JP2015199043A - 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】洗浄媒体の補給タイミングを高精度に検知でき、洗浄作業の効率化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】乾式クリーニング筐体４の開口部１８が洗浄対象物２０で塞がれるとインレット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で飛翔する洗浄媒体５が開口部１８で洗浄対象物に衝突して汚れを除去する動作が繰り返される。洗浄媒体５は旋回流路の外周面に臨むように配置された力センサ７０に衝突する。力センサ７０の信号は制御手段７２に送信される。制御手段７２は力センサ７０の初期出力値に基づいて補給閾値を設定し、補給閾値を下回ったらランプ７４を点灯する。作業者はこの報知を受け、図示しない洗浄媒体補給手段を操作して筐体内に新しい洗浄媒体を補給する。【選択図】図６

Description

本発明は、飛翔する洗浄媒体を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に関し、詳しくは、洗浄対象物の任意の部位に当てて洗浄することが可能で特にハンディタイプとして好適な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。

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、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、このような洗浄はマスク治具を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、乾式クリーニング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この装置は、開口部を有する筐体に吸気手段を接続し、開口部が洗浄対象物で塞がれた状態で開口部とは別に設けられた通気路（インレット）を介して筐体外部から空気を内部へ高速で流入させ、筐体内部に旋回気流を生じさせる構成を有している。
旋回気流によって薄片状の洗浄媒体を循環飛翔させ、開口部に露出する洗浄対象物に洗浄媒体が衝突する動作が繰り返えされることにより洗浄対象物の表面（被洗浄面）の汚れが除去される。

この種の乾式クリーニング装置では、洗浄対象物の母材を傷付けずに洗浄するために、洗浄媒体としては洗浄対象物よりも硬度の小さいものが用いられる。
このため、洗浄媒体は洗浄対象物に繰り返し衝突することで徐々に摩耗したり欠けたりして洗浄能力が時間の経過とともに低下する。
乾式クリーニングでは、洗浄媒体の辺エッジ（以下、単に「エッジ」という）や角部が洗浄対象物の汚れ面に食い込んで削り取ることにより洗浄がなされるメカニズムとなっており、洗浄媒体のエッジや角部が潰れてくると、削り取り作用が低下し、洗浄能力が低下する。
良好な洗浄能力を維持したまま洗浄作業を続けるには、新たな洗浄媒体を筐体内に補給する必要がある。
この場合、良好な洗浄能力を維持する観点から、洗浄媒体の補給タイミングを正確に検知することが重要である。

この問題に対処すべく、洗浄媒体の種類に応じて予め求められた時間が経過するタイミングで定期的に補給したり、光学式検知手段で洗浄媒体の数量を検知し、洗浄媒体の数量が閾値を下回ったと判断された場合に新たな洗浄媒体を補給する方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
同文献では、衝突音の変化や筐体の振動数の変化から洗浄能力の低下を判断し、洗浄媒体を補給する点にも言及している。

この種の乾式クリーニング装置では、洗浄対象物の汚れの種類に応じて洗浄媒体の種類（材質や形状等）を変えることが洗浄作業上効率的であることが経験的に知られている。
洗浄媒体の補給タイミングを予め設定する方法では、洗浄媒体の種類や洗浄対象物の汚れの種類に応じて幾種類もの補給タイミングを設定しなければならず、煩わしさを避けられない。
また、予め実験により求められた補給時間の精度誤差も否定できない。

洗浄媒体の数量を検知して洗浄能力の低下を把握する方式では、洗浄能力の低下を間接的にしか検知できないため、検知精度の低下、ひいては補給タイミングのずれによる洗浄効率の低下を避けられない。
上記のように、洗浄能力は洗浄媒体のエッジや角部の摩耗の程度の影響を大きく受け、数量的に満たされていても洗浄媒体の摩耗が進行していれば洗浄能力は低下する。
勿論、洗浄能力と洗浄媒体の数量とは無関係ではないが、摩耗との関係に比べるとその影響は小さい。

光学式検知手段で洗浄媒体の数量を検知する方式では、除去された汚れによって受光面が汚れて検知精度が早期に低下し、あるいは検知不能となる懸念もある。
衝突音や振動数の変化から洗浄能力の低下を判断する方法も、洗浄能力を間接的に把握するものであり、誤差（曖昧さ）が大きいと考えられる。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたもので、洗浄媒体の補給タイミングを高精度に検知でき、洗浄作業の効率化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、本発明の乾式クリーニング筐体は、洗浄媒体が収容される内部空間と、前記内部空間に連通し、洗浄対象物の被洗浄面に当接される開口部と、前記開口部とは別に設けられ、外部の空気を前記内部空間へ導入するための通気路と、前記内部空間に連通し、吸気手段に接続される吸気口と、を備え、前記内部空間は、前記開口部が前記被洗浄面で塞がれた状態で前記吸気手段により吸気したとき、前記通気路から流入した空気が旋回気流となる形状を有し、前記開口部は、前記旋回気流により飛翔する洗浄媒体が前記被洗浄面に繰り返し衝突するように配置され、前記旋回気流により飛翔する洗浄媒体が衝突する位置に配置され、洗浄媒体の衝突圧を検知する衝突圧検知手段を有している。

本発明によれば、洗浄媒体の補給タイミングを高精度に検知でき、洗浄作業の効率化向上に寄与できる。

本発明の乾式クリーニング装置の基本となる構成を示す概要断面図である。 同乾式クリーニング装置の洗浄動作を示す図である。 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。 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、（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ’線における概要断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線における概要断面図である。 洗浄媒体補給手段の補給構造を示す図で、（ａ）は補給時の状態を示す図、（ｂ）は非補給時の状態を示す図、（ｃ）は洗浄媒体補給手段に洗浄媒体を補充する状態を示す図である。 衝突圧検知手段としての力センサの配置位置を示す概要縦断面図である。 第２の実施形態に係る乾式クリーニング筐体の概要縦断面図である。 同実施形態における制御ブロック図である。 同実施形態における制御動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る乾式クリーニング筐体の概要縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１乃至図６に基づいて第１の実施形態を説明する。
まず、図１乃至図３に基づいて、本発明の基本的構成について説明する。ハンディタイプの乾式クリーニング装置への適用例である。
図１に基づいて、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１（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（内部空間）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内を負圧化する吸気手段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、その円錐形状の頂部に吸気口８を一体に備えており、吸引ダクトとして機能する。
吸気手段６は、吸気口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（吸気口側）への移動を阻止するものである。

図１（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い。
すなわち、多孔手段としては、スリット板や網などを用いてもよく、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もよい。
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、表面に吸着した洗浄媒体を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としての内部空間）が形成されている。

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が設けられている。
筐体４全体としては、図１（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、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１に示すように、開口部１８が洗浄対象物２０の被洗浄面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を介して内部空間２６に導入された空気が吸気口８側に吸引される。
このため、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。円環状の内部空間２６は旋回流路でもある。
閉空間が形成された時に生じる旋回気流は、吸気による負圧で分離板１４上に吸着保持され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、洗浄対象物２０から離されて開放されたときに、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、乾式クリーニング装置２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、洗浄媒体５が収容される空間であるとともに、旋回気流によって洗浄媒体５が飛翔し開口部１８に露出する洗浄対象物２０に衝突するための空間である。
流路制限部材１６の内部３４は、旋回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」ともいう）を、図２を参照して説明する。
なお、図２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３４をハッチングで表示している。
図２（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２（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。
洗浄媒体の供給方法としては、吸引装置１２が作動している状態で、開口部１８から所定量の洗浄媒体を吸い込んでもよく、開口部１８が塞がれた状態でインレット２４から投入してもよい。

筐体４内に供給された洗浄媒体５は、図２（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２（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空気量・流速ともに増大し、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を剥がして開口部１８に露出する洗浄対象物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の穴を通って吸気手段６により吸気される。

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、旋回気流により筐体４内で旋回（循環飛翔）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の穴を通って吸気手段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、分離板１４の表面に平行な気流となる。
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３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。
下部筐体４Ｂの根元部（吸気口８の部位）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（洗浄媒体吸着効果）、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を発生させ、分離板１４に吸い付けられた洗浄媒体５を飛翔させる。
洗浄媒体５は、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に衝突し、これによりフラックスＦＬが除去される。
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３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、被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、新しい洗浄媒体を筐体４内に補給する。

洗浄媒体の補給は、筐体４に一体に設けられた洗浄媒体補給手段によって行われる。図４及び図５に基づいてその構成を説明する。
上記基本的構成と同一ないし同等部分は適宜同一符号で示す。洗浄動作及び洗浄媒体の飛翔原理は上記基本的構成と同様であるので説明は適宜省略する。

図４に示すように、本実施形態における乾式クリーニング筐体４は、筐体中心部に、筒状の洗浄媒体補給手段５０を備えている。
洗浄媒体補給手段５０は、上記流路制限部材１６と同様に旋回気流３０の旋回軸を規定する円筒状の流路制限部材５２と、流路制限部材５２に筐体外方から挿入された円筒状の洗浄媒体保持容器５４とから構成されている。
洗浄媒体保持容器５４には洗浄媒体５が収容されており、その内部は洗浄媒体保持空間としてなる。

流路制限部材５２の底面側、すなわち分離板１４側には、内部空間２６に洗浄媒体５を補給するための補給口５２ａが形成されているとともに、補給口５２ａから周方向に位置をずらして、洗浄媒体５を通過させずに気流を通す通気部５２ｂが形成されている。
洗浄媒体保持容器５４は、流路制限部材５２に装着される本体部５６と、本体部５６から旋回軸心６０の方向に延び、先端に向かって徐々に径が小さくなる吸い込み部５８とから構成されている。
吸い込み部５８は先端に吸い込み口５８ａを有している。
本体部５６の底面側には、旋回軸心６０を中心に洗浄媒体保持容器５４を回転させて補給口５２ａと対向したときに、補給口５２ａに連通する連通口５６ａが形成されている。連通口５６ａは通気部５２ｂにも対向できるようになっている。
本体部５６の底面側には、洗浄媒体保持空間の洗浄媒体５を連通口５６ａに移動させやすくするために、傾斜面５６ｂが形成されている。

図４に示す状態は、図４（ａ）から明らかなように、連通口５６ａが補給口５２ａ、通気部５２ｂのいずれにも対向せず、流路制限部材５２で塞がれた非補給位置を示している。
薄片状の洗浄媒体は、筐体内で飛翔し、洗浄対象物に衝突することにより、徐々に摩耗もしくは破損し、その結果生じた小片が分離板１４を経由して吸引装置側に排出される。
このため、筐体内部の洗浄媒体は時間と共に減少し、洗浄媒体の減少の度合いは、洗浄媒体の素材やサイズ、吸引手段の吸引力などによって変化する。
これと同時に、洗浄媒体のエッジや角部の摩耗も進行し、洗浄能力も時間と共に低下する。
洗浄能力を一定に保つためには、新しい洗浄媒体を筐体内部に補給して洗浄能力の低下を回復させる必要がある。

洗浄媒体の補給タイミングとなったら、図４に示す非補給位置から、図５（ａ）に示すように、作業者は洗浄媒体保持容器５４を図中左側に回転させ、補給口５２ａと連通口５６ａとを対向させる。
補給口５２ａと連通口５６ａとが対向すると、吸い込み口５８ａと筐体内部が連通し、洗浄媒体保持容器５４内に吸い込み気流が生じて洗浄媒体保持容器５４内の洗浄媒体５が筐体の内部空間に補給され、旋回気流３０で飛翔して洗浄に寄与する。
洗浄媒体５の補給を停止する場合には、図５（ｂ）に示すように、連通口５６ａが補給口５２ａと通気部５２ｂのいずれにも対向しない非補給位置に洗浄媒体保持容器５４を回転させる。
補給口５２ａと連通口５６ａとが対向している時間を調整することにより、補給量を調整することができる。勿論、１回の補給操作で洗浄媒体保持容器５４内の洗浄媒体を全て補給するようにしてもよい。

本実施形態における乾式クリーニング筐体は、洗浄媒体保持容器５４内の洗浄媒体５が無くなったり、少なくなったりしたときに、洗浄媒体５を補充する機能も有している。
洗浄媒体保持容器５４内に洗浄媒体５を補充する場合には、図５（ｃ）に示すように、連通口５６ａを通気部５２ｂに対向させ、洗浄媒体補給手段５０の吸い込み部５８を用意された洗浄媒体群に近付けて吸い込む。
図５（ａ）に示した場合と同様に、吸い込み口５８ａと筐体内部が連通し、洗浄媒体保持容器５４内に吸い込み気流が生じるが、吸い込まれた洗浄媒体５は通気部５２ｂを通過できないので、洗浄媒体保持容器５４内に留まる。
補充が終わったら、洗浄媒体保持容器５４を回転させて非補給位置又は補給位置に設定する。

補給が必要なタイミングで洗浄媒体を補給することにより、洗浄動作を中断することなく、洗浄能力を略一定に維持した状態で長時間の作業が継続可能となる。

次に、洗浄媒体を補給するタイミングの検知構成について説明する。
本実施形態では、筐体内で循環飛翔する洗浄媒体の洗浄能力を直接的に検知することを特徴としている。
図６に示すように、旋回気流により飛翔する洗浄媒体５が衝突する位置であるリング状の内部空間２６の外周面の一部には、洗浄媒体５の衝突圧（接触圧）を検知する衝突圧検知手段としての力センサ７０が配置されている。
力センサ７０は平板状の支持基板７１に固定され、支持基板７１は力センサ７０の検知面（衝突面）が旋回流路（内部空間）を規定する外周面の一部を構成するように配置されている。
図６では、洗浄媒体補給手段５０は省略している。

旋回気流３０によって旋回しながら飛翔する洗浄媒体５が力センサ７０の検知面に衝突すると、力センサ７０は変形量に応じて電気信号を出力する。
洗浄媒体の摩耗が少ない段階では、エッジや角部が鋭く当たるため、力センサ７０の検知面の変形量は大きく、出力値も大きくなる。
逆に洗浄媒体の摩耗が進行すると、力センサ７０の検知面に当たったときの衝撃力は低下するため、検知面の変形量は小さく、出力値も小さくなる。
力センサ７０としては、弾性体に生じる歪を検出する方式や圧電効果により発生する電荷を検出する方式の一般的な力センサを用いることができる。

力センサ７０は、内部空間２６の旋回中心からの距離が開口部１８と同等となる位置で、且つ、旋回中心を挟んで径方向で開口部１８と略対向する位置に配置されている。
これにより開口部１８での洗浄力を正確に検出することが可能である。

力センサ７０の出力はマイクロコンピュータとしての制御手段７２に入力される。
制御手段７２は、新しい状態での洗浄媒体５による衝突圧を初期値として設定し、設定された初期値を基準にして、所定の閾値としての補給閾値を設定する。初期値は、所定の時間内の衝突圧の平均値とする。
例えば、洗浄媒体の補給が必要な補給閾値を、初期値の８５％として算出し、設定する。
このようにすれば、異なる種類の洗浄媒体に応じて、自動的に各洗浄媒体に適した補給閾値を設定することができる。
使用する洗浄媒体の実際の衝突圧を直接検知できるので、補給閾値の精度（補給タイミングの精度）を上げることができる。

制御手段７２は洗浄動作中、常時力センサ７０の出力を監視し、出力値が補給閾値を下回ったら、筐体４の外面に取り付けたランプ７４を点灯して、作業者に洗浄能力が低下して新しい洗浄媒体の補給が必要であることを知らせる。
作業者は、この報知を受けて、上述した洗浄媒体補給手段５０を操作して新しい洗浄媒体を筐体内に補給する。
制御手段７２とランプ７４とにより本実施形態における報知手段が構成されている。
洗浄能力が低下したことを知らせる手段としては、ランプに限らず音を発するものでもよく、文字で表示するものでもよい。

上述のように、従来においては洗浄能力の低下を間接的に検知しているが、本実施形態では直接的に検知することができるので、洗浄媒体を補給すべきタイミングを高精度に判断することができる。
これにより、洗浄媒体の消費無駄を抑制しつつ洗浄作業の効率を向上させることができる。

勿論、洗浄能力を間接的に検知する従来の方法でも補給タイミングを設定したり、作業者に報知したりすることは可能である。
しかしながら、多種の洗浄対象物に対応するためには、多種の洗浄媒体を使い分けることが不可欠であり、間接的な検知手法では、予め実験的に求めるテーブルデータが膨大な量となり、そのばらつきにも対応できない。
力センサを用いて洗浄能力を直接的に検知する本発明は、単に検知手段のバリエーションとして位置付けられるものではなく、洗浄能力の安定化を飛躍的に向上させることができ、ばらつきに対する堅牢性、作業者の使いやすさの観点からも優れる。

図７乃至図９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（以下の他の実施形態において同じ）。
上記実施形態では、報知手段からの報知を受けて洗浄媒体の補給を作業者が手作業で行う構成であったが、本実施形態では自動で行う構成としている。

洗浄媒体補給手段８０は、補給口５２ａのみを有する流路制限部材５２と、流路制限部材５２内に設けられた仕切り部材８２とから構成されている。
仕切り部材８２は、旋回軸心方向に延びる軸８４と、該軸８４に固定された４つの仕切り板８６とから構成されており、流路制限部材５２内の洗浄媒体保持空間を４つの領域に区画している。
各仕切り板８６の径方向先端部８６ａは流路制限部材５２の内面に沿って延びており、先端部８６ａと隣り合う仕切り板８６との間にはそれぞれ連通口８８が形成されている。
軸８４は図示しないウォームギヤ機構を介してステッピングモータ７６（図８参照）で駆動される。

仕切り部材８２の旋回軸心方向外側は、洗浄媒体が漏れないように図示しないメッシュ部材で塞がれている。
仕切り部材８２の各領域の洗浄媒体の量はそれぞれ、後述する初期補給動作で補給する量と同等である。

図８に示すように、ステッピングモータ７６は制御手段７２で駆動を制御される。ステッピングモータ７６を所定量回転させることにより、４つの領域から個別に洗浄媒体５を補給することができる。
図９に基づいて本実施形態におおける自動補給制御を説明する。
動作開始指令が入力されると（Ｓ１）、吸引装置１２の電源がオンされ、吸引動作を開始する（Ｓ２）。開口部１８が洗浄対象物で塞がれた状態で、力センサ７０にて洗浄媒体の有無を検出する（Ｓ３）。
洗浄媒体が存在する場合には力センサ７０が衝突圧を検知するため、出力値のレベルにより洗浄媒体の有無を判断することができる。

洗浄媒体を検知しない場合は、洗浄媒体を交換・排出した場合であることを意味するため、予め定められた初期補給動作を実施する（Ｓ４）。
初期補給動作では、所定の量の洗浄媒体を吸引装置１２が動作している状態で開口部１８から吸い込んでもよく、インレット２４から供給してもよい。あるいは、仕切り部材８２の一領域内の洗浄媒体を補給してもよい。
初期補給動作を実施した後、制御手段７２は力センサ７０の信号を読み取り（Ｓ５）、そのときの洗浄媒体における初期値設定を行う（Ｓ６）。
設定した初期値に基づいて洗浄媒体の種類に依存せずに、自動的に補給閾値を設定する（Ｓ７）。補給閾値は例えば初期値の８５％の値とする。
補給閾値を設定処理中も吸引動作は継続されており、そのまま洗浄動作に移行する（Ｓ８）。

Ｓ３で洗浄媒体の接触（衝突）を検知した場合は、そのまま洗浄動作を行う。
洗浄動作中は連続的に力センサ７０から制御手段７２に信号が入力され（Ｓ９）、制御手段７２は補給閾値を下回っていないかどうかの判定を行う（Ｓ１０）。
補給閾値以下と判定された場合は、補給動作を実施する（Ｓ１１）。補給動作の停止に関しても別途判断を定める必要はなく、力センサ７０からの信号をモニタすればよい。
補給動作は、ステッピングモータ７６を必要ステップ数で駆動し、洗浄媒体補給手段８０の補給口５２ａと連通口８８とを対向させることにより実施される。
仕切り部材８２は４つの洗浄媒体収容領域を有しているので、補給動作を４回行うことができ、長時間の連続した洗浄動作が可能となる。

Ｓ１０で出力値が補給閾値を下回っていない場合には、停止指令の有無を判断し（Ｓ１２）、停止指令が無い場合には洗浄動作を継続する。
停止指令を受けた場合には、装置の停止処理を行い動作を完了させる（Ｓ１３）。
洗浄能力の検知技術は、設定された補給閾値を下回ったときに洗浄媒体を自動で補給するフィードバック制御において、最も重要な技術である。
力センサ７０によって直接検知することにより、フィードバック制御の精度を高めることができる。

図１０に基づいて第３の実施形態を説明する。
洗浄媒体５の種類によっては、力センサ７０を損傷する場合がある。損傷が生じると、力センサ７０の出力が不正確となる虞がある。
この懸念を解消すべく、本実施形態では、力センサ７０を、検出部７０ａと、保護材としての表面部７０ｂとで構成している。
表面部７０ｂを洗浄媒体５よりも硬質な材質とすることで、力センサ７０の損傷を防止することができ、選択可能な洗浄媒体５の種類を拡大することができる。
すなわち、対応可能な洗浄対象物２０の種類の領域を拡大することができる。

検出部７０ａと表面部７０ｂとは一体的に構成してもよく、検出部７０ａの表面に表面部７０ｂを貼り付けて被覆してもよい。
本発明で用いる力センサ７０は、弾性体に生じる歪を検出する方式や圧電効果により発生する電荷を検出する方式の力センサを用いているため、硬質な表面を有していても検出能力を妨げることにはならない。

上記各実施形態では、力センサ７０の単純出力を初期値とし、これに基づいて補給閾値を算出していた。
この場合、散発的に繰り返し衝突する洗浄媒体の衝突圧に基づいているため、洗浄能力の判断にムラを生じる懸念がある。
この懸念を解消すべく、力センサ７０による衝突圧の所定時間における積分値を補給閾値としてもよい（第４の実施形態）。
このようにすれば、洗浄能力の判断ムラを低減し、安定的に洗浄能力を把握することが可能となる。

補給閾値に加えて、補給閾値より小さい異常閾値を設定し、異常閾値を下回った場合に装置を停止させるようにしてもよい（第５の実施形態）。
具体的には、分離板１４における目詰まりや、吸気手段６の動作異常、インレット２４部の異常などの装置異常を検出できるようにし、乾式クリーニング装置の安全性を向上させる。
分離板１４における目詰まりや、吸気手段６の動作異常、インレット２４部の異常などが生じた場合には、力センサ７０の出力が低下する。
出力値が異常閾値を下回った場合には、異常と判断して装置を自動的に停止するようにする。
乾式クリーニング装置の適正箇所、例えば筐体の外面に、液晶表示部やＬＥＤ等の表示手段を設けて異常停止時に異常内容を操作者（作業者）に報知するようにすれば、操作者は速やかに異常処理することができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

２ 乾式クリーニング装置
４ 乾式クリーニング筐体
５ 洗浄媒体
６ 吸気手段
８ 吸気口
１８ 開口部
２０ 洗浄対象物
２４ 通気路としてのインレット
２６ 内部空間
５０、８０ 洗浄媒体補給手段
７０ 衝突圧検知手段としての力センサ
７０ｂ 保護材としての表面部
７２ 制御手段

特開２０１３−１３２６２０号公報

Claims (10)

1. 洗浄媒体が収容される内部空間と、
   前記内部空間に連通し、洗浄対象物の被洗浄面に当接される開口部と、
   前記開口部とは別に設けられ、外部の空気を前記内部空間へ導入するための通気路と、
   前記内部空間に連通し、吸気手段に接続される吸気口と、
   を備え、
   前記内部空間は、前記開口部が前記被洗浄面で塞がれた状態で前記吸気手段により吸気したとき、前記通気路から流入した空気が旋回気流となる形状を有し、
   前記開口部は、前記旋回気流により飛翔する洗浄媒体が前記被洗浄面に繰り返し衝突するように配置され、
   前記旋回気流により飛翔する洗浄媒体が衝突する位置に配置され、洗浄媒体の衝突圧を検知する衝突圧検知手段を有してい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、
   前記衝突圧検知手段の出力値が所定の閾値を下回ったときにその旨を知らせる報知手段を有してい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、
   前記内部空間に洗浄媒体を補給する洗浄媒体補給手段を有し、前記報知手段の知らせに基づいて前記洗浄媒体補給手段により洗浄媒体を補給する乾式クリーニング筐体。
4. 請求項１に記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記内部空間に洗浄媒体を補給する洗浄媒体補給手段と、
   前記衝突圧検知手段の出力値が所定の閾値を下回ったときに前記洗浄媒体補給手段を駆動して洗浄媒体を補給する制御手段と、
   を有している乾式クリーニング筐体。
5. 請求項４に記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記制御手段は、前記衝突圧検知手段による初期の出力値に基づいて前記閾値を自動的に設定する乾式クリーニング筐体。
6. 請求項４に記載の乾式クリーニング筐体において、
   前記制御手段は、所定時間内における前記出力値の積分値を前記所定の閾値とする乾式クリーニング筐体。
7. 請求項４〜６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、
   前記制御手段は前記閾値よりも小さい異常閾値を保持し、前記出力値が前記異常閾値を下回った場合には、前記吸気手段を停止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、
   前記衝突圧検知手段の洗浄媒体が衝突する表面に保護材が設けられてい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において、
   前記衝突圧検知手段は、前記内部空間の旋回中心からの距離が前記開口部と同等となる位置で、且つ、旋回中心を挟んで略対向する位置に配置されている乾式クリーニング筐体。
10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の乾式クリーニング筐体と、前記吸気手段と、前記洗浄媒体と、を有する乾式クリーニング装置。

Images