(57)【要約】【課題】コスト高を招くことなく、切削加工後のワークの洗浄精度を維持する。【解決手段】本発明のワークの製造ラインは、ワークにクーラントを供給しながら切削加工を行う加工装置１０と、加工装置１０で切削加工が施されたワークを洗浄する洗浄装置２０とを備える。洗浄装置２０は、ワークを水で洗浄するプレ洗浄ステーション２３と、プレ洗浄ステーション２３で洗浄されたワークを洗浄液で洗浄する最終洗浄ステーション２４とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークにクーラントを供給しながら切削加工を行う加工装置と、前記加工装置で切削加工が施されたワークを洗浄する洗浄装置とを備えたワークの加工ラインであって、
前記洗浄装置は、ワークを水で洗浄するプレ洗浄ステーションと、前記プレ洗浄ステーションで洗浄されたワークを洗浄液で洗浄する最終洗浄ステーションとを有するワークの加工ライン。
【請求項２】
前記加工装置で使用するクーラントを貯留するクーラントタンクと、前記プレ洗浄ステーションでワークの洗浄に使用された水を貯留する貯留タンクとを連結し、前記貯留タンクの水を前記クーラントタンクに供給可能とした請求項１記載のワークの加工ライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの加工ラインに関し、特に、ワークに切削加工および洗浄を施す加工ラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばエンジンのシリンダブロックやシリンダヘッドは、鋳造により成形された後、所定の部位に切削加工を施すことで、当該部位を所望の精度に仕上げている。このとき、加工部位の潤滑及び冷却を行うために、加工部位に対してクーラントを供給しながら切削加工がおこなわれる。その後、ワークを洗浄液で洗浄することで、切削屑やクーラント等を除去している。
【０００３】
例えば下記の特許文献１には、ワークに対して洗浄液を噴き付けて洗浄する洗浄方法および洗浄装置が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１５７９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような加工後のワークを洗浄する洗浄液は、通常、リサイクルして使用される。一方、加工後のワークにはクーラントが付着しているため、このワークを洗浄液で洗浄することで、洗浄液にクーラントが混ざってしまう。このため、多数のワークの洗浄を繰り返すことにより、洗浄液中のクーラントの濃度が高くなり、洗浄能力が落ちて洗浄精度が保てなくなる。この場合、洗浄精度を保つために、洗浄液を頻繁に交換する必要が生じるため、廃液が増大してコスト高を招くと共に、洗浄液交換の工数が増大して生産性の低下を招く。
【０００６】
以上の事情に鑑み、本発明が解決すべき課題は、コスト高や生産性の低下を招くことなく、切削加工後のワークの洗浄精度を維持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、ワークにクーラントを供給しながら切削加工を行う加工装置と、前記加工装置で切削加工が施されたワークを洗浄する洗浄装置とを備えたワークの加工ラインであって、前記洗浄装置は、ワークを水で洗浄するプレ洗浄ステーションと、前記プレ洗浄ステーションで洗浄されたワークを洗浄液で洗浄する最終洗浄ステーションとを有するワークの加工ラインを提供する。
【０００８】
切削加工時にワークに供給するクーラントは、冷却性能及び潤滑性能を兼ね備えた液体が使用され、主に油が使用される。従って、加工後のワークを洗浄する洗浄液には、油等のクーラントを洗浄する性能の高いものが使用される。例えば水は、油等を落とす洗浄能力が低く、且つ、金属製のワークに水を付着させると錆の原因にもなるため、一般的に洗浄液としては不適とされる。本発明では、ワークに切削加工を施した後、敢えて洗浄性能の低い水でワークをプレ洗浄し、ワークに付着したクーラントを大まかに除去するようにした。こうして水でプレ洗浄を施したワークを洗浄液で最終洗浄することで、洗浄液に混入するクーラントの量を大幅に低減することができるため、洗浄液中のクーラントの濃度の上昇が抑えられる。これにより、洗浄液の交換頻度を大幅に下げることができるため、廃液の増大に伴うコスト高や工数増に伴う生産性の低下を回避しつつ、洗浄精度を維持することができる。
【０００９】
上記の製造ラインにおいて、前記加工装置で使用するクーラントを貯留するクーラントタンクと、前記プレ洗浄ステーションでワークの洗浄に使用された水を貯留する貯留タンクとを連結し、前記貯留タンクの水を前記クーラントタンクに供給可能とすれば、プレ洗浄で使用した水をクーラントに補充して有効活用することができる。また、プレ洗浄で使用した水には若干のクーラントが混入しているが、このクーラントをクーラントタンクに戻すことで有効利用することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、コスト高や生産性の低下を招くことなく、切削加工後のワークの洗浄精度を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る加工ラインを模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る加工ラインは、図１に示すように、ワークに対して切削加工を施す加工装置１０と、ワークを洗浄する洗浄装置２０と、ワークを搬送する搬送手段が設けられる。搬送手段としては、コンベア、ロボットアーム、トランスファーバー等を採用できる。尚、本実施形態では、ワークが、エンジンのシリンダブロックである場合を示す。
【００１３】
加工装置１０は、ワークに各種切削加工（ホーニング加工、フライス加工、穴開け加工等）を施す加工手段（図示省略）と、加工部位にクーラントを供給する供給手段（図示省略）と、クーラントを貯留するクーラントタンク１１とを有する。本実施形態では、ワークとしてのシリンダブロックのボアの内面にホーニング加工を施す加工手段が設けられる。クーラントの種類は特に限定されないが、例えば、水にクーラント原液（例えば油、特に水溶性切削油）を７〜８％混ぜたものが使用できる。
【００１４】
洗浄装置２０は、加工装置１０の下流側に設けられる。洗浄装置２０には、下流側に向けて、搬入ステーション２１と、水切反転ステーション２２と、プレ洗浄ステーション２３と、最終洗浄ステーション２４と、エアブローステーション２５と、搬出ステーション２６とが順に設けられる。
【００１５】
水切反転ステーション２２には、ワークを保持して反転させる反転手段（図示省略）が設けられる。本実施形態では、反転手段により、ワークとしてのシリンダブロックをクランク軸周りに回転させる。具体的には、反転手段により、シリンダブロックをクランク軸周り一方向に１８０°反転させた後、逆向きに１８０°回転させて元の姿勢に戻される。反転手段によるシリンダブロックの回転方法はこれに限らず、例えばシリンダブロックを回転軸周りに３６０°あるいはそれ以上回転させてもよい。
【００１６】
プレ洗浄ステーション２３には、ワークを水で洗浄する水洗浄手段が設けられる。本実施形態では、水洗浄手段として、水を貯留した水槽と、水槽にワークを浸漬する浸漬手段とを有し、水槽に貯留された水にワークを浸漬することで、ワークが洗浄される。さらに、ワークを水中で回転する回転手段を設ければ、洗浄効果が高められる。回転手段としては、ワークを回転させるもの、水槽を回転させるもの、水槽内の水を回転させる（流動させる）もの等が採用できる。尚、水洗浄手段は上記に限らず、例えば、ワークに水を吹き付けるものを採用することもできる。ただし、ワークに形成された穴の奥部のクーラントを確実に除去するためには、上記のようにワークを水に浸漬させて洗浄することが好ましい。
【００１７】
水切反転ステーション２２およびプレ洗浄ステーション２３には、貯留タンク２７が連結される。貯留タンク２７には、水切反転ステーション２２から排出されたクーラント、および、プレ洗浄ステーション２３から排出された水が貯留される。また、貯留タンク２７は、加工装置１０に設けられたクーラントタンク１１と連結され、貯留タンク２７内の水とクーラントとの混合液をクーラントタンク１１に供給可能とされる。
【００１８】
最終洗浄ステーション２４には、ワークを洗浄液で洗浄する洗浄手段が設けられる。洗浄手段としては、例えば、ノズルから噴射した洗浄液をワークに噴き付けるものや、容器に貯留した洗浄液にワークを浸漬させて洗浄するものが採用可能である。最終洗浄ステーション２４には、ワークに供給される洗浄液を貯留する洗浄液タンク２８が併設されている。洗浄液の種類や配合割合は特に限定されないが、例えば、水に洗浄液の原液を３〜５％混ぜたものが使用できる。
【００１９】
エアブローステーション２５には、ワークにエアを吹き付ける送風手段が設けられる。
【００２０】
次に、上記構成の加工ラインにより、ワークに加工および洗浄を施す手順を説明する。
【００２１】
まず、ワークとしてのシリンダブロックが加工装置１０に搬入される（図１の矢印Ａ参照）。そして、ワークの加工部位に対し、クーラントを供給しながら加工手段により切削加工が施される。本実施形態では、シリンダブロックのボアにホーニング加工が施される。具体的には、シリンダブロックの各ボアの内面に荒ホーニング加工を施した後、仕上げホーニング加工が施される。
【００２２】
このとき、クーラントタンク１１に貯留されたクーラントは加工部位に供給されて、加工部位の冷却および潤滑をおこなった後、ワークの下方に貯留される。この使用済みクーラントは、洗浄装置（図示省略）で切削屑等の異物を除去した後、クーラントタンク１１に戻される。このように、加工装置１０では、クーラントをリサイクルしながら使用している。
【００２３】
こうして所定の加工が施されたワークが、洗浄装置２０の搬入ステーション２１に搬入される。このワークが、水切反転ステーション２２に移送され、反転手段により保持されて上下反転される。これにより、ワークの凹部に溜まったクーラントがワークから流れ落ちて、貯留タンク２７に排出される。
【００２４】
次に、ワークがプレ洗浄ステーション２３に移送され、水洗浄手段によりワークが水で洗浄が施される。具体的には、ワークとしてのシリンダブロックを、浸漬手段により水槽内の水に浸漬した状態で、回転手段により水中でクランク軸周りに回転させる。こうしてワークを水で洗浄することにより、ワークの表面に付着したクーラントや、ワークの凹部内に溜まったクーラントがワークから除去される。
【００２５】
プレ洗浄によりワークから除去されたクーラントは、水槽内の水に混入する。従って、洗浄を繰り返すうちに、水槽内の水に含まれるクーラントの濃度が上昇する。そして、クーラントの濃度が所定以上となったら、あるいは定期的に、水槽内の水（クーラント混合水）の一部又は全部を貯留タンク２７に排出し、新たな水を水槽内に供給する。こうして、水槽内の水に含まれるクーラントの濃度が常に所定未満に維持され、プレ洗浄における洗浄性能が維持される。本実施形態では、一日一回（例えば毎日の作業開始時に）、水槽内の水が所定量だけ貯留タンク２７に排出されると共に、新たな水が水槽に補充される。
【００２６】
こうして、貯留タンク２７には、水切反転ステーション２２から排出されたクーラントと、プレ洗浄ステーション２３から排出された水（クーラント混合水）とが混合されたクーラント混合水が貯留される。貯留タンク２７に貯留された水に含まれるクーラントはごく僅かであり、このクーラント混合水中のクーラントの濃度は例えば１％程度である。そして、貯留タンク２７に貯留されたクーラント混合水は、必要に応じて、加工装置１０のクーラントタンク１１に供給される。本実施形態では、クーラントタンク１１内のクーラントを定期的に補充する際、クーラントタンク１１に、新たなクーラント原液を供給すると共に、貯留タンク２７からクーラント混合水を供給し、これらを混合することで、所望の濃度のクーラントが作成される。こうして貯留タンク２７からクーラントタンク１１に供給したクーラント混合水と同量の新たな水が、プレ洗浄ステーション２３の水槽に供給される。このように、プレ洗浄ステーション２３で使用した水を加工装置１０で使用するクーラントに混合することで、水を有効利用することができる。また、水切反転ステーション２２やプレ洗浄ステーション２３でワークから取り除かれたクーラントを、加工装置１０で使用するクーラントに混合することで、クーラントを有効利用することができる。
【００２７】
次に、ワークが最終洗浄ステーション２４に移送され、洗浄手段によりワークが洗浄される。具体的には、例えば、洗浄液タンク２８に貯留された洗浄液を、ノズルを介してワークに吹き付けることにより洗浄が施される。ワークの洗浄に使用された洗浄液は、洗浄液タンク２８に戻される。このように、最終洗浄ステーション２４では、洗浄液をリサイクルしながら使用している。
【００２８】
このとき、ワークの洗浄に使用された洗浄液には、ワークに残ったクーラントが混入する。しかし、本実施形態では、上記のように、最終洗浄ステーション２４の前にプレ洗浄ステーション２３を設け、予めワークを水で洗浄することで、ワークに付着したほとんどのクーラントが取り除かれている。従って、最終洗浄ステーション２４で洗浄液に混入するクーラントはごく僅かであるため、洗浄液タンク２８の洗浄液の交換頻度を抑えることができる。本発明者の検証では、水によるプレ洗浄を行わない従来の製造ラインでは、洗浄液タンクの洗浄液を１〜２か月ごとに交換していたが、本実施形態のように水によるプレ洗浄を行うことで、洗浄液タンク２８の洗浄液の交換頻度を６か月まで延ばすことができた。また、洗浄液でワークを洗浄することで、ワークに付着した水が洗浄液に混入するが、洗浄液にはもともと水が含まれているため、これにより洗浄液の洗浄性能が低下することはない。
【００２９】
その後、ワークはエアブローステーション２５に移送され、ワークに付着した洗浄液を吹き飛ばす。このワークを、搬出ステーション２６に移送し、別途の搬送手段により次工程に搬送する（図１の矢印Ｂ参照）。
【００３０】
本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、洗浄装置２０に水切反転ステーション２２が設けられているが、特に必要なければこれを省略してもよい。
【００３１】
また、上記の実施形態では、プレ洗浄ステーション２３で使用した水を貯留する貯留タンク２７と加工装置１０のクーラントタンク１１とを連結した場合を示したが、貯留タンク２７の水をクーラントタンク１１に供給しない場合は、これらを連結しなくてもよい。
【００３２】
また、上記の実施形態では、ワークがシリンダブロックである場合を示したが、これに限らず、切削加工および洗浄が施される他の金属部品（例えばシリンダヘッド）であれば本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０   加工装置
１１   クーラントタンク
２０   洗浄装置
２１   搬入ステーション
２２   水切反転ステーション
２３   プレ洗浄ステーション
２４   最終洗浄ステーション
２５   エアブローステーション
２６   搬出ステーション
２７   貯留タンク
２８   洗浄液タンク
【図１】
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