(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄用の所定周波数の超音波を出力する超音波振動子と、この超音波振動子を移動可能に保持する振動子保持手段とを備え、
前記超音波振動子の超音波出力面と被洗浄面との間の間隙を所定の値に設定する間隙設定機構部を、前記振動子保持手段に設けた超音波式清掃装置において、
前記間隙設定機構部を、前記超音波振動子の超音波出力面の周囲に設定された同一高さの複数の突出部と放射溝とにより構成し、この放射溝の深さを、前記振動子保持手段の外周側が内周側よりも深くなるように形成したことを特徴とする超音波式清掃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、超音波式清掃装置に係り、特に壁面若しくは床面等の面の汚れを有効に洗浄する超音波式清掃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
床面の機械による清掃方法は、例えば特開昭６２−１６７５２７号公報，特開平５−６１５４５号公報にみられるように、従来より種々のものが開発されている。
かかる従来例の多くは、床面の汚れを所定の洗剤で擦りながら移動させるという手法のものであって、その技術内容については清掃システムの自動化に関するものが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、清掃の対象たる床面の汚れは、その多くが、水溶性物質によるものか又は溶剤性物質（特定の溶剤に溶けるもの）によるものかに、二分される。この場合、例えば溶剤性物質によるものに対しては、水を用いてもそのままでは落ちない。このため、その清掃に際しては多くは適切な液を用い且つブラシ等でこすって落とすという手法が採られている。
【０００４】
一方、上記従来技術による床面の清掃に際しては、洗浄液の選択やブラシ等の使用に多くの労力を要するという不都合が生じていた。又、上記従来例にあっては、床面を擦りながら移動するものであることから、床面が傷つきやすいという不都合が常に存在していた。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、特に、床面等の主として面の汚れをその汚れの性質如何にかかわらず所定の洗浄液にて円滑に且つ効率よく除去し得ることを可能とした超音波式清掃装置を提供することを、その目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、洗浄用の所定周波数の超音波を出力する超音波振動子と、この超音波振動子を移動可能に保持する振動子保持手段とを備え、前記超音波振動子の超音波出力面と被洗浄面との間の間隙を所定の値に設定する間隙設定機構部を、前記振動子保持手段に設けた超音波式清掃装置において、
前記間隙設定機構部を、前記超音波振動子の超音波出力面の周囲に設定された同一高さの複数の突出部と放射溝とにより構成し、この放射溝の深さを、前記振動子保持手段の外周側が内周側よりも深くなるように形成したことを特徴とする構成を採っている。
【０００９】
このため、本発明では、超音波振動子を内蔵した振動子保持手段を備えているので、外部から振動子保持手段を保持しても超音波振動子の自由振動を維持することができ、このため、超音波出力面からは効率良く所定の超音波を出力することができ、外部から所定の洗浄液を床面等の被洗浄箇所に送り込むことにより、当該洗浄液を介して被洗浄箇所を円滑に且つ洗浄することができ、特に間隙設定機構部が有効に機能して、超音波振動子の超音波出力面と被洗浄面との間隙が常時所定寸法に設定され維持されることとなり、かかる点において、被洗浄面の位置が異なっても超音波の振動エネルギーを被洗浄面に対して常に同一条件で照射することができる。
【００１０】
特に、前記間隙設定機構部を、前記超音波振動子の超音波出力面の周囲に設定された同一高さの複数の突出部と放射溝とにより構成し、この放射溝の深さを、前記振動子保持手段の外周側が内周側よりも深くなるように形成することで、各放射溝の底面側（床面清掃中は上側に位置する）の傾斜面が外側に行くに従い徐々に上方向に向かう状態となるので、洗浄中に超音波振動子の超音波出力面と被洗浄面との間の領域に発生する気泡が外に出やすい状態と成り、この領域に気泡が留まって超音波の伝搬が阻害される（洗浄能力が低下する）という不都合を排除することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図２に基づいて説明する。
この第１の実施形態は、本発明を実験テーブル等のテーブル面の清掃に好適なハンディタイプのものについて実施した場合のものである。
【００２５】
図１乃至図２において、符号１は超音波振動子を示す。この超音波振動子１としては、清掃に適した所定周波数（例えば、２８〜１００ＫＨｚの内の所定周波数）の超音波を出力する柱状に形成されたランジュバン型のものが使用されている。この超音波振動子１は、振動子保持手段としての可搬性ある筒状体２内に収納され、その振動モード上に於ける節（振動偏位が零）に相当する箇所で、鍔部３（図２参照）を介して筒状体２に保持されている。
このため、超音波振動子１は、筒状体（振動子保持手段）２内では、その両端部が自由端を構成している。
【００２６】
この振動子保持手段としての筒状体２は、本実施例では素材としてプラスチックを使用しているが、内壁面を絶縁処理することにより鉄やアルミニュム等の金属を使用してもよい。
【００２７】
符号９は、前述した超音波振動子１を駆動する電気系駆動制御部を示す。この電気系駆動制御部９は可搬性筐体１０内に収納されている。
又、この図２において、符号２ａは、超音波振動子１の鍔部３を支持するための筒状体２の内径側に形成された内側段部を示す。この内側段部２ａと内部に収納された筒状部材５とによって、超音波振動子１がその鍔部３を介して着脱自在に保持されている。この場合、超音波振動子１の周囲には、筒状部材５の内壁との間に例えば片側０．１［ｍｍ］程度の隙間寸法が設定され、これによって、超音波振動子１の自由振動が有効に保証された状態となっている。
【００２８】
このため、超音波振動子１は、その上下端部が前述したように自由端となり、その軸方向には振動を抑制する負荷が存在しないことから、効率よく所定の超音波を出力し得るようになっている。
ここで、筒状部材５は、内側に一様に形成された切除部５Ａを備えている。そして、この切除部５Ａに、超音波振動子１を駆動する正負二本の配線部分が配設されている。
【００２９】
更に、図１乃至図２において、符号６は断面逆Ｔ字状に形成された押さえ部材を示し、符号７はこの押さえ部材６が外部に飛び出すのを抑制するキャップ部材を示す。
このキャップ部材７は、ネジ機構７Ａ部分を介して前述した筒状体２に着脱自在に装着されている。又、押さえ部材６は、その中央部が外部に突出しており、この中央突出部６Ａの中心部分に、前述した超音波振動子１を駆動制御するための駆動電力を供給する配線１Ｋが敷設されている。
【００３０】
又、符号６Ｂは抑え部材６の外周囲に形成された環状凹部で、シール用Ｏリング６Ｂａを収納し、これによって、キャップ部材７側の超音波振動子１部分が防水されている。同様に、筒状体２の図２における下端部の内径側周囲に環状凹部２Ｂが形成され、この環状凹部２Ｂ内にシール用Ｏリング２Ｂａが収納され、これによって、超音波振動子１部分の前述した超音波出力面１Ａ側の内部が防水されている。
【００３１】
更に、前述した筒状体（振動子保持手段）２の図１（Ａ）に於ける下端面には、超音波振動子１の超音波出力面１Ａと被洗浄面１００との間の間隙Ｓを所定の値に設定する間隙設定機構部２Ａが設けられている。
この間隙設定機構部２Ａは、本実施形態では図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、等間隔に放射状に形成された六本の放射溝２Ａａと、この放射溝２Ａａによって形成された六個の突出部２Ａｂとにより構成されている。
【００３２】
このため、六本の放射溝２Ａａについては、外径側面の開口面積Ｍが内径側面の開口面積ｍよりも大きく設定されている（図１（Ｂ）参照）。このため、洗浄液の流入・流出が円滑に行われることとなり、洗浄動作と共に発生する気泡を円滑に外部に放出することができ、かかる点において超音波出力面１Ａを囲む領域に気泡がたまって超音波の伝搬が阻害され洗浄能力が低下するという不都合を有効に排除することが可能となっている。
【００３３】
ここで、六本の各放射溝２Ａａについては、例えば図２（Ｂ）に示すようにそれぞれ外周側が内周側よりもより深くなるように切除してもよい。この場合、各放射溝２Ａａの底面側（床面清掃中は上側に位置する）の傾斜面２Ｋが外側に行くに従い図２（Ｂ）に示すように徐々に上方向に向かう状態に形成される。
【００３４】
このため、例えば床面の洗浄中にあって超音波振動子１の超音波出力面１Ａを囲む領域に発生する気泡が外に出やすい状態と成っており、かかる点において超音波出力面１Ａを囲む領域に気泡が留まって超音波の伝搬が阻害される（洗浄能力が低下する）という不都合をより一層有効に排除することが可能となる。
【００３５】
この第１の実施形態にあっては、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように超音波振動子１の超音波出力面１Ａは、突出部２Ａｂの高さに合わせて予め間隙Ｓだけ引っ込められて装備されている。又、超音波振動子１の超音波出力面１Ａの周囲に設定された六個の突出部２Ａｂの高さは同一高さに設定されている（ここで、突出部２Ａｂの数については、二個でも、三個又は四個でも或いは七個以上であってもよい）。
【００３６】
又、図１において、符号１１は洗浄液吐出手段としての洗浄液吐出管を示す。この洗浄液吐出管１１は、その液吐出口１１Ａが超音波出力面１Ａと被洗浄面１００との間の方向に向けて配設されている。
【００３７】
更に、上述した構成において、被洗浄面１００の超音波洗浄は以下の工程を経て実行される。
【００３８】
即ち、超音波振動子１の超音波出力面１Ａを被洗浄面１００に近接させた状態を維持しつつ、超音波振動子１の振動面１Ａとこれに対向する被洗浄面１００との間に所定の洗浄液を常時送り込む。同時に、振動子保持手段である筒状体２を当該被洗浄面１００に沿って移動させる。この場合、近接させた状態は、前述したように間隙設定機構部２Ａによって維持される。
【００３９】
このため、この実施形態にあっては、超音波振動子１の超音波出力面１Ａと被洗浄面１００との間に向けて洗浄液が供給されると、筒状体（振動子保持手段）２の移動如何にかかわらず当該筒状体２の先端部に形成された放射溝２Ａａからは洗浄液が自動的に超音波出力面１Ａ側に送り込まれる。
【００４０】
同時に超音波振動子１を稼働させることにより、超音波振動に伴って汚れ箇所に生じるキャビテーションの作用（微小気泡の発生と破裂作用）によって、当該箇所の汚れが有効に除去される。そして、かかる汚れ除去効果は、連続的に可能であることを実験的にも確認することが出来た。
【００４１】
このため、本実施形態にあっては、被洗浄面１００を円滑に且つ連続的に洗浄し清掃することができ、被洗浄面１００が壁の場合でも同様に対応することができ、かかる点において汎用性あるハンディタイプの超音波式清掃装置を得ることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図３に第２の実施形態を示す。この第２の実施形態は、上述した第１の実施形態における間隙設定機構部２Ａの変形例を示すものである。
【００４３】
この図３に示す間隙設定機構部２２Ａは、筒状体（振動子保持手段）２２の円周上の四箇所に等間隔に放射溝２２Ａａを設けると共に、その幅Ｗを同じく筒状体（振動子保持手段）２２の円周上における四個の突出部２２Ａｂの幅ｗよりも大きく設定した点に特徴を備えている。
この場合、四個の各突出部２２Ａｂは、周囲を円弧状に形成し、これによって洗浄液の流入，流出時の抵抗を少なく設定している。
その他の構成は、前述した図１乃至図２の実施形態と同一となっている。
【００４４】
このようにしても、上述した第１の実施形態と同等の作用効果を有するほか、更に、被洗浄面１００における洗浄液の流入，流出をより円滑にすることができ、気泡が超音波振動子１の超音波出力面１Ａからいち早く外部へ排出することができ、かかる点において、稼働中に生じる気泡に起因して生じやすい超音波の伝播力の低下を予め有効に排除することができて都合がよい。
【００４５】
（第３の実施形態）
図４に第３の実施形態を示す。この第３の実施形態は、上述した第１の実施形態における間隙設定機構部２Ａの他の変形例を示すものである。
【００４６】
この図４（第３の実施形態）に示す間隙設定機構部２３Ａは、球状部材２３Ａａと、この球状部材２３Ａａを回転自在に保持する半球状受け部２３Ａｂとにより構成され、筒状体（振動子保持手段）２３の円周上の四箇所に等間隔に装備されている。この場合、球状部材受け部２３Ａｂ側には、球状部材２３Ａａを回転自在に支持すると共にその離脱を防止するための薄板状の球状部材係止板（図示略）が装備されている。
【００４７】
そして、この場合、四個の各球状部材２３Ａａの突出量（突出寸法）は、前述した超音波振動子１の超音波出力面１Ａと被洗浄面１００との間の間隙が寸法Ｓとなるように設定されている。
その他の構成は、前述した図１の実施形態と同一となっている。
【００４８】
このようにしても、上述した第１の実施形態と同等の作用効果を有するほか、更に、被洗浄面１００における洗浄液の流入，流出をよりより一層円滑にすることができ、超音波出力面１Ａに留まりやすい気泡を超音波振動子１の超音波出力面１Ａからより迅速に外部へ排出することができ、かかる点において、稼働中に生じる気泡に起因して超音波の伝播力の低下をより有効に排除することができて都合がよい。
【００４９】
（第４の実施形態）
図５に第４の実施形態を示す。
この図５に示す第４の実施形態は、前述した第１の実施形態において装備した筒状体（振動子保持手段）２に、洗浄液吐出手段の要部をなす洗浄液吐出管１１を装備すると共に、吐出された洗浄液を回収する洗浄液回収手段としての洗浄液回収機構３１を装備した点に特徴を備えている。
【００５０】
この洗浄液回収機構３１は、液回収部３１Ａ部分が、被洗浄面１００に対して馬蹄形を成し、回収液吸引部３１Ｂおよび回収管３１Ｃを介して使用済の洗浄液を所定の汚水タンク（図示せず）へ回収し得るようになっている。
この図５において、符号３３は洗浄液吐出管１１および洗浄液回収機構３１を前述した筒状体（振動子保持手段）２に着脱自在に連結するための連結機構を示す。その他の構成は前述した図１乃至図２（第１の実施形態）の場合と同一となっている。
【００５１】
このようにしても、前述した第１の実施形態と同等の作用効果を有するほか、更に、洗浄液吐出管１１および洗浄液回収機構３１を同時に移動させることができることから、例えば洗浄液が途切れて洗浄作用が中断する等の不都合がなくなり、かかる点において清掃作業の作業性を大幅に向上させることが出来るという利点がある。
【００８９】
更に、上記各実施形態において、超音波振動子１，５５と被洗浄面１００，２００との間に所定の間隙Ｓを設ける場合について例示したが、この間隙Ｓに代えて、例えば超音波の透過性のいい部材を面状に又はフィルム状に充填し若しくは装備してもよい。又、この場合、例えば第１乃至第２の実施形態にあって、間隙設定機構部２Ａ，２２Ａ，２３Ａについては、これをそのまま設けておいても，或いはこれらを削除して平坦面にすると共にその面に面状に装備したものであってもよい。
更に、これらの場合にあっては、そのいずれの場合も、洗浄液を介して被洗浄面に近接し又は接する状態で使用することについては、前述した各実施形態の場合と同様である。
【００９０】
又、上記各実施形態に装備された超音波振動子としては、ランジュバン型のものを使用したが、同等に機能するものであれば、他のものであってもよい。又、使用周波数にしても、用途に応じて１ＭＨｚ前後のものを使用してもよい。
【００９１】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成され機能するので、これによると、床面等の被洗浄箇所に向けて洗浄液を常時送り込むと共にこの洗浄液を介して所定の超音波を被洗浄箇所に照射するようにしたので、床面又はテーブル面等を緩やかに当接しながら洗浄液上を滑るようにして連続的に洗浄することができ、同時に、超音波の振動およびキャビテーションを利用したものであることから、汚れの性質（水溶性又は溶剤性）の如何に問わず床面等の被洗浄箇所を迅速に且つ円滑に洗浄することができ、超音波振動子を押しつけることがないため、床面等の被洗浄箇所を傷つけるという不都合を有効に回避することができる、という従来にない優れた超音波式清掃装置を提供することができる。
【００９２】
また、超音波振動子を内蔵した振動子保持手段を備えているので、外部から振動子保持手段を保持しても超音波振動子の自由振動を維持することができ、このため、超音波出力面からは効率良く所定の超音波を出力することができ、外部から所定の洗浄液を床面等の被洗浄箇所に送り込むことにより、当該洗浄液を介して被洗浄箇所を円滑に洗浄することができ、壁面等も被接触状態で効率良く洗浄することができ、特に間隙設定機構部が有効に機能して、超音波振動子の超音波出力面と被洗浄面との間隙が常時所定寸法に設定され維持されることとなり、かかる点において、被洗浄面の位置が異なっても超音波の振動エネルギーを被洗浄面に対して常に同一条件で照射することができ、更に、長時間に渡って継続して円滑に超音波洗浄を継続することができる。
【００９３】
この場合、間隙設定機構部を、前記超音波振動子の超音波出力面の周囲に設定された同一高さの複数の突出部により構成すると、側面から供給される洗浄液を円滑に被洗浄面上に導入することができ、また、発生する気泡を有効に外部へ排出され得るので、気泡に起因した洗浄能力の低減を予め有効に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態を示す図で、図１（Ａ）は使用状態の一例を示す正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における超音波振動子および振動子保持手段の超音波出力側の面を示す説明図である。
【図２】  図１（Ａ）に示す装置の断面図で、図２（Ａ）は一部省略した縦断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の変形例を示す説明図である。
【図３】  本発明の第２の実施形態を示す図で、図３（Ａ）は超音波振動子および振動子保持手段の先端部を示す一部省略した縦断面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）における下端面（超音波振動子の超音波出力側の面）を示す説明図である。
【図４】  本発明の第３の実施形態を示す図で、図４（Ａ）は超音波振動子および振動子保持手段の先端部を示す一部省略した縦断面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）における下端面（超音波振動子および振動子保持手段の超音波出力側の面）を示す説明図である。
【図５】  本発明の第４の実施形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  超音波振動子
２，２２，２３  振動子保持手段としての筒状体
２Ａ，２２Ａ，２３Ａ  間隙設定機構部
２Ａａ，２２Ａａ  放射溝
２Ａｂ，２２Ａｂ  突出部
９  電気系駆動制御部
１０  可搬性筐体
１１  洗浄液吐出手段としての洗浄液吐出管
２３Ａａ  球状部材
２３Ａｂ  球状部材受け部
３１  洗浄液回収手段としての洗浄液回収機構
１００  被洗浄面
【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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