JPH0515860A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】洗浄液を循環させると共に洗浄液中に超音波振
動を放射して被洗浄物を超音波洗浄する超音波洗浄装置
において、高可聴域のキャビテーションノイズを最小限
に抑制して作業環境を改善すること。 【構成】洗浄液の清浄のために洗浄槽の内外で洗浄液を
循環させるように構成し、洗浄液の種類に応じて流量設
定スイッチ１９を操作すると、流量指令部２０はスイッ
チに対応する循環流量を流量制御部２１に指令する。流
量制御部２１は流量検出器１７からの流量検出信号に基
づき指令流量に検出流量が一致するように流量制御弁１
６のアクチュエータ１９を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水溶性洗剤を使用して
電子部品，精密機械部品等を超音波洗浄する超音波洗浄
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】超音波洗浄は、洗浄液中に超音波振動を
放射し、液分子の振動と、キャビテーション（空洞現
象）とにより、被洗浄物の表面に強固に結合している汚
れを解きほぐす剥離作用と洗浄剤の化学作用を促進する
相乗効果により汚れを除去する技術であり、半導体工業
等の急速な発展に伴い、益々必要性が増大している。

【０００３】しかしながら、従来の超音波洗浄装置で
は、超音波発振時に高可聴域の不快なキャビテーション
ノイズが発生して、作業環響を害することがある。キャ
ビテーションノイズは、洗浄液中に発生した空洞が消滅
（破裂）する際に発生するものと考えられ、超音波振動
の整数倍の振動数を有している。

【０００４】また、一般に水溶性洗剤は、洗剤中に含ま
れる界面活性剤等の添加剤の作用により、洗浄液の表面
張力や粘度を低下させて、洗浄度を高める訳であるが、
一方では、表面張力や粘度の変化が、キャビテーション
ノイズの強度と密接な関係があり、洗剤の種類によって
も上記キャビテーションノイズの強度に差が現われる。

【０００５】更に、上記キャビテーションノイズは洗浄
槽中の洗浄液が攪乱された状態すなわち、被洗浄物の出
し入れの際あるいは、濾過装置等により洗浄液を循環対
流させた場合に顕著に現われる。とりわけ、部品洗浄用
として広く用いられる、２８ｋＨｚ前後の周波数では、
洗浄作業者が苦痛を感ずる程の騒音レベル（９０〜１０
０ｄＢ）に達することもある。

【０００６】したがって、キャビテーションノイズを抑
制するために、４０〜５０ｋＨｚの周波数を用いたり、
洗浄槽内面にラバーを張り付ける等の様々な対策が試み
られてきた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
騒音対策では、使用する洗剤の種類や、洗浄槽内の洗浄
液の攪乱状態により、不快なキャビテーション音を抑制
しきれなかった。本発明は、上述した問題点を解決する
ためになされたものであり、騒音レベルを最少限に抑制
することのできる超音波洗浄装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明は、対向する壁面の一方に噴出孔が設けら
れ、他方に吸入孔が設けられた、洗浄液を収納する洗浄
槽と、前記吸入孔から洗浄液を取り入れて、前記噴出孔
から噴出させる循環手段と、前記洗浄槽の中に配置され
た超音波発生手段とを有する超音波洗浄装置において、
前記洗浄液の種類を設定するための設定手段と、前記循
環手段により循環される洗浄液の流量を、前記設定手段
により設定された洗浄液の種類に対応して予め定められ
た流量に制御する制御手段と、を備えたことを特徴とす
る超音波洗浄装置を要旨とする。

【０００９】

【作用】上述の構成を有する本発明の超音波洗浄装置で
は、超音波洗浄槽中の洗浄液は一方の壁面から他方の壁
面に層流のようにほぼ一様に流れる。また、上記洗浄液
は、洗浄液の種類に応じて予め定める一定流量に設定さ
れているため、常に一定条件下で安定したキャビテーシ
ョンが発生する。その結果、超音波発振時における高可
聴域の不快はキャビテーション方が最少限に抑制され
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、本発明の一実施例の超音波洗浄装置の
構成図である。この超音波洗浄装置は、水または水溶性
洗剤を洗浄液として使用する装置であり、超音波洗浄槽
１と溢流槽２とを備えている。超音波洗浄槽１は、長さ
が約４００ｍｍ、深さが約２００ｍｍ、奥行きが約３５
０ｍｍであり、その中に洗浄液３が収納される。超音波
洗浄槽１の下部には、超音波発生手段としての超音波振
動子４が取り付けられる。超音波振動子４としては、例
えば周波数が４０ｋＨｚで、入力６００Ｗのものが用い
られる。

【００１１】超音波洗浄槽１の対向する左右の側壁は二
重壁に形成され、その内部に側室５，６が構成されてい
る。左右の側室５，６は、配管用ソケット７，８により
外部と連通している。左右の側室５，６と超音波洗浄槽
１とを隔てる側板９，１０には、微小な孔１１，１２が
無数に設けられている。

【００１２】側室５の外壁は超音波洗浄槽１と溢流槽２
とを隔てる隔壁を兼ねており、超音波洗浄槽１中の洗浄
液３がオーバーフローして溢流槽２に流入できるように
されている。尚、洗剤の種類によっては、洗浄液を加温
した方が高い洗浄度が得られる場合もあり、この時は溢
流槽２にヒーターを取り付け、このヒータを温度調節す
ることにより、洗浄液３を設定温度に加温すればよい。

【００１３】側室５の底部に設けられた、配管用ソケッ
ト７と溢流槽２の底部に設けられた配管用ソケット１３
とは配管により、１本に結ばれ、循環手段としての循環
ポンプ１４，フィルタ１５，流量調整弁１６，流量検出
器１７の順に接続され、側室６の配管用ソケット８に至
る循環路が設けられている。

【００１４】流量調整弁１６は、例えば１インチの直径
を有し、アクチュエータ１８により開閉される。また、
本実施例の超音波洗浄装置には、設定スイッチ１９と、
流量指令部２０と、流量制御部２１と、警報信号発生部
２２とが設けられる。

【００１５】設定手段としての設定スイッチ１９は、超
音波洗浄に用いられる洗浄剤の種類をオペレータが設定
するためのものである。流量指令部２０は、設定スイッ
チ１９の操作に応じて、各設定スイッチに対応して予め
定められた循環流量を流量制御部２１に対して指令する
ものである。

【００１６】制御手段としての流量制御部２１は、流量
検出器１７から与えられる流量信号と流量指令部２０か
ら与えられる流量信号とに基づき、設定された流量が得
られるようにアクチュエータ１８を制御するものであ
る。警報信号発生部２２は、流量調整弁１６を全開させ
ても所定の流量が得られなくなったとき、警報信号を発
生するものである。

【００１７】以上の構成に基づき作動について説明す
る。被洗浄物は、超音波洗浄槽１の上方開口部から該洗
浄槽１内に搬入され、洗浄液３中に浸漬される。そし
て、超音波振動子４が駆動されて超音波洗浄が行われ
る。

【００１８】また、循環ポンプ１４が駆動され、循環ポ
ンプ１４から、フィルタ１５，調整弁１６，流量検出器
１７を経由して側室６に供給された洗浄液は、側板１０
に設けられた無数の噴出孔１２から超音波洗浄槽１内の
洗浄液３中に噴出し、層流となって、超音波洗浄槽１内
を一様に流れる。超音波洗浄槽１に流入した洗浄液の大
部分は、側板９に設けられた無数の吸込孔１１から、側
室５に吸入される。超音波洗浄槽１に流入した洗浄液の
一部は、オーバーフローして溢流槽２に流入する。

【００１９】流量指令部２０には、後で説明するが、予
め洗剤の種類毎に最適な循環流量が設定されている。使
用する洗剤を設定スイッチ１９で指定することにより、
流量制御部２１は、アクチュエータ１８により流量調整
弁１６の開度を設定し、洗浄液３は設定された流量で循
環する。

【００２０】フィルタ１５の目詰まり等により、流量が
減少した場合、流量検出器１７が流量の変化を検出す
る。流量検出器１７の信号は、流量制御部２１に入力さ
れ、流量制御部２１は、流量検出器１７より入力された
流量信号と流量指令部２０から与えられた流量信号とを
比較して、アクチュエータ１８を作動させ、流量調整弁
１６により流量を調整する。

【００２１】流量調整弁１６が全開になっても、流量検
出器１７から与えられる流量信号と設定流量とが一致し
ないときには、流量制御部２１は警報信号発生部２２か
ら警報信号を外部に出力させる。次に、上記流量指令部
２０に設定される各洗浄液に最適な循環流量について説
明する。図２は、洗剤の種類別の流量とキャビテーショ
ンノイズとの関係を示すグラフである。図２（ａ）は、
弱アルカリ系洗剤（Ａ）を用いた場合を示し、図２
（ｂ）は、上記（Ａ）とは異なる弱アルカリ系洗剤
（Ｂ）を用いた場合を示し、図２（ｃ）は、アルカリ系
洗剤（Ｃ）を用いた場合を示し、図２（ｄ）は、上記
（Ｃ）とは異なるアルカリ系洗剤（Ｄ）を用いた場合を
示す。いずれの洗浄液も、濃度を３％にし、液温を６０
℃にして用いた。尚、図２における矢印は、騒音の変動
幅を示す。

【００２２】図２（ａ）に示すように、弱アルカリ系洗
剤（Ａ）を用いた場合には、循環流量を毎分約３０リッ
トルとしたとき、キャビテーションノイズが最小にな
る。弱アルカリ系洗剤（Ｂ）を用いた場合には、図２
（ｂ）に示すように、循環流量が毎分約６０リットルの
とき、キャビテーションノイズが最大であり、循環流量
を少なくすればするほど、キャビテーションノイズが少
なくなるが、循環流量を下げると濾過能力が低下するの
で、毎分３０リットルの循環量が適当である。アルカリ
系洗剤（Ｃ）を用いた場合には、図２（ｃ）に示すよう
に、循環流量が毎分約６０リットルのとき、キャビテー
ションノイズが最小となり、アルカリ系洗剤（Ｄ）を用
いた場合にも、循環流量が毎分約６０リットルのとき、
キャビテーションノイズが最小となる。

【００２３】従って、設定スイッチ１９により弱アルカ
リ洗剤（Ａ），（Ｂ）が選択されたときには、流量指令
部２０から毎分３０リットルの循環流量が指令され、設
定スイッチ１９によりアルカリ系洗剤（Ｃ），（Ｄ）が
選択されたときには、流量指令部２０から毎分６０リッ
トルの循環流量が指令されるようにすることにより、層
流のような均一な流れのもとにおける超音波洗浄時のキ
ャビテーションノイズを最小にすることができる。

【００２４】上述のように、循環流量を設定して、一様
な層流のもとで超音波洗浄を行なった場合には、騒音レ
ベルは７０ｄＢ以下になる。以上のように、本実施例に
よれば、超音波洗浄槽中の洗浄液を、洗浄液毎に最適な
流量で、層流のようにほぼ一様に流すことにより、不快
なキャビテーションノイズが抑制され作業環境が改善さ
れる。また、所定の循環流量が得られないときは警報を
出すことにより、洗浄品質の管理やフィルタの交換管理
も容易になる。

【００２５】以上本発明の一実施例を説明したが、本発
明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々の態様を採用することができる。例えば、上記循
環ポンプ１４と流量調整弁１６の代わりに、インバータ
モータを用いたポンプを用いてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したことから明らかなように、
本発明によれば、超音波洗浄槽中の洗浄液を、洗浄液毎
に最適な流量で、層流のようにほぼ一様に流すことによ
り、不快なキャビテーションノイズが抑制され作業環境
が改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の超音波洗浄装置の構成図で
ある。

【図２】洗剤の種類別の流量とキャビテーションノイズ
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…超音波洗浄槽、３…洗浄液、４…超音波振動子、
７，８…配管用ソケット１１…吸込孔、１２…噴出孔、
１４…循環ポンプ、１６…流量調整弁、１７…流量検出
器、１８…アクチュエータ、１９…設定スイッチ、２０
…流量指令部、２１…流量制御部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 対向する壁面の一方に噴出孔が設けら
   れ、他方に吸入孔が設けられた、洗浄液を収納する洗浄
   槽と、 前記吸入孔から洗浄液を取り入れて、前記噴出孔から噴
   出させる循環手段と、前記洗浄槽の中に配置された超音
   波発生手段とを有する超音波洗浄装置において、 前記洗浄液の種類を設定するための設定手段と、 前記循環手段により循環される洗浄液の流量を、前記設
   定手段により設定された洗浄液の種類に対応して予め定
   められた流量に制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする超音波洗浄装置。