JP6476797B2 - ワーク洗浄装置 - Google Patents

Description

本発明は、筐体内において支持フレームの周囲に複数のワークを保持し、保持した各ワークを自転させて洗浄するワーク洗浄装置に関する。

筐体内において複数のワーク（被洗浄物）を洗浄する装置として、例えば横長のワークを垂直に立てた状態で一定間隔に保持し、各ワークを自転させながら洗浄するワーク洗浄装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１のワーク洗浄装置では、４枚の仕切り板で仕切って４つのセクションを形成し、それぞれのセクションにワークを収容して洗浄を行う。各セクションには、収容したワークを保持し、鉛直軸周りに自転可能なワーク保持枠が設けられる。ワーク保持枠の回転軸は、洗浄装置の中心に鉛直に設けられた中央回転軸とギヤを介して連結される。また中央回転軸は、伝動ベルトを用いた動力伝達装置を通してモータに連結される。すなわち、モータが駆動されると、中央回転軸が回転され、ギヤを介して中央回転軸に連結されたワーク保持枠がそれぞれ自転される。

特許第４７２６６１９号公報

ワークを各セクションのワーク保持枠に取り付けるには、筐体の扉を開き、開口部からワークを筐体内に入れなければならない。このとき取り付け作業を行うセクションを開口部位置まで順次移動する必要がある。すなわち中央回転軸は、対象とするセクションが開口部位置に達するまで回転される。

しかし、ワーク保持枠の回転軸および中央回転軸は、動力伝達装置を介してモータに連結されているため、中央回転軸を手動で回転させるには大きな力が必要であり作業性が悪い。また、モータを駆動して中央回転軸を回転させ、各セクションを開口部位置にまで移動することも考えられるが、この場合、作業員の巻き込み防止等、安全性の観点からモータを駆動している間は扉を閉じておく必要がある。そのためセクションの数だけ扉の開け閉めを繰り返す必要があり、ワークの取り付け作業、取り外し作業が繁雑となり作業性が悪化する。

本発明は、筐体内において複数のワークを一度に洗浄可能なワーク洗浄装置の作業性を向上することを課題としている。

本発明のワーク洗浄装置は、筐体内に回転可能に設けられた支持フレームと、該支持フレームの複数個所に設けられた回転軸と、それぞれの回転軸に設けられたワーク保持手段と、回転軸を回転させる回転機構と、該回転機構の駆動手段と、ワーク保持手段に保持されたワークを洗浄する洗浄手段と、ワークを洗浄する際に支持フレームを筐体に固定する固定手段とを備える洗浄装置であって、駆動手段の駆動が回転軸に伝達または遮断されるように切り替える切り替え手段を備え、ワークをワーク保持手段に取り付ける際、またはワークをワーク保持手段から取り外す際には、切り替え手段によって駆動手段の駆動が回転軸に遮断される状態とし、ワークを洗浄する際には、切り替え手段によって駆動手段の駆動が回転軸に伝達される状態とすることを特徴としている。

本発明によれば、筐体内において複数のワークを一度に洗浄可能なワーク洗浄装置の作業性を向上することができる。

本発明の一実施形態であるワーク洗浄装置の本体のレイアウトを示す平面図である（ワーク取り付け／取り外し時）。 本発明の一実施形態であるワーク洗浄装置の本体のレイアウトを示す平面図である（ワーク洗浄時）。 ベルト伝動を用いた本実施形態のワーク洗浄装置の駆動系のレイアウトを示す平面図である。 ワーク洗浄装置の駆動機構の構成を示す模式的な側面図である。 固定手段の構成を示す部分拡大側面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１、図２は、本発明の一実施形態であるワーク洗浄装置の本体のレイアウトを示す平面図である。図１には、筐体の扉が開かれ、ワークの取り付け、または取り外しを行う状態が示され、図２には筐体の扉が閉じられ、ワークの洗浄を行う状態が示される。

本実施形態のワーク洗浄装置本体１０は、筐体１２と、筐体１２内に収められる支持フレーム１４と、支持フレーム１４の周縁に沿って垂直軸周りに自転可能に軸支される複数のワーク保持枠（ワーク保持手段）１６と、支持フレーム１４の外側に配置される複数の洗浄ノズル１８とから主に構成される。支持フレーム１４の中心には、垂直に保持される中央回転軸２０が設けられ、支持フレーム１４は、中央回転軸２０周りに回転可能である。

本実施形態の支持フレーム１４には、径方向に沿って配置される４枚の仕切り板２２により周方向に略等間隔で４つのワーク収容部に分けられる。各ワーク収容部には、ワーク保持枠１６が１つずつ配置され、各ワーク保持枠１６には、洗浄対象となる例えば横長の鍋などのワークＷが、垂直に立てた状態で取り付けられる。ワークＷは、例えばワーク保持枠１６により上下で支持され、円Ｃの中心を軸に回転される。なお、ワーク保持枠１６へのワークＷの取り付けは、例えば補助治具を用いて異なるサイズに対応可能である。

筐体１２は、洗浄液が外部に飛散、漏れ出さないように、支持フレーム１４や洗浄ノズル１８の周囲および上下を覆い、本実施形態では箱型を呈する。筐体１２の一面には、垂直に立てたワークＷを、筐体１２内へと搬入するための開口部２６が設けられ、開口部２６には扉２８が設けられる。なお、扉２８は、ハンドル２８Ａを操作して開閉され、ハンドル２８Ａに設けられた係止機構により閉じた状態に維持可能である。

筐体１２内において開口部２６の足元には、足場となるステップ３０が配置され、支持フレーム１４の底部には、ステップ３０の下側まで径方向外側に延出するフランジ部１４Ｆが設けられる。また、ステップ３０とフランジ部１４Ｆには、後述する支持フレーム１４を固定するための回り止めピン３２を嵌挿するための孔３４が設けられる（固定手段）。

支持フレーム１４の中央に配置された中央回転軸２０は、例えば開口部２６の正面に位置する。本実施形態において洗浄ノズル１８は、ワーク保持枠１６と同じ数の４台設備され、筐体１２の四隅に近い位置に中央回転軸２０に向けて配置される。すなわち、４台の洗浄ノズル１８は、中央回転軸２０を中心に略９０°間隔で支持フレーム１４の周囲に配置される。

ワークＷの取り付け／取り外しの際には、扉２８を開いて回り止めピン３２を取り外し、図１に示されるように、各ワーク保持枠１６が開口部２６の正面に来るように支持フレーム１４を手動で回転する。そして各ワークＷの取り付け／取り外し作業は、図１の状態において行われる。一方、ワーク洗浄時には、図２に示されるように、図１の状態から支持フレーム１４を手動で４５°回転させ、各ワークＷを洗浄ノズル１８に正対させた後、回り止めピン３２を孔３４に装着して支持フレーム１４を固定し、扉２８を閉めて洗浄作業を開始する。

なお、フランジ部１４Ｆには、図２の配置であれば何れのワークＷ（ワーク保持枠１６）がどの洗浄ノズル１８に正対して固定されても良いように、回り止めピン３２を装着する孔３４を９０°毎に４つ設けてもよい。

洗浄作業では、洗浄ノズル１８から各ワークに向けて洗浄液が噴出され、気液混合流がワークに吹き付けられる。このときワーク保持枠１６は垂直軸周りに自転され、洗浄ノズル１８は、昇降機１８Ｅにより上下に昇降される。これにより、垂直に保持されるワークＷは、その長手方向の全長に亘ってその全周が洗浄される。なお、使用された洗浄液は筐体１２の下部に設けられたタンク（不図示）に貯められ、ろ過装置を通して循環再利用される。

次に図３、図４を参照して、本実施形態のワーク洗浄装置の駆動系の説明を行なう。図３は、ベルト伝動を用いた本実施形態のワーク洗浄装置の駆動系のレイアウトを示す平面図であり、図４は、同ワーク洗浄装置の駆動機構の構成を示す模式的な側面図である。

中央回転軸２０の上端には、例えばトルクガード２１を介して従動プーリ２０Ｓが設けられる。従動プーリ２０Ｓは、タイミングベルト３８を介して原動プーリ４４とテンショナ４６に掛け回される。原動プーリ４４は、電磁クラッチなどのクラッチ４０を介してモータ４２に連結され、テンショナ４６は、バネなどの付勢部材４６Ｂを用いて付勢されタイミングベルト３８に張力を与える。

また、支持フレーム１４の上部および下部には、中央回転軸２０の回転力を支持フレーム１４に軸支されるワーク保持枠１６の自転軸４８へと伝達する回転機構が設けられる。回転機構には例えば複数のギヤが用いられる。図４に示されるように、中央回転軸２０の上端および下端には、ギヤ５０が設けられ、各自転軸４８にはこれらのギヤ５０と噛み合うギヤ５２が設けられる（なお図４では、ギヤ５０、５２が便宜的に離間して描かれている）。

次に図３、図４を参照して、本実施形態のワーク洗浄装置の洗浄作業時の作動およびワーク取り付け／取り外し作業時の作動について説明する。

ワーク洗浄時には、洗浄ノズル１８から洗浄液が噴出されるとともに洗浄ノズル１８の昇降が開始され、クラッチ４０が繋がれた状態でモータ４２が回転される。これにより、モータ４２の回転力が、クラッチ４０、原動プーリ４４、タイミングベルト３８、従動プーリ２０Ｓ、トルクガード２１、中央回転軸２０、ギヤ５０を介して、ギヤ５０に噛合う４つのギヤ５２に伝達され、各ワーク保持枠１６が自転する。なお、ワーク洗浄時には、回り止めピン３２により支持フレーム１４の回転が規制されるので、ワーク保持枠１６は洗浄位置からずれることなく自転し、ワークＷの洗浄斑が発生することが防止される。

クラッチ４０の操作、洗浄ノズル１８の昇降速度、モータ４２の回転速度、各々の駆動タイミングは、例えば図示しないコントローラにより調整可能である。また、本実施形態では、回り止めピン３２が装着されたか否かを検出するセンサを備え（後述）、固定されていなければ、クラッチ４０の接続が行われず、洗浄作業も開始されない。

一方、ワーク取り付け／取り外し作業時には、まずクラッチ４０の接続が切られ、モータ４２が原動プーリ４４から機械的に分離される。その後、扉２８（図１、２参照）を開いて、回り止めピン３２を取り外し、支持フレーム１４を手動で回転して所望のワーク収容部（ワーク保持枠１６）を開口部２６の正面に移動する。そしてこの状態で、ワークＷの取り付け、または取り外し作業を行う。

すなわち、本実施形態では、ワーク取り付け／取り外し作業を行う際、クラッチ４０により、負荷トルクの大きいモータ４２が駆動系から切り離されているので、支持フレーム１４を手作業でも容易に回転することができる。なお、ワーク保持枠１６の自転を停止するときには、ワークＷが外側に向いた状態でその自転を停止することが好ましく、支持フレーム１４が回転される際には、ワーク保持枠１６が自転しないことが好ましい。例えば、ギヤ５０は、支持フレーム１４と一体的に回転する。

次に、図５を参照して、回り止めピン３２が装着されたか否かを検出する本実施形態のセンサの構成について説明する。図５は、回り止めピン３２を挿入する部分の部分拡大側断面図である。図５に示されるように、回り止めピン３２がステップ３０および支持フレーム１４のフランジ部１４Ｆの孔３４に嵌挿されると、その先端がリミットスイッチ５４に接触し、回り止めピン３２が嵌挿されたことが検知される。

以上のように、本実施形態によれば、ワークの取り付け／取り外し時に、クラッチを切ることで負荷トルクの大きいモータを切り離し、ワーク保持枠を手動で容易に所望の位置にまで回転することが可能となる。これにより筐体内において複数のワークを洗浄する装置においても、ワークの取り付け／取り外しを容易に行え、作業性が大きく向上する。

また、本実施形態では、支持フレームを確実に固定して、ワークを自転させながら洗浄ノズルを昇降して洗浄を行い、洗浄ノズルの昇降速度、ワーク保持枠の回転速度を調整可能としているので洗浄斑や洗い残しの発生が防止される。

また、本実施形態では、ワーク収容部（ワーク保持枠）の数を４としたが、この数は本実施形態に限定されるものではなく、３以下でも５以上であってもよい。

本実施形態では動力伝達にベルト伝動を用いたが、チェーンやギヤトレインを用いることも可能である。また、クラッチは電磁クラッチに限定されるものではなく、噛み合いクラッチや摩擦クラッチなどでもよい。また、その位置も支持フレームを回転するときに負荷となるコンポーネントを切り離すことのできる位置であれば、本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態におけるトルクガードと同様の位置にクラッチを配置することもできる。

また、本実施形態では、固定手段として回り止めピンとこれが係合する孔を用いたが、固定手段はこれに限定されるものではなく、固定状態を検知する手段もリミットスイッチに限定されるものではない。

１０ ワーク洗浄装置本体
１２ 筐体
１４ 支持フレーム
１４Ｆ フランジ部
１６ ワーク保持枠
１８ 洗浄ノズル
２０ 中央回転軸
２０Ｓ 従動プーリ
２２ 仕切り板
２６ 開口部
２８ 扉
３０ ステップ
３２ 回り止めピン
３４ 孔
３８ タイミングベルト
４０ クラッチ
４２ モータ
４４ 原動プーリ
４６ テンショナ
４８ 自転軸（回転軸）
５０、５２ ギヤ（回転機構）
５４ リミットスイッチ

Claims (1)

1. 筐体内に回転可能に設けられた支持フレームと、該支持フレームの複数個所に設けられた回転軸と、それぞれの前記回転軸に設けられたワーク保持手段と、前記回転軸を回転させる回転機構と、該回転機構の駆動手段と、前記ワーク保持手段に保持されたワークを洗浄する洗浄手段と、ワークを洗浄する際に前記支持フレームを前記筐体に固定する固定手段とを備える洗浄装置であって、
   前記駆動手段の駆動が前記回転軸に伝達または遮断されるように切り替える切り替え手段を備え、
   ワークを前記ワーク保持手段に取り付ける際、またはワークを前記ワーク保持手段から取り外す際には、前記切り替え手段によって前記駆動手段の駆動が前記回転軸に遮断される状態とし、ワークを洗浄する際には、前記切り替え手段によって前記駆動手段の駆動が前記回転軸に伝達される状態とすることを特徴とするワーク洗浄装置。

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