JP5929129B2

JP5929129B2 - 円筒形被洗浄物の洗浄装置

Info

Publication number: JP5929129B2
Application number: JP2011261610A
Authority: JP
Inventors: 大之小林; 圭記菅野; 茂雄西澤
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Aisin Corp
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2031-11-30
Also published as: JP2013111548A

Description

本発明は、円筒形被洗浄物の洗浄装置に関するものである。

円筒形被洗浄物と、円筒形被洗浄物を支持する支持部材と、支持された円筒形被洗浄物の表面に向けて高圧水を噴射する噴射手段と、円筒形被洗浄物と支持部材を噴射手段に対して相対的に回転させる回転手段とを備えた円筒形被洗浄物の洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−２６７３０４号公報

しかしながら特許文献１の円筒形被洗浄物の洗浄装置では、スプレー等の噴射手段で洗浄するため、洗浄液が噴射口から直進方向に噴射される領域に対して、洗浄液が広角に噴射される領域では洗浄力が弱くなる。また、被洗浄面に溝などがある場合、溝内部まで均一に洗浄するのが難しい。そして、被洗浄面にまんべんなく高圧水を噴射させるためには、噴射手段と被洗浄面を相対回転させる機構が必要となる。さらに、洗浄液を広角に噴射させるためには、噴射口と被洗浄面の距離を離す必要があり、洗浄装置が大型化する。

本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、簡素かつコンパクトな構成で、被洗浄面に対して、均一で高い洗浄度が確保できる洗浄装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の課題解決手段は、外周に被洗浄面を持つ円筒形被洗浄物が鉛直上方側に設けられた開口部から挿入される洗浄槽と、前記洗浄槽の内周壁に設けられる洗浄液の吐出口と、前記洗浄槽から洗浄液を排出する排出口と、を備え、前記吐出口は、前記洗浄槽の内部で洗浄液を旋回流させる吐出角度で洗浄液を吐出する洗浄装置において、前記洗浄槽は、前記内周壁の上方で前記円筒形被洗浄物と前記内周壁とのクリアランスを狭める環状の縮径部を有し、前記環状の縮径部は、前記内周壁から前記洗浄槽の中心方向に立設した洗浄液噴出防止壁である、洗浄装置を提供する。
本発明の第２の課題解決手段は、前記洗浄液噴出防止壁は、前記内周壁に設けられた洗浄液の前記吐出口よりも前記内周壁の中心方向内側に突設している、洗浄装置である。

本発明の第３の課題解決手段は、前記吐出口は、前記円筒形被洗浄物の被洗浄面の接線方向に洗浄液を吐出する吐出角度で設けられる、洗浄装置である。

本発明の第４の課題解決手段は、前記内周壁は、洗浄液の旋回流が下方に向かうように下方側に向けて拡径するテーパーが設けられる、洗浄装置である。

本発明の第５の課題解決手段は、前記洗浄槽は、前記洗浄槽の底部および前記内周壁に複数の洗浄液の排出口を有する構成である。

本発明の洗浄装置は、被洗浄面に沿って旋回流させることにより、被洗浄面に対して旋回流を均一に当てて洗浄することができる。また、被洗浄面に溝などがある場合、溝の内部まで洗浄できる。そして、吐出口と被洗浄面を相対回転させる機構も必要なくなる。また、吐出口と被洗浄面の距離を離す必要がなく、洗浄装置を簡素かつコンパクト化できる。さらに、洗浄槽が、内周壁の上方に、円筒形被洗浄物と内周壁とのクリアランスを狭めるように、内周壁から洗浄槽の中心方向に立設した洗浄液噴出防止壁（環状の縮径部）を有しているため、洗浄液が洗浄槽の外部へ飛散することを抑制できる。

また、吐出口は、円筒形被洗浄物の被洗浄面の接線方向に洗浄液を吐出する吐出角度で設けることで、被洗浄面に剪断力が作用して被洗浄面の汚れを落とすことができる。

また、内周壁は、洗浄液の旋回流が下方に向かうように下方側に向けて拡径するテーパーが設けられることで、洗浄液を下方へ送り洗浄液が滞ることを抑制し、被洗浄面の均一な洗浄度を確保できる。

また、洗浄槽は、洗浄槽の底部および前記内周壁に複数の洗浄液の排出口を有することで、洗浄液が滞ることを抑制し、被洗浄面の均一な洗浄度を確保できる。

本発明の実施形態に係る円筒形被洗浄物の洗浄装置の説明図。本発明の実施形態に係るピストン及び円筒形被洗浄物の洗浄装置の断面図。本発明の実施形態に係るピストン及び円筒形被洗浄物の洗浄装置の説明図。

以下に本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る洗浄装置１の説明図である。本実施形態の洗浄装置１はピストンＷ（図２参照）を洗浄するものである。洗浄装置１は、洗浄装置本体２と、洗浄装置本体２の内側に形成される洗浄槽３と、洗浄槽３の内周壁４と、内周壁４に８個設けられる吐出口５と、吐出口５に連通する８個の吐出経路６と、内周壁４に８個設けられる第１の排出口７と、第１の排出口７に連通する第１の排出経路８と、洗浄槽３の上方で内側に突設されピストンＷとのクリアランスが１．０〜１．５ｍｍとなる洗浄液噴出防止壁９（縮径部）と、洗浄液噴出防止壁９上端部にピストンＷを出し入れする開口部１０と、を備える。内周壁４は、下方に向かって広がるよう５°〜１０°のテーパーが設けられている。また、吐出口５は、０°より大きく２５°以下で洗浄槽３中心よりオフセットされた方向（ピストンリング溝Ｗ１、Ｗ２及びＷ３凹部の接線方向）に向かって洗浄槽３に開口している。そして、吐出口５は、直径３〜５ｍｍの大きさである。さらに、洗浄装置本体２はボルト孔１１を有し、台座１２（図２参照）に図示しないボルトで締結される。

図２は、本発明の実施形態に係るピストンＷ及び洗浄装置１の断面図である。ピストンＷを洗浄槽３に挿入すると、ピストンＷの頂部の外周面にある頂部よりスカート部にかけて形成された３個のピストンリング溝Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を含む側周面Ｗｆが洗浄液に浸される状態となる。また、台座１２は、第２の排出口１４と、第２の排出口１４に連通する第２の排出経路１５とを備える。なお、吐出経路６は、台座１２の吐出通路１３に連通しており、第１の排出経路８は、外部に連通している。

図３は、本発明の実施形態に係るピストンＷ及び洗浄装置１の説明図である。吐出経路６を経由して吐出口５から吐出された洗浄液は、ピストンリング溝Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を含む側周面Ｗｆを洗浄し、洗浄槽３内を通って、内周壁４に設けられる第１の排出口７を経由して第１の排出経路８と、台座１２に設けられる第２の排出口１４を経由して第２の排出経路１５とから排出される。

以下、本発明の実施形態の主な構成要素について説明する。洗浄槽３は、枠形状の洗浄装置本体２の内周壁４に囲まれた空間のことであり、洗浄したいピストンＷの先端側のみが挿入される。洗浄槽３の主な構成としては、洗浄槽３の壁部となる洗浄装置本体２の内周壁４と、洗浄槽３の底部となる台座１２とを備えている。洗浄装置本体２と台座１２は、洗浄装置本体２の下方側と台座１２の表面が接触した状態でボルトにより締結されている。

洗浄装置本体２は、鉛直上方側に、被洗浄物のピストンＷを出し入れする開口部１０を備えている。また、洗浄装置本体２の下方側で、洗浄槽３の底部となる台座１２に取り付けられている。また、洗浄装置本体２の内側に、円周状の内周壁４を備えている。

この開口部１０には、内周壁４の上方側でピストンＷと内周壁４との隙間を狭めるように環状の洗浄液噴出防止壁９を備えている。

洗浄液噴出防止壁９は、洗浄槽３内の洗浄液が開口部１０から洗浄液が漏れ出すことを防止する。また、上方側に僅かな隙間を設けておくことにより、ここから空気が取り込まれて洗浄槽３中の洗浄液に気泡が含まれやすくなることから、気泡水による洗浄効果も得られる。さらに、洗浄液噴出防止壁９は、図２に示されるように、洗浄装置本体２の上方側の一端から洗浄槽３の中心方向に立設した環状の壁（洗浄液噴出防止壁）とすることが好ましい。この場合、洗浄液が壁の付近まで洗浄液が供給されやすいため、上方に向かって徐々に縮径されるよりも洗浄面積を広く取ることができる。

洗浄装置本体２の内周壁４には、洗浄液を吐出する吐出口５と、洗浄液を排出する第１の排出口７を備えている。

吐出口５は、洗浄液を被洗浄物に対して均一に当てやすくするために、内周壁４に均等間隔で複数設けられている。吐出口５は、吐出される洗浄液の吐出角度（吐出される洗浄液の吐出方向）が、洗浄槽３の中心方向に対してピストンＷ外周の接線方向、すなわち内周壁４の接線方向に、傾斜していることが好ましい。この場合、洗浄槽３内部で洗浄液の旋回流が起きやすくなるため、円筒状の側周面Ｗｆに対して洗浄液を均一に当てることができる。また、洗浄槽３中の洗浄液の流れに方向性ができることから、洗浄槽３中の洗浄液を効率的に入れ替わりやすくなり、常に、きれいな洗浄液で洗浄ができるようになる。

第１の排出口７は、内周壁面４に均等間隔で複数設けられている。内周壁面４に第１の排出口７を設けることにより、側周面Ｗｆに接触した洗浄液を効率的に排出できる。特に、洗浄槽３内で旋回流をしている場合、洗浄液に遠心力が作用し、内周壁４にある第１の排出口７から洗浄液が排出されやすくなり、洗浄槽３中の洗浄液を効率的に入れ替わりやすくなり、常に、きれいな洗浄液で洗浄ができるようになる。

洗浄槽３底部の台座１２は、吐出口５から吐出された洗浄液を、洗浄槽３内に一時的に溜める役割をもつと共に、洗浄槽３内の洗浄液を排出する第２の排出口１４を備えている。

第２の排出口１４は、洗浄液の吐出口５よりも下方にある洗浄槽３底部の台座１２に設けられているため、洗浄槽３中の洗浄液を下方側に向かうようにできる。そのため、洗浄槽３中の洗浄液の流れに方向性ができることから、洗浄槽３中の洗浄液が効率的に入れ替わりやすくなり、常に、きれいな洗浄液で洗浄ができるようになる。この第２の排出口１４は、台座１２に均等間隔で複数設けられると好ましい。この場合、洗浄槽３中において、洗浄液の局所的な滞留を抑制できる。

本発明の実施形態の動作について説明する。洗浄液は、台座１２側から吐出経路６を経由して、オフセットして設けられた吐出口５から、ピストンＷの頂部の外周面にある頂部よりスカート部にかけて形成された３個のピストンリング溝Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を含む側周面Ｗｆに向けて吐出される。吐出された洗浄液は、吐出口５が洗浄槽３中心よりオフセットされた方向（ピストンリング溝Ｗ１、Ｗ２及びＷ３凹部の接線方向）に向かって洗浄槽３に開口するため、旋回流を生じてピストンリング溝Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を含む側周面Ｗｆを洗浄する。また、洗浄液は、テーパーを設けられた内周壁４で洗浄液を円周方向だけでなく下方へ向かうよう液流れを形成する。そして、円周方向及び下方に流れる洗浄液は、第１の排出口７を経由して第１の排出経路８と、台座１２に設けられる第２の排出口１４を経由して第２の排出経路１５とから排出される。

本発明の実施形態の効果について説明する。本発明の洗浄装置１は、ピストンＷの頂部の外周面にある頂部よりスカート部にかけて形成された３個のピストンリング溝Ｗ１、Ｗ２及びＷ３を含む側周面Ｗｆに沿って旋回流させることにより、側周面Ｗｆに対して旋回流を均一に当てて洗浄することができる。また、３個のピストンリング溝Ｗ１、Ｗ２及びＷ３の内部まで洗浄できる。そして、吐出口５と側周面Ｗｆを相対回転させる機構も必要なくなる。さらに、吐出口５と側周面Ｗｆの距離を離す必要がなく、洗浄装置１を簡素かつコンパクト化できる。

また、吐出口５は、ピストンＷの側周面Ｗｆの接線方向に洗浄液を吐出する吐出角度で設けることで、側周面Ｗｆに剪断力が作用して側周面Ｗｆの汚れを落とすことができる。

また、内周壁４は、洗浄液の旋回流が下方に向かうように下方側に向けて拡径するテーパーが設けられることで、洗浄液を下方へ送り洗浄液が滞ることを抑制し、側周面Ｗｆの均一な洗浄度を確保できる。

また、洗浄槽３は、内周壁４の上方に狭める環状の洗浄液噴出防止壁９を備え、ピストンＷと内周壁４とのクリアランスを小さくすることで、洗浄液が洗浄槽３の外部へ飛散することを抑制できる。

また、内周壁４は、第１の排出口７を有することで、洗浄液が滞ることを抑制し、側周面Ｗｆの均一な洗浄度を確保できる。

また、台座１２は、第２の排出口１４を有することで、下方から洗浄液を排出でき、洗浄液が滞ることを抑制し、側周面Ｗｆの均一な洗浄度を確保できる。

また、洗浄装置１は、ピストンＷの所望の側周面Ｗｆのみを洗浄し、洗浄液噴出防止壁９により洗浄液の飛散を防止できるため、ピストンＷをマスキングする必要がない。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下に示す態様に変更しても良い。

・本実施形態ではピストンＷを洗浄しているが、被洗浄物が円筒形であれば適用できる。

・本実施形態では洗浄吐出経路６と、吐出口５と、第１の排出口７と、が８個ずつ設けられているが、これらの数は、被洗浄物の大きさによっても変化する値であり、均一な洗浄度が確保できれば数は限定しない。

・本実施形態ではピストンＷと洗浄液噴出防止壁９とのクリアランスを１．０〜１．５ｍｍとしているが、クリアランスの大きさは、被洗浄物の大きさによっても変化する値であり、洗浄液が洗浄槽３の外部へ噴出しない程度であれば数値は限定しない。

・本実施形態では内周壁４のテーパー角度は、５〜１０°としているが、テーパー角度は、被洗浄物の大きさによっても変化する値であり、洗浄液を下方へ送り洗浄液が滞ることを抑制できる程度であれば数値は限定しない。

・本実施形態では吐出口５は、直径３〜５ｍｍとしているが、吐出口５の大きさは、被洗浄物の大きさによって変化する値であり、均一な洗浄度が確保できれば大きさは限定しない。

・本実施形態では洗浄液噴出防止壁９を有するが、内周壁４のテーパー角度をつけることにより、内周壁４の上方で被洗浄物と内周壁４とのクリアランスを小さくすることで洗浄液が飛散することを抑制しても良い。

１：洗浄装置
３：洗浄槽
４：内周壁
５：吐出口
７：第１の排出口（排出口）
９：洗浄液噴出防止壁（縮径部）
１４：第２の排出口（排出口）

Claims

外周に被洗浄面を持つ円筒形被洗浄物が鉛直上方側に設けられた開口部から挿入される洗浄槽と、
前記洗浄槽の内周壁に設けられる洗浄液の吐出口と、
前記洗浄槽から洗浄液を排出する排出口と、を備え、
前記吐出口が、前記洗浄槽の内部で洗浄液を旋回流させる吐出角度で洗浄液を吐出する洗浄装置において、
前記洗浄槽は、前記内周壁の上方で前記円筒形被洗浄物と前記内周壁とのクリアランスを狭める環状の縮径部を有し、
前記環状の縮径部は、前記内周壁から前記洗浄槽の中心方向に立設した洗浄液噴出防止壁である、ことを特徴とする洗浄装置。
前記洗浄液噴出防止壁は、前記内周壁に設けられた洗浄液の前記吐出口よりも前記内周壁の中心方向内側に突設している、ことを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
前記吐出口は、前記円筒形被洗浄物の被洗浄面の接線方向に洗浄液を吐出する吐出角度で設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄装置。
前記内周壁は、洗浄液の旋回流が下方に向かうように下方側に向けて拡径するテーパーが設けられることを特徴とする請求項１乃至３のいづれか１項に記載の洗浄装置。
前記洗浄槽は、前記洗浄槽の底部および前記内周壁に複数の排出口を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の円筒形被洗浄物の洗浄装置。