JP2013030427A - 除電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドユニット又は高圧電源ユニットの交換に係る作業性を向上させることのできる除電装置を提供する。
【解決手段】除電装置は、イオンを除電対象物に向けて放出するヘッドユニットと、ヘッドユニットに電力供給を行う高圧電源ユニット３と、これらヘッドユニットと高圧電源ユニット３とを接続する高圧ケーブル６とを備えた。そして、高圧ケーブル６を放電電極に接続されるヘッド側ケーブル４１及び高電圧発生回路を構成する回路基板３７に接続される電源側ケーブル４２とから構成し、これらヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との接続部分が電源ケース３１内に収容されるように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、除電装置に関する。

従来、放電電極に高電圧を印加することでコロナ放電を発生させ、これにより生成されたイオンを除電対象物に向けて放出することにより除電を行う除電装置がある。こうした除電装置として、例えば特許文献１には、放電電極及び同放電電極を収容するヘッドケースを有するヘッドユニットと、高電圧を発生させるための高電圧発生回路及び同回路を収容する電源ケースを有する高圧電源ユニットと、これら各ユニットを接続する高圧ケーブルとを備えたものが開示されている。このように高電圧発生回路がヘッドケースとは別のケースに収容される除電装置では、高電圧発生回路がヘッドケース内に収容される構成（例えば、特許文献２参照）に比べ、ヘッドユニットを小型化することが可能になり、除電対象物が搬送される製造ライン等への設置が容易になるといった利点がある。

特開２０１０−１２９４９９号公報 特開２０１０−２７２２５号公報

ところで、例えば製品完成後の最終検査でいずれか一方のユニットに異常が検出された場合に、異常のあるユニットを別途製造されたユニットに交換して新たな除電装置を製造するといったことが行われている。こうしたユニットの交換は、例えば異常のあるユニットを高圧ケーブルとの接続部分から切り離し、同高圧ケーブルに別途製造されたユニットを接続することにより行われる。

一方、高圧ケーブルの芯線と放電電極又は高電圧発生回路との間で火花放電（絶縁破壊）が生じると、放電電極でのイオンの生成に影響を与えたり、回路が故障したりする虞がある。そのため、高圧ケーブルと放電電極又は高電圧発生回路との接続部分は、こうした火花放電が生じることを防ぐため、一般に絶縁性の高い樹脂材料からなるモールド部材により樹脂封止されている。

したがって、異常のあるユニットを交換する際には、別途製造されたユニットと高圧ケーブルとの接続部分を再び樹脂封止する必要があり、各ユニットの交換に係る作業が煩雑になるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ヘッドユニット又は高圧電源ユニットの交換に係る作業性を向上させることのできる除電装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、高電圧が印加されることによりイオンを生成する放電電極、及び前記放電電極を収容するヘッドケースを有するヘッドユニットと、前記放電電極に印可する高電圧を発生するための高電圧発生回路、及び前記高電圧発生回路を収容する電源ケースを有する高圧電源ユニットと、前記放電電極と前記高電圧発生回路とを接続する高圧ケーブルと、を備えた除電装置において、前記高圧ケーブルは、少なくとも前記放電電極に接続されるヘッド側ケーブル及び前記高電圧発生回路に接続される電源側ケーブルを含む複数の分割ケーブルを有し、前記各分割ケーブル間の接続部分が前記ヘッドケース及び前記電源ケースの少なくとも一方に収容されるように構成されたことを要旨とする。

上記構成によれば、異常のあるユニットを分割ケーブル間の接続部分で分離し、異常のないユニットに接続された分割ケーブルに別途製造されたユニットに接続された分割ケーブルを接続することで、異常のあるユニットを交換することができる。ここで、こうした分割ケーブル間の接続部分で火花放電が生じても、放電電極又は高電圧発生回路で火花放電が生じる場合と異なり、イオンの生成に影響を与えたり、回路が故障したりし難いため、同接続部分は樹脂封止をしなくてもよい。したがって、ユニットの交換に係る作業性を向上させることが可能になる。また、上記構成では、高電圧を送電する分割ケーブルの接続部分が外部に露出した状態とならないため、装置の安全性を確保することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の除電装置において、前記各分割ケーブルは、金属材料からなる接続部材によって該各分割ケーブルの芯線同士が圧着されることにより接続されたことを要旨とする。上記構成によれば、簡易な構成で容易に分割ケーブル同士を接続することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の除電装置において、前記接続部材は、筒状に形成されたことを要旨とする。
上記構成によれば、接続部材が筒状に形成されるため、例えば接続部材が断面Ｕ字状に形成される場合に比べ、接続部材に尖った部位が形成され難くなり、同接続部材で火花放電が生じることを抑制できる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の除電装置において、前記各分割ケーブルは、該各分割ケーブルの芯線同士がはんだ接合されることにより接続されたことを要旨とする。上記構成によれば、簡易な構成で分割ケーブル同士を接続することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の除電装置において、絶縁性材料からなり、前記各分割ケーブル間の接続部分を覆う被覆カバーを備えたことを要旨とする。上記構成によれば、接続部分が絶縁性材料からなる被覆カバーにより覆われるため、より一層、装置の安全性を向上させることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の除電装置において、前記高圧ケーブルは、前記ヘッド側ケーブル、前記電源側ケーブル、及び前記ヘッド側ケーブルと前記電源側ケーブルとを接続する中間ケーブルからなることを要旨とする。

上記構成によれば、ヘッド側ケーブル及び電源側ケーブルを短くすることができるため、ヘッドユニット又は高圧電源ユニットを製造する際に、ヘッド側ケーブル又は電源側ケーブルが邪魔になることを抑制できる。

本発明によれば、ヘッドユニット又は高圧電源ユニットの交換に係る作業性を向上させることのできる除電装置を提供することができる。

本実施形態の除電装置を示す概略構成図。 本実施形態のヘッドユニットの拡大断面図。 本実施形態の高圧電源ユニットの拡大断面図。 本実施形態のヘッド側ケーブルと電源側ケーブルとの接続部分の断面図（図３のＡ−Ａ断面図）。 別例のヘッド側ケーブルと電源側ケーブルとの接続部分の断面図。 別例のヘッド側ケーブルと電源側ケーブルとの接続部分近傍の断面図。 別例の高圧ケーブルを示す概略構成図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、除電装置１は、イオンを除電対象物に向けて放出するヘッドユニット２と、ヘッドユニット２に電力供給を行う高圧電源ユニット３と、高圧電源ユニット３の作動を制御する制御する制御装置４とを備えている。ヘッドユニット２と高圧電源ユニット３とは、高圧ケーブル６を介して接続され、高圧電源ユニット３と制御装置４とは、接続ケーブル７を介して接続されている。なお、制御装置４は、電源ケーブル８を介して図示しない電源に接続されている。

ヘッドユニット２は、直方体状に形成されたヘッドケース１１と、同ヘッドケース１１内に収容された複数の放電電極（図１では図示略）とを備えている。図２に示すように、ヘッドケース１１は、細長い四角筒状のケース本体１２と、ケース本体１２の長手方向一端側（図２における右側）の開口を閉塞するケーブルキャップ１３とを有している。

ヘッドケース１１内には、円筒状の支持筒部１４を有する支持部材１５が固定されている。支持部材１５には、複数の支持筒部１４（図２では、１つのみ図示）が形成されており、各支持筒部１４は、ケース本体１２の長手方向に沿って所定間隔で配置されている。また、ヘッドケース１１には、支持筒部１４の一端側（図２における上側）から同支持筒部１４内に挿入される複数の保持部１６が形成された放電針ホルダ１７が固定されている。なお、放電針ホルダ１７は、絶縁性材料により構成されている。そして、ケース本体１２における支持筒部１４の他端側（図２における下側）の側壁部１２ａには、同支持筒部１４と同軸上に放出孔１８が形成されている。一方、ケーブルキャップ１３には、ケース本体１２の長手方向（図２における左右方向）に貫通する引込孔１９が形成されており、同引込孔１９を介して高圧ケーブル６の一端がケース本体１２内に引き込まれている。

各放電電極２１は、支持筒部１４の他端側に固定される電極板２２と、保持部１６に保持される放電針２３と、放電針２３と電極板２２とを電気的に接続する円錐コイルバネ２４とを備えている。なお、電極板２２、放電針２３及び円錐コイルバネ２４は、それぞれ導電性材料により構成されている。

各電極板２２は、略平板状に形成されるとともに、その厚み方向に貫通した貫通孔２５を有している。貫通孔２５の内径は、支持筒部１４の内径よりも小さく形成されている。そして、図２に示すヘッドケース１１内におけるケーブルキャップ１３側に配置された電極板２２には、上記引込孔１９を介して引き込まれた高圧ケーブル６の一端が接続されており、同電極板２２は、連結ケーブル２６を介して隣接する電極板（図示略）に接続されている。なお、本実施形態では、高圧ケーブル６及び連結ケーブル２６の芯線６ａ，２６ａは、電極板２２に対してはんだ接合されている。

そして、電極板２２と高圧ケーブル６及び連結ケーブル２６の芯線６ａ，２６ａとの接続部分は、絶縁性の高い樹脂材料からなるモールド部材２７によって樹脂封止されている。モールド部材２７は、略円筒状に形成されており、支持筒部１４の一端に嵌合されている。これにより、電極板２２は、その貫通孔２５が支持筒部１４と同軸上に配置されるようにして同支持筒部１４の他端側に固定されている。なお、モールド部材２７は、樹脂モールドにより形成されている。

放電針ホルダ１７の保持部１６は、円柱状に形成されるとともに、その先端側に開口する保持穴２８を有している。そして、放電針２３は、その基端部が保持穴２８に嵌合されることにより、その先端部が電極板２２の貫通孔２５から他端側に突出した状態で固定されている。

円錐コイルバネ２４は、導線を円錐状に巻回することにより構成されており、保持部１６の先端に形成された収容凹部１６ａと電極板２２との間に圧縮された状態で配置されている。そして、円錐コイルバネ２４は、その小径部２４ａが放電針２３に嵌合するとともに、その大径部２４ｂが電極板２２の内周縁に接触している。これにより、放電針２３が電極板２２及び円錐コイルバネ２４を介して高圧ケーブル６に電気的に接続されている。

図１に示すように、高圧電源ユニット３は、直方体状の電源ケース３１を備えている。図３に示すように、電源ケース３１は、一側面が開口した箱状のケース本体３２と、ケース本体３２の開口部を閉塞する蓋部材３３とを有している。ケース本体３２の側壁部３２ａには、その内外を連通する引込孔３４が形成されており、同引込孔３４を介して高圧ケーブル６の他端が電源ケース３１内に引き込まれている。

電源ケース３１内には、基板ホルダ３６が収容されており、基板ホルダ３６には、高電圧発生回路を構成する回路基板３７が支持されている。高電圧発生回路は、圧電トランス（図示略）等を有しており、制御装置４（図１参照）を介して供給される電源電圧を昇圧して所定の高電圧を発生させるようになっている。回路基板３７（高電圧発生回路）には、上記引込孔３４を介して引き込まれた高圧ケーブル６の他端が接続されている。そして、回路基板３７と高圧ケーブル６の芯線６ａとの接続部分は、絶縁性の高い樹脂材料からなるモールド部材３８により樹脂封止されている。なお、モールド部材３８は、回路基板３７と芯線６ａとの接続部分を含む回路基板３７全体を覆うように形成されおり、上記基板ホルダ３６は、モールド部材３８を介して回路基板３７を支持している。

このように構成された除電装置１では、高圧電源ユニット３で発生した高電圧が高圧ケーブル６を介してヘッドユニット２に送電され、電極板２２及び円錐コイルバネ２４を介して各放電針２３に高電圧が印加されることにより、各放電針２３の先端付近でコロナ放電が発生する。これにより、放電針２３の周囲の空気がイオン化され、この空気が放出孔１８から除電対象物に向けて放出されることにより除電が行われるようになっている。なお、本実施形態では、各放電針２３に対して交流電圧を印加することによりコロナ放電を発生させる交流方式が採用されており、プラス及びマイナスのイオンが交互に生成されるようになっている。

ところで、例えば製品（除電装置１）完成後の最終検査で高圧電源ユニット３に異常が検出された場合には、高圧電源ユニット３を切り離し、異常のないヘッドユニット２と別途製造された高圧電源ユニット３を組み合わせて新たな製品を製造する。このとき、高圧ケーブル６と回路基板３７との接続部分で高圧電源ユニット３を切り離し、別途製造された高圧電源ユニットを接続しようとすると、再び樹脂モールド等を行ってモールド部材３８を形成（樹脂封止）する必要があり、その交換に係る作業が煩雑になってしまう。

この点を踏まえ、本実施形態の高圧ケーブル６は、放電電極２１（電極板２２）に接続された分割ケーブルとしてのヘッド側ケーブル４１と、回路基板３７（高電圧発生回路）に接続された分割ケーブルとしての電源側ケーブル４２とから構成されている。そして、高圧ケーブル６は、ヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との接続部分が電源ケース３１内に収容されるように構成されている。

詳しくは、ヘッド側ケーブル４１は、電源側ケーブル４２に比べ、十分に長く形成されており、その一部が引込孔３４を介して電源ケース３１内に引き込まれている。そして、図３及び図４に示すように、ヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２とは、これらの芯線４１ａ，４２ａが金属材料からなる円筒状の接続部材４３に挿通された状態で、同接続部材４３がかしめられて芯線４１ａ，４２ａ同士が圧着されることにより接続されている。また、ヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との接続部分には、ヘッド側ケーブル４１及び電源側ケーブル４２の被覆部４１ｂ，４２ｂの一部を覆うように、予め円筒状に形成された被覆カバー４５が装着されている。なお、被覆カバー４５は、絶縁性の高い樹脂材料により構成されている。また、ヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との接続部分は、基板ホルダ３６に形成された支持部３６ａによってヘッド側ケーブル４１が支持されることにより、電源ケース３１内での位置が固定されている。

次に、本実施形態の除電装置におけるユニットの交換について説明する。
例えば高圧電源ユニット３に異常が検出された場合、先ず、ケース本体３２から蓋部材３３を取り外し、被覆カバー４５を取り外す。次に、ヘッド側ケーブル４１の芯線４１ａを切断することにより、同ヘッド側ケーブル４１から接続部材４３とともに電源側ケーブル４２（高圧電源ユニット３）を切り離す。次に、切断されたヘッド側ケーブル４１から芯線４１ａを新たに露出させ、別途製造された高圧電源ユニット３の電源側ケーブル４２を接続部材４３によって接続する。そして、接続部分に被覆カバー４５を装着し、ケース本体３２に蓋部材３３を装着することにより、新たな除電装置１が製造される。

なお、ヘッドユニット２に異常が検出された場合には、同様に電源側ケーブル４２からヘッド側ケーブル４１（ヘッドユニット２）を切り離し、別途製造されたヘッドユニット２のヘッド側ケーブル４１を電源側ケーブル４２に接続することにより、新たな除電装置１が製造される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）高圧ケーブル６を放電電極２１に接続されるヘッド側ケーブル４１と、回路基板３７（高電圧発生回路）に接続される電源側ケーブル４２とから構成し、これらヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との接続部分が電源ケース３１内に収容されるように構成した。

上記構成によれば、ヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２とを分離・接続することで異常のあるヘッドユニット２又は高圧電源ユニット３を交換することができる。ここで、こうしたヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との間の接続部分で火花放電が生じても、放電電極２１又は高電圧発生回路で火花放電が生じる場合と異なり、イオンの生成に影響を与えたり、回路が故障したりし難いため、同接続部分は樹脂封止をしなくてもよい。したがって、異常のあるユニットの交換に係る作業性を向上させることができる。また、高電圧を送電するヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との接続部分が、電源ケース３１内に収容されることで、外部に露出した状態とならないため、除電装置１の安全性を確保することができる。

（２）ヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２とを、接続部材４３によって芯線４１ａ，４２ａ同士を圧着することにより接続した。上記構成によれば、かしめ等により接続部材４３を変形させることで芯線４１ａ，４２ａ同士が圧着されるため、簡易な構成で容易にヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２とを接続することができる。

（３）接続部材４３を円筒状に形成したため、例えば接続部材４３を断面Ｕ字状に形成する場合に比べ、接続部材４３に尖った部位が形成され難くなり、同接続部材４３で火花放電が生じることを抑制できる。

（４）ヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との接続部分を絶縁性材料からなる被覆カバー４５により覆うようにしたため、より一層、除電装置１の安全性を向上させることができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、接続部材４３を円筒状に形成したが、これに限らず、例えば図５に示すように、接続部材４３を断面略Ｕ字状に形成してもよい。

・上記実施形態では、接続部材４３によってヘッド側ケーブル４１及び電源側ケーブル４２の芯線４１ａ，４２ａ同士を圧着させることにより、これらヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２とを接続した。しかし、これに限らず、例えば図６に示すように、芯線４１ａ，４２ａ同士をはんだ接合することによりヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２とを接続してもよい。この構成では、はんだ５１により芯線４１ａ，４２ａ同士が接続されるため、簡易な構成でヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２とを接続することができる。

また、ヘッド側ケーブル４１及び電源側ケーブル４２のいずれか一方に雄コネクタを設けるとともに、いずれか他方に上記雄コネクタが嵌合する雌コネクタを設け、これらコネクタを介してヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２とを接続してもよい。

・上記実施形態では、ヘッド側ケーブル４１と電源側ケーブル４２との接続部分に被覆カバー４５を設けたが、これに限らず、被覆カバー４５を設けなくともよい。
・上記実施形態では、高圧ケーブル６をヘッド側ケーブル４１及び電源側ケーブル４２により構成した。しかし、これに限らず、例えば図７に示すように、高圧ケーブル６を、ヘッド側ケーブル４１と、電源側ケーブル４２と、これらを接続する分割ケーブルとしての中間ケーブル５２とにより構成してもよい。図７に示す例では、ヘッド側ケーブル４１と中間ケーブル５２との接続部分は、ヘッドケース１１内に収容され、電源側ケーブル４２と中間ケーブル５２との接続部分は、電源ケース３１内に収容されている。また、ヘッド側ケーブル４１と中間ケーブル５２、電源側ケーブル４２と中間ケーブル５２とは、上記実施形態と同様に、それぞれ接続部材４３によって接続されるとともに被覆カバー４５により覆われている。

なお、ヘッド側ケーブル４１と中間ケーブル５２との接続部分は、ケーブルキャップ１３に形成された支持部１３ａによって被覆カバー４５が支持されることにより、ヘッドケース１１内での位置が固定されている。一方、電源側ケーブル４２と中間ケーブル５２との接続部分は、上記実施形態と同様に、基板ホルダ３６の支持部３６ａによって中間ケーブル５２が支持されることにより、電源ケース３１内での位置が固定されている。

この構成では、ヘッド側ケーブル４１及び電源側ケーブル４２を短くすることができるため、ヘッドユニット２又は高圧電源ユニット３を製造する際に、ヘッド側ケーブル４１又は電源側ケーブル４２が邪魔になることを抑制できる。

・上記実施形態において、除電装置１に空気流を発生させるファンユニットを設け、ヘッドユニット２で生成されたイオンを空気流とともに除電対象物に吹き付ける構成としてもよい。

１…除電装置、２…ヘッドユニット、３…高圧電源ユニット、６…高圧ケーブル、６ａ，２６ａ，４１ａ，４２ａ…芯線、１１…ヘッドケース、２１…放電電極、２２…電極板、２３…放電針、２４…円錐コイルバネ、２７，３８…モールド部材、３１…電源ケース、３７…回路基板、４１…ヘッド側ケーブル、４２…電源側ケーブル、４３…接続部材、４５…被覆カバー、５２…中間ケーブル。

Claims (6)

1. 高電圧が印加されることによりイオンを生成する放電電極、及び前記放電電極を収容するヘッドケースを有するヘッドユニットと、
   前記放電電極に印可する高電圧を発生するための高電圧発生回路、及び前記高電圧発生回路を収容する電源ケースを有する高圧電源ユニットと、
   前記放電電極と前記高電圧発生回路とを接続する高圧ケーブルと、を備えた除電装置において、
   前記高圧ケーブルは、少なくとも前記放電電極に接続されるヘッド側ケーブル及び前記高電圧発生回路に接続される電源側ケーブルを含む複数の分割ケーブルを有し、前記各分割ケーブル間の接続部分が前記ヘッドケース及び前記電源ケースの少なくとも一方に収容されるように構成されたことを特徴とする除電装置。
2. 請求項１に記載の除電装置において、
   前記各分割ケーブルは、金属材料からなる接続部材によって該各分割ケーブルの芯線同士が圧着されることにより接続されたことを特徴とする除電装置。
3. 請求項２に記載の除電装置において、
   前記接続部材は、筒状に形成されたことを特徴とする除電装置。
4. 請求項１に記載の除電装置において、
   前記各分割ケーブルは、該各分割ケーブルの芯線同士がはんだ接合されることにより接続されたことを特徴とする除電装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の除電装置において、
   絶縁性材料からなり、前記各分割ケーブル間の接続部分を覆う被覆カバーを備えたことを特徴とする除電装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の除電装置において、
   前記高圧ケーブルは、前記ヘッド側ケーブル、前記電源側ケーブル、及び前記ヘッド側ケーブルと前記電源側ケーブルとを接続する中間ケーブルからなることを特徴とする除電装置。

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