JP2011216260A - 放電電極 - Google Patents

Abstract

【課題】放電電極の放電部材の一部が使用に耐えられないほど放電能力が低下して、交換しなけばならない際に廃棄部材が最小限で済み、かつ、安価な放電電極を提供すること。
【解決手段】本発明の第１の態様に係る放電電極は、板状の基材と、この基材に取付けられる針状の放電部材とを有し、高電圧を印加されて放電部材の放電端部からコロナ放電を発生する放電電極であって、前記放電部材は、前記基材に対して着脱可能に取付けられるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、イオン生成装置や電気集塵機などで使用される放電電極に関する。

従来、放電電極に高電圧を印加して、この放電電極に発生するコロナ放電により、空気をイオン化して気体イオンを生成するイオン生成装置が知られている。
この種のイオン生成装置は、生成した気体イオンによって帯電体の電荷を中和することが可能であることから、一般に、帯電体の静電気を除去する除電装置として使用される。
また、周知のように、電子産業、医薬、食品等の製造工場では、クリーンルームと称される清浄室に前記イオン生成装置が設置されている。
このようなクリーンルームでは、例えば、半導体集積回路の製造などが行われるため、半導体素子への塵埃の付着を防止して、空気清浄用の高精度エアフィルターなどにより室内に浮遊する塵埃を十分に取り除き、高い清浄度が維持される。
しかし、このような塵埃はその粒径が微細であるに従い、静電気力に依存して半導体素子に付着するおそれがある。
そのため、前記イオン生成装置により、浮遊塵埃を帯電させ、高電圧を印加した集塵極板間に発生したクーロン力により、浮遊塵埃を集塵して半導体素子への塵埃の付着を防止している。

ところで、この種のイオン生成装置は棒状の基材の長辺端部に離散的に設けられた針状の放電部を有する放電電極を搭載し、この放電電極に高電圧を印加すると針状の放電部から発生するコロナ放電により空気中に気体イオンを発生させる。
しかしながら、放電電極はコロナ放電を発生させる度に、針状の放電部が放電により損耗して針状の放電部の先端部が次第に丸くなっていき、コロナ放電が活発に行われなくなる。
また、損耗した針状の放電部から微粒子の粉塵が飛散する。

そこで、複数の針状の放電部材を絶縁性基板に固定して製作される放電電極が特許文献１に開示されている。

特開平７−５７４６号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている放電電極は、針状の放電部材と絶縁性基板とは固定されて一体となっているので、放電部材のうちのいくつかが放電によって放電部材の先端が丸くなってコロナ放電が活発に行われなくなり、放電電極としての能力が著しく低下して最早使用に耐えられなくなった場合に、損耗していない絶縁性基板及びまだ使用可能な他の放電部材もいっしょに廃棄されることになり、本来まだ使用できる部材も無駄に廃棄されていた。

本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、針状の放電部材と板状の基材とで構成される放電電極において、放電電極の放電能力が低下して、交換しなけばならない際に廃棄部材が最小限で済み、かつ、安価な放電電極を提供することである。

本発明の第１の態様に係る放電電極は、板状の基材と、この基材に取付けられる針状の放電部材とを有し、高電圧を印加されてこの放電部材からコロナ放電を発生する放電電極であって、
前記放電部材は、前記基材に着脱可能に取付けられるものである。

本発明によれば、放電部材が基材に対して着脱可能に取付けられるので、放電により先端が丸まり放電能力が低下した放電部材のみを基材から取外し、新たに正常な放電部材を代わりに交換すれば良いので、基材および使用可能な他の放電部材は廃棄する必要がないので、廃棄部材が最小限で済み、かつ、放電電極全体として安価となる。

第１の実施の形態に係る放電電極の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 第１の実施の形態の変形例に係る放電電極の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 第２の実施の形態に係る放電電極の構成を示す断面図である。 第２の実施の形態の変形例に係る放電電極の構成を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。

本発明の放電電極はイオン生成装置や電気集塵機などに搭載され、高電圧を印加されることでコロナ放電を発生させるものであり、図１に第１の実施の形態に係る放電電極の（ａ）平面図、および、（ｂ）正面図が示されている。

図１において、１０は放電電極であり、放電電極１０は複数の針状の放電部材１と板状の基材２とで構成されている。針状の放電部材１は尖った先端部を有し、この先端部からコロナ放電を生じる放電端部１ａと胴部１ｂとからなり、各放電部材１は同一形状である。
この放電部材１を構成する材料としては耐磨耗性の高いニッケル、インコネル６００、モリブデン、タングステンなどを用いるのが好適である。
一方、板状の基材２は基材２の大部分を占める平らな板状部２ａと放電部材１の胴部１ｂの外形に対応した形状および寸法に形成された溝部２ｂとを有する。基材２を構成する材料としては、導電材料および絶縁材料を用いることができ、基材２の材料として導電材料を用いる場合は、この基材２自身が高電圧を放電部材１に供給する電線の役割を果たすので別途電線は不要となるが、この基材２自身が放電しないように設計する必要がある。また、基材２の材料として絶縁材料を用いる場合は、高電圧を放電部材１に供給する電線を別途必要とする。

放電電極１０は、基材２の溝部２ｂに放電部材１の胴部１ｂを嵌め込み、もしくは圧入することにより作製される。なお、放電部材１の放電端部１ａは基材２に放電部材１が取付けられた状態において、基材２の端部より外側に突出している。また、放電部材１は基材２に対して着脱可能となっている。

この状態で放電電極１０が使用されることになるが、放電電極１０が使用されるに従って放電部材１の放電端部１ａは放電によってその尖った先端が損耗して丸くなっていく。放電端部１ａの先端が損耗して丸くなっていくと放電端部１ａは放電し難くなり、放電能力が低下する。そして、この放電能力の低下が使用に耐えられないほど低下すると、放電電極としての寿命が尽きることになる。

しかしながら、本発明の第１の実施の形態に係る放電電極１０では、基材２に取付けられた放電部材１は前述のように溝部２ｂに放電部材１の胴部１ｂを嵌め込み、もしくは圧入されているだけなので、容易に取付けを解除することが可能である。したがって、放電部材１の一部が使用に耐えられないほど放電能力が低下した場合に、放電電極１０全体を正常品と交換する必要はなく、放電能力が低下した放電部材１のみ取外して、基材２に正常品の放電部材１を取付けさえすれば、放電電極１０は継続して使用が可能である。このとき廃棄される部材は放電能力が低下した放電部材１のみであり、基材２やその他の放電部材１は無駄に廃棄されない。

続いて図２を参照して、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る放電電極の構造を説明する。図２は第１の実施の形態の変形例に係る放電電極の（ａ）平面図、および（ｂ）正面図を示したものであり、図１に示されている部材と同一の部材には同じ符号が付されている。
図２において、基材２は図１と同一形状の基材である。しかしながら、放電部材１はその長手方向の寸法が図１に示した放電部材１よりも短くなっており、基材２の各溝部２ｂ毎に複数個の放電部材１が一列に圧入され、先頭の放電部材１（図２（ａ）において最下端の放電部材１）の放電端部１ａが基材２の端部より外側に突出した状態とされる。

この状態で放電電極１０が使用されることになるが、放電電極１０が使用されるに従って先頭の放電部材１の放電端部１ａは放電によってその尖った先端が損耗して丸くなっていく。放電端部１ａの先端が損耗して丸くなっていくと放電端部１ａは放電し難くなり、放電能力が低下する。そして、この放電能力の低下が使用に耐えられないほど低下すると、先頭の放電部材１は寿命が尽きることになる。

しかしながら、本発明の第１の実施の形態の変形例に係る放電電極１０では、前述のように基材２の各溝部２ｂ毎に複数の放電部材１が圧入されており、実際に放電しているのは先頭の放電部材１のみで、その後ろの放電部材１は放電しないので、放電によって損耗することはない。したがって、実際に放電している先頭の放電部材１が放電によって放電能力が低下して交換を余儀なくされた場合に、交換用の正常品を新たに持ち込む必要は無く、放電能力が低下した先頭の放電部材１を除去し、その後ろの２番目の放電部材１を先頭の放電部材１の位置に移動させて、その放電部材１の放電端部１ａを基材２の端部より外側に突出させれば良い。即ち、この第１の実施の形態の変形例では、放電部材１の交換作業が図１の第１の実施の形態に対して更に改善される。また、放電部材１の大きさも相対的に小さいので、廃棄される放電部材１の材料も少量で済むという優位性も有する。

続いて図３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る放電電極の構造を説明する。図３は第２の実施の形態に係る放電電極の断面図であり、図１に示されている部材と同一の部材には同じ符号が付されている。
図３において、基材２は第１の実施の形態とは異なり溝部２ｂを有さず、その代わりに放電部材１の胴部１ｂを挿通する挿通孔２ｃを有する。
一方、放電部材１も第１の実施の形態とは形状が異なり、放電部材１の放電端部１ａと反対側の端部として、その端面の径が基材２の挿通孔２ｃよりも大きく、かつ、端面の断面外形が流線形状である大径端部１ｃを有するものである。なお、大径端部１ｃがこのような形状に形成されるのは、放電部材１が基材２に取付けられたときに大径端部１ｃが基材２の端部より外側に突出しても大径端部１ｃからは放電が生じないようにするためである。

そして放電電極１０の作製に当っては、放電部材１を基材２の下方より挿通孔２ｃへ放電端部１ａ側から挿入させていき、放電部材１の放電端部１ａが基材２の上面から上方に突出し、かつ、放電部材１の大径端部１ｃの裏面が基材２の下面と当接する状態（図３の状態）、を保った上で、中央に貫通孔３ａを有するゴムなどの弾性材料からなる抜止部材３を放電部材１の放電端部１ａ側から貫通孔３ａに放電部材１を挿通させていき、抜止部材３の下面が基材２の上面に当接する位置で、抜止部材３は放電部材１の胴部１ｂを保持することで達成できる。なお、抜止部材３の貫通孔３ａの内径は放電部材１の胴部の外径よりもやや小さくなっている。また、放電部材１を基材２から取外す場合は、抜止部材３を放電部材１から抜くことで容易に実現できる。即ち、この第２の実施の形態の放電電極でも放電部材１は基材２に対して着脱可能に取付けられる。

そして、放電電極１０が使用中に放電部材１の放電能力が低下して使用に耐えられない場合は、この放電部材１のみ取外して、正常品と交換すれば良い点は第１の実施の形態と同様である。
なお、第１の実施の形態と比較すると、第２の実施の形態の方が放電部材１の着脱作業、および、放電部材１の基材２上の取付け状態の精度について優れている。反対に、第１の実施の形態では第２の実施の形態が必要とする抜止部材３が不要なので、部品点数が少なくコスト面で優れる。

続いて図４を参照して、本発明の第２の実施の形態の変形例に係る放電電極の構造を説明する。図４は第２の実施の形態に係る変形例の放電電極の断面図であり、図３に示されている部材と同一の部材には同じ符号が付されている。
図４において、基材２は図３の基材２と同一形状であるが、基材２の挿通孔２ｃの内径は放電部材１の胴部２よりも小径となっている。
一方、放電部材１は図３の第２の実施の形態とは形状が異なり、放電部材１の放電端部１ａと反対側の端部として、その端面の外径が基材２の挿通孔２ｃの内径と同じであり、かつ、その軸方向の長さが基材２の挿通孔２ｃの深さよりも長い小径端部１ｄを有するものである。
また、抜止部材３も図３の第２の実施の形態とは形状が異なり、貫通孔３ｃの代わりに抜止部材３の一端面の中央にのみ開口部が形成され、その開口部の内径が放電部材１の小径端部１ｄの外径よりやや小さい穴部３ｂを有するものである。なお、この穴部３ｂの深さは、放電部材１の小径端部１ｄの軸方向の長さと基材２の挿通孔２ｃの深さとの差にほぼ等しい。

そして放電電極１０の作製に当っては、放電部材１を基材２の上方より挿通孔２ｃへ小径端部１ｄ側から挿入させていき、放電部材１の小径端部１ｄが基材２の下面から下方に突出し、かつ、放電部材１の胴部１ｂの下面が基材２の上面と当接する状態（図４の状態）、を保った上で、一端面の中央に穴部３ｂを有するゴムなどの弾性材料からなる抜止部材３を放電部材１の小径端部１ｄ側から穴部３ｂに放電部材１を挿入させていき、抜止部材３の穴部３ｂを有する端面が基材２の下面に当接する位置で、抜止部材３が放電部材１の小径端部１ｄを保持することで達成できる。なお、小径端部１ｄは抜止部材３によって完全に覆われているので小径端部１ｄから放電が生じることを防ぐことができる。また、放電部材１を基材２から取外す場合は、抜止部材３を放電部材１から抜くことで容易に実現できる。即ち、この第２の実施の形態の変形例の放電電極でも放電部材１は基材２に対して着脱可能に取付けられる。

そして、放電電極１０が使用中に放電部材１の放電能力が低下して使用に耐えられない場合は、この放電部材１のみ取外して、正常品と交換すれば良い点は第１の実施の形態と同様である。

以上、図１から図４を参照して本発明の放電電極の構造について説明してきたように、
本発明によれば板状の基材と、この基材に取付けられる針状の放電部材とを有し、高電圧を印加されて前記放電部材の放電端部からコロナ放電を発生する放電電極であって、放電電極は基材に対して着脱可能に取付けられる。
したがって、放電部材の一部が使用に耐えられないほど放電能力が低下した場合に、放電電極全体を正常品と交換する必要はなく、放電能力が低下した放電部材のみ正常品と交換して、基材に正常品の放電部材を取付けさえすれば、放電電極は継続して使用が可能である。このとき廃棄される部材は放電能力が低下した放電部材のみであり、基材やその他の放電部材は無駄に廃棄されない。そして廃棄する部材を最小限とすること、および、製造工程で、放電部材を基材に溶接や接着によって固定することはしないことにより安価な放電電極を提供することが可能となる。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
上述した例では、本発明の放電電極がイオン生成装置や電気集塵機に使用されることは述べたが、コロナ放電を発生する機器であれば同様に本発明の放電電極が使用できることは言うまでもない。

１ 放電部材
１ａ 放電端部
１ｂ 胴部
１ｃ 大径端部
１ｄ 小径端部
２ 基材
２ａ 板状部
２ｂ 溝部
２ｃ 挿通孔
３ 抜止部材
３ａ 貫通孔
３ｂ 穴部
１０ 放電電極

Claims (1)

1. 板状の基材と、この基材に取付けられる針状の放電部材とを有し、高電圧を印加されて前記放電部材の放電端部からコロナ放電を発生する放電電極であって、
   前記放電電極は前記基材に対して着脱可能に取付けられることを特徴とする放電電極。