特開 2022-163280 超音波洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022163280

(43)【公開日】2022-10-26

(54)【発明の名称】超音波洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   B08B 3/12 20060101AFI20221019BHJP

【ＦＩ】

B08B3/12 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021068123

(22)【出願日】2021-04-14

(71)【出願人】

【識別番号】000005197

【氏名又は名称】株式会社不二越

(74)【代理人】

【識別番号】100176072

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 功

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(72)【発明者】

【氏名】武部 匡彦

(72)【発明者】

【氏名】石田尾 樹

(72)【発明者】

【氏名】園部 勝

【テーマコード（参考）】

3B201

【Ｆターム（参考）】

3B201AA46

3B201AB03

3B201AB42

3B201BB02

3B201BB86

3B201BB94

3B201BB95

(57)【要約】

【課題】比較的簡易な装置構成でありながら超音波出力器から遠い側にある洗浄対象表面の洗浄性能を向上可能な超音波洗浄装置を提供する。
【解決手段】超音波洗浄装置１０は、洗浄液Ｌを貯留する洗浄槽１４と、洗浄槽１４内の洗浄液Ｌに浸漬されるワークＷを保持する保持部３０と、保持されるワークＷに向けて超音波を出力する超音波出力器４０と、洗浄槽１４の内壁面上に設けられて超音波出力器４０から出力された超音波の反射方向の調整を行う反射板５０～５４と、を備える。反射板５０～５４は、少なくとも一部が、超音波出力器４０から遠い側であるワークＷの遠端部４６に面する位置又は遠端部４６の周辺の位置に設けられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

洗浄液を貯留する洗浄槽と、
前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬される被洗浄物を保持する保持部と、
前記保持部により保持される前記被洗浄物に向けて超音波を出力する超音波出力器と、
前記洗浄槽の内壁面上に設けられて前記超音波出力器から出力された超音波の反射方向の調整を行う反射構造と、
を備え、
前記超音波出力器に近い側の前記被洗浄物の端部を近端部と定義し、前記超音波出力器から遠い側の前記被洗浄物の端部を遠端部と定義するとき、
前記反射構造は、少なくとも一部が、前記被洗浄物の遠端部に面する位置又は該遠端部の周辺の位置に設けられる、超音波洗浄装置。

【請求項2】

前記反射方向の調整は、前記被洗浄物の遠端部に向けて超音波を案内することである、
請求項１に記載の超音波洗浄装置。

【請求項3】

前記反射機構は、
平板状の基部と、
前記基部の一面からそれぞれ上方に突出し、第一方向に延びるとともに該第一方向と直交する第二方向に並んで配置される複数の突出部であって、前記第二方向の一端側から他端側に向かうにつれて傾斜角度が大きくなる鋸歯状の表面形状を形成する複数の突出部と、
を備える反射板であり、
前記反射板は、前記被洗浄物の側部に面する位置であって、前記第二方向の一端側が前記被洗浄物の近端側に、前記第二方向の他端側が前記被洗浄物の遠端側にそれぞれ対応するように配置される、
請求項１又は２に記載の超音波洗浄装置。

【請求項4】

前記超音波出力器は、それぞれ超音波を出力する複数の超音波振動子が一次元的又は二次元的に配置されてなり、
前記複数の超音波振動子のうちの少なくとも一つは、前記超音波出力器に対する遠近方向からの投影視にて、少なくとも一部が前記被洗浄物とは重ならない位置に配置される、
請求項１～３のいずれか１項に記載の超音波洗浄装置。

【請求項5】

洗浄液を貯留する洗浄槽と、
前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬される被洗浄物に向けて超音波を出力する超音波出力器と、
前記洗浄槽の内壁面上に設けられて前記超音波出力器から出力された超音波の反射方向の調整を行う反射構造と、
を備え、
前記超音波出力器が指向する指向方向の位置に関して、前記超音波出力器の位置を近端位置と定義し、前記超音波出力器の正面にある超音波の反射面の位置を遠端位置と定義するとき、
前記反射構造は、少なくとも一部が、前記近端位置と前記遠端位置の間の中点よりも遠端側の位置に設けられる、超音波洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、超音波を利用して被洗浄物を洗浄する超音波洗浄装置が知られている。この種の装置によれば、微小気泡の生成、膨張と圧縮による振動、及び崩壊という一連の過程（いわゆる、キャビテーション現象）を通じて、被洗浄物に付着した油分や塵埃などの異物が剥離除去される。

【0003】

特許文献１には、相対的に低い周波数の超音波を出力する第１振動子と、相対的に高い周波数の超音波を出力する第２振動子とを含んで構成される超音波洗浄装置が開示されている。また、同文献の図１には、上方に開口する洗浄槽の底部に二次元的に配列された超音波振動子（以下、超音波出力器という）が設けられる装置構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平０８－１４１５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般的に言えば、被洗浄物の表面上の位置にかかわらず一様な洗浄性能が得られることが望ましい。ところが、実際には、一様な洗浄性能が得られるための設計は難しく、例えば、超音波出力器から遠い側にある表面上の異物は、超音波出力器に近い側と比べて、除去されにくい傾向がみられる。

【0006】

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡易な装置構成でありながら超音波出力器から遠い側にある洗浄対象表面の洗浄性能を向上可能な超音波洗浄装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第一態様における超音波洗浄装置は、洗浄液を貯留する洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬される被洗浄物を保持する保持部と、前記保持部により保持される前記被洗浄物に向けて超音波を出力する超音波出力器と、前記洗浄槽の内壁面上に設けられて前記超音波出力器から出力された超音波の反射方向の調整を行う反射構造と、を備え、前記超音波出力器に近い側の前記被洗浄物の端部を近端部と定義し、前記超音波出力器から遠い側の前記被洗浄物の端部を遠端部と定義するとき、前記反射構造は、少なくとも一部が、前記被洗浄物の遠端部に面する位置又は該遠端部の周辺の位置に設けられる。

【0008】

本発明の第二態様における超音波洗浄装置では、前記反射方向の調整は、前記被洗浄物の遠端部に向けて超音波を案内することである。

【0009】

本発明の第三態様における超音波洗浄装置では、前記反射機構は、平板状の基部と、前記基部の一面からそれぞれ上方に突出し、第一方向に延びるとともに該第一方向と直交する第二方向に並んで配置される複数の突出部であって、前記第二方向の一端側から他端側に向かうにつれて傾斜角度が大きくなる鋸歯状の表面形状を形成する複数の突出部と、を備える反射板であり、前記反射板は、前記被洗浄物の側部に面する位置であって、前記第二方向の一端側が前記被洗浄物の近端側に、前記第二方向の他端側が前記被洗浄物の遠端側にそれぞれ対応するように配置される。

【0010】

本発明の第四態様における超音波洗浄装置では、前記超音波出力器は、それぞれ超音波を出力する複数の超音波振動子が一次元的又は二次元的に配置されてなり、前記複数の超音波振動子のうちの少なくとも一つは、前記超音波出力器に対する遠近方向からの投影視にて、少なくとも一部が前記被洗浄物とは重ならない位置に配置される。

【0011】

本発明の第五態様における超音波洗浄装置は、洗浄液を貯留する洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬される被洗浄物に向けて超音波を出力する超音波出力器と、前記洗浄槽の内壁面上に設けられて前記超音波出力器から出力された超音波の反射方向の調整を行う反射構造と、を備え、前記超音波出力器が指向する指向方向の位置に関して、前記超音波出力器の位置を近端位置と定義し、前記超音波出力器の正面にある超音波の反射面の位置を遠端位置と定義するとき、前記反射構造は、少なくとも一部が、前記近端位置と前記遠端位置の間の中点よりも遠端側の位置に設けられる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、比較的簡易な装置構成でありながら超音波出力器から遠い側にある洗浄対象表面の洗浄性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態における超音波洗浄装置の右側面から視た透視図である。

【図2】図１に示す超音波洗浄装置の上面から視た透視図である。

【図3】図１に示す反射板の周辺における部分拡大図である。

【図4】超音波の伝播経路を示す模式図である。

【図5】第一変形例における超音波洗浄装置の右側面から視た透視図である。

【図6】第二変形例における超音波洗浄装置の正面から視た透視図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。

【0015】

［超音波洗浄装置１０の構成］
図１は、本発明の一実施形態における超音波洗浄装置１０の右側面から視た透視図である。図２は、図１に示す超音波洗浄装置１０の上面から視た透視図である。以下、超音波洗浄装置１０の上方向又は下方向を「高さ方向」と、超音波洗浄装置１０の右方向又は左方向を「幅方向」と、超音波洗浄装置１０の手前方向又は奥方向を「奥行き方向」と、それぞれ総称する場合がある。

【0016】

図１及び図２に示すように、超音波洗浄装置１０は、超音波を用いて被洗浄物としてのワークＷの表面を洗浄する装置である。この超音波洗浄装置１０は、具体的には、収容空間１２を有する洗浄槽１４と、洗浄槽１４に設けられる前扉１６と、洗浄槽１２を下方から支持する脚部１８と、を含んで構成される。ここでは図示しないが、超音波洗浄装置１０には、制御基板、洗浄液Ｌの供給／排出機構、気体の供給／パージ機構、操作パネルなどを含む様々な構成が設けられる。

【0017】

洗浄槽１４は、炭化水素系溶剤又は水系溶剤である洗浄液Ｌを貯留する。概略直方体状の洗浄槽１４は、高剛性の金属板（例えば、ステンレス鋼板など）から構成されるとともに、上部２０、底部２１、右側部２２、左側部２３、前部２４、及び後部２５を有する。なお、底部２１には、収容空間１２内に貯留された洗浄液Ｌを外部に排出するための排出口２６が設けられる。

【0018】

洗浄槽１４の前部２４には、概略矩形状の開口部２８が設けられる。前扉１６は、前部２４に取り付けられて開口部２６を覆うとともに、作業者による操作を通じて開閉可能に構成される。これにより、作業者は、洗浄前のワークＷを内部空間１２に搬入できるとともに、洗浄後のワークＷを内部空間から搬出することができる。

【0019】

洗浄槽１４の下方中央側には、ワークＷを保持する保持部３０が設けられる。ここでは、保持部３０は、平行に配置された一対のフレーム３２，３２と、複数本（図２の例では、五本）のローラ３４と、を備えるローラコンベアである。各々のフレーム３２は、一端部が後部２５に固定されるとともに、他端部が前部２４に向かうように奥行き方向に延びて設けられる。複数本のローラ３４は、一対のフレーム３２，３２を接続するように、奥行き方向に略等間隔で並んで配置される。なお、保持部３０は、ローラコンベアに限られず、洗浄槽１４の内壁面から離間させてワークＷを保持可能であればその種類は問わない。

【0020】

図１に関して、ワークＷの上面から洗浄液Ｌの液面３６までの距離をＤ１とし、ワークＷの下面から底部２１までの距離をＤ２とする。距離Ｄ１，Ｄ２の大小関係は、Ｄ１＞Ｄ２、Ｄ１＝Ｄ２、Ｄ１＜Ｄ２のいずれであってもよい。ここでは、Ｄ１＞Ｄ２の関係を満たしている。一方、図２に関して、ワークＷの右側面から洗浄槽１４の右側部２２までの距離をＤ３とし、ワークＷの左側面から洗浄槽１４の左側部２３までの距離をＤ４とする。距離Ｄ３，Ｄ４の大小関係は、Ｄ３＞Ｄ４、Ｄ３＝Ｄ４、Ｄ３＜Ｄ４のいずれであってもよい。ここでは、概ねＤ３＝Ｄ４の関係を満たしている。

【0021】

洗浄槽１４の奥側には、超音波を出力する超音波出力器４０が設けられる。この超音波出力器４０は、上側から下側にわたって順に、三つの超音波振動子４１，４２，４３を含んで構成される。超音波振動子４１～４３は、例えば、図示しない発振器から供給された電気信号を超音波に変換する振動板方式の振動子である。

【0022】

図１及び図２の例では、三つの超音波振動子４１～４３は、奥行き方向に略一致する方向を指向する。超音波振動子４１～４３はいずれも、幅方向に延びるとともに、高さ方向に略等間隔に並んで配置される。超音波振動子４１～４３はいずれも、ワークＷの高さ範囲内に収まるように位置する。超音波出力器４０が洗浄槽１４の奥側に設けられる場合、超音波出力器４０から出力された超音波は、奥側から手前側に向かって進行する。以下、超音波出力器４０に近い側のワークＷの端部を「近端部４４」という一方、超音波出力器４０から遠い側のワークＷの端部を「遠端部４６」という。

【0023】

洗浄槽１４の内壁面には、超音波出力器４０から出力された超音波の反射方向の調整を行う反射構造が設けられる。ここで、「反射方向の調整」は、ワークＷの遠端部４６に向けて超音波を案内することを意味する。この実施形態では、反射構造は、五枚の反射板５０～５４から構成される。反射板５０～５４は、洗浄液Ｌとの間で音響インピーダンスの差が大きい材料、例えば、金属や樹脂などから構成される。また、反射板５０～５４は、洗浄槽１４の内壁面に対して着脱可能に設けられる。例えば、反射板５０～５４は、吸盤、磁石、ねじ止めを含む様々な固定方法により固定される。

【0024】

反射板５０～５４は、少なくとも一部が、ワークＷの遠端部４６に面する位置又は遠端部４６の周辺の位置に設けられる。反射板５０（図１及び図２）は、底部２１の内壁面上であって近端部４４から遠端部４６までの範囲を網羅する位置に設けられる。反射板５１（図２）は、右側部２２の内壁面上であって近端部４４から遠端部４６までの範囲を網羅する位置に設けられる。反射板５２（図１及び図２）は、左側部２３の内壁面上であって近端部４４から遠端部４６までの範囲を網羅する位置に設けられる。三角柱状の反射板５３（図１及び図２）は、底部２１、右側部２２及び前部２４を跨ぐ内壁面上であって遠端部４６に面する位置に設けられる。三角柱状の反射板５４（図２）は、底部２１、左側部２３及び前部２４を跨ぐ内壁面上であって遠端部４６に面する位置に設けられる。

【0025】

別の表現を用いれば、反射板５０～５４は、少なくとも一部が、超音波出力器４０の指向方向における近端位置と遠端位置の間の中点よりも遠端側の位置に設けられる。この「近端位置」とは、超音波出力器４０の位置に相当する。また、「遠端位置」とは、超音波出力器４０の正面にある超音波の反射面（図１及び図２の例では、前部２４の内壁面）の位置に相当する。

【0026】

図３は、図１に示す反射板５０の周辺における部分拡大図である。なお、反射板５１，５２（図２）についても、反射板５０と同様の構造を採用し得る。この反射板５０は、基部６０と、複数（本図の例では、四つ）の突出部６１，６２，６３，６４と、から構成される。

【0027】

基部６０は、長辺及び短辺を有する矩形平板状の部材である。以下、長辺が延びる方向を長辺方向（「第一方向」に相当）、短辺が延びる方向を短辺方向（「第二方向」に相当）という。反射板５０が取り付けられた状態では、基部６０の「長辺方向」が超音波洗浄装置１０の「幅方向」に、基部６０の「短辺方向」が超音波洗浄装置１０の「奥行き方向」にそれぞれ対応する。

【0028】

複数の突出部６１～６４は、基部６０の一面からそれぞれ上方に突出し、長辺方向に延びるとともに短辺方向に並んで配置される。複数の突出部６１～６４は、短辺方向の一端側（ワークＷの近端部４４）から他端側（ワークＷの遠端部４６）に向かうにつれて傾斜角度が大きくなる鋸歯状の表面形状を形成する。つまり、突出部６１～６４の傾斜角度をθ１～θ４と定義すると、０°＜θ１＜θ２＜θ３＜θ４＜９０°の大小関係を満たす。なお、傾斜角度の関係はこれに限られず、例えば、θ１≦θ２≦θ３≦θ４を満たせばよい。

【0029】

なお、反射板５０の反射率を高めるため、［１］突出部６１～６４の幅を狭くし、ピッチを小さくして表面の凹凸密度を高くしたり、［２］突出部６１～６４の傾斜面に対して鏡面加工を施したりしてもよい。

【0030】

［超音波洗浄装置１０の動作］
この実施形態における超音波洗浄装置１０は、以上のように構成される。続いて、超音波洗浄装置１０の基本動作及び当該動作による作用効果について、図１～図４を参照しながら説明する。

【0031】

＜基本動作＞
超音波洗浄装置１０の基本動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。まず、作業者は、［１］前扉１６を開ける操作を行い、［２］洗浄前のワークＷを保持部３０の上に置き、［３］ワークＷを洗浄槽１４の奥側に押し込み、［４］前扉１６を閉じる操作を行い、［５］超音波洗浄装置１０の動作を開始するための操作を行う。そうすると、超音波洗浄装置１０は、洗浄液Ｌの供給、超音波の出力、洗浄液Ｌの排出を含む一連の動作を行う。

【0032】

作業者は、超音波洗浄装置１０による一連の動作が終了した後、［１］前扉１６を開ける操作を行い、［２］洗浄後のワークＷを手前側に引き出し、［３］ワークＷを洗浄槽１４から取り出し、［４］前扉１６を閉じる操作を行う。これにより、ワークＷの洗浄工程が終了する。

【0033】

＜作用効果＞
続いて、超音波洗浄装置１０による作用効果について、図１～図４を参照しながら説明する。

【0034】

（効果１：反射板５３，５４）
図４は、図１の超音波の伝播経路の一部を示す模式図である。図示の便宜上、図１と比べて、保持部３０及び反射板５２の構成が省略されている。ここでは、超音波振動子４３から出力される超音波の進行経路の一部を矢印Ｐ１～Ｐ５で示している。

【0035】

矢印Ｐ１は、ワークＷの中を伝播しながら直進する経路を示している。矢印Ｐ２は、ワークＷの側部に接する流路空間を通過する直進成分を示している。矢印Ｐ３は、反射板５３により進行方向が変わった反射成分を示している。矢印Ｐ１，Ｐ３が交差する箇所（つまり、遠端部４６）では、超音波の直進成分と反射成分との間で共振が起こり、キャビテーション現象が促進される。これにより、ワークＷの遠端部４６に対する洗浄性能を向上させることができる。

【0036】

（効果２：反射板５０～５２）
矢印Ｐ４は、ワークＷの側部に接する流路空間に進入する直進成分を示している。矢印Ｐ５は、反射板５０により進行方向が変わった反射成分を示している。反射板５０が、ワークＷの近端部４４から遠端部４６までの範囲を網羅する位置に設けられるので、ワークＷの側部に超音波を集めることができる。また、ワークＷ及び洗浄槽１４の間の一回的な反射又は多重反射を通じて、超音波をワークＷの遠端側に案内することができる。

【0037】

図３に示すように、超音波が、同一の方向から異なる位置に入射した場合を想定する。突出部６１～６４の傾斜角度θ１～θ４が、θ１＜θ２＜θ３＜θ４の大小関係を満たすので、入射位置が奥側（近側）であるほど反射角度が小さくなり、入射位置が手前側（遠側）にあるほど反射角度が大きくなる。これにより、反射板５０の表面上の異なる位置に入射された超音波を、特定の箇所（例えば、ワークＷの遠端部４６）に集めることができる。

【0038】

（効果３：距離Ｄ１，Ｄ２の関係）
図１に示すように、洗浄液Ｌの液面３６は、超音波を反射する機能を発揮するものの、反射板を設置することができない。また、ワークＷの側部に接する流路空間が広いほど、超音波振動子４１，４３から出力された超音波が遠端側まで進行しやすくなる。そこで、Ｄ１＞Ｄ２の大小関係を満たすように保持部３０がワークＷを保持することで、ワークＷの上端・下端における洗浄性能の偏りを抑制させることができる。

【0039】

（効果４：距離Ｄ３，Ｄ４の関係）
図２に示すように、ワークＷの側部に接する流路空間が広いほど、超音波振動子４１～４３から出力された超音波が遠端側まで進行しやすくなる。そこで、Ｄ１＝Ｄ２の関係を満たすように保持部３０がワークＷを保持することで、ワークＷの右端・左端における洗浄性能の偏りを抑制させることができる。

【0040】

以上のように、超音波の反射成分を積極的に活用することで、比較的簡易な装置構成でありながら、超音波出力器４０から遠い側にある洗浄対象表面の洗浄性能を向上させることができる。

【0041】

［実施形態のまとめ］
上記した超音波洗浄装置１０は、洗浄液Ｌを貯留する洗浄槽１４と、洗浄槽１４内の洗浄液Ｌに浸漬される被洗浄物（ここでは、ワークＷ）を保持する保持部３０と、保持部３０により保持されるワークＷに向けて超音波を出力する超音波出力器４０と、洗浄槽１４の内壁面上に設けられて超音波出力器４０から出力された超音波の反射方向の調整を行う反射構造（ここでは、反射板５０～５４）を備える。そして、超音波出力器４０に近い側のワークＷの端部を近端部４４と定義し、超音波出力器４０から遠い側のワークＷの端部を遠端部４６と定義するとき、反射板５０～５４は、少なくとも一部が、ワークＷの遠端部４６に面する位置又は遠端部４６の周辺の位置に設けられる。

【0042】

このように、反射板５０～５４の少なくとも一部が、ワークＷの遠端部４６に面する位置又は遠端部４６の周辺の位置に設けられるので、ワークＷの側部に接する流路空間を進行する超音波の向きを調整可能となり、その分だけ遠端部４６の周辺に超音波を集めやすくなる。その結果、超音波の直進成分と反射成分との間で共振が起こり、ワークＷの近端部４４以外の部位にてキャビテーション現象が促進される。これにより、比較的簡易な装置構成でありながら超音波出力器４０から遠い側にある洗浄対象表面の洗浄性能を向上させることができる。

【0043】

別の表現を用いれば、超音波出力器４０が指向する指向方向の位置に関して、超音波出力器４０の位置を近端位置と定義し、超音波出力器４０の正面にある超音波の反射面の位置を遠端位置と定義するとき、反射板５０～５４は、少なくとも一部が、近端位置と遠端位置の間の中点よりも遠端側の位置に設けられる。この場合、洗浄槽１４内の略中央の位置にワークＷを配置することで、ワークＷの近端部４４以外の部位におけるキャビテーション現象の促進効果が得られる。

【0044】

また、反射方向の調整は、ワークＷの遠端部４６に向けて超音波を案内することであってもよい。これにより、特に、ワークＷの遠端部４６にてキャビテーション現象が促進される。

【0045】

また、反射機構は、平板状の基部６０と、基部６０の一面からそれぞれ上方に突出し、第一方向に延びるとともに該第一方向と直交する第二方向に並んで配置される複数の突出部６１～６４であって、第二方向の一端側から他端側に向かうにつれて傾斜角度が大きくなる鋸歯状の表面形状を形成する複数の突出部６１～６４と、を備える反射板５０であってもよい。

【0046】

この場合、反射板５０は、ワークＷの側部に面する位置であって、第二方向の一端側がワークＷの近端側４４に、第二方向の他端側がワークＷの遠端側４６にそれぞれ対応するように配置される。これにより、反射板５０の表面上の異なる位置に入射された超音波を、特定の箇所（例えば、遠端側４６）に集めることができる。

【0047】

また、反射板５０～５４は、洗浄槽１４の内壁面に対して着脱可能に設けられてもよい。これにより、簡単な作業によって反射板５０～５４の位置や種類を変更することができる。

【0048】

また、反射構造（ここでは、反射板５０～５２）は、ワークＷの近端部４４から遠端部４６までの範囲を網羅する位置に設けられてもよい。これにより、ワークＷの側部に超音波を集めることができるともに、ワークＷ及び洗浄槽１４の間の反射を通じて超音波をワークＷの遠端側に案内することができる。

【0049】

［変形例］
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲で各々の構成を任意に組み合わせてもよい。

【0050】

＜第一変形例＞
図５は、第一変形例における超音波洗浄装置７０の右側面から視た透視図である。この超音波洗浄装置７０は、基本的には、図１に示す構成と同様の構成を有する。しかし、超音波洗浄装置７０が有する超音波出力器８０の配置が、図１に示す超音波出力器４０の配置と異なっている。

【0051】

洗浄槽１４の奥側には、超音波を出力する超音波出力器８０が設けられる。この超音波出力器８０は、上側から下側にわたって順に、四つの超音波振動子８１，８２，８３，８４を含んで構成される。超音波振動子８１～８４は、例えば、図示しない発振器から供給された電気信号を超音波に変換する振動板方式の振動子である。

【0052】

図５の例では、超音波振動子８１～８４は、幅方向に延びるとともに、高さ方向に略等間隔に並んで配置される。二つの超音波振動子８２，８３はいずれも、ワークＷの高さ範囲内に収まるように位置する。ところが、超音波振動子８１は、ワークＷの高さ範囲よりも上方に位置する。また、超音波振動子８４は、ワークＷの高さ範囲よりも下方に位置する。

【0053】

このように、それぞれ超音波を出力する複数の振動子８１～８４が一次元的又は二次元的に配置されてなる超音波振動子７０の場合、複数の超音波振動子８１～８４のうちの少なくとも一つが、超音波出力器７０に対する遠近方向からの投影視にて、少なくとも一部がワークＷとは重ならない位置に配置されてもよい。

【0054】

遠近方向からの投影視にてワークＷとは重ならない位置から出力された超音波は、ワークＷや洗浄槽１４によって反射されずに、ワークＷの側部に接する流路空間を通過する。これにより、ワークＷの遠端部４６の周辺に超音波を集めやすくなる。

【0055】

＜第二変形例＞
図６は、第二変形例における超音波洗浄装置１００の正面から視た透視図である。この超音波洗浄装置１００は、具体的には、収容空間１０２を有する洗浄槽１０４と、保持部１０６と、超音波出力器１０８と、二枚の反射板１１０，１１２（反射構造）と、を含んで構成される。

【0056】

洗浄槽１０４は、炭化水素系溶剤又は水系溶剤である洗浄液Ｌを貯留する。概略直方体状の洗浄槽１０４は、高剛性の金属板（例えば、ステンレス鋼板など）から構成されるとともに、底部１１４、右側部１１５、及び左側部１１６を有する。

【0057】

保持部１０６は、洗浄槽１０４の下方中央側に設けられ、その内壁面から離間させてワークＷを保持する。この保持部１０６は、例えば、メッシュ状の棚板である。

【0058】

超音波出力器１０８は、洗浄槽１４の底部１１４に設けられ、ワークＷに向けて超音波を出力する。この超音波出力器１０８は、右側から左側にわたって順に、四つの超音波振動子１２１，１２２，１２３，１２４を含んで構成される。超音波振動子１２１～１２４は、図１の構成（超音波振動子４１～４３）と同様に振動板方式の振動子である。

【0059】

図６の例では、超音波振動子１２１～１２４は、奥行き方向に延びるとともに、幅方向に略等間隔に並んで配置される。二つの超音波振動子１２２，１２３はいずれも、ワークＷの幅範囲内に収まるように位置する。ところが、超音波振動子１２１は、ワークＷの幅範囲よりも右方に位置する。また、超音波振動子１２４は、ワークＷの幅範囲よりも左方に位置する。

【0060】

超音波出力器１０８が洗浄槽１０４の底部１１４に設けられる場合、超音波出力器１０８から出力された超音波は、下側から上側に向かって進行する。つまり、ワークＷの下端部が「近端部１２６」に相当する一方、ワークＷの上端部が「遠端部１２８」に相当する。また、超音波出力器１０８の位置（あるいは、底部１１４の内壁面）が「近端位置」に相当する一方、洗浄液Ｌの液面１１８が「遠端位置」に相当する。

【0061】

反射板１１０は、洗浄槽１０４（より詳しくは、右側部１１５）の内壁面上であって近端部１２６から遠端部１２８までの範囲を網羅する位置に設けられる。反射板１１０は、金属や樹脂などの材料で構成されるとともに、右側部１１５の内壁面に対して着脱可能に設けられてもよい。

【0062】

反射板１１２は、洗浄槽１０４（より詳しくは、左側部１１６）の内壁面上であって近端部１２６から遠端部１２８までの範囲を網羅する位置に設けられる。反射板１１２は、金属や樹脂などの材料で構成されるとともに、左側部１１６の内壁面に対して着脱可能に設けられてもよい。

【0063】

本図では、超音波振動子１２４から出力される超音波の進行経路の一部を矢印Ｐ６～Ｐ９で示している。矢印Ｐ６は、ワークＷの中を伝播しながら直進する経路を示している。矢印Ｐ７は、ワークＷの側部に接する流路空間を通過する直進成分を示している。矢印Ｐ８は、反射板１１２により進行方向が変わった反射成分を示している。矢印Ｐ９は、洗浄液Ｌの液面１１８により進行方向が変わった反射成分を示している。

【0064】

矢印Ｐ６，Ｐ９が交差する箇所（つまり、遠端部１２８）では、超音波の直進成分と反射成分との間で共振が起こり、キャビテーション現象が促進される。つまり、ワークＷの遠端部１２８に対する洗浄性能を向上させることができる。このように、洗浄槽１０４の構成や超音波出力器１０８の位置が異なる超音波洗浄装置１００であっても、図１に示す超音波洗浄装置１０の場合と同様の作用効果が得られる。

【0065】

＜他の変形例＞
上記した実施形態では、図３に示す反射板５０を例に挙げて説明したが、反射板の形状はこれに限られず、例えば、基部のサイズ（二辺の長さ）、突出部の形状、個数、傾斜角度。配置間隔、高さなどが適宜変更されてもよい。また、上記した実施形態では、反射構造が反射板５０～５４（図１及び図２）である場合について説明したが、反射構造は、反射板に代えて、レーザ加工処理などの表面加工処理が施された洗浄槽１４の内壁面であってもよい。

【0066】

上記した実施形態では、概略直方体状の洗浄槽１４（図１）を例に挙げて説明したが、洗浄槽の外形はこれに限られない。例えば、洗浄槽の右側部又は左側部を外側に凸になるように湾曲させることで、超音波の反射成分をさらに活用しやすくなる。

【0067】

上記した実施形態では、超音波出力器４０が後部２５に設けられる場合（図１）について説明したが、超音波振動子の配置はこの形態に限られない。例えば、ワークＷの遠端側（底部２１、右側部２２、左側部２３、あるいは前部２４）に、別の超音波振動子が補助的に設けられてもよい。

【符号の説明】

【0068】

１０，７０，１００…超音波洗浄装置、１４，１０４…洗浄槽、３０，１０６…保持部、４０，８０，１０８…超音波出力器、４４，１２６…近端部、４６，１２８…遠端部、５０～５４，１１０，１１２…反射板（反射構造）、Ｗ…ワーク（被洗浄物）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】