JPH06206055A - 加圧超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】超音波洗浄槽内の洗浄液を加圧する加圧装置が
破損されにくい加圧超音波洗浄装置を提供する。 【構成】槽本体４と開閉自在の蓋体６とからなる超音波
洗浄槽１に、洗浄液供給手段１０を設け、超音波洗浄槽
１内の洗浄液３を加圧する加圧手段を設ける。加圧手段
は洗浄液密封槽１０、超音波洗浄槽１と接続する液体導
管８，１５、洗浄液密封槽１０内の洗浄液３を加圧する
気体加圧装置１８からなる。超音波洗浄槽１内の洗浄液
３を循環させる洗浄液循環手段３２，８を設ける。加圧
装置１８が洗浄液密封槽１０内の洗浄液３の加圧と同時
に密閉容器２内に加圧気体を圧入して密閉容器２内を加
圧する。圧入液密封槽５８を設け、密封容器２と接続す
る液体圧入導管５９を設け、加圧装置１８が洗浄液密封
槽１０内の洗浄液３の加圧と同時に圧入液密封槽５８に
収容された液体５５を加圧して該加圧力を液体圧入導管
５９を介して密封容器２に伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は超音波洗浄槽に供給され
た洗浄液中にワークを浸漬して該洗浄液に超音波を放射
することにより上記ワークの表面のバリ、異物等を除去
して洗浄を行う超音波洗浄装置に関し、さらに詳しくは
上記超音波洗浄槽を密閉し、上記超音波洗浄槽内に充填
された洗浄液を加圧して上記洗浄液中に浸漬されたワー
クの洗浄を行う加圧超音波洗浄装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、底部に超音波振動子を設けた超音
波洗浄槽に洗浄液を供給し、この洗浄液中にワークを浸
漬して洗浄液に超音波を放射することにより上記ワーク
表面のバリ、異物等を除去して洗浄を行う超音波洗浄装
置が知られている。本発明者の検討によれば、上記超音
波洗浄装置では、上記超音波振動子から洗浄液に超音波
を放射すると洗浄液中に空洞（キャビテーション）が生
じ、このキャビテーションが崩壊するときに生じる衝撃
波に上記ワークが曝されることにより、上記ワーク表面
のバリ、異物等が除去され、洗浄されるものと考えられ
る。従って、上記超音波洗浄装置において効率よく洗浄
を行うためには、まず上記キャビテーションが発生しや
すい条件を整えなければならない。

【０００３】本発明者は、上記キャビテーションの発生
条件について検討を重ねた結果、上記キャビテーション
は上記洗浄液を脱気して溶存している気体の濃度を低く
するほど発生しやすくなり、逆に溶存気体の濃度が高い
と上記超音波振動子装置から放射される超音波により上
記キャビテーションが生じたときに溶存気体が該キャビ
テーション中で気化して気泡を生じ、キャビテーション
が崩壊しにくくなることを見出した。上記気泡は上記超
音波を吸収する作用も有するので、相乗的に上記衝撃波
が弱められることになる。従って、溶存気体の気泡が発
生する場合には、この気泡のバブリングによる以外には
洗浄効果が得られず、上記キャビテーションの崩壊によ
る超音波本来の洗浄効果はほとんど得られない。

【０００４】また、本発明者は、上記キャビテーション
は上記洗浄液が脱気されていて、しかも適度に加圧され
ている場合に最も発生しやすくなることを見出し、脱気
された洗浄液に静水圧を掛けて使用する加圧超音波洗浄
装置を提案している（特公平４−４６６３７号公報参
照）。

【０００５】図４に示すように、上記加圧超音波洗浄装
置において、超音波洗浄槽６１は底部に超音波振動子６
２が取着され洗浄液６３が収容される槽本体６４と、洗
浄液６３にワーク６５が浸漬されたときに槽本体６４を
密閉する蓋体６６とからなる。蓋体６６は昇降シリンダ
６７により槽本体６４を開閉自在に昇降されるようにな
っており、上部には空気抜き弁６８を備えた空気抜き導
管６９が接続されている。

【０００６】上記超音波洗浄槽６１には、槽本体６４が
蓋体６６に密封されて超音波洗浄槽６１を形成したとき
に超音波洗浄槽６１内の全空間に充填されるように洗浄
液６３を供給するための洗浄液供給口７０が槽本体６４
の側面に設けれており、洗浄液供給用導管７１により槽
本体６４の側面に洗浄液供給口７０に相対向して設けら
れた洗浄液排出口７２に接続されている。

【０００７】洗浄液供給用導管７１は流量調整弁７３
ａ，７３ｂを介して洗浄液供給口７０及び洗浄液排出口
７２に接続されており、洗浄液供給用導管７１の途中に
は洗浄液６３を脱気する脱気装置７４及び洗浄液排出口
７２から洗浄液６３を取り出して脱気装置７４に供給す
るポンプ７５が設けられている。尚、脱気装置７４の上
流には洗浄液６３に含まれる異物を除去するためにフィ
ルター７６が設けられている。

【０００８】また、槽本体６４の側面にはピストン７７
が内蔵された加圧用シリンダー７８が設けられ、蓋体６
６により密閉された超音波洗浄槽６１内の洗浄液６３に
静水圧を掛ける加圧手段を構成している。

【０００９】上記加圧超音波洗浄装置によれば、密閉さ
れた超音波洗浄槽６１内に脱気装置７４で脱気された洗
浄液６３を供給して超音波洗浄槽６１内の全空間に充填
し、該洗浄液６３に加圧用シリンダー７８に内蔵されて
いるピストン７７により静水圧を掛けることにより上記
洗浄液６３が適度に加圧されている状態を容易に達成す
ることができ、上記キャビテーションが最も発生しやす
い条件を容易に整えることができる。

【００１０】しかしながら、上記加圧用シリンダー７８
は洗浄液６３の加圧のために大きな力が加えられる上、
超音波洗浄槽６１に直接接続されていてその接続部の開
口面積が大であるので、超音波洗浄時には上記キャビテ
ーションの崩壊による強力な衝撃力の作用を受けやす
く、特に上記接続部に破損を生じ易いとの不都合があ
る。超音波洗浄槽６１は圧力容器として使用されるの
で、一旦上記のような破損が生じると、修理することが
極めて難しく、槽本体６４全体を加圧用シリンダー７８
と共に交換しなければならない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は超音
波洗浄槽内の洗浄液を加圧するときに、加圧装置が破損
されにくい加圧超音波洗浄装置を提供することを目的と
する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の加圧超音波洗浄
装置は、上記目的を達成するために、底部に超音波振動
子が取着され脱気された洗浄液が収容される槽本体と該
洗浄液中にワークが浸漬されたときに該槽本体を密閉す
る開閉自在の蓋体とからなる超音波洗浄槽に、該槽本体
が該蓋体により密閉されたときに該超音波洗浄槽内の全
空間に充填されるように洗浄液を供給する洗浄液供給手
段を設け、該超音波洗浄槽内に充填された洗浄液を加圧
する加圧手段を設けてなる加圧超音波洗浄装置におい
て、上記加圧手段は該超音波洗浄槽と独立に該洗浄液を
収容する洗浄液密封槽を設け、該超音波洗浄槽と該洗浄
液密封槽とを接続する液体導管を設け、該洗浄液密封槽
に収容された洗浄液を加圧して該洗浄液に加えられる圧
力を該液体導管を介して該超音波洗浄槽に伝達する加圧
装置を設けてなることを特徴とする。

【００１３】上記加圧超音波洗浄装置では、上記加圧装
置としてエアコンプレッサーのような気体を介して上記
洗浄液密封槽内の洗浄液を加圧する気体加圧装置が用い
られる。

【００１４】また、上記加圧超音波洗浄装置では、上記
超音波洗浄槽に収容されている洗浄液を循環させる洗浄
液循環手段を設け、上記加圧装置が、上記洗浄液循環手
段を介して上記超音波洗浄槽に加圧力を伝達することを
特徴とする。

【００１５】さらに、上記加圧超音波洗浄装置では、上
記加圧装置が上記気体加圧装置による加圧気体を介して
上記洗浄液密封槽内の洗浄液を加圧するときに、同時に
上記密閉容器内に加圧気体を圧入して上記密閉容器内を
加圧することを特徴とする。

【００１６】上記密閉容器内の加圧は、上記密閉容器と
独立に上記密閉容器に圧入される液体を収容する圧入液
密封槽を設け、該密封容器と該圧入液密封槽とを接続す
る液体圧入導管を設け、上記加圧装置が上記気体加圧装
置による加圧気体を介して上記洗浄液密封槽内の洗浄液
を加圧するときに、同時に該圧入液密封槽に収容された
液体を加圧気体を介して加圧し、該液体に加えられる圧
力を該液体圧入導管を介して該密封容器に伝達するよう
にしてもよい。上記液体は、熱交換性に優れた冷媒であ
ることが好ましく、さらに上記密閉容器内及び超音波振
動子を腐食したり、超音波振動子の絶縁を破壊すること
のない不活性な液体が用いられる。

【００１７】

【作用】上記本発明によれば、上記加圧装置により上記
洗浄液密封槽内の洗浄液が加圧されると、上記洗浄液密
封槽内の洗浄液は上記液体導管により上記超音波洗浄槽
内と連絡しているので、上記加圧装置の加圧力が上記液
体導管を介して上記超音波洗浄槽内に充填されている洗
浄液に伝達され、該洗浄液が加圧される。

【００１８】上記加圧装置は、上記超音波洗浄槽と液体
導管により接続されて別体に構成されており、該液体導
管は従来の加圧用シリンダーに比較してはるかに小口径
であるので、超音波洗浄時のキャビテーション崩壊によ
る衝撃波が該液体導管に侵入しにくくなるので該衝撃波
の作用を受けにくく、また、上記加圧装置と上記超音波
洗浄槽との間には洗浄液が介在するので、該洗浄液が上
記衝撃波を和らげる緩衝材として作用し、上記衝撃波に
よる上記加圧装置の破損が防止される。

【００１９】上記加圧超音波洗浄装置では、上記加圧装
置として気体を介して上記洗浄液密封槽内の洗浄液を加
圧する気体加圧装置を用い、上記洗浄液密封槽内に気体
を圧入することにより、上記洗浄液が容易に加圧され
る。

【００２０】また、上記加圧超音波洗浄装置では、上記
超音波洗浄槽に収容されている洗浄液を循環させる洗浄
液循環手段を設け、上記加圧手段が上記洗浄液循環手段
を介して上記超音波洗浄槽に加圧力を伝達するようにす
ることにより、上記超音波洗浄槽内の洗浄液が、循環さ
れている状態で加圧される。

【００２１】上記加圧超音波洗浄装置では、上記加圧装
置により上記洗浄液を加圧すると上記超音波洗浄槽内に
設けられた上記超音波振動子にも大きな圧力が加わる。
そこで、上記加圧装置が上記気体加圧装置による加圧気
体を介して上記洗浄液密封槽内の洗浄液を加圧するとき
に、同時に上記密閉容器内に加圧気体を圧入して上記密
閉容器内を加圧するようにすることにより、上記密閉容
器内が上記超音波洗浄槽内と同時に共通の加圧装置によ
り加圧されて上記密閉容器内が上記超音波洗浄槽内の洗
浄液とほぼ同圧に加圧されるので、上記密閉容器内から
上記洗浄液による外圧に抗する力が働き、上記密閉容器
内に収容されている上記超音波振動子が保護される。

【００２２】また、上記密閉容器内の加圧は、上記密閉
容器と独立に上記密閉容器に圧入される液体を収容する
圧入液密封槽を設け、該密封容器と該圧入液密封槽とを
接続する液体圧入導管を設け、上記加圧装置が上記気体
加圧装置による加圧気体を介して上記洗浄液密封槽内の
洗浄液を加圧するときに、同時に該圧入液密封槽に収容
された液体を加圧気体を介して加圧し、該液体に加えら
れる圧力を該液体圧入導管を介して該密封容器に伝達す
ることによっても、前記同様に上記超音波振動子が保護
される。また、上記密閉容器内の加圧を液体の圧入によ
り行うときには、該液体により超音波振動子が冷却され
るので、連続使用による超音波振動子の発熱が抑制され
る。

【００２３】上記密閉容器内の加圧は、上記いずれの構
成で行うときにも上記超音波洗浄槽内の加圧と共通の加
圧装置を用いることにより、上記密閉容器内の加圧のた
めに独立の加圧装置を設ける必要がなくなり、超音波洗
浄装置全体の構成が簡略化される。

【００２４】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明の加
圧超音波洗浄装置についてさらに詳しく説明する。図１
は本発明の加圧超音波洗浄装置の一構成例を示す模式
図、図２は図１示の加圧超音波洗浄装置における超音波
洗浄槽の構成を示す説明的断面図、図３は本発明の加圧
超音波洗浄装置の他の構成例を示す模式図である。

【００２５】図１に示すように、本実施例の加圧超音波
洗浄装置において超音波洗浄槽１は、底部に超音波振動
子が収容された密閉容器２が取着され脱気された洗浄液
３が収容される槽本体４と、洗浄液３中にワーク５が浸
漬されたときに槽本体４を密閉する開閉自在の蓋体６と
を備えている。

【００２６】超音波洗浄槽１には、槽本体４が蓋体６に
密閉されて超音波洗浄槽１を形成したときに超音波洗浄
槽１内の全空間に洗浄液３が充填されるように洗浄液３
を供給するための洗浄液供給口７が槽本体４の側面に設
けられている。洗浄液供給口７は洗浄液供給用導管８に
より供給制御弁９を介して洗浄液貯留槽１０に接続され
ている。洗浄液供給用導管８には槽本体４が蓋体６で密
封されたときに洗浄液貯留槽１０に貯留されている洗浄
液３を超音波洗浄槽１に供給するポンプ１１が設けられ
ており、供給制御弁９の下流に市水導管１２が市水供給
制御弁１３を介して接続されている。

【００２７】超音波洗浄槽１の外部には、該超音波洗浄
槽１とは独立に洗浄液３を収容する洗浄液密封槽１４が
設けられている。洗浄液密封槽１４は液体導管１５によ
り洗浄液供給用導管８に接続されており、洗浄液供給用
導管８を介して超音波洗浄槽１に接続されている。洗浄
液密封槽１４は収容されている洗浄液３の上方に上部空
間１６が存しており、加圧用導管１７を介してエアコン
プレッサー１８に接続されている。エアコンプレッサー
１８は、洗浄液密封槽１４の上部空間１６に空気を圧入
することにより洗浄液３を圧縮して加圧する。尚、液体
導管１５は槽内加圧制御弁１９を介して洗浄液密封槽１
２に接続されている。

【００２８】上記洗浄液供給用導管８にはポンプ１１の
下流に、洗浄液３に含まれる油分や異物等を濾過するフ
ィルター２０及び洗浄液３を脱気する脱気装置２１が設
けられている。洗浄液供給用導管８には、脱気のために
洗浄液供給用導管８から洗浄液３を取り出して脱気装置
２１に供給する取水導管２２と、脱気装置２１で脱気さ
れた洗浄液３を洗浄液供給用導管８に戻す脱気液供給導
管２３が設けられており、それぞれ洗浄液取水弁２４、
脱気液供給弁２５を介して脱気装置２１に接続されてい
る。また、洗浄液供給用導管８の取水導管２２と脱気液
供給導管２３との接続部の中間に流量調整弁２６が設け
られ、この間の洗浄液３の流量を調整して脱気装置２１
で脱気される洗浄液３の量を調整できるようになってい
る。

【００２９】上記脱気装置２１としては、真空ポンプに
より減圧にされた密封貯液槽内に洗浄液３を導入して洗
浄液３に溶存する気体を上記密封貯液槽内の減圧された
空間に放出させて除去する装置、中空糸状気体分離膜が
多数収容されてなる気体分離膜モジュールの中空糸状気
体分離膜内部に洗浄液３を流通し、上記中空糸状気体分
離膜の外部を減圧することにより上記中空糸状気体分離
膜を介して洗浄液３に溶存する気体を分離除去する装置
などを挙げることができる。

【００３０】また、上記洗浄液供給用導管８にはポンプ
１１の上流に洗浄液３を冷却する冷却装置２７が設けら
れている。冷却装置２７は、洗浄液供給用導管８の外周
部を被覆するように設けられ、図示しない冷却機で冷却
された冷媒を流通することにより内部を貫通する洗浄液
供給用導管８内の洗浄液３を冷却するようになってい
る。

【００３１】上記超音波洗浄槽１には、蓋体６に密閉さ
れた超音波洗浄槽１を開けるときに該超音波洗浄槽１に
充填されている洗浄液３を排出する洗浄液排出口２８が
槽本体４の上部に設けられており、洗浄液排出口２８に
は排出制御弁２９を介して排出導管３０が接続されてい
る。排出導管３０の他端は洗浄液貯留槽１０に接続され
ている。また、洗浄液貯留槽１０には、排出導管３０か
ら戻される洗浄液３の溢水を検知するフローセンサ１０
ａ及び洗浄液貯留槽１０の渇水を検知するフローセンサ
１０ｂが設けられており、蓋体６に密閉された超音波洗
浄槽１に充填するために適量の洗浄液３を貯留するよう
になっている。

【００３２】また、上記超音波洗浄槽１には、槽本体４
の側面に洗浄液供給口７に相対向して洗浄液取出し口３
１が設けられており、洗浄液取出し口３１から超音波洗
浄槽１に収容されている洗浄液３を取り出す洗浄液取出
し導管３２が循環制御弁３３を介して接続されている。
洗浄液取出し導管３２の他端は洗浄液供給用導管８に接
続されており、上記取り出した洗浄液３を洗浄液供給用
導管８及び洗浄液供給口７を介して超音波洗浄槽１に循
環させる循環手段を形成している。

【００３３】さらに、上記超音波洗浄槽１には、蓋体６
の頂部に空気抜き導管３４が大気開放弁３５を介して接
続されており、空気抜き導管３４の他端は洗浄液貯留槽
１０に接続されている。大気開放弁３５は、超音波洗浄
槽１が蓋体６に密閉されて洗浄液３が充填されるとき
に、超音波洗浄槽１の上部に閉じ込められた空気を逃が
すとともに、過剰に充填された洗浄液３を洗浄液貯留槽
１０に戻すために三方向弁が用いられている。

【００３４】上記超音波洗浄槽１では、加圧用導管１７
から分岐される気体導管３６が振動子加圧制御弁３７を
介して接続されており、超音波洗浄槽１内に充填された
洗浄液３が加圧されると同時にエアコンプレッサー１８
から密封容器２に空気が圧入されて密封容器２内が超音
波洗浄槽１内に充填された洗浄液３とほぼ同圧に加圧さ
れるようになっている。尚、振動子加圧制御弁３７はエ
アコンプレッサー１８が停止されたときに空気を抜くた
めに、三方向弁が使用される。このような超音波振動子
装置の構成の詳細については、本発明者の出願になる実
願平５−５５３６４号明細書に記載されている。

【００３５】次に、上記超音波洗浄槽１の構成につい
て、図２を参照して説明する。図２は図１における配管
を省略して示している。

【００３６】図２に示すように、超音波洗浄槽１の槽本
体４は上周縁に沿ってフランジ部４１が形成されてお
り、フランジ部４１が支柱４２に取着された薄型シリン
ダ４３に支持されて上下動自在に設けられている。薄型
シリンダ４３はフランジ部４１の周に沿って９０°間隔
で１基ずつ、合計４基が設けられている。

【００３７】槽本体４の底部に設けられている超音波振
動子を収容する密閉容器２には、中央部を上下に貫通す
る貫通孔４４が設けられており、貫通孔４４には頂部に
ワーク５を載置する載置台４５が設けられたロッド４６
が挿通されている。ロッド４６は槽本体４の底部に気密
に取着されているブッシュ４７を介して槽本体４を貫通
し、支柱４２の一つに取着されているロッドレスシリン
ダ４８に支持されて、上下動自在に設けられている。ロ
ッド４６を支持するロッドレスシリンダ４８の支持部４
９は、ロッドレスシリンダ４８に対向する他の支柱４２
に取着されたレール５０に係合されて上下に摺動するよ
うになっている。

【００３８】超音波洗浄槽１の蓋体６は支柱５１に横方
向に取着されたエアシリンダ５２に支持されて水平に前
後動自在に設けられている。蓋体６は支持部材５３を介
して、支柱５１に横方向に取着されたレール５４に係合
されて前後に摺動するようになっている。

【００３９】次に、本実施例の加圧超音波洗浄装置の作
動について説明する。

【００４０】本実施例の加圧超音波洗浄装置では、ワー
ク５の洗浄操作が開始される前の初期状態では、蓋体６
は図２示のように槽本体４を開放する位置にあり、まず
図１示の市水導管１２から槽本体４、洗浄液貯留槽１
０、洗浄液密封槽１４に洗浄液３が供給される。上記各
槽に所定量の洗浄液３が供給されると、市水供給制御弁
１３が閉じられ市水の供給が終了する。上記初期状態で
は、供給制御弁９、槽内加圧制御弁１９、流量制御弁２
６及び排出制御弁２９は閉じられており、循環制御弁３
３、洗浄液取水弁２４及び脱気液供給弁２５が開かれて
いる。

【００４１】槽本体４には洗浄液３が洗浄液排出口２８
のレベルまで供給されており、槽本体４に収容されてい
る洗浄液３は、ポンプ１１により洗浄液取出し口３１か
ら取り出され、冷却装置２７にて冷却され、フィルター
２０で濾過されたのち、脱気装置２１にて溶存気体が除
去される。従って、槽本体４には、所定の液温に冷却さ
れ、且つ脱気された洗浄液３が洗浄液供給口７から供給
されるようになっている。

【００４２】次に、槽本体４に収容されている洗浄液３
にワーク５を浸漬する。図示しない移送手段により製造
工程から移送されてきたワーク５は、図２示のように、
槽本体４の上方で載置台４５に載置される。次いで、ロ
ッドレスシリンダ４８を作動させると載置台４５を支持
するロッド４６が下降し、ワーク５は槽本体４内で超音
波振動子が収容されている密閉容器２上方の洗浄位置に
移動される。

【００４３】次に、エアシリンダ５２を作動させると、
蓋体６がレール５４に沿って前進し、槽本体４を密封す
る位置に移動される。次いで、薄型シリンダ４３を作動
させると、槽本体４が上方に移動し、上記位置にある蓋
体６に押圧される。蓋体６は支持部材５３が係合してい
るレール５４により支持されているので、薄型シリンダ
４３の押圧力に抗してその位置を保持することができ、
槽本体４が蓋体６で密封される。

【００４４】上記のようにして槽本体４が蓋体６により
密封されて超音波洗浄槽１が形成されると、図１示の空
気抜き導管３４の空気抜き弁３５が外気に開放されると
共に、洗浄液供給用導管８の供給制御弁９が開かれて、
洗浄液貯留槽１０に貯留されている洗浄液３が超音波洗
浄槽１内に導入される。超音波洗浄槽１内の槽本体４に
収容されている洗浄液３の上方には、槽本体４が蓋体６
により密封される際に空気が閉じ込められているが、こ
の空気は空気抜き導管３４を介して空気抜き弁３５から
逃がされるので、超音波洗浄槽１内の全空間に洗浄液３
が充填される。上記洗浄液３は、冷却装置２７及び脱気
手段２０を通じて超音波洗浄槽１に供給されるので、超
音波洗浄槽１内に充填された洗浄液３は所定の液温及び
脱気された状態を維持している。

【００４５】供給制御弁９は開弁された後、所定の時間
が経過すると、超音波洗浄槽１内の全空間に洗浄液３が
充填されたものと見做されて閉弁される。同時に空気抜
き弁３５が空気抜き導管３４を洗浄液貯留槽１０と接続
する方向に開放されるので、洗浄液３が超音波洗浄槽１
内に過剰に供給されたときには、過剰分の洗浄液３が空
気抜き導管３４から洗浄液貯留槽１０に戻される。空気
抜き弁３５は、上記過剰の洗浄液３が洗浄液貯留槽１０
に戻されると直ちに閉弁される。上記のようにすること
により、超音波洗浄槽１内の洗浄液排出口２８のレベル
から上の全空間に洗浄液３が過不足なく完全に充填さ
れ、空気が残存することがない。

【００４６】上記空気抜き弁３５が閉弁されると同時
に、取水導管２２の洗浄液取水弁２４及び脱気液供給導
管２３の脱気液供給弁２５が閉弁され、洗浄液供給用導
管８の流量調整弁２６が開弁される。この結果、超音波
洗浄槽１内の全空間が脱気された洗浄液３で充填された
状態を維持しながら、洗浄液取出し口３１から取り出さ
れた洗浄液３が洗浄液取出し用導管３２から洗浄液供給
用導管８を経て洗浄液供給口７に循環されるだけとな
る。このとき、上記のように循環される洗浄液３は脱気
手段２１を経由しないので、洗浄液３に関して閉鎖系が
形成される。

【００４７】次に、上記閉鎖系が形成されるとエアコン
プレッサー１８が作動し、液体導管１５の槽内加圧制御
弁１９が開放されて、超音波洗浄槽１内の加圧が開始さ
れる。このとき同時に、気体導管３６の振動子加圧制御
弁３７がエアコンプレッサー１８と超音波振動子が収容
されている密封容器２とを接続する方向に開放され、密
封容器２内の加圧が開始される。

【００４８】エアコンプレッサー１８の作動により、洗
浄液密封槽１４ではその上部空間１６に空気が圧入され
て、収容されている洗浄液３が圧縮加圧される。洗浄液
３は上記のように閉鎖系を形成しており、洗浄液密封槽
１４内の洗浄液３は液体導管１５及び洗浄液供給用導管
８を介して超音波洗浄槽１内の洗浄液３と連絡している
ので、上記加圧力は洗浄液３を介して超音波洗浄槽１に
伝達され、超音波洗浄槽１内に充填されている洗浄液３
が加圧される。

【００４９】超音波洗浄槽１では、上記のようにして超
音波洗浄槽１内に充填されている洗浄液３が加圧される
と同時に、エアコンプレッサー１８により気体導管３６
を介して、上記密閉容器２内にも空気が圧入され、密閉
容器２内が超音波洗浄槽１内の洗浄液３とほぼ同圧にな
るように加圧される。上記密閉容器２内の加圧は、超音
波洗浄槽１内に充填されている洗浄液３の加圧と共通の
エアコンプレッサー１８により行われるので、密閉容器
２内の圧力は超音波洗浄槽１内の洗浄液３の圧力増加に
対応して増加し、密閉容器２の内部または外部にのみ一
方的に圧力がかかることがない。

【００５０】洗浄液密封槽１４内の洗浄液３は、上記の
ように加圧された空気に接触するので、空気が溶解し溶
存気体量が増加する。しかし、洗浄液密封槽１４内の洗
浄液３は上記のように液体導管１５及び洗浄液供給用導
管８を介して超音波洗浄槽１に連絡しており、超音波洗
浄槽１との間に距離があるので、洗浄液密封槽１４内の
洗浄液３に溶解した空気が直ちに超音波洗浄槽１まで拡
散することはなく、洗浄液密封槽１４内の洗浄液３に溶
解した空気によりワーク５の超音波洗浄中に超音波洗浄
槽１内の洗浄液３の溶存気体量が増加することが避けら
れる。

【００５１】次に、密閉容器２に収容されている超音波
振動子から超音波洗浄槽１内の洗浄液３に超音波を放射
して、上記洗浄位置にあるワーク５の洗浄を行う。超音
波洗浄槽１内には所定の液温及び脱気された状態の洗浄
液３が充填されており、洗浄液３は上記のように加圧さ
れているので、超音波によりキャビテーションが発生し
やすい条件が整えられており、上記キャビテーションの
崩壊により強力な衝撃波が発生するので、ワーク５の表
面のバリ、異物等を除去する洗浄を効率よく行うことが
できる。

【００５２】このとき、洗浄液密封槽１４は、液体導管
１５及び洗浄液供給用導管８を介して超音波洗浄槽１に
連絡しており、上記導管はいずれも従来の加圧用シリン
ダーに比較すればはるかに小口径であるので、上記衝撃
波が侵入しにくい。さらに、液体導管１５及び洗浄液供
給用導管８内の洗浄液３が、上記衝撃波に対する緩衝作
用を為すので、上記衝撃波により洗浄液密封槽１４が破
損されることがない。

【００５３】尚、図２示のように槽本体４の底面４ａ及
び蓋体６の天井面６ａはともに、半球状またはそれに近
い凹局面ではなく、断面が直線状に形成されている。ま
た、それぞれ槽本体４の底面４ａと側面４ｂとの接続部
及び蓋体６の天井面６ａと側面６ｂとの接続部は共に、
なだらかな局面ではなく、明確な角部を形成している。
本実施例の超音波洗浄装置は、槽本体４の底部４ａ及び
蓋体６の天井面６ａが上記のように断面直線状の形状に
されていることにより、上記キャビテーションの発生す
る位置を上記洗浄位置に合わせて制御し易くなる。

【００５４】また、超音波洗浄槽１内の洗浄液３には、
上記超音波洗浄操作によりワーク５から除去された油分
や異物が分散するが、該油分や異物は洗浄液３が洗浄液
取出し用導管３２から取り出されて洗浄液供給用導管８
を経て洗浄液供給口７に循環される過程でフィルター２
０で濾過されて除去される。従って、超音波洗浄槽１内
の洗浄液３は常に清浄な状態が維持される。

【００５５】また、超音波洗浄操作により超音波振動子
が発熱すると洗浄液３の温度が上昇するが、洗浄液３は
上記循環される過程で冷却装置２７により冷却されるの
で、超音波洗浄槽１内の洗浄液３は常に所定の液温に維
持される。

【００５６】ワーク５の洗浄が終了すると、まず、エア
コンプレッサー１８が停止され、振動子加圧制御弁３７
が大気に開放される。すると、洗浄液密封槽１４及び密
閉容器２に圧入されていた空気が振動子加圧制御弁３７
から排出され、超音波洗浄槽１内の洗浄液３及び密閉容
器２の加圧状態が解除される。

【００５７】次に、槽内加圧制御弁１９が閉弁され、同
時に空気抜き弁３５が外気に開放されると共に、排出制
御弁２９が開弁される。空気抜き弁３５の開放により超
音波洗浄槽１内は大気に連絡されているので、超音波洗
浄槽１内の洗浄液排出口２８のレベルより上の洗浄液３
は、大気圧により洗浄液排出口２８から排出され、洗浄
液排出用導管３０を通じて洗浄液貯留槽１０に戻され
る。

【００５８】超音波洗浄槽１内の洗浄液３の液面が洗浄
液排出口２８のレベルまで下降すると、排出制御弁２９
が閉弁される。同時に洗浄液供給用導管８の流量調整弁
２６が閉弁され、取水導管２２の洗浄液取水弁２４及び
脱気液供給導管２３の脱気液供給弁２５が開弁されて初
期状態に戻される。

【００５９】次に、図２示の超音波洗浄槽１において、
上記と逆の手順により槽本体４が下降し、蓋体６が槽本
体４を開放する位置に後退し、ロッド４６が上昇する。
そして、洗浄が終了したワーク５が図示しない払出し手
段により払い出され、１サイクルの洗浄操作が終了す
る。

【００６０】上記洗浄操作を行うと、超音波洗浄槽１内
の洗浄液３の溶存気体量が増加するが、洗浄操作後に初
期状態に戻されると、槽本体４に収容されている洗浄液
３は洗浄液取出し用導管３２から取り出されて洗浄液供
給用導管８を経て洗浄液供給口７に循環される過程で脱
気装置２１で脱気されるようになるので、次の洗浄操作
時には再び所定の脱気状態になっている。

【００６１】上記洗浄操作を繰り返し行うと、ワーク５
により洗浄液３が持ち出されるため、超音波洗浄槽１か
ら洗浄液貯留槽１０に戻される洗浄液３の量が次第に減
少する。そこで、フローセンサ１０ｂにより洗浄液貯留
槽１０の渇水が検知されると、市水供給制御弁１３が開
かれ、フローセンサ１０ａにより貯留量の上限が検知さ
れるまで、市水導管１２から市水が補給される。

【００６２】上記実施例では、密封容器２に空気を圧入
して加圧するようにしているが、超音波振動子は連続し
て使用すると発熱してその温度が上昇する傾向があるの
で、該超音波振動子を冷却するために、冷却された空気
を用いるか、或は冷却効果を向上させるために液体を用
いるようにしてもよい。上記流体として液体を用いると
きには、図３示のように、密封容器２に冷却液５５を収
容し、冷却液５５を循環する冷却液循環導管５６を設
け、冷却液循環導管５６に冷却液循環ポンプ５７を設け
る。そして、密封容器２と独立に冷却液５５を収容する
冷却液密封槽５８を設け、冷却液密封槽５８と密封容器
２とを冷却液導管５９で接続する。冷却液密封槽５８は
収容されている冷却液５５の上方に上部空間６０を存し
ており、加圧用導管１７から分岐される気体導管３６が
振動子加圧制御弁３７を介して接続されている。

【００６３】図３示の構成によれば、洗浄液密封槽１４
の上部空間１６及び冷却液密封槽５８の上部空間６０
に、同時にエアコンプレッサー１８から空気が圧入され
る。従って、洗浄液密封槽１４に収容された洗浄液３が
圧縮加圧されてその加圧力が液体導管１５を介して超音
波洗浄槽１内の洗浄液３に伝達されるのと同時に、冷却
液密封槽５８に収容された冷却液５５も圧縮加圧されて
その加圧力が冷却液導管５９を介して密封容器２内の冷
却液５５に伝達され、密閉容器２内の冷却液５５が超音
波洗浄槽１内の洗浄液３とほぼ同圧になるように加圧さ
れる。

【００６４】上記冷却液５５は、熱交換性に優れている
冷媒が用いられ、さらに密封容器２及び超音波振動子を
腐食したり超音波振動子の絶縁を破壊しないことが好ま
しい。このような冷却液５５としては、高度にフッ素化
された炭化水素からなるフッ素系不活性液体が好まし
く、例えば、住友スリーエム株式会社製のＦｌｕｏｒｉ
ｎｅｒｔ（商標名）等が用いられる。

【００６５】尚、上記各実施例の加圧超音波洗浄装置に
おいて、液体導管１５は洗浄液供給用導管８に接続され
ているが、超音波洗浄槽１に直接接続されていてもよ
い。また、上記各実施例の加圧超音波洗浄装置における
上記洗浄操作は、槽本体４、蓋体６及び各弁などの作動
を制御する制御手段を設けて自動的に行うようにしても
よい。

【００６６】

【発明の効果】上記本発明によれば、上記超音波洗浄槽
と液体導管により接続されて別体に構成されている加圧
装置により上記超音波洗浄槽内の洗浄液が加圧され、従
来の加圧用シリンダーに比較してはるかに小口径である
上記液体導管に超音波洗浄時のキャビテーション崩壊に
よる衝撃波が侵入しにくく、上記加圧装置と上記超音波
洗浄槽との間に介在する洗浄液が上記衝撃波を和らげる
緩衝材として作用するので、上記衝撃波による上記加圧
装置の破損を防止することができる。また、上記加圧装
置を上記超音波洗浄槽と別体に構成することにより、上
記加圧操作のために上記洗浄液密封槽、液体導管或は加
圧装置等の加圧手段が故障したとしても、該加圧手段の
みを修理または交換することにより容易に復旧すること
ができる。

【００６７】上記加圧超音波洗浄装置では、上記加圧装
置として気体加圧装置を用い、上記洗浄液密封槽内に気
体を圧入することにより、上記洗浄液を容易に加圧する
ことができる。

【００６８】また、上記加圧超音波洗浄装置では、上記
超音波洗浄槽に収容されている洗浄液を循環させる洗浄
液循環手段を設け、上記加圧装置が上記洗浄液循環手段
を介して上記超音波洗浄槽に加圧力を伝達するようにす
ることにより、上記超音波洗浄槽内の洗浄液を循環され
ている状態で加圧することができる。上記洗浄液が循環
されている状態で加圧できるようにすることにより、上
記洗浄液循環手段にさらに、上記洗浄液を冷却する冷却
手段或は上記洗浄液を濾過する濾過手段を設け、超音波
洗浄により加熱された洗浄液を冷却したり、超音波洗浄
によりワークから洗浄液中に除去された油分、異物など
を濾過することができる。

【００６９】上記加圧超音波洗浄装置では、上記加圧装
置が上記気体加圧装置により上記洗浄液密封槽内の洗浄
液を加圧するときに、同時に上記密閉容器内に加圧気体
を圧入して上記密閉容器内を加圧するようにすることに
より、上記密閉容器内が上記超音波洗浄槽内の洗浄液と
ほぼ同圧に加圧され、上記密閉容器内に収容されている
上記超音波振動子を保護することができる。

【００７０】また、上記密閉容器内の加圧は、上記密閉
容器と独立に上記密閉容器に圧入される液体を収容する
圧入液密封槽を設け、該密封容器と該圧入液密封槽とを
接続する液体圧入導管を設け、上記加圧装置が上記気体
加圧装置により上記洗浄液密封槽内の洗浄液を加圧する
ときに、同時に該圧入液密封槽に収容された液体を加圧
気体を介して加圧するようにすることによっても、前記
同様に上記超音波振動子を保護することができる。ま
た、上記密閉容器内の加圧を液体の圧入により行うとき
には、該液体により超音波振動子が冷却されるので、連
続使用による超音波振動子の発熱を抑制することができ
る。

【００７１】上記密閉容器内の加圧は、上記いずれの構
成で行うときにも上記超音波洗浄槽内の加圧と共通の加
圧装置を用いることにより、超音波洗浄装置全体の構成
を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる加圧超音波洗浄装置の一構成例
を示す模式図。

【図２】本実施例の加圧超音波洗浄装置における超音波
洗浄槽の構成を示す説明的断面図。

【図３】本発明に係わる加圧超音波洗浄装置の他の構成
例を示す模式図。

【図４】従来の加圧超音波洗浄装置の構成例を示す説明
的断面図。

【符号の説明】

１…超音波洗浄槽、２…超音波振動子の密閉容器、３…
洗浄液、４…槽本体、５…ワーク、６…蓋体、８…供給
導管、１０…洗浄液貯留槽、１１…洗浄液供給ポンプ、
１４…洗浄液密封槽、１５…液体導管、１８…気体加圧
装置、２０…脱気手段、２７…冷却手段、３０…排出手
段、３２…洗浄液循環手段、３６…気体導管、５８…圧
入液密封槽、５９…液体圧入導管。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】底部に超音波振動子が取着され脱気された
   洗浄液が収容される槽本体と該洗浄液中にワークが浸漬
   されたときに該槽本体を密閉する開閉自在の蓋体とから
   なる超音波洗浄槽に、該槽本体が該蓋体により密閉され
   たときに該超音波洗浄槽内の全空間に充填されるように
   洗浄液を供給する洗浄液供給手段を設け、該超音波洗浄
   槽内に充填された洗浄液を加圧する加圧手段を設けてな
   る加圧超音波洗浄装置において、 上記加圧手段は該超音波洗浄槽と独立に該洗浄液を収容
   する洗浄液密封槽を設け、該超音波洗浄槽と該洗浄液密
   封槽とを接続する液体導管を設け、該洗浄液密封槽に収
   容された洗浄液を加圧して該洗浄液に加えられる圧力を
   該液体導管を介して該超音波洗浄槽に伝達する加圧装置
   を設けてなることを特徴とする加圧超音波洗浄装置。
2. 【請求項２】上記加圧装置が加圧気体を介して上記洗浄
   液密封槽内の洗浄液を加圧する気体加圧装置であること
   を特徴とする請求項１記載の加圧超音波洗浄装置。
3. 【請求項３】上記超音波洗浄槽に収容されている洗浄液
   を循環させる洗浄液循環手段を設け、上記加圧装置が、
   上記洗浄液循環手段を介して上記超音波洗浄槽に加圧力
   を伝達することを特徴とする請求項１記載の加圧超音波
   洗浄装置。
4. 【請求項４】上記加圧装置が上記気体加圧装置による加
   圧気体を介して上記洗浄液密封槽内の洗浄液を加圧する
   ときに、同時に上記密閉容器内に加圧気体を圧入して上
   記密閉容器内を加圧することを特徴とする請求項１記載
   の加圧超音波洗浄装置。
5. 【請求項５】上記密閉容器と独立に上記密閉容器に圧入
   される液体を収容する圧入液密封槽を設け、該密封容器
   と該圧入液密封槽とを接続する液体圧入導管を設け、上
   記加圧装置が上記気体加圧装置による加圧気体を介して
   上記洗浄液密封槽内の洗浄液を加圧するときに、同時に
   該圧入液密封槽に収容された液体を加圧気体を介して加
   圧し、該液体に加えられる圧力を該液体圧入導管を介し
   て該密封容器に伝達することを特徴とする請求項１記載
   の加圧超音波洗浄装置。