(57)【要約】【課題】槽容量が小さい小型の洗浄槽において複雑な揺動機構を用いずに、洗浄対象物と超音波振動子との位置関係により生ずる超音波出力の不均一性の問題を解決し、安価に超音波洗浄を行なうことができる洗浄治具および洗浄装置を提供する。【解決手段】超音波振動子１２の振動発振面１２ａに対して回転軸心を平行にして配置する可動筐体１５と、可動筐体１５と一体的に回転し、洗浄対象物２１を可動筐体１５の回転軸心と平行な軸心廻りに回動自在に懸垂状態に支持する懸架部材１８を備え、懸架部材１８を可動筐体１５の回転軸心から等距離の位置で、かつ回転軸心の周囲の複数個所に設けたことを特徴とする。【選択図】図１
2008200660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄槽内に貯留した洗浄剤中に浸漬して配置し、洗浄対象物を槽内の超音波振動子との相対位置を可変に保持するものであって、前記超音波振動子の振動発振面に対して回転軸心を平行にして配置する可動筐体と、前記可動筐体と一体的に回転し、洗浄対象物を前記可動筐体の回転軸心と平行な軸心廻りに回動自在に懸垂状態に支持する懸架部材を備え、前記懸架部材を前記可動筐体の回転軸心から等距離の位置で、かつ前記回転軸心の周囲の複数個所に設けたことを特徴とする洗浄治具。
【請求項２】
前記可動筐体はフィン部材を有し、前記フィン部材に作用する前記洗浄液の流れを受けて前記回転軸心廻りに回転することを特徴とする請求項１に記載の洗浄治具。
【請求項３】
前記懸架部材は洗浄対象物に存在する穴に挿通可能な形状をなすことを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄治具。
【請求項４】
洗浄剤を貯留する洗浄槽と、洗浄対象物を保持し前記洗浄剤中に浸漬して配置する洗浄治具と、前記洗浄槽内に前記洗浄液を噴出させる洗浄液噴出手段と、前記洗浄剤および前記洗浄対象物に超音波を照射する超音波振動子を備え、前記洗浄治具が前記超音波振動子の振動発振面に対して回転軸心を平行にして配置する可動筐体と、前記可動筐体と一体的に回転し、前記洗浄対象物を前記可動筐体の回転軸心と平行な軸心廻りに回動自在に懸垂状態に支持する懸架部材を有し、前記懸架部材を前記可動筐体の回転軸心から等距離の位置で、かつ前記回転軸心の周囲の複数個所に設け、前記洗浄液噴出手段から噴出する洗浄液の噴流を受けて前記可動筐体を前記回転軸心廻りに回転駆動するフィン部材を前記可動筐体に設けたことを特徴とする洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄治具および洗浄装置に関し、精密部品等の被洗浄物を槽内に収納して洗浄する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、精密部品等の洗浄方法として超音波を使用した洗浄方法は広く知られており、近年においては超音波のキャビテーション効果をより高めるために真空吸引を併用した洗浄方法が提案されている。また、洗浄効果をさらに高めるために、超音波の出力を高めると共に対象部品を揺動することが行なわれていた。この対象部品を揺動する操作は、超音波の定在波によって生ずる洗浄ムラを解決するものである。
【０００３】
例えば、図３に示すものでは、密閉可能な洗浄槽１の内部にモータ２によって駆動される洗浄バスケット３を設け、被洗浄体Ｗに対して揺動、回転、振動を与える。洗浄液タンク４の洗浄液は、送液ポンプ５及びジェット液バルブ６を介して洗浄槽１に供給し、洗浄槽１に設けたジェットノズル７から被洗浄体Ｗに対して噴出する。真空ポンプ８は真空バルブ９を介して洗浄槽１の内部を減圧し、真空開放バルブ１０の開放により洗浄槽１の真空を開放する。洗浄槽１にはエアブローノズル１１が設けてあり、エアバルブ１２を開くと圧縮空気が洗浄槽１の内部の被洗浄体Ｗに対して噴出する。さらに、熱風発生機１３は熱風バルブ１４を開くことで熱風を洗浄槽１の内部に供給する。
【特許文献１】実開平７−３７７９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５５６０７号公報
【特許文献３】特開２００４−３３００３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の洗浄方法では、洗浄槽１の内部を真空とするために洗浄槽１を密閉構造にしなければならない。また、従来の洗浄方法では、洗浄バスケット３をモータ２によって駆動し、洗浄槽１の内部で被洗浄体Ｗに揺動、回転、振動を与えているが、超音波振動子との位置関係により生ずる超音波出力の不均一性の問題を解決するためには、一般的に被洗浄物を保持するラック治具等を上下方向（垂直方向）に揺動し、さらに左右方向（水平方向）にも揺動することが必要となる。
【０００５】
しかし、被洗浄物を三次元的に揺動させる揺動機構は複雑な機構となり、このような揺動機構を密閉構造の洗浄槽内に設けることは困難であり、洗浄槽が大容量の大型洗浄機に限られていた。また、洗浄槽の気密シール性を保つための構造も複雑となり、非常に高価な装置になるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、槽容量が小さい小型の洗浄槽において複雑な揺動機構を用いずに、洗浄対象物と超音波振動子との位置関係により生ずる超音波出力の不均一性の問題を解決し、安価に超音波洗浄を行なうことができる洗浄治具および洗浄装置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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の洗浄治具は、洗浄槽内に貯留した洗浄剤中に浸漬して配置し、洗浄対象物を槽内の超音波振動子との相対位置を可変に保持するものであって、前記超音波振動子の振動発振面に対して回転軸心を平行にして配置する可動筐体と、前記可動筐体と一体的に回転し、洗浄対象物を前記可動筐体の回転軸心と平行な軸心廻りに回動自在に懸垂状態に支持する懸架部材を備え、前記懸架部材を前記可動筐体の回転軸心から等距離の位置で、かつ前記回転軸心の周囲の複数個所に設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、前記可動筐体はフィン部材を有し、前記フィン部材に作用する前記洗浄液の流れを受けて前記回転軸心廻りに回転することを特徴とする。
また、前記懸架部材は洗浄対象物に存在する穴に挿通可能な形状をなすことを特徴とする。
【０００９】
本発明の洗浄装置は、洗浄剤を貯留する洗浄槽と、洗浄対象物を保持し前記洗浄剤中に浸漬して配置する洗浄治具と、前記洗浄槽内に前記洗浄液を噴出させる洗浄液噴出手段と、前記洗浄剤および前記洗浄対象物に超音波を照射する超音波振動子を備え、前記洗浄治具が前記超音波振動子の振動発振面に対して回転軸心を平行にして配置する可動筐体と、前記可動筐体と一体的に回転し、前記洗浄対象物を前記可動筐体の回転軸心と平行な軸心廻りに回動自在に懸垂状態に支持する懸架部材を有し、前記懸架部材を前記可動筐体の回転軸心から等距離の位置で、かつ前記回転軸心の周囲の複数個所に設け、前記洗浄液噴出手段から噴出する洗浄液の噴流を受けて前記可動筐体を前記回転軸心廻りに回転駆動するフィン部材を前記可動筐体に設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明においては、洗浄対象物を保持した洗浄治具を洗浄槽の洗浄剤中に浸漬し、超音波振動子から洗浄剤および洗浄対象物に超音波を照射する。この際に、可動筐体を回転軸心廻りに回転させることで、洗浄治具の懸架部材で懸垂状態に支持する洗浄対象物は可動筐体の回転軸心と平行な懸架部材の軸心廻りに回動しつつ、可動筐体の回転軸心廻りに回転移動する。
【００１１】
この洗浄対象物の回転移動によって、超音波振動子の振動発振面から異なる距離にあった複数の洗浄対象物の位置関係を入れ替えることで、可動筐体が１回転する間に洗浄治具で保持する全ての洗浄対象物が同条件下で超音波の照射を受ける。よって、超音波振動子との位置関係により生ずる超音波出力の不均一性が解消され、超音波の定在波の影響を受けないので洗浄ムラの発生が抑制できる。
【００１２】
また、本発明によれば、懸架部材を洗浄対象物に存在する穴に挿通して支持することで、懸架部材が洗浄対象物の表面と接触する部分が無くなり、洗浄対象物の表面におけるキズの発生を防止できる。
【００１３】
また、本発明によれば、可動筐体がフィン部材に作用する洗浄液の噴流を受けて回転軸心廻りに回転して洗浄対象物を揺動させるので、駆動軸等を伴う機械的に大掛かりな特別の揺動機構を設ける必要がなく、洗浄槽は噴流を生じさせる循環ポンプ等を配置するだけの簡略な構造となる。
【００１４】
よって、本発明によれば、揺動に必要な治具構造を簡略化することができ、超音波洗浄が可能な洗浄治具および洗浄装置を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態における洗浄装置を示す斜視図であり、図２は図１の洗浄装置に装着された洗浄治具の拡大斜視図である。
【００１６】
図１、図２において、洗浄槽１１の内部には、洗浄剤（図示せず）として水、アルコール、フロン等を貯留している。洗浄槽１１の底部には超音波振動子１２を振動発振面１２ａを上方に向けて配置しており、洗浄槽１１の側部には洗浄液噴出手段としての循環系１３を配置している。循環系１３は配管１３ａと循環ポンプ１３ｂからなり、循環ポンプ１３ｂの駆動により槽内から配管１３ａに取り出した洗浄液を再び配管１３ａの噴出口１３ｃから洗浄槽１１へ水平方向に噴出させる。
【００１７】
洗浄剤中に浸漬して配置する洗浄治具１４は、回転軸心廻りに回転可能な複数の円板１５ａからなる可動筐体１５と、可動筐体１５の複数の円板１５ａを連結する連結軸１６に軸着して可動筐体１５を回転自在に保持する取手部１７と、可動筐体１５の回転軸心と平行に配置する棒状の懸架部材１８とを備えている。可動筐体１５は、円板１５ａの外周に適当間隔で配置した磁石体１９と、配管１３ａの噴出口１３ｃに対向する面に放射状に配置した複数のフィン部材２０を有し、フィン部材２０に作用する洗浄液の噴流を受けて回転軸心廻りに回転する。
【００１８】
懸架部材１８は精密部品等の洗浄対象物２１に形成された穴２１ａに挿通可能な形状をなし、洗浄対象物２１の相互間に所定間隔を維持するスペーサ１８ａを有し、スペーサ１８ａの相互間に括れ部１８ｂを有しており、括れ部１８ｂで洗浄対象物２１を軸心廻りに回動自在に懸垂状態に支持する。複数の洗浄対象物２１を保持する懸架部材１８はその両端を磁石体１９に磁着させて可動筐体１５に装着することで、可動筐体１５と一体的に回転可能に、かつ可動筐体１５の回転軸心と平行に配置され、さらに可動筐体１５の回転軸心から等距離の位置で、かつ回転軸心の周囲の複数個所に配置される。
【００１９】
洗浄治具１４は、連結軸１６を軸支する脚部（図示省略）で槽底部に設置するか、もしくは吊下手段により取手部１７を支持して配置し、超音波振動子１２の振動発振面１２ａに対して回転軸心を平行にして配置する。
【００２０】
本実施の形態では、可動筐体１５の回転軸心を水平方向に配置したが、必ずしも水平にする必要はなく、超音波振動子１２の振動発振面１２ａに回転軸心が平行であれば良い。また、超音波振動子１２の配置位置は槽底部に限るものではなく、槽側部に配置することも可能である。さらに、懸架部材１８は棒状に限定されるものではなく、軸心が可動筐体１５の回転軸心と平行であり、洗浄対象物２１を軸心廻りに回動自在に支持する形状であれば良い。よって可動筐体１５は回転軸心を垂直方向に配置する構造とすることも可能である。また、フィン部材２０は種々の形状のものを採用することができ、水車状とすることも可能であり、一般的な方法としてモーター等を駆動源として回転力を得ることもできる。また、懸架部材１８を磁石体１９で磁着する構成に代えてネジ止めによる固定、ゴムバンドによる結束等を用いることができる。
【００２１】
上記した構成により、洗浄治具は洗浄対象物２１を懸架部材１８に吊り下げて懸垂状態に支持し、複数の洗浄対象物２１を可動筐体１５の回転によって連結軸１６の廻りで回動可能に保持する。この洗浄治具を洗浄槽１１の洗浄剤中に浸漬して配置し、フィン部材２０を配管１３ａの噴出口１３ｃに向ける。
【００２２】
循環ポンプ１３ｂを駆動して槽内の洗浄剤を配管１３ａに吸引し、噴出口１３ｃからフィン部材２０に向けて噴出する。この洗浄剤の噴流を受けるフィン部材２０は可動筐体１５に回転力を与え、可動筐体１５が洗浄対象物２１を吊り下げた複数の懸架部材１８と一体に回転する。
【００２３】
この状態で、超音波振動子１２から洗浄剤および洗浄対象物２１に超音波を照射する。この超音波を照射する間に、可動筐体１５の回転に伴って、懸架部材１８で懸垂状態に支持する洗浄対象物２１は可動筐体１５の回転軸心と平行な懸架部材１８の軸心廻りに回動しつつ、可動筐体１５の回転軸心廻りに回転移動する。
【００２４】
この洗浄対象物２１の回転移動によって、超音波振動子１２の振動発振面１２ａから異なる距離にあった複数の洗浄対象物２１の位置関係が入れ替わる。すなわち、可動筐体１５と共に回転している洗浄対象物２１と超音波振動子１２との距離ＬはＬ＝Ｍｓｉｎθ＋Ｎ（Ｍ：回転治具直径  Ｎ：回転治具と超音波振動子距離）の関係となり、周期的に変化する。同様に洗浄対象物２１と超音波振動子１２との位置も周期的に変化する。
【００２５】
よって、可動筐体１５が１回転する間に、周期的な変化により洗浄対象物２１が上下（垂直方向）と左右（水平方向）に揺動したことと同じ状態になり、洗浄治具で保持する全ての洗浄対象物２１が同条件下で超音波の照射を受ける。よって、超音波振動子１２との位置関係により生ずる超音波出力の不均一性が解消され、超音波の定在波の影響を受けないので洗浄ムラの発生が抑制できる。
【００２６】
このように、可動筐体１５がフィン部材２０に作用する洗浄液の噴流を受けて回転軸心廻りに回転して洗浄対象物２１を揺動させるので、駆動軸等を伴う機械的に大掛かりな特別の揺動機構を設ける必要がなく、洗浄槽１１は噴流を生じさせる循環ポンプ１３ｂ等を配置するだけの簡略な構造となる。
【００２７】
また、懸架部材１８が洗浄対象物２１に存在する穴２１ａに挿通して洗浄対象物２１を支持し、スペーサ１８ａの相互間の括れ部１８ｂで洗浄対象物２１を軸心廻りに回動自在に懸垂状態に支持することで、隣り合う洗浄対象物２１が相互に接触することを防止し、懸架部材１８が洗浄対象物２１の表面と接触する部分が無くなり、洗浄対象物２１の表面におけるキズの発生を防止できる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、洗浄対象物を内部に収納して洗浄に供するための洗浄治具及び洗浄方法に有用であり、特に精密部品の精密治具及び洗浄方法に適している。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態における洗浄装置を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態における洗浄装置を示す部分拡大図
【図３】従来の洗浄装置を示す模式図
【符号の説明】
【００３０】
１１    洗浄槽
１２    超音波振動子
１２ａ  振動発振面
１３    循環系
１３ａ  配管
１３ｂ  循環ポンプ
１３ｃ  噴出口
１４    洗浄治具
１５    可動筐体
１５ａ  円板
１６    連結軸
１７    取手部
１８    懸架部材
１８ａ  スペーサ
１８ｂ  括れ部
１９    磁石体
２０    フィン部材
２１    洗浄対象物
２１ａ  穴
【図１】
2008200660.tif 000003
【図２】
2008200660.tif 000004
【図３】
2008200660.tif 000005