(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝13を有する超音波発生用ノズルであって、上記溝13が、直線状のエア流入部16と、該エア流入部16に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状の幅広中間部17と、該幅広中間部17に連通連結される直線部18と、該直線部18に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部19と、を備えたことを特徴とする超音波発生用ノズル。
【請求項２】
流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝13を有する超音波発生用ノズルであって、上記溝13が、直線状のエア流入部30と、該エア流入部30に連通連結される少なくとも１個の断面略菱形の幅広部31と、該幅広部31に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部33と、を備えたことを特徴とする超音波発生用ノズル。
【請求項３】
流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝13を有する超音波発生用ノズルであって、上記溝13が、直線状のエア流入部34と、該エア流入部34に連通連結された断面倒立三角形状の幅広部35と、該幅広部35に連通連結された直線部36と、該直線部36に連通連結された断面倒立三角形状のエア排出部37と、を備えたことを特徴とする超音波発生用ノズル。
【請求項４】
流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝13を有する超音波発生用ノズルであって、上記溝13が、直線状のエア流入部38と、該エア流入部38に連通連結された少なくとも１個の断面三角形状の幅広部39と、該幅広部39に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部41と、を備えたことを特徴とする超音波発生用ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超音波発生用ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルム、金属箔、ガラス基板等のパネル体等に付着した塵を除去する場合、従来では、例えば、図11に示すような除塵装置等を使用していた。
【０００３】
即ち、この除塵装置は、エア排出室ａとエア吸入室ｂとを有するクリーナヘッドｃを備え、エア排出室ａには、一対のエア吹出口ｅ，ｅが開設され、エア吸入室ｂには、該一対のエア吹出口ｅ，ｅ間のエア吸入口ｋが開設されている。また、エア排出室ａには、エア吹出口ｅ，ｅに連通連結される超音波発生用ノズルｄが設けられる。そして、各超音波発生用ノズルｄは、クリーナヘッドｃのエア吹出口ｅと平行な連続溝ｆを有するブロック体からなり、この連続溝ｆは、直線状のエア流入部ｇ1 と、該エア流入部ｇ1 に連通連結される断面矩形状の中間幅広部ｈ1 と、該中間幅広部ｈ1 に連通連結される中間鉛直部ｇ2 と、該中間鉛直部ｇ2 に連通連結される断面矩形状のエア排出部ｈ2 とからなる。
【０００４】
そして、塵ｊを除去しようとするパネル体ｉを走行させ、この状態で、図示省略のエア供給源からこのクリーナヘッドｃのエア排出室ａにエアを供給して、このエアを各超音波発生用ノズルｄに供給し、この超音波発生用ノズルｄからエア吹出口ｅを介してこの超音波の乗ったエア流を排出する。この際、各エア吹出口ｅ，ｅは、下方に向かって順次相互に接近するように傾斜しており、このエア吹出口ｅ，ｅから噴射された超音波はエア吸入口ｋの下方位置で合流する。そのため、この合流位置で、パネル体ｉに付着した塵ｊに180 °反対の２方向から超音波エアが当たり、塵に浮力が生じ、該塵が剥離し、この剥離した塵が吸入口ｋを介して吸入する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、超音波は、狭窄部から一気に開放状態とすることによって発生するものであって、上述の超音波発生用ノズルでは、エアがスムーズに流れにくく、効果的に狭窄部から一気に開放状態とすることができず、超音波の乗ったエア流の出力が比較的小さく、あまり効果的に塵の剥離を行うことができなかった。
【０００６】
そこで、本発明では、超音波の乗ったエア流の出力を効果的に大きくすることができる超音波発生用ノズルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る第１の超音波発生用ノズルは、流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝を有する超音波発生用ノズルであって、上記溝が、直線状のエア流入部と、該エア流入部に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状の幅広中間部と、該幅広中間部に連通連結される直線部と、該直線部に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部と、を備えたものである。
【０００８】
また、本発明に係る第２の超音波発生用ノズルは、流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝を有する超音波発生用ノズルであって、上記溝が、直線状のエア流入部と、該エア流入部に連通連結される少なくとも１個の断面略菱形の幅広部と、該幅広部に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部と、を備えたものである。
【０００９】
また、本発明に係る第３の超音波発生用ノズルは、流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝を有する超音波発生用ノズルであって、上記溝が、直線状のエア流入部と、該エア流入部に連通連結された断面倒立三角形状の幅広部と、該幅広部に連通連結された直線部と、該直線部に連通連結された断面倒立三角形状のエア排出部と、を備えたものである。
【００１０】
また、本発明に係る第４の超音波発生用ノズルは、流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝を有する超音波発生用ノズルであって、上記溝が、直線状のエア流入部と、該エア流入部に連通連結された少なくとも１個の断面三角形状の幅広部と、該幅広部に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部と、を備えたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【００１２】
図２は本発明に係る超音波発生用ノズルを使用した除塵装置を示し、この装置は、クリーナヘッド１と、図示省略のブロワーユニットと、パネル体２を矢印Ａの如く進行方向に沿って走行させる図示省略の搬送手段と、を備えている。
【００１３】
しかして、クリーナヘッド１は、図２に示すように、内部に仕切壁４を有する箱体５からなり、この仕切壁４にて、その仕切壁４の外側のエア排出室６と、内側のエア吸入室７とに分けられる。エア排出室６には、仮想線で示すようにエア供給路３が連通連結され、かつ、エア吸入室７には、図示省略のエア吸入路が連通連結される。そして、ブロワーユニットからエア供給路３を介してエア排出室６にエアが供給され、エア吸入室７内のエアがエア吸入路を介してブロワーユニットに戻るように構成されている。
【００１４】
また、箱体（ケーシング）５の底壁８の上流側と下流側とに、第１のエア吹出口９ａと第２のエア吹出口９ｂを設けると共に、エア吹出口９ａとエア吹出口９ｂの間に、エア吸引口11を設ける。即ち、仕切壁４は、円筒状の本体部４ａと、該本体部４ａと箱体５の底壁８との間に設けられて相互に平行な帯板状鉛直壁部10, 10とを備え、その帯板状鉛直壁部10, 10の間の空間部をもってスリット状のエア吸入口11を形成する。この場合、箱体５の底壁８の下面中央部に凹曲面14を形成すると共に、エア吹出口９ａとエア吹出口９ｂを下方に向かって順次相互に接近するように傾斜させ、上流側のエア吹出口９ａを、凹曲面14の上流端に開口させ、下流側のエア吹出口９ｂを、凹曲面14の下流端に開口させている。
【００１５】
また、エア排出室６の下半部は、仕切壁４により上流側排出室６ａと下流側排出室６ｂとに分けられる。そして、上流側排出室６ａの底部と、下流側排出室６ｂの底部に、本発明にかかる超音波発生用ノズル12，12を取付けている。
なお、クリーナヘッド１の長さ寸法が、パネル体２の幅寸法より大とされて、エア吹出口９ａ，９ｂ及びエア吸入口11の長さがパネル体２の幅寸法と同一乃至僅かに大きく設定される。また、エア吹出口９ａ，９ｂの相互間の間隔寸法Ｘは、例えば、30mm〜40mm程度とする。
【００１６】
しかして、超音波発生用ノズル12は、流入したエアが超音波の乗ったエア流となって排出される溝13を有するブロック体からなる。即ち、この超音波発生用ノズル12の溝13は、図１に示すように、直線状のエア流入部16と、該エア流入部16に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状の幅広中間部17と、該幅広中間部17に連通連結される直線部18と、該直線部18に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部19と、からなる。
【００１７】
この超音波発生用ノズル12としては、例えば、高さ寸法Ｈを15mm〜20mmとし、エア排出部19の開口幅Ｗ1 を５mm〜10mmとし、幅広中間部17の幅寸法Ｗ2 を５mm〜10mmとし、エア排出部19の高さ寸法Ｈ1 を２mm〜６mmとし、下面20から幅広中間部17までの高さ寸法Ｈ2 を７mm〜10mmとし、幅広中間部17の高さ寸法Ｈ3 を２mm〜６mmとし、エア流入部16の長さ寸法Ｈ4 を５mm〜10mmとし、エア流入部16及び直線部18の幅寸法Ｗ3 を0.5mm 〜２mmとし、エア排出部19の拡開角度θを、35°〜60°とする。
【００１８】
しかして、一般に、図６に示すように、狭窄部23を矢印Ｂの如くエアが流れることにより、この狭窄部23から開放される部位24で超音波が発生する。ところが、図11に示す従来のノズルでは、板厚ｔの影響を受けてエアがスムーズに流れず、あまり大きな出力を得ることができなかったが、図７に示すような開放口25であれば、板厚ｔの影響を受けることなく、部位26で高出力の超音波が発生する。
従って、この超音波発生用ノズルでは、このエア排出部19が図７に示す開放口25と同様の形状となって、比較的大出力で超音波が発生する。
【００１９】
次に、この除塵装置を使用してパネル体２の表て面に付着した塵を除去する方法を説明する。
まず、ブロワーユニットからヘッド１のエア排出室６に900 〜1800mmAq程度の圧力のエアを供給する。
【００２０】
エア排出室６に供給されたエアは高速（50〜 300ｍ／sec 程度）で、上流側と下流側の超音波発生用ノズル12，12の連続溝13，13を通過し、この連続溝13，13を通過したエアは、超音波が乗った超音波エアＥ1 ，Ｅ2 （図４参照）となって、エア吹出口９ａとエア吹出口９ｂから、所定の傾斜角度で吹き出される。
【００２１】
即ち、箱体５の底壁８の凹曲面14とその下方のパネル体２の上面との空間が、吹出された超音波エアＥ1 ，Ｅ2 が合流する合流乱流空室15となるように、上記エア吹出口９ａとエア吹出口９ｂの傾斜角度が設定される。従って、超音波エアＥ1 ，Ｅ2 が相互に接近する方向に流れて合流乱流空室15の中間部で合流し、これにより、合流乱流空室15内にエアの乱流が生じる。
ところで、パネル体２の表面をエアが一方向に高速で流れると図３に示すようにパネル体２表面に境界層28が生じる。このため、パネル体２に付着している微小な塵Ｒ（例えば直径１〜10μｍ）は、境界層28内に閉じ込められる。
【００２２】
しかし、合流乱流空室15内ではエアの乱流により、境界層28が生じ難く、かつ、生じた境界層28も破壊される。これにより、パネル体２表面にエアが直接当たり、いわゆるエアナイフの効果により塵Ｒをパネル体２表面から剥離させることができる。
【００２３】
さらに、図４に拡大して示すように、超音波エアＥ1 ，Ｅ2 の合流点では、塵Ｒに 180°反対の２方向（パネル体２の上流側と下流側）から超音波エアＥ1 ，Ｅ2 が当たり、塵Ｒに矢印Ｂ方向の浮力が生じる。これにより、塵Ｒをパネル体２表面からより確実に剥離させることができる。
従って、パネル体２の表て面21に付着した塵Ｒは確実に剥離され、エア吸入室７内のエアが例えば50〜250mmAq の圧力にてブロワーユニットに吸入されるので、エア吸入口11近傍のエアと共に、剥離した塵Ｒはエア吸入室７に吸入される。こうして、ヘッド１の下方位置を通過したパネル体２は、その表て面21に付着した塵Ｒが確実に除去される。
【００２４】
また、ワークＷに対して付着位置27にて付着した塵Ｒはパネル体２から除去され易い方向と除去され難い方向とを有する（方向性を有する）ことがある。つまり、図５の左の塵は図の左方向からの超音波エアＥ2 にて吹き飛ばされ易く、また、同図の右の塵は逆に右方向からの超音波エアＥ1 にて吹き飛ばされ易い。このような塵Ｒの付着状態にあって、異なる方向から超音波エアＥ1 ，Ｅ2 が吹き付けられるので、確実に除去が行なわれる。従って、パネル体２に付着した塵Ｒを効率良く除去することができ、優れたパネル体２の洗浄効果を有するものとし得る。
【００２５】
次に、図８は他の溝13を示し、図８の（イ）では、溝13は、直線状のエア流入部30と、該エア流入部30に連通連結される少なくとも１個（この場合、２個）の断面略菱形の幅広部31，31と、該幅広部31に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部33と、からなる。
【００２６】
また、図８の（ロ）では、溝13は、直線状のエア流入部34と、該エア流入部34に連通連結された断面倒立三角形状の幅広部35と、該幅広部35に連通連結された直線部36と、該直線部36に連通連結された断面倒立三角形状のエア排出部37と、からなる。
【００２７】
さらに、図８の（ハ）では、溝13は、直線状のエア流入部38と、該エア流入部38に連通連結された少なくとも１個（この場合、２個）の断面三角形状の幅広部39と、該幅広部39に連通連結されて排出側に向かって順次拡開する断面三角形状のエア排出部41と、からなる。
【００２８】
従って、図８の各超音波発生用ノズルにおいても溝13を通過したエアは、狭窄部23から一気に開放され、出力が大である超音波が発生する。ところで、この図８及び図１に示す超音波発生用ノズルでは、幅広部によって、発生する超音波を増幅することができる。そのため、図１に示す超音波発生用ノズルにおいて幅広中間部17を２個以上とするもよく、また、図８に示す超音波発生用ノズルにおいては、断面菱形状又は断面三角形状の幅広部31等の数の増減も可能である。
なお、この超音波発生用ノズルは、除塵装置に限らず、例えば、超音波洗浄器や超音波加工機等の超音波を発生させる各種の機器に使用するこのができる。
【００２９】
【実施例】
超音波発生用ノズルとして図１に示すような溝13を有する一対のノズルを、図２に示すようなクリーナヘッド１のエア排出室６に内装した除塵装置を製造し、この除塵装置を使用して、ガラス基板（320mm × 400mm) 上に10行10列に配置される直径５μm のスペーサビーズの除塵作業を行った。
【００３０】
この場合の溝13としては、高さ寸法Ｈを15mmとし、エア排出部19の開口幅Ｗ1 を６mmとし、中間部17の幅寸法Ｗ2 を６mmとし、エア排出部19の高さ寸法Ｈ1 を３mmとし、下面20から中間部17までの高さ寸法Ｈ2 を７mmとし、中間部17の高さ寸法Ｈ3 を３mmとし、エア流入部16の長さ寸法Ｈ4 を５mmとし、エア流入部16及び直線部18の幅寸法Ｗ3 を１mmとし、エア排出部19の拡開角度θを、50°とした。また、ガラス基板とクリーナヘッド１との間のギャップを１mmとすると共に、エア吐出圧力を1400mmAqとした。
【００３１】
そして、除塵作業の結果を示す図９の（イ）の100 ポイント検査による残留粒子数に示すように、全てのスペーサビーズが除去された。ところが、図11のような従来の超音波発生用ノズルを使用した除塵装置では、図９の（ロ) の残留粒子数に示すように、５個のスペーサビーズが残った。この場合、従来の超音波発生用ノズルは、エア流入部ｇ1 及び中間鉛直部ｇ2 の幅寸法を１mmとし、中間幅広部ｈ1 の幅寸法を３mmとし、エア排出部ｈ2 の幅寸法を３mmとし、中間幅広部ｈ1 の高さ寸法を３mmとし、エア排出部ｈ2 の高さ寸法を３mmとし、エア流入部ｇ1 の高さ寸法（長さ寸法）を５mmとし、中間鉛直部ｇ2 の高さ寸法（長さ寸法）を５mmとした。また、ガラス基板とクリーナヘッド１との間のギャップを１mmとすると共に、エア吐出圧力を1400mmAqとした。なお、スペーサビーズのカウントは、光学顕微鏡による実測を行った。
【００３２】
即ち、発生する超音波としては、図10に示すように、本発明の超音波発生用ノズルが従来の超音波発生用ノズルに比べて出力が約20dB向上し、これによって、本発明に係るノズルを使用した除塵装置が高精度に除塵することができる。なお、図10において、グラフ▲１▼は本発明の超音波発生用ノズルを示し、グラフ▲２▼は従来の超音波発生用ノズルを示している。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成されているので、次に記載する効果を奏する。
【００３４】
請求項１、２、３又は４によれば、超音波の乗ったエア流が、高出力で排出され、この超音波発生用ノズルを使用して除塵装置を形成すれば、パネル体等に付着した塵は確実に該パネル体から剥離させることができて、優れた除塵効果を発揮する。しかも、各溝13の形状としても簡単でこれらの超音波発生用ノズルを簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超音波発生用ノズルの断面図である。
【図２】超音波発生用ノズルを使用した除塵装置の要部断面図である。
【図３】超音波による除塵作用を説明する説明図である。
【図４】作用説明図である。
【図５】作用説明図である。
【図６】超音波の発生説明図である。
【図７】超音波の発生説明図である。
【図８】超音波発生用ノズルの他の溝を示す断面図である。
【図９】残留粒子数を示す図である。
【図１０】音圧レベルのグラフ図である。
【図１１】従来の超音波発生用ノズルを示す断面図である。
【符号の説明】
13  溝
16  エア流入部
17  幅広中間部
18  直線部
19  エア排出部
30  エア流入部
31  幅広部
33  エア排出部
34  エア流入部
35  幅広部
36  直線部
37  エア排出部
38  エア流入部
39  幅広部
41  エア排出部
【図１】
0003766535.tif 000002
【図２】
0003766535.tif 000003
【図３】
0003766535.tif 000004
【図４】
0003766535.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003766535.tif 000007
【図７】
0003766535.tif 000008
【図８】
0003766535.tif 000009
【図９】
0003766535.tif 000010
【図１０】
0003766535.tif 000011
【図１１】
0003766535.tif 000012