JP4272193B2

JP4272193B2 - 部品洗浄乾燥方法、及び部品洗浄乾燥装置

Info

Publication number: JP4272193B2
Application number: JP2005256753A
Authority: JP
Inventors: 武司土屋
Original assignee: 東静電気株式会社
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2021-09-11
Also published as: JP2006051502A

Description

本発明は、油脂系の汚れ等が付着した機械部品やメッキ部品等を減圧下で洗浄し乾燥する部品洗浄乾燥方法及びその装置に関する。

金属製機械部品、メッキ部品、電子部品等の各種部品には、その製造工程や組立工程等において、切削油等の工作油脂、フラックス、塵埃等をはじめとして様々な汚れが付着する。このような汚れが付着した機械部品や電子部品等の被処理物の清浄は、従来、例えば炭化水素系、塩素系等の金属洗浄溶剤を使用して、被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波による振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程を行ない、次に、洗浄溶剤の蒸気を噴霧して洗浄を行う蒸気洗浄工程を行なうことにより成されている。そして、真空乾燥工程を行うことにより、蒸気洗浄後の被処理物を乾燥している。
特開平１１−５７６３７号公報

ところで、前述の乾燥工程は、洗浄時に加熱された洗浄溶剤によって与えられる熱に真空を付加することによって行なわれるが、重ね合わせた被洗浄物や、微細な孔、隙間が存在する場合にはこれらの微細な孔や隙間などの中に洗浄溶剤が残留して乾燥しづらいため、乾燥してもシミ等の不具合が発生していた。

また、前述の真空乾燥工程を行うと、被処理物に付着した洗浄溶剤が気化する際に、気化熱によって被処理物の表面温度が低下してしまう。このため、乾燥効率が低下し易く、減圧して洗浄溶剤の沸点を低下させても実際には乾燥に相当の時間を要していた。

また、従来の洗浄装置において、浸漬洗浄工程における洗浄乾燥槽への洗浄溶剤の給液、及び洗浄乾燥槽から使用済みの洗浄溶剤を貯溜する溶剤タンクへの排液は、その給液系及び排液系に搬送用のポンプを夫々介設して行われており、駆動機器の重複使用によりコストが全体として増大していた。

そこで、本発明は、真空乾燥工程において、従来よりも乾燥効率を向上させて乾燥時間を短縮することができる部品洗浄乾燥方法、及びその装置を提供することを目的とする。

また、駆動機器の重複使用を排除して装置のコストを全体として低減することができる部品洗浄乾燥方法、及びその装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記に鑑み提案されたもので、請求項１に記載のものは、洗浄乾燥槽内に被処理物を収容し、該被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、洗浄溶剤の加熱蒸気を導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程と、蒸気洗浄後の被処理物を減圧状態で乾燥する真空乾燥工程とを行う部品洗浄乾燥方法であって、
上記浸漬洗浄工程において、上記洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して減圧洗浄を行うと共に、該減圧洗浄を行った後、真空ポンプの限界値を開放して洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で再度洗浄を行い、
上記真空乾燥工程において、上記洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して低圧真空乾燥を行うと共に、該低圧真空乾燥を行った後、真空ポンプの限界値を開放して洗浄溶剤の爆発下限界以下であり、且つ洗浄溶剤の蒸発を抑制可能な圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で再び低圧真空乾燥を行うことを特徴とする部品洗浄乾燥方法である。

本願における「真空乾燥」は、減圧状態で乾燥する意味である。また、「復圧」は、一旦減圧した圧力を大気圧側に戻すことを意味する。そして、「真空ポンプの限界値を開放する」とは、その限界値に相当する減圧状態を解くことを意味する。

請求項２に記載のものは、前記低圧真空乾燥を所定の時間行い、該低圧真空乾燥を行った後、所定の時間復圧する操作を真空乾燥工程中で複数回繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の部品洗浄乾燥方法である。

請求項３に記載のものは、前記復圧した状態での洗浄を所定時間行い、該復圧洗浄を行った後、再度洗浄乾燥槽内を真空ポンプで減圧して再度減圧洗浄を浸漬洗浄工程中に行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品洗浄乾燥方法である。

請求項４に記載のものは、被処理物を収容する洗浄乾燥槽と、該洗浄乾燥槽内の被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波振動を与える超音波発生器と、洗浄乾燥槽内を減圧する真空ポンプと、洗浄乾燥槽内に洗浄溶剤を給液する洗浄溶剤給液系と、洗浄乾燥槽内の洗浄溶剤を排液する洗浄溶剤排液系と、洗浄乾燥槽内に洗浄溶剤の加熱蒸気を導入する洗浄溶剤蒸気導入系と、を備え、制御装置の制御の下で、洗浄乾燥槽内に洗浄溶剤を給液する洗浄溶剤給液工程と、洗浄乾燥槽内の洗浄溶剤に被処理物を浸漬して減圧状態で超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、浸漬洗浄工程の後に洗浄乾燥槽内の洗浄溶剤を排液する排液工程と、排液工程の後に洗浄溶剤の加熱蒸気を洗浄乾燥槽内に導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程と、蒸気洗浄工程の後に洗浄乾燥槽内を減圧して被処理物を乾燥する真空乾燥工程とを行う部品洗浄乾燥装置であって、
上記制御装置は、上記浸漬洗浄工程において、上記洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して減圧洗浄を行うと共に、該減圧洗浄を行った後、真空ポンプの限界値を開放して洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で再度洗浄を行う制御を実行し、真空乾燥工程において、上記洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して低圧真空乾燥を行うと共に、該低圧真空乾燥を行った後、真空ポンプの限界値を開放し洗浄溶剤の爆発下限界以下であり、且つ洗浄溶剤の蒸発を抑制可能な圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で再び低圧真空乾燥を行う制御を実行することを特徴とする部品洗浄乾燥装置である。

請求項５に記載のものは、前記制御装置は、低圧真空乾燥を所定の時間行い、該低圧真空乾燥を行った後、所定の時間復圧する操作を真空乾燥工程中で複数回繰り返す制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の部品洗浄乾燥装置である。

請求項６に記載のものは、前記制御装置は、外部入力手段からの入力により前記復圧状態の時間を調整可能としたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の部品洗浄乾燥装置である。

本発明は前記した構成を採るので、以下の効果を奏する。
被処理物の浸漬洗浄工程において、洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して減圧洗浄を行うと共に、該減圧洗浄を行った後、真空ポンプの限界値を開放して洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で再度洗浄を行うので、被処理物に微細な空間、例えば微細な孔（特に直径に比較して深い孔）が存在する場合であっても、孔の中の空気を減圧して膨張させて希薄にして膨張分は排出し、その後の復圧操作により残った空気を収縮させることによりこの収縮分の洗浄溶剤を浸透させ、この減圧と復圧とを繰り返すことにより、孔の中から空気を抜け出し易くして、孔内部へ洗浄溶剤を浸透させ、浸透した洗浄溶剤を介して孔の内周面に超音波を伝播して超音波洗浄を効率良く行うことができる。すなわち、単に洗浄液に浸漬して超音波洗浄するだけでは洗浄溶剤中に浸漬しても微細な孔の中に空気が残留して抜け難く、換言すると、孔内に洗浄溶剤が浸入し難く、超音波洗浄を施しても孔内部へ洗浄溶剤が浸透していかないが、復圧洗浄すると孔内まで洗浄できる。なお、一度減圧しただけでは、孔内の空気が膨張して、膨張した分の空気が抜けたとしても洗浄溶剤が孔内に浸透していかないが、一度減圧した後に復圧すると洗浄溶剤が孔内に浸透し、このために微細な孔や隙間の洗浄を効率よく行うことができる。
また、真空乾燥工程において、洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して低圧の真空乾燥を行うと共に、該低圧真空乾燥を行った後、真空ポンプの限界値を開放し洗浄溶剤の爆発下限界以下であり、且つ洗浄溶剤の蒸発を抑制可能な圧力まで復圧し、この状態で復圧真空乾燥を行うので、低圧真空乾燥で気化熱が奪われて被処理物の表面温度が低下しても、被処理物が保有する芯熱を呼び戻したり、あるいは洗浄乾燥槽自体の熱を伝達させて被処理物の表面の温度を高めることができる。したがって、再び真空方向へと減圧して低圧の真空乾燥を行うことにより乾燥効率を従来に比較して向上させることができ、その結果として乾燥時間を短縮することができる。

そして、低圧真空乾燥を所定の時間行い、該低圧真空乾燥を行った後に復圧して、所定の時間復圧する操作を真空乾燥工程中で複数回繰り返すことにより、被処理物の温度回復を促進でき、これにより真空乾燥をより促進させることができ、乾燥時間をより短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る部品洗浄乾燥装置１の系統構成を示す概略図、図２は部品洗浄乾燥装置１を制御する制御装置５０の概略ブロック図である。

図１に示すように、工作油脂等の汚れが付着した機械部品や電子部品等の被処理物２の洗浄及び乾燥は、洗浄乾燥槽３内にバスケット４に入れた複数の被処理物２を収容して行われる。この洗浄乾燥槽３内では、例えば炭化水素等の洗浄溶剤を使用して、被処理物２を洗浄溶剤に浸漬して超音波による振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程を行ない、次に洗浄溶剤の蒸気を導入して被処理物２の洗浄を行う蒸気洗浄工程を行ない、さらに蒸気洗浄後の被処理物２を真空乾燥工程を行って乾燥する。

洗浄溶剤としては、炭化水素系溶剤（パラフィン、ナフテン）、塩素系溶剤（トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン）、臭素系溶剤（ノルマルプロピルブロマイド）、フッ素系溶剤（ＨＦＣ、ＨＦＥ、ＨＣＦＣ）等が挙げられるが、環境保護の観点から炭化水素系が好ましい。

洗浄乾燥槽３は、上部が開閉可能な中空箱体状の耐圧容器であり、上部開口部５に形成されたフランジ部５ａにはシール材６を介して、該開口部５を密閉して覆う開閉蓋７が設けられている。この開閉蓋７は、少なくともその天井面（下面）７ａが傾斜するように洗浄乾燥槽３の上部開口部５に開閉自在に設けられる。開閉蓋７の天井面７ａを傾斜させて設けるのは、この開閉蓋７の天井面７ａに溶剤ガスが結露した場合に、溶剤液滴を該天井面７ａを伝わらせて傾斜側へと流下させるためであり、傾斜側に集められた溶剤液滴は洗浄乾燥槽３の側壁面３ｂから底面３ａへと流下する。したがって、結露した溶剤滴が被処理物２に付着してシミが発生することを防止できる。

洗浄乾燥槽３の底部３ａには、後述する溶剤タンクに至る排液系８が本発明の洗浄溶剤排液系として接続されており、該排液系８にはこれを開閉する排液弁９が介設されている。

上述の浸漬洗浄工程、蒸気洗浄工程、及び真空乾燥工程は、被処理物２を収容する洗浄乾燥槽３内を炭化水素等の可燃性洗浄溶剤の爆発下限界以下まで減圧して行われるので、洗浄乾燥槽３には、真空ポンプ１０に至る排気系１１が接続されており、該排気系１１にはこれを開閉する洗浄乾燥槽真空弁１２が介設されている。

また、洗浄乾燥槽３には、その内部に洗浄溶剤を流入して被処理物２を浸漬洗浄するために、溶剤タンク１３に至る浸漬洗浄系１４が本発明の洗浄溶剤給液系として接続されており、該浸漬洗浄系１４にはこれを開閉する浸漬洗浄弁１５が介設されている。洗浄乾燥槽３には、その内部に流入された洗浄溶剤のレベルを検出するためのレベルスイッチ１６が備えられている。浸漬洗浄工程は、前述したように被処理物２を洗浄溶剤に浸漬して超音波による振動を与えて洗浄する工程であり、したがって、本実施形態の洗浄乾燥槽３には、超音波発生装置３ｃが備えられている。なお、溶剤タンク１３は、上部が覆われた密閉容器であり、後述する分岐排気系を介して真空ポンプ１０により減圧される。

浸漬洗浄工程の完了後、洗浄乾燥槽３内の洗浄溶剤は、前述したように、上記排液弁９を開放して両者を連通させることにより、洗浄乾燥槽３の傾斜底部３ａの最下部に接続された排液系８を通じて溶剤タンク１３へと排液される。

溶剤タンク１３から洗浄乾燥槽３への洗浄溶剤の流入、及び洗浄乾燥槽３から溶剤タンク１３への排液は、溶剤タンク１３と洗浄乾燥槽３との圧力差により行われる。したがって、洗浄乾燥槽３には、前述したように、真空ポンプ１０に至る排気系１１が接続されている。また、洗浄乾燥槽３にはその内部圧力を検出する洗浄乾燥槽圧力センサ５１が備えられるとともに、内部圧力表示する洗浄乾燥槽内圧力計１７が備えられており、排気系１１の洗浄乾燥槽真空弁１２の上流側（洗浄乾燥槽側）には洗浄乾燥槽３の内部圧力を大気開放して調整する洗浄乾燥槽大気開放弁１８が分岐介設されている。

また、洗浄乾燥槽３との相対関係において溶剤タンク１３の内部圧力を調整する必要があるため、排気系１１の洗浄乾燥槽真空弁１２の下流側（真空ポンプ側）は分岐され、溶剤タンク１３に至る分岐排気系１９が接続され、この分岐排気系１９には溶剤タンク減圧弁２０が介設されている。さらに、溶剤タンク１３には、その内部圧力を検出する溶剤タンク圧力センサ５２が備えられると共に、内部圧力を表示する溶剤タンク圧力計２１が備えられており、その内部圧力を大気開放して調整する溶剤タンク大気開放弁２２が備えられている。また、溶剤タンク１３内の洗浄溶剤の温度を検出して温度管理を行うための溶剤タンク温度センサ５３が設けられており、該溶剤タンク温度センサ５３からの信号により洗浄溶剤が所定の温度よりも低下すると、制御装置５０がヒータ１３ａに通電して洗浄溶剤を加熱する。

浸漬洗浄工程の完了後、排液弁９を開放して両者を連通することにより、洗浄乾燥槽３内の使用済み洗浄溶剤が排液系８を通じて溶剤タンク１３へと排液されるが、洗浄に使用した洗浄溶剤には被処理物２に付着していた各種の汚れが混入している。これらの汚れ成分は洗浄乾燥槽３や排液系８に設けるフィルタ等を通しただけでは除去しきれず、省資源および環境保護の観点から洗浄溶剤を再生して使用する。したがって、溶剤タンク１３には、使用済み溶剤を蒸留して凝縮し、再生溶剤として貯留するリザーブタンク２３に至る再生処理系２４が接続されており、この再生処理系２４には蒸留器２５及びコンデンサ２６が順次介設されている。

蒸留器２５は、例えば耐熱・耐圧性を有する概略円筒体状の竪型容器であり、本実施形態では蒸留器２５の下部を収納する状態で、加熱機構２５ａが備えられている。この加熱機構２５ａは、例えばオイル加熱ユニットであり、熱源として電気ヒータを備えており、該ヒータにより加熱媒体としての耐熱オイルを加熱し、この加熱オイルを介して蒸留器２５を加熱することにより、この蒸留器２５内を流通する汚れ成分を含む洗浄溶剤を加熱して蒸発する。

なお、沸点を低下させるために蒸留器２５内を減圧する。また、溶剤タンク１３から蒸留器２５への汚れ成分を含む溶剤の流入は、これら溶剤タンク１３と蒸留器２５との圧力差により行われ、汚れ成分を含む溶剤は蒸留器２５の下部に流入し、気化した溶剤蒸気は蒸留器２５の上部から取り出される。

再生処理系２４の蒸留器２５よりも下流側には、この蒸留器２５によって蒸留した溶剤蒸気を凝縮して液化するためのコンデンサ２６が介設されている。このコンデンサ２６の本体は、例えば概略円筒体状の竪型または横型の容器であり、その内部に冷却水を通す冷却細管２６ａを収納した熱交換器である。コンデンサ２６を通過する溶剤蒸気は冷却細管２６ａに接触して凝縮（液化）され、この液化した再生溶剤がリザーブタンク２３内に貯溜される。コンデンサ２６とリザーブタンク２３との間の再生処理系２４には、循環ポンプ２７ａにより再生溶剤を循環させて水分分離器２７ｂに通して水分を分離してからリザーブタンク２３に供給すると共に、コンデンサ２６からの再生溶剤をエゼクタ２７ｃにより循環流路内に吸引合流する水分分離機構が介設されており、リザーブタンク２３には再生溶剤の貯溜量を検出するレベルスイッチ２８が備えられている。なお、上記エゼクタ２７ｃは、蒸留器２５内を減圧して蒸留効率を高めている。

また、リザーブタンク２３には、上記洗浄乾燥槽３へ溶剤蒸気を導入して、該洗浄乾燥槽３内に収容された被処理物２の蒸気洗浄工程を行うために、該洗浄乾燥槽３に至る蒸気洗浄系２９が本発明の洗浄溶剤蒸気導入系として接続されている。この蒸気洗浄系２９には、リザーブタンク２３から導入される再生溶剤を溶剤蒸気として気化させるための熱交換器３０が介設されており、リザーブタンク２３から熱交換器３０への再生溶剤の導入、熱交換器３０から洗浄乾燥槽３への溶剤蒸気の導入は、リザーブタンク２３と洗浄乾燥槽３との圧力差により行われ、熱交換器３０よりも上流側の蒸気洗浄系２９にはこれを開閉するための蒸気洗浄補助弁３１が介設され、熱交換器３０よりも下流側の蒸気洗浄系２９にはこれを開閉するための蒸気洗浄弁３２が介設されている。

熱交換器３０の本体は、例えば概略円筒体状の竪型または横型の容器であり、その内部に加熱媒体を通す加熱細管３０ａを収納しており、該熱交換器３０を通過する再生溶剤は加熱細管３０ａに接触して気化され、溶剤蒸気として洗浄乾燥槽３に導入されることになる。熱交換器３０の加熱細管３０ａに通す加熱媒体としては、電気ヒータ等の加熱手段により加熱したオイルが挙げられる。また、熱交換器３０の導入口には、この熱交換器３０内へ再生溶剤を霧状にして噴出させるための噴霧ノズル３３が設けられており、該熱交換器３０内へ再生溶剤を噴霧することにより発生する溶剤蒸気を確実にガス化することができる。

前記した各機器、即ち真空ポンプ、各種の弁、及び各種センサは、制御装置５０に電気的に接続され、この制御装置５０の制御の下で予め設定した手順と条件で作動する。

本実施形態における制御装置５０は、図２に示すように、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどを備えたコンピュータにより構成され、タイマ５４を備える。そして、この制御装置５０の入力側には、操作パネル５５に設けた電源スイッチ５６、スタートスイッチ５７、減圧洗浄時間設定スイッチ５８、復圧洗浄時間設定スイッチ５９、低圧真空乾燥時間設定スイッチ６０、復圧真空乾燥時間設定スイッチ６１の他に、洗浄乾燥槽圧力センサ５１、洗浄乾燥槽レベルスイッチ１６、溶剤タンク温度センサ５３、溶剤タンク圧力センサ５２、リザーブタンクレベルスイッ２８チなどが接続され、出力側には、操作パネル５５に設けた表示器６２の他に、真空ポンプ１０、洗浄乾燥槽真空弁１２、排液弁９、浸漬洗浄弁１５、溶剤タンクヒータ１３ａ、洗浄乾燥槽大気開放弁１８、分岐排気弁１９、溶剤タンク減圧弁２０、溶剤タンク大気開放弁２２、蒸気洗浄補助弁３１、蒸気洗浄弁３２、耐熱オイル過熱ヒータなどが接続されている。

なお、復圧洗浄時間設定スイッチ５９、復圧真空乾燥時間設定スイッチ６１は、被処理物２の重量、表面積、微細孔や微細隙間の有無や数などの特質に応じて、復圧時間をタイマ５４に設定する入力手段として機能する。また、減圧洗浄時間設定スイッチ５８、低圧真空乾燥時間設定スイッチ６０は、被処理物に応じて所望する時間をタイマ５４に設定する入力手段として機能するものである。

そして、本実施形態における制御装置５０は、浸漬洗浄工程において、上記洗浄乾燥槽内を２００Ｐａ以下に減圧して減圧洗浄を行うと共に、該減圧洗浄を行った後、２００Ｐａを超え洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで復圧し、この復圧状態で復圧洗浄を行う制御を実行するとともに、真空乾燥工程において、上記洗浄乾燥槽３内を真空ポンプ１０の限界値まで減圧して低圧真空乾燥を行うと共に、該低圧真空乾燥を行った後、真空ポンプ１０の限界値を開放し洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで復圧し、この復圧状態で復圧真空乾燥を行う制御を実行する。

また、制御装置５０は、減圧洗浄を所定の時間行い、該減圧洗浄を行った後、所定の時間復圧洗浄を行う操作を洗浄工程中で複数回繰り返す制御を実行する。なお、繰り返し回数は、予め設定した固定回数でもよいが、操作パネル５５の図示していない操作部（外部入力手段）を操作することにより設定できるようにしてもよい。

さらに、制御装置５０は、低圧真空乾燥を所定の時間行い、該低圧真空乾燥を行った後、所定の時間復圧真空乾燥する操作を真空乾燥工程中で複数回繰り返す制御を実行する。なお、この繰り返し回数は、予め設定した固定回数でもよいが、操作パネル５５の操作部（外部入力手段）を操作することにより設定できるようにしてもよい。

次に、本実施形態における部品洗浄乾燥装置１の操作を具体的に説明する。
準備段階として、洗浄乾燥槽大気開放弁１８を開放した後、洗浄乾燥槽３の開閉蓋７を開放して、機械部品等の被処理物２を複数個入れたバスケット４を載置部上に載置し、開閉蓋７をシール部材６を介して密閉状態で閉成する。そして、スタートスイッチ５７を操作すると、制御装置５０が洗浄乾燥槽大気開放弁１８を閉成する。

このような準備が整ったら、まず、洗浄乾燥槽３へ洗浄溶剤の給液を行う。給液操作は、制御装置５０が溶剤タンク大気開放弁２２を開放して溶剤タンク１３の内部圧力を溶剤タンク圧力センサ５２が爆発下限界以下の５００Ｐａを検出するまで大気方向へと戻す。そして、溶剤タンク１３の内部圧力が５００Ｐａになったことが検出されると、制御装置５０が溶剤タンク大気開放弁２２を閉成し、浸漬洗浄系１４の浸漬洗浄弁１５、及び排気系１１の洗浄乾燥槽真空弁１２を開放すると共に、真空ポンプ１０を駆動する。すると、浸漬洗浄弁１５が洗浄乾燥槽３と溶剤タンク１３との間を連通し、洗浄乾燥槽３と溶剤タンク１３との圧力差により、溶剤タンク１３内から洗浄溶剤が洗浄乾燥槽３へと給液される。このとき、制御装置５０の制御により、溶剤タンク減圧弁２０、蒸気洗浄弁３２、蒸気洗浄補助弁３１、及び排液弁９は閉成されている。そして、洗浄乾燥槽３のレベルスイッチ１６の上限レベルスイッチが上限レベルを検出して制御装置５０に信号を送ると、これにより、制御装置５０が浸漬洗浄弁１５及び洗浄乾燥槽真空弁１２を閉成すると共に、真空ポンプ１０を停止する。

そして、真空浸漬洗浄工程を行う。この浸漬洗浄工程では被処理物２が加熱溶剤内に浸漬している状態で、超音波発生装置３ｃにより超音波振動を与えて浸漬洗浄（超音波洗浄）を行う。具体的には、図３に示すように、真空ポンプ１０により排気系１１を通じて洗浄乾燥槽３内を洗浄乾燥槽圧力センサ５１が２００Ｐａ以下を検出するまで減圧して減圧洗浄を行うと共に、この減圧洗浄を行った後に制御装置５０が洗浄乾燥槽大気開放弁１８を開放し、洗浄乾燥槽圧力センサ５１による検出圧力が２００Ｐａを超え、かつ洗浄溶剤の爆発下限界以下の５００Ｐａの圧力を指示するまで大気圧方向へと復圧して、この復圧状態で復圧洗浄を行い、この復圧洗浄の所定時間が経過した後に洗浄乾燥槽大気開放弁１８を閉成し、再度、真空ポンプ１０により排気系１１を通じて洗浄乾燥槽３内を２００Ｐａ以下に減圧して減圧洗浄を行うという、減圧洗浄と復圧洗浄を繰り返し行う。

本実施形態では、洗浄乾燥槽３内を２００Ｐａ以下に減圧して行う減圧洗浄を所定の時間（Ｔ１）行い、この減圧洗浄を行った後、所定の時間（Ｔ２）だけ復圧洗浄する操作を定期的に複数回繰り返して洗浄を行っており、２００Ｐａを超え爆発下限界以下の圧力の復圧時（Ｔ２）に被処理物２に超音波振動を与えている。ただし、超音波を振動を与えるのは復圧洗浄時（Ｔ２）に限る必要はなく、連続して発信してもよい。

洗浄乾燥槽３内を２００Ｐａ以下に減圧して減圧洗浄を行うのは、洗浄溶剤の爆発下限界値との間に圧力差を確保して減圧洗浄を効果的に行うためである。
一方、２００Ｐａを超え爆発下限界以下の圧力まで復圧するのは、減圧洗浄の圧力との間に圧力差を確保すると共に、洗浄溶剤の引火を防止するためである。

このように復圧洗浄を実施する理由は、被処理物２に微細な空間、例えば微細な孔（特に直径に比較して深い孔）が存在する場合には、洗浄溶剤中に浸漬しても微細な孔の中に空気が残留して抜け難く、すなわち孔内に洗浄溶剤が浸入し難く、超音波洗浄を施しても孔内部へ洗浄溶剤が浸透していかない。また、一度減圧しただけでは、孔内の空気が膨張して、膨張した分の空気が抜けたとしても洗浄溶剤が孔内に浸透していかない。そこで、孔の中の空気を減圧して膨張させて希薄にして膨張分は排出し、その後の復圧操作により残った空気を収縮させることによりこの収縮分の洗浄溶剤を浸透させ、この減圧と復圧とを繰り返すことにより、孔の中から空気を抜け出し易くして、孔内部へ洗浄溶剤を浸透させ、浸透した洗浄溶剤を介して孔の内周面に超音波を伝播して超音波洗浄を効率良く行うものである。

なお、ポーラス状の微細な孔や狭い隙間を洗浄する場合には、孔等の中の空気は抜け難いので、減圧洗浄の時間（Ｔ１）を長めに設定した方がよいが、比較的大きい孔を洗浄する場合には、復圧洗浄の時間（Ｔ２）に超音波振動を与えて洗浄した方が効果が大きい。上記した時間の調整は、前記したように、操作パネル５５の減圧洗浄時間設定スイッチ、復圧洗浄時間設定スイッチ５９の操作により、被処理物２に応じて設定することができる。

浸漬洗浄の完了後に、洗浄乾燥槽３内の汚れ成分を含む溶剤を排液する。排液操作は、制御装置５０からの信号により洗浄乾燥槽大気開放弁１８を開放し、洗浄乾燥槽３の内部圧力を洗浄乾燥槽圧力センサ５１が爆発下限界以下の５００Ｐａを検出するまで大気方向へと戻す。そして、５００Ｐａを検出したならば、洗浄乾燥槽大気開放弁１８を閉成し、排液系８の排液弁９、及び分岐排気系１９の溶剤タンク減圧弁２０を開放すると共に、真空ポンプ１０を駆動する。すると、排液弁９の開放により洗浄乾燥槽３と溶剤タンク１３とが連通し、これにより洗浄乾燥槽３と溶剤タンク１３との圧力差により、洗浄乾燥槽３内から汚れ成分を含む溶剤が溶剤タンク１３へと排液される。そして、洗浄乾燥槽３のレベルスイッチ１６の下限レベル検出により、排液弁９及び溶剤タンク減圧弁２０を閉成する。

排液操作の完了後、仕上げ蒸気洗浄工程に移行する。蒸気洗浄工程では、真空ポンプ１０は既に駆動状態にあり、制御装置５０が排気系１１の洗浄乾燥槽真空弁１２を開放した後、蒸気洗浄系２９の蒸気洗浄弁３２及び蒸気洗浄補助弁３１を開放する。蒸気洗浄弁３２及び蒸気洗浄補助弁３１の開放タイミングは、洗浄乾燥槽３の洗浄乾燥槽圧力センサ５１が１００Ｐａ以下の減圧状態を検出したときである。すると、洗浄乾燥槽３とリザーブタンク２３との圧力差により、リザーブタンク２３から熱交換器３０の溶剤導入口３０ｃに導入され、該溶剤導入口３０ｃに設けられた噴霧ノズル３３のノズル口３３ａから溶剤細管３０ｂへ再生溶剤が霧状に噴出されることにより、霧状溶剤が溶剤細管３０ｂ内を通過しながら加熱媒体の通過する加熱細管３０ａと熱交換してガス化し、溶剤液滴の混入しない完全なる溶剤ガスとして洗浄乾燥槽３に導入される。したがって、熱交換器３０を大型化することなく、洗浄乾燥槽３に導入する溶剤蒸気への溶剤液滴の混入を防止し、後述する真空乾燥後の被処理物２へのシミの付着を防止することができるものである。

蒸気洗浄を所定の時間行った後に制御装置５０が蒸気洗浄弁３２及び蒸気洗浄補助弁３１を閉成して蒸気洗浄工程を完了し、真空乾燥工程へと移行する。移行した時点では真空ポンプ１０は継続して駆動状態であり、排気系１１の洗浄乾燥槽真空弁１２を開放したままであり、真空ポンプ１０の限界値まで減圧する。なお、真空ポンプ１０は、真空乾燥に理想的な圧力である約７Ｐａ以下まで減圧する能力を備えている。そして、限界値に達したならば、この状態を所定時間維持して低圧真空乾燥を行い、その所定時間経過後に制御装置５０が洗浄乾燥槽大気開放弁１８を開放して、即ち真空ポンプ１０の限界値を開放し、洗浄乾燥槽圧力センサ５１が爆発下限界以下の５００Ｐａを検出するまで大気方向へと戻す。すなわち、復圧する。そして、５００Ｐａを検出すると、この復圧状態を所定時間だけ維持して復圧真空乾燥を行い、その後に再度洗浄乾燥槽大気開放弁１８を閉成して真空ポンプ限界値まで減圧する。本実施形態では、真空ポンプ限界値での低圧真空乾燥を所定の時間（Ｔ１）だけ継続して行い、該真空ポンプ限界値での真空乾燥を行った後に、所定の時間（Ｔ２）だけ復圧乾燥する操作を真空乾燥工程中で複数回繰り返して、乾燥を行っている。

このように真空乾燥工程中で復圧するのは、真空乾燥を行うと、被処理物２に付着した溶剤が気化するときに、気化熱を奪い、被処理物２の表面温度が低下し、この温度低下によって乾燥効率が低下するので、洗浄乾燥槽３の内部圧力を所定時間（Ｔ１）ごとに爆発下限界以下の５００Ｐａまで大気方向へと復圧して、復圧により蒸発が抑制、すなわち気化熱が奪われて冷却されることを一時的に抑制し、この間に被処理物２が保有する芯熱（内部の熱）を表面に呼び戻して表面温度を高め、この表面温度上昇後に、再び真空方向へと減圧することにより被処理物２の表面からの蒸発を促進させ、これにより総括的に乾燥効率を向上させるものである。

本実施形態では、上記復圧状態の保持時間（Ｔ２）は、被処理物２に応じて可変である。例えば、リードフレーム等の肉厚の薄い部品の被処理物２を洗浄した後に乾燥を行うと、気化熱が奪われ、被処理物２全体の温度が低下し易い。一方、質量の比較的大きな（表面積の割りに重い）被処理物２は、復圧操作により洗浄乾燥槽３の内部圧力を大気圧方向へと戻すことにより、被処理物２の芯熱が呼び戻され易く、したがって、再び減圧することにより乾燥が促進される割合が高い。しかしながら、薄物の被処理物２の場合には芯熱の絶対量が少ないために、表面の温度上昇を肉厚物ほどには期待することができない。また、洗浄乾燥槽３自体には加熱洗浄溶剤の熱が残っているが、洗浄乾燥槽３内が真空ポンプ１０の限界値まで減圧されていると、空気による熱伝導も期待できない。そこで、上記復圧真空乾燥の保持時間（Ｔ２）を可変とし、薄物の被処理物２の場合には、爆発下限界以下の５００Ｐａまで戻している時間（Ｔ２）を長く設定することにより、洗浄乾燥槽３の熱を被処理物２に導入した空気を介して伝導させて加熱し、被処理物２の表面温度が高められてから再び真空ポンプ限界値へと減圧することにより、乾燥を促進させることができるものである。すなわち、復圧真空乾燥の時間Ｔ２を調整すると、被処理物２が薄物であるか、厚物であるかにかかわらず、真空乾燥工程において乾燥効率を向上させることができ、乾燥時間を大幅に短縮することができる。

真空乾燥工程が完了したら、制御装置５０が洗浄乾燥槽大気開放弁１８を開放して、洗浄乾燥槽３の内部圧力を大気開放し、全工程の終了を報知する。そして、洗浄乾燥槽３の開閉蓋７を開放すれば、バスケット４と共に洗浄乾燥された複数の被処理物２を取り出すことができる。

また、浸漬洗浄系１４による溶剤タンク１３から洗浄乾燥槽３への給液、排液系８による洗浄乾燥槽３から溶剤タンク１３への排液、及び蒸気洗浄系２９によるリザーブタンク２３から洗浄乾燥槽３への溶剤蒸気の導入については、全て真空ポンプ１０が駆動機器の役割を果たしており、排気系１１を通じて洗浄乾燥槽３を、もしくは分岐排気系１９を通じて溶剤タンク１３を減圧し、あるいは洗浄乾燥槽大気開放弁１８により洗浄乾燥槽３の内部圧力を大気開放し、もしくは溶剤タンク大気開放弁２２により溶剤タンク１３の内部圧力を大気開放することにより、洗浄乾燥槽３と溶剤タンク１３とに圧力差を与えて、あるいは洗浄乾燥槽３とリザーブタンク２３とに圧力差を与えて、洗浄溶剤や溶剤蒸気の移送を行っている。したがって、駆動機器の重複使用を排除して部品洗浄乾燥装置１の装置コストを全体として低減することができる。

なお、前記減圧洗浄時間設定スイッチ５８、復圧洗浄時間設定スイッチ５９、低圧真空乾燥時間設定スイッチ６０、復圧真空乾燥設定スイッチ６１は、公知のスイッチを適宜選択して構成することができ、テンキー、或いは表示器６２と一体化したタッチパネルスイッチでもよい。

本発明に係る部品洗浄乾燥装置の系統構成を示す概略図である。制御装置の概略ブロック図である。本実施形態の部品洗浄乾燥装置における浸漬洗浄工程を示す概略図である。本実施形態の部品洗浄乾燥装置における真空乾燥工程を示す概略図である。本実施形態の部品洗浄乾燥装置における一連の洗浄乾燥工程を示す概略図である。

符号の説明

１部品洗浄乾燥装置
２被処理物
３洗浄乾燥槽
４バスケット
５上部開口部
５ａフランジ部
６シール材
７開閉蓋
７ａ開閉蓋の天井面
８排液系
９排液弁
１０真空ポンプ
１１排気系
１２洗浄乾燥槽真空弁
１３溶剤タンク
１３ａヒータ
１４浸漬洗浄系
１５浸漬洗浄弁
１６レベルスイッチ
１７洗浄乾燥槽内圧力計
１８洗浄乾燥槽大気開放弁
１９分岐排気系
２０溶剤タンク減圧弁
２１溶剤タンク圧力計
２２溶剤タンク大気開放弁
２３リザーブタンク
２４再生処理系
２５蒸留器
２６コンデンサ
２６ａ冷却細管
２７ａ循環ポンプ
２７ｂ水分分離器
２７ｃエゼクタ
２８レベルスイッチ
２９蒸気洗浄系
３０熱交換器
３０ａ加熱細管
３１蒸気洗浄補助弁
３２蒸気洗浄弁
３３噴霧ノズル
５０制御装置
５１洗浄乾燥槽圧力センサ
５２溶剤タンク圧力センサ
５３溶剤タンク温度センサ
５４タイマ
５５操作パネル
５６電源スイッチ
５７スタートスイッチ
５８減圧洗浄時間設定スイッチ
５９復圧洗浄時間設定スイッチ
６０低圧真空乾燥時間設定スイッチ
６１復圧真空乾燥時間設定スイッチ
６２表示器

Claims

洗浄乾燥槽内に被処理物を収容し、該被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、洗浄溶剤の加熱蒸気を導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程と、蒸気洗浄後の被処理物を減圧状態で乾燥する真空乾燥工程とを行う部品洗浄乾燥方法であって、
上記浸漬洗浄工程において、上記洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して減圧洗浄を行うと共に、該減圧洗浄を行った後、真空ポンプの限界値を開放して洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で超音波振動を与えて再度洗浄を行い、
上記真空乾燥工程において、上記洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して低圧真空乾燥を行うと共に、該低圧真空乾燥を行った後、真空ポンプの限界値を開放して洗浄溶剤の爆発下限界以下であり、且つ洗浄溶剤の蒸発を抑制可能な圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で再び低圧真空乾燥を行うことを特徴とする部品洗浄乾燥方法。
前記低圧真空乾燥を所定の時間行い、該低圧真空乾燥を行った後、所定の時間復圧する操作を真空乾燥工程中で複数回繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の部品洗浄乾燥方法。
前記復圧洗浄を所定の時間行い、該復圧洗浄を行った後、再度洗浄乾燥槽内を真空ポンプで減圧して再度減圧洗浄を浸漬洗浄工程中に行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品洗浄乾燥方法。
被処理物を収容する洗浄乾燥槽と、該洗浄乾燥槽内の被処理物を洗浄溶剤に浸漬して超音波振動を与える超音波発生器と、洗浄乾燥槽内を減圧する真空ポンプと、洗浄乾燥槽内に洗浄溶剤を給液する洗浄溶剤給液系と、洗浄乾燥槽内の洗浄溶剤を排液する洗浄溶剤排液系と、洗浄乾燥槽内に洗浄溶剤の加熱蒸気を導入する洗浄溶剤蒸気導入系と、を備え、制御装置の制御の下で、洗浄乾燥槽内に洗浄溶剤を給液する洗浄溶剤給液工程と、洗浄乾燥槽内の洗浄溶剤に被処理物を浸漬して減圧状態で超音波振動を与えて洗浄する浸漬洗浄工程と、浸漬洗浄工程の後に洗浄乾燥槽内の洗浄溶剤を排液する排液工程と、排液工程の後に洗浄溶剤の加熱蒸気を洗浄乾燥槽内に導入して被処理物を蒸気洗浄する蒸気洗浄工程と、蒸気洗浄工程の後に洗浄乾燥槽内を減圧して被処理物を乾燥する真空乾燥工程とを行う部品洗浄乾燥装置であって、
上記制御装置は、上記浸漬洗浄工程において、上記洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して減圧洗浄を行うと共に、該減圧洗浄を行った後、真空ポンプの限界値を開放して洗浄溶剤の爆発下限界以下の圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で超音波振動を与えて再度洗浄を行う制御を実行し、真空乾燥工程において、上記洗浄乾燥槽内を真空ポンプの限界値まで減圧して低圧真空乾燥を行うと共に、該低圧真空乾燥を行った後、真空ポンプの限界値を開放し洗浄溶剤の爆発下限界以下であり、且つ洗浄溶剤の蒸発を抑制可能な圧力まで大気圧方向へと復圧し、この復圧した状態で再び低圧真空乾燥を行う制御を実行することを特徴とする部品洗浄乾燥装置。
前記制御装置は、低圧真空乾燥を所定の時間行い、該低圧真空乾燥を行った後、所定の時間復圧する操作を真空乾燥工程中で複数回繰り返す制御を実行することを特徴とする請求項４に記載の部品洗浄乾燥装置。
前記制御装置は、外部入力手段からの入力により前記復圧状態の時間を調整可能としたことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の部品洗浄乾燥装置。