JP2949159B2 - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺体のワーク（被洗
浄物）を洗浄するに好適な超音波洗浄装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、超音波洗浄装置は、機械部品や電
子部品等の各種ワークの洗浄に広く実用に供されている
が、この装置は、洗浄液が供給される洗浄槽と、この洗
浄槽内に装着された超音波振動器とを備え、かかる槽内
の洗浄液中にワークを浸漬させた状態において、超音波
振動器により洗浄液にキャビテーションを発生させ、こ
のキャビテーション作用を利用して洗浄するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この洗浄装置
は、洗浄槽内に超音波振動器を装着している関係上、洗
浄槽を大型に設けると、これに対応して超音波振動器の
装着個数を増加しなければならなく、その為、装置コス
トが高くなるばかりでなく、消費電力が多くなると共に
騒音問題が発生し易いといった欠点を有していた。特
に、長尺体のワーク（被洗浄物）の複数を、同時に洗浄
し得るような大型の装置の場合において、それが顕著で
あった。

【０００４】本発明は、このような欠点に鑑み、それを
解決すべく鋭意検討の結果、平面視姿が矩形状の洗浄槽
の水平長手方向と直交する水平方向に所定間隔に装着さ
れた複数のワーク受けを有し、かつ、互いに対向される
ように前記水平長手方向に配された一対のワーク支持具
の洗浄液中における上下往復動と、前記水平長手方向と
直交する水平方向に複数の超音波振動器が所定間隔に装
着され、かつ、前記上下往復動の下限位置より下方に配
された振動器ベースの前記水平長手方向における往復動
とをなし得ると共に、前記上下往復動を駆動源として前
記ワーク受けで支持されている長尺体状ワークを回転さ
せ得るように構成することにより、大型の装置に構成し
ても、装置コストや消費電力のアップ化を阻止すること
ができると共に騒音問題の発生を防止しながらキャビテ
ーション作用を前記ワークに対して有効に付与させて良
好に洗浄し得ることを見い出し、この点に基づいて本発
明を完成したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
超音波洗浄装置は、請求項１に記載するように、平面視
姿が矩形状の洗浄槽と、前記洗浄槽の水平長手方向と直
交する水平方向に所定間隔に装着された複数のワーク受
けを有し、かつ、互いに対向されるように前記洗浄槽の
水平長手方向に所定間隔に配された一対のワーク支持具
と、この一対のワーク支持具を前記洗浄槽に対して出し
入れさせ得るように一緒に上下動せしめると共に前記洗
浄槽に供給されている洗浄液中においては一緒に上下往
復動せしめる支持具昇降装置と、前記上下往復動の下限
位置に移動せしめられた前記ワーク支持具のワーク受け
で両端が支持されて水平に保たれた姿に前記洗浄液中に
浸漬されている複数の長尺体状ワークより下方に位置せ
しめられるように前記洗浄槽内に配された振動器ベース
と、前記洗浄槽の水平長手方向と直交する水平方向に所
定間隔に前記振動器ベースに装着された複数の超音波振
動器と、前記振動器ベースを前記洗浄槽の水平長手方向
に往復動せしめる振動器移動装置とを備え、かつ、前記
ワーク受けが、ピニオンを装着した駆動ローラとフリー
ローラとで構成されると共に前記ピニオンが、前記ワー
ク支持具の上下往復動を駆動源として回転せしめられる
ように、装置フレームに装着の固定ラックに噛み合わさ
れていることを特徴とするものである。

【０００６】なお、ワーク受けは、図１，３において示
されている半円形状体型のものよりも、図４〜６におい
て示されているローラ型のものの方が好ましい。

【０００７】

【作用】図１において、洗浄しようとする円筒長尺体の
ワーク１が、左右のワーク支持具２ａ，２ｂで支持され
て矩形洗浄槽３内の洗浄液中に浸漬され、両ワーク支持
具２ａ，２ｂが、洗浄液中において支持具昇降装置４に
より一緒に上下往復動される。また、両ワーク支持具２
ａ，２ｂより下方の槽内に位置されている振動器ベース
５が、振動器移動装置６により矩形洗浄槽３の長手方向
（左右方向）に往復動される。

【０００８】なお、ワーク支持具２ａ，２ｂは、矩形洗
浄槽３の長手方向（左右方向）と直交する方向（前後方
向）に、８個のワーク受け７ａ，７ｂを装着（図３参
照）していると共に振動器ベース５は、同方向（前後方
向）に４個の超音波振動器８（又は超音波振動子）を装
着している。

【０００９】その為、８個の長いワーク１群に対して、
４個の超音波振動器８群を介してキャビテーション作用
を付与させることができ、しかも、ワーク１群と超音波
振動器８群とを、互いに接近離反させてキャビテーショ
ン作用を有効に付与させることができ、従って、大型の
装置に構成しても、装置コストや消費電力のアップ化を
阻止することができると共に、騒音問題の発生を防止し
ながら良好に洗浄することができる。

【００１０】以下、本発明に係る一実施例について述べ
ると、正面図である図１、この図１の平面図である図２
及び図１のＺ矢視図である図３において、洗浄槽３は、
平面視姿が矩形、すなわち、図示矢印Ａ方向（左右方
向）と直交する前後方向よりも、図示矢印Ａ方向に長く
設けられ（以下、この方向を水平長手方向という。）、
かつ、新しい洗浄液を供給する供給口１０、及び使用さ
れて汚染された洗浄液を抜き出す排出口１１等を装着し
ている。

【００１１】また、この洗浄槽３の水平長手方向に跨ぐ
ように装着されている装置フレーム１１は、左右の脚１
２ａ，１２ｂの上端に上部フレーム１３を装着すると共
に、この上部フレーム１３上に縦フレーム１４ａ，１４
ｂを装着して構成され、更に、これらのフレーム１３，
１４ａ，１４ｂを介して支持具昇降装置４及び振動器移
動装置６が装着されている。

【００１２】すなわち、支持具移動装置４は、縦フレー
ム１４ａ，１４ｂに装着された軸受１５ａ，１５ｂによ
り回転し得るように支持された軸１６と、上部フレーム
１３上に装着された原動装置１７と、この装置１７の出
力軸と軸１６とを連結する軸継手１８と、軸１６に装着
されたピニオン１９ａ，１９ｂと、スライドガイドレー
ル機構２０ａ，２０ｂを介して縦フレーム１４ａ，１４
ｂに上下動し得るように装着されたアーム２１ａ，２１
ｂと、このアーム２１ａ，２１ｂに装着されたラック２
２ａ，２２ｂと、縦フレーム１４ｂの上端部、中間部及
び下端部の所定位置に装着された３個の光電管型センサ
ー２３（図２参照）と、アーム２１ｂの所定位置に装着
された遮光片２４とで構成されている。

【００１３】その為、原動装置１７により軸１６を正逆
回転させるよりアーム２１ａ，２１ｂを上下動させるこ
とができ、かつ、その際、アーム２１ｂと一緒に上下動
される遮光片２４により、縦フレーム１４ｂの中間部及
び下端部の所定位置に装着されている光電管型センサー
２３の検出光線が遮光されると、その信号に基いて原動
装置１７の出力軸の回転方向が逆方向へ制御される。

【００１４】よって、アーム２１ａ，２１ｂの下端に装
着されているワーク支持具２ａ，２ｂを、矩形洗浄槽３
内の洗浄液中において上下往復動させることができ、ま
た、縦フレーム１４ｂの上端部の所定位置に装着されて
いる光電管型センサー２３の検出光線が遮光されると、
その信号に基いて原動装置１７の出力軸の回転が停止さ
れ、これにより、ワーク支持具２ａ，２ｂを、矩形洗浄
槽３の上端より少し上方へ移動させることができる。

【００１５】なお、矩形洗浄槽３内の洗浄液中における
上下往復動は、ワークの洗浄中において行われ、また、
矩形洗浄槽３の上端より少し上方への移動は、槽に対し
てワークを出し入れする際において行われる。更に、ワ
ーク支持具２ａ，２ｂは、アーム２１ａ，２１ｂの下端
に装着されているブラケット２５ａ，２５ｂ（図３参
照）に、８個のワーク受け７ａ，７ｂを所定間隔に装着
して構成されているが、これらの受け７ａ，７ｂは、半
円形状体で構成されている。

【００１６】その為、洗浄しようとする円筒長尺体のワ
ーク１の長手軸心方向端部を、両ワーク受け７ａ，７ｂ
で支持することができ、かつ、このように、水平に保た
れた姿に支持されたワーク１は、その自重により、洗浄
液中に浸漬されている時においても両ワーク受け７ａ，
７ｂから離脱しない。なお、図３においては、アーム２
１ａ，２１ｂが最大限に下方へ移動されて、それらが上
部フレーム１３の上面に接近せしめられた状態が示され
ている。

【００１７】次に、振動器移動装置６は、上部フレーム
１３上に装着されたラック３０と、原動装置３１の出力
軸に装着されたピニオン３２と、原動装置３１が装着さ
れた一方の可動ブラケット３３（図３参照）と、このブ
ラケット３３と他方の可動ブラッケト３４とにより懸装
された門型状ブラケット３５と、上部フレーム１３上の
右端部、中間部及び左端部の所定位置に装着された３個
の光電管型センサー３６（図２参照）と、可動ブラケッ
ト４３の中間部に装着された遮光片３７とで構成されて
いる。なお、可動ブラケット３３，３４は、スライドガ
イドレール機構３８ａ，３８ｂを介して上部フレーム１
３に移動し得るように装着、すなわち、上部フレーム１
３の延設方向（水平長手方向）へ移動し得るように装着
されている。

【００１８】その為、原動装置３１の出力軸を正逆回転
させることにより、可動ブラケット３３，３４及び門型
状ブラケット３５を、洗浄槽３の水平長手方向へ往復動
させることができ、かつ、その際、可動ブラケット３４
と一緒に水平方向へ往復動される遮光片３７によって、
上部フレーム１３の右端部及び左端部の所定位置に装着
されている光電管型センサー３６の検出光線が遮光され
ると、その信号に基づいて原動装置３２の出力軸の回転
方向が逆方向へ制御される。よって、ワーク支持具２
ａ，２ｂより下方の槽内に位置されるように門型状ブラ
ケット３５の下端に装着されている振動器ベース５を、
洗浄槽３の水平長手方向の一端と対向他端間において往
復動させることができる。

【００１９】また、上部フレーム１３の中間部の所定位
置に装着されている光電管型センサー３６の検出光線が
遮光されると、その信号に基づいて原動装置３２の出力
軸の回転が停止され、これにより、超音波振動器８が装
着されている振動器ベース５を、洗浄槽３の水平長手方
向の中間部へ移動させることができる。なお、洗浄槽３
の水平長手方向の一端と対向他端間における往復動は、
ワークの洗浄中において行われ、また、洗浄槽３の水平
長手方向の中間部での移動停止は、かかる槽３に対して
ワークを出し入れする際に行われる。

【００２０】而して、本洗浄装置によると、矩形洗浄槽
３の上端より少し上方へ空のワーク支持具２ａ，２ｂを
移動させた状態において、適当な荷役装置を用いてワー
ク受け７ａ，７ｂにワーク１を支持させ、次いで図示さ
れていない制御盤のスイッチを入れて原動装置１７，３
１を運転させると共に縦フレーム１４ａ，４ｂの上端部
夫々に２個づつ装着されている超音波発振器４０ａ，４
０ｂを作動させる。

【００２１】すると、超音波振動器８が作動されると共
にワーク支持具２ａ，２ｂが一緒に下方へ移動されてワ
ーク受け７ａ，７ｂが下方へ移動され、それに支持され
ているワーク１群が矩形洗浄槽３の洗浄液中に浸漬され
る。

【００２２】以下、洗浄液中で所定時間、上下往復動さ
れる。また、これと並行して、門型状ブラケット３５が
洗浄槽３の水平長手方向へ往復動される。従って、これ
と一緒に振動器ベース５が、、同方向へ往復動される。
なお、振動器ベース５は、洗浄槽３の水平長手方向の一
端と対向他端間において往復動される。

【００２３】その為、振動器ベース５に装着されている
４個の超音波発振器８によるキャビテーション作用を、
８個の長いワーク１の全長にわたって付与させることが
できると共に、超音波振動器８に対してワーク１を接近
離反させてキャビテーション作用を有効に作用させるこ
とができ、従って、これらの相乗的効果として、大型の
装置に構成されていても、装置コストや消費電力のアッ
プ化を阻止することができると共に、騒音問題の発生を
防止しながら良好に洗浄することができる。

【００２４】以上、本発明に係る一実施例について述べ
たが、本発明においては、ワーク支持具のワーク受け
を、図４〜図６において示されているように、フリーロ
ーラ４２と駆動ローラ４３とで構成し、かつ、駆動ロー
ラ４３を、ワーク支持具の上下往復動に際して固定ラッ
ク４８と噛み合わされて回転されるピニオン４５を装着
した態様に設けてもよい。

【００２５】このような態様に設けることにより、洗浄
中においてワークを回転させて、キャビテーション作用
を多方向から均一に付与させることができ、従って、洗
浄効果をより一層高めることができる。

【００２６】図４は正面図、図５は図４の右側面図、図
６はＹ矢視図であるが、ワーク支持具２ｃ，２ｄは、ラ
ック２２ａ，２２ｂが装着されているアーム２１ａ，２
１ｂ（図１〜３参照）の下端に装着されている。すなわ
ち、ワーク支持具２ｃ，２ｄは、ブラケット４１に回転
し得るように装着されたフリーローラ４２及び駆動ロー
ラ４３でワーク受け４４を構成し、かつ、駆動ローラ４
３にピニオン４５を装着している。なお、ブラケット４
１は、連結ブラケット４６を介してアーム２１ａ，２１
ｂに装着されている。

【００２７】一方、装置フレーム１１の脚１２ａ，１２
ｂにラックブラケット４７が装着されていると共に、そ
れら夫々に２本の固定ラック４８が懸装され、かつ、か
かるラック４８に上述のピニオン４５が噛み合わされて
いる。なお、フリーローラ４２及び駆動ローラ４３で構
成されたワーク受け４４は、図５において省略されてい
る右側部分にも同様に装着されており、従って、８個形
成されている。

【００２８】而して、矩形洗浄槽３内の洗浄液中におい
て、ワーク支持具２ｃ，２ｄを上下往復動させることに
より、ワーク受け４４に支持されているワーク１を回転
させることができ、その為、キャビテーション作用を多
方向から均一に付与させることができて、洗浄効果をよ
り一層高めることができる。

【００２９】なお、矩形洗浄槽３は、図示されていない
が、使用により汚染（又は劣化）された洗浄液を再生し
て新しい洗浄液を循環させる装置を備えており、かかる
装置は、循環ポンプ、中空糸膜、脱気膜、真空ポンプ及
び熱交換器等で構成されている。その為、洗浄に好適な
温度及び液質の洗浄液を循環させることができるが、か
かる洗浄液は、洗浄条件に対応させて必要なものを適宜
に選択することができる。

【００３０】

【発明の効果】上述の如く、本発明によると、複数の長
いワーク群に対して、少ない個数の超音波振動器群を介
してキャビテーション作用を付与させることができ、し
かも、ワーク群と超音波振動器群とを、互いに接近離反
させてキャビテーション作用を有効に付与させることが
でき、従って、大型の装置に構成しても、装置コストや
消費電力のアップ化を阻止することができると共に、騒
音問題の発生を防止しながら良好に洗浄することができ
る超音波洗浄装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】超音波洗浄装置の正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】図１のＺ矢視図である。

【図４】ワーク支持具の他の態様を示す正面図である。

【図５】図４の右側面図である。

【図６】図４のＹ矢視図である。

【符号の説明】

１ ワーク ２ａ〜２ｄ ワーク支持具 ３ 矩形洗浄槽 ４ 支持具昇降装置 ５ 振動器ベース ６ 振動器移動装置 ７ａ，７ｂ ワーク受け ８ 超音波振動器 １１ 装置フレーム ４２ フリーローラ ４３ 駆動ローラ ４４ ワーク受け ４５ ピニオン ４８ 固定ラック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 石田 宏之 (56)参考文献 実開 平２−81677（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−98988（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−124280（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭43−5977（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B08B 1/00 - 11/04

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面視姿が矩形状の洗浄槽と、前記洗浄
   槽の水平長手方向と直交する水平方向に所定間隔に装着
   された複数のワーク受けを有し、かつ、互いに対向され
   るように前記洗浄槽の水平長手方向に所定間隔に配され
   た一対のワーク支持具と、この一対のワーク支持具を前
   記洗浄槽に対して出し入れさせ得るように一緒に上下動
   せしめると共に前記洗浄槽に供給されている洗浄液中に
   おいては一緒に上下往復動せしめる支持具昇降装置と、
   前記上下往復動の下限位置に移動せしめられた前記ワー
   ク支持具のワーク受けで両端が支持されて水平に保たれ
   た姿に前記洗浄液中に浸漬されている複数の長尺体状ワ
   ークより下方に位置せしめられるように前記洗浄槽内に
   配された振動器ベースと、前記洗浄槽の水平長手方向と
   直交する水平方向に所定間隔に前記振動器ベースに装着
   された複数の超音波振動器と、前記振動器ベースを前記
   洗浄槽の水平長手方向に往復動せしめる振動器移動装置
   とを備え、かつ、前記ワーク受けが、ピニオンを装着し
   た駆動ローラとフリーローラとで構成されると共に前記
   ピニオンが、前記ワーク支持具の上下往復動を駆動源と
   して回転せしめられるように、装置フレームに装着の固
   定ラックに噛み合わされていることを特徴とする超音波
   洗浄装置。