JPH08277033A - 物体浮揚装置を具備した物体搬送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 物体搬送路からの物体の逸脱防止を、低コス
トにて、しかも、装置構造の簡略化及び小型化と併せて
達成した物体搬送装置を提供すること。 【構成】 振動体３が発生する音波の放射圧を、物体搬
送路の幅方向における両縁側が中央に比して大であるよ
うに設定し、以て、走行する物体７を物体搬送路の中央
に留めようとする力を常に作用させ、上記の効果を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波の放射圧を利用し
て物体を空中に浮揚させる物体浮揚装置を具備した物体
搬送装置に関し、特に、物体を完全に非接触の状態で搬
送を行う物体搬送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として特開平７−２
４４１５号公報において開示されているものがあり、そ
の開示内容の一部である物体搬送装置を図１７乃至図１
９に示す。

【０００３】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１０１を有している。この振動
体１０１はその中心部にてホーン１０２の先端に螺子１
０３（図１８に図示）によって締結されている。

【０００４】図１７において、ホーン１０２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１０２は縦振動を行う。振動体１０１は、ホーン１０
２から伝達される振動に基づいて、図１７において曲線
Ｗにて示すような撓み振動をする。この撓み振動は振動
体１０１の長さ方向及び幅方向において生じ、従って振
動体１は全体として格子状の振動モードにて振動する。
なお、振動体１０１の寸法を適切な寸法にすれば、稿状
振動モードのみの振動となる。

【０００５】図１７に示すように、ホーン１０２は、振
動体１０１に対する結合部とは反対側において振動子１
０４と結合されている。この振動子１０４の電極１０４
ａと発振器１０５とが接続されており、振動子１０４は
該発振器１０５によって励振されて超音波振動を発生す
る。ホーン１０２は、この振動子１０４が発する振動を
機械的に増幅するものである。

【０００６】なお、ホーン１０２にはフランジ部１０２
ｂが形成されており、振動子１０４及び該ホーン１０２
を内蔵するケース１０６に対して該フランジ部１０２ｂ
がパッキン１０２ｃを介して締結されている。

【０００７】上述したホーン１０２と、振動子１０４
と、発振器１０５とによって、振動体１０１を励振する
超音波励振手段が構成される。

【０００８】図１８及び図１９に示すように、物体７が
搬送されるべき物体搬送路の両側に沿って板状の音波反
射部材１０８が配設されており、且つ、上記ケース１０
６に取り付けられている。

【０００９】次に、上記した構成よりなる物体搬送装置
の作用について説明する。

【００１０】まず、当該物体搬送装置が含む物体浮揚装
置の作用について説明する。

【００１１】装置の作動に際し、図１７に示すように、
振動体１０１が仮想水平面１１０に対して平行となるよ
うに装置の姿勢が調整される。この状態で超音波励振手
段への給電がなされ、発振器１０５によって振動子１０
４が励振され、振動体１０１が撓み振動を行う。振動体
１０１が振動することにより、該振動体１０１から音波
（図示せず）が放射される。

【００１２】上記のように振動体１０１が振動を開始し
たら、物体１０７を振動体１０１上に持ち来し、静かに
手を離す。但し、物体１０７は、振動体１０１の振動開
始以前に予め振動体１０１上に載置しておいてもよい。

【００１３】図１７に示すように、振動体１０１から発
せられる音波の放射圧によって、物体１０７は該振動体
１０１の表面から距離ｅ₂ を隔てた状態で浮揚する。

【００１４】また、超音波励振手段への給電を断てば振
動体１０１よりの音波は直ちに停止し、物体１０７は振
動体１０１に接触する。

【００１５】なお、当該装置によれば、磁性体であるや
否やなど、扱う物体１０７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る。しか
も、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。

【００１６】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１０７を走行させる走行手段を付加したものである。

【００１７】この走行のための手段の一例として、図２
０に示すような構成を採用している。すなわち、振動体
１０１の表面が仮想水平面１１０に対して角度θだけ傾
斜するようになされる。この傾斜により、浮揚状態の物
体１０７に重力に基づく加速度が生じ、走行する訳であ
る。

【００１８】ところで、上記のようにして物体１０７が
搬送される際、下記の作用によって物体搬送路からの逸
脱が防止される。

【００１９】すなわち、図１８及び図１９に示すよう
に、該物体搬送路の両側に沿って音波反射部材１０８が
配設されている。図１９から明らかなように、これらの
音波反射部材１０８は振動体１０１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１０１の下
面側より放射される音波を反射しつつ上記物体搬送路の
側方へと導く。物体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１０７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１０７は搬送路から逸脱す
ることがなく、また、音波反射部材１０８と接触するこ
ともなく、完全に非接触の状態にて搬送される。

【００２０】次に、上述のように重力を利用して物体１
０７を走行させる形式とは異なる走行手段を備えた他の
物体搬送装置について、図２１に基づいて説明する。但
し、この物体搬送装置は、以下に説明する部分以外は図
１７乃至図２０に示した第１例目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１７乃至図２０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。

【００２１】図２１に示すように、当該物体搬送装置に
おいては、振動体１０１が、仮想水平面１１０に対して
平行となされている。そして、物体１０７を走行させる
走行手段が、該物体１０７が走行すべき方向に沿って所
定間隔を隔てて並設された複数のノズル１１５を有して
いる。これらのノズル１１５は例えば振動体１０１の上
方に配設され、斜め後方より物体１０７に向けて圧搾空
気を噴出する。物体１０７はこの噴出する圧搾空気によ
って加速され、搬送される。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上述した各例の物体搬
送装置においては、物体１０７が搬送路から逸脱するこ
とを防止するために音波反射部材１０８が設けられてい
るが、それ故に装置の複雑化、大型化を招来すると共
に、コストが増大するという問題がある。

【００２３】また、搬送される物体の逸脱を防止する他
の手段として、図２２及び図２３に示すように、物体搬
送路の両側にエアノズル１２０を水平又は斜め上向きに
配置して圧搾空気による壁を形成することが考えられる
が、これも上記音波反射部材１０８と同様の問題をもた
らすものである。

【００２４】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、物体搬送路からの
物体の逸脱防止を、低コストにて、しかも、装置構造の
簡略化及び小型化と併せて達成した物体搬送装置を提供
することである。

【００２５】

【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、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って該
振動体の表面上に物体を浮揚させ、走行させる物体搬送
装置において、前記放射圧が、物体搬送路の幅方向にお
ける両縁側が中央に比して大であるように設定したもの
である。

【００２６】

【作用】上記構成によれば、物体には物体搬送路の中央
に留めようとする力が常に作用し、物体が物体搬送路か
ら逸脱しようとすると該搬送路の両縁側の大きな放射圧
により中央側へと押し戻される。

【００２７】

【実施例】次に、本発明の実施例としての物体搬送装置
について、添付図面を参照しつつ説明する。

【００２８】図１乃至図４に示すように、この本発明に
係る物体搬送装置は、主振動体３と副振動体４とを結合
してなる振動体を備えている。該主振動体３は、平板状
に形成され、縞状振動モードで振動して搬送されるべき
物体７をその表面上で浮揚させるためのものである。ま
た、副振動体４は、後述する超音波励振手段が発する縦
振動を該主振動体３に対して該主振動体３の厚み方向で
伝達すべく介装されたものである。

【００２９】上記主振動体３は、その材質としてジュラ
ルミン等が選定され、寸法としては、一例として、長さ
Ｌ（図２参照）が６０９ｍｍ、幅Ｂ（図２及び図５参
照）が７０ｍｍ、厚みｔ（図３及び図５参照）が３ｍｍ
に設定されている。また、副振動体４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、主振動体３の長手
方向両端部に対して多数のねじ９（図１及び図２に図
示）を用いて締結してある。但し、主振動体３と副振動
体４の結合は、このようにねじによる他、接着、ロウ付
け、溶接等によってもよい。

【００３０】上記副振動体４はその下端部にてホーン１
２の先端に結合されている。ホーン１２に対する副振動
体４の取付けに関しても、ロウ付けや溶接など、種々の
手段が用いられる。

【００３１】図１乃至図３に示すように、当該物体搬送
装置においては、上記ホーン１２を含む超音波振動発生
部１４が２つ設けられている。該各超音波振動発生部１
４は夫々、図７に示す発振器１５と共に超音波励振手段
を構成する。続いて、これら超音波振動発生部１４につ
いて詳述する。

【００３２】図３から明らかなように、該超音波振動発
生部１４において、ホーン１２は、副振動体４に対する
結合部とは反対側、すなわち下端側において振動子１６
と結合されている。この振動子１６の電極１６ａと上記
発振器１５とが接続（接続の形態は後述する）されてお
り、振動子１６は該発振器１５によって励振されて超音
波振動を発生する。ホーン１２は、この振動子１６が発
する振動を機械的に増幅するものである。

【００３３】なお、図３において、ホーン１２による超
音波振動の振動方向を矢印Ｕにて示している。このよう
に、ホーン１２は縦振動を行う。

【００３４】また、図１乃至図４に示すように、上記ホ
ーン１２にはフランジ部１２ｂが形成されており、振動
子１６及び該ホーン１２を内蔵するケース１８に対して
該フランジ部１２ｂがパッキン１２ｃを介して締結され
ている。

【００３５】かかる構成の物体搬送装置においては、ホ
ーン１２を通じて伝達される縦振動に基づき、主振動体
３が縞状の振動モードにて振動する。具体的には、ホー
ン１２は約１９．５ｋＨｚで励振され、先端には振幅が
２０μｍｐ−ｐ程度の振動がのせられる。

【００３６】ここで、主振動体３の形状について詳述す
る。

【００３７】図１乃至図３に示すように、主振動体３は
全体としては長尺の矩形板状に形成され、特に図５及び
図６から明らかなように、その左右両側にして下面側に
ほぼ全長にわたって断面矩形状の切欠部３ａが形成され
ている。但し、この切欠部３ａは、副振動体４との結合
部にまでは及んでいない。

【００３８】図２、図３、図５及び図６に示すように、
主振動体３は、上記切欠部３ａを形成したことにより、
物体搬送路の中央及びその両側をなす各部位が夫々、厚
肉部３ｂ及び薄肉部３ｃとなっている。すなわち、主振
動体３はその厚みが、物体搬送路の幅方向における中央
部から両縁部に向って漸次、この場合、段階的に変化し
ている。

【００３９】図５において、上記切欠部３ａの深さｄと
幅Ｂ₂ は各々、０．３ｍｍ、２０ｍｍに設定されてい
る。従って、副振動体３の上記厚肉部３ｂの厚みは３ｍ
ｍ（＝ｔ：前述）、幅Ｂ₁ （＝Ｂ−２Ｂ₂ ：［Ｂ＝７０
ｍｍ：前述］）は３０ｍｍである。また、薄肉部３ｃの
厚みｔ₁ （＝ｔ−ｄ）は２．７ｍｍ、幅は２０ｍｍ（＝
Ｂ₂ ）である。

【００４０】次に、当該物体搬送装置が備える２つの超
音波振動発生部１４が夫々有する振動子１６と発振器１
５との接続の構成について、図７に基づいて説明する。

【００４１】図７において、両振動子１６が並列に設け
られ、共に陰極が接地されている。また、発振器１５に
ついても陰極が接地されている。発振器１５の陽極はリ
レー１８のスイッチ１８ａに接続されている。このリレ
ー１８の一方の端子１８ｂは他のリレー１９の一方の端
子１９ｂと共に片方の振動子１６の陽極に接続されてい
る。また、リレー１８の他方の端子１８ｃは該リレー１
９の他方の端子１９ｃと共に他方の振動子１６の陽極に
接続されている。このリレー１９のスイッチ１９ａには
並列に設けられたコイルＬ及び抵抗Ｒの各一端が接続さ
れ、該コイルＬ及び抵抗Ｒの他端は接地されている。そ
して、図示のように、両リレー１８，１９の各スイッチ
１８ａ，１９ａは互いに連動するようになされている。

【００４２】上記各スイッチ１８ａ及び１９ａの切替え
は、図１に示した２つのフォトセンサ２１及び２２から
発せられる検知信号に基づいて行われる。これらのフォ
トセンサ２１，２２は夫々いわゆる反射型のもので、発
光素子と受光素子とを内蔵し、該発光素子から発せられ
た照射光が走行中の物体７の表面にて反射し、この反射
光が該受光素子に入射することによって該受光素子が上
記検知信号としての受光出力を発する。

【００４３】なお、図１から明らかなように、上記両フ
ォトセンサ２１及び２２は、主振動体３による物体搬送
路の搬送方向端よりも所定距離だけ手前側に配設されて
いる。

【００４４】次に、上記した構成の物体搬送装置の動作
を説明する。

【００４５】まず、装置の作動に際し、搬送されるべき
物体７を主振動体３の一端部上に載置する。但し、物体
７は装置の作動後に載せてもよい。

【００４６】この状態で、例えば、図７に示した両リレ
ー１８，１９の各スイッチ１８ａ，１９ａが、同図に示
すように該両リレーの端子１８ｃ，１９ｂに夫々接触し
ている場合、一方の振動子１６が発振器１５によって励
振される。これによって、上記主振動体３が縞状振動モ
ードにて振動を行い、該主振動体３の表面から音波が放
射され、物体７はこの音波の放射圧によって該主振動体
３の表面から距離ｅ₁（図３に図示）を隔てた状態で浮
揚する。なお、縞状振動モードの場合、物体７の走行が
円滑に行われる。また、主振動体３が平板状である故、
有効な縞状振動モードが生ずる。

【００４７】上記のようにして、図７に示す一方の振動
子１６の振動によって物体７が主振動体３上で浮揚する
のと同時に、該主振動体３の振動は同図に示す他の振動
子１６に伝わって該振動子１６によって機械的エネルギ
ーである超音波エネルギーから電気エネルギーに変換さ
れる。この電気エネルギーはコイルＬ及び抵抗Ｒからな
る回路を経ることによって更にジュール熱に変換され、
放散される。これにより、主振動体３に生ずる振動の波
が進行波となり、物体７はこの進行波に乗る状態で矢印
Ｇ（図１及び図３参照）にて示すように一方向へと走行
する。

【００４８】なお、上記エネルギー変換に関しては、詳
しくは、電気エネルギーは抵抗Ｒにてジュール熱に変換
されて消費され、コイルＬはそのインダクタンスによっ
てエネルギー変換の整合作用をなすもので、効率が最も
大きくなる値に作られている。

【００４９】上記のようにして物体７が矢印Ｇ方向への
走行を始めると、図１に示す２つのフォトセンサ２１及
び２２が設けられた位置を次々と通過することとなる。
この場合、これら２つのフォトセンサ２１及び２２の両
者から物体７の通過を示す検知信号が順に発せられる。
マイクロコンピュータ等からなって当該物体搬送装置の
作動制御をなす制御部（図示せず）は、これらフォトセ
ンサ２１，２２から発せられる検知信号の順番によって
物体の走行方向を確認することができる。そして、該制
御部は、これらのフォトセンサ２１，２２からの検知信
号が共に得られたならば、図７に示した両リレー１８及
び１９の各スイッチ１８ａ，１９ａを切り替える。

【００５０】両リレー１８，１９の各スイッチ１８ａ，
１９ａが切り替えられて該両リレーの他方の端子１８
ｂ，１９ｃに夫々接触すると、進行波の向きが逆とな
り、物体７は減速して停止し、直ちに上記矢印Ｇ方向と
は逆方向に走行を開始する。この方向転換時、物体７は
その慣性によって、停止までにある距離を走ることとな
る。前述したように、上記フォトセンサ２１，２２を物
体搬送路の搬送方向端よりも所定距離だけ手前側に配置
したのはこのためである。これによって、物体７が物体
搬送路をその慣性によって行き過ぎて脱落することが防
止される。

【００５１】以下、上記と同様にして物体７の走行方向
が切り替わり、作動が続けられる。そして、装置への給
電が断たれると直ちに振動は停止し、物体７は主振動体
３に接触して停止する。

【００５２】上記から明らかなように、図７において、
一方の振動子１６が超音波エネルギーを発しているとき
に、他の振動子１６は、コイルＬ及び抵抗Ｒからなる回
路と協働して該超音波エネルギーを電気エネルギーに変
換して音波を進行波とするエネルギー変換手段として作
用する。このエネルギー変換手段が、物体７を走行させ
る走行手段となる。

【００５３】上記のように、複数の超音波振動発生部１
４（図１などに図示）を物体７を走行させるべき方向に
おいて並設し、該各超音波振動発生部１４が発する超音
波エネルギーについて選択的にエネルギー変換を行うこ
とにより、物体７を往復走行させることが可能となって
いる。

【００５４】なお、上記は、単に物体７の往復動につい
ての説明であるが、物体７を所望の位置に停止させる場
合、次のような制御を行う。

【００５５】すなわち、一方向に向って走行中の物体７
について、その走行の慣性力を打ち消すように上記のス
イッチ１８ａ，１９ａを切り替え、停止するまで逆方向
の進行波を生じさせる。そして、物体７が停止したら、
受動側すなわちエネルギー消費側の端子をオープン状態
にし、定在波振動モードにするか、あるいは駆動側すな
わち超音波振動発生側の駆動周波数をそれまでとは異な
る共振点に変化させ、完全に停止させる。

【００５６】ところで、当該物体搬送装置においては、
下記の構成によって、物体搬送路側方への物体７の逸脱
が防止されている。

【００５７】すなわち、前述したように、主振動体３
が、物体搬送路の中央及びその両側をなす厚肉部３ｂと
薄肉部３ｃとを有している。つまり、主振動体３の厚み
が、物体搬送路の幅方向における中央部から両縁部に向
って漸次変化、具体的には漸次小となるように設定され
ている。

【００５８】かかる構成の採用により、主振動体３の物
体搬送路の幅方向における振動分布は、図５に示すよう
になる。数値的には、物体搬送路の中央部に約１０μｍ
ｐ−ｐ、両縁部に約２０μｍｐ−ｐの振動がのせられ
る。これによって図６にて多数の矢印で示すように、主
振動体３が発する音波の放射圧は、物体搬送路の幅方向
における両縁側が中央に比して大となる。

【００５９】上記構成によれば、走行する物体には、物
体搬送路の中央に留めようとする力が常に作用し、物体
７が物体搬送路から側方に逸脱しようとすると該物体搬
送路の両縁側の大きな放射圧により中央側へと押し戻さ
れる。よって、物体７は逸脱することなく確実に搬送さ
れる。

【００６０】このような作用は、本実施例のように、物
体搬送路の幅方向において主振動体３の厚みに変化をも
たせること等によって比較的簡単に実施できるからコス
トが安く済むものであり、しかも、当該物体搬送装置の
構造の簡略化と小型化も併せて達成され、実用上非常に
有効である。

【００６１】特に、上記のように、振動体の厚みを上記
幅方向における中央部から両縁部に向って漸次変化させ
て上記放射圧の変化を得る構成では、複雑な加工を要す
こともなく、安価であり、放射圧の強弱や変化の率を自
在に設定できるものである。具体的には、本実施例のよ
うに、主振動体３の厚みを段階的に変化させる構成で
は、厚さｔを有するジュラルミン製等の平板状の素材に
切削加工や研削加工を施すことによって容易に形成する
ことができる。

【００６２】上述した物体搬送路からの物体の逸脱防止
に関する実験を行ったので、以下、その結果について説
明する。

【００６３】この実験は、前述した構成の物体搬送装置
を使用して行い、測定の条件等は次のように設定した。

【００６４】まず、前述した物体搬送装置において、図
２にて参照符号２５で示す物体搬送路中心線上に供試体
の中心を合致させて載せる。この状態で装置を５秒間作
動させた後、停止させる。そして、該物体搬送路中心線
２５からの供試体のずれ量を測定する。但し、この場
合、図７に示した回路において、受動側すなわちエネル
ギー消費側の端子をオープン状態として進行波は生じさ
せず、浮揚のみ行わせる。

【００６５】供試体としては図８に示すものを用意し
た。すなわち、幅及び長さが夫々６５ｍｍ、９０ｍｍの
ベークライトを素材とする矩形板である。但し、この図
８において、該供試体の厚みを実寸法ではなく符号ｔ₂
にて示したのは、該厚みが夫々異なる複数枚、この場合
５枚の供試体を用意したためである。これら５枚の供試
体の重量は各々、２．０３（ｋｇｆ／ｍ² ）、８．０７
（ｋｇｆ／ｍ² ）、１３．６０（ｋｇｆ／ｍ² ）、１
９．８０（ｋｇｆ／ｍ² ）及び２８．３６（ｋｇｆ／ｍ
² ） である。

【００６６】一方、上記供試体をその表面上で浮揚させ
るための主振動体についても、図９及び図１０に夫々断
面形状を示すものを用意し、これら全ての主振動体に関
して上記各供試体のずれ量測定を行った。

【００６７】なお、図９に示した主振動体３の切欠部３
ａの深さを実寸法ではなく符号ｄ₂で示したのは、該深
さが各々異なる複数、この場合３種類の主振動体を用意
したためである。これら３種類の主振動体の切欠部３ａ
の深さは夫々、０．１（ｍｍ）、０．２（ｍｍ）及び
０．３（ｍｍ）に設定した。

【００６８】また、図１０に示した主振動体３の切欠部
３ａの幅寸法を実寸法ではなく符号Ｂ₂ にて示したの
は、該幅寸法が夫々異なる主振動体を３種類用意したた
めである。該３種類の主振動体の切欠部３ａの幅寸法は
各々、５（ｍｍ）、１０（ｍｍ）及び２０（ｍｍ）とし
た。すなわち、切欠部３ａの深さを互いに異ならしめた
ものを含め、合計９種類の主振動体を用意し、夫々につ
いて測定を行った。但し、これら９種類の主振動体の長
さは同一とし、６０９（ｍｍ）とした。

【００６９】上述した条件下にて行った実験の結果を図
１１及び図１２に示す。なお、夫々の測定において、各
種の主振動体にはその左右両縁部にて約１５μｍｐ−ｐ
の振動振幅が生ずるように設定された。この振動振幅値
の測定は、図１及び図２に示したねじ９の頭部に測定器
を直接接触させて行った。

【００７０】図１１及び図１２から、本発明に係る物体
搬送装置によれば、物体は常に物体搬送路の中央に留ま
るようになされ、該搬送路の側方へ逸脱することがな
い。特に、上記切欠部３ａの深さ及び幅寸法を各々０．
３（ｍｍ）、２０（ｍｍ）に設定した場合に良好な結果
が得られた。このことは、上記の実験と併せて同じ条件
の元で各種主振動体に進行波を生ぜしめて行った搬送実
験によっても確認した。

【００７１】なお、上述した本発明に係る物体搬送装置
による物体の逸脱防止の効果と比較するため、上記切欠
部３ａを有さない、すなわち物体搬送路の幅方向におけ
る厚みの変化がない、断面が完全に矩形状の主振動体を
用いての実験も行った。その結果、供試体は、前述した
本発明に係る物体搬送装置のように物体搬送路の中央に
は維持されず、搬送路の側方へとずれてしまい、主振動
体上から脱落してしまう場合が殆どであった。

【００７２】図１３は、本発明の第２実施例としての物
体搬送装置の要部である主振動体３１について、物体搬
送路に対して直角な断面形状を示すものである。なお、
当該物体搬送装置は、この主振動体３１を除いては図１
乃至図７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故、装置全体としての説明は省略す
る。また、このことは、後述する他の実施例に関しても
同様である。

【００７３】図示のように、この主振動体３１は、幅寸
法の異なる複数、この場合８枚の板状部材３１ａ乃至３
１ｈを幅寸法の大きさの順に重ねて結合してなる。この
構成によって、該主振動体３１の厚みが、物体搬送路の
幅方向における中央部から両縁部に向って漸次変化、具
体的には段階的に変化している。

【００７４】図１４に、本発明の第３実施例としての物
体搬送装置の要部である主振動体３２について、物体搬
送路に対して直角な断面形状を示す。図示のように、こ
の主振動体３２は単一の部材からなり、その下面側に互
いに交差する方向の２面の傾斜面３２ａが形成され、こ
れにより、該主振動体３２の厚みが、物体搬送路の幅方
向における中央部から両縁部に向って連続的に漸次変化
している。

【００７５】図１５は、本発明の第４実施例としての物
体搬送装置の要部である主振動体３３について、物体搬
送路に対して直角な断面形状を示すものである。図示の
ように、この主振動体３３は、幅寸法の異なる例えば７
枚の板状部材３３ａ乃至３３ｇを幅寸法の大きさの順に
重ねて結合してなる。そして、該各板状部材３３ａ乃至
３３ｇの左右両側部の下面側には傾斜面が形成され、各
板状部材３３ａ乃至３３ｇはその各々の傾斜面が一直線
に連なるようになされている。従って、当該主振動体３
３は、全体として、その下面側に互いに交差する方向の
２面の傾斜面を有し、これによって、該主振動体３３の
厚みが、物体搬送路の幅方向における中央部から両縁部
に向って漸次変化、この場合連続的に変化している。

【００７６】上記第２実施例乃至第４実施例側の各物体
搬送装置においても、夫々の物体搬送装置が備える各主
振動体３１，３２及び３３が発する音波の放射圧は、物
体搬送路の幅方向における両縁部が中央に比して大とな
る。従って、前述した第１実施例の物体搬送装置と同様
に、これら主振動体３１乃至３３上を走行する物体には
これを物体搬送路の中央に留めようとする力が常に作用
し、物体が物体搬送路から側方に逸脱しようとすると該
搬送路の両縁側の大きな放射圧により中央側へと押し戻
される。よって、物体は逸脱することなく確実に搬送さ
れる。

【００７７】なお、図１４に示した主振動体３２のよう
に単一の部材の厚みを連続的に変化させる構成では、図
１乃至図７に示した第１実施例の物体搬送装置が備えた
主振動体３と同様、平板状の素材に切削加工等を施すこ
とによって容易に形成することができる。

【００７８】一方、図１３及び図１５に示したように、
幅寸法の異なる複数の薄い板状部材３１ａ乃至３１ｈ、
３３ａ乃至３３ｇを重ねて結合する構成では、これら薄
い板状部材は素材を単に切断（但し、図１５に示すもの
では両側部に傾斜面を形成すべくプレス加工等も併用）
するだけで得られ、該各板状部材を重ねて結合する作業
も特に困難ではないので、上記切削加工等による場合に
比して大量生産に適する。

【００７９】また、物体搬送路の幅方向で音波の放射圧
を変化させる他の手段として、下記の構成が採用され
る。

【００８０】すなわち、前述のように主振動体の厚みに
変化をもたせることはせず、図１、図４及び図６に示し
た副振動体４の形状を適宜設定するものである。具体的
には、本発明の第５実施例として図１６に示すように、
該副振動体４の左右両側下部に、例えば矩形状の切欠部
４ｃを形成する。かかる構成によれば、物体を浮揚状態
にて担持する上記主振動体には加工を何等施す必要がな
く、梁のようにして架設される該主振動体の断面係数、
すなわち梁としての機械的強度を確保し易い。よって、
搬送距離を増大させ得る等の効果が得られる。

【００８１】なお、前述した各実施例の物体搬送装置に
おいては、２つの超音波振動発生部１４を設けて該各超
音波振動発生部１４が発する超音波エネルギーについて
選択的にエネルギー変換を行うことによって物体７を搬
送させることとしているが、物体搬送のための手段とし
ては、図１７乃至図２１に示したような他の種々の構成
が適用可能であることは勿論である。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による物体
搬送装置においては、搬送されるべき物体を浮揚させる
ための振動体に生ずる音波の放射圧が、物体搬送路の幅
方向における両縁側が中央に比して大であるように設定
されている。かかる構成によれば、走行する物体には物
体搬送路の中央に留めようとする力が常に作用し、物体
が物体搬送路から側方に逸脱しようとすると該搬送路の
両縁側の大きな放射圧により中央側へと押し戻される。
よって、物体は逸脱することなく確実に搬送される。こ
のような作用は、物体搬送路の幅方向において振動体の
厚みに変化をもたせること等によって比較的簡単に実施
できるからコストが安く済むものであり、しかも、物体
搬送装置の構造の簡略化と小型化も併せて達成され、実
用上非常に有効である。特に、振動体の厚みを上記幅方
向における中央部から両縁部に向って漸次変化させて上
記放射圧の変化を得る構成では、複雑な加工を要すこと
もなく、安価であり、放射圧の強弱や変化の率を自在に
設定できるものである。具体的には、振動体の厚みを段
階的若しくは連続的に変化させる構成では、平板状の素
材に切削加工などを施すことによって容易に形成するこ
とができる。一方、振動体の厚みを変化させるには、上
記のように比較的厚手の素材に切削加工等を施すことに
よる他、幅寸法の異なる複数の薄い板状部材を幅寸法の
大きさの順に重ねて結合することによっても実施でき
る。この構成では。これら薄い板状部材は素材を単に切
断するだけで得られ、各板状部材を重ねて結合する作業
も特に困難ではないので、上記切削加工等による場合に
比して大量生産に適する。また、物体搬送路の幅方向で
音波の放射圧を変化させる他の手段として、下記の構成
が採用される。すなわち、振動体を、主振動体と副振動
体との結合体とする。該主振動体は平板状にして縞状振
動モードで振動して物体をその表面上で浮揚させるため
のものであり、副振動体は、超音波励振手段が発する縦
振動を該主振動体に対して該主振動体の厚み方向で伝達
すべく介装されるものである。そして、該副振動体の形
状を適宜設定することによって物体搬送路の幅方向にお
ける音波放射圧の変化を生ぜしめる。かかる構成によれ
ば、物体を浮揚状態にて担持する上記主振動体には加工
を何等施す必要がなく、梁のようにして架設される該主
振動体の断面係数、すなわち梁としての機械的強度を確
保し易い。よって搬送距離を増大させ得る等の効果が得
られる。

【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
装置の要部の斜視図である。

【図２】図２は、図１に示した物体搬送装置の平面図で
ある。

【図３】図３は、図１及び図２に示した物体搬送装置
の、一部断面を含む正面図である。

【図４】図４は、図３に関するＡ−Ａ矢視図である。

【図５】図５は、図３に関するＣ−Ｃ矢視図である。

【図６】図６は、図１乃至図３に示した物体搬送装置の
一部の拡大図である。

【図７】図７は、図１乃至図３に示した物体搬送装置が
具備するエネルギー変換部の回路図である。

【図８】図８は、本発明に係る物体搬送装置を用いた実
験に供される供試体の斜視図である。

【図９】図９は、図８に示した供試体を浮揚させるため
の主振動体の一例の縦断面図である。

【図１０】図１０は、図８に示した供試体を浮揚させる
ための主振動体の他の例の縦断面図である。

【図１１】図１１は、図９に示した主振動体を用いた実
験における測定結果を示す図である。

【図１２】図１２は、図１０に示した主振動体を用いた
実験における測定結果を示す図である。

【図１３】図１３は、本発明の第２実施例としての物体
搬送装置が具備する主振動体の縦断面図である。

【図１４】図１４は、本発明の第３実施例としての物体
搬送装置が具備する主振動体の縦断面図である。

【図１５】図１５は、本発明の第４実施例としての物体
搬送装置が具備する主振動体の縦断面図である。

【図１６】図１６は、本発明の第５実施例としての物体
搬送装置の要部の拡大図である。

【図１７】図１７は、従来の物体搬送装置の、一部断面
を含む正面図である。

【図１８】図１８は、図１７に示した物体搬送装置の平
面図である。

【図１９】図１９は、図１７に関するＰ−Ｐ矢視図であ
る。

【図２０】図２０は、図１７乃至図１９に示した物体搬
送装置の動作説明図である。

【図２１】図２１は、他の従来例としての物体搬送装置
の要部を示す正面図である。

【図２２】図２２は、物体搬送路上から物体が逸脱する
ことを防止する構成を示す縦断面図である。

【図２３】図２３は、物体搬送路上から物体が逸脱する
ことを防止する他の構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

３ 主振動体 ３ａ 切欠部 ３ｂ 厚肉部 ３ｃ 薄肉部 ４ 副振動体 ７ 物体 ９ ねじ １２ ホーン １４ 超音波振動発生部 １５ 発振器 １６ 振動子 ２１，２２ フォトセンサ ２５ 物体搬送路中心線 ３１，３２，３３ 主振動体 ３１ａ〜３１ｈ、３３ａ〜３３ｇ 板状部材

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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、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って該振動体の表面上に物体を浮
   揚させ、走行させる物体搬送装置において、前記放射圧
   が、物体搬送路の幅方向における両縁側が中央に比して
   大であるように設定されていることを特徴とする物体搬
   送装置。
2. 【請求項２】 前記振動体の厚みが前記幅方向における
   中央部から両縁部に向って漸次変化していることを特徴
   とする請求項１記載の物体搬送装置。
3. 【請求項３】 前記振動体の厚みが段階的に変化してい
   ることを特徴とする請求項２記載の物体搬送装置。
4. 【請求項４】 前記振動体の厚みが連続的に変化してい
   ることを特徴とする請求項２記載の物体搬送装置。
5. 【請求項５】 前記振動体は、幅寸法の異なる複数の板
   状部材を幅寸法の大きさの順に重ねて結合してなること
   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。
6. 【請求項６】 前記振動体は、平板状にして縞状振動モ
   ードで振動して前記物体をその表面上で浮揚させるため
   の主振動体と、前記超音波励振手段が発する縦振動を前
   記主振動体に対して該主振動体の厚み方向で伝達すべく
   介装された副振動体とを有し、該副振動体の形状が適宜
   設定されることによって前記物体搬送路の幅方向におけ
   る前記放射圧の変化が生ずることを特徴とする請求項１
   乃至請求項５のうちいずれか１記載の物体搬送装置。