JPH06312129A - 物体浮遊装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】物体を非接触で空間に浮遊させて保持する装置
に関し、特に音場または静電場において働く力を利用し
て液滴等を空間に安定に浮遊させる物体浮遊装置を提供
することを目的とする。 【構成】振動板３とこれに対向して設けられた反射板５
とを有し、振動板３を駆動して反射板５との間に定在波
音場を形成して、この定在波音場内に物体を浮遊させて
保持する物体浮遊装置において、反射板５を振動板３の
上方に設けるように構成するとともに、この反射板５
を、振動板３と対向する面を凸形の曲面とした曲面反射
板２１のように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体を非接触で空間に
浮遊させて保持する装置に関し、特に音場または静電場
において働く力を利用して液滴等を空間に安定に浮遊さ
せるための、物体浮遊装置に関するものである。

【０００２】物体を非接触で空間に浮遊させて保持する
物体浮遊装置は、例えば宇宙空間等の微小重力環境にお
いて、蛋白質等の有用材料を無容器成長させる等の目的
に用いられるものである。

【０００３】このような物体浮遊装置においては、液滴
等の物体を非接触で空間において安定に浮遊させて保持
することができ、また液滴等を空間の所定位置に供給し
て、安定な浮遊状態に保持できるものであることが要求
されている。

【０００４】

【従来の技術】図１０は、従来の物体浮遊装置の一例を
示したものであって、定在波音場を利用する装置の場合
を示している。図中において、１はランジュバン型の振
動子であって、一方の振動面にエクスポーネンシャル形
状のホーン２を結合されており、ホーン２の先端に、例
えばアルミニウム円板からなる振動板３を固定した構造
を有している。この場合、振動板３の固定は、例えばホ
ーン２の先端に設けられた雌ねじに対して、通常のボル
ト４を用いて行うようになっている。

【０００５】５は振動板１の上部に設けられた例えば円
板状の反射板であって、上下動装置６によって、その上
下の位置を変更することによって、振動板３との間の距
離を調節することができるようになっている。７はファ
ンクション・シンセサイザであって、任意周波数の交流
信号出力を発生する。８はアンプであって、ファンクシ
ョン・シンセサイザ７の出力を増幅して振動子１に供給
する。

【０００６】図１０に示された物体浮遊装置において
は、交流信号に基づく振動子１の振動を、ホーン２を介
して振動板３に伝達してこれを振動させることによっ
て、空気に振動を与えて音波を発生させる。この際、フ
ァンクション・シンセサイザ７の発生する音波周波数を
振動子１の共振周波数に一致させるとともに、振動板３
と反射板５との間の距離を調節し、振動板３からの進行
波と、反射板５からの反射波とによって両者の間の空間
に定在波音場を形成させることによって、この音場中の
節の位置に液滴等の物体９を非接触で浮遊させて保持す
ることができるようになっている。

【０００７】図１１は、従来の物体浮遊装置の他の例を
示したものであって、静電場を利用する装置の場合を示
している。図中において、１１，１２はそれぞれ電極板
であって、両者の間に高圧電源１３から可変電圧の直流
高圧を印加されることによって、電極板１１，１２の間
に静電場を形成することができるようになっている。

【０００８】１４はカメラであって、両電極板間におけ
る物体、例えば液滴１５の浮遊位置を検出する。１６は
処理装置であって、両電極板間における液滴１５の位置
に応じて、高圧電源１３の発生する直流電圧値を変化さ
せるフィードバック制御を行うことによって、両電極板
１１，１２間における静電力に基づいて、液滴１５を両
電極間の一定位置に浮遊させて保持することができるよ
うになっている。

【０００９】図１２は、図１１に示された物体浮遊装置
における、液滴の供給装置を示したものであって、
（ａ）は液滴の浮遊前を示し、（ｂ）は液滴の浮遊後を
示している。図１１におけると同じものを同じ番号で示
し、１７，１８は金属製のノズルであって、それぞれソ
レノイド１９，２０によって水平方向に支持されるとと
もに、ソレノイド１９，２０の動作時、それぞれソレノ
イド１９，２０内に、あるストロークだけ引き込まれる
ようになっている。

【００１０】最初、図１２（ａ）に示すように、ノズル
１７，１８を伸ばして、両ノズルの先端を僅かな間隙を
おいて対向させた状態で、ノズル１７，１８を介して液
体を給送して、この間隙の部分に液滴１５を形成させ
る。次にソレノイド１９，２０を動作させて、図１２
（ｂ）に示すようにノズル１７，１８を引き込むと、液
滴１５は空間に放出されるので、この時点から処理装置
を動作させて、印加電圧のフィードバック制御を行うこ
とによって、液滴１５を両電極間の所定位置に浮遊させ
て保持することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図１０に示された形式
の物体浮遊装置では、平面反射板を用いて定在波音場を
形成するようにしている。この場合、音場の節は反射板
に平行に形成されるため、縦方向（重力方向）には保持
力が働くが、横方向には全く保持力が働かないため、物
体９を安定に浮遊させることは極めて困難である。ま
た、振動板３をボルト４を用いて固定しているので、振
動板３の面から突出したボルト４の頭部の部分で音場が
乱れるため、物体９を振動板３上に浮遊させることが難
しいという問題があった。

【００１２】図１１に示された形式の物体浮遊装置で
は、液滴１５が電場内におかれたとき、静電誘導によっ
て帯電して、電極板との間の静電力によって浮遊する
が、この際、液滴１５の電荷を始め０にしておくことが
必要であり、そのためには、ノズル１７，１８の電位を
０Ｖにしておかなければならない。

【００１３】ソレノイド１９，２０を動作させてノズル
１７，１８を引き込んだ場合、ソレノイド１９，２０の
ストロークが十分長くないと、ノズル１７，１８が電極
板１１，１２間に留まることになるが、この場合はノズ
ル１７，１８の電位が０Ｖであるため、電極板１１，１
２間の電場を乱し、液滴１５の安定な浮遊を妨げること
になる。

【００１４】一方、ソレノイド１９，２０のストローク
を十分長くするためには、強大な電磁力が必要になるた
め、ソレノイド１９，２０の駆動電圧，電流が大きくな
るとともに、またソレノイド１９，２０のサイズが大き
くなるという問題がある。

【００１５】本発明は、このような従来技術の課題を解
決しようとするものであって、物体浮遊装置において、
液滴等の物体を非接触で空間において任意の位置に安定
に浮遊させて保持することができ、また液滴等を外部か
ら空間の所定位置に供給して、安定な浮遊状態に保持で
きるようにすることを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

(1) 振動板３とこれに対向して設けられた反射板５とを
有し、振動板３を駆動して反射板５との間に定在波音場
を形成して、この定在波音場内に物体を浮遊させて保持
する物体浮遊装置において、反射板５を振動板３の上方
に設けるとともに、反射板５を、振動板３と対向する面
を凸形の曲面とした曲面反射板２１とする。

【００１７】(2) 振動板３とこれに対向して設けられた
反射板５とを有し、振動板３を駆動して反射板５との間
に定在波音場を形成して、この定在波音場内に物体を浮
遊させて保持する物体浮遊装置において、振動板３の駆
動部に対する取付け部に、振動板３の締め付け用ボルト
４の頭部と同一形状で頭部の高さと同じ深さのざぐり部
を有するざぐり孔２２を設け、このざぐり部にボルト４
の頭部を嵌合した状態で、ボルト４を駆動部に対して締
め付けることによって、振動板３を固定する。

【００１８】(3) 振動板３とこれに対向して設けられた
反射板５とを有し、振動板３を駆動して反射板５との間
に定在波音場を形成して、この定在波音場内に物体を浮
遊させて保持する物体浮遊装置において、振動板３を駆
動部に対して固定するための、振動板３上に設けられた
突起部の高さを音波長の１／４にする。

【００１９】(4)(3)において、突起部の径を、浮遊させ
るべき物体よりも大きくするとともに、駆動部の振動板
３との接続部分より小さくする。

【００２０】(5)(3)において、突起部が、振動板３の取
付け用ボルト４の頭部である場合に、ボルト４の振動板
３と接触する面の周辺に円弧形の曲面部２７を形成す
る。

【００２１】(6) 上下に対向して設けられた両電極板１
１，１２を有し、両電極板間に高電圧を供給するととも
に、両電極板１１，１２間に水平方向に対向して設けら
れたノズル１７，１８から液体を供給して両ノズルの先
端間に液滴１５を形成したのち、ノズル１７，１８を引
き離して液滴１５を空間に放出し、高電圧値を調整する
ことによって、液滴１５を両電極板１１，１２間の所定
の位置に浮遊させて保持する物体浮遊装置において、高
電圧源３１を設け、高電圧源３１からノズル１７，１８
に高電圧を付与する。

【００２２】(7)(6)において、高電圧源３１が、液滴１
５の放出前において両ノズル１７，１８の電位を０Ｖに
するとともに、液滴１５の放出後において両ノズル１
７，１８に所定の高電圧を付与する。

【００２３】(8)(7)において、高電圧源３１に代えて、
両電極板１１，１２間における液滴１５の位置に応じて
両ノズル１７，１８に印加する電圧を変化させる可変高
電圧源３２を設ける。

【００２４】

【作用】定在波音場を利用する物体浮遊装置では、振動
板３とこれに対向して設けられた反射板５との間に定在
波音場を形成することによって、この定在波音場内に物
体を浮遊させて保持する。

【００２５】この場合、反射板５を振動板３の上方に設
けるとともに、反射板５を、振動板３と対向する面を凸
形の曲面とした曲面反射板２１とすることによって、定
在波音場の節の分布が、下方に膨らんだ曲面状に形成さ
れるので、物体を中心軸上の安定点に浮遊させることが
できる。

【００２６】また平面状の振動板３をボルト４によって
締め付けて駆動部に取り付ける際に、振動板３に、ボル
ト４の頭部と同一形状で頭部の高さと同じ深さのざぐり
部を有するざぐり孔２２を設け、このざぐり部にボルト
４の頭部を嵌合した状態で、ボルト４を駆動部に対して
締め付けて振動板３を固定することによって、振動板３
の上面を平坦にして、定在波音場の乱れをなくすことが
できるので、物体を安定に浮遊させることができる。

【００２７】また振動板３を駆動部に対して固定するた
めの、振動板３上に設けられた突起部の高さを音波長の
１／４にすることによって、突起部の上部に形成される
音場と、それ以外の部分に形成される音場との間に１／
４波長のずれを生じさせることができるので、定在波の
腹から節に対して作用する横方向の力によって、物体を
安定に浮遊させることができる。

【００２８】この場合の突起部の径を、浮遊させるべき
物体よりも大きくするとともに、駆動部の振動板３との
接続部分より小さくすることが適当であり、これによっ
て、振動板３を効率よく振動させるとともに、物体を突
起部の上部に安定に浮遊させることができる。

【００２９】また突起部が、振動板３の取付け用ボルト
４の頭部である場合に、ボルト４の振動板３と接触する
面の周辺に円弧形の曲面部２７を形成することによっ
て、長時間の振動による振動板の損傷を防止するととも
に、振動板の振動姿態を均一化して、物体を安定に浮遊
させることができる。

【００３０】静電場を利用する物体浮遊装置では、上下
に対向して設けられた両電極板１１，１２の間に高電圧
を供給するとともに、両電極板１１，１２間に設けられ
たノズル１７，１８によって、両ノズルの先端間に液滴
１５を形成したのち、ノズル１７，１８を引き離して液
滴１５を空間に放出し、高電圧値を調整することによっ
て、液滴１５を両電極板１１，１２間の所定の位置に浮
遊させて保持する。

【００３１】この場合に、別の高電圧源３１を設け、高
電圧源３１からノズル１７，１８に高電圧を付与するこ
とによって、ノズル１７，１８の存在に基づく電極板間
の電場の乱れを防止して、液滴を安定に浮遊させること
ができる。

【００３２】また、この場合のノズル１７，１８に対す
る電位の付与のタイミングとしては、高電圧源３１によ
って、液滴１５の放出前は両ノズル１７，１８の電位を
０Ｖにするとともに、液滴１５の放出後は両ノズル１
７，１８に所定の高電圧を付与すればよく、これによっ
て、液滴を安定に浮遊させることができるようになる。

【００３３】また、高電圧源３１に代えて、可変高電圧
源３２を設けて、両電極板１１，１２間における液滴１
５の位置に応じて、両ノズル１７，１８に印加する電圧
を変化させることによって、物体の浮遊後にその浮遊位
置を変化させる場合に、電界の乱れを防止して、液滴を
スムーズに安定に浮遊させることができる。

【００３４】

【実施例】図１は、本発明の実施例（１）を示したもの
であって、定在波音場を利用する装置の場合を示し、図
１０におけると同じものを同じ番号で示している。２１
は曲面反射板であって、振動板３と対向する面が振動板
３の中心軸を中心とする、凸面の回転曲面をなすように
形成されている。曲面反射板２１は、上下動装置６によ
って、上下の位置を変更することができるようになって
いる。

【００３５】図２は、図１の実施例における振動板間の
音場の形成を示したものであって、、図１におけると同
じものを同じ番号で示している。図２において破線で示
されるように、曲面反射板２１による定在波音場の節
は、曲面反射板２１の面に沿って図２のように下方に膨
らんだ曲面状に形成される。

【００３６】このような一連の節の分布の中では、どの
位置でも、ポテンシャルの大きさはほぼ等しいため、物
体９は、位置エネルギーが最も小さい中心方向に重力Ｇ
によって移動し、中心軸１０上の位置が安定点となる。
従って、この重力による向心力によって、横方向に対し
ても保持力が発生するので、物体９を安定に浮遊させる
ことができる。

【００３７】また液滴等からなる物体を浮遊させる場
合、音波が強力であると、液滴は、偏平化して飛散し、
安定に浮遊させることが困難であるが、図１に示される
ような曲面反射板を使用した場合は、中心軸以外での進
行波および反射波は、音場外へ反射されるため、中心軸
上では、乱反射の影響が少なくなる。

【００３８】図３は、本発明の実施例（２）を示したも
のであって、振動板の上面を平坦にする場合の振動板３
の形状を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は側断面図であ
る。振動板３において、２２はボルト４の頭部を収容す
るための、ボルト４の頭部と同一形状に形成されたざぐ
り部と貫通孔とからなるざぐり孔である。

【００３９】振動板３は、前述のようにホーン２の先端
に設けられた雌ねじに対して、ボルト４によって固定さ
れる。この際、振動板３が平面板からなり、ホーン２の
先端に取り付けたとき、ボルト４の頭部が振動板３の上
面に突出する状態であると、この部分において定在波音
場が不均一になる。

【００４０】定在波音場を均一化するためには、ボルト
４の頭部を振動板３内部に埋め込んで、振動板３の上面
に突出物がないようにすればよい。このためには、ざぐ
り孔を設けて、その内部でボルト４の頭部を回転させ
て、振動板３をホーン２に対して固定することが考えら
れる。

【００４１】しかしながら、このような構造にした場
合、通常、六角穴つきボルト等からなるボルト４の頭部
を回転させるためには、かなり大きな円形のざぐり孔を
設けなければならないので、振動板３の上面の中心軸の
部分に、肉薄部分からなる大きな窪みができることにな
り、音場が不均一になる。

【００４２】振動板３の強度を大きくするために、振動
板とボルトの雄ねじの部分を一体化した構造にすること
も考えられるが、アルミニウム製のねじは強度的に不安
があって好ましくない。

【００４３】振動板３の強度を増すためには、振動板３
をアルミニウム製から、ステンレス製等に変更すること
が考えられるが、こうすると重量が増加するために、振
動子１に対する負荷が増加して、振動板３を十分に振動
させることができなくなる恐れが生じる。

【００４４】そこで、図３に示された実施例では、振動
板３の上面に設けるざぐり孔２２を、ボルト４の頭部と
同一の六角形状で、ボルト４の頭部の高さと同じ深さを
有するざぐり部と、ボルトの雄ねじを通す貫通孔とから
形成し、ボルト４を締めつけるときは、ボルト４の頭部
をざぐり孔２２に嵌合させたまま、振動板３と同時に回
転させて、ホーン２に対して固定するようにする。

【００４５】このようにすることによって、振動板３に
設けるざぐり孔の大きさを最小限にするとともに、ボル
ト４の頭部が振動板３の上面から突出することがなくな
り、従って振動板３の上面が平坦になるので、定在波音
場を乱す恐れがなくなる。なお、この場合のボルト４の
頭部の形状は、六角形に限らず、任意の多角形の場合に
適用できる。

【００４６】図４は、本発明の実施例（３）を示したも
のであって、振動板固定用のボルトを定在波音場形成の
ために利用する場合を示し、２３はボルトの頭部であ
る。ボルトの頭部２３の高さは、音波の１／４波長に選
ばれる。

【００４７】図４に示すように、ボルトの頭部２３の高
さを音波の１／４波長にすることによって、振動板３の
中心軸上、すなわちボルトの頭部２３の上部に形成され
る音場２４と、振動板３上のそれ以外の部分に形成され
る音場２５との間では、１／４波長のずれを生じる。従
って、中心軸上の物体９の浮遊位置である定在波の節の
位置は、点線で示すように、振動板３上のそれ以外の部
分によって生じる定在波の腹の位置に隣接することにな
る。

【００４８】これによって、定在波の腹から節に対して
横方向の力が働き、これが向心力となって、物体９を安
定に浮遊させることができるようになる。このような効
果は、ボルトの頭部に限らず、１／４波長の高さを有す
る任意の突起部によって実現することができる。

【００４９】図５は、本発明の実施例（４）を示したも
のであって、振動板固定用のボルトを定在波音場形成の
ために利用する場合を示し、２６はホーン２の振動板取
付け部である。

【００５０】図４の実施例に示されたように、ボルトの
頭部２３の高さを音波の１／４波長にすることによっ
て、この部分に物体９を保持する場合、物体９は、ボル
トの頭部２３上の定在波中に保持されるので、ボルトの
頭部２３の大きさは、物体９より大きくなければならな
い。

【００５１】一方、振動板３を効率よく振動させるため
には、ボルトの頭部２３と振動板３との接触面積をでき
るだけ小さくする必要があるが、ホーン２の振動板取付
け部２６より小さくすることは無意味である。

【００５２】これらのことから、ボルトの頭部２３の大
きさをある程度規定することができる。すなわち、ボル
トの頭部２３の大きさは、物体９より大きくするが、最
大でも振動板取付け部２６の径と同じ大きさとし、これ
より小さくすることが望ましい。

【００５３】図６は、本発明の実施例（５）を示したも
のであって、振動板固定用のボルトを定在波音場形成の
ために利用する場合を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は
拡大側面図である。２７はボルトの頭部２３の下面に設
けられた曲面部である。

【００５４】振動板固定用のボルトとして、多角形の頭
部を有するものを使用する場合、通常、ボルトの頭部の
下面、すなわち振動板３と接する部分は平面に形成され
ている。そのため、ボルトを締めつけた状態で、高速，
高振幅の振動を行わせると、ボルトの多角形のエッジの
部分で振動板３に傷をつけることになり、長時間振動さ
せた場合、振動状態に変化を生じることになる。

【００５５】そこで、図６に示すように、ボルトの頭部
２３の下面の周辺部に、断面が円弧形の曲面部２７を設
けるようにすると、ボルトの頭部２３の下面と振動板３
との接触部分におけるエッジがなくなって、滑らかに接
触させることができるので、長時間の振動によっても、
振動板３を傷つけることがない。

【００５６】またこのようにすることによって、ボルト
の頭部２３の下面と振動板３との接触部分が円形になる
ため、振動板のすべての方向に等振幅に振動を伝達する
ことができるようになるので、振動板３の振動姿態を均
一化する効果が生じる。

【００５７】図７は、本発明の実施例（６）を示したも
のであって、静電場を利用する装置の場合を示してい
る。図１１および図１２におけると同じものを同じ番号
で示し、３１は別の高圧電源である。

【００５８】図７に示された実施例においては、ノズル
１７，１８に対して高圧電源３１から高電圧を印加でき
るように構成されている。従って、ソレノイド１９，２
０を動作させてノズル１７，１８を引き込んだ後に、ノ
ズル１７，１８に高電圧を印加して、両電極板間の電場
に基づく電位と等電位にすることによって、電場内に突
出しているノズル１７，１８の先端の電位が周囲の電位
と異なることに基づく、電極板間の電場の乱れの発生が
防止され、液滴１５を両電極板間において安定に浮遊さ
せることができるようになる。

【００５９】図８は、ノズルの印加電圧の求め方を説明
するものであって、図７におけると同じものを同じ番号
で示している。図８において、電極板１２を０電位とし
て、電極板１１に電圧Ｖを印加したときの、ノズル１
７，１８の位置における電位Ｖ _n は、次式によって示さ
れる。 Ｖ_n ＝Ｖ×Ｂ／（Ａ＋Ｂ） ・・・（１）

【００６０】従って、高圧電源３１によって、ノズル１
７，１８に（１）式で示される印加電圧Ｖ_n を与えるこ
とによって、ノズル１７，１８は周囲の電場と等電位に
なるので、ノズル１７，１８の存在によって電極板間の
電位分布に擾乱を与えることがなくなり、従って、ノズ
ル１７，１８が液滴１５の浮遊状態に影響を与えること
はない。

【００６１】この場合のノズル１７，１８に対する高電
圧印加のタイミングとしては、最初液滴の装填時には、
ノズルを０Ｖにしておく必要があるので、ノズル１７，
１８に対する高電圧の印加は、ソレノイド１９，２０を
動作させて、ノズル１７，１８を移動させてから行うよ
うにする。

【００６２】図９は、本発明の実施例（７）を示したも
のであって、静電力を利用する装置の場合を示してい
る。図７におけると同じものを同じ番号で示し、３２は
可変高圧電源である。

【００６３】物体浮遊装置においては、通常は、浮遊物
体の位置を一定位置に制御するので、制御が安定したの
ちは、電極板１１，１２間における印加電圧は大きく変
化することはなく、従って、ノズル１７，１８に印加す
る電圧が一定であっても、それほど問題になることはな
い。

【００６４】しかしながら、物体の浮遊後にその浮遊位
置を変更する場合には、それに伴って電極板間の電圧も
変化させることが必要になるため、ノズル１７，１８に
与える電圧も可変であることが望ましい。

【００６５】図９に示された実施例においては、可変高
圧電源３２は、高圧電源１３における印加電圧の変化に
伴って、その印加電圧が変化するように、処理装置１６
によって制御される。従って、ノズル１７，１８の電圧
も液滴１５の位置に応じて変化するので、電界の乱れを
生じることがなく、液滴１５をスムーズに移動させるこ
とができる。また、図９の実施例では、液滴１５の位置
が一定である場合にも、図７に示された実施例の場合と
比較して、液滴１５の位置の制御を、より微細に行うこ
とが可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、物
体浮遊装置においては、液滴等の物体を非接触で空間に
おいて安定に浮遊させて保持することができる。また、
液滴等を空間の所定位置に供給して、安定な浮遊状態に
保持することが可能である。

【００６７】従って本発明によれば、たとえぱ宇宙環境
において、蛋白質等の有用材料を無容器成長させるよう
な場合に、材料となる液滴を正しい作業位置に非接触で
安定に保持することができるので、所要の処理を無汚染
状態で正確に行うことができるとともに、この場合に必
要な外部からの液滴の供給を容易に安定に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例（１）を示す図である。

【図２】図１の実施例における振動板間の音場の形成を
示す図である。

【図３】本発明の実施例（２）を示す図であって、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側断面図である。

【図４】本発明の実施例（３）を示す図である。

【図５】本発明の実施例（４）を示す図である。

【図６】本発明の実施例（５）を示す図であって、
（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。

【図７】本発明の実施例（６）を示す図である。

【図８】ノズルの印加電圧の求め方を説明する図であ
る。

【図９】本発明の実施例（７）を示す図である。

【図１０】従来の物体浮遊装置の一例を示す図である。

【図１１】従来の物体浮遊装置の他の例を示す図であ
る。

【図１２】図１１に示された物体浮遊装置における、液
滴の供給装置を示す図であって、（ａ）は液滴の浮遊前
を示し、（ｂ）は液滴の浮遊後を示す。

【符号の説明】

３ 振動板 ４ ボルト ５ 反射板 １１ 電極板 １２ 電極板 １５ 液滴 １７ ノズル １８ ノズル ２１ 曲面反射板 ２２ ざぐり孔 ２７ 曲面部 ３１ 高電圧源 ３２ 可変高電圧源

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動板（３）とこれに対向して設けられ
   た反射板（５）とを有し、該振動板（３）を駆動して反
   射板（５）との間に定在波音場を形成して該定在波音場
   内に物体を浮遊させて保持する物体浮遊装置において、 前記反射板（５）を振動板（３）の上方に設けるととも
   に、該反射板（５）を、振動板（３）と対向する面を凸
   形の曲面とした曲面反射板（２１）としたことを特徴と
   する物体浮遊装置。
2. 【請求項２】 振動板（３）とこれに対向して設けられ
   た反射板（５）とを有し、該振動板（３）を駆動して反
   射板（５）との間に定在波音場を形成して該定在波音場
   内に物体を浮遊させて保持する物体浮遊装置において、 振動板（３）の駆動部に対する取付け部に、該振動板
   （３）の締め付け用ボルト（４）の頭部と同一形状で該
   頭部の高さと同じ深さのざぐり部を有するざぐり孔（２
   ２）を設け、該ざぐり部にボルト（４）の頭部を嵌合し
   た状態で、該ボルト（４）を駆動部に対して締め付ける
   ことによって、該振動板（３）を固定するようにしたこ
   とを特徴とする物体浮遊装置。
3. 【請求項３】 振動板（３）とこれに対向して設けられ
   た反射板（５）とを有し、該振動板（３）を駆動して反
   射板（５）との間に定在波音場を形成して該定在波音場
   内に物体を浮遊させて保持する物体浮遊装置において、 振動板（３）を駆動部に対して固定するための、該振動
   板（３）上に設けられた突起部の高さを音波長の１／４
   にしたことを特徴とする物体浮遊装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の物体浮遊装置におい
   て、前記突起部の径を、浮遊させるべき物体よりも大き
   くするとともに、前記駆動部の振動板（３）との接続部
   分より小さくすることを特徴とする物体浮遊装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載の物体浮遊装置におい
   て、前記突起部が、振動板（３）の取付け用ボルト
   （４）の頭部である場合に、該ボルト（４）の振動板
   （３）と接触する面の周辺に円弧形の曲面部（２７）を
   形成したことを特徴とする物体浮遊装置。
6. 【請求項６】 上下に対向して設けられた両電極板（１
   １，１２）を有し、該両電極板間に高電圧を供給すると
   ともに、両電極板（１１，１２）間に水平方向に対向し
   て設けられたノズル（１７，１８）から液体を供給して
   両ノズルの先端間に液滴（１５）を形成したのち、該ノ
   ズル（１７，１８）を引き離して該液滴（１５）を空間
   に放出し、前記高電圧値を調整することによって、該液
   滴（１５）を両電極板（１１，１２）間の所定の位置に
   浮遊させて保持する物体浮遊装置において、 高電圧源（３１）を設け、該高電圧源（３１）から前記
   ノズル（１７，１８）に高電圧を付与するようにしたこ
   とを特徴とする物体浮遊装置。
7. 【請求項７】 前記高電圧源（３１）が、液滴（１５）
   の放出前において両ノズル（１７，１８）の電位を０Ｖ
   にするとともに、液滴（１５）の放出後において両ノズ
   ル（１７，１８）に所定の高電圧を付与することを特徴
   とする請求項６に記載の物体浮遊装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の物体浮遊装置におい
   て、前記高電圧源（３１）に代えて、両電極板（１１，
   １２）間における液滴（１５）の位置に応じて両ノズル
   （１７，１８）に印加する電圧を変化させる可変高電圧
   源（３２）を設けたことを特徴とする物体浮遊装置。