JP2003266034A - 噴射形超音波洗浄装置 - Google Patents
噴射形超音波洗浄装置Info
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Landscapes
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- Special Spraying Apparatus (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】効率よく超音波を洗浄液に伝達することがで
き、比較的形状が自由に設計できる噴射形超音波洗浄装
置を提供する。 【解決手段】洗浄液を溜めて該洗浄液を噴出させる噴出
口を有する洗浄液溜と、該洗浄液溜に該洗浄液を供給す
るための洗浄液供給装置と、該洗浄液溜内に溜められた
洗浄液中に超音波を発出するための振動板と、該振動板
を超音波駆動する超音波振動素子とを備え、洗浄液溜内
の該洗浄液中で該超音波が集束された洗浄液を噴出口か
ら噴出させるために、超音波振動素子の直径を（２
ｄ）、振動板から噴射口までの距離を（Ｌ）、該洗浄液
中を伝搬する超音波の波長を（λ）としたとき、Ｌ＝
０．１×（ｄ2 ／λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）なる範囲
に設定されている。さらに、洗浄液溜の内壁面を凹凸の
ある面に構成することができる。
き、比較的形状が自由に設計できる噴射形超音波洗浄装
置を提供する。 【解決手段】洗浄液を溜めて該洗浄液を噴出させる噴出
口を有する洗浄液溜と、該洗浄液溜に該洗浄液を供給す
るための洗浄液供給装置と、該洗浄液溜内に溜められた
洗浄液中に超音波を発出するための振動板と、該振動板
を超音波駆動する超音波振動素子とを備え、洗浄液溜内
の該洗浄液中で該超音波が集束された洗浄液を噴出口か
ら噴出させるために、超音波振動素子の直径を（２
ｄ）、振動板から噴射口までの距離を（Ｌ）、該洗浄液
中を伝搬する超音波の波長を（λ）としたとき、Ｌ＝
０．１×（ｄ2 ／λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）なる範囲
に設定されている。さらに、洗浄液溜の内壁面を凹凸の
ある面に構成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波洗浄装置に
関し、特に、超音波振動を加えた洗浄液を被洗浄物に吹
き付けて洗浄を行う噴射形超音波洗浄装置に関するもの
である。
関し、特に、超音波振動を加えた洗浄液を被洗浄物に吹
き付けて洗浄を行う噴射形超音波洗浄装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】半導体シリコンウェハー，液晶用のガラ
ス，ハードディスク等の微細加工品の精密洗浄には、高
周波の超音波洗浄装置が用いられており、特に、汚れの
再付着の少ない噴射形超音波洗浄装置が用いられてい
る。
ス，ハードディスク等の微細加工品の精密洗浄には、高
周波の超音波洗浄装置が用いられており、特に、汚れの
再付着の少ない噴射形超音波洗浄装置が用いられてい
る。
【０００３】従来の噴射形超音波洗浄装置の構造を図１
２に示す。給液口から入った洗浄液２は管体１１内に入
る。管体１１の一端には振動板６が取り付けられてお
り、管体１１の内部に満たされた洗浄液２に超音波７が
伝達され、他端の噴出口４より噴射される。このような
従来の構造では、超音波振動板６より発生した超音波７
は、噴出口４付近で収束するように、ノズル状の管路の
形状は計算され、決められた円錐台状または外側に湾曲
した形状となっている。
２に示す。給液口から入った洗浄液２は管体１１内に入
る。管体１１の一端には振動板６が取り付けられてお
り、管体１１の内部に満たされた洗浄液２に超音波７が
伝達され、他端の噴出口４より噴射される。このような
従来の構造では、超音波振動板６より発生した超音波７
は、噴出口４付近で収束するように、ノズル状の管路の
形状は計算され、決められた円錐台状または外側に湾曲
した形状となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】超音波は波動である。
管体１１内における洗浄液２の通路となるノズル状の管
路１０内で反射した超音波は、反射する位置によって、
行程が違うため、幾何学的に収束する位置では、位相が
まちまちとなり、半波長ずれた超音波同士で打ち消し合
う現象も生ずるので、強勢な超音波を得ることは困難で
ある。また、設計上、超音波を収束させることが第一優
先となるため、管路１０の形状はほぼ限られてしまい、
例えば、「水流を考慮した設計がしにくい」、「デザイ
ンに自由が効かない」といった弊害がある。
管体１１内における洗浄液２の通路となるノズル状の管
路１０内で反射した超音波は、反射する位置によって、
行程が違うため、幾何学的に収束する位置では、位相が
まちまちとなり、半波長ずれた超音波同士で打ち消し合
う現象も生ずるので、強勢な超音波を得ることは困難で
ある。また、設計上、超音波を収束させることが第一優
先となるため、管路１０の形状はほぼ限られてしまい、
例えば、「水流を考慮した設計がしにくい」、「デザイ
ンに自由が効かない」といった弊害がある。
【０００５】本発明は、このような従来技術の欠点を解
消して、効率よく超音波を洗浄液に伝達することがで
き、比較的形状が自由に設計できる噴射形超音波洗浄装
置を提供することを目的とする。
消して、効率よく超音波を洗浄液に伝達することがで
き、比較的形状が自由に設計できる噴射形超音波洗浄装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による噴射形超音波洗浄装置は、洗浄液を溜
めて該洗浄液を噴出させる噴出口を有する洗浄液溜と、
該洗浄液溜に該洗浄液を供給するための洗浄液供給装置
と、該洗浄液溜内に溜められた前記洗浄液中に超音波を
発出するための振動板と、該振動板を超音波駆動する超
音波振動素子とを備え、前記洗浄液溜内の該洗浄液中で
該超音波が集束された洗浄液を前記噴出口から噴出させ
るために、前記超音波振動素子の直径を（２ｄ）、前記
振動板から前記噴射口までの距離を（Ｌ）、該洗浄液中
を伝搬する超音波の波長を（λ）としたとき、Ｌ＝０．
１×（ｄ2 ／λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）なる範囲に設
定されていることを特徴とする構成を有している。前記
洗浄液溜は円筒管状であるように構成することができ
る。また、前記洗浄液溜は内側に湾曲した円錐状である
ように構成することができる。さらに、前記洗浄液溜の
内壁面で反射する前記超音波の分散成分が、拡散・減衰
され、前記噴射口から噴出された洗浄液内の超音波音圧
の低下が軽減されるように、前記洗浄液溜の内壁面を凹
凸のある面に構成することができる。
に、本発明による噴射形超音波洗浄装置は、洗浄液を溜
めて該洗浄液を噴出させる噴出口を有する洗浄液溜と、
該洗浄液溜に該洗浄液を供給するための洗浄液供給装置
と、該洗浄液溜内に溜められた前記洗浄液中に超音波を
発出するための振動板と、該振動板を超音波駆動する超
音波振動素子とを備え、前記洗浄液溜内の該洗浄液中で
該超音波が集束された洗浄液を前記噴出口から噴出させ
るために、前記超音波振動素子の直径を（２ｄ）、前記
振動板から前記噴射口までの距離を（Ｌ）、該洗浄液中
を伝搬する超音波の波長を（λ）としたとき、Ｌ＝０．
１×（ｄ2 ／λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）なる範囲に設
定されていることを特徴とする構成を有している。前記
洗浄液溜は円筒管状であるように構成することができ
る。また、前記洗浄液溜は内側に湾曲した円錐状である
ように構成することができる。さらに、前記洗浄液溜の
内壁面で反射する前記超音波の分散成分が、拡散・減衰
され、前記噴射口から噴出された洗浄液内の超音波音圧
の低下が軽減されるように、前記洗浄液溜の内壁面を凹
凸のある面に構成することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明装置の実施例を示す
ものであり、１は給液口３から供給される洗浄液２を溜
める洗浄液溜であり、その底面の中央部には洗浄液２を
噴出させる噴出口４が設けられている。洗浄液２の上表
面に配置された振動板５内には振動素子６が配置されて
おり、振動素子６は所望の周波数で超音波駆動され、洗
浄液２中に超音波７を発生する。従って、噴出口４から
は超音波７が与えられた洗浄液２が噴出して被洗浄物８
に吹き付けられ、効果的にその洗浄を行うことができ
る。
ものであり、１は給液口３から供給される洗浄液２を溜
める洗浄液溜であり、その底面の中央部には洗浄液２を
噴出させる噴出口４が設けられている。洗浄液２の上表
面に配置された振動板５内には振動素子６が配置されて
おり、振動素子６は所望の周波数で超音波駆動され、洗
浄液２中に超音波７を発生する。従って、噴出口４から
は超音波７が与えられた洗浄液２が噴出して被洗浄物８
に吹き付けられ、効果的にその洗浄を行うことができ
る。
【０００８】超音波７を発生させるための超音波振動素
子６は円形である。この円の直径を（２ｄ）、洗浄液２
中の超音波７の波長を（λ）、振動板５から噴出口４ま
での距離を（Ｌ）としたとき、Ｌ＝０．１×（ｄ2 ／
λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）の範囲、すなわち図２に示
す近距離音場Ｓ１の範囲において、周期的に超音波７の
集束が行われる。
子６は円形である。この円の直径を（２ｄ）、洗浄液２
中の超音波７の波長を（λ）、振動板５から噴出口４ま
での距離を（Ｌ）としたとき、Ｌ＝０．１×（ｄ2 ／
λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）の範囲、すなわち図２に示
す近距離音場Ｓ１の範囲において、周期的に超音波７の
集束が行われる。
【０００９】すなわち、図３は円形超音波振動素子によ
る軸上音圧分布を示す特性図であり、横軸は（ｄ2 ／
λ）の係数、縦軸は音圧である。この特性図から（ｄ2
／λ）の係数が０．１〜２．０である近距離音場Ｓ１に
おいては、高い軸上音圧が得られることがわかる。
る軸上音圧分布を示す特性図であり、横軸は（ｄ2 ／
λ）の係数、縦軸は音圧である。この特性図から（ｄ2
／λ）の係数が０．１〜２．０である近距離音場Ｓ１に
おいては、高い軸上音圧が得られることがわかる。
【００１０】超音波７を収束させるためには、超音波振
動素子６の直径（２ｄ）と、洗浄液２中の超音波７の波
長（λ）が決まれば、図４に示すように振動板５と噴出
口４との間の距離（Ｌ）は、（ｄ2 ／λ）の係数を０．
１〜２．０の間から適当な値を選べば良い。このよう
に、設計した管路１０を形成することにより、超音波７
を噴射口４付近までの洗浄溜１内で集束させることがで
きる。
動素子６の直径（２ｄ）と、洗浄液２中の超音波７の波
長（λ）が決まれば、図４に示すように振動板５と噴出
口４との間の距離（Ｌ）は、（ｄ2 ／λ）の係数を０．
１〜２．０の間から適当な値を選べば良い。このよう
に、設計した管路１０を形成することにより、超音波７
を噴射口４付近までの洗浄溜１内で集束させることがで
きる。
【００１１】洗浄液管路１０の形状によっては、管路１
０を形成する管体１１の内壁面での超音波７の反射によ
り、集束した超音波７を乱す場合がある。このとき、そ
の反射波を拡散，減衰させることができれば、洗浄液２
に超音波７を効率よく伝達することができる。このため
に、後述のように管路１０を形成する洗浄液溜すなわち
管体１１の内壁面を凹凸を有する面とする構成が挙げら
れる。この内壁面に衝突した超音波７は拡散あるいは吸
収されて減衰する。
０を形成する管体１１の内壁面での超音波７の反射によ
り、集束した超音波７を乱す場合がある。このとき、そ
の反射波を拡散，減衰させることができれば、洗浄液２
に超音波７を効率よく伝達することができる。このため
に、後述のように管路１０を形成する洗浄液溜すなわち
管体１１の内壁面を凹凸を有する面とする構成が挙げら
れる。この内壁面に衝突した超音波７は拡散あるいは吸
収されて減衰する。
【００１２】以下、本発明装置の具体的実施例について
説明する。 （例１）図５は管路１０をほぼ同一の横断面を有するス
トレート形状に形成したものである。
説明する。 （例１）図５は管路１０をほぼ同一の横断面を有するス
トレート形状に形成したものである。
【００１３】（例２）図６は管路１０を形成する管体１
１の内壁面が内側に湾曲したものである。
１の内壁面が内側に湾曲したものである。
【００１４】（例３）図７は管路１０を形成する管体１
１の内壁面を数段に亘って絞ったものである。
１の内壁面を数段に亘って絞ったものである。
【００１５】（例４）図８は管路１０を形成するノズル
状の管体１１の内壁面に円周方向に横溝１２を付けたも
のである。この溝１２は、前述の反射波を拡散、減衰さ
せる目的で付けたものである。横溝１２は水流が乱れな
いように、また、横溝１２の中にゴミが溜まり難いよう
に、横溝１２の幅や深さを決めている。噴射形超音波洗
浄装置では、メガヘルツ帯が多く用いられ、水中での波
長はおよそ１ｍｍ以下となる。例えば、その横溝１２の
深さが０．５ｍｍ程度であっても十分な効果がある。
状の管体１１の内壁面に円周方向に横溝１２を付けたも
のである。この溝１２は、前述の反射波を拡散、減衰さ
せる目的で付けたものである。横溝１２は水流が乱れな
いように、また、横溝１２の中にゴミが溜まり難いよう
に、横溝１２の幅や深さを決めている。噴射形超音波洗
浄装置では、メガヘルツ帯が多く用いられ、水中での波
長はおよそ１ｍｍ以下となる。例えば、その横溝１２の
深さが０．５ｍｍ程度であっても十分な効果がある。
【００１６】（例５）図９は管路１０を形成するノズル
状の管体１１の内壁面に軸方向に縦溝１３を付けたもの
である。
状の管体１１の内壁面に軸方向に縦溝１３を付けたもの
である。
【００１７】ここで、一般に横溝１２，縦溝１３の幅及
び深さは、液中での超音波の波長の１／１０〜１０倍で
効果が認められる。また、これらの溝の形状は、実施例
の形状に限定されるものではなく、例えば、その断面形
状が正弦波形状もしくは三角形状等でも同様の効果が得
られる。さらに、管路１０を形成するノズル状の管体１
１の内壁面に螺旋状に設けられた溝によっても、同様の
効果を実現することができる。
び深さは、液中での超音波の波長の１／１０〜１０倍で
効果が認められる。また、これらの溝の形状は、実施例
の形状に限定されるものではなく、例えば、その断面形
状が正弦波形状もしくは三角形状等でも同様の効果が得
られる。さらに、管路１０を形成するノズル状の管体１
１の内壁面に螺旋状に設けられた溝によっても、同様の
効果を実現することができる。
【００１８】本発明による噴射形超音波洗浄装置では、
重要な要素は、超音波振動素子６の直径（２ｄ）、洗浄
液２中の超音波の波長（λ）、振動面と噴射口４の距離
（Ｌ）だけであり、それ以外は自由に設計することがで
きる。そのため、管路１０の形状は、例えば、生産効率
を考えて加工のしやすい構造、洗浄液が乱れずスムーズ
に流れる構造とすればよい。
重要な要素は、超音波振動素子６の直径（２ｄ）、洗浄
液２中の超音波の波長（λ）、振動面と噴射口４の距離
（Ｌ）だけであり、それ以外は自由に設計することがで
きる。そのため、管路１０の形状は、例えば、生産効率
を考えて加工のしやすい構造、洗浄液が乱れずスムーズ
に流れる構造とすればよい。
【００１９】洗浄液２の噴射口４からの距離と音圧を測
定した。これを図１１に示す。図１２の従来の構造と図
８の本発明による構造の２つの超音波洗浄装置を、図１
０で示される構成によりそれぞれ音圧を測定し、比較し
たものである。ここで、１４は本発明による噴出形超音
波洗浄装置、１５は本発明装置１４内に供給される給
水、１６は本発明装置１４から噴出される水中を伝搬す
る超音波の音圧を測定する超音波音圧センサーである。
この例では本発明による構造により、従来の構造に比較
して平均３５％程度の音圧の上昇が確認された。超音波
の強い弱いは、超音波の音圧によって決まる。洗浄効果
は超音波が強い方がよい。
定した。これを図１１に示す。図１２の従来の構造と図
８の本発明による構造の２つの超音波洗浄装置を、図１
０で示される構成によりそれぞれ音圧を測定し、比較し
たものである。ここで、１４は本発明による噴出形超音
波洗浄装置、１５は本発明装置１４内に供給される給
水、１６は本発明装置１４から噴出される水中を伝搬す
る超音波の音圧を測定する超音波音圧センサーである。
この例では本発明による構造により、従来の構造に比較
して平均３５％程度の音圧の上昇が確認された。超音波
の強い弱いは、超音波の音圧によって決まる。洗浄効果
は超音波が強い方がよい。
【００２０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明を実
施することにより、従来の構造に比較して、効率よく、
安定して、超音波を集束し、洗浄液に伝達させることが
できる。また、従来の構造例のように、液溜め側面での
超音波の反射による効果を利用しないので、液溜の形状
を自由に設定し得るという特殊の効果がある。
施することにより、従来の構造に比較して、効率よく、
安定して、超音波を集束し、洗浄液に伝達させることが
できる。また、従来の構造例のように、液溜め側面での
超音波の反射による効果を利用しないので、液溜の形状
を自由に設定し得るという特殊の効果がある。
【図１】本発明装置の構造例を示す縦断面図である。
【図２】本発明装置における円筒形管路内の超音波集束
原理を説明するための縦断面図である。
原理を説明するための縦断面図である。
【図３】本発明装置に用いるられる円形超音波振動子か
らの超音波の集束状態を示す特性図である。
らの超音波の集束状態を示す特性図である。
【図４】本発明装置における円筒集束の概要を説明する
ための縦断面図である。
ための縦断面図である。
【図５】本発明装置の１実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図７】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図８】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図９】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図１０】本発明装置における音圧測定に用いられた装
置の構成を示す外観図である。
置の構成を示す外観図である。
【図１１】本発明装置における音圧測定例を示す音圧特
性図である。
性図である。
１ 洗浄液溜
２ 洗浄液
３ 給液口
４ 噴出口
５ 振動板
６ 振動素子
７ 超音波
８ 被洗浄物
１０ 管路
１１ 管体
１２ 横溝
１３ 縦溝
１４ 噴射形超音波洗浄装置
１５ 超音波音圧センサー
１６ 給水
Ｓ１ 近距離音場
Ｓ２ 遠距離音場
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１１月２０日（２００２．１１．
２０）
２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の構造例を示す縦断面図である。
【図２】本発明装置における円筒形管路内の超音波集束
原理を説明するための縦断面図である。
原理を説明するための縦断面図である。
【図３】本発明装置に用いるられる円形超音波振動子か
らの超音波の集束状態を示す特性図である。
らの超音波の集束状態を示す特性図である。
【図４】本発明装置における円筒集束の概要を説明する
ための縦断面図である。
ための縦断面図である。
【図５】本発明装置の１実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図７】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図８】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図９】本発明装置の他の実施例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図１０】本発明装置における音圧測定に用いられた装
置の構成を示す外観図である。
置の構成を示す外観図である。
【図１１】本発明装置における音圧測定例を示す音圧特
性図である。
性図である。
【図１２】従来の噴射形超音波洗浄装置の構造例を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１２】
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１１月２１日（２００２．１１．
２１）
２１）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】超音波は波動である。
管体１１内における洗浄液２の通路となるノズル状の管
路１０内で反射した超音波は、反射する位置によって行
程が違うため、幾何学的に収束させようとする位置で位
相がまちまちとなり、半波長ずれた超音波同士で打ち消
し合う現象も生ずるので、常に強勢な超音波を得ること
は困難である。また、設計上、超音波を収束させること
が第一優先となるため、管路１０の形状はほぼ限られて
しまい、例えば、「水流を考慮した設計がしにくい」、
「デザインに自由が効かない」といった弊害がある。
管体１１内における洗浄液２の通路となるノズル状の管
路１０内で反射した超音波は、反射する位置によって行
程が違うため、幾何学的に収束させようとする位置で位
相がまちまちとなり、半波長ずれた超音波同士で打ち消
し合う現象も生ずるので、常に強勢な超音波を得ること
は困難である。また、設計上、超音波を収束させること
が第一優先となるため、管路１０の形状はほぼ限られて
しまい、例えば、「水流を考慮した設計がしにくい」、
「デザインに自由が効かない」といった弊害がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明による噴射形超音波洗浄装置は、洗浄液を溜
めて該洗浄液を噴出させる噴出口を有する洗浄液溜と、
該洗浄液溜に該洗浄液を供給するための洗浄液供給装置
と、該洗浄液溜内に溜められた前記洗浄液中に超音波を
発出するための振動板と、該振動板を超音波駆動する超
音波振動素子とを備え、前記洗浄液溜内の該洗浄液中で
該超音波が集束された洗浄液を前記噴出口から噴出させ
るために、前記超音波振動素子の直径を（２ｄ）、前記
振動板から前記噴射口までの距離を（Ｌ）、該洗浄液中
を伝搬する超音波の波長を（λ）としたとき、Ｌ＝０．
１×（ｄ2 ／λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）なる範囲に設
定されていることを特徴とする構成を有している。前記
洗浄液溜は円筒管状であるように構成することができ
る。また、前記洗浄液溜は内側に湾曲した円錐状である
ように構成することができる。さらに、前記洗浄液溜の
内壁面で反射する前記超音波の分散成分が、拡散・減衰
され、前記噴射口から噴出された洗浄液内の超音波音圧
の低下が軽減されるように、前記洗浄液溜の内壁面を凹
凸のある面に構成することができる。また、前記洗浄液
溜を円錐形状とし、前記洗浄液溜の内壁面で反射する前
記超音波の分散成分が、拡散・減衰され、前記噴射口か
ら噴出された洗浄液内の超音波音圧の低下が軽減される
ように、前記洗浄液溜の内壁面を凹凸のある面に構成す
ることができる。
に、本発明による噴射形超音波洗浄装置は、洗浄液を溜
めて該洗浄液を噴出させる噴出口を有する洗浄液溜と、
該洗浄液溜に該洗浄液を供給するための洗浄液供給装置
と、該洗浄液溜内に溜められた前記洗浄液中に超音波を
発出するための振動板と、該振動板を超音波駆動する超
音波振動素子とを備え、前記洗浄液溜内の該洗浄液中で
該超音波が集束された洗浄液を前記噴出口から噴出させ
るために、前記超音波振動素子の直径を（２ｄ）、前記
振動板から前記噴射口までの距離を（Ｌ）、該洗浄液中
を伝搬する超音波の波長を（λ）としたとき、Ｌ＝０．
１×（ｄ2 ／λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）なる範囲に設
定されていることを特徴とする構成を有している。前記
洗浄液溜は円筒管状であるように構成することができ
る。また、前記洗浄液溜は内側に湾曲した円錐状である
ように構成することができる。さらに、前記洗浄液溜の
内壁面で反射する前記超音波の分散成分が、拡散・減衰
され、前記噴射口から噴出された洗浄液内の超音波音圧
の低下が軽減されるように、前記洗浄液溜の内壁面を凹
凸のある面に構成することができる。また、前記洗浄液
溜を円錐形状とし、前記洗浄液溜の内壁面で反射する前
記超音波の分散成分が、拡散・減衰され、前記噴射口か
ら噴出された洗浄液内の超音波音圧の低下が軽減される
ように、前記洗浄液溜の内壁面を凹凸のある面に構成す
ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】超音波７を発生させるための超音波振動素
子６は円形である。この円の直径を（２ｄ）、洗浄液２
中の超音波７の波長を（λ）、振動板５から噴出口４ま
での距離を（Ｌ）としたとき、Ｌ＝０．１×（ｄ2 ／
λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）の範囲、すなわち図２に示
す近距離音場Ｓ１の範囲において、超音波７の集束が行
われる。
子６は円形である。この円の直径を（２ｄ）、洗浄液２
中の超音波７の波長を（λ）、振動板５から噴出口４ま
での距離を（Ｌ）としたとき、Ｌ＝０．１×（ｄ2 ／
λ）〜２．０×（ｄ2 ／λ）の範囲、すなわち図２に示
す近距離音場Ｓ１の範囲において、超音波７の集束が行
われる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】洗浄液管路１０の形状によっては、管路１
０を形成する管体１１の内壁面での超音波７の反射によ
る分散成分により、集束した超音波７を乱す場合があ
る。このとき、その反射波を拡散，減衰させることがで
きれば、洗浄液２に超音波７を効率よく伝達することが
できる。このために、後述のように管路１０を形成する
洗浄液溜すなわち管体１１の内壁面を凹凸を有する面と
する構成が挙げられる。この内壁面に衝突した超音波７
の分散成分は拡散あるいは吸収されて減衰する。
０を形成する管体１１の内壁面での超音波７の反射によ
る分散成分により、集束した超音波７を乱す場合があ
る。このとき、その反射波を拡散，減衰させることがで
きれば、洗浄液２に超音波７を効率よく伝達することが
できる。このために、後述のように管路１０を形成する
洗浄液溜すなわち管体１１の内壁面を凹凸を有する面と
する構成が挙げられる。この内壁面に衝突した超音波７
の分散成分は拡散あるいは吸収されて減衰する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】（例４）図８は管路１０を形成するノズル
状の管体１１の内壁面に円周方向に横溝１２を付けたも
のである。この溝１２は、前述の反射波を拡散、減衰さ
せる目的で付けたものである。横溝１２は水流が乱れな
いように、また、横溝１２の中にゴミが溜まり難いよう
に、横溝１２の幅や深さを決めている。噴射形超音波洗
浄装置では、メガヘルツ帯が多く用いられ、水中での波
長はおよそ１ｍｍ以下となる。例えば、その横溝１２の
深さが０．５ｍｍ程度であっても十分な効果がある。図
８には、管路１０を形成するノズル状の管体１１の内壁
面が円錐形状である場合を示している。
状の管体１１の内壁面に円周方向に横溝１２を付けたも
のである。この溝１２は、前述の反射波を拡散、減衰さ
せる目的で付けたものである。横溝１２は水流が乱れな
いように、また、横溝１２の中にゴミが溜まり難いよう
に、横溝１２の幅や深さを決めている。噴射形超音波洗
浄装置では、メガヘルツ帯が多く用いられ、水中での波
長はおよそ１ｍｍ以下となる。例えば、その横溝１２の
深さが０．５ｍｍ程度であっても十分な効果がある。図
８には、管路１０を形成するノズル状の管体１１の内壁
面が円錐形状である場合を示している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】（例５）図９は管路１０を形成するノズル
状の管体１１の内壁面に軸方向に縦溝１３を付けたもの
である。図９には、管路１０を形成するノズル状の管体
１１の内壁面が円錐形状である場合を示している。
状の管体１１の内壁面に軸方向に縦溝１３を付けたもの
である。図９には、管路１０を形成するノズル状の管体
１１の内壁面が円錐形状である場合を示している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】洗浄液２の噴射口４からの距離と音圧を測
定した。これを図１１に示す。図１２の従来、即ち、管
体１１の内壁面に溝を付けていない構造と図８の本発
明、即ち、管体１１の内壁面に円周方向に横溝１２を付
けた構造の２つの超音波洗浄装置を、図１０で示される
構成によりそれぞれ音圧を測定し、比較したものであ
る。ここで、１４は本発明による噴出形超音波洗浄装
置、１５は本発明装置１４内に供給される給水、１６は
本発明装置１４から噴出される水中を伝搬する超音波の
音圧を測定する超音波音圧センサーである。この例では
本発明による構造により、従来の構造に比較して平均３
５％程度の音圧の上昇が確認された。超音波の強い弱い
は、超音波の音圧によって決まる。洗浄効果は超音波が
強い方がよい。
定した。これを図１１に示す。図１２の従来、即ち、管
体１１の内壁面に溝を付けていない構造と図８の本発
明、即ち、管体１１の内壁面に円周方向に横溝１２を付
けた構造の２つの超音波洗浄装置を、図１０で示される
構成によりそれぞれ音圧を測定し、比較したものであ
る。ここで、１４は本発明による噴出形超音波洗浄装
置、１５は本発明装置１４内に供給される給水、１６は
本発明装置１４から噴出される水中を伝搬する超音波の
音圧を測定する超音波音圧センサーである。この例では
本発明による構造により、従来の構造に比較して平均３
５％程度の音圧の上昇が確認された。超音波の強い弱い
は、超音波の音圧によって決まる。洗浄効果は超音波が
強い方がよい。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 羽田野 甫
神奈川県藤沢市鵠沼松が岡５−11−16
Ｆターム(参考） 3B201 AA46 BB24 BB85 BB92
4D074 AA09 BB03 DD02 DD32
Claims (4)
- 【請求項１】 洗浄液を溜め該洗浄液を噴出させる噴出
口を有する洗浄液溜と、該洗浄液溜に該洗浄液を供給す
るための洗浄液供給装置と、該洗浄液溜内に溜められた
前記洗浄液中に超音波を発出するための振動板と、該振
動板を超音波駆動する超音波振動素子とを備え、前記洗
浄液溜内の該洗浄液中で該超音波が集束された洗浄液を
前記噴出口から噴出させるために、前記超音波振動素子
の直径を（２ｄ）、前記振動板から前記噴射口までの距
離を（Ｌ）、該洗浄液中を伝搬する超音波の波長を
（λ）としたとき、Ｌ＝０．１×（ｄ2 ／λ）〜２．０
×（ｄ2 ／λ）なる範囲に設定されていることを特徴と
する超音波洗浄装置。 - 【請求項２】 前記洗浄液溜が円筒管状であることを特
徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装置。 - 【請求項３】 前記洗浄液溜が内側に湾曲した円錐状で
あることを特徴とする請求項１に記載の超音波洗浄装
置。 - 【請求項４】 前記洗浄液溜の内壁面で反射する前記超
音波の分散成分が、拡散・減衰され、前記噴射口から噴
出された洗浄液内の超音波音圧の低下が軽減されるよう
に、前記洗浄液溜の内壁面が凹凸を有する面に構成され
ていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれ
かに記載の超音波洗浄装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002070072A JP2003266034A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 噴射形超音波洗浄装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002070072A JP2003266034A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 噴射形超音波洗浄装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003266034A true JP2003266034A (ja) | 2003-09-24 |
Family
ID=29200742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002070072A Pending JP2003266034A (ja) | 2002-03-14 | 2002-03-14 | 噴射形超音波洗浄装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003266034A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7934703B2 (en) | 2005-03-11 | 2011-05-03 | Akira Tomono | Mist generator and mist emission rendering apparatus |
| JP2014508633A (ja) * | 2010-12-08 | 2014-04-10 | コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ | 粒径の可変スペクトルにわたり液滴を生成するための方法および装置 |
| CN103831733A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-06-04 | 山东大学 | 超声振动辅助流化微细磨料供给装置 |
| JP7088461B1 (ja) * | 2021-04-16 | 2022-06-21 | 守 笹川 | 超音波洗浄装置 |
-
2002
- 2002-03-14 JP JP2002070072A patent/JP2003266034A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7934703B2 (en) | 2005-03-11 | 2011-05-03 | Akira Tomono | Mist generator and mist emission rendering apparatus |
| JP2014508633A (ja) * | 2010-12-08 | 2014-04-10 | コミシリア ア レネルジ アトミック エ オ エナジーズ オルタネティヴズ | 粒径の可変スペクトルにわたり液滴を生成するための方法および装置 |
| US9943874B2 (en) | 2010-12-08 | 2018-04-17 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Method and device for generating droplets over a variable spectrum of particle sizes |
| CN103831733A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-06-04 | 山东大学 | 超声振动辅助流化微细磨料供给装置 |
| JP7088461B1 (ja) * | 2021-04-16 | 2022-06-21 | 守 笹川 | 超音波洗浄装置 |
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|
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Effective date: 20081031 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081202 |
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| A521 | Written amendment |
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