(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄ノズルから洗浄液と圧縮空気を噴射させて洗浄対象部材の内部に残留する異物を排出させる洗浄方法であって、
洗浄液のみを連続噴射する工程と、
連続噴射される洗浄液中に、圧縮空気の供給と、供給停止を繰り返す第１のサイクルにより洗浄液に脈動を与える工程と、
連続噴射される洗浄液中に、圧縮空気の第１のサイクルの圧縮空気の供給より長い時間の供給と、供給停止を繰り返す第２のサイクルにより洗浄液に衝撃波を発生させる工程を備える洗浄方法。
【請求項２】
第１のサイクルは、圧縮空気を０．０１秒の供給と１秒の供給停止をくり返すサイクルであり、第２のサイクルは、圧縮空気を０．１秒の供給と１秒の供給停止をくり返すサイクルである請求項１記載の洗浄方法。
【請求項３】
洗浄対象部材を搬入するテーブルを有するフレームと、フレームに装備されて洗浄対象部材を把持するクランプ装置と、把持された洗浄対象部材に洗浄液と圧縮空気を噴射するノズルと、ノズルに洗浄液を供給するポンプと、ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置と、ノズルの開閉を制御する制御弁と、圧縮空気の供給を制御する制御弁を備える洗浄装置において、
ノズルは、洗浄対象部材の両側面に少なくとも１以上ずつ配置し、洗浄対象部材の片側からの噴射及び両側からの噴射のいずれも可能であり、
圧縮空気の供給を制御する制御弁は、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気を供給せず洗浄液のみを連続噴射させ、次に、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気の供給と供給停止を繰り返す第１のサイクルにより洗浄液に脈動を与え、次に、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気の第１のサイクルの圧縮空気の供給より長い時間の供給と供給停止を繰り返えすサイクルにより洗浄液に衝撃波を与えるように制御された、洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は機械部品、特にエンジンヘッド、ボディ（鋳造部品）のウォータージャケット等の部材の洗浄方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
機械部品等の洗浄方法としては、一般的に次のような方式が実施されている。
ア．デッピング洗浄……浴槽内の洗浄液にワークをドブづけして洗う。
イ．超音波洗浄……超音波発振器をを利用したデッピング洗浄。
ウ．キャビテェーション洗浄……高圧ポンプを利用したデッピング洗浄。
エ．シャワー洗浄……低圧の洗浄液をノズルより吐出し、洗浄を行なう。
オ．ミキシング洗浄……シャワー洗浄にエアをミックスして吐出力を増やし洗浄する。
カ．高圧洗浄……高圧の洗浄液をノズルより吐出し洗浄を行う。
【０００３】
上述した一般的な洗浄方式にあっては、いずれも洗浄対象部材の表面に付着した切粉等の異物は除去できるが、部品の内部に入った異物が完全には除去できない等の不具合があった。
また、シリンダブロックやシリンダヘッド等の内部に複雑な形状の空間を有する部材に対して、ノズルから洗浄水と圧縮空気を噴射して洗浄する方法と装置は、例えば特開昭６１−１０１２８１号公報、特開昭６１−１５３１８７号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、洗浄水と圧縮空気を利用した洗浄にあって、洗浄対象部材の内部に噴射される洗浄水に対して、高圧空気による脈動や衝撃波を与えることによって、より洗浄度の高い洗浄方法及びその装置を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の洗浄方法は、洗浄ノズルから洗浄液と圧縮空気を噴射させて洗浄対象部材の内部に残留する異物を排出させる洗浄方法であって、洗浄液のみを連続噴射する工程と、連続噴射される洗浄液中に、圧縮空気の供給と、供給停止を繰り返す第１のサイクルにより洗浄液に脈動を与える工程と、連続噴射される洗浄液中に、圧縮空気の第１のサイクルの圧縮空気の供給より長い時間の供給と、供給停止を繰り返す第２のサイクルにより洗浄液に衝撃波を発生させる工程を備えるものである。そして、第１のサイクルは、圧縮空気を０．０１秒の供給と１秒の供給停止をくり返すサイクルであり、第２のサイクルは、圧縮空気を０．１秒の供給と１秒の供給停止をくり返すサイクルである。
【０００６】
また、洗浄装置は、洗浄対象部材を搬入するテーブルを有するフレームと、フレームに装備されて洗浄対象部材を把持するクランプ装置と、把持された洗浄対象部材に洗浄液と圧縮空気を噴射するノズルと、ノズルに洗浄液を供給するポンプと、ノズルに圧縮空気を供給する圧縮空気供給装置と、ノズルの開閉を制御する制御弁と、圧縮空気の供給を制御する制御弁を備える洗浄装置において、ノズルは、洗浄対象部材の両側面に少なくとも１以上ずつ配置し、洗浄対象部材の片側からの噴射及び両側からの噴射のいずれも可能であり、圧縮空気の供給を制御する制御弁は、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気を供給せず洗浄液のみを連続噴射させ、次に、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気の供給と供給停止を繰り返す第１のサイクルにより洗浄液に脈動を与え、次に、連続噴射される洗浄液中に圧縮空気の第１のサイクルの圧縮空気の供給より長い時間の供給と供給停止を繰り返えすサイクルにより洗浄液に衝撃波を与えるように制御されたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の洗浄方法を実施する洗浄装置の正面図、図２は側面図である。
全体を符号１で示す洗浄装置は、洗浄ステーションＳＴを構成するフレーム１０を有し、シリンダ２２により操作される。プレート２０上に洗浄対象部材（ワーク）Ｗを載置して、洗浄ステーションにワークを導入する。
洗浄ステーションＳＴのフレーム１０の上部には、上面シーリング部材１００が装備され、シリンダ１０２により昇降操作される。シーリング部材１００は、クランプ部材１０６を有し、ガイドロッド１０４により案内されて、ワークの上面をクランプとともにシーリングする。
【０００８】
フレームの側部には、対向して配設される第１のシーリング・ノズル部材１１０と第２のシーリング・ノズル部材１２０が配設され、それぞれのシーリング・ノズル部材１１０，１２０はシリンダ１１２，１２２により前後方向に操作される。
第１及び第２のシーリング・ノズル部材に平行に、第３のシーリング・ノズル部材１３０と第４のシーリング・ノズル部材１４０を備え、それぞれのシーリング・ノズル部材１３０，１４０は、シリンダ１３２，１４２により前後方向に操作される。
さらに、ステーションＳＴの下部には、ワークＷのサイドクランプとシーリング兼用の部材１５０が装備され、図示しないシリンダにより操作される。
【０００９】
図３は、本発明の洗浄装置が装備する洗浄液の噴射装置を示すものである。
洗浄液の噴射装置２００は、圧縮空気の供給源２１０と洗浄液のタンク２５０を備える。
圧縮空気の供給源２１０は、例えば圧力が４Ｋｇ／ｃｍ2の圧縮空気をエアブースター２２０へ供給する。エアブースター２２０は、この圧縮空気の圧力を８Ｋｇ／ｃｍ2に増加させてライン２２５へ供給する。ライン２２５の途中に配設される第１の制御弁２３０は、この圧縮空気の流れを制御し、洗浄液に脈動等の圧力パルスを供給する。
制御弁２３０を通過した圧縮空気は、チェック弁２４０を介して洗浄液の供給ラインへ送り出される。
【００１０】
一方、洗浄液タンク２５０内の洗浄液は、モータ２６０により駆動されるポンプ２６２により加圧される。モータ２６０は、例えば１１ＫＷの出力を有し、洗浄液を２０Ｋｇ／ｃｍ2の圧力に加圧し、毎分１５０リットルの流量でライン２６５へ送り出す。ライン２６５の途中にはチェック弁２７０が設けてあり、チェック弁２７０を通った洗浄液は圧縮空気と一体となって第２の制御弁２８０へ送られる。
第２の制御弁２８０は、圧縮空気と洗浄液の混合液の供給、遮断を制御するためのものであり、供給された混合液はノズル２９０から噴射流Ｆとして噴射され、ワークの洗浄を行なう。
【００１１】
図４は、本発明の洗浄液噴射装置により供給される洗浄液の３種類の圧力パターンを示すものである。
第１の圧力パターンＰ1は、圧縮空気の供給を制御する第１の制御弁２３０をオフとし、洗浄液の供給を制御する第２の制御弁２８０をオンとすることにより得られる。このパターンＰ1にあっては、ノズル２９０からは、２０Ｋｇ／ｃｍ2に加圧された洗浄液のみが噴射される。
【００１２】
第２のパターンＰ2は、第２の制御弁２８０をオンとして洗浄液を供給した状態で圧縮空気用の第１の制御弁２３０をパルス状に開閉することで達成される。このパルス状の圧縮空気の供給により、洗浄液に脈動波が発生し、この脈動波により、ワークの内部の洗浄液がよどみやすい部位の異物が効果的に排出除去される。
この圧縮空気のパルスは、第１の制御弁２３０を、例えば０．０１秒のオンと１秒のオフをくり返すように制御することにより得られる。
【００１３】
第３のパターンＰ3は、第１の制御弁２３０を第２のパターンより長いオン時間でパルス状に開閉し、第２の制御弁２８０をオンとするもので、洗浄液に圧縮空気が混入され、そのエア量がワーク内を充満するようにすることで、ワーク内の洗浄液と異物を一気に排出することができる。具体的にはこの第１の制御弁を、例えば０．１秒のオンと１秒のオフのサイクルで開閉することにより、洗浄液に衝撃波を発生させることができる。
【００１４】
図５〜図７は、洗浄対象部材（ワーク）Ｗがシリンダヘッドの場合の洗浄方法を示す説明図である。図では、シリンダヘッドＷを水平に切断した状態を示している。
シリンダヘッドＷは、冷却水が流れる通路３１０，３２０や開口部３１２，３３０、吸気ポート３５０、排気ポート３５２等の複雑な空間を有する。
このシリンダヘッドＷに対して、図５において、左右の両側から洗浄液Ｆ1を同時に供給して洗浄するパターンと、図６に示すように、左側から右側へ一方向に洗浄液Ｆ2を供給して洗浄するパターンと、図７に示すように、右側から左側へ一方向に洗浄液Ｆ3を供給して洗浄するパターンがある。
【００１５】
本発明は、このようなパターンと、図４で説明した洗浄液のみの中圧洗浄、洗浄液に脈動波を与える洗浄、洗浄液と圧縮空気を混合させた衝撃波（ミキシング）洗浄の各方式を組み合わせて、効果的な洗浄を達成するものである。
【００１６】
図８は、本発明の洗浄装置による洗浄工程を示す説明図である。
洗浄ステーションに洗浄対象となるシリンダヘッド等のワークが搬入されると、上部と左右に装備されたクランパーが作動してワークを把持する。
まず、左右及び下面に配設された各ノズルを開いて、洗浄液のみによる中圧洗浄を行なう。
【００１７】
次に、洗浄液を供給した状態で圧縮空気のバルブを０．０１秒のオン、１秒のオフに断続的に開閉してパルス波を洗浄液に送り込む。
このパルス波により、ワークの内部に満たされた洗浄液に脈動が発生し、ワークの内部の異物を除去する。このバルブの開閉は、例えば１０回のサイクルを１工程として行なう。
更に、圧縮空気のバルブを０．１秒オン、１秒のオフのサイクルに切り換えて洗浄液に衝撃波を発生させて洗浄を行ない、ワークに対する洗浄工程を完了する
。
【００１８】
【発明の効果】
本発明は以上のように、中圧に加圧した洗浄液のみによる洗浄、洗浄液に対して圧縮空気をバブル状に瞬間的に加えて脈動波を発生させ奥にある異物を引き出す洗浄、洗浄液に圧縮空気を混合して衝撃波を発生させ、引き出した異物を一気にワーク外へ押し出す洗浄のパターンを組み合わせて洗浄を行なうので、シリンダヘッドのウォータージャケット等の複雑な形状の空間を有する部材であっても、効果的に洗浄を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄装置の正面図。
【図２】本発明の洗浄装置の側面図。
【図３】本発明の洗浄装置の洗浄液と圧縮空気の噴射装置。
【図４】噴射サイクルの説明図。
【図５】洗浄対象部材の洗浄パターンを示す説明図。
【図６】洗浄対象部材の洗浄パターンを示す説明図。
【図７】洗浄対象部材の洗浄パターンを示す説明図。
【図８】洗浄工程を示す説明図。
【符号の説明】
１  洗浄装置
１０  フレーム
１００  上面シーリング部材
１１０  第１のシーリング・ノズル部材
１２０  第２のシーリング・ノズル部材
１３０  第３のシーリング・ノズル部材
１４０  第４のシーリング・ノズル部材
１５０  サイドクランプ部材
２００  洗浄液の噴射装置
２１０  圧縮空気供給源
２２０  エアブースター
２３０  第１の制御弁
２５０  洗浄液タンク
２６０  モータ
２６２  ポンプ
２８０  第２の制御弁
２９０  ノズル
【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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