JP3038142B2 - 機械加工物の洗浄方法とその方法に用いる洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は機械加工後や焼入れ
処理後等において、機械加工物（被洗浄物）に付着した
切削油や焼入れ油等の油分を取り除く機械加工物の洗浄
方法とその方法に用いる洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】前述のような機械加工物の洗浄装置とし
て、密閉可能で耐圧構造の洗浄室に所定量の洗浄用の液
を入れ、被洗浄物を液に浸漬させた状態で、液よりも上
側の空間を減圧するように構成したものがある。以上の
ように洗浄室を減圧すると、液が比較的低い温度で沸騰
し始めて微小なキャビテーション泡が発生し、洗浄室の
圧力がそのときの液の温度により飽和蒸気圧に達する
と、さらに微小なキャビテーション泡が発生して液面へ
上昇していく。このような微小なキャビテーション泡に
より、被洗浄物の表面から油分が引き離され、一緒に液
面まで運ばれていく。

【０００３】この場合、キャビテーション泡は被洗浄物
の外表面ばかりではなく、ネジ孔や油圧回路用の油路等
の被洗浄物の内部に入り込んだ部分等のように、被洗浄
物のあらゆる表面で連続的に発生するので、複雑な形状
の被洗浄物でも油分を的確に取り除くことができる。
又、液に化学的な薬品等を混入させる必要が特になく、
水道水等を洗浄用の液として使用できるので、洗浄後の
液の処理が容易であり作業環境の面でも良いものとな
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、洗浄用
の液に被洗浄物を浸漬させた状態でキャビテーション泡
による洗浄を行うと、被洗浄物から引き離された油分が
液面まで上昇して、液面に浮遊している。従って、洗浄
が終了した後に液を抜いて排出する際、又は被洗浄物を
液内から引き上げる際に、液面が被洗浄物の上部から下
部に亘ってなぞるように移動していくので、液面に浮遊
する油分が被洗浄物に再付着することがある。この場
合、被洗浄物の下部に、液面に浮遊する油分が再付着す
る傾向がある。本発明はキャビテーション泡を利用した
機械加工物の洗浄装置において、キャビテーション泡に
より被洗浄物から引き離された油分が、被洗浄部の下部
に再付着すると言う状態を無くすことを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は機械加工
物の洗浄方法とその洗浄方法に用いる洗浄装置におい
て、次のように構成することにある。

【０００６】〔１〕 機械加工物の洗浄方法において、被洗浄物を洗浄用の液
に浸漬させ、前記液よりも上側の空間の圧力を所定低圧
以下に減圧して、前記液を沸騰させるとともに、前記液
内に、前記所定低圧よりも高圧で、前記減圧によって生
じた泡を注入空 気の復圧作用によって破裂させ得る程度
の圧を有した空気を注入して浸漬状態での洗浄を行な
い、前記浸漬状態での洗浄が終了すると前記液を排出し
て、新しい液を前記被洗浄物の下端の下側近傍まで供給
し、この状態で再度減圧沸騰状態での洗浄を行う。

【０００７】〔２〕 機械加工物の洗浄装置において、洗浄用の液を貯留して
液内に被洗浄物を浸漬させる洗浄室と、 前記液よりも上
側の空間の圧力を所定低圧以下に減圧して前記液を沸騰
させる減圧手段と、前記液内に、前記所定低圧よりも高
圧で、前記減圧によって生じた泡を注入空気の復圧作用
によって破裂させ得る程度の圧を有した空気を注入する
注入手段とを備え、 前記減圧手段と注入手段とを、前記
液よりも上側の空間を減圧した状態で高圧空気の注入が
行われるように作動させる操作手段を備えているととも
に、 前記減圧手段による洗浄が終了すると前記液を排出
して、新しい液を前記被洗浄物の下端の下側近傍まで供
給する液変更手段を備え、前記新しい液が供給された状
態で前記減圧手段を作動させるように前記操作手段を構
成してある

【０００８】〔３〕 請求項２記載の機械加工物の洗浄装置において、被洗浄
物を洗浄室内の液に浸漬させた状態から、前記液の前記
被洗浄物に対する液面の位置を下方に変更操作していく
液面位置変更手段と、減圧手段及び液面位置変更手段に
よる洗浄が終了すると、前記液を前記洗浄室から排出し
て、新しい液を前記被洗浄物の下端の下側近傍まで供給
する液変更手段とを備えてある。

【０００９】〔４〕 請求項３記載の機械加工物の洗浄装置において、減圧手
段による洗浄が終了すると、洗浄室内の液の被洗浄物に
対する液面の位置を、前記被洗浄物の下端の 下側近傍に
達するまで下方に変更操作する液面位置変更手段を備
え、前記液面位置変更手段により前記被洗浄物の下端の
下側近傍に液面が設定された状態で、前記減圧手段を作
動させるように構成してある。

【００１０】〔５〕 請求項３または４記載の機械加工物の洗浄装置におい
て、被洗浄物に対する液面の位置が被洗浄物の下端の下
側近傍に達すると、その被洗浄物及び液面の位置を保持
する保持手段を備えてある。

【００１１】〔作 用〕 〔Ｉ〕 図１（ハ）に示すように、液Ｍ１にキャビテーション泡
が発生している状態で、液Ｍ１内に高圧の空気が注入さ
れる。これにより、高圧の空気によって被洗浄物Ｗが覆
われる状態となり、被洗浄物Ｗの周辺の液Ｍ１の圧力が
少し回復される。前述のように被洗浄物Ｗの周辺の液Ｍ
１の圧力が回復されると、発生したキャビテーション泡
が破裂するのであり、この破裂によって局所的に大きな
衝撃力が瞬間的に発生する。このキャビテーション泡の
破裂による衝撃力によって、被洗浄物Ｗの表面に付着し
ている油分等が被洗浄物Ｗの表面からさらに良く引き離
され、前述の衝撃力によって微細に砕かれて液Ｍ１内に
分散する。一つのキャビテーション泡の破裂による衝撃
力の発生は局所的で瞬間的なものであるが、前述のよう
に被洗浄物Ｗのあらゆる表面及び液Ｍ１のあらゆる部分
でキャビテーション泡が連続的に発生していくので、被
洗浄物Ｗのあらゆる表面において前述の衝撃力が連続し
て発生し、被洗浄物Ｗのあらゆる表面に付着している油
分等がさらに良く引き離されて砕かれていく。キャビテ
ーション泡の破裂による衝撃力は数百気圧と推定される
ほど強いものなので、高粘度の油分が被洗浄物Ｗの表面
に付着していても、この高粘度の油分も容易に引き離さ
れて砕かれる。

【００１２】 〔ＩＩ〕 例えば図１（ハ）から図２（イ）に示すように、キャビ
テーション泡による洗浄が終了して被洗浄物Ｗを浸漬さ
せていた液Ｍ１が全て抜かれる際に、液面ｍに浮遊する
油分が被洗浄物Ｗの下部に再付着したとする。この状態
において、請求項１の特徴によると例えば図２（ロ）に
示すように、液面ｍが被洗浄物Ｗの下端の下側近傍に達
するまで新しい液Ｍ１が供給され、例えば図２（ニ）に
示すように減圧手段により、新しい液Ｍ１にキャビテー
ション泡が発生させられる。この場合、新しい液Ｍ１に
キャビテーション泡が発生すると同時に、液面ｍにも激
しく泡が発生するのであり、液面ｍに発生する泡が被洗
浄物Ｗの下部に達して、この泡により被洗浄物Ｗの下部
に再付着した油分が落とされる。新しい液Ｍ１の液面ｍ
が被洗浄物Ｗの下端の下側近傍に位置しているので、被
洗浄物Ｗの下部から液面ｍに落とされた油分が、被洗浄
物Ｗの下部に再付着すると言うこともない。キャビテー
ション泡による洗浄の終了後、油分が浮遊する液Ｍ１が
全て抜かれて新しい液Ｍ１が供給されるので、液面ｍに
発生する泡によって被洗浄物Ｗの下部から落とされた油
分が新しい液Ｍ１の液面ｍに分散し易く、液面ｍに落と
された油分が前述の泡と一緒に飛び上がって、被洗浄物
Ｗの下部に再付着すると言うようなこともない。

【００１３】〔ＩＩＩ〕 前項〔ＩＩ〕 に記載のようにキャビテーション泡による
洗浄が終了し、液Ｍ１の被洗浄物Ｗに対する液面ｍの位
置が下方に変更操作されて、液面ｍに浮遊する油分が被
洗浄物Ｗの下部に再付着した場合、請求項４の特徴によ
ると前項〔ＩＩ〕に記載のように全ての液Ｍ１が抜かれ
るのではなく、液面ｍが被洗浄物Ｗの下端の下側近傍に
達するまで液面ｍの位置が下方に変更操作されて、この
液面ｍの位置が保持され（図２（ハ）参照）、例えば図
２（ニ）に示すように減圧手段により液Ｍ１にキャビテ
ーション泡が発生させられる。この場合、液Ｍ１にキャ
ビテーション泡が発生すると同時に、液面ｍにも激しく
泡が発生するのであり、液面ｍに発生する泡が被洗浄物
Ｗの下部に達して、この泡により被洗浄物Ｗの下部に再
付着した油分が落とされる。液Ｍ１の液面ｍが被洗浄物
Ｗの下端の下側近傍に位置しているので、被洗浄物Ｗの
下部から液面ｍに落とされた油分が、被洗浄物Ｗの下部
に再付着すると言うこともない。前項〔Ｉ〕に記載のよ
うに、洗浄の終了した液Ｍ１を全て抜いてから新しい液
Ｍ１を供給していると、新しいＭ１の供給に要する時間
だけ全体の作業時間が長くなるが、請求項４の特徴では
全体の作業時間が長くなることはない。

【００１４】〔ＩＶ〕 請求項３の特徴によると請求項２の場合と同様に前項
〔ＩＩ〕 に記載の「作用」を備え、請求項５の特徴によ
ると請求項４の場合と同様に前項〔ＩＩＩ〕に記載の
「作用」を備えており、請求項３又は５の特徴によると
前述の「作用」に加えて以下のような「作用」を備えて
いる。洗浄用の液よりも上側の空間を減圧することによ
り液を沸騰させる場合、各種の条件の変化等によって、
底から液面までの全ての領域でキャビテーション泡が発
生すると言う状態にはならず、液面からある程度の深さ
の領域だけにキャビテーション泡が発生し、この領域か
ら下側にはキャビテーション泡が発生しないと言う状態
になることがある。このような状態になると、被洗浄物
の上部ではキャビテーション泡による洗浄が行われる
が、被洗浄物の下部ではキャビテーション泡による洗浄
が行われないと言う状態になる。この場合、請求項３及
び５の特徴によると例えば図１（イ）から図４（イ）
（ロ）に示すように、液Ｍ１の被洗浄物Ｗに対する液面
ｍの位置が下方に、段階的又は連続的に変更操作され
る。これにより、液面ｍからある程度の深さの領域だけ
にキャビテーション泡が発生し、この領域から下側には
キャビテーション泡が発生しない言う状態になっても、
前述のように被洗浄物Ｗに対する液面ｍの位置を下方に
変更操作することによって、キャビテーション泡が発生
する領域を被洗浄物Ｗの上下方向の略全てに亘って作用
させることができ、被洗浄物Ｗにおいてキャビテーショ
ン泡による洗浄が行われない部分を無くすことができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】（１） 図１（イ）及び図３（ロ）に示すように、本発明の機械
加工物の洗浄装置は、円筒状に形成された耐圧構造を持
つ上部の洗浄室１と、下部の第１液タンク２及び第２液
タンク３とから構成されている。多数の噴射ノズル（図
示せず）を備えた洗浄パイプ４が洗浄室１の天井部及び
左右の側壁部に多数配置され、多数の噴射口（図示せ
ず）を備えた注入パイプ５（注入手段に相当）が洗浄室
１の底部に配置されており、大気圧の空気を注入パイプ
５に供給するブロアー６（注入手段に相当）が備えられ
ている。洗浄室１の上部から空気を吸引して、洗浄室１
を減圧する真空ポンプ７（減圧手段に相当）が備えられ
ている。

【００１６】下部の第１液タンク２に洗浄用の液Ｍ１
（水道水に僅かの洗浄剤を混ぜたもの）が満たされてお
り、液Ｍ１を加熱するガスバーナー８及び加熱パイプ９
が、第１液タンク２の底部に配置されている。第１液タ
ンク２の液Ｍ１を吸引して洗浄室１の洗浄パイプ４に供
給するポンプ１０、図３（イ）に示すように洗浄パイプ
４に蒸気を供給する蒸気供給装置１１が備えられてい
る。

【００１７】（２） 次に洗浄室１での被洗浄物Ｗの洗浄の流れについて説明
する。被洗浄物Ｗが洗浄室１に設置されると、図１
（イ）に示すようにポンプ１０によって、第１液タンク
２の液Ｍ１が吸引され洗浄室１の洗浄パイプ４に供給さ
れて、洗浄パイプ４の噴射ノズルから被洗浄物Ｗに液Ｍ
１が噴射されていく。この場合、ガスバーナー８により
第１液タンク２の液Ｍ１が事前に加熱されており（例え
ば９０°Ｃ程度）、この高温の液Ｍ１が洗浄室１の被洗
浄物Ｗに噴射されて、高温の液Ｍ１が洗浄室１に貯留さ
れていく。このように被洗浄物Ｗに高温の液Ｍ１を噴射
しながら液Ｍ１を洗浄室１に貯留していくことにより、
被洗浄物Ｗに付着している油分をある程度落とすことが
できる。

【００１８】図１（ロ）に示すように、被洗浄物Ｗが完
全に浸漬するまで高温の液Ｍ１が洗浄室１に貯留される
と、ポンプ１０が停止し真空ポンプ７が作動し始める。
これによって、洗浄室１における液Ｍ１よりも上側の空
間の空気が排出されて、この空間が所定低圧以下（例え
ば３３．３〜４０キロパスカル程度）にまで減圧され
る。

【００１９】このように洗浄室１において液Ｍ１の上側
の空間を減圧すると、洗浄室１の高温の液Ｍ１が沸騰し
始めて微小なキャビテーション泡が発生し、この微小な
キャビテーション泡が成長していく。この場合、洗浄室
１の液Ｍ１よりも上側の空間の圧力が、そのときの液Ｍ
１の温度の飽和蒸気圧に達すると、キャビテーション泡
がさらに良く発生する。このような微小なキャビテーシ
ョン泡の発生及び成長は被洗浄物Ｗの外表面、ネジ孔や
油圧回路用の油路等の被洗浄物Ｗの内部に入り込んだ部
分等のように、被洗浄物Ｗのあらゆる表面及び液Ｍ１の
あらゆる部分で生じる。従って、前述の微小なキャビテ
ーション泡の発生、成長及び液面ｍへの上昇により、被
洗浄物Ｗの外表面及び内部に入り込んだ部分に付着した
油分が取り除かれる。

【００２０】（３） 前述のように洗浄室１において液Ｍ１の上側の空間の減
圧が終了すると、図１（ハ）に示すように洗浄室１の下
部に配置されている注入パイプ５に、ブロアー６から大
気圧の空気が供給される。このように被洗浄物Ｗの下側
に大気圧の空気が供給されると、この大気圧の空気が大
気圧の気泡となって、洗浄室１の液Ｍ１の下側から上側
に移動し洗浄室１の上側の空間に達する。これにより、
大気圧の気泡により被洗浄物Ｗが覆われる状態となっ
て、被洗浄物Ｗの周辺の液Ｍ１の圧力が少し回復され
る。

【００２１】前述のように被洗浄物Ｗの周辺の液Ｍ１の
圧力が回復されると、発生した微小なキャビテーション
泡が破裂するのであり、この破裂によって局所的に大き
な衝撃力が瞬間的に発生する。これにより、キャビテー
ション泡の破裂による衝撃力によって、被洗浄物Ｗの表
面に付着している油分が被洗浄物Ｗの表面からさらに良
く引き離され、前述の衝撃力によって微細に砕かれて液
Ｍ１内に分散していくのであり、この油分は自身の浮力
及び上側に移動していく大気圧の気泡により、上方の液
面ｍまで運ばれていく。

【００２２】一つのキャビテーション泡の破裂による衝
撃力の発生は局所的で瞬間的なものであるが、前述のよ
うに被洗浄物Ｗのあらゆる表面及び液Ｍ１のあらゆる部
分でキャビテーション泡が連続的に発生していくので、
被洗浄物Ｗのあらゆる表面において前述の衝撃力が連続
して発生し、被洗浄物Ｗのあらゆる表面に付着している
油分がさらに良く引き離されて砕かれていく。キャビテ
ーション泡の破裂による衝撃力は数百気圧と推定される
ほど強いものなので、高粘度の油分が被洗浄物Ｗの表面
に付着していても、この高粘度の油分も容易に引き離さ
れて砕かれる。

【００２３】図１（ハ）に示すように、洗浄室１の下部
の注入パイプ５に大気圧の空気を供給している間、真空
ポンプ７により洗浄室１の上側の空間の圧力が最初の所
定低圧よりも少し高い圧力（例えば７５〜１１２．５キ
ロパスカル程度）に維持されている。このように大気圧
の空気を供給している間は、図１（イ）に示す最初の所
定低圧よりも少し高い圧力に維持することによって、キ
ャビテーション泡の発生及び成長、キャビテーション泡
の破裂による衝撃力の発生が最も活発に行われる。

【００２４】（４） 以上のようにしてキャビテーション泡による洗浄が終了
すると、図２（イ）に示すように洗浄室１の底部から液
Ｍ１が全て抜かれて下の第１液タンク２に戻される。次
に図２（ロ）に示すようにポンプ１０によって、第１液
タンク２の液Ｍ１が吸引され洗浄室１の洗浄パイプ４に
供給されて、洗浄パイプ４の噴射ノズルから被洗浄物Ｗ
に液Ｍ１が再び噴射されていき、液面ｍが被洗浄物Ｗの
下端の下側近傍（例えば、被洗浄物Ｗの下端から５０〜
１００ｍｍ程度の位置）に達すると、液Ｍ１の噴射が停
止される（液変更手段に相当）。

【００２５】次に、前項（２）（３）と同様に図２
（ハ）に示すように、真空ポンプ７が再び作動して、洗
浄室１における液Ｍ１よりも上側の空間が所定低圧以下
にまで減圧され（操作手段に相当）、図２（ニ）に示す
ように注入パイプ５にブロアー６から大気圧の空気が供
給される。従って、図２（ニ）に示すように液Ｍ１に再
びキャビテーション泡が発生するのであり、液面ｍにも
泡が発生する。これにより、液面ｍに発生する泡が被洗
浄物Ｗの下部に達して、この泡により被洗浄物Ｗの下部
に再付着した油分が落とされる。

【００２６】（５） 図２（ニ）に示す工程が終了すると、図３（イ）に示す
ように洗浄室１の底部から液Ｍ１が再び抜かれて、下の
第１液タンク２に戻される。この後、真空ポンプ７によ
り洗浄室１の圧力が大気圧よりも低圧に維持された状態
で、蒸気供給装置１１からの蒸気が洗浄パイプ４を介し
て被洗浄物Ｗに噴射される。これにより、被洗浄物Ｗに
残る油分（被洗浄物Ｗに再付着したもので、前項（４）
に記載の液面ｍに発生する泡によって落とされずに残っ
た油分）が、蒸気の噴射によって取り除かれるのであ
り、洗浄室１を減圧した状態で蒸気を噴射することによ
り、被洗浄物Ｗに残る油分が良く取り除かれる。

【００２７】次に図３（ロ）に示すように、真空ポンプ
７により洗浄室１の圧力が大気圧よりも低圧に維持され
た状態で、第２液タンク３の洗浄水Ｍ２がポンプ１２か
ら洗浄パイプ４を介して被洗浄物Ｗに噴射される。これ
により、被洗浄物Ｗの洗浄の仕上げが行われるのであ
り、噴射された洗浄水Ｍ２は洗浄室１に貯留されずに抜
かれて第１液タンク２に回収され、洗浄用の液Ｍ１とし
て補充される。

【００２８】洗浄水Ｍ２による洗浄の仕上げが終了する
と、図３（ハ）に示すように、真空ポンプ７により洗浄
室１が前述の図３（イ）に示す状態から、真空に近い状
態にまで減圧される。これにより、被洗浄物Ｗの乾燥が
行われるのであり、一つの被洗浄物Ｗの洗浄を終了す
る。

【００２９】〔発明の実施の第１別形態〕 前項（３）及び図１（イ）に示すように、注入パイプ５
から洗浄室１に大気圧の空気が供給されて被洗浄物Ｗの
周辺の液Ｍ１の圧力が回復されると、特に液Ｍ１の下部
においてキャビテーション泡が発生する低圧の状態を維
持できず、液Ｍ１の上部の領域にだけキャビテーション
泡が発生するような状態になることがある。このような
場合には、図１（ハ）に示す工程と図３（イ）に示す工
程との間に、図４（イ）（ロ）（ハ）に示す工程を行っ
てもよい。

【００３０】先ず図１（ハ）に示すように被洗浄物Ｗが
液Ｍ１に完全に浸漬した状態で、注入パイプ５から洗浄
室１に大気圧の空気を供給し、液Ｍ１の上部の領域にキ
ャビテーション泡を発生させる。図１（ハ）に示す工程
を所定時間に亘って行うと、次に図４（イ）に示すよう
に、真空ポンプ７及び注入パイプ５からの大気圧の空気
の供給を一度停止して、洗浄室１から液Ｍ１を少し抜い
て液面ｍを下降させ、液面ｍから被洗浄物Ｗの上部が少
し出る程度に液面ｍを設定して、再び真空ポンプ７によ
る減圧及び注入パイプ５からの大気圧の空気の供給を再
開し、液Ｍ１の上部の領域に再びキャビテーション泡を
発生させる。

【００３１】洗浄室１から液Ｍ１を抜くのに伴って液面
ｍが被洗浄物Ｗに沿って下降していく際に、液面ｍに浮
遊する油分が被洗浄物Ｗの上部（液面ｍから上側の部
分）に再付着することがある。この場合、前述のように
液Ｍ１の上部の領域にキャビテーション泡を発生させる
と、キャビテーション泡による洗浄が行われるのと同時
に、液面ｍに発生する泡が被洗浄物Ｗの上部に達して、
この泡により被洗浄物Ｗの上部に再付着した油分が落と
される。

【００３２】図４（イ）に示す工程を所定時間に亘って
行うと、次に図４（ロ）に示すように、真空ポンプ７及
び注入パイプ５からの大気圧の空気の供給を再び停止
し、洗浄室１からさらに液Ｍ１を少し抜いて液面ｍを下
降させ、液面ｍから被洗浄物Ｗの上部が大きく出る程度
に液面ｍを設定して、再び真空ポンプ７による減圧及び
注入パイプ５からの大気圧の空気の供給を再開し、液Ｍ
１の上部の領域に再びキャビテーション泡を発生させ
る。この場合にも、洗浄室１から液Ｍ１を抜くのに伴っ
て液面ｍが被洗浄物Ｗに沿って下降していく際、液面ｍ
に浮遊する油分が被洗浄物Ｗの上下中間部に再付着する
ことがあるが、液Ｍ１の上部の領域にキャビテーション
泡を発生させることによって、キャビテーション泡によ
る洗浄が行われるのと同時に、液面ｍに発生する泡によ
り被洗浄物Ｗの上下中間部に再付着した油分が落とされ
る。

【００３３】図４（ロ）に示す工程を所定時間に亘って
行うと、次に図４（ハ）に示すように、真空ポンプ７及
び注入パイプ５からの大気圧の空気の供給を再び停止
し、洗浄室１からさらに液Ｍ１を少し抜いて液面ｍを下
降させ、被洗浄物Ｗの下端の下側近傍に液面ｍが位置す
るように設定して、再び真空ポンプ７による減圧及び注
入パイプ５からの大気圧の空気の供給を再開し、液Ｍ１
の上部の領域に再びキャビテーション泡を発生させる。
この場合にも、洗浄室１から液Ｍ１を抜くのに伴って液
面ｍが被洗浄物Ｗに沿って下降していく際に、液面ｍに
浮遊する油分が被洗浄物Ｗの下部に再付着することがあ
るが、液Ｍ１の上部の領域にキャビテーション泡を発生
させることによって、液面ｍに発生する泡により被洗浄
物Ｗの下部に再付着した油分が落とされる（以上、液面
位置変更手段に相当）。

【００３４】以上のようにして図１（ハ）から図４
（イ）（ロ）（ハ）に示す工程を終了すると、図２
（イ）（ロ）（ハ）（ニ）に示すように洗浄室１の底部
から液Ｍ１が全て抜かれて、液面ｍが被洗浄物Ｗの下端
の下側近傍に達するまで新しい液Ｍ１が再び噴射され
（液変更手段に相当）、真空ポンプ７による減圧及び注
入パイプ５からの大気圧の空気の供給が行われる。被洗
浄物Ｗの下部には再付着した油分がまだ落とされずに残
っている場合があるので、前述のように被洗浄物Ｗから
落とされた油分が浮遊していない新しい液Ｍ１におい
て、この新しい液Ｍ１の液面ｍに泡を発生させることに
よって、被洗浄物Ｗの下部に再付着している油分が落と
される。

【００３５】〔発明の実施の第２別形態〕 前述の〔発明の実施の第１別形態〕において、洗浄室１
の底部から液Ｍ１を吸引して第１液タンク２に戻すポン
プ（図示せず）を備えて、図１（ハ）及び図４（イ）
（ロ）（ハ）に示す工程を次のように行ってもよい。前
述のようなポンプを備えると、例えば図４（イ）に示す
工程から図４（ロ）に示す工程において、真空ポンプ７
及び注入パイプ５からの大気圧の空気の供給を停止する
必要はなく、キャビテーション泡を発生させている状態
で液Ｍ１を少しずつ連続的に抜いて、液面ｍを少しずつ
連続的に下降させることができる。これにより、図１
（ハ）及び図４（イ）（ロ）（ハ）に示す工程におい
て、キャビテーション泡を発生させている状態で、液面
ｍを少しずつ連続的に下降させていく（以上、液面位置
変更手段に相当）。

【００３６】〔発明の実施の第３別形態〕 前述の〔発明の実施の形態〕では、図１（ハ）に示す工
程から図２（イ）に示す工程において液Ｍ１を全て抜い
てから、図２（ロ）に示す工程のように新しい液Ｍ１を
洗浄室１に噴射するように構成しているが、これを次の
ように構成してもよい。図１（ハ）に示す工程において
キャビテーション泡による洗浄が終了してから図２
（イ）に示す工程において液Ｍ１を抜く際、洗浄室１か
ら全ての液Ｍ１を抜くのではなく、液面ｍが被洗浄物Ｗ
の下端の下側近傍に達するまで液Ｍ１が抜かれると（図
２（ロ）参照）、液Ｍ１を抜くのを停止する（液面位置
変更手段に相当）。次に、図２（ハ）（ニ）に示すよう
に、真空ポンプ７による減圧及び注入パイプ５からの大
気圧の空気の供給が行われ、液Ｍ１の液面ｍに泡を発生
させることによって、被洗浄物Ｗの下部に再付着してい
る油分が落とされる。

【００３７】〔発明の実施の第４別形態〕 前述の〔発明の実施の第１別形態〕において、図１
（ハ）に示す工程を所定時間に亘って行い、次に図４
（イ）（ロ）に示す工程の各々を所定時間に亘って行っ
た後に、最後の図４（ハ）に示す工程を前述の所定時間
よりも長い所定時間に亘って行うように構成してもよい
（保持手段に相当）。この場合には、図４（イ）に示す
工程が終了してから液Ｍ１を全て抜いてしまい、その後
に図２（イ）（ロ）（ハ）（ニ）に示す工程を行わず
に、図３（イ）に示す工程に移行する。

【００３８】この〔発明の実施の第４別形態〕におい
て、洗浄室１の底部から液Ｍ１を吸引して第１液タンク
２に戻すポンプ（図示せず）を備えて、次のように行っ
てもよい。真空ポンプ７及び注入パイプ５からの大気圧
の空気の供給を停止せずに、キャビテーション泡を発生
させている状態で液Ｍ１を少しずつ連続的に抜いて、液
面ｍを少しずつ連続的に下降させていき、図１（ハ）及
び図４（イ）（ロ）（ハ）に示す工程を行う（液面位置
変更手段に相当）。次に最後の図４（ハ）に示す工程に
おいて液Ｍ１を抜くのを停止し、図４（ハ）に示す状態
を所定時間に亘って保持して（保持手段に相当）、その
後に図２（イ）（ロ）（ハ）（ニ）に示す工程を行わず
に、図３（イ）に示す工程に移行する。

【００３９】〔発明の実施の第５別形態〕 以上の〔発明の実施の形態〕〜〔発明の実施の第４別形
態〕では、洗浄室１において被洗浄物Ｗの位置を固定状
態とし、液Ｍ１を抜いて液面ｍを下降させるように構成
しているが、これを次のように構成してもよい。洗浄室
１を比較的背の高いものに設定し、洗浄室１で被洗浄物
Ｗを昇降操作自在なエレベータ式等の昇降機構を備え
る。これにより、被洗浄物Ｗを入れる前に洗浄室１に液
Ｍ１を事前に入れて沸騰する状態に設定しておき、この
後に洗浄室１の昇降機構に被洗浄物Ｗを設置して、液面
ｍの位置を固定状態とし、昇降機構により被洗浄物Ｗを
上昇操作することによって、〔発明の実施の形態〕〜
〔発明の実施の第４別形態〕の状態を得る。図１（イ）
〜図４（ハ）においては、液Ｍ１を加熱するガスバーナ
ー８及び加熱パイプ９を第１液タンク２に備えている
が、このガスバーナー８及び加熱パイプ９を洗浄室１に
備えてもよい。

【００４０】

【実施例】図１（ハ）から図４（イ）（ロ）（ハ）及び
図２（ニ）に示す工程を、実際に実験した結果について
説明する。洗浄の対象物として平ギヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３
を使用し、所定の条件で機械加工（所定の切削油を使
用）、及び焼入れ処理（所定の焼入れ油を使用）を、平
ギヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３に対して行う。図５に示すように
３段の棚を持つ枠状のフレーム１３（図１（イ）に示す
一つの被洗浄物Ｗの大きさに対応）に、機械加工及び焼
入れ処理後の平ギヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３を上中下の３段に
積み込む。

【００４１】前述のように平ギヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３を積
み込んだフレーム１３を６組用意して、図１（ハ）及び
図４（イ）（ロ）（ハ）、図２（ニ）における液面ｍの
位置を、図５に示すように設定する。次にフレーム１３
を液Ｍ１に浸漬させて揺動させただけの状態Ａ（キャビ
テーション泡による洗浄は行わない）、図１（ハ）に示
す工程を所定時間の間だけ行った状態Ｂ、図１（ハ）と
図４（ロ）に示す２つの工程を所定時間ずつ行った状態
Ｃ、図１（ハ）と図４（イ）（ロ）に示す３つの工程を
所定時間ずつ行った状態Ｄ、図１（ハ）と図４（イ）
（ロ）（ハ）に示す４つの工程を所定時間ずつ行った状
態Ｅ、図１（ハ）と図４（イ）（ロ）（ハ）及び図２
（ニ）に示す５つの工程を所定時間ずつ行った状態Ｆを
設定する。

【００４２】これにより、平ギヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３を積
み込んだフレーム１３の６組に対して、前述の状態Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆによる洗浄を行い、洗浄後の一つの
平ギヤＷ１，Ｗ２の残油量を検出した結果を図５に示
す。図５において、例えば状態Ｃの右側はフレーム１３
の上段に積まれた平ギヤＷ１の残油量であり、左側はフ
レーム１３の下段に積まれた平ギヤＷ２の残油量であ
る。

【００４３】

【発明の効果】減圧沸騰によるキャビテーション泡の発
生及び成長に加え、所定低圧よりも高圧の空気の注入に
より、キャビテーション泡の破裂による衝撃力が発生す
るので、被洗浄物の内部に入り込んだ部分の油分等がさ
らに良く取り除かれ、高粘度の油分でも充分に取り除か
れるようになり、被洗浄物に残る油分を少なくすること
ができて、洗浄性能をさらに向上させることができる。
そして、このキャビテーション泡を利用した機械加工物
の洗浄装置において、洗浄が終了した後に液を抜いて排
出する際に液面に浮遊する油分が被洗浄物の下部に再付
着しても、新しい液にキャビテーション泡を発生させた
際に液面に発生する泡によって、被洗浄物の下部に付着
した油分を落とすことができる。これにより、被洗浄物
から仕上がり良く油分を引き離すことができるようにな
って、洗浄性能を向上させることができた。この場合、
洗浄が終了して油分が浮遊している液を全て抜いて、新
しい液を供給して使用しているので、被洗浄物からさら
に仕上がり良く油分を引き離すことができるようにな
る。

【００４４】請求項４の特徴によると、キャビテーショ
ン泡を利用した機械加工物の洗浄装置において、洗浄が
終了した後に液面の位置を下方に変更操作する際に液面
に浮遊する油分が被洗浄物の下部に再付着しても、液に
キャビテーション泡を発生させた際に液面に発生する泡
によって、被洗浄物の下部に付着した油分を落とすこと
ができる。これにより、被洗浄物から仕上がり良く油分
を引き離すことができるようになって、洗浄性能を向上
させることができた。この場合、洗浄が終了した後の液
を全て抜くのではなく、この液の液面の位置を被洗浄物
の下端の下側近傍に設定し、この液を使用しているの
で、全体の作業時間が長くなることがなく、作業能率の
面で有利である。

【００４５】請求項３及び５の特徴によると請求項１，
２の場合と同様な効果に加えて、液面からある程度の深
さの領域だけにキャビテーション泡が発生すると言う状
態になっても、被洗浄物に対する液面の位置を下方に変
更操作することによって、キャビテーション泡による洗
浄が行われない被洗浄物の部分を無くすことができるよ
うになるので、被洗浄物に残る油分をさらに少なくする
ことができて、洗浄性能をさらに向上させることができ
る。

【００４６】 尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】洗浄室での被洗浄物の洗浄の前半の流れを示す
図

【図２】洗浄室での被洗浄物の洗浄の中半の流れを示す
図

【図３】洗浄室での被洗浄物の洗浄の後半の流れを示す
図

【図４】〔発明の実施の第１別形態〕〔発明の実施の第
２別形態〕〔発明の実施の第４別形態〕において、洗浄
室での被洗浄物の洗浄の中半の流れを示す図

【図５】〔実施例〕における実験の状態及び実験結果を
示す図

【符号の説明】

５，６ 注入手段 ７ 減圧手段 Ｗ 被洗浄物 Ｍ１ 液 ｍ 液面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23G 3/00 - 5/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被洗浄物（Ｗ）を洗浄用の液（Ｍ１）に
   浸漬させ、前記液（Ｍ１）よりも上側の空間の圧力を所
   定低圧以下に減圧して、前記液（Ｍ１）を沸騰させると
   ともに、 前記液（Ｍ１）内に、前記所定低圧よりも高圧で、前記
   減圧によって生じた泡を注入空気の復圧作用によって破
   裂させ得る程度の圧を有した空気を注入して浸漬状態で
   の洗浄を行ない、 前記浸漬状態での洗浄が終了すると前記液（Ｍ１）を排
   出して、新しい液（Ｍ１）を前記被洗浄物（Ｗ）の下端
   の下側近傍まで供給し、この状態で再度減圧沸騰状態で
   の洗浄を行う機械加工物の洗浄方法。
2. 【請求項２】 洗浄用の液（Ｍ１）を貯留して液内に被
   洗浄物（Ｗ）を浸漬させる洗浄室（１）と、前記液（Ｍ
   １）よりも上側の空間の圧力を所定低圧以下に減圧して
   前記液（Ｍ１）を沸騰させる減圧手段（７）と、前記液
   （Ｍ１）内に、前記所定低圧よりも高圧で、前記減圧に
   よって生じた泡を注入空気の復圧作用によって破裂させ
   得る程度の圧を有した空気を注入する注入手段（５），
   （６）とを備え、 前記減圧手段（７）と注入手段（５），（６）とを、前
   記液（Ｍ１）よりも上側の空間を減圧した状態で高圧空
   気の注入が行われるように作動させる操作手段を備えて
   いるとともに、 前記減圧手段（７）による洗浄が終了すると前記液（Ｍ
   １）を排出して、新しい液（Ｍ１）を前記被洗浄物
   （Ｗ）の下端の下側近傍まで供給する液変更手段を備
   え、 前記新しい液（Ｍ１）が供給された状態で前記減圧手段
   （７）を作動させるように前記操作手段を構成してある
   機械加工物の洗浄装置。
3. 【請求項３】 被洗浄物（Ｗ）を洗浄室（１）内の液
   （Ｍ１）に浸漬させた状態から、前記液（Ｍ１）の前記
   被洗浄物（Ｗ）に対する液面（ｍ）の位置を下方に変更
   操作していく液面位置変更手段と、減圧手段 （７）及び液面位置変更手段による洗浄が終了
   すると、前記液（Ｍ１）を前記洗浄室（１）から排出し
   て、新しい液（Ｍ１）を前記被洗浄物（Ｗ）の下端の下
   側近傍まで供給する液変更手段とを備えてある請求項２
   記載の機械加工物の洗浄装置。
4. 【請求項４】 減圧手段（７）による洗浄が終了する
   と、洗浄室（１）内の液（Ｍ１）の被洗浄物（Ｗ）に対
   する液面（ｍ）の位置を、前記被洗浄物（Ｗ）の下端の
   下側近傍に達するまで下方に変更操作する液面位置変更
   手段を備え、 前記液面位置変更手段により前記被洗浄物（Ｗ）の下端
   の下側近傍に液面（ｍ）が設定された状態で、前記減圧
   手段（７）を作動させるように構成してある請求項３記
   載の機械加工物の洗浄装置。
5. 【請求項５】 被洗浄物（Ｗ）に対する液面（ｍ）の位
   置が被洗浄物（Ｗ）の下端の下側近傍に達すると、その
   被洗浄物（Ｗ）及び液面（ｍ）の位置を保持する保持手
   段を備えてある請求項３または４記載の機械加工物の洗
   浄装置。