JP2014140805A - 乾式クリーニング筐体及び乾式クリーニング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮空気流によるアシスト効果を十分に得ることができ、粘弾性汚れの除去を含む洗浄機能の向上に寄与できる乾式クリーニング筐体を提供する。
【解決手段】図示しない吸引手段を稼動させた状態で、乾式クリーニング筐体５０の開口部１８を洗浄対象物２０に当てて塞ぐと、インレット２４から外部空気が高速で流入し、旋回気流３０が生じる。旋回気流３０の最外周側には、気流噴射口としてのノズル孔６２ａが設けられ、圧縮空気流ＣＦが旋回気流３０に略平行に噴射される。圧縮空気流ＣＦにより旋回気流３０の速度が増加し、これに伴って洗浄媒体５の飛翔速度が増加して洗浄対象物２０に衝突する衝撃及び循環飛翔回数が増加する。
【選択図】図１

Description

本発明は、筐体の内部空間で旋回気流により洗浄媒体を飛翔させ、洗浄対象物に接触ないし衝突させて洗浄する乾式クリーニング装置及び該乾式クリーニング装置に用いられる乾式クリーニング筐体に関する。

近年、プリント基板製造におけるフローはんだ槽によるはんだ付け工程において、はんだ付け処理する領域以外をマスクする治具が多く用いられている。
このようなマスク治具（ディップパレット、あるいはキャリアパレットと呼ばれる）は、繰り返し使用されるうちに、表面にフラックスが堆積して固着しマスクの精度を下げるために、定期的に洗浄する必要があった。
一般的には、このような洗浄は溶剤に浸漬して行うため、大量の溶剤を消費しており、コストアップを避けられず、作業者や環境への負荷も極めて大きい。
浸漬せずに装置内で溶剤を洗浄対象物に噴射する方式も知られているが、溶剤を大量に使用するという点に変わりはない。

この問題を解消する技術として、本出願人による特許文献１等に開示される乾式クリーニング装置が提案されている。
これらの装置では、内部空間を有する筐体に吸引口を介して吸引手段を接続して筐体内を負圧化し、筐体の外周面の一部に設けられた通気路から外部空気を高速で流入させることにより筐体内で旋回気流を生じさせている。
この旋回気流で薄片状の洗浄媒体を筐体内で循環飛翔させるようになっている。
吸引手段を稼動させた状態で、筐体の外周面の一部に形成された、上記通気路よりも大きな断面積を有する開口部を洗浄対象物に当てて塞ぐことにより上記旋回気流が生じる。
開口部で洗浄媒体が洗浄対象物の表面に高速で衝突し、これが繰り返されることにより洗浄対象物の汚れが除去されるものである。

筐体の内部空間と吸引口との間には、多孔性の分離板が設けられており、洗浄対象物から除去された汚れや、磨耗等により小さくなった洗浄媒体は、洗浄中、分離板を通過して吸引手段側へ回収されるようになっている。
特許文献２には、粘弾性汚れ等の除去が極めて困難な汚れも除去可能とすることを目的として、吸引方式と圧縮方式とを併用した乾式クリーニング装置が提案されている。
この装置の特徴は、内部空間の吸引によって生じる旋回気流で飛翔する洗浄媒体に向けて、圧搾空気源からの圧縮空気流を噴射し、洗浄媒体の飛翔速度を向上させ、粘弾性汚れを削り取ることが可能な飛翔速度を得るというものである。

しかしながら、従来の乾式クリーニング装置では、吸引によって生じる旋回気流以上の速度を洗浄媒体に与えることはできるものの、投入するエネルギー量から推測される除去効率には十分に達していなかった。
その理由を以下に説明する。
図１１は、特許文献２の一つの実施例を模式的に示している。
図１１において、符号１００は筐体を、１０１は通気路としてのインレットを、１０２は旋回気流を、５は洗浄媒体を、１０３は開口部を、２０は洗浄対象物を示している。
また、符号１０４は旋回気流の旋回軸を規定する流路制限部材を、１０５は図示しない圧搾空気源に接続された圧縮空気流噴射ノズルを示している。

圧縮空気流噴射ノズル１０５は、圧縮空気流を直接開口部１０３に向けて噴射するように配置されている。
換言すれば、旋回気流に乗って開口部１０３に向かう洗浄媒体５に直接圧縮空気流を噴射して洗浄媒体５の飛翔速度を高めるようになっている。

吸引方式によって生じる旋回気流１０２と、圧縮空気流１０６は移動するベクトルが異なるため、合成された気流に淀み部分ができ、淀み気流１０７が発生する。
淀み気流１０７が生じると、洗浄媒体を再び洗浄対象物まで循環させることがスムーズに行えない。
すなわち、淀み気流１０７によって洗浄媒体の循環飛翔が阻害されやすい。

図１２は、特許文献２の他の実施例を模式的に示している。
この例では、圧縮空気流噴射ノズル１０７はインレット１０１に設けられている。
この場合、圧縮空気流１０６と旋回気流１０２との速度差が大きいと、合流部で洗浄媒体が圧縮空気流１０６に弾かれて、洗浄媒体の速度が十分に加速できない。
すなわち、圧縮空気流１０６はインレットの合流側出口で急激に広がるため、この広がりで旋回気流に乗って飛翔する洗浄媒体が弾かれる。
これにより、洗浄対象物への衝突速度が阻害される。

以上のように、洗浄媒体に直接圧縮空気流を噴射して洗浄媒体の飛翔速度を高める特許文献２の方式では、圧縮空気流によるアシスト効果が十分に得られなかった。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、圧縮空気流によるアシスト効果を十分に得ることができ、粘弾性汚れの除去を含む洗浄機能の向上に寄与できる乾式クリーニング筐体の提供を、その主な目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、洗浄媒体を気流により飛翔させ、前記洗浄媒体を洗浄対象物に当てて洗浄対象物の洗浄を行う乾式クリーニング装置に用いられる乾式クリーニング筐体であって、吸引手段に接続され、前記洗浄媒体を飛翔させる内部空間と、前記洗浄対象物に当接して前記洗浄媒体を前記洗浄対象物に衝突させる開口部と、外部からの空気を前記内部空間へ通す通気路と、を有し、前記内部空間を吸引することにより、前記通気路から前記内部空間へ導入される気流で前記内部空間に洗浄媒体を飛翔させる旋回気流を生じさせる乾式クリーニング筐体において、前記旋回気流の速度を増加させる気流を噴射する気流噴射口を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、洗浄媒体の飛翔速度を十分に加速でき、粘弾性汚れの除去を含めて洗浄機能を大幅に高めることができる。

本発明の第１の実施形態に係る乾式クリーニング筐体の概要断面図である。 同乾式クリーニング筐体の分解斜視図である。 同乾式クリーニング筐体における気流の流れを示す概要断面図である。 気流噴射口を一体に有するアタッチメントの構成を示す概要断面図である。 同アタッチメントの裏側から見た一部破断の斜視図である。 従来例と本発明の旋回気流の速度の違いを比較した実験結果を示す図である。 第２の実施形態に係る乾式クリーニング筐体の概要断面図で、（ａ）は筐体内の負圧により通気路開閉手段が開いた状態を示す図、（ｂ）は閉じている状態を示す図である。 本発明の基礎となる乾式クリーニング装置の構成を示す概要断面図である。 同装置の洗浄動作の原理を示す図である。 同乾式クリーニング装置の使用状態を示す斜視図である。 従来の圧縮空気を噴射する一例における乾式クリーニング筐体の概要断面図である。 従来の圧縮空気を噴射する他例における乾式クリーニング筐体の概要断面図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
まず、図８乃至図１０に基づいて、洗浄動作原理上、本発明の基礎となるハンディタイプの乾式クリーニング装置の基本構成及び機能について説明する。
図８に基づいて、該ハンディタイプの乾式クリーニング装置２の構成の概要を説明する。図８（ａ）はＡ−Ａ線での横断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線での縦断面図である。
乾式クリーニング装置２は、内部に洗浄媒体５の飛翔空間を有する乾式クリーニング筐体（以下、単に「筐体」ともいう）４と、筐体４内を負圧化する吸引手段６とを備えている。
筐体４は、筐体本体部としての円筒形状の上部筐体４Ａと、逆円錐形状の下部筐体４Ｂとから一体として構成されている。ここでの上部、下部は図面上の便宜的呼称であって、実機上の上下とは必ずしも関係はない。

下部筐体４Ｂは、その円錐頂部に吸引口８を一体に備えており、吸引ダクトとして機能する。
吸引手段６は、吸引口８に一端を接続されたフレキシブルな吸引ホース１０と、該吸引ホース１０の他端に接続された吸引装置１２とを有している。
吸引装置１２としては、家庭用掃除機、真空モータや真空ポンプ、あるいは流体の圧送により間接的に低圧化ないし負圧化を生じさせる装置などを適宜用いることができる。なお、部材の上面、底面等の上下の位置関係は図面上の基準にすぎない。

上部筐体４Ａの底面部は、下部筐体４Ｂの上端部を結合する嵌合凹部４Ａ−１となっており、上部筐体４Ａと下部筐体４Ｂは分離可能となっている。上部筐体４Ａの上面４Ａ−２は密閉されている。
上部筐体４Ａの底面部における下部筐体４Ｂとの境界部分には、多孔手段としての多孔性の分離板１４が設けられている。分離板１４は、パンチングメタルのような穴が空いた板状の部材である。
分離板１４は、吸引されたときの洗浄媒体５の下部筐体４Ｂ側への移動を阻止するものである。図８（ａ）では分離板１４の表示を一部省略している。なお、洗浄媒体５は分かり易くするためにその大きさを誇張表示している。

多孔手段としては、洗浄媒体５を通さずに空気及び粉塵（洗浄対象物から除去された除去物）を通過させる大きさの細孔を多く備える多孔形状であればよく、スリット板や網などを用いてもよい。
材質も滑らかな面を備えていれば、樹脂や金属などを自由に選択して良い。
多孔手段は旋回気流の旋回軸と直交する面として配置されている。
これにより、多孔手段に沿う方向に気流が流れることにより、洗浄媒体５の滞留を防ぐ効果がある。
旋回空気流の減衰を抑えるために、筐体内面は段差、凹凸がなく平滑であることが望ましい。

多孔手段は、旋回気流に沿った面に配置されることにより、多孔手段の表面に吸着した洗浄媒体を引き剥がして再飛翔させることができる。
筐体４の材質は特に限定されないが、異物の付着や洗浄媒体との摩擦による消耗を防ぐために、例えばアルミ二ウムやステンレスなどの金属製が好適であるが、樹脂製のものを用いることもできる。

上部筐体４Ａの内部中心には、上部筐体４Ａの円筒軸を共通の軸とするように、円筒状の流路制限部材１６が筐体の一部として設けられ、流路制限部材１６の下端は分離板１４に固定されている。
流路制限部材１６は旋回気流の流路断面積を絞って流速を向上させる目的で設けられている。流路制限部材１６により上部筐体４Ａ内には滑らかな壁面を有するリング状の旋回気流移動空間（洗浄媒体の飛翔空間）が形成されている。
リング状の旋回気流移動空間（内部空間）を、以下「旋回流路」ともいう。流路制限部材１６は旋回気流の旋回軸を規定する部材でもある。
上部筐体４Ａの形状によっては、流路制限部材１６の中心軸と上部筐体４Ａの中心軸を必ずしも共通にする必要はなく、リング状の空間が確保できていれば偏芯していても良い。

上部筐体４Ａの側面の一部には、旋回気流で飛翔する洗浄媒体５を洗浄対象物に接触ないし衝突させるための開口部１８が形成されている。
上部筐体４Ａは直径に対して高さが極めて小さい円筒形状であり、その高さを形成する側面の一部に開口部１８を設けている。
これにより、筐体４全体としては、図８（ｂ）に示すように、開口部１８以外の外周部分が洗浄対象物２０から大きく逃げる（離れる）レイアウトとなり、洗浄対象物２０に対する局所的当接、換言すればピンポイントクリーニングの自由度が高められている。
開口部１８は、上部筐体４Ａの側面を円筒軸に平行な平断面により切断した形状であり、円筒軸と直交する方向から見て矩形形状をなしている。

上部筐体４Ａの側面には空気流入口２２が形成されており、空気流入口２２には、旋回気流発生手段で且つ通気路としてのインレット２４が上部筐体４Ａの外方から接続されて上部筐体４Ａに一体に固定されている。
インレット２４は分離板１４に略平行に設定されており、その通気方向は、上部筐体４Ａの半径方向に対して傾き、その通気路中心の延長線が開口部１８に達するように位置している。
インレット２４は、上部筐体４Ａの高さ方向に延びる幅を有している。インレット２４は上部筐体４Ａの高さよりも径又は幅が小さいものを１つ配置してもよく、単体のインレットを高さ方向に複数配置する構成としてもよい。

図８に示すように、開口部１８が洗浄対象物２０に当接して塞がれると、筐体４内が閉空間としてなり、インレット２４から外気が高速で流入し、この高速気流は洗浄媒体５を開口部１８へ向けて加速させるとともに旋回気流３０を生成する。
閉空間が形成された時に生じる旋回空気流は、分離板１４上に吸着した洗浄媒体を吹き払い、再飛翔させる効果を有する。

開口部１８は、開放されたときに、空気流入口２２における内圧を、大気圧もしくはその近傍にするために十分な大きさの面積を備える。また、空気流入口２２も、開口部１８の開放時に大気圧もしくはその近傍になりやすい位置に配置される。
このような構成を備えることにより、開口部１８を洗浄対象物に当てていない間は、空気流入口２２が大気圧に近づくことによって、外部との差圧が低下し、その結果流入する気流が劇的に低減する。
一方、開口部１８から流入する気流は多くなるため、洗浄媒体５が筐体４内から漏れ出ることを防ぐことができる。
また、開口部１８が開放されている状態では、閉塞されている場合に比べて流入する気流の総量が２〜３倍になるため、とくに薄片状の洗浄媒体では多孔手段上に吸着されるため、再飛翔せず筐体の外に漏れることがない。
これを開口部開放時における「洗浄媒体吸着効果」という。

洗浄媒体５は、薄片状の洗浄片の集合であるが、ここでは薄片状の洗浄片単体としての意味でも用いている。
薄片状の洗浄媒体とは面積が１ｍｍ^２以上２００ｍｍ^２以下の薄片である。
また、洗浄媒体の材質は、ポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタラート、アクリル、セルロース樹脂などの耐久性のある素材からなるフィルムであり、厚みは０．０２ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。
但し、洗浄対象物によっては洗浄媒体の厚みやサイズや材質を変えることが効果的な場合もあり、これらの洗浄媒体を使用する場合も本発明の範囲に含まれるため、前記洗浄媒体条件にはとらわれないものとする。
洗浄媒体の材質に関しては、樹脂だけにとどまらず、紙、布などの薄片や、あるいは、雲母などの鉱物、セラミックやガラス、金属箔であっても、薄く軽量で飛翔しやすい形状にすることで使用することができる。

上部筐体４Ａのリング状の内部空間２６は、旋回空気流によって洗浄媒体５を飛翔させて開口部１８に対向する洗浄対象物２０に接触させる機能を担う空間である。
流路制限部材１６の内部空間３４は、旋回空気流が作用しない空間である。

以上のように構成される乾式クリーニング装置２による洗浄動作（以下、「クリーニング動作」という）を、図９を参照して説明する。
なお、図９では、部材の厚み等を省略し、分かり易くするために静空間としての内部空間３４をハッチングで表示している。
図９（ｂ）は、開口部１８を洗浄対象物２０から離して開口部１８を開放し吸気を行っている状態を、図９（ａ）は、開口部１８を洗浄対象物２０に当てて閉塞した状態を示している。
クリーニング動作に先立って、洗浄媒体５を筐体４内に供給する。筐体４内に供給された洗浄媒体５は、図９（ｂ）下図に示すように、分離板１４に吸い付けられて筐体４内に保持される。
筐体４内は吸気により負圧状態となっているので、筐体外部の空気がインレット２４を通して筐体４内に流入するが、このときのインレット２４内の流れは流速・流量ともに小さいので、筐体４内に発生する旋回気流３０は洗浄媒体５を飛翔させる強さには至らない。

筐体４内に洗浄媒体５が供給・保持されたら、図９（ａ）に示すように、開口部１８を洗浄対象物２０の表面のクリーニングすべき部位に当てて閉塞状態にする。
開口部１８が塞がれると、開口部１８からの吸気が止まるので、筐体４内の負圧は一気に増大し、インレット２４を通じて吸い込まれる外部の空気量・流速ともに増大する。
吸い込まれる外部空気はインレット２４内で整流され、インレット出口（空気流入口２２）から筐体４内に高速空気流となって吹き出す。
吹き出した空気流は、分離板１４上に保持されている洗浄媒体５を開口部１８に対向する洗浄対象物２０の表面に向けて飛翔させる。

上記空気流は、旋回気流３０となって、筐体４の内壁に沿って円環状に流れつつ、一部は分離板１４の穴を通って吸引手段６により吸気される。
このように筐体４内を円環状に流れた旋回気流３０がインレット２４の出口部に戻ると、インレット２４から入り込む空気流が旋回気流３０に合流しつつ加速する。このようにして筐体４内に安定した旋回気流３０が形成される。

洗浄媒体５は、この旋回空気流により筐体４内で旋回し、洗浄対象物２０の表面に繰り返し衝突する。この衝突による衝撃で、洗浄対象物２０の表面から汚れが微小粒状あるいは粉状となって分離する。
分離した汚れは、分離板１４の穴を通って吸引手段６により筐体４の外部へ排出される。
筐体４内に形成される旋回気流３０は、その旋回軸が、分離板１４の表面に直交しており、旋回気流３０は分離板１４の表面に平行方向の気流となる。
このため、旋回気流３０は分離板表面に吸い着けられた洗浄媒体５に、横方向から吹き付けて洗浄媒体５と分離板１４の間に入り込み、分離板１４に吸い付けられている洗浄媒体５を分離板１４から引き剥がして再度飛翔させる効果が生じる。

また、開口部１８が塞がれて上部筐体４Ａ内の負圧が増大して、下部筐体４Ｂ内の負圧に近くなるため、洗浄媒体５を分離板１４の表面に吸い付ける力も低下して、洗浄媒体５の飛翔がより容易になる効果が生じる。
旋回気流３０は、一定の方向に気流が加速されるため高速の気流が生成しやすく、洗浄媒体５の高速飛翔運動も容易となる。
高速で旋回移動する洗浄媒体５は、分離板１４に吸い付けられにくく、洗浄媒体５に付着した汚れが、遠心力により洗浄媒体５から分離され易い。

図１０に上述した乾式クリーニング装置２によるクリーニングの実際的な例を示す。
洗浄対象物は前述したフローはんだ槽工程で用いられるディップパレットであり、符号１００で示す。
ディップパレット１００には、マスク開口部１０１、１０２、１０３が開口しており、これらマスク開口部の穴周辺にフラックスＦＬが堆積・固化している。この堆積・固化したフラックスＦＬが除去すべき汚れである。
図１０に示すように、下部筐体４Ｂの根元部（吸引口８部位）を手ＨＤで握り、吸気状態で、筐体４の開口部１８を被クリーニング部位に押し当てる。
開口部１８が被クリーニング部位に押し当てられる以前は、筐体４内は吸気され、洗浄媒体５は分離板１４に吸い付けられているので、開口部１８は下方を向いているものの、筐体４内から洗浄媒体５が外部へ漏れることは無い。
勿論、開口部１８が被クリーニング部位に押し当てられた以後は、筐体内が気密状態となり、洗浄媒体の漏れ出しはない。

開口部１８を被クリーニング部位に押し当てると、インレット２４による流入気流が急増し、筐体４内に強い旋回気流３０が発生する。
旋回気流３０は、分離板１４に吸い付けられた洗浄媒体５を飛翔させ、ディップパレット１００の被クリーニング部位に付着固化したフラックスＦＬに衝突させてフラックスＦＬを除去する。
クリーニング作業者は、上述の如く下部筐体４Ｂの根元を手ＨＤに持ち、ディップパレット１００に対して移動させて、被クリーニング部位を順次移動させ、付着・固化したフラックスＦＬを全て除去することができる。

図１０の状態では、ディップパレット１００のマスク開口部１０１の周辺部がクリーニングされ、マスク開口部１０２、１０３の周辺部がクリーニング途上である。
被クリーニング部位に対して開口部を移動させる時に被クリーニング部位から開口部１８が離されても、前述の洗浄媒体吸着効果により、洗浄媒体５が筐体内から漏れ出さない。
このため、洗浄媒体数が維持され、洗浄媒体量の減少によるクリーニング性能の低下は生じない。

洗浄媒体５は、繰り返し使用される間にクリーニング部位に対する衝突による衝撃により次第に破壊され、クリーニング部位のディップパレット１００から除去したフラックス（汚れ）と共に、吸引装置１２に吸引回収される。
このため、乾式クリーニング装置を長時間使用していると、筐体内に保持された洗浄媒体の量が減少する。
このような場合は、新しい洗浄媒体群を筐体４内に補給する。

図１乃至図６に基づいて本発明の第１の実施形態を説明する。
なお、上記基礎技術と同一部分は適宜同一符号で示す。また、洗浄動作及び洗浄媒体の飛翔原理は上記基礎技術と同様であり、乾式クリーニング装置としての用い方も同様であるので、乾式クリーニング装置としての構成は省略する。
図２に示すように、本実施形態に係る乾式クリーニング筐体５０は、旋回軸心方向に貫通穴を有する筐体本体５２と、筐体本体５２の穴の中心部に配置される円筒状の流路制限部材１６とを有している。
また、乾式クリーニング筐体５０は、筐体本体５２の旋回軸心方向両側に固定される分離板１４Ａ、１４Ｂと、各分離板１４の外側を覆う外装カバー５４Ａ、５４Ｂと、流路制限部材１６の内側に二重筒構成で配置される円筒状の集塵ダクト５６等を有している。
筐体本体５２、分離板１４Ａ、１４Ｂ、外装カバー５４Ａ、５４Ｂには、旋回軸心方向に延びる図示しない長ボルトを挿通する穴があいており、該長ボルトで一体に組み付けられるようになっている。

集塵ダクト５６の一端部５６ａは塞がれており、この部分は外装カバー５４Ａの中心穴５４Ａ−１に挿入されて支持されている。
集塵ダクト５６の他端部５６ｂは吸引口としてなる。吸引口５６ｂは外装カバー５４Ｂの中心穴５４Ｂ−１を貫通し、上述した吸引手段６に筐体の内部空間を吸引可能に接続される。
集塵ダクト５６の外周面には、吸気穴５６ｃが複数形成されている。

筐体本体５２の一側の上部には、インレット２４が形成されており、インレット２４の直線方向下端側には、開口部１８が形成されている。
筐体本体５２は、第1本体部５２Ａと、第２本体部５２Ｂとの分割構成となっており、インレット２４と開口部１８は第２本体部５２Ｂに一体に形成されている。

インレット２４の開口部にはネジ挿通孔５２ａが形成されており、これに対応して第1本体部５２Ａにはネジ孔５２ｂが形成されている。
かかる構成により、図示しないネジにより筐体本体５２の上部が一体に締結される。
第２本体部５２Ｂの下面５２ｃにはネジ孔５２ｄが形成されており、下面５２ｃが第1本体部５２Ａの下に潜り込んで重なる。
かかる構成により、図示しないネジにより筐体本体５２の下部が一体に締結される。

図３に示すように、集塵ダクト５６は流路制限部材１６より内側に配置されており、流路制限部材内の空間と吸引口５６ｂは通じている。
吸引手段６の稼働中は、インレット２４より流入した気流が旋回流路（内部空間）から分離板１４を介して内部空間の外に流れ、流路制限部材の内側と集塵ダクト内の空間を通じて、吸引口５６ｂから吸引手段へ排出されるように気流が生じている。
筐体内に洗浄媒体が存在する状態で、洗浄対象物から開口部１８を離すと、洗浄媒体は分離板１４に吸着し、筐体内に保持される。

図２に示すように、第1本体部５２Ａの上面には開口５８が形成されており、該開口５８を塞ぐように、気流噴射口を一体に有するユニットとしてのアタッチメント６０が着脱自在に設けられている。
アタッチメント６０は、図４及び図５に示すように、第1本体部５２Ａの一部をなす挿入部６２と、図示しない圧搾空気源（エアーコンプレッサ）に接続するための接続部６４とから構成されている。
接続部６４にはフレキシブルなエアホース６５（図１参照）のプラグを接続するためのネジ穴６４ａが形成されている。
挿入部６２には、旋回軸心方向に間隔をおいて気流噴射口としての複数のノズル孔６２ａが形成されている。
各ノズル孔６２ａとネジ穴６４ａは空気孔６６で連通している。

挿入部６２の下面６２ｂは、第1本体部５２Ａの内壁面に沿って湾曲している。
接続部６４は挿入部６２により外方に突出する大きさを有し、突出する接続部６４の下端面６４ｂはアタッチメント６０を装着するときのストッパとして機能する。
ストッパにより筐体にアタッチメント６０を差し込むだけで所定位置に固定することができる。

気流噴射口の口径を変えたアタッチメントを複数用意することにより、洗浄媒体の種類や洗浄対象物の種類に応じて、洗浄能力の最適化を図ることができる。
また、気流噴射口を有しないアタッチメントを用意することにより、圧縮空気の使用の有無を容易に切り替えることもできる。
気流噴射口を有しないアタッチメントは、内部空間を、気流噴射口が設けられない場合の構成と同等の機能を持つようにでき、気流噴射口により気流を噴射しない構成を任意に選択できる旋回気流専用化部材としてなる。

上記のように、挿入部６２の下面６２ｂは、第1本体部５２Ａの内壁面に沿って湾曲し、該湾曲面にノズル孔６２ａが開口している。
すなわち、図１に示すように、ノズル孔６２ａの向きは旋回気流３０の速度を増加させるように、旋回気流に対して略平行に配置されている。
なお、図１等では、集塵ダクト５６は省略している。また、ノズル孔６２ａのみを分かりやすく模式的に表示している。
本実施形態では、ノズル孔６２ａの位置は旋回気流の最外周部の速度を増加させるように配置されている。

旋回気流３０は内周側よりも外周側が周速が大きく、且つ、遠心力が作用するため、洗浄媒体は旋回気流３０の外周側に集まった状態で飛翔する。
したがって、旋回気流の最外周部に沿って旋回気流よりも大きい速度で噴射される圧縮空気流ＣＦは、旋回気流３０の流れを乱すことなく旋回気流３０を加速させる。
このことは、旋回気流３０の最外周部を飛翔する洗浄媒体の飛翔速度を増加させることに寄与することを意味する。
これによって洗浄媒体の洗浄対象物２０に向かう飛翔速度が増加し、強い衝撃で洗浄対象物に衝突するので、洗浄機能が向上する。

本実施形態では、気流噴射口が、旋回気流の旋回方向におけるインレット２４の上流側であって、インレット２４からの気流と旋回気流とが合流する部位の洗浄媒体を加速できる位置に設けられている。
本発明はこれに限定される趣旨ではなく、旋回気流３０の流れを妨げずに洗浄媒体の飛翔速度を増加させることができれば、旋回気流上のどの位置であってもよい。
アタッチメント６０とコンプレッサとの間には、手動で開閉されるバルブ６７が設けられている。
気流噴射口は、小径の穴が横並びに整列したもの、またはスリット状の構成となっており、流路断面積が同じであれば使用する洗浄媒体の形状などにより選択する。
流路断面積は、コンプレッサの出力と筐体の奥行きに合せて決定する。

本実施形態に係る乾式クリーニング装置の使用方法を説明する。
まず、吸引手段６を稼働させて洗浄媒体を筐体内に取り込み、洗浄対象物２０で開口部１８を塞いでインレット２４からの取り込み気流（第１の気流）により旋回気流を発生させる点は従来と同様である。
その後さらに、手動バルブを開き、気流噴射口からの第２の気流（圧縮空気流）を旋回気流の最外周部に向けて噴射する。
第２の気流の供給流量は少なくとも吸引手段６の吸引量以下で、なおかつ流速が第１の気流よりも大きいことが望ましい。

このような構成により、圧縮空気の噴射によって加速された旋回気流によって飛翔した薄片状の洗浄媒体が、開口部を通って洗浄対象物に衝突する。
洗浄媒体は洗浄対象物に衝突した後、旋回気流によって筐体内を循環し、再加速されて繰り返し洗浄対象物に衝突する。
上記のように、この構成では旋回気流自体が速まるため、洗浄媒体の循環速度が向上する。
このため、衝突速度が上がるとともに単位時間あたりの洗浄媒体衝突数も向上するため、洗浄能力が大幅に向上する。

また、インレット２４からの取り込み気流と旋回気流との合流時に速度差が少なくなるため、洗浄媒体をスムーズに加速させることができ、洗浄媒体の衝突速度が向上し、洗浄能力が大幅に向上する。
洗浄が終了したら、まずバルブを閉じて圧縮空気の供給を停止し、しかる後に吸引手段６を稼働させたまま、開口部１８を洗浄対象物から引き離す。
洗浄媒体の飛翔・吸着効果により、洗浄媒体は漏れたり落下したりせずに筐体内の分離板上に保持される。

上記したように、本実施形態に係る乾式クリーニング装置の特徴は、圧縮空気（第２の気流）による加速と、取り込み気流（第１の気流）による旋回気流とを併用する点にある。
圧縮空気を用いた気流は、オリフィスを絞ることで早い流速を得ることはできるが、流量を大きくすることは限界があり、洗浄媒体を飛翔させる十分強い旋回気流を生成させるには不向きである。

一方、筐体内の負圧による取り込み気流はその逆で、流速は圧縮空気ほど速くはないが、大きな流量を得ることができ、強い旋回気流を生成させやすい。
また、旋回気流には内外周で速度勾配があり、内側へ行くほど旋回気流速度が低下し、外側へ行くほど旋回気流速度が向上する。
したがって、本装置では、取り込み気流から生まれる旋回気流によって筐体内を所定の旋回気流速度に保ち、圧縮空気の噴射により旋回気流の最外周のみを加速するものである。
このため、圧縮空気による気流の噴射速度は、旋回気流の最外周の速度以上であるものとする。

本実施形態では気流噴射口が旋回気流の最外周部に沿う構成としたが、旋回気流の最外周部の気流が加速可能であれば、気流噴射口を流路制限部材から旋回気流の最外周部へ向けた構成としてもよい。
また、旋回流路上に洗浄媒体の旋回を阻害しないように気流噴射口を設けてもよい。
例えば旋回流路上に流線形状のノズルを分離板で支持して配置してもよい。

圧縮空気による気流のみで旋回気流を発生させて、吸引無しで薄片状の洗浄媒体を飛翔させる場合と、本発明との違いを述べると、圧縮空気による気流のみで旋回気流を発生させる場合は筐体内部が陽圧になりやすい。
このため、薄片状の洗浄媒体が開口部１８の境目から漏れやすくなるという問題点がある。
しかしながら、洗浄媒体の漏れやすさを問題にしなければ、圧縮空気による気流のみで旋回気流を発生させても十分に洗浄機能が得られることが本発明者らの実験で確認されている。

本発明の構成では、吸引により筐体内を負圧に保つことで洗浄媒体の漏れを防いでいる。
そのため、圧縮空気の流量としては、筐体内から吸引手段６によって吸引できる吸気量以下である必要がある。
吸気量以上の空気を筐体内に導入すると、吸引手段６が空気を吸引しきれずに筐体内が大気圧もしくは陽圧になる。
筐体内が陽圧である場合は、開口部１８と洗浄対象物２０とを密着させることが困難であったり、インレット２４や、開口部１８と洗浄対象物との隙間から洗浄媒体が漏れやすくなる。

圧縮空気による気流のみを筐体に供給する場合、一般的に噴射気流は、噴射口径を絞ることにより流速を大きくすることができるが、それに応じて流量が少なくなる。
少ない流量の気流ではすぐにエネルギーが減衰してしまい、噴射口径に比べて圧倒的に大きい広い流路面積をもつ旋回流路では、強い旋回気流を生むことができず、開口部１８の幅を大きくできずに大面積の洗浄が不可能である。
しかし、負圧による吸引力によって、インレットから外気を取り込み、流速が相対的に遅くても流量が大きい旋回気流の最外周のみを圧縮空気で加速させることにより、比較的広域で強い旋回気流を生じさせることができる
これにより開口部１８の開口幅を大きくでき、大面積の洗浄が可能となる。

従来の乾式クリーニング筐体と本実施形態に係る乾式クリーニング筐体の旋回気流の速度を比較する実験を下記に示す。
乾式クリーニング筐体に洗浄媒体ダミーとなる球体を１個充填し、開口部に感圧紙を張った洗浄対象物のダミーで塞ぎ、一定時間集塵機（吸引手段）を稼動した状態で、洗浄媒体ダミーの衝突回数の変化を求めた。
これにより洗浄媒体の局所的な速度ではなく、筐体内の平均的な循環速度の観察ができる。

具体的な実験条件は以下のとおりである。
吸引手段による吸引流量：1000l/min
圧縮空気流量（第２の気流の流量）：300l/min
感圧紙の大きさ：25×20mm
洗浄媒体ダミー：直径2mmのセラミック球

実験結果を図６に示す。
図６（ａ）に示すように、従来の乾式クリーニング筐体で、吸引のみによる洗浄媒体ダミーの衝突回数は20回であった。
図６（ｂ）に示すように、従来の乾式クリーニング筐体で、吸引に加えて、インレットから圧縮空気を噴出した場合（図１２の構成に相当）では、洗浄媒体ダミーの衝突回数は26回であった。
吸引のみよりは速度向上、すなわち循環回転数の向上が見られたが、圧縮空気による流量増加分程度の向上にとどまっている。
この結果は、流路制限部材から開口部へ向けて圧縮空気を噴出した場合（図６（ｃ）、図１１の構成に相当）とほぼ同等の数値であった。

図６（ｅ）に示すように、本実施形態に係る乾式クリーニング筐体で、吸引に加えて、旋回気流方向の最外周部から圧縮空気を噴出した場合では、洗浄媒体ダミーの衝突回数は39回となり、図６（ａ）に示す吸引のみと比較して約2倍の速度向上が見られた。
図６（ｄ）に示すように、流路制限部材から旋回気流方向の最外周部へ向けて圧縮空気を噴出した場合もほぼ同等の数値（35回）であった。

この結果から本発明の効果がわかる。
樹脂製の電子複写機外装板に残留した粘着汚れを除去するのに、従来方式では約30秒かかった。
図６（ｅ）の条件で洗浄媒体をクリーニング筐体内で飛翔させたところ、約１0秒に短縮することが可能になり、効果が確認された。

上記実施形態では、アタッチメント６０の着脱構成により気流噴射口を交換できる構成としたが、気流噴射口が筐体に固定された構成としてもよい。
また、手動のバルブ６７が開状態と閉状態の２段階であるものとしたが、バルブに流量調節手段を備え、多段階で圧縮空気の噴射量を制御し、洗浄性能もしくは洗浄対象物母材へのダメージを調整できるようにしてもよい。
手動バルブによる流量調整は、噴出流速の調整を意味する。

図７に基づいて第２の実施形態を説明する。
なお、上記実施形態と同一部分は同一符号で示し、特に必要がない限り既にした構成上及び機能上の説明は省略して要部のみ説明する。
本実施形態では、インレット２４を開閉する通気路開閉手段７０を有していることを特徴とする。
上記の負圧の条件を満たしていても洗浄開始直後、すなわち吸引手段６の稼動直後は筐体内の負圧は十分ではない。
この状態で手動のバルブ６７を開き圧縮空気を噴射すると、瞬間的に筐体内が陽圧となってしまい、インレットから洗浄媒体が漏れる場合が生じる。

そのため、吸引手段６の稼動とバルブ６７のタイミングをずらす必要がある。
また、吸引手段６を稼動せずにバルブ６７を開き圧縮空気を噴射する人為的なミスもある。上述したようにこの場合にも洗浄媒体が筐体外部に飛散しやすい。
これらの問題を回避するため、本実施形態では、内部空間が旋回気流を生じる程度に吸引されたときに自動的にインレット２４を開放する通気路開閉手段７０を設けている。

通気路開閉手段７０は、インレット２４の上方開口部を塞ぐ大きさの蓋部材７２と、第２本体部５２Ｂに設けられ、蓋部材７２を回動自在に支持する軸部材７４とを有している。
また、通気路開閉手段７０は、蓋部材７２を常時閉じるように付勢する図示しない付勢部材（例えばトーションバネ）を有している。
トーションバネのバネ力は、筐体内が所定の負圧以下になった場合にのみ蓋部材７２が開くように設定されている。

このようにすれば、筐体内の負圧が十分ではない状態でバルブ６７を開いて圧縮空気を噴射したり、吸引手段６を稼動せずにバルブ６７を開いて圧縮空気を噴射するような人為的なミスがあっても、洗浄媒体の漏れは生じない。
すなわち、図７（ｂ）に示すように、蓋部材７２が閉じているのでインレット２４からの洗浄媒体の漏れは阻止される。

５ 洗浄媒体
１８ 開口部
２０ 洗浄対象物
２４ 通気路としてのインレット
３０ 旋回気流
５０ 乾式クリーニング筐体
５６ｂ 吸引口
６０ ユニットとしてのアタッチメント
６２ａ 気流噴射口としてのノズル孔
７０ 通気路開閉手段
７２ 蓋部材
７４ 軸部材

特開２０１２−０５０９７３号公報 特開２０１２−１８７５６８号公報

Claims (9)

1. 洗浄媒体を気流により飛翔させ、前記洗浄媒体を洗浄対象物に当てて洗浄対象物の洗浄を行う乾式クリーニング装置に用いられる乾式クリーニング筐体であって、
   吸引手段に接続され、前記洗浄媒体を飛翔させる内部空間と、
   前記洗浄対象物に当接して前記洗浄媒体を前記洗浄対象物に衝突させる開口部と、
   外部からの空気を前記内部空間へ通す通気路と、
   を有し、
   前記内部空間を吸引することにより、前記通気路から前記内部空間へ導入される気流で前記内部空間に洗浄媒体を飛翔させる旋回気流を生じさせる乾式クリーニング筐体において、
   前記旋回気流の速度を増加させる気流を噴射する気流噴射口を備えていることを特徴とする乾式クリーニング筐体。
2. 請求項１に記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記気流噴射口が、前記旋回気流の外周側で該旋回気流に沿って気流を噴射するように設けられていることを特徴とする乾式クリーニング筐体。
3. 請求項２に記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記気流噴射口が、前記旋回気流の旋回方向における前記通気路の上流側であって、前記通気路からの気流と前記旋回気流とが合流する部位の洗浄媒体を加速できる位置に設けられていることを特徴とする乾式クリーニング筐体。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記気流噴射口が一体に形成されていることを特徴とする乾式クリーニング筐体。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記気流噴射口と、前記旋回気流の流路を形成する筐体の一部とがユニットとして一体に形成され、筐体に対して着脱自在であることを特徴とする乾式クリーニング筐体。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記通気路を開閉する通気路開閉手段を有し、該通気路開閉手段は、前記内部空間が前記旋回気流を生じる程度に吸引されたときに前記通気路を開放するように設けられていることを特徴とする乾式クリーニング筐体。
7. 請求項６に記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記通気路開閉手段が、蓋部材と、該蓋部材を回動自在に支持する軸部材と、前記蓋部材を前記通気路を塞ぐように付勢する付勢部材とを有していることを特徴とする乾式クリーニング筐体。
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記内部空間を、前記気流噴射口が設けられない場合の構成と同等の機能を持つようにでき、前記気流噴射口により気流を噴射しない構成を任意に選択できる旋回気流専用化部材を有していることを特徴とする乾式クリーニング筐体。
9. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の乾式クリーニング筐体と、前記吸引手段と、前記洗浄媒体とから構成されることを特徴とする乾式クリーニング装置。

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