JP4387070B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば自動車用部品（以下、被洗浄物あるいはワークという）を洗浄するための洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の洗浄装置は、一般的に、待機位置でたとえば治具に取り付けた多数のワークに対し洗浄水を噴射させて洗浄する部屋と洗浄後のワークに圧縮空気等のエアーを吹き付けて水切りする部屋との少なくとも２部屋を備え、ワークを治具とともに搬送機構により順番に各部屋へ移動させ、最終的に洗浄および水切りが終了したワークを待機位置へ戻すという構造からなっている。
【０００３】
こうした洗浄装置に関する先行技術には、たとえば実開平３−７９８８５号公報や実公平４−５４８７１号公報に記載のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の構造を備えた洗浄装置では、次のような点で改良すべき余地がある。すなわち、
ワークの洗浄に関しては洗浄・水切りなどの複数の工程を経て洗浄されるが、いずれも治具に取り付けた一群のワークについての一連の洗浄作業が終了するまでは、同一の装置で別の治具に他の一群のワークを取り付けて洗浄作業を行うことができない。つまり、複数の治具にワークを順に取り付け、それらのワークを一連の各工程を順に経てかつ並行して作業を行うことができなかった。
【０００５】
したがって、一の治具に取り付けたワークの洗浄作業が終了するまで、待機する必要があり、その間は作業が停滞し、作業効率が低下する。一方、複数の治具にワークを取り付け、それらのワークについて並行して洗浄作業を行うためには、複数台の洗浄装置をあらかじめ準備しなければならず、経済的な負担が大きくなるうえ、それらの洗浄装置を設置するための広い場所が必要になる。
【０００６】
そのほか、複数の治具に取り付けたワークを順番に各作業室に搬送し、同時に各作業を行うことができる洗浄装置が提案されているが、それらの洗浄装置では各作業室内でワークを治具等とともに回転（自転）させる機構を備えていないために、洗浄むらや乾きむらなどが生じるおそれがある。
【０００７】
この発明は上述の点に鑑みなされたもので、一連の洗浄作業を構成する複数の工程を順にかつ並行して一斉に行うことができ、洗浄むらや乾きむらがなくて仕上がりが美しく、洗浄作業の効率および能力をそれぞれ向上できて作業時間の短縮化が図れるほか、装置全体の構造が比較的簡単で小型・軽量化でき、設置スペースが小さい洗浄装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明にかかる洗浄装置は、a)被洗浄物をバケット等に収容したり取り出したり、あるいは被洗浄物を治具等に着脱したりするための待機位置をハウジングの外側に備え、前記被洗浄物を洗浄する洗浄室と、洗浄された前記被洗浄物をエアブロー等により水切りする水切り室との少なくとも２つの作業室を前記ハウジング内に設けた洗浄装置であって、b)水平面の中心部を回転中心にして前記待機位置と前記各作業室とに円周方向に等間隔に放射状に延びた複数本の支持アームを水平方向に回転可能に備え、かつ該支持アームを一方向に３６０゜／（作業室数＋１）ずつ間欠回転させる回転機構を配設するとともに、前記回転機構を、複数本の前記各支持アームがその中心部に一体回転可能に放射状に配設された回転軸を前記ハウジングの上面を貫通して上方へ突出させるとともに、前記回転軸を前記ハウジング上に配備したモータに接続して間欠的に回転して停止する構成とし、c)前記回転機構の各支持アームの先端部に、噛合部等の回転伝達部を環状に側周面に備えた円形テーブルを回転可能に設け、前記各作業室内に、前記回転伝達部に噛合可能なスプロケットまたは添接接合可能なプーリからなる回転部を、前記各作業室内で位置決めされる前記支持アームの延長線上に配置し、d)前記待機位置と前記各作業室とを水平面内で円周方向に等間隔に画成し、前記待機位置と前記ハウジングおよび同ハウジング内の隣接する前記各作業室との間の各境界に開口部をそれぞれ形成し、各開口部に仕切り扉を上下方向に昇降させて前記開口部を開閉自在に設け、前記ハウジングの上面に立設したシリンダ装置により前記各仕切り扉を昇降して前記開口部を開閉させるとともに、各シリンダ装置を相互に連動させ、全ての仕切り扉を一斉に昇降するように構成し、e)洗浄作業中は、前記各回転部を前記支持アームの間欠回転方向と反対方向に回転駆動させて常時一定速度で回転させるとともに、この一定速度で回転する前記各回転部の周速と間欠回転される前記各支持アーム先端部の前記円形テーブルの回転伝達部の移動速度とをほぼ同一の速度に設定して前記各支持アームが定位置で停止することにより前記回転伝達部に前記回転部が噛合または添接接合して前記円形テーブルが一定速度で回転するようにし、f)前記各作業室内における作業時間を一致させるとともに、各作業終了後に前記回転機構による支持アームの回転と停止および前記シリンダ装置による仕切り扉の開閉動作とを相互に連動させるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
上記の構成を有する本発明の洗浄装置によれば、待機位置において一人の作業者により円形テーブル上のバケット等に被洗浄物を収容したり治具等から洗浄後の被洗浄物を取り外したりできるが、前記各作業室内における１つの作業の終了後に全ての仕切り扉が一斉に開放され、この状態で回転機構により支持アームが所定角度［３６０゜／（作業室数＋１）］して停止することにより、待機位置の被洗浄物が最初の作業室に、最初の作業室の被洗浄物が次の作業室に、最終の作業室の被洗浄物が待機位置にそれぞれ旋回され移動されるが、この間も各作業室内の回転部は特定方向（支持アームと反対方向）への回転を継続しており、円形テーブルあるいはテーブル上の治具等と一体回転する環状噛合部などの回転伝達部に接合されて回転が伝達され、作業室内の被洗浄物が円形テーブルやテーブル上の治具等とともに回転を開始する。そして、仕切り扉が一斉に閉鎖され、各作業室内で洗浄や水切りなどの作業が一斉にかつ同時に行われる。また、各作業室では、被洗浄物を円形テーブルや治具等とともに回転しながら、洗浄水により洗浄されたりあるいはエアブローにより水切りされたりするので、複雑な形状の被洗浄物であっても細部にわたり洗浄され水切りされる。この間に、作業者が待機位置で、円形テーブル上あるいは治具に取り付けられた洗浄済みの被洗浄物を取り出すとともに、新たに次の被洗浄物を円形テーブル上に載せたりあるいは治具に取り付けたりバケット内に収容したりする。このようにして、一人の作業者により一連の洗浄工程のうちの１工程に要する時間が経過するたびに、洗浄作業の終了した円形テーブル上の被洗浄物を取り出し、同時に次の被洗浄物を円形テーブル上に載置するなどして洗浄作業を継続することができる。したがって、結果的には、洗浄時間が従来の洗浄作業時間の数分の一（１／（作業室数＋１））の時間に短縮されることになって、作業効率および作業能力が大幅に向上する。
【００１１】
また、本願発明に係る洗浄装置では、仕切り扉を作業室の入口および出口の上方から下方へ昇降させて開閉でき、開閉のためのスペースを要さず、構造的にも簡略化される。
【００１２】
請求項２に記載のように、前記作業室が３室で、高圧洗浄室、低圧洗浄室、エアブロー室からなっていてもよい。
【００１３】
請求項２記載の洗浄装置では、高圧洗浄水と低圧洗浄水とによる２回の洗浄が行われ、水切りされるので、精度の高い洗浄が行われる。
【００１４】
請求項３に記載のように、前記作業室が４室で、高圧洗浄室、低圧洗浄室、第１エアブロー室、第２エアブロー室からなっていてもよい。
【００１５】
請求項３記載の洗浄装置では、高圧洗浄水と低圧洗浄水とによる２回の洗浄が行われ、さらに２回のエアブローにより水切りされるので、複雑な形状の被洗浄物であっても細部にわたり洗浄され精度の高い洗浄が行われるとともに、細部に洗浄水が残ることなく完全に水切りされ乾燥される。
【００１６】
請求項４に記載のように、前記洗浄室内には、回転する円形テーブル上の前記被洗浄物に対し上方・下方・水平方向などの複数の方向から洗浄水を噴射するための複数の噴射ノズルを設けることができる。
【００１７】
請求項４記載の洗浄装置は、円形テーブル上のあるいはそのうえに載置固定された治具などに取り付けられた被洗浄物に対して複数の方向から洗浄水が当てられ、しかも被洗浄物は定速で一方向に回転しているために、被洗浄物の細部にわたって洗浄水が当たるので、洗浄むらがなく確実にかつ完全に洗浄される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる洗浄装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１〜図６は本発明の洗浄装置の実施例を示すもので、図１は円形テーブルの回転機構の概要を示す平面図、図２は洗浄装置全体の平面図、図３は同正面図、図４は同側面図であり、図５は円形テーブルの環状噛合部とスプロケットの噛合部を拡大して示す平面図、図６は図５のＡ−Ａ線拡大断面図であり、図７（ａ）は２室タイプ、図７（ｂ）は３室タイプ、図７（ｃ）は４室タイプをそれぞれ示す平面概念図である。
【００２０】
本例の洗浄装置１は、図７（ａ）に示すように、待機位置２と洗浄室３とエアブロー（水切り）室４とを備えた最も簡単な構造の装置である。図２に示すように、装置１の正面の待機位置２は室外に設けられ、図３のように環状枠５ａを備えた円形テーブル５が露呈している。この円形テーブル５上には、通常は上端を開放した円筒形のネット状バケットや治具などが載置され、そこにワークが収容されたり取り付けられたりする。図２のように、上下方向に配置される回転軸６（図６）を中心に３本の支持アーム７が等間隔（１２０゜）に放射状に配設され、各支持アーム７の先端部に円形テーブル５の中心部が支軸８を介して自由回転可能に支持されている。
【００２１】
回転軸６は洗浄装置１のハウジング１ａの上面を貫通して上方へ突出し、ハウジング１ａ上に配備されたモータ９に接続され、本例では１２０゜ずつ間欠的に回転して停止するという動作を繰り返す。本例では、モータ９とこれで駆動される回転軸６が、支持アーム７の回転機構を構成する。ハウジング１ａ内は図２のように洗浄室３とエアブロー室４との２室に画成され、洗浄室３とエアブロー室４との境界Ｂ、室外の待機位置２と洗浄室３との境界Ａおよび室外の待機位置２とエアブロー室４との境界Ｃに開口部１０がそれぞれ形成されている。そして、各開口部１０には仕切り扉１１が上下方向に昇降可能に配設され、図３・図４のようにハウジング１ａの上面に立設されたエアシリンダ１２により上方へ引き上げられて開口部１０が開放され、エアシリンダ１２により下降されることにより閉鎖されるが、各エアシリンダ１２はそれぞれ相互に連動され、全ての仕切り扉１１は一斉に昇降されるようになっている。
【００２２】
円形テーブル５の外形を構成する環状枠５ａの側周壁には、多数の方形の開口（噛合部）５ｂが円周方向に等間隔に穿設されている。一方、図２のように、洗浄室３とエアブロー室４との室内において、停止状態における支持アーム７の延長線上には、環状枠５ａの開口５ｂに噛合可能な歯１３ａを有するスプロケット１３の中心部が、上下方向に貫通する回転支軸１４に一体回転可能に固定されている。本例では、２本の各回転支軸１４がハウジング１ａの上面に配備された駆動モータ１５に接続されており、時計方向に間欠回転する支持アーム７と反対方向、本例では反時計方向に定速回転する。
【００２３】
図５および図６に示すように、支持アーム７が１２０゜ずつ回転して停止する直前に、定速回転しているスプロケット１３の歯１３ａに対して環状枠５ａの開口５ｂが噛み合う。つまり、スプロケット１３の歯１３ａの周速と、支持アーム７により間欠回転される環状枠５ａの移動速度とがほぼ同一の速度に設定されており、両者の噛合部では歯１３ａと環状枠５ａの開口５ｂとの移動方向が一致しかつほぼ同一の速度になるので、スムーズに噛み合うことができる。そして、支持アーム７が定位置で停止することにより、環状枠５ａの開口５ｂに噛み合って回転するスプロケット１３によって円形テーブル５は時計方向に定速で回転する。スプロケット１３に代えて、たとえばプーリを使用するとともに、プーリに添接接合可能な環状の回転伝達部を備えた円形テーブルを使用することもできる。
【００２４】
図示は省略するが、洗浄室３内には、円形テーブル５上に載置され、円形テーブル５と一体回転するネット状バケット（不図示）内のワーク（不図示）や治具に取り付けられたワーク（不図示）に向けて上方から下向けに、水平方向に、および下方から上向きになど複数の異なる方向から洗浄液を噴射できるように向きを変えて多数の洗浄ノズル（不図示）が配設されている。これらの洗浄ノズルは洗浄装置１の下部の洗浄液タンク２１に配管を介して接続されており、配管の途中に介設された供給ポンプ２２によりタンク２１内の洗浄液が吸引され、高圧下で洗浄ノズルより洗浄液がワークに向けて噴射される。また、エアブロー室４内にも多数のエアノズル（不図示）が複数の異なる方向からワークに向くように配設されており、エアブロー用ポンプ２３により吸引された空気がヒーター２４で加熱され圧縮されたエアがワークへ向けてエアノズルより噴射される。洗浄室３およびエアブロー室４内のいずれの場合にも、円形テーブル５上のネット状容器内のワークは円形テーブル５の中心部を中心にして定速回転しているから、ワークが複雑な形状をしていても細部にわたり満遍なく洗浄液および圧縮エアが当たる。ところで、上記した洗浄装置１では、各作業室３・４内における作業時間は下記のようにたとえば３分間に統一させるとともに、作業終了後に回転軸６による支持アーム７の回転と停止およびエアシリンダ１２による仕切り扉１１の開閉動作を全て連動させている。
【００２５】
以上のように構成される本実施例にかかる洗浄装置１においては、仕切り扉１１や回転機構（６・９）などの各動作が下記のように連携されている。すなわち、各スプロケット１３は洗浄装置１の稼動中は常時、定速回転している。支持アーム７は回転機構（６・９）により１２０゜ずつ一定時間間隔（たとえば３分間隔）で回転し、支持アーム７の回転開始直前に全ての仕切り扉１１が上昇して各開口部１０が開放され、支持アーム７の停止直後に全ての仕切り扉１１が下降して各開口部１０が閉鎖される。また、仕切り扉１１が閉鎖され開放される直前までの間において、供給ポンプ２２およびエアブロー用ポンプ２３が自動的に運転され、洗浄ノズルからの洗浄液噴射とエアノズルからのエアブローとが行われる。したがって、本例の洗浄装置１では、作業者は、待機位置２の前でたとえば３分間に、治具等に取り付けられた洗浄済みワークを取り外したのち、洗浄すべきワークを治具に取り付けるという作業を繰り返し継続して行うことにより、３分おきに洗浄作業の終了したワークを取り出すことができる。治具に取り付けられる一群のワークは、３分間洗浄されたのち、エアブローが３分間行われ、治具への着脱の作業を入れると合計時間で約９分かかることになるが、上記のとおり３分ごとに洗浄作業の終了したワークを取り出せるので、従来の３分の１の時間に短縮される。これは、ワークの治具等への着脱の作業の間に、一方の部屋（洗浄室）３では洗浄作業が行われ、他方の部屋（エアブロー室）４では水切り作業が並行して同時に行われるからで、従来のように待つ必要がないからである。
【００２６】
なお、図中の符号２５はミストコレクター、符号２６はオイルスキマー、符号２７はろ過フィルター、符号２８はろ過ポンプである。
【００２７】
図８は他の実施例にかかる洗浄装置を示す平面図である。本例の洗浄装置１’は、支持アーム７を４本に増やして回転機構６・９により９０゜ずつ回転するようにし、洗浄室３を高圧用３ａと低圧用３ｂとの２室に増やして洗浄能力を高めている。エアブロー室４のほか、高圧用洗浄室３ａと低圧用洗浄室３ｂとにもスプロケット１３を装備し、支持アーム７が９０゜回転して定位置に位置決めされるときに環状枠５ａの開口５ｂがスプロケット１３の歯１３ａに噛合されるようにし、また仕切り扉１１の枚数も３枚から４枚に増やし、円周方向に９０゜ずつ等間隔に配置している。その他の構成および作用については上記した洗浄装置１と共通するので、共通する部材については同一の符号を用いて図面に示し、説明を省略する。
【００２８】
さらに、図７（ｃ）に示すように、本例の洗浄装置１”では洗浄室３を高圧用３ａと低圧用３ｂとの２室に増やして洗浄能力を高めるとともに、エアブロー室４を第１エアブロー室４ａと第２エアブロー室４ｂの２室に増やして水切り・乾燥能力も高めることができ、この場合にはワーク着脱用の待機位置２を含めて円周方向に５等分し、支持アーム７を７２゜ずつ間欠回転させる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の洗浄装置には、次のような優れた効果がある。
【００３０】
1) 請求項１記載の装置では、一連の洗浄作業を構成する複数の工程を順にかつ並行して一斉に行うことができ、洗浄作業の効率および能力を極めて向上できて作業時間の大幅な短縮化が図れる。しかも、装置内の洗浄用あるいは水切り用の各部屋の構成を概ね共通化でき、装置全体の構造が簡略化されて、小型化および軽量化を図れ、設置スペースも小さくできる。加えて、各作業室内ではワークが回転しながら洗浄されたり水切りされたりするので、洗浄むらなどがなく効率よく美しく仕上がる。
【００３１】
2) また、請求項１記載の装置では、仕切り扉を作業室の入口および出口の上方あるいは下方へ昇降させて開閉できるので、開閉のための扉の占めるスペースが不要になり、無駄なスペースがなく、小型化が促進され、構造的にも簡単になる。
【００３２】
3) 請求項２記載の装置では、高圧洗浄水と低圧洗浄水とによる２回の洗浄が行われ、水切りされるので、精度の高い洗浄が行われる。
【００３３】
4) 請求項３に記載の装置では、高圧洗浄水と低圧洗浄水とによる２回の洗浄が行われ、さらに２回のエアブローにより水切りされるので、複雑な形状の被洗浄物であっても細部にわたり洗浄され精度の高い洗浄が行われるとともに、細部に洗浄水が残ることなく完全に水切りされ乾燥される。
【００３４】
5) 請求項４記載の装置は、円形テーブル上に載置されたり治具に取り付けられたりした被洗浄物に対して複数の方向から洗浄水が当てられ、しかも治具等とともに被洗浄物は回転しているために、被洗浄物の細部にわたって洗浄水が当たるので、洗浄むらなく確実にかつ完全に洗浄される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる洗浄装置における円形テーブルの回転機構の概要を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例にかかる洗浄装置全体の平面図である。
【図３】本発明の実施例にかかる洗浄装置全体の正面図である。
【図４】本発明の実施例にかかる洗浄装置全体の側面図である。
【図５】本発明の実施例にかかる洗浄装置の円形テーブルの環状噛合部（回転伝達部）とスプロケット（回転部）の噛合部を拡大して示す平面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図７】本発明の洗浄装置の３つの実施例を示すもので、図７（ａ）は２室タイプ、図７（ｂ）は３室タイプ、図７（ｃ）は４室タイプをそれぞれ示す平面概念図である。
【図８】本発明の別の実施例にかかる洗浄装置全体の平面図である。
【符号の説明】
１・１’・１”洗浄装置
１ａハウジング
２ 待機位置
３ 洗浄室
４ エアブロー（水切り）室
５ 円形テーブル
６ 回転軸
７ 支持アーム
８ 支軸
９ モータ
１０ 開口部
１１ 仕切り扉
１２ エアシリンダ
１３ スプロケット（回転部）
１４ 回転支軸

Claims (4)

1. 被洗浄物をバケット等に収容したり取り出したり、あるいは被洗浄物を治具等に着脱したりするための待機位置をハウジングの外側に備え、前記被洗浄物を洗浄する洗浄室と、洗浄された前記被洗浄物をエアブロー等により水切りする水切り室との少なくとも２つの作業室を前記ハウジング内に設けた洗浄装置であって、
   水平面の中心部を回転中心にして前記待機位置と前記各作業室とに円周方向に等間隔に放射状に延びた複数本の支持アームを水平方向に回転可能に備え、かつ該支持アームを一方向に３６０゜／（作業室数＋１）ずつ間欠回転させる回転機構を配設するとともに、前記回転機構を、複数本の前記各支持アームがその中心部に一体回転可能に放射状に配設された回転軸を前記ハウジングの上面を貫通して上方へ突出させ、前記回転軸を前記ハウジング上に配備したモータに接続して間欠的に回転して停止する構成とし、
   前記回転機構の各支持アームの先端部に、噛合部等の回転伝達部を環状に側周面に備えた円形テーブルを回転可能に設け、前記各作業室内に、前記回転伝達部に噛合可能なスプロケットまたは添接接合可能なプーリからなる回転部を、前記各作業室内で位置決めされる前記支持アームの延長線上に配置し、
   前記待機位置と前記各作業室とを水平面内で円周方向に等間隔に画成し、前記待機位置と前記ハウジングおよび同ハウジング内の隣接する前記各作業室との間の各境界に開口部をそれぞれ形成し、前記各開口部に仕切り扉を上下方向に昇降させて前記開口部を開閉自在に設け、前記ハウジングの上面に立設したシリンダ装置により前記各仕切り扉を昇降して前記開口部を開閉させるとともに、各シリンダ装置を相互に連動させ、全ての仕切り扉を一斉に昇降するように構成し、
   洗浄作業中は、前記各回転部を前記支持アームの間欠回転方向と反対方向に回転駆動させて常時一定速度で回転させるとともに、この一定速度で回転する前記各回転部の周速と間欠回転される前記各支持アーム先端部の前記円形テーブルの回転伝達部の移動速度とをほぼ同一の速度に設定して前記各支持アームが定位置で停止することにより前記回転伝達部に前記回転部が噛合または添接接合して前記円形テーブルが一定速度で回転するようにし、
   前記各作業室内における作業時間を一致させるとともに、各作業終了後に前記回転機構による支持アームの回転と停止および前記シリンダ装置による仕切り扉の開閉動作とを相互に連動させるようにしたことを特徴とする洗浄装置。
2. 前記作業室が３室で、高圧洗浄室、低圧洗浄室、エアブロー室からなる請求項１記載の洗浄装置。
3. 前記作業室が４室で、高圧洗浄室、低圧洗浄室、第１エアブロー室、第２エアブロー室からなる請求項１又は２記載の洗浄装置。
4. 前記洗浄室内には、回転する円形テーブル上の前記被洗浄物に対し上方・下方・水平方向などの複数の方向から洗浄水を噴射するための複数の噴射ノズルを設けている請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄装置。

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