(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長いケースの長手方向に互いに離間して複数の放電電極針が配置された放電電極バーを含むイオン化装置において、
前記ケースの上方領域に配置された高圧電源ユニットと、
前記高圧電源ユニットより下方に設けられ、前記ケースの長手方向に延び且つ前記放電電極針の回りから吐出するためのエアの供給を受ける主エア通路を形成するエア供給ユニットと、
前記放電電極針を支持し且つ前記エア供給ユニットに着脱自在に取り付けられ、前記主エア通路に供給されたエアを前記放電電極針の回りから前記ケースの下方に吐出するための分岐エア通路が形成された電極組立体とを有し、
前記エア供給ユニットは、
前記ケースの長手方向に延び且つ前記複数の放電電極針の各々に前記高圧電源ユニットで生成した高電圧を分配するための高電圧配板と、
前記電極組立体の前記放電電極針を前記ケースの下方から挿入するための開口が形成され、前記高電圧配板を含む空間が該開口を除いて実質的に密閉されるように前記高電圧配板を収容する部分とを有し、
前記電極組立体が前記エア供給ユニットに取り付けられることにより、前記開口に挿入された前記放電電極針が前記高電圧配板と導通状態になるとともに、前記開口が閉じられて前記空間が前記主エア通路及び前記分岐エア通路から隔絶されていることを特徴とするイオン化装置。
【請求項２】
前記開口が、該開口と前記電極組立体との間のシールリングによって封止される、請求項１に記載のイオン化装置。
【請求項３】
前記電極組立体は、前記放電電極針と、該放電電極針の後端部が露出した状態で該放電電極針を支持する保護部材とを備え、
前記電極組立体が前記エア供給ユニットに取り付けられることにより、前記開口に挿入された前記放電電極針の後端部に前記高電圧配板を介して前記高圧電源ユニットが生成した高電圧が供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載のイオン化装置。
【請求項４】
前記高電圧配板の下面を介して前記放電電極針の後端部に前記高圧電源ユニットが生成した高電圧が供給されることを特徴とする請求項３に記載のイオン化装置。
【請求項５】
前記高電圧配板の一部を切り起こした接触片の下面を介して前記放電電極針の後端部に前記高圧電源ユニットが生成した高電圧が供給されることを特徴とする請求項４に記載のイオン化装置。
【請求項６】
前記保護部材は、前記後端部とともに先端部が露出した状態で前記放電電極針を支持することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載のイオン化装置。
【請求項７】
前記エア供給ユニットは、下方に延びて下端に前記開口を有するスリーブを有し、
前記保護部材は、前記放電電極針に沿って延びる筒状部分を有し、
前記筒状部分の上端が前記スリーブの内部に嵌入することにより、前記開口に挿入された前記放電電極針の後端部に前記高電圧配板を介して前記高圧電源ユニットが生成した高電圧が供給されることを特徴とする請求項３〜６のいずれか一項に記載のイオン化装置。
【請求項８】
前記エア供給ユニットは、前記スリーブが形成された第１のプレートと、該第１のプレートに嵌合される第２のプレートとを有し、
前記第１のプレートと前記第２のプレートとの間に前記高電圧配板が介装されることによって、該開口を除いて前記高電圧配板を含む空間が前記ケース内部の雰囲気から実質的に密閉されることを特徴とする請求項７に記載のイオン化装置。
【請求項９】
前記電極組立体は、下方から前記エア供給ユニットに向けて押し込まれるとともに、前記放電電極針の円周方向に回されることによって、前記エア供給ユニットに取り付けられる請求項１〜８のいずれか一項に記載のイオン化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気中の静電気制御又はワークの除電に関し、より詳しくは、いわゆるイオン化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
クリーンルームでの清浄化や浮遊粒子の帯電防止の除電などの空気中の静電気制御やワークの除電のために、コロナ放電式のイオン化装置が多用されている。
【０００３】
図１は、現在入手可能なＤＣ式イオン化装置に含まれる放電電極バーを示す。この放電電極バー１は、細長い筒状のケース２を有し、このケース２には複数の放電電極針３が取り付けられ、これら電極針３は、長手方向に沿って互いに間隔を隔てて配置されている。
【０００４】
従来の放電電極バー１は、隣接する電極針３、３の間に高圧電源ユニット４又は制御ユニット５が配置され、また、各電極針３の回りから吐出されるエアは、ケース２の内部に配置された可撓性チューブ６を通じて供給されるようになっていた。
【０００５】
なお、図示のＤＣ式放電電極バー１の正極側の電極針には３ａを付し、負極側の電極針３ｂを付して、図面上、識別してある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の放電電極バー１にあっては、隣接する放電電極針３と３との間に、高圧電源ユニット４及び制御ユニット５を配置する構成が採用されていたため、隣接する放電電極針３と３との間の最小設計距離が高圧電源ユニット４又は制御ユニット５の大きさによって制約を受けるという問題を有していた。このことから、例えば、放電電極バー１をワークの近くに配置しようとすると、除電効果にムラが発生し易くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、放電電極バーの放電電極針の離間距離の設定の自由度を向上することのできるイオン化装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の技術的課題は、本発明によれば、
細長いケースの長手方向に互いに離間して複数の放電電極針が配置された放電電極バーを含むイオン化装置において、
前記ケースの上方領域に配置された高圧電源ユニットと、
前記高圧電源ユニットより下方に設けられ、前記ケースの長手方向に延び且つ前記放電電極針の回りから吐出するためのエアの供給を受ける主エア通路を形成するエア供給ユニットと、
前記放電電極針を支持し且つ前記エア供給ユニットに着脱自在に取り付けられ、前記主エア通路に供給されたエアを前記放電電極針の回りから前記ケースの下方に吐出するための分岐エア通路が形成された電極組立体とを有し、
前記エア供給ユニットは、
前記ケースの長手方向に延び且つ前記複数の放電電極針の各々に前記高圧電源ユニットで生成した高電圧を分配するための高電圧配板と、
前記電極組立体の前記放電電極針を前記ケースの下方から挿入するための開口が形成され、前記高電圧配板を含む空間が該開口を除いて実質的に密閉されるように前記高電圧配板を収容する部分とを有し、
前記電極組立体が前記エア供給ユニットに取り付けられることにより、前記開口に挿入された前記放電電極針が前記高電圧配板と導通状態になるとともに、前記開口が閉じられて前記空間が前記主エア通路及び前記分岐エア通路から隔絶されていることを特徴とするイオン化装置を提供することにより達成される。
【００１０】
本発明によれば、放電電極針の上方領域に高圧電源ユニットを配置したことから、隣接する放電電極針間の間隔を自由に設定することができる。また、高圧電源ユニットからの高電圧を前記放電電極針に供給するラインと放電電極針との接触領域は、ケース内部の雰囲気から隔絶することにより保護される。
本発明の他の好ましい実施の形態は、以下の本発明の実施例の説明から明らかになろう。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を添付の図面を参照して詳しく説明する。
図２は、実施例のイオン化装置の放電電極バーを説明するための図であり、図３は、実施例の放電電極バー１００の外形を示す斜視図である。放電電極バー１００は、上端を閉じた逆Ｕ字状断面のケース１０を有し、ケース１０の内部には、その下側領域にエア供給ユニット１１及び複数の互いに離間した放電電極針１２が配置されている。
【００１２】
他方、ケース１０の上側領域には、高電圧ユニット１３と、電源回路や例えば表示回路やＣＰＵを含む制御ユニット１４が配置されている。ケース１０の両端面には、エアポート１５が設けられ、このエアポート１５を通じて、エア源からのエアがエア供給ユニット１１に供給され、エア供給ユニット１１内のエアは、後に詳しく説明するように、各電極針１２の回りから外部に放出される。このエアの放出により、電極針１２の先端回りでイオン化したエアがワークに向けて下方に強制的に送り込まれる。
【００１３】
上述したように、放電電極バー１００は高電圧ユニット１３及び制御ユニット１４が放電電極針１２と干渉しない上方領域に配置されていることから、隣接する放電電極針１２の間に、従来のように制御ユニットなどが存在していないため、隣接する放電電極針１２の間の間隔を自由に設定することができる。
【００１４】
ケース１０の上側領域と下側領域とは、これら領域間の間での気体の流通を実質的に防ぐために、横方向に延びる仕切壁１６（図２）によって区画されているのが好ましい。なお、参照符号１７は、隣接する放電電極バー１００同士を連結するためのモジュラコネクタを受け入れるための接続端子を示す。また、参照符号１８は対向電極プレートを示し、この対向電極プレート１８はグランドに接地されている。この対向電極プレート１８は、実質的にケース１０の一部を構成し、この対向電極プレート１８によって、ケース１０の下端開口が閉じられている。
【００１５】
図４〜図６は、ケース１０の長手方向に沿って延びる細長い形状のエア供給ユニット１１を示すものであり、図４は、２つのエア供給ユニット１１を連結した状態を示す斜視図であり、図５は、エア供給ユニット１１の分解斜視図であり、図６は、エア供給ユニット１１を電極針１２に沿って切断した縦断面図である。
【００１６】
図４から理解できるように、エア供給ユニット１１の端壁には、エアチューブ用ジョイント２０が設けられ、このジョイント２０に可撓性チューブ２１が嵌入されて、隣接するエア供給ユニット１１同士が連結され、また、エア源（図示せず）からエアの供給を受けるエアポート１５（図２、図３）と流体が流通可能に連結される。
【００１７】
エア供給ユニット１１は、図５及び図６に示すように、水平方向に延びる細長い支持プレート２５を有し、この支持プレート２５には、その下面に、全体として矩形の輪郭を備えた溝２６が、互いに平行に延びる２本の連続リブ２７、２８で形成されている。この溝２６で囲まれた領域には、長手方向に間隔を隔てて複数の第１の断面円形の比較的短いスリーブ２９が形成され、このスリーブ２９は、支持プレート２５を貫通して上下に開口している。
【００１８】
エア供給ユニット１１は、更に、２つの側壁と、これに連続する２つの端壁と、底壁とを備えた矩形形状のボックス状部材３０を含む。ボックス状部材３０は、上方つまり支持プレート２５側に開放しており、支持プレート２５と協同して、エア通路の一部を構成する密閉空間Ｓ１（図６）を形成している。すなわち、ボックス状部材３０の側壁及び端壁の上端縁を支持プレート２５の溝２６の中に挿入して両者を接着又は融着することで、エア供給ユニット１１内の直線状の主エア通路を構成する密閉空間Ｓ１が形成される。上述したエアチューブ用ジョイント２０はボックス状部材３０の両端壁に取り付けられており（図５）、このジョイント２０を通じて、密閉空間Ｓ１つまり主エア通路Ｓ１は外部に連通している。
【００１９】
ボックス状部材３０は、その底壁に、上述した比較的短い第１スリーブ２９と同軸の第２の比較的長い断面円形のスリーブ３１を備えている。この第２のスリーブ３１は、ボックス状部材３０の底壁から下方に延び、その両端が開放している。すなわち、第２のスリーブ３１は上下に延びる貫通孔を構成しており、この第２のスリーブ３１は第１のスリーブ２９よりも大きな径を有しているのが好ましい。第２スリーブ３１の外周面には、第２スリーブ３１の基端部分に、延面距離を拡大するための２つの円周フランジ３２が形成されている。
【００２０】
特に図５、図６に詳細に示すように、放電電極針１２は、これを保護するための部材３５と一体化されて電極組立体３６を構成し、この電極組立体３６は、エア供給ユニット１１の第１、第２のスリーブ２９、３１によって着脱自在に保持される。そして、エア供給ユニット１１に取り付けられた電極組立体３６は、エア供給ユニット１１から下方に向けて垂下し、電極組立体３６の下端部分がケース１０（対向電極プレート１８）から外部に露出した状態になる。
【００２１】
電極組立体３６の電極針３５は、例えばタングステンなどから作られており、電極針１２は、その先端部及び後端部つまり上端部を除いた本体部分が、保護部材３５によって被覆されている。保護部材３５は、電極針１２に沿って延びる小径内筒部分４０と、小径内筒部分４０の下端つまり電極針１２の先端部分から径方向外方に広がる円形ディスク部分４１と、円形ディスク部分４１の外周縁から上下方向に延びる大径外筒部分４２とを有し、大径外筒部分４２は、円形ディスク部分４１から下方に若干延びて電極針１２の先端の回りに円周壁を作る第１の筒状部分４２ａと、円形ディスク部分４２から上方に延びて、第２スリーブ３１の外周面に沿ってこの第２スリーブ３１の基端部分まで延びる第２の筒状部分４２ｂとからなり、この第２の筒状部分４２ｂの上端には延面距離を拡大するためにフランジ４３が形成されている。
【００２２】
電極組立体３６をエア供給ユニット１１に装着すると、各電極針３５が位置決めされると共に、ボックス状部材３０の第２のスリーブ３１の内周面と、保護部材３５の内筒部分４０の外周面とで、エア供給ユニット１１の主エア通路Ｓ１に連なり且つ主エア通路Ｓ１に直交して下方に延びる各電極針１２毎の円筒状分岐エア通路４５が形成され、この分岐エア通路４５は、保護部材３５の円形ディスク部分４１に形成された複数の貫通孔４６を通じて外部と連通している。
【００２３】
すなわち、エア供給ユニット１１内の第１密閉空間つまり主エア通路Ｓ１を通るエアは、ケース１０の長手方向に沿って横方向に延びる主エア通路Ｓ１に直交して分岐した各円筒状エア通路４５及び貫通穴４６を通って、各々の電極針３５の先端の回りから外部に吐出される。
【００２４】
保護部材３５には、小径内筒部分４０の上端に円周溝を有し、この円周溝には第１のＯ-リング５０（図５、図６）が装着される。また、保護部材３５の円形ディスク部分４１の上面には、外筒部分４２の第２の筒状部分４２ｂとの境に、円周溝が形成され、この円周溝第２のＯ-リング５１（図６）が装着される。
【００２５】
保護部材３５の内筒部分４０は、電極組立体３６をエア供給ユニット１１に装着したときに、図６に示すように、エア供給ユニット１１の第１スリーブ２９の深部まで侵入できる長さ寸法を有し、また、内筒部分４０の径は、第１スリーブ２９の中に密に嵌入することのできる寸法に設定されている。
【００２６】
電極組立体３６をエア供給ユニット１１に装着するに際し、エア供給ユニット１１の第２スリーブ３１の外周面に突起５５（図５）を設け、電極組立体３６の大径外筒部分４２に、突起５５を受け入れる斜行スリット５６（図５）を設けるのがよい。突起５５を斜行スリット５６の中に入れた状態で電極組立体３６を押し込むことで、電極組立体３６及び電極針１２を位置決めしつつ、エア供給ユニット１１に組み付けることができる。
【００２７】
エア供給ユニット１１の上面つまり支持プレート２５の上面の幅方向中央部には、長手方向に延びる溝が形成され、この溝に、固定プレート５７が嵌合されている。この固定プレート５７と支持プレート２５との間に高電圧配板５８が介装され、これにより高電圧配板５８は、ケース１０内部の雰囲気から実質的にシールされている。この高電圧配板５８は、エア供給ユニット１１の一端から他端まで真っ直ぐに延びる形状を有している。また、高電圧配板５８の両端部は、高電圧ユニット１３からの高電圧エネルギを受け入れるコネクタ端子を構成しており、この高電圧配板５８によってエア供給ユニット１１に取付られた全ての放電電極針１２に高電圧を供給するための配電ラインを構成している。高電圧配板５８には、支持プレート２５の第１スリーブ２９に対応する部分に、切り起こしによって形成された接触片５９が設けられている。高電圧配板５８は、ステンレス鋼から作られており、この高電圧配板５８は上述した高電圧ユニット１３に接続されている。
【００２８】
以上の構成により、電極組立体３６をエア供給ユニット１１に装着すると、高電圧配板５８の切り起こし接触片５９は、電極針１２の上端面と圧接して導通状態になる。この電極針１２と接触片５９との接触部分を含む領域は、支持プレート２５の第１スリーブ２９の中に電極組立体３６の小径内筒部分４０の先端部分が嵌入することにより、エア供給ユニット１１の密閉空間つまり主エア通路Ｓ１及び分岐エア通路４５から隔絶された独立した密閉空間Ｓ２（図２）となる。この隔絶状態は、電極組立体３６の第１のＯ-リング５０によって確かなものになる。
【００２９】
したがって、電極針１２の上端露出部分を含む、接触片５９との接触部分は、エアの通路となるユニット１１の主エア通路Ｓ１及び分岐エア通路４５から完全に隔離されて、エア供給ユニット１１内を通るエアの影響を受けることはない。
【００３０】
図７は、放電電極バー１００の電気回路の概要を示すものである。放電電極バー１００は、同一の電極針１２からプラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するパルスＡＣ式イオン発生方式を採用している。放電電極バー１００は、プラス側高電圧発生回路６０とマイナス側高電圧発生回路６１とを有し、これらの高電圧発生回路６０、６１で高電圧ユニット１３が構成されており、この高電圧ユニット１３は密閉ボックスの中に収容されている。
【００３１】
プラス側高電圧発生回路６０とマイナス側高電圧発生回路６１は、共に、トランス６２、６３の一次側コイルに接続された自励事例発信回路６４、６５と、二次側コイルに接続された例えば倍整流回路からなる昇圧回路６６、６７とを含む。高電圧発生回路６０、６１と電極針１２との間には保護抵抗つまり第１抵抗Ｒ１が設けられている。
【００３２】
トランス６２、６３の二次コイルの接地端ＧＮＤと、フィールドグランドＦＧとの間には、第２抵抗Ｒ２と第３抵抗Ｒ３とが直列に接続され、また、対向電極プレート１８とフィールドグランドＦＧとの間には、第４抵抗Ｒ４と上述した第３抵抗Ｒ３とが直列に接続されている。
【００３３】
第４抵抗Ｒ４を流れる電流をイオン電流検知回路６８で検出することにより、電極針１２の近傍のイオンバランスを知ることができる。第３抵抗Ｒ３を流れる電流をイオン電流検知回路６８で検出することにより、ワーク又は帯電物の近傍のイオンバランスを知ることができる。第２抵抗Ｒ２を流れる電流を異常放電電流検知回路６９で検出することで、電極針１２と対向電極プレート１８又はフィールドグランドＦＧとの間の異常放電を検出することができ、ＣＰＵ１４で異常放電と判別したときには、アラーム手段である表示ＬＥＤ７０を点灯するなどして操作者に異常を知らせることができる。
【００３４】
以上、パルスＡＣ式放電電極バー１００の回路を説明したが、放電電極バーとしては、プラスイオンとマイナスイオンが同時に発生するＳＳＤＣ式であってもよく、プラスイオンとマイナスイオンとが交互に発生するパルスＤＣ式であってもよい。
【００３５】
図８は、第２実施例の放電電極バー２００の要部を示すものであり、上述した第１実施例と同一の要素には同一の参照符号を付すことによりその説明を省略し、以下に、第２実施例の特徴部分について説明する。
【００３６】
この第２実施例の放電電極バー２００にあっては、電極針１２が、異なる材料から作られた２つの上部電極７５と下部電極７６とこれらの間に配置されたコイルバネ７７とで構成されている。上部電極７５はその上端部分にロレット加工部分７５ａを備え、このロレット加工部分７５ａによって、上部電極７５は、ステンレス鋼から作られた電極組立体３６の内筒部分４０の上端にしっかりと固定されている。他方、下部電極７６はシリコンから作られている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のイオン化装置の放電電極バーの構造を説明するための図である。
【図２】第１実施例のイオン化装置に含まれる放電電極バーの構造を説明するための図である。
【図３】本発明に従うイオン化装置の放電電極バーの外形形態を示す斜視図である。
【図４】放電電極バーの内部の下方領域に配置される２つの互いに連結されたエア供給ユニットの斜視図である。
【図５】エア供給ユニット及び高電圧配板を固定するための構成要素を分解して示す斜視図である。
【図６】放電電極バーの下方領域を抽出した断面図である。
【図７】放電電極バーの回路図である。
【図８】第２実施例のイオン化装置に含まれる放電電極バーに内蔵されたエア供給ユニット及び電極組立体の縦断面図である。
【符号の説明】
１００    放電電極バー
１０    ケース
１１    エア供給ユニット
１２    放電電極針組立体
１３    高電圧ユニット
１４    制御ユニット
２５    支持プレート
２９    第１スリーブ
３５    保護部材
３６    電極組立体
４０    小径内筒部分
５７    固定プレート
４５    分岐エア通路
５８    高電圧配板
５９    切り起こし接触片
Ｓ１    エア供給ユニット内の主エア通路を構成する第１密閉空間
Ｓ２    電極針と接触片との接触領域を囲む第２密閉空間
【図１】
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【図２】
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【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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