JPH08131978A - 超音波洗浄装置 - Google Patents
超音波洗浄装置Info
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- JPH08131978A JPH08131978A JP25447594A JP25447594A JPH08131978A JP H08131978 A JPH08131978 A JP H08131978A JP 25447594 A JP25447594 A JP 25447594A JP 25447594 A JP25447594 A JP 25447594A JP H08131978 A JPH08131978 A JP H08131978A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超音洗浄装置において、互いに離れた２つの
周波数を連続的に変化させることにより超音波を洗浄液
中に放射して形成された２種類の定在波を移動させ、定
在波の音圧分布を均一にして洗浄ムラを少なくし洗浄効
果を向上させることにある。 【構成】 超音波洗浄装置は、第１系統１０１と第２系
統２０１を備えている。各系統１０１と２０１は、互い
に離れた中心周波数 f01、 f02を基準として一定の範囲
Ｆ1 、Ｆ 2で、所定の時間間隔τごとに周波数が連続的
に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11、Ｓ21を出
力する掃引発振部１０２、２０２を含んでいる。この中
心周波数 f01、 f02が２８ｋＨｚ、３８ｋＨｚの場合、
一定の範囲Ｆ1、Ｆ 2が２５ｋＨｚ〜３１ｋＨｚ、３４
ｋＨｚ〜４２ｋＨｚ、所定の時間間隔τが４０ｍｓであ
ることが好ましい。
周波数を連続的に変化させることにより超音波を洗浄液
中に放射して形成された２種類の定在波を移動させ、定
在波の音圧分布を均一にして洗浄ムラを少なくし洗浄効
果を向上させることにある。 【構成】 超音波洗浄装置は、第１系統１０１と第２系
統２０１を備えている。各系統１０１と２０１は、互い
に離れた中心周波数 f01、 f02を基準として一定の範囲
Ｆ1 、Ｆ 2で、所定の時間間隔τごとに周波数が連続的
に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11、Ｓ21を出
力する掃引発振部１０２、２０２を含んでいる。この中
心周波数 f01、 f02が２８ｋＨｚ、３８ｋＨｚの場合、
一定の範囲Ｆ1、Ｆ 2が２５ｋＨｚ〜３１ｋＨｚ、３４
ｋＨｚ〜４２ｋＨｚ、所定の時間間隔τが４０ｍｓであ
ることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波洗浄装置、特に所
定の時間間隔ごとに周波数が一定の範囲で連続的に変化
する２種類の掃引定在波を生じさせることにより、洗浄
ムラを少なくし洗浄効果を向上させた超音波洗浄装置に
関する。
定の時間間隔ごとに周波数が一定の範囲で連続的に変化
する２種類の掃引定在波を生じさせることにより、洗浄
ムラを少なくし洗浄効果を向上させた超音波洗浄装置に
関する。
【０００２】
（１）従来より、半導体部品等の固体を洗浄する場合に
は、超音波洗浄装置が使用されることは、よく知られて
いる。この超音波洗浄装置において、所定の高周波交流
を振動子に入力することにより洗浄液中に放射された超
音波は、入射後に液面で反射される。従って、超音波の
入射波と反射波とが合成され、見掛け上同一場所にとど
まって動かない定在波が形成される。この定在波の音圧
が最大となる腹の部分で洗浄液中に空洞が多く発生し
（キャビテーション）、この空洞の発生と消滅の繰り返
しにより被洗浄物表面の汚れが除去される。即ち、超音
波洗浄装置は、定在波の音圧の作用により、被洗浄物表
面の汚れを除去する装置であるといえる。
は、超音波洗浄装置が使用されることは、よく知られて
いる。この超音波洗浄装置において、所定の高周波交流
を振動子に入力することにより洗浄液中に放射された超
音波は、入射後に液面で反射される。従って、超音波の
入射波と反射波とが合成され、見掛け上同一場所にとど
まって動かない定在波が形成される。この定在波の音圧
が最大となる腹の部分で洗浄液中に空洞が多く発生し
（キャビテーション）、この空洞の発生と消滅の繰り返
しにより被洗浄物表面の汚れが除去される。即ち、超音
波洗浄装置は、定在波の音圧の作用により、被洗浄物表
面の汚れを除去する装置であるといえる。
【０００３】（２）このような超音波洗浄装置につい
て、従来は、使用される周波数が固定されているか可変
であるかを基準として、２周波固定方式と単周波可変方
式があることは、よく知られている。２周波固定方式
は、図６（Ａ）に示すように、２つの異なる周波数、例
えば、２８ｋＨｚと３８ｋＨｚの超音波７、８を振動子
３、６から放射させる方式である。即ち、２つの異なる
固有周波数を有する発振部１、４から発振された高周波
交流が、パワーアンプ２、５でそれぞれ増幅されて振動
子３、６に入力する。これにより、上述した２８ｋＨｚ
の超音波７と、３８ｋＨｚの超音波８が洗浄槽１８に満
たされた洗浄液１９中に放射され、上述した定在波１
４、１５がそれぞれ形成される。
て、従来は、使用される周波数が固定されているか可変
であるかを基準として、２周波固定方式と単周波可変方
式があることは、よく知られている。２周波固定方式
は、図６（Ａ）に示すように、２つの異なる周波数、例
えば、２８ｋＨｚと３８ｋＨｚの超音波７、８を振動子
３、６から放射させる方式である。即ち、２つの異なる
固有周波数を有する発振部１、４から発振された高周波
交流が、パワーアンプ２、５でそれぞれ増幅されて振動
子３、６に入力する。これにより、上述した２８ｋＨｚ
の超音波７と、３８ｋＨｚの超音波８が洗浄槽１８に満
たされた洗浄液１９中に放射され、上述した定在波１
４、１５がそれぞれ形成される。
【０００４】（３）また、単周波可変方式は、図６
（Ｂ）に示すように、１つの周波数、例えば３８ｋＨｚ
を一定の範囲で所定の時間間隔ごとに変化させることに
より、超音波１３を振動子１２から放射させる方式であ
る。即ち、発振部９から発振される高周波交流の単一の
周波数３８ｋＨｚを周波数可変部１０により、±０、５
〜±３、５ｋＨｚの範囲で一定時間ごとに変化させ、周
波数が変化している高周波交流をパワーアンプ１１で増
幅して振動子１２に入力させる。この場合も、超音波１
３が洗浄槽２０に満たされた洗浄液２１中に放射される
と、定在波１６ができる。しかも、この方式は、一定時
間ごとに単一周波数を変化させる方式であるので、上記
定在液１６の音圧分布が、矢印１７で示すように上下方
向に変わる。即ち、この方式は、一定時間ごとに周波数
を変化させることにより、定在波１６の形状を変え音圧
の作用する場所を変えているのである。
（Ｂ）に示すように、１つの周波数、例えば３８ｋＨｚ
を一定の範囲で所定の時間間隔ごとに変化させることに
より、超音波１３を振動子１２から放射させる方式であ
る。即ち、発振部９から発振される高周波交流の単一の
周波数３８ｋＨｚを周波数可変部１０により、±０、５
〜±３、５ｋＨｚの範囲で一定時間ごとに変化させ、周
波数が変化している高周波交流をパワーアンプ１１で増
幅して振動子１２に入力させる。この場合も、超音波１
３が洗浄槽２０に満たされた洗浄液２１中に放射される
と、定在波１６ができる。しかも、この方式は、一定時
間ごとに単一周波数を変化させる方式であるので、上記
定在液１６の音圧分布が、矢印１７で示すように上下方
向に変わる。即ち、この方式は、一定時間ごとに周波数
を変化させることにより、定在波１６の形状を変え音圧
の作用する場所を変えているのである。
【０００５】
（１）上記図６（Ａ）の２周波固定方式は、２つの固定
された周波数である２８ｋＨｚと３８ｋＨｚの定在波
７、８の音圧作用により、洗浄液１５内に浸漬された被
洗浄物が洗浄される。しかし、この方式（図６（Ａ））
は、定在波７、８の周波数が固定されているため、各定
在波７、８の境界領域で音圧の低い部分が残る。この結
果、図７（Ａ）に示すように、被洗浄物３０の表面を見
ると、汚れが落ちた部分３０ａ、３０ｂ・・・の間隔が
大きく、洗浄ムラが多い。
された周波数である２８ｋＨｚと３８ｋＨｚの定在波
７、８の音圧作用により、洗浄液１５内に浸漬された被
洗浄物が洗浄される。しかし、この方式（図６（Ａ））
は、定在波７、８の周波数が固定されているため、各定
在波７、８の境界領域で音圧の低い部分が残る。この結
果、図７（Ａ）に示すように、被洗浄物３０の表面を見
ると、汚れが落ちた部分３０ａ、３０ｂ・・・の間隔が
大きく、洗浄ムラが多い。
【０００６】（２）上記洗浄ムラを減少させるために提
案されたのが図６（Ｂ）の単周波可変方式であり、単周
波数３８ｋＨｚを一定の範囲で所定の時間間隔ごとに変
化させることにより、定在波１６の形状を変え音圧の分
布を均一にしている。即ち、この方式は（図６
（Ｂ））、周波数を変化させることにより、いわば定在
波１６を移動させ（矢印１７）、音圧分布を均一にして
洗浄ムラを少なくしようとするものである。しかし、単
一周波数であるために音圧の低い部分を定在波の全境界
領域にわたってなくすことはできず、図７（Ａ）に示す
ような洗浄ムラが形成されることには変わりがない。
案されたのが図６（Ｂ）の単周波可変方式であり、単周
波数３８ｋＨｚを一定の範囲で所定の時間間隔ごとに変
化させることにより、定在波１６の形状を変え音圧の分
布を均一にしている。即ち、この方式は（図６
（Ｂ））、周波数を変化させることにより、いわば定在
波１６を移動させ（矢印１７）、音圧分布を均一にして
洗浄ムラを少なくしようとするものである。しかし、単
一周波数であるために音圧の低い部分を定在波の全境界
領域にわたってなくすことはできず、図７（Ａ）に示す
ような洗浄ムラが形成されることには変わりがない。
【０００７】本発明の目的は、互いに離れた２つの周波
数を連続的に変化させることにより超音波を洗浄液中に
放射して形成された２種類の定在波を移動させ、定在波
の音圧分布を均一にして洗浄ムラを少なくし洗浄効果を
向上させることにある。
数を連続的に変化させることにより超音波を洗浄液中に
放射して形成された２種類の定在波を移動させ、定在波
の音圧分布を均一にして洗浄ムラを少なくし洗浄効果を
向上させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、第１系統１
０１と第２系統２０１を備え、各系統１０１と２０１
は、互いに離れた中心周波数 f01、 f02を基準として一
定の範囲Ｆ1 、Ｆ 2で、所定の時間間隔τごとに周波数
が連続的に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11、
Ｓ21を出力する掃引発振部１０２、２０２を含むことを
特徴とする超音波洗浄装置という技術的手段を講じてい
る。
０１と第２系統２０１を備え、各系統１０１と２０１
は、互いに離れた中心周波数 f01、 f02を基準として一
定の範囲Ｆ1 、Ｆ 2で、所定の時間間隔τごとに周波数
が連続的に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11、
Ｓ21を出力する掃引発振部１０２、２０２を含むことを
特徴とする超音波洗浄装置という技術的手段を講じてい
る。
【０００９】
【作用】従って、この発明の構成は、図１に示すよう
に、それぞれ第１系統１０１と第２系統２０１におい
て、互いに離れた中心周波数 f01、 f02を基準として一
定の範囲Ｆ1 、Ｆ 2で、所定の時間間隔τごとに周波数
が連続的に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11、
Ｓ21を出力させることにより、該掃引高周波交流Ｓ11、
Ｓ21に基づいて放射される超音波ＵＳ1 とＵＳ2 により
洗浄液２６中に形成される２種類の定在波Ｗ1 とＷ2 が
互いに移動し（図１、図２、図５の矢印Ｄ1 とＤ2 ）、
音圧の分布がより均一化して両定在波の境界領域におけ
る低音圧の部分が少なくなるように作用する。
に、それぞれ第１系統１０１と第２系統２０１におい
て、互いに離れた中心周波数 f01、 f02を基準として一
定の範囲Ｆ1 、Ｆ 2で、所定の時間間隔τごとに周波数
が連続的に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11、
Ｓ21を出力させることにより、該掃引高周波交流Ｓ11、
Ｓ21に基づいて放射される超音波ＵＳ1 とＵＳ2 により
洗浄液２６中に形成される２種類の定在波Ｗ1 とＷ2 が
互いに移動し（図１、図２、図５の矢印Ｄ1 とＤ2 ）、
音圧の分布がより均一化して両定在波の境界領域におけ
る低音圧の部分が少なくなるように作用する。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を、実施例により添付図面を参
照して、説明する。図２は、本発明の実施例を示す詳細
図である。同図において、参照符号１０１は第１系統、
２０１は第２系統、第１系統１０１と第２系統２０１に
ついての参照符号１０２、２０２は掃引発振部、１０
３、２０３はパワーアンプ、１０４、２０４は振動子、
更に、参照符号２５は洗浄槽である。
照して、説明する。図２は、本発明の実施例を示す詳細
図である。同図において、参照符号１０１は第１系統、
２０１は第２系統、第１系統１０１と第２系統２０１に
ついての参照符号１０２、２０２は掃引発振部、１０
３、２０３はパワーアンプ、１０４、２０４は振動子、
更に、参照符号２５は洗浄槽である。
【００１１】（１）構成 上記第１系統１０１は、掃引発振部１０２と、パワーア
ンプ１０３と、振動子１０４とから構成されている。
ンプ１０３と、振動子１０４とから構成されている。
【００１２】上記掃引発振部１０２は、周波数が、中心
周波数 f01（例えば、２８ｋＨｚ）を基準にして一定の
範囲Ｆ1 で（例えば、ほぼ±１０％の２５ｋＨｚ〜３１
ｋＨｚ）（図４）、所定の時間間隔τごとに（例えば、
４０ｍｓ）（図３）連続的に変化する掃引波の高周波交
流Ｓ11（図３（ｂ））を出力する装置である。
周波数 f01（例えば、２８ｋＨｚ）を基準にして一定の
範囲Ｆ1 で（例えば、ほぼ±１０％の２５ｋＨｚ〜３１
ｋＨｚ）（図４）、所定の時間間隔τごとに（例えば、
４０ｍｓ）（図３）連続的に変化する掃引波の高周波交
流Ｓ11（図３（ｂ））を出力する装置である。
【００１３】上記掃引発振部１０２は、図示するよう
に、例えば、鋸波発生器１０２Ａと、電圧制御発振器１
０２Ｂとから構成されており、鋸波発生器１０２Ａから
出力された信号Ｓ10（図３（ａ））を電圧制御発振器１
０２Ｂに入力し、その入力電圧を制御することにより、
周波数が連続的に変化する掃引波である掃引高周波交流
Ｓ11を出力する（図３（ｂ））。
に、例えば、鋸波発生器１０２Ａと、電圧制御発振器１
０２Ｂとから構成されており、鋸波発生器１０２Ａから
出力された信号Ｓ10（図３（ａ））を電圧制御発振器１
０２Ｂに入力し、その入力電圧を制御することにより、
周波数が連続的に変化する掃引波である掃引高周波交流
Ｓ11を出力する（図３（ｂ））。
【００１４】この掃引発振部１０２の他の実施例として
は、ＬＣ発振器やＲＣ発振器のコンデンサ（容量Ｃ）を
可変容量ダイオードによって構成し、その両端の電圧を
変化させることによりＣを変化させ、周波数が連続的に
変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11を出力しても
よい（図３（ｂ））。
は、ＬＣ発振器やＲＣ発振器のコンデンサ（容量Ｃ）を
可変容量ダイオードによって構成し、その両端の電圧を
変化させることによりＣを変化させ、周波数が連続的に
変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11を出力しても
よい（図３（ｂ））。
【００１５】上記パワーアンプ１０３は、電圧制御発振
器１０２Ｂから発振された掃引高周波交流Ｓ11（図３
（ａ））を増幅して、振動子１０４を駆動させるのに必
要な電力を有する増幅掃引高周波交流Ｓa11 を出力する
装置であり、例えば、Ｂ級Ｓ．Ｅ．Ｐ．Ｐ増幅器１０３
ａで構成されている。
器１０２Ｂから発振された掃引高周波交流Ｓ11（図３
（ａ））を増幅して、振動子１０４を駆動させるのに必
要な電力を有する増幅掃引高周波交流Ｓa11 を出力する
装置であり、例えば、Ｂ級Ｓ．Ｅ．Ｐ．Ｐ増幅器１０３
ａで構成されている。
【００１６】上記振動子１０４は、増幅掃引高周波交流
Ｓa11 により駆動し、所定の時間間隔τごとに周波数が
連続的に変化する掃引超音波ＵＳ1 を放出する電気音響
変換素子であり、例えば、磁歪材料や電歪材料により形
成されている。
Ｓa11 により駆動し、所定の時間間隔τごとに周波数が
連続的に変化する掃引超音波ＵＳ1 を放出する電気音響
変換素子であり、例えば、磁歪材料や電歪材料により形
成されている。
【００１７】上記洗浄槽２５は、洗浄液２６を満たし、
その中に被洗浄物（図示省略）を浸漬する容器であり、
掃引超音波ＵＳ1 とＵＳ2 により洗浄液２６中に形成さ
れた２種類の掃引定在波Ｗ1 、Ｗ2 が上下に移動するに
伴って（参照符号Ｄ1 、Ｄ2）呈する均一な音圧作用
で、被洗浄物の表面の汚れがムラなく除去される。
その中に被洗浄物（図示省略）を浸漬する容器であり、
掃引超音波ＵＳ1 とＵＳ2 により洗浄液２６中に形成さ
れた２種類の掃引定在波Ｗ1 、Ｗ2 が上下に移動するに
伴って（参照符号Ｄ1 、Ｄ2）呈する均一な音圧作用
で、被洗浄物の表面の汚れがムラなく除去される。
【００１８】一方、上記第２系統２０１は、掃引発振部
２０２と、パワーアンプ２０３と、振動子２０４とから
構成されいる。
２０２と、パワーアンプ２０３と、振動子２０４とから
構成されいる。
【００１９】第２系統２０１は、その掃引発振部２０２
において発振される掃引周波数の中心周波数 f02が第１
系統１０１の中心周波数 f01とは離れた、例えば、３８
ｋＨｚである点が（図４））、第１系統１０１と異なる
だけであり、連続的に変化する帯域幅の割合は同じであ
る（例えば、ほぼ±１０％の３４ｋＨｚ〜４２ｋＨ
ｚ）。また、掃引発振部２０２とパワーアンプ２０３と
振動子２０４の構成そのものは第１系統１０１と同じで
あるので、それぞれの構成の説明は省略する。
において発振される掃引周波数の中心周波数 f02が第１
系統１０１の中心周波数 f01とは離れた、例えば、３８
ｋＨｚである点が（図４））、第１系統１０１と異なる
だけであり、連続的に変化する帯域幅の割合は同じであ
る（例えば、ほぼ±１０％の３４ｋＨｚ〜４２ｋＨ
ｚ）。また、掃引発振部２０２とパワーアンプ２０３と
振動子２０４の構成そのものは第１系統１０１と同じで
あるので、それぞれの構成の説明は省略する。
【００２０】（２）動作 以下、上記構成を有する本発明の動作を、図２〜図５、
図７に基づいて、説明する。先ず、第１系統１０１を構
成する掃引発振部１０２の鋸波発生器１０２Ａからは、
周期４０ｍｓの鋸波信号Ｓ10が発生し（図３（ａ））、
該鋸波信号Ｓ10は次段の電圧制御発振器１０２Ｂに入力
する。
図７に基づいて、説明する。先ず、第１系統１０１を構
成する掃引発振部１０２の鋸波発生器１０２Ａからは、
周期４０ｍｓの鋸波信号Ｓ10が発生し（図３（ａ））、
該鋸波信号Ｓ10は次段の電圧制御発振器１０２Ｂに入力
する。
【００２１】電圧制御発振器１０２Ｂにおいては（図
２）、鋸波信号Ｓ10によりその入力電圧が制御され、図
３（ｂ）に示すように、所定の時間間隔τ＝４０ｍｓご
とに２５ｋＨｚから３１ｋＨｚまで（図４）周波数が連
続的に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11が出力
される。
２）、鋸波信号Ｓ10によりその入力電圧が制御され、図
３（ｂ）に示すように、所定の時間間隔τ＝４０ｍｓご
とに２５ｋＨｚから３１ｋＨｚまで（図４）周波数が連
続的に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ11が出力
される。
【００２２】本実施例では、周波数が変化する範囲は、
中心周波数 f01＝２８ｋＨｚを基準としてほぼ±１０％
の２５ｋＨｚ〜３１ｋＨｚである（図４）。また、この
中心周波数 f01＝２８ｋＨｚは、振動子１０４の共振周
波数である。
中心周波数 f01＝２８ｋＨｚを基準としてほぼ±１０％
の２５ｋＨｚ〜３１ｋＨｚである（図４）。また、この
中心周波数 f01＝２８ｋＨｚは、振動子１０４の共振周
波数である。
【００２３】電圧制御発振器１０２Ｂから発振された掃
引高周波交流Ｓ11は（図３（ｂ））、次段のパワーアン
プ１０３に入力される（図２）。パワーアンプ１０３で
は、入力した掃引高周波交流Ｓ11が増幅され、振動子１
０４を駆動させるのに十分な電力を有する増幅掃引高周
波交流Ｓa11 が出力され、振動子１０４に入力する。
引高周波交流Ｓ11は（図３（ｂ））、次段のパワーアン
プ１０３に入力される（図２）。パワーアンプ１０３で
は、入力した掃引高周波交流Ｓ11が増幅され、振動子１
０４を駆動させるのに十分な電力を有する増幅掃引高周
波交流Ｓa11 が出力され、振動子１０４に入力する。
【００２４】振動子１０４に増幅掃引高周波交流Ｓa11
が入力すると、該振動子１０４からは、超音波ＵＳ1 が
洗浄液２６中に放射される。この放射された超音波ＵＳ
1 は、周波数が、所定の時間間隔τごとに連続的に変化
する掃引波であり、その内容は、図３（ｂ）に示す掃引
高周波交流Ｓ11と対応している。
が入力すると、該振動子１０４からは、超音波ＵＳ1 が
洗浄液２６中に放射される。この放射された超音波ＵＳ
1 は、周波数が、所定の時間間隔τごとに連続的に変化
する掃引波であり、その内容は、図３（ｂ）に示す掃引
高周波交流Ｓ11と対応している。
【００２５】従って、この掃引超音波ＵＳ1 により洗浄
液２６内に形成された定在波Ｗ1 も、所定の時間間隔τ
ごとに周波数が連続的に変化する掃引定在波であり、波
長が変化することにより形状が変化して、上下方向に移
動する（図１、図２、図５の矢印Ｄ1 ）。このため、図
５に示すように、掃引定在波Ｗ1 の音圧の分布は、均一
になる。
液２６内に形成された定在波Ｗ1 も、所定の時間間隔τ
ごとに周波数が連続的に変化する掃引定在波であり、波
長が変化することにより形状が変化して、上下方向に移
動する（図１、図２、図５の矢印Ｄ1 ）。このため、図
５に示すように、掃引定在波Ｗ1 の音圧の分布は、均一
になる。
【００２６】即ち、図５において、最適液深Ｈは、掃引
定在波Ｗ1 の半波長λ／２の整数倍であり、音速をｃ、
周波数をｆとすれば、よく知られているように、波長λ
はλ＝ｃ／ｆで表される。音速ｃは一定であるから、本
発明により、上記周波数ｆを所定の時間間隔τごとに連
続的に変化させれば（図３（ｂ））、波長λもそれに伴
って連続的に変化することにより、図５に示すように、
掃引定在波Ｗ1 が移動し音圧が均一になる。
定在波Ｗ1 の半波長λ／２の整数倍であり、音速をｃ、
周波数をｆとすれば、よく知られているように、波長λ
はλ＝ｃ／ｆで表される。音速ｃは一定であるから、本
発明により、上記周波数ｆを所定の時間間隔τごとに連
続的に変化させれば（図３（ｂ））、波長λもそれに伴
って連続的に変化することにより、図５に示すように、
掃引定在波Ｗ1 が移動し音圧が均一になる。
【００２７】一方、第２系統２０１についても、上述し
た第１系統１０１と同様に、掃引発振部２０２を構成す
る鋸波発生器２０２Ａから（図２）、鋸波信号Ｓ20が発
生する（図３（ｃ））。この鋸波信号Ｓ20は、次段の電
圧制御発振器２０２Ｂに入力し（図２）、該電圧制御発
振器２０２Ｂの入力電圧が制御されることにより、図３
（ｄ）に示すように、中心周波数 f02＝３８ｋＨｚを基
準としてほぼ±１０％の一定の範囲、即ち、３４ｋＨｚ
から４２ｋＨｚまで（図４）４０ｍｓごとに（図３）周
波数が連続的に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ
21が発振される。
た第１系統１０１と同様に、掃引発振部２０２を構成す
る鋸波発生器２０２Ａから（図２）、鋸波信号Ｓ20が発
生する（図３（ｃ））。この鋸波信号Ｓ20は、次段の電
圧制御発振器２０２Ｂに入力し（図２）、該電圧制御発
振器２０２Ｂの入力電圧が制御されることにより、図３
（ｄ）に示すように、中心周波数 f02＝３８ｋＨｚを基
準としてほぼ±１０％の一定の範囲、即ち、３４ｋＨｚ
から４２ｋＨｚまで（図４）４０ｍｓごとに（図３）周
波数が連続的に変化する掃引波である掃引高周波交流Ｓ
21が発振される。
【００２８】電圧制御発振器２０２Ｂから発振された掃
引高周波交流Ｓ21は（図３（ｄ））、第１系統１０１と
同様に、次段のパワーアンプ１０３に入力することによ
り増幅され、振動子１０４を駆動させるのに十分な電力
を有する増幅掃引高周波交流Ｓa21 が出力され、振動子
１０４に入力する。
引高周波交流Ｓ21は（図３（ｄ））、第１系統１０１と
同様に、次段のパワーアンプ１０３に入力することによ
り増幅され、振動子１０４を駆動させるのに十分な電力
を有する増幅掃引高周波交流Ｓa21 が出力され、振動子
１０４に入力する。
【００２９】振動子１０４に増幅掃引高周波交流Ｓa21
が入力すると、該振動子１０４からは、周波数が所定の
時間間隔τごとに連続的に変化する掃引波である掃引超
音波ＵＳ2 が洗浄液２６中に放射されることにより、上
下方向に移動する掃引定在波Ｗ2 が形成される（図１、
図２、図５の矢印Ｄ2 ）。このため、図５に示すよう
に、掃引定在波Ｗ2 の音圧の分布は、均一になる。
が入力すると、該振動子１０４からは、周波数が所定の
時間間隔τごとに連続的に変化する掃引波である掃引超
音波ＵＳ2 が洗浄液２６中に放射されることにより、上
下方向に移動する掃引定在波Ｗ2 が形成される（図１、
図２、図５の矢印Ｄ2 ）。このため、図５に示すよう
に、掃引定在波Ｗ2 の音圧の分布は、均一になる。
【００３０】即ち、第１系統１０１について説明したの
と同様の理由により、本発明により、周波数ｆを所定の
時間間隔τごとに連続的に変化させれば（図３（ｄ）、
図４）、λ＝ｃ／ｆの式に従って波長λも連続的に変化
することになり、図５に示すように、掃引定在波Ｗ2 が
移動し（矢印Ｄ2 ）音圧が均一になる。
と同様の理由により、本発明により、周波数ｆを所定の
時間間隔τごとに連続的に変化させれば（図３（ｄ）、
図４）、λ＝ｃ／ｆの式に従って波長λも連続的に変化
することになり、図５に示すように、掃引定在波Ｗ2 が
移動し（矢印Ｄ2 ）音圧が均一になる。
【００３１】この結果、２種類の掃引定在波Ｗ1 とＷ2
が共に移動を繰り返し、両掃引定在波の境界領域におけ
る音圧の低い部分が少なくなり、音圧分布がより均一化
する（図５）。これにより、図７（Ｂ）に示すように、
被洗浄物４０の表面では、汚れが落ちた部分４０ａ、４
０ｂ・・・の間隔が狭まり、従来に比べて（図７
（Ａ））洗浄ムラが少なくなって洗浄効果が向上する。
が共に移動を繰り返し、両掃引定在波の境界領域におけ
る音圧の低い部分が少なくなり、音圧分布がより均一化
する（図５）。これにより、図７（Ｂ）に示すように、
被洗浄物４０の表面では、汚れが落ちた部分４０ａ、４
０ｂ・・・の間隔が狭まり、従来に比べて（図７
（Ａ））洗浄ムラが少なくなって洗浄効果が向上する。
【００３２】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、超音波
洗浄装置を、周波数が連続的に変化する掃引波である掃
引高周波交流を出力する掃引発振部で構成したことによ
り、２種類の掃引定在波Ｗ1 とＷ2 が共に移動を繰り返
し、両掃引定在波の境界領域における音圧の低い部分が
少なくなって音圧分布がより均一化したので、洗浄ムラ
が少なくなり洗浄効果が向上するという技術的効果を奏
することとなった。
洗浄装置を、周波数が連続的に変化する掃引波である掃
引高周波交流を出力する掃引発振部で構成したことによ
り、２種類の掃引定在波Ｗ1 とＷ2 が共に移動を繰り返
し、両掃引定在波の境界領域における音圧の低い部分が
少なくなって音圧分布がより均一化したので、洗浄ムラ
が少なくなり洗浄効果が向上するという技術的効果を奏
することとなった。
【００３３】
【図１】本発明の原理を示す図である。
【図２】本発明の実施例を示す図である。
【図３】本発明による信号波形図である。
【図４】本発明による周波数帯域を示す図である。
【図５】本発明による定在波の音圧分布を示す図であ
る。
る。
【図６】従来技術の説明図である。
【図７】従来技術と本発明との効果比較図である。
１０１ 第１系統 ２０１ 第２系統 １０２、２０２ 掃引発振部 １０３、２０３ パワーアンプ １０４、２０４ 振動子 １０２Ａ、２０２Ａ 鋸波発生器 １０２Ｂ、２０２Ｂ 電圧制御発振器 １０３ａ、２０３ａ Ｂ級Ｓ．Ｅ．Ｐ．Ｐ増幅器 ＵＳ1 、ＵＳ2 超音波 Ｗ1 、Ｗ2 定在波 ２５ 洗浄槽 ２６ 洗浄液
Claims (4)
- 【請求項１】 第１系統１０１と第２系統２０１を備
え、各系統１０１と２０１は、互いに離れた中心周波数
f01、 f02を基準として一定の範囲Ｆ1 、Ｆ 2で、所定
の時間間隔τごとに周波数が連続的に変化する掃引波で
ある掃引高周波交流Ｓ11、Ｓ21を出力する掃引発振部１
０２、２０２を含むことを特徴とする超音波洗浄装置。 - 【請求項２】 上記中心周波数 f01、 f02が２８ｋＨ
ｚ、３８ｋＨｚの場合、一定の範囲Ｆ1 、Ｆ 2が２５ｋ
Ｈｚ〜３１ｋＨｚ、３４ｋＨｚ〜４２ｋＨｚ、所定の時
間間隔τが４０ｍｓである請求項１記載の超音波洗浄装
置。 - 【請求項３】 上記掃引発振部１０２、２０２が鋸波発
生器１０２Ａ、２０２Ａと電圧制御発振器１０２Ｂ、２
０２Ｂで構成されている請求項１記載の超音波洗浄装
置。 - 【請求項４】 上記掃引発振部１０２、２０２がコンデ
ンサ容量が可変であるＬＣ発振器又はＲＣ発振器で構成
されている請求項１記載の超音波洗浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25447594A JPH08131978A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 超音波洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25447594A JPH08131978A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 超音波洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08131978A true JPH08131978A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17265568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25447594A Pending JPH08131978A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 超音波洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08131978A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003031540A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-01-31 | Toshiba Corp | 超音波洗浄ユニット、超音波洗浄装置、超音波洗浄方法、半導体装置の製造方法、及び液晶表示装置の製造方法 |
| GB2394180A (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-21 | Mcneil Ppc Inc | Ultrasonic method for cleaning teeth |
| KR100455688B1 (ko) * | 2000-09-11 | 2004-11-15 | 가부시끼가이샤 도시바 | 세정 방법 |
| JP2009125645A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Pre-Tech Co Ltd | 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法 |
| US8652262B2 (en) | 2007-03-14 | 2014-02-18 | Kaijo Corporation | Ultrasonic cleaning method for generating ultrasonic vibrations by a frequency modulated signal |
| JP2022025524A (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-10 | 本多電子株式会社 | 超音波洗浄装置 |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP25447594A patent/JPH08131978A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455688B1 (ko) * | 2000-09-11 | 2004-11-15 | 가부시끼가이샤 도시바 | 세정 방법 |
| JP2003031540A (ja) * | 2001-07-18 | 2003-01-31 | Toshiba Corp | 超音波洗浄ユニット、超音波洗浄装置、超音波洗浄方法、半導体装置の製造方法、及び液晶表示装置の製造方法 |
| GB2394180A (en) * | 2002-09-30 | 2004-04-21 | Mcneil Ppc Inc | Ultrasonic method for cleaning teeth |
| US8652262B2 (en) | 2007-03-14 | 2014-02-18 | Kaijo Corporation | Ultrasonic cleaning method for generating ultrasonic vibrations by a frequency modulated signal |
| JP2009125645A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Pre-Tech Co Ltd | 超音波洗浄装置及び超音波洗浄方法 |
| JP2022025524A (ja) * | 2020-07-29 | 2022-02-10 | 本多電子株式会社 | 超音波洗浄装置 |
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