JP3637877B2 - 異物の除去方法と異物除去用ノズル - Google Patents

異物の除去方法と異物除去用ノズル Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワーク等の有底筒状部内に付着した切粉などの異物を除去する異物の除去方法とその除去方法に使用する異物除去用ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、カップ状のワーク等の有底筒状物の製品を、切削加工により製造する場合、ワーク内底部に切削による切粉が残留する。この残留切粉は、その後の表面処理やメッキ処理に悪影響を生じするために、完全に除去する必要があり、従来、圧力空気の吹き付けなどにより切粉を除去している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この圧力空気の吹き付けによる切粉の除去作業は、従来一般に、作業者が空気噴出ノズルとワークを手に持って、空気噴出ノズルから圧力空気をワークの内部に向けて噴出し、空気噴出ノズルの位置や噴出角度を変えながら、ワーク内の切粉を吹き飛ばすように除去している。
【0004】
一方、自動化された生産ライン上で、切粉の除去を行う場合、自動化装置にそのワークを装着して切粉の除去を行うことになるが、生産ライン上ではそれほど複雑で大型の自動切粉除去装置を使用することができないから、ワークまたは空気噴出ノズルを軸方向に往復移動させるだけの比較的簡単な構造の自動切粉除去装置を使用するが検討されている。
【0005】
しかし、比較的簡単な構造の自動切粉除去装置では、空気噴出ノズルがその軸方向に移動するのみであり、空気噴出ノズルから噴出する圧力空気が、ワークの底部に向けて真っ直ぐに吹き込まれるだけであるため、底部に吹き込まれた空気流が外側に導出される際、内部に吹き込まれる空気流との間で衝突が発生し、吹き込まれた空気流がワーク内から良好に排出されず、ワーク底部に切粉の一部が残留し、切粉を完全に除去することが難しいという問題があった。
【0006】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ワーク等に付着した切粉などの異物を良好に除去することができる異物の除去方法と異物除去用ノズルを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1の異物の除去方法は、有底筒状部内に付着した異物を空気の噴出により吹き飛ばして除去する異物の除去方法であって、有底筒状部内に空気を渦巻き状にして噴出するノズルを挿入し、ノズルの先端にある複数の噴出孔から空気を渦巻き状に噴出し、噴出した空気流が、その遠心力で筒状部内を外側に向かい、筒状部内の内周面に当たった後に、筒状部の開口に向かって流れることで、有底筒状部内から異物を吹き飛ばし除去することを特徴とする。ここで、渦巻き状とは、ノズルの軸線を中心とする円の円周方向に傾斜した方向に、各噴出孔から空気を噴出する概念を含むものである。
【0008】
また、上記の除去方法において、ノズルと有底筒状部のいずれか一方をノズルの軸方向に沿って前後に往復移動させながら、ノズルから空気を渦巻き状に噴出して、有底筒状部内から異物を吹き飛ばすように構成するとよい。
【0009】
また、本発明の請求項3の異物除去用ノズルは、有底筒状部内に付着した異物を空気の噴出により吹き飛ばして除去するために使用する異物除去用ノズルであって、先端部の端面に複数の噴出孔が円環状に配設され、全ての噴出孔がそれらの噴出孔の作る円環の円周方向に向けて傾斜して形成される。
【0010】
【作用】
このような構成の異物の除去方法では、有底筒状部内に空気を渦巻き状にして噴出するノズルを挿入し、ノズルの先端の噴出孔から空気を渦巻き状に噴出する。これにより、ノズルから噴出した空気流は有底筒状部内の底部に斜めに当たり、底部近傍に付着した切粉を剥すように作用して、切粉を吹き飛ばす。そして、剥された切粉は、渦巻き状に噴出した空気流がその遠心力で筒状部内を外側に向かい、その内周面に当たってさらに筒状部の開口に向かって流れるから、この空気流にのって切粉は有底筒状部の外に吹き飛ばされ、切粉などの異物は有底筒状部内から残らず除去される。
【0011】
また、請求項2の除去方法のように、ノズルと有底筒状部のいずれか一方を前後方向に往復移動させながら、ノズルから空気を渦巻き状に噴出して、有底筒状部内から異物を吹き飛ばすようにすれば、より良好に異物を除去することができると共に、比較的簡単な構造の自動切粉除去装置を使用して自動的に異物の除去を行うことができる。
【0012】
上記ノズルは、請求項3のように、先端部に複数の噴出孔を円環状に配設し、全ての噴出孔をそれらの噴出孔が作る円環の円周方向に向けて傾斜して形成するように構成すれば、渦巻き状の空気流をノズルの先端部から良好に噴出することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1はワークの有底筒状部内に付着した切粉などの異物を吹き飛ばして除去するための異物除去用ノズル1の正面図を示し、図2はその側面図を示している。この異物除去用ノズル1は、その先端部3に複数の噴出孔2が円環状に配置され、各噴出孔2が円周方向に傾斜して構成される。
【0014】
すなわち、異物除去用ノズル1は、先端部3を有した円筒状に形成され、その先端部3に、図1に示すごとく、8個の噴出孔2が45°の間隔をおいて円環状に配置されている。そして、全ての噴出孔2は、図4の円周方向に沿った展開断面図に示すように、その円周方向に角度αだけ傾斜して形成されている。
【0015】
例えば、異物除去用ノズル1の外径が20mm、内径が12mm、長さが70mm、8個の噴出孔2が配置される円環の直径が15mmの場合、この噴出孔2の傾斜角度αは10°、噴出孔2の内径φは1.5mmに設定することができる。ここで、8個の噴出孔2が並ぶ円環の直径は、図5に示すように、その異物除去用ノズル1をワーク10内に挿入した際、ワーク10の中心位置の小径管10bの外周付近にその円環が位置し、その円環とワーク10の内周面との間に空間ができる大きさに設定される。
【0016】
図3に示すように、異物除去用ノズル1の先端部の内側に大径孔部4が形成され、異物除去用ノズル1の末端部内には雌ねじ部5が形成され、空気ホース6の端部に接続したニップル7を雌ねじ部5にねじ込んで空気ホース6に接続を可能としている。
【0017】
このような構成の異物除去用ノズル1は、その末端部の雌ねじ部5に空気ホース6の先端のニップル7をねじ込んで、空気ホース6に接続され、有底筒状のワーク10内の切粉を自動で除去する自動異物除去装置に装着される。空気ホース6の末端は圧力空気源に接続される。
【0018】
自動異物除去装置は、図5に示すごとく、概略的には、ワーク10を水平に把持するワーク把持部11と、そのワーク10の開口部に対向して異物除去用ノズル1を保持するノズル保持部12を設けて構成され、ノズル保持部12は保持した異物除去用ノズル1を軸方向につまりワーク10の内部にノズルを進入・退出可能に配設される。このために、例えば30mmのストロークでノズル保持部12を往復移動させる流体圧シリンダ等の往復駆動装置が設けられる。なお、ワーク10を保持するワーク把持部11をノズル保持部12に対して往復移動させるように、往復駆動装置をワーク把持部11に設けることもできる。
【0019】
ワーク10は、底部10aを有した有底筒状に形成され、その底部10aの中央に小径管10bを設けて形成され、ワーク10の切削加工時に、その底部10a内に切粉が付着している。切削加工の後にこの切粉を除去するために、ワーク10は自動異物除去装置のワーク把持部11に把持され、次のように切粉の除去工程を実施する。
【0020】
図5のように、ワーク10をワーク把持部11に把持させ、自動異物除去装置を起動すると、ノズル保持部12に保持された異物除去用ノズル1がその軸方向(前後方向)に往復移動する。移動ストロークは例えば30mm、移動速度は25秒間に7ストローク程度である。
【0021】
このとき、異物除去用ノズル1は、その先端部3を有底筒状のワーク10内に進入させ、前進・後退を繰り返しながら、先端部3の8個の噴出孔2から空気をワーク10の底部に向けて噴出する。
【0022】
このとき、円環状に配置された8個全ての噴出孔2が図4のように、その円周方向に角度αだけ傾斜しているため、ノズル1から噴出した空気は図6に示すように、渦巻き状に旋回しながら吹き出される。このため、異物除去用ノズル1から噴出した空気流はワーク10内の底部に斜めに当たり、底部近傍に付着した切粉を良好に剥すように作用し、切粉を吹き飛ばす。
【0023】
そして、剥された切粉は、渦巻き状に噴出した空気流がその遠心力で外側に向かい、ワーク10の内周面側を外部に流れるから、この空気流にのって切粉はワーク10の外に吹き飛ばされ、このような渦巻き空気流を吹き出すノズル1が前進・後退を繰り返すことによって、ワーク10内の切粉などの異物は完全に除去される。
【0024】
このように、異物除去用ノズル1から噴出する空気流は、渦巻き状になってワーク10内底部付近に吹き付けられるから、ワーク把持部11またはノズル保持部12を往復移動させる比較的簡単な構造の自動異物除去装置を使用して、底部内に付着した切粉を良好に吹き飛ばして自動的に除去することができる。
【0025】
なお、上記実施例のワーク10はその底部中央内に小径管10bが設けられていたが、このような小径管を持たず底部が平坦に連続するワークであっても、上記と同様に、異物除去用ノズル1を用いて底部の切粉を良好に除去することができる。
【0026】
図7、図8は他の実施例を示し、図7のノズルはワーク23を吸着するための吸着ノズル20である。この吸着ノズル20の先端面21には細い吸引孔22(例えば直径0.5mm程度の孔)が形成され、この吸引孔22を通して空気を吸引する構造である。吸着ノズル20の末端部には空気ホース24が接続され、空気ホース24はポンプ、ブロワ等の吸引手段に接続されると共に、切り替え管路を介して、圧力空気源にも切り替え可能に接続されている。
【0027】
このような吸着ノズル20は、図8に示すように、微細な部品の吸着搬送装置の吸着ヘッド25に装着されて使用され、微細な部品23の搬送工程で次のように使用される。
【0028】
すなわち、搬送装置の吸着ヘッド25は所定の部品23位置まで移動して、吸着ノズル20を降下させ、その先端面21を部品23の真上に位置させる。このとき、図8(a)に示すように、吸着ノズル20はその先端面21の吸引孔22から空気を吸引し、部品23をその先端面21に吸着させる。この状態で、吸着ヘッド25は搬送装置によって所定の位置まで移動し、そこで吸引動作を停止して、部品23を先端面21から離しその位置に載置する。
【0029】
吸着ノズル20は、このような吸引動作を繰り返して、微細な部品23を所定の位置まで搬送するが、吸引動作を繰り返すと、吸着ノズル20の先端面21の吸引孔22に塵等の異物が付着して、吸引力が低下してくる。このような場合には、図8(b)のように、吸着ノズル20に空気ホース24から圧力空気を送るように切り替え管路を吸気管路から送気管路に切り替え、吸着ノズル20から圧力空気を一定時間噴出する。この圧力空気の噴出により、先端面21の吸引孔22及び吸着ノズル20内の塵等の異物が吹き飛ばされる。このような空気の吹き出しを定期的に行うことにより、吸着ノズル20は吸引孔22及び吸着ノズル20内に付着した異物が吹き飛ばされ、良好に吸着動作を行うことができる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1の異物の除去方法によれば、有底筒状部内に空気を渦巻き状にして噴出するノズルを挿入し、ノズルの先端の噴出孔から空気を渦巻き状に噴出するから、ノズルから噴出した空気流は有底筒状部内の底部に斜めに当たり、底部近傍に付着した切粉などの異物を剥すように作用し、剥された異物は、渦巻き状に噴出した空気流がその遠心力で筒状部内を外側に向かい、その内周面に当たってさらに筒状部の開口に向かって流れ、有底筒状部の外に切粉等の異物を良好に吹き飛ばすことができ、異物を有底筒状部内から完全に除去することができる。
【0031】
また、請求項2の異物の除去方法によれば、上記の除去方法において、ノズルと有底筒状部のいずれか一方を前後方向に往復移動させながら、ノズルから空気を渦巻き状に噴出して、有底筒状部内から異物を吹き飛ばすようにするから、より良好に異物を除去することができると共に、比較的簡単な構造の自動切粉除去装置を使用して自動的に異物の除去を行うことができる。
【0032】
また、請求項3の異物除去用ノズルによれば、先端部に複数の噴出孔を円環状に配設し、全ての噴出孔をそれらの噴出孔が作る円環の円周方向に向けて傾斜して形成されるから、渦巻き状の空気流をノズルの先端部から良好に噴出することができる。
【0033】
更に、請求項4の吸着ノズルの異物の除去方法によれば、通常は吸引動作を行う吸着ノズル内に一時的に圧力空気を供給し、吸着孔から空気を外部に噴出するから、通常の吸引動作時に吸着孔及び吸着ノズル内に付着した異物を良好に吹き飛ばして除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す異物除去用ノズルの正面図である。
【図2】同異物除去用ノズルの斜視図である。
【図3】図1のIII-III 断面図である。
【図4】異物除去用ノズルの先端部の円周に沿った展開断面図である。
【図5】異物除去方法の実施状況を示す断面図である。
【図6】異物除去用ノズルの空気の噴出状態を示す斜視図である。
【図7】他の実施例の吸着ノズルの側面図である。
【図8】(a)は同吸着ノズルの吸着動作を示す側面図、(b)は吸着ノズルの異物の除去方向を示す説明図である。
【符号の説明】
1−異物除去用ノズル
2−噴出孔
3−先端部
10−ワーク(有底筒状部)
10a−底部

Claims (3)

  1. 有底筒状部内に付着した異物を空気の噴出により吹き飛ばして除去する異物の除去方法であって、
    該有底筒状部内に空気を渦巻き状にして噴出するノズルを挿入し、該ノズルの先端にある複数の噴出孔から空気を渦巻き状に噴出し、該噴出した空気流が、その遠心力で該筒状部内を外側に向かい、該筒状部内の内周面に当たった後に、該筒状部の開口に向かって流れることで、該有底筒状部内から異物を吹き飛ばし除去することを特徴とする異物の除去方法。
  2. 前記ノズルと有底筒状部のいずれか一方を該ノズルの軸方向に沿って前後に往復移動させながら、該ノズルから空気を渦巻き状に噴出して、該有底筒状部内から異物を吹き飛ばし除去することを特徴とする請求項1記載の異物の除去方法。
  3. 有底筒状部内に付着した異物を空気の噴出により吹き飛ばして除去するために使用する異物除去用ノズルであって、
    先端部の端面に複数の噴出孔が円環状に配設され、該全ての噴出孔が該噴出孔の作る円環の円周方向に向けて傾斜して形成されたことを特徴とする異物除去用ノズル。
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