(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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。
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
図4に示すように、ランス34の先端部に、ランス34の軸に
直交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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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)。
【0039】
以下、各ステップについて詳細に説明する。
【0040】
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。
【0041】
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)。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。