超音波浮揚板の試作

摘要

非接触搬送装置として利用する超音波浮揚式の振動板について検討する。振動板が発する音響放射力によって自身の浮揚力を得る。振動板の自重と地面に働く放射力とが等しくなる地点で、振動板は安定に浮揚する。試作した振動板は、2×78×78mm~3のアルミニウム製方形板に、1×18×18mm~3の4枚のPZT素子を接着した構造である0振動板の外形およびPZT素子の配置位置は、浮揚特性向上のため有限要素解析（FEA）結果より駆動周波数が20kHz以上で振動板の振動振幅が最大になるように決定した。駆動周波数22.3kHzのとき節線が縦横方向にそれぞれ4本の格子状たわみ振動モードを用いた。設計に基づいた試作振動板の振動変位分布を測定し計算結果と比較したところ両者の結果はよく一致した。数種類の条件下で振動板の浮揚距離を測定した結果、最大浮揚距離256μmを得た。2つの振動板を平行に連結させた場合、浮揚可能な最大積載荷重は8.1kN/m~2であった。