洗浄方法および洗浄装置
【課題】内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークを対象として、十分な洗浄性能を確保することが可能な洗浄方法および洗浄装置を提供する。
【解決手段】ノズル部品５を第１の洗浄液３および第２の洗浄液１１によって２段階で順次洗浄する洗浄方法において、ワーク浸漬部２にて第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い余熱温度に加熱された第１の洗浄液３にノズル部品５を浸漬して異物を粗除去するとともに、被洗浄面の表面温度を第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に昇温させ、ノズル部品５をワーク浸漬部２から引き上げて液切りすることにより、被洗浄面に付着した異物を第１の洗浄液３の液滴によって捕集する。この後、噴射洗浄機構６において洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を噴射し、異物を捕集した液滴を第２の洗浄液１１が気化した蒸気の流れによって移動させて、洗浄対象部位から排除する。
【解決手段】ノズル部品５を第１の洗浄液３および第２の洗浄液１１によって２段階で順次洗浄する洗浄方法において、ワーク浸漬部２にて第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い余熱温度に加熱された第１の洗浄液３にノズル部品５を浸漬して異物を粗除去するとともに、被洗浄面の表面温度を第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に昇温させ、ノズル部品５をワーク浸漬部２から引き上げて液切りすることにより、被洗浄面に付着した異物を第１の洗浄液３の液滴によって捕集する。この後、噴射洗浄機構６において洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を噴射し、異物を捕集した液滴を第２の洗浄液１１が気化した蒸気の流れによって移動させて、洗浄対象部位から排除する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に狭隘部位を有する被洗浄ワークを洗浄する洗浄方法および洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品などの機械部品の製造工程では、機械加工の後にバリや切り粉、油分など、加工過程において付着した異物を除去するための洗浄が行われる。このような機械部品の洗浄方法として、従来より水系や炭化水素系などの洗浄液に被洗浄ワークを浸漬した状態で超音波振動を作用させて異物を除去する超音波洗浄が広く用いられている。この超音波洗浄では、溝や内部孔などの狭隘部位に対しては洗浄効果が不十分であり、さらにこれらの狭隘部位には洗浄液が残留しやすいことから、このような狭隘部位を有する機械部品を対象とした各種の洗浄装置が用いられるようになっている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１に示す例は減圧洗浄装置であり、減圧によって洗浄液の沸点が急激に低下して生じる突沸現象を利用して、袋穴などの狭窄部の異物を除去するようにしている。また特許文献２に示す例においては、袋穴の内部に細長い円筒体からなるノズルを挿入し、ノズルの軸線に対して垂直または斜め方向から気液混合洗浄液を噴射して、袋穴内部を洗浄するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６９７５０号公報
【特許文献２】特開２０００−７０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで近年、洗浄対象となる機械部品は機能高度化によってより精密度が向上し、これらの精密部品を対象とする洗浄方式においては、従来と比較して格段の洗浄性能が求められるようになっている。例えば、ディーゼルエンジンの燃料噴射系に用いられるノズル部品では、排ガス対策や燃費向上の要請から噴射圧力が高圧化した結果、ノズル孔径は従来と比較して微細化しており、洗浄工程においては極めて微細な残渣まで除去することが要求されるようになっている。しかしながらこのような微細なノズル孔はノズル部品の内部に加工されていることから、従来の洗浄方式では洗浄作用を有効に洗浄対象部位に及ぼすことが困難で、必要とされる十分な洗浄性能を確保することができなかった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、上述のノズル部品など、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークを対象として、十分な洗浄性能を確保することが可能な洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の洗浄方法は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み異物が前記洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを、第１の洗浄液および前記第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄方法であって、前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された前記第１の洗浄液に前記被洗浄ワークを浸漬することにより、前記洗浄対象部位に付着した状態の異物を粗除去するとともに、前記洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させるワーク浸漬工程と、前記ワーク浸漬工程後に前記洗浄対象部位から前記第１の洗浄液を液切りして粗除去することにより、前記被洗浄面に付着して残留した前記異物を前記被洗浄面に残留した第１の洗浄液の液滴によって捕集する液切り・異物捕集工程と、前記液切り・異物捕集工程後に、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を供給し、前記被洗浄面に接触したこの第２の洗浄液を蒸発気化させる第２の洗浄液供給工程と、前記異物を捕集した液滴を前記第２の洗浄液が気化した蒸気の流れによって移動させることにより、前記洗浄対象部位から排除する液滴移動工程とを含む。
【０００８】
本発明の洗浄装置は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み固形異物が前記洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを第１の洗浄液および前記第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄装置であって、前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された前記第１の洗浄液に前記被洗浄ワークを浸漬することにより、前記洗浄対象部位に付着した状態の異物を粗除去するとともに、前記洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させるワーク浸漬部と、前記ワーク浸漬部から取り出された前記被洗浄ワークの前記洗浄対象部位から前記第１の洗浄液を液切りして粗除去することにより、前記被洗浄面に付着して残留した前記異物を前記被洗浄面に残留した第１の洗浄液の液滴によって捕集する液切り・異物捕集部と、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を供給する第２の洗浄液供給手段と、この第２の洗浄液供給手段を制御する制御部とを備え、前記異物を捕集した液滴を前記供給された第２の洗浄液が前記被洗浄面に接触して蒸発気化した蒸気の流れによって移動させることにより、前記洗浄対象部位から排除する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被洗浄ワークを第１の洗浄液および第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄方法において、第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された第１の洗浄液に被洗浄ワークを浸漬して異物を粗除去するとともに被洗浄面の表面温度を第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させ、第１の洗浄液を液切りして被洗浄面に付着した異物を第１の洗浄液の液滴によって捕集した後に、洗浄対象部位に対して供給された第２の洗浄液が気化した蒸気の流れによって液滴を移動させる洗浄方式を採用することにより、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークを対象として、十分な洗浄性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の洗浄装置の構成説明図
【図２】本発明の一実施の形態の洗浄方法における被洗浄ワークの断面図
【図３】本発明の一実施の形態の洗浄装置に用いられる洗浄チャンバーの断面図
【図４】本発明の一実施の形態の洗浄装置に用いられる洗浄液供給用のノズルユニットの構造説明図
【図５】本発明の一実施の形態の洗浄方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態の洗浄方法の工程説明図
【図７】本発明の一実施の形態の洗浄方法の工程説明図
【図８】本発明の一実施の形態の洗浄方法の工程説明図
【図９】本発明の一実施の形態の洗浄方法を示すタイムチャート
【図１０】本発明の一実施の形態の洗浄装置に用いられる洗浄ノズルの構造説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、本発明の洗浄装置の構成を説明する。この洗浄装置は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み、固形異物が洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを、沸点温度が異なる２種類の洗浄液、すなわち浸漬による粗洗浄のための第１の洗浄液および噴射による仕上げ洗浄のための第２の洗浄液によって、２段階で順次洗浄する機能を有するものである。本実施の形態においては、第２の洗浄液として、第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有するものを用い、仕上げ洗浄において第２の洗浄液を蒸発気化させるようにしている。
【００１２】
図１において洗浄装置１は、第１の洗浄液３に被洗浄ワークであるノズル部品５を浸漬して粗洗浄を行うワーク浸漬部２、ノズル部品５に対して第２の洗浄液１１を噴射して仕上げ洗浄を行う噴射洗浄機構６および噴射洗浄機構６において使用される第２の洗浄液１１を供給する洗浄液供給部１０を備えた構成となっている。ワーク浸漬部２は、第１の洗浄液３を収容する浸漬槽２ａおよび浸漬槽２ａ内の第１の洗浄液３を所定温度に加熱する加熱装置２ｂを備えており、加熱装置２ｂは制御部１８によって制御される。ここでは、第１の洗浄液３は加熱装置２ｂによって第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に設定される予熱温度まで加熱される。
【００１３】
すなわち、ワーク浸漬部２は、第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された第１の洗浄液３に、被洗浄ワークであるノズル部品５を浸漬することにより、ノズル部品５の洗浄対象部位に付着した状態の異物（図５〜図８参照）を粗除去するとともに、洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に昇温させる機能を有している。
【００１４】
ここで、第１の洗浄液３および第２の洗浄液１１について説明する。前述のように、第１の洗浄液３は異物を粗除去する目的で使用されることから、被洗浄ワークへの異物の付着態様に応じて必要とされる洗浄能力を有していることが求められる。例えば、異物が部品加工過程において使用された切削油などの油脂によって付着しているような場合には、油脂を溶解する性質を有するものが選定される。そしてさらに、使用される第２の洗浄液１１との組み合わせにおいて、第２の洗浄液１１よりも沸点温度が高いことが必要とされる。このような第１の洗浄液３、第２の洗浄液１１の組み合わせとしては、例えば第１の洗浄液３として、炭化水素系洗浄液もしくはグリコールエーテル系洗浄液を用い、第２の洗浄液１１として、沸点温度が低く蒸発潜熱が小さいＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などのフッ素系の洗浄液を用いることができる。
【００１５】
洗浄装置１は、搬送駆動機構４ａによって移動するワーククランプ部４を備えており、ワーク供給部（図示省略）によって供給されるノズル部品５をワーククランプ部４によって縦姿勢で保持し、浸漬槽２ａ内の第１の洗浄液３に対して昇降（矢印ａ）させることにより、第１の洗浄液３によるノズル部品５の粗洗浄が行われる。ワーク浸漬部２による粗洗浄は、ワーククランプ部４によってノズル部品５を第１の洗浄液３の液中で揺動させる揺動洗浄や超音波洗浄などによって行われる。
【００１６】
粗洗浄後のノズル部品５は、ワーククランプ部４に保持された状態で搬送駆動機構４ａによって噴射洗浄機構６に搬送される（矢印ｂ）。噴射洗浄機構６は、内部にノズル部品５を収容して洗浄処理を行う処理室６ｃが形成された洗浄チャンバ６ａを主体としており、処理室６ｃの上部は蓋開閉機構９によって駆動される蓋部材６ｂによって開閉自在となっている。ノズル部品５は蓋部材６ｂを開放した状態で、ワーククランプ部４によって処理室６ｃ内に搬入される。搬送駆動機構４ａおよび蓋開閉機構９の動作は、制御部１８によって制御される。
【００１７】
処理室６ｃ内には、ノズル部品５に対してそれぞれ下方および側方から洗浄液を供給するためのノズルユニット７、８が配設されている。ノズルユニット７は下方からノズル部品５に設けられたニードル孔５ｇ（図２参照）に向けて洗浄液を噴射する単一の洗浄ノズル７ａ（液噴射ノズル）を備えており、ノズルユニット８にはノズル部品５の外表面に側方から洗浄液を噴射するための複数の洗浄ノズル８ａが装着されている。処理室６ｃ内においてノズル部品５の洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を供給することにより、後述する仕上げ洗浄処理が行われる。
【００１８】
洗浄液供給部１０は、洗浄チャンバ６ａの下方に配設されて洗浄処理に使用される第２の洗浄液１１を収容する洗浄液タンク１０ａを備えており、洗浄液タンク１０ａ内の第２の洗浄液１１は、洗浄液供給管路１２を介して噴射洗浄機構６に供給される。洗浄液供給管路１２には、洗浄液供給ポンプ１３、フィルタ１４が介設されており、洗浄液タンク１０ａから吸引され洗浄液供給ポンプ１３によって圧送された第２の洗浄液１１はフィルタ１４によって濾過される。
【００１９】
濾過によって固形異物が分離された第２の洗浄液１１は、洗浄液供給管路１２から分岐した液供給管１２ａ、１２ｂを経由し、液供給バルブユニット１５を介してノズルユニット７、８に送給される。液供給バルブユニット１５は開閉バルブ１５ａ、１５ｂを備えており、液供給バルブユニット１５を制御部１８によって制御することにより、ノズルユニット７、８への洗浄液の供給を個別にオンオフすることができる。
【００２０】
ノズルユニット７はエアオペレート機構を内蔵しており、ノズルユニット７にはエア供給源１９から供給される制御操作用のエアは、エア供給バルブユニット１６を介してエア配管１９ａ、１９ｂによってノズルユニット７に供給される。液供給管１２ａを介してノズルユニット７に洗浄液を供給した状態でエア供給バルブユニット１６を制御部１８によって制御することにより、洗浄ノズル７ａからの第２の洗浄液１１の噴射を高速でオンオフすることができるようになっている。ノズル部品５に対して供給され、洗浄処理に使用された後の第２の洗浄液１１は、洗浄チャンバ６ａの下部に設けられた液回収部６ｄを介して洗浄液タンク１０ａ内に回収される。
【００２１】
洗浄チャンバ６ａの上方には処理室６ｃの内部を加熱するためのハロゲンランプ１７が配設されている。蓋部材６ｂを開放した状態でドライバ１７ａによってハロゲンランプ１７を作動させることにより、処理室６ｃ内にはハロゲン光が照射され、これにより処理室６ｃの内部が加熱され、ノズル部品５が昇温する。本実施の形態においては、制御部１８によってドライバ１７ａを制御することにより、ノズル部品５の洗浄対象部位の表面温度が、使用される第２の洗浄液１１の沸点温度より高く保持されるように、加熱条件を設定する。
【００２２】
ここで図２を参照して、ノズル部品５の詳細構造を説明する。ノズル部品５はディーゼルエンジンの燃料噴射系に用いられるＤＤＬ型のインジェクションノズルである。ノズル部品５は、それぞれ径寸法の異なる３つの円筒部５ａ、５ｂ、５ｃを有する段付形状となっており、円筒部５ａ、５ｂ、５ｃの内部には、円筒部５ａの端面に開口した開孔５ｅおよび開孔５ｅから内部に連通して形成された空隙部５ｆ、ニードル孔５ｇなどの狭隘部が設けられている。
【００２３】
ニードル孔５ｇの端部は円筒部５ｃの先端に設けられた突部５ｄまで到達しており、ニードル孔５ｇには燃料噴射を制御するノズルニードルが嵌合し、突部５ｄにはニードル孔５ｇと連通して外部へ開孔した噴射孔５ｉが設けられている。ノズル部品５は、コモンレールシステムの燃料噴射系に用いられるものであり、噴射圧力が高いことから、噴射孔５ｉは内径が１００μｍ程度の微細孔となっている。また円筒部５ａの端面と空隙部５ｆの間には、燃料供給用の細孔５ｈが設けられている。
【００２４】
このようなノズル部品５を対象とした洗浄においては、開孔５ｅから奥部の空隙部５ｆ、ニードル孔５ｇを主な洗浄対象部位とし、被洗浄面であるニードル孔５ｇの内表面５ｊに付着した極めて微細な異物を完全に除去することが求められる。本実施の形態においては、前工程で脱脂や粗異物除去を目的とした粗洗浄工程が行われ所定の予熱温度まで加熱されたノズル部品５を対象として、上述の第２の洗浄液１１による洗浄処理が仕上げ洗浄として行われる。すなわち洗浄装置１は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークとしてのノズル部品５を、洗浄液によって高い洗浄品質で洗浄する用途に用いられるものである。
【００２５】
次に図３を参照して、噴射洗浄機構６の構造を説明する。洗浄チャンバ６ａは上部が開口し下部が円錐状に絞られた円筒形状の部材であり、上方の開口部は蓋部材６ｂによって開閉される。図１に示す蓋開閉機構９の構成例を説明する。蓋部材６ｂの中央には軸部材９ｄが結合されており、軸部材９ｄは連結部材９ｃを介してエアアクチュエータ９ａのロッド９ｂに連結されている。エアアクチュエータ９ａを昇降駆動することにより連結部材９ｃが昇降し（矢印ｃ）、これにより蓋部材６ｂが洗浄チャンバ６ａから昇降する。蓋部材６ｂが上昇した状態でエアアクチュエータ９ａを回転駆動することにより、連結部材９ｃがロッド９ｂの軸廻りに回転し（矢印ｄ）、これにより蓋部材６ｂは洗浄チャンバ６ａの上方から水平方向に離脱し、処理室６ｃが開放された状態となる。蓋部材６ｂの上面には複数の蓋クランプ機構９ｅが設けられており、蓋部材６ｂが洗浄チャンバ６ａの上面に装着された状態で蓋クランプ機構９ｅを作動させることにより、蓋部材６ｂは洗浄チャンバ６ａの本体にクランプされ、処理室６ｃの上方が閉塞される。
【００２６】
処理室６ｃ内においてノズル部品５を保持するワーク保持機構２０について説明する。洗浄チャンバ６ａの一方側の側面にはベアリングを内蔵した軸受けブロック２１が固着されており、軸受けブロック２１は洗浄チャンバ６ａを貫通して水平姿勢で配設された回転軸２２を回転自在に支持する。回転軸２２には同軸の駆動ロッド２３が相互に回転自在にまた水平方向に摺動自在に挿通している。回転軸２２が処理室６ｃ内に突出した一端部にはクランプ機構２４が結合されており、クランプ機構２４にはノズル部品５を側面からクランプして把持するためのクランプ部材２５が装着されている。
【００２７】
回転軸２２にはプーリ２６が結合されており、プーリ２６とモータ２９の回転軸２９ａに結合されたプーリ２８にはベルト２７が調帯されている。モータ２９を駆動することにより回転軸２２が回転し（矢印ｅ）、これにより、クランプ部材２５によって把持されたノズル部品５が垂直面内で回動する。このノズル部品５の回動は、ノズル部品５を水平面と所定の傾斜角（ここでは９０°）をなす傾斜面内で移動させることにより、ノズル部品５の洗浄対象部位であるニードル孔５ｇを傾斜姿勢にするために行われる。
【００２８】
回転軸２２を挿通して設けられた駆動ロッド２３の一端部はクランプ機構２４に結合されており、駆動ロッド２３の他端部は回転接手３１を介してシリンダ３０のロッド３０ａに結合されている。シリンダ３０を駆動することにより駆動ロッド２３が往復動し（矢印ｆ）、これによりクランプ機構２４が駆動されて、２つのクランプ部材２５がノズル部品５をクランプして把持するための開閉動作を行う。
【００２９】
洗浄処理は、ノズル部品５がクランプ部材２５によってクランプされた状態で行われる。この洗浄処理において、第２の洗浄液１１はノズル部品５に対して下方からノズルユニット７の洗浄ノズル７ａによって噴射され、側方からノズルユニット８の洗浄ノズル８ａによって噴射される。このとき、洗浄ノズル７ａは、ニードル孔５ｇ内に第２の洗浄液１１が供給されるよう、ノズル部品５における開孔５ｅの位置に対応して配置され、洗浄ノズル８ａはノズル部品５の側面における洗浄対象部位の位置に応じて配置される。
【００３０】
この洗浄処理においては、前工程で予め余熱温度まで加熱されたノズル部品５を対象とし、ニードル孔５ｇの内部の内表面５ｊなど加熱された被洗浄面に第２の洗浄液１１を供給して接触させ、この第２の洗浄液１１と被洗浄面との接触によって第２の洗浄液１１を蒸発気化させる。そして発生した蒸気を被洗浄面に沿って流動させ、被洗浄面に付着した異物を捕集した液滴を洗浄対象部位であるニードル孔５ｇの内部から蒸気によって液滴ごと除去するようにしている。本実施の形態においては、後述するように、第２の洗浄液１１を被洗浄面に供給するための噴射をノズルユニット７によって予め設定された所定のインターバルで間歇的に行うようにしている。これにより、異物を捕集した液滴のニードル孔５ｇからの排出が、後続して噴射される第２の洗浄液１１によって阻害されることを防止することができる。
【００３１】
上記構成において、ワーク保持機構２０は少なくとも洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度が第２の洗浄液１１の沸点温度以上に加熱された被洗浄ワークであるノズル部品５を保持する保持手段となっている。そして前述の洗浄液供給部１０および以下に説明するノズルユニット７は、この保持手段に保持された被洗浄ワークであるノズル部品５の洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を予め設定された噴射インターバル毎に間歇的に噴射して供給する第２の洗浄液供給手段となっている。この第２の洗浄液供給手段は、制御部１８によって制御される。
【００３２】
ここで図４を参照して、ノズルユニット７の構造および機能を説明する。前述のように、ここでは第２の洗浄液１１の噴射を予め設定された噴射インターバル毎に間歇的に行うことから、噴射動作のタイミングを任意に制御可能なエアオペレート機構を備えたノズルユニット７を採用している。本実施の形態においては、ノズルユニット７に対してエア供給バルブユニット１６から出力される操作エアを制御部１８によって制御することにより、洗浄ノズル７ａから第２の洗浄液１１が噴射される噴射継続時間および噴射インターバルを、洗浄対象に応じて適宜設定するようにしている。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、ノズルユニット７は略円筒形状の本体部７ｂから洗浄ノズル７ａを延出させた構成となっており、本体部７ｂの側面には洗浄液供給用の液供給管１２ａおよびパイロットエア供給用のエア配管１９ａ、１９ｂが接続されている。洗浄ノズル７ａの先端部に開孔したノズル孔７ｃは、本体部７ｂの内部に設けられた内部摺動孔７ｅと連通しており、ノズル孔７ｃと内部摺動孔７ｅとの境界部は、以下に説明するバルブプランジャ３２によって開閉されるバルブシート７ｄとなっている。内部摺動孔７ｅは内径が内部摺動孔７ｅよりも大きいエア駆動摺動孔７ｆと連通しており、内部摺動孔７ｅ、エア駆動摺動孔７ｆには、バルブプランジャ３２がスライド自在に装着されている。
【００３４】
バルブプランジャ３２は、先端部にバルブシート７ｄと接離するシール部３２ｂが設けられたバルブシャフト３２ａに、内部摺動孔７ｅに嵌合してスライドするスライドガイド３２ｃおよびエア駆動摺動孔７ｆに嵌合してスライドするピストン３２ｄを一体に設けた構成となっている。ピストン３２ｄはスプリング３３によって常に矢印ｆ方向、すなわちシール部３２ｂをバルブシート７ｄに押しつける方向に付勢されている。
【００３５】
内部摺動孔７ｅには液供給管１２ａが接続されており、液供給管１２ａから第２の洗浄液１１を供給することにより（矢印ｈ）、内部摺動孔７ｅ内には第２の洗浄液１１が流入する。ピストン３２ｄが嵌合した状態においてエア駆動摺動孔７ｆは第１気室７ｇ、第２気室７ｈに仕切られ、第１気室７ｇ、第２気室７ｈにはそれぞれエア配管１９ａ、１９ｂが接続されている。図４（ａ）に示す状態においては、スプリング３３の付勢力によってシール部３２ｂがバルブシート７ｄに押しつけられることにより、内部摺動孔７ｅの内部とノズル孔７ｃとは遮断されており、液供給管１２ａから供給された第２の洗浄液１１はノズル孔７ｃから噴射されない。
【００３６】
第２の洗浄液１１を噴射する場合には、エア供給バルブユニット１６（図１）を作動させて、図４（ｂ）に示すように、エア配管１９ａから操作エアを供給して（矢印ｊ）第１気室７ｇ内を加圧する。これによりピストン３２ｄがスプリング３３の付勢力に抗して押圧され、バルブプランジャ３２が矢印ｉ方向にスライドしてシール部３２ｂがバルブシート７ｄから離隔する。これにより、液供給管１２ａから供給される第２の洗浄液１１は内部摺動孔７ｅ、ノズル孔７ｃを介して洗浄ノズル７ａの先端部から噴射される（矢印ｍ）。噴射を停止する場合には、エア供給バルブユニット１６を作動させて、エア配管１９ｂから操作エアを供給する（矢印ｋ）ことにより速やかに図４（ａ）に示す状態に戻り、ノズル孔７ｃからの第２の洗浄液１１の噴射が停止する。
【００３７】
次に図５〜図９を参照して、洗浄装置１を用いてノズル部品５を第１の洗浄液３および第２の洗浄液１１によって２段階で順次洗浄する洗浄方法について説明する。なお図５〜図８においては、ノズル部品５においてニードル孔５ｇのみを示して、その他の部分の詳細の図示を省略している。ノズル部品５の洗浄処理においては、まず図５（ａ）に示すように、ノズル部品５を保持したワーククランプ部４をワーク浸漬部２に移動させ、浸漬槽２ａ内の第１の洗浄液３に対して下降させてノズル部品５を第１の洗浄液３に浸漬した状態で、ノズル部品５を上下動させる（矢印ｎ）。
【００３８】
図５（ｂ）は、粗洗浄処理の前のノズル部品５の断面を示しており、被洗浄面である内表面５ｊには、サイズが大きく除去が容易な異物３８や、除去が困難な微細異物３８ａが付着している。なお、請求項記載における「異物」は、異物３８および微細異物３８ａを含む概念であるが、異物３８と微細異物３８ａとはサイズ的に区分されるものではなく、微細異物３８ａは微細であるが故に除去が困難で粗洗浄において除去されずに残留したものを意味している。
【００３９】
ノズル部品５を第１の洗浄液３に浸漬する粗洗浄により、図５（ｃ）に示すように、サイズが大きい異物３８が内表面５ｊから除去され、ニードル孔５ｇ内には単なる浸漬洗浄では除去が困難な微細異物３８ａが残留している。この浸漬洗浄においては、第１の洗浄液３は予め所定温度（第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度）に設定されるノズル部品５の予熱温度まで加熱されていることから、この洗浄過程において、ニードル孔５ｇ内の内表面５ｊの温度は予熱温度まで昇温する。
【００４０】
すなわちワーク浸漬部２による浸漬洗浄においては、第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に加熱された第１の洗浄液３にノズル部品５を浸漬することにより、洗浄対象部位に付着した状態の異物３８を粗除去するとともに、洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に昇温させる（ワーク浸漬工程）。
【００４１】
この後、図６（ａ）に示すように、ワーククランプ部４を上昇させることにより（矢印ｐ）、ノズル部品５を第１の洗浄液３から引き上げて所定時間保持する。これにより、ノズル部品５の外面やニードル孔５ｇの内表面５ｊに付着した第１の洗浄液３が落下して液切りが行われる。このときの液切りは液滴の粗除去であり、図６（ｂ）に示すように、ニードル孔５ｇ内の内表面５ｊには微細な液滴３＊が残留する。このとき、第１の洗浄液３は内表面５ｊにおいて表面張力によって凝集し、微細異物３８ａが付着した部位においては、第１の洗浄液３が微細異物３８ａを包み込んで捕集することにより、内部に微細異物３８ａを含んだ異物液滴３ａが形成される。
【００４２】
すなわちここでは、ワーク浸漬工程後に洗浄対象部位であるニードル孔５ｇから第１の洗浄液３を液切りして粗除去することにより、被洗浄面５ｊに付着して残留した微細異物３８ａを、被洗浄面５ｊに残留した第１の洗浄液３の液滴によって捕集する（液切り・異物捕集工程）。そして洗浄装置１の構成において、ノズル部品５を第１の洗浄液３から引き上げて保持するワーククランプ部４および搬送駆動機構４ａは、ワーク浸漬部２から取り出されたノズル部品５の洗浄対象部位から第１の洗浄液３を液切りして粗除去することにより、被洗浄面に付着した微細異物３８ａを被洗浄面に残留した第１の洗浄液３の液滴によって捕集する液切り・異物捕集部としての機能を有している。
【００４３】
この後、ノズル部品５は噴射洗浄機構６へ搬送される。すなわちワーククランプ部４を噴射洗浄機構６へ移動させて、処理室６ｃ内に下降させ、ノズル部品５をクランプ部材２５によってクランプする。これにより、図７の各図に示すように、ノズル部品５はノズルユニット７の上方に位置する。図７（ａ）は、洗浄ノズル７ａによって開孔５ｅに対して第２の洗浄液１１を噴射により供給した状態を示している。この第２の洗浄液１１の噴射により、ニードル孔５ｇ内には液滴１１が進入し、被洗浄面である内表面５ｊに接触し、さらにニードル孔５ｇの奥部まで到達する。すなわち本実施の形態においては、洗浄対象部位に含まれる狭隘部は、被洗浄ワークであるノズル部品５の表面に開孔した止まり穴であるニードル孔５ｇの内部であり、ニードル孔５ｇ外部から開孔５ｅを介して被洗浄面へ第２の洗浄液１１を噴射して供給するようにしている。
【００４４】
このように第２の洗浄液１１が供給された状態において、ノズル部品５は予め加熱されて内表面５ｊの表面温度は第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度となっていることから、第２の洗浄液１１は内表面５ｊに接触することによって蒸発気化して蒸気１１ａとなる。すなわちここでは、液切り・異物捕集工程後に、洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を供給し、被洗浄面に接触したこの第２の洗浄液１１を蒸発気化させる（第２の洗浄液供給工程）。
【００４５】
そして第２の洗浄液１１が継続的に供給されて蒸発気化する蒸気１１ａの量が増大することにより、ニードル孔５ｇ内において凹部から開孔５ｅに向かう蒸気１１ａの流れが発生し、液滴３＊や異物液滴３ａはこの蒸気１１ａの流動により開孔５ｅに向かって移動する。すなわちここでは、微細異物３８ａを捕集した異物液滴３ａを、第２の洗浄液１１が気化した蒸気１１ａの流れによって移動させることにより、洗浄対象部位から排除する（液滴移動工程）。
【００４６】
そして図７（ｃ）に示すように、このようにして微細異物３８ａを捕集した異物液滴３ａが開孔５ｅから外部に排出されることにより、内表面５ｊに付着した状態で残留した微細異物３８ａはニードル孔５ｇから除去される。この異物液滴３ａの排出は、第２の洗浄液１１が蒸発気化した蒸気１１ａの流れによる流動と共に、ノズル部品５を垂直面内で回動させてニードル孔５ｇを下向きにして異物液滴３ａを重力によって落下流動させることによって行われる。
【００４７】
図８は、被洗浄ワークであるノズル部品５の加工工程において、切削剤などに油脂成分を含むものが使用された場合における洗浄の状態を示している。すなわちこの場合には、図８（ａ）に示すように、異物３８や微細異物３８ａはいずれもニードル孔５ｇ内において油脂３９によって内表面５ｊに付着している。このような場合には、第１の洗浄液３として油脂を溶解する性質を有する洗浄剤を使用する。そしてこのような第１の洗浄液３を用いた粗洗浄により、図８（ｂ）に示すように、油脂３９が第１の洗浄液３によって溶解することにより、除去が容易な異物３８が洗浄対象部位から除去される。この結果図８（ｃ）に示すように、ニードル孔５ｇ内部の洗浄対象部位には、除去が困難な微細異物３８ａのみが付着して残留する。
【００４８】
そして第１の洗浄液３からノズル部品５を引き上げて液切りを行った後には、図６（ｂ）に示す状態と同様に、微細異物３８ａが第１の洗浄液３によって捕集された異物液滴３ａがニードル孔５ｇ内部の洗浄対象部位に付着残留した状態となる。この場合においても、図７に示す第２の洗浄液供給工程を実行することにより、異物３８ａを捕集した液滴３ａを、第２の洗浄液１１が気化した蒸気１１ａの流れによって洗浄対象部位から排除することができる。
【００４９】
本実施の形態では、第２の洗浄液供給工程において、第２の洗浄液１１のニードル孔５ｇ内への噴射を間歇的に複数回行うようにしていることから、図７に示す工程が複数回反復される。図９は、このような形態で行われる異物除去工程の構成をタイムチャートの形で示したものである。すなわち本実施の形態における第２の洗浄液供給工程は、ノズルユニット７によって第２の洗浄液１１を予め設定された噴射継続時間Ｔ１だけ噴射する都度、図７（ａ）〜図７（ｃ）の工程を実行する単位工程１，２，・・により構成される。
【００５０】
単位工程１，２・・においては、図９に示すように、洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を予め設定された噴射インターバルＴ２毎に複数回噴射して供給する洗浄液間歇噴射工程Ａ１，Ａ２・・（図７（ａ））と、被洗浄面に接触した第２の洗浄液１１が蒸発気化することにより蒸気１１ａがニードル孔５ｇの奥部から開孔５ｅに向かって流動する状態を発生させる蒸気流動状態形成工程Ｂ１，Ｂ２・・（図７（ｂ））と、微細異物３８ａを捕集した異物液滴３ａを第２の洗浄液１１が気化した蒸気１１ａの流れによって移動させることにより洗浄対象部位から排除する液滴移動工程Ｃ１，Ｃ２・・（図７（ｃ））とが実行される。なお洗浄液間歇噴射工程、蒸気流動状態形成工程および液滴移動工程は、時間的に画然と区分されるものではなく、第２の洗浄液１１の噴射を起点として、後続する複数の工程が部分的に同時並行して進行するものである。
【００５１】
ここで、洗浄液間歇噴射工程Ａにおける噴射インターバルＴ２は、先行して供給された第２の洗浄液１１についての蒸気流動状態形成工程および液滴移動工程が完了した後に、後続して供給される第２の洗浄液１１が噴射されるように設定される。すなわち、図９に示すように、単位工程１における最終の工程である液滴移動工程Ｃ１が完了した後に、単位工程２の洗浄液間歇噴射工程Ａ２が開始されるように、噴射インターバルＴ２が設定される。
【００５２】
そしてこのようにして設定された噴射インターバルＴ２に基づいて、制御部１８が液供給バルブユニット１５，エア供給バルブユニット１６を制御することにより、上述の異物除去工程が実行される。これにより、異物３８を捕集した液滴１１ａの排出が後続して供給される第２の洗浄液１１によって阻害されることがなく、ニードル孔５ｇなどの止まり穴（例えば直径４ｍｍ、深さ４０ｍｍ程度）を対象として、良好な洗浄結果を確保することができる。噴射継続時間Ｔ１としては、０．０３秒〜０．１秒、噴射インターバルＴ２としては、０．１秒〜０．５秒程度が望ましい。そして単位工程の反復サイクル数は、３回程度に設定される。
【００５３】
なお本実施の形態に示すノズル部品５のように、洗浄対象部位としての止まり穴であるニードル孔５ｇが１つのみである場合には、予めニードル孔５ｇの開孔５ｅが下向きになるようにセットすれば、ノズル部品５を回動させる必要はない。これに対し、洗浄対象部位としての止り穴が異なる方向に複数設けられた被洗浄ワークを対象とする場合には、これらの止り穴の開孔が順次下向きとなるように被洗浄ワークを回動させる。この被洗浄ワークの移動の形態としては、洗浄対象部位を傾斜姿勢にすることが可能な形態であれば、垂直面内での回動以外にも傾斜面内での回動や、水平軸廻りの揺動など、各種の動作パターンを選定することができる。
【００５４】
また上記実施の形態においては、ノズル部品５を前工程において予め所定の処理温度まで加熱しておき、さらにハロゲンランプ１７によってハロゲン光を照射してさらにノズル部品５を加熱することにより、ノズル部品５を第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に保持するようにしているが、上述の異物除去工程においてクランプ部材２５に把持されて保持されたノズル部品５に加熱手段によって熱を供給して加熱し、少なくともニードル孔５ｇの内表面５ｊを第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に保持するようにしてもよい。この加熱手段としては、ノズル部品５に直接接触して保持するクランプ部材２５を介して、電気ヒータなどの熱源からの熱をノズル部品５に伝達する方法を用いることができる。
【００５５】
なおノズル部品５のニードル孔５ｇの内部を洗浄対象とする場合のように、洗浄対象の狭隘部が被洗浄ワークの表面に開孔した止まり穴の内部であるような場合には、図１０に示すようなノズルユニットを用いることができる。ここで示すノズルユニットは、図４に示すノズルユニット７に、液滴吸引用部材３４を付加した構成の洗浄ノズルとなっている。液滴吸引用部材３４は開孔５ｅに対向して近接する位置に設けられた吸引用開口３４ａを備えており、吸引用開口３４ａは吸引路３４ｂを介して吸引装置３５に接続されている。吸引装置３５としては、エダクタなど液体を吸引可能なものがもちいられ、吸引装置３５を駆動することにより吸引用開口３４ａから吸引する。洗浄ノズル７ａから液滴１１ａを吐出しながらニードル孔５ｇの内部を洗浄する際に吸引装置３５を駆動することにより、ニードル孔５ｇ内を洗浄した後に開孔５ｅから排出される液滴１１ａは、吸引用開口３４ａから周囲の空気と共に吸引される。
【００５６】
すなわち、洗浄ノズル７ａに設けられた吸引用開口３４ａおよび吸引装置３５は、ノズル部品５の表面におけるニードル孔５ｇの開孔５ｅに近接して設けられ、ニードル孔５ｇの洗浄に用いられて開孔５ｅから排出される洗浄液を吸引して除去する洗浄液吸引手段となっている。このような洗浄液吸引手段を備えることにより、開孔５ｅから排出される異物を含んだ液滴１１ａがノズル部品５の外面に再付着して汚染することが防止される。
【００５７】
また上述例においては、被洗浄ワークがディーゼルエンジンの燃料噴射系に用いられるＤＤＬ型のノズル部品５である場合を示したが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、洗浄対象部位となる狭隘部を有するものであれば、より複雑な形状を有する部品であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の洗浄方法および洗浄装置は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークを対象として、十分な洗浄性能を確保することができるという特徴を有し、自動車部品などの精密加工部品の洗浄の用途に有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 洗浄装置
２ ワーク浸漬部
３ 第１の洗浄液
４ ワーククランプ部
５ ノズル部品
５ｇ ニードル孔
５ｊ 内表面
６ 噴射洗浄機構
７、８ ノズルユニット
１０ 洗浄液供給部
１１ 第２の洗浄液
１１ａ 蒸気
３８ 異物
３８ａ 微細異物
３９ 油脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に狭隘部位を有する被洗浄ワークを洗浄する洗浄方法および洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品などの機械部品の製造工程では、機械加工の後にバリや切り粉、油分など、加工過程において付着した異物を除去するための洗浄が行われる。このような機械部品の洗浄方法として、従来より水系や炭化水素系などの洗浄液に被洗浄ワークを浸漬した状態で超音波振動を作用させて異物を除去する超音波洗浄が広く用いられている。この超音波洗浄では、溝や内部孔などの狭隘部位に対しては洗浄効果が不十分であり、さらにこれらの狭隘部位には洗浄液が残留しやすいことから、このような狭隘部位を有する機械部品を対象とした各種の洗浄装置が用いられるようになっている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１に示す例は減圧洗浄装置であり、減圧によって洗浄液の沸点が急激に低下して生じる突沸現象を利用して、袋穴などの狭窄部の異物を除去するようにしている。また特許文献２に示す例においては、袋穴の内部に細長い円筒体からなるノズルを挿入し、ノズルの軸線に対して垂直または斜め方向から気液混合洗浄液を噴射して、袋穴内部を洗浄するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２６９７５０号公報
【特許文献２】特開２０００−７０８７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで近年、洗浄対象となる機械部品は機能高度化によってより精密度が向上し、これらの精密部品を対象とする洗浄方式においては、従来と比較して格段の洗浄性能が求められるようになっている。例えば、ディーゼルエンジンの燃料噴射系に用いられるノズル部品では、排ガス対策や燃費向上の要請から噴射圧力が高圧化した結果、ノズル孔径は従来と比較して微細化しており、洗浄工程においては極めて微細な残渣まで除去することが要求されるようになっている。しかしながらこのような微細なノズル孔はノズル部品の内部に加工されていることから、従来の洗浄方式では洗浄作用を有効に洗浄対象部位に及ぼすことが困難で、必要とされる十分な洗浄性能を確保することができなかった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、上述のノズル部品など、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークを対象として、十分な洗浄性能を確保することが可能な洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の洗浄方法は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み異物が前記洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを、第１の洗浄液および前記第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄方法であって、前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された前記第１の洗浄液に前記被洗浄ワークを浸漬することにより、前記洗浄対象部位に付着した状態の異物を粗除去するとともに、前記洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させるワーク浸漬工程と、前記ワーク浸漬工程後に前記洗浄対象部位から前記第１の洗浄液を液切りして粗除去することにより、前記被洗浄面に付着して残留した前記異物を前記被洗浄面に残留した第１の洗浄液の液滴によって捕集する液切り・異物捕集工程と、前記液切り・異物捕集工程後に、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を供給し、前記被洗浄面に接触したこの第２の洗浄液を蒸発気化させる第２の洗浄液供給工程と、前記異物を捕集した液滴を前記第２の洗浄液が気化した蒸気の流れによって移動させることにより、前記洗浄対象部位から排除する液滴移動工程とを含む。
【０００８】
本発明の洗浄装置は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み固形異物が前記洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを第１の洗浄液および前記第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄装置であって、前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された前記第１の洗浄液に前記被洗浄ワークを浸漬することにより、前記洗浄対象部位に付着した状態の異物を粗除去するとともに、前記洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させるワーク浸漬部と、前記ワーク浸漬部から取り出された前記被洗浄ワークの前記洗浄対象部位から前記第１の洗浄液を液切りして粗除去することにより、前記被洗浄面に付着して残留した前記異物を前記被洗浄面に残留した第１の洗浄液の液滴によって捕集する液切り・異物捕集部と、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を供給する第２の洗浄液供給手段と、この第２の洗浄液供給手段を制御する制御部とを備え、前記異物を捕集した液滴を前記供給された第２の洗浄液が前記被洗浄面に接触して蒸発気化した蒸気の流れによって移動させることにより、前記洗浄対象部位から排除する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被洗浄ワークを第１の洗浄液および第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄方法において、第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された第１の洗浄液に被洗浄ワークを浸漬して異物を粗除去するとともに被洗浄面の表面温度を第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させ、第１の洗浄液を液切りして被洗浄面に付着した異物を第１の洗浄液の液滴によって捕集した後に、洗浄対象部位に対して供給された第２の洗浄液が気化した蒸気の流れによって液滴を移動させる洗浄方式を採用することにより、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークを対象として、十分な洗浄性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態の洗浄装置の構成説明図
【図２】本発明の一実施の形態の洗浄方法における被洗浄ワークの断面図
【図３】本発明の一実施の形態の洗浄装置に用いられる洗浄チャンバーの断面図
【図４】本発明の一実施の形態の洗浄装置に用いられる洗浄液供給用のノズルユニットの構造説明図
【図５】本発明の一実施の形態の洗浄方法の工程説明図
【図６】本発明の一実施の形態の洗浄方法の工程説明図
【図７】本発明の一実施の形態の洗浄方法の工程説明図
【図８】本発明の一実施の形態の洗浄方法の工程説明図
【図９】本発明の一実施の形態の洗浄方法を示すタイムチャート
【図１０】本発明の一実施の形態の洗浄装置に用いられる洗浄ノズルの構造説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図１を参照して、本発明の洗浄装置の構成を説明する。この洗浄装置は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み、固形異物が洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを、沸点温度が異なる２種類の洗浄液、すなわち浸漬による粗洗浄のための第１の洗浄液および噴射による仕上げ洗浄のための第２の洗浄液によって、２段階で順次洗浄する機能を有するものである。本実施の形態においては、第２の洗浄液として、第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有するものを用い、仕上げ洗浄において第２の洗浄液を蒸発気化させるようにしている。
【００１２】
図１において洗浄装置１は、第１の洗浄液３に被洗浄ワークであるノズル部品５を浸漬して粗洗浄を行うワーク浸漬部２、ノズル部品５に対して第２の洗浄液１１を噴射して仕上げ洗浄を行う噴射洗浄機構６および噴射洗浄機構６において使用される第２の洗浄液１１を供給する洗浄液供給部１０を備えた構成となっている。ワーク浸漬部２は、第１の洗浄液３を収容する浸漬槽２ａおよび浸漬槽２ａ内の第１の洗浄液３を所定温度に加熱する加熱装置２ｂを備えており、加熱装置２ｂは制御部１８によって制御される。ここでは、第１の洗浄液３は加熱装置２ｂによって第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に設定される予熱温度まで加熱される。
【００１３】
すなわち、ワーク浸漬部２は、第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された第１の洗浄液３に、被洗浄ワークであるノズル部品５を浸漬することにより、ノズル部品５の洗浄対象部位に付着した状態の異物（図５〜図８参照）を粗除去するとともに、洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に昇温させる機能を有している。
【００１４】
ここで、第１の洗浄液３および第２の洗浄液１１について説明する。前述のように、第１の洗浄液３は異物を粗除去する目的で使用されることから、被洗浄ワークへの異物の付着態様に応じて必要とされる洗浄能力を有していることが求められる。例えば、異物が部品加工過程において使用された切削油などの油脂によって付着しているような場合には、油脂を溶解する性質を有するものが選定される。そしてさらに、使用される第２の洗浄液１１との組み合わせにおいて、第２の洗浄液１１よりも沸点温度が高いことが必要とされる。このような第１の洗浄液３、第２の洗浄液１１の組み合わせとしては、例えば第１の洗浄液３として、炭化水素系洗浄液もしくはグリコールエーテル系洗浄液を用い、第２の洗浄液１１として、沸点温度が低く蒸発潜熱が小さいＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などのフッ素系の洗浄液を用いることができる。
【００１５】
洗浄装置１は、搬送駆動機構４ａによって移動するワーククランプ部４を備えており、ワーク供給部（図示省略）によって供給されるノズル部品５をワーククランプ部４によって縦姿勢で保持し、浸漬槽２ａ内の第１の洗浄液３に対して昇降（矢印ａ）させることにより、第１の洗浄液３によるノズル部品５の粗洗浄が行われる。ワーク浸漬部２による粗洗浄は、ワーククランプ部４によってノズル部品５を第１の洗浄液３の液中で揺動させる揺動洗浄や超音波洗浄などによって行われる。
【００１６】
粗洗浄後のノズル部品５は、ワーククランプ部４に保持された状態で搬送駆動機構４ａによって噴射洗浄機構６に搬送される（矢印ｂ）。噴射洗浄機構６は、内部にノズル部品５を収容して洗浄処理を行う処理室６ｃが形成された洗浄チャンバ６ａを主体としており、処理室６ｃの上部は蓋開閉機構９によって駆動される蓋部材６ｂによって開閉自在となっている。ノズル部品５は蓋部材６ｂを開放した状態で、ワーククランプ部４によって処理室６ｃ内に搬入される。搬送駆動機構４ａおよび蓋開閉機構９の動作は、制御部１８によって制御される。
【００１７】
処理室６ｃ内には、ノズル部品５に対してそれぞれ下方および側方から洗浄液を供給するためのノズルユニット７、８が配設されている。ノズルユニット７は下方からノズル部品５に設けられたニードル孔５ｇ（図２参照）に向けて洗浄液を噴射する単一の洗浄ノズル７ａ（液噴射ノズル）を備えており、ノズルユニット８にはノズル部品５の外表面に側方から洗浄液を噴射するための複数の洗浄ノズル８ａが装着されている。処理室６ｃ内においてノズル部品５の洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を供給することにより、後述する仕上げ洗浄処理が行われる。
【００１８】
洗浄液供給部１０は、洗浄チャンバ６ａの下方に配設されて洗浄処理に使用される第２の洗浄液１１を収容する洗浄液タンク１０ａを備えており、洗浄液タンク１０ａ内の第２の洗浄液１１は、洗浄液供給管路１２を介して噴射洗浄機構６に供給される。洗浄液供給管路１２には、洗浄液供給ポンプ１３、フィルタ１４が介設されており、洗浄液タンク１０ａから吸引され洗浄液供給ポンプ１３によって圧送された第２の洗浄液１１はフィルタ１４によって濾過される。
【００１９】
濾過によって固形異物が分離された第２の洗浄液１１は、洗浄液供給管路１２から分岐した液供給管１２ａ、１２ｂを経由し、液供給バルブユニット１５を介してノズルユニット７、８に送給される。液供給バルブユニット１５は開閉バルブ１５ａ、１５ｂを備えており、液供給バルブユニット１５を制御部１８によって制御することにより、ノズルユニット７、８への洗浄液の供給を個別にオンオフすることができる。
【００２０】
ノズルユニット７はエアオペレート機構を内蔵しており、ノズルユニット７にはエア供給源１９から供給される制御操作用のエアは、エア供給バルブユニット１６を介してエア配管１９ａ、１９ｂによってノズルユニット７に供給される。液供給管１２ａを介してノズルユニット７に洗浄液を供給した状態でエア供給バルブユニット１６を制御部１８によって制御することにより、洗浄ノズル７ａからの第２の洗浄液１１の噴射を高速でオンオフすることができるようになっている。ノズル部品５に対して供給され、洗浄処理に使用された後の第２の洗浄液１１は、洗浄チャンバ６ａの下部に設けられた液回収部６ｄを介して洗浄液タンク１０ａ内に回収される。
【００２１】
洗浄チャンバ６ａの上方には処理室６ｃの内部を加熱するためのハロゲンランプ１７が配設されている。蓋部材６ｂを開放した状態でドライバ１７ａによってハロゲンランプ１７を作動させることにより、処理室６ｃ内にはハロゲン光が照射され、これにより処理室６ｃの内部が加熱され、ノズル部品５が昇温する。本実施の形態においては、制御部１８によってドライバ１７ａを制御することにより、ノズル部品５の洗浄対象部位の表面温度が、使用される第２の洗浄液１１の沸点温度より高く保持されるように、加熱条件を設定する。
【００２２】
ここで図２を参照して、ノズル部品５の詳細構造を説明する。ノズル部品５はディーゼルエンジンの燃料噴射系に用いられるＤＤＬ型のインジェクションノズルである。ノズル部品５は、それぞれ径寸法の異なる３つの円筒部５ａ、５ｂ、５ｃを有する段付形状となっており、円筒部５ａ、５ｂ、５ｃの内部には、円筒部５ａの端面に開口した開孔５ｅおよび開孔５ｅから内部に連通して形成された空隙部５ｆ、ニードル孔５ｇなどの狭隘部が設けられている。
【００２３】
ニードル孔５ｇの端部は円筒部５ｃの先端に設けられた突部５ｄまで到達しており、ニードル孔５ｇには燃料噴射を制御するノズルニードルが嵌合し、突部５ｄにはニードル孔５ｇと連通して外部へ開孔した噴射孔５ｉが設けられている。ノズル部品５は、コモンレールシステムの燃料噴射系に用いられるものであり、噴射圧力が高いことから、噴射孔５ｉは内径が１００μｍ程度の微細孔となっている。また円筒部５ａの端面と空隙部５ｆの間には、燃料供給用の細孔５ｈが設けられている。
【００２４】
このようなノズル部品５を対象とした洗浄においては、開孔５ｅから奥部の空隙部５ｆ、ニードル孔５ｇを主な洗浄対象部位とし、被洗浄面であるニードル孔５ｇの内表面５ｊに付着した極めて微細な異物を完全に除去することが求められる。本実施の形態においては、前工程で脱脂や粗異物除去を目的とした粗洗浄工程が行われ所定の予熱温度まで加熱されたノズル部品５を対象として、上述の第２の洗浄液１１による洗浄処理が仕上げ洗浄として行われる。すなわち洗浄装置１は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークとしてのノズル部品５を、洗浄液によって高い洗浄品質で洗浄する用途に用いられるものである。
【００２５】
次に図３を参照して、噴射洗浄機構６の構造を説明する。洗浄チャンバ６ａは上部が開口し下部が円錐状に絞られた円筒形状の部材であり、上方の開口部は蓋部材６ｂによって開閉される。図１に示す蓋開閉機構９の構成例を説明する。蓋部材６ｂの中央には軸部材９ｄが結合されており、軸部材９ｄは連結部材９ｃを介してエアアクチュエータ９ａのロッド９ｂに連結されている。エアアクチュエータ９ａを昇降駆動することにより連結部材９ｃが昇降し（矢印ｃ）、これにより蓋部材６ｂが洗浄チャンバ６ａから昇降する。蓋部材６ｂが上昇した状態でエアアクチュエータ９ａを回転駆動することにより、連結部材９ｃがロッド９ｂの軸廻りに回転し（矢印ｄ）、これにより蓋部材６ｂは洗浄チャンバ６ａの上方から水平方向に離脱し、処理室６ｃが開放された状態となる。蓋部材６ｂの上面には複数の蓋クランプ機構９ｅが設けられており、蓋部材６ｂが洗浄チャンバ６ａの上面に装着された状態で蓋クランプ機構９ｅを作動させることにより、蓋部材６ｂは洗浄チャンバ６ａの本体にクランプされ、処理室６ｃの上方が閉塞される。
【００２６】
処理室６ｃ内においてノズル部品５を保持するワーク保持機構２０について説明する。洗浄チャンバ６ａの一方側の側面にはベアリングを内蔵した軸受けブロック２１が固着されており、軸受けブロック２１は洗浄チャンバ６ａを貫通して水平姿勢で配設された回転軸２２を回転自在に支持する。回転軸２２には同軸の駆動ロッド２３が相互に回転自在にまた水平方向に摺動自在に挿通している。回転軸２２が処理室６ｃ内に突出した一端部にはクランプ機構２４が結合されており、クランプ機構２４にはノズル部品５を側面からクランプして把持するためのクランプ部材２５が装着されている。
【００２７】
回転軸２２にはプーリ２６が結合されており、プーリ２６とモータ２９の回転軸２９ａに結合されたプーリ２８にはベルト２７が調帯されている。モータ２９を駆動することにより回転軸２２が回転し（矢印ｅ）、これにより、クランプ部材２５によって把持されたノズル部品５が垂直面内で回動する。このノズル部品５の回動は、ノズル部品５を水平面と所定の傾斜角（ここでは９０°）をなす傾斜面内で移動させることにより、ノズル部品５の洗浄対象部位であるニードル孔５ｇを傾斜姿勢にするために行われる。
【００２８】
回転軸２２を挿通して設けられた駆動ロッド２３の一端部はクランプ機構２４に結合されており、駆動ロッド２３の他端部は回転接手３１を介してシリンダ３０のロッド３０ａに結合されている。シリンダ３０を駆動することにより駆動ロッド２３が往復動し（矢印ｆ）、これによりクランプ機構２４が駆動されて、２つのクランプ部材２５がノズル部品５をクランプして把持するための開閉動作を行う。
【００２９】
洗浄処理は、ノズル部品５がクランプ部材２５によってクランプされた状態で行われる。この洗浄処理において、第２の洗浄液１１はノズル部品５に対して下方からノズルユニット７の洗浄ノズル７ａによって噴射され、側方からノズルユニット８の洗浄ノズル８ａによって噴射される。このとき、洗浄ノズル７ａは、ニードル孔５ｇ内に第２の洗浄液１１が供給されるよう、ノズル部品５における開孔５ｅの位置に対応して配置され、洗浄ノズル８ａはノズル部品５の側面における洗浄対象部位の位置に応じて配置される。
【００３０】
この洗浄処理においては、前工程で予め余熱温度まで加熱されたノズル部品５を対象とし、ニードル孔５ｇの内部の内表面５ｊなど加熱された被洗浄面に第２の洗浄液１１を供給して接触させ、この第２の洗浄液１１と被洗浄面との接触によって第２の洗浄液１１を蒸発気化させる。そして発生した蒸気を被洗浄面に沿って流動させ、被洗浄面に付着した異物を捕集した液滴を洗浄対象部位であるニードル孔５ｇの内部から蒸気によって液滴ごと除去するようにしている。本実施の形態においては、後述するように、第２の洗浄液１１を被洗浄面に供給するための噴射をノズルユニット７によって予め設定された所定のインターバルで間歇的に行うようにしている。これにより、異物を捕集した液滴のニードル孔５ｇからの排出が、後続して噴射される第２の洗浄液１１によって阻害されることを防止することができる。
【００３１】
上記構成において、ワーク保持機構２０は少なくとも洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度が第２の洗浄液１１の沸点温度以上に加熱された被洗浄ワークであるノズル部品５を保持する保持手段となっている。そして前述の洗浄液供給部１０および以下に説明するノズルユニット７は、この保持手段に保持された被洗浄ワークであるノズル部品５の洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を予め設定された噴射インターバル毎に間歇的に噴射して供給する第２の洗浄液供給手段となっている。この第２の洗浄液供給手段は、制御部１８によって制御される。
【００３２】
ここで図４を参照して、ノズルユニット７の構造および機能を説明する。前述のように、ここでは第２の洗浄液１１の噴射を予め設定された噴射インターバル毎に間歇的に行うことから、噴射動作のタイミングを任意に制御可能なエアオペレート機構を備えたノズルユニット７を採用している。本実施の形態においては、ノズルユニット７に対してエア供給バルブユニット１６から出力される操作エアを制御部１８によって制御することにより、洗浄ノズル７ａから第２の洗浄液１１が噴射される噴射継続時間および噴射インターバルを、洗浄対象に応じて適宜設定するようにしている。
【００３３】
図４（ａ）に示すように、ノズルユニット７は略円筒形状の本体部７ｂから洗浄ノズル７ａを延出させた構成となっており、本体部７ｂの側面には洗浄液供給用の液供給管１２ａおよびパイロットエア供給用のエア配管１９ａ、１９ｂが接続されている。洗浄ノズル７ａの先端部に開孔したノズル孔７ｃは、本体部７ｂの内部に設けられた内部摺動孔７ｅと連通しており、ノズル孔７ｃと内部摺動孔７ｅとの境界部は、以下に説明するバルブプランジャ３２によって開閉されるバルブシート７ｄとなっている。内部摺動孔７ｅは内径が内部摺動孔７ｅよりも大きいエア駆動摺動孔７ｆと連通しており、内部摺動孔７ｅ、エア駆動摺動孔７ｆには、バルブプランジャ３２がスライド自在に装着されている。
【００３４】
バルブプランジャ３２は、先端部にバルブシート７ｄと接離するシール部３２ｂが設けられたバルブシャフト３２ａに、内部摺動孔７ｅに嵌合してスライドするスライドガイド３２ｃおよびエア駆動摺動孔７ｆに嵌合してスライドするピストン３２ｄを一体に設けた構成となっている。ピストン３２ｄはスプリング３３によって常に矢印ｆ方向、すなわちシール部３２ｂをバルブシート７ｄに押しつける方向に付勢されている。
【００３５】
内部摺動孔７ｅには液供給管１２ａが接続されており、液供給管１２ａから第２の洗浄液１１を供給することにより（矢印ｈ）、内部摺動孔７ｅ内には第２の洗浄液１１が流入する。ピストン３２ｄが嵌合した状態においてエア駆動摺動孔７ｆは第１気室７ｇ、第２気室７ｈに仕切られ、第１気室７ｇ、第２気室７ｈにはそれぞれエア配管１９ａ、１９ｂが接続されている。図４（ａ）に示す状態においては、スプリング３３の付勢力によってシール部３２ｂがバルブシート７ｄに押しつけられることにより、内部摺動孔７ｅの内部とノズル孔７ｃとは遮断されており、液供給管１２ａから供給された第２の洗浄液１１はノズル孔７ｃから噴射されない。
【００３６】
第２の洗浄液１１を噴射する場合には、エア供給バルブユニット１６（図１）を作動させて、図４（ｂ）に示すように、エア配管１９ａから操作エアを供給して（矢印ｊ）第１気室７ｇ内を加圧する。これによりピストン３２ｄがスプリング３３の付勢力に抗して押圧され、バルブプランジャ３２が矢印ｉ方向にスライドしてシール部３２ｂがバルブシート７ｄから離隔する。これにより、液供給管１２ａから供給される第２の洗浄液１１は内部摺動孔７ｅ、ノズル孔７ｃを介して洗浄ノズル７ａの先端部から噴射される（矢印ｍ）。噴射を停止する場合には、エア供給バルブユニット１６を作動させて、エア配管１９ｂから操作エアを供給する（矢印ｋ）ことにより速やかに図４（ａ）に示す状態に戻り、ノズル孔７ｃからの第２の洗浄液１１の噴射が停止する。
【００３７】
次に図５〜図９を参照して、洗浄装置１を用いてノズル部品５を第１の洗浄液３および第２の洗浄液１１によって２段階で順次洗浄する洗浄方法について説明する。なお図５〜図８においては、ノズル部品５においてニードル孔５ｇのみを示して、その他の部分の詳細の図示を省略している。ノズル部品５の洗浄処理においては、まず図５（ａ）に示すように、ノズル部品５を保持したワーククランプ部４をワーク浸漬部２に移動させ、浸漬槽２ａ内の第１の洗浄液３に対して下降させてノズル部品５を第１の洗浄液３に浸漬した状態で、ノズル部品５を上下動させる（矢印ｎ）。
【００３８】
図５（ｂ）は、粗洗浄処理の前のノズル部品５の断面を示しており、被洗浄面である内表面５ｊには、サイズが大きく除去が容易な異物３８や、除去が困難な微細異物３８ａが付着している。なお、請求項記載における「異物」は、異物３８および微細異物３８ａを含む概念であるが、異物３８と微細異物３８ａとはサイズ的に区分されるものではなく、微細異物３８ａは微細であるが故に除去が困難で粗洗浄において除去されずに残留したものを意味している。
【００３９】
ノズル部品５を第１の洗浄液３に浸漬する粗洗浄により、図５（ｃ）に示すように、サイズが大きい異物３８が内表面５ｊから除去され、ニードル孔５ｇ内には単なる浸漬洗浄では除去が困難な微細異物３８ａが残留している。この浸漬洗浄においては、第１の洗浄液３は予め所定温度（第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度）に設定されるノズル部品５の予熱温度まで加熱されていることから、この洗浄過程において、ニードル孔５ｇ内の内表面５ｊの温度は予熱温度まで昇温する。
【００４０】
すなわちワーク浸漬部２による浸漬洗浄においては、第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に加熱された第１の洗浄液３にノズル部品５を浸漬することにより、洗浄対象部位に付着した状態の異物３８を粗除去するとともに、洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に昇温させる（ワーク浸漬工程）。
【００４１】
この後、図６（ａ）に示すように、ワーククランプ部４を上昇させることにより（矢印ｐ）、ノズル部品５を第１の洗浄液３から引き上げて所定時間保持する。これにより、ノズル部品５の外面やニードル孔５ｇの内表面５ｊに付着した第１の洗浄液３が落下して液切りが行われる。このときの液切りは液滴の粗除去であり、図６（ｂ）に示すように、ニードル孔５ｇ内の内表面５ｊには微細な液滴３＊が残留する。このとき、第１の洗浄液３は内表面５ｊにおいて表面張力によって凝集し、微細異物３８ａが付着した部位においては、第１の洗浄液３が微細異物３８ａを包み込んで捕集することにより、内部に微細異物３８ａを含んだ異物液滴３ａが形成される。
【００４２】
すなわちここでは、ワーク浸漬工程後に洗浄対象部位であるニードル孔５ｇから第１の洗浄液３を液切りして粗除去することにより、被洗浄面５ｊに付着して残留した微細異物３８ａを、被洗浄面５ｊに残留した第１の洗浄液３の液滴によって捕集する（液切り・異物捕集工程）。そして洗浄装置１の構成において、ノズル部品５を第１の洗浄液３から引き上げて保持するワーククランプ部４および搬送駆動機構４ａは、ワーク浸漬部２から取り出されたノズル部品５の洗浄対象部位から第１の洗浄液３を液切りして粗除去することにより、被洗浄面に付着した微細異物３８ａを被洗浄面に残留した第１の洗浄液３の液滴によって捕集する液切り・異物捕集部としての機能を有している。
【００４３】
この後、ノズル部品５は噴射洗浄機構６へ搬送される。すなわちワーククランプ部４を噴射洗浄機構６へ移動させて、処理室６ｃ内に下降させ、ノズル部品５をクランプ部材２５によってクランプする。これにより、図７の各図に示すように、ノズル部品５はノズルユニット７の上方に位置する。図７（ａ）は、洗浄ノズル７ａによって開孔５ｅに対して第２の洗浄液１１を噴射により供給した状態を示している。この第２の洗浄液１１の噴射により、ニードル孔５ｇ内には液滴１１が進入し、被洗浄面である内表面５ｊに接触し、さらにニードル孔５ｇの奥部まで到達する。すなわち本実施の形態においては、洗浄対象部位に含まれる狭隘部は、被洗浄ワークであるノズル部品５の表面に開孔した止まり穴であるニードル孔５ｇの内部であり、ニードル孔５ｇ外部から開孔５ｅを介して被洗浄面へ第２の洗浄液１１を噴射して供給するようにしている。
【００４４】
このように第２の洗浄液１１が供給された状態において、ノズル部品５は予め加熱されて内表面５ｊの表面温度は第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度となっていることから、第２の洗浄液１１は内表面５ｊに接触することによって蒸発気化して蒸気１１ａとなる。すなわちここでは、液切り・異物捕集工程後に、洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を供給し、被洗浄面に接触したこの第２の洗浄液１１を蒸発気化させる（第２の洗浄液供給工程）。
【００４５】
そして第２の洗浄液１１が継続的に供給されて蒸発気化する蒸気１１ａの量が増大することにより、ニードル孔５ｇ内において凹部から開孔５ｅに向かう蒸気１１ａの流れが発生し、液滴３＊や異物液滴３ａはこの蒸気１１ａの流動により開孔５ｅに向かって移動する。すなわちここでは、微細異物３８ａを捕集した異物液滴３ａを、第２の洗浄液１１が気化した蒸気１１ａの流れによって移動させることにより、洗浄対象部位から排除する（液滴移動工程）。
【００４６】
そして図７（ｃ）に示すように、このようにして微細異物３８ａを捕集した異物液滴３ａが開孔５ｅから外部に排出されることにより、内表面５ｊに付着した状態で残留した微細異物３８ａはニードル孔５ｇから除去される。この異物液滴３ａの排出は、第２の洗浄液１１が蒸発気化した蒸気１１ａの流れによる流動と共に、ノズル部品５を垂直面内で回動させてニードル孔５ｇを下向きにして異物液滴３ａを重力によって落下流動させることによって行われる。
【００４７】
図８は、被洗浄ワークであるノズル部品５の加工工程において、切削剤などに油脂成分を含むものが使用された場合における洗浄の状態を示している。すなわちこの場合には、図８（ａ）に示すように、異物３８や微細異物３８ａはいずれもニードル孔５ｇ内において油脂３９によって内表面５ｊに付着している。このような場合には、第１の洗浄液３として油脂を溶解する性質を有する洗浄剤を使用する。そしてこのような第１の洗浄液３を用いた粗洗浄により、図８（ｂ）に示すように、油脂３９が第１の洗浄液３によって溶解することにより、除去が容易な異物３８が洗浄対象部位から除去される。この結果図８（ｃ）に示すように、ニードル孔５ｇ内部の洗浄対象部位には、除去が困難な微細異物３８ａのみが付着して残留する。
【００４８】
そして第１の洗浄液３からノズル部品５を引き上げて液切りを行った後には、図６（ｂ）に示す状態と同様に、微細異物３８ａが第１の洗浄液３によって捕集された異物液滴３ａがニードル孔５ｇ内部の洗浄対象部位に付着残留した状態となる。この場合においても、図７に示す第２の洗浄液供給工程を実行することにより、異物３８ａを捕集した液滴３ａを、第２の洗浄液１１が気化した蒸気１１ａの流れによって洗浄対象部位から排除することができる。
【００４９】
本実施の形態では、第２の洗浄液供給工程において、第２の洗浄液１１のニードル孔５ｇ内への噴射を間歇的に複数回行うようにしていることから、図７に示す工程が複数回反復される。図９は、このような形態で行われる異物除去工程の構成をタイムチャートの形で示したものである。すなわち本実施の形態における第２の洗浄液供給工程は、ノズルユニット７によって第２の洗浄液１１を予め設定された噴射継続時間Ｔ１だけ噴射する都度、図７（ａ）〜図７（ｃ）の工程を実行する単位工程１，２，・・により構成される。
【００５０】
単位工程１，２・・においては、図９に示すように、洗浄対象部位に対して第２の洗浄液１１を予め設定された噴射インターバルＴ２毎に複数回噴射して供給する洗浄液間歇噴射工程Ａ１，Ａ２・・（図７（ａ））と、被洗浄面に接触した第２の洗浄液１１が蒸発気化することにより蒸気１１ａがニードル孔５ｇの奥部から開孔５ｅに向かって流動する状態を発生させる蒸気流動状態形成工程Ｂ１，Ｂ２・・（図７（ｂ））と、微細異物３８ａを捕集した異物液滴３ａを第２の洗浄液１１が気化した蒸気１１ａの流れによって移動させることにより洗浄対象部位から排除する液滴移動工程Ｃ１，Ｃ２・・（図７（ｃ））とが実行される。なお洗浄液間歇噴射工程、蒸気流動状態形成工程および液滴移動工程は、時間的に画然と区分されるものではなく、第２の洗浄液１１の噴射を起点として、後続する複数の工程が部分的に同時並行して進行するものである。
【００５１】
ここで、洗浄液間歇噴射工程Ａにおける噴射インターバルＴ２は、先行して供給された第２の洗浄液１１についての蒸気流動状態形成工程および液滴移動工程が完了した後に、後続して供給される第２の洗浄液１１が噴射されるように設定される。すなわち、図９に示すように、単位工程１における最終の工程である液滴移動工程Ｃ１が完了した後に、単位工程２の洗浄液間歇噴射工程Ａ２が開始されるように、噴射インターバルＴ２が設定される。
【００５２】
そしてこのようにして設定された噴射インターバルＴ２に基づいて、制御部１８が液供給バルブユニット１５，エア供給バルブユニット１６を制御することにより、上述の異物除去工程が実行される。これにより、異物３８を捕集した液滴１１ａの排出が後続して供給される第２の洗浄液１１によって阻害されることがなく、ニードル孔５ｇなどの止まり穴（例えば直径４ｍｍ、深さ４０ｍｍ程度）を対象として、良好な洗浄結果を確保することができる。噴射継続時間Ｔ１としては、０．０３秒〜０．１秒、噴射インターバルＴ２としては、０．１秒〜０．５秒程度が望ましい。そして単位工程の反復サイクル数は、３回程度に設定される。
【００５３】
なお本実施の形態に示すノズル部品５のように、洗浄対象部位としての止まり穴であるニードル孔５ｇが１つのみである場合には、予めニードル孔５ｇの開孔５ｅが下向きになるようにセットすれば、ノズル部品５を回動させる必要はない。これに対し、洗浄対象部位としての止り穴が異なる方向に複数設けられた被洗浄ワークを対象とする場合には、これらの止り穴の開孔が順次下向きとなるように被洗浄ワークを回動させる。この被洗浄ワークの移動の形態としては、洗浄対象部位を傾斜姿勢にすることが可能な形態であれば、垂直面内での回動以外にも傾斜面内での回動や、水平軸廻りの揺動など、各種の動作パターンを選定することができる。
【００５４】
また上記実施の形態においては、ノズル部品５を前工程において予め所定の処理温度まで加熱しておき、さらにハロゲンランプ１７によってハロゲン光を照射してさらにノズル部品５を加熱することにより、ノズル部品５を第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に保持するようにしているが、上述の異物除去工程においてクランプ部材２５に把持されて保持されたノズル部品５に加熱手段によって熱を供給して加熱し、少なくともニードル孔５ｇの内表面５ｊを第２の洗浄液１１の沸点温度よりも高い温度に保持するようにしてもよい。この加熱手段としては、ノズル部品５に直接接触して保持するクランプ部材２５を介して、電気ヒータなどの熱源からの熱をノズル部品５に伝達する方法を用いることができる。
【００５５】
なおノズル部品５のニードル孔５ｇの内部を洗浄対象とする場合のように、洗浄対象の狭隘部が被洗浄ワークの表面に開孔した止まり穴の内部であるような場合には、図１０に示すようなノズルユニットを用いることができる。ここで示すノズルユニットは、図４に示すノズルユニット７に、液滴吸引用部材３４を付加した構成の洗浄ノズルとなっている。液滴吸引用部材３４は開孔５ｅに対向して近接する位置に設けられた吸引用開口３４ａを備えており、吸引用開口３４ａは吸引路３４ｂを介して吸引装置３５に接続されている。吸引装置３５としては、エダクタなど液体を吸引可能なものがもちいられ、吸引装置３５を駆動することにより吸引用開口３４ａから吸引する。洗浄ノズル７ａから液滴１１ａを吐出しながらニードル孔５ｇの内部を洗浄する際に吸引装置３５を駆動することにより、ニードル孔５ｇ内を洗浄した後に開孔５ｅから排出される液滴１１ａは、吸引用開口３４ａから周囲の空気と共に吸引される。
【００５６】
すなわち、洗浄ノズル７ａに設けられた吸引用開口３４ａおよび吸引装置３５は、ノズル部品５の表面におけるニードル孔５ｇの開孔５ｅに近接して設けられ、ニードル孔５ｇの洗浄に用いられて開孔５ｅから排出される洗浄液を吸引して除去する洗浄液吸引手段となっている。このような洗浄液吸引手段を備えることにより、開孔５ｅから排出される異物を含んだ液滴１１ａがノズル部品５の外面に再付着して汚染することが防止される。
【００５７】
また上述例においては、被洗浄ワークがディーゼルエンジンの燃料噴射系に用いられるＤＤＬ型のノズル部品５である場合を示したが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、洗浄対象部位となる狭隘部を有するものであれば、より複雑な形状を有する部品であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明の洗浄方法および洗浄装置は、内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含む被洗浄ワークを対象として、十分な洗浄性能を確保することができるという特徴を有し、自動車部品などの精密加工部品の洗浄の用途に有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 洗浄装置
２ ワーク浸漬部
３ 第１の洗浄液
４ ワーククランプ部
５ ノズル部品
５ｇ ニードル孔
５ｊ 内表面
６ 噴射洗浄機構
７、８ ノズルユニット
１０ 洗浄液供給部
１１ 第２の洗浄液
１１ａ 蒸気
３８ 異物
３８ａ 微細異物
３９ 油脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み異物が前記洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを、第１の洗浄液および前記第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄方法であって、
前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された前記第１の洗浄液に前記被洗浄ワークを浸漬することにより、前記洗浄対象部位に付着した状態の異物を粗除去するとともに、前記洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させるワーク浸漬工程と、
前記ワーク浸漬工程後に前記洗浄対象部位から前記第１の洗浄液を液切りして粗除去することにより、前記被洗浄面に付着して残留した前記異物を前記被洗浄面に残留した第１の洗浄液の液滴によって捕集する液切り・異物捕集工程と、
前記液切り・異物捕集工程後に、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を供給し、前記被洗浄面に接触したこの第２の洗浄液を蒸発気化させる第２の洗浄液供給工程と、
前記異物を捕集した液滴を、前記第２の洗浄液が気化した蒸気の流れによって移動させることにより、前記洗浄対象部位から排除する液滴移動工程とを含むことを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】
前記第２の洗浄液供給工程において、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を予め設定された噴射インターバル毎に複数回噴射して供給し、先行して供給された第２の洗浄液についての前記液滴移動工程が完了した後に、後続して供給される前記第２の洗浄液が噴射されるように、前記噴射インターバルを設定することを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
【請求項３】
前記狭隘部は前記被洗浄ワークの表面に開孔した止まり穴の内部であり、前記止まり穴の外部から前記被洗浄面へ前記第２の洗浄液を噴射して供給することを特徴とする請求項１または２記載の洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄対象部位の洗浄に用いられて前記開孔から排出される第２の洗浄液をこの開孔に近接して設けられた洗浄液吸引手段によって吸引して除去することを特徴とする請求項３記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記異物は油脂によって前記洗浄対象部位に付着しており、前記第１の洗浄液として前記油脂を溶解する性質を有する洗浄剤を使用することを特徴とする請求１乃至４のいずれかに記載の洗浄方法。
【請求項６】
内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み固形異物が前記洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを第１の洗浄液および前記第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄装置であって、
前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された前記第１の洗浄液に前記被洗浄ワークを浸漬することにより、前記洗浄対象部位に付着した状態の異物を粗除去するとともに、前記洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させるワーク浸漬部と、
前記ワーク浸漬部から取り出された前記被洗浄ワークの前記洗浄対象部位から前記第１の洗浄液を液切りして粗除去することにより、前記被洗浄面に付着して残留した前記異物を前記被洗浄面に残留した第１の洗浄液の液滴によって捕集する液切り・異物捕集部と、
前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を供給する第２の洗浄液供給手段と、この第２の洗浄液供給手段を制御する制御部とを備え、
前記異物を捕集した液滴を、前記供給された第２の洗浄液が前記被洗浄面に接触して蒸発気化した蒸気の流れによって移動させることにより、前記洗浄対象部位から排除することを特徴とする洗浄装置。
【請求項７】
前記制御部が前記第２の洗浄液供給手段を制御することにより、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を予め設定された噴射インターバル毎に複数回噴射して供給し、先行して供給された第２の洗浄液についての前記液滴の移動が完了した後に、後続して供給される前記第２の洗浄液が噴射されるように、前記噴射インターバルを設定することを特徴とする請求項６記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記狭隘部は前記被洗浄ワークの表面に開孔した止まり穴の内部であり、前記止まり穴の外部から前記被洗浄面へ前記第２の洗浄液を噴射して供給する液噴射ノズルを備えたことを特徴とする請求項６または７記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記被洗浄ワークの表面における前記止まり穴の開孔に近接して設けられ、前記洗浄対象部位の洗浄に用いられて前記開孔から排出される前記第２の洗浄液を吸引して除去する洗浄液吸引手段を備えたことを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記異物は油脂によって前記洗浄対象部位に付着しており、前記第１の洗浄液として前記油脂を溶解する性質を有する洗浄剤を使用することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の洗浄装置。
【請求項１】
内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み異物が前記洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを、第１の洗浄液および前記第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄方法であって、
前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された前記第１の洗浄液に前記被洗浄ワークを浸漬することにより、前記洗浄対象部位に付着した状態の異物を粗除去するとともに、前記洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させるワーク浸漬工程と、
前記ワーク浸漬工程後に前記洗浄対象部位から前記第１の洗浄液を液切りして粗除去することにより、前記被洗浄面に付着して残留した前記異物を前記被洗浄面に残留した第１の洗浄液の液滴によって捕集する液切り・異物捕集工程と、
前記液切り・異物捕集工程後に、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を供給し、前記被洗浄面に接触したこの第２の洗浄液を蒸発気化させる第２の洗浄液供給工程と、
前記異物を捕集した液滴を、前記第２の洗浄液が気化した蒸気の流れによって移動させることにより、前記洗浄対象部位から排除する液滴移動工程とを含むことを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】
前記第２の洗浄液供給工程において、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を予め設定された噴射インターバル毎に複数回噴射して供給し、先行して供給された第２の洗浄液についての前記液滴移動工程が完了した後に、後続して供給される前記第２の洗浄液が噴射されるように、前記噴射インターバルを設定することを特徴とする請求項１記載の洗浄方法。
【請求項３】
前記狭隘部は前記被洗浄ワークの表面に開孔した止まり穴の内部であり、前記止まり穴の外部から前記被洗浄面へ前記第２の洗浄液を噴射して供給することを特徴とする請求項１または２記載の洗浄方法。
【請求項４】
前記洗浄対象部位の洗浄に用いられて前記開孔から排出される第２の洗浄液をこの開孔に近接して設けられた洗浄液吸引手段によって吸引して除去することを特徴とする請求項３記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記異物は油脂によって前記洗浄対象部位に付着しており、前記第１の洗浄液として前記油脂を溶解する性質を有する洗浄剤を使用することを特徴とする請求１乃至４のいずれかに記載の洗浄方法。
【請求項６】
内部に形成された狭隘部を洗浄対象部位に含み固形異物が前記洗浄対象部位に付着した状態の被洗浄ワークを第１の洗浄液および前記第１の洗浄液の沸点温度よりも低い沸点温度を有する第２の洗浄液によって２段階で順次洗浄する洗浄装置であって、
前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に加熱された前記第１の洗浄液に前記被洗浄ワークを浸漬することにより、前記洗浄対象部位に付着した状態の異物を粗除去するとともに、前記洗浄対象部位の被洗浄面の表面温度を前記第２の洗浄液の沸点温度よりも高い温度に昇温させるワーク浸漬部と、
前記ワーク浸漬部から取り出された前記被洗浄ワークの前記洗浄対象部位から前記第１の洗浄液を液切りして粗除去することにより、前記被洗浄面に付着して残留した前記異物を前記被洗浄面に残留した第１の洗浄液の液滴によって捕集する液切り・異物捕集部と、
前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を供給する第２の洗浄液供給手段と、この第２の洗浄液供給手段を制御する制御部とを備え、
前記異物を捕集した液滴を、前記供給された第２の洗浄液が前記被洗浄面に接触して蒸発気化した蒸気の流れによって移動させることにより、前記洗浄対象部位から排除することを特徴とする洗浄装置。
【請求項７】
前記制御部が前記第２の洗浄液供給手段を制御することにより、前記洗浄対象部位に対して前記第２の洗浄液を予め設定された噴射インターバル毎に複数回噴射して供給し、先行して供給された第２の洗浄液についての前記液滴の移動が完了した後に、後続して供給される前記第２の洗浄液が噴射されるように、前記噴射インターバルを設定することを特徴とする請求項６記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記狭隘部は前記被洗浄ワークの表面に開孔した止まり穴の内部であり、前記止まり穴の外部から前記被洗浄面へ前記第２の洗浄液を噴射して供給する液噴射ノズルを備えたことを特徴とする請求項６または７記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記被洗浄ワークの表面における前記止まり穴の開孔に近接して設けられ、前記洗浄対象部位の洗浄に用いられて前記開孔から排出される前記第２の洗浄液を吸引して除去する洗浄液吸引手段を備えたことを特徴とする請求項８記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記異物は油脂によって前記洗浄対象部位に付着しており、前記第１の洗浄液として前記油脂を溶解する性質を有する洗浄剤を使用することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
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【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−５０８９４（Ｐ２０１１−５０８９４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３５８９（Ｐ２００９−２０３５８９）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００１７９３２８）リックス株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（０００１７９３２８）リックス株式会社 (33)
【Ｆターム（参考）】
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