(57)【要約】【課題】多数の超音波振動子を振動板に取り付けて洗浄槽内に配置した構成で、振動板の撓みを抑えて良好な洗浄能力を得ることができる超音波洗浄装置を提供する。【解決手段】超音波洗浄装置が、洗浄液１を収容する洗浄槽２と、洗浄槽２に設けられている振動板３と、振動板３に取り付けられている複数の超音波振動子４と、振動板３を支持する複数の支柱５とを有する。各々の支柱５を中心として当該支柱５の周囲に複数の超音波振動子４が配置されている。支柱５の周囲に配置されている複数の超音波振動子４は当該支柱５を中心として対称に位置している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液を収容する洗浄槽と、前記洗浄槽に設けられている振動板と、前記振動板に取り付けられている複数の超音波振動子と、前記振動板を支持する複数の支柱と、を有する超音波洗浄装置。
【請求項２】
各々の前記支柱を中心として当該支柱の周囲に複数の前記超音波振動子が配置されている、請求項１に記載の超音波洗浄装置。
【請求項３】
前記支柱の周囲に配置されている複数の前記超音波振動子は当該支柱を中心として対称に位置している、請求項２に記載の超音波洗浄装置。
【請求項４】
前記支柱は、複数の前記超音波振動子の中心を結ぶことにより輪郭線が形成される仮想図形の中心位置に配置されている、請求項２または３に記載の超音波洗浄装置。
【請求項５】
前記仮想図形は三角形または四角形である、請求項４に記載の超音波洗浄装置。
【請求項６】
各々の前記超音波振動子を中心として当該超音波振動子の周囲に複数の前記支柱が配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の超音波洗浄装置。
【請求項７】
前記超音波振動子の周囲に配置されている複数の前記支柱は、当該超音波振動子を中心として対称に位置している、請求項６に記載の超音波洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動を利用して電子部品や精密機械部品などの被洗浄物を洗浄する超音波洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗浄液に被洗浄物を浸漬し、洗浄液に超音波振動を生じさせることによって被洗浄物を洗浄する超音波洗浄が行われている。特許文献１〜２に示されているように、超音波洗浄装置は、洗浄液を収容する洗浄槽と、洗浄槽内または洗浄槽の壁面に隣接して設けられる超音波振動子を有している。特許文献１には、磁気ヘッドを被洗浄物として洗浄するための超音波洗浄装置が記載されている。特許文献２には、複数の超音波振動子を用いて洗浄槽内の被洗浄物を洗浄する構成および方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−７７７６４号公報
【特許文献２】特開２００８−４９２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２の各図面に記載されている超音波洗浄装置によると、比較的小型の洗浄槽の底壁に少数（例えば３つ）の超音波振動子が取り付けられて、これらの超音波振動子が発生する超音波によって底壁が振動して洗浄槽内の被洗浄物を洗浄する。すなわち、この例では底壁が振動板として機能する。しかし、大量の被洗浄物を同時に効率よく洗浄することが望まれる場合には、より大きな洗浄槽を用いることが好ましく、大きな洗浄槽を有する超音波洗浄装置においては、より多くの超音波振動子が必要である。多数の超音波振動子を振動板（特許文献２の場合には洗浄槽の底壁）に取り付けると、各超音波振動子の自重によって振動板が撓む可能性がある。このように振動板が撓むと、所望の洗浄能力が発揮できない。すなわち、振動板に複数の超音波振動子を取り付ける構成では、良好な洗浄が行えるように各超音波振動子の位置や姿勢等を適切に調整しており、それによって、各超音波振動子からの振動が洗浄液中を伝わって互いに高め合い、良好な洗浄能力を実現している。しかし、前記したように振動板が撓むと、調整済みの超音波振動子の位置や姿勢が変化するため、所望の洗浄能力が得られなくなる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、多数の超音波振動子が振動板に取り付けられている構成で、振動板の撓みを抑えて良好な洗浄能力を得ることができる超音波洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の超音波洗浄装置は、洗浄液を収容する洗浄槽と、洗浄槽に設けられている振動板と、振動板に取り付けられている複数の超音波振動子と、振動板を支持する複数の支柱と、を有する。
【０００７】
各々の支柱を中心として当該支柱の周囲に複数の超音波振動子が配置されていることが好ましく、支柱の周囲に配置されている複数の超音波振動子は当該支柱を中心として対称（当該支柱を中心として点対称、または当該支柱を通る軸を中心として線対称）に位置していると、より好ましい。
【０００８】
一例としては、支柱は、複数の超音波振動子の中心を結ぶことにより輪郭線が形成される仮想図形の中心位置に配置されている。その場合の仮想図形は、三角形または四角形である。
【０００９】
また、各々の超音波振動子を中心として当該超音波振動子の周囲に複数の支柱が配置されていることが好ましく、超音波振動子の周囲に配置されている複数の支柱は、当該超音波振動子を中心として対称（当該超音波振動子を中心として点対称、または当該超音波振動子を通る軸を中心として線対称）に位置していると、より好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、多数の超音波振動子が取り付けられていても、振動板の撓みが抑制されるため、超音波振動子の位置や姿勢の変化が抑えられ、所望の洗浄能力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の超音波洗浄装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す超音波洗浄装置の断面図である。
【図３】図１に示す超音波洗浄装置の超音波振動子と支柱の配置を模式的に示す要部拡大図である。
【図４】本発明の超音波洗浄装置の超音波振動子と支柱の配置の他の例を模式的に示す要部拡大図である。
【図５】本発明の超音波洗浄装置の超音波振動子と支柱の配置のさらに他の例を模式的に示す要部拡大図である。
【図６】本発明の超音波洗浄装置の超音波振動子と支柱の配置のさらに他の例を模式的に示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態の超音波洗浄装置では、洗浄液１を収容する洗浄槽２内に振動板３が配置されており、この振動板３に多数の超音波振動子４が取り付けられている。詳細には図２に示すように、洗浄槽２の底面に、複数の支柱５が振動吸収パッド６を介してそれぞれ設けられており、この複数の支柱５によって振動板３が支持されている。そして、振動板３の下面（洗浄槽２の底面側の面）の、支柱５と接する部分以外の位置に、複数の超音波振動子４が取り付けられている。そして、洗浄槽２の外部に超音波振動子４の駆動源となる超音波発振器７が配置され、図示しないが、洗浄槽２内の各超音波振動子４に接続されている。振動板３の外周縁部は、洗浄槽２の側壁内面に固定されている。
【００１４】
本実施形態では、振動板３を支持する支柱５を設けているので、振動板３を薄型化することができる。それによって、超音波振動子４の振動が低損失で効率良く振動板３に伝わり、振動効果が向上して洗浄能力が高くなる。
【００１５】
また、図３に示す例では、各支柱５の周囲の（各支柱５を中心とした）三角形の各頂点をなす位置に、超音波振動子４がそれぞれ配置されている。このように、１つの支柱５に対して、その支柱５を取り囲むように複数の超音波振動子４が配置されることにより、各支柱５が複数の超音波振動子４を偏りなく支持することができる。その結果、超音波振動子４の重さによる振動板３の撓みが抑えられる。
【００１６】
言い換えると、各超音波振動子４の周囲の（各超音波振動子４を中心とした）六角形の各頂点をなす位置に、支柱５がそれぞれ配置されている。これにより、超音波振動子４の重さが複数の支柱５で分散して支持され、振動板３の一部分に集中して負荷がかかることがなくなり、超音波振動子４の重さによる振動板３の撓みが抑えられる。
【００１７】
このように、本実施形態によると、大きな洗浄槽２内に多数の超音波振動子４を配置する構成であっても、超音波振動子４の重さによる振動板３の撓みが抑えられるので、超音波振動子４の振動を振動板３全体に比較的均等に伝えることができ、良好な洗浄が可能である。また、それぞれの振動が洗浄液１中を伝わって互いに高め合うように予め調整された各超音波振動子４の位置や姿勢が、振動板３の撓みによって狂うことがないので、所望の洗浄能力が達成できる。
【００１８】
さらに、振動板３の撓みが抑えられることによって、支柱５と超音波振動子４との間にエロージョン（侵食：金属にストレスが加わり物理的に磨耗すること）が生じにくくなる。また、振動板３における、超音波振動子４に起因する振動以外の寄生振動を減少させることができるため、予め調整（キャリブレーション）された各超音波振動子４の本来の振動効果を発揮させることができる。振動板３に多少の寄生振動が発生した場合にも、その寄生振動の一部を、支柱５を介して振動吸収パッド６によって吸収し、洗浄槽２の壁面に伝えることがない。
【００１９】
一方、振動板３から支柱５に伝わった振動がさらに洗浄槽２の側壁に伝わって洗浄液１を振動させることにより、振動効果および洗浄能力が高くなることも考えられる。
【００２０】
本実施形態に基づいて作製した超音波洗浄装置を用いて、磁気ヘッドを被洗浄物として洗浄実験を行ったところ、塵埃、粉塵、ガス化した有機物等の汚染物が被洗浄物から落ちなかった洗浄不良が発生した割合は、０．０５％（２０００個に１個）であった。この結果から、本発明を採用していない従来の超音波洗浄装置において同様な洗浄不良が発生した割合（０．１％、１０００個に１個）に比べて確実に洗浄能力が向上していることが確認された。
【００２１】
図４〜６には、本発明の超音波洗浄装置における超音波振動子４と支柱５との配置例を示している。
【００２２】
本発明において、支柱５は、複数の超音波振動子４の中心を結ぶことにより輪郭線が形成される仮想図形の中心位置に配置されることが好ましい。この仮想図形は、三角形（図３，４参照）または四角形（図５，６参照）である。具体的な例について以下に説明する。
【００２３】
図４に示す例は、図３に示す例から支柱５の数を減らした構成である。すなわち、図３に示す例に比べて支柱５の数を減らし、その周囲の（各支柱５を中心とした）三角形の各頂点をなす位置にそれぞれ超音波振動子４を配置した構成である。図４に示す例では、超音波振動子４の数は図３に示す例と同じである。言い換えると、千鳥状に配置された超音波振動子４を、三角形の各頂点を構成する３つずつの組に分けて、各組の超音波振動子がなす三角形の中心位置のみに支柱５を配置している（図４では、２つの組の超音波振動子４をドットにて図示している）。この例では、各超音波振動子４は複数の組にまたがって用いられてはいない。
【００２４】
図５に示す例では、支柱５が行方向と列方向に規則的に並んだマトリクス状に配置されており、各支柱５の周囲の（各支柱５を中心とした）四角形の各頂点をなす位置にそれぞれ超音波振動子４を配置した構成である。その結果、超音波振動子４は、図３，４の例のような千鳥状ではなく、行方向と列方向に規則的に並んだマトリクス状に配置されている。言い換えると、超音波振動子４をマトリクス状に配置し、２行×２列のマトリクスをなす隣り合う４つの超音波振動子４を頂点として構成される全ての四角形の中心位置に支柱５を配置している。
【００２５】
図６に示す例は、図５に示す例から支柱５の数を減らした構成である。すなわち、図５に示す例に比べて支柱５の数を減らし、その周囲の（各支柱５を中心とした）四角形の各頂点をなす位置にそれぞれ超音波振動子４を配置した構成である。図６に示す例では、超音波振動子４の数は図５に示す例と同じである。言い換えると、マトリクス状に配置された超音波振動子４を、四角形の各頂点を構成する４つずつの組に分けて、各組の超音波振動子がなす四角形の中心位置のみに支柱５を配置している（図６では、１つの組の超音波振動子４をドットにて図示している）。この例では、各超音波振動子４は複数の組にまたがって用いられてはいない。
【００２６】
いずれの場合も、支柱５を中心としてその周囲に超音波振動子４が配置されていると、前記した効果を得ることができる。特に、支柱５の周囲において複数の超音波振動子４が互いに均等な位置関係となるように配置されていることが好ましく、複数の超音波振動子４が支柱５を中心として対称（支柱５を中心として点対称、または支柱５を通る軸を中心として線対称）に位置していることが特に好ましい。同時に、超音波振動子４を中心として見た場合に複数の支柱５が互いに均等な位置関係となるように配置され、超音波振動子４を中心として複数の支柱５が対称（超音波振動子４を中心として点対称、または超音波振動子４を通る軸を中心として線対称）に位置しているとより好ましい。
【００２７】
なお、以上説明した実施形態では、超音波振動子４が取り付けられた振動板３を洗浄槽２の内部に配置した構成であるが、特許文献２と同様に、洗浄槽２の底壁自体に超音波振動子４を取り付けてその底壁を振動板３として機能させる場合にも、本発明は有効である。その場合には、洗浄槽２の底壁を複数の支柱５で支持し、支柱５を中心としてその周囲に超音波振動子４が位置するように、また、超音波振動子４を中心としてその周囲に支柱５が位置するように構成される。
【符号の説明】
【００２８】
１      洗浄液
２      洗浄槽
３      振動板
４      超音波振動子
５      支柱
６      振動吸収パッド
７      超音波発振器
【図１】
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【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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