JP2015202439A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各ワークを、他のワークと独立に超音波洗浄できて、高洗浄を実現できる超音波洗浄装置を提供すること。
【解決手段】水槽内に、超音波振動子と、外輪１０を載置する載置面４８を有する載置台２８とを設ける。載置台２８が、載置面４８から突出すると共に外輪１０の進行方向に延在するガイドレール部５０を有するようにする。ガイドレール部５０が、所定の超音波洗浄中に外輪１０が外輪１０の進行方向に移動しないように外輪１０を一時的に係止する凹部７１,７２を有するようにする。
【選択図】図７

Description

本発明は、ワークを超音波で洗浄する超音波洗浄装置に関し、例えば、外輪や内輪のような円筒外周面を有する部材を超音波で洗浄する超音波洗浄装置に関する。

従来、超音波洗浄装置としては、特開２０１０−８２５９１号公報（特許文献１）に記載されているものがある。この超音波洗浄装置は、超音波発振装置を、洗浄槽に配置している。そして、その洗浄槽に被洗浄対象部品を収容して、被洗浄対象部品を超音波洗浄するようになっている。

しかしながら、上記従来の超音波洗浄装置では、洗浄槽に被洗浄対象部品を投入した際に、複数の被洗浄対象部品が洗浄槽内で重なることを避けがたいという問題がある。したがって、その重なった部分の超音波洗浄を十分に行うことができず、ワークを高度に洗浄できないという問題がある。

特開２０１０−８２５９１号公報

そこで、本発明の課題は、各ワークを、他のワークと独立に超音波洗浄できて、高洗浄を実現できる超音波洗浄装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の超音波洗浄装置は、
液体を充填可能な液体収容部と、
上記液体収容部内に配置された超音波振動子と、
上記液体収容部内に配置されると共に、ワークを載置する載置面を有する載置台とを備え、
上記載置台は、上記載置面から突出すると共に一方向に延在するガイドレール部を有し、
上記ガイドレール部は、上記ワークが上記一方向に移動しないように上記ワークを係止する係止部を有することを特徴としている。

本発明によれば、液体収容部内でワークを載置する載置台に、その載置面から一方向に延在するように突出するガイドレール部を設け、さらに、そのガイドレール部にワークを係止する係止部を設けている。したがって、所定の超音波洗浄中にガイドレール部の係止部でワークが一方向に移動することを阻止できるから、上記所定の超音波洗浄中のワークの運動を規制できて、上記所定の超音波洗浄中に複数のワークが重なることを防止できる。したがって、各ワークを他のワークと独立に個別に超音波洗浄できるから、上記従来の超音波洗浄と比較して各ワークの洗浄度を格段に向上させることができて、高洗浄を実現できる。

また、一実施形態では、
上記係止部は、上記一方向に垂直な方向に開口する凹部であり、
上記載置面は、使用状態において、上記一方向に直交する方向に上記凹部側に近づくにしたがって下方側に位置するように水平面に対して傾斜している。

上記実施形態によれば、使用状態において、載置面が、一方向に直交する方向に係止部側に近づくにしたがって下方側に位置するように水平面に対して傾斜しているから、使用状態において、載置面上のワークを、重力によって載置面上をガイドレール部の係止部側に移動させることができる。また、この状態で、超音波振動子を駆動することにより、液体収容部内に生成された液体の振動によって、ワークを不規則に運動させることができて、ワークの少なくとも一部を自発的かつ自然に凹部に嵌め込むことができる。したがって、如何なるアクチュエータを導入することもなく、ワークの位置決めを行うことができる。

また、上記実施形態によれば、ワークを載置する載置面が、使用状態において、水平面に対して傾斜しているから、使用状態において、ワークを水平面に対して傾斜させることができる。したがって、超音波振動子の超音波発振面を載置面に対向するように位置させることによって、ワークの軸方向の端面のみならず、ワークの外周面や内周面に超音波を効率的に到達させることができて、洗浄能力を大きく向上できる。仮に、超音波振動子の超音波発振面を載置面に対向するように位置させている場合に、ワークを、水平面に平行に位置させると、超音波が、ワークの軸方向の端面のみに到達して、ワークの外周面や内周面に到達しにくくなり、ワークの外周面や内周面の洗浄を十分に行うことができない虞があるのである。

本発明の超音波洗浄装置によれば、各ワークを、他のワークと独立に個別に超音波洗浄できて、高洗浄を実現できる。

本発明の一実施形態の転がり軸受の内外輪の洗浄装置を上方から見たときの模式図である。 上記洗浄装置を、その洗浄装置の高さ方向と、図１に矢印Ａで示す外輪の進行方向とを含む平面で切断したときの模式断面図である。 図１に矢印ａで示す位置で、液体噴射装置に保持されて中心軸が移動不可となっている外輪を示す模式図である。 液体噴射装置に保持されている外輪を、図３に矢印Ｆで示す方向から見たときの模式図である。 超音波洗浄装置の第１および第２超音波振動子付近の模式図であり、外輪および内輪に超音波洗浄を行っている最中の様子を示す模式図である。 図１にｄで示す位置に存在する外輪を、洗浄水の流れの下流側から見たときの模式図である。 載置台の載置面上の外輪を上方側から見たときの模式図である。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。尚、以下で、水平方向、鉛直方向、上方、下方等の上下方向に関する文言が使用された場合、それは、洗浄装置の使用状態での方向を示すものとする。

図１は、本発明の一実施形態の転がり軸受の内外輪の洗浄装置を上方から見たときの模式図である。

図１に示すように、この転がり軸受の内外輪の洗浄装置（以下、単に洗浄装置という）は、高圧洗浄部１と、超音波洗浄部２と、乾燥部３とを有する。この洗浄装置は、ワークの一例としての外輪１０を洗浄する外輪用ラインと、ワークの一例としての内輪２０を洗浄する内輪用ラインとを有する。

図１に矢印Ａで示す方向は、外輪用ラインでの外輪１０の進行方向であり、図１に矢印Ｂで示す方向は、内輪用ラインでの内輪２０の進行方向である。図１に示す上方から見た図においては、外輪用ラインと、内輪用ラインとは、洗浄装置の長手方向に延在している。上記外輪用ラインと、内輪用ラインとは、洗浄装置の幅方向に違いに間隔をおいて互いに平行に延在している。

この洗浄装置は、長手方向の同じ位置で、外輪１０と内輪２０とに同じ工程を施し、外輪１０および内輪２０を同じタイミングで同時に洗浄する。以下、上記内輪２０の洗浄については、外輪１０の洗浄の説明をもって説明を省略する。

上記高圧洗浄部１は、図１に矢印ａとｂに示す長手方向の位置で、外輪１０を二段階で高圧洗浄するようになっている。上記高圧洗浄部１は、矢印ａで示す箇所と矢印ｂで示す箇所とで、外輪１０に同一の内容の高圧洗浄を行うようになっている。上記外輪１０は、矢印ａで示す箇所で所定の時間の高圧洗浄を受けた後、水平方向に搬送されて矢印ｂで示す位置に移動するようになっている。

この洗浄装置は、搬送装置を有し、その搬送装置は、外輪１０を、高圧洗浄が終了する矢印ｂに示す位置から超音波洗浄が始まる矢印ｄに示す位置まで搬送するようになっている。上記搬送装置は、水平方向移動機構と、垂直方向移動機構とを備える。上記水平方向移動機構の仕組みについては後述する。一方、上記垂直方向移動機構は、昇降自在な台からなり、その昇降自在な台は、油圧シリンダや電動シリンダ等で昇降するようになっている。上記垂直方向移動機構は、水平方向移動機構によって台の上面に配置された外輪１０を鉛直方向に昇降させるようになっている。

上記外輪１０は、上記水平移動機構によって矢印ｂに示す位置から矢印ｃで示す位置に移動される。その後、上記外輪１０は、上記垂直方向移動機構によって鉛直方向下側に降下させられて、洗浄水が充填された水槽内の載置台の上面に載置される。上記洗浄水は、洗浄液を純水で希釈してなっている。その後、上記外輪１０は、水平移動機構によって載置台の上を矢印ｃで示す位置から矢印ｄで示す位置まで水平方向に搬送されるようになっている。

上記超音波洗浄部２は、図１に矢印ｄとｅに示す長手方向の位置で、外輪１０を二段階で超音波洗浄するようになっている。上記超音波洗浄部１は、矢印ｄで示す箇所と矢印ｅで示す箇所とで、外輪１０に同一の内容の超音波洗浄を行うようになっている。上記外輪１０は、矢印ｄで示す箇所で所定の時間の超音波洗浄を受けた後、後述の水平方向移動機構で水平方向に矢印ｅで示す位置に移動するようになっている。尚、この実施形態では、上記外輪１０は、ｄで示す位置からｅで示す位置まで移動する際にも、超音波洗浄されるようになっている。

上記外輪１０は、超音波洗浄が終了した後、水平方向移動機構によって矢印ｅで示す位置から矢印ｆで示す位置まで水平方向に移動されるようになっている。その後、上記外輪１０は、垂直方向移動機構によって、昇降台によって上昇された後、水平方向移動機構によって矢印ｇで示す位置まで移動されるようになっている。

上記乾燥部３は、図１に矢印ｇとｈに示す長手方向の位置で、外輪１０を二段階で乾燥するようになっている。上記乾燥部３は、矢印ｇで示す箇所と矢印ｈで示す箇所とで、外輪１０に同一の内容の乾燥を行うようになっている。上記外輪１０は、矢印ｇで示す箇所で所定の時間の乾燥を受けた後、水平方向移動機構で水平方向に矢印ｈで示す位置に移動するようになっている。

この洗浄装置は、外輪１０を矢印ｈで示す位置で最後の乾燥を行った後、外輪１０を次工程の寸法測定を行う寸法測定装置の方に搬送するようになっている。尚、この洗浄装置は、高圧洗浄および乾燥時を、外輪１０をその中心軸に対して回転させながら行うようになっている。図１にｉ〜ｐで示す回転矢印は、外輪および内輪１０,２０がそれらの工程で回転することを示している。

図２は、上記洗浄装置を、その洗浄装置の高さ方向と、図１に矢印Ａで示す外輪１０の進行方向とを含む平面で切断したときの模式断面図である。尚、図２に矢印Ｃで示す方向は、外輪１０の移動方向である。

この洗浄装置の高圧洗浄部１は、液体噴射装置を備える。その液体噴射装置は、第１ノズル３０と、第２ノズル３１とを有し、第１ノズル３０と第２ノズル３１は、外輪１０の移動方向に互いに間隔をおいて位置している。上記第１ノズル３０は、図１に矢印ａで示す長手方向位置に存在する外輪１０に洗浄水をジェット噴射する一方、第２ノズル３１は、図１に矢印ｂで示す長手方向位置に存在する外輪１０に洗浄水をジェット噴射するようになっている。ここで、ジェット噴射される上記洗浄水は、洗浄液を純水で希釈してなっている。

一方、この洗浄装置の超音波洗浄部２は、超音波洗浄装置を備え、その超音波洗浄装置は、載置台２８と、液体収容部としての水槽２９と、第１超音波振動子３５と、第２超音波振動子３６と、配管（入口だけ示す）３７とを有する。上記水槽２９には、洗浄水が充填されている。上述のように水槽２９に充填される洗浄水は、洗浄液を純水で希釈してなっている。上記載置台２８と、第１超音波振動子３５と、第２超音波振動子３６とは、水槽２９内に配置され、洗浄水中に位置している。この洗浄装置では、洗浄水が水槽２９内を流動するようになっている。

詳しくは、上記水槽２９は、流入側パンチングメタル４５と、流出側パンチングメタル４６とを有する。上記流入側パンチングメタル４５は、水槽２９の洗浄水の流入側の側面の全面または一部を構成する一方、流出側パンチングメタル４６は、水槽２９の洗浄水の流出側の側面の全面または一部を構成している。この洗浄装置では、流出側パンチングメタル４６を通過した洗浄水は、矢印Ｅで示す方向に重力によって自由落下して、配管３７の方に流れ、配管３７内を流れるようになっている。一方、流入側では、洗浄水が、図示しない配管からボックス４７に導入されるようになっている。水槽２９から流出した洗浄水の量に匹敵する量の洗浄水が、流入側のボックス４７から流入側パンチングメタル４５を通過して水槽２９内に流入するようになっている。

この洗浄装置では、洗浄水は、図２に矢印Ｄで示す方向に流動し、外輪１０の移動方向とは逆方向に流動するようになっている。上記流入側パンチングメタル４５の穴径や、流出側パンチングメタル４６の穴径や、配管の本数（配管は、一つのみでも良い）や、各配管の穴径を、仕様に基づいて調整している。このようにして、洗浄水を整流すると共に、洗浄水の流速を調整して、洗浄水の流れを、よどみや乱流がない層流としている。

図２に示すように、上記第１超音波振動子３５は、載置台２８の上方に位置する一方、第２超音波振動子３６は、載置台２８の下方に位置している。上記第１超音波振動子３５および第２超音波振動子３６は、載置台２８を挟んでいる状態かつ載置台２８に対して間隔をおいた状態で対向配置されている。上記第１超音波振動子３５および第２超音波振動子３６は、サンドイッチ型の一対の超音波振動子を構成している。

上記載置台２８は、パンチングメタルからなっている。上記第１超音波振動子３５の超音波発振面４０から発振された超音波と、第２超音波振動子３６の超音波発振面４１から発振された超音波とが強め合うようし、例えば、二つの超音波が共振するようにしている。このようにして、超音波のエネルギーを増幅し、超音波洗浄の洗浄能力を大きくしている。

この洗浄装置の乾燥部３は、空気吐出装置を備える。図２に示すように、その空気吐出装置は、第１ノズル３２と、第２ノズル３３とを有し、第１ノズル３２と第２ノズル３３は、外輪１０の移動方向に互いに間隔をおいて位置している。上記第１ノズル３２は、図１に矢印ｇで示す長手方向位置に存在する外輪１０に常温の空気を吐出する一方、第２ノズル３３は、図１に矢印ｈで示す長手方向位置に存在する外輪１０に常温の空気を噴射するようになっている。

図３は、図１に矢印ａで示す位置で、液体噴射装置に保持されて中心軸が移動不可となっている外輪１０を示す模式図である。

上記外輪１０は、図１に矢印ａで示す位置で、図示しない載置台上に位置するようになっている。また、液体噴射装置は、第１駆動ロール６０と、第２駆動ロール６１と、従動ロール６２と、第１噴射ノズル６３と、第２噴射ノズル６４とを有する。上記第１駆動ロール６０は、第２駆動ロール６１と同一である。上記第１駆動ロール６０および第２駆動ロール６１の夫々には、回動装置としての電動モータが直読されている。上記第１駆動ロール６０および第２駆動ロール６１の夫々は、回動装置からの動力によって、夫々の中心軸の回りを自発的に回動するようになっている。

図３に示すように、使用状態において、上記各駆動ロール６０,６１の中心軸と、従動ロール６２の中心軸と、外輪１０の中心軸とは、略平行に延在している。上記第１駆動ロール６０、第２駆動ロール６１および従動ロール６２は、外輪１０の周方向に互いに間隔をおいた箇所に位置している。上記第１駆動ロール６０、第２駆動ロール６１および従動ロール６２の夫々の外周面は、外輪１０の円筒外周面に接触している。二つの駆動ロール６０,６１と、一つの従動ロール６２とは、互いに相俟って外輪１０の中心軸が移動するのを阻止している。上記外輪１０の外周面を、第１駆動ロール６０、第２駆動ロール６１および従動ロール６２の外周面でガイドして、外輪１０の中心軸が変動しないように外輪１０を所定の位置に保持している。

図３に示すように、上記従動ロール６２の中心軸と外輪１０の中心軸とは、第１駆動ロール６０と、第２駆動ロール６１とを略面対称とできる平面上に略位置している。また、図３に示すように、第１噴射ノズル６３は、外輪１０の軸方向の一方側の端面よりも軸方向の一方側に位置する一方、第２噴射ノズル６４は、外輪１０の軸方向の他方側の端面よりも軸方向の他方側に位置している。

図４は、液体噴射装置に保持されている外輪１０を、図３に矢印Ｆで示す、第１および第２駆動ロールを略面対称とできる平面の法線方向から見たときの模式図である。

図４に示すように、上記駆動ロー６１の外周面は、円筒外周面となっている一方、従動ロール６２の外周面は、円錐外周面となっている。また、図４に示すように、上記第１噴射ノズル６３は、外輪１０の径方向の中央よりも径方向の内方側に位置している。上記第１噴射ノズル６３は、図４に示す模式図で外輪１０の内周面に対してその内周面に洗浄水を噴射可能に傾斜している。上記第１噴射ノズル６３は、外輪１０の軸方向の一方側の端面６５と外輪１０の内周面６６とに洗浄水を噴射可能になっている。一方、第２噴射ノズル６４は、外輪１０の径方向の中央よりも径方向の外方側に位置している。第２噴射ノズル６４は、図４に示す模式図で外輪１０の外周面に対してその外周面に洗浄水を噴射可能に傾斜している。上記第２噴射ノズル６４は、外輪１０の軸方向の他方側の端面６７と外輪１０の外周面６８とに洗浄水を噴射可能になっている。

外輪１０が、図３および図４に示すように液体噴射装置に保持されている状態で、第１および第２駆動ロール６０,６１を駆動して、外輪１０をその中心軸の回りを回転させると共に、第１および第２ノズル６３,６４から外輪１０に洗浄水をジェット噴射するようになっている。上記外輪１０が、その中心軸の回りを回転するから、第１噴射ノズル６３は、外輪１０の軸方向の一方側の端面６５の全面と、外輪１０の内周面６６の全面とに洗浄水を噴射可能となっている。また、上記外輪１０が、その中心軸の回りを回転するから、第２噴射ノズル６４は、外輪１０の軸方向の他方側の端面６７の全面と、外輪１０の外周面６８の全面とに洗浄水を噴射可能となっている。このようにして、外輪１０の全面を高圧洗浄するようになっている。

図５は、超音波洗浄装置の第１および第２超音波振動子３５,３６付近の模式図であり、外輪１０および内輪２０に超音波洗浄を行っている最中の様子を示す模式図である。

図５に示すように、上記第１超音波振動子３５は、第２超音波振動子３６と同一である。図５に示すように、第１超音波振動子３５の超音波発振面４０の略全面は、第２超音波振動子３６の超音波発振面４１の略全面に、鉛直方向に重なっている。

また、上方側に位置する第１超音波振動子３５の超音波発振面４０は、外輪１０の層流の下流側に行くにしたがって、載置面４８に対して鋭角の角度、上方側に傾斜している一方、下方側に位置する第２超音波振動子３６の超音波発振面４１は、外輪１０の層流の下流側に行くにしたがって、水平面に対して鋭角の角度、下方側に傾斜している。上記第１超音波振動子３５の超音波発振面４０は、第２超音波振動子３６の超音波発振面４１に対して、図５にα［°］で示す角度、傾斜している。超音波発振面４０,４１を水平に対して傾斜させることにより、上記超音波振動子３５,３６の振動によって、洗浄水中に発生する気泡が、上方に移動することを促進して、超音波発振面４０,４１付近に停滞することを抑制している。このようにして、超音波振動子３５,３６の振動によって生じる気泡が、超音波振動子３５,３６の超音波の発振能力を低下させることを抑制すると共に、外輪１０の表面に気泡が付着することを抑制して、気泡によって超音波の洗浄能力が低下することを抑制している。上記αの値としては、１°程度の角度を好適に選択できるが、αを１°以外の角度とすることもできる。

図５において、矢印Ｇは、洗浄水の層流の流れの方向を示し、矢印Ｈは、外輪１０の進行方向を示している。層流の流れの方向を、外輪１０の進行方向と逆方向とすることにより、超音波洗浄によって、外輪１０から洗浄水中に取り除かれた油分等の異物が、外輪１０の進行方向と逆側に移動するようにしている。このようにして、より長く超音波洗浄を受けて、清浄度が高い外輪１０が、異物に触れにくいようにしている。

図６は、図１にｄで示す位置に存在する外輪１０を、洗浄水の流れの下流側から見たときの模式図である。尚、図６においては、アルファベットＩは、洗浄水の流れの方向を示している。

図６に示すように、載置台２８は、ガイドレール部５０を有し、そのガイドレール部５０は、一方向としての洗浄装置の長手方向（洗浄水の流れ方向）に略平行に延在している。上記ガイドレール部５０は、載置台２８の幅方向の外方側の縁部から上方側に突出している。

図６に示すように、載置台２８の載置面４８は、図６にβ［°］で示す角度、水平面に対して傾斜している。詳しくは、外輪１０を載置している載置面４８は、外輪用ラインと内輪用ラインとの中間箇所Ｊから、図６に矢印Ｋで示す洗浄装置の幅方向の外方側に行くにしたがって、鉛直方向の下方側に位置するように傾斜している。上記外輪１０は、重力によって傾斜している載置面４８上を洗浄装置の幅方向の外方側に滑り落ちるようになっている。上記ガイドレール部５０は、外輪１０と接触して外輪１０を係止することにより、外輪１０が載置面４８から落下することを防止している。

尚、上記内輪２０を載置している載置台７８の載置面８８は、外輪用ラインと内輪用ラインとの中間箇所Ｊから、矢印Ｋで示す方向とは反対方向に、洗浄装置の幅方向の外方側に行くにしたがって、鉛直方向の下方側に位置するように傾斜している。上記載置台７８は、載置台４８に対して内輪用ライン（外輪用ライン）の延在方向に直交する方向に間隔をおいて位置している。

上記βとしては、５°程度の角度を好適に採用できるが、βを５°以外の角度とすることもできる。図６に示すように、上記載置面４８の全面が、超音波振動子３５,３６に鉛直方向に重なっている。このようにして、外輪１０に到達する超音波のエネルギーを十分なものにして、外輪１０を効率的に超音波洗浄するようになっている。尚、図６に参照番号８０で示す部材は、外輪１０を水平方向に移動させるためのスティック状の部材（プッシャ）である。このスティック状の部材８０の動作については後述する。

図７は、載置台２８の載置面４８に載置されている外輪１０を上方側から見たときの模式図である。尚、図７にアルファベットｃ、ｄ、ｅ、ｆで示す洗浄装置の長手方向の位置は、図１にアルファベットｃ、ｄ、ｅ、ｆで示す洗浄装置の長手方向の位置と一致している。

図７に示すように、外輪１０の載置台２８のガイドレール部５０は、係止部の一例としての第１凹部７１と、係止部の一例としての第２凹部７２とを有する。上記各凹部７１,７２は、載置台２８の幅方向（洗浄水の流れに直交する方向）の内輪用ライン側に開口している。図７に示す上方からの図においては、上記各凹部７１,７２は、Ｖ字状の形状を有し、各凹部７１,７２は、水平面で切断したとき断面Ｖ字状の溝となっている。

図７に示すように、上記第１凹部７１は、ｄで示す長手方向の位置に存在する一方、第２凹部７２は、ｅで示す長手方向の位置に存在している。図７に示すように、ガイドレール部５０の各凹部７１,７２は、外輪１０の外周面の一部に接触して、外輪１０を係止している。上記第１凹部７１は、外輪１０が一段階目の超音波洗浄を受ける位置を位置決めし、第２凹部７２は、外輪１０が二段階目の超音波洗浄を受ける位置を位置決めしている。

外輪１０が、ｃで示す位置からｄに示す位置に移動した後で、一段階目の超音波洗浄を受けている際、外輪１０は、超音波振動子３５,３６によって生成される水の振動によって、図７にＬで示す方向に不規則に移動するようになっている。そして、その外輪１０の不規則な移動によって、外輪１０の外周面の一部が、自発的かつ自然に第１凹部７１に嵌まり込んで、外輪１０がｄで示す長手方向の位置に位置決めされるようになっている。この実施形態では、超音波振動子３５,３６が生成した水の振動で外輪１０をガイドレール部５０上に二列に整列させるようになっている。

また、同様に、外輪１０がｄで示す位置からｅに示す位置に移動した後で、二段階目の超音波洗浄を受けている際、外輪１０は、超音波に基づいて図７にＬで示す方向に不規則に移動するようになっている。そして、上記外輪１０の外周面の一部が、自発的かつ自然に第２凹部７２に嵌まり込んで、外輪１０がｅで示す長手方向の位置に位置決めされるようになっている。洗浄装置の長手方向において、ｄで示す位置とｅで示す位置との距離は、外輪１０の直径よりも大きくなっている。このようにして、一段階目で超音波洗浄を受けている外輪１０と、二段階目で超音波洗浄を受けている外輪１０とが、接触しないようにしている。このようにして、個々の外輪１０を、他の外輪１０とは独立に超音波洗浄している。

上記外輪１０は、次に示す機構で、ｄで示す位置からｅで示す位置に水平方向に移動するようになっている。詳しくは、一段目の超音波洗浄が所定時間行われて、一段目の超音波洗浄が終了すると、上記スティック状の部材８０が、外輪１０の進行方向に移動して、外輪１０における洗浄水の流れの最下流側に位置する箇所に接触した後、図７に矢印Ｍで示す外輪１０の進行方向に、ｄとｅとの距離程度の距離移動するようになっている。このようにして、スティック状の部材８０で外輪１０をｅの位置側に押し出して、外輪１０を水平方向に移動させるようになっている。そして、その後、スティック状の部材８０が、ｅで示す位置に存在する外輪１０と、ｄで示す位置に存在する外輪１０とに接触しない位置まで、外輪１０の進行方向に対して逆側に後退するようになっている。

この洗浄装置では、高圧洗浄部１や、乾燥部３でも、外輪１０を水平方向に移動させるときには、全てこの機構で、外輪１０を水平方向に移動させるようになっている。また、図７において、矢印Ｎ,Ｏは、洗浄水の流れの方向を示している。

上記実施形態によれば、水槽２９内で外輪１０を載置する載置台２８に、その載置面４８から一方向に延在するように突出するガイドレール部５０を設け、さらに、そのガイドレール部５０に外輪１０を係止する凹部７１,７２を設けている。したがって、所定の超音波洗浄中にガイドレール部５０の凹部７１,７２で外輪５０が一方向である外輪１０の進行方向に移動することを一時的に阻止できる。したがって、上記所定の超音波洗浄中の外輪１０の運動を規制できて、上記所定の超音波洗浄中に複数の外輪１０が接触することを防止できる。したがって、各外輪１０を他の外輪１０と独立に個別に超音波洗浄できるから、上記従来の超音波洗浄と比較して各外輪１０の洗浄度を格段に向上させることができ、高洗浄を実現できる。

また、上記実施形態によれば、載置面４８が、上記一方向に直交する方向に凹部７１,７２側に近づくにしたがって下方側に位置するように水平面に対して傾斜しているから、載置面４８上の外輪１０を、重力によって載置面４８上をガイドレール部５０の凹部７１,７２側に移動させることができる。また、この状態で、超音波振動子を駆動することにより、水槽２９内に生成された洗浄水の振動によって、外輪１０を不規則に運動させることができて、外輪１０の外周面の一部を自発的かつ自然に凹部７１,７２に嵌め込むことができる。したがって、如何なるアクチュエータを導入することもなく、外輪１０の位置決めを行うことができる。

また、上記実施形態によれば、外輪１０を載置する載置面４８が、使用状態において水平面に対して傾斜しているから、使用状態において、外輪１０を水平面に対して傾斜させることができる。したがって、超音波振動子３５,３６の超音波発振面４０,４１が載置面４８に対向しているから、外輪１０の軸方向の端面のみならず、外輪１０の外周面や内周面に超音波を効率的に到達させることができて、洗浄能力を大きく向上できる。

仮に、超音波振動子の超音波発振面を載置面に対向させている場合に、外輪を、水平面に平行に位置させると、超音波が、外輪の軸方向の端面のみに到達して、外輪の外周面や内周面に到達しにくくなり、外輪の外周面や内周面の洗浄を十分に行うことができない虞があるのである。

また、上記実施形態によれば、外輪１０の周方向の全周に洗浄水をジェット噴射する洗浄と、洗浄水中での外輪１０の超音波洗浄とを併用するから、二つの洗浄の相乗効果によって、洗浄能力を大きく向上できる。詳しくは、液体噴射装置で、外輪１０の周方向の全ての領域に洗浄水を噴射できるから、外輪１０の周方向の全周に亘って油分以外の異物を取り去ることができる。また、その後、第１搬送装置で、外輪１０を高圧洗浄部１から超音波洗浄部２に搬送した後、洗浄水中の外輪１０を超音波洗浄装置で超音波洗浄できるから、この超音波洗浄で外輪１０に付着した解離しにくい油分も落とすことができる。したがって、洗浄能力を向上させることができる。

また、上記実施形態によれば、洗浄能力を大きく向上できるから、高温洗浄の必要がない。したがって、洗浄能力を向上できるにも拘わらず、次工程の寸法測定前の外輪１０の冷却が必要ない。したがって、リードタイムを短縮できて、外輪１０の量産化を実現できる。仮に、高温洗浄を行うと、寸法測定は、ワークが熱膨張した状態で行うことができないから、ワークの冷却に時間がかかることになるのである。

また、上記実施形態によれば、二つの駆動ロール６０,６１と、一つの駆動ロール６２とで、外輪１０の中心軸を移動させずに外輪１０をその中心軸の回りに回転させることができる。また、上記外輪１０が、外輪１０の位置が不変の中心軸の回りを回転している状態で、第１噴射ノズル６３から外輪１０の軸方向の一方側の端面６５と外輪１０の内周面６６とに洗浄水をジェット噴射できると共に、第２噴射ノズル６４から外輪１０の軸方向の他方側の端面６７と外輪１０の外周面６８とに洗浄水をジェット噴射できる。したがって、液体噴射装置で外輪１０の全面に洗浄水をジェット噴射できるから、外輪１０の超音波洗浄前に外輪１０の全面から確実に油分以外の異物を落とすことができる。

また、上記実施形態によれば、一対の超音波振動子３５,３６が、外輪１０の載置台２８に間隔をおいた状態で、外輪１０の載置台２８を挟むように対向配置されるから、一方の超音波振動子３５から発振された超音波と、他方の超音波振動子３６から発振された超音波とを強め合わせることができて、共振させることができる。したがって、エネルギーが大きな超音波を生成できるから、超音波洗浄の洗浄性能を向上できる。

また、上記実施形態によれば、水槽２９に流入する洗浄水が通過する流入側パンチングメタル４５と、水槽２９から流出する洗浄水が通過する流出側パンチングメタル４６とを有するから、それらパンチングメタル４５,４６の孔径を仕様毎に適宜調整することにより、それらパンチングメタル４５,４６で、洗浄水の流れを整流できて、洗浄水の流れを層流に近づけることができる。また、この実施形態によれば、水槽２９内から流出した洗浄水を案内する一以上の配管３７を有するから、その配管３７の本数や各配管３７の孔径を調整することでも、洗浄水の流れの速度等を調整できて、洗浄水の流れを層流に近づけることができる。したがって、洗浄水の流れを、よどみ等が少ないスムーズな流れとできるから、外輪１０から落とした油分等の異物を洗浄水の流れとともに、より円滑に水槽２９から除去できる。したがって、洗浄装置の洗浄能力を向上できる。

また、上記実施形態によれば、上記超音波振動子３５,３６の超音波発振面４０,４１が、使用状態において水平面に対して傾斜しているから、超音波振動子３５,３６の振動に基づいて水中に生成した気泡を、下方を向いている超音波発振面４１を伝わせるように上方に移動させることができて、より効率的に水槽２９外に放出できる。したがって、外輪１０の表面に気泡が付着することにより、汚れの洗浄能力が低下することを抑制でき、また、超音波発振面４１に気泡が付着して、超音波を効率的に発振できないことにより、汚れの洗浄能力が低下することを抑制できる。

尚、上記実施形態では、洗浄水の落下に基づく運動エネルギーで、水槽２９中の洗浄水の流れを生成したが、この発明では、ポンプ等の液体移送手段を用いて、液体収容部中の液体の流れを生成しても良い。

また、上記実施形態では、駆動ロール６０,６１を、電動モータで駆動（回動）したが、この発明では、駆動ロールの少なくとも一つ（駆動ロールは、一つのみでも良い）を、油圧モータ等の電動モータ以外の駆動手段で駆動（回動）しても良い。

また、上記実施形態では、二つの駆動ロール６０,６１と、一つの従動ロール６２とで外輪１０を保持した。しかしながら、この発明では、ワークを保持できるのであれば、駆動ロールは、一以上の如何なる自然数個、存在しても良く、従動ロールは、０以上の如何なる整数個、存在しても良い。また、ワークの外周面を保持する各ロールは、ワークをワークの中心軸が変動不可に保持できるのであれば、ワークの周方向の如何なる位置に配置されても良い。

また、上記実施形態では、二つの超音波振動子３５,３６を有して、その二つの超音波振動子３５,３６を、載置台２８を挟むようにサンドイッチ状に配置した。しかしながら、この発明では、一つのみの超音波振動子を有しても良く、三以上の超音波振動子を有しても良い。

また、上記実施形態では、二つの超音波振動子３５,３６を有して、使用状態において、全ての超音波振動子３５,３６の夫々の超音波発振面４０,４１が、洗浄水の流れの方向に行くにしたがって水平面に対して傾斜するようにした。しかしながら、この発明では、使用状態において、少なくとも一つの超音波振動子の超音波発振面が、液体の流れの方向に行くにしたがって水平面に対して傾斜するようにしても良く、全ての超音波振動子の超音波発振面が、水平面に対して平行であっても良い。また、特に、載置面を挟むように、二つの超音波振動子を配置する場合には、使用状態において、上側の超音波振動子の超音波発振面を、水平面に対して傾斜させる一方、下側の超音波振動子の超音波発振面を、水平面に対して平行としても良い。

また、上記実施形態では、高圧洗浄部１でジェット噴射する液体と、水槽２９中を流れる液体との両方が、洗浄液を純水で希釈してなる洗浄水であった。しかしながら、この発明では、高圧洗浄部でジェット噴射する液体と、液体収容部を流れる液体とのうちの一方は、純水であっても良い。また、この発明では、高圧洗浄部でジェット噴射する液体と、液体収容部を流れる液体との両方が、純水であっても良い。

また、上記実施形態では、各配管３７（配管３７は、一つのみ存在しても、二以上存在しても良い）に、絞り弁を配置しなかった。しかしながら、この発明では、少なくとも一つの配管に絞り弁を設置しても良い。このようにして、絞り弁の開度を適宜調節するだけで、液体収容部を流れる液体の流れの流速を調整するようにしても良い。このようにして、装置を広範な用途で使用できるようにして、装置の使用の自由度を大きくしても良い。

また、上記実施形態では、外輪１０の周方向において、第１噴射ノズル６３の存在位置と、第２噴射ノズル６４の存在位置との位相差が１８０°であったが、この発明では、二つの噴射ノズルを有する場合、ワークの外周面の周方向において、その二つの噴射ノズルの存在位置の位相差θは、０°＜θ＜３６０°を満たす如何なる角度であっても良い。

また、上記実施形態では、二つの噴射ノズル６３,６４を有していたが、この発明では、一つのみの噴射ノズルを有しても良く、三以上の噴射ノズルを有しても良い。

また、上記実施形態では、高圧洗浄、超音波洗浄および乾燥の夫々を、二段階で行った。しかしながら、この発明では、高圧洗浄、超音波洗浄および乾燥の夫々は、互いに独立に、一つの段階で行っても良く、三以上の段階で行っても良い。ここで、特に、超音波洗浄を、一段階で行う場合には、ガイドレール部に、係止部を一箇所しか設けず、また、超音波洗浄を、三段階以上で行う場合には、ガイドレール部に、ガイドレール部の延在方向に互いに間隔をおいて三以上の係止部を設けることは言うまでもない。

また、上記実施形態では、高圧洗浄を、噴射ノズル６３,６４を静止させる一方、ワークである外輪１０を回転させて、外輪１０の周方向の全周を高圧洗浄した。しかしながら、この発明では、ワークを静止させる一方、噴射ノズルを、ワークの周方向に回転させて、ワークの周方向の全周を高圧洗浄するようにしても良い。

また、上記実施形態では、載置台２８をパンチングメタルで構成して、下側の超音波振動子３６からの超音波を、パンチングメタルの穴を介して外輪１０に到達させるようにした。しかしながら、この発明では、載置台を、パンチングメタルではなくて、同じ方向に延在する複数の円筒の棒状部材を、隙間を空けて配置する等して、形成しても良く、簀の子（すのこ）状の隙間を有する板で構成しても良く、簾（すだれ）状の部材で構成しても良い。この発明において、載置台の下側に超音波振動子を配置する場合、載置台は、ワークを上面に載置できると共に、下側からの超音波をワークに到達させる隙間（穴）を有する部材であれば如何なる部材であっても良い。

また、上記実施形態では、上側の超音波振動子３５の超音波発振面４０と、下側の超音波振動子３６の超音波発振面４１との角度が、１°程度傾いていた。しかしながら、この発明では、少なくとも一つの超音波振動子の超音波発振面は、０°よりも大きくて９０°未満の如何なる角度、水平面に対して、傾斜しても良く、好ましくは、少なくとも一つの超音波振動子の超音波発振面は、０.５°以上５°以下の角度、水平面に対して傾斜していると良い。また、この発明では、全ての超音波振動子（超音波振動子が一つのみの場合も含む）の超音波発振面が、水平面に平行であっても良い。また、この発明では、超音波振動子が、水平面に対して傾斜している場合、その傾斜の方向は、如何なる方向であっても良く、例えば、上記実施形態とは異なり、液体収容部内の液体の流れの方向に直交する方向に傾斜しても良く、液体収容部内の液体の流れの方向に９０°以外の角度、傾斜しても良い。

また、上記実施形態では、載置台２８の載置面４８が、水平面に対して５°程度の角度傾斜していた。しかしながら、この発明では、載置台の載置面は、好適には、水平面に対して３°〜６０°の間の角度、傾斜していると良く、載置台の載置面は、更に好ましくは、４°〜８°の間の角度、傾斜していると良い。尚、この発明では、載置台の載置面は、水平面に対して傾斜しなくても良く、水平面に平行であっても良い。また、この発明では、載置台の載置面は、水平面に対して０°よりも大きくて９０°未満の如何なる角度、傾斜しても良い。

また、上記実施形態では、水槽２９が、流入側パンチングメタル４５と、流出側パンチングメタル４６とを有して、洗浄水を、流入側パンチングメタル４５と、流出側パンチングメタル４６とを通過させるようにした。しかしながら、この発明では、流入側パンチングメタルの替わりに液体収容部に液体の供給口を設けても良い。また、この発明では、流出側パンチングメタルの替わりに液体収容部に液体の排出口を設けても良い。また、この発明では、液体を排出するための配管が存在しなくても良い。

また、上記実施形態では、載置台２８のガイドレール部５０に上方から見たときＶ字状の開口を有するＶ字溝設けて、そのＶ字溝に外輪１０の外周面を係止した。しかしながら、この発明では、載置台のガイドレール部に上方から見たときＵ字状の開口を有するＵ字溝設けて、そのＵ字溝にワークの外周面を係止しても良い。この発明では、凹部の内面にワークの外周面を係止できるのであれば、載置台のガイドレール部に、ワークの進行方向に垂直な方向に開口する如何なる形状の凹部を設けても良い。また、この発明では、係止部は、例えば、円錐面や半球面等の環状面を有する凹部であっても良く、係止部は、ワークの進行方向に垂直な方向のみにしか開口を有していなくても良い。

また、上記実施形態では、ワークが、外輪１０や内輪２０であった。しかしながら、この発明では、ワークは、中間輪や、ナットや、スペーサや、歯車等であっても良く、ワークは、如何なる部材であっても良い。尚、ワークは、円筒外周面等、中心軸を定義できる外周面を有していると好ましい。また、ワークは、リング状の部材であると好ましい。また、この発明で、高圧洗浄部でノズルを使用する場合、液体は、ノズルから噴射されれば良く、液体は、ノズルからジェット噴射されなくても良い。また、上記実施形態および変形例で説明した構成のうちの二以上の構成を組み合わせて新たな実施形態を構築できることは、勿論である。

１０ 外輪
２０ 内輪
２８ 載置台
２９ 水槽
３５ 第１超音波振動子
３６ 第２超音波振動子
３７ 配管
４０ 第１超音波振動子の超音波発振面
４１ 第２超音波振動子の超音波発振面
４５ 流入側パンチングメタル
４６ 流出側パンチングメタル
４８ 載置台の載置面
５０ 載置台のガイドレール部
６０ 第１駆動ロール
６１ 第２駆動ロール
６２ 従動ロール
６３ 第１噴射ノズル
６４ 第２噴射ノズル
６５ 外輪の軸方向の一方側の端面
６６ 外輪の内周面
６７ 外輪の軸方向の他方側の端面
６８ 外輪の外周面
７１ 載置台の第１凹部
７２ 載置台の第２凹部
８０ プッシャ

Claims (2)

1. 液体を充填可能な液体収容部と、
   上記液体収容部内に配置された超音波振動子と、
   上記液体収容部内に配置されると共に、ワークを載置する載置面を有する載置台とを備え、
   上記載置台は、上記載置面から突出すると共に一方向に延在するガイドレール部を有し、
   上記ガイドレール部は、上記ワークが上記一方向に移動しないように上記ワークを係止する係止部を有することを特徴とする超音波洗浄装置。
2. 請求項１に記載の超音波洗浄装置において、
   上記係止部は、上記一方向に垂直な方向に開口する凹部であり、
   上記載置面は、使用状態において、上記一方向に直交する方向に上記凹部側に近づくにしたがって下方側に位置するように水平面に対して傾斜していることを特徴とする超音波洗浄装置。

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