JP2019063756A - 清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械部品の雌ねじ等の穴の内部に付着する異物を清掃できる清掃装置を提供する。【解決手段】清掃装置は、吸入管３８と、吸入管３８と連通する吸入口３３と、吸入管３８と吸入口３３との間に設けられ、吸入口３３を吸入管３８に対して該吸入管３８の軸に沿って伸縮自在に保持する吸入吻３２と、吸入管３８と接続する排気装置と、吸入管３８の内部に、先端側が前記軸に沿って設けられたランス３４と、ランス３４の先端部に設けられた噴口３４１と、ランス３４と接続された圧縮空気供給装置２８とを備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、清掃装置に関する。

吸引部の内部に噴射ノズルを設け、この噴射ノズルから回路部品に対して圧縮空気を噴出させて回路部品に付着している埃を飛散させ、これと同時に、吸引部の内部の空気を真空ポンプによって吸引する部品清掃装置が提案されている（特許文献１）。

特開平５−５７２５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、機械部品の雌ねじ等の穴の内部に付着する異物を清掃するのは困難であった。
本発明は、機械部品の雌ねじ等の穴の内部に付着する異物を清掃できる清掃装置を提供することを課題とする。

上記課題に鑑みて、本発明の第1の側面の清掃装置は、
吸入管、
前記吸入管と連通する吸入口、
前記吸入管と前記吸入口との間に設けられ、前記吸入口を前記吸入管に対して該吸入管の軸に沿って伸縮自在に保持する吸入吻、
前記吸入管と接続する排気装置、
前記吸入管の内部に、先端側が前記軸に沿って設けられたランス、
前記ランスの先端部に設けられた噴口、及び
前記ランスと接続された圧縮空気供給装置、
を備えている。

本発明によれば、機械部品の雌ねじ等の穴の内部に付着する異物を清掃できる。

本発明の実施形態の清掃装置の全体構成を示す図である。 本発明の実施形態のノズルを示す拡大断面図である。 本発明の実施形態のノズルの変形例の要部を示す拡大断面図である。 本発明の実施形態のノズルの変形例の要部を示す拡大断面図である。 本発明の実施形態の封止装置を示す拡大斜視図である。 本発明の実施形態の清掃方法のフローチャートである。 本発明の実施形態の清掃状況を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態のランスの挿入状況を説明するための一部断面図である。

以下、図に従って本発明の一実施形態に係る清掃装置１０について説明する。図１に示すように、清掃装置１０は、架台１１、アーム１３、載置台１５、ノズル３０、吸引ダクト（吸引通路）２１、フィルタ４０、排気装置２５及び安全柵２７を含む。清掃装置１０は、封止装置２６を含んでもよい。

架台１１は、フレーム状をなす。架台１１の下面には、ドレンパンが設けられてもよい。

アーム１３は、架台１１の上面に設けられている。アーム１３として、垂直多関節ロボット、直交軸ロボット、パラレルリンクロボットその他のロボットを利用できる。アーム１３の先端には、ノズル３０が設けられている。アーム１３は、ノズル３０をワーク１７の清掃箇所１８（清掃箇所１８１ないし１８５の総称、図７参照）に密着できるように構成されている。

載置台１５は、架台１１の上面に設けられている。載置台１５には、ワーク１７が載置される。

安全柵２７は、架台１１を覆うように設けられている。安全柵２７には、点検者がその内部に入れるように図示しない扉が設けられている。

吸引ダクト（吸引通路）２１は、ノズル３０とフィルタ４０とを接続している。吸引ダクト２１は、安全柵２７の天井付近とノズル３０との間に懸架されている。吸引ダクト２１は、可曉性のダクトホースを利用できる。吸引ダクト２１は、好ましくはケーブル保護管の内部に設けられる。吸引ダクト２１は、導電性材料で形成され、接地され得る。また、吸引ダクト２１の外周には、ヒータを設けても良い。

吸引ダクト２１が導電性をもち、接地されると、吸引ダクト２１の内部を通過する異物５１（図８参照）と吸引ダクト２１とが摺接することにより、異物５１が帯電して吸引ダクト２１に張り付くのを防止できる。また、吸引ダクト２１の外部にヒータを設けて、吸引ダクト２１を加熱することにより、吸引ダクト２１の内面への吸気に含まれる水分の付着若しくは凝着を防止できる。

ここで、異物５１は切りくず、繊維くず等、ワーク１７に付着して残留している異物をいう。

なお、吸引ダクト２１は、天井付近から懸架されることに替えて、アーム１３に沿わせて設けられても良い。

排気装置２５は、回転翼型ドライ真空ポンプ、スクロール型ドライ真空ポンプ、油回転真空ポンプその他の真空ポンプを利用できる。排気装置２５は排気弁２５１を含んでもよい。排気装置２５を駆動し、排気弁２５１を開弁すると、吸引ダクト２１を通して、吸入口から異物５１等を吸引する。排気弁２５１を設けた場合、排気装置２５の駆動、停止を繰り返さなくてもよいため、清掃時間を短縮できる。

フィルタ４０は、吸引した異物５１を捕捉する。フィルタ４０は、油分、水分を捕捉できるよう構成されることが望ましい。フィルタ４０は、カートリッジフィルタ、バッグフィルター、サイクロンその他の産業用フィルタを利用できる。フィルタ４０は、冷却トラップを含んでもよい。

図２に従って、ノズル３０について説明する。ノズル３０は、支持棒３９、吸入管３８、吸入吻３２及び吸入口３３を含む。ここで、図２の右側半分は吸入吻３２が縮んだ状態を、左半分は吸入吻３２が伸びた状態を示している。

支持棒３９はフランジ３９１を有する。フランジ３９１は、アーム１３の取付け面１３１に固定される。支持棒３９は、吸入管３８を支える。

吸入口３３は、円環形状、矩形、又は清掃箇所１８（図７参照）の形状に合わせた特殊形状をなす。吸入口３３の大きさは、清掃箇所１８の大きさよりも若干大きく設計される。例えば清掃箇所１８が呼びＭ６の雌ねじであれば、吸入口３３は円環をなし、その内径（直径）は７ｍｍないし９ｍｍに設定される。吸入口３３の材質は、吸入口３３がワーク１７に接触した時に、ワーク１７を傷つけない程度に軟質な材質が選択され得る。ワーク１７の材質がアルミニウムであれば、吸入口３３の材質は、導電性プラスチック、導電性ゴムが選択できる。

吸入管３８は、中空円筒状に形成されている。吸入管３８は、その先端部に吸入口３３が、基端部に吸引通路接続口３７が設けられる。吸引ダクト２１は、吸引通路接続口３７に接続される。排気装置２５（図１参照）は、吸引ダクト２１を介して吸入管３８と接続しており、吸入口３３から空気を吸引して外部に排気する。このとき、異物５１も吸入口３３から吸引されてフィルタ４０で捕捉される。

吸入吻３２は、吸入管３８の先端部、すなわち吸入口３３および吸入管３８の間に設けられる。吸入吻３２は、吸入口３３を吸入管３８に対して吸入管３８の軸に沿って伸縮自在に保持する。

吸入吻３２は、ガイド管３２２、摺接ガイド３２３、吸入吻側ばねガイド３２４、及び弾性体であるつるまきばね３２５を有する。ガイド管３２２は吸入管３８に摺動可能に挿入されている。ガイド管３２２は中空円筒であり、その外筒面が摺接面３１２に摺動できる。ガイド管３２２の基端部には、摺接ガイド３２３が設けられている。ガイド管３２２の先端部に吸入口３３が設けられている。吸入管３８の一方端部の内周部には、円筒面である摺接面３１１及び摺接面３１２が設けられている。摺接面３１２は、摺接面３１１よりも小径であり、摺接面３１１よりも先端側に設けられている。摺接面３１１と摺接面３１２の段差部３１３は、ガイド管３２２の脱落を防止するストッパとして作用する。摺接ガイド３２３は、ガイド管３２２よりも大径に構成されている。つるまきばね３２５は、ガイド管３２２の外周に設けられている。吸入管３８の一方端部の外周部に、リング３１４が設けられている。ガイド管３２２の先端部の外面に、つるまきばね３２５の内周をガイドする吸入吻側ばねガイド３２４が吸入管３８の軸に沿って設けられている。吸入吻側ばねガイド３２４の外径は、つるまきばね３２５の内径よりも若干小さく構成される。吸入吻側ばねガイド３２４の先端側には、つるまきばね３２５の先端部を受けるばね受部が設けられている。吸入管３８の先端部の外面に、つるまきばね３２５の内周をガイドする吸入管側ばねガイド３１５が設けられている。つるまきばね３２５は、吸入管側ばねガイド３１５と吸入吻側ばねガイド３２４とに支えられてリング３１４と吸入口３３との間に挿入される。リング３１４は、吸入管３８の先端部の外面における吸入管側ばねガイド３１５の基端側に設けられており、つるまきばね３２５の基端部を保持する。つるまきばね３２５は、吸入吻３２を吸入口３３が吸入管３８から離れる方向、すなわち先端方向に付勢する。吸入吻３２は、摺接面３１１及び摺接面３１２にガイド管３２２及び摺接ガイド３２３が導かれて吸入管内を摺動できる。なお、弾性体としてつるまきばね３２５に替えて、皿ばね、板ばね又はゴムチューブを利用できる。

清掃装置１０は、ランス３４、圧縮空気供給装置２８及びエアチューブ（圧縮空気供給配管）２９を含む。

ランス３４は、ノズル３０に設けられる。ランス３４は、吸入管３８の外部から吸入管３８の内部に挿入される。ランス３４の先端側は、吸入口３３の伸縮方向、すなわち吸入管３８と同心方向に延びて設けられる。吸入吻３２が伸びた状態において、ランス３４の先端は、吸入口３３付近まで設けられる。ランス３４の先端は塞がれている。ランス３４の先端部の周囲に噴口３４１が設けられている。噴口３４１はランス３４の円周方向に等分された位置に、放射線状に複数設けられても良い。噴口３４１は、ランス３４の軸方向に複数個所に設けられても良い。例えば図示するように、噴口３４１は、円周方向に４か所、軸方向に２か所、合計８か所設けられる。

なお、面である清掃箇所１８を主な清掃対象とするノズル３０については、噴口３４１を周方向に設けることに替えて、または追加して、噴口３４１をランス３４の軸方向に設けても良い。この場合、吸入吻３２が伸びきった状態において、ランス３４の先端は吸入口３３から外部に突出せず、吸入口３３のわずかに内側に入るように設けられる。

図３に示すように、ランス３４の先端に、軸方向に沿う噴口３４１を設けてもよい。このように構成すれば、深い止まり穴又は深い止まり雌ねじの底部にたまった異物５１を除去しやすい。

図４に示すように、ランス３４の先端部に、ランス３４の軸に直行する方向に対して基端方向に傾斜した噴口３４１を設けてもよい。このように構成すれば、貫通穴である清掃箇所１８を効果的に清掃しやすい。

図２を再び参照して、圧縮空気供給装置２８は、空気圧縮機及びエア開閉弁を含んでも良い。

エアチューブ２９は、圧縮空気供給装置２８とランス３４とを接続する。エアチューブ２９は可曉性のチューブを利用できる。エアチューブ２９は、吸引ダクト２１に沿って設けても良い。

清掃装置１０は、ノズル交換装置３５及び電磁バルブ３６を含んでも良い。ノズル交換装置３５は、マスタシリンダ３５２及びアダプタ３５１を含む。この場合、マスタシリンダ３５２は支持棒３９に固定される。吸引通路接続口３７はマスタシリンダ３５２の基端部に設けられる。吸引ダクト２１はマスタシリンダ３５２の吸引通路接続口３７に接続される。そして吸入管３８はアダプタ３５１の先端側に設けられる。アダプタ３５１は、マスタシリンダ３５２に脱着できる。ノズル交換装置３５によれば、アダプタ３５１を切り離すことにより、清掃箇所１８の形状に応じて、適切なノズル３０を選択してアーム１３に装着できる。

マスタシリンダ３５２は、ボディ３５２０、主挿入部３５２１、吸引通路３５２６、空気通路３５２７、プランジャ３５２２、パッキン３５２３、副挿入部３５２４及びパッキン３５２５を有する。ボディ３５２０は、円筒状をなす。ボディ３５２０の中央に円筒形の主挿入部３５２１が設けられている。主挿入部３５２１の中央に吸引通路３５２６が貫いている。主挿入部３５２１の中央部には、放射状に延びる複数のプランジャ３５２２が設けられている。パッキン３５２３は、主挿入部３５２１の外周に設けられている。ボディ３５２０の周辺部に円筒形の副挿入部３５２４が主挿入部３５２１に並んで設けられている。パッキン３５２５は副挿入部３５２４の外周に設けられている。空気通路３５２７は、副挿入部３５２４を貫通している。好ましくは、吸引通路３５１４、吸引通路３５２６、吸入管３８は、それらの内径が同一で、同軸上に設けられる。エアチューブ２９は、継手２９１により空気通路３５２７に接続されている。

アダプタ３５１は、ボディ３５１０、主挿入口３５１１、吸引通路３５１４、Ｖ溝３５１２、副挿入口３５１３、及び空気通路３５１５を有する。ボディ３５１０は、円筒状をなす。ボディ３５１０の中央に主挿入口３５１１が設けられている。主挿入口３５１１は円筒形の有底穴である。主挿入口３５１１には、主挿入部３５２１が嵌合して挿入する。主挿入口３５１１の中央を吸引通路３５１４が貫いている。吸引通路３５１４は吸入管３８と接続する。主挿入口３５１１の高さ方向の中央部に断面がＶ字状のＶ溝３５１２が円周方向に延びて設けられている。ボディ３５１０の周辺部に副挿入口３５１３が主挿入口３５１１に並んで設けられる。副挿入口３５１３は主挿入口３５１１よりも小径の円筒状有底穴である。副挿入口３５１３には、副挿入部３５２４が嵌合して挿入する。副挿入口３５１３の中央に空気通路３５１５が貫通している。ランス３４は、継手３４２により空気通路３５１５に接続されている。

アダプタ３５１がマスタシリンダ３５２に挿入されたとき、主挿入部３５２１が主挿入口３５１１に、副挿入部３５２４が副挿入口３５１３にそれぞれ挿入され、プランジャ３５２２がＶ溝３５１２に突出する。そしてアダプタ３５１がマスタシリンダ３５２に固定される。吸引通路３５１４と吸引通路３５２６は、パッキン３５２３で密封されて接続できる。空気通路３５１５と空気通路３５２７は、パッキン３５２５で密封されて接続できる。

電磁バルブ３６は、圧縮空気供給装置２８とマスタシリンダ３５２の中間に設けられている。電磁バルブ３６は方向切替え弁である。電磁バルブ３６が接続方向へ切替わると、圧縮空気供給装置２８からマスタシリンダ３５２内の図示しない流路を経て送られる圧縮空気によってプランジャ３５２２が外方に押圧されてプランジャ３５２２の先端が突出し、Ｖ溝３５１２に噛み込む。そしてアダプタ３５１がマスタシリンダ３５２に接続される。電磁バルブ３６が離間方向へ切替わると、プランジャ３５２２の先端が図示しないばね部材の付勢力によって内方に引き込まれ、マスタシリンダ３５２がアダプタ３５１を切り離す。

図５を参照して、封止装置２６を説明する。封止装置２６は、清掃箇所１８５が交差穴であるときに、ノズル３０を密着させる清掃箇所１８５以外の開口部１８６、１８７を封止する。封止装置２６は、シリンダ２６１、支持板２６２及び封止体２６３を含む。シリンダ２６１は、エアシリンダその他の流体シリンダを利用できる。支持板２６２は、シリンダ２６１によって移動できるよう構成される。例えば支持板２６２は、シリンダ２６１のシリンダロッドに固定される。シリンダ２６１は、シリンダロッドを伸ばしたときに、封止体２６３をワーク１７に押し当てる。シリンダ２６１は、シリンダロッドを縮めたときに、封止体２６３をワーク１７から離間し、退避位置に移動する。封止体２６３は、開口部１８６、１８７を封止できるよう構成される。封止体２６３は、ゴム板又はＯリングによって構成できる。封止体２６３は支持板２６２に配置され、支持される。ノズル３０が清掃箇所１８５に密着させられるときに、封止装置２６は清掃箇所１８５の他の開口部１８６、１８７を封止できる。そして、清掃箇所１８５に対する吸引が終了したときに、封止装置２６は、封止体２６３を退避させて、開口部１８６、１８７を開放する。

図６を参照して、清掃方法について説明する。アーム１３は、１番目の清掃箇所に吸入口３３を密着させる（Ｓ２）。排気弁２５１を開き、吸入口３３から吸引を開始する（Ｓ３）。圧縮空気をランス３４から噴射する（Ｓ４）。ランス３４を清掃箇所１８へ挿入する（Ｓ５）。ランス３４からの圧縮空気の噴射を停止する（Ｓ６）。排気弁２５１を閉じて吸引を停止する（Ｓ７）。ステップＳ２ないしステップＳ７をそれぞれの清掃箇所毎に繰返す（Ｓ１，Ｓ８，Ｓ９）。

以下、各ステップについて詳細に説明する。

説明の便宜上、ステップＳ１，Ｓ８，Ｓ９は、図６では単純な繰り返し演算のように示した。実際には、図７に示すように、ステップＳ１ないしステップＳ９を通して、数値制御装置が座標値記憶手段に記憶された数値制御プログラムに示された順序に従って（いずれも図示せず）、アーム１３、フィルタ４０、排気装置２５を制御する。図７に示すように、アーム１３は、プログラムされた経路５５に沿って移動し、ワーク１７に設定された清掃箇所１８１ないし１８５に、ノズル３０を順に密着させ、ランス３４（図２参照）を挿入する。

図８を参照して、ステップＳ２ないしステップＳ７について説明する。まず、アーム１３は、清掃箇所１８に吸入口３３をワーク表面１７１にほぼ垂直に近づけていく。そして吸入口３３を清掃箇所１８に密着させる（Ｓ２）。図８の左の図はこの状態を示している。次に数値制御装置は、排気装置２５を起動し、排気弁２５１を開弁する。清掃箇所１８、吸入管３８及び吸引ダクト２１内の空気が排気される（Ｓ３）。続いて、数値制御装置は圧縮空気供給装置２８から圧縮空気を送気する。圧縮空気はノズル交換装置３５、ランス３４を通って噴口３４１から噴出する（Ｓ４）。

次にアーム１３は、ノズル３０を更にワーク１７に押し付ける。すると、つるまきばね３２５が縮んで、吸入吻３２が吸入管３８の内部へ摺動する。そして、ランス３４が清掃箇所１８内部に挿入される（Ｓ５）。図８の右の図はこの状態を示している。噴口３４１から噴出した圧縮空気の噴流は、ねじ山１８８にそった旋回流５７となる。清掃箇所１８のねじ山１８８に付着した異物５１は、旋回流５７にのって剥がれ、吸入口３３から吸い上げられる。

ランス３４は、清掃箇所１８の底に到達しない程度に挿入され、その後引き上げられる。ランス３４が引き上げられたときにおいて、吸入口３３は、清掃箇所１８に継続して密着している。ランス３４の挿入は複数回繰返しても良い。

ランス３４の挿入により噴口３４１がねじ山１８８に対向する。そして清掃箇所１８の内部に挿入されたランス３４の噴口３４１から圧縮空気を噴出するため、圧縮空気の噴流がねじ山１８８の底部に届く。噴口３４１から噴出した圧縮空気は旋回流５７になって、ねじ山１８８の谷に残る異物５１を除去できる。これらの効果が相まって、効果的に異物５１をねじ山１８８から吹きはがせる。

清掃箇所１８内部の異物５１は吸入口３３から吸引される。圧縮空気で吹きはがされた異物５１も吸入口３３から吸引される。吸引された異物５１は吸引ダクト２１を通り、フィルタ４０で捕捉される。吸引された空気はフィルタ４０を通り抜け、排気装置２５によって排気される。

続いて、数値制御装置は、圧縮空気供給装置２８からの圧縮空気の送気を停止して、圧縮空気の噴射を停止する（Ｓ６）。そして数値制御装置は、排気弁２５１を閉弁して、吸入口３３からの吸引を停止する（Ｓ７）。なお、ステップＳ７において、排気弁２５１の閉弁に替えて、排気装置２５を停止できる。

なお、清掃装置１０が封止装置２６を備える場合、ステップＳ２の前に封止装置２６が開口部１８６、１８７を封止する。このとき、ステップＳ７と同時に、又はステップＳ７の前後に封止装置２６が開口部１８６、１８７を解放できる。フローチャート中の数値Ｙは、清掃箇所１８の総個数を示す。

本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態の清掃装置１０は、吸入吻３２を備えるため、吸入口３３を清掃箇所１８に密着した状態で、ランス３４を清掃箇所１８の内部に挿入できる。そのため、噴口３４１から噴出した圧縮空気が清掃箇所１８の奥深くまで届きやすい。
したがって、本実施形態の清掃装置１０によれば、機械部品の雌ねじ等の穴の内部に付着する異物５１を清掃できる。

本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。

１０ 清掃装置
１３ アーム
１７ ワーク
１８、１８１〜１８５ 清掃箇所
２１ 吸引ダクト（吸引通路）
２５ 排気装置
２８ 圧縮空気供給装置
３０ ノズル
３２ 吸入吻
３３ 吸入口
３４ ランス
３８ 吸入管
４０ フィルタ
３１１、３１２ 摺接面
３１３ 段差部（ストッパ）
３１４ リング
３１５ 吸入管側ばねガイド
３２２ ガイド管
３２４ 吸入吻側ばねガイド
３４１ 噴口

Claims (4)

1. 清掃装置であって、
   吸入管、
   前記吸入管と連通する吸入口、
   前記吸入管と前記吸入口との間に設けられ、前記吸入口を前記吸入管に対して該吸入管の軸に沿って伸縮自在に保持する吸入吻、
   前記吸入管と接続する排気装置、
   前記吸入管の内部に、先端側が前記軸に沿って設けられたランス、
   前記ランスの先端部に設けられた噴口、及び
   前記ランスと接続された圧縮空気供給装置、
   を備える清掃装置。
2. 請求項１に記載の清掃装置であって、
   前記吸入吻は、
   前記吸入管に摺動可能に挿入されたガイド管、及び
   前記吸入吻を前記吸入口が前記吸入管から離れる方向に付勢する弾性体、を有し、
   前記吸入管は、
   前記ガイド管の外面が前記軸に沿って摺接できる摺接面、及び
   前記ガイド管の脱落を防止するストッパ、を有する、
   清掃装置。
3. 請求項２に記載の清掃装置であって、
   前記弾性体は、前記ガイド管の外周に設けられたつるまきばねであり、
   前記吸入吻は、前記ガイド管の先端部の外面に設けられ前記つるまきばねの内周をガイドする吸入吻側ばねガイドを有し、
   前記吸入管は、前記吸入管の先端部の外面に設けられ前記つるまきばねの内周をガイドする吸入管側ばねガイド、及び、前記吸入管の先端部の外面における前記吸入管側ばねガイドの基端側に設けられ前記つるまきばねの端部を保持するリングを有する、
   清掃装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の清掃装置であって、
   前記ランスは、前記吸入吻が伸びたときに、前記ランスの先端が前記吸入口から外部に突出しないように設けられている、
   清掃装置。

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