(57)【要約】【課題】  ワーク内部を洗浄することができ、洗浄後のワーク内部に残留する有機溶剤洗浄液を効率的に乾燥させる洗浄装置を提供する。【解決手段】  ワーク１を洗浄液の流液により洗浄する洗浄装置１００であって、前記洗浄液を揮発性機溶剤とするとともに、前記洗浄液を強制的に液送する循環経路２０中に前記ワーク1を接続させて前記ワークを把持するワーク把持手段１０と、前記ワーク１を出し入れする開口３３を有するとともに前記ワーク把持手段１０を収容してワーク洗浄作動を実行する洗浄実行部３０とを備え、前記開口３３には、その開口面積を狭めるように冷却部４０を設けた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを洗浄液の流液により洗浄する洗浄装置であって、
前記洗浄液を揮発性溶剤とするとともに、
前記洗浄液を強制的に液送する液送経路中に前記ワークを接続させて、前記ワークを把持するワーク把持手段と、
前記ワークを出し入れする開口を有する一方、前記ワーク把持手段を収容してワーク洗浄作動を実行する洗浄実行部とを備え、
前記洗浄実行部の前記開口には、その開口面積を狭めるように冷却部を設けたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記揮発性溶剤は、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）および１−ブロモプロパンよりなるグループから選択される有機溶剤を主成分としてなることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記液送経路は、ポンプおよびフィルタを含む循環経路よりなることを特徴とする請求項１または２記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記循環経路は、前記ワーク把持手段に把持された前記ワークを経由してその洗浄を行ないつつ洗浄液を液送する主循環経路と、前記ワークを経由しない副循環経路とを切替え可能に設けたことを特徴とする請求項３記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記液送経路には、前記ワーク内部に空気を送る空圧経路が接続されるとともに、
前記洗浄液の液送と空気の圧送とを切替える切替え弁が設けられていることを特徴とする請求項３記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記液送経路にはバッファタンクが設けられ、該バッファタンクには、
前記洗浄実行部から溶液を回収する溶液回収経路と、
前記洗浄実行部へ排気する排気経路とが接続されていることを特徴とする請求項４または５記載の洗浄装置。
【請求項７】
洗浄後の前記ワークを乾燥させる乾燥部を前記洗浄実行部の前記開口に連続させるとともに、前記冷却部に密着するように設けたことを特徴とする請求項１または２記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記冷却部は、前記開口の周囲に設けたペルチェ素子よりなることを特徴とする請求項１または２記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記開口の内周の表面に、異形状の突起を複数設けたことを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【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。さらに詳述すると、本発明は、洗浄液として揮発性溶剤を用いてワークを洗浄する洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は、揮発性溶剤を用いてワークを洗浄する洗浄装置である（特許文献１参照）。この洗浄装置は、ワーク１０１を洗浄する各槽１０２、１０３、１０４と冷却器１０５との間に、錐形状の回収手段１０６が設けられている。回収手段１０６には、ワーク１０１を各槽１０２、１０３、１０４に降ろす開口部１０７が形成されている。
【０００３】
冷却器１０５は気化した溶剤を冷却し凝縮させて回収する凝縮器である。冷却器１０５によって凝縮され、落下した溶剤は、回収手段１０６によって受け止められ、中央に集められて開口部１０８から洗浄槽１０３に戻される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−８２０５８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の洗浄装置では、洗浄槽内の有機溶剤にワークを浸して洗浄するので、ワークの内部には十分に洗浄剤が行き渡らず内部まで完全に洗浄することが困難であった。特に、屈曲した細管や内部に液溜めを有する等の複雑な内部構成の精密部品等のワーク内部を洗浄することは不可能である。また、ワーク内部に洗浄液を通して洗浄することもあるが、洗浄後のワーク内部に残留する洗浄剤を短時間で乾燥させることは困難であり、特に、大量生産される機器の部品である場合は、洗浄後の乾燥工程で温度炉等の大規模な設備が必要となり、設備費用および運転コストが高額になるという問題がある。
【０００６】
また、揮発性の高い有機溶剤を洗浄剤として使用する特許文献１の洗浄装置では、冷却器１０５が配置されている部分の開口が大きく、冷却器１０５の近傍では気化した溶剤を良好に凝縮させることは可能であるが、冷却器１０５から離れた位置では気化した溶剤を良好に凝縮させることが困難であり、溶剤の回収効率が悪いという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ワーク内部を洗浄することができ、洗浄後のワーク内部に残留する洗浄液を効率的に乾燥させることができる洗浄装置を提供することを目的とする。また、本発明は、揮発性溶剤の蒸散による空気中への放散を抑制することができ回収効率に優れた、小型高効率で環境負荷を減少させた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】
【０００８】
かかる目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、ワークを洗浄液の流液により洗浄する洗浄装置であって、前記洗浄液を揮発性溶剤とするとともに、前記洗浄液を強制的に液送する液送経路中に前記ワークを接続させて、前記ワークを把持するワーク把持手段と、前記ワークを出し入れする開口を有する一方、前記ワーク把持手段を収容してワーク洗浄作動を実行する洗浄実行部とを備え、前記洗浄実行部の前記開口には、その開口面積を狭めるように冷却部を設けたことを特徴とする洗浄装置である。
【０００９】
本発明によれば、強制的な液送により液送経路内を流れる洗浄液をワークの内部に通すことになるので、複雑な形状のワーク内部であっても効果的に洗浄することができる。また、洗浄剤を揮発性の高い溶剤を用いるので、洗浄後のワーク内部に残留する洗浄剤を効率的に乾燥させることができる。さらに、例えば、洗浄実行部を壷状構造とするなど洗浄実行部の開口の開口面積を狭めるようにして、その開口を冷却することによって、洗浄後のワーク交換の際に漏出する溶剤が空気中へ蒸散により放散することを防止でき、そのうえ漏出した溶剤は洗浄実行部の底に溜まるので、溶液回収効率に優れ環境負荷を軽減させる洗浄装置とすることができる。
【００１０】
発明においては、前記揮発性溶剤を、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）および１−ブロモプロパンよりなるグループから選択される有機溶剤を主成分としてなることが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、洗浄剤として、ＨＦＥ、ＨＦＣ、ＨＣＦＣおよび１−ブロモプロパン等の揮発性の高い洗浄液を用いるので、洗浄後のワークを効率よく乾燥させることができる。なお、ＨＣＦＣおよび１−ブロモプロパンは単独で、また、ＨＦＥやＨＦＣは２−プロパノールやエタノールなどを添加することにより、良好な脱脂洗浄を行なうことができる。
【００１２】
発明においては、前記液送経路は、ポンプおよびフィルタを含む循環経路とすることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、洗浄液をポンプにより強制的に液送することができ、また、フィルタを含む循環経路を循環させるので、洗浄液を再生維持することにより繰り返し使用するので、大量の洗浄液を必要とせず環境負荷の低い洗浄装置とすることができる。
【００１４】
発明においては、前記循環経路が、前記ワーク把持手段に把持された前記ワークを経由してその洗浄を行ないつつ洗浄液を液送する主循環経路と、前記ワークを経由しない副循環経路とを切替え可能に設けられることが好ましい。
【００１５】
本発明によれば、洗浄対象のワークを洗浄する際には主循環経路に液送して、洗浄対象のワークを着脱時や空気圧送時など洗浄が中断しているときには、主循環経路の流液を待機状態として、バイパス経路である副循環経路に洗浄剤を流すように切替えている。従って、ワーク着脱の度に液送ポンプの起動と停止を繰り返す必要がなく、ポンプを停止させることなく運転できるので、起動停止によるエネルギーロスを防止して、省エネ型の洗浄装置とすることができる。
【００１６】
ここで、主循環経路と副循環経路との経路を一気に切替えると、循環経路が一時的に封鎖され、急激な液送圧力の上昇で液送ポンプへ負荷がかかることがある。そこで、切替えバルブを２個として、主循環経路側と副循環経路側にそれぞれバルブを設けて、経路を切替える際の所定時間双方のバルブとも連通状態にした後に片方を閉じるように制御すれば、急激な液送圧力の上昇を防止できるので、ポンプへの負荷を軽減され好ましい。
【００１７】
発明においては、前記液送経路には、前記ワークに空気を送る空圧経路が接続されるとともに、前記洗浄液の液送と空気の圧送とを切替える切替え弁が設けられていることが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、洗浄後のワークに空気を圧送することにより、ワーク内に残留する洗浄液を除去し、ワークの内表面にシミ等を残すことなく短時間での乾燥を実現することができる。また、洗浄液と空気の圧送を切替え弁により切替えることにより、洗浄時の液送経路そのまま用いて空気を圧送することができるので、ワークの移動を行なうことなく洗浄と乾燥の工程を行なうことができる。
【００１９】
ここで、洗浄対象であるワークの状態や洗浄レベル（要求される清浄度）に応じて、洗浄液の液送時間と空気の圧送時間とをそれぞれ設定可能とすることが望ましい。また、空圧経路中に、粒子フィルタ、圧力設定装置、流量設定装置を設ければ、ワークの状態や洗浄レベルに応じて乾燥に必要な空気の圧送を制御することが容易となる。
【００２０】
さらに、洗浄液の液送と空気の圧送とを切替える切替え弁は、空圧経路側と液送経路側のそれぞれに設けられる。なお、これら切替え弁は、いずれか一方を電磁バルブとし、他方を逆止弁とすることも可能であるが、耐圧構成の上では、両方を電磁バルブとすることが好ましい。更に、液送経路側のバルブは、ワーク把持手段のより近傍に設けるほど、空気の圧送への切替え後に排出される洗浄液の量を減少させることができる。
【００２１】
発明においては、前記液送経路にはバッファタンクが設けられ、該バッファタンクには、前記洗浄実行部から溶液を回収する溶液回収経路と、前記洗浄実行部へ排気する排気経路とが接続されていることが好ましい。
【００２２】
本発明によれば、冷却部により液化されたり洗浄対象着脱の際に漏洩したりして、洗浄実行部の底に滞留する洗浄液を洗浄実行部からバッファタンクに回収することができる。また、洗浄後のワークに圧送され循環経路を経由してバッファタンクに流入する洗浄液と混合した空気は、バッファタンク内で洗浄液と気体に分離され、気体のみが排気経路から洗浄実行部へ排気されるので、バッファタンクに洗浄液を回収することができる。その上、排気経路から洗浄実行部へ排気される気体に尚も残留する溶剤は、洗浄実行部上部の冷却部により液化され洗浄実行部の底に滞留し、最終的にバッファタンクに回収される。従って、全体として、洗浄液即ち溶剤の回収サイクルを形成することになるので、溶剤使用量を低減し、環境負荷の低い溶剤洗浄装置を提供することができる。
【００２３】
発明においては、洗浄後の前記ワークを乾燥させる乾燥部を前記洗浄実行部の前記開口に連続させるとともに、前記冷却部に密着するように設けることが好ましい。
【００２４】
本発明によれば、洗浄後のワークを乾燥させる乾燥部を冷却部に密着させて設けたので、ワーク乾燥中に発生する洗浄液の蒸発ガスが大気中に放出されることを抑制して、乾燥部に連続する洗浄実行部の開口から洗浄液を洗浄実行部の底部に回収することができる。即ち、揮発性の有機溶剤が洗浄液である場合、その蒸発ガスの比重は大気の１．２〜１．５倍程度であり重く、更に冷却されて一層重くなるので、洗浄液の蒸発ガスは下側に流れ、上側に拡散することなく回収することができる。また、１のワークの洗浄を実行すると同時に、これより先に洗浄を終えた複数のワークを乾燥部で乾燥させることができるので、ワーク洗浄工程の進捗の影響を受けずに次の工程へ乾燥が完了したワークを順次供給することができる。
【００２５】
更に、乾燥部の底にパンチメタル等のスノコ状の分離板を設けて、この上に洗浄後のワークを載置するようにしてもよい。この場合、分離板を乾燥部から洗浄実行部の開口の壁に沿って延長すること、即ち、洗浄装置のワーク把持手段へのワークの着脱経路に沿ってスノコ状の仕切りを設けることが望ましい。このように構成すれば、冷却部によって洗浄実行部内に還流する洗浄剤のガスの流れをワーク着脱の際に乱すことがないので、洗浄装置外への洗浄剤の放散を抑制することができる。
【００２６】
発明においては、前記冷却部が前記開口の周囲に設けたペルチェ素子よりなることが好ましい。
【００２７】
本発明によれば、冷却部にペルチェ素子を用いるので、簡易な構成により冷却効率が高く、エネルギー消費が低く、且つメインテナンスが簡単な洗浄装置とすることができる。
【００２８】
発明においては、前記開口の内周の表面に、異形状の突起を複数設けることが好ましい。
【００２９】
本発明によれば、洗浄実行部の開口の内周に冷却棒や冷却フィン等の異形の突起を設けるならば内周の表面積が広くなるとともに、実質的に壷型構造となるので、冷却効率／性能を向上させ溶剤の蒸散を防止することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように本発明にかかる洗浄装置によれば、ワークの内部に強制的に洗浄液の流液を通すことで効率的に洗浄することができるばかりでなく、洗浄液として揮発性溶剤、特に有機溶剤を用いて流液洗浄するので、短時間でワーク内部の乾燥を行なうことができる。
【００３１】
その上、洗浄液として用いる有機溶剤の揮発ガスを冷却回収するとともに、有機溶剤である洗浄液（以下では、「有機溶剤洗浄液」という）を循環させて再生使用するので、高価な有機溶剤洗浄液の揮発ロスおよび液ロスを抑制して、環境負荷を低減させるとともに、運転コストをも低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００３３】
（洗浄装置の全体構成）
図１は、本発明による洗浄装置の実施形態の一例を模式的に示す。この洗浄装置１００は、ワーク１を把持してワーク１の内部に洗浄液として揮発性の高い有機溶剤を流して流液洗浄するワーク把持手段１０と、洗浄液を循環させるとともにワーク把持手段１０へ洗浄液を液送する循環経路２０と、ワーク把持手段１０を収容して洗浄作動を行なう洗浄実行部３０と、洗浄実行部３０の上側に設けられた冷却部４０と、洗浄が完了した複数のワーク１を収容、載置して乾燥させるために冷却部４０の上側に設けられた乾燥部５０とより構成される。
【００３４】
（ワーク把持手段の構成）
ワーク把持手段１０は、ワーク１を所定の姿勢に位置決めして支持するワーク支持部１１とワーク１をワーク支持部１１に対して付勢するワーク付勢部１２およびワーク付勢部１２を駆動する駆動部１３を備え、駆動部１３の駆動によりワーク支持部１１とワーク付勢部１２との間にワーク１を把持する。その際、ワーク１は、ワーク搬送用のロボットや専用装置のハンドやピンセット等のワーク挟持搬送手段（図示しない）により所定の姿勢でワーク把持手段１０による把持位置に搬入配置される。
【００３５】
ワーク支持部１１は、ワーク１の形状に対応する凹部１１ａおよびワーク１の内部の穴や管等に連通してそこから流出する洗浄液の流路となる液送管１１ｂを備える。ワーク支持部１１は、洗浄実行部３０内に固定配置され、図１では洗浄実行部３０の側壁に固定されているが、洗浄実行部３０の形状によりその底部に固定してもよい。なお、液送管１１ｂは、洗浄液を液送する液送経路を構成し、洗浄実行部３０の外部に洗浄液を排出し、外部の循環経路２０へ導くものである。
【００３６】
ワーク付勢部１２は、ワーク当接部１２ａ、液送管部１２ｂおよび駆動連結部１２ｃを備える。ワーク当接部１２ａは、ワーク支持部１１と対向する側の端部に設けられており、ワーク１を把持する際にワークに当接するもので、ワーク１の形状に対応した形状で適宜の構成とすることが好ましい。なお、ワーク当接部１２ａと液送管部１２ｂを貫通する管１２ｅは、液送経路を構成し、ワーク１の内部の穴や管等に連通して洗浄液を液送するものである。
【００３７】
液送管部１２ｂは、洗浄実行部３０の側壁の貫通穴３０ａを通過して、洗浄実行部３０の内部と外部を往復移動可能に設けられている。駆動連結部１２ｃは、液送管部１２ｂのワーク当接部１２ａとは反対側の端に設けられており、駆動部１３に連結されて、液送管部１２ｂの往復移動のための駆動伝達を可能としている。また、洗浄実行部３０外側の液送管部１２ｂの外周にはベローズ１２ｄが設けられ、液送管部１２ｂの往復移動に伴い洗浄実行部３０から洗浄液である有機溶剤の気化ガスが漏出することを防止している。なお、ベローズ１２ｄの一端は洗浄実行部３０の側壁に密着固定され、他の一端は駆動連結部１２ｃ近傍の液送管部１２ｂの外周に密着固定されて、封止構造とされている。
【００３８】
駆動部１３は、液送管部１２ｂ即ちワーク付勢部１２を往復駆動させる駆動源であり、ワーク付勢部１２の駆動連結部１２ｃに連結されたピストン１３ａがシリンダ１３ｂに対するエアーの供給／排出に応じて駆動される。この駆動により、ワーク把持手段１０に対するワーク１の把持および把持解除（着脱）が実行される。なお、本実施の形態では、駆動部１３はピストンとシリンダによる構成としているが、この他、電磁ソレノイド、カム、ラックアンドピニオン等適宜の機構構成としてもよい。
【００３９】
（液送および空圧経路の構成）
循環経路２０は、有機溶剤洗浄液の液送経路を構成ものであり、共通経路２０ａと、ワーク１を洗浄しつつワーク把持手段１０を経由して循環する主循環経路２０ｂと、ワーク１を経由しないバイパス経路である副循環経路２０ｃとからなる。
【００４０】
共通経路２０ａは、バッファタンク２１から有機溶剤洗浄液を導き出す管で、途中にポンプ２２が設けられている。ポンプ２１は図中矢印Ａの方向に常時洗浄液を液送している。なお、ポンプ２２としては、液漏れを防止するため密閉される構造の封止型ポンプが好適であり、マグネットポンプやチューブポンプの他に適宜のポンプとすることができる。
【００４１】
主循環経路２０ｂは、共通経路２０ａから液送方向の順にバルブ２３ｂ、粒子フィルタ２４ｂが設けられ、その先にワーク把持手段１０が接続され、ワーク１を経由してその内部を洗浄しつつ、バッファタンク２１へ戻る循環経路である。
【００４２】
副循環経路２０ｃは、共通経路２０ａから液送方向の順にバルブ２３ｃ、吸水／吸湿剤フィルタ２５、粒子フィルタ２４ｃが設けられ、バッファタンク２１へ戻るバイパスの循環経路である。
【００４３】
このように、バイパス経路中に、粒子フィルタ２４ｃおよび吸水／吸湿剤フィルタ２５を設けることにより、ワーク１から除去されて洗浄液中に混入した塵埃粒子および水分を除去して洗浄液の洗浄性能および乾燥性能を維持し再生することができる。なお、吸水材料としては、シリカゲル、ゼオライト等の多孔質粒状、もしくは柱状の材料が好適である。さらに、吸水／吸湿剤からも塵埃が発生するので、バッファタンク２１内にこの塵埃を蓄積させないために、本実施形態のように、バイパス経路の流液上流に吸水／吸湿剤フィルタ２５をその下流に粒子フィルタを配置することが望ましい。また、バッファタンク２１の直前に別のフィルタを設ける等すれば、吸水／吸湿剤フィルタ２５の位置は変更可能である。
【００４４】
ここで、バルブ２３ｂとバルブ２３ｃは、主循環経路２０ｂと副循環経路２０ｃの流液を切替える切替え弁であり、それぞれ共通経路２０ａとの分岐の近傍に設けられている。このように切替えバルブを２個のとして、主循環経路側と副循環経路側にそれぞれ設けて、経路を切替える際の所定時間双方のバルブとも連通状態にした後に片方を閉じるように制御すれば、急激な液送圧力の上昇を防止できるので、ポンプ２２への負荷を軽減することができる。勿論、一個のバルブで主循環経路と副循環経路との経路を切替えることも可能であるがこの場合は、循環経路が一時的に封鎖されるので、急激な液送圧力の上昇で液送ポンプへ負荷がかかる。圧力逃がし部をポンプ近傍に設けたりポンプ自体の耐圧構造を適宜追加したりする必要がある。なお、バルブとしては、電磁バルブの他、各種のバルブを適用することができる。
【００４５】
次に、バッファタンク２１は、循環経路２０内の洗浄液を一時的に貯留するものであり、洗浄液の流入路としてワーク把持手段１１を経由した主循環経路２０ｂと副循環経路２０ｃとが接続される一方、洗浄液の流出路として共通経路２０ａが接続され、循環経路２０の一部を構成する。バッファタンク２１に一時貯留される洗浄液は、ワーク１の着脱時等の漏出や気化により消耗される洗浄液を補完し、または、循環経路２０内のオーバーフローを調整する機能を果たす。従って、バッファタンク２０内に貯留されるのと同容量の洗浄液を循環経路内で確保できる構成ならば、バッファタンク２０を用いないことも可能である。
【００４６】
また、バッファタンク２１には、洗浄実行部３０との間に、空気抜き経路３１および溶液回収経路３２が接続されている。空気抜き経路３１は、後述する空圧経路２６からワーク１内部に残留する洗浄液とともに圧送されバッファタンク２１に流入した空気を洗浄実行部３０へ送出するものである。溶液回収経路３２は、洗浄実行部３０の底に回収された有機溶剤洗浄液をバッファタンク２１へ回収するものである。
【００４７】
更に、バッファタンク２１は、上記のような各経路から水分や塵埃等の不純物を混入して流入する有機溶剤洗浄液から水分等を分離する機能をも果たす。即ち、水分は有機溶剤よりも比重が重いのでタンクの上部に層をなし、また、有機溶剤よりも比重の重い塵埃等はバッファタンク２１の底に沈殿するので、共通経路２０ａへの流出口をバッファタンク２１の液面と底の中間位置に設けることにより、比較的清浄な洗浄液のみを循環経路２０へ送出することができる。なお、符号２１ａは、バッファタンクのレベル計であり、洗浄液の貯留量を監視可能としている。
【００４８】
主循環経路２０ｂのワーク把持手段１０手前には、空圧経路２６が接続されている。この空圧経路２６は、コンプレッサーや圧縮空気タンク（図示しない）からワーク把持手段１０に把持されたワーク１に乾燥用の空気を送る経路である。ワーク把持手段１０に至るまでの空圧経路２６には、空気圧送制御系２７を構成する圧力制御装置２７ａ、空気弁２７ｂおよび流量制御バルブ２７ｃの他、フィルタ２８が配置されている。
【００４９】
フィルタ２８は、圧送される空気から塵埃および水分を除去し清浄な乾燥空気とするもので、これを経由した清浄乾燥空気がワーク把持手段１０に把持されたワーク１の内部に圧送される。従って、圧送された空気により、ワーク１内に残留する洗浄液はバッファタンク２１へ圧送されるので、ワーク１内には殆ど洗浄液が残らない。また、ワーク１の内表面に付着して残る洗浄液も僅かであり、しかも空気接触した状態となるので短時間で乾燥させることができる。
【００５０】
また、空気の圧送と洗浄液の流液の切替えは、空圧経路２６の空気圧送制御系２７と主循環経路２０ｂのバルブ２３ｂを切替え弁として制御することにより行なわれる。特に、空気圧送制御系２７は、圧力制御装置２７ａ、空気弁２７ｂおよび流量制御バルブ２７ｃにより、ワーク１内部に残留する洗浄液が殆ど残らない程度の必要にして十分な空気をワーク１の内部に圧送して、余剰空気を圧送しないように制御されるので、大量の空気がバッファタンクを経由して洗浄実行部３０に送られ洗浄液の過剰な蒸散を防止することができる。
【００５１】
（洗浄実行部の構成）
次に、洗浄実行部３０は、ワーク１の洗浄作動を行なうワーク把持手段１０を収容する領域であり、底板３０ｂおよび側壁３０ｃにより確定される容器形状である。さらに、洗浄実行部３０の上側は、開口３３を残して冷却部４０により蓋をされた状態となるので、洗浄実行部３０は、開口部が収容部よりも狭くくびれた壷型の形状となる。
【００５２】
この洗浄実行部３０の底部には、洗浄後のワーク１の交換時や洗浄時に液送経路とワーク１の接続部から漏出したり、冷却部４０により空気中から回収されたりした有機溶剤洗浄液が留められる。また、底板３０ｂまたはその近傍の側壁３０ｃには、貯留された溶液をバッファタンク２１へ回収する溶液回収経路３２が接続される。なお、溶液回収経路３２は、バッファタンク２１へ接続せず別の容器へ洗浄液を回収する構成としてもよい。また、底板３０ｂに凹部を設けまたはロート状の底板とする等によって洗浄液を溜める液溜を設けることもできる。その場合、そこに溶液回収経路３２等を接続して溶液回収をする構成としてもよい。
【００５３】
また、洗浄実行部３０の側壁３０ｃ底部には、ワーク１への空気圧送の際にバッファタンク２１に流入した空気を洗浄実行部３０内に受容するように空気抜き経路３１が接続されている。そして、空気抜き経路３１からの空気に混入する有機溶剤は、洗浄実行部３０に漏出し気化した有機溶剤と同様に、冷却部４０により空気中から回収される。
なお、空気抜き経路３１の洗浄実行部３０への接続位置は、空気圧送中のワーク１の汚染を防止するために、ワーク把持手段１０よりも下側で且つ洗浄液溜となる底部よりも上側とすることが好ましい。
【００５４】
（冷却部の構成）
次に、冷却部４０は、ペルチェ素子４１、ヒートシンク４２および冷却部材４３により構成され、洗浄実行部３０の上側に設けられる。ペルチェ素子４１は板状の冷却源であり、その一面側にはヒートシンク４２が固定されてこの面側の放熱を促進する一方、反対側の面（冷却面）を冷却する。そして、冷却部材４３はペルチェ素子４１の冷却面側に密着して設けられるとともに、洗浄実行部３０上側の開口３３囲むように且つその開口面積を狭めるように配置される。即ち、洗浄実行部３０は冷却部４０により略蓋をされ、冷却部材４３により上側がくびれた壷型形状となる。なお、冷却部材４３の材質としては、熱伝導効率の高い銅、アルミ等の金属に腐食防止の表面加工を施したものが好適である。
【００５５】
また、本実施の形態では、ペルチェ素子４１は、開口３３の全周を囲む冷却部材４３の外周の一定面積にのみに密着して設け、他の面積部分は断熱材４４により断熱している。このようにすれば必要十分な断熱効果を得ることができる。即ち、ペルチェ素子４１は、必ずしも開口３３の全周に渡って設ける必要はなく、冷却部材４３がペルチェ素子４１により十分に冷却されている限り、冷却部材４３のみが開口３３を囲む構成であればよい。
【００５６】
このような冷却部４０の構成と配置によれば、洗浄実行部３０の底部に溜まった有機溶剤の蒸発ガスや空気抜き経路３１から洗浄実行部３０に流入する空気にガス化混入している有機溶剤の装置外への蒸散を防止するとともに、これらを液化して回収することができる。
【００５７】
（乾燥部の構成）
次に、乾燥部５０は、底板５０ａと側壁５０ｂにより確定される箱形状であり、上側は開放状態である。底板５０ａは、冷却部４０の冷却部材４３に密着しており、開口３３に対応して連通する開口穴５０ｃが設けられている。また、底板５０ａの上側にはこれと平行にスノコ状の分離板５１が設けられる。この分離板５１は、パンチメタルや金属網等の透孔を有する板で、乾燥部５０の内部空間を上側のワーク収容部とその下側空間に分離する載置部５１ａと開口３３に沿って洗浄実行部３０側に延長された延長部５１ｂを備える。更に、分離板５１の載置部５１ａの上には、ワーク載置台５２が複数設けられ、洗浄後の乾燥のために複数のワーク１を載置可能としている。なお、側壁５０ｂは、洗浄液の蒸発気化した有機溶剤ガスの飛散を防止するものである。
【００５８】
ここで、有機溶剤の気化ガスは、比重が大気の１．２〜１．５倍あり大気に対して下側に沈むので、乾燥部５０の上側が開放状態であっても乾燥用ワーク１が側壁５０ｂにより囲まれて、気流の乱れが防止されていれば大気中に飛散することはなく、底板５０ａの開口３３に対応して連通する開口穴５０ｃから下側に流れて洗浄実行部３０に回収される。更に、乾燥部５０内の有機溶剤の気化ガスは、底板５０ａから冷却部４０により冷却されるので、一層重くなり大気中への飛散は殆どなく有効である。
【００５９】
また、分離板５１の載置部５１ａの下側には障害物がなく、底板５０ａも平板であるので、ワーク１から蒸発した有機溶剤のガスの流れは妨げられることなく、開口５０ｃから下側の洗浄実行部３０へ導かれる。更に、分離板５１の延長部５１ｂは、乾燥部５０の開口５０ｃから開口３３内を冷却部４０の冷却部材４３の配置に沿って延長されている即ち、ワーク把持手段１０に対してワーク１を着脱する際のワーク搬送用のロボットや専用装置のハンドやピンセット等のワーク挟持搬送手段（図示しない）によるワーク移動経路に沿って設けられている。従って、分離板５１は、延長部５１ｂによって、ワーク１の着脱による気流の乱れが、開口穴５０ｃから開口３３を冷却部材４３の配置に沿って流れ落ち下側の洗浄実行部３０へ導かれる有機溶剤の気化ガスの流れを妨げることがないように機能する。
【００６０】
なお、本実施の形態では、載置部５１ａと延長部５１ｂを連続した一体の部材とているが、これを別々の部材にて分離して設けてもよい。また、載置台５２の脚部を直接に底板５０ａに設け、有機溶剤の気化ガスの流れを妨げない流線型等の形態とするならば、分離板５１全体または載置部５１ａを設けないことも可能である。
【００６１】
（洗浄液の構成）
次に、本実施の形態における洗浄液としては、揮発性の高い揮発性溶剤であり比較的入手が容易なフッ素系有機溶剤であるＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）または、ＨＦＣ（ハイドロフルオロカーボン）を用いているのが好適である。このような揮発性のフッ素系の有機溶剤を用いることにより、洗浄後のワーク内部を短時間で乾燥させる高い乾燥洗浄性能が得られる。また、有機溶剤は大気よりも比重が重いので、本実施の形態の洗浄装置１００によれば、大気中への飛散を確実に防止することができる。
【００６２】
なお、本実施の形態の洗浄装置１００によれば、ＨＦＥ、ＨＦＣだけでなく、ＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオロカーボン）および１−ブロモプロパンといった揮発性の有機溶剤を用いても同様の乾燥性能および洗浄性能を得ることができるとともに、有機溶剤の大気中への飛散を防止することができる。さらに、ＨＣＦＣおよび１−ブロモプロパンを用いれば、良好な脱脂洗浄を行なうことができる。また、ＨＦＥやＨＦＣを用いる場合は、２−プロパノールやエタノールなどを添加すれば、同様に脱脂洗浄を行なうことができる。
【００６３】
（ワーク洗浄動作）
次に、洗浄装置１００を使用したワーク１の洗浄について説明する。
【００６４】
まず、洗浄処理対象のワーク１は、ワーク搬送用のロボットや専用装置のハンドやピンセット等のワーク挟持搬送手段（図示しない）により、乾燥部５０の開口穴５０ｃから冷却部材４３で囲まれた開口３３を経由するワーク移動経路を通過して、ワーク把持手段１０のワークを着脱する把持位置に所定の姿勢で搬入配置される。そして、ワーク把持手段１０の駆動部１３が駆動されてワーク支持部１１とワーク付勢部１２との間に把持される。その際、ワーク１の内部に繋がる穴が主循環経路２０ｂと連通する。
【００６５】
なお、ワーク１着脱の際には、バルブ２３ｂが閉鎖され、バルブ２３ｃが開放されて、主循環路２０ｂが閉鎖され、洗浄液は副循環路２０ｃを循環しており、ポンプ２２は連続的に液送稼動の状態となっている。
【００６６】
次に、バルブ２３ｂを開放した後に、バルブ２３ｃを閉鎖される。このように、経路を切替える際の所定時間双方のバルブとも連通状態にした後に片方を閉じるように制御すれば、急激な液送圧力の上昇が防止され、ポンプ２２への負荷を軽減することができる。
【００６７】
そして、バルブ２３ｃが閉鎖されると、連続運転されているポンプ２２により、従来と異なり、洗浄液が加圧された洗浄液が高速または高圧で強制的に主循環路２０ｂに液送されて、ワーク把持手段１０に把持されたワーク１の内部を経由することにより洗浄が実行される。なお、洗浄後の洗浄液は、ワーク１の内部の塵埃等とともにバッファタンク２１へ戻る。
【００６８】
次に、このように洗浄を完了した後、空気圧送工程に移る。バルブ２３ｃの開放、バルブ２３ｂの閉鎖の順で主循環経路２０ｂから副循環経路２０ｃに洗浄液の流液経路が切替えられる。そして、引き続いて空圧経路２６の空気弁２７ｂが開放され乾燥清浄空気がワーク把持手段１０に把持された洗浄後のワーク１の内部へ圧送される。これにより、循環経路２０ｂおよびワーク１内部に残留する洗浄液がバッファタンクへ排出される。所定の空気圧送後、空気弁２７ｂが閉鎖される。なお、空気圧送の時間はおよび圧送量は、圧力制御装置２７ａ、空気弁２７ｂおよび流量制御バルブ２７ｃにより制御される。
【００６９】
洗浄および空気圧送が完了したワーク１は、ワーク把持手段１０から脱装され、ワーク挟持搬送手段に挟持されて、乾燥部５０のワーク載置台５２に搬送され載置される。ワーク１は、ワーク載置台５２の上に一定時間放置されることにより自然乾燥される。乾燥の間、ワーク１に残留する洗浄液の溶剤は蒸発ガス化して、分離板５１の載置部５１ａのスノコ状透孔から乾燥部５０の底板５０ａに流れ、更に開口５０ｃから開口３３を経由して作動領域３０へ還流し回収される。
【００７０】
このような乾燥工程の間に、別のワーク１に対する洗浄が上述と同様に実施される。また、所定時間の乾燥を終えたワーク１は、組立等の次の工程へ順次搬送提供される。
【００７１】
（本形態の効果）
以上説明したように、本実施の形態の洗浄装置によれば、ワークの内部、特に複雑な形状の管状等の内部を従来的と異なり高速または高圧の有機溶剤で強制的に流液洗浄することで、高精度な洗浄を行なうことができる。また、流液洗浄に連続して空気圧送により洗浄液を除去すると同時に、揮発性の高い有機溶剤を洗浄液としているので、洗浄後の乾燥時間を大幅に短縮することができ、１個あたり１分以内で乾燥ができる。また、従来の純水等の洗浄で必要とされた温度炉等の大規模な乾燥設備による数時間のバッチ処理が不要となり、設備費用および運転コストを大幅に低減させることができる。
【００７２】
その上、一般に水系洗浄剤よりも環境負荷が高いと言われる揮発性有機溶剤を使用しながら、洗浄装置内で有機溶剤を環再生使用するとともに、有機溶剤の蒸散による装置外部の空気中への放散を防止することができる。発明者らの実験によれば、開放系における実績に対して、本実施の形態の洗浄装置における閉鎖循環系では、１／２０以下の蒸散量に抑えることができた。
【００７３】
（その他の実施形態）
上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００７４】
例えば、上述の実施の形態では、冷却部４０の冷却部材４３により洗浄実行部３０の上側の開口３３を狭めて、開口のくびれた壷形状の洗浄実行部３０としたが、くびれた壷形状でなくてもよい。例えば、図２に示すように、開口３３の内周面に延出る棒状の支持部に大径のドーナツ形状の冷却金属リングと小径のワッシャーを交互に配置した冷却棒４５を複数設けることにより冷却部材４３ａを構成してもよい。冷却棒４５は、開口３３の外周を囲む冷却部基板４６から垂直に延び出ており、開口３３の内周全面または一部に配置される。また、ヒートシンク４２の上には放熱用のファン４２ａを設けより高い冷却効率を得ている。なお、図２では、図１と同様の構成には同じ符号を付してその説明は省略する。
【００７５】
以上のように構成すれば、冷却棒４５により冷却部材４３ａの表面積を増加させて冷却効率を高めるとともに、開口３３側に内に延出る冷却棒４５が実質的に開口３３を狭めるのでくびれ構造同様の効果を得ることができる。また、冷却棒４５に代えて、開口３３の内周面に延出るコイル形状の棒または、板状フィン等の異形の突起を複数設ける構成としても良い。なお、冷却部材４３ａ（冷却棒４５または異形突起および冷却部基板４６）の材質としては、熱伝導効率の高い銅、アルミ等の金属に腐食防止の表面加工を施したものが好適であるが、ＳＵＳ等の防錆性の金属でもよい。また、ヒートパイプやヒートレーン（登録商標）といった熱伝導素子を用いてもよい。
【００７６】
また、別の実施の形態としては、冷却源としてペルチェ素子に代えて、ファンモータによって風を送りながらヒートシンクで放熱する冷却部や冷媒循環を用いた冷却部としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上説明したように、本発明の洗浄装置は、小型高効率で複雑な内部構造を有するワークの洗浄を行なうことができるとともに、有機溶剤を洗浄液として用いても環境負荷を低減させることができるので、精密機器の製造において、複雑な内部構造を有する精密部品の内部洗浄に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態にかかる洗浄装置の模式図である。
【図２】本発明の別の実施形態にかかる洗浄装置の冷却部を示す断面図である。
【図３】従来の洗浄装置の断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１      ワーク
１０    ワーク把持手段
２０    循環経路浄
３０    洗浄実行部
３３    開口
４０    冷却部
５０    乾燥部
【図１】
2006231263.tif 000003
【図２】
2006231263.tif 000004
【図３】
2006231263.tif 000005