JPH10211471A - 表面処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】被処理物を連続的に処理する表面処理システム
を提供する。 【解決手段】洗浄液を入れた洗浄槽１は、二重筒であっ
て内側の分割槽２ａと外側の分割槽２ｂとを備える。各
分割槽２ａ，２ｂには螺旋状の搬送路３ａ，３ｂが形成
され、加振器１５によって洗浄槽１に対して周方向およ
び上下方向の振動を加えると分割槽２ａ，２ｂの底部の
被処理物たる被洗浄部材Ａは搬送路３ａ，３ｂに沿って
上昇する。内側の分割槽２ａの周壁には分割槽２ｂに連
通する貫通口４が形成され、分割槽２ａで洗浄された被
洗浄部材Ａは貫通口４を通して外側の分割槽２ｂに投入
される。被洗浄部材Ａは、分割槽２ｂの液面から出た
後、水蒸気吐出管１２から加熱された水蒸気が吹きつけ
られることによって残留物が洗い落とされ、その後、空
気吐出管１３から吹きつけられる空気によって乾燥され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被処理物の表面処
理を行う表面処理システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種表面処理の一例として、例えば金属
質の被処理物の表面に付着した加工油等の油分を除去す
る洗浄処理が一般に行われている。ここで、この種の表
面処理には、被処理物たる被洗浄部材をかご状のバレル
内に収納しておき、洗浄液を入れた洗浄槽にバレルを浸
漬させて被洗浄部材を洗浄し、洗浄後にバレルを洗浄槽
から取り出すような洗浄装置が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した洗浄装置で
は、バレルに収納可能な量の被洗浄部材を一度に洗浄槽
に投入し、洗浄が終了してから被洗浄部材を取り出すと
いうバッチ処理を行うものであるから、バレルおよびバ
レルを洗浄槽に対して出し入れする装置が必要になって
設備が大型化し、かつコスト高になるという問題があ
る。

【０００４】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、被処理物をバレルを用いることなく連続的に
処理するようにして設備を小型化かつ自動化できるよう
にした表面処理システムを提供しようとするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、被処理物の表面に化学的作用ま
たは物理的作用による表面処理を施す表面処理工程と、
前記表面処理後に被処理物の表面に残留している付着物
を水で洗う洗い工程と、前記洗い工程の後に被処理物の
表面に残留している水分を乾燥させる乾燥工程とを含
み、中心線を上下方向として配置される円筒状であって
被処理物が載置される螺旋状の搬送路が固設された処理
槽を前記各工程に用い、被処理物が搬送路に沿って移動
するように加振器を用いて処理槽に対して上下方向およ
び周方向の振動を与えることを特徴とするものであり、
各処理槽にそれぞれ螺旋状の搬送路を形成し、各処理槽
を加振器によって振動させることによって搬送路の上で
被処理物が搬送されるようにしているので、被処理物の
表面に化学的作用または物理的作用による表面処理を施
し、その後、前記表面処理後に被処理物の表面に残留し
ている付着物を水で洗い落とし、更にその後に被処理物
の表面に残留している水分を乾燥させるような処理を、
従来のようにバレルを用いたバッチ処理ではなく、連続
処理によって行うことができ、表面処理システムの自動
化が容易になる。しかも、処理槽の上下方向に螺旋状の
搬送路を形成して処理槽の上下方向の利用効率を高めて
いることによって、各処理槽を小型化することができ、
システム全体の設備を小型化することができる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記表面処理工程、前記洗い工程、前記乾燥工程の
うち複数の工程に１つの処理槽が共用されているので、
処理槽の数が減り、システム全体の設備を小型化するこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の一例と
して金属質の被処理物の表面に付着した加工油等の油分
を除去するような表面処理を行うシステムについて図面
を参照しながら説明する。 （実施形態１）図１に示すように、下面が閉塞され上面
が開放された円筒状の洗浄槽１を備える。洗浄槽１は、
内筒１ａと外筒１ｂとを同軸的に配置した二重筒であっ
て、内筒１ａの中を第１の分割槽２ａとし、内筒１ａと
外筒１ｂとの間の空間を第２の分割槽２ｂとしている。
内筒１ａと外筒１ｂとの内周面には、それぞれ螺旋状の
搬送路３ａ，３ｂが一体に固定される。すなわち、各搬
送路３ａ，３ｂは各分割槽２ａ，２ｂの周壁に外側縁が
固着された横片の内側縁から縦片が上方に突出する断面
略Ｌ形に形成され片持ちになっている。また、搬送路３
ａ，３ｂの下端は洗浄槽１の底面に連続する。分割槽２
ａにおいては搬送路３ａの内側縁に囲まれた空間に被処
理物たる被洗浄部材Ａを投入することができ、分割槽２
ｂにおいては搬送路３ｂの内側縁と内筒１ａの外周面と
に囲まれる空間に被洗浄部材Ａを投入することができ
る。洗浄槽１の底面は中央部が周部よりも高くなるよう
に形成されており、洗浄槽１に投入されて洗浄槽１の底
部に入った被洗浄部材Ａが各分割槽２ａ，２ｂの底面の
周部に集まるようにしてある。

【０００８】分割槽２ａに設けた搬送路３ａの上端は、
内筒１ａの周壁に形成した貫通口４に連続する。また、
分割槽２ｂに設けた搬送路３ｂの上端部は外筒１ｂの周
壁に貫通口４よりも上方で形成した取出口５を通して外
部に突出し取出部６となる。貫通口４と取出口５との間
の高さ位置には、分割槽２ａにのみ連通した管状のオー
バーフロー路７が設けられ、オーバーフロー路７の一端
部は洗浄槽１の外部に引き出される。また、分割槽２ｂ
に設けた搬送路３ｂにおいてオーバーフロー路７よりも
上側の部分にはパンチングが施されてメッシュ状の液切
部８が形成されている。液切部８には搬送路３ｂに沿っ
て取出口５に向かう向きに、洗浄液を吐出する洗浄液吐
出管１１と、加熱された水蒸気を吐出する水蒸気吐出管
１２と、乾燥用空気を吐出する空気吐出管１３とが順に
配列され、洗浄液吐出管１１の洗浄液吐出口、水蒸気吐
出管１２の水蒸気吐出口、空気吐出管１３の空気吐出口
はそれぞれ搬送路３ｂの上方に対向して位置する。洗浄
液を吐出させる洗浄液吐出口は搬送路３ｂに向かって洗
浄液をスプレー状に噴射するように構成されている。さ
らに、洗浄槽１の上方には被洗浄部材Ａを分割槽２ａの
中央部に投入するコンベア９が配設される。

【０００９】ここにおいて、被処理物たる被洗浄部材Ａ
は、金属材料にプレス加工あるいは鍛造、転造加工を施
したものであって、表面には加工油が付着しており、こ
の油分を洗浄するために洗浄槽１を用いている。したが
って、この目的のために油脂分離性がよく、かつ被洗浄
部材Ａから分離させた油分を殆ど乳化させない水溶性の
洗浄液を用いる。このような洗浄液には、たとえば三菱
化成社製の「Kasei クリーナー」や、大塚化学（株）社
製の「シャダンC&S-1000」、奥野製薬社製の「エースク
リーン」（いずれも商品名）等がある。この種の洗浄液
を用いることにより、被洗浄部材Ａの表面の油分が容易
に分離されて、洗浄液の表面に油膜を形成するようにな
るのである。したがって、オーバーフロー路７から洗浄
液をあふれさせるだけで油分を分離して洗浄槽１の外部
に排出することができるのである。

【００１０】洗浄槽１の下面には加振器１５の可動台１
６が結合される。加振器１５は、固定ベース１７の上に
電磁ソレノイド（図示せず）を備え、可動台１６を板ば
ねを介して固定ベース１７に結合した構成を有する。可
動台１６の要所には電磁ソレノイドの励磁によって吸引
される磁極板が固着されており、電磁ソレノイドを励磁
すると磁極板に作用する吸引力によって、可動台１６に
対して固定ベース１７の表面に沿う方向の回転と、固定
ベース１７から離れる向きの平行移動とが同時に生じる
ようになっている。すなわち、電磁ソレノイドが励磁さ
れると、可動台１６は回転しながら上方に移動し、電磁
ソレノイドを非励磁にすると、板ばねの復帰力によって
可動台１６は回転しながら下方に移動して元の位置に復
帰する。したがって、加振器１５の可動台１６は、電磁
ソレノイドの励磁・非励磁によって、回転方向に振動す
るとともに上下方向に振動する。加振器１５としては、
以上に述べた電磁ソレノイド式のほかに、アンバランス
ウエイトを備えた振動モータやピエゾ振動あるいはカム
駆動方式のものを使うことができる。

【００１１】可動台１６には洗浄槽１が結合されている
から、加振器１５によって洗浄槽１を周方向および上下
方向に振動させることができる。すなわち、加振器１５
を作動させると、洗浄槽１の底部の被洗浄部材Ａは各分
割槽２ａ，２ｂの周部に集まり、搬送路３ａ，３ｂの上
に載るのであり、さらに搬送路３ａ，３ｂの上では電磁
ソレノイドの励磁による回転で被洗浄部材Ａが斜め上方
に運ばれ、ここで電磁ソレノイドを非励磁にすると、搬
送路３ａ，３ｂは板ばねの復帰力によって、被洗浄部材
Ａの落下速度より速い速度で復帰し、落下してくる被洗
浄部材Ａを待ち受け、この繰り返しによって被洗浄部材
Ａを斜め上方に連続的に進めることができる。ここに、
搬送路３ａ，３ｂは片持ちになっているから、加振器１
５による洗浄槽１の振動によって、搬送路３ａ，３ｂが
煽り運動を行うことになり、洗浄槽１に入れられた洗浄
液を攪拌することになる。また、加振器１５の振動周期
を洗浄槽１に共振するように設定すれば、搬送路３ａ，
３ｂの煽り運動によって洗浄槽１の外周側から内周側に
向けて強い水流が生じることになり、被洗浄部材Ａに洗
浄液を十分に接触させることができて、効率よく洗浄す
ることができる。

【００１２】上記構成によれば、図１に矢印で示すよう
に、コンベア９から内側の分割槽２ａに投入された被洗
浄部材Ａは搬送路３ａを通って上昇しながら洗浄され、
貫通口４を通って外側の分割槽２ｂに投入され、外側の
分割槽２ｂでも搬送路３ｂを上昇しながら洗浄される。
こうして被洗浄部材Ａが洗浄液の液面から出ると液切部
８によって洗浄液の液切りが行われる。ここで、外側の
分割槽２ｂには清浄化された洗浄液が供給され、内側の
分割槽２ａからの油分の逆流が殆どないために、被洗浄
部材Ａの表面の油分は大半が除去されることになる。さ
らに洗浄液吐出管１１により洗浄液が被洗浄部材Ａに吹
き付けられることによって、被洗浄部材Ａの表面にわず
かに残留している油分も洗い落とされる。その後、被洗
浄部材Ａには水蒸気吐出管１２によって加熱された水蒸
気が吹き付けられて被洗浄部材Ａの表面に残留している
洗浄液や微量の油分などが洗い落とされ、空気吐出管１
３から吹き付けられる空気によって乾燥されるのであ
る。乾燥した被洗浄部材Ａは取出口５を通って搬送路３
ｂの上端である取出部６から取り出される。以上のよう
にして、本実施形態の表面処理システムは、被処理物た
る被洗浄部材Ａを連続的に洗浄し、さらに乾燥すること
ができるのである。ここにおいて、本実施形態では、表
面処理（洗浄処理）を施す表面処理工程に分割槽２ａ，
２ｂが用いられ、前記表面処理後に被処理物の表面に残
留している付着物を水で洗う洗い工程及びこの洗い工程
の後に被処理物の表面に残留している水分を乾燥させる
乾燥工程に分割槽２ｂが共用されている。

【００１３】ところで、本実施形態では洗浄液の外部へ
の廃棄量を少なくするようにクローズドシステムを構成
している。すなわち、オーバーフロー路７を通った油分
を多量に含む洗浄液は１次分離槽２１に導入され１次分
離槽２１に設けた邪魔板２２によって油分と洗浄液とが
分離される。分離された油分は廃油として処理される。
また、１次分離槽２１を通った洗浄液は、さらに２次分
離槽２３に導入されてさらに邪魔板２４によって油分と
洗浄液とが分離される。このようにして、複数段階の分
離槽で油分が分離された洗浄液はポンプ２５によって汲
み出され、管理槽２６に導入される。管理槽２６では、
液面センサ２７を設けて洗浄水が一定量に保たれるよう
に管理し、かつヒータ２８を設けて温度を管理する。洗
浄液の一部は油分とともに廃棄されて減少するから、バ
ルブ２９を制御することによって洗浄液を減少分だけ補
充液タンク３０から補充する。管理槽２６の洗浄液はポ
ンプ３１によって汲み出されて洗浄液吐出管１１を通し
て分割槽２ｂに導入される。ここにおいて、分割槽２ｂ
の洗浄液の液面が分割槽２ａの洗浄液の液面（オーバー
フロー路７の高さ位置付近）よりもわずかに高くなるよ
うに、洗浄液吐出管１１の近傍に設けた調節弁３２の開
量を調節する。このようにして分割槽２ｂに洗浄液を導
入し、分割槽２ａからオーバーフロー路７を通して洗浄
液を外部に取り出すから、貫通口４では分割槽２ｂから
分割槽２ａに向かう流れが形成され、分割槽２ａで分離
された油分が分割槽２ｂに流れ込むことがなく、分割槽
２ｂの洗浄液を分割槽２ａの洗浄液よりも清浄な状態に
保つことができるのである。

【００１４】（実施形態２）本実施形態では、図２に示
すように、洗浄槽１の下方に水洗槽４０を設け、かつ水
洗槽４０と洗浄槽１とを１本の振動ロッド１８により結
合することによって、１台の加振器１５で洗浄槽１と水
洗槽４０とに同時に振動を与えるように構成してある。
また、オーバーフロー路７の出口付近には、図３に示す
ように、サージタンク１４が配設されており、サージタ
ンク１４には外気に開放されたブリーザ１４ａを設ける
ことによって油分を多く含む洗浄液をサージタンク１４
に導入しやすいようにしてある。また、オーバーフロー
路７は、図３（ｂ）に示すように、断面矩形状に形成さ
れている。本実施形態における洗浄槽１では、水蒸気吐
出管１２は省略されている。また、水洗は水洗槽４０に
よって行うのであって、洗浄槽１の取出部６の下方にシ
ュート１０を配設し、取出部６より落下した被処理物た
る被洗浄部材Ａをシュート１０に沿って落下させること
によって水洗槽４０に投入するようになっているのであ
る。

【００１５】水洗槽４０は、円筒状に形成され内周面に
螺旋状の水洗搬送路４１を有する。水洗搬送路４１は、
分割槽２ａ，２ｂの搬送路３ａ，３ｂと同様に、下端が
水洗槽４０の底面に連続しており、上端部は水洗槽４０
の周壁に形成した排出口４２を通して外部に突出して排
出部となる。水洗槽４０の底部は周部が中央部よりも下
方に位置するように傾斜し、被洗浄部材Ａが周部に集ま
るようにしてある。また、排出口４２よりも下方の高さ
位置で洗浄水オーバーフロー路４３が形成されている。
この水洗槽４０には温水である洗浄水が導入される。

【００１６】洗浄水オーバーフロー路４３を通して水洗
槽４０から排出された洗浄水は、分離槽４４に導入され
て邪魔板４５を用いて油分と洗浄水とが分離され、分離
された油分は廃油として処理される。また、分離槽４４
で清浄化された洗浄水は管理槽４６でさらに油分が分離
され（必要に応じてフィルタを用いる）、温度調節が行
われた後にポンプ４７によって汲み出され、調節弁４８
を介して洗浄水吐出管５１の先端部の洗浄水吐出口から
水洗槽４０に戻される。洗浄水吐出口は水洗搬送路４１
において洗浄水オーバーフロー路４３よりも上方の高さ
位置であって水面から出ている部位の上方に対向し、洗
浄水は洗浄後の被洗浄部材Ａにシャワー状に吹き付けら
れる。さらに水洗搬送路４１に沿って排出口４２に近い
部位の上方には熱風を吐出する熱風吐出管４９の熱風吐
出口が対向する。したがって、水洗槽４０内において洗
浄水で水洗された後の被洗浄部材Ａは、さらに洗浄水が
吹き付けられて仕上げ洗浄され、その後、熱風によって
洗浄水が吹き飛ばされるとともに被洗浄部材Ａが乾燥さ
れるのである。排出口４２を通った被洗浄部材Ａは容器
５０に集められる。

【００１７】上述したように、本実施形態の表面処理シ
ステムは、洗浄槽１と水洗槽４０とを上下に配列して１
台の加振器１５で振動させるのであって、被洗浄部材Ａ
を連続的に洗浄することができるとともに、設置面積を
小さくすることができるという利点を有するのである。 （実施形態３）本実施形態は、図４および図５に示すよ
うに、外側の分割槽２ｂにおいて貫通口４を通して導入
された被洗浄部材Ａをスロープ１９によって分割槽２ｂ
の下方に導くようにしたものである。すなわち、スロー
プ１９は、内外の分割槽２ａ，２ｂの間の周壁に沿って
螺旋状に周回しながら下方に傾斜しており、被処理物た
る被洗浄部材Ａは貫通口４を通った後に短時間で分割槽
２ｂの下部に達するのではなく、スロープ１９に沿って
比較的長時間で分割槽２ｂの下部に達するようになって
いる。

【００１８】このような構成を採用していることによっ
て、スロープ１９を設けていない場合に比較すれば、洗
浄槽２の中での仕上げ洗浄の過程において被洗浄部材Ａ
が洗浄液に接触する時間を大幅に増加させることがで
き、強固に付着している油分であっても分離できる可能
性が高くなるのである。しかも、スロープ１９を設ける
場所としては、両分離槽２ａ，２ｂの間の周壁と搬送路
３ｂとの間に被洗浄部材Ａの投入のために必然的に形成
される空間を利用することができるから、搬送路３ａ，
３ｂの周回回数を増加させて洗浄槽１の高さを増加させ
たり洗浄槽１の容積を大きくしたりすることなく、洗浄
能力を高めることができるのである。すなわち、スロー
プ１９を設ける空間は貫通口４の下方を除いてはほとん
ど利用に供されていないデッドスペースであるから、洗
浄槽１の内部空間を有効利用することになるのである。

【００１９】被洗浄部材Ａはコンベア９に代わるシュー
ト９′によって投入される。また、オーバフロー路７と
なるホースの端部は、分割槽２ａの内方に向かって上向
きに傾斜するように配設された油水排出受け７ａと分割
槽２ａの内周面とに囲まれる空間に開放されており、油
水排出受け７ａを乗り越えた油分がオーバフロー路７を
通して洗浄槽１の外部に排出されるようになっている。
本実施例の構成は実施例１と実施例２とのいずれの構成
においても採用することができ、他の構成は上記各実施
例と同様であるから説明を省略する。

【００２０】なお、上記各実施形態では、洗浄槽１は２
個の分割槽２ａ，２ｂを備えているが、さらに多数の分
割槽を設けてもよく、また、被洗浄部材Ａが洗浄槽１の
内側から外側に向かって搬送されるようにしているが、
外側から内側に向かって搬送されるように構成しても良
い。

【００２１】

【発明の効果】請求項１の発明は、被処理物の表面に化
学的作用または物理的作用による表面処理を施す表面処
理工程と、前記表面処理後に被処理物の表面に残留して
いる付着物を水で洗う洗い工程と、前記洗い工程の後に
被処理物の表面に残留している水分を乾燥させる乾燥工
程とを含み、中心線を上下方向として配置される円筒状
であって被処理物が載置される螺旋状の搬送路が固設さ
れた処理槽を前記各工程に用い、被処理物が搬送路に沿
って移動するように加振器を用いて処理槽に対して上下
方向および周方向の振動を与えることを特徴とするもの
であり、各処理槽にそれぞれ螺旋状の搬送路を形成し、
各処理槽を加振器によって振動させることによって搬送
路の上で被処理物が搬送されるようにしているので、被
処理物の表面に化学的作用または物理的作用による表面
処理を施し、その後、前記表面処理後に被処理物の表面
に残留している付着物を水で洗い流し、更にその後に被
処理物の表面に残留している水分を乾燥させるような処
理を、従来のようにバレルを用いたバッチ処理ではな
く、連続処理によって行うことができ、表面処理システ
ムの自動化が容易になるという効果がある。しかも、処
理槽の上下方向に螺旋状の搬送路を形成して処理槽の上
下方向の利用効率を高めていることによって、各処理槽
を小型化することができ、システム全体の設備を小型化
することができるという効果がある。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記表面処理工程、前記洗い工程、前記乾燥工程の
うち複数の工程に１つの処理槽が共用されているので、
処理槽の数が減り、システム全体の設備をさらに小型化
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１を示す概略構成図である。

【図２】実施形態２を示す概略構成図である。

【図３】実施形態２を示し、（ａ）は要部の断面図、
（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】実施形態３の断面図である。

【図５】実施形態３の平面図である。

【符号の説明】

１ 洗浄槽 ２ａ 分割槽 ２ｂ 分割槽 ３ａ 搬送路 ３ｂ 搬送路 ４ 貫通口 １１ 洗浄液吐出管 １２ 水蒸気吐出管 １３ 空気吐出管 １５ 加振器 Ａ 被洗浄部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柘植 久司 大阪府門真市大字門真1048番地 松下電工 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物の表面に化学的作用または物理
   的作用による表面処理を施す表面処理工程と、前記表面
   処理後に被処理物の表面に残留している付着物を水で洗
   う洗い工程と、前記洗い工程の後に被処理物の表面に残
   留している水分を乾燥させる乾燥工程とを含み、中心線
   を上下方向として配置される円筒状であって被処理物が
   載置される螺旋状の搬送路が固設された処理槽を前記各
   工程に用い、被処理物が搬送路に沿って移動するように
   加振器を用いて処理槽に対して上下方向および周方向の
   振動を与えることを特徴とする表面処理システム。
2. 【請求項２】 前記表面処理工程、前記洗い工程、前記
   乾燥工程のうち複数の工程に１つの処理槽が共用されて
   いることを特徴とする請求項１記載の表面処理システ
   ム。