JP2012081404A - 超音波洗浄装置及び超音波洗浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】 構造が簡易でメンテナンス作業も容易な超音波洗浄システムを提供する。
【解決手段】 超音波洗浄槽１１内の液体に洗浄容器２０の一部が接触し得るように支持する容器支持部材としてのローラ部材１３，１４を超音波洗浄槽１１外に備えてなる。従って、洗浄容器２０をローラ部材１３，１４に支持させた状態で回転させると、超音波洗浄槽１１内の液体を介して洗浄容器２０内に超音波が照射され、洗浄容器２０内の被洗浄物の汚れを除去することができる。本発明によれば、ローラ部材１３，１４が超音波洗浄槽１１外に配置されているため、ローラ部材１３，１４のシール対策は簡易でよく、メンテナンス作業も容易で、製造コスト、メンテナンスコストの低減に寄与する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、超音波洗浄装置及び超音波洗浄システムに関し、特に、洗浄液が充填された洗浄容器内に被洗浄物を収容した状態で超音波洗浄を施す超音波洗浄装置及び超音波洗浄システムに関する。

超音波洗浄装置は、超音波振動子が槽底面等に取り付けられてなる超音波洗浄槽内の液体中に被洗浄物を浸漬し、超音波振動子から超音波を照射して液体中に生じるキャビテーションなどの作用により被洗浄物の汚れを剥離、分散等させる。このような超音波洗浄装置において、超音波洗浄槽内の液体に直接被洗浄物を浸漬するのではなく、密閉の洗浄容器内に洗浄液と共に被洗浄液を収容し、この洗浄容器の少なくとも一部を超音波洗浄槽内の液体に接触させて超音波洗浄するものがある。

例えば、特許文献１の図３においては、被洗浄物であるコンタクトレンズを洗浄容器内に収容し、超音波洗浄槽に溜められた水に、該洗浄容器の一部を浸漬させて配設し、コンタクトレンズの洗浄を行う装置が開示されている。このように、洗浄容器内に被洗浄物を収容するタイプの場合、洗浄容器内に充填する洗浄液として、種々の溶液や薬液を用いても外部に飛散するおそれがないなどの利点がある。

特開平４−１３１１４号公報

特許文献１の図３に示された装置は、超音波洗浄槽内に平行に２本のローラ部材を配設し、このローラ部材に洗浄容器を支持させ、一方のローラ部材を回転させることで洗浄容器を回転させるものである。しかし、この装置では、洗浄容器は２本のローラ部材の中心よりも上部で支持される。このため、洗浄容器を支持した状態で超音波洗浄槽内の水に接触させるには、ローラ部材のほとんどの部分が水中に浸漬されるように設ける必要がある。ローラ部材をこのように常時水没した状態で設けた場合、軸受け部分におけるシール対策を考慮しなければならないし、メンテナンス作業も面倒である。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、被洗浄物を洗浄容器内に収容して洗浄するタイプであって、洗浄容器の一部を超音波洗浄槽内の液体と接触可能である一方、洗浄容器を支持する容器支持部材を超音波洗浄槽内の液体と接触しないように設け、構造が簡易でメンテナンス作業も容易な超音波洗浄装置及び超音波洗浄システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の超音波洗浄装置は、液体が収容される超音波洗浄槽を有する超音波洗浄装置であって、洗浄液と共に被洗浄物が密閉的に収容された洗浄容器を、前記超音波洗浄槽内の液体に一部を接触させて支持する容器支持部材が、前記超音波洗浄槽外に設けられ、かつ、前記洗浄容器を前記容器支持部材に支持させた状態で回転させる回転制御手段が設けられていることを特徴とする。

前記容器支持部材が、前記超音波洗浄槽に収容される液体の最高液面高さよりも上方に配置された２本一対のローラ部材からなり、前記ローラ部材間の間隔が、横置きに配置される前記洗浄容器の直径未満であって、前記ローラ部材間から前記洗浄容器の周面の一部が下方に突出し、前記超音波洗浄槽内の液体に接触可能な間隔で設定されていることが好ましい。前記容器支持部材を構成する２本一対の前記ローラ部材は、軸心を中心として回転可能に設けられ、前記回転制御手段は、前記ローラ部材の少なくとも一方を回転させる構成であることが好ましい。

本発明の超音波洗浄システムは、液体が収容される超音波洗浄槽を有する超音波洗浄装置と、洗浄液と共に被洗浄物が密閉的に収容されて使用される洗浄容器とを具備する超音波洗浄システムであって、前記超音波洗浄装置が、前記超音波洗浄槽外に設けられると共に、前記超音波洗浄槽内の液体に前記洗浄容器の一部を接触させて支持可能な容器支持部材と、前記洗浄容器を前記容器支持部材に支持させた状態で回転させる回転制御手段とを有することを特徴とする。

前記容器支持部材が、前記超音波洗浄槽に収容される液体の最高液面高さよりも上方に配置された２本一対のローラ部材からなり、前記ローラ部材間の間隔が、横置きに配置される前記洗浄容器の直径未満であって、前記ローラ部材間から前記洗浄容器の周面の一部が下方に突出し、前記超音波洗浄槽内の液体に接触可能な間隔で設定されていることが好ましい。前記容器支持部材を構成する２本一対の前記ローラ部材は、軸心を中心として回転可能に設けられ、前記回転制御手段は、前記ローラ部材の少なくとも一方を回転させる構成であることが好ましい。

前記洗浄容器が、筒状本体部と、前記筒状本体部に設けられた被洗浄物の収容口を密閉する密閉蓋とを有してなり、前記容器支持部材を構成する２本一対の前記ローラ部材に横置きに配置されることが好ましい。前記洗浄容器内に撹拌手段が設けられていることが好ましく、また、前記洗浄容器に圧力調整機構が設けられていることが好ましい。

本発明は、超音波洗浄槽内の液体に洗浄容器の一部が接触し得るように支持する容器支持部材を超音波洗浄槽外に備えてなる。従って、洗浄容器を容器支持部材に支持させた状態で回転させると、超音波洗浄槽内の液体を介して洗浄容器内に超音波が照射され、洗浄容器内の被洗浄物の汚れを除去することができる。本発明によれば、容器支持部材が超音波洗浄槽外に配置されているため、容器支持部材のシール対策は簡易でよく、メンテナンス作業も容易で、製造コスト、メンテナンスコストの低減に寄与する。

図１は、本発明の一の実施形態に係る超音波洗浄装置と洗浄容器とを備えた超音波洗浄システムを示した斜視図である。 図２は、上記実施形態に係る超音波洗浄システムの外観を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。 図３は、上記実施形態に係る超音波洗浄システムの内部構造を示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は正面図、（ｄ）は背面図、（ｅ）は底面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて更に詳しく説明する。超音波洗浄システム１は、図１〜図３に示したように、超音波洗浄装置１０と洗浄容器２０とを有して構成される。

超音波洗浄装置１０は、平面視で上面開口の略長方形に形成され、所定の深さに形成された超音波洗浄槽１１を有している。超音波洗浄槽１１は、図３に示したように、槽底面１１ａの裏面側に、超音波振動子１１ｂが固着されており、超音波振動子１１ｂに発振回路（図示せず）の出力信号が入力される。超音波洗浄槽１１内には液体が貯留されている。本実施形態の場合、この液体は、被洗浄物に直接接触して洗浄する液体ではなく、洗浄容器２０に超音波を伝播させるために使用される液体であり、例えば水が用いられる。超音波振動子１１ｂに発振回路（図示せず）の出力信号が入力されると、超音波洗浄槽１１内の液体（例えば水）に超音波が照射される。

超音波洗浄槽１１外である、該超音波洗浄槽１１の周囲に位置する超音波洗浄装置１０の上縁部１２には、容器支持部材としての２本一対のローラ部材１３，１４が設けられている。ローラ部材１３，１４は、金属又は合成樹脂製の棒状部材の周面にシート状のゴム等の滑り止め部材が巻き付けられてなり、超音波洗浄槽１１の幅方向に所定間隔をおいて略平行に設けられている。ローラ部材１３，１４の各一端部及び各他端部は、上縁部１２の前端縁側に設けた軸受け部１２１，１２２と後端縁側に設けた軸受け部１２３，１２４にそれぞれ軸支され、軸心を中心に回転可能に設けられている。

ローラ部材１３，１４間の間隔は、より具体的には、洗浄容器２０の直径未満の間隔であって、かつ、洗浄容器２０を横置きの姿勢で支持した際に、ローラ部材１３，１４間から該洗浄容器２０の周面の一部２１ａが下方に突出し、超音波洗浄槽１１内に貯留された液体（例えば水）に接触可能な間隔で設定される（図３（ｂ）参照）。これにより、容器支持部材であるローラ部材１３，１４が、超音波洗浄装置１０の上縁部１２、すなわち、超音波洗浄槽１１に収容される液体の最高液面高さよりも上方に配置されているにも拘わらず、洗浄容器２０が 超音波洗浄槽１１内に貯留された液体に接触することができる。但し、超音波洗浄槽１１内の液体と接触する洗浄容器２０の一部２１ａが、超音波洗浄槽１１の槽底面１１ａに接触しないように、上記ローラ部材１３，１４の設置高さを調整する。

ローラ部材１３，１４は、回転制御手段１５により回転する。本実施形態の回転制御手段１５は、モータ１５ａ、ベルト部材１５ｂ、プーリ１５ｃ，１５ｄ等を介して回転する。プーリ１５ｃ，１５ｄは、ぞれぞれローラ部材１３，１４の端部に連結されており、モータ１５ａの出力軸とこれらのプーリ１５ｃ，１５ｄにベルト部材１５ｂが巻き掛けられ、モータ１５ａの回転力が伝達され、各ローラ部材１３，１４は、軸心を中心に円周方向に回転する。なお、回転制御手段１５は、ローラ部材１３，１４を回転させることができればよく、このようなベルト部材１５ｂ及びプーリ１５ｃ，１５ｄを用いたものに限定されるものではないし、また、ベルト部材１５ｂの巻きかけ方も限定されるものではない。例えば、モータ１５ａの回転力をローラ部材１３，１４のうちの一方のみに伝達する構成とし、他方のローラ部材は、洗浄容器２０の回転を介して従動して回転する構成としてもよい。

ここで、超音波洗浄装置１０の上縁部１２の前端縁側に設けた軸受け部１２１，１２２は、図１及び図２（ａ），（ｂ）等に示したように、上縁部１２よりも上方に所定の高さ突出すると共に、前端部１２１ａ，１２２ａ間の幅が狭く、後端部１２１ｂ，１２２ｂが超音波洗浄槽１１の前端側角部１１１，１１２付近となるように、略ハ字状に形成されている。これにより、超音波洗浄槽１１内の液体を廃棄する際に、軸受け部１２１，１２２の内面が、通過する液体の流路を形成するガイド壁となり、液体を所定方向に円滑に流して廃棄することができる。

洗浄容器２０は、筒状本体部２１と、筒状本体部２１に設けられた被洗浄物の収容口を密閉する密閉蓋２２とを有してなる。筒状本体部２１の直径や長さ、あるいは収容口の大きさは被洗浄物の種類により種々のサイズとすることができることはもちろんであり、そのサイズに応じてローラ部材１３，１４間の間隔が上記のように決定される。洗浄容器２０は、上記のように筒状本体部２１をローラ部材１３，１４間に支持されるように横置きに配置され、ローラ部材１３，１４間から周面の一部２１ａが下方に突出し、超音波洗浄槽１１内の液体と接触する。

洗浄容器２０内には、被洗浄物と共に洗浄液が充填される。洗浄液の種類は、被洗浄物の種類に応じて種々のものが用いられる。筒状本体部２１が密閉蓋２２により密閉され、ローラ部材１３，１４により回転される構成であるため、効率的に洗浄でき、使用する洗浄液量は、超音波洗浄槽１１内に直接洗浄液を充たして使用する場合と比較して少なくてすむ。また、密閉式であるため、有機溶剤を洗浄液として用いた場合でも溶剤のふきこぼれや蒸散を防ぎ、さらに、水と混ざらないので安全性も高い。

洗浄容器２０は、ローラ部材１３，１４の回転により所定方向に回転し、内部の被洗浄物を撹拌する。被洗浄物の汚れは、基本的には、超音波洗浄槽１１内に照射された超音波が洗浄容器２０内の洗浄液に伝播され、洗浄液中に生じるキャビテーション、液体の振動による加速度、あるいは超音波の伝播方向に生じる直進流により汚れが剥離され、洗浄液中に分散されて洗浄されるが、洗浄力をより高めるために、洗浄容器２０内に撹拌手段を設けることが好ましい。撹拌手段としては、例えば、洗浄容器２０の内周面に螺旋状に突設させた羽部材（図示せず）や、洗浄容器２０の中心に沿って配設した回転軸に設けた羽部材（図示せず）等を採用することができる。但し、収容する被洗浄物がそれらの撹拌手段に接触することで損傷などを来さないように、被洗浄物の種類に応じて適切なものが選択されることはもちろんである。

また、例えば、複数の被洗浄物を個別に洗浄する場合（コンタクトレンズなど）に備えて、筒状本体部２１内が複数室に区分される構成とすることもできる。この場合には、被洗浄物をそれぞれの室に収容できるように、例えば、収容口や密閉蓋２２は各室に対応して設けられる。

本実施形態では、洗浄容器２０内に被洗浄物及び洗浄液を収容する。次に、この洗浄容器２０をローラ部材１３，１４間に横置きになるように載置する。このように載置すると、ローラ部材１３，１４間に位置する洗浄容器２０の周面の一部２１ａが下方に突出し、超音波洗浄槽１１内に収容された液体（例えば水）に接触する。この状態で、操作パネル１０ａを操作して、発振回路（図示せず）の出力信号を超音波振動子１１ｂに供給すると、超音波が超音波振動子１１ｂから超音波洗浄槽１１内の液体に照射され、さらに、洗浄容器２０のうち、超音波洗浄槽１１内の液体に接触している周面の一部２１ａから、洗浄容器２０内の洗浄液に超音波が伝播され、キャビテーション等の作用により被洗浄物の汚れが剥離されていく。

操作パネル１０ａを操作して超音波振動子１１ｂを駆動させると、本実施形態の場合、回転制御手段１５のモータ１５ａも駆動させれ、ベルト部材１５ｂ、プーリ１５ｃ，１５ｄを介してローラ部材１３，１４が回転する。ローラ部材１３，１４が回転すると、洗浄容器２０は、ローラ部材１３，１４の回転方向と反対方向に回転し、超音波洗浄槽１１内の液体に接触する位置が円周方向に変化しながら接触していく。これにより、洗浄容器２０内の洗浄液が撹拌され、被洗浄物の汚れをさらに落としやすくし、被洗浄物をむらなく洗浄していく。

所定時間使用して後、超音波洗浄槽１１内の液体を廃棄する場合には、超音波洗浄装置１０を前端縁側が下向きになるように傾斜させる。これにより、液体が、軸受け部１２１，１２２の内面をガイドにして所定方向に流れ、所定の場所に確実に廃棄することができる。ここで、ローラ部材１３，１４が仮に超音波洗浄槽１１内の液体と常に接触している構成にすると、所定のシール対策を施した構造とする必要があり、また、メンテナンス作業を行う頻度が高くなるが、本実施形態によれば、ローラ部材１３，１４の配設位置が超音波洗浄槽１１外であるため、特別なシール対策が不要となるため、製造コストを低減できると共に、メンテナンス作業の頻度を低減でき、取り扱いが容易となってメンテナンスコストも抑制することができる。

なお、洗浄容器２０としては、上記したものに限らず、例えば、筒状本体部２１又は密閉蓋２２に圧力調整弁等の圧力調整機構（図示せず）を設けた構成とすることもできる。洗浄液として低沸点の有機溶剤を使用した場合などにおいて、洗浄容器２０の圧力上昇を防ぐことができる。また、筒状本体部２１又は密閉蓋２２のうちの少なくとも一部を透明又は半透明にして収容された洗浄物を外部から視認できる構成としておけば、洗浄状態の視覚的な把握に役立つ。また、洗浄容器２０として、筒状本体部２１又は密閉蓋２２の長さ（軸心方向に沿った長さ）の短いものを用い、ローラ部材１３，１４間に、縦列で複数配置するようにしてもよい。これによれば、異なる被洗浄物を個別に収容して同時に洗浄することができる。また、洗浄液も洗浄容器２０毎に異なるものとすることもできる。

また、超音波洗浄槽１１には、液体の貯留量を検出するセンサ（液面センサなど）や、洗浄容器２０と液体とが接触しているか否かを検知するセンサなどを設けておくことが好ましい。例えば、液面センサにより液体の貯留量が所定以下と検知された場合に警告を発したり、超音波振動子１１ｂ等の駆動を停止したりする構成とすることで、いわゆる空焚きを防止することができる。

１ 超音波洗浄システム
１０ 超音波洗浄装置
１１ 超音波洗浄槽
１１ｂ 超音波振動子
１２ 上縁部
１３，１４ ローラ部材
１５ 回転制御手段
１２１，１２２，１２３，１２４ 軸受け部
２０ 洗浄容器
２１ 筒状本体部
２２ 密閉蓋

Claims (9)

1. 液体が収容される超音波洗浄槽を有する超音波洗浄装置であって、
   洗浄液と共に被洗浄物が密閉的に収容された洗浄容器を、前記超音波洗浄槽内の液体に一部を接触させて支持する容器支持部材が、前記超音波洗浄槽外に設けられ、かつ、前記洗浄容器を前記容器支持部材に支持させた状態で回転させる回転制御手段が設けられていることを特徴とする超音波洗浄装置。
2. 前記容器支持部材が、前記超音波洗浄槽に収容される液体の最高液面高さよりも上方に配置された２本一対のローラ部材からなり、
   前記ローラ部材間の間隔が、横置きに配置される前記洗浄容器の直径未満であって、前記ローラ部材間から前記洗浄容器の周面の一部が下方に突出し、前記超音波洗浄槽内の液体に接触可能な間隔で設定されている請求項１記載の超音波洗浄装置。
3. 前記容器支持部材を構成する２本一対の前記ローラ部材は、軸心を中心として回転可能に設けられ、
   前記回転制御手段は、前記ローラ部材の少なくとも一方を回転させる構成である請求項２記載の超音波洗浄装置。
4. 液体が収容される超音波洗浄槽を有する超音波洗浄装置と、洗浄液と共に被洗浄物が密閉的に収容されて使用される洗浄容器とを具備する超音波洗浄システムであって、
   前記超音波洗浄装置が、
   前記超音波洗浄槽外に設けられると共に、前記超音波洗浄槽内の液体に前記洗浄容器の一部を接触させて支持可能な容器支持部材と、
   前記洗浄容器を前記容器支持部材に支持させた状態で回転させる回転制御手段と
   を有することを特徴とする超音波洗浄システム。
5. 前記容器支持部材が、前記超音波洗浄槽に収容される液体の最高液面高さよりも上方に配置された２本一対のローラ部材からなり、
   前記ローラ部材間の間隔が、横置きに配置される前記洗浄容器の直径未満であって、前記ローラ部材間から前記洗浄容器の周面の一部が下方に突出し、前記超音波洗浄槽内の液体に接触可能な間隔で設定されている請求項４記載の超音波洗浄システム。
6. 前記容器支持部材を構成する２本一対の前記ローラ部材は、軸心を中心として回転可能に設けられ、
   前記回転制御手段は、前記ローラ部材の少なくとも一方を回転させる構成である請求項５記載の超音波洗浄システム。
7. 前記洗浄容器が、筒状本体部と、前記筒状本体部に設けられた被洗浄物の収容口を密閉する密閉蓋とを有してなり、前記容器支持部材を構成する２本一対の前記ローラ部材に横置きに配置される請求項５又は６記載の超音波洗浄システム。
8. 前記洗浄容器内に撹拌手段が設けられている請求項４〜７のいずれか１に記載の超音波洗浄システム。
9. 前記洗浄容器に圧力調整機構が設けられている請求項４〜８のいずれか１に記載の超音波洗浄システム。

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