JP2018126696A - 層流超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、被洗浄物に付着する被除去物を洗浄除去することができる層流超音波洗浄装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明の層流超音波洗浄装置１は、液送ポンプ２６，５２を駆動し、洗浄液貯留槽５に貯留された洗浄液Ｓを洗浄槽２の層流噴射槽２２内に供給し、洗浄液Ｓの層流Ｓｂを洗浄液整流板２２３の噴射孔２２４から垂直に噴射するとともに、超音波振動子２２１から発振される超音波振動を噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂの流動方向に向けて伝搬する。噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂを、浸漬洗浄槽２１内における洗浄液整流板２２３が配置された側と反対の方向に向けて垂直に流動させながら、漬洗浄槽２１から貯留槽２３へオーバーフローさせる。これにより、洗浄液Ｓの層流Ｓｂの洗浄力と超音波振動との相乗作用により、洗浄液Ｓ中に浸漬された被洗浄物Ａを洗浄除去する。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば電子部品（ＣＭＯＳ、ＭＥＭＳ）、電子部品が組み付けられた基板、光学部品、精密部品、金属部品等の被洗浄物を洗浄処理する際に用いられる層流超音波洗浄装置に関する。

上述のような被洗浄物を洗浄処理する洗浄装置としては、様々なものが多数提案されており、特許文献１に開示の洗浄装置も、このような洗浄装置の一つである。特許文献１の洗浄装置は、洗浄液の層流を洗浄槽内の上流側から下流側に向けて流動させる際に、洗浄槽の底部又は側部に配置した超音波振動子から発振される超音波振動を洗浄槽内の層流に伝搬し、洗浄槽内の洗浄液中に浸漬された被洗浄物を超音波洗浄する。

しかし、洗浄槽内を流動する洗浄液の層流に対して、超音波振動子から発振される超音波振動を層流の流動方向と直交する方向から伝搬するため、層流に伝搬される超音波振動に偏りが生じやすく、層流全体に対して均等に伝搬することが難しい。下流側の層流に伝搬される超音波振動に比べて、上流側の層流に伝搬される超音波振動が減衰しやすいため、被洗浄物における上流側の層流と接触する部分に付着した被除去物を洗浄除去することが困難である。

特開平８−３３２４６５号公報

この発明は、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物を洗浄除去することができる層流超音波洗浄装置を提供することを目的とする。

この発明は、洗浄槽内に貯留された洗浄液の層流を一方向へ流動させる際に、超音波振動子から発振される超音波振動を洗浄液及び層流に伝搬し、前記洗浄液中に浸漬された被洗浄物を超音波洗浄する層流超音波洗浄装置であって、前記洗浄槽が、前記洗浄液の層流を一方向へ流動する液流動槽と、前記洗浄液を前記液流動槽へ供給する液供給槽と、前記洗浄槽内を前記液流動槽と前記液供給槽とに区分けする洗浄液整流板と、前記洗浄液を前記液流動槽から前記液供給槽へ供給する洗浄液供給手段と、を備え、前記超音波振動子が、前記洗浄液整流板と対向して前記液供給槽側に設けられるとともに、前記層流の流動方向に向けて前記超音波振動が発振されるように配置され、前記層流を前記流動方向に向けて噴射する噴射孔が、前記液供給槽と連通して前記洗浄液整流板に設けられるとともに、該洗浄液整流板に対して所定間隔を隔てて多数配置された層流超音波洗浄装置であることを特徴とする。

上述の被洗浄物は、例えば電子部品（ＣＭＯＳ、ＭＥＭＳ）、電子部品が組み付けられた基板、光学部品、精密部品、金属部品等で構成してもよい。洗浄液は、例えばハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）、ハイドロクロロフルオロオレフィン（ＨＣＦＯ）等のフッ素溶剤、あるいは、有機溶剤全般等で構成してもよい。洗浄液供給手段は、例えば液送路、液送ポンプ等で構成してもよい。

この発明によれば、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物を洗浄除去することができる。
詳しくは、洗浄液供給手段を駆動して、洗浄液を液流動槽から液供給槽へ供給し、液供給槽内に供給される洗浄液を洗浄液整流板の噴射孔から噴射する。超音波振動子から発振される超音波振動を、噴射孔から噴射される洗浄液の層流の流動方向に向けて伝搬するとともに、噴射孔から噴射される超音波振動が伝搬された洗浄液の層流を、液流動槽内における洗浄液整流板と反対の方向に向けて一方向へ流動させる。

これにより、洗浄液の層流に伝搬される超音波振動が減衰しにくく、噴射孔から噴射される洗浄液の層流に対して略均一に伝搬することができるとともに、超音波振動する層流を、液流動槽内の洗浄液中に浸漬された被洗浄物の洗浄箇所に集中して吹き付けることができる。

この結果、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物（例えば微細粒子や溶剤、油脂、その他の汚れや異物等）を、洗浄液整流板の噴射孔から噴射される層流の洗浄力と、層流の超音波振動との相乗作用によって確実に洗浄除去することができる。

しかも、液流動槽内に貯留された洗浄液を、洗浄液整流板の噴射孔から噴射される洗浄液の層流によって一方向へ流動させるため、被洗浄物から除去された被除去物や、被除去物を含む洗浄液が液流動槽内に滞留又は残留することを防止できる。

さらに、被洗浄物から除去された被除去物が、洗浄処理された被洗浄物に再付着することを防止できるとともに、液流動槽内に貯留された洗浄液を、被洗浄物を洗浄処理するのに適した清浄な状態に保つことができるため、被洗浄物を清浄な洗浄液にて良好な状態に洗浄処理することができる。

この発明の態様として、前記洗浄液整流板の前記噴射孔を、前記超音波振動子から発振される前記超音波振動の発振方向と一致する方向に向けて略真っ直ぐに形成してもよい。
この発明によれば、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物を確実に洗浄除去することができる。

詳しくは、洗浄液整流板の噴射孔から噴射される洗浄液の層流を、被洗浄物の洗浄箇所に対して正確に噴射することができる。
この結果、噴射孔から噴射される層流の指向性が向上し、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物を、噴射孔から真っ直ぐに噴射される層流の洗浄力によって確実に洗浄除去することができる。

またこの発明の態様として、前記洗浄液整流板の前記噴射孔を、前記層流の前記流動方向に向けて徐々に小径となる孔径に形成してもよい。
この発明によれば、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物をより確実に洗浄除去することができる。

詳しくは、例えば層流の流量を絞り込むことなく噴射する際の流速に比べて、層流の流量を絞り込んで噴射した方が、層流の流速がより速くなるため、噴射孔から噴射される層流を、被洗浄物の洗浄箇所に対して勢いよく吹き付けることができる。
この結果、被洗浄物に対して被除去物が強固に付着していても、噴射孔から勢いよく噴射される層流の洗浄力によって確実に洗浄除去することができる。

またこの発明の態様として、前記洗浄液整流板を、前記超音波振動子から発振される前記超音波振動が前記液流動槽内の前記洗浄液に伝搬される板厚に形成してもよい。
この発明によれば、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物をより確実に洗浄除去することができる。

詳しくは、超音波振動子から発振される超音波振動を、洗浄液整流板の噴射孔から噴射される洗浄液の層流に伝搬するとともに、洗浄液整流板を介して液流動槽内に貯留された洗浄液に伝搬する。

これにより、液流動槽内に貯留された洗浄液と、洗浄液整流板の噴射孔から噴射される洗浄液の層流とを、液流動槽内の洗浄液中に浸漬された被洗浄物の洗浄箇所に対してより積極的に吹き付けることができる。

この結果、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物を、噴射孔から噴射される層流の洗浄力及び超音波振動と、液流動槽内に貯留された洗浄液の洗浄力及び超音波振動の相乗作用とによってより確実に洗浄除去することができる。

またこの発明の態様として、前記超音波振動子を備えた前記液供給槽を、前記液流動槽の下部又は側部のうち少なくとも一方に配置してもよい。
上述の少なくとも一方とは、例えば液流動槽の下部、あるいは、液流動槽の一側部、あるいは、液流動槽の下部及び側部を含む概念である。

この発明によれば、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物をより確実に洗浄除去することができる。
詳しくは、例えば液供給槽を液流動槽の下部に配置した場合、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物を、下部の層流噴射部から垂直に噴射される層流の洗浄力と、下部の超音波振動子から伝搬される超音波振動との相乗作用によって洗浄除去することができる。

また、液供給槽を液流動槽の下部及び側部に配置した場合、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物を、下部の層流噴射部から垂直に噴射される層流の洗浄力と、側部の層流噴射部から水平に噴射される層流の洗浄力と、下部及び側部の超音波振動子から伝搬される超音波振動との相乗作用によって確実に洗浄除去することができる。

この結果、被洗浄物の洗浄箇所に応じて、洗浄液の層流を垂直及び水平のうちいずれか一方向から噴射するか、あるいは、垂直及び水平の２方向から噴射するか否かを選択することができる。

この発明によれば、被洗浄物の洗浄箇所に付着する被除去物を洗浄除去することができる層流超音波洗浄装置を提供することができる。

実施例１の層流超音波洗浄装置の模式図。 洗浄液の層流を垂直及び水平から噴射する洗浄槽の拡大断面図。 多数の噴射孔が配置された洗浄液整流板を上方から見た平面図。 実施例２の層流超音波洗浄装置に備えられた洗浄槽の模式図。 実施例３の層流超音波洗浄装置に備えられた洗浄槽の模式図。

この発明の一実施形態を以下図面に基づいて詳述する。
（実施例１）
図１は実施例１の層流超音波洗浄装置１の模式図、図２は洗浄液Ｓの層流Ｓｂを垂直及び水平から噴射する洗浄槽２の拡大断面図、図３は多数の噴射孔２２４が配置された洗浄液整流板２２３を上方から見た平面図である。

実施例１の層流超音波洗浄装置１は、被洗浄物Ａを浸漬し洗浄するための洗浄液Ｓが貯留された洗浄槽２と、被洗浄物Ａを洗浄液Ｓの蒸気Ｓａで蒸気洗浄するための蒸気槽３と、洗浄液Ｓの蒸気Ｓａを凝縮し液化するための凝縮槽４と、洗浄槽２からオーバーフローされる洗浄液Ｓを貯留するための洗浄液貯留槽５とを備えている（図１、図２参照）。

洗浄槽２は、洗浄液Ｓの層流Ｓｂを上方に向けて一方向に流動する液流動槽２１と、濾過された洗浄液Ｓを液流動槽２１へ供給する液供給槽２２とを備えている。液供給槽２２は液流動槽２１より容積が小さく、液流動槽２１の下部に連設している（図１、図２参照）。

液流動槽２１の上部外壁には、液流動槽２１からオーバーフローされる洗浄液Ｓを貯留するための貯留部２３を設けている。貯留部２３の底部には液排出路２４の一端を接続している。液排出路２４の他端は後述する洗浄液貯留槽５における図１中の左側下方壁部に接続している（図１参照）。

液流動槽２１における図１中の右側壁部には、洗浄液Ｓの層流Ｓｂを水平に噴射する液供給槽２１１を設けている。液流動槽２１における図１中の左側壁部には、洗浄液Ｓ及び層流Ｓｂを吸入する液吸入槽２１２を設けている（図１、図２参照）。

液供給槽２１１内における液流動槽２１の右側壁部には、液流動槽２１と液供給槽２１１とに区分けするとともに、洗浄液Ｓの層流Ｓｂを水平に整流する洗浄液整流板２１１１を配置している（図１、図２参照）。

洗浄液整流板２１１１には、液供給槽２１１と連通して略丸形状の噴射孔２１１２を厚み方向に貫通して形成するとともに、洗浄液整流板２１１１における液供給槽２１１の内部と対応する面に対して所定間隔を隔てて多数配置している（図１、図２参照）。

洗浄液整流板２１１１の噴射孔２１１２は、後述する噴射孔２２４と略同一の孔形状及び孔径に形成されており、液流動槽２１における図１中の右側壁部から左側壁部に向けて層流Ｓｂが水平に流動される方向に開口している（図１、図２参照）。

液吸入槽２１２内における液流動槽２１の左側壁部には、洗浄液Ｓ及び層流Ｓｂを吸入するための洗浄液吸入板２１２１を配置している。洗浄液吸入板２１２１には、洗浄液Ｓ及び層流Ｓｂを吸入する吸入孔２１２２を厚み方向に貫通して形成するとともに、洗浄液吸入板２１２１における液吸入槽２１２の内部と対応する面に対して所定間隔を隔てて多数配置している（図１、図２参照）。

液吸入槽２１２の底部には、液送ポンプ２６と、熱交換器２７と、フィルター２８とを介して液供給路２５の一端を接続している。液供給路２５の他端は、液供給槽２２における図１中の右側壁部に接続している。液供給路２５の途中より分岐した分岐液送路２５１は、後述する洗浄液貯留槽５における図１中の右側下方壁部に接続している（図１、図２参照）。

液供給槽２２内には、液供給槽２２内に貯留された洗浄液Ｓを超音波振動させるための超音波振動子２２１を配置している。超音波振動子２２１は、後述する洗浄液整流板２２３と対向して、超音波振動を発振する振動発振部２２２が上向きとなるように配置している（図１、図２参照）。

液流動槽２１と液供給槽２２との間には、洗浄槽２内を液流動槽２１と液供給槽２２とに区分けするとともに、洗浄液Ｓの層流Ｓｂを垂直に整流する洗浄液整流板２２３を配置している。洗浄液整流板２２３は、振動発振部２２２から発振される超音波振動が液流動槽２１内の洗浄液Ｓに対して伝搬されやすい板厚に形成している（図１、図２参照）。

洗浄液整流板２２３は、約１．５ｍｍの板厚を有するステンレス板で構成されており、超音波振動子２２１の振動発振部２２２と対向して水平に配置するとともに、振動発振部２２２に対して所定間隔を隔てて配置している（図１、図２参照）。

洗浄液整流板２２３における超音波振動子２２１の振動発振部２２２と対向する平面には、図３中の二点鎖線で示す整流領域２２５を設定している。洗浄液整流板２２３における整流領域２２５内の平面には、液供給槽２２と連通して略丸形状の噴射孔２２４を厚み方向に貫通して形成している（図２、図３参照）。

噴射孔２２４は、約３．０ｍｍの孔径を有しており、洗浄液整流板２２３における整流領域２２５内の平面に対して所定間隔を隔てて多数配置するとともに、液流動槽２１内における図１中の下部領域から上部領域に向けて層流Ｓｂが垂直に噴射される方向に開口している（図３参照）。

噴射孔２２４における液供給槽２２側の内周縁部は、層流Ｓｂの流動方向に向けて徐々に小径となるテーパー面に形成している。噴射孔２２４における液流動槽２１側の内周縁部は、超音波振動子２２１の振動発振部２２２から発振される超音波振動の発振方向と一致する方向に向けて略真っ直ぐに形成している（図２のａ部拡大図参照）。

蒸気槽３は、液流動槽２１の内部と連通して洗浄槽２の上部に連設している。蒸気槽３及び凝縮槽４の上部内壁には、蒸気槽３内に放出される洗浄液Ｓの蒸気Ｓａを凝縮し液化するための冷却ジャケット３１を配置している（図１、図２参照）。

凝縮槽４は、蒸気槽３の内部と連通して蒸気槽３における図１中の右側壁部に連設している。凝縮槽４内の中央部には、凝縮槽４内に流入した洗浄液Ｓの蒸気Ｓａを凝縮し液化するための凝縮コイル４１を配置している。凝縮コイル４１により凝縮し液化された洗浄液Ｓは凝縮槽４内の底部に一旦貯留される（図１、図２参照）。

なお、凝縮槽４内の底部に貯留された洗浄液Ｓは、図示しない液送路を介して洗浄液貯留槽５へ液送される。また、冷却ジャケット３１及び凝縮コイル４１は、図示しないチラー、ブラインチラーなどの冷凍機に接続している。

洗浄液貯留槽５は、洗浄槽２の下部、あるいは、洗浄槽２より低い位置に配置している。洗浄液貯留槽５内の底部には、洗浄液貯留槽５内に貯留された洗浄液Ｓを所望の温度に加温するための加温ヒータ５１を配置している。洗浄液貯留槽５の底部中央には、液送ポンプ５２、熱交換器５３及びフィルター５４を介して液供給路５５の一端を接続している（図１、図２参照）。

液供給路５５の他端は、２本に分岐した分岐路５５１，５５２のうち一方の分岐路５５１を液供給槽２２における図１中の右側壁部に接続している。他方の分岐路５５２は液供給槽２１１に接続している。液供給路５５の途中より分岐した分岐路５５３は、洗浄液貯留槽５における図１中の右側下方壁部に接続している（図１、図２参照）。

上述の層流超音波洗浄装置１を用いて、被洗浄物Ａを洗浄処理する際の洗浄方法について説明する。
先ず、被洗浄物Ａを洗浄槽２内の液流動槽２１に貯留された洗浄液Ｓ中に浸漬し洗浄処理する際に、液送ポンプ２６，５２を駆動して、洗浄液貯留槽５や液吸入槽２１２に貯留された洗浄液Ｓを、液供給槽２２，２１１に連続して供給する（図１、図２参照）。

液供給槽２２内に供給される洗浄液Ｓを、洗浄液整流板２２３の噴射孔２２４から上方に向けて垂直に噴射するとともに、噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂを、液流動槽２１内における図１中の下部領域から上部領域に向けて一方向へ流動させる。

超音波振動子２２１の振動発振部２２２から発振される超音波振動を、噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂの流動方向に向けて伝搬するとともに、洗浄液Ｓの層流Ｓｂを超音波振動させながら上方に向けて垂直に流動させる（図２参照）。

これにより、洗浄液Ｓの層流Ｓｂに伝搬される超音波振動が減衰しにくく、噴射孔２２４から噴射される層流Ｓｂに対して略均一に伝搬することができるとともに、超音波振動する層流Ｓｂを、液流動槽２１内の洗浄液Ｓ中に浸漬された被洗浄物Ａの洗浄箇所（具体的には基板おける電子部品が組み付けられた面）に集中して吹き付けることができる。

この結果、被洗浄物Ａにおける図示しない微細な隙間、あるいは、図示しない微小な孔部などの洗浄箇所に付着する微細粒子やナノ粒子程の小さい被除去物であっても、洗浄液整流板２２３の噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂの洗浄力と、層流Ｓｂの超音波振動との相乗作用によって確実に洗浄除去することができる。

しかも、液流動槽２１内に貯留された洗浄液Ｓを、洗浄液整流板２２３の噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂによって上方へ流動させるとともに、液流動槽２１から貯留部２３へオーバーフローさせるため、被洗浄物Ａから除去された被除去物や、被除去物を含む洗浄液Ｓが洗浄槽２の液流動槽２１内に滞留又は残留することを防止できる。

また、液供給槽２１１内に供給される洗浄液Ｓを、液流動槽２１の右側壁部に設けた洗浄液整流板２１１１の噴射孔２１１２から噴射するとともに、液流動槽２１の左側壁部に向けて水平に噴射される層流Ｓｂを、液流動槽２１の左側壁部に設けた洗浄液吸入板２１２１の吸入孔２１２２から吸入する（図２参照）。

これにより、被洗浄物Ａから除去された被除去物が、洗浄処理された被洗浄物Ａに再付着することを防止できるとともに、液流動槽２１及び液供給槽２２に貯留された洗浄液Ｓを、被洗浄物Ａを洗浄処理するのに適した清浄な状態に保つことができるため、被洗浄物Ａを清浄な洗浄液Ｓにて良好な状態に洗浄処理することができる。

さらに、噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂを、被洗浄物Ａの洗浄箇所に向けて略真っ直ぐに噴射するため、噴射孔２２４から噴射される層流Ｓｂの指向性が向上し、層流Ｓｂの流動方向と平行する被洗浄物Ａの洗浄箇所に対してより積極的に浸入させることができる。
これにより、被洗浄物Ａの洗浄箇所に付着する被除去物を、噴射孔２２４から噴射される層流Ｓｂの洗浄力と超音波振動との相乗作用によってより確実に洗浄除去することができる。

さらにまた、層流Ｓｂの流量を絞り込むことなく噴射する際の流速に比べて、層流Ｓｂの流量を噴射孔２２４により絞り込んで噴射した方が、層流Ｓｂの流速がより速くなるため、噴射孔２２４から噴射される層流Ｓｂを、被洗浄物Ａの洗浄箇所に対して勢いよく吹き付けることができる。
これにより、被除去物が被洗浄物Ａに対して強固に付着していても、噴射孔２２４から勢いよく噴射される層流Ｓｂの洗浄力によってより確実に洗浄除去することができる。

さらにまた、超音波振動子２２１の振動発振部２２２から発振される超音波振動を、洗浄液整流板２２３の噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂに伝搬するとともに、洗浄液整流板２２３を介して液流動槽２１に貯留された洗浄液Ｓに伝搬する。

これにより、被洗浄物Ａの洗浄箇所に付着する被除去物を、噴射孔２２４から噴射される層流Ｓｂの洗浄力及び超音波振動と、液流動槽２１内に貯留された洗浄液Ｓの洗浄力及び超音波振動の相乗作用とによってより確実に洗浄除去することができる。

さらにまた、洗浄液Ｓを液吸入槽２１２から液供給槽２２へ供給する際に、熱交換器２７で熱交換し、フィルター２８で濾過するため、洗浄液Ｓに含まれるバリなどの被除去物を除去することができるとともに、洗浄液Ｓに含まれる微細な気泡も取り除くことができるため、超音波振動子２２１から発振される超音波振動を洗浄液Ｓに対して効率よく伝搬することができる。

以下、上述の層流超音波洗浄装置１におけるその他の例について説明する。この説明において、前記構成と同一または同等の部位については同一の符号を記してその詳しい説明を省略する。

（実施例２）
上述の実施例１では、垂直及び水平の２方向から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂで洗浄処理する層流超音波洗浄装置１について説明したが、実施例２では、図４に示すように、垂直に噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂを超音波振動させて洗浄処理する層流超音波洗浄装置１の洗浄槽２について説明する。
図４は実施例２の層流超音波洗浄装置１に備えられた洗浄槽２の模式図である。

実施例２の垂直に噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂで積極的に洗浄処理する場合、液送ポンプ２６よりも液送ポンプ５２を積極的に駆動して、洗浄液貯留槽５に貯留された洗浄液Ｓを洗浄槽２の液供給槽２２に供給する。
すなわち、液供給槽２２よりも液供給槽２１１に供給される洗浄液Ｓの供給量を少なくするか、あるいは、洗浄液Ｓの供給を停止するなどして、液供給槽２２に供給される洗浄液Ｓの供給量が多くなるようにする。

液供給槽２２内に供給される洗浄液Ｓを、洗浄液整流板２２３の噴射孔２２４から上方に向けて垂直に噴射する際に、超音波振動子２２１の振動発振部２２２から発振される超音波振動で振動させる。

これにより、噴射孔２２４から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂを超音波振動させながら、液流動槽２１内の洗浄液Ｓ中に浸漬された被洗浄物Ａの洗浄箇所に対して積極的に吹き付けることができる。

この結果、被洗浄物Ａの洗浄箇所に付着する被除去物を、洗浄液整流板２２３の噴射孔２２４から垂直に噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂの洗浄力と、層流Ｓｂの超音波振動との相乗作用によって確実に洗浄除去することができるため、実施例１に加えた作用及び効果を奏することができる。

（実施例３）
上述の実施例１，２では、垂直に噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂを超音波振動させて洗浄処理する層流超音波洗浄装置１について説明したが、実施例３では、図５に示すように、垂直及び水平の２方向から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂを超音波振動させて洗浄処理する層流超音波洗浄装置１の洗浄槽２について説明する。
図５は実施例３の層流超音波洗浄装置１に備えられた洗浄槽２の模式図である。

実施例３の洗浄槽２は、液流動槽２１の右側壁部に設けた液供給槽２１１内に、液供給槽２１１内に貯留された洗浄液Ｓを超音波振動させるための超音波振動子２２１を配置している。超音波振動子２２１は、超音波振動を発振する振動発振部２２２が左向きとなるように配置している（図５参照）。

詳しくは、垂直及び水平の２方向から噴射される洗浄液Ｓの層流Ｓｂを超音波振動させて洗浄処理する場合、液供給槽２２内に供給される洗浄液Ｓを、洗浄液整流板２２３の噴射孔２２４から上方に向けて垂直に噴射する際に、液供給槽２２内に配置した超音波振動子２２１の振動発振部２２２から発振される超音波振動で振動させる。

液供給槽２１１内に供給される洗浄液Ｓを、洗浄液整流板２１１１の噴射孔２１１２から水平に噴射する際に、液供給槽２１１内に配置した超音波振動子２２１の振動発振部２２２から発振される超音波振動で振動させる。

これにより、噴射孔２２４，２１１２の２方向から噴射される超音波振動が伝搬された層流Ｓｂを、液流動槽２１内の洗浄液Ｓ中に浸漬された被洗浄物Ａの洗浄箇所に対して積極的に吹き付けることができる。

この結果、被洗浄物Ａの洗浄箇所に付着する被除去物を、噴射孔２２４，２１１２から噴射される層流Ｓｂの洗浄力と、層流Ｓｂの超音波振動との相乗作用によってより確実に洗浄除去することができるため、実施例１，２に加えた作用及び効果を奏することができる。

しかも、噴射孔２２４，２１１２から噴射される層流Ｓｂを液流動槽２１内で交差させるため、被洗浄物Ａの洗浄箇所に付着する被除去物を層流Ｓｂの渦流によってより確実に洗浄除去することができる。

さらに、被洗浄物Ａの洗浄箇所に応じて、洗浄液Ｓの層流Ｓｂを垂直及び水平のうちいずれか一方向から噴射するか、あるいは、垂直及び水平の２方向から噴射するか否かを選択してもよい。

この発明の構成と、前記実施形態との対応において、
この発明の洗浄液供給手段は、実施形態の液排出路２４、液供給路２５，５５、液送ポンプ２６，５２に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。

上述の実施例１では、洗浄液整流板２１１１の噴射孔２１１２から噴射される層流Ｓｂを、図２中に示す右側から左側に向けて流動させる層流超音波洗浄装置１について説明したが、例えば洗浄液整流板２１１１の噴射孔２１１２から噴射される層流Ｓｂを、図２中に示す左側から右側に向けて流動可能に設けてもよい。あるいは、右側及び左側のどちらからでも流動させることが可能に設けてもよい。

実施例１〜３では、１槽の洗浄槽２を備えた層流超音波洗浄装置１について説明したが、洗浄槽２の槽数を、例えば２槽、３槽等に増やしてもよい。また、液供給槽２２，２１１の内部に配置した超音波振動子２２１を、例えば液供給槽２２，２１１の外壁に配置してもよい。

また、超音波振動子２２１の超音波振動を伝搬することが可能であれば、洗浄液整流板２２３の板厚を１．５ｍｍ以下に形成するか、あるいは、１．５ｍｍ以上に変更してもよく、実施例１の板厚に限定されるものではない。

さらに、洗浄液Ｓの層流Ｓｂを整流することが可能な孔径であれば、噴射孔２２４の孔径を３．０ｍｍ以下に形成するか、あるいは、３．０ｍｍ以上の孔径に変更してもよく、実施例１の孔径に限定されるものではない。また、噴射孔２２４の全体を、液供給槽２２側から液流動槽２１側に向けて徐々に小径となるテーパー面に形成してもよい。

さらにまた、洗浄液整流板２２３を平面視略正方形に形成した例について説明したが、例えば平面視略長方形、平面視略台形、平面視略円形等の形状に形成するなどして、液流動槽２１の内部形状に応じて所望する形状に変更してもよい。

さらにまた、洗浄槽２の容積や被洗浄物Ａの体積に応じて、超音波振動子２２１から発振される超音波振動の周波数を変更してもよい。また、洗浄液整流板２２３，２１１１の板厚や、噴射孔２２４，２１１２の孔径を変更してもよい。

さらにまた、洗浄液整流板２２３の中央部に配置した噴射孔２２４に比べて、洗浄液整流板２２３の中央部より外側に配置した噴射孔２２４の口径を大きくするか、あるいは、配置数を多くしてもよい。

これにより、洗浄液整流板２２３の中央部に配置した噴射孔２２４から噴射される層流Ｓｂの流量よりも、洗浄液整流板２２３の中央部より外側に配置した噴射孔２２４から噴射される層流Ｓｂの流量が多くなるため、被洗浄物Ａから除去された被除去物や、被除去物を含む洗浄液Ｓが液流動槽２１内に滞留又は残留することを防止できる。

Ａ…被洗浄物
Ｓ…洗浄液
Ｓａ…蒸気
Ｓｂ…層流
１…層流超音波洗浄装置
２…洗浄槽
３…蒸気槽
４…凝縮槽
５…洗浄液貯留槽
２１…液流動槽
２１１…液供給槽
２１１１…洗浄液整流板
２１１２…噴射孔
２１２…液吸入槽
２１２１…洗浄液吸入板
２１２２…吸入孔
２２…液供給槽
２２１…超音波振動子
２２２…振動発振部
２２３…洗浄液整流板
２２４…噴射孔
２２５…整流領域
２３…貯留槽
２６…液送ポンプ

Claims (5)

1. 洗浄槽内に貯留された洗浄液の層流を一方向へ流動させる際に、超音波振動子から発振される超音波振動を前記層流に伝搬し、前記洗浄液中に浸漬された被洗浄物を超音波洗浄する層流超音波洗浄装置であって、
   前記洗浄槽が、
   前記洗浄液の層流を一方向へ流動する液流動槽と、
   前記洗浄液を前記液流動槽へ供給する液供給槽と、
   前記洗浄槽内を前記液流動槽と前記液供給槽とに区分けする洗浄液整流板と、
   前記洗浄液を前記液流動槽から前記液供給槽へ供給する洗浄液供給手段と、を備え、
   前記超音波振動子が、
   前記洗浄液整流板と対向して前記液供給槽側に設けられるとともに、前記層流の流動方向に向けて前記超音波振動が発振されるように配置され、
   前記層流を前記流動方向に向けて噴射する噴射孔が、
   前記液供給槽と連通して前記洗浄液整流板に設けられるとともに、該洗浄液整流板に対して所定間隔を隔てて多数配置された
   層流超音波洗浄装置。
2. 前記洗浄液整流板の前記噴射孔が、
   前記超音波振動子から発振される前記超音波振動の発振方向と一致する方向に向けて略真っ直ぐに形成された
   請求項１に記載の層流超音波洗浄装置。
3. 前記洗浄液整流板の前記噴射孔が、
   前記層流の前記流動方向に向けて徐々に小径となる孔径に形成された
   請求項１又は２に記載の層流超音波洗浄装置。
4. 前記洗浄液整流板が、
   前記超音波振動子から発振される前記超音波振動が前記液流動槽内の前記洗浄液に伝搬される板厚に形成された
   請求項１〜３のいずれか一つに記載の層流超音波洗浄装置。
5. 前記超音波振動子を備えた前記液供給槽が、
   前記液流動槽の下部及び側部のうち少なくとも一方に配置された
   請求項１〜４のいずれか一つに記載の層流超音波洗浄装置。

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