JP7265674B6 - 超音波洗浄装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】処理槽に対するボルトの溶接面の狭小化とともに、溶接と接着剤による接着固定とを併用し、処理槽と超音波振動子の固定強度を強化する。
【解決手段】超音波振動子（６）の固定孔（９２）のねじ径より小径のねじ部（１０４）を有するボルト（８２）と、前記固定孔と前記ねじ部の間に介装させるねじ径変換部材（８６）と、処理槽（４）に対する前記ボルトの溶接と、前記処理槽に対する前記超音波振動子の接着剤（９０）による接着とにより、前記処理槽に前記超音波振動子を固定する固定構造とを含んでいる。
【選択図】 図３

Description

特許法第３０条第２項適用 ・試験日、試験をした場所 １．２０２１年 １０月１８日～１１月１５日、ホテルザセレスティン東京芝 セレスティンダイニング ラ プルーズ東京 ２．２０２１年 １０月２１日、帝国ホテル ３．２０２１年 １１月１１日、丁子屋栄

本開示は、超音波の振動作用によりたとえば、野菜などの被洗浄物を洗浄する超音波洗浄装置およびその製造方法に関する。

超音波洗浄では処理槽に充填された処理液中に被洗浄物としてたとえば、野菜、果実、生鮮食料品、工業製品、装身具などを浸し、超音波を作用させる。超音波の発生源である超音波振動子は処理槽の外底部に設置し、処理槽の外部から処理液中に超音波を付与する。

この超音波洗浄に関し、たとえば、特許文献１や特許文献２には、処理槽の底部外面に超音波振動子を取り付け、処理槽に充填された処理水に洗浄対象物を浸漬した状態で超音波振動子が発生する超音波を処理槽内に付与し、洗浄対象物の超音波洗浄を行うことが開示されている。

特開２０１３－２３３５０２号公報 特開２０１７－１９２３２４号公報

ところで、処理槽に対して超音波振動子は強固に固定する必要があり、その固定手段には溶接や接着剤などが用いられている。超音波振動子の固定に接着剤を用いた場合、処理槽を構成する金属材料が肉薄であっても、処理槽を変形させることなく取り付けることができる。この場合、他の部材による補強たとえば、ボルトによる締付けがないため、超音波振動子の固定強度は接着剤のみに依存している。このため、接着剤層が長期に亘って超音波振動を受けて劣化すると、接着力が低下するなどの課題がある。

超音波振動子の固定に溶接を用いる場合、処理槽の外底部にスタッド溶接によってたとえば、１０ｍｍ径のボルトを立て、このボルトに超音波振動子が取り付けられる。処理槽にたとえば、０．６ｍｍ程度の薄板を用いれば、処理槽を低コスト化できる反面、ボルトを溶接する際に処理槽にクラックなどの損傷を生じさせるおそれや、処理槽の槽壁に対して直角にボルトを立てることができない場合がある。処理槽に対する超音波振動子の固定角度のばらつきは、超音波振動に偏りを生じさせるという課題がある。処理槽にクラックが生じると、処理水の漏洩など、処理槽の本来の機能が損なわれるという課題がある。処理槽とボルトの溶接強度を高めるには、処理槽の板厚を厚くすればよいが、処理槽の板厚を厚くすることは処理槽の軽量化を妨げ、製造コストを増大させるなどの課題がある。

そこで、本開示の目的は、上記課題に鑑み、処理槽に対するボルトの溶接面の狭小化とともに、溶接と接着剤による接着固定とを併用し、処理槽と超音波振動子の固定強度を強化することにある。

上記目的を達成するため、本開示の超音波洗浄装置の一側面によれば、超音波振動子の固定孔のねじ径より小径のねじ部を有するボルトと、前記固定孔と前記ねじ部の間に介装させるねじ径変換部材と、処理槽に対する前記ボルトの溶接と、前記ボルトと前記ねじ径変換部材との間に遊び部を持たせた前記ボルトと前記ねじ径変換部材の結合と、前記遊び部内の接着剤による前記ボルトと前記ねじ径変換部材の接着と、前記処理槽に対する前記超音波振動子の接着剤による接着とにより、前記処理槽に前記超音波振動子を固定する固定構造とを含む。

上記目的を達成するため、本開示の超音波洗浄装置の製造方法の一側面によれば、超音波振動子の固定孔のねじ径より小径のねじ部を有するボルトを処理槽に溶接する工程と、前記ボルトとねじ径変換部材との間に遊び部を持たせて前記ボルトと前記ねじ径変換部材を結合させてから、前記ボルトと前記ねじ径変換部材を前記遊び部内の接着剤により接着させ、前記ボルトに装着した前記ねじ径変換部材に前記超音波振動子を取り付ける工程と、前記処理槽に前記超音波振動子を接着剤により接着する工程とを含む。

この超音波洗浄装置の製造方法において、前記超音波振動子の前記固定孔と前記ねじ径変換部材との間に両者が離脱しない程度の緩みを持たせ、または、前記ボルトと前記ねじ径変換部材との間のねじ径に両者が離脱しない程度の緩みを持たせることにより、前記処理槽に前記超音波振動子を接着剤により接着する際、前記処理槽に対して前記ボルト上の前記超音波振動子の角度を補正する工程をさらに含む。

本開示によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 処理槽に対する超音波振動子の固定強度を強化でき、処理槽から超音波振動子の脱落などを防止できる。

(2) 処理槽に固定するボルトの溶接面積を狭小化でき、溶接時の処理槽に対する溶接による負荷を低減でき、溶接による処理槽の損傷を回避でき、処理槽に肉薄の板材を使用できるので、処理槽の軽量化とともに、超音波出力を減衰させることなく処理槽の外底部から槽内に作用させることができ、洗浄効率を高めることができる。

(3) 処理槽に対する溶接範囲を狭小化したボルトの溶接と、処理槽に対する超音波振動子の接着剤による接着固定との併用により、処理槽に対して超音波振動子を固定するので、溶接固定と接着固定との相乗効果が得られるとともに、処理槽に対する超音波振動子の密着固定が得られ、固定の安定化と、超音波振動の処理槽に対する入力効率を高めることができる。

(4) ボルトと超音波振動子との間にねじ径変換部材を介在させた超音波洗浄装置の製造方法において、ボルトとねじ径変換部材との間に両者が離脱しない程度の緩みを持たせ、または、超音波振動子の固定孔とねじ径変換部材との間に両者が離脱しない程度の緩みを持たせることにより、接着剤による固定前に処理槽に対する超音波振動子の角度補正を行うことができ、溶接時のボルトの角度歪みを補完することができ、処理槽に対して超音波振動子を適正角度に微調整して設定できる。これにより、超音波振動子の出力超音波を均一かつ効率的に処理槽内部に伝達させることができ、洗浄効率の向上を図ることができるとともに、不要振動の防止、超音波動作の安定化、超音波振動に伴う不可聴域の高周波を含む騒音発生を防止できる。

(5) 超音波振動子の固定孔にボルトをねじ止めする超音波洗浄装置の製造方法において、超音波振動子の固定孔とボルトとの間に両者が離脱しない程度の緩みを持たせることにより、接着剤による固定前に処理槽に対する超音波振動子の角度補正を行うことができ、溶接時のボルトの角度歪みを補完することができ、処理槽に対して超音波振動子を適正角度に微調整して設定できる。これにより、同様に、超音波振動子の出力超音波を均一かつ効率的に処理槽内部に伝達させることができ、洗浄効率の向上を図ることができるとともに、不要振動の防止、超音波動作の安定化、超音波振動に伴う不可聴域の高周波を含む騒音発生を防止できる。

図１は、第一の実施の形態に係る超音波洗浄装置の機能部を示す図である。 図２は、操作パネル側から見た超音波洗浄装置を示す斜視図である。 図３は、超音波振動子の取付け構造を示す部分断面図である。 図４のＡは超音波振動子の固定孔を示す断面図、図４のＢはねじ径変換部材を示す断面図、図４のＣはボルトを示す側面図である。 図５のＡはボルトの溶接工程を示す図であり、図５のＢはねじ径変換部材の装着および超音波振動子の接着工程を示す図である。 図６のＡはボルトの固定状態およびねじ径変換部材を示す図であり、図６のＢはねじ径変換部材の装着状態を示す図であり、図６のＣは軸芯補正後の超音波振動子の取付け状態を示す部分断面図である。 図７は、第二の実施の形態に係るボルトを示す側面図である。 図８のＡはボルトの溶接工程を示す図であり、図８のＢは超音波振動子の接着工程を示す図である。 図９は、超音波振動子の取付け構造を示す部分断面図である。 図１０のＡは第三の実施の形態に係るボルトの溶接工程を示す図であり、図１０のＢは超音波振動子の接着工程を示す図である。 図１１は、第三の実施の形態に係る超音波振動子の取付け構造を示す部分断面図である。 図１２のＡは、ねじ径変換部材の正面図であり、図１２のＢは、図１２のＡのXIIＢ－XIIＢ断面図であり、図１２のＣは、ねじ部を示す拡大断面図である。

〔第一の実施の形態〕
図１は、第一の実施の形態に係る超音波洗浄装置２（「以下、「洗浄装置２」と称する。）の機能部を例示している。この機能部は、本開示の超音波洗浄装置の一例であって、図１に示す構成に限定されるものではない。

この洗浄装置２には、厨房機器と独立して利用可能なスタンドアロンタイプや、厨房機器に実装されるビルトインタイプが含まれる。図１に示す洗浄装置２はスタンドアロンタイプの例示であり、斯かる機能部はスタンドアロンタイプに向けられた一例である。

＜洗浄装置２の機能部＞
この洗浄装置２の機能部には、処理槽４、超音波振動子６（以下単に「振動子６」と称する）、オーバーフロー機構８、給水機構１０、排水機構１２、防水固定機構１４、セパレータ１６、処理かご１８、抑えプレート２０、操作パネル２２、制御基板２４などが含まれている。

処理槽４は０．６ｍｍ程度の厚さを持つステンレスなどの金属板で成形されたたとえば、ドーム状の成型体からなる容器であり、装置筐体２６に設置されている。処理槽４には被洗浄物２８および処理水３０が収容される。被洗浄物２８は、果実、野菜、生鮮食料品など、何れでもよい。図示した被洗浄物２８は苺であり、処理かご１８とともに処理槽４に装填されている。処理水３０は超音波の伝送媒体であるとともに、洗浄によって被洗浄物２８から分離した汚れなどの分離物を流動させる流体である。この処理水３０にはたとえば、水道水などの上水を用いればよい。

振動子６は洗浄時、電気エネルギを受けて超音波を発生する超音波発生源であり、処理槽４の外底部３２に設置されている。この処理槽４では複数の超音波振動子としてたとえば、３個の振動子６が取り付けられており、各振動子６は処理槽４の外底部中心を基準にたとえば、１２０度の間隔で配置されている。

オーバーフロー機構８は、洗浄時、処理槽４から溢水する処理水３０を捕捉して排出させる。このオーバーフロー機構８は溢水捕捉部３４および排水管３６を備え、溢水捕捉部３４で捕捉した処理水３０を排水管３６に流す。溢水捕捉部３４は処理槽４に形成された溢水口３８に連結され、この溢水口３８から溢水した処理水３０を捕捉し、排水管３６を通して排水機構１２側に導く。この溢水捕捉部３４には処理水３０をろ過する溢水フィルタ４０を着脱可能に備えている。この溢水フィルタ４０は溢水する処理水３０のろ過手段である。この溢水フィルタ４０に形成されたろ過孔４２を以て処理槽４には処理水３０の溢水レベルが設定されている。この溢水レベルを超える処理水３０は図示しているように、オーバーフロー機構８に捕捉されて排水機構１２側に排出される。

給水機構１０は、処理槽４に処理水３０を給水する手段であって、処理槽４の給水部４４に給水する。給水部４４は処理槽４の外底部３２の中央に設置され、給水ノズルを備えて処理水３０を受け、処理槽４内に処理水３０の噴流を生じさせる。給水管４６には給水接続口部４８、空気抜き弁５０、定流量弁５２および給水弁５４が設置されている。給水接続口部４８にはたとえば、上水管５５が接続され、処理水３０が供給される。空気抜き弁５０は給水管４６に流れる処理水３０から空気を離脱させる。定流量弁５２は、給水部４４に供給する処理水３０の流量を定流量化する。給水弁５４は、洗浄時に開状態に制御されるたとえば、電磁弁であり、洗浄終了時に閉状態に制御される。

排水機構１２は、処理槽４から処理水３０を排水する手段であって、排水部５６を備えて処理槽４から処理水３０を排水する。排水部５６は排水フィルタを備えて処理水３０をろ過して排水する。この排水部５６には排水管６０が連結されている。この排水管６０は排水接続口部６２および排水弁６４を備えている。排水接続口部６２には外部のたとえば、ドレン管６５が接続されている。排水弁６４は洗浄時に閉状態に制御されるたとえば、電磁弁であり、洗浄終了時に開状態に制御される。この排水弁６４の下流側の排水管６０には排水管３６が連結されており、溢水捕捉部３４からの処理水３０が排水弁６４の開閉に無関係に排水接続口部６２からドレン管６５に排出される。

防水固定機構１４は防水部６６および固定機構部６８を備え、処理槽４と装置筐体２６との間の防水とともに、装置筐体２６に処理槽４を固定している。装置筐体２６の底部には複数の脚部７０が取り付けられ、各脚部７０は防振材料で形成され、装置筐体２６から設置箇所への振動伝達を緩和する。

セパレータ１６は、処理槽４の底板上に設置され、被洗浄物２８の洗浄空間を給水部４４および排水部５６を含む槽底部側と分離する。この分離間隔を設定するため、セパレータ１６には背面側に所定高さを持つ複数の脚部７２が設けられている。各脚部７２は支柱部の一例であり、セパレータ１６を処理槽４内に一定の高さに維持する。

処理かご１８は、セパレータ１６の上面に設置可能であるが、被洗浄物２８に応じて使い分ける。苺のように被洗浄物２８の体積が小さく、一括して処理可能な被洗浄物２８に対しては処理かご１８の使用が有効である。これに対し、キャベツなどの体積の大きい被洗浄物２８に対しては処理かご１８を不要とし、処理槽４に直に被洗浄物２８を装填すればよい。

抑えプレート２０は、処理槽４の開口部７６に設置されて被洗浄物２８の浮き上がりを阻止する。この抑えプレート２０は、複数の固定アーム７４を備え、この固定アーム７４によって処理槽４の開口縁部に着脱可能に固定される。

そして、制御基板２４には操作パネル２２からの操作入力を受け付け、給水弁５４、排水弁６４の開閉制御などを行う制御部が設置されている。操作パネル２２には洗浄動作の開始や停止を行う複数の操作スイッチなどの操作部や表示部が設置されている。

＜洗浄装置２の外観形態＞
図２は、操作パネル２２側から見た洗浄装置２の外観形態を示している。装置筐体２６に設置された処理槽４が開口され、この処理槽４の開口部７６からセパレータ１６の設置、被洗浄物２８の装填、抑えプレート２０などの設置が可能である。この開口部７６には図示しない蓋部が着脱可能である。この装置筐体２６には側部前面側に操作筐体７８が設置され、この操作筐体７８の上面には、操作パネル２２が前方に傾斜して設置されている。操作筐体７８の下側には電源スイッチ８０が配設されている。

＜振動子６の取付け構造＞
図３は、振動子６の取付け構造を示す部分断面を示している。処理槽４の外底部３２にはボルト８２が溶接により立設されている。８４は、処理槽４とボルト８２との溶接部を示している。ボルト８２には、ねじ径変換部材８６が取り付けられ、このねじ径変換部材８６を介して振動子６の本体部８８が取り付けられている。つまり、ボルト８２にはねじ径変換部材８６を介在させて各振動子６が一体化されている。

振動子６の本体部８８から処理槽４側に露出するねじ径変換部材８６の端面と処理槽４の外底部３２の間には接着剤９０を介在させ、この接着剤９０によって処理槽４に振動子６が固定されている。接着剤９０には接着性および保形性を有する樹脂を用いればよい。

このように第一の実施の形態に係る固定構造には、
ａ）処理槽４とボルト８２の溶接部８４、
ｂ）ボルト８２とねじ径変換部材８６のねじ止め、
ｃ）ねじ径変換部材８６と振動子６の本体部８８のねじ止め、
ｄ）処理槽４と振動子６およびねじ径変換部材８６の接着剤９０による接着
が含まれている。そして、ボルト８２の溶接部８４は、接着剤９０の接着部によって包囲されている。

＜振動子６の本体部８８の一部、ボルト８２およびねじ径変換部材８６＞
図４のＡは、振動子６の本体部８８の一部を示し、図４のＢはねじ径変換部材８６の断面を示し、図４のＣはボルト８２の側面を示している。各図を通して、Ｏは共通の中心線を示している。

振動子６の本体部８８は固定孔９２を備えており、この固定孔９２には雌ねじからなるねじ部９４が形成され、このねじ部９４には径大部９６が開口されている。

ねじ径変換部材８６は、外径部にねじ部９４と結合させるための雄ねじからなるねじ部９８を備えるとともに、内径部にボルト８２と結合させるための雌ねじからなるねじ部１００を備える。ねじ部１００の始端側には、ボルト８２の挿入をガイドするテーパー部１０２が形成されている。

ボルト８２は、ねじ径変換部材８６と結合させるための雄ねじからなるねじ部１０４を備えるとともに、固定孔９２のねじ部９４より小径の軸部として基部１０６を備える。この基部１０６の端面は、処理槽４の外底部３２との溶接面１０８を構成している。

固定孔９２（図４のＡ）において、ねじ部９４のねじ径の一例として、谷径をφ１、径大部９６の口径をφ２とする。ねじ径変換部材８６（図４のＢ）において、ねじ部９８のねじ径の一例として、外径をφ３、ねじ部１００のねじ径の一例として、谷径をφ４とする。また、ボルト８２（図４のＣ）のねじ部１０４のねじ径の一例として、外径をφ５とする。これらねじ部９４の谷径φ１、径大部９６の口径φ２およびねじ部９８の外径φ３の大小関係は式１に示す通りである。

φ２＞φ１＞φ３ ・・・（式１）

ねじ部１００の谷径φ４とねじ部１０４の外径φ５の大小関係は式２に示す通りである。

φ４≧φ５ ・・・（式２）

また、ねじ部９４の谷径φ１、径大部９６の口径φ２およびねじ部９８の外径φ３の大小関係およびねじ部１００の谷径φ４とねじ部１０４の外径φ５の大小関係については、それぞれ式３および式４に示す関係としてもよい。

φ２＞φ１≧φ３ ・・・（式３）

φ４＞φ５ ・・・（式４）

ねじ部９４の谷径φ１とねじ部９８の外径φ３のねじ径差をΔφａとすると、このねじ径差Δφａは式５で表すことができる。

Δφａ＝φ１－φ３ ・・・（式５）

このねじ径差Δφａは、基準値Δφｒｅｆ１に対し、Δφａ＞Δφｒｅｆ１に設定されている。したがって、ねじ部９４‐ねじ部９８の密結合が得られる基準値Δφｒｅｆ１に対し、ねじ径差Δφａを設定したことにより、ねじ部９４に対しねじ部９８に遊び（緩み）が得られている。つまり、ねじ部９４‐ねじ部９８は、離脱しない程度の結合（疎結合）が得られる。

ねじ部１００の谷径φ４とねじ部１０４の外径φ５のねじ径差をΔφｂとすると、このねじ径差Δφｂは式６で表すことができる。

Δφｂ＝φ４－φ５ ・・・（式６）

このねじ径差Δφｂは、基準値Δφｒｅｆ２に対し、Δφｂ＞Δφｒｅｆ２に設定されている。したがって、ねじ部１００‐ねじ部１０４の密結合が得られる基準値Δφｒｅｆ２に対し、ねじ径差Δφｂを設定したことにより、ねじ部１００に対しねじ部１０４に遊び（緩み）が得られている。つまり、ねじ部１００‐ねじ部１０４は、離脱しない程度の結合（疎結合）が得られる。

＜振動子６の取付け方法＞
この振動子６の取付け方法は本開示の超音波洗浄装置の製造方法の一例である。この取付け方法には、ボルト８２の溶接工程、ねじ径変換部材８６の装着工程、振動子６の取付けおよび接着工程が含まれる。

図５のＡはボルト８２の溶接工程を示している。ボルト８２は、その溶接面１０８を処理槽４の外底部３２の所定位置に維持し、溶接によって固定する。ボルト８２は、外底部３２に対して、鉛直上に立設させることが好ましい。

図５のＢはねじ径変換部材８６の装着工程、振動子６の取付けおよび接着工程を示している。

図５のＢに示すように、処理槽４の外底部３２に立設させたボルト８２に対して、ねじ径変換部材８６を装着する。この装着工程の後、ボルト８２の周囲における外底部３２に接着剤９０を塗着した後、振動子６の本体部８８を矢印方向に移動させてねじ径変換部材８６に取り付ける。このとき、振動子６を回転させ、本体部８８の固定孔９２にねじ径変換部材８６を結合させ、本体部８８と処理槽４との間に接着剤９０を挟み込んで振動子６を処理槽４の外底部３２に接着させる。これによって、図３に示すように処理槽４に振動子６が取り付けられる。このとき、ねじ部１０４に接着剤９０を塗着させ、ねじ部１００とねじ部１０４の遊び（緩み）部に接着による固定を加えてもよい。また、ねじ部９８に接着剤９０を塗着させ、ねじ部９８とねじ部９４の遊び（緩み）部に接着による固定を加えてもよい。

＜振動子６の軸芯補正＞
振動子６の軸芯補正は、処理槽４に溶接されたボルト８２の中心軸のずれを振動子６の取付け途上で行う処理である。

図６のＡは、ボルト８２の固定状態およびねじ径変換部材８６を示している。たとえば、薄板部材の成形体である処理槽４の外底部３２に対して、ボルト８２を溶接した場合、外底部３２が溶接時に変形し、ボルト８２の鉛直性が損なわれる恐れがある。図６のＡに示すように、ボルト８２の中心軸をＯ１とすると、この中心軸Ｏ１が角度θ１だけ傾いた状態で固定される場合がある。このボルト８２の角度補正を成形処理で機械的に行うことは可能であるが、処理槽４に過剰な応力を加えると、場合によってはボルト８２の固定強度の低下や処理槽４の変形をきたす原因となるので、斯かる成形処理は避けるべきである。

この場合、ねじ部１０４とねじ径変換部材８６のねじ部１００には、遊びが存在しているので、ボルト８２にねじ径変換部材８６を疎結合させればよい。

図６のＢは、ねじ径変換部材８６の装着状態を示している。ボルト８２にねじ径変換部材８６を疎結合させた場合、ボルト８２上でねじ径変換部材８６の角度を調整すれば、ねじ径変換部材８６の中心軸Ｏ２はボルト８２の中心軸Ｏ１の角度θ１から角度θ２（＜θ１）に緩和される。この緩和状態で接着剤９０を塗着すれば、ねじ径変換部材８６での角度補正の状態が維持される。

そして、ねじ径変換部材８６に振動子６の本体部８８を取り付ける。既述したように、本体部８８のねじ部９４とねじ径変換部材８６のねじ部９８には、遊びが存在しているので、ねじ径変換部材８６と本体部８８とを疎結合させればよい。これにより、ボルト８２に角度θ１が存在していても、この角度θ１から角度θ２に緩和され、さらに処理槽４の外底部３２に対して振動子６の本体部８８が平行に配置される。つまり、接着剤９０を挟んで処理槽４の外底部３２に振動子６が水平に固定される。図６のＣは、軸芯補正後の振動子６の取付け状態を示している。

＜第一の実施の形態の効果＞
第一の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) ねじ径変換部材８６を備えたことにより、ボルト８２の溶接面１０８を振動子６の固定孔９２のねじ径より小径化でき、狭小化された溶接面１０８でボルト８２を処理槽４の外底部３２に溶接し、処理槽４に振動子６を取り付けることができる。

(2) 溶接部８４の狭小化により、処理槽４に対する溶接による負荷を低減でき、処理槽４を薄い金属板で形成でき、処理槽４の軽量化、加工の容易化、低コスト化などを図ることができる。

(3) 上記固定構造によれば、ａ）処理槽４とボルト８２の溶接部８４、ｂ）ボルト８２とねじ径変換部材８６のねじ止め、ｃ）ねじ径変換部材８６と振動子６の本体部８８のねじ止め、ｄ）処理槽４と振動子６およびねじ径変換部材８６の接着剤９０による接着により、処理槽４に振動子６を強固に固定でき、堅牢な固定状態を実現することができる。超音波による不要振動を抑制できる。

(4) ボルト８２の溶接部８４は接着剤９０の接着部によって包囲されており、溶接部８４を防護することができる。つまり、溶接部８４が振動応力から防護される。

(5) 処理槽４の外底部３２に対して、ボルト８２の軸芯が溶接によって変位していても、その変位をボルト８２とねじ径変換部材８６の疎結合、ねじ径変換部材８６と振動子６の疎結合によって吸収でき、ボルト８２の溶接と接着剤９０の接着によって補完することができる。

(6) したがって、この洗浄装置２によれば、振動子６の超音波出力が処理槽４内に均一かつ効率よく伝えられ、洗浄効率の向上とともに、不要振動を抑制でき、洗浄動作の安定化を図ることができ、洗浄時の不可聴域音を含む騒音を低減できる。

〔第二の実施の形態〕
第二の実施の形態は、既述のねじ径変換部材８６の機能をボルト１１０で実現し、ねじ径変換部材８６を省略している。

図７は、第二の実施の形態に係るボルト１１０を示している。図７において、図４と同一部分には同一符号を付し、各図を通し、Ｏは中心線である。

ボルト１１０は図７に示すように、基部１０６およびねじ部１１２を備えている。基部１０６はボルト１１０の小径軸部の一例であり、第一の実施の形態と同一である。ねじ部１１２はねじ径変換部材８６と同様に振動子６の本体部８８の固定孔９２に対応する。

基部１０６およびねじ部１１２において、ねじ部９４の谷径をφ１、径大部９６の口径をφ２、ねじ部１１２の外径は、ねじ径変換部材８６のねじ部９８と同様にφ３に設定する。したがって、これら谷径φ１、口径φ２および外径φ３の大小関係はねじ径変換部材８６がボルト１１０で代用されているので、既述の式１に示す通りである。

ねじ部９４の谷径φ１とねじ部１１２の外径φ３のねじ径差をΔφａとすると、このねじ径差Δφａは既述の式５と同様に式７で表すことができる。

Δφａ＝φ１－φ３ ・・・（式７）

このねじ径差Δφａは、同様に基準値Δφｒｅｆ１に対し、Δφａ＞Δφｒｅｆ１に設定されている。したがって、ねじ部９４‐ねじ部１１２の密結合が得られる基準値Δφｒｅｆ１に対し、ねじ径差Δφａを設定したことにより、ねじ部９４に対しねじ部１１２に遊び（緩み）が得られている。つまり、ねじ部９４‐ねじ部１１２は、離脱しない程度の結合（疎結合）が得られる。

＜振動子６の取付け方法＞
この振動子６の取付け方法は本開示の洗浄装置２の製造方法の一例である。この取付け方法にはボルト１１０の溶接工程、振動子６の取付けおよび接着工程が含まれる。

図８のＡはボルト１１０の溶接工程を示している。ボルト１１０は、その溶接面１０８を処理槽４の外底部３２の所定位置に維持し、溶接によって固定する。ボルト１１０は、外底部３２に対して、鉛直上に立設させることが好ましい。

図８のＢは振動子６の取付けおよび接着工程を示している。
図８のＢに示すように、処理槽４の外底部３２に立設させたボルト１１０に対して、振動子６の本体部８８を取り付ける。つまり、ボルト１１０の周囲における外底部３２に接着剤９０を塗着した後、振動子６の本体部８８を矢印方向に移動させてボルト１１０のねじ部１１２に取り付ける。このとき、振動子６を回転させ、本体部８８の固定孔９２にボルト１１０を疎結合させ、本体部８８と処理槽４との間に接着剤９０を挟み込んで振動子６を処理槽４の外底部３２に接着させる。これによって、図９に示すように処理槽４に振動子６が取り付けられる。このとき、ねじ部１１２に接着剤９０を塗着させ、ねじ部９４とねじ部１１２の遊び（緩み）部に接着による固定を加えてもよい。

図９は、振動子６の取付け構造を示している。接着剤９０は固定孔９２側に回り込み、振動子６の本体部８８と処理槽４の外底部３２との接着に寄与している。

＜第二の実施の形態の効果＞
第二の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) ボルト１１０にねじ径変換部材８６に相当するねじ部１１２を備えたので、ねじ径変換部材８６を省略でき、部品点数を削減できる。

(2) ボルト１１０においても、溶接面１０８を振動子６の固定孔９２のねじ径より小径化でき、狭小化された溶接面１０８でボルト１１０を処理槽４の外底部３２に溶接し、処理槽４に振動子６を取り付けることができる。

(3) 溶接部８４の狭小化により、処理槽４に対する溶接による負荷を低減でき、処理槽４を薄い金属板で形成でき、部品点数の削減と相まって処理槽４の軽量化、加工の容易化、低コスト化などを図ることができる。

(4) 上記固定構造によれば、ｅ）処理槽４とボルト１１０の溶接部８４、ｆ）ボルト１１０と振動子６の本体部８８のねじ止め、ｇ）処理槽４と振動子６の接着剤９０による接着により、処理槽４に振動子６を強固に固定でき、堅牢な固定状態を実現することができる。超音波による不要振動を抑制できる。

(5) ボルト１１０の溶接部８４は接着剤９０の接着部によって包囲されており、溶接部８４を防護することができる。つまり、ボルト１１０の溶接部８４が振動応力から防護される。

(6) 処理槽４の外底部３２に対して、ボルト１１０の軸芯が溶接によって変位していてもその変位をボルト１１０と振動子６の疎結合によって吸収でき、ボルト１１０の溶接と接着剤９０の接着によって補完することができる。

(7) したがって、この第二の実施の形態の洗浄装置２によっても、振動子６の超音波出力が処理槽４内に均一かつ効率よく伝えられ、洗浄効率の向上とともに、不要振動を抑制でき、洗浄動作の安定化を図ることができ、洗浄時の不可聴域音を含む騒音を低減できる。

〔第三の実施の形態〕
第三の実施の形態は、既述のねじ径変換部材８６の機能を接着剤９０で実現し、ねじ径変換部材８６を省略している。

＜振動子６の取付け方法＞
この振動子６の取付け方法は本開示の洗浄装置２の製造方法の一例である。この取付け方法にはボルト８２の溶接工程、振動子６の取付けおよび接着工程が含まれる。

図１０のＡはボルト８２の溶接工程を示している。ボルト８２は、その溶接面１０８を処理槽４の外底部３２の所定位置に維持し、溶接によって固定する。ボルト８２は、外底部３２に対して、鉛直上に立設させることが好ましい。

図１０のＢは振動子６の取付けおよび接着工程を示している。図１０のＢに示すように、処理槽４の外底部３２に立設させたボルト８２のねじ部１０４および基部１０６の周囲に接着剤９０を塗布する。

一方、振動子６の本体部８８の固定孔９２には接着剤９０をディスペンサーなどにより注入し、接着剤９０で満たし、固定孔９２の周囲部まで接着剤９０を設置する。この固定孔９２に対し、処理槽４側のボルト８２を接着剤９０とともに挿入し、ボルト８２のねじ部１０４を固定孔９２に没入させる。このとき、本体部８８の固定孔９２にボルト８２を疎結合させ、本体部８８と処理槽４との間に接着剤９０を挟み込んで振動子６を処理槽４の外底部３２に接着させる。これによって、図１１に示すように処理槽４に振動子６が取り付けられる。

図１１は、振動子６の取付け構造を示している。固定孔９２側に充填された接着剤９０が振動子６の本体部８８と処理槽４の外底部３２を接着させる。

＜第三の実施の形態の効果＞
第三の実施の形態によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) 振動子６の固定孔９２にねじ径変換部材８６に相当する接着剤９０による接着剤層を備えたので、ねじ径変換部材８６を省略して第一の実施の形態または第二の実施の形態と同様に振動子６を処理槽４に取り付けることができ、部品点数を削減できる。

(2) ボルト８２においても、溶接面１０８を振動子６の固定孔９２のねじ径より小径化でき、狭小化された溶接面１０８でボルト８２を処理槽４の外底部３２に溶接し、処理槽４に振動子６を取り付けることができる。

(3) 溶接部８４の狭小化により、処理槽４に対する溶接による負荷を低減でき、処理槽４を薄い金属板で形成でき、部品点数の削減と相まって処理槽４の軽量化、加工の容易化、低コスト化などを図ることができる。

(4) 上記固定構造によれば、ｈ）処理槽４とボルト８２の溶接部８４、ｉ）処理槽４と振動子６の接着剤９０による接着により、処理槽４に振動子６を強固に固定でき、堅牢な固定状態を実現することができる。超音波による不要振動を抑制できる。

(5) ボルト８２の溶接部８４は接着剤９０の接着部によって包囲されており、溶接部８４を防護することができる。つまり、ボルト８２の溶接部８４が振動応力から防護される。

(6) 処理槽４の外底部３２に対して、ボルト８２の軸芯が溶接によって変位していてもその変位は、接着剤９０の流動性を以て吸収でき、ボルト８２の溶接と接着剤９０の接着によって補完することができる。

(7) したがって、この第三の実施の形態の洗浄装置２によっても、振動子６の超音波出力が処理槽４内に均一かつ効率よく伝えられ、洗浄効率の向上とともに、不要振動を抑制でき、洗浄動作の安定化を図ることができ、洗浄時の不可聴域音を含む騒音を低減できる。

この実施例は、第一の実施の形態に係るねじ径変換部材８６の設計例を示している。この設計例は一例であって、本開示が係る設計例に限定されるものではない。

図１２のＡは、ねじ径変換部材８６の正面を示し、図１２のＢは、図１２のＡのXIIＢ－XIIＢ断面を示している。図１２のＡ、Ｂにおいて、図４のＢと同一部分には同一符号を付してある。

ねじ部９８はＭ１０×Ｐ１．０、ねじ部１００はＭ６×Ｐ１．０である。

底面１１４の周縁角部は、処理槽４の外底部３２との密着面積を確保するため、面取りなしに設定されている。テーパー部１０２のテーパー角度は９０°であり、テーパー部１０２の開口端径はφ８．５に設定されている。

図１２のＣは、ねじ部１００を拡大して示している。このねじ部１００はφ５．２である。このねじ部１００は、Ｍ６雌ねじ下穴φ４．９７（引っ掛かり率１００％）の位置でφ５．２（引っ掛かり７０％）ねじ緩めにて加工する。

＜実施例の効果＞
この実施例によれば、次の何れかの効果が得られる。
(1) このねじ径変換部材８６によれば、振動子６の固定孔９２（図４のＡ）のねじ径よりボルト８２を小径化でき、これにより狭小化された溶接面１０８でボルト８２を処理槽４の外底部３２（図３）に溶接して処理槽４に振動子６を取り付けることができる。

(2) このねじ径変換部材８６によれば、ボルト８２の溶接面１０８を狭小化できるので、処理槽４に対する振動子６の溶接固定による負荷を低減できる。

(3) このねじ径変換部材８６によれば、振動子６の固定による負荷を軽減できるので、処理槽４に薄い金属板を用いることができ、処理槽４の軽量化、加工の容易化、低コスト化などを図ることができる。

(4) このねじ径変換部材８６によれば、テーパー部１０２にガイドされてボルト８２をねじ径変換部材８６に容易に装着でき、テーパー部１０２によってボルト８２の周囲に空間部を形成でき、この空間部に接着剤９０を充填できるので、この接着剤９０の接着力によって処理槽４の外底部３２、ボルト８２およびねじ径変換部材８６を強固に固定することができ、ボルト８２とねじ径変換部材８６の固定を補強できる。

〔他の実施の形態〕
本開示には以下の実施の形態が含まれる。
(1) 上記の実施の形態ではスタンドアロンタイプの洗浄装置２を例示したが、この洗浄装置２をシステムキッチンなどの厨房設備内に内蔵させるビルトインタイプに構成してもよい。

(2) 振動子６は、処理槽４の外底部３２に設置したが、処理槽４の側面に設置してもよい。

(3) 振動子６の設置数は２以下でもよく、４以上の複数であってもよい。

(4) 第一の実施の形態で用いたねじ径変換部材８６は金属で形成すればよいが、合成樹脂などの硬質材料で形成してもよい。

以上説明したように、本開示の最も好ましい実施の形態等について説明した。本開示は、上記記載に限定されるものではない。特許請求の範囲に記載され、または発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能である。斯かる変形や変更が、本開示の範囲に含まれることは言うまでもない。

本開示によれば、処理槽に超音波振動子を取り付ける際にボルトの溶接面を狭小化でき、この溶接面の狭小化と相まって接着剤による接着固定を併用したので、処理槽に対する超音波振動子の固定強度を高めることができるなど、利便性の高い超音波洗浄装置を実現することができる。

２ 洗浄装置
４ 処理槽
６ 超音波振動子
８ オーバーフロー機構
１０ 給水機構
１２ 排水機構
１４ 防水固定機構
１６ セパレータ
１８ 処理かご
２０ 抑えプレート
２２ 操作パネル
２４ 制御基板
２６ 装置筐体
２８ 被洗浄物
３０ 処理水
３２ 外底部
３４ 溢水捕捉部
３６ 排水管
３８ 溢水部
４０ ろ過部
４２ ろ過孔
４４ 給水部
４６ 給水管
４８ 給水接続口
５０ 空気抜き弁
５２ 定流量弁
５４ 給水弁
５６ 排水部
６０ 排水管
６２ 排水接続口
６４ 排水弁
６６ 防水部
６８ 固定機構部
７０、７２ 脚部
７４ 固定アーム
７６ 開口部
７８ 装置筐体
８０ 電源スイッチ
８２、１１０ ボルト
８４ 溶接部
８６ ねじ径変換部材
８８ 本体部
９０ 接着剤
９２ 固定孔
９４、９８、１００、１０４、１１２ ねじ部
９６ 径大部
１０２ テーパー部
１０６ 基部
１０８ 溶接面
１１４ 底面

Claims (3)

1. 超音波振動子の固定孔のねじ径より小径のねじ部を有するボルトと、
   前記固定孔と前記ねじ部の間に介装させるねじ径変換部材と、
   処理槽に対する前記ボルトの溶接と、前記ボルトと前記ねじ径変換部材との間に遊び部を持たせた前記ボルトと前記ねじ径変換部材の結合と、前記遊び部内の接着剤による前記ボルトと前記ねじ径変換部材の接着と、前記処理槽に対する前記超音波振動子の接着剤による接着とにより、前記処理槽に前記超音波振動子を固定する固定構造と、
   を含む、超音波洗浄装置。
2. 超音波振動子の固定孔のねじ径より小径のねじ部を有するボルトを処理槽に溶接する工程と、
   前記ボルトとねじ径変換部材との間に遊び部を持たせて前記ボルトと前記ねじ径変換部材を結合させてから、前記ボルトと前記ねじ径変換部材を前記遊び部内の接着剤により接着させ、前記ボルトに装着した前記ねじ径変換部材に前記超音波振動子を取り付ける工程と、
   前記処理槽に前記超音波振動子を接着剤により接着する工程と、
   を含む、超音波洗浄装置の製造方法。
3. 前記超音波振動子の前記固定孔と前記ねじ径変換部材との間に両者が離脱しない程度の緩みを持たせ、または、前記ボルトと前記ねじ径変換部材との間のねじ径に両者が離脱しない程度の緩みを持たせることにより、前記処理槽に前記超音波振動子を接着剤により接着する際、前記処理槽に対して前記ボルト上の前記超音波振動子の角度を補正する工程をさらに含む、請求項２に記載の超音波洗浄装置の製造方法。

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