JPH0663506A

JPH0663506A - 超音波洗浄機

Info

Publication number: JPH0663506A
Application number: JP24273492A
Authority: JP
Inventors: Hidejiro Hayashi; 秀次郎林; Junichi Yasuhara; 純一安原
Original assignee: Kaijo Corp
Current assignee: Kaijo Corp
Priority date: 1992-08-19
Filing date: 1992-08-19
Publication date: 1994-03-08
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2866768B2

Abstract

(57)【要約】〔目的〕長時間駆動時の温度上昇による超音波振動子
（17) の剥離を防止し、また、このような剥離が生じた
場合の補修を容易化し、洗浄力の向上及び寿命の向上を
図った超音波洗浄機を提供する。〔構成〕隔壁（12) を介して上側には洗浄槽(10A) を
形成すると共に、下側には液体封入室（10B)の側壁面を
形成する耐溶媒性の素材から成る槽本体(10)と、その槽
本体を保持する基台（15）の上部において液体封入室
（10B ）の側壁面の下端部（11ａ）にこの下端部との液
密性を保ちながら着脱自在に装着される振動板（13）
と、この振動板の下面に定着された超音波振動子（17）
とを備え、好ましくは液体封入室(10B) 内に、液体供給
口(18)と液体排出口(19)を介して液体（L₂）を循環させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗浄液中に超音波を放
射することによってこの洗浄液中の洗浄対象物体の表面
を洗浄する超音波洗浄機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の超音波洗浄機は、図２に
示すように、洗浄槽１と、この洗浄槽１の底壁１ａ下面
に定着され図示しない発振部により駆動される超音波振
動子２と、洗浄槽１を支持する基台３と、洗浄槽１の底
部に開設されたドレイン４とからなる基本構造を備えて
いる。洗浄槽１に注入した洗浄液５中に洗浄対象物Ｗを
浸し、超音波振動子２を励振させて洗浄液５中に超音波
を放射し、これに伴い洗浄液５中に生じる攪拌作用やキ
ャビテーション等の作用によって、洗浄対象物Ｗの表面
に付着した油脂等の汚染物を迅速かつ完全に剥離除去す
るようになっている。

【０００３】ところで、洗浄液５として酸性やアルカリ
性の溶媒や有機溶媒を用いた溶媒洗浄を行う場合、洗浄
槽１がステンレス鋼からなる通常槽ではこのような溶媒
に腐食されてしまう。このため、洗浄槽１に例えばＰＶ
ＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の耐溶媒性に優れた合
成樹脂からなるものを用いるか、あるいは図３に示すよ
うに、通常のステンレス製洗浄槽１に水７を注入した状
態で、酸などの洗浄液５を充填したビーカーなどの内槽
６を水中に浸し、この内槽６内で洗浄対象物Ｗの洗浄を
行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による
と、洗浄槽１をＰＶＤＦ等の合成樹脂製とした場合は、
その底壁１ａ下面と超音波振動子２との接着強度に問題
があり、超音波振動子２を長時間連続的に励振させるこ
とによる温度上昇（約60℃以上となる）が、底壁１ａと
超音波振動子２との接着箇所の剥離をきたすことがあ
る。このため、洗浄液５の温度管理や接着部の温度管理
が難しく、洗浄力を高める目的で出力を増大させること
が困難であった。しかも、接着部に剥離が生じた場合
は、接着をやり直すことがユーザには困難であるため、
洗浄槽１全体を工場に運んで修理（振動子の交換・接着
等）をしなければならず、メンテナンス費用が高騰する
という問題がある。

【０００５】一方、図３に示す従来の洗浄法では、内槽
６内で洗浄を行うことから、洗浄対象物Ｗの大きさが著
しく制約される問題があり、しかも、洗浄槽１の底壁１
ａとガラス容器６との接触面が振動に伴う摩擦等により
発熱することもあり、この場合にも底壁１ａと内槽２と
の接着層が軟化あるいは劣化して超音波振動子２が剥離
・脱落する恐れがある。更には、内槽６の運動によっ
て、この内槽６の底面６ａと洗浄槽１の底壁１ａの間で
キャビテーションによる気泡が発生し、底壁１ａ側から
内槽６側へ伝達される振動エネルギを著しく減衰させて
洗浄力を低下させたり、洗浄槽１の底壁１ａを侵食した
り（エロージョン）、超音波振動子２が軽負荷状態で励
振されることにより寿命の短縮を招くという問題もあ
る。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、その主要な目的は、長時間駆動時の温
度上昇による超音波振動子の剥離を防止し、また、この
ような剥離が生じた場合の補修を容易化し、更に洗浄力
の向上及び寿命の向上を図ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記従来技術の問題点を
解決する本発明の超音波洗浄機は、隔壁を介して上側に
は洗浄槽を形成すると共に下側には液体封入室の側壁面
を形成する耐溶媒性の素材から成る槽本体と、この槽本
体を保持する基台上部において前記液体封入室の側壁面
の下端部にこの下端部との液密性を保ちながら着脱自在
に装着される振動板と、この振動板の下面に定着された
超音波振動子とを備えている。

【０００８】そして、本発明の好ましい実施例は、上記
液体封入室内に封入液体を循環させる給・排液機構を備
えるものである。

【０００９】

【作用】本発明の構成によれば、耐溶剤性の槽本体にお
ける上側の洗浄槽には水あるいは酸性溶剤等の洗浄液を
注入し、下端に振動板が封着された液体封入室には水等
の液体を封入充填し、超音波振動子の駆動によって発生
した超音波は、振動板から液体封入室内の封入液体及び
隔壁を介して洗浄槽内の洗浄液に放射され、この洗浄液
に浸漬された洗浄対象物の表面に対する洗浄作用を奏す
る。この場合、振動板と、隔壁の厚さと、振動板と隔壁
の間の封入液体層の深さは、それぞれの材質中の超音波
の音速を基礎として使用周波数の超音波のほぼ半波長又
はその整数倍となるように設定することによって、洗浄
槽内における超音波エネルギーの伝播が最も効率良くな
される。

【００１０】また、本発明の好ましい実施例によれば、
液体封入室内の液体は、液体供給口を介して外部から供
給する一方液体排出口から外部へ排出して常時循環させ
ることによって、超音波振動子と振動板の接着部や洗浄
槽で発生する熱が効率的に除去される。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の超音波洗浄機を、図１に示す
好適な一実施例を参照しながら説明すると、まず参照符
号１０は槽本体であって、側壁１１及びその高さ方向中
腹部の略水平な隔壁１２からなる断面略Ｈ形を呈してお
り、上端が開放された上側の洗浄槽１０Ａ及び下端が開
放された下側の液体封入室１０Ｂが、前記隔壁１２を介
して画成されている。この槽本体１０は、典型的には耐
溶媒性に優れたＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）で成
形されるが、その他にも、例えばナイロン、ポリ塩化ビ
ニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、あるいはＡＢＳ
樹脂等の合成樹脂材を用いることができる。

【００１２】参照符号１３はステンレス鋼等の金属から
なる振動板であって、前記液体封入室１０Ｂの下端開放
部すなわち前記側壁１１の下端部１１ａに、エラストマ
ー製パッキング１４を介して、基台１５の上端フランジ
部１５ａと共に複数の螺子部材１６により着脱自在に封
着されており、この振動板１３の下面には、図示しない
発振部によって励振される圧電効果型や磁歪効果型の超
音波振動子１７が、接着剤を介して強固に接着されてい
る。また、振動板１３は上記ステンレス鋼等の金属のほ
か、槽本体と同一の材質のものを用いることもできる。

【００１３】振動板１３には、液体封入室１０Ｂの底部
に連通する液体供給口１８が開設されており、また、槽
本体１０の側壁１１には、液体封入室１０Ｂの上部に連
通する液体排出口１９が開設されている。１８ａ，１９
ａはこれら液体供給口１８と液体排出口１９にそれぞれ
設けられた締切弁である。また、液体供給口１８は、槽
本体１０の側壁１１の最下部に開設することもできる。

【００１４】上述の構成を備える本実施例の超音波洗浄
機を用いて、洗浄対象物Ｗの表面を洗浄する方法につい
て説明すると、槽本体１０における洗浄槽１０Ａ内に
は、水あるいは酸性溶媒等よりなる洗浄液Ｌ1 が適当な
液位、例えば超音波振動子１７から放射される超音波の
半波長又はその整数倍に相当する液位まで注入される。
また、液体封入室１０Ｂ内には、液体供給口１８を外部
の市水給水手段に接続すると共に液体排出口１９を開放
するか、あるいはこれら液体供給口１８及び液体排出口
１９を図示しない液体循環供給装置に接続することによ
って、市水Ｌ2 を完全に充填すると共に、常時還流させ
る。

【００１５】この状態で超音波振動子１７を励振させる
と、これに接着された振動板１３が共振し、その上面か
ら超音波が液体封入室１０Ｂに封入された市水Ｌ2 中へ
放射され、さらに隔壁１２を透過して洗浄槽１０Ｂ内の
洗浄液Ｌ1 へ伝播される。なお、振動板１３の肉厚ｔ2
、液体封入室１０Ｂの内のりの高さｈ、隔壁１２の肉
厚ｔ1 及び洗浄槽１０Ａ内の洗浄液Ｌ1 の液位は、それ
ぞれ前記超音波の半波長または半波長の整数（ゼロを含
む）倍にほぼ等しい値に設定される。

【００１６】これにより、超音波振動子１７から放射さ
れる超音波は、振動板１３と液体封入室１０Ｂ内の市水
Ｌ2 との界面、市水Ｌ2 と隔壁１２との界面、隔壁１２
と洗浄液Ｌ1 との界面及び洗浄液Ｌ1 の液面に波形の腹
が存在する定在波となるので、これらの部分で音圧の変
化が最大となるような音場が形成される。一例として、
振動板１３の肉厚ｔ２と隔壁１２の肉厚ｔ1 は、半波長
のほぼゼロ倍、すなわち、半波長に比べて十分小さな値
に設定される。

【００１７】超音波振動子１７と振動板１３との接着部
や、洗浄槽１０Ｂ等における音圧の変化が最大となる部
分には、摩擦による熱が多少発生するが、その中間に位
置する液体封入室１０Ｂでは、市水Ｌ2 が外部から常時
流通されているため、その熱交換作用によって、外部へ
効率的に除去される。したがって、振動板１３と超音波
振動子１７の間に介在する接着剤が軟化あるいは劣化し
て剥離するような事態を有効に回避することができる。

【００１８】超音波振動子１７をステンレス鋼からなる
振動板１３に接着したものであるため、ＰＶＤＦからな
る洗浄槽の底面に接着したりこの洗浄層の成形の際にそ
の底面に一体化したりする従来の場合と比較して製造コ
ストが低廉となり、接着強度も十分に向上することがで
きる。しかも、万一振動板１３から超音波振動子１７が
剥離・脱落するといった不具合が発生したような場合
も、螺子部材１６を緩めるだけで振動板１３を槽本体１
０から取り外すことができるので、使用現場で容易に振
動板１３を交換することができるため補修が容易にな
り、それに要する費用も低減される。

【００１９】また、洗浄槽１０Ａを含む槽本体１０が、
耐溶媒性に優れた材質からなるものであることから、ス
テンレス槽の場合のように内槽を用いる必要がない。し
たがって、洗浄対象物Ｗの大きさの制約が緩和されるば
かりでなく、内槽を用いた場合にキャビテーションによ
って発生する気泡が超音波エネルギを減衰させるといっ
た現象が生じ得ないので、洗浄力が向上し、隔壁１２に
生じるエロージョンによって低負荷状態で超音波振動子
１７が駆動たりすることもない。

【００２０】なお、上述の構成において、液体供給口１
８及び液体排出口１９の開設位置あるいは開口方向は、
液体封入室１０Ｂ内に市水Ｌ2 の滞留部が形成された
り、空気溜りが形成されないように考慮して適宜に決定
され、超音波振動子１７の数や配置も、振動板１３の形
状や面積等によって決定され、液体封入室１０Ｂ内へ充
填する液体も、市水Ｌ2 にとくに限定されるものではな
い。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の超音波洗浄機によると、次に列挙するような効果を奏
することができる。 (1) 洗浄液に溶媒を用いる場合、この洗浄液を注入した
内槽に洗浄対象物を浸漬する必要がないので、内槽によ
る洗浄対象物の大きさの制約が緩和され、ガラス容器底
面での発泡による洗浄力低下、エロージョンの発生及び
低負荷駆動による超音波振動子の短命化を防止すること
ができる。 (2) 振動板を槽本体から簡単に取り外せる構成であるか
ら、超音波振動子が剥離した場合等の補修が容易であ
り、それに要する費用も低減できる。 (3) 超音波伝達媒体としての液体が液体封入室を流通す
ることによって、駆動時の温度上昇が抑えられ、材質の
劣化が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る超音波洗浄機の一実施例を示す概
略的な断面図である。

【図２】従来技術に係る超音波洗浄機の一例を示す概略
的な断面図である。

【図３】従来技術に係る超音波洗浄機の他の例を示す概
略的な断面図である。

【符号の説明】

１０槽本体１０Ａ洗浄槽１０Ｂ液体封入室１１側壁１２隔壁１３振動板１４パッキング１５基台１６螺子部材１７超音波振動子１８液体供給口１９液体排出口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隔壁を介して上側には洗浄槽を形成すると
共に下側には液体封入室の側壁面を形成する耐溶媒性の
素材から成る槽本体と、前記槽本体を保持する基台上部において前記液体封入室
の側壁面の下端部にこの下端部との液密性を保ちながら
着脱自在に装着される振動板と、この振動板の下面に定着された超音波振動子と、を具備
してなることを特徴とする超音波洗浄機。
【請求項２】請求項１において、前記液体封入室内に封入液体を循環させる給・排液機構
を備えたことを特徴とする超音波洗浄機。