KR20210131868A

KR20210131868A - 세정 방법

Info

Publication number: KR20210131868A
Application number: KR1020210031170A
Authority: KR
Inventors: 히로키 하레마키
Original assignee: 가부시키가이샤 스기노 마신
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2021-03-10
Publication date: 2021-11-03
Also published as: US20210331213A1; JP2021171702A; CN113546894A; JP7013520B2; US11318503B2; EP3900850A1

Abstract

대상물의 구석까지 충분히 세정 가능한 세정 방법을 제공한다. 제1 세정면(3a)을 갖는 대상물(1)을, 테이블 회전축(13)을 중심으로 회전 또는 요동시키고, 노즐(21)이 세정 유체를 분사 축선(25)을 따라 분사하고, 테이블 회전축(13)과 평행한 노즐 회전축(19)을 중심으로, 분사 축선(25)이 제1 세정면(3a)과 일정한 충돌 각도(27)를 유지하도록 노즐(21)을 요동시켜, 대상물(1)을 세정하는, 세정 방법.

Description

세정 방법{CLEANING METHOD}

대상물이 고정된 테이블을 회전하고, 테이블의 측방(側方)에 설치된 노즐로부터 세정 유체를 분사하여 대상물에 분무하고 대상물을 세정하는 방법이 이용되고 있다(예를 들면, 일본 특개 2016-055275호 공보).

대상물의 형상에 따라서는, 대상물의 구석까지 세정 유체의 분류(噴流)가 충돌되지 않아, 충분히 세정할 수 없는 경우가 있었다.

본 발명은, 대상물의 구석까지 충분히 세정 가능한 세정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 관점은,

제1 세정면을 갖는 대상물을, 테이블 회전축을 중심으로 회전 또는 요동(搖動)시키고,

노즐이 세정 유체를 분사 축선을 따라 분사하고,

상기 테이블 회전축과 평행한 노즐 회전축을 중심으로, 상기 분사 축선이 상기 제1 세정면과 일정한 충돌 각도를 유지하도록 상기 노즐을 요동시켜, 상기 대상물을 세정하는,

세정 방법이다.

세정 유체는 예를 들면 압축 공기, 건조 공기, 세정액이다. 세정 유체가 세정액일 때, 노즐은 세정액을 평면상에서 펼쳐지도록 분출할 수 있다. 건조 공기는 예를 들면 블로어로부터 공급된다. 세정 유체는 가열될 수 있다.

대상물은 회전 또는 요동하는 테이블에 고정된다.

테이블의 위상에 대하여 노즐을 단진동(單振動) 시킬 수 있다. 그렇게 하면, 세정면이 평면일 경우, 세정면과 분사 축선의 교점이 그리는 궤적은 정현파가 된다.

세정액은 바람직하게는 직선 막대형 또는 부채형으로 분출된다. 세정액이 부채형으로 분출될 때, 분류는 노즐 회전축의 방향으로 펼쳐진다. 보다 바람직하게는, 세정액은 분사 평면으로부터 3도∼45도 경사진 평면상에서 펼쳐진다.

세정 유체는 테이블 회전축이 연장되는 방향으로 분출될 수 있다. 세정 유체는 예를 들면 테이블의 상방에서 하방으로 향하여 분사된다.

충돌 각도는 바람직하게는 60도∼90도, 보다 바람직하게는 80도∼90도이다.

본 발명의 세정 방법에 의하면, 대상물의 구석까지 충분히 세정할 수 있다.

도 1은 실시형태 1의 세정 방법에서 사용하는 세정기이다.
도 2는 실시형태 1의 세정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3a는 실시형태 1의 세정 방법을 나타낸 평면도인다.
도 3b는 실시형태 1의 세정 방법을 나타낸 평면도이다.
도 3c는 실시형태 1의 세정 방법을 나타낸 평면도이다.
도 4는 실시형태 1의 세정 축선과 세정면의 교점의 궤적 및 분류의 충돌 범위이다.
도 5는 실시형태 2의 세정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6a는 실시형태 2의 세정 방법을 나타낸 평면도이다.
도 6b는 실시형태 2의 세정 방법을 나타낸 평면도이다.
도 6c는 실시형태 2의 세정 방법을 나타낸 평면도이다.
도 7은 실시형태 2의 세정 축선과 세정면의 교점의 궤적 및 분류의 충돌 범위이다.

(실시형태 1)

도 1에 나타낸 바와 같이, 실시형태 1의 세정기(10)는 모터(테이블 회전 모터)(11), 테이블(15), 모터(노즐 회전 모터)(17), 노즐 진퇴 장치(18), 노즐 파이프(20), 복수의 노즐(21), 제어장치(22)를 가진다.

모터(11)는 테이블(15)에 접속된다. 모터(11)는 감속기(미도시)를 가질 수 있다. 테이블(15)에는 대상물(1)이 고정된다. 예를 들면, 테이블(15)은 연직인 테이블 회전축(13)을 중심으로 일정한 각속도로 회전한다.

모터(17)는 노즐 파이프(20)와 접속된다. 모터(17)는 감속기(미도시)를 가질 수 있다. 바람직하게는, 모터(17)는 동기 모터이다.

노즐 파이프(20)는 대상물(1)이 회전하는 영역을 둘러싸도록 L자형을 이룬다. 노즐 파이프(20)는 분사 평면(23)을 따라 굴곡져 있다. 노즐 파이프(20)의 하방을 더욱 절곡하여 U자형을 이룰 수도 있다. 노즐 파이프(20)는 직선형일 수도 있다. 노즐 파이프(20)는 노즐 회전축(19)을 중심으로 요동한다. 노즐 회전축(19)은 테이블 회전축(13)과 평행하다. 노즐 진퇴 장치(18)는 노즐 파이프(20)를 노즐 회전축(19)을 따라 진퇴시킨다.

노즐(21)은 노즐 파이프(20)의 내측에 배열하여 고정된다. 노즐 파이프(20)의 연직 부분에 대하여, 상방에서 1번째의 노즐을 노즐(21a), 2번째의 노즐을 노즐(21b)로 한다. 노즐(21)은 분사 축선(25)을 따라 세정액을 분사한다. 분사 축선(25)은 분사 평면(23) 상에 배치된다. 분사 평면(23)은 노즐 회전축(19)을 통과한다. 대상물(1)의 측방에 배치된 노즐(21)에서는, 분사 축선(25)은 노즐 회전축(19)에 직교한다. 즉, 분사 축선(25)은 수평으로 연장된다. 대상물(1)의 상방에 배치된 노즐(21)에서는, 분사 축선(25)은 노즐 회전축(19)과 평행하다. 즉, 분사 축선(25)은 연직 방향으로 연장된다.

노즐(21)은 부채형 분사 노즐이다. 노즐(21)은 노즐 파이프(20)와 일체가 되어 요동한다. 모터(11), 모터(17), 노즐 진퇴 장치(18)는 제어장치(22)에 의해 제어된다.

그리고, 본 실시형태의 테이블 회전축(13)은 연직이지만, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 테이블 회전축(13)은 수평으로, 또는 경사지게 설치될 수도 있다.

대상물(1)은 예를 들면 상자형이다. 대상물(1)은 세정면(3)과 경계부(5)를 가진다. 복수의 세정면(3)(예를 들면 세정면(3a, 3b))은 테이블 회전축(13)의 둘레 방향에 배치된다. 세정면(3)은 절삭면, 주물표면이나 압연재(壓延材)의 미가공 표면이다. 경계부(5)는 세정면(3a)과 세정면(3b)의 교차부이다. 그리고, 경계부(5)는 예리한 에지, 주물표면이나 압연재의 미가공 표면일 수 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 실시형태 1의 세정 방법에서는, 대상물(1)을 테이블(15)에 고정하고(S1), 테이블(15)을 회전하고(S2), 노즐(21)이 세정액을 분사하고(S3), 노즐(21)을 대상물(1)에 동기시켜 요동하고(S4), 노즐을 승강하고(S5), 분사를 정지하고(S6), 스핀 건조(spin-drying)를 행한다(S7). 단계 S2, S3, S4는 동시에 시작할 수도 있고, 순서를 교체할 수도 있다. 단계 S5, S7은 생략할 수 있다.

세정액의 분사 압력은 예를 들면 1.5MPa∼20MPa이다. 바람직하게는, 분사 압력은 3MPa∼15MPa이다. 노즐 1개 당의 세정액의 분사 유량은 예를 들면 0.2L/s∼1L/s이다. 분사 압력이나 분사 유량이 커지면, 세정력이 향상된다. 한편, 분사 압력이나 분사 유량의 상승에 따라 장치가 대형화되어, 소비 전력이 상승하는 경향이 있다. 분사 압력이나 분사 유량은 합리적인 범위에서 결정된다.

도 3a∼도 3c를 참조하여 단계 S4에 대해 상세하게 설명한다. 도 3a에 나타낸 바와 같이, 노즐(21)은 분사 축선(25)을 따라 분류(29)를 분사한다. 분류(29)는, 분사 평면(23)에서 분사 축선(25)을 향해 볼 때, 각도(37)만큼 경사진 평면상에서 펼쳐진다(도 4 참조). 분사 축선(25)은 세정면(3a)과 미리 정해진 충돌 각도(27)로 교차하도록, 대상물(1)의 회전에 동기하여 회전한다. 분사 평면(23)도 세정면(3a)과 충돌 각도(27)로 교차한다.

도 3b에 나타낸 바와 같이, 분사 축선(25)이 경계부(5)에 도달하면, 노즐(21)은 분사 축선(25)이 경계부(5)와 계속 충돌하도록, 대상물(1)의 회전에 동기하여 계속 회전한다.

도 3c에 나타낸 바와 같이, 분사 축선(25)과 다음의 세정면(3b)이 이루는 각도가 충돌 각도(27)에 도달하면, 세정면(3b)에 대하여 세정을 시작한다. 즉, 분사 축선(25)이 경계부(5)로부터 멀어져 분사 축선(25)과 세정면(3b)이 충돌 각도(27)를 유지하도록, 노즐(21)이 회전한다. 분사 평면도 세정면(3b)과 충돌 각도(27)를 유지한다.

단계 S5에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 테이블(15)이 일회전 할 때마다 일정한 거리(33)만큼 노즐이 하강한다. 도 4은 테이블이 2바퀴 하여 세정면(3a)의 전면(全面)을 세정할 경우에서, 궤적(31a1, 31a2, 31b1, 31b2) 및 분류(29)가 충돌하는 범위(35a1, 35a2, 35b1, 35b2)를 나타낸다. 노즐은 테이블(15)이 일회전 할 때마다 상승할 수 있다. 노즐의 하강과 상승을 조합할 수도 있다.

궤적(31a1, 31a 2, 31b1, 31b2)은 노즐(21a)의 1 바퀴째, 노즐(21a)의 2 바퀴째, 노즐(21b)의 1 바퀴째, 노즐(21b)의 2 바퀴째에서 분사 축선(25)과 세정면(3a)의 교점의 궤적을 나타낸다. 궤적(31a1, 31a2, 31b1, 31b2)은 수평으로 연장되는 직선이 된다.

범위(35a1, 35a2, 35b1, 35b2)는 노즐(21a)의 1 바퀴째, 노즐(21a)의 2 바퀴째, 노즐(21b)의 1 바퀴째, 노즐(21b)의 2 바퀴째의 충돌 범위를 각각 나타낸다. 충돌 범위(35a1)는 세정면(3a)의 상단보다 상방으로 튀어나오고 있다. 충돌 범위(35a1, 35a2, 35b1, 35b2)는 인접한 충돌 범위와 각각 겹친다. 분류(29)가 펼쳐지는 방향이, 분사 축선(25)의 방향에서 보아 경사져 있기 때문에, 인접한 분류(29)끼리 충돌되지 않는다.

도 4에서는, 2 바퀴 함으로써 대상물(1)의 전면을 세정하였으나, 노즐(21)의 설치 개수를 증가시키거나, 노즐(21)의 분사각을 넓게 하는 것에 의해, 1 바퀴로 전면을 세정할 수도 있다. 다시 말해, 인접한 노즐(21)이 생성한 분류가 세정면(3a)과 충돌하는 범위가 겹칠 수 있다. 이 경우에는, 단계 S5를 생략할 수 있다.

(실시형태 2)

실시형태 2에서도, 실시형태 1의 세정기(10)가 사용될 수 있다. 단, 대상물(1)은 단일의 세정면(3a)을 가진다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 테이블(15)은 요동한다(S12). 테이블(15)의 요동 폭은 일정하다. 바람직하게는, 테이블(15)은 가감속을 제외하고, 요동 폭의 중앙의 대부분의 범위에서 일정한 속도로 요동한다.

도 6a∼도 6c를 참조하여 단계 S14에 대해 상세하게 설명한다. 도 6a의 세정면(3a)의 세정 방법은 실시형태 1과 실질적으로 동일하다.

도 6b에 나타낸 바와 같이, 분사 축선(25)이 경계부(5)에 도달하면, 테이블(15)의 회전 방향을 반전시킨다. 동시에, 노즐(21)의 회전 방향도 반전한다.

도 6c에 나타낸 바와 같이, 다시 분사 축선(25)과 세정면(3a)이 이루는 충돌 각도(27)가 미리 정해진 각도를 유지하도록 노즐(21)이 회전한다.

그리고, 도 6a에서 시계방향의 회전시와, 도 6c에서 반시계방향의 회전시에서 충돌 각도(27)를 변경할 수 있다. 예를 들면, 도 6a에서 충돌 각도(27)를 70도로, 도 6c에서 충돌 각도(27)를 110도로 할 수 있다.

그리고, 전술한 실시형태에서는, 세정 유체로서 세정액을 사용하였으나, 세정 유체로서 압축 공기 또는 건조 공기를 이용할 수도 있다. 압축 공기 또는 건조 공기는 분사 평면(23) 상에서, 또는 분사 평면(23)을 따라 분사된다. 세정 유체가 압축 공기일 경우, 노즐(21)은 직진형 노즐(예를 들면, 파이프 노즐)이다. 노즐(21)은 압축 공기나 건조 공기를 직선 막대형 또는 평면 형태로 분출할 수 있다. 노즐(21)은 서로 접근시켜 묶어서 복수의 공기 분류를 분출시킬 수 있다. 세정 유체가 건조 공기일 경우, 슬릿(slit)형 노즐(21)을 이용할 수 있다.

본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 변형이 가능하며, 특허청구의 범위에 기재된 기술 사상에 포함되는 기술적 사항의 모두가 본 발명의 대상이 된다. 상기 실시형태는 바람직한 예를 나타낸 것이지만, 당업자라면 본 명세서에 개시된 내용으로부터 각종 대체 예, 수정 예, 변형 예 혹은 개량 예를 실현할 수 있으며, 이것들은 첨부된 특허청구의 범위에 기재된 기술적 범위에 포함된다.

1 대상물
3, 3a, 3b 세정면
13 테이블 회전축
15 테이블
21 노즐
27 분사 각도

Claims

제1 세정면(3, 3a)을 갖는 대상물(1)을, 테이블 회전축(13)을 중심으로 회전 또는 요동(搖動)시키고,
노즐(21)이 세정 유체를 분사 축선(25)을 따라 분사하고,
상기 테이블 회전축(13)과 평행한 노즐 회전축(19)을 중심으로, 상기 분사 축선(25)이 상기 제1 세정면(3, 3a)과 일정한 충돌 각도(27)를 유지하도록 상기 노즐(21)을 요동시켜, 상기 대상물(1)을 세정하는,
세정 방법.
제1항에 있어서,
상기 노즐(21)이, 상기 노즐 회전축(19)을 통과하는 분사 평면(23) 상에 배치된 상기 분사 축선(25)을 따라 상기 세정 유체를 분사하는,
세정 방법.
제2항에 있어서,
상기 분사 평면(23)이, 상기 제1 세정면(3, 3a)과 일정한 상기 충돌 각도(27)를 유지하도록, 상기 노즐(21)의 위상을 상기 대상물(1)의 위상에 동기시키는,
세정 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 세정면(3a)과 제2 세정면(3b)의 경계부(5)에 상기 분사 축선(25)이 도달하였을 때에, 상기 제2 세정면(3b)과 상기 분사 축선(25)이 이루는 각도가 상기 충돌 각도(27)에 도달할 때까지, 상기 분사 축선(25)이 상기 경계부(5)와 교차하도록, 상기 노즐(21)을 회전하는,
세정 방법.
제4항에 있어서,
상기 대상물(1)이 일회전할 때마다, 상기 노즐(21)이 스텝 폭(33)만큼 상승 또는 하강하는,
세정 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 세정면(3a)의 단(端)에 상기 분사 축선(25)이 도달하였을 때에, 상기 대상물(1)을 역방향으로 회전시키는,
세정 방법.
제6항에 있어서,
상기 제1 세정면(3, 3a)의 단에 상기 분사 축선(25)이 도달하였을 때에, 상기 노즐(21)이 스텝 폭(33)만큼 상승 또는 하강하는,
세정 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대상물(1)을, 상기 테이블 회전축(19)을 중심으로 일정한 각속도로 회전시키는,
세정 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 상기 노즐(21)이 상기 세정 유체를 분사하는,
세정 방법.