超音波洗浄機とは
超音波洗浄機とは水や洗浄液に「超音波」を与えることで発生する微細な気泡（キャビテーション）を利用し、目に見えないレベルの汚れまで強力かつ均一に除去する洗浄装置です。
液中で無数の気泡が瞬時に弾ける力によって、ブラシでは届かない細かな隙間や複雑な形状の内部まで洗浄できる点が大きな特徴です。
超音波を発生させ洗浄する超音波洗浄機は従来の洗浄方法では落とせなかった汚れを洗浄することが可能で、日用品から自動車工業、機械・金属工業、電機工業、金型工業、整備関連工業、歯科・医療分野、製薬工業、食品工業、電子・光学工業、化学・紡績業、化粧品工業、清掃業、リサイクル業まで幅広い分野で使用されています。
液中で無数の気泡が瞬時に弾ける力によって、ブラシでは届かない細かな隙間や複雑な形状の内部まで洗浄できる点が大きな特徴です。
超音波を発生させ洗浄する超音波洗浄機は従来の洗浄方法では落とせなかった汚れを洗浄することが可能で、日用品から自動車工業、機械・金属工業、電機工業、金型工業、整備関連工業、歯科・医療分野、製薬工業、食品工業、電子・光学工業、化学・紡績業、化粧品工業、清掃業、リサイクル業まで幅広い分野で使用されています。
超音波洗浄機の仕組み
超音波洗浄機は2万Hz以上の高周波振動（超音波）を液体に伝え、その振動によって生じる「キャビテーション（空洞現象）」を洗浄力として利用する装置です。
液中の気体分子は、超音波による圧力変化で急速に圧縮と膨張を繰り返し、最終的に「はじけて崩壊」します。
この瞬間に生じる衝撃波（キャビテーションインパルス）が、対象物の表面・凹凸部・微細な隙間に入り込んだ汚れを剥離します。
眼鏡洗浄機のような身近な機器から、工業部品・半導体・精密機器の洗浄まで、幅広い用途で利用されています。
液中の気体分子は、超音波による圧力変化で急速に圧縮と膨張を繰り返し、最終的に「はじけて崩壊」します。
この瞬間に生じる衝撃波（キャビテーションインパルス）が、対象物の表面・凹凸部・微細な隙間に入り込んだ汚れを剥離します。
眼鏡洗浄機のような身近な機器から、工業部品・半導体・精密機器の洗浄まで、幅広い用途で利用されています。
超音波洗浄機の3つの作用
① キャビテーション
超音波洗浄機が汚れを落とすための作用として、まず挙げられるのがキャビテーションです。
キャビテーションとは、超音波によって液体の中で起きた流れに加わる圧力に差が生まれ、それによって短いスパンで泡が発生し、消滅することを繰り返すのですが、その現象のことをキャビテーションといいます。
この消滅する際の破裂で起きる衝撃波を利用して汚れを落とすことをキャビテーション効果といいます。
液体に超音波が当てられると、液体が大きく揺れて圧力が強くかかる部分と弱くかかる部分が生まれます。
圧力が低いところには小さな真空の隙間が生まれます。そこに再度強い圧力がかかることによって押しつぶされて破裂し、衝撃波が発生します。
この衝撃波はとても強力で、アルミ箔に数秒で穴を開けることが出来るほどです。
ですから、頑固なよごれや油汚れ、範囲の広い汚れも落とすことが出来ます。
洗浄機で使用する周波数が低くなればなるほどキャビテーションが大きく発生しますので、破裂する際の衝撃波も大きくなります。そして周波数が高ければ高いほどキャビテーションは小さくなり、衝撃波も小さくなります。
キャビテーションとは、超音波によって液体の中で起きた流れに加わる圧力に差が生まれ、それによって短いスパンで泡が発生し、消滅することを繰り返すのですが、その現象のことをキャビテーションといいます。
この消滅する際の破裂で起きる衝撃波を利用して汚れを落とすことをキャビテーション効果といいます。
液体に超音波が当てられると、液体が大きく揺れて圧力が強くかかる部分と弱くかかる部分が生まれます。
圧力が低いところには小さな真空の隙間が生まれます。そこに再度強い圧力がかかることによって押しつぶされて破裂し、衝撃波が発生します。
この衝撃波はとても強力で、アルミ箔に数秒で穴を開けることが出来るほどです。
ですから、頑固なよごれや油汚れ、範囲の広い汚れも落とすことが出来ます。
洗浄機で使用する周波数が低くなればなるほどキャビテーションが大きく発生しますので、破裂する際の衝撃波も大きくなります。そして周波数が高ければ高いほどキャビテーションは小さくなり、衝撃波も小さくなります。
② 加速度
業務用の超音波洗浄機で汚れを落とすために発生する作用として、分子の加速度というものもあります。
液体に超音波が当たると、液体の分子が振動します。
その分子の振動スピードがどんどん加速していくことで力が生まれ、その力が洗浄するものにぶつかることで汚れを引き剥がして落とします。
使用する周波数が高ければ高いほど、加速度が高まり発生する力が強くなりますので、より細かい部分の汚れも落とすことが出来ます。
ムラがなく、対象物に与えるダメージも比較的小さいので精密機器などのデリケートなものの洗浄にも向いています。
基本的には、キャビテーションによって洗浄したいものの表面に付いた汚れを引き剥がして落としたあとに使用されるものですので、加速度による力のみでは頑固な汚れや範囲の広い汚れを落とすことは出来ません。
液体に超音波が当たると、液体の分子が振動します。
その分子の振動スピードがどんどん加速していくことで力が生まれ、その力が洗浄するものにぶつかることで汚れを引き剥がして落とします。
使用する周波数が高ければ高いほど、加速度が高まり発生する力が強くなりますので、より細かい部分の汚れも落とすことが出来ます。
ムラがなく、対象物に与えるダメージも比較的小さいので精密機器などのデリケートなものの洗浄にも向いています。
基本的には、キャビテーションによって洗浄したいものの表面に付いた汚れを引き剥がして落としたあとに使用されるものですので、加速度による力のみでは頑固な汚れや範囲の広い汚れを落とすことは出来ません。
③ 物理化学的反応促進作用
超音波洗浄機で汚れが落ちるのは、物理的な作用と洗浄液の化学的な作用が上手く組み合わさることが洗浄効果を引き出しているからです。
物理的な作用とは前で説明したキャビテーションや分子の加速度、そして超音波により洗浄液の中に発生する直進流などのことを言い、これらが洗浄したいものに付着している汚れを落として、消滅させます。
そして化学的な作用とは洗浄液そのものの化学的な力や、超音波による化学反応の作用のことを言います。
超音波を当てることによって化学反応が促進され、より汚れを落とす力が強くなります。
超音波洗浄機による洗浄においては、この物理的な作用と化学的な作用のどちらも必要なものであり、どちらかが欠けてしまっても上手く作用することが出来ません。
物理的に汚れを落として、化学的な反応により汚れを完全に取り除くという2つの力の相乗効果が、超音波洗浄機の高い洗浄能力を支えています。
物理的な作用とは前で説明したキャビテーションや分子の加速度、そして超音波により洗浄液の中に発生する直進流などのことを言い、これらが洗浄したいものに付着している汚れを落として、消滅させます。
そして化学的な作用とは洗浄液そのものの化学的な力や、超音波による化学反応の作用のことを言います。
超音波を当てることによって化学反応が促進され、より汚れを落とす力が強くなります。
超音波洗浄機による洗浄においては、この物理的な作用と化学的な作用のどちらも必要なものであり、どちらかが欠けてしまっても上手く作用することが出来ません。
物理的に汚れを落として、化学的な反応により汚れを完全に取り除くという2つの力の相乗効果が、超音波洗浄機の高い洗浄能力を支えています。
他の洗浄機との違い
一般的な水洗いやブラシ洗浄、高圧洗浄では、複雑な形状や細い隙間まで液が十分に行き届かず、油汚れや固着した汚れが落ちにくいことがあります。
また、洗浄に時間がかかるという課題もあります。
一方、超音波洗浄機は、微細な気泡が隙間の奥まで入り込み、頑固な汚れを短時間で剥離します。
加工粉や油分、埃、微粒子にも強く、洗浄ムラが少ないため再現性の高い洗浄が可能です。このことから、超音波洗浄は工業用途や業務用の洗浄方式として最も優れた方法の一つとされています。
また、洗浄に時間がかかるという課題もあります。
一方、超音波洗浄機は、微細な気泡が隙間の奥まで入り込み、頑固な汚れを短時間で剥離します。
加工粉や油分、埃、微粒子にも強く、洗浄ムラが少ないため再現性の高い洗浄が可能です。このことから、超音波洗浄は工業用途や業務用の洗浄方式として最も優れた方法の一つとされています。
周波数で異なる洗浄効果
超音波洗浄機は、使用する周波数によって洗浄性能が大きく変わります。
28kHz付近の低周波はキャビテーションが強く、金属部品や樹脂部品の油汚れ、粗洗浄に適しています。
40kHzは最も汎用性が高く、一般工業部品から精密金属、液晶ガラスまで幅広い対象で安定した洗浄効果を発揮します。
68〜80kHzの中高周波帯では気泡がより微細になり、微細な隙間の洗浄や、ダメージを避けたい繊細な部品の洗浄に向いています。
100〜120kHz前後の高周波になると、半導体、光学レンズ、HDD、CSP基板、シリコンウェハなどの超精密洗浄に使用されます。
200kHz以上の超高周波域になると、キャビテーションが極めて微細となり、ナノレベルの汚れ除去やレンズ表面の最終仕上げ洗浄など、より高度な精密洗浄に利用されます。
一般に、低周波ほど洗浄力（衝撃力）が強く、高周波ほど繊細で微細な洗浄に適しています。
そのため、購入の際は、洗浄したい対象物・汚れの種類・材質に合わせて、最適な周波数を選ぶことが重要です。
詳しくは周波数の違いについて（28kHz/40kHz/68kHz/80kHz/120kHz/200kHz）をご覧下さいませ。
28kHz付近の低周波はキャビテーションが強く、金属部品や樹脂部品の油汚れ、粗洗浄に適しています。
40kHzは最も汎用性が高く、一般工業部品から精密金属、液晶ガラスまで幅広い対象で安定した洗浄効果を発揮します。
68〜80kHzの中高周波帯では気泡がより微細になり、微細な隙間の洗浄や、ダメージを避けたい繊細な部品の洗浄に向いています。
100〜120kHz前後の高周波になると、半導体、光学レンズ、HDD、CSP基板、シリコンウェハなどの超精密洗浄に使用されます。
200kHz以上の超高周波域になると、キャビテーションが極めて微細となり、ナノレベルの汚れ除去やレンズ表面の最終仕上げ洗浄など、より高度な精密洗浄に利用されます。
一般に、低周波ほど洗浄力（衝撃力）が強く、高周波ほど繊細で微細な洗浄に適しています。
そのため、購入の際は、洗浄したい対象物・汚れの種類・材質に合わせて、最適な周波数を選ぶことが重要です。
詳しくは周波数の違いについて（28kHz/40kHz/68kHz/80kHz/120kHz/200kHz）をご覧下さいませ。