(57)【要約】    【課題】  異形状を有する小型精密部品であっても、汚れを残すことなく洗浄することのできる洗浄装置、及び、該洗浄装置を利用して正確な洗浄度を評価可能な洗浄度評価装置を提供する。    【解決手段】  洗浄液又はリンス液の供給口１ａを備え且つ圧縮空気供給源１０に接続される貯液タンク１と、貯液タンク１と開閉弁８を介して接続された洗浄チャンバー１３と、を有し、洗浄チャンバー１３は、その底部に形成された吹出口１５と、吹出口１５内に被洗浄物の少なくとも一部を収容した状態で該被洗浄物の底面を支持する底面支持部１６と、を有することとした。【選択図】  図１
2005186045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液又はリンス液の供給口を備え且つ圧縮空気供給源に接続される貯液タンクと、該貯液タンクと開閉弁を介して接続された洗浄チャンバーと、を有し、前記洗浄チャンバーは、その底部に形成された吹出口と、該吹出口内に被洗浄物の少なくとも一部を収容した状態で該被洗浄物の底面を支持する底面支持部と、を有することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記底面支持部上方の前記吹出口内壁面が、被洗浄物の周面を支持する周面支持面を構成していることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記底面支持部上方の前記吹出口内壁面に、該内壁面から突出し被洗浄物の周面を支持する周面支持突部が形成されるとともに、前記底面支持部が、被洗浄物の底面に部分的に当接する底面支持突部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記圧縮空気供給源は、クリーンエアーを供給する圧縮空気供給源であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の洗浄装置。
【請求項５】
洗浄液に炭酸ガスを注入する炭酸ガス注入部を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の洗浄装置。
【請求項６】
洗浄液にアンモニアガスを注入するアンモニアガス注入部を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記圧縮空気供給源は、前記貯液タンクと開閉弁を介して着脱可能に接続される圧縮空気溜タンクであることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の洗浄装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れかに記載の洗浄装置と、該洗浄装置から排出された洗浄済み液を収容する容器と、該容器内の洗浄済み液中のパーティクルを計測するリキッドパーティクルカウンターと、を有することを特徴とする洗浄度評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗浄装置及び洗浄度評価装置に係り、特に、フェルールや、ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)に使用するピボット、流体動圧軸受(ＦＤＢ)モーター部品、或いは小径軸受等のような精密部品を洗浄する装置、及び該洗浄装置を用いて精密部品の洗浄度を評価する洗浄度評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の精密部品に付着している切削油等の汚れを除去する装置としては、従来から、超音波洗浄装置が広く用いられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記したようなＦＤＢモータ用部品等にあって吹出口や螺子穴を有するような小型の精密部品を超音波洗浄すると、その吹出口や螺子穴から空気が抜けきれずその空気溜まりによって超音波が十分に届かない場合や、超音波が届いていたとしても前記雌ネジ孔内部からパーティクル（汚染粒子）が排出しきれずに残存する場合がある。そのような精密部品の穴内部に油分等が洗浄しきれずに残っていると、その部品が製品に組み込まれた後になってパーティクルが漏れ出し、その製品の機能を損なうことがある。
【０００４】
また、超音波洗浄の場合には、超音波により部品同士が衝突し、部品表面が擦れあって汚染粒子を発生させることもある。例えば、アルミダイキャストに強度を高める目的でシリコンを配合し成形した部品の場合には、超音波振動によってシリコン粒子が粒界から弾き出されて汚染粒子となる恐れがある。ハードディスクドライブにおいてはディスクとヘッドの隙間が狭いため、かかる汚染粒子の存在は無視できない。
【０００５】
さらに、超音波洗浄に使用した洗浄液を洗浄度評価に利用する場合は、上記した理由から洗浄液に汚染粒子等を含有させることがあり、正確な洗浄度を測定できない場合がある。
【０００６】
そこで、本発明は、異形状を有する小型精密部品であっても、汚れを残すことなく洗浄することのできる洗浄装置、及び、該洗浄装置を利用して洗浄度を正確に評価できる洗浄度評価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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る精密部品の洗浄装置は、第１の手段として、洗浄液又はリンス液の供給口を備え且つ圧縮空気供給源に接続される貯液タンクと、該貯液タンクと開閉弁を介して接続された洗浄チャンバーと、を有し、前記洗浄チャンバーは、その底部に形成された吹出口と、該吹出口内に被洗浄物の少なくとも一部を収容した状態で該被洗浄物の底面を支持する底面支持部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記第１の手段において、第２の手段として、前記底面支持部上方の前記吹出口内壁面を被洗浄物の周面支持面としても良い。
【０００９】
また、上記第１又は第２の手段において、第３手段として、前記底面支持部上方の前記吹出口内壁面に、該内壁面から突出し被洗浄物の周囲を支持する周面支持突部を形成し、前記底面支持部が、被洗浄物の底面に部分的に当接する底面支持突部を備えることとしても良い。
【００１０】
また、上記第１〜第３の何れかの手段において、第４の手段として、前記圧縮空気供給源を、クリーンエアーを供給する圧縮空気供給源とすることが好ましい。
【００１１】
また、上記第１〜第４の何れかの手段において、第５の手段として洗浄液に炭酸ガスを注入する炭酸ガス注入部を設けても良いし、第６の手段としてアンモニアガスを注入するアンモニアガス注入部を設けても良い。
【００１２】
さらに、上記第１〜第６の何れかの手段において、第７の手段として、圧縮空気供給源を、前記貯液タンクと開閉弁を介して着脱可能に接続される圧縮空気溜タンクとしても良い。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る洗浄度評価装置は、上記第１〜第７の手段の何れかの洗浄装置と、該洗浄装置から排出された洗浄済み液を収容する容器と、該容器内の洗浄済み液中のパーティクルを計測するリキッドパーティクルカウンターと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の上記第１の手段によれば、貯液タンク内に洗浄液又はリンス液を貯め、圧縮空気を供給し、被洗浄物を吹出口に収容した底面支持部に支持させて洗浄準備をしておき、開閉弁を開けば、貯液タンク内の洗浄液又はリンス液が洗浄チャンバーに急激に流れ込み、吹出口から吹き出す際に、被洗浄部品が洗浄されるので、従来の超音波洗浄による弊害が解消される。被洗浄物が筒状部品である場合は、底面が底面支持部に支持された状態で、筒孔内を洗浄液又はリンス液が高い流速で通過するので、筒孔内を効率よく洗浄できる。また、洗浄液又はリンス液中に圧縮空気の泡が混入することにより、空気衝撃による洗浄効果も得られる。更に、洗浄液又はリンス液を吹き出し終えた後に、圧縮空気が吹出口から噴出されることによる乾燥効果も得られる。
【００１５】
また、本発明の上記第２の手段によれば、被洗浄物が周面支持面をも支持されるので、筒状部品の筒孔内を集中的に洗浄するとともに、重心位置の高いような被洗浄部品を安定して支持できる。
【００１６】
さらに、本発明の上記第３の手段によれば、周面支持突部によって被洗浄物の周面と吹出口内壁との間に隙間を形成するとともに、底面支持突部によって被洗浄物の底面と底面支持部との間に隙間を形成するので、被洗浄物が筒状部品の場合は、筒孔のみならず表面全体の洗浄ができ、被洗浄物が筒状でなくプレート状の場合でも表面全体を洗浄することができる。
【００１７】
また、本発明の上記第４の手段によれば、圧縮空気としてクリーンエアーを使用することにより、洗浄効果が上がる。
【００１８】
また、本発明の上記第５の手段により、炭酸ガスを洗浄液に注入すれば、金属製品の洗浄効果が向上し、本発明の上記第６の手段により、アンモニアガスを洗浄液に注入すれば、プラスチック製品の洗浄効果が向上する。
【００１９】
さらに、本発明の上記第７の手段によれば、圧縮空気溜タンクを取り替えることにより、圧縮空気を貯液タンクに溜める時間を減少できる。
【００２０】
また、本発明の上記第８の手段によれば、上記第１〜第７の何れかの手段により洗浄された洗浄液をパーティクルカウンターで計測するため、超音波による被洗浄物同士の衝突で発生する汚染粒子等がなく、正確な洗浄度評価が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る洗浄装置の第１実施形態について、以下に図１及び図２を参照して説明する。
【００２２】
貯液タンク１は、上部に２本の配管２、３が接続され、漏斗型をした下部に１本の配管４が接続され、側面下方に更に１本の管５が供給口１ａに接続されている。配管３、４、５には開閉弁６、８、７が取り付けられ、管２にはリリーフ弁９が取り付けられている。貯液タンク１は、開閉弁６、７、８を閉じることによって密閉され、内部に圧縮ガスを封入した場合にその圧力に耐え得る強度を有している。本装置において、開閉弁は、電磁式開閉弁とすることができ、図外のコントローラによって制御することができる。
【００２３】
貯液タンク１は、配管３を介して圧縮空気供給源１０と接続されている。圧縮空気供給源１０は、例えば、ダイヤフラムポンプ、ロータリーコンプレッサー等を使用でき、ＨＥＰＡフィルターやクリーンフィルター等のフィルターを内蔵又は外付けすることによって、０．３μｍ以上のパーティクルをほぼ完全に除去するものが好ましい。また、圧縮空気供給源１０は、０．１〜１．０ＭＰａの範囲の圧縮空気を供給することができるものが好ましい。図示例では、圧縮空気供給源１０は、０．４ＭＰａ程度の圧縮空気を貯液タンク１に供給することができる。
【００２４】
貯液タンク１に接続されたリリーフ弁９は、貯液タンク１の内部圧力が所定以上になると開いて、圧縮空気を配管２から逃がす働きをする。
【００２５】
貯液タンク１は、配管５を介して、洗浄液やリンス液（「洗浄等液」という。）を供給する洗浄等液供給装置１１と接続されている。高精度の精密部品を洗浄するための洗浄液としては、ＲＯ膜処理したレベルの超純水を使用することができる。使用する超純水は、０．１μｍ以下のパーティクルが１０ｍｌ当たり１０個以下であることが望ましい。超純水に代えて、炭酸ガスやアンモニアガスを超純水に溶解した機能水や、アルコール水溶液、各種公知の溶剤等を洗浄液として使用することもできる。また、リンス液としては、例えば、超純水、機能水、アルコール水溶液等を使用することができる。
【００２６】
貯液タンク１は、洗浄等液の液位を検知するレベルセンサー１２が設置されている。液位が所定高さになったときにレベルセンサー１２がこれを検知して図外のコントローラに信号を伝え、該コントローラが電磁式の開閉弁７を閉じることによって液位を制御することができる。
【００２７】
貯液タンク１の下部に接続された配管４は、貯液タンク１より低い位置に配置された洗浄チャンバー１３に接続されている。図示例において洗浄チャンバー１３は、洗浄タンク１４に形成されている。即ち、洗浄タンク１４の密閉可能な蓋１４ａと、配管４の接続口を有する側壁１４ｂと、隔壁１４ｃとによって、洗浄チャンバー１３が形成されている。洗浄チャンバー１３の底部に相当する隔壁１４ｃには、洗浄等液の吹出口１５が複数個形成されている。吹出口１５は、その軸線が鉛直方向に延びている。
【００２８】
なお、図示例において、洗浄タンク１４内に洗浄チャンバー１３が設けられている例を示したが、洗浄チャンバー１３は、必ずしも洗浄タンク内に設けられている必要はなく、洗浄チャンバーのみの独立した構成とすることもできる。
【００２９】
吹出口１５には、図２に被洗浄物をセットした拡大図を示すように、その内壁から中心方向に向けて突出する底面支持部１６が形成されている。図示例において、底面支持部１６は、吹出口１５の内径を縮径する段部によって形成されている。
【００３０】
吹出口１５は、底面支持部１６の上方部分における内壁面１５ａが、被洗浄物Ｗの周囲の一部若しくは全部を支持する周面支持面を形成している。図２に示す例では、被洗浄物Ｗは、筒状をしたＦＤＢモータ用スリーブである。このような筒状部品では、その端面を底面支持部１６に載置するとともに、その周面の下半部を吹出口１５の内壁面によって支持させている。一つの吹出口１５には、一つの被洗浄物Ｗがセットされる。
【００３１】
上記構成を有する洗浄装置は、洗浄にあたって、先ず、洗浄チャンバー１３に被洗浄物をセットする。開閉弁７を開いて洗浄等液を貯液タンク１に注入する。洗浄等液Ｌがレベルセンサー１２によって検知されると図外のコントローラによって開閉弁７を閉じる。次いで、開閉弁６を開いて圧縮空気供給源１０から圧縮空気を貯液タンク１内に送る。開閉弁６は開状態を維持し、貯液タンク１の内部圧力が一定圧力に達すると、リリーフ弁９からリークさせる。
【００３２】
こうして洗浄準備が完了したところで開閉弁８を開くと、貯液タンク１内の洗浄等液が圧縮空気の圧力によって洗浄チャンバー１３内に噴出され、洗浄チャンバー１３内に満たされた洗浄等液は、被洗浄物Ｗの筒孔Ｗ１（図２）を高流速で通過し、吹出口１５から噴出される。従って、洗浄等液が被洗浄物Ｗの筒孔Ｗ１を通過する際に、筒孔Ｗ１内のパーティクルや汚れが除去され、洗浄される。全ての洗浄等液が貯液タンク１から排出された直後は洗浄チャンバー１３内に未だ洗浄等液が存在し、そこに圧縮空気が流れ込むことで、洗浄チャンバー１３内の洗浄等液に気泡が混入する。気泡の混入した洗浄等液は、被洗浄物Ｗの筒孔Ｗ１を通過する際に気泡衝撃として筒内壁に作用し、筒孔内に付着したパーティクルや汚れ等を除去する。洗浄チャンバー１３内の洗浄等液が全て排出された後、圧縮空気が被洗浄物の筒孔を通り、吹出口１５から噴出し、この際、被洗浄物に付いた洗浄等液を吹き飛ばす。その後、開閉弁６を閉じて、圧縮空気供給源１０から圧縮空気供給を止め、洗浄を完了する。
【００３３】
なお、洗浄済み液は、洗浄タンク１４から排出されて洗浄済み液容器１７に貯えることができる。洗浄済み液容器１７には、開閉弁１７ａを備えるガス抜き用管１７ｂを設けることができる。
【００３４】
上記第１実施形態では、被洗浄物が筒状部品であって、その筒孔内の洗浄を主目的とする場合の例を示しており、この場合は、図２に示すように、被洗浄物が吹出口１５にぴったりと嵌るように、吹出口１５を設計してある。
【００３５】
上記のような筒状被洗浄物Ｗは、筒孔Ｗ１に加えて、被洗浄物Ｗの周面を含む表面全体の洗浄をも行う場合は、図３に示すように、被洗浄物Ｗと吹出口１５内壁面との間に洗浄等液の通る縦隙間Ｙを形成するとともに、縦間隙Ｙを通る洗浄等液が吹出口１５を通り抜けることができるように、底面支持部１６を構成する段部に、洗浄等液の通る縦溝１８を形成することができる。
【００３６】
縦溝１８に代えて、図４に示すように、被洗浄物Ｗと底面支持部１６を構成する段部水平面との間に横間隙Ｘを形成するように、底面支持部１６を構成する段部の水平面上に、所定間隔おきに、被洗浄物Ｗの底面に部分的に当接して被洗浄物Ｗの底面を支持する底面支持突部１９を形成してもよい。或いは、図５に示すように、底面支持部１６を、隔壁１４ｃの外面に係止爪２０を固定した構成としてもよいし、図示しないが、段部及び縦溝に代えて、ステンレス等で形成された網体を吹出口１５の下端面を被うようにして取り付け、底面支持部としても良い。
【００３７】
また、縦隙間Ｙを形成するために、底面支持部上方の吹出口１５の内壁面１５ａに、図６に示すように、吹出口１５の内壁面から突出し被洗浄物の周囲を支持する周面支持突部２１を形成することもできる。
【００３８】
図７は、被洗浄物ＷがＦＤＢモータ用のカウンタープレートのように扁平なプレート状部品である場合の例を拡大して示している。この場合は、被洗浄物Ｗであるカウンタープレートの周面に前記した縦間隙Ｙを形成するとともに、カウンタープレートの底面にも洗浄等液の通る横間隙Ｘを形成することが必要となる。そのため、図６と同様に、底面支持部１６を構成する段部の水平面上に底面支持突部１９を形成するとともに、カウンタープレート（Ｗ）の周面と吹出口１５内壁面との間に縦間隙Ｙを形成している。
【００３９】
次に、本発明に係る洗浄装置の第２実施形態について、図８を参照しつつ説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成部分については、同符号を付し、その説明を省略することがある。
【００４０】
第２実施形態の洗浄装置は、圧縮空気供給源１０として圧縮空気溜タンクを採用した点、洗浄等液に炭酸ガスを注入する炭酸ガス注入部２３と、洗浄等液にアンモニアガスを注入するためのアンモニアガス注入部２４とを備える点が上記第１実施形態と異なり、その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００４１】
圧縮空気供給源１０を構成する圧縮空気溜タンクは、着脱可能に配管接続されている。炭酸ガス注入部２３及びアンモニアガス注入部２４は、開閉弁２５、２６を介して、貯液タンク１と洗浄チャンバー１３とを配管接続されている。２つの開閉弁２５、２６は、一つの方向切換弁に代替することができる。
【００４２】
上記構成を有する第２実施形態の洗浄装置では、開閉弁６を開けば、圧縮空気供給源１０を構成する圧縮空気溜タンクから圧縮空気が貯液タンク１に排出され、上記第１実施形態と同様の洗浄が行われる。上記第１実施形態では、一度洗浄を終えると洗浄準備を完了するのに圧縮空気を貯液タンク１に充満させるための時間を要するが、第２実施形態の洗浄装置では、圧縮空気供給源１０を構成する圧縮空気タンクを取り替えるだけで良いので、短時間で洗浄準備することができる。
【００４３】
被洗浄物Ｗが金属製品である場合は、炭酸ガスを洗浄等液に混入させると洗浄効果が向上する。これは、ｐＨを低く（酸性）にすることで金属表面に付着した汚染粒子を引き剥がし易くすることができるからである。
【００４４】
また、被洗浄物Ｗがプラスチック製品である場合は、アンモニアガスを洗浄等液に混入させると、洗浄効果が向上する。これは、ｐＨを高く（アルカリ性）することで、プラスチック表面のゼータ電位を中和し、静電気による付着エネルギーを消失させることで、付着粒子を引きはがしやすくすることができるためである。
【００４５】
なお、炭酸ガス或いはアンモニアガスが混入される洗浄等液は、超純水に限らず、水とアルコール（炭素数３以下のもの）とからなる混合液を採用することで油脂等の除去効果を向上させることができる。
【００４６】
上記のように、被洗浄物Ｗの材質に応じて、炭酸ガス或いはアンモニアガスを選択的に洗浄等液に混入させることで、洗浄効果の向上を図り得る。なお、図示例において、炭酸ガス注入部２３及びアンモニアガス注入部２４を配管４に接続しているが、貯液タンク１への注入配管５に接続しても良いし、貯液タンク１に直接接続することもできる。
【００４７】
なお、上記の例においては、本洗浄のみについて説明したが、本発明に係る洗浄装置は、公知の洗浄用溶剤や洗浄剤を使用して、本洗浄に先立って前洗浄を行い、予め油脂等の汚れを落としておいた上で、超純水等の洗浄等液による洗浄を行うことができる。
【００４８】
次に、本発明に係る洗浄度評価装置の実施形態について、図９を参照しつつ説明する。洗浄度評価装置は、本発明に係る洗浄装置を利用した装置である。図９に示す例では、上記第１実施形態の洗浄装置を利用した例を示している。
【００４９】
洗浄度評価装置は、洗浄装置を構成する洗浄チャンバー１３から排出された洗浄済み液を収容する容器３０と、容器３０内の洗浄済み液中のパーティクルを計測するリキッドパーティクルカウンター３１とを備えている。パーティクルカウンターとしては、レーザー光を光源とする散乱方式のものを使用できる。
【００５０】
斯かる構成を有する洗浄度評価装置は、洗浄装置を構成する洗浄チャンバー１３の吹出口１５から排出された洗浄排液中のパーティクル数を計数することにより、精密な洗浄度評価を得ることができる。また、圧縮空気による急激な洗浄等液の排出によって洗浄するので、従来の超音波による抽出法に比較して短時間で評価が可能となる。
【００５１】
なお、洗浄度評価に先立ち、超純水による評価用洗浄排液を得る前に、予備洗浄を行うことができる。斯かる予備洗浄では、超純水に代えて、揮発性ガスを溶解させた機能水や、粘性の低い公知の溶剤を使用することにより、被洗浄物の油脂等を除去しておくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明に係る洗浄装置の第１実施形態を示すシステム図である。
【図２】図１の洗浄チャンバーを拡大して示す部分断面図である。
【図３】本発明構成要素である洗浄チャンバーの他の形態を示す部分断面図である。
【図４】本発明構成要素である洗浄チャンバーの他の形態を示す部分断面図である。
【図５】本発明構成要素である洗浄チャンバーの他の形態を示す部分断面図である。
【図６】本発明構成要素である洗浄チャンバーの他の形態を示す部分断面図である。
【図７】本発明構成要素である洗浄チャンバーの他の形態を示す部分断面図である。
【図８】本発明に係る洗浄装置の第２実施形態を示すシステム図である。
【図９】本発明に係る洗浄度評価装置の一実施形態を示すシステム図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  貯液タンク
１ａ  供給口
８  開閉弁
１０  圧縮空気供給源
１３  洗浄チャンバー
１５  吹出口
１６  底面支持部
１９  底面支持突部
２１  周面支持突部
３０  容器
３１  リキッドパーティクルカウンター
【図１】
2005186045.tif 000003
【図２】
2005186045.tif 000004
【図３】
2005186045.tif 000005
【図４】
2005186045.tif 000006
【図５】
2005186045.tif 000007
【図６】
2005186045.tif 000008
【図７】
2005186045.tif 000009
【図８】
2005186045.tif 000010
【図９】
2005186045.tif 000011