(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンと、
前記ファンによって送られる風の通風路内の外周部に設けられ、前記風に所定のイオンを付与する放電針と、
前記放電針に高電圧を印加する高電圧部と、
前記通風路内の前記イオンの付与された風の通路を囲む位置に設けられた、機械的かつ電気的に繋がった一体の導体により、風に付与されたイオンを検出するセンサ電極と、
前記センサ電極の検出結果に基づいて、前記高電圧部を制御する制御部とを含み、
前記センサ電極は一本の線で構成されたリング状であり、
前記センサ電極はリング状の一部に半径方向に突出した突起部を有する、静電気除去装置。
【請求項２】
前記放電針は正負が対になった複数対の放電針を含む、請求項１に記載の静電気除去装置。
【請求項３】
前記複数対の放電針の先端は、前記センサ電極の有するリング状に沿って配置されている、請求項２に記載の静電気除去装置。
【請求項４】
前記放電針は、回転対称、または、前記ファンの回転中心に対して中心対称に設けられる、請求項２または３に記載の静電気除去装置。
【請求項５】
前記センサ電極および複数対の放電針は円筒形のホルダに一体的に保持される、請求項２から４のいずれかに記載の静電気除去装置。
【請求項６】
前記センサ電極は、リングと、前記リングに保持され、前記リングの内部に前記リングに沿って設けられたリング状部材とを含む、請求項１に記載の静電気除去装置。
【請求項７】
前記リング状部材は相互に不連続の複数の円弧状部分を含む、請求項６に記載の静電気除去装置。
【請求項８】
前記センサ電極は前記センサ電極に蓄積した電位を取出す端部を有し、前記端部には端子が設けられている、請求項１から７のいずれかに記載の静電気除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、静電気除去装置に関し、特に、安価で且つメンテナンスの容易な静電気除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の静電気除去装置が、たとえば、特開２００７−１２３１６７公報（特許文献１）や特開２００４−２５３１９２号公報（特許文献２）に開示されている。図１１は特許文献１に開示された静電気除去装置１００を示す斜視図（Ａ）およびメンテナンス時の状態（Ｂ）を示す図である。図１１を参照して、静電気除去装置１００は、被除電物に向けて送風するファン１０１と、除電用のイオンを風に付与するための放電針１０２と、イオンが付与された風のイオンバランスを検出するためのセンサ電極１０３とを含む。ここでは、センサ電極１０３はファン１０１の回転中心から外周部までをカバーする同心円状の部分と縦横に設けられた格子部分とを含み、感電防止用の格子を兼用した構造となっている。
【０００３】
図１２は特許文献２に開示された静電気除去装置１１０を示す斜視図（Ａ）およびメンテナンス時の状態（Ｂ）を示す図である。図１２を参照して、この静電気除去装置１１０も、被除電物に向けて送風するファン１１１と、除電用のイオンを風に付与するための放電針１１２と、イオンが付与された風のイオンバランスを検出するためのセンサ電極１１３とを含む。センサ電極１１３は、ファン１０１の中央部に設けられたリング状の部分と縦横に設けられた格子部分とを含み、感電防止用の格子を兼用した構造となっている。
【０００４】
静電気除去装置１００，１１０においては、放電針１０２，１１２は長時間イオンを放出すると針先に埃が付着し、イオン発生を阻害するため、定期的に針を清掃する必要がある。そのため、メンテナンス時には放電針にアクセスする必要があるため、上記のような構成が必要であった。
【特許文献１】特開２００７−１２３１６７公報（図５および図６ならびにそれらに関連する記載）
【特許文献２】特開２００４−２５３１９２号公報（図５および図６ならびにそれらに関連する記載）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の静電気除去装置は上記のように構成されていた。メンテナンス時には  図１１（Ｂ）に示すように、ケーシング１０６からカバー１０４を図中矢印で示す方向に開いて放電針１０２にアクセスすることは可能である。しかしながら、センサ電極１０３は電気的に基板に接続されているため、センサ電極１０３のみを取外すことはできない。また、この静電気除去装置においては、メンテナンスのためにカバー１０４を開けた状態で放置すると、カバー１０４が勝手に閉じる方向（矢印の逆方向）に移動する恐れがあるため、これが勝手に閉まらないように、カバー１０４の両側にロック部材１０５を設けている。また、ケーシング１０６もロック部材１０５と嵌合する形状が必要になり、カバー１０４やケーシング１０６の金型構造が複雑化するという問題があった。
【０００６】
また、図１２（Ｂ）を参照して、他の従来の静電気除去装置においては、メンテナンス時には放電針１１２を含む放電針ユニット１１４をカセット形状とし、図に示す矢印方向に放電針ユニット１１４を、センサ電極１１３を有する本体１１５から取り出し可能な形状となっている。しかしながら、放電針ユニット１１４を取り出し可能なカセット形状とするために、カセット形状の放電針ユニット１１４の追加が必要となり、そこには高電圧に耐える高価なコネクタを用いるか、それを避けるためにユニット内に高電圧電源を内蔵させる必要が生じ、コストアップになるコストアップになるという問題があった。
【０００７】
その結果、従来の静電気除去装置は、メンテナンスを容易にするためにコストアップになるという問題があった。
【０００８】
この発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、安価で且つ、メンテナンスの容易な静電気除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る静電気除去装置はファンと、ファンによって送られる風の通風路内の外周部に設けられ、風に所定のイオンを付与する放電針と、放電針に高電圧を印加する高電圧部と、通風路内の前記イオンの付与された風の通路を囲む位置に設けられた、機械的かつ電気的に繋がった一体の導体により、風に付与されたイオンを検出するセンサ電極と、センサ電極の検出結果に基づいて、高電圧部を制御する制御部とを含む。
【００１０】
好ましくは、センサ電極は一本の線で構成されている。
【００１１】
さらに好ましくは、センサ電極はリング状である。
前記放電針は正負が対になった複数対の放電針を含む、請求項１から３のいずれかに記載の静電気除去装置。
【００１２】
この発明の一つの実施の形態においては、複数対の放電針の先端は、センサ電極の有するリング状に沿って配置されている。
【００１３】
また、複数対の放電針は、回転対称、または、ファンの回転中心に対して中心対称に設けられるのが好ましい。
【００１４】
また、センサ電極および複数対の放電針は円筒形のホルダに一体的に保持されてもよいし、センサ電極はリング状の一部に半径方向に突出した突起部を有していてもよい。
【００１５】
センサ電極は、リングと、リングに保持され、リングの内部にリングに沿って設けられたリング状部材とを含むのが好ましい。また、リング状部材は相互に不連続の複数の円弧状部分を含むのが好ましい。
【００１６】
また、センサ電極はセンサ電極に蓄積した電位を取出す端部を有し、端部には端子が設けられているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係る静電気除去装置においては、高電圧部にフィードバック信号を送るためのセンサ電極が、風の通路を囲むように設けられるため、センサ電極の着脱が容易になり、従来のように複雑な構成を要しない。
【００１８】
その結果、安価で且つ、メンテナンスの容易な静電気除去装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１はこの発明の一実施の形態に係る静電気除去装置１０の全体構成を示す斜視図である。図１を参照して、この実施の形態に係る静電気除去装置１０は内部に送風用のファンを有し、その前面に載置された対象物９０に対してイオンの帯電した風を吹き付けて除電する。この除電用のイオンは、正／負の放電針に高電圧をかけ正／負のイオンを発生させることによって発生される。
【００２０】
図２は静電気除去装置１０の正面図である。（Ａ）は通常の使用状態でファン１２や高電圧のかかる放電針への接触を防止するため、格子状の桟を有するカバー１５が取り付けられている状態を示す図である。また、カバー１５には接触防止のほかに、風向きを制御する機能を持たせている。
【００２１】
図２（Ａ）を参照して、静電気除去装置１０はケース１１と、ケース１１の中央上部に設けられたファン１２を含む送風部と、送風部の下部に設けられた操作用のスイッチ等が設けられた操作部２０とを含む。ケース１１は、その両側部に設けられた支持部１６ａ，１６ｂによって、Ｕ字状のスタンド１８に支持されている。Ｕ字状のスタンド１８には貫通孔が設けられ、支持部１６ａ，１６ｂにはねじ孔が設けられている。ケース１１の支持部１６ａ，１６ｂのねじ孔に係合するねじが設けられたを軸を有するノブ１７ａ，１７ｂによって、スタンド１８に対してケース１１がノブ１７の軸を中心として回転可能に支持される。
【００２２】
図２（Ｂ）はメンテナンス用にカバー１５を外した状態を示す図である。円周状に＋／−の放電針１３を交互に３組、計６本を配置している。また、放電針１３の若干外側に放電針１３の先端が成す円周と同心円状にセンサ電極１４を配置している。後に図４で示すように、センサ電極１４は、放電針１３の外側に配置されているため、カバー１５を外すと、放電針１３が直に見えるため、作業者は容易に放電針１３の清掃や交換が可能である。
【００２３】
図３は静電気除去装置１０のカバー１５を開けた状態の斜視図である。カバー１５を外すとホルダ２１が露出する。カバー１５はケース１１の上部に設けられたスナップフィット（図示なし）を用いて、容易に取り外し可能であり、メンテナンスが容易に出来る構造となっている。従来例と比較し、カバー１５とケース１１以外の部品を必要とせず、軸受け構造もないため金型構造も簡易化が可能である。
【００２４】
図４はホルダ２１を取出した状態を示す図であり、ホルダ２１に取り付けられた放電針１３とセンサ電極１４の位置関係を示す図である。図４を参照して、ホルダ２１は矩形状の板２１ａに円筒状の突起部２１ｂが設けられた形状である。矩形状の板２１ａが後に説明するように全体として矩形状の枠を有するファン１２に取付けられる。
【００２５】
放電針１３は円筒状の突起部２１ｂの底部（板２１ａの近傍）に相互に等間隔を開けて設けられる。具体的には、放電針１３の取付け位置には針先とは逆方向の端部を保持するソケット３６ａ,３６ｂ…が設けられ、このソケット３６ａ，３６ｂ…が図示のないケーブルで後に図７に示す高電圧部に接続されている。また、センサ電極１４は円筒状の突起部２１ｂの頂部（板２１ａから離れた方向の端部近傍）に、図示のない、スナップフィットを用いて取付けられている。
【００２６】
放電針１３はファン１２の風速の最も速い位置に均等に配置することが望ましい。ここでは、軸流ファンを用いているため、風の外周部が最速となるため、風の通路を囲む外周部にリング状に配置されている。センサ電極１４は放電針１３にて発生したイオンを最も効率良く検出できる形状に設定している。この例では複数の放電針１３の成す円周を直径１００ｍｍとし、それより、若干大きい１０８ｍｍの直径としている。
【００２７】
それぞれが対をなす複数の放電針１３が円周状に設けられ、また、センサ電極１４も、通風路内のイオンの付与された風の通路を囲む位置に設けられ、機械的かつ電気的に繋がった一体の導体により、リング状に形成されているため、放電針１３に対してセンサ電極１４が偏芯しても、偏芯した方向において相互に相殺されるため、センサ電極１４によるイオンバランスの検出に問題が生じにくい。
【００２８】
図５はこの実施の形態における静電気除去装置１０の全体構成を示す分解斜視図である。図５を参照して、静電気除去装置１０は、前から順に、カバー１５、放電針１３、フロントケース１１ａ、ホルダ２１、ファン１２、リアケース１１ｂ、フィルタ３４とを含む。フィルタ３４は同心円状のフィルタ３４ａと矩形状の不織布等からなるフィルタ３４ｂと放射状のフィルタ３４ｃとを含む。同心円状のフィルタ３４ａと放射状のフィルタ３４ｃとは樹脂製である。樹脂製のフィルタを用いているのは導電性のある材料を用いるとイオンが蓄積する不具合があるとともに、コストを下げるためである。
フロントケース１１ａとリアケース１１ｂとはねじ３３によって一体化されてケース１１となる。ホルダ２１、ファン１２、および、フィルタ３４ａはねじ３５によって一体化される。なお、静電気除去装置１０を制御する制御回路はリアケース１１ｂに設けられ、フロントケース１１ａに設けられた操作部２０とは基板間ハーネス２２によって接続されている。
【００２９】
また、フロントケース１１ａに操作部２０用の表示基板（図示なし）を設け、リアケース１１ｂに制御回路となるメイン基板３７を設けている。
【００３０】
次に、この実施の形態に係る静電気除去装置１０のフィードバック制御を行う回路について説明する。図６は静電気除去装置１０の回路ブロック図である。図６を参照して、静電気除去装置１０は、電源を供給するＡＣアダプタ４１と、ＡＣアダプタ４１に接続された電源スイッチ４２と、電源スイッチ４２に接続されたファン１２を制御するファン制御部４４とを含む。ファン制御部４４には風量調整用の調整ボリュームＶＲ４５が接続されている。
【００３１】
電源スイッチ４２はさらに、接地端子４３と、固定電圧部４６（正極＋側）と、電圧変換回路４７（負極−側）とに接続されている。本実施例では正極の電圧を固定し、フィードバックされた結果を負極の電圧を調整することによりイオンバランスを維持する構成としている。
【００３２】
固定電圧部４６はトランス４８ａと、高圧回路４９ａとを経て正イオンを印加する放電針１３ａに接続されている。フィードバック用の電圧変換回路４７は高電圧部５０を経て負イオンを印加する放電針１３ｂに接続されている。高電圧部５０はトランス４８ｂと、高圧回路４９ｂとを含む。
【００３３】
フィードバック用の負極の電圧調整幅には限界があるため、負極の高電圧部５０の入力電圧変動を監視するために比較回路５４と、比較回路５４が所定の入力電圧変動を検出したときにクリーニング警告を表示するクリーニング警告表示部５５とが設けられている。比較回路５４は、高電圧部５０への入力電圧の範囲を規定する上下のしきい値を有している。
【００３４】
また、正負両極のトランス４８ａ，４８ｂへの入力電圧を監視するために異常検知回路５２が設けられている。ここで、高圧異常表示部５３は赤色で、クリーニング警告表示部５５は橙色で表示する。
【００３５】
以上の構成により、ファン１２で生成され、放電針１３からの放電によってイオン化された風はセンサ電極１４でイオン化の程度が検出され、その検出信号はセンサ回路５１を経て電圧変換回路４７にフィードバックされる。
【００３６】
次に、放電針１３からの放電によってイオン化された風のイオン化の程度に応じたフィードバック制御について説明する。図７はこのフィードバック制御を説明するための図である。  
【００３７】
センサ電極１４は正イオンと負イオンの両方を同じ電極で受けており、どちらか一方のイオンが多い場合にセンサ回路５１により増幅され−極の電圧変換回路４７にフィードバックされる。これを繰り返すことでイオンバランスを維持している。
【００３８】
図７を参照して、ファンで生成された風に対して放電針１３でコロナ放電されることによって正負にイオン化された風は、センサ電極１４でイオン化の程度が検出され、センサ回路５１で、風全体がバランスよくイオン化されているか否かが判断される。これは具体的には、センサ電極１４の電位を検出することによって行う。検出結果は電圧変換回路４７に送られる。電圧変換回路４７からの信号は高電圧部５０に送られる。高電圧部５０はトランス駆動部４８ａと高圧回路４９ｂとを含む。高圧回路４９ｂからの信号によって放電針１３が放電されて、イオンバランスが適切になるように制御される。すなわち、センサ電極１４の検出結果に基づいて、高電圧部５０はセンサ回路５１および電圧変換回路４７によって制御される。したがって、センサ回路５１および電圧変換回路４７は制御部として機能する。
【００３９】
次に、センサ電極１４について説明する。図８はセンサ電極１４を示す斜視図である。（Ａ）は端子を設ける前の図であり、（Ｂ）は端子を設けた状態を示す図である。この実施の形態では、センサ電極１４はリング状のセンサ部分１４ａを有し、センサ部分１４ａは鋼線や軟鋼線を曲げ加工して形成されている。また、線材の中央部をリング状に形成することによって生じた両端部を接続して溶接することで、センサ電極１４に蓄積された電位を取出す取出し部１４ｂを形成している。
【００４０】
センサ電極１４を１本の素線で加工するため、イオンを受ける際の素線間のバラツキを受けることがなく、単純な加工であるため低コストでの製作が可能である。センサ電極１４を機能させるため、図示のない基板と電気的に接続する必要があるが、センサ電極１４に流れるイオン電流は数μＡと非常に小さいため、コネクタなどで接続した場合、接触抵抗の影響などを受け、イオンバランスが不安定になる場合がある。
【００４１】
そのため、センサ電極１４とセンサ回路５１に設けられた基板の電気的な接続は半田付けなど接続抵抗のバラツキが小さくなる方法が望ましい。
【００４２】
また、センサ電極１４は上述の通り数μＡ程度の電流を検知するため、錆や表面のメッキの変質での導体抵抗の変動を抑える必要がある。そのため、材質としてはステンレス（ＳＵＳ）など環境の影響を受け難い材質が望ましい。
【００４３】
しかし、ＳＵＳは基本的に半田付けができないため、ＳＵＳを用いながら接触抵抗のバラツキを抑えるため、本実施の形態では図８（Ｂ）に示すように、ＳＵＳの先端に圧着端子１４ｃを取り付け、圧着端子１４ｃとセンサ部分を構成する素線を半田付けし、図示のない基板と接続している。これにより、接触抵抗のバラツキを抑えながら簡単かつ安価にセンサ電極１４の基板との電気的接続が可能である。
【００４４】
次に、センサ電極の他の例について説明する。図９はセンサ電極の他の例を示す図である。この例では、センサ電極２４は全体としてリング状のセンサ部分２４ａと、円周上において、等間隔に設けられた半径方向に突出した６個の突起部２４ｂとを有し、その一部に、図８で説明したのと同様の端子取付け部２４ｃが設けられている。
【００４５】
この突起部２４ｂはセンサ電極２４をホルダ２１に取付けるクランプ部となっている。
【００４６】
このように、ホルダ２１とのクランブ部ではリングの半径を大きく、放電針１３周辺ではリングの半径を小さく（イオンが取得しやすい位置に）設定した形状である。この形状では、イオン取得は最適な位置で行いながら、クランブ部は外周にあるため、ホルダ２１に設けられるクランプ部材を最小化することが可能であり、ファン１２にて作られる風を遮る面積を最小化することができる。このセンサ電極２４をホルダ２１に取り付けた状態を図９（Ｂ）に示す。図９（Ｂ）に示すように、ホルダ２１の円筒部分の上端部近傍にはセンサ電極２４に設けられた６箇所の突起部２４ｂを保持するための、６箇所のスナップフィットが設けられている。
【００４７】
次に、センサ電極の他の例について説明する。図１０はセンサ電極の他の例を示す斜視図である。図１０を参照して、センサ電極２６は、ホルダに保持されるリング２６ａと、その内部に相互に間隔をあけて設けられた、径の異なる３つのリング状部材（円弧状部分）２６ｂとを含む。３つのリング状部材２６ｂは、それぞれのリング状部材２６ｂの両端部に設けられた接続部分２６ｃでリング２６ａに接続されている。
【００４８】
なお、ここでは、センサ電極２６は一つのリング状の部分とそれに接続された不完全な３つのリング状部分を有しているが、これに限らず、同心円状に径の異なる二重のリングを設け、それらを相互に接続するようにしてもよいし、三重以上にしてもよい。
【００４９】
また、上記実施の形態においては、フィードバック制御において、正極の電圧を固定し、負極の電圧を調整することによりイオンバランスを維持する構成について説明したが、これに限らず、逆の構成としてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、センサ電極からのフィードバック信号の処理を電圧を用いて行った場合について説明したが、これに限らず、電流等を用いてもよい。
【００５１】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示された実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の一実施の形態に係る静電気除去装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】静電気除去装置の正面図である。
【図３】静電気除去装置のメンテナンス時の状態を示す斜視図である。
【図４】センサ電極と放電針とがホルダに取り付けられた状態を示す図である。
【図５】静電気除去装置の分解斜視図である。
【図６】静電気除去装置のブロック図である。
【図７】静電気除去装置におけるフィードバック処理を示す図である。
【図８】センサ電極の一実施の形態を示す図である。
【図９】センサ電極の他の実施の形態を示す図である。
【図１０】センサ電極のさらの他の実施の形態を示す図である。
【図１１】従来の静電気除去装置を示す図である。
【図１２】従来の静電気除去装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  静電気除去装置、１１  ケース、１２  送風部、１３  放電針、１４，２４，２６  センサ電極、１５  カバー、１６  支持部、１７ノブ、１８  スタンド、２１  ホルダ、２２  基板間ハーネス、３４  フィルタ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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