibrator;
Temperature detecting means for detecting an environmental temperature of a vibration system for vibrating the vibrating body;
Based on the detection signal of the output voltage detecting means and temperature detecting means, the output voltage of the energy conversion element of the reception side of the vibrator of the vibration system and the resonance frequency at the reference temperature of the vibration system is less than a predetermined value An object levitating and conveying apparatus comprising: control means for adjusting the external impedance so as to correct a deviation from a resonance frequency at an environmental temperature .

Said control means, the output of the excitation means when the output voltage with no deviation between the resonance frequency before Symbol ambient temperature of the oscillating system and the resonance frequency of the vibration system of the reference temperature is less than the predetermined value The object levitation conveyance apparatus according to claim 1 to be adjusted.

The object levitating and conveying apparatus according to claim 1, wherein an external impedance for adjusting an impedance of a vibration system that vibrates the vibrating body is also provided on the receiving-side vibrator .

The energy conversion element on the receiving side is configured to be switchably connectable to a load circuit and the excitation means, and the oscillator on the oscillation side is configured to be switchably connectable to the load circuit and the excitation means, The direction of the traveling wave generated from the vibrating body can be changed by connection switching means for switching a connection state between the load circuit and the excitation means, the energy conversion element, and the oscillator on the oscillation side. The object levitation conveyance apparatus as described in any one of Claims.