JP2021171702A - 洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 対象物の隅々まで十分に洗浄可能な洗浄方法を提供する。【解決手段】 第１洗浄面３ａを有する対象物１を、テーブル回転軸１３を中心に回転または揺動させ、ノズル２１が洗浄流体を噴射軸線２５に沿って噴射し、テーブル回転軸１３と平行なノズル回転軸１９を中心に、噴射軸線２５が第１洗浄面３ａと一定の衝突角度２７を保つようにノズル２１を揺動させて、対象物１を洗浄する、洗浄方法。【選択図】図１

Description

対象物が固定されたテーブルを回転し、テーブルの側方に設置されたノズルから洗浄流体を噴射して対象物に吹き付けて、対象物を洗浄する方法が利用されている（例えば、特開２０１６−０５５２７５号公報）。

対象物の形状によっては、対象物の隅々にまで洗浄流体の噴流が衝突せず、十分に洗浄できない場合があった。
本発明は、対象物の隅々まで十分に洗浄可能な洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の観点は、
第１洗浄面を有する対象物を、テーブル回転軸を中心に回転または揺動させ、
ノズルが洗浄流体を噴射軸線に沿って噴射し、
前記テーブル回転軸と平行なノズル回転軸を中心に、前記噴射軸線が前記第１洗浄面と一定の衝突角度を保つように前記ノズルを揺動させて、前記対象物を洗浄する、
洗浄方法である。

洗浄流体は、例えば、圧縮空気、乾燥空気、洗浄液である。洗浄流体が洗浄液であるとき、ノズルは洗浄液を平面上に広がるように噴出して良い。乾燥空気は、例えば、ブロアから供給される。洗浄流体は、加熱されても良い。

対象物は、回転または揺動するテーブルに固定される。
テーブルの位相に対して、ノズルを単振動させても良い。そうすれば、洗浄面が平面であれば、洗浄面と噴射軸線との交点が描く軌跡は正弦波となる。
洗浄液は、好ましくは、直線棒状または扇型に噴出される。洗浄液が扇形に噴出されるとき、噴流は、ノズル回転軸の方向に広がる。より好ましくは、洗浄液は噴射平面から３度〜４５度傾斜した平面上に広がる。

洗浄流体は、テーブル回転軸の延びる方向に噴出されても良い。洗浄流体は、例えば、テーブルの上方から下方に向けて噴射される。
衝突角度は、好ましくは６０度〜９０度、より好ましくは８０度〜９０度である。

本発明の洗浄方法によれば、対象物の隅々まで十分に洗浄できる。

実施形態１の洗浄方法で用いる洗浄機 実施形態１の洗浄方法を示すフローチャート 実施形態１の洗浄方法を示す平面図 実施形態１の洗浄方法を示す平面図 実施形態１の洗浄方法を示す平面図 実施形態１の洗浄軸線と洗浄面との交点の軌跡および噴流の衝突範囲 実施形態２の洗浄方法を示すフローチャート 実施形態２の洗浄方法を示す平面図 実施形態２の洗浄方法を示す平面図 実施形態２の洗浄方法を示す平面図 実施形態２の洗浄軸線と洗浄面との交点の軌跡および噴流の衝突範囲

（実施形態１）
図１に示すように、実施形態１の洗浄機１０は、モータ（テーブル回転モータ）１１と、テーブル１５と、モータ（ノズル回転モータ）１７と、ノズル進退装置１８と、ノズルパイプ２０と、複数のノズル２１と、制御装置２２とを有する。
モータ１１は、テーブル１５に接続する。モータ１１は、減速機（不図示）を有しても良い。テーブル１５には、対象物１が固定される。例えば、テーブル１５は、鉛直なテーブル回転軸１３を中心に一定の角速度で回転する。
モータ１７は、ノズルパイプ２０と接続する。モータ１７は、減速機（不図示）を有しても良い。好ましくは、モータ１７は、同期モータである。

ノズルパイプ２０は、対象物１が回転する領域を囲むように、Ｌ字状をなす。ノズルパイプ２０は、噴射平面２３に沿って折れ曲がっている。ノズルパイプ２０の下方をさらに折り曲げてＵ字状をなしても良い。ノズルパイプ２０は、直線状でも良い。ノズルパイプ２０は、ノズル回転軸１９を中心に揺動する。ノズル回転軸１９は、テーブル回転軸１３と平行である。ノズル進退装置１８は、ノズルパイプ２０をノズル回転軸１９に沿って進退させる。

ノズル２１は、ノズルパイプ２０の内側に並べて固定される。ノズルパイプ２０の鉛直部分について、上方から１番目のノズルをノズル２１ａ、２番目のノズルをノズル２１ｂとする。ノズル２１は、噴射軸線２５に沿って洗浄液を噴射する。噴射軸線２５は、噴射平面２３上に配置される。噴射平面２３は、ノズル回転軸１９を通る。対象物１の側方に配置されたノズル２１においては、噴射軸線２５は、ノズル回転軸１９に直交する。すなわち、噴射軸線２５は、水平に延びる。対象物１の上方に配置されたノズル２１においては、噴射軸線２５は、ノズル回転軸１９と平行である。すなわち、噴射軸線２５は、鉛直方向に延びる。
ノズル２１は、扇形噴射ノズルである。ノズル２１は、ノズルパイプ２０と一体となって揺動する。モータ１１と、モータ１７と、ノズル進退装置１８は、制御装置２２によって制御される。
なお、本実施形態のテーブル回転軸１３は鉛直であるが、これに限定されない。例えば、テーブル回転軸１３は水平に、又は、傾斜して設置されても良い。

対象物１は、例えば、箱型である。対象物１は、洗浄面３と、境界部５を有する。複数の洗浄面３（例えば、洗浄面３ａ，３ｂ）は、テーブル回転軸１３の周方向に配置される。洗浄面３は、切削面、鋳肌や圧延材の未加工表面である。境界部５は、洗浄面３ａと洗浄面３ｂの交差部である。なお、境界部５は、鋭利なエッジ、鋳肌や圧延材の未加工表面でも良い。

図２に示すように、実施形態１の洗浄方法では、対象物１をテーブル１５に固定し（Ｓ１）、テーブル１５を回転し（Ｓ２）、ノズル２１が洗浄液を噴射し（Ｓ３）、ノズル２１を対象物１に同期させて揺動し（Ｓ４）、ノズルを昇降し（Ｓ５）、噴射を停止し（Ｓ６）、スピンドライを行う（Ｓ７）。ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４は、同時に開始しても良いし、順序を入れ替えても良い。ステップＳ５、Ｓ７は、省いても良い。

洗浄液の噴射圧力は、例えば、１．５ＭＰａ〜２０ＭＰａである。好ましくは、噴射圧力は３ＭＰａ〜１５ＭＰａである。ノズル１本当たりの洗浄液の噴射流量は、例えば、０．２Ｌ／ｓ〜１Ｌ／ｓである。噴射圧力や噴射流量が大きくなれば、洗浄力が向上する。他方、噴射圧力や噴射流量の上昇に伴って装置が大型になり、消費電力が上昇する傾向にある。噴射圧力や噴射流量は合理的な範囲で決定される。

図３Ａ〜図３Ｃに従って、ステップＳ４について詳細に説明する。図３Ａに示すように、ノズル２１は、噴射軸線２５に沿って噴流２９を噴射する。噴流２９は、噴射平面２３から、噴射軸線２５に向かって見ると、角度３７だけ傾斜した平面上に広がる（図４参照）。噴射軸線２５は、洗浄面３ａとあらかじめ定められた衝突角度２７で交差するように、対象物１の回転に同期して回転する。
図３Ｂに示すように、噴射軸線２５が境界部５に到達すると、ノズル２１は、噴射軸線２５が境界部５と衝突し続けるように、対象物１の回転に同期して回転を続ける。噴射平面２３も、洗浄面３ａと衝突角度２７で交差する。
図３Ｃに示すように、噴射軸線２５と次の洗浄面３ｂとのなす角度が衝突角度２７に到達すると、洗浄面３Ｂについて洗浄を開始する。つまり、噴射軸線２５が境界部５から離れて、噴射軸線２５と洗浄面３ｂとが衝突角度２７を保つように、ノズル２１が回転する。噴射平面も、洗浄面３ｂと衝突角度２７を保つ。

ステップＳ５では、図４に示すように、テーブル１５が一回転する毎に、一定距離３３だけノズルが下降する。図４は、テーブルが２周して洗浄面３ａの全面を洗浄する場合における、軌跡３１ａ１、３１ａ２、３１ｂ１、３１ｂ２、及び、噴流２９の衝突する範囲３５ａ１、３５ａ２、３５ｂ１、３５ｂ２を示す。ノズルは、テーブル１５が一回転する毎に上昇しても良い。ノズルの下降と上昇を組み合わせても良い。

軌跡３１ａ１、３１ａ２、３１ｂ１、３１ｂ２は、ノズル２１ａの１周目、ノズル２１ａの２周目、ノズル２１ｂの1周目、ノズル２１ｂの２周目における、噴射軸線２５と洗浄面３ａとの交点の軌跡を示す。軌跡３１ａ１、３１ａ２、３１ｂ１、３１ｂ２は、水平に延びる直線となる。
範囲３５ａ１、３５ａ２、３５ｂ１、３５ｂ２は、ノズル２１ａの１周目、ノズル２１ａの２周目、ノズル２１ｂの1周目、ノズル２１ｂの２周目の衝突範囲をそれぞれ示す。衝突範囲３５ａ１は、洗浄面３ａの上端よりも上方にはみ出ている。衝突範囲３５ａ１、３５ａ２、３５ｂ１、３５ｂ２は、隣り合った衝突範囲とそれぞれ重なる。噴流２９の広がる方向が、噴射軸線２５の方向から見て傾斜しているため、隣り合う噴流２９同士が衝突しない。

図４では、２周することで対象物１の全面を洗浄したが、ノズル２１の設置数を増加させるか、ノズル２１の噴射角を広くすることにより、１周で全面を洗浄しても良い。言い換えると、隣り合うノズル２１が生成した噴流が洗浄面３ａと衝突する範囲が重なっても良い。この場合には、ステップＳ５を省いてよい。

（実施形態２）
実施形態２においても、実施形態１の洗浄機１０が用いられる。ただし、対象物１は単一の洗浄面３aを有する。図５に示すように、本実施形態では、テーブル１５は揺動する（Ｓ１２）。テーブル１５の揺動幅は、一定である。好ましくは、テーブル１５は、加減速を除いて、揺動幅の中央の大半の範囲において一定の速度で揺動する。

図６Ａ〜図６Ｃに従って、ステップＳ１４について詳細に説明する。図６Ａの洗浄面３ａの洗浄方法は、実施形態１と実質的に同一である。
図６Ｂに示すように、噴射軸線２５が境界部５に到達すると、テーブル１５の回転方向を反転させる。同時に、ノズル２１の回転方向も反転する。
図６Ｃに示すように、再び噴射軸線２５と洗浄面３ａとのなす衝突角度２７が予め定められた角度を保つように、ノズル２１が回転する。
なお、図６Ａにおける時計回りの回転時と、図６Ｃにおける半時計回りの回転時において、衝突角度２７を変更しても良い。例えば、図６Ａにおける衝突角度２７を７０度に、図６Ｃにおける衝突角度を１１０度にしても良い。

なお、前述の実施形態では、洗浄流体として洗浄液を使用したが、洗浄流体として圧縮空気又は乾燥空気を利用しても良い。圧縮空気又は乾燥空気は、噴射平面２３上に、又は、噴射平面２３に沿って噴射される。洗浄流体が圧縮空気である場合、ノズル２１は、直進型のノズル（例えば、パイプノズル）である。ノズル２１は、圧縮空気や乾燥空気を、直線棒状又は平面状に噴出してよい。ノズル２１は、互いに近づけて束にして複数の空気噴流を噴出させても良い。洗浄流体が乾燥空気である場合、スリット状のノズル２１が利用できる。

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１ 対象物
３、３ａ、３ｂ 洗浄面
１３ テーブル回転軸
１５ テーブル
２１ ノズル
２７ 噴射角度

Claims (9)

1. 第１洗浄面を有する対象物を、テーブル回転軸を中心に回転または揺動させ、
   ノズルが洗浄流体を噴射軸線に沿って噴射し、
   前記テーブル回転軸と平行なノズル回転軸を中心に、前記噴射軸線が前記第１洗浄面と一定の衝突角度を保つように前記ノズルを揺動させて、前記対象物を洗浄する、
   洗浄方法。
2. 前記ノズルが、前記ノズル回転軸を通る噴射平面上に配置された前記噴射軸線に沿って噴射する、
   請求項１に記載の洗浄方法。
3. 前記噴射平面が、前記第１洗浄面と一定の前記衝突角度を保つように、前記ノズルの位相を前記対象物の位相に同期させる、
   請求項２に記載の洗浄方法。
4. 前記第１洗浄面と第２洗浄面との境界部に前記噴射軸線が到達したときに、前記第２洗浄面と前記噴射軸線とのなす角度が前記衝突角度に達するまで、前記噴射軸線が前記境界部と交差するように、前記ノズルを回転する、
   請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄方法。
5. 前記対象物が一回転する毎に、前記ノズルがステップ幅だけ上昇または下降する、
   請求項４に記載の洗浄方法。
6. 前記第１洗浄面の端に前記噴射軸線が到達したときに、前記対象物を逆方向に回転させる、
   請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄方法。
7. 前記第１洗浄面の端に前記噴射軸線が到達したときに、前記ノズルがステップ幅だけ上昇または下降する、
   請求項６に記載の洗浄方法。
8. 前記対象物を、前記テーブル回転軸を中心に一定の角速度で回転させる、
   請求項１〜７のいずれかに記載の洗浄方法。
9. 複数の前記ノズルが洗浄流体を噴射する、
   請求項１〜８のいずれかに記載の洗浄方法。

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