JP2018158313A - 異物除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の除去能力を高めることの可能な異物除去装置を提供する。【解決手段】ワーク２に付着した異物を除去する異物除去装置１は、回転駆動部１０、吹付ノズル３０および往復移動部２０を備える。回転駆動部１０は、ワーク２を回転させる。吹付ノズル３０は、ワーク２に対し空気を吹き付ける。往復移動部２０は、吹付ノズル３０をワーク２の回転軸１００に沿うように往復移動させる。これにより、吹付ノズル３０からワーク２の表面に吹き付けられる空気による洗浄有効範囲ＷＥが異物の近傍を通過するとき、ワーク２に付着した異物に対し、複数の方向から空気が吹き付けられる。【選択図】図１

Description

本発明は、加工対象物（以下「ワーク」という）に付着した異物を除去する異物除去装置に関するものである。

従来、ワークの表面に空気または揮発性物質などを吹き付けて異物を除去する異物除去装置が知られている。特許文献１に記載の異物除去装置は、空気を吹き出す吹付ノズルを回転体に設置している。その回転体の回転軸は、フレームに対して上下方向に移動可能に設けられている。この異物除去装置は、吹付ノズルが設置された回転体を回転させ、且つ、その回転体を上下方向に移動しつつ、吹付ノズルからワークに対して空気を吹き付けるものである。

特開平７−２０４５４８号公報

しかし、特許文献１に記載の異物除去装置は、吹付ノズルに対してワークを動かす機構を備えていないので、吹付ノズルから吹き出された風がワークの正面のみにしか当たらない。また、この異物除去装置は、吹付ノズルからワークの表面に吹き付けられる空気による洗浄有効範囲がワークの所定位置の近傍を一方向にのみ移動する。そのため、異物の形状によっては、空気の運動エネルギを異物が受け流してしまい、すなわち、抗力係数が小さくなり、異物に作用する運動エネルギまたは抗力が小さいものとなる。したがって、この異物除去装置は、異物に対して空気の運動エネルギを十分に伝達することができず、付着力の強い異物を確実に除去することが困難である。

仮に、特許文献１に記載の異物除去装置を使用して、ワークの側面または裏面に付着した異物を除去する場合、ワークの配置を変更するなどの作業工程が必要となる。したがって、ワークの異物除去に長い時間がかかり、生産効率が悪くなることが懸念される。

本発明は上記点に鑑みて、異物の除去能力を高めることの可能な異物除去装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、ワーク（２）に付着した異物を除去する異物除去装置であって、回転駆動部（１０）、吹付ノズル（３０）および往復移動部（２０）を備える。回転駆動部は、ワークを回転させる。吹付ノズルは、ワークに対し空気または揮発性物質を吹き付ける。往復移動部は、ワークの回転軸（１００）に沿うように吹付ノズルを往復移動させる。
なお、「ワークの回転軸に沿うように吹付ノズルを往復移動させる」とは、吹出ノズルが往復移動する方向とワークの回転軸の方向とが平行であることに加え、その２つの方向が僅かにずれていることを含むものである。
また、以下の説明では、空気または揮発性物質を適宜「洗浄流体」ということがある。

これによれば、吹付ノズルからワークの表面に吹き付けられる洗浄流体による洗浄有効範囲が異物の近傍を通過するとき、その通過する向きがワークの回転方向に交差するように正方向と逆方向に入れ変わる。そのため、ワークに付着した異物に対し、複数の方向から洗浄流体が吹き付けられる。これにより、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から洗浄流体の運動エネルギが与えられるので、洗浄流体から異物に対する運動エネルギの伝達効率が向上する。したがって、この異物除去装置は、ワークから異物を除去する能力を高めることができる。

請求項２に係る発明では、異物除去装置は、吹付ノズルからワークの表面に吹き付けられる洗浄流体による洗浄有効範囲（ＷＥ）が、ワークの洗浄領域の全箇所を通過するように、回転駆動部または往復移動部の駆動を制御する制御装置（４０）を備える。
これによれば、ワークの洗浄領域の全箇所に洗浄流体が吹き付けられると共に、ワークに付着した異物に対し、複数の方向から洗浄流体が吹き付けられる。したがって、この異物除去装置は、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から洗浄流体の運動エネルギを与えることで、ワークから異物を除去する能力を高めることができる。
なお、洗浄有効範囲とは、少なくとも吹付ノズルの開口部を噴射方向に沿ってワークに投影した面の軌跡と、その軌跡の外側の領域において開口部から吹き出された洗浄流体がワークの表面に広がることで異物を有効に除去できる範囲をいう。洗浄有効範囲は、吹付ノズル（３０）から吹き出される風圧によって異なるが、例えば、吹付ノズルの開口部の内径の１〜２倍の範囲である。

請求項３に係る発明では、ワークの表面の回転速度をＶｗ〔ｍｍ／ｓ〕とし、往復移動部により吹付ノズルが往復移動する速度をＶｎ〔ｍｍ／ｓ〕とする。このとき、制御装置は、Ｖｗ＜Ｖｎの関係を有するように、回転駆動部または往復移動部の駆動を制御する。
これによれば、吹付ノズルの往復運動の回数に対し、ワークの回転数を少なくすることで、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から洗浄流体の運動エネルギを与えられるので、洗浄流体から異物に対する運動エネルギの伝達効率を向上できる。

請求項４に係る発明では、吹付ノズルからワークの表面に吹き付けられた洗浄流体による洗浄有効範囲の直径をＤ〔ｍｍ〕とし、往復移動部が吹付ノズルを往復移動する周波数をｆ〔Ｈｚ〕とする。このとき、制御装置は、ｆ≧Ｖｗ／Ｄ の関係を有するように、回転駆動部または往復移動部の駆動を制御する。
これによれば、洗浄有効範囲は、ワークの洗浄領域の全箇所を、移動する向きを変えて通過する。そのため、ワークの表面に付着した種々の形状の異物に対し、複数の方向から洗浄流体を吹き付けることが可能である。したがって、この異物除去装置は、ワークから異物を除去する能力をより高めることができる。

請求項５に係る発明では、吹付ノズルは、空気または揮発性物質を吹き出す複数の開口部（３５）を有する。その複数の開口部は、ワークの回転軸に沿うように配置されている。
これによれば、ワークを洗浄する面積に対し、吹付ノズルが１往復する距離（すなわち、振幅の幅）が小さくなる。そのため、往復移動部により吹付ノズルが往復移動する速度を速くすることが可能である。したがって、この異物除去装置は、ワークの表面に付着した異物を短時間で除去することで、生産効率を向上することができる。

請求項６に係る発明では、異物除去装置は、ワークおよび吹付ノズルを収容する洗浄ケース（５０）と、その洗浄ケースの内側の空気を排出可能な排気部（５１）をさらに備える。往復移動部は、洗浄ケースの内側の空気中で吹付ノズルを往復移動させる。
これによれば、ワークの表面から除去された異物が洗浄エリア外に飛散するのを防ぐことが可能であると共に、ワークに再付着することを防ぐことができる。

請求項７に係る発明では、往復移動部は、回転体（２２）、偏心部（２３）、アーム（２４）およびガイド部材（２５）を備える。回転体は、回転運動する。偏心部は、回転体のうち回転中心（２００）からずれた位置に設けられ、回転体の回転中心に対して偏心して回転する。アームは、偏心部が摺動可能に嵌合する溝部（２８）を有し、偏心部が溝部の内側を摺動する方向に対して交差する方向に延びて、溝部とは反対側の部位に吹付ノズルが接続される。ガイド部材は、アームが延びる方向にアームの移動を案内する。
これによれば、回転体の回転と共に偏心部が偏心して回転する。この偏心部の動力が溝部の内壁からアームに伝わり、アームが往復移動することで、吹付ノズルが往復移動する。したがって、往復移動部は、回転体の回転速度に応じて、吹付ノズルを高速で往復移動させることができる。

請求項８に係る発明では、回転駆動部は、ワークを所定の角度範囲で正回転および逆回転を繰り返し行う。
これによれば、ワークの一部に洗浄領域がある場合、その洗浄領域に付着した異物を短時間で除去することが可能である。したがって、この異物除去装置は、ワークの異物除去の時間を短くし、生産効率を向上することができる。

請求項９に係る発明では、回転駆動部は、ワークを３６０°以上回転させる。
これによれば、ワークの全周に洗浄領域がある場合、回転駆動部に対するワークの配置を変更することなく、その洗浄領域に付着した異物を除去することが可能である。したがって、この異物除去装置は、ワークの異物除去の時間を短くし、生産効率を向上することができる。

なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。

第１実施形態の異物除去装置の全体構成を模式的に表した図である。 図１のＩＩ―ＩＩ線の断面図である。 図１のＩＩＩ―ＩＩＩ線の断面図である。 空気の吹き付け方向と異物に伝わる力との関係を説明する図である。 第１実施形態の異物除去装置が備える吹付ノズルとワークを模式的に表した図である。 吹付ノズルが有する開口部の中心を噴射方向に沿ってワークに投影した点（以下、「吹付中心点」という）が、図５のワークの表面を移動する軌跡を示した図である。 図６のＶＩＩ部分の拡大図であり、時間経過に伴う吹付中心点の軌跡と、ワークの表面に吹き付けられた空気の流れを説明する説明図である。 比較例の異物除去装置が備える吹付ノズルとワークを模式的に表した図である。 図８のワークの表面を吹付中心点が移動する軌跡を示した図である。 図９のＸ部分の拡大図であり、時間経過に伴う吹付中心点の軌跡と、ワークの表面に吹き付けられた空気の流れを説明する説明図である。 吹付ノズルの往復運動（すなわち、振動）の周波数と残留異物数に関する実験結果を示したグラフである。 第２実施形態の異物除去装置において、ワークの表面の回転速度と、洗浄有効範囲の直径と、吹付ノズルの往復移動の周波数との関係の一例を示す模式図である。 第３実施形態の異物除去装置の全体構成を模式的に表した図である。 図１３のＸＩＶ―ＸＩＶ線の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の異物除去装置は、例えば電気製品または半導体製品などのワークに対し、洗浄流体としての空気を吹き付けることで、ワークの表面に付着した異物を除去するための装置である。

図１〜図３に示すように、異物除去装置１は、回転駆動部１０、往復移動部２０、吹付ノズル３０および制御装置４０などを備えている。
回転駆動部１０は、ワーク２が自転するように、ワーク２を回転させることの可能な構成を有している。回転駆動部１０は、第１電動モータ１１、その第１電動モータ１１が有するモータシャフト１２に連結される連結シャフト１３、モータシャフト１２と連結シャフト１３とを接続する軸継手１４、および、ワーク２を保持するための保持部１５などを有している。

第１電動モータ１１は、電力の供給により、モータシャフト１２を回転駆動する。第１電動モータ１１の回転駆動は、制御装置４０により制御されている。モータシャフト１２のトルクは、軸継手１４を介して連結シャフト１３に伝達される。連結シャフト１３のうち軸継手１４とは反対側の端部は、洗浄ケース５０の内側に挿入されている。その連結シャフト１３の端部には、保持部１５が設けられている。保持部１５は、ワーク２のうち洗浄領域を除く部位を保持することが可能である。なお、洗浄領域とは、ワーク２の表面のうち、洗浄を必要とする領域である。本実施形態では、ワーク２が保持部１５により保持される部位は、ワーク２のうち第１電動モータ１１の回転中心１００と平行に位置する部位である。

この構成により、制御装置４０から伝送される駆動信号に応じて第１電動モータ１１がモータシャフト１２を回転させると、その動力が軸継手１４を介して連結シャフト１３に伝わり、連結シャフト１３と保持部１５が回転する。本実施形態では、モータシャフト１２と連結シャフト１３とワーク２の回転軸１００は同一である。ワークは、その回転軸１００を中心として、自転するように回転する。以下の説明では、その回転軸１００を、ワーク２の回転軸１００ということとする。

また、図２に示すように、本実施形態では、回転駆動部１０は、ワーク２を３６０°回転させることなく、所定の角度範囲（例えば２４０°の範囲）で正回転および逆回転を繰り返す。これにより、ワーク２の外壁面のうち保持部１５が配置された面を除いた領域に付着した異物を短時間で除去することが可能である。

図１および図３に示すように、往復移動部２０は、ワーク２の回転軸１００に沿うように吹付ノズル３０を往復移動させることの可能な構成を有している。往復移動部２０は、第２電動モータ２１、回転体２２、偏心部２３、アーム２４およびガイド部材２５などを有している。

第２電動モータ２１は、電力の供給により、プーリ２６を回転駆動する。第２電動モータ２１の駆動は、制御装置４０により制御されている。プーリ２６のトルクは、ベルト２７を介して回転体２２に伝達される。これにより、回転体２２は、回転運動する。回転体２２の回転軸方向の端部には、突起状の偏心部２３が設けられている。偏心部２３は、回転体２２の回転中心２００から径方向にずれた位置に設けられている。そのため、偏心部２３は、回転体２２の回転中心２００に対して偏心して回転する。

アーム２４は、回転体２２から洗浄ケース５０の内側に亘って設けられている。アーム２４のうち回転体２２側の部位には、偏心部２３が嵌合する溝部２８が形成されている。溝部２８は、アーム２４が延びる方向に対し交差する方向に延びている。この溝部２８に対し、偏心部２３は摺動可能に嵌合している。
アーム２４は、偏心部２３が溝部２８の内側を摺動する方向に対して交差する方向に延びている。アーム２４は、アーム２４自身が延びる方向に往復移動可能なように、ガイド部材２５によって案内されている。アーム２４のうち溝部２８とは反対側の部位は、洗浄ケース５０の内側に挿入されており、その部位には、吹付ノズル３０が接続されている。

この構成により、制御装置４０から伝送される駆動信号に応じて第２電動モータ２１がプーリ２６を回転させると、それに伴って回転体２２が回転する。回転体２２の回転と共に、偏心部２３が回転体２２の回転中心２００に対して偏心して回転しつつ、溝部２８の内側を摺動する。このとき、図３に示すように、回転体２２の回転中心２００に対して垂直、且つ、アーム２４の延びる方向に対して垂直な方向から偏心部２３を見ると、偏心部２３は、アーム２４の延びる方向に往復移動するように動作する。これにより、偏心部２３から溝部２８の内壁に動力が伝達され、ガイド部材２５に案内されたアーム２４は、アーム２４自身が延びる方向に往復移動する。したがって、アーム２４に接続された吹付ノズル３０は、洗浄ケース５０の内側の空気中で、ワーク２の回転軸１００に沿うように往復移動する。

吹付ノズル３０には、エア配管３１が接続されている。吹付ノズル３０には、エア配管３１から所定の圧力の空気が供給される。吹付ノズル３０は、ワーク２側に対向する面に空気を吹き出すための複数の開口部３５（図５参照）を有している。複数の開口部３５はワーク２の回転軸１００に沿うように配置されている。これにより、吹出ノズルは、複数の開口部３５からワーク２に対し、洗浄流体としての空気を吹き付けることが可能である。

洗浄ケース５０は、ワーク２および吹付ノズル３０を収容可能である。洗浄ケース５０の内側には、空気が充満している。洗浄ケース５０の下側に、排気部５１が設けられている。排気部５１は、図示していない集塵機を有しており、洗浄ケース５０の内側の空気と共に、ワーク２から取り除かれた異物を洗浄ケース５０の外側に排出可能である。

制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有するプログラマブルロジックコントローラである。制御装置４０は、ＲＡＭまたはＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより、第１電動モータ１１および第２電動モータ２１などの駆動を制御する。制御装置４０は、ワーク２の表面の回転速度Ｖｗ〔ｍｍ／ｓ〕と、吹付ノズル３０が往復移動する速度Ｖｎ〔ｍｍ／ｓ〕とが、次の式１の関係を有するように、回転駆動部１０の駆動と往復移動部２０の駆動を制御する。
Ｖｗ＜Ｖｎ ・・・式１
すなわち、制御装置４０は、ワーク２の表面の回転速度Ｖｗより、吹付ノズル３０が往復移動する速度Ｖｎの方が速くなるように、第１電動モータ１１と第２電動モータ２１の駆動を制御する。これにより、ワーク２の回転数を少なくし、吹付ノズル３０の往復運動の回数を多くすることが可能である。

詳細には、制御装置４０は、吹付ノズル３０からワーク２の表面に吹き付けられる空気による洗浄有効範囲が、ワーク２の洗浄領域の全箇所を通過するように、回転駆動部１０の駆動と往復移動部２０の駆動を制御する。これにより、ワーク２の洗浄領域の全箇所に空気が吹き付けられると共に、ワーク２に付着した異物に対し、複数の方向から空気が吹き付けられることとなる。
なお、洗浄有効範囲とは、少なくとも吹付ノズル３０の開口部３５を噴射方向に沿ってワーク２に投影した面の軌跡と、その軌跡の外側の領域において開口部３５から吹き出された空気がワーク２の表面に広がることで異物を有効に除去できる範囲をいう。洗浄有効範囲は、吹付ノズル３０から吹き出される風圧によって異なるが、例えば、吹付ノズル３０の開口部３５の内径の１〜２倍の範囲である。

本実施形態のワーク２は、例えば電気製品または半導体製品などであり、図示していない製造ライン上を搬送される。そして、洗浄ケース５０の入口にワーク２が搬送されると、洗浄ケース５０のドア５２が開き、洗浄ケース５０の内側にワーク２が取り込まれる。洗浄ケース５０の内側にワーク２が取り込まれると、洗浄ケース５０のドア５２が閉じる。
ワーク２は、保持部１５に保持された状態で、回転駆動部１０により所定の角度範囲で正回転および逆回転を繰り返す。それと共に、吹付ノズル３０は、ワーク２の回転軸１００に沿うように往復移動しつつ、複数の開口部３５からワーク２に対して空気を吹き付ける。これにより、ワーク２の表面に付着した異物に対し、空気の運動エネルギが伝達され、ワーク２の表面から異物が取り除かれる。

ところで、ワーク２の表面に付着した異物に対して空気の運動エネルギが十分に伝達されず、且つ、ワーク２の表面に付着した異物の付着力が強い場合には、ワーク２の表面に残留してしまう異物数が増加するといった問題がある。発明者は、空気の運動エネルギを異物が受け流してしまうと、異物に作用する抗力係数が小さくなり、空気の運動エネルギが異物に対して十分に伝達されないことに気付いた。

ここで、図４を参照しつつ、空気の吹き付け方向と異物に作用する抗力との関係を説明する。図４では、異物の形状を円錐形と仮定して表している。
一般に、異物に伝わる抗力は、次の式２により表される。
Ｆ＝Ｃｄ×ρ×Ｖ×Ｓ×（１／２） ・・・式２
ただし、Ｆ：抗力［Ｎ］、Ｃｄ：抗力係数、ρ：流体密度［ｋｇ／ｍ^３］、Ｖ：流体速度［ｍ／ｓ］、Ｓ：エア受圧面積［ｍ^２］

図４に示すように、異物に作用する抗力係数は、円錐形の頂点側から空気が吹き付けられる場合が最も小さく、次に、円錐形の側面側から空気が吹き付けられる場合が大きく、さらに、円錐形の底面側から空気が吹き付けられる場合が最も大きい。上記の式１に基づき、空気から異物に伝わる力（すなわち抗力）は、円錐形の頂点側から空気が吹き付けられる場合が最も小さく、次に、円錐形の側面側から空気が吹き付けられる場合が大きく、さらに、円錐形の底面側から空気が吹き付けられる場合が最も大きい。

このことから、ワーク２に付着した異物に対し、抗力係数が最大となる方向から空気を吹き付けることで、空気から異物に伝わる運動エネルギを大きくすることが可能である。これを実現するため、本実施形態では、ワーク２を自転させつつ、吹付ノズル３０をワーク２の回転軸１００に沿うように往復移動させている。これにより、ワーク２に付着したそれぞれの異物に対し、複数の方向から空気を吹き付けることが可能である。

図５は、第１実施形態の異物除去装置１における吹付ノズル３０とワーク２を模式的に表した図である。この模式図では、吹付ノズル３０が有する開口部３５を例えば３個としている。なお、吹付ノズル３０が有する開口部３５の個数は、３個に限らず、任意に設定することが可能である。
吹付ノズル３０は、ワーク２の回転軸１００に沿って往復運動しつつ、３個の開口部３５からワーク２に空気を吹き付ける。その空気は、回転運動するワーク２の表面に吹き付けられる。図５では、吹付ノズル３０が有する３個の開口部３５の中心を噴射方向に沿ってワーク２に投影した点（以下、「吹付中心点」という）に対し、それぞれ符号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を付している。

図６は、回転移動するワーク２の表面に対し、３個の吹付中心点が相対的に移動した軌跡を示している。また、図６では、ワーク２の表面に付着した所定の異物に符号ＦＭを付している。
図７（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図６のＶＩＩ部分の拡大図であり、時間経過に伴う吹付中心点の軌跡と、ワーク２の表面に吹き付けられた空気の流れを説明する説明図である。吹付ノズル３０の開口部３５からワーク２に吹き付けられた空気は、ワーク２の表面に当たると、ワーク２の表面を放射状に広がるように流れる。そのため、図７（Ａ）では、所定の異物に対し、図のほぼ左の方向から空気が吹き付けられる。次に、図７（Ｂ）では、所定の異物に対し、図の左下の方向から空気が吹き付けられる。続いて、図７（Ｃ）では、所定の異物に対し、図の右上の方向から空気が吹き付けられる。続いて、図７（Ｄ）では、所定の異物に対し、図のほぼ右の方向から空気が吹き付けられる。

このように、本実施形態では、ワーク２を回転させつつ、吹付ノズル３０をワーク２の回転軸１００に沿うように往復移動させることで、ワーク２に付着した異物に対し、複数の方向から空気を吹き付けることが可能である。詳細には、ワーク２に付着した異物に対し、全周囲から空気を吹き付けることが可能である。したがって、本実施形態の異物除去装置１は、ワーク２に付着した異物に対し、抗力係数が最大となる方向から空気を吹き付けることが可能となり、空気から異物に伝わる運動エネルギを大きくすることができる。

これに対し、上述した本実施形態の異物除去装置１と対比するため、比較例の異物除去装置３について説明する。
図８は、比較例の異物除去装置３における吹付ノズル３０とワーク２を模式的に表した図である。吹付ノズル３０は固定された状態で、３個の開口部３５からワーク２に空気を吹き付ける。その空気は、回転運動するワーク２の表面に吹き付けられる。図８では、比較例の吹付中心点に対し、それぞれ符号Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６を付している。

図９は、回転移動するワーク２の表面に対し、３個の吹付中心点が相対的に移動した軌跡を示している。また、図９でも、ワーク２の表面に付着した所定の異物に符号ＦＭを付している。
図１０（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図９のＸ部分の拡大図であり、時間経過に伴う吹付中心点の軌跡と、ワーク２の表面に吹き付けられた空気の流れを説明する説明図である。図１０（Ａ）および（Ｂ）では、所定の異物に対し、図の左上の方向から空気が吹き付けられる。続いて、図１０（Ｃ）および（Ｄ）では、所定の異物に対し、図の右上の方向から空気が吹き付けられる。

このように、比較例では、ワーク２を回転させつつ、吹付ノズル３０を固定していることで、ワーク２に付着した異物に対し、上側からしか空気を吹き付けることができず、下側や左右からは空気を吹き付けることができない。そのため、ワーク２に対し空気を吹き付けた方向が、所定形状のワーク２に対し抗力係数が小さい方向である場合、空気から異物に伝わる運動エネルギは小さいものとなる。

上述した第１実施形態の異物除去装置１と比較例の異物除去装置３において、実際に吹付ノズル３０の往復運動の周波数と残留異物数との関係について実験をした結果を図１１に示す。なお、以下の説明では、往復運動を「振動」ということがある。
図１１に示した実験では、ワーク２の回転速度は同一の条件とした。また、異物除去工程前にワーク２に付着させた異物数も同一の条件とした。図１１では、比較例の異物除去装置３により異物除去を行った後にワーク２の表面に残留した残留異物数を１００％とし、それに対して、第１実施形態の異物除去装置１により異物除去を行った後にワーク２の表面に残留した残留異物数の減少割合をそれぞれ％で示している。

第１実施形態の異物除去装置１において、吹付ノズル３０の振動の周波数を１０Ｈｚとしたときの残留異物数は、比較例の異物除去装置３による残留異物数に対し、７％減少した。第１実施形態の異物除去装置１において、吹付ノズル３０の振動の周波数を３０Ｈｚとしたときの残留異物数は、比較例の異物除去装置３による残留異物数に対し、３３％減少した。第１実施形態の異物除去装置１において、吹付ノズル３０の振動の周波数を５０Ｈｚとしたときの残留異物数は、比較例の異物除去装置３による残留異物数に対し、５７％減少した。このように、図１１のグラフから、吹付ノズル３０の振動の周波数を大きくするほど、残留異物数が減少することが見て取れる。正確には、段落［００１１］に示すように、ｆ≧Ｖｗ／Ｄ となれば除去効率を向上できる。

以上説明した第１実施形態の異物除去装置１は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、吹付ノズル３０は、ワーク２の回転軸１００に沿うように往復移動する。これによれば、吹付ノズル３０から吹き付けられる空気による洗浄有効範囲が異物の近傍を通過するとき、その通過する向きがワーク２の回転方向に交差するように正方向と逆方向に入れ変わる。そのため、ワーク２に付着した異物に対し、複数の方向から空気を吹き付けることが可能である。これにより、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から空気の運動エネルギが与えられるので、空気から異物に対する運動エネルギの伝達効率が向上する。したがって、この異物除去装置１は、ワーク２から異物を除去する能力を高めることができる。

さらに、この異物除去装置１は、吹付ノズル３０がワーク２の回転軸方向の前後に向きを変える（すなわち、振動する）ので、吹付ノズル３０から噴射された空気が回転軸方向の前後に振られつつワーク２に吹き付けられる。したがって、ワーク２に凹凸がある場合でも、その凹凸に付着した異物を確実に除去できる。

（２）第１実施形態では、制御装置４０は、吹付ノズル３０からワーク２の表面に吹き付けられる空気による洗浄有効範囲が、ワーク２の洗浄領域の全箇所を通過するように、回転駆動部１０の駆動と往復移動部２０の駆動を制御する。
これによれば、ワーク２の洗浄領域の全箇所に空気が吹き付けられると共に、ワーク２に付着した異物に対し、複数の方向から空気が吹き付けられる。したがって、この異物除去装置１は、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から空気の運動エネルギを与えることで、ワーク２から異物を除去する能力を高めることができる。

（３）第１実施形態では、制御装置４０は、ワーク２の表面の回転速度Ｖｗより、吹付ノズル３０が往復移動する速度Ｖｎの方が速くなるように、回転駆動部１０の駆動と往復移動部２０の駆動を制御する。
これによれば、吹付ノズル３０の往復運動の回数に対し、ワーク２の回転数を少なくすることで、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から洗浄流体の運動エネルギを与えられるので、洗浄流体から異物に対する運動エネルギの伝達効率を向上できる。

（４）第１実施形態では、吹付ノズル３０は、空気または揮発性物質を吹き出す複数の開口部３５を有している。その複数の開口部３５は、ワーク２の回転軸１００に沿うように配置されている。
これによれば、ワーク２を洗浄する面積に対し、吹付ノズル３０が１往復する距離（すなわち、振幅の幅）が小さくなる。そのため、往復移動部２０により吹付ノズル３０が往復移動する速度を速くすることが可能である。したがって、この異物除去装置１は、ワーク２の表面に付着した異物を短時間で除去することで、生産効率を向上することができる。

（５）第１実施形態では、往復移動部２０は、洗浄ケース５０の内側の空気中で吹付ノズル３０を往復移動させる。その洗浄ケース５０の内側の空気は、排気部５１により排出される。
これによれば、ワーク２の表面から除去された異物が洗浄エリア外に飛散するのを防ぐことが可能であると共に、ワーク２に再付着することを防ぐことができる。

（６）第１実施形態では、往復移動部２０は、回転運動する回転体２２、その回転体２２の回転中心２００からずれた位置に設けられる偏心部２３、その偏心部２３が摺動可能に嵌合する溝部２８を有するアーム２４、および、そのアーム２４を案内するガイド部材２５を有する構成である。
これによれば、往復移動部２０は、回転体２２の回転速度に応じて、吹付ノズル３０を高速で往復移動させることができる。

（７）第１実施形態では、回転駆動部１０は、ワーク２を所定の角度範囲で正回転および逆回転を繰り返し行う。
これによれば、ワーク２の一部に洗浄領域がある場合、その洗浄領域に付着した異物を短時間で除去することが可能である。したがって、この異物除去装置１は、ワーク２の異物除去の時間を短くし、生産効率を向上することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。第２実施形態は、回転駆動部１０と往復移動部２０の駆動方法の一例を示すものであり、その他については第１実施形態と同様であるため、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

第２実施形態では、制御装置４０は、吹付ノズル３０の振動の周波数ｆ〔Ｈｚ〕と、ワーク２の表面の回転速度Ｖｗ〔ｍｍ／ｓ〕と、洗浄有効範囲の直径Ｄ〔ｍｍ〕との関係が、次の式３の関係を有するように、回転駆動部１０と往復移動部２０の駆動を制御する。
ｆ≧Ｖｗ／Ｄ ・・・式３
図１２では、ワーク２の表面を吹付中心点が相対的に移動した軌跡を、符号Ｐｘを付した破線で示している。また、その軌跡に沿ってワーク２の表面を移動する洗浄有効範囲を、符号ＷＥを付した一点鎖線によって囲んだハッチングで示している。なお、洗浄有効範囲ＷＥは、図１２に示したハッチングの範囲が、吹付中心点の軌跡Ｐｘに沿って移動するものである。これにより、洗浄有効範囲ＷＥは、ワークの洗浄領域の全箇所を、移動する向きを変えて通過する。そのため、ワーク２の表面に付着した種々の形状の異物に対し、複数の方向から洗浄流体を吹き付けることが可能である。したがって、この異物除去装置１は、ワーク２から異物を除去する能力をより高めることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して、ワーク２の洗浄領域が異なるものである。第３実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１３および図１４に示すように、第３実施形態では、回転駆動部１０が有する保持部１５は、ワーク２の回転軸方向の一方の端部を保持している。このワーク２は、回転軸１００に対して径方向の全周の表面が洗浄領域となっている。そのため、回転駆動部１０は、ワーク２を軸周りに３６０°回転する。なお、第１および第２実施形態と同様に、往復移動部２０は、吹付ノズル３０を、ワーク２の回転軸１００に沿うように往復移動させることが可能である。

第３実施形態では、第１および第２実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。さらに、第３実施形態では、保持部１５に対するワーク２の付け替えを必要とせず、ワーク２の全周に付着した異物を除去することが可能である。したがって、この異物除去装置１は、ワーク２の異物除去の時間を短くし、生産効率を向上することができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

（１）上記各実施形態では、ワーク２に対し洗浄流体としての空気を吹き付けるものについて説明したが、洗浄流体はこれに限らない。洗浄流体として、例えば水などの液体を採用してもよい。

（２）上記各実施形態では、往復移動部２０は回転体２２に設けた偏心部２３とアーム２４に設けた溝部２８により構成されたカム機構により、吹付ノズル３０を往復移動させる構成としたが、カム機構はこれに限らない。往復移動部２０のカム機構は、例えば、板カム、正面カムなどの平面カムや、円筒カム、斜板カム、端面カム、球面カムなどの立体カムなど、種々のカム機構を採用してもよい。

（３）上記各実施形態では、制御装置４０は、ワーク２の表面の回転速度Ｖｗより、吹付ノズル３０が往復移動する速度Ｖｎが速くなるように、回転駆動部１０の駆動と往復移動部２０の駆動を制御したが、制御装置４０による制御方法はこれに限らない。制御装置４０は、ワーク２の表面の回転速度Ｖｗより、吹付ノズル３０が往復移動する速度Ｖｎが遅くなるように、回転駆動部１０の駆動と往復移動部２０の駆動を制御してもよい。また、ワーク２の表面の回転速度Ｖｗ、吹付ノズル３０が往復移動する速度Ｖｎ、洗浄有効範囲ＷＥの直径Ｄ、吹付ノズル３０の振動の周波数ｆなどは、ワーク２に付着した異物の付着力などに応じて、適宜設定することが可能である。

（４）上記各実施形態では、制御装置４０は、回転駆動部１０の駆動と往復移動部２０の駆動を制御したが、これに限らない。制御装置４０は、回転駆動部１０または往復移動部２０のうちいずれか一方のみの駆動を制御するものとしてもよい。

１ 異物除去装置
２ ワーク
１０ 回転駆動部
２０ 往復移動部
３０ 吹付ノズル

Claims (9)

1. ワーク（２）に付着した異物を除去する異物除去装置であって、
   前記ワークを回転させる回転駆動部（１０）と、
   前記ワークに対し空気または揮発性物質を吹き付ける吹付ノズル（３０）と、
   前記ワークの回転軸（１００）に沿うように前記吹付ノズルを往復移動させる往復移動部（２０）と、を備える異物除去装置。
2. 前記吹付ノズルから前記ワークの表面に吹き付けられる空気または揮発性物質による洗浄有効範囲（ＷＥ）が、前記ワークの洗浄領域の全箇所を通過するように、前記回転駆動部または前記往復移動部の駆動を制御する制御装置（４０）を備える請求項１に記載の異物除去装置。
3. 前記ワークの表面の回転速度をＶｗ〔ｍｍ／ｓ〕とし、
   前記往復移動部により前記吹付ノズルが往復移動する速度をＶｎ〔ｍｍ／ｓ〕とすると、
   前記制御装置は、Ｖｗ＜Ｖｎの関係を有するように、前記回転駆動部または前記往復移動部の駆動を制御する請求項２に記載の異物除去装置。
4. さらに、前記吹付ノズルから前記ワークの表面に吹き付けられた空気または揮発性物質による洗浄有効範囲の直径をＤ〔ｍｍ〕とし、
   前記往復移動部が前記吹付ノズルを往復移動する周波数をｆ〔Ｈｚ〕とすると、
   前記制御装置は、ｆ≧Ｖｗ／Ｄ の関係を有するように、前記回転駆動部または前記往復移動部の駆動を制御する請求項３に記載の異物除去装置。
5. 前記吹付ノズルは、空気または揮発性物質を吹き出す複数の開口部（３５）を有しており、
   複数の前記開口部は、前記ワークの回転軸に沿うように配置されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の異物除去装置。
6. 前記ワークおよび前記吹付ノズルを収容する洗浄ケース（５０）と、
   前記洗浄ケースの内側の空気を排出可能な排気部（５１）と、をさらに備え、
   前記往復移動部は、前記洗浄ケースの内側の空気中で前記吹付ノズルを往復移動させる請求項１ないし５のいずれか１つに記載の異物除去装置。
7. 前記往復移動部は、
   回転運動する回転体（２２）と、
   前記回転体のうち回転中心（２００）からずれた位置に設けられ、前記回転体の回転中心に対して偏心して回転する偏心部（２３）と、
   前記偏心部が摺動可能に嵌合する溝部（２８）を有し、前記偏心部が前記溝部の内側を摺動する方向に対して交差する方向に延びて、前記溝部とは反対側の部位に前記吹付ノズルが接続されるアーム（２４）と、
   前記アームが延びる方向に前記アームの移動を案内するガイド部材（２５）と、を備える請求項１ないし６のいずれか１つに記載の異物除去装置。
8. 前記回転駆動部は、前記ワークを所定の角度範囲で正回転および逆回転を繰り返し行う請求項１ないし７のいずれか１つに記載の異物除去装置。
9. 前記回転駆動部は、前記ワークを３６０°以上回転させる請求項１ないし７のいずれか１つに記載の異物除去装置。

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