JP3089198B2 - 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

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【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】前述のように洗浄室に
おいて、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、洗浄室の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ので、改善
の余地がある。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
よる洗浄が行われない被洗浄物の部分を無くすことを目
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、かつ、前記液の前記被洗浄物に対
する液面の位置を上下方向に変更して洗浄を行う。 【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、かつ、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、前記液の前記被洗浄物に
対する液面の位置を上下方向に変更操作する液面位置変
更手段を備えてある。 【０００８】〔３〕 請求項２記載の機械加工物の洗浄装
置において、前記被洗浄物を前記液に浸漬させた状態か
ら、前記被洗浄物に対する液面の位置を、所定高さずつ
段階的に下方に変更操作するように、前記液面位置変更
手段を構成してある。〔４〕請求項２記載の機械加工物の洗浄装置において、
前記被洗浄物を前記液に浸漬させた状態から、前記被洗
浄物に対する液面の位置を連続的に下方に変更操作する
ように、前記液面位置変更手段を構成してある。 〔５〕 【請求項５】 請求項３又は４記載の機械加工物の洗浄
装置において、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する際において、前記被洗浄物の所
定位置で前記液の前記被洗浄物に対する液面の位置を上
方に変更操作し再び下方に変更操作するように、前記液
面位置変更手段を構成してある。 【０００９】〔６〕 【請求項６】請求項２記載の機械加工物の洗浄装置にお
いて、前記被洗浄物を前記液の液面の上方に位置させた
状態から、前記被洗浄物に対する液面の位置を、所定高
さずつ段階的に上方に変更操作していくように、前記液
面位置変更手段を構成してある。 〔７〕請求項２記載の機械加工物の洗浄装置において、
前記被洗浄物を前記液の液面の上方に位置させた状態か
ら、前記被洗浄物に対する液面の位置を連続的に上方に
変更操作していくように、前記液面位置変更手段を構成
してある。 〔８〕請求項６又は７記載の機械加工物の洗浄装置にお
いて、前記液の前記被洗浄物に対する液面の位置を上方
に変更操作する際において、前記被洗浄物の所定位置で
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
操作し再び上方に変更操作するように、前記液面位置変
更手段を構成してある。 【００１０】〔９〕請求項２から８のうちのいずれか一
つに記載の機械加工物の洗浄装置において、前記被洗浄
物の位置を固定状態として、前記液の液面の位置を上下
方向に変更操作するように、前記液面位置変更手段を構
成してある。 〔１０〕請求項２から８のうちのいずれか一つに記載の
機械加工物の洗浄装置において、前記液の液面の位置を
固定状態として、前記被洗浄物の位置を上下方向に変更
操作するように、前記液面位置変更手段を構成してあ
る。 【００１１】〔作 用〕 〔Ｉ〕請求項１又は２の特徴によると、図１（ハ）に示
すように、洗浄室１において微小なキャビテーション泡
が発生している状態で、洗浄室１の液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Ｍ
１の圧力が少し回復される。このように被洗浄物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。このキャビ
テーション泡の破裂による衝撃力により、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】 このような洗浄過程で 、洗浄用の液Ｍ１よ
りも上側の空間を減圧することにより液Ｍ１を沸騰させ
る場合、例えば図１（ハ）及び図２（イ）（ロ）に示す
ように、被洗浄物Ｗに対する液面ｍの位置が上下方向に
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
を上下方向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。【００１３】 〔ＩＩ〕請求項３又は４の特徴によると、
請求項１，２の場合と同様に前項〔Ｉ〕に記載の「作
用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」
を備えている。キャビテーション泡により被洗浄物Ｗの
表面から引き離された油分は、浮上して液面ｍに浮遊し
ている場合が多い。これにより、請求項３又は４の特徴
のように、液Ｍ１にキャビテーション泡を発生させなが
ら、被洗浄物Ｗに対する液面ｍの位置を下方に変更操作
していくと（例えば図１（ハ）から図２（イ）（ロ）参
照）、液面ｍに浮遊する油分が被洗浄物Ｗ（液面ｍの部
分及び液面ｍの上側付近）に再付着することがある。こ
の場合、液Ｍ１の上部の領域に再びキャビテーション泡
を発生させると、これと同時に液面ｍに泡が発生するの
で、被洗浄物Ｗに対する液面ｍの位置の下方への変更操
作に伴って、液面ｍに浮遊する油分が被洗浄物Ｗ（液面
ｍの部分及び液面ｍの上側付近）に再付着しかけても、
液面ｍに発生する泡により再付着しかけた油分が被洗浄
物Ｗから落とされる。【００１４】 〔ＩＩＩ〕請求項５の特徴によると、請求
項３又は４の場合と同様に前項〔ＩＩ〕に記載の「作
用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」
を備えている。被洗浄物の形状や配置によっては、被洗
浄物に形成される凹部が上向きや横向きになるような場
合がある。このように上向きや横向きの凹部がある状態
で、請求項３又は４のように液にキャビテーション泡を
発生させながら、被洗浄物に対する液面の位置を下方に
変更操作していくと、液面に浮遊する油分が上向きや横
向きの凹部に残る場合がある。そこで、請求項５の特徴
のように被洗浄物に対する液面の位置を下方に変更操作
していく途中の所定位置で、液面の位置を上方に変更操
作し再び下方に変更操作すれば、被洗浄物の上向きや横
向きの凹部に油分が残りかけても、液面の位置の上方へ
の変更操作により、上向きや横向きの凹部の油分を外に
流し出すことができる。【００１５】 〔ＩＶ〕請求項６又は７の特徴によると、
請求項１，２の場合と同様に前項〔Ｉ〕に記載の「作
用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」
を備えている。キャビテーション泡により被洗浄物の表
面から引き離された油分は、浮上して液面に浮遊してい
る場合が多いので、被洗浄物の上下方向の中間位置に液
面が位置していると、液面に浮遊する油分が被洗浄物
（液面の部分及び液面の上側付近）に再付着することが
ある。この場合、請求項６又は７の特徴のように、液Ｍ
１にキャビテーション泡を発生させながら、被洗浄物Ｗ
に対する液面ｍの位置を上方に変更操作していくと（例
えば図２（ロ）（イ）から図１（ハ）参照）、液面ｍに
浮遊する油分が被洗浄物Ｗ（液面ｍの部分及び液面ｍの
上側付近）に再付着しても、次にはこの油分の再付着し
た部分よりも上側に液面ｍが位置することになるので、
液Ｍ１の上部の領域に発生するキャビテーション泡によ
って、再付着した油分が再び被洗浄物Ｗから引き離され
る。【００１６】 〔Ｖ〕請求項８の特徴によると、請求項６
又は７の場合と同様に前項〔ＩＶ〕に記載の「作用」を
備えており、これに加えて以下のような「作用」を備え
ている。被洗浄物の形状や配置によっては、被洗浄物に
形成される凹部が下向きや横向きになるような場合があ
る。このように下向きや横向きの凹部がある状態で、請
求項６又は７のように液にキャビテーション泡を発生さ
せながら、被洗浄物に対する液面の位置を上方に変更操
作していくと、液面に浮遊する油分が下向きや横向きの
凹部に残る場合がある。そこで、請求項８の特徴のよう
に被洗浄物に対する液面の位置を上方に変更操作してい
く途中の所定位置で、液面の位置を下方に変更操作し再
び上方に変更操作すれば、被洗浄物の下向きや横向きの
凹部に油分が残りかけても、液面の位置の下方への変更
操作により、下向きや横向きの凹部の油分を外に流し出
すことができる。【００１７】 〔ＶＩ〕請求項９の特徴によると、請求項
２〜８のうちのいずれか一つの場合と同様に前項〔Ｉ〕
〜〔Ｖ〕のうちのいずれか一つに記載の「作用」を備え
ており、これに加えて以下のような「作用」を備えてい
る。請求項９の特徴によると、被洗浄物の位置を固定状
態として液を供給及び排出することにより、被洗浄物に
対する液面の位置を上方及び下方に変更操作している。
このように被洗浄物の位置を固定状態としておけば、洗
浄装置の大きさ（容積）を被洗浄物及びその他の装置を
収容できる程度に設定するだけでよいので、洗浄装置を
大きなものに設定する必要がない。【００１８】 〔ＶＩＩ〕請求項１０の特徴によると、請
求項２〜８のうちのいずれか一つの場合と同様に前項
〔Ｉ〕〜〔Ｖ〕のうちのいずれか一つに記載の「作用」
を備えており、これに加えて以下のような「作用」を備
えている。ポンプの能力による制約等により液の供給及
び排出には比較的時間を要するので、液の供給及び排出
による被洗浄物に対する液面の位置の変更操作には、比
較的時間が掛かる（特に請求項３及び６のように、液面
の位置を段階的に変更操作するように構成する場合）。
これに対し請求項１０の特徴によると、液の液面の位置
を固定状態として被洗浄物を昇降操作することにより、
被洗浄物に対する液面の位置を上方及び下方に変更操作
している。この場合、被洗浄物用としてエレベータ型式
等の昇降機構を備えれば、被洗浄物の昇降操作は迅速に
行うことができるので、被洗浄物に対する液面の位置の
変更操作を迅速に行うことができるようになる。 【００１９】 【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。 【００２０】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。 【００２１】（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Ｍ１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。 【００２２】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。 【００２３】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。 【００２４】（３）前述のように洗浄室１において液Ｍ
１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。 【００２５】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。つまり、前記洗浄室１の下部に
配置されている注入パイプ５と、その注入パイプ５に空
気を供給するブロアー６とは、上述のように、減圧によ
って生じた泡を注入空気の圧力の回復（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液Ｍ１内に注
入するように制御する操作手段により、その作動を制御
されている。 【００２６】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。 【００２７】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の上側の空間内の圧力が最初の
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。 【００２８】（４）前項（３）及び図１（ハ）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。 【００２９】図１（ハ）に示す工程を所定時間に亘って
行うと、次に図２（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、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。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。 【００３０】図２（イ）に示す工程を所定時間に亘って
行うと、次に図２（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。 【００３１】図２（ロ）に示す工程を所定時間に亘って
行うと、次に図２（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）。 【００３２】（５）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３（イ）に示すように洗
浄室１の底部から液Ｍ１が抜かれて、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。 【００３３】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。 【００３４】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。 【００３５】〔発明の実施の第１別形態〕 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２
（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１（ハ）
に示す工程から図２（イ）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２（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２別形態〕 前述の〔発明の実施の形態〕及び〔発明の実施の第１別
形態〕において、液Ｍ１の液面ｍを段階的又は連続的に
下降させていく途中の所定位置（例えば図２（イ）に示
す工程と図２（ロ）に示す工程の間）で、洗浄パイプ４
から液Ｍ１を噴射して洗浄室１に液Ｍ１を補充し液面ｍ
の位置を一時的に少し上昇させて、この状態で真空ポン
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
供給により、液Ｍ１の上部の領域にキャビテーション泡
を発生させてもよい。この後に図２（ロ）（ハ）に示す
工程に移行する（以上、液面位置変更手段に相当）。 【００３７】〔発明の実施の第３別形態〕 前述の〔発明の実施の形態〕において、前述の図１
（ハ）及び図２（イ）（ロ）（ハ）の順序ではなく、図
２（ハ）（ロ）（イ）及び図１（ハ）の順序で行っても
よい。この場合には、図２（ハ）（ロ）（イ）及び図１
（ハ）に示す各工程の開始時において、図１（イ）に示
すように洗浄パイプ４から液Ｍ１を噴射して貯留してい
くことになるのであり、図１（ハ）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Ｍ
１を抜いて下の第１液タンク２に戻す（以上、液面位置
変更手段に相当）。 【００３８】この後に、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、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、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に再付着して
も、蒸気の噴射によって再付着した油分が取り除かれ
る。 【００３９】この場合、真空ポンプ７により洗浄室１の
圧力を大気圧よりも低圧に維持した状態で、洗浄室１の
底部から液Ｍ１を抜いて下の第１液タンク２に戻しなが
ら、これと同時に蒸気供給装置１１からの蒸気を洗浄パ
イプ４を介して被洗浄物Ｗに噴射するように構成しても
よい。このように洗浄室１から液Ｍ１を抜くのと同時に
蒸気を噴射することにより、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に再付着しかけても、被洗浄物Ｗの周辺に蒸気が噴射
されているので、被洗浄物Ｗへの油分の再付着が未然に
防止される。そして、液面ｍに浮遊する油分が被洗浄物
Ｗに再付着しても、この油分が充分に再付着する前に噴
射される蒸気によって取り除かれる。図３（イ）に示す
工程のように、洗浄室１から全ての液Ｍ１を抜いてから
蒸気を噴射すれば、図３（イ）に示す工程に要する時間
が長くなるのに対し、前述のように洗浄室１から液Ｍ１
を抜くのと同時に蒸気を噴射すれば、図３（イ）に示す
工程に要する時間を短縮することができる。 【００４０】〔発明の実施の第４別形態〕 図１（イ）に示す洗浄パイプ４を注入パイプ５と同じ下
側に配置しても良い。これにより、前述の〔発明の実施
の第３別形態〕において、洗浄パイプ４から液Ｍ１を少
しずつ連続的に噴射しながら、これと同時に真空ポンプ
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
給を行う。従って、液Ｍ１の上部の領域にキャビテーシ
ョン泡を発生させた状態で、液面ｍを少しずつ連続的に
上昇させることにより、図２（ハ）（ロ）（イ）及び図
１（ハ）に示す工程を連続的に行うことができる（以
上、液面位置変更手段に相当）。 【００４１】〔発明の実施の第５別形態〕 前述の〔発明の実施の第３別形態〕、及び〔発明の実施
の第４別形態〕において、液Ｍ１の液面ｍを段階的又は
連続的に上昇させていく途中の所定位置（例えば図２
（ロ）に示す工程と図２（イ）に示す工程の間）で、洗
浄室１から液Ｍ１を少し抜いて液面ｍの位置を一時的に
少し下降させて、この状態で真空ポンプ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により、液Ｍ
１の上部の領域にキャビテーション泡を発生させてもよ
い。この後に、図２（イ）及び図１（ハ）に示す工程に
移行していく（以上、液面位置変更手段に相当）。 【００４２】〔発明の実施の第６別形態〕 以上の〔発明の実施の形態〕〜〔発明の実施の第５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の供給及び排出により液面ｍを上昇させ
たり下降させたり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。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を昇降操作することによ
って、〔発明の実施の形態〕〜〔発明の実施の第５別形
態〕の状態を得る。図１（イ）〜図３（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。 【００４３】 【実施例】図１（ハ）から図２（イ）（ロ）（ハ）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４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。 【００４４】前述のように平ギヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３を積
み込んだフレーム１３を５組用意して、図１（ハ）及び
図２（イ）（ロ）（ハ）における液面ｍの位置を、図４
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２（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２（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２（イ）（ロ）
（ハ）に示す４つの工程を所定時間ずつ行った状態Ｅを
設定する。 【００４５】これにより、平ギヤＷ１，Ｗ２，Ｗ３を積
み込んだフレーム１３の５組に対して、前述の状態Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ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４に示す。図
４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。 【００４６】 【発明の効果】請求項１および２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方法とその
方法に用いる洗浄装置において、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上下方向
に変更操作することにより、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少なくすること
ができるようになり、洗浄性能を向上させることができ
た。また、キャビテーション泡の発生及び成長に加え、
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。 【００４７】請求項３，４，６，７の特徴によると、請
求項１，２の場合と同様に前述の請求項１，２の「発明
の効果」に加えて、被洗浄物の上下方向の中間位置に液
面が位置している際に、液面に浮遊する油分が被洗浄物
（液面の部分及び液面の上側付近）に再付着しても、液
面に発生する泡やキャビテーション泡により前述の油分
が被洗浄物の表面から再び引き離されるので、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。 【００４８】請求項５又は８の特徴によると、請求項
３，４，６，７の場合と同様に前述の 請求項３，４，
６，７の「発明の効果」に加えて、被洗浄物の上向きや
横向きの凹部、下向きや横向きの凹部に油分が残りかけ
ても、この油分を外に流し出すことができるようになる
ので、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。 【００４９】請求項９の特徴によると、請求項２〜８の
うちのいずれか一つの場合と同様に前述の請求項２〜８
のうちのいずれか一つの「発明の効果」に加えて、洗浄
装置の大きさ（容積）を被洗浄物及びその他の装置を収
容できる程度に設定するだけでよく、洗浄装置を大きな
ものに設定する必要がないので、洗浄装置の全体のコン
パクト化が図れる。 【００５０】請求項１０の特徴によると、請求項２〜８
のうちのいずれか一つの場合と同様に前述の請求項２〜
８のうちのいずれか一つの「発明の効果」に加えて、被
洗浄物用としてエレベータ型式等の昇降機構を備えるこ
とにより、被洗浄物の昇降操作による被洗浄物に対する
液面の位置の変更操作を迅速に行うことができるように
なるので、洗浄全体の時間短縮による作業能率の向上を
図ることができる。【００５１】 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】〔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 (72)発明者 宮下 真人 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目２番47 号 株式会社クボタ内 (72)発明者 土田 重則 神奈川県海老名市上今泉２‐10‐10 (72)発明者 福村 正人 神奈川県座間市ひばりが丘１‐5358- １‐501 審査官 鈴木 正紀 (56)参考文献 特開 平７−290010（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−925（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−264274（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23G 5/00 B08B 3/04 C23G 3/00

Claims (10)

(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、かつ、前記液（Ｍ１）の前記被洗浄物
   （Ｗ）に対する液面（ｍ）の位置を上下方向に変更して
   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、 かつ、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、 前記液（Ｍ１）の前記被洗浄物（Ｗ）に対する液面
   （ｍ）の位置を上下方向に変更操作する液面位置変更手
   段を備えてある機械加工物の洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記被洗浄物（Ｗ）を前記液（Ｍ１）に
   浸漬させた状態から、前記被洗浄物（Ｗ）に対する液面
   （ｍ）の位置を、所定高さずつ段階的に下方に変更操作
   するように、前記液面位置変更手段を構成してある請求
   項２記載の機械加工物の洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記被洗浄物（Ｗ）を前記液（Ｍ１）に
   浸漬させた状態から、前記被洗浄物（Ｗ）に対する液面
   （ｍ）の位置を連続的に下方に変更操作するように、前
   記液面位置変更手段を構成してある請求項２記載の機械
   加工物の洗浄装置。
5. 【請求項５】 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する際におい
   て、前記被洗浄物（Ｗ）の所定位置で前記液（Ｍ１）の
   前記被洗浄物（Ｗ）に対する液面（ｍ）の位置を上方に
   変更操作し再び下方に変更操作するように、前記液面位
   置変更手段を構成してある請求項３又は４記載の機械加
   工物の洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記被洗浄物（Ｗ）を前記液（Ｍ１）の
   液面（ｍ）の上方に位置させた状態から、前記被洗浄物
   （Ｗ）に対する液面（ｍ）の位置を、所定高さずつ段階
   的に上方に変更操作していくように、前記液面位置変更
   手段を構成してある請求項２記載の機械加工物の洗浄装
   置。
7. 【請求項７】 前記被洗浄物（Ｗ）を前記液（Ｍ１）の
   液面（ｍ）の上方に位置させた状態から、前記被洗浄物
   （Ｗ）に対する液面（ｍ）の位置を連続的に上方に変更
   操作していくように、前記液面位置変更手段を構成して
   ある請求項２記載の機械加工物の洗浄装置。
8. 【請求項８】 前記液（Ｍ１）の前記被洗浄物（Ｗ）に
   対する液面（ｍ）の位置を上方に変更操作する際におい
   て、前記被洗浄物（Ｗ）の所定位置で前記液（Ｍ１）の
   前記被洗浄物（Ｗ）に対する液面（ｍ）の位置を下方に
   変更操作し再び上方に変更操作するように、前記液面位
   置変更手段を構成してある請求項６又は７記載の機械加
   工物の洗浄装置。
9. 【請求項９】 前記被洗浄物（Ｗ）の位置を固定状態と
   して、前記液（Ｍ１）の液面（ｍ）の位置を上下方向に
   変更操作するように、前記液面位置変更手段を構成して
   ある請求項２から８のうちのいずれか一つに記載の機械
   加工物の洗浄装置。
10. 【請求項１０】 前記液（Ｍ１）の液面（ｍ）の位置を
    固定状態として、前記被洗浄物（Ｗ）の位置を上下方向
    に変更操作するように、前記液面位置変更手段を構成し
    てある請求項２から８のうちのいずれか一つに記載の機
    械加工物の洗浄装置。