JP2017164674A - 金属加工品洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク表面の清浄度を向上させる洗浄及び乾燥工程を備えて、画像による精密加工品の表面キズ検査の精度を上げることができる小型化された金属加工品洗浄装置を提供することを目的とする。
【解決手段】金属加工後のワークを洗浄工程から乾燥工程の順に移送させてワークの洗浄及び乾燥を行う金属加工品洗浄装置であって、ワークの投入排出を行うワーク投入排出部と、投入されたワークを洗浄、乾燥、排出の順に移送するワーク移送部と、ワークに蒸気を噴射してワーク表面の加工油膜やごみを除去するワーク洗浄部と、洗浄後のワーク全面に乾燥空気を噴射してワーク表面を乾燥させるワーク乾燥部と、噴射後の蒸気と噴射後の空気を吸引し外部に排出する吸引排気部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、金属部品の製造過程において金属加工後の工程で行われる金属加工品の洗浄装置に関する。

従来から、金属加工品（製造工程途上の物をワークと呼ぶ。）は金属部品としての性能を担保するために加工後の表面キズ、打痕の有無の検査を行う必要があり、当該検査の前には、加工時に付着した油分を取り除く工程が必要である。

表面に付着した油膜やごみはレーザ光や画像を利用した表面検査の精度に大きな影響を与える。特に検査条件の厳しい精密加工品のワークの検査の際には、ワークの表面は高度な清浄度を必要とする。

従来の洗浄の自動化ラインは、直線的に構成されているものが多かった。しかし、直線的に洗浄工程を構成するものは占有スペースが大きく効率が悪かった。

スペース効率を考慮したワークを洗浄する発明として、以下の先行技術が開示されている。

特許文献１には、ワークを所定の位置に搬送する搬送手段と、この搬送手段を中心とした周囲に放射状に配置された複数のワーク処理部と、を有し、搬送手段のワークを把持し載置しあるいは吸着する等行って搬送する搬送腕がワーク処理部の間を移動して、ワークに洗浄液を噴出させて洗浄する洗浄システムが開示されている。

特許文献２には、洗浄室に回転駆動軸を水平に配設し、回転駆動軸を中心として同一円周上になるようにワークを把持する複数のクランプ装置を放射状に回転自在に装着し、洗浄室の内部下側に高圧洗浄ノズルを備えた洗浄部を有し、洗浄室の上部にエアーブローノズルを備えた水切り部を有し、水切り部と洗浄部との間に、水切り部にて水切り中のワークに洗浄中の洗浄液等が懸からないように遮蔽板を出没自在に設けた洗浄装置が開示されている。

特許文献３には、ターンテーブル上に複数配設した差込軸にベアリングを嵌めて圧油噴射によってベアリングの回転体を回転させながら洗浄する自動洗浄装置が示されている。

特開２００３−１４５０６５号公報 実開平６−３１８７５号公報 特公昭４６−３６７５６号公報

しかしながら、特許文献１に係る洗浄システムは、円形に配置し省スペース化が図られているが、把持、載置、吸着において、ワークの一箇所と腕が接触しているため、ワーク全面を洗浄するためには持ち替え等が必要となり、メカニズムが複雑になる問題があった。

特許文献２に係る洗浄装置は、各工程の処理エリアが最低限分離されているが、空気による水切りは、洗浄室内が洗浄液の雰囲気中であるため、乾燥という程度にまでは至らない可能性がある。また、高圧洗浄は、既に使用された洗浄水に浸漬されて行なわれるため、清浄度が低下するおそれがある。また、洗浄処理中ワークの一箇所を把持するため、洗浄できない部分が生じる問題があった。

特許文献３に係る自動洗浄装置は、洗浄後は洗浄液である油分を付着させたままであり、キズや打痕検査の前工程としては、採用できない。また、洗浄処理中ワークの一箇所が差込軸に接触しているため、洗浄できない部分が生じる問題があった。

本発明は、上記課題の解決を図ったものであって、ワーク表面の清浄度を向上させる洗浄及び乾燥工程を備えて、画像による精密加工品の表面キズ検査の精度を上げることができる小型化された金属加工品洗浄装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の金属加工品洗浄装置は、金属加工後のワークを洗浄工程から乾燥工程の順に移送させてワークの洗浄及び乾燥を行う金属加工品洗浄装置であって、ワークの投入排出を行うワーク投入排出部と、投入されたワークを洗浄、乾燥、排出の順に移送するワーク移送部と、ワークに蒸気を噴射してワーク表面の加工油膜やごみを除去するワーク洗浄部と、洗浄後のワーク全面に乾燥空気を噴射してワーク表面を乾燥させるワーク乾燥部と、噴射後の蒸気と噴射後の空気を各部から吸引し外部に排出する吸引排気部と、を備えること、を特徴とする。

本発明の金属加工品洗浄装置は、前記ワーク移送部が、ワークを保持して回転させるターンテーブルと、底部及び側部を有し、前記ターンテーブルの下面と外周に近接させて固定したターンテーブル台座と、を備え、前記ターンテーブルが、円周縁上に配設されて、円周側が開口され円中心方向に凹曲面に形成された壁部を有して移送中のワーク側部を保持する複数のワーク保持部、を備え、前記ターンテーブル台座が、前記底部に排気孔、を備え、前記ワーク投入排出部が、前記ターンテーブルに保持されたワークが入室可能な最小限の形状に区画されたワーク投入排出室、を備え、前記ワーク洗浄部が、前記ターンテーブルに保持されたワークが入室可能な最小限の形状に区画された洗浄室と、前記ワーク保持部が通過する前記洗浄室外周側に洗浄室開口部と、前記洗浄室開口部に位置し通過するワークに直接蒸気を噴射可能に配設された高圧蒸気噴射ノズルと、を備え、前記ワーク乾燥部が、前記ターンテーブルに保持されたワークが入室可能な最小限の形状に区画された乾燥室と、前記ワーク保持部が通過する前記乾燥室外周側に乾燥室開口部と、前記乾燥開口部に位置し通過するワークに直接乾燥空気を噴射可能に配設された乾燥空気噴射ノズルと、を備え、前記吸引排気部が、前記ワーク投入排出室、前記洗浄室及び前記乾燥室の内側から下側にかけて形成された吸引排気室と、洗浄後の蒸気と乾燥後の空気を吸引し外部に排出する吸引ノズルと、を備えたこと、を特徴とする。

本発明の金属加工品洗浄装置は、前記ワーク洗浄部が、複数の洗浄室、を備えること、を特徴とする。

本発明の金属加工品洗浄装置は、前記乾燥室が、前記洗浄室側の端に空気を吸引することができる乾燥室吸引ノズル、を備えたこと、を特徴とする。

本発明の金属加工品洗浄装置は、装置全体を所定の角度に傾斜させて、前記ワーク洗浄部が、傾斜させた前記ターンテーブルの最下端に洗浄室開口部が位置するよう配置された洗浄室と、ターンテーブルと同じ角度に傾斜させて前記洗浄室開口部からワークに直接蒸気を噴射するよう配設された蒸気噴射ノズルと、を備えたこと、を特徴とする。

本発明の金属加工品洗浄装置は、さらに、前記ワーク乾燥部が、傾斜させた前記ターンテーブルの最上端に乾燥室開口部が位置するよう配置された乾燥室と、ターンテーブルと同じ角度に傾斜させて前記乾燥室開口部からワークに直接乾燥空気を噴射するよう配設された乾燥空気噴射ノズルと、を備えたこと、を特徴とする。

本発明の金属加工品洗浄装置は、前記蒸気噴射ノズル又は前記乾燥空気噴射ノズルの噴射方向を前記ターンテーブルの中心方向からワークの入室方向又は退室方向に所定の角度傾けて配設すること、を特徴とする。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、ワークが自転し洗浄に使用する蒸気がワークの表面全面に行き届くため、洗浄後の清浄度を向上させる効果を奏する。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、洗浄に使用する蒸気がワークの温度を上昇させ、乾燥が早く短時間で洗浄処理ができる効果を奏する。また、短時間で乾燥ができるので、新たなゴミの付着を防止することができる効果を奏する。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、洗浄に蒸気を使用するため、洗浄に使用する液量を最小限に抑えることができる。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、洗浄、乾燥直後の清浄度の高いワーク表面のキズの有無等の検査を行うことにより、表面キズ検査の精度が向上する。従来、油分やゴミが排除しきれないことによって不良と判定されたワークは再度目視などにより検査を行い良品と判定されていた。本発明に係る金属加工品洗浄装置によれば、このような誤判定をなくし、本来良品であるワークが不良として排除されたものを再検査する手戻り検査をなくし、検査の効率化を図ることができる。

また、本発明の金属加工品洗浄装置によれば、固定されたターンテーブル台座及び洗浄室壁面の摩擦によりワークがワーク投入位置からワーク排出位置までの間、ワーク保持部内で移動しながら自転し、ムラなく洗浄、乾燥が可能で高い清浄度を得ることができる。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、洗浄には蒸気を使用しているため、ワークの自転の際の抵抗にならず、ワークが回転しやすい効果を奏する。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、洗浄室がワークの大きさに応じた最小限の厚さを持った扇型のアーチ形状に形成されているため、蒸気量を最小限に抑えることができる効果を奏する。また、洗浄室と乾燥室が区画して分離されているため、蒸気と乾燥空気が干渉しない効果を得られる。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、乾燥室において、乾燥空気が噴出されて加圧状態になっているため、洗浄室の蒸気を押し戻し侵入することがない効果を奏する。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、洗浄後の汚れを伴った蒸気はターンテーブル台座の排気孔から洗浄室下部の吸引排気室に下降し負圧の空気によって吸引されて外部に引き出されるため、乾燥室に浸入することがない効果を奏する。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、洗浄を二段階行うことにより、より清浄度を向上させることができる。また、蒸気の気圧を変えた洗浄が可能となる。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、乾燥室吸引ノズルを設けることにより洗浄室からの蒸気の進入を防ぐことができる。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、装置を傾けることによりワークの底部面積の大きいものはワーク側面がターンテーブル台座の側部の抵抗を利用してワークの自転を促進することができる効果を奏する。また、ワーク洗浄部を傾斜の最下端に配置することにより、洗浄後の汚れを伴った蒸気は凝縮して下方に移動し洗浄室の外殻ケース側からターンテーブル台座の排気孔を通過して下部に落下し易くなるため、本発明のかかる金属加工品洗浄装置内から加工屑や埃の排出を促進することができる効果を奏する。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、装置を傾けることにより乾燥空気が下方に向けて噴射されるので、より勢いを増し乾燥室に蒸気の進入を防ぐことができる。

本発明の金属加工品洗浄装置によれば、蒸気噴射ノズル又は乾燥空気噴射ノズルの噴射方向をワークの自転を補助する方向に向けて設置することにより、ワークの自転を促進することができる。

本発明に係る金属加工品洗浄装置１０を一部断面で表した正面図である。 金属加工品洗浄装置１０のワーク移送部１１０を示した図である。 金属加工品洗浄装置１０のターンテーブル１１１の平面図である。 金属加工品洗浄装置１０のワーク保持部１１１１の拡大斜視図である。 金属加工品洗浄装置１０のターンテーブル台座１１３の平面図である。 本発明に係る表面キズ検査方法に使用する金属加工品洗浄装置１０の図１におけるＡ−Ａ断面図である。 図６（ａ）における各部の区画割配置を示した図である。 洗浄室１２１の概略図である。 ワーク洗浄部１２０の側方からの斜視図である。 ワーク乾燥部１３０の後方からの斜視図である。 ワーク乾燥部１３０に乾燥室吸引ノズルを配設した際の後方からの斜視図である。 蒸気噴射ノズル及び乾燥空気噴射ノズルの設置角度を変えた場合を示す図である。 吸引排気室１４１の空気の流れを示す図である。 金属加工品洗浄装置１０を傾斜させた図である。 ワーク油膜形成装置３０の正面図である。 本発明に係る金属加工品洗浄装置１０とワーク油膜形成装置３０とを組み合わせた洗浄被膜システムの構成図である。

ワーク表面のレーザの反射率や面粗さを評価することにより判定を行う金属加工品の表面検査では、ワークの表面に付着した油膜やごみが検査の精度に大きな影響を与える。したがって、検査の際には、ワークの表面は高度な清浄度が必要となる。レーザの反射率や面粗さを評価することにより判定を行う検査方法に適した高度な清浄度を得ることができる小型化された金属加工品洗浄装置１０について以下に述べる。

図１は、本発明に係る金属加工品洗浄装置１０を一部断面で表した正面図である。

ワーク移送部１１０は、ターンテーブル１１１とターンテーブル台座１１３とを備える。図２は、金属加工品洗浄装置１０のワーク移送部１１０を示した図である。ワークを保持可能な厚みを有する円形状でワークＷを保持して回転させるターンテーブル１１１と、ターンテーブル１１１の下面に近接して固定されたターンテーブル台座１１３とを備える。

図３は、金属加工品洗浄装置１０のターンテーブル１１１の平面図である。

ターンテーブル１１１は、円形状で中心に設けられた回転軸１１１５周りに回転させる。回転軸１１１５は、プーリ１１８及びベルト１１９を介してモータ１１７に連結される（図１参照）。モータ１１７の駆動によりターンテーブル１１１は回転して投入されたワークＷを洗浄、乾燥、排出の順に移送する。ターンテーブル１１１には、移送中のワークＷを保持する複数のワーク保持部１１１１を備える。図４は、金属加工品洗浄装置１０のワーク保持部１１１１の拡大斜視図である。ワーク保持部１１１１は、ターンテーブル１１１の円周縁上に配設されて、円周側が開口され円中心方向に凹曲面に形成された壁部１１１３を有して、移送中のワークＷ側部を保持する。ワークＷと壁部１１１３の距離を一定に保持することが好ましい。円周側が開口されているのは、蒸気又は乾燥空気をワークＷ側部に外殻ケース１６０の外から噴射するためである。図４では、ワーク保持部１１１１はワーク投入時にワークＷが入り易くするために垂直方向の上から下に向かって壁面にテーパが形成される。

また、ワーク保持部１１１１の回転軸１１１５方向内側には、蒸気又は乾燥空気を通過させる空気通過孔１１１７が設けられている。空気通過孔１１１７は、吸引排気室１４１に位置するように配設される。

図５は、金属加工品洗浄装置１０のターンテーブル台座１１３の平面図である。

ターンテーブル台座１１３には、リング形状の底部１１３１と底部１１３１の円周上に立設させた側部１１３３を有し、底部１１３１をターンテーブル１１１の下面に近接させて、側部１１３３をターンテーブル１１１の外周に近接させて金属加工品洗浄装置１０の外殻ケース１６０にネジ等で固定させる。したがって、ターンテーブル台座１１３は回転しない。ターンテーブル１１１のワーク保持部１１１１に保持されて移送中のワークＷはターンテーブル台座１１３の底部１１３１と側部１１３３を摺動して移動する。その際、ターンテーブル台座１１３の底部１１３１と側部１１３３の抵抗により、ワークＷ自体が回転しながら移動する。例えば、図３において、ターンテーブル１１１が反時計回りに回転するときは、ワークＷはワーク投入位置１１５１からワーク排出位置１１５３までの間、ワークＷは時計回りに自転しながら移動することになる。洗浄に蒸気を使用することで転がりの際の抵抗にならず、ワークＷが回転しやすい効果を得る。これにより、蒸気又は乾燥空気は自転しているワークＷに噴射されて、ムラなく洗浄、乾燥ができる。

ターンテーブル台座１１３の底部１１３１には、噴射された蒸気及び乾燥空気を下方の吸引排気室１４１に排出するための排気孔１１３５を備える。また、ワーク排出位置１１５３に当たる部分には、ワークＷが通過可能な孔を備える。

図６（ａ）は、本発明に係る表面キズ検査方法に使用する金属加工品洗浄装置１０の図２におけるＡ−Ａ断面である。
図６（ｂ）は、図６（ａ）における各部の区画割配置を示した図である。

たとえば、金属加工品洗浄装置１０のターンテーブル１１１を反時計回りに回転させる。
その場合、図６（ａ）及び図６（ｂ）下のワーク投入排出室１１５から反時計回りに第一洗浄室１２１１、第二洗浄室１２１２、乾燥室１３１の順に並んでターンテーブル１１１の円周に沿って配置する。図６（ａ）及び図６（ｂ）においては、洗浄室１２１を二部屋備えた例を示した。各々の洗浄室に洗浄室開口部１２３及び高圧蒸気噴射ノズル１２５を備える。特に高い清浄度を必要とする場合には洗浄室１２１の数を増やすことが好ましい。洗浄室１２１の数はワークＷの状態に応じて可変とする。

各々の部屋は、少なくとも一つのワークＷが入室可能な最小限の扇形のアーチ形状に区画された小部屋に形成される。洗浄効率を考慮すると複数のワークＷの入室が可能な大きさが好ましい。例えば、洗浄室１２１は、ターンテーブル台座１１３の底部１１３１及び側部１１３３、内壁１８０並びに蓋部１７０に囲まれて形成される（図１参照）。特に、蓋部１７０は、ワークＷの上面に近接して配設される。ワーク投入排出室１１５及び乾燥室１３１も同様の構造である。図において、各部屋は９０度ごとに五つのワーク保持部１１１１が収まる程度の大きさに形成している。しかし、これに限定されるものではなく、ワークＷの大きさによって変更可能である。図７は、洗浄室１２１の概略図である。隣の部屋とはターンテーブル１１１のワーク保持部１１１１の壁部１１１３で区切られる。したがって、洗浄室１２１の蒸気又は乾燥室１３１の乾燥空気が隣室に浸入することを防ぐことができる。

洗浄室１２１がワークＷの大きさに応じた最小限の厚さを持った扇型のアーチ形状に形成されているため、使用する蒸気量を最小限に抑えることができる

ワーク投入排出室１１５（ワーク投入排出部）には、第一洗浄室１２１１寄りのワーク保持部１１１１にワークＷを投入するワーク投入位置１１５１と、乾燥室１３１寄りのワーク保持部１１１１からワークＷを排出させるワーク排出位置１１５３とを備える（図６（ｂ）参照）。ワークＷは、ワーク投入位置１１５１において上方からワーク保持部１１１１に投入される。一方、ワークＷの排出は、ワーク排出位置１１５３と合致させて固定したターンテーブル台座１１３のワーク通過用の孔から下方に向けて行われる。

図８は、ワーク洗浄部１２０の側方からの斜視図である。

ワーク洗浄部１２０には、洗浄室１２１と、ワーク保持部１１１１が通過する洗浄室１２１の外殻ケース１６０に洗浄室開口部１２３と、洗浄室開口部１２３に噴射口を向けて、通過するワークＷの側部方向から直接蒸気を噴射するように配設された高圧蒸気噴射ノズル１２５とを備える。洗浄に使用する蒸気がワークＷの温度を上昇させ、乾燥が早く短時間で洗浄処理ができる。また、短時間で乾燥ができるので、新たなゴミの付着を防止することができる。高圧蒸気噴射ノズル１２５を配設する際にノズル周囲をカバーで覆っておけば蒸気が外部に漏れることがなく、外部の湿度が上昇するなど環境が悪化することがない。ワークＷは、自転しながら移動し、さらに高圧で噴射された勢いにより浮き上がることによって蒸気はワークＷの表面全体にムラなく当たることになる。ワークＷが浮き上がった場合には、蓋部１７０によって抑えられ激しく暴れることはない。これにより、ワークＷの表面が傷つくことを防ぐことができる。噴射された蒸気はターンテーブル台座１１３の排気孔１１３５から吸引排気室１４１に放出される。隣室とは、ターンテーブル１１１のワーク保持部１１１１の壁部１１１３によって仕切られているため、蒸気が乾燥室１３１に浸入することがない。

図９は、ワーク乾燥部１３０の後方からの斜視図である。

ワーク乾燥部１３０には、乾燥室１３１と、ワーク保持部１１１１が通過する乾燥室１３１の外殻ケース１６０に乾燥室開口部１３３と、乾燥開口部に噴射口を向けて、通過するワークＷの側部方向から直接乾燥空気を噴射するように配設された乾燥空気噴射ノズル１３５とを備える。ワークＷは、自転しながら移動し、さらに高圧で噴射された勢いにより浮き上がることによって乾燥空気はワークＷの表面全体にムラなく当たることになる。ワークＷが浮き上がった場合には、蓋部１７０によって抑えられ激しく暴れることはない。これにより、ワークＷの表面が傷つくことを防ぐことができる。噴射された乾燥空気はターンテーブル台座１１３の排気孔１１３５から吸引排気室１４１に放出される。

乾燥空気噴射ノズル１３５の噴射口はワークＷの進行方向に長く開口している。そのため、高圧の乾燥空気は洗浄室１２１の方向にも移動しやすく、ターンテーブル１１１のワーク保持部１１１１が洗浄室１２１との境界を通過している場合であっても、乾燥室１３１は加圧状態にあり蒸気を押し戻し乾燥室１３１への侵入を防ぐことができる。その際、乾燥空気は、蒸気の噴射開始と同時又はそれ以前に噴射が開始されていることが好ましい。

図１０は、ワーク乾燥部１３０に乾燥室吸引ノズル１３７を配設した際の後方からの斜視図である。

乾燥室１３１が、洗浄室１２１側の端に空気を吸引することができる乾燥室吸引ノズル１３７を備えることが好ましい。洗浄室１２１の直近に乾燥室吸引ノズル１３７を設けることにより、ワーク保持部１１１１が境界を通過した際に蒸気が浸入する可能性がある場合にでも洗浄室１２１からの蒸気を浸入直後に吸引し侵入を防ぐことができる。高圧の乾燥空気も乾燥室吸引ノズル１３７の方向に移動し吸引されるので乾燥室１３１と洗浄室１２１の境界にエアーカーテンができる。

図１１は、蒸気噴射ノズル１２５及び乾燥空気噴射ノズル１３５の設置角度を変えた場合を示す図である。

蒸気噴射ノズル１２５又は乾燥空気噴射ノズル１３５の噴射方向をターンテーブルの中心方向からワークＷが各部屋に進入する方向又は退出する方向に所定の角度傾けて配設することが好ましい。ワークＷが自転する方向に蒸気又は乾燥空気を噴射することにより、ワークＷの自転を促進することが可能となる。図のノズルの方向は一例である。

吸引排気部１４０には、扇形のアーチ形状に区画されて、ターンテーブル１１１の回転方向の順に円周に沿って配置されたワーク投入排出室１１５、洗浄室１２１及び乾燥室１３１の内側から下側にかけて形成された吸引排気室１４１と、洗浄後の蒸気と乾燥後の空気を吸引し外部に排出する吸引ノズル１４３とを備える。

図１２は、吸引排気室１４１の空気の流れを示す図である。

吸引ノズル１４３は、吸引排気室１４１の蓋部中央付近に配設する。金属加工品洗浄装置１０の中央付近の上部に設置すると蒸気及び乾燥空気の混合気体を均等かつ効率よく排気することができる。洗浄室１２１において、高圧蒸気噴射ノズル１２５から噴射された蒸気はターンテーブル台座１１３の底部１１３１に配設された排気孔１１３５を通じて下方の吸引排気室１４１に移動する。下側の吸引室に移動した蒸気は空気通過孔１１１７を通過して吸引ノズル１４３に吸い込まれ外部に排気される。一方、乾燥室１３１において、乾燥空気噴射ノズル１３５から噴射された乾燥空気はターンテーブル台座１１３の底部１１３１に配設された排気孔１１３５を通じて下方の吸引排気室１４１に移動する。下側の吸引室に移動した乾燥空気は空気通過孔１１１７を通過して吸引ノズル１４３に吸い込まれ外部に排気される。吸引排気室１４１は常に負圧の状態で洗浄室１２１及び乾燥室１３１の空気を吸引しており、蒸気や乾燥空気が、洗浄室１２１又は乾燥室１３１において混ざり合うことはない。

蒸気によってワークＷの表面から排除された加工屑や埃等は、洗浄室１２１から下方の排気吸引室に強制的に移動させられ排気吸引室底部に設けられた排出口（不図示）から凝縮された水又は洗浄液とともに排出される。

以下に、金属加工品洗浄装置１０の変形例を示す。
図１３は、金属加工品洗浄装置１０を傾斜させた図である（符号は一部を省略しているが図１と同じである）。

例えば、ワーク洗浄部１２０が最下端となるように金属加工品洗浄装置１０を傾斜させる。ワーク洗浄部１２０が複数設けられている場合には、第一番目の洗浄工程のワーク洗浄部１２０が最下端に配置させることが好ましい。その場合、ワークＷは、ワーク洗浄部１２０においてターンテーブル台座１１３の側部１１３３の方向に移動して、大きな抵抗を受けることになりワークＷが回転しやすくなる。また、傾斜したターンテーブル１１１の回転とともにワークＷが下降したり上昇したりするときに働く重力も相俟って、ワーク保持部１１１１の壁面１１１３を転げるようにワークＷが自転する。特に、底部面積の大きいワークＷはワークＷ側面の抵抗を利用して回転しやすくできる。ただし、ターンテーブル１１１を傾斜させていることからワークＷの自転方向はターンテーブル台座１１３の底部１１３１及び側部１１３３の抵抗と重力との相関関係によって決まる。したがって、図１１のように高圧蒸気噴射ノズル１２５又は乾燥空気噴射ノズル１３５を傾けて設置する場合には、自転を補助する方向に角度をつけて設置する必要がある。ワークＷが回転すると蒸気がワークＷの表面に万遍なく吹き付けられることになり、ワークＷ表面の清浄度が高くなる効果を得られ易くなる。また、噴射される高圧蒸気によってワークＷが浮き上がり易くなり、ワークＷ底部の洗浄が容易になる。第一番目の洗浄工程のワーク洗浄部１２０が最下端に配置させるのは、上述のように最初の洗浄で最高の洗浄力を得るためである。また、ワーク乾燥部１３０を最上端に配置できるので、後述する効果を得ることができる。

さらに、ワークＷの表面から排除された加工屑や埃等は、ワーク洗浄部１２０の外殻ケース１６０側から下方の吸引排気室１４１に落下することになり、ワーク洗浄部１２０に留まりにくく排出効率が向上する。

その場合には、ワーク乾燥部１３０は最上端に配設することが好ましい。乾燥空気噴射ノズル１３５から乾燥空気が下に向けて噴射されるので、より勢いを増し蒸気の進入を防ぐことができる。ワーク洗浄部１２０の段落で説明したワークＷの自転に対する効果はワーク乾燥部１３０においても同様の効果を得ることができる。

上述した通り、本発明に係る金属加工品洗浄装置１０によれば、高い清浄度を得ることができる。高い清浄度を得たワークＷは、画像処理を活用した表面検査において非常に高精度の検査が可能となる。従来、油分やゴミが排除しきれないことによって不良と判定されたワークＷは再度目視などにより検査を行い良品と判定されていた。一方、本発明に係る金属加工品洗浄装置１０によれば、このような誤判定をなくし、本来良品であるワークＷが不良として排除されたものを再検査する手戻り検査をなくし、検査の効率化を図ることができるのである。

高度な清浄度を有しているワークＷは検査が終了した後は、直ちに油膜を形成する必要がある。放置すると酸化するからである。以下に、油分の被膜を形成する装置について説明する。

図１４は、本発明に係る表面キズ検査方法に使用するワーク油膜形成装置３０の正面図である。

ワーク油膜形成装置３０は、ワークＷに油を噴霧してワークＷ表面に被膜を形成する閉じられた空間の噴霧室３１を備えた噴霧手段を備える。

噴霧室３１は、被膜ワーク移送部３５と、油噴霧ノズル３３とを備える。

被膜ワーク移送部３５は、ワークＷの大きさに応じた厚みを有する円形状でワークＷを保持して回転させる被膜ターンテーブル３５１と、移送中のワークＷ底部及び側部を摺動させるリング形状の底部（不図示）及び底部円周上に立設させた側部（不図示）を有し、底部を被膜ターンテーブル３５１の下面に、かつ、側部を被膜ターンテーブル３５１の円周に近接して固定された被膜ターンテーブル台座３５３と、ワーク投入部３５５と、ワーク排出部３５７とを備える。

被膜ターンテーブル３５１は、円形状で中心に設けられた回転軸周りに回転させる。回転軸（不図示）は、プーリ３７８及びベルト３７９を介してモータ３７７に連結される。モータ３７７の駆動により被膜ターンテーブル３５１は回転して、ワーク投入部３５５から投入されたワークＷを油噴霧ノズル３３の下を通過させてワーク排出部３５７に移送する。被膜ターンテーブル３５１には、円周縁上に配設されて、円周側が開口され円中心方向に凹曲面に形成された壁部を有して移送中のワークＷ側部を保持する複数のワーク保持部３５１１を備える。ワーク保持部３５１１はワーク投入時にワークＷが入り易くするために垂直方向の上から下に向かって壁面にテーパが形成される（不図示）。

図１４において、ワーク投入部３５５とワーク排出部３５７は、１８０度の方向に配設したが、これに限定されるものではない。ワークＷの形状又は大きさによって噴霧に晒す時間を長くするために１８０度を超える位置からワークＷを排出してもよい。逆に、噴霧に晒す時間を短くするために１８０度未満の位置からワークＷを排出してもよい。

被膜ターンテーブル台座３５３には、リング形状の底部と底部円周上に立設させた側部を有し、底部を被膜ターンテーブル３５１の下面に近接させて、側部を被膜ターンテーブル３５１の外周に近接させて固定させる。したがって、被膜ターンテーブル台座３５３は回転しない。被膜ターンテーブル３５１のワーク保持部３５１１に保持されて移送中のワークＷは被膜ターンテーブル台座３５３の底部と側部を摺動して移動する。その際、被膜ターンテーブル台座３５３の底部と側部の抵抗により、ワークＷ自体が回転しながら移動する。例えば、被膜ターンテーブル３５１が反時計回りに回転するときは、ワークＷはワーク投入部３５５からワーク排出部３５７までの間、ワークＷは時計回りに自転しながら移動することになる。これにより、霧状の油は自転しているワークＷに噴射されて、ムラなく被膜ができる。その際に、ワークＷ底部に被膜できるか否かが問題になるが、被膜ターンテーブル台座３５３には常時油分がコーティングされており、その上を自転することにより被膜されるので問題ない。

一方で、被膜ターンテーブル台座３５３には、油分の排出孔を有することが好ましい。排出口がない場合には皮膜ターンテーブル台座上に必要以上の油分が蓄積されるからである。

油噴霧ノズル３３は、被膜ワーク移送部３５の被膜ターンテーブル３５１に移送されて通過するワークＷに直接霧状の油を噴霧するように噴霧室３１の蓋部に配設される。油分は霧状で使用することにより、油量を最小限に抑えることができる。ワークＷの形状又は大きさにより油噴霧ノズル３３は複数設けてもよい。また、ワークＷとの距離についても、ワークＷの形状又は大きさによって、その都度、適切な位置に設置される。

本発明に係る金属加工品洗浄装置と油を霧状にしてワーク全面に被膜形成を行うワーク油膜形成装置３０とを組み合わせたシステムを構築するとワーク表面が酸化する前に油分をコーティングでき高性能な金属加工品が得られ、かつ、効率も良い。

図１５は、本発明に係る金属加工品洗浄装置１０とワーク油膜形成装置３０とを組み合わせた洗浄被膜システムの構成図である。

洗浄被膜システムは、金属加工品洗浄装置１０及びワーク油膜形成装置３０を主構成とする。補助構成として、ワークを整列させて金属加工品洗浄装置１０に送るワーク搬入装置６０、各装置間、ワークを搬送するワーク搬送装置７０、及び、ワーク油膜形成装置３０から排出されたワークを梱包するワーク梱包装置８０からなる。金属加工で使用される潤滑油によって汚れたワークＷの表面を洗浄し、清浄な油をコーティングすることができる。精密加工品である場合にはワークＷの表面の清浄度を高めて金属部品としての性能を向上させることができる。また、金属加工品洗浄装置１０及びワーク油膜形成装置３０の間に表面検査装置を挿入し表面検査システムを構築することが可能である。図１５中の矢印は、ワークの流れである。

切削加工等を終えたワークを、ワーク搬入装置６０において整列させた後ワーク搬送装置７０によって、まず、金属加工品洗浄装置１０に投入して、洗浄及び乾燥を行う。

金属加工品洗浄装置１０では、ワーク移送部１１０を備え、回転移動して高圧蒸気噴射ノズル１２５の前を通過するワークに直接蒸気を噴射し洗浄する。洗浄後、さらに回転移動して乾燥空気噴射ノズル１３５の前を通過するワークに直接乾燥空気を噴射し乾燥させる。ワークに噴射した蒸気及び乾燥空気は吸引ノズル１４３によって吸引され外部に排出される。

その後、ワークは、ワーク搬送装置７０によってワーク油膜形成装置３０に移送される。

ワーク油膜形成装置３０では、被膜ワーク移送部３５を備え、回転移動して油噴霧ノズル３３の下を通過するワークに直接霧状の油分を噴射しワークの表面に被膜を形成する。

被膜形成後のワークは、ワーク油膜形成装置３０から排出されワーク搬送装置７０によってワーク梱包装置に移送されて梱包される。最終的に梱包までを自動で行うことにより人の手に触れる機会を排除する。

本発明に係る金属加工品洗浄装置１０と組み合わせると、洗浄及び乾燥工程で温度が上昇しているワークに霧状の油分を被膜させて、非常に薄くて均等な膜厚の油膜を得ることができる。油膜厚を均等かつ最小限にすることで、その後に粘度の高いグリス等を塗布する場合に質の異なる油分が混合することによる悪影響が生じない。

小型の金属加工品の表面検査に活用することができる。

１０ 金属加工品洗浄装置
１１０ ワーク移送部
１１１ ターンテーブル
１１１１ ワーク保持部
１１１３ 壁部
１１１５ 回転軸
１１１７ 空気通過孔
１１３ ターンテーブル台座
１１３１ 底部
１１３３ 側部
１１３５ 排気孔
１１５ ワーク投入排出室
１１５１ ワーク投入位置
１１５３ ワーク排出位置
１１７ モータ
１１８ プーリ
１１９ ベルト
１２０ ワーク洗浄部
１２１ 洗浄室
１２１１ 第一洗浄室
１２１２ 第二洗浄室
１２３ 洗浄室開口部
１２５ 高圧蒸気噴射ノズル
１３０ ワーク乾燥部
１３１ 乾燥室
１３３ 乾燥室開口部
１３５ 乾燥空気噴射ノズル
１３７ 乾燥室吸引ノズル
１４０ 吸引排気部
１４１ 吸引排気室
１４３ 吸引ノズル
１６０ 外殻ケース
１７０ 蓋部
１８０ 内壁
３０ ワーク油膜形成装置
３１ 噴霧室
３３ 油噴霧ノズル
３５ 被膜ワーク移送部
３５１ 被膜ターンテーブル
３５１１ ワーク保持部
３５３ 被膜ターンテーブル台座
３５５ ワーク投入部
３５７ ワーク排出部
３７７ モータ
３７８ プーリ
３７９ ベルト

６０ ワーク搬入装置
７０ ワーク搬送装置
８０ ワーク梱包装置

Ｗ ワーク

Claims (7)

1. 金属加工後のワークを洗浄工程から乾燥工程の順に移送させてワークの洗浄及び乾燥を行う金属加工品洗浄装置であって、
   ワークの投入排出を行うワーク投入排出部と、
   投入されたワークを洗浄、乾燥、排出の順に移送するワーク移送部と、
   ワークに蒸気を噴射してワーク表面の加工油膜やごみを除去するワーク洗浄部と、
   洗浄後のワーク全面に乾燥空気を噴射してワーク表面を乾燥させるワーク乾燥部と、
   噴射後の蒸気と噴射後の空気を各部から吸引し外部に排出する吸引排気部と、
   を備えること、
   を特徴とする金属加工品洗浄装置。
2. 前記ワーク移送部が、
   ワークを保持して回転させるターンテーブルと、
   底部及び側部を有し、前記ターンテーブルの下面と外周に近接させて固定したターンテーブル台座と、
   を備え、
   前記ターンテーブルが、
   円周縁上に配設されて、円周側が開口され円中心方向に凹曲面に形成された壁部を有して移送中のワーク側部を保持する複数のワーク保持部、
   を備え、
   前記ターンテーブル台座が、
   前記底部に排気孔、
   を備え、
   前記ワーク投入排出部が、
   前記ターンテーブルに保持されたワークが入室可能な最小限の形状に区画されたワーク投入排出室、
   を備え、
   前記ワーク洗浄部が、
   前記ターンテーブルに保持されたワークが入室可能な最小限の形状に区画された洗浄室と、
   前記ワーク保持部が通過する前記洗浄室外周側に洗浄室開口部と、
   前記洗浄室開口部に位置し通過するワークに直接蒸気を噴射可能に配設された蒸気噴射ノズルと、
   を備え、
   前記ワーク乾燥部が、
   前記ターンテーブルに保持されたワークが入室可能な最小限の形状に区画された乾燥室と、
   前記ワーク保持部が通過する前記乾燥室外周側に乾燥室開口部と、
   前記乾燥開口部に位置し通過するワークに直接乾燥空気を噴射可能に配設された乾燥空気噴射ノズルと、
   を備え、
   前記吸引排気部が、
   前記ワーク投入排出室、前記洗浄室及び前記乾燥室の内側から下側にかけて形成された吸引排気室と、
   洗浄後の蒸気と乾燥後の空気を吸引し外部に排出する吸引ノズルと、
   を備えたこと、
   を特徴とする請求項１に記載する金属加工品洗浄装置。
3. 前記ワーク洗浄部が、
   複数の洗浄室、
   を備えること、
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載する金属加工品洗浄装置。
4. 前記乾燥室が、
   前記洗浄室側の端に空気を吸引することができる乾燥室吸引ノズル、
   を備えたこと、
   を特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載する金属加工品洗浄装置。
5. 装置全体を所定の角度に傾斜させて、
   前記ワーク洗浄部が、
   傾斜させた前記ターンテーブルの最下端に洗浄室開口部が位置するよう配置された洗浄室と、
   ターンテーブルと同じ角度に傾斜させて前記洗浄室開口部からワークに直接蒸気を噴射するよう配設された蒸気噴射ノズルと、
   を備えたこと、
   を特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載する金属加工品洗浄装置。
6. さらに、前記ワーク乾燥部が、
   傾斜させた前記ターンテーブルの最上端に乾燥室開口部が位置するよう配置された乾燥室と、
   ターンテーブルと同じ角度に傾斜させて前記乾燥室開口部からワークに直接乾燥空気を噴射するよう配設された乾燥空気噴射ノズルと、
   を備えたこと、
   を特徴とする請求項５に記載する金属加工品洗浄装置。
7. 前記蒸気噴射ノズル又は前記乾燥空気噴射ノズルの噴射方向を前記ターンテーブルの中心方向からワークの入室方向又は退室方向に所定の角度傾けて配設すること、
   を特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載する金属加工品洗浄装置。
   

Images