JPH08300368A - ウォータージェットによる異物洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作業性が優れ品質の安定したウォータージェ
ット洗浄方法提供。 【構成】 モールド・デポジットが金型内面に付着した
歯形積層キャビティー８をワーク固定治具９にセット
し、ウォーターノズル１４より低圧水を噴射させなが
ら、該低圧水の軌跡が前記歯形積層キャビティー８内面
の中央を抜ける如くＸＹテーブル１１で調整した後、ウ
ォーターノズル１４より噴射する低圧水の噴射圧力を高
圧に切換えて、少なくとも高圧洗浄中は前記歯形積層キ
ャビティー８を回転させながら、前記高圧水を歯形積層
キャビティー８の内面に当て水の衝撃により、前記モー
ルド・デポジットを洗浄除去する。 【効果】 異物除去時間短縮、金型寿命延長、製品歩留
り向上、コスト低減。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウォータージェットによ
る異物洗浄方法に係わり、詳しくは射出成形の際金型内
面に付着するモールド・デポジット等の汚染物質である
異物を除去するウォータージェットによる異物洗浄方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、指針を有する腕時計ムーブメント
において、コスト及び生産性を考慮して、そのムーブメ
ントを構成する輪列部品は、精密に射出成形された樹脂
歯車が採用されている。例えば、歯車と軸（ホゾ）を一
体射出成形を行っている輪列の車類において、製品の歯
形、偏心及びホゾ外観等の品質について、量産当初は何
ら問題がなくても、量産をしていく中で、序々に歯形形
状及び径、偏心、ホゾ未充填等の成形不良が発生した。

【０００３】上記の射出成形による製品の不良原因とし
て、連続して射出成形を行うと、図８に示すように、高
温、高圧で溶融した樹脂が金型の歯形積層キャビティー
８内に射出されると、ガス化された分子が歯形形状部８
ａの側面に付着、結晶化し、汚染物質となる。所謂モー
ルド・デポジット８ｂが発生することがわかった。特に
ポリアセタールに発生し易い現象である。

【０００４】そこで、上記モールド・デポジット８ｂを
除去する方法として、一般に作業者の経験と技能によ
り、先端形状を歯形形状に合わせた硬質のツールを使っ
て、手作業で歯形積層キャビティーの歯形形状部８ａに
ついて、慎重に前記モールド・デポジット８ｂを時間を
かけて削り取っていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した手作業による
モールド・デポジット除去作業には次のような問題点が
ある。即ち、手作業のため作業時間が長く、例えば１キ
ャビティー１時間程度掛かる。また作業者の経験と技能
に頼るため除去作業にバラツキを生ずる。更にツールで
削り取るため歯形積層キャビティー８の歯形形状部８ａ
の表面に傷が着き易くなるので製品の離型性が悪くな
り、酷くなると製品不良、ひいては型寿命を短縮する。
品質低下及びコストアップ等の致命的な問題が発生し
た。

【０００６】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、金型内面に傷を付けることな
く、品質及び作業性の優れたウォータージェットによる
異物洗浄方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるウォータージェットによる異物洗浄
方法は、異物が付着したワークをウォータージェット洗
浄装置のワーク固定治具にセットし、前記ウォータージ
ェット洗浄装置のウォーターノズルより低圧水を噴射さ
せながら、該低圧水の軌跡が前記ワークの中央に位置す
る如く調整した後、前記低圧水の噴射圧力を高圧に切換
えて高圧水をワークに当て水の衝撃により、前記ワーク
に付着した異物を洗浄除去することを特徴とするもので
ある。

【０００８】また、前記ウォータージェット洗浄装置の
ウォーターノズルより噴射する高圧水による異物洗浄
で、少なくとも高圧洗浄中は前記ワークを回転させるこ
とを特徴とするものである。

【０００９】また、モールド・デポジット等の汚染物質
である異物が内面に付着した射出成形金型の歯形積層キ
ャビティーをウォータージェット洗浄装置の金型固定治
具にセットし、前記ウォータージェット洗浄装置のウォ
ーターノズルより低圧水を噴射させながら、該低圧水の
軌跡が前記歯形積層キャビティー内面の中央に位置する
如く調整した後、前記低圧水の噴射圧力を高圧に切換え
て、少なくとも高圧洗浄中は前記歯形積層キャビティー
を回転させながら、前記高圧水を歯形積層キャビティー
内面に当て水の衝撃により、前記歯形積層キャビティー
内面に付着したモールド・デポジット等の汚染物質であ
る異物を洗浄除去することを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】従って、本発明により得られるウォータージェ
ットによる異物洗浄方法において、前述したように、前
記ウォータージェット洗浄装置のウォーターノズルより
低圧水を噴射させながら、その軌跡が前記ワークの中央
に位置する如く調整してワークの位置決めをした後、噴
射圧力を低圧から高圧に切換えて高圧洗浄水をワークに
当て水の衝撃により、前記ワークに付着された異物は洗
浄除去されるが、少なくとも高圧洗浄中は前記ワークを
回転させることにより、ワークに傷を付けることなく、
異形形状でも一様に、また効果的に付着された異物を洗
浄除去することが可能である。

【００１１】

【実施例】以下図面に基づいて好適な実施例を説明す
る。図１は本発明の実施例でウォータージェットによる
異物洗浄方法を説明する洗浄装置の要部断面図、図２は
ウォータージェット洗浄装置の全体構造を示す正面図、
図３は操作手順のフローチャート、図４（ａ）はワーク
の位置決め方法を示すＸＹテーブルの斜視図、図４
（ｂ）はそのＡ−Ａ線部分断面図である。

【００１２】図２において、１はウォータージェット洗
浄装置で、基台２に載置された洗浄室３には高圧ポンプ
４にて所定の吐出圧力に高圧化された水道水がパイプ５
を経て供給される。前記洗浄室３に隣接して遠隔操作用
のＴＶモニター６と、ＸＹテーブルの移動、ワークの回
転数調整等に使用する操作パネル７とが配設されてい
る。

【００１３】図１において、射出成形される樹脂歯車の
歯形形状をした金型の歯形積層キャビティー８（ワー
ク）（図８に図示）は、パイプ状のワーク固定治具９に
キャップ１０にて挟み込まれ固定される。前記ワーク固
定治具９は、ＸＹテーブル１１の中央で回転可能に治具
はめ込み部材１２の穴に挿入され、該治具はめ込み部材
１２は水が洗浄部周辺に溜まらないように、前記ワーク
固定治具９のパイプに連通する水逃がし穴１２ａが形成
されている。また前記ＸＹテーブル１１の下には、回転
数の調整可能なワーク回転用電動機１３が取着されてい
る。

【００１４】更に、前記洗浄室３内で、ウォーターノズ
ル１４は歯形積層キャビティー８に対し、角度が鉛直方
向から４５度の範囲で所定の角度に調整可能なノズル角
度調整治具１５に取り付けられている。洗浄室３内には
高圧水が噴射されるため、その噴霧でワーク位置が確認
しずらく、作業中は洗浄室３内を覗き込むことが出来な
いので、ＣＣＤカメラ１６と防水仕様のフレキシブルラ
イト１７が配設されている。

【００１５】次に、図３のフローチャートにおいて、ウ
ォータージェットによる異物洗浄方法について操作手順
を詳述する。図３（ａ）で、図８で説明したモールド・
デポジット８ｂが歯形形状部８ａに付着した歯形積層キ
ャビティー８を、前記ワーク固定治具９の上面凹部に載
せ、動かないようにキャップ１０で固定した後、図３
（ｂ）で前記ワーク固定治具９を、洗浄室３内のＸＹテ
ーブル１１の中央の治具はめ込み部材１２の穴に挿入
し、図３（ｃ）で洗浄室３のドアを閉める。

【００１６】図３（ｄ）で、ワークを所定の回転数に回
転される。ワーク回転数の最適範囲は１０〜３０ｒｐｍ
（２５ｒｐｍが常用）で、５ｒｐｍ程度では遅すぎ、ま
た４０ｒｐｍでは早すぎて、後述する使用ノズル径、ワ
ーク〜ノズル間距離及び噴射圧力等の諸々の設定条件に
おいて、ともに前記モールド・デポジット８ｂが多少残
る。ここでワークの回転は、ワークの位置出しを容易に
するために、低圧水を噴射する前に行ったが、少なくと
も後述する高圧洗浄中は回転していることが好ましい。

【００１７】図３（ｅ）で、前記ウォーターノズル１４
から低圧水を噴射させる。低圧水の噴射圧は、例えば２
００ｋｇｆ／ｃｍ² が最適である。この時歯形積層キャ
ビティー８とウォーターノズル１４間の距離は４０〜６
０ｍｍが最適範囲で、７０ｍｍより遠ざけるに従い、低
圧水による位置決め時に、水の軌跡が放物線を描き、作
業性が悪くなる。また高圧時には水が拡散して、モール
ド・デポジット８ｂが残る結果となる。

【００１８】図３（ｆ）低圧水の軌跡が歯形積層キャビ
ティー８の中央に抜ける位置まで、ＴＶモニター６を見
ながらＸＹテーブル１１を移動させる。低圧水の場合は
水の飛沫があまり立たないのでＴＶモニター６で観察す
ることができる。その作業手順は一般に、ウォーターノ
ズル１４は、歯形積層キャビティー８の内径の大きさに
従って所定の角度、例えば４５度程度に設定する。低圧
の状態でＸＹテーブル１１を移動させ、前記低圧水の軌
跡が歯形積層キャビティー８の中央穴に位置するように
する。これは低圧水と言えども歯形積層キャビティー８
に当たっている間は水が飛散し霧状になっているのに対
し、水の軌跡が中央穴に位置すると、水の飛散が殆ど無
くなることでわかる。以上によりウォーターノズル１４
と歯形積層キャビティー８の位置決めが終了する。

【００１９】図３（ｇ）で、ウォーターノズル１４より
噴射される吐出圧力を低圧水から高圧、例えば３００ｋ
ｇｆ／ｃｍ² に切り換える。ここで吐出圧力は歯形積層
キャビティー８の歯形形状部８ａの表面のモールド・デ
ポジット８ｂが洗浄除去され、且つ梨地状に荒らされな
いように配慮すると、３００ｋｇｆ／ｃｍ² が最適であ
る。２００ｋｇｆ／ｃｍ² のように低いとモールド・デ
ポジット８ｂが取りきれず、また４００〜５００ｋｇｆ
／ｃｍ² 程度だと、歯形表面が僅かに梨地状に荒れ、更
に６００ｋｇｆ／ｃｍ² 以上になると歯形表面が削られ
てしまう。

【００２０】図３（ｈ）で、前記ＴＶモニター６を見な
がら図８に示すように、ＸＹテーブル１１を微調整し歯
形積層キャビティー８の側面である歯形形状部８ａに水
が当たるようにした後、図３（ｉ）で、高圧洗浄を行
う。高圧水による洗浄においては水がある程度拡散する
ので、歯形形状部８ａの中央部を狙っても上下方向も又
歯先、歯底にも一様に水が当たる。前記高圧洗浄の時間
は１０〜３０秒程度（１０秒常用）でモールド・デポジ
ット８ｂを確実に洗浄除去することができ、洗浄は終了
する。

【００２１】図３（ｊ）で、洗浄終了後図３（ｋ）低圧
に切り換え、図３（ｌ）、（ｍ）で、高圧ポンプ４を停
止し圧抜きした後、ワークの回転を止めて、洗浄室３の
ドアを開けて、モールド・デポジット８ｂが洗浄除去さ
れた歯形積層キャビティー８をワーク固定治具９から取
り出す。以上によりウォータージェットによる歯形積層
キャビティー８の異物洗浄作業をすべて終了する。

【００２２】前記腕時計ムーブメントの輪列部品の射出
成形における前記ウォーターノズル１４の使用ノズル径
は、例えば対象キャビティーが３ｍｍの歯形内径（製品
の歯形外径）をもつ歯形積層キャビティー８において
は、０．１５〜０．２５ｍｍ程度が最適範囲で、０．１
ｍｍまたは０．３ｍｍ程度ではモールド・デポジット８
ｂが多少残り、０．３５ｍｍ以上になると水が拡散し、
的が絞れなくなる。

【００２３】以上、腕時計ムーブメントの輪列部品の射
出成形における歯形積層キャビティーについて説明した
が、一般的なウォータージェットによる異物洗浄方法と
しては、図５に示すように、ワーク５０が貫通穴５１の
場合の洗浄は、水が下へ流れて行くので、前述の歯形積
層キャビティーと同様に、穴径の大小によりウォーター
ノズル１４の角度を調整することで、穴内壁に付着した
手作業では除去し難い異物を高圧洗浄で除去することが
可能である。

【００２４】図６に示すように、ワーク６０が有底のめ
くら穴６１の場合の洗浄は、穴の底に洗浄水が溜まり、
高圧洗浄の際に溜まった水がクッションになり付着した
異物が底のコーナー部に若干残ることがあるが、穴側面
の使用部分の異物が洗浄除去されるようにすれば差し支
えない。

【００２５】前述したように、低圧水の軌跡が歯形積層
キャビティー８の中央に抜ける位置まで、ＴＶモニター
６を見ながらＸＹテーブル１１を移動させて、歯形積層
キャビティー８の位置出しを行ったが、位置出し方法の
他の実施例として、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、
前記ＸＹテーブル１１には歯形積層キャビティー８と交
差するＹ軸上にウォーターノズル１４の位置出しのため
のスリット１１ａが切り込まれている。また前記ウォー
ターノズル１４はＸ軸方向には動かず、Ｙ軸上のみ角度
が可変可能の如く配設されている。先ず、前記低圧水の
軌跡が前記ＸＹテーブル１１に設けたスリット１１ａを
通過するようにＸＹテーブル１１の位置を操作パネル７
の操作で序々に動かし調節して位置出し、ウォーターノ
ズル１４は一定の角度に固定する。次に、前記ＸＹテー
ブル１１をＹ軸方向に移動させる。Ｙ軸上には回転する
歯形積層キャビティー８があるので、前記歯形積層キャ
ビティー８の中央の穴まで移動してＸＹテーブル１１を
固定すると、前記ワーク固定治具９の穴を通り、治具は
め込み部１２の水逃がし穴１２ａから流出する。以上の
スリット１１ａを利用した位置出し方法は、図６に示す
ように、ワーク６０がめくら穴６１のような場合に有効
なワークの位置出し方法である。

【００２６】図７に示すように、ワーク７０が異形の加
工溝７１の場合の洗浄は、ワーク７０をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
の位置に移動させて、高圧水を異形の加工溝７１に一様
に当てることにより、高圧洗浄で異物の除去を行うこと
が可能である。また前記ワーク７０を固定し、ウォータ
ーノズル１４を移動させることにより、同様な洗浄効果
を得ることが可能である。

【００２７】前記実施例において述べたように、各種設
定条件として、ウォーターノズルの使用ノズル径は０．
１５〜０．２５ｍｍ（常用０．２ｍｍ）、ワーク回転数
は１０〜３０ｒｐｍ（常用２５ｒｐｍ）、ワーク〜ノズ
ル間距離は４０〜６０ｍｍ（常用６０ｍｍ）、噴射圧は
低圧条件が２００ｋｇｆ／ｃｍ² 、高圧条件が３００ｋ
ｇｆ／ｃｍ² に設定された場合、ワーク適用条件として
は、キャビティー洗浄穴径は０．２ｍｍ以上あればよ
く、歯形内径は本実施例では３ｍｍであったが、歯形内
径はノズル径より大きくて、水が抜ければ高圧洗浄で異
物が除去されることは言うまでもない。

【００２８】また前記実施例においては、ワークの穴径
に合わせて、水が穴の奥まで届くようにウォーターノズ
ルはワークに対し、角度を鉛直方向から４５度まで調整
可能な構造にして、高圧水をワークの内側面に当てた
が、ウォーターノズルは鉛直方向に固定してワークの位
置出しを容易にし、ワークを所定の角度傾けて回転可能
にして高圧洗浄しても同様な作用効果を奏するものであ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウォータージェットによる高圧洗浄で金型内面に付着し
たモールド・デポジット等の汚染物質である異物を取り
残すことなく、短時間に、しかも金型内面に傷をつけず
に除去することが出来るので、金型の寿命も延長する。
歯形形状及び径、偏心、ホゾ未充填等の成形不良の発生
もない。品質及び生産性の優れたウォータージェットに
よる異物洗浄方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わるウォータージェットに
よる異物洗浄方法を説明する洗浄装置の要部断面図であ
る。

【図２】図１のウォータージェット洗浄装置の全体構造
を示す正面図である。

【図３】本発明の実施例に係わる操作手順のフローチャ
ートである。

【図４】図４（ａ）は図１のワークの位置決め方法を説
明するＸＹテーブルの斜視図である。図４（ｂ）はその
Ａ−Ａ線部分断面図である。

【図５】本実施例の他の使用例で、ワークが通し穴の場
合の洗浄方法を説明する部分断面図である。

【図６】本実施例の他の使用例で、ワークがめくら穴の
場合の洗浄方法を説明する部分断面図である。

【図７】本実施例の他の使用例で、ワークが異形の加工
溝の場合の洗浄方法を説明す平面図である。

【図８】歯形形状部にモールド・デポジットが付着した
歯形積層キャビティーの斜視図である。

【符号の説明】

１ ウォータージェット洗浄装置 ３ 洗浄室 ６ ＴＶモニター ７ 操作パネル ８ 歯形積層キャビティー（ワーク） ８ａ 歯形形状部 ８ｂ モールド・デポジット ９ ワーク固定治具 １１ ＸＹテーブル １１ａ スリット １２ 治具はめ込み部材 １２ａ 水逃がし穴 １４ ウォーターノズル １６ ＣＣＤカメラ ５０、６０、７０ ワーク ５１ 貫通穴 ６１ めくら穴 ７１ 異形の加工溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異物が付着したワークをウォータージェ
   ット洗浄装置のワーク固定治具にセットし、前記ウォー
   タージェット洗浄装置のウォーターノズルより低圧水を
   噴射させながら、該低圧水の軌跡が前記ワークの中央に
   位置する如く調整した後、前記低圧水の噴射圧力を高圧
   に切換えて高圧水をワークに当て水の衝撃により、前記
   ワークに付着した異物を洗浄除去することを特徴とする
   ウォータージェットによる異物洗浄方法。
2. 【請求項２】 前記ウォータージェット洗浄装置のウォ
   ーターノズルより噴射する高圧水による異物洗浄で、少
   なくとも高圧洗浄中は前記ワークを回転させることを特
   徴とする請求項１記載のウォータージェットによる異物
   洗浄方法。
3. 【請求項３】 モールド・デポジット等の汚染物質であ
   る異物が内面に付着した射出成形金型の歯形積層キャビ
   ティーをウォータージェット洗浄装置の金型固定治具に
   セットし、前記ウォータージェット洗浄装置のウォータ
   ーノズルより低圧水を噴射させながら、該低圧水の軌跡
   が前記歯形積層キャビティー内面の中央に位置する如く
   調整した後、前記低圧水の噴射圧力を高圧に切換えて、
   少なくとも高圧洗浄中は前記歯形積層キャビティーを回
   転させながら、前記高圧水を歯形積層キャビティー内面
   に当て水の衝撃により、前記歯形積層キャビティー内面
   に付着したモールド・デポジット等の汚染物質である異
   物を洗浄除去することを特徴とするウォータージェット
   による異物洗浄方法。