(57)【要約】【課題】ワークを加工する加工機を用いて、ワークを洗浄可能な洗浄装置を提供する。【解決手段】加工機に着脱可能であると共に前記加工機を用いて回転される、ホルダー部３と、ホルダー部３と共に回転する本体部４と、を備え、本体部４には、洗浄液５を貯留する液溜め部４２ｃと、液溜め部４２ｃに貯留された洗浄液５が充填される噴射前室４１ｅと、前記加工機から注入されたエアーを噴射前室４１ｅに注入可能なエアー流路４１ｆと、噴射前室４１ｅから洗浄液５をワーク７に向かって噴射可能な噴射流路４１ｇと、が形成されており、ホルダー部３の回転によって、液溜め部４２ｃから噴射前室４１ｅに洗浄液５が充填され、前記加工機から注入された前記エアーの圧力によって、噴射前室４１ｅから洗浄液５をワーク７に向かって噴射する、洗浄装置。【選択図】図７
2020055061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工機に着脱可能であると共に前記加工機を用いて回転される、ホルダー部と、
前記ホルダー部と共に回転する本体部と、を備え、
前記本体部には、洗浄液を貯留する液溜め部と、前記液溜め部に貯留された前記洗浄液が充填される噴射前室と、前記加工機から注入されたエアーを前記噴射前室に注入可能なエアー流路と、前記噴射前室から前記洗浄液をワークに向かって噴射可能な噴射流路と、が形成されており、
前記ホルダー部の回転によって、前記液溜め部から前記噴射前室に前記洗浄液が充填され、
前記加工機から注入された前記エアーの圧力によって、前記噴射前室から前記洗浄液を前記ワークに向かって噴射する、
洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
切削加工後の金属製ワークには、切粉や切削油等の汚れが付着している。
例えば、特許文献１には、加工機から注入されるエアーを用いて洗浄液をワークに噴射する洗浄装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０４７６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、洗浄装置に関し、以下の課題を見出した。
特許文献１に開示されている技術では、ワークを加工する加工機と別途に、ワークを洗浄する洗浄装置を用意する必要がある。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、ワークを加工する加工機を用いて、ワークを洗浄可能な洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する一態様は、洗浄装置であって、加工機に着脱可能であると共に前記加工機を用いて回転される、ホルダー部と、前記ホルダー部と共に回転する本体部と、を備え、前記本体部には、洗浄液を貯留する液溜め部と、前記液溜め部に貯留された前記洗浄液が充填される噴射前室と、前記加工機から注入されたエアーを前記噴射前室に注入可能なエアー流路と、前記噴射前室から前記洗浄液をワークに向かって噴射可能な噴射流路と、が形成されており、前記ホルダー部の回転によって、前記液溜め部から前記噴射前室に前記洗浄液が充填され、前記加工機から注入された前記エアーの圧力によって、前記噴射前室から前記洗浄液を前記ワークに向かって噴射する。
【０００７】
本発明に係る洗浄装置は、加工機に着脱可能であると共に加工機を用いて回転される、ホルダー部と、ホルダー部と共に回転する本体部と、を備え、本体部に、洗浄液を貯留する液溜め部と、液溜め部に貯留された洗浄液が充填される噴射前室と、加工機から注入されたエアーを噴射前室に注入可能なエアー流路と、噴射前室から洗浄液をワークに向かって噴射可能な噴射流路と、が形成されており、ホルダー部の回転によって、液溜め部から噴射前室に前記洗浄液が充填され、加工機から注入されたエアーの圧力によって、噴射前室から洗浄液をワークに向かって噴射する。
そのため、加工機に形成されている回転動力やエアー注入機構を用いて、ワークを洗浄することができる。つまり、本発明に係る洗浄装置は、ワークを加工する加工機を用いて、ワークを洗浄することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ワークを加工する加工機を用いて、ワークを洗浄可能な洗浄装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係る洗浄装置の正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本実施の形態に係る洗浄方法を示すフローチャートである。
【図５】回転時における洗浄装置の断面図である。
【図６】回転後における洗浄装置の断面図である。
【図７】エアー噴射時における洗浄装置の断面図である。
【図８】エアー噴射後における洗浄装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１１】
まず、図１〜２を参照して、本実施の形態に係る洗浄装置の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る洗浄装置の正面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図１に示すように、洗浄装置１は、ホルダー部３、及び本体部４を備える。なお、図１には、洗浄装置１に加えて、ワーク７、及び汚れ８を図示している。また、図２には、洗浄装置１に加えて、洗浄液５、ワーク７、及び汚れ８を図示している。図２に示す一点鎖線は、洗浄装置１の回転軸を示す。
【００１２】
図２に示すように、本体部４は、外筒４１、及び内筒４２を備える。図２に示すように、本体部４には、少なくとも、洗浄液流路４ｂ、液溜め部４２ｃ、貫通孔４２ｄ、噴射前室４１ｅ、エアー流路４１ｆ、及び噴射流路４１ｇが形成されており、さらに、ノズル４１ａが形成されていてもよい。
【００１３】
なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正方向が鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。
【００１４】
洗浄装置１は、図示しない加工機に接続されて使用される。具体的には、ホルダー部３を加工機に形成された凹部に嵌合して使用される。つまり、ホルダー部３は、加工機に着脱可能である。加工機に形成された凹部には、通常、図示しない工具が備えるホルダー部が嵌合されている。加工機には、工具を回転させる回転機構が形成されている。ホルダー部が加工機に嵌合された工具は、加工機に形成された回転機構を用いて回転されて、ワーク７を加工する。また、加工機には、エアー注入機構が形成されている。エアー注入機構から注入されたエアーは、例えば、工具内に形成されたエアー流路を通り、ワーク７に向かって噴射される。
【００１５】
図１に示すように、ホルダー部３は、ｚ軸方向に伸びる構造体である。ホルダー部３のｚ軸正方向側には、図示しない加工機が配置されている。ホルダー部３は、ｘｙ平面で切断した際における断面が、円形状である。ホルダー部３のｚ軸正方向側の端部は、ｚ軸正方向に向かって、ｘｙ平面で切断した際における直径が小さくなっている。すなわち、ホルダー部３のｚ軸正方向側の端部は、側面がテーパ状である。
【００１６】
ホルダー部３のｚ軸正方向側の端部は、加工機に嵌合される工具が備えるホルダー部のｚ軸正方向側の端部と同じ形状である。したがって、工具を嵌合するために形成された凹部を使用して洗浄装置１を加工機に接続することができる。加工機に形成された回転機構を用いて、加工機に嵌合されたホルダー部３を図２に示す回転軸を中心として回転させることができる。
【００１７】
ホルダー部３のｚ軸負方向側の端部には、本体部４が接続されている。ホルダー部３と本体部４とは、図２に示すように別途の構造体として形成されてもよいし、一体形成されてもよい。本体部４は、外筒４１及び内筒４２を備える。外筒４１は、ｚ軸方向に伸びる筒状の構造体である。外筒４１は、ｘｙ平面で切断した際における断面が、例えば環状である。外筒４１のｚ軸負方向側の端には、底が形成されている。外筒４１のｚ軸正方向側の端には、天井が形成されている。
【００１８】
外筒４１に形成された底及び天井は、ｘｙ平面に平行である。図２に示す例では、外筒４１に形成された天井は、ホルダー部３のｚ軸負方向側の端部に接着されている。したがって、加工機に形成された回転機構を用いてホルダー部３を回転させることによって、本体部４を図２に示す回転軸を中心として回転させることができる。外筒４１には、ワーク７に向かって伸びるようにノズル４１ａが形成されていてもよい。ノズル４１ａは、例えば、外筒４１に形成された底の中央からｚ軸負方向に向かって延設される。
【００１９】
内筒４２は、外筒４１の内側に固定されている。したがって、内筒４２の外径は、外筒４１の内径よりも、小さい。内筒４２は、ｚ軸方向に伸びる筒状の構造体である。内筒４２は、ｘｙ平面で切断した際における断面が、例えば環状である。内筒４２のｚ軸負方向側の端には、底が形成されている。内筒４２のｚ軸正方向側の端には、天井が形成されている。外筒４１と内筒４２とは、図２に示すように別途の構造体として形成されてもよいし、一体形成されてもよい。
【００２０】
本体部４には、洗浄液流路４ｂが形成されている。洗浄液流路４ｂは、本体部４の外部と内筒４２の内部とを連通している。洗浄液流路４ｂの本体部４の外部側の端は、図示しない洗浄液注入機構に接続可能である。洗浄液流路４ｂに接続された洗浄液注入機構は、洗浄液５を洗浄液流路４ｂに注入することができる。洗浄液流路４ｂに注入された洗浄液５は、内筒４２の内側に形成された液溜め部４２ｃに貯留される。洗浄液流路４ｂは、洗浄液５を液溜め部４２ｃに貯留可能な位置であれば、どのような位置に形成されてもよい。図２に示す例では、洗浄液流路４ｂは、本体部４の側壁のｚ軸正方向側に形成されている。
【００２１】
詳細は後述するが、液溜め部４２ｃに貯留された洗浄液５は、貫通孔４２ｄを通り、噴射前室４１ｅに充填される。貫通孔４２ｄは、内筒４２の側壁のｚ軸正方向側に形成されている。貫通孔４２ｄの形状及び個数は特に限定されない。貫通孔４２ｄは、図２に示すように複数個形成されてもよいし、１つ形成されてもよい。貫通孔４２ｄは、内筒４２の内側すなわち液溜め部４２ｃと、噴射前室４１ｅと、を連通している。
【００２２】
噴射前室４１ｅは、外筒４１と内筒４２との間隙に形成される。具体的には、噴射前室４１ｅは、例えば、外筒４１の内側面に形成された凹部と、当該凹部に対向するように内筒４２の外側面に形成された凹部と、によって形成される。噴射前室４１ｅは、複数個形成されてもよいし、１つ形成されてもよい。液溜め部４２ｃに洗浄液５を貯留した状態で加工機を用いて洗浄装置１を回転させると、洗浄液５に遠心力が付与される。洗浄液５は、所定以上の遠心力を受けると、内筒４２の内側壁を伝って貫通孔４２ｄから噴射前室４１ｅに充填される。
【００２３】
噴射前室４１ｅには、エアー流路４１ｆからエアーが注入される。エアー流路４１ｆは、加工機に形成されたエアー注入機構と噴射前室４１ｅとを連通する。エアー流路４１ｆは、エアーを噴射前室４１ｅに注入可能であればどのように形成されていてもよい。エアー流路４１ｆは、例えば図２に示すように、ホルダー部３の中心を通り、途中部において分岐するように形成される。噴射前室４１ｅが複数個形成されている場合、エアー流路４１ｆは、それぞれの噴射前室４１ｅの全てにエアーを注入可能であるように形成される。
【００２４】
噴射前室４１ｅにエアーを注入すると、噴射前室４１ｅに充填された洗浄液５が、エアーの圧力によって、エアーと共に噴射流路４１ｇを通り、ワーク７に向かって噴射される。噴射流路４１ｇは、噴射前室４１ｅの下方からワーク７に向かって伸びるように形成される。噴射前室４１ｅが複数個形成されている場合、噴射流路４１ｇは、噴射前室４１ｅのそれぞれの下方から伸びるように形成される。図２に示すように外筒４１にノズル４１ａが形成されている場合、噴射流路４１ｇは、ノズル４１ａ内を通るように形成される。噴射前室４１ｅに充填された洗浄液５は、ノズル４１ａの先端部からエアーと共にワーク７に向かって噴射される。
【００２５】
ワーク７に向かって噴射された洗浄液５及びエアーは、ワーク７の上面に付着した汚れ８を除去する。汚れ８は、ワーク７を切削加工等する際に発生する切粉や、ワーク７に残留している切削油等である。洗浄液５は、ワーク７から汚れ８を除去可能な液体である。洗浄液５は、例えば水であり、当該水は界面活性剤を含んでいても良い。また、洗浄液５は、アルコール等の有機溶媒であってもよい。
【００２６】
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。なお、図３では、ホルダー部３及び外筒４１の図示を省略している。また、図３に示す矢印は、洗浄液５が受ける、重力と遠心力との合成ベクトルである。図３に示すように、内筒４２には、ハネ４２ｈが形成されていてもよい。ハネ４２ｈは、内筒４２の内底面に形成される尾根状の突起である。ハネ４２ｈが形成されている内筒４２は、ハネ４２ｈが形成されていない内筒４２に比較して、洗浄装置１が回転した際に、液溜め部４２ｃに貯留された洗浄液５をより攪拌し、洗浄液５に大きな遠心力を付与することができる。
【００２７】
洗浄装置１が回転すると、洗浄液５は、重力に加えて遠心力を受ける。図３に示す矢印は、洗浄液が受ける重力及び遠心力の合成ベクトルの一例である。また、図３に示す角度Ａは、合成ベクトルと内筒４２の内側壁とが成す角度である。所定以上の遠心力が付与されると、合成ベクトルの向きがｚ軸正方向に向かって変化し、角度Ａが９０°程度になる。角度Ａが９０°程度以上になると、洗浄液５は、内筒４２の内側壁を伝って、貫通孔４２ｄから噴射前室４１ｅに充填される。洗浄液５を噴射前室４１ｅに充填する際における洗浄装置１の回転数は、液溜め部４２ｃの形状や洗浄液５の粘度等に応じて、角度Ａが９０°程度以上になるように適宜設定される。
【００２８】
内筒４２の内側壁は、テーパ状になっていることが好ましい。具体的には、図３に示すように、内筒４２の内径が、ｚ軸負方向からｚ軸正方向に向かって大きくなるように内筒４２の内側壁が形成されていることが好ましい。内筒４２の内側壁がテーパ状になっている場合、内筒４２の内側壁がテーパ状になっていない場合に比較して、洗浄液５が受ける遠心力が小さくても、角度Ａが９０°程度以上になる。したがって、内筒４２の内側壁がテーパ状になっている場合、内筒４２の内側壁がテーパ状になっていない場合に比較して、少ない回転数で洗浄液５を噴射前室４１ｅに充填することができる。
【００２９】
次に、図２、及び図４〜８を参照して、本実施の形態に係る洗浄装置を用いてワークを洗浄する方法（本実施の形態に係る洗浄方法）について説明する、図４は、本実施の形態に係る洗浄方法を示すフローチャートである。図５は、回転時における洗浄装置の断面図である。図６は、回転後における洗浄装置の断面図である。図７は、エアー噴射時における洗浄装置の断面図である。図８は、エアー噴射後における洗浄装置の断面図である。
【００３０】
図４に示すように、本実施の形態に係る洗浄方法は、少なくとも、充填する工程（ステップＳ２）及び噴射する工程（ステップＳ３）を備え、必要に応じて注入する工程（ステップＳ１）を行うものとする。
【００３１】
本実施の形態に係る洗浄方法を行う前には、通常、ワーク７を加工する工程が行われる。加工する工程では、加工機に接続された工具を用いてワーク７に切削等の加工を施す。加工する工程において、ワーク７の表面に、汚れ８が付着する。ワーク７から汚れ８を除去するために、本実施の形態に係る洗浄方法を実施する。
【００３２】
本実施の形態に係る洗浄方法では、まず、注入する工程（ステップＳ１）を行う。注入する工程（ステップＳ１）では、図２に示すように、洗浄液流路４ｂを介して液溜め部４２ｃに洗浄液５を注入する。注入する工程（ステップＳ１）では、ワーク７を１回洗浄する際に要する液量の所定倍以上の洗浄液５を液溜め部４２ｃに注入する。
【００３３】
次に、充填する工程（ステップＳ２）を行う。充填する工程（ステップＳ２）を行う際には、加工機を用いて洗浄装置１を所定以上の回転数で回転させることによって、液溜め部４２ｃに貯留された洗浄液５に遠心力を付与する。遠心力が付与された洗浄液５は、図５に示すように、内筒４２の内側壁を伝って、貫通孔４２ｄから噴射前室４１ｅに充填される。噴射前室４１ｅに洗浄液５が十分に充填された後、図６に示すように洗浄装置１の回転を停止させる。
【００３４】
次に、噴射する工程（ステップＳ３）を行う。図７に示すように、噴射する工程（ステップＳ３）では、加工機に形成されたエアー注入機構を用いてエアーを注入し、ワーク７に向かって洗浄液５及びエアーを噴射する。図７に示す矢印は、エアーの流れる向きを示す。噴射された洗浄液５及びエアーは、図８に示すように、ワーク７から汚れ８を除去する。
【００３５】
噴射する工程（ステップＳ３）では、噴射前室４１ｅに充填された洗浄液５をワーク７に噴射した後に、エアーのみをワーク７に噴射することが好ましい。エアーのみがワーク７に噴射されると、ワーク７の上面に付着した洗浄液５が、蒸発する。したがって、エアーのみをワーク７に噴射することによって、ワーク７を乾燥させることができる。このように、洗浄装置１は、加工機に形成された既存の機構を用いてワーク７を洗浄することができる。そのため、ワーク７の洗浄に際して加工機を改造したり、回転機構及びエアー注入機構を加工機と別途に形成する必要がない。
【００３６】
以上の工程によって、ワーク７の洗浄を行うことができる。図８に示すように、注入する工程（ステップＳ１）〜噴射する工程（ステップＳ３）を行った洗浄装置１は、液溜め部４２ｃに複数回ワーク７を洗浄可能な液量の洗浄液５を貯留している。そのため、次なるワーク７を洗浄する際には、注入する工程（ステップＳ１）を行わずに、充填する工程（ステップＳ２）及び噴射する工程（ステップＳ３）を行えばよい。つまり、本実施の形態に係る洗浄方法では、ワーク７を洗浄する際に、注入する工程（ステップＳ１）を毎回行う必要がない。
【００３７】
噴射する工程（ステップＳ３）を行った後、測定する工程を行うことがある。噴射する工程（ステップＳ３）において洗浄されたワーク７は、測定する工程において、図示しない測定プローブを用いて測定される。測定プローブは、工具及び洗浄装置１と同様に、加工機に形成された凹部に嵌合されて使用される。
【００３８】
工具と洗浄装置１との交換、及び、洗浄装置１と測定プローブとの交換は、手動で行われてもよいが、自動で行われることが好ましい。工具と洗浄装置１との交換、及び、洗浄装置１と測定プローブとの交換を自動で行うと、人手を介することなく、加工する工程、本実施の形態に係る洗浄方法が備える工程、及び測定する工程を行うことができる。したがって、交換作業を行う作業者が到着するまで加工機を停止させる必要がない。そのため、加工する工程、本実施の形態に係る洗浄方法が備える工程、及び測定する工程の実施に要する合計時間を、短縮することができる。
【００３９】
以上で説明した本実施の形態に係る発明により、ワークを加工する加工機を用いて、ワークを洗浄可能な洗浄装置を提供することができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１  洗浄装置
３  ホルダー部
４  本体部
４１  外筒
４２  内筒
４１ａ  ノズル
４ｂ  洗浄液流路
４２ｃ  液溜め部
４２ｄ  貫通孔
４１ｅ  噴射前室
４１ｆ  エアー流路
４１ｇ  噴射流路
４２ｈ  ハネ
５  洗浄液
７  ワーク
８  汚れ
【図１】
2020055061.tif 000003
【図２】
2020055061.tif 000004
【図３】
2020055061.tif 000005
【図４】
2020055061.tif 000006
【図５】
2020055061.tif 000007
【図６】
2020055061.tif 000008
【図７】
2020055061.tif 000009
【図８】
2020055061.tif 000010