JP6772921B2 - Foreign matter removal device - Google Patents
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Description
本発明は、加工対象物(以下「ワーク」という)に付着した異物を除去する異物除去装置に関するものである。 The present invention relates to a foreign matter removing device for removing foreign matter adhering to a work object (hereinafter referred to as "work").
従来、ワークの表面に空気または揮発性物質などを吹き付けて異物を除去する異物除去装置が知られている。特許文献1に記載の異物除去装置は、空気を吹き出す吹付ノズルを回転体に設置している。その回転体の回転軸は、フレームに対して上下方向に移動可能に設けられている。この異物除去装置は、吹付ノズルが設置された回転体を回転させ、且つ、その回転体を上下方向に移動しつつ、吹付ノズルからワークに対して空気を吹き付けるものである。
Conventionally, a foreign matter removing device for removing foreign matter by blowing air or a volatile substance on the surface of the work is known. In the foreign matter removing device described in
しかし、特許文献1に記載の異物除去装置は、吹付ノズルに対してワークを動かす機構を備えていないので、吹付ノズルから吹き出された風がワークの正面のみにしか当たらない。また、この異物除去装置は、吹付ノズルからワークの表面に吹き付けられる空気による洗浄有効範囲がワークの所定位置の近傍を一方向にのみ移動する。そのため、異物の形状によっては、空気の運動エネルギを異物が受け流してしまい、すなわち、抗力係数が小さくなり、異物に作用する運動エネルギまたは抗力が小さいものとなる。したがって、この異物除去装置は、異物に対して空気の運動エネルギを十分に伝達することができず、付着力の強い異物を確実に除去することが困難である。
However, since the foreign matter removing device described in
仮に、特許文献1に記載の異物除去装置を使用して、ワークの側面または裏面に付着した異物を除去する場合、ワークの配置を変更するなどの作業工程が必要となる。したがって、ワークの異物除去に長い時間がかかり、生産効率が悪くなることが懸念される。
If the foreign matter removing device described in
本発明は上記点に鑑みて、異物の除去能力を高めることの可能な異物除去装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, it is an object of the present invention to provide a foreign matter removing device capable of enhancing the foreign matter removing ability.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、ワーク(2)に付着した異物を除去する異物除去装置であって、回転駆動部(10)、吹付ノズル(30)および往復移動部(20)を備える。回転駆動部は、ワークを回転させる。吹付ノズルは、ワークに対し空気または揮発性物質を吹き付ける。往復移動部は、ワークの回転軸(100)に沿うように吹付ノズルを往復移動させる。
なお、「ワークの回転軸に沿うように吹付ノズルを往復移動させる」とは、吹出ノズルが往復移動する方向とワークの回転軸の方向とが平行であることに加え、その2つの方向が僅かにずれていることを含むものである。
また、以下の説明では、空気または揮発性物質を適宜「洗浄流体」ということがある。
In order to achieve the above object, the invention according to
In addition, "moving the spray nozzle reciprocating along the rotation axis of the work" means that the direction in which the spray nozzle reciprocates is parallel to the direction of the rotation axis of the work, and the two directions are slight. It includes the fact that it is deviated to.
Further, in the following description, air or a volatile substance may be appropriately referred to as a "cleaning fluid".
これによれば、吹付ノズルからワークの表面に吹き付けられる洗浄流体による洗浄有効範囲が異物の近傍を通過するとき、その通過する向きがワークの回転方向に交差するように正方向と逆方向に入れ変わる。そのため、ワークに付着した異物に対し、複数の方向から洗浄流体が吹き付けられる。これにより、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から洗浄流体の運動エネルギが与えられるので、洗浄流体から異物に対する運動エネルギの伝達効率が向上する。したがって、この異物除去装置は、ワークから異物を除去する能力を高めることができる。 According to this, when the cleaning effective range by the cleaning fluid sprayed from the spray nozzle to the surface of the work passes in the vicinity of the foreign matter, the passing direction is inserted in the direction opposite to the forward direction so as to intersect the rotation direction of the work. change. Therefore, the cleaning fluid is sprayed from a plurality of directions on the foreign matter adhering to the work. As a result, the kinetic energy of the cleaning fluid is given to the foreign matter having various shapes from the direction in which the drag coefficient is maximized, so that the transfer efficiency of the kinetic energy from the cleaning fluid to the foreign matter is improved. Therefore, this foreign matter removing device can enhance the ability to remove foreign matter from the work.
請求項1に係る発明では、異物除去装置は、吹付ノズルからワークの表面に吹き付けられる洗浄流体による洗浄有効範囲(WE)が、ワークの洗浄領域の全箇所を通過するように、回転駆動部および往復移動部の駆動を制御する制御装置(40)を備える。
これによれば、ワークの洗浄領域の全箇所に洗浄流体が吹き付けられると共に、ワークに付着した異物に対し、複数の方向から洗浄流体が吹き付けられる。したがって、この異物除去装置は、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から洗浄流体の運動エネルギを与えることで、ワークから異物を除去する能力を高めることができる。
なお、洗浄有効範囲とは、少なくとも吹付ノズルの開口部を噴射方向に沿ってワークに投影した面の軌跡と、その軌跡の外側の領域において開口部から吹き出された洗浄流体がワークの表面に広がることで異物を有効に除去できる範囲をいう。洗浄有効範囲は、吹付ノズル(30)から吹き出される風圧によって異なるが、例えば、吹付ノズルの開口部の内径の1〜2倍の範囲である。
In the invention according to
According to this, the cleaning fluid is sprayed on all the cleaning regions of the work, and the cleaning fluid is sprayed on the foreign matter adhering to the work from a plurality of directions. Therefore, this foreign matter removing device can enhance the ability to remove foreign matter from the work by giving the kinetic energy of the cleaning fluid to the foreign matter of various shapes from the direction in which the drag coefficient is maximized.
The effective cleaning range is at least the locus of the surface where the opening of the spray nozzle is projected onto the work along the injection direction, and the cleaning fluid blown out from the opening in the region outside the locus spreads on the surface of the work. This refers to the range in which foreign matter can be effectively removed. The effective cleaning range varies depending on the wind pressure blown from the spray nozzle (30), but is, for example, 1 to 2 times the inner diameter of the opening of the spray nozzle.
また、請求項1に係る発明では、ワークの表面の回転速度をVw〔mm/s〕とし、往復移動部により吹付ノズルが往復移動する速度をVn〔mm/s〕とする。このとき、制御装置は、Vw<Vnの関係を有するように、回転駆動部および往復移動部の駆動を制御する。
これによれば、吹付ノズルの往復運動の回数に対し、ワークの回転数を少なくすることで、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から洗浄流体の運動エネルギを与えられるので、洗浄流体から異物に対する運動エネルギの伝達効率を向上できる。
Further, in the invention according to
According to this, by reducing the rotation speed of the work with respect to the number of reciprocating movements of the spray nozzle, the kinetic energy of the cleaning fluid can be given to foreign substances of various shapes from the direction in which the drag coefficient is maximized. , The efficiency of transmitting kinetic energy from the cleaning fluid to foreign matter can be improved.
さらに、請求項1に係る発明では、吹付ノズルからワークの表面に吹き付けられた洗浄流体による洗浄有効範囲の直径をD〔mm〕とし、往復移動部が吹付ノズルを往復移動する周波数をf〔Hz〕とする。このとき、制御装置は、f≧Vw/D の関係を有するように、回転駆動部および往復移動部の駆動を制御する。
これによれば、洗浄有効範囲は、ワークの洗浄領域の全箇所を、移動する向きを変えて通過する。そのため、ワークの表面に付着した種々の形状の異物に対し、複数の方向から洗浄流体を吹き付けることが可能である。したがって、この異物除去装置は、ワークから異物を除去する能力をより高めることができる。
Further, in the invention according to
According to this, the cleaning effective range passes through the entire cleaning area of the work in a different direction of movement. Therefore, it is possible to spray the cleaning fluid from a plurality of directions on foreign substances of various shapes adhering to the surface of the work. Therefore, this foreign matter removing device can further enhance the ability to remove foreign matter from the work.
請求項2に係る発明では、吹付ノズルは、空気または揮発性物質を吹き出す複数の開口部(35)を有する。その複数の開口部は、ワークの回転軸に沿うように配置されている。
これによれば、ワークを洗浄する面積に対し、吹付ノズルが1往復する距離(すなわち、振幅の幅)が小さくなる。そのため、往復移動部により吹付ノズルが往復移動する速度を速くすることが可能である。したがって、この異物除去装置は、ワークの表面に付着した異物を短時間で除去することで、生産効率を向上することができる。
In the invention according to
According to this, the distance (that is, the width of amplitude) that the spray nozzle makes one reciprocation is smaller than the area for cleaning the work. Therefore, it is possible to increase the speed at which the spray nozzle reciprocates by the reciprocating moving portion. Therefore, this foreign matter removing device can improve the production efficiency by removing the foreign matter adhering to the surface of the work in a short time.
請求項3に係る発明では、異物除去装置は、ワークおよび吹付ノズルを収容する洗浄ケース(50)と、その洗浄ケースの内側の空気を排出可能な排気部(51)をさらに備える。往復移動部は、洗浄ケースの内側の空気中で吹付ノズルを往復移動させる。
これによれば、ワークの表面から除去された異物が洗浄エリア外に飛散するのを防ぐことが可能であると共に、ワークに再付着することを防ぐことができる。
In the invention according to
According to this, it is possible to prevent foreign matter removed from the surface of the work from being scattered outside the cleaning area, and it is also possible to prevent the foreign matter from reattaching to the work.
請求項4に係る発明では、往復移動部は、回転体(22)、偏心部(23)、アーム(24)およびガイド部材(25)を備える。回転体は、回転運動する。偏心部は、回転体のうち回転中心(200)からずれた位置に設けられ、回転体の回転中心に対して偏心して回転する。アームは、偏心部が摺動可能に嵌合する溝部(28)を有し、偏心部が溝部の内側を摺動する方向に対して交差する方向に延びて、溝部とは反対側の部位に吹付ノズルが接続される。ガイド部材は、アームが延びる方向にアームの移動を案内する。
これによれば、回転体の回転と共に偏心部が偏心して回転する。この偏心部の動力が溝部の内壁からアームに伝わり、アームが往復移動することで、吹付ノズルが往復移動する。したがって、往復移動部は、回転体の回転速度に応じて、吹付ノズルを高速で往復移動させることができる。
In the invention according to claim 4 , the reciprocating moving portion includes a rotating body (22), an eccentric portion (23), an arm (24), and a guide member (25). The rotating body makes a rotary motion. The eccentric portion is provided at a position deviated from the center of rotation (200) of the rotating body, and rotates eccentrically with respect to the center of rotation of the rotating body. The arm has a groove portion (28) in which the eccentric portion is slidably fitted, and the eccentric portion extends in a direction intersecting the sliding direction inside the groove portion, and is located on a portion opposite to the groove portion. The spray nozzle is connected. The guide member guides the movement of the arm in the direction in which the arm extends.
According to this, the eccentric portion rotates eccentrically with the rotation of the rotating body. The power of this eccentric portion is transmitted from the inner wall of the groove portion to the arm, and the arm reciprocates, so that the spray nozzle reciprocates. Therefore, the reciprocating moving unit can reciprocate the spray nozzle at high speed according to the rotation speed of the rotating body.
請求項5に係る発明では、回転駆動部は、ワークを所定の角度範囲で正回転および逆回転を繰り返し行う。
これによれば、ワークの一部に洗浄領域がある場合、その洗浄領域に付着した異物を短時間で除去することが可能である。したがって、この異物除去装置は、ワークの異物除去の時間を短くし、生産効率を向上することができる。
In the invention according to claim 5 , the rotation drive unit repeatedly rotates the work in the forward direction and the reverse direction in a predetermined angle range.
According to this, when a part of the work has a cleaning area, foreign matter adhering to the cleaning area can be removed in a short time. Therefore, this foreign matter removing device can shorten the time for removing foreign matter from the work and improve the production efficiency.
請求項6に係る発明では、回転駆動部は、ワークを360°以上回転させる。
これによれば、ワークの全周に洗浄領域がある場合、回転駆動部に対するワークの配置を変更することなく、その洗浄領域に付着した異物を除去することが可能である。したがって、この異物除去装置は、ワークの異物除去の時間を短くし、生産効率を向上することができる。
In the invention according to claim 6 , the rotation drive unit rotates the work by 360 ° or more.
According to this, when there is a cleaning area on the entire circumference of the work, it is possible to remove the foreign matter adhering to the cleaning area without changing the arrangement of the work with respect to the rotation drive unit. Therefore, this foreign matter removing device can shorten the time for removing foreign matter from the work and improve the production efficiency.
なお、上記各構成に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載する具体的構成との対応関係の一例を示したものである。 The reference numerals in parentheses attached to each of the above configurations indicate an example of the correspondence with the specific configurations described in the embodiments described later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each of the following embodiments, parts that are the same or equal to each other will be described with the same reference numerals.
(第1実施形態)
第1実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の異物除去装置は、例えば電気製品または半導体製品などのワークに対し、洗浄流体としての空気を吹き付けることで、ワークの表面に付着した異物を除去するための装置である。
(First Embodiment)
The first embodiment will be described with reference to the drawings. The foreign matter removing device of the present embodiment is a device for removing foreign matter adhering to the surface of a work such as an electric product or a semiconductor product by blowing air as a cleaning fluid on the work.
図1〜図3に示すように、異物除去装置1は、回転駆動部10、往復移動部20、吹付ノズル30および制御装置40などを備えている。
回転駆動部10は、ワーク2が自転するように、ワーク2を回転させることの可能な構成を有している。回転駆動部10は、第1電動モータ11、その第1電動モータ11が有するモータシャフト12に連結される連結シャフト13、モータシャフト12と連結シャフト13とを接続する軸継手14、および、ワーク2を保持するための保持部15などを有している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the foreign
The
第1電動モータ11は、電力の供給により、モータシャフト12を回転駆動する。第1電動モータ11の回転駆動は、制御装置40により制御されている。モータシャフト12のトルクは、軸継手14を介して連結シャフト13に伝達される。連結シャフト13のうち軸継手14とは反対側の端部は、洗浄ケース50の内側に挿入されている。その連結シャフト13の端部には、保持部15が設けられている。保持部15は、ワーク2のうち洗浄領域を除く部位を保持することが可能である。なお、洗浄領域とは、ワーク2の表面のうち、洗浄を必要とする領域である。本実施形態では、ワーク2が保持部15により保持される部位は、ワーク2のうち第1電動モータ11の回転中心100と平行に位置する部位である。
The first
この構成により、制御装置40から伝送される駆動信号に応じて第1電動モータ11がモータシャフト12を回転させると、その動力が軸継手14を介して連結シャフト13に伝わり、連結シャフト13と保持部15が回転する。本実施形態では、モータシャフト12と連結シャフト13とワーク2の回転軸100は同一である。ワークは、その回転軸100を中心として、自転するように回転する。以下の説明では、その回転軸100を、ワーク2の回転軸100ということとする。
With this configuration, when the first
また、図2に示すように、本実施形態では、回転駆動部10は、ワーク2を360°回転させることなく、所定の角度範囲(例えば240°の範囲)で正回転および逆回転を繰り返す。これにより、ワーク2の外壁面のうち保持部15が配置された面を除いた領域に付着した異物を短時間で除去することが可能である。
Further, as shown in FIG. 2, in the present embodiment, the
図1および図3に示すように、往復移動部20は、ワーク2の回転軸100に沿うように吹付ノズル30を往復移動させることの可能な構成を有している。往復移動部20は、第2電動モータ21、回転体22、偏心部23、アーム24およびガイド部材25などを有している。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
第2電動モータ21は、電力の供給により、プーリ26を回転駆動する。第2電動モータ21の駆動は、制御装置40により制御されている。プーリ26のトルクは、ベルト27を介して回転体22に伝達される。これにより、回転体22は、回転運動する。回転体22の回転軸方向の端部には、突起状の偏心部23が設けられている。偏心部23は、回転体22の回転中心200から径方向にずれた位置に設けられている。そのため、偏心部23は、回転体22の回転中心200に対して偏心して回転する。
The second
アーム24は、回転体22から洗浄ケース50の内側に亘って設けられている。アーム24のうち回転体22側の部位には、偏心部23が嵌合する溝部28が形成されている。溝部28は、アーム24が延びる方向に対し交差する方向に延びている。この溝部28に対し、偏心部23は摺動可能に嵌合している。
アーム24は、偏心部23が溝部28の内側を摺動する方向に対して交差する方向に延びている。アーム24は、アーム24自身が延びる方向に往復移動可能なように、ガイド部材25によって案内されている。アーム24のうち溝部28とは反対側の部位は、洗浄ケース50の内側に挿入されており、その部位には、吹付ノズル30が接続されている。
The
The
この構成により、制御装置40から伝送される駆動信号に応じて第2電動モータ21がプーリ26を回転させると、それに伴って回転体22が回転する。回転体22の回転と共に、偏心部23が回転体22の回転中心200に対して偏心して回転しつつ、溝部28の内側を摺動する。このとき、図3に示すように、回転体22の回転中心200に対して垂直、且つ、アーム24の延びる方向に対して垂直な方向から偏心部23を見ると、偏心部23は、アーム24の延びる方向に往復移動するように動作する。これにより、偏心部23から溝部28の内壁に動力が伝達され、ガイド部材25に案内されたアーム24は、アーム24自身が延びる方向に往復移動する。したがって、アーム24に接続された吹付ノズル30は、洗浄ケース50の内側の空気中で、ワーク2の回転軸100に沿うように往復移動する。
With this configuration, when the second
吹付ノズル30には、エア配管31が接続されている。吹付ノズル30には、エア配管31から所定の圧力の空気が供給される。吹付ノズル30は、ワーク2側に対向する面に空気を吹き出すための複数の開口部35(図5参照)を有している。複数の開口部35はワーク2の回転軸100に沿うように配置されている。これにより、吹出ノズルは、複数の開口部35からワーク2に対し、洗浄流体としての空気を吹き付けることが可能である。
An
洗浄ケース50は、ワーク2および吹付ノズル30を収容可能である。洗浄ケース50の内側には、空気が充満している。洗浄ケース50の下側に、排気部51が設けられている。排気部51は、図示していない集塵機を有しており、洗浄ケース50の内側の空気と共に、ワーク2から取り除かれた異物を洗浄ケース50の外側に排出可能である。
The cleaning
制御装置40は、CPU、RAM、ROMなどを有するプログラマブルロジックコントローラである。制御装置40は、RAMまたはROMに記憶されたプログラムをCPUが実行することにより、第1電動モータ11および第2電動モータ21などの駆動を制御する。制御装置40は、ワーク2の表面の回転速度Vw〔mm/s〕と、吹付ノズル30が往復移動する速度Vn〔mm/s〕とが、次の式1の関係を有するように、回転駆動部10の駆動と往復移動部20の駆動を制御する。
Vw<Vn ・・・式1
すなわち、制御装置40は、ワーク2の表面の回転速度Vwより、吹付ノズル30が往復移動する速度Vnの方が速くなるように、第1電動モータ11と第2電動モータ21の駆動を制御する。これにより、ワーク2の回転数を少なくし、吹付ノズル30の往復運動の回数を多くすることが可能である。
The
Vw <Vn ・ ・ ・
That is, the
詳細には、制御装置40は、吹付ノズル30からワーク2の表面に吹き付けられる空気による洗浄有効範囲が、ワーク2の洗浄領域の全箇所を通過するように、回転駆動部10の駆動と往復移動部20の駆動を制御する。これにより、ワーク2の洗浄領域の全箇所に空気が吹き付けられると共に、ワーク2に付着した異物に対し、複数の方向から空気が吹き付けられることとなる。
なお、洗浄有効範囲とは、少なくとも吹付ノズル30の開口部35を噴射方向に沿ってワーク2に投影した面の軌跡と、その軌跡の外側の領域において開口部35から吹き出された空気がワーク2の表面に広がることで異物を有効に除去できる範囲をいう。洗浄有効範囲は、吹付ノズル30から吹き出される風圧によって異なるが、例えば、吹付ノズル30の開口部35の内径の1〜2倍の範囲である。
Specifically, the
The cleaning effective range is at least the locus of the surface where the
本実施形態のワーク2は、例えば電気製品または半導体製品などであり、図示していない製造ライン上を搬送される。そして、洗浄ケース50の入口にワーク2が搬送されると、洗浄ケース50のドア52が開き、洗浄ケース50の内側にワーク2が取り込まれる。洗浄ケース50の内側にワーク2が取り込まれると、洗浄ケース50のドア52が閉じる。
ワーク2は、保持部15に保持された状態で、回転駆動部10により所定の角度範囲で正回転および逆回転を繰り返す。それと共に、吹付ノズル30は、ワーク2の回転軸100に沿うように往復移動しつつ、複数の開口部35からワーク2に対して空気を吹き付ける。これにより、ワーク2の表面に付着した異物に対し、空気の運動エネルギが伝達され、ワーク2の表面から異物が取り除かれる。
The
While the
ところで、ワーク2の表面に付着した異物に対して空気の運動エネルギが十分に伝達されず、且つ、ワーク2の表面に付着した異物の付着力が強い場合には、ワーク2の表面に残留してしまう異物数が増加するといった問題がある。発明者は、空気の運動エネルギを異物が受け流してしまうと、異物に作用する抗力係数が小さくなり、空気の運動エネルギが異物に対して十分に伝達されないことに気付いた。
By the way, when the kinetic energy of air is not sufficiently transmitted to the foreign matter adhering to the surface of the
ここで、図4を参照しつつ、空気の吹き付け方向と異物に作用する抗力との関係を説明する。図4では、異物の形状を円錐形と仮定して表している。
一般に、異物に伝わる抗力は、次の式2により表される。
F=Cd×ρ×V×S×(1/2) ・・・式2
ただし、F:抗力[N]、Cd:抗力係数、ρ:流体密度[kg/m3]、V:流体速度[m/s]、S:エア受圧面積[m2]
Here, with reference to FIG. 4, the relationship between the air blowing direction and the drag force acting on the foreign matter will be described. In FIG. 4, the shape of the foreign matter is assumed to be conical.
Generally, the drag force transmitted to a foreign substance is expressed by the
F = Cd × ρ × V × S × (1/2) ・ ・ ・
However, F: drag force [N], Cd: drag force coefficient, ρ: fluid density [kg / m 3 ], V: fluid velocity [m / s], S: air pressure receiving area [m 2 ]
図4に示すように、異物に作用する抗力係数は、円錐形の頂点側から空気が吹き付けられる場合が最も小さく、次に、円錐形の側面側から空気が吹き付けられる場合が大きく、さらに、円錐形の底面側から空気が吹き付けられる場合が最も大きい。上記の式1に基づき、空気から異物に伝わる力(すなわち抗力)は、円錐形の頂点側から空気が吹き付けられる場合が最も小さく、次に、円錐形の側面側から空気が吹き付けられる場合が大きく、さらに、円錐形の底面側から空気が吹き付けられる場合が最も大きい。
As shown in FIG. 4, the resistance coefficient acting on the foreign matter is the smallest when air is blown from the apex side of the cone, then the air is most often blown from the side surface side of the cone, and further, the cone. Most of the time, air is blown from the bottom side of the shape. Based on
このことから、ワーク2に付着した異物に対し、抗力係数が最大となる方向から空気を吹き付けることで、空気から異物に伝わる運動エネルギを大きくすることが可能である。これを実現するため、本実施形態では、ワーク2を自転させつつ、吹付ノズル30をワーク2の回転軸100に沿うように往復移動させている。これにより、ワーク2に付着したそれぞれの異物に対し、複数の方向から空気を吹き付けることが可能である。
From this, it is possible to increase the kinetic energy transmitted from the air to the foreign matter by blowing air on the foreign matter adhering to the
図5は、第1実施形態の異物除去装置1における吹付ノズル30とワーク2を模式的に表した図である。この模式図では、吹付ノズル30が有する開口部35を例えば3個としている。なお、吹付ノズル30が有する開口部35の個数は、3個に限らず、任意に設定することが可能である。
吹付ノズル30は、ワーク2の回転軸100に沿って往復運動しつつ、3個の開口部35からワーク2に空気を吹き付ける。その空気は、回転運動するワーク2の表面に吹き付けられる。図5では、吹付ノズル30が有する3個の開口部35の中心を噴射方向に沿ってワーク2に投影した点(以下、「吹付中心点」という)に対し、それぞれ符号P1、P2、P3を付している。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the
The
図6は、回転移動するワーク2の表面に対し、3個の吹付中心点が相対的に移動した軌跡を示している。また、図6では、ワーク2の表面に付着した所定の異物に符号FMを付している。
図7(A)〜(D)はそれぞれ、図6のVII部分の拡大図であり、時間経過に伴う吹付中心点の軌跡と、ワーク2の表面に吹き付けられた空気の流れを説明する説明図である。吹付ノズル30の開口部35からワーク2に吹き付けられた空気は、ワーク2の表面に当たると、ワーク2の表面を放射状に広がるように流れる。そのため、図7(A)では、所定の異物に対し、図のほぼ左の方向から空気が吹き付けられる。次に、図7(B)では、所定の異物に対し、図の左下の方向から空気が吹き付けられる。続いて、図7(C)では、所定の異物に対し、図の右上の方向から空気が吹き付けられる。続いて、図7(D)では、所定の異物に対し、図のほぼ右の方向から空気が吹き付けられる。
FIG. 6 shows a locus in which the three spray center points move relative to the surface of the
7 (A) to 7 (D) are enlarged views of the VII portion of FIG. 6, respectively, and are explanatory views for explaining the locus of the spraying center point with the passage of time and the flow of air sprayed on the surface of the
このように、本実施形態では、ワーク2を回転させつつ、吹付ノズル30をワーク2の回転軸100に沿うように往復移動させることで、ワーク2に付着した異物に対し、複数の方向から空気を吹き付けることが可能である。詳細には、ワーク2に付着した異物に対し、全周囲から空気を吹き付けることが可能である。したがって、本実施形態の異物除去装置1は、ワーク2に付着した異物に対し、抗力係数が最大となる方向から空気を吹き付けることが可能となり、空気から異物に伝わる運動エネルギを大きくすることができる。
As described above, in the present embodiment, the
これに対し、上述した本実施形態の異物除去装置1と対比するため、比較例の異物除去装置3について説明する。
図8は、比較例の異物除去装置3における吹付ノズル30とワーク2を模式的に表した図である。吹付ノズル30は固定された状態で、3個の開口部35からワーク2に空気を吹き付ける。その空気は、回転運動するワーク2の表面に吹き付けられる。図8では、比較例の吹付中心点に対し、それぞれ符号P4、P5、P6を付している。
On the other hand, in order to compare with the foreign
FIG. 8 is a diagram schematically showing the
図9は、回転移動するワーク2の表面に対し、3個の吹付中心点が相対的に移動した軌跡を示している。また、図9でも、ワーク2の表面に付着した所定の異物に符号FMを付している。
図10(A)〜(D)はそれぞれ、図9のX部分の拡大図であり、時間経過に伴う吹付中心点の軌跡と、ワーク2の表面に吹き付けられた空気の流れを説明する説明図である。図10(A)および(B)では、所定の異物に対し、図の左上の方向から空気が吹き付けられる。続いて、図10(C)および(D)では、所定の異物に対し、図の右上の方向から空気が吹き付けられる。
FIG. 9 shows a locus in which the three spray center points move relative to the surface of the
10 (A) to 10 (D) are enlarged views of the X portion of FIG. 9, respectively, and are explanatory views for explaining the locus of the spraying center point with the passage of time and the flow of air sprayed on the surface of the
このように、比較例では、ワーク2を回転させつつ、吹付ノズル30を固定していることで、ワーク2に付着した異物に対し、上側からしか空気を吹き付けることができず、下側や左右からは空気を吹き付けることができない。そのため、ワーク2に対し空気を吹き付けた方向が、所定形状のワーク2に対し抗力係数が小さい方向である場合、空気から異物に伝わる運動エネルギは小さいものとなる。
As described above, in the comparative example, by fixing the
上述した第1実施形態の異物除去装置1と比較例の異物除去装置3において、実際に吹付ノズル30の往復運動の周波数と残留異物数との関係について実験をした結果を図11に示す。なお、以下の説明では、往復運動を「振動」ということがある。
図11に示した実験では、ワーク2の回転速度は同一の条件とした。また、異物除去工程前にワーク2に付着させた異物数も同一の条件とした。図11では、比較例の異物除去装置3により異物除去を行った後にワーク2の表面に残留した残留異物数を100%とし、それに対して、第1実施形態の異物除去装置1により異物除去を行った後にワーク2の表面に残留した残留異物数の減少割合をそれぞれ%で示している。
FIG. 11 shows the results of an experiment on the relationship between the frequency of the reciprocating motion of the
In the experiment shown in FIG. 11, the rotation speed of the
第1実施形態の異物除去装置1において、吹付ノズル30の振動の周波数を10Hzとしたときの残留異物数は、比較例の異物除去装置3による残留異物数に対し、7%減少した。第1実施形態の異物除去装置1において、吹付ノズル30の振動の周波数を30Hzとしたときの残留異物数は、比較例の異物除去装置3による残留異物数に対し、33%減少した。第1実施形態の異物除去装置1において、吹付ノズル30の振動の周波数を50Hzとしたときの残留異物数は、比較例の異物除去装置3による残留異物数に対し、57%減少した。このように、図11のグラフから、吹付ノズル30の振動の周波数を大きくするほど、残留異物数が減少することが見て取れる。正確には、段落[0011]に示すように、f≧Vw/D となれば除去効率を向上できる。
In the foreign
以上説明した第1実施形態の異物除去装置1は、次の作用効果を奏する。
(1)第1実施形態では、吹付ノズル30は、ワーク2の回転軸100に沿うように往復移動する。これによれば、吹付ノズル30から吹き付けられる空気による洗浄有効範囲が異物の近傍を通過するとき、その通過する向きがワーク2の回転方向に交差するように正方向と逆方向に入れ変わる。そのため、ワーク2に付着した異物に対し、複数の方向から空気を吹き付けることが可能である。これにより、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から空気の運動エネルギが与えられるので、空気から異物に対する運動エネルギの伝達効率が向上する。したがって、この異物除去装置1は、ワーク2から異物を除去する能力を高めることができる。
The foreign
(1) In the first embodiment, the
さらに、この異物除去装置1は、吹付ノズル30がワーク2の回転軸方向の前後に向きを変える(すなわち、振動する)ので、吹付ノズル30から噴射された空気が回転軸方向の前後に振られつつワーク2に吹き付けられる。したがって、ワーク2に凹凸がある場合でも、その凹凸に付着した異物を確実に除去できる。
Further, in this foreign
(2)第1実施形態では、制御装置40は、吹付ノズル30からワーク2の表面に吹き付けられる空気による洗浄有効範囲が、ワーク2の洗浄領域の全箇所を通過するように、回転駆動部10の駆動と往復移動部20の駆動を制御する。
これによれば、ワーク2の洗浄領域の全箇所に空気が吹き付けられると共に、ワーク2に付着した異物に対し、複数の方向から空気が吹き付けられる。したがって、この異物除去装置1は、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から空気の運動エネルギを与えることで、ワーク2から異物を除去する能力を高めることができる。
(2) In the first embodiment, the
According to this, air is blown to all the cleaning regions of the
(3)第1実施形態では、制御装置40は、ワーク2の表面の回転速度Vwより、吹付ノズル30が往復移動する速度Vnの方が速くなるように、回転駆動部10の駆動と往復移動部20の駆動を制御する。
これによれば、吹付ノズル30の往復運動の回数に対し、ワーク2の回転数を少なくすることで、種々の形状の異物に対し、抗力係数が最大となる方向から洗浄流体の運動エネルギを与えられるので、洗浄流体から異物に対する運動エネルギの伝達効率を向上できる。
(3) In the first embodiment, the
According to this, by reducing the number of rotations of the
(4)第1実施形態では、吹付ノズル30は、空気または揮発性物質を吹き出す複数の開口部35を有している。その複数の開口部35は、ワーク2の回転軸100に沿うように配置されている。
これによれば、ワーク2を洗浄する面積に対し、吹付ノズル30が1往復する距離(すなわち、振幅の幅)が小さくなる。そのため、往復移動部20により吹付ノズル30が往復移動する速度を速くすることが可能である。したがって、この異物除去装置1は、ワーク2の表面に付着した異物を短時間で除去することで、生産効率を向上することができる。
(4) In the first embodiment, the
According to this, the distance (that is, the width of the amplitude) in which the
(5)第1実施形態では、往復移動部20は、洗浄ケース50の内側の空気中で吹付ノズル30を往復移動させる。その洗浄ケース50の内側の空気は、排気部51により排出される。
これによれば、ワーク2の表面から除去された異物が洗浄エリア外に飛散するのを防ぐことが可能であると共に、ワーク2に再付着することを防ぐことができる。
(5) In the first embodiment, the
According to this, it is possible to prevent foreign matter removed from the surface of the
(6)第1実施形態では、往復移動部20は、回転運動する回転体22、その回転体22の回転中心200からずれた位置に設けられる偏心部23、その偏心部23が摺動可能に嵌合する溝部28を有するアーム24、および、そのアーム24を案内するガイド部材25を有する構成である。
これによれば、往復移動部20は、回転体22の回転速度に応じて、吹付ノズル30を高速で往復移動させることができる。
(6) In the first embodiment, in the
According to this, the
(7)第1実施形態では、回転駆動部10は、ワーク2を所定の角度範囲で正回転および逆回転を繰り返し行う。
これによれば、ワーク2の一部に洗浄領域がある場合、その洗浄領域に付着した異物を短時間で除去することが可能である。したがって、この異物除去装置1は、ワーク2の異物除去の時間を短くし、生産効率を向上することができる。
(7) In the first embodiment, the
According to this, when a part of the
(第2実施形態)
第2実施形態について説明する。第2実施形態は、回転駆動部10と往復移動部20の駆動方法の一例を示すものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment will be described. The second embodiment shows an example of the driving method of the
第2実施形態では、制御装置40は、吹付ノズル30の振動の周波数f〔Hz〕と、ワーク2の表面の回転速度Vw〔mm/s〕と、洗浄有効範囲の直径D〔mm〕との関係が、次の式3の関係を有するように、回転駆動部10と往復移動部20の駆動を制御する。
f≧Vw/D ・・・式3
図12では、ワーク2の表面を吹付中心点が相対的に移動した軌跡を、符号Pxを付した破線で示している。また、その軌跡に沿ってワーク2の表面を移動する洗浄有効範囲を、符号WEを付した一点鎖線によって囲んだハッチングで示している。なお、洗浄有効範囲WEは、図12に示したハッチングの範囲が、吹付中心点の軌跡Pxに沿って移動するものである。これにより、洗浄有効範囲WEは、ワークの洗浄領域の全箇所を、移動する向きを変えて通過する。そのため、ワーク2の表面に付着した種々の形状の異物に対し、複数の方向から洗浄流体を吹き付けることが可能である。したがって、この異物除去装置1は、ワーク2から異物を除去する能力をより高めることができる。
In the second embodiment, the
f ≧ Vw / D ・ ・ ・
In FIG. 12, the locus in which the spray center point relatively moves on the surface of the
(第3実施形態)
第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第1実施形態に対して、ワーク2の洗浄領域が異なるものである。第3実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
(Third Embodiment)
The third embodiment will be described. In the third embodiment, the cleaning area of the
図13および図14に示すように、第3実施形態では、回転駆動部10が有する保持部15は、ワーク2の回転軸方向の一方の端部を保持している。このワーク2は、回転軸100に対して径方向の全周の表面が洗浄領域となっている。そのため、回転駆動部10は、ワーク2を軸周りに360°回転する。なお、第1および第2実施形態と同様に、往復移動部20は、吹付ノズル30を、ワーク2の回転軸100に沿うように往復移動させることが可能である。
As shown in FIGS. 13 and 14, in the third embodiment, the holding
第3実施形態では、第1および第2実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。さらに、第3実施形態では、保持部15に対するワーク2の付け替えを必要とせず、ワーク2の全周に付着した異物を除去することが可能である。したがって、この異物除去装置1は、ワーク2の異物除去の時間を短くし、生産効率を向上することができる。
In the third embodiment, it is possible to obtain the same effects as those in the first and second embodiments. Further, in the third embodiment, it is possible to remove the foreign matter adhering to the entire circumference of the
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of the claims. Further, the above-described embodiments are not unrelated to each other, and can be appropriately combined unless the combination is clearly impossible. Further, in each of the above embodiments, it goes without saying that the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential and when they are clearly considered to be essential in principle. No. Further, in each of the above embodiments, when numerical values such as the number, numerical values, amounts, and ranges of the constituent elements of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that they are particularly essential, and in principle, the number is clearly limited to a specific number. It is not limited to the specific number except when it is done. In addition, in each of the above embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of a component or the like, the shape, unless otherwise specified or limited in principle to a specific shape, positional relationship, etc. It is not limited to the positional relationship.
(1)上記各実施形態では、ワーク2に対し洗浄流体としての空気を吹き付けるものについて説明したが、洗浄流体はこれに限らない。洗浄流体として、例えば水などの液体を採用してもよい。
(1) In each of the above embodiments, the
(2)上記各実施形態では、往復移動部20は回転体22に設けた偏心部23とアーム24に設けた溝部28により構成されたカム機構により、吹付ノズル30を往復移動させる構成としたが、カム機構はこれに限らない。往復移動部20のカム機構は、例えば、板カム、正面カムなどの平面カムや、円筒カム、斜板カム、端面カム、球面カムなどの立体カムなど、種々のカム機構を採用してもよい。
(2) In each of the above embodiments, the
(3)上記各実施形態では、制御装置40は、ワーク2の表面の回転速度Vwより、吹付ノズル30が往復移動する速度Vnが速くなるように、回転駆動部10の駆動と往復移動部20の駆動を制御したが、制御装置40による制御方法はこれに限らない。制御装置40は、ワーク2の表面の回転速度Vwより、吹付ノズル30が往復移動する速度Vnが遅くなるように、回転駆動部10の駆動と往復移動部20の駆動を制御してもよい。また、ワーク2の表面の回転速度Vw、吹付ノズル30が往復移動する速度Vn、洗浄有効範囲WEの直径D、吹付ノズル30の振動の周波数fなどは、ワーク2に付着した異物の付着力などに応じて、適宜設定することが可能である。
(3) In each of the above embodiments, the
(4)上記各実施形態では、制御装置40は、回転駆動部10の駆動と往復移動部20の駆動を制御したが、これに限らない。制御装置40は、回転駆動部10または往復移動部20のうちいずれか一方のみの駆動を制御するものとしてもよい。
(4) In each of the above embodiments, the
1 異物除去装置
2 ワーク
10 回転駆動部
20 往復移動部
30 吹付ノズル
1 Foreign
Claims (6)
前記ワークを回転させる回転駆動部(10)と、
前記ワークに対し空気または揮発性物質を吹き付ける吹付ノズル(30)と、
前記ワークの回転軸(100)に沿うように前記吹付ノズルを往復移動させる往復移動部(20)と、
前記吹付ノズルから前記ワークの表面に吹き付けられる空気または揮発性物質による洗浄有効範囲(WE)が、前記ワークの洗浄領域の全箇所を通過するように、前記回転駆動部および前記往復移動部の駆動を制御する制御装置(40)と、を備え、
前記ワークの表面の回転速度をVw〔mm/s〕とし、
前記往復移動部により前記吹付ノズルが往復移動する速度をVn〔mm/s〕とし、
前記吹付ノズルから前記ワークの表面に吹き付けられた空気または揮発性物質による洗浄有効範囲の直径をD〔mm〕とし、
前記往復移動部が前記吹付ノズルを往復移動する周波数をf〔Hz〕とすると、
前記制御装置は、Vw<Vnの関係を有し、且つ、f≧Vw/Dの関係を有するように、前記回転駆動部および前記往復移動部の駆動を制御する異物除去装置。 A foreign matter removing device that removes foreign matter adhering to the work (2).
A rotary drive unit (10) for rotating the work, and
A spray nozzle (30) that blows air or a volatile substance onto the work,
A reciprocating moving portion (20) for reciprocating the spray nozzle along the rotation axis (100) of the work, and a reciprocating moving portion (20).
The rotary drive unit and the reciprocating moving unit are driven so that the cleaning effective range (WE) by air or volatile substances sprayed from the spray nozzle onto the surface of the work passes through all the cleaning regions of the work. A control device (40) for controlling the
The rotation speed of the surface of the work is Vw [mm / s].
The speed at which the spray nozzle reciprocates by the reciprocating moving portion is defined as Vn [mm / s].
The diameter of the effective cleaning range with air or volatile substances sprayed from the spray nozzle onto the surface of the work is set to D [mm].
Let f [Hz] be the frequency at which the reciprocating moving unit reciprocates the spray nozzle.
The control device is a foreign matter removing device that controls the driving of the rotation driving unit and the reciprocating moving unit so that the control device has a relationship of Vw <Vn and a relationship of f ≧ Vw / D.
複数の前記開口部は、前記ワークの回転軸に沿うように配置されている請求項1に記載の異物除去装置。 The spray nozzle has a plurality of openings (35) for blowing air or volatile substances.
The foreign matter removing device according to claim 1, wherein the plurality of openings are arranged along the rotation axis of the work.
前記洗浄ケースの内側の空気を排出可能な排気部(51)と、をさらに備え、
前記往復移動部は、前記洗浄ケースの内側の空気中で前記吹付ノズルを往復移動させる請求項1または2に記載の異物除去装置。 A cleaning case (50) for accommodating the work and the spray nozzle, and
An exhaust unit (51) capable of discharging air inside the cleaning case is further provided.
The foreign matter removing device according to claim 1 or 2 , wherein the reciprocating moving portion reciprocates the spray nozzle in the air inside the cleaning case.
回転運動する回転体(22)と、
前記回転体のうち回転中心(200)からずれた位置に設けられ、前記回転体の回転中心に対して偏心して回転する偏心部(23)と、
前記偏心部が摺動可能に嵌合する溝部(28)を有し、前記偏心部が前記溝部の内側を摺動する方向に対して交差する方向に延びて、前記溝部とは反対側の部位に前記吹付ノズルが接続されるアーム(24)と、
前記アームが延びる方向に前記アームの移動を案内するガイド部材(25)と、を備える請求項1ないし3のいずれか1つに記載の異物除去装置。 The reciprocating moving part
A rotating body (22) that rotates and
An eccentric portion (23) provided at a position deviated from the center of rotation (200) of the rotating body and rotating eccentrically with respect to the center of rotation of the rotating body.
A portion of the groove portion (28) in which the eccentric portion is slidably fitted, the eccentric portion extends in a direction intersecting the sliding direction inside the groove portion, and is opposite to the groove portion. With the arm (24) to which the spray nozzle is connected to
The foreign matter removing device according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a guide member (25) that guides the movement of the arm in a direction in which the arm extends.
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