JP2006312770A - 洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な装置にて洗浄槽内の洗浄液中の異物除去を行う洗浄装置の提供。
【解決手段】機械加工された被洗浄物の洗浄装置であって、底部に開口する異物排出口１１を備える洗浄槽１と、洗浄液を吸引するポンプ２と、ポンプ２から吐出される洗浄液の一部を洗浄槽１内に噴射する噴射ノズル部３と、ポンプ２から吐出される洗浄液の残部を流入させることで異物排出口１１から異物と共に洗浄液を吸引した後、吐出口から吐出するエジェクタ部４と、吐出口から吐出される洗浄液に含有される異物を除去し、洗浄槽１に還流する異物除去部５とを有することを特徴とする。つまり、洗浄液をポンプにより逐次循環させると共に、洗浄液中の異物を逐次除去するものである。洗浄中に、逐次、異物除去を行っているので、ポンプの能力が小さくても十分な効果が発揮でき、装置の小型化を達成できる。また、洗浄と並行して異物除去を行っているので、稼働率を向上できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、切削加工などの機械加工された被洗浄物に付着した切り屑や油などを効率的に洗浄できる洗浄装置に関する。

機械加工において発生し、製品に付着した切り屑や油などは、製品機能や後工程に悪影響を与えるおそれがあるので洗浄などにより除去する必要がある。しかしながら、製品形状が複雑な場合に、洗浄を確実に行うことは困難になっている。確実な洗浄のために、被洗浄物を洗浄槽に漬けて洗浄を行う浸漬式の洗浄方法が従来技術として提案されている（特許文献１）。

洗浄槽内の洗浄液は洗浄を行うと汚れてしまうので、被洗浄物から除去された異物が再度被洗浄物に付着することを防止するために異物を洗浄液から除去する必要がある。特に、複数の被洗浄物を連続して洗浄する場合には異物の含有量が一定以下になるように異物を除去することが重要である。そのために、従来技術の洗浄装置では被洗浄物を洗浄する毎に、洗浄液を抜き出してろ過・清浄化していた。

従来の洗浄装置は、図３に示すように、洗浄槽９１と、洗浄槽９１から洗浄液を抜き取るポンプ９３と、ポンプ９３及び洗浄槽９１の間を開け閉めするバルブ９２と、ポンプ９３により抜き出された洗浄液をろ過するフィルタ９４と、洗浄液の交換が速やかに行えるように一時的に大量の洗浄液を貯留する洗浄液貯留タンク９５と、洗浄液貯留タンク９５から洗浄液を洗浄槽９１に送り出すポンプ９６とを有する。

従来の洗浄装置は、被洗浄物を洗浄槽１内で洗浄した後、次の被洗浄物を洗浄する前に、バルブ９２を開けて汚れた洗浄液を洗浄槽９１からポンプ９３により抜き取った。抜き取られた洗浄液はフィルタ９４によりろ過されて含有する異物が除去されて洗浄液貯留タンク９５に導入される。洗浄液貯留タンク９５には異物が除去された清浄な洗浄液が貯められており、ポンプ９６により洗浄槽９１に洗浄液を戻している。このような操作を新しい被洗浄物を洗浄する毎に行い、洗浄液を清浄化していた。
特開２０００−９３９０３号公報

しかしながら、従来の方法では大量の洗浄液を処理するための設備が大がかりになり、コストや設置スペースなどが必要になってくる。従来の洗浄装置では、液供給用と液抜き用の２つのポンプが必要であること、並びに、洗浄液を抜いた後に貯留する槽体が必要であることなどから、結果として広い設置スペースを要することが問題であった。特に、洗浄する毎に洗浄液の全量を抜いているので、洗浄槽とは別の槽体が必要になっていることが、問題になっている。また、洗浄液の全量交換を毎回行っているので、処理時間が長時間必要になることも、洗浄装置の処理能力を高めるために大型化（すなわち高コスト化）する要因になる。

上記実情に鑑み、本発明では簡便な装置にて洗浄槽内の洗浄液中の異物除去を行う洗浄装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する目的で本発明者は鋭意検討を行った結果、以下の発明を完成した。すなわち、本発明の洗浄装置は、機械加工された被洗浄物の洗浄装置であって、底部に開口する異物排出口を備え、内部に洗浄液を貯留できる洗浄槽と、
該洗浄槽から該洗浄液の一部を吸引するポンプと、
該ポンプから吐出される該洗浄液の一部を該洗浄槽内に噴射して該洗浄槽内に渦流を発生させる噴射ノズル部と、
該ポンプから吐出される該洗浄液の残部が流入する流入口と、該異物排出口に接続されており該流入口への該洗浄液の流れにより発生する負圧により該異物排出口から該洗浄液を吸引する吸引口と、吸引した該洗浄液を該流入口から流入した該洗浄液と共に吐出する吐出口と、を備えるエジェクタ部と、
該吐出口から吐出される該洗浄液から含有される異物を除去し、該洗浄槽に該洗浄液を還流する異物除去部と、を有することを特徴とする。

つまり、洗浄槽内の洗浄液をポンプにより逐次循環させて、洗浄槽内部に渦流を発生させると共に、洗浄液中の異物を逐次除去するものである。

そして、前記洗浄槽は、底部がすり鉢状になっていることが望ましい。すり鉢状（円錐状）にすることで、洗浄液中に含まれる異物が排出されやすくなるからである。また、前記異物除去部はフィルタであることで、簡便に異物を除去できる。

本発明の洗浄装置は上記構成を備えることから以下の作用効果を発揮する。すなわち、洗浄中に、逐次、洗浄液を循環しながら異物除去を行っているので、洗浄液を抜き出すポンプの能力が小さくても十分な効果を発揮することができる。従って、装置の小型化を達成できる。

また、被洗浄物の洗浄と並行して洗浄液からの異物除去を行っているので、洗浄装置の稼働率を向上でき、単位時間当たりの処理能力が向上することで、洗浄装置全体としての規模を小さくすることができる。

本発明の洗浄装置は、洗浄槽とポンプと噴射ノズル部とエジェクタ部と異物除去部とを有する。本発明の洗浄装置は機械加工により被加工物（被洗浄物）に付着する切り屑、油や、その他付着するゴミなどの異物を洗浄液にて洗浄する装置である。被洗浄物は後述する洗浄槽内の洗浄液に浸漬することで洗浄するが、洗浄効果を向上するために、洗浄中に洗浄槽内で揺動させることができる。

ここで、被洗浄物を洗浄液に浸漬させる方法としては人力により行う方法、マニプレータにより行う方法などがある。また、一つ一つ浸漬する方法のほか、かごなどに被洗浄物を複数個まとめて入れた上で複数個をまとめて洗浄することもできる。洗浄液は特に限定されない。例えば、水や、特に油汚れなどを効果的に除去するため水に洗剤を含有させたものなどが例示できる。

洗浄槽は内部に洗浄液を貯留し、その洗浄液に渦流を発生することで、内部に浸漬した被洗浄物に付着した異物を除去する部材である。洗浄槽の底部には異物排出口を有する。洗浄液中に含有する異物は比重が大きいものが多いと考えられるので、異物排出口を底部に設けることで、効果的に洗浄槽内から排出することができる。更に、洗浄槽の底部の形状をすり鉢状にすることで、より効果的に含有される異物を異物排出口付近に集めることが可能になる。すり鉢状にした場合には異物排出口をすり鉢状の先端部分に設けることが望ましい。また、洗浄槽の形状は内部に渦流が発生しやすいように円筒形にすることが望ましい。

洗浄槽には、更にポンプにより洗浄液が吸引される洗浄液排出口と噴射ノズルの噴射口とが開口する。ここで、洗浄液排出口が開口する位置を洗浄槽内の洗浄液の上方（例えば表面近傍など）にすることで、洗浄液よりも比重が小さい異物（油など）を効果的に排出することができると共に、比重が大きい切り屑などのようなポンプに影響を与えかねない異物をポンプが吸引するおそれを少なくできる。

ポンプは前述した洗浄液排出口から洗浄液を吸引して、噴射ノズル部及びエジェクタ部に洗浄液を吐出する手段である。洗浄液中には異物が含まれており、異物の中には切り屑のような固形分も存在するので、ポンプとしては、スラリーポンプなどのように、想定される異物を吸引した場合でも機能に影響を与えないものを選択することが望ましい。

噴射ノズル部はポンプから吐出される洗浄液の一部を洗浄槽内に噴射する手段である。その結果、洗浄槽内には渦流が発生する。渦流が発生しやすいように、噴射ノズル部が洗浄液を噴射する方向は洗浄槽内の壁面に洗浄液の流れが沿うように配設することが望ましい（例えば、洗浄槽が円筒形の場合にはその円の接線方向に向けて配設することが望ましい）。

渦流を発生させることで比重の大きい異物を遠心力で壁面近傍に分布することができ、被洗浄物に異物が再付着することを効果的に防止できる。また、洗浄能力を向上する目的で、噴射ノズル部は２以上配設し、洗浄槽内に複雑な洗浄液の流れを発生させることもできる。

エジェクタ部は吸引口と吐出口と流入口とを備えており、吸引口が前述の異物排出口に接続されて異物を洗浄液と共に吸引・吸入し、吐出口から異物除去部に吐出する手段である。流入口にはエジェクタ部にはポンプから吐出させる洗浄液のうち、噴射ノズル部から噴射されなかった残部が流入されている。ポンプから流入する洗浄液の流れによって負圧を発生し、異物排出口に接続した吸引口から洗浄液を吸引している。例えば、吐出口につながる経路のうちの一部に径を縮径したノド部を形成し、そのノド部に向けて流入口からの洗浄液の流れを導くことで、効果的な吸引が実現できる。

異物除去部はエジェクタ部の吐出口から吐出された異物を含む洗浄液から異物を分離除去する手段である。異物除去部が異物を除去する方法としては限定しない。例えば、ろ過によるもの、渦流を発生させその遠心力によって分離するもの、異物と親和性の高い素材により吸着させて分離するものなどが挙げられる。

また、ポンプとエジェクタ部との間にバルブなどの流量制御手段を設けることで、エジェクタ部に吐出される洗浄液の量を制御できる。洗浄液が清浄な場合などにエジェクタ部及び異物除去部に流れる洗浄液の量を制限することで噴射ノズル部から噴射される洗浄液の量を適正化（多く）して渦流を効果的に発生することができ、被洗浄物や洗浄液の汚れなどに応じて適正に制御されたより高い洗浄能力が実現できる。

以上の構成をもつことから以下の作用効果を発揮する。まず、洗浄槽内に洗浄液を満たす。洗浄液内に被洗浄物を浸漬する。ポンプを駆動することで、噴射ノズル部から洗浄液が噴射されて洗浄槽内に渦流が発生する。発生した渦流により洗浄液が被洗浄物にぶつかり効果的に付着した異物を洗浄液中に取り込んで除去できる。洗浄液中に除去された異物はおおむね金属など洗浄液よりも比重が大きいものなので、洗浄槽中を沈んでいく。特に、洗浄槽が円筒形の場合には渦流の効果と相俟って、比重の大きい異物は効果的に分離される。更に、洗浄槽の底部をすり鉢状にしている場合には遠心力で分離された異物がそのまま異物排出口まで、運ばれていく。

ポンプから吐出される洗浄液のうち、一部は噴射ノズル部に吐出されるが、残部はエジェクタ部に吐出される。エジェクタ部はポンプから吐出された洗浄液の流れにより負圧を発生させて異物排出口に接続した吸引口から異物を含んだ洗浄液を吸引する。そして、吸引した洗浄液と共に、吐出口から吐出する。吐出された洗浄液は、異物除去部に送られて、異物を除去した後に洗浄槽内に還流させる。

従って、被洗浄物の洗浄を行いながら、洗浄液中の異物を除去しているので、洗浄液中の異物の量を常に少ない状態に保つことが可能になり、被洗浄物の洗浄を連続的に行うことができる。

以下に本発明の洗浄装置について実施例の図に基づいて説明する。

（構成）
本実施例の洗浄装置は、図１に示すように、洗浄槽１とポンプ２と噴射ノズル部３とエジェクタ部４と異物除去部５とを有する。

洗浄槽１は円筒形と底部に配設した下方向に縮径された円錐形とを組み合わせた形状である。底部には異物排出口１１が設けられている。異物排出口１１は円錐形の頂部に設けられている。洗浄槽１の上下方向中程にはポンプ２が接続されている洗浄液排出口１２が設けられている。ポンプ２は洗浄液排出口１２から洗浄液を吸引する。

ポンプ２は吸引した洗浄液を噴射ノズル部３及びエジェクタ部４の２方向に吐出する。ポンプ２は異物を含有して洗浄液がスラリー状になっても影響がないものを採用している。ポンプ２とエジェクタ部４との間にバルブを設けることでエジェクタ部４に吐出する洗浄液の量を制御できる。

噴射ノズル部３は洗浄槽１の円筒部分の接線方向に洗浄液を噴射するように設けられている。

エジェクタ部４は、図２に示すように、ポンプ２からの洗浄液が流入する流入口４３と、洗浄槽１の異物排出口１１に接続される吸引口４１と、洗浄液を吐出する吐出口４２とを備える。吐出口４２に至る管状部分は一旦、径が小さくなったノド部を形成後、径が広がっている。

吐出口４２は異物除去部５に接続されている。異物除去部５は上面が開放状態で、異物が除去できるフィルタを備えている。

（作用効果）
洗浄槽１の内部に洗浄液を満たす。洗浄槽１内に被洗浄物を浸漬した状態で、ポンプ２を駆動する。ポンプ２から吐出された洗浄液は噴射ノズル部３に到達する。噴射ノズル部３から洗浄液が噴射されると、洗浄槽１内の洗浄液に渦流が発生して浸漬している被洗浄物に付着する異物を効果的に除去できる。

洗浄液中に除去された異物は渦流（旋回流）に沿って流れていき、洗浄槽１の底部はすり鉢状になっているので、渦流に乗った異物は遠心力によって洗浄液中で濃度勾配を生じ、最終的に異物の濃度が高い部分が洗浄槽１の底部に設けられた異物排出口１１近傍に到達する。

異物排出口１１近傍に到達した異物は洗浄液と共にエジェクタ部４により吸引される。エジェクタ部４は流入口４３から流入する洗浄液の流れが吐出口４２に向けて流れる過程で負圧を生じ、吸引口４１、すなわち、異物排出口１１から洗浄液を異物と共に吸引し、そのまま吐出口４２から吐出する。

異物を含む洗浄液はそのまま異物除去部５に圧送されていき、異物除去部５がもつフィルタによって濾しとられて清浄になった洗浄液が洗浄槽１内に還流される。

常に、洗浄槽１内の洗浄液に含まれる異物を除去し続けるので、洗浄液は清浄な状態を保つことが可能になる。従って、被洗浄物を休止することなく、洗浄し続けることができる。

実施例で用いた洗浄装置の概略図である。 実施例で用いた洗浄装置に採用したエジェクタ部の構成を説明する断面概略図である。 従来技術の洗浄装置を説明する概略図である。

符号の説明

１…洗浄槽
２…ポンプ
３…噴射ノズル部
４…エジェクタ部
５…異物除去部

Claims (3)

1. 底部に開口する異物排出口を備え、内部に洗浄液を貯留できる洗浄槽と、
   該洗浄槽から該洗浄液の一部を吸引するポンプと、
   該ポンプから吐出される該洗浄液の一部を該洗浄槽内に噴射して該洗浄槽内に渦流を発生させる噴射ノズル部と、
   該ポンプから吐出される該洗浄液の残部が流入する流入口と、該異物排出口に接続されており該流入口への該洗浄液の流れにより発生する負圧により該異物排出口から該洗浄液を吸引する吸引口と、吸引した該洗浄液を該流入口から流入した該洗浄液と共に吐出する吐出口と、を備えるエジェクタ部と、
   該吐出口から吐出される該洗浄液から含有される異物を除去し、該洗浄槽に該洗浄液を還流する異物除去部と、
   を有することを特徴とする機械加工された被洗浄物の洗浄装置。
2. 前記洗浄槽は、底部がすり鉢状になっている請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記異物除去部はフィルタである請求項１又は２に記載の洗浄装置。

Images