(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄部材の空間部、および前記被洗浄部材と前記被洗浄部材を固定する搭載治具との間に形成される液溜まり部に液体を充填する段階と、
前記空間部および前記液溜まり部に充填された液体を、突沸により蒸発除去する段階と、
を含むことを特徴とする被洗浄部材の洗浄方法。
【請求項２】
被洗浄部材を液体に浸漬し、前記被洗浄部材に形成されている空間部、および前記被洗浄部材と前記被洗浄部材を固定する搭載治具との間に形成される液溜まり部に前記液体を充填する充填段階と、
前記充填段階で前記液体が充填された前記被洗浄部材および前記搭載治具を加熱する加熱段階と、
前記加熱段階で加熱された前記被洗浄部材および前記搭載治具の前記空間部および前記液溜まり部に充填されている前記液体を、減圧下で突沸させ蒸発除去する突沸段階と、
を含むことを特徴とする被洗浄部材の洗浄方法。
【請求項３】
前記充填段階は、減圧下で実施されることを特徴とする請求項２記載の被洗浄部材の洗浄方法。
【請求項４】
前記加熱段階は、大気圧下で実施されることを特徴とする請求項２または３記載の被洗浄部材の洗浄方法。
【請求項５】
前記液体は、水であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の被洗浄部材の洗浄方法。
【請求項６】
被洗浄部材を収容可能な浸漬槽と、
前記被洗浄部材が収容されている前記浸漬槽へ第１温度の液体を供給可能な第１供給手段と、
前記第１温度の前記液体と入れ替えに、前記浸漬槽へ前記第１温度よりも高温の第２温度の前記液体を供給可能な第２供給手段と、
前記被洗浄部材を収容可能であって、前記被洗浄部材が収容されると内部の圧力を減圧可能な減圧室と、
前記浸漬槽から前記減圧室へ前記被洗浄部材を移送可能な移送手段と、
前記浸漬槽の内部に収容される前記被洗浄部材が固定され、前記被洗浄部材との間に液溜まり部を形成する搭載治具と、
を備えることを特徴とする被洗浄部材の洗浄装置。
【請求項７】
前記浸漬槽は、前記被洗浄部材を揺動可能な揺動手段を有することを特徴とする請求項６記載の被洗浄部材の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄部材の洗浄方法および洗浄装置に関し、特に微小な空間部が形成されている洗浄部材の当該空間部に付着している異物を除去する洗浄方法および洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、部材を洗浄し異物を除去する場合、例えば水などの液体を吹き付け、液体の速度エネルギーにより被洗浄部材に付着した異物を除去する方法が一般的である。特に、部材の１０〜２００μｍ程度の微小な隙間に付着あるいは残留している異物を除去するためには、加圧された水を被洗浄部材に吹き付ける方法が広く利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、加圧された水を用いる場合、被洗浄部材に形成された微小な隙間における圧力損失にうち勝つため、水の圧力を極めて高く維持する必要がある。そのため、高圧の水を発生するための高圧ポンプならびに高圧ポンプから被洗浄部材へ高圧の水を導く流路系が必要となる。その結果、洗浄工程におけるランニングコストが増大し、洗浄設備が複雑化する。
【０００４】
また、洗浄後には被洗浄部材に水が残留するため、洗浄部材に残留した水分の液切り、乾燥および冷却といった付帯工程が必要となる。その結果、洗浄に要する処理時間が長くなり、洗浄後における乾燥のための付帯設備が必要となり、設備の複雑化ならびにコスト増大を招くという問題がある。
そこで、本発明の目的は、簡単な設備で短時間で処理可能であって、洗浄能力の高い被洗浄部材の洗浄方法および洗浄装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１または２記載の被洗浄部材の洗浄方法によると、被洗浄部材の空間部に液体を充填し、充填された液体を突沸により蒸発除去している。すなわち、液体を突沸させることにより、蒸発する液体とともに被洗浄部材に付着した異物を除去することができる。そのため、高圧の液体などを噴射するための設備が不要であり、突沸による蒸発とともに液体も除去される。したがって、乾燥に必要な設備が不要となり、短時間で処理することができる。また、液体の突沸を利用することにより、微小な隙間などの空間部に存在する異物も容易に除去することができ、洗浄能力を高めることができる。
さらに、液体が蒸発するとき、その液体の蒸発潜熱により被洗浄部材の温度が低下するため、被洗浄部材の冷却が不要となる。
【０００６】
本発明の請求項２記載の被洗浄部材の洗浄方法によると、被洗浄部材の空間部に液体を充填した後に被洗浄部材を加熱している。被洗浄部材を加熱することにより、充填された液体も加熱されるため、減圧時に突沸が容易に生じる。
本発明の請求項３記載の被洗浄部材の洗浄方法によると、液体の充填は減圧下で実施される。そのため、液体は被洗浄部材の微小な隙間へも侵入することができる。また、液体に溶解している気体も除去されるため、被洗浄部材に気泡が付着することによる洗浄能力の低下を防止することができる。
【０００７】
本発明の請求項４記載の被洗浄部材の洗浄方法によると、被洗浄部材の加熱は大気圧下で実施される。そのため、被洗浄部材に充填された液体の蒸発を防止でき、次の突沸段階における液体の突沸を容易に発生させることができる。
本発明の請求項５記載の被洗浄部材の洗浄方法によると、液体は水である。そのため、例えば有機溶媒と比較して環境に与える負荷を小さくすることができる。
【０００８】
本発明の請求項６記載の被洗浄部材の洗浄装置によると、被洗浄部材は浸漬槽で浸漬される。浸漬槽へは第１温度の液体と、第１温度の液体と入れ替えに第２温度の液体が供給される。第１温度の液体は被洗浄部材の空間部への充填のために用いられる。第２温度の液体は被洗浄部材を加熱するために用いられる。加熱された被洗浄部材は、移送手段により減圧室へ移送される。減圧室では、被洗浄部材の周囲の圧力が減圧されるため、被洗浄部材に充填されている液体は突沸する。これにより、液体は除去され、被洗浄部材の空間部に付着している異物は液体とともに除去される。その結果、乾燥あるいは冷却に要する設備が不要である。また、液体は被洗浄部材の微小な空間部まで侵入し、突沸により蒸発除去されるので、微小な空間部に残留している異物も確実に除去することができる。
本発明の請求項７記載の被洗浄部材の洗浄装置によると、浸漬槽には被洗浄部材を揺動可能な揺動手段が配設されている。そのため、被洗浄部材の微小な空間部まで液体を充填することができる。また、加熱時に加熱むらが発生するのを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す一実施例を図面に基づいて説明する。
図２に示すように、本発明の一実施例による洗浄装置１は、浸漬槽１０、第１供給手段としての第１温水供給部２０、第２供給手段としての第２温水供給部３０、減圧室４０および図示しない移送手段を備えている。
【００１０】
浸漬槽１０は、第１温水供給部２０および第２温水供給部３０と接続されている。浸漬槽１０は、密閉されており外界と遮断可能である。浸漬槽１０には、バキュームポンプ１１が接続されている。浸漬槽１０は、第１温水供給部２０または第２温水供給部３０から供給された液体としての温水が蓄えられる水槽であり、内部に被洗浄部材５０が収容される。本実施例では被洗浄部材５０を洗浄する液体として水を使用する。被洗浄部材５０は、載置トレイ１２に整列して載置され、浸漬槽１０の内部に収容される。本実施例では、載置トレイ１２に被洗浄部材５０を２４個載置している。バキュームポンプ１１は、浸漬槽１０の周囲の空気を吸引し、浸漬槽１０の周囲の圧力を減圧する。浸漬槽１０の周囲は、５０ｋＰａまで減圧される。
【００１１】
浸漬槽１０には、載置トレイ１２を揺動する揺動部１３が配設されている。揺動部１３は、浸漬槽１０の内部に収容され被洗浄部材５０が載置された載置トレイ１２を揺動する。載置トレイ１２が揺動されることにより、被洗浄部材５０への温水の充填が促進される。
【００１２】
第１温水供給部２０は、温水が蓄えられている貯水槽２１、貯水槽２１の水の温度を調節する温度調整部２２、温水を浸漬槽１０へ供給する給送ポンプ２３、、温水に含まれる不純物を除去するフィルタ部２４、ならびにフィルタ部２４へ貯水槽２１の水を循環させる循環ポンプ２５を有している。第１温水供給部２０では、温水は５０℃に制御され貯水槽２１に蓄えられている。
【００１３】
第２温水供給部３０は、温水が蓄えられている貯水槽３１、貯水槽３１の水の温度を調節する温度調節部３２、温水を浸漬槽１０へ供給する給送ポンプ３３、温水に含まれる不純物を除去するフィルタ部３４、ならびにフィルタ部３４へ貯水槽３１の水を循環させる循環ポンプ３５を有している。第２温水供給部３０では、温水は８５℃に制御され貯水槽３１に蓄えられている。
【００１４】
減圧室４０は、浸漬槽１０に隣接して配置されている。減圧室４０は、密閉されており外界と遮断可能である。減圧室４０にはバキュームポンプ４１が接続されており、バキュームポンプ４１により減圧室４０の内部の圧力は減圧される。減圧室４０の内部は、２ｋＰａまで減圧される。
図示しない移送手段は、例えばロボットアームなどである。移送手段は、浸漬槽１０に収容されている被洗浄部材５０が載置された載置トレイ１２を減圧室４０へ移送する。移送手段は、載置トレイ１２を浸漬槽から減圧室へ短時間で移送する。
【００１５】
次に、被洗浄部材５０について簡単に説明する。
本実施例の場合、被洗浄部材５０はインジェクタの電磁弁装置を構成する部材である。被洗浄部材５０は、図３に示すように内部に空間部５１を有している。この空間部５１には、隙間部５２のように非常に微小な空間が一部に形成されている。この隙間部５２は、その隙間の幅が数１０μｍから２００μｍ程度である。
【００１６】
被洗浄部材５０は、搭載治具６０に固定されて載置トレイ１２に載置されている。搭載治具６０は、上部治具６１と下部治具６２とで構成されている。上部治具６１および下部治具６２と被洗浄部材５０との間には、液溜まり部６３が形成される。この液溜まり部６３および空間部５１に蓄えられた水が蒸発する際、蒸発した水蒸気が隙間部５２を通過し、被洗浄部材５０の内部に付着している異物が除去される。上部治具６１と下部治具６２との間にはシールリング６４が配設され、被洗浄部材５０と上部治具６１との間にはパッキン６５が配設されている。これにより、発生した水蒸気は、上部治具６１と下部治具６２との境界部あるいは被洗浄部材５０と上部治具６１との境界部を通過することなく、隙間部５２を通過する。
【００１７】
次に、本実施例による洗浄装置１を用いた被洗浄部材５０の洗浄を図１に基づいて説明する。
被洗浄部材５０は、切削および組み付けなどの前処理を完了した後、付着している比較的大きな異物が除去される。これら比較的大きな異物は、例えば高圧水の噴射や高圧空気の噴射などにより除去される。
前処理が終了した被洗浄部材５０は、洗浄装置１へ移送され、載置トレイ１２に載置される。被洗浄部材５０が載置された載置トレイ１２は、移送手段により浸漬槽１０へ移送される。
【００１８】
（浸漬段階）
被洗浄部材５０が載置された載置トレイ１２が浸漬槽１０に移送されると、第１温水供給部２０から浸漬槽１０へ５０℃の温水が供給される。被洗浄部材５０は浸漬段階で５０℃の温水に浸漬されることにより適度に加熱される。温水が所定の量供給されると、揺動部１３により載置トレイ１２が揺動されるとともに、バキュームポンプ１１により浸漬槽１０の周囲の空気の圧力が減圧される。本実施例では、浸漬槽１０の周囲の圧力を５０ｋＰａとなるように減圧している。浸漬槽１０の周囲の圧力が低下することにより、被洗浄部材５０の隙間部５２に残存している空気などが除去される。そのため、温水が被洗浄部材５０の微小な隙間へも十分に充填される。また、浸漬槽１０の周囲の圧力が低下することにより、温水に溶解している空気などの気体が除去される。そのため、被洗浄部材５０の内部に付着している気泡が除去され、被洗浄部材５０の内部へむらなく温水が充填される。さらに、載置トレイ１２を揺動させることにより、短時間で確実に被洗浄部材５０へ温水を充填することができる。本実施例では、浸漬段階は０．５分である。
【００１９】
（加熱段階）
浸漬段階が終了すると、浸漬槽１０の温水は第１温水供給部２０へ還流され、入れ替わって第２温水供給部３０から８５℃の温水が供給される。８５℃の温水に浸漬することにより、被洗浄部材５０は８５℃まで加熱される。浸漬段階では被洗浄部材５０が５０℃まで加熱されているため、加熱段階では被洗浄部材５０が短時間で加熱される。第２温水供給部３０から温水が所定の量供給されると、揺動部１３により載置トレイ１２が揺動される。加熱段階では、浸漬槽１０の周囲の圧力は大気圧である。浸漬槽１０の周囲の圧力を大気圧とすることにより、浸漬槽１０の周囲の圧力は温水の蒸気圧よりも大きくなる。そのため、温水が沸騰し気化することが防止され、被洗浄部材５０の内部に気泡が付着することが防止される。また、載置トレイ１２を揺動させることにより、短時間で確実に被洗浄部材５０ならびに被洗浄部材５０に充填された温水が加熱される。本実施例では、加熱段階は４．５分である。
浸漬段階および加熱段階で用いられた温水は、繰り返し利用される。
【００２０】
（突沸段階）
加熱段階が終了すると、被洗浄部材５０が載置された載置トレイ１２は、移送手段により減圧室４０へ移送される。移送手段により載置トレイ１２が浸漬槽１０から減圧室４０へ移送されるために要する時間は、被洗浄部材５０の温度低下を防止するため数秒程度である。被洗浄部材５０が載置された載置トレイ１２の減圧室４０への移送が完了すると、バキュームポンプ４１により減圧室４０の内部の空気が吸引され、減圧室４０の内部の圧力は急激に低下する。このとき、減圧室４０の内部の圧力は５ｋＰａまで急激に低下する。
【００２１】
減圧室４０の内部の圧力が急激に低下することにより、被洗浄部材５０に充填されている水は突沸現象を生じる。突沸現象は、これまで沸騰していなかった水が周囲の圧力降下により突然沸騰し、瞬間的に水が水蒸気へ気化する現象である。特に、本実施例では、加熱段階で被洗浄部材５０を８５℃まで加熱しているため、減圧室４０の減圧によって容易に突沸現象が生じ、被洗浄部材５０の内部の水が水蒸気へ気化する。
【００２２】
この突沸現象により、被洗浄部材５０の内部の隙間部５２には高速かつ大流量の気流が発生する。この高速かつ大流量の気流により隙間部５２に付着している異物は図３に示すように隙間部５２の開放端５２ａから水蒸気とともに噴出される。そのため、隙間部５２に付着している異物が除去される。
【００２３】
また、突沸現象により被洗浄部材５０の内部に充填された水は水蒸気へと気化する。そのため、被洗浄部材５０の内部には水分が残留することがなく、被洗浄部材５０の乾燥は不要となる。そして、水が水蒸気へ気化する際、気化潜熱により周囲の熱すなわち被洗浄部材５０の熱を奪う。そのため、被洗浄部材５０は、内部の洗浄と同時に冷却される。
【００２４】
以上説明したように、本実施例の洗浄装置１を用いた洗浄方法によると、突沸現象を利用することにより被洗浄部材５０の内部に付着している異物を水蒸気とともに除去することができる。そのため、被洗浄部材５０の内部に形成されている隙間部５２のように微小な隙間に付着している異物であっても、容易に除去することができる。
【００２５】
また、突沸現象を利用することにより、被洗浄部材５０に充填されている水分は水蒸気として除去される。そのため、被洗浄部材５０の洗浄後の乾燥が不要であり、水分の気化による潜熱により製品の乾燥も不要である。その結果、被洗浄部材５０の洗浄後の乾燥および冷却が不要となり、付帯工程および付帯設備が不要である。また、被洗浄部材５０の微小な空間部に残留している異物を除去するために高圧の水を使用しないので、高圧ポンプあるいは高圧水の流路系が不要である。したがって、被洗浄部材５０の洗浄を短時間かつ低コストで確実に実施することができる。
さらに、本実施例では液体として水を用いているので、再利用が容易であり、また環境に与える負荷を小さくすることができる。
【００２６】
以上、本実施例では、被洗浄部材としてインジェクタの構成部材を用いた例について説明した。しかし、本発明としては被洗浄部材は本実施例で説明した部材に限るものではなく、例えば一端が閉塞された円筒形状の部材あるいはその他微小な隙間が形成されている部材などのように、内部の洗浄が困難な部材の洗浄に本発明の洗浄方法および洗浄装置を適用することができる。また、洗浄液には水以外の溶剤を適用可能であり、浸漬段階における浸漬時間、温水の温度および浸漬槽の周囲の圧力、加熱段階における加熱時間および温水の温度、ならびに突沸段階における減圧室の圧力および減圧時の圧力などは、適用する被洗浄部材または洗浄液に応じて変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による被洗浄部材の洗浄装置を用いた洗浄方法の手順を説明する模式図である。
【図２】本発明の一実施例による被洗浄部材の洗浄装置を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施例による被洗浄部材の洗浄装置に適用される被洗浄部材および搭載治具を示す模式的な断面図である。
【符号の説明】
１    洗浄装置
１０    浸漬槽
１３    揺動部（揺動手段）
２０    第１温水供給部（第１供給手段）
３０    第２温水供給部（第２供給手段）
４０    減圧室
【図１】
0003613462.tif 000002
【図２】
0003613462.tif 000003
【図３】
0003613462.tif 000004