JP2019107597A - Vacuum electrolytic ultrasonic cleaning method and vacuum electrolytic ultrasonic cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂、ガラス等の成形に用いる成形用金型に付着した異物を洗浄する場合等に適した洗浄方法および洗浄機に関し、特に、成形用金型等に形成されている止まり穴(座ぐり穴)、微細な隙間等の内部に付着している異物を確実に洗浄可能な洗浄方法および洗浄機に関する。 The present invention relates to a cleaning method and a cleaning machine suitable for cleaning foreign matter adhering to a molding die used for molding resin, glass, etc. In particular, blind holes formed in a molding die etc. The present invention relates to a cleaning method and a cleaning machine capable of reliably cleaning foreign matter adhering to the inside of a counterbore, a minute gap or the like.
成形用金型等の洗浄に適した洗浄方法および洗浄機として、電解洗浄液を用いた電解洗浄方法および洗浄機が知られている。電解洗浄では、電解洗浄液に被洗浄物を浸漬し、電解洗浄液を例えば陽極とし被洗浄物を陰極として、これらの間に直流電流を流し、これにより被洗浄物の表面から発生する水素の気泡の剥離力を利用して被洗浄物に付着している汚れを除去する。特許文献1においては、電解洗浄を行う洗浄槽に超音波発生装置を付設し、超音波を併用することにより、キャビテーション効果を利用してより確実に汚れを落とすようにしている。
As a cleaning method and a cleaning machine suitable for cleaning a molding die and the like, an electrolytic cleaning method and a cleaning machine using an electrolytic cleaning solution are known. In the electrolytic cleaning, the object to be cleaned is immersed in the electrolytic cleaning solution, and the electrolytic cleaning solution is, for example, an anode and the object to be cleaned is a cathode, and a direct current flows between them to thereby generate hydrogen bubbles generated from the surface of the object to be cleaned. Peeling force is used to remove dirt adhering to the object to be cleaned. In
電解洗浄は、電解洗浄液としては弱アルカリ性の液を使用することで、環境に優しい洗浄方法を実現できる。また、被洗浄物に付着している酸化皮膜、油脂汚れ、ガス焼け、樹脂残りなどの異物を、短時間で、確実に除去できる。さらに、鉄素材に対するアタック性(摩耗・研磨等の寸法変化、光沢変化)が無いので、鉄素材からなる金型の洗浄に適しているなどの利点がある。 The electrolytic cleaning can realize an environmentally friendly cleaning method by using a weakly alkaline solution as the electrolytic cleaning solution. In addition, foreign substances such as oxide films, oil and fat stains, gas burns, resin residue and the like adhering to the object to be cleaned can be reliably removed in a short time. Furthermore, since there is no attack property (a dimensional change such as abrasion or polishing, a change in gloss) with respect to an iron material, there is an advantage such as being suitable for cleaning a mold made of an iron material.
従来の電解洗浄方法あるいは電解超音波洗浄方法には次のような解決すべき課題がある。成形用金型、鋳型等の被洗浄物の表面および内面には多数の小径の止まり穴、小径の貫通穴、微細な隙間等がある。このような部分には空気溜まりが形成されやすい。空気溜まりが形成された止まり穴等の内部には電解洗浄液が入ることができず、そのような部分の洗浄が不十分になりやすい。 The conventional electrolytic cleaning method or electrolytic ultrasonic cleaning method has the following problems to be solved. There are many small diameter blind holes, small diameter through holes, fine gaps, etc. on the surface and the inner surface of the object to be cleaned such as a molding die and mold. An air reservoir is likely to be formed in such a portion. The electrolytic cleaning solution can not enter into the inside of a blind hole or the like in which an air reservoir is formed, and the cleaning of such a portion tends to be insufficient.
特に、洗浄槽の電解洗浄液内に浸漬した被洗浄物の下面に形成されている止まり穴、微細な隙間等には空気溜まりができやすい。超音波を掛けても、空気を十分に抜くことができないことが多い。このために、例えば、成立姿勢で電解洗浄液に浸漬させた状態で被洗浄物に対して電解超音波洗浄を施し、被洗浄物を反転させて倒立状態で電解洗浄液に浸漬させた状態で再度、電解洗浄液超音波洗浄を施すという、二度洗いを行う必要がある。 In particular, air stagnation tends to occur in blind holes, fine gaps and the like formed on the lower surface of the object to be cleaned immersed in the electrolytic cleaning solution of the cleaning tank. Even if ultrasonic waves are applied, air can not often be removed sufficiently. For this purpose, for example, the object to be cleaned is subjected to electrolytic ultrasonic cleaning in a state of being immersed in the electrolytic cleaning solution in a established posture, and the object to be cleaned is inverted and immersed in the electrolytic cleaning solution in an inverted state again It is necessary to carry out double cleaning, that is, electrolytic cleaning liquid ultrasonic cleaning.
本発明は、この点に鑑みて、成形用金型等の被洗浄物に形成されている小径の止まり穴、微細な隙間等の内部を確実に洗浄可能な電解洗浄液を用いた洗浄方法および洗浄機を提供することを目的としている。 In view of this point, the present invention provides a cleaning method and cleaning method using an electrolytic cleaning solution capable of reliably cleaning the inside of a small diameter blind hole, a fine gap, etc. formed in an object to be cleaned such as a molding die. The purpose is to provide a machine.
上記の課題を解決するために、本発明の洗浄方法は、電解洗浄液が貯留されている洗浄槽を密閉状態にして、洗浄槽内の上部空間を、所定の真空状態となるように真空引きする真空引き工程と、真空状態を解除して大気圧に戻す復圧工程とを繰り返しながら、電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した被洗浄物との間に直流電流を流すと共に、電解洗浄液に超音波を与えて、被洗浄物に真空電解超音波洗浄を施すことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the cleaning method of the present invention vacuums the upper space in the cleaning tank to a predetermined vacuum state, with the cleaning tank in which the electrolytic cleaning solution is stored sealed. A direct current is supplied between the electrolytic cleaning solution and the object to be cleaned immersed in the electrolytic cleaning solution while repeating the evacuating process and the repressurizing process to release the vacuum and return to the atmospheric pressure, and ultrasonic waves are applied to the electrolytic cleaning solution. And subjecting the object to be cleaned to vacuum electrolytic ultrasonic cleaning.
ここで、真空引き工程と復圧工程とを繰り返しながら電解超音波洗浄を行う真空電解超音波洗浄の前あるいは後に、真空引き工程および復圧工程を行わずに電解超音波洗浄を行う電解超音波洗浄、および、洗浄槽に貯留した電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した被洗浄物との間に直流電流を流しながら被洗浄物を洗浄する電解洗浄のうちの少なくとも一方を行うことも可能である。 Here, before or after the vacuum electrolytic ultrasonic cleaning that performs electrolytic ultrasonic cleaning while repeating the vacuum drawing step and the repressurization step, electrolytic ultrasonic cleaning that performs the electrolytic ultrasonic cleaning without performing the vacuum drawing step and the repressurization step It is also possible to carry out at least one of cleaning and electrolytic cleaning in which the object to be cleaned is cleaned while applying a direct current between the electrolytic cleaning solution stored in the cleaning tank and the object to be cleaned immersed in the electrolytic cleaning solution. .
本発明の真空電解超音波洗浄は、小径の止まり穴、微細な隙間等が多数形成されている成形用金型の洗浄に用いるのに適している。 The vacuum electrolytic ultrasonic cleaning of the present invention is suitable for use in cleaning a molding die having a large number of small diameter blind holes, fine gaps and the like.
次に、本発明の上記の真空電解超音波洗浄方法に用いる真空電解超音波洗浄機は、密閉可能な洗浄槽と、
洗浄槽に貯留した電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した被洗浄物との間に直流電流を供給する給電機構と、
電解洗浄液に超音波を与える超音波発生機構と、
密閉状態の洗浄槽の上部空間の真空引き工程および復圧工程を行う真空・復圧機構と、
給電機構、超音波発生機構および真空・復圧機構を制御する洗浄制御機構と、
を有していることを特徴としている。
Next, a vacuum electrolytic ultrasonic cleaner used for the above-mentioned vacuum electrolytic ultrasonic cleaning method of the present invention comprises a sealable cleaning tank;
A feed mechanism for supplying a direct current between the electrolytic cleaning solution stored in the cleaning tank and the object to be cleaned immersed in the electrolytic cleaning solution;
An ultrasonic wave generation mechanism that applies ultrasonic waves to the electrolytic cleaning solution;
A vacuum / repressurization mechanism for performing a vacuuming step and a repressurization step in the upper space of the cleaning tank in a closed state;
A cleaning control mechanism for controlling a power feeding mechanism, an ultrasonic wave generation mechanism, and a vacuum / recompression mechanism;
It is characterized by having.
本発明の方法および装置では、被洗浄物に対して真空電解超音波洗浄が施される。密閉状態の洗浄槽内の上部空間の真空引き、大気圧への復帰を繰り返しながら、洗浄を行うことにより、被洗浄物の小径の止まり穴の内部、微細な隙間の内部に形成された空気溜まりを確実に破壊して除去できる。電解洗浄液を止まり穴内周面、隙間の内周面に確実に接触させることができるので、これらの内部に付着している異物を確実に剥離・除去できる。よって、従来において行われていた二度洗い等が不要となり、効率良く、しかも確実に、成形用金型等の被洗浄物に付着した異物を洗浄除去できる。 In the method and apparatus of the present invention, the object to be cleaned is subjected to vacuum electrolytic ultrasonic cleaning. An air pool formed inside the small-diameter blind hole of the object to be cleaned and inside the fine gap by performing cleaning while repeating evacuation of the upper space in the closed cleaning tank and return to atmospheric pressure repeatedly. Can be destroyed and removed with certainty. Since the electrolytic cleaning solution can be reliably brought into contact with the inner peripheral surface of the blind hole and the inner peripheral surface of the gap, foreign substances adhering to the inside of these can be reliably separated and removed. Therefore, the double washing etc. which were conventionally performed are unnecessary, and the foreign material adhering to the to-be-cleaned things, such as a shaping | molding die, can be wash | cleaned and removed efficiently and reliably.
以下に、図面を参照して、本発明を適用した真空電解超音波洗浄方法および真空電解超音波洗浄機の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of a vacuum electrolytic ultrasonic cleaning method and a vacuum electrolytic ultrasonic cleaner to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
図1(a)は、本実施の形態に係る真空電解超音波洗浄機の正面図であり、図1(b)はその側面図であり、図1(c)はその平面図である。真空電解超音波洗浄機1は、横長の直方体形状をした筐体2を備えている。筐体2の上面には、その前半部分が矩形の開口部3となっており、開口部3は矩形輪郭の開閉蓋4によって密閉可能である。開閉蓋4は、想像線で示すように、後端縁を中心として、垂直に起立した開き位置から、実線で示す前方に水平に倒れた閉じ位置まで旋回可能である。開閉蓋4の開閉は、例えば、エアーシリンダ5(図2(b)参照)によって行われる。筐体2の側部には、各部を駆動制御する縦長の直方体形状の制御盤6が取り付けられており、その前面には、各種の操作部材および表示部が配列された操作パネル7が取り付けられている。
Fig.1 (a) is a front view of the vacuum electrolytic ultrasonic cleaner which concerns on this Embodiment, FIG.1 (b) is the side view, FIG.1 (c) is the top view. The vacuum electrolytic
図2は筐体2の内部構造を示し、(a)は図1(c)のA−A線で切断した部分を示す概略断面図であり、図2(b)は図2(a)のB―B線で切断した部分の概略断面図であり、図2(c)は開閉蓋4を外した状態の概略平面図である。これらの図に示すように、筐体2の内部の前側には、直方体状の洗浄槽8が配置されている。洗浄槽8の上端は、筐体2の開口部3に開口している。洗浄槽8の内部の底側には、受け台9が配置されている。受け台9には、成形用金型等の被洗浄物が金網等からなる洗浄カゴに入れた状態で置かれる。受け台9は、本例では、筐体2の底部に配置した揺動モータ10によって揺動可能である。
2A and 2B show the internal structure of the
洗浄槽8の内部の底面には、複数個の超音波振動子11が配列された超音波発生部が配置されている。超音波振動子11は、制御盤6に内蔵の超音波発振器(図示せず)によって駆動されて超音波を発生する。超音波振動子11と超音波発振器とによって超音波洗浄を行うための超音波発生機構が構成される。また、洗浄槽8の内部には、電解洗浄を行うために、その四周側面および底面に、それぞれ複数組の電極、例えば陰極となる電極13が配置され、開閉蓋4の下面にも複数組の電極、例えば陽極となる電極14が配置されている。開閉蓋4の電極14は、開閉蓋4を閉じた状態において、洗浄槽8に貯留した電解洗浄液15に浸漬可能となっている。制御盤6には直流電源(図示せず)が内蔵されており、直流電源と、ここから直流電流が供給される電極13、14とによって、電解洗浄のための給電機構が構成される。給電機構によって、洗浄槽8に入れた被洗浄物と電解洗浄液15との間に直流電流が供給される。
At the bottom inside the
図3は真空電解超音波洗浄機1のシステム系統図である。図3を主に参照して説明すると、洗浄槽8の内部は、その底面から所定高さの垂直仕切り板21によって、電解洗浄液タンク22と、オーバーフロータンク23とに仕切られている。電解洗浄液タンク22とオーバーフロータンク23とは、垂直仕切り板21の上部空間8aを介して連通している。電解洗浄液タンク22には電解洗浄液15が貯留される。被洗浄物を入れた洗浄カゴ16は、電解洗浄液15に浸漬した状態で、受け台9に乗せられる。電解洗浄液タンク22の底面に、複数個の超音波振動子11が配置されている。電解洗浄液15の液面15aは垂直仕切り板21によって規定される高さ位置にある。垂直仕切り板21からオーバーフローした電解洗浄液15の部分は、異物除去用のフィルタ24に流れ落ち、ここを通ってオーバーフロータンク23に貯まる。
FIG. 3 is a system diagram of the vacuum electrolytic
電解洗浄液タンク22およびオーバーフロータンク23の電解洗浄液は、それぞれ、還流路31を介して清浄化された後、再び電解洗浄液タンク22に還流可能である。還流路31にはフィルトレーションポンプ32およびフィルタ33が配置されている。また、電解洗浄液タンク22、オーバーフロータンク23の電解洗浄液は、排液バルブ34および排液バルブ35をそれぞれ介して、外部に排出可能である。
The electrolytic cleaning solution of the electrolytic
洗浄槽8において、電解洗浄液15の液面15a上側の上部空間8a、仕切り板36と洗浄槽内周面との間に形成した通気路37の上端に連通している。通気路37の下端は洗浄槽底面近傍位置まで延びている。通気路37の下端部分は、バルブ38、水封式真空ポンプ39を介して、気液分離槽40に連通している。また、通気路37はベントバルブ41を介して大気側に連通可能である。水封式真空ポンプ39を駆動して、洗浄槽8の内部を所定の真空状態となるように真空引きを行うことができる。気液分離槽40に対しては、給水経路42および排出経路43を介して給排水が行われる。また、給水経路42を介して、洗浄槽8に対する給水も行われる。
In the
制御盤6には、図示を省略するが、制御回路、直流電源、超音波発振器、空圧制御回路等が配置されている。制御盤6は、設定されたシーケンスに従って、開閉蓋4の開閉、洗浄動作を行わせる洗浄制御機構として機能する。また、制御盤6によって駆動制御される水封式真空ポンプ39、ベントバルブ41等は、洗浄槽8内の真空引き、真空解除を繰り返す真空・復圧工程を実行する真空・復圧機構として機能する。
Although not shown, a control circuit, a DC power supply, an ultrasonic oscillator, an air pressure control circuit, and the like are arranged in the
図4を参照して、真空電解超音波洗浄機1の動作例を説明する。制御盤6の操作パネル7に配列されている操作部材を操作して、真空電解超音波洗浄のための所定のシーケンスを設定可能である。操作パネル7に配列されている操作部材を操作して開閉蓋4を開き、電解洗浄液タンク22に貯留されている電解洗浄液15に、洗浄カゴ16に入れた被洗浄物を浸漬して受け台9に乗せ、開閉蓋4を閉じて洗浄槽8を密閉状態にする(ステップST1、ST2)。
An operation example of the vacuum electrolytic
操作パネル7の操作部材を操作して洗浄開始を指示すると、電解洗浄液15と被洗浄物との間に直流電流が流れ始め、同時に、超音波振動子11が駆動されて電解洗浄液タンク22の電解洗浄液15に超音波が発生する。また、水封式真空ポンプ39が駆動制御され、洗浄槽8内が所定の真空状態、例えば、0.1気圧程度まで真空引きされる真空引き工程と、再び大気圧状態に戻す復圧工程とが設定されたサイクルで繰り返される。この結果、被洗浄物には真空電解超音波洗浄が施される(ステップST3)。真空電解超音波洗浄は設定された時間に亘って行われる。
When the start of cleaning is instructed by operating the operation member of the operation panel 7, a direct current starts to flow between the
真空引き工程により、被洗浄物の表面に形成されている小径の止まり穴、微細な隙間等に侵入している空気が膨張して、これらの部分から除去される。これに続く復圧工程において、止まり穴、隙間等に空気に代わり電解洗浄液が入り込む。真空引き工程および復圧工程を繰り返すことで、止まり穴、隙間等の内部の空気溜まりが徐々に除去され、これらの内面に電解洗浄液が確実に接触した状態が形成される。この結果、止まり穴、隙間などの内周面に付着している汚れ等が確実に電解洗浄により剥離して除去される。従来のように、被洗浄物の向きを反転させて二度洗いを行う必要がないので、効率良く成形用金型等の被洗浄物の洗浄を行うことができる。 By the vacuum drawing step, the small diameter blind hole formed on the surface of the object to be cleaned, the air invading the fine gap and the like expand and are removed from these parts. In the subsequent repressurization step, the electrolytic cleaning solution enters the blind holes, gaps, etc. instead of air. By repeating the evacuating step and the repressurizing step, air stagnation inside the blind holes, gaps and the like is gradually removed, and a state in which the electrolytic cleaning solution is surely in contact with these inner surfaces is formed. As a result, dirt and the like adhering to the inner peripheral surface such as a blind hole and a gap are reliably peeled and removed by electrolytic cleaning. As in the prior art, since it is not necessary to reverse the direction of the object to be cleaned and wash twice, it is possible to efficiently clean the object to be cleaned such as a molding die.
洗浄動作中において、被洗浄物から剥離して液面15aに浮上した汚れは、電解洗浄液15と共に、電解洗浄液タンク22の側からオーバーフローして、フィルタ24を介して、オーバーフロータンク23に流れ落ちる。汚れはフィルタ24によって補足される。また、フィルトレーションポンプ32が駆動され、電解洗浄液タンク22の底面およびオーバーフロータンク23の底面から、それぞれに貯留されている電解洗浄液が、フィルタ33を介して清浄化されて、再び電解洗浄液タンク22に戻る電解洗浄液循環動作が行われる。洗浄によって被洗浄物から落とされて電解洗浄液に混入した汚れが除去されて電解洗浄液が所定の清浄度に維持されるので、洗浄力の低下を防止できる。なお、所定回数あるいは所定時間、使用された電解洗浄液は、排液バルブ34、35を介して、各タンク22、23から外部に排出される。この後は、新しい電解洗浄液が電解洗浄液タンク22に供給される。
During the cleaning operation, the dirt separated from the object to be cleaned and floated on the
なお、被洗浄物の種類に応じて、真空電解超音波洗浄工程に加えて、真空引き工程・復圧工程を行うことなく、電解洗浄工程および電解超音波洗浄工程の一方あるいは双方を、所定の順序で行うようにしてもよい。 In addition to the vacuum electrolytic ultrasonic cleaning step, one or both of the electrolytic cleaning step and the electrolytic ultrasonic cleaning step may be predetermined depending on the type of the object to be cleaned without performing the vacuuming step and the repressurizing step. It may be performed in order.
洗浄終了後は、開閉蓋4のロックが解除され、洗浄後の被洗浄物を洗浄槽8から取り出し可能になる(ステップST4)。洗浄槽8から取り出された被洗浄物は、次段のすすぎ工程、乾燥工程等に順次に引き渡される(ステップST5)。
After completion of the cleaning, the lock of the open /
1 真空電解超音波洗浄機
2 筐体
3 開口部
4 開閉蓋
5 エアーシリンダ
6 制御盤
7 操作パネル
8 洗浄槽
8a 上部空間
9 受け台
10 揺動モータ
11 超音波振動子
13 電極
14 電極
15 電解洗浄液
15a 液面
16 洗浄カゴ
21 垂直仕切り板
22 電解洗浄液タンク
23 オーバーフロータンク
24 フィルタ
31 還流路
32 フィルトレーションポンプ
33 フィルタ
34 排液バルブ
35 排液バルブ
36 仕切り板
37 通気路
38 バルブ
39 水封式真空ポンプ
40 気液分離槽
41 ベントバルブ
42 給水経路
43 排出経路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した被洗浄物との間に直流電流を流すと共に、前記電解洗浄液に超音波を与えて、前記被洗浄物に真空電解超音波洗浄を施すことを特徴とする真空電解超音波洗浄方法。 The cleaning tank in which the electrolytic cleaning solution is stored is sealed, and the upper space in the cleaning tank is evacuated to a predetermined vacuum state, and the vacuum state is released to return to atmospheric pressure. While repeating the repressurization process,
A direct current is applied between the electrolytic cleaning solution and the object to be cleaned immersed in the electrolytic cleaning solution, and ultrasonic waves are applied to the electrolytic cleaning solution to perform vacuum electrolytic ultrasonic cleaning on the object to be cleaned. Vacuum electrolytic ultrasonic cleaning method.
前記真空電解超音波洗浄の前あるいは後に、
前記真空引き工程および前記復圧工程を行わずに、電解超音波洗浄を行う電解超音波洗浄工程、および、前記超音波を与えることなく電解洗浄のみを行う電解洗浄工程のうちの少なくとも一方の工程を行う真空電解超音波洗浄方法。 In claim 1,
Before or after the vacuum electrolytic ultrasonic cleaning
At least one of an electrolytic ultrasonic cleaning step of performing electrolytic ultrasonic cleaning without performing the evacuating step and the repressurization step, and an electrolytic cleaning step of performing only electrolytic cleaning without applying the ultrasonic wave. Vacuum electrolytic ultrasonic cleaning method to do.
前記被洗浄物は成形用金型である真空電解超音波洗浄方法。 In claim 1 or 2,
The vacuum electrolytic ultrasonic cleaning method in which the object to be cleaned is a molding die.
密閉可能な前記洗浄槽と、
前記洗浄槽に貯留した前記電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した前記被洗浄物との間に前記直流電流を供給する給電機構と、
前記電解洗浄液に前記超音波を与える超音波発生機構と、
前記密閉状態の前記洗浄槽の上部空間の前記真空引き工程および前記復圧工程を行う真空・復圧機構と、
前記給電機構、前記超音波発生機構および前記真空・復圧機構を制御する洗浄制御機構と、
を有している真空電解超音波洗浄機。 A vacuum electrolytic ultrasonic cleaner used in the vacuum electrolytic ultrasonic cleaning method according to claim 1, 2 or 3,
The sealable cleaning tank,
A power supply mechanism for supplying the direct current between the electrolytic cleaning solution stored in the cleaning tank and the object to be cleaned immersed in the electrolytic cleaning solution;
An ultrasonic wave generation mechanism that applies the ultrasonic wave to the electrolytic cleaning solution;
A vacuum and repressurization mechanism performing the evacuating step and the repressurizing step in the upper space of the cleaning tank in the sealed state;
A cleaning control mechanism that controls the power feeding mechanism, the ultrasonic wave generation mechanism, and the vacuum / recompression mechanism;
Vacuum electrolytic ultrasonic cleaning machine.
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