JP7037210B2

JP7037210B2 - クリーナ

Info

Publication number: JP7037210B2
Application number: JP2020113741A
Authority: JP
Inventors: 和彦添本; 啓宇澤
Original assignee: 有限会社タクショー
Priority date: 2020-07-01
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2022-03-16
Anticipated expiration: 2040-07-01
Also published as: US20220001425A1; KR20220003437A; EP3932570A1; TW202202241A; TWI775174B; CN113877882A; JP2022012139A; US11911810B2; EP3932570B1

Description

本発明は、クリーナに関する。

従来、除塵を必要とする製品（ワーク）の表面を除塵するためのクリーナとして、エアー噴射ノズルと吸引ノズルを備えたものが知られている（特許文献１参照）。

実開平５－８０５７３号公報

しかし、特許文献１記載の、従来のクリーナは、平面状の枚葉ワークを除塵するものであり、立体的な（三次元の）ワーク、すなわち、ダイビングゴーグルや、光学レンズや、実験用のシャーレ等の、三次元形状の製品には対応できなかった。また、立体的なワークに対応すべく改造した場合でも、ワークの各部分に対して除塵ヘッドとの隙間が大きく変動し、ワークの曲面部分の除塵が不十分になる欠点があった。特に、複雑な凹状、凸状、又は凹凸状の三次元形状のワークになると、除塵が一層困難になるという欠点があった。

そこで、本発明は、立体的なワークに対応して、ワークの各部分に対してエアーを当てることができ、三次元形状のワークの被清浄面から効果的に除塵できるクリーナを提供することを目的とする。

本発明に係るクリーナは、凹状、凸状、又は凹凸状の三次元形状である被清浄面を有するワークの該被清浄面の各部分に対して直交方向からエアーを噴出する多数のエアー噴出孔を有する除塵ヘッドを備え、該除塵ヘッドは、上記被清浄面の上記三次元形状に対して、小寸法だけ離間させた三次元オフセット形状の凸状、凹状、又は凸凹状のワーク対応面を、備え、上記除塵ヘッドの上記ワーク対応面を、中央領域、中間包囲領域、外側包囲領域の３領域に、仮想区画すれば、上記中央領域に貫設の第１エアー噴出孔の直径をＤ₁ とし、上記中間包囲領域に貫設の第２エアー噴出孔の直径をＤ₂ とし、上記外側包囲領域に貫設の第３エアー噴出孔の直径をＤ₃ としたとき、Ｄ₁ ＞Ｄ₂ ＞Ｄ₃ なる不等式が成立するように設定した。

本発明に係るクリーナによれば、ワークの凹状、凸状、又は凹凸状の三次元形状の被清浄面の各部分に対して、直交方向からエアーを確実に当てて、一挙に能率良く十分な除塵を行うことができる。特に、被清浄面の各部分に対する直交方向からエアー噴出により、複雑な三次元形状の被清浄面を、迅速かつ確実に、十分な除塵を行い得る。

本発明の実施の一形態を示す全体断面図である。除塵ヘッドの一例を示す底面側から見た斜視図である。除塵ヘッドの断面図である。他の実施形態を示した使用状態の要部断面図である。別の実施形態を示した使用状態の要部断面図である。

以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１、図２、図３に於て、１は除塵ヘッドであって、凹状の三次元形状の被清浄面１１を有するワークＷの該被清浄面１１に対して、エアーを噴出して、除塵作用をなす。
この除塵ヘッド１は、ワークＷの凹状の三次元形状の被清浄面１１に対して、小寸法Ｇだけ離間した三次元オフセット形状の凸状のワーク対応面１ａを、備える。

そして、図１～図３に示す除塵ヘッド１は、金属３Ｄプリンタにて製作することが望ましい。具体的な形状は、ワークＷの被清浄面１１の凹状の三次元形状を記録した３Ｄデータをベースとして、前記小寸法Ｇだけオフセットした三次元オフセット形状を演算し、その演算結果によって、金属３Ｄプリンタを制御して、ワーク対応面１ａが、やや小型の凸状のワーク対応面１ａを、形成して、所定肉厚に除塵ヘッド１を製造する。

さらに、図１～図３に示した除塵ヘッド１を具体的に説明すれば、楕円形乃至長円形の底壁部１３と、略上方拡大状の周壁部１４と、周壁部１４の上端縁から外周方向へ突出形成された低い鍔部１５とをもって一体に構成されている。

図１に於て、上述の除塵ヘッド１は、複数個の円弧状のエアー吸込孔８を有する取付リング９を介して、エアー噴出吸入筒状体２０の下端に、固着されている。あるいは、この取付リング９を除塵ヘッド１と一体形成するも望ましい。図２は、そのように一体形成した実施例（一例）を示す。
前記鍔部１５を下方から引掛状として、取付リング９は、除塵ヘッド１に外嵌し、かつ、ボルト（ネジ）１６によって、エアー噴出吸入筒状体２０の下端の底壁板２１に、固着される。

底壁板２１は、中心に吐出孔２２を有し、かつ、外周縁に沿って複数の吸入孔２３を有し、取付リング９の前記エアー吸込孔８に連通状に、組立てられている。

４は、（大径の）エアー吸引筒部であり、その下端面に底壁板２１が固着される。しかも、底壁板２１の上面には、天井板２４Ａ付の吐出エアー集合小箱体２４が固着されている。
２は、図外のコンプレッサ等から圧送される高圧エアーを供給するエアー供給パイプであり、種々の継手２５，２６，２７を介して、吐出エアー集合小箱体２４の周囲壁部に、連通連結される。

矢印Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ ，Ｆ₄ は、エアー供給パイプ２からの高圧エアーの流れを順に示す矢印であって、除塵ヘッド１の内部にまで送られる。
他方、取付リング９のエアー吸込孔８から吸込まれたエアーは、矢印Ｆ₁₀，Ｆ₁₁，Ｆ₁₂に示すように、吸入孔２３を経て、エアー吸引筒部４内を上昇方向に吸引される。なお、５は吸引圧測定器である。このように、エアー吸込孔８を介して、外周から吸引するので、周辺（装置）を汚染しない。

そして、図２と図３に於て、除塵ヘッド１のワーク対応面１ａを、２点鎖線２８をもって示すように、中央領域Ｃと中間包囲領域Ｐに底壁部１３を仮想区画し、さらに、稜線２９をもって、中間包囲領域Ｐと外側包囲領域Ｓに、仮想区画すれば、各々の領域Ｃ，Ｐ，Ｓ毎に、エアー噴出孔の直径を、順次、小さく設定する。
言い換えれば、仮想区画した上記中央領域Ｃに貫設の第１エアー噴出孔Ｈ₁ の直径をＤ₁ とし、また、中間包囲領域Ｐに貫設の第２エアー噴出孔Ｈ₂ の直径をＤ₂ とし、外側包囲領域Ｓに貫設の第３エアー噴出孔Ｈ₃ の直径をＤ₃ としたとき、Ｄ₁ ＞Ｄ₂ ＞Ｄ₃ なる不等式が成立する。

このように、各領域Ｃ，Ｐ，Ｓ毎に、順次小さく設定することによって、図１に於て示した、小寸法Ｇのギャップを流れるエアーが、中央領域Ｃからラジアル外方向にスムーズに流出して、エアー吸込孔８から矢印Ｆ₁₀方向へ確実に吸引されて、被清浄面１１に付着していた粉塵等が迅速かつ確実に除去できる。

次に、図４は、他の実施形態を示す。ワークＷが、凸状の三次元形状の被清浄面１１を有する。除塵ヘッド１は、上記凸状の被清浄面１１に対して、所定の小寸法Ｇだけ離間した三次元オフセット形状の凹状のワーク対応面１ａを、有する。
この図４の場合も、除塵ヘッド１は、金属３Ｄプリンタにて製作するのが、望ましい。

上記凸状の被清浄面１１及び凹状のワーク対応面１ａの三次元形状は、（図示省略したが）平面視が楕円形、長円形、四角形、六角形、八角形等の各種形状である。
そして、図４に於ても、中央領域Ｃと中間包囲領域Ｐと外側包囲領域Ｓに、仮想区画した場合、エアー噴出孔の直径を、順次、小さく設定する。つまり、前述したＤ₁ ＞Ｄ₂ ＞Ｄ₃ なる不等式が成立するように、エアー噴出孔の直径を設定し、小寸法Ｇのギャップを流れるエアーが、中央領域Ｃからラジアル外方向にスムーズに流出して、引続いて、除塵ヘッド１の外周面に沿って配設のエアー吸込孔８へ吸引できる。このように、確実にスムーズな除塵が実現できる。そして、外周のエアー吸込孔８からの吸引によって、周辺を汚染することがない。

次に、図５は、本発明の別の実施形態である。ワークＷが、凹凸状の三次元形状の被清浄面１１を有している場合を例示する。除塵ヘッド１は、凹凸状の被清浄面１１に対して、所定の小寸法Ｇだけ離間した三次元オフセット形状の凸凹状ワーク対応面１ａを、有する。
この図５の場合も、除塵ヘッド１は、金属３Ｄプリンタにて製作するのが望ましい。

さらに、図５に於ては、ワークＷは、底壁１２の中央に凸隆部１０を有する凹凸形状である場合を示したが、これを、図４に示した既説の凸状被清浄面１１に於る中央領域Ｃに、凹窪部を形成した凹凸形状であっても良い（図示省略）。
図５に於て、中央領域Ｃと中間包囲領域Ｐと外側包囲領域Ｓとに、仮想的に区画した場合、エアー噴出孔の直径を、順次、小さく設定する。つまり、図１～３に於て述べた如く、Ｄ₁ ＞Ｄ₂ ＞Ｄ₃ なる不等式が成立するように、エアー噴出孔の直径を設定し、小寸法Ｇのギャップを流れるエアーが、中央領域Ｃからラジアル外方向にスムーズに流出して、複雑な三次元の被清浄面１１に対しても、確実に均等かつ十分な除塵を実現できる。また、図５の場合も、図４と同様に、外周のエアー吸込孔８を設けて、周辺の汚染を防止している。
ところで、図１に示すように、吐出エアー集合小箱体２４の大き目の空間から小さ目の吐出孔２２を介して矢印Ｆ₄ のように除塵ヘッド１の大き目の空間へ流入させることにより、超音波を発生させて、除塵効率を、さらに、高めることができる（図４，図５も同様である）。

ところで、図１～図５のいずれに於ても、除塵ヘッド１のワーク対応面１ａと、ワークＷの被清浄面１１との間には、小寸法Ｇの間隙を略均等に形成しているが、この小寸法Ｇとしては、１ｍｍ以上３ｍｍとするのが望ましい。
Ｇ＜１ｍｍでは、ワーク対応面１ａがワークＷに接触する虞れが生ずる。また、Ｇ＞３ｍｍでは、除塵作用が低下する。

図１に示すように、エアー供給パイプ２から矢印Ｆ₁ ，Ｆ₂ ，Ｆ₃ のように送られて、一旦集合小箱体２４に集まって後、吐出孔２２から矢印Ｆ₄ の如く、除塵ヘッド１の上方空間部１ｃ内へ送り込まれた後、エアー噴出孔Ｈ₁ ，Ｈ₂ ，Ｈ₃ から、ワークＷの被清浄面１１に対して噴射され、微細な塵をも、効率的に、かつ、均等に、除去することができる。
エアー噴出圧力は、０．１ＭＰａ～０．３ＭＰａの範囲内で選定（設定）するのが好ましい。

顧客より、除塵を希望する製品の被清浄面１１の三次元形状を記録した３Ｄデータを送付してもらい、この３Ｄデータをベースとして、除塵ヘッド１のワーク対応面１ａの三次元オフセット形状を演算し、演算結果によって、金属３Ｄプリンタを制御して、ワーク対応面１ａを形成する。この方法により、除塵ヘッド１のワーク対応面１ａが、除塵を希望する製品の被清浄面１１の三次元形状に対して、正確に三次元オフセット形状・寸法として形成される。なお、金属３Ｄプリンタの種類は、レーザー焼結法（ＳＬＳ）や直接金属レーザー焼結法（ＤＭＬ）等の中から、除塵を希望する製品の被清浄面１１の三次元形状・寸法の精度等を考慮して、最適なものを選択できる。

既述したように、除塵ヘッド１は、中央領域Ｃ，中間包囲領域Ｐ，外側包囲領域Ｓの３つの仮想領域毎にエアー噴出孔Ｈの直径を、変化させているが、具体例としては、中央領域Ｃにおける第１エアー噴出孔Ｈ₁ の直径は、０．９５ｍｍ～１．０５ｍｍ、中間包囲領域Ｐにおける第２エアー噴出孔Ｈ₂ の直径は、０．７５ｍｍ～０．８５ｍｍ、外側包囲領域Ｓにおける第３エアー噴出孔Ｈ₃ の直径は、０．５５ｍｍ～０．６５ｍｍとする。この構成により、エアー吸込孔８から遠いほどエアー流量が多くなるため、エアーの流れがワーク対応面１ａと被清浄面１１との間で滞留せず、粉塵をスムーズにエアー吸込孔８へ送り込むことができる。

本発明は、設計変更可能であって、例えば、樹脂３Ｄプリンターによりワーク対応面１ａを形成することも望ましい場合がある。

本発明は、以上詳述したように、凹状、凸状、又は凹凸状の三次元形状である被清浄面１１を有するワークＷの該被清浄面１１に対してエアーを噴出する除塵ヘッド１を有し、該除塵ヘッド１は、上記被清浄面１１の上記三次元形状に対して、小寸法Ｇだけ離間させた三次元オフセット形状の凸状、凹状、又は凸凹状のワーク対応面１ａを、備えているので、従来、至難とされていた複雑な三次元形状の（ワークＷの）被清浄面１１に対し、隅々まで均等にエアーを当てることができ、効果的に十分な除塵を行い得る。

また、上記除塵ヘッド１は、金属３Ｄプリンタにて形成されているので、ワークＷの細部の形状が複雑な凹状、凸状、あるいは凹凸状である場合にも、（金属３Ｄプリンタにより）ワーク対応面１ａを高精度に形成することができる。

また、上記被清浄面１１の上記三次元形状を記録した３Ｄデータをベースとして、上記除塵ヘッド１の上記ワーク対応面１ａの三次元オフセット形状を演算し、演算結果によって、金属３Ｄプリンタを制御して、上記ワーク対応面１ａを形成したので、顧客の要望する被清浄面１１の形状についての３Ｄデータを受け取って、個別の顧客の要望に対応した除塵ヘッド１を短い納期内で高精度に製作できる。

また、除塵ヘッド１の上記ワーク対応面１ａを、中央領域Ｃ、中間包囲領域Ｐ、外側包囲領域Ｓの３領域に、仮想区画すれば、上記中央領域Ｃに貫設の第１エアー噴出孔Ｈ₁ の直径をＤ₁ とし、上記中間包囲領域Ｐに貫設の第２エアー噴出孔Ｈ₂ の直径をＤ₂ とし、上記外側包囲領域Ｓに貫設の第３エアー噴出孔Ｈ₃ の直径をＤ₃ としたとき、Ｄ₁ ＞Ｄ₂ ＞Ｄ₃ なる不等式が成立するように設定したので、エアー吸込孔８から離れた中央領域Ｃに対して十分強く圧縮エアーが噴射され、（中央領域Ｃにエアー流れの滞留を防止して）粉塵を除去可能となり、ワークＷの被清浄面１１の全面から均等に十分に除塵を行うことが可能となる。

１除塵ヘッド
１ａワーク対応面
１１被清浄面
Ｇ小寸法
Ｗワーク
Ｃ中央領域
Ｐ中間包囲領域
Ｓ外側包囲領域
Ｈ₁ ，Ｈ₂ ，Ｈ₃ エアー噴出孔
Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，Ｄ₃ （孔の）直径

Claims

凹状、凸状、又は凹凸状の三次元形状である被清浄面（１１）を有するワーク（Ｗ）の該被清浄面（１１）の各部分に対して直交方向からエアーを噴出する多数のエアー噴出孔を有する除塵ヘッド（１）を備え、該除塵ヘッド（１）は、上記被清浄面（１１）の上記三次元形状に対して、小寸法（Ｇ）だけ離間させた三次元オフセット形状の凸状、凹状、又は凸凹状のワーク対応面（１ａ）を、備え、上記除塵ヘッド（１）の上記ワーク対応面（１ａ）を、中央領域（Ｃ）、中間包囲領域（Ｐ）、外側包囲領域（Ｓ）の３領域に、仮想区画すれば、上記中央領域（Ｃ）に貫設の第１エアー噴出孔（Ｈ ₁ ）の直径をＤ ₁ とし、上記中間包囲領域（Ｐ）に貫設の第２エアー噴出孔（Ｈ ₂ ）の直径をＤ ₂ とし、上記外側包囲領域（Ｓ）に貫設の第３エアー噴出孔（Ｈ ₃ ）の直径をＤ ₃ としたとき、Ｄ ₁ ＞Ｄ ₂ ＞Ｄ ₃ なる不等式が成立するように設定したことを特徴とするクリーナ。