JP2005166268A - 除電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 使い勝手が悪化することなく、イオン発生量を正確に検出することができる除電装置を提供する。
【解決手段】 本体ケース２の前面側には対向電極として機能するノズル７が装着され、後面側には放電針ユニット８が装着されている。このノズル７には、コイルユニット３８が装着されている。このコイルユニット３８は、中空のコイル３８ｂを主体として構成されている。放電針ユニット８に高電圧が印加されると、放電針４５の先端部からコロナ放電によりイオン生成室４４でイオンが発生し、エアーチューブ３３から供給された空気によりイオンが放出口４４ａから前方に放出される。ここで、イオンがコイル３８ｂ内を通過すると、コイル３８ｂには、イオンの電荷量に応じた電流が発生する。従って、コイル３８ｂを流れる電流の大きさを測定することにより、イオンの発生量を正確に測定することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電圧印加手段によりイオン生成室内に配置された放電電極に電圧を印加して除電用イオンをコロナ放電により発生させ、その除電用イオンを前記イオン生成室に連通した放出口から放出させることで除電対象物の除電を行うようにした除電装置に関する。

除電装置では、イオンの発生量を検出し、異常な発生量を検出したときは、異常報知を行うようにしており、特開２００１−８５１９１号公報のものでは、対向電極に抵抗を接続し、その抵抗に流れる電流による電圧を検出することで、イオンの発生量を検出するようにしている。また、特開平１０−２８９７９６号公報のものでは、高電圧部の接地線に抵抗を接続し、この抵抗に流れる電流量がイオン発生量と比例関係にあることを利用して検出している。
特開２００１−８５１９１号公報 特開平１０−２８９７９６号公報

特開２００１−８５１９１号公報のものでは、対向電極は一般的にノズル部で構成していることから、ノズル部を設備の金属筐体から絶縁する必要があり、使い勝手が悪い。また、検出感度を高めるために抵抗の値を大きくすると、ノイズ的に弱くなるという問題がある。
また、特開平１０−２８９７９６号公報のものでは、抵抗に流れる電流が大きいことから、抵抗の値を小さく設定することができるものの、高電圧部の寄生容量による電流リーク量の影響が大きくなり、イオン発生量の正確な検出ができない虞があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、使い勝手が悪化することなく、イオン発生量を正確に検出することができる除電装置を提供することにある。

本発明は、電圧印加手段によりイオン生成室内に配置された放電電極に交流電圧を印加して除電用イオンをコロナ放電により発生させ、その除電用イオンを前記イオン生成室に連通した放出口から放出させることで除電対象物の除電を行うようにした除電装置において、前記放電電極から前記放出口を通じて放出される除電用イオンが内部を通過するように配置された中空状のコイルを設け、このコイルに流れる電流量を測定する電流測定手段を設けた上で、前記電流測定手段が測定した電流量に基づいてイオン発生量を求めるものである（請求項１）。

上記構成において、前記コイルは、前記放出口の近傍に配置されているのが望ましい（請求項２）。
前記放電電極の先端部を囲繞するように配置された対向電極を設けるようにしてもよい（請求項３）。
また、前記電流測定手段が測定した電流量に基づいて異常を判別して警報信号を出力する警報手段を設けるようにしてもよい（請求項４）。

また、前記警報手段は、前記電流測定手段が測定した電流量の所定時間当たりの変化量が予め決められた所定量以上のときに異常を判別して警報信号を出力するようにしてもよい（請求項５）。

請求項１の発明によれば、放電電極に交流電圧を印加すると、コロナ放電が発生しイオン生成室内に除電用イオンが発生する。この除電用イオンは、イオン生成室に連通した放出口から放出され、除電対象物に帯電した電荷を中和する。
ここで、放電用イオンが放出口から放出される際は、コイルには、放電用イオンの通過に伴って電流（イオン発生量と比例関係にある）が流れるので、その電流量を電流測定手段で測定することにより、放電電極により放出されるイオン量を正確に測定することができる。

請求項２の発明によれば、コイルは除電用イオンの放出口近傍に配置されるので、除電用イオンの一部が放出口に至るまでに中和されるにしても、除電対象物に放出される除電用イオン量を精度よく測定することができる。
請求項３の発明によれば、対向電極を配置することで、放電電極のイオン放出先が安定して確保されるので、コロナ放電が安定して行われるようになり、除電のためのイオン放出量が安定するようになる。

請求項４の発明によれば、コイルに流れる電流量の変化によってイオン放出量の変化を測定し、変化が所定レベル以上となったときに異常を判別して警報出力を行うことで、放電電極の劣化などによる異常放電状態を使用者に報知することができる。これにより、異常放電状態を知らずに使用し続けることを防止できる。
請求項５の発明によれば、警報手段は、コイルに流れる電流量の変化量で測定するので、除電装置毎にコイルに流れる電流量にばらつきを生じる場合であっても、そのようなばらつきの影響を受けることなく安定してイオン発生量の異常を検出することが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は除電装置の横断面図、図２は平面図、図３は側面図、図４は正面図、図５は縦断面図である。これらの図１ないし図５において、除電装置１の筐体をなす樹脂製の本体ケース２は、底面が開口した矩形箱状の基板収納部３の上面に支持手段として機能するブロック状のヘッド部４を一体形成してなる。基板収納部３は、プリント配線基板５が収納された状態で蓋部６により閉鎖されている。ヘッド部４の前端には対向電極として機能する金属製のノズル７が装着され、後端には放電針ユニット８とエアーチューブホルダ９が装着されている。この場合、ノズル７と放電針ユニット８とは同軸上となるように装着され、放電針ユニット８とエアーチューブホルダ９とが並列するように装着されている。また、ノズル７には取付金具１０が固定されており、その取付金具１０により除電装置１が設備機器に設置されている。

プリント配線基板５には高電圧発生回路部（電圧印加手段に相当）１１（図５のみに図示）が搭載されていると共にケーブル１２が接続されており、そのケーブル１２が本体ケース２の後端に装着されたケーブルホルダ１３により固定された状態で外方に導出されている。このケーブル１２を通じて高電圧発生回路部１１に電圧が供給されることにより、高電圧発生回路部１１が高電圧を発生するようになっている。

プリント配線基板５には、除電装置１の動作状態を示す複数のＬＥＤ（図示せず）が実装されており、そのＬＥＤが本体ケース２に形成された窓部１４から外方を臨んでいる。
図６はヘッド部４の横断面図、図７は縦断面図、図８は正面図である。これらの図６ないし図８において、ヘッド部４の前端には第１の被装着部１５が形成されている。この第１の被装着部１５はネジ孔１６を有しており、そのネジ孔１６にノズル７が螺着されるようになっている。この第１の被装着部１５の底面は隔壁部１７で閉鎖されており、その隔壁部１７の中心に略円柱状の放電針支持部１８が前方に突出形成されている。放電針支持部１８の中心には放電針挿入口１９が貫通形成されていると共に、その放電針挿入口１９を囲繞するように複数の空気供給孔２０が形成されている。この場合、空気供給孔２０は放電針支持部１８の外周となる部位よりも内側に形成されており、後述するように放電針支持部１８に絶縁性チューブが装着された状態であっても、空気供給孔２０の機能が失われないようになっている。

ヘッド部４の後端には第２の被装着部２１が形成されている。この第２の被装着部２１は、大径な第１孔部２２と小径な第２孔部２３とを連通してなり、第２孔部２３に第１の被装着部１５の放電針挿入口１９及び空気供給孔２０が連通している。これらの第１孔部２２及び第２孔部２３は放電針挿入口１９と同軸上に形成されており、これらの孔部２２，２３を貫通するように放電針ユニット８が挿入される。

第１孔部２２の外周面において底面となる部位には基板収納部３に連通した矩形状の貫通孔２４が形成されており、この貫通孔２４に平板状の電極板２５が基板収納部３側から挿入される（図５参照）。
図９は、電極板２５を示す正面図である。この図９において、電極板２５にはネジ孔２６が形成されており、そのネジ孔２６に放電針ユニット８が螺着される。また、電極板２５には孔部２７が形成されており、その孔部２７にリード線２８（図５参照）が接続されることにより電極板２５がプリント配線基板５に搭載された高電圧発生回路部１１と接続される。

図６に示すようにヘッド部４の後端には第３の被装着部２９が形成されている。この第３の被装着部２９は有底なネジ孔３０を有しており、このネジ孔３０にエアーチューブホルダ９が螺着される。
ここで、第２の被装着部２１の第２孔部２３と第３の被装着部２９とは空気通路３１で連結されていると共に、その空気通路３１は副空気通路３２で第１の被装着部１５に連結されており、エアーチューブホルダ９により固定され空気供給手段として機能するエアーチューブ３３（図１参照）から供給された空気が空気通路３１を通じて第２の被装着部２１に供給されると共に、副空気通路３２を通じて第１の被装着部１５にも供給されるようになっている。

次にノズル７について説明する。図１０はノズル７の断面図、図１１は正面図である。これらの図１０及び図１１において、ノズル７は、中間部にフランジ部３４を有した円柱状をなしている。フランジ部３４の前後方向の外周には第１ネジ部３５及び第２ネジ部３６がそれぞれ形成されている。ノズル７の中心には貫通孔３７形成されており、その貫通孔３７にコイルユニット３８が挿入されている。このコイルユニット３８は、第１の絶縁チューブ３８ａの周囲に中空のコイル３８ｂを巻装し、さらにそれらを第２の絶縁チューブ３８ｃに挿入して構成されている。つまり、中空のコイル３８ｂは、ノズル７に対して絶縁状態となるように構成されている。この場合、中空のコイル３８ｂは、ノズル７の前方側、つまりイオンの放出口に接近した位置となるように位置決めされている。

また、第２ネジ部３６の先端部には段差部３６ａが形成されており、その段差部３６ａにインシュレータ３８ｄが固着されている。このインシュレータ３８ｄには一対のコンタクトリング３８ｅ，３８ｆが埋設されており、一方のコンタクトリング３８ｅにコイル３８ｂの一端が接続され、他方のコンタクトリング３８ｆにコイル３８ｂの他端が接続されている。また、貫通孔３７の周囲には、ノズル７を前後方向に貫通する複数の空気通過孔４０が形成されている。

そして、ノズル７の第２ネジ部３６が本体ケース２の第１の被装着部１５のネジ孔１６に螺着されることにより、ノズル７が本体ケース２に装着されている。また、第１ネジ部３５に取付金具１０の孔部４１（図５参照）が装着された状態でナット４２（図５参照）が螺着されることによりノズル７に取付金具１０が固定され、その固定状態で取付金具１０に形成された取付孔部４３（図１参照）が本体ケース２の側方に位置する。

ここで、ノズル７が本体ケース２の第１の被装着部１５に装着された形態では、ノズル７の貫通孔３７に挿入されたコイルユニット３８の第１の絶縁チューブ３８ａが放電針支持部１８の外周に密閉状態で被着されており、これにより第１の絶縁チューブ３８ａの内側にイオン生成室４４が形成され、そのイオン生成室４４に放電針ユニット８の放電針４５の先端部が位置する。この場合、放電針支持部１８の周囲に形成された空気供給孔２０はイオン生成室４４に連通し、副空気通路３２は第１の絶縁チューブ３８ａの外周側に形成された副空気供給室４６（図１参照）に連結している。また、イオン生成室４４の開口端部がイオンの放出口４４ａとなる。

また、図７に示すように、ネジ孔１６の奥部底面となる部位にはコンタクトユニット３９が設けられている。このコンタクトユニット３９は、インシュレータ３９ａに一対のコンタクト３９ｂ，３９ｃを設けて構成されており、それらのコンタクト３９ｂ，３９ｃがプリント配線基板５に構成された電流測定回路（電流測定手段に相当）に接続される。この場合、ノズル７が本体ケース２の第１の被装着部１５に装着された形態では、一方のコンタクト３９ｂがノズル７の一方のコンタクトリング３８ｅに接触し、他方のコンタクト３９ｃがノズル７の他方のコンタクトリング３８ｆに接触し、以ってプリント配線基板５の電流測定回路とノズル７のコイル３８ｂとが電気的に接続される。また、また、プリント配線基板５には警報回路（警報手段に相当）が搭載されている。この警報回路は、コイル３８ｂで発生する電流の変化量を所定の単位時間毎に測定し、その変化量が規定値を上回ったときは例えば放電針４５の劣化などが原因で異常放電していると判断し、異常を報知するようになっている。

次に、放電針ユニット８について説明する。図１２は、放電針ユニット８の側面図である。この図１２において、放電針ユニット８は、ホルダ４７に放電針４５を保持してなる。ホルダ４７は、金属製の放電針支持部４８に位置決め手段として機能する樹脂製のノブ４９を一体に形成してなる。放電針支持部４８は、圧入部４８ａとネジ部４８ｂとを連結部４８ｃで連結した形状をなしており、圧入部４８ａに放電針４５が圧入されている。ネジ部４８ｂは、第２の被装着部２１に位置する電極板２５のネジ孔２６に螺着されるようになっており、その螺着状態で、電極板２５とリード線２８を介して接続されたプリント配線基板５の高電圧発生回路部１１が放電針支持部４８ひいては放電針４５に電気的に接続される。この場合、放電針ユニット８に電極板２５が完全に螺着された状態ではホルダ４７が電極板２５に当接するようになっており、その当接状態で、放電針４５の先端部が位置決めされる。

連結部４８ｃにはＯリング５０が装着されており、放電針ユニット８が第２の被装着部２１の第１孔部２２及び第２孔部２３に挿入された状態では、Ｏリング５０により放電針ユニット８のホルダ４７の外周が密閉状態となっている。また、放電針４５は放電針挿入口１９と同一径に形成されており、放電針４５が放電針挿入口１９に挿入された状態では、放電針４５が放電針挿入口１９に密閉状態で挿入されるようになっている。このような密閉状態により、第２の被装着部２１の第２孔部２３内には、放電針支持部４８とＯリング５０で閉鎖された空気供給室５１が形成されている。

次に上記構成の作用について説明する。
除電装置１に電源を投入すると、プリント配線基板５に搭載された高電圧発生回路部１１が動作し、電極板２５を通じて放電針ユニット８ひいては放電針４５に交流の高電圧が印加される。すると、放電針４５の先端にコロナ放電が発生し、空気の分子がイオン化される。このとき、放電針４５には交流の高電圧が印加されることから、＋イオンと−イオンとが交互にイオン生成室４４内で発生するようになる。

ここで、エアーチューブ３３からの空気の供給状態では、空気が第２の被装着部２１の第２孔部２３、つまり空気供給室５１に供給されている。この場合、放電針ユニット８のホルダ４７にはＯリング５０が装着されているので、ホルダ４７の外周面は密閉状態となり、空気供給室５１に供給された空気がホルダ４７の外周面に沿って外部に漏れてしまうことが防止されている。

空気供給室５１に供給された空気は、放電針支持部１８の周囲に形成された空気供給孔２０を通じて当該放電針支持部１８に装着された第１の絶縁チューブ３８ａの内周側、つまりイオン生成室４４に供給され、その供給に伴って放電針４５の周囲を通過する空気流が発生してイオンが放出口４４を通じてノズル７の前方に放出される。このとき、空気が副空気通路３２を通じて第１の絶縁チューブ３８ａの外周側、つまり副空気供給室４６にも供給されるので、ノズル７に形成された空気通過孔４０を通じて空気がノズル７の前方に放出される。これにより、ノズル７の前方に放出されたイオンの周囲に空気流が発生するので、イオンをより広範囲に飛ばすことが可能となり、広範囲な除電が可能となる。この場合、除電対象物が−に帯電していたときは、＋イオンが除電対象物に引き寄せられ、除電対象物の帯電が中和されるようになる。また、除電対象物が＋に帯電していたときは、−イオンが除電対象物に引き寄せられ、除電対象物の帯電が中和されるようになる。

以上のようにして、除電対象物に帯電の正負にかかわらず、帯電を中和して除電することができる。
さて、上述のようにして放電針４５によりイオンが放出されると、イオンがコイル３８ｂ内を通過するので、コイル３８ｂにはイオンの電荷の移動に伴って電流が発生する。このコイル３８ｂの電流はプリント配線基板５の電流測定回路に与えられ、ここでその大きさが測定される。この場合、コイル３８ｂ内を＋イオンと−イオンとが交互に通過することから、コイル３８ｂには交流電流が発生し、その交流電流を測定することになる。この交流電流のピーク値はイオンの発生量に比例することから、これに基づいてイオンの発生量を測定することが可能となる。

ここで、プリント配線基板５に搭載された警報回路は、コイル３８ｂで発生する電流の変化量を所定の単位時間毎に測定し、その変化量が規定値を上回ったときは例えば放電針４５の劣化などが原因で異常放電していると判断し、異常を報知する。この場合、電流の変化量に基づいて異常を報知しているのは、製品毎に電流量（絶対値）にばらつきが生じるためで、決まった基準レベルとコイル３８ｂに発生する電流量との比較によって異常を検出しようとすると、基準レベルを各製品毎に設定しなければならず、実施することが困難となるからである。
これに対して、コイル３８ｂに流れる電流の変化量で検出する場合は、絶対値には依存しないことから、各製品のばらつきの影響を受けない。従って、変化量に対する基準レベルを各製品毎に予め設定しておくことにより、安定した異常報知が可能となる。

このような実施の形態によれば、イオンの通過経路に中空のコイル３８ｂを配置し、そのコイル３８ｂ内をイオンが通過するように設け、そのコイル３８ｂを流れる電流に基づいてイオンの発生量を測定するようにしたので、対向電極に抵抗を接続して当該抵抗の電圧に基づいてイオンの発生量を測定する従来例のものと違って、対向電極と機能するノズルを設備の金属筐体に接続することができ、使い勝手が悪化することなくイオンの発生量を測定することができると共に、イオンの発生量を測定するための抵抗の存在によりノイズの影響を受けてしまうことを防止できる。また、高電圧部の接地線に抵抗を接続して当該抵抗に流れる電流に基づいてイオンの発生量を検出する従来例のものと違って、回路の寄生容量の影響を受けることなく、イオンの発生量を正確に測定することができる。

しかも、コイル３８ｂをイオンの放出口４４ａの近傍に位置するようにしたので、イオンの発生量を精度よく測定することができる。つまり、イオン生成室４４内では、放電針４５により発生したイオンの一部が残留しており、その残留イオンが新たに発生したイオンを中和してしまうことから、実際には、放出口４４ａから放出されるイオンの発生量は生成量よりも減少するものの、この減少の影響を受けた真のイオン発生量の検出が可能となる。
また、放電針４５の対向電極としてノズル７を利用するようにしたので、対向電極がない場合に比較して、安定したコロナ放電を実現することができる。

（その他の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
空気を供給する手段を省略するようにしてもよい。

ノズル７に０Ｖを印加するようにしてもよい。
ノズル７を対向電極として利用しないようにしてもよい。
隔壁部１７を本体ケースと別部品としてもよい。
放電針ユニット８を複数並列に設け、除電範囲を拡大するようにしてもよい。

本発明の一実施の形態における全体の横断面図 全体の平面図 全体の側面図 全体の正面図 全体の縦断面図 本体ケースのヘッド部の横断面図 本体ケースのヘッド部の縦断面図 本体ケースの正面図 電極板の正面図 ノズルの縦断面図 ノズルの正面図 放電針ユニットの側面図

符号の説明

１は除電装置、２は本体ケース、７はノズル（対向電極）、８は放電針ユニット、１１は高電圧発生回路部（電圧印加手段）、３８はコイルユニット、３８ｂはコイル、４４はイオン生成室、４４ａは放出口、４５は放電針（放電電極）である。

Claims (5)

1. 電圧印加手段によりイオン生成室内に配置された放電電極に交流電圧を印加して除電用イオンをコロナ放電により発生させ、その除電用イオンを前記イオン生成室に連通した放出口から放出させることで除電対象物の除電を行うようにした除電装置において、
   前記放電電極から前記放出口を通じて放出される除電用イオンが内部を通過するように配置された中空状のコイルと、
   このコイルに流れる電流量を測定する電流測定手段とを備え、
   前記電流測定手段が測定した電流量に基づいてイオン発生量を求めることを特徴とする除電装置。
2. 前記コイルは、前記放出口の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１記載の除電装置。
3. 前記放電電極の先端部を囲繞するように配置された対向電極を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の除電装置。
4. 前記電流測定手段が測定した電流量に基づいて異常を判別して警報信号を出力する警報手段を備えたことを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の除電装置。
5. 前記警報手段は、前記電流測定手段が測定した電流量の所定時間当たりの変化量が予め決められた所定量以上のときに異常を判別して警報信号を出力することを特徴とする請求項４記載の除電装置。
   
   

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