ラインバッチ式洗浄機（シャワー＋超音波洗浄で自動化ラインを実現）

ラインバッチ式洗浄機の定義

超音波洗浄を主体に純水すすぎと真空乾燥を組み合わせた全自動のラインバッチ式洗浄機（シャワー＋超音波洗浄で自動化ラインを実現）をご紹介します。サーボ制御のカゴ搬送で精密処理を行い、電解イオン水や油水分離とろ過で高清浄度を実現します。盲穴対応の真空超音波やRFID連携にも対応の全自動の部品洗浄機です。

ラインバッチ式洗浄機の構成と仕組み

: ①ラインバッチ式洗浄装置における洗浄カゴ搬送の方法

洗浄対象物を洗浄カゴに入れ、洗浄・乾燥するのがラインバッチ洗浄機の特徴です。シャワー洗浄や超音波洗浄、真空乾燥など、複数の洗浄工程を組み込むことが一般的で、洗浄カゴの搬送にはラックアンドピニオンとサーボモーターを組み合わせる方式をとっています。カゴの昇降や横行をサーボモーターで制御することで、任意の位置で容易に停止させることが出来るため、部品交換後のセッティングの際も手間をかけずに復旧することが可能です。

: ②金属洗浄機における真空超音波洗浄機の仕組みと電解イオン水

洗浄対象物に複数の止まり穴やタップ穴などがある場合、通常の超音波洗浄機などによる浸漬洗浄では汚れが除去できない場合があります。このような場合に使用するのが真空超音波の技術です。浸漬槽の減圧をすることで、止まり穴に溜まっていた空気が膨張し穴の外へ出ていきます。その代わりに洗浄液が穴の内部に侵入し、洗浄効果を得ることが可能です。超音波洗浄と併用することが一般的で、場合によっては減圧と復圧を繰り返し、効果を上げることも可能です。真空超音波洗浄機とアルカリイオン洗浄を組み合わせることで精密バルブなど洗浄性、表面の清浄度、ウォーターマーク対策が必要な部品にも対応できるようになります。

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: ③ラインバッチ式洗浄装置における真空乾燥の仕組みとメリット

洗浄対象物をセットした槽を減圧することで、水の沸点を下げ、水分を蒸発させるのが真空乾燥です。金属洗浄機に使用する場合の注意点としては、洗浄対象物の自熱を利用しているため、事前に対象物の温度を上げておく必要があるため、前工程には温風乾燥（熱交換）を設けるのが一般的です。熱を保持しにくい鈑金製の洗浄対象物などは真空乾燥にプラスして真空中でも熱が伝わる加熱方法を検討する必要があります。真空乾燥のメリットとしては、止まり穴やタップ穴など、乾燥が難しい形状でも容易に乾燥させることが出来る点が挙げられます。

: ④ラインバッチ式洗浄装置における浸漬洗浄のメリット・デメリット

複雑な形状をした洗浄対象物については、シャワー洗浄だけでその洗浄性を確保することは難しいものですが、洗浄液中に浸漬させたり、カゴを回転させることで、その問題をクリア出来る可能性が高まります。さらに超音波洗浄を組み合わせることで、微細な汚れにも効果を発揮し、より清浄度をあげることが可能です。デメリットとしては洗浄に時間がかかることで、通常では２～3分、1工程にかける必要があります。また、対象物同士の重なりを解消し満遍なく洗浄するためには、洗浄カゴを回転させるなど、洗浄機としても工夫をする必要があります。

: ⑤ラインバッチ式洗浄装置における液の油水分離とろ過方法

超音波洗浄による浸漬洗浄では前工程から持ち込まれた油分やゴミが洗浄液中を浮遊することになりますので適切に除去していかないと、洗浄対象物への再付着リスクが高まります。マグネットセパレーターや、バグフィルター、オイルスキマー、サイクロン式ろ過器、油水分離機などの適切な仕組みを組み合わせ、洗浄液の清浄化を図る必要があります。また、タンクをダーティ、セミクリーン、クリーンの３槽構造として、液の清浄度を可能な限り高めた洗浄液を浸漬洗浄槽に供給するという方法をとることもあります。

油水分離装置

: ⑥ラインバッチ式洗浄装置における前後装置との組み合わせ

１カゴあたりの洗浄時間が長いため、洗浄機の前後にストッカーを組み合わせることがあります。単純にコンベアを伸ばしただけの物から、2階建て、3階建てのストッカーを繋げる場合もあります。洗浄カゴにRFIDタグなどをつけ、その情報によって指定したストッカーに入るよう制御することも可能となります。また、ストッカーとAGVなどの装置を結び付けることで、後工程まで対象物を自動搬送することも出来るようになります。

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: ⑦ラインバッチ式洗浄機における超音波の種類と選択

ラインバッチ洗浄では超音波洗浄が主体の構成となります。粗洗浄、仕上げ洗浄、すすぎなどの各工程に超音波を設置し、部品洗浄しています。超音波を使う場合、対象物に合わせて周波数や発信方式を設定していく必要があります。鉄やSUSの場合は26～28KHz、アルミや銅など非鉄の場合は40KHz以上を設定することが多く、付着している汚れとの相性や、素材面へのダメージを洗浄テストを行うことで確認していきます。洗浄液にアルカリイオン水を使用する場合、超音波の性能が特に重要になってきますので慎重な選定が必要です。当社では複数の超音波メーカーの取扱実績がありお客様に合わせたオーダーメイドの洗浄システムをご提案します。

よくある質問

洗浄対象の部品を洗浄カゴに入れて搬送し、複数の洗浄・乾燥工程を自動で処理するタイプの洗浄機です。シャワー洗浄、超音波洗浄、浸漬洗浄、真空乾燥などの工程を組み合わせることが可能で、サイクルタイムに合わせつつ、タップや止まり穴といった複雑な形状の洗浄対象物でも対応することが出来る部品洗浄機となっております。

洗浄カゴの搬送にはラックアンドピニオンとサーボモーターを組み合わせる方式や、プッシャー搬送方式があります。ラック＆ピニオン搬送では洗浄カゴの昇降や横行をサーボモーターで制御するため任意の位置で容易に停止させることができ部品交換後のセッティングの際も手間をかけずに復旧することが可能です。プッシャー搬送方式は装置の全高を低く抑えたい場合やサイクルタイムが短い場合に有効です。

ラインバッチ式洗浄機は精密部品や複雑形状のワークを洗浄する場合に採用しています。また、多品種少量生産にも対応できる柔軟性があり、製品ごとに異なる洗浄条件を設定することも可能です。

乾燥工程まで組み込んだ洗浄機をご提案することが可能です。熱風乾燥や真空乾燥など用途に応じて組み合わせます。真空乾燥では乾燥槽を減圧することで水の沸点を下げ、水分を蒸発させます。事前にワーク温度を上げておく必要があるため、前工程には温風乾燥（熱交換）を設けるのが一般的です。止まり穴やタップ穴など、乾燥が難しい形状でも対応出来る点がメリットとして挙げられます。

複雑な形状をした洗浄対象ワークについては、スプレー洗浄だけでその洗浄性を確保することは難しいですが、洗浄液中に浸漬させたり、カゴを回転させることで、その問題をクリア出来る可能性が高まります。また超音波洗浄を組み合わせることで、微細な汚れにも効果を発揮し、より清浄度をあげることが可能です。

禅定装置の前後をコンベヤなどと繋げることで自動化を図ることも可能です。洗浄機の前後にストッカーを組み合わせることもあります。単純にコンベアを伸ばしただけの物から、2階建て、3階建てのストッカーを繋げる場合もあります。AGVなどの輸送装置と連結することで、後工程までワークを自動搬送することも出来るようになります。

ラインバッチ洗浄では超音波洗浄が主体の構成となります。各工程に超音波を設置し部品洗浄しています。超音波を使う場合、対象ワークに合わせて周波数や発信方式を設定していく必要があります。鉄やSUSの場合は26～28KHz、アルミや銅など非鉄の場合は40KHz以上を設定することが多く、付着している汚れとの相性や、素材面へのダメージを洗浄テストを行うことで確認していきます。

洗浄対象の材質や汚れの種類に応じて最適な洗浄液を選定する必要があります。代表的なものには、電解イオン水、アルカリ洗浄液、中性洗浄液などがあります。電解イオン水は環境負荷が少なく、脱脂や微粒子除去に効果的です。アルカリ洗浄液は油汚れに強く、金属部品の洗浄に多く使われます。中性タイプは素材への影響が少なく、樹脂や複合材にも適しています。洗浄液は循環・ろ過・自動補充などの機能で管理され、安定した洗浄品質を維持します。

洗浄対象の汚れの種類や量、使用時間、ろ過装置の性能によって駅の交換頻度は異なります。最適な交換タイミングは、装置の使用状況や持ち込まれる汚れの種類・量によって変わるため、使用環境によって決める必要があります。

ラインバッチ式洗浄機に電解イオン水を組み合わせることで、高い洗浄力と環境性能を両立できます。電解イオン水は水を電気分解して生成され、界面活性剤を使わずに油分や微粒子を除去できるため、脱脂洗浄や精密部品の洗浄に最適です。

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