JP3072445B2 - ワークの洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械加工等によって形
成される物品の加工時における切粉，加工時に使用され
る切削油，研磨材、等の異物を除去する洗浄装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の洗浄装置の一例として特開平３−
１３９８３２号公報がある。これによると、ワークとし
てのウエハをチャックの上に保持し、該チャックを回転
し且つノズルから前記ウエハ上に高圧水を噴射してウエ
ハの面を洗浄する洗浄装置において、ウエハ，チャッ
ク，ノズルを収容する構造体を水密に構成してその内側
に水を内蔵し、前記ウエハとそれを保持するチャックと
高圧水を噴射するノズルの出口とを水面より下側に配置
したものであり、ノズルから噴射される高圧水は静水中
を通ってウエハ面に到達するが、この間の高圧水噴流と
静水との間で摩擦が起こり、キャビテーション気泡が発
生し、このキャビテーション気泡はウエハ面に達すると
破壊して大きな衝撃圧を発生し、この衝撃圧によってウ
エハ面上の汚れが除去したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の洗浄装置
によると、洗浄槽内に配置されたワークに付着した異物
がキャビテーション気泡の破壊作用によって除去された
としても、洗浄槽内の洗浄液中には除去された異物が混
入して存在する。これは洗浄槽の上部より給水口を介し
て水が供給され、洗浄槽の下部の排水口より水が排出さ
れるもので異物を含んだ洗浄液が比較的小径の排水口よ
り制限されて排出されることによる。いいかえるならば
異物を含んだ洗浄液を充分に排出できない。以上によれ
ば、洗浄槽内においてワークを洗浄した後に洗浄槽より
ワークを取り出す際、洗浄液に混入される異物が再びワ
ークに付着する恐れがあり洗浄効果が阻害される。

【０００４】本発明は前記課題に鑑みなされたもので、
ワークの洗浄効果の高い洗浄装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明になるワークの洗浄
装置は前記目的達成の為に、ワークを固定的に取着し、
ワークに対して回転と直線方向の往復動を付与するワー
ク支持体と、内部に洗浄液が貯溜される洗浄槽と、洗浄
槽の上部にある洗浄液を洗浄槽外へ溢流させるオーバー
フロー手段と、ワークに向かって対応し、洗浄槽内にあ
るワークあるいは洗浄槽外にあるワークに向けて直線方
向の往復動が許容されるとともに液体ポンプにて加圧さ
れた貯液槽内の洗浄液が供給され、該洗浄液を対向する
ワークに向けて噴射する噴射ノズルとを備えたことを第
１の特徴とする。

【０００６】又、本発明は、ワークを固定的に取着し、
ワークに対して回転と直線方向の往復動を付与するワー
ク支持体と、内部に洗浄液が貯溜される洗浄槽と、洗浄
槽の上部にある洗浄液を洗浄槽外へ溢流させるオーバー
フロー手段と、ワークに向かって対応し、洗浄槽内にあ
るワークあるいは洗浄槽外にあるワークに向けて直線方
向の往復動が許容されるとともに液体ポンプにて加圧さ
れた貯液槽内の洗浄液が洗浄液供給路を介して供給さ
れ、該洗浄液を対向するワークに向けて噴射する噴射ノ
ズルと、洗浄液供給路に向けて空気ポンプにて加圧され
た空気を供給する加圧空気供給路と、液体ポンプと噴射
ノズルとを洗浄液供給路を介して連通した際において、
洗浄液供給路と加圧空気供給路とを遮断して空気ポンプ
と噴射ノズルとを遮断し、液体ポンプと噴射ノズルとを
結ぶ洗浄液供給路を遮断することによって液体ポンプと
噴射ノズルとを遮断した際において、加圧空気供給路と
洗浄液供給路とを連通して空気ポンプと噴射ノズルとを
連通させる切換弁とを備えたことを第２の特徴とする。

【０００７】更に本発明は、前記第１又は第２の特徴に
加え、ワーク支持体の直線方向の往復動と噴射ノズルの
直線方向の往復動を同期させたことを第３の特徴とす
る。

【０００８】

【作用】前記第１の特徴によると、第１洗浄工程におい
て、噴射ノズル及びワークは洗浄槽の洗浄液内に没入し
て配置され、噴射ノズルから噴射される洗浄液は、洗浄
槽内の洗浄液を通してワークに達してワークを洗浄し、
一方洗浄槽内の洗浄液はオーバーフロー通路より排出さ
れる。又、第２洗浄工程において、噴射ノズル及びワー
クは洗浄槽より上方位置に配置され、この状態にてワー
クは噴射ノズルから噴射される洗浄液にて洗浄される。

【０００９】又、前記第２の特徴によると、第１の特徴
における第１洗浄工程及び第２洗浄工程の後に噴射ノズ
ルよりワークに向けて圧縮空気が噴射されてワークの乾
燥を行なうことができる。

【００１０】更に前記第３の特徴によると、噴射ノズル
とワークとの関係位置を常に同一状態に保持できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の第一の実施例について図１，
図２により説明する。１は内部に洗浄液Ｗを貯溜するこ
とのできる上部が開口した有底状の洗浄槽であり、貯液
槽２内の洗浄液Ｗが液体ポンプ３によって供給され、洗
浄槽１内には洗浄液Ｗが貯溜される。具体的に液体ポン
プ３の吸入路３Ａは貯液槽２内に配置されたフィルター
４に連絡され、吐出路３Ｂは洗浄液供給路５、後述する
噴射ノズル６に連絡される。本実施例における噴射ノズ
ル６は三本よりなり、第一の噴射ノズル６は洗浄槽１の
中心部にあって上方に向かって噴孔が開口し、第二，第
三の噴射ノズル６は第一の噴射ノズル６の中心に対して
互いに対向して配置されるとともに中心部に向かう複数
の噴孔が上下方向に開口される。これら噴射ノズル６は
噴射ノズル支持体７に固定されるとともに各噴射ノズル
６は洗浄液供給路５に連絡される。又、前記噴射ノズル
支持体７は図において上下方向の往復動が許容されるも
ので、これら往復動は例えば空圧シリンダー、油圧シリ
ンダー（図示せず）によって行なわれる。８は洗浄槽１
の上部より洗浄液Ｗを洗浄槽外へ排出する為のオーバー
フロー手段であり、本実施例にあっては洗浄槽１の上部
開口１Ａの近傍外周を囲繞するオーバーフロー室８Ａと
オーバーフロー室８Ａの底部と貯液槽２とを連絡するオ
ーバーフロー通路８Ｂとよりなり、オーバーフロー通路
８Ｂを流れる洗浄液の量は液体ポンプ３より洗浄槽１内
へ供給される洗浄液の量より大流量とする。９は洗浄す
べきワークであり、ワーク９は洗浄槽１内への直線方向
の往復動（図おいて上下方向）と回転運動を行なうこと
のできるワーク支持体１０に固定されるとともに噴射ノ
ズル６に対向しうる。直線方向の往復動は例えば油，空
圧シリンダーにて行なわれ、回転運動はモーターにて行
なわれる。（共に図示せず）

【００１２】次にワーク９の洗浄について説明する。ワ
ーク９の洗浄は、第１洗浄工程、第２洗浄工程、とによ
って行なわれる。第１洗浄工程は以下により、図１によ
って説明される。第１洗浄に当たり、噴射ノズル支持体
７を下方へ移動させ、噴射ノズル６を洗浄槽１の洗浄液
Ｗ内に没入し、一方ワーク９もまた噴射ノズル６と同期
してワーク支持体１０によって下方へ移動させる。すな
わち、ワーク９は洗浄槽１の洗浄液Ｗ内に回転状態であ
って、洗浄液Ｗ内にある噴射ノズル６の噴孔に対向して
配置されることになる。かかる状態において、液体ポン
プ３が駆動して、貯液槽２内の洗浄液Ｗが洗浄液供給路
５、噴射ノズル６を介して洗浄槽１内に噴射供給される
と、洗浄液Ｗは洗浄槽１内を満たすとともにワーク９に
向けて噴射される。これによると、噴射ノズル６の各噴
孔から噴射される洗浄液Ｗは、洗浄槽１内の洗浄液Ｗを
通ってワーク９に達するが、この間において摩擦により
キャビテーション気泡を発生する。このキャビテーショ
ン気泡は、噴孔より一定の距離において破壊して大きな
衝撃圧を発生するもので、この衝撃圧と噴射された洗浄
液Ｗとの物理的な直射力とによってワーク９の異物は除
去される。かかる洗浄時において除去された異物は洗浄
液Ｗ内に混入されるが、洗浄槽１内には噴射ノズル６よ
り洗浄液Ｗが連続して供給され、且つキャビテーション
作用後に残留する気泡とともに上方向へ流れが指向し、
洗浄槽１の上部開口１Ａよりオーバーフロー室８Ａ内へ
排出され更にオーバーフロー通路８Ｂより洗浄槽２内へ
還流される。

【００１３】第２洗浄工程は以下により行なわれ、図２
に示される。第２洗浄に当たり、噴射ノズル６は前記第
１洗浄工程の状態より噴射ノズル支持体７を上動し、噴
射ノズル６を洗浄槽１の洗浄液Ｗより上方位置に配置
し、一方ワーク９もまた噴射ノズル６と同期してワーク
支持体１０によって上方へ移動させる。すなわち、ワー
ク９は洗浄槽１の洗浄液Ｗより上方位置にある噴射ノズ
ル６の噴孔に対向して配置される。かかる状態におい
て、液体ポンプ３が駆動して、貯液槽２内の洗浄液Ｗが
洗浄液供給路５及び噴射ノズル６に供給されると、洗浄
液Ｗは噴射ノズル６よりワーク９に向けて噴射される。
これによると、第１洗浄工程において、異物が取れきれ
ない状態、あるいは洗浄液中の異物が付着してワーク９
に仮に異物が残存した状態にあったとしてもかかる第２
洗浄工程において完全に異物を除去することができる。
以上をもってワーク９の洗浄は終了する。

【００１４】次に本発明の第二の実施例を図３，図４，
図５によって説明する。（尚、図１との構造の相違部分
についてのみ説明する。）２０は空気ポンプ２１を備え
た加圧空気供給路であり、切換弁２２を介して洗浄液供
給路５に連なり、切換弁２２は次の切換え動作を行な
う。すなわち、液体ポンプ３と噴射ノズル６とを洗浄液
供給路５を介して連通した際において、洗浄液供給路５
と加圧空気供給路２０とを遮断して空気ポンプ２１と噴
射ノズル６とを遮断し、液体ポンプ３と噴射ノズル６と
を結ぶ洗浄液供給路５を遮断することによって液体ポン
プ５と噴射ノズル６とを遮断した際において、加圧空気
供給路２０と洗浄液供給路５とを連通して空気ポンプ２
１と噴射ノズル６とを連通させる。

【００１５】洗浄は、第１洗浄工程，第２洗浄工程、乾
燥工程、とによって行なわれる。第１洗浄工程は以下に
より、図３によって説明される。第１洗浄に当たり、噴
射ノズル支持体７を下方へ移動させ、噴射ノズル６を洗
浄槽１の洗浄液Ｗ内に没入し、一方ワーク９もまた噴射
ノズル６と同期してワーク支持体１０によって下方へ移
動させる。一方、切換弁２２は、洗浄液供給路５を連通
状態として液体ポンプ３と噴射ノズル６とを連通し、加
圧空気供給路２０と洗浄液供給路５とを遮断状態として
空気ポンプ２１と噴射ノズル６とを遮断する。かかる状
態において、液体ポンプ３が駆動して、貯液槽２内の洗
浄液Ｗが洗浄液供給路５、噴射ノズル６を介して洗浄槽
１内に噴射供給されると、洗浄液Ｗは洗浄槽１内を満た
すとともにワーク９に向けて噴射されるもので、第１の
実施例の第１洗浄工程と同様の洗浄作用を成す。

【００１６】第２洗浄工程は以下により行なわれ、図４
に示される。第２洗浄に当たり、噴射ノズル６は前記第
１洗浄工程の状態より噴射ノズル支持体７を上動し、噴
射ノズル６を洗浄槽１の洗浄液Ｗより上方位置に配置
し、一方ワーク９もまた噴射ノズル６と同期してワーク
支持体１０によって上方へ移動させる。すなわち、ワー
ク９は洗浄槽１の洗浄液Ｗより上方位置にある噴射ノズ
ル６の噴孔に対向して配置される。一方切換弁２２は前
記第１洗浄工程と同一状態にある。かかる状態におい
て、液体ポンプ３が駆動して、貯液槽２内の洗浄液Ｗが
洗浄液供給路５及び噴射ノズル６に供給されると、洗浄
液Ｗは噴射ノズル６よりワーク９に向けて噴射されるも
ので、第１の実施例の第２洗浄工程と同様の洗浄作用を
なす。

【００１７】乾燥工程は以下により行なわれ、図５に示
される。噴射ノズル６及びワーク９は前記第２洗浄工程
の状態にある。（噴射ノズル６、ワーク９が洗浄槽１の
洗浄液Ｗより上方位置にある）一方、切換弁２２は、図
４の位置より９０度反時計方向に回転される。これによ
ると、洗浄液供給路５は遮断されて液体ポンプ３と噴射
ノズル６とが遮断され、洗浄液供給路５と加圧空気供給
路２０とが連通されて、空気ポンプ２１と噴射ノズル６
とが連通する。ここで、空気ポンプ２１を駆動すると、
空気ポンプ２１にて加圧された圧縮空気は、加圧空気通
路２０、洗浄液供給路５を介して噴射ノズル６に達し、
噴射ノズル６より回転状態にあるワーク９に向けて圧縮
空気が噴射される。而して、第２洗浄工程が終了して未
だ洗浄液Ｗが付着した状態にあるワーク９は圧縮空気の
噴射を受けて洗浄液Ｗが飛散し、即座にワーク９の乾燥
を行ない得るもので、ワーク９より完全に洗浄液を除去
した状態においてワーク９の乾燥を行なうことができた
ものである。以上をもってワークの洗浄，乾燥が終了す
る。

【００１８】又、前述した噴射ノズル６とワーク支持体
１０との直線方向の往復動を同期させて行なったことに
よると、噴射ノズル６とワーク９との関係位置を常に同
一状態に保持でき、ワーク９に対して良好なる洗浄、乾
燥を行なえるもので、この実施は噴射ノズル支持体７、
ワーク支持体１０を駆動するシリンダー（図示せず）を
同期的に動作させることによって達成される。

【００１９】

【発明の効果】以上よりなる本発明によると次の効果を
奏する。ワークの洗浄は、第１，第２洗浄工程とに分
かれ、第１洗浄工程において、洗浄液内にあって回転状
態にあるワークに向けて洗浄液内に配置される噴射ノズ
ルより洗浄液を噴射させたので、キャビテーション作用
を利用したすぐれたワークの洗浄を行なうことができる
とともに洗浄槽内にある除去された異物は洗浄槽の上部
よりオーバーフロー手段を介して洗浄槽外へ排出された
ものであり、更に第２洗浄工程において、洗浄液外の空
中にあって回転状態にあるワークに向けて噴射ノズルよ
り洗浄液を噴射させたので、第２洗浄工程において仮に
除去できなかった異物、あるいは洗浄液中をワークを引
き上げる際に付着した異物を洗浄液が乾燥する前に完全
に除去することが可能となったもので洗浄効果を著しく
向上できた。前記第２の洗浄工程が終了するや、即座
にワークに向けて加圧された空気を噴射ノズルより噴射
供給したので、洗浄液がワークにこびりつくことなくワ
ークより完全に洗浄液を飛散させた状態においてワーク
の乾燥を行なうことができたので洗浄効果を高めること
ができた。特に噴射ノズルを上下方向に往復動させる
ことによって、噴射ノズルを洗浄液の内、外に配置でき
たことは、洗浄液と空気との噴射ノズルを共用できるも
ので、洗浄を極めて簡便なる装置をもって行なうことが
できるとともに洗浄工程から乾燥工程への移動時間を短
くできた。切換弁によって噴射ノズルに向けて供給さ
れる洗浄液、加圧空気の切換えを行なったことによる
と、装置全体を簡略化することができたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるワークの洗浄装置の第一の実施例
を示す全体構成図であり、第１洗浄工程状態をあらわ
す。

【図２】第一の実施例における第２洗浄工程状態をあら
わす全体構成図である。

【図３】本発明の第二の実施例を示す全体構成図であ
り、第１洗浄工程状態をあらわす。

【図４】第二の実施例における第２洗浄工程状態をあら
わす全体構成図である。

【図５】第二の実施例における乾燥工程状態をあらわす
全体構成図である。

【符号の説明】

１ 洗浄槽 ２ 貯液槽 ３ 液体ポンプ ５ 洗浄液供給路 ６ 噴射ノズル ８ オーバーフロー手段 ９ ワーク Ｗ 洗浄液 ２０ 加圧空気供給路 ２１ 空気ポンプ ２２ 切換弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−59086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−42130（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−40837（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 3/00 - 3/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワークを固定的に取着し、ワークに対し
   て回転と直線方向の往復動を付与するワーク支持体と、
   内部に洗浄液が貯溜される洗浄槽と、洗浄槽の上部にあ
   る洗浄液を洗浄槽外へ溢流させるオーバーフロー手段
   と、ワークに向かって対応し、洗浄槽内にあるワークあ
   るいは洗浄槽外にあるワークに向けて直線方向の往復動
   が許容されるとともに液体ポンプにて加圧された貯液槽
   内の洗浄液が供給され、該洗浄液を対向するワークに向
   けて噴射する噴射ノズルとを備えてなるワークの洗浄装
   置。
2. 【請求項２】 ワークを固定的に取着し、ワークに対し
   て回転と直線方向の往復動を付与するワーク支持体と、
   内部に洗浄液が貯溜される洗浄槽と、洗浄槽の上部にあ
   る洗浄液を洗浄槽外へ溢流させるオーバーフロー手段
   と、ワークに向かって対応し、洗浄槽内にあるワークあ
   るいは洗浄槽外にあるワークに向けて直線方向の往復動
   が許容されるとともに液体ポンプにて加圧された貯液槽
   内の洗浄液が洗浄液供給路を介して供給され、該洗浄液
   を対向するワークに向けて噴射する噴射ノズルと、洗浄
   液供給路に向けて空気ポンプにて加圧された空気を供給
   する加圧空気供給路と、液体ポンプと噴射ノズルとを洗
   浄液供給路を介して連通した際において、洗浄液供給路
   と加圧空気供給路とを遮断して空気ポンプと噴射ノズル
   とを遮断し、液体ポンプと噴射ノズルとを結ぶ洗浄液供
   給路を遮断することによって液体ポンプと噴射ノズルと
   を遮断した際において、加圧空気供給路と洗浄液供給路
   とを連通して空気ポンプと噴射ノズルとを連通させる切
   換弁とを備えてなるワークの洗浄装置。
3. 【請求項３】 ワーク支持体の直線方向の往復動と噴射
   ノズルの直線方向の往復動を同期させてなる請求項１項
   又は請求項２項記載のワークの洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記、噴射ノズル又は噴射ノズルに穿設
   される噴孔を複数設けてなる請求項１又は請求項２記載
   のワークの洗浄装置。