(57)【要約】【課題】成形用金型等の被洗浄物に形成されている小径の止まり穴、微細な隙間等の内部を確実に洗浄可能な電解洗浄液を用いた洗浄方法および洗浄機を提供すること。【解決手段】真空電解超音波洗浄機１では、電解洗浄液１５が貯留されている洗浄槽８を密閉状態にして、洗浄槽８内を所定の真空状態となるように真空引きする真空引き工程と、真空状態を解除して大気圧に戻す復圧工程とを繰り返しながら、超音波振動子を駆動すると共に、電解洗浄液と被洗浄物の間に直流電流を流して、電解洗浄液１５に浸漬させた被洗浄物に真空電解超音波洗浄を施す。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解洗浄液が貯留されている洗浄槽を密閉状態にして、前記洗浄槽内の上部空間を、所定の真空状態となるように真空引きする真空引き工程と、真空状態を解除して大気圧に戻す復圧工程とを繰り返しながら、
前記電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した被洗浄物との間に直流電流を流すと共に、前記電解洗浄液に超音波を与えて、前記被洗浄物に真空電解超音波洗浄を施すことを特徴とする真空電解超音波洗浄方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記真空電解超音波洗浄の前あるいは後に、
前記真空引き工程および前記復圧工程を行わずに、電解超音波洗浄を行う電解超音波洗浄工程、および、前記超音波を与えることなく電解洗浄のみを行う電解洗浄工程のうちの少なくとも一方の工程を行う真空電解超音波洗浄方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記被洗浄物は成形用金型である真空電解超音波洗浄方法。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の真空電解超音波洗浄方法に用いる真空電解超音波洗浄機であって、
密閉可能な前記洗浄槽と、
前記洗浄槽に貯留した前記電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した前記被洗浄物との間に前記直流電流を供給する給電機構と、
前記電解洗浄液に前記超音波を与える超音波発生機構と、
前記密閉状態の前記洗浄槽の上部空間の前記真空引き工程および前記復圧工程を行う真空・復圧機構と、
前記給電機構、前記超音波発生機構および前記真空・復圧機構を制御する洗浄制御機構と、
を有している真空電解超音波洗浄機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂、ガラス等の成形に用いる成形用金型に付着した異物を洗浄する場合等に適した洗浄方法および洗浄機に関し、特に、成形用金型等に形成されている止まり穴（座ぐり穴）、微細な隙間等の内部に付着している異物を確実に洗浄可能な洗浄方法および洗浄機に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形用金型等の洗浄に適した洗浄方法および洗浄機として、電解洗浄液を用いた電解洗浄方法および洗浄機が知られている。電解洗浄では、電解洗浄液に被洗浄物を浸漬し、電解洗浄液を例えば陽極とし被洗浄物を陰極として、これらの間に直流電流を流し、これにより被洗浄物の表面から発生する水素の気泡の剥離力を利用して被洗浄物に付着している汚れを除去する。特許文献１においては、電解洗浄を行う洗浄槽に超音波発生装置を付設し、超音波を併用することにより、キャビテーション効果を利用してより確実に汚れを落とすようにしている。
【０００３】
電解洗浄は、電解洗浄液としては弱アルカリ性の液を使用することで、環境に優しい洗浄方法を実現できる。また、被洗浄物に付着している酸化皮膜、油脂汚れ、ガス焼け、樹脂残りなどの異物を、短時間で、確実に除去できる。さらに、鉄素材に対するアタック性（摩耗・研磨等の寸法変化、光沢変化）が無いので、鉄素材からなる金型の洗浄に適しているなどの利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の電解洗浄方法あるいは電解超音波洗浄方法には次のような解決すべき課題がある。成形用金型、鋳型等の被洗浄物の表面および内面には多数の小径の止まり穴、小径の貫通穴、微細な隙間等がある。このような部分には空気溜まりが形成されやすい。空気溜まりが形成された止まり穴等の内部には電解洗浄液が入ることができず、そのような部分の洗浄が不十分になりやすい。
【０００６】
特に、洗浄槽の電解洗浄液内に浸漬した被洗浄物の下面に形成されている止まり穴、微細な隙間等には空気溜まりができやすい。超音波を掛けても、空気を十分に抜くことができないことが多い。このために、例えば、成立姿勢で電解洗浄液に浸漬させた状態で被洗浄物に対して電解超音波洗浄を施し、被洗浄物を反転させて倒立状態で電解洗浄液に浸漬させた状態で再度、電解洗浄液超音波洗浄を施すという、二度洗いを行う必要がある。
【０００７】
本発明は、この点に鑑みて、成形用金型等の被洗浄物に形成されている小径の止まり穴、微細な隙間等の内部を確実に洗浄可能な電解洗浄液を用いた洗浄方法および洗浄機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の洗浄方法は、電解洗浄液が貯留されている洗浄槽を密閉状態にして、洗浄槽内の上部空間を、所定の真空状態となるように真空引きする真空引き工程と、真空状態を解除して大気圧に戻す復圧工程とを繰り返しながら、電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した被洗浄物との間に直流電流を流すと共に、電解洗浄液に超音波を与えて、被洗浄物に真空電解超音波洗浄を施すことを特徴としている。
【０００９】
ここで、真空引き工程と復圧工程とを繰り返しながら電解超音波洗浄を行う真空電解超音波洗浄の前あるいは後に、真空引き工程および復圧工程を行わずに電解超音波洗浄を行う電解超音波洗浄、および、洗浄槽に貯留した電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した被洗浄物との間に直流電流を流しながら被洗浄物を洗浄する電解洗浄のうちの少なくとも一方を行うことも可能である。
【００１０】
本発明の真空電解超音波洗浄は、小径の止まり穴、微細な隙間等が多数形成されている成形用金型の洗浄に用いるのに適している。
【００１１】
次に、本発明の上記の真空電解超音波洗浄方法に用いる真空電解超音波洗浄機は、密閉可能な洗浄槽と、
洗浄槽に貯留した電解洗浄液と当該電解洗浄液に浸漬した被洗浄物との間に直流電流を供給する給電機構と、
電解洗浄液に超音波を与える超音波発生機構と、
密閉状態の洗浄槽の上部空間の真空引き工程および復圧工程を行う真空・復圧機構と、
給電機構、超音波発生機構および真空・復圧機構を制御する洗浄制御機構と、
を有していることを特徴としている。
【００１２】
本発明の方法および装置では、被洗浄物に対して真空電解超音波洗浄が施される。密閉状態の洗浄槽内の上部空間の真空引き、大気圧への復帰を繰り返しながら、洗浄を行うことにより、被洗浄物の小径の止まり穴の内部、微細な隙間の内部に形成された空気溜まりを確実に破壊して除去できる。電解洗浄液を止まり穴内周面、隙間の内周面に確実に接触させることができるので、これらの内部に付着している異物を確実に剥離・除去できる。よって、従来において行われていた二度洗い等が不要となり、効率良く、しかも確実に、成形用金型等の被洗浄物に付着した異物を洗浄除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る真空電解超音波洗浄機の正面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその平面図である。
【図２】（ａ）は図１（ｃ）のＡ−Ａ線で切断した部分を示す概略断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した部分の概略断面図であり、図２（ｃ）は開閉蓋４を外した状態の概略平面図である。
【図３】真空電解超音波洗浄機のシステム系統図である。
【図４】真空電解超音波洗浄機の動作例を示す概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した真空電解超音波洗浄方法および真空電解超音波洗浄機の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１（ａ）は、本実施の形態に係る真空電解超音波洗浄機の正面図であり、図１（ｂ）はその側面図であり、図１（ｃ）はその平面図である。真空電解超音波洗浄機１は、横長の直方体形状をした筐体２を備えている。筐体２の上面には、その前半部分が矩形の開口部３となっており、開口部３は矩形輪郭の開閉蓋４によって密閉可能である。開閉蓋４は、想像線で示すように、後端縁を中心として、垂直に起立した開き位置から、実線で示す前方に水平に倒れた閉じ位置まで旋回可能である。開閉蓋４の開閉は、例えば、エアーシリンダ５（図２（ｂ）参照）によって行われる。筐体２の側部には、各部を駆動制御する縦長の直方体形状の制御盤６が取り付けられており、その前面には、各種の操作部材および表示部が配列された操作パネル７が取り付けられている。
【００１６】
図２は筐体２の内部構造を示し、（ａ）は図１（ｃ）のＡ−Ａ線で切断した部分を示す概略断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ―Ｂ線で切断した部分の概略断面図であり、図２（ｃ）は開閉蓋４を外した状態の概略平面図である。これらの図に示すように、筐体２の内部の前側には、直方体状の洗浄槽８が配置されている。洗浄槽８の上端は、筐体２の開口部３に開口している。洗浄槽８の内部の底側には、受け台９が配置されている。受け台９には、成形用金型等の被洗浄物が金網等からなる洗浄カゴに入れた状態で置かれる。受け台９は、本例では、筐体２の底部に配置した揺動モータ１０によって揺動可能である。
【００１７】
洗浄槽８の内部の底面には、複数個の超音波振動子１１が配列された超音波発生部が配置されている。超音波振動子１１は、制御盤６に内蔵の超音波発振器（図示せず）によって駆動されて超音波を発生する。超音波振動子１１と超音波発振器とによって超音波洗浄を行うための超音波発生機構が構成される。また、洗浄槽８の内部には、電解洗浄を行うために、その四周側面および底面に、それぞれ複数組の電極、例えば陰極となる電極１３が配置され、開閉蓋４の下面にも複数組の電極、例えば陽極となる電極１４が配置されている。開閉蓋４の電極１４は、開閉蓋４を閉じた状態において、洗浄槽８に貯留した電解洗浄液１５に浸漬可能となっている。制御盤６には直流電源（図示せず）が内蔵されており、直流電源と、ここから直流電流が供給される電極１３、１４とによって、電解洗浄のための給電機構が構成される。給電機構によって、洗浄槽８に入れた被洗浄物と電解洗浄液１５との間に直流電流が供給される。
【００１８】
図３は真空電解超音波洗浄機１のシステム系統図である。図３を主に参照して説明すると、洗浄槽８の内部は、その底面から所定高さの垂直仕切り板２１によって、電解洗浄液タンク２２と、オーバーフロータンク２３とに仕切られている。電解洗浄液タンク２２とオーバーフロータンク２３とは、垂直仕切り板２１の上部空間８ａを介して連通している。電解洗浄液タンク２２には電解洗浄液１５が貯留される。被洗浄物を入れた洗浄カゴ１６は、電解洗浄液１５に浸漬した状態で、受け台９に乗せられる。電解洗浄液タンク２２の底面に、複数個の超音波振動子１１が配置されている。電解洗浄液１５の液面１５ａは垂直仕切り板２１によって規定される高さ位置にある。垂直仕切り板２１からオーバーフローした電解洗浄液１５の部分は、異物除去用のフィルタ２４に流れ落ち、ここを通ってオーバーフロータンク２３に貯まる。
【００１９】
電解洗浄液タンク２２およびオーバーフロータンク２３の電解洗浄液は、それぞれ、還流路３１を介して清浄化された後、再び電解洗浄液タンク２２に還流可能である。還流路３１にはフィルトレーションポンプ３２およびフィルタ３３が配置されている。また、電解洗浄液タンク２２、オーバーフロータンク２３の電解洗浄液は、排液バルブ３４および排液バルブ３５をそれぞれ介して、外部に排出可能である。
【００２０】
洗浄槽８において、電解洗浄液１５の液面１５ａ上側の上部空間８ａ、仕切り板３６と洗浄槽内周面との間に形成した通気路３７の上端に連通している。通気路３７の下端は洗浄槽底面近傍位置まで延びている。通気路３７の下端部分は、バルブ３８、水封式真空ポンプ３９を介して、気液分離槽４０に連通している。また、通気路３７はベントバルブ４１を介して大気側に連通可能である。水封式真空ポンプ３９を駆動して、洗浄槽８の内部を所定の真空状態となるように真空引きを行うことができる。気液分離槽４０に対しては、給水経路４２および排出経路４３を介して給排水が行われる。また、給水経路４２を介して、洗浄槽８に対する給水も行われる。
【００２１】
制御盤６には、図示を省略するが、制御回路、直流電源、超音波発振器、空圧制御回路等が配置されている。制御盤６は、設定されたシーケンスに従って、開閉蓋４の開閉、洗浄動作を行わせる洗浄制御機構として機能する。また、制御盤６によって駆動制御される水封式真空ポンプ３９、ベントバルブ４１等は、洗浄槽８内の真空引き、真空解除を繰り返す真空・復圧工程を実行する真空・復圧機構として機能する。
【００２２】
図４を参照して、真空電解超音波洗浄機１の動作例を説明する。制御盤６の操作パネル７に配列されている操作部材を操作して、真空電解超音波洗浄のための所定のシーケンスを設定可能である。操作パネル７に配列されている操作部材を操作して開閉蓋４を開き、電解洗浄液タンク２２に貯留されている電解洗浄液１５に、洗浄カゴ１６に入れた被洗浄物を浸漬して受け台９に乗せ、開閉蓋４を閉じて洗浄槽８を密閉状態にする（ステップＳＴ１、ＳＴ２）。
【００２３】
操作パネル７の操作部材を操作して洗浄開始を指示すると、電解洗浄液１５と被洗浄物との間に直流電流が流れ始め、同時に、超音波振動子１１が駆動されて電解洗浄液タンク２２の電解洗浄液１５に超音波が発生する。また、水封式真空ポンプ３９が駆動制御され、洗浄槽８内が所定の真空状態、例えば、０．１気圧程度まで真空引きされる真空引き工程と、再び大気圧状態に戻す復圧工程とが設定されたサイクルで繰り返される。この結果、被洗浄物には真空電解超音波洗浄が施される（ステップＳＴ３）。真空電解超音波洗浄は設定された時間に亘って行われる。
【００２４】
真空引き工程により、被洗浄物の表面に形成されている小径の止まり穴、微細な隙間等に侵入している空気が膨張して、これらの部分から除去される。これに続く復圧工程において、止まり穴、隙間等に空気に代わり電解洗浄液が入り込む。真空引き工程および復圧工程を繰り返すことで、止まり穴、隙間等の内部の空気溜まりが徐々に除去され、これらの内面に電解洗浄液が確実に接触した状態が形成される。この結果、止まり穴、隙間などの内周面に付着している汚れ等が確実に電解洗浄により剥離して除去される。従来のように、被洗浄物の向きを反転させて二度洗いを行う必要がないので、効率良く成形用金型等の被洗浄物の洗浄を行うことができる。
【００２５】
洗浄動作中において、被洗浄物から剥離して液面１５ａに浮上した汚れは、電解洗浄液１５と共に、電解洗浄液タンク２２の側からオーバーフローして、フィルタ２４を介して、オーバーフロータンク２３に流れ落ちる。汚れはフィルタ２４によって補足される。また、フィルトレーションポンプ３２が駆動され、電解洗浄液タンク２２の底面およびオーバーフロータンク２３の底面から、それぞれに貯留されている電解洗浄液が、フィルタ３３を介して清浄化されて、再び電解洗浄液タンク２２に戻る電解洗浄液循環動作が行われる。洗浄によって被洗浄物から落とされて電解洗浄液に混入した汚れが除去されて電解洗浄液が所定の清浄度に維持されるので、洗浄力の低下を防止できる。なお、所定回数あるいは所定時間、使用された電解洗浄液は、排液バルブ３４、３５を介して、各タンク２２、２３から外部に排出される。この後は、新しい電解洗浄液が電解洗浄液タンク２２に供給される。
【００２６】
なお、被洗浄物の種類に応じて、真空電解超音波洗浄工程に加えて、真空引き工程・復圧工程を行うことなく、電解洗浄工程および電解超音波洗浄工程の一方あるいは双方を、所定の順序で行うようにしてもよい。
【００２７】
洗浄終了後は、開閉蓋４のロックが解除され、洗浄後の被洗浄物を洗浄槽８から取り出し可能になる（ステップＳＴ４）。洗浄槽８から取り出された被洗浄物は、次段のすすぎ工程、乾燥工程等に順次に引き渡される（ステップＳＴ５）。
【符号の説明】
【００２８】
１      真空電解超音波洗浄機
２      筐体
３      開口部
４      開閉蓋
５      エアーシリンダ
６      制御盤
７      操作パネル
８      洗浄槽
８ａ    上部空間
９      受け台
１０    揺動モータ
１１    超音波振動子
１３    電極
１４    電極
１５    電解洗浄液
１５ａ  液面
１６    洗浄カゴ
２１    垂直仕切り板
２２    電解洗浄液タンク
２３    オーバーフロータンク
２４    フィルタ
３１    還流路
３２    フィルトレーションポンプ
３３    フィルタ
３４    排液バルブ
３５    排液バルブ
３６    仕切り板
３７    通気路
３８    バルブ
３９    水封式真空ポンプ
４０    気液分離槽
４１    ベントバルブ
４２    給水経路
４３    排出経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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