JP6850776B2

JP6850776B2 - 洗浄機

Info

Publication number: JP6850776B2
Application number: JP2018176657A
Authority: JP
Inventors: 豊彰光江
Original assignee: Sugino Machine Ltd
Current assignee: Sugino Machine Ltd
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2021-03-31
Anticipated expiration: 2038-09-20
Also published as: JP2020044520A; CN209849422U

Description

本発明は、噴流を用いて対象物を洗浄する洗浄機に関する。

対象物を載置する円テーブルと、複数のノズル（洗浄工具）を装着できるタレットを有し、タレットを旋回して複数の洗浄工具から選択された一つのノズルから洗浄液を噴射して、ワーク（対象物）を洗浄する洗浄装置が提案されている（特許第５４３２９４３号、以下「特許文献１」という。）。

特許文献１にランスを装着する場合、ランスを挿入できる穴は円テーブルを回転させたときに、穴の中心軸が回転軸と一致するものに限られる。そのため、円テーブルの回転軸に垂直な面上の穴にランスを挿入できない場合がある。
本発明は、横方向へノズルを挿入できる洗浄機を提供する。

本発明の洗浄機は、
ホース固定体と、
前記ホース固定体を対象物に対して相対的に移動させる移動装置と、
前記ホース固定体に固定される第１端と、移動可能な第２端とを有し、伸縮方向に沿って伸縮可能な伸縮構造体と、
入口と、前記入口と異なる方向を向く出口とを有するホース通路を有し、前記第２端に固定されるホースガイドと、
前記伸縮方向に沿って、前記ホース固定体から引き離す方向に前記ホースガイドを付勢する弾性体と、
前記弾性体の付勢力に抗して前記ホースガイドの位置を保持するストッパと、
前記ホース固定体に固定され、前記伸縮構造体が縮んだときに先端が前記ホース通路を貫通して、前記出口から突出するホースと、
前記ホースの先端に固定され、噴口を有するノズルヘッドと、
を有する。

ホース固定体はフレキシブルランスの本体である。ホース固定体は、例えばノズルホルダやツールホルダである。ホース固定体、伸縮構造体、ホースガイドは自由に組み合わせられる。

伸縮構造体は、例えばテレスコピック管、ボールスプライン、直線ガイドである。テレスコピック管が用いられる場合、回り止めを併用できる。
伸縮構造体としてボールスプライン、直線ガイドを利用した場合、ホースガイドは伸縮の際に回転しない。ボールスプラインを用いた場合、スライドガイドはスプライン軸であり、スライドはスリーブである。直線ガイドを用いた場合、スライドガイドは直線ガイドであり、スライドはガイドブロックである。ボールスプライン、直線ガイドにはカバーを設けてよい。カバーは、例えばジャバラカバーである。
伸縮構造体は、脱落防止ストッパを含んでよい。脱落防止ストッパは、伸縮構造体が伸びた際に構成部品が脱落することを防ぐ。

ホース通路は、内面に低摺動材を有しても良い。低摺動材は、ホース通路にライナーとして配置されて良い。

ストッパは、ジグ又は洗浄機本体に配置される。

ストッパとホースガイドの一方に係合部を配置し、他方に係合部を受容する受容部を配置して良い。係合部及び受容部は、ホースガイドの回転方向の向きを規制する。受容部が係合部を受容することにより、ホース通路の出口をノズルヘッドが挿入される穴に合わせることができる。
例えばホースガイドに係合部を、ストッパに受容部を設けてよい。この場合、ホースガイドの下面に断面Ｖ字状の畝状突起を設ける。ストッパに受容部として、畝状突起を受容する断面Ｖ字状の溝を設ける。畝状突起は溝に係合する。
これに替えて、ホースガイドに受容部を、ストッパに係合部を設けてよい。例えば、ホースガイドに受容部として有底穴を配置し、ストッパにピンを配置する。ピンは有底穴に係合する。

ホースガイドは、挿入部又は突き当て面を有する。挿入部は、ノズルヘッドを挿入する穴へ挿入される。突き当て面は、ノズルヘッドを挿入する穴の端面に突き当てられる。挿入部と突き当て面を組み合わせて配置しても良い。挿入部又は突き当て面が設けられたときは、ホースガイドの位置を対象物に関連付けて支持できる。

本発明の洗浄機は、横方向へノズルヘッドを伸長させて対象物に挿入できる。

第１実施形態の洗浄装置第１実施形態のノズルの斜視図図２のIII面における断面図第１実施形態のノズルヘッドの拡大断面図第１実施形態の使用状態の洗浄機の断面図第２実施形態の洗浄機の断面図

（第１実施形態）
図１に示すように、洗浄機１は、複数のノズル２、タレット４、ハウジング１１、ジグ６、ストッパ３５、移動装置８及びポンプ９を有する。洗浄機１は円テーブル５を含んでよい。複数のノズル２はフレキシブルランス（以下、「ランス１０」という。）を含む。
タレット４は複数のタレット面４ａを有する。タレット４が旋回することにより、任意のタレット面４ａを下方に向けることができる。タレット面４ａにハウジング１１が配置される。ハウジング１１は円筒状である。ハウジング１１の内部において、主軸１２（図３参照）がベアリング１３によって回転可能に支持される。主軸１２にはノズル２が装着される。ノズル２には主軸１２から洗浄液を供給される。下方を向いた主軸１２は、ポンプ９と接続される。下方を向いた主軸１２は、回転軸７の周りを回転できる。下方を向いていない主軸１２は、ポンプ９と接続されず、回転できない。下方を向いたノズル２のみが洗浄に利用される。タレット４は、主軸１２と共に選択したノズル２を回転軸７の回りにＣ＋方向又はＣ−方向の任意の角度に位置決めする。
ジグ６は円テーブル５に配置され、対象物３を固定する。円テーブル５は、ジグ６をＡ＋又はＡ−方向の任意の角度に位置決めする。移動装置８はタレット４を対象物３に対して３次元的に自在に移動する。移動装置８は、移動コラムと移動コラム上に配置されたクイルを有する（不図示）。円テーブル５および移動装置８は数値制御される。
ポンプ９は、ノズル２に洗浄液を送る。

対象物３は穴３ａ、穴３ｂ（対象穴）を有する。対象物３は機械部品である。対象物３は例えばシリンダヘッド、シリンダブロック、トランスアクスルケース、建機用油圧バルブである。

図２及び図３に従って、主軸１２、ランス１０およびストッパ３５について説明する。III面は、回転軸７を通るＸＺ平面である。

主軸１２はほぼ円筒形状である。主軸１２は、フランジ面１２ａと係合部１２ｂを有する。フランジ面１２ａは、ハウジング１１から突出しする。フランジ面１２ａの径は、ハウジング１１内の主軸１２の径よりも大きい。係合部１２ｂは例えばピンであり、ランス１０を位置決めする。主軸１２の中央に回転軸７に沿って流路１６が配置される。流路１６はポンプ９に接続される。

ランス１０は、ノズルホルダ（ホース固定体）１５、ホースガイド２９、テレスコピック管（伸縮構造体）３３、圧縮コイルばね（弾性体）３１、ホース２１及びノズルヘッド２３を有する。

ノズルホルダ１５は、ボディ１５ａ、雌ねじ１５ｂ、係合部１５ｃ及び受容部１５ｄを有する。ボディ１５ａは円板状である。ボディ１５ａはフランジ面１２ａに固定される。受容部１５ｄは例えば穴であり、係合部１２ｂと係合してボディ１５ａを位置決めする。ノズルホルダ１５の中央には、回転軸７に沿って流路１６が配置される。雌ねじ１５ｂは流路１６の先端に配置される。係合部１５ｃはボディ１５ａよりもやや径が小さい円筒であり、ボディ１５ａの先端に配置される。

ホースガイド２９は、ばねガイド２９ａ、挿入部３０、ホース通路３２及び当接面２９ｂを有する。ホースガイド２９は、縦断面でＬ字状である。ホース通路３２は、入口３２ａと出口３２ｂを有する。ホース通路３２は、ホースガイド２９を貫通する通路であり、ホース２１が内部に配置される。ホース通路３２は緩やかな曲率で曲がるＪ字状である。入口３２ａは、テレスコピック管３３の伸縮方向（Ｚ方向）に配置される。出口３２ｂは、伸縮方向と異なる方向（図では−Ｘ方向）に配置される。出口３２ｂの内側は、端部に向かうにつれて徐々に広がる。出口３２ｂの外周に挿入部３０が配置される。挿入部３０は、穴３ｂの内面に挿入される。ばねガイド２９ａは、ホースガイド２９の上方に配置される。ばねガイド２９ａの外径は、ばね３１の内径と実質的に等しい。当接面２９ｂはストッパ３５と当接する。望ましくは、当接面２９ｂは回転軸７上に配置される。

テレスコピック管３３は、１筒１７、２筒２７を有する。テレスコピック管３３は、回り止めキー（係合部）２５およびスライド溝（受容部）１８（以下、「溝１８」という。）を有しても良い。
１筒１７は、内面１７ｂ、外面１７ｃ、フランジ１７ｄを有する。１筒１７は、回転軸７に沿って延びる直管である。１筒１７の断面は、円形でも矩形でも良い。外面１７ｃの径（外径）は、コイルばね３１の内径と実質的に同一である。フランジ１７ｄは、１筒１７の上方端（第１端）に配置される。フランジ１７ｄは、ノズルホルダ１５に固定される。フランジ１７ｄは、内面１７ｂが係合部１５ｃと係合して位置決めされる。
２筒２７は、１筒１７よりも小さい断面を有し、回転軸７に沿って延びる直管である。２筒２７は、外面２７ａ、内面２７ｂ、フランジ２７ｃを有する。２筒２７は、１筒１７の下方に配置される。外面２７ａは、内面１７ｂを摺動する。内面２７ｂは、ホース２１が通過するのに十分に広い断面を有する。内面２７ｂの内径又は面間距離は、ホース通路３２の内径と実質的に同一である。フランジ２７ｃは、２筒２７の下方端（第２端）に設けられる。フランジ２７ｃは、ホースガイド２９に固定される。
溝１８は、１筒１７の内面１７ｂに回転軸７と平行に配置される。溝１８は矩形断面を有する。溝１８は、１筒１７の上方端から下方端付近まで伸びるが、下方端に到達しない。
キー２５は、２筒２７の外面２７ａの上端部に固定される。キー２５は、溝１８の内面を摺動する。溝１８が下方端に到達しないため、キー２５は２筒２７の脱落防止ストッパとして作用する。
テレスコピック管３３は、互いに重なり合う３本以上の複数の管で構成されても良い。段数が多くなれば、テレスコピック管３３の伸縮率が高まる。

コイルばね３１は、フランジ１７ｄとホースガイド２９との間に挟んで配置される。ばねガイド２９ａと外面１７ｃがコイルばね３１を横方向に支える。コイルばね３１は、ホースガイド２９をノズルホルダ１５から離す方向（図３では下向き）に付勢する。コイルばね３１の弾性力によって、テレスコピック管３３が伸びる。

ストッパ３５は、例えば円柱、角柱、六角柱形状である。ストッパ３５はジグ６に固定される。当接面２９ｂがストッパ３５に当接したときに、出口３２ｂの高さが穴３ｂの高さに一致する。ランス１０を穴３ｂに挿入するとき、ストッパ３５はホースガイド２９を穴３ｂの高さに保持する。

ホース継手１９は、ホース２１を固定する。ホース継手１９は、雄ねじ１９ａと固定部１９ｂを有する。雄ねじ１９ａを雌ねじ１５ｂにねじ込むことにより、ホース継手１９がノズルホルダ１５に固定される。ホース２１は固定部１９ｂに挿入される。固定部１９ｂは、例えば溶着、かしめによってホース２１を固定する。
ホース２１は、押し出されたときに、自然にホース通路３２に沿って曲がる程度の柔らかさを有する。ホース２１は例えばゴムホース、プラスチックホースである。ノズルヘッド２３がホース２１の先端に固定される。テレスコピック管３３が伸びた状態で、ノズルヘッド２３が出口３２ｂ付近に到達するホース長が好ましい。

図４に示すように、ノズルヘッド２３は、先端部２３ａ、円筒部２３ｂ、少なくとも一つの噴口２３ｃ、固定部２３ｄを有する。先端部２３ａは半球又は円錐形状である。円筒部２３ｂは先端部２３ａと連続的に接続する。噴口２３ｃは半径方向に設けられる。噴口２３ｃはやや先端向き又はやや基端方向に向けて配置されても良い。好ましくは、噴口２３ｃは複数配置される。複数の噴口２３ｃは、周方向に均等に設けられる。固定部２３ｄの内部にホース２１が挿入され、固定される。固定部２３ｄは例えば溶着、かしめによってホース２１を固定する。

図３及び図５に従って、ランス１０の使用方法を説明する。図３に示すように、最初に、挿入部３０の向きが穴３ｂの軸線方向に一致するように、ランス１０を回転方向に位置決めする。次に、挿入部３０の軸線と穴３ｂの軸線が一致するように、移動装置８がランス１０を移動する。このとき、当接面２９ｂがストッパ３５と当接する。続いて移動装置８はランス１０を穴３ｂの軸方向（−Ｘ方向）に移動させて、挿入部３０を穴３ｂに挿入する。

ポンプ９が洗浄液を主軸１２へ供給する。洗浄液が噴口２３ｃから噴出する。

図５に示すように、テレスコピック管３３が縮むように、移動装置８がタレット４を伸縮方向（−Ｚ方向）に沿って移動する。望ましくは一定速度で移動する。コイルばね３１は、ホースガイド２９を押し下げる方向に付勢する。ストッパ３５は、ホースガイド２９を保持する。テレスコピック管３３が縮むにつれて、ホース２１が出口３２ｂから伸び、ノズルヘッド２３が穴３ｂ内に挿入される。テレスコピック管３３が縮んだ長さだけノズルヘッド２３が伸びる。ノズルヘッド２３は、洗浄液を噴射しながら穴３ｂ内を進む。洗浄液の噴流が穴３ｂ内のバリや汚れを取り除く。このとき、溝１８がキー２５に沿って摺動するため、ホースガイド２９の回転が抑制される。

次にテレスコピック管３３が伸びるように、移動装置８がタレット４を伸縮方向（＋Ｚ方向）に沿って移動する。望ましくは一定速度で移動する。コイルばね３１は、ホースガイド２９を押し下げる方向に付勢する。ストッパ３５は、ホースガイド２９を保持する。テレスコピック管３３が伸びるにつれて、ホース２１と共にノズルヘッド２３が出口方向に戻る。ノズルヘッド２３は洗浄液を噴射しながら戻る。この間も穴３ｂ内が洗浄される。

図３に示すように、テレスコピック管３３が伸びきった後、ポンプ９は洗浄液の供給を停止する。次に移動装置８は穴３ｂの軸（＋Ｘ方向）に沿って移動して、挿入部３０を穴３ｂから引き抜く。移動装置８はタレット４を上方に移動する。

（第２実施形態）
以下、図６に従って、自動工具交換方式の洗浄機１００について説明する。洗浄機１００は、自動工具交換装置（不図示、以下、「ＡＴＣ」という。）、移動装置８、ポンプ９、主軸ヘッド１０４および主軸１１２を有する。

洗浄機１００は、フレキシブルランス（以下、「ランス１１０」という。）を含む取り外し可能な複数のノズルを有する。ＡＴＣは主軸１１２にノズルを脱着する。ランス１１０は、ツールホルダ（ホース固定体）１１５（以下、「ホルダ１１５」という。）、ばねガイド１５１、伸縮構造体１３３、ホースガイド１２９、コイルばね３１、ホース継手１９、ホース２１、ノズルヘッド２３およびストッパ３５を有する。

主軸１１２は、ベアリング１１３でヘッド１０４に回転可能に支持される。主軸１１２は主軸穴１１２ａを有する。主軸穴１１２ａはテーパ穴である。主軸１１２はドローバー（不図示）を有する。ドローバーは、ホルダ１１５を主軸１１２の基端側（図では上方）に引っ張り、ホルダ１１５を固定する。

ホルダ１１５は、テーパ１１５ａ、フランジ１１５ｂ、ヘッド１１５ｃを有する。ホルダ１１５はＡＴＣで主軸１１２に取り付けられる。テーパ１１５ａおよびフランジ１１５ｂは公知の物（例えばＢＴ３０）を利用できる。テーパ１１５ａは主軸穴１１２ａに密着する。ヘッド１１５ｃはフランジ１１５ｂの先端部に配置される。ヘッド１１５ｃは先端部に雌ねじ１５ｂと係合部１５ｃを有する。

ばねガイド１５１は丸管状であり、フランジ１５１ａを有する。ばねガイド１５１の管部の外径は、コイルばね３１の内径と実質的に等しい。フランジ１５１ａの内面は、係合部１５ｃに係合する。

伸縮構造体１３３は、固定ブロック（第１端）１４１、ボールスプライン１４３を有する。伸縮構造体１３３は、脱落防止ストッパ１４５（以下、「ストッパ１４５」という。）を含んで良い。ボールスプライン１４３は、スプライン軸１４３ａ、スリーブ（第２端）１４３ｂを有する。固定ブロック１４１は、ヘッド１１５ｃの側方に突出して設けられる。固定ブロック１４１は、ヘッド１１５ｃと一体に形成されてよい。固定ブロック１４１は、Ｚ方向に穴１４１ａを有する。穴１４１ａにスプライン軸１４３ａが挿入され、スプライン軸１４３ａは固定ブロック１４１に固定される。スプライン軸１４３ａは往復方向（Ｚ方向）に沿って延びる。スリーブ１４３ｂは、スプライン軸１４３ａ上を回転せずにスライドする。ストッパ１４５は、スプライン軸１４３ａの下方端に配置される。ストッパ１４５は、スリーブ１４３ｂがスプライン軸１４３ａから脱落するのを防ぐ。

ホースガイド１２９は、ホース通路３２、ばねガイド２９ａ、スリーブハウジング１５３、突き当て面（当接面）１４７を有する。ハウジング１５３はスリーブ１４３ｂを固定する。出口３２ｂから見て、ハウジング１５３はホースガイド１２９の側方又は背面に突出して設けられる。ハウジング１５３は、ホースガイド１２９と一体に形成されてよい。ホースガイド１２９は、ハウジング１５３およびスリーブ１４３ｂと一体となって、スプライン軸１４３ａに沿って摺動する。突き当て面１４７は、出口３２ｂの周囲に配置される。突き当て面１４７は、出口３２ｂと同じ平面である。突き当て面１４７は、穴３ｂの開口の端面６ｃに当接できる。

コイルばね３１は、フランジ１５１ａとホースガイド１２９の間に挟持される。コイルばね３１は、ばねガイド１５１の外面とばねガイド２９ａにその両端が支えられる。

ジグ６は、貫通穴６ａを有する。ランス１１０を穴３ｂへ挿入する位置に移動したとき、貫通穴６ａは、スプライン軸１４３ａの中心軸と同軸になるように配置される。貫通穴６ａは、ストッパ１４５とスプライン軸１４３ａが通過できる断面を有する。

洗浄機１００は、係合部（位置合わせ部）１５６、受容部（位置合わせ部）１５５を有する。係合部１５６はホースガイド１２９の下方端に配置される。係合部１５６はＶ字断面を有する突起である。係合部１５６は、Ｙ方向に沿って直線的に伸びる。受容部１５５は、ストッパ３５の上方端に配置される。受容部１５５はＶ字断面を有する溝である。受容部１５５の断面形状は係合部１５６の断面形状と同一である。係合部１５６は受容部１５５と噛み合う。

洗浄機１００の使用方法を説明する。ＡＴＣはランス１１０を主軸１１２に装着する。移動装置８は、穴３ｂと出口３２ｂの軸線を一致させる。このとき、当接面２９ｂがストッパ３５に当接する。続いて、移動装置８は突き当て面１４７を端面６ｃに当接させる。ポンプ９は洗浄液をホルダ１１５へ供給する。噴口２３ｃが洗浄液を噴出する。移動装置８は、ヘッド１０４を下方（−Ｚ方向）へ移動する。望ましくは、ヘッド１０４は一定速度で移動する。するとホース２１が出口３２ｂから伸びて、ノズルヘッド２３が穴３ｂ内に挿入される。このとき、スプライン軸１４３ａは貫通穴６ａを通過する。続いて移動装置８はヘッド１０４を引き上げ、ノズルヘッド２３はホースガイド１２９の内部に収納される。ポンプ９は洗浄液の供給を止める。最後に、移動装置８はランス１１０を穴３ｂから離す。
なお、突き当て面１４７を端面６ｃに当接させず、ごくわずかの隙間を残して接近させても良い。

洗浄機１００は、伸縮構造体１３３としてボールスプライン１４３を利用したため、ランス１１０の長さに対する伸縮量を大きくできる。

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。例えば、第１実施形態の洗浄機１が、図６を参照して説明した第２実施形態の係合部（位置合わせ部）１５６、受容部（位置合わせ部）１５５を有してもよい。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１、１００洗浄機
１５ノズルホルダ（ホース固定体）
２１ホース
２３ノズルヘッド
２９ホースガイド
３１コイルばね（弾性体）
３２ホース通路
３３テレスコピック管（伸縮構造体）
３５ストッパ
１１５ツールホルダ（ホース固定体）
１４３ａスプライン軸（スライドガイド）
１４３ｂスリーブ（スライダ）

Claims

ホース固定体と、
前記ホース固定体に固定される第１端と、移動可能な第２端とを有し、伸縮方向に沿って伸縮可能な伸縮構造体と、
前記伸縮構造体が伸縮するように、前記ホース固定体を対象物に対して相対的に移動させる移動装置と、
入口と、前記入口と異なる軸方向を向く出口とを有するホース通路を有し、前記第２端に固定されるホースガイドと、
前記伸縮方向に沿って、前記ホース固定体から引き離す方向に前記ホースガイドを付勢する弾性体と、
ジグに固定可能なストッパであって、前記伸縮方向から前記ホースガイドに当接し、前記弾性体の付勢力に抗して前記ホースガイドを支持するストッパと、
前記ホース固定体に固定され、前記伸縮構造体が縮んだときに先端が前記ホース通路を貫通して、前記出口から突出するホースと、
前記ホースの先端に固定され、噴口を有するノズルヘッドと、
を有する洗浄機。
前記伸縮構造体は、断面の大きさが異なる複数の管を有し、前記複数の管が互いに摺動して伸縮するテレスコピック管である、請求項１に記載の洗浄機。
前記伸縮構造体は、
前記ホース固定体に配置されるスライドガイドと
前記ホースガイドに固定され、前記スライドガイドに沿って、回転を抑制された状態で往復するスライダと、を有する、
請求項１に記載の洗浄機。
前記対象物を固定するジグを更に有する、
請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄機。
前記ホースガイドは、前記ホースおよび前記ノズルヘッドが挿入される前記対象物の対象穴に挿入される挿入部を有する、請求項１〜４のいずれかに記載の洗浄機。
前記ホースガイドは、前記ホースおよび前記ノズルヘッドが挿入される前記対象物の対象穴との位置合わせ部を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の洗浄機。
前記ホースガイドは、前記ホースおよび前記ノズルヘッドが挿入される前記対象物の対象穴の端面に当接可能な当接面を有する、請求項１〜６のいずれかに記載の洗浄機。
前記ノズルヘッドは、
複数の前記噴口を有する円筒部と、
半球又は円錐形状の先端部と、を有する、
請求項１〜７のいずれかに記載の洗浄機。