JP3332705B2 - 洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機械工業、半導体
工業等で使用される機能部品を洗浄する洗浄装置に係
り、特に、水又は水系の洗浄液を使用して機能部品を洗
浄する洗浄装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、精密加工部品、半導体、Ｉ
Ｃ、レンズ、医療器具など（以下、「被洗浄物」とい
う。）の表面に付着した油分等を除去するためにフロ
ン、エタン、塩化メチレン等の溶剤を用いるが、最近、
環境問題等の理由によりこれら溶剤の代替として界面活
性剤等の水系洗浄液が用いられている。しかし、この水
系洗浄液の油分に対する溶解力は、フロン、エタン、塩
化メチレン等の溶剤に比較して劣っているので、超音
波、噴流、回転、揺動及び気泡放出などの物理的作用に
よって洗浄効果を高めている。

【０００３】さらに、乾燥性についてもフロン、エタ
ン、塩化メチレン等の溶剤に比較して沸点が高く、且つ
蒸発潜熱が大きいために乾燥しにくくなるので、一般に
熱風乾燥室内で被洗浄物に熱風を吹きつけて水滴を蒸発
させている。また、熱風による乾燥時間を短くすると共
に負荷を少なくするために、熱風乾燥室に被洗浄物を入
れる前に圧縮空気を吹きつけ水滴を飛散させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
水切部では被洗浄物に付着した洗浄液を払拭するため
に、噴出方向の定まった噴出ノズルによって圧縮空気を
噴出させていたので、洗浄液の払拭が局所的な部分に限
られ、払拭時間が長くなっていた。また、噴出方向が局
所的な部分に限られると、水滴が付着した部分を残して
乾燥させることがあり、この場合にはウォーターマーク
と呼ばれる水シミが被洗浄物に付着する原因になってい
た。

【０００５】さらに、水又は界面活性剤等の水系洗浄液
を使用すると、フロン、エタン、塩化メチレン等の溶剤
に比べて乾燥時間が長くなる難点があった。

【０００６】本発明は、このような従来の難点を解決す
るためになされたもので、被洗浄物全体に付着した水系
洗浄液を短時間で確実に除去することができる洗浄装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の洗浄装置は、搬送籠に収納された被洗浄物を
水ないし水系洗浄液である洗浄液によって洗浄する洗浄
部と、洗浄部で洗浄された被洗浄物に付着した洗浄液を
払拭する水切部とを備え、水切部は被洗浄物が収納され
た搬送籠を収容するための水切槽と、水切槽内に設けら
れ搬送籠の両端を交互に上下させる揺動手段と、揺動手
段によって揺動される搬送籠に収納された被洗浄物に対
して圧縮空気を噴出させる圧縮空気噴出手段とからな
り、圧縮空気噴出手段は、搬送籠の上面から圧縮空気を
噴出させる噴出ノズル部と、噴出ノズル部を揺動手段に
よって両端が交互に上下される搬送籠の該両端間で往復
直線移動させるスライド機構とを備えたものである。

【０００８】また、本発明の洗浄装置は、搬送籠に収納
された被洗浄物を水ないし水系洗浄液である洗浄液によ
って洗浄する洗浄部と、洗浄部で洗浄された被洗浄物に
付着した洗浄液を払拭する水切部と、水切部で洗浄液が
払拭された被洗浄物を真空乾燥させる乾燥部とを備え、
水切部は被洗浄物が収納された搬送籠を収容するための
水切槽と、水切槽内に設けられ搬送籠の両端を交互に上
下させる揺動手段と、揺動手段によって揺動される搬送
籠に収納された被洗浄物に対して圧縮空気を噴出させる
圧縮空気噴出手段とからなり、圧縮空気噴出手段は、搬
送籠の上面から圧縮空気を噴出させる噴出ノズル部と、
噴出ノズル部を揺動手段によって両端が交互に上下され
る搬送籠の該両端間で往復直線移動させるスライド機構
とを備えたものである。

【０００９】また、本発明の洗浄装置においては、圧縮
空気噴出手段は搬送籠の側面から圧縮空気を噴出させる
噴出ノズル部と、噴出ノズル部に対して搬送籠を相対的
に上下方向に往復直線移動させる昇降機構とを備えたも
のである。

【００１０】また、本発明の洗浄装置においては、圧縮
空気噴出手段から噴出される圧縮空気の風速は１５０〜
５００ｍ／ｓである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の洗浄装置の実施の
一形態について、図面を参照して説明する。

【００１２】本発明の洗浄装置の実施の一形態は図１に
示すように、洗浄篭５１に収納された被洗浄物であるア
ルミニウム芯軸（以下、「芯軸」という。）５０を洗浄
するための洗浄液５２が貯留された洗浄槽４と、芯軸５
０が収納された洗浄篭５１を洗浄液５２及び大気間で複
数回上下揺動させる第１の上下揺動手段５と、洗浄液を
洗浄槽４内にジェット噴射させるジェット噴流手段６
と、洗浄液５２が貯留された洗浄槽４の底部から気泡を
放出させる気泡放出手段７とを有する第１の洗浄部２を
備え、また第１の洗浄部２で洗浄された芯軸５０を再洗
浄するために、該第１の洗浄部２と同様に芯軸５０を洗
浄するための洗浄液５２が貯留された洗浄槽８と、芯軸
５０が収納された搬送籠５１を洗浄液５２及び大気間で
複数回上下揺動させる第２の上下揺動手段９と、洗浄液
を洗浄槽８内にジェット噴射させるジェット噴流手段１
０と、洗浄液５２が貯留された洗浄槽８の底部から気泡
を放出させる気泡放出手段１１とを有し、さらに第２の
上下揺動手段９によって搬送籠５１が引き上げられた時
に芯軸５０をシャワー洗浄するシャワー洗浄手段１２を
有した第２の洗浄部３を備えている。なお、洗浄槽４、
８に貯留される洗浄液５２には、水又は温水が使用され
る。

【００１３】芯軸５０は所定間隔で区切られた搬送籠５
１に対して軸芯が鉛直方向を向くように２４ケ収納され
ている。このような芯軸５０は、電子複写機やレーザー
プリンタの定着部ローラなどに用いられるものである。

【００１４】第１の上下揺動手段５及び第２の上下揺動
手段９は、芯軸５０が収納された搬送籠５１を洗浄槽
４、８内の洗浄液５２及び大気間で気液界面を通過する
ように上下揺動させることができるもので、例えばエア
シリンダ、油圧シリンダなどが用いられる。この第１の
上下揺動手段５及び第２の上下揺動手段９の上下揺動回
数、上下揺動速度、上下揺動ストロークは、芯軸５０の
汚染度に応じて決定される。このように気液界面を通過
させることにより、芯軸５０に付着した油分、金属粉等
に対してせん断力を発生させることができる。この界面
によるせん断効果は芯軸５０全体に対して均一に働くの
で、芯軸５０の内側に付着している油分、金属粉等も除
去することができる。

【００１５】また、搬送籠５１を第１の洗浄部２から第
２の洗浄部３に移動させるために水平移動手段１３が備
えられ、この水平移動手段１３は例えばエアシリンダ、
油圧シリンダなどが用いられる。この水平移動手段１３
は後述する水切部１４及び乾燥部１５にも、搬送籠５１
を移動させることができる。

【００１６】ジェット噴流手段６、１０は、洗浄槽４、
８の底部や側壁に設けられた多数の噴射ノズルによっ
て、洗浄液をジェット噴射させるものである。また、気
泡放出手段７、１１は、洗浄槽４、８の底部に設けられ
た多数のノズルによって、洗浄液５２に気泡を放出させ
るものである。これら、ジェット噴流手段６、１０及び
気泡放出手段７、１１によって、洗浄液５２に浸漬され
ている時の芯軸５０の油分、金属粉等を除去することが
できる。

【００１７】第２の洗浄部３のみ有するシャワー洗浄手
段１２は、シャワーノズルが複数設けられ、洗浄槽８の
上部に位置するようになっている。このシャワー洗浄手
段１２は搬送籠５１が第２の上下揺動手段９によって上
下揺動されている時に、洗浄槽８の上部の位置から待避
させることができる機構になっている。これにより、第
２の上下揺動手段９による気液界面通過作用によって油
分が除去された芯軸５０を、さらにシャワー洗浄するこ
とができるので、芯軸５０から完全に油分を除去するこ
とができる。

【００１８】また、第１の洗浄部２及び第２の洗浄部３
には、洗浄液５２を薬品処理して清澄化し、再度洗浄槽
４、８内に循環させる洗浄液再処理装置１６が配管接続
されている。

【００１９】水切部１４は、水平移動手段１３によって
第２の洗浄部３から移動してきた搬送籠５１を上下に移
動させる上下移動手段２４と、上下移動手段２４で搬送
籠５１を収納させるための水切槽２２と、水切槽２２内
に設けられ搬送籠５１の両端を交互に上下させる揺動手
段２６と、この揺動手段２６によって揺動される搬送籠
５１に収納された芯軸５０に対して圧縮空気を噴出させ
る圧縮空気噴出手段２３とからなるものである。

【００２０】揺動手段２６は、例えばエアシリンダや油
圧シリンダによるピストン運動で揺動させる。このよう
な揺動手段２６は図２（ａ）、（ｂ）に示すように、搬
送籠５１を載置するための載置台３１と、この載置台３
１が揺動可能に軸着されたフレーム３２と、フレーム３
２に固定されピストン部のシャフト３５がナックル継手
３３を介して載置台３１の一端に固定されたエアシリン
ダ３４とからなる。このエアシリンダ３４をピストン運
動させることにより、載置台３１に載置された搬送籠５
１の両端を交互に上下させる、即ち、搬送籠５１をシー
ソーのように揺動させることができる。なお、載置台３
１が必要以上に傾斜しないように、フレーム３２にはス
トッパ３６が固定されている。

【００２１】また、圧縮空気噴出手段２３は、搬送籠５
１の上面から圧縮空気を噴出させる第１の噴出ノズル部
４１と、第１の噴出ノズル部４１を揺動手段２６によっ
て両端が交互に上下される搬送籠５１の該両端間で往復
直線移動させるスライド機構（図示せず）を備えてい
る。

【００２２】さらに、圧縮空気噴出手段２３は図３に示
すように、搬送籠５１の側面から圧縮空気を噴出させる
噴出ノズル部４２と、噴出ノズル部４２に対して搬送籠
５１を相対的に上下方向に往復直線移動させる昇降機構
（図示せず）とを備えている。この昇降機構は搬送籠５
１を上下動させるために、揺動手段２６のフレーム３２
の上端部が固定されている。

【００２３】乾燥部１５は図１に示すように、真空乾燥
を行なうために密閉構造になっており、真空ポンプによ
って真空状態にする。これにより、軸部の口径が小さく
ローラ部の内径が大きい芯軸であっても、芯軸内に付着
している洗浄液を確実に除去することが可能になる。ま
た、乾燥部１５は水平移動手段１３によって水切部１４
から移動してきた搬送籠５１を上下に移動させる上下移
動手段２５を備えている。

【００２４】なお、第１の洗浄部２、第２の洗浄部３、
水切部１４及び乾燥部１５はプログラマブル・コントロ
ーラなどの制御装置によって制御される。

【００２５】このように構成された洗浄装置１の洗浄動
作について説明する。

【００２６】芯軸５０が２４ケ収納された搬送籠５１を
水平移動手段１３によって第１の洗浄部２の洗浄槽４の
上部まで移動させる。洗浄槽４の上部まで移動された搬
送籠５１を、第１の上下揺動手段５によって洗浄液５２
及び大気間を４０回上下揺動させて、芯軸５０の油分を
９割ぐらい除去させる。なお、ジェット噴流手段６や気
泡放出手段７を併用させているので、せん断力の増
加、気液界面への接触回数の増加、分離した油分を
洗浄槽から溢れ出させ油分の再付着を防止などの効果を
得ることが可能となる。

【００２７】第１の洗浄部２による洗浄が終了すると、
第１の上下揺動手段５によって洗浄篭５１を所定位置
（水平移動手段１３によって洗浄篭５１を移動させるこ
とができる位置）にまで戻し、先程の水平移動手段１３
によって第１の洗浄部２の洗浄槽４から第２の洗浄部３
の洗浄槽８の上部へと移動させる。洗浄槽８の上部まで
移動された搬送籠５１を、第２の上下揺動手段９によっ
て洗浄液５２及び大気間を２０回上下揺動させて芯軸５
０の油分をほとんど除去させる。なお、ジェット噴流手
段１０や気泡放出手段１１を併用させているので、上述
のせん断力の増加等の効果を得ることが可能となる。こ
の上下揺動による洗浄が終了後、搬送籠５１を洗浄槽８
の上部まで移動させ、予め洗浄槽８の上部の位置から待
避させていたシャワー洗浄手段１２を洗浄槽８内の洗浄
篭５１の上部に位置させ、洗浄液によるシャワー洗浄を
所定時間だけ行なう。

【００２８】第２の洗浄部３による洗浄が終了すると、
第２の上下揺動手段９によって洗浄篭５１を所定位置
（水平移動手段１３によって洗浄篭５１を移動させるこ
とができる位置）にまで戻し、水平移動手段１３によっ
て第２の洗浄部３の洗浄槽８から水切部１４の水切槽２
２の上部へと移動させる。水切槽２２の上部へと移動さ
れた搬送籠５１を、水切部１４に設けられた上下移動手
段２４によって水切槽２２内に設けられた揺動手段２６
の載置台３１に載置させる。そして、圧縮空気噴出手段
２３の昇降機構によって揺動手段２６を上下動させ、ま
た、この揺動手段２６のエアシリンダ３４をピストン運
動させることにより載置台３１に載置された搬送籠５１
をシーソーのように揺動させる。この状態で圧縮空気噴
出手段２３の第１の噴出ノズル部４１及び第２の噴出ノ
ズル部４２から圧縮空気を噴出させて搬送籠５１に収納
された複数の芯軸５０に付着した洗浄液を払拭させる。

【００２９】これは、搬送籠５１に収納された芯軸５０
が図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ほとんど傾斜した
状態で収納されていることから、たとえ芯軸５０の上部
から複数の噴出ノズルによって該芯軸５０に付着した洗
浄液を払拭させても、芯軸５０の斜線部分（図４
（ｂ））のように陰になっている場合には、圧縮空気が
届かないからである。

【００３０】このような水切部１４の具体的な水切条件
を図５に示すように、揺動手段２６による搬送籠５１の
傾斜角度αを±５゜程度、圧縮空気噴出手段２３から噴
出される圧縮空気の風速を１５０〜５００ｍ／ｓの範囲
に、好ましくは２００〜３００ｍ／ｓに設定する。圧縮
空気の風速を１５０〜５００ｍ／ｓに設定するのは、す
べての芯軸５０が同一方向に傾斜することになるので
（図５（ａ））、圧縮空気噴出手段２３の第１の噴出ノ
ズル部４１を傾斜している搬送籠５１の上がっている方
向から下がっている方向に向って直線移動させ（図５
（ｂ）、（ｃ））、且つ噴出ノズル部４２に対して搬送
籠５１を相対的に上下方向に往復直線移動させる（図
３）ことにより、芯軸５０の同一方向に付着している洗
浄液を一気に払拭させることができるからである。ま
た、圧縮空気の風速を２００〜３００ｍ／ｓに設定する
ことが好ましいのは、圧縮空気を供給するエアコンプレ
ッサなどの電力消費量や払拭時間を考慮した結果、もっ
とも生産効率がよくなるからである。この揺動手段２６
による揺動運動を複数回繰り返すことにより、芯軸５０
の表面に付着しているすべての洗浄液を確実に払拭させ
ることができる。

【００３１】洗浄液を払拭後、搬送籠５１を水切部１４
の上下移動手段２４によって所定位置（水平移動手段１
３によって洗浄篭５１を移動させることができる位置）
にまで戻し、更に水平移動手段１３によって乾燥部１５
の上部へと移動させる。乾燥部１５の上部へと移動され
た搬送籠５１を予め蓋の開いている乾燥部１５内の所定
位置に、乾燥部１５に設けられた上下移動手段２５によ
って収納させる。そして、蓋を閉めて乾燥部１５内を密
閉状態にし、この乾燥部１５内を真空ポンプによって、
例えばマイナス７４０mmHg以下の極めて高い真空度の真
空状態にして、芯軸５０の内面に付着している洗浄液を
真空乾燥させて確実に除去する。

【００３２】油分や洗浄液が確実に除去された芯軸５０
が納置された搬送籠５１は、乾燥部１５の上下移動手段
２５によって所定位置（水平移動手段１３によって洗浄
篭５１を移動させることができる位置）にまで戻し、更
に水平移動手段１３によって所定位置まで移動させるこ
とにより、洗浄装置１による洗浄作業が終了する。

【００３３】なお、本発明の洗浄装置の洗浄部は本実施
の一形態における第１の洗浄部２、第２の洗浄部３に限
らず、従来の超音波、噴流、回転、気泡放出などによる
洗浄部でもよい。

【００３４】また、本発明の実施の一形態においては、
芯軸５０に付着した洗浄液を払拭させるために圧縮空気
噴出手段２３の昇降機構によって揺動手段２６を上下動
させていたが、これに限らず、第２の噴出ノズル部４２
自体を上下動させてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の洗浄装
置によれば、搬送籠に収納された被洗浄物を水ないし水
系洗浄液である洗浄液によって洗浄する洗浄部と、洗浄
部で洗浄された被洗浄物に付着した洗浄液を払拭する水
切部とを備え、水切部は被洗浄物が収納された搬送籠を
収納するための水切槽と、水切槽内に設けられ搬送籠の
両端を交互に上下させる揺動手段と、揺動手段によって
揺動される搬送籠に収納された被洗浄物に対して圧縮空
気を噴出させる圧縮空気噴出手段とからなるので、水切
部で被洗浄物の表面に付着しているすべての洗浄液を払
拭させることができる。さらに、水切部で洗浄液が払拭
された被洗浄物を真空乾燥させる乾燥部を備えることに
より、水切部によっては払拭できない洗浄液を乾燥させ
ることができるので、洗浄液を短時間で確実に除去させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗浄装置の実施の一形態を示す全体説
明図。

【図２】図１の洗浄装置の水切部の要部（揺動手段）を
示す図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。

【図３】本発明の洗浄装置の圧縮空気噴出手段を示す部
分説明図。

【図４】搬送籠に収納された芯軸の収納状態を示す図
で、（ａ）は全体斜視図、（ｂ）は部分断面図。

【図５】図１の洗浄装置の水切部の要部（揺動手段）に
よって搬送籠が傾斜された状態を示す図で、（ａ）は搬
送籠の部分断面図、（ｂ）、（ｃ）は搬送籠の傾斜方向
と圧縮空気噴出手段を移動させる方向との関係を示す説
明図。

【符号の説明】

１…洗浄装置 ２…第１の洗浄部 ３…第２の洗浄部 １４…水切部 １５…乾燥部 ２２…水切槽 ２３…圧縮空気噴出手段 ２６…揺動手段 ４１…第１の噴出ノズル部 ４２…第２の噴出ノズル部 ５１…搬送籠 ５０…芯軸（被洗浄物） ５２…洗浄液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 俊光 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 深堀 純一 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 森 正裕 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 臼井 由紀 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 小野寺 和人 神奈川県川崎市川崎区小田栄２丁目１番 １号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 村井 健二 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 木場 和則 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 三宅 一幸 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 (72)発明者 村山 智正 大阪府大阪市此花区西九条５丁目３番28 号 日立造船株式会社内 審査官 遠藤 謙一 (56)参考文献 特開 平７−290008（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−31874（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 3/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搬送籠に収納された被洗浄物を水ないし水
   系洗浄液である洗浄液によって洗浄する洗浄部と、前記
   洗浄部で洗浄された前記被洗浄物に付着した前記洗浄液
   を払拭する水切部とを備え、前記水切部は前記被洗浄物
   が収納された前記搬送籠を収容するための水切槽と、前
   記水切槽内に設けられ前記搬送籠の両端を交互に上下さ
   せる揺動手段と、前記揺動手段によって揺動される前記
   搬送籠に収納された前記被洗浄物に対して圧縮空気を噴
   出させる圧縮空気噴出手段とからなり、前記圧縮空気噴
   出手段は、前記搬送籠の上面から圧縮空気を噴出させる
   噴出ノズル部と、前記噴出ノズル部を前記揺動手段によ
   って前記両端が交互に上下される前記搬送籠の該両端間
   で往復直線移動させるスライド機構とを備えたことを特
   徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】搬送籠に収納された被洗浄物を水ないし水
   系洗浄液である洗浄液によって洗浄する洗浄部と、前記
   洗浄部で洗浄された前記被洗浄物に付着した前記洗浄液
   を払拭する水切部と、前記水切部で前記洗浄液が払拭さ
   れた前記被洗浄物を真空乾燥させる乾燥部とを備え、前
   記水切部は前記被洗浄物が収納された前記搬送籠を収容
   するための水切槽と、前記水切槽内に設けられ前記搬送
   籠の両端を交互に上下させる揺動手段と、前記揺動手段
   によって揺動される前記搬送籠に収納された前記被洗浄
   物に対して圧縮空気を噴出させる圧縮空気噴出手段とか
   らなり、前記圧縮空気噴出手段は、前記搬送籠の上面か
   ら圧縮空気を噴出させる噴出ノズル部と、前記噴出ノズ
   ル部を前記揺動手段によって前記両端が交互に上下され
   る前記搬送籠の該両端間で往復直線移動させるスライド
   機構とを備えたことを特徴とする洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記圧縮空気噴出手段は前記搬送籠の側面
   から圧縮空気を噴出させる噴出ノズル部と、前記噴出ノ
   ズル部に対して前記搬送籠を相対的に上下方向に往復直
   線移動させる昇降機構とを備えたことを特徴とする請求
   項１又は２記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記圧縮空気噴出手段から噴出される圧縮
   空気の風速は１５０〜５００ｍ／ｓであることを特徴と
   する請求項１乃至請求項３のうち何れか１項に記載の洗
   浄装置。