(57)【要約】【課題】自らが内包している塵埃を外部に放出しない構造を備えた除電器を提供する。【解決手段】筐体２は、ファン３によって生じた気流が通過する流路２１を有する。流路２１内と、上述の高電圧電源や制御基板が固定配置されている筐体２内の空間２２とは構造的又は気密式に遮断されており、流路２１を画定する壁を通って空気が行き来できないようになっている。流路２１は、ファン３が有する羽根３１の径方向外側を囲繞する径方向断面が略方形のシャーシ３２の内表面３３と、円筒形状を備えた金属製のダクト２３の内表面２４とから構成され、シャーシ３２とダクト２２とはＯリング８を備えたアダプタ７を介して気密式に接続されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コロナ放電によりイオンを生成するための少なくとも１つの電極と、前記電極により生成されたイオンを運搬する気流を生成する送風部と、前記気流が通過する流路とを有する除電器であって、
前記流路を画定する壁面は、前記送風部により生成された気流が該壁面を通過しないように気密式に遮断されている、除電器。
【請求項２】
前記流路を画定する壁面の少なくとも一部は、少なくとも内表面が金属からなる円筒状部材の内表面であり、前記円筒状部材は、前記円筒状部材と前記除電器の前面パネルとの境界において空気が漏れないように構成される、請求項１に記載の除電器。
【請求項３】
前記円筒状部材と前記送風部との間にはアダプタが配置され、該アダプタと前記円筒状部材とが協働して、前記アダプタ及び前記円筒状部材の双方に当接して前記アダプタと前記円筒状部との間の気密性を確保するシール部材を受容する溝を画定する、請求項２に記載の除電器。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電極は、前記金属製の円筒状部材と電気的に導通されないように絶縁性の電極ホルダによって前記円筒状部材に気密式に固定される、請求項２又は３に記載の除電器。
【請求項５】
前記円筒状部材における金属からなる部分と各電極との間の最短距離が２．２５ｍｍ以上である、請求項４に記載の除電器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風式の除電器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コロナ放電によりプラスとマイナスのイオンを同時に発生させ、生じたイオンをファンによる送風とともに対象物に向けて搬送して帯電した静電気を中和する、いわゆる送風式除電器は種々のものが開発されている。このような送風式除電器は、コロナ放電を行う電極と、コロナ放電によって生じたイオンを搬送する気流を生成する送風機とを有し、半導体部品や電子機器等の組立工程において、当該部品等に帯電した静電気の放電による部品等の破壊を防ぐ目的で使用されている。
【０００３】
例えばエアイオナイザを開示する特許文献１には、「ハウジング１２を通る気流の一部は、空気出口通路１７の後方であって該ハウジングの前方領域に配置された円筒状のダクト２２によって画定される。ダクト２２は、ハウジングの前壁１６に取り付けられて支持される」と記載されている。
【０００４】
また特許文献２には、「除電装置用脱着ユニット２０は、通気口３を開口する支持体４と、通気口３に突出するように支持体４に設けられた少なくとも一の放電電極１と、放電電極１に電力を供給する高圧電源部２とを備える」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，１１８，６４５号明細書
【特許文献２】特開２００４−２５３１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
微細構造を有する電子機器や半導体の製造設備は多くの場合、製造品への塵埃の混入による歩留まり悪化を避けるために、クリーンルーム内に設置される。このような場合に該クリーンルーム内で上述のような送風式除電器を使用する際、該除電器から搬送される気流内の塵埃は極力少ないことが望まれる。しかし従来の送風式除電器は、筐体内にスイッチ等を備えた制御基板類を内蔵しており、通常この制御基板類が配置されている筐体内部と、送風機により生じる気流が通過するダクト部とは連通している。また該ダクト部が樹脂製である場合はメンテナンスの際に該樹脂が削られて塵埃の基となる微粒子が生成されることもある。従って除電器の運転中は、送風機の気流によって筐体内が負圧となり、筐体内の制御基板類に付着している塵埃や樹脂製の微粒子が筐体内から運び出され、気流とともに除電対象物に向けて搬送されてしまうことがある。従って従来の送風式除電器では、定期的に除電器を分解して制御基板類を清掃する必要があった。
【０００７】
そこで本発明は、定期的な清掃をせずとも、制御基板に付着している塵埃等を放出せず、自らが塵埃発生源とならない構造を備えた除電器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、コロナ放電によりイオンを生成するための少なくとも１つの電極と、前記電極により生成されたイオンを運搬する気流を生成する送風部と、前記気流が通過する流路とを有する除電器であって、前記流路を画定する壁面は、前記送風部により生成された気流が該壁面を通過しないように気密式に遮断されている、除電器が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様に係る除電器では、制御基板類が配置されている除電器の内部と、送風部により生じる気流が通る流路との間を気密式に遮蔽することにより、除電対象物に送られる気流内に、除電器内部の塵埃等が混入することを防止できる。従って、除電器内部の清掃を行うことなく、気流の清浄度を高いレベルに維持し管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る除電器の正面及び側断面を示す図である。
【図２】図１の除電器に含まれるファンの一例を示す図である。
【図３】図１のIII部の拡大図である。
【図４】図１の除電器が有するアダプタを示す図である。
【図５】ファンとアダプタを組み合わせた状態を示す図である。
【図６】電極の取り付け構造を示す図である。
【図７】（ａ）ファンとダクトとの間のアダプタ周りの寸法関係を示す図であって、アダプタと電極ホルダとが当接している状態を示す図であり、（ｂ）アダプタと電極ホルダとがＯリングの半径に相当する距離だけ離隔している状態を示す図である。
【図８】電極とダクト開口部との寸法関係を略示する図である。
【図９】図８の寸法ｄ１を変化させた場合の放電評価結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明に係る除電器の一実施形態を示す正面及び側断面を示す図である。なお本実施形態では、直流型の除電器を例として説明する。除電器１は、筺体２と、筺体２内に配置されて回転軸方向に気流を生じさせるファン３（図２参照）と、コロナ放電によりイオンを発生させるための電極４ａ〜４ｈ（本実施形態では、ニードル状の電極針が４対計８本設けられている）と、筐体２内に配置され電極４ａ〜４ｈに高電圧を送出する高電圧電源５ａ、５ｂと、高電圧電源５ａ、５ｂを制御する制御基板６とを有する。除電器１はさらに、電極４ａ〜４ｄとの間でコロナ放電を発生させるための、接地された対向電極（図示せず）を有してもよいが、接地された除電器の構成要素を対向電極として使用することもできる。対の電極（図示例では電極４ａと４ｅ、４ｂと４ｆ、４ｃと４ｇ及び４ｄと４ｈ）は互いに対向する位置に配置され、４対のうち２対の電極（４ａと４ｅ及び４ｃと４ｇ）はプラスの高電圧電源５ａに電気的に接続され、他の２対の電極（４ｂと４ｆ及び４ｄと４ｈ）はマイナスの高電圧電源５ｂに電気的に接続される。これら高電圧電源からの印加電圧により、電極と対向電極との間にコロナ放電が生じる。このコロナ放電により空気イオンが生成され、生成された空気イオンはファン３により生じる気流とともに、除電すべき図示しない対象物に向けて運搬される。
【００１２】
図１の側断面図に示すように、筐体２は、送風部例えばファン３によって生じた気流が通過する流路２１を有する。流路２１内と、上述の高電圧電源や制御基板が固定配置されている筐体２の内部空間２２とは構造的又は気密式に遮断されており、流路２１を画定する壁面を通って空気が行き来できないようになっている。本実施形態では、流路２１は、ファン３が有する羽根３１の径方向外側を囲繞する径方向断面が略方形のシャーシ３２（図２参照）の内表面３３と、ファン３に近接配置されたダクト２３の内表面２４とから構成され、シャーシ３２とダクト２３とはシール部材（例えばＯリング８又は断面が矩形のパッキン）を備えたアダプタ７を介して気密式に接続されている。ダクト２３は例えば円筒状の部材であり、金属から作製されてもよいし、内表面を金属で鍍金した樹脂から作製されてもよい。該部材を金属材料で構成する場合、該金属材料は例えばステンレス鋼のような、加工性や耐腐食性に優れたものが好ましい。またダクトの内表面を金属とすることにより、内表面を平滑に加工して耐磨耗性を高めたり、内表面の清浄度合いを目視で確認しやすくしたりすることができ、電極周辺のメンテナンスに優れた除電器を提供することができる。
【００１３】
図３は、図１のIII部の拡大図であり、図４はアダプタ７の正面及び側断面を示す図である。ダクト２３は、例えば円筒状の金属部材を除電器１の前面パネル１１（図１参照）の開口縁１２にその全周にわたって溶接させて形成されるか、プレス塑性加工等により前面パネル１１と一体的に成形可能であり、これによりダクト開口縁１２すなわちダクト２３と前面パネル１１との境界における空気の漏れが防止され、さらに筐体２の内部空間２２内の塵埃がファン３の気流によって外部に搬送されることが防止される。なおダクト２３と前面パネル１１とは、接着剤又はシール材で隙間なく接合されてもよいし、粘着テープ等によって隙間なく接合されてもよい。なおいずれの場合も、開口縁１２は、ファンの気流により生じる負圧によって該開口縁から空気が漏れない程度の気密性が保たれていればよい。
【００１４】
上述のような方法でダクト２３と前面パネルとを一体的に成形する場合、円筒状部材の軸方向の寸法を高精度に維持することは難しく、ダクト２３とファン３のシャーシ３２との接続領域２５において隙間が生じる恐れがある。そこで図４に示すようなアダプタ７を用いて、該接続領域における空気の行き来を防止する。
【００１５】
ファン３を気流方向の下流側からみた図２に示すように、ファン３のシャーシ３２は径方向外側から中心に向けて延びる少なくとも１つのモータ固定用のリブ（図示例では３つのリブ３４ａ、３４ｂ及び３４ｃ）を有し、リブの１つ（リブ３４ｃ）はファン３に電力供給するファンケーブル３５を案内するガイド機能を備えている。一方アダプタ７は、絶縁樹脂等の絶縁体から作製され、図４に示すように、ファン３の軸方向にみてファン３と略同形の外形寸法を有する。図５に示すように、アダプタ７は、除電器を組み立てたときにファン３に重ね合わせるように配置され、その際にリブ３４ａ、３４ｂ及び３４ｃにそれぞれ重なるように近接又は当接するリブ７１ａ、７１ｂ及び７１ｃを有する。特にリブ７１ｃは、ファンケーブル３５を保護するとともに、ケーブル３５に付着している塵埃等がファン３の気流に混入したり、ケーブル３５が配線されている通路を経由して筐体内部の塵埃等がファン３の気流に混入したりしないようにリブ３４ｃと協働して閉鎖空間を形成するカバー部材としての機能を備える。なお図３に示すように、ファン３のシャーシ３２とアダプタ７とは接続領域２５において互いに当接した状態となっているが、シャーシ３２及びアダプタ７のそれぞれの当接面は比較的高精度に平坦な面に加工することができるので、互いに当接しただけの状態でも両者の間から空気が漏れることを防止できる。しかしより確実な気密性のために、両者の間に軟性のガスケット等を介在させてもよい。或いは、両者を接着剤、シール材又は粘着テープ等で隙間なく接合してもよい。
【００１６】
次に、アダプタ７とダクト２３との接続形態について説明する。図３及び図４に示すように、アダプタ７は、除電器を組み立てたときにダクト２３の一端２３１と気密式に接合するためのＯリング８を受容する受容部（図示例では円形の凹部）７２を有する。受容部７２は、ダクト２３の内径と略等しい内径及びＯリング８の外径と略等しい外径を有するリング状の底部７３と、底部７３の外周から該底部の面に略垂直であって除電器を組み立てた際にファン３とは反対側（すなわちダクト側）に延びるリング状の周縁部７４とによって画定される。すなわち受容部７２は、図３に示すようにダクト２３の軸方向かつダクト側に開口しており、故に受容部７２に受容されたＯリング８はその内周部分がダクト２３の外表面２６に当接し、外周部分はアダプタ７の周縁部７４に当接する。すなわちダクト２３の外壁面、アダプタ７の底部及び周縁部が協働して、Ｏリング８を受容する受容溝を画定する。このような構成によれば、ダクト２３の軸方向の寸法精度によってダクト２３の端部２３１がアダプタ７の底部７３に当接しない場合であっても、Ｏリング８によって接続領域２５の気密性が保たれる。
【００１７】
本実施形態に係る除電器のように、ダクト２３を金属から作製した場合、その板厚を適当に選定（例えばダクトがステンレス製の場合はｔ＝１．２ｍｍ）すれば、電極の固定部として十分な強度及び剛性を備えることができる。以下、電極の固定形態について図６を用いて説明する。
【００１８】
図６は、各電極（図示例では４ａ）をダクト２３に固定する電極ホルダ９の上面図と、該電極ホルダを金属ダクト２３に取り付けた状態の断面図とを含む図である。電極ホルダ９は、絶縁樹脂等の絶縁体からなる台座９１と、台座９１に形成された環状の溝９１１に受容されるシール部材（例えばＯリング９２又は断面が矩形のパッキン）と、台座９１をダクト２３に固定するネジ等の固定手段９３とを有する。ダクト２３には、Ｏリング９２の外径より小さい開口径ｄ１を有する開口部２７が設けられており、台座９１は、Ｏリング９２が開口部２７をダクト２３の外表面２６側から囲繞するように、該外表面２６に固定手段９３によって取り付けられる。電極４ａは、環状溝９１１又はＯリング９２の中心からダクト２３の中心軸に略垂直に延びるように台座９１に圧入等により密着固定される。その際、図６の側断面図に示すように、該電極の周囲から空気が漏れないようにＯリング９４やシール材を電極４ａと台座９１との間に配置してもよい。
【００１９】
Ｏリング９２は、開口部２７を画定するダクト部分と環状溝９１１の底面との間に配置され、開口部２７を画定するダクト部分に全周に亘って押し付けられている。これにより開口部２７は密閉され、開口部２７を介する空気の出入りが防止される。このようにすれば、ダクト側面のように湾曲した面であってもＯリング等のシール部材によって確実に空気漏れを防止することができる。なおダクト２３の開口部２７の開口径（ｄ１）と、該開口部を画定するダクト２３の周端と各電極の外周部との最短距離ｄ２との関係については後述する。
【００２０】
また図６に示すように、電極ホルダ９の台座９１を、上述のアダプタ７とダクト２３との間に設けられるＯリング８の保持手段として利用することもできる。すなわち、アダプタ７の周縁部７４の上端面７４１と電極ホルダ９の台座９１の側端部９１２とが近接するようにアダプタ７及びホルダ９を配置することにより、アダプタ７からＯリング８の離脱を防止することができる。また図７（ａ）に示すように、アダプタ７の周縁部７４の上端面７４１と電極ホルダ９の台座９１の側端部９１２とは当接していてもよいし、所定距離離れていてもよい。但し該所定距離は、図７（ｂ）に示すように、Ｏリング８の離脱を確実に防止するために、Ｏリング８の径方向断面の半径Ｒ以下であることが好ましい。またＯリング８による気密性を維持するためには、ダクト端部２３１の端面とアダプタ７の底面７３１との間の距離も半径Ｒ以下であることが好ましい。
【００２１】
なお上述のＯリング８及び９２の材質として特に制約はないが、収縮性及び耐溶剤性を備えたフッ素系材料が好ましい。しかし耐溶剤性が要求されないのであれば、安価な例えばニトリル系ゴムも使用可能である。
【００２２】
図６のように少なくとも内表面２４が金属製のダクト２３に電極４ａを固定しようとする場合、電極４ａとダクト２３の金属からなる部分（ここではダクト内表面２４）との間での絶縁破壊を防止するために、電極４ａの周囲には絶縁樹脂等からなる非導電性部位又は空間を設けることが好ましい。そこで図６の例では、電極４ａを中心に有する直径ｄ１の絶縁円形領域９１３が形成されるように環状溝９１１が設けられ、絶縁円形領域９１３に対応する大きさの開口部２７がダクト２３に設けられている。
【００２３】
図６及び図８に示す寸法ｄ２は、金属製のダクト２３と各電極（図示例では電極４ａ）との最短距離を表しており、この距離が一定値以下になるとダクトと電極との間で絶縁破壊が生じ、電極先端にてコロナ放電が発生せず、所定量のイオンが生成されない場合がある。そこで以下に説明する条件にて、上記寸法ｄ２を変化させた場合のコロナ放電評価を行った。
【実施例１】
【００２４】
図１及び図６に示した通り、４つの正電極（４ａ、４ｃ、４ｅ、４ｇ）用絶縁樹脂製ホルダと、４つの負電極（４ｂ、４ｄ、４ｆ、４ｈ）用絶縁樹脂製ホルダとを交互に等間隔（４５度間隔）で、直径１１５ｍｍのステンレス鋼製の円筒状ダクトに固定した。図８に略示するように、各電極先端のダクト２３の内表面２４からの高さｈは９ｍｍとした。各電極の直径は１．５ｍｍとし、その先端角度は２０度とした。電極が取り付けられた絶縁樹脂製ホルダが固定されたダクト２３の開口径ｄ１は、１０ｍｍ、８ｍｍ、７ｍｍ及び６ｍｍの４条件とした。正電極に＋４．５キロボルト、負電極には−３．０キロボルトの電圧を印加し、上記４条件それぞれについてコロナ放電評価を行った。
【００２５】
放電評価の結果、開口径ｄ１が１０ｍｍ、８ｍｍ及び７ｍｍの場合は安定したコロナ放電が発生したが、開口径が６ｍｍの場合（すなわち電極と金属ダクトとの間の最短距離が２．２５ｍｍの場合）では電極と金属製ダクトとの間で絶縁破壊が生じてしまい、コロナ放電が発生しなかった。そこで開口径ｄ１が１０ｍｍ、８ｍｍ及び７ｍｍ（すなわちｄ２＝４．２５ｍｍ、３．２５ｍｍ及び２．７５ｍｍ）について、イオン出力のイオンバランス安定度を測定した。なお測定はＡＮＳＩ規格のＥＯＳ／ＥＳＤ  Ｓ３．１−１９９１  Ｌｏｃａｔｉｏｎ：ＴＰ０２に準じて行った。
【００２６】
図９は、開口径が１０ｍｍ、８ｍｍ及び７ｍｍでのイオンバランス安定度を、上記ＡＮＳＩ規格に基づいて測定した結果を示すグラフである。同グラフは、それぞれの開口径について、測定中の時間に対するイオンバランスのばらつきを表しており、さらに各開口径でのイオンバランスの標準偏差の３倍すなわち３シグマが付記されている。なお除電器からイオンを出力していない状態で同様の測定をした場合、３シグマは３．０１であった。
【００２７】
上述の実施例１は、金属製のダクト２３と各電極（図示例では電極４ａ）との最短距離ｄ２の変化による評価結果を示しているが、電極の高さが寸法ｄ２と同等かｄ２より短い場合には、電極の先端とダクト開口部の周縁部との間の距離（図８にてｄ３で図示）が、絶縁破壊の有無やイオンバランスのばらつきに大きく影響する因子となることもある。また各電極への印加電圧も、絶縁破壊の発生に影響し得る。
【００２８】
上述の実施例では直流型の除電器を例に説明したが、交流型の除電器においても本発明を同様に実施することができる。交流型の除電器では、例えば電極は１つでもよい。また、全ての電極は、１つの交流電源に電気的に接続可能であり、電極と接地電位を有する除電器の一部分との間でコロナ放電を行う。
【００２９】
本発明に係る除電器では、イオンを含む気流（イオン流）が通るダクトと、除電器の制御基板類が設置された筐体の内部空間とを遮断する構造とすることにより、除電器内部に混入した又は存在する塵埃の吹き出しの影響を考慮することなく、ダクト部のみのメンテナンスを行うことで除電器の清掃度を管理することができる。またダクト部をステンレス鋼のような耐腐食性の高い金属製とすることにより、アルコール等の溶剤で清掃することも可能となる。また電極が固定されるホルダを金属製のダクトに固定する構造とすることで、ダクトはイオン流が通る流路及びホルダの固定部位としての２つの機能を具備することができ、除電器を簡単な構造とし、その小型化及び軽量化に寄与することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１    除電器
２    筺体
２１    流路
２２    内部空間
２３    ダクト
２５    接続領域
２７    開口部
３    ファン
４ａ〜４ｈ    電極
５ａ、５ｂ    電源
６    制御基板
７    アダプタ
８、９２    Ｏリング
９    絶縁性電極ホルダ
９１    台座
９３    固定手段
【図１】
2010244886.tif 000003
【図２】
2010244886.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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