JP5817414B2

JP5817414B2 - 止まり穴洗浄装置および止まり穴洗浄方法

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Publication number: JP5817414B2
Application number: JP2011225883A
Authority: JP
Inventors: 洋平柴田; 増田　暁雄; 暁雄増田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-10-13
Filing date: 2011-10-13
Publication date: 2015-11-18
Anticipated expiration: 2031-10-13
Also published as: JP2013085982A

Description

本発明は、洗浄装置に関するものであり、特に、止まり穴の洗浄が可能な洗浄装置に関するものである。

工業製品の中で最も多い止まり穴である雌ネジは、通常、タップを用いて加工される。タップによる雌ネジ加工の場合、ドリルなどによって被加工部材に予め下穴を開けておく必要がある。下穴加工の際には、切削抵抗を緩和するため切削加工油を使用する。このため、披加工部材側の止まり穴の中には切削加工油が残留する。また、下穴加工の後、タップによってネジ加工するが、この時も、切削抵抗緩和のためタップにはグリスが塗られ、結果として、被加工部材である雌ネジ側にグリスが残留する。

ここでは、雌ネジを例に挙げて説明したが、一般的な止まり穴を加工する場合も、切削抵抗を緩和する目的で切削加工油を使用する。そのため、被加工部材側の止まり穴には、必ず切削加工油等が残留するので、加工後に止まり穴を洗浄する必要がある。

従来の止まり穴洗浄装置では、止まり穴の中にノズルを挿入し、止まり穴内部に、直接、洗浄液を注入して洗浄する方法や、止まり穴の外部から、洗浄液を照射して洗浄する手法が採られている。

例えば、特許文献１には、細長い円筒体から成るノズルを袋穴内に挿入し、ノズル先端噴射口から気液混合洗浄液を噴射して袋穴内底面および内周面を洗浄する洗浄装置が記載されている。細長い円筒体から成るノズルの先端部分には、その筒壁に対して周方向に延在する弧形スリットが間隔をおいて複数貫設されている。この弧形スリットは、ノズルの軸線に対し垂直または、斜めに洗浄液を噴射できるように配向されている。そのため、上記ノズル先端面の噴射口を袋穴底面で閉鎖または半閉鎖状態としたときに弧形スリットから気液混合洗浄液を噴射し、袋穴内底面および内周面を洗浄することができる。

特開２０００−７０８７８号公報

しかしながら、これらの手法では、止まり穴に照射した洗浄液を回収して再利用することができないので、洗浄液の使用量が増大するという問題がある。

また、止まり穴に照射した洗浄液が洗浄対象である止まり穴の外に流出するので、止まり穴から取り除いた切削加工油や切削紛等の汚染物（以下、「切削加工油や切削紛等の汚染物」のことを「汚染物」と記す。）が洗浄液とともに、洗浄対象である止まり穴の外に流出する。このため、洗浄対象以外の領域に汚染物が再付着するという問題がある。

本発明は、これらの課題を鑑みてなされたものであり、洗浄液を回収して再利用するとともに、止まり穴以外の領域への汚染物の再付着を防止する止まり穴洗浄装置および止まり穴洗浄方法を提供することを目的とするものである。

本発明の止まり穴洗浄装置は、被洗浄物に形成された止まり穴に洗浄液を供給する供給口と止まり穴から洗浄液を回収する回収口とを備え止まり穴の開口を覆う蓋部材と、洗浄液を循環用タンクから供給口へ供給する供給路と洗浄液を回収口から循環用タンクへ回収する回収路とを備えた循環路と、洗浄液を循環路で循環させる循環用ポンプと、供給口へ供給する洗浄液に微細気泡を生成する気泡生成手段とを備え、蓋部材が備える供給口と回収口とのうち供給口のみが蓋部材から止まり穴の内部の底部へ向かう方向に突き出た筒形状であることを特徴とする止まり穴洗浄装置である。

本発明の止まり穴洗浄方法は、止まり穴に洗浄液を供給する供給口と止まり穴から洗浄液を回収する回収口とを備えた蓋部材で止まり穴の開口を覆う覆い工程と、洗浄液を循環用タンクから供給口へ供給する供給路と洗浄液を回収口から循環用タンクへ回収する回収路とを備えた循環路で洗浄液を循環させる循環工程と、循環用タンクから供給口へ供給する洗浄液に微細気泡を生成する気泡生成工程とを備え、蓋部材が備える供給口と回収口とのうち供給口のみが蓋部材から止まり穴の内部の底部へ向かう方向に突き出た筒形状であることを特徴とする止まり穴洗浄方法である。

本発明の止まり穴洗浄装置によれば、被洗浄物に形成された止まり穴に洗浄液を供給する供給口と止まり穴から洗浄液を回収する回収口とを備え止まり穴の開口を覆う蓋部材と、洗浄液を循環用タンクから供給口へ供給する供給路と洗浄液を回収口から循環用タンクへ回収する回収路とを備えた循環路と、洗浄液を循環路で循環させる循環用ポンプと、供給口へ供給する洗浄液に微細気泡を生成する気泡生成手段とを備え、蓋部材が備える供給口と回収口とのうち供給口のみが蓋部材から止まり穴の内部の底部へ向かう方向に突き出た筒形状であるので、止まり穴内に照射した洗浄液を回収して再利用することができる。これにより、洗浄液の使用量の増大を抑制し、環境負荷を低減することができる。
また、止まり穴内に照射した洗浄液が、洗浄対象である止まり穴以外の領域を流れることがないので、止まり穴から取り除いた汚染物の止まり穴以外の領域への再付着を防止することができる。

本発明の止まり穴洗浄方法によれば、止まり穴に洗浄液を供給する供給口と止まり穴から洗浄液を回収する回収口とを備えた蓋部材で止まり穴の開口を覆う覆い工程と、洗浄液を循環用タンクから供給口へ供給する供給路と洗浄液を回収口から循環用タンクへ回収する回収路とを備えた循環路で洗浄液を循環させる循環工程と、循環用タンクから供給口へ供給する洗浄液に微細気泡を生成する気泡生成工程とを備え、蓋部材が備える供給口と回収口とのうち供給口のみが蓋部材から止まり穴の内部の底部へ向かう方向に突き出た筒形状であるので、止まり穴内に照射した洗浄液を回収して再利用することができる。これにより、洗浄液の使用量の増大を抑制し、環境負荷を低減することができる。
また、止まり穴内に照射した洗浄液が、洗浄対象である止まり穴以外の領域を流れることがないので、止まり穴から取り除いた汚染物の止まり穴以外の領域への再付着を防止することができる。

本発明の実施の形態１における止まり穴洗浄装置の概略側面図である。本発明の実施の形態１における蓋部材と被洗浄物の概略側面図である。本発明の実施の形態２における止まり穴洗浄装置の概略側面図である。本発明の実施の形態３における止まり穴洗浄装置の概略側面図である。本発明の実施の形態３における蓋部材の内部構造を示す模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
実施の形態１．

初めに、図１と図２に従って本発明の実施の形態１の止まり穴洗浄装置の構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態１における止まり穴洗浄装置の全体構成を模式的に示す概略側面図である。本実施の形態１の止まり穴洗浄装置は、被洗浄物に形成された止まり穴に取り付ける蓋部材３、洗浄液９を収容する循環用タンク８、洗浄液９に微細気泡を発生する気泡発生装置６、洗浄液９を循環させる循環用ポンプ１０、循環用タンク８と止まり穴との間で洗浄液９が循環する循環路からなる。蓋部材３は、供給口５と回収口４ａ，４ｂを備える。循環路は、洗浄液９を循環用タンク８から止まり穴へ供給する供給路１１と、洗浄液９を止まり穴から循環用タンク８へ回収する回収路１２，２２とからなる。
以下の説明では、各流路の上流側の端部をアルファベットのａをそれぞれの符号に付した１１ａ，１２ａ，２２ａなどで表し、下流側の端部をアルファベットのｂをそれぞれの符号に付した１１ｂ，１２ｂ，２２ｂなどで表す。
本実施の形態１の止まり穴洗浄装置は、蓋部材３が取り付けられた止まり穴と循環用タンク８との間で洗浄液９が循環し、被洗浄物の止まり穴２以外の部分に洗浄液９が飛散、流出することなく止まり穴内の洗浄が可能な構造となっている。

蓋部材３は、配管の継手として用いられる取り付けフランジのような形状で、所定の長さの円柱状の本体部３ｂと、本体部３ｂの外側に本体部３ｂの径方向に突き出して設けられた鍔状のフランジ部３ａとを有している。蓋部材３は、洗浄対象である止まり穴２の開口を覆って設置される。

蓋部材３の本体部３ｂは、蓋部材３を止まり穴２の開口に設置したときに、止まり穴２外から止まり穴２内に洗浄液９を供給する供給口５と、止まり穴２内に照射されて止まり穴２内を洗浄した洗浄液９を止まり穴２外に出す回収口４ａ，４ｂとを有している。供給口５は、蓋部材３の本体部３ｂの軸方向に垂直な面の中央部に配置される。回収口４ａ，４ｂは、供給口５の位置に対して対称となる位置に配置されている。なお、供給口と回収口の数や配置はこれに限定されるものではなく、供給口と回収口との流路断面積の比に応じて適宜決定すればよい。

図２は、図１の止まり穴洗浄装置のうち破線の円で囲んだ蓋部材部分を浄物対象である止まり穴に設置した状態を模式的に示す概略側面図である。
図２に示すように蓋部材３を被洗浄物１に設置すると、蓋部材３の本体部３ｂの軸方向の一方の端部が止まり穴２の内部に挿入され、蓋部材３のフランジ部３ａが被洗浄物１の表面に突き当たる。止まり穴２の内部に挿入された蓋部材３の本体部３ｂの側面は、止まり穴２の内壁と接する。止まり穴２の内部に挿入された蓋部材３の本体部３ｂの端面は、止まり穴２の底部と所定の間隔Ｈ１を維持して対向する。蓋部材３は、図示しないネジでフランジ部３ａが被洗浄物１に固定される。
本実施の形態１の止まり穴洗浄装置は、径がφ５ｃｍ〜２０ｃｍ程度の止まり穴２の洗浄を想定しているが、特にφ５ｃｍ〜１０ｃｍの止まり穴２の洗浄に適している。本体部３ｂの端面と止まり穴の底部との間隔Ｈ１は、例えば、止まり穴２の径がφ５ｃｍ、蓋部材３の軸方向の厚みが２ｃｍである場合、１ｃｍ〜２０ｃｍ程度が適しており、特に１ｃｍ〜１０ｃｍの範囲が好ましい。
蓋部材３の材質は、耐食性の高い材質が好ましく、特にはステンレスが好ましい。

止まり穴２が雌ネジ形状である場合は、蓋部材３の本体部３ｂの側面のうち止まり穴２の内壁と接する部分の形状を雄ネジ形状とすることで、止まり穴２内部の密閉性を高めることができる。また、蓋部材３のフランジ部３ａが被洗浄物１と接する部分に水密性の高い材質、例えば、ネオプレンなどで形成されたリング状の密着部材７を挿入することで、水密性を向上することができる。なお、蓋部材３の形状はこれに限定されるものではなく、止まり穴２の開口を覆った状態で蓋部材３を被洗浄物１に密着させて固定することができる形状であればよい。

循環用タンク８は、止まり穴２内を洗浄する洗浄液９を保持する。循環用タンク８には、止まり穴２と循環用タンク８との間で洗浄液９が循環する循環路が接続される。循環路は、供給路１１と回収路１２，２２とで構成される。

供給路１１は、循環用タンク８に保持された洗浄液９を止まり穴２内へ供給する配管で、図１に示すように、供給路１１の一方の端部１１ａが循環用タンク８に接続され、他方の端部１１ｂが蓋部材３に設けられた供給口５に接続される。供給路１１の一方の端部１１ａは、循環用タンク８に収容された洗浄水９の液面と循環用タンク８の底面とを避けた位置に接続される。

回収路１２，２２は、止まり穴２内を洗浄した洗浄液９を循環用タンク８に回収する配管で、回収路１２，２２の一方の端部１２ａ，２２ａが蓋部材３に設けられた回収口４ａ，４ｂに接続され、他方の端部１２ｂ，２２ｂが循環用タンク８に接続される。

供給路１１には、循環用タンク８から洗浄液２を取り出して循環路で循環させる循環用ポンプ１０が設けられる。循環用ポンプ１０と供給口５との間には洗浄液９に微細気泡を発生させる気泡発生装置６が設けられる。気泡発生装置６は、例えば、図１に示すように、供給口５に設けても良いし、供給口１１と接続した側の供給路１１の端部１１ｂと循環用ポンプ１０を設けた位置との間の供給路１１上に設けても良い。止まり穴２内に供給する洗浄液９に微細気泡を発生させることができれば、気泡発生装置６の取り付け位置は特に問わない。

気泡発生装置６は、微細気泡を生成・噴射する機能を有し、微細気泡を大量に含有した洗浄液９を止まり穴２内に噴射するものである。本実施の形態１の止まり穴洗浄装置は、微細気泡を含んだ洗浄液９を止まり穴２の中に噴射することにより、止まり穴２の中の汚染物を気泡表面に吸着させて取り除く。
気泡発生装置６は、市販されているいずれのものを使用しても洗浄力を得ることができるが、ベンチュリータイプのインジェクタが洗浄力・簡易性の点で有効である。止まり穴２の深さにもよるが、５ｃｍ程度の深さの止まり穴２の場合、洗浄液９の供給量は４〜１０Ｌ／ｍｉｎの範囲が好ましい。

洗浄液９は、添加剤を含む水である。添加剤の濃度は１０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの範囲が好ましく、本実施の形態１の止まり穴洗浄装置を量産運用する際には、ランニングコストの観点から、１００ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの範囲が、特に好ましい。添加剤は微細気泡同士が水中で合一（２つ以上の気泡が合体して１つの大きな気泡となること）することを防止し、長時間安定化させる機能を有する物質で、特開２００６−２０６８９に開示されている微細気泡発生用界面活性剤が好ましい。

次に実施の形態１の止まり穴洗浄装置を用いて止まり穴２を洗浄する方法について説明する。まず、洗浄対象である止まり穴２の開口を覆うように蓋部材３を設置し、被洗浄物１、循環用タンク８、供給路１１、循環用ポンプ１０、気泡発生装置６、蓋部材３、供給口５、回収口４ａ，４ｂ、回収路１２，２２が洗浄液９の循環が可能な状態にそれぞれ接続されていることを確認する。

その後、循環用ポンプ１０を稼動させると、循環用タンク８に保持されている洗浄液９が取り出されて気泡発生装置６に供給される。気泡発生装置６は、供給された洗浄液９の中に大量の微細気泡を生成して噴射する。大量の微細気泡を含んだ洗浄液９の流体は、蓋部材３の供給口５から洗浄対象である止まり穴２内部に照射される。止まり穴２内部に残留していた汚染物は、止まり穴２内部に照射された洗浄液９の気泡表面に吸着される。

暫くの間、止まり穴２内部に洗浄液９を照射し続けると、止まり穴２の内部は洗浄液９で満たされ、唯一の出口である回収口４ａ，４ｂより止まり穴２の外に洗浄液９が排出される。このとき、止まり穴２内部に残留していた汚染物は、洗浄液９の気泡表面に吸着された状態で止まり穴２内部から除去される。

回収口４ａ，４ｂより排出された汚染物を含む洗浄液９は、回収路１２，２２を通って循環用タンク８に戻る。循環用タンク８に戻った洗浄液９は、再び、止まり穴２内の洗浄に利用される。ただし、止まり穴２内を洗浄して循環用タンク８に回収された洗浄液９には、止まり穴２内に残留していた汚染物が含まれる。そのまま再利用すると止まり穴２に汚染物を供給することになるので、汚染物を取り除いた洗浄液９を再利用したほうがよい。

回収した洗浄液９から汚染物を取り除く方法について説明する。止まり穴２内に残留する汚染物の中で占める割合が大きい油分は、水との比重の関係上、循環用タンク８内では洗浄液９の液面に浮上し、液面付近に油分の層を形成する。また、洗浄液９に含まれる汚染物のうち、水よりも比重が大きい汚染物、例えば、切削粉などは、循環用タンク８の底部に沈殿する。そこで、循環用タンク８に収容された洗浄水９の液面と循環用タンク８の底面とを避けた位置に接続した供給路１１の一方の端部１１ａから洗浄液９を取り出して止まり穴２内へ供給することにより、汚染物の含まれていない洗浄液９で止まり穴２を洗浄することができる。

以上のように本実施の形態１による止まり穴洗浄装置では、循環用タンク８、循環路、および止まり穴２内で洗浄液９を循環させながら止まり穴２内を洗浄することで、止まり穴２内に照射した洗浄液９を被洗浄物１の被洗浄領域以外の領域に流出させることなく、回収して再利用することができる。これにより、ランニングコストと環境負荷を低減することができる。

また、止まり穴２内を洗浄して循環用タンク８に回収された洗浄液９には、止まり穴２内に残留していた汚染物が含まれる。そのため、回収した洗浄液９をそのまま再利用すると止まり穴２に汚染物を供給することになるという問題があった。
これに対して本実施の形態１による止まり穴洗浄装置では、循環用タンク８に保持された洗浄液９の液面付近と循環用タンク８の底部付近とを避けた位置から洗浄液９を取り出して止まり穴２に供給することで、油分や切削粉などの汚染物が含まれていない洗浄液９で止まり穴２内を洗浄することが可能になる。

また、従来の止まり穴洗浄装置では、止まり穴２内に照射した洗浄液９の回収機構がないために、止まり穴２内の汚染物を含んだ洗浄液９が、止まり穴２から流出し、洗浄対象である止まり穴２以外の領域を流れてしまう。このため、洗浄対象以外の領域に汚染物が再付着するという問題があった。特に、被洗浄物１が大きい場合には、止まり穴２から流出した洗浄液９が被洗浄物１の表面全体に及ばず、流出領域が被洗浄物１の表面の一部分に限定されることで、洗浄液９が流れた部分と流れなかった部分とで被洗浄物１の表面に色差が生じる外観上の問題も生じていた。
これに対して本実施の形態１による止まり穴洗浄装置では、循環用タンク８と止まり穴２内とをつなぐ循環路で洗浄液９を循環させるので、止まり穴２内を洗浄した洗浄液９が止まり穴２から流出し、洗浄対象である止まり穴２以外の領域を流れることがない。その結果、止まり穴２から取り除いた汚染物の止まり穴２以外の領域への再付着や、被洗浄物１の表面に色差が生じる外観上の不具合を防止することができる。

また、被洗浄物１への汚染物の再付着や外観上の不具合が問題にならない場合には、被洗浄物１の下にオイルパン等を敷いて洗浄液９を回収・再利用する方法が考えられる。しかし、被洗浄物１の表面や外気に触れているパンの表面を流れた洗浄液９が回収されるので、洗浄液９が外部と容易に熱量を交換し、温度変化し易い。一般的に、洗浄液９は昇温して使用される場合が多いため、このような洗浄装置では加熱昇温用のヒーター容量が大きくなるという問題があった。
これに対して本実施の形態１による止まり穴洗浄装置では、循環用タンク８と止まり穴２内とをつなぐ循環路で洗浄液９を循環させるので、止まり穴２内を洗浄した洗浄液９が止まり穴２から流出し、被洗浄物１の表面や外気に触れているパンの表面を流れて洗浄液９の温度が変化することがない。その結果、洗浄液９を加熱昇温するヒーターの容量の増大を防止することができる。

また、従来の止まり穴洗浄装置では、洗浄液９に油を溶解させることで、止まり穴２内の油を除去していた。このため、洗浄回数が増加するに従って、洗浄液９に含有する油量が大きくなり、含有油量が洗浄液９の飽和溶解度に近づくにつれて、洗浄力が低下するという問題があった。
これに対して本実施の形態１による止まり穴洗浄装置では、洗浄液９として、添加剤を少量含有する水を使用するため、止まり穴２内部に残留している油を洗浄液９に溶解させることなく、分離除去できる。このため、洗浄液９の劣化が少なく、長期間、洗浄液９を交換することなく、洗浄能力を維持することができる。その結果、洗浄液９のランニングコスト低減、洗浄装置のメンテナンス回数削減という効果が得られる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２における止まり穴洗浄装置の構成について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態２における止まり穴洗浄装置の全体構成を模式的に示す概略側面図である。洗浄する際には、図３の止まり穴洗浄装置のうち破線の円で囲んだ蓋部材部分が洗浄対象である止まり穴に設置される。この実施の形態においては、実施の形態１と比較して、循環用タンク８の洗浄液９に含まれる汚染物を除去し、循環用タンク８内の洗浄液９を浄化する機構を備える点が主に異なる。なお、本実施の形態のこれ以外の構成は上述した実施の形態１と同様であるので、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

本実施の形態２の止まり穴洗浄装置は、実施の形態１の構成に加え、洗浄液１７を収容する浄化用タンク１３と、浄化用タンク１３と循環用タンク８とを接続する浄化路１５と、浄化路１５に設けられた浄化用ポンプ１４と、洗浄液１７に微細気泡を発生させる浄化用気泡発生装置１６とを備えている。

浄化用タンク１３は、循環用タンク８に隣接して設けられる。浄化路１５は、浄化用タンク１３と循環用タンク８とを接続する配管で、浄化用タンク１３に保持されている洗浄液１７を循環用タンク８へ供給する供給路である。浄化路１５の一方の端部１５ａは、浄化用タンク１３に収容された洗浄水１７の液面と浄化用タンク１３の底部とを避けた位置に接続される。浄化路１５の他方の端部１５ｂは、循環用タンク８の底部に接続される。浄化路１５に設けられた浄化用ポンプ１４は、浄化用タンク１３から洗浄液１７を取り出して循環用タンク８へ供給する。浄化用タンク１３から循環用タンク８に洗浄液１７が供給されると、循環用タンク８内の洗浄液９が増加し、循環用タンク８の上部から洗浄液９が溢れる。そのため、浄化用タンク１３は、循環用タンク８から溢れた洗浄液９が循環用タンク８に隣接して設けられた浄化用タンク１３に回収されるように構成されている。

浄化用ポンプ１４と浄化路１５の他方の端部１５ｂとの間には洗浄液１７に微細気泡を発生させる浄化用気泡発生装置１６が設けられる。実施の形態２の止まり穴洗浄装置では、浄化路１５の端部１５ｂと浄化用ポンプ１４との間の浄化路１５に浄化用気泡発生装置１６を設けても良いし、図３に示すように、浄化路１５の端部１５ｂに設けた浄化用気泡発生装置１６を循環用タンク８の底部に設置するように構成しても良い。浄化用気泡発生装置１６は、市販されているいずれのものを使用しても洗浄力を得ることができるが、ベンチュリータイプのインジェクタが洗浄力・簡易性の点で有効である。

次に本実施の形態２の止まり穴洗浄装置において、循環用タンク８に収容される洗浄液９を浄化する方法について説明する。

止まり穴２を洗浄すると、止まり穴２を洗浄したときに止まり穴２から取り除いた汚染物が、洗浄液９とともに循環用タンク８に回収される。回収された汚染物のうち、切削粉などは循環用タンク８の底部に沈殿し、油分などは循環用タンク８の液面付近に滞留する。沈殿物や滞留物が多くなると、供給路１１の端部１１ａを循環用タンク８に接続した位置まで汚染物が達し、止まり穴２を洗浄する際に、洗浄対象である止まり穴２に汚染物を供給してしまう可能性が高くなる。このため、汚染物を除去して循環用タンク８内に収容される洗浄液９を浄化することが望ましい。本実施の形態２の止まり穴洗浄装置では、汚染物を含む洗浄液９を循環用タンク８からオーバーフローさせて浄化用タンク１３で回収し、汚染物を除去した洗浄液１７を循環用タンク８に戻すことで、止まり穴２内を洗浄する洗浄液９を浄化する。以下、具体的に説明する。

まず、浄化用ポンプ１４を駆動すると、浄化用タンク１３に保持されている洗浄液１７が浄化路１５の一方の端部１５ａから取り出される。浄化用ポンプ１４で取り出された洗浄液１７は、浄化用気泡発生装置１６に供給される。浄化用気泡発生装置１６は、供給された洗浄液１７に大量の微細気泡を生成する。微細気泡を含有した洗浄液１７は、浄化路１５の端部１５ｂから循環用タンク８の底部へ噴射される。

循環用タンク８の底部に微細気泡を大量に含有した洗浄液１７を照射すると、循環用タンク８の底部に沈殿している汚染物が気泡表面に吸着される。汚染物を表面に吸着した気泡は、自身の浮力により洗浄液１７の液面に浮上する。気泡は液面にて破泡し、液面に汚染物のみが残される。

一方、浄化用ポンプ１４が駆動している間、微細気泡を大量に含有した洗浄液１７の循環用タンク８の底部への供給は続く。そのため、循環用タンク８内の洗浄液９の量は時間とともに増加する。循環用タンク８内の洗浄液９の量が循環用タンク８の容量を超えると、洗浄液９は循環用タンク８の上部より溢れる。溢れた洗浄液９は、隣接して設けられた浄化用タンク１３に回収される。

このとき、微細気泡により循環用タンク８の液面に浮上した汚染物は、循環用タンク８内で再び沈殿する前に、洗浄液９とともに循環用タンク８の上部より溢れて浄化用タンク１３に移動する。また、微細気泡で浮上させた汚染物だけでなく、止まり穴２から取り除かれて循環用タンク８の洗浄液９の液面に浮上滞留していた油分も、循環用タンク８の液面の洗浄液９を溢れさせることで浄化用タンク１３に移動する。

浄化用タンク１３に移動した汚染物のうち、水よりも比重が大きい汚染物、例えば、切削粉などは、暫くすると、自身の比重により沈殿し始める。油分は、水との比重の関係上、浄化用タンク１３内の洗浄液１７の液面に留まる。

浄化路１５の一方の端部１５ａは、浄化用タンク１３に収容された洗浄水１７のダーティー層である液面と沈殿層である浄化用タンク１３の底部とを避けた位置に接続されている。よって、油分が滞留している液面付近と切削粉などが沈殿している浄化用タンク１３の底部付近を避けた位置から洗浄液１７を取り出すことができる。油分や切削粉などの汚染物は浄化用タンク１３内に残り、油分や切削粉などの汚染物が含まれていない洗浄液１７が浄化路１５の他方の端部１５ｂから循環用タンク８へ供給される。

以上のように本実施の形態２による止まり穴洗浄装置では、循環用タンク８内の洗浄液９に含まれる汚染物が浄化用タンク１３内に送られるので、循環用タンク８の洗浄液９をクリーンに保つことができる。その結果、汚染物の含まれていない洗浄液９で止まり穴２を洗浄することができる。

循環用タンク８内の洗浄液９を浄化する工程（浄化工程）は、洗浄液９中に含有される汚染物を再度止まり穴２内に照射しないようにすることが可能であれば、止まり穴２を洗浄する工程（洗浄工程）と同時に実施してもよいし、別々に実施しても良い。
洗浄液９の浄化の観点からは、止まり穴２の洗浄と循環用タンク８内の洗浄液９の浄化は同時に行うことが好ましい。ただし、洗浄の頻度が少ない場合や、被洗浄物に付着している汚染物が少ない場合などは、循環用タンク８内の洗浄液９の汚染速度が遅いため、洗浄工程と浄化工程とを別々に行っても差し支えない。また、洗浄工程を繰り返し実施し、洗浄液９の汚染が一定レベルを超えた時点で浄化工程を実施してもよい。これにより、不要な浄化処理を行う必要がなく、洗浄液９の浄化に要するコストを低減することができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３における止まり穴洗浄装置の構成について、図４と図５を用いて説明する。図４は、本発明の実施の形態３における止まり穴洗浄装置の全体構成を模式的に示す概略側面図である。図５は、図４の蓋部材の内部構造を示す模式図である。この実施の形態においては、実施の形態１および２と比較して蓋部材、供給口、および回収口の構造が異なる。なお、実施の形態１および２と同一または相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。

本実施の形態３の止まり穴洗浄装置は、実施の形態１および２の蓋部材３、供給口１１、および回収口１２，２２の代わりに、所定の長さの筒形状の洗浄液回収配管３４と、洗浄液回収配管３４の内部に設けられた筒形状の洗浄液供給配管３５と、洗浄液回収配管３４の外側に洗浄液回収配管３４の径方向に突き出して設けられた鍔状のフランジ部３４ｃとを有している。

本実施の形態３の止まり穴洗浄装置では、図４に示すように、洗浄液回収配管３４が蓋部材を兼ねており、洗浄対象である止まり穴２の開口を覆って設置される。洗浄液回収配管３４は、洗浄液供給配管３５より大口径の筒形状で、蓋部材を形成するとともに、止まり穴２の開口に設置したときに、止まり穴２内に照射されて止まり穴２内を洗浄した洗浄液９を止まり穴２外に出す回収口を形成する。

洗浄液供給配管３５は、図５に示すように、洗浄液供給配管支持体３６により洗浄液回収配管３４内部に支持固定されている。洗浄液供給配管３５は、洗浄液回収配管３４を止まり穴２の開口に設置したときに、止まり穴２外から止まり穴２内に洗浄液９を供給する供給口を形成し、蓋部材を兼ねた洗浄液回収配管３４から止まり穴２の内部の底部へ向かう方向に突き出た構造となっている。

供給口を形成する洗浄液供給配管３５は、回収口を形成する洗浄液供給配管３５の流路断面の中心と洗浄液回収配管３４の流路断面の中心とが重なるように設置されるのが好ましい。言い換えると、洗浄液供給配管３５と洗浄液回収配管３４は、中心軸を一致させて設置されるのが好ましい。
このように構成することで、蓋部材を兼ねた洗浄液回収配管３４の軸方向に垂直な断面積の内、洗浄液供給配管３５が占める部分を除いた全領域を洗浄液９の回収を行う回収口として使用できるので、洗浄液９を回収する際の圧力損失を低減することが可能となる。また、蓋部材の小型・簡略化が図れる。

洗浄液供給配管３５の端部３５ｂの先端は、止まり穴２底部に近すぎると、洗浄液供給配管３５の端部３５ｂの先端と止まり穴２底部との間における洗浄液９の流路断面積が小さくなり、圧力損失が大きくなり好ましくない。しかし、洗浄液供給配管３５の端部３５ｂの先端が止まり穴２底部から離れすぎると、微細気泡を含む洗浄液９を止まり穴２底部に効率的に作用させることができず、洗浄力が低下する。

このため、洗浄液供給配管３５の端部３５ｂの先端と止まり穴２底部との距離Ｈ２は、圧力損失が大きすぎず、洗浄液９を止まり穴２底部に効率的に作用させることが可能な範囲に設定する必要がある。
例えば、止まり穴２の径がφ５〜１０ｃｍ、洗浄液９の流量が７Ｌ／ｍｉｎの場合、洗浄液供給配管３５の端部３５ｂの先端と止まり穴２の底部との距離Ｈ２は、３０〜２００ｍｍの範囲が好ましく、特には５０〜１００ｍｍの範囲が好ましい。

洗浄液回収配管３４の一方の端部３４ａの外周部には、洗浄液回収配管の３４の径方向に突き出した鍔状のフランジ部３４ｃが形成されている。洗浄液回収配管の３４は、洗浄対象である止まり穴２の上部に止まり穴２の開口を覆って設置され、図示しないネジでフランジ部３４ｃが被洗浄物１に固定される。

供給口を形成する洗浄液供給配管３５の端部３５ａは、供給路１１の端部１１ｂと接続される。供給路１１は、止まり穴２内を洗浄する洗浄液９を循環用タンク８から取り出して止まり穴２内へ供給する配管である。供給路１１に設けられた循環用ポンプ１０と洗浄液供給配管３５との間には、循環用タンク８から供給される洗浄液９に微細気泡を発生・生成する気泡発生装置６が設置される。
蓋部材を兼ねた洗浄液回収配管３４の外部に気泡発生装置６を設置することで、蓋部材を小型・簡略化することができ、装置の製造コストを低減することができる。

回収口を形成する洗浄液回収配管３４の端部３４ｂは、回収路３２の端部３２ａと接続される。回収路３２は、止まり穴２内を洗浄した洗浄液９を循環用タンク８に回収する配管である。

次に実施の形態３の止まり穴洗浄装置を用いて止まり穴２を洗浄する方法について説明する。まず、洗浄対象である止まり穴２の開口を覆うように蓋部材を兼ねた洗浄液回収配管３４を設置し、被洗浄物１、循環用タンク８、供給路１１、循環用ポンプ１０、気泡発生装置６、洗浄液供給配管３５、洗浄液回収配管３４、回収路３２が洗浄液９の循環が可能な状態にそれぞれ接続されていることを確認する。

その後、循環用ポンプ１０を稼動させると、循環用タンク８に保持されている洗浄液９が気泡発生装置６に供給される。気泡発生装置６は、洗浄液９の中に大量の微細気泡を生成して噴射する。大量の微細気泡を含んだ洗浄液９の流体は、洗浄液供給配管３５を通って洗浄対象である止まり穴２内部に照射される。

このとき、洗浄液供給配管の端部３５ｂが止まり穴２の内部を止まり穴２の底部に向かって延びていることから、微細気泡を含む洗浄液９は止まり穴２底部に噴射される。止まり穴２底部に残留していた汚染物は、止まり穴２内部に照射された洗浄液９の気泡表面に吸着される。暫くの間、止まり穴２内部に洗浄液９を照射し続けると、止まり穴２底部に供給された微細気泡を含む洗浄液９は、洗浄液供給配管３５の外壁と止まり穴２の側面との隙間を通り、洗浄液回収配管３４より止まり穴２の外に排出される。止まり穴２側面に残留していた汚染物は、浄液供給配管３５の外壁と止まり穴２の側面との隙間を通る洗浄液９の気泡表面に吸着される。つまり、止まり穴２底部と側面に残留していた汚染物は、洗浄液９の気泡表面に吸着された状態で止まり穴２内部から除去される。

洗浄液回収配管３４より排出された汚染物を含む洗浄液９は、回収路３２を通って循環用タンク８に戻る。循環用タンク８に戻った洗浄液９は、再び、止まり穴２内の洗浄に利用される。

本実施の形態３による止まり穴洗浄装置では、このように構成することで、被洗浄物に設けられた止まり穴２底部に微細気泡を含む洗浄液９を効率的に作用させることができ、短時間で高い洗浄力を得ることができる。

また、このように構成することで、止まり穴２の側面が洗浄液９に効率的に曝されるので、止まり穴の底部だけでなく側面に対しても高い洗浄能力を得ることができる。

また、蓋部材を兼ねた洗浄液回収配管３４の軸方向の断面積の内、洗浄液供給配管３５が占める部分を除く全領域が、洗浄液９を回収する回収口として使用できるため、循環用タンク８へ洗浄液９を回収する際の圧力損失を低減することが可能となる。これにより、洗浄能力を確保するために必要な洗浄液循環流量をより小さな容量のポンプで得ることができる。

１被洗浄物、２止まり穴、３蓋部材、４回収口、４ａ回収口、４ｂ回収口、５供給口、６気泡発生手段、７密着部材、８循環用タンク、９洗浄液、１０循環用ポンプ、１１供給路、１２回収路、１３浄化用タンク、１４浄化用ポンプ、１５浄化路、１６浄化用気泡発生手段、１７洗浄液、２２回収路、３２回収路、３４洗浄液回収配管、３５洗浄液供給配管、３６洗浄液供給配管支持体。

Claims

被洗浄物に形成された止まり穴に洗浄液を供給する供給口と前記止まり穴から前記洗浄液を回収する回収口とを備え前記止まり穴の開口を覆う蓋部材と、
前記洗浄液を循環用タンクから前記供給口へ供給する供給路と前記洗浄液を前記回収口から前記循環用タンクへ回収する回収路とを備えた循環路と、
前記洗浄液を前記循環路で循環させる循環用ポンプと、
前記供給口へ供給する前記洗浄液に微細気泡を生成する気泡生成手段とを備え、
前記蓋部材が備える前記供給口と前記回収口とのうち前記供給口のみが前記蓋部材から前記止まり穴の内部の底部へ向かう方向に突き出た筒形状であることを特徴とする止まり穴洗浄装置。
回収口は、供給口と中心軸を一致させた筒形状で前記供給口より大口径であることを特徴とする請求項１に記載の止まり穴洗浄装置。
被洗浄物に形成された止まり穴に洗浄液を供給する供給口と前記止まり穴から前記洗浄液を回収する回収口とを備え前記止まり穴の開口を覆う蓋部材と、
前記洗浄液を循環用タンクから前記供給口へ供給する供給路と前記洗浄液を前記回収口から前記循環用タンクへ回収する回収路とを備えた循環路と、
前記洗浄液を前記循環路で循環させる循環用ポンプと、
前記供給口へ供給する前記洗浄液に微細気泡を生成する気泡生成手段とを備え、
前記供給路の一方の端部は、前記洗浄液の液面と底面とを除く位置で前記循環用タンクに接続されることを特徴とする止まり穴洗浄装置。
洗浄液は、添加剤を含む水であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の止まり穴洗浄装置。
循環用タンクの上部から溢れた洗浄液を回収する浄化用タンクと、
前記洗浄液を前記浄化用タンクから前記循環用タンクへ浄化用ポンプで供給する浄化路と、
前記浄化用タンクから前記循環用タンクに供給する前記洗浄液に微細気泡を生成する浄化用気泡生成手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の止まり穴洗浄装置。
浄化用気泡生成手段は、循環用タンクの底部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の止まり穴洗浄装置。
被洗浄物に形成された止まり穴洗浄方法であって、
前記止まり穴に洗浄液を供給する供給口と前記止まり穴から前記洗浄液を回収する回収口とを備えた蓋部材で前記止まり穴の開口を覆う覆い工程と、
前記洗浄液を循環用タンクから前記供給口へ供給する供給路と前記洗浄液を前記回収口から前記循環用タンクへ回収する回収路とを備えた循環路で前記洗浄液を循環させる循環工程と、
前記循環用タンクから前記供給口へ供給する前記洗浄液に微細気泡を生成する気泡生成工程とを備え、
前記蓋部材が備える前記供給口と前記回収口とのうち前記供給口のみが前記蓋部材から前記止まり穴の内部の底部へ向かう方向に突き出た筒形状であることを特徴とする止まり穴洗浄方法。