JP2000093903A - 洗浄物回転型空中水中洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切削加工等において生じた切り粉や切削油そ
の他の付着物を迅速確実に除去する。 【構成】 洗浄物１０の両端を第１の保持手段３０の回
転アームによって保持し、かつ洗浄室１３の洗浄位置へ
移動し、洗浄液を洗浄ノズル４０から噴射することによ
り空中洗浄を行ない、洗浄液により洗浄室内を満たして
洗浄物１０を沈水状態とし、洗浄ノズル４０から洗浄液
を噴射することにより水中洗浄を行ない、洗浄室１３か
ら全洗浄液を排出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄物を回転させ
て洗浄を行なう型に属する空中水中洗浄装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】金属製品を機械加工により仕上げる場
合、製品には加工によって生じた切り粉や切削油が付着
しているため、これらを取り除くことが必要になる。例
えば、エンジンのシリンダーヘッドであるとかシリンダ
ーブロックなどは上記の製品に該当する。切り粉は製品
に形成された各部に付着したり、穴に入り込んだりして
いるため、完全な除去が容易であるとはいえないという
問題がある。

【０００３】特にアルミニウム製品の場合、鋳鉄ブロッ
クから出る切り粉よりも比重が軽いため、沈み難く、扱
いも面倒である。その結果、洗浄時間が余分に必要とな
り、洗浄液であるとか使用動力量も増加する。前記のエ
ンジンブロックなどの場合、洗浄に要する時間はそのま
ま生産ラインの速度に影響する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の点に着
目してなされたものであり、その課題は、切削加工等に
おいて生じた切り粉や切削油その他の付着物を洗浄物か
ら迅速確実に除去することである。

【０００５】また本発明の他の課題は、洗浄液中の残留
分をなくすことにより、前の洗浄物の異物が後の洗浄物
に再付着するのを防止することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決する本
発明においは、洗浄物を長手方向の両端にて保持手段の
回転アームによって保持し、かつ洗浄室の洗浄位置へ移
動し、洗浄物に対して洗浄液を洗浄ノズルから噴射する
ことにより空中洗浄を行ない、上記洗浄液により洗浄室
内を満たして洗浄物を沈水状態とし、洗浄液を洗浄ノズ
ルから噴射することにより水中洗浄を行ない、その後洗
浄室から全洗浄液を排出するという手段を講じたもので
ある。

【０００７】さらに洗浄室から乾燥室へ移動した洗浄物
に対しても別の保持手段の回転アームによって回転を加
え水切りを行なうとともに、乾燥気体をノズルから噴射
することにより洗浄物の乾燥を行なう構成を付加するこ
とができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に係る洗浄物回転型空中水
中洗浄装置は、洗浄物を回転させて洗浄する型式、構造
を持った装置を意味する。

【０００９】洗浄物を回転することによって洗浄ノズル
が固定の場合でも全面に洗浄液を効果的に噴射すること
ができる。また洗浄物の回転により、洗浄物に付着して
いる例えば切り粉や切削油、埃その他の異物を常に洗浄
物外へ排出するために遠心力を期待することができる。
さらに、洗浄物自体が回転していることにより、噴射さ
れる洗浄液は様々な角度から洗浄物に衝突することにな
り、かつ複雑に作用を及ぼし合うので洗浄力が高められ
る。

【００１０】上記において、空中洗浄と水中洗浄とは、
同じ洗浄室にて相前後して行なわれる。空中洗浄の初期
においては洗浄液を溜めることなく排出し、空中洗浄か
ら水中洗浄へ移行可能となった段階で洗浄液を貯溜し、
洗浄物が液中に没する状態とする。水中洗浄においても
洗浄液は洗浄ノズルから噴射され洗浄物を洗浄する。そ
のとき、目的位置へ多量の気泡を洗浄液とともに運ぶこ
とができるので、キャビテーション、気泡の破裂に伴な
うショットブラスト作用等により顕著な洗浄効果が発揮
される。

【００１１】なお洗浄室まで、洗浄物は搬送手段により
搬送されるが、これを長手方向の両端にて、保持手段の
回転アームによって保持する。洗浄物を回転させるため
に、洗浄物を長手方向両端にて保持するもので、洗浄物
の回転半径したがって回転モーメントが小さくて済む。
また回転に必要な動力も相対的に少なくて良いし、液中
洗浄の場合に洗浄液を必要以上にかき回すことがない。

【００１２】保持手段は、洗浄物を保持し、洗浄室の洗
浄位置へ移動する手段である。保持手段の回転アームは
洗浄物を保持するために開閉可能であり、かつ洗浄位置
まで洗浄物を保持して移動可能であり、そしてまた洗浄
物を回転可能である。

【００１３】保持手段により回転可能に保持された状態
にある洗浄物に対しては、各洗浄ノズルから高圧と低圧
で洗浄液を噴射することにより洗浄を行なう。洗浄液の
噴射を空中で受けるこの洗浄を本発明では空中洗浄と称
する。洗浄ノズルは洗浄液を洗浄物に対して噴射する。
当該ノズルは可動式でも固定式でも良い。可動式の場
合、回転する洗浄物との間でさらに複雑な作用を生ずる
こととなる。さらに液中の洗浄物に対して、下方から曝
気ノズルにより気泡を吹き上げることより、一層洗浄力
が高まる。

【００１４】洗浄液は、水、または水を主体とした洗浄
液が好適である。水または水を主体とした洗浄液を使用
することで、有機溶剤など有害な洗浄剤を使用せずに済
み、特別な排水処理の必要はなく、作業環境も好適に維
持できる。水を主体とする洗浄液では、水洗浄に基づく
錆の発生を防止するために防錆剤、或いは無害であるこ
とが明らかな例えばアルカリ洗剤等を必要に応じて使用
することができる。

【００１５】洗浄ノズルは、単に洗浄液を高圧ないしは
低圧で噴射するもののほか、高圧水噴射によって負圧を
作り出し、その負圧により空気流或いは低圧水流を吸引
して高圧水流中に気泡が混合した洗浄流体を噴射させる
ものが使用される。

【００１６】このような洗浄ノズルは特許第２７０７４
９０号等、本件本願人発明者の一連の発明において使用
され、顕著な効果を得ている。このノズルは本発明でも
有効に作用する。

【００１７】空中洗浄を行なった洗浄室において、既に
洗い落とされた付着物を排出の上、同洗浄室内を洗浄液
で満たし、洗浄物を沈水状態とする。沈水状態では洗浄
液を洗浄ノズルから洗浄物に噴射し、それにより水中洗
浄を行なう。故に空中洗浄で洗い落とされた汚れの残留
分に対して、相対的に多量の洗浄液が使用され、その後
洗浄室から全洗浄液を排出する洗浄工程の終了で理想的
な洗浄が完成する。

【００１８】保持手段には第１、第２の２組を用意し、
第１の保持手段を前記洗浄室での洗浄物の取り扱い（保
持、移動、回転）に適用し、第２の保持手段は乾燥室で
の同様な取り扱いに適用するものとすることができる。

【００１９】第２の保持手段は、洗浄室から乾燥室へ移
動した洗浄物に対して回転を加え、水切りを行なうため
の手段である。この水切りも洗浄物の回転による遠心力
によってなされ、同時に、乾燥気体をノズルから洗浄物
に噴射し、洗浄物の乾燥が速やかに完了する。このた
め、洗浄物にねじ止め部のような水の残り易い箇所があ
ったとしても、水気は効果的に除去されるので錆びるこ
とはない。

【００２０】

【実施例】図１は本発明に係る洗浄物回転型空中水中洗
浄装置を示すものである。本装置は前工程から搬送手段
により搬送されて来た洗浄物１０を搬入する搬入部１
１、長手方向が搬送方向を向いた縦向きとなっていた洗
浄物１０が搬送方向に対して横向きに置かれる前変向部
１２、向きを変えた洗浄物１０に対する空中水中洗浄を
行なうための洗浄室１３、洗浄後の洗浄物１０を脱水、
乾燥するための乾燥室１４、横向きを縦向きに変える後
変向部１５、洗浄、乾燥済みの洗浄物を搬出する搬出部
１６とを有する。

【００２１】洗浄物１０の搬送のために、搬入部１１と
搬出部１６には夫々ころコンベアからなる前後の搬送手
段１７、１８が設けられ、前変向部１２から洗浄室１
３、乾燥室１４、後変向部１５まではチェン（無端ベル
トでも良い。）その他の環状搬送帯等からなる主搬送手
段１９が設けられている。

【００２２】前後の搬送手段１７、１８は、本装置に洗
浄物１０を搬入しまた本装置から洗浄物１０を搬出する
手段であるが、同じ目的が達せられれば本装置とは別の
コンベアラインの末端を利用しても良い。主搬送手段１
９は前後の変向部間にて洗浄物１０を搬送する手段であ
り、横向きに変えられた洗浄物１０を載置可能な幅を有
する。

【００２３】搬入部１１から前変向部１２へ洗浄物１０
を向きを変えて移載するために変向コンベア２０が設置
される。例示の変向コンベア２０は洗浄物１０を保持し
て昇降機２１により持ち上げ、縦軸２２回りに向きを変
える吊り下げ式のものである。同コンベア２０は搬入部
１１から前変向部１２にかけて設置されたガイド機構に
より、上記両部間を往復する。

【００２４】向きを変えられた洗浄物１０は前変向部１
２から洗浄室１３に主搬送手段１９によって運ばれる。
洗浄室１３と隣接した乾燥室１４は洗浄液やその飛沫が
外部へ漏れ出ない密閉的な空間とされている。各室１
３、１４は開閉扉２３、２４、２５にて隣接各部に通じ
る。また底面には多量の排水を迅速に排出可能な傾斜排
水構造が具備されている。２６、２７、２８は各扉の開
閉器、２９ａは大口径の排水口を示す。２９ｂは上記傾
斜底面で排水を排水口２９ａに導く。図３参照。

【００２５】洗浄物１０を保持する回転アームを有する
第１の保持手段３０は、洗浄室１３の上部に昇降機３１
により昇降可能に設置される。第１の保持手段３０は昇
降機３１に吊設されたフレーム３２を有し、かつ、洗浄
物１０を長手方向の両端にて保持するための一対の回転
アームを有する。回転アームは所要の間隔をもって下向
きに設けられた一対の吊持アーム３３、３４を有し、各
アーム３３、３４の先端部には間に洗浄物１０を保持可
能なクランプ３５が夫々同軸上にて回転可能に設けられ
ている。図５、図６参照。

【００２６】上記クランプ３５、３５を駆動する回転源
３６はフレーム３２に設置され、同一軸上にて間隔調整
可能な中継軸３８を介してクランプ軸３７と、スプロケ
ットとチェン、ベルト類から成る伝動機構３９ａ、３９
ｂにより連繋されている。３９ｃ、３９ｄは吊持アーム
３３、３４の間隔調整のためのシリンダ装置、３９ｅは
伝動機構におけるチェン、ベルト類（３９ｂ）の緊張の
ためのスプロケットであり、フレーム３２に設けられた
可動フレーム３９ｆに軸支され、上記緊張度を適切に保
つべく調整子３９ｇによって操作される。

【００２７】昇降機３１により洗浄位置へセットされた
洗浄物１０に対して洗浄液を噴射するための洗浄ノズル
４０が洗浄室１３内に設置されている。洗浄ノズル４０
は例えば図４に示すように、一端を閉じ、他端を開口し
た筒体４１内にて高圧水を噴射することにより、負圧を
形成するとともに、その負圧により低圧水及び気体（空
気で良い。）を吸引し、高圧水流に洗浄液と気体とが混
在した流体（高圧噴射水）を洗浄物に噴射することがで
きる。図４中、４２は高圧水噴射口、４３は低圧水導入
口、４４は気体導入口を示す。

【００２８】このようなノズル４０により、低圧水及び
気体が高圧水に巻き込まれ、高度の運動エネルギーを持
った高圧噴射水として洗浄物に噴射される。高圧噴射水
流が被洗浄物に衝突すると、多量の気泡を含んだ液体か
らなる中心部の流れが付着物を剥離する中心洗浄領域の
周囲に、高圧噴射水流の高圧乱反射による周囲洗浄領域
が形成され、洗浄液と気体が混じった流体が洗浄物表面
を伝って界面流動を起こし強力に洗浄作用する。

【００２９】洗浄ノズル等において噴射する洗浄液は循
環使用されるがその回路構成を例示すると図７の如くと
なる。洗浄液配管は高圧用と低圧用のポンプを有する各
系統の配管４５、４６から構成され、高圧用は主として
洗浄物１０の洗浄に、低圧用は前記低圧水導入用のほか
洗浄室１３の洗浄等に使用される洗浄液を供給する。４
０′は高圧用の穴狙い用ノズルであり、洗浄物１０の穴
つまり透孔や凹部を集中的に洗浄する。

【００３０】洗浄後の洗浄液は循環配管４７より循環タ
ンク１へ環流される。循環タンク２には新鮮水が自動給
水されるものとする。４８は低圧用ノズル、４９は洗浄
用の曝気ノズルであり、液中の洗浄物に対して下方から
エアを吹き上げる。

【００３１】故に、洗浄ノズル４０、４０′は洗浄位置
にセットされた洗浄物１０を指向して設置される固定式
のものである。しかし、洗浄ノズル４０、４０′の設置
位置を変更することは勿論可能であり、回転運動は行な
われないという意味で固定と称している。

【００３２】洗浄後、洗浄物１０は隣接の乾燥室１４に
て脱水、乾燥される。この場合にも洗浄物１０は乾燥位
置に昇降機５１によりセットされ、第２の保持手段５０
により回転保持された状態で乾燥ノズル５２からエアの
噴射等を受ける。乾燥ノズル５２にはエア源から送給さ
れた乾燥気が供給され、洗浄物全体及び前述と同様の穴
狙い用ノズル５２′による部分集中作業の用途に供され
る。

【００３３】第２の保持手段５０は、前記第１の保持手
段３０のそれと全く同じ構成を有していて良い（図５、
図６参照。）。つまり、洗浄物１０は乾燥室１４に設置
された第２の保持手段により乾燥位置へ上昇し、フレー
ム３２に設置された吊持アーム３３、３４の先端のクラ
ンプ３５、３５に保持され、伝動機構３９ａ、３９ｂで
連繋された回転源３６の伝動により回転し、遠心力で液
滴を吹き飛ばされ、かつ乾燥ノズル５２、５２′から噴
射される乾燥機によって速やかに乾燥される。５３は乾
燥室底の排水口を示しており、回収された洗浄液は循環
配管４７へ戻される。

【００３４】乾燥後の洗浄物１０は後変向部１５へ後変
向コンベア５４により運び出され、洗浄物１０の向きが
横向きから縦向きへ戻される。後変向コンベア５４は洗
浄物１０を保持する昇降機５５を有し、縦軸５６回りに
向きを変える吊り下げ式のものである。なお、後変向コ
ンベア５４に求められる役割及び機能は前部の変向コン
ベア２０のそれと同じで良い。

【００３５】洗浄品質の検査のために洗浄物１０を外部
へ出す検査部５７が変向部１５に設けられる。作業の流
れを停止させる必要がなく、かつ直後の洗浄状況を観察
することができるからである。

【００３６】洗浄物１０は、縦向きに戻され、後変向コ
ンベア５４により搬出部１６の搬送手段１８上に載置さ
れる。この搬送手段１８は、搬入部１１のそれと逆に、
次工程へ洗浄済みの洗浄物１０を送り出すためのもので
ある。故に、本装置とは別のコンベアラインの末端を搬
送手段１８として使用することも勿論可能である。斯く
して本装置は既存のコンベアラインの任意の箇所に配置
することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成され、かつ作用
するものであるから、切削加工において生じた切り粉や
切削油その他の付着物を洗浄物から迅速かつ確実に除去
することができるという効果を奏するとともに、洗浄物
の洗浄が終了したあと洗浄液を排出して洗浄室に上記付
着物等が残留しないようにしたので、前の洗浄物の異物
が後の洗浄で再付着することがなく、高品質の洗浄が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る洗浄物回転型空中水中洗浄装置の
実施例に関する側面図。

【図２】図１のものの平面図。

【図３】図１の装置の横断方向から見た断面図。

【図４】洗浄ノズルの１例を示す説明図。

【図５】第１及び第２の保持手段の実施例に関する側面
図。

【図６】図３のものの正面図。

【図７】本発明装置の洗浄液等循環配管の配管図。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年９月１３日（１９９９．９．１
３）

【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】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め本発明は、洗浄物を長手方向の両端にて回転アームに
よって保持し、かつ洗浄室の外部から内部の洗浄位置へ
移動させる保持手段と、洗浄室内において洗浄物に対し
て洗浄液を噴射することにより空中洗浄を行ない、その
後上記洗浄液により洗浄室内を満たして洗浄物を沈水状
態とし、洗浄液を噴射することにより水中洗浄を行なう
洗浄ノズルと、洗浄室から全洗浄液を排出する排水口と
を有する構成とするという手段を講じたものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B201 AA47 AB14 AB24 AB33 AB47 BB02 BB32 BB71 BB88 BB92 BB94 CB15 CC12 CC13 CC21 CD22 CD33 4F033 QA09 QB02X QB03X QB12X QB16X QD09 QF13X QF14X QF15X QF23

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄物を回転させて洗浄する装置であっ
   て、洗浄物を長手方向の両端にて保持手段の回転アーム
   によって保持し、かつ洗浄室の洗浄位置へ移動し、洗浄
   物に対して洗浄液を洗浄ノズルから噴射することにより
   空中洗浄を行ない、上記洗浄液により洗浄室内を満たし
   て洗浄物を沈水状態とし、洗浄液を洗浄ノズルから噴射
   することにより水中洗浄を行ない、その後洗浄室から全
   洗浄液を排出することを特徴とする洗浄物回転型空中水
   中洗浄装置。
2. 【請求項２】 保持手段は複数組具備されており、その
   内の一つの保持手段が洗浄室で洗浄物を扱う請求項１記
   載の洗浄物回転型空中水中洗浄装置。
3. 【請求項３】 洗浄物を回転させて洗浄する装置であっ
   て、洗浄物を長手方向の両端にて第１の保持手段の回転
   アームによって保持し、かつ洗浄室の洗浄位置へ移動
   し、洗浄物に対して洗浄液を洗浄ノズルから噴射するこ
   とにより空中洗浄を行ない、上記洗浄液により洗浄室内
   を満たして洗浄物を沈水状態とし、洗浄液を洗浄ノズル
   から噴射することにより水中洗浄を行ない、その後洗浄
   室から全洗浄液を排出し、洗浄室から乾燥室へ移動した
   洗浄物に対して第２の保持手段の回転アームによって回
   転を加え水切りを行なうとともに、乾燥気体をノズルか
   ら噴射することにより洗浄物の乾燥を行なうことを特徴
   とする洗浄物回転型空中水中洗浄装置。
4. 【請求項４】 長手方向が移動方向を向いた縦向きで搬
   送される洗浄物を移動方向に対して横向きとなるように
   向きを変える変向手段を有する請求項１又は３記載の洗
   浄物回転型空中水中洗浄装置。