(57)【要約】【課題】  特に金属と一体化される非金属のバリの除去又は金属に付着する非金属の異物等の除去に効果的な超音波バリ取り・洗浄技術を提供する。【解決手段】  金属と一体化される非金属のバリを除去するため、被処理物Ｗを導電性のカゴ１４に収容し、洗浄槽４内の洗浄水中に浸漬するととともに、被処理物Ｗの金属部分Ｗｋを陰極に、カゴ１４側を陽極にして直流電流を流し、洗浄水の溶存気体を２ｍｇ／ｌ以下に脱気して超音波を放射して非金属部分Ｗｐのバリを除去する。金属部分Ｗｋに付着する非金属部分Ｗｐの異物等の除去にも効果的である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属と一体化される非金属のバリの除去又は金属に付着する非金属の異物等の除去を超音波で行うようにした超音波バリ取り・洗浄方法であって、前記被処理物を直接またはカゴに収容した状態で洗浄槽内の洗浄水中に浸漬し、前記被処理物の金属部分と前記洗浄槽の間、または被処理物の金属部分とカゴの間に電圧をかけるとともに、前記洗浄水を脱気状態にして超音波を照射することを特徴とする超音波バリ取り・洗浄方法。
【請求項２】
前記被処理物の金属部分と前記洗浄槽間、または被処理物の金属部分とカゴの間の電圧は、被処理物側が陰極であることを特徴とする請求項１に記載の超音波バリ取り・洗浄方法。
【請求項３】
金属と一体化される非金属のバリの除去又は金属に付着する非金属の異物等の除去を行うため、被処理物を直接またはカゴに収容した状態で洗浄槽内の洗浄水中に浸漬し、洗浄水中に超音波を照射するようにした超音波バリ取り・洗浄装置であって、前記洗浄槽には、洗浄槽内の洗浄水を循環させることにより洗浄水中の気体を脱気する洗浄水循環脱気機構が接続され、また、前記被処理物の金属部分と前記洗浄槽との間、または被処理物の金属部分とカゴとの間には、電圧をかけるための給電機構が接続されることを特徴とする超音波バリ取り・洗浄装置。
【請求項４】
前記給電機構は、被処理物側が陰極であることを特徴とする超音波バリ取り・洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に金属と一体化される非金属のバリの除去又は金属に付着する非金属の異物等の除去に効果的な超音波バリ取り・洗浄技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばバリを有する成形品のバリ取り洗浄を行うような際、成形品を洗浄水に浸漬し、この洗浄水中に超音波を放射してバリを除去するような技術が知られているが、この際、本出願人は、既に、洗浄水の溶存気体量を所定値以下に脱気すると同時に、洗浄水中に浸漬した成形品を上下方向に所定ストローク上下動させ、また、洗浄水の温度を所定の範囲内に冷却・保持するような技術を提案している。（例えば、特許文献１参照。）
また、金属加工物のバリ取りを行う他の技術について、金属加工物を電解槽の中の電解液中に浸漬し、この電解液中の金属加工物の近傍に陰極と陽極を配置して電流を流すことにより陰極に面した部分で加工物の電解バリ取りを行うような技術も知られている。（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１８０７５７号公報
【特許文献２】特開平６−２９７２４５号公報
【特許文献３】特開昭６０−２４８９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１のように、単なる脱気した洗浄水で超音波を放射するような技術では、例えば金属基板の一部に樹脂が一体化されるような半導体部品等の樹脂部分に生じている薄膜のバリや、金属基板に付着するカーボンや鋳砂等の異物の除去を完全に行うのが難しかった。
また、特許文献２や、特許文献３の場合は、被処理物を酸または塩基類を溶融させた電解液中に浸漬する必要があるため、例えば、半導体の部品や、その他の化学的な反応を嫌う被処理物の場合、電解液中に浸漬させることは好ましくなかった。また、電解バリ取り・洗浄の場合、非金属部分のバリ取りや、非金属部分の異物等の除去に効果があるとは考えにくかった。
【０００５】
そこで本発明は、特に金属と一体化される非金属のバリの除去又は金属に付着する非金属の異物等の除去に効果的な超音波バリ取り・洗浄技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、金属と一体化される非金属のバリの除去又は金属に付着する非金属の異物等の除去を超音波で行うようにした超音波バリ取り・洗浄方法において、前記被処理物を直接またはカゴに収容した状態で洗浄槽内の洗浄水中に浸漬し、前記被処理物の金属部分と前記洗浄槽の間、または被処理物の金属部分とカゴの間に電圧をかけるとともに、前記洗浄水を脱気状態にして超音波を照射するようにした。また、装置としては、洗浄槽に、洗浄槽内の洗浄水を循環させることにより洗浄水中の気体を脱気する洗浄水循環脱気機構を接続し、また、前記被処理物の金属部分と前記洗浄槽との間、または被処理物の金属部分とカゴとの間には、電圧をかけるための給電機構を接続した。
【０００７】
このように、被処理物が洗浄槽内の洗浄水中に直接浸漬している場合、被処理物の金属部分と洗浄槽の間、または被処理物がカゴに収容されている場合、被処理物の金属部分とカゴの間に電圧をかけた状態にすると同時に、洗浄水を脱気した状態で洗浄水中に超音波を照射すれば、金属と一体化される非金属のバリや、金属に付着する非金属の除去が極めて効率的に行われることが実験の結果確認された。この際、請求項２や請求項４のように、被処理物側を陰極にし、洗浄槽側またはカゴ側を陽極にして直流電流を流すようにすれば、バリ取り・洗浄効果を一層有効ならしめることができる。
【０００８】
この通電することによりバリ取り・洗浄効果が向上する理由は現在のところ全く不明であるが、実験の結果、被処理物側の金属部分を陰極にして６〜２４Ｖの電圧差をかけた場合、非金属部分のバリ取り・洗浄効果が飛躍的に向上することが確認されている。
【０００９】
この際、電解バリ取り・洗浄のように、電解液を使用することなく、単なる水道水の水等で良いため、化学的な反応を嫌うような被処理物でも適用でき、応用範囲が広い。
【発明の効果】
【００１０】
被処理物を直接またはカゴに収容した状態で洗浄槽内の洗浄水中に浸漬し、被処理物の金属部分と洗浄槽の間、または被処理物の金属部分とカゴの間に電圧をかけるとともに、前記洗浄水を脱気状態にして超音波を照射することにより、金属と一体化される非金属のバリや、金属に付着する非金属の異物等を綺麗に除去することができ、この際、洗浄液として電解液を使用しないため、化学的な反応を嫌う被処理物でも適用することができる。また、被処理物側を陰極にし、洗浄槽側またはカゴ側を陽極にして直流電流を流すことにより、バリ取り・洗浄効果を一層有効ならしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る超音波バリ取り・洗浄技術を説明するための装置構成の概要図である。
【図２】被処理物を洗浄カゴに収容する場合の一例を示し、（ａ）は収容状態の説明図、（ｂ）は収容後のカゴと被処理物の間に電圧をかける一例を示す説明図である。
【図３】被処理物として金属と非金属とが一体化された物品の処理効果の一例を示し、（ａ）は処理前、（ｂ）は電圧をかけないで超音波処理した状態、（ｃ）は電圧をかけて処理した状態である。
【図４】被処理物として金属に非金属が付着している物品の処理効果の一例を示し、（ａ）は処理前、（ｂ）は電圧をかけないで超音波処理した状態、（ｃ）は電圧をかけて処理した状態である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。本発明に係る超音波バリ取り、洗浄方法は、特に金属と一体化される非金属のバリの除去又は金属に付着する非金属の異物等の除去に極めて効果的な方法であり、洗浄液として脱気した洗浄水を用い、被処理物と洗浄槽との間または被処理物と被処理物を収容するカゴとの間に電圧をかけて超音波処理することを特徴としている。
【００１３】
そこで、本装置構成の概要について、図１に基づき説明する。
本超音波バリ取り・洗浄装置１は、給水部２から水道水等の洗浄水を給水できるようにされ、熱交換器３を通して４℃程度の水温に冷却して超音波洗浄槽４内に送り込むことができるようにされている。また、この洗浄水は、後述する循環脱気回路を循環させながら洗浄水中の気体を所定値レベル以下に脱気できるようにされている。
【００１４】
超音波洗浄槽４は、底面側に、複数の超音波振動子５が取り付けられる振動板６を備えており、洗浄槽４内の洗浄水中に超音波を放射できるようにされ、これら超音波振動子５は、本実施例では、周波数帯が２０〜２５ＫＨｚで同期して２Ｗ／ｃｍ２以上のワット密度で超音波を発振できるよう制御されている。
【００１５】
この洗浄槽４の隣には、オーバーフロー槽７が配設され、オーバーフローした洗浄水を受けるとともに、この洗浄水を循環脱気回路８に送り込むことができるようにされている。
【００１６】
循環脱気回路８は、オーバーフロー槽７内の洗浄水を吸い込んで循環させるための循環ポンプ１０を備えており、この循環ポンプ１０の下流側には、洗浄水から不純物等を除去するためのろ過ユニット１１や、洗浄水から脱気するための中空糸モジュール１２が設けられ、この中空糸モジュール１２には、真空ポンプ１３が接続されている。なお、この中空糸モジュール１２の脱気能力は、洗浄水の溶存気体量を１ｍｇ／ｌ程度以下に脱気できる程度としている。
そして、脱気した洗浄水を熱交換器３を通して洗浄槽４内に戻すようにしている。
【００１７】
このため、循環脱気回路８によって洗浄槽４内の洗浄水は常に循環脱気され、洗浄槽４内で、少なくとも２ｍｇ／ｌ以下に脱気された状態になり、また、熱交換器３によって、少なくとも洗浄槽４内で８℃程度以下に保持されるようにしている。
【００１８】
次に、この装置でバリ取り・洗浄が行われる被処理物について説明する。
【００１９】
被処理物からの処理は、図３に示すように、金属と非金属が一体化されて非金属からバリが生じているものからのバリの除去、または図４に示すように、金属に非金属が付着するものから非金属を除去するような場合に適用することができ、比較的サイズが比較的小さい場合は、複数個の被処理物Ｗをカゴ１４に収容して洗浄槽４内に浸漬し、被処理物Ｗを陰極に、カゴ１４を陽極にして通電して超音波処理するようにしてもよく、サイズが比較的大きい場合は、単独で洗浄槽４内に浸漬し、洗浄槽４を陽極に、被処理物Ｗを陰極に通電して超音波処理するようにしてもよい。
【００２０】
なお、図３の被処理物Ｗは、樹脂等の非金属部分Ｗｐと、金属部分Ｗｋとが一体化されて、非金属部分Ｗｐにバリが生じているものであり、図４の被処理物Ｗは鋳物等の金属部分Ｗｋに鋳砂等の非金属部分Ｗｐが付着しているものである。
【００２１】
被処理物Ｗを処理する場合の一例について、図２に基づき説明する。
図２（ａ）に示すように、導電性を有するカゴ１４の内部に非導電シート１５を介して金属部分Ｗｋと非金属部分Ｗｐが一体化される被処理物Ｗを複数個収納し、図２（ｂ）に示すように、洗浄槽４の洗浄液中に浸漬すると同時に、必要に応じてすべての被処理物Ｗに通電するための導電シート１６を使用し、被処理物Ｗの金属部分Ｗｋが陰極に、カゴ１４側が陽極になるよう直流で６〜２４Ｖの電圧をかける。
【００２２】
この際、カゴ１４と被処理物Ｗの電気的絶縁性が確保されれば、非導電シート１５は必須の要件ではなく、また、カゴ１４や導電シート１６なども必須のものではなく、洗浄槽４と電気的絶縁が確保された状態で直接被処理物Ｗを洗浄液中に浸漬し、洗浄槽４側を陽極に、被処理物Ｗの金属部分Ｗｋを陰極にして直流電圧を加えるようにしてもよい。
【００２３】
このような状態にして、洗浄装置１の循環脱気回路８を作動させて洗浄水から溶存気体量を２ｍｇ／ｌ以下に脱気し、洗浄槽４内の洗浄水中に向けて超音波振動板６から超音波を放射する。すると、超音波の放射によりキャビテーションの衝撃効果により、非金属部分Ｗｐのバリ取り・洗浄が行われる。
【００２４】
この際、被処理物Ｗの金属部分Ｗｋに通電しないでバリ取り処理した場合と、通電した状態でバリ取り処理した場合のバリ取り効果の結果は、表１の通りであった。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
また、このようなバリ取り効果の一例を図で示すと、図３や図４の通りであり、いずれも（ａ）がバリ取り処理する前の状態、（ｂ）が通電しないで超音波処理した場合、（ｃ）が通電状態で超音波処理した場合の状態である。
【００２７】
また、被処理物Ｗ側を陽極にした場合は、バリ取り効果の向上は見られないことも確認され、また表２に示すように、直流電流の電圧を６〜２４Ｖにした場合はバリ取り効果が飛躍的に向上することが確認された。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
以上のことから、洗浄液として酸や塩基のような電解液を使用することなく、脱気した洗浄水でバリ取り・洗浄が効果的に行われるため、被処理物Ｗの種類等に制限を受けず極めて有効であることが確認された。
【００３０】
なお、本発明は、以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一であり、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば、金属に付着する非金属の例としては、実施例に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
バリ取り洗浄液として酸や塩基のような電解液を使用することなく、脱気した洗浄水でバリ取り・洗浄が効果的に行われるため、今後広い分野でのバリ取り・洗浄に適用されることが期待される。
【符号の説明】
【００３２】
１…超音波バリ取り・洗浄装置、４…洗浄槽、８…循環脱気回路、１４…カゴ、Ｗ…被処理物、Ｗｋ…金属部分、Ｗｐ…非金属部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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