(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-28
(45)【発行日】2024-01-12
(54)【発明の名称】検知体及び超音波洗浄装置
(51)【国際特許分類】
B08B 3/12 20060101AFI20240104BHJP
【ＦＩ】
B08B3/12 A
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023558742
(86)(22)【出願日】2023-06-27
(86)【国際出願番号】 JP2023023746
【審査請求日】2023-10-26
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000124959
【氏名又は名称】株式会社カイジョー
(74)【代理人】
【識別番号】100081318
【弁理士】
【氏名又は名称】羽切 正治
(74)【代理人】
【識別番号】100132458
【弁理士】
【氏名又は名称】仲村 圭代
(74)【代理人】
【識別番号】100165146
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 博喜
(72)【発明者】
【氏名】廣瀬 彩波
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 浩史
(72)【発明者】
【氏名】今関 康博
【審査官】東 勝之
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２２－０９６２６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０３９０５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１６９３３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／１０４１９４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０８Ｂ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
洗浄液が収容された洗浄槽と、前記洗浄槽に対して超音波を照射する振動子と、
前記超音波を発生するための駆動信号を前記振動子に対して印加する発振器と、を備えた超音波洗浄装置において、
前記洗浄液の音圧を検知する検知体であって、
少なくとも一部が前記洗浄液中に浸漬される支持体と、
前記支持体の非接液部において前記支持体の中心軸周りに等間隔で配置され、互いに同一の検知特性を有する複数の音圧センサと、を備え、
前記支持体を通じて伝搬された前記超音波による振動を、前記複数の音圧センサのそれぞれが音圧値として検知すること
を特徴とする検知体。
【請求項2】
洗浄液が収容された洗浄槽と、前記洗浄槽に対して超音波を照射する振動子と、
前記超音波を発生するための駆動信号を前記振動子に対して与える発振器と、
少なくとも先端部が前記洗浄液中に浸漬される支持体、及び、前記支持体の後端部において前記支持体の中心軸周りに等間隔で配置され、互いに同一の検知特性を有する複数の音圧センサを備え、前記支持体を通じて伝搬された前記超音波による振動を、前記複数の音圧センサのそれぞれが音圧値として検知する検知体と、
前記検知体が接続される制御手段と、を備える超音波洗浄装置であって、
前記制御手段は、前記検知体の検知結果に基づいて、前記超音波洗浄装置の運転状態が正常か異常かを判定すること
を特徴とする超音波洗浄装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記複数の音圧センサのそれぞれが検知した前記音圧値に基づいて、前記検知体の作動状態が正常か異常かを判定する判定部と、
前記検知体による検知結果を表示可能な表示部と、を備え、
前記判定部は、前記複数の音圧センサを、前記音圧値が最も小さい１つの下位音圧センサと、前記下位音圧センサを除く上位音圧センサと、に設定し、前記下位音圧センサが検知した下位音圧値と、前記上位音圧センサが検知した上位音圧値に対応する基準音圧値と、に基づいて、前記検知体の作動状態が正常か異常かを判定すること
を特徴とする請求項２に記載の超音波洗浄装置。
【請求項4】
前記判定部は、前記基準音圧値と所定の閾値との積と、前記下位音圧値と、の比較結果に基づいて前記検知体の作動状態が正常か異常かを判定することを特徴とする請求項３に記載の超音波洗浄装置。
【請求項5】
前記複数の音圧センサの数が３つ以上であるとき、前記基準音圧値は、前記上位音圧センサのうちで、前記音圧値がより大きな上位２つの前記上位音圧センサの前記上位音圧値の平均値であることを特徴とする請求項４に記載の超音波洗浄装置。
【請求項6】
前記判定部は、前記発振器からの前記駆動信号の出力の有無に基づいて、前記発振器の作動状態が正常か異常かを判定することを特徴とする請求項５に記載の超音波洗浄装置。
【請求項7】
前記判定部は、予め定めた初期音圧値と、前記基準音圧値と、の比較結果に基づいて前記振動子の作動状態が正常か異常かを判定することを特徴とする請求項６に記載の超音波洗浄装置。
【請求項8】
前記複数の音圧センサの数が２つであるとき、前記基準音圧値は、１つの前記上位音圧センサが検知した前記上位音圧値であることを特徴とする請求項４に記載の超音波洗浄装置。
【請求項9】
前記判定部において前記検知体の作動状態が異常であると判定されたときに、前記超音波洗浄装置の動作を停止させる停止信号を出力する制御装置を備えることを特徴とする請求項３に記載の超音波洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、超音波洗浄装置に用いる検知体、及び、この検知体を備えた超音波洗浄装置に関する。
【背景技術】
【0002】
超音波洗浄を行う装置において、超音波が印加された、洗浄槽や処理槽における液体の音圧を検知するために、音圧を検知可能な検知装置やセンサを配置した構成が提案されている。例えば、特許文献１に記載の音圧検知装置は、プローブとモニタからなるものであり、このプローブは、棒状の感応片と、感応片の後端部を支持するための把持部と、把持部の内部において感応片の後端面に接着された音圧センサと、を備える。音圧センサとしては圧電素子が用いられる。音圧センサの接着部とその周辺部は、感応片の後端部と把持部の先端部を外側から覆うようにホルダを把持部の外周面にねじ込むことによって、把持部の先端部の内側に固定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００１－２１４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に記載の音圧検知装置は、長期に渡って使用することにより、感応片からの音圧センサの剥がれや浮き、ホルダの緩みや破損、音圧センサ自体の劣化などの不具合が生じる場合があり、このような不具合が生じることで検知信号における振幅が本来より小さくなるなどの問題があった。一方、検知信号の振幅が小さくなった場合、音圧センサのほか、処理槽に超音波を与える振動子や発振器に不具合が生じているケースや、処理槽内の液体が減少して空焚き状態となっているケースもあり、各部構成の作動状態が正常か異常かを判定することが困難であった。
【0005】
そこで本発明は、超音波洗浄装置の洗浄槽内の液体の音圧を検知する検知体の音圧センサからの出力が小さい等の異常が生じた場合に、超音波洗浄装置の各部構成の作動状態が正常か異常かを判定することができ、各部構成のすべての作動状態が正常か、少なくとも一つの構成の作動状態に異常があるかどうかによって超音波洗浄装置の運転状態が正常か異常かを判定することができる、検知体及び超音波洗浄装置を提供することを目的とする。また、本発明の目的は、音圧センサに異常が生じたかどうかを判定することができる、検知体及び超音波洗浄装置を提供することにある。さらに、本発明は、検知体からの出力に異常が生じた場合に、音圧センサ、洗浄槽、洗浄槽に超音波を照射する振動子、及び、発振器のいずれに異常が生じたのかを判定することができる、検知体及び超音波洗浄装置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】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の検知体は、洗浄液が収容された洗浄槽と、前記洗浄槽に対して超音波を照射する振動子と、前記超音波を発生するための駆動信号を前記振動子に対して与える発振器と、を備えた超音波洗浄装置において、前記洗浄液の音圧を検知する検知体であって、少なくとも一部が前記洗浄液中に浸漬される支持体と、前記支持体の非接液部において前記支持体の中心軸周りに等間隔で配置され、互いに同一の検知特性を有する複数の音圧センサと、を備え、前記支持体を通じて伝搬された前記超音波による振動を、前記複数の音圧センサのそれぞれが音圧値として検知する
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【0007】
本発明の超音波洗浄装置は、洗浄液が収容された洗浄槽と、前記洗浄槽に対して超音波を照射する振動子と、前記超音波を発生するための駆動信号を前記振動子に対して与える発振器と、少なくとも先端部が前記洗浄液中に浸漬される支持体、及び、前記支持体の後端部において前記支持体の中心軸周りに等間隔で配置され、互いに同一の検知特性を有する複数の音圧センサを備え、前記支持体を通じて伝搬された前記超音波による振動を、前記複数の音圧センサのそれぞれが音圧値として検知する検知体と、前記検知体が接続される制御手段と、を備える超音波洗浄装置であって、前記制御手段は、前記検知体の検知結果に基づいて、前記超音波洗浄装置の運転状態が正常か異常かを判定することを特徴とする。
【0008】
本発明の超音波洗浄装置において、前記制御手段は、前記複数の音圧センサのそれぞれが検知した前記音圧値に基づいて、前記検知体の作動状態が正常か異常かを判定する判定部と、前記検知体による検知結果を表示可能な表示部と、を備え、前記判定部は、前記複数の音圧センサを、前記音圧値が最も小さい１つの下位音圧センサと、前記下位音圧センサを除く上位音圧センサと、に設定し、前記下位音圧センサが検知した下位音圧値と、前記上位音圧センサが検知した上位音圧値に対応する基準音圧値と、に基づいて、前記検知体の作動状態が正常か異常かを判定することを特徴とする。
【0009】
本発明の超音波洗浄装置において、前記判定部は、前記基準音圧値と所定の閾値との積と、前記下位音圧値と、の比較結果に基づいて前記検知体の作動状態が正常か異常かを判定することを特徴とする。
【0010】
本発明の超音波洗浄装置において、前記複数の音圧センサの数が３つ以上であるとき、前記基準音圧値は、前記上位音圧センサのうちで、前記音圧値がより大きな上位２つの前記上位音圧センサの前記上位音圧値の平均値であることを特徴とする。
【0011】
本発明の超音波洗浄装置において、前記判定部は、前記発振器からの前記駆動信号の出力の有無に基づいて、前記発振器の作動状態が正常か異常かを判定することを特徴とする。
【0012】
本発明の超音波洗浄装置において、前記判定部は、予め定めた初期音圧値と、前記基準音圧値と、の比較結果に基づいて前記振動子の作動状態が正常か異常かを判定することを特徴とする。
【0013】
本発明の超音波洗浄装置において、前記複数の音圧センサの数が２つであるとき、前記基準音圧値は、１つの前記上位音圧センサが検知した前記上位音圧値であることを特徴とする。
【0014】
本発明の超音波洗浄装置において、前記判定部において前記検知体の作動状態が異常であると判定されたときに、前記超音波洗浄装置の動作を停止させる停止信号を出力する制御装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によると、超音波洗浄装置の洗浄槽内の液体の音圧を検知する検知体の音圧センサからの出力が小さい等の異常が生じた場合に、超音波洗浄装置の各部構成の作動状態が正常か異常かを判定することができ、また、音圧センサに異常が生じたかどうかを判定することができ、さらに、検知体からの出力に異常が生じた場合に、音圧センサ、洗浄槽、洗浄槽に超音波を照射する振動子、及び、発振器のいずれに異常が生じたのかを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る検知体の支持体の構成を示す側面図、（ｃ）は、支持体の平面図である。
【図2】（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す検知体に配線を固定した状態を示す図、（ｄ）は、検知体の平面図である。
【図3】（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る超音波洗浄装置の構成をブロック図を含めて示す図である。
【図4】第１実施形態に係る正常・異常判定方法の手順を示すフローチャートである。
【図5】（ａ）は変形例１における支持体の構成を示す側面図、（ｂ）は変形例１における検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す支持体の平面図、（ｄ）は（ｂ）に示す検知体の平面図である。
【図6】（ａ）は変形例２における支持体の構成を示す側面図、（ｂ）は変形例２における検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す支持体の平面図、（ｄ）は（ｂ）に示す検知体の平面図である。
【図7】（ａ）は変形例３における支持体及び音圧センサの配置を示す平面図、（ｂ）は変形例３に係る検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は変形例４における支持体及び音圧センサの配置を示す平面図、（ｄ）は変形例４に係る検知体の構成を示す側面図である。
【図8】（ａ）は変形例５における支持体及び音圧センサの配置を示す平面図、（ｂ）は変形例５に係る検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は変形例６における支持体及び音圧センサの配置を示す平面図、（ｄ）は変形例６に係る検知体の構成を示す側面図である。
【図9】変形例５に係る検知体を洗浄槽に固定した状態を示す図である。
【図10】（ａ）、（ｂ）は第２実施形態に係る超音波洗浄装置の構成においてブロック図も含めた図である。
【図11】第２実施形態に係る正常・異常判定方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る、検知体及び超音波洗浄装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る検知体１０の支持体１１０の構成を示す側面図、（ｃ）は、支持体１１０の平面図である。図１（ａ）は（ｃ）の１Ａ方向から見た図、（ｂ）は（ｃ）の１Ｂ方向から見た図である。
図２（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る検知体１０の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す検知体１０に配線を取付固定した状態を示す図、（ｄ）は、検知体１０の平面図である。図２（ａ）は（ｃ）の２Ａ方向から見た図、（ｂ）は（ｃ）の２Ｂ方向から見た図である。
本発明の第１実施形態に係る、検知体及び超音波洗浄装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る検知体１０の支持体１１０の構成を示す側面図、（ｃ）は、支持体１１０の平面図である。図１（ａ）は（ｃ）の１Ａ方向から見た図、（ｂ）は（ｃ）の１Ｂ方向から見た図である。
図２（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係る検知体１０の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す検知体１０に配線を取付固定した状態を示す図、（ｄ）は、検知体１０の平面図である。図２（ａ）は（ｃ）の２Ａ方向から見た図、（ｂ）は（ｃ）の２Ｂ方向から見た図である。
【0018】
図３（ａ），（ｂ）は、第１実施形態に係る超音波洗浄装置１００の構成におけるブロック図も含めた図である。
【0019】
超音波洗浄装置１００は、図３（ａ）に示すように、検知体１０（図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ））を備えた構成を有し、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示す構成に、制御装置６１を有する外部装置６０を加えた構成も可能である。
以下に各部構成について説明する。
以下に各部構成について説明する。
【0020】
＜検知体１０＞
検知体１０は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す支持体１１０に、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、音圧センサとしての圧電素子を３つ配置した構成を備える。
支持体１１０は、洗浄槽２０（図３（ａ）、（ｂ））に浸漬したときに、洗浄液２３の音圧に基づく振動を伝搬可能な棒状材である。このような棒状材としては、例えば、ステンレス鋼や石英を成形したものが挙げられ、支持体１１０は、中心軸ＡＸ１を有する円柱状をなしている。洗浄液２３の音圧の変化は、振動子３０（図３（ａ）、（ｂ）参照）から洗浄槽２０内の洗浄液２３へ印加された超音波によって生じており、支持体１１０が伝搬する振動は、振動子３０から印加される超音波の音圧に対応する。
検知体１０は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す支持体１１０に、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、音圧センサとしての圧電素子を３つ配置した構成を備える。
支持体１１０は、洗浄槽２０（図３（ａ）、（ｂ））に浸漬したときに、洗浄液２３の音圧に基づく振動を伝搬可能な棒状材である。このような棒状材としては、例えば、ステンレス鋼や石英を成形したものが挙げられ、支持体１１０は、中心軸ＡＸ１を有する円柱状をなしている。洗浄液２３の音圧の変化は、振動子３０（図３（ａ）、（ｂ）参照）から洗浄槽２０内の洗浄液２３へ印加された超音波によって生じており、支持体１１０が伝搬する振動は、振動子３０から印加される超音波の音圧に対応する。
【0021】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、支持体１１０は、中心軸ＡＸ１に沿ったＺ１－Ｚ２方向において、先端部１１０ａと後端部１１０ｂとを備える。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、支持体１１０は、先端部１１０ａ側が洗浄液２３に浸漬され、後端部１１０ｂ側は洗浄液２３の液面２２よりも上側に配置される。別言すると、支持体１１０の一部である先端部１１０ａが洗浄液２３に浸漬される。音圧センサ１２１、１２２、１２３は、最も水位の高いときの洗浄液２３の液面２２よりも高い位置に配置される。よって、洗浄液２３の液面の変化にかかわらずに、音圧センサ１２１、１２２、１２３は洗浄液２３には浸漬されない位置に配置される。すなわち、非接液部である後端部１１０ｂが、常に、洗浄液２３の液面２２よりも上側に配置される。これにより、洗浄槽２０内の洗浄液２３に浸漬することに起因する、音圧センサ１２１、１２２、１２３の特性の変化、劣化、剥がれの進行等を防ぐことができる。
【0022】
図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、支持体１１０の後端部１１０ｂには、中心軸ＡＸ１に関して互いに対称に、３つの傾斜面１１１、１１２、１１３が形成されている。別言すると、これらの傾斜面１１１、１１２、１１３は、中心軸ＡＸ１に関して、１２０°ごとの等角度間隔に設けられている。これらの傾斜面１１１、１１２、１１３は、同一若しくは実質的に同一の平面形状を有し、Ｚ１－Ｚ２方向において同じ範囲に設けられ、後端部１１０ｂの最も後ろ側の後端面１１０ｃへ向かうほど中心軸ＡＸ１に近づく傾斜となっている。
【0023】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、３つの傾斜面１１１、１１２、１１３には、３枚の音圧センサ１２１、１２２、１２３がそれぞれ固定されている。この固定は接着剤を用いて行い、接着剤としては、例えばエポキシ系の接着剤を用いる。音圧センサ１２１、１２２、１２３は、互いに同一の形状、同一の変形モード、同一の検知特性を備える板状の圧電素子である。変形モードは限定しないが、例えば、厚み方向に変形する変形モードを有する圧電素子を用いる場合には、その底面を、対応する傾斜面（傾斜面１１１、１１２、１１３）に接着して固定する。３つの音圧センサ１２１、１２２、１２３は、Ｚ１－Ｚ２方向において、そのＺ２側（後端側）の角部が隣り合う音圧センサと互いに近接する位置に配置される。図２（ｄ）に示すように、音圧センサ１２１、１２２、１２３は、中心軸ＡＸ１に関して、１２０°ごとの等角度間隔に設けられる。音圧センサ１２１、１２２、１２３が、Ｚ１－Ｚ２方向において、Ｚ２側（後端側）の角部が隣り合う音圧センサと互いに近接する位置に配置されることにより、傾斜面１１１、１１２、１１３のうち、支持体１１０の後端部１１０ｂの後端面１１０ｃ側が音圧センサ１２１、１２２、１２３に覆われずに露出する。
【0024】
音圧センサ１２１、１２２、１２３は、傾斜面１１１、１１２、１１３にそれぞれ設けたことにより、傾斜面を設けない構成と比較して、音圧センサを固定するための面積を広く確保することができる。また、支持体１１０の中心軸ＡＸ１に沿った振動、及び、中心軸ＡＸ１と角度を持った振動のいずれについても、一定の精度で検知することができる。このため、音圧検知素子としての圧電素子の選択の自由度が広くなる。ここで、傾斜面１１１、１１２、１１３の中心軸ＡＸ１に対する傾斜角度は、音圧センサ１２１、１２２、１２３の大きさ等に応じて任意に設定することができる。
【0025】
図２（ｃ）、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、検知体１０には、一方の端部が、制御手段としての本体部５０に電気的に接続された信号線１３１、１５１、１５２、１５３の他方の端部がそれぞれ接続されている。これらの信号線１３１、１５１、１５２、１５３は、絶縁被覆された電線を用いる。第１信号線１３１は、支持体１１０に半田付けされ、ここに電気的に接続された、３本の接続線１４１、１４２、１４３が、音圧センサ１２１、１２２、１２３の負極にそれぞれ接続される。音圧センサ１２１、１２２、１２３の正極には、３本の第２信号線１５１、１５２、１５３がそれぞれ接続されている。この配線によって、支持体１１０を伝搬した振動によって音圧センサ１２１、１２２、１２３のそれぞれに加わる圧力が電圧に変換され、この電圧が本体部５０で、洗浄槽２０内の洗浄液２３における音圧値として検知される。
【0026】
＜超音波洗浄装置１００＞
図３（ａ）に示すように、超音波洗浄装置１００は、検知体１０、洗浄槽２０、振動子３０、発振器４０、及び、本体部５０を備える。また、図３（ｂ）に示すように、超音波洗浄装置１００に外部装置６０を加えた構成も可能である。
図３（ａ）に示すように、超音波洗浄装置１００は、検知体１０、洗浄槽２０、振動子３０、発振器４０、及び、本体部５０を備える。また、図３（ｂ）に示すように、超音波洗浄装置１００に外部装置６０を加えた構成も可能である。
【0027】
洗浄槽２０には、洗浄のための洗浄液２３が満たされており、検知体１０は、支持体１１０の中心軸ＡＸ１が鉛直方向に沿うように、かつ、先端部１１０ａ側が洗浄液２３に浸漬され、後端部１１０ｂ側においては少なくとも音圧センサ１２１、１２２、１２３が液面２２よりも上側になるように、洗浄槽２０又は洗浄槽２０の外部の固定具（不図示）に固定されている。洗浄液２３は想定される洗浄の進行に合わせた所定の水量で、洗浄槽２０に新たな洗浄液２３をポンプや電磁弁等（不表示）で流入させ、かつ、汚れた洗浄液２３をポンプや電磁弁等（不表示）で外部へ排出する。
【0028】
しかして、本発明者らは、音圧センサ１２１、１２２、１２３は、１つの棒状材である検知体１０に取付固定され、音圧センサ１２１、１２２、１２３から発生する信号は、同じ種類の信号が夫々の音圧センサ１２１、１２２、１２３から得られるが、この得られた同じ種類の信号を比較することによって、検知体１０からの出力に異常が生じた場合に、音圧センサ１２１、１２２、１２３、洗浄槽２０、洗浄槽２０に超音波を照射する振動子３０、及び、発振器４０のいずれの作動状態に異常が生じたのかを判定をすることができることを発見し、本発明を完成するに至ったものである。要するに、音圧センサ１２１、１２２、１２３から発生する信号は、同じ種類の信号であるから、その発生する信号から得られる音圧値は、強弱の信号が得られるのみであって、本発明による洗浄装置の各部構成等の作動状態が正常か異常かについての判定はそのままの処理では難しいが、本発明者らは、音圧センサ１２１、１２２、１２３から発生する同じ種類、すなわち同一の検知特性を有する信号を比較することによって、本発明を完成させるに至ったものである。詳細については後述する。
また、音圧センサ１２１、１２２、１２３は、１つの棒状材である検知体１０の後端部１１０ｂ側に取付固定して配設したことによって、音圧センサ１２１、１２２、１２３が１つの棒状材である検知体１０の後端部１１０ｂ側の近傍に配置されることによって、音圧センサ１２１、１２２、１２３の夫々から発生する信号のばらつき等をなくすようにして、得られる信号の精度を高めたものである。
また、音圧センサ１２１、１２２、１２３は、１つの棒状材である検知体１０の後端部１１０ｂ側に取付固定して配設したことによって、音圧センサ１２１、１２２、１２３が１つの棒状材である検知体１０の後端部１１０ｂ側の近傍に配置されることによって、音圧センサ１２１、１２２、１２３の夫々から発生する信号のばらつき等をなくすようにして、得られる信号の精度を高めたものである。
【0029】
洗浄槽２０の底面２１には振動子３０が取付固定されている。振動子３０の種類は、超音波洗浄装置１００による洗浄の仕様に応じて任意のものを使用することができる。振動子３０は、発振器４０から与えられた駆動信号によって超音波振動する。その超音波は、洗浄槽２０に照射され、洗浄槽２０内の洗浄液２３に印加される。この超音波の振動にしたがって洗浄液２３において音圧が変動する。
【0030】
本体部５０は、演算部５１と、記憶部５２と、判定部５３と、表示部５４と、入力部５５と、制御装置６１と、を備える。演算部５１は、第１信号線１３１と、３本の第２信号線１５１、１５２、１５３のそれぞれと、の間の電圧に基づいて、音圧センサ１２１、１２２、１２３のそれぞれにおいて検知された音圧値を算出する。これらの音圧値の算出は、予め記憶部５２に保存された、電圧値を音圧の強さとして表示する。ここで、記憶部５２には、電圧値と音圧値の相関関係に基づいた換算表や換算式が保存されており、演算部５１は、それらの換算表や換算式に基づいて電圧値から音圧値を算出する。
【0031】
演算部５１は、算出した音圧値を、対応する音圧センサ（音圧センサ１２１、１２２、１２３）の名称と関連付けて、記憶部５２に保存する。さらに、演算部５１は、３つの音圧センサ１２１、１２２、１２３が検知した音圧値のうちの上位２つの音圧値、すなわち大きい方の２つの音圧値（上位音圧値）、の平均値Ａｖｅ（基準音圧値）を算出して、それらの音圧値を検知した２つの音圧センサ（上位音圧センサ）の名称と関連付けて記憶部５２に保存する。また、最下位の音圧値Ｍｉｎ、すなわち最も小さな音圧値（下位音圧値）と、その音圧値を検知した音圧センサ（下位音圧センサ）の名称とを組み合わせて記憶部５２に保存する。ここで、上位音圧センサは、３つの音圧センサ１２１、１２２、１２３のうち、前記下位音圧センサを除く２つの音圧センサである。
【0032】
演算部５１で算出された音圧値は判定部５３へ出力され、判定部５３は、上記平均値Ａｖｅと所定の閾値Ｘの積と、最下位の音圧値Ｍｉｎと、の比較演算を行い、その比較結果に基づいて、音圧センサ１２１、１２２、１２３の作動状態が正常か異常かの判定、すなわち作動状態の異常の発生の有無を判定する。判定結果は記憶部５２に保存されるとともに、図４に示す処理において所定の形式で表示部５４に表示される。閾値Ｘは予め入力部５５の操作によって入力され、記憶部５２に保存されている。制御手段としての本体部５０（判定部５３）は、音圧センサ１２１、１２２、１２３のすべての作動状態が正常であるとき、超音波洗浄装置１００の運転状態が正常であると判定し、いずれかの作動状態に異常があるときは超音波洗浄装置１００の運転状態が異常であると判定する。
【0033】
制御装置６１は、判定部５３による判定結果を受け取り、この判定結果に基づいて、発振器４０に対する制御信号を生成し、発振器４０へ出力する。この制御信号としては、例えば、判定部５３による判定結果において、音圧センサ１２１、１２２、１２３のいずれかの作動状態に異常が生じたと判定されたとき、発振器４０に対して、振動子３０への駆動信号の送出を停止させるための制御信号が挙げられる。
【0034】
図３（ｂ）に示すように、外部装置６０は、超音波洗浄装置１００の本体部５０と発振器４０にそれぞれ接続された、制御装置６１を備える。制御装置６１は、図３（ａ）に示す構成において本体部５０内に備えられた制御装置６１と同じ機能を有する。
【0035】
図４は、第１実施形態に係る超音波洗浄装置の運転状態が正常か異常かの判定、すなわち各部構成の作動状態が正常か異常かの判定、の手順を示すフローチャートである。以下、図４を参照しつつ、第１実施形態における、正常・異常判定について説明する。
【0036】
振動子３０の駆動を始める前に、入力部５５を操作して、予め閾値Ｘを設定し記憶部５２に記憶させる（図４のステップＳ１１）。閾値Ｘは、振動子３０が発生する超音波の特性（周波数など）、洗浄液２３の温度・液深・水量、洗浄槽２０における音圧センサ１２１、１２２、１２３の配置高さ、音圧センサ１２１、１２２、１２３の特性、支持体１１０の振動特性、洗浄槽２０における検知体１０の配置、洗浄対象物の形状や種類等に応じて任意に設定する。
閾値Ｘは、洗浄槽２０等の音圧値は環境等により常時変動するため、これらの変動による誤検知を防ぐために設定する。
閾値Ｘは、洗浄槽２０等の音圧値は環境等により常時変動するため、これらの変動による誤検知を防ぐために設定する。
【0037】
次に、発振器４０から振動子３０へ駆動信号の出力を開始し、振動子３０は超音波を洗浄槽２０へ照射する。このとき、洗浄槽２０内の洗浄液２３では照射された超音波に応じた音圧が生じる。検知体１０の支持体１１０では、洗浄液２３に浸漬された部分で、この音圧に応じた振動が生じ、この振動は後端部１１０ｂ側へ伝搬される。振動は、後端部１１０ｂの傾斜面１１１、１１２、１１３に設けた音圧センサ１２１、１２２、１２３において、変形に比例した電圧に変換され、電圧は演算部５１において音圧値に換算され、これによって、音圧センサ１２１、１２２、１２３のそれぞれにおける音圧値が検知される（ステップＳ１２）。検知された音圧値は、音圧センサ１２１、１２２、１２３の名称と対応させて記憶部５２に保存される。
【0038】
演算部５１は、同じタイミングで３つの音圧センサ１２１、１２２、１２３のそれぞれで検知された３つの音圧値を比較し、音圧値の大きさによって順位を決定する。さらに、演算部５１は、上位２つの音圧値の平均値Ａｖｅを算出し、対応する音圧センサを特定する名前とともに記憶部５２に保存する（ステップＳ１３）。また、演算部５１は、最下位の音圧値Ｍｉｎを、対応する音圧センサを特定する名前とともに記憶部５２に保存する（ステップＳ１４）。上記ステップＳ１３、Ｓ１４における保存動作においては、その時の時刻も関連付けて保存される。
【0039】
なお、最下位の音圧値Ｍｉｎの保存は、上記順位の決定の際に行っても良い。
また、３つの音圧センサ１２１、１２２、１２３の音圧値が互いに同一であった場合は、任意の２つを上位２つの音圧値として平均値Ａｖｅを算出し（ステップＳ１３）、残りの１つを最下位の音圧値Ｍｉｎとして記憶部５２に保存する（ステップＳ１４）。
また、３つの音圧センサ１２１、１２２、１２３の音圧値が互いに同一であった場合は、任意の２つを上位２つの音圧値として平均値Ａｖｅを算出し（ステップＳ１３）、残りの１つを最下位の音圧値Ｍｉｎとして記憶部５２に保存する（ステップＳ１４）。
【0040】
平均値Ａｖｅと最下位の音圧値Ｍｉｎは判定部５３へ与えられ、判定部５３は、閾値Ｘを記憶部５２から読みだして平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積を算出し、音圧値Ｍｉｎと比較する（ステップＳ１５）。
【0041】
判定部５３は、音圧値Ｍｉｎが平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積より大きい場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、音圧値Ｍｉｎに対応する音圧センサの作動状態は正常であると判定する（ステップＳ１６）。このとき、制御手段としての本体部５０は、超音波洗浄装置１００の運転状態は正常であると判定している。
【0042】
一方、音圧値Ｍｉｎが平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積より小さい、又は、同一である場合（ステップＳ１５でＮＯ）、音圧値Ｍｉｎに対応する音圧センサの作動状態は異常であると判定する。異常であると判定したとき、判定部５３は表示部５４に、音圧センサの作動状態に異常がある旨を表示させる（ステップＳ１７）。その後、判定部５３は、異常の有無に関わらず、ステップＳ１６、Ｓ１７に続いて、平均値Ａｖｅを音圧値として表示部５４に表示させる（ステップＳ１８）。このとき、制御手段としての本体部５０は、超音波洗浄装置１００の運転状態は異常であると判定している。
【0043】
閾値Ｘは、上記ステップＸ１５のように、音圧値Ｍｉｎが平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積より大きいかどうかの判定で用いる場合、０よりも大きく１よりも小さい数値を設定することが好ましい。ここで、閾値Ｘを大きくすると（例えば０．７以上とすると）、早期に音圧センサの作動状態の異常を判定することができるため、剥落等による洗浄対象物への影響が生じることを防ぐことができる。閾値Ｘを小さくすると（例えば０．５以下とすると）、洗浄状況などに起因する音圧値変化を音圧センサの作動状態の異常と混同して判定してしまうことを防止できる。
【0044】
以上のように、上位２つの音圧値の平均値を算出し、これに基づいて作動状態が正常か異常かの判定を行うことについては、異常と判定される音圧センサの音圧値は著しく低い値であり、また、３つの音圧センサ１２１、１２２、１２３のうち、２つ以上の音圧センサが同時に故障することはきわめて起こりにくいと考えられるため、上位２つの平均値を判定の基準として用いている。これによって、本発明によれば、検出精度が高められている。
【0045】
音圧センサの作動状態の正常・異常の判定を、音圧値自体ではなく、上位音圧センサの音圧値の平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積に基づいて行うことについては、洗浄槽２０においては、洗浄液２３の流入・排出が行われ、また、環境に対応した変化、例えば液面の揺れ等により、振動の伝搬状態が常に変化しているため、検知される音圧値も変動する。このため、音圧値自体に基づいて音圧センサの作動状態の正常・異常の判定を行うと、音圧値のわずかな変動によって誤検知をしてしまう恐れがある。これに対して、閾値Ｘとの積を用いると、微小な変動による誤検知を防ぐことが可能となり、また、著しく音圧値が低下した音圧センサの作動状態を異常と判定することが容易となる。
【0046】
以下に変形例について説明する。
検知体に用いる支持体の形状は、洗浄槽２０において支持体の一定範囲、すなわち一部、が洗浄液２３内に浸漬されるとともに、非接液部に配置した音圧センサを有するものであればよい。例えば、図５（ａ）に示すように傾斜面を有しない円柱状や、図６（ａ）に示すような角柱形状、図７に示すような円筒状、図８に示すようなツバ付きの円筒状が挙げられる。
検知体に用いる支持体の形状は、洗浄槽２０において支持体の一定範囲、すなわち一部、が洗浄液２３内に浸漬されるとともに、非接液部に配置した音圧センサを有するものであればよい。例えば、図５（ａ）に示すように傾斜面を有しない円柱状や、図６（ａ）に示すような角柱形状、図７に示すような円筒状、図８に示すようなツバ付きの円筒状が挙げられる。
【0047】
（変形例１）
図５（ａ）は変形例１における支持体２１０の構成を示す側面図、（ｂ）は変形例１における検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す支持体２１０の平面図、（ｄ）は（ｂ）に示す検知体の平面図である。図５（ｂ）は（ｄ）の５Ｂ方向から見た図である。
図５（ａ）は変形例１における支持体２１０の構成を示す側面図、（ｂ）は変形例１における検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す支持体２１０の平面図、（ｄ）は（ｂ）に示す検知体の平面図である。図５（ｂ）は（ｄ）の５Ｂ方向から見た図である。
【0048】
図５（ａ）に示す支持体２１０は、中心軸ＡＸ２に沿ったＺ１－Ｚ２方向において、先端部２１０ａと後端部２１０ｂとを備える。この支持体２１０に対して、上記第１実施形態の音圧センサ１２１、１２２、１２３と同じ構成の音圧センサ２２１、２２２、２２３が、後端部２１０ｂの外周面２１１上に、中心軸ＡＸ２に関して等角度間隔にそれぞれ接着固定されている。
【0049】
（変形例２）
図６（ａ）は変形例２における支持体３１０の構成を示す側面図、（ｂ）は変形例２における検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す支持体３１０の平面図、（ｄ）は（ｂ）に示す検知体の平面図である。図６（ａ）は（ｃ）の６Ａ方向から見た図、（ｂ）は（ｄ）の６Ｂ方向から見た図である。
図６（ａ）は変形例２における支持体３１０の構成を示す側面図、（ｂ）は変形例２における検知体の構成を示す側面図、（ｃ）は（ａ）に示す支持体３１０の平面図、（ｄ）は（ｂ）に示す検知体の平面図である。図６（ａ）は（ｃ）の６Ａ方向から見た図、（ｂ）は（ｄ）の６Ｂ方向から見た図である。
【0050】
図６（ａ）に示す支持体３１０は、中心軸ＡＸ３に沿ったＺ１－Ｚ２方向において、先端部３１０ａと後端部３１０ｂとを備え、４つの外側面３１１、３１２、３１３、３１４を備えた四角柱形状を有する。この支持体３１０に対して、上記第１実施形態の音圧センサ１２１、１２２、１２３と同じ構成の４つの音圧センサ３２１、３２２、３２３、３２４が、後端部３１０ｂの４つの外側面３１１、３１２、３１３、３１４上にそれぞれ接着固定されている。音圧センサ３２１、３２２、３２３、３２４は、外側面３１１、３１２、３１３、３１４よりも小さな幅を有するため、互いに接触しない状態で、支持体３１０に固定することができる。
【0051】
（変形例３、４）
図７（ａ）は、変形例３における支持体４１０及び音圧センサ４２１、４２２、４２３の配置を示す平面図、図７（ｂ）は変形例３に係る検知体の構成を示す側面図である。図７（ｃ）は、変形例４における支持体４１０及び音圧センサ４５１、４５２、４５３の配置を示す平面図、図７（ｄ）は変形例４に係る検知体の構成を示す側面図である。図７（ａ）、（ｃ）は、支持体４１０が蓋部４１３で閉じられている状態を示しており、内部の構造を破線で示している。変形例３と変形例４においては、共通の部材については同一の符号を付して説明する。
図７（ａ）は、変形例３における支持体４１０及び音圧センサ４２１、４２２、４２３の配置を示す平面図、図７（ｂ）は変形例３に係る検知体の構成を示す側面図である。図７（ｃ）は、変形例４における支持体４１０及び音圧センサ４５１、４５２、４５３の配置を示す平面図、図７（ｄ）は変形例４に係る検知体の構成を示す側面図である。図７（ａ）、（ｃ）は、支持体４１０が蓋部４１３で閉じられている状態を示しており、内部の構造を破線で示している。変形例３と変形例４においては、共通の部材については同一の符号を付して説明する。
【0052】
支持体４１０は、中空で有底の円柱状部材であって、第１実施形態と同様の材料で構成する。
図７（ａ）、（ｂ）に示す変形例３においては、３つの音圧センサ４２１、４２２、４２３が、支持体４１０の内部の底面４１１上に接着固定されている。これらの音圧センサ４２１、４２２、４２３は、支持体４１０の中心軸ＡＸ４に関して等角度間隔で互いに対称となる、換言すると、中心軸ＡＸ４周りに等間隔で配置され、中心軸ＡＸ４側から径方向にそれぞれ延びるように配置されている。
図７（ａ）、（ｂ）に示す変形例３においては、３つの音圧センサ４２１、４２２、４２３が、支持体４１０の内部の底面４１１上に接着固定されている。これらの音圧センサ４２１、４２２、４２３は、支持体４１０の中心軸ＡＸ４に関して等角度間隔で互いに対称となる、換言すると、中心軸ＡＸ４周りに等間隔で配置され、中心軸ＡＸ４側から径方向にそれぞれ延びるように配置されている。
【0053】
支持体４１０は、音圧センサ４２１、４２２、４２３を内部に配置した後に、上部が円板状の蓋部４１３で封止され、これによって音圧センサが配置された内部空間への液体の浸入を防ぐことができる。
【0054】
蓋部４１３上には、コネクタ４３０が配置され、音圧センサ４２１、４２２、４２３のそれぞれと電気的に接続されている。コネクタ４３０には、本体部５０に接続されたケーブル４４０が接続されており、これにより、音圧センサ４２１、４２２、４２３と本体部５０とが互いに接続される。
【0055】
図７（ｃ）、（ｄ）に示す変形例４においては、３つの音圧センサ４５１、４５２、４５３が、支持体４１０の内周面４１２上に接着固定されている。これらの音圧センサ４５１、４５２、４５３は、支持体４１０の中心軸ＡＸ４に関して等角度間隔で互いに対称となる、換言すると、中心軸ＡＸ４周りに等間隔で配置され、中心軸ＡＸ４に沿ってそれぞれ延びるように配置されている。蓋部４１３、コネクタ４３０、及び、ケーブル４４０に関する構成は変形例３と同様である。
【0056】
支持体４１０において、底面４１１を有する底壁、及び、内周面４１２を有する側壁は、超音波の伝達性や透過性、耐久性、液密性を考慮した厚みで形成することが好ましい。
【0057】
変形例３及び変形例４の構成により、支持体４１０を洗浄液２３中に浸漬したときに、内部空間が、洗浄液２３が侵入しない非接液部として機能する。これにより、検知体を、コンパクトで、製造しやすい構成において、液密性を確実に確保できる形態として実現することができる。
【0058】
（変形例５、６）
図８（ａ）は、変形例５における支持体５１０及び音圧センサ５２１、５２２、５２３の配置を示す平面図、図８（ｂ）は変形例５に係る検知体の構成を示す側面図である。図８（ｃ）は、変形例６における支持体５１０及び音圧センサ５５１、５５２、５５３の配置を示す平面図、図８（ｄ）は変形例６に係る検知体の構成を示す側面図である。図９は、変形例５に係る検知体を洗浄槽２０に固定した状態を、洗浄槽２０を断面で示した図である。図８（ａ）、（ｃ）は、支持体５１０が蓋部５１３で閉じられている状態を示しており、内部の構造を破線で示している。変形例５と変形例６においては、共通の部材については同一の符号を付して説明する。
図８（ａ）は、変形例５における支持体５１０及び音圧センサ５２１、５２２、５２３の配置を示す平面図、図８（ｂ）は変形例５に係る検知体の構成を示す側面図である。図８（ｃ）は、変形例６における支持体５１０及び音圧センサ５５１、５５２、５５３の配置を示す平面図、図８（ｄ）は変形例６に係る検知体の構成を示す側面図である。図９は、変形例５に係る検知体を洗浄槽２０に固定した状態を、洗浄槽２０を断面で示した図である。図８（ａ）、（ｃ）は、支持体５１０が蓋部５１３で閉じられている状態を示しており、内部の構造を破線で示している。変形例５と変形例６においては、共通の部材については同一の符号を付して説明する。
【0059】
支持体５１０は、第１実施形態と同様の材料で構成され、中空で円柱状の本体部５１４と、本体部５１４よりも大径の円板形状を有して本体部５１４の底部を閉じる円板部５１５と、が一体的に形成された構成を備える。本体部５１４と円板部５１５は、共通の中心軸ＡＸ５を有している。円板部５１５は、径方向において、その外周部が本体部５１４の外周面よりも外側へ、フランジ状に延びている。
【0060】
図８（ａ）、（ｂ）に示す変形例５においては、３つの音圧センサ５２１、５２２、５２３が、支持体５１０の内部の底面５１１上に接着固定されている。これらの音圧センサ５２１、５２２、５２３は、支持体５１０の中心軸ＡＸ５に関して等角度間隔で互いに対称となるように、中心軸ＡＸ５側から径方向にそれぞれ延びるように配置されている。
【0061】
支持体５１０は、音圧センサ５２１、５２２、５２３を内部に配置した後に、上部が円板状の蓋部５１３で封止され、これによって音圧センサが配置された内部空間への液体の浸入を防ぐことができる。
【0062】
蓋部５１３上には、コネクタ５３０が配置され、音圧センサ５２１、５２２、５２３のそれぞれと電気的に接続されている。コネクタ５３０には、本体部５０に接続されたケーブル５４０が接続されており、これにより、音圧センサ５２１、５２２、５２３と本体部５０とが互いに接続される。コネクタ５３０及びケーブル５４０は、中心軸ＡＸ５と同心状に配置され、かつ、径方向において支持体５１０よりも小さなサイズの範囲に設けられている。
【0063】
図８（ｃ）、（ｄ）に示す変形例６においては、３つの音圧センサ５５１、５５２、５５３が、支持体５１０の内周面５１２上に接着固定されている。これらの音圧センサ５５１、５５２、５５３は、支持体５１０の中心軸ＡＸ５に関して等角度間隔で互いに対称となる位置において、中心軸ＡＸ５に沿ってそれぞれ延びるように配置されている。蓋部５１３、コネクタ５３０、及び、ケーブル５４０に関する構成は変形例５と同様である。
【0064】
支持体５１０において、底面５１１を有する円板部５１５、及び、内周面５１２を有する側壁は、超音波の伝達性や透過性、耐久性、液密性を考慮した厚みで形成することが好ましい。
【0065】
支持体５１０の本体部５１４の外周面５１４ａには螺旋溝が形成されている。この外周面５１４ａには、内周面に螺旋溝を備えたリング状のナット５１６が螺合されている。このナット５１６は、その内周面の螺旋溝と、本体部５１４の外周面５１４ａの螺旋溝と、の噛み合いにしたがって、支持体５１０の中心軸ＡＸ５に沿った方向に移動可能である。
【0066】
図９に示すように、洗浄槽２０の側壁２４には、支持体５１０の本体部５１４と同径の円形状に貫通形成された固定穴部２５が設けられている。変形例５に係る検知体は、固定穴部２５に対し洗浄槽２０の内側から挿入され、ケーブル５４０、コネクタ５３０、及び、本体部５１４の蓋部５１３側が、洗浄槽２０の外側へ露出される。この状態において、洗浄槽２０の外側において、本体部５１４にナット５１６を螺合させ、ナット５１６と円板部５１５とで、洗浄槽２０の側壁２４を挟持させ、挟持部分を接着材で固定する。これにより、円板部５１５が洗浄槽２０の内部に配置された状態で、固定穴部２５における洗浄液２３の出入りを抑えるように封止することができる。
なお、このような検知体の配置は、変形例６の検知体についても同様に行うことができる。
なお、このような検知体の配置は、変形例６の検知体についても同様に行うことができる。
【0067】
変形例５及び変形例６の構成により、コンパクトな構成によって、支持体５１０の円板部５１５を洗浄槽２０内の洗浄液２３に浸漬させることができ、かつ、洗浄槽２０に確実に固定させることができる。また、円板部５１５を洗浄液２３中に浸漬したときに、支持体５１０の内部空間が、洗浄液２３が侵入しない非接液部として機能する。これにより、検知体を、コンパクトで、製造しやすい構成において、液密性を確実に確保できる形態として実現することができる。
【0068】
上記第１実施形態及び変形例１、３、４、５、６では、３つの音圧センサを備えた構成について説明し、変形例２では、４つの音圧センサを備えた構成を説明したが、音圧センサの数はこれらに限定されず、２つ、又は、５つ以上を等角度間隔で配置することができる。音圧センサを２つとする場合、基準音圧値としては、上記第１実施形態の場合の２つの上位音圧センサの音圧値の平均値Ａｖｅに代えて、１つの上位音圧センサの音圧値を用いる。音圧センサを４つ以上とする場合、基準音圧値としては、上記第１実施形態の場合と同様に、２つの上位音圧センサの音圧値の平均値Ａｖｅとすることが好ましいが、１つの下位音圧センサを除く音圧センサのすべて、又は、３つ以上を上位音圧センサに設定し、それらの音圧値の平均値を基準音圧値としてもよい。
【0069】
上記第１実施形態では、音圧センサの作動状態の正常・異常の判定のために、上位音圧センサの音圧値の平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積を、最下位の音圧値Ｍｉｎと比較していたが、音圧値Ｍｉｎとの比較対象はこれに限定されず、例えば、平均値Ａｖｅに対して、閾値Ｘに代わる閾値を加算又は減算した値としてもよい。
【0070】
上記第１実施形態では、音圧センサとして圧電素子を用いたが、洗浄槽２０内の洗浄液２３の音圧を検知できればこれに限定されず、例えばダイヤフラム（振動板）を用いても良い。
【0071】
上記第１実施形態では、隣り合う音圧センサを互いに近接するように配置していた。この近接距離は、音圧センサとしての圧電素子のサイズと支持体１１０の径方向サイズによって設定され、このように近接配置することで、各音圧センサにおいて検知される音圧値のばらつきを一定値以下に抑えることを可能としていた。このようなばらつき抑制の効果の点においては、隣り合う音圧センサの最小距離は、０より大きく、かつ、音圧センサの幅の５０％以下とすることが好ましい。
【0072】
上記第１実施形態では、音圧センサ１２１、１２２、１２３が洗浄液２３から露出するように、検知体１０を配置していたが、音圧センサ１２１、１２２、１２３の変形を妨げないように、支持体１１０の後端部１１０ｂを水密状態で覆うカバー等を設けた場合には、音圧センサ１２１、１２２、１２３も洗浄液２３の水面よりも下方に配置してもよい。
【0073】
（実施例１、２）
表１と表２に第１実施形態に係る超音波洗浄装置１００における検知結果の数値実施例１、２をそれぞれ示す。
表１と表２に第１実施形態に係る超音波洗浄装置１００における検知結果の数値実施例１、２をそれぞれ示す。
【0074】
【表1】
【0075】
【表2】
【0076】
表１に示す実施例１では、音圧センサ１２１で検知された音圧値Ａが５１（単位ｍＶ）、音圧センサ１２２で検知された音圧値Ｂが４８（単位ｍＶ）、音圧センサ１２３で検知された音圧値Ｃが５３（単位ｍＶ）となっており、これらの音圧値から、上位音圧センサである２つの音圧センサ１２１、１２３の音圧値の平均値Ａｖｅが５２（単位ｍＶ）となる。一方、下位音圧センサである音圧センサ１２２の音圧値４８が最下位の音圧値Ｍｉｎとなる。そして、閾値Ｘを０．５にした場合、平均値Ａｖｅ×Ｘは２６となるため、この音圧値２６と音圧値Ｍｉｎとしての４８とが比較され、４８の方が大きいため、下位音圧センサである音圧センサ１２２の作動状態は正常であると判定される。
【0077】
表２に示す実施例２では、音圧センサ１２１で検知された音圧値Ａが５１（単位ｍＶ）、音圧センサ１２２で検知された音圧値Ｂが１５（単位ｍＶ）、音圧センサ１２３で検知された音圧値Ｃが５３（単位ｍＶ）となっており、これらの音圧値から、上位音圧センサである２つの音圧センサ１２１、１２３の音圧値の平均値Ａｖｅが５２（単位ｍＶ）となる。一方、下位音圧センサである音圧センサ１２２の音圧値１５が最下位の音圧値Ｍｉｎとなる。そして、閾値Ｘを０．５にした場合、平均値Ａｖｅ×Ｘは２６となるため、この音圧値２６と音圧値Ｍｉｎとしての１５とが比較され、１５の方が小さいため、下位音圧センサである音圧センサ１２２の作動状態は異常であると判定され、作動状態が異常である旨が表示部５４に表示される。
【0078】
上記第１実施形態によれば、超音波洗浄装置１００の洗浄槽２０内の洗浄液２３の音圧を検知する音圧センサ１２１、１２２、１２３からの出力が小さい等の作動状態の異常が生じた場合に、音圧センサ１２１、１２２、１２３のいずれのセンサに異常が生じたかどうかについて、迅速に、かつ、簡便な構成で判定することができる。
【0079】
＜第２実施形態＞
つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。図１０（ａ），（ｂ）は第２実施形態に係る超音波洗浄装置６００の構成をブロック図を含めて示す図である。図１０（ａ）に示すように、第２実施形態の超音波洗浄装置６００においては、第１実施形態の超音波洗浄装置１００と同じ構成に加え、発振器４０から振動子３０へ与えられる駆動信号と同じ信号が同時に本体部５０にも出力されている。また、図１０（ｂ）に示すように、超音波洗浄装置６００が、第１実施形態と同様の制御装置６１を有する外部装置６０を備える構成も可能である。
つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。図１０（ａ），（ｂ）は第２実施形態に係る超音波洗浄装置６００の構成をブロック図を含めて示す図である。図１０（ａ）に示すように、第２実施形態の超音波洗浄装置６００においては、第１実施形態の超音波洗浄装置１００と同じ構成に加え、発振器４０から振動子３０へ与えられる駆動信号と同じ信号が同時に本体部５０にも出力されている。また、図１０（ｂ）に示すように、超音波洗浄装置６００が、第１実施形態と同様の制御装置６１を有する外部装置６０を備える構成も可能である。
【0080】
超音波洗浄装置６００においては、発振器４０から、振動子３０と本体部５０へ、同じ駆動信号が同時に送られるように構成されている。本体部５０では、判定部５３が、発振器４０から駆動信号が届いているか否かを識別し、この識別結果に基づいて、発振器４０が駆動信号を正しく出力している状態であるかどうかを判定する。制御手段としての本体部５０（判定部５３）は、音圧センサ１２１、１２２、１２３のすべての作動状態、振動子３０の作動状態、及び、発振器４０の作動状態が、いずれも正常であるとき、超音波洗浄装置６００の運転状態が正常であると判定し、各部構成のいずれかの作動状態に異常があるときは超音波洗浄装置６００の運転状態が異常であると判定する。
【0081】
【0082】
振動子３０の駆動を始める前に、入力部５５を操作して、予め閾値Ｘ、Ｙ及び初期音圧値Ｉを設定し記憶部５２に記憶させる（図１１のステップＳ２１）。閾値Ｘ、Ｙは第１実施形態の閾値Ｘと同様に設定し、互いに同じ数値に設定してもよい。初期音圧値Ｉは、作動状態が正常な発振器４０から、作動状態が正常な振動子３０に与える駆動信号によって生じる超音波に対して音圧センサ１２１、１２２、１２３が正常に検知した場合に検知されると推定される音圧値である。または、作動状態が正常であることが分かっている音圧センサにより実際に検知を行ったときの音圧値でもよい。
【0083】
次に、発振器４０から振動子３０及び本体部５０へ駆動信号の出力を開始し、判定部５３において、発振器４０から所定の駆動信号が届いているか否かを判定する（ステップＳ２２）。
【0084】
発振器４０から所定の駆動信号が届いているか否かの判定（ステップＳ２２）において、駆動信号が届いているとき（ステップＳ２２でＹＥＳ）は、発振器４０が正常に動作しているものと判定し（ステップＳ２３）、駆動信号が届いていないとき（ステップＳ２２でＮＯ）は、判定部５３は、発振器４０の作動状態に異常があると判定する（ステップＳ３４）。
【0085】
発振器４０から本体部５０へ所定の駆動信号が届いている場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、振動子３０にも駆動信号が入力されており、振動子３０が発生した超音波が洗浄槽２０へ照射される。このとき、洗浄槽２０内の洗浄液２３では照射された超音波に応じた音圧が生じる。検知体１０の支持体１１０では、洗浄液２３に浸漬された部分で、この音圧に応じた振動が生じ、この振動は後端部１１０ｂ側へ伝搬される。振動は、後端部１１０ｂの傾斜面１１１、１１２、１１３に設けた音圧センサ１２１、１２２、１２３において、変形に比例した電圧に変換され、電圧は演算部５１において音圧値に換算され、これによって、音圧センサ１２１、１２２、１２３のそれぞれにおける音圧値が検知される（ステップＳ２４）。検知された音圧値は、音圧センサ１２１、１２２、１２３と対応させて記憶部５２に保存される。
【0086】
演算部５１は、同じタイミングで３つの音圧センサ１２１、１２２、１２３のそれぞれで検知された３つの音圧値を比較し、音圧値の大きさによって順位を決定する。さらに、演算部５１は、上位２つの音圧値（上位音圧値）の平均値Ａｖｅ（基準音圧値）を算出し、対応する音圧センサを特定する名前とともに記憶部５２に保存する（ステップＳ２５）。また、演算部５１は、最下位の音圧値Ｍｉｎ（下位音圧値）を、対応する音圧センサを特定する名前とともに記憶部５２に保存する（ステップＳ２６）。上記ステップＳ２５、Ｓ２６における保存動作においては、その時の時刻も関連付けて保存される。
【0087】
次に、平均値Ａｖｅと最下位の音圧値Ｍｉｎが判定部５３へ与えられ、判定部５３は、閾値Ｘを記憶部５２から読みだして平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積を算出し、音圧値Ｍｉｎと比較する（ステップＳ２７）。
【0088】
判定部５３は、音圧値Ｍｉｎが平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積より大きい場合（ステップＳ２７でＹＥＳ）、音圧値Ｍｉｎに対応する音圧センサは作動状態が正常であると判定する（ステップＳ２８）。一方、音圧値Ｍｉｎが平均値Ａｖｅと閾値Ｘの積より小さい、又は、同一である場合（ステップＳ２７でＮＯ）、音圧値Ｍｉｎに対応する音圧センサの作動状態は異常であると判定する。異常であると判定したとき、判定部５３は表示部５４に、音圧センサの作動状態に異常がある旨を表示させる（ステップＳ２９）。
【0089】
判定部５３は、音圧センサの作動状態の異常の有無に関わらず、ステップＳ２８、Ｓ２９に続いて、閾値Ｙと初期音圧値Ｉを記憶部５２から読みだして、これらの積と平均値Ａｖｅとを比較する（ステップＳ３０）。
【0090】
判定部５３は、平均値Ａｖｅが、閾値Ｙと初期音圧値Ｉの積より大きい場合（ステップＳ３０でＹＥＳ）、振動子３０は作動状態が正常であると判定（ステップＳ３１）するとともに、表示部５４に、平均値Ａｖｅを音圧値として表示させる（ステップＳ３２）。このとき、制御手段としての本体部５０（判定部５３）は、各部構成のすべての作動状態が正常であるとして、超音波洗浄装置６００の運転状態は正常であると判定している。
【0091】
一方、平均値Ａｖｅが、閾値Ｙと初期音圧値Ｉの積より小さい、又は、同一である場合（ステップＳ３０でＮＯ）、判定部５３は、振動子３０の作動状態の異常や空焚きであると判定する（ステップＳ３３）。
【0092】
ステップＳ３３における振動子３０の作動状態が異常であるとの判定の後、及び、ステップＳ３４における発振器４０の作動状態が異常であるとの判定の後、判定部５３は、制御装置６１に対してエラー信号を送出する（ステップＳ３５）。エラー信号を受けた制御装置６１は、発振器４０に対して、振動子３０への駆動信号の送出を停止する停止信号を送出する（ステップＳ３６）。
ここで、制御手段としての本体部５０は、各部構成のいずれかにおいて作動状態が異常であるとき、超音波洗浄装置６００の運転状態は異常であると判定している。
ここで、制御手段としての本体部５０は、各部構成のいずれかにおいて作動状態が異常であるとき、超音波洗浄装置６００の運転状態は異常であると判定している。
【0093】
閾値Ｙは、環境等による音圧値の変動と、許容できる、音圧センサの性能低下の範囲に基づいて設定する。上記ステップＳ３０のように、平均値Ａｖｅが初期音圧値Ｉと閾値Ｙの積より大きいかどうかの判定で用いる場合、０．５以上で１よりも小さい数値を設定することが好ましい。閾値Ｙを０．５以上とすることで、実際の洗浄状況に応じて変化する平均値Ａｖｅのわずかな変化で振動子３０の作動状態が異常と判定されることなく、安定して洗浄を継続することができるが、閾値は使用状況により変化するので、使用環境に合わせて設定することが望ましい。
【0094】
（実施例３）
表３に第２実施形態に係る超音波洗浄装置６００における検知結果の数値実施例を示す。
表３に第２実施形態に係る超音波洗浄装置６００における検知結果の数値実施例を示す。
【0095】
【表3】
【0096】
表３に示す実施例３では、初期音圧値Ｉが５５（単位ｍＶ）、音圧センサ１２１で検知された音圧値Ａが２１（単位ｍＶ）、音圧センサ１２２で検知された音圧値Ｂが２１（単位ｍＶ）、音圧センサ１２３で検知された音圧値Ｃが１９（単位ｍＶ）となっており、これらの音圧値から、上位音圧センサである２つの音圧センサ１２１、１２２の音圧値の平均値Ａｖｅが２１（単位ｍＶ）となる。一方、下位音圧センサである音圧センサ１２３の音圧値１９が最下位の音圧値Ｍｉｎとなる。そして、閾値Ｘを０．５、閾値Ｙを０．６にした場合、平均値Ａｖｅ×Ｘは１０．５、初期音圧値Ｉ×閾値Ｙは３３となる。
【0097】
このような状況においては、発振器４０からの信号はあるという条件（図１１のステップＳ２２でＹｅｓ、発振器４０の作動状態は正常）では、ステップＳ２７、Ｓ３０における判定結果は次のようになる。
（１）ステップＳ２７「Ｍｉｎ＞Ａｖｅ×Ｘ？」については、音圧値Ｍｉｎが１９、Ａｖｅ×Ｘが１０．５であるから、音圧値Ｍｉｎの方が大きいため音圧センサの作動状態は正常であると判定される。
（２）ステップＳ３０「Ａｖｅ＞Ｉ×Ｙ？」については、平均値Ａｖｅが２１、Ｉ×Ｙは３３であるから、平均値Ａｖｅの方が小さいため振動子３０の作動状態に異常があると判定される。
（１）ステップＳ２７「Ｍｉｎ＞Ａｖｅ×Ｘ？」については、音圧値Ｍｉｎが１９、Ａｖｅ×Ｘが１０．５であるから、音圧値Ｍｉｎの方が大きいため音圧センサの作動状態は正常であると判定される。
（２）ステップＳ３０「Ａｖｅ＞Ｉ×Ｙ？」については、平均値Ａｖｅが２１、Ｉ×Ｙは３３であるから、平均値Ａｖｅの方が小さいため振動子３０の作動状態に異常があると判定される。
【0098】
第２実施形態によれば、第１実施形態における作用効果に加え、検知体１０からの出力に異常が生じた場合に、音圧センサ１２１、１２２、１２３、振動子３０、及び、発振器４０のいずれの作動状態に異常が生じたのかを判定することが可能となる。
なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【符号の説明】
【0099】
１０ 検知体
２０ 洗浄槽
２１ 底面
２２ 液面
２３ 洗浄液
２５ 固定穴部
３０ 振動子
４０ 発振器
５０ 本体部（制御手段）
５１ 演算部
５２ 記憶部
５３ 判定部
５４ 表示部
５５ 入力部
６０ 外部装置
６１ 制御装置
１００、６００ 超音波洗浄装置
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 支持体
１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ 先端部
１１０ｂ、２１０ｂ、３１０ｂ 後端部
１１０ｃ 後端面
１１１、１１２、１１３ 傾斜面
１２１、１２２、１２３ 音圧センサ
１３１ 第１信号線
１４１、１４２、１４３ 接続線
１５１、１５２、１５３ 第２信号線
２１１ 外周面
２２１、２２２、２２３ 音圧センサ
３１１、３１２、３１３、３１４ 外側面
３２１、３２２、３２３、３２４ 音圧センサ
４１１、５１１ 底面
４１２、５１２ 内周面
４１３、５１３ 蓋部
４２１、４２２、４２３ 音圧センサ
４３０、５３０ コネクタ
４４０、５４０ ケーブル
４５１、４５２、４５３ 音圧センサ
５１４ 本体部
５１４ａ 外周面
５１５ 円板部
５１６ ナット
５２１、５２２、５２３ 音圧センサ
５５１、５５２、５５３ 音圧センサ
Ａｖｅ 上位音圧センサの音圧値の平均値
ＡＸ１、ＡＸ２、ＡＸ３、ＡＸ４、ＡＸ５ 中心軸
Ｉ 初期音圧値
Ｍｉｎ 最下位の音圧センサの音圧値Ｍｉｎ
Ｘ、Ｙ 閾値
２０ 洗浄槽
２１ 底面
２２ 液面
２３ 洗浄液
２５ 固定穴部
３０ 振動子
４０ 発振器
５０ 本体部（制御手段）
５１ 演算部
５２ 記憶部
５３ 判定部
５４ 表示部
５５ 入力部
６０ 外部装置
６１ 制御装置
１００、６００ 超音波洗浄装置
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 支持体
１１０ａ、２１０ａ、３１０ａ 先端部
１１０ｂ、２１０ｂ、３１０ｂ 後端部
１１０ｃ 後端面
１１１、１１２、１１３ 傾斜面
１２１、１２２、１２３ 音圧センサ
１３１ 第１信号線
１４１、１４２、１４３ 接続線
１５１、１５２、１５３ 第２信号線
２１１ 外周面
２２１、２２２、２２３ 音圧センサ
３１１、３１２、３１３、３１４ 外側面
３２１、３２２、３２３、３２４ 音圧センサ
４１１、５１１ 底面
４１２、５１２ 内周面
４１３、５１３ 蓋部
４２１、４２２、４２３ 音圧センサ
４３０、５３０ コネクタ
４４０、５４０ ケーブル
４５１、４５２、４５３ 音圧センサ
５１４ 本体部
５１４ａ 外周面
５１５ 円板部
５１６ ナット
５２１、５２２、５２３ 音圧センサ
５５１、５５２、５５３ 音圧センサ
Ａｖｅ 上位音圧センサの音圧値の平均値
ＡＸ１、ＡＸ２、ＡＸ３、ＡＸ４、ＡＸ５ 中心軸
Ｉ 初期音圧値
Ｍｉｎ 最下位の音圧センサの音圧値Ｍｉｎ
Ｘ、Ｙ 閾値
【要約】
検知体の音圧センサからの出力が小さい等の異常が生じた場合に、超音波洗浄装置の各部構成の作動状態が正常か異常かを判定することができる、検知体及び超音波洗浄装置を提供する。このために、洗浄液の音圧を検知する検知体において、少なくとも一部が洗浄液中に浸漬される支持体と、支持体の非接液部において支持体の中心軸周りに等間隔で配置され、互いに同一の検知特性を有する複数の音圧センサと、を備え、支持体を通じて伝搬された超音波による振動を、複数の音圧センサのそれぞれが音圧値として検知する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】