JP2020029365A - Carrying device - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a transport device that transports a transport target such as a person or a load using ultrasonic energy.
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。
As an ultrasonic levitation device using ultrasonic vibration, for example, those described in
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。 In the above ultrasonic levitation device, the movable part is levitated by increasing the pressure of the air layer between the fixed part and the movable part by applying ultrasonic vibration. The ultrasonic levitation apparatus generates a driving force based on Fleming's left-hand rule by flowing an electric current to a coil of a driving mechanism in order to move the movable part while floating. The movable part is moved by force, and the ultrasonic vibration is used only for floating the movable part.
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。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a transport device that can not only float an object to be transported such as a person or a load using ultrasonic energy but also obtain a propulsive force in a transport direction.
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。 The transport device of the present invention is configured such that a transport target is placed on the transport table and is transported on the transport surface, and is supported by the transport table, and outputs ultrasonic vibrations from the ultrasonic vibration output surface toward the transport surface. An ultrasonic vibrator for floating the carrier on the transport surface, the ultrasonic vibrator having an ultrasonic vibration output surface supported to be tiltable with respect to the transport surface.
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。 According to the transport device of the present invention, the transport platform floats on the transport surface by the gravitational acceleration of the ultrasonic vibration output from the ultrasonic vibration output surface of the ultrasonic vibrator toward the transport surface. When the ultrasonic vibration output surface of the ultrasonic vibrator is inclined with respect to the transport surface, the transport table is lifted by the vertical component of the gravitational acceleration of the ultrasonic vibration output obliquely to the transport surface. In addition, a thrust for propelling the carriage can be obtained by the horizontal component.
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。 The ultrasonic vibration generally refers to a vibration having a frequency of 20 kHz or more. However, in a technical field using ultrasonic energy, vibration of a relatively high frequency (10 kHz or more) which is not intended to be heard is used. Is also generally referred to as ultrasonic vibration. Ultrasonic vibration in the present invention includes a relatively high frequency vibration not intended to be heard.
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。 Here, the ultrasonic vibration body is supported so that the ultrasonic vibration output surface can be tilted obliquely rearward or obliquely forward with respect to the transport direction, so that the ultrasonic vibration output surface is moved with respect to the transport direction. When the carrier is inclined obliquely backward, the carrier is lifted by the vertical component of the gravitational acceleration of the ultrasonic vibration output obliquely rearward with respect to the transport direction, and the carrier is moved in the transport direction by the horizontal component. To get the propulsion to propell. On the other hand, when the ultrasonic vibration output surface is inclined obliquely forward with respect to the transport direction, the transport table is tilted by the vertical component of the gravitational acceleration of the ultrasonic vibration output obliquely forward with respect to the transport direction. While lifting, the carriage can be provided with a braking force in the direction opposite to the carrying direction by the horizontal component.
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。 It is desirable that the transport device of the present invention has a propulsion drive source that generates a propulsive force in the transport direction. As a result, a stronger driving force can be obtained by adding a driving force in the transport direction.
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。 Further, the transport device of the present invention is a rail that guides the transport direction, and desirably has a rail that is laid so that the output surface of the ultrasonic vibration comes into contact with the rail. This makes it possible to transport the transport target by guiding the transport direction by the rail.
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。 Here, the hardness of the rail is desirably higher than the hardness of the ultrasonic vibration output surface of the ultrasonic vibrator. Accordingly, the rail is less likely to be deformed than the ultrasonic vibration output surface of the ultrasonic vibrator, so that the ultrasonic vibration output from the ultrasonic vibrator is less likely to be transmitted to the rail and diffused.
(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。 (1) A carrier on which a carrier is placed and carried on a carrier surface, and a carrier supported by the carrier, and transporting the carrier by outputting ultrasonic vibrations from the ultrasonic vibration output surface toward the carrier surface. An ultrasonic vibrator that floats on a surface, and an ultrasonic vibrator that has an ultrasonic vibration output surface supported so as to be tiltable with respect to the transport surface. As a result, a propulsive force can be obtained, and it is possible to transport objects such as people and luggage using ultrasonic energy.
(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。 (2) The ultrasonic vibration body is supported so that the ultrasonic vibration output surface can be inclined obliquely backward or obliquely forward with respect to the transport direction, so that the carrier table floats due to the gravitational acceleration of the ultrasonic vibration. In this way, it is possible to obtain a propulsion force or a braking force in the transport direction.
(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。 (3) By having a propulsion drive source that generates a propulsion force in the transport direction, it is possible to obtain a more powerful propulsion force and to transport a transport target such as a person or luggage faster.
(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。 (4) It is a rail that guides the transport direction and has a rail that is laid so that the output surface of the ultrasonic vibration is in contact with the rail, so that the transport target can be transported accurately to a target position. Become.
(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。 (5) Since the hardness of the rail is higher than the hardness of the ultrasonic vibration output surface of the ultrasonic vibrator, the ultrasonic vibration can be efficiently used for floating and propulsion of the carriage.
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。 FIG. 1 is a schematic front view of a transportation device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic side view of the transportation device of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 show a state where the ultrasonic vibrator of FIG. FIG. 5 is a schematic side view, and FIG. 5 is an enlarged view of the ultrasonic vibrator of FIG.
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。
As shown in FIGS. 1 and 2, a transport device according to an embodiment of the present invention includes a transport table 2 on which a
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。
The
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。
As shown in FIG. 5, the
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。
The
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。
When power is supplied to the
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。
In the transport device having the above configuration, the transport platform 2 floats on the
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。
On the other hand, as shown in FIG. 4, when the ultrasonic
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。
Since the transport device in the present embodiment has the
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。
If the hardness of the
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。
Further, it is possible to adopt a configuration in which a propulsion drive source such as a rotary wing, a jet engine or a linear motor is added to the carriage 2 in the present embodiment. Thus, a stronger driving force can be obtained by adding a driving force in the transport direction, and the
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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a transport device that transports an object to be transported such as a person or luggage using ultrasonic energy.
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
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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。 A carriage on which a transport target is placed and transported on a transport surface,
An ultrasonic vibrator that is supported by the carrier and that causes the carrier to float on the carrier surface by outputting ultrasonic vibrations from the ultrasonic vibration output surface toward the carrier surface, wherein the ultrasonic vibration output is provided. An ultrasonic vibrator whose surface is supported to be tiltable with respect to the transport surface.
Priority Applications (1)
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2018
- 2018-08-24 JP JP2018157601A patent/JP2020029365A/en active Pending
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