CN1809243B - 静电消除器和放电模块 - Google Patents

Abstract

公开了一种能够替换放电针并且改善可维护性的静电消除器。所述静电消除器包括：具有设置有对电极和毂部分的管状部分的导气管；以及可拆卸地安装在所述管状部分上的放电模块，其中，通过风扇和鼓风机将电离气体提供至所述导气管。所述放电模块具有装配在毂部分内的固定器，以及与所述固定器附接以在径向向外的方向上朝着所述对电极突出的多个放电电极。当杂质或类似物附着在放电电极的尖端时，或者当放电电极损坏时，可以从所述毂部分上卸除所述放电模块。

Description

静电消除器和放电模块

相关申请的交叉引用

根据U.S.C.第119条，申请人要求2005年1月17日提交的2005-8567号日本专利申请的外国优先权，其内容合并于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于从待被处理的物体(例如带有静电的电子元件)上去除静电的静电消除器和放电模块。

背景技术

在电子元件的加工和组装中，如果用于加工和组装电子元件的夹具等带有静电，则例如灰尘等杂质将会附着在电子元件上，并且产生次品，由此电子元件在传输过程中会互相吸引并且彼此接触，从而不能顺利地传输。因此，静电消除器(也称为电离器或者离子发生器)用于将电离的空气吹送到待被处理的物体(例如带有静电的部分或元件)上。为了利用电能电离空气，需要在针状放电电极上加载高压，以环绕放电电极产生非均匀电场，从而在非均匀电场中产生电晕放电并且通过电晕放电使周围的空气电离。当在放电电极上加载高的正电压时，放电电极将从电极附近的气体中吸收电子，从而空气变成正离子。当加载高的负电压时，放电电极放出电子从而空气变成负离子。

当在放电电极上加载高的交流电压时，将产生基本上等量的正空气离子和负空气离子。当将这种电离的空气吹送到待被处理的带电物体(此后简称为“物体”)上时，物体排斥相同极性的离子并将相反极性的离子吸引到其上。这样，当相反极性的离子与物体相接触时，物体的电荷水平将逐渐降低。因此，物体变成低电位下的平衡状态并且被中性化。

这种静电消除器包括公布号为2004-253192的日本未决专利公开中所披露的静电消除器，即被称为风扇式的静电消除器，其中，通过风扇吹送到物体上的气体被放电电极电离。

当气体通过电晕放电电离时，例如由气体引出的杂质等绝缘材料将附着在放电电极的尖端并且需要定期去除。另外，当放电电极的尖端被磨损或者损坏时，将需要更换放电电极。因此，上述专利公报中披露的静电消除器包括：框架型的可拆卸单元，其中形成有圆孔并且连接有高压电源单元，多个放电电极彼此相对地附接在所述圆孔上；本体壳，其中容纳有风扇并且附接有可拆卸单元。因此，当放电电极被磨损时，可以更换所述可拆卸单元。放电电极附接至所述可拆卸单元以彼此相对地朝向所述圆孔的中心部分，气体在所述圆孔的内周面中流动。因此，必须扩大圆孔的内直径以保证足够的电离气体流量，从而需要相应地增大可拆卸单元。由于可拆卸单元被制造得较大，因此高压电源单元可以固定在可拆卸单元内。

发明内容

然而，为了用新的放电电极替换用旧的放电电极，需要更换附接有高压电源单元的增大的可拆卸单元，包括高压电源单元的可拆卸单元被废弃，而可用的高压电源单元也被废弃。因此，提高了保证静电消除器可正常产生离子的维护费用。另外，由于从主体壳上去除/向主体壳附接可拆卸单元的方向与气流垂直，因此在用于卸除所述可拆卸单元的部分中需要保证具有用于拉动可拆卸单元的空间。因此，限制了静电消除器的安装地点，同时，其维护操作也不能容易地进行。

本发明的一个目的是提供一种能够替换放电针并且改善可维护性的静电消除器。

一种根据本发明的静电消除器，其对吹送到待被处理的带电物体上的气体进行电离并且从所述物体上去除静电，所述静电消除器包括：气体导引部件，其通过风扇提供电离气体，并且在其中心部分设置有毂部分；设置在所述气体导引部件上的对电极；放电模块，其包括可拆卸地安装在所述毂部分上的固定器，以及在径向向外的方向上朝着所述气体导引部件突出并且与所述固定器附接的放电电极。其中，所述固定器可具有装配在所述毂部分内的柱形部分以及与所述柱形部分形成为一体并且与所述毂部分的端面相对的径向壁部分，所述柱形部分内形成有与从所述毂部分的外周面径向向外突出的接合突起相接合的接合槽。

在根据本发明的静电消除器中，所述气体导引部件可以是具有管状部分并在所述毂部分和所述管状部分之间形成导气通道的导气管，所述毂部分位于所述导气管内的中心部分，所述对电极环形设置在所述导气管内。

在根据本发明的静电消除器中，所述导气管可被设置为与设置有所述风扇的鼓风机相邻。

在根据本发明的静电消除器中，所述毂部分的端面可设置有在所述放电模块的拆卸/连接方向上弹性形变并且与所述放电电极的底部相接触的高压加载端。

在根据本发明的静电消除器中，所述径向壁部分可设置有用于拆卸/连接所述放电模块的旋钮。

一种根据本发明的放电模块，其可拆卸地安装在气体导引部件的毂部分上，并且对吹送到待被处理的带电物体上的气体进行电离，所述气体导引部件具有管状部分，所述管状部分设置有环形的对电极以及位于所述管状部分中心的毂部分，并且所述气体导引部分形成用于通过鼓风风扇导引电离气体的导气通道，所述模块包括：固定器，其具有装配在所述毂部分内的柱形部分，以及与所述柱形部分形成为一体并且与所述毂部分的端面相对的径向壁部分，所述固定器可拆卸地安装在所述毂部分上；以及放电电极，其在径向向外的方向上朝着所述管状部分突出，并且与所述固定器附接，其中，在所述柱形部分内形成有接合槽，并且与所述接合槽相接合的接合突起在径向向外的方向上从所述毂部分的外周面突出。

在根据本发明的放电模块中，所述放电电极可设置有大直径底端，所述大直径底端与设置在所述毂部分端面的、能在拆卸/连接方向上弹性变形的高压加载端相接触。

在根据本发明的放电模块中，所述径向壁部分可设置有用于进行拆卸/连接操作的旋钮。

根据本发明，可拆卸地安装在毂(boss)部分(其位于具有对电极(opposite electrode)的气体导引部件的中心部分)上的放电模块具有可相对于所述毂部分拆装的固定器(holder)以及与所述固定器附接的放电电极，从而在对放电电极进行维护时，可以容易地从所述毂部分上卸下所述放电模块。另外，在更换所述放电模块时，也可以容易地卸除所述放电模块。在卸除时，装配在毂部分内的放电模块必须在吹送电离气体的方向上卸除。因此，即使环绕静电消除器设置有各种部件，也可以容易地进行拆卸操作。放电模块仅包括放电电极和固定器，而没有设置高压电源单元。因此，即使放电电极损坏并且需要更换新的放电模块，消除器的维护费用也不会增加。

附图说明

图1是示出了根据本发明的一个实施方案的静电消除器前侧的立体图；

图2是图1所示的静电消除器的后视图；

图3是图1所示的静电消除器的部分剖开的侧视图；

图4A是示出了鼓风机的前视图；

图4B是沿着图4A中的4B-4B线获取的剖视图；

图4C是示出了鼓风机的风扇箱的立体图；

图5A是导气管的前视图；

图5B是导气管的侧视图；

图6A是沿着图5A中的6A-6A线获取的放大剖视图；

图6B是示出了与图6A中所示的部分类似的部分处于这种状态下的放大剖视图，所述状态即放电模块安装在毂部分上；

图7A是放电模块的剖视图；

图7B是放电模块的后视图；

图7C是沿着图7B中的7C-7C线获取的剖视图；

图8是示出了静电消除器的载流电路的示意图；

图9A是示出了放电模块的修改实施例的前视图；

图9B是示出了放电模块的另一个修改实施例的前视图。

具体实施方式

以下将根据附图详细说明本发明的实施方案。图1是示出了根据本发明的一个实施方案的静电消除器前侧的立体图；图2是图1所示的静电消除器的后视图；图3是图1所示的静电消除器的部分剖开的侧视图。

静电消除器包括整体形成为近似长方体的壳体11。壳体11具有前壁11a、后壁11b、左壁和右壁11c和11d、顶壁11e以及底壁11f。通过将一体形成有前壁11a以及左壁和右壁11c和11d的部件与一体形成有后壁11b、顶壁11e和底壁11f的部件接合在一起来构造壳体11。支架12附接至壳体11，从而可以通过支架12将静电消除器安装在某一位置以便于使用。

用于吹出气体的开口部分13形成在前壁11a中。其内形成有多个出气口的可拆卸气窗(louver)14可拆卸地安装在开口部分13上。前壁11a设置有朝着开口部分13突出的接合突起15。如图3所示，与接合突起15相接合的接合槽16形成在可拆卸气窗14内，从而通过在可拆卸气窗14的背面抵靠前壁11a的状态下垂直移动可拆卸气窗14，可将可拆卸气窗14附接在壳体11上或者从其上拆卸。

如图2所示，用于进气的开口部分17形成在壳体11的后壁11b内。其内形成有多个进气口的固定的气窗18固定至开口部分17。用于滤除杂质(例如包含在进入气体内的灰尘)的网状过滤器19附接在固定的气窗18外部。

作为气体导引部件的导气管21和鼓风机22设置在壳体11内。如图3所示，导气管21而非鼓风机22设置在壳体11的前壁11a的一侧，并且导气管21和鼓风机22以及固定的气窗18通过螺丝部件(screwmember)23固定在壳体11的后壁11b上。

图4A是示出了鼓风机22的前视图；图4B是沿着图4A中的4B-4B线获取的剖视图；图4C是示出了鼓风机22的风扇箱24的立体图；图5A是导气管21的前视图以及图5B是导气管21的侧视图。

鼓风机22的风扇箱24由合成树脂制成并且其内设置有圆形通孔25，如图4A至4C所示。风扇箱24的前端设置有位于通孔25中心部分的圆形支撑板26。这一支撑板26通过支杆27与风扇箱24形成为一体。具有柱形风扇毂28和一体设置在风扇毂28外周的多个风扇叶片29的风扇30可旋转地安装在支撑板26上，从而风扇30被容纳在风扇毂28内的电机31旋转。由于风扇30被电机31旋转，因此产生从开口部分17朝着导气管21流动的气流。注意，在风扇箱24的四个角的每一个上形成有螺丝部件23由其穿入的连接孔32。

如图5A和5B所示，导气管21由合成树脂(其为绝缘材料)制成，并且具有管状部分35，管状部分35的后端一体地设置有凸缘部分34，其具有与连接孔32相对应的连接孔33。毂部分36位于管状部分35的中心。毂部分36通过三个支杆37与管状部分35形成为一体，毂部分36和管状部分35之间形成有用于将风扇30提供的气体朝着开口部分13导引的导气通道38。由金属条材料形成的作为导体的环形对电极41环绕在管状部分35的外侧。用于将对电极41固定在管状部分35上的螺丝部件42附接在对电极41的两端，引线39与螺丝部件42附接。注意，虽然导气管21的管状部分35具有柱形形状，但是其也可以具有四角形的或者多角形的管形形状，并且对电极41可以嵌入导管状部分35内。

在示意性的静电消除器中，作为除了鼓风机22的风扇箱24之外的部件的导气管21被设置为与鼓风机22相邻。然而，可以在风扇箱24的前侧设置与风扇箱24成为一体的、与管状部分35对应的部件，以利用其本身形成气体导引部件。这样，放电模块45附接在其上的毂部分36可以设置在风扇箱24的支撑板26上。另外，通过将鼓风机22和导气管21彼此分开，可以通过软管、管道或类似物将气体提供至作为气体导引部件的导气管21。

图6A是沿着图5A中的6A-6A线获取的放大剖视图。毂部分36具有柱形部分43和与柱形部分43的前端形成为一体的径向壁部分44。放电模块45可以与毂部分36可拆卸地连接。图6B是示出了与图6A中所示的部分类似的部分处于这种状态下的放大剖视图，所述状态即放电模块45附接于毂部分36。

放电模块45具有由合成树脂形成固定器46，所述合成树脂由绝缘材料制成。如图6B所示，固定器46具有装配在毂部分36的柱形部分43外侧的柱形部分47，以及与柱形部分47的前端形成为一体的端壁部分48。柱形旋钮(knob)49一体地设置在端壁部分48上。当放电模块45安装在导气管21的毂部分36上时，放电模块45的端壁部分48与毂部分36的径向壁部分44相对。

图7A是放电模块45的剖视图；图7B是放电模块45的后视图；图7C是沿着图7B中的7C-7C线获取的剖视图。

多个穿过柱形部分47并且在径向向外的方向朝着导气管21的管状部分35突出的放电电极50与放电模块45的固定器46相附接。放电电极50的各个尖端是尖锐的，并且其各个底端设置有大直径部分51。如图7B所示，四个放电电极50在柱形部分47的圆周方向上相隔90度地与放电模块45附接。如图5A和5B以及图6A和6B所示，毂部分36的端面设置有与四个端块(terminal piece)52a形成为一体的十字形的高压加载端52。因此，当放电模块45安装在毂部分36上时，放电电极的各个大直径部分51与相应的高压加载端52的端块52a相接触，从而高压加载端52通过用于将高压加载端52固定至毂部分36的螺丝部件53与引线54相连接。

各个端块52a在放电模块45的拆卸/连接方向上(即图6A和6B的水平方向上)弹性变形。如图6A所示，在放电模块45未安装在毂部分36上的情况下，各个端块52a的末端在从毂部分36的端面上升起的方向上弹性形变。因此，当放电模块45安装在毂部分36上时，如图6B所示，高压加载端52的各个端块52a弹性形变，以与放电电极50的大直径部分51可靠接触。

如图5A所示，径向向外突出的接合突起55与毂部分36的柱形部分43设置为一体，并且设置有在毂部分36的圆周方向上具有180度相位差的两个接合突起55。如图7A至7C所示，两个轴向延伸的接合槽56形成在放电模块45的柱形部分47的内周面上，从而与接合突起55相对应。各个接合槽56的轴向外端与柱形部分47的端面连通，而各个接合槽56的轴向内端与形成在柱形部分47内的、在内圆周方向上延伸的接合孔(槽)57连通。因此，当放电模块45安装在毂部分36上时，通过将接合槽56设置为与接合突起55相对并且将放电模块45的柱形部分47装配在毂部分36的柱形部分43外侧来将放电模块45压入毂部分36内。

然后，通过旋转放电模块45，接合突起55被插入到接合孔57内，从而将放电模块45安装在毂部分36上。通过这种安装操作，各个放电电极50底端的大直径部分51被压在端块52a上，并且通过端块52a的弹性力在大直径部分51上施加推力。当进行放电模块45的安装操作时，操作者用手握住放电模块45的旋钮49，以进行按压操作和旋转操作。

为了将放电模块45可拆卸/可连接地(即可拆装地)安装在毂部分36上，在如图所示的实施方案中使用了将接合突起55与接合槽56和接合孔57相接合的结构。然而，除了这种结构外，也可以通过螺丝部件将放电模块45安装在毂部分36上。

图8是示出了上述静电消除器的载流电路的示意图。用于加载具有预定频率的高交流电压的高压电源单元61通过引线39和54与各个放电电极50和对电极41相连，电机电源单元62通过引线与电机31相连。高压电源单元61和电机电源单元62各自与控制单元一起容纳在壳体11的下部内。

如图1所示，壳体11的前壁11a上设置有用于打开或关闭各个电源单元61和62的电源开关63以及用于调节电机31的转数和改变风扇30产生的气流流量的速率调节盘64。注意，标号“65”表示在静电消除器启动时打开的显示灯，而“66”表示在静电消除器处于非正常状态时打开的显示灯。如图2所示，后壁11b上设置有接地端67和电源端68。

为了使用上述静电消除器将电离气体吹送到待被处理的物体(例如电子元件)上并且消除物体所带有的静电，将静电消除器放置在物体附近以使得开口部分13直接朝向物体。在这种状态下，当打开电源开关63时，风扇30将被电机31转动。因此，外部气体从开口部分17通过固定的气窗18流入风扇箱24，产生从开口部分13通过可拆卸气窗14吹向物体的气流，并且从风扇箱24的内部穿过导气管21内的导气通道38的气体被电离并且被吹送到物体上。通过操作速率调节盘64来调节气流的流量。通过打开电源开关63，将来自于高压电源单元61的具有预定频率的高压加载到对电极41和各个放电电极50上，从而环绕放电电极50产生电晕放电。因此，流入导气通道38内的气体变为含有正离子和负离子的电离气体，并且被吹送到物体上。由此带电物体被电离气体中和。

电机31容纳在风扇毂28内，而风扇叶片29设置在风扇毂28外侧，从而当风扇30旋转以产生气流时，风扇毂28处不会产生气流。然而，由于放电模块45位于导气管21的中心部分，从而与风扇毂28相对应，因此可以在静电消除器小型化的情况下提供所需流量的电离气体。各个放电电极50从固定器46以轴向向外的方向朝着对电极41突出。放电模块45可以有效地电离流入位于导气管21和放电模块45之间的导气通道38的气体，而不会干扰气流。

如果杂质或类似物被引出或者附着在放电电极50的尖端，则如图1所示，将可拆卸气窗14从壳体11上卸除，从而将放电模块45从毂部分36上卸除。这时，通过用手握住旋钮49来转动放电模块45，直到各个接合槽56到达与接合突起55相对应的位置。然后，通过轴向推动放电模块45，可容易地将其从毂部分36上卸除。在拆卸过程中，放电模块45仅包括由树脂制成的固定器46和放电电极50，从而可以容易地进行拆卸操作。类似地，当任何放电电极50损坏时，也可以容易地进行放电模块的更换操作。

图9A和9B是各自示出了放电模块45的一个修改实施例的前视图。在图9A所示的放电模块45中，固定器46设置有六个放电电极50。在图9B所示的放电模块45中，固定器46设置有八个放电电极50。与放电模块45相附接的放电电极50的数量可以根据例如导气管21的内直径等条件任意设定。

本发明不受上述实施方案的限制，并且在不背离本发明本质的范围内可以进行各种修改和变换。例如，可以在对电极41和各个放电电极50上加载直流。另外，本发明也可用作用于通过电晕放电在气流中添加臭氧的臭氧发生器。

Claims (8)

1.一种静电消除器，用于对吹送到待被处理的带电物体上的气体进行电离并且从所述物体上去除静电，所述消除器包括：

气体导引部件，其通过风扇提供电离气体，并且在其中心部分设置有毂部分；

设置在所述气体导引部件上的对电极；

放电模块，其包括可拆卸地安装在所述毂部分上的固定器，以及在径向向外的方向上朝着所述气体导引部件突出并且与所述固定器附接的放电电极，

其中，所述固定器具有装配在所述毂部分内的柱形部分以及与所述柱形部分形成为一体并且与所述毂部分的端面相对的径向壁部分，所述柱形部分内形成有与从所述毂部分的外周面径向向外突出的接合突起相接合的接合槽。

2.如权利要求1所述的静电消除器，其中，所述气体导引部件是具有管状部分并在所述毂部分和所述管状部分之间形成导气通道的导气管，所述毂部分位于所述导气管内的中心部分，所述对电极环形设置在所述导气管内。

3.如权利要求2所述的静电消除器，其中，所述导气管被设置为与设置有所述风扇的鼓风机相邻。

4.如权利要求1所述的静电消除器，其中，所述毂部分的端面设置有在所述放电模块的拆卸/连接方向上弹性形变并且与所述放电电极的底部相接触的高压加载端。

5.如权利要求1所述的静电消除器，其中，所述径向壁部分设置有用于拆卸/连接所述放电模块的旋钮。

6.一种放电模块，其可拆卸地安装在气体导引部件的毂部分上，并且对吹送到待被处理的带电物体上的气体进行电离，所述气体导引部件具有管状部分，所述管状部分设置有环形的对电极以及位于所述管状部分中心的毂部分，并且所述气体导引部分形成用于通过鼓风风扇导引电离气体的导气通道，所述模块包括：

固定器，其具有装配在所述毂部分内的柱形部分，以及与所述柱形部分形成为一体并且与所述毂部分的端面相对的径向壁部分，所述固定器可拆卸地安装在所述毂部分上；以及

放电电极，其在径向向外的方向上朝着所述管状部分突出，并且与所述固定器附接，

其中，在所述柱形部分内形成有接合槽，并且与所述接合槽相接合的接合突起在径向向外的方向上从所述毂部分的外周面突出。

7.如权利要求6所述的放电模块，其中，所述放电电极设置有大直径底端，所述大直径底端与设置在所述毂部分端面的、能在拆卸/连接方向上弹性变形的高压加载端相接触。

8.如权利要求6所述的放电模块，其中，所述径向壁部分设置有用于进行拆卸/连接操作的旋钮。

Images