JP3123241U - 工業部品洗浄装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】小さく、複雑ではないハウジングレスの工業部品洗浄装置を提供すること。
【解決手段】工業部品洗浄装置は、部品を支持するスタンド34と、部品と離れた第1の位置から、スタンド34と係合し、部品を取り囲む閉鎖空間を形成する第2の位置に選択的に移動することができるチャンバ36と、を含む。ノズルがチャンバ36内に配置され、部品の汚れを除去するために加圧流体を供給する。工業部品洗浄装置は、乾燥ステーション26に隣接して配置された洗浄ステーション24を含むことができ、この場合には、洗浄ステーション24と乾燥ステーション26は、部品を取り囲むように選択的に移動することができるチャンバ36をそれぞれ含む。
【選択図】図1

Description

本考案は、工業部品の洗浄装置に関し、より詳細には、大きなエンクロージャを必要としない洗浄装置に関する。
機械加工された金属部材等の工業製品は、製造工程において、切削油剤、潤滑油、機械用冷媒、金属断片、その他の汚染物質によって覆われる。例えば、金属の切削作業は、切削工具と機械加工される部品に潤滑剤を塗布する工程を含む場合が多い。多くの場合、潤滑剤の残渣と金属の切り屑が部品の表面に付着する。使用前に望ましくない汚染物質を除去し、部品の汚れを除去するために工業部品洗浄装置が使用される。
通常、工業部品洗浄装置は、部品の洗浄、すすぎ、乾燥や、部品の汚れを除去するためのその他の工程のための少なくとも1つの処理領域を含む。通常、コンベアが、洗浄装置の一端から他端に向けて処理領域内において部品を搬送する。通常、工業部品洗浄装置は加熱した洗浄液を部品に吹きかけるため、ほとんどの洗浄装置はスプレー液と洗浄された汚染物質を受けるためのエンクロージャを含む。
通常の工業部品洗浄装置のエンクロージャは、装置のほぼ全長に沿って延びる大きな金属製ハウジングを有する。そのようなエンクロージャは耐久性があり、製造が比較的簡単だが、大きく、扱いにくく、比較的高価である。また、エンクロージャ内の装置へのアクセスが制限され、装置の保守と修理が困難となる。さらに、部品を洗浄し、すすぎ、乾燥させるために使用される装置のほとんどがエンクロージャ内に位置しているため、装置は常に有害で強い溶剤スプレー液に曝されることになる。
工業部品洗浄装置のメーカーは、ドアや取り外すことができるサイドパネルをエンクロージャの側面に追加することによってアクセスの問題を解決しようと試みている。しかし、開口部が制限されているため、エンクロージャの内部へのアクセスが妨げられる。他のメーカーは、全体を取り外すことができるエンクロージャを提供しようと試みている。しかし、必要となるエンクロージャは大きなサイズと重量を有するため、通常はエンクロージャを持ち上げるための機械的なリフトやクレーンが必要となる。したがって、小さく、複雑ではないハウジングレスの工業部品洗浄装置が求められている。
本考案の工業部品洗浄装置は、洗浄される部品を支持するスタンドと、可動チャンバとを含む。チャンバは、部品と離れた戻り位置から、スタンドと係合し、チャンバとスタンドによって部品を取り囲む密閉ユニットを形成する前進位置に移動することができる。ノズルは、加圧流体供給源に接続され、チャンバ内に位置する。
一実施形態では、洗浄サイクル時に、複数のマニホールドノズルを有する可動洗浄リングが部品を横切るように前進する。複数のノズルは、実質的に部品の周囲に位置し、部品の計画された領域を洗浄するための複数の流体通路となる。
別の実施形態では、本考案の工業部品洗浄装置は洗浄ステーションと乾燥ステーションとを含む。乾燥ステーションは洗浄ステーションの下流に位置し、個別の可動チャンバと部品支持スタンドとを含む。乾燥ステーションは、部品が可動チャンバに取り囲まれた後に部品に乾燥空気を吹きかけるように配管された複数のノズルを含む。
本考案のさらなる利用可能性は以下の詳細な説明から明らかになるだろう。以下の詳細な説明と実施例は本考案の好適な実施形態を示すものではあるが、単なる例示のみを意図するものであり、本考案の範囲を限定することを意図するものではない。
以下の詳細な説明と添付図面によって本考案を詳細に説明する。
なお、以下の好適な実施形態の説明は単なる例示であって、本考案および本考案の用途または使用を制限することを意図するものではない。
図1は、工業製造プラントにおいて部品22を含む自動車用パワートレイン部品等の工業部品または被加工物を洗浄するために使用される部品洗浄装置20の好ましい実施形態を示す。部品洗浄装置20は、摩砕機、旋盤、研削盤または同様な工具によって部品を機械加工する機械加工ステーション(図示せず)に続いて通常設けられる洗浄ステーションとして動作する。機械加工時には、潤滑剤、グリス、埃、バリが機械加工された部品の内部通路の壁面と外側表面に付着する場合が多い。
部品洗浄装置20は、隣接して配置された洗浄ステーション24と乾燥ステーション26とを含む。コンベア28は、機械加工設備(図示せず)から搬送装置29に部品22を搬送する。搬送装置29は、部品22を洗浄ステーション24に装填するために適切な向きに回転させるターンテーブル30を含む。搬送装置29は、ターンテーブル30から洗浄ステーション24に機械加工された部品を搬送するとともに、洗浄された部品を洗浄ステーション24から乾燥ステーション26に搬送するリフト32も含む。この作業を行うために、駆動部31がリフト32を垂直および水平に移動させ、部品22を適切に配置する。
図1〜図3に示すように、洗浄ステーション24は、部品22を支持するためのスタンド34と、チャンバ36と、スライド38と、テーブル40とを含む。チャンバ36は、壁42と、第1の端部44と、第2の端部46とを有するほぼ中空の円筒状部材である。第1の端部44は、スライド38の端部板48に連結されている。チャンバ36は、オペレータが洗浄工程を見ることができるように、軽量で半透明な材料からなることが好ましい。スライド38は、端部板48に連結された一対の側板50を含む。各側板50はキャリッジ52に取り付けられている。各キャリッジ52は、軌道54に沿ってテーブル40と相対的にスライドすることができる。チャンバ36は、長手軸が床と実質的に平行であって床から間隔を空けて配置されるように片持式に取り付けられている。
このような取付配置に基づき、チャンバ36を図1に示す開放位置または図3に示す閉鎖位置に選択的に配置することができる。開放位置では、チャンバ36の第2の端部46は大気に開放され、部品22にアクセスすることができる。チャンバ36が閉鎖位置にある場合には、チャンバ36の第2の端部46に位置するシール56がスタンド34の取付板58と係合する。シール56が取付板58と係合すると、チャンバ36内に閉鎖空間(enclosed volume)60が形成される。
図4は、ほぼ「C」形状の一対のフレーム64と、一対の洗浄板66と、2つの内側に延びた棚部67と、多数の止め板68とを含む部品支持構造62を示す。複数のノズル69が、部品22の端部に洗浄スプレー液を供給するために洗浄板66に取り付けられている。棚部67は洗浄時に部品22を支持する。スピンドル70は、支持構造62をスタンド34の取付板58に回転可能に連結している。止め板68は、詳細に後述するように、乾燥時等に部品を回転させる必要がある場合に部品22を所望の位置に保持する。
図3および図5に示すように、洗浄リング71がチャンバ36内に移動できるように取り付けられている。洗浄リング71は、一対のガイドロッド74に取り付けられたハロー(halo)72を含む。ガイドロッド74は、チャンバ36と端部板48内を延びている。各ガイドロッド74は、各ガイドロッド間の適切な間隔を維持する支持体76に連結されている。また、給水管78が支持体76とハロー72に連結されている。給水管78は、ハロー72に取り付けられた4組のノズル82に選択的に加圧流体を供給するために制御することができる弁80と流体的に連通している。各組のノズルは、部品22の全周に洗浄液を供給するために、好ましくは隣接する組のノズルに対して直交している。水の消費量を節約し、加圧流体を供給するために必要なポンプの容量を最小化するために、弁80は所定の時間に1組のノズルのみに加圧流体を供給するように制御される。弁80は、加圧流体を各組のノズルに順次供給するように循環する。また、弁80は、チャンバ36が開放位置にある時にポンプによって供給された流体を貯槽に直接供給するように制御することができる。これによってポンプが連続的に動作し、ポンプの開始・停止動作の問題を回避し、ポンプ/モーターの寿命を伸ばすことができる。
また、洗浄リング71はガイドブラケット84とハンガー86を含む。ハンガー86はガイドブラケット84に対して軸方向に自由にスライドし、チャンバ36内でハロー72とノズル82を移動させる。アクチュエータ88はスライド38とハロー72を動力伝達的に相互接続し、洗浄リング71は洗浄時に部品22全体にわたって前後に移動することができる。
ハロー72とノズル82は前後方向に所定回数にわたって駆動することができ、部品の汚れが除去されたことを示す所定のパラメータが満たされるまで部品22を連続して洗浄するように制御することもできる。所定のパラメータは、目視検査による指示、洗浄液における粒子数の測定値あるいはその他の標示であってもよい。洗浄サイクルが完了したと決定されると、スライド38をテーブル40に対して移動させることによってチャンバ36を閉鎖位置から開放位置に移動させる。この時、乾燥ステーション26が設けられている場合には、部品22を乾燥ステーション26に搬送することができる。
乾燥ステーション26は、洗浄ステーション24と実質的に同様に構成されている。したがって、同様な構成要素は「プライム記号(’)」を含む同一の参照番号によって示す。好ましくは、乾燥ステーション26の動作は、チャンバ36とチャンバ36’が実質的に同時に開放位置および閉鎖位置に位置するように洗浄ステーション24の動作と調和させる。双方のチャンバが開放位置にある場合には、部品22はターンテーブル30から洗浄ステーション24の部品支持構造62に搬送され、洗浄された部品は部品支持構造62から乾燥ステーション26の部品支持構造62’に搬送される。当業者は、洗浄ステーション24と乾燥ステーション26の隣接する配置は単なる例示に過ぎず、本考案の範囲から逸脱することなく、乾燥ステーション26を設けることなく洗浄ステーション24を利用することができることを理解されるだろう。
乾燥ステーション26の動作時には、チャンバ36’は、シール56’がスタンド34’の取付板58’と係合するように開放位置から閉鎖位置へと移動する。圧縮空気またはその他の乾燥剤がノズル82’を介して閉鎖空間60’内に導入される。また、ノズル82’はエアーナイフであってもよい。部品支持構造62’は、エンドキャップと軸受89によってスタンド34’に回転可能に接続されたスピンドル70’に取り付けられている。図6に示すように、アクチュエータ機構90は、アーム92と、スピンドル70’に連結されたシリンダ94とを含む。アクチュエータ機構90は、部品支持構造62’と部品22を長手軸96を中心として選択的に回転させるように機能する。
動作時には、ハロー72’とエアーナイフ82’が部品22全体にわたって軸方向に移動し、部品は図示するように第1の向きに位置している。次に、アクチュエータ機構90は部品22を90度回転させ、捕捉された破片と洗浄液が部品22の内部流路から放出される。加圧空気または乾燥空気がエアーナイフ82’に再び供給され、アクチュエータ88’は部品の上方でハロー72’を移動させる。
図2を再び参照すると、一対の水戻りシュート98が閉鎖内部空間60と閉鎖内部空間60’を沈降タンク100に接続している。従来の切屑取込・切屑排出機構102が、沈降した機械加工切り屑と破片を沈降タンク100からダンプスター(dumpster)104に搬送する。洗浄液は沈降タンク100からフィルター106にポンプで送られ、再循環されて洗浄ステーション24に供給される。流体の清浄度を決定・維持するための方法と装置は米国特許出願第10/342,977号に記載されており、米国特許出願第10/342,977号の開示内容はこの参照によって本願の開示内容の一部をなすものとする。部品洗浄装置20は、真空源をチャンバ36とチャンバ36’に接続する排気ミスト除去部108も含む。排気ミスト除去部108、108’は、洗浄工程および乾燥工程時に洗浄液のはねを十分に減少させる。
図7〜図10は、別の実施形態の工業部品洗浄装置200を示す。部品洗浄装置200は、部品洗浄装置20と実質的に同じである。部品洗浄装置200は、スタンド202と、トレー204と、可動カバー206とを含む。トレー204は、開放端部208と閉鎖端部210とを含む。カバー206は、カバー206が閉鎖端部210に隣接して位置する図7に示す開放位置と、カバー206が開放端部208と連通する図8に示す閉鎖位置との間で軸方向に移動することができる。
カバー206は、ほぼ平らな端部板214によってキャップされた一端とアーチ形状板216で部分的に覆われた他端とを有する半透明の半円筒状センターパネル212を含む。アクチュエータ218は、端部板214に連結された第1の端部220と、フレーム224に取り付けられた第2の端部222とを有する。アクチュエータ218は、図7に示す開放位置と図8に示す閉鎖位置との間でカバー206を直線的に移動させることができる。
図9は、第1のスライド228と第2のスライド230とを含む直線スライド機構226を有する工業部品洗浄装置200を示す。第1および第2のスライド228、230は、センターパネル212に接続された一対のガイドブロック232をそれぞれ含む。第1のスライド228の各ガイドブロック232は、第1のガイドレール234と接続されている。第1のガイドレール234は第1のスライド支持体235に取り付けられている。同様に、第2のスライド230は、第1のスライド支持体235と平行に配置された第2のスライド支持体237に取り付けられた第2のガイドレール236を含む。ガイドブロック232はガイドレール234、236を部分的に取り囲んでおり、カバー206とスタンド202との間の相対的な移動を制限している。すなわち、カバー206は1つの軸に沿って直線的にのみスタンド202と相対的に移動することができる。半円筒状センターパネル212は長手軸238を有する。カバー206は、軸238に平行あるいは一致する軸に沿って移動する。
図10および図11は、典型的なロボット250に隣接して配置された工業部品洗浄装置200を示す。ロボット250は、部品洗浄装置200に洗浄される部品252を装填および/または汚れが除去された部品252を部品洗浄装置200から取り出すことができる。部品252は、トレー204の開放端部208の上方に位置する部品支持体254に取り付けられている。部品支持体254は、回転軸256に連結されるか、回転軸256と一体的に形成されている。回転軸256の第1の端部258はスタンド202内を延びている。アクチュエータ260は、アクチュエータ260を軸261を中心として軸256と部品252を回転させるように選択的に動作させることができるように第1の端部258に連結されている。軸256の第2の端部262は、端部停止部材264によって回転可能に支持されている。端部停止部材264は、垂直に設けられたほぼ平らな板266を含む。板266はスタンド202に固定的に取り付けられている。端部停止部材264は、軸256の第2の端部262を回転可能に支持するためのセンタリング支持部268も含む。また、端部停止部材264は、洗浄・乾燥サイクル時に部品支持体254と部品252の軸261を中心とした回転以外の移動を制限するカムフォロア270(図9)を含む。
図9は、カバー206に取り付けられたリング280を示している。複数のノズル284がリング280に連結されている。ノズル284は加圧流体源と配管で接続されている。したがって、各ノズル284は1以上の部品252に加圧流体の有向スプレーを選択的に吐出する。複数のエアーナイフ282もリング280に連結されている。エアーナイフ282は、空気等の加圧乾燥剤の供給源に連結されている。なお、リング280はスタンド202またはカバー206上の一定の位置に取り付けることができる。また、リング280は、カバー206とリング280とが相対的に移動できるように取り付けることができる。リング280がカバー206と相対的に移動することができる実施形態では、図5に示す構成要素と同様なアクチュエータとスライド機構を使用することができる。
動作時には、洗浄・乾燥サイクルは、図7に示す開放位置にカバー206を移動させることによって開始する。ロボット250は洗浄が必要な部品252を持ち上げ、部品支持体254上に配置する。複数の部品を同時に洗浄する場合には、ロボット250または別の同様なロボットが洗浄される別の部品252を持ち上げ、支持体254上に配置する。ロボット250が作業を終えると、カバー206は開放位置から図8に示す閉鎖位置に移動する。この時、板216に取り付けられた第1のシール286がスタンド202のほぼ平らな表面288と係合する。ほぼ同時に、端部板214に取り付けられた第2のシール289(図11)が垂直に配置された板266と係合する。実質的に密閉された空間が部品252を取り囲むように形成される。その結果、実質的に密閉された空間は、板266と、端部板214と、センターパネル212と、スタンド202のほぼ平らな表面288と、トレー204とによって形成される。
カバー206がトレー204の開放端部208と連通する閉鎖位置に配置されると、ノズル284に加圧流体が供給され、部品252が洗浄される。洗浄される部品の配置に応じて、洗浄時に部品を閉鎖されたチャンバ内で回転させるためにアクチュエータ260を必要に応じて作動させる。部品洗浄装置の設計に応じて、洗浄および/または乾燥時に閉鎖されたチャンバ内でリング280を必要に応じて軸方向に移動させる。
トレー204は、第1の傾斜底面290と、水平底面292と、別の傾斜底面294とを含む。垂直な端部壁296はトレー204の閉鎖端部210に位置している。洗浄板298が端部壁296に連結されている。洗浄板298は、開放位置にあるカバー206から滴下する洗浄液が洗浄板298に接触し、図10および図11において右から左の方向に洗浄板を流れるように、地面に平行な線からわずかに角度をなして配置されている。洗浄板298の端部300と板266との間に比較的小さな隙間が存在しており、洗浄液をトレー204に入れるための通路302を形成している。
フィルター/ポンプ304が、下部表面292に沿ってトレー204内に形成された出口306に接続されている。部品252に吹きかけられた流体と部品252に付着していた破片は、重力によってトレー204の底面に落下する。フィルター/ポンプ304内では、流体の少なくとも一部を後続の部品を洗浄するために再利用できるように流体から破片を濾過によって除去する。
洗浄が完了すると、加圧流体はノズル284に供給されなくなる。次に、加圧乾燥流体がエアーナイフ282に供給される。部品252の配置に応じて、乾燥時に部品を回転させるためにアクチュエータ260を作動させることができる。乾燥サイクルが終了すると、カバー206は開放位置へと軸方向に移動する。この時、ロボット250は汚れが除去された部品252を部品洗浄装置200から取り出し、適切な位置に配置する。
図12は、別の実施形態の工業部品洗浄装置400を示す。部品洗浄装置400は、部品洗浄装置200と実質的に同じである。したがって、同様な構成要素は同一の参照番号によって示す。部品洗浄装置400は、半円筒状の半透明カバー402を含む。カバー402は、ヒンジ404によってスタンド202に回転可能に連結されている。カバー206とは異なり、カバー402は長手方向に延びる軸406を中心として回転することができる。図12に示す実施形態では、カバー402はスタンド202と相対的に移動することはない。リング408は、軸方向の一定の位置においてスタンド202に取り付けられていてもよい。または、リング408はスタンド202に固定されたレール410に取り付けられていてもよい。この実施形態では、リング408はスタンド202および部品252と相対的に軸方向に移動することができる。
別の実施形態では、リング408は、カバー402が閉鎖位置と仮想線で示す開放位置の間を移動する時にリング408、ノズル284、エアーナイフ282が軸406を中心として回転するようにカバー402に連結されていてもよい。部品洗浄装置400のその他の特徴は、部品洗浄装置200に関して上述した内容と実質的に同じである。例えば、部品252は、カバー402が開放位置に配置されたときに部品252を垂直に移動させることによって部品支持体254から取り外すことができる。
上述した説明は、本考案の単なる例示的な実施形態について開示および説明したものである。例えば、本考案の洗浄・乾燥ステーションは分離され、互いに独立して使用することができる。また、本考案の範囲から逸脱することなく、種々のスプレーヘッド構成を可動ハウジングとともに使用することができる。さらに、当業者には、上述した説明、図面、実用新案登録請求の範囲から、実用新案登録請求の範囲に記載された本考案の要旨および範囲を逸脱しない限りにおいて、様々な変更、変形、修正を加えることができることは明らかであろう。
本考案の教示にしたがって構成された工業部品洗浄装置の斜視図である。 チャンバが開放位置に配置された、本考案の工業部品洗浄装置の洗浄ステーションの部分斜視図である。 チャンバが閉鎖位置に配置された、本考案の工業部品洗浄装置の洗浄ステーションの部分斜視図である。 本考案の工業部品洗浄装置の部品支持構造の分解斜視図である。 本考案の工業部品洗浄装置の洗浄リングの分解斜視図である。 本考案の工業部品洗浄装置の乾燥ステーションの分解斜視図である。 開放位置にある可動カバーを示す、別の実施形態の工業部品洗浄装置の側面図である。 可動カバーが閉鎖位置にある、図7に示す工業部品洗浄装置の側面図である。 別の実施形態の工業部品洗浄装置の部分断面図である。 典型的なロボットに隣接して示された工業部品洗浄装置の断面側面図である。 図10に示す仮想線によって示された工業部品洗浄装置の一部の拡大部分側面図である。 別の実施形態の工業部品洗浄装置の断面端面図である。
符号の説明
34 スタンド
36 チャンバ

Claims (8)

  1. 部品の汚れを除去するための工業部品洗浄装置であって、
    前記部品を支持するスタンドと、
    第1の部分と第2の部分とを有し、前記第1の部分が選択的に前記スタンドおよび前記第2の部分に対して移動することができ、前記第1の部分が前記部品から離れた第1の位置から前記部品を覆う第2の位置へと移動することができ、前記第1の部分が前記第2の位置にある場合に、前記スタンド、前記第1の部分、前記第2の部分が前記部品を取り囲む実質的に密閉された空間を形成するチャンバと、
    加圧流体供給源に連結され、前記チャンバ内に配置され、前記部品に流体を吹きかけるノズルと、
    を含むことを特徴とする工業部品洗浄装置。
  2. 請求項1において、
    前記第2の部分は、前記スタンドに固定されたトレーを含み、
    前記トレーは、開放端部と、閉鎖端部とを有し、
    前記第1の部分は、前記第2の位置にある場合に前記開放端部と連通して位置して前記実質的に密閉された空間を形成するとともに、前記第1の位置にある場合に前記閉鎖端部の上方に位置することを特徴とする工業部品洗浄装置。
  3. 請求項2において、
    前記第1の部分と前記スタンドを相互接続する直線スライド機構をさらに含むことを特徴とする工業部品洗浄装置。
  4. 請求項3において、
    前記第1の部分は、半円筒状の半透明センターパネルを含むことを特徴とする工業部品洗浄装置。
  5. 部品の汚れを除去するための工業部品洗浄装置であって、
    前記部品を支持するスタンドと、
    第1の開放端部と第2の閉鎖端部とを有する開放容器と、
    前記閉鎖端部と並んで位置する第1の位置と、前記開放端部と連通する第2の位置との間で前記開放容器に対して移動することができるカバーであって、前記カバーが前記第2の位置にある場合に前記スタンド、前記開放容器、前記カバーが実質的に閉鎖された空間を形成するカバーと、
    前記閉鎖された空間内に配置され、前記部品に加圧流体を吹きかけるノズルと、
    を含むことを特徴とする工業部品洗浄装置。
  6. 請求項5において、
    前記開放容器は、前記第2の閉鎖端部に位置する洗浄パネルを含み、
    前記洗浄パネルは、前記第1の位置において前記カバーから滴下した流体が前記開放容器に入ることが可能な角度を有することを特徴とする工業部品洗浄装置。
  7. 請求項6において、
    前記カバーは、半円筒状であるとともに長手軸を含み、前記長手軸と平行な軸に沿って移動することが可能に形成されていることを特徴とする工業部品洗浄装置。
  8. 請求項6において、
    前記カバーは、前記スタンドに回転可能に取り付けられていることを特徴とする工業部品洗浄装置。
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