JP2002186921A

JP2002186921A - 超音波洗浄装置

Info

Publication number: JP2002186921A
Application number: JP2000388390A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Kitaori; 典之北折; Takahisa Yamashiro; 高久山城; Kiyoteru Osawa; 清輝大沢; Masayasu Sato; 雅安佐藤
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】洗浄液の反射波による超音波振動部の停止、
発熱などのない低消費電力の超音波洗浄装置を提供す
る。【解決手段】超音波振動子１８に前後部超音波ホーン
２１，１９が連設されてなる超音波振動部１４を備え、
前部超音波ホーン２１の先端面に被洗浄物３１を接触さ
せて洗浄を行う超音波洗浄装置１であって、前部超音波
ホーン２１の先端面を除く略全体がアタッチメントケー
シング１１で囲まれると共に、前部超音波ホーン２１の
先端部の外側に洗浄液３０に発生した反射波を遮る反共
振防止カバー２４を、前部超音波ホーン２１の先端部を
取り囲むように設けた。このため、反射波による振動の
停止や振動部の発熱を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、超音波洗浄装置に
関し、さらに詳しくは、例えば織物や繊維製品などを洗
浄する家庭用の超音波洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波振動を用いて繊維製品など
を洗浄する技術としては、特開昭６３−６６３７２号公
報及び特開平１０−３２８４７２号公報のそれぞれに開
示されたものが知られている。これらの公報に開示され
た洗浄技術は、洗浄液中に被洗浄物（繊維製品など）を
浸漬させた状態で、振動子も洗浄液中に入れて、超音波
発振器で発生させた超音波振動を被洗浄物に伝搬させる
ことにより、被洗浄物に付着した汚れなどを除去しよう
とするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た特開昭６３−６６３７２号公報に開示された超音波を
用いる洗浄装置などは、駆動電力も大きいため、携帯性
が低く取り扱いが難しいことから、一般の家庭での実用
化が困難であった。そこで、近年では超音波洗浄装置の
駆動電力を小さく設定して携帯性を高めたものが創案さ
れている。一般に、超音波振動部で発生した音波や洗浄
液の波が洗浄容器の壁や壁面で反射波として戻り超音波
振動部に対して反共振に働く場合があり、この場合に超
音波振動部の振動を阻害する要因となる。このため、特
に駆動電力の小さい超音波振動部では振動の強度が小さ
いため、反共振の作用（負荷として作用）によって振動
が停止してまったり、超音波振動部に発熱が起こるなど
の問題点が発生して、洗浄効率を大幅に低下させるおそ
れがあった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、洗浄効果を十分
発揮すると共に、低駆動電力、特に８Ｗ以下で駆動でき
る家庭用の超音波洗浄装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、超音波振動子
に超音波ホーンが連設されてなる超音波振動部を備え、
超音波ホーンの先端面に被洗浄物を接触させて被洗浄物
の洗浄を行う超音波洗浄装置であって、超音波ホーンの
先端面を除く略全体がケーシングで囲まれると共に、超
音波ホーンの先端部の外側に洗浄液に発生した波を遮る
反共振防止カバーを、超音波ホーンの前記先端部を取り
囲むように設けたことを特徴とする。

【０００６】このような構成の本発明では、反共振防止
カバーを超音波ホーンの外側に取り囲むように設けられ
ているため、超音波振動部で発生した音波や洗浄液の波
が洗浄容器の壁や壁面で反射波として戻り超音波振動部
に対して反共振（／又は負荷）として働くのを防止する
作用がある。このため、一定の良好な状態で洗浄ができ
るため、超音波振動部での振動が阻害されたり、超音波
振動部に発熱が起こるのを防止することができる。

【０００７】なお、たらい、おけ等に水などを張って洗
浄する際に、該たらい等のサイズがまちまちであること
により洗浄を行う際の環境は大きく変化する。このため
に洗浄効率にバラツキが生じてしまう。このようなバラ
ツキをできるだけ小さくする為には、洗浄時の環境を一
定に整えること、また、容器等の壁面からの反射波によ
る反共振振動がおこらないようにすることが重要とな
る。本発明においては、超音波ホーンの先端部に反共振
防止カバーを取り付けて達成している。

【０００８】さらに、本発明においては、超音波ホーン
の先端部から反共振防止カバーまでの距離が、振動によ
り生じた液や水の波の影響を強く受けすぎたり、また逆
に大きすぎると扱いにくいとともに効果が小さくなるな
どの点から、１ｃｍ以上、１０ｃｍ以下であることが好
ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る超音波洗浄装
置の詳細を図面に示す各実施形態に基づいて説明する。

【００１０】（実施形態１）図１〜図４は本発明に係る
超音波洗浄装置の実施形態１を示している。なお、本実
施形態１の超音波洗浄装置１は、先端アタッチメント３
が交換可能な例である。本実施形態１の超音波洗浄装置
１は、装置本体２と、装置本体２に着脱自在に装着され
る先端アタッチメント３とから大略構成されている。

【００１１】装置本体２は、図１及び図２に示すよう
に、本体ケーシング４内に、振動部駆動回路部５、電池
６などが内蔵されている。本体ケーシング４の先端面
（装着面）には、接続部としての端子コネクタ部７Ａ，
７Ｂが設けられている。ところで、本実施形態において
は、電源として電池６の他に、ＡＣジャック部を設けて
交流電源を接続して使用できるような構成としてもよ
い。

【００１２】また、本体ケーシング４は、先端部で先端
アタッチメント３と着脱自在に設けられている。そし
て、端子コネクタ部７Ａ，７Ｂと振動部駆動回路部５と
は、配線９，１０を介して接続されている。この他、装
置本体２には、図示しないスイッチや駆動確認ランプな
どが設けられている。

【００１３】先端アタッチメント３は、先端部に向けて
拡開する反共振防止カバー２４が一体に形成された筒状
のアタッチメントケーシング１１を備えている。このア
タッチメントケーシング１１の後端壁部１２の外側面に
は、前記した本体ケーシング４の前端面に設けられた端
子コネクタ部７Ａ，７Ｂに接続される接続端子１３Ａ，
１３Ｂが突設されている。

【００１４】また、アタッチメントケーシング１１の内
部には、超音波振動部１４が設けられている。この超音
波振動部１４は、アタッチメントケーシング１１内の中
間部に周回するように形成された支持部１５に支持され
ている。

【００１５】超音波振動部１４は、圧電体１６，１７を
接合させてなる超音波振動子１８と、超音波振動子１８
の後端面に接合された後部超音波ホーン１９と、超音波
振動子１８の前端面にフランジ部材２０を介して接合さ
れた所定長さ寸法の前部超音波ホーン２１とからなる。
これら後部超音波ホーン１９及び前部超音波ホーン２１
は、超音波振動子１８の前後に分割されているが、両方
を備えることにより超音波ホーンが構成されている。後
部超音波ホーン１９及び前部超音波ホーン２１は、超音
波振動子１８の振動を特定の周波数に変えたり、振動を
強くするために振動を伝え易い金属で形成されている。
なお、フランジ部材２０は、上記した支持部１５に支持
されている。

【００１６】前部超音波ホーン２１は、アタッチメント
ケーシング１１の前端開口部１１Ａから極僅か前方（下
方）へ突出するように設定されている。また、反共振防
止カバー２４の開口前端は、前部超音波ホーン２１の先
端面より僅かに前方に突出するように設定されている。
そして、前部超音波ホーン２１の先端部分から反共振防
止カバー２４の開口縁までの距離は、１ｃｍ〜１０ｃｍ
の範囲で適宜設定されている。

【００１７】また、圧電体１６の後端面と接続端子１３
Ｂとは、配線２２で接続されている。また、圧電体１
６，１７の接合面と接続端子１３Ａとは、配線２３で接
続されている。このような圧電体１６，１７を接合して
なる超音波振動子１８は、所謂ランジュバン型の超音波
振動子を構成している。

【００１８】ここで、超音波振動部１４の部材構成例を
説明する。本実施形態１の超音波振動部１４、圧電体１
６，１７として、ＰｂＺｒＯ_３とＰｂＴｉＯ_３との固溶
体であるＰＺＴを主成分とする円柱状圧電体（直径は１
５ｍｍ、中心にボルトを通す穴としてφ６．５ｍｍの穴
があるため円形面の面積は１４５．４ｍｍ^２で、厚さ４
ｍｍ）に厚さ方向に分極処理をしたものを用い、アルミ
ニウム製の後部超音波ホーン１９及び前部超音波ホーン
２１で、締め付けトルク５０ｋｇ／ｃｍ^２をかけて挟み
込んでなる超音波振動子（超音波振動部１４）を用い
る。そして、素子（圧電体）の駆動電力は、ハンディタ
イプでも乾電池でも使用できるように８Ｗ以下に設定し
た。好ましくは、１Ｗ〜８Ｗとなるように設定した。

【００１９】なお、本実施形態１において先端アタッチ
メント３に用いられる超音波振動部１４としては、前部
超音波ホーン２１の先端形状が円柱形状に設定されてい
る。この先端面２１Ａの径寸法を適宜設定することによ
り、洗浄対象の面積や状態に適した先端アタッチメント
３とすることができる。前部超音波ホーン２１のこの他
の先端面形状としては、矩形状など各種の形状を設定す
ることができる。

【００２０】本実施形態１においては、装置本体２と先
端アタッチメント３とを着脱自在としたことにより、装
置本体２に先端アタッチメント３を結合した状態での使
用と、他の種類の先端アタッチメント３との交換作業を
容易に行うことが可能となる。なお、本実施形態１で
は、装置本体２と先端アタッチメント３とを着脱自在に
設けたが、ケーシング内に超音波振動部１４と電池６な
どの回路構成部を収容した一体型の構造として勿論よ
い。

【００２１】以上、本実施形態の超音波洗浄装置１の構
成について説明したが、次にこの超音波洗浄装置１の操
作方法及び作用・動作について説明する。

【００２２】本実施形態１の超音波洗浄装置１を用いて
例えば衣類の洗浄を行う場合、超音波洗浄装置１の装置
本体２を手で持ち、図示しないスイッチをオンにするこ
とにより、超音波振動部１４を駆動することができる。
図１に示すように、洗浄液３０に浸して洗浄液を含ませ
た衣類３１を用意し、反共振防止カバー２４を備える先
端アタッチメント３の先端部分を洗浄液３０に浸して衣
類３１の布面に当て、この先端部分を布面上で滑らせる
ことにより、前部超音波ホーン２１の先端部での超音波
振動が洗浄液３０を介して衣類３１の布面に伝搬して汚
れを除去することが可能となる。

【００２３】このとき、反共振防止カバー２４は、前部
超音波ホーン２１の先端部から発生する超音波振動が洗
浄液３０に伝搬し、洗浄液容器の壁面（図示省略する）
に反射して反射波として戻った場合に、この反射波が前
部超音波ホーン２１に及ぶのを防止して、前部超音波ホ
ーン２１の振動の減衰を防止する機能を有する。なお、
前部超音波ホーン２１の振動が反共振防止カバー２４の
内面に反射した反射波は、前部超音波ホーン２１の先端
部の振動に反共振しないように、前部超音波ホーン２１
の先端部と反共振防止カバー２４の内面との距離が設定
されている。この距離は、１〜１０ｃｍの範囲が適当で
あり、好ましくは２〜６ｃｍの範囲がよい。例えば、カ
バー形状が円形であれば円形内面、四角形であれば四辺
のいずれか、多角形であれば各辺のいずれかとの距離を
いう。

【００２４】（実施形態２）図２は、本発明に係る超音
波洗浄装置の実施形態２示す要部断面図である。なお、
この実施形態２において上記実施形態１と同一機能を果
たす部分には同一の符号を付して説明する。

【００２５】本実施形態２においては、アタッチメント
ケーシング１１の先端部分に、反共振防止カバー２４を
係脱可能に係止している。このため、衣類などの被洗浄
物を洗浄液から出して洗浄する場合に、反共振防止カバ
ー２４を容易に取り外すことができる。また、本実施形
態２における他の構成は、上記した実施形態１と同様で
ある。

【００２６】（実施形態３）図３は、本発明に係る超音
波洗浄装置の実施形態３を示す要部断面図である。この
実施形態３においても上記実施形態１と同一機能を果た
す部分には同一の符号を付して説明する。

【００２７】本実施形態３では、アタッチメントケーシ
ング１１の先端部に一体に反共振防止カバー２４を形成
し、この反共振防止カバー２４の開口縁に前方に突出す
るように多数の毛２４Ａが植設されている。このよう
に、毛２４Ａを設けることで、反射波が前部超音波ホー
ン２１の先端に及ぶのを毛２４Ａで防ぐことができる。
また、毛２４Ａが曲がるため、前部超音波ホーン２１の
先端を衣類などの被洗浄物に接触させて洗浄を行う場合
に、毛２４Ａが邪魔になることがない。

【００２８】（実施形態４）図７は、本発明に係る超音
波洗浄装置の実施形態４を示す要部側面図である。この
実施形態４では、アタッチメントケーシング１１の先端
部に一体に反共振防止カバー２４を形成し、この反共振
防止カバー２４に、複数の開口部２４Ｂを開設してい
る。このように開口部２４Ｂを開設したことにより、反
共振防止カバー２４を洗浄液面から浸した場合に、反共
振防止カバー２４内に洗浄液が浸入することが容易とな
る。

【００２９】（実施形態５）図５は、本発明に係る超音
波洗浄装置の実施形態５を示す要部側面図である。本実
施形態５では、図５に示すように、アタッチメントケー
シング１１の先端部分に雄螺子１１Ｂを形成し、反共振
防止カバー２４の後端内周に雌螺子（図示省略する）を
形成し、雄螺子１１Ｂと雌螺子とを螺合させることによ
り、反共振防止カバー２４がアタッチメントケーシング
１１に対して相対的に前後に移動可能としている。この
ため、反共振防止カバー２４の前後位置を調整すること
が容易となると共に、螺合を外すことにより容易に反共
振防止カバー２４を取り外すことが可能となる。

【００３０】以上、実施形態について説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、構成の要旨に付随
する各種の変更が可能である。例えば、上記した実施形
態５では、反共振防止カバー２４をアタッチメントケー
シング１１に螺合することより、前後位置を調整可能と
したが、スライド機構などの他の位置調整手段を用いて
も勿論よい。

【００３１】なお、反共振防止カバーには、幾つかの開
口部を有していてもよく、該カバーが格子状等の形状で
もよく、壁面等からの反射波により共振するのを実質的
に防止できる形状であれば構わない。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、反共振防止カバーにより、超音
波振動部へ反共振に働く反射波が及ぶのを防止して、洗
浄環境を一定にし、超音波振動部への負荷を一定にでき
るため、超音波振動部の停止、振動の減衰、超音波振動
部の発熱などを防止する効果がある。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、超音波ホーンの先端部から反
共振防止カバーまでの距離を設定することにより、洗浄
容器壁などからの反射波が超音波ホーンに反共振に働く
のを回避する効果がある。

【００３４】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は請求項２に記載された発明の効果に加えて、反共振防
止カバーを超音波ホーンの先端面に相対的に移動可能と
することにより、被洗浄物へ超音波ホーンの先端を直接
当てる場合と、洗浄液中で洗浄を行う場合などに適する
位置決めを行える効果がある。

【００３５】請求項４記載の発明によれば、請求項１〜
請求項３に記載された発明の効果に加えて、反共振防止
カバーの着脱が可能であるため、状態に応じた適切な使
用が可能となる。

【００３６】請求項５記載の発明によれば、請求項１〜
請求項４に記載された発明の効果に加えて、反共振防止
カバー内に生じた波を外部に逃がすことができると共
に、洗浄液中に反共振防止カバーを浸す場合に開口部か
ら空気を逃がすことができるため、振動ホーンに悪影響
をおよぼす波などがなくなり、効果的な振動を促進す
る。

【００３７】請求項６記載の発明によれば、請求項１〜
請求項５に記載された発明の効果に加えて、複数の毛が
反射波を防ぐと共に、超音波ホーンを被洗浄物に直接当
てる場合に複数の毛が折れ曲がるため、発生した波など
による振動ホーンが干渉することがなく、効果的にホー
ン振動する。さらに、洗浄の方法に応じた使用が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波洗浄装置の実施形態１を示
す断面図である。

【図２】本発明に係る超音波洗浄装置の実施形態２を示
す要部の断面図である。

【図３】本発明に係る超音波洗浄装置の実施形態３を示
す要部の断面図である。

【図４】本発明に係る超音波洗浄装置の実施形態４を示
す要部の側面図である。

【図５】本発明に係る超音波洗浄装置の実施形態５を示
す要部の側面図である。

【符号の説明】１超音波洗浄装置２装置本体３先端アタッチメント４本体ケーシング１１アタッチメントケーシング１１Ａ前端開口部１１Ｂ雄螺子１４超音波振動部１６，１７圧電体１８超音波振動子１９後部超音波ホーン２１前部超音波ホーン２４反共振防止カバー２４Ａ毛２４Ｂ開口部３０洗浄液３１被洗浄物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大沢清輝栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内 (72)発明者佐藤雅安栃木県芳賀郡市貝町赤羽2606 花王株式会社研究所内Ｆターム(参考） 3B155 AA01 BA12 CA11 CB03 CB18 KA00 3B201 AA46 AB52 BA02 BB01 BB84 BB85 BB86 BB92 CB01 CB23 5D107 AA16 BB11 CC04 FF03 FF07 FF09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】超音波振動子に超音波ホーンが連設され
てなる超音波振動部を備え、前記超音波ホーンの先端面
に被洗浄物を接触させて該被洗浄物の洗浄を行う超音波
洗浄装置であって、前記超音波ホーンの先端面を除く略全体がケーシングで
囲まれると共に、前記超音波ホーンの先端部の外側に反
共振防止カバーを、該超音波ホーンの前記先端部を取り
囲むように設けたことを特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項２】前記超音波ホーンの先端部から前記反共
振防止カバーまでの距離が１ｃｍ以上、１０ｃｍ以下で
あることを特徴とする請求項１に記載された超音波洗浄
装置。
【請求項３】前記反共振防止カバーは、前記超音波ホ
ーンの先端面に対して可動自在であることを特徴とする
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の超音波洗浄装
置。
【請求項４】前記反共振防止カバーは、着脱が自在で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載された超音波洗浄装置。
【請求項５】前記反共振防止カバーは、部分的に波が
通過自在な開口部が形成されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項４のいずれかに記載の超音波洗浄装
置。
【請求項６】前記反共振防止カバーは、先端周縁に前
方へ向けて複数の毛が突出するように設けられているこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
の超音波洗浄装置。