CN108067471B - 超声波处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够超声波处理装置，该超声波处理装置具有如下要点：该超声波处理装置具有用于对被处理物实施超声波处理的超声波槽，在所述被处理物的表面侧振荡超声波的第一超声波振动体，以及在所述被处理物的里面侧振荡超声波的第二超声波振动体，所述第一超声波振动体配置为与所述第二超声波振动体不相对，从而能够防止超声波处理不均匀。

Description

超声波处理装置

技术领域

本发明涉及超声波处理装置，具体涉及对浸渍在处理液中的被处理物用超声波进行表面处理的超声波处理装置。

背景技术

以往电子元件和印刷电路板等的被处理物的清洁中使用超声波处理装置。例如，对印刷电路板进行除胶渣(デスミア)处理等的各种处理，但是处理后的印刷电路板附着有树脂等的异物和污渍。因此将印刷电路板浸渍在处理液中后，进行振荡超声波、通过空化作用去除印刷电路板表面附着的异物和污渍的超声波处理。

以往指出有伴随超声波处理产生的问题，并且提出改善了这些问题的超声波处理装置。例如超声波由于处理液循环等流动时，受其影响难以进行均一地处理。作为解决这样问题的方法，例如专利文献1公开了朝向配置在处理液槽内的处理液和气氛之间的边界板振荡超声波的超声波基板处理装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-107710号公报

发明内容

本发明的发明人为了对被处理物的表面和里面两者进行超声波处理，研究了在与被处理物的表面侧和被处理物的里面侧相对的位置设置超声波振动体。然而在相对的位置上设置超声波振动体时，存在超声波共振而损伤构成超声波振动体的多个超声波振子的一部分的情况。由于超声波无法充分地施加到与损伤的超声波振子相对的被处理物上，发生超声波处理不均匀。另外本发明的发明人针对如下方式进行了研究，作为抑制超声波处理时被处理物的摇动等的引导(ガイド)在被处理物的两侧设置搬运滚轮以夹设有被处理物从而在搬运滚轮间移动。然而在搬运滚轮的外侧设置超声波振动体时，搬运滚轮与超声波的波动发生干涉导致施加到与搬运滚轮设置部分相对的被处理物上的超声波变弱。因此在被处理物的上下方向发生超声波处理不均匀。

本发明考虑到上述的各种情况，提供了能够防止超声波处理不均匀的超声波处理装置。特别是本发明的第一目的是提供防止构成设置在超声波槽内的超声波振动体的超声波振子的损伤从而能够抑制超声波处理不均匀的超声波处理装置，第二目的是提供能够抑制超声波槽内的引导单元引起的成为问题的超声波处理不均匀的超声波处理装置。

解决了上述课题的本发明的超声波处理装置具有如下要点，该超声波处理装置具有用于对被处理物实施超声波处理的超声波槽，设置在所述被处理物的表面侧振荡超声波的第一超声波振动体，以及设置在所述被处理物的里面侧的第二超声波振动体，所述第一超声波振动体配置为与所述第二超声波振动体不相对。

上述超声波振动体具有多个超声波振子和与所述超声波振子的超声波振荡侧相接设置的板部件。

另外有如下优选实施方式：上述超声波槽还具有设置在所述被处理物的表面侧的第三超声波振动体，以及设置在所述被处理物的里面侧的第四超声波振动体，经过构成所述第一超声波振动体的超声波振子的中央部的水平线配置为不与经过构成所述第三超声波振动体的任意一个超声波振子的中央部的水平线重合，并且经过构成所述第二超声波振动体的超声波振子的中央部的水平线配置为不与经过构成所述第四超声波振动体的任意一个超声波振子的中央部的水平线重合。

以下任意一种均为优选实施方式：本发明的超声波处理装置具有与所述超声波振动体相对的反射体，所述超声波处理装置具有上述被处理物的搬运机构。

进一步优选本发明的超声波处理装置具有设置在所述超声波槽的入口侧的前槽，以及设置在所述超声波槽的出口侧的后槽，在所述各槽之间设置有向所述超声波槽侧开启的开闭机构。

另外也包括具有如下要点的超声波处理装置：本发明的超声波处理装置具有对被处理物实施超声波处理的超声波槽，对被处理物振荡超声波的超声波振动体，所述被处理物的搬运机构，与所述被处理物的表面相对的引导单元，以及与所述被处理物的里面相对的引导单元，所述引导单元由多个线材在垂直面上形成，同时所述线材的长度方向设置为相对于水平线倾斜。

上述引导单元具有位于所述线材长度方向两端的支柱，以及靠近所述支柱设置的所述线材的折回部，并所述线材经过所述一侧的支柱的外周在所述折回部处折回，经过所述一侧的支柱的外周延伸至所述另一侧的支柱上。

进一步地，以下任意一种均为优选实施方式：上述线材具有导电性，另外所述支柱形成有螺旋状的槽，所述支柱设置有用于调整与所述被处理物的距离的水平位置调整机构。

以下任意一种均为本发明的优选实施方式：上述超声波振动体由振荡不同频率的超声波的多个超声波振子构成，上述超声波振动体同时振荡至少2种不同的频率，上述超声波振动体被驱动为频率可变，所述超声波振动体设置有用于调整与所述被处理物的距离的水平位置调整机构。

根据本发明的第一种构成，由于超声波振动体不相对配置，共振被抑制从而防止超声波振子的损伤，能够抑制超声波处理不均匀的发生。另外根据本发明的第二种构成，由于设置在超声波槽内的引导的长度方向相对于水平线倾斜设置，能够抑制被处理物的上下方向的超声波处理不均匀的发生。而后通过结合本发明的第一种构成和第二种构成，能够提供能够更进一步有效抑制被处理物的超声波处理不均匀的发生的超声波槽。

附图说明

图1为从上方观察本发明的一个实施方式的超声波处理装置的俯视图。

图2为从Y方向观察图1的超声波处理装置的侧视图。

图3为本发明的其它实施方式，即水平搬运被处理物的超声波处理装置的侧视图。

图4为本发明的另一实施方式，即从上方观察筐搬运被处理物的超声波处理装置的俯视图。

图5为本发明的另一实施方式，即从上方观察筐搬运被处理物的超声波处理装置的俯视图。

图6中的(A)为从上方观察引导单元的俯视图，图6中的(B)为从X方向观察引导单元的侧视图。

图7为从图6中的(A)的X方向观察本发明的引导单元的侧视图。

图8为从Z方向观察图2的超声波槽的主视图。

图9中的(A)为从被处理物侧观察超声波振动体的主视图，图9中的(B)为从底面侧(P方向)观察超声波振动体的剖视图。

图10为同一面侧具有多个超声波振动体时的设置状态的一个例子，即从被处理物侧观察超声波振动体的主视图。

图11中的(A)为从上方观察图1的开闭机构18a的开状态的俯视图，图11中的(B)为从S方向观察开闭机构18a的开状态的主视图，图11中的(C)为从S1方向观察开闭机构18a的开状态的侧视图。

图12中的(A)为从上方观察图1的开闭机构18a的闭状态的俯视图，图12中的(B)为从S方向观察开闭机构18a的闭状态的主视图。

图13中的(A)为从上方观察图1的开闭机构18c的闭状态的俯视图，图13中的(B)为从上方观察开闭机构18c的开状态的俯视图。

图14中的(A)为从F方向观察图13中的(A)的开闭机构的闭状态的侧视图，图14中的(B)为从T方向观察开闭机构的闭状态的主视图。

图15中的(A)为示出了引导单元的一个支柱侧的线材的高度位置降下前的状态的图，图15中的(B)为示出了一个支柱侧的线材的高度位置降下后的状态的图，均为从图1的Y方向观察的侧视图。

图16为用于调整第一超声波振动体以及反射体，与被处理物的距离的水平位置调整机构的示意图，即从Z方向观察图2的超声波槽的主视图。

图17为用于调整构成引导单元的支柱与被处理物的距离的水平位置调整机构的示意图，即从Z方向观察图2的超声波槽的主视图。

附图标记说明

1 超声波槽 2 第一超声波槽

3 第二超声波槽 4 被处理物

5 搬运方向 6 前槽

7 后槽 8 第一超声波振动体

9 第二超声波振动体 10 第三超声波振动体

11 第四超声波振动体 12a-12d 反射体

13 线材 14A、14B 支柱

15A-J 折回部 16A、16B 固定柱

17 环形滚轮 18a-d 开闭机构

19 超声波振子 20 板部件

21 筐 22 筐搬运位置

23 搬运滚轮 24 起点

25 终点 26 槽

27 导轨 28 搬运用滚轮

29 固定件连接台 30 缺口

31 固定件 32 把持部

33 超声波振子的中央部 34a、34b 经过中央部的水平线

35 固定部 36 门通路

37 固定部件 38 门部件

39 L字型导轨 40 固定部件

41 连接部件 42 杆端

43 气缸部 45 活塞杆

46a-c 铰链 48 曲柄杆

49 曲柄杆螺纹部 50 接合销

51 固定台 52 紧固件

53 轴承件 54 轴

55 上部轴承 56 下部轴承

57 固定部 58 导轨

59 水平方向 60 螺旋轴

61 发动机 62 轴

63 轴承 64 锥齿轮

65 螺母 66 台座

具体实施方式

以下，参照附图针对用于实施本发明的最优方式进行详细说明，但是本发明并不限定于以下实施方式。

基于附图对本发明的第一种构成进行说明。图1为从上方观察本发明的一个实施方式的超声波处理装置的俯视图。图2为从Y方向观察图1的超声波处理装置的侧视图。图8为超声波处理装置的剖视图，即从箭头Z方向观察的主视图。此外，图1、图2中省略了被处理物的搬运机构。

如图1所示的超声波处理装置中，沿着被处理物4的搬运方向5按顺序设置有前槽6、超声波槽1和后槽7，被处理物4按该顺序通过各槽。各槽如图8所示设置有用于形成固定件31的通路的缺口30。为了在超声波槽1内同时对多个被处理物实施超声波处理，设置有多个超声波振动体。

超声波槽1为对被处理物4进行超声波处理的处理槽，内部具有朝向被处理物4振荡超声波的超声波振动体。超声波振动体如图9所示具有多个超声波振子19和与该超声波振子19的超声波振荡侧相接设置的板部件20。通过超声波振子19的振动，板部件20振动而向处理液传播超声波振动。此外，虽然各超声波振动体通过固定部35固定在超声波槽1的内壁上，也可以将超声波振动体固定在固定柱上以设成为不与内壁接触的方式。

如图1所示的超声波槽1具有设置在被处理物4的表面侧的第一超声波振动体8、以及设置在被处理物4的里面侧的第二超声波振动体9。第一超声波振动体8和第二超声波振动体9不相对设置。本发明中不相对指的是设置在被处理物的一面侧的超声波振动体的超声波振荡面(板部件20侧)的正面不存在设置在另一面侧的超声波振动体的超声波振荡面，即，设置在被处理物的一面侧的超声波振动体的超声波振荡面介于被处理物4相对的正面位置上不存在设置在另一面侧的超声波振动体的超声波振荡面。由此第一超声波振动体8和第二超声波振动体9的共振被抑制，超声波振动体，具体能够防止超声波振子19的损伤。此外，本发明中被处理物4的表面、里面指的是对于一面相对的对侧的面的意思，例如板状的被处理物时，可以将具有最大面积的面之一作为表面，其对侧作为里面，也可以将一个侧面作为表面，相对于该侧面(表面)对侧的侧面作为里面。

图1中超声波槽1具有与第一超声波振动体8相同地设置在被处理物的表面侧的第三超声波振动体10，以及与第二超声波振动体9相同地设置在被处理物的里面侧的第四超声波振动体11。设置有多个超声波振动体时，设置在表面侧的超声波振动体(第一超声波振动体8、第三超声波振动体10)中的任意一个均配置为不与设置在里面侧的超声波振动体(第二超声波振动体9、第四超声波振动体11)中的任意一个相对。此外，超声波振动体的数量能够根据超声波槽的大小等设置任意数量的超声波振动体，这时也配置为如上述的各超声波振动体不相对。

图10为示出了对于被处理物4表面侧具有多个超声波振动体时的设置状态的一个例子的侧视图。经过在被处理物4的表面侧排列的构成第一超声波振动体8的超声波振子19的中央部33(超声波振子的板部件接地面中心点)的水平线34a，与经过构成第三超声波振动体10的任意一个超声波振子19的中央部33的水平线34b不重合地配置在不同高度位置。由此振荡强度变大，每个超声波振动体的超声波振子19的高度位置不同，因而能够对搬运的被处理物4更均一地实施超声波处理。虽然图未示出，在被处理物的里侧排列的第二超声波振动体和第四超声波振动体也同样地，经过构成第二超声波振动体的超声波振子的中央部的水平线，与经过构成第四超声波振动体的任意一个超声波振子的中央部的水平线不重合地配置。

另外本发明中具有与超声波振动体相对的反射体。第一超声波振动体8-第四超声波振动体11介于被处理物4分别设置相对的反射体12a-12d。此外，与超声波振动体相对指的是超声波振动体的超声波振荡面(板部件20)的正面存在反射体的反射面，即，在超声波振动体的超声波振荡面介于被处理物4相对的正面位置存在反射体的反射面。由此，从超声波振动体振荡的超声波介于被处理物在反射体的反射面反射，通过该反射的超声波(反射波)得到对被处理物的表面处理效果。反射体12a-12d具有反射超声波的性质即可使用，例如可举例中空状容器(空气箱)等。

本发明的超声波处理装置具有设置在超声波槽1的入口侧的前槽6和设置在超声波槽1的出口侧的后槽7。前槽6和后槽7中设置有处理液供给单元和处理液去除单元。处理液供给单元图未示出，具备处理液的供给管、处理液的送液泵、存积处理液的处理液槽等处理液的供给中必要的单元。由此向前槽6以及后槽7供给预定量的处理液。另外处理液去除单元图未示出，前槽6以及后槽7的底部具备排出口以及排出口开闭单元。由此处理液从前槽6以及后槽7排出。作为排出口开闭单元能够采用各种公知的排出口开闭单元，例如可举出用于开闭排出口的滑盖等。通过滑盖的开闭，能够控制前槽6以及后槽7的干液状态和满液状态。

另外前槽6以及后槽7中设置有与被处理物4的表面和里面分别相对的环形滚轮17。将被处理物4在相对的环形滚轮17之间搬运，维持被处理物4的姿态。

各槽的搬运方向前后的出入口设置有开闭机构18a-d。打开开闭机构使被处理物4通过而搬入到下一个处理槽之后，关闭开闭机构。开闭机构18a-d优选的构成具有例如被处理物能够通过的缺口(门通路)的固定部件、以及与门通路对应控制开闭状态的门部。

开闭机构18a的构成如图11、图12所例示。

开闭机构18a具有在固定部件37作为门通路36的缺口，固定部件37的缺口下部附近设置有L字型导轨39。固定部件37固定在前槽6的内壁，实施密闭处理以使处理液不从该固定部泄漏。L字型导轨39的L字形状与固定部件37形成凹部作为引导槽，引导槽内以滑动的方式放置门部件38。门部具有门部件38和气缸部43，门部件38和气缸部43通过连接部固定。由此通过气缸部43的往复运动，门部件38沿着引导槽滑动能够控制开放、闭锁。图示例中连接部由设置在门部件38的上部的L字型的固定部件40、以及设置在构成气缸部43的活塞杆45的端部(杆端42)的T字脚型的连接部件41固定而构成。另外气缸部43固定在前槽6或后槽7的上部。气缸部43从图未示出的压缩机供给空气时，活塞杆45伸长，门部件38滑动与门通路36重合从而关闭门，维持该状态时就能够维持闭状态。另一方面，从气缸部43去除空气时，活塞杆45后退，门部件38被拉向活塞杆45的后退方向，滑动消除与门通路36的重合从而打开门，维持该状态就能够维持开状态。

开闭机构18a配置为使门部件38位于前槽6侧时，由于前槽6中填充的处理液的液压，门部件38被压在固定部件37上使密封性提高，能够抑制从门部件38和固定部件37的接地部分泄露处理液。另外排出前槽6的处理液时液压也被释放，能够降低门部件38的开闭需要的驱动力。开闭机构18d具有与开闭机构18a相同的构成。开闭机构18d也配置为使门部件38位于后槽7侧，同样能够提高密封性和降低驱动力。

开闭机构18c的构成如图13、图14所例示。此外，省略了超声波槽1的顶部(天井)。开闭机构18b也具有同样的构成。

前槽6与超声波槽1之间的开闭机构18b、以及后槽7与超声波槽1之间的开闭机构18c，超声波槽1侧门部件38摆动，通过超声波处理槽1和固定台51用螺丝等的紧固件52固定的固定部件37上设置的作为门通路36的缺口部分进行开闭。门部件38的一侧面(纵向)附近基本垂直地设置有轴54。轴54的上端与在门部件38上端附近设置的上部轴承55接合，以及轴54的下端与门部件下端附近设置的下部轴承56接合(係合)。另外轴54组装有多个铰链46a-c，铰链46a-c一侧的叶片与门部件38固定，另一侧的叶片与固定部件37固定。上部轴承55通过定位环(セットカラー)等的轴承件53与曲柄杆48一端的曲柄杆螺纹部49以预定的角度固定(非可动部)连结。另外，用接合销50连结设置在曲柄杆48的另一端的贯通孔，和设置在构成用固定部57固定在超声波槽1的上部的气缸部43的活塞杆45的杆端部分的贯通孔，按照气缸的伸缩以曲柄杆48与活塞杆45形成的接合销50为支点角度可变地接合(可变接合部分)。气缸部43与图未示出的空气压缩机连接，向气缸部43供给空气时活塞杆45伸长，与此相伴地以接合销50为支点可变接合部分的角度减少，同时对曲柄杆48固定的上部轴承55在活塞杆45的伸长方向施力，由此门部件38以轴54为轴朝向超声波槽1侧旋转90°变为开状态。保持该状态时能够维持门通路36的开状态。去掉供给到气缸部43的空气，与此相伴地活塞杆45后退以接合销50为支点的可变接合部分的角度扩大，同时对上部轴承55在活塞杆45后退方向施力，由此门部件38以轴54为轴旋转与固定部件37相接变为闭状态。由于超声波槽1中充填有处理液，前槽6、后槽7处于干液状态时利用来自超声波槽1侧的液压压住门部件38从而使密封性提高，抑制处理液泄露。另外前槽6、后槽7处于满液状态时，液体压差消除，能够以较小的力变为开状态。

超声波处理装置具备固定件31和用于将固定件31搬运至各槽内的搬运机构，该固定件31将被处理物4保持以超声波处理装置的侧面方向具有被处理物4的最大面积的表里面的方式进行搬运，例如保持为与搬运方向5平行。

如图8所示，固定件31用钳等的把持部32保持被处理物4的上部(一边)。固定件31从固定件连接台29经过缺口30在各槽内保持为浮在空中状态。此外，固定件31能够使用各种公知的固定件只要其能够保持被处理物4，例如能用于印刷电路板等的搬运的公知的挂钩。作为被处理物能够举例出各种树脂基板、玻璃基板、金属基板、陶瓷基板等的板状被处理物。被处理物也能够为如刚性基板(リジット基板)等这样的可挠性低的被处理物，也能够为如柔性基板等这样的可挠性高的被处理物。另外被处理物为板状时，也能够应对几毫米至亚微米级的厚度。

图8所示的搬运机构至少由导轨27、固定件连接台29、搬运用滚轮28构成，固定件连接台29的底部安装有用于在导轨27上移动的搬运用滚轮28，利用图未示出的发动机等的驱动单元驱动。导轨27固定在超声波处理装置的上部。此外，搬运机构能够使用各种公知的固定件搬运单元。

针对配置为与超声波振动体不相对的本发明的超声波处理装置的其它实施方式进行说明。超声波振动体的超声波振荡面介于被处理物与其它超声波振动体的超声波振荡面不相对即可，被处理物的平面的朝向、搬运方法不受限定。图3为本发明的其它实施方式，即被处理物水平搬运平面朝向上下方向的超声波处理装置的侧视图。图3的超声波槽1的入口侧设置有前槽6，出口侧设置有后槽7，各槽间设置有开闭机构。超声波槽1内设置有多个搬运滚轮23。搬运滚轮23在搬运方向5以预定的间隔配置，并且上侧的搬运滚轮23与下侧的搬运滚轮23之间构成被处理物4以水平姿态通过的被处理物搬运路线。各搬运滚轮通过图未示出的驱动装置以一定的速度旋转从而将被处理物4沿搬运方向5在上下的搬运滚轮之间移动。另外下侧的搬运滚轮23侧设置有在搬运的被处理物4的表面振荡超声波的第一超声波振动体8，并配置有介于被处理物4相对的反射体12a。另外设置有沿着搬运方向5向被处理物4的里面振荡超声波的第二超声波振动体9，配置有介于被处理物4相对的反射体12b。第一超声波振动体8与第二超声波振动体9配置为不相对。第三超声波振动体10、第四超声波振动体11与第一超声波振动体8、第二超声波振动体9同样地设置有相对的反射体12c、12d，同时均与其它超声波振动体配置为不相对。

另外各超声波振动体的构成具有图9、图10的构成，经过在被处理物4的下面侧排列的构成第一超声波振动体8的超声波振子19的中央部33的水平线34，与经过构成第三超声波振动体10的任意一个超声波振子19的中央部33的水平线34不重合地错开前后方向(附图前方和深度方向)配置。在被处理物4的上面侧排列的第二超声波振动体9和第四超声波振动体11的超声波振子也同样地与水平线不重合地错开前后方向配置。

此外，前槽6、后槽7设置有如同搬运滚轮23的环形滚轮17以能够水平搬运被处理物4，上下设置的环形滚轮17之间以能够移动被处理物4的方式构成。虽然图2和图3的前槽6、后槽7在被处理物4是垂直状态还是水平状态有所不同，同样具有处理液供给单元和处理液去除单元等其它构成。

图4为本发明的另外的其它实施方式，即从上方观察筐搬运被处理物的超声波处理装置的俯视图。图4的超声波处理装置由第一超声波槽2和第二超声波槽3构成。第一超声波槽2中设置有从被处理物的侧面方向超声波的第一超声波振动体8，并配置有介于被处理物4相对的反射体12a。另外第二超声波槽3也与第一超声波槽2相同地配置有第二超声波振动体9和反射体12b。筐21组合形成侧面的框架部件以在内部形成空间并具有底部。筐21的内部空间中以被处理物4不相互接触的方式在厚度方向上以起立状态排列。被处理物4利用设置在筐21的底部和框架部件的图未示出的保持部保持为不倾斜。筐21利用第一超声波槽2进行超声波处理之后，用图未示出的搬运机构将筐21上升从第一超声波槽2中取出之后，移动并下降至第二超声波槽3的筐搬运位置22搬运至第二超声波槽3，进行超声波处理。组合第一超声波槽2和第二超声波槽3，第一超声波振动体8和第二超声波振动体9介于被处理物4从不同方向振荡超声波，由于第一超声波振动体8和第二超声波振动体9设置在不同超声波槽中从而不相对配置。

图5为本发明的其它实施方式，即从上方观察筐搬运被处理物的超声波处理装置的俯视图。超声波槽1中设置有从被处理物的表面方向振荡超声波的第一超声波振动体8，并配置有介于被处理物4相对的反射体12a。另外设置有从被处理物的里面方向振荡超声波的第二超声波振动体9，并配置有介于被处理物4相对的反射体12b。第二超声波振动体9和第一超声波振动体8设置不相对。筐21的构成与上述图4相同，被处理物4也同样地保持。筐21在第一超声波振动体8侧超声波处理后，用图未示出的搬运机构将筐21移动至筐搬运位置22在第二超声波振动体9侧进行超声波处理。

接下来对本发明的第二种构成进行说明。超声波槽1的构成如图1所示，与上述第一种构成相同的部分省略说明。超声波槽1具有与被处理物4的表面相对的引导单元，以及与该被处理物4的里面相对的引导单元。图6中的(A)为从上方观察图1所示的超声波槽1内设置的其中一个引导单元的俯视图，图6中的(B)为从X方向观察引导单元的侧视图。对侧的引导单元的构成相同因而省略。

引导单元由线材13构成。线材13与环形滚轮17等相比面积特别小因而与超声波的干涉也少。引导单元在垂直面上配置有多个线材13。通过将线材13配置在垂直面上，能够抑制搬运的被处理物4的摇动，同时能够抑制超声波的漫反射。另外线材13在长度方向相对于水平线倾斜设置。由此随着被处理物的移动，与线材13相对的被处理物4的高度位置改变。其结果是，消除了在被处理物4的高度方向上超声波的照射不均匀，提高了超声波处理效果。线材13的倾斜方向没有特别的限定。

图6中的(B)所示的引导单元具有用于在线材13的长度方向两端保持线材的支柱14A、支柱14B，靠近支柱14A和支柱14B设置的线材13的折回部15A-J。支柱14A和支柱14B的端部设置为相接于超声波槽1的底面和顶面(天井面)并维持基本垂直的姿态。在支柱14A、14B的附近分别配置有姿态固定为与支柱平行的固定柱16A、固定柱16B，固定柱16A上设置有折回部15A、15C、15E、15G、15I，固定柱16B上设置有折回部15B、15D、15F、15H、15J，各折回部的高度位置不同。折回部15A-15I可举出金属钩件(フック金具)等。将设置在固定柱16B上作为起点24的折回部15B上连接的线材13从超声波槽1的壁面侧绕支柱14B的外周经过被处理物4侧延伸至另一侧的支柱14A上，并绕支柱14A的外周从被处理物4侧折回经过设置在固定柱16A上的折回部15A。并且线材13在该折回部15A处折回从超声波槽1的壁面侧绕支柱14A的外周经过被处理物4侧延伸至支柱14B侧。线材13从被处理物4侧绕支柱14B的外周在折回部15D处折回同样地绕支柱14B的外周并经过被处理物侧延伸至支柱14A侧。线材13同样地从折回部15E→15H→15G→15J→15I折回连接到作为终点25的折回部15I上。由此在支柱14A和支柱14B的被处理物4侧的垂直面上配置有多个线材13。另外由于能够用1根线形成引导单元，引导单元容易制作，并且容易维护。

图7为图6中使用的支柱14A、14B的优选实施方式，即省略了固定柱16A、16B的附图。如图6所示支柱14A、14B中，期望如图7所示从支柱上侧至下侧设置有一连串螺旋状的槽26。以在槽26内能够配置线材13的方式在支柱14A、14B形成槽26。线材13沿着支柱14A的槽26绕支柱14A的外周延伸至折回部或支柱14B上，线材13在支柱14B上也同样地延伸至折回部或支柱14A上。由于被处理物4的尺寸(特别是厚度)、材质等导致被处理物4的变形和弯折发生的容易程度不同，如图7所示在支柱14A、14B设置槽的同时，通过将支柱14A、14B设置以能够以其纵轴为中心旋转，能够改变线材13的倾斜角、高度位置使其处于有效防止被处理物4的弯折和变形等的位置上。即，将支柱以其纵轴为中心旋转时，伴随槽26的旋转，线材13在支柱上移动使高度位置变化，其结果是能够改变线材13的倾斜角。例如将支柱14B以纵轴为中心旋转时，支柱14B侧的线材13的高度沿着槽26下降，如图15中的(A)、(B)所示线材13的长度方向相对于水平线的倾斜角改变，线材13的高度位置比被处理物4的上面更低(X1→X2)。另外通过将支柱14B向逆方向旋转，能够提高线材13的高度位置(X2→X1)。同样地将支柱14A以其纵轴为中心旋转能够改变支柱14A侧的线材13的高度位置。通过将支柱14A和支柱14B同时同方向旋转，能够在维持线材13的倾斜角的情况下改变高度位置。此外，槽26可以形成在支柱14A、14B的至少一者上，优选形成在两者上。另外支柱的旋转单元没有特别的限定，例如可以在超声波槽1台座的底面和顶面设置旋转台、旋转台的驱动单元、旋转控制部，在该旋转台上连接支柱的上下端部。将来自控制部的操作命令传输至发动机等的驱动单元操作旋转台从而能够旋转支柱。

作为线材13可举出金属线、树脂线等。特别是金属线等具有导电性的线材，通过与图未示出的电源、以及通电检测装置电连接始终通电，线材13切断时可以用通电检测装置检测，能够迅速修补。此外，线材13为了抑制被处理物4与线材13接触而损伤，可以为用树脂等包覆的金属线。

接下来参照图1、2、8对使用超声波处理装置的表面处理进行说明。提前用搬运单元的固定件31的把持部32保持被处理物4的上部，被处理物4处于竖直悬挂状态(两面均垂直的状态)。启动超声波处理装置时，首先使开闭机构18a变为开状态。通过搬运机构将被处理物4搬入前槽6内之后，使开闭机构18a变为闭状态。

各槽中设置的开闭机构18a-d与控制部(图未示出)电连接而被控制，从控制部收到操作命令时气缸部43的活塞杆45伸长。因而门部件38移动使得门通路36变为开放状态，从而搬入被处理物4。被处理物4通过之后，从控制部收到的操作指令伸长的活塞杆45被压缩。由此门部件38移动使得门通路36变为闭状态，各槽被划分成独立的空间。

本发明中的控制部具备进行各种计算处理的CPU、进行程序的存储和读取的存储器(RAM、ROM)、控制用程序和数据等的记录介质(磁盘等)，将存储在记录介质中的各种处理程序读出至存储器，CPU根据其内容控制超声波处理装置的各部件的操作和处理。此外，操作中需要供电的装置与图未示出的电源连接，供给必要的电力。

另外被处理物4的搬运机构与发动机和控制部(图未示出)电连接而被控制，并从控制部接收操作命令来驱动发动机使搬运用滚轮28旋转并移动至导轨27上的预定位置。由此移动搬运机构的固定件31保持的被处理物4。

搬入前槽6中的被处理物4停止在预定的位置之后，供给与超声波槽1相同的处理液。具体地从控制单元接收操作命令并使供给泵加压，从贮液槽通过处理液供给管向前槽6供给处理液。处理液的供给量通过传感器(图未示出)等检测单元管理，检测到处理液达到与超声波槽1同样的液面水平时向控制部发送信号从而停止处理液的供给。由此前槽6达到满液状态。

前槽6达到满液状态后，开闭机构18b变为开状态，被处理物4通过搬运机构搬入充满处理液的超声波槽1中。被处理物4被搬入超声波槽1中之后，门关闭，开闭机构18b变为闭状态。将被处理物4用前槽6浸渍在处理液中之后搬入超声波槽1中，即使开闭机构18b处于开状态也可以抑制处理液的流动，同时抑制被处理物4的摇动导致的弯折等的破损。

开闭机构18b变为闭状态后，排出充满了前槽6的处理液。具体地通过控制单元使排出口开闭单元处于开状态时，前槽6内的处理液通过与排出口连接的排出管排出。由此前槽6内变为干液状态。排出的处理液可以实施废弃或异物的过滤去除等合适的处理后再利用。排出处理液之后，使排出口变为闭状态。前槽6处于干液状态之后，使开闭机构18a变为开状态从而进行下一个被处理物4的搬入。

搬入超声波槽1中的被处理物4通过搬运机构以一定的速度向开闭机构18c移动。从超声波槽1内设置的第一～第四超声波振动体8-11振荡出的超声波振动在处理液中传播施加到移动的被处理物4上，除去被处理物4的表面上附着的异物等。作为处理液，能够使用水、或者添加了表面活性剂的水等各种公知的超声波处理液。关于超声波振动体的具体操作如后述。

超声波槽1内的处理液从图未示出的排出口放出并通过过滤器等的净化设备去除处理液中的异物之后，从图未示出的供给口供给到超声波槽1内。由此能够维持超声波槽1内的处理液的清浄度同时进行超声波处理。控制处理液的供给量和排出量维持超声波处理槽1内的处理液的液面水平一定。

被处理物4靠近开闭机构18c时，门部件38摆动开闭机构18c变为开状态，被处理物4被搬入充满处理液的后槽7中。后槽7预先供给液体从而成为满液状态，被处理物4在液中从超声波槽1向后槽7移动。被处理物4搬入后槽7中后，开闭机构18c的门变为闭状态。搬入后槽7中的被处理物4在预定的位置停止。处理液向后槽7的供给与前槽6相同因而省略了说明。通过使后槽7预先为满液状态，被处理物4在液体中移动并被搬出超声波槽1，因而即使开闭机构18c为开状态也可以抑制处理液的流动，同时抑制被处理物4的摇动导致的弯折等的破损。

开闭机构18c变为闭状态后，填满后槽7的处理液被排出。后槽7内的处理液的排出与前槽6相同因而省略了说明。后槽7内变为干液状态后，开闭机构18d变为开状态，被处理物4从后槽7中搬出。搬出被处理物4后，开闭机构18d变为闭状态。然后，向后槽7供给处理液至变为满液状态。

接下来针对设置在超声波槽1内的超声波振动体进行说明。超声波振动体中具备驱动超声波振子的超声波振荡器(图未示出)。超声波振荡器与电源(图未示出)和控制部电连接，接受来自控制部的操作命令以预定的间隔、频率振荡超声波。超声波振动体可以持续运行，也可以控制其开关。

持续同一频率的振荡时产生驻波，可能在被处理物中发生超声波处理不均匀和被处理物的损伤。作为解决了这样的问题的单元，可举出(一)超声波振动体由振荡不同频率的超声波的多个超声波振子构成，(二)从超声波振动体同时振荡至少2种频率，(三)使从超声波振动体振荡的频率可变，以上方式能够单独或者组合使用。

(一)不同频率的超声波振子超声波振动体可以由振荡不同频率的超声波的多个超声波振子构成。由此能够抑制被处理物的同一位置持续施加相同频率的超声波时造成问题的超声波处理不均匀和被处理物的损伤。多个超声波振子可以为频率不同的2个以上的超声波振子的组合。作为2种不同频率的超声波振子的组合，例如可举出将频率40kHz的超声波振子和频率75kHz的超声波振子组合的超声波振动体、将频率28kHz的超声波振子和频率40kHz的超声波振子组合的超声波振动体。另外作为3种不同频率的超声波振子的组合，例如可举出将频率28kHz的超声波振子、频率45kHz的超声波振子和频率100kHz的超声波振子组合的超声波振动体，将频率35kHz的超声波振子、频率70kHz的超声波振子和频率100kHz的超声波振子组合的超声波振动体等。也能够使用将4种以上不同频率的超声波振子组合的超声波振动体。不同频率的超声波振子的组合不受上述限定，能够适宜组合。

(二)同时振荡至少2种的不同频率另外将多个振荡不同频率的超声波的超声波振子组合的超声波振动体，可以控制为同时从全部的超声波振子振荡超声波，或者同一频率的每个超声波振子在不同的时机振荡超声波。同时振荡不同频率时能够抑制超声波处理不均匀和被处理物的损伤。

(三)使振荡的频率可变驱动超声波振子的超声波振荡器可以具备振幅调制电路(AM调制电路)或频率调制电路(FM调制电路)。由此改变振动振幅能够使从超声波振动体振荡的频率可变。振动振幅改变可以为AM调制或者FM调制的中的任意一种，或者也可以将两者组合使用。通过这样改变振动振幅，能够抑制超声波处理不均匀和被处理物的损伤。

从超声波振动体振荡的超声波，由于其波长在处理液中产生强弱的声压分布。利用超声波对被处理物清洁等的表面处理效果在声压为最大值时效果最好。因此优选设置根据被处理物的尺寸等调整超声波振动体和被处理物之间的间隔的单元。作为超声波振动体与被处理物的水平方向的距离调整单元，可举出图16所示的水平位置调整机构。

图16为调整第一超声波振动体8、以及反射体12a与被处理物4的距离的水平位置调整机构的示意图，即从Z方向观察图2的超声波槽的主视图。通过水平位置调整机构，能够调整第一超声波振动体8与被处理物4的距离。水平位置调整机构具有移动第一超声波振动体8的螺旋轴60和旋转该螺旋轴60的驱动机构，驱动机构具有螺旋轴旋转控制用的发动机61和图未示出的电源、进行发动机61控制的控制部。发动机61和螺旋轴60通过作为棒状旋转轴的轴62连接。轴62基本垂直设置，为了将来自发动机61的动力传输至螺旋轴60，一端与发动机61连接，同时另一端设置有作为向螺旋轴60传输旋转的单元的锥齿轮64。轴62经过固定在超声波槽1内壁上的轴承63的开口部可旋转地设置。轴62的锥齿轮64与设置在形成有螺旋状的螺纹槽的螺旋轴60的一端的锥齿轮64连接，发动机61的动力可以从轴62传输至螺旋轴60地配置。螺旋轴60的另一端向被处理物4方向延伸，螺旋轴60水平设置。轴承63、螺母65、轴承63依次安装在螺旋轴60上。螺旋轴60经过固定在超声波槽1底部的轴承63的开口部可旋转地设置。另外螺旋轴60经过安装在第一超声波振动体8的底面的螺母65的开口部。通过螺旋轴60的旋转，形成有与螺旋轴60上所形成的螺旋状的凹凸相对应的螺旋状的凹凸的开口部的螺母65在螺旋轴60上移动。第一超声波振动体8通过导轨58被支持为在与螺旋轴60设置方向相同的水平方向59，即被处理物4与超声波槽1侧面之间可水平滑动。图示例中在第一超声波振动体8的上下位置分别平行配置有导轨58，为了在维持第一超声波振动体8的姿态的同时移动，导轨58配置为第一超声波振动体8的上下左右四周附近的各导轨平行。导轨58的一端固定在超声波槽1的侧面，并向被处理物4方向延伸。第一超声波振动体8设置有用于经过导轨58的贯通孔。螺旋轴60旋转使螺母65移动时，与此相伴地，支持在各导轨58上的第一超声波振动体8在水平方向59移动。导轨58和螺旋轴60具有使移动的第一超声波振动体8不接触被处理物4的长度。反射体12a的水平位置调整机构也具有同样的构成。

在第二超声波振动体9、第三超声波振动体10、第四超声波振动体11以及反射体12b-d上也设置有与第一超声波振动体8同样的上述水平位置调整机构，从而能够提高利用超声波的表面处理效果。

通过在上述引导单元上设置与上述水平位置调整机构同样的构成以调整引导单元与被处理物4的距离也是优选实施方式。通过利用上述水平位置调整机构根据被处理物的尺寸，特别是根据厚度调整引导单元与被处理物间的距离，从而能够进一步提高防止被处理物的变形和弯折等破损的效果。上述引导单元中设置上述水平位置调整机构的构成例如图17所示。

图17为用于调整构成引导单元的支柱14A与被处理物4的距离的水平位置调整机构的示意图，即从Z方向观察图2的超声波槽1的主视图。水平位置调整机构具有使以基本垂直方式载置有支柱14A和固定柱16A的台座66移动的螺旋轴60，以及旋转该螺旋轴60的驱动机构，驱动机构的构成如上述。另外螺旋轴60和轴62的构成、设置、连接方法如上述，发动机61的动力从轴62传输至螺旋轴60。螺母65固定在台座66的底面部。棒状的导轨58以与螺旋轴60水平的方式固定在超声波槽1等，同时以台座66在导轨58上可滑动的方式，导轨58通过设置在台座66上的开口部设置。螺旋轴60旋转使螺母65移动时，与此相伴地导轨58支持的台座66在水平方向上移动。由此能够调整引导单元与被处理物4的距离。在支柱14B、固定柱16B侧也设置同样的水平位置调整机构，从而能够通过使设置在引导单元的两侧的水平位置调整机构连动而进行移动，从而能够使引导单元平行移动。

水平位置调整机构的驱动通过在控制部中预先记录超声波振动体与被处理物4的恰当的距离，即通过在控制部的记录介质中将与超声波的波长和被处理物4的尺寸等相对应的恰当的距离与发动机的转数相关联地进行预先记录，从而在利用本发明的超声波处理装置连续处理被处理物4时，即使包括不同尺寸的被处理物4也能够迅速地将超声波振动体移动至恰当的位置，从而能够维持高处理效率。

同样地，在控制部中预先记录引导单元与被处理物4的恰当的距离，即，通过在控制部的记录介质中将与被处理物4的尺寸等相对应的恰当的距离与发动机的转数相关联地进行预先记录，从而在利用本发明的超声波处理装置连续处理被处理物4时，即使包括不同尺寸的被处理物4也能够迅速地将引导单元移动至恰当的位置。

此外，水平位置调整机构可以用手动旋转轴62代替上述驱动机构。例如可以将旋转手柄和曲柄手柄等的手柄与轴62连接代替发动机61。

另外，使超声波振动体和引导单元在水平方向上移动的单元可以使用驱动器和气缸等各种公知的水平移动单元代替上述螺丝螺母。并能够将来自控制部的操作命令传输至发动机等的驱动单元以操作驱动器和气缸将超声波振动体和支柱移动至预定的位置。

Claims (31)

1.一种超声波处理装置，其特征在于，该超声波处理装置具有：

用于对被处理物实施超声波处理的超声波槽，

设置在所述被处理物的表面侧的第一超声波振动体和第三超声波振动体，以及

设置在所述被处理物的里面侧的第二超声波振动体和第四超声波振动体，

所述第一超声波振动体配置为与所述第二超声波振动体不相对，

经过构成所述第一超声波振动体的超声波振子的中央部的水平线配置为不与经过构成所述第三超声波振动体的任意一个超声波振子的中央部的水平线重合，并且

经过构成所述第二超声波振动体的超声波振子的中央部的水平线配置为不与经过构成所述第四超声波振动体的任意一个超声波振子的中央部的水平线重合，

搬运方向为使所述被处理依次通过所述第一超声波振动体、所述第二超声波振动体、所述第三超声波振动体、所述第四超声波振动体的在水平方向上的单向。

2.根据权利要求1所述的超声波处理装置，其特征在于，所述超声波处理装置具有与每一个超声波振动体相对的反射体，并且所述反射体的反射面以所述反射面反射的超声波向介于所述被处理物相对的所述超声波振动体的方向反射的方式存在于所述超声波振动体的正面位置。

3.根据权利要求1所述的超声波处理装置，其特征在于，所述超声波处理装置具有：

设置在所述超声波槽的入口侧的前槽，以及

设置在所述超声波槽的出口侧的后槽，

在所述各槽之间设置有向所述超声波槽侧开启的开闭机构，

所述后槽具有排出口开闭单元，并且设置有所述开闭机构为闭状态后，使得所述排出口开闭单元变为开状态并排出所述后槽内的处理液的排出口，

所述被处理物的搬运方向为从所述前槽向所述后槽的单向。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体具有多个超声波振子和与所述超声波振子的超声波振荡侧相接设置的板部件。

5.根据权利要求1或3所述的超声波处理装置，其中，所述超声波处理装置具有与每一个超声波振动体相对的反射体。

6.根据权利要求4所述的超声波处理装置，其中，所述超声波处理装置具有与每一个超声波振动体相对的反射体。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的超声波处理装置，其中，所述超声波处理装置具有所述被处理物的搬运机构。

8.根据权利要求4所述的超声波处理装置，其中，所述超声波处理装置具有所述被处理物的搬运机构。

9.根据权利要求5所述的超声波处理装置，其中，所述超声波处理装置具有所述被处理物的搬运机构。

10.根据权利要求1或2所述的超声波处理装置，其中，所述超声波处理装置具有设置在所述超声波槽的入口侧的前槽，以及

设置在所述超声波槽的出口侧的后槽，

在所述各槽之间设置有向所述超声波槽侧开启的开闭机构。

11.根据权利要求4所述的超声波处理装置，其中，所述超声波处理装置具有

设置在所述超声波槽的入口侧的前槽，以及

设置在所述超声波槽的出口侧的后槽，

在所述各槽之间设置有向所述超声波槽侧开启的开闭机构。

12.根据权利要求1所述的超声波处理装置，其特征在于，该超声波处理装置具有与所述被处理物的表面相对的引导单元，以及

与所述被处理物的里面相对的引导单元，

所述引导单元由多个线材在垂直面上形成，同时所述线材的长度方向设置为相对于水平线倾斜。

13.根据权利要求12所述的超声波处理装置，其中，

所述引导单元具有位于所述线材长度方向两端的支柱，以及靠近所述支柱设置的所述线材的折回部，

所述线材经过一侧的支柱的外周在所述折回部处折回，并经过所述一侧的支柱的外周延伸至另一侧的支柱上。

14.根据权利要求13所述的超声波处理装置，其中，所述线材具有导电性。

15.根据权利要求13所述的超声波处理装置，其中，所述支柱上形成有螺旋状的槽。

16.根据权利要求14所述的超声波处理装置，其中，所述支柱上形成有螺旋状的槽。

17.根据权利要求13-16中任意一项所述的超声波处理装置，其中，所述支柱设置有用于调整与所述被处理物的距离的水平位置调整机构。

18.根据权利要求12-16中任意一项所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体由振荡不同频率的超声波的多个超声波振子构成。

19.根据权利要求17所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体由振荡不同频率的超声波的多个超声波振子构成。

20.根据权利要求12-16中任意一项所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体同时振荡至少2种不同的频率。

21.根据权利要求17所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体同时振荡至少2种不同的频率。

22.根据权利要求18所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体同时振荡至少2种不同的频率。

23.根据权利要求12-16中任意一项所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体被驱动为频率可变。

24.根据权利要求17所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体被驱动为频率可变。

25.根据权利要求18所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体被驱动为频率可变。

26.根据权利要求20所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体被驱动为频率可变。

27.根据权利要求12-16中任意一项所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体设置有用于调整与所述被处理物的距离的水平位置调整机构。

28.根据权利要求17所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体设置有用于调整与所述被处理物的距离的水平位置调整机构。

29.根据权利要求18所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体设置有用于调整与所述被处理物的距离的水平位置调整机构。

30.根据权利要求20所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体设置有用于调整与所述被处理物的距离的水平位置调整机构。

31.根据权利要求23所述的超声波处理装置，其中，所述超声波振动体设置有用于调整与所述被处理物的距离的水平位置调整机构。

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