JP2000516143A - 被加工品に付着している液体又は固形不純物、特に油分、乳濁液又は小片を除去するプロセス及びこのプロセスを実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は被加工品(６)に付着した液体又は固体不純物、特に油分、乳濁液又は小片を除去するためのプロセスで、被加工品(６)が装置に固定され、振動させられるプロセスであって、このプロセスは少なくとも１つのノズル(４)が方向づけられた空気によって吸引力が被加工品(６)に同時に作用されるプロセス及びこのプロセスを実行するための装置からなる。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称 被加工品に付着している液体又は固形不純物、特に油分、乳濁液又 は小片を除去するプロセス及びこのプロセスを実施するための装置 本発明は請求項１の前文によるプロセスと請求項８の前文と請求項10による関 連の装置に関するものである。 金属機械部品のような被加工品に付着する小片及び付着する液体、たとえば油 分や乳濁液、及びその他の研磨埃のような不純物は特にその加工操作後及び次の 作業工程前又は搭載、出荷前に洗い落とされる。この技術分野の状況に応じて、 種々のプロセスが用いられている。 実際上の経験から知られている第１のプロセスにおいては、被加工品が多くの 場合、加熱した適切な洗浄液によって洗浄装置の中でフラッシングされ、次いで 乾燥され、必要によっては該当する手段によって、たとえば腐食を防ぐためにオ イルが噴霧される。このプロセスと装置の不利な点は、一方では洗浄液の加熱、 また一方では被加工品の乾燥に要する加熱のために、とりわけ高いエネルギを必 要とすることである。しかも環境保護の理由から、洗浄液の処理と洗浄に手間と 費用がかかることである。 米国特許3 989 537号から、エンジン部及びこれと類似の被加工品の鋳造、機 械加工削り屑を振動洗浄するプロセスと装置が知られている。この公知のプロセ スによれば、被加工品をその縦軸に沿って共振性ねじり振動で振動させる。それ と同時に、振動によって被加工品の両壁から振り離された金属屑をその被加工品 の腔部から落とすために被加工品を回転させる。また振動洗浄装置はエンジン部 をクランプしたり、回転させたりするための弾力的に支承されたフレームを有す る振動洗浄装置についても述べられている。エンジン部には小型の偏心振動装置 が取り付けられており、その振動装置はモータ駆動が可能で、共振振動でエンジ ン部を振動させる。 上に述べた従来技術の欠点は、完全に乾燥した被加工品又は少なくともほぼ乾 燥ししたものだけが洗浄可能であることである。この発生された振動だけでは非 加工品に付着した液体とそれに結合する汚れた粒子を振るい落とすことはできな いので、この方法では、液体、例えばオイルが付着した被加工品は洗浄されない か、又は完全には洗浄されない。 最後に、米国特許4 381 577号には、被加工品の孔又は空洞から汚れた粒子を 除去する装置が記載されている。このため、被加工品を振動させると同時に、孔 又は空洞を通じて空気を吹き通し、それによってそれらの場所に付着している汚 れた粒子を被加工品の内部から取り除くのである。 このような方法で被加工品の内部から汚れた粒子及び液体を除去することは可 能であるが、除去された粒子と液体は環境中に無制御に吹き散らされる。これは 環境を汚染するので好ましくないしまた有害である。 本発明の目的は、環境に害を与えず、僅かなエネルギ消費と低コストで効果的 に被加工品の洗浄を行うことができるプ ロセス及びその装置を提供することである。 前記目的のプロセスの部分は、請求項１の基本的特徴を含む一般的なプロセス によって達成される。 本発明によれば、吸引に必要な空気速度を著しく縮小できるような効果を持つ 吸引及び振動の結合により有利な効果を達成することが出来る。この効果は除去 すべき粒子と液体の付着力が振動により著しく減少することに基づいている。こ のため被加工品当たりの必要エネルギと処理時間を減らすことができる。このよ うな振動を発生させるためには、とりわけ共振振動が用いられる場合には、比較 的小さなエネルギ量しか必要としない。 好適に被加工品が定常波で振動するような周波数で振動が発生され、吸引がそ の定常波のノード・ポイントだけで行われるようになっている。これにより、汚 れた粒子と液滴はそのノードに集まり、ここで吸引、除去される。またこれによ り、必要なエネルギ量もさらに削減できると同時に、ノズルのサイズ又は数の削 減も好適に達成することができる。 回転可能にクランプされる被加工品においては、好適に被加工品がクランプ装 置の中で回転するようクランプされ、軸Ａを中心に回転し、その回転中に少なく とも１個のノズルを通って導入される空気流によって吸引を受けるようになって いる。回転対称的又は回転非対称的な、回転可能にクランプできる複数の被加工 品を次から次へと洗浄しなければならない場合には、このプロセスを好適に用い ることができる。 さらに好適に、振動が20Hzと100Hzの間の周波数で発生されるようになってい る。この周波数範囲では、被加工品に付着している液体又は汚れた粒子又はその 混合物を特に効果的に動かすことができることが分かった。本発明の関係する技 術分野の専門家は通常20KHz以上の超音波振動の周波数範囲での振動による超音 波振動が効果的であると考えているので、上に述べた周波数範囲での振動が特に 効果的であるということは驚きである。さらに、本発明によるプロセスの有利な 点は、上述の周波数範囲の振動発生が比較的に少ない技術的努力と低い水準の技 術によって達成できることであり、これもまたプロセスの有効性にプラスの影響 を与える。 特に振動の周波数範囲は48Hzと55Hzの間が良好であり、この範囲で特によい効 果を達成することができる。 さらに、本発明によるプロセスでは、最大25ｇまでの加速が振動によって被加 工物に加えられるようになっており、その範囲でも８〜15ｇの範囲の加速が特に 望ましい。一方においては、上に述べた加速値は、被加工品に付着する液体又は 不純物をその被加工品に対して動かし、その除去を容易にするのには十分なだけ 大きいが、他方では発生された加速による被加工品への損傷を防げるほど小さい ということも有利である。 異なる被加工品はそれぞれ異なる振動特性を有しており、異なる液体又は固体 不純物は加えられた振動に対して異なる反応を示すので、実際上の理由から一連 の被加工品の場合、 振動パラメータはその洗浄プロセスを開始する前に１個の試料で最適化される。 というのは、同様の汚染を有する同様の被加工物を連続的に洗浄するために保持 しておくことが可能だからである。このようにして、例えば、自動車の製造、特 にエンジン生産のラインで、こうしたプロセスと必要な装置を少ない労力で一体 化することが可能になる。 使用される振動発生装置は、実際的な理由から、少なくとも、その周波数に関 しては上述の周波数範囲で調節可能であり、必要な好ましい加速値、振幅、又は 振動エネルギに関しては十分に調節、制御可能である。回転するか又は直線的に 動く偏心重量物を有する機械的振動発生装置の外に、電磁的、誘電性、空気圧式 又は油圧式振動発生装置を使用することも可能である。１つの事例に最も良く適 合した振動発生装置の選択は専門家の管轄範囲であり、とりわけそのプロセスが 行われる現場の環境条件と許容可能な技術的労力、及びその他の条件にも依存す る。 本発明による目的の一部を達成するための第１装置は請求項８に記載されてい る。その内部の少なくとも１つのノズルは、汚染物質が振動によって集まるよう 汚染物質の部分に方向に向けられ、一端が吸引プロセスを容易にするような形状 を取るようにされる。 好適に被加工品を固定するための装置は、基板を振動させずに必要な振動を起 こせるように、弾力的に基板に支障されている。 本発明による回転可能にクランプされた被加工品のための第２装置は請求項10 に記載されている。この装置の弾力性を有する支持部品は、その装置のごく小さ な部分だけを振動させるようにし、それによってエネルギ必要量が削減される。 上に述べた装置の１つの実施形態においては、振動発生装置は２個の取り付け 心棒のひとつのベアリング・ハウジングに配置されている。それとは別に、振動 発生装置は２つの取付心棒のための２つの軸受けベアリング・ハウジングのそれ ぞれに配置されてもよい。 さらに別の実施形態においては、前記２つの取付心棒が全体としてＵ字型の振 動フォークのＵ脚のそれぞれに回転可能に支承されており、クランプ・シリンダ はＵ脚の一方に対して横方向に突出する突起部に設置され、前記振動フォークが ４つの脚によって弾力的に基板に支承され、そして振動発生装置が振動フォーク の個所に配置されるようになっている。そのことによって、好適に振動フォーク はただ１つの振動発生装置によって振動させることができ、その振動フォークが その振動を被加工品に伝え、さらに前記振動フォークは弾力的に基板によって弾 力的に支承されるようになっている。 被加工品に定常波を発生させるためには、一定の振動周波数が必要とされる。 もちろん異なる形状の被加工品を処理する必要がある場合は、その周波数はそれ ぞれの被加工品に合わせて調節されるが、その調節は比較的簡単な検査によって 行うことができる。振動は一方向で発生させたり、又は環状 経路、又はさらに複数の方向で発生させることができる。 吸い上げた液体及び固体粒子を再度オイル分離器又は濾過器のような公知の装 置により分離させ、別の又は新規の利用のためにリサイクルすることができるの で、環境保護に関しても本発明は効果をもたらすことができる。特別に処分した り処理したりしなければならない廃棄物は発生しない。どんな溶剤も使う必要は なく、それに関連した危険性も存在しない。 実際的な理由から、被加工品の表面で空気が確実に高速で流れるようにするた めに、少なくとも１個のノズルを被加工品の形状に合わせて調節するか、又は調 節可能なノズル部分で調節することが可能である。 本発明による装置の２つの実施形態を図面を参照してさらに詳しく説明する。 図１は第１装置の斜視図であり、ノズルと取付心棒が被加工品から取り外され るようになっており、 図２は第２装置の斜視図である。 図１で、この装置は長方形の基板を含んでおり、その左側にベアリング・ハウ ジング２'が弾力的な中間プレート10によって配置されており、このベアリング ・ハウジング２'内に取付心棒が回転可能に支承されている。この取付心棒２は 回転駆動されるが、ここでは回転駆動装置、例えば電気モータは図示していない 。基板１の右側にベアリング・ハウジング３'が配置されており、その内部に取 付心棒３が回転可能 に支承されている。この２つの取付心棒２，３は軸Ａのところに配置されている 。ベアリング・ハウジング３'を有する前記取付心棒は、さらに弾力的な中間プ レートを介して、軸Ａの方向にずらすことができるように支承されており、この ずれ運動は第１送り装置７によって達成される。この第１送り装置７は、空気圧 又は油圧式ピストン・シリンダ装置である。 被加工品６は２つの取付心棒２，３のマンドレルの間で締めつけることができ 、図示されている事例では、それはカムシャフトである。前記の２つの取付心棒 ２，３が被加工品６と係合されると、この被加工品は、この被加工品の右端に矢 印で描かれているように、回転駆動される。 軸Ａの両側に、全部で４つの吸引ノズル４が被加工品６の形に適合した口部片 と共に配置されている。図示されている二重矢印が示すように、ノズル４は軸Ａ に対して横方向にずらすことができ、それで２つの向き合うノズル４の各々がス ライド８で支承されている。押す動きは、２つのスライド８の間に配置され、空 気圧又は油圧ピストン・シリンダ装置のいずれかであってもよい第２送り装置に よって達成される。 図１で、ノズル４は被加工品を挿入するために互いに引き離されており、吸引 のために、これらは第２送り装置９により被加工品６の表面に近づけられる。最 も簡単な事例では、この送り装置９は手動操作でも差し支えないし、又はノズル ４を回転角度とは無関係に、ノズル４をその最適吸引位置に 動かすために、テンプレートによる機械的制御、又は記憶された制御データによ る電気的制御を設けることもできる。空気の動き部分的にだけ示されている付随 した可撓性パイプ40のところで、矢印によって示されている。このパイプ40は公 知の吸引装置の方に通じている。この流路内では、実際上の理由から液体、チッ プ及びその他の固体汚染物の分離装置は公知の方式で配置されている。 本実施例において、振動発生装置５はベアリング・ハウジング２'に固定され ており、ここでは電気フィード・ラインは図示していない。振動発生装置５が起 動されると、２つのベアリング・ハウジング２'，３'は取付心棒２，３及び被加 工品６と共に振動する。中間プレート10によって分離されたこの装置の他の部分 は振動を免れている。 図２は本装置の第２実施の形態の斜視図である。これも矩形の基板１に、水平 に延びた全体としてＵ字形の振動フォーグ11が４本の脚部12に配置されており、 この４本の脚部12の各々が弾力性のある中間プレート10により構成されている。 本実施例における脚部12と対応する中間プレート10は円型の断面を持っている。 振動フォーク11は２つの脚部11'によって構成されており、それぞれ一列にそ ろえられたドリル・ホールを含んでおり、その内部で取付心棒２，３が回転可能 に支承されている。取付心棒２，３はそれらの間で被加工品６を受け取り、この 実施形態では、この被加工品もカムシャフトである。被加工品 ６を締めつけるために、空気圧又は油圧で起動される１つのクランピング・シリ ンダ31が設けられており、そこで、振動フオーク11の左脚部11'に対して横方向 に張り出した１つの突起部11が取り付けられている。 振動フォーク11の腹部の中央に、振動発生装置５が配置されている。 さらに図２に２つのノズル４が見えており、これらの各々はパイプ40を通じて 吸引装置（未描写）に連結されている。ノズル４の各々は基板１の脚部に取り付 けられている。 基板１はテーブルと同様に４つの脚部が配置されている。 この実施の形態においては、振動発生装置５が起動されると、振動フオーク11 は取り付けられた突起部11"、クランピング・シリンダ12及び締め付けられた被 加工品６と共に振動する。 振動と吸引プロセスの共同作業により、効果的且つ経済的な多くの種類の被加 工品の洗浄を本発明によって行うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＢＲ，ＣＡ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＲ，ＭＸ，ＰＬ，ＲＵ，ＴＲ ，ＵＳ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 被加工品(６)に付着した液体又は固体不純物、特に油分や懸濁液又は小片と 除去するプロセスにおいて、その被加工品(６)が装置に固定され、振動されるよ うになっており、方向づけられた空気の流れによって少なくとも１つのノズルが 被加工品(６)に吸引力を及ぼすことを特徴とするプロセス。 2. 前記振動が被加工品(６)が定常波の中で振動するような振動で発生され、前 記吸引力がその定常波のノード・ポイントでだけ被加工品(６)に対して働くこと を特徴とする請求項１に記載のプロセス。 3. 被加工品(６)がクランプ装置の中で回転するように固定され、さらに軸（Ａ ）を中心に回転させられ、その回転中に、少なくとも１つのノズル(４)を通じて 導かれた空気流によって被加工品(６)が吸引力が及ぼされることを特徴とする請 求項１または２に記載のプロセス。 4. 前記振動が20Hzと100Hzの間の周波数で発生させられていることを特徴とす る前記請求項のいずれか１項に記載のプロセス。 5. 前記振動が48Hz〜55Hzの周波数で発生されることを特徴とする請求項４に記 載のプロセス。 6. 最大限25ｇの加速度が振動によって被加工品(６)に及ぼされることを特徴と する前記請求項のいずれか１項に記載のプロセス。 7. ８ｇ〜15ｇの加速度が振動によって前記被加工品(６)に及ぼされることを特 徴とする請求項６に記載のプロセス。 8. 基板(１)に配置された被加工品(６)を固定する装置と、前記被加工品を固定 する装置又は被加工品(６)のところに配置された少なくとも１つの振動発生装置 (５)を含んでおり、少なくとも１つのノズルが吸引装置に結合されて、基板(１) 上の選択可能な位置に配置されていることを特徴とする上記請求項のいずれか１ 項に記載のプロセスを実施するための装置。 9. 被加工品(６)を固定するための装置が基板(１)に弾力的に支承されているこ とを特徴とする請求項８に記載の装置。 10. 基板(１)に配置された被加工品(６)用のクランプ装置と、このクランプ装 置又は被加工品(６)のところに配置された、又は前記クランプ装置又は被加工品 に固定された１つの振動発生装置(５)を含んでおり、軸（Ａ）に沿って２つの取 付心棒(２，３)があり、これらの取付心棒が前記基板で弾力的に支承されており 、少なくともひとつの取付心棒(２又は３)を軸（Ａ）の方向にずらすことができ 、そして、少なくともひとつの心棒(２又は３)が軸（Ａ）を中心に回転駆動でき 、そして、少なくとも１つのノズル(４)が基板上の選択可能な位置に配置され、 そのノズルが吸引装置に接続されていることを特徴とす る請求項３に記載の前記プロセスを実行するための装置。 11. 振動発信装置(５)が前記２つの取付心棒(２又は３)のうちの１つのベアリ ング・ハウジング(２'又は３')に配置されていることを特徴とする請求項10に記 載の装置。 12. 振動発生装置(５)が２つの取付心棒(２，３)の各々のベアリング・ハウジ ング(２'，３')に配置されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。 13. ２つの取付心棒(２，３)の各々が全体としてはＵ字型の振動フォーク(11) のＵ字型脚部(11')に回転可能に支承されており、クランピング・シリンダ(12) がＵ字型脚部(11')の１つに対して横方向に突出している突起部(11")に配置され ており、振動フオーグ(11)が４つの脚部により基板(１)に弾力的に支承されてお り、そして振動発生装置(５)が振動フォーク(11)の個所に配置されていることを 特徴とする請求項10に記載の装置。 14. 少なくとも１つのノズル(４)が被加工品(６)の形状に合わせて調節され、 又は調節可能なノズル部分によって調節されることを特徴とする請求項８〜13の いずれか１項に記載の装置。