JP6293711B2 - 洗浄機 - Google Patents

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Description

本発明は、ワークの洗浄機に関し、自動化の担い手であるロボットとの相性が良い、加工機械(自動化システム)で製造された、小物ワークに最適な、小物ワーク洗浄機に関する。
この種のワークの洗浄機に関し、本出願人が提案し、特許を取得した特許第5497607号公報がある(特許文献1)。この特許発明は、市場で脚光を博しているが、その概要は、吸引トルネードシステムであり、小物ワーク洗浄機として最適である。そして、洗浄室の小型化と省スペースでの洗浄を可能としたことと、洗浄室のメンテナンスの容易化、並びに経済性の向上を達成できることとが特徴である。
本願発明は、自動化システムに最適で、かつ特許文献1をさらに改良し、使い勝手が良く、作業の自動化を意図した、優れた小物ワーク洗浄機を提案する。
続いて、小物ワーク洗浄機において、一部の構造で関連性が考えられる先行文献を挙げる。
特許文献2の特表2009−508678号公報に記載の洗浄室(キャビネット)は、固定側洗浄室(容器)と可動側洗浄室(蓋)とで構成されており、洗浄室が開閉することを特徴とし、また、洗浄室に、水平方向にスイングするノズルシステム(マニホールドシステム)を設けた構造が開示されている。しかし、文献(2)は、本願発明の如く、可動側洗浄室の枢着位置が、固定側洗浄室の開口空間より、後方になる構造とし、可動側洗浄室の可動時に、開口空間の上方の全方向は、空間領域となる構造でなく、自動化システムには適合しない。
また、特許文献3の実開昭55−95883号公報に記載された洗浄ノズルを、ターンテーブル容器の上下で、かつそのノズルを、中心に向かって、長短位置に設けた構造が開示されている。しかし、特許文献3は、本願発明の如く、複数(基)のノズルは、固定側洗浄室と可動側洗浄室とでなる洗浄室に設けた構造とか、洗浄室をスイングする複数基のパイプに設けた構造とか、可動側洗浄室の奥面側に洗浄流体用の複数のノズルを設け、可動側洗浄室の手前側にエア用の複数のノズルを設ける構造とかではなく、洗浄流体の垂れ防止には、有効でない。
そして、特許文献4の特開昭61−54270号公報に記載されたボタ落ち防止として、上方の洗浄ノズルを、ワークの載置領域を外れた位置に設ける構造が示されている。しかし、前段落で開示した本願発明の特徴はない。
特許第5497607号公報 特表2009−508678号公報 実開昭55−95883号公報 特開昭61−54270号公報
前述した如く、本願発明が解決しようとする課題は、要約すると、下記のようになる。
1) 使い勝手が良く、作業の自動化を意図した、優れた小物ワーク洗浄機が存在しない。
2) 特許文献1では、可動側洗浄室の枢着位置が、固定側洗浄室の開口空間より、後方になる構造とし、可動側洗浄室の可動時に、開口空間の上方の全方向は、空間領域となる構造でなく、自動化システムには課題を残すことと、小物ワークの搬入(セット)と排出(リセット)が、全ての作業に適合できない。
3) 特許文献4では、複数(基)のノズルは、固定側洗浄室と可動側洗浄室とでなる洗浄室の外に固定式に設けた構造であり、換言すると、洗浄室をスイングする複数基のパイプに設けた構造でないことから、洗浄流体の垂れ防止に役立たない。
4) 特許文献2、3では、複数(基)のノズルは、可動側洗浄室の奥面側に洗浄流体用の複数のノズルを設け、可動側洗浄室の手前側にエア用の複数のノズルを設ける構造でないことから、洗浄流体の垂れ防止に役立たない。
本発明は、上述の事情の下になされたもので、使い勝手を向上させることができる洗浄機を提供する。
請求項1請求項を提供して、下記の特徴を達成する。
1) 使い勝手が良く、作業の自動化を意図した、優れた小物ワーク洗浄機である。
2) 可動側洗浄室の枢着位置が、固定側洗浄室の開口空間より、後方になる構造とし、可動側洗浄室が可動時に、開口空間の上方が空間領域となる構造とすることで、自動化システムには最適であって、小物ワークの搬入(セット)と搬出(リセット)という、全ての作業に適合できる。
3) 複数(基)のノズルは、固定側洗浄室と可動側洗浄室とでなる洗浄室に設けた構造でなく、洗浄室をスイングする複数基のパイプに設けた構造であり、洗浄流体の垂れ防止に有効である。
4) 複数(基)のノズルは、可動側洗浄室の奥面側に洗浄流体用の複数のノズルを設け、可動側洗浄室の手前側にエア用の複数のノズルを設ける構造であり、洗浄流体の垂れ防止に有効である。
本発明に係る洗浄機は、
ベースの一方側に設けられたフレームの第1支柱に支持されると共に、洗浄後の洗浄流体を吸い込んで、洗浄対象のワークの洗浄室の外部に排出する吸込み部が底部に設けられた固定側洗浄室と、
前記フレームの第2支柱に設けられたブラケットと、
前記ブラケットに差し渡された軸に一端が固支されることで、前記ブラケットに回動自在に設けられた支持腕と、
前記支持腕の他端に支持され、前記固定側洗浄室の開口を塞いで、前記固定側洗浄室と合体することにより、前記固定側洗浄室と共に前記洗浄室を構成する可動側洗浄室と、
前記ワークが積置され、前記固定側洗浄室に回転自在に設けられたワーク支持台と、
前記洗浄室の内部に設けられ、前記洗浄室の内部を移動しつつ、前記ワークを洗浄する前記洗浄流体を前記ワークに噴射する第1洗浄ノズルと、
前記洗浄室の内部に設けられ、前記洗浄室の内部を移動しつつ、前記ワークを乾燥させる乾燥空気を前記ワークに噴射する第1エアノズルと
記固定側洗浄室の前記底部に設けられた第2洗浄ノズルと
記固定側洗浄室の前記底部に設けられた第2エアノズルと、
前記ワーク支持台の回転を制御する制御機構と、
を有し、
前記可動側洗浄室が前記軸を支点として90°回転し、前記固定側洗浄室から展開された状態において、前記支持腕及び前記軸は、前記固定側洗浄室の上方に形成された開口空間(7)の外側に配置されると共に、前記固定側洗浄室の前記開口よりも高い位置に配置される。
前記1)と2)の特徴が達成できる。
本発明に係る洗浄機は、
回転出力軸を備えるモータと、
前記回転軸と共に回転し、前記洗浄流体が流れる第1通路と前記乾燥空気が流れる第2通路とが内部に形成され、回転体本体部と、前記回転体本体部の一端に設けられている回転体先端部と、を備える回転体と、
前記回転体本体部を回転可能に抱持する鞘管と、
前記回転体先端部に基端が接続され、前記第1洗浄ノズルを先端に支持し、前記第1洗浄ノズルに前記洗浄流体を供給し、前記回転体の回転に基づいて、前記洗浄室の内部をスイングする第1スイングパイプと、
前記回転体先端部に基端が接続され、前記第1エアノズルを先端に支持し、前記第1エアノズルに前記乾燥空気を供給し、前記回転体の回転に基づいて、前記洗浄室の内部をスイングする第2スイングパイプと、
前記鞘管から外部に引き出されると共に、前記第1通路と前記第1スイングパイプの内部とに通じ、前記第1スイングパイプに前記洗浄流体を供給する第1上流側パイプと、
前記鞘管から外部に引き出されると共に、前記第2通路と前記第2スイングパイプの内部とに通じ、前記第2スイングパイプに前記乾燥空気を供給する第2上流側パイプと、
を有し、
前記制御機構は、前記モータの前記回転出力軸の制御をして、前記第1スイングパイプ及び前記第2スイングパイプのスイング動作を制御していてもよい。
前記3)と4)の特徴が達成できる。
本願発明の洗浄機の全体構造の一部を示した要部を断面にした模式図 本願発明の洗浄機の全体構造の他の一部を示した要部を断面にした模式図 本願発明の洗浄機の正面視した一部断面の模式図 本願発明の洗浄機の側面視した一部断面の模式図 本願発明の洗浄機の平面視した一部断面の模式図 本願発明の洗浄機の上側の洗浄ノズル(洗浄流体ノズルと乾燥用エアノズル)のスイング機構と、スイベル機構とを説明する要部を断面にした拡大模式図 本願発明の洗浄機の下側に設けたワーク支持台とシリンダとを示した要部の拡大断面模式図 本願発明の洗浄機のワーク支持台の動作を示し要部を断面にした拡大模式図で、洗浄ノズルの作動状態を重ねて示す 本願発明の洗浄機のワークの加工孔を、ノズルで洗浄、又は乾燥する関係の一例を説明する(制御機構を示した)拡大模式図(イ)と、模式的に動きを示した(ロ)、(ロ´)と、そのフローチャート図(ハ) 本願発明の他の洗浄機の洗浄室の要部を一部断面にした模式図 洗浄機のワークをロボットで取出す一例を示した一部省略の概念図
洗浄機の全体構造は、方形状のベースAの長手方向Xの略中心部位に設けたフレームBと、このフレームBとベースAの長手方向Xの一方側(図1で向かって左側)との間に設けた洗浄室Cと、該フレームBとベースAの長手方向Xの他方側(図1で向かって右側)との間に設けた汚れた洗浄流体、及び汚れた空気(洗浄処理水)の処理、及びリサイクル洗浄処理水のタンク等を備えた処理機構Dと、図示しない洗浄処理水を供給する機構と、洗浄室Cの複数基のパイプのスイング制御ワーク支持台の回転制御、及びノズルからの洗浄処理水およびエアの供給、及びその停止等を制御する制御器Eとで構成されている。
洗浄室Cは、フレームBの第1支柱B1に設けた固定側洗浄室1と、この固定側洗浄室1に被さり、フレームBの第2支柱B2(ベースAの略中心部位にある)に支持される可動側洗浄室2とで構成する。この一例では、可動側洗浄室2は、第2支柱B2の上端に設けたブラケット3、3に差渡した軸5に固止した対の支持腕6、6で支持されており、当該可動側洗浄室2は、軸5の回転により、この軸5を支点として、略90°回転する。可動側洗浄室2の略90°の回転により、固定側洗浄室1の開口側100の全方向Z(上方向100−1と放射方向100−2)には、開口空間7(開放部)が形成される(空間領域となる)。よって、固定側洗浄室1の開口側100の上側は全面開放である。この全面開放を担持する構造としては、可動側洗浄室2の支点、及び軸5を、図10に示したように開口空間7の後方に設けることと、軸5の取付位置と、支持腕6の水平位置とを、固定側洗浄室1の開口側100の上方位置に設ける構造が必要である。即ち、支持腕6の可動支点(軸5)と、水平位置の基点Qを、図示のようにする。尚、軸5は第2支柱B2に設けたモータ8と減速器(符号無し)、及びギヤ(符号無し)で回転する。
そして、固定側洗浄室1の開口側100に、可動側洗浄室2の下側の開口側200を合体することで、例えば、球状の洗浄室Cが形成される。洗浄室Cは球状に限定されず、箱形、楕円形、筒形等の形態も有り得る。
固定側洗浄室1の中間部には昇降自在のワーク支持台10と、底部に吸込み部11(ポンプを備えた吸引パイプ)を備えている。そして、本願発明の図1〜図8の例では、後述するスイング方式の複数基の洗浄水ノズルと複数基のエアノズルは、固定側洗浄室1から可動側洗浄室2に可動し、ワークWの全体を洗浄かつ乾燥(洗浄処理水を吹飛ばす)する。図9の他の例では、固定側洗浄室1の底部に、複数基の第2洗浄水ノズル12と複数基の第2エアノズル13を備えている。尚、後述する図1〜図8の例のスイング方式の複数基の第1洗浄水ノズル20と複数基の第エアノズル21の構造でも、この複数基の第2洗浄水ノズル12と複数基の第2エアノズル13を設けることも有る。
可動側洗浄室2には、図1〜図8の例では、スイング方式の複数基の第1洗浄水ノズル20と複数基の第エアノズル21は、第2支柱B2に設けた、可動側洗浄室2の外にある鞘管22に挿設された本体部23aを備えた回転自在の回転体23の先端部23b(前面)に取り付けられた複数本のスイングパイプ25、26の開放端に設けられている。この複数本のスイングパイプ25、26は、図1に示すように固定側洗浄室1から可動側洗浄室2に到り、略360°回転可能とする。これにより、複数基の第1洗浄水ノズル20と複数基の第1エアノズル21は、固定側洗浄室1から可動側洗浄室2に亙って回転し、ワークWの全体を洗浄かつ乾燥する。鞘管22には、洗浄水のスイングパイプ25を繋ぐ開口と、エアのスイングパイプ26を繋ぐ開口とが有り、この各開口は、回転体23に環状に設けた各誘導通路27、27aと軸方向の連結通路28、28aとを介して、前記第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21に繋がる(スイベル機構F)。回転体23は第2支柱B2に設けたモータ29と減速器(符号無し)で回転する。
このスイング方式の第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21とからの洗浄水とエアとの流れを説明すると(洗浄水で説明する)、上流側パイプ(番号付さず)と繋がる鞘管22の開口から、回転体23の誘導通路27に流れた洗浄水は、誘導通路27を流れて、回転体23の連結通路28を経由し、スイングパイプ25の孔を流れ第1洗浄水ノズル20から噴射される。この噴射と回転体23の回転、及びスイングパイプ25のスイングにより、回転するワークWの全体を洗浄したりワークWの一部分をピンポイント洗浄したりすることができる。即ち、ワークWの回転とスイングパイプ25のスイングとの調和を介して、洗浄水は、ワークWに形成されている孔を、確実かつ美麗に洗浄する。従って、制御器Eに入力されているプログラムに基づいて、例えば、ワークWの回転とスイングパイプ25のスイングと、第1洗浄水ノズル20,第2洗浄水ノズル12の洗浄水の噴射とを、制御することにより、ワークWの洗浄ができる。また、制御器Eに入力されているプログラムに基づいて、例えば、ワークWの回転と、スイングパイプ26のスイングと、第1エアノズル21,第2エアノズル13のエアの噴射とを、制御することにより、洗浄後のワークWの乾燥ができる。図示しないが、スイングの始端と終端には、ストッパー等の停止手段がある。
また、図9に示した他の例では、可動側洗浄室2の手前側2aに第1エアノズル21を設けるとともに、奥面側2bに第1洗浄水ノズル20を設ける。そして、この第1エアノズル21にはスイングパイプ26を、第1洗浄水ノズル20にはスイングパイプ25を、それぞれ接続する。この他の例では、回転するワークWの全体を、第1洗浄水ノズル20から噴射される洗浄水で洗い、その後、第1エアノズル21からの空気(温風等)で乾燥する。この他の例では、可動側洗浄室2を開放する際の洗浄水の垂れ(ボタ落ち)を無くす構造である。
前記洗浄室Cでの洗浄時(ワーク支持台10の降下時)では、洗浄水の旋回流と、洗浄室Cが球状であれば、より旋回流が働き、効率的に洗浄と乾燥ができるとともに、底部に設けた吸込み部11(ポンプを備えた吸引筒体、又は吸引式底部、パイプ等による吸引部である)からの吸引は、前記旋回流の発生に役立ち、かつ洗浄処理水、排気エア等の、望ましくは、瞬時の排水と、同排気に有益であり、さらに、洗浄室Cの汚れ軽減、メンテナンスの簡便化等においての有益性がある。
処理機構Dの構成を説明すると、処理機構Dは、固定側洗浄室1の底部の連結室に溜まった洗浄処理水を導くダクト30と、ダクト30に付設したポンプ31、又は濾過装置32とで構成されており、洗浄処理水等は、ダクト30を経由して濾過装置32に運ばれて、この濾過装置32で濾過された清澄水はタンク33に導かれるとともに、清澄空気は、排気される。
40はワーク支持台10を昇降させるためのシリンダで、このシリンダ40のロッド41の先端にワーク支持台10を設ける。また、このロッド41を被嵌するように回転筒体42が設けられており、この回転筒体42はモータ43とギア等の伝達機構により回転する。ワーク支持台10はロッド41の昇降で、固定側洗浄室1の底部より、その開口側100まで上昇し(図1−1において、ワーク支持台10の上りの状態において)、開口空間7まで達する構造であり、ロボット50によるワークWの取出し(ワークWの排出)、及び/又は、図示しないが必要により、ロボット50によるワークWの取付け(ワークWの設置)が可能となる。
図8(イ)で略示するように、ワークWの加工孔W1を、例えば、ピンポイントで、洗浄(薬液、又は水道水とか、リサイクル薬液、又はリサイクル水等の水とかで洗う)と乾燥する(処理水を飛散する)作業を説明すると、(ロ)は、加工孔W1を、ピンポイントで、洗浄と乾燥する一例を概念的に示しており、ワークWが時計方向に回転(正回転とする)し、第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21とが、反時計方向にスイングする(逆回転とする)と仮定し、その加工孔W1を洗浄する位置を、順次、図示した如く、ワークWの正回転に対して、第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21とが、逆回転することで、加工孔W1の内面(周壁面)、及び/又は、その上下方向を、ピンポイントで、順次、くまなく(確実に)洗浄、又は乾燥する(処理とする)。そして、回転とスイングとの調整で、全ての加工孔W1の処理が図れる(3D方式の効率的、かつ緻密な処理が期待できる)。又は(ロ´)はワークWの正回転に対して、第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21とが、正回転する(同期する)構造であり、原則として、その処理方法と、その効果は均等と考えられる。尚、ワークWの回転スピードと、第1洗浄水ノズル20、及び/又は、第1エアノズル21の回転スピードは、同じ例と、異なる例とかが有り、自由に制御、及び/又は、選択できる。そして、これらの動きの動作の一例を説明する(ハ)において、ワークWの加工孔W1を、洗浄と乾燥する作業を説明すると、(ST−1)は、後述するように、制御器Eのプログラム調整、(ST−2)は、ワークWをワーク支持台10に固定する。そして、(ST−3)は、ワークWはワーク支持台10により回転する(ワークWの回転とする)。(ST−4)は、第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21はスイングパイプ25、26によりスイングする(第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21のスイングとする)。前述の如く、回転速度とスイングスピードとは、制御器Eで、予め、調整されている(回転速度とスイングスピードとは、変更可能である)。(ST−5)、(ST−6)の如く、洗浄と乾燥を行い(尚、第2洗浄水ノズル12と第2エアノズル13は同期することも可能である)、所定時間経過後に、第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21の停止とワーク停止(ST−7)、(ST−8)し、ワークWを検査する(ST−9)。ONであれば、(ST−10)の如く、洗浄、乾燥済み(処理済み)のワークWを取出し、終了する。尚、前記(ST−9)において、OFFであれば、(ST−11a)の如く、(ST−5)に戻り再処理するか、又は(ST−11b)の如く、(ST−1)の前に戻りプログラム調整をする。尚、図8(ロ´)に示したように、ワークWの回転と、第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21のスイングとは、同期する処理も可能である。
図9に示した他の例では、第1洗浄水ノズル20と第1エアノズル21とは、スイングしない方式であり、ワークWを、多数基の第1洗浄水ノズル20と、多数基の第エアノズル21により、全方向から処理する。
また、図10は、洗浄室C(洗浄機)の固定側洗浄室1に形成された開口空間7を利用し、かつロボット50(ロボット50は、一例である)を利用して、ワークWを把持し、設置と、取出しが容易、かつ自由にできる一例であり、自動化と低コスト化に役立つ実益がある。
図中Yは洗浄機(ベースA)の短手方向を示している。
以上で説明した各実施例は、好ましい一例を示したものであり、同様な効果と特徴を有する他の構造、手段は、本発明の範疇である。
A ベース
B フレーム
B1 第1支柱
B2 第2支柱
C 洗浄室
D 処理機構
E 制御器
F スイベル機構
X 長手方向
Y 短手方向
Z 全方向
Q 基点
1 固定側洗浄室
100 開口側
100−1 上方向
100−2 放射方向
2 可動側洗浄室
2a 手前側
2b 奥面側
200 開口側
3 ブラケット
5 軸
6 支持腕
7 開口空間
8 モータ
10 ワーク支持台
11 吸込み部
12 第2洗浄水ノズル
13 第2エアノズル
20 第1洗浄水ノズル
21 第1エアノズル
22 鞘管
23 回転体
23a 本体部(回転体本体部)
23b 先端部(回転体先端部)
25 スイングパイプ
26 スイングパイプ
27 誘導通路
27a 誘導通路
28 連結通路
28a 連結通路
29 モータ
30 ダクト
31 ポンプ
32 濾過装置
33 タンク
40 シリンダ
41 ロッド
42 回転筒体
43 モータ
50 ロボット
W ワーク
W1 孔

Claims (2)

  1. ベースの一方側に設けられたフレームの第1支柱に支持されると共に、洗浄後の洗浄流体を吸い込んで、洗浄対象のワークの洗浄室の外部に排出する吸込み部が底部に設けられた固定側洗浄室と、
    前記フレームの第2支柱に設けられたブラケットと、
    前記ブラケットに差し渡された軸に一端が固支されることで、前記ブラケットに回動自在に設けられた支持腕と、
    前記支持腕の他端に支持され、前記固定側洗浄室の開口を塞いで、前記固定側洗浄室と合体することにより、前記固定側洗浄室と共に前記洗浄室を構成する可動側洗浄室と、
    前記ワークが積置され、前記固定側洗浄室に回転自在に設けられたワーク支持台と、
    前記洗浄室の内部に設けられ、前記洗浄室の内部を移動しつつ、前記ワークを洗浄する前記洗浄流体を前記ワークに噴射する第1洗浄ノズルと、
    前記洗浄室の内部に設けられ、前記洗浄室の内部を移動しつつ、前記ワークを乾燥させる乾燥空気を前記ワークに噴射する第1エアノズルと
    記固定側洗浄室の前記底部に設けられた第2洗浄ノズルと
    記固定側洗浄室の前記底部に設けられた第2エアノズルと、
    前記ワーク支持台の回転を制御する制御機構と、
    を有し、
    前記可動側洗浄室が前記軸を支点として90°回転し、前記固定側洗浄室から展開された状態において、前記支持腕及び前記軸は、前記固定側洗浄室の上方に形成された開口空間(7)の外側に配置されると共に、前記固定側洗浄室の前記開口よりも高い位置に配置される洗浄機。
  2. 回転出力軸を備えるモータと、
    前記回転出力軸と共に回転し、前記洗浄流体が流れる第1通路と前記乾燥空気が流れる第2通路とが内部に形成され、回転体本体部と、前記回転体本体部の一端に設けられている回転体先端部と、を備える回転体と、
    前記回転体本体部を回転可能に抱持する鞘管と、
    前記回転体先端部に基端が接続され、前記第1洗浄ノズルを先端に支持し、前記第1洗浄ノズルに前記洗浄流体を供給し、前記回転体の回転に基づいて、前記洗浄室の内部をスイングする第1スイングパイプと、
    前記回転体先端部に基端が接続され、前記第1エアノズルを先端に支持し、前記第1エアノズルに前記乾燥空気を供給し、前記回転体の回転に基づいて、前記洗浄室の内部をスイングする第2スイングパイプと、
    前記鞘管から外部に引き出されると共に、前記第1通路と前記第1スイングパイプの内部とに通じ、前記第1スイングパイプに前記洗浄流体を供給する第1上流側パイプと、
    前記鞘管から外部に引き出されると共に、前記第2通路と前記第2スイングパイプの内部とに通じ、前記第2スイングパイプに前記乾燥空気を供給する第2上流側パイプと、
    を有し、
    前記制御機構は、前記モータの前記回転出力軸の制御をして、前記第1スイングパイプ及び前記第2スイングパイプのスイング動作を制御する請求項1に記載の洗浄機。
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