(57)【要約】【課題】洗浄液の液面より下方に被洗浄物の入出口を備えた洗浄槽２と、前記入出口から流出した洗浄液を蓄える貯水槽５と、この貯水槽５に蓄えられた洗浄液を前記洗浄槽２へ戻すポンプ６とを有する超音波洗浄装置において、入出口から流出する洗浄液の流れを防止する。【解決手段】入出口にバネ等で付勢した水漏れ防止ブラシ８を取りつける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液の液面より下方に被洗浄物の入出口を備えた洗浄槽と、前記入出口から流出した洗浄液を蓄える貯水槽と、この貯水槽に蓄えられた洗浄液を前記洗浄槽へ戻すポンプと、前記入出口のそれぞれに設けられ、この入出口から流出する洗浄液の流れを防止する水漏れ防止手段と、を備えたことを特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項２】
前記水漏れ防止手段は、弾性体によって前記入出口を塞ぐ方向に付勢されていることを特徴とする請求項１記載の超音波洗浄装置。
【請求項３】
前記水漏れ防止手段がブラシであることを特徴とする請求項１または２記載の超音波洗浄装置。
【請求項４】
被洗浄物を搬送するネットコンベアを前記入出口に挿通したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は製造工程等において、被洗浄物を洗浄するのに用いる洗浄装置に関し、例えば被洗浄物を超音波によって連続的に洗浄乾燥する連続超音波洗浄乾燥装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超音波洗浄装置として、特許文献１に開示された技術が知られている。この超音波洗浄装置は図５の概略図に示すように、大別して、超音波振動子１を備える洗浄槽２とその入口２ａ、出口２ｂに挿通され被洗浄物３を移動させる搬送手段４と、下方に配置された貯水槽５と、貯水槽５の洗浄液（水）Ｗを洗浄槽２へ戻すポンプ６と、洗浄槽２の入口２ａ、出口２ｂから流出する洗浄液Ｗの流出量を抑える手段とから構成される。
【０００３】
洗浄液Ｗの流出量を抑える手段として特許文献１には、洗浄槽２の入口２ａ，出口２ｂの近傍に洗浄液Ｗを噴出させる洗浄液噴出部１０を設けて、入口２ａ，出口２ｂから流出する洗浄液Ｗの流出量を減少させる技術が開示されている。
【０００４】
特許文献２に開示された技術は、図６の概略図に示すように、洗浄液Ｗの流出量を抑える手段として、洗浄槽２の入口２ａ、出口２ｂに洗浄液Ｗが流出するチャンバー１１と遠心式羽根車１２を設けて、発生する洗浄液Ｗの水流の乱れにより洗浄液Ｗの流出量を抑制している技術が開示されている。
【０００５】
〔特許文献１〕
特開平４−１７６３７９号公報
〔特許文献２〕
特開平１１−３１９７３９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記、特許文献１に開示された技術には、次のような不具合がある。
【０００７】
ａ）洗浄液噴出部１０から洗浄液Ｗを勢い良く噴出させることで、入口２ａ，出口２ｂからの洗浄液Ｗの流出を抑えているため、入口２ａ，出口２ｂを通過する被洗浄物３にズレが発生しやすい。
【０００８】
ｂ）洗浄液噴出部１０は、洗浄液Ｗを勢い良くさせるために、ポンプ６を高圧化、すなわち高出力化する必要があり、ポンプ６が大型化する不具合がある。
【０００９】
ｃ）ポンプ６の高出力化により、設備費の増大、運転コストの増大、騒音の増大等の不具合が生じる。
【００１０】
ｄ）ポンプ６の高出力化により、発熱量が多くなるため、洗浄液Ｗの温度が上昇する。このため、洗浄液Ｗの蒸発量が多くなり、洗浄液Ｗの補給量が多くなってしまう。また、洗浄液Ｗの温度が上昇することによって、被洗浄物３を低温洗浄することができなくなってしまう。
【００１１】
上記、特許文献２に開示された技術には、次のような不具合がある。
【００１２】
ｅ）チャンバ１１やその内部の遠心式羽根車１２の回転による水流の乱れにより、洗浄液Ｗの流出を抑えようとしているので、その水流の乱れにより、被洗浄物３にズレが発生しやすい。
【００１３】
ｆ）チャンバ１１内に遠心式羽根車１２やこれを回転駆動させる駆動手段を設けることで、設備費の増大、運転コストの増大、騒音の増大等の不具合が生じる。
【００１４】
ｇ）チャンバ１１やその内部に遠心式羽根車１２を取り付けることで装置の全長が長くなる。
【００１５】
上記、特許文献１、特許文献２に開示された技術には、次のような共通の不具合がある。
【００１６】
ｈ）入口２ａ、出口２ｂの高さを、もっとも高い被洗浄物３に合わせる必要がある。その為、それよりも低い被洗浄物３の場合、必要以上に大きい入口２ａ、出口２ｂの開口面積が必要で、洗浄液Ｗの流出量が多くなる。それにより、ポンプ６を高圧化、大型化する必要がある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、洗浄液の液面より下方に被洗浄物の入出口を備えた洗浄槽と、前記入出口から流出した洗浄液を蓄える貯水槽とこの貯水槽に蓄えられた洗浄液を前記洗浄槽へ戻すポンプと、前記入出口のそれぞれに設けられ、この入出口から流出する洗浄液の流れを防止する水漏れ防止手段を備えることを特徴とし、これにより、入出口の開口面積が小さくなり、入出口から流出する洗浄液の流出量が抑制される。
【００１８】
また、本発明は、前記水漏れ防止手段は、弾性体によって前記入出口を塞ぐ方向に付勢されていることを特徴とし、これにより、常に一定の圧力で、水漏れ防止手段の先端がネットコンベアに加圧されるので、水漏れ防止手段のみにて洗浄液の流出量を抑える場合に比較して、さらに洗浄液の流出量を抑えることができる。また、被洗浄物が多品種少量生産で、被洗浄物の大きさが頻繁に変わっても、製品の大きさに合わせて、弾性体の力で隙間が調整されるので、段取り替えの必要がない。
【００１９】
また、例えばガラス棒の様に被洗浄物の強度が弱く脆い場合でも、被洗浄物に与える圧力が一定なので、折れや割れの不具合がない。
【００２０】
また、水漏れ防止手段の先端が磨耗した場合でも、弾性体の加圧力により当たり圧力が調整されるので、高さを再調整する必要がない。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施形態を説明する。
【００２２】
図１および図２を用いて第１の実施形態を説明する。超音波洗浄装置は、図１の概略図に示すように、大別して、超音波振動子１を備える洗浄槽２と被洗浄物３を移動させるネットコンベア４ａ、４ｂと、下方に配置された貯水槽５と、貯水槽５の洗浄液（水）Ｗを洗浄層２へ戻すポンプ６と、洗浄槽２の入口２ａ、出口２ｂから流出する洗浄液Ｗの流出量を抑える手段である水漏れ防止ブラシ８とから構成される。
【００２３】
洗浄槽２は内部に洗浄液Ｗが満たされる液槽であり、この洗浄槽２には、ネットコンベア４ａ、４ｂによって搬送される被洗浄物３が貫通移動するための入口２ａと出口２ｂとが設けられている。この入口２ａと出口２ｂは、洗浄槽２の腹部略中央に設けられ、洗浄液Ｗの液面よりも下方に開口するものである。洗浄槽２の内部には、ネットコンベア４ａ、４ｂによって移動する被洗浄物３の上下に超音波振動子１が配置されている。この超音波振動子１は、上下に対向してペア配置されたもので、図示しない駆動装置から駆動信号を受けると超音波振動を発生し、その超音波力によって搬送中の被洗浄物３を洗浄するものである。
【００２４】
搬送手段４は、洗浄層２の上方でループを形成するネットコンベア４ａと貯水槽５の下方でループを形成するネットコンベア４ｂとを備え、このネットコンベア４ａ、４ｂは、それぞれ個別のモータ（図示しない）によって同期駆動される。被洗浄物３は、下方のネットコンベア４ｂ上に搭載され、上方のネットコンベア４ａにて押さえられて搬送されるもので、上下に重なったネットコンベア４ａ、４ｂが洗浄槽２を図示左右方向に貫通移動し、結果的に被洗浄物３が洗浄槽２を図示左右方向に貫通移動する。
【００２５】
上述したように、入口２ａと出口２ｂは、洗浄液Ｗの液面よりも下方に開口するため、入口２ａと出口２ｂから必然的に洗浄液Ｗが流出する。そのままでは洗浄槽２内の洗浄液Ｗを適性量、適性水位に保つことができない。そこで、洗浄槽２の洗浄液Ｗを適性量に維持するために、貯水槽５とポンプ６を設けている。貯水槽５は、入口孔２ａと出口孔２ｂから流出する洗浄液Ｗを受けるとともに、余剰の洗浄液Ｗを蓄えるための液槽であり、洗浄槽２の下方に配置されている。ポンプ６は、貯水槽５の洗浄液Ｗを洗浄槽２の下部へ戻し、洗浄槽２内を常に適性量、適正水位に保つものである。
【００２６】
入口２ａと出口２ｂからは必然的に洗浄液Ｗが流出するが、この洗浄液Ｗの流出を阻むために、入口２ａ，出口２ｂには、洗浄液Ｗの流出量を抑える手段が設けられている。この手段は、入口２ａ、出口２ｂのそれぞれに設けられたもので、先端にナイロンなどの樹脂製のブラシが植毛された水漏れ防止ブラシ８よりなる。この水漏れ防止ブラシ８は先端がナイロンなどのブラシよりなることから、ネットコンベヤ４ａ，４ｂに完全に接触することが可能で、開口面積が小さくなり、洗浄液Ｗの流出量を抑制できる。
【００２７】
また、水漏れ防止ブラシ８は、入口２ａ，出口２ｂにおいて、上下各２ヶずつ取り付ける。上側の水漏れ防止ブラシ８で、上方のネットコンベア４ａ上面より漏れる洗浄液Ｗを、下側の水漏れ防止ブラシ８にて下方のネットコンベア４ｂの下側より漏れてくる洗浄液Ｗの漏れを、それぞれ挟みこむことにより防止する。
【００２８】
このように、洗浄装置は、入口２ａ、出口２ｂにそれぞれ設けた水漏れ防止ブラシ８で洗浄液Ｗの流出量を抑制するものであるため、入口２ａ，出口２ｂを通過する被洗浄物３に与えられる流れが穏やかで済み、搬送中における被洗浄物のズレの発生が抑えられる。入口２ａ、出口２ｂにそれぞれ設けた水漏れ防止ブラシ８によって、入口２ａ，出口２ｂから流出する洗浄液Ｗの流出量が減少するため、洗浄液Ｗを洗浄槽２へ戻すポンプ６を低圧化できる。この結果、ポンプ６の低出力化により、設備費の減少、運転コストの減少、騒音の減少が実現できる。ポンプ６の低出力化により、発熱量が少なくなるため、洗浄液Ｗの温度が低下する。このため、洗浄液Ｗの蒸発量が少なくなり、洗浄液Ｗの補給量が少なくなり、ランニングコストを低減できるとともに、洗浄液Ｗの管理が容易になる。また、洗浄液Ｗの温度が低下することによって、被洗浄物３の低温洗浄も可能になる。
【００２９】
図３および図４を用いて第２の実施形態を説明する。この超音波洗浄装置は基本的に第１の実施形態と同様のものであるが、図３の概略図に示すように、入口２ａ、出口２ｂに配置された水漏れ防止ブラシ８の根元部にバネ９を取りつけている。このバネ９の反発力により先端の水漏れ防止ブラシ８は、常に一定の圧力で入口２ａ、出口２ｂを塞ぐ方向に付勢され、ネットコンベア４ａ，４ｂに接触し、被洗浄物３の大きさに合わせて、上下する。これにより、被洗浄物３が多品種少量生産で頻繁に大きさが変わっても、段取り替えが必要なく、常に最小の開口面積となる。
【００３０】
また、被洗浄物３が例えばガラス棒のように、強度が弱く脆い場合でも、被洗浄物３に与える圧力がバネ９の反発力により一定なので、折れや割れの不具合がない。また、水漏れ防止ブラシ８の先端が磨耗しても、バネ９の反発力で当たり圧力は一定になるので、高さ調整の必要がない。このため、さらに、洗浄液Ｗの流出量を抑えることができる。この結果、第１の実施形態よりさらにポンプ６を低圧化でき、ポンプ６の小型化、低出力化が可能になる。
【００３１】
上記水漏れ防止ブラシ８の材質はナイロンなどの樹脂製で、長さは３０〜４５ｍｍ、太さは直径Φ０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ、ブラシ密度は８本／ｍｍ２以上が最適な条件である。
【００３２】
上記水漏れ防止ブラシ８の取りつけ位置は、被洗浄物３のない状態で、ネットコンベヤ４ａ，４ｂに水漏れ防止ブラシ８の先端が触れる位置とする。
【００３３】
バネ９は材質がステンレス（ＳＵＳ３０４）、線径０．８〜１．１ｍｍ、外径１０ｍｍ、自由長さ２５ｍｍ〜３０ｍｍ、バネ定数２．０〜３．５Ｎ／ｍｍ、のものが最適である。
【００３４】
また、上方のネットコンベア４ａの幅は下方のネットコンベア４ｂの幅に対して、大きくすることが好ましい。例えば、上方のネットコンベア４ａの幅を３００ｍｍ、下方のネットコンベア４ｂの幅を２５０ｍｍとする。これにより、被洗浄物３が下駆動チェーンの側面と上方のネットコンベア４ａの間に固定されるので、上下からネットコンベア４ａ、４ｂをバネにより抑えつけても、被洗浄物３に欠けや傷の不具合が発生しない。
【００３５】
本発明の超音波洗浄装置を用いる被洗浄物３の種類としては、各種自動車用セラミック抵抗基板、電源用セッラミクサージアレスター、インクジェットプリンター用セラミック部品、電子銃用マルチフォームガラス等が挙げられる。
【００３６】
【実施例】
次に、本発明の実施例を示す。
【００３７】
ここで、以下に示す方法で実験を行った。本発明実施例として図１のように水漏れ防止ブラシ８のみを取りつけた場合、図３のようにバネ９付きの水漏れ防止ブラシ８を取りつけた場合、比較例として図７のようにブラシ８を取りつけない場合の３種類を比較した。
【００３８】
水漏れ防止ブラシ８の材質はナイロン製、長さは３０ｍｍ、太さは直径Φ０．３ｍｍ、ブラシ密度は８本／ｍｍ２以上の最適条件品を使用した。水漏れ防止ブラシ８の取りつけ位置は、被洗浄物３のない状態で、ネットコンベヤ４ａ，４ｂに水漏れ防止ブラシ８の先端が触れる位置とする。バネ９は材質ステンレス製（ＳＵＳ３０４）、線径１．１ｍｍ、外径１０ｍｍ、自由長さ２５ｍｍ、バネ定数２．９４Ｎ／ｍｍ、の最適条件品を使用した。
【００３９】
実験条件は、入出口孔２ａ，２ｂ最下面に水位がある、ポンプ６を停止した状態から、ポンプ６のスイッチを入れ、２０００ｍｍ×４６０ｍｍの水槽の水位が７０ｍｍ上昇し、オーバーフローパイプから洗浄液Ｗが漏れるまでの時間を測定した。この時、搬送手段４のネットコンベア４ａ，４ｂは回転させ、同一の厚み４ｍｍの被洗浄物３を供給した。使用したポンプ６は、モーター出力２００ボルト  ０．７５ＫＷ、吐出能力  毎分４００リットルである。このポンプ６を３台使用した。
【００４０】
結果は表１に示す通りである。表１の結果に示すとおり、明らかにバネ９付き水漏れ防止ブラシ８を取りつけた本発明実施例は、洗浄液Ｗの流出量が減少することがわかる。
【００４１】
水漏れ防止ブラシ８を取り付けることで、洗浄液Ｗの流出量が減少するので、従来０．７５ＫＷのポンプ６を３台動かしていたが、その内１台を停止できた。これにより、装置の運転コスト、装置騒音を低くすることが可能となった。
【００４２】
ポンプ６の台数を削減できたので、洗浄液Ｗの温度の上昇を抑えられ、低温洗浄が可能となった。また、ポンプ６の台数を削減できたので、１台を予備として活用し、ポンプ６が故障した時にすぐに切り替え、設備停止時間を削減できた。
【００４３】
一方、比較例では、被洗浄物３の整列に乱れが生じ、被洗浄物３同志が重なり洗浄不足、乾燥不足が発生していたが、本発明により整列乱れがなくなったので、洗浄不足、乾燥不足の発生がなくなった。これにより、被洗浄物３の再洗浄がなくなった。また、不良が出なくなったので、検査工程を省略でき、工程短縮ができた。
【００４４】
【表１】
2004255225.tif 000003
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、洗浄液の液面より下方に被洗浄物の入出口を備えた洗浄槽と、前記入出口から流出した洗浄液を蓄える貯水槽と、この貯水槽に蓄えられた洗浄液を前記洗浄槽へ戻すポンプと、前記入出口のそれぞれに設けられ、この入出口から流出する洗浄液の流れを防止する水漏れ防止手段とを備えることにより、水漏れを良好に防止でき、ポンプを減らすことが可能となる。これによって、装置の運転コスト、装置騒音を低くすることが可能となり、また低温洗浄が可能となった。
【００４６】
また、本発明によれば、前記水漏れ防止手段は、弾性体によって前記入出口を塞ぐ方向に付勢することにより、洗浄液の入出口からの流出量がさらに減少し、被洗浄物のズレがなく、被洗浄物の重なりがなくなった為、洗浄不足、乾燥不足の発生がなくなった。これにより検査工程を省略でき、工程短縮が可能となった。また、段取り替えや設備保全の時間が少なくなり、設備非可動時間の削減ができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超音波洗浄装置を示す概略図である。
【図２】図１の超音波洗浄装置の部分拡大断面図である。
【図３】本発明の超音波洗浄装置を示す概略図である。
【図４】図３の超音波洗浄装置の部分拡大断面図である。
【図５】従来の超音波洗浄装置を示す概略図である。
【図６】従来の超音波洗浄装置を示す概略図である。
【図７】比較例の超音波洗浄装置の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１      超音波振動子
２      洗浄槽
２ａ    入口
２ｂ    出口
３      被洗浄物
４      搬送手段
４ａ    ネットコンベア
４ｂ    ネットコンベア
５      貯水槽
６      ポンプ
７      配管
８      水漏れ防止ブラシ
９      バネ
１０    洗浄液噴出部
１１    チャンバー
１２    遠心式羽根車
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004255225.tif 000006
【図４】
2004255225.tif 000007
【図５】
2004255225.tif 000008
【図６】
2004255225.tif 000009
【図７】
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