(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面側に開口した複数のセット穴を有するセット具の該セット穴に被洗浄体を遊嵌し、該被洗浄体がセットされた前記セット具の開口側を振動板で覆った状態で該開口側を下に向けると共に、前記被洗浄体が前記セット具の前記セット穴から抜け落ちないように前記被洗浄体を前記振動板で受け、前記振動板及び前記被洗浄体を洗浄液に浸漬し、前記振動板に超音波を照射することを特徴とする超音波洗浄方法。
【請求項２】
前記セット具の上面側を覆う前記振動板と前記被洗浄体との間に隙間を設け、前記上面側を下に向けたときには、前記被洗浄体が下方にずれて前記振動板と接触するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄方法。
【請求項３】
セット穴が縦方向に貫設されたセット具の下側に振動板を配設し、前記セット具のセット穴に被洗浄体を遊嵌して前記振動板にて該被洗浄体を受けた状態とし、この状態の前記振動板及び前記被洗浄体を洗浄液に浸漬し、前記振動板に向けて超音波を照射して振動させ、該振動板の振動を直接前記被洗浄体に伝えることを特徴とする超音波洗浄方法
【請求項４】
前記セット具を振動容器に納め、該振動容器として、前記振動板を備え上面側に開口部を有する本体部と、該開口部を着脱自在に閉塞する蓋体とを備えたものを用い、該蓋体により前記本体部の開口部を閉塞した状態で前記振動板に向けて超音波を照射することを特徴とする請求項３に記載の超音波洗浄方法。
【請求項５】
被洗浄体が遊嵌される複数のセット穴が上面側に開口するように設けられたセット具と、
前記セット具にセットされた前記被洗浄体を振動させる振動板と、
前記セット具を前記振動板で覆ったときに前記振動板と前記被洗浄体との間に隙間を形成し、かつ、該隙間を、前記セット具を前記振動板で覆った状態で上面側を下に向けたときに前記被洗浄体が前記セット具の前記セット穴から抜け落ちることなく下方にずれて前記振動板と接触する大きさに設定するためのスペーサーと、
超音波発生手段を有する洗浄槽とを備え、
前記セット具を前記振動板で覆った状態で前記上面側を下に向け、前記被洗浄体及び前記振動板を前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬し、前記振動板に向けて超音波を照射するように構成したことを特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項６】
前記振動板にて袋状容器を形成し、前記被洗浄体がセットされた前記セット具を前記袋状容器に収納するように構成したことを特徴とする請求項５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、主として、フェルールや割りスリーブ（以下、フェルール類という）等のように微細な貫通穴や有底穴を有する被洗浄体の超音波洗浄方法及びその装置に関する。更に詳しくは、主として、光コネクター部品であるセラミック製フェルール類の研削工程後の表面の砥粒や研削剤を除去するための超音波洗浄方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光コネクターに用いられるフェルール類などの製造においては、多数の研削工程があり、その研削工程毎に研削油の脱脂洗浄および砥粒の除去が必要であるが、使用される研削油や砥粒の種類は工程毎に異なり、次工程に研削油成分や砥粒を持ち込むと、該次工程で不具合を発生させたり、異種の研削油の混合により脱脂洗浄が困難になるだけではなく、砥粒の焼け付きが発生して除去不能となることもある。そのため最終製品への精度、信頼性の確保には洗浄を確実に行うことが必要不可欠である。
【０００３】
現在、フェルール類の洗浄剤として用いられているのが苛性ソーダや、苛性カリ等を主成分とするアルカリ系洗浄剤であるが、かかるアルカリ系洗浄剤というのは、フロンや塩素系溶剤とは異なり、オゾン層破壊の心配がなく、通常水溶液のため不燃性で臭気もほとんどなく、発錆の心配がないことから鉄系の金属部品の洗浄に広く用いられている。
【０００４】
しかし、フェルール類は製品の構造上洗浄が困難であり、特に、フェルールのように微細な貫通穴をもつ製品では、貫通穴の内部に洗浄液やすすぎ液が侵入し難いため、洗浄だけでなく、すすぎや乾操にも長時間を要するという問題点があった。
【０００５】
そこで、洗浄剤のアルカリ性を高めたり、高温で長時間洗浄して洗浄力を高める必要があるが、このようなアルカリ系洗浄剤を高温、高濃度で使用することは、作業員の安全性の問題だけでなく、洗浄廃液の中和処理も必要となり、また、フェルール類の主成分（素材）である安定化ジルコニアに対しても、表面が侵食されるなど、作業性、生産性、信頼性の面から好ましくない。
【０００６】
現在、多くのメーカーで採用されているフェルール類の洗浄方法としては、セット具にセットされた状態、又は治具から取り出して洗浄籠等にバラで入れた状態で、アルカリ系洗浄剤を用いて超音波やブラシや高圧シャワーなどで洗浄するのが一般的であるが、従来の方法では、洗浄性能や生産性などの面からは満足できる方法とは言えなかった。
【０００７】
超音波洗浄方法について言えば、図１３に示すように、フェルール類１００をセット具１０１のセット穴１０２にはめ込んで洗浄槽１０３の洗浄液１０４に浸漬し、洗浄槽１０３の底部の超音波発生手段１０５からセット具１０１に向けて超音波を照射し、セット具１０１のセット穴１０２の底部に設けられた貫通穴１０６からセット穴１０２内に超音波を侵入させてフェルール類１００を振動させるようにしていた。
【０００８】
しかし、セット具１０１は、テフロン(登録商標)樹脂等の合成樹脂材料の成形品であるので、超音波がセット具１０１に吸収されて減衰し、十分の洗浄効果を得ることができないという問題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、微細穴部品であるフェルール類等の被洗浄体に超音波が伝わり易くして短時間で確実に洗浄することができる超音波洗浄方法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の超音波洗浄方法及びその装置を提供する。
【００１１】
本発明の超音波洗浄方法は、上面側に開口した複数のセット穴を有するセット具の該セット穴に被洗浄体を遊嵌し、該被洗浄体がセットされた前記セット具の開口側を振動板で覆った状態で該開口側を下に向けると共に、前記被洗浄体が前記セット具の前記セット穴から抜け落ちないように前記被洗浄体を前記振動板で受け、前記振動板及び前記被洗浄体を洗浄液に浸漬し、前記振動板に超音波を照射することを特徴とする。
【００１２】
前記セット具の上面側を覆う前記振動板と前記被洗浄体との間に隙間を設け、前記上面側を下に向けたときには、前記被洗浄体が下方にずれて前記振動板と接触するようにするのが望ましい。
【００１３】
また、本発明の超音波洗浄方法は、セット穴が縦方向に貫設されたセット具の該セット穴に被洗浄体を遊嵌し、かつ、前記セット具の下側に振動板を配設して該振動板にて前記被洗浄体を受けた状態で、前記振動板及び前記被洗浄体を洗浄液に浸漬し、前記振動板に超音波を照射することを特徴とする。
【００１４】
本発明の超音波洗浄装置は、被洗浄体が遊嵌される複数のセット穴が上面側に開口するように設けられたセット具と、前記セット具にセットされた前記被洗浄体を振動させる振動板と、前記セット具を前記振動板で覆ったときに前記振動板と前記被洗浄体との間に隙間を形成し、かつ、該隙間を、前記セット具を前記振動板で覆った状態で上面側を下に向けたときに前記被洗浄体が前記セット具の前記セット穴から抜け落ちることなく下方にずれて前記振動板と接触する大きさに設定するためのスペーサーと、超音波発生手段を有する洗浄槽とを備え、前記セット具を前記振動板で覆った状態で前記上面側を下に向け、前記被洗浄体及び前記振動板を前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬し、前記振動板に向けて超音波を照射するように構成したことを特徴とする。
【００１５】
前記振動板は無穴板であっても、穴あき板であっても良い。また、前記振動板にて袋状容器を形成し、前記被洗浄体がセットされた前記セット具を前記袋状容器に収納するように構成しても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図７に示すように、  本発明の超音波洗浄装置は、フェルール１（被洗浄体の一例）をセットするセット具２と、フェルール１を振動させる振動板３と、セット具２を振動板３との間に介在するスペーサー４と、洗浄液７で満たされ、底部に超音波発生手段８を有する洗浄槽６とが備わっている。
【００１７】
セット具２は、テフロン(登録商標)樹脂等の合成樹脂材料の成形品であって、板状本体２０の上面側にフェルール１が遊嵌される複数のセット穴２１を設けて構成され、セット穴２１の底部にはセット穴２１よりも小径の貫通穴２２が形成されている。
【００１８】
振動板３は無穴板にて形成され、振動板３の材質は耐薬品性（耐アルカリ性）に優れ、電触（電解）を受け難いものであれば特に限定されないが、金属など剛性の高い物質は超音波を伝え易いので、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などのステンレス鋼、銀、白金、金を使用するのが良く、また、セラミック板で形成しても良い。
【００１９】
振動板３は、開口率が２０〜６０％のステンレス製のパンチングメタルや網板で形成されるようにしても良い。かかる振動板３を用いた場合には、洗浄液７の液切り性が向上して乾燥時間を短縮できるが、超音波を照射したときには干渉現象によって音波が弱まり、無穴の振動板３に比べて振動効果が劣ることになる。
【００２０】
振動板３の厚みは、振動によって高い洗浄効果が得られるように材料の剛性や板面積等に応じた寸法に設定されるが、フェルール１をセット具２にセットして前記上面側を下に向けたときに、フェルール１の重みで洗浄効果が低下するような撓みが発生しないことが条件になる。例えば、剛性の低い振動板３を繰り返し使用すれば、図８のように振動板３が変形してセット具２の中央にセットされたフェルール１がセット穴２１から抜け落ち、また、セット具２の端部側にセットされたフェルール１は振動板３に圧接して振動できず、洗浄不良が発生する。また、厚みが１０ｍｍを超えると、超音波が伝わり難くなり、重量が増して作業にも支障をきたすので、１０ｍｍ以下であるのが望ましい。
【００２１】
図３及び図４に示すように、振動板３の両端部には、Ｌ字状部３０が形成され、セット具２に被さったときには、該Ｌ字状部３０がセット具２の両側に位置することにより振動板３の横ずれが防止される。
【００２２】
図５に示すように、振動板３のＬ字状部３０にはスペーサー４が設けられている。該スペーサー４は、セット具２を振動板３で覆ったときに該振動板３とフェルール１の上端との間に隙間５を形成するものである。スペーサー４の高さＨは、セット具２を振動板３で覆った状態でセット具２の下に向けたときにフェルール１がセット具２のセット穴２１から抜け落ちることなく下方にずれて振動板３と接触する大きさに設定されている。
【００２３】
なお、振動板３の切断面のバリによって作業者が負傷するのを防ぐために、図９のように振動板３の端を折り返し、また、フレーム（図示省略）に取り付けて補強しても良い。
【００２４】
次に、超音波洗浄装置を用いた洗浄方法について説明する。
【００２５】
図３及び図４に示すように、セット具２の各セット穴２１にフェルール１を遊嵌した後、振動板３でセット具２の上面側を覆い、振動板３のＬ字状部３０をセット具２の両側に位置させる。このとき、図５に示すように、スペーサー４によってフェルール１の上端と振動板３との間に隙間５が形成される。
【００２６】
この状態で、図６に示すように、セット具２を鉛直面内で１８０°回転させてセット具２の上面側を下に向ける。このとき、前記フェルール１は上記隙間５の分だけ下方に移動するが、セット穴２１から抜け落ちることがなく振動板３で受け止められる。
【００２７】
次に、図７に示すように、振動板３及びフェルール１がセットされたセット具２を洗浄槽６の中に入れて洗浄液７に浸漬した後、洗浄槽６の底部から振動板３に向けて超音波を照射する。これにより、振動板３が振動し、該振動がフェルール１に直接伝わってフェルール１の汚れが落とされる。また、セット具２のセット穴２１内の気体は貫通穴２２から抜けるので、気泡によって洗浄が妨げられることはない。
【００２８】
セット具２の開口側を下向きにして洗浄液７に浸漬させる動作は、手作業で行っても良いし、反転装置を用いて下に向け、昇降装置を用いて洗浄液７中に降下させるようにしても良い。
【００２９】
なお、セット具２を用いたフェルール１の洗浄方法は、洗浄、すすぎ及び乾燥の３工程からなるが、すすぎ工程では水を使用し、また、効率良くすすぎを行うことができる超音波方式や特願平１１−１７１８０７号公報（特開２００１−９３２）に記載のダイレクトパス方式（荒川化学工業株式会社製の洗浄装置）などを採用するのが好ましい。乾燥工程は、製品を効率良く乾燥できるものであれば特に限定されるものではなく、順風（熱風）乾燥、吸引乾燥、ダイレクトパス乾燥などが好ましい。ダイレクトパス洗浄装置を乾燥工程で用いると、常温の風により水分を吹き飛ばした後、熱風で乾燥させるのでウォーターマークが発生せず、短時間で効率の良い乾操が可能となる。
【００３０】
洗浄工程に使用するアルカリ系洗浄剤は、ｐＨが８〜１４であり、市販品としては荒川化学工業株式会社製のパインアルファＳＴ−８８０などが例示できる。
【００３１】
すすぎ工程に使用する水は純水であるのが好ましいが、必要とされる製品の清浄度によりイオン交換水や上水道水を用いても良い。また、乾燥効率を上げるためにすすぎ工程後にアルコール類や揮発性の高い溶剤成分などを含む水切り剤を使用しても良い。
【００３２】
図１１及び図１２は、本発明の他の実施形態を示し、超音波洗浄装置は、フェルール１をセットするセット具２と、フェルール１がセットされたセット具２を納めてフェルール１を振動させる振動容器３Ａと、超音波発生手段８を有する洗浄槽６とを備えている。
【００３３】
セット具２には複数のセット穴２１が貫設され、該セット穴２１にはフェルール１が遊嵌されるようになっている。
【００３４】
振動容器３Ａは、パンチングメタル製の振動板３にて形成され、上面側に開口部３１Ａを有する本体部３２Ａと、該開口部３１Ａを着脱自在に閉塞する蓋体３３Ａとを備えている。本体部３２Ａの両端にはＬ字状部３４Ａが設けられ、本体部３２Ａの両側にはセット具２が載置されるスペーサー４が配設され、該スペーサー４によってセット具２と本体部３２Ａとの間に隙間５Ａが形成されるようになっている。また、本体部３２Ａに蓋体３３Ａを取り付けたときには、フェルール１の上端と蓋体３３Ａとの間に隙間５Ｂが形成されるようになっている。
【００３５】
図１２は、フェルール１を洗浄している状態を示し、フェルール１がセットされたセット具２が納められた振動容器３Ａを洗浄槽６の中に入れて洗浄液７に浸漬した後、洗浄槽６の底部から振動板３に向けて超音波を照射する。これにより、振動板３の振動がフェルール１に直接伝わってフェルール１の汚れが落とされる。
【００３６】
洗浄後は、フェルール１がセットされたセット具２が納められた振動容器３Ａを引き上げてそのまま乾燥工程に移す。
【００３７】
振動板３の材質は上述の通りであり、また、振動板３は無穴板や網板であっても良い。
【００３８】
なお、本体部３２Ａの両端の端部開口部３５Ａを振動板３で閉塞しても良く、また、セット具２の抜け止めを該開口部３５Ａに設けても良い。
【００３９】
【実施例】
セット具２（縦寸法×横寸法×厚み寸法は８０ｍｍ ×８０ｍｍ×８ｍｍ、１００個のフェルール１の搭載が可能）に振動板３（ステンレス製、ＳＵＳ３０４製、縦寸法×横寸法×厚み寸法は８０ｍｍ ×８０ｍｍ ×０．２ｍｍ）を取り付けた治具Ａと、セット具２（縦寸法×横寸法×厚み寸法は８０ｍｍ ×８０ｍｍ×８ｍｍ、１００個のフェルール１の搭載が可能）に振動板３（パンチングメタル製、ＳＵＳ３０４製、開口率２３％、縦寸法×横寸法×厚み寸法は８０ ｍｍ×８０ｍｍ×０．２ｍｍ）を取り付けた治具Ｂと、セット具２（縦寸法×横寸法×厚み寸法は９０ｍｍ×１８０ｍｍ×１５ｍｍ、２００個のフェルール１の搭載が可能）に振動板３（ステンレス製、ＳＵＳ３０４製、縦寸法×横寸法×厚み寸法は１００ｍｍ×２００ｍｍ×０．２ｍｍ）を取り付けた治具Ｃと、セット具２（縦寸法×横寸法×厚み寸法は９０ｍｍ×１８０ｍｍ×１５ｍｍ、２００個のフェルール１の搭載が可能）に振動板３（パンチングメタル、ＳＵＳ３０４製、開口率２３％、縦寸法×横寸法×厚み寸法は１００ｍｍ ×２００ｍｍ × O．２ｍｍ）を取り付けた治具Ｄとを準備した。
【００４０】
治具Ａ乃至Ｄの振動板３の取り付け方法としては、図１０に示すように、振動板３にて形成される袋状容器を用い、フェルール１がセットされたセット具２を前記袋状容器に納めた状態でセット具２の上面側を下に向けた。
【００４１】
治具Ａ乃至Ｄのセット具２のそれぞれに研削工程終了後のフェルール１を１００個載せ、洗浄剤として荒川化学工業株式会社製のパインアルファＳＴ−８８０の３％水溶液を、すすぎ水として純水を用い、表１及び表２に記載する通りの洗浄実験を行った。表中の通常治具とは、振動板３のないセット具２であって、図１３に示すようにして用いられるものである。
【００４２】
洗浄槽６の底部から、振動板３に向けて超音波を照射した。フェルール１の外径２．５ｍｍ、長さ１０ｍｍ、貫通穴の内径は０．１ｍである。セット具２のセット穴２１の内径は３ｍｍである。
【００４３】
【表１】
0004045407.tif 000002
【００４４】
【表２】
0004045407.tif 000003
【００４５】
この洗浄実験により、治具Ａ乃至Ｄを用いた場合には、通常の治具を用いた場合に較べて、洗浄性、すすぎ性が向上し、短時間で効率のよい洗浄が可能となることが判明した。
【００４６】
なお、本発明は以上の実施形態及び実施例に限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の超音波洗浄方法及びその装置によれば、被洗浄体を振動板に直接接触させるので、超音波による振動板の振動が被洗浄体に直接伝わり、超音波強度を有効に利用して高い洗浄効果を得ることができる。
【００４８】
しかも、セット具にセットされた全ての被洗浄体が振動体に接触するので、振動板の振動によって、全ての被洗浄体を同時に振動させることができ、洗浄ムラが低減する。また、前記被洗浄体がセット穴から下方にずれて前記振動板と接触するので、被洗浄体が振動するときの規制が少なくなり、高い洗浄効果が得られる。
【００４９】
また、前記被洗浄体が前記セット具の前記セット穴から抜け落ちないように前記被洗浄体を前記振動板で受けるので、振動板を被洗浄体の受け皿として利用でき、部品点数が少なくなって取扱いが容易になる。
【００５０】
また、請求項１、２、４、５，６及び７に係る発明によれば、洗浄後にセット具を振動体で覆ったままセット具の開口側を上に向ければ、被洗浄体がセット穴にセットされたまま次工程に移すことができ、被洗浄体を一本一本セット具に戻す手間が省ける。
【００５１】
また、請求項３に係る発明によれば、セット具の上面側を下に向けることなく洗浄できるので、洗浄作業が更に容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のセット具の斜視図である。
【図２】同セット具の断面図である。
【図３】本発明の実施形態の被洗浄体の洗浄工程を示す図である。
【図４】本発明の実施形態の被洗浄体の洗浄工程を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の被洗浄体の洗浄工程を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の被洗浄体の洗浄工程を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の被洗浄体の洗浄工程を示す図である。
【図８】本発明の装置における振動板に関する説明図である。
【図９】本発明の振動板の説明図である。
【図１０】本発明の実施例の洗浄用治具の斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態の斜視図である。
【図１２】本発明の他の実施形態の被洗浄体の洗浄工程を示す図である。
【図１３】従来の洗浄方法を示す図である。
【符号の説明】
１        フェルール（被洗浄体）
２        セット具
２１      セット穴
３        振動板
４        スペーサー
５        隙間
６        洗浄槽
７        洗浄液
８        超音波発生手段
【図１】
0004045407.tif 000004
【図２】
0004045407.tif 000005
【図３】
0004045407.tif 000006
【図４】
0004045407.tif 000007
【図５】
0004045407.tif 000008
【図６】
0004045407.tif 000009
【図７】
0004045407.tif 000010
【図８】
0004045407.tif 000011
【図９】
0004045407.tif 000012
【図１０】
0004045407.tif 000013
【図１１】
0004045407.tif 000014
【図１２】
0004045407.tif 000015
【図１３】
0004045407.tif 000016