(57)【要約】【課題】超音波を効率的に洗浄に利用でき、かつ少ない洗浄液で洗浄が可能で装置の小型化に寄与する超音波洗浄装置を提供する。【解決手段】超音波洗浄装置１０は、洗浄ドラム１４に直接取り付けられて共に回転する超音波振動ユニット１５によって、減衰が殆どない超音波を洗浄液２７に与えて、洗浄液２７を強力に超音波振動させることができる。超音波振動ユニット１５も減衰を考慮した大出力のものを用いる必要がなく、少ない消費電力で効率的に洗浄液２７を超音波振動させることができる。また、洗浄ドラム１４に超音波振動ユニット１５が直接取り付けられるので、洗浄ドラム１４の周囲に超音波振動を伝える液体や外槽が不要であり、超音波洗浄装置１０は大幅に小型軽量化が可能である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物を収容する略円筒形の洗浄ドラムと、前記洗浄ドラムを回転させる回転手段と、前記洗浄ドラムに付設されて前記洗浄ドラムと共に回転する超音波生成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】
前記洗浄ドラムの内面には、前記被洗浄物を前記洗浄ドラム内で移動させる被洗浄物移動手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置。
【請求項３】
前記被洗浄物移動手段は、前記洗浄ドラムの内面に形成された螺旋状の仕切壁であることを特徴とする請求項１または２に記載の超音波洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄ドラムの一端の開口部には洗浄液を前記洗浄ドラム内に供給する供給口を備えるとともに、前記洗浄ドラムの他端の底面部には洗浄液を排出する排出口を備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の超音波洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄ドラムは水平面に対して傾斜して形成され、前記超音波生成手段は、前記洗浄液が前記洗浄ドラム内で溜まる傾斜した底面側に取り付けられたことを特徴とする請求項４に記載の超音波洗浄装置。
【請求項６】
前記被洗浄物移動手段は、前記供給口から前記排出口に向けて流れる洗浄液の流下方向に対して逆方向に被洗浄物を移動させることを特徴とする請求項４または５に記載の超音波洗浄装置。
【請求項７】
前記被洗浄物移動手段による被洗浄物の移動方向の下流側には、被洗浄物を乾燥させる乾燥手段を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の超音波洗浄装置。
【請求項８】
前記洗浄ドラムは回転中心軸が水平面に対して傾斜して設けられ、前記洗浄ドラムの長さをＬ，直径をＲ、回転中心軸の水平面に対する傾斜角度をθとした場合に、
Ｌｓｉｎθ＞Ｒｃｏｓθ
の関係を満たすように前記洗浄ドラムの寸法および設置角度を設定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の超音波洗浄装置。
【請求項９】
一端が開口部を成す略円筒形の洗浄ドラムと、前記洗浄ドラムに付設され洗浄ドラムと共に回転する超音波生成手段と、前記洗浄ドラム内で被洗浄物を移動させる被洗浄物移動手段とを有する超音波洗浄装置を用いた超音波洗浄方法であって、
前記被洗浄物を前記洗浄ドラムに収容する投入工程と、前記開口部と反対方向に向けて前記被洗浄物が移動するように前記被洗浄物移動手段を動作させつつ、前記被洗浄物を超音波洗浄する第１洗浄工程と、前記開口部に向けて前記被洗浄物が移動するように前記被洗浄物移動手段を動作させつつ前記被洗浄物を超音波洗浄し、前記開口部から前記被洗浄物を取り出す第２洗浄工程とを備えたことを特徴とする超音波洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波洗浄装置に関するものであり、詳しくは回転式洗浄ドラムを用いた超音波洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水などの洗浄液を超音波振動子などを用いて超音波振動させ、被洗浄物に付着した汚れを剥離させる超音波洗浄装置は広く用いられている。このような超音波洗浄装置は、洗浄液を貯留する洗浄槽の底面などに超音波振動子を取り付け、洗浄液を超音波振動させるのが一般的であった。
【０００３】
一方、このような超音波洗浄装置の洗浄能力を高め、効率的な洗浄を実現するために、スパイラル洗浄機と呼ばれる洗浄装置に超音波振動子などの超音波生成手段を備えた超音波洗浄装置が知られている。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１１４２３６号公報
【０００５】
スパイラル洗浄機は、内面に一連のスパイラル状の仕切壁を形成した中空円筒形の洗浄ドラムを備えている。この洗浄ドラムを傾斜させて洗浄液を上流から下流に流下させるとともに、洗浄ドラムをモータ等で回転させることで、スパイラル状の仕切壁の作用で被洗浄物が洗浄ドラム内を移動する。この際、洗浄液の流下方向に逆行して被洗浄物が移動するような方向に洗浄ドラムを回転させることで、洗浄能力を高められる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなスパイラル洗浄機に超音波洗浄機能を備えた従来の超音波洗浄装置は、回転する洗浄ドラムを収容する外槽等に超音波生成手段である超音波振動子が取り付けられ、外槽まで貯められた洗浄液を介して洗浄ドラム内の洗浄液に超音波振動を与える構造であった。このため、外槽で発生させた超音波が洗浄ドラム内に伝搬するまでに減衰してしまい、発生させた超音波を効率的に洗浄に利用することが難しく、超音波のロスが多かった。また、洗浄ドラム内の洗浄液に超音波を伝搬させるために、洗浄に寄与する洗浄ドラム内の洗浄液以外に、洗浄ドラムを収容する外槽内を満たす洗浄液も必要となり、洗浄液のロスが多く、洗浄装置の小型化の障害にもなっていた。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、超音波を効率的に洗浄に利用でき、かつ少ない洗浄液で洗浄が可能で装置の小型化に寄与する超音波洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明によれば、被洗浄物を収容する略円筒形の洗浄ドラムと、前記洗浄ドラムを回転させる回転手段と、前記洗浄ドラムに付設されて前記洗浄ドラムと共に回転する超音波生成手段とを備えたことを特徴とする超音波洗浄装置が提供される。
【０００９】
このような超音波洗浄装置によれば、超音波生成手段は洗浄ドラムに取り付けられて共に回転するので、洗浄ドラムに対して減衰が殆どない超音波を与えることができ、洗浄ドラム内の洗浄液を強力に超音波振動させることができる。超音波生成手段は洗浄ドラムに対して直接超音波を与えるので、減衰を考慮した大出力のものを用いる必要がなく、少ない消費電力で効率的に洗浄ドラム内の洗浄液を超音波振動させることができる。超音波生成手段を洗浄ドラムに取り付けることで、洗浄ドラムの周囲に超音波振動を伝える液体や外槽が不要であり、超音波洗浄装置を大幅に小型軽量化することが可能となる。
【００１０】
前記洗浄ドラムの内面には、前記被洗浄物を前記洗浄ドラム内で移動させる被洗浄物移動手段を備えていてもよい。また、前記被洗浄物移動手段は、前記洗浄ドラムの内面に形成された螺旋状の仕切壁であればよい。前記洗浄ドラムの内面に被洗浄物移動手段を備えることで、洗浄ドラム内で被洗浄物を移動させつつ超音波洗浄できるので、被洗浄物を連続的に投入して効率的に超音波洗浄を行うことができる。特に、被洗浄物移動手段として洗浄ドラムの内面に形成された螺旋状の仕切壁を用いれば、洗浄ドラムを回転させるだけで被洗浄物を移動することができるので、洗浄ドラムと別に駆動される移動手段等を設置しなくても良く、簡単な構造で確実に被洗浄物を移動することが可能になる。
【００１１】
前記洗浄ドラムの一端の開口部には洗浄液を前記洗浄ドラム内に供給する供給口を備えるとともに、前記洗浄ドラムの他端の底面部には洗浄液を排出する排出口を備えているのが好ましい。また、前記被洗浄物移動手段は、前記供給口から前記排出口に向けて流れる洗浄液の流下方向に対して逆方向に被洗浄物を移動させるのが好ましい。洗浄液を供給口から排出口に向けて流下させることで、洗浄ドラム内の洗浄液は常に清浄に保たれ、被洗浄物に汚れ等が再付着することを防止する。こうした洗浄液の流下方向に対向して被洗浄物を移動させることで、被洗浄物は常に新鮮な洗浄液と接し、相対速度も大きくなり、超音波振動と相まって被洗浄物の汚れを剥離させる効果が高められる。
【００１２】
前記被洗浄物移動手段による被洗浄物の移動方向の下流側には、被洗浄物を乾燥させる乾燥手段を更に備えていてもよい。洗浄ドラムに隣接して乾燥手段を設けることで、超音波洗浄から乾燥にいたる一連のプロセスを自動化でき、効率的に被洗浄物の洗浄、乾燥を行うことができる。
【００１３】
前記洗浄ドラムは回転中心軸が水平面に対して傾斜して設けられ、前記洗浄ドラムの長さをＬ，直径をＲ、回転中心軸の水平面に対する傾斜角度をθとした場合に、Ｌｓｉｎθ＞Ｒｃｏｓθの関係を満たすように前記洗浄ドラムの寸法および設置角度を設定すればよい。上述した式を満たすように洗浄ドラムのサイズおよび設置角度を設定することで、超音波生成手段と接する洗浄ドラムの一端は洗浄液で満たされるので、超音波生成手段の振動面が液に接しなくなってしまう、いわゆる「空だき」となって破損することがなく、安定して運転することが可能になる。
【００１４】
本発明によれば、一端が開口部を成す略円筒形の洗浄ドラムと、前記洗浄ドラムに付設され洗浄ドラムと共に回転する超音波生成手段と、前記洗浄ドラム内で被洗浄物を移動させる被洗浄物移動手段とを有する超音波洗浄装置を用いた超音波洗浄方法であって、前記被洗浄物を前記洗浄ドラムに収容する投入工程と、前記開口部と反対方向に向けて前記被洗浄物が移動するように前記被洗浄物移動手段を動作させつつ、前記被洗浄物を超音波洗浄する第１洗浄工程と、前記開口部に向けて前記被洗浄物が移動するように前記被洗浄物移動手段を動作させつつ前記被洗浄物を超音波洗浄し、前記開口部から前記被洗浄物を取り出す第２洗浄工程とを備えたことを特徴とする超音波洗浄方法が提供される。このような超音波洗浄方法によれば、被洗浄物を洗浄ドラムに収容した後の一定時間は洗浄ドラム内で被洗浄物を洗浄し、その後、被洗浄物を洗浄しつつ開口部から前記被洗浄物を取り出すことができる。これにより、被洗浄物の汚れを確実に落としつつ、効率的な洗浄を実現することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の超音波洗浄装置を示す一部破断図である。超音波洗浄装置１０は、洗浄部１１と乾燥部（乾燥手段）１２とを備えている。洗浄部１１は洗浄ドラム１４と超音波振動ユニット（超音波生成手段）１５と回転機構（回転手段）１６とから構成されている。洗浄ドラム１４は、水平面に対して傾斜して形成された、一端（底面側）１４ａが閉側面を成し他端１４ｂが開放部を成す略円筒状の洗浄槽であり、例えばステンレスなどで形成されている。
【００１６】
洗浄ドラム１４の長さ方向両側の外周面にはラックギア１７ａ，１７ｂが周設され、洗浄ドラム１４の外面には、このラックギア１７ａ，１７ｂに摺動自在に接して洗浄ドラム１４をその回転軸まわりに回転自在に支持する軸受１８ａ，１８ｂが形成されている。また、一方のラックギア１７ａには回転機構（回転手段）１６を構成するギア２１が噛合している。ギア２１はモータ２２の回転軸２２ａに固着されており、モータ２２が回転すると軸受１８ａ，１８ｂに支持された洗浄ドラム１４は、回転中心軸Ｓを中心にして所定の方向に回転する。洗浄ドラム１４の回転中心軸Ｓは水平面に対して例えば３０°程度傾斜して設定され、洗浄ドラム１４は一端１４ａから他端（開口部）１４ｂに向けて設定された角度で傾斜して取り付けられている。
【００１７】
洗浄ドラム１４の一端１４ａ側の閉側面には、超音波振動ユニット（超音波生成手段）１５が設けられる。図２に示すように、超音波振動ユニット１５は例えば円筒形を成し、内部に超音波振動子（図示略）を備えている。円筒形の超音波振動ユニット１５は、その中心を洗浄ドラム１４の回転中心軸Ｓと一致させるように、洗浄ドラム１４の一端１４ａ側の底面中央に取り付けられる。これによって、超音波振動ユニット１５は洗浄ドラム１４に固着されて洗浄ドラム１４の回転と共に一緒に回転する。超音波振動ユニット１５は、洗浄ドラム１４の一端１４ａから洗浄ドラム１４の内部方向に超音波を与えるように取り付けられている。超音波振動ユニット１５を例えば円筒形にすることで洗浄ドラム１４の回転時の偏心を防止する。
【００１８】
超音波振動ユニット１５の中心部には超音波振動ユニット１５に電力を供給するためのロータリーコネクタ２４が形成されている。ロータリーコネクタ２４の両端には端子２４ａ、２４ｂが形成されており、端子２４ａと超音波振動ユニット１５が電気的に接続され、端子２４ｂが外部電源（図示省略）と接続される。
【００１９】
ロータリーコネクタ２４は、内部に水銀が封入されており、端子２４ａと端子２４ｂが相対的にどのような向きに回転しても端子間で電気的に接続される。このような構成によって、洗浄ドラム１４の回転時においても、超音波振動ユニット１５にはロータリーコネクタ２４を介して電力が供給され続ける。このようなロータリーコネクタ２４は、接点の摺動部が無く、また封止性が良いので、本発明のような用途に適している。
【００２０】
再び図１を参照して、洗浄ドラム１４の開口面を構成する他端１４ｂ側からは、洗浄ドラム１４内に向けて洗浄液パイプ２６，２６が導入されている。一方の洗浄液パイプ２６は，洗浄ドラム１４の閉端面を構成する一端１４ａの内側まで延びて供給口２６ａとされている。他方の洗浄液パイプ２６は，洗浄ドラム１４の他端１４ｂの内側まで延びて排出口２６ｂとされている。洗浄ドラム１４の内部の洗浄液２７は供給口２６ａから供給されて排出口２６ｂに向けて流下し、排出口２６ｂにから排出される。排出口２６ｂ側の洗浄液パイプ２６は、例えばポンプ等に接続されて洗浄液２７を吸引すればよい。
【００２１】
洗浄ドラム１４の内面には、一連の螺旋状の仕切壁（被洗浄物移動手段）２９が形成されている。この仕切壁２９は洗浄ドラム１４の内面で一定の高さで一端１４ａから他端１４ｂに向けて螺旋を描いて延びている。仕切壁２９は洗浄ドラム１４を矢印Ａ方向に回転させると、洗浄ドラム１４内に収容されている被洗浄物３０を仕切壁２９に沿って洗浄ドラム１４の一端１４ａから他端１４ｂに向けて移動させる。仕切壁２９は超音波の伝搬を妨げないよう、被洗浄物を移動するのに足る範囲において高さはなるべく低いほうが望ましい。また、仕切壁２９の代わりに洗浄ドラム１４の内面に螺旋状の溝を形成することにより、溝の内壁を仕切壁２９とすることもできる。
【００２２】
乾燥部（乾燥手段）１２は一端３１ａおよび他端３１ｂが共に開口部にされた円筒形の乾燥ドラム３１と送風機構３２とを備える。乾燥ドラム３１は、前述した洗浄ドラム１４と同様の構成の回転機構（図示略）によって、回転中心軸Ｔを中心にして所定の方向に回転する。乾燥ドラム３１の回転中心軸Ｔは水平面と平行に設定され、乾燥ドラム３１水平に取り付けられている。
【００２３】
乾燥ドラム３１の一端３１ａ側には、傾斜した洗浄ドラム１４の他端１４ｂの一部が入り込み、洗浄ドラム１４の回転によって一端１４ａから他端１４ｂに向けて移動され他端１４ｂから落下した被洗浄物３０を、この乾燥ドラム３１の一端３１ａ側で受け止める。また、乾燥ドラム３１の他端３１ｂの一部分はメッシュ状に形成され、水、空気等が通過可能となっている。
【００２４】
乾燥ドラム３１の内面にも、前述した洗浄ドラム１４と同様に一連の螺旋状の仕切壁（被洗浄物移動手段）３４が形成されている。仕切壁３４は乾燥ドラム３１の内面で一定の高さで一端３１ａから他端３１ｂに向けて螺旋を描いて延びている。仕切壁３４は乾燥ドラム３１を矢印Ｂ方向に回転させると、洗浄ドラム１４から乾燥ドラム３１に送り込まれた被洗浄物３０を仕切壁３４に沿って乾燥ドラム３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて移動させる。そして、開口部である他端３１ｂから被洗浄物３０を排出する。乾燥ドラム３１から排出された被洗浄物３０を受け止めるために、乾燥ドラム３１の他端３１ｂ側には受け箱３５が設置されている。
【００２５】
送風機構３２は、例えばファンとヒータなどからなる熱風発生部３２ａと、乾燥ドラム３１内に設けたエアナイフ３２ｂから構成され、乾燥ドラム３１の内側に被洗浄物３０の乾燥を促進させる熱風等を導入する。こうした熱風は乾燥ドラム３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて移動する被洗浄物３０の略上方より吹きつけ、乾燥ドラム３１の一部分（メッシュ部分）３１ｃより外部へ排出される。
【００２６】
上述した構成の超音波洗浄装置の作用、および上述した構成の超音波洗浄装置を用いた超音波洗浄方法について、図３を参照しつつ説明する。図３は、図１に示す超音波洗浄装置１０の洗浄部１１の概要を示す説明図である。本発明の超音波洗浄装置１０を用いて電子部品などの被洗浄物３０を洗浄する場合、まず、洗浄ドラム１４の他端１４ｂ側の開口部から一端１４ａ側に向けて被洗浄物３０を投入する（投入工程）。被洗浄物３０の投入時には、洗浄ドラム１４内に被洗浄物３０の投入が容易なように洗浄ドラム１４の向きを変えられるようにするのが好ましい。次に、供給口２６ａから洗浄ドラム１４内に洗浄液２７を注入し、所定の水位まで洗浄ドラム１４内に洗浄液２７を貯留させる。
【００２７】
図３に示すように、洗浄ドラム１４の一端１４ａから他端１４ｂまでの長さをＬ、直径をＲ、回転中心軸Ｓの水平面Ｆに対する傾斜角度をθとした場合に、洗浄ドラム１４は（１）式を満たすようにサイズおよび設置角度が設定されている。
【００２８】
Ｌｓｉｎθ  ＜  Ｒｃｏｓθ・・・・（１）式
【００２９】
上述した式に従って、超音波洗浄装置１０は、例えば長さＬが２００ｍｍ、直径が６０ｍｍの洗浄ドラム１４が水平面から３０°の角度で傾斜して取り付けられている。洗浄ドラム１４が（１）式を満たすようにサイズおよび設置角度を設定することで、洗浄ドラム１４内に洗浄液を注入した際に、超音波振動ユニット１５と接する洗浄ドラム１４の一端１４ａ側の閉側面は洗浄液２７で満たされる。洗浄ドラム１４の一端１４ａ側の閉側面が洗浄液２７で満たされていれば、超音波振動ユニット１５が洗浄液２７の無い部分に超音波を与えてしまう、いわゆる「空焚き」の状態になることがなく、破損する恐れがなくて、安定して洗浄液２７を超音波振動させることが可能になる。
【００３０】
洗浄ドラム１４内に所定の水位まで洗浄液２７が貯留すると、供給口２６ａから一定量の洗浄液２７が継続的に供給され続けるとともに、供給口２６ａから供給される洗浄液２７と同量の洗浄液２７が排出口２６ｂから排出される。これにより、洗浄ドラム１４内には供給口２６ａから排出口２６ｂに向けた洗浄液２７の流れ、即ち、洗浄ドラム１４の他端１４ｂ側から一端３１ａ側に向けた矢印Ｄに示す洗浄液２７の流れが形成される。
【００３１】
洗浄動作中は一定量の洗浄剤２７が供給口２６ａから供給され続け、これと同量の洗浄液２７が排出口２６ｂから排出されるので、傾斜した洗浄ドラム１４内の洗浄液２７の水位は常に一定に保たれている。このように、洗浄動作中は洗浄液２７の水位は常に一定に保たれ、かつ他端１４ｂ側から一端３１ａ側に向けた矢印Ｄに示す洗浄液２７の流れが形成される。
【００３２】
洗浄液２７が洗浄ドラム１４内の所定の水位に達し、供給口２６ａから排出口２６ｂに向けて流れ始めると、回転機構１６が動作して洗浄ドラム１４は回転中心軸Ｓを中心にしてゆっくりと回転を始める。洗浄ドラム１４が回転すると、洗浄ドラム１４に取り付けられた超音波振動ユニット１５も洗浄ドラム１４と一緒に回転する。
【００３３】
洗浄ドラム１４（および超音波振動ユニット１５）が回転すると、同時に超音波振動ユニット１５が起動して洗浄液２７に対して超音波を与え、洗浄液２７は超音波振動を始める。洗浄液２７は、洗浄ドラム１４に直接取り付けられ共に回転する超音波振動ユニット１５からダイレクトに超音波を与えられるので、超音波振動ユニット１５で発生した超音波は、殆ど減衰することなく洗浄液２７に伝えられる。洗浄液２７は強い超音波によって超音波振動する。
【００３４】
洗浄ドラム１４が回転すると、洗浄ドラム１４内に投入された被洗浄物３０は、一連の螺旋状の仕切壁（被洗浄物移動手段）２９の回転によって、仕切壁２９に沿って洗浄ドラム１４の一端１４ａから他端１４ｂに向けた矢印Ｕに示す方向に移動する。そして、被洗浄物３０は超音波振動する洗浄液２７中で付着していた汚れが剥離する。被洗浄物３０は洗浄ドラム１４の一端１４ａから他端１４ｂに向けて移動しつつ、超音波振動によって洗浄される（第２洗浄工程）。この洗浄時に、洗浄ドラム１４の洗浄液２７は、被洗浄物３０の移動方向である矢印Ｕと対向する矢印Ｄの方向に流れているので、被洗浄物３０より剥離した汚れは矢印Ｄ方向へ移動する。このため被洗浄物３０は常に新鮮な洗浄液２７により洗浄され、減衰の無い強い超音波振動と相まって効率的に汚れが剥離する。
【００３５】
なお、洗浄開始から最初の一定時間は被洗浄物３０が洗浄ドラム１４の一端１４ａ側に滞留するように、洗浄ドラム１４の回転方向を被洗浄物３０が矢印Ｄの方向に移動して洗浄ドラム１４の下部にたまるように逆回転させ、一定時間経過後、被洗浄物３０が矢印Ｕの方向に移動するように正回転させることが好ましい（第１洗浄工程）。このような第１洗浄工程を経ることで、被洗浄物３０の洗浄度合いを一定に保つことができる。
【００３６】
このように、超音波洗浄装置１０は、洗浄ドラム１４に直接取り付けられて共に回転する超音波振動ユニット１５によって、減衰が殆どない超音波を洗浄液２７に与えて、洗浄液２７を強力に超音波振動させることができる。超音波振動ユニット１５も減衰を考慮した大出力のものを用いる必要がなく、少ない消費電力で効率的に洗浄液２７を超音波振動させることができる。また、洗浄ドラム１４に超音波振動ユニット１５が直接取り付けられるので、洗浄ドラム１４の周囲に超音波振動を伝える液体や外槽が不要であり、超音波洗浄装置１０は大幅に小型軽量化が可能である。
【００３７】
超音波洗浄装置１０に投入されて、仕切壁２９の回転によって矢印Ｕ方向に移動しながら汚れが剥離した被洗浄物３０が洗浄ドラム１４の他端ｂに達すると、被洗浄物３０は洗浄ドラム１４から排出されるとともに図１に示す乾燥部（乾燥手段）１２の乾燥ドラム３１に受け止められる。乾燥ドラム３１に入った被洗浄物３０は、回転する乾燥ドラム３１の仕切壁３４によって乾燥ドラム３１の一端３１ａから他端３１ｂに向けて移動する。そして、被洗浄物３０は乾燥ドラム３１内を移動中に送風機構３２から送られる熱風で乾燥する。乾燥ドラム３１の他端３１ｂに達した被洗浄物３０は乾燥ドラム３１から排出され、受け箱３５に受け止められる。受け箱３５には超音波洗浄および乾燥した被洗浄物３０が堆積する。
【００３８】
図４は、本発明の超音波洗浄装置の第２実施形態を示す説明図である。第２実施形態の超音波洗浄装置４０では、超音波振動ユニット４６が固着された洗浄ドラム４１の一端４１ａ側の周面に複数の微細な穴からなる排出口４２が形成される。これにより、洗浄ドラム４１の他端４１ｂ側に形成された供給口４３から供給された洗浄液４４は図４中の矢印Ｄ方向に流れ、排出口４２から排出される。
第２実施形態では排出口４２は洗浄ドラム４１の周面に複数の微細な穴を開けた簡易な構造であり、洗浄液４４は自然流下によって排出されるので、洗浄ドラム４１内から洗浄液４４を排出するにあたってポンプ等で洗浄液４４を吸引する必要が無く、超音波洗浄装置４０を簡単且つ安価に製造することができる。
【００３９】
また、この第２実施形態においても、洗浄液４４は被洗浄物４５の移動方向を示す矢印Ｕと対向する矢印Ｄ方向に流れるので、被洗浄物４５と洗浄液４４との摩擦が増加し、被洗浄物４５は洗浄ドラム４１とともに回転する超音波振動ユニット４６からの減衰の無い強い超音波振動と相まって効率的に汚れが剥離する。
【００４０】
図５は、本発明の超音波洗浄装置の第３実施形態を示す説明図である。第３実施形態の超音波洗浄装置５０では、超音波振動ユニット５６が固着された洗浄ドラム５１の閉端面を成す一端５１ａ側に洗浄液５４の供給口５３が形成される。
そして、洗浄ドラム５１の開口面を成す他端５１ｂ側から、溢れた洗浄液５４が自然に排出される。これにより、洗浄ドラム５１に特に排出口５２を形成しなくても、洗浄ドラム５１の開口面を成す他端５１ｂ側から洗浄液５４が溢れて排出されるので、超音波洗浄装置５０を簡単且つ安価に製造することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の超音波洗浄装置によれば、超音波生成手段は洗浄ドラムに取り付けられて共に回転するので、洗浄ドラムに対して減衰が殆どない超音波を与えることができる。洗浄ドラム内の洗浄液を強力に超音波振動させることができる。超音波生成手段は洗浄ドラムに対して直接超音波を与えるので、減衰を考慮した大出力のものを用いる必要がなく、少ない消費電力で効率的に洗浄ドラム内の洗浄液を超音波振動させることができる。超音波生成手段を洗浄ドラムに取り付けることで、洗浄ドラムの周囲に超音波振動を伝える液体や外槽が不要であり、超音波洗浄装置を大幅に小型軽量化することが可能となる。
【００４２】
前記洗浄ドラムの内面には、被洗浄物を洗浄ドラム内で移動させる被洗浄物移動手段を備えれば、洗浄ドラム内で被洗浄物を移動させつつ超音波洗浄できるので、被洗浄物を連続的に投入して効率的に超音波洗浄を行うことができる。特に、被洗浄物移動手段として洗浄ドラムの内面に形成された螺旋状の仕切壁を用いれば、洗浄ドラムを回転させるだけで被洗浄物を移動することができるので、洗浄ドラムと別に駆動される移動手段等を設置しなくても良く、簡単な構造で確実に被洗浄物を移動することが可能になる。
【００４３】
前記洗浄ドラムの一端には洗浄液を供給する供給口を備えるとともに、前記洗浄ドラムの他端には洗浄液を排出する排出口を備え、洗浄液を供給口から排出口に向けて流下させることで、洗浄ドラム内の洗浄液は常に清浄に保たれ、被洗浄物に汚れ等が再付着することを防止する。また、洗浄液の流下方向に対向して被洗浄物を移動させることで、被洗浄物と洗浄液との摩擦が増加し、超音波振動と相まって被洗浄物の汚れを剥離させる効果が高められる。
【００４４】
前記超音波生成手段を、前記洗浄ドラムの前記排出口側に設ければ、被洗浄物から剥離した汚れを含む洗浄液は迅速に排出口から排出され、洗浄液は清浄に保たれる。前記被洗浄物移動手段による被洗浄物の移動方向の下流側に被洗浄物を乾燥させる乾燥手段を更に備えれば、洗浄ドラムに隣接して乾燥手段を設けることで、超音波洗浄から乾燥にいたる一連のプロセスを自動化でき、効率的に被洗浄物の洗浄、乾燥を行うことができる。
【００４５】
前記洗浄ドラムは回転中心軸が水平面に対して傾斜して設けられ、前記洗浄ドラムの長さをＬ，直径をＲ、回転中心軸の水平面に対する傾斜角度をθとした場合に、Ｌｓｉｎθ＞Ｒｃｏｓθの関係を満たすように前記洗浄ドラムの寸法および設置角度を設定すればよい。上述した式を満たすように洗浄ドラムのサイズおよび設置角度を設定することで、超音波生成手段と接する洗浄ドラムの一端は洗浄液で満たされるので、超音波生成手段が洗浄液の無い部分に超音波を与えてしまうことがなく、常に洗浄液で満たされた方向に向けて超音波を与えるので、洗浄液を効率的に超音波振動させることが可能になる。
【００４６】
超音波振動子を固着した洗浄ドラムを超音波洗浄装置に適用すれば、超音波振動子は洗浄ドラムと共に回転するので、洗浄ドラムに対して減衰が殆どない超音波を与えることができる。洗浄ドラム内の洗浄液を強力に超音波振動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の超音波洗浄装置を示す側面断面図である。
【図２】図２は、洗浄ドラムの一端側を示す拡大斜視図である。
【図３】図３は、本発明の超音波洗浄装置の作用を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明の超音波洗浄装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の超音波洗浄装置の第３実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  超音波洗浄装置
１２  乾燥部（乾燥手段）
１４  洗浄ドラム
１４ｂ  他端（開口部）
１５  超音波振動ユニット（超音波生成手段）
１６  回転機構（回転手段）
２６ａ  供給口
２６ｂ  排出口
２９  仕切壁（被洗浄物移動手段）
【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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