特許 7177974 音響滴下除去装置及び音響滴下除去方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-16

(45)【発行日】2022-11-25

(54)【発明の名称】音響滴下除去装置及び音響滴下除去方法

(51)【国際特許分類】

   F26B 9/00 20060101AFI20221117BHJP

【ＦＩ】

F26B9/00 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019033203

(22)【出願日】2019-02-26

(65)【公開番号】P2020139637

(43)【公開日】2020-09-03

【審査請求日】2021-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000223182

【氏名又は名称】ＴＯＡ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000110321

【氏名又は名称】トヨタ車体株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107847

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 聡

(72)【発明者】

【氏名】福山 和男

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 智

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 香織

(72)【発明者】

【氏名】東園 雄太

(72)【発明者】

【氏名】今門 徳郎

【審査官】渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０４８４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－２０３７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３１６１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－３１５３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３１７０６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０５７８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第３１６３２３９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】米国特許出願公開第２００４／０１２４２３０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１７－５２２５３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２６Ｂ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面に液体が付着した対象物に対向するスピーカと、
前記スピーカから前記対象物の共振周波数を含む周波数範囲をスイープするスイープ音を放射するための第１スピーカ駆動手段と、
不連続波としての 衝撃波を前記スピーカから放射するための第２スピーカ駆動手段とを備え、
前記対象物に対し前記スイープ音及び前記衝撃波を順次に放射し、 前記対象物から前記液体を液滴として離脱させることを特徴とする音響滴下除去装置。

【請求項2】

前記スピーカは、前記スイープ音の放射後に前記衝撃波を放射することを特徴とする請求項１に記載の音響滴下除去装置。

【請求項3】

前記スピーカは、前記スイープ音の放射前にさらに前記衝撃波を放射することを特徴とする請求項２に記載の音響滴下除去装置。

【請求項4】

前記衝撃波の放射は、前記スイープ音の放射されない所定の休止期間を隔てて行われる２以上の前記衝撃波の放射からなることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の音響滴下除去装置。

【請求項5】

前記周波数範囲の下限値が１００Ｈｚ以下であることを特徴とする請求項１に記載の音響滴下除去装置。

【請求項6】

前記周波数範囲は、少なくとも２０Ｈｚ～９０Ｈｚの周波数を含むことを特徴とする請求項５に記載の音響滴下除去装置。

【請求項7】

前記衝撃波の振幅は、前記スイープ音の振幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の音響滴下除去装置。

【請求項8】

前記対象物は、電着塗装後の洗浄工程において洗浄液が付着した自動車の車体であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の音響滴下除去装置。

【請求項9】

表面に液体が付着した対象物に対し、前記対象物の共振周波数を含む周波数範囲をスイープするスイープ音を放射するステップと、
前記対象物に対し、不連続波としての衝撃波を放射し、前記対象物から前記液体を液滴として離脱させるステップとを備えることを特徴とする音響滴下除去方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、音響滴下除去装置及び音響滴下除去方法に係り、更に詳しくは、対象物の表面に付着する水などの液体の少なくとも一部を除去する音響滴下除去装置及びその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

対象物の表面に付着した液体を除去しようとする場合、エアブロー、加熱乾燥、遠心脱水などが考えられる。しかしながら、エアブローの場合、対象物の狭い溝などに溜まった液体を容易に除去することができず、複雑な形状を有する物には適さないという問題がある。加熱乾燥の場合、対象物を劣化させるおそれがあるとともに、液体除去に時間がかかるという問題がある。遠心脱水する場合、対象物を高速回転させる必要があるため、適用対象が限られるとともに、装置が大型化するという問題がある。

【0003】

また、超音波振動を利用して液体を除去する方法が従来から知られている（例えば、特許文献１～３）。液体に超音波振動を与えると、表面波が発生し、液体が滴下し易くなる。特許文献１～３には、自動車のバックミラーに振動器を取り付け、バックミラーを超音波帯域で振動させることにより水滴を除去することが記載されている。このような従来技術では、対象物に振動器を取り付ける必要がある。また、超音波振動により液体が対象物の表面上を移動しても、平坦な鉛直面又は傾斜面でなければ、滴下させて除去することは難しい。例えば、液溜まりが生じるような複雑な形状を有する対象物の場合、液体を滴下させて分離することはできないという問題があった。

【0004】

例えば、電着塗装による自動車の塗装工程では、車体に余分な塗料や洗浄液が付着している状態で焼付処理を行うと塗装品質が低下する。このため、焼付処理前に塗料や洗浄液を十分に除去しておく必要がある。このような液体除去処理は、例えば、エアブローによって行われているが、車体の形状は複雑であり、例えば、鋼板の継ぎ合わせ部のような溝部、多数の凹部、袋部などがあり、液溜まりが生じ易く、十分に除去することができないという問題があった。

【0005】

また、超音波振動を利用して余分な電着塗料を除去する方法が従来から知られている（特許文献４）。この特許文献では、超音波発信器から超音波を放射し、非接触で振動させていると考えられるが（図２）、このような方法では、液体を十分に振動させることができず、ごく狭い領域における局所的効果しか得られないと考えられる。また、高価な振動子が必要であり、コストを増大させるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開昭６２－２３８１４９号公報

【文献】実開昭６３－０６９６４６号公報

【文献】実開平０３－０９４３５９号公報

【文献】特開平０５－０９３２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、対象物に付着する液体を滴下除去する音響滴下除去装置を提供することを目的とする。特に、複雑な形状を有する対象物に付着した液体を滴下除去する音響滴下除去装置を提供することを目的とする。また、対象物に接触することなく、対象物に付着した液体を滴下除去する音響滴下除去装置を提供することを目的とする。さらに、このような音響滴下除去装置に適用可能な音響滴下除去方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の第１の実施態様による音響滴下除去装置は、表面に液体が付着した対象物に対向するスピーカと、前記スピーカから前記対象物の共振周波数を含む周波数範囲をスイープするスイープ音を放射するための第１スピーカ駆動手段と、衝撃波を前記スピーカから放射するための第２スピーカ駆動手段とを備え、前記対象物から前記液体を液滴として離脱させるように構成される。

【0009】

可聴帯域内に１又は２以上の共振周波数を有する対象物に対し、このような共振周波数の少なくとも一つを含む周波数範囲をスイープするスイープ音を放射すれば、当該対象物を共振させることができる。共振により対象物を振動させると、当該対象物に付着した液体が対象物の表面上を移動して液滴化し、あるいは、より大きな液滴に成長する。また、液体が付着する対象物に衝撃波を放射すれば、当該液体を対象物から離脱させることができる。従って、液体が付着する対象物に対し、スイープ音及び衝撃波を放射することにより、当該液体の少なくとも一部を対象物から除去することができる。

【0010】

本発明の第２の実施態様による音響滴下除去装置は、上記構成に加えて、前記スピーカが前記スイープ音の放射後に前記衝撃波を放射するように構成される。

【0011】

このような構成を採用することにより、スイープ音の放射により液体を液滴化し、あるいは、液滴を成長させ、その後に衝撃波を放射することにより、当該液滴を対象物から離脱させることができる。従って、対象物に付着する液体を液滴として離脱させ、滴下除去することができる。

【0012】

本発明の第３の実施態様による音響滴下除去装置は、上記構成に加えて、前記スピーカが前記スイープ音の放射前にさらに前記衝撃波を放射するように構成される。

【0013】

このような構成を採用することにより、例えば、対象物に液滴が付着している場合や、液溜まりが形成されている場合などに、スイープ音の放射前に衝撃波を放射し、スイープ音の放射時に対象物に付着している液滴の量を減少させることができる。このため、スイープ音を放射しても液滴化されずに残る液体を減少させることができる。

【0014】

本発明の第４の実施態様による音響滴下除去装置は、上記構成に加えて、前記衝撃波の放射が、前記スイープ音の放射されない所定の休止期間を隔てて行われる２以上の前記衝撃波の放射からなる。

【0015】

このような構成を採用することにより、衝撃波の放射により離脱させることが可能な液滴をより多く離脱させることができる。従って、液滴の除去をより効果的に行うことができる。

【0016】

本発明の第５の実施態様による音響滴下除去装置は、上記構成に加えて、前記周波数範囲の下限値が１００Ｈｚ以下となるように構成される。

【0017】

本発明の第６の実施態様による音響滴下除去装置は、上記構成に加えて、前記周波数範囲が、少なくとも２０Ｈｚ～９０Ｈｚの周波数を含むように構成される。

【0018】

本発明の第７の実施態様による音響滴下除去装置は、上記構成に加えて、前記衝撃波の振幅が、前記スイープ音の振幅よりも大きくなるように構成される。

【0019】

本発明の第８の実施態様による音響滴下除去装置は、上記構成に加えて、前記対象物が、電着塗装後の洗浄工程において洗浄液が付着した自動車の車体である。

【0020】

本発明の第９の実施態様による音響滴下除去方法は、表面に液体が付着した対象物に対し、前記対象物の共振周波数を含む周波数範囲をスイープするスイープ音を放射するステップと、前記対象物に対し、衝撃波を放射し、前記対象物から前記液体を液滴として離脱させるステップとを備える。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、対象物に付着する液体を離脱させ、滴下除去する音響滴下除去装置を提供することができる。特に、複雑な形状を有する対象物に付着した液体を滴下除去することができる。また、対象物に接触することなく、対象物に付着した液体を滴下除去することができる。さらに、このような音響滴下除去装置に適用可能な音響滴下除去方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の実施の形態による音響滴下除去方法の一例を示した概略図である。

【図2】本発明の実施の形態による音響滴下除去方法の原理を模式的に示した図である。

【図3】本実施の形態において用いられる振動波Ｗの一例を示した図である。

【図4】振動波Ｗの他の例を示した図である。

【図5】振動波Ｗの他の例を示した図である。

【図6】２以上の振動波Ｗが繰り返し放射される動作の一例を示した図である。

【図7】本発明の実施の形態による音響滴下除去装置３の一構成例を示したブロック図である。

【図8】図７の音響滴下除去装置３の動作の一例を示したフローチャートである。

【図9】本発明を自動車製造における車体塗装の工程に適用する場合の一例を示した図である。

【図10】本発明を自動車製造における車体塗装の工程に適用する場合の一例を示した図である。

【図11】本発明を車体塗装の工程に適用する場合の他の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下に本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本明細書における滴下除去とは、対象物に付着する液体を液滴として対象物から離脱させた後、自由落下させることにより除去することを意味する。この滴下除去には、対象物の表面に付着する液滴の分離除去だけでなく、対象物の表面上に液膜を形成し、隙間に入り込み、あるいは、液溜まりを形成する液体を液滴化して分離除去することも含まれる。また、付着する液体を減少させることができればよく、付着する液体を完全に除去するものでなくてもよい。

【0024】

図１は、本発明の実施の形態による音響滴下除去方法の一例を示した概略図であり、液体が付着する対象物１０と、振動波Ｗを放射する音響装置１２と、滴下除去される液滴Ｄとが示されている。音響装置１２が生成する振動波Ｗは、対象物１０に向けて放射され、振動波Ｗを受けた対象物１０が振動することにより、対象物１０の表面に付着する液体が液滴Ｄとなって滴下除去される。

【0025】

対象物１０は、表面に液体が付着する構造物であり、例えば、電着塗装後に洗浄処理され、表面に洗浄液が付着している自動車の車体である。音響装置１２は、空気を振動させる振動波Ｗを生成し、自由空間に放出する装置であり、例えば、可聴帯域（２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ）の成分を含む音響波を出力するスピーカである。音響装置１２は、対象物１０に対向して配置され、対象物１０に向けて振動波Ｗを放射することができる。

【0026】

振動波Ｗが対象物１０を振動させると、対象物１０の表面に付着する液体Ｌは、液滴Ｄとして対象物１０から周辺空間に放出され、重力により自由落下する。従って、振動波Ｗを用いることにより対象物１０を非接触で振動させ、液滴Ｄを対象物１０から離脱させることにより、液体Ｌを滴下除去することができる。つまり、対象物１０の液切りを行うことができる。

【0027】

図２の（ａ）～（ｃ）は、本発明の実施の形態による音響滴下除去方法の原理を模式的に示した図である。図２（ａ）には、振動波Ｗを放射する前の様子が示されている。対象物１０の表面が平坦であり、かつ、液体Ｌの粘性が低い場合、液体の表面張力の影響により、対象物１０の表面に付着した液体Ｌは、厚さが略均一の液膜を形成する。

【0028】

図２（ｂ）には、音響装置１２から第１振動波Ｗ１を放射することにより、液体Ｌが液滴化する様子が示されている。第１振動波Ｗ１を放射することにより、対象物１０を振動させることができる。特に、第１振動波Ｗ１が対象物１０の共振波であれば、つまり、第１振動波Ｗ１の周波数が対象物１０の共振周波数と略一致していれば、対象物１０を共振させ、効率的に振動させることができる。第１振動波Ｗ１により対象物１０が振動すれば、液体Ｌは、対象物１０の表面上を移動し、液膜が波打つように変形して膜厚が不均一化し、液膜に凹凸が発生する。その結果、対象物１０の表面上に液滴Ｄが形成される。

【0029】

このとき、液体Ｌには、対象物１０の振動力と、表面張力と、重力とが作用していると考えられる。液体Ｌは、これらの力が作用して、対象物１０の表面上において形状を変化させ、液滴化すると考えられる。ただし、振動力は、表面張力を凌駕するものではなく、対象物１０の表面から液滴Ｄを離脱させることはない。このため、第１振動波Ｗ１の放射を中止し、対象物１０の振動がなくなれば、表面張力の影響により、液膜の厚さは、徐々に均一化し、図２（ａ）の状態に戻る。

【0030】

図２（ｃ）は、音響装置１２から対象物１０へ第２振動波Ｗ２を放射し、液滴Ｄが対象物１０から離脱する様子が示されている。第２振動波Ｗ２が衝撃波であれば、対象物１０の表面に付着した液滴Ｄが離脱される。衝撃波は、不連続波であり、大きな圧力差を有する圧力界面を形成し、対象物１０の表面に大きな加速度を与えることができる。このとき、液滴Ｄが所定の大きさ以上に成長していれば、慣性の法則により、対象物１０の表面から離脱される。つまり、衝撃波によって、液滴Ｄの表面張力を凌駕する大きな力が対象物１０の表面に加えられ、液滴Ｄが対象物１０から離脱される。液滴Ｄは、衝撃波の到来方向に向けて、対象物１０の表面から飛び出すように離脱されるため、例えば、表面の法線方向から第２振動波Ｗ２が到来すれば、液滴Ｄが法線方向へ離脱される。このようにして自由空間に飛び出した液滴Ｄは、その後、重力により自由落下する。つまり、対象物１０に付着する液体が滴下除去される。

【0031】

図３は、本実施の形態において用いられる振動波Ｗの一例を示した図であり、時間経過を横軸、振幅を縦軸として振動波Ｗの波形が示されている。図４～図６についても同様である。振動波Ｗは、第１振動波Ｗ１としてのスイープ音２０と、第２振動波Ｗ２としての衝撃波２２とにより構成される。

【0032】

スイープ音２０は、所定の周波数範囲をスイープする可聴音である。スイープ（周波数掃引）とは、時間経過に応じて周波数が変化する動作であり、スイープ音２０は、所定の周波数範囲（スイープ範囲）をスキャンするように周波数が順に変化する振動波であり、振幅が略一定で、位相が連続する複数周期の正弦波で構成される。スイープ範囲は、可聴帯域内の任意の範囲として予め定められる。図中のスイープ音２０は、周波数が単調増加する波形であるが、単調減少する波形であってもよい。また、単調増加と単調減少を交互に繰り返し、スイープ範囲内を１又は２回以上繰り返して往復する波形であってもよいことは言うまでもない。

【0033】

衝撃波２２は、不連続波であり、例えば、ドンという低い打撃音として知覚される振動波である。衝撃波２２は、スイープ音２０よりも短くかつ低い可聴音として生成され、スイープ音２０よりも大きな振幅を有する。

【0034】

衝撃波２２は、スイープ音２０の放射後に放射される。スイープ音２０と衝撃波２２の間には、僅かな休止期間が設けられる。ただし、スイープ音２０と、衝撃波２２の間に休止期間を設けず、スイープ音２０に対し位相が連続しない不連続波として、衝撃波２２を生成することもできる。

【0035】

対象物１０の共振周波数がスイープ範囲に含まれていれば、スイープ音２０により、対象物１０を共振させることができる。対象物１０が複数の共振周波数を有する場合、全ての共振周波数が、スイープ範囲に含まれていることが望ましいが、そのうち少なくとも一つの共振周波数が、スイープ範囲に含まれていればよい。つまり、スイープ範囲を適切に定めることにより、スイープ音２０により、対象物１０を共振させ、対象物１０に付着した液体を液滴化することができる。スイープ音２０により所定の大きさに成長した液滴は、その後に放射される衝撃波２２により、対象物１０から離脱され、滴下除去される。

【0036】

対象物１０は、中空部又は開口部などを有する構造物からなり、容易に振動させることができる。つまり、対象物１０は、例えば金属ブロックのような剛体に近い物体以外の物体からなる。このような構造物は、通常１０～１００Ｈｚの範囲内に共振周波数を有する。このため、例えば、１０～１００Ｈｚをスイープ範囲にすることにより、ほとんどの対象物１０を共振させることができる。つまり、スイープ範囲の下限値は１００Ｈｚ以下であることが望ましい。例えば、スイープ範囲として２０～９０Ｈｚの範囲を用いることができる。スイープ範囲は、少なくとも２０～９０Ｈｚの周波数を含む範囲であることが望ましい。

【0037】

従来の方法では、超音波帯域の振動波を用いて水を共振させている。このため、例えば、対象物１０の表面に液膜を形成し、広い面積で分布する液体を効率的に液滴化することが難しく、また、振動波の発生装置が高価になる。これに対し、可聴音を用いて対象物１０を共振させれば、このような液体を効率的に液滴化することができ、また、安価に実現することができる。

【0038】

図４は、振動波Ｗの他の例を示した図である。図４の波形は、第１振動波Ｗ１としてのスイープ音２０と、第２振動波Ｗ２としてのポスト衝撃波２２及びプレ衝撃波２４とにより構成される。図４の波形を図３と比較すれば、プレ衝撃波２４を有する点のみが異なり、スイープ音２０及びポスト衝撃波２２は、図３の場合と同一である。

【0039】

プレ衝撃波２４は、ポスト衝撃波２２と同一の衝撃波である。ポスト衝撃波２２が、スイープ音２０よりも後に放射される衝撃波であるのに対し、プレ衝撃波２４は、スイープ音２０よりも前に放射される衝撃波であり、スイープ音２０は、時間軸上において、プレ衝撃波２４、ポスト衝撃波２２間に挟まれている。スイープ音２０とプレ衝撃波２４の間には、僅かな休止期間を設けてもよいし、設けなくてもよい。

【0040】

スイープ音２０を放射することなく衝撃波を放射するだけで、対象物１０に付着する液体の一部を滴下除去することができる場合がある。例えば、対象物１０の表面に所定の大きさの液滴が存在する場合、衝撃波２４を放射することにより、直ちに滴下除去することができる。また、対象物１０の液溜まり内に保持されている液体も、衝撃波２４を放射することにより滴下除去することができる場合がある。

【0041】

このため、衝撃波２４をプレ放射することにより、スイープ音２０を放射する前に、対象物１０に付着する液体を予め減少させることができ、衝撃波２４のプレ放射がない場合に比べて、対象物１０に付着する液体をより効率的に滴下除去することができる。

【0042】

図５は、振動波Ｗの他の例を示した図である。図５（ａ）には、２以上のポスト衝撃波２２ａ，２２ｂを繰り返し放射する波形が示されている。さらに、図５（ｂ）には、２以上のプレ衝撃波２４ａ，２４ｂを繰り返し放射する波形が示されている。

【0043】

図５（ａ）の振動波Ｗは、スイープ音２０と、２つのポスト衝撃波２２ａ，２２ｂとにより構成される。２以上のポスト衝撃波２２ａ，２２ｂを繰り返し放射するために、隣接するポスト衝撃波２２ａ，２２ｂの間には、僅かな休止期間が設ける。ただし、休止期間を設けず、隣接するポスト衝撃波２２ａ，２２ｂの位相を大きく異ならせることにより、先のポスト衝撃波２２ａに連続しない不連続波として、後のポスト衝撃波２２ｂを生成することもできる。スイープ音２０の放射後に、２以上のポスト衝撃波２２ａ，２２ｂを繰り返し放射することにより、ポスト衝撃波２２ａにより離脱させた液滴が再付着した場合でも、ポスト衝撃波２２ｂにより再び離脱させることができ、より多くの液体を滴下除去することができる。

【0044】

図５（ｂ）の振動波Ｗは、２つのプレ衝撃波２４ａ，２４ｂと、スイープ音２０と、２つのポスト衝撃波２２ａ，２２ｂとにより構成される。２以上のプレ衝撃波２４ａ，２４ｂを繰り返し放射するために、隣接するプレ衝撃波２４ａ，２４ｂの間には、僅かな休止期間が設ける。ただし、休止期間を設けず、隣接するプレ衝撃波２４ａ，２４ｂの位相を大きく異ならせることにより、先のプレ衝撃波２４ａに連続しない不連続波として、後のプレ衝撃波２４ｂを生成することもできる。スイープ音２０の放射前に、２以上のプレ衝撃波２４ａ，２４ｂを繰り返し放射することにより、プレ衝撃波２４ａにより離脱させた液滴が再付着した場合でも、プレ衝撃波２４ｂにより再び離脱させることができ、より多くの液体を滴下除去することができる。

【0045】

図６は、２以上の振動波Ｗが繰り返し放射される動作の一例を示した図である。図６では、２以上の放射期間Ｔｒが、休止期間Ｔｓを挟んで繰り返されている。放射期間Ｔｒには、図５（ｂ）の振動波Ｗが放射される。つまり、プレ衝撃波２４、スイープ音２０及びポスト衝撃波２２で構成される振動波Ｗを１クールとし、時間軸上において複数クールの放射が繰り返される。

【0046】

２以上の振動波Ｗを繰り返し放射することにより、対象物１０からより多くの液体を滴下除去することができる。対象物１０からより多くの液体を滴下除去するために、スイープ音２０の放射時間を長くした場合、周辺環境に対する影響が大きくなる。例えば、天井や壁から埃が発生し易くなる。これに対し、２以上の振動波Ｗを繰り返し放射した場合には、このような現象を抑制しつつ、対象物１０からより多くの液体を滴下除去することができる。例えば、放射時間Ｔｒ及び休止時間Ｔｓは、それぞれ約２．５秒とすることができる。

【0047】

図７は、本発明の実施の形態による音響滴下除去装置３の一構成例を示したブロック図である。音響滴下除去装置３は、スイープ音及び衝撃波からなる振動波Ｗを放射する音響装置であり、動作制御部３０、スイープ駆動部３１、衝撃駆動部３２、アンプ３３及びスピーカ３４により構成される。

【0048】

動作制御部３０は、スイープ駆動部３１及び衝撃駆動部３２の動作を制御する制御手段である。ユーザの開始操作又は他の制御装置からの開始信号の入力に基づいて、スイープ駆動部３１及び衝撃駆動部３２に対し、動作命令を出力する。これらの動作命令は、図３～図６に示した振動波Ｗを放射するように、所定のタイミングで出力される。

【0049】

スイープ駆動部３１は、動作制御部３０からの動作命令に基づいて、スイープ音に相当するスイープ音信号を電気信号として生成する。衝撃駆動部３２は、動作制御部３０からの動作命令に基づいて、衝撃波に相当する衝撃波信号を電気信号として生成する。

【0050】

アンプ３３は、スイープ音信号及び衝撃波信号を増幅してスピーカへ出力する音響装置である。スピーカ３４は、アンプ３３から出力される増幅信号を音響信号に変換して自由空間に放射する。スピーカ３４は、指向性を有するものが用いられ、対象物１０に対向して配置される。また、スピーカ３４は、エンクロージャーを備え、低音の音圧を増幅させることが望ましい。例えば、バスレフ型のエンクロージャーを備え、ヘルムホルツ共鳴によって低音の音圧を増幅して放射することが望ましい。

【0051】

図示した音響滴下除去装置３は、１つのスピーカ３４を備えているが、２以上のスピーカ３４を備え、各スピーカ３４を駆動するように構成することもできる。この場合、複数のスピーカ３４は、同一の振動波Ｗを同時に放射するように駆動してもよいし、互いに異なる振動波を放射し、あるいは、同一の振動波を異なるタイミングで放射するように駆動することもできる。

【0052】

図８のステップＳ１０１～Ｓ１０５は、図７の音響滴下除去装置３の動作の一例を示したフローチャートである。このフローチャートは、ユーザ操作又は信号入力により開始される。

【0053】

まず、プレ衝撃波２４が放射される（ステップＳ１０１）。動作制御部３０により衝撃駆動部３２への動作命令が生成され、この動作命令に基づいて衝撃駆動部３２が衝撃波信号を生成し、スピーカから衝撃波２４が放出される。２以上のプレ衝撃波２４ａ，２４ｂを放射する場合には、この動作が繰り返される。

【0054】

次に、スイープ音２０が放射される（ステップＳ１０２）。動作制御部３０によりスイープ駆動部３１への動作命令が生成され、この動作命令に基づいてスイープ駆動部３１がスイープ音信号を生成し、スピーカからスイープ音２０が放出される。

【0055】

次に、ポスト衝撃波２２が放射される（ステップＳ１０３）。動作制御部３０により衝撃駆動部３２への動作命令が生成され、この動作命令に基づいて衝撃駆動部３２が衝撃波信号を生成し、スピーカから衝撃波２２が放出される。２以上のポスト衝撃波２２ａ，２２ｂを放射する場合には、この動作が繰り返される。

【0056】

その後、出力を休止させる（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０１～Ｓ１０３により、あらかじめ定められた振動波Ｗが放出された後、予め定められた休止期間Ｔｓだけ出力を休止する。２以上の振動波Ｗを繰り返し出力する場合には、上記ステップＳ１０１～１０４の動作が繰り返され（ステップＳ１０５）、所定数の振動波Ｗを出力した後に処理を終了する。

【0057】

図９及び図１０は、本発明による音響滴下除去装置３を自動車製造における車体塗装の工程に適用する場合の一例を示した図である。

【0058】

一般に、自動車の車体塗装工程では、電着塗装が行われている。電着塗装は、車体を電着槽内の電着塗料に浸漬させ、電気的に皮膜を形成する塗装方法である。電着槽から取り出された車体は、純水などの洗浄液を用いて洗浄され、余分な塗料を洗い落とした後、乾燥炉内において熱風に晒され、塗装皮膜の焼付処理が行われる。

【0059】

車体に余分な塗料や洗浄液が付着している場合、焼付処理に伴って塗料及び洗浄液が流出し、そのまま熱硬化すれば塗膜に凹凸が生じて塗装品質が低下する。このため、焼付処理前に塗料や洗浄液を十分に除去する液切り処理が必要になる。このような液切り処理に音響滴下除去装置３を用いることができる。

【0060】

搬送キャリア４１は、車体４０を搬送する搬送手段であり、搬送ガイド４２に沿って移動することができる。洗浄槽において洗浄された車体４０は、搬送キャリア４１によって焼付炉へ搬送される。図９及び図１０は、洗浄槽、焼付炉の間にスピーカ３４ａ～３４ｃが設置された様子が示されており、車体は、図中の矢印が示す方向に移動する。

【0061】

スピーカ３４ａ～３４ｃは、音響滴下除去装置３を構成するスピーカであり、スイープ音及び衝撃波を放射することができる。スピーカ３４ａ～３４ｃは、車体の進行方向とは交差する方向に向けて配置される。具体的には、スピーカ３４ａは、車体の上面に対向して配置され、スピーカ３４ｂ，３４ｃは、車体の側面に対向して配置されている。このような構成を採用することにより、車体に付着した洗浄液を滴下除去することができる。まったく同様にして、洗浄液だけでなく、車体に付着した余分な塗料も滴下除去することができる。

【0062】

図１１は、本発明による音響滴下除去装置３を車体塗装の工程に適用する場合の他の例を示した図である。図１１の構成を図１０と比較すれば、スピーカ３４ｂ，３４ｃに対し、スピーカ３４ａが搬送経路の異なる配置されている点で異なる。図１０では、スピーカ３４ａ～３４ｃが、いずれも搬送方向に垂直な同一面内に配置されているが、スピーカ３４ａ～３４ｃは、搬送方向の異なる位置に配置することができる。

【0063】

図１１では、スピーカ３４ａが、スピーカ３４ｂ，３４ｃよりも搬送方向の上流側に配置されている。スピーカ３４ｂ，３４ｃは、搬送方向の同じ位置に配置される例を示したが、異なる位置に配置してもよい。

【0064】

各スピーカ３４ａ～３４ｃは、車体４０と対向するタイミングで振動波Ｗを放射する。振動波Ｗの放射タイミングは、例えば、センサー（不図示）による車体検出信号に基づいて動作制御部３０が動作命令を生成することにより制御する。

【0065】

上流側に配置された天井用のスピーカ３４ａは、側面用のスピーカ３４ｂ，３４ｃよりも、先に車体と対向し、先に振動波Ｗが放出される。このため、天井に付着する洗浄液が、側面に付着する洗浄液よりも先に滴下除去される。このため、天井に対する振動波の放射時に、天井から離脱できずに側面に流れ落ち、あるいは、滴下中に側面に再付着した液滴についても、側面に対する振動波の放射によって滴下除去することができる。したがって、車体に付着する洗浄液をより効果的に滴下除去することができる。

【0066】

２以上のスピーカ３４ａ～３４ｃを用いて、同一の対象物１０に付着した液体を滴下除去する場合、より上方に配置され、対象物１０のより上側部分と対向するスピーカ３４ａから先に振動波Ｗを放射し、その後、より下側に配置され、対象物１０のより下側部分と対向するスピーカ３４ｂ，３４ｃからも振動波Ｗを放射することにより、より効果的に滴下除去を行うことができる。

【0067】

上記実施の形態では、対象物１０が、洗浄液の付着した自動車の車体である場合の例について説明したが、本発明を適用することができる対象物１０の種類や大きさは、自動車の車体に限定されない。例えば、飛行機や眼鏡を対象物１００とすることもできる。また、屋根や壁に液体が付着した建造物を対象物１０とすることもできる。

【符号の説明】

【0068】

１０ 対象物
１２ 音響装置
２０ スイープ音
２２ 衝撃波
２２，２２ａ，２２ｂ 衝撃波（ポスト衝撃波）
２４，２４ａ，２４ｂ 衝撃波（プレ衝撃波）
３ 音響滴下除去装置
３０ 動作制御部
３１ スイープ駆動部
３２ 衝撃駆動部
３３ アンプ
３４，３４ａ～３４ｃ スピーカ
４０ 車体
４１ 搬送キャリア
４２ 搬送ガイド
Ｄ 液滴
Ｌ 液体
Ｔｒ 放射期間
Ｔｓ 休止期間
Ｗ 振動波
Ｗ１ 第１振動波
Ｗ２ 第２振動波

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】