JP4537128B2 - コロナモータ - Google Patents

Description

本発明は、コロナ放電を利用して回転力を得るコロナモータに関する。

従来、固定電極板と、この固定電極板に空隙を存して対向して設けられた回転自在の回転板とを備え、固定電極板の放電電極に直流高電圧を印加してコロナ放電を発生させ、このとき生成した正及び負の空気イオンを回転子に設けられた絶縁体の表面に供給して正及び負に局部的に帯電させ、その静電気による吸引力と反発力とによって回転板を回転させるコロナモータが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種のコロナモータは、固定電極板と回転板とが板状に形成されていることからディスク型コロナモータと呼ばれており、小型で狭い空間に設置することができるだけでなく、例えば、一つの回転板の表裏を帯電させることもできることから、複数の固定電極板と複数の回転板とを交互に所定間隔を存して積層状態に配設することができ、小型でありながら一層高い回転力を得ることができる。

ところで、複数の固定電極板と複数の回転板とを交互に所定間隔を存して積層状態に配設する場合には、各回転板を単一の回転軸に同軸に支持させ、この回転軸をハウジングの両端板に回転自在に支持させる。このとき、各回転板と交互に設けられる各固定電極板には、各回転板が支持された回転軸が回転自在となる大きさに形成された貫通孔を介して該回転軸が挿通される。このため、この種のコロナモータを組み立てるときには、回転軸への回転板の挿着と回転軸への固定電極板の挿通とを一枚ずつ交互に行わなければならず、組立作業が煩わしい不都合がある。更に、例えば、複数の固定電極板のうち回転板間の何れか一つの固定電極板の放電電極に不具合が生じた場合にこの固定電極板を交換するときには、回転軸から全ての回転板を取り外す作業が必要となり、メンテナンス作業が極めて煩わしい不都合がある。
特開２００２−３４６５７９号公報（図１〜図４）

かかる不都合を解消して、本発明は、組立や分解を迅速且つ容易に行うことができ、製造効率が高く、メンテナンス作業が容易なコロナモータを提供することを目的とする。

本発明のコロナモータは、コロナ放電を行う放電電極が設けられた固定電極板と、該固定電極板を貫通して回転自在の回転軸と、該回転軸に一体支持されて固定電極板のコロナ放電により帯電する絶縁体が設けられた回転板とを備えるものである。

そして、前記目的を達成するための本発明の第１の態様は、複数の前記固定電極板と複数の前記回転板とが交互に配設されてハウジングに収納され、各回転板は、前記回転軸に同軸に所定間隔を存して支持され、各固定電極板は、回転軸の軸線に直交する方向に分割自在の一対の側半板部によって形成され、各固定電極板の一方の側半板部同士と他方の側半板部同士とはそれぞれ各別に連結部材により一体に連結されており、少なくとも一方の側半板部同士が連結部材による連結状態を維持してハウジングから取り外し自在に設けられていることを特徴とする。

これにより、各回転板を回転軸に取り付けた後に、固定電極板の一方の側半板部と他方の側半板部との間に回転軸を組み付けることができるので、回転軸への回転板の挿着と回転軸の固定電極板への挿通とを一枚ずつ交互に行うことなく極めて容易に組み立てることができ、効率良く製造することができる。更に、回転軸から各回転板を取り外すことなく各固定電極板を一方の側半板部と他方の側半板部とに分離させることができるので、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

また、本発明の第２の態様は、複数の前記固定電極板と複数の前記回転板とが交互に配設されてハウジングに収納され、各回転板は、前記回転軸に同軸に所定間隔を存して支持され、各固定電極板は、回転軸がその軸線に直交する方向に通過自在のスリットを備えることを特徴とする。

これにより、各回転板を回転軸に取り付けた状態で、各固定電極板のスリットを介して回転軸を組み付けることができるので、回転軸への回転板の挿着と回転軸の固定電極板への挿通とを一枚ずつ交互に行うことなく極めて容易に組み立てることができ、効率良く製造することができる。更に、各固定電極板は、回転軸から各回転板を取り外すことなく、スリットを介して各回転板の間から分離させることができ、或いは、各回転板を回転軸に一体に支持した状態で、スリットを介して各固定電極板の間から分離させることができるので、メンテナンス作業を容易に行うことができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態のコロナモータを示す説明的断面図、図２は回転軸への回転板の取り付け状態を示す説明的断面図、図３は回転板の構成を示す説明的斜視図、図４は固定電極板を示す説明図、図５は側半板部連結体とハウジングとの連結状態を示す説明的断面図、図６は側半板部連結体を示す説明的斜視図、図７は本発明の他の実施形態の固定電極板を示す説明図、図８は図７の固定電極板の連結体を示す説明的斜視図である。

本実施形態のコロナモータ１は、図１に示すように、複数の固定電極板２と、各固定電極板２を貫通して回転自在の回転軸３と、該回転軸３に同軸に支持された複数の回転板４とがハウジング５に収納されて構成されている。回転軸３は、回転出力軸としてその一端側がハウジング５の外部に延出されている。各固定電極板２と各回転板４とは所定間隔を存して交互に配設されている。

ハウジング５は、図１に示すように、前後に対向する一対の端板６と、両端板６の間を四方から囲うように設けられた側壁板７とにより構成され、両端板６には、前記回転軸３が軸受け８を介して回転自在に支持されている。

回転軸３は、図２に示すように、小径部９を備え、該小径部９に回転板４を挿着する。該小径部９に挿着された各回転板４のそれぞれの間には、筒状の支持部材１０が設けられる。支持部材１０は、各回転板４の間隔を所定間隔に維持すると共に、回転軸３と各回転板４とが一体に回転するよう各回転板４に両側から当接して挟持する。回転軸３の後端部のネジ部１１には固定部材１２が螺着され、該固定部材１２によって各回転板４及び各支持部材１１の抜け落ちが防止されると共に、該固定部材１２の螺着圧接により各支持部材１１間に各回転板４が圧接固定されて各回転板４と回転軸３とが一体に回転するように構成される。

回転板４は、板状の絶縁体を円形に加工することにより形成されており、図３に示すように、その中央には前記回転軸３が挿着される挿通孔１３が形成されている。該挿通孔１３は、前記回転軸３の小径部９に嵌合する内径に形成されている。回転板４の両面には、導電層１４が設けられており、更にその外面は円形の絶縁フィルム１５により被覆されている。導電層１４は、金属板や金属箔、あるいは導電性塗料により円形に形成され、後述する固定電極板２によるコロナ放電時の電荷を集中させる働きを有している。なお、本実施形態においては、両面に導電層１４に対応するパターンを形成したガラスエポキシ樹脂のプリント基板を回転板４として採用している。

固定電極板２は、図４に示すように、切れ目線１６を介して上方に位置される上側半板部１７と、下方に位置される下側半板部１８とによって分割自在に形成されている。上側半板部１７と下側半板部１８とは上下対称に形成されており、上側半板部１７の下端中央と、下側半板部１８の上端中央とには前記回転軸３が貫通される貫通孔とされる凹部１９が形成されている。

上側半板部１７は、ガラスエポキシ樹脂のプリント基板を用いており、パターンとして正の直流電圧が印加される正の放電電極２０と、負の直流電圧が印加される負の放電電極２１とが交互に隣接するように形成されている。更に上側半板部１７の外面には半円形の絶縁フィルム２２が貼着されている。正の放電電極２０及び負の放電電極２１は、それぞれ端子部２３，２４を介して正負の直流電圧を印加する電源装置（図示せず）に接続されている。また、各電極２０，２１の一側沿部には絶縁フィルム２２を一部剥がして形成した放電スリット部２５が設けられており、この放電スリット部２５によって各電極２０，２１にエッジ部分を形成し、コロナ放電を効果的に発生させるようにしている。

下側半板部１８も上側半板部１７と同様に構成されている。即ち、下側半板部１８は、正の放電電極２０と負の放電電極２１とをパターンとして形成したプリント基板が採用され、正の放電電極２０及び負の放電電極２１は、それぞれ端子部２３，２４を介して正負の直流電圧が印加される。更に、下側半板部１８の各電極２０，２１にも放電スリット部２５が設けられており、コロナ放電が効果的に発生するようになっている。

なお、図１を参照すれば、ハウジング５の両端板６に隣接する両側一対の固定電極板２ａは電極２０，２１及び絶縁フィルム２２が片面（内側）にのみ設けられており、両側の固定電極板２ａの間に配設された他の固定電極板２ｂは電極２０，２１及び絶縁フィルム２２が両面に設けられている。

図１に示すように、各固定電極板２の上側半板部１７は、上部連結部材２６により一体に連結され、各固定電極板２の下側半板部１８は、下部連結部材２７により一体に連結されて前記ハウジング５に収納固定されている。上部連結部材２６は、図５に示すように、長尺ネジであり、各上側半板部１７の孔部２８を貫通して各上側半板部１７を連結する。上部連結部材２６の各上側半板部１７間には隔離パイプ２９が挿着され、該隔離パイプ２９によって各上側半板部１７の間隔が所定寸法に維持される。上部連結部材２６の両端には、一対の支持部材３０が連結され、両支持部材３０はハウジング５の両端板６にネジ３１により連結される。なお、支持部材３０は略Ｌ字状に形成され、図５に示すように、上部連結部材２６の一端が一方の支持部材３０に螺合することで互いに連結される。なお、詳しくは図示しないが、下部連結部材２７（図１参照）も上部連結部材２６と同様に構成されている。

次に、本実施形態のコロナモータ１の作動を説明する。図１に示すように、各固定電極板２の間には各回転板４が配設されている。各固定電極板２の正の放電電極２０に正の直流電圧が印加され、負の放電電極２１に負の直流電圧が印加されると、正の放電電極２０の放電スリット２５では正のコロナ放電が発生し、負の放電電極２１の放電スリット２５では負のコロナ放電が発生する。このとき、回転板４の正の放電電極２０に対向する部位には、正のコロナ放電によって生成された正の空気イオンが供給されて当該部位が正に帯電する。一方、これに隣接する回転板４の負の放電電極２１に対向する部位には、負のコロナ放電によって生成された負の空気イオンが供給されて当該部位が部分的に負に帯電する。これによって、回転板４の各帯電部位と固定電極板２の各電極２０，２１との間の正負の静電気により吸引力と反発力とが生じ、これに伴って回転板４及び回転軸３が回転する。

本実施形態のコロナモータ１は、図６に示すように、各固定電極板２が上部連結部材２６により連結された各上側半板部１７と下部連結部材２７により連結された各下側半板部１８とで上下に分割可能とされているので、各回転板４を回転軸３に一体に組み付けた状態で、各固定電極板２の間に組み込むことができる。また、上部連結部材２６により連結された各上側半板部１７と下部連結部材２７により連結された各下側半板部１８とを分割離反させれば、各回転板４を回転軸３に一体に組み付けた状態で各固定電極板２の間から取り出すことができる。これによって、本実施形態のコロナモータ１は組立や分解が極めて簡単に行えるので、メンテナンス作業や組立作業を効率よく行うことができる。

なお、本実施形態においては、図６に示すように、各固定電極板２が上部連結部材２６により連結された各上側半板部１７と下部連結部材２７により連結された各下側半板部１８とで上下に分割可能とされているものを挙げたが、他の実施形態として、図７及び図８に示す固定電極板３２を採用しても同様の効果を得ることができる。固定電極板３２以外の構成については、前述した実施形態のコロナモータ１と同様であるので、その説明を省略する。即ち、図７に示すように、固定電極板３２には、回転軸３が貫通する貫通孔３３が形成されていると共に、該貫通孔３３に連続して上方に延びるスリット３４が形成されている。該スリット３４は回転軸３の外径よりも大きな幅寸法に形成されており、図８に示すように、回転軸３に一体に支持された複数の回転板４を組み付ける際に、回転軸３を該スリット３４に沿って挿入させるようになっている。該固定電極板３２は、図７に示すように、ガラスエポキシ樹脂のプリント基板を用いており、パターンとして正の直流電圧が印加される正の放電電極２０と、負の直流電圧が印加される負の放電電極２１とが交互に隣接するように形成されている。更にその外面には絶縁フィルム２２が貼着されている。正の放電電極２０及び負の放電電極２１は、それぞれ端子部２３，２４を介して正負の直流電圧が印加される。各電極２０，２１の一側沿部には放電スリット部２５が設けられており、この放電スリット部２５によって各電極２０，２１にエッジ部分を形成し、コロナ放電を効果的に発生させるようにしている。該固定電極板３２を採用した場合にも、詳しくは図示しないが、ハウジング５の両端板６に隣接する両側一対の固定電極板３２は電極２０，２１及び絶縁フィルム２２が片面（内側）にのみ設けられており、両側の固定電極板３２の間に配設された他の固定電極板３２は電極２０，２１及び絶縁フィルム２２が両面に設けられている。

各固定電極板３２の間には回転軸３に一体に支持された各回転板４が配設される。そして、各固定電極板３２の正の放電電極２０に正の直流電圧が印加され、負の放電電極２１に負の直流電圧が印加されると、各放電スリット２５ではそれぞれ正負のコロナ放電が発生して回転板４が帯電し、回転板４と固定電極板３２との間の正負の静電気により回転板４及び回転軸３が回転する。

固定電極板３２をこのように構成しても、図８に示すように、回転軸３に一体に支持された回転板４の着脱をスリット３４を介して容易に行うことができるので、組立や分解が極めて簡単に行え、メンテナンス作業や組立作業を効率よく行うことができる。

本発明の一実施形態のコロナモータを示す説明的断面図。 回転軸への回転板の取り付け状態を示す説明的断面図。 回転板の構成を示す説明的斜視図。 固定電極板を示す説明図。 側半板部連結体とハウジングとの連結状態を示す説明的断面図。 側半板部連結体を示す説明的斜視図。 本発明の他の実施形態の固定電極板を示す説明図。 図７の固定電極板の連結体を示す説明的斜視図。

符号の説明

１…コロナモータ、２，３２…固定電極板、３…回転軸、４…回転板、５…ハウジング、１７，１８…側半板部、２０，２１…放電電極、２５…放電スリット部、２６，２７…連結部材、３４…スリット。

Claims (2)

1. コロナ放電を行う放電電極が設けられた固定電極板と、該固定電極板を貫通して回転自在の回転軸と、該回転軸に一体支持されて固定電極板のコロナ放電により帯電する絶縁体が設けられた回転板とを備えるコロナモータにおいて、
   複数の前記固定電極板と複数の前記回転板とが交互に配設されてハウジングに収納され、
   各回転板は、前記回転軸に同軸に所定間隔を存して支持され、
   各固定電極板は、回転軸の軸線に直交する方向に分割自在の一対の側半板部によって形成され、
   各固定電極板の一方の側半板部同士と他方の側半板部同士とはそれぞれ各別に連結部材により一体に連結されており、少なくとも一方の側半板部同士が連結部材による連結状態を維持してハウジングから取り外し自在に設けられていることを特徴とするコロナモータ。
2. コロナ放電を行う放電電極が設けられた固定電極板と、該固定電極板を貫通して回転自在の回転軸と、該回転軸に一体支持されて固定電極板のコロナ放電により帯電する絶縁体が設けられた回転板とを備えるコロナモータにおいて、
   複数の前記固定電極板と複数の前記回転板とが交互に配設されてハウジングに収納され、
   各回転板は、前記回転軸に同軸に所定間隔を存して支持され、
   各固定電極板は、回転軸がその軸線に直交する方向に通過自在のスリットを備えることを特徴とするコロナモータ。

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