(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の高圧水噴射ノズルを共通のホルダーに対し洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列するとともに、前記各高圧水噴射ノズルを前記ホルダーを介して一体的に旋回円運動させながら各高圧水噴射孔から高圧水を前記洗浄対象物に対し一本の直線状に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置において、
前記高圧水噴射洗浄装置が、洗浄対象物を洗浄装置本体に対し一定速度で移動させながら、前記洗浄装置本体の高圧水噴射ノズルから高圧水を前記洗浄対象物に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置であり、前記ホルダーが前記洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有しており、
前記高圧水噴射ノズルに、複数の高圧水噴射孔をそれらの噴射孔の向きを一定方向に揃えて円周方向に等間隔に設けるとともに、各高圧水噴射ノズルを前記ホルダーに等間隔に、かつ各高圧水噴射ノズルの高圧水噴射孔の向き一定方向に揃うように位置決めして設けたことを特徴とする高圧水噴射洗浄装置。
【請求項２】
前記高圧水噴射ノズルを前記ホルダーに等間隔にかつ千鳥状に２列配置するとともに、前記各高圧水噴射ノズルの高圧水噴射孔をそれらの向きを一定方向に揃えて設けたことを特徴とする請求項1に記載の高圧水噴射洗浄装置。
【請求項３】
３つの高圧水噴射孔を設けた前記各高圧水噴射ノズルは正面より見て円形の一部を直線状に切除し、各高圧水噴射ノズルの形状に対応する孔部を前記ホルダーに形成して前記各高圧水噴射ノズルを前記ホルダーに埋設するか、
前記各高圧水噴射ノズルの正面より見て円形の形状に対応する孔部を前記ホルダーに形成するとともに，同孔部の内周の一部にて内向きの突出部を設け、この突出部に対応する凹部を前記各各高圧水噴射ノズルの周囲の一部に形成して前記各高圧水噴射ノズルの凹部を前記ホルダーの突出部に嵌め込み埋設するか
したことを特徴とする請求項１または２に記載の高圧水噴射洗浄装置。
【請求項４】
前記洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有する共通の前記ホルダー支持部材の一面に、複数の高圧水噴射ノズルをホルダーを介して前記洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列し、
前記ホルダー支持部材の両側延長端部を、それぞれ同ホルダー支持部材の前記一面またはその延長面に直交する偏心回転軸および軸受部を介して偏心回転可能に支持するとともに、前記偏心回転軸を駆動装置にて回転させることにより前記ホルダー支持部材が旋回円運動するように構成し、
前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、定速移動する前記洗浄対象物に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルの複数の高圧水噴射孔から高圧水を噴射させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の高圧水噴射洗浄装置。
【請求項５】
前記洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有し、前記装置本体の厚み方向の中心軸線を挟んで平行に配置される一対の前記ホルダー支持部材の対向面に、それぞれ複数の高圧水噴射ノズルをホルダーを介して相対向させかつ相互に間隔をあけて配列し、
前記各ホルダー支持部材の両端部を一体に結合するとともに、両端結合部からそれぞれ前記装置本体の中心軸線に沿って両側方へそれぞれ連結板を延設し、
前記各連結板の端部を、その一面に直交する偏心回転軸および軸受部を介して偏心回転可能に支持するとともに、前記偏心回転軸を駆動装置にて回転させることにより前記ホルダー支持部材が旋回円運動するように構成し、
前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、定速移動する前記洗浄対象物の両面に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルの複数の前記噴射孔から高圧水を噴射させるようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載の高圧水噴射洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として、液晶パネル、プラズマパネル、有機ＥＬ（エレクトリックルミナンス)パネルなどのＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）やガラスや半導体ウエハーなどの平坦な板状物を高圧洗浄液を噴射して洗浄する高圧水噴射洗浄装置（ウォータジェット洗浄機ともいう）に関するもので、詳しくは、例えば、液晶ディスプレイや半導体ウエハーなどの製造工程で、ガラス基板表面の微小な粒子や有機物や金属不純物といった歩留り低下の原因となる汚濁物質を高圧水(高圧洗浄液）を噴射して除去する、特に高速化にも対応した高圧水噴射洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の高圧水噴射洗浄装置として、複数の高圧水噴射ノズルを並べて装着したホルダーを旋回（円運動）させながら若しくは円錐状に揺動させながら、その洗浄装置から噴射する高圧水を洗浄対象物に対し垂直に当てながら直交方向に移動させることで、噴射ノズルから噴射する高圧水にて洗浄対象物の一面を緻密に洗浄する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置は１本の直線状に高圧水が噴射する収束型ノズルを備えている。
【０００３】
従来の一般的な洗浄装置で使用されているノズルは、噴射される洗浄水（噴流ともいう）が円錐状に広がるコーン型、若しくは扇状に広がるファン型が多い。これらのノズルであれば、噴流自体が拡散し、幅が広いために、上記特許文献１の洗浄装置のように円運動させたり、揺動させたりする必要がない。
【０００４】
一方、特許文献１の洗浄装置では、洗浄水が拡散しない１本の直線状に洗浄水が噴射される収束型ノズルを使用しているため、噴射される洗浄水のエネルギー密度がコーン型やファン型に比べて１００倍〜１０００倍と非常に高い。したがって、洗浄面での剥離・洗浄効果は非常に優れている。しかし、洗浄対象物に対し洗浄水が当たる領域（面積）が極めて狭く、局所部分しか洗浄できない。いいかえれば、洗浄水が当たっていない箇所が広く、それらの箇所は洗浄されない。
【０００５】
そこで、上記洗浄装置では、複数個の噴射ノズルをホルダーに装着し、旋回させ円運動させることで、洗浄領域を確保するようにしている。すなわち、図４−ａ、図４−ｂは上記洗浄装置による洗浄水の軌跡で、具体的にはホルダーに６個のノズルを装着した洗浄装置における高圧水の洗浄軌跡の一例を示すもので、図４−ａは定位置で旋回して円運動させた状態を示す軌跡図、図４−ｂはホルダーを４００ｒｐｍで旋回円運動させ、洗浄装置を相対的に４ｍ／ｍｉｎで移動している状態を示す軌跡図である。図４−ａ、図４−ｂの軌跡図に示すように、洗浄水が当たる箇所が非常に少ない。
【０００６】
これを解決するために、ホルダーの円運動速度を上げた洗浄水の軌跡図を図５−ａ、図５−ｂに示すと、図５−ａは相対移動速度を４ｍ／ｍｉｎに保ってホルダーの旋回円運動速度を８００ｒｐｍに上げた状態の洗浄軌跡であり、図５−ｂは相対移動速度を４ｍ／ｍｉｎに保ってホルダーの旋回円運動速度を１２００ｒｐｍに上げた状態を示している。このように、ホルダーの旋回円運動速度を上げるのに従って洗浄領域は緻密になっていく。
【０００７】
また、ホルダーの旋回円運動速度を上げるだけでなく、ホルダーに装着するノズル数を増やすと、洗浄領域の緻密さ（洗浄密度）が増すが、図６−ａ、図６−ｂのうち図６−ａは相対移動速度を４ｍ／ｍｉｎ、ホルダーの旋回（円運動）速度を４００ｒｐｍに保ってノズル数を６個から１２個に増やした状態の洗浄軌跡を、図６−ｂは１８個に増やした状態の洗浄軌跡をそれぞれ表している。ただし、ノズル数を増やすことにより重量が増え、振動が増大する。
【０００８】
その他の高圧水噴射洗浄装置に関する先行技術に、洗浄コンベアに搭載されて洗浄室内に移送される被洗浄材に高圧水を噴射する複数のノズルを有する高圧水噴射ノズルヘッドが洗浄コンベアの上方側に設けられ、該高圧水噴射ノズルヘッドが回転しながら各ノズルより高圧水を噴射するようにした洗浄装置であって、高圧水噴射ノズルヘッドは複数個設けられると共に、各高圧水噴射ノズルヘッドをそれぞれ独立して回転駆動する各モーターが前記洗浄室から隔離された位置に設置された構造の洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特許２７０５７１９号公報
【特許文献２】特開２００２−１６６２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記したように、ホルダーを旋回円運動させる際の回転速度を上げれば上げるほど、洗浄密度が高まるが、一方でホルダーまたはホルダーを含む装置全体の振動が増大する。すなわち、この振動加速度は回転速度の２乗で増大するから、回転速度を２倍にすると振動加速度は４倍になり、回転速度を３倍にすると振動加速度は９倍になる。このため、特許文献１に記載のような手持ち式洗浄装置にあっては、作業者が手で持った状態で洗浄作業を継続するのが困難になる。
【００１０】
図７はホルダー７１に装着されるノズル７２の数を６個（図７（ａ））から１２個（図７（ｂ））あるいは１８個（図７（ｃ））に増やした場合を示すが、これらの図から分かるように、ノズル数を増やすと、ホルダー７１の全長が延びるだけでなく、ホルダー７１の外径が大幅に大きくなるから、手持ち式洗浄装置としては不的確である。
【００１１】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、洗浄の高速化に確実に対応でき、しかも洗浄時の装置の振動を抑制でき、均一で効率的な洗浄を可能にする高圧水噴射洗浄装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために本発明（請求項１）に係る高圧水噴射洗浄装置は、複数の高圧水噴射ノズルを共通のホルダーに対し洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列するとともに、前記各高圧水噴射ノズルを前記ホルダーを介して一体的に旋回円運動（ある中心位置を中心に偏心量（半径）ｒで真円を描くように旋回）させながら各高圧水噴射孔から高圧水を前記洗浄対象物に対し一本の直線状に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置において、前記高圧水噴射洗浄装置が、洗浄対象物を洗浄装置本体に対し一定速度で移動させながら、前記洗浄装置本体の高圧水噴射ノズルから高圧水を前記洗浄対象物に噴射させて洗浄する高圧水噴射洗浄装置であり、前記ホルダーが前記洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有しており、前記高圧水噴射ノズルに、複数の高圧水噴射孔をそれらの噴射孔の向きを一定方向に揃えて円周方向に等間隔に設けるとともに、各高圧水噴射ノズルを前記ホルダーに等間隔に、かつ各高圧水噴射ノズルの高圧水噴射孔の向き一定方向に揃うように位置決めして設けたことを特徴とする。
【００１３】
上記の構成を有する請求項１に係る高圧水噴射洗浄装置によれば、複数の高圧水噴射ノズルがホルダーを介して一体的に旋回円運動（ある中心位置を中心に偏心量（半径）ｒで真円を描くように旋回）すると同時に、各ノズルに設けられた２以上の高圧水噴射孔から高圧水が噴射されるから、ノズルの大きさを拡大させることなく、洗浄対象物に対して高圧水を均一に且つ洗浄密度を高く保って噴射させられ、高い洗浄強度が得られ、洗浄ムラが生じにくい。また、洗浄の高速化を図るために洗浄対象物の移動速度を１．５倍〜２倍以上に速めても、ノズル（すなわちホルダー）の回転速度を一定に保つか若しくは大幅に上げることなく、洗浄密度の高い洗浄効果が得られる。したがって、ホルダーあるいはホルダーを含む装置の振動加速度が増大することがなく、振動が抑制される。各高圧水噴射ノズルの外径（例えば５ｍｍ程度）を噴射孔が１つのノズルと同一若しくはわずかに（例えば１ｍｍ程度）拡げるだけで複数（例えば３つ）に増やすことができ、この結果、特に洗浄密度に関してノズル数を複数倍（例えば３倍）に増やしたのとほぼ同等の効果が得られ、しかも構造が複雑にならず重量も増大することがない。さらに、各高圧水噴射ノズルを前記ホルダーに等間隔に、かつ各高圧水噴射ノズルの高圧水噴射孔の向き一定方向に揃うように位置決めして噴射孔の向きを一定方向に揃えたことにより、洗浄水の軌跡がだぶることが無く、洗浄ムラが生じず、効率よく洗浄することができる。
【００１４】
本発明（請求項２）に係る高圧水噴射洗浄装置は、請求項１記載の高圧水噴射洗浄装置において、前記高圧水噴射ノズルを前記ホルダーに等間隔にかつ千鳥状に２列配置するとともに、前記各高圧水噴射ノズルの高圧水噴射孔をそれらの向きを一定方向に揃えて設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の高圧水噴射洗浄装置によれば、１個の高圧水噴射ノズルに設ける複数の高圧水噴射孔を等間隔に千鳥状に２列にし、向きを一定方向に揃えたので、具体的には、各ノズルが真円形を描くように回転しながら、各高圧水噴射孔から直線状に高圧水（超純水や薬液など）が噴射されるので、図１９（ｂ）に示されるような洗浄水の軌跡を描き、洗浄強度にバラツキのない洗浄作業が達成される。
【００１６】
本発明（請求項３）に係る高圧水噴射洗浄装置は、請求項１または２記載の高圧水噴射洗浄装置において、３つの高圧水噴射孔を設けた前記各高圧水噴射ノズルは正面より見て円形の一部を直線状に切除し、各高圧水噴射ノズルの形状に対応する孔部を前記ホルダーに形成して前記各高圧水噴射ノズルを前記ホルダーに埋設するか、
前記各高圧水噴射ノズルの正面より見て円形の形状に対応する孔部を前記ホルダーに形成するとともに，同孔部の内周の一部にて内向きの突出部を設け、この突出部に対応する凹部を前記各各高圧水噴射ノズルの周囲の一部に形成して前記各高圧水噴射ノズルの凹部を前記ホルダーの突出部に嵌め込み埋設するか、したことを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の高圧水噴射洗浄装置によれば、ホルダーに設けられる各高圧水噴射ノズルの高圧水噴射孔の向きを確実に一定方向に揃えることができ、高圧水の軌跡がだぶることが無く、効率よく洗浄することができる。また、特に洗浄密度に関してノズル数を３倍に増やしたのとほぼ同等の効果が得られ、しかも構造が複雑にならず重量も増大することがなく、したがって、ノズル（ホルダー）の回転速度を上げずに、洗浄対象物の移動速度を上げる高速化に対応することができる。
【００１８】
本発明（請求項４）に係る高圧水噴射洗浄装置は、請求項１記載の高圧水噴射洗浄装置において、前記洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有する共通の前記ホルダー支持部材の一面に、複数の高圧水噴射ノズルをホルダーを介して前記洗浄対象物に向けかつ相互に間隔をあけて配列し、前記ホルダー支持部材の両側延長端部を、それぞれ同ホルダー支持部材の前記一面またはその延長面に直交する偏心回転軸および軸受部を介して偏心回転可能に支持するとともに、前記偏心回転軸を駆動装置にて回転させることにより前記ホルダー支持部材が旋回円運動するように構成し、前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、定速移動する前記洗浄対象物に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルの複数の高圧水噴射孔から高圧水を噴射させるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
上記の構成を有する請求項４に係る高圧水噴射洗浄装置によれば、複数（２以上）の高圧水噴射孔を設けた複数の高圧水噴射ノズルを共通の一のホルダー支持部材の一面に配列し、旋回円運動（ある中心位置を中心に偏心量（半径）ｒで真円を描くように旋回）させながら洗浄対象物に高圧水を噴射して洗浄するので、例えば、複数のノズルをホルダーを介して等間隔に配列して各ノズルの２以上の噴射孔から高圧水を一直線状（ストレート）に噴射させることによって、洗浄対象物に対し洗浄強さを一定にして均一な洗浄が可能になるため、ガラス基板のような均一な洗浄が要求される部材を洗浄する際にも、一定の洗浄力が保て、洗浄対象物を損傷させるおそれがない。また、洗浄作業の高速化を図っても、ノズルあるいはホルダー支持部材の旋回円運動の速度を増大する必要がなく、高い洗浄密度が得られるとともに、無用な振動の発生を防止できる。さらに、複数のノズルが位置する洗浄領域の外側に偏心回転駆動部を配置できるから、洗浄領域には発塵する部材がなく、したがってクリーン度の高い洗浄が可能になる。このため、FPDや半導体ウエハーなどの極めて高いクリーン度（10〜100以下）が要求される洗浄に、容易に対応できる。また、各ノズルを駆動装置で個々に回転（旋回円運動）させて洗浄する構造に比べて、構造があ簡単で、装置の組立が容易で、配管や配線作業に手間がかからず、コストダウンが図れる。
【００２０】
本発明（請求項５）に係る高圧水噴射洗浄装置は、請求項１記載の高圧水噴射洗浄装置において、前記洗浄対象物を横切る長さ以上の長さを有し、前記装置本体の厚み方向の中心軸線を挟んで平行に配置される一対の前記ホルダー支持部材の対向面に、それぞれ複数の高圧水噴射ノズルをホルダーを介して相対向させかつ相互に間隔をあけて配列し、前記各ホルダー支持部材の両端部を一体に結合するとともに、両端結合部からそれぞれ前記装置本体の中心軸線に沿って両側方へそれぞれ連結板を延設し、前記各連結板の端部を、その一面に直交する偏心回転軸および軸受部を介して偏心回転可能に支持するとともに、前記偏心回転軸を駆動装置にて回転させることにより前記ホルダー支持部材が旋回円運動するように構成し、前記各高圧水噴射ノズルに高圧水を供給し、定速移動する前記洗浄対象物の両面に対し旋回円運動する各高圧水噴射ノズルの複数の前記噴射孔から高圧水を噴射させるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
上記の構成を有する請求項５に係る高圧水噴射洗浄装置によれば、上記した請求項４に記載の高圧水噴射洗浄装置と同様な作用効果が達成されるほか、洗浄対象物の両面を同時に洗浄できる上に、洗浄装置本体が中心軸線を挟んでバランスが図られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る高圧水噴射洗浄装置は上記の構成を有するから、下記のような優れた効果を奏する。すなわち、
複数の高圧水噴射ノズルがホルダーを介して一体的に旋回し円運動すると同時に、各ノズルに設けられた複数（２以上）の高圧水噴射孔から高圧水が噴射されるから、ノズルの大きさを拡大させることなく、洗浄対象物に対して高圧水を均一に且つ洗浄密度を高く保って噴射させられるので、高い洗浄強度が得られ、洗浄ムラが生じにくい。また、洗浄の高速化を図るために洗浄対象物の移動速度を例えば１．５倍〜２倍以上に速めても、高圧水噴射ノズル（ホルダー）の回転速度を例えば１５００ｒｐｍ〜２０００ｒｐｍ以下に設定して高い洗浄密度で且つ強い洗浄力で均一に洗浄でき、ホルダーあるいはホルダーを含む装置の振動加速度が増大せず振動が抑制され、洗浄密度の高い洗浄効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に、本発明に係る高圧水噴射洗浄装置の実施の形態について説明する。
【００２８】
図１は本発明の高圧水噴射洗浄装置の第１実施例を示す、側面視断面図およびＡ方向矢視図である。ここで、本発明に係る高圧水噴射洗浄装置の第１実施例について図１に基づき説明する。
【００２９】
本実施例の高圧水噴射洗浄装置１は、図１に示すように、駆動モータ２３およびベベルギヤ３４、３５の機構が用いられるとともに、偏心構造により高圧水噴射ノズルｎを円錐状に回転させる構成であり、また、高圧水噴射ノズルｎへ供給する高圧水を遮断する開閉弁３２をケーシング３３の把持部３３ａ内に設けている。洗浄装置１のケーシング３３は円管状に形成され、前後方向の後部下端には把持部３３ａが一体的に形成されている。この把持部３３ａ内に駆動モータ２３が設けられており、この駆動モータ２３の上部に駆動側ベベルギヤ３４が設けられ、ケーシング３３の軸心方向略中央部には、駆動側ベベルギヤ３４と噛合する従動側ベベルギヤ３５が横向きに設けられている。従動側ベベルギヤ３５の軸心には、軸心に高圧水通路を形成した支持軸２７が結合され、この支持軸２７はケーシング３３側に設けられた軸受２６により回転自在に支持されている。
【００３０】
また、先端側と基端側とで軸心を偏心させたロータ部材２８に設けた自動調心玉軸受２９により支持軸２７を支持しており、高圧水噴射ノズルｎのホルダー３０は、この偏心量に応じた傾斜状態となっている。したがって、支持軸２７の回転に伴って高圧水噴射ノズルｎを設けたホルダー３０が円錐状に運動するよう構成されている。また、このホルダー３０の円錐状に運動するほぼ起点となる支持軸２７の後端に高圧水チューブ３１が高圧水継手３１ａを介して連結されており、ケーシング３３内において高圧水チューブ３１が螺旋状に形成され、この螺旋状の部分において支持軸２７から伝わる変位を吸収するように構成されている。そして、ケーシング３３の後部下端から一体的に下向きに延設した把持部３３ａの下部に、高圧水チューブ３１の通路を遮断する開閉弁３２が設けられている。
【００３１】
この開閉弁３２は、把持部３３ａに設けた噴射レバー３６を放した状態の閉鎖時には、バネ３２ａの力によりスプール３２ｂが常時、図において上方に押圧された状態となり、この状態では、スプール３２ｂの先端に設けられたポペット３２ｄが高圧水通路３２ｃの下に位置して通路を遮断した状態となっている。この状態から噴射レバー３６をスプリング３２ａの力に抗して押圧すると、スプール３２ｂが図において下方へ移動し、この状態では、スプール３２ｂの先端に設けられたポペット３２ｄが高圧水通路３２ｃから外れるため、高圧水は高圧水通路３２ｃを通って高圧水チューブ３１から高圧水噴射ノズルｎへと供給される。このように、洗浄装置１の噴射レバー３６を作業者が操作することにより、作業状態や作業場所に応じて高圧水の噴射を操作しながら効率の良い作業を行うことが可能となる。
【００３２】
ホルダー３０の先端面３０ａは断面円弧状で球面の一部をなし、正面より見て円形の先端面３０ａの円周方向に等間隔に６個の高圧水噴射ノズルｎが埋設されている。各噴射ノズルｎには、３つの高圧水噴射孔ｎｋが等間隔に穿設されており、支軸２７の高圧水通路がホルダー３０の基端の給水部３０ｂに接続されている。ホルダー３０内の給水部３０ｂから各噴射ノズルｎに向け、高圧水通路３０ｃが放射状に穿設されている。
【００３３】
以上の構成からなる高圧水噴射洗浄装置１について、洗浄態様を説明する。
【００３４】
図１において、洗浄装置１の噴射レバー３６を作業者が操作することにより、６個の高圧水噴射ノズルｎを洗浄対象物に向け高圧水を噴射させながら、洗浄作業を行う。このとき、６個の高圧水噴射ノズルｎはホルダー３０とともに、例えば８００ｒｐｍで回転しながらかつ半径方向に偏心揺動する。しかも、各高圧水噴射ノズルｎの３つの高圧水噴射孔ｎｋから高圧水が噴射されるので、高い洗浄密度で且つ強い洗浄力で均一に洗浄できる。
【００３５】
ところで、図２（ａ）は従来の洗浄装置に使用されている高圧水噴射ノズルｎを示す正面図および断面図で、図２（ｂ）（ｃ）は本発明の実施例に係る洗浄装置１に使用する高圧水噴射ノズルｎの一例を示す正面図および断面図である。すなわち、従来の洗浄装置では、図２（ａ）に示すように、ステンレス製のノズル本体ｎ１の中心部に設けられたチップ孔ｎ２に、ダイヤモンドやサファイヤなどの宝石の中心位置に噴射孔ｎ４を穿設したノズルチップｎ３が埋設され、ノズル本体ｎ１の１つの高圧水噴射孔ｎｋから高圧水が噴射される。なお、ｎ５はストレート孔、ｎ６は先方に向けて円錐状に拡径したテーパー孔である。
【００３６】
これに対し、本発明の洗浄装置１では、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、ステンレス製のノズル本体ｎ１の中心部周囲に３つのチップ孔ｎ２が円周方向に等間隔に設けられ、ダイヤモンドやサファイヤなどの宝石の中心位置に噴射孔ｎ４を穿設したノズルチップｎ３が各チップ孔ｎ２にそれぞれ埋設され、ノズル本体ｎ１の３つの高圧水噴射孔ｎｋから高圧水が噴射される。とくに、図２（ｃ）に示す高圧水噴射ノズルｎでは、ノズル本体ｎ１の中心軸線ｓに対しチップ孔ｎ２、ストレート孔ｎ５およびテーパー孔ｎ６が先方に向けて放射状に拡がるように形成されており、ノズル本体ｎ１の３つの高圧水噴射孔ｎｋから噴射される高圧水が離れるにしたがって間隔が拡がる。このため、洗浄対象物に各高圧水噴射孔ｎ４（ｎｋ）からの高圧水がチップ孔ｎ２の間隔よりも大きく拡がった状態で当たる。図８−ａ、図８−ｂは図２（ｃ）の高圧水噴射ノズルｎによる洗浄水の軌跡を表し、図１０−ａ、図１０−ｂは図２（ｂ）の高圧水噴射ノズルｎによる洗浄水の軌跡を表しているが、図２（ｃ）の高圧水噴射ノズルｎの方が洗浄水の重なりがなく均一性に優れていることが認められるとともに、３個のノズルチップｎ３を埋め込むノズル本体ｎ１の外径を小さく（５ｍｍ〜６ｍｍ程度に）できるという利点がある。
【００３７】
また１個の高圧水噴射ノズルｎに設ける高圧水噴射孔ｎｋの数が３つの場合はもちろんのこと、２つの場合にも、高圧水噴射孔ｎｋの配置（方向性）をランダムではなく、一定の方向に揃えることが望ましい。一方、図９は高圧水噴射孔ｎｋの数が３つでランダムな場合の高圧水の軌跡を表すが、この場合には高圧水の軌跡が一部重なっている。これに対し、図８は高圧水噴射孔ｎｋの数が３つで一定の方向に揃えた場合の高圧水の軌跡を表しているが、この場合には高圧水の軌跡の重なりがない。
【００３８】
このように、３つの高圧水噴射孔ｎｋを一定の方向に揃えるために、３つのノズルチップｎ４（高圧水噴射孔ｎｋ）を埋設するノズル本体ｎ１を、図３（ａ−１）に示すように正面より見て円形の一部を直線状に切除した形状にし、図３（ａ−２）のようにこの形状に対応する孔部ｎ７をホルダーｎ８に形成して図３（ａ−３）のようにノズル本体ｎ１をホルダーｎ８に埋設したり、同ノズル本体ｎ１を、図３（ｂ−１）に示すように正面より見て円形の一部にピン孔部ｎ９を形成し、図３（ｂ−２）のようにこの形状に対応する孔部ｎ１０をホルダーｎ８に形成したのち、図３（ｂ−３）のようにノズル本体ｎ１をホルダーｎ８に埋設してピン孔部ｎ９をピンｎ１１の突出部に嵌め込んだりして、ノズル本体ｎ１をホルダーｎ８に対し位置決めし、３つの高圧水噴射孔ｎｋの方向性を一定に揃えることができる。
【００３９】
以上に説明した３つの３つの高圧水噴射孔ｎｋ（ノズルチップｎ４）を埋設したノズル本体ｎ１については、後述する本発明の第２・第３の実施例に係る高圧水噴射洗浄装置にも適用される。
【００４０】
続いて、本発明に係る高圧水噴射洗浄装置の第２実施例について図１１に基づき説明する。図１１（ａ）は本発明の高圧水噴射洗浄装置の第２実施例を示す、一部を断面で表した正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。図１２は本発明の高圧水噴射洗浄装置の第２実施例を示す平面図、図１３は本発明の高圧水噴射洗浄装置の第１実施形態を示す底面図、図１４（ａ）は図１１（ａ）の向かって左側の支持台とその近傍を拡大して示す正面図、図１４（ｂ）は回転軸偏心部と上下の回転軸とを取り出して概略的に示す説明図、図１４（ｃ）は図１４（ｂ）に示す回転軸の平面図である。図１５は図１４（ａ）の平面図である。図１６は図１１（ａ）の洗浄装置本体の一部を拡大して示す中央縦断面図、図１７は図１６のＡ−Ａ断面図、図１８は図１６のＣ−Ｃ断面図である。
【００４１】
これらの図に示すように、本実施例の高圧水噴射洗浄装置１’は、機枠２の両側部上に支持台３・３を備えている。各支持台３は支柱３ａを備え、両側の支柱３ａの上部間が横桁１８で結合されている。支柱３ａの上部正面に側方より見て略コの字形のブラケット３ｂおよび支持板３ｃを介して、洗浄装置本体５が回転可能にボルト３ｄ・３ｅにより支持されており、洗浄装置本体５は両側の支持台３間に跨って支持されている。また、横桁１８の長手方向に間隔をあけて、左右一対の下向きに凹状の保護枠１９が洗浄装置本体５の上部を取り囲むように取り付けられている。
【００４２】
洗浄装置本体５は、図１７に示すように角筒体状のフラットバーからなる中空のホルダー支持部材（以下、中空支持部材という）６を備えており、この中空支持部材６の下面に取付ブラケット８を突設し、多数の高圧水噴射のノズル７ｎを板状のホルダー７ｎｈに千鳥状に等間隔に２列配設して構成したノズルヘッド部７が、取付ブラケット８に下向きにボルト８ａにて固定されている。各ノズル７ｎには、図１・図１７のように先端（下端）面に３つの高圧水噴射孔７ｎｋが等間隔に穿設され、各高圧水噴射孔７ｎｋの向きを後述する洗浄対象物ｘに対し垂直（直角）になるように揃えている。ホルダー７ｎｈおよびノズルヘッド部７には、長手方向に沿って高圧水供給路９ａ・９ｂが穿設され、図１６に示すように高圧水タンク１０ａから可撓性を有する螺旋状の金属製配管１０を介してホルダー７ｎｈの高圧水供給路９ｂの一端に接続され、その高圧水供給路９ｂからノズルヘッド部７の高圧水供給路９ａを通って各ノズル７ｎの３つの高圧水噴射孔７ｎｋへ高圧水が供給され、各ノズル７ｎの３つの高圧水噴射孔７ｎｋから一直線状に高圧水が噴射される。ノズル７ｎの外径や高圧水噴射孔７ｎｋの口径については、限定するものではないが、本実施例では、ノズル７ｎの外径が６ｍｍで、高圧水噴射孔７ｎｋの口径を０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍにしている。なお、金属製の高圧水チューブ１０は可撓性を備えていれば螺旋状にしなくてもよく、例えば直線状にして高圧水チューブ１０の全体が湾曲するようにしてもよい。
【００４３】
上記のようにして本発明の第２実施例に係る高圧水噴射洗浄装置が構成されるが、以下にその洗浄作業の態様を説明する。
【００４４】
まず、洗浄室内において、洗浄対象物Ｘが例えばガラス基板の場合、ローラコンベヤ４０上に載置され、搬入場所から洗浄装置本体５の下方へ一定の速度で搬送される。この状態で、左右のサーボモータ１７の駆動が開始され、回転軸１５が回転し、この回転軸１５の回転で円柱体状の回転軸偏心部１４が偏心回転し、軸受ハウジング部１２を介して洗浄装置本体５が旋回円運動する。続いて、高圧水タンク１０ａから高圧の洗浄液体を可撓性の金属製高圧水チューブ１０を介して高圧水供給路９ｂおよびノズルヘッド部７の高圧水供給路９ａを通して各ノズル７ｎへ供給される。各ノズル７ｎは真円形を描くように旋回しながら、各高圧水噴射孔７ｎｋから直線状に高圧の洗浄液体が噴射される。一方、洗浄対象物Ｘが洗浄装置本体５の下方へ定速で搬送されてくる。この状態で、洗浄対象物Ｘの一面に対し高圧の洗浄液が噴射され、図１９（ｂ）に示されるような洗浄液体の軌跡を描き、洗浄強度にバラツキのない洗浄作業が遂行される。すなわち、図１９（ａ）に示すように、本実施例ではノズル７ｎをホルダー７ｎｈに相互に等間隔になるように千鳥状に２列配置し、洗浄面の全面にわたり均一性を保つようにしている。また、各ノズル７ｎの先端面に対し３つの高圧水噴射孔７ｎｋを等間隔に穿設している。そして、この状態で、各ノズル７ｎは真円形を描くように回転しながら、各高圧水噴射孔７ｎｋから直線状に高圧水（超純水や薬液など）を噴射するので、図１９（ｂ）に示されるような洗浄水の軌跡を描き、洗浄強度にバラツキのない洗浄作業が達成される。
【００４５】
なお、本実施例の高圧水噴射洗浄装置１では、洗浄装置本体５（ノズルヘッド部７および中空支持部材６を含む）が真円を描くように旋回し円運動（揺動回転）するので、中空支持部材６を含む洗浄装置本体５自体のバランスおよび中空支持部材６を含む洗浄装置本体５の旋回円運動時の両側支持台３に対するバランスを含む高圧水噴射洗浄装置１全体のバランスを図ることが重要である。そこで、中空支持部材６の厚み方向の中間位置を通る長手方向の中心軸線Ｍを中心に挟んで、ノズル部７（および高圧水供給路９ａ・９ｂ）との質量（およびモーメント）のバランスを図るため、フラットバー状のカウンタウエイト２１を中空支持部材６の上面に一定間隔をあけて突設した複数のブラケット２２に、ボルト２２ａで取り付けている。
【００４６】
また、回転軸偏心部１４を挟んで上下の回転軸１５に対し、洗浄装置本体５の旋回円運動時に生じるモーメントを打ち消すように半円板体状のカウンタウエイト２５をそれぞれ一体回転可能に取り付けている。つまり、回転軸１５の中心軸線Ｓを挟んで洗浄装置本体５の揺動回転方向と対称的な位置に、カウンタウエイト２５を取り付けており、左右の回転軸１５に対してはカウンタウエイト２５は同一方向に配置されている。この結果、回転軸１５の回転時に、中心軸線Ｓを挟んで洗浄装置本体５の旋回方向と相対称位置にカウンタウエイト２５が変位し、洗浄装置本体５の旋回円運動時に発生しようとするモーメントの発生を打ち消す。したがって、両側の支持台３を含め高圧水噴射洗浄装置１全体には無用なモーメントが発生せず、振動が生じない。
【００４７】
図２０〜図２２は本発明に係る高圧水噴射洗浄装置の第３実施例を示すもので、以下に説明する。図２０は本発明の高圧水噴射洗浄装置の第３実施例を示す、一部を断面で表した正面図で、図２１は図２０のＢ−Ｂ断面図、図２２は図２０のＣ−Ｃ断面図である。
【００４８】
これらの図に示すように、本実施例の高圧水噴射洗浄装置１”が上記第２実施例の高圧水噴射洗浄装置１’と相違するのは、以下の点である。すなわち、
上記洗浄装置１’では洗浄対象物Ｘの片面（上面）を洗浄する構成であったが、本実施例の洗浄装置１”では洗浄対象物Ｘの両面を同時に洗浄する構成としている。このため、洗浄装置本体５’を構成する角筒体状で中空支持部材６の一対を所定間隔をあけて上下に平行にかつ相対向させて配置し、上下の中空支持部材６・６の両側部を板状の接続部材２０でそれぞれ一体に接続し、各接続部材２０の上下方向の中間位置から側方（外方）へ向けて連結板１１を一体に延設している。
【００４９】
各連結板１１には、円形または長円形の開口１１ａを設けて軽量化を図っており、それらの一端（外端）にリング状の軸受ハウジング１２を一体に連結し、この軸受ハウジング１２内に軸受１３を介して円柱体状回転軸偏心部１４を回転可能に配装している。また、回転軸偏心部１４の中心位置から偏心させた位置に、支持台３に軸受ハウジング１６を介して回転可能に支持される上下の回転軸１５（図１４）を一体回転可能に連結し、それぞれサーボモータ１７によりほぼ同期させて回転駆動し、洗浄装置本体５を旋回円運動動させることにより、複数の各ノズル７ｎを真円を描くように旋回させる。
【００５０】
上下のホルダー支持部材６・６の相対向面に、ノズル７ｎをホルダー７ｎｈを介して相互に等間隔に千鳥状に２列配置したノズルヘッド部７を装着している。本例の場合、図２０のように上下のノズル７ｎの先端面間に、洗浄対象物Ｘが通過しかつ洗浄対象物（図示せず）の両面に対し高圧水を噴射させて洗浄可能な隙間ｔを設けている。
【００５１】
その他の構成については、上記第２実施例に係る高圧水噴射洗浄装置１’と共通するので、共通の部材については同一の符号を用いて図面に示し、説明を省略する。
【００５２】
以上に、本発明に係る高圧水噴射洗浄装置について３つの実施例を示したが、これらに限定されるものではなく、例えば、下記のように実施することができる。
【００５３】
・上記実施例では、各ノズル７ｎに３つの高圧水噴射孔７ｎｋを設けたが、洗浄対象物ｘの移動速度が、例えば８０ｍｍ／秒から１００ｍｍ／秒程度に上昇する場合には、各ノズル７ｎの高圧水噴射孔７ｎｋの数を２つにしても十分に対応できる。高圧水噴射孔７ｎｋが２つであれば、ノズル７ｎの外径を５ｍｍ程度に小さくできる。
【００５４】
・本願発明に係る高圧水噴射洗浄装置１’または１”と、本発明に係る高圧水噴射装置１とを組み合わせて高圧水噴射洗浄装置を構成することもできる。
【００５５】
図２０に示す洗浄軌跡は、各ノズル７ｎの旋回速度が１８００ｒｐｍで、洗浄対象物の移動速度が１２０ｍｍ／秒の場合を表している。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の高圧水噴射洗浄装置の第１実施例を示す、側面視断面図およびＡ方向矢視図である。
【図２】図２（ａ）は従来の洗浄装置に使用されている高圧水噴射ノズルｎを示す正面図および断面図で、図２（ｂ）は本発明の実施例に係る洗浄装置１に使用する高圧水噴射ノズルｎの一例を示す正面図、図２（ｃ）は同断面図である。
【図３】図３（ａ−１）〜図３（ａ−３）は３つの高圧水噴射孔ｎｋを一定の方向に揃えるための実施例を示す説明図、図３（ｂ−１）〜図３（ｂ−３）は同じく他の実施例を示す説明図である。
【図４−ａ】ホルダーに高圧水噴射孔が１つの６個のノズルを装着した洗浄装置における定位置で旋回して円運動させた状態を示す洗浄水の軌跡図である。
【図４−ｂ】ホルダーに高圧水噴射孔が１つの６個のノズルを装着した洗浄装置におけるホルダーを４００ｒｐｍで旋回円運動させ、洗浄装置を相対的に４ｍ／ｍｉｎで移動している状態を示す洗浄水の軌跡図である。
【図５−ａ】ホルダーに高圧水噴射孔が１つの６個のノズルを装着した洗浄装置においてホルダーの円運動速度を上げた洗浄水の軌跡を示すもので、相対移動速度を４ｍ／ｍｉｎに保ってホルダーの旋回円運動速度を８００ｒｐｍに上げた状態を示す洗浄水の軌跡図である。
【図５−ｂ】ホルダーに高圧水噴射孔が１つの６個のノズルを装着した洗浄装置において相対移動速度を４ｍ／ｍｉｎに保ってホルダーの旋回円運動速度を１２００ｒｐｍに上げた状態を示す軌跡図である。
【図６−ａ】ホルダーに高圧水噴射孔が１つの１２個のノズルを装着した洗浄装置においてホルダーの円運動速度を上げた洗浄水の軌跡を示すもので、相対移動速度を４ｍ／ｍｉｎに保ってホルダーの旋回円運動速度を８００ｒｐｍに上げた状態を示す洗浄水の軌跡図である。
【図６−ｂ】ホルダーに高圧水噴射孔が１つの１２個のノズルを装着した洗浄装置において相対移動速度を４ｍ／ｍｉｎに保ってホルダーの旋回円運動速度を１２００ｒｐｍに上げた状態を示す軌跡図である。
【図７】図７（ａ）はホルダー７１に装着されるノズル７２の数が６個の場合を示す説明図、図７（ｂ）は１２個に増やした場合を示す説明図、図７（ｃ）は１８個に増やした場合を示す説明図である。
【図８−ａ】図２（ｃ）の高圧水噴射ノズルｎによる定位置でホルダーの旋回円運動速度を４００ｒｐｍにした洗浄水の軌跡図である。
【図８−ｂ】図２（ｃ）の高圧水噴射ノズルｎによる相対移動速度を４０００ｍｍ／ｍｉｎに保ってホルダーの旋回円運動速度を４００ｒｐｍにした洗浄水の軌跡図である。
【図９】６個の高圧水噴射ノズルｎで高圧水噴射孔ｎｋの数が３つでランダムな場合の洗浄水の軌跡図である。
【図１０−ａ】図２（ｂ）の高圧水噴射ノズルｎによる定位置でホルダーの旋回円運動速度を４００ｒｐｍにした洗浄水の軌跡図である。
【図１０−ｂ】図２（ｂ）の高圧水噴射ノズルｎによる相対移動速度を４０００ｍｍ／ｍｉｎに保ってホルダーの旋回円運動速度を４００ｒｐｍにした洗浄水の軌跡図であ
【図１１】図１１（ａ）は本発明の高圧水噴射洗浄装置の第２実施例を示す、一部を断面で表した正面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１２】本発明の高圧水噴射洗浄装置の第２実施例を示す平面図である。
【図１３】本発明の高圧水噴射洗浄装置の第２実施例を示す底面図である。
【図１４】図１４（ａ）は図１１の向かって左側の支持台とその近傍を拡大して示す正面図、図１４（ｂ）は回転軸偏心部と上下の回転軸とを取り出して概略的に示す説明図、図１４（ｃ）は図１４（ｃ）は図１４（ｂ）に示す回転軸の平面図である。
【図１５】図１４（ａ）の平面図である。
【図１６】図１１（ａ）の洗浄装置本体の一部を拡大して示す中央縦断面図である。
【図１７】図１６のＡ−Ａ断面図である。
【図１８】図１２のＣ−Ｃ断面図である。
【図１９】図１９（ａ）は高圧水噴射孔７ｎｋが３つのノズル７ｎをホルダー７ｎｈに相互に等間隔になるように千鳥状に２列配置した状態を模式的に表した底面図、図１９（ｂ）は同ノズルヘッド部７による洗浄水の軌跡図である。
【図２０】本発明の高圧水噴射洗浄装置の第３実施例を示す、一部を断面で表した正面図である。
【図２１】図２０のＢ−Ｂ断面図である。
【図２２】図２０のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１・１’・１”高圧水噴射洗浄装置
２  機枠
３  支持台
３ａ支柱
３ｂブラケット
３ｃ支持板
３ｄ・３ｅボルト
５・５’洗浄装置本体
６  ホルダー支持部材（中空支持部材）
７  ノズルヘッド部
７ｎノズル
７ｎｈノズルホルダー
７ｎｋ高圧水噴射孔
８  取付ブラケット
８ａボルト
９ａ・９ｂ  高圧水供給路
１０  金属製配管(金属製高圧水チューブ）
１０ａ高圧水タンク
１１  連結板
１１ａ開口
１２  軸受ハウジング（軸受ハウジング部・軸受部）
１３  軸受
１４  回転軸偏心部
１５  回転軸（偏心回転軸）
１６  軸受ハウジング
１７  サーボモータ
１７ａ回転駆動軸
１８  横桁
１９  保護枠
２０  接続部材
２１・２５  カウンタウエイト
２２  ブラケット
２２ａボルト
２３  駆動モータ
２６  軸受
２７  支持軸
２８  ロータ部材
２９  自動調心玉軸受
３０  ホルダー
３０ａホルダー３０の先端面
３０ｂ給水部
３０ｃ高圧水通路
３１  高圧水チューブ
３１ａ高圧水継手
３２  開閉弁
３２ａバネ(スプリング）
３２ｂスプール
３２ｃ高圧水通路
３２ｄポペット
３３  ケーシング
３３ａ把持部
３４・３５  ベベルギヤ
３６  噴射レバー
４０  ローラコンベヤ
ｎ  高圧水噴射ノズル
ｎ１  ノズル本体
ｎ２  チップ孔
ｎ３  ノズルチップ
ｎ４・ｎｋ  高圧水噴射孔
ｎ５  ストレート孔
ｎ６  テーパー孔
ｎ７  孔部
ｎ８  ホルダー
ｎ９  ピン孔部
ｎ１０  孔部
ｎ１１  ピン
【図１】
0005191273.tif 000002
【図２】
0005191273.tif 000003
【図３】
0005191273.tif 000004
【図４−ａ】
0005191273.tif 000005
【図４−ｂ】
0005191273.tif 000006
【図５−ａ】
0005191273.tif 000007
【図５−ｂ】
0005191273.tif 000008
【図６−ａ】
0005191273.tif 000009
【図６−ｂ】
0005191273.tif 000010
【図７】
0005191273.tif 000011
【図８−ａ】
0005191273.tif 000012
【図８−ｂ】
0005191273.tif 000013
【図９】
0005191273.tif 000014
【図１０−ａ】
0005191273.tif 000015
【図１０−ｂ】
0005191273.tif 000016
【図１１】
0005191273.tif 000017
【図１２】
0005191273.tif 000018
【図１３】
0005191273.tif 000019
【図１４】
0005191273.tif 000020
【図１５】
0005191273.tif 000021
【図１６】
0005191273.tif 000022
【図１７】
0005191273.tif 000023
【図１８】
0005191273.tif 000024
【図１９】
0005191273.tif 000025
【図２０】
0005191273.tif 000026
【図２１】
0005191273.tif 000027
【図２２】
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