(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液の貯溜部と、加工部品を固定し、これに貯溜部から送られる洗浄液を噴射する治具部と、噴射洗浄液を前記貯溜部に回収する手段とからなり、洗浄液の貯溜部は、洗浄液槽および該洗浄液槽内に設置されたところの、下方部を除き周面にパンチング加工が施された有底円筒状のショット材あるいはバレル材攪拌槽と、該ショット材あるいはバレル材攪拌槽内に設置されたポンプとを有し、ショット材あるいはバレル材攪拌槽内に一定量の、上記ショット材あるいはバレル材攪拌槽のパンチング孔より径大のショット材あるいはバレル材を充填するとともに、洗浄液槽内に洗浄液を入れ、ショット材あるいはバレル材攪拌槽内においてポンプによりショット材あるいはバレル材と攪拌させるとともに、これを治具部に圧送し、治具部に固定されている加工部品に向けてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するようにした加工部品の洗浄装置。
【請求項２】
ショット材あるいはバレル材入り洗浄液噴射による加工バリ除去と、ショット材あるいはバレル材を含まない洗浄液噴射による加工塵洗浄とを含むものであるところの請求項１に記載の加工部品の洗浄装置。
【請求項３】
治具部には、固定した加工部品の中空部内に通じるスリットから中空内部に向けてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するようにするとともに、洗浄液を噴射するノズル先端を、上記スリットの開口縁部に接近させて取り付けるようにしたところの請求項１又は請求項２に記載の加工部品の洗浄装置。
【請求項４】
ショット材あるいはバレル材は１．２ｍｍ〜５ｍｍ径の範囲内のものを主材としたものである請求項１〜３のいずれか１に記載の加工部品の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動車部品、あるいは船舶用のエンジン部品等各種の加工された部品の洗浄方法および装置に関し、十分な洗浄効果を発揮するとともに、とくに中空体内部の十分な洗浄をおこなうことができ、しかも部品加工後のバリの除去をも可能とすることを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
自動車あるいは船舶等のエンジンおよびその関連部品は、鋳物や鉄、あるいはアルミニウム等の金属類を素材とし、鋳造後これを切削・研磨するなどの加工を施し、最後に油槽内に浸漬したり、あるいはエアーブローや洗浄液噴射などの洗浄手段により洗浄を施して加工による屑微粒子を除去して製品化されるものが多い。  また例えばエンジン付属品のターボ装置などのような略蝸牛状をした複雑な構造のものにあっては、先端にブラシを取り付けたワイヤーの基部をハンドグラインダーに咥えさせるとともに、ハンドグラインンダーによりブラシを回転させながら、これを加工部品の中空内に装入し、順次奥方に送りこんで内部に付着した切削粉等の粉塵を洗浄する方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、切削により部品の内面側に生じるバリの除去には、主にヤスリなどを用いた手作業による場合が多く、必然的にコスト高となるばかりでなく、切削や研磨による微細粉塵等は加工部品の表面に対し、比較的強固に付着しやすいところから、油槽内に浸漬したり、あるいはエアーブローや洗浄液噴射などの洗浄手段により洗浄を施しても十分な洗浄が困難である。
【０００４】
またとくに既述した略蝸牛状をした複雑な構造のターボ装置等にあっては、奥方にかけて次第に断面積が減少する中空内壁面のすべてについて付着微粒子を完全に除去することはきわめて困難とされることはいうまでもない。  そして特にエンジンを構成する部品や、あるいは略蝸牛状をした複雑な構造のターボ装置等の内壁面に付着した金属粉等の微粒子は、シリンダー内壁面の磨耗を来し、耐久性に大きな影響を及ぼすことから、洗浄方法の改善が望まれていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、上記した従来技術における課題を解決しようとするものであり、具体的には請求項１の発明は、洗浄液の貯溜部と、加工部品を固定し、これに貯溜部から送られる洗浄液を噴射する治具部と、噴射洗浄液を前記貯溜部に回収する手段とからなり、洗浄液の貯溜部は、洗浄液槽および該洗浄液槽内に設置されたところの、下方部を除き周面にパンチング加工が施された有底円筒状のショット材あるいはバレル材攪拌槽と、該ショット材あるいはバレル材攪拌槽内に設置されたポンプとを有し、ショット材あるいはバレル材攪拌槽内に一定量の、上記ショット材あるいはバレル材攪拌槽のパンチング孔より径大のショット材あるいはバレル材を充填するとともに、洗浄液槽内に洗浄液を入れ、ショット材あるいはバレル材攪拌槽内においてポンプによりショット材あるいはバレル材と攪拌させるとともに、これを治具部に圧送し、治具部に固定されている加工部品に向けてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するようにした加工部品の洗浄装置に関する。
【０００８】
さらに請求項２の発明は、ショット材あるいはバレル材入り洗浄液噴射による加工バリ除去と、ショット材あるいはバレル材を含まない洗浄液噴射による加工塵洗浄とを含むものであるところの請求項１に記載の加工部品の洗浄装置に関する。さらに請求項３の発明は、治具部には、固定した加工部品の中空部内に通じるスリットから中空内部に向けてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するようにするとともに、洗浄液を噴射するノズル先端を、上記スリットの開口縁部に接近させて取り付けるようにしたところの請求項１又は請求項２に記載の加工部品の洗浄装置に関する。
【０００９】
さらに請求項４の発明は、ショット材あるいはバレル材は１．２ｍｍ〜５ｍｍ径の範囲内のものを主材としたものである請求項１〜３のいずれか１に記載の加工部品の洗浄装置に関する。
【００１０】
上記した構成において、噴射した洗浄液にはショット材あるいはバレル材を含むために、洗浄液のみならず、無数のショット材あるいはバレル材が洗浄液とともに加工部品の表面に突き当たって、強固に付着している微粒子不純物をことごとく除去することができる。
【００１３】
また洗浄装置として、洗浄液の貯溜部と、加工部品を固定し、これに貯溜部から送られる洗浄液を噴射する治具部と、噴射洗浄液を前記貯溜部に回収する手段とからなり、洗浄液の貯溜部は、洗浄液槽および該洗浄液槽内に設置されたところの、下方部を除き周面にパンチング加工が施された有底円筒状のショット材あるいはバレル材攪拌槽と、該ショット材あるいはバレル材攪拌槽内に設置されたポンプとを有し、ショット材あるいはバレル材攪拌槽内に一定量の、上記ショット材あるいはバレル材攪拌槽のパンチング孔より径大のショット材あるいはバレル材を充填するとともに、洗浄液槽内に洗浄液を入れ、ショット材あるいはバレル材攪拌槽内においてポンプによりショット材あるいはバレル材と攪拌させるとともに、これを治具部に圧送し、治具部に固定されている加工部品に向けてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するようにしたために、次のように作用する。
【００１４】
つまりポンプを起動すると、まずショット材あるいはバレル材攪拌層内において洗浄液とショット材あるいはバレル材とが攪拌され、これが治具部に圧送されるとともに、別途該治具に供給される高圧エアによって、治具に固定された加工部品の表面に向けて噴射ノズルから噴射され、加工部品表面に付着している粉塵微粒子等を除去する。  除去された粉塵などは洗浄液に吸収され、洗浄液回収手段により貯溜部内、すなわち前記したショット材あるいはバレル材攪拌槽内に回収され、再度の繰り返し使用に供される。  洗浄液はショット材あるいはバレル材を残してショット材あるいはバレル材攪拌槽のパンチング孔より外方の洗浄液槽内に流出し、随時必要に応じて交換される。
【００１５】
さらにこの場合において、ショット材あるいはバレル材入り洗浄液噴射による加工バリ除去と、ショット材を含まない洗浄液噴射による加工塵洗浄とを含む場合にはショット材入り洗浄液による強い衝撃により、加工バリが速やかに除去されるから、加工バリ除去のための別工程による手作業等を不要にすることができる。
【００１６】
さらに、加工部品の中空部内に通じるスリットから中空部内に向けてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射する場合において、治具部における噴射ノズル先端を前記したスリットの開口縁部に接近させた状態にてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するようにした場合においては、ショット材あるいはバレル材入りの洗浄液がスリットから中空内部に正確に噴射されるばかりでなく、加工部品のスリット外側における外表面を徒に傷つけて精工性を損なうおそれがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の具体的な内容を図１〜３にあらわした実施例をもとに説明すると、図１には本発明に係る洗浄装置の全体構成が記載されている。  すなわち同図において、１は洗浄液の貯溜部、２５は治具をあらわす。  貯溜部１は、多孔のパンチングを施した仕切り板２により洗浄液槽３と洗浄液槽４とに分離され、洗浄液槽３内にはポンプ５が設置され、しかも該ポンプ５の片側には一端を洗浄液槽３内に臨ませたパイプ６が、また反対側にはパイプ７がそれぞれ接続され、しかもパイプ７の途中には切替弁８が介在されている。
【００１８】
さらに洗浄液槽４内には有底円筒状のショット材あるいはバレル材攪拌槽９、および該ショット材あるいはバレル材攪拌槽９内に設置されたポンプ１２を有する。  なお上記したショット材あるいはバレル材攪拌槽９は、下方部１０を除き、周面に多孔のパンチング加工１１が施され、あるいは該部分をパンチングメタルにより構成されている。  なおこの場合、ショット材あるいはバレル材攪拌槽９は、全周面にわたりパンチングメタルにより構成するとともに、下方部１０に相当する高さの無孔の円筒体を、ショット材あるいはバレル材攪拌層９の下方内周面に沿わせて重ね合わせるようにして構成してもよい。
【００１９】
さらにポンプ１２は、ショット材あるいはバレル材攪拌槽９内の中央に位置するとともに、一方には、先端開口部をショット材あるいはバレル材攪拌槽９内に臨ませたパイプ１３が、また他方には上方に立上って分岐部１６において前記したパイプ７と合流するパイプ１４が、それぞれ接続されている。  なお図において１５はパイプ１４の途中に取り付けられた切替弁をあらわす。  さらに分岐部１６には外部の接続部１８との間に別のパイプ１７が介在され、また接続部１８の一方には、途中に切替弁２０を介在させたところの高圧エアーを供給するためのエアパイプ１９が、また他方には治具部２５の噴射部２２に接続するパイプ２１が接続されている。
【００２０】
一方治具部２５は、加工部品に付着している砂やバリなどの不純物を除去するために内部に洗浄液を通過させる通路２３および一端を該通路２３に通じさせるとともに、放射先端をそれぞれ放射外方に向けた多数のノズル２４を、ワークＷにおける重点的洗浄箇所に向けて洗浄液を噴射できるように構成した噴射部２２を有し、かつ加工部品を安定的に保持させるためのものであり、その場合における加工部品の固定手段については、洗浄すべき加工部品の形状如何により種々異なった構成がとられるが、いずれにしてもその上部形状を、受け入れるべき加工部品すなわちワークＷの形状に合わせて固定できるように構成されている。
【００２１】
なお本実施例におけるワークＷは、エンジンの付帯部品であるところの、内部中空部が渦巻き状に形成され、しかも奥方にかけて断面積が次第に縮小する蝸牛状をしたターボ部品であり、しかもかかるターボ部品はエンジンのシリンダーに通ずる中心の通孔Ｗ１から放射外方に向けて次第に弧状に開口される開口縁Ｗ２の滑らかさが重要であり、洗浄作業によりこの滑らかさが失われることがないように、治具部２５における噴射部２２のノズル２４の先端部分を、前記したスリットＳに接近させた状態にてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するように構成されている。
【００２２】
すなわち図２に詳細にあらわしたように、ワークＷには、その側面から内部中空部Ｗ３内に臨ませたスリットＳが形成されており、噴射部２２のノズル２４先端がスリットＳに接近した箇所に位置し、洗浄液が開口縁Ｗ２に触れることなく、直接にこのスリットＳより湾曲した中空内壁面に沿って洗浄液が矢印で示したように内周方向に噴射されるべく構成されている。
【００２３】
また噴射洗浄液を前記貯溜部に回収する手段は、とくに図示はしていないが、加工部品を固定した治具部２５のまわりを覆い、噴射した洗浄液が落下して集合され、パイプを介して洗浄液の貯溜部１内に還元回収される構造のものであればよい。
【００２４】
さらにここで使用される洗浄液としては、混入するショット材あるいはバレル材の加工部品表面に対する噴射衝撃をある程度緩衝することができるとともに、洗浄により除去した加工バリや微粉末類粒子等を吸収できるものであれば良く、水、防錆剤、あるいは防錆剤を混入した水、または灯油や軽油などの炭化水素系洗浄液等が使用でき、また洗浄液に混入するショット材あるいはバレル材については、前者のショット材は通常では鋳物や鍛造の分野において鋳物製品表面に噴きつけることにより、主としてある程度表面を傷つけることをねらいとするもので、多くは細かい鉄の粒状のものが用いられ、また後者のバレル材はむしろ噴射対象物の表面をできるだけ傷つけないように、対象物よりも軟質の材料が用いられることが多い。  そして本発明においてはそのいずれのものでも用いることができるが、ここで用いられるショット材あるいはバレル材の条件としては、加工しようとする粗型材の材質・形状・硬さ如何によって多少異なるが、主に金属粒・石粒などによるバレル材や、プラスチックなどのペレット状のものを単一または複数種の粒材を混合して使用することができる。
【００２５】
具体的には、洗浄液とともに加工部品の主に加工部表面に噴射が可能であり、また噴射された際に適度の刺激により加工部に残留するバリを除去できる程度の硬さ、および質量を有し、しかも高水圧による噴射によって割れを生じない程度の強度を有するものであることが必要である。
【００２６】
したがってそのような条件に合致するショット材としては、例えばアルミニウム、プラスチックなどの粒状物ペレットが好ましい。  またこの場合におけるショット材あるいはバレル材としては、本発明者らによる研究によれば適当な硬さを有する石粉を混練して圧し出し成形したところの、適度の弾力性を有するプラスチック粒子が良好であることがわかった。
【００２７】
またショット材あるいはバレル材の粒径についても、粒径が１ｍｍ未満であると、洗浄液を噴射した際に加工部品表面に対する適度の刺激が得られず、また５ｍｍを超えると質量が大きくなりすぎて加工部品表面に対する刺激が大きくなりすぎる。  したがってこの場合におけるショット材あるいはバレル材としては１〜５ｍｍの範囲内、好ましくは平均粒径が２ｍｍ〜３ｍｍ程度のものが最適である。
【００２８】
またショット材あるいはバレル材を混合した洗浄液は、加工部品の種類によっては水圧と流量を調整することにより処理時間を自由に変更することも可能である。  さらに貯溜部１の洗浄液槽４もしくは洗浄液槽３内に洗浄液濾過装置を設けるようにすると、洗浄液の交換頻度が著しく減少し、メンテナンス性においてより一層優れる。
【００２９】
本発明は上記した構成において、まず治具部２５に加工部品すなわちワークＷをセットし、ポンプ１２を起動させてワークＷに付着したバリの除去作業を開始する。  すなわち、ポンプ１２を起動させるとショット材あるいはバレル材攪拌槽９内において洗浄液とショット材あるいはバレル材とが攪拌され、次いでパイプ１３から順次吸引されてパイプ１４、１７、２１を介して治具部２５に圧送される。
【００３０】
治具部２５においては、ショット材あるいはバレル材入りの洗浄液が噴射部２２の通路２３を伝って放射方向に形成されたノズル２４からワークＷのスリットＳを通じて内部中空部Ｗ３内に噴射される。  このとき切換弁２０を開き、圧縮エアをパイプ１９から洗浄液中に混入させるとともに、これをスリット開口部内に噴射し、スリットＳの内部中空部Ｗ３側開口縁に残存するバリを除去する。
【００３１】
その後前記切換弁２０を閉じて洗浄液中へのエアの混入を停止し、さらに前記したポンプ１２の起動を停止してショット材あるいはバレル材入り洗浄液の供給を中断する。  つぎにポンプ５を起動させるとともに、切換弁８を開き、切換弁１５付近のショット材あるいはバレル材をショット材あるいはバレル材攪拌槽９内に戻す。  つぎに切換弁１５を閉じ、切換弁８側からポンプ５の駆動力により洗浄液を治具部２５に圧送してワークＷの洗浄作業を開始する。
【００３２】
すなわちポンプ５の起動により洗浄液を治具部２５に送り込み、さらにこのとき切換弁２０を開いて圧縮エアを洗浄液中に混入させ、これを噴射部２２のノズル２４からワークＷのスリットＳ内に噴射し、洗浄液を内部中空部Ｗ３の内周面に沿わせて円周方向に弧状に圧送する。  この際洗浄液が内周壁面に摺動し、摺動摩擦によって該部分に付着している切削屑や粉塵微粒子等を引き剥がして、これを洗浄液中に吸収させる。
【００３３】
ポンプ５の起動を停止して洗浄液の送給を停止させるとともに、切換弁８を閉じ、反対に切換弁１５を開いて初期状態に戻して洗浄作業を終了する。  なおバリや粉塵などを吸収した洗浄液は、図示しない洗浄液回収手段により貯溜部１内、すなわち前記したショット材あるいはバレル材攪拌槽９内に回収され、再度の繰り返し使用に供される。  なお洗浄液はショット材あるいはバレル材をショット材あるいはバレル材攪拌槽９内に残して該ショット材あるいはバレル材攪拌槽９のパンチング孔１１より外方の洗浄液槽４内に流出し、随時必要に応じて交換される。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記した通り、洗浄液の貯溜部と、加工部品を固定し、これに貯溜部から送られる洗浄液を噴射する治具部と、噴射洗浄液を前記貯溜部に回収する手段とからなり、洗浄液の貯溜部は、洗浄液槽および該洗浄液槽内に設置されたところの、下方部を除き周面にパンチング加工が施された有底円筒状のショット材あるいはバレル材攪拌槽と、該ショット材あるいはバレル材攪拌槽内に設置されたポンプとを有し、ショット材あるいはバレル材攪拌槽内に一定量の、上記ショット材あるいはバレル材攪拌槽のパンチング孔より径大のショット材あるいはバレル材を充填するとともに、洗浄液槽内に洗浄液を入れ、ショット材あるいはバレル材攪拌槽内においてポンプによりショット材あるいはバレル材と攪拌させるとともに、これを治具部に圧送し、治具部に固定されている加工部品に向けてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するようにしたために、加工部品の洗浄に際して、部品加工の際に付着したバリ、特に部品中空内部に付着したバリの除去と、バリ以外の付着した金属微粉末等の除去とを、共に完全におこなうことができ、したがって加工部品の製品歩留まり率を格段に向上させることができるのみならず、別途バリ除去のための作業を必要としないから生産性が向上するとともに、コストの著しい低減をはかることができる。
【００３５】
さらに加工部品の中空部内に通じるスリットから中空部内に向けてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射する場合において、噴射ノズル先端を前記したスリットの開口縁部に接近させた状態にてショット材あるいはバレル材入り洗浄液を噴射するようにした場合においては、ショット材あるいはバレル材入りの洗浄液がスリットから中空内部に正確に噴射されるばかりでなく、加工部品のスリット外側における外表面を徒に傷つけて部品自体の精工性を損なうおそれがない。またショット材あるいはバレル材は１．２ｍｍ〜５ｍｍ径の範囲内のものを主材としたものであるために小さめで加工部品表面に対する過大な衝撃傷を与えるおそれがないばかりでなく、適度の質量を有し、したがって洗浄液とともに適度の噴射が可能となり、実用性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例である加工部品の洗浄装置の概略をあらわした平面（治具部のみ側面）図。
【図２】図１における治具部の要部拡大断面図。
【図３】図１における洗浄液の貯溜部の拡大縦断面図。
【符号の説明】
１        洗浄液の貯溜部
２        仕切り板
３        洗浄液槽
４        洗浄液槽
５        ポンプ
６        パイプ
７        パイプ
８        切換弁
９        ショット材あるいはバレル材攪拌槽
１０      下方部
１１      パンチング加工
１２      ポンプ
１３      パイプ
１４      パイプ
１５      切換弁
１６      分岐部
１７      パイプ
１８      接続部
１９      エアパイプ
２０      切換弁
２１      パイプ
２２      噴射部
２３      通路
２４      ノズル
２５      治具部
【図１】
0004253778.tif 000002
【図２】
0004253778.tif 000003
【図３】
0004253778.tif 000004