JPH08309302A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 超音波洗浄ノズルと自動車車体の接触を避け
るために、超音波洗浄ノズルと被洗浄面である自動車車
体との距離を適度に保ちつつ、超音波洗浄水の洗浄効果
が高くなるような条件で、かつ適宜な量の洗浄水で、超
音波洗浄水による自動車車体の洗浄を行う。 【構成】 水源と連通するケーシングに超音波発生手段
を設け、水源から供給される流水に超音波振動を与えて
超音波洗浄水を生成し、該洗浄水を被洗浄物に向けて放
水することにより洗浄をはかるタイプの洗浄装置におい
て、前記ケーシングの洗浄水吐出口と被洗浄面との距離
を３０ｍｍ以上として洗浄するものとし、洗浄水吐出口
の直径を８ｍｍ〜１１ｍｍとする。また、同洗浄装置に
おいて、特に洗浄水吐出口と被洗浄面との距離を３０ｍ
ｍ〜１５０ｍｍとして洗浄するものとし、洗浄水吐出口
の直径を９ｍｍとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水源から供給される流
水に超音波エネルギーを与え、この超音波洗浄水を被洗
浄物に放出して洗浄を行うタイプの流水式超音波洗浄装
置において、特に自動車の車体の洗浄に適した洗浄装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の装置として、水源から洗浄
水が供給されるノズルケーシングに超音波振動子を設
け、洗浄水に超音波振動を伝搬して超音波洗浄水を生成
し、この洗浄水を洗浄物に向かって放出し洗浄を行うタ
イプの洗浄装置が知られている。このような洗浄装置で
は、ノズルケーシングの吐出口と被洗浄面との距離や、
ノズルケーシングの吐出口の直径は、洗浄装置のそれぞ
れの用途や設置状況等に応じて任意に定められていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】超音波洗浄装置で自動
車車体を洗浄する場合、ノズル吐出口と自動車車体との
距離は近いほど良いが、あまり近いとノズルを自動車車
体に接近制御することが難しく、自動車車体とノズルが
接触して自動車車体およびノズルを損傷させる恐れがあ
る。しかし、ノズル吐出口と自動車車体との距離が遠す
ぎると、超音波の音圧が低下し、洗浄力が落ちるという
問題が生じる。この場合、超音波の出力を上げてやれば
洗浄力は高まるが、超音波振動子の性能に限界があるの
で、最適な音圧まで上げるのは難しい。

【０００４】また、ノズル吐出口は、小さいと洗浄でき
る面積が小さくなり、これを自動車車体の洗浄に用いた
場合、自動車車体全体の洗浄を行うには時間がかかると
いう問題が生じる。しかし、吐出口が大きいと、洗浄水
の流量が多くなり、多量の洗浄水が必要となる問題があ
る。

【０００５】本発明は、これらの条件のもとで、自動車
車体の洗浄に最適な超音波洗浄ノズルを提供するもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このために本発明は、水
源と連通するケーシングに超音波発生手段を設け、水源
から供給される流水に超音波振動を与えて超音波洗浄水
を生成し、該洗浄水を被洗浄物に向けて放水することに
より洗浄をはかるタイプの洗浄装置において、前記ケー
シングの洗浄水吐出口と被洗浄面との距離を３０ｍｍ以
上として洗浄するものとし、洗浄水吐出口の直径を８ｍ
ｍ〜１１ｍｍとする。

【０００７】また、本発明は、同洗浄装置において、特
に洗浄水吐出口と被洗浄面との距離を３０ｍｍ〜１５０
ｍｍとして洗浄するものとし、洗浄水吐出口の直径を９
ｍｍとする。

【０００８】

【作用】これにより、超音波洗浄ノズルと自動車車体の
接触を避けるために、超音波洗浄ノズルと被洗浄面であ
る自動車車体との距離を適度に保ちつつ、超音波洗浄水
の洗浄効果が高くなるような条件で、かつ適宜な量の洗
浄水で、超音波洗浄水による自動車車体の洗浄が行え
る。

【０００９】

【実施例】以下、図面を基に、本発明の実施例について
説明する。図１は本発明の一実施例の説明図である。こ
こで超音波洗浄装置１は、超音波振動子ユニット２を備
えた超音波発生装置３と、先端に吐出口４を備えたノズ
ル装置５とから成り、両装置３・５は同心に接合連結さ
れ外形略円柱状に形成されている。超音波振動子ユニッ
ト２の振動子面Ｓと、吐出口４との距離は、超音波振動
の音圧が最高となる位置になるように設けられる。

【００１０】超音波発生装置３は、ノズル装置５側の端
部に外フランジ６および内フランジ７を形成した円筒形
のケース８を備え、超音波振動子ユニット２は、ケース
８の内フランジ７で支持され振動子面Ｓをノズル装置５
側へ露出させている。９は振動子ユニット２を固定する
押さえ板で、絶縁スペーサー１０を介してケース８内に
取り付けられ、振動子ユニット２の周縁と接して内フラ
ンジ７との間に振動子ユニット２を挟み込むように固定
する。１１はケース８内への水等の浸入を防止するカバ
ーで、中央に電源コード挿通穴１２が穿設されケース８
の上端よりネジ込まれている。

【００１１】ケース８と押さえ板９とは金属等の導電体
から成り、両者はプラスチック製の絶縁スペーサー１０
により絶縁されている。１３は導電性ゴムから成るパッ
キングで、ケース８の内フランジ７と振動子ユニット２
との間を導電性を保ちつつシールしている。カバー１１
の挿通穴１２より通される電源コード（図示しない）は
ケース８内においてケース８と押さえ板９とにそれぞれ
接続され、振動子ユニット２へ給電される。

【００１２】ノズル装置５は、超音波振動装置３の外フ
ランジ６とフランジ１４において接合される外ケース１
５と、該外ケース１５にネジ込み固定され外側先端に吐
出口４を形成した内ケース１６とから成っている。

【００１３】外ケース１５は、流水口となる導水管１７
を設け、内ケース１６の外周に導水管１７と連通したリ
ング上の流水路１８を形成する。内ケース１６は、外側
先端の吐出口４に向かって先細りとなり流水を収束させ
るようテーパー状に壁面を形成したノズル室１９を形成
する。また内ケース１６は、その内側先端が超音波発生
装置３の内フランジ７に対し、所定間隔Ａを保持するよ
うに外ケース１５に取り付けられ、この間隔Ａにおいて
ノズル室１９を流水路１８と連通させ、導水管１７から
の流水を流水路１８を介してノズル室１９内へもたら
す。

【００１４】２０は外ケース１５と一体に形成された隔
壁で、内側で内ケース１６の外壁に接し流水路１８を遮
るように形成され、この隔壁２０には一定の間隔で複数
の通水用開口２１が穿設されている。

【００１５】以上のように構成される実施例によれば、
導水管１７より流水路１８へ流入した洗浄水は、隔壁２
０でノズル室１９側への流水が制限されるので、隔壁２
０上流の流水路１８全体へ行き渡り、開口２１から場所
に応じ偏りの少ない流圧（隔壁２０がない場合は、導水
管１７に近い位置と離れた位置とでは同じ流水路でも流
圧が大きく異なるが）で下流側へ送られる。そして、前
記間隔Ａにおいてノズル室１９の全周より一斉に室内へ
流れ込み吐出口４に向かって流下する。ここで、超音波
振動子ユニットへ給電してやれば、振動子面Ｓより上記
流水に超音波が照射され、流水と共に被洗浄面へもたら
せることになる。

【００１６】図２は、この洗浄装置で自動車車体を洗浄
する例を示したもので、ノズル吐出口は８〜１１ｍｍ
に、被洗浄面である自動車車体との距離は３０ｍｍ以上
に設定される。

【００１７】ところで、本願発明者は、超音波洗浄装置
で自動車車体を洗浄する場合に最適の発振周波数を求め
るために種々の実験を行ったが、２００〜６００ＫＨｚ
のときが全体的に汚れ落ちがよく、８００ＫＨｚ，１Ｍ
Ｈｚといった周波数では、汚れが良く落ちている部分と
そうでない部分があるという結果が得られた。この結果
を図３に示す洗浄特性に基づいて説明すると、図３
（ａ）に示すように、高周波発振による洗浄では、超音
波の指向性が鋭くなり、放水された流水の中心部に超音
波エネルギーが集中的に伝播されてしまう。従って、有
効な洗浄が行なえる範囲が小さくなってしまい、効率の
よい洗浄が行なえない。このことから、８００ＫＨｚ以
上の高周波発振により車体全体を洗浄するのには、ノズ
ルの数が増える，時間がかかる，水量が増える等の問題
が生じると考えられる。これに対し、図３（ｂ）に示す
ように、２００〜６００ＫＨｚでは、高周波発振に比べ
て指向性は鋭くなく、放水された流水幅と略同じ幅で超
音波エネルギーが伝播されるので、効率のよい洗浄が行
える。中でも４００ＫＨｚでは、超音波エネルギーはほ
とんど損失なく伝播され、極めて高い洗浄効果が認めら
れた。

【００１８】図４，図５，図６は、超音波洗浄装置にお
ける吐出口から被洗浄面までの距離に対する超音波の音
圧の変化を、それぞれのノズルの吐出口の直径について
示した図である。図４は振動子の直径５０ｍｍ，周波数
３１４ＫＨｚ，電力５５Ｗ，流水の流速１２５ｃｍ／ｓ
のときの特性図で、吐出口から被洗浄面までの距離が０
〜５ｍｍ程度のときは吐出口の直径が６ｍｍのときが、
吐出口から被洗浄面までの距離が５ｍｍ〜１５ｍｍ程度
のときは吐出口の直径が８ｍｍのときが、吐出口から被
洗浄面までの距離が１５ｍｍ〜３０ｍｍ程度のときは吐
出口の直径が９ｍｍのときが、吐出口から被洗浄面まで
の距離が３０ｍｍ以上のときは吐出口の直径が１１ｍｍ
のときが一番音圧が高く、従って効果の高い洗浄が行え
る。従って、自動車車体の洗浄に適した３０ｍｍ以上の
距離を想定した場合には、吐出口の直径は１１ｍｍが最
適であることがわかる。

【００１９】図５は振動子の直径５０ｍｍ，周波数４０
０ＫＨｚ，電力４３Ｗ，流水の流速１２５ｃｍ／ｓのと
きの特性図で、吐出口から被洗浄面までの距離が０〜２
５ｍｍ程度のときは吐出口の直径が８ｍｍのときが、吐
出口から被洗浄面までの距離が２５ｍｍ〜１０５ｍｍ程
度のときは吐出口の直径が９ｍｍのときが、吐出口から
被洗浄面までの距離が１０５ｍｍ以上のときは吐出口の
直径が１１ｍｍのときが一番音圧が高く、従って効果の
高い洗浄が行える。従って、自動車車体の洗浄に適した
３０ｍｍ以上の距離を想定した場合には、吐出口の直径
は９ｍｍあるいは１１ｍｍが最適であることがわかる。

【００２０】図６は振動子の直径５０ｍｍ，周波数５６
６ＫＨｚ，電力６０Ｗ，流水の流速１２５ｃｍ／ｓのと
きの特性図で、吐出口から被洗浄面までの距離が５〜３
５ｍｍ程度のときは吐出口の直径が６ｍｍのときが、吐
出口から被洗浄面までの距離が３５ｍｍ〜１０５ｍｍ程
度のときは吐出口の直径が８ｍｍのときが、吐出口から
被洗浄面までの距離が１０５ｍｍ以上のときは吐出口の
直径が１１ｍｍのときが一番音圧が高く、従って効果の
高い洗浄が行える。従って、自動車車体の洗浄に適した
３０ｍｍ以上の距離を想定した場合には、吐出口の直径
は８ｍｍあるいは１１ｍｍが最適であることがわかる。

【００２１】この中でも、周波数４００ＫＨｚのとき
で、吐出口の直径が９ｍｍのときが、出力や効率の面か
ら一番効率的な洗浄が行えるものと判断できる。

【００２２】

【発明の効果】以上説明した通り、この発明は、水源と
連通するケーシングに超音波発生手段を設け、水源から
供給される流水に超音波振動を与えて超音波洗浄水を生
成し、該洗浄水を被洗浄物に向けて放水することにより
洗浄をはかるタイプの洗浄装置において、前記ケーシン
グの洗浄水吐出口と被洗浄面との距離を３０ｍｍ以上と
して洗浄するものとし、洗浄水吐出口の直径を８ｍｍ〜
１１ｍｍとする。また、特に洗浄水吐出口と被洗浄面と
の距離を３０ｍｍ〜１５０ｍｍとして洗浄するものと
し、洗浄水吐出口の直径を９ｍｍとする。

【００２３】これにより、超音波洗浄ノズルと被洗浄面
である自動車車体との距離を適度に保って、ノズルと自
動車車体の接触を避け、超音波洗浄水による洗浄を、適
宜な水量で、効果的に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の断面説明図である。

【図２】本発明の実施例の説明図である。

【図３】周波数による洗浄効果の違いを示す説明図であ
る。

【図４】吐出口の直径の違いによる距離と音圧の関係を
示す説明図である。

【図５】吐出口の直径の違いによる距離と音圧の関係を
示す説明図である。

【図６】吐出口の直径の違いによる距離と音圧の関係を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ 超音波洗浄装置 ２ 超音波振動子ユニット ３ 超音波発生装置 ４ 吐出口 ５ ノズル装置 １７ 導水管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高澤 和哉 長野県更埴市大字雨宮1825番地 エムケー 精工株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水源と連通するケーシングに超音波発生
   手段を設け、水源から供給される流体に超音波振動を与
   えて超音波洗浄水を生成し、該洗浄水を被洗浄物に向け
   て放水することにより洗浄をはかるタイプの洗浄装置に
   おいて、前記ケーシングの洗浄水吐出口と被洗浄面との
   距離を３０ｍｍ以上として洗浄するものとし、洗浄水吐
   出口の直径を８ｍｍ〜１１ｍｍとすることを特徴とする
   超音波洗浄装置。
2. 【請求項２】 水源と連通するケーシングに超音波発生
   手段を設け、水源から供給される流体に超音波振動を与
   えて超音波洗浄水を生成し、該洗浄水を被洗浄物に向け
   て放水することにより洗浄をはかるタイプの洗浄装置に
   おいて、前記ケーシングの洗浄水吐出口と被洗浄面との
   距離を３０ｍｍ〜１５０ｍｍとして洗浄するものとし、
   洗浄水吐出口の直径を約９ｍｍとすることを特徴とする
   超音波洗浄装置。