(57)【要約】【課題】  特にバリ取り等に使用される超音波バリ取り・洗浄装置において、複数個の振動子のうち一個の振動子が故障したような場合でも、それを適時に検出できてバリ取り等に不具合が生じないようにする。【解決手段】  圧電素子が使用される複数個の振動子１１が装着される振動板３によって洗浄液中に超音波を発振し、この超音波発振によって製品のバリ取り・洗浄を行うようにした超音波バリ取り・洗浄装置において、前記複数個の振動子１１のうち、所定箇所の振動子を除く残りの振動子を、超音波を発振する駆動用振動子として構成し、所定箇所の振動子を、振動板の振動を検出する検出用振動子１１ｘとして構成する。また、前記検出用振動子１１ｘには、振動板３の振動状態を検出する検出用回路と、超音波を発振する駆動用回路とを切換え可能に接続する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄槽内の超音波洗浄液中に浸漬した被処理物に超音波を発振し、被処理物のバリ取り・洗浄を行うようにした超音波バリ取り・洗浄装置であって、前記洗浄槽には、圧電素子を使用する複数個の振動子が装着される振動板が配設され、これら複数個の振動子のうち、所定箇所の振動子を除く残りの振動子は、超音波を発振する駆動用振動子として構成され、前記所定箇所の振動子は、振動板の振動を検出する検出用振動子として構成されることを特徴とする超音波バリ取り・洗浄装置。
【請求項２】
前記検出用振動子には、振動板の振動を検出する検出用回路と、超音波を発振する駆動用回路とが切換え可能に接続されることを特徴とする請求項１に記載の超音波バリ取り・洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波洗浄液中に被処理物を浸漬し、超音波を発振してバリ取り・洗浄を行う際、超音波振動子の異常を検知したり、超音波の発振状態を最適条件にセットしたりするのに好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波洗浄液に被処理物を浸漬し、超音波を発振することで被処理物のバリ取りや洗浄を行うような際、超音波の強度を測定して振動子の異常を検知したり、バリ取り・洗浄に適した超音波が発振されているかどうか検査するための技術として、本発明者の提案に係る音圧計を洗浄液中に浸漬して音圧を測定するような技術（例えば、特許文献１参照。）が一般的である。
一方、超音波の強度を測定する技術として、洗浄液中に合成樹脂製の取水チューブ等の発塵体を浸漬し、超音波によって発塵体から剥離した洗浄液中の粒子の数を計数することで、音圧計を用いることなく超音波の強度を測定するような技術も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４９９７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２５７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような技術は、いずれも洗浄液を通じて間接的に超音波の発振状態を検出するようにしているため、例えば、超音波装置を、出力の強い複数個の振動子を用いてバリ取り等の用途に使用する場合、出力の強い振動子はある程度の期間が経過すると故障しやすく、これらのうち一個の振動子が故障等を起こしても、洗浄液を通じて間接的に超音波の発振状態を検出する方法では適格に検出することができず、バリ取りに不具合が生じることがある等の問題があった。
また、バリ取り・洗浄のため、超音波の発振状態を最適条件にセットしようとしても、洗浄液を通じて間接的に検出しているため、最適条件の設定に限度があった。
【０００５】
そこで、本発明では、特にバリ取り等に使用される超音波バリ取り・洗浄装置において、複数個の振動子のうち一個の振動子が故障したような場合でも、それを適格に検出できてバリ取り等に不具合が生じないようにし、しかも超音波発振状態を最適条件にセットしやすくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、洗浄槽内の超音波洗浄液中に浸漬した被処理物に超音波を発振し、被処理物のバリ取り・洗浄を行うようにした超音波バリ取り・洗浄装置において、前記洗浄槽には、圧電素子を使用する複数個の振動子が装着される振動板を配設し、これら複数個の振動子のうち、所定箇所の振動子を除く残りの振動子を、超音波を発振する駆動用振動子として構成し、前記所定箇所の振動子は、振動板の振動を検出する検出用振動子として構成するようにした。
【０００７】
このように、振動板に取り付けた複数個の振動子のうち、少なくとも１個の振動子を、検出用振動子として構成することにより、直接振動板の振動状態を検出することができ、洗浄液を通して間接的に振動状態を検出することに較べて信頼性の高い検出データを得ることができ、例えば、駆動用振動子の１個の故障や不具合等でも即座に検出することができ、しかも、超音波の発振状態を適格に検出して最適条件にセットしやすくすることができる。
ここで、複数の振動子のうち検出用振動子として作用させる振動子の位置等は任意であるが、振動板の中央部分等が精度よく検知でき好適である。
【０００８】
この際、前記検出用振動子には、振動板の振動を検出する検出用回路と、超音波を発振する駆動用回路とが切換え可能に接続すれば、例えば、定期的に装置の稼働前等に検出用回路を選択して振動板の振動を検知し、異常がなければ、駆動用回路に切り換えて使用するような運用方法が可能であり、バリ取り効果等を高めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
洗浄槽内の超音波洗浄液で被処理物のバリ取り・洗浄を行うようにした超音波バリ取り・洗浄装置において、洗浄槽には、複数個の振動子が装着される振動板を配設し、これら複数個の振動子のうち、所定箇所の振動子を除く残りの振動子を、超音波を発振する駆動用振動子として構成し、所定箇所の振動子を、振動板の振動を検出する検出用振動子として構成することにより、直接振動板の振動状態を検出することができ、洗浄液を通して間接的に振動状態を検出することに較べて信頼性の高い検出データを得ることができ、バリ取り効果が低下するような不具合を防止できる。この際、前記検出用振動子に、振動板の振動を検出する検出用回路と、超音波を発振する駆動用回路とが切換え可能に接続すれば、より効率的に作業できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る超音波バリ取り・洗浄装置の全般構成概要の一例を示す説明図である。
【図２】同装置の振動子と振動板の装着要領の一例を示す底面図である。
【図３】単一の振動子の説明図である。
【図４】検出用回路と駆動用回路の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施の形態の一例について添付した図面に基づき説明する。
本発明に係る超音波バリ取り・洗浄装置１は、特にバリ取り等に使用される超音波出力の高い振動子を複数個使用している装置において、複数個の振動子のうち一個の振動子が故障したような場合でも、それを適時に検出できてバリ取り等に不具合が生じないようにされ、複数個の振動子のうち少なくとも一個の振動子を検出用振動子として利用することを特徴としている。
【００１２】
本超音波バリ取り・洗浄装置１は、図１に示すように、水等の洗浄液を貯留する洗浄槽２を備えており、この洗浄槽２の下方には、超音波を発振する振動板３が配設されるとともに、洗浄槽２に隣接してオーバーフロー槽４が設けられ、洗浄槽２をオーバーフローした洗浄液をオーバーフロー槽４に送り込み、オーバーフロー槽４の洗浄液を循環回路を通して循環させ、循環させた洗浄水をフィルター部５でろ過し、ろ過した洗浄液を脱気部６で脱気した後、脱気した洗浄液を循環ポンプ７を通して再び洗浄槽２に戻すようにしている。
【００１３】
そして、このように洗浄水を脱気する理由は、洗浄液中に超音波を発振した際、洗浄液中で気泡の発生・消滅時に発生するキャビテーションの衝撃力を高めるためであり、本実施例では、洗浄液中に溶存する酸素等の気体の溶存気体量を３ｍｇ／ｌ以下としている。
なお、図１中、脱気部６には、真空ポンプ８から延出する真空引きライン９を接続している。
【００１４】
前記振動板３の裏側には、図３に示すように、スタッドボルト１０を介して複数の振動子１１（図２）を固着している。この振動子１１は、電圧を加えると伸びたり縮んだりする圧電素子１２を使用したものであり、金属製のホーン１３ａ、１３ｂで圧電素子１２を挟み込んでボルトｖで締め込み、圧電素子１３ａ、１３ｂの両端子ａ、ｂ間に交流電圧を加えることにより、ホーン１３ａの先端部分が高速振動し、振動板３を通じて洗浄液中に超音波を発振させることができるようにされている。
そして、このような振動子１１は、図1、図２に示すように、振動板３の裏側に複数個（本実施例では４６個）取り付けている。
【００１５】
一方、このようなタイプの圧電素子１３ａ、１３ｂを使用した振動子１１の場合、交流電圧を加えて圧電素子１３ａ、１３ｂを振動させる駆動用振動子としての用途ばかりでなく、ホーン１３ａを通じて振動板３の振動状態を検知して電圧に変換する検出用振動子として利用することも可能であり、本発明では、図２に示す複数の振動子１１のうち、少なくとも一個の振動子１１（図４の２３）を検出用振動子１１ｘとし、この検出用振動子１１ｘには、図４に示すように、駆動用回路と検出用回路をスイッチＳ1により切換え可能に接続している。
【００１６】
そして、この検出用振動子１１ｘを検出用として使用する場合は、検出用回路を選択すれば、振動板３の振動状態を両端子ａ、ｂ間にかかる電圧を測定することで検出することができ、駆動用回路を選択すれば、両端子ａ、ｂに交流電圧を加えることで駆動用振動子として作用させることができる。
【００１７】
なお、本実施例では、駆動用振動子１１として、超音波振動周波数を５０ＫＨｚ未満、好ましくは２０〜２５ＫＨｚが得られる性能にすることで、特にバリ取りに効果的な周波数域にするとともに、検出用振動子１１ｘの出力性能を下げると検出用振動子１１ｘの故障の要因ともなるため、駆動用振動子と同じ性能の検出用振動子１１ｘを使用し、駆動、検出両用として兼用するようにしている。
なお、本実施例では、振動板３のほぼ中央部付近の振動子を検出用振動子１１ｘに設定しているが、その場所は任意である。
【００１８】
また、検出用振動子１１ｘを検出用回路に選択している場合、振動板３から発振される超音波の発振状態をより正確に検出できるため、検出用振動子１１ｘから出力される電圧をモニターしながら、駆動用振動子の発振電圧等を微調整してバリ取りに最適な条件にセットすることができる。
【００１９】
以上のような超音波バリ取り・洗浄装置１の作用等について説明する。
真空ポンプ８を作動させて洗浄槽２中の洗浄液から脱気して溶存気体量を３ｍｇ／ｌ以下とし、例えば、装置稼働前等の定期に超音波の点検、調整を行う。この際、振動子１１の駆動用振動子を作動させ、検出用振動子１１ｘによる電圧によって振動板３の振動状態を検出する。そしてこの検出した電圧が正常であれば、必要に応じて検出用振動子１１ｘの検出用回路を駆動用回路に切り換え、洗浄液中に被処理物を浸漬してバリ取り・洗浄を開始する。
【００２０】
すなわち、洗浄液に浸漬された被処理物に超音波を発振することで被処理物のバリが除去され、オーバーフロー槽４に流れ込んだ洗浄液は、フィルター部５を通してバリ等の異物が除去された後、脱気部６に送り込まれ、この脱気部６で洗浄液中の空気等が除去され、溶存気体量が３ｍｇ／ｌ以下となって、循環ポンプ７を通して再び洗浄槽２内に送り込まれ循環する。
【００２１】
そしてこのような作業中、必要に応じて検査が必要なときは、検出用振動子１１ｘの駆動用回路を検出用回路に切り換えるだけで振動板３の振動状態の異常等を検出でき、しかも振動板３の振動そのものを検査するため、精度が良好であり、バリ取り不良等の不具合をなくすことができる。
また、振動板３の振動状態がより正確に検出できるため、必要に応じて、超音波の発振状態をバリ取りに最適な条件に微調整することが可能である。
【００２２】
なお、本発明は以上のような実施形態に限定されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載した事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を奏するものは本発明の技術的範囲に属する。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
特に、複数の圧電素子を使用して超音波によりバリ取りを行うような場合に、超音波の発振状態を正確に検出できるため、例えば、振動子が故障したような場合でもバリ取り不良が生じないため、今後のバリ取り作業等において広い範囲での普及が期待される。
【符号の説明】
【００２４】
１…超音波バリ取り・洗浄装置、２…洗浄槽、３…振動板、１１…振動子、１２…圧電素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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