JP4048313B2 - 物体浮揚装置 - Google Patents
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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に保持したり、浮揚状態で搬送する物体浮揚装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の物体浮揚装置として、例えば特開平７−１３７８２４号公報、特開平９−２０２４２５号公報等に開示されたものがある。これらの装置では、図７に示すように、長尺の平板状の振動板５１を使用し、浮揚させるべき物体５２の前記振動板５１の表面と対向する面を平面とする。そして、励振手段５３により振動板５１を励振させ、振動板５１の振動による音波の放射圧により物体５２を浮揚させる。また、浮揚した物体に空気を噴射したり、前記振動板５１で進行波を発生させて浮揚した物体５２を移動させることにより、物体５２を浮揚状態で搬送する。
【０００３】
この種の物体浮揚装置では、大きな（幅広の）物体を安定した状態で浮揚搬送するために、振動板を幅広にすると、振動板に幅方向の振動が誘起され、安定した進行波を発生させるのが難しい。そのため、幅の狭い振動板を励振手段で振動させるユニットを平行に複数配置することが提案されている（例えば、特開平９−２０２４２５号公報）。
【０００４】
また、特開平９−２０２４２５号公報には、振動体の振動を円錐状のホーンによって幅広の振動板のほぼ一点に集中して伝達する代わりに、図８に示すように、振動板５１の幅と等しい幅の形状のホーン５４を使用した際の振動板５１に伝達される振動分布の解析結果が開示されている。その結果、コーン５５からは縦振動のみが付与されるにも拘わらずホーン５４のポアソン比の影響によって横方向の振動が誘発され、これによって振動分布が不均一になり、同一方向の進行波を得ることが難しいことが記載されている。また、横方向の振動を抑圧すべくホーン５４にスリット５４ａを形成しても、その効果は充分ではなく、スリット５４ａを設けたことにより、振動板５１に正常な進行波Ｗ１と逆向きに進む進行波Ｗ２が両側で発生して、振動板５１の全幅にわたって同相の進行波を得ることが難しいことが開示されている。同様のことが、伊藤洋一、川村雅恭：日本音響学会講演論文集ｐ７０１−７０２，１９８３．１０にも記載されている。なお、ここで「幅広」とは、振動板を振動させるホーンの縦振動の波長の１／３以上の場合をいう。ホーンの縦振動の波長は通常２２０〜２４０ｍｍ程度である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、複数のユニットを配置した場合は、各ユニットを同期して同じ振幅で駆動するように調整するためのアライメント調整が困難となる。また、振動子や発振器等の部品点数が増加してコスト高になるという問題がある。
【０００６】
また、振動板に進行波ではなく定在波を発生させる場合も、振動板の幅が広くなると、格子モードより安定な縞モードの定在波を発生させるのが難しくなるという問題がある。
【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板を使用して物体を浮揚状態に保持あるいは浮揚状態で搬送する際、簡単な構成で振動板に安定した進行波又は定在波を発生させることができる物体浮揚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、長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板からの音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記振動板の下面において該振動板の幅方向中央に前記振動板の長手方向に延びる溝を設けた。
【０００９】
従って、この発明では、幅広の振動板を使用する際、振動板にその長手方向に延びる溝が形成されているため、振動板の全幅にわたって安定した進行波あるいは定在波が発生する。その結果、幅の広い物体を浮揚状態で搬送あるいは保持することが可能な物体浮揚装置を、振動子や発振器等の部品点数を増加させずに簡単な構成で製造することができる。
【００１０】
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、前記励振手段を構成するホーンにはその振動方向に延びるスリットが形成されている。従って、この発明では、ホーンの振動方向に沿って延びるように形成されたスリットの存在により、振動子からホーンに縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、振動板及びホーンが幅広の場合でも安定した進行波又は定在波が振動板に発生する。
【００１１】
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、前記振動板は前記励振手段を構成するホーンに対して固定されるとともに、前記溝は前記固定箇所を避けて形成されている。従って、この発明では、進行波を安定した状態で発生させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記固定方法はねじである。従って、この発明では、振動板をねじにより簡単にホーンに固定できるとともに、進行波を安定した状態で発生させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記溝は前記振動板の長手方向全長にわたって形成されている。従って、この発明では、複数の短い溝を一直線状に加工する場合に比較して溝の加工が簡単になる。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、複数の長尺の振動板を励振手段で励振させて、前記複数の振動板それぞれから発せられる音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記複数の振動板それぞれを前記励振手段を構成する共用のホーンに対して固定し、前記複数の振動板は該振動板の幅方向において並列されるとともに前記振動板の長手方向に沿って平行に配置され、かつ前記ホーンにその振動方向に沿って延びるスリットを形成した。
【００１５】
この発明では、各振動板は幅広ではなく、ホーンの縦振動に対応して安定して振動する。複数の振動板を励振させるホーンが幅広に形成されているが、ホーンの振動方向に沿って延びるように形成されたスリットの存在により、各振動板に安定した進行波又は定在波が発生する。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記振動板の下面と当接して該振動板の撓み量を調整可能な撓み抑制機構を備えた。従って、この発明では、複数の振動板の撓み量が同じになるように撓み抑制機構が調整された状態で振動板が励振されることにより、複数の振動板で発生する進行波あるいは定在波が同じ状態となって安定した状態で物体が浮揚する。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記励振手段は前記振動板に進行波を発生させるように構成されている。従って、この発明では幅広の物体を簡単な構成で、安定した状態で搬送できる。
請求項９に記載の発明では、長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板からの音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記励振手段を構成する共用のホーンに対して複数の振動板を平行に固定し、かつ前記ホーンにその振動方向に沿って延びるスリットを形成し、前記振動板の下面と当接して該振動板の撓み量を調整可能な撓み抑制機構を備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を物体を浮揚状態で搬送する物体浮揚装置としての物体浮揚搬送装置に具体化した第１の実施の形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１９】
図１に示すように、物体浮揚搬送装置１は長尺の振動板２を備えている。振動板２は矩形平板状に形成され、搬送すべき物体３の幅より狭く形成され、物体３を中央部で浮揚保持可能になっている。振動板２には励振手段を構成するホーン４ａ，４ｂが、その先端においてねじ５により締結されている。ホーン４ａ，４ｂは偏平なほぼ直方体状に形成され、振動板２に対してその長手方向両端近傍において長手方向と直交する状態で取付けられている。
【００２０】
各ホーン４ａ，４ｂは振動板２が締結される面の反対側の面において振動子６に固定されている。ホーン４ａ，４ｂの先端面は振動子６の軸方向と直交する平面に形成され、ホーン４ａ，４ｂ及び振動子６の中心軸が鉛直方向に延びる状態で配置されている。
【００２１】
振動子６には所謂ランジュバン形振動子が使用され、一対のリング状のピエゾ素子７ａ，７ｂを備えている。両ピエゾ素子７ａ，７ｂ間にリング状の電極板８が配置され、ピエゾ素子７ａ，７ｂの電極板８と当接する側と反対側の面に当接する金属ブロック９ａ，９ｂを、図示しないボルトによって締め付け固定することにより振動子６が構成されている。ボルトは金属ブロック９ａに形成された図示しないねじ穴に、金属ブロック９ｂ側から螺合されている。両金属ブロック９ａ，９ｂはボルトを介して互いに導通された状態となっている。
【００２２】
振動板２の一端側に締結されたホーン４ａを励振させる振動子６は発振器１０に接続されている。電極板８は配線１１ａを介して発振器１０と接続され、発振器１０の接地端子が配線１１ｂを介して金属ブロック９ｂに接続されている。ホーン４ａ，４ｂ、振動子６、発振器１０により振動板２を励振させる励振手段が構成されている。
【００２３】
振動板２の他端側に締結されたホーン４ｂを励振させる振動子６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１２にそれぞれ接続されている。即ち、励振手段は振動板２に進行波を発生させるように構成されている。
【００２４】
振動板２は幅広、即ちその幅がホーン４ａの縦振動の波長の１／３以上に形成されている。振動板２にはその長手方向に沿って延びる溝１３が設けられている。この実施の形態では溝１３は振動板２の下面の中央に１本、振動板２の全長にわたって延びるように形成されている。溝１３は振動板２をホーン４ａ，４ｂに固定するねじ５を挿通するねじ孔２ａを避けて形成されている。即ち、ねじ孔２ａは振動板２の幅方向の中央には形成されていない。
【００２５】
ホーン４ａ，４ｂにはその振動方向に沿って延びるスリット１４が複数（この実施の形態では４個）形成されている。スリット１４はホーン４ａ，４ｂをその幅方向においてほぼ均等に分割するように形成されている。
【００２６】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
振動子６が所定の共振周波数（例えば、２０ｋＨｚ前後）で励振され、ホーン４ａ，４ｂが縦振動してホーン４ａ，４ｂを介して振動板２が励振されて撓み振動を行う。振動板２から放射される音波の放射圧によって、物体３は振動板２の表面から浮揚する。浮揚距離は例えば数１０〜数１００μｍである。
【００２７】
振動板２の振動は負荷回路１２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７ａ，７ｂ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１２の抵抗Ｒでジュール熱に変換されて放散される。そのため、各振動板２に生じる振動の波が一方向へ進む進行波（この実施の形態ではホーン４ａ側からホーン４ｂ側へ進む進行波）となり、物体３は振動板２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１０の駆動を停止することにより行われる。
【００２８】
振動板２は幅広のため、溝１３がないと、撓み振動が長手方向だけでなく幅方向にも発生し易くなり、同一方向の進行波が発生し難い。しかし、振動板２の長手方向に沿って延びる溝１３が存在するため、振動板２の全幅にわたって同一方向の進行波が発生する。
【００２９】
また、ホーン４ａ，４ｂは幅広の振動板２の幅と等しい幅に形成されるとともに、その振動方向に沿って延びるスリット１４が形成されているため、振動子６からホーン４ａに縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、振動板２及びホーン４ａ，４ｂが幅広の場合でも安定した進行波が振動板２に発生する。
【００３０】
前記のように構成した幅広の振動板２及びホーン４ａ，４ｂを使用した場合について、コンピュータを用いて有限要素法で解析した振動分布の解析結果を図３（ａ）に示し、振動分布の実測結果を図３（ｂ）に示す。振動板２として幅が２００ｍｍのものを使用し、測定点は振動板の幅方向の端から１０ｍｍの点とし、振動板２のホーン４ａに対する固定部を、図３（ａ），３（ｂ）の原点とした。図３（ａ），（ｂ）の横軸はそれぞれ振動板の長手方向における測定点の位置を表す。
【００３１】
その結果、シミュレーション及び実測とも位相が一定方向に変化して安定状態進行波が発生することが確認された。なお、実測における振動振幅が固定部の近傍で乱れているのは、ねじによる締め付けの影響と思われる。また、振動振幅もある程度の幅で安定していることが確かめられた。
【００３２】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） 長尺の振動板２にその長手方向に沿って延びる溝１３が形成されているため、幅広の振動板２を使用する際、振動板２の全幅にわたって一定方向に向かう安定した進行波が発生する。従って、幅の広い物体３を浮揚状態で搬送することが可能な物体浮揚装置を、振動子６や発振器１０等の部品点数を増加させずに簡単な構成で製造することができる。
【００３３】
（２） ホーン４ａ，４ｂの振動方向に沿って延びるようにスリット１４が形成されているため、振動子６からホーン４ａ，４ｂに縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、振動板２及びホーン４ａ，４ｂが幅広の場合でも安定した進行波が振動板２に発生する。
【００３４】
（３） 振動板２は励振手段を構成するホーン４ａ，４ｂに対してねじ５により固定されるとともに、溝１３はねじ５が挿通されるねじ孔２ａを避けて形成されている。従って、振動板２のホーンに４ａ，４ｂに対する固定作業が簡単になるとともに、溝１３がねじ孔２ａにかかる構成に比較して、進行波を安定した状態で発生させることができる。
【００３５】
（４） 溝１３は振動板２の長手方向全長にわたって形成されている。従って、複数の短い溝を一直線状に加工する場合に比較して溝１３の加工が簡単になる。
【００３６】
（５） 振動板２に進行波を発生させる構成のため、振動板に定在波を発生させて物体３を浮揚状態に保持し、エア噴射等の推進手段で物体を移動させる構成に比較して、搬送装置全体の構造が簡単になる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態を図４（ａ）〜（ｃ）に従って説明する。この実施の形態では、溝１３が形成されていない振動板を複数使用する点と、複数の振動板２を同じ振幅で振動させて安定した進行波が発生するように構成した点が前記実施の形態と大きく異なっている。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。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、複数（この実施の形態では２枚）の振動板２０ａ，２０ｂが共用のホーン４ａ，４ｂに対してねじ５により平行に固定されている。各振動板２０ａ，２０ｂは幅狭に形成されているが、両振動板２０ａ，２０ｂの合計の幅は、幅広となっている。ホーン４ａ，４ｂは幅広の振動板を振動可能な幅広に形成され、その振動方向に沿って延びるスリット１４が形成されている。
【００３９】
各振動板２０ａ，２０ｂの下方には、振動板２０ａ，２０ｂの中間部（この実施の形態ではほぼ中央部）と対向する位置に撓み抑制機構１５が配設されている。図４（ｂ）に示すように、撓み抑制機構１５は、筒状の支持部材１６と、その上部に取り付けられた吸気装置としての吸気ノズル１７と、吸気ノズル１７内に配設された撓み抑制部材１８とを備え、支持部材１６が図示しないブラケットを介して図示しないベースプレートの所定位置に固定されている。支持部材１６はパイプ１９を介して図示しない負圧源に接続されている。
【００４０】
吸気ノズル１７は基端内側に雌ねじ部が形成され、該雌ねじ部において支持部材１６の上部に突設された雄ねじ部１６ａに螺合されている。そして、雄ねじ部１６ａの雌ねじ部への螺入量を調整することにより吸気ノズル１７の高さが調整可能となっている。吸気ノズル１７は先端側がロート状に拡径されている。
【００４１】
撓み抑制部材１８は棒状に形成され、吸気ノズル１７の中心部に沿って延びるとともに、先端が吸気ノズル１７から突出するように形成されている。図４（ｃ）に示すように、吸気ノズル１７の内部には支持壁２１が吸気ノズル１７の軸方向と直交する状態で形成されている。支持壁２１には吸入された塵埃をパイプ１９へ排出するための円弧状の長孔２１ａが形成されるとともに、その中央に撓み抑制部材１８の基端が突設されている。撓み抑制部材１８の先端は半球状に形成されるとともに、摩擦抵抗の小さな材質（例えば、テフロン）で被覆されている。
【００４２】
この実施の形態の装置では、両振動板２０ａ，２０ｂが同じ振幅で振動するように、撓み抑制部材１８の位置（高さ）が調整される。この位置調整は、振動板２０ａ，２０ｂを励振させた状態で、撓み抑制部材１８を振動板２０ａ，２０ｂに当接させて、両振動板２０ａ，２０ｂの撓み量が同じになるように行われる。
【００４３】
この実施の形態の物体浮揚搬送装置１では、振動板２の数が１枚であった第１の実施の形態と同様に１台の発振器１０で複数の振動板２０ａ，２０ｂが励振される。そして、１個のホーン４ａが振動子６で励振され、両振動板２０ａ，２０ｂにホーン４ａの縦振動が伝達される。
【００４４】
両振動板２０ａ，２０ｂが厚さ、幅及び長さ等が完全に同じで、ホーンに対する固定状態も完全に同じであれば、両振動板２０ａ，２０ｂの撓み量が同じになり、同じ振幅で振動する。しかし、製造の際の許容誤差等により両振動板２０ａ，２０ｂを完全に同じに形成するのは難しく、固定状態も完全に同じにするのは難しい。その結果、撓み抑制機構１５が無い場合は、両振動板２０ａ，２０ｂが異なる振幅で振動する状態となり、物体３に対して安定した進行波が作用しなくなる。しかし、この実施の形態では、撓み抑制機構１５が配設されているため、両振動板２０ａ，２０ｂが同じ撓み量、かつ同じ振幅で振動され、安定した進行波が物体３に作用する。
【００４５】
この実施の形態では前記実施の形態の（２）及び（５）と同じ効果を有する他に、次の効果を有する。
（６） 共用のホーン４ａ，４ｂに対して複数の振動板２０ａ，２０ｂを平行に固定し、かつホーン４ａ，４ｂにその振動方向に沿って延びるスリット１４を形成した。その結果、幅狭の振動板２０ａ，２０ｂを複数枚使用して、発振器１０や振動子６の数を増やさずに、幅広の物体３を安定した浮揚状態で搬送することが可能になる。
【００４６】
（７） 振動板２０ａ，２０ｂの下面と当接して該振動板２０ａ，２０ｂの撓み量を調整可能な撓み抑制機構１５を備えた。従って、複数の振動板２０ａ，２０ｂに多少差があっても、撓み量が同じになるように撓み抑制機構が調整される。その結果、複数の振動板２０ａ，２０ｂで発生する進行波が同じ状態となり、物体３が安定した浮揚状態で搬送される。
【００４７】
（８） 撓み抑制部材１８が高さ調整可能に設けられているため、組み付け時に撓み抑制部材１８と振動板２０ａ，２０ｂとの距離を適正な値に調整することができる。また、長期使用によって撓み抑制部材１８が摩耗した場合に、先端の位置を適正位置に簡単に調整できる。
【００４８】
（９） 撓み抑制部材１８と振動板２０ａ，２０ｂとの当接部近傍に、吸気ノズル１７が設けられている。従って、撓み抑制部材１８と振動板２０ａ，２０ｂとの当接の繰り返しにより塵埃が発生しても吸気ノズル１７に吸引され、物体３の搬送環境のクリーン度が低下するのを防止することができる。
【００４９】
（１０） 吸気ノズル１７は先端側が拡径された形状に形成されているため、撓み抑制部材１８と振動板２０ａ，２０ｂとの当接の繰り返しにより発生する塵埃を効率良く吸収できる。
【００５０】
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。
○ 物体を完全な浮揚状態で搬送する構成に限らず、薄くて幅が広い物体を搬送する場合、図５に示すように、物体３の両端を支承する回転自在なローラ２２を振動板２の両側に多数配設し、物体３の中央部を振動板２で発生する進行波の作用によって浮揚状態に保持して搬送する構成としてもよい。例えば、物体３として薄いガラス板の搬送に適用する。物体３の端部はローラ２２と常に当接した状態となるため、汚れや傷が付く可能性があるが、ガラス板の端部は最終的には製品とならない不用部となるので支障はない。この場合、撓みやすい物体３を搬送する際に、振動板２の幅を物体の幅近くまで拡げる必要がない。
【００５１】
○ 振動板２に進行波を発生させる構成に代えて、定在波を発生させる構成としてもよい。例えば、図６に示すように、振動板２の他端側に設けられた振動子６は発振器１０にも負荷回路１２にも接続しない構成とする。そして、振動板２に浮揚保持された物体３に対して、エアを噴射するノズル２３を振動板２に沿って所定間隔で配置して物体３を搬送するようにしてもよい。この構成ではノズル２３が物体３に推進力を与える推進力付与手段を構成する。
【００５２】
○ 第２の実施の形態においても、振動板２０ａ，２０ｂに定在波を発生させる構成とし、各振動板２０ａ，２０ｂに対応して撓み抑制機構１５を設ける構成としてもよい。
【００５３】
○ 定在波を発生させる構成の物体浮揚装置を台車に装備し、台車の移動により物体を浮揚状態で搬送してもよい。
○ 第１の実施の形態において、振動子６としてホーン４ａ，４ｂの厚さと同じ径の円柱状の振動子６を使用する代わりに、ホーンの幅及び厚さと同等の幅及び厚さを有する振動子６を使用すれば、ホーン４ａ，４ｂにスリット１４を設けなくてもよい。しかし、この構成では振動子６の製造が難しく、コストも高くなるため、円柱状の振動子６と、スリット１４を形成したホーン４ａ，４ｂとの組合せが好ましい。
【００５４】
○ 第１の実施の形態において、振動板２に形成される溝１３の数は１本に限らず、振動板２の幅により複数設けてもよい。溝１３により分割された各部の幅がホーン４ａ，４ｂの縦振動の波長の１／３より小さくなるように、溝１３の数が設定される。
【００５５】
○ 第１の実施の形態において、溝１３の位置は振動板２の下面に限らず、上面に形成したり、両面に形成してもよい。しかし、上面に形成した場合は、振動板２からの音圧の放射量が少なくなるため、下面に形成する方が好ましい。また、溝１３が上面に形成されると、溝１３に塵埃などが堆積し易くなる。
【００５６】
○ 溝１３は振動板２の全長にわたって形成される必要はなく、部分的に形成された構成でもよい。例えば、比較的長い溝を複数形成したり、短い溝を多数形成してもよい。
【００５７】
○ ホーン４ａ，４ｂに形成されるスリット１４の数は４個に限らず、ホーン４ａ，４ｂの幅や厚さ及び高さ等により、３個以下あるいは５個以上としてもよい。また、数は偶数でも奇数でもよい。
【００５８】
○ 第２の実施の形態において振動板の数は２枚に限らず、３枚以上でもよい。この場合、振動板の数に対応して撓み抑制機構１５の数も増加する。
○ 第２の実施の形態において、吸気ノズル１７を設けずに、撓み抑制部材１８を振動板２０ａ，２０ｂと当接する位置に配置してもよい。この場合も撓み抑制に関しては同様の効果を発揮する。
【００５９】
○ 吸気ノズル１７の雌ねじ部を支持部材１６の雄ねじ部１６ａに螺合させる構成に代えて、支持部材１６の上部に雌ねじ部を形成するとともに、吸気ノズル１７の下部にその雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を形成する。そして、前記雄ねじ部の螺入量を変更して、吸気ノズル１７の高さ即ち撓み抑制部材１８の高さ調整を可能にしてもよい。
【００６０】
○ 進行波を利用して物体３を浮揚状態で搬送する装置において、各振動板２の両端に設けられた振動子６をそれぞれ発振器１０と負荷回路１２とに選択的に切り換え接続可能に構成する。この場合、発振器１０に接続された状態と、負荷回路１２に接続された状態との切換を行うことにより、物体３の搬送方向を選択することができる。
【００６１】
○ 搬送距離が長い場合は、複数の物体浮揚搬送装置１を直列に配設して物体浮揚搬送装置を構成してもよい。
○ 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。
【００６２】
○ 振動板２のホーン４ａ，４ｂへの固定はねじによる締結に限らず、接着剤を使用したり、ロウ付けや溶接で固着してもよい。振動板２の溝１３を避けた箇所を接着（ロウ付け、溶接）して固定してもよい。
【００６３】
○ 振動子６はランジュバン形振動子に限らず他の振動子を使用してもよい。
前記実施の形態から把握される発明（技術的思想）について以下に記載する。
（１） 前記励振手段は前記各振動板から定在波を発生するように構成されている。
【００６４】
（２） 浮揚状態の物体に推進力を与える推進力付与手段が設けられている。
（３） 前記物体浮揚装置を台車上に装備した物体搬送装置。
【００６５】
（４） 前記溝は振動板の下面に形成されている。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように、各請求項に記載の発明によれば、長尺の振動板を使用して物体を浮揚状態に保持あるいは浮揚状態で搬送する際、簡単な構成で振動板に安定した進行波又は定在波を発生させることができる。請求項８に記載の発明によれば、長尺の振動板を使用して簡単な構成で物体を安定した浮揚状態で搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は第１の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式斜視図、（ｂ）はホーンと振動子との関係を示す模式正面図。
【図２】 振動板の平面図。
【図３】 （ａ）はシミュレーションによる振動板の振動分布の解析結果を示すグラフ、（ｂ）は振動分布の実測結果を示すグラフ。
【図４】 （ａ）は第２の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式斜視図、（ｂ）は撓み抑制機構の模式正面図、（ｃ）は吸気ノズルの平面図。
【図５】 別の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式斜視図。
【図６】 別の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式側面図。
【図７】 従来技術の物体浮揚搬送装置の模式斜視図。
【図８】 別の状来技術の物体浮揚搬送装置の部分模式斜視図。
【符号の説明】
１…物体浮揚装置としての物体浮揚搬送装置、２，２０ａ，２０ｂ…振動板、２ａ…ねじ孔、３…物体、５…ねじ、４ａ，４ｂ…励振手段を構成するホーン、６…同じく振動子、１０…同じく発振器、１３…溝、１４…スリット、１５…撓み抑制機構。
【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に保持したり、浮揚状態で搬送する物体浮揚装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の物体浮揚装置として、例えば特開平７−１３７８２４号公報、特開平９−２０２４２５号公報等に開示されたものがある。これらの装置では、図７に示すように、長尺の平板状の振動板５１を使用し、浮揚させるべき物体５２の前記振動板５１の表面と対向する面を平面とする。そして、励振手段５３により振動板５１を励振させ、振動板５１の振動による音波の放射圧により物体５２を浮揚させる。また、浮揚した物体に空気を噴射したり、前記振動板５１で進行波を発生させて浮揚した物体５２を移動させることにより、物体５２を浮揚状態で搬送する。
【０００３】
この種の物体浮揚装置では、大きな（幅広の）物体を安定した状態で浮揚搬送するために、振動板を幅広にすると、振動板に幅方向の振動が誘起され、安定した進行波を発生させるのが難しい。そのため、幅の狭い振動板を励振手段で振動させるユニットを平行に複数配置することが提案されている（例えば、特開平９−２０２４２５号公報）。
【０００４】
また、特開平９−２０２４２５号公報には、振動体の振動を円錐状のホーンによって幅広の振動板のほぼ一点に集中して伝達する代わりに、図８に示すように、振動板５１の幅と等しい幅の形状のホーン５４を使用した際の振動板５１に伝達される振動分布の解析結果が開示されている。その結果、コーン５５からは縦振動のみが付与されるにも拘わらずホーン５４のポアソン比の影響によって横方向の振動が誘発され、これによって振動分布が不均一になり、同一方向の進行波を得ることが難しいことが記載されている。また、横方向の振動を抑圧すべくホーン５４にスリット５４ａを形成しても、その効果は充分ではなく、スリット５４ａを設けたことにより、振動板５１に正常な進行波Ｗ１と逆向きに進む進行波Ｗ２が両側で発生して、振動板５１の全幅にわたって同相の進行波を得ることが難しいことが開示されている。同様のことが、伊藤洋一、川村雅恭：日本音響学会講演論文集ｐ７０１−７０２，１９８３．１０にも記載されている。なお、ここで「幅広」とは、振動板を振動させるホーンの縦振動の波長の１／３以上の場合をいう。ホーンの縦振動の波長は通常２２０〜２４０ｍｍ程度である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、複数のユニットを配置した場合は、各ユニットを同期して同じ振幅で駆動するように調整するためのアライメント調整が困難となる。また、振動子や発振器等の部品点数が増加してコスト高になるという問題がある。
【０００６】
また、振動板に進行波ではなく定在波を発生させる場合も、振動板の幅が広くなると、格子モードより安定な縞モードの定在波を発生させるのが難しくなるという問題がある。
【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板を使用して物体を浮揚状態に保持あるいは浮揚状態で搬送する際、簡単な構成で振動板に安定した進行波又は定在波を発生させることができる物体浮揚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、長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板からの音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記振動板の下面において該振動板の幅方向中央に前記振動板の長手方向に延びる溝を設けた。
【０００９】
従って、この発明では、幅広の振動板を使用する際、振動板にその長手方向に延びる溝が形成されているため、振動板の全幅にわたって安定した進行波あるいは定在波が発生する。その結果、幅の広い物体を浮揚状態で搬送あるいは保持することが可能な物体浮揚装置を、振動子や発振器等の部品点数を増加させずに簡単な構成で製造することができる。
【００１０】
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、前記励振手段を構成するホーンにはその振動方向に延びるスリットが形成されている。従って、この発明では、ホーンの振動方向に沿って延びるように形成されたスリットの存在により、振動子からホーンに縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、振動板及びホーンが幅広の場合でも安定した進行波又は定在波が振動板に発生する。
【００１１】
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、前記振動板は前記励振手段を構成するホーンに対して固定されるとともに、前記溝は前記固定箇所を避けて形成されている。従って、この発明では、進行波を安定した状態で発生させることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記固定方法はねじである。従って、この発明では、振動板をねじにより簡単にホーンに固定できるとともに、進行波を安定した状態で発生させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記溝は前記振動板の長手方向全長にわたって形成されている。従って、この発明では、複数の短い溝を一直線状に加工する場合に比較して溝の加工が簡単になる。
【００１４】
請求項６に記載の発明では、複数の長尺の振動板を励振手段で励振させて、前記複数の振動板それぞれから発せられる音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記複数の振動板それぞれを前記励振手段を構成する共用のホーンに対して固定し、前記複数の振動板は該振動板の幅方向において並列されるとともに前記振動板の長手方向に沿って平行に配置され、かつ前記ホーンにその振動方向に沿って延びるスリットを形成した。
【００１５】
この発明では、各振動板は幅広ではなく、ホーンの縦振動に対応して安定して振動する。複数の振動板を励振させるホーンが幅広に形成されているが、ホーンの振動方向に沿って延びるように形成されたスリットの存在により、各振動板に安定した進行波又は定在波が発生する。
【００１６】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記振動板の下面と当接して該振動板の撓み量を調整可能な撓み抑制機構を備えた。従って、この発明では、複数の振動板の撓み量が同じになるように撓み抑制機構が調整された状態で振動板が励振されることにより、複数の振動板で発生する進行波あるいは定在波が同じ状態となって安定した状態で物体が浮揚する。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の発明において、前記励振手段は前記振動板に進行波を発生させるように構成されている。従って、この発明では幅広の物体を簡単な構成で、安定した状態で搬送できる。
請求項９に記載の発明では、長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板からの音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記励振手段を構成する共用のホーンに対して複数の振動板を平行に固定し、かつ前記ホーンにその振動方向に沿って延びるスリットを形成し、前記振動板の下面と当接して該振動板の撓み量を調整可能な撓み抑制機構を備えている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明を物体を浮揚状態で搬送する物体浮揚装置としての物体浮揚搬送装置に具体化した第１の実施の形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１９】
図１に示すように、物体浮揚搬送装置１は長尺の振動板２を備えている。振動板２は矩形平板状に形成され、搬送すべき物体３の幅より狭く形成され、物体３を中央部で浮揚保持可能になっている。振動板２には励振手段を構成するホーン４ａ，４ｂが、その先端においてねじ５により締結されている。ホーン４ａ，４ｂは偏平なほぼ直方体状に形成され、振動板２に対してその長手方向両端近傍において長手方向と直交する状態で取付けられている。
【００２０】
各ホーン４ａ，４ｂは振動板２が締結される面の反対側の面において振動子６に固定されている。ホーン４ａ，４ｂの先端面は振動子６の軸方向と直交する平面に形成され、ホーン４ａ，４ｂ及び振動子６の中心軸が鉛直方向に延びる状態で配置されている。
【００２１】
振動子６には所謂ランジュバン形振動子が使用され、一対のリング状のピエゾ素子７ａ，７ｂを備えている。両ピエゾ素子７ａ，７ｂ間にリング状の電極板８が配置され、ピエゾ素子７ａ，７ｂの電極板８と当接する側と反対側の面に当接する金属ブロック９ａ，９ｂを、図示しないボルトによって締め付け固定することにより振動子６が構成されている。ボルトは金属ブロック９ａに形成された図示しないねじ穴に、金属ブロック９ｂ側から螺合されている。両金属ブロック９ａ，９ｂはボルトを介して互いに導通された状態となっている。
【００２２】
振動板２の一端側に締結されたホーン４ａを励振させる振動子６は発振器１０に接続されている。電極板８は配線１１ａを介して発振器１０と接続され、発振器１０の接地端子が配線１１ｂを介して金属ブロック９ｂに接続されている。ホーン４ａ，４ｂ、振動子６、発振器１０により振動板２を励振させる励振手段が構成されている。
【００２３】
振動板２の他端側に締結されたホーン４ｂを励振させる振動子６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１２にそれぞれ接続されている。即ち、励振手段は振動板２に進行波を発生させるように構成されている。
【００２４】
振動板２は幅広、即ちその幅がホーン４ａの縦振動の波長の１／３以上に形成されている。振動板２にはその長手方向に沿って延びる溝１３が設けられている。この実施の形態では溝１３は振動板２の下面の中央に１本、振動板２の全長にわたって延びるように形成されている。溝１３は振動板２をホーン４ａ，４ｂに固定するねじ５を挿通するねじ孔２ａを避けて形成されている。即ち、ねじ孔２ａは振動板２の幅方向の中央には形成されていない。
【００２５】
ホーン４ａ，４ｂにはその振動方向に沿って延びるスリット１４が複数（この実施の形態では４個）形成されている。スリット１４はホーン４ａ，４ｂをその幅方向においてほぼ均等に分割するように形成されている。
【００２６】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
振動子６が所定の共振周波数（例えば、２０ｋＨｚ前後）で励振され、ホーン４ａ，４ｂが縦振動してホーン４ａ，４ｂを介して振動板２が励振されて撓み振動を行う。振動板２から放射される音波の放射圧によって、物体３は振動板２の表面から浮揚する。浮揚距離は例えば数１０〜数１００μｍである。
【００２７】
振動板２の振動は負荷回路１２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７ａ，７ｂ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１２の抵抗Ｒでジュール熱に変換されて放散される。そのため、各振動板２に生じる振動の波が一方向へ進む進行波（この実施の形態ではホーン４ａ側からホーン４ｂ側へ進む進行波）となり、物体３は振動板２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１０の駆動を停止することにより行われる。
【００２８】
振動板２は幅広のため、溝１３がないと、撓み振動が長手方向だけでなく幅方向にも発生し易くなり、同一方向の進行波が発生し難い。しかし、振動板２の長手方向に沿って延びる溝１３が存在するため、振動板２の全幅にわたって同一方向の進行波が発生する。
【００２９】
また、ホーン４ａ，４ｂは幅広の振動板２の幅と等しい幅に形成されるとともに、その振動方向に沿って延びるスリット１４が形成されているため、振動子６からホーン４ａに縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、振動板２及びホーン４ａ，４ｂが幅広の場合でも安定した進行波が振動板２に発生する。
【００３０】
前記のように構成した幅広の振動板２及びホーン４ａ，４ｂを使用した場合について、コンピュータを用いて有限要素法で解析した振動分布の解析結果を図３（ａ）に示し、振動分布の実測結果を図３（ｂ）に示す。振動板２として幅が２００ｍｍのものを使用し、測定点は振動板の幅方向の端から１０ｍｍの点とし、振動板２のホーン４ａに対する固定部を、図３（ａ），３（ｂ）の原点とした。図３（ａ），（ｂ）の横軸はそれぞれ振動板の長手方向における測定点の位置を表す。
【００３１】
その結果、シミュレーション及び実測とも位相が一定方向に変化して安定状態進行波が発生することが確認された。なお、実測における振動振幅が固定部の近傍で乱れているのは、ねじによる締め付けの影響と思われる。また、振動振幅もある程度の幅で安定していることが確かめられた。
【００３２】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） 長尺の振動板２にその長手方向に沿って延びる溝１３が形成されているため、幅広の振動板２を使用する際、振動板２の全幅にわたって一定方向に向かう安定した進行波が発生する。従って、幅の広い物体３を浮揚状態で搬送することが可能な物体浮揚装置を、振動子６や発振器１０等の部品点数を増加させずに簡単な構成で製造することができる。
【００３３】
（２） ホーン４ａ，４ｂの振動方向に沿って延びるようにスリット１４が形成されているため、振動子６からホーン４ａ，４ｂに縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、振動板２及びホーン４ａ，４ｂが幅広の場合でも安定した進行波が振動板２に発生する。
【００３４】
（３） 振動板２は励振手段を構成するホーン４ａ，４ｂに対してねじ５により固定されるとともに、溝１３はねじ５が挿通されるねじ孔２ａを避けて形成されている。従って、振動板２のホーンに４ａ，４ｂに対する固定作業が簡単になるとともに、溝１３がねじ孔２ａにかかる構成に比較して、進行波を安定した状態で発生させることができる。
【００３５】
（４） 溝１３は振動板２の長手方向全長にわたって形成されている。従って、複数の短い溝を一直線状に加工する場合に比較して溝１３の加工が簡単になる。
【００３６】
（５） 振動板２に進行波を発生させる構成のため、振動板に定在波を発生させて物体３を浮揚状態に保持し、エア噴射等の推進手段で物体を移動させる構成に比較して、搬送装置全体の構造が簡単になる。
【００３７】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態を図４（ａ）〜（ｃ）に従って説明する。この実施の形態では、溝１３が形成されていない振動板を複数使用する点と、複数の振動板２を同じ振幅で振動させて安定した進行波が発生するように構成した点が前記実施の形態と大きく異なっている。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。
【００３８】
図４（ａ）に示すように、複数（この実施の形態では２枚）の振動板２０ａ，２０ｂが共用のホーン４ａ，４ｂに対してねじ５により平行に固定されている。各振動板２０ａ，２０ｂは幅狭に形成されているが、両振動板２０ａ，２０ｂの合計の幅は、幅広となっている。ホーン４ａ，４ｂは幅広の振動板を振動可能な幅広に形成され、その振動方向に沿って延びるスリット１４が形成されている。
【００３９】
各振動板２０ａ，２０ｂの下方には、振動板２０ａ，２０ｂの中間部（この実施の形態ではほぼ中央部）と対向する位置に撓み抑制機構１５が配設されている。図４（ｂ）に示すように、撓み抑制機構１５は、筒状の支持部材１６と、その上部に取り付けられた吸気装置としての吸気ノズル１７と、吸気ノズル１７内に配設された撓み抑制部材１８とを備え、支持部材１６が図示しないブラケットを介して図示しないベースプレートの所定位置に固定されている。支持部材１６はパイプ１９を介して図示しない負圧源に接続されている。
【００４０】
吸気ノズル１７は基端内側に雌ねじ部が形成され、該雌ねじ部において支持部材１６の上部に突設された雄ねじ部１６ａに螺合されている。そして、雄ねじ部１６ａの雌ねじ部への螺入量を調整することにより吸気ノズル１７の高さが調整可能となっている。吸気ノズル１７は先端側がロート状に拡径されている。
【００４１】
撓み抑制部材１８は棒状に形成され、吸気ノズル１７の中心部に沿って延びるとともに、先端が吸気ノズル１７から突出するように形成されている。図４（ｃ）に示すように、吸気ノズル１７の内部には支持壁２１が吸気ノズル１７の軸方向と直交する状態で形成されている。支持壁２１には吸入された塵埃をパイプ１９へ排出するための円弧状の長孔２１ａが形成されるとともに、その中央に撓み抑制部材１８の基端が突設されている。撓み抑制部材１８の先端は半球状に形成されるとともに、摩擦抵抗の小さな材質（例えば、テフロン）で被覆されている。
【００４２】
この実施の形態の装置では、両振動板２０ａ，２０ｂが同じ振幅で振動するように、撓み抑制部材１８の位置（高さ）が調整される。この位置調整は、振動板２０ａ，２０ｂを励振させた状態で、撓み抑制部材１８を振動板２０ａ，２０ｂに当接させて、両振動板２０ａ，２０ｂの撓み量が同じになるように行われる。
【００４３】
この実施の形態の物体浮揚搬送装置１では、振動板２の数が１枚であった第１の実施の形態と同様に１台の発振器１０で複数の振動板２０ａ，２０ｂが励振される。そして、１個のホーン４ａが振動子６で励振され、両振動板２０ａ，２０ｂにホーン４ａの縦振動が伝達される。
【００４４】
両振動板２０ａ，２０ｂが厚さ、幅及び長さ等が完全に同じで、ホーンに対する固定状態も完全に同じであれば、両振動板２０ａ，２０ｂの撓み量が同じになり、同じ振幅で振動する。しかし、製造の際の許容誤差等により両振動板２０ａ，２０ｂを完全に同じに形成するのは難しく、固定状態も完全に同じにするのは難しい。その結果、撓み抑制機構１５が無い場合は、両振動板２０ａ，２０ｂが異なる振幅で振動する状態となり、物体３に対して安定した進行波が作用しなくなる。しかし、この実施の形態では、撓み抑制機構１５が配設されているため、両振動板２０ａ，２０ｂが同じ撓み量、かつ同じ振幅で振動され、安定した進行波が物体３に作用する。
【００４５】
この実施の形態では前記実施の形態の（２）及び（５）と同じ効果を有する他に、次の効果を有する。
（６） 共用のホーン４ａ，４ｂに対して複数の振動板２０ａ，２０ｂを平行に固定し、かつホーン４ａ，４ｂにその振動方向に沿って延びるスリット１４を形成した。その結果、幅狭の振動板２０ａ，２０ｂを複数枚使用して、発振器１０や振動子６の数を増やさずに、幅広の物体３を安定した浮揚状態で搬送することが可能になる。
【００４６】
（７） 振動板２０ａ，２０ｂの下面と当接して該振動板２０ａ，２０ｂの撓み量を調整可能な撓み抑制機構１５を備えた。従って、複数の振動板２０ａ，２０ｂに多少差があっても、撓み量が同じになるように撓み抑制機構が調整される。その結果、複数の振動板２０ａ，２０ｂで発生する進行波が同じ状態となり、物体３が安定した浮揚状態で搬送される。
【００４７】
（８） 撓み抑制部材１８が高さ調整可能に設けられているため、組み付け時に撓み抑制部材１８と振動板２０ａ，２０ｂとの距離を適正な値に調整することができる。また、長期使用によって撓み抑制部材１８が摩耗した場合に、先端の位置を適正位置に簡単に調整できる。
【００４８】
（９） 撓み抑制部材１８と振動板２０ａ，２０ｂとの当接部近傍に、吸気ノズル１７が設けられている。従って、撓み抑制部材１８と振動板２０ａ，２０ｂとの当接の繰り返しにより塵埃が発生しても吸気ノズル１７に吸引され、物体３の搬送環境のクリーン度が低下するのを防止することができる。
【００４９】
（１０） 吸気ノズル１７は先端側が拡径された形状に形成されているため、撓み抑制部材１８と振動板２０ａ，２０ｂとの当接の繰り返しにより発生する塵埃を効率良く吸収できる。
【００５０】
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。
○ 物体を完全な浮揚状態で搬送する構成に限らず、薄くて幅が広い物体を搬送する場合、図５に示すように、物体３の両端を支承する回転自在なローラ２２を振動板２の両側に多数配設し、物体３の中央部を振動板２で発生する進行波の作用によって浮揚状態に保持して搬送する構成としてもよい。例えば、物体３として薄いガラス板の搬送に適用する。物体３の端部はローラ２２と常に当接した状態となるため、汚れや傷が付く可能性があるが、ガラス板の端部は最終的には製品とならない不用部となるので支障はない。この場合、撓みやすい物体３を搬送する際に、振動板２の幅を物体の幅近くまで拡げる必要がない。
【００５１】
○ 振動板２に進行波を発生させる構成に代えて、定在波を発生させる構成としてもよい。例えば、図６に示すように、振動板２の他端側に設けられた振動子６は発振器１０にも負荷回路１２にも接続しない構成とする。そして、振動板２に浮揚保持された物体３に対して、エアを噴射するノズル２３を振動板２に沿って所定間隔で配置して物体３を搬送するようにしてもよい。この構成ではノズル２３が物体３に推進力を与える推進力付与手段を構成する。
【００５２】
○ 第２の実施の形態においても、振動板２０ａ，２０ｂに定在波を発生させる構成とし、各振動板２０ａ，２０ｂに対応して撓み抑制機構１５を設ける構成としてもよい。
【００５３】
○ 定在波を発生させる構成の物体浮揚装置を台車に装備し、台車の移動により物体を浮揚状態で搬送してもよい。
○ 第１の実施の形態において、振動子６としてホーン４ａ，４ｂの厚さと同じ径の円柱状の振動子６を使用する代わりに、ホーンの幅及び厚さと同等の幅及び厚さを有する振動子６を使用すれば、ホーン４ａ，４ｂにスリット１４を設けなくてもよい。しかし、この構成では振動子６の製造が難しく、コストも高くなるため、円柱状の振動子６と、スリット１４を形成したホーン４ａ，４ｂとの組合せが好ましい。
【００５４】
○ 第１の実施の形態において、振動板２に形成される溝１３の数は１本に限らず、振動板２の幅により複数設けてもよい。溝１３により分割された各部の幅がホーン４ａ，４ｂの縦振動の波長の１／３より小さくなるように、溝１３の数が設定される。
【００５５】
○ 第１の実施の形態において、溝１３の位置は振動板２の下面に限らず、上面に形成したり、両面に形成してもよい。しかし、上面に形成した場合は、振動板２からの音圧の放射量が少なくなるため、下面に形成する方が好ましい。また、溝１３が上面に形成されると、溝１３に塵埃などが堆積し易くなる。
【００５６】
○ 溝１３は振動板２の全長にわたって形成される必要はなく、部分的に形成された構成でもよい。例えば、比較的長い溝を複数形成したり、短い溝を多数形成してもよい。
【００５７】
○ ホーン４ａ，４ｂに形成されるスリット１４の数は４個に限らず、ホーン４ａ，４ｂの幅や厚さ及び高さ等により、３個以下あるいは５個以上としてもよい。また、数は偶数でも奇数でもよい。
【００５８】
○ 第２の実施の形態において振動板の数は２枚に限らず、３枚以上でもよい。この場合、振動板の数に対応して撓み抑制機構１５の数も増加する。
○ 第２の実施の形態において、吸気ノズル１７を設けずに、撓み抑制部材１８を振動板２０ａ，２０ｂと当接する位置に配置してもよい。この場合も撓み抑制に関しては同様の効果を発揮する。
【００５９】
○ 吸気ノズル１７の雌ねじ部を支持部材１６の雄ねじ部１６ａに螺合させる構成に代えて、支持部材１６の上部に雌ねじ部を形成するとともに、吸気ノズル１７の下部にその雌ねじ部に螺合する雄ねじ部を形成する。そして、前記雄ねじ部の螺入量を変更して、吸気ノズル１７の高さ即ち撓み抑制部材１８の高さ調整を可能にしてもよい。
【００６０】
○ 進行波を利用して物体３を浮揚状態で搬送する装置において、各振動板２の両端に設けられた振動子６をそれぞれ発振器１０と負荷回路１２とに選択的に切り換え接続可能に構成する。この場合、発振器１０に接続された状態と、負荷回路１２に接続された状態との切換を行うことにより、物体３の搬送方向を選択することができる。
【００６１】
○ 搬送距離が長い場合は、複数の物体浮揚搬送装置１を直列に配設して物体浮揚搬送装置を構成してもよい。
○ 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。
【００６２】
○ 振動板２のホーン４ａ，４ｂへの固定はねじによる締結に限らず、接着剤を使用したり、ロウ付けや溶接で固着してもよい。振動板２の溝１３を避けた箇所を接着（ロウ付け、溶接）して固定してもよい。
【００６３】
○ 振動子６はランジュバン形振動子に限らず他の振動子を使用してもよい。
前記実施の形態から把握される発明（技術的思想）について以下に記載する。
（１） 前記励振手段は前記各振動板から定在波を発生するように構成されている。
【００６４】
（２） 浮揚状態の物体に推進力を与える推進力付与手段が設けられている。
（３） 前記物体浮揚装置を台車上に装備した物体搬送装置。
【００６５】
（４） 前記溝は振動板の下面に形成されている。
【００６６】
【発明の効果】
以上詳述したように、各請求項に記載の発明によれば、長尺の振動板を使用して物体を浮揚状態に保持あるいは浮揚状態で搬送する際、簡単な構成で振動板に安定した進行波又は定在波を発生させることができる。請求項８に記載の発明によれば、長尺の振動板を使用して簡単な構成で物体を安定した浮揚状態で搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は第１の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式斜視図、（ｂ）はホーンと振動子との関係を示す模式正面図。
【図２】 振動板の平面図。
【図３】 （ａ）はシミュレーションによる振動板の振動分布の解析結果を示すグラフ、（ｂ）は振動分布の実測結果を示すグラフ。
【図４】 （ａ）は第２の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式斜視図、（ｂ）は撓み抑制機構の模式正面図、（ｃ）は吸気ノズルの平面図。
【図５】 別の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式斜視図。
【図６】 別の実施の形態の物体浮揚搬送装置の模式側面図。
【図７】 従来技術の物体浮揚搬送装置の模式斜視図。
【図８】 別の状来技術の物体浮揚搬送装置の部分模式斜視図。
【符号の説明】
１…物体浮揚装置としての物体浮揚搬送装置、２，２０ａ，２０ｂ…振動板、２ａ…ねじ孔、３…物体、５…ねじ、４ａ，４ｂ…励振手段を構成するホーン、６…同じく振動子、１０…同じく発振器、１３…溝、１４…スリット、１５…撓み抑制機構。
Claims (9)
- 長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板からの音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記振動板の下面において該振動板の幅方向中央に前記振動板の長手方向に延びる溝を設けた物体浮揚装置。
- 前記励振手段を構成するホーンにはその振動方向に延びるスリットが形成されている請求項１に記載の物体浮揚装置。
- 前記振動板は前記励振手段を構成するホーンに対して固定されるとともに、前記溝は前記固定箇所を避けて形成されている請求項１又は請求項２に記載の物体浮揚装置。
- 前記固定方法はねじである請求項３に記載の物体浮揚装置。
- 前記溝は前記振動板の長手方向全長にわたって形成されている請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の物体浮揚装置。
- 複数の長尺の振動板を励振手段で励振させて、前記複数の振動板それぞれから発せられる音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記複数の振動板それぞれを前記励振手段を構成する共用のホーンに対して固定し、前記複数の振動板は該振動板の幅方向において並列されるとともに前記振動板の長手方向に沿って平行に配置され、かつ前記ホーンにその振動方向に沿って延びるスリットを形成した物体浮揚装置。
- 前記振動板の下面と当接して該振動板の撓み量を調整可能な撓み抑制機構を備えた請求項６に記載の物体浮揚装置。
- 前記励振手段は前記振動板に進行波を発生させるように構成されている請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の物体浮揚装置。
- 長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板からの音波の放射圧により物体を浮揚させる物体浮揚装置であって、前記励振手段を構成する共用のホーンに対して複数の振動板を平行に固定し、かつ前記ホーンにその振動方向に沿って延びるスリットを形成し、前記振動板の下面と当接して該振動板の撓み量を調整可能な撓み抑制機構を備えた物体浮揚装置。
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