JP2008240100A - 金属部品の洗浄方法および洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】洗浄性および作業性に優れた金属部品の洗浄方法および洗浄装置を提供する。
【解決手段】金属部品からなる被洗浄対象部品１を、この被洗浄対象部品１に接するマイナス側電極を兼ねる部品支持部材６で支持して電解液Ｅ中に浸漬し、電解液Ｅにプラス電荷を与え、被洗浄対象部品１に前記マイナス側電極６を介してマイナス電荷を与えることにより、被洗浄対象部品１の表面の付着物を除去する。洗浄装置Ａは、電解液を入れる電解洗浄槽４と、この電解洗浄槽４内の電解液Ｅに浸漬された状態に被洗浄対象部品１を支持し前記被洗浄対象部品１に接するマイナス側電極を兼ねる部品支持部材６とを備える。この他に、電解洗浄槽４内の電解液Ｅにプラス電荷を与える洗浄用電極９と、この洗浄用電極９と前記マイナス電極６との間に電圧を印加する電源装置９Ａとを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、軸受を始めとする精密金属部品の製造における部品単体および組立完成品の洗浄工程に適用される金属部品の洗浄方法および洗浄装置に関する。

軸受等の金属部品（部品単体および組立完成品を含む）の製造においては、その最終工程で金属部品の表面に付着するごみや油分を除去する洗浄工程が組み込まれる。このような洗浄工程に適用される洗浄方法として、従来、ブラシ洗浄方式やノズル式シャワー洗浄方式（例えば、特許文献１参照）が採用されている。
特開平６−２８５４３５号公報

上記のブラシ洗浄方式は、被洗浄対象部品としての金属部品を、１個ずつブラシをかけてごみや油分を摺擦除去するものであるが、ブラシの届かない細部のごみや油分は除去することができない。また、特許文献１に例示されるノズル式シャワー洗浄方式は、軸受の外輪を固定状態で保持し、ノズルから洗浄用液体、すすぎ用液体および乾燥用気体を順次噴射させ、この噴射圧によって内輪を回転させることによって洗浄するものである。そのため、被洗浄対象部品毎にその固定作業が必要とされ、また、被洗浄対象部品の寸法形状が異なると、それに合わせてノズル位置を最適位置に変更する必要がある。このように、従来の金属部品の洗浄方式は、洗浄性および洗浄作業性において不十分さがあり、その改善が望まれるところであった。

この発明の目的は、細部まで洗浄できて、優れた洗浄性が得られ、洗浄の作業性にも優れた金属部品の洗浄方法および洗浄装置を提供することである。

この発明の金属部品の洗浄方法は、金属部品からなる被洗浄対象部品を、この被洗浄対象部品に接するマイナス側電極を兼ねる部品支持部材で支持して電解液中に浸漬し、電解液にプラス電荷を与え、被洗浄対象部品に前記マイナス側電極を介してマイナス電荷を与えることにより、被洗浄対象部品の表面の付着物を除去することを特徴とする。

この構成によると、被洗浄対象部品を電解液中に浸漬した状態で、被洗浄対象部品にマイナス電荷を与え、電解液にプラス電荷を与えると、被洗浄対象部品の表面から水素ガスが発生する。発生した水素ガスは、被洗浄対象部品の表面から遊離し、泡となって浮き上がる。この泡の遊離・浮上に伴い、被洗浄対象部品の表面に付着するごみや油分等の汚れが除去される。水素ガスは、被洗浄対象部品が複雑な形状であっても、その隅々から発生するから、細部の汚れの除去も確実になされる。また、被洗浄対象部品の支持は、部品支持部材に対して単に載せ置くだけで十分であるから、被洗浄対象部品の交換の際に煩わしい位置決め等の作業も不要とされる。

この発明の金属部品の洗浄装置は、電解液を入れる電解洗浄槽と、この電解洗浄槽内の電解液に浸漬された状態に被洗浄対象部品を支持し前記被洗浄対象部品に接するマイナス側電極を兼ねる部品支持部材と、前記電解洗浄槽内の電解液にプラス電荷を与える洗浄用電極と、この洗浄用電極と前記マイナス電極との間に電圧を印加する電源装置とを備えるものである。
この構成によると、この発明の洗浄方法による洗浄が実施できる。このとき、被洗浄対象部品をマイナス側電極を兼ねる部品支持部材に接するよう支持させるだけで、被洗浄対象部品にマイナスの電荷を与えることができ、マイナス側電極を独立して設ける必要がない。そして、電源装置により、洗浄用電極とマイナス側電極との間に電圧を印加すると、電解洗浄槽に満たされた電解液の上記電解作用により、被洗浄対象部品の表面から水素ガスの泡が発生し、この泡の浮上に伴い、被洗浄対象部品の表面に付着している汚れが遊離し、電解液中に分散除去される。水素ガスの発生は、被洗浄対象部品の表面形状に拘わらず全ての表面からなされるから、細部の入り込んだ部分に付着する汚れも除去され、被洗浄対象部品の全面に渡る完全な洗浄が実現できる。また、被洗浄対象部品はマイナス側電極を兼ねる部品支持部材に接触しておれば、単に載せ置くだけの支持で十分であるから、被洗浄対象部品の交換毎に位置決めを行うような煩わしい作業が不要とされる。

この発明の洗浄装置において、前記電解洗浄槽内の電解液を濾過して循環させる濾過・循環手段を設けても良い。
このように、濾過・循環手段を設けることにより、遊離した汚れによる異物等が取り除かれ、電解洗浄槽内には常時清浄な電解液が循環・充満され、被洗浄対象部品の表面に除去された汚れが再付着することがない。

この発明の洗浄装置において、前記電解洗浄槽に入れる電解液と同じ電解液を入れる予洗浄槽を設け、被洗浄対象部品を予洗浄槽に入れた後に前記電解洗浄槽に入れる搬送装置を設けても良い。
このように、被洗浄対象部品を予洗浄槽に一定時間入れた後に前記電解洗浄槽に入れるようにすれば、電解液のイオン作用により、被洗浄対象部品の表面に付着する汚れを浮かせることができ、その後の電解洗浄槽での電解作用による汚れの除去がより効果的になされる。また、予洗浄槽内への被洗浄対象部品の浸漬、電解洗浄槽への移送・浸漬は搬送装置によってなされるから、これらの工程を一連の流れに沿って実施することができる。

この発明の洗浄装置において、前記電解洗浄槽に超音波発振装置を設けても良い。このように、電解洗浄槽に超音波発振装置を設けた場合、超音波発振装置の発する電解液の振動により、電解作用によって被洗浄対象部品の表面から遊離する汚れの浮上を助長し、汚れの除去がより効果的になされる。

この発明の洗浄装置において、前記部品支持部材を揺動させる揺動装置を設けても良い。このように、部品支持部材を揺動させる揺動装置を設けた場合、部品支持部材の揺動作用によって被洗浄対象部品も揺動し、この揺動に伴い電解液の相対波動が生じ、電解作用によって被洗浄対象部品の表面から遊離する汚れの浮上を助長し、汚れの除去がより効果的になされる。

この発明の金属部品の洗浄方法は、金属部品からなる被洗浄対象部品を、この被洗浄対象部品に接するマイナス側電極を兼ねる部品支持部材で支持して電解液中に浸漬し、電解液にプラス電荷を与え、被洗浄対象部品に前記マイナス側電極を介してマイナス電荷を与えることにより、被洗浄対象部品の表面の付着物を除去するようにしているため、細部まで洗浄できて、優れた洗浄性が得られ、洗浄の作業性にも優れる。

この発明の金属部品の洗浄装置は、電解液を入れる電解洗浄槽と、この電解洗浄槽内の電解液に浸漬された状態に被洗浄対象部品を支持し前記被洗浄対象部品に接するマイナス側電極を兼ねる部品支持部材と、前記電解洗浄槽内の電解液にプラス電荷を与える洗浄用電極と、この洗浄用電極と前記マイナス電極との間に電圧を印加する電源装置とを備えているため、この発明の洗浄方法が実施でき、細部まで洗浄できて優れた洗浄性が得られ、洗浄の作業性にも優れる。
この発明の洗浄装置に、予洗浄槽、電解液に濾過・循環手段、超音波発振装置あるいは部品支持部材の揺動装置を適宜組合せて設けるようにすれば、より精度の高い洗浄処理を行うことができる。

この発明の金属部品の洗浄方法および洗浄装置の一実施形態を、図１ないし図４と共に説明する。図１ないし図４は金属部品の洗浄装置と、これによる洗浄工程を概念的に示している。図例は、被洗浄対象部品としての金属部品１が深溝玉軸受外輪である単体部品を一括洗浄する工程を示している。なお、この実施形態は、軸受のような組立完成品やその他の精密金属部品の洗浄工程にも適用できる。

この実施形態の洗浄装置Ａは、予洗浄槽２と、この予洗浄槽２を収容するオーバーフロー液戻槽３と、電解洗浄槽４と、乾燥槽５とを備える。これらオーバーフロー液戻槽３、電解洗浄槽４、および乾燥槽５は、この順に配列され、また一つの大きな槽を仕切って構成される。この洗浄装置Ａは、この他に、所定数量の被洗浄対象部品１を支持しこれら各槽３（２），４，５間を移動する部品支持部材６と、この部品支持部材６を支持する走行体７と、この走行体７を走行可能に支持する走行軌道体８と、被洗浄対象部品１にマイナス電荷を与えかつ電解液にプラス電荷を与えるための電源装置９Ａ（図３参照）とを備える。さらに、被洗浄対象部品１の表面に付着した電解液を除去するためのエアブロー装置１０（図４参照）と、電解洗浄槽４内に設置される超音波発振装置１１と、電解洗浄槽４内の電解液を濾過して循環させる濾過・循環手段１２を備える。

予洗浄槽２は、オーバーフロー液戻槽３内に収容設置され、この予洗浄槽２には、電解洗浄槽４に入れられる電解液Ｅと同じ成分の電解液Ｅ０が、常時オーバーフローするよう満たされている。オーバーフローした電解液Ｅ０はオーバーフロー液戻槽３に流出し、オーバーフロー液戻槽３の底部に設けられた排出口３ａより廃液タンク（図示せず）に回収されるようになされている。予洗浄槽２内の電解液は一定時間毎にその底部の排出口２ａより排出され、全量が交換される。

電解洗浄槽４は、電解液Ｅが常時満たされており、その底部に設けられた排出口４ａと上部に設けられた供給口４ｂとに配管接続された濾過・循環手段１２により、電解液Ｅ内の浮遊異物が除去され、清浄化された電解液Ｅが循環供給されるようになされている。濾過・循環手段１２は、濾過装置１２ａと、給液ポンプ１２ｂと、上記排出口４ａおよび供給口４ｂと濾過装置１２ａおよび給液ポンプ１２ｂとを繋ぐ配管１２ｃとよりなる。電解洗浄槽４の側部近傍には、後記するように部品支持部材６の搬入と同期して電解洗浄槽４内に導入される洗浄用電極９と、その電源装置９Ａが配備されている（図３参照）。また、電解洗浄槽４の底壁部には超音波発振装置１１が設置されている。この超音波発振装置１１の設置箇所は側壁部であっても良い。

乾燥槽５の近傍側部には、後記するように部品支持部材６の搬入と同期して乾燥槽５内に導入される上記エアブロー装置１０が配備されている（図４参照）。乾燥槽５の側壁部には、エアブローによって飛散するミストを吸引するミスト吸引口５ａとが設けられ、底部には廃液タンク（図示せず）に通じる排出口５ｂが設けられている。

上記オーバーフロー液戻槽３，電解洗浄槽４および乾燥槽５の上方には、これらの並設ラインに沿った走行軌道体８が架設されている。走行軌道体８には、走行体７がその長手方向に沿って往復走行可能に支持され、この走行軌道体８および走行体７によって部品支持部材６の搬送装置が構成される。この走行体７は、モータ等からなる走行駆動源７ａによって走行軌道体８に沿って往復走行するものである。走行体７には、昇降フレーム６ａを介して部品支持部材６が上下昇降可能に支持されている。昇降フレーム６ａは、モータ等からなる昇降駆動源６ｂによって上下昇降駆動される。また、部品支持部材６は、昇降フレーム６ａの下端にヒンジ部材６ｃを介して揺動可能に支持され、揺動駆動源（揺動装置）１３によってヒンジ部材６ｃを支点として揺動し得るよう構成されている。図示の部品支持部材６は、全体がマイナス側電極を兼ねる導電性の搬送籠からなるものであるが、一部がマイナス側電極を兼ねるよう構成されたものでも良く、また、籠に限らず被洗浄対象部品１を載せて支持できるものであればその他の形状のものでも良い。

上記のように構成された洗浄装置Ａを用いて、被洗浄対象部品１としての深溝玉軸受の外輪（以下、外輪１と言う）を洗浄する工程を説明する。図１は準備工程を示し、待機位置にある部品支持部材６に所定数の外輪１を載せ、走行駆動源７ａを駆動して走行体７を矢印ａ方向に走行させて、部品支持部材６をオーバーフロー液戻槽３の上方に移動させる。この時、予洗浄槽２には電解液Ｅ０が、電解洗浄槽４には電解液がそれぞれ満たされている。次いで、図２に示すように、昇降駆動源６ｂの駆動により、昇降フレーム６ａを矢印ｂのように下降させ、部品支持部材６を外輪１と共に予洗浄槽２の電解液Ｅ０に浸漬させる。この浸漬状態で一定時間保持すると、電解液Ｅ０のイオン作用によって、外輪１の表面に付着するごみや油分が遊離して電解液Ｅ０内に浮遊する。予洗浄槽２内には、常時電解液Ｅ０がオーバ−フローするよう満たされているから、上記部品支持部材６および外輪１の浸漬によりオーバーフローしてオーバーフロー液戻槽３に流入し、排出口３ａより逐次廃液タンクに排出される。このオーバーフローの際、浮遊する異物も流出して排出される。

予洗浄槽２に一定時間浸漬させた後、昇降駆動源６ｂの駆動により昇降フレーム６ａを反矢印ｂ方向に上昇させ、外輪１を支持した状態で部品支持部材６を上方待機位置に待機させる。その後走行駆動源７ａを再度駆動して走行体７を矢印ａ方向に走行させ、部品支持部材６を電解洗浄槽４の上方に移動させる。次いで、図３に示すように、昇降駆動源６ｂの駆動により、昇降フレーム６ａを再度下降させ、部品支持部材６を外輪１と共に電解洗浄槽４の電解液Ｅに浸漬させる。同時に、電解洗浄槽４の側部近傍に待機していた洗浄用電極９を電解洗浄槽４内に導入し、その各電極端９ａを各外輪１に近接配置させる。また、電源装置９Ａから導出されたプラス側電極線９Ａａを洗浄用電極９に、マイナス側電極線９Ａｂを昇降フレーム６ａにそれぞれ接続する。昇降フレーム６ａと部品支持部材６とは電気的に導通状態とされており、これにより部品支持部材６がマイナス側電極を兼ねることになる。この状態で電源装置９Ａを作動させて、洗浄用電極９と部品支持部材６とに電圧を印加させることによって、洗浄用電極９を介して電解液Ｅにプラス電荷を、部品支持部材６を介して外輪１にマイナス電荷を与える。この時、濾過・循環手段１２も作動させる。

上記のように、電解洗浄槽４内で、電解液Ｅにプラス電荷を、外輪１にマイナス電荷を与えることにより、前述の電解作用が起こり、外輪１の表面から水素ガスが発生する。発生した水素ガスは泡となって外輪１の表面から遊離するが、この泡の遊離の際、外輪１の表面に強固に付着するごみや油分等の汚れが浮き上がり、電解液Ｅ内に分離浮遊する。この電解洗浄工程の間、必要によって、超音波発振装置１１および揺動装置１３を作動させる。超音波発振装置１１の作動によって電解液Ｅが振動して、上記汚れの分離浮遊がより助長される。また、揺動装置１３の作動により部品支持部材６が揺動し、これによっても上記汚れの分離浮遊がより助長される。この電解洗浄工程においては、濾過・循環手段１２も作動しているので、電解液Ｅは常時循環しており、この循環の際に電解液Ｅ内に浮遊分散する上記除去異物は濾過装置１２ａによって濾過・除去され、供給口４ｂからは清浄化された電解液Ｅが循環供給される。したがって、外輪１に浮遊除去異物が再付着することがない。

上記電解洗浄工程が終了すると、上記電源装置９Ａの作動を停止し、プラス側電極線９Ａａおよびマイナス側電極線９Ａｂのそれぞれの接続を解除した上で、洗浄用電極９を待機位置に退避させる。そして、昇降駆動源６ｂの駆動により昇降フレーム６ａを上方の待機位置まで上昇させ、その後走行駆動源７ａを再度駆動して走行させ、外輪１を支持した状態で部品支持部材６を乾燥槽５の上方に移動させる。次いで、図４に示すように、昇降駆動源６ｂの駆動により、昇降フレーム６ａを再度下降させ、部品支持部材６を外輪１と共に乾燥槽５内に配置させる。同時に、乾燥槽５の側部近傍に待機していたエアブロー装置１０を乾燥槽５内に導入し、その各エアブローノズル１０ａの噴出口を各外輪１に近接配置させる。

この状態でエアブロー装置１０を作動させ、エアブローノズル１０ａよりエアを噴出させて外輪１の表面に付着する電解液を吹き飛ばすようにして概ね除去する。この場合、電解液が外輪１の表面に若干付着残存していても良く、寧ろこれによって防錆効果も期待できる。除去された電解液は大半がミストとなって飛散するが、このミストは図示しない吸引装置に接続されたミスト吸引口５ａより逐次吸引排出される。また、外輪１より滴下する電解液は、排出口５ｂより前記廃液タンクに回収される。
このエアブローによる乾燥工程が完了すると、エアブロー装置１０の作動を停止し、待機位置に退避させ、部品支持部材６を上昇させて上方待機位置に待機させた状態で洗浄処理がされた外輪１を取り出す。その後、走行体７を走行させ部品支持部材６を図１の準備待機位置に戻し、新たな被洗浄対象部品としての外輪１を部品支持部材６に支持させ、上記同様の一連の洗浄工程が繰り返される。

上記電解洗浄方法は、被洗浄対象部品１の表面から発生する水素ガスの泡の作用を利用して付着物を除去する方法（陰極電解法）によるもので、その電解洗浄機構および電解洗浄液そのものの詳細の説明は省略するが、軸受その他の精密金属部品の洗浄に適用することにより、被洗浄対象部品１の寸法形状に依存することなく、細部の汚れを確実に除去することができる。

なお、上述の実施形態の洗浄装置Ａは、予洗浄槽２、エアブロー装置１０、超音波発振装置１１、濾過・循環手段１２および揺動装置１３を備えており、これらの作動によって洗浄性がより向上する。これらの各装置等は、求められる洗浄度合いに応じて適宜組合せて配備しても良い。

この発明の一実施形態に係る金属部品の洗浄装置の概念図であって、洗浄の準備段階を示す図である。 同洗浄装置による予洗浄工程を示す同様図である。 同洗浄装置による電解洗浄工程を示す同様図である。 同洗浄装置による乾燥工程を示す同様図である。

符号の説明

１…軸受外輪（被洗浄対象部品）
２…予洗浄槽
４…電解洗浄槽
６…部品支持部材（マイナス側電極）
７…走行体（搬送装置）
８…走行軌道体（搬送装置）
９…洗浄用電極
９Ａ…電源装置
１１…超音波発振装置
１２…濾過・循環手段
１３…揺動装置
Ａ…金属部品の洗浄装置
Ｅ…電解液
Ｅ０…電解液

Claims (6)

1. 金属部品からなる被洗浄対象部品を、この被洗浄対象部品に接するマイナス側電極を兼ねる部品支持部材で支持して電解液中に浸漬し、電解液にプラス電荷を与え、被洗浄対象部品に前記マイナス側電極を介してマイナス電荷を与えることにより、被洗浄対象部品の表面の付着物を除去する金属部品の洗浄方法。
2. 金属部品からなる被洗浄対象部品を洗浄する装置であって、電解液を入れる電解洗浄槽と、この電解洗浄槽内の電解液に浸漬された状態に被洗浄対象部品を支持し前記被洗浄対象部品に接するマイナス側電極を兼ねる部品支持部材と、前記電解洗浄槽内の電解液にプラス電荷を与える洗浄用電極と、この洗浄用電極と前記マイナス電極との間に電圧を印加する電源装置とを備えた金属部品の洗浄装置。
3. 請求項２において、前記電解洗浄槽内の電解液を濾過して循環させる濾過・循環手段を設けた金属部品の洗浄装置。
4. 請求項２または請求項３において、前記電解洗浄槽に入れる電解液と同じ電解液を入れる予洗浄槽を設け、被洗浄対象部品を予洗浄槽に入れた後に前記電解洗浄槽に入れる搬送装置を設けた金属部品の洗浄装置。
5. 請求項２ないし請求項４のいずれか１項において、前記電解洗浄槽に超音波発振装置を設けた金属部品の洗浄装置。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれか１項において、前記部品支持部材を揺動させる揺動装置を設けた金属部品の洗浄装置。
   

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