(57)【要約】【課題】電解アルカリ性水の洗浄効果と超音波による洗浄効果を十分に発揮させて、安定した洗浄効果を発揮できるように工夫した電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置を提供する。【解決手段】被洗浄物ＴＡを電解アルカリ性水ＡＷを洗浄水として用いて超音波洗浄槽１０で超音波洗浄するに当たって、音圧モニター１８で測定した超音波の音圧と洗浄時間とを経過時間に従って積算し、その積算値の累計値が所定値に達すると、超音波洗浄を停止する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気分解によって生成された電解アルカリ性水を洗浄水として超音波洗浄槽に導入して、被洗浄物を超音波洗浄する電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置であって、
上記の超音波洗浄槽内の電解アルカリ性水を介して伝播される超音波の音圧を測定する音圧測定部と、
超音波洗浄の開始と、洗浄時間の計測を行う洗浄時間計測部と、
上記超音波の音圧と洗浄時間とを経過時間に従って積算して、その積算値を累計する積算値累計手段と、
積算値の累計が所定値に達すると、超音波洗浄を停止する洗浄制御手段と、
超音波洗浄が停止されると、上記の積算累計値をリセットするリセット手段と、を備えて成ることを特徴とする電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置。
【請求項２】
上記超音波洗浄槽内に収容されている電解アルカリ性水のｐＨを測定するｐＨ測定部と、超音波洗浄の終了時の電解アルカリ性水のｐＨ値が所定値になると、超音波洗浄槽内の電解アルカリ性水の排水、又は、新しい電解アルカリ性水との入れ替えを行う洗浄水更新手段とを備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置。
【請求項３】
上記超音波洗浄槽内に収容されている電解アルカリ性水の水量を測定する水量測定部と、超音波洗浄終了時における電解アルカリ性水の水量が所定量に達すると、新しい電解アルカリ性水を追加する洗浄水追加手段とを備えて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置。
【請求項４】
音圧の設定又は音圧と時間との積算値を夫々指定して入力する洗浄レベル入力手段を備えて成ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属部品類や光学レンズ類といった各種の被洗浄物を、電解アルカリ性水を用いて超音波洗浄する超音波洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気分解によって生成されたアルカリ性水を超音波洗浄槽に導入して、各種の被洗浄物を超音波洗浄する洗浄装置に付いて、従来より、特許文献１及び２に記載のものが存在する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−３２０９３４号公報
【特許文献２】
特開平１０−２２５６６４号公報
【０００４】
上記特許文献１に記載の洗浄装置は、各種加工品や部品類を超音波洗浄する際に、電解槽で電気分解した電解アルカリ性水を超音波発生機能が備えられて洗浄槽に送り、該洗浄槽内で空気バブリング処理を行い、予め電解アルカリ性水の気泡水素を除いてから洗浄作業を開始するとか、電解槽で電気分解した電解アルカリ性水を超音波洗浄槽に送る前の途中で空気バブリングを行う等の処理を行うものである。
【０００５】
また、上記特許文献２に記載のものは、洗浄槽内に音圧計を設け、音圧が所定の値に成るように洗浄機能ガスの量を調整制御し、且つ、超音波照射出力を制御するように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記特許文献１に記載の洗浄装置の様に空気バブリングを行うものは、超音波伝播を妨げる気泡のみならず、洗浄に寄与する溶存気体及び微細気泡まで除去してしまうため、非効率的であると共に、気泡が取り除けたことを判断するための客観的手段がなく、その効果を具体的に確認できない問題があった。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載のウエット処理装置は、洗浄品質を維持する為には常に音圧が一定になるようガス量、又は、超音波出力を制御する必要があり、従って、超音波出力が増大すれば被洗浄物に与える影響（損傷）も生じる問題があり、加えて、電解アルカリ性洗浄液の劣化（アルカリ度の変化）に基因する洗浄品質低下を招く問題もあって、その改善が望まれていた。
【０００８】
そこで本発明の技術的課題は、電解アルカリ性水の洗浄効果と超音波による洗浄効果を十分に発揮させて、安定した洗浄効果を発揮できるように工夫した電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題を解決するために本発明で講じた手段は以下の如くである。
【００１０】
（１）  前記請求項１に記載の如く、電気分解によって生成された電解アルカリ性水を洗浄水として超音波洗浄槽に導入して、被洗浄物を超音波洗浄する電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置であって、上記の超音波洗浄槽内の電解アルカリ性水を介して伝播される超音波の音圧を測定する音圧測定部と、超音波洗浄の開始と、洗浄時間の計測を行う洗浄時間計測部と、上記超音波の音圧と洗浄時間とを経過時間に従って積算して、その積算値を累計する積算値累計手段と、積算値の累計が所定値に達すると、超音波洗浄を停止する洗浄制御手段と、超音波洗浄が停止されると、上記の積算累計値をリセットするリセット手段と、を備えて成ることを特徴とする。
【００１１】
（２）  前記請求項２に記載の如く、上記超音波洗浄槽内に収容されている電解アルカリ性水のｐＨを測定するｐＨ測定部と、超音波洗浄の終了時の電解アルカリ性水のｐＨ値が所定値になると、超音波洗浄槽内の電解アルカリ性水の排水、又は、新しい電解アルカリ性水との入れ替えを行う洗浄水更新手段とを備えて成ることを特徴とする。
【００１２】
（３）  前記請求項３に記載の如く、上記超音波洗浄槽内に収容されている電解アルカリ性水の水量を測定する水量測定部と、超音波洗浄終了時における電解アルカリ性水の水量が所定量に達すると、新しい電解アルカリ性水を追加する洗浄水追加手段とを備えて成ることを特徴とする。
【００１３】
（４）  前記請求項４に記載の如く、音圧の設定又は音圧と時間との積算値を夫々指定して入力する洗浄レベル入力手段を備えて成ることを特徴とする。
【００１４】
前記（１）で述べた手段によれば、電解アルカリ性水（洗浄水）を超音波洗浄槽に導入して超音波洗浄するに際して、所定の単位経過時間毎に洗浄槽内の音圧を測定し、音圧と上記単位経過時間との積算値とを求めると共に、上記積算値の累計値を演算し、所定の累計値に達したことをもって洗浄を停止するように構成したから、被洗浄物における所定の汚れを落すのに一定の洗浄力を発揮することが可能となる。
【００１５】
また、洗浄水として供する電解アルカリ性水は、生成直後には比較的大きな粒径の水素気泡が存在しているため、その気泡水素に基因して洗浄開始時における超音波の伝播が災いし、本来の超音波洗浄効果を発揮しえないものであるが、上記（１）で述べた手段によれば、音圧と時間とを単位経過時間毎に積算し、それら積算値の累計値をもって洗浄度合を判断するものであるから、生成初期の電解水を使用した場合でも、洗浄品質が損なわれることにはならない。加えて、新たな電解アルカリ性水を追加した際、気泡が導入されて音圧の低下が起こった場合にも、上記と同様に洗浄品質が損なわれることはない。
【００１６】
更に上記（１）で述べた手段によれば、上記所定の累計値をもって超音波洗浄を停止し、洗浄の１タクトを終え、合わせて、音圧と時間との積算累計値をリセットして再スタートを可能にセットし直すから、２タクト目の洗浄は２タクト目の洗浄水の状態に合わせた状態で行われるから、常に一定の洗浄品質に維持させることを可能にする。
【００１７】
上記（２）と（３）で述べた手段によれば、１タクトの洗浄が終了すると、ｐＨ、並びに、水量をチェックして所定の水質、水量が確認できれば、２タクト目の作業に入るから、洗浄水の汚れに基因する洗浄品質のバラツキを抑えることが可能になる。
【００１８】
上記（４）で述べた手段によれば、音圧の設定、又は音圧と時間との積算値（洗浄レベル）をそれぞれ指定して入力可能な洗浄レベル入力設定手段を備えたので、被洗浄物に応じて、それぞれ音圧を指定したり、或は、汚れのレベルに応じて音圧と時間との積値を自在に設定可能としたから、ユーザの取り扱う被洗浄物に応じた設定、例えば、壊れやすい被洗浄物については、「超音波を弱く、且つ、洗浄時間を長く」といった洗浄条件の設定が可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、上述した本発明に係る電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置の実施の形態を図面と共に説明すると、図１はバッチ式に構成した本発明の構成図、図２は連続式に構成した本発明の構成図であって、これ等の図面において、１は水道水等の原水を電解槽５に導入する給水管、３はタンク２に収容されたナトリウム化合物やカリウム化合物等の電解質添加液を、注入管４を通して上記給水管１に注入して原水に添加させるポンプ、６は上記電解槽５の内部を陰極室５Ａと陽極室５Ｂに仕切る隔膜を示す。
【００２０】
更に図中、７は電気分解によって電解槽５の陰極室５Ａで生成された電解アルカリ性水ＡＷを、ポンプ７Ｋによって超音波洗浄槽１０内に送り込む電解水供給管、８は同じく電気分解によって電解槽５の陽極室５Ｂで生成された酸性水を取り出す取出し管、９は上記電解水供給管７に設けた脱泡装置で、この脱泡装置９は生成直後の電解アルカリ性水ＡＷ（洗浄水）に存在する超音波伝播を妨げる気泡を除去することができる。
【００２１】
次に、１１は超音波洗浄槽１０内に超音波を発生させる超音波発生装置、１６は超音波洗浄槽１０内の水量を測定する水量測定部としての水位フロートスイッチ、１７は超音波洗浄槽１０内の電解アルカリ性水ＡＷのｐＨを測定するｐＨ測定部としてのｐＨモニター、１８は上記超音波洗浄槽１０内の電解アルカリ性水ＡＷを介して伝播される超音波の音圧を測定する音圧測定部としての音圧モニターで、これ等水位フロートスイッチ１６とｐＨモニター１７、及び、音圧モニター１８による各測定データは、洗浄槽１０に設けた演算制御部１２に入力される仕組に成っている。１６Ｒは水位フロートスイッチ１６の測定データを演算制御部１２に送る配線である。
【００２２】
また、上記の演算制御部１２は、配線１２Ｒを介して前記電解槽５と超音波発生装置１１、及び、超音波洗浄槽１０の排水用電磁弁１９に接続されていて、電解槽５には電解アルカリ性水ＡＷを洗浄槽１０に給水する給水指令を送り、超音波発生装置１１には起動指令と停止指令を送り、排水用電磁弁１９には排水指令を送る仕組に成っている。
【００２３】
更に図中、１３は初期設定値の各項目の入力を行う設定入力部、１４は運転スイッチや停止スイッチ（ワーク切替スイッチ）を備えた操作部、１５は運転中・点検アラーム・終了の各表示を行う表示部で、これ等は上記演算制御部１２に設けられている。
【００２４】
また、ＴＡ，ＴＢ，ＴＣは超音波洗浄槽１０で洗浄する前と、洗浄中と、洗浄後の各被洗浄物を示し、図２において１０Ｓは超音波洗浄槽１０に対して被洗浄物をＴＡ→ＴＢ→ＴＣの状態に連続的に搬送して洗浄する搬送装置を示す。
【００２５】
図３は前記設定入力部１３と、操作部１４と、表示部１５を備えた演算制御部１２に対する入出力の状態を説明したブロック図で、演算制御部１２に対しては上記設定入力部１３の操作によって図４に示したような初期設定値入力情報１２Ａが入力され、更に、上記操作部１４からは図５に示すような通常運転時入力情報１２Ｂが入力される。
【００２６】
図４に示した初期設定値入力情報１２Ａは、ユーザーニーズに合わせてプレテストによって決定されるものであって、例えば、供給する電解アルカリ性水ＡＷのｐＨや、供給パワー値（超音波出力値×Ｔｉｍｅ）、或は、ｐＨ値許容値が、設定入力部１３を操作して演算制御部１２に設定入力される。尚、図４に示した表は、ユーザー希望の洗浄範囲と、許容パワー値の範囲を表にしたものである。
【００２７】
また、通常運転時入力情報１２Ｂには、図５に示すように人為的入力情報とセンサー入力情報があって、人為的入力情報には、洗浄スタートスイッチ（図示省略）のＯＮ情報があり、センサー入力情報には、前記音圧モニター１８からの超音波の音圧測定情報と、前記水位フロートスイッチ１６からの電解アルカリ性水ＡＷの水量測定情報と、前記ｐＨモニター１７からの電解アルカリ性水ＡＷのｐＨ測定情報がある。
【００２８】
上記の演算制御部１２は、洗浄時間の計測を行う時間計測機能と、超音波の音圧と洗浄時間とを経過時間に従って積算して、その積算値を累計する積算値累計手段と、積算値の累計値が所定値に達すると、超音波洗浄を停止する洗浄制御手段、及び、超音波洗浄が停止されると、上記の積算累計値をリセットするリセット手段等から成る演算制御機能が具備されている。
【００２９】
更に、上記の演算制御部１２には、前記ｐＨモニター１７から送られて来る情報に基づいて、電解アルカリ性水ＡＷのｐＨ値を判定するｐＨ値判定機能と、前記水位フロートスイッチ１６から送られて来る情報に基づいて、電解アルカリ性水ＡＷの水位を判定する水位判定機能と、前記音圧モニター１８から送られて来る情報に基づいて、超音波の音圧を判定する音圧判定機能が具備されている。
【００３０】
加えて、上記の演算制御部１２には、超音波洗浄の終了時における洗浄水のｐＨ値が所定値になると、超音波洗浄槽１０内の電解アルカリ性水ＡＷの排水、又は、新しい電解アルカリ性水ＡＷとの入れ替えを行う洗浄水更新手段と、超音波洗浄時における電解アルカリ性水ＡＷの水量が所定値になると、新しい電解アルカリ性水ＡＷを超音波洗浄槽１０に追加する洗浄水追加手段、及び、超音波の音圧の設定、或は、音圧と時間との積算値を夫々指定して入力できる洗浄レベル入力手段を実行するための演算機能も具備されている。
【００３１】
尚、図３に示した表は、洗浄時に前記音圧モニター１８から送られて来る音圧情報に基づいて、演算制御部１２が作成した洗浄時の音圧変化の状況を説明した表である。
【００３２】
図６は、上記の演算制御部１２が出力する制御出力情報の一例を示したもので、演算制御部１２は電解アルカリ生成装置（電解槽５）への給水指令と、超音波洗浄装置（超音波発生装置１１）の起動と停止の各指令、排水用電磁弁１９への排水指令、及び、前記図２に示した搬送装置１０Ｓへの作動終了信号を出力することができる。
【００３３】
次に本発明による洗浄の手順を図７と図８に示したフローチャートに従って説明する。
【００３４】
始めのステップＳ１で電解アルカリ性水ＡＷのｐＨや、供給パワー値等の初期設定値が入力されると、ステップＳ２に進んで、電解槽５にて生成された新しい電解アルカリ性水ＡＷがポンプ７Ｋによって超音波洗浄槽１０に給水される。
【００３５】
次のステップＳ３では、水位フロートスイッチ１６による水位チェックが行われ、ステップＳ４で満水がチェックされると給水を停止し、次いで、ステップＳ５に進んで超音波発生装置１１の電源がＯＮされて、超音波洗浄槽１０内に超音波が発生し、ステップＳ６で音圧モニター１８による超音波の測定が開始されて、運転準備が完了する。
【００３６】
次のステップＳ７では洗浄工程開始が表示によって報知され、次いで、ステップＳ８の被洗浄物ＴＡの超音波洗浄槽１０への搬入開始、ステップＳ９の洗浄時間測定タイマーのスタート、ステップＳ１０の音圧と洗浄時間の累計による積算値の算出が順次行われて、洗浄が開始される。
【００３７】
次いで、図８に示したステップＳ１１で上記の積算累計値が所定値（図４の供給パワー値）に達したか否かが判定され、ＹＥＳの場合はステップＳ１２に進んで超音波洗浄を停止して、上記の積算累計値をリセットし、次のステップＳ１３で洗浄を終えた被洗浄物ＴＣが搬出されると、ステップＳ１４に進んで１タクト洗浄完了がセットされて、洗浄完了が判定される。
【００３８】
次のステップＳ１５では、電解アルカリ性水ＡＷのｐＨ値が測定され、許容値である場合はステップＳ１６に進んでｐＨ値が記憶されるが、許容値でない場合、即ち、汚れていると判定された場合は、ステップＳ１９に進んで超音波洗浄槽１０内の電解アルカリ性水ＡＷが強制排水される。
【００３９】
次いで、ステップＳ１７では超音波洗浄槽１０内の電解アルカリ性水ＡＷの水量がチェックされ、水量が許容量である場合はステップＳ１８に進んで１タクト洗浄ＯＫを表示によって報知して、水質と水量のチェックを終えるが、水量が許容量に達していない場合は、ステップＳ２０に進んで電解槽５から新たな電解アルカリ性水ＡＷが追加供水されて、次の洗浄に備える。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べた次第で、本発明に係る電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置によれば、超音波の音圧と洗浄時間とを単位時間毎に積算し、それら積算値の累計値をもって洗浄度合を判断するものであるから、電解アルカリ性水の洗浄効果と、超音波による洗浄効果を相乗的に発揮させて、優れた洗浄効果を安定した状態で発揮できると共に、洗浄全般に節水及び電気量の節約を可能にして、経済的な洗浄を行える利点を備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】バッチ式に構成した本発明に係る電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置の全体を説明した構成図。
【図２】連続式に構成した本発明に係る電解アルカリ性水を用いた超音波洗浄装置の全体を説明した構成図。
【図３】本発明を構成する演算制御部の構成を説明したブロック図。
【図４】図３に示した演算制御部へ入力する初期設定値情報の内容を説明したブロック図。
【図５】図３に示した演算制御部へ入力する通常運転時入力情報の内容を説明したブロック図。
【図６】図３に示した演算制御部から出力される制御出力情報の内容を説明したブロック図。
【図７】本発明による洗浄の手順を説明したフローチャート。
【図８】図７に示したフローチャートの続きを示したフローチャート。
【符号の説明】
５              電解槽
１０            超音波洗浄槽
ＡＷ            電解アルカリ性水
ＴＡ，ＴＢ，ＴＣ            被洗浄物
１１            超音波発生装置
１２            演算制御部
１６            水位フロートスイッチ
１７            ｐＨモニター
１８            音圧モニター
【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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【図７】
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【図８】
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