JP6489693B2

JP6489693B2 - 洗浄装置

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Publication number: JP6489693B2
Application number: JP2015144863A
Authority: JP
Inventors: 行将沙; 晃司郎坂本
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2019-03-27
Anticipated expiration: 2035-07-22
Also published as: JP2017023939A

Description

本発明は、例えば機械部品等を洗浄する洗浄装置に関する。

１つ以上のノズルから洗浄液を噴射して機械部品の洗浄を行う洗浄装置において、特に複雑な形状の部品は、その凹部やネジ穴等の位置に応じた洗浄液の噴射方向となるようにノズルを調整した上で、ノズル群による洗浄液噴射領域中に部品を通過させて洗浄を行うコンパクトなバッチ式の洗浄装置が用いられている。

例えば、洗浄室内に無端チェインを張設し、この無端チェインにワークを支持するテーブル（載置台）を固定し、テーブルと共に被洗浄物であるワークが下方を通過する吊下部材にノズル装置群を固定した洗浄装置が知られている（特許文献１）。この特許文献１の洗浄装置では、テーブルを手動または自動で往復運動することにより、洗浄を行う。また、ノズル装置およびテーブル上のワーク支持装置は、ねじを用いることで調整可能に構成されている。

特開２０００−１２６６９９号公報

上記のような機械部品を洗浄するバッチ式のコンパクトな装置においても、その自動化が望まれる。しかし、特許文献１の洗浄装置では、自動化の手段、及び自動化のための構成は開示されていない。被洗浄物がノズル群による洗浄液噴射領域を往復する洗浄方式をとるもので、自動化を前提とするコンパクトな洗浄装置は提案されていなかった。

上記課題に鑑みて、本発明は、シンプルな構造でありながら、自動化に適する十分な耐久性を備え、メンテナンスを容易にする洗浄装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の洗浄装置は、上面が開口した長細い箱状の架台と、
前記架台の長手方向の一端側で両側壁間に軸支されている第１のコンベアシャフトと、
前記架台の長手方向の他端側で両側壁間に前記第１のコンベアシャフトと平行に軸支されている第２のコンベアシャフトと、
前記第１のコンベアシャフトと前記第２のコンベアシャフトとの間に懸架された一対の無端コンベアと、
前記架台上に固定され、前記被洗浄物が通過する搬入出口を有するカバーと、
前記架台の外側に設けられ、前記第１のコンベアシャフトの架台側壁から外側に突出している一方端と、前記第２のコンベアシャフトの架台側壁から外側に突出している一方端との間に懸架されて前記一対の無端コンベアと同期して駆動する第３の無端コンベアと、
正逆回転可能な電動機と、
該電動機の回転運動を前記第１のコンベアシャフトへ伝達する伝達機構と、
前記一対の無端コンベアに差し渡して固定され、被洗浄物が所定の位置に載置される載置台と、
前記第３の無端コンベアに固定され、前記カバーの外部で前記載置台と並走するドグと、
洗浄液供給装置と、
予め定められた架台上の洗浄区間にて前記載置台に載置された被洗浄物の複数の重点洗浄部位に噴射口が対向するように前記架台の上方に固定して設けられ、前記被洗浄物に向けて前記洗浄液供給装置から供給される洗浄液を噴出する複数の液体ノズルと、
気体供給装置と、
前記洗浄区間と前記搬入出口との間に、前記洗浄区間と離間して位置するエアブロー区間にて前記載置台に載置された被洗浄物の複数の重点洗浄部位に噴射口が対向するように前記架台の上方に固定して設けられ、前記被洗浄物に向けて気体供給装置から供給される気体を噴出する複数の気体ノズルと、
前記ドグを検知するセンサ手段と、
前記センサ手段による前記ドグの検知情報に基づいて、前記載置台を前記架台上で搬送させる制御装置と、を備え、
前記センサ手段は、
前記洗浄区間の両端に対応するように、前記一対の無端コンベアの走行方向に沿って所定の間隔をもって設置され、前記載置台が前記洗浄区間の前進端又は後退端にあるときに前記ドグを検知する第１の一対のセンサと、
前記気体ノズルに対向する予め定められた架台上のエアブロー区間の両端に対応するように、前記第１の一対のセンサと離間して、前記一対の無端コンベアの走行方向に沿って所定間隔をもって設置され、前記載置台が前記エアブロー区間の前進端又は後退端にあるときに前記ドグを検知する第２の一対のセンサと、
前記搬入出口の手前の搬入出位置に対応して設置され、前記ドグを検知する第３のセンサと、を備え、
前記制御装置が、
起動後に、前記載置台を前記第１の一対のセンサのうちの後端側センサに前記ドグが検知されるまで送った後、前記第１の一対のセンサのいずれかが前記ドグを検知したときに送り方向を反転させて前記洗浄区間で前記載置台を一定回数だけ往復移動させると共に、前記ドグが前記第１の一対のセンサの間にあり、前記載置台が前記洗浄区間内を往復移動中に、前記液体ノズルから洗浄液を噴射させて前記被洗浄物の洗浄を行わせ、
前記洗浄区間での前記載置台の所定回数の往復移動の後、前記載置台を前記第２の一対のセンサのうちの前端側センサに前記ドグが検知されるまで戻した後、前記第２の一対のセンサのいずれかが前記ドグを検知したときに送り方向を反転させて前記エアブロー区間で前記載置台を一定回数だけ往復移動させると共に、前記ドグが前記第２の一対のセンサの間にあり、前記載置台が前記エアブロー区間内を往復移動中に、前記気体ノズルから気体を噴射させて前記被洗浄物の乾燥を行わせ、
前記被洗浄物の乾燥後に、前記第３のセンサが前記ドグを検知するまで前記搬入出位置へ前記載置台を戻すように、前記電動機および前記洗浄液供給装置と前記気体供給装置を制御するものである。

上記構成によれば、細長い箱状の架台内の両端側に平行に軸支された第１と第２の２本のコンベアシャフトの間に一対の無端コンベアを懸架し、被洗浄物が載置される戴置台をこの一対の無端コンベアに差し渡して固定し、コンベアシャフトを電動機で正逆方向に回転するという簡単な構成で、戴置台を往復移動させることができる。しかも、架台外の第３の無端コンベアによって載置台と並走されるドグをセンサ手段で検知し、制御装置によって、ドグの検知情報に基づいて載置台を架台上の洗浄区間へ搬送させて該洗浄区間内を往復運動するように電動機を制御すると共に、載置台がこの洗浄空間内を往復移動している間被洗浄物に向けて液体ノズルが洗浄液を噴出するように洗浄液供給装置を制御するという簡便な構成で洗浄装置の自動化を実現している。架台の内部は液体ノズルから噴出される洗浄液により、高湿度であり、常に濡れているため、架台の内部に設けられた機械部品は破損しやすい。しかし、自動化された洗浄装置においても、上記構成によれば、架台内部の駆動部品はコンベアシャフトと無端コンベアのみであるため、非常に堅牢である。また架台内の無端コンベアは一対であるため、コンベアの交換が簡易である。また、駆動系は、電動機の回転運動によるコンベアシャフトを介した無端コンベアの走行のみという単純な構成であるため、メンテナンスが容易である。

本発明の洗浄装置は、好ましくは、前記箱状の架台は、前記一対の無端コンベアの上側搬送経路を走行するコンベアを下方から支持してその走行を案内するガイドレールを備えている。

上記構成によれば、一対の無端コンベアは、載置台を搬送するコンベアがガイドレールに沿って所定経路を外れることなく走行するため、戴置台の走行も安定する。戴置台の走行が安定することによって、載置台に載置された被洗浄物とノズルとの相対的位置がぶれない。その結果、被洗浄物の洗浄具合が向上する。また、一対の無端コンベアには、戴置台及び被洗浄物の重力が作用するため、下方へ撓むところ、上側コンベアはガイドレールに載って案内されているため、撓むことなく良好な走行が維持され、重量による負担が軽減されてチェイン自体の寿命が向上する。

本発明の洗浄装置は、好ましくは、前記架台は、前記液体ノズルから噴射されて洗浄に用いられた洗浄液を受ける傾斜した底面と、該底面に設けられた排出口とを備え、使用済みの洗浄液を底面の傾斜によって前記排出口へ集め、該排出口の下流に配置された洗浄液回収部へ導出させるものであり、前記架台上に固定され、前記被洗浄物が通過する搬入出口を有し、前記液体ノズルと洗浄領域を、前記電動機と前記ドグ及び前記センサから隔離して覆うカバーを、更に備えている。

上記構成によれば、液体ノズルから噴射された洗浄液は、洗浄液回収部へ導出されるまで、カバーと箱状の架台で囲まれて隔離された遮蔽空間内にのみ存在する。したがって、駆動系のうち、架台側壁から外側に突出している第１のコンベアシャフトの一方端に伝達機構を介してその回転運動が伝達される電動機はカバーの外側に位置するため、この電動機には洗浄液がかかることはなく、濡れによる破損を防止できる。そして、第３の無端コンベアおよびこれに固定されるドグとセンサ手段の検知系も前記遮蔽空間の外側に位置するため、これらにも洗浄液がかからず、濡れによる破損を防止できる。

本発明の洗浄装置は、好ましくは、前記センサ手段は、前記洗浄区間の両端に対応するように、前記無端コンベアの走行方向に沿って所定の間隔をもって設置された第１の一対のセンサを備え、前記制御装置が、前記ドグが前記第１の一対のセンサの間を所定回数往復するように、前記電動機の回転方向を切り換える制御を行うことによって、前記被洗浄物が載置された前記載置台を前記洗浄区間内で所定回数往復移動させる。そして、本発明の洗浄装置は、好ましくは、前記制御装置が、前記ドグが前記第１の一対のセンサの間にある期間のみ、前記載置台が前記洗浄区間内を往復移送中に前記液体ノズルへ洗浄液を供給して噴射させるように前記洗浄液供給装置を制御する。

上記構成によれば、戴置台と関連して設けられたドグが、洗浄区間に相当する一対のセンサ間を所定回数往復するため、液体ノズルから噴射された洗浄液が一定量、一定時間で、定まった洗浄区間を往復移動する戴置台上の被洗浄物に対して自動的に噴射される。また、簡単な構成でありながら、往復回数を適切に調整できるため、洗浄装置において必要な洗浄能力を発揮することができる。

前述した特許文献１の洗浄装置は、調整が容易な半面、自動化して用いると、次のような問題点があった。即ち、装置又は接地面の振動によってノズル装置を構成するねじ部材が緩むと、ノズルの向きが変わってしまう。また、ワーク支持装置も同様に、ねじ部材の緩みにより、ワークの支持位置が変わる。このため、ノズルとワーク（被洗浄物）との相対的な位置関係が崩れやすく、洗浄結果が左右されやすいものとなる。

上記問題に鑑みて、洗浄装置の自動化において、ノズルと被洗浄物との相対的な位置関係が、振動等によって変化しないことが望まれる。本発明の洗浄装置は、好ましくは、前記液体ノズルは金属管であり、前記液体ノズルが固定され、前記洗浄液供給装置から供給される洗浄液を各液体ノズルへ分配する内部流路を有する液体ノズルブロックを前記カバーの内部に更に備えている。

上記構成によれば、液体ノズルが金属管で構成され、カバー内部の液体ノズルブロックに安定して固定されるため、液体ノズルの噴出口の位置および方向が振動などにより移動することがなく、洗浄結果が悪化しない。また、被洗浄物と液体ノズルの干渉を防止できる。

本発明の洗浄装置は、望ましくは、前記カバーの内部の前記架台の上方に設けられ、前記被洗浄物に向けて気体を噴出する１つ以上の気体ノズルと、該気体ノズルが固定され、各気体ノズルに気体を分配する内部流路を有する気体ノズルブロックと、前記カバーの外側から前記気体ノズルブロックへ気体を供給する気体供給装置と、を備え、前記センサ手段は、前記気体ノズルに対向する予め定められた架台上のエアブロー区間の両端に対応するように、前記第１の一対のセンサと離間して、前記一対の無端コンベアの走行方向に沿って所定間隔をもって設置され、前記ドグを検知する第２の一対のセンサを更に備え、前記制御装置が、前記ドッグが前記第２の一対のセンサの間を所定の回数往復するように、前記電動機の回転方向を切り換える制御を行うことによって、前記被洗浄物が載置された前記載置台を前記エアブロー区間内で所定回数往復移動させると共に、前記ドグが前記第２の一対のセンサの間にある期間のみ、前記載置台が前記エアブロー区間内を往復移送中に前記気体ノズルへ気体を供給して噴射させるように前記気体供給装置を制御する。

上記構成によれば、上述の発明の構成の液体洗浄における優れた特性を備えつつ、同様の構成を持つブロー乾燥機を内部に併設できる。

本発明の洗浄装置は、望ましくは、前記気体ノズルブロック及びエアブロー区間は、前記液体ノズルブロック及び洗浄区間と、前記搬入出口との中間に位置する。

上記構成によれば、気体ノズルで乾燥された被洗浄物が、搬入出口から搬出されるときに、液体ノズルおよび洗浄空間を通過しないため、乾燥された被洗浄物が液体ノズルから落下する洗浄液によって再度濡れることがない。従って乾燥度の高い洗浄装置を提供できる。

本発明の洗浄装置は、以上説明した通り、シンプルな構造でありながら、自動化に適する十分な耐久性を備え、メンテナンスが容易である。

本発明の一実施形態による洗浄装置の一部切断側面図である。図１に示した洗浄装置の内部構造を示す概略平面図である。図１のIII−III矢視断面図である。本実施例による洗浄装置のノズルユニットを示す斜視図である。

本発明の一実施形態による洗浄装置１０を図１〜４に示す。図１は、全体構成を表し、洗浄領域を含む主要な本体構成を、架台１１上のカバー３７で覆われた内部構造として側断面図で示すものである。また、主要な本体構成の周辺の洗浄液供給、回収系、制御系は回路図によって模式的に表している。便宜上、図１における紙面に向かって左側を前、右側を後、上方を上、下方を下、手前を右、奥を左として説明する場合がある。前側は、作業者が被洗浄物を出し入れする洗浄装置１０の前面側を示す。

図１ないし図３を参照して、洗浄装置１０は、上面が開口した前後に細長い箱状の架台１１に沿って、前方から搬入出ステーション３９、気体ノズル３５３から被洗浄物２２に乾燥気体を噴射する気体ノズルユニット３５が設置されているエアブロステーション４０、液体ノズル３１３、３１８から被洗浄物２２に洗浄液を噴射する液体ノズルユニット３１が設置されている洗浄ステーション４１、が並んで設けられている。架台１には、エアブロステーション４０と洗浄ステーション４１を覆うトンネル状のカバー３７が設置されている。カバー３７の前端面には被洗浄物２２が出し入れされる開口である搬入出口３７１が形成されており、この搬入出口３７１を開閉するシャッタ３７２（図３参照）が設けられている。

被洗浄物２２は、戴置台２１に戴置される。戴置台２１が後述するコンベア装置で架台１１上を前後方向に移動されることによって、戴置台２１上の被洗浄物２２は、搬入出口３７１から、カバー３７内の洗浄ステーション４１まで搬入される。まず、被洗浄物２２は、洗浄ステーション４１における架台１１上の洗浄区間を前後に往復移動を繰り返しながら洗浄される。続いて被洗浄物２２は、エアブロステーション４０に移動され架台１１上のエアブロー区間を前後に往復移動を繰り返しながらエアブローにより乾燥される。最後に、被洗浄物２２は、搬入出口３７１から搬出されてカバー３７外の搬入出ステーション３９へ戻される。

図１及び図２を参照して、上方が開口した前後に細長い箱状の架台１１は、底面が傾斜した洗浄液受け１１１となっている。洗浄液受け１１１の最下端には、排出口１１２が設けられている。洗浄に用いられた洗浄液は、洗浄液受け１１１から排出口１１２へ集められ、排出口１１２の洗浄液回収部へ導出される。架台１１は、枠状の上部部分と洗浄液受け１１１となる底面が溶接構造で一体として製作されている。

洗浄液受け１１１には、切削屑流し用の配管１１１Ａを設け、この配管１１１Ａから洗浄液を噴出するように構成できる。配管１１１Ａを設けることで、洗浄液受け１１１上に落下した切削屑を排出口１１２から良好に排出させることができる。配管１１１Ａへ供給する洗浄液は、後述するポンプ２９３から吐き出される洗浄液から分配されたものが利用される。このとき、配管１１１Ａへの分岐は、フィルタ２９４の上流に設けることによって、フィルタ２９４の寿命を延長できる。

本実施形態のコンベア装置は以下の構成を備えている。即ち、第１のコンベアシャフトとしての駆動軸１５が、架台１１の後方端側で両側壁間に左右横方向に差し渡されて軸支されている。駆動軸１５は、架台１１に固定されたベアリング１６（図２参照）によって架台側壁に対して回転可能である。駆動軸１５には、架台１１の内側に一対のスプロケット１５１、１５２が固定されている。駆動軸１５の一方端（右側）は、側壁から架台１１の外側に長く突出している。この駆動軸１５の一方端には、２つのスプロケット１５３、１４３が同軸上に固定されている。駆動軸１５の軸支部では架台１１との間に、パッキン、ラビリンスシールその他の液封装置（不図示）が設けられ、液封されている。

第２のコンベアシャフトとしての従動軸１７が、架台１１の前方端側の両側壁間で、駆動軸１５と平行に軸支されている。従動軸１７は、架台１１に固定されたベアリング１６（図２参照）によって架台側壁に対して回転可能である。従動軸１７にも、架台１１の内側に一対のスプロケット１７１、１７２が固定されている。また、従動軸１７も、一方端（右側）は、側壁から架台１１の外側に長く突出しており、その一方端にスプロケット１７３が固定されている。従動軸１７の軸支部も架台１１との間に液封装置（不図示）が設けられ、液封されている。

駆動軸１５に固定された２つのスプロケット１５１、１５２および従動軸１７に固定された２つのスプロケット１７１、１７２のピッチ円直径、歯数は同一である。前後で対向するスプロケット１７１、１５１間、及びスプロケット１７２、１５２間には、一対の無端コンベアである無端チェイン１８が懸架される。無端チェイン１８はコンベアチェインが利用され得る。

架台１１の左右側壁の内面上方には、一対の無端チェイン１８がその上を滑るガイドレール１１４が張り出すように設けられている。左右のガイドレール１１４は、互いの上面高さが一致するように、水平にかつ、前後に載置台の搬送範囲にわたって長く伸びるように設けられている。ガイドレール１１４の上面は滑らかに製作されている。ガイドレール１１４は、一対の無端チェイン１８を支える摺動部材であり、後述する戴置台２３の重量を受け止める。無端チェイン１８の上側搬送経路を走行するチェインは、架台１１に設けられたガイドレール１１４の上面を滑るように前後方向に動く。

ガイドレール１１４の上面形状は、無端チェイン１８との関係において設計され得る。例えば、ガイドレール１１４は、無端チェイン１８の左右方向への移動を規制するように、走行部分のみをエンドミル加工により窪ませたものとしても良い。また、無端チェイン１８が鍔付きのころを備えている場合には、ガイドレール１１４は、鍔付きころの形状に対応するように、上面に凸部又は、溝部を備えることができる。このようなガイドレール１１４は、位置調整及び交換可能に設置することができる。また、ガイドレール１１４の上面を硬質のメッキで覆っても良い。

無端チェイン１８の上側搬送経路を走行するチェインは、真っ直ぐなガイドレール１１４に案内されるため、戴置台２１も真っ直ぐに移動する。従って、液体ノズル３１３、３１８の噴射口が、載置台２１上の被洗浄物の洗浄重点部位２２１と正確に位置合わせされ、洗浄能力が安定する。無端チェイン１８には、戴置台２１と被洗浄物２２の重量により下方への力が作用するところ、無端チェイン１８は、ガイドレール１１４の上面を走行するため、戴置台２１と被洗浄物２２の重力によって撓まない。従って、無端チェイン１８への負荷が低減され、無端チェイン１８の寿命が向上する。

なお、ガイドレール１１４は、架台１１の壁面から張り出すように設けられることに代えて、洗浄液受け１１１から柱を立て、この柱に懸架するように設けられても良い。

また、架台１１の外側で、駆動軸１５の一方端に固定されたスプロケット１５３と従動軸１７の一方端に固定されたスプロケット１７３との間には、第３の無端コンベアである無端チェイン１９が懸架されている。スプロケット１７３とスプロケット１５３のピッチ円直径、歯数は同一であり、無端チェイン１９は一対の無端チェイン１８と同期して駆動する。

無端チェイン１８、１９は、たるまないように駆動軸１５と従動軸１７との間の軸間ピッチが調整される。

なお、以上のスプロケット１５１、１５２、１５３、１７１、１７２、１７３、及び無端チェイン１８、１９に代えて、歯付プーリ及び無端コンベアである歯付ベルトを用いても良い。

図２及び図３を参照して、架台１１の内側の懸架された一対の無端チェイン１８には、被洗浄物２２を載置する戴置台２１が、無端チェイン間に差し渡された状態で固定されている。戴置台２１には、被洗浄物２２を前後左右方向に位置決めし、又はその高さを定めるピン２１１（図３参照）が設けられている。

戴置台２１には、被洗浄物２２の載置領域に比較的大きい開口を設けても良い。戴置台２１に開口を設けると、被洗浄物２２に噴射された洗浄液と共に被洗浄物２２から排出された切りくずその他の汚れが、戴置台２１に溜まることなく、良好に洗浄液受け１１１に排出される。

なお、戴置台２１は、被洗浄物２２が位置決めした状態で戴置できればよく、被洗浄物の戴置面の一部を囲ったカセット形に構成しても良い。また、本実施例では戴置台２１には、被洗浄物２２が１つ戴置されている場合を例示したが、複数台の被洗浄物２２が戴置されても良い。もちろん、複数の異なる種類の被洗浄物２２を同時に戴置台２１に戴置しても良い。

コンベア装置駆動用の駆動手段である電動機１３は、正逆両回転可能なモータである。電動機１３は、かご型誘電モータが主に利用される。電動機１３の回転軸は、スプロケット１４１と連結される。電動機１３とスプロケット１４１との間に、トルクリミッター（不図示）を介しても良い。このスプロケット１４１と駆動軸１５に固定されたスプロケット１４３との間に無端チェイン１４２が懸架される。したがって、これらスプロケット１４１、無端チェイン１４２およびスプロケット１４３からなる伝達機構１４を介して、電動機１３の回転運動が駆動軸１５に伝達され、駆動軸１５が回転される。

なお、スプロケット１４１、１４３、及び無端チェイン１４２に代えて、歯付プーリ及び歯付ベルト機構、歯車機構などの伝達装置を利用できる。本発明の伝達機構１４としては、電動機１３の回転力が駆動軸１５と同期して伝達できるあらゆる伝達装置が採用可能である。

以上の構成において、電動機１３の駆動により、その回転運動が伝達された駆動軸１５の回転および従動軸１７の従属回転によって一対の無端チェイン１８が走行し、これに伴って被洗浄物２２を載置した載置台２１が架台１０上を前後方向に移動する。従って、電動機１３の駆動、回転方向を制御することによって、載置台２１及び被洗浄物２２を洗浄ステーション４１の洗浄区間及びエアブロステーション４０のエアブロー区間へ搬送し、各区間で必要回数往復移動させることができる。洗浄ステーション４１における必要回数は１回以上であり、移動速度及び洗浄の程度に応じて、制御装置４３に予め設定される。

また、電動機１３は、周波数変換装置により、その周波数を変更できるように構成され得る。周波数変換装置により、周波数を変更できる場合、戴置台２１が洗浄ステーション４１及びエアブロステーション４０を往復する速度と、それ以外の部分を通過する速度とをそれぞれ変更し、区間ごとに最適な移動速度で戴置台２１を移動させ得る。また、投入される被洗浄物２２の種類に応じて、移動速度を変更できる。もちろん、電動機１３としては、かご型誘電モータだけでなく、永久磁石同期式モータ、ステッピングモータ、サーボモータも利用できる。

一方、第３の無端コンベアとして架台１１の外側に懸架されている無端チェイン１９には、載置台２１の位置検知用のドグ２５が固定されている。ドグ２５は、断面Ｌ字状をなし、折り曲げた金属板で製作されている。望ましくは、ドグ２５は、前後方向において、戴置台２１と並ぶ位置に取り付けられる（図２参照）。即ち、無端チェイン１９は、駆動軸１５に架台外側で固定されたスプロケット１５３によって、一対の無端チェイン１８と同期して走行するものである。従って、ドグ２５を無端チェイン１９に戴置台２１と並んで取付けることによって、上記構成のコンベア装置が電動機１３により駆動しているときに、戴置台２１と並走するため、このドグ２５の前後方向位置をセンサ手段で検知することによって載置台２１および被洗浄物２２の位置を外部から容易に把握することができる。

センサ手段は、無端チェイン１９に沿って所定間隔に設置された複数のセンサ２７（２７１ないし２７５）を備えたものである。センサ２７のうち、搬入出ステーション３９に相当する位置に配置されたセンサ２７１によって、戴置台２１が、搬入出ステーション３９にあるときに、ドグ２５を検知する。洗浄ステーション４１の洗浄区間の前後端に相当する位置に設置された第１の一対のセンサ２７４、２７５は、洗浄ステーション４１において載置台２１が洗浄区画の前進端、後退端にあるときに、ドグ２５を検知する。また、エアブロステーション４０のエアブロー区画の前後端に相当する位置に設置された第２の一対のセンサ２７２、２７３は、エアブロステーション４０において、戴置台２１がエアブロー区間の前進端、後退端にあるときに、ドグ２５を検知する。なお、センサ２７は、リミットスイッチ、接触スイッチその他のスイッチ、又は、近接センサ、光電センサその他のセンサを利用できる。

従って、制御装置４３は、これらセンサ２７によるドグ２５の検知情報に基づいて電動機１３の駆動を制御することによって、載置台２１を洗浄ステーション４１またはエアブロステーション４０へ搬送すると共に、洗浄区間あるいはエアブロー区間のそれぞれで載置台２１を所定速度、所定回数往復移動させることができる。

本実施形態の洗浄装置１０は、洗浄液供給装置２９に洗浄液循環システムを備えている。図１を参照して、以下に洗浄液循環システムについて簡単に説明する。使用済みの洗浄液は、洗浄液受け１１１を経て排出口１１２から下流の回収部へ導出されるが、排出口１１２下方には、洗浄液タンク２９１が設置されており、排出口１１から排出された洗浄液は該タンク２９１内に備えられたフィルタ手段としての網かご２９２内に排出され、ここで大きなサイズの切りくずが分離されてからタンク２９１内の洗浄液と合流する。従って、洗浄液タンク２９１内の網かご２９２設置部が洗浄液回収部となる。

制御装置で制御されることによって洗浄液の供給・停止を自動で行う洗浄液供給装置は、ポンプ駆動により洗浄液タンクから液体ノズル側へ洗浄液を供給する構成が簡便であるが、洗浄液回収部を含む構成とすることが望ましい。即ち、架台底面の排出口から導出回収された洗浄液をフィルタ手段を介して洗浄液供給源としてのタンクに合流させ、再度洗浄に用いるものである。この構成により、洗浄液の回収、供給の循環システムが得られ、より効率的な自動洗浄が行える。

洗浄液供給装置２９は、タンク２９１、ポンプ２９３、フィルタ２９４、流路切換弁２９５で主に構成されている。ポンプ２９３は、浸漬型多段タービンポンプ、浸漬型渦巻きポンプその他の浸漬型ポンプ、又はインラインポンプが利用できる。ポンプ２９３がタンク２９１から揚圧した洗浄液は、フィルタ２９４を通ってろ過される。フィルタ２９４の出口は、流路切換弁２９５を介して液体ノズルユニット３１とタンク２９１とに切換可能に連通している。流路切換弁２９５は、洗浄時には洗浄液を液体ノズルユニット３１へ送り、それ以外の時にはタンク２９１へ戻す。流路切換弁２９５も、制御装置４３によって制御される。流路切換弁２９５は、洗浄弁と戻り弁との２つのソレノイド弁の組合せ、又は３方切換弁が使用できる。以上のように洗浄液供給装置２９が単純な構成であるため、製作コストを圧縮できる。

洗浄液は、水溶性洗浄液その他の洗浄液、水溶性洗浄液、若しくは工業用水、又は油性洗浄液が利用される。洗浄液は、被洗浄物及び被洗浄物の加工ラインに適合するように選定される。

次に、図２、図４を参照して、液体ノズルユニット３１の構成について説明する。液体ノズルユニット３１は、複数の内部流路３１６および各流路３１６へ洗浄液を導入する供給口３１４を有する液体ノズルブロック３１１と、各流路３１６の端部開口３１７のうちの任意のものに選択的に装着固定される複数の液体ノズル３１３、３１８とで構成されている。各流路３１６の開口のなかで、液体ノズルブロック３１１の開口３１７のなかで、液体ノズルが装着されないものは、プラグ３１７で閉じられる。液体ノズル３１３、３１８は、金属管で構成されている。液体ノズル３１３、３１８は、アダプタ３１２によって、開口３１７に固定されている。アダプタ３１２には、くい込み継ぎ手が利用される。液体ノズル３１３は、噴射口が下を被洗浄物２２が通過する際に重点洗浄部位２２１に対向するように調整されている（図２参照）。ここで、重点洗浄部位２２１とは、被洗浄物２２に設けられたねじ穴、油穴、加工面、鋳抜き穴などの重点的な洗浄を必要とする部位である。液体ノズル３１３、３１８は金属管製であり、くい込み継ぎ手のアダプタ３１２を介して固定されるため、液体ノズル３１３、３１８は、噴射口が洗浄装置１０の振動などによって位置ずれすることがない。従って、常に重点洗浄部位２２１に向けて洗浄液を噴射し良好な洗浄が行える。

例えば、下向きに吊下状態で固定された液体ノズル３１８は、液体ノズルブロック３１１下面の被洗浄物２２が通過する際に重点洗浄部位２２１に対向する位置にある開口３１７から直線状に伸びるように固定されているため、その位置がずれない。また、液体ノズルブロック３１１の側面に横向きに固定された液体ノズル３１３は、固定部材３１５で互いに固定されるとき、その位置がずれることを２重に防止できる。

なお、洗浄装置１０が異なる複数の種類の被洗浄物２２の洗浄に利用される場合、各被洗浄物２２の重点洗浄部位２２１に対向するように、液体ノズル３１３、３１８が配置固定されるように調整する。また、ノズルユニット３１を、戴置台２１の下面、且つ架台１１の上方に設ける構成も可能である。この場合、戴置台２１の被洗浄物２２載置領域を大きく開口させる。この大きな開口を介して戴置台２１の下側から洗浄液を被洗浄物２２の重点洗浄部位２２１に噴射させることができる。もちろん、ノズルユニット３１を載置台２１の側面に設けても良い。

また、乾燥エアを噴射するための気体ノズルユニット３５は、気体ノズルブロック３５１および気体ノズル３５３から構成されている。気体ノズルユニット３５の構成は、液体ノズルユニット３１と同様であるため、その詳細な説明を省略する。気体ノズルユニット３５では、内部流路３５６と気体供給口３５４を有する気体ノズルブロック３５１の開口に気体ノズル３５３が固定される。ソレノイド弁３６を介してコンプレッサー、ブロアその他のエア供給手段３３が気体供給口３５４に接続される。ソレノイド弁３６とエア供給手段３３とで気体供給装置が構成される。なお、気体ノズルユニット３５も、ノズルユニット３１と同様に、戴置台２１の下面または側面、かつ架台１１の上方に設けても良い。

また、本実施形態の洗浄装置１０では、図１、図２に示すように、エアブロステーション４０及び洗浄ステーション４１を覆うように架台１１上に設けられたトンネル状のカバー３７は、前方に搬入出のための搬入出口３７１を備え、この搬入出口３７１は開閉手段であるシャッタ３７２によって開閉される。シャッタ３７２は、エアシリンダ装置３７３によって駆動される。即ち、エアシリンダ装置３７３のピストンロッドに接続されたシャッタ３７２が、エアシリンダ装置３７３の駆動によるピストンロッドの上方移動に伴って引き上げられることにより搬入出口３７１が開放される。搬入出口３７１は、無端チェイン１８の上面側、戴置台２１、及び被洗浄物２２が通過できるように十分な大きさをもって設けられている。

シャッタ３７２は、略方形の板とするのが簡便である。強度を確保するためにシャッタ３７２の表面に山形の補強材を設けても良い。シャッタ３７２は、カバー３７に設けられたシャッタガイド３７４に沿って動く。図３に示すように、シャッタ３７２の下端辺は、洗浄液が被洗浄物２２に落下しないよう、山形にカットされている。また、シャッタ３７２の下方の左右両端部には、一対の無端チェイン１８が通過できるように、上下方向に細長い切欠きが設けられている。

図１、図３に示すように、架台１１とシャッタ３７２のすき間は、架台１１に設けられた隔壁１１３で塞ぐことができる。隔壁１１３は、架台１１の前方空間を仕切るように架台内の垂直面を塞ぎ、上方でカバー３７の前面に連続している。隔壁１１３の下方には、一対の無端チェイン１８が通過する孔１１３Ａがあけられている。孔１１３Ａは、搬入出ステーション３９の下方に溜まった洗浄液、切削屑等を流す排出口としての役割を併せ持つ。ノズル３１３、３１８から噴出した液体は、被洗浄物２２、戴置台２１、洗浄液受け１１１等の表面で跳ね返る場合がある。隔壁１１３は、跳ね返りの液体や、蒸気が装置の前面から漏出することを防ぐ。

なお、シャッタ３７２、エアシリンダ３７３装置と共に、又はこれらに代えて、スリットカーテンを設けても良い。スリットカーテンは、柔軟性の高い樹脂板に複数のスリットを設けたもので、ミスト等を遮断できる。スリットカーテンを、被洗浄物２２及び戴置台２１に触れない程度に設けることができる。スリットカーテンを設ける場合には、スリットカーテン自体を洗浄又はエアブローするノズル類を別に設けることが望ましい。

また、カバー３７の上方に排気口を設けて、排気口に連通して設置されたファン又は気液分離装置を介して、カバー３７内の空気を外へ排気できる。カバー３７内から排気を行うことで、主にシャッタ３７２と架台１１とのすき間から空気を内部に取込み、カバー３７内の湿度を下げることができる。カバー３７内の湿度を多少でも下げることで、内部を清浄に保ち得る。

制御装置４３の制御による洗浄装置１０の自動運転を以下に説明する。制御装置４３はシーケンス制御できる。制御装置４３は、スタートボタン（不図示）、センサ２７等の入力に基づいて、電動機１３、ポンプ２９３、流路切換弁２９５、及びソレノイド弁３６を制御する。洗浄装置１０のスタートボタン（不図示）が押されたとき、制御装置４３は、エアシリンダ装置３７３の駆動によりシャッタ３７２を引き上げて搬入出口３７１を開放させた状態にて、電動機１３を一方の回転方向で駆動させて一対の無端チェイン１８と第３の無端チェイン１９を走行させ、戴置台２１を洗浄ステーション４１まで進め、シャッタ３７２を下ろす。シャッタ３７２を下すタイミングは、センサ２７２がドグ２５を検知したときとすることができる。

制御装置４３は、シャッタ３７２が下りたことを検知したときに、流路切換弁２９５を開弁して洗浄液供給装置２９にて液体ノズルブロック３１１への洗浄液供給を開始させる。載置台２１が洗浄ステーション４１の洗浄区間の後退端に達し、第１の一対のセンサのうちの後端側のセンサ２７５が載置台２１と並走するドグ２５を検知すると、制御装置４３は、電動機１３の回転を反転させ、戴置台２１を前方へ引き戻す。載置台２１が洗浄ステーション４１の洗浄区間の前進端に達し、第１の一対のセンサのうち前端側のセンサ２７４がドグ２５を検知すると、制御装置４３は再度電動機１３を反転し、戴置台２１を後方へ移動させる。制御装置４３には、往復回数が予め入力されている。制御装置４３は、この戴置台２１の洗浄区間での前進後退の往復移動を所定の回数、所定の速度で繰り返させる。この間、制御装置４３は、流路切換弁２９５を液体ノズルブロック３１１側へ切り換える。すると、液体ノズル３１３、３１８から洗浄液が被洗浄物２２に向けて噴射され、洗浄が行われる。電動機１３の回転速度が変更できる場合には、制御装置４３は、被洗浄物２２が洗浄区間を往復する間、電動機１３の回転速度を予め入力された速度に変更しても良い。制御装置４３は、洗浄区間での載置台２１の所定回数の往復移動が成された後、電動機１３の前方側への回転駆動を進めさせて戴置台２１をエアブロステーション４０へ送る。同時に、制御装置４３は、流路切換弁２９５を切り換えて、洗浄液をタンク２９１へ循環させる。

制御装置４３は、エアブロステーション４０においても、同様に戴置台２１をエアブロー区間において往復移動させる。エアブロステーション４０では、戴置台２１は、第２の一対のセンサ２７２、２７３がドグ２５を検出する区間を往復する。制御装置４３は、戴置台２１が、エアブロー区間を所定回数往復移動する間のみ、ソレノイド弁３６を開弁し、乾燥エアを気体ノズルブロック３５１へ供給し、気体ノズル３５３から被洗浄物２２に向けて気体を噴射させ、乾燥を行う。

なお、制御装置４３は、エアブロステーション４０における載置台２１の往復回数、往復速度を、洗浄ステーション４１における往復回数、往復速度とそれぞれ変更し得る。また、制御装置４３は、被洗浄物２２の種別に応じて往復回数、往復速度を変更できる。さらに、エアブロステーション４０においては、一度の通過によって被洗浄物２２が十分に乾燥する場合には、載置台２１を往復させなくても良い。この場合において、制御装置４３は、電動機１３の回転速度を調整することによって、エアブロステーション４０を通過する速度を変更し得る。

制御装置４３は、エアブロー完了後に、エアシリンダ装置３７３を駆動させてシャッタ３７２を開け、電動機１３に前方側への回転駆動を進めさせて戴置台２１を搬入出ステーション３９に戻す。センサ２７１がドグ２５を検知したとき、制御装置４３は、電動機１３を停止させる。また、制御装置４３は、戴置台２１が、エアブロステーション４０のエアブロー区間を、一定回数往復移動したタイミングでシャッタ３７２を開けることができる。シャッタ３７２を開けるタイミングをエアブロー完了前に変更することで、トータルの洗浄時間を短縮できる場合がある。

なお、搬入出ステーション３９に、戴置台２１上の被洗浄物２２の有無を検出するための光電センサ、超音波センサその他のセンサを設けても良い。被洗浄物２２の有無を検出するセンサを備えた場合、制御装置４３は、搬入出ステーション３９で被洗浄物２２をセンサが検知したことを条件として、上述の洗浄動作を開始できる。また、洗浄装置１０を多関節ロボット、ローダ装置その他の外部の搬入出システムと組み合わせることによって、搬入出ステーション３９の戴置台２１上に被洗浄物２２が戴置している場合に搬入出システムに搬入停止信号を発することができる。

また、搬入出ステーション３９に、戴置台２１上の被洗浄物２２の種類を検出するための接触センサ、光電センサ、ＩＤ読み取りセンサその他のセンサを設けても良い。被洗浄物２２の種類を検出するセンサを設けた場合、制御装置４３は、検出された種類に応じて、載置台２１の往復速度、往復回数を選択し得る。この場合において、制御装置４３は、検出された種類に対応する載置台２１の往復回数、往復速度をマトリックスとして収納しておくことができる。制御装置４３は、収納したマトリックスから往復回数、往復速度を読み出し、電動機１３を制御できる。

本実施形態の洗浄装置１０は、水平方向には、細長い架台１１と、架台１１に隣接する第３の無端チェイン１９、センサ手段しかないため、装置幅が小さく占有面積も狭小で済む。従って、特にマシニングセンタや数値制御旋盤などで構成された汎用加工ラインへの組込みに適合する。さらに、一般的な自動加工機と同様に、後方に洗浄液供給装置２９を備えているため、機械加工ラインの加工装置の間のスペースによく適合する。洗浄装置１０の全長は、設置される加工ラインの幅に合致するようにデザインできる。装置幅が小さいため、作業者によるワーク搬送ラインにおいては、作業者が１、２歩で通り過ぎることができ、作業者動線の短縮にも役立つ。加工ラインの加工装置間のデッドスペースに設置することも十分に可能である。このように装置幅が小さいため、洗浄装置１０の追加設置によっても、加工ライン長の延長長さを最小限に抑えることができる。

なお、上述の実施形態においては、一対の無端チェイン１８に戴置台２１を直接固定したが、これに代えて、一対の無端チェイン１８に、戴置台支持枠を差し渡して固定し、この戴置台支持枠に交換可能に戴置台２１を固定する構成とすることもできる。また、上述の実施形態においては、戴置台２１に１個の被洗浄物２２を戴置した場合を示したが、２個以上の被洗浄物２２を戴置してもよい。

１０洗浄装置
１１架台
１１１洗浄液受け
１１２排出口
１１４ガイドレール
１３電動機
１５駆動軸
１７従動軸
１８、１９無端チェイン（無端コンベア）
２１戴置台
２２被洗浄物
２５ドグ
２７（２７１〜２７５）センサ
２９洗浄液供給装置
２９１タンク
２９３ポンプ
２９５流路切換弁
３１液体ノズルユニット
３１１液体ノズルブロック
３１３、３１８液体ノズル
３１４洗浄液供給口
３１６内部流路
３１７開口
３５気体ノズルユニット
３５１気体ノズルブロック
３５３気体ノズル
３７カバー
３７１搬入出口
３７３エアシリンダ装置
４３制御装置

Claims

上面が開口した長細い箱状の架台と、
前記架台の長手方向の一端側で両側壁間に軸支されている第１のコンベアシャフトと、
前記架台の長手方向の他端側で両側壁間に前記第１のコンベアシャフトと平行に軸支されている第２のコンベアシャフトと、
前記第１のコンベアシャフトと前記第２のコンベアシャフトとの間に懸架された一対の無端コンベアと、
前記架台上に固定され、前記被洗浄物が通過する搬入出口を有するカバーと、
前記架台の外側に設けられ、前記第１のコンベアシャフトの架台側壁から外側に突出している一方端と、前記第２のコンベアシャフトの架台側壁から外側に突出している一方端との間に懸架されて前記一対の無端コンベアと同期して駆動する第３の無端コンベアと、
正逆回転可能な電動機と、
該電動機の回転運動を前記第１のコンベアシャフトへ伝達する伝達機構と、
前記一対の無端コンベアに差し渡して固定され、被洗浄物が所定の位置に載置される載置台と、
前記第３の無端コンベアに固定され、前記カバーの外部で前記載置台と並走するドグと、
洗浄液供給装置と、
予め定められた架台上の洗浄区間にて前記載置台に載置された被洗浄物の複数の重点洗浄部位に噴射口が対向するように前記架台の上方に固定して設けられ、前記被洗浄物に向けて前記洗浄液供給装置から供給される洗浄液を噴出する複数の液体ノズルと、
気体供給装置と、
前記洗浄区間と前記搬入出口との間に、前記洗浄区間と離間して位置するエアブロー区間にて前記載置台に載置された被洗浄物の複数の重点洗浄部位に噴射口が対向するように前記架台の上方に固定して設けられ、前記被洗浄物に向けて気体供給装置から供給される気体を噴出する複数の気体ノズルと、
前記ドグを検知するセンサ手段と、
前記センサ手段による前記ドグの検知情報に基づいて、前記載置台を前記架台上で搬送させる制御装置と、を備え、
前記センサ手段は、
前記洗浄区間の両端に対応するように、前記一対の無端コンベアの走行方向に沿って所定の間隔をもって設置され、前記載置台が前記洗浄区間の前進端又は後退端にあるときに前記ドグを検知する第１の一対のセンサと、
前記気体ノズルに対向する予め定められた架台上のエアブロー区間の両端に対応するように、前記第１の一対のセンサと離間して、前記一対の無端コンベアの走行方向に沿って所定間隔をもって設置され、前記載置台が前記エアブロー区間の前進端又は後退端にあるときに前記ドグを検知する第２の一対のセンサと、
前記搬入出口の手前の搬入出位置に対応して設置され、前記ドグを検知する第３のセンサと、を備え、
前記制御装置が、
起動後に、前記載置台を前記第１の一対のセンサのうちの後端側センサに前記ドグが検知されるまで送った後、前記第１の一対のセンサのいずれかが前記ドグを検知したときに送り方向を反転させて前記洗浄区間で前記載置台を一定回数だけ往復移動させると共に、前記ドグが前記第１の一対のセンサの間にあり、前記載置台が前記洗浄区間内を往復移動中に、前記液体ノズルから洗浄液を噴射させて前記被洗浄物の洗浄を行わせ、
前記洗浄区間での前記載置台の所定回数の往復移動の後、前記載置台を前記第２の一対のセンサのうちの前端側センサに前記ドグが検知されるまで戻した後、前記第２の一対のセンサのいずれかが前記ドグを検知したときに送り方向を反転させて前記エアブロー区間で前記載置台を一定回数だけ往復移動させると共に、前記ドグが前記第２の一対のセンサの間にあり、前記載置台が前記エアブロー区間内を往復移動中に、前記気体ノズルから気体を噴射させて前記被洗浄物の乾燥を行わせ、
前記被洗浄物の乾燥後に、前記第３のセンサが前記ドグを検知するまで前記搬入出位置へ前記載置台を戻すように、前記電動機および前記洗浄液供給装置と前記気体供給装置を制御する洗浄装置。
請求項１に記載の洗浄装置であって、
更に、前記電動機の周波数を変更する周波数変換装置を備える洗浄装置。
請求項１または２に記載の洗浄装置であって、
前記箱状の架台は、前記一対の無端コンベアの上側搬送経路を走行するコンベアを下方から支持してその走行を案内するガイドレールを備えている洗浄装置。
請求項１ないし３のいずれかに記載の洗浄装置であって、
前記架台は、前記液体ノズルから噴射されて洗浄に用いられた洗浄液を受ける傾斜した底面と、該底面に設けられた排出口とを備え、使用済みの洗浄液を底面の傾斜によって前記排出口へ集め、該排出口の下流に配置された洗浄液回収部へ導出させるものである洗浄装置。