JP2018127656A - 電磁式シール装置及び、シート状製品の処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】圧力差のある二つ空間の境界に隙間がある状態でも、両空間の差圧を維持することが可能な技術を提供する。【解決手段】連通部１３ａにおいて連通されるとともに異なる圧力を有する二つの空間１０ａ、１０ｂの差圧を電磁的に維持する電磁的シール装置であって、連通部１３ａを通過する気体の原子または分子を帯電させる帯電装置１４と、帯電装置１４によって気体の原子または分子が帯電されて生じた正イオンを電磁力によって目標場所である負極１５ｃに誘導する誘導装置１５と、を備え、目標場所である負極１５ｃは前記二つの空間のうち圧力の高い方の空間または連通部に含まれる。【選択図】図２

Description

本発明は、電磁的な手法により圧力差のある二つの空間の差圧を維持する電磁的シール装置及び、当該電磁的シール装置を用いた、シート状製品の処理システムに関する。

物品の製造工程においては、圧力の異なる２つの空間の間で物品を移動しつつ異なる処理を行うことが必要な場合がある。従来は、圧力差のある二つの空間の間の差圧を維持するためには、当該二つの空間の間を機械的にシールし、両空間の間の空気等の移動を禁止することが一般的であった。このように従来技術は、空間の間を機械的に遮断することで差圧を維持するため、二つの空間の間に隙間があるような場合には差圧の維持が困難な場合があった。

特に、二つの空間の間で物品を移動させるような場合には、当該物品の移動時にも隙間が生じないようにするか、隙間を可及的に小さくすることが必要で、摺動機構などの複雑な構造を必要としていた（例えば、特許文献１を参照）。このような場合には、シール部分の信頼性、耐久性を維持することは困難であった。さらに、一旦、差圧が変化した場合には、差圧を回復するために多大な時間を要し、作業効率の著しい低下を招いていた。

特開２００６−２２９２２号公報

このような現状を鑑みた本発明の目的は、圧力差のある二つ空間の境界に隙間がある状態でも、両空間の差圧を維持することが可能な技術を提供することである。

上記目的を達成するための本発明は、連通部において連通されるとともに異なる圧力を有する二つの空間の差圧を電磁的に維持する電磁的シール装置であって、
前記連通部を通過する気体の原子または分子を帯電させる帯電手段と、
前記帯電手段によって前記気体の原子または分子が帯電されて生じた正イオンを電磁力によって所定の目標場所に誘導する誘導手段と、
を備え、
前記目標場所は前記二つの空間のうち圧力の高い方の空間または前記連通部に含まれることを特徴とする、電磁的シール装置である。

これによれば、連通部を、圧力の高い方の空間から圧力の低い方の空間に向かって移動する気体の原子または分子を、帯電手段で帯電して正イオンとし、この正イオンに電磁力を作用させることで、所定の目標場所に誘導することができる。そして、前記目標場所は前記二つの空間のうち圧力の高い方の空間または前記連通部に含まれていることから、連通部を、圧力の高い方の空間から圧力の低い方の空間に向かって移動する気体の原子または分子を、圧力の高い方の空間に押し戻すか、または、連通部に捕捉することが可能である。

その結果、連通部において連通されるとともに異なる圧力を有する二つの空間が、機械的に遮断されていなくても、より簡単な構成で、当該二つの空間の間の差圧を維持するこ
とが可能となる。

また、本発明においては、前記誘導手段は、第１の直流電源の正極と負極の間に電界を発生させる電界発生装置であり、前記目標場所は、前記二つの空間のうち圧力の高い方の空間または前記連通部に配置された前記第１の直流電源の負極であることとしてもよい。

これによれば、正に帯電され正イオンとなった原子または分子を、電界発生装置により発生された電界に沿い、電磁力によって目標場所である第１の直流電源の負極に誘導することが可能である。よって、より簡単な構成で、より確実に、圧力の高い方の空間から圧力の低い方の空間に向かって連通部を移動する気体の原子または分子を、圧力の高い方の空間に押し戻し、あるいは連通部に捕捉することが可能である。また、当該シール装置においては、正イオンが第１の直流電源の負極に、電子が第１の直流電源の正極に達した場合にのみ、電流が流れるので、誘導手段における消費電力を低減することが可能である。

また、本発明においては、前記帯電手段は、第２の直流電源の正極と負極との間に放電を生じさせ、該放電による電子を前記連通部を通過する気体の原子または分子に衝突させることにより、該原子または分子を帯電することとしてもよい。これによれば、より簡単な構成で、より確実に、圧力の高い方の空間から圧力の低い方の空間に向かって連通部を移動する気体の原子または分子を、帯電させて正イオンとすることができる。

また、本発明においては、前記帯電手段における前記第２の直流電源の負極を加熱する加熱手段をさらに備えることとしてもよい。そうすれば、帯電手段において、より効率的に第２の直流電源の正極と負極との間に放電を生じさせることができるので、さらに確実に、圧力の高い方の空間から圧力の低い方の空間に向かって連通部を移動する気体の原子または分子を、帯電させて正イオンとすることができる。

また、本発明においては、前記帯電手段における前記第２の直流電源の正極及び負極は、前記二つの空間のうち圧力の低い方の空間に配置されるようにしてもよい。これによれば、放電を阻害する気体分子の数がより少なく放電が生じやすい環境にすることができるので、さらに容易に、帯電手段において第２の直流電源の正極と負極との間に放電を生じさせることができる。

また、本発明においては、前記帯電手段は、前記連通部において、互いに対向し該連通部を通過する気体の原子または分子が間を通過するように配置された二つの正極電極を含むこととしてもよい。これによれば、連通部において、二つの正極電極に触れた原子または分子をより確実に、帯電させて正イオンとすることができる。また、この帯電手段においては、実際に原子または分子を帯電させない限り電流は流れないので、消費電力を低減することができる。

また、本発明においては、上記の電磁的シール装置を備えた、シート状製品の処理システムであって、前記シート状製品が前記連通部を通過して搬送されることを特徴とするシート状製品の処理システムとしてもよい。

ここで、シート状製品に、圧力の異なる環境で異なる処理を施す場合には、シート状製品に、圧力の異なる二つの空間の間の連通部を通過させる必要がある。このような場合に、上記の電磁的シール手段を用いることで、圧力の異なる二つの空間の間の差圧を維持したまま、シート状製品に両空間の間を移動させることが可能である。また、その際、複雑な機構は必要としない。

また、上記の帯電手段が、第２の直流電源の正極と負極との間に放電を生じさせ、該放
電による電子を前記連通部を通過する気体の原子または分子に衝突させることにより、該原子を帯電させる場合には、プラズマが前記シート状製品に作用することとなる。
その結果、（１）プラズマによるシート表面の洗浄、（２）プラズマによるシート表面改質、という副次的な効果も期待できる。

また、本発明においては、上記のシート状製品の処理システムにおいて、
前記誘導手段は、前記第１の直流電源の負極を複数個有し、
前記帯電手段は、前記第２の直流電源の正極及び負極の組を複数組有し、
前記誘導手段における前記第１の直流電源の複数の負極は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向の両側に分かれて配置され、
前記帯電手段における前記第２の直流電源の正極及び負極の複数の組は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向の両側に分かれて配置されるようにしてもよい。

これによれば、圧力の高い方の空間から圧力の低い方の空間に向かって連通部を移動する気体の原子または分子を、シート状製品の厚み方向の両側において、圧力の高い方の空間へ押し戻し、または連通部に捕捉することが可能である。よって、より確実に、二つの空間の圧力及び、それらの間の差圧を維持することが可能である。

また、本発明においては、上記のシート状製品の処理システムにおいて、
前記誘導手段は、前記第１の直流電源の負極を複数個有し、
前記帯電手段は、前記第２の直流電源の正極及び負極の組を有し、
前記誘導手段における前記第１の直流電源の複数の負極は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向の両側に分かれて配置され、
前記帯電手段における前記第２の直流電源の正極と負極は、前記搬送されるシート状製品を厚み方向に挟んで配置されるようにしてもよい。

これによれば、帯電手段における第２の直流電源の正極と負極が１組あれば、シート状製品の厚み方向の両側において、圧力の高い方の空間から圧力の低い方の空間に向かって連通部を移動する気体の原子または分子を、圧力の高い方の空間へ押し戻し、または連通部に捕捉することが可能である。よって、システム構成をより簡略化し、部品点数を低減できる。また、帯電手段の正極と負極の間で発生する電界の方向を、気体の原子または分子の移動方向に略垂直とすることができ、より確実に、気体の原子または分子を帯電させ正イオンにすることができる。

また、本発明においては、上記のシート状製品の処理システムにおいて、
前記シート状製品は金属からなり、
前記誘導手段は、前記第１の直流電源の負極を複数個有し、
前記帯電手段は、前記第２の直流電源の正極を複数個有し、
前記誘導手段における前記第１の直流電源の複数の負極は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向の両側に分かれて配置され、
前記帯電手段における前記第２の直流電源の複数の正極は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向に分かれて配置され、
前記シート状製品を、前記帯電手段における前記第２の直流電源の負極として使用するようにしてもよい。

これによれば、帯電手段における第２の直流電源の負極の設置を省略することができる。よって、システム構成をより簡略化し、部品点数を低減できる。また、帯電手段の正極と負極の間で発生する電界の方向を、気体の原子または分子の移動方向に略垂直とすることができ、より確実に、気体の原子または分子を帯電させ正イオンにすることができる。

なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。

本発明にあっては、圧力差のある二つ空間の境界に隙間がある状態でも、両空間の差圧を維持することが可能となる。

本発明の実施例１に係るシール装置の概略を示す断面図である。 本発明の実施例２に係るシール装置の概略を示す断面図である。 本発明の実施例２に係るシート状製品の処理システムの概略を示す断面図である。 本発明の実施例２に係るシール装置の、帯電装置の概略を示す上面図である。 本発明の実施例３に係るシール装置の概略を示す断面図である。 本発明の実施例４に係るシール装置の概略を示す断面図である。 本発明の実施例５に係るシール装置の概略を示す断面図である。 本発明の実施例６に係るシール装置の概略を示す断面図である。 本発明の実施例７に係るシール装置の誘導装置の概略を示す断面図である。 本発明の実施例８に係るシール装置とガス導入装置の組合せの概略を示す断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。

＜実施例１＞
本発明の実施例１について図１に基づいて説明する。図１は、本実施例に係る電磁式シール装置１（以下、単純にシール装置１ともいう。）を正面から見た断面図である。図１に示すように、本実施例におけるシール装置１は、外壁２によって密閉され、且つ圧力に差が設けられた２つの空間２ａと２ｂの圧力及び、それらの間の差圧を維持するための装置である。このような環境は、例えば、空間２ａと２ｂの間で物品を移動させ、各々の空間で物品に異なる処理を行う場合等に必要となる。なお、本実施例においては、空間２ｂにおける圧力が空間２ａにおける圧力と比較してより低いことを前提としている。

ここで、空間２ａと２ｂの間は、絶縁体により形成された敷居３によって仕切られているが、連通部としての隙間３ａによって連通されている。例えば上記の物品はこの隙間３ａを通じて空間２ａと２ｂの間を移動することになる。

本実施例においては、空間２ｂに帯電手段としての帯電装置４が備えられている。この帯電装置４は、正極が接地電極（あるいは第２の直流電源としての電源４ｂのプラス側）４ａに接続され、負極が第２の直流電源としての電源４ｂのマイナス側に接続された放電部４ｃを有している。この放電部４ｃにおいては、正極から負極に向かい放電が発生し、負極から正極に向かい電子が放射される。この帯電装置４は電界発生装置の一例でもある。

また、本実施例においては、第１の直流電源としての電源５ａのプラス側に接続された正極５ｂを空間２ｂに、電源５ａのマイナス側に接続された負極５ｃを空間２ａに配置した誘導手段としての誘導装置５が備えられている。この電極５ｂと電極５ｃの間には電界が生成され、この電界に沿って帯電粒子及び電子を各電極に誘導することが可能となって
いる。

次に、シール装置１の作動について説明する。上述のように、シール装置１は、空間２ｂにおける圧力が空間２ａにおける圧力より低い状態で、両空間の差圧を維持するための装置である。この場合には、例えば空間２ａ中の気体の分子Ｐが空間２ａから空間２ｂに向かって移動することで、空間２ａの圧力は低下し、空間２ｂの圧力は上昇する。この分子Ｐの空間２ａから空間２ｂへの移動を抑制するために、本実施例においては、分子Ｐが空間２ａから空間２ｂに向かって移動した場合に、帯電装置４の放電部４ｃにおける電子の流れに晒されることで、プラスイオンＰ^＋と電子ｅ⁻とに電離されイオン化される。

そして、＋に帯電されたプラスイオンＰ^＋は誘導装置５の負極５ｃに電磁力によって誘導される。一方、電子ｅ⁻は誘導装置５の正極５ｂに誘導される。誘導装置５の負極５ｃに誘導されたプラスイオンＰ^＋は誘導装置５の負極５ｃにおいて電子を受け取り気体の分子Ｐとなる。この分子Ｐは、そのまま空間２ａに留まる場合もあるが、再度、空間２ｂに向かい移動した場合には上記の作用が繰り返される。

すなわち、本実施例におけるシール装置１では、圧力の高い方の空間２ａにおける気体の分子Ｐが圧力の低い方の空間２ｂに隙間３ａを通過して移動する場合に、帯電装置４によってプラスに帯電させる。そして、誘導装置５によって生じる電磁力によって、空間２ａに配置された負極５ｃに誘導して空間２ａに引き戻すことで、分子Ｐの空間２ｂへの移動を阻害する。このことによって、空間２ａと空間２ｂの圧力及び、それらの間の差圧を維持する。

本実施例によれば、隙間３ａが比較的大きい状況においても、簡単な構成で、空間２ａと空間２ｂの圧力及び両空間の差圧を維持することが可能である。また、本実施例においては、帯電装置４の放電部４ｃは、より圧力の低い方の空間２ｂに配置されているため、より効率的に放電を生じさせることができる。さらに、本実施例においては、誘導装置５の正極５ｂは空間２ｂに、負極５ｃは空間２ａに設けられているために、プラスに帯電したプラスイオンＰ^＋は電子と再結合することなくより確実に、負極５ｃに誘導されることができる。

さらに、本実施例においては、敷居３が絶縁体により形成されているので、誘導装置５の正極５ｂと負極５ｃの間で生成される電界は、より確実に隙間３ａに分布することとなり、プラスイオンＰ^＋はさらに確実に、負極５ｃに誘導されることができる。なお、本実施例において負極５ｃは目標場所に相当する。

＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例においては、実施例１で説明したシール装置を、シート状製品の表面処理システムに応用した例について説明する。

図２は、樹脂や金属等で形成されたシート状製品Ｓの表面処理システム２０（後述）に設置されたシール装置１０について示す。実施例１で示したように、シール装置１０は、圧力に差が設けられた２つの空間１０ａと１０ｂの差圧を維持するための装置であり、本実施例においても、空間１０ｂにおける圧力が空間１０ａにおける圧力と比較して低いことが前提となっている。

ここで、空間１０ａと空間１０ｂの間は、敷居１３によって仕切られており、連通路１３ａによって連通されている。空間１０ａには、ローラ１７ａ、１７ａが備えられており、空間１０ｂにはローラ１７ｂ、１７ｂが設けられている。そして、シート状製品Ｓは、ローラ１７ａ、１７ａによって送り出され、ローラ１７ｂ、１７ｂによって引き込まれる
形で、空間１０ａから空間１０ｂへと移動する。また、他端が接地された接地ブレード１６がシート状製品Ｓに接触することで、シート状製品Ｓ自体の帯電が防止されている。

本実施例においては、空間１０ｂに、帯電装置１４が備えられている。この帯電装置１４は、正極が接地電極（あるいは第２の直流電源としての電源１４ｂのプラス側）１４ａに接続され、負極が電源１４ｂのマイナス側に接続された放電部１４ｃを有している。また、空間１０ａに誘導装置１５が備えられている。この誘導装置１５においては、第１の直流電源としての電源１５ａのプラス側に接続された正極１５ｂを空間１０ｂに、電源１５ａのマイナス側に接続された負極１５ｃを空間１０ａに配置している。

そして、本実施例では、空間１０ａから空間１０ｂに移動するシート状製品Ｓの上下両側に帯電装置１４及び誘導装置１５が設けられている。本実施例においては、シート状製品Ｓの上下両側において、気体の分子Ｐが空間１０ａから空間１０ｂに向かって移動した場合に、帯電装置１４の放電部１４ｃにおける電子の流れに晒されることで、プラスイオンＰ^＋と電子ｅ⁻とに電離されイオン化される。

そして、＋に帯電されたプラスイオンＰ^＋は誘導装置１５の負極１５ｃに電磁力によって誘導される。一方、電子ｅ⁻は誘導装置１５の正極１５ｂに誘導される。誘導装置１５の負極１５ｃに誘導されたプラスイオンＰ^＋は誘導装置１５の負極１５ｃにおいて電子を受け取り気体の分子Ｐとなる。この分子Ｐは空間１０ａに留まる場合もあるが、再度、空間１０ｂに向かい移動した場合には上記の作用が繰り返される。

以上のように、本実施例は、シート状製品Ｓに対して異なる圧力条件で異なる表面処理を行うために、圧力の異なる２つの空間１０ａと１０ｂの間をシート状製品Ｓに移動させる場合に関する。そして、本実施例によれば、連通路１３ａに機械的な摺動部材などを設けることを必要とせず、連通路１３ａによる連通を維持したまま、２つの空間１０ａと１０ｂの間の差圧を維持することが可能である。これにより、シート状製品Ｓに、摺動部材による摩擦力が作用することもなく、より円滑に圧力の異なる２つの空間の間をシート状部材Ｓに移動させることが可能となる。

図３には、本実施例におけるシート状製品Ｓの表面処理システム２０の全体図を示す。本実施例におけるシート状製品Ｓは、ロール２３から供給され、ロール２４において巻き取られる。そして、ロール２３とロール２４の間において表面処理が施される。表面処理システム２０においては、外壁２１によって全体が密閉されており、内部は大気圧より低い圧力に維持されている。外壁２１の内部には、さらに低圧室２２が設けられており、低圧室２２の内部空間２０ｂは、その外側であって外壁２１の内部の空間である２０ａ、２０ｃよりさらに低い圧力に維持されている。なお、低圧室２２内の空気は、排気管２２ａを介して真空ポンプで排気することが可能であり、このことによって低圧室２２内の圧力は調整可能になっている。

空間２０ａと低圧室２２の内部空間２０ｂとの間、低圧室２２の内部空間２０ｂと、空間２０ｃとの間には、上述のシール装置１０ｃ、１０ｄが設けられている。低圧室２２の内部は敷居２５、２６によってさらに３つの部屋に分割されており、左端の部屋には蒸着装置２７が設けられている。真中の部屋にはスパッタ装置２８が設けられている。さらに、右端の部屋には、電子ビーム（ＥＢ）装置２９が２台設けられている。

そして、ローラ２３から供給されたシート状製品Ｓは、シール装置１０ｃを通過して低圧室２２内に進入し、蒸着装置２７による第１表面処理工程、スパッタ装置２８による第２表面処理工程、電子ビーム（ＥＢ）装置による第３表面処理工程を通過し、表面処理が施された後に、シール装置１０ｄを通過し、より高い圧力下に戻された後に、ローラ２４
に巻き取られる。

図４には、シール装置１０（１０ｃ、１０ｄ）における帯電装置１４を、シール装置１０の上側から見た図を示す。図４において、シート状製品Ｓは、下側から上側に送られる。また、帯電装置１４における放電部１４ｃの正極（アノード）１４ｄ、負極１４ｅはともに、シート状製品Ｓの幅方向の全体をカバーするように配置されている。さらに、本実施例においては、放電部１４ｃの負極１４ｅには、タングステン、ＳｉＣから構成される加熱手段としてのヒータが設けられており、ヒータ加熱電源１４ｆによる電流により発熱し、より効率的に負極１４ｅから電子が放出されるようになっている。このように構成されることにより、より効率的に放電部１４ｃにおいて放電が行われ、気体の分子Ｐをより効率的、より確実に帯電させることが可能となっている。

なお、図４に示す帯電装置１４において、シート状製品Ｓの幅を１ｍ、シート状製品Ｓと帯電装置１４の負極１４ｅの距離を１０ｍｍ、負極１４ｅを径が１０ｍｍの丸線と仮定し、さらに、気体の分子をＨ_２Ｏ、気体の圧力を１×１０^−５Ｐａ、気体の温度を２５℃と仮定し、負極１４ｅから放出された電子の全てが気体の分子Ｐをイオン化するものと仮定した場合には、放電部１４ｃの正極１４ｄと、負極１４ｅの間の必要電圧は約７０Ｖ、必要電流は約１９Ａとなり、充分に実用的な値となる。

＜実施例３＞
次に、本発明の実施例３について説明する。本実施例においては、実施例２において説明した、シート製品の表面処理システムに適用されたシール装置の別の例について説明する。

図５には、本実施例におけるシール装置３０について示す。シール装置３０と、実施例２で説明したシール装置１０との相違点は、帯電装置３４のみであるので、ここでは帯電装置３４についてのみ説明し、他の構成についての説明は省略する。なお、本実施例においては、シート状製品Ｓは、より圧力の高い空間３０ａから、より圧力の低い空間３０ｂに移動する。そして、本実施例においては、シート状製品Ｓは樹脂等の絶縁体で形成されていることを前提としている。

本実施例においては、帯電装置３４は、正極３４ｅが電源３４ｂのプラス側に接続され、負極３４ｆが設置された放電部３４ｃを有している。そして、放電部３４ｃの正極３４ｅはシート状製品Ｓの上側に、放電部３４ｃの負極３４ｆはシート状製品Ｓの下側に配置されている。よって、放電時には、電子がシート状製品Ｓの下側から上側に放射される。

この構成によれば、シート状製品Ｓを上下方向に挟んで放電部３４ｃの正極３４ｅと負極３４ｆを配置したので、空間３０ａから空間３０ｂに気体の分子Ｐが移動する場合に、電子の流れを分子Ｐの移動に垂直方向に生成することができる。このことで、より確実に分子Ｐを放電中の電子に晒すことができ、より確実に分子Ｐを帯電させることが可能となる。また、帯電装置３４を、シート状製品Ｓの上下に２台配置する必要がなくなり、装置コストを低下させることが可能である。さらに、本実施例では、放電部３４ｃにおける放電によるプラズマがシート状製品Ｓに作用することとなる。その結果、（１）プラズマによるシート表面の洗浄、（２）プラズマによるシートの表面改質という、副次的な効果も期待できる。

＜実施例４＞
次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例においては、実施例２において説明した、シート状製品の表面処理システムに設置されたシール装置の第３の例について説明する。

図６には、本実施例におけるシール装置４０について示す。シール装置４０と、実施例２で説明したシール装置１０との相違点は、帯電装置４４のみであるので、ここでは帯電装置４４についてのみ説明し、他の構成についての説明は省略する。なお、本実施例においては、シート状製品Ｓは金属等の導電体で形成されていることを前提としている。

本実施例においては、帯電装置４４は、電源４４ｄのプラス側に接続された正極４４ｅが、シート状製品Ｓを挟んで上下に配置された放電部４４ｃを有しており、放電部４４ｃの負極はシート状製品Ｓ自体が兼ねる構成となっている。すなわち、放電時には、電子がシート状製品Ｓから、シート状製品Ｓの上下に配置された正極４４ｅに対して放射される。

この構成によれば、シート状製品Ｓを上下方向に挟んで放電部４４ｃの正極４４ｅを配置したので、より高圧力の空間４０ａからより低圧力の空間４０ｂに気体の分子Ｐが移動する場合に、放電による電子の流れを分子Ｐの移動に垂直方向に生成することができる。このことで、シート状製品Ｓの上下の領域において、より確実に分子Ｐを放電中の電子に晒すことができ、より確実に帯電させることが可能である。また、放電部４４ｃの負極を設置する必要がなくなるので、装置コストを低下させることが可能である。

＜実施例５＞
次に、本発明の実施例５について説明する。本実施例においては、実施例２において説明した、シート状製品の表面処理システムに設置されたシール装置を、ラビリンス装置と組み合わせて使用する例について説明する。

図７は、本実施例におけるシール装置１０を、ラビリンス装置１００と組み合わせた場合の構成を側方から見た断面図である。図７において、シール装置１０は、実施例２において説明したものと同等であるのでその内部構成の説明は省略する。本実施例では、シール装置１０の前段に、ラビリンス装置１００が結合されている。

ここで、ラビリンス装置１００は、外壁１０７によって外界と遮断されている。外壁１０７の内部には、ラビリンス部１１０を介して、大気圧の空間１００ａと、シール装置１０の空間１０ａと共通の空間であり同じ圧力である空間１００ｂの二つの空間を有している。大気圧の空間１００ａにおいては、シート状製品Ｓの供給ローラ１０１が設けられ、ここから巻き出されたシート状製品Ｓは、方向変換ローラ１０２、１０３、１０４、１０５、１０６において方向を変換された後、シール装置１０のローラ１７ａ、１７ａに供給される。

ラビリンス部１１０においては、方向変換ローラ１０３の上下において、方向変換ローラ１０３の外周と上下の敷居部材１１０ａ、１１０ｂとの間に僅かな隙間が形成されている。特に下側の隙間については、シート状製品Ｓが通過可能な間隔が確保されている。この円弧状の隙間によってラビリンスシールが形成され、大気圧の空間１００ａと、シール装置１０の空間１０ａと共通の空間１００ｂの間がシールされている。この隙間は、単なる円弧状の隙間であってもよいが、よりシール性を高めるために隙間の外周側壁面に突起などを設けてもよい。

本実施例に示したように、本発明に係るシール装置１０の前段にラビリンス装置１００を設置し、大気圧を一旦、より低い圧力まで低下させておくことで、シール装置１０における差圧維持効果をより確実なものにすることが可能である。なお、本実施例においては、シール装置１０の前段にラビリンス装置１００を設置して組み合わせたが、本発明に係るシール装置１０と組み合わせるシール装置は、他の原理によるものであっても構わない
。また、本発明に係るシール装置１０を多段に組み合わせても構わない。

＜実施例６＞
次に、本発明の実施例６について説明する。本実施例においては、帯電手段が、放電部における電子の流れに分子を晒すことによって帯電させるのではなく、プラスに帯電した電極に直接分子を触れさせることによって帯電させる例について説明する。

図８には、本実施例におけるシール装置６０の概略図を示す。本実施例におけるシール装置６０は、図８における左側の空間６０ａと、右側の空間６０ｂの間をシールする。ここでは、右側の空間６０ｂの圧力が、左側の空間６０ａの圧力よりも低いという前提で説明を行う。二つの空間６０ａ、６０ｂは、敷居６３，６３により仕切られており、連通路６３ａによって連通されている。

本実施例における帯電装置６４は、連通路６３ａに面し互いに対向するように配置された２つの正極６４ｃ、６４ｃを有する。この正極６４ｃ、６４ｃは、敷居６３、６３に絶縁体６４ａ、６４ａを介して固定されており、電源６４ｂ、６４ｂのプラス側に接続されている。また、本実施例における誘導装置６５は、右側の空間６０ｂに配置され、電源６５ｄのプラス側に接続された正極６５ｂと、左側の空間６０ａに配置され、電源６５ａのマイナス側に接続された負極６５ｃからなる。この正極６５ｂと負極６５ｃとは、連通路６３ａの左右で互いに対向するように配置されている。

本実施例において、左側の空間６０ａに存在する気体の分子Ｐは、連通路６３ａを通過して右側の空間６０ｂに移動する。その際、帯電装置６４の正極６４ｃに完全に平行に移動する分子Ｐは稀有であり、大部分の分子Ｐは正極６４ｃに対して所定の角度で連通路６３ａに侵入する。そして、殆どの分子Ｐは、連通路６３ａの途中で正極６４ｃに衝突し、電子を奪われてプラスに帯電する。

そうすると、分子Ｐが帯電したプラスイオンＰ^＋は、連通路６３ａの左右に配置された誘導装置６５の電極６５ｂ、６５ｃで生成された電界に沿って、左側の空間６０ａに配置された負極６５ｃに誘導される。負極６５ｃに衝突したプラスイオンＰ^＋は、電子を供給されることで再び分子Ｐとなる。この分子Ｐは、そのまま空間６０ａに留まる場合もあるが、再度、空間６０ｂに向かい移動した場合には上記の作用が繰り返される。

本実施例においては、帯電装置６４において放電を継続させておく必要がなく、分子Ｐが正極６４ｃに衝突した際に微弱な電流が流れるのみである。よって、本実施例では、帯電装置６４における消費電力を低減することが可能となる。

なお、本実施例においては、誘導装置６５の正極６５ｂと負極６５ｃの距離を１ｍ、帯電されたプラスイオンの電荷を全て１荷と仮定し、分子Ｐは２０℃のＨ_２Ｏとし、分子Ｐは少なくとも０．２ｍの距離に亘って、連通路６３ａを高圧側から低圧側へ移動すると仮定した場合には、誘導装置６５の正極６５ｂと負極６５ｃの間に必要な電圧は約０．１６Ｖとなり、充分に実用的な値となった。

なお、上記の実施例においては、目標場所である誘導装置の負極は全て、圧力の高い方の空間に配置された。しかしながら、本発明は、圧力の異なる二つの空間の圧力と、それらの間の差圧を維持することが目的であるので、その趣旨から逸脱しない範囲で目標場所の配置は変更しても構わない。すなわち、連通路や隙間に誘導装置の負極を配置しても同様の効果が得られるので、本発明における目標場所に相当する誘導装置の負極は、二つの空間の間の連通部に相当する連通路や隙間に配置されてもよい。

また、本実施例においては、連通路６３ａにおいて、二つの平板状の正極６４ｃが互いに対向するように配置された例について説明したが、正極６４ｃの配置はこれに限られない。例えば、連通路６３ａの側面を四方から囲むように、四つの平板状の正極６４ｃを設けても構わないし、連通路６３ｃを内部に包含する筒状の正極を設けても構わない。

＜実施例７＞
次に、本発明の実施例７について説明する。本実施例においては、誘導装置が、正極と負極の間に生成される電界によって、プラスイオンを誘導するのではなく、磁石によって生成される磁界によってプラスイオンを誘導する例について説明する。

図９には、本実施例におけるシール装置７０の誘導装置７５の概略図を示す。本実施例におけるシール装置７０は、図９における左側の空間７０ａと、右側の空間７０ｂの間をシールする。ここでは、右側の空間７０ｂの圧力が、左側の空間７０ａの圧力よりも低いという前提で説明を行う。二つの空間７０ａ、７０ｂは、敷居７３，７３により仕切られており、連通路７３ａによって連通されている。

本実施例において、帯電装置は、上記の実施例で説明したいずれの帯電装置も使用可能であるので、ここでは説明を省略する。本実施例における誘導装置７５は、連通路７３ａに面し、互いに対向するように配置されたＳ極の磁極７５ｂ（以下、Ｓ極７５ｂ）と、Ｎ極の磁極７５ｃ（以下、Ｎ極７５ｃ）を有する。Ｓ極７５ｂとＮ極７５ｃはともに、敷居７３に固定されている。

本実施例において、分子Ｐがプラスに帯電して生じたプラスイオンＰ^＋は、連通路７３ａにおいて対向して配置されたＳ極７５ｂとＮ極７５ｃの間に生成された磁場と、プラスイオンＰ^＋の運動によって発生したローレンツ力によって、連通路７３ｃ中を円弧を描き運動することで捕捉される。これにより、左側の空間７０ａ内の分子Ｐが右側の空間７０ｂに、連通路７３ｃを通過して移動することを抑制できる。

なお、本実施例における誘導装置７５のＳ極７５ｂとＮ極７５ｃにおいて、より右側の磁極の磁束密度をより左側の磁束密度より強くすることで、プラスイオンＰ^＋の描く円弧を徐々に左側に移動させることが可能であり、これにより、帯電装置によって帯電されたプラスイオンＰ^＋を最終的に左側の空間７０ａに誘導することが可能である。

本実施例におけるＳ極７５ｂとＮ極７５ｃは、電磁石によって構成しても構わないが、永久磁石によって構成しても構わない。これによれば、誘導手段７５における消費電力を零にすることが可能である。

なお、本実施例においては、Ｓ極７５ｂとＮ極７５ｃは、平板状の形状を有し、単純に互いに対向して配置される構成としたが、この形状に限定する趣旨ではない。透磁率の高い鉄心（コア）を適宜付加することで、磁界の方向を制御し、より効率的に、プラスイオンＰ^＋を捕捉または、左側の空間７０ａに誘導するようにしても構わないことは当然である。

なお、本実施例においては、帯電されたプラスイオンＰ^＋は特定の電極などに誘導される訳ではない。本実施例において目標場所は、連通路７３ｃ内の空間または、左側の空間７０ａ全体ということになる。また、本発明においては、本実施例で説明した磁界によってプラスイオンＰ^＋を誘導する誘導装置７５と、先の実施例で説明した電界によってプラスイオンＰ^＋を直流電源の負極に誘導する誘導装置とを組み合わせても構わない。

＜実施例８＞
次に、本発明の実施例８について説明する。本実施例においては、実施例６におけるシール装置６０と、圧力の低い側の空間に特定の気体を導入するガス導入装置とを組み合わせることで、二つの空間に存在する気体の成分が異なる状態を維持する例について説明する。

図１０には、本実施例におけるシール装置６０とガス導入装置８０との組み合わせの概略図を示す。本実施例におけるシール装置６０は、図８において説明したものと同等のものである。よって、より圧力の高い左側の空間６０ａに存在する気体の分子Ｐは、連通路６３ａを通過して、より圧力の低い右側の空間６０ｂに移動しようとする。その際に、正極６４ｃに衝突してプラスに帯電し、左側の空間６０ａに配置された負極６５ｃに誘導される。このことで、二つの空間６０ａ及び６０ｂにおける圧力差が維持される。

また、本実施例においては、ガス導入装置８０によって、右側の空間６０ｂに特定の気体が導入される。その際、右側の空間６０ｂの圧力は左側の空間６０ａの圧力より低いので、導入された特定の気体は左側の空間６０ａには殆ど移動しない。また、左側の空間６０ａに存在する気体の分子Ｐは、上述のように右側の空間６０ｂに殆ど移動しない。

これにより、充分な時間の経過後には、左側の空間６０ａにおいては、元の気体の分子Ｐがそのまま存在し、右側の空間６０ｂにおいては、ガス導入装置８０から導入された特定の気体のみが充満する。このように、シール装置６０とガス導入装置８０とを組み合わせることで、二つの空間６０ａと６０ｂの差圧を維持するとともに、当該二つの空間における気体の成分に差を設けることが可能となる。

なお、本実施例においては、ガス導入装置８０によって右側の空間６０ｂに導入する気体の量が少なく、二つの空間６０ａと６０ｂの差圧に殆ど影響を及ぼさない場合について説明した。これに対し、ガス導入装置８０により導入される気体の量が多い場合には、右側の空間６０ｂに存在する気体を、ガス導入装置８０からの特定の気体の導入に併せて排気する排気装置（不図示）をさらに備えるようにしてもよい。そうすれば、より確実に、二つの空間６０ａと６０ｂの差圧を維持することが可能となる。

また、本実施例においては、ガス導入装置８０と、実施例６で説明したシール装置６０との組み合わせについて説明したが、ガス導入装置８０と組み合わせるシール装置は、シール装置６０に限られず、他の実施例で説明した何れのシール装置であってもよいことは当然である。

１、１０、３０、４０、６０、７０・・・シール装置
２、１２・・・外壁
３、１３・・・敷居
４、１４、３４、４４、６４・・・帯電装置
５、１５、６５、７５・・・誘導装置
２０・・・シート状製品の表面処理システム
８０・・・ガス導入装置
１００・・・ラビリンス装置
Ｐ・・・分子
Ｐ^＋・・・プラスイオン

Claims (11)

1. 連通部において連通されるとともに異なる圧力を有する二つの空間の差圧を電磁的に維持する電磁的シール装置であって、
   前記連通部を通過する気体の原子または分子を帯電させる帯電手段と、
   前記帯電手段によって前記気体の原子または分子が帯電されて生じた正イオンを電磁力によって所定の目標場所に誘導する誘導手段と、
   を備え、
   前記目標場所は前記二つの空間のうち圧力の高い方の空間または前記連通部に含まれることを特徴とする、電磁的シール装置。
2. 前記誘導手段は、第１の直流電源の正極と負極の間に電界を発生させる電界発生装置であり、
   前記目標場所は、前記二つの空間のうち圧力の高い方の空間または前記連通部に配置された前記第１の直流電源の負極であることを特徴とする請求項１に記載の電磁的シール装置。
3. 前記帯電手段は、第２の直流電源の正極と負極との間に放電を生じさせ、該放電による電子を前記連通部を通過する気体の原子または分子に衝突させることにより、該原子または分子を帯電することを特徴とする請求項１に記載の電磁的シール装置。
4. 前記帯電手段は、第２の直流電源の正極と負極との間に放電を生じさせ、該放電による電子を前記連通部を通過する気体の原子または分子に衝突させることにより、該原子または分子を帯電することを特徴とする請求項２に記載の電磁的シール装置。
5. 前記帯電手段における前記第２の直流電源の負極を加熱する加熱手段をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の電磁的シール装置。
6. 前記帯電手段における前記第２の直流電源の正極及び負極は、前記二つの空間のうち圧力の低い方の空間に配置されたことを特徴とする請求項４に記載の電磁的シール装置。
7. 前記帯電手段は、前記連通部において、互いに対向し該連通部を通過する気体の原子または分子が間を通過するように配置された二つの正極電極を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の電磁的シール装置。
8. 請求項４から６のいずれか一項に記載の電磁的シール装置を備えた、シート状製品の処理システムであって
   前記シート状製品が前記連通路を通過して搬送されることを特徴とするシート状製品の処理システム。
9. 前記誘導手段は、前記第１の直流電源の負極を複数個有し、
   前記帯電手段は、前記第２の直流電源の正極及び負極の組を複数組有し、
   前記誘導手段における前記第１の直流電源の複数の負極は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向の両側に分かれて配置され、
   前記帯電手段における前記第２の直流電源の正極及び負極の複数の組は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向の両側に分かれて配置されたことを特徴とする、請求項８に記載のシート状製品の処理システム。
10. 前記誘導手段は、前記第１の直流電源の負極を複数個有し、
    前記帯電手段は、前記第２の直流電源の正極及び負極の組を有し、
    前記誘導手段における前記第１の直流電源の複数の負極は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向の両側に分かれて配置され、
    前記帯電手段における前記第２の直流電源の正極と負極は、前記搬送されるシート状製品を厚み方向に挟んで配置されたことを特徴とする、請求項８に記載のシート状製品の処理システム。
11. 前記シート状製品は金属からなり、
    前記誘導手段は、前記第１の直流電源の負極を複数個有し、
    前記帯電手段は、前記第２の直流電源の正極を複数個有し、
    前記誘導手段における前記第１の直流電源の複数の負極は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向の両側に分かれて配置され、
    前記帯電手段における前記第２の直流電源の複数の正極は、前記搬送されるシート状製品の厚み方向に分かれて配置され、
    前記シート状製品を、前記帯電手段における前記第２の直流電源の負極として使用することを特徴とする、請求項８に記載のシート状製品の処理システム。

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