JP3890787B2 - 洗浄方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は機械部品、特にエンジンヘッド、ボディ(鋳造部品)のウォータージャケット等の部材の洗浄方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
機械部品等の洗浄方法としては、一般的に次のような方式が実施されている。
ア.デッピング洗浄……浴槽内の洗浄液にワークをドブづけして洗う。
イ.超音波洗浄……超音波発振器をを利用したデッピング洗浄。
ウ.キャビテェーション洗浄……高圧ポンプを利用したデッピング洗浄。
エ.シャワー洗浄……低圧の洗浄液をノズルより吐出し、洗浄を行なう。
オ.ミキシング洗浄……シャワー洗浄にエアをミックスして吐出力を増やし洗浄する。
カ.高圧洗浄……高圧の洗浄液をノズルより吐出し洗浄を行う。
【0003】
上述した一般的な洗浄方式にあっては、いずれも洗浄対象部材の表面に付着した切粉等の異物は除去できるが、部品の内部に入った異物が完全には除去できない等の不具合があった。
また、シリンダブロックやシリンダヘッド等の内部に複雑な形状の空間を有する部材に対して、ノズルから洗浄水と圧縮空気を噴射して洗浄する方法と装置は、例えば特開昭61−101281号公報、特開昭61−153187号公報に開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、洗浄水と圧縮空気を利用した洗浄にあって、洗浄対象部材の内部に噴射される洗浄水に対して、高圧空気による脈動や衝撃波を与えることによって、より洗浄度の高い洗浄方法及びその装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の洗浄方法は、洗浄ノズルから洗浄液と圧縮空気を噴射させて洗浄対象部材の内部に残留する異物を排出させる洗浄方法であって、洗浄液のみを連続噴射する工程と、連続噴射される洗浄液中に、圧縮空気の供給と、供給停止を繰り返す第1のサイクルにより洗浄液に脈動を与える工程と、連続噴射される洗浄液中に、圧縮空気の第1のサイクルの圧縮空気の供給より長い時間の供給と、供給停止を繰り返す第2のサイクルにより洗浄液に衝撃波を発生させる工程を備えるものである。そして、第1のサイクルは、圧縮空気を0.01秒の供給と1秒の供給停止をくり返すサイクルであり、第2のサイクルは、圧縮空気を0.1秒の供給と1秒の供給停止をくり返すサイクルである。
【0006】
また、洗浄装置は、洗浄対象部材を搬入するテーブルを有するフレームと、フレームに装備されて洗浄対象部材を把持するクランプ装置と、把持された洗浄対象部材に洗浄液と圧縮空気を噴射するノズルと、ノズルに洗浄液を供給するポンプと、ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置と、ノズルの開閉を制御する制御弁と、圧縮空気の供給を制御する制御弁を備える洗浄装置において、ノズルは、洗浄対象部材の両側面に少なくとも1以上ずつ配置し、洗浄対象部材の片側からの噴射及び両側からの噴射のいずれも可能であり、圧縮空気の供給を制御する制御弁は、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気を供給せず洗浄液のみを連続噴射させ、次に、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気の供給と供給停止を繰り返す第1のサイクルにより洗浄液に脈動を与え、次に、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気の第1のサイクルの圧縮空気の供給より長い時間の供給と供給停止を繰り返えすサイクルにより洗浄液に衝撃波を与えるように制御されたものである。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の洗浄方法を実施する洗浄装置の正面図、図2は側面図である。
全体を符号1で示す洗浄装置は、洗浄ステーションSTを構成するフレーム10を有し、シリンダ22により操作される。プレート20上に洗浄対象部材(ワーク)Wを載置して、洗浄ステーションにワークを導入する。
洗浄ステーションSTのフレーム10の上部には、上面シーリング部材100が装備され、シリンダ102により昇降操作される。シーリング部材100は、クランプ部材106を有し、ガイドロッド104により案内されて、ワークの上面をクランプとともにシーリングする。
【0008】
フレームの側部には、対向して配設される第1のシーリング・ノズル部材110と第2のシーリング・ノズル部材120が配設され、それぞれのシーリング・ノズル部材110,120はシリンダ112,122により前後方向に操作される。
第1及び第2のシーリング・ノズル部材に平行に、第3のシーリング・ノズル部材130と第4のシーリング・ノズル部材140を備え、それぞれのシーリング・ノズル部材130,140は、シリンダ132,142により前後方向に操作される。
さらに、ステーションSTの下部には、ワークWのサイドクランプとシーリング兼用の部材150が装備され、図示しないシリンダにより操作される。
【0009】
図3は、本発明の洗浄装置が装備する洗浄液の噴射装置を示すものである。
洗浄液の噴射装置200は、圧縮空気の供給源210と洗浄液のタンク250を備える。
圧縮空気の供給源210は、例えば圧力が4Kg/cm2の圧縮空気をエアブースター220へ供給する。エアブースター220は、この圧縮空気の圧力を8Kg/cm2に増加させてライン225へ供給する。ライン225の途中に配設される第1の制御弁230は、この圧縮空気の流れを制御し、洗浄液に脈動等の圧力パルスを供給する。
制御弁230を通過した圧縮空気は、チェック弁240を介して洗浄液の供給ラインへ送り出される。
【0010】
一方、洗浄液タンク250内の洗浄液は、モータ260により駆動されるポンプ262により加圧される。モータ260は、例えば11KWの出力を有し、洗浄液を20Kg/cm2の圧力に加圧し、毎分150リットルの流量でライン265へ送り出す。ライン265の途中にはチェック弁270が設けてあり、チェック弁270を通った洗浄液は圧縮空気と一体となって第2の制御弁280へ送られる。
第2の制御弁280は、圧縮空気と洗浄液の混合液の供給、遮断を制御するためのものであり、供給された混合液はノズル290から噴射流Fとして噴射され、ワークの洗浄を行なう。
【0011】
図4は、本発明の洗浄液噴射装置により供給される洗浄液の3種類の圧力パターンを示すものである。
第1の圧力パターンP1は、圧縮空気の供給を制御する第1の制御弁230をオフとし、洗浄液の供給を制御する第2の制御弁280をオンとすることにより得られる。このパターンP1にあっては、ノズル290からは、20Kg/cm2に加圧された洗浄液のみが噴射される。
【0012】
第2のパターンP2は、第2の制御弁280をオンとして洗浄液を供給した状態で圧縮空気用の第1の制御弁230をパルス状に開閉することで達成される。このパルス状の圧縮空気の供給により、洗浄液に脈動波が発生し、この脈動波により、ワークの内部の洗浄液がよどみやすい部位の異物が効果的に排出除去される。
この圧縮空気のパルスは、第1の制御弁230を、例えば0.01秒のオンと1秒のオフをくり返すように制御することにより得られる。
【0013】
第3のパターンP3は、第1の制御弁230を第2のパターンより長いオン時間でパルス状に開閉し、第2の制御弁280をオンとするもので、洗浄液に圧縮空気が混入され、そのエア量がワーク内を充満するようにすることで、ワーク内の洗浄液と異物を一気に排出することができる。具体的にはこの第1の制御弁を、例えば0.1秒のオンと1秒のオフのサイクルで開閉することにより、洗浄液に衝撃波を発生させることができる。
【0014】
図5〜図7は、洗浄対象部材(ワーク)Wがシリンダヘッドの場合の洗浄方法を示す説明図である。図では、シリンダヘッドWを水平に切断した状態を示している。
シリンダヘッドWは、冷却水が流れる通路310,320や開口部312,330、吸気ポート350、排気ポート352等の複雑な空間を有する。
このシリンダヘッドWに対して、図5において、左右の両側から洗浄液F1を同時に供給して洗浄するパターンと、図6に示すように、左側から右側へ一方向に洗浄液F2を供給して洗浄するパターンと、図7に示すように、右側から左側へ一方向に洗浄液F3を供給して洗浄するパターンがある。
【0015】
本発明は、このようなパターンと、図4で説明した洗浄液のみの中圧洗浄、洗浄液に脈動波を与える洗浄、洗浄液と圧縮空気を混合させた衝撃波(ミキシング)洗浄の各方式を組み合わせて、効果的な洗浄を達成するものである。
【0016】
図8は、本発明の洗浄装置による洗浄工程を示す説明図である。
洗浄ステーションに洗浄対象となるシリンダヘッド等のワークが搬入されると、上部と左右に装備されたクランパーが作動してワークを把持する。
まず、左右及び下面に配設された各ノズルを開いて、洗浄液のみによる中圧洗浄を行なう。
【0017】
次に、洗浄液を供給した状態で圧縮空気のバルブを0.01秒のオン、1秒のオフに断続的に開閉してパルス波を洗浄液に送り込む。
このパルス波により、ワークの内部に満たされた洗浄液に脈動が発生し、ワークの内部の異物を除去する。このバルブの開閉は、例えば10回のサイクルを1工程として行なう。
更に、圧縮空気のバルブを0.1秒オン、1秒のオフのサイクルに切り換えて洗浄液に衝撃波を発生させて洗浄を行ない、ワークに対する洗浄工程を完了する
。
【0018】
【発明の効果】
本発明は以上のように、中圧に加圧した洗浄液のみによる洗浄、洗浄液に対して圧縮空気をバブル状に瞬間的に加えて脈動波を発生させ奥にある異物を引き出す洗浄、洗浄液に圧縮空気を混合して衝撃波を発生させ、引き出した異物を一気にワーク外へ押し出す洗浄のパターンを組み合わせて洗浄を行なうので、シリンダヘッドのウォータージャケット等の複雑な形状の空間を有する部材であっても、効果的に洗浄を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の洗浄装置の正面図。
【図2】本発明の洗浄装置の側面図。
【図3】本発明の洗浄装置の洗浄液と圧縮空気の噴射装置。
【図4】噴射サイクルの説明図。
【図5】洗浄対象部材の洗浄パターンを示す説明図。
【図6】洗浄対象部材の洗浄パターンを示す説明図。
【図7】洗浄対象部材の洗浄パターンを示す説明図。
【図8】洗浄工程を示す説明図。
【符号の説明】
1 洗浄装置
10 フレーム
100 上面シーリング部材
110 第1のシーリング・ノズル部材
120 第2のシーリング・ノズル部材
130 第3のシーリング・ノズル部材
140 第4のシーリング・ノズル部材
150 サイドクランプ部材
200 洗浄液の噴射装置
210 圧縮空気供給源
220 エアブースター
230 第1の制御弁
250 洗浄液タンク
260 モータ
262 ポンプ
280 第2の制御弁
290 ノズル
Claims (3)
- 洗浄ノズルから洗浄液と圧縮空気を噴射させて洗浄対象部材の内部に残留する異物を排出させる洗浄方法であって、
洗浄液のみを連続噴射する工程と、
連続噴射される洗浄液中に、圧縮空気の供給と、供給停止を繰り返す第1のサイクルにより洗浄液に脈動を与える工程と、
連続噴射される洗浄液中に、圧縮空気の第1のサイクルの圧縮空気の供給より長い時間の供給と、供給停止を繰り返す第2のサイクルにより洗浄液に衝撃波を発生させる工程を備える洗浄方法。 - 第1のサイクルは、圧縮空気を0.01秒の供給と1秒の供給停止をくり返すサイクルであり、第2のサイクルは、圧縮空気を0.1秒の供給と1秒の供給停止をくり返すサイクルである請求項1記載の洗浄方法。
- 洗浄対象部材を搬入するテーブルを有するフレームと、フレームに装備されて洗浄対象部材を把持するクランプ装置と、把持された洗浄対象部材に洗浄液と圧縮空気を噴射するノズルと、ノズルに洗浄液を供給するポンプと、ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置と、ノズルの開閉を制御する制御弁と、圧縮空気の供給を制御する制御弁を備える洗浄装置において、
ノズルは、洗浄対象部材の両側面に少なくとも1以上ずつ配置し、洗浄対象部材の片側からの噴射及び両側からの噴射のいずれも可能であり、
圧縮空気の供給を制御する制御弁は、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気を供給せず洗浄液のみを連続噴射させ、次に、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気の供給と供給停止を繰り返す第1のサイクルにより洗浄液に脈動を与え、次に、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気の第1のサイクルの圧縮空気の供給より長い時間の供給と供給停止を繰り返えすサイクルにより洗浄液に衝撃波を与えるように制御された、洗浄装置。
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