WO2004075706A1 - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

ノズルの先端から洗浄液を被洗浄物又は被洗浄箇所に向けて噴射して洗浄する超音波洗浄装置において、超音波振動子により発生された超音波振動を効率よく洗浄液に伝播させるために、超音波振動子が結合された超音波伝達体の一部を、洗浄液が充填されるノズルの空洞部に突出させる。また、超音波伝達体の先端部に向かって徐々にその断面積が小さくなるように形成し、超音波振動を超音波伝達体の端面に収束させる。さらに、超音波振動子と超音波伝達体の長さを超音波定在波振動の半波長の長さの整数倍とし、洗浄液に対して超音波が放射される超音波伝達体の端面を、振幅が最大となる超音波定在波振動の腹となる位置に配置する。

Description

明 細 書 超音波洗浄装置

技術分野

本発明は、 超音波振動を利用した洗浄装置、 特に、 超音波による振動エネルギ 一が伝播された洗浄液（washing)をノズルから噴射させることによつて被洗浄物 又は被洗浄箇所を洗浄する超音波洗浄装置（ultrasonic washer)に関する。 背景技術

例えば特開平 6— 2 1 8 3 3 7号公報には、 図 3 7に示すような超音波振動の エネルギーが与えられた洗浄液をノズルから嘖射させて被洗浄物又は被洗浄箇所 を洗浄する超音波洗浄装置 5 2 0が提案されている。

従来の超音波洗浄装置 5 2 0は、 駆動回路 5 2 1と、 駆動回路 5 2 1により駆 動される超音波振動子 5 2 2と、 超音波振動子 5 2 2により発生された超音波振 動を伝達するための超音波伝達体 5 2 3と、 超音波伝達体 5 2 3に接続されたコ ーン（cone) 5 2 4と、 コーン 5 2 4に接続され、 超音波伝達体 5 2 3及びコーン 5 2 4を介して超音波が伝達されるホーン（horn)を兼ねたノズル 5 2 5と、 ノズ ル 5 2 5の内部に洗浄液を供給するための給水管 5 2 6などで構成されている。 ノズル 5 2 5の内部には、 その先端の開口に向けて複数の流路が形成されており、 洗浄液がノズル 5 2 5の流路を通過する際に、 ノズル 5 2 5に伝播された超音波 振動が、 さらに洗浄液に伝播される。 そして、 ノズル 5 2 5の先端の開口から超 音波振動が伝播された洗浄液が噴射される。 この超音波洗浄装置 5 2 0は非接触 であるため、 表面の凹凸が大きい被洗浄箇所でも洗浄することができる。

しかしながら、 従来の超音波洗浄装置 5 2 0では、 超音波振動子 5 2 2により 発生された超音波振動は、 超音波伝達体 5 2 3及びコーン 5 2 4を介してノズル 5 2 5に伝達され、 さらにノズル 5 2 5の流路を洗浄液が通過する際に、 ノズル 5 2 5の各流路の側壁から洗浄液に伝播される。 そのため、 超音波振動の伝達効 率が低いので、 超音波振動子 5 2 2の出力が小さいと、 ノズル 5 2 5から噴射さ れる洗浄液中に十分な泡が発生せず、 キヤビテーション効果による十分な洗浄力 が得られない可能性がある。 一方、 超音波振動子 5 2 2の出力を高く しすぎると、 超音波加湿器のように、 洗净液が霧状になってしまい、 十分な洗浄力が得られな くなる可能性が高い。

さらに、 従来の超音波洗浄装置 5 2 0 'は、 上記公報に記載されているように、 例えば建物の側壁を洗浄する大型の超音波洗浄装置であって、 駆動回路 5 2 1が 本体とは別に設けられているなど、 ユーザが手持ちで使用するには適さない構造 である。 発明の開示

本発明の目的は、 洗浄液を被洗浄物又は被洗浄箇所に噴射して洗浄する超音波 洗浄装置において、 超音波振動子により発生される超音波振動を効率よく洗浄液 に伝播させることができ、 超音波振動子の出力を最適化して、 被洗浄物又は被洗 浄箇所の性質や汚れ具合に応じて十分な洗浄力が得られ、 被洗浄物又は被洗浄箇 所を効率よく洗浄することが可能な超音波洗浄装置を提供することにある。

また、 本発明の別の目的は、 例えば爪に塗布したマニキュアを剥がしたり、 歯 に付着した歯垢を除去したりする際に、 ユーザが手軽に手持ちで使用できる超音 波洗浄装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、 本発明の一態様に係る超音波洗浄装置は、 本体及ぴ ノズル部を有するハウジングと、 前記ノズル部の空洞に洗浄液を供給するための 給水管と、 前記ハウジングの本体の内部に収容され、 超音波振動を発生させる超 音波振動子と、 前記ハウジングの本体の内部に収容され、 前記超音波振動子を駆 動する駆動回路と、 前記本体の內部と前記ノズル部の空洞にそれぞれ突出するよ うに設けられ、 前記本体側の部分に前記超音波振動子が固定され、 超音波振動子 により発生された超音波振動を前記ノズル部側の端面から前記ノズル部の空洞に 供給された洗浄液に対して直接伝播させる超音波伝達体とを備える。

このような構成によれば、 超音波振動子により発生された超音波振動が、 超音 波伝達体のみを介して洗浄液に伝播されるので、 エネルギーロスが少なくなり、 超音波振動の伝達効率が高くなる。 そのため、 従来の超音波洗浄装置に比べて超 音波振動子の出力を小さくしても、 十分な洗浄力が得られる。 そのため、 被洗浄 物又は被洗浄箇所の性質や汚れ具合に応じて超音波振動子の出力を最適に調節す ることにより、 洗浄液が霧状化することもなく、 被洗浄物又は被洗浄箇所を効率 よく洗浄することができる。 また、 駆動回路をハウジングの本体部に収容してい るため、 コードが邪魔にならず操作性が向上するので、 ユーザが手軽に手持ちで 使用することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の第 1の実施の形態に係る超音波洗浄装置の一構成例を示す断 面図である。

図 2 A〜図 2 Fは、 それぞれ洗浄液を噴射する超音波洗浄装置の用途例を示す 図である。

図 3は、 第 1の実施の形態に係る超音波洗浄装置の他の構成例を示す断面図で る。

図 4は、 本発明の第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置の一構成例を示す断 面図である。

図 5は、 第 2の実施の形態における超音波振動子と超音波伝達体を接合した長 さと超音波定在波振動の波長との関係を模式的に示す図である。

図 6は第 2の実施の形態において超音波振動子の厚さ方向の振動を利用して超 音波伝達体を振動させている状態を模式的に示す図である。

図 7 Aは、 第 2の実施の形態における超音波振動子と超音波伝達体を組み立て る前の状態を示す図であり、 図 7 B及び図 7 Cは、 それぞれ超音波振動子と超音 波伝達体を組み立てた状態を示す断面図及び外観図である。

図 8 A及ぴ図 8 Bは、 それぞれ超音波振動子及ぴ超音波伝達体によるボルト締 めランジュバン型振動子の取り付け構造を示す図である。

図 9 Aは、 ボルト締めランジュバン型振動子のさらに具体的な構成を示す側面 図であり、 図 9 Bは、 その分解斜視図である。

図 1 0 A及ぴ図 1 0 Bは、 それぞれ超音波振動子の結線例を示す図である。 図 1 1は、 第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置の他の構成例を示す断面図 である。 図 1 2 A及び図 1 2 Bは、 それぞれポンプを連続駆動した場合及び間欠駆動し た場合における洗浄液の噴射状態を示す図である。

図 1 3は、 第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 1 4は、 第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 1 5 A及ぴ図 1 5 Bは、 それぞれ超音波洗浄装置のノズルの先端に延長管を 装着した変形例を示す図である。

図 1 6は、 第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 1 7は、 第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 1 8 A、 図 1 8 B及び図 1 8 Cは、 それぞれ超音波洗浄装置のノズルの先端 に先が曲がつた延長管及びブラシを装着した変形例を示す図である。

図 1 9 Aは、 ハウジングのうちノズル部を本体から取り外し可能にした変形例 を示し、 図 1 9 Bは、 さらに超音波伝達体を超音波振動子と分離できるようにし た変形例を示す。

図 2 0は、 第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 2 1は、 本発明の第 3の実施の形態に係る超音波洗浄装置の一構成例を示す 断面図である。

図 2 2は、 第 3の実施の形態に係る超音波洗浄装置の他の構成例を示す断面図 ある。

図 2 3は、 第 3の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 2 4は、 第 3の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 2 5は、 第 3の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。 図 2 6 A、 図 2 6 B及び図 2 6 Cは、 それぞれ本発明の第 4の実施の形態に係 る超音波洗浄装置で用いられる超音波振動子及び超音波伝達体で構成された振動 子の構成を示す図である。

図 2 7は、 第 4の実施の形態に係る超音波洗浄装置の一構成例を示す断面図で ある。

図 2 8は、 第 4の実施の形態に係る超音波洗浄装置の他の構成例を示す断面図 である。

図 2 9は、 第 4の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 3 0は、 図 2 9に示す超音波洗浄装置の用途例を示す図である。

図 3 1は、 図 2 9に示す超音波洗浄装置における超音波伝達体の超音波放射面 の超音波振動子と超音波伝達体の接合面に直交する方向に対する傾斜角を Θを示 す図である。

図 3 2は、 第 4の実施の形態に係る超音波洗浄装置のさらに他の構成例を示す 断面図である。

図 3 3は、 図 3 2に示す超音波洗浄装置において、 超音波伝達体の内部を伝播 する超音波振動が、 超音波放射面の凹部に集中する状態を示す断面図である。 図 3 4は、 図 3 2に示す超音波洗浄装置に用いられる超音波伝達体の他の構成 を示す断面図である。

図 3 5は、 図 3 2に示す超音波洗浄装置に用いられる超音波伝達体のさらに他 の構成を示す断面図である。

図 3 6は、 図 3 2に示す超音波洗浄装置に用いられる超音波伝達体のさらに他 の構成を示す断面図である。

図 3 7は、 従来の超音波洗浄装置の構成を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

第 1の実施の形態

本発明の第 1の実施の形態に係る超音波洗浄装置 1 0の構成を図 1に示す。 超 音波洗浄装置 1 0は、 絶縁性の合成樹脂などで形成されたハウジング 1 2を備え る。 ハウジング 1 2の内部には、 超音波振動子 1 4と、 超音波振動子 1 4が接合 された超音波伝達体 1 6、 超音波振動子 1 4を駆動する駆動回路 1 8などが設け られている。

ハウジング 1 2は、 略筒状の本体（main body) 2 2と、 本体 2 2の一端に連結 されたノズル部（nozzle unit) 2 4などで構成されている。 ノズル部 2 4には、 給水管 2 0が接続されており、 図示しない洗浄液タンクからノズル部 2 4の内部 の空洞（cavity) 2 6に洗浄液が供給される。 ノズル部 2 4は、 例えば円錐台形状 を有しており、 ハウジング 1 2の先端に近づくほどその断面積が小さくなるよう に形成されている。 また、 ノズル部 2 4の先端は開口しており、 洗浄液の噴射口 2 8として機能する。

超音波伝達体 1 6は、 本体 2 2の内部とノズル部 2 4の空洞 2 6にそれぞれ突 出するように設けられている。 そのため、 超音波伝達体 1 6から、 ノズル部 2 4 の空洞 2 6に充填された洗浄液に対して、 超音波振動子 1 4により発生された超 音波が直接伝播される。 なお、 ノズル部 2 4は、 例えば空洞 2 6の洗浄などのた めに、 本体 2 2に固定された内側部材 3 0と、 内側部材 3 0に対して着脱可能な 外側部材 3 2で構成されている。 あるいは、 ノズル部 2 4の内側部材 3 0と外側 部材 3 2を一体的に形成し、 本体 2 2に対して取り外し可能に構成してもよい。 ハウジング 1 2のノズル部 2 4は、 その底部の超音波伝達体 1 6から噴射口 2 8に向かって徐々に断面積が狭くなるように円錐台形状（frustum shape)を有し ているので、 超音波伝達体 1 6から伝達された超音波振動は中央部に収束され、 噴射口 2 8に集中される。 その結果、 嘖射ロ 2 8から噴射される洗浄液に対して 効率よく超音波振動のエネルギーを伝播することができる。 このように、 超音波 振動子 1 4が接合され、 超音波振動子 1 4によって発生される超音波振動を伝達 させるための超音波伝達体 1 6を直接洗浄液に接触させて、 超音波振動を洗浄液 に伝播させているので、 上記従来の超音波洗浄装置に比べて超音波振動の伝達効 率が非常に高くなる。 そのため、 超音波振動子 1 4の出力を最適化することによ り、 被洗浄物又は被洗浄箇所の性質や汚れ具合に応じて十分な洗浄力が得られ、 被洗浄物又は被洗浄箇所を効率よく洗浄することができる。

超音波振動子 1 4は、 例えばチタン酸鉛などのセラミックス材料や水晶などで 形成された圧電振動子を用いており、 圧電振動子の厚さ方向の変形を利用して、 振動を発生させている。 超音波伝達体 1 6は、 金属材料により、 椀型（bowl shape)に形成されており、 その内底面 3 4に超音波振動子 1 4が固定されている。 超音波伝達体 1 6の開口側端部近傍には、 椀型をなす側壁から外向きに突出した フランジ状の支持部 3 6が形成されており、 外底面 3 8が噴射口 2 8側に向くよ うにハウジング 1 2の内側に取り付けられている。 その結果として、 超音波伝達 体 1 6及び支持部 3 6でノズル部 2 4の底壁の一部を構成する。 超音波伝達体 1 6の材料としては、 アルミニウムなどの軽金属、 アルミニウム合金やチタン合金 などの軽合金を用いることができる。 これらの材料は、 防鲭などの観点から表面 にアルマイト処理やイオンプレーティング処理などの防鲭処理を施すことが好ま しい。

駆動回路 1 8は、 プリント回路基板上に発振回路などを構成する電子部品が実 装されたものであり、 図示しないバッテリや商用電源により駆動される。 駆動回 路 1 8は、 ユーザによるスィツチ操作に応じて、 超音波振動子 1 4の発振周波数 や駆動電圧などを調節する。 給水管 2 0は、 図示しない洗浄液タンクや水道の蛇 口などに接続されており、 水や石けん水などの洗浄液を所定の単位時間あたりの 供給量でノズル部 2 4の空洞 2 6に供給する。 なお、 タンクと給水管 2 0の間に 設けられたボンプのパヮ一や水道の蛇口の開口量などを制御することにより、 洗 浄液の供給量を調節することが可能である。

次に、 超音波洗浄装置 1 0の動作について説明する。 給水管 2 0を介してノズ ル部 2 4の空洞 2 6に洗浄液が一定の単位時間あたりの供給量で供給されると、 空洞 2 6に洗浄液が満たされた後、 洗浄液 1が噴射口 2 8から一定の圧力で噴射 される。 その際、 駆動回路 1 8を駆動することにより、 超音波振動子 1 4により 所定の周波数の超音波振動が発生される。 超音波振動子 1 4により発生された超 音波振動は、 超音波伝達体 1 6を介して、 ノズル部 2 4の空洞 2 6に充填されて いる洗浄液 1に伝播される。 そして、 洗浄液 1は、 超音波振動によるエネルギー を受けて噴射口 2 8から噴射される。 この洗浄液 1は、 超音波振動により生じた 微小な泡を多数含んでおり、 洗浄液 1が被洗浄物又は被洗浄箇所に噴射されると、 洗浄液中の微小な泡が破裂し、 それに伴って局部的な衝撃波が生じる （キヤビテ ーシヨン） 。 その衝撃波によって、 被洗浄物又は被洗浄箇所に付着した頑固な汚 れ（greasy dirt)が強引に引き剥がされ、 除去される。 そのため、 単に洗浄液を 噴射するだけの場合に比べてより高い洗浄効果が得られる。

駆動回路 1 8は、 超音波振動子 1 4の発振周波数制御機能を有している。 超音 波振動子 1 4の発振周波数を、 例えば数 k H z〜数百 k H z程度に低く設定する ことにより、 低い周波数の超音波振動が伝播された洗浄液が噴射される。 この場 合、 比較的大きな泡が発生し、 その泡が破裂する際に生じる衝撃波も大きい。 そ のため、 付着力が強い頑固な汚れを除去するのに適する。 一方、 超音波振動子 1 4の発振周波数を、 例えば数 MH z〜数百 k H z程度に高く設定することにより、 高い周波数の超音波振動が伝播された洗浄液が噴射される。 この場合、 発生する 泡が小さいので、 泡が破裂する際の衝撃波も小さく、 被洗浄物又は被洗浄箇所に 与えるダメージを少なく しつつ、 付着力の弱い軽い汚れを除去するのに適する。 このように、 超音波振動子 1 4の発振周波数を調節することにより、 被洗浄物又 は被洗浄箇所の特性や汚れ具合などに応じて、 最適な洗浄力を得ることができる。 また、 駆動回路 1 8は、 超音波振動子 1 4の超音波出力制御機能を有している。 具体的には、 超音波振動子 1 4に供給する駆動電圧を変化させることにより、 超 音波振動子 1 4の超音波出力を調節する。 超音波振動子 1 4の超音波出力を大き くすると、 振幅の大きな超音波振動が洗浄液に伝播される。 超音波洗浄は、 上記 のような泡によるキヤビテーシヨンの他に、 洗浄液自体の振動、 攪乱、 脱泡、 乳 化などの作用も寄与している。 この場合、 振幅の大きな超音波振動が洗浄液に伝 播されることにより、 洗浄液自体の振動の振幅が大きくなり、 洗浄力が高くなる。 そのため、 付着力が強い頑固な汚れを除去するのに適する。 一方、 超音波振動子 1 4の超音波出力を小さくすると、 洗浄液に伝播される超音波振動の振幅が小さ くなり、 洗浄力が低下する。 そのため、 付着力の弱い軽い汚れを除去するのに適 する。

さらに、 駆動回路 1 8は、 超音波振動子 1 4を間欠的に駆動することができる と共に、 間欠的駆動の周波数を調節するための間欠駆動機能を有している。 具体 的には、 超音波振動子 1 4に駆動電力を供給する期間と駆動電力を供給しない期 間を変化させることにより、 間欠的駆動の周波数を調節する。 間欠駆動の周波数 が低い場合、 噴射口 2 8から噴射される洗浄液による衝撃力が相対的に強くなり、 洗浄力が高くなる。 一方、 間欠的駆動の周波数が高い場合、 嘖射ロ 2 8から噴射 される洗浄液による衝撃力が相対的に弱くなり、 洗浄力が低くなる。 さらに、 超 音波振動子 1 4の間欠的駆動の周波数を調節することにより、 超音波振動が伝播 された洗浄液が噴射される被洗浄物又は被洗浄箇所の発熱を制御することができ る。 特に、 被洗浄物又は被洗浄箇所が生体である場合、 洗浄液が嘖射される箇所 の近傍の体温が上昇する。 そのため、 超音波振動子 1 4を間欠駆動すると共に、 その周波数を適宜調整することにより、 被洗浄箇所の部位やユーザの体調などに 合わせた最適な洗浄を行うことができる。

このように、 駆動回路 1 8は、 ユーザによるスィッチ操作に応じて超音波振動 子 1 4の出力を最適化することができるので、 超音波振動子 1 4の出力を必要以 上に大きくすることなく、 被洗浄物又は被洗浄箇所の性質や汚れ具合に応じた十 分な洗浄力が得られる。 特に、 被洗浄物又は被洗浄箇所が生体の一部である場合、 超音波振動子 1 4はさほど大きな出力を要求されないので、 例えば爪に塗布した マニキュアを剥がしたり、 歯に付着した歯垢を除去したりするための手持で使用 可能な超音波洗浄装置をを提供することができる。

超音波洗浄装置 1 0の用途を図 2 A〜図 2 Fに示す。 図 2 Aは、 超音波洗浄装 置 1 0をトイレの便座に取り付け、 ビデ（bidet)として使用し、 肛門付近を洗浄 している例を示す。 図 2 Bは、 超音波洗浄装置 1 0を美容器具として使用し、 爪 の表面に付着したマエキュアなどを除去している例を示す。 図 2 Cは、 超音波洗 浄装置 1 0を、 口腔洗浄器具として使用し、 歯垢を除去している例を示す。 図 2 D〜図 2 Fは、 それぞれ歯ブラシ、 ほ乳瓶の乳首、 ，ひげそりなど、 衛生状態に保 つことが必要な物品 （日用品） を洗浄している例を示す。 これらのように、 超音 波洗浄装置 1 0は、 非接触の状態で洗浄液を被洗浄物又は被洗浄箇所に噴射する ので、 表面の凹凸が大きい被洗浄箇所でも洗浄することができる。 なお、 洗浄液 の噴射量や超音波振動子のパワーなどは、 それぞれ各用途に応じて最適な値に設 定されていることは言うまでもない。

次に、 第 1の実施の形態の変形例を図 3に示す。 図 3に示す超音波洗浄装置 1 0では、 超音波伝達体 1 6が略円柱状であり、 ノズル部 2 4の空洞 2 6内に大き く突出している。 ノズル部 2 4の形状は、 噴射口 2 8に近づくほどその断面積が 狭くなるように略錐台状に形成されているので、 超音波伝達体 1 6から伝達され た超音波振動は噴射口 2 8に集中され、 噴射口 2 8から噴射される洗浄液に対し て効率よく超音波振動のエネルギーを伝播することができる。 このような構成に よっても上記と同様の効果が得られる。 第 2の実施の形態

次に、 本発明の第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置 1 0の構成を図 4に示 す。 なお、 上記第 1の実施の形態及び第 2の実施の形態と実質的に同一の部分に ついてはその説明を省略し、 相違点のみを説明する。

図 4に示すように、 第 2の実施の形態に係る超音波洗浄装置 1 0では、 超音波 伝達体 1 6が略円錐台状であり、 少なくともノズル部 2 4の空洞 2 6に突出して いす部分が、 ノズル側の端部、 すなわち超音波放射面 1 6 Aに近づくほど、 超音 波振動子 1 4との接合面に平行な方向の断面積が徐々に小さくなるように形成さ れている。 また、 ノズル部 2 4の形状は、 噴射口 2 8に近づくほどその断面積が 狭くなるように略錐台状に形成されている。 そのため、 超音波振動子 1 4により 発生された超音波振動は、 略錐台状の超音波伝達体 1 6により中央部に収束され、 空洞 2 6中の洗浄液に効率よく伝播される。 さらに、 超音波伝達体 1 6から伝達 された超音波振動は噴射口 2 8に集中され、 噴射口 2 8から噴射される洗浄液に 対して効率よく超音波振動を伝播することができる。

次に、 超音波振動子 1 4及ぴ超音波伝達体 1 6について説明する。 図 5に示す ように、 超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6とを接合した接合体の長さ Lが、 超音波定在波（standing wave)振動の波長の 1 Z 2すなわち半波長（half- wave length)の長さの整数倍となるように設定されている。 図 5中、 上から順に L = 1 / 2波長、 L = l波長、 L = 3 / 2波長 . · . L = N/ 2波長の場合の振動の 節と腹の位置を示している。 このように、 超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6 とを接合した接合体の長さ Lを、 超音波定在波振動の半波長の長さの整数倍とす ることにより、 超音波伝達体 1 6の端面、 すなわち超音波放射面 1 6 Aが振幅の 最も大きな腹となる部分に位置するので、 洗浄液に超音波振動を効率よく伝播さ せることができる。

図 6は、 超音波振動子 1 4の厚さ方向の振動を利用して超音波伝達体 1 6を振 動させている状態を模式的に示す。 このように、 超音波振動子 1 4の厚さ方向の 伸縮を利用して超音波振動を発生させることにより、 超音波伝達体 1 6の超音波 放射面 1 6 Aに対して垂直な方向に超音波振動が伝達される。 そのため、 超音波 伝達体 1 6の超音波放射面 1 6 Aからノズル部 2 4の空洞 2 6中の洗浄液に対し て効率よく超音波振動を伝播させることができる。

次に、 超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6の具体的構成について説明する。 図 7 Aは超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6を組み立てる前の状態を示し、 図 7 B及び図 7 Cはそれらを組み立てた状態を示す。 各図から分かるように、 超音 波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6は、 ボルト締めランジュバン型振動子を構成す る。 超音波振動子 1 4は、 例えば圧電セラミックスなどを重ね合わせて形成され た 2つの振動子 1 0 6及び 1 0 8を 2つの波長調整部材 1 1 0及び 1 1 2で挟む ようにして構成され、 ポルト 1 0 4により超音波伝達体 1 6に固定されている。 波長調整部材 1 1 0及び 1 1 2は、 超音波振動子 1 4の共振周波数を調整する ためのものであり、 例えばアルミニウムなどの軽金属やアルミニウム合金などの 軽合金で形成されている。 そして、 図 7 B及ぴ図 7 Cに示すように組み立てられ た後、 実際に超音波振動子 1 4を振動させながら、 波長調整部材 1 1 0及ぴ Z又 は 1 1 2の一部を削り取るなどして、 超音波振動子 1 4の共振周波数を調整する。 なお、 防鲭などの観点から、 波長調整部材 1 1 0及び 1 1 2の表面に防鲭処理な どを施すことが好ましい。

超音波振動子 1 4及び超音波伝達体 1 6によるポルト締めランジュバン型振動 子の取付構造を図 8 A及び図 8 Bに示す。 これらの取付構造では、 それぞれ超音 波定在波振動の節となる位置で超音波伝達体 1 6がハウジング 1 2に固定されて いる。 図 8 Aに示す例では、 ハウジング 1 2の内周面に、 内側に突出する支持部 3 6が形成され、 また、 超音波伝達体 1 6の略円錐台状の外周面のうち超音波定 在波振動の節となる位置に凹部 1 1 6が形成されている。 そして、 支持部 3 6と 凹部 1 1 6を係合させることにより、 超音波振動子 1 4及び超音波伝達体 1 6に よるポルト締めランジュバン型振動子がハウジング 1 2に取り付けられる。 図 8 Bに示す例では、 超音波伝達体 1 6の略円錐台状の外周面のうち超音波定在波振 動の節となる位置から支持部 1 1 8を突出させ、 ハウジング 1 2の内周面に形成 された凹部 1 2 0に係合させたものである。

このように、 超音波振動子 1 4及び超音波伝達体 1 6によるボルト締めランジ ュバン型振動子を、 その超音波定在波振動の節となる位置で固定することにより、 取付構造が超音波振動子 1 4及び超音波伝達体 1 6の超音波振動に与える影響を 小さくすることができ、 エネルギーロスを小さくしつつ、 洗浄液に対して効率よ く超音波振動を伝播させることができる。 なお、 超音波定在波振動の節となる位 置においても、 若干振動が残留するため、 図 8 Aにおける支持部 3 6と凹部 1 1 6の間、 及び図 8 Bにおける支持部 1 1 8と凹部 1 2 0の間に弾性体を介在させ てもよい。 また、 これらの取付構造は、 ボルト締めランジュバン型振動子に限定 されず、 その他の構造を有する振動子に適応できることは言うまでもない。

ボルト締めランジュバン型振動子のさらに具体的な構成を図 9 A、 図 9 B及び 図 1 O A及び図 1 O Bに示す。 図 9 Aはポルト締めランジュバン型振動子の分解 側面図であり、 図 9 Bはその分解斜視図である。 また、 図 1 0 及び図 1 0 8は その結線を示す図である。 なお、 これらの図では、 超音波振動子 1 4を超音波伝 達体 1 6に固定するためのボルトを省略している。

この構成例では、 2つの振動子 1 0 6と 1 0 8の間、 振動子 1 0 6と波長調整 部材 1 1 0の間及び振動子 1 0 8と波長調整部材 1 1 2に間に、 それぞれ金属な どの導！^生シート 1 2 6、 1 2 8及ぴ 1 3 0が配置されている。 図 1 0 Aに示す ように、 中央の導電性シート 1 2 6をプラス電位に、 両端の導電性シート 1 2 8 及び 1 3 0をマイナス電位に結線し、 超音波伝達体 1 6などでの感電を防止して いる。 また、 図 1 0 Bに示すように、 超音波伝達体 1 6をマイナス電位に結線す れば、 振動子 1 0 8と波長調整部材 1 1 2の間の導電性シート 1 3 0を省略する ことも可能である。

振動子 1 0 6及び 1 0 8を、 例えばニッケルやベリリウムなどの高い導電率を 有する電極で挟むことにより、 電極による電圧降下が少なくなり、 振動子 1 0 6 及ぴ 1 0 8に高い電圧を印加することができるので、 圧電素子振動子 1 0 6及び 1 0 8を効率よく振動させることができる。 また、 駆動源である 2つの振動子 1 0 6と 1 0 8の境界部を、 超音波定在波振動における節となる位置に配置するこ とにより、 振動子！； 0 6及び 1 0 8の振動を効率よく超音波伝達体 1 6に伝達さ せることができる。

次に、 図 4に示す超音波洗浄装置 1 0の給水管 2 0に洗浄液タンク 4 8及びポ ンプ 4 6を接続した構成例を図 1 1に示す。 ポンプ 4 6は、 例えば駆動回路 1 8 により超音波振動子 1 4の駆動に同期して駆動される。. ポンプ 4 6を連続的に駆 動して、 図 1 2 Aに示すように、 噴射口 2 8から洗浄液 1を連続的に噴射させて もよいし、 あるいはポンプ 4 6を間欠的に駆動して、 図 1 2 Bに示すように、 噴 射口 2 8から洗浄液 1を脈動的に噴射させてもよい。 このように、 洗浄液の噴射 モードを切り換えられるようにすることにより、 ユーザの好みに応じて、 あるい は被洗浄物又は被洗浄箇所の汚れ具合に応じて、 最適な洗浄液の噴射モードを選 択することができる。 また、 例えばポンプ 4 6の駆動電圧などを調節することに より、 ポンプ 4 6の吸引力、 すなわち噴射口 2 8から噴射される洗浄液の単位時 間あたりの液量を調節することができる。

なお、 ポンプ 4 6は、 必ずしも駆動回路 1 8により駆動される必要はなく、 別 に設けられた駆動回路により駆動されるように構成してもよい。 例えば図 2 Aに 示すように、 超音波洗浄装置 1 0を固定して使用する場合、 駆動回路ユーザの手 元にあるリモートコントロール装置 (図示せず) からの制御信号に応じて、 駆動 回路 1 8により超音波振動子 1 4を、 またポンプ駆動回路によりポンプ 4 6を、 それぞれ駆動することが好ましい。 また、 図 2 B及び図 2 Cに示すように、 超音 波洗浄装置 1 0を手持ちで使用する場合、 超音波洗浄装置 1 0のハウジング 1 2 にスィッチを設け、 ユーザによるスィッチ操作に応じて、 駆動回路 1 8により超 音波振動子 1 4及びポンプ 4 6を制御することが好ましい。

超音波洗浄装置 1 0のさらに別の変形例を図 1 3に示す。 超音波洗浄装置 1 0 では、 ノズル部 2 4の内側部材 3 0の内周面と超音波伝達体 1 6の外周面との間 にシール部材 5 2を設け、 空洞 2 6に供給された洗浄液が超音波伝達体 1 6の傾 斜した側面部分に回り込むのを防止している。 換言すれば、 シール部材 5 2によ りノズル部 2 4の空洞 2 6の容積を小さくしている。

シール部材 5 2として、 例えばゴムなどの弾性材料によりディスク状に成形し、 ノズル部 2 4の内側部材 3 0の内周面と超音波伝達体 1 6の側面にそれぞれ密着 させるようにしてもよい。 その場合、 ノズル部 2 4を本体 2 2から外して洗浄す る際、 各部品をバラバラに分解して清掃することができる。 あるいは、 シール部 材 5 2を内側部材 3 0と一体的に成形してもよい。

このようにシール部材 5 2を設けることにより、 構造が複雑になり又は部品点 数が増加するものの、 超音波伝達体 1 6の側面から洗浄液に伝播される超音波振 動エネルギーのロスを低減することができる。

さらに、 図 4に示す超音波洗浄装置 1 0のノズル部 2 4の先端に延長管 5 4を 装着した変形例を図 1 4に示す。 このように、 延長管 5 4を装着することにより、 洗浄液を被洗浄箇所により的確に噴射することができる。 延長管 5 4は、 図 1 5 Aに示すような直管状であってもよいし、 図 1 5 Bに示すように先端が曲がった ものであってもよい。 また、 延長管 5 4は、 ノズル部 2 4に対して着脱可能であ つてもよいし、 ノズル部 2 4の外側部材 3 2と一体的に形成されていてもよい。 特に、 延長管 5 4を着脱式にした場合、 図 2 Cに示すように口腔内を洗浄する際、 図 1 5 Aに示す直管状の延長管 5 4を用いて口腔の奥部を効率よく洗浄し、 図 1 5 Bに示す先端が曲がった延長管 5 4を用いて歯の裏側を効率よく洗浄すること ができる。 さらに、 図 1 5 Bに示す先端が曲がった延長管 5 4の場合、 延長管 5 4をノズル部 2 4に対して回転可能にすることにより、 洗浄液の嘖射方向を任意 に変えることができ、 ユーザによる洗浄の際の操作性が向上する。

さらに、 図 1 3に示す超音波洗浄装置 1 0に延長管 5 4を装着した変形例を図 1 6に示す。 さらに、 図 1 7に示すように、 延長管 5 4の外側に、 例えばゴムな どの柔軟性を有する材料で形成された保護カバー 5 6を装着してもよい。 一般的 に、 延長管 5 4は、 榭脂ゃ金属など比較的堅い材料で形成されるものの、 ユーザ を傷つけないように、 表面を滑らかにし、 かつ角を曲面にするなどの処理が施さ れている。 しかしながら、 ユーザがあわてて使用すると、 例えば口腔内の歯茎や 類の内側など生体を傷つける可能性がある。 そこで、 このような柔軟性のある保 護カバー 5 6を用いることにより、 より安全、 かつ快適に、 生体の洗浄を行うこ とができる。

図 1 8 Aは、 延長管 5 4のさらに外側に先端が曲がったァタツチメント 5 8を 取り付けた変形例を示す。 アタッチメント 5 8の材料として、 柔軟性を有し、 か つある程度の剛性を有するゴムなどを用いることにより、 生体を傷つけることな く、 より安全、 かつ快適に、 生体の洗浄を行うことができる。

図 1 8 B及ぴ図 1 8 Cは、 それぞれ延長管 5 4にブラシ 6 0を取り付けた変形 例を示す。 ブラシ 6 0は、 洗浄液を通すための多数の穴が設けられた基部 6 2、 基部に植設された植毛 6 4及ぴ取付部 6 6などで構成されている。 図 1 8 Cでは、 取付部 6 6を延長し、 さらに、 ブラシ 6 0の植毛の方向を取付部 6 6の長手方向 に対して略直交する方向に曲げたものである。 このように、 超音波洗浄装置 1 0 のノズル部 2 4の先端にブラシ 6 0を取り付けることにより、 ブラシによる洗浄 と同時に、 超音波洗浄による洗浄を同時に行うことができる。

図 1 9 Aは、 ハウジング 1 2のうちノズル部 2 4を本体 2 2から取り外し可能 にした変形例を示す。 このように、 ノズル部 2 4を取り外し可能にすれば、 必要 に応じてノズル部 2 4の内部及び超音波伝達体 1 6の外周部などを洗浄すること ができる。 さらに、 図 1 9 Bは、 さらに超音波伝達体 1 6を超音波振動子 1 4と 分離できるようにした変形例を示す。 このように、 超音波振動子 1 4をハウジン グ 1 2内に保持し、 超音波伝達体 1 6を取り外し可能にしておけば、 超音波洗浄 装置 1 0の用途や被洗浄物又は被洗浄箇所の特性などに応じて、 例えば図 3に示 すような異なる形状の超音波伝達体に交換することができ、 超音波洗浄装置の汎 用性を拡大することができる。

図 2 0に示す変形例では、 超音波洗浄装置 1 0では、 ハウジング 1 2は、 ノズ ル部 2 4を含めた全体の形状が略円筒状であり、 ノズル部 2 4の内部には、 超音 波伝達体 1 6及び容器（vessel) 4 4が設けられている。 超音波伝達体 1 6は、 そ の断面積が超音波振動子 1 4から離れるほど狭くなるように略円錐台状に形成さ れており、 その先端部が容器 4 4の内底面を構成する。 容器 4 4には給水管 2 0 が接続されており、 その空洞 2 6に洗浄液が供給きれる。 このような構成によつ ても、 上記と同宵の効果が得られる。

なお、 ここで述べた各変形例は、 上記各実施の形態及び以下に述べる他の実施 の形態に係る超音波洗浄装置に応用することができ、 同様の機能及び効果が得ら れることは言うまでもなレ、。 第 3の実施の形態

次に、 本発明の第 3の実施の形態に係る超音波洗浄装置 1 0の構成について説 明する。 第 3の実施の形態では、 超音波洗浄装置 1 0をコードレスとしたもので ある。 なお、 上記各実施の形態と実質的に同一の部分についてはその説明を省略 し、 相違点のみを説明する。

図 2 1に示す超音波洗浄装置 1 0では、 ハウジング 1 2の本体 2 2の内部には、 充電式のバッテリ 1 9と、 ポンプ 4 6が設けられており、 さらに本体 2 2の後部 に洗浄液を貯留するための洗浄液タンク 4 8が着脱可能に装着されている。 この ように、 超音波洗浄装置 1 0自体に洗浄液タンク 4 8を設け、 コードレス化する ことにより、 携帯性及び操作性に優れた超音波洗浄装置を提供することができる。 図 2 2は、 さらに被洗浄物又は被洗浄箇所 2から跳ね返つてきた使用済みの洗 浄液 1を回収する廃液回収機能を備えた変形例を示す。 超音波洗浄装置 1 0は、 その先端部近傍に設けられた吸引ノズル 5 0と、 本体 2 2の内部に設けられた廃 液吸引ポンプ 4 7と、 洗浄液タンク 4 8の下部に設けられた廃液タンク 4 9と、 吸引ノズル 5 0から廃液吸引ポンプ 4 7を経て廃液タンク 4 9に至る吸水管 2 1 をさらに備えている。 このように、 被洗浄物又は被洗浄箇所 2に噴射した洗浄液 の一部を回収する機能を有することにより、 被洗浄物又は被洗浄箇所 2の周囲に 飛散する洗浄液の量を少なくすることができ、 洗浄後の後処理を容易にすること ができる。

図 2 3は、 洗浄液タンク 4 8に薬剤投入部 5 1をさらに設けた変形例を示す。 薬剤投入部 5 1に例えば固形の消毒剤や洗剤などの薬剤 3を投入しておけば、 例 えば水などの洗浄液が洗浄液タンク 4 8から吸引され、 薬剤投入部 5 1を通過す る際、 薬剤 3が洗浄液中に溶け出し、 薬剤成分を含んだ洗浄液が超音波洗浄装置 1 0から被洗浄物又は被洗浄箇所に向かって噴射される。 その結果、 被洗浄物又 は被洗浄箇所の洗浄効果を向上させることができる。 あるいは、 洗浄と同時に被 洗浄物又は被洗浄箇所に殺菌処理を行うことができる。 さらに、 ユーザは、 消毒 液や洗剤液を用意する必要がなく、 洗浄液として水を捕給するだけでよいので、 超音波洗浄装置 1 0の取り扱いが容易になる。 なお、 超音波洗浄装置 1 0のうち、 洗浄液に直接曝される部分は、 耐薬品性を有する材料で形成されていることは言 うまでもない。

図 2 4は、 洗浄液タンク 4 8の内部に発熱体 7 0及び温度センサ 7 1を設けた 変形例を示す。 発熱体 7 Qとしては、 抵抗素子やペルチェ素子などを用いること ができる。 駆動回路 1 8は発熱体 7 0の制御機能を有し、 温度センサ 7 1からの 出力信号に基づいて発熱体 7 0への電力供給のオン Zオフ、 電流値、 電流方向な どを制御し、 洗浄液タンク 4 8内の洗浄液の温度を一定の範囲に維持する。 また、 ユーザのスィッチ操作により、 洗浄液タンク 4 8内の洗浄液の温度、 すなわち超 音波洗浄装置 1 0から被洗浄物又は被洗浄箇所に噴射される洗浄液の温度を任意 に調節することができる。 それにより、 被洗浄物又は被洗浄箇所の性質や種類、 汚れ具合、 気温、 ユーザの好みや体調などに応じて、 最適な温度の洗浄液で洗浄 することができる。

図 2 5は、 延長管 5 4に発熱体 7 0及び温度センサ 7 1を設けた変形例を示す。 駆動回路 1 8の機能は上記の場合と同様である。 この変形例を上記各実施の形態 に応用することにより、 洗浄液タンク 4 8を持たず、 例えば水道の蛇口などから 給水管 2 0を介して洗浄液を供給する場合であっても、 洗浄液を所定の温度に加 熱して噴射することができる。

さらに、 発熱体 7 0を用いることなく、 超音波洗浄装置の特性を利用して洗浄 液を加熱することも可能である。 具体的には、 超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6の電気一音響変換効率を変更することにより超音波伝達体 1 6の発熱量が変 化する性質を利用して、 ノズル部 2 4の空洞 2 6中の洗浄液を加熱する。 この超 音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6の電気一音響変換効率は、 駆動回路 1 8の L C定数を変更することにより調節することが可能である。 また、 超音波振動子 1 4の発振周波数を狭い範囲で変化させることによっても超音波伝達体 1 6の発熱 量を調節することができる。 さらに、 超音波伝達体 1 6に機械的な力を加えてそ の振動を抑制することによつても、 超音波伝達体 1 6の発熱量を調節することが できる。 第 4の実施の形態 次に、 本発明の第 4の実施の形態に係る超音波洗浄装置 1 0の構成について説 明する。 上記第 2及び第 3の実施の形態では超音波伝達体 1 6を略円錐台形状と したが、 第 4の実施の形態では超音波伝達体 1 6をその他の形状としたものであ る。 なお、 上記各実施の形態と実質的に同一の部分についてはその説明を省略し、 相違点のみを説明する。

図 2 6 Aに示す構成例では、 超音波伝達体 1 6のうち超音波振動子 1 4が固定 される側の近傍における超音波定在波振動の節となる部分 1 6 Bの断面積を大き く、 かつ一様に形成され、 それよりも超音波放射面 1 6 A側の部分 1 6 Cの断面 積を小さく、 かつ、 ほぼ一様となるように略円筒状に形成されている。

図 2 6 Bに示す構成例では、 超音波伝達体 1 6の超音波振動子 1 4と固定され る側の近傍における超音波定在波振動の節となる部分 1 6 Bの断面積を大きく、 かつ一様に形成され、 それよりも超音波放射面 1 6 A側の部分 1 6 Cの断面積が 徐々に小さくなるように略円錐台状に形成されている。

図 2 6 Cに示す構成例では、 超音波伝達体 1 6の超音波振動子 1 4と固定され る側の近傍における超音波定在波振動の節となる部分 1 6 Bの断面積を大きく、 かつ一様に形成され、 それよりも超音波放射面 1 6 A側の部分 1 6 Cの断面積が 徐々に小さくなるように、 側面を投影した形状が略指数関数状、 双曲線状あるい はフーリェ級数状となるように回転対称形に形成されている。

図 2 6 Aに示す超音波伝達体 1 6を用いた超音波洗浄装置の構成を図 2 7に示 す。 また、 図 2 6 Bに示す超音波伝達体 1 6を用いた超音波洗浄装置の構成を図

2 8に示す。 これらの超音波洗浄装置は、 超音波伝達体 1 6の形状を除いて、 基 本的に先に説明した超音波洗浄装置と同じ構成を有し、 同様の効果が得られる。 図 2 9は、 図 2 6 Cに示す超音波伝達体 1 6を用いた超音波洗浄装置を示して いる。 但し、 超音波伝達体 1 6の超音波放射面 1 6 Aは、 超音波振動子 1 4と超 音波伝達体 1 6の接合面に対して傾斜している。 また、 ノズル部 2 4の外側部材

3 2も、 超音波伝達体 1 6の超音波放射面 1 6 Aに対応して傾斜するように取り 付けられている。

超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6を結合した振動子のうち、 超音波放射面 1 6 Aの中央を通り、 超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6の接合面に垂直な方 向の長さは、 超音波定在波振動における半波長の整数倍となるように設定されて いる。 また、 超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6を結合した振動子は、 超音波 定在波振動における節となる部分でハウジング 1 2に固定されている。 超音波振 動子 1 4により発生された超音波振動は、 超音波伝達体 1 6を介して超音波放射 面 1 6 Aからノズル部 2 4の空洞 2 6中の洗浄液に伝播され、 ノズル部 2 4の外 側部材 3 2の先端の噴射口 2 8から被洗浄物又は被洗浄箇所に向かって噴射され る。 そのため、 例えば図 3 0に示すように、 口腔内などの洗浄しにくい箇所に対 しても、 容易に洗浄液を噴射して洗浄することができる。

図 3 1に示すように、 超音波伝達体 1 6の超音波放射面 1 6 Aの超音波振動子 1 4と超音波伝達体 1 6の接合面に直交する方向に対する傾斜角を Sとすると、 傾斜した超音波放射面 1 6 Aから放射される超音波の振幅は、 超音波振動子の振 動面と平行な超音波放射面から放射される超音波の s i η Θ倍になり、 振幅が減 少する。 そのため、 超音波放射面 1 6 Αの傾斜角 0を 4 5度以上 （9 0度未満） に設定することが好ましい。

図 3 2は、 図 2 6 Cに示す超音波伝達体 1 6を用いた超音波洗浄装置の変形例 を示している。 超音波伝達体 1 6の超音波放射面 1 6 Aは超音波振動子 1 4と超 音波伝達体 1 6の接合面に対して平行であるが、 超音波放射面 1 6 Aに複数の半 球状の凹部 1 3 4が設けられている。

このように、 超音波伝達体 1 6の超音波放射面 1 6 Aに凹部 1 3 4を設けると、 図 3 3に示すように、 超音波伝達体 1 6の内部を伝播する超音波振動が、 超音波 放射面 1 6 A凹部に集中する。 そのため、 超音波伝達体 1 6の加工が複雑になる ものの、 超音波を凹部 1 3 4の前方に集中することができ、 キヤビテーシヨン効 果による洗浄力を向上させることが可能である。

なお、 図 3 4に示すように、 凹部 1 3 4の形状を小さく して、 超音波放射面 1 6 Aに均等に分散させてもよいし、 図 3 5又は図 3 6に示すように、 凹部 1 3 4 を略円錐状としてもよい。 さらに、 図 3 5に示すように、 凹部 1 3 4を超音波放 射面 1 6 Aの中央に 1箇だけ設けてもよい。 さらに、 回部 1 3 4の形状は上記半 球状や円錐状に限定されず、 超音波振動を凹部 1 3 4の前方に集中できる形状で あればよい。 さらに、 凹部 1 3 4は、 上記いずれの超音波伝達体 1 6の超音波放 射面 16 Aに設けてもよいことは言うまでもない。 本願は曰本国特許出願 2003— 48024及び 2003- 342586に基 づいており、 その内容は、 上記特許出願の明細書及び図面を参照することによつ て結果的に本願発明に合体されるべきものである。

また、 本願発明は、 添付した図面を参照した実施の形態により十分に記載され ているけれども、 さまざまな変更や変形が可能であることは、 この分野の通常の 知識を有するものにとって明らかであろう。 それゆえ、 そのような変更及び変形 は、 本願発明の範囲を逸脱するものではなく、 本願発明の範囲に含まれると解釈 されるべきである。 産業上の利用分野

以上説明したように、 本発明の超音波洗浄装置は手持ちで使用することができ るので、 生体の一部分や日用品などを手軽に洗浄することができる。 また、 超音 波振動の伝達効率が高いので、 超音波振動子の出力を小さくしても十分な洗浄力 が得られる。 従って、 バッテリーで駆動することができ、 超音波洗浄装置をコー ドレス化することも可能である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 本体及びノズル部を有するハウジングと、

前記ノズル部の空洞に洗浄液を供給するための給水管と、

前記ハウジングの本体の内部に収容され、 超音波振動を発生させる超音波振動 子と、

前記ハウジングの本体の内部に収容され、 前記超音波振動子を駆動する駆動回 路と、

前記本体の内部と前記ノズル部の空洞にそれぞれ突出するように設けられ、 前 記本体側の部分に前記超音波振動子が接合され、 超音波振動子により発生された 超音波振動を前記ノズル部側の端面から前記ノズル部の空洞に供給された洗浄液 に対して直接伝播させる超音波伝達体とを備えた超音波洗浄装置。

2 . 前記超音波伝達体は、 前記ノズル側の端部近傍における前記超音波振動子 との接合面に平行な方向の断面積が、 前記超音波振動子との接合面の面積よりも 小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄

3 . 前記超音波伝達体の前記ノズルの空洞に突出している部分は、 略円筒状に 形成されていることを特徴とする請求項 2に記載の超音波洗浄装置。

4 . 前記超音波伝達体の前記ノズルの空洞に突出している部分は、 前記ノズル 側の端部に近づくほど、 前記超音波振動子との接合面に平行な方向の断面積が 徐々に小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項 1に記載の超音 波洗浄装置。

5 . 前記超音波伝達体の前記ノズルの空洞に突出している部分は、 略円錐台状、 側面を投影した形状が略指数関数状、 双曲線状あるいはフーリエ級数状となるよ うに回転対称形のいずれかに形成されていることを特徴とする請求項 4に記載の 超音波洗浄装置。

6 . 前記超音波伝達体の前記ノズル側端面は、 前記超音波振動子と前記超音波 伝達体の接合面に対して傾斜していることを特徴とする請求項 1に記載の超音波 洗浄装置。

7 . 前記ノズル部は、 傾斜した前記超音波伝達体の前記ノズル側端面に対して 略平行に開口された噴射口を有することを特徴とする請求項 6に記載の超音波洗

8 . 前記超音波伝達体の前記ノズル側端面に少なくとも 1つの凹部を形成した ことを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄装置。

9 . 前記超音波振動子と前記超音波伝達体の接合体が、 超音波定在波振動を行 うことを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄装置。

1 0 . 前記超音波振動子と前記超音波伝達体の接合面に直交する方向における 前記超音波振動子と前記超音波伝達体の接合体の長さが、 超音波定在波振動にお ける半波長分の長さの整数倍にほぼ等しいことを特徴とする請求項 9に記載の超 音波洗浄装置。

1 1 . 前記超音波振動子及び前記超音波伝達体の接合体を、 前記超音波定在波 振動における節となる位置で前記ハウジングに固定したことを特徴とする請求項

1 0に記載の超音波洗浄装置。

1 2 . 前記超音波振動子と前記超音波伝達体の接合体が、 ボルト締めランジュ バン型振動子を構成することを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄装置。

1 3 . 前記超音波振動子は、 その厚さ方向の伸縮により超音波振動を発生させ ることを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄装置。

1 4 . 前記ノズル部は前記本体に対して着脱可能であることを特徴とする請求 項 1に記載の超音波洗浄装置。

1 5 . 前記超音波伝達体は、 前記超音波振動子に対して着脱可能であることを 特徴とする請求項 1 4記載の超音波洗浄装置。

1 6 . 前記ノズル部の内周面と前記超音波伝達体の外周面との間にシール部材 を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄装置。

1 7 . 前記駆動回路は、 前記超音波振動子の発振周波数及び超音波出力の少な くとも一方を調整可能に制御することを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄

1 8 . 前記駆動回路は、 前記超音波振動子を間欠駆動すると共に、 間欠駆動の 周波数を調節可能であることを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄装置。

1 9 . 前記給水管はポンプを介して洗浄液タンクに接続され、 前記駆動回路は さらに前記ポンプを駆動制御することを特徴とする請求項 1に記載の超音波洗浄

2 0 . 前記洗诤液タンクは前記本体に着脱可能に取り付けられており、 前記ポ ンプは前記本体に設けられていることを特徴とする請求項 1 9に記載の超音波洗