JP2008296098A - 洗浄及び乾燥システム - Google Patents

Abstract

【課題】製品の洗浄及び乾燥工程において真空ポンプ装置を効率よく活用することでイニシャルコスト及びエネルギーコストを抑制することが可能な洗浄及び乾燥システムを提供すること。
【解決手段】主ステーション１１における洗浄工程ではまずシャワー装置１６によって製品を洗浄し、同じ主ステーション１１において第１の乾燥工程としてエアーブロー装置１５によるブロー処理で製品表面の水分を除去する。更に、水分はブロー処理では完全には除去しきれないため第２の乾燥工程を実行する真空ケース１２内で脱気して残余の水分を蒸発させる。この際に真空ポンプ装置２０を稼働させて吸引した空気に応じた排気を排気導出管２３から吐出させ、その排気をエアーブロー装置１５のブロー源とする。これによって真空ポンプ装置２０を効率よく活用することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、製品を洗浄するとともに製品表面に付着した水滴等の水分を乾燥させる洗浄及び乾燥システムに関するものである。

従来から切削加工あるいは研削加工した製品は加工の際に表面に付着した切り粉を除去するために洗浄工程において製品を洗浄し、次いで乾燥工程において乾燥させて次の工程（検査工程）に送るようになっている。具体的には図５に示すように洗浄工程においてはシャワー装置によって製品周囲から浄水を噴射し、次の第１の乾燥工程でエアーブロー装置によって製品の表面に付着した水滴等の水分を吹き飛ばし、次に第２の乾燥工程で真空槽内に概ね水滴が吹き飛ばされた状態（わずかに水滴が付着している状態）の製品を導入し、真空ポンプ装置で真空引きして完全に乾燥させるようにしている。

しかしながら、上記の洗浄及び乾燥システムでは次のような問題があった。
（１）乾燥工程においてはまず第１の乾燥工程においてエアーブロー装置によって概ね水滴を除去してから第２の乾燥工程において真空引きをして完全に製品を乾燥させるようになっている。つまり、乾燥工程ではエアーブロー装置と真空ポンプ装置の両方を用意しなければならないこととなっており、そのためシステム全体のイニシャルコストが上がってしまうこととなっていた。
（２）第２の乾燥工程においては真空ポンプ装置は実際に真空槽内を吸引していない状態でも、次に第１の乾燥工程から送られてきた製品の吸引動作に直ちに移行させるために真空ポンプ装置の動力源は常時稼働状態にある。そのため、実際に吸引していない場合でも真空ポンプ装置は吸引・排気という動作は行っているわけである。しかし、この場合には単に大気を吸引しそのまま大気中に排気するだけであるため動力源を無駄に稼働させていることとなっている。これはエネルギーを無駄に消費していることとなる。
尚、本発明は切削加工あるいは研削加工した製品以外であっても上記のような洗浄工程並びに第１及び第２の乾燥工程を必要とする製品であればもちろん応用可能である。
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、その目的は、製品の洗浄及び乾燥工程において真空ポンプ装置を効率よく活用することでイニシャルコスト及びエネルギーコストを抑制することが可能な洗浄及び乾燥システムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、洗浄水によって製品を洗浄する洗浄ステーションと、同洗浄ステーションにおいて洗浄した製品をエアーブロー装置によるブロー処理をすることで製品表面の水分を除去するブローステーションと、真空槽内に製品を配置し前記ブロー処理によって除去しきれなかった水分を真空ポンプ装置による同真空槽の脱気処理によって除去する真空処理ステーションとを備えた洗浄及び乾燥システムにおいて、前記真空槽内を脱気する前記真空ポンプ装置の排気導出管を前記エアーブロー装置に接続し、同真空ポンプ装置から吐出される排気を同エアーブロー装置のブロー源としたことをその要旨とする。

請求項２に記載の発明では請求項１に記載の発明において、前記ブローステーションにおけるブロー処理のタイミングと前記真空処理ステーションにおける脱気処理のタイミングとを同期させないように稼働させるとともに、前記排気導出管にはエアー切り替え機構を配設し、前記ブロー処理のタイミングにおいては真空ポンプ装置から吐出される排気を前記エアーブロー装置に導びき、前記脱気処理のタイミングにおいては前記真空ポンプ装置から吐出される排気を大気中に放出させるようにしたことをその要旨とする。
請求項３に記載の発明では請求項１又は２に記載の発明において、前記洗浄ステーションではシャワー装置による洗浄処理がなされ、同洗浄処理のタイミングは前記脱気処理のタイミングと同期するようにしたことをその要旨とする。
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記洗浄ステーションとブローステーションは同一エリア内に存在することをその要旨とする。

上記のような構成では、洗浄ステーションで洗浄された製品を乾燥させるためにまず第１の乾燥工程を実行するブローステーションではエアーブロー装置によるブロー処理で製品表面の水分を除去する（吹き飛ばす）。しかし、水分はブロー処理では完全には除去しきれないため第２の乾燥工程を実行する真空処理ステーションで製品を真空槽内に導入し、真空ポンプ装置によって脱気して（いわゆる真空引き）残余の水分を蒸発させる。この際に真空ポンプ装置を稼働させれば吸引した空気に応じた排気が排気導出管から吐出される。この排気をエアーブロー装置のブロー源とすることによって真空ポンプ装置を効率よく活用することができる。
ここに、ブロー処理のタイミングと脱気処理のタイミングとを同期させないように稼働させて、ブロー処理のタイミングにおいては真空ポンプ装置から吐出される排気をエアーブロー装置に導びき、前記脱気処理のタイミングにおいては真空ポンプ装置から吐出される排気を大気中に放出させるようにエアー切り替え機構で切り替えすることが望ましい。このように設定すれば脱気処理のタイミングにおいては従来同様真空槽を脱気できるとともに、ブロー処理が必要な状態においては真空ポンプ装置は真空槽を脱気していないため十分なブロー源としてエアーを供給することが可能である。
また、洗浄ステーションでシャワー装置による洗浄処理を行う場合には、その洗浄処理のタイミングを脱気処理のタイミングと同期させることが望ましい。つまり、洗浄処理では真空ポンプ装置からの排気を利用することはないわけであるから、このタイミングで脱気処理をすれば時間的なロスが少なくなる。特に洗浄ステーションとブローステーションが同一エリア内に存在する場合には洗浄処理とブロー処理を同時に行うことはできないため、洗浄処理のタイミングで脱気処理をするこのような設定は真空ポンプ装置を効率よく継続的に稼働させるためには最適である。

上記各請求項に記載の発明によれば、真空ポンプ装置の排気をエアーブロー装置のブロー源とすることができるため真空ポンプ装置を効率よく活用することができ、コスト面で有利である。

以下、本発明を具体化した１実施例を図面に基づいて説明する。
図１は本実施例の洗浄及び乾燥システム１０を簡略模式化した平面図である。洗浄及び乾燥システム１０は洗浄ステーション及びブローステーションを兼ねる主ステーション１１と真空ケース１２を備えている。図１に示すように、洗浄及び乾燥処理を受ける製品Ｐは矢印イ方向から主ステーション１１内に導入され矢印ロのように方向転換させられ真空ケース１２に導入され矢印ハのように取り出される。尚、本実施例の洗浄及び乾燥システム１０には導入された製品Ｐを搬送するための搬送機構（送りローラ、ハンドリング用ロボット、リフター等）が併設されているがそれらの説明は省略する。
主ステーション１１内部に配設されたシャワールーム１１ａにはエアーブロー装置１５とシャワー装置１６が併設されている。真空ケース１２は設置台１７とカバー１８とから構成され、図示しないシリンダ装置の作用によってカバー１８が上方の開放位置と設置台１７の上にセットされた脱気可能な下方位置とを取りうるようになっている。カバー１８が設置台１７の上にセットされた状態で真空ケース１２内部にキャビティ１９が形成されることとなる。
洗浄及び乾燥システム１０は真空ポンプ装置２０を備えている。真空ポンプ装置２０の吸気導出管２１は真空ケース１２に接続され、排気導出管２３はエアーブロー装置１５及びシャワー装置１６に接続されている。
尚、本実施例の洗浄及び乾燥システム１０はシャワー装置１６に洗浄用の浄水を供給する水供給システム（浄水タンク、揚水ポンプ、汚水タンク等）が併設されているがそれらの説明は省略する。

次に、図２及び図３に基づいて本実施例の洗浄及び乾燥システム１０における圧力系回路の概略を説明する。
真空ポンプ装置２０と真空ケース１２との間に配設された吸気導出管２１には電磁開閉弁２５が並列に配設されている。電磁開閉弁２５は開放側に操作されることでサイレンサ２６を介して吸気導出管２１を大気と連通状態とさせる。真空ケース１２と電磁開閉弁２５の間には圧力センサ２７が並列に配設されるとともに２基の水抜き用のフィルター２８が直列に配設されている。
真空ポンプ装置２０から延出される排気導出管２３は逆止弁２９、フィルター３０を経由して３方切換弁３１に接続されている。３方切換弁３１では排気導出管２３から導入される排気流をエアーブロー装置１５及びシャワー装置１６方向に導入する第１のポート３１ａと、排気流をサイレンサ３２を経由して大気に放出させる第２のポート３１ｂを備えている。３方切換弁３１は図示しないシリンダ装置によって両ポート３１ａ，３１ｂを選択的に切り換えるようになっており、排気導出管２３はこの３方切換弁３１において両ポート３１ａ，３１ｂ方向に分岐させられている。
図３に示すように、第１のポート３１ａ側の排気導出管２３は更に分岐され第１の分岐導出管２３ａは延出されてエアーブロー装置１５に接続され、第２の分岐導出管２３ｂはシャワー装置１６に接続されている。第１の分岐導出管２３ａには安全弁３４が配設され第２の分岐導出管２３ｂには安全弁３５及び逆止弁３６が配設されている。
尚、シャワー装置１６には図示しない上記水供給システムからシャワー用の浄水が供給される。つまり、この圧力系回路ではエアーと水との両方を同じ管を使用して供給するようになっている。また、洗浄後の汚水は汚水タンクへ集合させられストレーナ、フィルター等で浄化された後にシャワー用浄水として再利用される。

このような構成において、常時稼働状態にある真空ポンプ装置２０を真空ケース１２内を脱気するために使用する場合では電磁開閉弁２５は閉鎖状態とし、３方切換弁３１のポートを第２のポート３１ｂ側とすることとなる。この状態で真空ポンプ装置２０が稼働されると真空ケース１２内が脱気される。脱気が完了した場合電磁開閉弁２５を開放状態とし真空ケース１２内を大気圧と同等とすることでカバー１８の開放が可能となる。尚、脱気処理前に念のために真空ケース１２内に溜まった水をドレーンに排出する操作を適宜挿入することも可能である。
一方、真空ポンプ装置２０の排気流をブロー源とする場合では電磁開閉弁２５を開放状態とし、３方切換弁３１のポートを第１のポート３１ａ側とすることとなる。この状態で真空ポンプ装置２０が稼働されると電磁開閉弁２５から外気が導入されそのまま排気流として第１及び第２の分岐導出管２３ａ，２３ｂからエアーブロー装置１５及びシャワー装置１６に供給される。
第２の分岐導出管２３ｂには逆止弁３６が配設されているため、シャワー用の浄水が逆止弁３６より上流側（真空ポンプ装置２０側）に逆流することはない。つまり、シャワー装置１６へはエアーと水との両方が異なる方向から導入されることとなり、エアーが導入されるタイミングにおいてシャワー装置１６はエアーブロー装置として機能する。

次に、このように構成された洗浄及び乾燥システム１０の作用について図４のタイミングチャートに基づいて説明する。尚、本実施例の洗浄及び乾燥システム１０の動作制御はリレー装置を用いたシーケンス制御によって実行させられるが、コンピュータ制御によって実行することも可能である。また、製品Ｐの各工程における停止位置や真空ケース１２を構成するカバー１８の上下位置等は図示しない光電センサ等の検出装置によって検出されている。
洗浄及び乾燥システム１０では製品Ｐに対して洗浄処理とブロー（第１の乾燥処理）と脱気（第２の乾燥処理）の３つの処理が行われる。そして常に洗浄処理と脱気のタイミングは同期している。
先行する製品Ｐが設置台１７に載置された状態でカバー１８が下降すると真空ケース１２には気密状態のキャビティ１９が形成される。ｔ１のタイミングでカバー１８下降が完了すると同時に主ステーション１１内部のシャワールーム１１ａに次の製品Ｐが導入され、シャワー装置１６によるシャワー洗浄と真空ケース１２内の脱気が開始する。この時、３方切換弁３１は第２のポート３１ｂ側とされ電磁開閉弁２５は閉鎖状態である。脱気状態であるので第２のポート３１ｂから排出される排気はそれほど多くはない。
次いで、３０秒経過したｔ２のタイミングでシャワー洗浄及び脱気は終了し、エアーブロー装置１５及びシャワー装置１６によるブローが開始される。先行する製品Ｐは真空ケース１２から取り出され次工程に移送されるが、洗浄された製品Ｐは移送されず続けてその場所（つまりシャワールーム１１ａで）でそのままブローされることとなる。この時ｔ２のタイミングと同時に３方切換弁３１は第１のポート３１ａ側とされ電磁開閉弁２５は開放される。これによって電磁開閉弁２５から外気が導入されることとなりこの外気に基づく排気流は３方切換弁３１の第１のポート３１ａ側に流入する。
次いで、２０秒経過したｔ３のタイミングでブローは終了する。ブローされた製品Ｐは下流の真空ケース１２の設置台１７に載置させるために図示しない搬送機構によって搬送される。この時ｔ３タイミングと同時に３方切換弁３１は第２のポート３１ａ側とされる。電磁開閉弁２５は開放されたままである。
次いで１０秒経過したｔ４のタイミングで再びシャワー装置１６によるシャワー洗浄と真空ケース１２内の脱気が開始される。以下はこの繰り返しとなる。ｔ４のタイミングと同時に電磁開閉弁２５は閉鎖される。
このｔ３〜ｔ４の１０秒はブローが終了した製品Ｐを設置台１７に載置させるための移動時間を考慮したものであり、システム全体においてシャワーもブローも脱気もしていない時間帯である。この時間帯はその前後の制御ための調整期間として適宜短縮あるいは延長することも可能である。

上記のように構成したことにより本実施例の洗浄及び乾燥システム１０では次のような効果が奏される。
（１）真空ポンプ装置２０は常に稼働しており、脱気をしていない際の真空ポンプ装置２０の排気をエアーブロー装置１５のブロー源とし、エアーブロー装置１５単独のブロー源を必要としないので、洗浄及び乾燥システム１０全体のイニシャルコストやエネルギーコストの面で非常に有利である。
（２）脱気処理が終了すると直ちにブロー処理が開始し、ブロー処理が終われば再びそれほど間をおかず脱気処理が行われるように真空ポンプ装置２０が遊んでいる時間があまりないため、エネルギーロスが非常に少なくなる。また、ブロー処理の前工程である洗浄処理と脱気処理のタイミングが同期しているため、この点でも真空ポンプ装置２０が遊んでいる時間を少なくできるためエネルギーロスが非常に少なくなる。
（３）シャワー装置１６がブロー処理の際にはエアーブロー装置として機能するため、エアーブロー装置を単独で配設する必要がなくコスト削減となるとともに、同じ位置で洗浄とブローを行うことができるため省スペース化にも貢献する。

尚、本発明は次のように具体化してもよい。
・上記圧力系回路は一例であって、他の回路を設定することも可能である。
・上記タイミングチャートの設定は一例であってこれに限るものではない。
・上記のタイミングチャートのような制御において開閉操作される３方切換弁３１や電磁開閉弁２５の切り換えタイミングは必ずしも厳密でなく若干のタイムラグがあっても構わない。
・上記ではエアーブロー装置１５とシャワー装置１６の両方を用意し、シャワー装置１６にエアーブロー機能を与えて適宜エアーブロー装置１５と一緒にブローをさせるようにしていたが、単独でブロー機能を有するエアーブロー装置１５を無くしてすべてブロー兼用のシャワー装置１６としてもよい。
・エアーブロー装置１５に別途駆動源を設け、この駆動源からの駆動を主たるブロー源とし、真空ポンプ装置２０からの排気流を追加的なブロー源とするようにしてもよい。
・上記実施例では洗浄とブローによる乾燥は同一の主ステーション１１で行うようにしていたが、洗浄ステーションの下流に別個にブローステーションを配置するような構成でも構わない。
その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において変更した態様で実施することは構わない。

本発明の目的を達成するために上記実施例から把握できるその他の技術的思想について下記に付記として説明する。
（１）前記シャワー装置はシャワー機能とブロー機能を有し、洗浄処理タイミングにはシャワー機能を使用し、ブロー処理タイミングにはブロー機能を使用すること。

本発明を具体化した実施例の洗浄及び乾燥システムを簡略模式化した平面図。 同じ実施例の圧力系回路の概略を説明する説明図。 図２と連結される同じ実施例の圧力系回路の概略を説明する説明図。 洗浄及び乾燥のタイミングを説明するタイミングチャート。 従来の洗浄及び乾燥の工程の概略を説明するブロック図。

符号の説明

１１…洗浄ステーション及びブローステーションとしての主ステーション、１２…真空槽としての真空ケース、１５…エアーブロー装置、１６…シャワー装置、２０…真空ポンプ装置、２３…排気導出管。

Claims (4)

1. 洗浄水によって製品を洗浄する洗浄ステーションと、同洗浄ステーションにおいて洗浄した製品をエアーブロー装置によるブロー処理をすることで製品表面の水分を除去するブローステーションと、真空槽内に製品を配置し前記ブロー処理によって除去しきれなかった水分を真空ポンプ装置による同真空槽の脱気処理によって除去する真空処理ステーションとを備えた洗浄及び乾燥システムにおいて、
   前記真空槽内を脱気する前記真空ポンプ装置の排気導出管を前記エアーブロー装置に接続し、同真空ポンプ装置から吐出される排気を同エアーブロー装置のブロー源としたことを特徴とする洗浄及び乾燥システム。
2. 前記ブローステーションにおけるブロー処理のタイミングと前記真空処理ステーションにおける脱気処理のタイミングとを同期させないように稼働させるとともに、前記排気導出管にはエアー切り替え機構を配設し、前記ブロー処理のタイミングにおいては真空ポンプ装置から吐出される排気を前記エアーブロー装置に導びき、前記脱気処理のタイミングにおいては前記真空ポンプ装置から吐出される排気を大気中に放出させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の洗浄及び乾燥システム。
3. 前記洗浄ステーションではシャワー装置による洗浄処理がなされ、同洗浄処理のタイミングは前記脱気処理のタイミングと同期することを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄及び乾燥システム。
4. 前記洗浄ステーションと前記ブローステーションは同一エリア内に存在することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄及び乾燥システム。

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