JP2003039029A

JP2003039029A - 洗浄装置

Info

Publication number: JP2003039029A
Application number: JP2001229400A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Mito; 清水戸; Katsuhisa Ota; 勝久太田; Shinji Masuoka; 真二増岡; Yutaka Asada; 裕浅田
Original assignee: Sharp Corp; Sharp Manufacturing Systems Corp
Current assignee: Sharp Corp; Sharp Manufacturing Systems Corp
Priority date: 2001-07-30
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2003-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】主要構成部品内外及びその構成部品同士での圧
力差を抑制して、格別な配慮を施すことなく容易に気密
性を維持でき、しかも、可燃性の洗浄液が用いられた場
合でも、火災や爆発に対して安全性に優れた真空超音波
方式の洗浄装置を提供する。【解決手段】洗浄液５を貯留する貯槽部６ａを有しその
貯槽部６ａに被洗浄物３を収容する洗浄槽６と、内部に
所定空間７ａを有し洗浄液５に超音波振動を与える超音
波振動子ユニット７とを、真空状態を取り得る真空容器
１内に備え、超音波振動子ユニット７の所定空間７ａが
吸気口１０ａから逆止弁１１を経て真空容器１内に開口
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子、機械、成形
関連等の部品を洗浄する洗浄装置に関し、特に、真空下
におかれた水又は炭化水素系等の洗浄液に超音波振動を
与えて、洗浄液に浸漬した部品を洗浄する洗浄装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、部品を洗浄する洗浄液として
は、フロン等のフッ素系や、1,1,1-トリクロロエタン等
の塩素系の洗浄液が多く用いられてきた。しかしなが
ら、気化したこれらの洗浄液はオゾン層を破壊する性質
を有しているとされ、１９８７年に、「オゾン層を破壊
する物質に関するモントリオール議定書」が、「オゾン
層保護に関するウィーン条約」に基づき採択されて、特
定フロン等を対象に生産量の段階的な削減や規制等が規
定された。その後も何度か見直しがなされており、規制
物質の追加や規制スケジュールの前倒し等の改正が行わ
れている。

【０００３】日本においては、１９９８年９月３０日
に、上記したウィーン条約及びモントリオール議定書が
批准された。これには、ＣＦＣ（塩素・フッ素・炭素化
合物）に代わるフッ素系であるＨＣＦＣ（水素・塩素・
フッ素・炭素化合物）についても、２０２０年までに全
廃することが決められており、その全廃時期について
は、今後更に、前倒しが予想される。また、これらに関
連して、塩素系に対しても、水質や大気汚染に関する規
制の見直しが図られており、年毎にその規制が強化され
つつある。

【０００４】一方、地球温暖化防止に関する活動も活発
になってきており、１９９７年１２月の「地球温暖化防
止京都会議」では、日本に対して、温暖化ガスの６％削
減が義務づけられた。この温暖化ガスの対象としては、
代替フロンであるＨＦＣ（水素・フッ素・炭素化合物）
やパーフルオロカーボンも含まれており、更に代替フロ
ンにおいても排出規制が強化されることになった訳であ
る。従って、今後、規制動向に対して十二分なウオッチ
が必要であるとともに、早急に対処策を講じていくこと
が強く要求される。

【０００５】このような背景のもと、近年、オゾン層破
壊のおそれが少ないとされる水又は非塩素系の洗浄液を
用いて部品を洗浄することが注目されているが、以下の
点に留意する必要がある。

【０００６】先ず、水を用いる場合であるが、第１に、
水自体は安価である反面、水の取り扱いに関連する多く
の付帯設備を必要とし、その付帯設備の据え付けに多大
な費用が生じることである。付帯設備としては、洗浄装
置本体の他に、例えば、貯水設備、沈澱・浄化・汚泥処
理設備、排水設備、或いは、純度の低い水を用いた場合
の前処理用設備が挙げられ、しかも、これらの設置スペ
ースや、メンテナンスのための補助スペースも必要とな
る。また、これら付帯設備の運転、保守、或いは、排水
管理等には、初期投資とともに、維持に係わる経費も必
然的に発生することはいうまでもない。特に、排水管理
においては、使用後の水を排水する際に水質基準値を満
足し得るような配慮が必要である。

【０００７】第２に、水の有する濡れ性により、期待さ
れる程の洗浄効果が得られない可能性があることであ
る。水の表面張力は、４５℃において６８．７４±０．
０５dyn/cm、２０℃において７２．７５±０．０５dyn/
cmとベース値がかなり高い。一方、従来多用されてきた
フッ素系や塩素系の溶液では、例えば、フロンＣＦＣ１
１３が２０℃において１７dyn/cm、1,1,1-トリクロロエ
タンが２５dyn/cmと水に対して１／３〜１／４に過ぎな
い。つまり、水は、従来多用されてきた溶液と比較して
濡れ性が悪いということがいえる。従って、水を用いて
従来と同様の手法で洗浄が行われた場合、部品同士の重
なり部分や密着部分、或いは、部品に形成されている小
さな穴や隅部等には、水は容易に浸透、侵入できなくな
り、これらの部分に付着し存在している汚れ等を洗浄で
きず、洗浄効果が劣ってしまうことになる。

【０００８】第３に、空気が混在する雰囲気や、加温さ
れた常圧等の環境下で洗浄が行われた場合、洗浄される
部品が金属部分を有すると、水の有する酸化力により錆
が誘発され易くなるため、防錆対策が不可欠となる。

【０００９】一方、非塩素系であるシリコン系、炭化水
素系、或いは、アルコール系等の洗浄液を用いる場合で
あるが、第１に、その沸点が高いもので２００℃程度も
あるため、常圧下でその洗浄液を蒸気化して蒸気による
部品洗浄が行われる場合、蒸気温度が極めて高くなり、
洗浄される部品の熱変形や変質等の問題が発生する。第
２に、引火点が５０〜８０℃と低いため、火災、爆発等
に対して安全性の確保が強く要求される。

【００１０】このように、水又は非塩素系の洗浄液を用
いる場合の留意点は種々あるが、特に、洗浄力の向上、
及び、炭化水素系に対する安全性の確保という点に対し
ては、減圧環境下におかれた洗浄液に超音波振動を与え
て、洗浄液に浸漬した部品を洗浄する装置、いわゆる、
真空超音波方式の洗浄装置が適している。何故ならば、
減圧環境を形成する装置は、真空容器を含む配管系が密
閉構造となった、いわゆる、クローズドシステムとなる
ので、配管系内部を負圧に保つことによって、その内部
の酸素濃度が極めて低くなり引火を抑止できるし、万一
配管系に欠損箇所があったとしても、その負圧により内
部の溶液や蒸気が外部に漏れ出ることはなく、安全性の
確保につながるからである。しかも、洗浄液に超音波振
動を与える際に洗浄液が減圧下におかれていると、洗浄
力となるキャビテーションを容易に発生させることがで
きるので、洗浄力の向上に対して有利となるからであ
る。

【００１１】従来の真空超音波方式の洗浄装置は、例え
ば、特開２０００−３３３４９号公報によれば、図１
１、１２に示されるように、蓋を有し洗浄液１０２を貯
留する洗浄槽１０１の底壁にカバー１０７と一体の振動
板１０３が配設され、一端が電磁弁１０４及び真空ポン
プ１０５に通ずる配管１０６の他端から分岐した配管１
０６ａ、１０６ｂが、それぞれ洗浄槽１０１、カバー１
０７に連結されたり（図１１参照）、洗浄槽１０１の内
部にケースで覆われた振動子１０８が配設され（投げ込
み式）、配管１０６ａ、１０６ｂがそれぞれ洗浄槽１０
１、振動子１０８に連結されたり（図１２参照）してい
る。

【００１２】従って、真空ポンプ１０５を作動させ電磁
弁１０４を開くことにより、洗浄槽１０１内を減圧して
洗浄液１０２を真空下におき、この洗浄液１０２に振動
板１０３や振動子１０８から超音波振動を与え、浸漬し
た被洗浄物を洗浄することができる。しかも、これと同
時に、同一の配管１０６を通じてカバー１０７や振動子
１０８を覆うケースの内部が減圧されることから、カバ
ー１０７や振動子１０８を覆うケースの内部と洗浄槽１
０１内とで圧力差が生じなくなるので、振動板１０３や
振動子１０８を覆うケースを厚くしなくとも、それらが
撓んだり変形したりすることがなくなる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような洗
浄装置では、洗浄槽１０１や配管１０６ａ、１０６ｂの
内外、及び、図１１ではカバー１０７の内外で圧力差が
生じるため、これら構成部品同士の気密性を維持すべ
く、格別な配慮が必要である。例えば、気密性に対して
特に弱い部分である配管１０６ａと洗浄槽１０１との連
結部、振動板１０３とカバー１０７との連結部、配管１
０６ｂとカバー１０７（図１１参照）又は洗浄槽１０１
（図１２参照）との連結部等には、シール材や溶接材や
フィッティング類等といった封止材や封止方法の適正な
選定が設計上で重要となるし、更に、経年使用に伴うこ
れら封止材や封止方法の劣化に対しても十分に配慮して
おく必要がある。

【００１４】また、真空下での洗浄が完了した後、通
常、洗浄槽１０１内に圧縮ガスや大気等（以下、「ベン
トガス」と記すことがある）を導入して、真空状態から
常圧に戻す動作（以下、「ベント」と記すことがある）
が行われる。これは、洗浄槽１０１から被洗浄物を取り
出すに際し先ず蓋を開く必要があるが、洗浄槽１０１内
が真空状態のままであると、蓋が圧着された状態となっ
ており、蓋を開くことが極めて困難となるからである。
このベントを行うために洗浄槽１０１内にベントガスを
導入し始めると、洗浄槽１０１内に浮遊しているミスト
状の洗浄液１０２は、負圧作用で配管１０６ａ、１０６
ｂに吸引され、カバー１０７や振動子１０８を覆うケー
スの内部に到達し蓄積されていく。一般に、振動板１０
３や振動子１０８は電気で駆動され、その電気駆動を司
る充電部がカバー１０７や振動子１０８を覆うケースの
内部に備えられているので、例えば、洗浄液１０２とし
て可燃性の炭化水素系の洗浄液が用いられた場合、充電
部が着火源となってその充電部の周囲に蓄積されている
ミスト状の洗浄液１０２に引火して、火災や爆発を引き
起こすおそれが極めて高いという欠点もある。

【００１５】そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてな
されたものであり、主要構成部品内外及びその構成部品
同士での圧力差を抑制して、格別な配慮を施すことなく
容易に気密性を維持でき、しかも、可燃性の洗浄液が用
いられた場合でも、火災や爆発に対して安全性に優れた
真空超音波方式の洗浄装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による洗浄装置は、真空下におかれた洗浄液
に超音波振動を与えて、洗浄液に浸漬した被洗浄物を洗
浄する洗浄装置において、洗浄液を貯留し被洗浄物を収
容する洗浄槽と、内部に所定空間を有し洗浄液に超音波
振動を与える振動体とを、真空状態を取り得る真空容器
内に備え、振動体の所定空間が真空容器内に開口してい
る。

【００１７】その振動体の所定空間には、一般に、超音
波振動を起こすための充電部が備えられているが、仮
に、洗浄液として炭化水素系のような可燃性の洗浄液が
用いられ、その洗浄液が漏洩やベント等によって所定空
間に存した場合、充電部が着火源となって火災や爆発を
引き起こす危険性が生じるので、洗浄液を所定空間から
排除すべく、振動体の所定空間をパージするためのパー
ジガスを前記所定空間に供給するパージガス供給手段を
備えていることが好ましい。

【００１８】また、振動体を容易に備える観点から、超
音波振動が伝播する振動板と、この振動板上に取り付け
られたカバーとにより形成された前記所定空間に、超音
波振動を発する振動子が設けられていて、洗浄槽の底壁
又は側壁に形成された開口を閉塞するように、振動板が
前記所定空間を洗浄槽の外側に向けて配置されるととも
に、振動板の周縁部から洗浄槽の底壁又は側壁を貫通す
る貫通穴にボルトを挿通して固定されている。ただし、
洗浄槽に貯留している洗浄液が貫通穴を通じて漏洩する
おそれがあるが、仮に、その洗浄液が貫通穴を通じて漏
洩しても、所定空間内へ侵入しなければ、振動子が浸食
を受けたり、振動子が備えた充電部を着火源として火災
や爆発が生じたりする危険性は格段に減少するので、カ
バーが振動板上の貫通穴よりも中央側で取り付けられて
いる。

【００１９】更に、その貫通穴から漏洩した洗浄液が所
定空間へ侵入するのをより確実に防止する目的から、振
動板の中央部が貫通穴を有する周縁部よりも洗浄槽に対
して陥没しており、カバーが振動板の前記中央部上に取
り付けられている。

【００２０】また、洗浄後の被洗浄物を洗浄液から洗浄
槽の上方へ取り出す際、洗浄液の一部は、被洗浄物に付
着して持ち出されながら滴り落ち、洗浄槽の周囲を無秩
序に汚したり、洗浄槽の側壁外面を伝って流下し側壁や
底壁に設けた振動体を不用意に濡らしたりしてしまうの
で、これを避けるべく、滴り落ちた洗浄液をガイドして
洗浄槽に回収したり、洗浄槽の側壁から遠ざけたりする
ように、洗浄槽の側壁上端部が外側下方に向けて折り曲
げられている。

【００２１】また、仮に、滴り落ちた洗浄液が洗浄槽の
側壁外面を伝って流下しても、振動体等が設けられてい
る底壁へ回り込まないようにする目的で、洗浄槽の側壁
下端部が底壁より下方に突出している。更に、側壁外面
を伝って流下する洗浄液を所定位置に集めることができ
れば、回収が容易になるので、例えば、その側壁下端部
の縁が、凹凸状であったり、水平面に対して傾斜してい
たりする。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。先ず、本発明の第１実
施形態について説明する。図１は洗浄装置全体の構成図
が、図２は図１における洗浄部の要部断面図がそれぞれ
示されている。洗浄装置は、図１に示されるように、概
略、洗浄部と蒸留部とに大別される。なお、蒸留部は、
蒸留器、一次槽、ドレン槽、再熱器、凝縮器、冷却水、
温水、水分除去ユニット等で構成されるが、本発明と直
接関係しないので、詳細の説明は省略する。

【００２３】先ず、洗浄部の要部構成を以下に説明す
る。１は真空容器、２は真空容器１の蓋、３は電子、機
械、成形関連部品等の被洗浄物、４は被洗浄物３を入れ
るバスケット、５は炭化水素系の洗浄液、６は被洗浄物
３を収容する洗浄槽、７は超音波振動子ユニットであ
る。

【００２４】真空容器１は、上端が開放した円筒状に形
成され、内部に洗浄槽６と超音波振動子ユニット７を配
備しており、開放した上端には基軸２ａを中心に回動す
る蓋２を備えている。つまり、蓋２を回動させて開いた
状態で、被洗浄物３の入った網状のバスケット４が真空
容器１の内外へ出し入れされ、一方、閉じた状態で真空
容器１が密閉されるようになっている。なお、真空容器
１の底壁には真空排気口１ａが形成され、蓋２には真空
容器１内の圧力を検出する圧力センサ１７が設けられて
いる。

【００２５】洗浄槽６は、底壁６ｄを共用して、洗浄液
５を貯留する貯槽部６ａと、貯槽部６ａから溢れた洗浄
液５を回収する溢液回収部６ｈとに大別される。貯槽部
６ａには、洗浄液５を供給する洗浄液供給口６ｇが側壁
に形成され、その洗浄液供給口６ｇの上方に開口６ｆが
形成され、その開口６ｆを挟み込む上下一対の液位セン
サ１５が配置されている。ここで、貯槽部６ａに貯留さ
れている洗浄液５は、開口６ｆを超えると開口６ｆから
溢液回収部６ｈに流出し、一方では、液位センサ１５に
よって液位が検知され、その液位が下がると新たに洗浄
液５が洗浄液供給口６ｇから供給されて、常時一定の液
位が保たれるようになっている。なお、洗浄液供給口６
ｇは、後述する洗浄液調温槽３０に連通した給液配管３
５に連結され、また、溢液回収部６ｈの底壁６ｄには開
口６ｉが形成され、貯槽部６ａには洗浄液５の液温を検
出する温度センサ１６が設けられている。

【００２６】また、洗浄槽６の側壁６ｂの上端部６ｃ
は、外側下方に向けて折り曲げられ、一方、下端部６ｅ
は底壁６ｄより下方に突出している。

【００２７】超音波振動子ユニット７は、超音波振動が
伝播する振動板８と、この振動板８の下面に取り付けら
れ超音波振動を発する複数の振動子９と、これら各振動
子９を包囲し振動板８の下面に取り付けられたカバー１
０とから構成されていて、振動板８とカバー１０とによ
り囲まれた内部空間７ａが形成されている。振動板８
は、各振動子９が取り付けられた中央部８ａが、周縁部
８ｂよりも上面側に１段隆起しており、カバー１０はそ
の中央部８ａ上に取り付けられている。

【００２８】また、貯槽部６ａの底壁６ｄには開口６ｊ
が形成されており、振動板８は、その開口６ｊを振動板
８の中央部８ａの上面で閉塞するように配置され、振動
板８の周縁部８ｂと、洗浄槽６の底壁６ｄと、これらの
間に挟んだテフロン（Ｒ）製のパッキン１３とを貫通す
る不図示の貫通穴に、ボルト１２を挿通して締結されて
いる。なお、電気で駆動される各振動子９の端部には、
その電気駆動を司る充電部９ａが備えられ、カバー１０
には、吸気口１０ａと、真空容器１内に向けてのみ内部
空間７ａを開放可能にする逆止弁１１が連結された排気
口１０ｂと、が形成されている。

【００２９】真空容器１の真空排気口１ａは、電磁弁２
１、２２を経路に備えた真空排気配管２０の一端に連結
され、その真空排気配管２０の他端は、真空ポンプ２５
に連結されている。更に、真空ポンプ２５の下流側には
気液分離器２６が設けられている。一方、真空排気配管
２０は電磁弁２１と２２との間で分岐し、溢液回収部６
ｈの開口６ｉに連結された分岐配管２０ａが形成され、
その分岐配管２０ａの経路に電磁弁２３が備えられてい
る。つまり、電磁弁２１、２２を開くことによって、真
空容器１内が減圧されて、洗浄槽６及び超音波振動子ユ
ニット７が減圧下におかれ、更に、逆止弁１１を介して
超音波振動子ユニット７の内部空間７ａも減圧されるよ
うになっている。一方、電磁弁２３を開くことによっ
て、溢液回収部６ｈに流出した洗浄液５を分岐配管２０
ａに吸引するようになっている。

【００３０】カバー１０の吸気口１０ａは、詳細は後述
するが、減圧開始から洗浄完了にかけて超音波振動子ユ
ニット７の内部空間７ａをパージするときと、洗浄完了
後のベントのときに活用され、吸気配管４６の一端に接
続されている。この吸気配管４６は、経路に流量計４７
や逆止弁４８等を備えて他端が２本に分岐しており、一
方は、レギュレータ４１や電磁弁４２等を介して、窒素
ガス等の不活性ガスを封したガスボンベ４０に接続さ
れ、他方は、電磁弁４４や逆止弁４５を介して、圧縮空
気や開放した大気等の空気４３に接続されている。つま
り、本実施形態は、パージ作用とベント作用を共用した
形態である。更に、パージ及びベント用ガスとしてガス
ボンベ４０中のガスと空気４３との２者を選択できるよ
うにした形態であるが、もちろん、一方のみ備えていれ
ば足りる。なお、予防安全面の観点から、パージ及びベ
ント用ガスとしては不活性ガスを用いる方が好ましい。

【００３１】このような構成の洗浄装置の動作、及び、
その動作中の様子について、以下に説明する。図１、２
に示されるように、被洗浄物３を入れたバスケット４を
真空容器１内に備えた洗浄槽６に収容して、貯槽部６ａ
に貯留されている洗浄液５に浸漬させ、蓋２を閉じた状
態にする。次いで、真空ポンプ２５を作動させるととも
に電磁弁２１、２２を開くと、真空容器１内の空気が、
真空排気口１ａから真空排気配管２０を経て真空ポンプ
２５へ吸引されて、真空引きが開始される。この際、吸
気配管４６の電磁弁４２等又は電磁弁４４を開くことに
より、超音波振動子ユニット７の内部空間７ａは、ガス
ボンベ４０中のガス又は空気４３といったパージガスが
吸気口１０ａから導入されてパージが行われると同時
に、排気口１０ｂから逆止弁１１を介して吸引され減圧
されていく。また、分岐配管２０ａの電磁弁２３も開
き、溢液回収部６ｈに流出した洗浄液５を吸引する。

【００３２】その後、圧力計１７で検出される真空容器
１内の圧力が所定値（真空状態）になった時点で振動子
９を作動させると、超音波振動が振動板８を伝播して洗
浄液５に与えられ、その洗浄液５中にキャビテーション
が発生して、浸漬している被洗浄物３の洗浄が行われ
る。

【００３３】所定時間が経過した後、被洗浄物３の洗浄
が完了しベントに移行する。真空排気配管２０の電磁弁
２２、又は、電磁弁２１、２３を閉じ、次いで、吸気配
管４６の電磁弁４２等又は電磁弁４４をより開くと、ガ
スボンベ４０中のガス又は空気４３といったベントガス
が超音波振動子ユニット７の吸気口１０ａ及び排気口１
０ｂを経て逆止弁１１から導入され、真空容器１内の圧
力が常圧に戻される。そして、蓋２を開き、洗浄した被
洗浄物３を入れたバスケット４を真空容器１から取り出
して、終了する。

【００３４】ここで、溢液回収部６ｈに流出した洗浄液
５や、圧力容器１内に存するミスト状の洗浄液５は、真
空容器１の真空排気口１ａや、溢液回収部６ｈの開口６
ｉから真空排気配管２０を経て真空ポンプ２５へ吸引さ
れ、気液分離器２６や蒸留部を経由して浄化される。そ
の後、加熱用コイル３１や冷却用コイル３２が設けられ
た洗浄液調温槽３０で４０℃程度に調温され、給液ポン
プ３６やフィルタ３７や電磁弁１８等が経路に設けられ
た給液配管３５を介して、洗浄液供給口６ｇから貯槽部
６ａに供給される。この供給は、貯槽部６ａに設けた液
位センサ１５からの出力により給液ポンプ３６や電磁弁
１８等を作動させて行われるようになっている。

【００３５】また、真空ポンプ２５としては、往復式、
液封式、回転式等の真空ポンプが挙げられるが、本実施
形態では、以下の理由から、液封式の真空ポンプを採用
している。液封式の真空ポンプ２５は、貯槽部６ａの開
口６ｆから溢液回収部６ｈに流出した洗浄液５や、圧力
容器１内に存するミスト状の洗浄液５が吸入されても、
液体を隔ててポンプ回転部と接触するようになっている
ので、通常のシール方式の真空ポンプとは異なり金属摺
動面摩擦による火花や熱の発生が少なく安全性に富み、
支障もないからである。一方、液封式の真空ポンプ２５
は、使用真空度が補給液の飽和蒸気圧に達するとキャビ
テーションによる激しい騒音を発生して使用に耐えれな
くなるので、これを回避するために、一般的にはエアー
エゼクタを経路の前段に配置して空気を吸い込ませてい
るが、本実施形態では、そのエアーエゼクタの役割をパ
ージガスの供給で代替している。

【００３６】なお、超音波振動子ユニット７の内部空間
７ａは、パージガスやベントガスの供給以外に外部から
の侵入が断たれているので、圧力容器１内に存するミス
ト状の洗浄液５がその内部空間７ａ内に侵入することは
なく、また、常時パージ及びベント状態に保たれている
ので、仮に振動板８の欠損等で洗浄液５が内部空間７ａ
内に漏洩しても、排気口１０ｂを経て逆止弁１１から強
制的に排出される。つまり、その内部空間７ａ内に備え
た振動子９の充電部９ａが着火源となって、洗浄液５に
引火して火災や爆発を引き起こすような状態は全く生じ
ない。ちなみに、洗浄液５が炭化水素系の場合、爆発範
囲は０．８〜５．５vol.％程度（図１０参照）である
が、本実施形態では、常時内部空間７ａをパージ及びベ
ント状態にすることにより、この爆発範囲を回避させて
いる。

【００３７】また、超音波振動子ユニット７の内部空間
７ａを形成するカバー１０が、ボルト１２よりも中央側
で振動板８に取り付けられているので、仮に、洗浄液５
がボルト１２の貫通穴やパッキン１３を通じて漏洩（図
３のハッチング部）しても、内部空間７ａ内へ侵入する
ことはない。しかも、振動板８の中央部８ａを隆起させ
ることにより、上記の漏洩した洗浄液５の内部空間７ａ
内への侵入防止に対して、より有利になるし、更に、そ
の形状から振動板８自体の変形抵抗が増すため、振動板
８のボルト締結の際、締め付けトルクに起因する振動板
８の波打ちやうねり等の変形が生じ難くなり、慎重な締
め付けトルクの管理が大幅に削減できるという効果も生
む。例えば、発明者らの実験においては、２割程度の取
り付け工数の低減が図れた。

【００３８】そして、主要構成部品である洗浄槽６と超
音波振動子ユニット７が、ともに真空容器１内で同一の
真空下におかれるとともに、各々の内外でも圧力差が生
じないため、各々のみならず連結する関連部品にも負荷
が生じない。従って、例えば、振動板８の板厚に関して
は、通常、圧力差に対する強度や超音波振動の伝播効率
を考慮して３〜４mm程度の板厚であるが、本実施形態で
は、圧力差の考慮が不要となるので、常圧下で用いられ
る２〜３mm程度の板厚で十分である。

【００３９】ところで、図４に示されるように、洗浄後
の被洗浄物３を洗浄液５から洗浄槽６の上方へ取り出す
際、洗浄液５の一部は、被洗浄物３やバスケット４に付
着して持ち出されながら滴り落ちる液滴５ａとなり、洗
浄槽６の周囲を無秩序に汚したり、洗浄槽６の側壁６ｂ
の外面を伝って流下し側壁６ｂや底壁６ｄに設けた超音
波振動子ユニット７を不用意に濡らしたりしてしまう。
特に、超音波振動子ユニット７の内部空間７ａには、着
火源となる振動子９の充電部９ａが備えられているの
で、火災や爆発に対する安全性の観点から、このような
状況は避けることが好ましい。そこで、本実施形態で
は、外側下方に向けて折り曲げられた洗浄槽６の側壁６
ｂの上端部６ｃによって、液滴５ａが洗浄槽６の側壁６
ｂから遠ざけられたり、洗浄槽６の底壁６ｄより下方に
突出している側壁６ｂの下端部６ｅによって、洗浄槽６
の側壁６ｂの外面を伝って流下した液滴５ａが、超音波
振動子ユニット７を設けた底壁６ｄへ回り込まないよう
にさせたりしている。

【００４０】次に、本発明の第２実施形態について、図
５を参照しながら説明する。図５は第２実施形態の洗浄
槽下部の要部断面図が示されている。なお、図中で第１
実施形態と同じ名称で同じ機能を果たす部分には同一の
符号を付し、重複する説明は省略し、相違する点につい
て述べる。後述する第３〜５実施形態においても同様と
する。

【００４１】第２実施形態の特徴は、第１実施形態の洗
浄槽６の底壁６ｄの内面が面一になるように超音波振動
子ユニット７を備えた点にある。振動板８の隆起した中
央部８ａを洗浄槽６の開口６ｊに嵌めて、底壁６ｄの内
面が面一になるように振動板８を取り付けている。従っ
て、被洗浄物３から洗浄液５に取り込まれた異物や残渣
が澱み難くなるので、洗浄液５全体に速やかに拡散して
高品位の洗浄性が確保でき、しかも、清掃やメンテナン
ス等が容易となる。

【００４２】次に、本発明の第３実施形態について、図
６、７を参照しながら説明する。図６は第３実施形態の
洗浄部の要部断面図が、図７は洗浄液の漏洩を表す図６
のＡ部の拡大図がそれぞれ示されている。

【００４３】第３実施形態の特徴は、洗浄槽６を縦長に
し、超音波振動子ユニット７をその洗浄槽６の側壁６ｂ
に備えた点にある。洗浄槽６は、底壁６ｄと一側壁６ｂ
を共用して、貯槽部６ａと、溢液回収部６ｈとに大別さ
れる。貯槽部６ａの一側壁６ｂには開口６ｋが形成され
ており、振動板８は、その開口６ｋを振動板８の中央部
８ａで閉塞するように配置され、振動板８の周縁部８ｂ
と、洗浄槽６の一側壁６ｂと、これらの間に挟んだパッ
キン１３とを貫通する不図示の貫通穴に、ボルト１２を
挿通して締結されている。更に、振動板８の周縁部８ｂ
には、ボルト１２を包囲するように全周に突設した樋状
の突起部８ｃが設けられている。

【００４４】従って、被洗浄物３がスクリーン印刷用の
シルクスクリーン板等のように比較的大型で細長い形状
の場合、その被洗浄物３を立てた状態で側方から超音波
振動を与えることができ、効率よく洗浄が行える。ま
た、仮に、洗浄液５がボルト１２の貫通穴やパッキン１
３を通じて漏洩（図７のハッチング部）しても、振動板
８に設けた樋状の突起部８ｃで受けることができるの
で、超音波振動子ユニット７の内部空間７ａ内へ侵入す
ることはない。

【００４５】また、本実施形態では、外側下方に向けて
折り曲げられた洗浄槽６の側壁６ｂの上端部６ｃによっ
て、洗浄後の被洗浄物３を取り出す際に滴り落ちた液滴
が、洗浄槽６に回収されたり、洗浄槽６の側壁６ｂから
より遠ざけられたりするようになっているので、洗浄層
６の一側壁６ｂに設けた超音波振動子ユニット７を不用
意に濡らすことはない。つまり、洗浄液５が可燃性であ
っても、超音波振動子ユニット７の内部空間７ａに設け
た振動子９の充電部９ａが、着火源となるような状況は
生じず、火災や爆発に対する安全性を確保できる。

【００４６】次に、本発明の第４、５実施形態につい
て、図８、９を参照しながら説明する。図８は第４実施
形態の洗浄槽下部の側面図が、図９は第５実施形態の洗
浄槽下部の側面図がそれぞれ示されている。

【００４７】第４、５実施形態の特徴は、第１実施形態
の洗浄槽６の下端部６ｅの縁を変形させた点にある。第
４実施形態では、図８に示されるように、下端部６ｅの
縁が凹凸状になっているので、洗浄後の被洗浄物３を取
り出す際に滴り落ちた液滴５ａは、洗浄槽６の側壁６ｂ
の外面を伝って流下し、自重によって凸状部分に集まり
滴下する。第５実施形態では、図９に示されるように、
下端部６ｅの縁が水平面に対して傾斜しているので、液
滴５ａは洗浄槽６の側壁６ｂの外面を伝って流下し、自
重によって最も低い傾斜部分に集まり滴下する。従っ
て、液滴５ａの滴下する位置が定まるので、その液滴５
ａの回収が容易となる。

【００４８】なお、本発明は上記第１〜５実施形態に限
定される訳ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
で、種々の変更が可能である。例えば、超音波振動子ユ
ニット７を洗浄槽６の貯槽部６ａの内部に備え（投げ込
み式）、その超音波振動子ユニット７の排気口１０ｂに
通ずる逆止弁１１を洗浄槽６に貫通させて真空容器１内
に開放させてもよい。また、振動板８は、中央部８ａが
周縁部８ｂに対して隆起していないフラット状であって
も構わない。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した通り本発明の洗浄装置によ
れば、真空下におかれた洗浄液に超音波振動を与えて、
洗浄液に浸漬した被洗浄物を洗浄する洗浄装置におい
て、洗浄液を貯留し被洗浄物を収容する洗浄槽と、内部
に所定空間を有し洗浄液に超音波振動を与える振動体と
を、真空状態を取り得る真空容器内に備え、振動体の所
定空間が真空容器内に開口しているので、洗浄槽と振動
体とを同一圧力下におけるとともに、それらの内外で圧
力差が生じないため、格別な配慮を施すことなく容易に
気密性を維持できる。

【００５０】しかも、振動体の所定空間をパージするた
めのパージガスを前記所定空間に供給するパージガス供
給手段を備えていると、仮に、洗浄液として炭化水素系
のような可燃性の洗浄液が用いられ、その洗浄液が漏洩
やベント等によって所定空間に侵入しようとしても、所
定空間からは確実に排除される。従って、その所定空間
に超音波振動を起こすための充電部が備えられても、そ
の充電部が着火源となって火災や爆発を引き起こす危険
性は全くない。

【００５１】また、超音波振動が伝播する振動板と、こ
の振動板上に取り付けられたカバーとにより形成された
前記所定空間に、超音波振動を発する振動子が設けられ
ていて、洗浄槽の底壁又は側壁に形成された開口を閉塞
するように、振動板が前記所定空間を洗浄槽の外側に向
けて配置されるとともに、振動板の周縁部から洗浄槽の
底壁又は側壁を貫通する貫通穴にボルトを挿通して固定
されており、カバーが振動板上の貫通穴よりも中央側で
取り付けられているので、振動体の装備が容易である
し、仮に、洗浄液が貫通穴を通じて漏洩しても、所定空
間内へ侵入することはなく、振動子が浸食を受けたり、
振動子が備えた充電部を着火源として火災や爆発が生じ
たりする危険性は格段に減少する。

【００５２】更に、振動板の中央部が貫通穴を有する周
縁部よりも洗浄槽に対して陥没しており、カバーが振動
板の前記中央部上に取り付けられていると、貫通穴から
漏洩した洗浄液が所定空間へ侵入するのをより確実に防
止することが可能となる。しかも、中央部が陥没した形
状によって振動板自体の変形抵抗が増すため、振動板と
洗浄槽とのボルト締結の際、締め付けトルクに起因する
振動板の波打ちやうねり等の変形が生じ難くなり、慎重
な締め付けトルクの管理が大幅に削減できるという効果
もある。

【００５３】また、洗浄槽の側壁上端部が外側下方に向
けて折り曲げられていると、洗浄後の被洗浄物を洗浄液
から洗浄槽の上方へ取り出す際、被洗浄物に付着して持
ち出されながら滴り落ちる洗浄液をガイドして洗浄槽に
回収したり、洗浄槽の側壁から遠ざけたりすることが可
能となるので、その滴り落ちる洗浄液が洗浄槽の周囲を
無秩序に汚したり、洗浄槽の側壁外面を伝って流下し側
壁や底壁に設けた振動体を不用意に濡らしたりしてしま
うことがなくなる。

【００５４】また、洗浄槽の側壁下端部が底壁より下方
に突出していると、仮に、滴り落ちた洗浄液が洗浄槽の
側壁外面を伝って流下しても、振動体等が設けられてい
る底壁へ回り込むことがなくなる。例えば、その側壁下
端部の縁が、凹凸状であったり、水平面に対して傾斜し
ていたりすると、側壁外面を伝って流下する洗浄液が自
重によって凸状部分や最も低い傾斜部分に集まるので、
その洗浄液の回収が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の洗浄装置全体の構成を表す
構成図である。

【図２】第１実施形態の洗浄部の要部断面図であ
る。

【図３】洗浄液の漏洩状態を模式的に表す図であ
る。

【図４】洗浄液が滴り落ちる状態を模式的に表す図
である。

【図５】第２実施形態の洗浄槽下部の要部断面図で
ある。

【図６】第３実施形態の洗浄部の要部断面図であ
る。

【図７】洗浄液の漏洩状態を模式的に表す図６のＡ
部の拡大図である。

【図８】第４実施形態の洗浄槽下部の側面図であ
る。

【図９】第５実施形態の洗浄槽下部の側面図であ
る。

【図１０】洗浄液の物性の一例を表す図である。

【図１１】従来の洗浄装置の要部断面図である。

【図１２】従来の他の洗浄装置の要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１真空容器２蓋３被洗浄物４バスケット５洗浄液６洗浄槽７超音波振動子ユニット８振動板９振動子１０カバー１１逆止弁１２ボルト１３パッキン２５真空ポンプ３０洗浄液調温槽４０ガスボンベ４３空気

フロントページの続き (72)発明者水戸清大阪府八尾市跡部本町４丁目１番33号シャープマニファクチャリングシステム株式会社内 (72)発明者太田勝久大阪府八尾市跡部本町４丁目１番33号シャープマニファクチャリングシステム株式会社内 (72)発明者増岡真二大阪府八尾市跡部本町４丁目１番33号シャープマニファクチャリングシステム株式会社内 (72)発明者浅田裕大阪府八尾市跡部本町４丁目１番33号シャープマニファクチャリングシステム株式会社内Ｆターム(参考） 3B201 AA46 BB02 BB83 BB92 CD36 4K053 PA17 QA04 QA07 RA07 RA08 RA32 SA06 SA18 XA50 ZA04 5D107 AA10 BB11 FF08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空下におかれた洗浄液に超音波振動を
与えて、前記洗浄液に浸漬した被洗浄物を洗浄する洗浄
装置において、前記洗浄液を貯留し前記被洗浄物を収容する洗浄槽と、
内部に所定空間を有し前記洗浄液に超音波振動を与える
振動体とを、真空状態を取り得る真空容器内に備え、前
記振動体の所定空間が前記真空容器内に開口しているこ
とを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】前記振動体の所定空間をパージするため
のパージガスを前記所定空間に供給するパージガス供給
手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装
置。
【請求項３】超音波振動が伝播する振動板と、この振
動板上に取り付けられたカバーとにより形成された前記
所定空間に、超音波振動を発する振動子が設けられてい
て、前記洗浄槽の底壁又は側壁に形成された開口を閉塞する
ように、前記振動板が前記所定空間を前記洗浄槽の外側
に向けて配置されるとともに、前記振動板の周縁部から
前記洗浄槽の底壁又は側壁を貫通する貫通穴にボルトを
挿通して固定されており、前記カバーが前記振動板上の
前記貫通穴よりも中央側で取り付けられたことを特徴と
する請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】前記振動板の中央部が前記貫通穴を有す
る周縁部よりも前記洗浄槽に対して陥没しており、前記
カバーが前記振動板の前記中央部上に取り付けられたこ
とを特徴とする請求項３に記載の洗浄装置。
【請求項５】前記洗浄槽の側壁上端部が外側下方に向
けて折り曲げられていることを特徴とする請求項１から
４のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項６】前記洗浄槽の側壁下端部が底壁より下方
に突出していることを特徴とする請求項１から５のいず
れかに記載の洗浄装置。
【請求項７】前記洗浄槽の側壁下端部の縁が凹凸状で
あることを特徴とする請求項６に記載の洗浄装置。
【請求項８】前記洗浄槽の側壁下端部の縁が水平面に
対して傾斜していることを特徴とする請求項６に記載の
洗浄装置。