(57)【要約】【課題】洗浄液中における気泡の上方への移動を活用して効率的な洗浄を行える洗浄方法および洗浄装置を得る。【解決手段】洗浄槽１内に洗浄液ｃを注入し、洗浄液ｃ中に浸漬させた部品２などの被洗浄物に無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法および洗浄装置において、洗浄槽１内の部品２などの被洗浄物を洗浄液ｃ中で落下させ上から下方向へ部品２などの被洗浄物の垂直位置を変位させながら下から上方向へ移動する無数の気泡ｂと衝突させて洗浄するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液中に浸漬させた被洗浄物へ無数の気泡を衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記被洗浄物を洗浄液中で上から下へ変位させながら洗浄する洗浄方法。
【請求項２】
洗浄液中に浸漬させた被洗浄物へ無数の気泡を衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記被洗浄物を洗浄液中で落下させながら洗浄する洗浄方法。
【請求項３】
前記被洗浄物を自由落下よりも低い速度で変位させることを特徴とする請求項２に記載の洗浄方法。
【請求項４】
前記被洗浄物を垂直方向に対して斜めに変位させることを特徴とする請求項３に記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記被洗浄物をらせん状に変位させることを特徴とする請求項３に記載の洗浄方法。
【請求項６】
前記被洗浄物に自転方向の回転動作を与えながら変位させることを特徴とする請求項３に記載の洗浄方法。
【請求項７】
洗浄液中で洗浄され下方へ変位した被洗浄物を水平方向に移動させた後、取り出すようにしたことを特徴とする請求項３から請求項６までのいずれかに記載の洗浄方法。
【請求項８】
洗浄液中に浸漬させた被洗浄物を洗浄液中で落下させ前記被洗浄物へ無数の気泡を衝突させて洗浄を行う洗浄装置において、前記被洗浄物を自由落下よりも低い速度で変位させるための速度低下手段を設けたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項９】
前記被洗浄物を自由落下よりも低い速度で変位させるためのすべり台からなる速度低下手段を設けたことを特徴とする請求項８に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記被洗浄物を自由落下よりも低い速度で変位させるためのらせん状スロープからなる速度低下手段を設けたことを特徴とする請求項８に記載の洗浄装置。
【請求項１１】
前記被洗浄物を自由落下よりも低い速度で変位させるための前記洗浄液中に所定の間隔を置いて立設されるポール部材からなる速度低下手段を設けたことを特徴とする請求項８に記載の洗浄装置。
【請求項１２】
前記洗浄液を洗浄部と取り出し部とに区分する区分手段と、洗浄後の被洗浄物を前記洗浄部下部から前記取り出し部へ移動する移動手段と、前記取り出し部へ移動された被洗浄物を取り出す取り出し手段とを設けたことを特徴とする請求項８から請求項１１までのいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項１３】
前記洗浄槽の下部で接続された取り出し槽と、洗浄後の被洗浄物を前記洗浄槽の下部から前記取り出し槽へ移動する移動手段と、前記取り出し槽へ移動された被洗浄物を取り出す取り出し手段とを設けたことを特徴とする請求項８から請求項１１までのいずれかに記載の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、洗浄方法および洗浄装置、特に、洗浄液中に浸漬させた被洗浄物へ無数の気泡を衝突させて洗浄を行う洗浄方法および洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工業的洗浄の分野において、従来やフロン系の溶剤や有機溶剤そのほか石油系などの特別な洗浄剤が用いられてきた。その結果、オゾン層の破壊や地下水、河川、海洋汚染などの環境問題を誘起することが明らかにされてきた。これらの特殊な洗浄剤を用いない洗浄方法および洗浄装置の開発が進められている。この発明の発明者らも水を主体とした洗浄液中に微細な気泡を発生させ、その洗浄効果によって、従来のフロンやエタン系の溶剤に匹敵する洗浄度が得られる技術を開発した。
【０００３】
従来の気泡を用いた洗浄方法については、被洗浄物を回転させることにより得られる相対速度によって、被洗浄物が気泡と衝突し、洗浄効率を高めることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この特許文献１の装置では、回転機構を必要とするため装置が複雑化し、高コストとなる。また、部品から脱離した油が、他の部品に再付着してしまうために、洗浄度が向上しないなどの問題があった。
【０００４】
また、洗浄液を注入した浸漬槽の底部から微細気泡と洗浄液を攪拌しうる大きさの気泡とを交互に発生させることを特徴とし、微細な気泡表面に油を付着させ、微細な気泡は浮力を持たないので、大きな泡を供給し浮力を与えて、油を水面に浮上させることを特徴とする洗浄装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この特許文献２の装置では、洗浄槽の下部から気泡を供給するだけなので、複雑な形状のワークの洗浄ができない。また、部品から脱離した油が他の部品に再付着し、洗浄度が確保できないなどの問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２２７５８２号公報
【特許文献２】特開平６−１７９９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は、洗浄液中における気泡の上方への移動を活用して効率的な洗浄を行える洗浄方法および洗浄装置を得ようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明では、洗浄液中に浸漬させた被洗浄物へ無数の気泡を衝突させて洗浄を行うにあたり、前記被洗浄物を洗浄液中で上から下へ変位させながら洗浄するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、洗浄液中における気泡の上方への移動を活用して効率的な洗浄を行える洗浄方法および洗浄装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図３までについて説明する。図１は実施の形態１における洗浄装置の構成を示す断面図である。図２は実施の形態１における洗浄装置に用いるスロープを示す上面図である。図３は実施の形態１における洗浄結果を示す線図である。
【００１０】
図１は、この発明による実施の形態１における洗浄装置を示す断面図である。水を主成分とする洗浄液ｃを注入した洗浄槽１の上部には部品２からなる被洗浄物を供給する部品供給装置（図示せず）を備える。洗浄槽１の内部には部品２の重さによって角度が変化する（部品２がのった場合には下面方向に動き、部品が滑りやすくなる）スロープ３が段階的に複数取り付けられている。各スロープ３は、全面に微細な穴ａを持ち、その穴ａから微細気泡を供給する。また、各スロープ３には、図２に示したように、上向きの流れを生み出すための、プロペラ４が付けられている。
【００１１】
洗浄槽１の下面には、気泡発生部５および超音波印加部６が取り付けられている。洗浄槽１の外側には、洗浄槽１からオーバーフローした洗浄液を一時的に溜める油溜槽７が設けられている。
その下には高い油分濃度を含んだオーバーフロー液（油溜槽７に溜った）中の油分を除去するために、油水分離機８があり、ｐｐｍオーダー以下の油分になった水のみがポンプ９によって再度洗浄槽１に送液される仕組みとなっている。また、微細気泡の生成には添加剤が必須となるため、添加剤注入部１０が設けられている。
【００１２】
次に、この装置の動作について説明する。部品供給装置（図示せず）中に蓄められた部品２は、一定時間ごとに１個づつ最上段のスロープ３へ供給される。この際、部品の供給口は、洗浄槽１に注入された洗浄液ｃによって形成された水面より下にしておくことが望ましい。
スロープ３は部品２の重さによって、数度から数１０度下向きに傾き、部品２はスロープ３の傾きを伝って下向きに動く。一段目のスロープ３を伝いきった後、二段目のスロープ３という具合に、洗浄槽１の下部に向かって、徐々に落下していく。洗浄槽１の下部およびスロープ３から生成した微細気泡ｂが部品２に作用し、部品２表面の油を気泡ｂ表面に吸着させて除去する。
【００１３】
洗浄槽１の中の流れが不均一であると、気泡ｂ表面に付着した油の再付着が起こる。再付着を防ぐためには上向きの一定の流れを制御しておくことが重要である。このため、スロープ３にはプロペラ４が取り付けられ、これを所定の速度で回転させることで、上向きの流れを起こし、再付着を防止する。この流れに沿って気泡ｂ表面に付着した油は洗浄液ｃの液面に形成される気液界面へ上昇する。
界面に達した気泡は、水面ではじける。そして、一般的に水より比重の軽い油は水面上で油膜をはって存在するようになる。したがって、上記のように水面上に存在する油分濃度の高い液をオーバーフローとすることで、部品２から除去した油分は容易に洗浄槽１外へと運び出すことができることになる。
オーバーフローした洗浄液ｃは、油水分離機８を通過させることで、油分濃度を数ｐｐｍまで下げることが可能である。後段の油分検知器１１によって油分をモニターし、数ｐｐｍ以下となった洗浄液ｃのみをポンプ９によって洗浄槽１に戻すようにしてある。また、気泡ｂの微細化には添加剤を用いる必要があるので、添加剤注入部１０を設け、適切な添加剤濃度を維持するようになっている。
【００１４】
全てのスロープ３を下りきった部品は洗浄槽１の底へと到達する。洗浄槽１の下部には超音波発生器６が取り付けられている。気泡ａは基本的に超音波の効果を阻害してしまう。しかし、この装置では洗浄槽１の下部に超音波素子６を備えており、この箇所には基本的に気泡が存在しないために、超音波の効果を活用することができる。もし、気泡洗浄後の部品２に微量の油が残留した場合でも、槽の下部で待機している間に超音波の作用で、完全に清浄化することが可能となる。
【００１５】
この実施の形態１で示したように、部品２が上から下へと落下することにより、気泡ｂは上、部品２は下へという気泡ｂの特性を活かした洗浄方式が可能となる。この洗浄方式において、部品２は洗浄槽１の底部に向かって落下するが、部品２に応じて落下速度を調整することが可能であるので、洗浄槽２の下部に到達するまでに洗浄可能となる。また、部品２同士が重なり合うことがないく、また、場合によっては転がることによって、複雑な形状を有する部品２に対しても、気泡ｂがまんべんなくあたり、均一に洗浄することが可能となる。また、気泡ｂ表面に吸着された油は、部品２の挙動とは逆に、水面方向に浮上する。さらに、洗浄槽１下部の清浄域を利用可能とすることで、再付着防止と高洗浄度が得られる。
ここでは、部品２の落下速度を制御する方法として、複数のすべり台を用いたが、これを１台にしてもよい。また、らせん構造にしても同様の効果を得ることが可能である。
【００１６】
部品２自体は金属であるので、水中での落下速度は非常に早く、槽１の下部に到達するまでの時間に十分な洗浄力を得ることは容易ではない。そこで、この実施の形態１では、部品の落下速度を制御するための手段を洗浄槽１内に設けるものである。これによって部品２や汚れの度合いに応じて落下速度を最適化することが可能となる。また、洗浄槽１内に設けた治具から気泡を供給するなどによって、さらに効率的で均一な洗浄を実現することが可能となる。
【００１７】
そして、スロープ３で構成されるすべり台やらせん部材などの簡易な構造物を洗浄槽内に設置するだけで、これらが障害物となり部品の落下速度を低下させることが可能となる。また障害物の角度を調整すれば落下速度を任意の速度にすることができるとともに、障害物自身から微細気泡を発生させたり、回転プロペラを設置するなどすれば、さらに洗浄効率を向上させることも可能となるのである。
【００１８】
ここで、この実施の形態１の洗浄装置を用いて取得したデータを、比較例とともに示す。この発明の落下式洗浄方法では、５秒ごとに部品を１個ずつ供給し、洗浄槽の底までの到達時間は３０秒とした。したがって１００個の部品を洗浄するのに要する洗浄時間は５００秒である。
図３では、比較例として、洗浄かごに１００個の部品を入れ、洗浄かごを回転させながら、５００秒洗浄した場合、また１００個の部品を洗浄槽内で固定化させて、５００秒洗浄した場合を示す。
なお、本実験で用いた洗浄時の液温５０℃、洗浄液の供給量は１４Ｌ／ｍｉｎ、また、気泡を微細化させる添加剤として酢酸を０．５ｗｔ％添加した。洗浄後の部品の残留油分は、洗浄実験後の部品に付着した油分を炭化水素系の溶剤に溶解させ、堀場製作所製の油分濃度計ＯＣＭＡ−３００を用いて測定した。測定された油分濃度の値より、部品１ｃｍ２あたりの残留油分（μｇ／ｃｍ２）を求めた。
図３より、この発明の装置を用いた場合、従来の洗浄方式を用いた場合よりも、同じ洗浄時間でありながらも、数倍も洗浄度を向上させることが確認された。
この実施例では、部品は５秒ごとに投入したが、洗浄時間は部品の形状や汚れ度合いなどに応じて任意に設定が可能である。
【００１９】
この発明による実施の形態１によれば、水を主成分とする洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物の垂直位置を洗浄液中で上から下方向へ変位させながら前記部品２からなる被洗浄物を下から上方向へ移動する気泡と衝突させて洗浄するようにしたので、水中の気泡は上へ、部品は下へという相反する動きを活用することにより、気泡の部品表面への効率的な作用、気泡表面に吸着された油の部品への再付着防止、効率的な油分離などが可能となるために、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となる洗浄方法を得ることができる。
【００２０】
また、この発明による実施の形態１によれば、水を主成分とする洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物を洗浄液ｃ中で落下させながら前記部品２からなる被洗浄物と下から上方向へ移動する気泡とを衝突させて洗浄するようにしたので、洗浄液中の気泡は上へ、部品からなる被洗浄物は下へという相反する動きを活用することにより、気泡の部品表面への効率的な作用、気泡表面に吸着された油の部品への再付着防止、効率的な油分離などが可能となるために、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、部品からなる被洗浄物を落下により洗浄液中で下へ変位させることにより比較的簡潔な装置で作業を容易に行える洗浄方法を得ることができる。
【００２１】
さらに、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、前記部品２からなる被洗浄物を垂直方向に対して斜めに変位させ、あるいは、前記部品２からなる被洗浄物をらせん状に変位させることにより、前記部品２からなる被洗浄物を自由落下よりも低い速度で変位させるようにしたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに比較的簡潔な装置で作業を容易に行え、しかも、前記被洗浄物に対する洗浄を充分に行うことができる洗浄方法を得ることができる。
【００２２】
そして、この発明による実施の形態１によれば、洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物を洗浄液ｃ中で落下させ前記部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡を衝突させて洗浄を行う洗浄装置において、前記部品２からなる被洗浄物を自由落下よりも低い速度で変位させるためのスロープ３で構成されるすべり台あるいはらせん状スロープからなる速度低下手段を設けたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに比較的簡潔な装置とすることができ、しかも、前記被洗浄物に対する洗浄を充分に行うことができる洗浄装置を得ることができる。
【００２３】
実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図４について説明する。図４は実施の形態２における洗浄結果のｐＨ依存性を示す特性線図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１の構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００２４】
この実施の形態２では、洗浄結果のｐＨ依存性について説明する。図４は洗浄結果のｐＨ依存性を示す特性線図である。
さらに、微細気泡を用いた場合の洗浄度の検討を行った結果を示す。図４には洗浄液のｐＨ依存性を、図５には温度依存性を示す。
図４から、ｐＨをアルカリ側とすることで洗浄性を２倍向上させることが可能であることがわかった。本結果よりｐＨは高いほうが、洗浄度は向上することは容易に推察される。しかしながら、あまりに高いｐＨでは、部品に対するダメージ（錆の発生やエッチング）の発生、あるいは環境的な側面からも好ましくない。したがって、洗浄を行う場合のｐＨとしてはｐＨ７〜１２が好ましい。
【００２５】
この発明による実施の形態２によれば、水を主成分とする洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物の垂直位置を洗浄液中で上から下方向へ変位させながら前記部品２からなる被洗浄物を下から上方向へ移動する気泡と衝突させて洗浄するようにするとともに、前記洗浄液のｐＨをｐＨ７からｐＨ１２までの範囲に選定したので、水中の気泡は上へ、部品は下へという相反する動きを活用し洗浄液のｐＨを適切に選定することによって、より高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となる洗浄方法を得ることができる。
【００２６】
実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図５について説明する。図５は実施の形態３における洗浄結果の温度依存性を示す特性線図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１または実施の形態２の構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００２７】
この実施の形態３では、洗浄結果の温度依存性について説明する。図５は洗浄結果の温度依存性を示す特性線図である。
図５に示した温度依存性では、水温を常温よりも少し上げて、ぬるま湯程度にすれば洗浄度が１０倍以上に向上する効果があることがわかる。また、さらに水温をあげれば上げるほど洗浄度は高くなることがわかる。
しかしながら、あまりに高い温度では、ミストの問題などによる作業場の安全性、エネルギー消費の観点から好ましくない。好ましくは４０度〜８０度が適当である。
【００２８】
この発明による実施の形態３によれば、水を主成分とする洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物の垂直位置を洗浄液中で上から下方向へ変位させながら前記部品２からなる被洗浄物を下から上方向へ移動する気泡と衝突させて洗浄するようにするとともに、前記洗浄液の温度を４０℃から８０℃までの範囲に選定したので、水中の気泡は上へ、部品は下へという相反する動きを活用し洗浄液の温度を適切に選定することによって、一層高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となる洗浄方法を得ることができる。
【００２９】
実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図６ないし図８について説明する。図６は実施の形態４での微細気流洗浄における流速と洗浄結果の関係を示す特性線図である。図７は微細気流洗浄における流速が小さい場合の模式図である。図８は微細気流洗浄における流速が大きい場合の模式図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態３までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００３０】
この実施の形態４では、微細気流洗浄における流速と洗浄結果の関係について説明する。図６には、実施の形態１の装置を用いて取得した流速依存性のデータを示す。なお、本データを取得する場合、被洗浄物に作用する気泡の数を一定にするため、流速×洗浄時間＝一定（即ち、流速が１／２の場合、洗浄時間も１／２）の関係を保つようにした。
このデータより、気泡を含んだ洗浄液（以下、気泡含有液という）を、高い流速で部品に対して作用させるほど、高い洗浄度が得られることがわかる。その効果は非常に大きく、流速を２．５倍にすることで、洗浄度は約１５倍になる。
【００３１】
このように、流速を高めることで、洗浄度が著しく向上する理由を次に述べる。それは洗浄対象物である部品表面の凹凸と深い関係を持つ。
この発明についての検討の過程で、部品表面にスポット的に塗りつけて洗浄実験を行った後に、その表面に残留した油分が、時間をおくと徐々に広がっていく様子が観察された。そこで、その表面を光学顕微鏡で観察すると、μｍオーダーの凹凸が存在し、その微細な溝に沿って油分が表面を広がっていくことがわかった。したがって、この微細な凹部に侵入した油分を除去する必要があることがわかった。
【００３２】
最も簡単な方法としては、凹凸よりも小さいサイズの気泡を生成させ、それを用いて洗浄することである。ところが、先駆的な気泡微細化の技術を用いても、μｍオーダーの気泡を高密度に生成させることは容易ではなく、表面の凹凸よりも一桁から二桁大きな数１０μｍ〜数１００μｍサイズの気泡を洗浄に用いざるを得ない。
ではなぜ、凹凸よりも大きな気泡で高い洗浄度を得ることが可能であるのか。その気泡を用いた洗浄モデルを、図７および図８に示す。
数１０μｍ以上の大きさがある通常状態の気泡ｂの大きさでは、図７に示したように、微細な凹凸の中に入り込むことは不可能で、底に入り込んだ油分を除去することはできない。
一方、流速が高い場合を図８に示す。流速が高い場合には、気泡ｂが部品２表面で変形して変形気泡ｂｘとなったり、凹凸との作用で再微細化して微細化気泡ｂｙになったりする効果が生まれると考えられる。このために、気泡のサイズよりも小さな凹部への侵入が可能となり、効率よく油分を除去することが可能となることが考えられる。
【００３３】
この実施の形態４によって、微細な気泡を含む洗浄液をなるべく高い流速で部品に対して作用させることが重要であることが示された。図６で示したように含有水の流速としては、２０ｃｍ／ｓｅｃ以上が好ましい。さらには４０ｃｍ／ｓｅｃ以上が望ましい。
【００３４】
この発明による実施の形態４によれば、水を主成分とする洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物の垂直位置を洗浄液中で上から下方向へ変位させながら前記部品２からなる被洗浄物を下から上方向へ移動する気泡と衝突させて洗浄するようにするとともに、前記気泡ｂを含んだ洗浄液ｃの部品２からなる被洗浄物に対する流速を２０ｃｍ／ｓｅｃ以上、より好ましくは４０ｃｍ／ｓｅｃ以上に選定したので、水中の気泡は上へ、部品は下へという相反する動きを活用し洗浄液の被洗浄液に対する流速を適切に選定することによって、より一層高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となる洗浄方法を得ることができる。
【００３５】
実施の形態５．
この発明による実施の形態５を説明する。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態４までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。
【００３６】
この実施の形態５では超音波併用と洗浄結果の関係について説明する。
実施の形態４によって、部品の洗浄度を高めるためには、μｍオーダーの部品の凹部の底に付着した油を除去することが、洗浄度向上のポイントであることを実施の形態４で示した。
もう１つの考え方として、部品２の凹部の底に付着した油分を基板部品２の表面方向に移動させ、上方に浮いてきた油を、気泡ｂの表面に吸着させ、除去する方法が考えられる。そこで、実施の形態１で用いた洗浄装置（図１）において、各スロープ３に超音波素子を備えた洗浄装置を用いて超音波併用の効果を検討した。
【００３７】
気泡は基本的に超音波の効果を阻害してしまう。そこで、この実施の形態５では気泡ｂによる洗浄とと超音波による洗浄を交互に行う方法について検討した。
洗浄槽１内にスロープ３を４段設け、各スロープ３上での部品の存在時間を１５秒に調整した。超音波素子には３８ｋＨｚで１００Ｗの出力のものを各スロープ３に設置した。超音波５秒、プロペラ４の回転による気泡除去５秒、気泡洗浄５秒のシーケンスを繰り返した。超音波を併用した洗浄によって、同洗浄時間において約２倍の洗浄度の向上が確認された。
【００３８】
この発明による実施の形態５によれば、水を主成分とする洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物の垂直位置を洗浄液中で上から下方向へ変位させながら前記部品２からなる被洗浄物を下から上方向へ移動する気泡ｂと衝突させて洗浄するようにするとともに、前記気泡ｂによる洗浄と超音波印加による洗浄とを交互に繰り返すようにしたので、水中の気泡は上へ、部品は下へという相反する動きを活用し超音波を併用することによって、さらに一層高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となる洗浄方法を得ることができる。
【００３９】
実施の形態６．
この発明による実施の形態６を図９について説明する。図９は実施の形態６における洗浄装置の構成を示す断面図である。
この実施の形態６において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態５までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４０】
この実施の形態６では、部品の落下速度を調整する方法として、図９に示した構造の洗浄方式を検討した。
この洗浄方式は、洗浄槽内に複数のプロペラ状の回転体１２を設け、その回転体１２に対して落下する部品２が接触することで、洗浄槽１内での部品２の落下速度を調節する仕組みとなっている。この装置においては、回転体１２の本数、回転速度によって部品２の落下速度を調節することが可能となる。
また、さらに洗浄度を上げる方法として、この回転体１２にブラシを付属させることがあげられる。ブラシは、部品との接触による落下速度の制御とともに、その接触による洗浄の効果もあわさるので、さらに効率のよい洗浄を行うことが可能となる。ブラシの素材としては、ポリビニルアルコールやポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどの高分子系のブラシ、あるいはステンレスや金属合金などの金属製のものなどを単独、或いは複合的に用いることができる。また、ブラシの先端を非常に細くしておけば、μｍオーダーの微細構造や非常に微細な加工穴の洗浄も効率よく行うことができる。これらは洗浄する部品の材質によって適当に選択することが可能である。
【００４１】
この発明による実施の形態６によれば、実施の形態１から実施の形態５までのいずれかの構成において、部品２からなる洗浄物の洗浄液中での落下速度を調節する一つまたは複数のプロペラ状の回転体１２を設けたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに比較的簡潔な装置とすることができ、しかも、前記被洗浄物に対する洗浄を回転体により充分かつ適切に行うことができる洗浄装置を得ることができる。
【００４２】
実施の形態７．
この発明による実施の形態７を図１０について説明する。図１０は実施の形態７における洗浄装置の構成を示す断面図である。
この実施の形態７において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態６までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４３】
図１０には、この実施の形態７の洗浄方式を示す。部品２の短軸よりも若干大きめの間隔を置いてポール１３を立てることを特徴とする。
このポール１３は多孔性のものでできており、ポール１３の全面から微細気泡を供給できる。部品２が落下する際にポール１３に接触しながら、落下することによって落下速度を調節することが可能となる。
また、この方式の特長として、ポール１３に当たって落下する際には、部品２はゆっくりと自転方向に回転しながら落下する。これによって下から上への流れをもった気泡含有液が部品２の全面にまんべんなく当たることが可能となり、高い洗浄度を得ることができる。ポール１３の幅は、部品２の大きさよりも０．１ｍｍ〜１０ｍｍ大きいことが望ましく、１ｍｍ〜５ｍｍであることがさらに望ましい。
また、ポール１３自体に切り込みや凹凸をつけることでさらに、所望の落下速度を得ることができる。
また、ポール１３の形状は、部品２の形状、大きさ、目標とする洗浄度などに依存するものであり、最適化できるように、ポール１３の位置は自由に動かせるなり、交換できることが望ましい。
【００４４】
この実施の形態７では、ポール１３とポール１３の幅を部品２よりも若干大きくして洗浄槽１内に設置するだけで、ポール１３が障害物となり部品２の落下速度を低下させることができる。また、ポール１３から気泡を発生させれば、さらに洗浄効率を向上させることが可能となる。
【００４５】
この発明による実施の形態７によれば、洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物を洗浄液ｃ中で落下させながら前記部品２からなる被洗浄物と下から上方向へ移動する気泡とを衝突させて洗浄する洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物に自転方向の回転動作を与えながら変位させ自由落下よりも低い速度で落下させるようにしたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置で容易に作業をすることができ、しかも、被洗浄物の自転方向の回転により被洗浄物の洗浄を充分かつ適切に行うことができる洗浄方法を得ることができる。
【００４６】
また、この発明による実施の形態７によれば、洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物を洗浄液ｃ中で落下させながら前記部品２からなる被洗浄物と下から上方向へ移動する気泡とを衝突させて洗浄する洗浄装置において、前記洗浄液中に所定の間隔を置いて立設されるポール１３からなるポール部材を設け、前記ポール１３からなるポール部材により前記部品２からなる被洗浄物に自転方向の回転動作を与えながら変位させ自由落下よりも低い速度で落下させるようにしたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置とすることができ、しかも、被洗浄物の自転方向の回転により被洗浄物の洗浄を充分かつ適切に行うことができる洗浄装置を得ることができる。
【００４７】
実施の形態８．
この発明による実施の形態８を図１１について説明する。図１１は実施の形態８における洗浄装置の構成を示す断面図である。
この実施の形態８において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態７までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００４８】
この実施の形態８では、実施の形態７におけるポール１３に振動等を加える構成について説明する。
被洗浄物としての部品２が細長く棒状をしたものや、複雑な形状をしたものに対しては、実施の形態７の方式では、落下速度を制御することが困難が考えられる。
このような場合には、図１１に示すように、ポール１３の振動部１４やポール１３の可変機構部１５を付加させるとよい。
ポール１３を揺らすことによって、ポール１３の途中で引っかかった部品２を落下させることができる。
また、ポール１３の間隔幅を変化できるような可変機構部１５を設けて、一時的に部品２を保持するようにすることで、落下速度の速すぎる部品に対して、洗浄時間を確保することが可能となる。
また、図１１に示すように気泡含有液の加速部１６や超音波印加部６を付加することで、さらに洗浄度の向上が可能となる。
実施の形態７および実施の形態８において、必ずしもポールの全面から気泡がでる必要はない。場合によってはポールからは気泡を出さず、気泡生成部は別に設けてもよい。
【００４９】
この実施の形態８では、ポール１３とポール１３の幅を部品２よりも若干大きくして洗浄槽１内に設置するだけで、ポール１３が障害物となり部品２の落下速度を低下させることができる。また、部品２の大きさ、形状に合わせて、ポール１３の形状を工夫したり、また、ポール１３間の幅を変更できるポール１３の可動機構を設ければ、どのような部品にも対応可能となる。また、ポール１３から気泡を発生させれば、さらに洗浄効率を向上させることが可能となる。
【００５０】
この発明による実施の形態８によれば、洗浄液中に浸漬させた部品２からなる被洗浄物へ無数の気泡ｂを衝突させて洗浄を行う洗浄方法において、前記部品２からなる被洗浄物を洗浄液ｃ中で落下させながら前記部品２からなる被洗浄物と下から上方向へ移動する気泡とを衝突させて洗浄する洗浄装置において、前記洗浄液中に所定の間隔を置いて立設される複数のポール１３からなるポール部材と、前記ポール１３からなるポール部材に揺動を与える振動部１４からなる振動手段と、前記ポール１３からなるポール部材の間隔を変化させる可変手段とを設け、前記ポール１３からなるポール部材により前記部品２からなる被洗浄物に自転方向の回転動作を与えながら変位させ自由落下よりも低い速度で落下させ、前記ポール１３からなるポール部材に揺動を与え、かつ、ポール部材の間隔を変化させるようにしたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置とすることができ、しかも、位置変化可能なポール部材によって与えられる被洗浄物の自転方向の回転により被洗浄物の洗浄を充分かつ適切に行うことができる洗浄装置を得ることができる。
【００５１】
実施の形態９．
この発明による実施の形態９を図１２について説明する。図１２は実施の形態９における洗浄装置の構成を示す断面図である。
この実施の形態９において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態８までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００５２】
この実施の形態９では、洗浄後の部品の取出し方についての実施の形態について述べる。
図１２は実施の形態９による部品洗浄装置の構成を模式的に示す図である。
洗浄槽１には仕切り板１７が取り付けてあり、洗浄槽１は被洗浄物である部品２が落下する「洗浄部Ｃ」と洗浄後の部品２を外部に取り出す「取り出し部Ｐ」に２分割されている。
【００５３】
洗浄部Ｃでは、ベルトコンベア等によって搬送された部品２が断続的に上方から投入されており、洗浄部Ｃの液中を自由落下する。一方、洗浄部Ｃ下方からは複数の気泡発生器１８で発生した微細気泡が上昇し、部品２に付着した油脂成分を部品から除去する。
清浄化した部品２は気泡発生器１８の間を通過し、洗浄部Ｃの底面に到達する。部品２の代表長さをＤ［ｃｍ］とすれば、気泡発生器１８は洗浄部の底面から２Ｄ［ｃｍ］以上の離れた箇所に底面に平行に設置するのが望ましい。部品２は洗浄槽１の底面に徐々に蓄積するが、部品群の最大高さが底面から設定値まで到達したことを感知センサ１９によって検知する。設定値としては２Ｄ［ｃｍ］程度が望ましい。
感知センサ１９の信号は自動的に駆動機構２０に伝達され、押し出し棒２０ａによって洗浄後の部品２ｆを部品かご２１まで移動する。洗浄槽１の底面にある洗浄済み部品２ｆがすべて部品かご２１に収まった後、駆動機構２０は押し出し棒２０ａを移動前の位置まで戻す。押し出し棒２０ａの戻り動作と同時に駆動ローラー（図示せず）が作動し、滑車２１ａを介してひも２１ｂによって部品かご２１が吊り上げられて、洗浄済み部品２ｆは洗浄槽１の外部に取り出される。
一般的に油性成分の比重は１以下であるから、除去された油脂成分は洗浄部Ｃの液面付近に蓄積し油膜Ｆを形成する。油膜Ｆからなる洗浄液表面の油脂成分は清浄な洗浄液の供給によってオーバーフローし、一旦、油溜槽７に貯まる。その後、油水分離機８で数ｐｐｍ以下まで油分濃度が下げられたのち、再度洗浄液として供給される。部品に付着した油脂成分の量にもよるが、液注入口の先端は洗浄部の液面から１〜１５ｃｍの深さにすることが望ましい。
一方、洗浄した部品２ｆの取り出し部Ｐには仕切り板１７の下を通過して清浄な洗浄液しか導入されないので、洗浄した部品２ｆが再汚染されることはない。薬液導入に伴って取り出し部Ｐの液はオーバーフローし、薬液が樋を通じて排出される。
【００５４】
落下式の洗浄において重要なことは、槽の下に沈んだ部品を、水面に浮かんだ油の層を介することなく取出すことである。この実施の形態９では、油膜を遮断する治具や洗浄槽１の下部に取出し口をつけることで、部品２の再汚染をすることなく、取出すことが可能となる。
【００５５】
この発明による実施の形態９によれば、実施の形態１から実施の形態８までのいずれかの方法内容において、洗浄液中で洗浄され下方へ変位した被洗浄物を洗浄部Ｃから取り出し部Ｐまで水平方向に移動させた後、取り出し部Ｐから上方に取り出すようにしたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置で容易に作業をすることができ、しかも、被洗浄物に油等の異物を再付着させることなく被洗浄物を取り出せる洗浄方法を得ることができる。
【００５６】
また、この発明による実施の形態９によれば、実施の形態１から実施の形態８までのいずれかの構成内容において、前記洗浄槽１内の洗浄液を洗浄部Ｃと取り出し部Ｐとに仕切って区分する仕切り板１７からなる区分手段と、洗浄後の被洗浄物としての部品２を前記洗浄部Ｃの下部から前記取り出し部Ｐへ移動する部品押出し棒２０ａおよび駆動機構２０からなる移動手段と、前記取り出し部Ｃへ移動された被洗浄物としての部品２を取り出す部品かご２１ならびに駆動ローラー（図示せず）、滑車２１ａおよび吊りひも２１ｂからなる取り出し手段とを設けたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置構成とすることができ、しかも、被洗浄物に油等の異物を再付着させることなく被洗浄物を取り出せる洗浄装置を得ることができる。
【００５７】
実施の形態１０．
この発明による実施の形態１０を図１３について説明する。図１３は実施の形態１０における洗浄装置の構成を示す断面図である。
この実施の形態１０において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態９までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００５８】
この実施の形態１０では、小さな部品等に対応する洗浄方法について説明する。
小さい部品２や厚さが薄い部品２などは、洗浄槽１の底面に沈んだ後、押し出し棒２０ａで完全に部品かご２１まで移動させることが困難である。そのような部品の洗浄に対しては、図１３に示すように予め洗浄かご２２に複数の部品を入れ、その洗浄かご２２を実施の形態１で示したような構成を持つスロープ３やらせん部材を落下させる方法で洗浄することが効果的である。
洗浄槽１の底に到達したかご２２の引き上げ方法としては、実施の形態９と同様に、押し出し棒２０ａで洗浄槽１の端部まで移動させ、滑車２１ａおよび駆動ローラー（図示せず）で吊り上げられる吊りひも２１ｂの先端に設けたフック２１ｃなどに引っ掛けて、引き上げる方法があげられる。
【００５９】
この発明による実施の形態１０によれば、実施の形態１から実施の形態９までのいずれかの方法内容において、小さな部品２や厚さが薄い部品２などからなる被洗浄物を複数個まとめて洗浄かご２２に入れ洗浄を行うようにしたので、小さな部品や厚さが薄い部品などでも確実に高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置で容易に作業をすることができる洗浄方法を得ることができる。
【００６０】
実施の形態１１．
この発明による実施の形態１１を図１４について説明する。図１４は実施の形態１１における洗浄装置の構成を示す断面図である。
この実施の形態１１において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態１０までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００６１】
図１４は実施の形態１１による部品洗浄装置の構成を模式的に示す図である。
洗浄槽１は、被洗浄物である部品２が落下する「洗浄部Ｃ」と洗浄後の部品２を外部に取り出す「取り出し部Ｐ」に分割するようなコの字型の形状をしている。
洗浄槽１の下方には磁性体付コンベア２３があり、常磁性を示す成分が含まれた部品２を洗浄部Ｃから取り出し部Ｐを経由して洗浄槽１の外部に移動することができる。常磁性を示す物質としては、電子軌道の３ｄ殻や希土類金属イオンの４ｆ殻のように不完全殻をもった金属が挙げられる。
洗浄部Ｃでは、ベルトコンベア等によって搬送された部品２が断続的に上方から投入されており、洗浄部Ｃの液中を自由落下する。一方、洗浄部Ｃ下方からは複数の気泡発生器１８で発生した微細気泡が上昇し、部品２に付着した油脂成分を部品２から除去する。清浄化した部品２は気泡発生器１８の間を通過し、洗浄部Ｃの底面に到達する。
洗浄槽１の下方には磁性体付のコンベア２３があり、設定した速度で回転している。洗浄部Ｃにおいて洗浄されて、底面に到達した部品２ｆは、磁性体付コンベア２３の磁気的引力によって洗浄部Ｃから部品取り出し槽１Ａに形成された取り出し部Ｐを経由して洗浄槽１の外部に移動される。
【００６２】
一般的に油性成分の比重は１以下であるから、除去された油脂成分は洗浄部Ｃの液面付近に蓄積する。また、洗浄液は液注入口から連続的に供給されている。部品２に付着した油脂成分の量にもよるが、液注入口の先端は洗浄部の液面から５〜１５ｃｍの深さにすることが望ましい。洗浄液の供給に伴って洗浄部の液はオーバーフローし、油脂成分を多く含む液が樋を通じて排出される。
一方、部品２ｆの取り出し部Ｐには清浄な洗浄液しか導入されないので、洗浄した部品２ｆが再汚染されることはない。薬液導入に伴って取り出し部Ｐの液はオーバーフローし、薬液が樋を通じて排出される。
【００６３】
洗浄槽１の水面には油分濃度の高い領域が存在してしまうので、ここを通過させて部品２ｆを取り出すことは得策ではない。そこで、この実施の形態１１では、洗浄槽１の横に取り出しのための部品取り出し槽１Ａを設けることを特徴する。両方の槽は槽下部でつながり、洗浄後に洗浄槽１の下に沈んだ部品を、ベルトコンベアーなどを用いて取り出し槽１Ａに移動させ、そこから取り出すことによって、部品２ｆの再汚染をおこすことなく、取り出すことが可能となる。
【００６４】
この発明による実施の形態１１によれば、実施の形態１から実施の形態１０までのいずれかの構成内容において、前記部品２からなる被洗浄物の洗浄を行う洗浄槽１と、前記洗浄槽１の下部で接続された部品取り出し槽１Ａと、洗浄後の被洗浄物を前記洗浄槽１の下部から前記取り出し槽１Ａを経て外部へ移動する磁性体付コンベア２３からなる移動手段とを設けたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置構成とすることができ、しかも、被洗浄物に油等の異物を再付着させることなく磁性を持つ被洗浄物を取り出せる洗浄装置を得ることができる。
【００６５】
実施の形態１２．
この発明による実施の形態１２を図１５について説明する。図１５は実施の形態１２における洗浄装置の構成を示す断面図である。
この実施の形態１２において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態１１までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００６６】
実施の形態９での図１２で示した仕切り板の代わりに、ここでは流体によって水面上の油膜の拡散の制御方法を検討した。
図１５にその概略図を示す。洗浄槽１の左上方、すなわち部品取り出し口の上方にシャワーノズル２４が設けてある。このシャワーノズル２４から所定量の水を放出することによって、部品取り出し部Ｐに設けられた部品取り出し口への油の流入を防止することが可能となる。シャワーノズル２４を用いることによって、水面から引き上げられた部品２に付着した洗浄液をリンスすることも兼ねることが可能となる。
ここでは、シャワーノズル２４を用いたが、微量な水に大量のガスを吹き込むことで、水を高速化させる２流体洗浄は、油の流入防止、部品のリンスの観点からより効果的である。さらに、シャワーノズル２４による水シャワーのみでなく、エアシャワーを用いることも有効である。図１５のシャワーノズル２４の代わりにエアシャワー用のノズルを用いることで、部品取り出し口への油の混入を防ぐことも可能である。
【００６７】
この発明による実施の形態１２によれば、実施の形態１から実施の形態１１までのいずれかの方法内容において、部品取り出し部Ｐにシャワーノズル２４から所定量の水を放出するようにしたので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置で容易に作業をすることができ、しかも、シャワー作用により被洗浄物に油等の異物を再付着させることなく被洗浄物を取り出せる洗浄方法を得ることができる。
【００６８】
実施の形態１３．
この発明による実施の形態１３を図１６について説明する。図１６は実施の形態１３における洗浄装置の構成を示す断面図である。
この実施の形態１３において、ここで説明する特有の構成および方法以外の構成および方法については、先に説明した実施の形態１から実施の形態１２までのいずれかの構成および方法と同一の構成内容および方法内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
【００６９】
この実施の形態１３の概略図を図１６に示す。洗浄槽１の底部にはテーパー１ａが設けられ、一定時間で洗浄された部品２ｆが槽底面の中心部に集まるようになっている。そして、一定時間経過ごとに開閉蓋２５が矢印Ａの方向に開き、部品２ｆを部品受取りかご２１で捕集する。かご２１は網目構造をしており、流れ出た洗浄液は水受取り槽２６に一時的に溜まる。この水受取り槽２６内の液はポンプ９Ａで洗浄槽１に送液され、再度洗浄液として使用される。この機構を洗浄槽１に設けることで，洗浄後の部品２ｆを油の再付着なし、一括で受け取ることが可能となる。
【００７０】
この発明による実施の形態１３によれば、実施の形態１から実施の形態１２のいずれかの構成において、洗浄槽１の底部にはテーパー１ａが設けられ、一定時間で洗浄された部品２ｆが槽底面の中心部に集まるようになっており、一定時間経過ごとに開閉蓋２５が開き、部品２ｆを部品受取りかご２１で捕集するようになっているので、高い洗浄度で効率的な洗浄を行うことが可能となるとともに、比較的簡潔な装置構成とすることができ、しかも、被洗浄物に油等の異物を再付着させることなく被洗浄物を容易に取り出せる洗浄装置を得ることができる。
【００７１】
ここで、実施の形態９〜１３における部品の洗浄方法の有効性について説明する。
実施の形態９〜１３において、それぞれ実際の部品の取り出しを行い確認した。比較例として実施の形態９（図１２）において、仕切り板のない状態で部品をひきあげ、部品に付着した油分を測定した。表１に結果を示す。
表１からわかるように、この発明による実施の形態では、いずれも部品を再付着なしにきれいなままで取り出せた。これに対して、比較例では１０倍以上高い残留油分濃度であった。
このように、実施の形態９〜１３が、洗浄槽の底部からの部品の取り出し方法として有効であることが検証できた。
【００７２】
【表１】
2005161230.tif 000003
【００７３】
この発明による実施の形態１から１３までについて以上のように説明したが、ここで、この発明における発明のポイントについて、改めて説明しておく。
溶剤を用いた洗浄方法は、溶剤自身が油の強い溶解力を有するので、部品同士の重なりあいや微細構造を有する部品に対しても、溶剤が入り込む隙間が少しでもあれば、脱脂することが可能であった。ただし、こられは前記ですでに述べたように、環境およびコストなどに問題がある。
これに対して、気泡を用いた洗浄方法における最大の課題は、気泡の作用した部分のみしか清浄化できないことである。微細気泡といえども、一般的には数１０μｍ以上の大きさを有する。このため、多数の部品を洗浄かごなどに入れて一括で洗浄する方法では、必ず部品同士が密に重なった部分ができるために、気泡を個々部品の隅々にまで作用させることができなかった。また部品同士が密につまっているために、せっかく部品表面から油を脱離させても、他の部品に再付着してしまう。したがって、従来の洗浄方法では、油の脱離と再付着という最も重要な機能のどちらともに問題を抱えていたことになる。
【００７４】
この発明の洗浄方式は、水中での気泡および部品の挙動、即ち、気泡は水面（上方）方向、部品は水底（下方）に動く特性を利用する洗浄方式であり、この特性を利用することで従来の洗浄方式の課題を解決することが可能となる。この発明の洗浄方式は、従来のように多数の部品をかごに入れて一括で洗浄するのではなく、個々の部品を反応槽内で落下させるものである。このため、部品同士が密着することがなく、部品のあらゆる方向から気泡をまんべんなく作用させることが可能となる。これによって部品の細部にわたり付着した油を脱離させることが可能となる。次に、気泡表面に吸着された油は、油の比重は一般的に水より小さいことおよび気泡自身がもつ浮力によって、部品の挙動とは逆に、水面方向に浮上する。この両者の相反する動きによって脱離した油の再付着を抑制することが可能となる。洗浄液の油分濃度は洗浄槽の底に近いほど低い。したがって、清浄化された後、洗浄槽の底に到達した部品は、長時間放置したとしても、油の再付着もなく、清浄なままで保存される。従来よりも洗浄性能を高めた洗浄方式を実現することが可能となる。
【００７５】
次に、この発明における課題の解決手段についてより具体的に述べる。
この発明において、部品を洗浄槽の中に投入し、何の工夫もなく自由落下させたただけでは、殆どの場合において十分な洗浄度が得られない。これは、殆どの部品は鉄あるいはステンレス製であり、水よりも比重がかなり大きいために、水中での落下速度は一般的に非常に速いためである。現実的な深さをもつ洗浄槽を用いた場合には、数秒で洗浄槽の底に到達してしまう。水面から水底につくまでの洗浄時間が短すぎるために、十分な洗浄度を得ることが難しい。十分な洗浄度を達成するために、洗浄槽の深さを数１０ｍにするのは現実的ではない。そこで、この発明においては、この課題を解決するために、水中での部品の落下速度を制御（一般的には遅くする）する手段を備えている。これらの工夫によって、個々の部品に対する洗浄時間を制御することが可能なり、要求される洗浄度を確保することが可能となる。
また、もう１つの工夫ポイントとして、洗浄槽の底に沈んだ部品の取りだし方法があげられる。この発明の特徴は、洗浄終了後の部品を油分濃度が最も低い洗浄槽の底に沈ませることで、清浄化後の部品表面への油の再付着を抑制することである。しかし、洗浄槽の底に沈んだ部品を単純に引き上げたのでは、油分濃度が最も高い（油膜がはった状態の）水面を通過することになり、脱離した油の再付着を招いてしまう。そこで、槽の底に沈んだ部品の取りだし方法に工夫を加えている。
【００７６】
このように、この発明では、部品の落下速度の制御方法、および槽の底に沈んだ部品の取りだし、これら２点について、新規な方法を用いることを特徴とする。
また、さらに、この発明においては、気泡洗浄において非常に重要なことを見出した。それは、部品の清浄度は、気泡を含んだ洗浄液の流速に大きく依存するということである。気泡洗浄の検討過程において、次の２点が明らかとなっていった。１）部品表面には、気泡の直径よりも１桁以上小さいμｍオーダーの凹凸が無数に存在する。２）気泡は流速をあげることで、部品表面で変形、或いは再微細化を行う。
したがって、部品表面の凹凸よりも１桁以上大きい気泡をいくら作用させ続けても、凹部に付着した油を除去することはできない。しかし、２）の効果を用いることで、気泡直径よりも小さな構造付着した油を除去することも可能となる。
そこで、この発明では、気泡を含んだ洗浄液の流速を高める手段を具備することを特徴とする洗浄方法を見出したものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明による実施の形態１における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図２】この発明による実施の形態１における洗浄装置に用いるスロープを示す上面図である。
【図３】この発明による実施の形態１における洗浄結果を示す線図である。
【図４】この発明による実施の形態３における洗浄結果のｐＨ依存性を示す特性線図である。
【図５】この発明による実施の形態３における洗浄結果の温度依存性を示す特性線図である。
【図６】この発明による実施の形態４での微細気流洗浄における流速と洗浄結果の関係を示す特性線図である。
【図７】この発明による実施の形態４における微細気流洗浄における流速が小さい場合の模式図である。
【図８】この発明による実施の形態４における微細気流洗浄における流速が大きい場合の模式図である。
【図９】この発明による実施の形態６における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図１０】この発明による実施の形態７における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図１１】この発明による実施の形態８における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図１２】この発明による実施の形態９における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図１３】この発明による実施の形態１０における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図１４】この発明による実施の形態１１における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図１５】この発明による実施の形態１２における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【図１６】この発明による実施の形態１３における洗浄装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  洗浄槽、１Ａ  取り出し槽、２  被洗浄物としての部品、３  スロープ、４  プロペラ、５  気泡発生部、６  超音波発生器、７  油溜槽、８  油水分離機、９  ポンプ、１０  添加剤注入部、１１  油分検知器、１２  回転体、１３  ポール型気泡発生部、１４  ポールの揺動部、１５  ポールの可動部、１６  気泡含有液の加速部、１７  仕切り板、１８  気泡発生部、２０  駆動機構、２０ａ  部品押し出し棒、２１  部品かご、２１ａ  滑車、２１ｂ  吊りひも、２１ｃ  フック、２２  洗浄かご、２３  磁性体付コンベア、２４  ノズル、２４ａ  シャワーカーテン、２５  開閉蓋、２６  水受取り槽。
【図１】
2005161230.tif 000004
【図２】
2005161230.tif 000005
【図３】
2005161230.tif 000006
【図４】
2005161230.tif 000007
【図５】
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【図６】
2005161230.tif 000009
【図７】
2005161230.tif 000010
【図８】
2005161230.tif 000011
【図９】
2005161230.tif 000012
【図１０】
2005161230.tif 000013
【図１１】
2005161230.tif 000014
【図１２】
2005161230.tif 000015
【図１３】
2005161230.tif 000016
【図１４】
2005161230.tif 000017
【図１５】
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【図１６】
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