JP4440945B2 - ノズル噴射型除電器 - Google Patents

Description

本発明は、放電により生じたイオンをエアー等の気体と共にノズルから噴射して除電するノズル噴射型除電器に関する。

本出願人は、この型の除電器として、特許文献１（特開２００４−３１９３５８号公報）等で公知のように、除電器本体のノズル取付部に取り付けられたキャップ状の絶縁材製ノズルにて針状の放電電極である放電針を内包し、この放電針に除電器本体内の高電圧電源より高電圧を印加して口金であるノズル側のアース電極との間で放電させながら、ノズルから気体を噴射するノズル噴射型除電器を既に提供している。

この従来のものでは、ノズルの口金であるアース電極の後端（外端）を、除電器本体のノズル取付部に設けられた金属リングであるアースリングに直接に圧接させることで、アース電極を除電器本体側のアースリングと電気接続していた。

そして、放電針と口金であるアース電極との間に絶縁部材による静電容量を介在させ、さらに、アース電極とグランドとの間にコンデンサ素子を接続することにより、プラス・マイナスのイオンバランスを図っていた。

しかし、イオンバランスの微妙な変動（微妙に変化するアンバランス）を解消することができなかった。
特開２００４−３１９３５８号公報

本発明の課題は、上記のような構造にしても回避できなかった、イオンバランスの微妙な変動を簡単に解消できるノズル噴射型除電器を提供することにある。

本発明（請求項１に係る発明）は、除電器本体のノズル取付部に取り付けられたキャップ状の絶縁材製ノズルにて針状の放電電極である放電針を内包し、該放電針に除電器本体内の高電圧電源より高電圧を印加して口金であるノズル側のアース電極との間で放電させながら、ノズルから気体を噴射するノズル噴射型除電器において、ノズル側のアース電極をグランド接続するためにノズル取付部に金属リングであるアースリングが設けられ、このアースリングとノズルの後端との間に、絶縁ワッシャを介在させてノズルをノズル取付部に取り付けることにより、アース電極を絶縁ワッシャを介してアースリングと電気的に接続したことを特徴とする。

その好ましい具体的形態である請求項２に係る発明は、ノズル取付部が、除電器本体の前面から円筒形に突設されてその外周に雄ねじが形成され、アースリングが、ノズル取付部の外周の基端において除電器本体の前面に設けられ、放電針が、ノズル取付部内において除電器本体の前面に植設され、ノズル側のアース電極がノズルの内周に円筒形に設けられて、該アース電極の内周にノズル取付部の雄ねじと螺合する雌ねじが形成され、これら雄ねじと雌ねじを螺合させてノズルをノズル取付部に緊締することにより、絶縁ワッシャがアース電極の後端とアースリングとの間で挟持されるようになっている。

そのさらに具体的形態である請求項３に係る発明は、円筒形のアース電極が、ノズルの内周においてその後端からノズルの噴射口の近傍まで延び、アース電極の内周の中途に中間絶縁部材が設けられ、放電針の先端部がこの中間絶縁部材内に臨んでいるとともに、アース電極の内周の先端部に先端絶縁部材が設けられている。

さらに、請求項４に係る発明は、中間絶縁部材の内周が、ノズルの噴射口側に向かって徐々に細くなっている。

本発明によれば、ノズル取付部に設けられた金属リングであるアースリングとノズルの後端との間に、絶縁ワッシャを介在させてノズルをノズル取付部に取り付けることにより、アース電極を絶縁ワッシャを介してアースリングと電気的に接続したので、アース電極とアースリングとの間に絶縁ワッシャを介在させるだけで、これらの間に絶縁ワッシャによる静電容量を介在させることができ、また、その静電容量を絶縁ワッシャにより調整できる。そして、この位置に静電容量を介在させることにより、イオンバランスの微妙な変動を解消できることが確かめられた。

請求項２に係る発明によれば、ノズルをノズル取付部に螺合させて緊締することにより、絶縁ワッシャがノズルの後端とアースリングとの間で挟持されるので、絶縁ワッシャによる静電容量を簡単に形成できる。

請求項３に係る発明によれば、アース電極の内周の中途において、アース電極と放電針の先端との間に中間絶縁部材が介在するとともに、アース電極の内周の先端部にも先端絶縁部材が存在するため、放電針とアース電極との間の火花放電を有効に防止できる。

請求項４に係る発明によれば、中間絶縁部材の内周が、ノズルの噴射口側に向かって徐々に細くなっているので、この部分で気体の流れを絞って噴射口から噴射できる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図６に本実施例のノズル噴射型除電器の外観を示し、図１は一側面図、図２は平面図、図３は他側面図、図４は底面図、図５は後面図、図６は前面図である。

除電器本体１は、横長長方形の樹脂製電源ボックス部１Ａと、その上面開口を閉じる上蓋を兼ねる断面Ω形の樹脂製ダクト部１Ｂとからなり、電源ボックス部１Ａの前後面の下端から前後の取付板部１ａを一体に突設している。取付板部１ａには取付孔１ｂが設けられている。

図８は図２のＡ−Ａ線での断面図で、電源ボックス部１Ａ内には、図示していないが回路基板２に実装された高電圧電源やその他の回路が内蔵されている。

ダクト部１Ｂは円形のエアー通路３を有し、その後端開口に埋め込んだ金属製の雌ねじ部材４に、エアーホース５を接続するホースジョイント６を螺合させてある。エアー通路３の前端には通路前壁３ａがあり、また、ダクト部１Ｂの前面には短い円筒形のノズル取付部７が一体に突設され、その内部とエアー通路３内とは通路前壁３ａにより仕切られている。この通路前壁３ａには、針状の放電電極である放電針８が植設され、その回りにおいて通路前壁３ａに複数の小さいエアー出口９が設けられている。

また、ノズル取付部７の基端外周であって、ダクト部１Ｂの前面には、図８及び一部分を分解した図９に示すように、薄い金属リングであるアースリング１０が付設されている。アースリング１０には、板片である接続端子１０ａが一体に設けられており、この接続端子１０ａを電源ボックス部１Ａ内まで延ばして、回路基板２上のグランド接続ラインに接続してある。図５に示すように、電源ボックス部１Ａの後面には、外部電源接続及びアース接続用のコネクタ１１が設けられており、このコネクタ１１のアース接続用端子にアース線を接続することにより、アースリング１０はアースされる。アースリング１０はその厚さ方向にバネ性を持たせるため、図７に示すように、その内周縁に多数の切り起こし部１０ｂを形成している。

放電針８は、図８及び図９に示すように、ノズル取付部７の中心線に沿ってその先端よりも先に延びている。放電針８の植設部分には、これを電源ボックス部１Ａ内の高電圧電源と接続する接続端子１２が設けられている。

ノズル取付部７の外周面には雄ねじ７ａが形成されており、この雄ねじ７ａにノズル１３側の雌ねじを後述のように螺合させることにより、ノズル１３がノズル取付部７に着脱可能に取り付けられ、ノズル取付部７から突出する放電針８がノズル１３に内包される。

ノズル１３は、金属製のアース電極１４を内包して樹脂成型されている。ノズル１３の外周面の後半部の外径はほぼ同じであるが、前半部の外径は先細となっている。

図１０にアース電極１４の断面を示す。アース電極１４は全体として円筒形で、内周に雌ねじ１４ａを形成した後部１４ｂと、内周に環状リブ１４ｃを形成した中間部１４ｄと、内周に雌ねじ１４ｅを形成した前部１４ｆとからなる。中間部１４ｄには、ノズル１３の成型時にその樹脂を内外に通すための樹脂挿通孔１４ｇが設けられているとともに、環状リブ１４ｃの後面に段部１４ｈが形成されている。前部１４ｆの外周には、ノズル１３の樹脂を部分的に受け入れる複数の環状溝１４ｉが形成されている。

このアース電極１４を成型時に内包したノズル１３の内周を見ると、図９に示すように、アース電極１４の雌ねじ１４ａ・１４ｅがノズル１３の内周に露呈し、アース電極１４の樹脂挿通孔１４ｇを通った樹脂の一部による中間絶縁部材１５が、環状リブ１４ｃの後側にノズル１３と一体に環状に形成されている。この中間絶縁部材１５の内周面１５ａは、環状リブ１４ｃ側に向かって内径が徐々に細くなる円錐台形面となっている。

アース電極１４の前部１４ｆの内周を絶縁するため、樹脂成型された先端絶縁部材である絶縁ブッシュ１６が、その雄ねじ１６ａをアース電極１４の雌ねじ１４ｅに螺合させて嵌め込まれ、ノズル１３は、この絶縁ブッシュ１６の先端開口１６ｂが噴射口となる。

ノズル１３は、図８に示すように、除電器本体１側のノズル取付部７の外周に絶縁ワッシャ１７を嵌め、アース電極１４の雌ねじ１４ａをノズル取付部７の雄ねじ７ａに螺合させて緊締する。これにより、絶縁ワッシャ１７はアース電極１４の後端とノズル取付部７側のアースリング１０とで挟持され、アース電極１４とアースリング１０とは、それらの間に絶縁ワッシャ１７による静電容量を介在させた状態で電気的に接続されることになる。従って、アース電極１４は、絶縁ワッシャ１７による静電容量を介してアースされることになる。

また、放電針８はノズル１３に内包されて、放電端８の先端８ａが、ノズル１３側の中間絶縁部材１５の内方に臨むことになる。

なお、電源ボックス部１Ａの一側外面には、図１に示すように電源スイッチ１８及び動作表示ランプ１９が設けられている。

このように構成された本実施例のノズル噴射型除電器において、ダクト部１Ｂにエアー等の気体を送入しながら、放電針８に電源ボックス部１Ａ内の高電圧電源から高電圧を印加すると、放電針８の先端８ａと、これに最も近いアース電極１４の環状リブ１４ｃとの間でコロナ放電が生じ、その放電により生じたプラス・マイナスのイオンが噴射口１６ｂから気体と共に噴射される。

このとき、ダクト部１Ｂのエアー通路３から複数の小さいエアー出口９を通ってノズル１３内に入った気体は、中間絶縁部材１５の円錐台形の内周面１５ａにより絞られ、放電針８の先端８ａ周辺のイオンを集めて噴射口１６ｂから噴射する。

＜比較実験＞
本発明者らは、絶縁ワッシャ１７を用いた場合と用いない場合とで、ノズル１３から噴射されるプラス・マイナスのイオンがどのように変化するのか、供給するエアーの圧力を段階的に変えて比較実験を行った。

図１１〜図１３は絶縁ワッシャ１７を用いない場合で、図１１はエアー供給圧が０．１ＭＰａのとき、図１２は０．２ＭＰａのとき、図１３は０．３ＭＰａのときのグラフで、プラスイオンとマイナスイオンのイオンバランスの変化の時間的推移を示している。

図１４〜図１６は絶縁ワッシャ１７を用いた場合で、図１４はエアー供給圧が０．１ＭＰａのとき、図１５は０．２ＭＰａのとき、図１６は０．３ＭＰａのときのグラフで、同じく、プラスイオンとマイナスイオンのイオンバランスの変化の時間的推移を示している。

絶縁ワッシャ１７を用いない場合は、イオンバランスが時間の経過に従い微妙に変動し、その変動がエアー供給圧を高くするのに従い大きくなったが、絶縁ワッシャ１７を用いた場合は、エアー供給圧を高くしてもイオンバランスの微妙な変動が生じなく、アース電極１４とアースリング１０との間に絶縁ワッシャ１７を介在させるだけで、イオンバランスが大きく改善されることが確認された。

本発明の実施例のノズル噴射型除電器の一側面図である。 同じく平面図である。 他側面図である。 底面図である。 後面図である。 前面図である。 ノズルを外した状態の前面図である。 図２のＡ−Ａ線での断面図である。 一部分を分解した断面図である。 アース電極のみの断面図である。 絶縁ワッシャを用いない場合のプラス・マイナスのイオンバランスの推移を示すグラフで、エアー供給圧が０．１ＭＰａのときである。 エアー供給圧が０．２ＭＰａのときの同様のグラフである。 エアー供給圧が０．３ＭＰａのときの同様のグラフである。 絶縁ワッシャを用いた場合のプラス・マイナスのイオンバランスの推移を示すグラフで、エアー供給圧が０．１ＭＰａのときである。 エアー供給圧が０．２ＭＰａのときの同様のグラフである。 エアー供給圧が０．３ＭＰａのときの同様のグラフである。

符号の説明

１ 除電器本体
１Ａ 電源ボックス部
１Ｂ ダクト部
１ａ 取付板部
１ｂ 取付孔
２ 回路基板
３ エアー通路
３ａ 通路前壁
４ 雌ねじ部材
５ エアーホース
６ ホースジョイント
ノズル取付部７
７ａ 雄ねじ
８ 放電針
８ａ 放電針の先端
９ エアー出口
１０ アースリング
１０ａ 接続端子
１０ｂ 切り起こし部
１１ コネクタ
１２ 接続端子
１３ ノズル
１４ アース電極
１４ａ 雌ねじ
１４ｂ 後部
１４ｃ 環状リブ
１４ｄ 中間部
１４ｅ 雌ねじ
１４ｆ 前部
１４ｇ 樹脂挿通孔
１４ｈ 段部
１４ｉ 環状溝
１５ 中間絶縁部材
１５ａ 内周面
１６ 絶縁ブッシュ（先端絶縁部材）
１６ａ 雄ねじ
１６ｂ 先端開口（噴射口）
１７ 絶縁ワッシャ
１８ 電源スイッチ
１９ 動作表示ランプ

Claims (4)

1. 除電器本体のノズル取付部に取り付けられたキャップ状の絶縁材製ノズルにて針状の放電電極である放電針を内包し、該放電針に除電器本体内の高電圧電源より高電圧を印加して口金であるノズル側のアース電極との間で放電させながら、ノズルから気体を噴射するノズル噴射型除電器において、前記ノズル側のアース電極をグランド接続するために前記ノズル取付部に金属リングであるアースリングが設けられ、このアースリングとノズルの後端との間に、絶縁ワッシャを介在させてノズルをノズル取付部に取り付けることにより、前記アース電極を絶縁ワッシャを介してアースリングと電気的に接続したことを特徴とするノズル噴射型除電器。
2. ノズル取付部が、除電器本体の前面から円筒形に突設されてその外周に雄ねじが形成され、アースリングが、ノズル取付部の外周の基端において除電器本体の前面に設けられ、放電針が、ノズル取付部内において除電器本体の前面に植設され、ノズル側のアース電極がノズルの内周に円筒形に設けられて、該アース電極の内周にノズル取付部の雄ねじと螺合する雌ねじが形成され、これら雄ねじと雌ねじを螺合させてノズルをノズル取付部に緊締することにより、絶縁ワッシャがアース電極の後端とアースリングとの間で挟持されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のノズル噴射型除電器。
3. 円筒形のアース電極が、ノズルの内周においてその後端からノズルの噴射口の近傍まで延び、アース電極の内周の中途に中間絶縁部材が設けられ、放電針の先端部がこの中間絶縁部材内に臨んでいるとともに、アース電極の内周の先端部に先端絶縁部材が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のノズル噴射型除電器。
4. 中間絶縁部材の内周が、ノズルの噴射口側に向かって徐々に細くなっていることを特徴とする請求項３に記載のノズル噴射型除電器。

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