本發(fā)明涉及利用超聲波除去例如硬質(zhì)樹脂或金屬等制成的模制品上產(chǎn)生的毛刺的技術(shù)。

背景技術(shù)：

目前，已知有一種技術(shù)，其為了從同時(shí)實(shí)施裝飾和成型而形成的模制品上除去箔毛刺(foil burr)，將模制品浸泡在去毛刺清洗槽中，并以溶解于清洗液中的溶氧量(溶解于液體中的空氣的量，為了便于測(cè)量而表示為溶氧量，下同)為1.5mg/L以下，且清洗液的液溫為30℃～55℃的狀態(tài)發(fā)射超聲波，從而除去毛刺。

另一方面，還已知有一種技術(shù)，其在對(duì)超聲波清洗液進(jìn)行脫氣且進(jìn)行超聲波去毛刺時(shí)，以在清洗液的液面上覆蓋液面隔離部件的狀態(tài)進(jìn)行去毛刺，以防空氣溶解至清洗液中(例如參照專利文獻(xiàn)2)。

【在先技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

專利文獻(xiàn)1：日本公報(bào)、特開2007-98817號(hào)

專利文獻(xiàn)2：日本公報(bào)、特開2010-69690號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

但是，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，在通過(guò)超聲波除去毛刺時(shí)，盡管30℃～55℃左右的液溫適合從同時(shí)實(shí)施裝飾和成型而形成的模制品上除去箔毛刺，但是，對(duì)于提高空穴(cavitation)的沖擊力，更為有效地從硬質(zhì)樹脂或金屬等制成的模制品上除去毛刺來(lái)說(shuō)，上述液溫下存在問(wèn)題。

另外，還發(fā)現(xiàn)僅在液面上覆蓋液面隔離部件，對(duì)于保持清洗液的脫氣度來(lái)說(shuō)是有限的。

因此，本發(fā)明的目的在于，在向去毛刺清洗水中發(fā)射超聲波而從模制品上除去毛刺時(shí)，更進(jìn)一步提高通過(guò)超聲波而產(chǎn)生的空穴的沖擊力，從而能夠有效地除去毛刺。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的超聲波去毛刺裝置，通過(guò)將具有毛刺的模制品浸泡在去毛刺清洗水中，并向該去毛刺清洗水中發(fā)射超聲波，從而除去毛刺，其具備：清洗水儲(chǔ)存槽，其能夠儲(chǔ)存去毛刺清洗水，并且，在將所發(fā)射的超聲波頻率的波的波長(zhǎng)設(shè)為λmm時(shí)，所述清洗水儲(chǔ)存槽的深度為1.25λmm；超聲波發(fā)射機(jī)構(gòu)，其配置在所述清洗水儲(chǔ)存槽的底面?zhèn)?，并且能夠?W/cm²以上的功率密度向去毛刺清洗水中發(fā)射頻域?yàn)?8KHz～28KHz的超聲波；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，其使浸泡在去毛刺清洗水中的模制品沿上下方向以至少1/2λmm的行程上下運(yùn)動(dòng)；脫氣機(jī)構(gòu)，其用于對(duì)去毛刺清洗水進(jìn)行脫氣以使其溶氧量在1mg/L以下；以及冷卻機(jī)構(gòu)，其用于將去毛刺清洗水冷卻并保持在4℃～8℃；并且，所述清洗水儲(chǔ)存槽中設(shè)有遮蔽機(jī)構(gòu)，所述遮蔽機(jī)構(gòu)通過(guò)使去毛刺清洗水在去毛刺清洗水的水面上流動(dòng)，從而防止清洗水儲(chǔ)存槽內(nèi)的去毛刺清洗水的溶解氧增加。

此時(shí)，優(yōu)選將所述超聲波發(fā)射機(jī)構(gòu)的頻域設(shè)為24KHz～28KHz或18KHz～22KHz。

在此，通過(guò)將去毛刺清洗水的溶氧量設(shè)為1mg/L以下、水溫設(shè)為4℃～8℃，且將超聲波發(fā)射機(jī)構(gòu)的功率密度設(shè)為2W/cm²以上，能夠強(qiáng)力提高空穴的沖擊力，從而能夠提高去毛刺效果，但是，當(dāng)產(chǎn)生如此強(qiáng)大的空穴的沖擊力時(shí)，超聲波振動(dòng)板或清洗水儲(chǔ)存槽的壁部等容易受損。因此，通過(guò)將清洗水的深度設(shè)為1.25λmm而使水面處的超聲波頻率的波的振幅變?yōu)樽钚。瑥亩軌虮苊獬暡ㄕ駝?dòng)板或清洗水儲(chǔ)存槽的壁部等破損的可能性。另外，水溫在4℃左右更加適宜，但是，當(dāng)水溫低于4℃時(shí)，需要將用于對(duì)水進(jìn)行冷卻的熱交換器的溫度設(shè)在零下幾度以下，因此，熱交換器的水的循環(huán)通道有可能會(huì)結(jié)冰，因而將水溫設(shè)為4℃以上，另外，當(dāng)水溫超過(guò)8℃時(shí)沖擊力變?nèi)酰蚨鴮⑺疁氐臏囟确秶O(shè)為4℃～8℃。

另外，由于超聲波頻率的波的振幅最大的位置處的沖擊力強(qiáng)，去毛刺效果好，因此，在向清洗水中發(fā)射超聲波的期間使模制品以至少1/2λmm的行程上下運(yùn)動(dòng)，從而使模制品的所有部分均經(jīng)過(guò)超聲波頻率的波的最大振幅的位置處。

另外，在利用使清洗水在清洗水的水面上流動(dòng)的遮蔽機(jī)構(gòu)而防止空氣從液面侵入清洗水中而導(dǎo)致溶解氧增加的情況下，能夠有效地防止清洗水儲(chǔ)存槽內(nèi)的清洗水中的溶解氧增加，從而能夠防止空穴的沖擊力降低。

(發(fā)明效果)

在使用超聲波除去模制品的毛刺時(shí)，通過(guò)將清洗水的溶氧量保持在規(guī)定值以下，將水溫保持在規(guī)定范圍內(nèi)，并將超聲波的功率密度設(shè)為規(guī)定值以上，從而能夠產(chǎn)生具有極強(qiáng)沖擊力的空穴，另外，此時(shí)通過(guò)使清洗水中的模制品以規(guī)定的行程上下運(yùn)動(dòng)，從而能夠飛躍性地提高去毛刺效果。

另外，通過(guò)將水面高度設(shè)定為規(guī)定值，能夠避免超聲波振動(dòng)板或清洗水儲(chǔ)存槽的壁部等受損。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明涉及的超聲波去毛刺裝置的整體構(gòu)成的簡(jiǎn)圖。

圖2是將清洗水儲(chǔ)存槽部分放大進(jìn)行表示的說(shuō)明圖。

圖3是沿圖2中的A-A線將擺動(dòng)機(jī)構(gòu)剖切的說(shuō)明圖。

(符號(hào)說(shuō)明)

1…超聲波去毛刺裝置

2…清洗水儲(chǔ)存槽

3…冷水機(jī)

5…中空纖維組件

6…超聲波發(fā)射機(jī)構(gòu)

9…擺動(dòng)機(jī)構(gòu)

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及的超聲波去毛刺裝置被構(gòu)成為如下裝置，即：在向去毛刺清洗水中發(fā)射超聲波而從模制品上除去毛刺時(shí)，能夠更進(jìn)一步提高通過(guò)超聲波而產(chǎn)生的空穴的沖擊力，從而能夠有效地除去毛刺，其特征在于，能夠減少溶解于清洗水中的溶氧量，并且，在清洗過(guò)程中，能夠有效防止因空氣進(jìn)入清洗水中而導(dǎo)致溶氧量增加，而且能夠?qū)⑶逑此乃疁乩鋮s至規(guī)定溫度而產(chǎn)生強(qiáng)有力的空穴，從而除去毛刺。

在此，通過(guò)超聲波除去毛刺的方法是指如下方法，即：將模制品浸泡在去毛刺清洗水中，并向清洗水中發(fā)射超聲波而在清洗水中產(chǎn)生球狀星云型空穴(微小真空核群)，從而通過(guò)該空穴的產(chǎn)生和消失時(shí)的正與負(fù)的反復(fù)所產(chǎn)生的沖擊力除去毛刺，其特征在于，適合除去金屬模制品、硬質(zhì)樹脂模制品或復(fù)合材料模制品等的各種材質(zhì)的模制品上的毛刺。

如圖1所示，本超聲波去毛刺裝置1具備：用于儲(chǔ)存去毛刺清洗水的清洗水儲(chǔ)存槽2；作為用于對(duì)注入該清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水進(jìn)行冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)的一部分的冷水機(jī)3；供清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水進(jìn)行循環(huán)的循環(huán)通道4；作為設(shè)置在該循環(huán)通道4的中途部分且用于從清洗水中除去溶解氧的脫氣機(jī)構(gòu)的中空纖維組件5；以及配設(shè)在清洗水儲(chǔ)存槽2的底面?zhèn)鹊某暡òl(fā)射機(jī)構(gòu)6，并且，本超聲波去毛刺裝置1在將模制品浸泡在清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水中之后，通過(guò)超聲波發(fā)射機(jī)構(gòu)6發(fā)射超聲波，從而除去毛刺。

另外，該超聲波去毛刺裝置1還設(shè)有排水通道7和供水通道8，其中，排水通道7用于排出循環(huán)通道4中循環(huán)的臟清洗水，供水通道8用于補(bǔ)充新的清洗水，另外，清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)設(shè)有后述的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9(圖3)，該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9用于使模制品以規(guī)定的行程上下運(yùn)動(dòng)。

上述循環(huán)通道4中設(shè)有循環(huán)泵11、過(guò)濾單元12等，其中，循環(huán)泵11用于從與清洗水儲(chǔ)存槽2鄰接的溢流槽10中抽取清洗水，另外，上述中空纖維組件5與真空泵13連接，從而使脫氣后的清洗水經(jīng)由作為冷卻機(jī)構(gòu)的一部分的熱交換器14而返回清洗水儲(chǔ)存槽2中。

另外，中空纖維組件5的脫氣能力設(shè)為：能夠脫氣至溶氧量為1mg/L以下。

上述超聲波發(fā)射機(jī)構(gòu)6具有超聲波振動(dòng)板15，該超聲波振動(dòng)板15通過(guò)與超聲波振蕩器連接而能夠發(fā)射頻域?yàn)?8KHz～28KHz、功率密度為2W/cm²以上的超聲波，并且，上述超聲波發(fā)射機(jī)構(gòu)6能夠從清洗水儲(chǔ)存槽2的底面朝向上方向清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水發(fā)射超聲波。

而且，在本實(shí)施例中，構(gòu)成頻域?yàn)?8KHz～22KHz和頻域?yàn)?4KHz～28KHz的兩種機(jī)型。

另外，上述冷水機(jī)3能夠?qū)⑶逑此鋮s至4℃左右的溫度，并經(jīng)由熱交換器14注入清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)。

接著，根據(jù)圖2對(duì)清洗水儲(chǔ)存槽2的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。

如上所述，在清洗水儲(chǔ)存槽2的旁邊設(shè)有溢流槽10，并且，在將從上述超聲波振動(dòng)板15發(fā)射出的超聲波頻率的波(點(diǎn)劃線)的波長(zhǎng)設(shè)為λmm時(shí)，清洗水儲(chǔ)存槽2的深度為1.25λmm。如圖2所示，該深度是從底面處的超聲波振動(dòng)板15發(fā)射出的超聲波頻率的波的振幅在清洗水的水面上變?yōu)樽钚〉纳疃?，通過(guò)設(shè)置成這樣的深度，能夠防止超聲波振動(dòng)板15或清洗水儲(chǔ)存槽2等破損這樣的不良情況。

相對(duì)于此，若水面的高度位于超聲波頻率的波的振幅大的位置處，則會(huì)對(duì)超聲波振動(dòng)板15或清洗水儲(chǔ)存槽2的壁部等施加較大的沖擊力，從而容易導(dǎo)致該部分發(fā)生破損。

在此，根據(jù)其與波長(zhǎng)λ的關(guān)系對(duì)清洗水儲(chǔ)存槽2的具體深度說(shuō)明如下：例如，在18KHz～22KHz的頻域中以20KHz的頻率為代表，24KHz～28KHz的頻域中以25KHz的頻率為代表時(shí)，頻率為20KHz的波長(zhǎng)λ為75mm，頻率為25KHz的波長(zhǎng)λ為60mm。因此，頻率為20KHz時(shí)的儲(chǔ)存槽的深度為93.75mm，頻率為25KHz時(shí)的儲(chǔ)存槽的深度為75mm。

而且，在將清洗水儲(chǔ)存槽2的深度設(shè)定為這樣的值的情況下，當(dāng)注入的清洗水超過(guò)該深度時(shí)便會(huì)流入溢流槽10，從而能夠防止超聲波振動(dòng)板15等受損。

另外，該清洗水儲(chǔ)存槽2中設(shè)有能夠?qū)⑶逑此畠?chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水的水溫保持在4℃～8℃的冷卻機(jī)構(gòu)的一部分，該冷卻機(jī)構(gòu)的一部分通過(guò)將狹縫孔(slit pore)y、z的位置設(shè)定在特定位置而構(gòu)成。即，在將經(jīng)循環(huán)通道4進(jìn)行循環(huán)的清洗水經(jīng)由上述熱交換器14再次注入清洗水儲(chǔ)存槽2時(shí)，通過(guò)從清洗水儲(chǔ)存槽2的、呈超聲波頻率的波的振幅最大的高度位置處的狹縫孔y、z注入冷水，從而能夠?qū)⑶逑此畠?chǔ)存槽2的整個(gè)區(qū)域內(nèi)的清洗水的溫度均勻地保持在4℃～8℃。

這是因?yàn)椋撼食暡l率的波的振幅最大的位置是因?yàn)榭昭ㄆ屏讯骨逑此臏囟瘸噬呲厔?shì)的位置，因此，從狹縫孔y、z注入的冷水能夠?qū)⒃撐恢糜行У剡M(jìn)行冷卻，從而能夠有效地將清洗水儲(chǔ)存槽2的整個(gè)區(qū)域內(nèi)的溫度保持在4℃～8℃。

另外，此時(shí)，同時(shí)從與清洗水的水面大致同等高度位置處的狹縫孔x也注入冷水，但是，從該狹縫孔x注入的清洗水在水面上流至溢流槽10中，因此，與空氣直接接觸而溶解氧增加的清洗水直接流入溢流槽10內(nèi)，從而具有作為防止清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水的溶解氧增加的遮蔽機(jī)構(gòu)的效果。

另外，這些狹縫孔x、y、z是在圖2所示的清洗水儲(chǔ)存槽2的紙面垂直方向上較長(zhǎng)，從而能夠向清洗水儲(chǔ)存槽2的整個(gè)區(qū)域內(nèi)注入清洗水這樣的長(zhǎng)孔。

而且，從這些狹縫孔x、y、z注入的清洗水呈層狀地流動(dòng)，并且在流動(dòng)至對(duì)置壁附近時(shí)變?yōu)閰R入最上層的溢流這樣的流向。

另外，在清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)或溢流槽10內(nèi)的規(guī)定位置處設(shè)有熱電偶，從而能夠測(cè)量該位置處的清洗水的溫度。

另一方面，上述超聲波頻率的波的振幅最大的位置也是清洗水的沖擊力強(qiáng)，從而去毛刺效果好的位置。

因此，本發(fā)明中設(shè)有擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9，該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9使浸泡在清洗水儲(chǔ)存槽2的清洗水中的模制品以規(guī)定的行程上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而能夠使模制品的所有部位均經(jīng)過(guò)振幅最大的位置，以下，根據(jù)圖3對(duì)該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9進(jìn)行說(shuō)明。

該擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9具有：沿縱向設(shè)置于清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的兩側(cè)側(cè)壁上的滑動(dòng)導(dǎo)軌16、能夠沿該滑動(dòng)導(dǎo)軌16上下滑動(dòng)的滑動(dòng)承載臺(tái)17、以及用于驅(qū)動(dòng)該滑動(dòng)承載臺(tái)17的驅(qū)動(dòng)部18，并且，通過(guò)使該驅(qū)動(dòng)部18進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，從而使滑動(dòng)承載臺(tái)17以至少波長(zhǎng)1/2λmm的行程上下運(yùn)動(dòng)。

另外，在本實(shí)施例中，將該行程量設(shè)定為(1/2λ+10)mm。

而且，在將模制品浸入清洗水中時(shí)，將模制品放入圖3所示的網(wǎng)狀的籃筐20中，并將籃筐20浸入清洗水中，并且將籃筐20的底面支撐在滑動(dòng)承載臺(tái)17上。

對(duì)于上述超聲波去毛刺裝置的作用等進(jìn)行說(shuō)明。

將模制品浸入清洗水儲(chǔ)存槽2的清洗水中。此時(shí)，將模制品放入籃筐20中，連同籃筐20一同浸入清洗水中并載置于滑動(dòng)承載臺(tái)17上。

另一方面，清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水被脫氣至溶氧量在1mg/L以下，且水溫被維持在4℃～8℃。

當(dāng)將模制品浸泡在清洗水中時(shí)，通過(guò)超聲波發(fā)射機(jī)構(gòu)6以功率密度為2W/cm²以上的輸出功率發(fā)射頻域?yàn)?8KHz～28KHz的超聲波，并且通過(guò)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)9而使滑動(dòng)承載臺(tái)17以(1/2λ+10)mm的行程沿上下方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

于是，在清洗水中，反復(fù)發(fā)生大量空穴的產(chǎn)生與消失，從而通過(guò)該沖擊力而從模制品上除去毛刺，根據(jù)清洗水的溶氧量、水溫而使該沖擊力變強(qiáng)。另外，通過(guò)籃筐20的上下運(yùn)動(dòng)，必然會(huì)使模制品經(jīng)過(guò)超聲波頻率的波的振幅最大的位置，因而去毛刺效果極高。

另外，在此期間，清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水經(jīng)由循環(huán)通道4進(jìn)行循環(huán)，并且，在循環(huán)過(guò)程中，通過(guò)中空纖維組件5將溶氧量保持在1mg/L以下，且通過(guò)熱交換器14將水溫保持在4℃～8℃，然后再次返回清洗水儲(chǔ)存槽2中。

而且，從狹縫孔x注入的清洗水在水面上流動(dòng)并流入溢流槽10內(nèi)，從而防止清洗水儲(chǔ)存槽2內(nèi)的清洗水的溶氧量升高，因此，不會(huì)因?yàn)槿芙庋醯脑黾佣鴮?dǎo)致空穴的沖擊力降低，進(jìn)而，能夠通過(guò)從狹縫孔y、z注入的清洗水而防止水溫升高，均可以有效地維持空穴的沖擊力。

另一方面，由于水面的位置是超聲波頻率的波的振幅最小的位置，因此，即使在如此強(qiáng)大的沖擊力下，也能夠防止超聲波振動(dòng)板15或清洗水儲(chǔ)存槽2的壁部等破損這樣的不良情況。

然而，以下數(shù)據(jù)是通過(guò)壓電元件測(cè)量因?yàn)闇囟榷鸬某暡ǖ穆晧?沖擊力的強(qiáng)度與聲壓成比例)的變化而得到的數(shù)據(jù)。

這是將儲(chǔ)存槽(寬度660mm、深度480mm)分割為9個(gè)區(qū)域，并將溶氧量設(shè)為1mg/L以下、頻率設(shè)為25KHz、功率密度設(shè)為2W/cm²、連續(xù)振蕩時(shí)的水溫設(shè)為10.4℃、9.2℃、6.2℃、5.0℃時(shí)的各區(qū)域的聲壓數(shù)據(jù)。

[表1]

另外，以下數(shù)據(jù)是在水溫為9.6℃時(shí)和水溫為5.2℃時(shí)除去模制品閥體上的毛刺，并測(cè)量毛刺的殘留長(zhǎng)度的結(jié)果。

[表2]

從該結(jié)果可以證實(shí)，水溫越低沖擊力越強(qiáng)，去毛刺效果也越好。

因此，在本發(fā)明中，能夠有效地除去現(xiàn)有技術(shù)中難以除去的毛刺。

另外，本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式。具有與本發(fā)明的權(quán)利要求書中所記載的事項(xiàng)實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)成，并且能夠?qū)崿F(xiàn)相同的作用效果的技術(shù)內(nèi)容也屬于本發(fā)明的技術(shù)范圍。

(產(chǎn)業(yè)上的可利用性)

在超聲波去毛刺裝置中，由于能夠使空穴的沖擊力變得極強(qiáng)，從而能夠除去現(xiàn)有技術(shù)中難以除去的毛刺，因而今后有望得到廣泛普及。