(57)【要約】【課題】ワーク表面にシミやムラ等を形成させずに、ワーク表面の処理液をきれいに洗い落とす。【解決手段】ワーク１の表面を処理する処理液が蓄えられる処理槽１０と、表面に処理液が付いているワーク１を洗浄する洗浄液が蓄えられる洗浄槽２０と、ワーク１を吊り下げ、処理槽１０の上方と洗浄槽２０の上方との間で移動すると共に、上下方向に移動するクレーン３５を有している移動機構３０と、クレーン３５に設けられ、クレーン３５から吊り下げられているワーク１に対して、洗浄液を噴射するノズル５１と、を備えている。【選択図】図１
2012170850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面を処理する処理液が蓄えられる処理槽と、
表面に処理液が付いているワークを洗浄する洗浄液が蓄えられる洗浄槽と、
前記ワークを吊り下げ、少なくとも前記処理槽の上方と前記洗浄槽の上方との間で移動すると共に、上下方向に移動する移動体を有している移動機構と、
前記移動体に設けられ、該移動体から吊り下げられている前記ワークに対して、洗浄液を噴射するノズルと、
前記ノズルに前記洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
を備えていることを特徴とする表面処理設備。
【請求項２】
請求項１に記載の表面処理設備において、
前記ノズルを複数備え、
複数の前記ノズルは、前記移動体から吊り下げられている前記ワーク上端よりも上方の位置で、それぞれの噴射領域が相互に重なり合うよう配置されている、
ことを特徴とする表面処理設備。
【請求項３】
請求項２に記載の表面処理設備において、
前記ワークは、前記移動体から吊下げられている状態で、上部、下部、及び該上部と該下部とをつなぐ側周部を有しており、
複数の前記ノズルは、前記移動体から吊り下げられている前記ワーク上端よりも上方の位置で、該ワークの側周部の面に沿うよう配置されている、
ことを特徴とする表面処理設備。
【請求項４】
請求項３に記載の表面処理設備において、
前記ワークは、互いに相反する方向を向く一対の主面を有しており、該一対の主面が前記側周部の面を成して鉛直方向に沿う向きになるよう、前記移動体から吊り下げられ、
複数の前記ノズルのうちの一部の複数のノズルが、前記移動体から吊下げられている前記ワークを基準にして、該ワークの前記主面に垂直な方向における一方側に、該主面に沿う方向に並んでいるノズル列を成し、他の一部の複数のノズルが、該主面に垂直な方向における他方側に、該主面に沿う方向に並んでいるノズル列を成す、
ことを特徴とする表面処理設備。
【請求項５】
請求項４に記載の表面処理設備において、
前記移動体は、互いの前記主面が対向する状態で複数の前記ワークを吊り下げることが可能であり、
複数の前記ワークのうちで互いに隣り合う２つのワークの間になる位置に、１つの前記ノズル列が配置されている、
ことを特徴とする表面処理設備。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の表面処理設備において、
前記ノズルは、該ノズルの噴射軸に対して垂直な仮想面内の第一方向での噴射幅が、該該仮想面内で第一方向に垂直な第二方向での噴射幅よりも広く、
前記ノズルは、前記移動体から吊り下げられる前記ワークの表面のうちで最も広い表面である面に対して、前記第一方向が平行になるよう前記移動体に設けられている、
ことを特徴とする表面処理設備。
【請求項７】
請求項６に記載の表面処理設備において、
前記ノズルは、前記仮想面上で、前記噴射軸を含む該噴射軸周りを非噴射領域とし、該非噴射領域の周りを噴射領域とする、
ことを特徴とする表面処理設備。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の表面処理設備において、
前記移動機構を駆動制御する移動制御手段と、
前記洗浄液供給手段から前記ノズルへの前記洗浄液の供給制御を行う供給制御手段と、
を備え、
前記移動制御手段により、前記移動機構が駆動し、前記処理槽内の前記処理液に前記ワークの全体が浸漬されている状態から、該ワークが該処理液から引き上げられると、前記供給制御手段は、該ワークの上端が該処理液から出た露出時刻から該上端に付いている処理液が乾燥してしまう時間として予め定めた時間が、該露出時刻から経過する前に、前記供給制御手段は、前記洗浄液供給手段により、前記ノズルへの前記洗浄液の供給を開始させる、
ことを特徴とする表面処理設備。
【請求項９】
請求項８に記載の表面処理設備において、
前記処理槽内の前記処理液中の成分濃度を検知するセンサを備え、
前記供給制御手段は、前記センサで検知された前記濃度に応じて、前記ノズルへの前記洗浄液の供給量を制御する、
ことを特徴とする表面処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理液にワークを浸漬して、このワークの表面を表面処理した後、このワークの表面を洗浄液で洗浄する表面処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理液にワークを浸漬し、このワークの表面を表面処理する表面処理設備としては、例えば、以下の特許文献１に開示されている設備がある。
【０００３】
この設備は、処理液が溜められる処理槽と、この処理槽の開口の縁に沿って設けられている複数のノズルと、を備えている。この設備では、処理槽の処理液に浸漬されているワークを処理液から引き上げる際に、処理槽に固定されている複数のノズルから洗浄液を噴射することで、ワーク表面を洗浄している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１９４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワーク表面を洗浄する方法として、上記特許文献１に記載の方法の他、洗浄槽内の洗浄液に表面処理後のワークを浸漬する方法も考えられる。この方法は、ワークを洗浄液に浸漬するため、ワーク表面の全体を確実に洗浄液に接触させることができ、ワーク表面の処理液をきれいに洗い落とすことができるという有利な点があるものの、洗浄液中の処理液の濃度が高くならないよう、多くの洗浄液を洗浄槽内に供給する必要がある等でランニングコストがかさんでしまう、という問題点がある。また、この方法では、供給処理槽から洗浄槽へワークを移動させる過程で、ワークの表面に付いている処理液が乾き、例えば、アルカリ焼け等でワーク表面にシミやムラ等が形成される場合がある、という問題点もある。
【０００６】
そこで、上記特許文献１に記載の方法を採用して、処理槽の縁に固定されているノズルから洗浄液を噴射した後、このワークを洗浄槽内の洗浄液に浸漬する方法も考えられる。この方法では、ワークを洗浄槽に入れて洗浄する前に、ノズルからの洗浄液でワークを洗浄するので、洗浄槽内に供給する洗浄液の量を少なくすることができ、結果として、ノズル及び洗浄槽に供給する全洗浄液の量を少なくすることができる。しかしながら、この方法でも、このワークを洗浄槽へ移動させる過程で、ワーク表面に残っている処理液が乾き、ワーク表面にシミやムラ等が形成されることが考えられる。
【０００７】
すなわち、従来技術では、ワーク表面にシミやムラ等を形成させずに、ワーク表面の処理液をきれいに洗い落とすことが難しい、という問題点がある。
【０００８】
そこで、本発明は、ワーク表面にシミやムラ等を形成させずに、ワーク表面の処理液をきれいに洗い落とすことができる表面処理設備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】
【０００９】
上記目的を達成するための発明に係る表面処理設備は、
ワークの表面を処理する処理液が蓄えられる処理槽と、表面に処理液が付いているワークを洗浄する洗浄液が蓄えられる洗浄槽と、前記ワークを吊り下げ、少なくとも前記処理槽の上方と前記洗浄槽の上方との間で移動すると共に、上下方向に移動する移動体を有している移動機構と、前記移動体に設けられ、該移動体から吊り下げられている前記ワークに対して、洗浄液を噴射するノズルと、前記ノズルに前記洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
当該表面処理設備では、ワークを洗浄槽内の洗浄液に浸すことで、ワーク表面の全体を確実に洗浄液に接触させることができ、ワーク表面の処理液をきれいに洗い落とすことができる。
【００１１】
また、当該表面処理設備では、ワークが洗浄槽内の洗浄液に浸かる前に、処理槽から出されたワークに対して洗浄液を噴射するため、洗浄槽内の洗浄液に対する処理液成分の持込量を少なくすることができる。この結果、洗浄液の供給量を大幅に減らすことができ、ワークの表面処理にかかるランニングコストを抑えることができる。
【００１２】
さらに、当該表面処理設備では、ワークが処理槽から洗浄槽へ移る過程で、ワークがどの位置存在する場合でも、移動体に設けたノズルから噴射した洗浄液でワークを洗浄できるので、ワークが洗浄槽内の洗浄液に浸る前に、ワーク表面が乾いてしまうことを防ぐことができる。このため、当該表面処理設備では、ワーク表面に残っている処理液が乾くことによるアルカリ焼け等で、ワーク表面にシミやムラ等が形成されるのを防ぐことができる。
【００１３】
ここで、前記表面処理設備において、前記ノズルを複数備え、複数の前記ノズルは、前記移動体から吊り下げられている前記ワーク上端よりも上方の位置で、それぞれの噴射領域が相互に重なり合うよう配置されていることが好ましい。
【００１４】
当該表面処理設備は、ワーク表面の上端から下端までのほぼ全体に洗浄液を接触させることができる。このため、ワーク表面に付いていた処理液の多くを洗い落とすことができる。
【００１５】
また、前記表面処理設備において、前記ワークは、前記移動体から吊下げられている状態で、上部、下部、及び該上部と該下部とをつなぐ側周部を有しており、複数の前記ノズルは、前記移動体から吊り下げられている前記ワーク上端よりも上方の位置で、該ワークの側周部の面に沿うよう配置されていてもよい。
【００１６】
当該表面処理設備では、ワークの側周部の全周面に洗浄液を接触させることができるため、ワーク表面に付いていた処理液をより多く洗い落とすことができる。
【００１７】
また、前記側周部を有する前記ワークの前記表面処理設備において、前記ワークは、互いに相反する方向を向く一対の主面を有しており、該一対の主面が前記側周部の面を成して鉛直方向に沿う向きになるよう、前記移動体から吊り下げられ、複数の前記ノズルのうちの一部の複数のノズルが、前記移動体から吊下げられている前記ワークを基準にして、該ワークの前記主面に垂直な方向における一方側に、該主面に沿う方向に並んでいるノズル列を成し、他の一部の複数のノズルが、該主面に垂直な方向における他方側に、該主面に沿う方向に並んでいるノズル列を成してもよい。
【００１８】
当該表面処理設備では、ワークの一対の主面に付いていた処理液を、複数のノズルからの洗浄液で、効率よく洗い落とすことができる。
【００１９】
さらに、一対の主面を有する前記ワークの表面処理設備において、前記移動体は、互いの前記主面が対向する状態で複数の前記ワークを吊り下げることが可能であり、複数の前記ワークのうちで互いに隣り合う２つのワークの間になる位置に、１つの前記ノズル列が配置されていてもよい。
【００２０】
当該表面処理設備では、処理槽内での処理液による表面処理、ノズルからの洗浄液による洗浄処理、洗浄槽内での洗浄液による洗浄処理のそれぞれを、複数のワークに対して一度に行うことができる。
【００２１】
また、前記表面処理設備において、前記ノズルは、該ノズルの噴射軸に対して垂直な仮想面内の第一方向での噴射幅が、該該仮想面内で第一方向に垂直な第二方向での噴射幅よりも広く、前記ノズルは、前記移動体から吊り下げられる前記ワークの表面のうちで最も広い表面である面に対して、前記第一方向が平行になるよう前記移動体に設けられていてもよい。
【００２２】
当該表面処理設備では、ノズルの噴射幅の広い方向を、ワークの表面のうちで最も広い面と平行になるように、ノズルを設けているので、ノズルから噴射した洗浄液でワーク表面を効率よく洗浄することができる。
【００２３】
また、前記表面処理設備において、前記ノズルは、前記仮想面上で、前記噴射軸を含む該噴射軸周りを非噴射領域とし、該非噴射領域の周りを噴射領域とするものであってもよい。
【００２４】
当該ノズルを複数のワークの間に設ける場合、ノズルを基準にして両側のワークを少ない洗浄液で効率よく洗浄することができる。
【００２５】
また、前記表面処理設備において、前記移動機構を駆動制御する移動制御手段と、前記洗浄液供給手段から前記ノズルへの前記洗浄液の供給制御を行う供給制御手段と、を備え、前記移動制御手段により、前記移動機構が駆動し、前記処理槽内の前記処理液に前記ワークの全体が浸漬されている状態から、該ワークが該処理液から引き上げられると、前記供給制御手段は、該ワークの上端が該処理液から出た露出時刻から該上端に付いている処理液が乾燥してしまう時間として予め定めた時間が、該露出時刻から経過する前に、前記供給制御手段は、前記洗浄液供給手段により、前記ノズルへの前記洗浄液の供給を開始させてもよい。
【００２６】
当該表面処理設備では、ワークが処理槽から洗浄槽へ移る過程で、ワーク表面が乾いてしまうことを防ぐことができる。
【００２７】
また、前記表面処理設備において、前記処理槽内の前記処理液中の成分濃度を検知するセンサを備え、前記供給制御手段は、前記センサで検知された前記濃度に応じて、前記ノズルへの前記洗浄液の供給量を制御してもよい。
【００２８】
当該表面処理設備では、処理槽内の処理液中の成分濃度を長時間にわたって、ほぼ一定に保つことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明では、ワークを洗浄槽内の洗浄液に浸すことで、ワーク表面の全体を確実に洗浄液に接触させることができ、ワーク表面の処理液をきれいに洗い落とすことができる。さらに、本発明では、ワークが処理槽から洗浄槽へ移る過程で、ワークがどの位置存在する場合でも、移動体に設けたノズルから噴射した洗浄液でワークを洗浄できるので、ワークが洗浄槽内の洗浄液に浸る前に、ワーク表面が乾いて、このワーク表面にシミやムラ等が形成されてしまうことを防ぐことができる。
【００３０】
よって、本発明では、ワーク表面にシミやムラ等を形成させずに、ワーク表面の処理液をきれいに洗い落とすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る第一実施形態における表面処理設備の全体構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る第一実施形態における洗浄液供給装置の構成を示す説明図である。
【図３】本発明に係る第一実施形態におけるノズルの液噴射形態を示す説明図である。
【図４】本発明に係る第一実施形態におけるノズルの噴射量と噴射軸からの距離との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に係る第一実施形態で、Ｙ方向から見た際の複数のノズルからの洗浄液の噴射状況を示す説明図である。
【図６】本発明に係る第一実施形態で、Ｘ方向から見た際の複数のノズルからの洗浄液の噴射状況を示す説明図である。
【図７】ワークの上端及び下端での処理液の膜厚の変化を示すグラフである。
【図８】本発明に係る第二実施形態における表面処理設備の要部構成を示す説明図である。
【図９】本発明に係る第二実施形態における洗浄液供給装置の構成を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る第二実施形態で、Ｙ方向から見た際の複数のノズルからの洗浄液の噴射状況を示す説明図である。
【図１１】本発明に係る実施形態における変形例のノズルの噴射形態を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る実施形態における変形例における移動機構の構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る表面処理設備の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３３】
まず、本発明に係る表面処理設備の第一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００３４】
本実施形態の表面処理設備は、図１に示すように、処理液であるアルカリ液が溜められる処理槽１０と、洗浄液である純水が溜められる洗浄槽２０と、ワーク１を処理槽１０内から洗浄槽２０内に移す移動機構３０と、移動機構３０によるワーク１の移動過程でワーク１に洗浄液を噴射するノズル５１と、このノズル５１に洗浄液を供給する洗浄液供給装置（洗浄液供給手段）５０と、移動機構３０を駆動制御する移動制御器（移動制御手段）６０と、洗浄液供給装置５０を制御する供給制御器７０と、を備えている。なお、以下では、説明の都合上、水平方向であって、処理槽１０から洗浄槽２０に向かう方向をＸ方向、水平方向であって、Ｘ方向に垂直な方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向とする。
【００３５】
本実施形態で扱うワーク１は、矩形板状を成し、ワーク表面のうちで最も大きく且つ互いに相反する方向を向いている一対の主面２（図５）を有している。
【００３６】
移動機構３０は、処理槽１０及び洗浄槽２０の上方に配置され、Ｘ方向に延びている水平レール３９と、水平レール３９を走行する水平走行輪３２を有する２個の水平走行ユニット３１，３１ａと、２個の水平走行ユニット３１，３１ａの間に設けられている昇降ユニットとしてのクレーン３５と、このクレーン３５から吊り下げられているワーク吊下ビーム４１と、このワーク吊下ビーム４１に取り付けられているワーク吊下具４３と、を有している。なお、本実施形態では、クレーン３５及びワーク吊下ビーム４１で移動体を構成している。
【００３７】
２個の水平走行ユニット３１，３１ａは、いずれも、前述の水平走行輪３２と、この水平走行輪３２が一方の端部に回転可能に取り付けられ、Ｚ方向に延びる上下レール３３と、を有している。さらに、２個の水平走行ユニット３１，３１ａのうち、一方の水平走行ユニット３１ａは、当該水平走行ユニット３１ａの水平走行輪３２を駆動する走行モータ３４を有している。
【００３８】
クレーン３５は、２個の水平走行ユニット３１，３１ａの上下レール３３，３３間でＸ方向に延びているクレーンボディ３６と、このクレーンボディ３６の両端のそれぞれに回転可能に取り付けられている上下走行輪３７と、上下走行輪３７を駆動する昇降モータ３８と、を有している。
【００３９】
ワーク吊下ビーム４１は、クレーンボディ３６の下に、クレーンボディ３６と平行になるよう、クレーンボディ３６から吊下げられている。ワーク吊下具４３は、その一方の端部がワーク吊下ビーム４１に取り付けられている。このワーク吊下具４３の他方の端部には、ワーク１が取り付けられる。この際、ワーク１は、その主面２がＸ方向に対して実質的に垂直になるよう、ワーク吊下具４３に取り付けられる。
【００４０】
水平走行ユニット３１ａの走行モータ３４及びクレーン３５の昇降モータ３８は、いずれも、移動制御器６０からの指令に応じて駆動する。
【００４１】
洗浄液供給装置５０は、図２に示すように、洗浄液を複数のノズル５１及び洗浄槽２０に供給する洗浄液供給源５２と、洗浄液供給源５２と複数のノズル５１とを接続するノズルライン５３と、洗浄液供給源５２と洗浄槽２０とを接続する洗浄槽ライン５８と、を有している。
【００４２】
ノズルライン５３は、複数のノズル５１が固定されている２本のヘッダ配管５４と、２本のヘッダ配管５４に洗浄液を供給する主配管５５と、主配管５５と洗浄液供給源５２とを接続する可撓性を有するホース５６と、を有している。２本のヘッダ配管５４は、その長手方向がＹ方向を向くよう、クレーンボディ３６の下に固定されている。ワーク１が取り付けられるワーク吊下具４３は、２本のヘッダ配管５４間のＸ方向における中間位置に設けられている。すなわち、２本のヘッダ配管５４は、ワーク吊下具４３に取り付けられているワーク１の一対の主面２のそれぞれ側に、これら主面２に対して実質的に平行になるよう設けられている。このため、各ヘッダ配管５４に設けられている複数のノズル５１は、ワーク吊下具４３に取り付けられているワーク１の主面２に沿う方向に並んでいることになる。
【００４３】
各ヘッダ配管５４には、その主配管５５側に、各ヘッダ配管５４に取り付けられている複数のノズル５１への洗浄液の供給を絶つための遮断弁７２が設けられている。また、主配管５５には、各ヘッダ配管５４への洗浄液の供給量を調整する噴射量調節弁７１が設けられている。
【００４４】
ノズルライン５３のホース５６は、クレーンボディ３６の移動に伴うヘッダ配管５４及びノズル５１の洗浄液供給源５２との間の相対位置変化に対応するため、図１に示すように、弛ませた状態で、水平レール３９の複数個所に設けられたフック等により、この水平レール３９に沿って配置されている。
【００４５】
洗浄槽ライン５８には、図２に示すように、洗浄槽２０への洗浄液の供給量を調整する供給量調節弁７３が設けられている。
【００４６】
処理槽１０及び洗浄槽２０は、いずれも、上方が大きく開口している槽で、移動機構３０のワーク吊下具４３で吊下げられている状態のワーク１全体が内部に納まるサイズである。
【００４７】
処理槽１０には、処理槽１０内の処理液であるアルカリ液のペーハー値を検知するペーハーセンサ１１が設けられている。
【００４８】
洗浄槽２０には、洗浄槽２０内の洗浄液を加熱するための蒸気配管２５と、洗浄槽２０内の洗浄液中の処理液成分の濃度を検知するためのペーハーセンサ２１と、洗浄槽２０内の洗浄液の温度を検知する温度センサ２２と、が設けられている。蒸気配管２５は、外部の蒸気源と接続され、洗浄槽２０内を経て、洗浄槽２０外に出ている。この洗浄槽２０外に出ている部分は、開放されており、ここから蒸気ドレインが排出される。この蒸気配管２５には、蒸気源からの蒸気量を調節する蒸気量調節弁２４が設けられている。
【００４９】
供給制御器７０は、移動制御器６０からの制御信号、及び処理槽１０に設けられているペーハーセンサ１１からの信号を受けて、ノズルライン５３に設けられている遮断弁７２及び噴射量調節弁７１の動作を制御する。さらに、この供給制御器７０は、洗浄槽２０に設けられているペーハーセンサ２１からの信号を受けて、洗浄槽ライン５８に設けられている供給量調節弁７３の動作も制御する。なお、ノズル５１への洗浄液の供給制御を行う供給制御手段は、ノズルライン５３に設けられている遮断弁７２及び噴射量調節弁７１と、供給制御器７０とを有して構成されている。
【００５０】
洗浄槽２０に設けられている温度センサ２２は、温度制御器２３と電気的に接続されている。この温度制御器２３は、温度センサ２２からの信号を受けて、蒸気配管２５に設けられている蒸気量調節弁２４の動作を制御する。
【００５１】
洗浄液を噴射するノズル５１は、図３に示すように、ノズル５１の噴射軸Ａに対して垂直な仮想面内の第一方向Ｄ１での噴射幅Ｗ１が、仮想面内において第一方向Ｄ１に垂直な第二方向Ｄ２での噴射幅Ｗ２よりも広い。なお、噴射軸Ａとは、ノズル５１の噴射角を等分する仮想軸のことである。
【００５２】
また、このノズル５１は、図４に示すように、仮想面上で噴射軸Ａ上の位置での噴射量が最大である。また、このノズル５１は、噴射軸Ａと交わり且つ仮想平面上で第一方向Ｄ１と平行な線上の噴射量、及び、噴射軸Ａと交わり且つ仮想平面上で第二方向Ｄ２と平行な線上の噴射量は、いずれも、噴射軸Ａから遠ざかるに連れて次第に少なくなる。
【００５３】
各ノズル５１は、図５に示すように、その噴射軸Ａが、鉛直下方に向かうに連れて、ワーク吊下具４３に取り付けられるワーク１の主面２に次第に近づく向きに傾けられている。より、詳細には、２本のヘッダ配管５４のうち、一方のヘッダ配管５４に固定されているノズル５１の噴射領域と、他方のヘッダ配管５４に固定されているノズル５１の噴射領域とが、２本のヘッダ配管５４の中央に配置されるワーク１の上端よりも上方で重なり合えるよう、各ノズル５１は、その噴射軸Ａが傾けられている。さらに、各ノズル５１は、以上のように、その噴射軸Ａが傾けられ、且つその第一方向Ｄ１がワーク１の主面２に沿う方向、つまりＹ方向を向くよう、ヘッダ配管５４に固定されている。
【００５４】
また、ワーク吊下具４３に取り付けられるワーク１の主面２に沿う方向に並んで列を成している複数のノズル５１は、図６に示すように、ワーク１表面上での噴射領域が相互に重なり合える間隔で、１本のヘッダ配管５４に固定されている。
【００５５】
次に、以上で説明した表面処理設備の動作について説明する。
【００５６】
まず、ワーク１を移動機構３０のワーク吊下具４３に、ワーク１の主面２がノズルライン５３のヘッダ配管５４と平行になるよう、つまりＸ方向に垂直になるよう取り付ける。
【００５７】
移動制御器６０は、移動機構３０の走行モータ３４に対して駆動指令を出力し、ワーク吊下具４３から吊下げられているワーク１を処理槽１０の真上の位置までＸ方向に移動させる。続いて、移動制御器６０は、移動機構３０の昇降モータ３８に対して駆動指令を出力し、ワーク吊下具４３から吊下げられているワーク１全体が処理槽１０内の処理液に浸かるまで、このワーク１を下方に移動させる。次に、移動制御器６０は、ワーク１全体が処理槽１０内の処理液に浸かってから、処理液による処理が終了したと想定される予め定められた時間が経過すると、昇降モータ３８に対して駆動指令を出力し、処理液からワーク１を引き上げさせる。
【００５８】
移動制御器６０は、昇降モータ３８の駆動により、ワーク１の引き上げを開始させると、供給制御器７０に対して引き上げ開始を示す制御信号を出力する。供給制御器７０は、この制御信号を受信してから予め定められた噴射待ち時間Ｔａが経過したときに、ノズルライン５３に設けられている遮断弁７２に開指令を出力し、この遮断弁７２を開状態にして、洗浄液供給源５２からの洗浄液をノズル５１から噴射させる。
【００５９】
ここで、洗浄液のノズル５１からの噴射タイミングについて説明する。
【００６０】
図７に示すように、ワーク表面に付いている処理液の膜厚は、ワーク１の引き上げ開始から時間を経るに伴って、薄くなり、最終的には０になる。つまり、ワーク表面は乾いてしまう。なお、図７中の時間は、ワーク１の上端が処理液から出た露出時刻からの時間である。また、図７中で、破線はワーク１の上端の処理液の膜厚を示し、一点鎖線はワーク１の下端の処理液の膜厚を示している。
【００６１】
ワーク１の上端が処理液から出た際には、ワーク１の下端は処理液中である。ワーク１の下端が処理液から出ると、その時点からワーク１の下端の処理液の膜厚が時間経過に伴って薄くなる。但し、ワーク１の下端には、ワーク１の上端に付いていた処理液が流れ落ちてくるため、膜厚減少速度がワーク上端よりも遅い。このため、ワーク１の上端は、処理液から最初に出される上に、膜厚減少速度が早いことから、ワーク表面中で最も早い時点で乾燥する。すなわち、図７に示すように、ワーク１の上端が処理液から出た露出時刻から、ワーク１の下端が乾燥するまでの時間を時間Ｔ２とすると、ワーク１の上端が乾燥するまでの時間Ｔ１は、時間Ｔ２より短い。
【００６２】
ワーク１は、処理液がほぼ完全に洗浄されてしまう前に乾いてしまうと、アルカリ液である処理液によるアルカリ焼けを起こし、ワーク表面にシミやムラが発生してしまう。このため、ワーク表面の処理液がほぼ完全に洗浄されてしまう前に、ワーク表面が乾燥してしまうことを避ける必要がある。
【００６３】
そこで、本実施形態では、ワーク１の上端が乾く前にワーク１に対して洗浄液を噴射するために、ワーク１の上端が処理液から出た時刻から、ワーク１上端が乾くまでの時間Ｔ１が経過する前に、ワーク１に対して洗浄液を噴射する。
【００６４】
具体的に、供給制御器７０は、移動制御器６０から引き上げ開始を示す制御信号を受けると、この時刻にワーク１の上端が処理液から出たとみなし、この時刻から前述の時間Ｔ１よりも短い時間を噴射待ち時間Ｔａとして、この噴射待ち時間Ｔａが経過したときに、前述したように、遮断弁７２に開指令を出力し、遮断弁７２を開状態にする。なお、時間Ｔ１は、処理液の種類やワーク１の形状によって変化するため、処理液の種類やワーク１の形状毎に、噴射待ち時間Ｔａは定められている。
【００６５】
各ノズル５１から洗浄液が噴射されると、ワーク１表面に付いていた処理液は洗浄液と共に流れ落ち、ワーク表面が洗浄される。各ノズル５１からは、前述したように、ワーク表面上での噴射領域が相互に重なり合えるよう洗浄液が噴射されるため、ワーク表面のほぼ全体に洗浄液を接触させることができる。このため、各ノズル５１からの洗浄液の噴射量にもよるが、ワーク表面に付いていた処理液の多くを洗い落とすことができる。
【００６６】
移動制御器６０は、ワーク１の引き上げ開始から所定時間が経過し、ワーク１の下端が処理槽１０の上端よりも高い位置に至ると、昇降モータ３８を停止させる。その後、移動制御器６０は、昇降モータ３８の停止から所定の停止時間が経過すると、走行モータ３４に対して駆動指令を出力し、ワーク吊下具４３から吊下げられているワーク１を洗浄槽２０の真上の位置までＸ方向に移動させる。続いて、移動制御器６０は、移動機構３０の昇降モータ３８に対して駆動指令を出力し、ワーク吊下具４３から吊下げられているワーク１全体が洗浄槽２０内の洗浄液に浸かるまで、このワーク１を下方に移動させる。
【００６７】
なお、本実施形態で、ワーク１が処理槽１０の上方に位置している際に停止時間を確保しているのは、ワーク１に付いている処理液をできる限り多く処理槽１０に戻すと共に、洗浄槽２０内への処理液の持込量を減らすためである。
【００６８】
ノズル５１からワーク１に対して洗浄液が噴射されても、ワーク１表面上の処理液がほぼ完全に洗浄されるとは限らない。このため、洗浄液の噴射停止後であって、ワーク１が洗浄槽２０内の洗浄液に完全に浸かるまえに、ワーク１の表面が乾燥してしまうことは避ける必要がある。
【００６９】
ここで、ワーク１の表面中で、洗浄液の噴射停止時刻から最も先に乾燥する部分は、ワーク１を処理液から引き上げた際と同様、ワーク１の上端である。また、このワーク１の上端が洗浄液の噴射停止時刻から乾燥するまでの時間も、ワーク１を処理液から引き上げた際と同様、時間Ｔ１である。
【００７０】
そこで、本実施形態では、洗浄液の噴射停止時刻からワーク１が洗浄槽２０内の洗浄液に完全につかる時刻までの時間が、前述の時間Ｔ１よりも短くなるように、洗浄液の噴射停止時刻を定めている。具体的に、供給制御器７０は、移動制御器６０から駆動指令による昇降モータ３８の駆動で、ワーク１が洗浄槽２０の上方から下降し、このワーク１の全体が洗浄槽２０内の洗浄液に浸って、この昇降モータ３８が停止する時刻から、前述の時間Ｔ１よりも短い時間前の時刻を噴射停止時刻としている。供給制御器７０は、この噴射停止時刻になると、遮断弁７２に閉指令を出力し、遮断弁７２を閉状態にする。
【００７１】
全ノズル５１から噴射される洗浄液の量は、供給制御器７０からの弁開度指令を受けるノズルライン５３中の噴射量調節弁７１により調節される。
【００７２】
処理槽１０内の処理液（アルカリ液）中の水は、常時蒸発している。そこで、処理液の成分濃度が目的濃度を基準にして一定範囲に収まるように、全ノズル５１から噴射される洗浄液の量が調節される。但し、ワーク１が処理槽１０上に位置していなければ、ワーク１に噴射された洗浄液が処理槽１０内に入ることはないため、ワーク１が処理槽１０上に位置している時間帯で、洗浄液の量の上記調節が行われる。
【００７３】
具体的に、供給制御器７０は、まず、処理槽１０に設けられているペーハーセンサ１１で検知されたペーハー値、つまり、処理液中の成分濃度を間接的に示す値を用いて、全ノズル５１からの洗浄液の前記時間帯中の目標噴射量を定める。この際、洗浄液の噴射による処理液のペーハー値が目標値を基準にして一定範囲内に収まる、洗浄液の噴射量を目標噴射量とする。そして、供給制御器７０は、ワーク１が処理槽１０上に位置している間に、全ノズル５１からの洗浄液の前記時間帯中の噴射量が目標噴射量になる噴射量調節弁７１の弁開度を定め、この弁開度を示す弁開度指令をノズルライン５３中の噴射量調節弁７１に出力する。
【００７４】
このため、本実施形態では、処理槽１０中の処理液の成分濃度を長時間にわたり、一定範囲に収めることができる。
【００７５】
仮に、ワーク１が処理槽１０上に位置しなくなってから噴射停止時刻になる場合、つまり、ワーク１が処理槽１０上に位置しなくなってから洗浄液の噴射を停止する場合、ワーク１が処理槽１０上に位置しなくなってから噴射停止時刻までの間の噴射量は、基本的に自由である。但し、噴射量が極めて少なく、ワーク１が洗浄槽２０内に入る前にその表面が乾いてしまっては意味がないため、この間の単位時間あたりの噴射量として、最低限、噴射停止時刻からワーク全体が洗浄槽２０内の洗浄液に浸るまでにワーク表面が乾かない噴射量を確保する必要がある。
【００７６】
洗浄槽２０内には、前述したように、蒸気配管２５が設けられており、この蒸気配管２５に供給される蒸気流量が蒸気量調節弁２４で制御されて、洗浄槽２０内の洗浄液の温度は所定の温度（例えば、６０℃）に維持されている。このため、ワーク１が洗浄槽２０内に洗浄液に浸かると、所定の温度の洗浄液により、ワーク表面の処理液はほぼ完全に除去される。すなわち、本実施形態では、ワーク１を洗浄槽２０内の洗浄液に浸すことで、ワーク表面の全体を確実に洗浄液に接触させると共に、洗浄効果の高い温度の洗浄液にワーク表面を接触させることで、ワーク表面全体の洗浄性を高めている。
【００７７】
洗浄槽２０内の洗浄液は、この洗浄液内にワーク１を繰り返し入れる過程で、次第に、この洗浄液中の処理液成分の濃度が高まり、洗浄液による洗浄効果が低下する。このため、本実施形態では、供給制御器７０は、洗浄槽ライン５８中に設けられている供給量調節弁７３に対して弁開度指令を出力し、洗浄槽２０に設けられているペーハーセンサ２１で検知されたペーハー値、つまり、洗浄液中の処理液成分の濃度を間接的に示す値が、予め定められた値未満になるよう、洗浄液供給源５２の洗浄液を洗浄槽２０内に供給する。
【００７８】
以上、本実施形態では、繰り返すことになるが、ワーク１を洗浄槽２０内の洗浄液に浸すことで、ワーク表面の全体を確実に洗浄液に接触させると共に、洗浄効果の高い温度の洗浄液にワーク表面を接触させることで、ワーク表面全体の洗浄性を高めている。よって、本実施形態では、ワーク表面の処理液をきれいに洗い落とすことができる。
【００７９】
また、本実施形態では、ワーク１が洗浄槽２０内の洗浄液に浸かる前に、処理槽１０から出されたワーク１に対して洗浄液を噴射しているため、さらに、この洗浄液の噴射により、処理槽１０上でのワーク１の停止時間を長くすることができるため、洗浄槽２０内の洗浄液に対する処理液成分の持込量を少なくすることができる。この結果、本実施形態では、洗浄槽２０への洗浄液の供給量を大幅に減らすことができる上に、洗浄液の供給量の減少に伴い、洗浄槽２０内の蒸気配管２５への蒸気供給量も減らすことができるので、ワーク１の表面処理にかかるランニングコストを抑えることができる。
【００８０】
さらに、本実施形態では、ワーク１が処理槽１０から洗浄槽２０へ移る過程で、ワーク１がどの位置存在する場合でも、移動機構３０中の移動体の一部であるクレーンボディ３６に設けたノズル５１から噴射した洗浄液でワーク１を洗浄できるので、ワーク１が洗浄槽２０内の洗浄液に浸る前に、ワーク表面が乾いてしまうことを防ぐことができる。このため、本実施形態では、ワーク表面に残っている処理液が乾くことによるアルカリ焼け等で、ワーク表面にシミやムラ等を形成されるのを防ぐことができる。
【００８１】
次に、本発明に係る表面処理設備の第二実施形態について、図８〜図１０を参照して説明する。
【００８２】
本実施形態の表面処理設備は、第一実施形態の表面処理設備と基本的に同じであるが、ノズルライン５３の一部を構成するヘッダ配管５４の数量、ワーク吊下具４３の数量等が第一実施形態と異なっている。
【００８３】
本実施形態のノズルライン５３は、図８及び図９に示すように、４本のヘッダ配管５４を有している。各ヘッダ配管５４は、第一実施形態と同様、その長手方向がＹ方向を向くよう、クレーンボディ３６の下に固定されている。隣り合う２本のヘッダ配管５４間のＸ方向における中間位置には、ワーク１が取り付けられるワーク吊下具４３が設けられている。すなわち、本実施形態では、Ｘ方向に３つのワーク吊下具４３が並んでいる。
【００８４】
各ヘッダ配管５４には、第一実施形態と同様、複数のノズル５１が固定されている。各ヘッダ配管５４に設けられている複数のノズル５１は、第一実施形態と同様、ヘッダ配管５４が延びている方向、つまりＹ方向に並び、列を成している。
【００８５】
図１０に示すように、４本のヘッダ配管５４のうち、Ｘ方向の両側のヘッダ配管５４ａのノズル５１ａは、第一実施形態と同様、その噴射軸Ａが、鉛直下方に向かうに連れて、ワーク吊下具４３に取り付けられるワーク１の主面２に次第に近づく向きに傾けられている。一方、４本のヘッダ配管５４のうち、Ｘ方向の両側のヘッダ配管５４ａを除くヘッダ配管５４ｂのノズル５１ｂは、その噴射軸Ａが鉛直下方を向くよう設けられている。これは、Ｘ方向において、ノズル５１ｂの両側に配置される各ワーク１に対して、洗浄液を均等に噴射するためである。
【００８６】
なお、本実施形態においても、Ｙ方向に並んで列を成している、言い換えると、ワーク吊下具４３に取り付けられるワーク１の主面２と沿う方向に並んで列を成している複数のノズル５１は、ワーク表面上での噴射領域が相互に重なり合える間隔で、１本のヘッダ配管５４に固定されている。また、Ｘ方向、つまり、複数のワーク１が並んでいる方向で隣り合っている２つのノズル５１も、第一実施形態と同様、ワーク表面上での噴射領域が相互に重なり合えるようになっている。
【００８７】
以上、本実施形態は、ヘッダ配管５４の数量やワーク吊下具４３の数量等が第一実施形態と異なることを除いて、基本的に第一実施形態と同一構成であるため、本実施形態も、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８８】
また、本実施形態では、複数のワーク１を一台の移動機構３０のワーク吊下ビーム４１から吊下げることができるので、複数のワーク１に対する処理槽１０内での表面処理及び洗浄槽２０内での洗浄処理を一度に行うことができる。しかも、本実施形態では、複数のワーク１の間になる位置にも、複数のノズル５１を配置しているので、複数のワーク１をノズル５１から噴射した洗浄液で洗浄することができる。
【００８９】
なお、本実施形態のノズル５１、特に、複数のワーク１の間になる位置に配置されるノズル５１ｂは、図１１に示すように、ホロコーン（空円錐）状に洗浄液を噴射するものであることが好ましい。すなわち、ノズル５１（５１ｂ）は、噴射軸Ａに垂直な仮想面上で、噴射軸Ａを含む噴射軸Ａの周りを非噴射領域Ｒ１とし、この非噴射領域Ｒ１の周りを噴射領域Ｒ２とするものであることが好ましい。
【００９０】
複数のワーク１の間になる位置に配置されるノズル５１ｂは、前述したように、その噴射軸Ａが鉛直下方を向くように設けられているため、噴射軸Ａ上にはワーク１が存在しない。このため、仮に、噴射軸Ａを含む噴射軸Ａ周りに液を噴射するノズル５１を用いた場合、噴射軸Ａ周りに噴射した洗浄液は、ワーク１に接触せず、洗浄液の無駄になる。そこで、ホロコーン状に洗浄液を噴射するノズルを用いることで、洗浄液の無駄を省き、洗浄液の消費量を減らすことが好ましい。
【００９１】
なお、以上の実施形態の移動機構３０は、水平方向に延びる水平レール３９は、処理槽１０と洗浄槽２０が並んでいるＸ方向に延びるもののみであるが、図１２に示すように、この水平レール３９の他に、この水平レール３９に対して垂直な方向なＹ方向に延びる水平レール３９ｂを追加し、移動体であるクレーン３５が水平方向のうちで互いに異なる方向Ｘ，Ｙに移動できるようにしてもよい。このように、水平レール３９ｂを追加することにより、移動体であるクレーン３５等の移動可能領域が広がるため、処理槽１０内での表面処理の前工程の実行位置、及び、洗浄槽２０内での洗浄工程の後工程の実行位置の自由度を高めることができる。
【００９２】
また、以上の実施形態でのワークは、ワーク表面のうちで最も大きく、互いに相反する方向を向いている一対の主面２を有する矩形板状のワーク１であるが、本発明にこれに限定されるものではなく、直方体形状のもの、円柱形状のもの、凹凸や貫通孔等が形成されているもの等であってもよい。これらの場合、複数のノズル５１は、ワークの上端よりも上方の位置に、ワークがクレーン３５から吊下げられている状態で、ワークの上部と下部とをつなぐ側周部の面に沿うよう配置することが好ましい。
【００９３】
また、以下の実施形態では、処理液がアルカリ液であり、洗浄液が純水であるが、本発明において、処理液、洗浄液は、上記のものである必要性はない。例えば、処理液が酸液であてもよいし、洗浄液が弱アルカリ液であってもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１…ワーク、２…主面、１０…処理槽、２０…洗浄槽、３０…移動機構、３５…クレーン（移動体）、５０…洗浄液供給装置（洗浄液供給手段）、５１…ノズル、５２…洗浄液供給源、５３…ノズルライン、５４…ヘッダ配管、５６…ホース、６０…移動制御器、７０…供給制御器、７１…噴射量調節弁、７２…遮断弁、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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