CN100336611C - 零件类的清洗装置及清洗方法 - Google Patents

Abstract

清洗装置，它是由在前述清洗容器(4)内强制流通的清洗液(1)清洗被组装在清洗液(1)的循环管路(3)中的清洗容器(4)内的被清洗物的装置，其具备将被清洗物的微细的贯通孔的贯通方向保持为与前述清洗液(1)的液流方向成相同方向或者与其相近的方向的被清洗物的保持装置，高压清洗液流在贯通孔内通过。另外，清洗方法，交替地反复进行超声波清洗、和使高压清洗液流在被清洗物的贯通孔内通过的高压清洗，或者同时进行超声波清洗和高压清洗。

Description

零件类的清洗装置及清洗方法

技术领域

本发明涉及由陶瓷、玻璃和金属等形成的精密零件的清洗方法及清洗装置。更详细地说，涉及用于由清洗液除去以套管(フェル一ル)和组合套筒(割りスリ一ブ)(下面，称为套管类)为首的精密加工零件的研磨(磨削)工序后的表面和贯通孔内部的磨料(磨粒)、颗粒和毛刺的清洗方法及清洗装置。

背景技术

在制造光连接器的套管类、发动机的喷油嘴、注射针等精密加工零件的情况下，需要多次的研磨工序，对每个研磨工序都需要进行研磨液的脱脂清洗、磨料、颗粒类的去除。这是因为，由于在备研磨工序中所使用的研磨液和磨料的种类不同，因此当将研磨液成分和磨料带入下一工序时，例如，会产生由不同种类磨料的混合而导致的研磨加工不良、由磨料的烧结导致的磨料的不能除去、和由研磨液的混合导致脱脂清洗变得困难等不良状况。

以往，被大多数制造厂商所采用的套管类的清洗方法，是以在将套管类放置在专用夹具上的状态、或者以将套管类从专用夹具上取下而零散地放入清洗笼等中的状态，由超声波清洗装置、刷子式清洗装置或高压喷水清洗装置等清洗(特开平11-47705号公报)。

如果是超声波清洗装置，能够一次处理大量的套管类，但是由于被清洗物的构造方面的原因，清洗液难以浸透到贯通孔内部，另外，容易因为空化效应而产生气泡，因为积存在套管类的锥形部分的气泡不能除去，所以超声波无法传播而变得不能清洗。另外，刷子式清洗装置，金属丝的碎片有时也会扎入套管内，清洗方法本身就存在问题。另外，高压喷水方式能够确保某种程度的清洗性，但是具有生产性的问题、和清洗液雾沫的问题。这样以往的清洗装置，在清洗性和生产性等方面不能全部满足。

另外，现在，通常被使用在清洗装置上的碱性系列清洗剂，与氟利昂和氯系溶剂不同，因为不用担心臭氧层破坏等所以被广泛地用于零件的清洗，但是因为在清洗性方面不理想，所以大多情况下要在高温、高浓度下清洗比较长时间，这就存在有操作者的安全性、废液的中和处理等作业性、稳定性氧化锆等的零件侵蚀等各种问题。

进而，在具有微细的贯通孔的套管类中，除了在贯通孔内容易存留磨料、研磨液和毛刺等以外，孔径越小清洗液和漂洗液就越难以浸透到贯通孔内，清洗就变得非常困难。特别是，在使用表面张力较大的水(纯水)和碱性清洗剂等的水系清洗剂的时候，这种倾向变得更显著，不仅是清洗，漂洗和干燥也需要较长时间。

本发明，是鉴于这一点而提出的，其目的在于提供一种能够有效地清洗以套管类为首具有微细的贯通孔的精密零件的零件类的清洗装置及清洗方法。

发明内容

作为本发明的一个方案的清洗装置，是利用在前述清洗容器内强制流通的清洗液清洗被组装在清洗液的循环管路中的清洗容器内的被清洗物的装置中，其特征在于，具备将具有微细的贯通孔的被清洗物以该贯通孔的贯通方向与前述清洗液的液流方向成为相同方向或者与其接近的方向的方式保持的保持装置，且被构成为高压清洗液流在被清洗物的贯通孔内通过。

另外，优选构成为，由前述保持装置将前述清洗容器内隔开为上室和下室，流入到前述上室中的前述清洗液主要通过被清洗物的贯通孔而到达前述下室。

另外，前述保持装置，优选构成为具备间隙嵌入被清洗物的多个保持用凹部、和设置在该保持用凹部的底部的比该保持用凹部更小径的流通孔，且间隙嵌入在前述保持用凹部的前述被清洗物的贯通孔和前述流通孔连通。

另外，优选为具备利用超声波清洗被清洗物的超声波清洗装置。

作为本发明的一个方案的零件类的清洗方法，其特征在于，由本发明的零件类的清洗装置，交替地反复进行超声波清洗、和使高压清洗液流在被清洗物的贯通孔内通过的高压清洗。

作为本发明的另一形态的零件类的清洗方法，其特征在于，由本发明的零件类的清洗装置，同时进行超声波清洗、和使高压清洗液流在被清洗物的贯通孔内通过的高压清洗。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的清洗装置的概略图。

图2中(a)是该装置的固定夹具的平面图，(b)是该固定夹具的剖视图，(c)是该固定夹具的放大剖视图。

图3是表示该装置的清洗容器的剖视图。

图4是表示该装置的清洗容器的剖视图。

图5是表示该装置的清洗容器的剖视图。

图6是表示该装置的固定夹具的筐体的立体图。

图7是表示本发明的另一实施方式的清洗装置的概略图。

图8是表示该装置的清洗容器的剖视图。

图9是表示该装置的清洗工序的图。

图10表示该装置的清洗容器的剖视图。

图11表示该装置的清洗容器的剖视图。

图12是表示比较例的清洗装置的概略图。

具体实施方式

下面，参照附图说明实施的方式。

下面，根据附图说明本实施方式。

如从在图1中概略地表示的整体的流程图所清楚地表明的那样，零件类的清洗装置，具备储存有清洗液1的液槽2、在液槽2的出液口2a和回液口2b之间使清洗液1循环的循环管路3、和被设置在循环管路3的中途收容被清洗物的清洗容器4及强制循环用的送液泵5，由此就能够实现在清洗容器4内使清洗液1沿纵向流通而清洗被清洗物的方法(下面，称为直通式清洗法)。再者，作为直通式清洗法，使用了直通(ダィレクトパス)清洗装置(荒川化学工业(有限)、商品名、专利第2621800号)的直接通过清洗方法较为适合。

在清洗容器4的纵向的中间部的内壁面上遍及全周地设置有夹具支架12，并在该夹具支架12上载置后述的固定夹具(保持装置)11，由此清洗容器4被划分为上室4a和下室4b。固定夹具11的外周部遍及全周地与夹具支架12接触，另外，如果在该接触部分上设置图未示的密封部，则能够防止清洗容器4的上室4a的清洗液1通过前述接触部分漏入下室4b。另外，如图3所示在清洗容器4中设置有清洗液1的流入口4c及流出口4d。

清洗容器4的上室4a的流入口4c被连接在排气(真空)管路6上，下室4b的流出口4d被连接在用于将清洗液1送回液槽2的回送管路10上。在排气(真空)管路6上设置有图未示的真空泵，从清洗容器4的前面的循环管路3分支有支流管路7，在循环管路3中设置有图未示的过滤器，清洗液1全部由该过滤器过滤。

在循环管路3、支流管路7、排气(真空)管路6及回送管路10上设置有阀V1～V4，通过这些阀V1～V4的开关操作进行循环管路3和排气(真空)管路6的切换，另外，通过利用支流管路7而将清洗液1直接送回液槽2中的流量调节，就能控制清洗容器4的内压而防止由送液泵导致的清洗容器4的内压的急剧上升。再者，清洗容器4为耐压构造，清洗容器的上端由盖8闭塞，在该盖8上安装有用于监视清洗容器4的内压的压力计。

另外，在清洗装置上，具备图未示的漂洗液的液槽、漂洗液的循环管路、排液(液切り)用的压缩机、干燥用的鼓风机及加热器、送风管路等，循环管路及送风管路被连接在清洗容器4上。这样，在清洗完被放置在固定夹具11上的被清洗物后，能够在同一清洗容器4内进行漂洗、排液及干燥。

如图2所示，固定夹具11呈板状，并形成有用于间隙嵌合套管(被清洗物的一例)A的多个保持用凹部11a，各保持用凹部11a的下端部被形成为圆锥状，该下端部与比保持用凹部11a更小径的流通孔11b连通。另外，在固定夹具11的两侧部上竖立设置有倒U字状的把手。

再者，如后所述，只要是清洗液1主要通过套管A的贯通孔A1而到达清洗容器4的下室4b那样的结构，保持用凹部11a及流通孔11b的形状和位置等不受限制，例如，也可设定为在一个保持用凹部11a中能够间隙地嵌合多个套管A。

而且，通过将具有微细的贯通孔A1的套管A间隙嵌合在固定夹具11的保持用凹部11a中，从而将套管A竖立保持，并且套管A的贯通孔A1和固定夹具11的流通孔11b连通。固定夹具11，只要是能够承受由于通过送液泵5送来的清洗液1而产生的清洗容器4的上室4a和下室4b的压力差，其材质和构造没有特别地限定。

另外，固定夹具11由夹具支架12支持，但是当与夹具支架12的接触面积较小、固定夹具11的刚性较低时，就有由高压的清洗液1而使夹具11破损或变形的担忧。因此，可以以不妨碍通过套管A的贯通孔A1的清洗液流的方式利用补强材料补强固定夹具11，或者增大夹具支架12的支持面积。

固定夹具11，由图3所示的操作装置20收纳在清洗容器4内，清洗后被从清洗容器4中取出。操作装置20，具备朝向外侧的一对钩子20a、可如箭头那样扩大缩小一对钩子20a的间隔地保持它的钩子保持体20b、和使该钩子保持体20b如箭头那样升降及沿水平方向移动的图未示的移动装置。如果使用该操作装置20，则可通过扩大钩子20a的间隔钩住固定夹具11的把手11c，并以该状态使保持体20b下降，从而将固定夹具11载置在清洗容器4的夹具支持架12上。另外，如果清洗结束，则使间隔缩小了的一对钩子20a下降到打开了盖8后的清洗容器4内，然后扩大钩子2 0a的间隔而以钩住固定夹具11的把手11c的状态使钩子20a上升。由此，能够将固定夹具11从清洗容器4中取出。

下面，对套管A的贯通孔A1的清洗方法进行说明。在固定夹具11的保持用凹部11a中嵌入套管A，将该固定夹具11载置在清洗容器4的夹具支架12上，关闭清洗容器4的盖8。然后，打开阀V3，关闭其他的阀V1、V2、V4，使真空泵动作而将清洗容器4内减压。然后，关闭阀V3，只打开阀V4而抽取清洗液1，然后打开阀V1、V2而使送液泵5动作。这样，当送液泵5变为稳定运转状态之后缓慢关闭阀V2，在压力计9显示为规定压力的时刻停止阀V2的关闭动作而保持该状态。再者，清洗容器4内的压力调整，也可以通过使用变换器控制送液泵5的马达的转数来进行。

由此，清洗液1在循环管路3内强制循环，在清洗容器4中清洗液1从上室4a通过套管A的贯通孔A1及固定夹具11的流通孔1b而到达下室4b。此时，清洗液1，几乎不会在固定夹具11及清洗容器4的夹具支架12之间、和套管A及固定夹具11的保持用凹部11a之间通过。

这样，清洗液1主要通过套管A的微细的贯通孔A1而到达清洗容器4的下室4b，因此清洗液1变成高压清洗液流而通过贯通孔A1内，从而能够冲走粘附在贯通孔A1的孔壁上的油分和磨料等异物。

经过规定时间而清洗了套管A的贯通孔A1之后，打开分流阀V2，在清洗容器4的内压下降后使送液泵5停止。

另外，可以如图3那样在清洗容器4上设置激振出超声波的超声波振荡器21，一并应用直通式清洗法和超声波清洗法。超声波振荡器21，通常被设置在清洗容器4的侧壁和底部，在超声波振荡器21上连接着超声波振子。作为超声波振荡器21，可以采用如磁致伸缩型振荡器、电致伸缩性振荡器那样的众所周知的装置。超声波清洗，在关闭阀V3、V4，打开阀V1、V2，使送液泵5动作从而在清洗容器4内充满清洗液1的状态下进行，超声波清洗的时间是在使清洗液1强制循环的前后。

这样，如果一并应用使用了同一清洗容器4的直通式清洗法及超声波清洗法，反复交替地实施两种清洗法，则清洗效率提高，能够以较短时间进行清洗度较高的清洗。特别是，对于在贯通孔A1的孔壁上附着有微粒子等异物的被清洗物很有效。例如，在清洗扎入贯通孔A1的孔壁中的磨料的情况下，在由超声波使磨料从孔壁上分离之后，由高压清洗液流冲洗浮在贯通孔A1内的该磨料。由此，能够缩短清洗时间。另外，不需要确保超声波清洗专用的空间。再者，在同时实施两种清洗法的情况下，因为可由高压清洗液流和超声波同时清洗贯通孔A1，所以除了高压清洗液以外还采用由超声波进行的清洗能力不低的超声波清洗装置。

图4～图6，表示使用筐体13、13A、13B而将固定夹具11收容在清洗容器4内的实施方式。

图4所示的筐体13被形成为板状，在筐体13的上面侧设置有嵌入有固定夹具11的凹部13a，在该凹部13a的底面部设置有与固定夹具11的流通孔11b对应的通液孔13b，当将固定夹具11嵌入到凹部13a上时，各通液孔13b和固定夹具11的各流通孔11b连通。另外，在筐体13的两侧部竖立设置有倒U字状的把手13c。再者，在使用带有把手13c的筐体13、13A、13B的情况下，也可不在固定夹具11上设置把手11c。

图5所示的筐体13A被形成为有底筒状，在筐体13A的底部设置有通液孔13b，在躯干部13d上没有设置通液孔，在形成于筐体13A的上端的外凸缘13e上竖立设置有把手13c。而且，在将收容有固定夹具11的筐体13A放置在清洗容器4内时，将其外凸缘13e载置在清洗容器4的夹具支架12上。

6所示的筐体13B，为了增加被清洗物的处理量，而被构成为能够多段式地收容固定夹具11，在筒状本体13d的一侧面设置开口部13e，在该开口部13e的两侧形成导引槽13f，开闭开口部13e的盖体13i的两缘部被滑动自如地嵌入在导引槽13f中，在本体13d的两侧板上在上下以适当间隔设置有多个夹具支架13g，在本体13d的上端形成外凸缘13h，在该外凸缘13h上安装把手13c。这样，将横盖13f拉起，将固定夹具11从开口部13e插入而载置在各夹具支架13g上，然后用盖体13i闭塞开口部13e，通过将筐体13B的外凸缘13h搭在清洗容器4的夹具支架12上，从而将筐体13B放置在清洗容器4内。

另外，通过在筐体13、13A、13B及固定夹具11的接触部分上、筐体13、13A、13B及清洗容器4的接触部分上，设置图未示的密封部，可以防止清洗液1从该接触部分泄漏。再者，只要能够适应于固定夹具11的大小和形状即可，筐体13、13A、13B的大小和形状没有特别地限定。

图7表示交替地配设直通式清洗专用的清洗容器4和超声波清洗专用的清洗容器41，利用这些清洗容器4、41同时控制多个固定夹具11而交替地进行直通式清洗和超声波清洗的装置。另外在该装置中具备排液用的压缩机(图示省略)及干燥容器42，在该干燥容器42中通过加热器42a及鼓风机42b而被供给暖风。在清洗容器4中没有超声波振荡器21，被收容在清洗容器4内的固定夹具11的套管A，其贯通孔由循环的清洗液1的高压清洗液流清洗。另外，清洗容器41通过由图未示的真空泵带来的减压而抽取清洗液1。

如图8那样在清洗容器41的里面的中间部分上设置有夹具支架41c，清洗容器41被载置在夹具支架41c上的夹具11划分为上室41a和下室41b，在清洗容器41的下部设置有超声波振荡器21。另外，在清洗容器41的上室41a上开口有流出口41d，在下室41b的底部开口有流入口41e，清洗容器41的上端由盖41f闭塞。

图9表示使用了图7所示的装置的清洗工序。再者，在该清洗工序中，利用连续地设置的多个操作装置20间歇式地搬送固定夹具11。

这样，在将被清洗物放置在多个固定夹具11的每一个上之后，将所述的多个固定夹具11放入清洗容器4、41中而对被清洗物进行清洗，然后如箭头所示的那样依次移换到相邻的清洗容器4、41中而交替地进行直通式清洗和超声波清洗，最后移换到干燥容器42中干燥被清洗物。再者，对于附着在被清洗物的贯通孔上的清洗液，在下一工序的直通式清洗之前进行排液而提高在该下一工序中的清洗效率。

再者，作为超声波清洗专用的清洗容器41，可以使用如图10那样在上部及下部设置超声波振荡器21的装置、或如图11那样在左右两侧部设置超声波振荡器21的装置。

作为在以上的清洗装置及清洗方法中所使用的清洗液1，除纯水或工业用水以外，还可以使用烃类溶剂、二醇醚类化合物或者醇类化合物的清洗剂、或者由它们和各种表面活性剂及水等的混合物构成的清洗剂、或由前述混合物构成的乳状液系清洗剂、其他阳离子性、阴离子性、非离子性的清洗剂等各种清洗剂。也可以根据提高该清洗剂的清洗力的目的而适当地使用加热器进行加温而使用。

在该清洗工序中所使用的清洗剂，根据清洗物的材质而不同，但是对陶瓷制套管A，优选为实际使用的溶液的PH为8～14的碱性系列清洗剂。

另外，漂洗液，优选为使用纯水，根据所要求的制品的清洗度可以使用离子交换水或自来水。另外为了提高干燥效率，可以在漂洗工序后使用包含乙醇类或挥发性较高的溶剂成分等的脱水剂。

再者，被清洗物不限于套管A。

实施例的说明

固定夹具1，纵向尺寸×横向尺寸×厚度尺寸为80mm×80mm×5mm，能够装载100个套管(外径为2.5mm、贯通孔的内径为0.125mm、长度为10mm)。

利用图1所示的装置，将放置有结束了研磨工序后的100个套管的固定夹具11载置在清洗容器4的夹具支架上，作为清洗剂使用荒川化学工业(株)制的パィンァルファST-880(商品名)的3％的水溶液，作为漂洗水使用纯水，按照表1所述的那样进行清洗试验。再者，在清洗容器4上设置有超声波振荡器21。清洗液1主要通过套管的微细的贯通孔A1流入下室4b，因此就形成了清洗容器4的上室的内压达到5kg/cm²的高压直通。

比较例，由下面的清洗装置按照表1所述的那样进行清洗试验。比较例的清洗装置，如图12所示具备在底部设置有多个的通液孔100的筐体101，将该筐体101载置在清洗容器102内的支架部103上而将清洗容器102划分为上室104和下室105。而且，不使用固定夹具11将100个套管直接投入到筐体101内，与实施例同样地，使循环管路中的送液泵动作而进行直通清洗。此时，清洗容器的上室的内压不会上升。

试验的结果如表1所示，比较例合格率停留在50％或其以下，而实施例1达到83％，获得了相当好的清洗效果，另外，如实施例2那样在超声波清洗之后进行直通清洗，或者如实施例3那样首先进行超声波清洗，且交替地进行直通清洗和超声波清洗，由此进一步提高合格率。其结果表明实施例1至3适合于套管A的微细的贯通孔A1的清洗。

表1

条件	US清洗1ST-880	DP清洗1ST-880	US清洗2ST-880	DP清洗2ST-880	最终漂洗纯水	干燥	结果(％)合格率(完全率)
								比较例	-	70℃×10分DP	-	-	50℃×10分DP	常温×3分100℃×7分	50％(30％)或其以下
实施例1	-	70℃×10分高压DP	-	-	50℃×10分高压DP	常温×3分100℃×7分	83％(40％)
								实施例2	70℃×5分	50℃×5分高压DP	-	-	50℃×10分高压DP	常温×3分100℃×7分	89％(76％)
实施例3	70℃×5分	50℃×5分高压DP	70℃×5分	50℃×5分高压DP	50℃×10分高压DP	常温×3分100℃×7分	93％(88％)

干燥以直通方式实施。

完全率，表示在套管的贯通孔内完全不残留异物的完全合格样品的百分比。

US是超声波清洗的意思，DP是直通清洗的意思。

根据本发明的零件类的清洗装置及清洗方法，高压的清洗液集中流入被清洗物的贯通孔中，能够提高清洗效果，因此可提高具有难以清洗的微细贯通孔的光连接器的套管类等的精密零件的清洗效果，能够实现较短时间的清洗。另外，与以往通过高压喷水清洗一个一个地冲洗被清洗物而进行清洗的情况相比，能够进行例如数百个单位的清洗，批量生产性提高。

Claims (5)

1.一种零件类的清洗装置，它是由在前述清洗容器内强制流通的清洗液清洗被组装在清洗液的循环管路中的清洗容器内的被清洗物的装置，其特征在于，

具备将具有微细的贯通孔的被清洗物以该贯通孔的贯通方向与前述清洗液的液流方向成为相同方向或与其接近的方向的方式保持的保持装置；

通过由前述保持装置将前述清洗容器内隔开为上室和下室，且使流入到前述上室中的前述清洗液主要通过被清洗物的贯通孔而到达前述下室，从而构成使得高压清洗液流在被清洗物的贯通孔内通过。

2.如权利要求1所述的零件类的清洗装置，其特征在于，前述保持装置，具备间隙嵌入被清洗物的多个保持用凹部、和设置在该保持用凹部的底部的比该保持用凹部更小径的流通孔，且间隙嵌入在前述保持用凹部中的前述被清洗物的贯通孔和前述流通孔连通。

3.如权利要求1所述的零件类的清洗装置，其特征在于，具备利用超声波清洗被清洗物的超声波清洗装置。

4.一种零件类的清洗方法，其特征在于，利用权利要求3所述的清洗装置，交替地反复进行超声波清洗、和使高压清洗液流在被清洗物的贯通孔内通过的高压清洗。

5.一种零件类的清洗方法，其特征在于，由权利要求3所述的清洗装置，同时进行超声波清洗、和使高压清洗液流在被清洗物的贯通孔内通过的高压清洗。

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