JP2008159389A - イオン化装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】無用な放電を生じ難くして信頼性を高めたイオン化装置等を提供する。
【解決手段】連結部材は、高電圧配板を内部に挿入して電気的に接続するための中空状の電極連結パイプを備えており、連結部材を介してケーシング部材同士を連結することにより、各高電圧配板が各々電極連結パイプの開口端両側から挿入され、高電圧配板の端縁近傍が電極連結パイプの内面と当接することにより、高電圧配板同士を電極連結パイプを介して電気的に接続可能に構成できる。これにより、隣接するケーシング部材同士の高電圧配板の接続において、放電が生じ易い端縁のエッジ部分を電極連結パイプ中に収納した状態で接続させることで、電気的にはエッジ部分を無くすることができるので、無用な放電を極減して信頼性を高めたイオン化装置を実現できる。
【選択図】図4
【解決手段】連結部材は、高電圧配板を内部に挿入して電気的に接続するための中空状の電極連結パイプを備えており、連結部材を介してケーシング部材同士を連結することにより、各高電圧配板が各々電極連結パイプの開口端両側から挿入され、高電圧配板の端縁近傍が電極連結パイプの内面と当接することにより、高電圧配板同士を電極連結パイプを介して電気的に接続可能に構成できる。これにより、隣接するケーシング部材同士の高電圧配板の接続において、放電が生じ易い端縁のエッジ部分を電極連結パイプ中に収納した状態で接続させることで、電気的にはエッジ部分を無くすることができるので、無用な放電を極減して信頼性を高めたイオン化装置を実現できる。
【選択図】図4
Description
本発明は、正又は負に帯電している帯電体の電荷を除電するためのイオン化装置及びその製造方法に関する。
クリーンルームでの清浄化や浮遊粒子の帯電防止など、空気中の静電気制御のために静電気除去(除電)が行われているが、この非接触の除電に、コロナ放電式のイオン化装置が多用されている。
コロナ放電式の除電装置は、放電用の電極針に高電圧電源からの直流高電圧又は交流高電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。図23に除電装置の概略図を示す。この図に示す除電装置は、コロナ放電を生じさせる放電電極1と、交流電源に接続された高圧電源部2と、放電電極1と高圧電源部2とを接続するカップリングコンデンサ3とを備える。除電装置は、交流電源で高圧電源部2である高圧トランス2Aを駆動し、放電電極1に高電圧を印加してコロナ放電を生じさせる。コロナ放電によって放電電極1の周辺に存在する空気は電離され、プラス又はマイナスのイオンを発生させる。電離した空気のイオンは除電装置に設けられたファン等で送風されて対象物まで搬送される。プラスイオンやマイナスイオンで対象物の帯電電位が中和されることにより、対象物に蓄積されている帯電電荷はゼロに近づき、除電される。
除電装置で発生されて空気中を流れるプラス、又はマイナスのイオン流は、高電圧電源とアース間の電流として考えることができる。すなわち、高電圧電源からアースに向かって流れる電流はマイナスのイオン流に相当し、アースから高電圧発生部に向かって流れる電流はプラスのイオン流に相当している。このようなイオン流と電流との相互関係により、除電装置から発生しているプラス、マイナスのイオン量が同数であれば中和されて電流はゼロとなる。したがって、除電装置は発生されるプラス、マイナスのイオン量のバランス(イオンバランス)を維持することで正しく除電を実行できる。
例えば、従来のイオン化装置として図24〜図27に示すような所謂バータイプの除電器が知られている。これらの図において図24はイオン化装置の外観を示す斜視図、図25は分解斜視図、図26は断面図、図27はブロック図を、それぞれ示している。これらの図に示すイオン化装置は、放電電極バーで構成され、本体ケース10内の上方領域に、高電圧ユニット213等が配置され、下方領域にイオンを搬送する空気を供給するエア供給ユニット211が配置されている。電極組立体236をエア供給ユニット211に装着すると、高電圧配板258の切り起こし接触片259と電極針212の上端面とが接触する。電極針212と切り起こし接触片259との接触部分を含む領域は、支持プレートの第1スリーブ229の中に電極組立体236の小径内筒部分240の先端部分が嵌入することにより、エア供給ユニット211の密閉空間つまり主エア通路S1及び円筒状分岐エア通路245から隔絶された独立した密閉空間S2となる。
特開2002−216996号公報
除電装置が求められる環境に応じて、要求される除電能力は異なる。具体的には、必要な除電エリアに応じて放電電極の数が決定される。しかしながら、要求される放電電極の数毎に個別に放電電極バーを用意するのでは、各々新たな設計が必要となりコストが高くなるという問題がある。そこで、数個の放電電極を持つ放電電極バーを複数本連結して、所望の数の放電電極を備える除電装置を実現することが行われている。
このような複数の放電電極バーを連結する構成においては、放電電極バー同士を連結する部分で、高電圧が印加される高電圧配板同士を接続する必要がある。しかしながら、高電圧配板の端縁のエッジ部分同士が接続部分で対向する構造となるため、尖鋭で放電が生じやすいエッジ部分が近接し、この部分で無用な放電が生じる虞があり、放電電極バーの信頼性を低下させるという問題があった。
また、接点に限らず、高電圧配板のエッジ部分が表出すると、介在する空気との間で放電する虞がある。特に高電圧配板のエッジ部分を樹脂等で覆うために超音波溶着で樹脂部材を被覆することが行われていたが、この方法では高電圧配板のエッジ部分を完全に被覆することは困難であり、隙間が生じると空気層が介在して放電が生じる虞があった。このため、従来は樹脂で高電圧配板の表面を完全に被覆して表面に隙間が生じないようにしていた。しかしながらこの方法では、帯電したイオンを搬送する空気の供給経路を構成するための部分を超音波溶着できず、Oリングを使用して気密に封止していたため、Oリングが存在する分だけ空気の経路が狭くなるという欠点があった。さらに、充填されて硬化したシリコーン樹脂が剥離し易いという問題もあった。エッジ部分を被覆したシリコーン樹脂が剥がれると、エッジが表出して空気との間で放電を生じたり、沿面放電の経路が形成されてしまい、信頼性が著しく低下する。これを防止するため、シリコーン樹脂を被覆後、高電圧配板に絶縁性のテープを捲回する等して沿面放電距離を長くすることが行われていた。このような方法は手間がかかる上、信頼性の面でも不十分といわざるを得ない。
本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の一の目的は、高電圧配板のエッジ部分で放電を生じ難くして信頼性を高めたイオン化装置及びその製造方法を提供することにある。
以上の目的を達成するために本発明の第1のイオン化装置は、高電圧を印加されて先端から正負いずれかに帯電したイオンを放出するための複数の電極針と、電極針に高電圧を印加するための電気回路ユニットと、細長形状のユニット状に構成され、電気回路ユニットから電力供給を受けるための高電圧配板を備えると共に、複数の電極針を離間させて装着可能で、高電圧配板を介して電気回路ユニットから供給された高電圧を各々の電極針に印加するケーシング部材と、複数のケーシング部材を長手方向に機械的に連結すると共に、各ケーシング部材の高電圧配板同士を電気的に接続するための連結部材と、連結部材で複数のケーシング部材を連結させたケーシング体及び電気回路ユニットを内部に収納する細長形状の本体ケースであって、電極針を長手方向に離間させて外部に突出させる本体ケースとを備えるイオン化装置であって、連結部材は、高電圧配板を内部に挿入して電気的に接続するための中空状の電極連結パイプを備えており、連結部材を介してケーシング部材同士を連結することにより、各高電圧配板が各々電極連結パイプの開口端両側から挿入され、高電圧配板の端縁近傍が電極連結パイプの内面と当接することにより、高電圧配板同士を電極連結パイプを介して電気的に接続可能に構成できる。これにより、隣接するケーシング部材同士の高電圧配板の接続において、放電が生じ易い端縁のエッジ部分を電極連結パイプ中に収納した状態で接続させることで、電気的にはエッジ部分を無くすることができるので、無用な放電を極減して信頼性を高めたイオン化装置を実現できる。
第2のイオン化装置は、高電圧配板の端縁が湾曲されて略U字状に折り返された構成とすることができる。これにより、隣接するケーシング部材同士の高電圧配板同士を、折り返された背面の曲面同士が対向するようにして放電が生じやすいエッジ部分の近接を無くし、無用な放電を極減して信頼性を高めたイオン化装置を実現できる。
第3のイオン化装置は、電極連結パイプを、内部の中空空間を円筒状に形成することができる。これにより、電極連結パイプの内面のエッジを低減して放電の虞を一層低減できる。
第4のイオン化装置は、連結部材が、本体ケースの長手方向に沿ってケーシング部材を挿抜して連結できる。これにより、ケーシング部材の長手方向の寸法誤差を、連結部材への挿入量により調整することが可能となる。
第5のイオン化装置は、ケーシング部材がさらに、電極針から放出されるイオンを搬送するための搬送ガスの供給を外部から受けて、ケーシング体を構成する各ケーシング部材を介して送出する搬送ガス経路と、ケーシング部材の端縁において、搬送ガス経路と連通された内部ガスポートとを有し、連結部材はさらに、隣接するケーシング部材の内部ガスポートを各々接続して搬送ガス経路同士を挿通させるための連結ガスポートを備えることができる。これにより、連結部材を介して搬送ガス経路同士を連通させ、イオンを搬送する搬送ガスの供給経路をケーシング体内部に容易に形成できる。
第6のイオン化装置はさらに、中間に位置するケーシング部材の搬送ガス経路に対し、ケーシング部材を介さずに搬送ガスを供給するための中間搬送ガス配管を備えており、連結部材はさらに、連結ガスポートの内部空間と挿通して、中間搬送ガス配管を接続するための搬送ガス供給用接続部材を備えることができる。これにより、ケーシング部材同士の連結と、中間搬送ガス配管の接続とを一の連結部材で行うことができ、構成の簡素化及び組み立て工程の省力化が図られる。
第7のイオン化装置は、連結部材は、各ケーシング部材の高電圧配板同士を電気的に接続するための連結高電圧ポートを備えており、電気回路ユニットで生成される高電圧を、ケーシング部材に含まれる高電圧配板と連結高電圧ポートを介して接続するための電力供給用接続部材を備えることができる。これにより、ケーシング部材同士の連結と、高電圧の供給とを一の連結部材で行うことができ、構成の簡素化及び組み立て工程の省力化が図られる。
第8のイオン化装置は、電極針からイオンの放出される方向に対して、連結高電圧ポート、連結ガスポートの順で形成できる。これにより、電極針のイオン放出方向に連結部材の連結高電圧ポートと連結ガスポートとを並べ、これらの区画を容易にできる。
第9のイオン化装置は、連結部材が、連結高電圧ポート及び連結ガスポートを一体に形成することができる。これにより、連結高電圧ポート及び連結ガスポートの形成を容易にすると共に、連結部材の剛性を一層高めることができる。
第10のイオン化装置は、ケーシング部材は、搬送ガスを搬送する主エア通路と、高電圧配板を配置する高電圧経路とに内部を区画しており、高電圧経路に配置された高電圧配板の接続部分を表出させ、それ以外の部分は主エア通路と対向する第1の面を被覆樹脂で、第1の面と逆の第2の面を充填樹脂で、各々隙間無く被覆できる。これにより、接続部分を除き、放電を生じやすい高電圧配板のエッジ部分が空気に触れないように完全に被覆することができ、放電の虞を極減できる。
第11のイオン化装置は、被覆樹脂及び充填樹脂は、耐圧及び/又は耐トラッキング性を備える同一の樹脂で構成できる。これにより、電気特性に優れた樹脂でリード線を被覆し信頼性の高いイオン化装置を得ることができる。
第12のイオン化装置は、電極連結パイプが、開口端の少なくとも外縁側のエッジ部分が表出しないように樹脂で被覆することができる。これにより、電極連結パイプの開口端縁の外側エッジ部分で意図しない放電が発生する事態を効果的に阻止でき、安全性及び信頼性を一層高めることができる。
第13のイオン化装置の製造方法は、高電圧を印加されて先端から正負いずれかに帯電したイオンを放出するための複数の電極針と、電極針に高電圧を印加するための電気回路ユニットと、細長形状のユニット状に構成され、電気回路ユニットから電力供給を受けるための高電圧配板を備えると共に、複数の電極針を離間させて装着可能で、高電圧配板を介して電気回路ユニットから供給された高電圧を各々の電極針に印加するケーシング部材と、複数のケーシング部材を長手方向に機械的に連結すると共に、各ケーシング部材の高電圧配板同士を電気的に接続するための連結部材と、連結部材で複数のケーシング部材を連結させたケーシング体及び電気回路ユニットを内部に収納する細長形状の本体ケースであって、電極針を長手方向に離間させて外部に突出させる本体ケースとを備え、連結部材は、高電圧配板を内部に挿入して電気的に接続するための中空状の電極連結パイプを備えており、連結部材を介してケーシング部材同士を連結することにより、各高電圧配板が各々電極連結パイプの開口端両側から挿入され、高電圧配板の端縁近傍が電極連結パイプの内面と当接することにより、高電圧配板同士を電極連結パイプを介して電気的に接続可能に構成してなるイオン化装置の製造方法であって、長手方向に延長された板状の高電圧配板を型枠に配置し、一方の面を表出させ、接続部分を除き他の部分を被覆樹脂で被覆する工程と、被覆された高電圧配板をケーシング部材に配置した状態で、さらに樹脂を充填し被覆樹脂と同一の充填樹脂で表出面を被覆すると共にケーシング部材と一体に形成する工程と、ケーシング部材同士を連結部材で連結し、本体ケースに収納すると共に電極針を装着してイオン化装置を構成する工程とを含むことができる。これにより、2段階の樹脂成型で確実に高電圧配板の接続部分を残して周囲を隙間無く被覆でき、高電圧が印加される高電圧配板に無用な放電が生じる虞を解消できる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのイオン化装置及びその製造方法を例示するものであって、本発明はイオン化装置及びその製造方法を以下のものに特定しない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
(実施の形態1)
(実施の形態1)
図1〜図4に、本発明の実施の形態1に係るイオン化装置100を示す。図1はイオン化装置100の外観を斜めから見た斜視図、図2は図1から第2ケースを排除した斜視図、図3は図2から第1ケース及びカバー部、補強部材72を排除した斜視図、図4は本体ケースの横断面図を、それぞれ示している。なおこれらの図においては、説明のため本来の使用状態とは逆に電極針90が上となる姿勢で表示している。
図1に示すイオン化装置100は、コントローラを内蔵したバータイプの除電器、いわゆる放電電極バーを構成している。このイオン化装置100は、細長い形状に延長された本体ケース10と、本体ケース10の両端面を閉塞するサイドカバー20とを備える。本体ケース10の下面(図1において上面)には、開口部31が形成され、イオンを放出する電極針90が突出される。また本体ケース10の下面はカバー部30で被覆、補強されている。
(本体ケース10)
(本体ケース10)
本体ケース10は図3に示すように、内部にケーシング部材40を10本連結したケーシング体41を収納している。長さ方向の剛性を確保するため、図1に示す本体ケース10は押し出し材で長さ方向に継ぎ目のない一体に形成される。この例では、サイドカバー20を含めた本体ケース10の長さは、1.0m〜4.0mとできる。本実施の形態では、イオン化装置100の全長を3mとしている。
本体ケース10は絶縁性を持たせるため、金属等の導電性部材よりも樹脂などの絶縁材で構成する。本実施の形態では、樹脂押し出し材で形成される。これにより、絶縁性と軽量化が図られる。一方で、本体ケース10を細長い形状に延長しているため、金属を使用しないでも十分な強度が得られるよう、本体ケース10は継ぎ目無く長さ方向に一体に形成すると共に、後述するコ字状断面を設けたり、断面コ字状の金属製カバー部30を被覆している(詳細は後述)。なお本体ケース10の外形は、断面形状が断面逆U字形状となるように形成するのが好ましい。これにより、イオン化装置周囲の雰囲気の下方に流れる気流の乱れの発生を抑えることができる。
(カバー部30)
(カバー部30)
本体ケース10の下面に金属製のカバー部30を被覆することで、長手方向の強度を補強する。カバー部30は図2及び後述する図21に示すように金属板からなり、断面コ字状で本体ケース10の長手方向に沿って一体に延長して形成され、コ字状の開口部の間に本体ケース10を挿入して本体ケース10を弾性的に押圧して狭持する。またコ字状開口部の端縁に折り返し片32(図21参照)を形成し、本体ケース10の側面に形成されたスリットに折り返し片32を挿入して嵌合する。また必要に応じて、ねじ止め等の固定手段によりカバー部30を本体ケース10に固定することもできる。例えば図5等に示すように、ケーシング部材40にねじ穴SHを設け、カバー部30をねじ止めにより本体ケース10に固定してもよい。カバー部30は、好ましくはステンレスやアルミニウム、チタンなどの金属板とする。またカバー部30は、電極針90を外部に突出させるために電極針90を設けた位置と対応する部位を開口した開口部31を形成している。カバー部30をアースしてグランド板とすることで、開口部31から突出される電極針90の対向電極プレートを構成する。
(上方空間、下方空間)
(上方空間、下方空間)
図4に本体ケース10の横断面図を示す。本体ケース10の内部は、縦方向に上下に仕切るベースプレート11を設けている。ベースプレート11により本体ケース10内部が第1の空間SP1と第2の空間SP2に仕切られ、第1の空間SP1、すなわち上方空間にはケーシング部材40が収納され、一方第2の空間SP2、すなわち下方空間には、熱を発生する電気回路ユニット80が収容される。これにより本体ケース10内の例えば保護材や充填材がガス化しても、下方空間に流出することが抑えられる。好ましくは、電気回路ユニット80は密閉空間内に封入する。
(右分割ケース、左分割ケース)
(右分割ケース、左分割ケース)
イオン化装置を構成する本体ケースは、全体として細長い断面逆U字形の形状を有し、上端(図面では下端)は、その断面が比較的滑らかな湾曲形状を有し、この上端からほぼ垂直方向に延びる側壁を有している。また図4に示すように、本体ケース10は長さ方向に沿って第1ケースである右分割ケース10Rと、第2ケースである左分割ケース10Lに2分割されている。右分割ケース10Rは、ベースプレート11の両端から下方(図4において上方)に折曲した垂直壁面12で断面をコ字状に形成して開口すると共に、ベースプレート11の背面の一端から直線状に延長され、先端を折曲させた第1の壁面として第1折曲壁面14を一体に形成している。断面コ字状部分で区画された第1の空間SP1には、後述する高電圧配板50を保持する保持板55をインサート成形したケーシング部材40を収納する。このように高電圧の部材を一体に形成した隔壁で3方から囲むことで、高電圧部材を隔離、絶縁する。
一方、左分割ケース10Lは、図4に示すようにベースプレート11の背面で第1折曲壁面14を設けた側と反対側に当接し、かつ第1折曲壁面14の先端と当接する第2の壁面として第2折曲壁面に形成される。左分割ケース10Lの形状は、垂直壁面12を形成した右分割ケース10Rに応じて、図4に示すように右分割ケース10Rのベースプレート11背面から延長されるように、垂直壁面12の長さ分だけ短く形成する。この左分割ケース10Lと、第1折曲壁面14と、ベースプレート11の背面とにより第2の空間SP2が形成される。第2の空間SP2には、後述する電気回路ユニット80を配置する。電気回路ユニット80は、低電圧の部材を含むため、高電圧配板50との間で高い電位差が生じる。このため、ベースプレート11で空間的に隔離して絶縁を図る。さらに、ベースプレート11で第1の空間SP1を区画することにより、高電圧配板50と電気回路ユニット80との沿面距離を長くすることができ、沿面放電を回避できる。
ここで、従来の除電装置の分解斜視図を図28〜図31に示す。これらの図において、図28は除電装置を斜め下方から見た分解斜視図、図29は図28の内、右分割ケース部101Rを示す分解斜視図、図30は右分割ケース部101Rを斜め上方から見た分解斜視図、図31はケースの断面図を、それぞれ示している。右分割ケース部101Rと左分割ケース部101Lは断面形状が異なり、図31の断面図に示すように右分割ケース部101Rは断面ヒ字状に形成され、逆し字状の左分割ケース部101Lと係合される。このため右分割ケース部101Rは、図29に示すように、その側壁部分に、横方向つまり水平方向に延びるベースプレート109が、右分割ケース部101Rの全長にわたって一体に形成さている。ベースプレート109の幅方向の自由端つまり側縁には、90度に上方(図29、図30では下方)向けて屈曲した屈曲部110が形成されている。他方、左分割ケース部101Lは、その側壁部分にL字状部分111が形成され、このL字状部分111は、左分割ケース部101Lの全長にわたって延びている。また左右の分割ケース部101L、101Rの上端(図面では下端)はスライド嵌合可能になっている。すなわち、図示のケースでは、右分割ケース部101Rの上端(図面では下端)に、横方向に突出した拡大ヘッド107が形成され、この拡大ヘッド107は、右分割ケース部101Rの上端縁に沿って右分割ケース部101Rの全長にわたって延びている。左分割ケース部101Lの上端(図面では下端)は、その上端(図面では下端)に、拡大ヘッド107の輪郭と相補的な形状を有する溝108が形成され、この溝108は、左分割ケース部101Lの上端縁に沿って長手方向に延びており、溝108の両端は共に開放されている。溝108はそのいずれの端からも拡大ヘッド107を受け入れることができ、例えば溝108の一端側から拡大ヘッド107を挿入して、左右の分割ケース部101L、101Rを、相対的に、その長手方向にスライドさせることにより、左右の分割ケース部101L、101Rは、離脱不能な状態になり、下端(図面では上端)に向けて開放した逆U字状の断面形状を作る。
この構造では、右分割ケース部101Rの断面ヒ字状の、T字状部分で強度が補強されるが、一方左分割ケース部101Lとの接合部分が弱くなるという問題があった。そこで本実施の形態では、図4に示すように、右分割ケース10RのT字状を構成するベースプレート11の先端を、さらに屈曲させて上方に突出させた垂直壁面12でコ字状に形成している。右分割ケース10Rの全長にわたって垂直壁面12を形成したベースプレート11を構成することで、ケースの長さ方向全体に渡って更に剛性を増し、ケースの全長を長くしても十分な強度を維持できる。特に本実施の形態では、断面コ字状の背面の一端を延長して逆h状としているため、断面T字状の構造以上の強度を発揮できる。
更に、この構成によって沿面放電の虞も低減できる。すなわち、ベースプレート11によって本体ケース10内部が区画され、図4において上側の第1の空間SP1に高電圧経路VPが配置され、下側の第2の空間SP2には電子回路等が配置される。従来の構成では図31に示すように、ベースプレート109の端縁が左分割ケース部101Lに当接する部分で隙間が生じるため、この隙間から上側の第1の空間SP1に配置された放電回路の高電圧と、下側の第2の空間SP2の低電圧部分との間の放電経路となりうる。特に上側に配置された放電回路の高電圧と、下側部分の低電圧部分との間で大きな電位差が生じるため、沿面距離を十分大きくとならないと沿面放電が生じる虞があった。これに対し本実施の形態では、図4に示すように上側の第1の空間SP1が完全に断面コ字状に区画されて隙間が無くなる結果、沿面放電を生じるには、垂直壁面12を乗り越えて下側部分に侵入する必要があり、沿面放電経路を極めて長くすることで安全性が高められる。
このように、一体に形成された断面コ字状によって長手方向に延長されたイオン化装置の長さ方向における十分な剛性を発揮することができる。さらに、ベースプレートでケーシング体を区画することにより、高電圧が印加されるケーシング体と、低電圧の部分を含む電気回路ユニット80との電位差による沿面放電経路を長くして、沿面放電の発生を回避できる。
加えて、図31に示す従来の除電器では、L字状部分111と屈曲部110が完全に密着していないため、隙間から高電圧配板が放電してしまい、内部の電源回路や制御回路等を破損する可能性があった。これを回避するため、従来は接合部分をテープ等で覆う必要があった。
また除電器が長大化すると、長手方向に撓みが生じ、さらにL字状部分111と屈曲部110との密着性が低下して、放電の発生する可能性が更に高まる。さらに撓みが発生すると、電極針と高電圧配板との接点が確保できないといった問題も生じる。さらには、除電対象物との距離が、除電器の支持部分とその中間部分とで異なることになり、最悪の場合には電極針から直接放電が生じる可能性が生じる。
これらを防止するためには、除電器の両端部に加えて、中間部分を別途支持する構造を設ける必要が生じる。設置場所に制約がある場合、例えば天井に2カ所しか支持部材を固定する場所が無い場合には、新たに支持部材の固定箇所を設ける必要が生じるといった問題もあった。
このような問題を解決するためにも、図4に示すようにベースプレート11の端縁から垂直壁面12を延長して断面コ字状部分を一体に形成することにより、ベースプレート11の上下を完全に区画し、沿面距離を長くすると共に剛性を高め、この結果除電装置を長大化させても中間支持部材等の新たな支持部材を必要とせず、安定して使用できるようになった。
(ケーシング部材40)
(ケーシング部材40)
本体ケース10内部のベースプレート11で区画された第1の空間SP1には、ケーシング部材40が配置される。ケーシング部材40は、図3に示すように、10本のケーシング部材40を連結部材60で連結して一のケーシング体41を構成している。ケーシング部材40の斜視図を図5に示す。この図に示すように、各ケーシング部材40は4つの電極針90を備えている。従って図3のイオン化装置100は、計40本の電極針90を有する。このようにイオン化装置100の本体ケース10内部では複数のケーシング部材40を継ぎ足し式で連結し、外側の本体ケース10はケーシング部材40の数に応じた長さに一体物で形成することで、ケーシング部材40同士の連結部分の強度を維持しつつ、本体ケース10内部に配置するケーシング部材40を共通化して電極針数や長さの異なるイオン化装置を容易に構成できる。
ケーシング部材40は、耐圧性や耐トラッキング性、誘電率等の電気特性の優れた樹脂で構成する。またケーシング部材40の端縁からは、搬送ガス経路GPと連通された内部ガスポート43、及び高電圧ポート44として高電圧配板50が設けられた挿入部57が突出されている。
図6〜図8に、イオン化装置100の端部近傍の断面図を示す。これらの図において、図6は端部ガスポート22を設けた側、図7は端部ガスポート22と中間ガスポート21を設けた側、図8は、搬送ガス供給用継ぎ手64でケーシング部材40を連結する部分の断面図を、それぞれ示している。一方図9に、電力供給用継ぎ手65でケーシング部材40を連結する部分の断面図を示す。
(内部接続ポート42)
(内部接続ポート42)
各ケーシング部材40は、長さ方向に他のケーシング部材40を連結するために、両端面に内部接続ポート42を形成する。内部接続ポート42は、図5〜図7に示すように搬送ガスとして空気を使用した搬送エア用の内部ガスポート43と高電圧経路VP用の高電圧ポート44とを備え、これらを物理的に分離された状態で連結する。これによって、搬送ガス経路GPと高電圧経路VPとが物理的に隔離されるので、両者間の絶縁が確実に保たれる。内部ガスポート43と高電圧ポート44とは、連結部材60の連結ガスポート61と連結高電圧ポート62に各々連結される(後述する図16A参照)。特に内部ガスポート43と連結ガスポート61は、Oリング87Aを介して継ぎ手と連結される。Oリングを用いることで気密接続状態が容易に実現でき、連結部分からの絶縁やエア漏れ、これらの干渉等が防止される。
(保持板55)
(保持板55)
保持板55は、高電圧配板50を保持する。保持板55の外観を図10に示す。図10(a)は斜め上方から見た斜視図を、図10(b)は斜め下方から見た斜視図を、図10(c)は下ケースにセットして充填樹脂JJで被覆した状態での保持板55を斜め下方から見た斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、保持板55は上面で高電圧配板50を表出させ、側面のエッジ部分及び下面(接触片59を設けた部分を除く)を被覆樹脂で被覆している。また保持板55は、挿入先のケーシング部材40の下ケース45と同軸に電極針90をセットするための第1スリーブ56を設けている。図10の例では、保持板55に4つの電極針90を装着可能に構成している。なお、3つ以下、あるいは5つ以下の電極針を装着可能なケーシング部材を構成することも可能である。また、異なる電極数のケーシング部材を混在させてケーシング体を構成することも可能である。また保持板55の端縁では、高電圧配板50の周囲を被覆した挿入部57が形成され、高電圧配板50の端縁に形成された接続端子51は挿入部57から更に突出されている。
保持板55は、高電圧配板50を保持するに際して、エア経路側、すなわち下面側において、電極組立体92の電極針90が挿入される部分を除き、高電圧配板50がエア経路に表出しないようにするために、高電圧配板50を覆う構造としている。逆にいえば、高電圧配板50はエア経路側で表出しないように被覆すれば足り、上面側、すなわち高電圧経路VP側では表出していても構わない。高電圧配板50のエア経路側では、電極針90が接触する部分のみ、接触片59を設けてエア経路側の表面で露出しており、その露出部分を取り囲むように第1スリーブ56が形成されている。
(下ケース45)
(下ケース45)
ケーシング部材40を構成する下ケース45の外観を図11に示す。図11(a)は斜め上方から見た斜視図、図11(b)は斜め下方から見た斜視図を、それぞれ示している。この下ケース45は、略平行に離間した2つの側壁と、これに連続する2つの端壁と、底壁とを有する上方を開口した矩形形状の箱形に形成される。下ケース開口部46側には、保持板55が挿入される。保持板55は、上下にリブを設けており、また下ケース開口部46に挿入できる大きさ及び形状に形成される。図12に、下ケース開口部46にセットされた保持板55を樹脂で被覆したケーシング部材40の断面図を示す。この例では、下ケース開口部46は、下方の内径を保持板55の幅よりも狭く形成し、開口部の端縁に段差部47を設けて、保持板55を段差部47で支持して閉塞できるよう設計されている。
下ケース開口部46を保持板55で閉塞することで、直線状の搬送ガス経路GPを構成する密閉空間が形成される。これにより、図4、後述する図15(電力供給用継ぎ手65の断面図)等に示すように、保持板55の下面と電極組立体92(後述)の間で、ガス経路の一部を構成する搬送ガス経路GPが構成される。
下ケース45は、その底壁に、保持板55に設けられた比較的短い第1スリーブ56と同軸の比較的長い円筒状の第2スリーブ48を備えている。この第2スリーブ48は、下ケース45の底壁から下方に延び、その両端を開放している。すなわち、第2スリーブ48は上下に延びる貫通孔を構成しており、この第2スリーブ48は第1スリーブ56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48の外周面には、第2スリーブ48の基端部分に、沿面距離を拡大するための2つの円周フランジ49が形成されている。
(高電圧配板50)
(高電圧配板50)
高電圧配板50はケーシング部材40と同様に長手方向に延長された板状に形成され、導電性に優れた物質で構成される。例えばステンレス鋼等で高電圧配板50を形成することで、導電性を維持しつつイオン化装置の長さ方向について補強板の役目を果たし、剛性を向上させることができる。この高電圧配板50は、電力供給用継ぎ手65を介して電気回路ユニット80を構成する正側昇圧回路83Aと、負側昇圧回路83Bに接続されている。この高電圧配板50は、保持板55の一端から他端まで直線状に延長された形状を有している。また、高電圧配板50の一端は、電気回路ユニット80からの高電圧エネルギを受け入れる接続端子51を構成しており、接続端子51を保持板55の端面で突出させて電力供給用継ぎ手65に電気接続される。
(接続端子51)
(接続端子51)
接続端子51は、ケーシング部材40の両端から突出される挿入部57から更に突出されている。図13に、電力供給用継ぎ手65でケーシング部材40同士を接続する部分の拡大図を示す。この図に示すように、接続端子51は湾曲されて略U字状に折り返されてU字片を形成している。またU字片は、図14(標準継ぎ手63の接続部分を示す縦断面図)に示すように二股に分岐させている。これにより、後述する電極連結パイプ67内部の曲面に応じて、二股の各U字片が各々弾性変形して当接し易くできる。なお図6〜図9においては、説明のため電極連結パイプ67の図示を省略乃至簡素化している。
高電圧配板50は、インサート成型によって保持板55に一体的に介装される。これにより高電圧配板50は保持板55に確実に固定され、不要な部分を本体ケース10内部に露出させず、沿面経路を排除できる。保持板55は、樹脂成形材料等で構成され、図10(a)に示すように上方を開口した有底の枠状に形成し、この枠状の上面に高電圧配板50が表出するようにインサート成型している。また枠状の開口は、高電圧配板50の形状にほぼ沿うように細長い矩形状に形成される。さらに枠状の開口面積は高電圧配板50よりも多少小さくすることで、高電圧配板50の周囲を保持板55で覆い、エッジ部分を確実に被覆して無用な放電を回避する。上面に表出された高電圧配板50は、後述するように固定プレート54で被覆される。この高電圧配板50は、端部の接続端子51を表出させつつ、図6、図15等に示すように端部近傍を折曲しており、折曲部分から先端に向かって被覆樹脂で被覆して保持板55端部の挿入部57を形成している。このように折曲部分を形成し、折曲部分の周囲を被覆被覆で被覆することにより、この部分で高電圧配板50と被覆樹脂との接合性を高めることができる。
さらに図10(b)に示すように、保持板55の下面も枠状に形成し、枠状の中間に第1スリーブ56を設けると共に、第1スリーブ56の無い部分にはリブ58を渡して補強している。保持板55の下面では、第1スリーブ56の部分を除いて高電圧配板50が表出しないよう完全に覆い、沿面経路の形成を阻止している。一方、第1スリーブ56の部分では、円筒形の第1スリーブ56の底面に高電圧配板50を表出させ、電極針90との接触片59を構成している。
(接触片59)
(接触片59)
高電圧配板50には、保持板55の第1スリーブ56に対応する部分に、電極針90と電気接続するための接触片59が設けられている。接触片59は図10(b)に示すように一対の接触面を対向させており、この間に電極針90の上端面を挿入して狭持する。接触片59の先端は、湾曲させて接触面同士の間隔を狭くするようにし、この間で弾性的に電極針90を保持して確実に電気接続を得る。接触片59は好ましくは高電圧配板50と同じ部材で構成し、例えばステンレス板をコ字状に接触して高電圧配板50と固定する。あるいは、高電圧配板を切り起こして接触片を設けてもよい。
(樹脂2段階充填)
(樹脂2段階充填)
図12に示すケーシング部材40の横断面図から明らかなように、高電圧配板50は被覆樹脂HJと充填樹脂JJで被覆されている。従来、高電圧配板のエッジ部分が表出して放電を生じさせないよう、樹脂などで被覆することが行われていた。図32に、従来の高電圧配板を被覆する構成を示す。図32(a)においては、主エア通路S1と高電圧経路S3とを分離するために、固定プレート257と支持プレート225とで高電圧配板258を狭持した状態で、図32(a)に示すAの部分で超音波溶着で接着した後、さらにこの支持プレート225とボックス状部材とをBの部分で超音波溶着等で気密に連結していた。この構成では、4つの部材を組み立てる必要があり、特に超音波溶着等の工程に手間がかかり、組み立てコストがかかるという問題があった。
一方、図32(b)に示す構成では、予め高電圧配板258を保持板55にインサート成型すると共に、保持板55とケーシング部材40とをOリング286で気密に連結することによって、主エア通路S1と高電圧経路S3とを隔離している。この構成によれば、超音波溶着作業を不要にできる上、リブや溝等の超音波溶着代も不要にできる。しかしながらこの方法では、Oリング286を使用して主エア通路S1を気密に封止していたため、Oリング286の面積分だけ通路が狭くなるという問題があった。
これに対し本実施の形態では、図12に示すように先ず高電圧配板50の上面(図12において下面)を表出させ、側面のエッジ部分及び下面(接触片59を設けた部分を除く)を被覆樹脂HJで被覆した保持板55を形成する。保持板55の樹脂形成は、インサート成形により行われる。またトランスファー成形や射出成形を利用することもできる。
次いで、この保持板55を図11に示す下ケース45に挿入する。下ケース45は断面をほぼコ字状として上方を開口しており、この下ケース開口部46がケーシング部材40内の搬送ガス経路GPを構成する。下ケース開口部46に保持板55を挿入し、段差部47で保持板55を支持して下ケース開口部46を閉塞し、内部空間を搬送ガス経路GPとする。この際、保持板55は高電圧配板50の表出面が上方を向く姿勢で下ケース開口部46に挿入される。この状態で下ケース開口部46にさらに充填樹脂JJを充填して固定プレート54を形成し、高電圧配板50の表出面を含め、保持板55を固定プレート54で完全に下ケース45に埋設する。被覆樹脂HJを充填樹脂JJと同じ材質とすることで、2段階の樹脂成形によっても界面で強固に固定され、保持板55と下ケース45を一体としたケーシング部材40を形成できる。
下ケース45の側面には、図12に示すように保持板55を下ケース開口部46にセットした状態で外部に連通したスリット53を形成している。これにより、2回目の樹脂成型の際に充填樹脂JJがスリット53に充填された状態で固化して突起57bを形成し、固定プレート54は下ケース開口部46で確実に固定される。
この方法であれば、高電圧配板50の周囲を完全に被覆することができ、空気の介在による放電が効果的に阻止され、また樹脂中に埋没させたことで沿面放電経路も形成されない。加えて、高電圧配板50の下ケース45への固定も同時に行えるので、超音波溶着などの接着工程が不要で組み立ての作業性を改善できる。また超音波溶着代を設ける必要もないので、一層の小型化が実現できる。また超音波溶着によるダスト発生からもフリーで、さらにOリングなどによる気密封止も不要である。加えて、2回目の樹脂成型の際には図12に示すように、保持板55が下ケース開口部46の段差部47で保持されて閉塞されるため、充填樹脂JJが搬送ガス経路GPに流入することもなく、また樹脂成型時の圧力で搬送ガス経路GPが狭められることもない。
なお、これらの樹脂による被覆は、高電圧配板50の端縁を除く部分で行う。すなわち、ケーシング部材40の完成体において、電気接続のための高電圧配板50の接続端子51は図5に示すように突出させている。
(連結部材60)
(連結部材60)
ケーシング部材40同士の連結には、連結部材60が使用される。図6〜図9、図13及び図16Aに示すように、連結部材60はケーシング部材40のガスポート43を連結する連結ガスポート61及び高電圧ポート44を連結する連結高電圧ポート62を備える。2つのケーシング部材40の間に連結部材60を配置して、連結部材60の両側からケーシング部材40を挿入し、これらケーシング部材40のガスポート43及び高電圧ポート44同士が連通される。本実施の形態では、連結部材60として本体ケース10の長手方向に沿ってケーシング部材40を挿抜して連結する継ぎ手を使用している。これにより、ケーシング部材40の長手方向の寸法誤差を、継ぎ手への挿入量により調整することが可能となる。
従来のイオン化装置では、図33及び図34に示すように、ケーシング部材40B同士を直接連結していたため、ケーシング部材40Bを連結したケーシング体の全長が固定される。このため、ケーシング体を収納する本体ケースとの寸法誤差によって、がたつきが生じたり収納できない事態が生じる虞があった。特に多数のケーシング部材40Bを連結する構造では、寸法誤差が累積されて大きさの不一致が生じやすくなる。これに対し、本実施の形態では連結部材60を介在させ、連結部材60へのケーシング部材40の挿入量を調整可能とすることで、このような寸法誤差の調整を可能としている。
連結高電圧ポート62及び連結ガスポート61は、図13、図16A等に示すように電極針からイオンの放出される方向に対して、連結高電圧ポート62、連結ガスポート61の順で形成される。この配置によって、ケーシング部材40の高電圧経路VP、搬送ガス経路GPの配置と一致させ、ケーシング体41内部でほぼ直線状に各経路を挿通させることができる。また、連結高電圧ポート62及び連結ガスポート61は、一体に形成することが好ましい。これにより、各ポートを容易かつ安価に形成すると共に、連結部材の強度を高めてイオン化装置の剛性向上に寄与できる。
(継ぎ手)
(継ぎ手)
本実施の形態では、連結部材60を構成する継ぎ手として、標準継ぎ手63の他、中間搬送ガス配管71を接続するための搬送ガス供給用継ぎ手64、電気回路ユニット80で生成される高電圧をケーシング部材40の高電圧配板50と接続するための電力供給用継ぎ手65の3種類を使用している。図16Aに標準継ぎ手63、図17Aに電力供給用継ぎ手65、図18Aに搬送ガス供給用継ぎ手64の斜視図を、また図16B〜図16Gに標準継ぎ手63の詳細、図17B〜図17Iに電力供給用継ぎ手65の詳細、図18B〜図18Eに搬送ガス供給用継ぎ手64の詳細を、それぞれ示す。さらに図14は標準継ぎ手63、図15は電力供給用継ぎ手65の接続部分の断面図を示している。
各継ぎ手は、図6〜図9、図16Aに示すように搬送ガスを通す連結ガスポート61と、高電圧配板50同士を連結するための連結高電圧ポート62とを個別に設けている。図16Aに示す例では、下方(図16Aにおいて上方)に中空円筒状の連結ガスポート61、上方にこれよりも小さい、連結高電圧ポート62を開口している。これらは貫通口であって、いずれの開口面からもケーシング部材40を挿入可能としている。
連結ガスポート61は、搬送ガスを各電極針90に搬送するために内面を面取りして曲面状としており、ガス流がスムーズに流れるようにしている。この例では十分な搬送ガスを搬送できるよう、連結高電圧ポート62よりも開口面積を大きくしている。連結ガスポート61同士の接続には、従来は図28、図29に示すようにゴム管などの可撓性チューブ135が利用されていたが、本実施の形態においては剛性の高い継ぎ手で構成することで、連結部分においても剛性向上に寄与できる。また連結高電圧ポート62にケーシング部材40の内部ガスポート43を接続する接続部分でガス漏れを生じないよう、気密に接続する。図15、図16Dの例では、内部ガスポート43の外周にOリング66を配置し、シーリングしている。
(電極連結パイプ67)
(電極連結パイプ67)
連結高電圧ポート62は、開口端をほぼ矩形状にしてケーシング部材40の挿入部57を挿入可能な大きさ及び形状に形成される。また連結高電圧ポート62の内部には、図13〜図15、図16Dに示すように、矩形状開口端よりも小径の、中空円筒状の電極連結パイプ67を設けている。電極連結パイプ67は導電性に優れた物質で構成され、円筒内面で高電圧配板50の端縁に形成された接続端子51であるU字片(後述)を当接させて電気的に接続する。また継ぎ手は、電極連結パイプ67をインサート成型等により連結高電圧ポート62内部に開口部分を一致させて埋設している。なお電極連結パイプ67は、中空状の開口を有すればよく、内面及び外観を円筒状にする必要はなく、例えば矩形状とすることもできる。例えば外形をブロック状とすることで電極連結パイプ67の設置を容易にできるので、ブロック状の金属に貫通孔を設けた電極連結パイプ67を使用できる。一方、電極連結パイプ67の内面を円筒状とすることで、エッジを低減して放電の虞を一層低減できる。
この様子を、図16B〜図16Gに基づいて詳述する。これらの図において、図16Bは標準継ぎ手63でケーシング部材40を連結した状態を示す斜視図、図16Cは図16Bにおいて標準継ぎ手63をケーシング部材40から外した状態を示す分解斜視図、図16Dは図16Cの脱離状態を示す垂直断面図、図16Eは接続端子51同士の接続状態を説明のため、標準継ぎ手63に内蔵される電極連結パイプ67のみを示した分解斜視図、図16Fは図16Eの状態から電極連結パイプ67に接続端子51を挿入した状態を示す一部断面斜視図、図16Gは標準継ぎ手63の(a)平面図、(b)側面図、(c)底面図、(d)正面図、(e)背面図、(f)F−F線断面図、(g)G−G線断面図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、標準継ぎ手63を介してケーシング部材40同士を物理的に接続することにより、高電圧配板50の接続端子51同士が電極連結パイプ67を介して電気的に接続される。この際、対向する接続端子51同士は、導電性部材で構成された電極連結パイプ67の内面に含まれることにより、高電圧の部位でエッジ部分が覆われ、電気的にはエッジが存在しない状態となって意図しない放電が阻止される。一方で、図16Eの斜視図に示すように電極連結パイプ67の開口端縁にエッジ部分OE、IEが形成されるため、特に外縁側の開口端エッジOEで放電の虞が生じる。これを防止するために、図15や図16Dの拡大断面図に示すように、電極連結パイプ67の外縁側開口端エッジOEを樹脂で被覆する。この例では、電極連結パイプ67の外周を、標準継ぎ手63を形成する樹脂で被覆する。例えば、電極連結パイプ67を樹脂でインサート成型して、標準継ぎ手63に埋設する。この際、図15や図16Dに示すように電極連結パイプ67の少なくとも外縁側の開口端エッジOEが表出しないように樹脂で被覆する。開口端エッジの内、高電圧の部位と対向する内縁側の開口端エッジIEよりも、外部に面した外縁側の開口端エッジOE側で放電の可能性が高いため、少なくともこの部分が表出して空気に触れないよう樹脂で被覆することにより、意図せぬ放電を防止できる。あるいは、内縁側の開口端エッジIEも表出しないよう、図13等に示すように電極連結パイプ67の内面が連結高電圧ポート62の内面とほぼ同一平面となるように形成してもよい。この構造であれば、外縁側の開口端エッジOEと内縁側の開口端エッジIEの両方を表出しないように被覆できる。ただ、電極連結パイプ67の内面が連結高電圧ポート62の内面と同一平面となるように設計するには、これらの精度を高める必要があり、製造コストが高騰するため、図15や図16Dの例では設計誤差を考慮して、確実に接続端子51が連結高電圧ポートから電極連結パイプ67に挿入できるよう、連結高電圧ポートを電極連結パイプ67よりも広く開口させている。
電極連結パイプ67には、図16C等に示すようにケーシング部材40の端縁から突出した接続端子51が挿入される。上述の通り、接続端子51は略U字状に折り返されてU字片を形成しており、図13、図15、図16Fに示すように接続端子51の底面及びU字片の折り返し部分の2カ所で、電極連結パイプ67内面に当接して電気的に接続している。このように接続端子51同士をエッジ面で直接対向させず、R状に折曲させた状態で対向させることでエッジ部分を低減して無用な放電を防止できる。またこの例では、対向するU字片の背面同士は意図的に離間させることで、この部分の接触不良を回避し、より確実な接触が得られる電極連結パイプ67内面との導通を利用している。特に接続端子51のU字片は、図14に示すように二股に分岐させているため、電極連結パイプ67内部の曲面に応じて、二股の各U字片が各々弾性変形して確実に当接し、接触不良を解消できる。
(搬送ガス供給用継ぎ手64)
(搬送ガス供給用継ぎ手64)
標準継ぎ手63は、上述の通り隣接するケーシング部材40同士を接続し、搬送ガス経路GPと高電圧経路VPとを接続する。一方、搬送ガス供給用継ぎ手64は、図3、図8、図18B〜図18Dに示すように本体ケース10の中間で、ケーシング部材40同士を接続すると共に、この位置から両端に接続されたケーシング部材40に対し搬送ガスを供給する。これにより、搬送ガスは搬送ガス供給用継ぎ手64を介してケーシング体41の両端及び中間から供給される。
従来のバータイプのイオン化装置では、長手方向に延長すると、両端から供給される搬送ガスが中央の電極針まで搬送され難くなり、ガス圧が低下して十分なイオンの飛翔が得られない、あるいは電極針の位置毎にイオンの飛翔距離が異なり除電効果が不均一になるといった問題があった。これに対し本実施の形態では、中央近傍のケーシング部材40に対して、継ぎ手を介して搬送ガスを直接供給できるので、バータイプのイオン化装置を長手方向に延長しても搬送ガス不足、不均一の問題を解消できる。特に、搬送ガスを供給するための専用の部材を設けることなく、継ぎ手に搬送ガス供給機構を付加することで、継ぎ手を変更するのみで所望の位置に搬送ガスを供給できるようになり、構成の簡素化や組み立て作業の向上面にも寄与する。図3に示す例では、10本のケーシング部材40を連結したケーシング体41を収納する全長3mのイオン化装置100の中心である端面から1.5mの位置、すなわち端部から数えて5本目のケーシング部材40と6本目のケーシング部材40とを接続する継ぎ手に、搬送ガス供給用継ぎ手64を用いている。なお本明細書において中間に位置するケーシング部材40とは、ケーシング体41を構成する複数のケーシング部材40の内、端部に位置するケーシング部材40を除くという意味である。
図18B〜図18Eに、搬送ガス供給用継ぎ手64を介してケーシング部材40同士を連結する状態を示す。これらの図において、図18Bは搬送ガス供給用継ぎ手64を介したケーシング部材40同士の連結部分を示す斜視図、図18Cは図18Bの状態からケーシング部材40を外した状態を示す斜視図、図18Dは図18Cの垂直断面図、図18Eは搬送ガス供給用継ぎ手64の(a)平面図、(b)側面図、(c)底面図、(d)正面図、(e)背面図、(f)D−D線断面図、(g)C−C線断面図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、搬送ガス供給用継ぎ手64も標準継ぎ手63と同様に、ケーシング部材40同士を物理的に接続すると共に、高電圧配板50の接続端子51同士を、内蔵する電極連結パイプ67を介して電気的に接続する。これら電極連結パイプ67の形状や埋め込み構造等は、上述した標準継ぎ手63と同様の構成が採用できる。
搬送ガス供給用継ぎ手64は、図18E(f)の断面図に示すように、搬送ガス経路GP及び高電圧経路VPを隔離して形成すると共に、図において下方に搬送ガス供給口68を開口している。搬送ガス供給口68は、図18E(f)の断面図に示すように搬送ガス経路GPと連通している。この際、搬送ガス供給口68と搬送ガス経路GPの間に位置する高電圧経路VPで搬送ガス流を阻害されないように、搬送ガス供給口68の内部で高電圧経路VPの下面はなだらかな搬送ガス案内面69Bに形成されている。これによって、図18E(f)の断面図において下方から供給される搬送ガス流が、搬送ガス案内面69Bで二分されて搬送ガス経路GPに導入される。これにより、高電圧経路VPが障害となって乱流が生じることを解消し、圧力損失を低減してスムーズに搬送ガスを搬送ガス経路GPに導入して、搬送ガス経路GPに連通された各電極針90の周囲から放出される。また搬送ガスを案内する構造は、これに限られず、搬送ガス供給口68の内部で高電圧経路VPの下面から下方に向かって積極的に突出させてもよい。図19に、図18Aの搬送ガス供給用継ぎ手64のA−A線における断面図の他の例を示す。この例では、搬送ガス供給口68と搬送ガス経路GPの間に位置する高電圧経路VPで搬送ガス流を阻害されないように、搬送ガス供給口68の内部で高電圧経路VPの下面から下方に向かって搬送ガス案内片69が延長されている。ここでは、搬送ガス案内片69を搬送ガス供給口68から突出させ、先端に向かって先細りとなるようテーパ状に形成している。
搬送ガス供給口68には、中間搬送ガス配管71を接続するための搬送ガス供給用接続部材として、搬送ガスバルブ70が接続される。搬送ガスバルブ70は、連結ガスポート61と挿通されており、図3に示すように中間搬送ガス配管71と接続することで、連結ガスポート61を介して搬送ガス経路GPと挿通される。中間搬送ガス配管71は、本体ケース10内部の第2の空間SP2に配置され、図7に示すサイドカバー20に設けられた中間ガスポート21に接続される。図20に、搬送ガスの配管と搬送ガスが搬送される経路を示す。このように、一方のサイドカバー20には端部ガスポート22が、他方のサイドカバー20には端部ガスポート22に加えて中間ガスポート21が設けられる。搬送ガスは、外部接続されるエア供給ユニットからケーブルを介して搬送される。ケーブルと連結ポートの接合部分、すなわち端部ガスポート22及び中間ガスポート21は、Oリング等を用いて気密に連結される。端部ガスポート22及び中間ガスポート21を介して、外部から空気等の搬送ガスが供給され、イオン化装置の両端及び中間から、搬送ガスが搬送ガス経路GPに導入される。これにより、中間のケーシング部材40にも安定して搬送ガスが供給される。
また、搬送ガスの圧力を端部ガスポート22と中間ガスポート21で調整することもできる。例えば、中間ガスポート21から導入される搬送ガスは、配管経路が長く圧力損失が生じることを考慮して、圧力を若干高く設定してもよい。あるいはパイプ径を変更して流速を速めることもできる。
中間搬送ガス配管71は、硬質の樹脂製パイプなどが利用できる。本体ケース10の長手方向に沿って中央付近まで硬質製の中間搬送ガス配管71で配管することでも、長さ方向の剛性の向上に寄与できる。さらに中間搬送ガス配管71の周囲を、図2に示すように補強部材72で保護する。補強部材72は断面をコ字状として、コ字状の開口部分に中間搬送ガス配管71を挿入してこれを保護すると共に、長さ方向に一体の樹脂等押し出し材で成型した硬質材とすることで、本体ケース10の更なる剛性の向上に資する。図2の例では、補強部材72は図において本体ケース10の右端面から中間搬送ガス配管71を設けた中央部分のみならず、さらに延長して昇圧ユニット83付近まで配置される。このように、本体ケース10内のデッドスペースに補強部材72を挿入して、剛性の向上を図ることができる。
(電力供給用継ぎ手65)
(電力供給用継ぎ手65)
電力供給用継ぎ手65は、図9、図17A〜図17Fに示すように本体ケース10の中間で、ケーシング部材40同士を接続すると共に、電気回路ユニット80で生成される高電圧を高電圧配板50に供給するための電圧入力部となる。このため電力供給用継ぎ手65は、電気回路ユニット80の出力端子と、ケーシング部材40に含まれる高電圧配板50とを連結高電圧ポートを介して接続するための電力供給用接続部材65bを備える。これにより、電気回路ユニット80で生成された高電圧をケーシング部材40の高電圧配板50に供給するための配線や別部材を別途用意することなく、一の継ぎ手でケーシング部材40同士の連結と、高電圧の供給とを実現でき、構成の簡素化及び組み立て工程の省力化が図られる。
図17B〜図17Iに、電力供給用継ぎ手65を介してケーシング部材40同士を連結する状態を示す。これらの図において、図17Bは電力供給用継ぎ手65を介したケーシング部材40同士の連結部分を示す斜視図、図17Cは図17Bの状態からケーシング部材40を外した状態を示す斜視図、図17Dは図17Cの垂直断面図、一方図17Eは図17Bの状態で、電極連結パイプ67B部分の構造及び電力供給用接続部材65bの構造を示す一部断面斜視図、図17Fは図17B及び図17Eの垂直断面図、図17Gは電力供給用接続部材65bを除いた電力供給用継ぎ手65の(a)平面図、(b)側面図、(c)底面図、(d)正面図、(e)背面図、(f)B−B線断面図、(g)斜視図、図17Hは図17Dの平面図、図17Iは図17D、図17HのE−E線における断面図を、それぞれ示している。これらの図に示すように、電力供給用継ぎ手65も標準継ぎ手63、搬送ガス供給用継ぎ手64等と同様に、ケーシング部材40同士を物理的に接続すると共に、高電圧配板50の接続端子51同士を、内蔵する電極連結パイプ67Bを介して電気的に接続する。
ここで継ぎ手に埋設される電極連結パイプの形状は、上記標準継ぎ手63、搬送ガス供給用継ぎ手64においては文字通りパイプ状、すなわち内部形状のみならず外部もパイプ状としているが、電力供給用継ぎ手65については、これに限られず電気回路ユニット80(図2参照)との電気接続のため、ブロック状の電極連結パイプ67Bに形成することもできる。これにより、図17D〜図17I等に示すように電力供給用接続部材65bと電気的に接続するための構造を構成し易くできる。
(電気回路ユニット80)
(電気回路ユニット80)
電気回路ユニット80は電極針90に印加する高電圧を生成するための回路である。なお本明細書において高電圧とは、±2kV〜7kVの電位差を備えることを指す。この電位差は、高すぎると除電器内部で絶縁破壊を起こしたり、ワークに放電してしまうことがあり、一方低すぎると除電できなくなることがあるので、適宜適切な範囲に設定される。電気回路ユニット80は、電源ユニット81と、制御ユニット82と、昇圧ユニット83を含む。電源ユニット81は、外部電源と接続されて電力を受ける電源回路を備える。制御ユニット82は電源ユニット81で受けた電力で駆動され、各電極針90の動作を制御する制御回路を備える。昇圧ユニット83は、電源回路で受けた電圧を昇圧して、高電圧を生成する昇圧回路を備える。図2の例では、正の高電圧を生成する正側昇圧回路83Aと、負の高電圧を生成する負側昇圧回路83Bを有する。またこれらの正側昇圧回路83A、負側昇圧回路83Bの間に電力供給用継ぎ手65が位置するよう配置され、これによって図17Aに示すように電力供給用継ぎ手65の両側から正負の高電圧が切り替えて供給され、ケーシング部材40の高電圧配板50に供給される。このため電力供給用継ぎ手65は正負の高電圧を切り替え可能な電子リレーを内蔵することもできる。
これらの基板は、図2に示すように各々ユニット状に構成される。このように基板を機能、用途別に纏めて、複数の基板に分割することで各基板を小型化でき、省スペースでの配置が容易となる。図2の例では、本体ケース10の第2の空間SP2内に、ユニット状の電源ユニット81、制御ユニット82、昇圧ユニット83を配置しており、本体ケース10内部の限られたスペースに効率よく収納できる。電源ユニット81を含めた電気回路ユニット80は本体ケース10内部の長手方向において端部に位置させることが好ましい。これによりモーメントを多少向上させてバランス良く配置でき、さらにデッドスペースを排することができる。また、一方の端部に電気回路ユニット80を配置し、他方の端部、すなわち中間ガスポート21を備えたサイドカバー20からは中間搬送ガス配管71を配置することで、本体ケース10内のスペースを効率よく利用できる。加えて、中間ガスポート21を備えたサイドカバー20側から補強部材72を延長して、電気回路ユニット80の配置されていないデッドスペースを補強部材72で埋めて、可能な限りの剛性向上を図ることができる。
本体ケース10内部で保持板55の上方の空間の空間を利用し、ここにユニット状として配置しやすくした電気回路部材を配置することで、必要な部材を本体ケース10内に効率よく組み込むことができる。また漏電対策のため、高圧電源回路等を組み込んだ制御ユニット82を構成後、シリコーン樹脂等の充填材で充填することもできる。
(電極針90)
(電極針90)
図21に、イオン化装置の電極針90を設けた部分の断面図を示す。電極針90は、これを保護するための保護部材91と一体化されて電極組立体92を構成し、この電極組立体92は、ケーシング部材40の第2スリーブ48及び保持板55の第1スリーブ56によって着脱自在に保持される。そして、ケーシング部材40に取り付けられた電極組立体92は、ケーシング部材40から下方に向けて垂下し、電極組立体92の下端部分が対向電極プレートであるカバー部30から外部に露出した状態になる。
(電極組立体92)
(電極組立体92)
電極組立体92の電極針90は、例えばタングステン等から作られており、電極針90は、その先端部及び後端部つまり上端部とを除いた本体部分が、保護部材91によって被覆されている。保護部材91は、電極針90に沿って延びる小径内筒部分93と、小径内筒部分93の下端つまり電極針90の先端部分から径方向外方に広がる円形部分94と、円形部分94の外周縁から上方向に延びる大径外筒部分95とを有する。大径外筒部分95は、円形部分94から上方に延びて、第2スリーブ48の外周面に沿ってこの第2スリーブ48の基端部分まで延び、上端には沿面距離を拡大するためにフランジ96が形成されている。
電極組立体92をケーシング部材40に装着すると、各電極針90が位置決めされると共に、ケーシング部材40の第2スリーブ48の内周面と、保護部材91の小径内筒部分93の外周面とで、ケーシング部材40の搬送ガス経路GPに連なり且つ搬送ガス経路GPに直交して下方に延びる各電極針90毎の円筒状分岐エア通路97が形成され、この円筒状分岐エア通路97は、電極針90の周囲面に沿って形成された貫通孔98を通じて外部と連通している。すなわち、ケーシング部材40内の搬送ガス経路GPを通るエアは、本体ケース10の長手方向に沿って横方向に延びる搬送ガス経路GPに直交して分岐した各円筒状分岐エア通路97及び貫通孔98を通って、各々の電極針90の先端の回りから外部に吐出される。
電極組立体92をケーシング部材40に装着するに際し、ケーシング部材40の第2スリーブ48の外周面には図5に示すように突起52を設け、一方電極組立体92の大径外筒部分95には、図21に示すように突起52を受け入れる斜行スリット99を設けることが好ましい。突起52を斜行スリット99の中に入れた状態で電極組立体92を押し込むことで、電極組立体92及び電極針90を位置決めしつつ、ケーシング部材40に組み付けることができる。
以上の構成により、電極組立体92をケーシング部材40に装着すると、高電圧配板50の接触片59は、電極針90の上端面と圧接して導通状態になる。この電極針90と接触片59との接触部分を含む領域は、保持板55の第1スリーブ56の中に電極組立体92の小径内筒部分93の先端部分が嵌入することにより、ケーシング部材40の搬送ガス経路GP及び円筒状分岐エア通路97と連通された空間を形成する。
電極組立体92は電極針90を保持しており、電極針90の後端部は電極組立体92の後端部より突出して高電圧配板50と接触している。一方で搬送ガスは、搬送ガス経路GPから円筒状分岐エア通路97、貫通孔98を通じて、電極針90先端が配置されている電極組立体92の先端部に送出され、ここから外部へ放出される。
なお、搬送ガスを放出するエア放出口は、電極針90を小径内筒部分で密閉して、その周囲に開口した貫通孔からエアを放出することもできる。この場合、電極針90の先端部が外気に触れる部分とは個別に貫通孔を形成し、電極針90の先端部を中心とする直径状に離間した位置に貫通孔を設ける。ただ、この例に限られず、電極針の周囲を密閉せず、電極針に沿って搬送ガスを送出する構成とすることもできる。
電極針90はタングステンで構成される。電極針90は使用と共に摩耗し、摩耗した微細な粉末が空中に飛散される。しかしながら、イオン化装置をシリコンウェハなどを製造するクリーンルームで使用する際、シリコンウェハ上にタングステン等の異質の微細粒子が付着することは、ウェハの特性上好ましくない。そこで、電極針をシリコン製とすることで、摩耗して飛散したとしても、シリコンウェハに対してシリコン粒子という同質の物質とすることで、このような問題を解消できる。ただ、シリコン製の電極針は、堅い反面、脆いという問題がある。このため電極針を電極組立体に固定する際に破損するおそれがある。これを回避するために、電極針の先端をシリコン製とし、後端の電極組立体と固定する部分をステンレス製として、これらを電気的に接続することで、コロナ放電にはシリコン製の電極針を使用しつつ、固定にはステンレス製の電極針を利用することができる。
(ブロック図)
(ブロック図)
制御回路を含む制御ユニット82は、イオン化装置本体に内蔵されている。イオン化装置の制御回路を図22のブロック図に示す。図22は、イオン化装置の制御回路の概要を示すものである。イオン化装置は、同一の電極針90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。イオン化装置は、プラス側高電圧発生回路160とマイナス側高電圧発生回路161とを有し、これらの高電圧発生回路160、161で電源ユニット81が構成されており、この電源ユニット81は密閉ボックスの中に収容されている。プラス側高電圧発生回路160とマイナス側高電圧発生回路161は、共に、トランス162、163の一次側コイルに接続された自励発振回路164、165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166、167とを含む。高電圧発生回路160、161と電極針90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。トランス162、163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、対向電極プレートを構成するカバー部30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。
第4抵抗R4を流れる電流をイオン電流検知回路168で検出することにより、電極針90の近傍のイオンバランスを知ることができる。また第3抵抗R3を流れる電流をイオン電流検知回路168で検出することにより、ワークの近傍のイオンバランスを知ることができる。さらに第2抵抗R2を流れる電流を異常放電電流検知回路169で検出することで、電極針90と対向電極プレートを構成するカバー部30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、CPU114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LED170を点灯する等して操作者に異常を知らせることができる。またこの例では、プラス側高電圧発生回路160とマイナス側高電圧発生回路161の一方の電圧値を固定し、他方を可変としているが、両方を可変にしてもよい。
以上、パルスAC式イオン化装置の回路を説明したが、イオン化装置の給電は、ACであってもDCであってもよい。例えば、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。
さらにイオン化装置同士を、ケーブルなどを介して複数本を連結して使用することもできる。サイドカバー20には、他のイオン化装置と連結するための連結ポートが設けられており、連結ポートにケーブルなどを介して他のイオン化装置を接続し、複数のイオン化装置を同期させて使用することもできる。この場合、制御ユニット82は、複数のイオン化装置が接続されたことを検出して、これらを連動して制御できる。また連結されるイオン化装置は、同じタイプのものとする他、長さの異なるもの、電極針の数が異なるもの等、異なるタイプのイオン化装置を連結することもできる。
以上のイオン化装置は、コントローラとして制御ユニット82を内蔵する構成を採用したが、制御ユニットを外付けとする構成としてもよい。すなわち、制御ユニットを内蔵するコントローラをイオン化装置とは別部材の外部ユニットとして構成し、ケーブルによって接続する形態としてもよい。
このイオン化装置100は、電源ユニット81で発生された高電圧を高電圧配板50を介してイオン化装置100の各電極針90に供給し、コロナ放電によって空気をイオン化して針先端から放出する。またこのイオン化装置100は、電極針90で発生されるイオンを遠方まで運ぶため搬送ガスを電極針90の周囲から放出する。搬送ガスを各電極針90の周囲から外部に放出することで、電極針90の先端回りでイオン化したエアが除電対象物(ワーク)に向けて下方に強制的に送り込まれ、ワークを除電する。このようにイオン化装置は、エアを利用したダウンフロー機構によって、イオンを確実に送出して除電性能を発揮できる。
本発明のイオン化装置及びその製造方法は、空気中の静電気制御又は帯電したワークの除電を行うイオナイザ等の除電器として好適に適用できる。
100…イオン化装置
1…放電電極;2…高圧電源部;2A…高圧トランス;3…カップリングコンデンサ
10…本体ケース;10R…右分割ケース;10L…左分割ケース
11…ベースプレート;12…垂直壁面;14…第1折曲壁面
20…サイドカバー;21…中間ガスポート;22…端部ガスポート
30…カバー部;31…開口部;32…折り返し片
40、40B…ケーシング部材;41…ケーシング体;42…内部接続ポート
43…内部ガスポート;44…高電圧ポート;45…下ケース;46…下ケース開口部
47…段差部;48…第2スリーブ;49…円周フランジ
50…高電圧配板;51…接続端子;52…突起;53…スリット;54…固定プレート
55…保持板;56…第1スリーブ;57…挿入部;57b…突起;58…リブ
59…接触片
60…連結部材;61…連結ガスポート;62…連結高電圧ポート
63…標準継ぎ手;64…搬送ガス供給用継ぎ手
65…電力供給用継ぎ手;65b…電力供給用接続部材;66…Oリング
67、67B…電極連結パイプ;68…搬送ガス供給口
69…搬送ガス案内片;69B…搬送ガス案内面
70…搬送ガスバルブ;71…中間搬送ガス配管;72…補強部材
80…電気回路ユニット;81…電源ユニット;82…制御ユニット
83…昇圧ユニット;83A…正側昇圧回路;83B…負側昇圧回路;87A…Oリング
90…電極針;91…保護部材;92…電極組立体;93…小径内筒部分
94…円形部分;95…大径外筒部分;96…フランジ
97…円筒状分岐エア通路;98…貫通孔;99…斜行スリット
101L…左分割ケース部;101R…右分割ケース部
107…拡大ヘッド;108…溝;109…ベースプレート
110…屈曲部;111…L字状部分;114…CPU;
135…可撓性チューブ
160…プラス側高電圧発生回路;161…マイナス側高電圧発生回路
162、163…トランス;164、165…自励発振回路;166、167…昇圧回路
168…イオン電流検知回路;169…異常放電電流検知回路;170…表示LED
200…放電電極バー
210…本体ケース;211…エア供給ユニット;212…電極針
213…高電圧ユニット;225…支持プレート;229…第1スリーブ
236…電極組立体;240…小径内筒部分;245…円筒状分岐エア通路
257…固定プレート;258…高電圧配板;259…切り起こし接触片
286…Oリング
SP1…第1の空間;SP2…第2の空間
GP…搬送ガス経路;VP…高電圧経路;HJ…被覆樹脂;JJ…充填樹脂
S1…主エア通路;S2…密閉空間;S3…高電圧経路
SH…ねじ穴;OE…外縁側の開口端エッジ;IE…内縁側の開口端エッジ
1…放電電極;2…高圧電源部;2A…高圧トランス;3…カップリングコンデンサ
10…本体ケース;10R…右分割ケース;10L…左分割ケース
11…ベースプレート;12…垂直壁面;14…第1折曲壁面
20…サイドカバー;21…中間ガスポート;22…端部ガスポート
30…カバー部;31…開口部;32…折り返し片
40、40B…ケーシング部材;41…ケーシング体;42…内部接続ポート
43…内部ガスポート;44…高電圧ポート;45…下ケース;46…下ケース開口部
47…段差部;48…第2スリーブ;49…円周フランジ
50…高電圧配板;51…接続端子;52…突起;53…スリット;54…固定プレート
55…保持板;56…第1スリーブ;57…挿入部;57b…突起;58…リブ
59…接触片
60…連結部材;61…連結ガスポート;62…連結高電圧ポート
63…標準継ぎ手;64…搬送ガス供給用継ぎ手
65…電力供給用継ぎ手;65b…電力供給用接続部材;66…Oリング
67、67B…電極連結パイプ;68…搬送ガス供給口
69…搬送ガス案内片;69B…搬送ガス案内面
70…搬送ガスバルブ;71…中間搬送ガス配管;72…補強部材
80…電気回路ユニット;81…電源ユニット;82…制御ユニット
83…昇圧ユニット;83A…正側昇圧回路;83B…負側昇圧回路;87A…Oリング
90…電極針;91…保護部材;92…電極組立体;93…小径内筒部分
94…円形部分;95…大径外筒部分;96…フランジ
97…円筒状分岐エア通路;98…貫通孔;99…斜行スリット
101L…左分割ケース部;101R…右分割ケース部
107…拡大ヘッド;108…溝;109…ベースプレート
110…屈曲部;111…L字状部分;114…CPU;
135…可撓性チューブ
160…プラス側高電圧発生回路;161…マイナス側高電圧発生回路
162、163…トランス;164、165…自励発振回路;166、167…昇圧回路
168…イオン電流検知回路;169…異常放電電流検知回路;170…表示LED
200…放電電極バー
210…本体ケース;211…エア供給ユニット;212…電極針
213…高電圧ユニット;225…支持プレート;229…第1スリーブ
236…電極組立体;240…小径内筒部分;245…円筒状分岐エア通路
257…固定プレート;258…高電圧配板;259…切り起こし接触片
286…Oリング
SP1…第1の空間;SP2…第2の空間
GP…搬送ガス経路;VP…高電圧経路;HJ…被覆樹脂;JJ…充填樹脂
S1…主エア通路;S2…密閉空間;S3…高電圧経路
SH…ねじ穴;OE…外縁側の開口端エッジ;IE…内縁側の開口端エッジ
Claims (13)
- 高電圧を印加されて先端から正負いずれかに帯電したイオンを放出するための複数の電極針と、
前記電極針に高電圧を印加するための電気回路ユニットと、
細長形状のユニット状に構成され、前記電気回路ユニットから電力供給を受けるための高電圧配板を備えると共に、前記複数の電極針を離間させて装着可能で、前記高電圧配板を介して前記電気回路ユニットから供給された高電圧を各々の電極針に印加するケーシング部材と、
複数のケーシング部材を長手方向に機械的に連結すると共に、各ケーシング部材の高電圧配板同士を電気的に接続するための連結部材と、
前記連結部材で複数のケーシング部材を連結させたケーシング体及び前記電気回路ユニットを内部に収納する細長形状の本体ケースであって、前記電極針を長手方向に離間させて外部に突出させる本体ケースと、
を備えるイオン化装置であって、
前記連結部材は、前記高電圧配板を内部に挿入して電気的に接続するための中空状の電極連結パイプを備えており、
前記連結部材を介してケーシング部材同士を連結することにより、各高電圧配板が各々電極連結パイプの開口端両側から挿入され、前記高電圧配板の端縁近傍が前記電極連結パイプの内面と当接することにより、高電圧配板同士を電極連結パイプを介して電気的に接続可能に構成してなることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項1に記載のイオン化装置であって、
前記高電圧配板の端縁が湾曲されて略U字状に折り返されてなることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項1又は2に記載のイオン化装置であって、
前記電極連結パイプが、内部の中空空間を円筒状に形成してなることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項1から3のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
前記連結部材が、前記本体ケースの長手方向に沿って前記ケーシング部材を挿抜して連結することを特徴とするイオン化装置。 - 請求項1から4のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
前記ケーシング部材はさらに、
前記電極針から放出されるイオンを搬送するための搬送ガスの供給を外部から受けて、前記ケーシング体を構成する各ケーシング部材を介して送出する搬送ガス経路と、
前記ケーシング部材の端縁において、前記搬送ガス経路と連通された内部ガスポートとを有し、
前記連結部材はさらに、隣接するケーシング部材の内部ガスポートを各々接続して搬送ガス経路同士を挿通させるための連結ガスポートを備えることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項5に記載のイオン化装置であって、さらに、
中間に位置するケーシング部材の前記搬送ガス経路に対し、ケーシング部材を介さずに搬送ガスを供給するための中間搬送ガス配管を備えており、
前記連結部材はさらに、前記連結ガスポートの内部空間と挿通して、前記中間搬送ガス配管を接続するための搬送ガス供給用接続部材を備えていることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項1から6のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
前記連結部材は、各ケーシング部材の高電圧配板同士を電気的に接続するための連結高電圧ポートを備えており、
前記電気回路ユニットで生成される高電圧を、前記ケーシング部材に含まれる高電圧配板と前記連結高電圧ポートを介して接続するための電力供給用接続部材を備えていることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項5から7のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
前記電極針からイオンの放出される方向に対して、前記連結高電圧ポート、連結ガスポートの順で形成されてなることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項7又は8のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
前記連結部材は、前記連結高電圧ポート及び連結ガスポートを一体に形成してなることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項1から9のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
前記ケーシング部材は、搬送ガスを搬送する主エア通路と、高電圧配板を配置する高電圧経路とに内部を区画しており、
前記高電圧経路に配置された前記高電圧配板の接続部分を表出させ、それ以外の部分は主エア通路と対向する第1の面を被覆樹脂で、前記第1の面と逆の第2の面を充填樹脂で、各々隙間無く被覆してなることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項1から10のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
前記被覆樹脂及び充填樹脂は、耐圧及び/又は耐トラッキング性を備える同一の樹脂で構成されてなることを特徴とするイオン化装置。 - 請求項1から11のいずれか一に記載のイオン化装置であって、
前記電極連結パイプが、開口端の少なくとも外縁側のエッジ部分が表出しないように樹脂で被覆してなることを特徴とするイオン化装置。 - 高電圧を印加されて先端から正負いずれかに帯電したイオンを放出するための複数の電極針と、
前記電極針に高電圧を印加するための電気回路ユニットと、
細長形状のユニット状に構成され、前記電気回路ユニットから電力供給を受けるための高電圧配板を備えると共に、前記複数の電極針を離間させて装着可能で、前記高電圧配板を介して前記電気回路ユニットから供給された高電圧を各々の電極針に印加するケーシング部材と、
複数のケーシング部材を長手方向に機械的に連結すると共に、各ケーシング部材の高電圧配板同士を電気的に接続するための連結部材と、
前記連結部材で複数のケーシング部材を連結させたケーシング体及び前記電気回路ユニットを内部に収納する細長形状の本体ケースであって、前記電極針を長手方向に離間させて外部に突出させる本体ケースと、
を備え、
前記連結部材は、前記高電圧配板を内部に挿入して電気的に接続するための中空状の電極連結パイプを備えており、
前記連結部材を介してケーシング部材同士を連結することにより、各高電圧配板が各々電極連結パイプの開口端両側から挿入され、前記高電圧配板の端縁近傍が前記電極連結パイプの内面と当接することにより、高電圧配板同士を電極連結パイプを介して電気的に接続可能に構成してなるイオン化装置の製造方法であって、
長手方向に延長された板状の高電圧配板を型枠に配置し、一方の面を表出させ、接続部分を除き他の部分を被覆樹脂で被覆する工程と、
被覆された高電圧配板をケーシング部材に配置した状態で、さらに樹脂を充填し前記被覆樹脂と同一の充填樹脂で表出面を被覆すると共にケーシング部材と一体に形成する工程と、
前記ケーシング部材同士を前記連結部材で連結し、前記本体ケースに収納すると共に前記電極針を装着してイオン化装置を構成する工程と、
を含むことを特徴とするイオン化装置の製造方法。
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---|---|---|---|
JP2006346499A JP2008159389A (ja) | 2006-11-30 | 2006-12-22 | イオン化装置及びその製造方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2056378A1 (en) | 2007-11-01 | 2009-05-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Bipolar secondary battery, battery asembly formed by connecting said batteries and vehicle mounting same |
TWI760869B (zh) * | 2019-10-07 | 2022-04-11 | 日商日立全球先端科技股份有限公司 | 電源供給模組及帶電粒子束裝置 |
-
2006
- 2006-12-22 JP JP2006346499A patent/JP2008159389A/ja active Pending
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