JPH05345169A - ワークの洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ワークの洗浄効果の高い洗浄方法及び洗浄装置
の提供。 【構成】回転と直線方向の往復動を付与するワーク支持
体に固定的に取着されるワーク１２に、洗浄槽１内の洗
浄液内に配置された液体ポンプにて加圧し、洗浄液を洗
浄液供給路を介して、洗浄槽内に配置されるワークに向
けて噴射する噴射ノズル６より洗浄液を噴射するととも
に洗浄槽の上部よりオーバーフロー手段７にて洗浄液を
溢流される第１洗浄工程と、洗浄槽内の洗浄液を排出手
段８により抜きとり、ワークが洗浄液に侵漬されない状
態で噴射ノズルより洗浄液をワークに向けて噴射する第
２洗浄工程と；洗浄槽内にあって洗浄液に侵漬されない
ワークに向けて空気ポンプにて加圧された空気を供給す
る加圧空気供給路を介して噴射ノズルより加圧空気を噴
射する乾燥工程とによりワークを洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械加工等によって形
成される物品の加工時における切粉，加工時に使用され
る切削油，研磨材、等の異物を除去する洗浄方法及び該
洗浄方法を実施する為の洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の洗浄装置の一例として特開平３−
１３９８３２号公報がある。これによると、ワークとし
てのウエハをチャックの上に保持し、該チャックを回転
し且つノズルから前記ウエハ上に高圧水を噴射してウエ
ハの面を洗浄する洗浄装置において、ウエハ，チャッ
ク，ノズルを収容する構造体を水密に構成してその内側
に水を内蔵し、前記ウエハとそれを保持するチャックと
高圧水を噴射するノズルの出口とを水面より下側に配置
したものであり、ノズルから噴射される高圧水は静水中
を通ってウエハ面に到達するが、この間の高圧水噴流と
静水との間で摩擦が起こり、キャビテーション気泡が発
生し、このキャビテーション気泡はウエハ面に達すると
破壊して大きな衝撃圧を発生し、この衝撃圧によってウ
エハ面上の汚れが除去したものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の洗浄装置
によると、洗浄槽内に配置されたワークに付着した異物
がキャビテーション気泡の破壊作用によって除去された
としても、洗浄槽内の洗浄液中には除去された異物が混
入して存在する。これは洗浄槽の上部より給水口を介し
て水が供給され、洗浄槽の下部の排水口より水が排出さ
れるもので異物を含んだ洗浄液が比較的小径の排水口よ
り制限されて排出されることによる。いいかえるならば
異物を含んだ洗浄液を充分に排出できない。以上によれ
ば、洗浄槽内においてワークを洗浄した後に洗浄槽より
ワークを取り出す際、洗浄液に混入される異物が再びワ
ークに付着する恐れがあり洗浄効果が阻害される。

【０００４】本発明は前記課題に鑑みなされたもので、
ワークの洗浄効果の高い洗浄方法及びそれを実施するに
最適な洗浄装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明になるワークの洗浄
方法は前記目的達成の為に、ワーク支持体に固定された
ワークを、洗浄槽の洗浄液内に配置された噴射ノズルに
対向するとともに回転しつつ配置し、噴射ノズルより貯
液槽内の洗浄液を液体ポンプにて加圧して洗浄槽内に噴
射するとともに洗浄槽の上部より洗浄液を溢流させる第
１洗浄工程と；洗浄槽内の洗浄液を抜きとり、ワークが
洗浄液に侵漬されない状態で且つ噴射ノズルに対向して
回転支持された状態にあって、貯液槽内の洗浄液を液体
ポンプにて加圧して噴射ノズルよりワークに向けて洗浄
液を噴射する第２洗浄工程と；ワークが噴射ノズルに対
向して配置されるとともに洗浄槽内に回転支持された状
態で且つワークが洗浄液に侵漬されない状態にあって、
空気ポンプにて加圧された空気を噴射ノズルを介してワ
ークに向けて噴射する乾燥工程と；によって行なわれる
もので、上記洗浄方法は、ワークを固定的に取着し、ワ
ークに対して回転と直線方向の往復動を付与するワーク
支持体と；内部に洗浄液が貯溜される洗浄槽と；洗浄槽
の上部にある洗浄液を洗浄槽外へ溢流させるオーバーフ
ロー手段と；洗浄槽内の洗浄液を抜きとる排出手段と；
洗浄槽内に配置され、貯液槽内の洗浄液を液体ポンプに
て加圧し、洗浄液を洗浄液供給路を介して、洗浄槽内に
噴射する噴射ノズルと；洗浄液供給路に向けて空気ポン
プにて加圧された空気を供給する加圧空気供給路と、液
体ポンプと噴射ノズルとを洗浄液供給路を介して連通し
た際において、洗浄液供給路と加圧空気供給路とを遮断
して空気ポンプと噴射ノズルとを遮断し、液体ポンプと
噴射ノズルとを結ぶ洗浄液供給路を遮断することによっ
て液体ポンプと噴射ノズルとを遮断した際において、加
圧空気供給路と洗浄液供給路とを連通して空気ポンプと
噴射ノズルとを連通させる切換弁と；よりなる洗浄装置
によって達成される。

【０００６】

【作用】第１洗浄工程において、ワークは噴射ノズルよ
り噴射される洗浄液のキャビテーション作用によって洗
浄される。かかる際において、ワークより除去された異
物等は洗浄液内に混入されるがかかる洗浄液は洗浄槽の
上部よりオーバーフロー手段を介して洗浄槽外へと排出
される。次いで、第２洗浄工程において、洗浄槽内の洗
浄液は排出手段によって抜かれ、ワークは洗浄槽内にあ
って洗浄液に侵漬されない状態にあり、ワークは噴射ノ
ズルより噴射される洗浄液によって洗浄される。次い
で、乾燥工程において、ワークは噴射ノズルから噴射さ
れる空気によって乾燥され、もってワークの洗浄効果を
高めることができる。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。１は内部に洗浄液Ｗを貯溜することのできる上部が
開口した有底状の洗浄槽であり、貯液槽２内の洗浄液Ｗ
が液体ポンプ３によって供給され、洗浄槽１内には洗浄
液Ｗが貯溜される。具体的に液体ポンプ３の吸入路３Ａ
は貯液槽２内に配置されたフィルター４に連絡され、吐
出路３Ｂは洗浄液噴射路５、噴射ノズル６を介して洗浄
槽１内に開口する。噴射ノズル６は洗浄槽１内に配置さ
れる。本実施例における噴射ノズル６は洗浄槽１の中心
部にあり上方に向かって噴孔が開口する噴射ノズルと、
中心部に対して互いに対向して配置されるとともに中心
部に向かう複数の噴孔が上下方向に開口する噴射ノズル
と、よりなりそれらの噴射ノズル６は洗浄液噴射路５に
連なる。７は洗浄槽１の上部より洗浄液Ｗを洗浄槽外へ
排出する為のオーバーフロー手段であり、本実施例にあ
っては洗浄槽１の上部開口１Ａの近傍外周を囲繞するオ
ーバーフロー室７Ａとオーバーフロー室７Ａの底部と貯
液槽２とを連絡するオーバーフロー通路７Ｂとよりな
り、オーバーフロー通路７Ｂを流れる洗浄液の量は液体
ポンプ３より洗浄槽１内へ供給される洗浄液の量より大
流量とする。８は、洗浄槽１内に貯溜した洗浄液Ｗを抜
きとり、洗浄液Ｗを排出する為の排出手段であり、具体
的には、排出路８Ａと開閉弁８Ｂとにより構成され、排
出路８Ａの一端は洗浄槽１の底部１Ｂに開口し、他端は
オーバーフロー通路７Ｂに開口し、一方開閉弁８Ｂは前
記排出路８Ａを開閉する。９は内部に、空気を加圧して
噴射する空気ポンプ１０を備えた加圧空気供給路であっ
て、この加圧空気供給路９は洗浄液供給路５に連絡され
る。一方、洗浄液供給路５と加圧空気供給路９とは切換
弁１１によって切換えられる。切換弁１１による供給路
５，９の切換えは以下により行なわれる。すなわち、液
体ポンプ３と噴射ノズル６との連通時において空気ポン
プ１０と噴射ノズル６とは遮断され、空気ポンプ１０と
噴射ノズル６との連通時において液体ポンプ３と噴射ノ
ズル６とが遮断される。１２は洗浄すべきワークであ
り、ワーク１２は洗浄槽１内への直線方向の往復動と回
転運動を行なうことのできるワーク支持体１３に固定さ
れる。直線方向の往復動は例えば油，空圧シリンダーに
て行なわれ、回転運動はモーターにて行なわれる。（共
に図示せず）

【０００８】次にワーク１２の洗浄について説明する。
ワーク１２の洗浄は、第１洗浄工程、第２洗浄工程、乾
燥工程によって行なわれる。第１洗浄工程は以下によ
り、図１によって説明される。排出手段８における開閉
弁８Ｂは排出路８Ａを閉塞保持し、一方、切換弁１１は
洗浄液供給路５を連通状態とし、フィルター４、液体ポ
ンプ３、噴射ノズル６、とを連通し、加圧空気通路９と
洗浄液供給路５とを遮断状態とし、空気ポンプ１０と噴
射ノズルを遮断する。又、ワーク１２はワーク支持体１
３によって回転されるとともに洗浄槽１内の噴射ノズル
６の噴孔に対向して配置される。かかる状態において、
液体ポンプ３が駆動して、貯液槽２内の洗浄液Ｗが洗浄
液噴射路５、噴射ノズル６を介して洗浄槽１内に噴射供
給されると、洗浄液Ｗは洗浄槽１内を満たすとともにワ
ーク１２に向けて噴射される。これによると、噴射ノズ
ル６の各噴孔から噴射される洗浄液Ｗは、洗浄槽１内の
洗浄液Ｗを通ってワーク１２に達するが、この間におい
て摩擦によりキャビテーション気泡を発生する。このキ
ャビテーション気泡は、噴孔より一定の距離において破
壊して大きな衝撃圧を発生するもので、この衝撃圧と噴
射された洗浄液Ｗとの物理的な直射力とによってワーク
１２の異物は除去される。かかる洗浄時において除去さ
れた異物は洗浄液Ｗ内に混入されるが、洗浄槽１内には
噴射ノズル６より洗浄液Ｗが供給され、且つキャビテー
ション作用後に残留する気泡とともに上方向へ流れが指
向し、洗浄槽１の上部開口１Ａよりオーバーフロー室７
Ａ内へ排出される。

【０００９】第２洗浄工程は以下により行なわれ、図２
に示される。切換弁１１及びワーク１２は前記第１洗浄
工程と同一状態にある。すなわち、液体ポンプ３と噴射
ノズル６とは洗浄液供給路５を介して連通されるととも
に空気ポンプ１０と噴射ノズル６とは遮断され、ワーク
１２は噴射ノズル６噴孔に対向して配置される。一方、
排出手段８の開閉弁８Ｂは、図１の状態より９０度時計
方向に回転し、洗浄槽１とオーバーフロー通路７Ｂとを
排出路８Ａを介して連通させるもので洗浄槽１内の洗浄
液Ｗは排出路８Ａよりオーバーフロー通路７Ｂ内に排出
され、もって洗浄槽１内は空状態となる。而してワーク
１２は噴射ノズル６に対向するものの洗浄液Ｗには侵漬
されない。かかる状態において、液体ポンプ３より加圧
された洗浄液Ｗが噴射ノズル６よりワーク１２に向けて
噴射されると、ワークに向けて噴射される洗浄液Ｗは全
く異物を含まないもので、ワーク洗浄後における洗浄液
Ｗは排出手段８によって洗浄槽１外へ排出されるので、
ワークは洗浄液Ｗ中になく、常に清浄な洗浄液Ｗを噴射
ノズル６より回転状態にあるワーク１２に向けて噴射さ
れるので更に洗浄効果を高めることができる。

【００１０】次に乾燥工程について図３により説明す
る。排出手段８の開閉弁８Ｂ及びワーク１２は前記第２
洗浄工程と同一状態にある。一方、切換弁１１は図２
（図１と同一）の状態より９０度反時計方向に回転させ
る。これによると、加圧空気供給路９と洗浄液供給路５
とが連通状態となって空気ポンプ１０と噴射ノズル６と
が連通し、一方液体ポンプ３と噴射ノズル６とが遮断さ
れる。ここで、空気ポンプ１０を駆動すると、空気ポン
プ１０にて加圧された圧縮空気は、加圧空気通路９、洗
浄液供給路５を介して噴射ノズル６に達し、噴射ノズル
６の噴孔より回転状態にあるワーク１２に向けて圧縮空
気が噴射される。而して、第２洗浄工程が終了して未だ
洗浄液Ｗが付着した状態にあるワーク１２は圧縮空気の
噴射を受けて洗浄液Ｗが飛散し、即座にワーク１２の乾
燥を行ない得るもので、ワーク１２より完全に洗浄液を
除去した状態においてワーク１２の乾燥を行なうことが
できたものである。以上をもってワークの洗浄，乾燥が
終了する。

【００１１】次に本発明の第二の実施例について図４に
より説明する。（第一の実施例との相違についてのみ説
明する。）２０は、第一の実施例と同様の噴射ノズルで
有るが、かかる噴射ノズル２０は、洗浄槽１の比較的に
下方位置に配置される。いいかえるなら噴射ノズル２０
は洗浄槽１の下部洗浄液Ｗ２内に配置されることにな
る。

【００１２】洗浄は、第１洗浄工程、第２洗浄工程、第
３洗浄工程、乾燥工程、とによって行なわれる。第１洗
浄工程は以下による。排出手段８の開閉弁８Ｂは排出路
８Ａを閉塞し、切換弁１１は液体ポンプ３と噴射ノズル
２０とを連通し、空気ポンプ１０と噴射ノズル２０とを
遮断する。而して液体ポンプ３を駆動することによって
噴射ノズル２０より洗浄槽１内に洗浄液を噴射供給でき
る。ワーク支持体１３に、回転されて支持されたワーク
１２は洗浄槽１の上部洗浄液Ｗ１内に侵漬される。（か
かる工程におけるワーク１２は図４において鎖線で示さ
れる。）これによると、ワーク１２の回転によって上部
洗浄液Ｗ１に旋回流が生じ、この洗浄液Ｗによる流れと
ワーク１２自体に作用する遠心力とによりワーク１２に
付着せる切粉、切削油、研磨材、等の異物（比較的大き
な質量を有する異物）が除去される。この異物は、上部
洗浄液Ｗ１内に混入されるが、噴射ノズル２０より洗浄
液Ｗが順次供給され、しかも上部洗浄液Ｗ１にはワーク
１２による旋回流が発生していることから、質量を有す
る異物は旋回流とともに旋回して下方へ沈下することな
く上部洗浄液Ｗ１は洗浄槽１の上部開口１Ａよりオーバ
ーフロー室７Ａに良好に溢流し、次いでオーバーフロー
通路７Ｂより貯液槽２内へ還流される。従って、上部洗
浄液Ｗ１内に混入された異物は洗浄槽１外へ排出するこ
とができ、洗浄槽１内に異物が残存しない。

【００１３】次に第２洗浄工程について説明する。ワー
ク１２はワーク支持体１３によって下方へ移動され、洗
浄槽１の比較的下方位置にある噴射ノズル２０に対向し
て配置される。（図４においてワーク１２は実線で示さ
れる。）一方、排出手段８の開閉弁８Ｂ及び切換弁１１
は前記第１洗浄工程と同一状態にある。かかる状態にお
いて、液体ポンプ３にて加圧された洗浄液Ｗが噴射ノズ
ル２０に供給されるとワーク１２は噴射ノズル２０より
噴射された洗浄液Ｗによって洗浄される。この洗浄工程
は第一の実施例の第１洗浄工程に相当する。

【００１４】次に第３洗浄工程について説明する。第３
洗浄工程は洗浄槽１内の洗浄液Ｗを排出手段によって抜
きとり、洗浄槽１内に配置されたワーク１２が洗浄液Ｗ
に侵漬されない状態において噴射ノズル２０より洗浄液
Ｗをワーク１２に向けて噴射したもので第一の実施例の
第２洗浄工程に相当する。

【００１５】次に乾燥工程について説明すると、乾燥工
程において切換弁１１は液体ポンプ３と噴射ノズル２０
とを遮断し、空気ポンプ１０と噴射ノズル２０とを連通
する。これによると、噴射ノズル２０よりワークに向け
て空気が噴射されるもので、これは第一の実施例の乾燥
工程に相当する。以上によるとワークの洗浄を一層向上
できる。噴射ノズル６，２０に穿設される噴孔を複数と
すると洗浄液又は空気をワーク１２にくまなく噴射でき
るもので洗浄，乾燥を効果的に行なえるものである。
又、ワーク１２が噴射ノズル６に対向した状態において
ワーク１２を直線方向に微少に往復動させることによっ
ても上記効果を奏するものである。

【００１６】

【発明の効果】以上の如く、本発明になるワークの洗浄
方法及び装置によると、 洗浄工程が第１，第２洗浄工程にわかれ、第１洗浄
工程において洗浄液のキャビテーション作用によって洗
浄を行ない特に第２洗浄工程おいて、洗浄槽内の洗浄液
を抜き取り、ワークが洗浄液に侵漬されない状態におい
てワークに清浄なる洗浄液を噴射して洗浄したので洗浄
効果を高めることができた。又、第２洗浄工程が終了す
るや、比較的単時間の内にワークに向けて加圧した空気
を噴射ノズルより供給したので、洗浄液がワークに乾燥
して付着することなく完全にワークより飛散させて乾燥
を行なうことができたので乾燥後における洗浄効果を高
めることができたものである。 前記第１、第２洗浄工程の前工程として、洗浄槽の
上部洗浄液内に回転状態にあるワークを配置して洗浄し
たことによると、荒洗浄を行なうことができ洗浄を三段
階に行なうことができたもので、より一層の洗浄効果を
上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になるワークの洗浄装置の一実施例を示
す全体構成図であり、第１洗浄工程を示す。

【図２】図１における第２洗浄工程を示す。

【図３】図１における乾燥工程を示す。

【図４】本発明になるワークの洗浄装置の第二実施例を
示す全体構成図である。

【符号の説明】

１ 洗浄槽 ２ 貯液槽 ３ 液体ポンプ ５ 洗浄液供給路 ６，２０ 噴射ノズル ７ オーバーフロー手段 ８ 排出手段 ９ 加圧空気供給路 １０ 空気ポンプ １１ 切換弁 １２ ワーク １３ ワーク支持体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク支持体に固定されたワークを、洗
   浄槽の洗浄液内に配置された噴射ノズルに対向するとと
   もに回転しつつ配置し、噴射ノズルより貯液槽内の洗浄
   液を液体ポンプにて加圧して洗浄槽内に噴射するととも
   に洗浄槽の上部より洗浄液を溢流させる第１洗浄工程
   と；洗浄槽内の洗浄液を抜きとり、ワークが洗浄液に侵
   漬されない状態で且つ噴射ノズルに対向して回転支持さ
   れた状態にあって、貯液槽内の洗浄液を液体ポンプにて
   加圧して噴射ノズルよりワークに向けて噴射する第２洗
   浄工程と；ワークが噴射ノズルに対向して配置されると
   ともに洗浄槽内に回転支持された状態で且つワークが洗
   浄液に侵漬されない状態にあって、空気ポンプにて加圧
   された空気を噴射ノズルを介してワークに向けて噴射す
   る乾燥工程と；よりなるワークの洗浄方法。
2. 【請求項２】 ワーク支持体に固定された回転状態にあ
   るワークを、洗浄液が満たされた洗浄槽の上部洗浄液内
   に侵漬するとともに洗浄槽の下部洗浄液内に配置される
   噴射ノズルより貯液槽内の洗浄液を液体ポンプにて加圧
   して洗浄槽内に噴射し、洗浄槽の上部より洗浄液を溢流
   させる第１洗浄工程と；ワーク支持体に固定されたワー
   クを、洗浄槽の下部洗浄液内に配置された噴射ノズルに
   対向するとともに回転しつつ配置し、噴射ノズルより貯
   液槽内の洗浄液を液体ポンプにて加圧して洗浄槽内に噴
   射するとともに洗浄槽の上部より洗浄液を溢流させる第
   ２洗浄工程と；洗浄槽内の洗浄液を抜きとり、ワークが
   洗浄液に侵漬されない状態で且つ噴射ノズルに対向して
   回転支持された状態にあって、貯液槽内の洗浄液を液体
   ポンプにて加圧して噴射ノズルよりワークに向けて噴射
   する第３洗浄工程と；ワークが噴射ノズルに対向して配
   置されるとともに洗浄槽内に回転支持された状態で且つ
   ワークが洗浄液に侵漬されない状態にあって、空気ポン
   プにて加圧された空気を噴射ノズルを介してワークに向
   けて噴射する乾燥工程と；よりなるワークの洗浄方法。
3. 【請求項３】 ワークを固定的に取着し、ワークに対し
   て回転と直線方向の往復動を付与するワーク支持体と；
   内部に洗浄液が貯溜される洗浄槽と；洗浄槽の上部にあ
   る洗浄液を洗浄槽外へ溢流させるオーバーフロー手段
   と；洗浄槽内の洗浄液を抜きとる排出手段と；洗浄槽内
   に配置され、貯液槽内の洗浄液を液体ポンプにて加圧
   し、洗浄液を洗浄液供給路を介して、洗浄槽内に配置さ
   れるワークに向けて噴射する噴射ノズルと；洗浄液供給
   路に向けて空気ポンプにて加圧された空気を供給する加
   圧空気供給路と、液体ポンプと噴射ノズルとを洗浄液供
   給路を介して連通した際において、洗浄液供給路と加圧
   空気供給路とを遮断して空気ポンプと噴射ノズルとを遮
   断し、液体ポンプと噴射ノズルとを結ぶ洗浄液供給路を
   遮断することによって液体ポンプと噴射ノズルとを遮断
   した際において、加圧空気供給路と洗浄液供給路とを連
   通して空気ポンプと噴射ノズルとを連通させる切換弁
   と；を備えてなるワークの洗浄装置。
4. 【請求項４】 ワークを固定的に取着し、ワークに対し
   て回転と直線方向の往復動を付与するワーク支持体と；
   内部に洗浄液が貯溜される洗浄槽と；洗浄槽の上部にあ
   る洗浄液を洗浄槽外へ溢流させるオーバーフロー手段
   と；洗浄槽内の洗浄液を抜きとる排出手段と；洗浄槽の
   下部洗浄液内に配置され、貯液槽内の洗浄液を液体ポン
   プにて加圧し、洗浄液を洗浄液供給路を介して、洗浄槽
   内に噴射する噴射ノズルと；洗浄液供給路に向けて空気
   ポンプにて加圧された空気を供給する加圧空気供給路
   と、液体ポンプと噴射ノズルとを洗浄液供給路を介して
   連通した際において、洗浄液供給路と加圧空気供給路と
   を遮断して空気ポンプと噴射ノズルとを遮断し、液体ポ
   ンプと噴射ノズルとを結ぶ洗浄液供給路を遮断すること
   によって液体ポンプと噴射ノズルとを遮断した際におい
   て、加圧空気供給路と洗浄液供給路とを連通して空気ポ
   ンプと噴射ノズルとを連通させる切換弁と；を備えてな
   るワークの洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記オーバーフロー手段を、洗浄槽の上
   部開口を囲繞するオーバーフロー室と、オーバーフロー
   室の底部と貯液槽とを結ぶオーバーフロー通路とにより
   構成し、前記排出手段を、洗浄槽の底部よりオーバーフ
   ロー通路に向かう排出路と、排出路を開閉する開閉弁
   と、により構成してなる請求項３又は請求項４記載のワ
   ークの洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記噴射ノズルのワークに対向する噴孔
   を複数穿設してなる請求項３又は請求項４記載のワーク
   の洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記ワークを噴射ノズルに対向させた状
   態においてワークを直線方向に微少に往復動させてなる
   請求項３又は請求項４記載のワークの洗浄装置。