JPH0420546Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は超音波洗浄装置に係り、更に詳しくは
超音波振動子の発振出力によつて洗浄流体中に発
生している超音波を特定箇所に集中させるように
した超音波洗浄装置に関する。

［従来の技術］ 周知の通り、近時精密工業の発展にともない油
脂、切削くず、そのほかほこりをきらう精度の高
い機器が数多く生産されるようになつてきた。こ
れら精度の高い機器を効率よく洗浄するための装
置として超音波洗浄装置が広く用いられている。

この為に用いられている従来の超音波洗浄装置
の一般は第７図に示すように洗浄槽１′の底部
２′に超音波振動子３′を配置し、この超音波振動
子３′の発振出力で洗浄槽１′内に入れられている
洗浄流体４′を超音波振動させるようにしたもの
である。

このような従来の超音波洗浄装置は第７図に示
したように超音波振動子３′の発振出力を、洗浄
槽１′内に入れられている洗浄流体４′の全体に伝
え、洗浄流体４′の全体を超音波振動させている。
そのために超音波が洗浄槽全体に広がるので、超
音波の単位面積当りの密度を大きくすることがで
きず、１当たり12〜22Wが限界であつた。

また本出願人が洗浄槽１′内にアルミ箔５′を入
れてキヤビテーシヨンの分布状態を調べた結果、
第８図に示すようにアルミ箔５′上に一定の間隔
で横方向に凹部６′が形成された。これによつて
キヤビテーシヨンも洗浄槽１′の全体に分布して
いることがわかつた。

従つて洗浄目的物の表面に発生するエネルギー
も単位面積当たりについてみるとわずかなものに
なつてしまう。そのために、小さな洗浄目的物を
強力な超音波洗浄を行いたい時にはその要求に応
えることができなかつた。

強力な超音波洗浄作用を得られるようにしたも
のとして、実公昭36−10539号公報に開示された
洗浄装置が知られている。

この洗浄装置では、洗浄槽の底部に配置されて
いる超音波振動子を囲むようにして筒状の反射板
（中空円錐形ホーン）を配置し、超音波振動子の
発振出力を筒状の反射板の内部に閉じ込めるよう
にすると共に、この筒状の反射板を上方に行くに
従つて狭くなるように形成し、超音波振動子の発
振出力を特定の箇所に集中させるようにしてい
る。

［考案が解決しようとする問題点］ 上記の如く、筒状の反射板を用いて、超音波振
動子の発振出力を集中させるようにした装置で
は、超音波が反射板を透過し、発振出力の集中効
果が充分に得られない問題点があつた。

即ち、反射板を6m／ｍ位のステンレス板で構
成しても、超音音の進行方向と反射板の内壁面の
角度が一定角度になると、超音波は透過してしま
い、反射、集中ができなかつた。ガラスやプラス
チツクを材料としても同様であつた。ステンレス
板等の金属板の厚みを10m／ｍ以上とすることに
よつて透過を防ぐことが考えられるが、反射板の
加工がしにくく、かつ装置重量が重くなり、実用
的でなかつた。

本考案は述上の点に鑑み成されたものであり、
その目的とする所は、超音波振動子の発信出力を
反射板を用いて集中するようにした洗浄装置にお
いて、超音波の透過を無くし、集中効果を確実に
得られると共に、反射板の加工が容易にでき、か
つ重量の増大を回避できる超音波洗浄装置を提供
する為にある。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は上記目的を達成するために次の技術的
手段を有する。即ち、実施例に対応す る添付図
面に使用した符号を用いて説明すると、洗浄槽の
底部に超音波振動子を配置し、この超音波振動子
の発振出力によつて洗浄槽内に入れられている洗
浄目的物を超音波洗浄するようにした超音波洗浄
装置であつて、上記洗浄槽１内に当該洗浄槽１の
底部に配置されている超音波振動子３を囲むよう
にして筒状の反射板４を配置し、上記超音波振動
子３の発振出力を筒状の反射板４の内部に閉じ込
めるようにすると共に、この筒状の反射板４を上
方に行くに従つて狭くなるように形成し、超音波
振動子３の発振出力を特定の筒状７に集中させる
ようにしたものにおいて、上記反射板４は、断面
構造を薄い板による二重構造と成し、中空内部を
気体Ｇの層としてあることを特徴とする超音波洗
浄装置である。

［作用］ 本考案は上記技術手段より成るので、超音波振
動子の発振出力を筒状の反射板４の内部に閉じ込
めることができる。従つて、筒状の反射板４の内
部の超音波密度を高めることができる。又、上記
筒状の反射板４は上方に行くに従つて狭く形成さ
れているので、超音波を洗浄流体２中の特定の箇
所に集中させることができる。従つて、特定の箇
所７に強力なキヤビテーシヨンを発生させること
ができる。又、反射板は二重構造としたので、超
音波の透過を防止し、超音波出力の集中を確実に
することができる。更に反射板は薄い板の二重構
造としたので、製造が容易であり、装置の軽量化
を図ることができる。

［実施例］ 次に添付図面第１図〜第３図に従い本考案の好
適な第１実施例を詳述する。

図中１は洗浄槽を示し、内部には洗浄目的物を
超音波洗浄する為の洗浄流体２が入れられてい
る。上記洗浄槽１の底面１ａには超音波振動子３
が配置されており、この超音波振動子３は図示せ
ざる給電線で給電された時に超音波振動して洗浄
槽１内に入れられている洗浄流体２を超音波振動
させることができる。

次いで４は洗浄槽１の底面１ａから立設された
筒状の反射板であり、上記超音波振動子３を囲む
ようにして設けられている。この筒状の反射板４
の下部は横長Ｌと縦長Ｍが同じ長さの横断面正方
形状に形成されており、各々の壁面４ａ……の略
中央部分５を角度θで内側に折曲げて上部開口部
６を、横長が、縦長がｍとなるように小さく形
成している。

即ち、この筒状の反射板４はその略中央部５の
上側は上方に行くに従つて狭くなるように形成さ
れていて、筒状の反射板４の下方から上方に伝搬
してくる超音波を集中させることができるように
なつている。

反射板４の壁面の断面構造を、第１図〜第３図
では単標として示した。この場合、本出願人、本
考案者等は様々な板を使用して実験を試みたが、
ステンレス板の厚みを6m／ｍ位にとつても角度
が一定角度になると、超音波は容易に透過し、充
分に反射、集中等に利用する事が出来なくなつ
た。ガラスおよびプラスチツクでも、ほぼ同様の
結果になる。又、ステンレス板等の金属の厚みを
10m／ｍ以上とすると、いずれも加工がしにく
く、重量の重すぎて実用的でない。

そこで、これを解決するために、第６図に示す
ように、プラスチツク、ガラス、金属板の薄板を
二重と成した反射板４とし、間に気体Ｇ（空気等）
の層をつくつて、これにより筒状体に加工して使
用した。

次に上記実施例の動作を説明する。

本実施例の超音波洗浄装置は上記のように構成
したものであるから、超音波振動子３が駆動した
時洗浄流体２中に発生する超音波は筒状の反射板
４内に閉じ込められることになる。このように筒
状の反射板４内に閉じ込められた超音波は、第２
図中１点鎖線で示したように筒状の反射板４内を
上方に伝搬していく。

上記筒状の反射板４はその略中央部５から上側
が上方に行くに従い狭くなるように形成されてい
るので、上方に伝搬していつた超音波は上方の壁
面４ａ……に当たつて反射する。この反射した超
音波を特定の箇所７に集中させることによつて、
そこに強力なキヤビテーシヨンを発生させること
が出来る。

上記、筒状の反射板４内に発生しているキヤビ
テーシヨンの分布状態を調べるために、筒状の反
射板４内にアルミ箔８を入れたところ、第３図に
示すように特定の箇所７に対応する位置に凹部９
が集中的に形成された。これによつて上記凹部９
の箇所７に強力なキヤビテーシヨンが発生してい
ることが確認できた。従つて上記特定の箇所７に
洗浄目的物を置くようにすれば強力な超音波洗浄
を行うことができる。反射板４は二重構造とし、
間に気体Ｇの層をつくつたので、超音波の透過が
なくなり、超音波の集中、反射作用を確実にする
ことができる。

次に添付図面第４図に従つて本考案の第２実施
例を詳述する。

この例の場合も実質的な構成、目的及び効果は
前記第１実施例の場合と同一であり、同一部分に
ついては同一の符合を付して説明を省略する。

第４図に示すように筒状の反射板４の壁面２０
を略中央部分から曲率R′で曲げると共に、上記
壁面２０と対向する壁面２１を上記曲率R′より
も大きな曲率Ｒで曲げて、筒状の反射板４の上方
を狭く形成しながら一側方向に湾曲させる。他
方、洗浄槽１内の洗浄流体２をポンプ２２で吸い
込むと共に、吸い込んだ洗浄流体２を筒状の反射
板４の下部に吐出するようにする。洗浄流体２中
に含まれるゴミ等を除去するために、循環配管２
３中にフイルタ２４が介設してある。反射板４を
二重構造とし、間に気体Ｇの層を形成する点は前
記第１実施例と同様である。

この第２実施例の場合は上記のように構成した
ものであるから、上部開口部６の横長、曲率
R′、Ｒ、及び筒状の反射板４内の流速矢示２５
とを適当に選ぶことにより、上部開口部６よりも
間隔ｔだけ離れた箇所に超音波を集中させること
ができる。従つて、超音波の集中箇所に強力なキ
ヤビテーシヨンを発生させることができ、そこに
洗浄目的物を位置させることによつて強力な超音
波洗浄を行うことができる。反射板４を超音波が
透過するのを防止できるので、上記集中作用を確
実にすることができる。

次に添付図面第５図に従つて本考案の第３実施
例を詳述する。

この例は、先の例と同様に丸、角、長丸等の筒
状の反射板４の壁面３０を、上を、狭く形成しな
がら一側方向に湾曲させる。この反射板４の底部
３１には超音波振動子３を配し、筒状の反射板４
で超音波振動子３を囲むようにする。そしてこの
筒状の反射板４の中に流体供給管３２を介して洗
浄流体２を流入させ、上方開口部６より噴出さ
せ、この時、超音波振動子３を動作させて、噴出
流体２に超音波振動をのせて、その流体２を特定
の箇所７に於ける洗浄目的物３３に集中的に当て
ることによつてその表面の汚れを洗浄するもので
ある。落ちた汚れ及び流体は洗浄層１中にたま
る。

この例の場合、超音波周波数を、従来の28，
40KHzから、100KHz〜2MHzとすると、超音波
の定在波密度及び指向性が極端に強くなり、キヤ
ビテーシヨンボールは発生しないかわりに、流体
の分子振動として、激しい振動を集中的に洗浄目
的物の表面に伝える。表面の異物は、この振動で
遊離し、同時に流されて除去される。これは液中
でも、空気中でも可能である。こうする事によ
り、実質的に到達する距離が短く、キヤビテーシ
ヨンが小さいが、ほとんど発生発達できない。

100KHz〜2MHzに周波数を用いた超音波洗浄
の欠点を解決でき、逆に28KHz，40KHzと異な
り、強すぎるキヤビテーシヨンで、物の表面を傷
つけることなくソフトに精密に洗浄することがで
きる。この実施例においても、超音波が反射板４
を透過するのを防止できるので、超音波の集中を
確実に図ることができる。

［考案の効果］ 以上詳述した如く本考案は、超音波振動子３を
囲むようにした筒状の反射板４を、断面構造を薄
い板による二重構造と成し、中空内部を気体Ｇの
層としたので、超音波が反射板４を透過するのを
防止し、超音波を特定の箇所７に確実に集中でき
る効果がある。従つて洗浄力の強い超音波洗浄装
置を提供することができる。

又、反射板の加工が容易にできるので、価格高
騰を招来することなく、洗浄力の強い超音波洗浄
装置を提供できる効果がある。

更に、反射板の重量を重くしなくても、反射を
確実にでき、重量の増大を伴うことなく、洗浄力
の強い超音波洗浄装置を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

添付図面第１図〜第３図は本考案の第１実施例
を示し、第１図は平面図、第２図は第１図中Ａ−
Ａ線に沿う断面図、第３図はキヤビテーシヨンの
分布状態を示すアルミ箔の平面図、第４図は第２
実施例を示す断面図、第５図は第３実施例を示
し、第６図は各実施例における反射板の断面構造
の部分を示し、次いで第７図及び第８図は従来技
術を示し、第７図は洗浄装置の断面図、第８図は
従来の洗浄槽に於けるキヤビテーシヨンの分布状
態を示すアルミ箔の平面図である。 尚、図中、１……洗浄槽、１ａ……底面、２…
…洗浄流体、３……超音波振動子、４……筒状の
反射板、６……上部開口部、をそれぞれ示してい
る。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 洗浄槽の底部に超音波振動子を配置し、この
   超音波振動子の発振出力によつて洗浄槽内に入
   れられている洗浄流体を超音波振動させて洗浄
   目的物を超音波洗浄するようにした超音波洗浄
   装置であつて、上記洗浄槽１内に当該洗浄槽の
   底部に配置されている超音波振動子３を囲むよ
   うにして筒状の反射板４を配置し、上記超音波
   振動子３の発振出力を該筒状の反射板４の内部
   に閉じ込めるようにすると共に、この筒状の反
   射板４を上方に行くに従つて狭くなるように形
   成し、超音波振動子３の発振出力を特定の箇所
   ７に集中させるようにしたものにおいて、上記
   反射板４は、断面構造を薄い板による二重構造
   と成し、中空内部を気体Ｇの層としてあること
   を特徴とする超音波洗浄装置。 (2) 上記筒状の反射板４を角筒状に形成し、角筒
   を形成する各々の壁面４ａ……の略中央部分５
   を角度θで内側に折り曲げて、略中央部分から
   上方に行くに従つて狭くなるようにしたことを
   特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載
   の超音波洗浄装置。 (3) 上記筒状の反射板４を角筒状に形成し、その
   中央部分よりもやや上側を曲率Ｒ及びR′で湾
   曲させながら上方に行くに従つて狭くなるよう
   に形成し、且つ筒状の反射板４の下方から洗浄
   流体２を送り込んで筒状の反射板４内の洗浄流
   体２に流速を与え、上部開口部６から外部に排
   出されている洗浄流体２中に、洗浄流体２内に
   発生している超音波を集中させるようにしたこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の超音波洗浄装置。