JP2014188411A - ワーク洗浄方法及びワーク洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な形状を有するワークに付着した異物を効率よく除去することができるワーク洗浄方法及びワーク洗浄装置を提供する。
【解決手段】ワーク３０を回転可能に軸支した状態でワーク３０に洗浄液２１を吐出することでワーク３０を回転させ、回転によって生じる遠心力を利用してワーク３０を洗浄する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用トルクコンバータのブレードなどのように複雑な形状を有するワークを効率よく清浄に洗浄することができるワーク洗浄方法及びワーク洗浄装置に関する。

近年、環境問題から自動車の低燃費化が強く要望されており、これに対応するためオートマチックトランスミッションでは、ｏｎ／ｏｆｆ制御やフィードバック／フィードフォワード制御などの高精度でのバルブ制御が行われている。高精度化されたバルブ制御の際、制御バルブ内に異物が混入して噛み込むと、ヒステリシスの増加や制御が不安定となる虞がある。ヒステリシスの増加や制御不安定は、燃費性能の低下及びドライバビリティの低下に繋がる。

例えば、オートマチックトランスミッションのトルクコンバータに使用されるブレード（例えば、特許文献１）などのように、複雑な形状を有するワークを洗浄する従来のワーク洗浄装置は、自動搬入出を行うことのできるコンベア式の洗浄装置が用いられていた。このコンベア式の洗浄装置は、搬送方向と直交する方向に延びる複数のローラーが搬送方向に複数配置され、ローラーコンベアの下方に多数（例えば、縦横合わせて１００個以上）のノズルが配置されていた。

この従来のコンベア式のワーク洗浄装置では、図７に示すように、洗浄部を下に向けた状態でワーク１００をローラーコンベア（図示せず）に搭載し、ノズル１０２からワーク１００に向けて加圧された洗浄液１０３を吐出して、洗浄液１０３の化学的な洗浄力と吐出圧の物理的な洗浄力とにより、ワーク１００に付着している切粉や溶接スパッタなどの異物を除去して洗浄していた。

特開２００１‐１３２８１８号公報

しかしながら、ローラーコンベアで搬送されるワーク１００に対してノズル１０２から洗浄液１０３を吐出して洗浄する従来のワーク洗浄装置によると、吐出された洗浄液１０３がワーク１００の搬送方向と直交するように配置された複数のローラーによって妨げられる等の理由で複雑な形状の細部まで洗浄液１０３が供給されない場合があった。従って従来のワーク洗浄装置では、切粉などの細かい異物に対する洗浄力が必ずしも十分ではなく、多数の異物がワーク１００に残ってしまう虞があった。

なお、複雑な形状を有するワーク１００に対し、洗浄液を的確な角度で噴射するにはロボットアームを使用する方法も考えられるが、コストが嵩むとともに洗浄時間も長くなってしまう。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複雑な形状を有するワークに付着した異物を効率よく除去することができるワーク洗浄方法及びワーク洗浄装置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に係る発明は、
ノズル（例えば、後述の実施形態におけるノズル２０）からワーク（例えば、後述の実施形態におけるブレード３０）に向けて洗浄液（例えば、後述の実施形態における洗浄液２１）を吐出して前記ワークを洗浄するワーク洗浄方法であって、
前記ワークを回転可能に軸支した状態で前記ワークに洗浄液を吐出することで、前記ワークを回転させ、回転によって生じる遠心力を利用して前記ワークを洗浄することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
吐出した洗浄液が前記ワークに接触して接触点（例えば、後述の実施形態における接触点Ｐ）から径方向内側に流れた後、洗浄液が前記ワークの回転により生じる遠心力により再度前記接触点を流れるように洗浄液を吐出することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、
前記ワークに対し、下方から洗浄液を吐出することを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかの構成に加えて、
前記ワークは、トルクコンバータのブレードであることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、
ワークに向けて洗浄液を吐出して前記ワークを洗浄するワーク洗浄装置（例えば、後述の実施形態におけるワーク洗浄装置１０）であって、
前記ワークを回転可能に支持するワーク支持台（例えば、後述の実施形態におけるワーク支持台１１）と、
前記ワーク支持台に支持された前記ワークに向けて洗浄液を吐出し、洗浄液の吐出圧により前記ワークに回転力を付与するノズル（例えば、後述の実施形態におけるノズル２０）と、を備えることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項５の構成に加えて、
前記ワークから除去された異物を回収する異物回収部をさらに備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項５又は６の構成に加えて、
前記ノズルは、吐出した洗浄液が前記ワークに当たる接触点に対し径方向外側に配置され、
前記接触点から径方向内側に流れた洗浄液が前記ワークの回転により生じる遠心力により再度前記接触点を流れることで、前記ワークから異物を除去することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項６の構成に加えて、
前記ノズル及び前記異物回収部は、前記ワークの下方に配置されることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項５〜８のいずれかの構成に加えて、
前記ワークは、トルクコンバータのブレードであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、回転可能に軸支したワークに洗浄液を吐出することでワークを回転させ、回転によって生じる遠心力を利用してワークを洗浄するので、洗浄液の吐出圧による洗浄、及び遠心力を利用した洗浄を行うことができ、複雑な形状を有するワークに付着した異物を効率よく除去することができる。

請求項２の発明によれば、吐出した洗浄液は、ワークとの接触点から径方向内側に流れた後、ワークの回転により生じる遠心力により再度接触点を流れるので、洗浄液の圧力により１回目の洗浄を行った後、遠心力で流れる洗浄液による２回目の洗浄を行い、ワークを２回洗浄することができる。また、これによって、単位時間当たりの洗浄力が向上すると共に、洗浄液の使用量を低減することができる。

請求項３の発明によれば、洗浄液は、ワークに対して下方から吐出するので、洗浄後の洗浄液を効率的に排出することができる。

請求項４の発明によれば、形状が複雑なトルクコンバータのブレードを効率的に洗浄することができる。

請求項５の発明によれば、ワークを回転可能に支持するワーク支持台と、ワーク支持台に支持されたワークに向けて洗浄液を吐出し、洗浄液の吐出圧によりワークに回転力を付与するノズルと、を備えるので、洗浄液の吐出圧による洗浄に加えて、遠心力を利用した洗浄を行うことができ、ワークに付着した異物を効率的に除去することができる。

請求項６の発明によれば、ワークから除去された異物を回収する異物回収部をさらに備えるので、異物を確実に回収して除去することができる。

請求項７の発明によれば、ノズルは、吐出した洗浄液がワークに当たる接触点に対して外側に配置されている。従って、洗浄液は、ワークの接触点から径方向内側に流れた後、ワークの回転により生じる遠心力により径方向外側に流れて再度接触点を流れることでワークから異物を除去するので、ワークを２回洗浄することができる。これによって、単位時間当たりの洗浄力が向上すると共に、洗浄液の使用量を低減することができる。

請求項８の発明によれば、ノズル及び異物回収部は、ワークの下方に配置されるので、異物を洗浄液と共に効率的に排出することができる。

請求項９の発明によれば、複雑な形状を有するトルクコンバータのブレードを効率的に洗浄することができる。

本発明に係る一実施形態のワーク洗浄装置を説明する図である。 図１に示すワーク洗浄装置により洗浄されるワークの一例であるトルクコンバータのブレードの裏面図である。 図２に示すトルクコンバータのブレードの洗浄過程を説明する図である。 洗浄性能試験に用いたワーク洗浄装置の要部斜視図である。 洗浄性能試験の実施例１〜６の結果を示すグラフである。 洗浄性能試験の比較例１の結果を示すグラフである。 従来のワーク洗浄装置の概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、洗浄対象物であるワークとしてトルクコンバータのブレードを洗浄する場合を例に説明する。

図１に示すように、本実施形態のワーク洗浄装置１０は、トルクコンバータのブレード（以下、単にブレードと言う）３０を回転可能に支持するワーク支持台１１と、ワーク支持台１１に支持されたブレード３０に向けて洗浄液２１を吐出するノズル２０と、を備える。

ブレード３０は、図２に示すように、中心に貫通孔３１が設けられて円盤状に形成されており、椀状のシェル３２と、シェル３２に対して軸方向に対向配置された円板状のコア３３と、周方向に整列配置されてシェル３２及びコア３３に結合された複数の羽根部３４と、を備える。羽根部３４は、他の羽根部３４やコア３３と重なって影となる部分の発生が避けられず、洗浄し難い形状となっている。

ワーク支持台１１は、本体１２と、本体１２から突出形成された軸部１３とを有し、軸部１３の軸線ＣＬを垂直方向に向けて設置されている。本体１２の上面１２ａには、不図示の軸受が配設されている。軸部１３は、ブレード３０の貫通孔３１に挿通し、軸受に載置されたブレード３０を、軸線ＣＬを中心として回転自在に保持する。ブレード３０は、裏面であるコア３３が見える面を下方に向けて保持される。

ノズル２０は、ブレード３０に向けて洗浄液２１を吐出するノズルであり、不図示のポンプに接続されて、ポンプから圧送される洗浄液２１を吐出する。ノズル２０は、ワーク支持台１１に支持されたブレード３０の下方に少なくとも１つ配置され、コア３３から露出する羽根部３４の接触点Ｐに向けて洗浄液２１を吐出する。

接触点Ｐは、ブレード３０の回転中心から半径方向に離れた位置であって、コア３３から径方向外側又は径方向内側に露出している羽根部３４に設定されている。コア３３から径方向外側又は径方向内側に露出している羽根部３４に洗浄液２１を当てることで、洗浄液２１がコア３３に覆われた羽根部３４にも流れる。また、ノズル２０から吐出する洗浄液２１の吐出圧によってブレード３０には回転力が付与され、ブレード３０はワーク支持台１１の軸部１３を中心として回転する。

本実施形態では、１つのノズル２０が、コア３３から径方向外側に露出している羽根部３４の接触点Ｐ（図３参照）に向けて洗浄液２１を吐出するように、接触点Ｐよりも径方向外側且つ下方に設置されている。

また、ワーク洗浄装置１０には、ワーク支持台１１に支持されたブレード３０の下方に、フィルタ等を備える不図示の異物回収部が配設されており、洗浄によりブレード３０から除去された切粉などの異物を回収する。

次に、上記の構成を備えた本実施形態のワーク洗浄装置１０の洗浄作用について、図３を参照して説明する。図３（ａ）に示すように、ノズル２０から吐出した洗浄液２１は、ワーク支持台１１によって回転可能に支持されたブレード３０の羽根部３４の表面３４ａに当たる。即ち、洗浄液２１が羽根部３４の表面３４ａに当たる点が、洗浄液２１の接触点Ｐとなる。

これにより、ブレード３０は、洗浄液２１の吐出圧により回転力が付与されてワーク支持台１１の軸部１３を中心として図中の矢印で示す方向に回転する。ブレード３０が回転することで、洗浄液２１は周方向に整列配置されたブレード３０の羽根部３４に対して均一に当たる。また、図３（ｄ）に示すように、羽根部３４の表面３４ａに当たった洗浄液２１の一部は、隣り合う羽根部３４の裏面３４ｂにも飛散する。

図３（ｂ）に示すように、羽根部３４の表面３４ａに当たった洗浄液２１は、吐出圧により羽根部３４の表面３４ａを、径方向外側（接触点Ｐ）から径方向内側に向かって流れ、洗浄液２１の吐出圧により物理的洗浄力と、洗浄液２１の化学的洗浄力とにより、表面３４ａに付着する異物を除去する。これにより、１回目の洗浄が行われる。

ブレード３０が回転しているので、羽根部３４の表面３４ａを径方向内側に向かって流れる洗浄液２１には、遠心力が作用する。図３（ｃ）に示すように、径方向内側に向かって流れる洗浄液２１は、やがて流れ方向が逆転して、羽根部３４の表面３４ａを径方向内側から径方向外側に向かって流れ、表面３４ａに付着する異物を除去する。これにより２回目の洗浄が行われる。

また、図３（ｄ）に示すように、羽根部３４の表面３４ａに当たって、隣り合う羽根部３４の裏面３４ｂに飛散した洗浄液２１は、遠心力の作用により羽根部３４の裏面３４ｂを径方向内側から径方向外側に向かって流れ、裏面３４ｂに付着する異物を除去して洗浄する。

以上説明したように、本実施形態に係るワーク洗浄装置１０によれば、回転可能に軸支したブレード３０に洗浄液２１を吐出することでブレード３０を回転させ、回転によって生じる遠心力を利用してブレード３０を洗浄するので、洗浄液２１の吐出圧による洗浄、及び遠心力を利用した洗浄を行うことができ、効率的にブレード３０に付着した異物を効率よく除去することができる。

また、吐出した洗浄液２１は、ブレード３０との接触点Ｐから径方向内側に流れた後、ブレード３０の回転により生じる遠心力により再度接触点Ｐを流れるので、洗浄液２１の圧力により１回目の洗浄を行った後、遠心力で流れる洗浄液２１により２回目の洗浄を行い、ブレード３０を２回洗浄することができる。また、これによって、単位時間当たりの洗浄力が向上すると共に、洗浄液２１の使用量を低減することができる。

また、洗浄液２１は、ブレード３０に対して下方から吐出するので、洗浄後の洗浄液２１を効率的に排出することができる。

また、ワーク洗浄装置１０は、ブレード３０を回転可能に支持するワーク支持台１１と、ワーク支持台１１に支持されたブレード３０に向けて洗浄液２１を吐出し、洗浄液２１の吐出圧によりブレード３０に回転力を付与するノズル２０と、を備えるので、洗浄液２１の吐出圧による洗浄に加えて、遠心力を利用した洗浄を行うことができ、ブレード３０に付着した異物を効率的に除去することができる。

また、ブレード３０から除去された異物を回収する異物回収部をさらに備えるので、異物を確実に回収することができる。

また、ノズル２０は、吐出した洗浄液２１がブレード３０に当たる接触点Ｐに対して径方向外側に配置されている。洗浄液２１は、ブレード３０の接触点Ｐから径方向内側に流れた後、ブレード３０の回転により生じる遠心力により径方向外側に流れて再度接触点Ｐを流れることでブレード３０から異物を除去するので、ブレード３０を２回洗浄することができる。また、これによって、単位時間当たりの洗浄力が向上すると共に、洗浄液２１の使用量を低減することができる。

また、ノズル２０及び異物回収部は、ブレード３０の下方に配置されるので、異物を洗浄液２１と共に効率的に排出することができる。

本発明の効果を確認するため、本発明のワーク洗浄装置に係る実施例と、従来のワーク洗浄装置に係る比較例について説明する。比較例のワーク洗浄装置は、図７に示すコンベアで搬送されるブレードの下方に配置した縦横７０個のノズルから洗浄液を吐出する従来の洗浄装置を用いた。

また、実施例のワーク洗浄装置は、図４に示すように、ワーク支持台に回転可能に支持されたブレードに向けて、下方に配置したノズルから洗浄液を吐出して洗浄した。なお、ノズル２０Ａ〜２０Ｄは、接触点がコアに対し径方向外側及び径方向内側から露出する羽根部となるようにコアの径方向外側及び径方向内側にそれぞれ２個ずつ、合計４個を配置し、不図示のバルブで適宜開閉して使用ノズル個数を変更した。

ノズル２０Ａ，２０Ｂからの洗浄液の接触点はコアよりも径方向内側に位置する羽根部の部分であり、ノズル２０Ｃ，２０Ｄからの洗浄液の接触点はコアよりも径方向外側に位置する羽根部の部分である。

ワーク洗浄装置の洗浄効果は、洗浄終了後にブレードに残留する異物の個数を計数して評価した。

実施例及び比較例のワーク洗浄装置で使用したノズルの個数及び使用ノズル位置を表１に、また洗浄結果を図５及び図６に示す。図５（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ洗浄性能試験の実施例１〜６の結果を示すグラフであり、図６は、洗浄性能試験の比較例１の結果を示すグラフである。

図５及び図６に示すように、比較例、実施例共に、０．３５ｍｍ以上の大きさの残留異物はなかったが、０．３ｍｍ以下の残留異物が洗浄後に認められた。従来のワーク洗浄装置によると約４０個の異物が残留しているのに対して、本実施例のワーク洗浄装置では、いずれの条件でも大幅に残留異物の個数が低減しており、本実施例のワーク洗浄装置の効果が顕著に認められた。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。上記実施形態では、ワークとしてトルクコンバータのブレードについて説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、特に形状が複雑なワークに対して同様の洗浄効果を奏する。

また、上記実施形態では、コア３３から径方向外側に露出している羽根部３４の接触点Ｐに向けて洗浄液２１を吐出するように、１つのノズル２０を接触点Ｐよりも径方向外側且つ下方に設置したが、接触点Ｐはコア３３から径方向内側に露出している羽根部３４であってもよく、１つのノズル２０を接触点Ｐよりも径方向内側且つ下方に設置してもよい。また、２つ以上のノズル２０を配置して、少なくとも一つのノズル２０の接触点Ｐをコア３３から径方向外側に露出している羽根部３４とし、残りのノズル２０の接触点Ｐをコア３３から径方向内側に露出している羽根部３４とするなど、適宜設定することができる。

また、ノズル２０は、接触点Ｐの真下に配置してもよく、接触点Ｐに対して径方向外側又は径方向内側に配置し、ノズル２０の角度を調整してもよい。

また、上記実施形態では、ブレード３０の裏面（コア３３が見える面）を下方に向けて配置し、下方からブレード３０に向けて洗浄液を吐出するようにノズル２０を配置したが、これに限らず、裏面を上方に向けて配置し、上方からブレード３０に向けて洗浄液を吐出するようにノズル２０を配置してもよい。

１０ ワーク洗浄装置
１１ ワーク支持台
２０ ノズル
２１ 洗浄液
３０ ブレード（ワーク）
Ｐ 接触点

Claims (9)

1. ノズルからワークに向けて洗浄液を吐出して前記ワークを洗浄するワーク洗浄方法であって、
   前記ワークを回転可能に軸支した状態で前記ワークに洗浄液を吐出することで、前記ワークを回転させ、回転によって生じる遠心力を利用して前記ワークを洗浄することを特徴とするワーク洗浄方法。
2. 吐出した洗浄液が前記ワークに接触して接触点から径方向内側に流れた後、洗浄液が前記ワークの回転により生じる遠心力により再度前記接触点を流れるように洗浄液を吐出することを特徴とする請求項１に記載のワーク洗浄方法。
3. 前記ワークに対し、下方から洗浄液を吐出することを特徴とする請求項１又は２に記載のワーク洗浄方法。
4. 前記ワークは、トルクコンバータのブレードであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のワーク洗浄方法。
5. ワークに向けて洗浄液を吐出して前記ワークを洗浄するワーク洗浄装置であって、
   前記ワークを回転可能に支持するワーク支持台と、
   前記ワーク支持台に支持された前記ワークに向けて洗浄液を吐出し、洗浄液の吐出圧により前記ワークに回転力を付与するノズルと、を備えることを特徴とするワーク洗浄装置。
6. 前記ワークから除去された異物を回収する異物回収部をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のワーク洗浄装置。
7. 前記ノズルは、吐出した洗浄液が前記ワークに当たる接触点に対し径方向外側に配置され、
   前記接触点から径方向内側に流れた洗浄液が前記ワークの回転により生じる遠心力により再度前記接触点を流れることで、前記ワークから異物を除去することを特徴とする請求項５又は６に記載のワーク洗浄装置。
8. 前記ノズル及び前記異物回収部は、前記ワークの下方に配置されることを特徴とする請求項６に記載のワーク洗浄装置。
9. 前記ワークは、トルクコンバータのブレードであることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載のワーク洗浄装置。

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