CN104244551A - 带电体除电装置和使用了该装置的带电体除电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供带电体除电装置和使用了该装置的带电体除电方法，该带电体除电装置通过产生电晕放电来消耗带电体所具有的静电能量，而能够对带电体进行除电处理。一种带电体除电装置(10)，其特征在于，该带电体除电装置(10)具有：电源装置(20)；以及正极(30)和负极(40)，它们与电源装置(20)电连接，并且该正极(30)和负极(40)以隔开所需间隔的方式平行地配设，正极(30)和负极(40)由正极(30)和负极(40)处的电晕放电开始电压相互相等的线状体形成，向正极(30)和负极(40)供给的电压被维持在正极(30)和负极(40)处的电晕放电开始电压的临界电压以上的电压。

Description

带电体除电装置和使用了该装置的带电体除电方法

技术领域

本发明涉及带电体除电装置和使用了该装置的带电体除电方法。

背景技术

由树脂成形装置成形的树脂成形品因与由其他材料构成的物品相接触所产生的静电而处于带电的状态的情况较多。在欲利用输送机器人等输送像这样地处于带电状态下的树脂成形品的情况下，树脂成形品有可能因静电的作用而附着于输送机器人的臂部(夹具部)而无法从臂部分离，从而在树脂成形品的处理上存在障碍。

为了解决这样的问题，例如，在专利文献1中提出有涉及如下装置的结构：对处于带电状态下的除电对象物吹送空气离子，利用空气离子来中和除电对象物的静电，从而进行除电对象物的除电处理。

采用专利文献1所公开的除电装置，由于能够去除树脂成形品的静电，因此能够可靠地进行树脂成形品和输送机器人的臂部之间的分离，从而能够可靠地进行树脂成形品的处理。

另外，作为其他除电装置，也已知有在放电电极中使用了所谓的除电刷的自我放电方式。

专利文献1：日本特开2010－277931号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在进行对专利文献1所公开的那样的带电体吹送空气离子的除电处理的情况下，需要使空气离子附着到带电体上为止的移动时间。另外，存在有如下这样的问题：需要用于放出空气离子的送风部的结构；在生成空气离子时产生有大量的臭氧；附着于除电对象物的空气离子因某些外力的作用而离开除电对象物，而导致除电对象物再次带电等。

另外，采用了自我放电方式的除电装置虽然能够高速地进行除电处理，但是存在有仅能够在放电电极与除电对象物极其接近时获得除电效果这样的问题。

因此，本发明的目的在于，提供通过产生电晕放电来消耗带电体所具有的静电能量，从而能够对带电体进行除电处理的带电体除电装置和使用了该带电体除电装置的带电体除电方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明人进行了认真的研究，其结果，想到了如下结构。

即，一种带电体除电装置，其特征在于，该带电体除电装置具有：电源装置；以及正极和负极，它们与该电源装置电连接，并且该正极和负极以隔开所需间隔的方式平行地配置，上述正极和上述负极由上述正极和上述负极处的电晕放电开始电压相互相等的线状体形成，向上述正极和上述负极供给的电压被维持在上述正极和上述负极处的电晕放电开始电压的临界电压以上。

采用本结构，在带电体穿过正极与负极之间时，在带电体与正极或与负极之间、主要是正极或负极的表面上瞬间产生有电晕放电，但是此时，带电体的静电能量因电晕放电中所放出的热、电磁波(光)而被消耗，因此能够在一瞬对带电体进行除电处理。

另外，在带电体除电装置中无需送风部等结构，能够简化带电体除电装置的结构。

进而，由于是仅在使带电体穿过正极与负极之间时进行电晕放电的结构，因此通过间歇地产生电晕放电，能够尽可能地减少臭氧的产生量。

进而，由于带电体的除电处理没有利用空气离子的附着，因此不存在于除电处理后再次带电的可能性。

另外，本结构能够看作是对自我放电方式中的电极施加电压的方式。在自我放电方式中，电极通常接地，但是通过以施加电压来取代电极接地，能够使电极与带电体之间的电位差扩大，能够促进放出热、电磁波(光)较多的显著的电晕放电。其结果，与自我放电方式相比，即使电极与带电体之间的距离变长(电极与带电体并未处于极其接近的状态)，也能够产生显著的电晕放电，能够获得除电效果，因此是优选的。

另外，优选的是，在上述正极与上述负极之间，上述线状体的直径尺寸或上述线状体的形状中的至少一项不同，进而，更加优选的是，在上述正极或上述负极中的至少一者中的上述线状体处至少配设有1个向另一电极侧突出的突状体。通过采用上述结构，能够使正极和负极的开始电晕放电的条件相互相等。另外，能够促进在带电体与正极或负极之间、主要是正极或负极的表面上产生电晕放电，从而能够进行更加高效的带电体的除电处理，并且能够降低施加于正极、负极的电压，因此是优选的。

进而，优选的是，在上述正极和上述负极配设由绝缘构件构成的电场泄漏防止用的屏蔽体，进而，更加优选的是，上述屏蔽体俯视形成为コ字型形状，且上述屏蔽体以使开口部侧彼此呈相互面对的状态进行配设。通过采用上述结构，能够防止在带电体除电装置的正极和负极处所形成的电场向外部漏出。即，能够防止电场对设置于带电体除电装置的附近的电子设备造成的不良影响、或通过防止对带电的尘埃的诱导而能够防止尘埃附着于正极或负极。

另外，优选的是，上述正极和上述负极分别经由电流限制电阻与上述电源装置电连接。通过采用该结构，防止带电体与正极或负极之间的、主要是正极或负极的表面上的显著的电晕放电形成为持续，而能够抑制无谓的电力消耗，并且能够提供最小限度地抑制臭氧的产生的、安全的带电体除电装置。

另外，由于抑制了臭氧的产生，因此无需调整施加的电压以使其形成为电晕放电开始电压的临界电压，能够根据除电效果来升高电压。

另外，作为其他发明，也存在有使用了上述中的任一项所记载的带电体除电装置的带电体除电方法，其特征在于，通过使带电体穿过正极与负极之间而在上述带电体、上述正极、上述负极处产生电晕放电，从而通过消耗上述带电体的静电能量来进行上述带电体的除电。由此，只要使带电体穿过正极与负极之间，即可利用带电体所具有的静电能量在带电体与正极或负极之间产生电晕放电，从而能够消耗带电体的静电能量，能够进行带电体的除电处理。

另外，优选的是，在使上述带电体穿过上述正极与上述负极之间时，根据上述带电体所处于的带正电的带电状态或带负电的带电状态而使上述带电体以比上述正极与上述负极之间的中间位置接近上述负极或上述正极的状态穿过。由此，能够形成更易于产生带电体与正极或负极之间的电晕放电的状态，能够高效地进行带电体的除电处理。

发明的效果

采用本发明的带电体除电装置和使用了该装置的带电体除电方法的结构，当使带电体穿过正极与负极之间时，在带电体与正极或负极之间、主要是正极或负极的表面上瞬间产生有电晕放电，此时，带电体的静电能量因电晕放电中所放出的热、电磁波(光)而被消耗，因此能够在一瞬对带电体进行除电处理，因此能够提供高速地发挥功能的带电体除电装置。

另外，无需送风部等结构，从而能够简化带电体除电装置的结构。另外，由于是仅在使带电体穿过正极与负极之间时进行显著的电晕放电的结构，所以间歇性地进行伴随着臭氧的产生的、显著的电晕放电，因此能够尽可能地减少臭氧的产生量。

进而，由于带电体的除电处理没有利用空气离子的附着，因此不存在于除电处理后再次带电的可能性。

即，能够快速地对带电体进行除电处理，并且能够减少伴随着进行带电体的除电处理时的臭氧的产生的问题。

附图说明

图1是第1实施方式的带电体除电装置的概略结构图。

图2的(A)和图2的(B)是表示构成第2实施方式中的负极的线状体的变形例的放大图。

图3是第3实施方式的带电体除电装置的概略结构图。

图4是图3所示的带电体除电装置中的电极部分的俯视图。

具体实施方式

以下，基于实施方式进行本发明的带电体除电装置的说明。

(第1实施方式)

图1是第1实施方式的带电体除电装置的概略结构图。

本实施方式的带电体除电装置10配设有：电源装置20；以及正极30和负极40，它们由以隔开所需间隔的方式平行地配设的线状体构成。正极30和负极40分别与电源装置20电连接。另外，正极30与负极40之间的分离距离能够根据进行除电处理的对象的带电体T或带电体T以及输送带电体T的输送部件(未图示)的大小适当地进行设定。

如图1所示，本实施方式的电源装置20是通过以所记载的顺序依次电连接电源供给部22、控制电路24、压电变压器26、直流电压放大电路28而构成的。

此外，电源装置20并不限定于本实施方式所示的结构，也能够采用适当地组合其他公知的结构要素而成的电源装置20的结构。

在本实施方式中，作为电源供给部22使用了商用电源。由电源供给部22供给的AC100伏或AC200伏，首先，在被以逆变器为代表的控制电路24转换为直流12伏之后，被升压斩波器电路转换为具有任意峰值的脉冲状的电压信号。接着，由控制电路24生成的具有任意峰值的脉冲状的电压信号被压电变压器26升压至最大AC2千伏。接着，最大AC2千伏的电压被以科克罗夫-瓦耳顿(コッククロフト·ウォルトン)电路为代表的直流电压放大电路28施以AC/DC转换以及升压处理，最终生成最大DC20千伏的正电压和负电压。

如此生成的最大DC20千伏的正电压被施加(供给)于正极30，最大DC20千伏的负电压被施加(供给)于负极40。施加于本实施方式中的带电体除电装置10的正极30和负极40的施加电压被维持为各自的施加电压的绝对值形成为电晕放电开始电压的临界电压的绝对值以上。此外，由于当对正极30和负极40施加绝对值相等的电压时，电场形成区域被限定于正极30与负极40之间，因此是有利的。另外，与仅以正极30或负极40构成带电体除电装置10的情况相比，在带电体T无论是带正电还是负电均能够进行除电处理这一点上是方便的。

在此，电晕放电开始电压指的是开始电晕放电时的施加于电极的施加电压。此外，电晕放电指的是在电场所产生的电力线的密度达到恒定以上而使电场变强时，使大气等离子化的现象。电场在电力线的密度较高的区域表现为较强，电晕放电产生于电场较强的区域。另外，电晕放电开始电压的临界电压指的是处于只要电力线的密度因带电体T的接近等而稍微上升、便立即开始电晕放电的状态下的电压。

在本实施方式中，正极30和负极40均由线状体的导体形成。当施加于正极30或负极40的电压为电晕放电开始电压以上时，即使带电体T不穿过也会产生电晕放电，随着电压的上升，来自正极30和负极40的臭氧产生量加速增加，因此是危险的。因此，为了抑制电晕放电，如图1所示，通过在直流电压放大电路28与正极30和负极40之间配设1千兆欧姆的电流限制电阻50，而使向正极30和负极40供给的电流量降低。

然而，在被施加有绝对值相等的电压的正极30和负极40处，负极40比正极30易产生电晕放电。为了在被施加有绝对值相等的电压的正极30和负极40处使开始电晕放电时的条件相等，只需将正极30处的电场设定为比负极40处的电场强即可。在本实施方式中，通过使构成正极30的线状体和构成负极40的线状体的形状互不相同，即使是在施加电压的绝对值相等的情况下，正极30和负极40的开始电晕放电时的条件也设定为相互相等。

另外，作为为了使正极30和负极40的开始电晕放电的条件相互相等的手法，除了变更正极30和负极40的线状体的形状以外，也可以使形成正极30和负极40的线状体的直径尺寸互不相同。实验的结果，只要将形成正极30的线状体的直径尺寸设定为形成负极40的线状体的直径尺寸的1/2～1/3，即可使正极30和负极40的开始电晕放电时的条件相等。

进而，也可以使形成正极30和负极40的线状体的直径尺寸和形状这两方面各不相同。

在正极30和负极40处均被维持施加了电晕放电开始电压的临界电压以上的电压的状态。如此一来，当使带电体T穿过施加有电晕放电开始电压的临界电压以上的电压的状态下的正极30与负极40之间时，带电体T与正极30之间、或带电体T与负极40之间均因电力线的密度上升而产生有显著的电晕放电，从而消耗带电体T的静电能量。此外，因电力线的密度上升而产生有显著的电晕放电的区域主要是正极30或负极40的表面，但是在于带电体T存在有突状部的情况下，这样的电晕放电也产生于带电体T的表面。

采用本实施方式中的带电体除电装置10的结构，只要使带电体T穿过被维持了施加有电晕放电开始电压的临界电压以上的电压的状态的正极30与负极40之间，则两者间的电场的变化以光速传播，因此即使使带电体T高速地穿过正极30与负极40之间，也会产生显著的电晕放电，因此在能够可靠地对带电体T进行除电处理这一点上，与现有技术的带电体除电装置相比，极为好用。

另外，虽然对正极30和负极40施加有电晕放电开始电压的临界电压以上的电压，但是仅在使带电体T穿过时产生有显著的电晕放电，因此间歇地产生对带电体T进行除电处理时的显著的电晕放电，从而也能够最小限度地抑制伴随着显著的电晕放电的臭氧的产生量。因而，在能够减少臭氧对带电体除电装置10的周边环境造成的不良影响这一点上是优选的。

(第2实施方式)

图2的(A)和图2的(B)是表示负极的变形例的放大主视图。在本实施方式中，其特征在于在形成负极40的线状体的表面配设有向正极30侧突出的突状体42这一点。由于其他结构能够设为与第1实施方式相同，因此在此省略详细的说明。

通过配设这样的突状体42，能够易于产生负极40与带电体T之间的电晕放电。如图2的(A)和图2的(B)所示，突状体42沿着负极40(线状体)的延伸方向隔开所需间隔配设有多个，但是突状体42的配设数量也可以仅为1个。

配设在负极40的表面的突状体42既可以形成为图2的(A)所示的柱状体，也可以形成为图2的(B)所示的锥状体。形成为锥状体的突状体42比形成为柱状体的突状体42易于产生电晕放电。

突状体42并不限定于图2的(A)和图2的(B)所示的形态。只要能够易于产生负极40与带电体T之间的电晕放电，当然也可以形成为其他形态。

(第3实施方式)

图3是第3实施方式的带电体除电装置的概略结构图。图4是图3的电极部分的俯视图。

在本实施方式中，其特征在于在正极30的外侧部分与负极40的外侧部分配设有俯视形成为コ字型形状的屏蔽体60这一点。该屏蔽体60由合成树脂等绝缘体形成。

在正极30和负极40处，分别在位于与另一电极(负极40或正极30)相反的一侧的外侧位置配设电场泄漏防止用的屏蔽体60，由于以使屏蔽体60的开口部62彼此相互面对的状态进行配设，因此能够防止由正极30和负极40形成的电场向带电体除电装置10的外部漏出。由此，除了能够可靠地防止因来自带电体除电装置10的电场的影响而导致配设于带电体除电装置10的周边的其他电子设备等产生错误动作，还防止对带电的尘埃的诱导，防止尘埃附着于正极30或负极40，因此是优选的。

(带电体的除电方法)

接着，进行使用了图3和图4所示的第3实施方式的带电体除电装置10的带电体T的除电方法的说明。在此，对在进行带正电的带电体T的除电处理的情况下进行说明。

当打开带电体除电装置10的未图示的开关时，从电源供给部22供给的商用电源在被控制电路24、压电变压器26、直流电压放大电路28调整为电晕放电开始电压的临界电压以上的电压后，经由电流限制电阻50施加于正极30和负极40。

当使用输送机器人(未图示)等使带电体T沿图4中所示的箭头方向穿过被施加有电晕放电开始电压的临界电压以上的电压的正极30与负极40之间时，正极30与负极40之间的电场因带电体T的所具有的电位而发生变化，电力线的密度在带电体T与负极40之间上升，从而产生有显著的电晕放电。如此一来，在带电体T与负极40之间产生有显著的电晕放电，从而带电体T的静电能量被消耗，最终，带电体T被施以除电处理。由于电场产生变化时的反应速度是以光速来进行的，因此即使在使带电体T高速地穿过正极30与负极40之间的情况下，也能够可靠地进行带电体T的除电处理。

另外，在图3中，示出了带电体T穿过正极30与负极40间的中间位置的状态，但是在带电体T如本实施方式这样带正电的情况下，通过在正极30与负极40之间使带电体T尽可能地穿过靠近负极40的位置，能够更加有效地进行负极40与带电体T之间的显著的电晕放电。出于与此相同的理由，在带电体T带负电的情况下，优选使带电体T在正极30与负极40之间尽可能地穿过靠近正极30的位置。

以上，基于本实施方式详细地说明了带电体除电装置10和使用了该带电体除电装置10的带电体除电方法，但是本发明的带电体除电装置10和使用了该带电体除电装置10的带电体除电方法的技术范围并不限定于以上所示的实施方式。例如，也能够采用适当地组合以上说明的实施方式1～3所示的结构而成的形态。

另外，在图2的(A)和图2的(B)中，说明了构成负极40的线状体的变形例，但是也可以对构成正极30的线状体配设图2的(A)和图2的(B)所示的突状体。进而，除了仅在正极30和负极40中的任一者配设突状体的形态以外，也能够采用在正极30和负极40这双方配设突状体的形态。

另外，在以上的实施方式中，在对正极30和负极40施加了超出电晕放电开始电压的临界电压的电压的情况下，在正极30和负极40处形成为始终电晕放电的状态。然而，若施加电压不极端地高于电晕放电开始电压的临界电压，则在正极30与负极40处持续地产生的电晕放电形成为不伴随臭氧的产生的所谓的微弱的电晕放电。

若使带电体T穿过产生有这样的微弱的电晕放电的正极30与负极40之间，则即使是静电能量较少的带电体T，也能够产生伴随着臭氧的产生的显著的电晕放电，因此在能够可靠地消耗带电体T的静电能量、能够进行可靠的带电体T的除电处理这方面是优选的。

除了在这样的正极30和负极40处始终产生微弱的电晕放电这样的电压施加状态以外，在明确了带电体T的静电能量足够高的情况下等，也可以对正极30和负极40施加电晕放电开始电压的临界电压。采用这样的电压施加状态，在不会产生正极30和负极40处的微弱的电晕放电且能够仅在使带电体T穿过正极30和负极40之间时产生显著的电晕放电这方面是优选的。

附图标记说明

10、带电体除电装置；20、电源装置；22、电源供给部；24、控制电路；26、压电变压器；28、直流电压放大电路；30、正极；40、负极；42、突状体；50、电流限制电阻；60、屏蔽体；62、开口部；T、带电体。

Claims (8)

1.一种带电体除电装置，其特征在于，

该带电体除电装置具有：电源装置；以及正极和负极，它们与该电源装置电连接，并且该正极和负极以隔开所需间隔的方式平行地配置，

上述正极和上述负极由上述正极和上述负极处的电晕放电开始电压相互相等的线状体形成，

向上述正极和上述负极供给的电压被维持在上述正极和上述负极处的电晕放电开始电压的临界电压以上。

2.根据权利要求1所述的带电体除电装置，其特征在于，

在上述正极与上述负极之间，上述线状体的直径尺寸或上述线状体的形状中的至少一项不同。

3.根据权利要求1所述的带电体除电装置，其特征在于，

在上述正极或上述负极中的至少一者中的上述线状体处至少配设有1个向另一电极侧突出的突状体。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的带电体除电装置，其特征在于，

在上述正极和上述负极配设由绝缘构件构成的电场泄漏防止用的屏蔽体。

5.根据权利要求4所述的带电体除电装置，其特征在于，

上述屏蔽体俯视形成为コ字型形状，且上述屏蔽体以使开口部侧彼此呈相互面对的状态进行配设。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的带电体除电装置，其特征在于，

上述正极和上述负极分别经由电流限制电阻与上述电源装置电连接。

7.一种带电体除电方法，其特征在于，

该带电体除电方法使用了权利要求1～6中任一项所述的带电体除电装置，

通过使带电体穿过正极与负极之间而在上述带电体、上述正极、上述负极处产生电晕放电，从而通过消耗上述带电体的静电能量来进行上述带电体的除电。

8.根据权利要求7所述的带电体除电方法，其特征在于，

在使上述带电体穿过上述正极与上述负极之间时，根据上述带电体所处于的带正电的带电状态或带负电的带电状态而使上述带电体以比上述正极与上述负极之间的中间位置接近上述负极或上述正极的状态穿过。