JPH07187388A

JPH07187388A - 物体浮揚装置及び該装置を具備した物体搬送装置並びに物体浮揚方法

Info

Publication number: JPH07187388A
Application number: JP5347817A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Hashimoto; 芳樹橋本
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-25
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: US6455982B1; JP3300145B2

Abstract

(57)【要約】【目的】扱う物体の材質等の制約がないと同時に比較
的大きな重量及び寸法の物体を取り扱え、且つ、小型に
してコストが安く、しかも安全性等の面からも好適であ
り、制御も容易な物体浮揚装置及び該装置を具備した物
体搬送装置並びに物体浮揚方法を提供すること。【構成】振動体を励振し、該振動体の音波の放射圧に
より該振動体の表面上において物体７を浮揚させ、搬送
するようにし、上記の効果を得ている。また、特に、同
相ピストンモード振動においては振動の節が存在しない
ので、小さな物体の浮揚、搬送も可能となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物体を空中に浮揚させる
物体浮揚装置及びその方法と、該装置を具備した物体搬
送装置とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として、下記の各方
式のものが知られている。

【０００３】（１）コイルを流れる交流磁界を用いて物
体を磁気的に浮揚、搬送させる方式。（２）超電導マイスナー効果を利用して浮揚、搬送させ
る方式。（３）圧搾空気等の加圧気体を用いて浮揚、搬送させる
方式。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これら各装置のうち
（１）及び（２）に記載したものにおいては、浮揚、搬
送の対象とする物体が強磁性体や半導体に限られると共
に、磁気を受ける条件下に置くことが好ましくない物体
に関しては適用できないという欠点がある。また、超電
動マイスナー効果を利用する装置についてはコイルを極
低温まで冷却するために高価な冷却液が必要であり且つ
その消耗の問題などからもコストの増大を招来すると共
に、冷却液の安全性についても配慮しなければならず、
しかも、長時間安定した状態で浮揚させ、搬送するため
には装置の規模を極めて大きくしなければならないとい
う問題がある。

【０００５】一方、上記（３）に記載した方式の装置に
おいては、物体の搬送路全面に加圧気体を供給する必要
があり、このために大掛かりな加圧気体供給手段が設け
られ、装置全体としての小型化を図ることが困難である
と共に、供給気体の圧力を広範囲にわたって均一化する
ための制御が容易ではないという問題を擁している。ま
た、該装置においては、いわゆるクリーンルームなど、
雰囲気を清浄に保つべき条件下にて使用される場合、上
記加圧気体供給手段より噴出せられる気体の拡散を防ぐ
ためにこれを吸引回収する手段も必要となり、装置の小
型化を図る上で更なる障害となっていると同時に、気体
の回収を完全に行うことは難しいという問題もある。

【０００６】ところで、最近、図３７に示す如き装置が
開発されている。なおこの装置は、１９８３年１０月３
日に発行された『日本音響学会講演論文集』の第７４５
頁及び第７４６頁において開示されている。

【０００７】すなわち、図３７において、励振手段１０
１により励振される段つき円形振動板１０２と、これに
対応して配置された反射板１０３との間に定在波（図示
せず）を生じさせ、発泡スチロールからなる球１０４
（重さ１．２ｍｇ、直径４ｍｍ）を複数、音場により浮
揚させている。なお、図３７において、重力方向を矢印
ｇにて示している。この場合、各球１０４は空中超音波
の波長の１／２間隔で静止し、その位置は音圧の谷であ
ることが判明したとされている。また、浮揚可能な球の
大きさは１／２波長以下がよく、その重さは音圧に関係
するとされている。

【０００８】しかしながら、このように定在波を用い、
その節の位置に物体を静止させる構成の装置において
は、現在、供試体としての球１０４は極めて軽量なもの
に限られ、重量の大きな物体を浮揚させるには振動板１
０２の振動振幅を極めて大きくしなければならない。従
って、振動板１０２やホーン１０１ａ（図３７参照）の
応力的な破壊に鑑みれば、重量物を長時間安定して浮揚
させることは困難であり、実用化には遠いものと考えら
れる。また、かかる構成において、音波を集束させて強
力音波にする方法を採用し、比較的重い物体でも浮揚を
可能にすることも考えられるが、これでは振動板１０２
の直径に比べ小さな面積に音波が作用することなり、結
果として小径の物体しか扱うことができない。

【０００９】そこで本発明は、上記従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであって、扱う物体の材質等の制約が
ないと同時に比較的大きな重量及び寸法の物体を取り扱
え、且つ、小型にしてコストが安く、しかも安全性等の
面からも好適であり、制御も容易な物体浮揚装置及び該
装置を具備した物体搬送装置並びに物体浮揚方法を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、振動体と、該
振動体を励振する超音波励振手段とを備え、該振動体の
音波の放射圧により該振動体の表面上において物体を浮
揚させる物体浮揚装置において、該振動体がその全体が
該表面に対して略垂直な縦振動を行うように構成したも
のである。また、本発明は、振動体と、該振動体を励振
する超音波励振手段と、物体を走行させる走行手段とを
備え、該振動体の音波の放射圧により該振動体の表面上
において物体を浮揚させ、走行させる物体搬送装置にお
いて、該振動体がその全体が該表面に対して略垂直な縦
振動を行うように構成したものである。また、本発明に
よる物体浮揚方法は、振動体にその表面に対して略垂直
な縦振動を生じさせ、該振動体の音波の放射圧により該
表面上において物体を浮揚させるようにしたものであ
る。更に、本発明は、振動体と、該振動体を励振する超
音波励振手段とを備え、振動体の音波の放射圧により該
振動体の表面上において物体を浮揚させる物体浮揚装置
において、前記超音波励振手段が前記振動体をして縞モ
ード振動を行わせるべく励振するように構成したもので
ある。また、本発明は、振動体と、該振動体を励振する
超音波励振手段と、物体を走行させる走行手段とを備
え、該振動体の音波の放射圧により該振動体の表面上に
おいて物体を浮揚させ、走行させる物体搬送装置におい
て、前記超音波励振手段は前記振動体をして縞モード振
動を行わせるべく励振するように構成したものである。
また、本発明による物体浮揚方法は、振動体に縞モード
振動を生じさせ、該振動体の音波の放射圧により該表面
上において物体を浮揚させるようにしたものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１２】図１乃至図３は、本発明の第１実施例とし
ての物体搬送装置を示すものである。

【００１３】図示のように、当該物体搬送装置は、矩形
板状に形成された振動体１を有している。この振動体１
は例えばその中心部にてホーン２の先端に螺子３（図２
に図示）により締結されている。ただし、振動体１の形
状に関しては、平板状に限らず、その用途等に応じて適
宣可変である。また、ホーン２に対する振動体１の取付
けについても、ロウ付けや溶接など、他の種々の手段を
用いてよく、取付位置も可変である。なお、図１におい
て、ホーン２による超音波振動の振動方向を矢印Ｕにて
示す。このように、ホーン２は縦振動を行う。振動体１
の長さＬ（図２参照）及び幅Ｂは、ホーン２から伝達さ
れる振動に基づく撓み振動の共振長に定められ、図１に
示す撓み曲線Ａのような撓み振動をする。

【００１４】因に、本実施例の振動体１は、その長さＬ
が４３４ｍｍ、幅Ｂが１５４ｍｍ、厚みｔ（図１に図
示）が３ｍｍとなされ、素材としてジュラルミンが用い
られている。また、ホーン２については、約１９．４ｋ
Ｈｚで励振され、先端には振幅が３２μｍｐ−ｐ程度の
振動がのせられる。これらの設定により、振動体１の振
動の節はその長さ方向において約５４．２５ｍｍ、幅方
向においては約１９．２５ｍｍの間隔で現れ、格子状の
振動モードにて振動する。なお、振動体１の各寸法、共
振周波数及びその振幅並びに振動モードの形態について
は、適宣設定することができ、例えば長さＬに関しては
１０００ｍｍ以上とすることが可能である。

【００１５】図１に示すように、ホーン２は、振動体１
に対する結合部とは反対側において振動子４と結合され
ている。この振動子４の電極４ａと発振器５とが接続さ
れており、振動子４は該発振器５によって励振されて超
音波振動を発生する。ホーン２は、この振動子４が発す
る振動を機械的に増幅するものである。なお、ホーン２
にはフランジ部２ｂが形成されており、振動子４及び該
ホーン２を内蔵するケース６に対して該フランジ部２ｂ
がパッキン２ｃを介して締結されている。

【００１６】上述したホーン２と、振動子４と、発振器
５と、これらに関連する周辺の部材を、超音波励振手段
と総称する。

【００１７】図２及び図３に示すように、搬送されるべ
き物体７の搬送路両側に沿って板状の音波反射部材８が
配置されており、且つ、ケース６に取り付けられてい
る。

【００１８】次に、以上のような構成よりなる物体搬送
装置の作用について説明する。

【００１９】まず、当該物体搬送装置が含む物体浮揚装
置としての作用について説明する。

【００２０】まず、装置の作動に際し、図１に示すよう
に、振動体１が仮想水平面１０に対して平行となるよう
に装置の姿勢が調整される。この状態で給電がなされ、
発振器５により振動子４が励振され、ホーン２が縦振動
して該ホーンを通じて振動体１が励振されて撓み振動を
行う。振動体１が撓み振動を行うことにより、該振動体
１より音波（図示せず）が放射される。

【００２１】上記のように振動体１が振動を開始した
後、物体７を振動体１上に持ち来し、静かに手を離す。
但し、物体７は、振動体１の振動開始以前に予め振動体
１上に載置しておいてもよい。

【００２２】図４は図１における部分Ｅを拡大したもの
であるが、該図から明らかなように、振動体１より発せ
られる音波の放射圧によって、物体７は該振動体１の表
面から距離ｅ₁ を隔てた状態で浮揚する。ここで、この
浮揚距離ｅ₁ は、未だ音波を発することなく静止した状
態の振動体１の表面を０（ゼロ）とし、これを基準とし
た距離である。また、振動体１の面積が小さければ、振
動体１は撓み振動をせずにホーン２より付与される縦振
動そのものの振動モードで振動するが、この場合も物体
７は同様に浮揚する。なお、超音波励振手段への給電を
断てば振動体１よりの音波は直ちに停止し、物体７は振
動体１に接触する。

【００２３】図１乃至図４に示した物体７は、単に平板
状で比較的軽量のもの、例えば名刺や、合成樹脂製ある
いは金属製の薄板等を想定している。これらの物体は、
本実施例で示した装置を試作し、供試体として浮揚させ
てみたものであるが、この他、図５に示すような形態の
物体７についても実験を行った。すなわち、平板状のキ
ャリア７ａと、該キャリア７ａ上に担持された重量物７
ｂとからなるものである。図５において、この場合のキ
ャリア７ａと振動体１との距離をｅ₂ にて示している。
なお、このようなキャリア７ａを必要とする重量物７ｂ
としては、球形に近いものあるいは凹凸を有するものな
ど自体のみにては浮揚し得ない物体や、容器に収容した
状態の粉体又は液体等が挙げられる。但し、自体の底面
が平坦であればキャリア７ａを外して該重量物７ｂのみ
にても浮揚する故、そのような重量物７ｂについては自
体のみの浮揚実験をも行った他、種々の物体についても
実験を行った。この実験の実際及び該実験により得られ
た諸データ等については後述する。

【００２４】上記の実験の結果、浮揚に供する供試体の
材質には何等制約されることがなく、どのような物体で
も浮揚することが判明した。また、軽量なものから重い
ものに亘り幅広く実験を行ったが、軽量物については勿
論浮揚し、重量物に関しては実験中最大のもので直径が
約１４０ｍｍ、重量が約３．２６Ｋｇの金属製の物体が
浮揚し、これから、振動体１よりの音波の放射圧によっ
て物体が受ける最大浮力を計算すると２１．４ｇ／ｃｍ
² となった。よって、振動体１の表面積よりこの数値を
換算すると、仮に振動体１の全面に亘って延在するよう
な物体であれば、その物体の重量が１４．３Ｋｇでも浮
揚可能となる。ただし、比較的軽量の物体を浮揚させる
際は装置に加える振動系への入力電力は１３０Ｗで済ん
だが、上記のように重い物体を浮揚させる場合には１６
０Ｗを要した。

【００２５】また、前述したように、浮揚実験にはさま
ざまな材質の物体が供されたが、振動体１の表面と対向
する底面の平面精度が高いものほど、重量が大きくとも
浮揚することが判明した。ただし、振動体１の表面の平
面精度が高いこと、また、装置全体の安定性が重要であ
ることも確認された。

【００２６】上記から明らかなように、本発明に係る装
置においては、磁性体であるや否やなど、扱う物体の材
質等の制約を受けることがなく、また、磁界中におくこ
とができないもの等、あらゆる物体を浮揚させ、後述の
ように搬送することができる。また、扱う物体の重量及
び寸法が比較的大きくとも、浮揚させ、搬送することが
できるものである。

【００２７】続いて、上述した物体浮揚装置を含む物体
搬送装置の作用について説明する。この物体搬送装置
は、前述した物体浮揚装置の構成に、浮揚した状態の物
体７を走行させる走行手段を付加させたものである。

【００２８】この走行のための手段の一例として、図６
に示すような構成を採用している。すなわち、振動体１
の表面が仮想水平面１０に対して角度θ₁ だけ傾斜する
ようになされる。この傾斜θ₁ により、物体７に重力に
基づく加速度が生じ、走行する訳である。但し、角度θ
₁ については実験では１〜５°に設定された。かかる構
成の場合、物体７を走行させるための駆動源を特に必要
とせず、単に装置を傾けるだけでよいため、装置全体と
しての小型化及びコストの低減が図り易くなっている。
なお、前述したように、超音波励振手段への給電を断て
ば物体７は瞬時に振動体１に接触し、摩擦抵抗により停
止する。

【００２９】ところで、上記のようにして物体７が搬送
される際、下記の作用によって搬送路からの逸脱が防止
される。

【００３０】すなわち、図２及び図３に示すように、該
搬送路の両側に沿って音波反射部材８が配設されてい
る。図３から明らかなように、これらの音波反射部材８
は振動体１とは非接触の状態であり、図において矢印に
て示すように振動体１の下面より放射される音波を反射
しつつ上記搬送路の側方へと導く。搬送路の側方にはこ
のように導かれた音波が存在することとなるため、これ
が壁となり、物体７が搬送路から逸脱しようとするとこ
れを押し戻す作用をなす。よって物体７が搬送路から逸
脱することがない。また、かかる構成によれば、物体７
は音波反射部材８と接触することがない。但し、このよ
うな音波反射部材８を設けずとも、振動体１の縁からは
み出そうとした物体７が、該振動体１自体が放射する音
波の作用によって内側に引き戻される作用があることが
確認されている。

【００３１】次に、上述のように重力を利用して物体７
を走行させる形式とは異なる走行手段を夫々備えた他の
物体搬送装置について説明する。なお、これら各物体搬
送装置は、以下に説明する部分以外は図１乃至図３並び
に図６に示した第１実施例としての物体搬送装置と同様
に構成されているので、装置全体としての説明は重複す
る故に省略し、要部のみの説明に留める。また、以下の
説明において。図１乃至図３並びに図６に示した物体搬
送装置の構成部分と同一の構成部分については同じ参照
符号を用いて示している。

【００３２】図７に、本発明の第２実施例としての物体
搬送装置の要部を示す。

【００３３】図示のように、当該物体搬送装置において
は、振動体１が、仮想水平面１０に対して平行となされ
ている。そして、物体７を走行させる走行手段が、該物
体７が走行すべき方向に沿って互いに所定間隔を隔てて
並設された複数のノズル１５を有している。これらのノ
ズル１５は例えば振動体１の上方に配設され、斜め後方
より物体７に向けて圧搾空気を噴出する。物体７はこの
噴出する圧搾空気によって加速され、搬送される。これ
らのノズル１５と、該ノズル１５に圧搾空気を供給する
コンプレッサ（図示せず）等とによって、上記走行手段
として作用する気体噴射手段が構成されている。なお、
加圧して噴射される気体は、空気に限らず、用途に応じ
て、また、雰囲気等の環境に及ぼす影響が許容されるな
らば、種々のものが使用可能である。

【００３４】図８は、本発明の第３実施例としての物体
搬送装置の要部を示すものである。上記第２実施例とし
ての物体搬送装置においては気体の噴射によって物体７
を走行させているが、当該装置においては物体７に対し
て超音波を放射し、これを推進力として走行させる。

【００３５】すなわち、図示のように、振動体１の上方
に、物体７が走行すべき方向に沿って複数の超音波放射
器２０が等間隔にて並べて設けられている。そしてこれ
らの超音波放射器２０は、各々が具備した振動板２０ａ
より放射する超音波２１が斜め前下方に指向するように
傾斜した状態に設置されている。

【００３６】かかる構成においては、物体７は各超音波
放射器２０より発せられる音波の放射圧により加速さ
れ、搬送される。

【００３７】図９に、本発明の第４実施例としての物体
搬送装置の要部を示す。図８に示した第３実施例として
の物体搬送装置においては物体７の推進のために超音波
放射器２０を設けているが、本実施例においては振動体
１自体が発する音波を物体推進用として活用している。

【００３８】図示のように、本実施例においては、振動
体１の上方に、物体７が走行すべき方向に沿って複数の
平板状の反射部材２５が並べて設けられている。各反射
部材２５は振動体１の表面に対してθ₂ の角度をなすよ
うに、且つ前方が高くなるように傾けて設置されてい
る。よって、振動体１より上方に向けて放射された音波
２６ａはこれら反射部材２５にて反射し、斜め前下方向
に向って進む。物体７はこの反射波２６ｂにより加速さ
れ、搬送される。

【００３９】なお、本実施例においては複数の反射部材
２５を個別に設けたが、この他、複数の傾斜部を波状に
形成した長尺の反射部材（図示せず）を１つのみ設ける
構成としてもよい。

【００４０】また、図７乃至図９に夫々示した第２乃至
第４実施例においては、ノズル１５、超音波放射器２０
及び反射部材２５を物体搬送路に沿って各々複数並べて
設けているが、これらを単一として、搬送すべき物体７
を追うように移動させる構成とすることも可能である。

【００４１】図１０は、本発明の第５実施例としての物
体搬送装置を示すものである。当該物体搬送装置におい
ては、物体７を走行させる走行手段が下記のように構成
されている。

【００４２】図示のように、振動体１を励振する超音波
励振手段３０が該振動体１の右端側に設置され、左端側
に、該超音波励振手段３０とほぼ同様の構成を有するエ
ネルギー変換手段３１が配置されている。このエネルギ
ー変換手段３１は、超音波励振手段３０により励振され
た振動体１が発する超音波のエネルギーを再び電気エネ
ルギーに戻すべく変換するものである。具体的には、該
エネルギー変換手段３１が具備する振動子４の電極４ａ
に、抵抗Ｒ及びコイルＬからなる回路が接続されてお
り、機械的エネルギーとしての超音波エネルギーより変
換された電気エネルギーはこの回路を経ることにより更
にジュール熱に変換され、放散される。

【００４３】かかる構成においては、超音波励振手段と
同時にこのエネルギー変換手段３１を作用させれば、矢
印Ｓにて示すように、振動体１に生ずる撓み振動の波が
進行波となる。物体７は、この進行波に載る状態にて走
行する。

【００４４】図１１に、本発明の第６実施例としての物
体搬送装置の要部を示す。

【００４５】図示のように、当該物体搬送装置において
は、物体７の走行のための手段として、物体１の走行方
向側に重り３２を搭載させることが行われる。このよう
に重りを載せると、物体７は該物体の走行方向側とその
反対方向側とで重量配分が異なり浮揚した状態にて傾斜
する。すると、振動体１より上方に向けて放射された音
波（図示せず）は物体７の下面にて反射し、その反射波
（図示せず）が斜め後下方向に向かって進む。物体７は
この反射波による推進力によって加速され、走行する。
なお、このような重り３２を用いず、物体７自体につい
て走行方向側とその反対方向側との厚さを変えるなどし
て重量配分を異ならしめて傾斜させてもよい。

【００４６】図１２は、本発明の第７実施例としての物
体搬送装置の要部を示すものである。

【００４７】図示するように、この物体搬送装置におい
ては、物体７を走行させるための手段として、物体７の
後部下面に凹凸７ｄが形成されている。図１３から明ら
かなように、この凹凸７ｄは例えば、該物体７が走行す
べき方向において鉛直面７ｅ及び傾斜面７ｆとを交互に
且つ連続的に形成することによりなる。そして、該傾斜
面７ｆは、振動体１の表面に対してθ₃ の角度をなすよ
うに、且つ前方が低くなるように形成されている。よっ
て、振動体１より上方に向けて放射された音波２６ａは
これら傾斜面７ｆにて反射し、斜め後下方向に向って進
む。物体７はこの反射波２６ｂによる推進力によって加
速され、走行する。

【００４８】ところで、図２及び図３に示すように、前
述した各実施例の物体搬送装置においては、物体７の搬
送路からの逸脱を防止するために、搬送路に沿って音波
反射部材８を設け、振動体１の下面側より発せられて該
音波反射部材８に沿って反射された音波を壁として作用
させている。かかる構成により、ある程度の質量までの
物体に対処し得るのであるが、物体７の質量がかなり大
きくなると搬送路外に逸脱しようとする時の慣性も大き
く、音波の壁のみにてはこれを規制することは困難であ
る。そこで図１４に示す構成を付加することが行われ
る。

【００４９】図１４に示すように、重量が大きい物体７
（例えば重量物７ｂのみからなる）の搬送路の両側に、
平板状の逸脱防止部材３５を配設している。よって、物
体７は搬送路から逸脱しようとするとこの逸脱防止部材
３５の内側面に極く軽く接触し、逸脱が回避される。

【００５０】前述した各実施例においては、１台の物体
搬送装置について示したが、図１５に示すように、２台
またはそれ以上の物体搬送装置を、その各々の搬送路が
連続するように直列に並べて設置することができる。こ
のように、搬送路の長さを自在に設定することができ、
自由度が大きく、汎用性に優れている。

【００５１】ところで、前述した各実施例の物体搬送装
置によって搬送される被搬送側の実用化の一例として図
１６に示す構成を考えた。

【００５２】この構成において搬送されるべき物体は、
半導体（ＩＣチップ）を製造する際の一次製品としての
シリコンウェハー４０であり、該シリコンウェハー４０
を例えば矩形板状に形成したキャリア４１上に搭載させ
た状態で前述の物体搬送装置により浮揚させ、搬送する
ことを行う。

【００５３】図から明らかなように、キャリア４１に
は、略円形のシリコンウェハー４０が挿通されるべき円
形の凹部４１ａが設けられている。この凹部４１ａの内
周面には例えば４つの突起４１ｂが等間隔にて形成され
ており、シリコンウェハー４０は凹部４１ａ内において
これら突起４１ｂ上に載置されるようになされている。
そして、キャリア４１の両側には、凹部４１ａに連通す
る切欠部４１ｃが形成されている。この切欠部４１ｃ
は、シリコンウェハー４０を上記突起４１ｂ上に載置し
た状態において該切欠部４１ｃの底面とシリコンウェハ
ー４０の下面との間に所定の間隙が生ずる程度の深さを
有している。すなわち、図示しないロボットハンド等が
このシリコンウェハー４０を凹部４１ａ内に挿入したり
取り出す際に、上記切欠部４１ｃを通じてシリコンウェ
ハー４０を保持するようになされている。

【００５４】なお、かかるキャリア４１を使用せずに、
直接シリコンウェハー４０を搬送することも可能であ
る。

【００５５】ここで、前述した各実施例の物体搬送装置
（物体浮揚装置を含む）に関し、搬送（浮揚）に供され
る物体７の大きさによる浮揚状態を確認すべく行った実
験について述べる。

【００５６】すなわち、前述した各実施例におけるよう
に格子モード音源の場合、振動体１が撓み振動している
ため、放射される音波の放射圧が放射面上での位置によ
り異なる。そのためクラードニの砂図で得られる格子の
四角形の寸法より小さなものは、振動体１の表面と水平
に安定して浮揚せずに、斜めに傾いて浮揚したり、振動
の節の部分に物体７の一辺が接触してしまう場合があ
る。そこで、撓み振動の波長と物体７の大きさについて
実験的に検討した。なお、物体７として浮揚に供される
供試体は、ベークライトを素材として図１７に示す各種
寸法のものを製作した。但し、この図１７において、符
合λは撓み振動の１波長を示す。また、この実験におい
ては、振動体１として、長さＬが４３４ｍｍ、幅Ｂが１
７８ｍｍ、厚みｔが３ｍｍのジェラルミン製の矩形状板
を用いた。駆動周波数、すなわち、ホーン２（図１、図
２等参照）の励振周波数は１９．１１ｋＨｚで、格子状
の振動モードの格子の寸法は約３２×２３ｍｍである。
振動体１の中心、すなわち図２に示す螺子３の頭部での
振動振幅は３０μｍｐ−ｐ一定にして測定した。そのと
きの振動系の入力電圧は７０Ｗである。

【００５７】浮揚状態を測定した結果を図１７の右側部
分に示している。

【００５８】上述した格子モードの節の寸法、約３２×
２３ｍｍは半波長の寸法である。これに対して安定に浮
揚する供試体の寸法は、６０×６０ｍｍ（厚さ１ｍｍ）
以上であることが測定された。このことから、ほぼ３／
２波長以上の寸法であれば振動体と水平に安定して浮揚
することが判明した。その概念図を図１８に示す。

【００５９】次に、本発明の第８実施例としての物体浮
揚装置について図１９及び図２０に基づいて説明する。
なお、当該物体浮揚装置は、以下に説明する部分以外は
前述の第１実施例としての物体搬送装置に含まれる物体
浮揚装置（図１乃至図３に図示）と同様に構成されてい
るので、装置全体としての説明は省略し、要部のみの説
明に留める。また、以下の説明において、この図１乃至
図３に示した物体浮揚装置の構成部分と同一の構成部分
については同じ参照符合を用いて示している。また、こ
れらのことは、後述する他の実施例の説明に関しても同
様である。

【００６０】当該物体浮揚装置においては、物体７を表
面上にて浮揚させるための振動体として、直径６０ｍ
ｍ、共振長１２６ｍｍのステンレス製のストレートホー
ン４５を用いた。このストレートホーン４５は振幅拡大
率２．５倍のホーン２の先端にＭ１４のねじ（図示せ
ず）で結合されており、振動振幅を数箇所測定した結
果、全体として均一に同相に、すなわち、物体７を浮揚
させるための表面に対して垂直若しくは略垂直に縦振動
していることが確認された。この「同相」とは、ストレ
ートホーン４５の振動方向Ｖが、これが結合されたホー
ン２の振動方向Ｕと同方向であることを表わすものであ
る。なお、クラードニの砂図では、振動面上に振動の節
がないためパターンが得られないので、図は省略する。
また、このようなストレートホーン４５は、１９５５年
６月２７日に発行された『超音波加工に使用する固体ホ
ーンの設計（電気通信学会報）』の第１頁乃至第２１頁
などにおいて開示されている。

【００６１】上記した構成によっても、物体７はストレ
ートホーン４５の表面上において浮揚する。なお、前述
したように、かかる構成においては、ストレートホーン
４５はこれを励振するためのホーン２と同相にてピスト
ンのように振動することから、以下、該ストレートホー
ン４５の振動モードについて同相ピストンモードと称す
る。

【００６２】図２１は、本発明の第９実施例としての物
体浮揚装置を示すものである。図示のように、本実施例
においては、物体７を表面上に浮揚させるための振動体
として、比較的厚肉の円板状部材４８が使用されてい
る。この円板状部材４８の素材としては例えばジュラル
ミン等が挙げられる。また、このような円板状の振動体
は、１９８１年２月２３日に発行された『厚い円板形超
音波放射体（電子通信学会報ＵＳ８０−６３）』の第７
頁乃至第１２頁などにおいて開示されている。

【００６３】かかる構成においても、上記円板状部材４
８はホーン２と同相のピストンモードにて全体が縦振動
し、物体７が円板状部材４８の表面上において浮揚す
る。

【００６４】次いで、本発明の第１０実施例としての物
体浮揚装置を、図２２及び図２３を参照して説明する。
図示のように、本実施例においては、物体７を表面上に
浮揚させるための振動体として、前述した円板状部材４
８と同様の肉厚を有する矩形板状部材５１が使用されて
いる。この矩形板状部材５１の素材としては例えばジュ
ラルミン等が挙げられる。また、このような矩形板状の
振動体は、１９８１年２月２３日に発行された『厚い角
板形超音波放射体（電子通信学会報ＵＳ８０−６４）』
の第１３頁乃至第１８頁などにおいて開示されている。

【００６５】かかる構成においても、上記矩形板状部材
５１はホーン２と同相のピストンモードにて全体が縦振
動を行い、物体７が矩形板状部材５１の表面上において
浮揚する。

【００６６】また、この構成の物体浮揚装置に対し、図
６乃至図１３に示したような走行手段を付加することに
より、物体７の搬送をなし得る物体搬送装置が構成され
る。この搬送を行う場合、図２３に示すように、２台ま
たはそれ以上の物体搬送装置を、その各々の搬送路が連
続するように直列に並べて設置すれば、搬送路の長さを
自在に設定することができ、自由度が大きく汎用性に優
れる。

【００６７】図２４に、本発明の第１１実施例としての
物体浮揚装置を示す。図示のように、本実施例において
は、物体７を表面上に浮揚させる振動体５５が、略直方
体状に形成されている。この振動体５５は例えばアルミ
ニウムなどを素材として形成される。このような振動体
５５は、１９８６年２月２４日に発行された『超音波プ
ラスチックウエルダ用大型工具の設計法の検討（電子通
信学会報ＵＳ８５−６４）』の第１３頁乃至第２６頁な
どにおいて開示されている。

【００６８】この構成の物体浮揚装置においても、上記
振動体５５はホーン２と同相のピストンモードにて全体
が縦振動を行い、物体７が振動体５５の表面上において
浮揚する。なお、図２４に示すように、振動体５５には
その振動方向において伸長する複数、この場合３条のス
リット５５ａが互いに平行に形成されているが、これら
のスリット５５ａは、Ｐｏｉｓｓｏｎ比の影響による横
方向の振動を抑圧し、放射面で均一な変位分布を得るた
めのものである。

【００６９】図２４に示した構成の物体浮揚装置に対
し、図６乃至図１３に示したような走行手段を付加する
ことにより、物体７の搬送をなし得る物体搬送装置が構
成される。この搬送を行う場合、図２４に示すように、
２台またはそれ以上の物体搬送装置を、その各々の搬送
路が連続するように直列に並べて設置すれば、搬送路の
長さを自在に設定することができ、自由度が大きく汎用
性に優れる。

【００７０】図２５は、本発明の第１２実施例としての
物体浮揚装置を示すものである。当該物体浮揚装置は、
上記した第１１実施例としての物体浮揚装置が具備する
振動体５５の両端部近傍下面側に対して、トラップホー
ンと称される付加振動体５７を垂下状態にて装着した点
を除き、該第１１実施例たる物体浮揚装置と同様に構成
されている。よって、当該物体浮揚装置においても振動
体５５はホーン２と同相のピストンモードにて全体が縦
振動を行い、物体７が振動体５５の表面上において浮揚
する。

【００７１】上記付加振動体５７は、これを装着するこ
とによって、振動体５５の放射面上で平坦な鉛直方向の
振動変位分布を実現できるものである。なお、このよう
な付加振動体は、１９８８年２月２３日に発行された
『ウェーブトラップトホーンによる超音波大型工具の振
動モード制御（電子通信情報学会報ＵＳ８７−６５）』
の第９頁乃至第１６頁などにおいて開示されている。

【００７２】次に、本発明の第１３実施例としての物体
浮揚装置を図２６及び図２７に基づいて説明する。

【００７３】図示のように、当該物体浮揚装置において
は、物体７をその表面上にて浮揚させるための主振動体
６１と、該主振動体６１と励振用のホーン２との間に介
在する副振動体６２とを備えている。主振動体６１は、
ジュラルミン製であり、その長さＬが６９５ｍｍ、幅Ｂ
が２２０ｍｍ、厚みｔが３ｍｍとなされている。また、
副振動体６２としては、有限要素法解析で先端面を均一
な振動分布になるように設計されたプレート状のホーン
が用いられ、上記ホーン２の先端に下端部にて締結され
ると共に、上記主振動体６１の片側に対して、Ｍ６の六
角穴付きボルト１８ケを用いて結合してある。

【００７４】上記した構成の物体浮揚装置においては、
ホーン２を通じて伝達される縦振動に基づき、主振動体
６１が縞状の振動モードにて振動する。その振動モード
をクラードニの砂図により測定したところ、図２７に示
すような結果が得られた。この構成によっても、物体７
は主振動体６１の表面上において浮揚する。

【００７５】図２６に示した構成の物体浮揚装置に対
し、図６乃至図１３に示したような走行手段を付加する
ことにより、物体７の搬送をなし得る物体搬送装置が構
成される。この搬送を行う場合、図２６に示すように、
２台またはそれ以上の物体搬送装置を、その各々の搬送
路が連続するように直列に並べて設置すれば、搬送路の
長さを自在に設定することができ、自由度が大きく汎用
性に優れる。

【００７６】前述した各実施例の物体浮揚装置につい
て、物体浮揚状態の実際を確認すべく実験を行った。具
体的には、振動体の振動モードを変えて、振動振幅と浮
揚距離の関係、被浮揚物体の質量と浮揚距離の関係など
の基本的な実験を行った。以下、この実験について説明
する。

【００７７】この実験のため、図２８に示すような測定
装置を用意した。この測定装置は前述したような各種振
動体（例えば格子モード振動をする振動体１を示す）上
における各種物体７の浮揚距離ｅを測定するものであ
る。図示のように、レーザ変位計６７と、該レーザ変位
計６７による測定値を表示するオシロスコープ６８と、
該レーザ変位計６７より発せられる信号の増幅等を行っ
てオシロスコープ６８に表示させるべく両者間に介在す
る変位計本体６９とを有している。

【００７８】上記レーザ変位計６８は、物体７の直上か
ら該物体の上面に向けてレーザ６７ａを照射し、その反
射光等を利用して距離を測定するためのものであるが、
種々ある公知の測定原理のものが採用され得る。測定
は、具体的には下記のように行われる。

【００７９】まず、振動体１を振動させることなく静止
状態とし、該振動体１上に物体７を載置する。この状態
で上記測定装置を作動させ、静止状態の物体７の上面ま
での距離を浮揚距離測定の基準すなわち０（ゼロ）とす
べくリセットさせる。次いで、振動体１を励振させて物
体７を浮揚させる。この浮揚状態にて再び測定装置を作
動させ、測定を行う。ここで得られる測定値は上記基準
よりの距離であるから、該測定値がすなわち浮揚距離ｅ
となる。なお、物体７が金属の場合、非浮揚状態におい
て物体７と振動体１とに通電して相互の導通状態を得て
おき、この導通状態が消えて非導通状態となったことを
以て物体７が浮揚したことを確認することも行われた。

【００８０】本実験においては、被浮揚物体として図２
９及び図３０に示す各種形態の供試体を用意し、これら
の供試体につき浮揚距離等の測定を行った。今回の実験
で浮揚させた供試体は、シリコンウェハー、ベーク（ベ
ークライト）板、アルミ製の金属ブロックの３種類であ
り、音波の放射圧を利用して浮揚するため、供試体の底
面は、平坦なものを選んだ。

【００８１】図２９は、格子状の振動モードの浮揚実験
に用いた各種供試体を示すものであり、供試体としては
格子モード振動にて水平に安定して浮揚する大きさのも
のを選んだ。また、縞モード振動の浮揚実験に関しても
この図２９に示す供試体を用いた。また、同相ピストン
モード（縦振動）の浮揚実験については、図３０に示す
各種供試体を用いた。この同相ピストンモード振動の場
合は、小さな供試体でも浮揚する。また、後述もする
が、音源の直径が６０ｍｍであるので、それより小さな
寸法のものを選んだ。

【００８２】一方、上記各供試体を浮揚させるべき物体
浮揚装置として、下記のものが選定された。

【００８３】まず、格子モード振動の浮揚実験について
は、図１乃至図３に第１実施例として示した物体浮揚装
置を選んだ。但し、当該物体浮揚装置に装備される振動
体１として、長さＬが４３４ｍｍ、幅Ｂが１７８ｍｍ、
厚みｔが３ｍｍのジュラルミン製の矩形状板を用いた。
この振動体１は、その中心で、ジュラルミン製のエキス
ポネンシャルホーン２に対してＭ６の六角穴付ボルト
（図示せず）で結合された。そして、同一の振動体１で
振動モードの異なる３の共振周波数にて励振させて浮揚
特性を測定した。共振周波数は次の通りである。ｆ１＝１８．４８ｋＨｚｆ２＝１９．１１ｋＨｚｆ３＝１９．９８ｋＨｚ入力電力は、駆動周波数ｆ２＝１９．１１ｋＨｚ、ボル
ト頭部の振動振幅が２０μｍｐ−ｐの時２７．５Ｗであ
る。

【００８４】次に、縞モード振動の浮揚実験に関して
は、図２６及び図２７に第１３実施例として示した物体
浮揚装置を用いた。なお、この場合、装備される主振動
体６１及び副振動体６２について、その寸法、材質等は
当該物体浮揚装置の説明において示した通りのものを採
用した。また、共振周波数は、１９．０４ｋＨｚで、振
動子の入力電力はボルト頭部の振動振幅が２０μｍｐ−
ｐの時１０２Ｗである。前述したように、その振動モー
ドをクラードニの砂図（図２７参照）により測定したと
ころ、節と節すなわち１／２波長の距離は約１９ｍｍで
あった。

【００８５】そして、同相ピストンモード振動（縦振
動）の浮揚実験には、図１９及び図２０に第８実施例と
して示した物体浮揚装置を採用した。なお、共振周波数
は１９．３６ｋＨｚである。

【００８６】第１の実験として、図２９及び図３０に示
した各供試体を各音源に乗せ、振動振幅を一定に保ち、
そのときの供試体の質量に対する浮揚距離を測定した。
その結果を図３１乃至図３３に示す。該各図において、
横軸の質量は供試体の底面の面積、すなわち音波を直接
受ける面の面積で規格化した。従って、単位当たりの質
量で、単位は（ｇ／ｃｍ² ）である。

【００８７】以上の結果から、振動振幅に対する浮揚距
離は異なるものの、単位面積当たりの質量と浮揚距離と
の関係は、音源の振動モードの種類に関わらず、ほぼ−
１／２乗に比例することが確認された。また、音源の振
動モードが異なると供試体の浮揚距離も異なる。これは
振動体に振動振幅の分布があるため、位置により放射さ
れる音波の放射圧も変わるからと考えられる。尚、振動
系への入力電力は、定振幅制御の発信器を用いているた
め、供試体の質量により若干異なる。質量の大きいもの
を振動体に乗せると振動子端から見たインピーダンスが
大きくなり、振幅を一定に制御する発信器を用いている
ので発信器の出力が大きくなるからである。

【００８８】次に、第２の実験として、振動振幅を変化
させ、浮揚距離を測定した。ここで、各振動モードに於
ける振動振幅測定位置は、次の通りである。（１）格子モード振動：振動体の中心の締結用ボルトの
頭部（２）縞モード振動：プレート状ホーン６２との接続ボ
ルトの頭部（３）同相ピストンモード振動：直径６０ｍｍのストレ
ートホーン４５の先端面のほぼ中央

【００８９】格子モード振動に関しては、前述したよう
に一つの振動体１（４３４×１７８×厚さ３ｍｍのジュ
ラルミン製）を用い、その３つの共振点において、それ
ぞれ振動振幅を変化させて測定した。前述の通り各周波
数は低い方から、ｆ１、ｆ２、ｆ３とし、次の値を持
つ。それぞれの振動モードは異なっている。ｆ１＝１８．４８ｋＨｚｆ２＝１９．１１ｋＨｚｆ３＝１９．９８ｋＨｚ結果を図３４に示す。

【００９０】また、縞モード振動に関しても、同様に、
６９５×２２０×厚さ３ｍｍのジュラルミン製の縞モー
ド振動体を用いて、振動振幅を変化させて測定した。駆
動周波数は１９．０４ｋＨｚである。結果を図３５に示
す。

【００９１】そして、同相ピストンモード振動について
も、同じく、直径６０ｍｍのステンレス製ストレートホ
ーンを用いて、同様に振動振幅を変化させて測定した。
結果を図３６に示す。

【００９２】以上の結果から、いずれのモードも振動振
幅に比例して浮揚距離が大きくなることが確認された。
しかしながら、その比例の傾きは振動モードにより異な
ることが判明した。格子モード振動では、約０．７５乗〜約１．１４乗縞モード振動では、約１．０４乗〜約１．２２乗同相ピストンモード振動では約０．９９乗である。

【００９３】また、供試体の質量によっても浮揚距離の
傾きが異なることが判明した。図３４の格子モード音源
の実験結果から、６インチのシリコンウェハー（２６．
７ｇ）（供試体Ｎｏ．７１）では、比例の傾きは約０．
７５乗であるが、アルミ製の金属ブロック（９００ｇ）
（供試体Ｎｏ．７４）では、約１．１４乗に比例してい
る。

【００９４】これは次の点が原因しているものと考えら
れる。浮揚中のシリコンウェハーや板厚の薄いベーク板上に
砂をのせると、振動体と同様な振動パターンが確認さ
れ、板厚の大きい金属ブロック（９００ｇ）では砂図パ
ターンは全く現れなかった。このことから、板厚が薄い
供試体では音波の反射と透過が行われることが分かる。
ところが、板厚の大きい金属ブロックでは透過は極めて
少なく境界面（供試体の底面）で音波が全反射している
ものとみなせる。従って、浮揚距離と振幅の関係の比例
の傾きが異なるものと推定される。単位面積当たりの質量が増加するに従い、供試体から
受ける反抗力も大きくなり、振動体が静的にたわんでし
まったために測定上誤差が出て、比例の傾きが変わって
しまったものと推定される。

【００９５】以上のように、今回、撓み振動の波長と供
試体すなわち浮揚物質の大きさ及び、振動モードの異な
る音源を用いて、振動モードと浮揚特性の関係を実験的
に検討した。これらの実験結果から次のことが明らかに
なった。１）浮揚物質が振動体と平行に安定に浮上するために
は、浮揚物質の大きさが撓み振動の波長の長さに対して
約３／２波長以上必要である。２）浮揚距離と浮揚物質の単位底面積当たりの質量の関
係は、振動モードに関わらず、ほぼ−１／２乗に比例し
ている。３）浮揚距離と振動振幅との関係は、比例関係にある
が、音源の振動モードによりその比例の傾きが異なる。４）浮揚距離と振動振幅との関係は、浮揚させる物質
の質量によっても比例の傾きが異なる。すなわち、質量
の大きいものほど傾きが大きくなる。これは上述した通
り、音波の透過及び、放射圧の反抗力により振動体が静
的にたわんでしまったため測定上比例の傾きが異なって
しまったものと推定される。

【００９６】なお、本発明は、前述した各実施例の構成
に限らず、これら各実施例のいずれか２以上の構成をそ
の一部ずつでも互いに組み合わせることなどにより、多
岐に亘る構成を実現できることは勿論である。

【００９７】また、前述の各実施例においては、振動体
の素材としてジュラルミン等が使用されているが、他
に、炭素鋼及びその合金鋼であるステンレス鋼や、チタ
ン合金等、種々の材質が採用可能である。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
磁性体であるや否やなど、扱う物体の材質等の制約を受
けることがなく、また、磁界中におくことができないも
の等、あらゆる物体を浮揚させ、搬送することができ、
しかも、物体の重量及び寸法が比較的大きくとも対処可
能であるという効果がある。また、装置に関しては、実
質的に、振動体とこれを励振する超音波励振手段のみを
最小限設けるだけでよいから、小型化及びコストの低減
が達成されるという効果が得られると共に、消費電力も
極めて少なくて済み、省エネルギー化に寄与するもので
ある。更に、電気エネルギーを変換した音波の放射圧に
よる浮揚作用であるため、作業者の安全性についても容
易に確保し得ると共に、給電及びその断をなすことによ
り簡単に制御できる利点を有する。そして、用途に応じ
て振動体の形状を適宜変更し得、また、物体を長距離搬
送するためには装置を並べればよいなど、その自由度が
非常に大きく、且つ汎用性に優れている。また特に、同
相ピストンモード振動によれば、振動の節が存在しない
ので、浮揚、搬送されるべき物体の寸法が小さくとも可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例としての物体搬送
装置の要部の、一部断面を含む正面図である。

【図２】図２は、図１に示した物体搬送装置の要部の平
面図である。

【図３】図３は、図１に関するＤ−Ｄ矢視図である。

【図４】図４は、図１における部分Ｅの拡大図である。

【図５】図５は、図１乃至図３に示した物体搬送装置に
よって搬送されるべき物体の他の構成を示す図である。

【図６】図６は、図１乃至図３に示した物体搬送装置の
動作説明図である。

【図７】図７は、本発明の第２実施例としての物体搬送
装置の要部の正面図である。

【図８】図８は、本発明の第３実施例としての物体搬送
装置の要部の正面図である。

【図９】図９は、本発明の第４実施例としての物体搬送
装置の要部の正面図である。

【図１０】図１０は、本発明の第５実施例としての物体
搬送装置の、一部断面を含む正面図である。

【図１１】図１１は、本発明の第６実施例としての物体
搬送装置の要部の正面図である。

【図１２】図１２は、本発明の第７実施例としての物体
搬送装置の要部の正面図である。

【図１３】図１３は、図１２における部分Ｇの拡大図で
ある。

【図１４】図１４は、図１乃至図１３に示した各実施例
の物体搬送装置に関し、その一部の変形例を示す側面図
である。

【図１５】図１５は、物体搬送装置を複数台並べた状態
を示す、一部断面を含む正面図である。

【図１６】図１６は、図１乃至図１３に示した各実施例
の物体搬送装置により搬送されるべきシリコンウェハー
と、該シリコンウェハーを搭載するキャリアの斜視図で
ある。

【図１７】図１７は、本発明に係る物体浮揚装置に関す
る浮揚実験に供されるべき各種供試体の形態を示す図で
ある。

【図１８】図１８は、本発明に係る物体浮揚装置上にお
ける供試体の浮揚状態を示す概念図である。

【図１９】図１９は、本発明の第８実施例としての物体
浮揚装置の一部断面を含む正面図である。

【図２０】図２０は、図１９に示した物体浮揚装置の一
部の斜視図である。

【図２１】図２１は、本発明の第９実施例としての物体
浮揚装置の要部の斜視図である。

【図２２】図２２は、本発明の第１０実施例としての物
体浮揚装置の一部断面を含む正面図である。

【図２３】図２３は、図２２に示した物体浮揚装置の一
部の斜視図である。

【図２４】図２４は、本発明の第１１実施例としての物
体浮揚装置の要部の斜視図である。

【図２５】図２５は、本発明の第１２実施例としての物
体浮揚装置の要部の斜視図である。

【図２６】図２６は、本発明の第１３実施例としての物
体浮揚装置の要部の斜視図である。

【図２７】図２７は、図２６に示した物体浮揚装置が具
備する振動体の平面図である。

【図２８】図２８は、本発明に係る物体浮揚装置の要部
と該装置に関する測定を行う測定装置の概略を示す正面
図である。

【図２９】図２９は、図２８に示した測定装置による測
定に供される供試体の形態を示す図である。

【図３０】図３０は、図２８に示した測定装置による測
定に供される供試体の形態を示す図である。

【図３１】図３１は、図２８に示した測定装置により得
られた測定値をまとめた結果を示すグラフである。

【図３２】図３２は、図２８に示した測定装置により得
られた測定値をまとめた結果を示すグラフである。

【図３３】図３３は、図２８に示した測定装置により得
られた測定値をまとめた結果を示すグラフである。

【図３４】図３４は、図２８に示した測定装置により得
られた測定値をまとめた結果を示すグラフである。

【図３５】図３５は、図２８に示した測定装置により得
られた測定値をまとめた結果を示すグラフである。

【図３６】図３６は、図２８に示した測定装置により得
られた測定値をまとめた結果を示すグラフである。

【図３７】図３７は、従来の物体浮揚装置の概略を示す
正面図である。

【符号の説明】

１振動体２ホーン４振動子５発振器６ケース７物体８音波反射部材１０仮想水平面２０超音波放射器２５反射部材３０超音波励振手段３１エネルギー変換手段３５逸脱防止部材４０シリコンウェハー４１キャリア４５ストレートホーン（振動
体）４８円板状部材（振動体）５１矩形板状部材（振動体）５５振動体５７付加振動体６１主振動体６２副振動体６７レーザ変位計６８オシロスコープ６９変位計本体７１、７２ａ〜７２ｆ、７３、７４、７５、７７ａ〜７
７ｊ供試体（被浮揚物体）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動体と、該振動体を励振する超音波励
振手段とを備え、振動体の音波の放射圧により該振動体
の表面上において物体を浮揚させる物体浮揚装置であっ
て、前記振動体はその全体が前記表面に対して略垂直な
縦振動を行うことを特徴とする物体浮揚装置。
【請求項２】振動体と、該振動体を励振する超音波励
振手段と、物体を走行させる走行手段とを備え、該振動
体の音波の放射圧により該振動体の表面上において物体
を浮揚させ、走行させる物体搬送装置であって、前記振
動体はその全体が前記表面に対して略垂直な縦振動を行
うことを特徴とする物体搬送装置。
【請求項３】前記走行手段は、前記物体に対して気体
を噴射する気体噴射手段を有することを特徴とする請求
項２記載の物体搬送装置。
【請求項４】前記走行手段は、前記物体に対して超音
波を放射する超音波放射手段を有することを特徴とする
請求項２又は請求項３記載の物体搬送装置。
【請求項５】前記走行手段は、前記振動体より放射さ
れた超音波を前記物体に向けて反射する反射部材を有す
ることを特徴とする請求項２乃至請求項４のうちいずれ
か１記載の物体搬送装置。
【請求項６】前記走行手段は、前記超音波励振手段が
発する超音波エネルギーを電気エネルギーに変換するこ
とにより該超音波を前記物体が移動すべき方向に進む進
行波とするエネルギー変換手段を有することを特徴とす
る請求項２乃至請求項５のうちいずれか１記載の物体搬
送装置。
【請求項７】前記物体は該物体の走行方向側とその反
対方向側とで重量配分が異なるようにし、前記振動体よ
り放射されて該物体の下面にて反射した反射波による推
進力を以て該物体を走行させることを特徴とする請求項
２乃至請求項６のうちいずれか１記載の物体搬送装置。
【請求項８】前記物体の下面に凹凸を形成し、前記振
動体より放射されて該凹凸にて反射した反射波による推
進力を以て該物体を走行させることを特徴とする請求項
２乃至請求項７のうちいずれか１記載の物体搬送装置。
【請求項９】物体の搬送路が連続するように複数台並
設されたことを特徴とする請求項２乃至請求項８のうち
いずれか１記載の物体搬送装置。
【請求項１０】振動体にその表面に対して略垂直な縦
振動を生じさせ、該振動体の音波の放射圧により該表面
上において物体を浮揚させることを特徴とする物体浮揚
方法。
【請求項１１】振動体と、該振動体を励振する超音波
励振手段とを備え、振動体の音波の放射圧により該振動
体の表面上において物体を浮揚させる物体浮揚装置であ
って、前記超音波励振手段は前記振動体をして縞モード
振動を行わせるべく励振することを特徴とする物体浮揚
装置。
【請求項１２】前記振動体は平板状に形成されている
ことを特徴とする請求項１１記載の物体浮揚装置。
【請求項１３】振動体と、該振動体を励振する超音波
励振手段と、物体を走行させる走行手段とを備え、該振
動体の音波の放射圧により該振動体の表面上において物
体を浮揚させ、走行させる物体搬送装置であって、前記
超音波励振手段は前記振動体をして縞モード振動を行わ
せるべく励振することを特徴とする物体搬送装置。
【請求項１４】振動体に縞モード振動を生じさせ、該
振動体の音波の放射圧により該振動体の表面上において
物体を浮揚させることを特徴とする物体浮揚方法。