JP4698510B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

この発明は、超音波等による振動を利用して被洗浄物を洗浄する洗浄装置に関するものである。

従来、超音波振動を用いて半導体ウエハや液晶基板などの薄板状の被洗浄物を洗浄する洗浄装置として、超音波により振動する振動子を取り付けた上面部材及び下面部材により、全体を水に浸漬させた被洗浄物を水と共に挟んで被洗浄物を移動したりその場で水平回転したりして洗浄するようにした洗浄装置が提案されている。例えば、特許文献１参照

又、従来、静止して動かない被洗浄物を洗浄対象とし、この被洗浄物に超音波を照射した水を吐出して洗浄するようにした洗浄装置が提案されている。例えば、特許文献２参照

特開２０００−１５０４３９号公報 特開平１１−３００２９９号公報

特許文献１に示されたような従来の洗浄装置の場合、厚さの薄い被洗浄物全体を水に浸漬して洗浄することを前提とするものであり、被洗浄物の厚みが薄くなければ或いは平らでなければ、浸漬するための水量が必ず必要である。また、複数の被洗浄物を連続的に洗浄するために洗浄装置内外で被洗浄物を取り付けたり取り外したり或いは移動したりその場で水平回転したりするための比較的複雑で大がかりな搬送や駆動機構が必要である。

又、特許文献２に示されたような従来の洗浄装置は、静止した被洗浄物の局所的な部位に液体を吐出して洗浄するようにした装置であり、被洗浄物の全面を洗浄するには、洗浄装置を被洗浄物の全面に向けて走査する走査機構が必要であり、又、洗浄の確実性に欠け、少ない液量で洗浄することは容易ではない。

この発明は、このような従来の洗浄装置の課題を解決するためになされたものであり、複雑な搬送機構や駆動機構や走査機構を必要とせず、連続的に複数の被洗浄物をより少ない液量でより確実に洗浄でき、軽量化および小型化が可能な洗浄装置を得ることを目的とする。

この発明に係る洗浄装置は、披洗浄物を搬送する搬送路の途中に設置され、前記搬送される被洗浄物が通過する間に前記被洗浄物を洗浄する洗浄装置であって、前記被洗浄物を底部に接して回転して移動させると共に、前記底部に接した前記被洗浄物の一部位を浸漬させる液位から前記底部に接した前記被洗浄物のほぼ全部位を浸漬させるまでの液位を維持して液体を貯留し、前記被洗浄物を前記液体に浸漬させる洗浄槽と、付勢されて振動し前記洗浄槽に固定された振動子とを備え、前記振動子を付勢して前記洗浄槽を振動させ前記洗浄槽の底部に接しながら回転して移動する前記被洗浄物を洗浄するようにしたものである。

この発明に係る洗浄装置によれば、被洗浄物を回転して移動しながら洗浄するので、より簡単に連続的に複数の被洗浄物を洗浄できるとともに、貯留する液体の液位が低くても被洗浄物を確実に洗浄できる洗浄装置を得ることができる。又、少ない液体の量で洗浄可能であり、貯留する液体の量を少なくすることで、少なくとも洗浄槽を軽量化及び小型化することができ、設置場所の制限を少なくすることができる。更に、貯留する液体の量を少なくすることで、液体の温度上昇が大きくなり洗浄効果が増大する効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による洗浄装置の側面構成図、図２はその洗浄槽の正面断面図、図３は洗浄槽の平面図、図４は超音波振動子の断面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿う矢視方向の断面図である。図１〜図５に示すこの発明の実施の形態１による洗浄装置は、パチンコ玉の洗浄に用いる洗浄装置として示しているが、パチンコ玉の洗浄に限らず、球形若しくは円柱形の被洗浄物の洗浄に適用可能である。

図１〜図５に於いて、被洗浄物としてのパチンコ玉２が移動する移動通路としての搬送路１は、図１の左方から右方に向って低くなるようにその長さ方向に若干の傾斜を持って配置されている。この搬送路１の中を、複数個のパチンコ玉２が高い位置から低い位置へと回転して移動する。パチンコ玉２は、直径１１[ｍｍ]程度の球体であり、搬送路１が傾斜しているので重力により搬送動力を必要とせずに図１の左方から右方へ、多数ひしめき合いながら移動する。尚、別途図示しないベルトコンベア等の搬送機構を備えれば、搬送路１に傾斜が無くとも、或いは登り傾斜であってもパチンコ玉２を移動させることは容易である。

搬送路１の途中に、この発明の実施の形態１による洗浄装置１００が搬送路１に直列に設置されている。ここで、直列に設置されているとは、上流側の搬送路１から搬送されてきたパチンコ玉２が洗浄装置１００を通過して下流側の搬送路１に排出されるように設置されていることを意味する。勿論、この場合、下流側の搬送路１の代わりにパチンコ玉２を受ける受入箱等を設置していてもよい。洗浄装置１００は、搬送路１に対して着脱自在でなくとも良いが、着脱自在としておけば、そのメンテナンス性が高まる。洗浄装置１００には、上流移動通路１１０、液体としての水１２１を貯留した洗浄槽１２０、下流移動通路１３０が直列に設けられている。パチンコ玉２は、洗浄装置１００内を、上流移動通路１１０、洗浄槽１２０、下流移動通路１３０の順に回転して移動する。

上流移動通路１１０は、一端が搬送路１の端部に当接して連結され、図１の左方から右方に向って低くなるよう傾斜して配置されている。洗浄槽１２０は、一端が上流移動通路１１０の他端に連結され、水平に配置されている。下流移動通路１３０は、一端が洗浄槽１２０の他端に連結されると共に他端が搬送路１の端部に当接して連結され、図１の左方から右方に向って高くなるよう傾斜して配置されている。搬送路１、上流移動通路１１０、洗浄槽１２０、及び下流移動通路１３０の両側の側部には、側板１２２が設けられている。

上流移動通路１１０、洗浄槽１２０、及び下流移動通路１３０の夫々の底部１１３、１２３、１３３には、その長さ方向に張架された８本のワイヤ１２７が配設されている。この８本のワイヤ１２７は、上流移動通路１１０、洗浄槽１２０、及び下流移動通路１３０の夫々に、並列した４本の配列路１２８を形成する。この４本の配列路１２８の夫々は、その長さ方向に１列にパチンコ玉２を移動させる幅を備える。又、４本の配列路１２８の横方向のピッチは、パチンコ玉２の幅＋１[ｍｍ]程度とされている。

夫々の配列路１２８を形成する各１対のワイヤ１２７は、パチンコ玉２の下面に接してパチンコ玉２の移動を導くように、上流移動通路１１０、洗浄槽１２０、及び下流移動通路１３０の夫々の底部１１３、１２３、１３３の上面から所定の間隔を介して中空に浮かせて張架されている。夫々のワイヤ１２７は、例えば、底部１２３、１１３、１３３に適当な間隔で配置する図示しない支柱によって張架され且つ支持されている。

尚、配列路１２８は、ワイヤ１２７により形成されなくてもよく、例えばワイヤ１２７の様に中空に浮かせた板材や、夫々の底部１２３、１１３、１３３に付着させた板材や、底部１２３、１１３、１３３に断続的に設けた突起物等により形成しても良い。又、配列路１２８の横方向に並列する数を増減することで、パチンコ玉２の洗浄する処理量洗浄する個数の増減を容易に行うことができる。

洗浄槽１２０は、水平に配置されており、その底部１２３とその両側の側板１２２、上流移動通路１１０の底部１１３の一部とその側板の一部、及び下流移動通路１３０の底部１３３の一部とその側板の一部とにより囲まれた部分に、水位１２５を有する水１２１を貯留している。上流移動通路１１０は、搬送路１との連結部が水位１２５より高位置となる位置に設けられ、その連結部と洗浄槽１２０との連結部との間が斜面で構成されている。同様に、下流移動通路１３０は、搬送路１との連結部が水位１２５より高位置となる位置に設けられ、その連結部と洗浄槽１２０との連結部との間が斜面で構成されている。洗浄槽１２０の底部１２３の下面に、振動子として超音波振動子１２４が固定されている。この超音波振動子１２４は、後述のように構成されたランジュバン型の超音波振動子である。

超音波振動子１２４は、振動電源１５０によって付勢されて振動する。その振動周波数は２０[ｋＨｚ]以上であればよい。尚、振動周波数はこれに限らず、一般に大きな汚れの場合は振動周波数が低いほど汚れ落とし効果は高く、一方、微細な汚れの場合は振動周波数が高い方が落としやすいと言われており、パチンコ玉の汚れに合わせて振動周波数を選択すればよい。

超音波振動子１２４と洗浄槽１２０の底部１２３との固定は、例えば耐熱性エポキシ樹脂等を用いて接着する。尚、超音波振動子１２４と洗浄槽の底部１２３との固定は、超音波振動子１２４と洗浄槽１２０の底部１２３にボルト穴を設け、ボルトナットで底部１２３を挟むようにして固定してもよく、或いは洗浄槽１２０の底部１２３の下面にボルトを溶接し、ボルト穴を設けた超音波振動子１２４をそのボルトに螺合させて固定しても良い。

ランジュバン型の超音波振動子１２４は、図４に示すように、その振動源である環状の圧電素子１８４を、その両側から金属製の一対の円筒体１８３によって図示しない電極及び絶縁層を介して挟み込んで構成され、圧電素子１８４と円筒体１８３とが一体となって振動する振動子である。図４では圧電素子１８４が１個のみ挟まれた形態を示しているが、振動の振幅を大きくするために複数の圧電素子を直列に挟む形態のものもあり、その際、例えば２個の圧電素子の直列の場合、両圧電素子の接する部分を正電極、両端部を負電極という様に、隣接する圧電素子１８４の電極を共有しながら互い違いにして挟むのが一般的である。

一対の円筒体１８３の夫々は、その中央部に雌ネジが形成されたボルト穴１８６を備えており、このボルト穴１８６に連結ボルト１８５を螺合し、一対の円筒体１８３を互いに接近する方向に締付けることで、圧電素子１８４をその両側から挟んで締め付けて固定している。ナット付ボルト１８１は、洗浄槽１２０の底部１２３に設けられた貫通穴に差し込まれ、密着層１８２を介して円筒体１８３のボルト穴１８６に羅合されて締め付けられており、これによって超音波振動子１２４は洗浄槽１２０の底部１２３に固定されている。

密着層１８２は、超音波振動子１２４から洗浄槽１２０の低部１２３への振動の伝搬効率が下がる隙間を抑制するためのもので、例えば耐熱性エポキシ等、接着性もある樹脂製の材質で構成されている。又、ナット付ボルト１８１と底部１２３との間には図示しないシール材を挟んで水漏れを抑制することが望ましい。上流移動通路１１０及び下流移動通路１３０は、超音波振動子１２４の振動が洗浄槽１２０を介して伝達されて振動するように夫々洗浄槽１２０に連結されている。

洗浄槽１２０に貯留された水１２１の、液位としての水位１２５は、パチンコ玉２の半径以上で直径未満程度、即ち、底部１２３に接した被洗浄物であるパチンコ玉２の一部位を浸漬させる水位から底部１２３に接した被洗浄物であるパチンコ玉２のほぼ全部位を浸漬させるまでの水位であれば良い。具体的には、例えば２[ｍｍ]程度に維持される。ちなみに水位１２５が低いほど、洗浄装置１００の軽量化効果は当然大きくなる。洗浄槽１２０の底部１２３には、循環路１４０へ繋がる開口部１２６が設けられている。又、洗浄槽１２０の側板１２２の一部には下方へ一段低く切り欠かれた切欠部１２９が設けられており、この切欠部１２９からオーバーフローした水は、循環路１４０へ流れるよう構成されている。

循環路１４０は、その途中に設けられた循環フィルタ１４１を経て、循環タンク１４２に導水するように構成されている。循環フィルタ１４１は、循環路１４０中の水に含まれる汚れを除去して浄化する。循環フィルタ１４１による汚れの除去性能は、循環する水の汚れ度合いをどの程度で許容するかで決定すればよく、過剰に汚れの除去性能が高いものである必要性はない。循環フィルタ１４１は、適当な周期で交換或いは洗浄が実施されることを前提としており、循環路１４０に着脱自在に固定されている。

循環タンク１４２には循環路１４３が接続されており、循環路１４３の途上には循環ポンプ１４４が設けられている。循環タンク１４２内の水は、循環ポンプ１４４により循環路１４３を介して上流移動通路１１０の上方へと導かれ、上流移動通路１１０に注がれる。上流移動通路１１０は、下方の洗浄槽１２０へ向かって傾斜しており、循環路１４３から上流移動通路１１０へ注がれた水は、その底部１１３に沿って洗浄槽１２０へと導かれる。尚、循環タンク１４２は、洗浄や交換等のメンテナンスを容易にするため着脱自在に固定しておき、又、その内容量もせいぜい１０リットル未満程度であることが持ち運びするためには望ましい。

洗浄槽１２０内に貯留された水１２１は、パチンコ玉２の表面に付着したり蒸発したりして徐々に失われるが、循環路１４３の水の流量は、所定量、即ち、[洗浄槽１２０内で蒸発したりパチンコ玉２の表面に付着して失われる水量＋洗浄槽１２０の開口部１２６から循環路１４０へ流れる流量]以上とされており、水位１２５を一定に保持する以上の過剰分は、切欠部１２９からオーバーフローして循環路１４０を介して循環タンク１４２に導水される。これにより、洗浄槽１２０内の水１２１の水位１２５は一定に維持される。

水１２１は、パチンコ玉２に付着したり、蒸発したりして失われることの影響により、結果的に循環タンク１４２に貯留された水が減少していくことになる。そこで減少していく水量を補うため、循環タンク１４２には、洗浄水タンク１６０に接続された給水路１６１からバルブ１６３を介して水が必要に応じて補給される。補給する水量の制御は、循環タンク１４２内の水位１４５をほぼ一定に保持するようバルブ１６３を制御することで行われる。

具体的には、水位センサ１４６により循環タンク１４２内の水位１４５を検知し、その検知結果によって給水路１６１の途中に設置したバルブ１６３を開閉して給水量を制御し、循環タンク１４２内の水位維持を行う。この制御は、例えば給水量を連続的に調節する連続量制御や、オン−オフ制御とすればよい。尚、更に簡単には、水位センサ１４６を設けずに、水位によるフロートの上下に連動した弁を機械的に開閉する、いわゆる水洗トイレの水タンクの様な構成としても良い。

超音波振動子１２４は、振動電源１５０によって付勢され超音波振動を行う。この超音波振動子１２４の超音波振動は、洗浄槽１２０の底部１２３を振動させ、この洗浄槽１２０の底部１２３を介して水１２１及びパチンコ玉２に伝達され、主としてパチンコ玉２の水１２１に接触している部分が洗浄される。このとき、水１２１に接している洗浄槽１２０の底部１２３や側板１２２も洗浄される。

パチンコ玉２は、洗浄槽１２０の底部１２３を回転しながら移動し、その結果、パチンコ玉２の全表面が貯留された水１２１に浸漬され洗浄される。パチンコ玉２自体も底部１２３を介して超音波振動が伝達されて振動しており、回転することによりパチンコ玉２の表面に残留する水滴や水膜が存在するので、水１２１に浸漬されていない部分についても直接水に浸漬されている部分に比べて効果は落ちるものの洗浄効果が生じる。

又、洗浄槽１２０に固定されている上流移動通路１１０と下流移動通路１３０にも、洗浄槽１２０から振動が伝達されており洗浄槽１２０と共振する。特に上流移動通路１１０では循環された水に超音波振動が伝達されるのでその底部１１３自体の洗浄が可能となる。下流移動通路１３０では、洗浄槽１２０から伝達される振動によりパチンコ玉２の表面に付着した水を滴下あるいは蒸発しやすくなっていると共に、下流移動通路１３０の底部１３３についても洗浄槽１２０から伝達される超音波振動とパチンコ玉２から滴下した水によって洗浄効果が期待できる。

又、下流移動通路１３０では、伝達された振動によるパチンコ玉２の表面に付着した水の滴下と蒸発以外に、送風ファン１７０によりパチンコ玉２に向けて送風し、パチンコ玉２の表面を乾燥するようにしている。尚、送風ファン１７０からの風の出口にヒータを取り付けて温風を送風するようにしておけば、パチンコ玉２の表面の乾燥がより容易となる。

尚、洗浄装置１００を搬送路１に対して着脱自在に接続する際に、搬送路１へ超音波振動が伝搬すると、洗浄等に要求される振動エネルギーが減衰することになるので、搬送路１と上流移動通路１１０との間及び下流移動通路１３０と搬送路１との間は、バネやゴム等の弾性体を介して連結することが望ましい。このように構成することで、搬送路１への振動エネルギーの伝達や振動による騒音発生を最小限に抑制することができる。

以上のように構成されたこの発明の実施の形態１による洗浄装置１００に於いて、次にその動作を説明する。洗浄装置１００の運転開始時に、振動電源１５０により超音波振動子１２４の圧電素子１８４を付勢する。これにより圧電素子１８４は超音波振動を開始し、その超音波振動は、円筒体１８３を介して洗浄槽１２０の底部１２３及び貯留されている水１２１に伝達される。又、前述のように上流移動通路１１０の低部１１３、及び下流移動通路１３０の低部１３３にもその振動が伝達される。

一方、循環ポンプ１４４により、循環タンク１４２内の水が循環路１４３を介して上流移動通路１１０の上流側に注がれ、洗浄槽１２０内の水１２１の一部は開口部１２６から循環タンク１４２に戻され、又、切欠部１２９からオーバーフローした水は循環タンク１４２に戻される。

図１の左方の搬送路１から搬送されてきた多数のパチンコ玉２は、上流移動通路１１０の４本の配列路１２８に入り、夫々の配列路内で１列となって連続的に重力により図１の右方へ回転しながら移動し、洗浄槽１２０内の４本の配列路１２８に至る。上流移動通路１１０から連続してパチンコ玉２が洗浄槽１２０内に送り込まれるので、洗浄槽１２０内のパチンコ玉２は、順次、下流移動通路１３０内の夫々の配列路１２８内に押し出されて移動し、更に下流移動通路１３０から図１の右方の搬送路１へ移動して搬送される。

複数のパチンコ玉２は、洗浄槽１２０の４本の配列路１２８内を回転しながら図１の右方へ移動し、このとき所定の水位１２５に保たれている水１２１に下方の部位が浸漬されるが、回転しているので結果としてその全表面に水１２１が付着する。このとき超音波振動子１２４の超音波振動は、洗浄槽１２０の底部１２３を介して水１２１及びパチンコ玉２に伝達されており、主としてパチンコ玉２の水１２１に浸漬されている部分が洗浄される。又、水１２１に接している洗浄槽１２０の底部１２３や側面１２２も洗浄される。

パチンコ玉２は、洗浄槽１２０を移動しながら回転しているのでパチンコ玉２の全表面が洗浄される。パチンコ玉２自体も底部１２３を介して超音波振動が伝達されて振動しており、回転することによりパチンコ玉２の表面に残留する水滴や水膜が存在するので、水１２１に浸漬されていない部分についても直接水に触れている部分に比べて効果は落ちるものの洗浄効果が生じる。

又、前述したように、洗浄槽１２０に固定されている上流移動通路１１０と下流移動通路１３０にも振動が伝達されており、特に上流移動通路１１０では循環された水に超音波振動が伝達されるのでその底部１１３自体も洗浄される。下流移動通路１３０では、洗浄槽１２０から伝達される振動、及び送風フアン１７０からの送風により、パチンコ玉２の表面に付着した水は容易に滴下し又は蒸発する。更に、下流移動通路１３０の底部１３３も、洗浄槽１２０から伝達される超音波振動とパチンコ玉２から滴下した水によって洗浄される。尚、動作中における水１２１の浄化及び補給については、前述の通りである。

以上のように実施の形態１に於ける洗浄装置１００は、洗浄槽１２０の側板１２２の一部を下方へ一段低くした切欠部１２９を備えており、この切欠部１２９をオーバーフローする水を循環路１４０へ流れるようにしたので、洗浄槽１２０の水１２１を被洗浄物であるパチンコ玉２の一部を浸漬させる水位１２５に保つことができ、より少ない水の量で洗浄することができるとともに、貯留する水の量が少ない分、洗浄槽１２０を軽量化および小型化でき、設置場所の制限を少なくできる。

又、超音波振動子１２４から伝達される超音波振動のエネルギーは最終的には多くが熱に変わり、貯留する水の量が少ない分、水温上昇が大きくなり、温度上昇の点で洗浄効果が増すことになる。又、ここで、一般的に振動伝達距離が同一であれば振動周波数が高くなるほど、振動伝搬の減衰すなわちエネルギーロスによる温度上昇が大きいことが知られており、被洗浄物によっては、温度上昇の効果を増したければ高い周波数を選び、温度上昇を抑制したければ低い周波数を選ぶという選択をすることも可能である。

又、上流移動通路１１０を洗浄槽１２０まで下り斜面で構成し、パチンコ玉２を斜面を落下しながら回転移動し、その余力で洗浄槽１２０内においても回転移動するので、パチンコ玉２の表面の多くの面が、超音波が照射される水１２１に浸漬される機会が増して、十分に洗浄されることになる。

又、配列路１２７を設けたので、パチンコ玉２は直列に連接してスムーズに移動し易く、且つ移動しながら回転し易くなり、パチンコ玉２の前後左右の空間をより確実に広く確保でき、上流移動通路１１０や洗浄槽１２０では、循環路１４３によって供給され底部１１３に沿って流れる水や超音波が照射された水１２１にパチンコ玉２が接触する機会が増加し、パチンコ玉２の表面全体をより確実に洗浄し易くなる。又、下流移動通路１３０ではパチンコ玉２が接触する空気の量が増えて乾燥し易くなる。

更に、上流移動通路１１０は、洗浄槽１２０に固定されているので、洗浄槽１２０の振動が共振伝搬され、循環された水が底部１１３に沿って流れており、底部１１３自体を洗浄する効果および洗い流す効果があり、底部１１３への汚れの付着や堆積を抑制できる。又、下流移動通路１３０を洗浄槽１２０から登り斜面で固定したので、洗浄槽１２０の振動が共振伝搬され、上部を移動しているパチンコ玉２の表面に付着している水分を滴下させたり蒸発させたりし易くなり、パチンコ玉２が乾燥し易くなるとともに、底部１３３への汚れの付着や堆積を抑制できる。

実施の形態１における洗浄装置１００は、下流移動通路１３０でパチンコ玉２に付着した水を滴下させたり蒸発させたりして乾燥することを想定しているが、洗浄装置１００と下流の搬送路１との間に、例えば送風したり、熱を加えたり、布で拭ったりする図示しない別の乾燥手段を設けるようにしても良い。このようにすることで、パチンコ玉２の乾燥がより確実となる。

また、実施の形態１では上流移動通路１１０には底部１１３を備えているが、少なくとも一部には底部１１３を備えないようにしてもよい。このようにすることで、隣接するワイヤ１２７間の間隙より小さな異物を底部１１３の無い部分から下部に落下させることができるようになり、洗浄槽１２０へ異物が混入したりすることを抑制し、またパチンコ玉２の移動や回転が異物によって阻害されることを防止できる。ただし、この場合、循環路１４３を介して上流移動通路１１０へ水を導く位置は、底部１１３の無い部分の下流側とすることが当然必要となる。

又、洗浄槽１２０内の水１２１を、循環路１４０、１４３および循環ポンプ１４４によって循環させるようにしたので、洗浄槽１２０内の水１２１に流れが生じ、洗浄槽１２０内への汚れの付着や堆積が抑制でき、汚れの排出を促進でき、特に開口部１２６を底部１２３に設けたので、汚れを排出し易くなる。又、循環路１４０に循環フィルタ１４１を設けたので、循環される水に含まれる汚れを、洗浄槽１２０の水１２１に含まれる汚れより減らせられ、パチンコ玉２への汚れの再付着を抑制でき、循環路１４０、１４３、循環タンク１４５や循環ポンプ１４４内の汚れを抑制でき、例えば清掃周期や使用寿命を長くすることができる。

以上述べた実施の形態１に於いては、給水路１６１により循環タンク１４２へ給水するようにした構成であるが、給水路１６１により洗浄槽１２０や循環路１４０の途中や上流移動通路１１０へ給水するようにしても同様な効果を奏する。又、洗浄槽１２０の直後の下流移動通路１３０の途中へ給水路１６１により給水しても良い。洗浄槽１２０での洗浄後に、汚れていない水が供給されることで、パチンコ玉２に対するすすぎ効果が高く、再付着を最小限とできる。

更に、実施の形態１では超音波振動子１２４を円柱型としたが、形状はこの限りではない。又、個数も１個だけではなく、複数配置しても良い。又、縦振動を利用する超音波振動子ではなく、波打ち振動、すなわちベンディング型の超音波振動子であってもよい。さらには超音波振動子ではなく、２０[ｋＨｚ]未満の振動周波数で振動する振動子であっても良い。

又、実施の形態１では液体を水１２１としているが、界面活性剤等を含む液体であってもよく、界面活性剤による化学的な洗浄効果が加味され、洗浄効果が増す。又、実施の形態１では、切欠部１２９を水１２１がオーバーフローするようにして洗浄槽１２０の水位１２５を維持するようにしたが、洗浄槽１２０の水位１２５を検知する水位センサと、循環フィルタ１４１の１次側の循環路１４０にバルブとを設け、このバルブの開閉制御により水位１２５を維持するようにしても良い。

又、循環フィルタ１４１の１次側の循環路１４０にバルブを設けるのではなく、開口部１２６とは別の開口部と、この開口部に接続した配管を設け、さらにその配管途上にバルブを設けて、このバルブの開閉制御により水位１２５を維持するようにしても良い。

実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２による洗浄装置の側面構成図、図７は、その洗浄槽の正面断面図である。図１〜５と共通の記号は同一部分を示す。図６及び図７に於いて、実施の形態１の洗浄装置と最も大きく異なる点は、パチンコ玉２を駆動する駆動機構１９０を設けている点である。駆動機構１９０は、ベルト１９１をローラ１９３、上部ローラ１９４で駆動し、ベルト１９１に所定間隔で固定した複数個のピン１９２により、パチンコ玉２を図の右方へ押して移動させる。

ローラ１９３の回転は、図示しないモータによって駆動される。上部ローラ１９４は、ベルト１９１の上部を押さえ、ベルト１９１をスムーズに回転させるためのものであり、図示しない上部からの支柱によってその軸芯が回転自在に支持されている。ベルト１９１は、ゴム等軟性の樹脂素材である。ピン１９２は、例えばベルト１９１に突き刺して固定した画鋲のような形状のものであり得る。

尚、実施の形態２では、駆動機構１９０によりパチンコ玉２を移動させるので、実施の形態１のようにパチンコ玉２を移動するために上流移動通路１１０に落差を設ける必要はなく、上流移動通路１１０はより緩やかな傾斜であったり、傾斜等は特に無くても良く、更には上流移動通路１１０そのものがなくても良い。又、下流移動通路１３０の傾斜は、実施の形態１の場合より大きなものであってもよい。

実施の形態１の場合と異なるもう一つの点は、実施の形態１に於けるワイヤ１２７に代えてレール板１２７ａを用いて配列路１２８を形成し、この配列路１２８に沿ってパチンコ玉２を移動させるようにしている点である。レール板１２７ａは、パチンコ玉２の下面に接してパチンコ玉２の移動を導くように、上流移動通路１１０、洗浄槽１２０、及び下流移動通路１３０の夫々の底部１１３、１２３、１３３の上面から所定の間隔を介して中空に浮かせて設けられている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

以上のように構成された実施の形態２に於ける洗浄装置１００は、実施の形態１に記載と同様な効果を奏するとともに、更に、パチンコ玉２を駆動機構１９０によって駆動するので、パチンコ玉２をより確実に移動でき、又、パチンコ玉２の移動速度を強制的に大きくすることで、洗浄するパチンコ玉２の数を増加し、洗浄装置１００を小型化することが容易となる。又、パチンコ玉２の洗浄度合いや乾燥度合いによって移動速度を可変にすることも容易である。更に、ピン１９２のパチンコ玉２移動方向の間隔を、パチンコ玉２の直径より大きくすることで、パチンコ玉２の前後に空間を確保でき、洗浄や乾燥の効率を高くし易くなる。又、パチンコ玉２を移動するための駆動機構１９０は、洗浄槽１２０や上流移動通路１１０や下流移動通路１３０の上部側に取り付けられるので、水に曝される部位を少なく構成でき、腐食や絶縁などの面での構成部品や材質などへの配慮も最低限でよく、安価な装置構成が容易となる。

尚、実施の形態２に係る洗浄装置によれば、ピン１９２でパチンコ玉２を押すようにしたが、ベルト１９１に概ね垂直に立てて取り付けた板状の部材や、Ｕ字状の棒体で押すようにしても良い。又、ベルト１９１に取り付けるピン１９２の数を低減するため、複数のピン１９２の先端や途中部等を棒状の部材で図７の水平方向に連結する構造とし、その棒状の部材でパチンコ玉２を押すように構成し、ピン１９２の数を低減しても良い。更には、その棒状の部材を水位１２５の下になるようにすることで、前記棒状の部材も洗浄して汚れ抑制することができる。又、ピン１９２を取り付けずに、ベルト１９１をパチンコ玉２に直接接触するようにして移動するように構成しても良い。

実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３による洗浄装置の洗浄槽の平面図である。図８に於いて、洗浄槽１２０の底部１２３に設けた配列路１２８は、実施の形態１及び２ではパチンコ玉２の移動する方向に直線状に延びるよう構成されていたのに対して、パチンコ玉２の移動方向に左右に蛇行するよう構成されている。配列路１２８は、ワイヤ１２７を左右に波状に張ることで蛇行している。配列路１２８が蛇行しているので、パチンコ玉２が回転移動し易くなり、パチンコ玉２の表面は水や空気に接触する機会が増し、洗浄や乾燥の確実性が増す。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

尚、実施の形態３に於いて、実施の形態２の場合と同様のパチンコ玉２を駆動する駆動機構１９０を設けても良い。更に、実施の形態３では配列路１２８を波状に蛇行させたが、三角波状や不定形な波状であっても良い。又、配列路１２８を、ワイヤ１２７ではなく、実施の形態２と同様のレール板１２７ａを蛇行させて構成しても良い。又、実施の形態１に於ける変形例で記載したように、底部１２３に固定した板材や底部１２３に断続的に設けた突起物を蛇行させて、配列路１２８の蛇行を実現しても良い。

実施の形態４．
実施の形態４に係る洗浄装置は、コインの洗浄を行うようにしたものである。図９は、この発明の実施の形態４による洗浄装置の洗浄槽の正面断面図、図１０はその平面図である。尚、側面から示す構成は図示していないが、図１又は図６の概略構成図と同様となる。

図９、図１０に於いて、洗浄槽１２０は、薄い円柱であるコイン２ａが１個立った状態で回転して移動するよう構成されている。複数のコイン２ａは、洗浄槽１２０の中を直列に移動する。洗浄槽１２０内には、所定の水位１２５に維持された水１２１が貯留されている。超音波振動子１２４ａは、洗浄槽１２０の両側の側板１２２に固定され、コイン２ａの両側に面した水１２１に超音波が伝達されコイン２ａが洗浄される。洗浄槽１２０の水１２１の水位１２５は、コイン２ａの径の半分程度とし、コイン２ａが移動しながら１回転することでコインの全面が洗浄できる。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

実施の形態４に係る洗浄装置は、以上のように構成されているので、コイン２ａがその周縁部を洗浄槽１２０の底部１２３に接して回転移動する、即ち立てられた状態で回転移動するので、移動し易くなるとともに、コイン２ａの、より広い側面から超音波が伝搬されるので、斑の少ない洗浄を行うことができる。

尚、実施の形態４では洗浄槽１２０の両側の側板１２２に超音波振動子１２４を設けたが、片側の側板１２２に超音波振動子１２４を設けても良い。この場合、水１２１を介してコイン２ａにも超音波振動が伝搬されて振動し、超音波振動子１２４を取り付けた反対側のコイン２ａの側面も洗浄することができる。又、実施の形態１、２と同様、底部１２３に超音波振動子を設けても良い。更に、実施の形態４では、コイン２ａを１列だけ移動させる配列路１２８としているが、実施の形態１、２、３と同様にワイヤ１２７やレール板１２７ａ等を用いて複数の配列路１２８を並列に設けても良い。

実施の形態５．
図１１は、この発明の実施の形態５による洗浄装置の洗浄槽の側面構成図である。実施の形態１乃至４では、洗浄槽１２０の底部１２３を水平配置していたが、実施の形態５では、洗浄槽１２０の底部１２３を水平に対して傾斜させて配置したものである。その他の構成は、実施の形態１乃至４と同様である。

この実施の形態５によれば、洗浄槽１２０の底部１２３が傾斜して配置されているので、洗浄槽１２０内においてパチンコ玉２が回転移動し易く、又、底部１２３からの水位１２５が変化しているので、パチンコ玉２の多くの表面に対して水１２１が接触し易くなる。

実施の形態６．
図１２は、この発明の実施の形態６による洗浄装置の側面構成図である。多くは実施の形態１と同様な構成であるが、それと異なる点を主体に以下に説明する。図１２に於いて、実施の形態１では振動子１２４は洗浄槽１２０の底部１２３に固定され、上流移動通路１１０及び下流移動通路１３０を洗浄槽１２０に固定し一体化していたが、実施の形態６では、上流移動通路１１０及び下流移動通路１３０の夫々の底部１１３、１３３の下部に、個別に超音波振動子１１４、１３４が固定されている。

上流移動通路１１０及び下流移動通路１３０の傾斜面の端部は、トレー状の洗浄槽１２０の底部１２３に載せるように置かれており、上流移動通路１１０、洗浄槽１２０及び下流移動通路１３０は、それぞれ個別に振動する振動体として分離した構成とされている。

超音波振動子１１４、１３４は、夫々図示しない振動電源に接続されており、上流移動通路１１０、下流移動通路１３０を夫々振動させる。このように構成することで、上流移動通路１１０及び下流移動通路１３０の底部１１３、１３３を、個別により確実に振動させることができるようになり、上流移動通路１１０、洗浄槽１２０での洗浄用の振動と、下流移動通路１３０での乾燥用に適した振動の周波数やエネルギーを個別に選択することができるようになり、夫々洗浄効果や乾燥の効果が増大する。

実施の形態７．
図１３は、この発明の実施の形態７による洗浄装置の洗浄槽とその周辺の側面構成図、図１４はその洗浄槽の正面断面図である。実施の形態１では、洗浄槽１２０の上面は開口されている前提であるが、実施の形態７では、上面を塞ぐカバー２００を設け、更に実施の形態１では被洗浄物の一部の部位のみが水１２１に浸漬されるようにしていたが、実施の形態７では、洗浄槽１２０の内部をカバー２００まで水１２１で満たすようにし、実施の形態１における切欠部１２９の代わりにカバー２００に連結したオーバーフロー配管１４８によって水１２１がオーバーフローするようにして洗浄槽１２０の水位１２５を維持するようにした。

又、配列路１２８を形成するための実施の形態１のワイヤ１２７は、被洗浄物であるパチンコ玉２の下部に配置していたが、実施の形態７ではパチンコ玉２の上部に配置し、カバー２００にワイヤ１２７ｂを固定するようにした。尚、このため、実施の形態１では、上流移動通路１１０、洗浄槽１２０、下流移動通路１３０を通して一連のワイヤ１２７で配列路１２８を形成していたが、実施の形態７では図示はしていないが、洗浄槽１２０の配列路１２８を形成するワイヤ１２７ｂと、上流移動通路１１０、下流移動通路１３０の配列路１２８を形成するワイヤとは分離して設置することを前提としている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

この実施の形態７によれば、カバー２００を設けたので、空気への自然蒸発や超音波振動によって水面などから空中へ飛散する水の量が抑制され、使用水量をより少なくできる。またカバー２００が超音波振動を反射し、パチンコ玉２に対する上面からの洗浄効果の増大が期待できる。また周囲特に上部からの埃やゴミなどが洗浄槽１２０に入ることを防止でき、水の補給や洗浄や循環フィルタ１４１などのメンテナンス周期を長くできる。

上記実施の形態７ではパチンコ玉２の上部にワイヤ１２７ｂを設けて配列路１２８を形成するようにしたが、実施の形態１と同様にパチンコ玉２の下部にワイヤ１２７を設けたり、実施の形態２に示したようなレール板１２７ａをパチンコ玉２の上部や下部に設けるようにしても良い。

上記実施の形態７は、洗浄槽の底部１２３を水平配置した実施の形態１に対して洗浄槽１２０にカバー２００を設けた形態であるが、洗浄槽の底部１２３を傾斜して配置した実施の形態５に対して洗浄槽１２０にカバー２００を設けるようにしても同様な効果を奏する。この場合、カバー２００の全てが水１２１に接触していなくとも、カバー２００の一部最も低い位置の範囲のみが水１２１に接触する程度の水位１２５であってもよい。

尚、洗浄槽１２０にカバー２００を設けた場合、実施の形態２の様な駆動機構１９０を洗浄槽１２０の上部には取り付けることはできなくなるが、カバー２００を付けていない上流移動通路１１０や下流移動通路１３０の上部に別々にあるいは連動して駆動する駆動機構を取り付けるようにしても良い。

上記実施の形態７では、洗浄槽１２０の上部にカバー２００を取り付けた上で、洗浄槽１２０の内部をカバー２００まで水１２１で満たすようにしたが、単にカバー２００だけ設けて、被洗浄物の一部の部位のみが水１２１に浸漬されたままの状態としても良い。このようにしても、空気への自然蒸発や超音波振動によって水面などから空中へ飛散する水の量が抑制されたり、周囲特に上部からの埃やゴミなどが洗浄槽１２０に入ることを防止でき、水の補給や洗浄や循環フィルタ１４１などのメンテナンス周期を長くできる、という効果は少なくとも期待できる。

また上記実施の形態７では、超音波振動子１２４を洗浄槽の底部１２３の下部に取り付けていたが、カバー２００の上部に取り付けるようにしても良い。このようにすると、洗浄槽１２０内部に水１２１が満たされているため、超音波振動伝達による洗浄作用などでは実施の形態７と同様な効果を奏する上、超音波振動子１２４に水が接触する可能性をより軽減でき、故障を抑制できたり、寿命を延伸できたり、過度な絶縁処置を不要とできたりし低コストに構成でき、また超音波振動子１２４の交換などのメンテナンスを、カバー２００の着脱によりより簡単に実施できるようになる。

その他の実施の形態
実施の形態１、２、４、５、６では、洗浄槽１２０の水位１２５を被洗浄物であるパチンコ玉２やコイン２ａの径より小さく、即ち被洗浄物の一部の部位のみが水１２１に浸漬されるようにしていたが、被洗浄物の径程度の水位、即ち被洗浄物１個が完全に水に浸漬される程度の水位１２５であっても良いこの場合、実施の形態７に示したようなカバー２００は無くても良い。

このように構成すると、液位１２５がより低い場合の前述した効果に比べて若干効果が損なわれることもあるものの、ほぼ同様な効果があり、しかも、液体に被洗浄物が接触する機会はより増大し、被洗浄物をより確実に洗浄できる点では効果が増大する。

又、被洗浄物としてパチンコ玉２やコイン２ａ以外に、回転する様なものであれば特に形状に対する制限はなく、断面が円で棒状のものや断面が円以外のものであってもよく、同様な効果を奏する。ただし、四角や三角等、断面の形状が回転し難い形状である場合は特に、実施の形態２のような強制的に被洗浄物を回転移動する駆動機構１９０に類似したものを設置することが不可欠となる。

又、実施の形態１乃至７では、パチンコ玉２等の被洗浄物が搬送路１から洗浄装置１００へ全て移動するようにしていたが、洗浄装置１００への入口に被洗浄物を洗浄装置１００の出口へ導く迂回路を設け、搬送される被洗浄物の一部分のみを洗浄するようにしても良い。洗浄装置１００の処理能力洗浄できる被洗浄物の単位時間当たりの個数を超えたり、洗浄装置１００が故障したりして、被洗浄物が洗浄装置１００へ入りきらない場合に、溢れた被洗浄物をその迂回路へ導くようにする。

又、迂回路へは自然に溢れた被洗浄物を通すようにしても良く、更に、洗浄装置１００の入口に扉を設け、扉を閉じることで強制的に被洗浄物が迂回路を通るようにしてもよい。このように構成することで搬送路１上の被洗浄物の移動を阻害することがなくなり、洗浄装置１００の洗浄処理能力に関係なく、洗浄装置１００の洗浄処理能力が搬送路１上の被洗浄物の移動量より低くても、搬送路１上に洗浄装置１００を設置できることが可能となり、設置上の自由度が増す。

又、実施の形態１乃至７では、循環タンク１４２、洗浄水タンク１６０、循環フィルタ１４１又は振動電源１５０並びにそれらに付随する循環ポンプ１４４、バルブ１６３等を、洗浄装置１００に組み込んだ形態であったが、これらを洗浄装置１００の外部に分離して設置し、配管や配線で洗浄装置１００に接続するように構成しても良い。このように構成することで、洗浄装置１００をより軽量化でき、設置上の自由度が増し、又、洗浄装置１００の外部に分離した部分を、水の補給や排水やフィルタ交換や清掃等のメンテナンスが容易な場所へ設置することができる。

この発明の実施の形態１による洗浄装置の側面構成図である。 この発明の実施の形態１による洗浄装置の洗浄槽の正面断面図である。 この発明の実施の形態１による洗浄装置の洗浄槽の平面図である。 この発明の実施の形態１による洗浄装置の超音波振動子の断面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う矢視方向の断面図である。 この発明の実施の形態２による洗浄装置の側面構成図である。 この発明の実施の形態２による洗浄装置の洗浄槽の正面断面図である。 この発明の実施の形態３による洗浄装置の洗浄槽の平面図である。 この発明の実施の形態４による洗浄装置の洗浄槽の正面断面図である。 この発明の実施の形態４による洗浄装置の洗浄槽の平面図である。 この発明の実施の形態５による洗浄装置の洗浄槽の側面構成図である。 この発明の実施の形態６による洗浄装置の側面構成図である。 この発明の実施の形態７による洗浄装置の洗浄槽とその周辺の側面構成図である。 この発明の実施の形態７による洗浄装置の洗浄槽の正面断面図である。

符号の説明

１ 搬送路
２ パチンコ玉
２ａ コイン
１００ 洗浄装置
１１０ 上流移動通路
１１３ 上流移動通路の底部
１１４、１２４、１３４ 超音波振動子
１２０ 洗浄槽
１２１ 水
１２２ 側板
１２３ 洗浄槽の底部
１２５、１４５ 水位
１２６ 開口部
１２７、１２７ｂ ワイヤ
１２７ａ レール板
１２８ 配列路
１２９ 切欠部
１３０ 下流移動通路
１３３ 下流移動通路の底部
１４０、１４３ 循環路
１４１ 循環フィルタ
１４２ 循環タンク
１４４ 循環ポンプ
１４６ 水位センサ
１４８ オーバーフロー配管
１５０ 振動電源
１６０ 洗浄水タンク
１６１ 給水路
１６３ バルブ
１７０ 送風ファン
１８１ ナット付ボルト
１８２ 密着層
１８３ 円筒体
１８４ 圧電素子
１８５ 連結ボルト
１８６ ボルト穴
１９０ 駆動機構
１９１ ベルト
１９２ ピン
１９３ ローラ
１９４ 上部ローラ
２００ カバー

Claims (8)

1. 披洗浄物を搬送する搬送路の途中に設置され、前記搬送される被洗浄物が通過する間に前記被洗浄物を洗浄する洗浄装置であって、
   前記被洗浄物を底部に接して回転して移動させると共に、前記底部に接した前記被洗浄物の一部位を浸漬させる液位から前記底部に接した前記被洗浄物のほぼ全部位を浸漬させるまでの液位を維持して液体を貯留し、前記被洗浄物を前記液体に浸漬させる洗浄槽と、
   付勢されて振動し前記洗浄槽に固定された振動子と、
   を備え、
   前記振動子を付勢して前記洗浄槽を振動させ前記洗浄槽の底部に接しながら回転して移動する前記被洗浄物を洗浄するようにした洗浄装置。
2. 前記被洗浄物を前記洗浄槽から前記搬送路に導く下流移動通路を備え、
   前記下流移動通路は、前記液体の液位より高位置となる部分を有し該部分と前記洗浄槽との連結部との間が斜面で構成され、且つ前記洗浄槽を介して前記振動子の振動が伝達され又はその振動子とは別の振動子の振動が伝達されて振動することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記被洗浄物を前記搬送路から前記洗浄槽に導く上流移動通路を備え、
   前記上流移動通路は、前記液体の液位より高位置となる部分を有し該部分と前記洗浄槽との連結部との間が斜面で構成され、且つ前記洗浄槽を介して前記振動子の振動が伝達され又はその振動子とは別の振動子の振動が伝達されることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
4. 前記被洗浄物を複数個直列に移動させる配列路を有することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の洗浄装置。
5. 前記配列路は、複数並列に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
6. 前記配列路は、前記被洗浄物を蛇行させるよう構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の洗浄装置。
7. 前記被洗浄物は円板形状であり、前記洗浄槽は、前記被洗浄物がその周縁部を前記洗浄槽の底部に接して回転して移動するよう構成され、前記洗浄槽に貯留される液体の液位は、前記被洗浄物の半径以上直径未満に設定され、前記振動子は前記洗浄槽の側面部に固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか一項に記載の洗浄装置。
8. 前記洗浄槽に貯留される液体を循環させる循環路と、前記循環路に設けられ前記液体を循環させる循環ポンプと、前記循環する液体の少なくとも一部を濾過するフィルタとを備えてなる請求項１乃至７のうち何れか一項に記載の洗浄装置。

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