(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板の音波の放射圧により振動板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、
前記振動板の第１端部側を振動子により励振されるホーンに固定し、第２端部側を振動子が連結されない固定の支持部材に固定し、前記振動板は端部が自由端となるように前記ホーン及び前記支持部材に固定され、前記振動板は少なくとも長手方向の一方の端部の角部が面取り又は円弧状に加工されている物体浮揚装置。
【請求項２】
長尺の振動板を励振手段で励振させて、振動板の音波の放射圧により振動板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、
前記振動板の第１端部側を振動子により励振されるホーンに固定し、第２端部側を振動子が連結されない固定の支持部材に固定し、前記振動板は端部が自由端となるように前記ホーン及び前記支持部材に固定され、前記振動板の下面にはその長手方向全長に亘って延びる溝が形成されている物体浮揚装置。
【請求項３】
前記支持部材は振動板と直交する方向の長さがｎλ／２（λは振動波長、ｎは自然数）に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。
【請求項４】
前記振動板は定在波を発生するように励振される請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の物体浮揚装置。
【請求項５】
前記ホーンには振動方向に延びるスリットが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。
【請求項６】
物体をその搬送方向の左右両端部で支持して搬送する搬送手段と、前記搬送手段で支持された物体に浮揚力を付与してその撓みを抑制する物体浮揚装置とを備え、該物体浮揚装置として請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の物体浮揚装置を設けた物体搬送装置。
【請求項７】
前記物体浮揚装置は複数の振動板が平行に配設されている請求項６に記載の物体搬送装置。
【請求項８】
往復直線移動可能な支持部と、
前記支持部を往復直線移動させる移動手段と、
前記支持部の基端側に対して、第１端部が振動子により励振されるホーンを介して固定され、第２端部が支持部材を介して前記支持部の先端側に固定された振動板と、
前記振動子を振動させる駆動手段とを備え、
前記振動板は端部が自由端となるように前記ホーン及び前記支持部材に固定され、前記振動板は少なくとも長手方向の一方の端部の角部が面取り又は円弧状に加工されている荷取り装置。
【請求項９】
往復直線移動可能な支持部と、
前記支持部を往復直線移動させる移動手段と、
前記支持部の基端側に対して、第１端部が振動子により励振されるホーンを介して固定され、第２端部が支持部材を介して前記支持部の先端側に固定された振動板と、
前記振動子を振動させる駆動手段とを備え、
前記振動板は端部が自由端となるように前記ホーン及び前記支持部材に固定され、前記振動板の下面にはその長手方向全長に亘って延びる溝が形成されている荷取り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、物体浮揚装置、物体搬送装置及び荷取り装置に係り、詳しくは音波等の放射圧を用いて物体を浮揚状態に保持したり、物体の一部を浮揚状態で搬送したり、浮揚状態で移載する物体浮揚装置、物体搬送装置及び荷取り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７−２４４１５号公報、特開平９−１６９４２７号公報等に開示されたものがある。これらの装置では、図１１に示すように、長尺の平板状の振動板７５を使用し、浮揚させるべき物体７６の前記振動板７５の表面と対向する面を平面とする。そして、励振手段７７により振動板７５を励振させ、振動板７５の振動による音波の放射圧により物体７６を浮揚させる。励振手段７７を構成するホーン７８は、振動板７５の中央部に結合されている。また、浮揚した物体に空気を噴射したり、前記振動板７５で進行波を発生させて浮揚した物体７６を移動させることにより、物体７６を浮揚状態で搬送することも開示されている。
【０００３】
また、物体浮揚装置を搬送車に装備して物体を浮揚状態で所定位置まで搬送した場合、あるいは物体を浮揚状態で搬送する物体搬送装置によって物体を所定位置まで搬送した場合、所定位置において物体を移載する作業、即ち荷取り作業が必要になる。物体の浮揚状態で荷取り作業を行う荷取り装置が特開２００１−９７５３１号に開示されている。
【０００４】
図１２（ａ），（ｂ）に示すように、荷取り装置８１は往復直線移動可能な一対のフォーク片を有するフォーク８２を備えている。図１２（ａ）は荷取り装置が荷取り位置へ移動する途中の状態を示す模式背面図、図１２（ｂ）は、荷取り完了後の状態を示す模式背面図である。なお、図１２（ａ），（ｂ）において各フォーク片は紙面の裏面に向かって垂直に延びるように設けられているため、図面上は現れない。フォーク８２は図示しない公知の駆動手段により、図１２（ａ），（ｂ）の紙面と垂直方向に往復直線移動されるとともに、昇降可能に構成されている。
【０００５】
両フォーク片には物体浮揚装置８３が設けられている。物体浮揚装置８３は、振動板８４が、ホーン８５、振動子８６及び支持ブラケット８７を介してフォーク片に固定されている。そして、例えば、図示しない台車に装備された物体浮揚装置９０によって浮揚状態に保持された板状の物体９１を、浮揚状態のまま物体浮揚装置９０から受け取る荷取り作業を行う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、長尺の振動板７５をその中央でホーン７８に連結して振動させる構成では、振動板７５の自重に起因する撓みが問題となる。例えば、自重による撓みのため、仮想水平面に対して振動板７５が水平にならず、浮揚物体と振動板とのクリアランスが一定とならない。また、振動板７５をその中央でホーン７８に連結せずに、複数箇所で励振手段を構成するホーンに連結する構成を採用すれば振動板の自重による撓みの悪影響を回避できるが、振動子が最低２個必要となり、コスト高となる。
【０００７】
また、特開２００１−９７５３１に開示された荷取り装置８１では、フォーク片に振動板が複数装備されているため、振動板８４の自重による撓みの悪影響は少ない。しかし、荷取り作業の際に他の物体浮揚装置９０で浮揚状態に保持された物体の下方に、振動子８６で励振される振動板８４を配置させる必要があり、振動子８６の下端から振動板８４の上面までの距離が大きな状態の荷取り装置８１を進入させる必要がある。その結果、例えば、物体浮揚装置９０に荷取り装置８１の進入を許容する大きなスペースを確保する必要がある。また、荷取り装置８１自体も薄型化が難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は簡単な構成で長尺の振動板を安定した状態で１個の振動子で振動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。また、第２の目的はその物体浮揚装置を用いることにより、簡単な構成で物体の一部を浮揚状態で搬送する物体搬送装置を提供することにある。また、第３の目的は物体を浮揚状態で移載する際、荷取り部の移動に必要な空間を小さくできる荷取り装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１及び請求項２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、振動板の音波の放射圧により振動板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、前記振動板の第１端部側を振動子により励振されるホーンに固定し、第２端部側を振動子が連結されない固定の支持部材に固定し、前記振動板は端部が自由端となるように前記ホーン及び前記支持部材に固定した。
【００１０】
この発明では、長尺の振動板は２ヶ所で固定され、第１端部側に振動子により励振されるホーンから振動が伝達され、振動板全体が振動する。振動板の端部が完全な固定となる場合に限らず、端部が自由端となるようにホーンや支持部材を端部より内側で固定する場合も含む。振動板は２ヶ所で固定されているため、固定ヶ所が１ヶ所の場合と異なり、自重による撓みの悪影響が生じ難い。また、振動子を２ヶ所に設ける場合に比較して、構成が簡単で製造コストを低くできる。
【００１３】
とくに、請求項１に記載の発明では、前記振動板は少なくとも長手方向の一方の端部の角部が面取り又は円弧状に加工されている。従って、この発明では、振動板の自由端部に応力集中が発生し難くなって割れの発生が抑制される。また、振動板の自由端部も縞状の振動モードで励振され易くなり、その結果、振動板の自由端部が格子状の振動モードで振動される場合に比較して振動板の自由端部に応力集中がより発生し難くなる。
【００１４】
とくに、請求項２に記載の発明では、前記振動板にはその長手方向に延びる溝が形成されている。この発明では、振動板の下面には長手方向全長に亘って延びる溝が形成されているため、振動板が第１端部側でのみ振動子を介して励振される構成において、振動板の端部も縞状の振動モードで励振され易くなる。
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、前記支持部材は振動板と直交する方向の長さがｎλ／２（λは振動波長、ｎは自然数）に形成されている。この発明では、振動子が連結されていない固定部側の支持部材が共振し易くなり、振動板がより振動し易くなって物体を浮揚させる定在波が安定して発生する。
請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記振動板は定在波を発生するように励振される。この発明では、振動板に進行波を発生させる必要がないため、特別な構成を必要とせず簡単な構成で定在波が発生する。
【００１５】
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、前記ホーンには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、振動板の長手方向の端部も縞状の振動モードで励振され易くなる。
【００１６】
第２の目的を達成するため、請求項６に記載の発明では、物体をその搬送方向の左右両端部で支持して搬送する搬送手段と、前記搬送手段で支持された物体に浮揚力を付与してその撓みを抑制する物体浮揚装置とを備え、該物体浮揚装置として請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の物体浮揚装置を設けた。この発明では、幅広で撓み易い物体の撓みが物体浮揚装置の作用により抑制された状態で、物体が搬送される。物体浮揚装置の構成が簡単なため、物体搬送装置も構成が簡単になる。
【００１７】
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、前記物体浮揚装置は複数の振動板が平行に配設されている。この発明では搬送すべき物体の幅が広い場合でも安定した浮揚状態で搬送することができる。
【００１８】
第３の目的を達成するため、請求項８及び請求項９に記載の発明では、往復直線移動可能な支持部と、前記支持部を往復直線移動させる移動手段と、前記支持部の基端側に対して、第１端部が振動子により励振されるホーンを介して固定され、第２端部が支持部材を介して前記支持部の先端側に固定された振動板と、前記振動子を振動させる駆動手段とを備え、前記振動板は端部が自由端となるように前記ホーン及び前記支持部材に固定した。
【００１９】
この発明では、浮揚状態の物体を浮揚状態のまま移動させる振動板が、支持部の基端側に設けられた振動子によって励振されるため、先端側に振動子が存在しない。従って、振動子が設けられた部分より先端側が移動するのに必要なスペースが小さくてよくなり、荷取り装置を小型化できるとともに、荷取りを行う対象の物体を搬送する物体搬送装置側の小型化も可能となる。
とくに、請求項８に記載の発明では、前記振動板は少なくとも長手方向の一方の端部の角部が面取り又は円弧状に加工されている。とくに、請求項９に記載の発明では、前記振動板の下面にはその長手方向全長に亘って延びる溝が形成されている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の物体搬送装置を備えた搬送装置に具体化した第１の実施の形態を図１及び図２に従って説明する。
【００２１】
図１に示すように、搬送装置１１はローラコンベア装置１２と物体搬送装置１３とから構成されている。ローラコンベア装置１２は、支持フレーム１４に平行に支持された多数の回転軸１５を備えている。各回転軸１５には支持フレーム１４の中央及び両側近傍と対応する位置にローラ１６ａ，１６ｂが一体回転可能に固定されている。各回転軸１５の端部にはプーリ１７が一体回転可能に固定されている。各回転軸１５は、各プーリ１７と、モータ１８により駆動される駆動プーリ１９との間に巻き掛けられたベルト２０を介してモータ１８により一定方向（図１の反時計回り方向）に回転される。回転軸１５に固定された一対のローラ１６ｂの間隔は、搬送される物体２１の幅より若干大きく設定されている。
【００２２】
物体搬送装置１３は、ベースプレート２２ａ及び一対の側壁２２ｂからなるフレーム２２を備えている。両側壁２２ｂ間には複数本の回転軸２３が所定間隔をおいて互いに平行に支持されている。回転軸２３の両端、側壁２２ｂの内側には、後記する振動板２４の作用により中央で撓みが抑制された状態の物体２１の両端部と係合して、物体２１を移動させるローラ２５が一体回転可能に固定されている。ローラ２５は段差部２５ａを有し、段差部２５ａで物体２１の端部と当接して物体２１の幅方向への移動を規制するようになっている。
【００２３】
回転軸２３の一端にはローラコンベア装置１２の回転軸１５と同様に、プーリ２６が一体回転可能に固定されている。各回転軸２３は、各プーリ２６と、モータ２７により駆動される駆動プーリ２８との間に巻き掛けられたベルト２９を介してモータ２７により一定方向（図１の反時計回り方向）に回転される。
【００２４】
ベースプレート２２ａの幅方向中央には、回転軸２３の上方において回転軸２３と直交する方向に延びるように長尺の振動板２４が配設されている。振動板２４は物体２１の幅より狭い矩形平板状に形成され、物体２１をその中央部で浮揚保持可能になっている。
【００２５】
振動板２４は第１端部側が振動子３０により励振されるホーン３１に固定され、第２端部側が振動子３０が連結されない固定の支持部材としてのホーン３２に固定されている。励振手段を構成するホーン３１は、その先端においてねじ３３により振動板２４に締結されている。ホーン３１は偏平なほぼ直方体状に形成され、振動板２４に対してその長手方向端部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。
【００２６】
ホーン３１は振動板２４が締結される面の反対側の面において振動子３０に固定されている。ホーン３１の先端面は振動子３０の軸方向と直交する平面に形成され、ホーン３１及び振動子３０の中心軸が鉛直方向に延びる状態で配置されている。
【００２７】
図２（ａ），（ｂ）に示すように、振動子３０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３４ａ，３４ｂを備えている。両ピエゾ素子３４ａ，３４ｂ間にリング状の電極板３５が配置され、ピエゾ素子３４ａ，３４ｂの電極板３５と当接する側と反対側の面に当接する金属ブロック３６ａ，３６ｂ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３０が構成されている。ボルトは金属ブロック３６ａに形成された図示しないねじ穴に、金属ブロック３６ｂ側から螺合されている。両金属ブロック３６ａ，３６ｂはボルトを介して互いに導通された状態となっている。金属ブロック３６ａの上端にはフランジ３７（図２（ａ），（ｂ）に図示）が形成され、金属ブロック３６ａはベースプレート２２ａに形成された孔（図示せず）に嵌合された状態で図示しないボルトによりベースプレート２２ａに固定されている。
【００２８】
振動子３０は発振器３８に接続されている。電極板３５は配線３９ａを介して発振器３８と接続され、発振器３８の接地端子が配線３９ｂを介して金属ブロック３６ｂに接続されている。ホーン３１、振動子３０及び発振器３８により振動板２４を励振させる励振手段が構成されている。
【００２９】
図２（ａ）は、振動板２４の支持状態を示すため、側壁２２ｂ、回転軸２３及びローラ２５等を省略した物体搬送装置１３の模式側面図であり、図２（ｂ）はホーン３１の模式正面図、図２（ｃ）はホーン３２の模式正面図である。図２（ｃ）に示すように、ホーン３２は扁平なほぼ直方体状に形成されるとともに、その下面に円柱状のコーン３２ａが一体に固定されている。ホーン３２は、振動板２４と直交する方向の長さがｎλ／２（λは振動波長（ホーン３２の縦振動の振動波長）、ｎは自然数）に形成されている。そして、コーン３２ａは、ホーン３２の下面からの距離がλ／４の位置でベースプレート２２ａに固定されている。
【００３０】
フレーム２２、振動板２４、ホーン３１、振動子３０、発振器３８及びホーン３２により物体浮揚装置が構成されている。
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
【００３１】
搬送装置１１はローラコンベア装置１２側から物体搬送装置１３側へと物体２１としてのガラス板を搬送する。ローラコンベア装置１２は、物体２１の洗浄工程に設けられ、物体２１はローラコンベア装置１２で搬送される間に、図示しないシャワーから洗浄液の噴射を受け、洗浄後に物体搬送装置１３に受け渡されるように搬送される。物体搬送装置１３は乾燥工程に配設され、洗浄された物体２１をローラコンベア装置１２から受け取って搬送する。
【００３２】
搬送装置１１の運転時には、モータ１８が駆動され、駆動プーリ１９、ベルト２０、プーリ１７を介して回転軸１５が一定方向に回転され、ローラ１６ａ，１６ｂも所定方向に回転される。その結果、ローラコンベア装置１２のローラ１６ａ，１６ｂ上に載置された物体２１は、ローラ１６ａ，１６ｂの回転に伴って物体搬送装置１３側へ搬送される。
【００３３】
物体搬送装置１３においては、モータ２７が駆動され、駆動プーリ２８、ベルト２９、プーリ２６を介して回転軸２３が一定方向に回転され、ローラ２５も所定方向に回転される。また、振動子３０が所定の共振周波数（例えば、２０ｋＨｚ前後）で励振され、ホーン３１が縦振動してホーン３１を介して振動板２４が励振されて撓み振動を行い、定在波が発生する。振動板２４から放射される音波の放射圧によって、物体２１の中央部は振動板２４の表面から浮揚する。浮揚距離は例えば数１０〜数１００μｍである。また、物体２１の両端部はローラ２５に接触した状態に保持される。そして、ローラ２５の回転により物体２１に推力が付与され、物体２１は側壁２２ｂに沿って搬送される。
【００３４】
振動板２４による浮揚保持を行わずに物体２１の左右両端をローラ２５で支持しただけで搬送すると、物体２１が幅広で撓み易いため、安定した搬送を行うことが難しい。しかし、この実施の形態では、物体２１は中央を振動板２４から発生する定在波により浮揚保持された状態で、ローラ２５により推力が付与されて移動するため、物体２１は搬送経路に沿って安定した状態で搬送される。
【００３５】
なお、物体２１として、例えば、薄いガラス板の搬送に適用した場合、物体２１の端部はローラ２５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。
【００３６】
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２４を励振させる励振手段が、振動板２４の第１端部側を振動子３０により励振されるホーン３１に固定し、第２端部側を振動子が連結されない固定の支持部材（ホーン３２）に固定した。従って、振動板２４は２ヶ所で固定されているため、固定ヶ所が１ヶ所の場合と異なり、自重による撓みの悪影響が生じ難い。また、振動子３０を２ヶ所に設ける場合に比較して、構成が簡単で製造コストを低くできる。また、アライメント調整が容易になる。
【００３７】
（２）  長尺の振動板２４は端部が自由端となるようにホーン３１，３２に固定されているため、ホーン３１，３２の固定位置より外側においても定在波が発生する。従って、端部が自由端とならないようにホーン３１，３２に振動板２４を固定した場合に比較して、ローラコンベア装置１２との連結部において、物体２１の移載が円滑に行われる。
【００３８】
（３）  振動子と連結されないホーン３２は、振動板２４と直交する方向の長さがｎλ／２（λは振動波長、ｎは自然数）に形成されている。従って、振動子が連結されていないホーン３２が共振し易くなり、振動板２４がより振動し易くなって物体２１を浮揚させる定在波が安定して発生する。
【００３９】
（４）  振動板２４は定在波を発生するように励振される。従って、振動板２４に進行波を発生させる必要がないため、特別な構成を必要とせず簡単な構成で定在波が発生する。
【００４０】
（５）  物体搬送装置１３は、物体２１をその搬送方向の左右両端部で支持して搬送する搬送手段と、搬送手段で支持された物体に浮揚力を付与してその撓みを抑制する物体浮揚装置とを備えている。そして、前記物体浮揚装置として振動板２４の第１端部側を振動子３０で振動されるホーン３１に、第２端部側を振動子３０に連結されないホーン３２に固定した構成となっている。従って、物体浮揚装置の構成が簡単となり、物体搬送装置も構成が簡単になる。
【００４１】
（６）  振動板２４は水平に配設され、ローラ２５は物体２１を進行方向に向かって左右両端で支承する。従って、物体２１は左右両端が常にローラ２５と接触した状態となるため、物体２１が幅広の場合でも、より安定した状態で搬送することができる。
【００４２】
（第２の実施の形態）
次に本発明を荷取り装置に具体化した第２の実施形態を図３〜図５に従って説明する。この実施の形態は荷取り装置に前記実施の形態の物体浮揚装置を適用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様の部分については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
図３は荷取り装置の模式平面図であり、図４（ａ）は同じく模式側面図、図４（ｂ）は（ａ）のＢ部の拡大図である。
図３に示すように、荷取り装置４０は往復直線移動可能な支持部４１と、支持部４１を往復直線移動させる移動手段４２とを備えている。支持部４１には一対のフォークとしてのアーム４１ａ，４１ｂが平行に延びるように一体的に形成され、アーム４１ａ，４１ｂの先端が支持部４１の先端となっている。支持部４１には振動板４３が、第１端部が振動子３０により励振されるホーン３１を介して固定され、第２端部がホーン３２を介してアーム４１ａ，４１ｂの先端側に固定されている。振動子３０は図示しない発振器３８に接続されている。
【００４４】
アーム４１ａ，４１ｂの基端寄り及び先端寄りには、荷取りの際にアーム４１ａ，４１ｂの移動方向（長手方向）へ物体２１が相対移動するのを規制する規制部材４４が固定されている。規制部材４４は図４（ｂ）に示すように、上部に係止凹部４４ａが形成されたピンにより構成され、その下端がアーム４１ａ，４１ｂに固定されている。
【００４５】
移動手段４２は、リンク４２ａを備えたスカラ式の公知のロボットアームを備え、図示しない駆動機構により、支持部４１を往復直線移動させるとともに、昇降可能に構成されている。荷取り装置４０はアーム４１ａ，４１ｂの高さを確認するセンサ（図示せず）を備えている。
【００４６】
図５（ａ）は物体浮揚装置を装備して物体を浮揚状態で搬送する台車から荷取りを行う際の移動手段４２を省略した模式平面図、図５（ｂ）はその模式側面図である。図５（ｂ）に示すように、台車４５には複数（この実施の形態では５個）の振動体４６で物体２１を浮揚状態で保持する物体浮揚装置が装備されている。振動体４６は矩形板状に形成され、４個の振動体４６が矩形板状の物体２１の四隅と対応する位置に配設され、１個の振動体４６は４個の振動体４６から等距離の位置に配設されている。各振動体４６には励振手段を構成するホーン４７が、それぞれその先端において図示しないネジにより締結されている。
【００４７】
図５（ｂ）に示すように、ホーン４７は円柱状に形成され、各振動体４６の中央において各振動体４６と直交する状態で取り付けられている。各振動体４６はその表面が水平に配置されている。各ホーン４７は振動体４６が締結される面の反対側の面において振動子３０に固定されている。ホーン４７は台車４５上に支持ブラケット４８を介して取り付けられている。各振動子３０は各振動体４６が水平に位置するように支持ブラケット４８に固定されている。各振動子３０は発振器３８に接続されている。
【００４８】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
台車４５に装備された物体浮揚装置により浮揚状態で目的位置まで物体２１が搬送されると、荷取り装置４０による荷取り作業が行われる。台車４５が停止し、物体２１が所定位置に浮揚状態で保持された状態において、アーム４１ａ，４１ｂが進入準備位置に配置される。この位置では、規制部材４４の先端が物体２１の下面より下方に位置する状態となっている。その状態から移動手段４２が駆動されて、支持部４１が前進移動されて物体２１と対応する荷取り位置に配置され、その後所定位置まで上昇される。そして、物体２１が振動板４３から発生する定在波により浮揚保持される状態となる。そして、台車４５の物体浮揚装置の振動体４６の浮揚力の影響がほとんど無い所定高さまでアーム４１ａ，４１ｂが上昇された後、支持部４１が後退して物体浮揚装置上から物体２１が移動される。そして、アーム４１ａ，４１ｂが図示しない載置台と対応する所定位置まで後退した後、アーム４１ａ，４１ｂが下降されて物体２１が載置台上に移載される。
【００４９】
この実施の形態では次の効果を有する。
（７）  物体２１を浮揚状態で保持するための振動板４３がそれぞれ基端側において１個の振動子３０で励振されるとともに、先端側がホーン３２により固定されている。従って、振動板４３を励振させる構成が簡単になるとともに、フォークが物体２１の浮揚状態での荷取り作業をする際に必要なスペースを小さくできる。
【００５０】
（８）  アーム４１ａ，４１ｂに、浮揚状態の物体２１のアーム４１ａ，４１ｂの移動方向への相対移動を規制する規制部材４４が設けられているため、移動速度を速くしても規制部材４４がない場合に比較して荷取り作業が円滑に行われる。
【００５１】
（９）  支持部４１の基端側で振動板４３に連結されたホーン３１に比較して、アーム４１ａ，４１ｂの先端側で振動板４３に連結されたホーン３２の方が短いため、アーム４１ａ，４１ｂの下面から振動板４３の上面までの高さをより低くできる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
次に本発明の物体浮揚装置を台車に装備した第３の実施形態を図６（ａ），（ｂ）に従って説明する。この実施の形態では第１の実施の形態と同様な物体浮揚装置が台車に装備されている。第１の実施の形態と同様の部分については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５３】
図６（ａ），（ｂ）に示すように、台車４５に２個の物体浮揚装置４９が装備されている。台車４５には支持台５０が２組設けられ、一方の支持台５０に固定された振動子３０にホーン３１が固定され、他方の支持台５０にホーン３２が固定されている。振動板２４は第１端部がホーン３１に固定され、第２端部がホーン３２に固定されている。この構成においても、振動板２４は一端において振動子３０によりホーン３１を介して励振されることにより、定在波が発生し、物体（図示せずを）を安定した浮揚状態で保持することができる。そして、台車４５が移動することにより、搬送すべき物体を浮揚状態に保持して所定の位置まで搬送することができる。
【００５４】
（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態を図７及び図８に従って説明する。この実施の形態では物体搬送装置１３を構成する振動板２４が単なる平板ではなく、特殊な加工が施されている点と、振動子３０を構成するホーン３１にも特殊な加工が施されている点とが第１の実施の形態の物体搬送装置１３と異なっている。第１の実施の形態と同様の部分については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００５５】
振動板２４にはその長手方向に沿って延びる溝５１が設けられている。この実施の形態では溝５１は振動板２４の下面の中央に１本、振動板２４の全長にわたって延びるように形成されている。溝５１は振動板２４をホーン３１，３２に固定するねじ３３を挿通する孔２４ａ（図８に図示）を避けて形成されている。即ち、孔２４ａは振動板２４の幅方向の中央には形成されていない。
【００５６】
ホーン３１，３２は振動板２４の幅と等しい幅に形成され、その振動方向に沿って延びるスリット５２が複数（この実施の形態では２個）形成されている。スリット５２はホーン３１，３２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。
【００５７】
振動子３０が所定の共振周波数（例えば、２０ｋＨｚ前後）で励振され、ホーン３１，３２が縦振動してホーン３１，３２を介して振動板２４が励振されて撓み振動を行う。振動板２４は第１端部側に設けられた振動子３０によって励振され、第２端部側は固定の支持部材であるホーン３２に固定されている。この構成では、振動板２４の形状が単純な長方形状の場合、振動板２４が両端部に振動子が連結された状態で励振される場合に比較して、実験事実として振動板２４の自由端部に割れが生じ易くなる。前記割れが生じ易くなる理由としては、振動板２４の自由端部（ねじ３３による固定部より自由端側）に応力集中が生じるためと考えられる。そして、自由端部に応力集中が生じる原因としては、振動板２４に縞状の振動モードが生じるように励振させても、自由端部が縞状の振動モードで振動されずに格子状の振動モードとなるのが大きな要因と考えられる。
【００５８】
しかし、振動板２４にその長手方向に延びる溝５１が形成された場合、振動板２４の幅方向への振動が抑制され、全長にわたって縞状の振動モードで振動され易くなり、自由端部も縞状の振動モードで振動される。
【００５９】
また、ホーン３１，３２にはその振動方向に沿って延びるスリット５２が形成されているため、振動子３０からホーン３１に縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、円柱状の振動子３０から角柱状のホーン３１を経て振動板２４へと振動が伝達される際に振動波が均一に伝わり、振動板２４の自由端部でも縞状モードで振動される状態となる。
【００６０】
この実施の形態では第１の実施の形態の（１）〜（６）の効果の他に次の効果を有する。
（１０）  長尺の振動板２４にその長手方向に沿って延びる溝５１が形成されているため、振動板２４の幅方向への振動が抑制され、振動板２４の自由端部に格子状の振動モードが発生せず、割れが生じ難くなる。また、振動板２４の自由端部が縞状の振動モードで振動されるため、自由端部の振動振幅を確保できる。
【００６１】
（１１）  溝５１は振動板２４の長手方向全長にわたって連続して形成されている。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５１の加工が簡単になる。
【００６２】
（１２）  ホーン３１，３２の振動方向に沿って延びるようにスリット５２が形成されているため、振動子３０からホーン３１，３２に縦振動のみが伝達されるようになる。その結果、振動板２４が縞状の振動モードで振動され易くなり、振動板２４の自由端部に格子状の振動モードが発生せず、割れが生じ難くなる。また、振動板２４の自由端部が縞状の振動モードで振動されるため、自由端部の振動振幅を確保できる。
【００６３】
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。
○  振動板２４，４３をホーン３１，３２に固定する際、振動板２４，４３に自由端が生じないように、それぞれ振動板２４，４３の端部でホーン３１，３２に固定してもよい。この構成でも振動板２４，４３の振動により定在波が発生し、物体２１を浮揚させることができる。しかし、第１の実施の形態のように他の搬送装置と直列に接続された状態で配置され、搬送装置間を物体２１が移動する場合は、振動板２４に自由端が存在するように、振動板２４をホーン３１，３２に固定する方がよい。
【００６４】
○  第１の実施の形態でコーン３２ａを設けずに、ベースプレート２２ａと振動板２４との距離がｎλ／２となるようにホーン３２をベースプレート２２ａに固定してもよい。この場合も、ホーン３２を振動子に連結せずに、１個の振動子３０で振動板２４全体を励振することができる。
【００６５】
○  振動子が連結されない固定部材としてのホーン３２の長さは必ずしもｎλ／２（λは振動波長、ｎは自然数）に設定しなくてもよい。
○  第１の実施の形態の物体搬送装置１３をローラコンベア装置１２と組み合わせずに、単独で使用してもよい。また、搬送距離が長い場合は、複数の物体搬送装置１３を直列に配設して搬送装置を構成してもよい。
【００６６】
○  第１の実施の形態のように、物体２１をその搬送方向の左右両端部で支持して搬送する搬送手段を備えた物体搬送装置１３において、複数の振動板２４を平行に配設してもよい。この場合、搬送すべき物体２１の幅が広い場合でも安定した状態で搬送することができる。
【００６７】
○  第１の実施の形態において、物体２１をその搬送方向の左右両端部で支持して搬送する搬送手段として、ローラ１６ａ，１６ｂが物体２１と当接する構成に代えて、ベルトが物体２１と当接する構成としてもよい。この場合、回転軸２３の間隔を広くして部品点数（例えば回転軸２３の本数）を少なくすることができる。
【００６８】
○  第２の実施の形態の荷取り装置において、移動手段４２を複数のリンク４２ａを備えたスカラ式の公知のロボットアームを備えた構成に代えて、ベース部と、該ベース部に対して水平に繰り出し得る複数の可動フォークとを備えた多段フォーク装置を使用する。そして、前記多段フォーク装置の終段フォークに支持部４１を固定してもよい。
【００６９】
○  荷取り装置４０は所定位置に配置される構成に限らず、レールに沿って移動する搬送車やレールの無い通路を移動する搬送車等に装備してもよい。この場合、１台の荷取り装置４０を複数の荷移載ヶ所で使用することが可能になる。
【００７０】
○  振動板２４，４３が長く、その撓みが大きな場合、振動板２４，４３の中央部を下から支承する撓み抑制機構を設けてもよい。この場合、撓みが過大にならずに、振動板２４，４３が安定した状態で振動し、物体２１に浮揚力が安定した状態で作用する。
【００７１】
○  規制部材４４に係止凹部４４ａを形成せず、単なるピンを使用してもよい。また、規制部材４４として弱い吸着作用を有する保持部を設け、物体２１の移動を規制するようにしてもよい。
【００７２】
○  振動板２４に定在波を発生させる構成に代えて、進行波を発生させる構成としてもよい。例えば、ホーン３２をエネルギー吸収能の大きなゴムを介してベースプレート２２ａに固定する。進行波の強さは、ホーン３２に振動子を固定するとともに、振動子に負荷回路を接続した場合に比較して弱い。しかし、搬送すべき物体が軽量の場合は進行波で物体を搬送することが可能となる。また、弱い進行波であっても、進行波が存在することにより、物体を搬送する際の補助推力となり、搬送手段が必要とする推力を小さくすることができる。
【００７３】
○  第４の実施の形態において、振動板２４に形成される溝５１の数は１本に限らず、複数設けてもよい。溝５１により分割された各部の幅がホーン３１，３２の縦振動の波長の１／３より小さくなるように、溝５１の数が設定される。複数設ける場合、各溝５１は振動板２４の幅方向の中央を通る直線に対して対称となるように設けるのが好ましい。
【００７４】
○  第４の実施の形態において、溝５１の位置は振動板２４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２４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。
【００７５】
○  溝５１は振動板２４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。
【００７６】
○  ホーン３１，３２に形成されるスリット５２の数は２個に限らず、ホーン３１，３２の幅や厚さ及び高さ等により、１個あるいは３個以上としてもよい。また、数は偶数でも奇数でもよい。
【００７７】
○  振動板２４の自由端部に応力集中が発生するのを抑制するため、振動板２４に溝５１を形成したり、ホーン３１，３２にスリット５２を形成する代わりに、あるいは溝５１やスリット５２を形成するとともに、振動板２４の端部に面取り又は円弧状の加工を施した加工部５３を設けてもよい。例えば、図９に示すように、振動板２４の両端部に平面円弧状の加工部５３を設け、溝５１をなくしてもよい。振動板２４の少なくとも長手方向の一方の端部に加工部５３が形成されると、振動板２４の自由端部に応力集中が発生し難くなって割れの発生が防止される。また、振動板２４の自由端部も縞状の振動モードで励振され易くなる。その結果、振動板２４の自由端部が格子状の振動モードで振動される場合に比較して振動板２４の自由端部に応力集中がより発生し難くなる。振動板２４に溝５１を設けずに、加工部５３だけを設けても、応力集中を抑制することができるが、振動板２４に溝５１を設けたり、ホーン３１，３２にスリット５２を設ける構成と組み合わせることで、より応力集中の抑制効果が大きくなる。
【００７８】
○  加工部５３の形状は平面円弧状に限らず、図１０（ａ）に示すように、平面長方形状の振動板２４の両端部の直角の角部を切り落とした面取り形状としてもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、平面円弧状に加工するとともに、振動板２４の板厚方向においても振動板２４の端部をＲ状（円弧状）にしたり、面取りを施してもよい。また、図１０（ｃ）に示すように、振動板２４の平面形状は長方形状のまま、その端部の厚さ方向において面取りやＲ状の加工を施した加工部５３を設けてもよい。これらの加工部５３を設けた場合も振動板２４の自由端部に応力集中による割れの発生が抑制される。
【００７９】
〇  振動板２４の自由端部に応力集中が生じるのを抑制する手段として、振動板２４に溝５１を設けたり、面取りやＲ加工を施した加工部５３を設けるのは、第１端部側が振動子３０に連結されたホーン３１で励振され、第２の端部側が固定の支持部材としてのホーン３２に連結された振動板２４に限らない。即ち、両端部において振動子で励振されるホーンに連結された振動板に適用してもよい。
【００８０】
〇  第１の実施の形態の振動板２４に限らず、第２の実施の形態の構成の振動板４３あるいは、第３の実施の形態の振動板２４に、前記構成の溝５１や加工部５３を設けたり、ホーン３１，３２にスリット５２を形成してもよい。これらの場合も前記と同様に振動板２４，４３の自由端部に応力集中による割れの発生が抑制される。
【００８１】
○  振動板２４のホーン３１，３２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。
○  振動子３０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。
【００８２】
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）  請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の発明において、前記振動板は進行波を発生するように励振される。
【００８３】
（２）  請求項６に記載の発明において、物体浮揚装置として請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の物体浮揚装置に代えて、前記技術的思想（１）の物体浮揚装置を設けた物体搬送装置。
【００８４】
（３）  請求項８又は請求項９に記載の発明において、前記支持部材は振動板と直交する方向の長さがｎλ／２（λは振動波長、ｎは自然数）に形成されている。
（４）  請求項２に記載の発明において、前記溝は振動板の下面に形成されている。
【００８５】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１〜請求項５に記載の発明によれば、簡単な構成で長尺の振動板を安定した状態で１個の振動子で振動させることができ、物体浮揚装置の構成が簡単になる。請求項６及び請求項７に記載の発明によれば、その物体浮揚装置を用いることにより、簡単な構成で物体の一部を浮揚状態で搬送することができる。また、請求項８及び請求項９に記載の発明では、物体を浮揚状態で移載する際、荷取り部の移動に必要な空間を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の実施の形態の搬送装置の模式斜視図。
【図２】  （ａ）は物体搬送装置の一部省略模式側面図、（ｂ）はホーンと振動子を示す模式正面図、（ｃ）は別のホーンの模式正面図。
【図３】  第２の実施の形態の荷取り装置の模式平面図。
【図４】  （ａ）は同じく模式側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部の拡大図。
【図５】  （ａ）は荷取り状態を示す一部省略模式平面図、（ｂ）は同じく一部省略模式側面図。
【図６】  （ａ）は第３の実施の形態の物体搬送装置の模式側面図、（ｂ）は模式平面図。
【図７】  （ａ）は第４の実施の形態の物体搬送装置の模式斜視図、（ｂ）はホーンと振動子を示す模式正面図。
【図８】  振動板の平面図。
【図９】  別の実施の形態の振動板の平面図。
【図１０】  （ａ）は振動板の平面図、（ｂ）は振動板の一部破断部分斜視図、（ｃ）は振動板の部分斜視図。
【図１１】  従来技術の物体浮揚装置の一部破断模式側面図。
【図１２】  （ａ），（ｂ）は従来技術の荷取り装置の荷取り状態を示す模式背面図。
【符号の説明】
１３…物体搬送装置、２１…物体、２３…搬送手段を構成する回転軸、２５…同じくローラ、２４，４３…振動板、３０…励振手段を構成する振動子、３１，４７…同じくホーン、３２…支持部材としてのホーン、３８…駆動手段としての発振器、４１…支持部、４２…移動手段、４９…物体浮揚装置、５１…溝、５２…スリット、５３…加工部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0004003568.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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