JP4759430B2 - 除電装置および放電モジュール - Google Patents

Description

本発明は静電気が帯電した電子部品などを被処理物としてこれらの静電気を除去するための除電装置および放電モジュールに関する。

電子部品の製造や組立を行う場合に、電子部品の製造や組立を行う治具などに静電気が帯電していると、電子部品などにほこり等の異物が付着して不良品が発生したり、搬送過程の電子部品が相互に吸引接触して円滑に搬送することができなくなる。そこで、イオナイザーないしイオン発生器とも言われる除電装置を用いて静電気が帯電した部位や部品を被処理物として、これにイオン化された空気を吹き付けるようにしている。電気エネルギーにより空気をイオン化するには、針状の放電電極に高電圧を印加して放電電極の回りに不平等電界を発生させることにより不平等電界の部分でコロナ放電を発生させ、コロナ放電によりその周囲の空気をイオン化している。放電電極にプラスの高電圧を印加すると電極近傍の空気の電子を吸収して空気はプラスの電荷を持つイオンとなり、マイナスの高電圧を印加すると電子を放出して空気はマイナスの電荷を持つイオンとなる。

放電電極に交流高電圧を印加するとプラスマイナスの空気イオンが基本的に等量発生し、これを帯電した被処理物に吹き付けると、被処理物は同極性のイオンとは反発し、反対極性のイオンを吸収する。これにより、反対極性のイオンが被処理物に接触すると徐々に帯電電荷が減少して同量のプラスマイナスイオンが接触するようになり、被処理物は低い電位で平衡状態となり中和される。

このような除電装置としては、特許文献１に記載されるように、ファンにより被処理物に向けて吹き付けられる空気を放電電極によりイオン化するようにしたファンタイプとも言われものがある。
特開２００４−２５３１９２号公報

コロナ放電により空気をイオン化させると、放電電極の先端には空気中から析出した異物などの絶縁物質が付着するので、定期的にこれを除去する必要があり、さらには放電電極の先端が摩耗したり劣化した場合には放電電極を交換する必要がある。そのため、上記文献に記載された除電装置においては、複数本の放電電極が相互に対向するように取り付けられる円形孔が形成され高圧電源部が取り付けられた枠状の脱着ユニットと、ファンが組み込まれ脱着ユニットが装着される本体ケースとにより除電装置を構成し、放電電極が摩耗した場合には脱着ユニットを交換するようにしている。脱着ユニットには、空気が流れる円形孔の内周面に円形孔中心部に向けて相互に対向させて放電電極が取り付けられており、イオン化された空気の流量を確保するためには円形孔の内径を大きくしなればならないので、脱着ユニットを大型化する必要がある。

しかしながら、摩耗した放電電極を新たな放電電極にするには、大型の脱着ユニットを交換する必要があり、高圧電源部をも含めて脱着ユニットは廃棄されることになり、使用可能な高圧電源部も廃棄しなければならないので、正常なイオン発生を確保するための除電装置のメンテナンスコストが高くなる。しかも、脱着ユニットの本体ケースに対する脱着方向は空気の流れに対して直角方向となっているので、脱着ユニットが取り外される部分には脱着ユニット引出用のスペースを確保する必要があり、除電装置の据え付け場所が制限されるだけでなく、メンテナンス作業を容易に行うことができない。

本発明の目的は、除電装置における放電針の交換を可能とし、装置のメンテナンス性を向上させることにある。

本発明の除電装置は、帯電した被処理物にイオン化した空気を吹き付けて被処理物の静電気を除去する除電装置であって、空気吹き出し面を有し、イオン化された空気を吹き出す吹き出しダクトが前記空気吹き出し面側に開口して設けられるケース体と、前記吹き出しダクトの吹き出し方向に対して横方向に延びる放電針基板を備え、吹き出し方向に対して平行な方向に前記空気吹き出し面側から前記ケース体に着脱自在に装着される放電モジュールと、前記放電針基板に間隔を隔ててそれぞれ取り付けられ、それぞれ前記吹き出しダクト内に突出する複数の放電針とを有し、前記放電モジュールの前記ケース体に対する着脱時にそれぞれの前記放電針を案内するスリットを前記吹き出しダクトに形成することを特徴とする。

本発明の除電装置は、前記放電モジュールは前記放電針基板と前記空気吹き出し面に着脱自在に装着される表面パネルとを有し、前記ケース体の空気吹き出し面に形成された基板挿入口を前記表面パネルにより覆うことを特徴とする。

本発明の除電装置は、帯電した被処理物にイオン化した空気を吹き付けて被処理物の静電気を除去する除電装置であって、空気吹き出し面を有し、イオン化された空気を吹き出す吹き出しダクトが前記空気吹き出し面側に開口して設けられるケース体と、前記吹き出しダクトの吹き出し方向に対して横方向に延びる放電針基板を備え、吹き出し方向に対して平行な方向に前記空気吹き出し面側から前記ケース体に着脱自在に装着される放電モジュールと、前記放電針基板に間隔を隔ててそれぞれ取り付けられ、それぞれ前記吹き出しダクト内に突出する複数の放電針と、前記放電針基板に設けられ、前記ケース体の空気吹き出し面に形成された基板挿入口を覆う表面パネルとを有することを特徴とする。

本発明の除電装置は、前記複数の放電針を前記放電針基板にほぼ直線状に取り付けることを特徴とする。

本発明の放電モジュールは、相互に平行な２つの長辺部、および両方の前記長辺部の両端を接続する短辺部とを有し長方形の空気吹き出し口を形成する吹き出しダクトが設けられるケース体に着脱自在に装着され、前記吹き出しダクト内を流れる空気をイオン化する放電モジュールであって、前記吹き出しダクトに設けられた対向電極にそれぞれ対向するとともに前記吹き出しダクトに形成されたスリットに挿入される複数の放電針が所定の間隔置きに設けられ、前記ケース体に形成された基板挿入口に挿入される放電針基板と、前記放電針基板に取り付けられ、前記基板挿入口を覆う表面パネルとを有することを特徴とする。

本発明によれば、イオン化された空気を吹き出す吹き出しダクトを有するケース体に対し、複数の放電針が設けられた放電針基板を有する放電モジュールが空気吹き出し面側から着脱自在に装着され、つまり放電モジュールが空気吹き出し方向に対して平行な方向にケース体に対して着脱自在となっているので、放電モジュールを取り外すことにより、容易に放電針の清浄作業や放電針の交換を行うことができる。これにより、除電装置のメンテナンス性を向上させることができる。

吹き出しダクトには放電針が挿入されるスリットが形成されており、放電モジュールを吹き出しダクトに組み付ける際には吹き出しダクトに対する放電モジュールの位置決めを行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は放電モジュールを取り外した状態における本発明の一実施の形態である除電装置の外観を示す斜視図であり、図２は図１に示された除電装置の正面図であり、図３は放電モジュールを装着した状態における除電装置の正面図であり、図４はケース体を１８０度回転した状態における除電装置の背面図であり、図５は図４の平面図であり、図６は図１に示された放電モジュールを内側から見た斜視図である。

この除電装置１０はホルダー１１とケース体１２とを有している。ホルダー１１はベース部１１ａとこのベース部１１ａの両端部に一体になりベース部１１ａに対してほぼ直角となった支持部１１ｂとを有し、板金を折り曲げ加工することにより形成されている。ケース体１２は樹脂材料または金属により形成されており、全体的に箱型となっている。ケース体１２の両方の端壁１３ａが支持部１１ｂに対して回転自在に支持され、端壁１３ａに対してほぼ直角方向の側壁１３ｂの外面が空気吹き出し面１４となっている。側壁１３ｂにはイオン化された空気を吹き出す吹き出しダクト１５が空気吹き出し面１４に開口して設けられており、吹き出しダクト１５の一部は空気吹き出し面１４よりも外方に突出している。

ケース体１２には２つの吹き出しダクト１５が設けられており、それぞれの吹き出しダクト１５はケース体１２の長手方向に延びる長辺部１６，１７と、長辺部１６，１７の両端部に一体となる短辺部１８とを有し、内部には空気流路が形成されている。吹き出しダクト１５の横断面は長方形となっており、その先端の吹き出し口１９は図示するように長方形となっている。吹き出し口１９は長辺部１６，１７に平行な仕切り部２１とこの仕切り部２１に直角方向の複数の仕切り部２２とにより複数の部分に区分され、吹き出し口１９内を流れる空気は整流されて外部に流出する。それぞれの吹き出しダクト１５は、それぞれの仕切り部２１，２２により４つの部分が２列となって８つの部分に区分されており、吹き出しダクト１５は合計１６の部分に区分されている。側壁１３ｂに対してほぼ直角となり、テーパ部１３ｃを介して側壁１３ｂに連なる側壁１３ｄには、複数の空気導入口を有する空気導入グリル２３がねじ部材２４により取り付けられている。

ケース体１２は上述のようにホルダー１１に回転自在に支持されている。図１は吹き出しダクト１５が正面側となった状態を示し、ケース体１２を図１において反時計方向に９０度回転させると、吹き出しダクト１５は図１において上側となり、さらに９０度回転させると吹き出しダクト１５は背面側となる。図４はケース体１２を図１の状態から１８０度回転させた状態を示す。このときには空気導入グリル２３は、図４および図５に示すように上方を向くことになる。このように、ケース体１２を回転させることにより、吹き出しダクト１５から吹き出される空気の向きを変更させることができる。ケース体１２をホルダー１１に対して締結するために、図２および図３に示すように、ケース体１２の両方の端壁１３ａに取り付けられてホルダー１１の支持部１１ｂを貫通するねじ軸２５にはノブ２６がねじ結合されており、吹き出しダクト１５の向きを調整した後にノブ２６を回転させることによりケース体１２はホルダー１１に締結される。なお、ホルダー１１は水平面のみならず垂直面等のような種々の角度の取付面にも取り付けることができる。

図１に示すように、ケース体１２には放電モジュール２７が着脱自在に装着されるようになっている。放電モジュール２７はケース体１２の空気吹き出し面１４に吹き出しダクト１５に隣り合って形成された基板挿入口２８内に挿入される放電針基板３１と、空気吹き出し面１４にねじ止めされる表面パネル３２とを有し、表面パネル３２は、図６に示すように、ねじ部材３３により放電針基板３１に固定される。放電モジュール２７をケース体１２に着脱自在に装着するために、空気吹き出し面１４に形成されたねじ孔３４には、表面パネル３２に形成された貫通孔３５を貫通するねじ部材３６がねじ結合されるようになっている。

放電針基板３１は樹脂製の帯状の板材により形成されており、その長手方向にはほぼ一直線に所定の間隔を置いて８つの銅などからなる金属製の固定駒３７が取り付けられ、それぞれの固定駒３７には金属製の放電針３８が固定されている。放電針基板３１の表面には一直線状に配置された放電針３８に電気的に接続されるプリント配線４１が設けられ、プリント配線４１は導通端部４２に接続され、この導通端部４２には銅などからなる金属製の接続端子４５が取り付けられている。なお、放電針基板３１に設けられる放電針３８の数は８本に限られず、吹き出し口１９の長手方向寸法に応じて、例えば１２本等のように任意の本数とすることができる。

吹き出しダクト１５は長辺部１６，１７とこれらの両端に一体となる短辺部１８とにより長方形となっており、吹き出し口１９が長方形となっているので、吹き出しダクト１５の長さを任意の長さとしたり、任意の数の吹き出しダクト１５をケース体１２に取り付けることにより、吹き出し風量を任意に設定することができる。また、放電針３８の間隔も、イオンの密度に応じて、吹き出しダクト１５の幅寸法等に応じて任意のピッチに設定することができる。

図７（Ａ）は図２における７Ａ−７Ａ線に沿う拡大断面図であり、図７（Ｂ）は図３における７Ｂ−７Ｂ線に沿う拡大断面図であり、図７（Ｃ）は図３における７Ｃ−７Ｃ線に沿う拡大断面図である。

図７に示すように、吹き出しダクト１５の長辺部１７には放電針３８に対応させてスリット４８が形成されており、それぞれのスリット４８は吹き出しダクト１５の開口端側から反対端に向けて延びており、放電モジュール２７をケース体１２に着脱する際、つまり放電モジュール２７をケース体１２に装着する際およびケース体１２から取り外す際にそれぞれの放電針３８はスリット４８に案内される。放電モジュール２７をケース体１２に装着すると、それぞれの放電針３８は図７（Ｂ）に示すように、吹き出しダクト１５内に突出することになる。全ての放電針３８に対向するように、吹き出しダクト１５の長辺部１６に平行に延びて設けられる支持部４９には対向電極５１が図７に示すように取り付けられている。

吹き出しダクト１５の長辺部１７の外面には、図７（Ａ）に示すように、支持駒５２が固定され、この支持駒５２には接続端子４５に形成された接続孔５３に嵌合するピン５４が接続端子として取り付けられている。したがって、放電モジュール２７をケース体１２に装着すると、放電針基板３１に設けられた接続端子４５の接続孔５３にピン５４が挿入されて、それぞれの放電針３８はピン５４に電気的に接続される。なお、吹き出しダクト１５に接続孔を有する接続端子を設け、放電モジュール２７にピン形状の接続端子を設けるようにしても良い。

図８は除電装置１０の通電回路を示す概略図である。図５に示すようにケース体１２に設けられたコネクタ５５には、例えば２４Ｖの直流電源５６が接続されるようになっている。ケース体１２内には直流を高周波に変換するインバータ５７が設けられ、インバータ５７はコネクタ５５に接続される給電ケーブル５８により直流電源５６に接続されるようになっている。インバータ５７により例えば６８ｋＨｚ程度の高周波に変換された電力は、昇圧トランス５９により例えば２ｋＶに昇圧される。昇圧トランス５９の出力線６１ａは直接対向電極５１に接続され、出力線６１ｂは接続端子４５を介してそれぞれの放電針３８に接続されている。

ケース体１２内には空気導入グリル２３から外部空気を導入し、導入した空気を吹き出しダクト１５に向けて吹き付けるためのファン６２が設けられており、ファン６２を駆動する直流モータ６３には給電ケーブル５８により直流が供給されるようになっている。給電ケーブル５８にはモータ回転数を調整するための可変抵抗器６４が設けられており、この可変抵抗器６４は図２および図３に示すようにケース体１２の空気吹き出し面１４に設けられた調整ダイヤル６５により操作される。また、給電ケーブル５８はメインスイッチ６６によりオンオフされるようになっており、このメインスイッチ６６はケース体１２の空気吹き出し面１４に設けられている。

上述した除電装置を用いて電子部品等を被処理物としてこれに向けてイオン化空気を吹き付けて被処理物に帯電した静電気を除去するには、図３に示すように、ケース体１２に放電モジュール２７を装着した状態のもとで、吹き出しダクト１５の開口部を被処理物に向ける。メインスイッチ６６を操作すると、ファン６２がモータ６３により駆動されて空気導入グリル２３の空気導入口から外部の空気がケース体１２内に導入され、吹き出しダクト１５内に供給される。

それぞれの放電針３８と対向電極５１には昇圧トランス５９から所定周波数の高電圧が印加され、放電針３８の回りにコロナ放電が発生する。これにより、吹き出しダクト１５内に流入した空気は、プラスイオンとマイナスイオンとを含むイオン化された空気となって被処理物に吹き付けられ、帯電していた被処理物はイオン化空気により中和される。イオン化された空気は、吹き出しダクト１５に設けられた仕切り部２１，２２により整流され、吹き出しダクト１５の吹き出し口１９からは全体的にイオンが均一に分散されて被処理物に吹き付けられる。

放電針３８に異物等が析出したり付着した場合には、ねじ部材３６を図１に示すように緩めて放電モジュール２７をケース体１２から取り外し、放電針３８を清浄にする。このように、放電モジュール２７はケース体１２の空気吹き出し面１４側から簡単に取り外すことができるので、放電針３８の清浄作業を簡単に行うことができる。放電針３８が劣化した場合にも、同様にして放電モジュール２７をケース体１２から取り外し、新品の放電モジュールに交換することになり、その作業を容易に行うことができる。

図９はケース体１２の吹き出しダクト１５に設けられる接続端子の変形例を示す断面図である。この場合には接続孔５３が形成された接続端子４５を放電針基板３１に設けることなく、放電針基板３１にプリントされた導通端部４２を基板側の接続端子としている。この接続端子に対応させて吹き出しダクト１５には、放電針基板３１の裏面に接触する端子片７１と、これに固定され放電針基板３１の表面側の導通端部４２に接触する端子片７２とにより形成される接続端子がスペーサ７３を介して取り付けられている。このように、放電モジュール２７の放電針３８とケース体１２側の電源との電気的な接続は、図示する場合に限られず、種々の形態とすることができる。

また、放電針基板３１に昇圧トランス５９を取り付けるようにしても良く、その場合には、昇圧トランス５９と放電針３８との距離を短くしてこれらの間のインピーダンスを小さくすることができるので、電力ロスを少なくすることができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、対向電極５１とそれぞれの放電針３８とに直流電流を供給するようにしても良い。また、本発明はコロナ放電により空気にオゾンを加えるためのオゾナイザーとしても適用することができる。さらに、ケース体１２の内部にファン６２とモータ６３を組み込むことなく、ケース体１２の外部から空気を供給するようにしても良い。放電針基板３１には図示する場合には複数の放電針３８が一列となって配置されているが、複数列として配置するようにしても良く、直線状に配置することなく、ジグザグ配置としても良い。

放電モジュールを取り外した状態における本発明の一実施の形態である除電装置の外観を示す斜視図である。 図１に示された除電装置の正面図である。 放電モジュールを装着した状態における除電装置の正面図である。 ケース体を１８０度回転した状態における除電装置の背面図である。 図４の平面図である。 図１に示された放電モジュールを内側から見た斜視図である。 （Ａ）は図２における７Ａ−７Ａ線に沿う拡大断面図であり、（Ｂ）は図３における７Ｂ−７Ｂ線に沿う拡大断面図であり、（Ｃ）は図３における７Ｃ−７Ｃ線に沿う拡大断面図である。 除電装置の通電回路を示す概略図である。 吹き出しダクトに設けられる接続端子の変形例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 除電装置
１１ ホルダー
１２ ケース体
１４ 空気吹き出し面
１５ 吹き出しダクト
１９ 吹き出し口
２１，２２ 仕切り部
２３ 空気導入グリル
２７ 放電モジュール
２８ 基板挿入口
３１ 放電針基板
３２ 表面パネル
３７ 固定駒
３８ 放電針
４５ 接続端子
４８ スリット
５１ 対向電極
５４ ピン

Claims (5)

1. 帯電した被処理物にイオン化した空気を吹き付けて被処理物の静電気を除去する除電装置であって、
   空気吹き出し面を有し、イオン化された空気を吹き出す吹き出しダクトが前記空気吹き出し面側に開口して設けられるケース体と、
   前記吹き出しダクトの吹き出し方向に対して横方向に延びる放電針基板を備え、吹き出し方向に対して平行な方向に前記空気吹き出し面側から前記ケース体に着脱自在に装着される放電モジュールと、
   前記放電針基板に間隔を隔ててそれぞれ取り付けられ、それぞれ前記吹き出しダクト内に突出する複数の放電針とを有し、
   前記放電モジュールの前記ケース体に対する着脱時にそれぞれの前記放電針を案内するスリットを前記吹き出しダクトに形成することを特徴とする除電装置。
2. 請求項１記載の除電装置において、前記放電モジュールは前記放電針基板と前記空気吹き出し面に着脱自在に装着される表面パネルとを有し、前記ケース体の空気吹き出し面に形成された基板挿入口を前記表面パネルにより覆うことを特徴とする除電装置。
3. 帯電した被処理物にイオン化した空気を吹き付けて被処理物の静電気を除去する除電装置であって、
   空気吹き出し面を有し、イオン化された空気を吹き出す吹き出しダクトが前記空気吹き出し面側に開口して設けられるケース体と、
   前記吹き出しダクトの吹き出し方向に対して横方向に延びる放電針基板を備え、吹き出し方向に対して平行な方向に前記空気吹き出し面側から前記ケース体に着脱自在に装着される放電モジュールと、
   前記放電針基板に間隔を隔ててそれぞれ取り付けられ、それぞれ前記吹き出しダクト内に突出する複数の放電針と、
   前記放電針基板に設けられ、前記ケース体の空気吹き出し面に形成された基板挿入口を覆う表面パネルとを有することを特徴とする除電装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の除電装置において、前記複数の放電針を前記放電針基板にほぼ直線状に取り付けることを特徴とする除電装置。
5. 相互に平行な２つの長辺部、および両方の前記長辺部の両端を接続する短辺部とを有し長方形の空気吹き出し口を形成する吹き出しダクトが設けられるケース体に着脱自在に装着され、前記吹き出しダクト内を流れる空気をイオン化する放電モジュールであって、
   前記吹き出しダクトに設けられた対向電極にそれぞれ対向するとともに前記吹き出しダクトに形成されたスリットに挿入される複数の放電針が所定の間隔置きに設けられ、前記ケース体に形成された基板挿入口に挿入される放電針基板と、
   前記放電針基板に取り付けられ、前記基板挿入口を覆う表面パネルとを有することを特徴とする放電モジュール。
   

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