JP2015123435A - 洗浄装置およびこの装置を用いた被洗浄物の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 希土類系永久磁石などの被洗浄物を効率的かつ効果的に洗浄することができる洗浄装置を提供すること。
【解決手段】 槽腹部を貫通移動するネットコンベアの上下面に対向させて少なくとも一対の超音波振動子が配設された洗浄槽を備え、洗浄液が充填された洗浄槽内でネットコンベアに載置された被洗浄物を上下の超音波振動子の間に搬送して超音波洗浄する洗浄装置であって、上下の超音波振動子の間を除いて、ネットコンベアに載置された被洗浄物は押さえネットによってコンベア上に制止された状態で搬送されるように構成され、かつ、装置の運転中、洗浄液が洗浄槽内に絶えず供給されるとともに、洗浄槽の底面に設けられた洗浄液の排出孔から洗浄液が絶えず排出されるが、洗浄槽内への洗浄液の供給量を洗浄槽内からの洗浄液の排出量よりも多くすることで、洗浄槽内に洗浄液が充填された状態を維持することができるように構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、希土類系永久磁石などの被洗浄物を洗浄するのに適した洗浄装置、およびこの装置を用いた被洗浄物の洗浄方法に関する。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系永久磁石（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）に代表される希土類系永久磁石は、高い磁気特性を有していることから、今日、様々な分野で使用されている。しかしながら、希土類系永久磁石は、大気中で酸化腐食されやすい希土類元素を含むため、表面処理を行わずに使用した場合には、わずかな酸やアルカリや水分などの影響によって表面から腐食が進行して錆が発生し、それに伴って、磁気特性の劣化やばらつきを招くことになる。さらに、磁気回路などの装置に組み込んだ磁石に錆が発生した場合、錆が飛散して周辺部品を汚染する恐れがある。従って、希土類系永久磁石は、耐食性を付与することを目的として、金属被膜や樹脂被膜などの耐食性被膜を磁石の表面に形成して実用に供されるのが一般的である。また、近年、酸化性雰囲気下において希土類系永久磁石を熱処理することで磁石の表面を改質することによる簡易防錆技術の進展が著しく、磁石の表面に耐食性被膜を形成するのではなく磁石の表面を改質することによって磁石に耐食性を付与する方法も盛んに採用されている。

希土類系永久磁石に耐食性を付与するために、磁石の表面に耐食性被膜を形成する場合でも、磁石の表面を改質する場合でも、その前工程で磁石を洗浄することは重要である。これは、例えば磁石を所定寸法に加工した際に発生した研削微粉などが磁石の表面に付着したままであると、耐食性被膜を磁石の表面に形成する際や磁石の表面を改質する際に悪影響を及ぼすからであり、とりわけ磁石の表面を改質することによる簡易防錆技術を採用する場合には、磁石の表面の清浄度が磁石の表面の改質の良し悪しに直結するため、磁石を洗浄して表面の清浄度を向上させておく必要性は高い。特許文献１には、希土類系永久磁石を洗浄するのに適した洗浄装置が記載されている。この装置は、槽腹部を貫通移動するネットコンベアの上下面に対向させて一対の超音波振動子が配設された洗浄槽を備え、洗浄液が充填された洗浄槽内でネットコンベアに載置された磁石を上下の超音波振動子の間に搬送して超音波洗浄するものであるが、さらに、ネットコンベアに載置された磁石をコンベア上に制止するための押さえネットがネットコンベアとともに槽腹部を貫通移動するように構成されており、ネットコンベアに載置された磁石が超音波洗浄の際の振動によってコンベア上から落ちてしまったりコンベア上で転動したりすることを防いでいる。また、この装置は、洗浄槽内で洗浄される磁石を予めシャワー洗浄するための事前シャワー手段が洗浄槽の前段に設置されているとともに、洗浄槽の後段には、洗浄槽内で洗浄された磁石をシャワー洗浄するための事後シャワー手段と洗浄が完了した磁石をブロー乾燥するためのエアブロー手段が設置されており、ネットコンベアに載置された磁石は一貫して押さえネットによってコンベア上に制止された状態で搬送されることで、超音波洗浄時のみならず、事前シャワー時、事後シャワー時、ブロー乾燥時においても、磁石がコンベア上から落ちてしまったりコンベア上で転動したりすることを防いでいる。

特開平５−２２０４５９号公報

特許文献１に記載の洗浄装置は、工業的規模において大量の希土類系永久磁石を効率的に洗浄することができる点において優れている。しかしながら、ネットコンベアに載置された磁石は、押さえネットによってコンベア上に制止された状態で上下の超音波振動子の間に搬送されるため、押さえネットが磁石の上面に対する超音波洗浄の障害になってしまうことから、磁石の上面に対する洗浄効果の点で問題がある。
そこで本発明は、希土類系永久磁石などの被洗浄物を効率的かつ効果的に洗浄することができる洗浄装置を提供することを目的とする。

上記の点に鑑みてなされた本発明の洗浄装置は、請求項１記載の通り、槽腹部を貫通移動するネットコンベアの上下面に対向させて少なくとも一対の超音波振動子が配設された洗浄槽を備え、洗浄液が充填された洗浄槽内でネットコンベアに載置された被洗浄物を上下の超音波振動子の間に搬送して超音波洗浄する洗浄装置であって、上下の超音波振動子の間を除いて、ネットコンベアに載置された被洗浄物は押さえネットによってコンベア上に制止された状態で搬送されるように構成され、かつ、装置の運転中、洗浄液が洗浄槽内に絶えず供給されるとともに、洗浄槽の底面に設けられた洗浄液の排出孔から洗浄液が絶えず排出されるが、洗浄槽内への洗浄液の供給量を洗浄槽内からの洗浄液の排出量よりも多くすることで、洗浄槽内に洗浄液が充填された状態を維持することができるように構成されていることを特徴とする。
また、請求項２記載の装置は、請求項１記載の装置において、洗浄槽の下方に、排出孔から排出された洗浄液を受蓄するための洗浄液受蓄槽と、洗浄液受蓄槽内の洗浄液を洗浄槽内に供給するための洗浄液供給手段をさらに備えることを特徴とする。
また、請求項３記載の装置は、請求項１または２記載の装置において、被洗浄物が載置されたネットコンベアと、ネットコンベアに載置された被洗浄物をコンベア上に制止するための押さえネットが、ともに洗浄槽の一方の側面に設けられた入口孔から対向する側面に設けられた出口孔に向かって槽腹部を貫通移動するように構成され、かつ、洗浄槽内への洗浄液の供給が、入口孔と出口孔のそれぞれの近傍上方に配置された洗浄液噴出手段から洗浄液を下方に向けて噴出させることによって行われるように構成されていることを特徴とする。
また、請求項４記載の装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の装置において、洗浄槽内で洗浄される被洗浄物を予めシャワー洗浄するための事前シャワー手段が洗浄槽の前段に設置されているとともに、洗浄槽の後段には、洗浄槽内で洗浄された被洗浄物をシャワー洗浄するための事後シャワー手段と洗浄が完了した被洗浄物をブロー乾燥するためのエアブロー手段が設置されていることを特徴とする。
また、本発明の被洗浄物の洗浄方法は、請求項５記載の通り、請求項１乃至４のいずれかに記載の洗浄装置を用いて被洗浄物を洗浄することを特徴とする。
また、請求項６記載の方法は、請求項５記載の方法において、被洗浄物が希土類系永久磁石であることを特徴とする。

本発明の洗浄装置によれば、希土類系永久磁石などの被洗浄物を効率的かつ効果的に洗浄することができる。

本発明の洗浄装置の一例の内部構造を模式的に示す正面図である。 本発明の洗浄装置の別の一例の内部構造を模式的に示す正面図である。

以下、本発明の洗浄装置を図面に基づいて説明するが、本発明の洗浄装置は以下の記載に限定して解釈されるものではない。

図１は、本発明の洗浄装置の一例の内部構造を模式的に示す正面図である。この洗浄装置１は、槽腹部を貫通移動する、回転軌道上を一方向に回転するチェーン状のネットコンベア３の上下面に対向させて一対の超音波振動子４ａ，４ｂが配設された洗浄槽２を備え、洗浄液が充填された洗浄槽内でネットコンベア３に載置された被洗浄物Ｘ（例えば板状の希土類系永久磁石）を上下の超音波振動子４ａ，４ｂの間に搬送して超音波洗浄するものであり、この基本構成は、特許文献１に記載の洗浄装置と同一である。また、洗浄装置１においては、ネットコンベア３に載置された被洗浄物Ｘは、回転軌道上を一方向に回転するチェーン状の押さえネット５によってコンベア上に制止された状態で、洗浄槽２に搬送され、そして洗浄槽２から搬出される。この点においても、洗浄装置１は特許文献１に記載の洗浄装置と同一である。洗浄装置１が特許文献１に記載の洗浄装置と異なる点は、上下の超音波振動子４ａ，４ｂの間には押さえネット５を通過させず、上側の超音波振動子４ａの上方を移動させることで、押さえネット５が被洗浄物Ｘの上面に対する超音波洗浄の障害になってしまうことを回避している点と、洗浄槽２の底面の中央に洗浄液の排出孔６を有し、装置の運転中、洗浄液が洗浄槽内に絶えず供給されるとともに、洗浄槽内に供給された洗浄液が排出孔６から絶えず排出されるが、洗浄槽内への洗浄液の供給量を洗浄槽内からの洗浄液の排出量よりも多くすることで、洗浄槽内に洗浄液が充填された状態を維持することができるようにしている点である。洗浄装置１においては、上下の超音波振動子４ａ，４ｂの間ではネットコンベア３に載置された被洗浄物Ｘは押さえネット５によってコンベア上に制止されていない。従って、この点だけを見れば、ネットコンベア３に載置された被洗浄物Ｘが超音波洗浄の際の振動によってコンベア上から落ちてしまったりコンベア上で転動したりする恐れがあるが、洗浄装置１においては、装置の運転中、洗浄液が洗浄槽内に絶えず供給されるとともに、洗浄槽内に供給された洗浄液が排出孔６から絶えず排出されるようにすることで、こうしたことを防ぐことができる。その理由は必ずしも明確ではないが、洗浄槽内における洗浄液の流れを全体的に底部方向に向けていることが一つの要因として考えられる。結果として、洗浄装置１によれば、ネットコンベア３に載置された被洗浄物Ｘが超音波洗浄の際の振動によってコンベア上から落ちてしまったりコンベア上で転動したりすることを防ぎつつ、被洗浄物Ｘの上面に対する優れた洗浄効果を得ることができる。

洗浄装置１は、装置の運転中、洗浄液が洗浄槽内に絶えず供給されるとともに、洗浄槽内に供給された洗浄液が排出孔６から絶えず排出されるが、洗浄槽内への洗浄液の供給量を洗浄槽内からの洗浄液の排出量よりも多くすることで、洗浄槽内に洗浄液が充填された状態を維持するため、洗浄槽２の下方に、排出孔６から排出された洗浄液を受蓄するための洗浄液受蓄槽７と、洗浄液受蓄槽内の洗浄液を洗浄槽内に供給するための洗浄液供給手段（循環ポンプ）８をさらに備えている。

洗浄装置１は、被洗浄物Ｘが載置されたネットコンベア３と、ネットコンベア３に載置された被洗浄物Ｘをコンベア上に制止するための押さえネット５が、ともに洗浄槽２の一方の側面に設けられた入口孔９から対向する側面に設けられた出口孔１０に向かって槽腹部を貫通移動するように構成され、かつ、洗浄槽内への洗浄液の供給が、入口孔９と出口孔１０のそれぞれの近傍上方に配置された洗浄液噴出手段１１ａ，１１ｂから洗浄液を下方に向けて噴出させることによって行われるように構成されている。洗浄液噴出手段１１ａ，１１ｂから洗浄液をカーテン状に噴出させることで、入口孔９と出口孔１０からの洗浄液の流出量を少なくすることができる。洗浄槽２の底面に排出孔６が存在しない場合、洗浄液噴出手段１１ａ，１１ｂから下方に向けて噴出された洗浄液が洗浄槽２の底面に衝突すると、洗浄槽内に上向きの洗浄液の流れが発生し、上下の超音波振動子４ａ，４ｂの間で押さえネット５によってコンベア上に制止されていない被洗浄物Ｘの安定性に悪影響を及ぼすと考えられるが、洗浄槽２の底面に排出孔６が存在することで、洗浄槽内に上向きの洗浄液の流れが発生することが抑制される。また、洗浄液噴出手段１１ａ，１１ｂからカーテン状に噴出された洗浄液は、ネットコンベア３に載置された被洗浄物Ｘに対して衝撃を与えるが、上下の超音波振動子４ａ，４ｂの間を除いて、被洗浄物Ｘは押さえネット５によってコンベア上に制止された状態で搬送されているので、コンベア上から落ちてしまったりコンベア上で転動したりすることはない。

洗浄装置１は、洗浄槽内で洗浄される被洗浄物Ｘを予めシャワー洗浄するための事前シャワー手段１２が洗浄槽２の前段に設置されているとともに、洗浄槽２の後段には、洗浄槽内で洗浄された被洗浄物Ｘをシャワー洗浄するための事後シャワー手段１３と洗浄が完了した被洗浄物Ｘをブロー乾燥するためのエアブロー手段１４が設置されている。さらに、エアブロー手段１４の後段には、被洗浄物Ｘの最終乾燥を行うための赤外線ヒータ１５が設置されている。

洗浄装置１が備えるネットコンベア３と押さえネット５の材質は例えばステンレスである。ネットコンベア３と押さえネット５のそれぞれの開孔率は６０％以上であり（開孔率の上限は通常８５％である）、ネットコンベア３については被洗浄物Ｘの下面に対する超音波洗浄の障害にできるだけならないように配慮されている。ネットコンベア３と押さえネット５は、個別のモータによって駆動されるが、両者の速度は同じになるようにシーケンサ制御されている。なお、ネットコンベア３と押さえネット５は、メンテナンス上の要請などから、それぞれ回転軌道上を両方向に回転することができるものであってもよい。洗浄液供給手段８によって洗浄液受蓄槽内から洗浄槽内に供給される研削液は、研削微粉などが除去されたものであることが望ましい。洗浄液供給手段８によって洗浄液受蓄槽内から洗浄槽内に供給される研削液を研削微粉などが除去されたものにする方法は特段限定されるものではなく、洗浄液供給手段８の前段に研削微粉などを除去するためのフィルタやマグネットセパレータなどを設置する方法や、洗浄槽２の底面に設けられた排出孔６から排出される洗浄液や側面に設けられた入口孔９と出口孔１０から流出する洗浄液に含まれる研削微粉などをフィルタやマグネットセパレータなどで除去した後の洗浄液を洗浄液受蓄槽７に受蓄する方法などが挙げられる。

なお、洗浄装置１が備える洗浄槽は１つであり、洗浄槽に配設された上下の超音波振動子は一対であるが、本発明の洗浄装置が備える洗浄槽は２つ以上であってもよく、洗浄槽に配設される上下の超音波振動子は二対以上であってもよい。洗浄装置が備える洗浄槽が２つ以上の場合、全ての洗浄槽が同一の構成を取る必要はない。

また、洗浄装置１が備えるシャワー手段１２、事後シャワー手段１３、エアブロー手段１４、赤外線ヒータ１５は任意のものであり、本発明の洗浄装置が必ず備えていなければならないものというわけではない。また、事後シャワー手段１３は被洗浄物Ｘに対して防錆液をシャワーするものであってもよい。洗浄槽内で洗浄された被洗浄物Ｘに対して事後シャワー手段１３によって防錆液をシャワーしてからエアブロー手段１４によってブロー乾燥し、さらに赤外線ヒータ１５によって最終乾燥することで、被洗浄物Ｘに簡易的な耐食性を付与することができる。

また、洗浄装置１は、押さえネット５が上下の超音波振動子４ａ，４ｂの間を通過することで被洗浄物Ｘの上面に対する超音波洗浄の障害になってしまうことを回避するため、押さえネット５を上側の超音波振動子４ａの上方を移動させているが、押さえネットが上下の超音波振動子の間を通過しないようにする方法はこの方法に限定されるものではなく、例えば図２に示したように、被洗浄物が上下の超音波振動子の間に搬送される前と後で押えネットを別個のもの（５ａ，５ｂ）とする方法であってもよい（その他の構成は図１の洗浄装置１と同一である）。

本発明の洗浄装置によって洗浄することができる被洗浄物としては希土類系永久磁石が挙げられるが、被洗浄物が希土類系永久磁石に限定されないことはいうまでもない。

（実施例１）
図１に示す本発明の洗浄装置を用いて研削加工後の板状の希土類系永久磁石の洗浄を行った。洗浄前の磁石の表面の汚れを１００％とし、洗浄後の磁石の表面の汚れ残留率を評価したところ、上面は５％で下面は１２％であった（磁石１０個の平均値）。これに対し、特許文献１に記載の洗浄装置を用いて同様に磁石の洗浄を行ったところ、洗浄後の磁石の表面の汚れ残留率は、上面は３２％で下面は１２％であった（磁石１０個の平均値）。以上の結果から、本発明の洗浄装置は、磁石の上面に対する洗浄効果が格段に優れており、表面全体として清浄度が高い磁石が得られることがわかった。なお、磁石の表面の汚れ残留率は、磁石の表面の汚れを転写した粘着テープを写真撮影した画像から画像処理ソフトを用いて明度（明度Ａ）を測定するとともに、磁石の表面の汚れを転写していない未使用の粘着テープの明度（明度Ｂ）も測定し、磁石の表面の汚れ量をｌｏｇ（明度Ｂ／明度Ａ）と定義した上で、汚れ残留率（％）＝（洗浄後の汚れ量／洗浄前の汚れ量）×１００の数式で算出される数値で評価した。

（実施例２）
図１に示す本発明の洗浄装置を用いて５００００個の研削加工後の板状の希土類系永久磁石の洗浄を行った。その結果、超音波洗浄の際の振動によってコンベア上から落ちてしまった磁石は存在しなかった。これに対し、底面に洗浄液の排出孔を有さない洗浄槽を備えること以外は図１に示す本発明の洗浄装置と同一の構成の洗浄装置を用いた場合には、５００００個中１０個の磁石が超音波洗浄の際の振動によってコンベア上から落ちてしまった。

本発明は、希土類系永久磁石などの被洗浄物を効率的かつ効果的に洗浄することができる洗浄装置を提供することができる点において産業上の利用可能性を有する。

１ 洗浄装置
２ 洗浄槽
３ ネットコンベア
４ａ，４ｂ 超音波振動子
５，５ａ，５ｂ 押さえネット
６ 排出孔
７ 洗浄液受蓄槽
８ 洗浄液供給手段（循環ポンプ）
９ 入口孔
１０ 出口孔
１１ａ，１１ｂ 洗浄液噴出手段
１２ 事前シャワー手段
１３ 事後シャワー手段
１４ エアブロー手段
１５ 赤外線ヒータ
Ｘ 被洗浄物（板状の希土類系永久磁石）

Claims (6)

1. 槽腹部を貫通移動するネットコンベアの上下面に対向させて少なくとも一対の超音波振動子が配設された洗浄槽を備え、洗浄液が充填された洗浄槽内でネットコンベアに載置された被洗浄物を上下の超音波振動子の間に搬送して超音波洗浄する洗浄装置であって、上下の超音波振動子の間を除いて、ネットコンベアに載置された被洗浄物は押さえネットによってコンベア上に制止された状態で搬送されるように構成され、かつ、装置の運転中、洗浄液が洗浄槽内に絶えず供給されるとともに、洗浄槽の底面に設けられた洗浄液の排出孔から洗浄液が絶えず排出されるが、洗浄槽内への洗浄液の供給量を洗浄槽内からの洗浄液の排出量よりも多くすることで、洗浄槽内に洗浄液が充填された状態を維持することができるように構成されていることを特徴とする装置。
2. 洗浄槽の下方に、排出孔から排出された洗浄液を受蓄するための洗浄液受蓄槽と、洗浄液受蓄槽内の洗浄液を洗浄槽内に供給するための洗浄液供給手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 被洗浄物が載置されたネットコンベアと、ネットコンベアに載置された被洗浄物をコンベア上に制止するための押さえネットが、ともに洗浄槽の一方の側面に設けられた入口孔から対向する側面に設けられた出口孔に向かって槽腹部を貫通移動するように構成され、かつ、洗浄槽内への洗浄液の供給が、入口孔と出口孔のそれぞれの近傍上方に配置された洗浄液噴出手段から洗浄液を下方に向けて噴出させることによって行われるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の装置。
4. 洗浄槽内で洗浄される被洗浄物を予めシャワー洗浄するための事前シャワー手段が洗浄槽の前段に設置されているとともに、洗浄槽の後段には、洗浄槽内で洗浄された被洗浄物をシャワー洗浄するための事後シャワー手段と洗浄が完了した被洗浄物をブロー乾燥するためのエアブロー手段が設置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の洗浄装置を用いて被洗浄物を洗浄することを特徴とする被洗浄物の洗浄方法。
6. 被洗浄物が希土類系永久磁石であることを特徴とする請求項５記載の方法。

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