JP2010244886A - Blowing type static eliminator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、送風式の除電器に関する。 The present invention relates to a blower type static eliminator.
コロナ放電によりプラスとマイナスのイオンを同時に発生させ、生じたイオンをファンによる送風とともに対象物に向けて搬送して帯電した静電気を中和する、いわゆる送風式除電器は種々のものが開発されている。このような送風式除電器は、コロナ放電を行う電極と、コロナ放電によって生じたイオンを搬送する気流を生成する送風機とを有し、半導体部品や電子機器等の組立工程において、当該部品等に帯電した静電気の放電による部品等の破壊を防ぐ目的で使用されている。 Various types of so-called blown static eliminators have been developed that generate positive and negative ions simultaneously by corona discharge and transport the generated ions toward the object together with the air blown by the fan to neutralize the static electricity charged. Yes. Such a blower type static eliminator has an electrode that performs corona discharge and a blower that generates an air current that carries ions generated by the corona discharge. In an assembly process of a semiconductor component or an electronic device, the component or the like It is used for the purpose of preventing destruction of parts and the like due to the discharge of charged static electricity.
例えばエアイオナイザを開示する特許文献1には、「ハウジング12を通る気流の一部は、空気出口通路17の後方であって該ハウジングの前方領域に配置された円筒状のダクト22によって画定される。ダクト22は、ハウジングの前壁16に取り付けられて支持される」と記載されている。
For example,
また特許文献2には、「除電装置用脱着ユニット20は、通気口3を開口する支持体4と、通気口3に突出するように支持体4に設けられた少なくとも一の放電電極1と、放電電極1に電力を供給する高圧電源部2とを備える」と記載されている。
微細構造を有する電子機器や半導体の製造設備は多くの場合、製造品への塵埃の混入による歩留まり悪化を避けるために、クリーンルーム内に設置される。このような場合に該クリーンルーム内で上述のような送風式除電器を使用する際、該除電器から搬送される気流内の塵埃は極力少ないことが望まれる。しかし従来の送風式除電器は、筐体内にスイッチ等を備えた制御基板類を内蔵しており、通常この制御基板類が配置されている筐体内部と、送風機により生じる気流が通過するダクト部とは連通している。また該ダクト部が樹脂製である場合はメンテナンスの際に該樹脂が削られて塵埃の基となる微粒子が生成されることもある。従って除電器の運転中は、送風機の気流によって筐体内が負圧となり、筐体内の制御基板類に付着している塵埃や樹脂製の微粒子が筐体内から運び出され、気流とともに除電対象物に向けて搬送されてしまうことがある。従って従来の送風式除電器では、定期的に除電器を分解して制御基板類を清掃する必要があった。 In many cases, electronic equipment and semiconductor manufacturing equipment having a fine structure are installed in a clean room in order to avoid a deterioration in yield due to dust mixed into a manufactured product. In such a case, when using the blower type static eliminator as described above in the clean room, it is desired that the dust in the airflow conveyed from the static eliminator is as small as possible. However, the conventional blower type static eliminator has built-in control boards equipped with switches and the like in the casing. Usually, the inside of the casing where the control boards are arranged and the duct portion through which the airflow generated by the blower passes. And communicate. Further, when the duct portion is made of resin, the resin may be scraped off during maintenance to generate fine particles serving as a basis for dust. Therefore, during operation of the static eliminator, the internal pressure of the housing becomes negative due to the airflow of the blower, and dust and resin particles adhering to the control boards in the housing are carried away from the inside of the housing and directed toward the static elimination object along with the airflow May be transported. Therefore, in the conventional blower type static eliminator, it is necessary to periodically disassemble the static eliminator and clean the control boards.
そこで本発明は、定期的な清掃をせずとも、制御基板に付着している塵埃等を放出せず、自らが塵埃発生源とならない構造を備えた除電器を提供する。 Therefore, the present invention provides a static eliminator having a structure that does not release dust or the like adhering to a control board without periodic cleaning, and does not itself become a dust generation source.
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、コロナ放電によりイオンを生成するための少なくとも1つの電極と、前記電極により生成されたイオンを運搬する気流を生成する送風部と、前記気流が通過する流路とを有する除電器であって、前記流路を画定する壁面は、前記送風部により生成された気流が該壁面を通過しないように気密式に遮断されている、除電器が提供される。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, at least one electrode for generating ions by corona discharge, and a blower unit that generates an air current that carries ions generated by the electrodes, A static eliminator having a flow path through which the air flow passes, wherein a wall surface defining the flow path is shut off in an airtight manner so that the air flow generated by the blower section does not pass through the wall surface. Electrical equipment is provided.
本発明の一態様に係る除電器では、制御基板類が配置されている除電器の内部と、送風部により生じる気流が通る流路との間を気密式に遮蔽することにより、除電対象物に送られる気流内に、除電器内部の塵埃等が混入することを防止できる。従って、除電器内部の清掃を行うことなく、気流の清浄度を高いレベルに維持し管理することができる。 In the static eliminator according to one aspect of the present invention, the static eliminator is shielded between the inside of the static eliminator in which the control boards are arranged and the flow path through which the air flow generated by the air blowing unit passes, thereby eliminating the static eliminator. It is possible to prevent dust and the like inside the static eliminator from being mixed into the airflow sent. Therefore, the cleanliness of the airflow can be maintained and managed at a high level without cleaning the inside of the static eliminator.
図1は、本発明に係る除電器の一実施形態を示す正面及び側断面を示す図である。なお本実施形態では、直流型の除電器を例として説明する。除電器1は、筺体2と、筺体2内に配置されて回転軸方向に気流を生じさせるファン3(図2参照)と、コロナ放電によりイオンを発生させるための電極4a〜4h(本実施形態では、ニードル状の電極針が4対計8本設けられている)と、筐体2内に配置され電極4a〜4hに高電圧を送出する高電圧電源5a、5bと、高電圧電源5a、5bを制御する制御基板6とを有する。除電器1はさらに、電極4a〜4dとの間でコロナ放電を発生させるための、接地された対向電極(図示せず)を有してもよいが、接地された除電器の構成要素を対向電極として使用することもできる。対の電極(図示例では電極4aと4e、4bと4f、4cと4g及び4dと4h)は互いに対向する位置に配置され、4対のうち2対の電極(4aと4e及び4cと4g)はプラスの高電圧電源5aに電気的に接続され、他の2対の電極(4bと4f及び4dと4h)はマイナスの高電圧電源5bに電気的に接続される。これら高電圧電源からの印加電圧により、電極と対向電極との間にコロナ放電が生じる。このコロナ放電により空気イオンが生成され、生成された空気イオンはファン3により生じる気流とともに、除電すべき図示しない対象物に向けて運搬される。
図1の側断面図に示すように、筐体2は、送風部例えばファン3によって生じた気流が通過する流路21を有する。流路21内と、上述の高電圧電源や制御基板が固定配置されている筐体2の内部空間22とは構造的又は気密式に遮断されており、流路21を画定する壁面を通って空気が行き来できないようになっている。本実施形態では、流路21は、ファン3が有する羽根31の径方向外側を囲繞する径方向断面が略方形のシャーシ32(図2参照)の内表面33と、ファン3に近接配置されたダクト23の内表面24とから構成され、シャーシ32とダクト23とはシール部材(例えばOリング8又は断面が矩形のパッキン)を備えたアダプタ7を介して気密式に接続されている。ダクト23は例えば円筒状の部材であり、金属から作製されてもよいし、内表面を金属で鍍金した樹脂から作製されてもよい。該部材を金属材料で構成する場合、該金属材料は例えばステンレス鋼のような、加工性や耐腐食性に優れたものが好ましい。またダクトの内表面を金属とすることにより、内表面を平滑に加工して耐磨耗性を高めたり、内表面の清浄度合いを目視で確認しやすくしたりすることができ、電極周辺のメンテナンスに優れた除電器を提供することができる。
As shown in the side sectional view of FIG. 1, the
図3は、図1のIII部の拡大図であり、図4はアダプタ7の正面及び側断面を示す図である。ダクト23は、例えば円筒状の金属部材を除電器1の前面パネル11(図1参照)の開口縁12にその全周にわたって溶接させて形成されるか、プレス塑性加工等により前面パネル11と一体的に成形可能であり、これによりダクト開口縁12すなわちダクト23と前面パネル11との境界における空気の漏れが防止され、さらに筐体2の内部空間22内の塵埃がファン3の気流によって外部に搬送されることが防止される。なおダクト23と前面パネル11とは、接着剤又はシール材で隙間なく接合されてもよいし、粘着テープ等によって隙間なく接合されてもよい。なおいずれの場合も、開口縁12は、ファンの気流により生じる負圧によって該開口縁から空気が漏れない程度の気密性が保たれていればよい。
FIG. 3 is an enlarged view of a part III in FIG. 1, and FIG. The
上述のような方法でダクト23と前面パネルとを一体的に成形する場合、円筒状部材の軸方向の寸法を高精度に維持することは難しく、ダクト23とファン3のシャーシ32との接続領域25において隙間が生じる恐れがある。そこで図4に示すようなアダプタ7を用いて、該接続領域における空気の行き来を防止する。
When the
ファン3を気流方向の下流側からみた図2に示すように、ファン3のシャーシ32は径方向外側から中心に向けて延びる少なくとも1つのモータ固定用のリブ(図示例では3つのリブ34a、34b及び34c)を有し、リブの1つ(リブ34c)はファン3に電力供給するファンケーブル35を案内するガイド機能を備えている。一方アダプタ7は、絶縁樹脂等の絶縁体から作製され、図4に示すように、ファン3の軸方向にみてファン3と略同形の外形寸法を有する。図5に示すように、アダプタ7は、除電器を組み立てたときにファン3に重ね合わせるように配置され、その際にリブ34a、34b及び34cにそれぞれ重なるように近接又は当接するリブ71a、71b及び71cを有する。特にリブ71cは、ファンケーブル35を保護するとともに、ケーブル35に付着している塵埃等がファン3の気流に混入したり、ケーブル35が配線されている通路を経由して筐体内部の塵埃等がファン3の気流に混入したりしないようにリブ34cと協働して閉鎖空間を形成するカバー部材としての機能を備える。なお図3に示すように、ファン3のシャーシ32とアダプタ7とは接続領域25において互いに当接した状態となっているが、シャーシ32及びアダプタ7のそれぞれの当接面は比較的高精度に平坦な面に加工することができるので、互いに当接しただけの状態でも両者の間から空気が漏れることを防止できる。しかしより確実な気密性のために、両者の間に軟性のガスケット等を介在させてもよい。或いは、両者を接着剤、シール材又は粘着テープ等で隙間なく接合してもよい。
As shown in FIG. 2 when the
次に、アダプタ7とダクト23との接続形態について説明する。図3及び図4に示すように、アダプタ7は、除電器を組み立てたときにダクト23の一端231と気密式に接合するためのOリング8を受容する受容部(図示例では円形の凹部)72を有する。受容部72は、ダクト23の内径と略等しい内径及びOリング8の外径と略等しい外径を有するリング状の底部73と、底部73の外周から該底部の面に略垂直であって除電器を組み立てた際にファン3とは反対側(すなわちダクト側)に延びるリング状の周縁部74とによって画定される。すなわち受容部72は、図3に示すようにダクト23の軸方向かつダクト側に開口しており、故に受容部72に受容されたOリング8はその内周部分がダクト23の外表面26に当接し、外周部分はアダプタ7の周縁部74に当接する。すなわちダクト23の外壁面、アダプタ7の底部及び周縁部が協働して、Oリング8を受容する受容溝を画定する。このような構成によれば、ダクト23の軸方向の寸法精度によってダクト23の端部231がアダプタ7の底部73に当接しない場合であっても、Oリング8によって接続領域25の気密性が保たれる。
Next, a connection form between the
本実施形態に係る除電器のように、ダクト23を金属から作製した場合、その板厚を適当に選定(例えばダクトがステンレス製の場合はt=1.2mm)すれば、電極の固定部として十分な強度及び剛性を備えることができる。以下、電極の固定形態について図6を用いて説明する。
As in the case of the static eliminator according to the present embodiment, when the
図6は、各電極(図示例では4a)をダクト23に固定する電極ホルダ9の上面図と、該電極ホルダを金属ダクト23に取り付けた状態の断面図とを含む図である。電極ホルダ9は、絶縁樹脂等の絶縁体からなる台座91と、台座91に形成された環状の溝911に受容されるシール部材(例えばOリング92又は断面が矩形のパッキン)と、台座91をダクト23に固定するネジ等の固定手段93とを有する。ダクト23には、Oリング92の外径より小さい開口径d1を有する開口部27が設けられており、台座91は、Oリング92が開口部27をダクト23の外表面26側から囲繞するように、該外表面26に固定手段93によって取り付けられる。電極4aは、環状溝911又はOリング92の中心からダクト23の中心軸に略垂直に延びるように台座91に圧入等により密着固定される。その際、図6の側断面図に示すように、該電極の周囲から空気が漏れないようにOリング94やシール材を電極4aと台座91との間に配置してもよい。
FIG. 6 is a view including a top view of the electrode holder 9 for fixing each electrode (4a in the illustrated example) to the
Oリング92は、開口部27を画定するダクト部分と環状溝911の底面との間に配置され、開口部27を画定するダクト部分に全周に亘って押し付けられている。これにより開口部27は密閉され、開口部27を介する空気の出入りが防止される。このようにすれば、ダクト側面のように湾曲した面であってもOリング等のシール部材によって確実に空気漏れを防止することができる。なおダクト23の開口部27の開口径(d1)と、該開口部を画定するダクト23の周端と各電極の外周部との最短距離d2との関係については後述する。
The O-
また図6に示すように、電極ホルダ9の台座91を、上述のアダプタ7とダクト23との間に設けられるOリング8の保持手段として利用することもできる。すなわち、アダプタ7の周縁部74の上端面741と電極ホルダ9の台座91の側端部912とが近接するようにアダプタ7及びホルダ9を配置することにより、アダプタ7からOリング8の離脱を防止することができる。また図7(a)に示すように、アダプタ7の周縁部74の上端面741と電極ホルダ9の台座91の側端部912とは当接していてもよいし、所定距離離れていてもよい。但し該所定距離は、図7(b)に示すように、Oリング8の離脱を確実に防止するために、Oリング8の径方向断面の半径R以下であることが好ましい。またOリング8による気密性を維持するためには、ダクト端部231の端面とアダプタ7の底面731との間の距離も半径R以下であることが好ましい。
As shown in FIG. 6, the
なお上述のOリング8及び92の材質として特に制約はないが、収縮性及び耐溶剤性を備えたフッ素系材料が好ましい。しかし耐溶剤性が要求されないのであれば、安価な例えばニトリル系ゴムも使用可能である。
The material of the above-described O-
図6のように少なくとも内表面24が金属製のダクト23に電極4aを固定しようとする場合、電極4aとダクト23の金属からなる部分(ここではダクト内表面24)との間での絶縁破壊を防止するために、電極4aの周囲には絶縁樹脂等からなる非導電性部位又は空間を設けることが好ましい。そこで図6の例では、電極4aを中心に有する直径d1の絶縁円形領域913が形成されるように環状溝911が設けられ、絶縁円形領域913に対応する大きさの開口部27がダクト23に設けられている。
When the
図6及び図8に示す寸法d2は、金属製のダクト23と各電極(図示例では電極4a)との最短距離を表しており、この距離が一定値以下になるとダクトと電極との間で絶縁破壊が生じ、電極先端にてコロナ放電が発生せず、所定量のイオンが生成されない場合がある。そこで以下に説明する条件にて、上記寸法d2を変化させた場合のコロナ放電評価を行った。
The dimension d2 shown in FIG. 6 and FIG. 8 represents the shortest distance between the
図1及び図6に示した通り、4つの正電極(4a、4c、4e、4g)用絶縁樹脂製ホルダと、4つの負電極(4b、4d、4f、4h)用絶縁樹脂製ホルダとを交互に等間隔(45度間隔)で、直径115mmのステンレス鋼製の円筒状ダクトに固定した。図8に略示するように、各電極先端のダクト23の内表面24からの高さhは9mmとした。各電極の直径は1.5mmとし、その先端角度は20度とした。電極が取り付けられた絶縁樹脂製ホルダが固定されたダクト23の開口径d1は、10mm、8mm、7mm及び6mmの4条件とした。正電極に+4.5キロボルト、負電極には−3.0キロボルトの電圧を印加し、上記4条件それぞれについてコロナ放電評価を行った。
As shown in FIG. 1 and FIG. 6, four insulating resin holders for positive electrodes (4a, 4c, 4e, 4g) and four insulating resin holders for negative electrodes (4b, 4d, 4f, 4h) They were alternately fixed at equal intervals (45 ° intervals) to a stainless steel cylindrical duct having a diameter of 115 mm. As schematically shown in FIG. 8, the height h of each electrode tip from the
放電評価の結果、開口径d1が10mm、8mm及び7mmの場合は安定したコロナ放電が発生したが、開口径が6mmの場合(すなわち電極と金属ダクトとの間の最短距離が2.25mmの場合)では電極と金属製ダクトとの間で絶縁破壊が生じてしまい、コロナ放電が発生しなかった。そこで開口径d1が10mm、8mm及び7mm(すなわちd2=4.25mm、3.25mm及び2.75mm)について、イオン出力のイオンバランス安定度を測定した。なお測定はANSI規格のEOS/ESD S3.1−1991 Location:TP02に準じて行った。 As a result of the discharge evaluation, stable corona discharge occurred when the opening diameter d1 was 10 mm, 8 mm, and 7 mm, but when the opening diameter was 6 mm (that is, when the shortest distance between the electrode and the metal duct was 2.25 mm). ), Dielectric breakdown occurred between the electrode and the metal duct, and no corona discharge occurred. Therefore, the ion balance stability of the ion output was measured for aperture diameters d1 of 10 mm, 8 mm, and 7 mm (that is, d2 = 4.25 mm, 3.25 mm, and 2.75 mm). The measurement was performed according to ANSI standard EOS / ESD S3.1-1991 Location: TP02.
図9は、開口径が10mm、8mm及び7mmでのイオンバランス安定度を、上記ANSI規格に基づいて測定した結果を示すグラフである。同グラフは、それぞれの開口径について、測定中の時間に対するイオンバランスのばらつきを表しており、さらに各開口径でのイオンバランスの標準偏差の3倍すなわち3シグマが付記されている。なお除電器からイオンを出力していない状態で同様の測定をした場合、3シグマは3.01であった。 FIG. 9 is a graph showing the results of measuring the ion balance stability when the aperture diameter is 10 mm, 8 mm, and 7 mm based on the ANSI standard. The graph shows the variation of ion balance with respect to time during measurement for each aperture diameter, and further, three times the standard deviation of ion balance at each aperture diameter, that is, 3 sigma is added. In addition, when the same measurement was performed in a state where ions were not output from the static eliminator, 3 sigma was 3.01.
上述の実施例1は、金属製のダクト23と各電極(図示例では電極4a)との最短距離d2の変化による評価結果を示しているが、電極の高さが寸法d2と同等かd2より短い場合には、電極の先端とダクト開口部の周縁部との間の距離(図8にてd3で図示)が、絶縁破壊の有無やイオンバランスのばらつきに大きく影響する因子となることもある。また各電極への印加電圧も、絶縁破壊の発生に影響し得る。
Example 1 described above shows an evaluation result based on a change in the shortest distance d2 between the
上述の実施例では直流型の除電器を例に説明したが、交流型の除電器においても本発明を同様に実施することができる。交流型の除電器では、例えば電極は1つでもよい。また、全ての電極は、1つの交流電源に電気的に接続可能であり、電極と接地電位を有する除電器の一部分との間でコロナ放電を行う。 In the above-described embodiments, the DC type static eliminator has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to an AC type static eliminator. In the AC type static eliminator, for example, one electrode may be provided. Moreover, all the electrodes can be electrically connected to one AC power supply, and corona discharge is performed between the electrodes and a part of the static eliminator having the ground potential.
本発明に係る除電器では、イオンを含む気流(イオン流)が通るダクトと、除電器の制御基板類が設置された筐体の内部空間とを遮断する構造とすることにより、除電器内部に混入した又は存在する塵埃の吹き出しの影響を考慮することなく、ダクト部のみのメンテナンスを行うことで除電器の清掃度を管理することができる。またダクト部をステンレス鋼のような耐腐食性の高い金属製とすることにより、アルコール等の溶剤で清掃することも可能となる。また電極が固定されるホルダを金属製のダクトに固定する構造とすることで、ダクトはイオン流が通る流路及びホルダの固定部位としての2つの機能を具備することができ、除電器を簡単な構造とし、その小型化及び軽量化に寄与することができる。 In the static eliminator according to the present invention, a structure that shuts off a duct through which an air stream containing ions (ion flow) passes and an internal space of a housing in which the control boards of the static eliminator are installed is provided inside the static eliminator. The cleaning degree of the static eliminator can be managed by performing the maintenance of only the duct portion without considering the influence of the dust blowing out or existing. Further, by making the duct portion made of a metal having high corrosion resistance such as stainless steel, it is possible to clean it with a solvent such as alcohol. In addition, by adopting a structure in which the holder to which the electrode is fixed is fixed to a metal duct, the duct can have two functions as a flow path through which an ion flow passes and a fixing part of the holder. It is possible to contribute to miniaturization and weight reduction.
1 除電器
2 筺体
21 流路
22 内部空間
23 ダクト
25 接続領域
27 開口部
3 ファン
4a〜4h 電極
5a、5b 電源
6 制御基板
7 アダプタ
8、92 Oリング
9 絶縁性電極ホルダ
91 台座
93 固定手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記流路を画定する壁面は、前記送風部により生成された気流が該壁面を通過しないように気密式に遮断されている、除電器。 A static eliminator having at least one electrode for generating ions by corona discharge, a blower unit that generates an air flow for carrying ions generated by the electrode, and a flow path through which the air flow passes,
The wall surface that defines the flow path is a static eliminator that is shut off in an airtight manner so that the airflow generated by the blower does not pass through the wall surface.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014170705A (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Sharp Corp | Static eliminator |
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JP2014170705A (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-18 | Sharp Corp | Static eliminator |
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