(57)【要約】【課題】ワークの洗浄効果を高めると共に、ワークの取り扱いや乾燥を容易にすることができる洗浄装置及び洗浄方法を提供する。【解決手段】洗浄液１８に浸し、収容したワーク１６に超音波Ｌを照射してワーク１６を洗浄する洗浄装置１０であって、ワーク１６を挿入する開口部１３が形成され超音波Ｌが透過する第１治具１２と、第１治具１２の開口部１３に取外可能に装着される網状の第２治具１４と、で構成されたことを特徴としている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液に浸し、収容したワークに超音波を照射して前記ワークを洗浄する洗浄装置であって、
前記ワークを挿入する開口部が形成され前記超音波が透過する第１治具と、
前記第１治具の前記開口部に取外可能に装着される網状の第２治具と、
で構成された洗浄装置。
【請求項２】
ワークを挿入する開口部が形成され超音波が透過する第１治具と、前記第１治具の前記開口部に取外可能に装着される網状の第２治具と、で構成された洗浄装置、を用い、前記洗浄装置に収容した前記ワークを洗浄する洗浄方法であって、
洗浄液に浸した前記洗浄装置に対して超音波を照射し、前記第１治具を透過した前記超音波で前記洗浄装置に収容された前記ワークを洗浄する工程と、
前記第２治具を前記第１治具よりも下側に位置させた状態で、前記洗浄装置を前記洗浄液から引き上げる工程と、
を有する洗浄方法。
【請求項３】
ワークを挿入する開口部が形成され超音波が透過する第１治具と、前記第１治具の前記開口部に取外可能に装着される網状の第２治具と、で構成された洗浄装置、を用い、前記洗浄装置に収容した前記ワークを洗浄する洗浄方法であって、
前記第１治具を前記第２治具よりも下側に位置させた状態で、前記洗浄装置を洗浄液に浸す第１工程と、
前記第１工程の終了後、前記洗浄装置に対して超音波を照射し、前記第１治具を透過した前記超音波で前記ワークを洗浄する第２工程と、
前記第２工程の終了後、前記洗浄装置を反転させ、前記第２治具を前記第１治具よりも下側に位置させる第３工程と、
前記第３工程の終了後、前記第２治具を前記第１治具よりも下側に位置させた状態で前記洗浄装置を前記洗浄液から引き上げる第４工程と、
を有する洗浄方法。
【請求項４】
前記第３工程において、前記第２治具を透過した前記超音波を前記ワークに照射する請求項３に記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記第４工程の終了後、前記第２治具に収容された前記ワークに対して前記第２治具と共に乾燥処理を行う第５工程を有する請求項３又は４に記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型部品（ワーク）を洗浄するための洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ワークを網に入れて超音波を印加して洗浄する工程において、ワークの大きさが小さい（例えば、ｍｍオーダー以下）場合、網の目（メッシュサイズ）も小さくしないと、ワークが網の隙間から抜け出てしまう。ところが、メッシュサイズが小さいと、超音波が減衰するため、洗浄効果が低下する。このため、特に、強力な洗浄効果が必要なバリ取り用に、このような網を用いると、洗浄効果が得られない問題がある。
【０００３】
ここで、メッシュサイズの小さな網に超音波を照射した場合に、超音波が減衰するという根拠は以下の通りである。
【０００４】
すなわち、図６に示すように、発明者らは、測定条件を変えて、超音波印加装置の発振器から２８ｋＨｚの超音波を照射して、超音波（音圧）の減衰効果を実験している。この実験によれば、何も遮蔽物が存在しない通常状態で超音波の音圧（ｍＶ）が１８〜２０であることを基準として、板金カゴ（板厚：１ｍｍ）内部において超音波の音圧（ｍＶ）が１８〜２０、３２メッシュの金網を１枚介した金網内部において超音波の音圧（ｍＶ）が１６〜１８、３２メッシュの金網を２枚介した金網内部において超音波の音圧（ｍＶ）が１４前後、という結果になった。これから、板金を介しても超音波（音圧）は減衰しないが、細かい金網（３２メッシュ：ビッチ０．８ｍｍ）を介すると、超音波（音圧）が減衰し、その枚数が多いほど減衰の程度が大きくなることが判明した。
【０００５】
一方、上記問題を回避するために、超音波を透過する板金で治具（カゴ）を用いて洗浄する方法も考えられるが、ワークが小さいが故に次のような問題が別に発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−６０２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
すなわち、ワークを治具に入れて洗浄液（水など）に浸けると、水の表面張力でワークが洗浄液の水面に浮いてしまうという問題が生じる。また、ワークの洗浄後、治具内の水とワークを網カゴ等に空けようとしても、ワークが濡れた状態では、ワークが治具の表面にくっついてしまい、非常に取り出し難くなる。さらに、洗浄したワークを乾燥しようとしても、治具内部の水分をなかなか除去することができないため、時間がかかったり、ワークの乾燥後に、ワークが再度、治具の表面に固着してしまう問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記事情を鑑み、ワークの洗浄効果を高めると共に、ワークの取り扱いや乾燥を容易にし、ワークが治具に固着することを防止できる洗浄装置及び洗浄方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、洗浄液に浸し、収容したワークに超音波を照射して前記ワークを洗浄する洗浄装置であって、前記ワークを挿入する開口部が形成され前記超音波が透過する第１治具と、前記第１治具の前記開口部に取外可能に装着される網状の第２治具と、で構成されている。
【００１０】
また、本発明は、ワークを挿入する開口部が形成され超音波が透過する第１治具と、前記第１治具の前記開口部に取外可能に装着される網状の第２治具と、で構成された洗浄装置、を用い、前記洗浄装置に収容した前記ワークを洗浄する洗浄方法であって、洗浄液に浸した前記洗浄装置に対して超音波を照射し、前記第１治具を透過した前記超音波で前記洗浄装置に収容された前記ワークを洗浄する工程と、前記第２治具を前記第１治具よりも下側に位置させた状態で、前記洗浄装置を前記洗浄液から引き上げる工程と、を有する。
【００１１】
本発明によれば、洗浄液に浸した洗浄装置に対して超音波が照射され、第１治具を透過した超音波で洗浄装置に収容されたワークが洗浄される。そして、第２治具が第１治具よりも下側に位置した状態で、洗浄装置が洗浄液から引き上げられる。これにより、第１治具を透過した超音波がワークに照射されてワークが洗浄されるため、超音波が減衰することがなく、ワークの洗浄効果を高めることができる。また、第２治具が第１治具よりも下側に位置した状態で洗浄装置が洗浄液から引き上げられるため、ワークが網状の第２治具側に移動し、ワークが第１治具に固着することを防止できる。
【００１２】
さらに、本発明は、ワークを挿入する開口部が形成され超音波が透過する第１治具と、前記第１治具の前記開口部に取外可能に装着される網状の第２治具と、で構成された洗浄装置、を用い、前記洗浄装置に収容した前記ワークを洗浄する洗浄方法であって、前記第１治具を前記第２治具よりも下側に位置させた状態で、前記洗浄装置を洗浄液に浸す第１工程と、前記第１工程の終了後、前記洗浄装置に対して超音波を照射し、前記第１治具を透過した前記超音波で前記ワークを洗浄する第２工程と、前記第２工程の終了後、前記洗浄装置を反転させ、前記第２治具を前記第１治具よりも下側に位置させる第３工程と、前記第３工程の終了後、前記第２治具を前記第１治具よりも下側に位置させた状態で前記洗浄装置を前記洗浄液から引き上げる第４工程と、を有する。
【００１３】
本発明によれば、第１工程において、第１治具を第２治具よりも下側に位置させた状態で、洗浄装置が洗浄液に浸される。第２工程において、第１工程の終了後、洗浄装置に対して超音波を照射し、第１治具を透過した超音波でワークが洗浄される。第３工程において、第２工程の終了後、洗浄装置が反転され、第２治具が第１治具よりも下側に位置される。第４工程において、第３工程の終了後、第２治具が第１治具よりも下側に位置した状態で、洗浄装置が洗浄液から引き上げられる。これにより、第１治具を透過した超音波がワークに照射されてワークが洗浄される。この結果、超音波は、減衰することがなく、ワークに到達するため、ワークの洗浄効果を高めることができる。また、第２治具が第１治具よりも下側に位置した状態で洗浄装置が洗浄液から引き上げられる。この結果、ワークが網状の第２治具側に移動し、ワークが第１治具に固着することを防止できる。
【００１４】
また、この場合、前記第３工程において、前記第２治具を透過した前記超音波を前記ワークに照射することが好ましい。
【００１５】
これによれば、第３工程において、第２治具を透過した超音波がワークに照射される。これにより、ワークが第１治具に固着することを防止できる。なお、第２治具は網状に構成されているため、メッシュサイズが小さくなると、超音波が減衰することになる。しかし、第３工程における超音波の照射は、ワークの洗浄を目的とするものではなく、ワークの第１治具に対する固着を防止する目的であるため、超音波の減衰による悪影響は生じない。
【００１６】
さらに、この場合、前記第４工程の終了後、前記第２治具に収容された前記ワークに対して前記第２治具と共に乾燥処理を行う第５工程を有することが好ましい。
【００１７】
これによれば、第５工程において、第４工程の終了後、第２治具に収容されたワークに対して第２治具と共に乾燥処理が実行される。これにより、ワークの乾燥処理時において、ワークを別の容器（治具）に移し変える作業が不要となるため、ワークの乾燥処理の効率を上げることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ワークの洗浄効果を高めると共に、ワークの取り扱いや乾燥を容易にし、ワークが治具に対して固着することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の洗浄装置を構成する網状治具と板金製治具とが分離した状態と組み付けた状態とを示した説明図である。
【図２】本発明の洗浄装置を洗浄液に浸漬させ、超音波を印加した状態を示した説明図である。
【図３】本発明の洗浄装置を洗浄液中で反転させ、超音波を印加した状態を示した説明図である。
【図４】本発明の洗浄装置を洗浄液から引き上げた状態を示した説明図である。
【図５】本発明の洗浄装置を洗浄液から引き上げた後、分解した状態を示した説明図である。
【図６】測定条件毎の超音波の減衰効果を示した測定結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１実施形態に係る洗浄装置及び洗浄方法について、図面を参照して説明する。
【００２１】
図１に示すように、洗浄装置１０は、主として、超音波Ｌ（図２参照）が透過する板金で形成された板金製治具１２と、所定のメッシュサイズのカゴ状の網（金網）で形成された網状治具１４と、で構成されている。板金製治具１２は、一端に開口部１３が形成された箱状になっており、内部に、電子部品などの小型部品であるワーク１６を収容することができる。また、板金製治具１２内の隅部には、ワークが密集せず超音波が効果的に伝わるよう、Ｒが付けてあることが好ましい。板金製治具１２に超音波Ｌをあてると、超音波Ｌが板金製治具１２を透過して内部に収容されたワーク１６に照射される。板金製治具１２の開口部１３には、網状治具１４が取り外し可能に装着されており、板金製治具１２に収容されたワーク１６を板金製治具１２の内部と網状治具１４の内部とで囲まれた空間に閉じ込めることができる。なお、網状治具１４のメッシュサイズは、ワークが通り抜けできないような大きさに設定されている。
【００２２】
次に、洗浄装置１０を用いたワーク１６の洗浄方法について説明する。
【００２３】
図１に示すように、ワーク１６が網状治具１４又は板金製治具１２の内部に収容され、板金製治具１２の開口部１３に網状治具１４が装着される。これにより、網状治具１４及び板金製治具１２の内部に、ワーク１６を収容することができる。
【００２４】
次に、図２に示すように、板金製治具１２が重力作用方向（図２中矢印Ｇ方向）の下側に位置させた状態で、洗浄装置１０が洗浄液１８（水、脱気水、溶剤など）の中に、完全に浸される。これにより、板金製治具１２と網状治具１４とが洗浄液１８に浸漬された状態になる。このとき、ワーク１６は、自重により板金製治具１２の底部に載った状態になっている。また、ワーク１６の質量が小さくてワーク１６が洗浄液１８の表面張力によって洗浄液１８の水面に浮こうとする場合には、上側に位置する網状治具１４によりワーク１６を捕捉することができるため、ワーク１６が洗浄液１８の水面に浮かんでしまうことはない。
【００２５】
その後、超音波印加装置（図示省略）を用いて超音波Ｌが所定時間にわたってワーク１６に照射される。ここで、超音波Ｌは、板金製治具１２に対して照射され、板金製治具１２を透過して内部のワーク１６に照射されるため、網状治具１４を透過することはない。これにより、超音波Ｌは、網状治具１４の網（メッシュ）の目によって減衰されることなく、ワーク１６に直接照射される。この結果、洗浄効果やバリ取り効果の高いワーク１６の超音波洗浄（バリ取り処理）を実行することができる。なお、超音波Ｌを用いた洗浄では、定在波の影響を受けるため、位置（高さ）によって洗浄効果が大きく異なることになるが、予め、洗浄効果の高い洗浄液１８の水没位置を求めておくことが好ましい。
【００２６】
また、ワーク洗浄時において網状治具１４の網の目の影響をより少なくするために、ワーク１６の洗浄時に、網状治具１４の一部を洗浄液１８の水面から露出したり、網状治具１４を板金製治具１２から取り外してもよい。ただし、網状治具１４の一部を洗浄液１８の水面から露出させる場合には、一旦浸漬した網状治具１４の網の部分に水膜が張っていることが多く、この影響により網状治具１４を再度、洗浄液１８の中に沈める際に、網状治具１４に空気が入り、後の工程でワーク固着などの不具合の発生するおそれがあるため、水膜の除去やエア抜きなどの対応が必要になる。また、網状部材１４を板金製治具１２から取り外す場合には、ワーク１６に超音波Ｌを照射すると、ワーク１６が板金製治具１２から飛び出し易くなるため、板金製治具１２の形状や超音波Ｌの出力を調整する必要がある。
【００２７】
次に、図３に示すように、ワーク１６の洗浄後、洗浄装置１０が洗浄液１８中に没したままの状態で洗浄装置１０が反転される。これにより、洗浄装置１０の上下が逆さまになり、板金製治具１２が網状治具１４の上方に位置し、板金製治具１２と網状治具１４との位置が入れ替わる。このとき、網状治具１４が下側に位置するが、超音波印加装置により超音波Ｌを短時間、ワーク１６に照射することが好ましい。超音波印加装置により超音波Ｌを照射すると、超音波Ｌが網状治具１８の網（メッシュ）の目を減衰しながらも通り抜けて洗浄装置１０の内部に進入する。そして、上側に位置する板金製治具１２の内面に固着しているワーク１６に超音波Ｌが照射されることにより、ワーク１６の板金製治具１２の内面に対する固着が解消される。この結果、ワーク１６を板金製治具１２の内面から容易に取り外すことができる。この操作により、ワーク１６は、網状治具１４側に落下する。
【００２８】
なお、洗浄装置１０の反転操作において、ワーク１６の洗浄位置が比較的浅く、洗浄装置１０の反転時において、洗浄装置１０の板金製治具１２又は網状治具１４の一部が洗浄液１８の水面から露出して洗浄装置１０の内部に空気が入る場合には、洗浄装置１０を洗浄液中の深部に一旦沈めておいて、深部で洗浄装置１０を反転操作することが好ましい。
【００２９】
次に、図４に示すように、洗浄装置１０が反転操作された後、網状治具１４が板金製治具１２の下側に位置した状態で、洗浄装置１０を洗浄液１８の内部から引き上げられる。このとき、網状治具１４が板金製治具１２の下側に位置しているため、洗浄装置１０の内部に浸入していた洗浄液１８が網状治具１４の網（メッシュ）の目の部分から排出される。これにより、洗浄装置１０の内部に溜まった洗浄液１８を除去することができる。なお、洗浄装置１０が洗浄液１８から引き上げられる際には、ワーク１６は、網状治具１４に捕捉されている。
【００３０】
そして、図５に示すように、洗浄装置１０が洗浄液１８から完全に引き上げられた後、網状治具１４と板金製治具１２とが分離される。その後、ワーク１６が網状治具１４に収容された状態で、網状治具１４と共に乾燥処理が実行される。これにより、網状治具１４とワーク１６の両方が同時に乾燥される。
【００３１】
以上のように、本発明の第１実施形態によれば、洗浄装置１０が洗浄液１８に浸漬される際に、上側に位置する網状治具１４でワーク１６を捕捉することができるため、ワーク１６が洗浄液１８の表面張力で洗浄液１８の水面に浮くことを防止できる。
【００３２】
また、ワーク１６の洗浄処理を実行する場合には、図２に示すように、網状治具１４ではなくて、板金製治具１２を透過した超音波Ｌがワーク１６に照射されるため、超音波Ｌが減衰することがない。これにより、ワーク１６の洗浄効果を高めることができる。
【００３３】
また、図３に示すように、洗浄装置１０を反転させ、網状治具１４を下側に位置させたときに、板金製治具１２に固着したワーク１６に対して網状治具１４の網の部分を通して超音波Ｌを照射することにより、ワーク１６と板金製治具１２の内面との固着が解消されて、ワーク１６が網状治具１４に落下する。これにより、ワーク１６が板金製治具１２の内面に対して貼り付いてしまうことを防止できる。
【００３４】
さらに、図４及び図５に示すように、洗浄装置１０を洗浄液１８から引き上げた後、ワーク１６を網状治具１４と共に乾燥処理することにより、ワーク１６の乾燥と網状治具１４の乾燥とを同時に行うことができる。特に、網状治具１４が板金製治具１２の下側に位置させた状態で洗浄装置１０を洗浄液１８から引き上げることにより、洗浄装置１０の内部の洗浄液１８が網状治具１４の網（メッシュ）の目の部分から外部に排出される。このため、ワーク１６や網状治具１４に付着する洗浄液１８の量を低減することができる。これらにより、ワーク１６の乾燥処理時において、ワーク１６を別の容器（治具）に移し変える作業が不要となるため、ワーク１６の乾燥処理の効率を上げることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０    洗浄装置
１２    板金製治具（第１治具）
１４    網状治具（第２治具）
１６    ワーク
１８    洗浄液
Ｌ      超音波
【図１】
2010253445.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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