(57)【要約】【課題】超音波エネルギーを利用して人や荷物等の運搬対象を浮上させるだけでなく運搬方向への推進力を得ることが可能な運搬装置の提供。【解決手段】運搬対象１が載置され、運搬面４０上で運搬される運搬台２と、運搬台２に支持され、運搬面４０に向かって超音波振動出力面から超音波振動を出力することにより運搬台２を運搬面４０上に浮上させる超音波振動体３であり、超音波振動出力面が運搬面４０に対して傾斜可能に支持される超音波振動体３とを有する。【選択図】図１
2020029365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬対象が載置され、運搬面上で運搬される運搬台と、
前記運搬台に支持され、前記運搬面に向かって超音波振動出力面から超音波振動を出力することにより前記運搬台を前記運搬面上に浮上させる超音波振動体であり、前記超音波振動出力面が前記運搬面に対して傾斜可能に支持される超音波振動体と
を有する運搬装置。
【請求項２】
前記超音波振動体は、運搬方向に対して前記超音波振動出力面を斜め後方または斜め前方へ向けて傾斜可能に支持されたものである請求項１記載の運搬装置。
【請求項３】
前記運搬方向に対して推進力を発生する推進駆動源を有する請求項１または２に記載の運搬装置。
【請求項４】
前記運搬方向をガイドするレールであり、前記超音波振動の出力面が当接されるように敷設されるレールを有する請求項１から３のいずれか１項に記載の運搬装置。
【請求項５】
前記レールの硬度は前記超音波振動体の超音波振動の出力面の硬度よりも高いことを特徴とする請求項４記載の運搬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波エネルギーを利用して人や荷物等の運搬対象を運搬する運搬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波振動を利用した超音波浮上装置として、例えば特許文献１，２に記載のものが知られている。これらの超音波浮上装置は、固定部と、固定部に対して移動可能に設置された可動部と、固定部または可動部に設けられ超音波振動を発生する振動発生装置とを具備し、振動発生装置が超音波振動することにより可動部が浮上面を介して浮上するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４７６４１号公報
【特許文献２】特開２００５−２３１７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記超音波浮上装置では、超音波振動の付与によって固定部と可動部との間の空気層の圧力を上昇させて可動部を浮上させている。そして、この超音波浮上装置では、可動部を浮上させた状態で移動させるために駆動機構のコイルに対して電流を流すことで、フレミングの左手の法則に基づいて駆動力を発生させ、この駆動力によって可動部を移動させており、超音波振動は単に可動部を浮上させるためにのみ利用されている。
【０００５】
本発明は、超音波エネルギーを利用して人や荷物等の運搬対象を浮上させるだけでなく運搬方向への推進力を得ることが可能な運搬装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の運搬装置は、運搬対象が載置され、運搬面上で運搬される運搬台と、運搬台に支持され、運搬面に向かって超音波振動出力面から超音波振動を出力することにより運搬台を運搬面上に浮上させる超音波振動体であり、超音波振動出力面が運搬面に対して傾斜可能に支持される超音波振動体とを有するものである。
【０００７】
本発明の運搬装置によれば、運搬面に向かって超音波振動体の超音波振動出力面から出力される超音波振動の重力加速度により運搬台が運搬面上に浮上する。そして、超音波振動体の超音波振動出力面を運搬面に対して傾斜させると、運搬面に対して斜め方向へ出力される超音波振動の重力加速度の鉛直方向成分により運搬台を浮上させつつ、水平方向成分により運搬台を推進させる推進力を得ることができる。
【０００８】
なお、超音波振動とは、一般的には周波数が２０ｋＨｚ以上のものを指すが、超音波エネルギーを利用する技術分野においては、聞くことを目的としない比較的高い周波数（１０ｋＨｚ以上）の振動についても一般的に超音波振動と呼ぶ。本発明における超音波振動は、この聞くことを目的としない比較的高い周波数の振動を含むものとする。
【０００９】
ここで、超音波振動体が運搬方向に対して超音波振動出力面を斜め後方または斜め前方へ向けて傾斜可能に支持されたものとすることで、超音波振動出力面を運搬方向に対して斜め後方へ向けて傾斜させた場合には、運搬方向に対して斜め後方へ出力される超音波振動の重力加速度の鉛直方向成分により運搬台を浮上させつつ、水平方向成分により運搬台を運搬方向へ推進させる推進力を得ることができる。一方、超音波振動出力面を運搬方向に対して斜め前方へ向けて傾斜させた場合には、運搬方向に対して斜め前方へ出力される超音波振動の重力加速度の鉛直方向成分により運搬台を浮上させつつ、水平方向成分により運搬台を運搬方向に対する逆方向への制動力を得ることができる。
【００１０】
本発明の運搬装置は、運搬方向に対して推進力を発生する推進駆動源を有することが望ましい。これにより、運搬方向に対する推進力を加えて、さらに強力な推進力を得ることができる。
【００１１】
また、本発明の運搬装置は、運搬方向をガイドするレールであり、超音波振動の出力面が当接されるように敷設されるレールを有することが望ましい。これにより、運搬方向をレールによりガイドして、運搬対象を運搬することが可能となる。
【００１２】
ここで、レールの硬度は超音波振動体の超音波振動の出力面の硬度よりも高いことが望ましい。これにより、レールが超音波振動体の超音波振動の出力面よりも変形しにくくなるため、超音波振動体から出力される超音波振動がレールに伝達されて拡散されにくくなる。
【発明の効果】
【００１３】
（１）運搬対象が載置され、運搬面上で運搬される運搬台と、運搬台に支持され、運搬面に向かって超音波振動出力面から超音波振動を出力することにより運搬台を運搬面上に浮上させる超音波振動体であり、超音波振動出力面が運搬面に対して傾斜可能に支持される超音波振動体とを有する構成により、超音波振動の重力加速度により運搬台を浮上させつつ、推進力を得ることができ、超音波エネルギーを利用して人や荷物等の運搬対象を運搬することが可能となる。
【００１４】
（２）超音波振動体が運搬方向に対して超音波振動出力面を斜め後方または斜め前方へ向けて傾斜可能に支持されたものとすることで、超音波振動の重力加速度により運搬台を浮上させつつ、運搬方向に対する推進力または制動力を得ることが可能となる。
【００１５】
（３）運搬方向に対して推進力を発生する推進駆動源を有することにより、さらに強力な推進力を得て、人や荷物等の運搬対象をより速く運搬することが可能となる。
【００１６】
（４）運搬方向をガイドするレールであり、超音波振動の出力面が当接されるように敷設されるレールを有することにより、目的とする位置まで運搬対象を正確に運搬することが可能となる。
【００１７】
（５）レールの硬度が超音波振動体の超音波振動の出力面の硬度よりも高いことにより、超音波振動を効率良く運搬台の浮上および推進力へ利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態における運搬装置の概略正面図である。
【図２】図１の運搬装置の概略側面図である。
【図３】図２の超音波振動体を傾斜させた状態を示す概略側面図である。
【図４】図２の超音波振動体を傾斜させた状態を示す概略側面図である。
【図５】図１の超音波振動体の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の実施の形態における運搬装置の概略正面図、図２は図１の運搬装置の概略側面図、図３および図４は図２の超音波振動体を傾斜させた状態を示す概略側面図、図５は図１の超音波振動体の拡大図である。
【００２０】
図１および図２に示すように、本発明の実施の形態における運搬装置は、人や荷物等の運搬対象１が載置される運搬台２と、運搬台２に支持される超音波振動体３とを有する。超音波振動体３は、超音波振動出力面３５（図５参照。）が運搬面４０に対して傾斜可能に支持されている。運搬台２は、平行に延設された２本のレール４の運搬面４０上で運搬される。運搬台２は、台車のような単なる台の他、列車のような荷室や客室を有するものとしても良い。
【００２１】
レール４は、運搬方向をガイドするものであり、超音波振動体３の超音波振動出力面３５が当接されるように敷設される。レール４は、鋼材、セラミックスや石材等の高硬度かつ高平坦度のものを使用する。なお、本実施形態においては、平行に延設された２本のレール４の運搬面４０の外側にガイド部４１が突設されている。超音波振動体３は、この２本のレール４の外側のガイド部４１の内側に、それぞれ上部側が内側に、下部側が外側に傾くように対に設けられている。
【００２２】
図５に示すように、超音波振動体３は、運搬台２に支持されるケーシング３１内に、超音波振動子３２と支持ホーン３３と出力ホーン３４とが同軸上に連接配置されたものである。超音波振動子３２は超音波発振子としてのセラミックス製の圧電素子３２Ａを正負２枚の電極プレート３２Ｂ，３２Ｃの間に挟持し、その下端部分が超音波振動を増幅させる質点として機能する出力部３２Ｄとなっている。
【００２３】
支持ホーン３３は、例えば、ステンレス鋼を素材とする一体成形品である。支持ホーン３３は、超音波振動子３２と同軸上に連接される中実円柱状の本体３３Ａと、本体３３Ａの外周面に鍔状に形成された基部３３Ｂと、基部３３Ｂの外周を軸線方向に延設して形成された弾性を有する円筒状の緩衝スリーブ３３Ｃと、緩衝スリーブ３３Ｃの上下両端部に形成された周接フランジ３３Ｄとを有している。
【００２４】
電極プレート３２Ｂ，３２Ｃに図示しない給電ユニットから通電されると、圧電素子３２Ａが作動して出力部３２Ｄに、その軸線方向を振動方向とする１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの超音波振動が励起される。ケーシング３１内においては、超音波振動子３２、支持ホーン３３および出力ホーン３４が同軸上で連接配置されているため、出力部３２Ｄに励起された超音波振動は、支持ホーン３３を経由して出力ホーン３４へ伝達され、下面の超音波振動出力面３５から出力される。
【００２５】
上記構成の運搬装置では、レール４の運搬面４０に向かって超音波振動体３の超音波振動出力面３５から出力される超音波振動の重力加速度により運搬台２が運搬面４０上に浮上する。そして、図３に示すように、超音波振動出力面３５を運搬方向Ｔに対して斜め後方へ向けて傾斜させると、運搬方向Ｔに対して斜め後方へ出力される超音波振動の重力加速度の鉛直方向成分により運搬台２を浮上させたまま、水平方向成分により運搬台を運搬方向へ推進させる推進力を得ることができ、運搬対象１を運搬することができる。
【００２６】
一方、図４に示すように、超音波振動出力面３５を運搬方向Ｔに対して斜め前方へ向けて傾斜させた場合には、運搬方向Ｔに対して斜め前方へ出力される超音波振動の重力加速度の鉛直方向成分により運搬台２を浮上させたまま、水平方向成分により運搬台２を運搬方向に対する逆方向への制動力を得ることができる。
【００２７】
なお、本実施形態における運搬装置では、運搬方向Ｔをガイドするレール４を有するため、目的とする位置まで運搬方向Ｔをレール４によりガイドして、運搬対象を正確に運搬することが可能となっている。特に、本実施形態における運搬装置では、２本のレール４の運搬面４０の外側にガイド部４１が突設されている。超音波振動体３は、この２本のレール４のガイド部４１の対面する内側に、超音波振動体３の下部側が外側に傾くように対に設けられており、この超音波振動体３の下部の超音波振動出力面３５から超音波振動が出力されるため、運搬台２は２本のレール４の中央に向かうようになり、運搬時のふらつきが防止される。
【００２８】
また、レール４の硬度を超音波振動体３の超音波振動出力面３５の硬度よりも高いものとすれば、レール４が超音波振動体３の超音波振動出力面３５よりも変形しにくくなるため、超音波振動体３から出力される超音波振動がレール４に伝達されて拡散されにくくなり、超音波振動を効率良く運搬台２の浮上および推進力へ利用することが可能となる。
【００２９】
また、本実施形態における運搬台２に、回転翼、ジェットエンジンやリニアモーターなどの推進駆動源を付加した構成とすることが可能である。これにより、運搬方向に対する推進力を加えて、さらに強力な推進力を得ることができ、運搬対象１をより速く運搬することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、超音波エネルギーを利用して人や荷物等の運搬対象を運搬する運搬装置として有用である。
【符号の説明】
【００３１】
１  運搬対象
２  運搬台
３  超音波振動体
３１  ケーシング
３２  超音波振動子
３２Ａ  圧電素子
３２Ｂ，３２Ｃ  電極プレート
３２Ｄ  出力部
３３  支持ホーン
３３Ａ  本体
３３Ｂ  基部
３３Ｃ  緩衝スリーブ
３３Ｄ  周接フランジ
３４  出力ホーン
３５  超音波振動出力面
４  レール
４０  運搬面
４１  ガイド部
【図１】
2020029365.tif 000003
【図２】
2020029365.tif 000004
【図３】
2020029365.tif 000005
【図４】
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【図５】
2020029365.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月19日(2019.11.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬対象が載置され、運搬面上で運搬される運搬台と、
前記運搬台に傾斜可能に支持され、前記運搬面に向かって超音波振動出力面から超音波振動を出力することにより前記運搬台を前記運搬面上に浮上させる超音波振動体であり、前記運搬台の運搬方向に対して前記超音波振動出力面を斜め後方へ向けて傾斜させることにより、前記超音波振動出力面から出力される超音波振動の鉛直方向成分により前記運搬台を前記運搬面上に浮上させたまま、水平方向成分により前記運搬台を前記運搬方向へ推進させる推進力を得る超音波振動体と
を有する運搬装置。
【請求項２】
前記超音波振動体は、さらに、前記運搬方向に対して前記超音波振動出力面を斜め前方へ向けて傾斜させた場合には、前記超音波振動出力面から出力される超音波振動の鉛直方向成分により前記運搬台を前記運搬面上に浮上させたまま、水平方向成分により前記運搬台を前記運搬方向に対する逆方向への制動力を得るものである請求項１記載の運搬装置。
【請求項３】
前記運搬方向に対して推進力を発生する推進駆動源を有する請求項１または２に記載の運搬装置。
【請求項４】
前記運搬方向をガイドするレールであり、前記超音波振動の出力面が当接されるように敷設されるレールを有する請求項１から３のいずれか１項に記載の運搬装置。
【請求項５】
前記レールの硬度は前記超音波振動体の超音波振動の出力面の硬度よりも高いことを特徴とする請求項４記載の運搬装置。